JPWO2015114739A1 - 無線端末,及び情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
無線端末は、マクロセル基地局を用いた通信における通信品質を監視する処理と、前記通信品質が所定範囲に低下したことを検知したときにスモールセル基地局に関する無線測定処理の要否の問い合わせを情報処理装置に送信する処理と、前記情報処理装置から前記無線測定処理の実行指示が受信されたときに開始される前記無線測定処理と、を実行する制御装置、を含む。
Description
本開示は、無線端末,及び情報処理装置に関する。
昨今、スモールセルの活用が標準化等のテーマとして挙げられている。スモールセルの主な利用目的は、マクロセルからの電波が届きにくいエリア(不感地)の補完である。近年、スモールセルは、上記した不感地の補完としての利用だけでなく、十分な通信品質を無線端末に提供できない場所で、通信品質を向上するための通信容量を追加するために使用されている。また、近年では、スマートフォンの普及に伴って、データトラフィックが急増している。このため、通信容量の不足が顕在化し、スモールセルの導入が進むと考えられている。スモールセルは、ピコセルやフェムトセルを含む。
現状、スモールセルの一例であるフェムトセルを形成するフェムト基地局は、通信事業者(キャリア)のみが設置可能であり、ユーザが自由にスモールセルを設置することはできない。しかしながら、規制緩和により、宅内での利用に限ってユーザがフェムト基地局を自由に設置可能とする動きがある。
ユーザによって設置されたフェムト基地局の位置は、通信事業者によって把握されないことが起こり得る。これによって、或るエリアの電波状態を改善するために通信事業者が新規にフェムト基地局を設置したとき、当該フェムト基地局と、ユーザによって既に設置されたフェムト基地局との間で電波干渉が生じる虞がある。電波干渉が生じる場合には、フェムト基地局の設置位置の見直しが通信事業者に求められる虞があった。
通信事業者にとって未知の基地局の位置を推定する技術として、例えば、以下のような技術がある。すなわち、強度情報受信部は、移動機が未知の基地局から受信した電波の受信強度を示す強度情報と、該基地局の基地局識別子とを該移動機から受信する。移動機位置算出部が強度情報及び基地局識別子に対応する測位用データに含まれる位置を移動機の位置として算出する。基地局位置算出部は、算出された移動機の位置に基づいて基地局の位置を算出する(例えば、特許文献1)。
また、関連する技術として、既知の基地局から送信された無線信号の信号強度を測定する無線端末から信号強度の測定情報を受信する受信部と、受信部により受信された測定情報に基づいて基地局の位置情報を推定する基地局位置推定部とを備える情報処理装置がある(例えば、特許文献2)。
特許文献1に記載されたような、通信事業者にとって未知の基地局の位置を推定する技術では、無線端末が対象の基地局を発見するために、或る頻度で対象の基地局に係る無線測定処理を実行し当該基地局からの電波の受信を試行すると考えられる。すなわち、特許文献1に記載の技術では、無線端末の周辺に対象の基地局が存在する可能性と無関係に無線測定処理を実行すると考えられる。
しかしながら、無線測定処理の実行の頻度が大きい(無線測定処理の間隔が短い)ときには、対象の基地局が周辺に存在しないエリアで無線端末が無駄な無線測定処理を繰り返し、電力を浪費する虞があった。一方、頻度が小さい(無線測定処理の間隔が長い)ときには、次の問題が起こる。すなわち、対象の基地局のセル半径によっては、或る無線測定処理のタイミングから次の無線測定処理のタイミングの間に当該対象の基地局のセルを無線端末が通過してしまう虞がある。この場合、当該対象の基地局を発見できないだけで無く、通過後の無線測定処理が無駄となる。
本開示の目的は、無線端末が無駄となる無線測定処理の実行を抑えて無線測定処理による無線端末の消費電力を削減可能とする技術を提供することである。
本発明の態様の1つは、マクロセル基地局を用いた通信における通信品質を監視する処理と、前記通信品質が所定範囲に低下したことを検知したときにスモールセル基地局に関する無線測定処理の要否の問い合わせを情報処理装置に送信する処理と、前記情報処理装置から前記無線測定処理の実行指示が受信されたときに開始される前記無線測定処理と、を実行する制御装置、を含む無線端末である。
本開示によれば、無線端末が無駄となる無線測定処理の実行を抑えて無線測定処理による無線端末の消費電力を削減することができる。
以下の実施形態において、次の無線端末について説明する。
(1)マクロセル基地局を用いた通信における通信品質を監視する処理と、上記通信品質が所定範囲に低下したことを検知したときにスモールセル基地局に関する無線測定処理の問い合わせを情報処理装置に送信する処理と、上記情報処理装置から上記無線測定処理の実行指示が受信されたときに開始される上記無線測定処理と、を実行する制御装置、を含む無線端末。
(1)マクロセル基地局を用いた通信における通信品質を監視する処理と、上記通信品質が所定範囲に低下したことを検知したときにスモールセル基地局に関する無線測定処理の問い合わせを情報処理装置に送信する処理と、上記情報処理装置から上記無線測定処理の実行指示が受信されたときに開始される上記無線測定処理と、を実行する制御装置、を含む無線端末。
上記無線端末によると、マクロセル基地局を用いた通信における通信品質が所定範囲に低下したことを検知した場合、スモールセル基地局に関する無線測定処理の問い合わせを送信する。そして、無線端末は、スモールセル基地局に関する無線測定処理の問い合わせに対する網側からの応答において、スモールセル基地局に関する無線測定処理の実行指示を得たときに無線測定処理を開始する。この様な本実施形態は、フェムトセルなどのスモールセル基地局の設置個所として、マクロセル基地局を用いた通信における通信品質が所定範囲に低下するような局所エリアが効果的である、という発明者らが日々の研究開発を通じて知得した経験則に基づいて着想されたものである。すなわち、本発明の発明者らは、マクロセル基地局を用いた通信における通信品質が所定範囲に低下するような局所エリアには、無線サービスエリアをサポートするために設置されたフェムトセルなどのスモールセル基地局が存在し得る、という法則性を見出した。このため、マクロセル基地局を用いた通信における通信品質が所定範囲に低下したことを検知したことを問合せ送信の契機とすることにより、スモールセル基地局が存在する可能性のあるエリア又は存在するエリアでスモールセル基地局に関する無線測定処理を開始するように、無線端末を制御することができる。従って、スモールセル基地局の存在可能性と無関係に或る頻度で無線測定処理が実行される場合に比べて、無駄となる無線測定処理の実行を回避することができる。すなわち、測定処理による無線端末の消費電力を削減することができる。
上記無線端末は、問い合わせの応答として実行指示を得たときに無線測定処理を開始する構成を採用する。これは、以下の理由による。すなわち、無線通信では、送受信間距離や遮蔽物などによる減衰によって通信品質が劣化し得るが、電波干渉やフェージングなどの劣化要因によっても一時的に無線通信の品質が劣化し得る。マクロセル基地局と無線端末との無線通信においても同様である。ゆえに、無線端末においてマクロセル基地局を用いた通信における通信品質が所定範囲に低下したことを検知したとしても、この様な通信品質の劣化が一時的な劣化要因によるものである場合がある。この様な一時的な劣化要因による通信品質の低下は、無線端末の僅かな移動により瞬時に回復する場合がある。そのため、マクロセル基地局を用いた通信における通信品質の低下を検知した無線端末の周辺に必ずしもスモールセル基地局が存在するとは限らない。このため、仮に通信品質の低下が検知されたという条件のみで無線測定処理を実行するようにすると、スモールセル基地局とは無関係な場所で無線測定処理が実行されるケースが生じ得る。このようなケースにおける無線測定処理も無線端末の電力浪費を招来する。そこで、本実施例に係る無線端末は、通信品質が所定範囲に低下したことを検知した場合に問合せを送信し、当該問合せの応答として実行指示が得られたときに無線測定処理を開始する。これによって、従来よりも無駄となる無線測定処理の実行をさらに回避可能とする。
また、実施形態において、次の無線端末について説明する。
(2)上記(1)の無線端末において、上記制御装置は、上記無線測定処理においてスモールセル基地局から受信された電波からスモールセル基地局の識別情報が得られたときには、当該識別情報を含む上記無線測定処理の結果情報を上記情報処理装置又は他の情報処理装置へ送信する。
(2)上記(1)の無線端末において、上記制御装置は、上記無線測定処理においてスモールセル基地局から受信された電波からスモールセル基地局の識別情報が得られたときには、当該識別情報を含む上記無線測定処理の結果情報を上記情報処理装置又は他の情報処理装置へ送信する。
このようにすれば、情報処理装置が問い合わせに対して実行指示を送信するか否かを無線端末から受信されるスモールセル基地局の識別情報の有無に基づいて判定することが可能となる。
なお、無線端末がスモールセル基地局の識別情報が他の情報処理装置に送信し、情報処理装置が他の情報処理装置に保管されたスモールセル基地局の識別情報にアクセスし、当該識別情報を実行指示の送信要否判定に用いるようにしても良い。
また、実施形態では、次の情報処理装置について説明する。
(3)エリア毎にスモールセル基地局に関する無線測定処理の要否の判定用情報を記憶した記憶装置と、
マクロセル基地局を用いた通信における通信品質が所定範囲に低下したことを検知した無線端末から上記無線測定処理の要否の問い合わせが受信されたときに、上記無線端末が属するエリアに関する判定用情報が所定条件を満たすか否かを判定し、当該所定条件が満たされるときに上記無線測定処理の実行指示を上記無線端末へ送信する処理を行い、上記所定条件が満たされないときに上記実行指示を送信する処理を回避する制御装置と、
を含む情報処理装置。
(3)エリア毎にスモールセル基地局に関する無線測定処理の要否の判定用情報を記憶した記憶装置と、
マクロセル基地局を用いた通信における通信品質が所定範囲に低下したことを検知した無線端末から上記無線測定処理の要否の問い合わせが受信されたときに、上記無線端末が属するエリアに関する判定用情報が所定条件を満たすか否かを判定し、当該所定条件が満たされるときに上記無線測定処理の実行指示を上記無線端末へ送信する処理を行い、上記所定条件が満たされないときに上記実行指示を送信する処理を回避する制御装置と、
を含む情報処理装置。
上記情報処理装置によれば、実行指示を受けた無線端末が無線測定処理を開始するようになり、無線端末における無線測定処理の実行に制限が設けられる。したがって、無線測定処理による無線端末の消費電力の削減が可能となる。
また、実施形態では、次の情報処理装置について説明する。
(4)上記(3)の情報処理装置において、上記制御装置は、上記無線端末が属するエリアに関する判定用情報に含まれた当該エリアに係る問い合わせの受信回数が所定値に達していなければ、上記実行指示を送信する処理を行う。
(4)上記(3)の情報処理装置において、上記制御装置は、上記無線端末が属するエリアに関する判定用情報に含まれた当該エリアに係る問い合わせの受信回数が所定値に達していなければ、上記実行指示を送信する処理を行う。
このようにすれば、情報処理装置が当該エリアにスモールセル基地局が存在しているか否かを無線測定処理の結果を以て確認できるようになる。すなわち、無線端末における測定処理の結果にスモールセル基地局の電波受信に伴う情報が含まれていれば、当該エリアにおけるスモールセルの存在を把握することができる。
また、実施形態では、次の情報処理装置について説明する。
(5)上記(3)の情報処理装置において、制御装置は、上記無線端末が属するエリアに関する判定用情報が当該エリアにおけるスモールセル基地局の存在を示す情報を含むときには上記実行指示を送信する処理を行い、当該判定用情報が当該エリアにおけるスモールセル基地局の非存在を示すときには上記実行指示を送信する処理を回避する。
(5)上記(3)の情報処理装置において、制御装置は、上記無線端末が属するエリアに関する判定用情報が当該エリアにおけるスモールセル基地局の存在を示す情報を含むときには上記実行指示を送信する処理を行い、当該判定用情報が当該エリアにおけるスモールセル基地局の非存在を示すときには上記実行指示を送信する処理を回避する。
このようにすれば、スモールセル基地局の存在時に実行指示の送信処理を行うことで無線端末による無線測定処理の実効性を担保する一方で、非存在時に実行指示の送信処理が回避されることで、下りトラフィックの削減を図ることができる。
「判定用情報が当該エリアにおけるスモールセル基地局の非存在を示す」場合は、スモールセル基地局の非存在を示す情報が記憶されている場合と、スモールセル基地局の存在を示す情報が記憶されていない場合とを含む。
また、実施形態では、次の情報処理装置について説明する。
(6)上記(5)の情報処理装置における制御装置は、上記実行指示に従って上記無線測定処理を実行した無線端末からスモールセル基地局の識別情報を含む上記無線測定処理の結果を受信したときに、当該無線端末が属するエリアの判定用情報に対し、上記スモールセル基地局の識別情報を当該エリアにおけるスモールセル基地局の存在を示す情報として含める。
(6)上記(5)の情報処理装置における制御装置は、上記実行指示に従って上記無線測定処理を実行した無線端末からスモールセル基地局の識別情報を含む上記無線測定処理の結果を受信したときに、当該無線端末が属するエリアの判定用情報に対し、上記スモールセル基地局の識別情報を当該エリアにおけるスモールセル基地局の存在を示す情報として含める。
このようにすれば、無線測定処理の結果に含まれるスモールセル基地局の識別情報を問い合わせ時における測定要否の判定用情報として利用することで判定用情報のスタティック設定が不要となる。もっとも、判定用情報はスタティック設定によって更新されるようにしても良い。
また、実施形態では、次の情報処理装置について説明する。
(7)上記(3)の情報処理装置において、上記記憶装置は、上記実行指示を受信した1又は2以上の無線端末から受信される複数の無線測定処理の結果を記憶し、
