WO2022168141A1 - 制御システム、制御装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

制御システム、制御装置、制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2022168141A1
WO2022168141A1 PCT/JP2021/003660 JP2021003660W WO2022168141A1 WO 2022168141 A1 WO2022168141 A1 WO 2022168141A1 JP 2021003660 W JP2021003660 W JP 2021003660W WO 2022168141 A1 WO2022168141 A1 WO 2022168141A1
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WO
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base stations
radio waves
base station
index value
control device
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PCT/JP2021/003660
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English (en)
French (fr)
Inventor
大輔 村山
章太 中山
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18—Network planning tools

Definitions

  • the present invention relates to a control system, control device, control method and program.
  • a high frequency band called millimeter wave band is used in addition to the conventional frequency band.
  • radio waves in a high frequency band called Above-6 such as the 28 GHz band that can be used in 5G and local 5G, have large distance attenuation. is used to realize long-distance transmission.
  • radio waves in the high-frequency band as described above travel in a straight line, and the loss due to shielding objects increases, so it is necessary to form a communication area according to the shielding objects.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to form a communication area according to a shield.
  • a control system including a plurality of base stations capable of changing transmission points of radio waves in space and a control device in which the control device determines the position and shape of the radio wave shield in the space. and for each combination of one or more parameter values for determining the transmission point, the transmission point and the shield map of each of the plurality of base stations in the combination a calculation unit for calculating an index value relating to a range in which the radio waves of one or more of the base stations are not blocked by the shield, and the transmission of each of the plurality of base stations based on the combination that maximizes the index value and a control unit for controlling the change of the point.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining details of the mobile base station 20.
  • FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration example of a control device 10 according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of functional configuration of a control device 10 according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure executed by the control device 10 according to the first embodiment
  • It is a figure for demonstrating a line-of-sight range.
  • FIG. 1st Embodiment shows an example of the calculation result of the index value in 1st Embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure for identifying a combination of position/direction parameter values that maximizes an index value
  • FIG. 9 is a flow chart for explaining an example of a processing procedure executed by the control device 10 according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a flow chart for explaining an example of a processing procedure executed by the control device 10 according to the third embodiment
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure for identifying a combination of position/direction parameter values that maximizes an index value
  • FIG. 9 is a flow chart for explaining an example of a processing procedure executed by the control device 10 according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a flow chart for explaining an example of a processing procedure executed by the control device 10 according to the third embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a control system according to the first embodiment.
  • the control system includes a plurality of mobile base stations 20 (mobile base stations 20a and 20b), a shield detection device 30, a control device 10, and the like.
  • the mobile base station 20 and the control device 10 are communicably connected by wire or wirelessly.
  • the shielding object detection device 30 and the control device 10 are communicably connected by wire or wirelessly.
  • the mobile base station 20 is a mobile base station 21 that forms a communication area in a space P1 such as in a factory or warehouse.
  • the movable type means that the transmission point of radio waves can be changed.
  • the mobile base station 20 realizes high-speed, large-capacity wireless communication with the terminal 40 by, for example, transmitting and receiving high-frequency radio waves used in the fifth-generation mobile communication system (5G).
  • the terminal 40 is, for example, a communication device such as a smart phone, a tablet terminal, or a PC (Personal Computer).
  • FIG. 1 shows an example where two mobile base stations 20, mobile base station 20a and mobile base station 20b, are arranged in space P1, but three or more mobile base stations 20 are arranged in space P1. good too.
  • the shielding object detection device 30 has an imaging device or a LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging) device for detecting the shielding object 50 in the space P1.
  • the shielding object detection device 30 transmits sensing information (hereinafter referred to as “shielding object detection information”) such as video information captured by an imaging device or LIDAR information measured by a LIDAR device to the control device 10 .
  • a shield 50 is an object that can shield radio waves from the mobile base station 20 .
  • the shield 50 is not necessarily fixed and may move semi-statically or dynamically. Note that the detection of the shielding object 50 may be performed by each terminal 40 .
  • each terminal 40 detects a shielding object 50 around itself and transmits shielding object detection information related to the shielding object 50 detected by each terminal to the control device 10 .
  • FIG. 1 shows an example in which there is one shield 50, a plurality of shields 50 may exist within the space P1.
  • the control device 10 executes processing for forming a communication area according to the shield 50 by controlling the change of the radio wave transmission point of the mobile base station 20 based on the shield detection information. It's a computer. In this embodiment, changing the transmission point is realized by changing the position and direction of mobile base station 20 .
  • the direction of the mobile base station 20 refers to the transmission direction of radio waves.
  • the control device 10 based on the shielding object detection information, the control device 10 identifies the position and direction of each mobile base station 20 for which the index value of the communication area in the space P1 is optimized, and identifies the position and direction.
  • the position and direction of each mobile base station 20 are controlled by transmitting the parameter (hereinafter referred to as “position/direction parameter”) to each mobile base station 20 .
  • the position/direction parameter is an example of one or more parameters that determine the transmission point of radio waves.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining details of the mobile base station 20.
  • the movable base station 20 has a base station 21 that transmits radio waves and a movable structure 22 that movably supports the base station 21 .
  • an "a" is appended to the end of each reference number.
  • a 'b' is added to the end of their respective reference numbers.
  • the movable structure 22 has, for example, a rail on which the position of the base station 21 can be changed, and moves (slides) the base station 21 on the rail in the direction of the arrow a1 based on the position/direction parameter transmitted from the control device 10. Let As a result, the position of the base station 21 (radio wave transmission point) changes.
  • the movable structure 22 moves the base station 21 around the c-axis (see symbol a2), around the r-axis (see symbol a3), and around the p-axis, based on the position direction parameters transmitted from the control device 10, for example. (see symbol a4).
  • the direction of the base station 21 (radio wave transmission direction) changes.
  • the rotation angle around the c-axis is called the tilt angle
  • the rotation angle around the r-axis is called the roll angle
  • the rotation angle around the p-axis is called the pan angle. That is, the tilt angle, roll angle, and pan angle are parameters that express the direction of the base station 21 .
  • FIG. 2 illustrates an example in which the base station 21 moves on a fixed rail
  • the configuration for changing the position and direction of the base station 21 is not limited to this.
  • the movable base station 20 may be configured by mounting the base station 21 on a drone or an AGV (Automatic Guided Vehicle).
  • the control device 10 can control the position and direction of the base station 21 by controlling the drone or AGV.
  • the position and orientation may be changed manually.
  • the transmission point and transmission direction of the radio waves of the base station 21 can be changed by physically moving the position and direction of the base station 21 .
  • the transmission point and transmission direction of the radio waves of the base station 21 may be controlled by controlling the output of each unit.
  • the mobile base station 20 controls the output of each unit of the distributed antenna system based on the Enable/Disable signal transmitted from the control device 10, thereby determining the transmission point and transmission direction of the radio waves of the base station 21. Control.
