JP7007134B2

JP7007134B2 - 基地局装置、端末装置、通信システムおよび通信制御方法

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Publication number: JP7007134B2
Application number: JP2017155457A
Authority: JP
Inventors: 紀之志水; 眞帆滝田; 弘明浅野; 秀樹新宮
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2037-08-10
Also published as: WO2019031044A1; US11201649B2; US20200382184A1; JP2019036773A

Description

本発明は、基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用した端末装置の無線通信を制御する基地局装置、端末装置、通信システムおよび通信制御方法に関するものである。

現在検討が進められている５Ｇ（第５世代移動体通信システム）では、高ＳＨＦ帯やＥＨＦ帯が利用されるようになっており、このような高周波数帯を利用することで、非常に広い通信帯域を確保できることから、１Ｇｂｐｓを超える大容量通信が可能となる。一方、このような高周波数帯を利用した無線通信は、電波到達距離が短いため、送信ビームフォーミング技術を利用して、電波到達距離を伸ばす検討が行われている。

送信ビームフォーミング技術を利用する場合、ユーザ端末では、適切な送信ビームを逐次選択して通信を行うことになる。このようなビーム選択に関する技術として、従来、各送信ビームの受信電力に基づいて、適切な送信ビームを選択する技術が知られている（特許文献１参照）。また、この技術では、送信ビームを太くした場合に、受信電力が下がることから、送信ビームの受信電力にオフセットを加えることで、送信ビームの太さに影響されずに、送信ビームの評価を公平に行うようにしている。

特開２０１５－１８５９５３号公報

さて、５Ｇで採用される高周波数帯を利用した通信方式では、大容量通信が可能となる反面、電波の直進性が高いため、通信経路上に遮蔽物が存在すると無線品質が劣化することで、通信の切断などの通信不良が発生する。また、多数のユーザ端末が同一の送信ビームを利用する場合、ユーザ端末のスループットが低下する。このような通信不良が発生したり、ユーザ端末のスループットが低下したりすると、通信中のユーザのサービス満足度が低下する可能性がある。このため、遮蔽などによる通信不良や混雑によるスループットの低下を事前に回避することができる技術が望まれる。

しかしながら、前記従来の技術のように、各送信ビームの受信電力に基づいて、適切な送信ビームを選択するだけでは、遮蔽などによる通信不良や混雑によるスループットの低下を事前に回避することができないという問題があった。

そこで、本発明は、通信不良やスループットの低下を事前に回避して、ユーザのサービス満足度を向上させることができる基地局装置、端末装置、通信システムおよび通信制御方法を提供することを主な目的とする。

本発明の基地局装置は、自装置または他の基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用した端末装置の無線通信を制御する基地局装置であって、前記端末装置と無線通信を行う無線通信部と、前記端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進するように、当該送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正する補正情報を取得して、その補正情報を前記無線通信部から前記端末装置に送信する制御部と、を備え、前記制御部は、特定の送信ビームを利用して通信中の複数の前記端末装置の中から、所定の条件にしたがって前記端末装置を選択して、選択した前記端末装置に、前記補正情報を送信する構成とする。

また、本発明の端末装置は、基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用して、前記基地局装置と無線通信を行う端末装置であって、前記基地局装置と無線通信を行う無線通信部と、前記基地局装置から送信される補正情報を前記無線通信部で受信すると、前記補正情報に基づいて、送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正して、その補正された測定値に基づいて選択された前記送信ビームを利用して前記基地局装置と無線通信を行う制御部と、前記基地局装置から受信した前記補正情報を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、所定の保持期間が経過すると、前記記憶部に記憶された前記補正情報を消去する構成とする。

また、本発明の通信システムは、基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用して、端末装置が前記基地局装置と無線通信を行う通信システムであって、前記基地局装置は、前記端末装置と無線通信を行う無線通信部と、前記端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進するように、当該送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正する補正情報を取得して、その補正情報を前記無線通信部から前記端末装置に送信する制御部と、を備え、前記基地局装置の前記制御部は、特定の送信ビームを利用して通信中の複数の前記端末装置の中から、所定の条件にしたがって前記端末装置を選択して、選択した前記端末装置に、前記補正情報を送信し、前記端末装置は、前記基地局装置と無線通信を行う無線通信部と、前記基地局装置から送信される前記補正情報を前記無線通信部で受信すると、前記補正情報に基づいて、前記送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正して、その補正された測定値に基づいて選択された前記送信ビームを利用して前記基地局装置と無線通信を行う制御部と、を備える構成とする。

また、本発明の通信制御方法は、基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用した端末装置の無線通信を制御する通信制御方法であって、前記基地局装置は、前記端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進するように、当該送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正する補正情報を取得し、特定の送信ビームを利用して通信中の複数の前記端末装置の中から、所定の条件にしたがって前記端末装置を選択して、選択した前記端末装置に、前記補正情報を送信し、前記端末装置は、前記基地局装置から送信される前記補正情報を受信すると、前記補正情報に基づいて、前記送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正して、その補正された測定値に基づいて選択された前記送信ビームを利用して前記基地局装置と無線通信を行う構成とする。

本発明によれば、端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進することができる。これにより、通信不良やスループットの低下を事前に回避して、ユーザのサービス満足度を向上させることができる。

第１実施形態に係る通信システムの全体構成図第１実施形態に係るユーザ端末１および基地局２の送信ビームの状況を示す説明図第１実施形態に係る基地局２の概略構成を示すブロック図第１実施形態に係るユーザ端末１の概略構成を示すブロック図第１実施形態に係る報知情報のメッセージに付加されるオフセット情報を示す説明図第１実施形態に係る測定関連情報のメッセージに付加されるオフセット情報を示す説明図第１実施形態に係るユーザ端末１に記憶されるオフセット情報を示す説明図第１実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１の新規接続時に行われる処理の手順を示すフロー図第１実施形態に係るユーザ端末１において新規接続時に行われる処理の手順を示すフロー図第１実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１が接続中である場合に行われる処理の手順を示すフロー図第１実施形態に係るユーザ端末１において基地局２に接続中である場合に行われる処理の手順を示すフロー図第２実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１の新規接続時に行われる処理の手順を示すフロー図第３実施形態に係るユーザ端末１および基地局２の送信ビームの状況を示す説明図第３実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１の新規接続時に行われる処理の手順を示すフロー図第４実施形態に係るユーザ端末１および基地局２の送信ビームの状況を示す説明図第４実施形態に係る利用ビーム履歴情報を示す説明図第４実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１が接続中である場合に行われる処理の手順を示すフロー図第５実施形態に係るユーザ端末１および基地局２の送信ビームの状況を示す説明図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、自装置または他の基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用した端末装置の無線通信を制御する基地局装置であって、前記端末装置と無線通信を行う無線通信部と、前記端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進するように、当該送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正する補正情報を取得して、その補正情報を前記無線通信部から前記端末装置に送信する制御部と、を備え、前記制御部は、特定の送信ビームを利用して通信中の複数の前記端末装置の中から、所定の条件にしたがって前記端末装置を選択して、選択した前記端末装置に、前記補正情報を送信する構成とする。

これによると、特定の端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進することができる。これにより、通信不良やスループットの低下を事前に回避して、ユーザのサービス満足度を向上させることができる。また、特定の送信ビームを利用する端末装置を別の送信ビームを利用するように誘導することができ、特定の送信ビームの負荷分散や通信効率化を図ることができる。