上記記憶装置に記憶された上記複数の無線測定処理の結果は、スモールセル基地局の位置推定処理を行う他の情報処理装置によって参照される。
(7)上記(3)の情報処理装置において、上記記憶装置は、上記実行指示を受信した1又は2以上の無線端末から受信される複数の無線測定処理の結果を記憶し、
上記記憶装置に記憶された上記複数の無線測定処理の結果は、スモールセル基地局の位置推定処理を行う他の情報処理装置によって参照される。
このようにすれば、無線端末からの無線測定結果の収集が情報処理装置でリアルタイムに実行されるようにする一方で、位置推定処理は他の情報処理装置によって適宜のタイミングで実行されるようにすることができる。
また、実施形態では、次の情報処理装置について説明する。
(8)上記(3)の情報処理装置において、上記記憶装置は、上記実行指示を受信した1又は2以上の無線端末から受信される複数の無線測定処理の結果を記憶し、
上記制御装置は、上記記憶装置に記憶された複数の無線測定処理の結果を用いてスモールセル基地局の位置推定処理を実行する。
(8)上記(3)の情報処理装置において、上記記憶装置は、上記実行指示を受信した1又は2以上の無線端末から受信される複数の無線測定処理の結果を記憶し、
上記制御装置は、上記記憶装置に記憶された複数の無線測定処理の結果を用いてスモールセル基地局の位置推定処理を実行する。
このように、問い合わせに係る処理と位置推定処理との双方が情報処理装置で実行される構成を採用することができる。この場合、問い合わせ及び無線測定処理の結果のやりとりが無線端末と情報処理装置との間で実行される。これによって、無線端末に情報処理装置とのやりとり用のアプリケーションを実装し、無線端末が情報処理装置とアプリケーション層(ユーザデータ)で問い合わせ、実行指示、及び無線測定処理の結果をやりとりするようにすることができる。従って、無線端末と情報処理装置との間の伝送路(中継網)として使用される移動通信網の改変を回避することができる。
また、実施形態では、次の情報処理装置について説明する。
(9)上記(8)の情報処理装置において、上記複数の無線測定処理の結果のそれぞれは、無線端末によってスモールセル基地局からの電波が受信された位置を含み、
上記制御装置は、上記複数の無線測定処理の結果に含まれた各位置を中心とし且つそれぞれの半径がスモールセル基地局のセル半径である複数の円が重なるエリアをスモールセル基地局が存在するエリアとして推定する。
(9)上記(8)の情報処理装置において、上記複数の無線測定処理の結果のそれぞれは、無線端末によってスモールセル基地局からの電波が受信された位置を含み、
上記制御装置は、上記複数の無線測定処理の結果に含まれた各位置を中心とし且つそれぞれの半径がスモールセル基地局のセル半径である複数の円が重なるエリアをスモールセル基地局が存在するエリアとして推定する。
上記(9)の構成が採用される場合、以下の利点がある。すなわち、特許文献1に記載の技術では、移動機から受信された測位対象基地局の電波強度と測位用データとを用いて移動機の位置を推定し、移動機の位置の平均を測位対象基地局の位置とする。一方、特許文献2に記載の技術では、基地局からの信号強度の各測定位置情報に信号強度に応じた重みを付し、重みが付された測定位置情報の各々の重心を当該基地局の位置情報として推定する。このように、特許文献1及び特許文献2のいずれの技術も、基地局の電波強度(信号強度)を用いて基地局の位置推定が行われる。これに対し、上記(9)の構成によれば、電波の受信強度を用いなくてもスモールセル基地局の位置推定を行うことができる。
また、実施形態では、次の情報処理装置について説明する。
(10)上記(8)の情報処理装置において、上記複数の無線測定処理の結果のそれぞれは、無線端末がスモールセル基地局から受信した電波の強度を少なくとも含み、
上記制御装置は、上記位置推定処理において、上記複数の無線測定処理の結果に含まれた複数の電波の強度がそれぞれ測定された複数の位置のそれぞれを中心とし且つそれぞれの半径がスモールセル基地局のセル半径である複数の円が重なるエリアと、上記複数の位置から選択された2つの位置を結ぶ直線の垂直二等分線を境とする2つの分割エリアを求め上記2つの位置に対応する2つの電波の強度のうち強度が大きい位置を含む分割エリアを選択する処理を上記複数の位置の数に応じて1回以上行うことで得られる1以上の分割エリアとが重なるエリアをスモールセル基地局が存在するエリアとして推定する。
(10)上記(8)の情報処理装置において、上記複数の無線測定処理の結果のそれぞれは、無線端末がスモールセル基地局から受信した電波の強度を少なくとも含み、
上記制御装置は、上記位置推定処理において、上記複数の無線測定処理の結果に含まれた複数の電波の強度がそれぞれ測定された複数の位置のそれぞれを中心とし且つそれぞれの半径がスモールセル基地局のセル半径である複数の円が重なるエリアと、上記複数の位置から選択された2つの位置を結ぶ直線の垂直二等分線を境とする2つの分割エリアを求め上記2つの位置に対応する2つの電波の強度のうち強度が大きい位置を含む分割エリアを選択する処理を上記複数の位置の数に応じて1回以上行うことで得られる1以上の分割エリアとが重なるエリアをスモールセル基地局が存在するエリアとして推定する。
上記(10)の構成が採用される場合、以下の利点がある。特許文献1及び特許文献2に記載の技術では、移動機の位置(信号強度の測定位置)の分布に偏りがある場合には、精度が低くなる。これに対し、上記(10)の構成では、分割エリアの選択を通じてスモールセル基地局が存在する方向が求められる。これによって、無線端末の位置に偏りがあっても特許文献1及び特許文献2に記載の技術に比べて精度の高い位置推定結果を得ることができる。
また、実施形態では、次の情報処理装置について説明する。
(11)上記(8)の情報処理装置において、上記記憶装置は、上記位置推定処理の結果として得られたスモールセル基地局の存在が推定されるエリアである推定エリアの情報を記憶し、
上記制御装置は、上記無線測定処理の結果が受信されたときに上記記憶装置に記憶された上記推定エリアの面積が所定値より小さいか否かを判定し、上記推定エリアの面積が所定値より小さいときには上記位置推定処理の実行を回避し、そうでなければ上記位置推定処理を実行する。
(11)上記(8)の情報処理装置において、上記記憶装置は、上記位置推定処理の結果として得られたスモールセル基地局の存在が推定されるエリアである推定エリアの情報を記憶し、
上記制御装置は、上記無線測定処理の結果が受信されたときに上記記憶装置に記憶された上記推定エリアの面積が所定値より小さいか否かを判定し、上記推定エリアの面積が所定値より小さいときには上記位置推定処理の実行を回避し、そうでなければ上記位置推定処理を実行する。
このようにすれば、推定エリアの面積が推定エリアの利用目的に応じた大きさであるときに位置推定処理が回避されることで、情報処理装置の計算資源の浪費を抑えることができる。
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
<ネットワーク構成>
図1は、実施形態に係る位置推定装置10が適用される無線通信システムの構成例を示す。無線通信システム(移動通信システム)の一例として、Long Term Evolution (LTE)又はLTE Advanced(LTE−A)に準拠するシステム構成例を示す。以下、LTEとLTE−Aをまとめて「LTE」と表記する。
図1は、実施形態に係る位置推定装置10が適用される無線通信システムの構成例を示す。無線通信システム(移動通信システム)の一例として、Long Term Evolution (LTE)又はLTE Advanced(LTE−A)に準拠するシステム構成例を示す。以下、LTEとLTE−Aをまとめて「LTE」と表記する。
図1には、通信事業者ネットワーク(以下、「キャリア網」)1と、マクロセル基地局装置(以下、マクロセル基地局)2と、スモールセル基地局装置(以下、スモールセル基地局)4と、無線端末6と、位置推定装置10とが図示されている。位置推定装置10は、「情報処理装置」の一例である。
LTEのネットワーク(移動通信網の一例)は、無線ネットワークと無線ネットワークと接続されたコアネットワークとを含む。無線ネットワークは、Evolved Universal Terrestrial Radio Network (eUTRAN)と呼ばれる。コアネットワークは、Evolved Packet Core(EPC)又は System Architecture Evolution(SAE)と呼ばれる。図1に示すキャリア網1がコアネットワークであり、キャリア網1には、外部ネットワークが接続される。外部ネットワークは、例えば、インターネットやイントラネットを含む。無線ネットワークには、マクロセル基地局2及びスモールセル基地局4が配置される。
キャリア網1は、主たるコアネットワーク装置として、Mobility Management Entity(MME)7と、サービングゲートウェイ(S−GW)8と、パケットデータネットワークゲートウェイ(P−GW)とを含んでいる。
MME7は、ネットワーク制御を扱うCプレーン(Control plane)のアクセスゲートウェイである。MME7は、シーケンス制御及びハンドオーバ制御,無線端末の待受時の位置管理(無線端末の位置登録),基地局装置(マクロセル基地局2,スモールセル基地局4)に対する着信時の呼び出し(ページング),無線端末の認証(NAS(Non Access Stratum))などを行う。
S−GW8は、ユーザデータ(ユーザパケット)を扱うゲートウェイであり、LTEのユーザデータを2G(例えばGSMなど)や3G(W−CDMA)のシステムに接続する処理を行う。P−GW9は、ユーザデータを外部ネットワークに接続するためのゲートウェイである。P−GW9は、課金用データ収集,Quality of Service(QoS)制御,パケットフィルタリングなどを行う。
マクロセル基地局2は、電波の放射によって無線端末6と無線通信を行うエリア(無線エリア、「セル」と呼ばれる)を形成する。マクロセル基地局2によって形成されるセルをマクロセル3と呼ぶ。マクロセル基地局2は、無線端末6と無線通信を行い、無線端末6とキャリア網1との間におけるユーザデータ及びCプレーンの制御信号の中継処理などを行う。LTEにおいて、マクロセル基地局2は、“eNodeB(eNB)”と呼ばれる。
「スモールセル基地局」は、カバレッジエリア(無線エリア)がマクロセル基地局2によって形成されるマクロセル3より小さいセル(スモールセルと呼ぶ)を形成する基地局を意味する。「スモールセル基地局」は、例えば、フェムトセルを形成するフェムト基地局(Access Point Base Station)やピコセルを形成するピコ基地局を含む。図1に示すスモールセル基地局4は、例として、スモールセル5を形成するフェムト基地局である場合について説明する。スモールセル基地局4は、マクロセル基地局2と同等の処理を行うことができる。
無線端末6は、LTEにおいてUser Equipment(UE:移動機)と呼ばれる。無線端末6は、マクロセル基地局2を利用して音声通信やデータ通信を行う。また、無線端末6は、所定条件下でスモールセル基地局4を用いた通信を行うことができる。
無線端末6がスモールセル基地局4を利用できる条件に関して、例えば、LTEに係る3GPP仕様書“Release 8”では、Closed Subscriber Group(CSG)と呼ばれる機能が提供されている。具体的には、特定の基地局へのアクセスを許容する無線端末のグループ(CSG)が設定される。CSGに属する無線端末は、特定の基地局が形成するセル(CSGセルと呼ばれる)の利用が許容される。CSGに属さない一般の無線端末は、CSGセルを利用することができない。このような、CSGに属するか否かをスモールセル基地局4の利用可否条件とすることができる。
3GPP仕様書“Release 9”では、CSG機能が拡張され、CSGに属する無線端末のみにCSGセルの利用を許容するCSGモードに加えて、“Hybrid(ハイブリッド)型”と呼ばれるモード(ハイブリッドモード)が提供されている。ハイブリッドモードで動作する特定の基地局は、CSG−ID(CSGセルの識別子)とCSGセルが一般の無線端末にも開放されたことを示す送信される1ビットのフラグとを含む報知情報を送信する。
一般の無線端末は、上記報知情報を受信すると、CSGセルをマクロセルとして扱い、当該CSGセルを介した通信を行うことができる。CSGに属する特定の無線端末は、CSGセルを介した通信を行うことができる。このように、特定の基地局がハイブリッドモードで動作する場合には、CSGに属する無線端末だけでなく一般の無線端末も特定の基地局を利用した通信を行うことができる。
本実施形態におけるスモールセル基地局4は、CSG設定がなされていてもなされていなくても良い。また、スモールセル基地局4は、CSGモードで動作する(ハイブリッドモードをサポートしない場合を含む)基地局であっても良く、CSGモード及びハイブリッドモードで動作する基地局であっても良い。なお、LTEでは、CSGに関連して、屋内に設置される基地局をHome eNodeB(HeNB)と呼ぶ。スモールセル基地局4は、HeNBであっても良い。但し、スモールセル基地局4の設置場所は、屋内か屋外であるかを問わない。
図1に示す例では、スモールセル基地局4として、スモールセル基地局4Aと、スモールセル基地局4Bとが図示されている。スモールセル基地局4Aはスモールセル5Aを形成し、スモールセル基地局4Bはスモールセル5Bを形成する。
マクロセル基地局2及びスモールセル基地局4Aは、通信事業者(キャリア)によって設置されている。このため、通信事業者は、マクロセル基地局2及びスモールセル基地局4Aのそれぞれの位置を知っている(把握している)。これに対し、スモールセル基地局4Bは、ユーザによって設置された基地局(「ユーザ基地局」と呼ぶ)であり、通信事業者が未知のスモールセル基地局である。
但し、ユーザ基地局(スモールセル基地局4B)は、通信事業者に把握されていないが、MME7では把握されている。このため、スモールセル基地局4Bに接続された無線端末6の位置登録や、マクロセル基地局2とスモールセル基地局4Bとの間のハンドオーバが実行可能となっている。
