WO2023007554A1 - 通信システム、制御サーバ装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

通信システム、制御サーバ装置、制御方法、及びプログラム Download PDF

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    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures

Definitions

  • FIG. 2 shows an example of the overall configuration of a radio communication system according to this embodiment.
  • the radio communication system according to this embodiment has control server 100 , mobile base station 200 , terminal 300 , spatial information DB (database) 400 and spatial recognition server 500 .
  • control server 100 mobile base station 200
  • terminal 300 terminal 300
  • spatial information DB (database) 400 spatial recognition server 500
  • only one movable base station 200 and one terminal 300 are shown, there may be a plurality of each.
  • the control server 100 may be located on the cloud, or may be located on a network (wireless LAN, wired LAN, etc.) together with the mobile base station 200.
  • the spatial information DB 400 and the spatial recognition server 500 may be similarly arranged on the cloud, or may be arranged on the network.
  • the spatial information DB 400 stores information such as terminal position information calculated by the spatial recognition server 500 and the position and materials of shielding objects.
  • the space recognition server 500 calculates the position information of the terminal, the position information of the shielding object, etc. from the camera image information, the LiDAR information, etc., and stores the calculated information in the space information DB 400 .
  • the control communication I/F unit 210 connects to the control server 100 and transmits and receives control information.
  • the mobile control unit 220 receives control information from the control server 100 and controls the position of the mobile base station 200 .
  • Example 1 An overview of Example 1 will be described with reference to FIG. 6A and 6B, the hatched circle indicates the current position of the mobile base station 200, the solid-line circle indicates the candidate position of the mobile base station, and the dotted-line circle indicates the position of the mobile base station. Indicates possible placement positions.
  • FIG. 6(b) shows the current positions of movable base stations and candidate positions for movement destinations when a threshold value is set for the base station position evaluation index. As shown in FIG. 6(b), when a threshold value is set for the base station location evaluation index, a plurality of destination candidate locations that satisfy the required communication quality are selected.