  • the parameters for determining the transmission point and transmission direction of radio waves of the base station 21 may include, for example, an Enable/Disable signal in addition to the position/direction parameter.
  • an Enable/Disable signal in addition to the position/direction parameter.
  • a case will be described below in which the position and direction of the base station 21 are physically moved to control the radio wave transmission point and the transmission direction of the base station 21 .
  • FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration example of the control device 10 according to the first embodiment.
  • the control device 10 of FIG. 3 has a drive device 100, an auxiliary storage device 102, a memory device 103, a CPU 104, an interface device 105, etc., which are connected to each other via a bus B.
  • FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration example of the control device 10 according to the first embodiment.
  • the control device 10 of FIG. 3 has a drive device 100, an auxiliary storage device 102, a memory device 103, a CPU 104, an interface device 105, etc., which are connected to each other via a bus B.
  • FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration example of the control device 10 according to the first embodiment.
  • the control device 10 of FIG. 3 has a drive device 100, an auxiliary storage device 102, a memory device 103, a CPU 104, an interface device 105, etc., which are connected to each other via a bus B.
  • a program that implements the processing in the control device 10 is provided by a recording medium 101 such as a CD-ROM.
  • a recording medium 101 such as a CD-ROM.
  • the program is installed from the recording medium 101 to the auxiliary storage device 102 via the drive device 100 .
  • the program does not necessarily need to be installed from the recording medium 101, and may be downloaded from another computer via the network.
  • the auxiliary storage device 102 stores installed programs, as well as necessary files and data.
  • the memory device 103 reads and stores the program from the auxiliary storage device 102 when a program activation instruction is received.
  • the CPU 104 executes functions related to the control device 10 according to programs stored in the memory device 103 .
  • the interface device 105 is used as an interface for connecting to a network.
  • FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration example of the control device 10 according to the first embodiment.
  • the control device 10 has a shield map generation unit 11 , a parameter identification unit 12 and a control unit 13 . These units are implemented by one or more programs installed in the control device 10 causing the CPU 104 to execute them.
  • the program may be recorded on a recording medium and distributed, or may be distributed through a network.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure executed by the control device 10 according to the first embodiment.
  • step S ⁇ b>110 the shielding object map generation unit 11 acquires shielding object detection information from the shielding object detection device 30 or each terminal 40 , or from the shielding object detection device 30 and each terminal 40 .
  • the shielding object map generation unit 11 generates a shielding object map based on the obtained shielding object detection information (S120).
  • a shield map is two-dimensional or three-dimensional map data indicating the position and shape of the shield 50 .
  • the shielding object map generation unit 11 generates the shielding object map by calculating the position and size (shape) of the shielding object 50, for example, based on the shielding object detection information.
  • the parameter identification unit 12 has a line-of-sight relationship with any one of the base stations 21 (radio wave transmission point) based on the shield map for each combination of possible values of the position and direction parameters of each base station 21.
  • An index value (hereinafter simply referred to as "index value") of the range (hereinafter referred to as “line-of-sight range”) is calculated, and a combination with the maximum index value is specified (S130).
  • the size of the line-of-sight range (hereinafter referred to as "line-of-sight range size”) is calculated as an index value.
  • the line-of-sight range may be specified in two dimensions or in three dimensions.
  • the line-of-sight range size is the area of the line-of-sight range. If the line of sight is specified in three dimensions, the line of sight size is the volume of the line of sight.
  • the line-of-sight range refers to a range in space P ⁇ b>1 in which radio waves from one or more base stations 21 (radio wave transmission points) are not blocked by the shield 50 . An area that does not correspond to the line-of-sight range is called a “non-line-of-sight range”.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the line-of-sight range.
  • FIG. 6 illustrates two two-dimensional line-of-sight ranges (1) and (2).
  • the position of the base station 21 differs between (1) and (2).
  • area A1 is the line-of-sight range only for mobile base station 20a. Therefore, area A1 is a non-line-of-sight range for mobile base station 20b.
  • Area A2 is a line-of-sight range only for mobile base station 20b. Therefore, area A2 is a non-line-of-sight range for mobile base station 20a.
  • Area A3 is a line-of-sight range for both mobile base station 20a and mobile base station 20b.
  • Area A4 is a non-line-of-sight range.
  • the area composed of area A1, area A2, and area A3 is the line-of-sight range for one or more base stations 21.
  • the line-of-sight range can change depending on the position of the base station 21 as well. Specifically, in (2), there is no non-line-of-sight range. Similarly, the line-of-sight range can also change depending on the direction of the base station 21 . That is, the line-of-sight range can change according to the combination of the values of the position and direction parameters. Therefore, the shielding object map generation unit 11 calculates an index value (line-of-sight range size) for each of a plurality of combinations of values of the position direction parameter.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of calculation results of index values in the first embodiment.
  • FIG. 7 shows that the line-of-sight range size is calculated for each combination of the position/direction parameter value for the base station 21a and the position/direction parameter value for the base station 21b.
  • the combination of the values of the position/direction parameters means the combination of the values of the x-coordinate, y-coordinate, z-coordinate, pan angle, tilt angle, and roll angle.
  • the x-coordinate is a value corresponding to the position of the base station 21 (radio wave transmission point) on one coordinate axis of the two-dimensional coordinate system on the horizontal plane (for example, on the bottom) of the space P1.
  • the y-coordinate is a value corresponding to the position of the base station 21 (radio wave transmission point) on the other coordinate axis of the two-dimensional coordinate system.
  • the z-coordinate is a value corresponding to the position of the base station 21 (radio wave transmission point) on the coordinate axis perpendicular to the horizontal plane (that is, in the height direction).
  • the parameter identifying unit 12 identifies a combination of position/direction parameter values that have the largest line-of-sight range size from the calculation results shown in FIG.
  • the control unit 13 transmits a combination of the values of the position direction parameters specified by the parameter specifying unit 12 (hereinafter referred to as “specified parameter values”) to each mobile base station 20, so that each base station 21 A change in position and direction (that is, the transmission point of the radio wave) is controlled (S140). That is, of the specific parameter values, the control unit 13 transmits to the mobile base station 20a the value of the position direction parameter related to the mobile base station 20a, and transmits the value of the position direction parameter related to the mobile base station 20b to the mobile base station 20b. .
  • the processing procedure of FIG. 5 may be executed at a predetermined cycle or each time the shield detection information changes (that is, each time the position or shape of the shield 50 changes). By doing so, an appropriate communication area can be formed according to the movement of the shield 50 .
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure for identifying a combination of position/direction parameter values that maximizes an index value.
  • step S301 the parameter specifying unit 12 initializes the variable k1 to 0. Subsequently, the parameter specifying unit 12 initializes the variable k2 to 0 (S302).
  • the variable k1 is a variable for identifying a combination to be processed from among combinations of values of the position and direction parameters relating to the mobile base station 20a.