ユーザ基地局は、例えば、電波環境の低下を招来する建築物の多い都市部に設置される。例えば、上記したHeNBは、都市部での屋内への設置が想定されている。但し、ユーザ基地局が設置される場所は、都市部に限定されず、都市部以外の場所(例えば地方)に設置可能である。
また、本実施形態では、マクロセル基地局2の使用周波数帯とスモールセル基地局4Bの使用周波数帯とは異なる。但し、これは必須の要件ではなく、マクロセル基地局2とユーザ基地局(スモールセル基地局4B)とは同じ周波数帯を使用しても良い。
位置推定装置10は、外部ネットワークを介してキャリア網1に接続されている。位置推定装置10は、通信機能を有するコンピュータ(情報処理装置)であり、スモールセル基地局4Bのような、通信事業者にとって未知の基地局装置の位置を推定する。
位置推定のために、位置推定装置10は、無線端末6と通信を行う。通信に当たっては、ユーザデータを含んだパケットが、位置推定装置10と無線端末6との間で、位置推定装置10−外部ネットワーク−キャリア網1(P−GW9,S−GW8)−基地局−無線端末6の経路上を双方向に転送される。
<位置推定の手順>
図2及び図3は、本実施形態に関するスモールセル基地局の位置推定に係る手順の説明図である。ユーザ基地局は、様々な目的下で設置される。例えば、スモールセル基地局4Bは、通信品質(例えばスループット)の向上を目的として、マクロセル基地局2を用いた通信中にスループット低下が生じるエリアに設置される。このため、マクロセル基地局2を用いて通信中の無線端末6でスループット低下が検知された位置の周囲には、スモールセル基地局4Bのようなユーザ基地局が存在する可能性があると考えることができる。
図2及び図3は、本実施形態に関するスモールセル基地局の位置推定に係る手順の説明図である。ユーザ基地局は、様々な目的下で設置される。例えば、スモールセル基地局4Bは、通信品質(例えばスループット)の向上を目的として、マクロセル基地局2を用いた通信中にスループット低下が生じるエリアに設置される。このため、マクロセル基地局2を用いて通信中の無線端末6でスループット低下が検知された位置の周囲には、スモールセル基地局4Bのようなユーザ基地局が存在する可能性があると考えることができる。
図3に示すように、本実施形態では、マクロセル基地局2を用いて通信中の無線端末6は、スループットを監視する(図3<1>)。無線端末6は、スループット低下を検知(検出)すると、スモールセル基地局の存否(位置推定用の無線測定処理の要否(以下、測定要否))の問い合わせを送信する(図3<2>)。問い合わせは、マクロセル基地局2を介して位置推定装置10で受信される。
位置推定装置10は、無線端末6からの問い合わせに対する測定要否の判定用情報を記憶している。位置推定装置10は、問い合わせの受信時に判定用情報が所定条件を満たすときには、問い合わせ元の無線端末6に無線測定処理の実行指示(測定指示)を送信する(図3<3>)。判定用情報が所定条件を満たさない場合には、位置推定装置10は測定指示を送信しない(測定指示の送信を回避する)。測定指示が送信されない場合、問い合わせに対する応答は送信されない。無線端末6は、測定指示を受信しなければ、無線測定処理を開始しない。
測定指示を受信した無線端末6は、無線測定処理(以下単に「測定処理」と表記)を開始する。無線端末6は、測定処理において、スモールセル基地局4Bから受信される電波の強度測定を行う。また、無線端末6は、Global Positioning System(GPS)受信機を備えており、受信電波強度の測定位置を検出する。受信電波強度の測定位置は、電波の受信位置でもある。無線端末6は、受信電波強度と、測定位置情報とを少なくとも含む測定結果情報を位置推定装置10へ送る(図3<4>)。受信電波強度の測定のための処理において、スモールセル5Bの識別子(スモールセルID)が取得された場合には、無線端末6は、スモールセルIDを測定結果情報に含める。
測定結果情報は、例えば、マクロセル基地局2経由で位置推定装置10へ転送される。或いは、測定結果情報は、無線端末6がスモールセル基地局4Bへ接続された(ハンドオーバ)後に、スモールセル基地局4B経由で位置推定装置10へ転送されても良い。
位置推定装置10は、1以上の無線端末6から受信される測定結果情報を記憶する。そして、位置推定装置10は、複数の測定結果情報を用いて、スモールセル基地局4Bの位置を推定する(図3<5>)。推定されたスモールセル基地局4Bの位置を示す情報は、例えば、通信事業者によるスモールセル基地局の設置のために使用される。これによって、通信事業者は、スモールセル基地局の設置の検討にあたり、ユーザ基地局の存在エリアを知ることができるので、ユーザ基地局との干渉が生じないように、スモールセル基地局を設置することができる。
<基地局のハードウェア構成例>
図4は、マクロセル基地局2及びスモールセル基地局4として使用可能な基地局装置20のハードウェア構成例を示す図である。図4において、基地局装置20(以下基地局20)は、内部スイッチ(SW)21と、内部スイッチ21に接続されたネットワークプロセッサ(NP)22と、コンパクトフラッシュ(CF)23とを含んでいる。NP22は、インタフェースモジュール23(I/F23)と接続されており、I/F23は、キャリア網1と接続される通信回線を収容している。
図4は、マクロセル基地局2及びスモールセル基地局4として使用可能な基地局装置20のハードウェア構成例を示す図である。図4において、基地局装置20(以下基地局20)は、内部スイッチ(SW)21と、内部スイッチ21に接続されたネットワークプロセッサ(NP)22と、コンパクトフラッシュ(CF)23とを含んでいる。NP22は、インタフェースモジュール23(I/F23)と接続されており、I/F23は、キャリア網1と接続される通信回線を収容している。
また、基地局20は、SW21に接続されたCentral Processing Unit(CPU)25と、Digital Signal Processor(DSP)26と、Field Programmable Gate Array(FPGA)27とを含んでいる。CPU25は、メモリ28と接続されている。FPGA27は、Radio Frequency(RF)回路29と接続されており、RF回路29は、送受信アンテナ30と接続されている。
基地局20は、Uプレーンに係る処理と、Cプレーン(制御プレーン)に係る処理とを行う。Uプレーンに係る処理は、例えば、無線端末6(ユーザ)から受信されるデータ(ユーザデータ)をキャリア網1へ転送する処理(アップリンク送信)と、キャリア網1から受信されるユーザデータを無線端末6へ転送する処理(ダウンリンク送信)とを含む。Cプレーンに係る処理は、キャリア網1(MME7など)との制御信号の送受信,無線端末6との制御信号の送受信,及びキャリア網1や無線端末6から受信される制御信号を用いた基地局20の動作の制御を含む。
SW21は、SW21に接続された各回路間の信号の送受信処理を司る。NP22及びI/F24は、キャリア網1との回線インタフェースとして機能する。NP22は、例えば、I/F24で受信された信号中のInternet Protocol (IP)パケットや、I/F24へ送信するIPパケットに関する処理(IPプロトコル処理)を行う。I/F24は、NP22から受信されるIPパケットをキャリア網1へ送信するための信号に変換する処理や、キャリア網1から受信される信号をIPパケットに変換する処理などを行う。
DSP26は、ユーザデータに対するディジタルベースバンド処理(BB処理)を行うBB処理部として動作する。例えば、DSP26は、NP22からSW21を介して受信されるユーザデータ(IPパケット)のディジタル変調を施してベースバンド信号(BB信号)に変換する処理や、FPGA27からSW21を介して受信されるBB信号の復調処理を行ってユーザデータを得る処理を行う。
FPGA27は、アナログBB処理として、直交変復調処理を行う直交変復調部として動作する。すなわち、FPGA27は、DSP26からSW21を介して受信されるBB信号に対する直交変調処理を行い、BB信号をアナログ信号に変換し、RF回路29に送る。一方、FPGA27は、RF回路27から受信されるアナログ信号に対する直交復調処理を行い、アナログ信号をBB信号に変換し、DSP26へ送る。
RF回路29は、ダウンリンク方向(基地局20→無線端末6)とアップリンク方向(無線端末6→基地局20)との無線処理を司る。ダウンリンク方向に関して、RF回路29は、アップコンバータとパワーアンプ(PA)とを含む。アップリンク方向に関しては、RF回路29は、ローノイズアンプ(LNA)とダウンコンバータとを含む。ダウンリンク及びアップリンクに共通の構成要素として、RF回路29は、デュプレクサを含み、デュプレクサは送受信アンテナ30に接続されている。
アップコンバータは、FPGA27から受信されるアナログ信号(RF信号)を電波の周波数にアップコンバートする。PAは、アップコンバートされた信号を増幅する。デュプレクサは、増幅された信号を送受信アンテナ30に接続し、送受信アンテナ30は、電波を放射する。放射された電波でセルが形成され、無線端末6で受信される。
送受信アンテナ30で受信された電波は、デュプレクサを介してLNAへ入力され、LNAで低雑音増幅される。低雑音増幅された信号は、ダウンコンバータでアナログ信号(RF信号)の周波数にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた信号は、FPGA27に入力される。
メモリ28は、主記憶装置の一例であり、例えば、Random Access Memory(RAM)及びRead Only Memory(ROM)を含む。メモリ28は、CPU25の作業領域として使用される。CF23は、補助記憶装置の一例であり、基地局20の動作の制御に用いるデータや、CPU25,DSP26によって実行されるプログラムを記憶する。データは、例えば、基地局20のセルID,使用周波数のような、報知情報(同期信号など)にて報知される情報を含む。
CPU25は、コアネットワーク装置(MME7等)や無線端末6との制御信号(制御データ)のやりとりを通じて、Cプレーンに係る様々な処理を行う。例えば、CPU25は、無線端末6の呼処理や、基地局20の保守運用(operation administration and maintenance(OAM))処理を行う。また、CPU25は、送受信アンテナ30からセルの報知情報(同期信号など)を送信する制御や、ハンドオーバに係る処理を行う。
<無線端末の構成例>
図5は、無線端末6に適用可能な無線端末40のハードウェア構成例を示す。無線端末40は、バスB1を介して相互に接続されたGPS受信機(以下GPS)42,出力装置43,入力装置44,フラッシュメモリ45,CPU46,メモリ47,DSP48,FPGA49,及びRF回路50を含んでいる。GPS42はアンテナ41と接続されており、RF回路50は、送受信アンテナ51に接続されている。
図5は、無線端末6に適用可能な無線端末40のハードウェア構成例を示す。無線端末40は、バスB1を介して相互に接続されたGPS受信機(以下GPS)42,出力装置43,入力装置44,フラッシュメモリ45,CPU46,メモリ47,DSP48,FPGA49,及びRF回路50を含んでいる。GPS42はアンテナ41と接続されており、RF回路50は、送受信アンテナ51に接続されている。
GPS42は、アンテナ41で受信されるGPS衛星からの電波を受信し、無線端末40の位置を算出する。出力装置43は、ディスプレイ装置と、音声出力装置(スピーカ)とを含む。入力装置44は、ボタン及びキーと、音声入力装置(マイクロフォン)とを含む。フラッシュメモリ45は、補助記憶装置の一例であり、CPU46やDSP48によって実行されるプログラムや、プログラムの実行に際して使用されるデータを記憶する。
CPU46は、フラッシュメモリ45に記憶された様々なプログラム(アプリケーション)を実行する。これによって、通話機能,Web端末機能,メール機能のような様々な機能を実行する。メモリ47は、主記憶装置の一例であり、例えば、ROM/RAMである。メモリ47は、CPU46の作業領域として使用される。
DSP48は、図4に示したDSP26と同様に、ディジタルベースバンド処理を行うBB処理部として機能する。FPGA49は、FPGA27(図4)と同様に、直交変復調部として機能する。RF回路50は、RF回路29と同様の構成及び機能を有し、無線信号に係る処理を行う。送受信アンテナ51は、基地局20と無線信号の送受信を行う。
本実施形態において、CPU46は、プログラムの実行によって、無線端末40のスループットの測定及び閾値判定処理,位置推定装置10への問い合わせ送信処理,受信された測定指示に基づくスモールセルからの電波の受信強度測定処理,測定結果情報の生成及び送信処理を実行する。
<位置推定装置の構成例>
図6は、位置推定装置10(情報処理装置)のハードウェア構成例を示す。位置推定装置10として、パーソナルコンピュータ(PC),ワークステーション(WS),サーバマシンのような汎用又は専用のコンピュータ(情報処理装置)を適用可能である。本実施形態では、位置推定装置10は、キャリア網1に接続されたサーバマシンに実装されている例について説明する。
図6は、位置推定装置10(情報処理装置)のハードウェア構成例を示す。位置推定装置10として、パーソナルコンピュータ(PC),ワークステーション(WS),サーバマシンのような汎用又は専用のコンピュータ(情報処理装置)を適用可能である。本実施形態では、位置推定装置10は、キャリア網1に接続されたサーバマシンに実装されている例について説明する。
図6において、位置推定装置10は、バスB2を介して相互に接続されたCPU11,主記憶装置(メモリ)12,ネットワークインタフェース(NWI/F)13,補助記憶装置14,入力装置15及び出力装置16を含む。
入力装置15は、キーボード,マウスのようなポインティングデバイス,マイクロフォンを含むことができる。出力装置16は、ディスプレイやスピーカを含む。補助記憶装置14は、例えば、ハードディスク,フラッシュメモリ,Universal Serial Bus (USB)メモリのような不揮発性記憶媒体であり、CPU11によって実行されるプログラムや、プログラムの実行に際して使用されるデータを記憶する。本実施形態では、補助記憶装置14は、測定要否の判定用情報,無線端末6から受信される測定結果情報,スモールセル基地局の位置推定結果情報を記憶する。