  • the base station control calculation unit 140 selects an arrangement possible position where “base station position evaluation index ⁇ TH1” is a destination candidate. Calculate as a position.
  • the base station control calculation unit 140 selects possible positions for which “base station position evaluation index ⁇ TH4” as candidate destinations. Calculate as a position.
  • the shield information acquisition unit 120 acquires shield information (position, material, etc.) from the spatial information DB 400, and the terminal information acquisition unit 130 acquires terminal 300 information (position of each terminal) from the spatial information DB 400. to get

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Abstract

制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、前記制御サーバ装置が、基地局位置評価指標が閾値以上となる位置のうち前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が最小となる位置、又は、前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が閾値以下となる位置のうち基地局位置評価指標が最大となる位置、を前記可動基地局装置の移動先位置として選定し、前記制御サーバ装置が、前記可動基地局装置を前記移動先位置へ移動させる制御を行う通信システム。

Description

通信システム、制御サーバ装置、制御方法、及びプログラム
 本発明は、無線通信システムにおける基地局の制御方法に関連するものである。
 大容量のシステム、高速なデータ伝送速度、低遅延、多数の端末の同時接続等を実現する5Gの導入が進められている。5Gでは、現在の移動通信で使用されている周波数帯に加えて、ミリ波帯のような高周波数帯が利用される(非特許文献1)。
ミリ波を用いた超高速・長距離伝送の5G屋外実験、岸山、奥村、他、ドコモテクニカルジャーナル(Vol.26-1, P25-32)
 物流センタや展示場(イベント会場)等において、高周波数帯の利用が想定される無線システム(無線LAN、ローカル5G等)により無線通信サービスを提供するユースケースがある。しかし、遮蔽物が多く、遮蔽物が移動する物流センタや展示場等では通信の品質が安定しない。また、5G等の高周波数帯の電波は直進性が高く、遮蔽によるロスが大きい。
 そこで、端末や遮蔽物の位置等を考慮して可動基地局をリアルタイムに制御する技術が提案されている。しかし、可動基地局をリアルタイムに制御する技術においては、制御方法や環境によって可動基地局の配置位置が制御毎に大きく変化する場合があり、最適品質でない基地局配置期間が生じ、その間品質低下が生じる可能性がある。
 本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、可動基地局をリアルタイムに制御する技術において、可動基地局の移動時間を削減することを可能とする技術を提供することを目的とする。
 開示の技術によれば、制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、
 前記制御サーバ装置が、基地局位置評価指標が閾値以上となる位置のうち前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が最小となる位置、又は、前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が閾値以下となる位置のうち基地局位置評価指標が最大となる位置、を前記可動基地局装置の移動先位置として選定し、
 前記制御サーバ装置が、前記可動基地局装置を前記移動先位置へ移動させる制御を行う
 通信システムが提供される。
 開示の技術によれば、可動基地局の移動時間を削減することができ、通信品質が低下する期間の発生を抑えることが可能となる。
棚や物品などの遮蔽物が置かれているエリアを上から見た図である 本発明の実施の形態における無線通信システムの全体構成例を示す図である。 制御サーバの構成図である。 可動基地局の構成図である。 可動基地局が可動構造体に搭載される場合の例を示す図である。 実施例1の概要を説明するための図である。 実施例1の動作例を示すフローチャートである。 対象エリアにおけるエリア要素を説明するための図である。 実施例2の動作例を示すフローチャートである。 実施例2の動作例を示すフローチャートである。 装置のハードウェア構成例を示す図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態(本実施の形態)を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