  • the variable k2 is a variable for identifying a combination to be processed from among combinations of values of the position direction parameter regarding the mobile base station 20b.
  • the parameter identification unit 12 adds 1 to the variable k1 (S303). Note that at the timing of step S303, a new (unprocessed) combination may be generated for the values of the position direction parameters for the mobile base station 20a. If the position-orientation parameter consists of items as shown in FIG. 7, in this case the value of at least one item is changed. The width of change may be determined arbitrarily.
  • the parameter specifying unit 12 determines whether or not the value of the variable k1 has exceeded k max (S304).
  • k max is the number of combinations of possible values for the position-direction parameter.
  • possible values may be determined for each position/direction parameter item, and all or part of the combinations of possible values for each item may be combinations of possible position/direction parameter values.
  • the parameter identification unit 12 adds 1 to the variable k2 (S304).
  • a new (unprocessed) combination may be generated for the values of the location/direction parameters for the base station 21b.
  • the parameter specifying unit 12 determines whether or not the value of the variable k2 has exceeded k max (S304). Note that here, it is based on an example in which both the number of possible combinations of values for the position and direction parameters of the mobile base station 20a and the number of possible combinations of values for the position and direction parameters of the mobile base station 20b are k max . , and if both are different, in step S304, a value different from k max may be compared with k2.
  • the parameter specifying unit 12 determines the k1-th combination (hereinafter referred to as “parameter value k1”) of the values of the position direction parameter of the mobile base station 20a and the value of the position direction parameter of the mobile base station 20b.
  • the line-of-sight range with the k2th combination (hereinafter referred to as “parameter value k2”) is specified, and the index value (line-of-sight range size) of the line-of-sight range is calculated (S307).
  • the parameter specifying unit 12 stores the calculation result in the memory device 103, the auxiliary storage device 102, or the like in association with the set of the parameter value k1 and the parameter value k2 (S307).
  • the parameter identification unit 12 repeats step S305 and subsequent steps until the value of k2 exceeds kmax . Therefore, the line-of-sight range size is calculated for each set of the current parameter value k1 and each parameter value k2.
  • the parameter identification unit 12 repeats step S302 and subsequent steps. Therefore, the line-of-sight range size is calculated for each set of each parameter value k1 and each parameter value k2.
  • the parameter identification unit 12 identifies a set of parameter values k1 and k2 corresponding to the maximum value among the line-of-sight range sizes calculated in step S307. (S308).
  • each mobile base station 20 can be specified to form a communication area with an optimized index value by performing similar processing with the position direction parameter of the fixed base station fixed. can be done.
  • the size of the line-of-sight range (communication area), which changes according to the position and shape of the shield 50, is maximized. can be specified. Therefore, it is possible to form a communication area according to the shield.
  • the size of the line-of-sight range is maximized, it is possible to improve the overall quality as much as possible when there may be many undetected terminals 40. becomes.
  • 2nd Embodiment demonstrates a different point from 1st Embodiment. Points not specifically mentioned in the second embodiment may be the same as in the first embodiment.
  • the communication area index value is different from that in the first embodiment.
  • the index value is the number of terminals 40 in line-of-sight relationship (hereinafter referred to as "line-of-sight terminals").
  • a line-of-sight terminal is a terminal 40 included in the line-of-sight range.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure executed by the control device 10 according to the second embodiment.
  • step S130 is changed to step S130a, and step S121 is added between step S120 and step S130a.
  • the parameter identification unit 12 acquires the location information of each terminal 40 .
  • Location information of a certain terminal 40 refers to information indicating the location of the terminal 40 .
  • the terminal position information may be any information that enables the position in the space P1 to be grasped, but may be wide-area position information.
  • the terminal location information may be location information measured by the GPS (Global Positioning System) function of the terminal 40, or may be location information measured using a sensor or the like that the terminal 40 has.
  • each terminal 40 transmits terminal location information to the control device 10 using an uplink data channel (or control channel).
  • the terminal position information of each terminal 40 may be estimated by the base station 21 or the control device 10 analyzing the camera image.
  • step S130a the parameter identifying unit 12 calculates an index value (the number of line-of-sight terminals) for each combination of possible values of the position direction parameter of each base station 21, based on the shield map and each terminal position information. , to identify the combination with the maximum index value.
  • the parameter identifying unit 12 identifies the line-of-sight range for the parameter values k1 and k2, and based on the line-of-sight range and the location information of each terminal, Identify the terminal 40 (line-of-sight terminal).
  • the parameter specifying unit 12 counts the number of line-of-sight terminals, associates the count result with a set of the parameter value k1 and the parameter value k2, and stores it in the memory device 103 or the auxiliary storage device 102 or the like. Therefore, in the second embodiment, information is calculated in step S307 in which the "index value" column in FIG. T2 is changed to "number of line-of-sight terminals".
  • step S308 of FIG. 8 the parameter identifying unit 12 identifies a set of parameter values k1 and k2 corresponding to the maximum number of line-of-sight terminals calculated in step S307.
  • the value that maximizes the number of line-of-sight terminals that varies according to the position and shape of the shield 50 is specified. can do. Therefore, a communication area corresponding to the shield 50 can be formed.
  • the second embodiment is suitable in situations where the existence and position of the terminal 40 can be managed or detected, such as closed area usage such as local 5G.
  • the index value of the communication area is different from each of the above embodiments. Specifically, in the third embodiment, the total amount of traffic of line-of-sight terminals is used as the index value.
  • the communication volume of the terminal 40 may be traffic volume or throughput.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure executed by the control device 10 according to the third embodiment.
  • the same step numbers as in FIG. 9 are assigned to the same steps, and the description thereof is omitted.
  • step S130 is changed to step S130b, and step S122 is added between step S121 and step S130b.
  • step S ⁇ b>122 the parameter identification unit 12 acquires the traffic of each terminal 40 .
  • the traffic of a certain terminal 40 may be uploaded from each terminal 40 or obtained from each base station 21 .
  • the communication volume of each terminal 40 may be acquired together with the terminal location information.
  • the terminals 40 from which the communication traffic is acquired may be limited to line-of-sight terminals.
  • step S130b the parameter identification unit 12 calculates the communication area index based on the shield map, the terminal position information, and the communication traffic of each terminal 40 for each combination of possible values of the position direction parameter of each base station 21. Calculate the value (total communication volume of line-of-sight terminals), and identify the combination that maximizes the index value.
  • the parameter identifying unit 12 identifies the line-of-sight terminals for the parameter values k1 and k2, and calculates the total traffic of the line-of-sight terminals.
  • the parameter specifying unit 12 stores the calculation result in the memory device 103, the auxiliary storage device 102, or the like in association with the set of the parameter value k1 and the parameter value k2. Therefore, in the third embodiment, information is calculated in step S307 in which the "index value" column in FIG.