また、第２の発明は、前記制御部は、前記送信ビームの受信状況を評価する測定値としての受信電力の測定値を増減するオフセット値を含む前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、受信電力の測定値からオフセット値を減算して、受信電力が実際より小さくなるように補正することで、当該送信ビームの評価が低くなり、端末装置での当該送信ビームの利用を抑制することができる。また、受信電力の測定値にオフセット値を加算して、受信電力が実際より大きくなるように補正することで、当該送信ビームの評価が高くなり、端末装置での当該送信ビームの利用を促進することができる。

また、第３の発明は、前記制御部は、所定の順番で並べられた複数の送信ビームを均等にグループ分けした際の１つのビームグループを構成するビーム数と、前記ビームグループごとの前記測定値に対するオフセット値とを含む前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、補正情報のデータ量を削減することができる。

また、第４の発明は、前記制御部は、所定の順番で並べられた複数の送信ビームのうち、前記測定値に対する同一のオフセット値となるビーム群の最初の送信ビームの識別子と、当該ビーム群を構成するビーム数と、当該ビーム群のオフセット値とを含む前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、オフセット値を設定する自由度を確保しつつ、補正情報のデータ量を削減することができる。

また、第５の発明は、前記制御部は、各送信ビームの現在の混雑状況を判定して、混雑中の送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、端末装置において混雑中の送信ビームの利用を抑制することができるため、スループットの低下を事前に回避することができる。なお、端末装置が基地局装置に接続中でない場合には、混雑中でない別の送信ビームを利用して通信が開始されるように制御することができ、また、基地局装置に接続中の端末装置が混雑中の送信ビームを利用している場合には、混雑中でない別の送信ビームに切り替えるように制御することができる。

また、第６の発明は、さらに、通信環境が常時悪い送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する補正情報を記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、端末装置において、通信環境が常時悪い送信ビームの利用が抑制されるため、通信不良やスループットの低下を事前に回避することができる。

また、第７の発明は、前記制御部は、現在の時間帯において通信環境が悪化する送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、端末装置において、現在の時間帯において通信環境が悪化する送信ビームの利用が抑制されるため、通信不良やスループットの低下を事前に回避することができる。

また、第８の発明は、前記制御部は、信号機の制御情報に基づいて、青信号により進行が許可された車線を対象にした送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、青信号で走行中の車両に搭載された端末装置において、青信号により進行が許可された車線を対象にした送信ビームの利用が抑制されるため、通信不良を事前に回避することができる。

また、第９の発明は、前記制御部は、反射により上空に向かう送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、上空の飛翔体に搭載された端末装置において、反射により上空に向かう送信ビームの利用が抑制されるため、通信不良を事前に回避することができる。

また、第１０の発明は、前記制御部は、自装置が、自装置に接続中の前記端末装置の移動方向の後側に位置する場合には、前記端末装置の移動方向の前側に位置する隣の基地局装置により形成される送信ビームの利用を促進し、または、自装置により形成される送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、現在通信中の基地局の送信ビームで通信不良が発生する前に、隣の基地局の送信ビームに切り替えることができる。

また、第１１の発明は、さらに、前記端末装置で過去に利用した送信ビームに関する情報を利用ビーム履歴情報として蓄積する記憶部を備え、前記制御部は、前記利用ビーム履歴情報に基づいて、自装置に接続中の前記端末装置が前記隣の基地局装置との境界付近の送信ビームを利用していると判定した場合には、前記隣の基地局装置により形成される送信ビームの利用を促進し、または、自装置により形成される送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得する構成とする。

これによると、端末装置の移動方向を取得することなく、現在通信中の基地局の送信ビームで通信不良が発生する前に、隣の基地局の送信ビームに切り替えることができる。

また、第１２の発明は、基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用して、前記基地局装置と無線通信を行う端末装置であって、前記基地局装置と無線通信を行う無線通信部と、前記基地局装置から送信される補正情報を前記無線通信部で受信すると、前記補正情報に基づいて、送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正して、その補正された測定値に基づいて選択された前記送信ビームを利用して前記基地局装置と無線通信を行う制御部と、前記基地局装置から受信した前記補正情報を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、所定の保持期間が経過すると、前記記憶部に記憶された前記補正情報を消去する構成とする。

これによると、第１の発明と同様に、通信不良やスループットの低下を事前に回避して、ユーザのサービス満足度を向上させることができる。また、通信中の送信ビームを見失った場合、基地局装置から補正情報を取得できなくなるが、記憶部に記憶された補正情報を用いることで、測定値の補正を行うことができる。なお、新たに補正情報が基地局装置から通知された場合には、記憶部の補正情報を更新すればよい。

また、第１３の発明は、前記制御部は、所定の保持期間が経過すると、前記記憶部に記憶された前記補正情報を消去する構成とする。

これによると、無用な補正情報で記憶部の容量が浪費されることを避けることができる。なお、保持期間は、基地局から通知されるようにするとよい。

また、第１４の発明は、基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用して、端末装置が前記基地局装置と無線通信を行う通信システムであって、前記基地局装置は、前記端末装置と無線通信を行う無線通信部と、前記端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進するように、当該送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正する補正情報を取得して、その補正情報を前記無線通信部から前記端末装置に送信する制御部と、を備え、前記基地局装置の前記制御部は、特定の送信ビームを利用して通信中の複数の前記端末装置の中から、所定の条件にしたがって前記端末装置を選択して、選択した前記端末装置に、前記補正情報を送信し、前記端末装置は、前記基地局装置と無線通信を行う無線通信部と、前記基地局装置から送信される前記補正情報を前記無線通信部で受信すると、前記補正情報に基づいて、前記送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正して、その補正された測定値に基づいて選択された前記送信ビームを利用して前記基地局装置と無線通信を行う制御部と、を備える構成とする。

これによると、第１の発明と同様に、通信不良やスループットの低下を事前に回避して、ユーザのサービス満足度を向上させることができる。また、特定の送信ビームを利用する端末装置を別の送信ビームを利用するように誘導することができ、特定の送信ビームの負荷分散や通信効率化を図ることができる。

また、第１５の発明は、基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用した端末装置の無線通信を制御する通信制御方法であって、前記基地局装置は、前記端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進するように、当該送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正する補正情報を取得し、特定の送信ビームを利用して通信中の複数の前記端末装置の中から、所定の条件にしたがって前記端末装置を選択して、選択した前記端末装置に、前記補正情報を送信し、前記端末装置は、前記基地局装置から送信される前記補正情報を受信すると、前記補正情報に基づいて、前記送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正して、その補正された測定値に基づいて選択された前記送信ビームを利用して前記基地局装置と無線通信を行う構成とする。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る通信システムの全体構成図である。

この通信システムは、ユーザ端末１（端末装置）と、セルラー通信の基地局２（基地局装置）と、無線ＬＡＮの基地局３（アクセスポイント、基地局装置）と、通信制御装置４と、を備えている。

ユーザ端末１は、スマートフォンやタブレット端末などである。このユーザ端末１は、セルラー通信の基地局２に接続することができ、このセルラー通信の基地局２と通信制御装置４を介して、インターネット上の対向局（サーバなど）と通信を行う。また、ユーザ端末１は、無線ＬＡＮの基地局３に接続することができ、この無線ＬＡＮの基地局３を介して、インターネット上の対向局（サーバなど）と通信を行う。