NWI/F13は、ネットワーク(キャリア網1)と接続され、無線端末6から送信されたIPパケット(データ)の送受信処理を司る。NWI/F13は、例えば、ネットワークインタフェースカード,LANカードと呼ばれる通信機器である。NWI/F13は「通信装置」の一例である。主記憶装置12は、CPU11の作業領域として使用される。主記憶装置12は、RAM及びROMを含む。
CPU11は、補助記憶装置14に記憶されたプログラムを主記憶装置12にロードして実行する。これによって、CPU11は、位置記憶装置10として動作する。CPU11は、無線端末6から受信される問い合わせに応じた測定要否の判定処理,測定指示の送信処理,測定結果情報の受信処理,測定結果情報を用いたスモールセルの位置推定処理を実行する。
なお、図4〜図6に示したCPU25,CPU46,CPU11は、「プロセッサ」の一例であり、「プロセッサ」は、「制御装置」の一例である。各CPU25,46,11によって実行される機能は、「制御装置」として機能するハードウェアのハードウェアロジック(ワイヤードロジック)によって実装されても良い。
「制御装置」として機能するハードウェアは、例えば、電気・電子回路,集積回路(例えば、IC,LSI,Application Specific Integrated Circuit(ASIC)の少なくとも一つ),FPGAのようなプログラマブルロジックデバイス(PLD)の少なくとも一つによって形成される。このとき、一つのハードウェアが複数の機能を実行するようにしても良く、複数のハードウェアで一つの機能が実行されるようにしても良い。
また、図4に示したCF23及びメモリ28,図5に示したフラッシュメモリ45及びメモリ47,図6に示した主記憶装置12及び補助記憶装置14のそれぞれは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である「記憶装置」又は「メモリ」の一例である。
<基地局及び位置推定装置の機能構成>
図7は、マクロセル基地局2,スモールセル基地局4(4B),及び位置推定装置10が有する機能説明図である。マクロセル基地局2及びスモールセル基地局4Bは、図4に示した基地局20のハードウェア構成を有する。
図7は、マクロセル基地局2,スモールセル基地局4(4B),及び位置推定装置10が有する機能説明図である。マクロセル基地局2及びスモールセル基地局4Bは、図4に示した基地局20のハードウェア構成を有する。
マクロセル基地局2及びスモールセル基地局4Bのそれぞれは、無線端末6と位置推定装置10との間のデータ転送路上に配置された中継装置として動作する。マクロセル基地局2は、無線処理部201及び信号処理部202を含んだ装置として動作する。スモールセル基地局4Bは、無線処理部401及び信号処理部402を含んだ装置として動作する。
無線処理部201及び無線処理部401のそれぞれで行われる処理は、図4に示した送受信アンテナ30,RF回路29,及びFPGA27によって行われる。無線処理部201及び無線処理部401のそれぞれで行われる処理は、無線端末6から受信される無線信号に係る処理と、無線端末6へ送信する無線信号の処理とを含む。信号処理部202及び信号処理部402のそれぞれで行われる処理は、図4に示したSW21,DSP26,NP22,I/F24によって行われる。信号処理部202及び信号処理部402のそれぞれは、キャリア網1側で送受信される信号の処理を行う。
マクロセル基地局2は、無線処理部201及び信号処理部202によって、無線端末6からの問い合わせ(位置推定装置10宛てのデータ)をキャリア網1へ向けて転送し、位置推定装置10は、問い合わせを受信することができる。また、マクロセル基地局2は、信号処理部202及び無線処理部201によって、位置推定装置10からキャリア網1を介して受信される測定指示(無線端末6宛てのデータ)を無線端末6へ転送することができる。また、マクロセル基地局2又はスモールセル基地局4Bは、無線端末6から受信される測定結果情報(位置推定装置10宛てのデータ)をキャリア網1へ向けて転送し、位置推定装置10は、測定結果情報を受信することができる。
位置推定装置10は、移動機情報受信部101と、問い合わせ送受信部102と、スモールセル位置情報推定部103と、移動機情報管理データベース(移動機DB)104と、スモールセル情報管理データベース(スモールセルDB)105とを備えた装置として動作する。
図6に示したCPU11は、CPU11が移動機情報受信部101として動作するプログラムを主記憶装置12にロードして実行する。移動機情報受信部101によって行われる処理は、NWI/F13で受信される移動機(無線端末6)からの情報(例えば測定結果情報(受信電波強度、測定位置))の受信処理を含む。移動機DB104は、例えば、図6に示した補助記憶装置14上に形成され、測定結果情報や測定結果情報以外の無線端末6の情報を記憶する。
図6に示したCPU11は、CPU11が問い合わせ送受信部102として動作するプログラムを主記憶装置12にロードして実行する。問い合わせ送受信部102によって行われる処理は、NWI/F13で受信される無線端末6からの問い合わせの受信処理と、問い合わせに基づく測定要否の判定処理と、判定結果に応じて測定指示を送信する処理とを含む。また、問い合わせ送受信部102は、新規にスモールセルが発見された場合、当該スモールセルの情報をスモールセルDB105に登録する。
スモールセルDB105は、補助記憶装置14上に形成され、ユーザ基地局(通信事業者が把握していないスモールセル基地局)の情報(スモールセル基地局の位置情報(位置推定結果),セルIDなど)を記憶する。本実施形態では、スモールセルDB105に記憶された情報が測定要否の判定用情報として使用される。また、新規にスモールセルが発見された場合、当該スモールセルの情報がスモールセルDB105に登録される。
図6に示したCPU11は、CPU11がスモールセル位置推定部103として動作するためのプログラムを主記憶装置12にロードして実行する。スモールセル位置推定部103の処理は、移動機DB104に記憶される複数の測定結果情報を用いてスモールセルの位置推定処理を含む。スモールセル位置推定部103の位置推定結果は、スモールセルDB105に記憶される。
図8は、無線端末6が有する機能説明図である。図8において、無線端末6は、無線処理部601と、信号処理部602と、情報送受信部603と、受信電波監視部604と、無線測定制御部605とを含んだ装置として動作する。
図5に示したFPGA49,RF回路50及び送受信アンテナ51は、無線処理部601として動作し、基地局(マクロセル基地局2又はスモールセル基地局4)との間で送受信される無線信号の処理を行う。DSP48は、信号処理部603として動作し、位置推定装置10との間で送受信される信号に係る処理を行う。
CPU46は、CPU46が情報送受信部603として動作するためのプログラムをメモリ47にロードして実行する。これによって、CPU46は、情報送受信部603として、通信相手(例えば、位置推定装置10)との間で情報を送受信する処理を司る。情報送受信部603が行う処理は、例えば、問い合わせや測定結果情報の送信処理、測定指示の受信処理を含む。
CPU46は、CPU46が受信電波監視部604として動作するプログラムをメモリ47にロードして実行する。これによって、CPU46は、受信電波監視部604として、無線処理部601で受信される受信電波を用いたスループットの監視を行う。受信電波監視部604として動作するCPU46は、予め設定された閾値(メモリ47又はフラッシュメモリ45に記憶されている)以下又は未満のスループットが検知されたときに、無線測定制御部605に問い合わせ要求を行う。
スループットは、例えば、受信電波で受信される単位時間当たりのデータ量を求めることで算出される。但し、スループットの監視手法はこれに制限されない。例えば、上位レイヤ(例えば、TCP/IP)で監視されるスループットが適用されても良い。
CPU46は、CPU46が無線測定制御部605として動作するためのプログラムをメモリ47にロードして実行する。無線測定制御部605として動作するCPU46は、受信電波監視部604からの問い合わせ要求を受けて、測定要否の問い合わせを情報送受信部603を用いて行う。情報送受信部603は、例えば、無線端末6の識別情報と、GPS42で得られる無線端末6の位置情報とを含む問い合わせを生成し、信号処理部602へ送る。これによって、問い合わせは、信号処理部602及び無線処理部601を経て無線端末6から送信される。
また、位置推定装置10から送信される問い合わせ結果(応答)は、無線処理部601及び信号処理部602を経て情報送受信部603で受信される。無線測定制御部605は、情報送受信部603で受信された問い合わせ結果を得て、問い合わせ結果が測定指示であるときに、無線開始測定のトリガを発行する。
トリガは、例えば受信電波監視部604に与えられ、受信電波監視部604がスモールセル基地局4Bから受信された電波の強度(受信電波強度)を測定する。受信電波強度は、情報送受信部603に与えられる。また、無線測定制御部605は、GPS42で得られる無線端末6の位置情報(測定位置情報)を情報送受信部603に与える。さらに、無線測定制御部605は、スモールセル基地局4Bから受信される報知情報からスモールセル5BのセルIDを得て、情報送受信部603に与えることができる。
情報送受信部603は、受信電波強度,セルID及び測定位置情報を含む測定結果情報を生成し、信号処理部602へ送る。測定結果情報は、信号処理部602及び無線処理部601を経て無線端末6から送信される。
<動作例>
以下、実施形態に係るスモールセルの位置推定に係る詳細な動作例について説明する。
<<問い合わせ実施>>
最初に、無線端末6から位置推定装置10への問い合わせに際して実行される動作例について説明する。図9は、無線端末6の問い合わせに係る処理例を示すフローチャートである。図9に示す処理は、例えば、CPU46がフラッシュメモリ45に記憶されたスモールセル基地局の位置推定に係る処理用のプログラム(位置推定支援アプリケーション)の実行を開始することによって行われる。例えば、位置推定支援アプリケーションの実行は、無線端末6の電源投入時や、入力装置44から実行指示が入力されたときに開始される。
以下、実施形態に係るスモールセルの位置推定に係る詳細な動作例について説明する。
<<問い合わせ実施>>
最初に、無線端末6から位置推定装置10への問い合わせに際して実行される動作例について説明する。図9は、無線端末6の問い合わせに係る処理例を示すフローチャートである。図9に示す処理は、例えば、CPU46がフラッシュメモリ45に記憶されたスモールセル基地局の位置推定に係る処理用のプログラム(位置推定支援アプリケーション)の実行を開始することによって行われる。例えば、位置推定支援アプリケーションの実行は、無線端末6の電源投入時や、入力装置44から実行指示が入力されたときに開始される。
01において、スループットの閾値の設定が行われる。図10は、スループットの低下検出用パラメータの設定例を示す。低下検出時間は、瞬間的にスループットが閾値より低下した場合を除外するためのパラメータである。スループットが閾値を下回る時間が低下検出時間を上回った場合にスループットの低下が検出される。
01の処理は、例えば、無線測定制御部605として動作するCPU46によって実行される。例えば、CPU46がフラッシュメモリ45に予め記憶されたスループットの低下検出用パラメータ(図10)を、CPU46が参照可能な領域(例えば、メモリ47上の所定の記憶領域)に設定することにより行われる。但し、位置推定支援アプリケーションの実行開始時において、スループットの低下検出用パラメータがCPU46によって参照可能な位置に予め記憶されていれば、01の処理は省略可能である。例えば、スループットの低下検出用パラメータは、位置推定支援アプリケーションのコンフィグ設定で入力装置44を用いて設定可能である。
02において、受信電波監視部604として動作するCPU46は、スループットを監視する。02の処理は、無線端末6がマクロセル基地局2に接続され(マクロセル3に在圏し)、マクロセル基地局2を用いた通信中に実行される。
03において、受信電波監視部604として動作するCPU46は、スループットが低下したか否かを判定する。すなわち、CPU46は、スループットの測定結果がスループットの低下検出条件を満たすか否かを判定する。具体的には、CPU46は、スループットが閾値以下の時間が低下検出時間を上回ったか否かを判定する。
スループットの低下検出条件が満たされない場合(03,NO)には、処理が02に戻る。これに対し、スループットの低下検出条件が満たされた場合(03,YES)には、問い合わせ要求が発行され、無線測定制御部605として動作するCPU46が、問い合わせを実施する。
CPU46は、情報送受信部603として動作し、問い合わせメッセージを生成する。図11は、問い合わせメッセージのフォーマット例を示す。問い合わせメッセージは、無線端末6の識別子(端末ID)と、GPS42で得られる無線端末6の位置情報とを含む。端末IDは、予めフラッシュメモリ45又はメモリ47に記憶されている。CPU46は、問い合わせメッセージを含むIPパケットを生成する。このとき、位置推定装置10のIPアドレスは無線端末6において既知であり、IPパケットの宛先IPアドレスに位置推定装置10のIPアドレスが設定される。
IPパケットは、信号処理部602において、ユーザデータとして扱われ、BB信号に変換される。BB信号は無線処理部601において無線信号(電波)に変換され、送信される。無線信号は、マクロセル基地局2の無線処理部201で受信され、BB信号に変換される。BB信号は、信号処理部202にてIPパケットに変換され、送信される。IPパケット(問い合わせメッセージ)は、キャリア網1,及び外部ネットワークを経て、位置推定装置10のNWI/F13で受信され、CPU11に渡される。