  • step S308 of FIG. 8 the parameter identifying unit 12 identifies a set of parameter values k1 and k2 corresponding to the maximum value in the total throughput of line-of-sight terminals calculated in step S307.
  • the total communication traffic of line-of-sight terminals which varies depending on the position and shape of the shield 50, is maximized.
  • a value can be specified. Therefore, a communication area corresponding to the shield 50 can be formed.
  • maximization of the off-road effect can be expected.
  • the third embodiment is suitable for situations where the existence and position of the terminal 40 can be managed or detected, such as local 5G closed area usage, and when a backup RAT such as Sub-6 coexists.
  • a line-of-sight range is defined as a line segment extending from the central point of the antenna of the base station 21 to the point where it collides with the wall of the space P1 or the shield 50 .
  • the line-of-sight range can be easily identified only by the shape of the space P1 and the position and shape of the shield 50, regardless of the position of the terminal 40.
  • a Fresnel zone is calculated for each point on a predetermined grid from the central position of the antenna of the base station 21, and a point where a predetermined x% of the Fresnel zone is not shielded is defined as a line-of-sight position.
  • the area around the grid is the line-of-sight range.
  • the line-of-sight range can be specified only by the shape of the space P1 and the position and shape of the shield 50, regardless of the position of the terminal 40.
  • the Fresnel zone is calculated for each terminal 40, and the terminal 40 in which a predetermined x% of the Fresnel zone is not shielded is defined as a line-of-sight terminal.
  • the line-of-sight terminal can be specified only by the shape of the space P1 and the position and shape of the shield 50.
  • the Fresnel zone can be calculated using the following formula.
  • each parameter is as follows.
  • d Shortest distance between transmitter and receiver (m)
  • r1 Radius of central part of spheroid (Fresnel radius)
  • d1 Distance from the transmitting side to the center of the spheroid (m):
  • d2 distance from the receiving side to the center of the spheroid (m)
  • d3 path difference (m) between the reflected wave reflected at the Fresnel radius and the direct wave
  • ⁇ Wavelength (m)
  • the shielding object map generator 11 is an example of a generator.
  • the parameter identification unit 12 is an example of a calculation unit.
  • Control device 11 Shielding object map generation unit 12 Parameter specifying unit 13
  • Control unit 20 Mobile base station 21
  • Shielding object detection device 40 Terminal 50
  • Shielding object 100 Drive device 101
  • Recording medium 102 Auxiliary storage device 103
  • Memory device 104 CPUs 105 interface device B bus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

空間における電波の送信点を変更可能な複数の基地局と、制御装置とを含む制御システムは、前記制御装置が、前記空間における前記電波の遮蔽物の位置及び形状を示す遮蔽物マップを生成する生成部と、前記送信点を決定する１以上のパラメータの値の組み合わせごとに、当該組み合わせにおける前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点と前記遮蔽物マップとに基づき、前記遮蔽物によって１以上の前記基地局の電波が遮蔽されない範囲に関する指標値を算出する算出部と、前記指標値が最大となる前記組み合わせに基づき、前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点の変更を制御する制御部と、を有することで、遮蔽物に応じた通信エリアを形成する。

Description

制御システム、制御装置、制御方法及びプログラム
　本発明は、制御システム、制御装置、制御方法及びプログラムに関する。
　第５世代移動通信システム（５Ｇ（Ａｂｏｖｅ－６ＧＨｚ））では、従来の周波数帯に加え、ミリ波帯と呼ばれる高周波数帯が利用される。一般に、５Ｇやローカル５Ｇなどで利用可能な２８ＧＨｚ帯などのＡｂｏｖｅ－６と呼ばれる高周波数帯の電波は、距離減衰が大きいことから、例えば、非特許文献１では、超高利得なビームフォーミング送信技術を用いることで、長距離伝送を実現している。
岸山祥久ら、"ミリ波を用いた超高速・長距離伝送の５Ｇ屋外実験"、ＮＴＴ　ＤＯＣＯＭＯテクニカル・ジャーナル　Ｖｏｌ．２６　Ｎｏ．１、Ａｐｒ．２０１８