セルラー通信の基地局２は、５Ｇで採用される高ＳＨＦ帯またはＥＨＦ帯（ミリ波帯）を利用した無線通信を行うものである。このセルラー通信の基地局２では、送信ビームフォーミングが行われ、複数の送信ビームが形成され、いずれかの送信ビームを利用してユーザ端末１にデータを送信する。

また、無線ＬＡＮの基地局３は、ＷｉＧｉｇ（登録商標）等、高ＳＨＦ帯以上の周波数を利用した無線通信を行うものである。この無線ＬＡＮの基地局３では、セルラー通信の基地局２と同様に、送信ビームフォーミングが行われ、複数の送信ビームが形成され、いずれかの送信ビームを利用してユーザ端末１にデータを送信する。

なお、基地局２あるいは基地局３により測定用のシグナリングを送信する場合の送信ビームフォーミングが行われるとき、送信ビームごとにその送信方向は固定されている。

ユーザ端末１では、セルラー通信の基地局２および無線ＬＡＮの基地局３により形成される各送信ビームの受信状況を評価する測定値、具体的には、各送信ビームの受信電力を測定し、各送信ビームの受信電力の測定値に基づいて選択された送信ビームを利用して、セルラー通信の基地局２および無線ＬＡＮの基地局３と通信を行う。

通信制御装置４は、セルラー通信の基地局２に関する通信を制御するものであり、ＳＭＦ（Session Management Function）やＵＰＦ（User Plane Function）などである。

次に、第１実施形態に係るユーザ端末１および基地局２において行われる処理の概要について説明する。図２は、ユーザ端末１および基地局２の送信ビームの状況を示す説明図である。

ユーザ端末１と基地局２との間の通信経路上に遮蔽物が存在すると無線品質が劣化することで、通信の切断などの通信不良が発生する。例えば、基地局２の送信ビームが、車両の交通量が多い車道を横切るように形成される場合、その送信ビームは通信不良が発生する可能性が高い。また、基地局２の送信ビームが、看板や街路樹などの遮蔽物が多い方向に形成される場合にも、その送信ビームは通信不良が発生する可能性が高い。そして、このような遮蔽による通信不良が発生する可能性は、遮蔽物の状況に依存するため、大きく変動しない。

そこで、本実施形態では、通信環境が常時悪い特定の方向に形成される送信ビームに対して、ユーザ端末１において当該送信ビームの利用が常時抑制されるように、固定値となるオフセット値（初期のオフセット値）を設定して、そのオフセット値に基づいて、ユーザ端末１で測定される送信ビームの受信電力を補正する。

これにより、ユーザ端末１において、通信環境が常時悪い送信ビームの評価が低くなることで、その送信ビームの利用が抑制されるため、通信不良を事前に回避することができる。

また、多数のユーザ端末１が同一の送信ビームを利用する場合、すなわち、送信ビームが混雑している場合、ユーザ端末１のスループットが低下する。この場合、混雑によるスループットの低下が発生する可能性は、送信ビームの混雑状況に依存し、変動する。

そこで、本実施形態では、各送信ビームの現在の混雑状況を判定して、ユーザ端末１において混雑中の送信ビームの利用が抑制されるように、変動値となるオフセット値を設定して、そのオフセット値に基づいて、ユーザ端末１で測定される送信ビームの受信電力を補正する。特に本実施形態では、初期のオフセット値とは別に混雑用のオフセット値を用意し、送信ビームが混雑中と判定されると、混雑用のオフセット値に更新する。

これにより、混雑によるスループットの低下が発生する可能性が高い送信ビームの利用が抑制され、新規接続時に、ユーザ端末１が混雑中の送信ビームを利用しないように制限することができ、また、ユーザ端末１が基地局２に接続中である場合には、混雑中の送信ビームに切り替えられないように制限することができるため、スループットの低下を事前に回避することができる。

なお、送信ビームが混雑状態になると、その送信ビームに対して、一律に混雑用のオフセット値に更新すればよいが、混雑の度合に応じてオフセット値を変化させるようにしてもよい。

また、ユーザ端末１では、送信ビームの受信電力の測定値が、所定の基準電力（送信ビームとして検出する受信電力の基準、例えば－１２０ｄＢｍ）以下であれば送信ビームと見做さない。このため、基準電力の近傍まで受信電力を補正すると、その送信ビームが選択されにくくなる。特に、新規接続時には、基準電力以下に補正して、その送信ビームが選択できないようにしてもよい。一方、基地局２に接続中である場合には、基準電力以下に補正すると、接続が切断されるため、補正された受信電力が基準電力以下にならないように補正するとよい。これにより、通信が切断されずに、他の送信ビームに切り替えることができる。

次に、第１実施形態に係るセルラー通信の基地局２の概略構成について説明する。図３は、セルラー通信の基地局２の概略構成を示すブロック図である。

セルラー通信の基地局２は、無線通信部１１と、有線通信部１２と、制御部１３と、記憶部１４と、を備えている。

無線通信部１１は、ユーザ端末１と無線通信を行う。

有線通信部１２は、通信制御装置４や、周辺にある別の基地局２と有線通信を行う。

記憶部１４は、ユーザ端末１に関する情報や、周辺にある別の基地局２に関する情報や、制御部１３を構成するプロセッサで実行されるプログラムなどを記憶する。また、記憶部１４は、オフセット情報データベースの登録情報を記憶する。オフセット情報データベースには、ユーザ端末１で測定される各送信ビームの受信電力を補正するオフセット値が登録される。このオフセット値には、初期のオフセット値と混雑用のオフセット値とがある。

制御部１３は、無線制御部２１と、有線制御部２２と、を備えている。この制御部１３は、プロセッサで構成され、制御部１３の各部は、記憶部１４に記憶されたプログラムをプロセッサで実行することで実現される。

有線制御部２２は、通信制御装置４や、周辺にある別の基地局２との有線通信により、ユーザ端末１の接続先などに関する情報を交換する。

無線制御部２１は、混雑判定部３１と、端末選択部３２と、オフセット情報取得部３３と、メッセージ制御部３４と、を備えている。

混雑判定部３１は、各送信ビームの混雑状況を判定する。本実施形態では、各送信ビームの通信中端末数、すなわち、各送信ビームを利用して通信中のユーザ端末１の数で混雑状況を判定する。すなわち、対象とする送信ビームの通信中端末数が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、通信中端末数がしきい値以上であれば、対象とする送信ビームを混雑中と判定する。

なお、通信中端末数のしきい値は、送信ビームの利用を許容するユーザ端末１の上限値であり、このしきい値により、送信ビームを利用するユーザ端末１の数を制限することで、ユーザ端末１で高いスループットを確保することができる。

端末選択部３２は、自装置と通信中のユーザ端末１の中から、オフセット情報を通知するユーザ端末１を選択する。本実施形態では、混雑中の送信ビームを利用して通信中の複数のユーザ端末１のうち、混雑中でない他の送信ビームを利用可能なユーザ端末１を抽出し、ここで１つのユーザ端末１に絞り込まれていない場合には、抽出した複数のユーザ端末１のうち、現在通信中の送信ビームで無線品質が最も低いユーザ端末１を選択する。

オフセット情報取得部３３は、各送信ビームに関するオフセット値を規定したオフセット情報（補正情報）を取得する。本実施形態では、各送信ビームの混雑状況に応じて、各送信ビームに関するオフセット値を設定する。すなわち、混雑中の送信ビームについては、ユーザ端末１で選択が抑制されるように受信電力を補正するオフセット値を設定し、混雑中でない送信ビームについては、記憶部１４に記憶された初期のオフセット値をそのまま使用する。