図12は、問い合わせメッセージ受信時における位置推定装置10の測定要否判断の処理例を示すフローチャートである。図12に示す処理は、問い合わせ送受信部102として動作するCPU11によって実行される。図12に示す処理の開始時において、CPU11は、問い合わせメッセージ(図11)の待ち受け状態となっている(001)。
問い合わせメッセージが受信されると(001,YES)、CPU11は、問い合わせメッセージに含まれた無線端末6の位置情報から、無線端末6の在圏エリア(無線端末が属するエリア)を特定する(002)。ここで、位置推定装置10の補助記憶装置14又は主記憶装置12には、エリア定義情報が予め記憶されている。
図13及び図14は、エリア定義情報の例を示す。図13は、マクロセル基地局2のセル単位でエリアを定義した例を示す。図13に示す例では、マクロセル基地局2によって形成されるマクロセル3(六角形で定義)が、マクロセル基地局2を中心に6つの三角形に等分割され、各三角形が1つのエリアとして定義されている。図14に示す例では、マクロセル基地局2の位置と無関係に、通信エリアが格子状に分割され、各格子が1つのエリアとして定義される。エリアのサイズは適宜設定可能である。但し、エリアの定義方法は、図13及び図14に示した定義に限定されない。
002において、CPU11は、無線端末6の位置情報(位置座標)が属するエリアをエリア定義情報から割り出す。003以降では、CPU11は、問い合わせ状況テーブル105Aを参照して、無線測定の要否を判定する。
図15は、問い合わせ状況テーブル105A(テーブル105A)のデータ構造例を示す。問い合わせ状況テーブル105Aは、スモールセルDB105に含まれる。但し、テーブル105Aは、補助記憶装置14において、スモールセルDB105の記憶領域以外の記憶領域に記憶されても良く、主記憶装置12に記憶されても良い。
テーブル105Aは、エリア毎に用意された複数のエントリを有する。各エントリに記憶される情報は、エリア毎に測定要否を判定するための判定用情報として使用される。各エントリは、「問い合わせ回数」と、「問い合わせ回数の閾値」と、「存在するスモールセルID」とを記憶する。「問い合わせ回数」は、単数又は複数の無線端末6からの問い合わせメッセージの受信回数を示す。受信回数は述べ数であり、送信元の無線端末6を問わない。「問い合わせ回数閾値」は、測定指示を発行するか否かの判断に用いる閾値である。「存在するスモールセルID」の欄には、スモールセルIDが判明した場合には、当該スモールセルIDがスモールセルの存在を示す情報として記憶される。スモールセルIDが記憶されない間は、「無し(非存在)」を示す情報(値)が記憶される。
図12に戻って、003では、CPU11は、テーブル105Aにおける、001で特定したエリアのエントリを参照し、問い合わせ回数が問い合わせ閾値以上か否かを判定する。このとき、問い合わせ回数が閾値未満であるとき(003,NO)には、CPU11は、測定指示の送信処理を行う(004)。
測定指示の送信処理として、CPU11は、スモールセルの受信電波強度の測定指示を含む応答メッセージを生成する。図16は、応答メッセージのフォーマット例を示す。CPU11は、応答メッセージを含むIPパケットを生成する。このとき、問い合わせメッセージを含むIPパケットの送信元IPアドレス(すなわち、無線端末6のIPアドレス)を宛先IPアドレスに設定する。IPパケットは、NWI/F13から送信され、外部ネットワーク,キャリア網1,マクロセル基地局2を経て、問い合わせ元の無線端末6で受信される。
その後、CPU11は、テーブル105Aの対応する問い合わせ回数をインクリメントし(005)、処理を001に戻す。
一方、問い合わせ回数が閾値以上の場合には(003,YES)、CPU11は、エントリ中の「存在するスモールセルID」を参照し、スモールセルIDが記憶されているか否かを判定する。すなわち、CPU11は、スモールセル基地局の存在を示す情報が記憶されているか否かを判定する(006)。このとき、スモールセルIDが記憶されていれば(006,YES)、CPU11は、測定指示の送信処理を行う(007)。007の処理が終了すると、処理は001に戻る。
006において、スモールセルIDが記憶されていないときには(006,NO)、CPU11は、測定指示を送信しないことを決定する(008)。このとき、CPU11は、何も処理を行わない(応答メッセージの送信処理を回避する)。応答メッセージの送信が行われないことによって、下りトラフィックが削減される。但し、測定処理不要を含む応答メッセージが無線端末6に送信される構成を採用する場合もあり得る。その後、処理が001に戻る。
図12の処理例では、CPU11は、無線端末6が位置するエリアのエントリが測定要否の判定用情報として使用される。そして、問い合わせの受信回数が閾値未満(所定値に達していない)ときには、スモールセル基地局の存在を確認することを主たる目的として、測定指示が送信される。
問い合わせの受信回数が閾値以上である(所定値に達した)ときには、スモールセル基地局の存在を示す情報(スモールセルID)が記憶されていることを条件として、測定指示が送信される。新たな測定結果情報を得て、スモールセル基地局の位置推定或いは位置推定結果の更新を行うためである。問い合わせの受信回数が閾値以上であり、且つスモールセルIDが記憶されていないときには、測定指示は送信されない。受信回数が閾値未満の間における測定結果情報からスモールセルIDが得られなかった場合、当該エリアにスモールセル基地局が存在しないとみなされる。
測定指示が送信されないことで、無線端末6における測定処理が回避される。このような測定回避により、無線端末6の消費電力削減を図ることができる。なお、006の判定処理において、スモールセル基地局の非存在を示す情報(「無し」)が記憶されていることを以て、測定指示の送信処理が回避されるようにしても良い。
図17は、無線端末6が測定指示を受信し、測定処理を開始するまでの動作を示すシーケンス図である。図17において、無線端末6は、図9に示した処理によって、スループット低下を検出すると(図17<1>)、問い合わせを送信する(図17<2>)。問い合わせは、マクロセル基地局2を経由して位置推定装置10で受信される(図17<3>)。
位置推定装置10は、図17に示した処理によって、測定要否判定を行い(図17<4>)、測定要と判定すると(図17<5>)。測定指示を含む応答メッセージを送信する(図17<6>)。測定指示は、マクロセル基地局2を経由して無線端末6で受信される(図17<7>)。すると、無線端末6では、無線測定処理を実行する(図17<8>)。
<<無線測定処理>>
図18は、応答メッセージを受信した無線端末6で実行される無線測定処理の例を示すフローチャートである。情報送受信部603として動作するCPU46は、図9の04にて問い合わせメッセージを送信した後、所定時間の待ちタイマによる計時を開始し、問い合わせメッセージの待ち状態となる(05,06)。待ちタイマが満了すると、処理が02に戻る。
図18は、応答メッセージを受信した無線端末6で実行される無線測定処理の例を示すフローチャートである。情報送受信部603として動作するCPU46は、図9の04にて問い合わせメッセージを送信した後、所定時間の待ちタイマによる計時を開始し、問い合わせメッセージの待ち状態となる(05,06)。待ちタイマが満了すると、処理が02に戻る。
一方、待ちタイマの満了前に、応答メッセージ(測定指示)が受信されると(06,YES)、CPU46は、無線測定制御部605として動作し、位置推定用の測定処理として、マクロセル基地局2からスモールセル基地局4Bへのハンドオーバを試行する(07)。図19は、07の処理の詳細を説明するシーケンス図である。
図19において、測定指示を受信した無線端末6は、以下の手順で位置推定用の測定処理を行う。最初に、無線端末6は、ユーザ基地局からの電波を検知(サーチ)する処理を行う。このとき、無線端末6は、スモールセル基地局4Bの周辺に位置していれば、スモールセル基地局4Bからの電波を受信することができる。
無線端末6は、スモールセル基地局4Bの周辺に位置しているとき、スモールセル基地局4Bから送信される、セルサーチのための同期信号(Synchronization Signal(SS))を受信する。同期信号の受信によって、無線端末6は、スモールセル基地局4Bの物理セルID(Physical Cell ID(PCI))を取得する。
次に、無線端末6は、以下の手順で、ハンドオーバシーケンスを実行する。図19の<1>〜<7>に示すハンドオーバシーケンスは、マクロセル基地局とHeNB(CSGセル)との間で実行される通常のハンドオーバシーケンスである。無線端末6は、ハンドオーバ先候補のスモールセル基地局4Bの周辺において、マクロセル基地局2へ向けて、“Proximity Indication”と呼ばれるメッセージを送信する(図19<1>)。
すると、ハンドオーバ元の基地局(マクロセル基地局2)は、測定報告のフォーマットなどの制御情報を含むメッセージ“Measurement Configuration”を無線端末6へ送信する(図19<2>)。無線端末6は、制御情報に基づいてスモールセル基地局4BのPCIを含む測定報告メッセージ“Measurement Report”を生成し、マクロセル基地局2へ送信する(図19<3>)。
マクロセル基地局2は、ハンドオーバ候補(スモールセル基地局4B)のシステム情報要求メッセージ“System Information Request”を無線端末6へ送る(図19<4>)。無線端末6は、ハンドオーバ候補(スモールセル基地局4B)から報知される報知情報(システム情報メッセージ“System Information(SI)”)を受信して、システム情報を得る(図19<5>)。
SIは、Cell Global Identity(CGI),Tracking Area Identity(TAI),CSG-ID,メンバステータス(member status)などを含んでいる。CGIは、全世界でセルを一意に識別できる識別子である。TAIは、LTEで位置登録を行うエリア単位である。CSG-IDは、CSGの識別子である。
ここで、スモールセル基地局4Bは、ハイブリッドモードで動作しており、SIメッセージには、CSGに属さないユーザ(無線端末6)にも開放されたセルであることを示す情報(ハイブリッドモードを示す1ビット)が含まれる。これにより、無線端末6は、CSGに属しているか否かに拘わらず、スモールセル基地局4Bにハンドオーバすることができる。
無線端末6は、ハンドオーバ元(マクロセル基地局2)へSIメッセージ中のCGI及びTAI等を報告するメッセージ“Report System Information”を送信する(図19<6>)。その後、ハンドオーバ処理が行われる(図19<7>)。
ハンドオーバ処理では、マクロセル基地局2は、無線端末6から受信されたCGI及びTAIからハンドオーバ先の基地局(スモールセル基地局4B)を一意に識別できる。このため、マクロセル基地局2は、スモールセル基地局4B及びMME7に無線端末コンテキスト(UEコンテキスト)を転送する。マクロセル基地局2は、無線端末6にハンドオーバ指示を送信する。無線端末6は、ハンドオーバ処理が終了すると、完了報告をスモールセル基地局4Bへ送る。そして、マクロセル基地局2,スモールセル基地局4B及びMME7との間でハンドオーバ後の処理が行われ、ハンドオーバが完了する。
無線端末6では、例えば、ハンドオーバシーケンスで受信されるSIメッセージの電波(報知情報)を無線処理部601で受信したときの受信電波強度を受信電波監視部604が測定する。このとき、無線測定制御部605として動作するCPU46は、GPS42で検出される無線端末6の位置情報(測定位置)を得る。また、ハンドオーバシーケンスにて得られたCGIをスモールセルIDとして得る。これらの情報は、情報送受信部603に与えられる。
情報送受信部603として動作するCPU46は、測定結果情報を含むメッセージ(測定結果メッセージ)を生成する。図20は、測定結果メッセージのフォーマット例を示す。図20に示すように、測定結果メッセージは、無線端末6の識別子(端末ID)と、位置情報(受信電波強度の測定位置)と、スモールセルID(CGI)と、受信電波強度とを含む。
情報送受信部603は、測定結果メッセージを含むIPパケットを生成する。IPパケットは、信号処理部602及び無線処理部601を経て無線端末6から送信され、スモールセル基地局4Bを経由して位置推定装置10で受信される。なお、測定結果メッセージは、ハンドオーバが完了する前に、マクロセル基地局2経由で位置推定装置10に送信されるようにしても良い。
なお、スモールセル基地局4Bが、予め定められたユーザにのみアクセスを許容する場合(「Closed」モードと呼ばれる)であって、無線端末6がスモールセル基地局4Bのアクセス権を有しない(CSGに属していない)場合には、ハンドオーバ処理(図19<7>)において、ハンドオーバが失敗する。但し、SIメッセージ受信の手順(図19<5>)は正常に行われる。このため、無線端末6は、受信電波強度を測定できるとともに、スモールセルID(CGI)を得ることができる。従って、スモールセル基地局4Bへのハンドオーバが失敗した場合でも、図20に示したパラメータを含んだ測定結果メッセージを生成することができる。この場合、測定結果メッセージは、マクロセル基地局2を経由して位置推定装置10へ送られる。
ところで、測定指示を受信した無線端末6の周辺に、実際にはスモールセル基地局が存在しないことがあり得る。この場合、無線端末6は、スモールセル基地局の電波の検知(サーチ)処理を行っても、ユーザ基地局からの電波を受信することができない。この場合、無線端末6では、スモールセルID及び受信電波強度の各値が「無し」を示す値(例えば“NULL”)に設定された測定結果メッセージを生成し、位置推定装置10へ送信する。
但し、無線端末6がユーザ基地局からの電波を受信できない場合に測定結果メッセージを送信しないようにしても良い。この場合、位置推定装置10では、測定結果メッセージの待ちタイマを設定し、待ちタイマが満了したことを以て、ユーザ基地局が存在しないと判定することができる。測定結果メッセージを送信しないことで、上りトラフィック削減(無線端末6に割り当てられる無線リソースの有効利用)を図ることができる。