　ここで、工場や倉庫内など、準静的または動的に大きな遮蔽物が移動するような空間において、複数の５Ｇの基地局を用いて通信エリアを形成する状況を想定する。
　この場合、上記のような高周波数帯の電波は直進性が高く、遮蔽物によるロスが大きくなってしまうため、遮蔽物に応じて通信エリアの形成が求められる。
　本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、遮蔽物に応じた通信エリアを形成することを目的とする。
　そこで上記課題を解決するため、空間における電波の送信点を変更可能な複数の基地局と、制御装置とを含む制御システムは、前記制御装置が、前記空間における前記電波の遮蔽物の位置及び形状を示す遮蔽物マップを生成する生成部と、前記送信点を決定する１以上のパラメータの値の組み合わせごとに、当該組み合わせにおける前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点と前記遮蔽物マップとに基づき、前記遮蔽物によって１以上の前記基地局の電波が遮蔽されない範囲に関する指標値を算出する算出部と、前記指標値が最大となる前記組み合わせに基づき、前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点の変更を制御する制御部と、を有する。
　遮蔽物に応じた通信エリアを形成することができる。
第１の実施の形態における制御システムの構成例を示す図である。 可動基地局２０の詳細を説明するための図である。 第１の実施の形態における制御装置１０のハードウェア構成例を示す図である。 第１の実施の形態における制御装置１０の機能構成例を示す図である。 第１の実施の形態における制御装置１０が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。 見通し範囲を説明するための図である。 第１の実施の形態における指標値の算出結果の一例を示す図である。 指標値が最大となる位置方向パラメータの値の組み合わせの特定処理の処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態における制御装置１０が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。 第３の実施の形態における制御装置１０が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。
　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、第１の実施の形態における制御システムの構成例を示す図である。図１に示すように、制御システムは、複数の可動基地局２０（可動基地局２０ａ及び２０ｂ）、遮蔽物検知装置３０、及び制御装置１０等を含む。なお、可動基地局２０と制御装置１０とは、有線または無線により、通信可能に接続される。同様に、遮蔽物検知装置３０と制御装置１０とは、有線または無線により、通信可能に接続される。
　可動基地局２０は、工場や倉庫内などの空間Ｐ１において通信エリアを形成する可動型の基地局２１である。可動型とは、電波の送信点を変更可能であることをいう。可動基地局２０は、例えば、第５世代移動通信システム（５Ｇ）で利用される高周波数帯の電波を送受信することにより、端末４０との間で、高速・大容量の無線通信を実現する。なお、端末４０は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ（Personal Computer）等の通信機器である。図１では、空間Ｐ１において、可動基地局２０ａ及び可動基地局２０ｂの２つの可動基地局２０が配置される例が示されているが、３以上の可動基地局２０が空間Ｐ１に配置されてもよい。
　遮蔽物検知装置３０は、空間Ｐ１内の遮蔽物５０を検知するための撮像装置又はＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）装置を有する。遮蔽物検知装置３０は、撮像装置により撮影された映像情報、又はＬＩＤＡＲ装置により測定されたＬＩＤＡＲ情報等のセンシング情報（以下、「遮蔽物検知情報」という。）を制御装置１０へ送信する。遮蔽物５０とは、可動基地局２０からの電波を遮蔽しうる物体をいう。遮蔽物５０は、固定されているとは限らず、準静的または動的に移動してもよい。なお、遮蔽物５０の検知は各端末４０によって行われてもよい。この場合、各端末４０は、自端末の周辺の遮蔽物５０を検知し、それぞれが検知した遮蔽物５０に係る遮蔽物検知情報を制御装置１０へ送信する。なお、図１では、遮蔽物５０が一つである例が示されているが、複数の遮蔽物５０が空間Ｐ１内に存在してもよい。
　制御装置１０は、遮蔽物検知情報に基づいて、可動基地局２０の電波の送信点の変更を制御することで、遮蔽物５０に応じた通信エリアを形成するための処理を実行する１以上のコンピュータである。本実施の形態において、送信点の変更は、可動基地局２０の位置及び方向の変更によって実現される。可動基地局２０の方向とは、電波の送信方向をいう。具体的には、制御装置１０は、遮蔽物検知情報に基づいて、空間Ｐ１内における通信エリアの指標値が最適化される各可動基地局２０の位置及び方向を特定し、当該位置及び方向を示すパラメータ（以下、「位置方向パラメータ」という。）を各可動基地局２０に送信することで、各可動基地局２０の位置及び方向を制御する。なお、位置方向パラメータは、電波の送信点を決定する１以上のパラメータの一例である。
　図２は、可動基地局２０の詳細を説明するための図である。図２に示されるように、可動基地局２０は、電波を送信する基地局２１に加え、当該基地局２１を移動可能に支持する可動構造体２２を有する。なお、特に、可動基地局２０ａの基地局２１及び可動構造体２２に言及する場合、それぞれの参照番号の末尾に「ａ」が付与される。同様に、可動基地局２０ｂの基地局２１及び可動構造体２２に言及する場合、それぞれの参照番号の末尾に「ｂ」が付与される。
　可動構造体２２は、例えば、基地局２１の位置を変更可能なレールを備え、制御装置１０から送信される位置方向パラメータに基づいて、基地局２１をレール上において矢印ａ１方向に移動（スライド）させる。その結果、基地局２１の位置（電波の送信点）が変化する。
　また、可動構造体２２は、例えば、制御装置１０から送信される位置方向パラメータに基づいて、基地局２１を、ｃ軸周り（符号ａ２参照）、ｒ軸周り（符号ａ３参照）、ｐ軸周り（符号ａ４参照）に回動させる。その結果、基地局２１の方向（電波の送信方向）が変化する。
　なお、ｃ軸周りの回転角度をチルト角といい、ｒ軸周りの回転角度をロール角といい、ｐ軸周りの回転角度をパン角という。すなわち、チルト角、ロール角及びパン角が、基地局２１の方向を表現するパラメータである。
　なお、図２では、基地局２１が固定されたレール上を移動する例を説明したが、基地局２１の位置及び方向の変更のための構成はこれに限らない。例えば、ドローンやＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）に基地局２１が搭載されることで可動基地局２０が構成されてもよい。この場合、制御装置１０は、ドローン又はＡＧＶを制御することで基地局２１の位置及び方向を制御することができる。また、手動により位置及び方向が変更されてもよい。
　また、上記では、基地局２１の位置及び方向を物理的に動かすことで、基地局２１の電波の送信点及び送信方向が変更可能であるものとして説明した。しかしながら、可動基地局２０を、例えば、分散アンテナシステムにより構築する場合にあっては、各ユニットの出力を制御することで、基地局２１の電波の送信点及び送信方向を制御してもよい。この場合、可動基地局２０は、制御装置１０から送信されるＥｎａｂｌｅ／Ｄｉｓａｂｌｅ信号に基づいて、分散アンテナシステムの各ユニットの出力を制御することで、基地局２１の電波の送信点及び送信方向を制御する。つまり、基地局２１の電波の送信点及び送信方向を決定するパラメータには、位置方向パラメータの他に、例えば、Ｅｎａｂｌｅ／Ｄｉｓａｂｌｅ信号が含まれていてもよい。但し、以下では、基地局２１の位置及び方向を物理的に動かすことで、基地局２１の電波の送信点及び送信方向を制御するケースについて説明する。