メッセージ制御部３４は、ユーザ端末１の新規接続時に、オフセット情報取得部３３で取得したオフセット情報を含む報知情報のメッセージを生成して、その報知情報のメッセージを、在圏する全てのユーザ端末１に一斉送信する。この報知情報のメッセージは、非通信中のユーザ端末１に向けて送信されるメッセージであり、全てのユーザ端末１に同一内容が送信される。また、メッセージ制御部３４は、ユーザ端末１が基地局２に接続中である場合に、オフセット情報を含む測定関連情報のメッセージを生成して、その測定関連情報のメッセージをユーザ端末１に送信する。この測定関連情報のメッセージは、通信中のユーザ端末１に向けて送信されるメッセージであり、個々のユーザ端末１に個別の内容が送信される。

なお、図３にはセルラー通信の基地局２の概略構成を示したが、無線ＬＡＮの基地局３もこれと略同様である。

次に、第１実施形態に係るユーザ端末１の概略構成について説明する。図４は、ユーザ端末１の概略構成を示すブロック図である。

ユーザ端末１は、無線通信部４１と、制御部４２と、記憶部４３と、を備えている。

無線通信部４１は、セルラー通信の基地局２および無線ＬＡＮの基地局３との間で無線通信を行い、インターネット上の対向局（サーバなど）とデータの送受信を行う。

記憶部４３は、自装置に関する情報や、基地局２，３に関する情報や、制御部４２を構成するプロセッサで実行されるプログラムなどを記憶する。また、記憶部４３は、基地局２から受信したメッセージに含まれるオフセット情報を記憶する。

制御部４２は、接続先制御部５１と、オフセット処理部５２と、ビーム選択部５３と、メッセージ制御部５４と、ビーム受信制御部５５と、を備えている。この制御部４２は、プロセッサで構成され、制御部４２の各部は、記憶部４３に記憶されたプログラムをプロセッサで実行することで実現される。

接続先制御部５１は、接続可能なセルを探索するセルサーチを行う。また、接続先制御部５１は、ビーム選択部５３で選択したセルが、ユーザ端末１がキャンプできる適切なセルとしての基準を満足するか否かを判定する適切セル判定を行う。また、接続先制御部５１は、適切なセルと判定したセルのシステム情報などを監視するキャンプ状態に移行するキャンプオンの処理を行う。

オフセット処理部５２は、基地局２から受信したメッセージに含まれるオフセット情報を取得して、このオフセット情報に基づいて、各送信ビームのオフセット値を取得して、そのオフセット値に基づいて、各送信ビームの受信電力の測定値を補正して、補正された受信電力の測定値を取得する。

なお、オフセット処理部５２では、送信ビームの受信電力の測定値を補正する際に、受信電力の測定値に対して、オフセット値を減算または加算する。ここで、受信電力の測定値からオフセット値を減算して、受信電力が実際より小さくなるように補正することで、当該送信ビームの評価が低くなり、ユーザ端末１での当該送信ビームの利用を抑制することができる。また、受信電力の測定値にオフセット値を加算して、受信電力が実際より大きくなるように補正することで、当該送信ビームの評価が高くなり、ユーザ端末１での当該送信ビームの利用を促進することができる。

ビーム選択部５３は、ユーザ端末１の新規接続時に、オフセット処理部５２で取得した受信電力の補正値に基づいて、適切な送信ビームを選択する。なお、ユーザ端末１が基地局２に接続中である場合には、基地局２において最適な送信ビームを選択する。

メッセージ制御部５４は、ユーザ端末１が基地局２に接続中である場合に、オフセット処理部５２で取得した補正済みの受信電力の測定値に基づいて、受信電力の測定値の報告の要否を判定し（報告イベント判定）、報告が必要であれば、補正済みの受信電力の測定値を含むビーム測定報告のメッセージを生成して、そのビーム測定報告のメッセージを基地局２に送信する。

ビーム受信制御部５５は、ユーザ端末１の新規接続時に、ビーム選択部５３で選択した送信ビームで通信が開始されるように、送信ビームの受信を制御する。また、ユーザ端末１が基地局２に接続中である場合に、基地局２から送信されるビーム指示のメッセージを受信すると、受信する送信ビームを、そのメッセージで指示された送信ビームに切り替える。

次に、第１実施形態に係る報知情報のメッセージおよび測定関連情報のメッセージに付加されるオフセット情報について説明する。図５は、報知情報のメッセージに付加されるオフセット情報を示す説明図である。図６は、測定関連情報のメッセージに付加されるオフセット情報を示す説明図である。

本実施形態では、各送信ビームのオフセット値を表すオフセット情報（補正情報）を、報知情報のメッセージ（在圏する全てのユーザ端末１に同一内容を送信するメッセージ）および測定関連情報のメッセージ（接続中のユーザ端末１の個々に個別の内容を送信するメッセージ）に付加して、ユーザ端末１に送信する。このとき、基地局２で形成される送信ビームの本数は例えば１００～２００と多数になるため、オフセット情報で送信ビームごとのオフセット値を個別に規定するようにすると、通信量が多くなる。そこで、以下に示すように、メッセージに付加されるオフセット情報の内容を設定する。なお、図５に示す報知情報のメッセージの例では、図示の都合から送信ビーム本数を１０本としている。

まず、第１の方式では、図５（Ａ－１）に示すように、ビームＩＤの順番にしたがって並べられた複数の送信ビームを均等にグループ分けする、すなわち、送信ビームを所定本数ずつグループ分けして、ビームグループ単位でオフセット量を規定している。そして、図５（Ａ－２）に示すように、メッセージに付加されるオフセット情報には、１ビームグループあたりのビーム数と、ビームグループＩＤごとのオフセット値とを格納する。

この場合、ユーザ端末１では、１ビームグループあたりのビーム数に基づいて、各送信ビームが属するビームグループを特定することができる。そして、ビームグループＩＤごとのオフセット値に基づいて、各送信ビームのオフセット値を特定することができる。

なお、この第１の方式では、１ビームグループあたりのビーム数は変更することができるが、ビームグループに属する送信ビームは全て同一のオフセット値となる。

第２の方式では、図５（Ｂ－１）に示すように、ビームＩＤの順番にしたがって並べられた複数の送信ビームのうち、同一のオフセット値となる連続した送信ビームを１つのビーム群とする。そして、図５（Ｂ－２）に示すように、メッセージに付加されるオフセット情報には、１つのビーム群の最初の送信ビーム（先頭ビーム）のビームＩＤ（識別子）と、そのビーム群を構成するビーム数（連続ビーム数）と、そのビーム群のオフセット値とを格納する。

この第２の方式では、図５（Ａ）に示す第１の方式のように、オフセット値の設定がビームグループで制限されないため、第１の方式より、オフセット値を設定する自由度が高くなる。

また、図６に示す測定関連情報のメッセージの例では、メッセージの送信先となるユーザ端末１用に取得したビームＩＤとオフセット値を格納する。

次に、第１実施形態に係るユーザ端末１に記憶されるオフセット情報について説明する。図７は、ユーザ端末１に記憶されるオフセット情報を示す説明図である。

本実施形態では、ユーザ端末１において、在圏するセルの基地局２から報知情報のメッセージおよび測定関連情報のメッセージを受信すると、そのメッセージに含まれるオフセット情報を記憶部４３に記憶する。ユーザ端末１が移動すると、在圏するセルが変化することで、各セルの基地局２からオフセット情報を取得することができ、記憶部４３には、過去に移動した経路上に存在する各セルの基地局２のオフセット情報が蓄積される。また、新たにオフセット値が通知されたら記憶部４３のオフセット情報を更新し、記憶部４３には、最新のオフセット情報が蓄積される。