 例えば、下記の実施の形態における説明において、端末や基地局の位置として2次元の位置を例として用いている場合において、端末や基地局の位置として3次元の位置を使用してもよい。また、本明細書における基地局、可動基地局、端末、制御サーバはいずれも「装置」なので、これらを基地局装置、可動基地局装置、端末装置、制御サーバ装置と呼んでもよい。
 (実施の形態の概要)
 前述したように、端末や遮蔽の位置等を考慮するリアルタイム可動基地局制御では、制御方法や環境によっては可動基地局の配置位置が制御毎に大きく変化する場合があり、最適品質でない基地局配置期間が生じ、その間品質低下が生じる可能性がある。
 図1を参照して上記のような事象が発生する状況の例を説明する。図1は、建物内に基地局1、基地局2、複数の端末が存在する状況を示している。また、当該建物内には、建物の柱、及び、棚、物品等の遮蔽物が存在する。
 図1(a)における制御例では、基地局1は、Aに示す位置からBに示す位置に移動し、その後、Cに示す位置に移動する。一方、図1(b)に示す制御例では、基地局1は、Aの近くのDの位置に移動し、その後、Cに示す位置に移動する。
 図1(a)の場合のように、基地局1の移動距離が増加すると、移動にかかる時間が増加し最適品質でない期間が生じ、その間品質低下が生じる可能性がある。本実施の形態では、図1(b)に示すように、基地局1の移動距離を短くして、移動時間を削減することが可能である。
 本実施の形態では、後述する制御サーバ100が、可動基地局の移動時間削減のために、要求される通信品質を維持しつつ、可動基地局の移動距離を考慮した移動先の選択を行う。詳細については後述する実施例1~3において説明するが、概要は下記のとおりである。
 実施例1では、基地局位置評価指標に閾値を設定することにより、要求通信品質を満たす範囲内で可動基地局の移動範囲を制御する。実施例2では、可動基地局の移動可能範囲を設定し、その範囲内で最も基地局位置評価指標が高い場所を可動基地局の移動先として選定する。
 実施例3では、端末クラスタの重心に可動基地局を配置する制御を行うこととし、その際に外れ値(外れ端末)を除外して重心を求める。
 上記の技術により、通信品質と可動基地局の移動範囲を制御することが可能になる。より具体的には、可動基地局の移動時間を削減することができ、通信品質が低下する期間の発生を抑えることが可能となる。また、端末の位置や速度(加速度)の分布に偏りがある場合、その偏りを除外することで可動基地局の移動範囲を抑えることが可能になる。
 (全体構成)
 図2に、本実施の形態における無線通信システムの全体構成例を示す。図2に示すように、本実施の形態に係る無線通信システムは、制御サーバ100、可動基地局200、端末300、空間情報DB(データベース)400、空間認識サーバ500を有する。可動基地局200と端末300はそれぞれ1つのみ示されているが、それぞれ複数台存在してもよい。
 制御サーバ100は、クラウド上に配置されていてもよいし、可動基地局200とともにネットワーク(無線LANあるいは有線LAN等)上に配置されてもよい。空間情報DB400及び空間認識サーバ500も同様にクラウド上に配置されていてもよいし、上記ネットワーク上に配置されていてもよい。
 空間情報DB400には、空間認識サーバ500より算出された端末の位置情報や遮蔽物の位置や素材などの情報を格納する。空間認識サーバ500は、カメラ映像情報、LiDAR情報等により、端末の位置情報、遮蔽物の位置情報等を算出し、算出した情報を空間情報DB400に格納する。
 より具体的には、空間情報DB400には、各遮蔽物に関して、例えば、形(厚さなどを含む)、エリア内の位置、材質、単位厚さ当たりの減衰量等が格納されている。なお、単位厚さ当たりの減衰量については、制御サーバ100において、材質から計算することとしてもよい。また、空間情報DB400には、各端末に関しては、例えば、現在の位置、接続先の基地局等が格納されている。
 制御サーバ100は空間情報DB400から情報を取得し、取得した情報に基づいて、可動基地局200を制御する。
 可動基地局200は制御サーバ100と通信が可能な位置に配置され、端末300を収容する。端末300は、可動基地局200に接続し、可動基地局200を介してローカルネットワークやインターネットへ接続する。
 (制御サーバ100の構成)
 図3に、制御サーバ100の構成例を示す。図3に示すように、制御サーバ100は、情報通信I/F部110、遮蔽物情報取得部120、端末情報取得部130、基地局制御計算部140、基地局制御部150、制御通信I/F部160を備える。
 情報通信I/F部110は、空間情報DB400と接続し、遮蔽物の情報や端末情報の送受信を行う。
 遮蔽物情報取得部120は、遮蔽物の形、位置、素材(材質)等の情報を空間情報DB400より取得する。端末情報取得部130は、端末300の位置情報等を空間情報DB400より取得する。
 基地局制御計算部140は、遮蔽物情報取得部120と端末情報取得部130より、それぞれ遮蔽物と端末300の情報を取得し、可動基地局200の設置位置や、端末300の接続先の計算を行う。
 基地局制御部150は、基地局制御計算部140で算出した結果に基づいて可動基地局200を制御する。制御通信I/F部160は、可動基地局200と接続し、制御通信の送受信を行う。なお、端末300の接続先の制御に関しては、基地局制御部150は、可動基地局200に対して、端末300への接続先の制御を行うように指示してもよいし、端末300に対して接続先を指示してもよい。
 (可動基地局200の構成例)
 図4に、可動基地局200の構成例を示す。図4に示すように、可動基地局200は、制御通信I/F部210、可動制御部220、端末接続制御部230、無線送受信部240を有する。なお、図4は、可動基地局200における位置の制御及び端末の制御に関する機能を特に示している。