図21は、測定結果メッセージ受信時における位置推定装置10の処理例を示すフローチャートである。図21の101〜103では、移動機情報受信部101として動作するCPU11が、以下のような処理を行う。101において、CPU11は、無線端末6から送信される測定結果メッセージを待ち受ける。
測定結果メッセージが受信されると(101,YES)、CPU11は、測定結果メッセージ中の測定結果情報を、測定結果情報テーブル104Aに記憶する(102)。測定結果情報テーブル104Aは、移動機情報管理DB104に含まれる。
図22は、測定結果情報テーブル104A(テーブル104A)のデータ構造例を示す。テーブル104Aは、複数のエントリを有し、各エントリには、端末ID,位置情報(測定位置),エリアの識別子,スモールセルID,及び受信電波強度が記憶される。テーブル104Aに記憶される各エントリは、「測定結果のレコード」の一例である。「スモールセルID」の値の初期値として、「無し(例えばNULL)」が設定される。
102において、CPU11は、無線端末6から受信される測定結果情報の各パラメータ(端末ID,位置情報,スモールセルID,受信電波強度)を、テーブル104Aの空きエントリに記憶する。このとき、CPU11は、位置情報とエリア定義情報とを用いて、位置情報(測定位置)が属するエリアを割り出し、割り出したエリアの識別子を当該エントリに登録する。
103では、CPU11は、測定結果情報をテーブル105A(図15)に反映する。すなわち、CPU11は、101でテーブル104Aに新規に登録したエントリ中の「エリア識別子」と「スモールセルID」の値を読み出す。次に、CPU11は、読み出したエリア識別子を有するテーブル105Aのエントリを検索し、当該エントリの内容を参照する。
このとき、テーブル104Aから読み出した「スモールセルID」の値(測定結果情報中の「スモールセルID」の値)がスモールセルID(CGI)であり、テーブル105Aのエントリ中の「存在するスモールセルID」に同一のスモールセルIDが記憶されている場合には、CPU11は、何もしないか、又は同一のスモールセルIDでの上書きを行う。
また、テーブル104Aから読み出したスモールセルIDと異なるスモールセルIDが「存在するスモールセルID」に記憶されている場合には、CPU11は、「存在するスモールセルID」に関して、テーブル104Aから読み出したスモールセルIDを異なるスモールセルIDと並列に記憶する。このように、或るエリアに複数のスモールセル基地局(ユーザ基地局)が存在する場合には、各ユーザ基地局のスモールセルIDが登録される。
また、テーブル104Aから読み出した「スモールセルID」の値がスモールセルID(CGI)であり、テーブル105Aの「存在するスモールセルID」の値が「無し」である場合には、CPU11は、「無し」を「スモールセルID」の値に書き換える。これによって、当該エリアにスモールセル基地局が存在することを示す情報が記憶される。
これに対し、テーブル104Aから読み出した「スモールセルID」の値が「無し(NULL)」であり、テーブル105Aのエントリ中の「スモールセルID」の値が「無し」である場合には、CPU11は、何もしないか、「無し」の上書きを行う。
なお、テーブル104Aから読み出した「スモールセルID」の値が「無し(NULL)」であるのに対し、テーブル105Aのエントリ中の「存在するスモールセルID」にスモールセルIDが記憶されている場合には、CPU11は、何もしない。従って、スモールセルIDの記憶が維持される。無線端末6の測定位置によっては、スモールセル基地局が存在するにも拘わらず、電波が受信できないことがあり得る。このような場合における測定結果情報によって「存在するスモールセルID」に記憶されたスモールセルIDが誤って消去されるのを回避するためである。
また、テーブル105Aに記憶された各スモールセルID(CGI)に関して、例えば、以下のようなエージング処理を行うようにしても良い。すなわち、CPU11は、テーブル104Aから読み出されたスモールセルIDと同一のスモールセルIDがテーブル105Aに登録されているとき、同一の値を用いた上書きを行う。
また、CPU11は、テーブル105Aに記憶したスモールセルID毎に、最終更新時刻(タイムスタンプ)を記憶する。そして、CPU11は、最終更新時刻が所定値を超えたスモールセルIDを削除する。このとき、CPU11は、スモールセルIDの削除によりエリアに対応するスモールセルIDがなくなったときは、「スモールセルID」の値を「無し」にする。このようなエージング処理によって、ユーザ基地局が撤去された場合に、テーブル105Aの内容を実際に合わせることができる。
或いは、或るタイミング(例えば、タイマ満了、入力装置15の操作)で、テーブル105Aの問い合わせ回数がリセットされ、各エリアにおけるスモールセル基地局の存否が再確認されるようにすることで、テーブル105Aの内容を実際に合わせることもできる。このとき、リセットは全エリアを対象として実行されるようにしても良く、エリア毎に実行されるようにしても良い。
以上のように、103において、上記したような測定結果情報の内容がテーブル105Aへ反映されることによって、測定要否の判定用情報を自動的に更新することができる。この結果、各エリアに関して、問い合わせ閾値未満の間にスモールセルIDを含む測定結果情報が得られた場合には、当該エリアはスモールセル基地局が存在するエリアとして扱われる。問い合わせ閾値が大きい程、スモールセル基地局を発見できる可能性を高めることができる。
<<基地局の位置推定>>
104〜110では、スモールセル位置推定部103として動作するCPU11が、以下のような処理を行う。104において、CPU11は、102でテーブル104Aに登録されたエントリがスモールセルIDを含むか否か(測定結果情報がスモールセルIDを含むか否か)を判定する。スモールセルIDが含まれないとき(104,NO)には、CPU11は、位置推定処理を行うことなく(110)、処理を101に戻す。
104〜110では、スモールセル位置推定部103として動作するCPU11が、以下のような処理を行う。104において、CPU11は、102でテーブル104Aに登録されたエントリがスモールセルIDを含むか否か(測定結果情報がスモールセルIDを含むか否か)を判定する。スモールセルIDが含まれないとき(104,NO)には、CPU11は、位置推定処理を行うことなく(110)、処理を101に戻す。
これに対し、エントリがスモールセルIDを含むとき(104,YES)には、CPU11は、当該エントリに記憶されたスモールセルIDと同一のスモールセルIDを記憶した1以上のエントリがあるか否かを判定する(105)。すなわち、或るスモールセル基地局に関して2以上の測定結果情報がテーブル104Aに記憶されているか否かが判定される。
このとき、1以上のエントリが発見されない(105,NO)には、スモールセル基地局の位置推定は実施できない。このため、CPU11は、位置推定処理を実施することなく(110)、処理を101に戻す。
これに対し、複数のエントリが発見されたとき(105,YES)には、CPU11は、スモールセルDB105に当該スモールセルIDを有するスモールセル基地局の存在位置の推定結果(推定エリア)が記憶されているか否かを判定する(106)。このとき、推定エリアが記憶されていないとき(106,NO)には、処理が108の位置推定処理に進む。
これに対し、推定エリアが記憶されているとき(106,YES)には、CPU11は、スモールセルDB105に記憶された推定エリアの面積(サイズ)が所定範囲か否かを判定する(107)。例えば、CPU11は、推定エリアの面積が予め補助記憶装置14又は主記憶装置12に記憶された閾値より大きいか(閾値以下か)否かを判定する。このとき、推定エリアの面積が閾値より大きいとき(107,YES)には、処理が108の位置推定処理へ進む。
これに対し、推定エリアの面積が閾値以下であれば(107,NO)、CPU11は、位置推定処理を実施することなく(110)、処理を101に戻す。このように、推定エリアの面積がスモールセル基地局の推定位置の利用目的に応じた面積まで小さくなったときには、位置推定処理(推定エリアの更新)が停止される。但し、107の処理はオプションである。
108では、CPU11は、スモールセル基地局の位置推定処理を行う。本実施形態では、以下の2つの推定方法を用いてスモールセル基地局4Bの位置推定を行う。
(推定方法1)2以上の電波受信位置とセル半径とを用いたスモールセル基地局4Bが存在するエリアの推定。
(推定方法2)2以上の電波受信位置における受信電波強度を用いたスモールセル基地局4Bが存在する方向の推定。
(推定方法1)2以上の電波受信位置とセル半径とを用いたスモールセル基地局4Bが存在するエリアの推定。
(推定方法2)2以上の電波受信位置における受信電波強度を用いたスモールセル基地局4Bが存在する方向の推定。
図23〜図25は、推定方法1の説明図である。図23には、スモールセル基地局4Bから放射される電波を無線端末6が受信できるケースと受信できないケースとが図示されている。一般に、ブースターのような電波増幅装置がない場合、無線端末6は、スモールセル基地局4Bとの距離“D”がスモールセル5Bのセル半径“R”以内であるときに、スモールセル基地局4Bからの電波を受信することができる。逆に、スモールセル基地局4Bとの距離Dがセル半径Rより大きいときには、無線端末6は、電波を受信することができない。なお、スモールセル5Bが形成されるエリアの地形によって、電波の到達距離は減少することが考えられる。しかし、理想的な伝搬距離を想定することによって、実際の電波到達距離を包含することができる。
図23に示したように、距離Dがセル半径R以内であるときに無線端末6はスモールセル基地局4Bからの電波を受信することができる。換言すれば、無線端末6がスモールセル基地局4Bからの電波を受信可能な最大距離はセル半径Rである。これは、図24に示すように、スモールセル基地局4Bからの電波を受信している無線端末6の位置を中心とし且つ半径がセル半径Rである円Cの周又は内側にスモールセル基地局4Bが存在することを意味する。
従って、図25に示すように、2以上のスモールセル基地局4Bからの電波の受信位置に対応する円Cが重なる部分(図25の網掛け部分)に、スモールセル基地局4Bが存在すると推定することができる。このように、推定方法1として、2以上の電波の受信位置とセル半径とを用いて、スモールセル基地局4Bの位置を推定することができる。
図26及び図27は、推定方法2の説明図である。図26は、無線端末6Aと無線端末6Bとが相互に異なる位置で、スモールセル基地局4Bからの受信電波強度を測定した例を示す。無線端末6Aの受信電波強度は“P”であり、無線端末6Bの受信電波強度は、“P”より大きい“Q”であると仮定する。
推定方法2では、無線端末6Aの位置と無線端末6Bの位置とを結ぶ直線に対する垂直二等分線L1を境として、エリアを無線端末6A(一方の(第1の)無線端末)が属する分割エリアと、無線端末6B(他方の(第2の)無線端末)が属する分割エリアとに分ける。そして、受信電波強度が大きい側の分割エリア(図26では無線端末6Bが属する分割エリア)がスモールセル基地局4Bの存在するエリアと推定される。
図27は、図26に示した無線端末6A及び無線端末6Bに加えて、無線端末C(第3の無線端末)が、無線端末6A及び無線端末6Bの位置と異なる位置で受信電波強度(“O”とする)を測定したケースを示す。
この場合、無線端末6A及び無線端末6Bのそれぞれの位置と、無線端末6Cの位置とを用いて、垂直二等分線L2,L3を境とする分割エリアが求められ、スモールセル基地局4Bが存在する側の分割エリアが求められる。そして、スモールセル基地局4Bが存在する側の分割エリアが重なる部分(図27では、太線で示された図27の右上の部分)に、スモールセル基地局4Bが存在すると推定される。
図28は、図27に示した無線端末6A,6B,6Cに関して、さらに推定方法1を用いた例を示す。この場合、推定方法2で求めたスモールセル基地局4Bが存在すると推定されたエリア(推定方法2の推定エリア)と、推定方法1で求められるスモールセル基地局4Bが存在すると推定されるエリア(円Cが重なるエリア)とが重なるエリア(図28の太線網掛け部分)がスモールセル基地局4Bの存在するエリアとして推定される。
図29は、図21に示した108の処理(位置推定処理)の詳細を示すフローチャートである。図29には、106から108へ処理が進んだ場合(新規に推定エリアを求める場合)の位置推定処理(新規推定エリア算出処理)が示されている。当該処理は、テーブル104Aに同一のスモールセルID(CGI)が記憶された2つのエントリが存在する場合(2つの測定結果情報が記憶されている場合)に実行される。2つのエントリに記憶された端末IDは、同一であっても異なっていても良い。図30〜図32は、新規推定エリア算出処理(図29の処理)の説明図である。
以下の説明では、一例として、コンピュータグラフィックス技術及び論理演算を用いた推定エリアの算出処理について説明する。コンピュータグラフィクス技術として、ラスタグラフィックス技術,ベクタグラフィックス技術及びこれらの組み合わせを適用することができる。但し、推定エリアを算出できる限り、既存のあらゆるコンピューティング手法を適用することができる。以下では、あくまで一例として、ビットマップを用いたラスタグラフィクス技術及び論理演算を用いた処理について説明する。
201において、CPU11は、補助記憶装置14に予め記憶された地図に無線端末の位置(位置座標)をマッピングする。地図は、例えば、エントリ中のエリア識別子に対応するエリアを示すビットマップである。ビットマップは、直交座標系に配置された複数のピクセルを有する。但し、マクロセル基地局のセルに対応する複数のエリアの地図や、セルに依存しない複数のエリア(図14)の地図であっても良い。