一方、ユーザ端末１が、通信中の送信ビームを一時的に見失うと、測定関連情報のメッセージを受信できないため、基地局２からオフセット情報を取得できなくなる。この場合、ユーザ端末１では、記憶部４３に蓄積されたセルごとのオフセット情報の中から、在圏するセルのオフセット情報を取得して、そのオフセット情報を使用して受信電力の補正を行う。

また、本実施形態では、オフセット情報とともに、そのオフセット情報の保持期間に関する情報が、基地局２からユーザ端末１に送信される。ユーザ端末１では、保持期間が経過すると、記憶部４３に記憶されたオフセット情報を消去する。

なお、図７には、図５（Ａ）に示した第１の方式によるオフセット情報とした例を示したが、図５（Ｂ）に示した第２の方式によるオフセット情報でも同様である。

次に、第１実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１の新規接続時に行われる処理の手順について説明する。図８は、基地局２においてユーザ端末１の新規接続時に行われる処理の手順を示すフロー図である。

図８（Ａ）に示すように、基地局２では、まず、オフセット情報取得部３３において、各送信ビームの初期のオフセット値を記憶部１４から取得する（ＳＴ１０１）。次に、混雑判定部３１において、各送信ビームの混雑状況に関する混雑判定を行う（ＳＴ１０２）。そして、混雑中の送信ビームがある場合には（ＳＴ１０３でＹｅｓ）、オフセット情報取得部３３において、その混雑中の送信ビームに関するオフセット値を、混雑用のオフセット値、すなわち、ユーザ端末１で送信ビームの利用を抑制するように受信電力の測定値を補正するオフセット値に更新する（ＳＴ１０４）。

次に、メッセージ制御部３４において、混雑中の送信ビームに関する更新済みのオフセット値と、混雑中でない送信ビームに関する初期のオフセット値とを含む報知情報のメッセージを生成する（ＳＴ１０５）。そして、その報知情報のメッセージを、在圏するユーザ端末１に一斉送信する（ＳＴ１０６）。

一方、混雑中の送信ビームがない場合には（ＳＴ１０３でＮｏ）、オフセット値の更新（ＳＴ１０４）を行わずに、メッセージ制御部３４において、各送信ビームの初期のオフセット値を含む報知情報のメッセージを生成して（ＳＴ１０５）、その報知情報のメッセージを在圏するユーザ端末１に一斉送信する（ＳＴ１０６）。

図８（Ｂ）に示すように、混雑判定（ＳＴ１０２）では、まず、各送信ビームの通信中端末数、すなわち、各送信ビームを利用して通信中のユーザ端末１の数を取得する（ＳＴ２０１）。そして、対象とする送信ビームの通信中端末数が所定のしきい値以上であるか否かを判定する（ＳＴ２０２）。ここで、通信中端末数がしきい値以上であれば（ＳＴ２０２でＹｅｓ）、対象とする送信ビームを「混雑中」に設定する（ＳＴ２０３）。このＳＴ２０２およびＳＴ２０３の処理は、全ての送信ビームが終了するまで（ＳＴ２０４でＹｅｓ）、全ての送信ビームについて順次繰り返される。

次に、第１実施形態に係るユーザ端末１において新規接続時に行われる処理の手順について説明する。図９は、ユーザ端末１において新規接続時に行われる処理の手順を示すフロー図である。

図９（Ａ）に示すように、ユーザ端末１では、まず、接続先制御部５１において、接続可能なセルを探索するセルサーチを行う（ＳＴ３０１）。そして、接続可能なセルが見つかると（ＳＴ３０２でＹｅｓ）、次に、検出したセルの基地局２から送信される報知情報のメッセージを無線通信部４１で受信する（ＳＴ３０３）。

次に、無線通信部４１において、各送信ビームの受信電力を測定する（ＳＴ３０４）。次に、ビーム選択部５３において、適切な送信ビームを選択するビーム選択を行う（ＳＴ３０５）。次に、接続先制御部５１において、選択したセルが、ユーザ端末１がキャンプできる適切なセルとしての基準を満足するか否かを判定する適切セル判定を行う（ＳＴ３０６）。

そして、選択したセルが適切なセルとしての基準を満足する場合には（ＳＴ３０７でＹｅｓ）、選択したセルを適切なセルと判定して、そのセルにキャンプオンする、すなわち、そのセルのシステム情報などを監視するキャンプ状態に移行する（ＳＴ３０８）。

一方、選択したセルが接続先としての基準を満足しない場合には（ＳＴ３０７でＮｏ）、ＳＴ３０１に戻る。

図９（Ｂ）に示すように、ビーム選択（ＳＴ３０５）では、まず、オフセット処理部５２において、報知情報のメッセージに含まれるオフセット情報（図５参照）に基づいて、各送信ビームが属するビームグループＩＤを取得する（ＳＴ４０１）。次に、各ビームグループＩＤのオフセット値に基づいて、各送信ビームのオフセット値を取得する（ＳＴ４０２）。

次に、各送信ビームのオフセット値に基づいて、各送信ビームの受信電力の測定値を補正する（ＳＴ４０３）。すなわち、各送信ビームの受信電力の測定値に対して、対応するオフセット値を減算または加算する。次に、ビーム選択部５３において、補正された受信電力の測定値が最大となる送信ビームを選択する（ＳＴ４０４）。

次に、第１実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１が接続中である場合に行われる処理の手順について説明する。図１０は、基地局２においてユーザ端末１が接続中である場合に行われる処理の手順を示すフロー図である。

図１０（Ａ）に示すように、基地局２では、まず、オフセット情報取得部３３において、各送信ビームの初期のオフセット値を記憶部１４から取得する（ＳＴ５０１）。次に、混雑判定部３１において、各送信ビームの混雑状況に関する混雑判定を行う（ＳＴ５０２）。

そして、混雑中の送信ビームがある場合には（ＳＴ５０３でＹｅｓ）、次に、端末選択部３２において、混雑中の送信ビームを利用しているユーザ端末１のうち、別の送信ビームに切り替えるユーザ端末１を選択する端末選択を行う（ＳＴ５０４）。

次に、オフセット情報取得部３３において、端末選択部３２で選択したユーザ端末１に関する各送信ビームのオフセット値のうち、混雑中の送信ビームのオフセット値を、混雑用のオフセット値、すなわち、ユーザ端末１で送信ビームの利用を抑制するように受信電力の測定値を補正するオフセット値に更新する（ＳＴ５０５）。

次に、メッセージ制御部３４において、混雑中の送信ビームに関する更新されたオフセット値と、混雑中でない送信ビームに関する初期のオフセット値とを含む測定関連情報のメッセージを生成する（ＳＴ５０６）。そして、その測定関連情報のメッセージを無線通信部１１から、選択したユーザ端末１に送信する（ＳＴ５０７）。

一方、混雑中の送信ビームがない場合には（ＳＴ５０３でＮｏ）、特に処理を行わずに終了する。

なお、ここでは、混雑中の送信ビームに対して、ユーザ端末１での当該送信ビームの利用を抑制するオフセット値を設定するようにしたが、混雑中でない別の送信ビームに対して、ユーザ端末１での当該送信ビームの利用を促進するオフセット値を設定するようにしてもよい。