 制御通信I/F部210は、制御サーバ100と接続し、制御情報の送受信を行う。可動制御部220は、制御サーバ100からの制御情報を受信し、可動基地局200の位置を制御する。
 端末接続制御部230は、制御サーバ100からの制御情報を受信し、端末300の接続を制御する。また、端末接続制御部230は、対象の端末300に対して接続先の変更を行う。無線送受信部240は、端末300と接続し、端末300の接続先制御信号の送受信を行う。
 なお、可動基地局200が、例えばドローンに搭載されるとする場合、可動制御部220は、制御サーバ100から、可動基地局200が配置されるべき位置の情報を受信し、当該ドローンに対して、当該位置に移動するよう指示する。
 また、図5に示すように、可動基地局200は、可能基地局200を支持する可動構造体を有する構成であってもよい。可動構造体は、例えば、制御サーバ100から送信される位置情報に基づいて、可動基地局200を矢印201方向に移動させる。また、可動構造体は、例えば、制御サーバ100から送信される制御情報に基づいて、可動基地局200を、x軸周り(符号203参照)、y軸周り(符号204参照)、z軸周り(符号205参照)に回転移動させることとしてもよい。
 また、可動基地局200が搭載された可動構造体を手動で移動させ、細かな位置制御を制御サーバ100から行うこととしてもよい。
 以下、制御サーバ100による制御動作の例として、実施例1~3を説明する。なお、説明の便宜上、実施例1、2において、1つの可動基地局200についての制御動作を説明する。
 (実施例1)
 実施例1では、制御サーバ100において、基地局位置評価指標に閾値を設定することにより、基地局位置評価指標が閾値を満たす範囲内で可動基地局200の移動範囲を制御する。
 実施例1の概要を、図6を参照して説明する。図6(a)、(b)において、網掛けの丸は可動基地局200の現在位置を示し、実線の丸は可動基地局の移動先の候補位置を示し、点線の丸は可動基地局の配置可能位置を示す。
 図6(a)は、図6(b)との比較のために、基地局位置評価指標に閾値を設定しない場合における現在の可動基地局の位置と移動先の位置を示している。基地局位置評価指標に閾値を設定しない場合には、基地局位置評価指標が最も良く、通信品質が最も良くなると想定される移動先位置が選定される。そのため、図6(b)の場合と比べて、可動基地局200の移動距離が長くなる。
 図6(b)は、基地局位置評価指標に閾値を設定した場合における現在の可動基地局の位置と移動先の候補位置を示している。図6(b)に示すとおり、基地局位置評価指標に閾値を設定した場合には、要求される通信品質を満たす複数の移動先候補位置が選定される。
 移動可能な候補位置を増やすことで、様々な基準で移動先候補位置を選定することができる。例えば、移動距離が最短となる移動先を選定することができる。その他にも、移動しやすい場所(移動動線上に障害物がないなど)を移動先として選定することも可能である。
 以下、実施例1における制御サーバ100の動作例を図7のフローチャートの手順に沿って説明する。以下の制御例においては、制御対象となるエリアが存在し、そのエリアを制御エリアと呼ぶ。制御エリアには、図1に示したように、可動基地局200、端末300、遮蔽物が存在する。また、図8に示すように、制御エリアは、所定の広さで区分けされており、区分けされた各領域を「エリア要素」あるいは「要素」と呼ぶ。他の実施例についても同様である。
 (S101)
 S101において、制御サーバ100に対して、基地局位置評価指標の閾値を設定する。設定された閾値は、制御サーバ100のメモリ等の記憶手段に格納され、基地局制御計算部140により参照される。
 <基地局位置評価指標について>
 基地局位置評価指標は、可動基地局200の移動先の候補位置を算出する際に使用される指標であり、以下、基地局位置評価指標の例をその取得方法とともに説明する。
 <基地局位置評価指標の例1:見通し内端末数>
 見通し内端末数は、可動基地局200から、遮蔽物に遮られることなく見通せる端末の数である。見通し内端末数の取得方法は下記のとおりである。
 まず、遮蔽物情報取得部120が空間情報DB400から各遮蔽物の位置情報を取得し、端末情報取得部130が各端末300の位置情報を取得する。
 次に、基地局制御計算部140が、各遮蔽物の位置情報と各端末の位置情報を用いて、各端末についての可動基地局200からの見通しの有無を判定し、見通し内の端末の数を算出する。見通しの有無の判定については、例えば、可動基地局200のアンテナから、遮蔽物に衝突せずに端末300へ直線を引けるか否かにより判定することができる。
 <基地局位置評価指標の例2:見通し内のエリア要素数>
 見通し内のエリア要素数は、可動基地局200から、遮蔽物に遮られることなく見通せるエリア要素の数である。
 基地局制御計算部140は、各遮蔽物の位置情報と各エリア要素の位置情報を用いて、各エリア要素についての可動基地局200からの見通しの有無を判定し、見通し内のエリア要素の数を算出する。
 <基地局位置評価指標の例3:エリア要素の通信品質>
 エリア要素の通信品質は、各エリア要素におけるスループット等の通信品質である。
 基地局制御計算部140は、エリア内の各エリア要素毎に、レイトレースシミュレーション等により、可動基地局200のアンテナからエリア要素への伝搬損失を求め、送信出力‐伝搬損失により推定受信電力を算出し、推定受信電力から通信品質を推定する。基地局制御計算部140は、例えば、全エリア要素における通信品質の総和又は平均値を基地局位置評価指標とする。
 <基地局位置評価指標の例4:端末の通信品質>
 端末の通信品質は、各端末におけるスループット等の通信品質である。基地局制御計算部140は、端末毎に、レイトレースシミュレーション等により、可動基地局200のアンテナから端末への伝搬損失を求め、送信出力‐伝搬損失により推定受信電力を算出し、推定受信電力から通信品質を推定する。基地局制御計算部140は、例えば、全端末における通信品質の平均値を基地局位置評価指標とする。