CPU11は、102(図21)の処理でテーブル104Aに登録したエントリの位置情報で特定される無線端末6(説明の便宜上“無線端末6A”とする)の位置を地図にマッピングする。また、CPU11は、当該エントリ中のスモールセルIDと同一のスモールセルIDを有する他のエントリ中の位置情報で特定される無線端末6(説明の便宜上“無線端末6B”とする)の位置を地図にマッピングする。ここで、無線端末6Aと無線端末6Bとは、異なる無線端末であっても良く、同一の無線端末であっても良い。換言すれば、複数の測定結果情報は、複数の無線端末6によって得られたものであっても良く、1つの無線端末6によって得られたものであっても良い。
具体的には、CPU11は、エントリに記憶された無線端末6A及び無線端末6Bの位置(緯度,経度)を地図(ビットマップ)上の位置(座標)に変換し、マッピングする処理を行う。
次に、CPU11は、地図上にマッピングされた無線端末6A及び無線端末6Bの各位置(2点)をそれぞれ中心とし、且つ半径が202で算出したセル半径Rの円を地図上にマッピングする(202)。セル半径として、補助記憶装置14又は主記憶装置12に予め記憶されたセル半径が使用される。但し、受信電波強度から求めたセル半径を用いても良い。
具体的には、CPU11は、セル半径を地図(ビットマップ)上の距離に換算する。続いて、CPU11は、無線端末6Aのビットマップ上の位置と、無線端末6Aに係るセル半径(ビットマップ上での距離)とを用いて、ビットマップ上における円C1の周及び当該周の内側に対応するビットマップ上のピクセルの集合を求める。また、CPU11は、無線端末6Bのビットマップ上の位置と、無線端末6Bに係るセル半径(ビットマップ上での距離)とを用いて、円C2の周及び当該周の内側に対応するビットマップ上のピクセルの集合を求める。
次に、CPU11は、円同士が重なるエリアを推定エリアAとする(203)。具体的には、CPU11は、円C1のピクセルの集合と円C2のピクセルの集合との論理積(AND)を求める。そして、CPU11は、論理積の演算によって得られたピクセルの集合を推定エリアAとする。
図30に示すように、無線端末6Aの位置を中心とするセル半径Rの円C1と、無線端末6Bの位置を中心とするセル半径Rの円C2とが重なるエリアが推定エリアAとされる(204)。推定エリアAは、上記した推定方法1で得られる第1のエリアである。
次に、CPU11は、204において、図31に示すように、地図(ビットマップ)上の無線端末6Aの位置と無線端末6Bの位置とを結ぶ直線に対する垂直二等分線L1を引き、垂直二等分線L1を境とする無線端末6A側のエリア(分割エリアL1−6Aとする)と無線端末6B側のエリア(分割エリアL1−6B)とを求める。
次に、CPU11は、無線端末6Aの受信電波強度と無線端末6Bの受信電波強度とを比較して、推定方向を求める。この例では、無線端末6Bの受信電波強度が無線端末6Aの受信電波強度より大きいと仮定する。このため、CPU11は、推定方向として、垂直二等分線L1から無線端末6Bへ向かう方向にスモールセル基地局4Bが存在すると推定される。
次に、CPU11は、推定した方向に対応するエリアを地図上にマッピングする(205)。すなわち、CPU11分割エリアL1−6Aと分割エリアL1−6Bとのうち、受信電波強度が大きい無線端末6A側の分割エリアL1−6Aに該当するピクセルの集合を求め、推定エリアBとする。推定エリアBは、上記した推定方法2で得られる第2のエリアである。
そして、CPU11は、図32に示すように、推定エリアAと推定エリアBとが重なるエリア(濃い網掛け部分)を、目的の推定エリア(スモールセル基地局4Bの存在が推定されるエリア(スモールセル基地局存在推定エリア))と決定する(206)。具体的には、推定エリアAのピクセルの集合と推定エリアBのピクセルの集合との論理積を求め、得られたピクセルの集合を目的の推定エリアとしてビットマップに残す。
その後、処理が図21の109に進み、CPU11は、スモールセル基地局存在エリアがマッピングされた地図(ビットマップ)のデータ(スモールセル基地局4Bの位置情報)を、スモールセルDB105に記憶する。109の処理が終了すると、処理が101に戻る。
なお、スモールセル基地局存在推定エリアがマッピングされる地図(ビットマップ)は、スモールセル基地局毎に用意されても良く、1つの地図上に複数のスモールセル基地局存在推定エリアがマッピングされても良い。また、202及び203の処理と、204及び205の処理との実行順序は逆であっても良く、並列に実行されても良い。また、204では、垂直二等分線L1の算出は省略されて受信電波強度の比較が行われ、205で垂直二等分線L1の算出及び分割エリアマッピングが行われるようにしても良い。或いは、204及び205の処理が一連の処理として集約されても良い。
図33は、図21に示した108の処理(位置推定処理)の詳細を示すフローチャートである。図33には、107から108へ処理が進んだ場合(推定エリアを更新する場合)の位置推定処理(推定エリア更新処理)が示されている。当該処理は、スモールセルDB105に、スモールセル基地局存在推定エリアが記述された地図(ビットマップ)が記憶されており、且つテーブル104Aに同一のスモールセルIDが記憶された3以上のエントリが存在する場合(3以上の測定結果情報が記憶されている場合)に実行される。図34〜図36は、推定エリア更新処理(図33の処理)の説明図である。
以下に説明する例は、図32に示したスモールセル基地局4Bの推定エリアが記述された地図(ビットマップ)がスモールセルDB105に記憶されており、スモールセル基地局4Bに関する新たな測定結果情報がテーブル104Aに記憶された場合を想定する。
測定結果情報を送信した無線端末6は、説明の便宜上、無線端末6A及び無線端末6Bと異なる無線端末6Cとする。但し、無線端末6Cは、無線端末6A及び無線端末6Bとの少なくとも一つと同じであっても良い。また、以下で説明する処理の具体的な処理手法(座標変換、距離換算、ピクセル算出、論理演算、セル半径の利用手法)は、図29を用いて説明した処理手法と同じであるので、説明を省略する。
211において、CPU11は、スモールセルDB105からスモールセル基地局4Bの最新の推定エリア(元の推定エリア)が記述された地図(ビットマップ)を読み出し、当該地図上に各無線端末6A,6B,6Cの位置をマッピングする。但し、109において、無線端末6A及び無線端末6Bの位置がマッピングされた地図(ビットマップ)がスモールセルDB105に記憶される場合には、無線端末6A及び無線端末6Bの位置のマッピングは省略される。
次に、CPU11は、地図(ビットマップ)上に、無線端末6Cの位置を中心とし、且つセル半径が予め用意されたセル半径Rである円C3をマッピングする(212)。これによって、地図(ビットマップ)は、図34に示す状態となる。次に、CPU11は、元の推定エリアと円C3とが重なるエリアを、推定方法1によって推定された推定エリアCとする(213)。
次の214では、CPU11は、以下の処理を行う。CPU11は、図35に示すように、無線端末6Cの位置と、各無線端末6A及び6Bの位置とを結ぶ直線の垂直二等分線L2及びL3を用いて分割エリアを求める。次に、CPU11は、無線端末6Aの位置での受信電波強度と無線端末6Cの位置での受信電波強度とを比較し、スモールセル基地局4Bが存在する方向を推定する。無線端末6Cの位置の受信電波強度が無線端末6Aの受信電波強度より大きいと仮定する。このため、無線端末6Cの方向がスモールセル基地局4Bの存在する方向として推定される。
同様に、CPU11は、無線端末6Bの位置での受信電波強度と無線端末6Cの位置での受信電波強度とを比較し、スモールセル基地局4Bが存在する方向を推定する。無線端末6Cの位置の受信電波強度が無線端末6Bの受信電波強度より大きいと仮定する。このため、無線端末6Cの方向がスモールセル基地局4Bの存在する方向として推定される。
215では、CPU11は、推定した方向に対応する分割エリアを地図上にマッピングする。垂直二等分線L2を境として、地図は、無線端末6A側の分割エリアL2−6Aと、無線端末6C側の分割エリアL2−6Cとに分割される。また、垂直二等分線L3を境として、地図は、無線端末6B側の分割エリアL3−6Bと、無線端末6C側の分割エリアL3−6Cとに分割される。垂直二等分線L2及び垂直二等分線L3に対応する方向は無線端末6Cの方向である。従って、CPU11は、分割エリアL2−6Cと分割エリアL3−6Cとが重なるエリアを推定方法2によって推定された推定エリアDとする。
次の216では、CPU11は、図36に示すような、推定エリアCと推定エリアDとが重なる部分(濃い網掛け部分)を新たなスモールセル基地局4Bの存在推定エリアとして決定(更新)する。その後、処理が図21の109に進み、CPU11は、スモールセル基地局存在エリアが更新された地図の情報を、スモールセルDB105に記憶(上書き)する。このようにして、スモールセル基地局4Bの推定位置が更新される。109の処理が終了すると、処理が101に戻る。
なお、212及び213の処理と、214及び215の処理との実行順序は逆であっても良く、並列に実行されても良い。また、214では、垂直二等分線L2及びL3の算出は省略されて受信電波強度の比較が行われ、215で垂直二等分線L2及びL3の算出及び分割エリアマッピングが行われるようにしても良い。或いは、214及び215の処理が一連の処理として集約されても良い。
図29及び図33に示した処理から分かるように、分割エリアの選択処理は、テーブル104Aに登録された同一のスモールセルIDの数(位置の数)に応じて少なくとも一回行われる。すなわち、位置の数が2であれば、分割エリアの選択処理が1回行われ(図31参照)、位置の数が3であれば、分割エリアの選択処理が2回行われる(図35参照)。
図33に示す処理は、スモールセルIDを含む測定結果情報がテーブル104Aに登録される毎に実行される。スモールセル基地局4Bに関して新たな測定結果情報が登録された場合には、図33の処理を通じてスモールセル基地局4Bの位置情報(推定エリア)が更新される。このようにして、推定エリアが所定範囲(閾値以下)になるまで、推定エリアの更新が繰り返される。
図37は、位置推定に係るシーケンス図である。無線端末6から送信される測定結果メッセージは、スモールセル基地局4Bを介して位置推定装置10で受信される(図37<1>,<2>)。位置推定装置10では、測定結果メッセージの内容に従って位置推定の要否を判定する(図37<3>)。位置推定要と判定された場合、位置推定装置10は、位置推定処理を行い(図37<4>)、位置推定結果を記憶する(図37<5>)。
<実施形態の作用効果>
以上説明した実施形態では、無線端末6のCPU46(制御装置の一例)は、マクロセル基地局2との通信中において、スループット(通信品質の一例)を監視する。CPU46は、スループットの低下を検知すると、問い合わせメッセージを位置推定装置10(情報処理装置の一例)へ送信する処理を行う。その後、無線端末6は、位置推定装置10から応答メッセージ(測定指示)を受信すると、無線測定処理(測定処理)を開始する。
以上説明した実施形態では、無線端末6のCPU46(制御装置の一例)は、マクロセル基地局2との通信中において、スループット(通信品質の一例)を監視する。CPU46は、スループットの低下を検知すると、問い合わせメッセージを位置推定装置10(情報処理装置の一例)へ送信する処理を行う。その後、無線端末6は、位置推定装置10から応答メッセージ(測定指示)を受信すると、無線測定処理(測定処理)を開始する。
このように、測定処理がスループット低下の検知を契機の1つとして開始されることで、無線端末6がスモールセル基地局からの電波を受信できる蓋然性が高い位置で測定処理を開始するようにすることができる。これによって、スモールセル基地局の存在可能性と無関係に或る頻度で測定処理が実行される場合に比べて、無駄となる測定処理の実行を回避することができる。すなわち、測定処理による無線端末の消費電力を削減することができる。
また、本実施形態では、無線端末6は、問い合わせの応答として測定指示を得たときに測定処理を開始する。これよって、無線端末6がスモールセル基地局からの電波を受信できる蓋然性をさらに高めた状態で測定処理が開始されるようにすることができる。
また、本実施形態では、無線端末6のCPU46は、測定処理においてスモールセル基地局4Bから受信された電波からスモールセルID(スモールセル基地局の識別情報の一例)が得られたときに、当該スモールセルIDを含む測定結果メッセージ(測定結果情報)を位置推定装置10へ送信する。
すなわち、無線端末6は、スモールセル基地局4BのスモールセルIDをスモールセル基地局4Bの存在を示す情報として位置推定装置10(問合せ先の情報処理装置の一例)へ送る。これによって、位置推定装置10が問い合わせに対して測定指示(実行指示の一例)を送信するか否かを当該スモールセルIDの有無に基づいて実行できるようにすることができる。
なお、測定結果メッセージが他の情報処理装置に送信され、位置推定装置10が他の情報処理装置で保管されたスモールセルIDにアクセスし、当該スモールセルIDをスモールセル基地局4Bの存在を示す情報として用いるようにしても良い。
また、本実施形態では、位置推定装置10(情報処理装置の一例)のCPU11(制御装置の一例)が、問い合わせに対し、テーブル105A(判定用情報の一例)を記憶し、図12に示す処理を行う。そして、CPU11は、003の判定や006の判定において、判定条件が満たされれば測定指示(実行指示)の送信処理を行い、そうでなければ送信処理を行わない。
このように、本実施形態では、位置推定装置10が、判定用情報が所定条件を満たすときに測定指示の送信処理を行い、所定条件が満たされないときには測定処理の送信処理を回避する。これによって、無線端末6における測定処理の実行に制限が設けられるので、、測定処理による無線端末6の消費電力の削減が可能となる。
また、本実施形態では、位置推定装置10における003の判定において、CPU11は、テーブル105Aを参照し、無線端末6の位置が属するエリアにおける問合せの受信回数が閾値に達していないことを条件(所定条件が満たされる場合の一例)として、測定指示の送信処理を行う。そして、位置推定装置10は、測定結果メッセージに受信電波強度やスモールセルID(電波受信に伴う情報の一例)が含まれていれば、当該エリアにスモールセル基地局が存在すると把握することができる。