図１０（Ｂ）に示すように、混雑判定（ＳＴ５０２）では、まず、各送信ビームの通信中端末数、すなわち、各送信ビームを利用して通信中のユーザ端末１の数を取得する（ＳＴ６０１）。そして、対象とする送信ビームの通信中端末数が所定のしきい値Ｔｈ以上であるか否かを判定する（ＳＴ６０２）。ここで、通信中端末数がしきい値以上であれば（ＳＴ６０２でＹｅｓ）、対象とする送信ビームを「混雑中」に設定する（ＳＴ６０３）。このＳＴ６０２およびＳＴ６０３の処理は、全ての送信ビームが終了するまで（ＳＴ６０４でＹｅｓ）、全ての送信ビームについて順次繰り返される。

図１０（Ｃ）に示すように、端末選択（ＳＴ５０４）では、まず、混雑中の送信ビームを利用して通信中の複数のユーザ端末１を抽出する（ＳＴ７０１）。次に、抽出した複数のユーザ端末１のうち、混雑中でない送信ビームを利用可能なユーザ端末１を抽出する（ＳＴ７０２）。そして、１つのユーザ端末１に絞り込まれていない場合には（ＳＴ７０３でＮｏ）、次に、抽出した複数のユーザ端末１のうち、現在通信中の送信ビームで無線品質が最も低いユーザ端末１を選択する（ＳＴ７０４）。これにより、周波数利用効率が向上する。また、ユーザ端末１間の公平性を重視する場合は、ＳＴ７０３～ＳＴ７０４の端末を１つに絞り込む処理を省略するようにしてもよい。

一方、１つのユーザ端末１に絞り込まれた場合には（ＳＴ７０３でＹｅｓ）、その時点で処理を終了する。

次に、第１実施形態に係るユーザ端末１において基地局２に接続中である場合に行われる処理の手順について説明する。図１１は、ユーザ端末１において基地局２に接続中である場合に行われる処理の手順を示すフロー図である。

ユーザ端末１では、まず、無線通信部４１において、基地局２から送信される測定関連情報のメッセージを受信すると（ＳＴ８０１でＹｅｓ）、各送信ビームの受信電力を測定する（ＳＴ８０２）。

次に、オフセット処理部５２において、測定関連情報のメッセージに含まれるオフセット情報に基づいて、各送信ビームが属するビームグループＩＤを取得する（ＳＴ８０３）。次に、各ビームグループＩＤのオフセット値に基づいて、記憶部４３のオフセット情報（図７参照）から、各送信ビームのオフセット値を取得する（ＳＴ８０４）。次に、各送信ビームのオフセット値に基づいて、各送信ビームの受信電力の測定値を補正する（ＳＴ８０５）。すなわち、各送信ビームの受信電力の測定値に対して、対応するオフセット値を減算または加算する。

次に、メッセージ制御部５４において、補正された受信電力の測定値に基づいて、受信電力の報告の要否に関する報告イベント判定を行う（ＳＴ８０６）。ここで、報告が必要であれば（ＳＴ８０６でＹｅｓ）、補正された受信電力の測定値を含むビーム測定報告のメッセージを無線通信部４１から基地局２に送信する（ＳＴ８０７）。そして、基地局２から送信されるビーム指示のメッセージを無線通信部４１で受信すると（ＳＴ８０８でＹｅｓ）、ビーム受信制御部５５において、ビーム指示のメッセージで指示された送信ビームに切り替える（ＳＴ８０９）。

一方、報告が必要でない場合や（ＳＴ８０６でＮｏ）、送信ビーム指示のメッセージを受信しない場合には（ＳＴ８０８でＮｏ）、ＳＴ８０１に戻る。

なお、図８，図１０には、セルラー通信の基地局２の処理手順を示したが、無線ＬＡＮの基地局３もこれと略同様である。また、図９，図１１には、ユーザ端末１の接続先をセルラー通信の基地局２とした例について説明したが、ユーザ端末１の接続先を無線ＬＡＮの基地局３とした場合もこれと略同様である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。また、ここでは、ユーザ端末１の接続先をセルラー通信の基地局２とした例について説明するが、ユーザ端末１の接続先を無線ＬＡＮの基地局３とした場合もこれと略同様である。

遮蔽物となる車両の交通量は時間帯に応じて変化するため、通信不良の状況も時間帯に応じて変化する。また、ユーザ端末１を所持する人物の通行量は時間帯に応じて変化するため、送信ビームの利用状況も時間帯に応じて変化する。

そこで、本実施形態では、オフセット情報取得部３３において、現在の時間帯が、車両の交通量や人物の通行量などの通信環境が悪化する時間帯か、または通信環境がよい時間帯かを判定し、その判定結果に応じたオフセット値を設定する。特に本実施形態では、記憶部１４に、各送信ビームの深夜用のオフセット値と、各送信ビームの標準のオフセット値とを予め記憶させておき、現在が深夜の時間帯（例えば０時から５時）か否かを判定し、その判定結果に応じて、記憶部１４に記憶された深夜用のオフセット値または標準のオフセット値を取得する。

次に、第２実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１の新規接続時に行われる処理の手順について説明する。図１２は、基地局２においてユーザ端末１の新規接続時に行われる処理の手順を示すフロー図である。

基地局２では、まず、オフセット情報取得部３３において、現在が深夜の時間帯か否かを判定する（ＳＴ１１１）。ここで、現在が深夜の時間帯であれば（ＳＴ１１１でＹｅｓ）、記憶部１４から各送信ビームの深夜用のオフセット値を取得する（ＳＴ１１２）。次に、メッセージ制御部３４において、各送信ビームの深夜用のオフセット値を含む報知情報を生成して（ＳＴ１０５）、その報知情報のメッセージを在圏するユーザ端末１に一斉送信する（ＳＴ１０６）。

一方、現在が深夜の時間帯でなければ（ＳＴ１１１でＮｏ）、オフセット情報取得部３３において、記憶部１４から各送信ビームの標準のオフセット値を取得する（ＳＴ１１３）。次に、メッセージ制御部３４において、各送信ビームの標準のオフセット値を含む報知情報を生成して（ＳＴ１０５）、その報知情報のメッセージを在圏するユーザ端末１に一斉送信する（ＳＴ１０６）。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。また、ここでは、ユーザ端末１の接続先をセルラー通信の基地局２とした例について説明するが、ユーザ端末１の接続先を無線ＬＡＮの基地局３とした場合もこれと略同様である。図１３は、ユーザ端末１および基地局２の送信ビームの状況を示す説明図である。

車道を対象にした送信ビームを形成すると、その送信ビームを利用して、車両に乗車している人物が所持するユーザ端末１、又は車両に搭載されたユーザ端末１で基地局２と通信を行うことができる。この場合、交差点において、信号機５が青信号で車両が走行している場合（図１３の左右方向）には、ユーザ端末１が高速で移動するため、通信不良が発生しやすい。一方、信号機５が赤信号で車両が停止している場合（図１３の上下方向）には、通信不良が発生しにくく、安定した通信を行うことができる。

そこで、本実施形態では、オフセット情報取得部３３において、信号機５の動作状態に応じてオフセット値を設定する。特に本実施形態では、基地局２が、信号機５の制御情報を信号制御装置６から取得して、その制御情報に基づいて、青信号により進行が許可された車線、および赤信号により進行が禁止された車線を特定して、各車線の進行許可状況に応じて、各車線を対象にした送信ビームに関するオフセット値を設定する。