 (S102)
 S102において、基地局制御計算部140は、可動基地局200の配置可能位置毎(例:配置可能なエリア要素毎)に、基地局位置評価指標を算出し、基地局位置評価指標が閾値以上となる配置可能位置を移動先の候補位置として算出する。S102において、複数の移動先候補位置が算出される。
 例えば、基地局位置評価指標が見通し内端末数であり、閾値がTH1であるとすると、基地局制御計算部140は、「基地局位置評価指標≧TH1」となる配置可能位置を移動先の候補位置として算出する。
 例えば、基地局位置評価指標が見通し内エリア要素数であり、閾値がTH2であるとすると、基地局制御計算部140は、「基地局位置評価指標≧TH2」となる配置可能位置を移動先の候補位置として算出する。
 例えば、基地局位置評価指標がエリア要素の通信品質であり、閾値がTH3であるとすると、基地局制御計算部140は、「基地局位置評価指標≧TH3」となる配置可能位置を移動先の候補位置として算出する。
 例えば、基地局位置評価指標が端末の通信品質であり、閾値がTH4であるとすると、基地局制御計算部140は、「基地局位置評価指標≧TH4」となる配置可能位置を移動先の候補位置として算出する。
 (S103)
 S103において、基地局制御計算部140は、可動基地局200についての移動前の位置と移動後の位置との距離が最も短くなる移動後の位置を、可動基地局200の移動先位置として選定する。具体的には、可動基地局200についての移動前の位置と移動後の位置との距離を基地局位置評価指標に設定し、その基地局位置評価指標が最小となる移動後の位置を、可動基地局200の移動先位置として選定する。
 (S104)
 S104において、基地局制御部150は、S103で選定した位置に可動基地局200を移動させる。具体的には、例えば、基地局制御部150は、可動基地局200が配置されるべき位置の情報と、その位置まで移動することを指示する命令を可動基地局200に送信する。基地局制御部150は、更に、当該可動基地局200に対して、その可動基地局200に接続すべき各端末の識別情報を送信し、当該可動基地局200への接続を行わせる制御信号を各端末に対して送信するよう、指示を送ってもよい。
 上記のような制御により、要求品質を満たす範囲内で可動基地局の移動範囲の制御が可能になる。
 (実施例2)
 次に、実施例2を説明する。実施例2では、移動可能範囲を設定し、その範囲内で最も基地局位置評価指標が高い場所を選定する。なお、基地局位置評価指標の例については実施例1で説明したとおりである。
 以下、実施例2における制御サーバ100の動作例を図9のフローチャートの手順に沿って説明する。
 (S201)
 S201において、制御サーバ100に対して、可動基地局200の移動可能範囲の設定を行う。一例として、可動基地局200の移動前の位置を(m,n)としたときに、(m,n)を中心とする半径dの円内を移動可能範囲として設定する。設定された移動可能範囲の情報は、制御サーバ100のメモリ等の記憶手段に格納され、基地局制御計算部140により参照される。
 (S202)
 S202において、基地局制御計算部140は、可動基地局200の配置可能位置毎(例:配置可能なエリア要素毎)に、基地局位置評価指標を算出し、移動可能範囲内における基地局位置評価指標の最も高い配置可能位置を、移動先位置として算出する。
 (S203)
 S203において、基地局制御部150は、S202で選定した位置に可動基地局200を移動させる。具体的には、例えば、基地局制御部150は、可動基地局200が配置されるべき位置の情報と、その位置まで移動することを指示する命令を可動基地局200に送信する。基地局制御部150は、更に、当該可動基地局200に対して、その可動基地局200に接続すべき各端末の識別情報を送信し、当該可動基地局200への接続を行わせる制御信号を各端末に対して送信するよう、指示を送ってもよい。
 上記のように可動基地局の移動範囲を設定することで、その範囲内で通信品質を最大化させることが可能になる。
 (実施例3)
 次に、実施例3を説明する。実施例3では、端末クラスタの重心に可動基地局200を配置する方法において、重心を算出する際に、外れ値(外れ端末)を除外する。
 以下、実施例3における制御サーバ100の動作例を図10のフローチャートの手順に沿って説明する。
 (S301)
 S301において、遮蔽物情報取得部120が、空間情報DB400から遮蔽物の情報(位置・素材等)を取得し、端末情報取得部130が、空間情報DB400から端末300の情報(各端末の位置)を取得する。
  (S302)
 S302において、基地局制御計算部140は、遮蔽物の情報を考慮して、端末300を所望のクラスタ数にクラスタ化する。ここでの処理の詳細は後述する。
 (S303)
 S303において、基地局制御部150は、クラスタ毎に、可動基地局200の移動先位置を算出する。算出方法の詳細は後述する。
 (S304)
 S304において、基地局制御部150は、S303で選定した位置に可動基地局200を移動させる。具体的には、例えば、基地局制御部150は、可動基地局200が配置されるべき位置の情報と、その位置まで移動することを指示する命令を可動基地局200に送信する。基地局制御部150は、更に、当該可動基地局200に対して、その可動基地局200に接続すべき各端末の識別情報を送信し、当該可動基地局200への接続を行わせる制御信号を各端末に対して送信するよう、指示を送ってもよい。
  <端末クラスタの生成方法について>
 S302における端末クラスタの生成方法について詳細に説明する。基地局制御計算部140は、遮蔽物を考慮し、端末間の距離が小さい端末からクラスタを形成する。具体的な処理手順は下記のとおりである。
 (S1)
