JP7244292B2 - 基地局選択装置と基地局選択方法 - Google Patents
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Description
前記基地局毎に、前記移動局と当該基地局との通信品質を計測する品質計測部と、
前記移動局と前記基地局との通信環境の変化に応じて値が変動する1つ又は複数のパラメータの値を計測するパラメータ計測装置と、
前記品質計測部と前記パラメータ計測装置による計測結果に基づいて、前記1つ又は複数のパラメータの値と選択すべき基地局との関係を機械学習する機械学習装置と、
機械学習された前記関係と、基地局選択時に計測された前記1つ又は複数のパラメータの値とに基づいて、前記移動局が通信する前記基地局を選択する選択部と、を備える。
(A)前記基地局毎に、前記移動局と当該基地局との通信品質を計測し、
(B)前記移動局と前記基地局との通信環境の変化に応じて値が変動する1つ又は複数のパラメータの値を計測し、
(C)前記(A)と前記(B)での計測結果に基づいて、前記1つ又は複数のパラメータの値と選択すべき基地局との関係を機械学習し、
(D)機械学習された前記関係と、基地局選択時に計測された前記1つ又は複数のパラメータの値とに基づいて、前記移動局が通信する前記基地局を選択する。
図1は、本発明の実施形態による基地局選択装置10が適用された通信システム100の一例を示す概略平面図である。通信システム100は、移動局1と、指令装置3と、複数の基地局5,7を備える。
図2は、本発明の実施形態による基地局選択装置10の構成を示すブロック図である。基地局選択装置10は、移動局1が通信する基地局を複数の基地局5,7から選択する。基地局選択装置10は、品質計測部11と、パラメータ計測装置13と、機械学習装置15と、選択部17を備える。
第2のパラメータは、基地局アンテナ5a,7aと移動局アンテナ1aと電波障害物2との幾何学的関係を表わすパラメータである。
第3のパラメータは、移動局アンテナ1aから見た基地局アンテナ5a,7aの向きを表わすパラメータである。
第4のパラメータは、移動局アンテナ1aの位置を表わすパラメータである。
第1のパラメータは、基地局アンテナ5a,7aと移動局アンテナ1aとを結ぶ三次元的な線分の長さを示すパラメータDnであってよい。第1のパラメータDnは、基地局5,7毎にパラメータ計測装置13により計測される。ここで、Dnの添え字nは、基地局5,7の識別番号である。図3において、例えば、一方の基地局5についての第1のパラメータD1は、基地局アンテナ5aと移動局アンテナ1aとを結ぶ線分の長さであり、他方の基地局7についての第1のパラメータD2は、基地局アンテナ7aと移動局アンテナ1aとを結ぶ線分の長さである。
第2のパラメータは、パラメータLnとパラメータHnの一方又は両方を含んでよい。パラメータLnは、基地局アンテナ5a,7aから移動局アンテナ1aへ至る三次元的な経路のうち、電波障害物2を回避した最短経路の長さを示す。
第3のパラメータは、移動局アンテナ1aから見た基地局アンテナ5a,7aの向きを表わすパラメータθnであってよい。図4は、第3のパラメータを説明するための図であり、図1に相当する平面図である。第3のパラメータθnは、基地局5,7毎に計測される。ここで、θnの添え字nは、基地局5,7の識別番号である。
第4のパラメータは、移動局アンテナ1aの位置を表わすパラメータであってよい。ここで、移動局アンテナ1aの位置は、互いに直交するx軸、y軸、及びz軸を有する座標系における位置として表わされてよい。この座標系は、上述したエリアA内の位置を表わすための座標系であってよい。第4のパラメータは、このような座標系においてx軸座標の値であるパラメータと、y軸座標の値であるパラメータと、z軸座標の値であるパラメータとを含んでよい。このような各パラメータは、位置計測器13aにより計測されてよい。