すなわち、青信号により進行が許可された車線を対象にした送信ビームＢ１，Ｂ２は、ユーザ端末１においてその送信ビームの利用が促進されるようにオフセット値を設定し、赤信号により進行が禁止された車線を対象にした送信ビームＢ３，Ｂ４は、ユーザ端末１においてその送信ビームの利用が抑制されるようにオフセット値を設定する。

これにより、青信号で走行中の車両に搭載されたユーザ端末１では、青信号により進行が許可された車線を対象にした送信ビームの利用が抑制されるため、移動速度が速いために発生する通信不良を事前に回避することができる。また、赤信号で停止中の車両に搭載されたユーザ端末１では、赤信号により進行が禁止された車線を対象にした送信ビームの利用が促進されるため、ユーザ端末１が基地局２と通信を行うことができる。

次に、第３実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１の新規接続時に行われる処理について説明する。図１４は、基地局２においてユーザ端末１の新規接続時に行われる処理の手順を示すフロー図である。

基地局２では、まず、オフセット情報取得部３３において、各送信ビームの初期のオフセット値を記憶部１４から取得する（ＳＴ１０１）。次に、信号制御装置６から信号機５の制御情報を取得して、その制御情報に基づいて、交差点において、どの車線で車両の進行が許可されているかを判定する信号状態判定を行う（ＳＴ１２１）。

次に、対象とする送信ビームが形成されるエリアが、進行許可車線か否かを判定する（ＳＴ１２２）。ここで、対象とする送信ビームが形成されるエリアが、進行許可車線である場合には（ＳＴ１２２でＹｅｓ）、ユーザ端末１での送信ビームの利用を抑制するオフセット値に更新する（ＳＴ１２３）。一方、対象とする送信ビームが形成されるエリアが、進行禁止車線である場合には（ＳＴ１２２でＮｏ）、ユーザ端末１での送信ビームの利用を促進するオフセット値に更新する（ＳＴ１２４）。

このＳＴ１２２からＳＴ１２４の処理は、全ての送信ビームが終了するまで（ＳＴ１２５でＹｅｓ）、全ての送信ビームについて順次繰り返される。

次に、メッセージ制御部３４において、各送信ビームの更新済みのオフセット値を含む報知情報のメッセージを生成する（ＳＴ１０５）。そして、その報知情報のメッセージを、在圏するユーザ端末１に一斉送信する（ＳＴ１０６）。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。また、ここでは、ユーザ端末１の接続先をセルラー通信の基地局２とした例について説明するが、ユーザ端末１の接続先を無線ＬＡＮの基地局３とした場合もこれと略同様である。図１５は、ユーザ端末１および基地局２の送信ビームの状況を示す説明図である。

図１５において、人物はユーザ端末１を所持して左から右方向に移動するものとする。この場合、ユーザ端末１を所持する人物の背後、すなわち、移動方向の後側に位置する基地局２（図１５の左側の基地局）の送信ビームをユーザ端末１が利用する状態になると、ユーザ端末１を所持する人物の身体が遮蔽物となり、通信不良が発生する。この場合、ユーザ端末１を所持する人物の前方、すなわち、移動方向の前側に位置する隣の基地局２（図１５の右側の基地局）の送信ビームに切り替えることが望ましい。

そこで、本実施形態では、基地局２が、ユーザ端末１で利用した送信ビームの履歴をユーザ端末１ごとに利用ビーム履歴情報として記憶部１４に蓄積し、その利用ビーム履歴情報に基づいて、ユーザ端末１が送信ビームの切り替えを行うようにオフセット値を設定する。

次に、第４実施形態に係る基地局２においてユーザ端末１が接続中である場合に行われる処理の手順について説明する。図１６は、利用ビーム履歴情報を示す説明図である。図１７は、基地局２においてユーザ端末１が接続中である場合に行われる処理の手順を示すフロー図である。

基地局２では、まず、オフセット情報取得部３３において、各送信ビームの初期のオフセット値を記憶部１４から取得する（ＳＴ５０１）。次に、対象とするユーザ端末１に関する利用ビーム履歴情報を記憶部１４から取得する（ＳＴ５１１）。利用ビーム履歴情報（図１６参照）には、ユーザ端末１ごとに、そのユーザ端末１で利用した送信ビームの履歴として、セルＩＤと利用したビームＩＤが記憶されている。図１６の例では、基地局（セルＩＤ）が１から２に切り替わる際に、ビームＩＤが７から１０に遷移したことがわかる。

そこで、対象とするユーザ端末１の利用ビーム履歴情報から、このユーザ端末１が基地局間の境界となるビームを利用しているか否かを判定する（ＳＴ５１２）。そして、基地局間の境界となるビーム（この場合は、ビームＩＤの７）を利用している場合には（ＳＴ５１２でＹｅｓ）、ユーザ端末１においてその隣の基地局２のビームＩＤの１０の利用が促進されるように、その隣の基地局２の送信ビームのビームＩＤの１０のオフセット値を更新する（ＳＴ５１３）。

次に、メッセージ制御部３４において、更新されたオフセット値を含む測定関連情報のメッセージ（図６参照）を生成する（ＳＴ５０６）。そして、その測定関連情報のメッセージを無線通信部１１から、対象とするユーザ端末１に送信する（ＳＴ５０７）。

ユーザ端末１では、基地局２から受信した測定関連情報のメッセージに含まれるオフセット値に基づいて、移動方向の前側に位置する隣の基地局２の送信ビーム(この場合、ビームＩＤの１０)の受信電力の測定値が高くなるように補正し、補正済みの受信電力の測定値を含むビーム測定報告のメッセージを生成して、そのビーム測定報告のメッセージを基地局２に送信する。そして、基地局２からのビーム指示のメッセージで隣の基地局２の送信ビームが指示されることにより、隣の基地局２の送信ビーム（ビームＩＤの１０）に切り替える。

一方、ユーザ端末１が基地局間の境界となるビームを利用していない場合には（ＳＴ５１２でＮｏ）、記憶部１４に記憶されるオフセット情報データベースのオフセット情報に基づいて送信ビームのオフセット値を更新する（ＳＴ５１４）。

なお、本実施形態では、移動方向の前側に位置する隣の基地局２の送信ビームの評価が高くなるように、受信電力の測定値を補正するようにしたが、移動方向の後側に位置する現在接続中の基地局２の送信ビームの評価が低くなるように、受信電力の測定値を補正するようにしてもよく、これにより、隣の基地局２の送信ビームへの切り替えが促進される。

また、本実施形態では、隣の基地局２の送信ビームに関するオフセット情報を、現在接続中の基地局２からユーザ端末１に送信するようにしたが、隣の基地局２と連携して、隣の基地局２の送信ビームの利用を促進するようにしてもよい。すなわち、隣の基地局２の送信ビームに対してオフセットを行う指示を、現在接続中の基地局２から隣の基地局２に送信し、隣の基地局２からユーザ端末１に、自装置の送信ビームに関するオフセット情報を送信する。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。また、ここでは、ユーザ端末１の接続先をセルラー通信の基地局２とした例について説明するが、ユーザ端末１の接続先を無線ＬＡＮの基地局３とした場合もこれと略同様である。図１８は、ユーザ端末１および基地局２の送信ビームの状況を示す説明図である。