 S1において、基地局制御計算部140は、それぞれの端末を別々の端末クラスタ(初期)として設定する。
 (S2)
 S2において、基地局制御計算部140は、全ての端末クラスタ間の距離を求める。端末クラスタ間距離は、2つの端末クラスタ間の要素(端末)の組毎の距離の平均値であってもよいし、2つの端末クラスタの要素(端末)の組毎の距離の中の最も小さい値であってもよいし、2つの端末クラスタの要素(端末)の組毎の距離の中の最も大きい値であってもよいし、これら以外の統計値であってもよい。
 2つの端末クラスタ間の要素(端末)の組毎の距離とは、例えば、端末クラスタAに端末A1、A2があり、端末クラスタBに端末B1、B2がある場合において、端末A1と端末B1との間の距離、端末A1と端末B2との間の距離、端末A2と端末B1との間の距離、及び端末A2と端末B2との間の距離である。
 端末クラスタ間の要素(端末)の間の距離の例については下記のとおりである。
 ある端末クラスタにおける端末xnと別の端末クラスタにおける端末xmとの間の距離をd(xn,xm)とする。
 もしもxnとxmとの間に遮蔽物が存在する場合には
 d(xn,xm)=(xnとxmのユークリッド距離)+a×b
 とする。aは遮蔽物の厚さ[m]当たりの減衰量(自由空間損失の換算距離)であり、bは遮蔽物の厚さ[m]である。
 もしもxnとxmとの間に遮蔽物が存在しない場合には
 d(xn,xm)=(xnとxmのユークリッド距離)
 とする。
 (S3)
 基地局制御計算部140は、端末クラスタ間距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合し、新たな端末クラスタとする。
 (S4)
 基地局制御計算部140は、所望の端末クラスタ数になるまでS2、S3を繰り返す。所望の端末クラスタ数は可動基地局200の数である。ただし、これに限定されるわけではない。
 続いて、上述したS303における端末クラスタ毎の可動基地局200の位置の算出方法の例について説明する。
  <可動基地局200の位置の算出方法例>
 基地局制御計算部140は、遮蔽物の材質や形を考慮した端末クラスタの重心に可動基地局200を設置する。重心を算出する際には外れ値(外れ端末)を定義し、外れ端末を除外して重心を求める。
 具体的には下記の手順で可動基地局200の位置を算出する。下記の手順は端末クラスタ毎に実行される。
 (S1)
 S1において、基地局制御計算部140は、端末クラスタの重心Gを求める。S1では、端末クラスタの要素(端末)の重みは全て1とする。
 ここで、重心Gを算出する際には、外れ値(外れ端末)を除外して重心Gを算出する。例えば、外れ端末を除外しないで一旦重心Gを求め、その重心Gと、クラスタ内の各端末との距離を求め、その距離が閾値以上(あるいは閾値以下)となる1以上の端末を外れ端末とする。そして、端末クラスタから外れ端末を除外した端末クラスタから重心Gを算出する。閾値については、例えば、四分位範囲を用いて決定してもよいし、スミルノフ=グラブス検定を用いて決定してもよいし、これら以外の方法で決定してもよい。
 また、空間情報DB400には、各端末の速度及び加速度も収集され、格納されているものとし、基地局制御計算部140は、各端末の速度及び加速度を空間情報DB400から取得することができるものとする。この場合、基地局制御計算部140は、端末クラスタから、速度又は加速度が閾値以上の端末を外れ端末として定義し、それらを除外して重心Gを求めることとしてもよい。
 以下の処理における端末クラスタは外れ端末を除外した端末クラスタである。
 (S2)
 S2において、基地局制御計算部140は、端末クラスタの重心Gと端末クラスタの要素の間に遮蔽物が存在する場合、その要素の重みをd×bとする。ここで、dは遮蔽物の厚さ[m]当たりの減衰量に対する重みであり、bは遮蔽物の厚さ[m]である。
 (S3)
 S3において、基地局制御計算部140は、再度端末クラスタの重心G´を算出し、G´に可動基地局200を配置すると決定する。
 例えば、重心G´の座標を(x,y)とし、端末UEiの重み無しの位置を(x,y)とし、該当クラスタにおける端末数をnとして、例えば端末UE3の位置(x,y)と、S1で算出した重心Gとの間に遮蔽物が存在する場合において、G´(x,y)は、下記の式により算出することができる。
 G´(x,y)=((x+x+dbx+…+x)/(1+1+db+…+1),(y+y+dby+…+y)/(1+1+db+…+1))
 なお、重みの計算方法や、重みの重心への付加方法については、上記の方法に限られるわけではなく、他の方法を用いてもよい。
 上記の技術により、端末の位置や速度(加速度)の分布に偏りがある場合、その偏りを除外することで基地局の移動範囲を抑えることが可能となる。
 (ハードウェア構成例)
 本実施の形態における制御サーバ100は、例えば、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。なお、この「コンピュータ」は、物理マシンであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。仮想マシンを使用する場合、ここで説明する「ハードウェア」は仮想的なハードウェアである。
 上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(可搬メモリ等)に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。
 図11は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図11のコンピュータは、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置1000、補助記憶装置1002、メモリ装置1003、CPU1004、インタフェース装置1005、表示装置1006、入力装置1007、出力装置1008等を有する。