上述の計測パラメータは、上述した第1~第4のパラメータの少なくともいずれかに加えて、第5のパラメータを含んでいてもよい。第5のパラメータは、各基地局アンテナ5a,7aに関する、移動局アンテナ1aの速度を示すパラメータVnである。Vnは、基地局毎に計測される。ここで、各基地局アンテナ5a,7aに関するVnは、移動局アンテナ1aが当該基地局アンテナ5a,7aに近づいている場合には、正の値であり、移動局アンテナ1aが当該基地局アンテナ5a,7aから遠ざかっている場合には、負の値である。
SVMによる機械学習を、説明を分かり易くするために、計測パラメータとして2つのパラメータα、βが存在し、図1のように2つの基地局5,7が存在する場合について説明する。図5(A)は、取得された多数の訓練データを表わす二次元の座標系を示す。図5(A)において、横軸は、一方のパラメータαの値を示し、縦軸は、他方のパラメータβの値を示す。図5(A)において、各黒丸は、選択基地局が一方の基地局5である訓練データ(以下で第1データという)を示し、各白丸は、選択基地局が他方の基地局7である訓練データ(以下で第2データという)を示す。
訓練データに含まれる計測パラメータの数がn(nは3以上の整数)である場合には、学習部15cは、互いに異なるパラメータを示すn個の座標軸を有するn次元の座標系において識別関数Fmaxを求める。この識別関数Fmaxは、(n-1)次元の境界を表わす。この境界は、n次元の座標空間を、上述したような第1領域R1と第2領域R2に区分する。このような識別関数Fmaxに、n個のパラメータのうち(n-1)個のパラメータの値を識別関数Fmaxに適用すると、残りのパラメータの値が定まる。なお、例えば、パラメータが、上述したD1、D2、L1、L2、H1、H2、θ1、θ2、V1、V2からなる場合には、n=10であり、10次元の座標系において識別関数Fmaxを求める。
基地局の数がm(mは3以上の整数)である場合の一例を説明する。学習部15cは、m個の基地局から選ばれる2つの基地局の全ての組について、上述した識別関数Fmaxを求める。各組についての識別関数Fmaxは、当該組を構成する2つの基地局しか存在しないと仮定して、選択基地局が一方の基地局である訓練データの集まりと、選択基地局が他方の基地局である訓練データの集まりとを、互いに対して区切る境界を表す。なお、当該識別関数Fmaxの他の点は上述と同じである。
図6は、本発明の実施形態による基地局選択方法を示すフローチャートである。この方法は、上述した基地局選択装置10を用いて行われる。基地局選択方法は、機械学習処理と選択処理を含む。機械学習処理は、ステップS1,S2を含み、選択処理は、ステップS3,S4を含む。
一方、ステップS7では、移動局1は、現在通信している基地局5又は7との通信を継続する。
基地局選択装置10を、コンテナターミナルの所定のエリアA内を走行する移動装置20に適用した場合について説明する。図7は、コンテナターミナルの概略を示す平面図である。図7において一点鎖線は、移動装置20が移動する経路を示す。
Claims (6)
- 移動局が通信する基地局を複数の基地局から選択する基地局選択装置であって、
前記基地局毎に、前記移動局と当該基地局との通信品質を計測する品質計測部と、
前記通信品質に影響を与える1つ又は複数のパラメータの値を計測するパラメータ計測装置と、
前記品質計測部が同時に計測した各前記基地局の前記通信品質のうち、最大となった前記通信品質の前記基地局を選択すべき基地局として、当該選択すべき基地局を示す情報と、当該選択すべき基地局の当該通信品質の計測時に前記パラメータ計測装置が計測した前記1つ又は複数のパラメータの値とに基づいて、前記1つ又は複数のパラメータの値と選択すべき基地局との関係を機械学習する機械学習装置と、
機械学習された前記関係と、基地局選択時に計測された前記1つ又は複数のパラメータの値とに基づいて、前記移動局が通信する前記基地局を選択する選択部と、を備え、
前記通信品質は、前記移動局の移動局アンテナが前記基地局の基地局アンテナから受信した電波の強度であり、または、前記基地局から送信されたパケット数に対する、前記移動局アンテナが受信したパケット数の比率であり、