また、本実施形態では、位置推定装置10のCPU11は、無線端末6の位置が属するエリアにおける問合せの受信回数が閾値に達しており、且つスモールセルIDが記憶されていれば(所定条件が満たされる場合の一例)、測定指示の送信処理を行う。これによって、無線端末6は、スモールセル基地局4Bが存在するとの前提で測定処理を実施し、スモールセル基地局4Bからの電波を受信し、無線測定を実行することができる。
一方、CPU11は、上記問合せの受信回数が閾値に達しており、且つスモールセルIDが記憶されていなければ(所定条件が満たされない場合の一例)、応答メッセージの送信処理を行わない。応答メッセージの送信が回避されることで、下りトラフィックが削減される。
また、本実施形態では、位置推定装置10で受信された測定結果メッセージに「スモールセルID」が含まれているとき、当該スモールセルIDがテーブル105Aの該当エリアのエントリ中の「存在するスモールセルID」に記憶される。すなわち、スモールセル基地局の識別情報が当該エリアにおけるスモールセル基地局の存在を示す情報として含められる。これによって、判定用情報のスタティック設定が不要となる。もっとも、テーブル105Aの「スモールセルID」の記憶内容がスタティック設定によって更新されるようにしても良い。
また、本実施形態では、上述した推定方法1及び推定方法2を用いた位置推定処理が実行される。これによって、特許文献1及び特許文献2の技術に比べて精度の向上した位置推定結果を得ることができる。
但し、本実施形態は、推定方法2を実行することなく推定方法1を実行し、推定方法1の結果をスモールセル基地局の位置推定結果として記憶するように変形することができる。すなわち、図29に示した処理において、204〜206の処理を省略し、203で得られる推定エリアAを目的の推定エリアとする。或いは、図33に示した処理において、214〜216の処理を省略し、213で得られる推定エリアCを目的の推定エリアとする。推定方法1は、電波受信強度を使用しなくても、スモールセル基地局の位置を推定することができる。
また、本実施形態では、スモールセル基地局の推定エリアの面積が所定値以下(未満でも良い)となったときに、位置推定処理の実行を中止する。このように、推定エリアの面積が推定エリアの利用目的に応じた大きさにまで小さくなったときに無用の位置推定処理が回避される。したがって、位置推定装置10(情報処理装置)の計算資源(CPU資源)の浪費を抑えることができる。
<変形例>
上述した実施形態では、位置推定装置10として動作する情報処理装置が問い合わせに係る処理と位置推定処理との双方を実行する。また、無線端末6に位置推定装置10とのやりとりを行うための位置推定支援アプリケーションがインストールされ、問い合わせメッセージ,応答メッセージ,及び測定結果メッセージが無線端末6と位置推定装置10との間でユーザデータとしてやりとりされる例について説明した。
上述した実施形態では、位置推定装置10として動作する情報処理装置が問い合わせに係る処理と位置推定処理との双方を実行する。また、無線端末6に位置推定装置10とのやりとりを行うための位置推定支援アプリケーションがインストールされ、問い合わせメッセージ,応答メッセージ,及び測定結果メッセージが無線端末6と位置推定装置10との間でユーザデータとしてやりとりされる例について説明した。
例えば、位置推定装置10が行う処理(動作)を、S−GW8又はP−GW9が行うようにしても良い。S−GW8及びP−GW9のハードウェア構成は、位置推定装置10のハードウェア構成(図6)を適用可能である。S−GW8又はP−GW9のCPUは、図7に示した移動機情報受信部101,問い合わせ送受信部102及びスモールセル位置推定部103として動作することができる。移動機DB104(テーブル104A),スモールセルDB105(テーブル105A)も、S−GW8又はP−GW9に実装される。
換言すれば、位置推定装置10が行う処理(動作)は、外部ネットワークに接続された情報処理装置によって実行されてもよく、キャリア網1に配置された情報処理装置が実行されるようにしても良い。
従って、位置推定装置10が行う処理(動作)は、例えば、キャリア網1中のMME7が行う動作とするように、本実施形態を変形することができる。MME7は、例えば、図6に示すような情報処理装置のハードウェア構成を有し、MME7のCPU11が、図7に示した移動機情報受信部101,問い合わせ送受信部102及びスモールセル位置推定部103として動作することができる。移動機DB104(テーブル104A),スモールセルDB105(テーブル105A)も、MME7に実装される。この場合、問い合わせメッセージ,応答メッセージ,及び測定結果メッセージは、無線端末6とMME7の間で送受信されるCプレーンの制御信号として扱われる。
また、位置推定装置10の動作が基地局装置(マクロセル基地局2)で実行されるように本実施形態を変形することができる。この場合、マクロセル基地局2のCPU25(図4)が、図7に示した移動機情報受信部101,問い合わせ送受信部102及びスモールセル位置推定部103として動作する。また、CF23又はメモリ28に、移動機DB104(テーブル104A)及びスモールセルDB105(テーブル105A)が記憶される。この場合にも、問い合わせメッセージ,応答メッセージ,及び測定結果メッセージは、無線端末6とマクロセル基地局2の間で送受信されるCプレーンの制御信号として扱われる。測定結果メッセージは、例えば、ハンドオーバ処理(図19<7>)において、マクロセル基地局2へ送信される。
また、本実施形態は、第1の情報処理装置が問い合わせに係る処理(図17)を実行し、第1の情報処理装置と異なる他の情報処理装置(第2の情報処理装置)が位置推定処理(図37)を実行する構成を採用することができる。例えば、外部ネットワークに第1の情報処理装置と第2の情報処理装置とが接続された構成を採用することができる。
第1の情報処理装置と第2の情報処理装置との少なくとも一方が、S−GW8及びP−GW9の少なくとも一方であっても良い。或いは、第1の情報処理装置は、MME7やマクロセル基地局2であっても良い。
例えば、以下の構成を採用できる。移動機DB104(テーブル104A),スモールセルDB105(テーブル105A)が第1の情報処理装置であるMME7又はマクロセル基地局2に実装され、MME7又はマクロセル基地局2が移動機情報受信部101,問い合わせ送受信部102として動作する。一方、第2の情報処理装置である位置推定装置10が外部ネットワークを介してテーブル104A及びテーブル105Aにアクセス(参照)し、スモールセル位置推定部103としての処理を実行する。
或いは、以下のような変形も可能である。すなわち、MME7又はマクロセル基地局2が上記した問い合わせメッセージ及び測定結果メッセージの受信処理と、応答メッセージ(測定指示)の送信処理とを行う。位置推定装置10は、外部ネットワークを介してMME7における問い合わせメッセージ及び測定結果メッセージの受信を監視し、MME7が問い合わせメッセージを受信したときに図12の処理を行う。位置推定装置10は、図12の処理結果に応じて測定指示の送信指示をMME7に与える。また、位置推定装置10は、MME7が測定結果メッセージを受信したときに図21の処理を行う。
その他、実施形態で説明した構成は、適宜の組み合わせが可能である。
2・・・マクロセル基地局
3・・・マクロセル
4・・・スモールセル基地局
5・・・スモールセル
6・・・無線端末
10・・・位置推定装置
11,46・・・CPU
12・・・主記憶装置
14・・・補助記憶装置
45・・・フラッシュメモリ
47・・・メモリ
3・・・マクロセル
4・・・スモールセル基地局
5・・・スモールセル
6・・・無線端末
10・・・位置推定装置
11,46・・・CPU
12・・・主記憶装置
14・・・補助記憶装置
45・・・フラッシュメモリ
47・・・メモリ
キャリア網1は、主たるコアネットワーク装置として、Mobility Management Entity(MME)7と、サービングゲートウェイ(S−GW)8と、パケットデータネットワークゲートウェイ(P−GW)9とを含んでいる。
位置推定装置10は、移動機情報受信部101と、問い合わせ送受信部102と、スモールセル位置推定部103と、移動機情報管理データベース(移動機DB)104と、スモールセル情報管理データベース(スモールセルDB)105とを備えた装置として動作する。
図5に示したFPGA49,RF回路50及び送受信アンテナ51は、無線処理部601として動作し、基地局(マクロセル基地局2又はスモールセル基地局4)との間で送受信される無線信号の処理を行う。DSP48は、信号処理部602として動作し、位置推定装置10との間で送受信される信号に係る処理を行う。
次に、CPU11は、地図上にマッピングされた無線端末6A及び無線端末6Bの各位置(2点)をそれぞれ中心とし、且つ半径がセル半径Rの円を地図上にマッピングする(202)。セル半径として、補助記憶装置14又は主記憶装置12に予め記憶されたセル半径が使用される。但し、受信電波強度から求めたセル半径を用いても良い。
このように、本実施形態では、位置推定装置10が、判定用情報が所定条件を満たすときに測定指示の送信処理を行い、所定条件が満たされないときには測定指示の送信処理を回避する。これによって、無線端末6における測定処理の実行に制限が設けられるので、測定処理による無線端末6の消費電力の削減が可能となる。
Claims (11)
- マクロセル基地局を用いた通信における通信品質を監視する処理と、前記通信品質が所定範囲に低下したことを検知したときにスモールセル基地局に関する無線測定処理の要否の問い合わせを情報処理装置に送信する処理と、前記情報処理装置から前記無線測定処理の実行指示が受信されたときに開始される前記無線測定処理と、を実行する制御装置、
を含む無線端末。 - 前記制御装置は、前記無線測定処理においてスモールセル基地局から受信された電波からスモールセル基地局の識別情報が得られたときには、当該識別情報を含む前記無線測定処理の結果情報を前記情報処理装置又は他の情報処理装置へ送信する
請求項1に記載の無線端末。 - エリア毎にスモールセル基地局に関する無線測定処理の要否の判定用情報を記憶した記憶装置と、
マクロセル基地局を用いた通信における通信品質が所定範囲に低下したことを検知した無線端末から前記無線測定処理の要否の問い合わせが受信されたときに、前記無線端末が属するエリアに関する判定用情報が所定条件を満たすか否かを判定し、当該所定条件が満たされるときに前記無線測定処理の実行指示を前記無線端末へ送信する処理を行い、前記所定条件が満たされないときに前記実行指示を送信する処理を回避する制御装置と、
を含む情報処理装置。 - 前記制御装置は、前記無線端末が属するエリアに関する判定用情報に含まれた当該エリアに係る問い合わせの受信回数が所定値に達していなければ、前記実行指示を送信する処理を行う
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記制御装置は、前記無線端末が属するエリアに関する判定用情報が当該エリアにおけるスモールセル基地局の存在を示す情報を含むときには前記実行指示を送信する処理を行い、当該判定用情報が当該エリアにおけるスモールセル基地局の非存在を示すときには前記実行指示を送信する処理を回避する
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記制御装置は、前記実行指示に従って前記無線測定処理を実行した無線端末からスモールセル基地局の識別情報を含む前記無線測定処理の結果を受信したときに、当該無線端末が属するエリアの判定用情報に対し、前記スモールセル基地局の識別情報を当該エリアにおけるスモールセル基地局の存在を示す情報として含める
請求項5に記載の情報処理装置。 - 前記記憶装置は、前記実行指示を受信した1又は2以上の無線端末から受信される複数の無線測定処理の結果を記憶し、
前記記憶装置に記憶された前記複数の無線測定処理の結果は、スモールセル基地局の位置推定処理を行う他の情報処理装置によって参照される
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記記憶装置は、前記実行指示を受信した1又は2以上の無線端末から受信される複数の無線測定処理の結果を記憶し、
前記制御装置は、前記記憶装置に記憶された複数の無線測定処理の結果を用いてスモールセル基地局の位置推定処理を実行する
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記複数の無線測定処理の結果のそれぞれは、無線端末によってスモールセル基地局からの電波が受信された位置を含み、
前記制御装置は、前記複数の無線測定処理の結果に含まれた各位置を中心とし且つそれぞれの半径がスモールセル基地局のセル半径である複数の円が重なるエリアをスモールセル基地局が存在するエリアとして推定する
請求項8に記載の情報処理装置。 - 前記複数の無線測定処理の結果のそれぞれは、無線端末がスモールセル基地局から受信した電波の強度を少なくとも含み、
前記制御装置は、前記位置推定処理において、前記複数の無線測定処理の結果に含まれた複数の電波の強度がそれぞれ測定された複数の位置のそれぞれを中心とし且つそれぞれの半径がスモールセル基地局のセル半径である複数の円が重なるエリアと、前記複数の位置から選択された2つの位置を結ぶ直線の垂直二等分線を境とする2つの分割エリアを求め前記2つの位置に対応する2つの電波の強度のうち強度が大きい位置を含む分割エリアを選択する処理を前記複数の位置の数に応じて1回以上行うことで得られる1以上の分割エリアとが重なるエリアをスモールセル基地局が存在するエリアとして推定する
請求項8に記載の情報処理装置。 - 前記記憶装置は、前記位置推定処理の結果として得られたスモールセル基地局の存在が推定されるエリアである推定エリアの情報を記憶し、
前記制御装置は、前記無線測定処理の結果が受信されたときに前記記憶装置に記憶された前記推定エリアの面積が所定値より小さいか否かを判定し、前記推定エリアの面積が所定値より小さいときには前記位置推定処理の実行を回避し、そうでなければ前記位置推定処理を実行する
請求項8から10の何れか1項に記載の情報処理装置。
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