 当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、CD-ROM又はメモリカード等の記録媒体1001によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体1001がドライブ装置1000にセットされると、プログラムが記録媒体1001からドライブ装置1000を介して補助記憶装置1002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1001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1002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1003は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置1002からプログラムを読み出して格納する。CPU1004は、メモリ装置1003に格納されたプログラムに従って、制御サーバ100に係る機能を実現する。インタフェース装置1005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。表示装置1006はプログラムによるGUI(Graphical User Interface)等を表示する。入力装置1007はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置1008は演算結果を出力する。
 (実施の形態の効果)
 本実施の形態に係る技術により、通信品質と可動基地局の移動範囲を制御することが可能になる。より具体的には、可動基地局の移動時間を削減することができ、通信品質が低下する期間の発生を抑えることが可能となる。また、端末の位置や速度(加速度)の分布に偏りがある場合、その偏りを除外することで可動基地局の移動範囲を抑えることが可能になる。
 (実施の形態のまとめ)
 本明細書には、少なくとも下記各項の通信システム、制御サーバ装置、制御方法、及びプログラムが開示されている。
(第1項)
 制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、
 前記制御サーバ装置が、基地局位置評価指標が閾値以上となる位置のうち前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が最小となる位置、又は、前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が閾値以下となる位置のうち基地局位置評価指標が最大となる位置、を前記可動基地局装置の移動先位置として選定し、
 前記制御サーバ装置が、前記可動基地局装置を前記移動先位置へ移動させる制御を行う
 通信システム。
(第2項)
 前記基地局位置評価指標は、見通し内端末数、見通し内エリアの要素数、エリア要素の通信品質、又は、端末の通信品質である
 第1項に記載の通信システム。
(第3項)
 制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、
 前記制御サーバ装置が、各端末装置の位置に基づいて、端末装置をクラスタ化した端末クラスタを生成し、
 前記制御サーバ装置が、各端末装置の位置、各端末装置の速度、又は、各端末装置の加速度に基づいて外れ端末装置を決定し、前記端末クラスタから前記外れ端末装置を除外した後の端末クラスタの重心位置に基づいて、前記可動基地局装置の移動先位置を算出し、
 前記制御サーバ装置が、前記移動先位置に前記可動基地局装置を移動させる制御を行う
 通信システム。
(第4項)
 制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける前記制御サーバ装置であって、
 基地局位置評価指標が閾値以上となる位置のうち前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が最小となる位置、又は、前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が閾値以下となる位置のうち基地局位置評価指標が最大となる位置、を前記可動基地局装置の移動先位置として選定する基地局制御計算部と、
 前記可動基地局装置を前記移動先位置へ移動させる制御を行う基地局制御部と
 を備える制御サーバ装置。
(第5項)
 制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける前記制御サーバ装置であって、
 各端末装置の位置に基づいて、端末装置をクラスタ化した端末クラスタを生成し、各端末装置の位置、各端末装置の速度、又は、各端末装置の加速度に基づいて外れ端末装置を決定し、前記端末クラスタから前記外れ端末装置を除外した後の端末クラスタの重心位置に基づいて、前記可動基地局装置の移動先位置を算出する基地局制御計算部と、
 前記移動先位置に前記可動基地局装置を移動させる制御を行う基地局制御部と、
 を備える制御サーバ装置。
(第6項)
 制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける制御方法であって、
 前記制御サーバ装置が、基地局位置評価指標が閾値以上となる位置のうち前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が最小となる位置、又は、前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が閾値以下となる位置のうち基地局位置評価指標が最大となる位置、を前記可動基地局装置の移動先位置として選定するステップと、