　図３は、第１の実施の形態における制御装置１０のハードウェア構成例を示す図である。図３の制御装置１０は、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１００、補助記憶装置１０２、メモリ装置１０３、ＣＰＵ１０４、及びインタフェース装置１０５等を有する。
　制御装置１０での処理を実現するプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体１０１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１０１がドライブ装置１００にセットされると、プログラムが記録媒体１０１からドライブ装置１００を介して補助記憶装置１０２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１０１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１０２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
　メモリ装置１０３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１０２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１０４は、メモリ装置１０３に格納されたプログラムに従って制御装置１０に係る機能を実行する。インタフェース装置１０５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。
　図４は、第１の実施の形態における制御装置１０の機能構成例を示す図である。図４において、制御装置１０は、遮蔽物マップ生成部１１、パラメータ特定部１２及び制御部１３を有する。これら各部は、制御装置１０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ１０４に実行させる処理により実現される。当該プログラムは、記録媒体に記録されて流通してもよいし、ネットワークを通して流通してもよい。
　以下、制御装置１０が実行する処理手順について説明する。図５は、第１の実施の形態における制御装置１０が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。
　ステップＳ１１０において、遮蔽物マップ生成部１１は、遮蔽物検知装置３０若しくは各端末４０、又は遮蔽物検知装置３０及び各端末４０から遮蔽物検知情報を取得する。
　続いて、遮蔽物マップ生成部１１は、取得した遮蔽物検知情報に基づいて、遮蔽物マップを生成する（Ｓ１２０）。遮蔽物マップとは、遮蔽物５０の位置及び形状を示す、２次元又は３次元のマップデータをいう。遮蔽物マップ生成部１１は、例えば、遮蔽物検知情報に基づいて、遮蔽物５０の位置及び大きさ（形状）を算出することで、遮蔽物マップを生成する。
　パラメータ特定部１２は、各基地局２１の位置方向パラメータのとりうる値の組み合わせごとに、遮蔽物マップに基づいて、いずれかの基地局２１（電波の送信点）との間で見通し関係にある範囲（以下、「見通し範囲」という。）の指標値（以下、単に「指標値」という。）を算出し、指標値が最大となる組み合わせを特定する（Ｓ１３０）。第１の実施の形態では、見通し範囲の大きさ（以下、「見通し範囲サイズ」という。）が指標値として算出される。見通し範囲は、２次元において特定されてもよいし、３次元において特定されてもよい。見通し範囲が２次元で特定される場合、見通し範囲サイズは、見通し範囲の面積となる。見通し範囲が３次元で特定される場合、見通し範囲サイズは、見通し範囲の体積となる。見通し範囲とは、空間Ｐ１において、１以上の基地局２１（電波の送信点）からの電波が遮蔽物５０によって遮蔽されない範囲をいう。なお、見通し範囲に該当しないエリアを「非見通し範囲」という。
　図６は、見通し範囲を説明するための図である。図６には、（１）及び（２）の２通りの２次元の見通し範囲が例示されている。（１）と（２）では、基地局２１の位置が異なる。
　（１）及び（２）のそれぞれにおいて、エリアＡ１は、可動基地局２０ａのみについての見通し範囲である。したがって、エリアＡ１は、可動基地局２０ｂについては非見通し範囲である。エリアＡ２は、可動基地局２０ｂのみについての見通し範囲である。したがって、エリアＡ２は、可動基地局２０ａについては非見通し範囲である。エリアＡ３は、可動基地局２０ａ及び可動基地局２０ｂの双方についての見通し範囲である。エリアＡ４は、非見通し範囲である。
　上記より、エリアＡ１、エリアＡ２及びエリアＡ３によって構成されるエリアが、１以上の基地局２１に対する見通し範囲となる。
　なお、図６の（１）と（２）とを比較して明らかなように、基地局２１の位置によっても見通し範囲は変化しうる。具体的には、（２）では非見通し範囲は無い。同様に、基地局２１の方向によっても見通し範囲は変化しうる。すなわち、位置方向パラメータの値の組み合わせに応じて見通し範囲は変化しうる。したがって、遮蔽物マップ生成部１１は、位置方向パラメータの値の複数の組み合わせのそれぞれについて、指標値（見通し範囲サイズ）を算出する。
　図７は、第１の実施の形態における指標値の算出結果の一例を示す図である。図７には、基地局２１ａに関する位置方向パラメータの値と基地局２１ｂに関する位置方向パラメータの値との組み合わせごとに見通し範囲サイズが算出されることが示されている。なお、図７の例において、位置方向パラメータの値の組み合わせとは、ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標、パン角、チルト角、ロール角のそれぞれの値の組み合わせをいう。ｘ座標は、空間Ｐ１の水平面上（例えば、底面上）の２次元座標系の一方の座標軸における基地局２１（電波の送信点）の位置に対応する値である。ｙ座標は、当該２次元座標系の他方の座標軸における基地局２１（電波の送信点）の位置に対応する値である。ｚ座標は、当該水平面に対する垂直方向の座標軸（すなわち、高さ方向）における基地局２１（電波の送信点）の位置に対応する値である。
　パラメータ特定部１２は、図７に示されるような算出結果の中から、見通し範囲サイズが最大である位置方向パラメータの値の組み合わせを特定する。
　続いて、制御部１３は、パラメータ特定部１２が特定した位置方向パラメータの値の組み合わせ（以下、「特定パラメータ値」という。）を各可動基地局２０に送信することで、各基地局２１の位置及び方向（すなわち、電波の送信点）の変更を制御する（Ｓ１４０）。すなわち、制御部１３は、特定パラメータ値のうち、可動基地局２０ａに関する位置方向パラメータの値を可動基地局２０ａへ送信し、可動基地局２０ｂに関する位置方向パラメータの値を可動基地局２０ｂへ送信する。
　なお、図５の処理手順は、所定周期で、又は遮蔽物検知情報が変化するたび（すなわち、遮蔽物５０の位置又は形状が変化するたび）に実行されるようにしてもよい。そうすることで、遮蔽物５０の移動に応じて適切な通信エリアを形成することができる。
　続いて、ステップＳ１３０の詳細について説明する。図８は、指標値が最大となる位置方向パラメータの値の組み合わせの特定処理の処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。
　ステップＳ３０１において、パラメータ特定部１２は、変数ｋ１を０で初期化する。続いて、パラメータ特定部１２は、変数ｋ２を０で初期化する（Ｓ３０２）。なお、変数ｋ１は、可動基地局２０ａに関する位置方向パラメータの値の組み合わせのうち、処理対象の組み合わせを識別するための変数である。変数ｋ２は、可動基地局２０ｂに関する位置方向パラメータの値の組み合わせのうち、処理対象の組み合わせを識別するための変数である。
　続いて、パラメータ特定部１２は、変数ｋ１に１を加算する（Ｓ３０３）。なお、ステップＳ３０３のタイミングにおいて、可動基地局２０ａに関する位置方向パラメータの値について、新たな（未処理の）組み合わせが生成されてもよい。位置方向パラメータが図７に示すような項目によって構成される場合、この場合、少なくとも１つの項目の値が変更される。変更幅は、任意に定められればよい。