ドローンなどの飛翔体７に搭載されたユーザ端末１は、基地局２から上空方向に形成される送信ビームを利用して通信を行う。一方、地上の移動体を対象にした送信ビームが道路の路面や建造物の壁面で反射して上空に向かう場合がある。このとき、飛翔体７のユーザ端末１が、反射により上空に向かう送信ビームを見つけて、その送信ビームを利用した通信を行う場合があるが、その送信ビームでは干渉により通信不良が発生する可能性が高い。

そこで、本実施形態では、上空の飛翔体７のユーザ端末１において、反射により上空に向かう送信ビームの利用が抑制されるように、受信電力の測定値に関するオフセット値を設定する。これにより、飛翔体７のユーザ端末１において、反射により上空に向かう送信ビームの利用が抑制され、通信不良を事前に回避することができる。

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。

例えば、前記の実施形態では、セルラー通信の基地局や無線ＬＡＮの基地局が、自装置により形成される送信ビームを利用したユーザ端末の無線通信を制御し、また、他の基地局、すなわち、隣の基地局により形成される送信ビームを利用したユーザ端末の無線通信を制御するようにしたが、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの通信方式を採用したマクロセルの基地局が、制御プレーン（Ｃ－Ｐｌａｎｅ）の基地局として、ユーザプレーン（Ｕ－Ｐｌａｎｅ）の基地局となるスモールセルの基地局、すなわち、本実施形態におけるセルラー通信の基地局により形成される送信ビームを利用したユーザ端末の無線通信を制御するようにしてもよい。

また、前記の実施形態では、適切な送信ビームを選択するために、送信ビームの受信状況を評価する評価指標として、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）などの受信電力の測定値を補正するようにしたが、この他の受信強度に関する測定値を評価指標として補正するようにしてもよい。また、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）などの受信品質に関する測定値を評価指標として補正するようにしてもよい。また、受信強度に関する測定値と受信品質に関する測定値とを組み合わせて評価するようにして、それらの測定値を補正するようにしてもよい。

また、前記の実施形態では、送信ビームの測定値を補正する際に、測定値に対してオフセット値を減算または加算するようにしたが、送信ビームの測定値の補正方法は、このような減算や加算に限定されるものではなく、測定値を実際より小さく補正したり、測定値を実際より大きく補正したりできればよく、例えば、測定値に対してオフセット値を乗算または除算するようにしてもよい。

本発明に係る基地局装置、端末装置、通信システムおよび通信制御方法は、通信不良やスループットの低下を事前に回避して、ユーザのサービス満足度を向上させることができる効果を有し、基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用した端末装置の無線通信を制御する基地局装置、端末装置、通信システムおよび通信制御方法などとして有用である。

１ユーザ端末（端末装置）
２セルラー通信の基地局（基地局装置）
３無線ＬＡＮの基地局（基地局装置）
６信号制御装置
７飛翔体
１１無線通信部
１３制御部
１４記憶部
４１無線通信部
４２制御部
４３記憶部

Claims

自装置または他の基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用した端末装置の無線通信を制御する基地局装置であって、
前記端末装置と無線通信を行う無線通信部と、
前記端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進するように、当該送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正する補正情報を取得して、その補正情報を前記無線通信部から前記端末装置に送信する制御部と、
を備え、
前記制御部は、特定の送信ビームを利用して通信中の複数の前記端末装置の中から、所定の条件にしたがって前記端末装置を選択して、選択した前記端末装置に、前記補正情報を送信することを特徴とする基地局装置。
前記制御部は、前記送信ビームの受信状況を評価する測定値としての受信電力の測定値を増減するオフセット値を含む前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記制御部は、所定の順番で並べられた複数の送信ビームを均等にグループ分けした際の１つのビームグループを構成するビーム数と、前記ビームグループごとの前記測定値に対するオフセット値とを含む前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記制御部は、所定の順番で並べられた複数の送信ビームのうち、前記測定値に対する同一のオフセット値となるビーム群の最初の送信ビームの識別子と、当該ビーム群を構成するビーム数と、当該ビーム群のオフセット値とを含む前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記制御部は、各送信ビームの現在の混雑状況を判定して、混雑中の送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
さらに、通信環境が常時悪い送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する補正情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記制御部は、現在の時間帯において通信環境が悪化する送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記制御部は、信号機の制御情報に基づいて、青信号により進行が許可された車線を対象にした送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記制御部は、反射により上空に向かう送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記制御部は、自装置が、自装置に接続中の前記端末装置の移動方向の後側に位置する場合には、前記端末装置の移動方向の前側に位置する隣の基地局装置により形成される送信ビームの利用を促進し、または、自装置により形成される送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
さらに、前記端末装置で過去に利用した送信ビームに関する情報を利用ビーム履歴情報として蓄積する記憶部を備え、
前記制御部は、前記利用ビーム履歴情報に基づいて、自装置に接続中の前記端末装置が前記隣の基地局装置との境界付近の送信ビームを利用していると判定した場合には、前記隣の基地局装置により形成される送信ビームの利用を促進し、または、自装置により形成される送信ビームの利用を抑制するように前記測定値を補正する前記補正情報を取得することを特徴とする請求項１０に記載の基地局装置。
基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用して、前記基地局装置と無線通信を行う端末装置であって、
前記基地局装置と無線通信を行う無線通信部と、
前記基地局装置から送信される補正情報を前記無線通信部で受信すると、前記補正情報に基づいて、送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正して、その補正された測定値に基づいて選択された前記送信ビームを利用して前記基地局装置と無線通信を行う制御部と、
前記基地局装置から受信した前記補正情報を記憶する記憶部と、
を備え、
前記制御部は、所定の保持期間が経過すると、前記記憶部に記憶された前記補正情報を消去することを特徴とする端末装置。
前記制御部は、所定の保持期間が経過すると、前記記憶部に記憶された前記補正情報を消去することを特徴とする請求項１２に記載の端末装置。
基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用して、端末装置が前記基地局装置と無線通信を行う通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記端末装置と無線通信を行う無線通信部と、
前記端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進するように、当該送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正する補正情報を取得して、その補正情報を前記無線通信部から前記端末装置に送信する制御部と、を備え、
前記基地局装置の前記制御部は、特定の送信ビームを利用して通信中の複数の前記端末装置の中から、所定の条件にしたがって前記端末装置を選択して、選択した前記端末装置に、前記補正情報を送信し、
前記端末装置は、
前記基地局装置と無線通信を行う無線通信部と、
前記基地局装置から送信される前記補正情報を前記無線通信部で受信すると、前記補正情報に基づいて、前記送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正して、その補正された測定値に基づいて選択された前記送信ビームを利用して前記基地局装置と無線通信を行う制御部と、を備えることを特徴とする通信システム。
基地局装置により形成される複数の送信ビームのいずれかを利用した端末装置の無線通信を制御する通信制御方法であって、
前記基地局装置は、
前記端末装置において特定の送信ビームの利用を抑制または促進するように、当該送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正する補正情報を取得し、特定の送信ビームを利用して通信中の複数の前記端末装置の中から、所定の条件にしたがって前記端末装置を選択して、選択した前記端末装置に、前記補正情報を送信し、
前記端末装置は、
前記基地局装置から送信される前記補正情報を受信すると、前記補正情報に基づいて、前記送信ビームの受信状況を評価する測定値を補正して、その補正された測定値に基づいて選択された前記送信ビームを利用して前記基地局装置と無線通信を行うことを特徴とする通信制御方法。