前記1つ又は複数のパラメータは、
前記基地局アンテナと前記移動局アンテナとを結ぶ三次元的な線分の長さを示す第1のパラメータと、
前記基地局アンテナと前記移動局アンテナと電波障害物との幾何学的関係を表わす第2のパラメータと、
前記移動局アンテナから見た前記基地局アンテナの向きを表わす第3のパラメータと、
前記移動局アンテナの位置を表わす第4のパラメータとのうち、
いずれか1つ又は複数を含む、基地局選択装置。 - 前記第2のパラメータとして、
前記基地局毎に計測され、当該基地局の前記基地局アンテナと前記移動局アンテナとの、前記電波障害物を回避した最短距離を示すパラメータ、および、
前記基地局毎に計測され、当該基地局の前記基地局アンテナと前記移動局アンテナとの、前記電波障害物を回避した最短経路上の各点から、当該基地局アンテナと前記移動局アンテナとを結ぶ線分へ降ろした垂線の長さのうち、最大となる長さを示すパラメータ
の一方又は両方が用いられる、請求項1に記載の基地局選択装置。 - 前記移動局アンテナは、移動装置に設けられ、
前記第3のパラメータの値に応じて、前記移動局アンテナと前記基地局アンテナを結ぶ線分上に前記移動装置上の積載物又は構造物が位置するようになる、請求項1又は2に記載の基地局選択装置。 - 前記1つ又は複数のパラメータは、各前記基地局アンテナに関する、前記移動局アンテナの速度を示す第5のパラメータを含み、
各前記基地局アンテナに関する前記速度は、前記移動局アンテナが当該基地局アンテナに近づいている場合には、正の値であり、前記移動局アンテナが当該基地局アンテナから遠ざかっている場合には、負の値である、請求項1~3のいずれか一項に記載の基地局選択装置。 - 前記移動局は、コンテナ置場へコンテナを搬送し又はコンテナ置場のコンテナを別の位置へ搬送する移動装置に設けられ、
前記コンテナ置場の状態は、前記コンテナ置場の各領域に積まれているコンテナの数に応じて、とり得る複数のコンテナ載置状態のいずれかに変化し、
前記機械学習装置は、各前記コンテナ載置状態に対して、前記1つ又は複数のパラメータの値と選択すべき基地局との前記関係を機械学習し、
前記選択部は、最新の前記コンテナ載置状態を表わす情報を受け、当該最新のコンテナ載置状態に対する前記関係と、計測された前記1つ又は複数のパラメータの値とに基づいて、前記移動局が通信する前記基地局を選択する、請求項1~4のいずれか一項に記載の基地局選択装置。 - 移動局が通信する基地局を複数の基地局から選択する基地局選択方法であって、
(A)前記基地局毎に、前記移動局と当該基地局との通信品質を計測し、
(B)前記通信品質に影響を与える1つ又は複数のパラメータの値を計測し、
(C)前記(A)で同時に計測した各前記基地局の前記通信品質のうち、最大となった前記通信品質の前記基地局を選択すべき基地局として、当該選択すべき基地局を示す情報と、当該選択すべき基地局の当該通信品質の計測時に前記(B)で計測した前記1つ又は複数のパラメータの値とに基づいて、前記1つ又は複数のパラメータの値と選択すべき基地局との関係を機械学習し、
(D)機械学習された前記関係と、基地局選択時に計測された前記1つ又は複数のパラメータの値とに基づいて、前記移動局が通信する前記基地局を選択し、
前記通信品質は、前記移動局の移動局アンテナが前記基地局の基地局アンテナから受信した電波の強度であり、または、前記基地局から送信されたパケット数に対する、前記移動局アンテナが受信したパケット数の比率であり、
前記1つ又は複数のパラメータは、
前記基地局アンテナと前記移動局アンテナとを結ぶ三次元的な線分の長さを示す第1のパラメータと、
前記基地局アンテナと前記移動局アンテナと電波障害物との幾何学的関係を表わす第2のパラメータと、
前記移動局アンテナから見た前記基地局アンテナの向きを表わす第3のパラメータと、
第4のパラメータは、前記移動局アンテナの位置を表わすパラメータとのうち、
いずれか1つ又は複数を含む、基地局選択方法。
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