　続いて、パラメータ特定部１２は、変数ｋ１の値がｋｍａｘを超えたか否かを判定する（Ｓ３０４）。ｋｍａｘは、位置方向パラメータが取りうる値の組み合わせの数である。但し、位置方向パラメータが取りうる値の組み合わせとは、理論上の全ての組み合わせである必要はない。例えば、位置方向パラメータの項目ごとに取りうる値が定められ、各項目が取りうる値の組み合わせの全部又は一部が、位置方向パラメータが取りうる値の組み合わせとされてもよい。
　変数ｋ１の値がｋｍａｘ以下である場合（Ｓ３０４でＹｅｓ）、パラメータ特定部１２は、変数ｋ２に１を加算する（Ｓ３０４）。なお、ステップＳ３０３のタイミングにおいて、基地局２１ｂに関する位置方向パラメータの値について、新たな（未処理の）組み合わせが生成されてもよい。
　続いて、パラメータ特定部１２は、変数ｋ２の値がｋｍａｘを超えたか否かを判定する（Ｓ３０４）。なお、ここでは、可動基地局２０ａに関する位置方向パラメータが取りうる値の組み合わせの数と、可動基地局２０ｂに関する位置方向パラメータが取りうる値の組み合わせの数とがともにｋｍａｘである例に基づくが、両者が異なる場合、ステップＳ３０４では、ｋｍａｘとは異なる値とｋ２とが比較されればよい。
　続いて、パラメータ特定部１２は、可動基地局２０ａの位置方向パラメータの値のうちのｋ１番目の組み合わせ（以下、「パラメータ値ｋ１」という。）と、可動基地局２０ｂの位置方向パラメータの値のうちのｋ２番目の組み合わせ（以下、「パラメータ値ｋ２」という。）とにおける見通し範囲を特定し、当該見通し範囲の指標値（見通し範囲サイズ）を算出する（Ｓ３０７）。パラメータ特定部１２は、算出結果をパラメータ値ｋ１及びパラメータ値ｋ２の組に対応付けてメモリ装置１０３又は補助記憶装置１０２等へ記憶する（Ｓ３０７）。
　続いて、パラメータ特定部１２は、ｋ２の値がｋｍａｘを超えるまで、ステップＳ３０５以降を繰り返す。そたがって、現在のパラメータ値ｋ１と、各パラメータ値ｋ２との組ごとに、見通し範囲サイズが算出される。
　ｋ２の値がｋｍａｘを超えると（Ｓ３０６でＮｏ）、パラメータ特定部１２は、ステップＳ３０２以降を繰り返す。したがって、各パラメータ値ｋ１と各パラメータ値ｋ２との組ごとに、見通し範囲サイズが算出される。
　ｋ１の値がｋｍａｘを超えると（Ｓ３０４でＮｏ）、パラメータ特定部１２は、ステップＳ３０７において算出された見通し範囲サイズの中での最大値に対応するパラメータ値ｋ１及びパラメータ値ｋ２の組を特定する（Ｓ３０８）。
　なお、上記では、可動基地局２０のみが配置される例を示したが、可動機能を持たない１以上の基地局（以下、「固定基地局」という。）と、複数の可動基地局２０とが配置されてもよい。この場合、固定基地局の位置方向パラメータを固定として、同様の処理を行うことで、指標値が最適化された通信エリアを形成するための、各可動基地局２０の位置及び方向を特定することができる。
　上述したように、第１の実施の形態によれば、各基地局２１の位置及び方向について、遮蔽物５０の位置及び形状等に応じて変化する、見通し範囲（通信エリア）の大きさが最大となる値を特定することができる。したがって、遮蔽物に応じた通信エリアを形成することができる。
　また、第１の実施の形態によれば、見通し範囲の大きさが最大化されるため、未検出の端末４０が多数存在する可能性がある場合に、全体の品質を極力向上させることが可能となる。
　次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では第１の実施の形態と異なる点について説明する。第２の実施の形態において特に言及されない点については、第１の実施の形態と同様でもよい。
　第２の実施の形態では、通信エリアの指標値が第１の実施の形態と異なる。具体的には、第２の実施の形態では、見通し関係となる端末４０（以下、「見通し端末」という。）の数が指標値とされる。見通し端末とは、見通し範囲に含まれる端末４０をいう。指標値が変化することで、第２の実施の形態の制御装置１０が実行する処理手順は以下のように変化する。
　図９は、第２の実施の形態における制御装置１０が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。図９中、図５と同一ステップには同一ステップ番号を付し、その説明は省略する。図９では、ステップＳ１３０がステップＳ１３０ａに変更され、ステップＳ１２０とステップＳ１３０ａとの間にステップＳ１２１が追加される。
　ステップＳ１２１において、パラメータ特定部１２は、各端末４０の位置情報を取得する。或る端末４０の位置情報（以下、「端末位置情報」という。）は、当該端末４０の位置を示す情報をいう。端末位置情報は、空間Ｐ１における位置を把握可能な情報であればよいが、広域的な位置情報であってもよい。例えば、端末位置情報は、端末４０のＧＰＳ（Global Positioning System）機能により測定される位置情報であってもよいし、端末４０が有するセンサ等を用いて測定される位置情報であってもよい。この場合、各端末４０は、上りのデータチャネル（または制御チャネル）を用いて、端末位置情報を制御装置１０へ送信する。又は、基地局２１又は制御装置１０がカメラ映像を解析することで各端末４０の端末位置情報を推定してもよい。
　ステップＳ１３０ａにおいて、パラメータ特定部１２は、各基地局２１の位置方向パラメータのとりうる値の組み合わせごとに、遮蔽物マップ及び各端末位置情報に基づいて、指標値（見通し端末の数）を算出し、指標値が最大となる組み合わせを特定する。
　より詳しくは、図８のステップＳ３０７において、パラメータ特定部１２は、パラメータ値ｋ１及びパラメータ値ｋ２における見通し範囲を特定し、当該見通し範囲と各端末位置情報とに基づいて、当該見通し範囲に含まれる端末４０（見通し端末）を特定する。パラメータ特定部１２は、見通し端末の数をカウントし、カウント結果をパラメータ値ｋ１及びパラメータ値ｋ２の組に対応付けてメモリ装置１０３又は補助記憶装置１０２等へ記憶する。したがって、第２の実施の形態では、図Ｔ２の「指標値」の列が「見通し端末の数」に変更された情報が、ステップＳ３０７において算出される。
　図８のステップＳ３０８において、パラメータ特定部１２は、ステップＳ３０７において算出された見通し端末の数の中での最大値に対応するパラメータ値ｋ１及びパラメータ値ｋ２の組を特定する。
　上述したように、第２の実施の形態によれば、各基地局２１の位置及び方向について、遮蔽物５０の位置及び形状等に応じて変化する、見通し端末の数が最大となる値を特定することができる。したがって、遮蔽物５０に応じた通信エリアを形成することができる。
　また、第２の実施の形態によれば、アクティブな端末４０の通信品質の向上を期待することができる。
　なお、第２の実施の形態は、ローカル５Ｇ等の閉域利用など、端末４０の存在や位置を管理又は検出可能である状況において好適である。
　次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では第１又は第２の実施の形態と異なる点について説明する。第３の実施の形態において特に言及されない点については、第１又は第２の実施の形態と同様でもよい。
　第３の実施の形態では、通信エリアの指標値が上記各実施の形態と異なる。具体的には、第３の実施の形態では、見通し端末の通信量の合計が指標値とされる。なお、端末４０の通信量は、トラヒック量であってもよいし、スループットであってもよい。指標値が変化することで、第３の実施の形態の制御装置１０が実行する処理手順は以下のように変化する。
　図１０は、第３の実施の形態における制御装置１０が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。図１０中、図９と同一ステップには同一ステップ番号を付し、その説明は省略する。図１０では、ステップＳ１３０がステップＳ１３０ｂに変更され、ステップＳ１２１とステップＳ１３０ｂの間にステップＳ１２２が追加される。
　ステップＳ１２２において、パラメータ特定部１２は、各端末４０の通信量を取得する。或る端末４０の通信量は、各端末４０からアップロードされてもよいし、各基地局２１から取得されてもよい。また、各端末４０の通信量は、端末位置情報とともに取得されてもよい。なお、ステップＳ１２２の時点では、各端末４０の位置は端末位置情報に基づいて特定可能なため、通信量の取得対象の端末４０は、見通し端末に限定されてもよい。
　ステップＳ１３０ｂにおいて、パラメータ特定部１２は、各基地局２１の位置方向パラメータのとりうる値の組み合わせごとに、遮蔽物マップ、各端末位置情報及び各端末４０の通信量に基づいて、通信エリアの指標値（見通し端末の通信量の合計）を算出し、指標値が最大となる組み合わせを特定する。
　より詳しくは、図８のステップＳ３０７において、パラメータ特定部１２は、パラメータ値ｋ１及びパラメータ値ｋ２における見通し端末を特定し、見通し端末の通信量の合計を算出する。パラメータ特定部１２は、算出結果をパラメータ値ｋ１及びパラメータ値ｋ２の組に対応付けてメモリ装置１０３又は補助記憶装置１０２等へ記憶する。したがって、第３の実施の形態では、図Ｔ２の「指標値」の列が「見通し端末の通信量の合計」に変更された情報が、ステップＳ３０７において算出される。
　図８のステップＳ３０８において、パラメータ特定部１２は、ステップＳ３０７において算出された見通し端末のスループットの合計の中での最大値に対応するパラメータ値ｋ１及びパラメータ値ｋ２の組を特定する。
　上述したように、第３の実施の形態によれば、各基地局２１の位置及び方向について、遮蔽物５０の位置及び形状等に応じて変化する、見通し端末の通信量の合計が最大となる値を特定することができる。したがって、遮蔽物５０に応じた通信エリアを形成することができる。
　また、第３の実施の形態によれば、オフロード効果の最大化を期待することできる。
　なお、第３の実施の形態は、ローカル５Ｇ等の閉域利用など端末４０の存在や位置を管理又は検出可能である状況や、Ｓｕｂ－６等のバックアップＲＡＴが共存する際において好適である。
　次に、第１～第３の実施の形態における見通し範囲の特定方法の具体例について説明する。
　［第１の具体例］
　基地局２１のアンテナの中心位置の点から空間Ｐ１の壁、又は遮蔽物５０に衝突するまでの線分が通る領域を見通し範囲とする。
　この場合、端末４０の位置に依らず、空間Ｐ１の形状、並びに遮蔽物５０位の位置及び形状のみで簡易に見通し範囲を特定可能である。
　［第２の具体例］
　基地局２１のアンテナの中心位置の点から、予め定めたグリッド上の各点に対して、フレネルゾーンを算出し、フレネルゾーンのうち予め定めたｘ％が遮蔽されないポイントを見通し位置とし、これらのグリッド周囲のエリアを見通し範囲とする。
　この場合、端末４０の位置に依らず、空間Ｐ１の形状、並びに遮蔽物５０位の位置及び形状のみで見通し範囲を特定可能である。
　次に、第２又は第３の実施の形態にける見通し端末の特定方法の具体例について説明する。
　基地局２１のアンテナ中心位置の点から、各端末４０に対して、フレネルゾーンを算出し、フレネルゾーンのうち予め定めたｘ％が遮蔽されない端末４０を見通し端末とする。
　この場合、端末４０の位置がある程度静的である場合に、空間Ｐ１の形状、並びに遮蔽物５０位の位置及び形状のみで、見通し端末を特定可能である。
　なお、フレネルゾーンは、以下の計算式を用いて算出可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　各パラメータの意味は以下の通りである。
ｄ：送信と受信側の最短距離（ｍ）
ｒ１：回転楕円体の中央部の半径（フレネル半径）（ｍ）
ｄ１：送信側と回転楕円体中央までの距離（ｍ）：
ｄ２：受信側と回転楕円体中央までの距離（ｍ）
ｄ３：フレネル半径部分で反射する反射波と直接波の経路差（ｍ）
λ：波長（ｍ）
　なお、上記各実施の形態において、遮蔽物マップ生成部１１は、生成部の一例である。パラメータ特定部１２は、算出部の一例である。
　以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０　　　　　制御装置
１１　　　　遮蔽物マップ生成部
１２　　　　　パラメータ特定部
１３　　　　　制御部
２０　　　　可動基地局
２１　　　　基地局
２２　　　　可動構造体
３０　　　　　遮蔽物検知装置
４０　　　　端末
５０　　　　遮蔽物
１００　　　　ドライブ装置
１０１　　　　記録媒体
１０２　　　　補助記憶装置
１０３　　　　メモリ装置
１０４　　　　ＣＰＵ
１０５　　　　インタフェース装置
Ｂ　　　　　　バス

Claims (7)

  1. 　空間における電波の送信点を変更可能な複数の基地局と、制御装置とを含む制御システムであって、
    　前記制御装置は、
    　前記空間における前記電波の遮蔽物の位置及び形状を示す遮蔽物マップを生成する生成部と、
    　前記送信点を決定する１以上のパラメータの値の組み合わせごとに、当該組み合わせにおける前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点と前記遮蔽物マップとに基づき、前記遮蔽物によって１以上の前記基地局の電波が遮蔽されない範囲に関する指標値を算出する算出部と、
    　前記指標値が最大となる前記組み合わせに基づき、前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点の変更を制御する制御部と、
    を有することを特徴とする制御システム。
  2. 　前記指標値は、前記範囲の大きさである、
    ことを特徴とする請求項１記載の制御システム。
  3. 　前記算出部は、前記空間における１以上の端末のそれぞれの位置情報を取得し、前記遮蔽物マップ及びそれぞれの前記端末の前記位置情報に基づき、前記遮蔽物によって１以上の前記基地局の電波が遮蔽されない範囲に含まれる前記端末の数を前記指標値として算出する、
    ことを特徴とする請求項１記載の制御システム。
  4. 　前記算出部は、前記空間における１以上の端末のそれぞれの位置情報及び通信量を取得し、前記遮蔽物マップ並びにそれぞれの前記端末の前記位置情報及び前記通信量に基づき、前記遮蔽物によって１以上の前記基地局の電波が遮蔽されない範囲に含まれる前記端末の通信量の合計を前記指標値として算出する、
    ことを特徴とする請求項１記載の制御システム。
  5. 　空間における電波の送信点を変更可能な複数の基地局の前記送信点の変更を制御する制御装置であって、
    　前記空間における前記電波の遮蔽物の位置及び形状を示す遮蔽物マップを生成する生成部と、
    　前記送信点を決定する１以上のパラメータの値の組み合わせごとに、当該組み合わせにおける前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点と前記遮蔽物マップとに基づき、前記遮蔽物によって１以上の前記基地局の電波が遮蔽されない範囲に関する指標値を算出する算出部と、
    　前記指標値が最大となる前記組み合わせに基づき、前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点の変更を制御する制御部と、
    を有することを特徴とする制御装置。
  6. 　空間における電波の送信点を変更可能な複数の基地局と、制御装置とを含む制御システムにもける前記制御装置が、
    　前記空間における前記電波の遮蔽物の位置及び形状を示す遮蔽物マップを生成する生成手順と、
    　前記送信点を決定する１以上のパラメータの値の組み合わせごとに、当該組み合わせにおける前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点と前記遮蔽物マップとに基づき、前記遮蔽物によって１以上の前記基地局の電波が遮蔽されない範囲に関する指標値を算出する算出手順と、
    　前記指標値が最大となる前記組み合わせに基づき、前記複数の基地局のそれぞれの前記送信点の変更を制御する制御手順と、
    を実行することを特徴とする制御方法。
  7. 　請求項５記載の制御装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
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