 前記制御サーバ装置が、前記可動基地局装置を前記移動先位置へ移動させる制御を行うステップと
 を備える制御方法。
(第7項)
 制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける制御方法であって、
 前記制御サーバ装置が、各端末装置の位置に基づいて、端末装置をクラスタ化した端末クラスタを生成するステップと、
 前記制御サーバ装置が、各端末装置の位置、各端末装置の速度、又は、各端末装置の加速度に基づいて外れ端末装置を決定し、前記端末クラスタから前記外れ端末装置を除外した後の端末クラスタの重心位置に基づいて、前記可動基地局装置の移動先位置を算出するステップと、
 前記制御サーバ装置が、前記移動先位置に前記可動基地局装置を移動させる制御を行うステップと
 を備える制御方法。
(第8項)
 コンピュータを、第4項又は第5項に記載の制御サーバ装置における各部として機能させるためのプログラム。
 以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許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。
100 制御サーバ
200 可動基地局
300 端末
400 空間情報DB
110 情報通信I/F部
120 遮蔽物情報取得部
130 端末情報取得部
140 基地局制御計算部
150 基地局制御部
160 制御通信I/F部
210 制御通信I/F部
220 可動制御部
230 端末接続制御部
240 無線送受信部
1000 ドライブ装置
1001 記録媒体
1002 補助記憶装置
1003 メモリ装置
1004 CPU
1005 インタフェース装置
1006 表示装置
1007 入力装置
1008 出力装置

Claims (8)

  1.  制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、
     前記制御サーバ装置が、基地局位置評価指標が閾値以上となる位置のうち前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が最小となる位置、又は、前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が閾値以下となる位置のうち基地局位置評価指標が最大となる位置、を前記可動基地局装置の移動先位置として選定し、
     前記制御サーバ装置が、前記可動基地局装置を前記移動先位置へ移動させる制御を行う
     通信システム。
  2.  前記基地局位置評価指標は、見通し内端末数、見通し内エリアの要素数、エリア要素の通信品質、又は、端末の通信品質である
     請求項1に記載の通信システム。
  3.  制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、
     前記制御サーバ装置が、各端末装置の位置に基づいて、端末装置をクラスタ化した端末クラスタを生成し、
     前記制御サーバ装置が、各端末装置の位置、各端末装置の速度、又は、各端末装置の加速度に基づいて外れ端末装置を決定し、前記端末クラスタから前記外れ端末装置を除外した後の端末クラスタの重心位置に基づいて、前記可動基地局装置の移動先位置を算出し、
     前記制御サーバ装置が、前記移動先位置に前記可動基地局装置を移動させる制御を行う
     通信システム。
  4.  制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける前記制御サーバ装置であって、
     基地局位置評価指標が閾値以上となる位置のうち前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が最小となる位置、又は、前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が閾値以下となる位置のうち基地局位置評価指標が最大となる位置、を前記可動基地局装置の移動先位置として選定する基地局制御計算部と、
     前記可動基地局装置を前記移動先位置へ移動させる制御を行う基地局制御部と
     を備える制御サーバ装置。
  5.  制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける前記制御サーバ装置であって、
     各端末装置の位置に基づいて、端末装置をクラスタ化した端末クラスタを生成し、各端末装置の位置、各端末装置の速度、又は、各端末装置の加速度に基づいて外れ端末装置を決定し、前記端末クラスタから前記外れ端末装置を除外した後の端末クラスタの重心位置に基づいて、前記可動基地局装置の移動先位置を算出する基地局制御計算部と、
     前記移動先位置に前記可動基地局装置を移動させる制御を行う基地局制御部と、
     を備える制御サーバ装置。
  6.  制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける制御方法であって、
     前記制御サーバ装置が、基地局位置評価指標が閾値以上となる位置のうち前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が最小となる位置、又は、前記可動基地局装置の現在位置からの移動距離が閾値以下となる位置のうち基地局位置評価指標が最大となる位置、を前記可動基地局装置の移動先位置として選定するステップと、
     前記制御サーバ装置が、前記可動基地局装置を前記移動先位置へ移動させる制御を行うステップと
     を備える制御方法。
  7.  制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける制御方法であって、
     前記制御サーバ装置が、各端末装置の位置に基づいて、端末装置をクラスタ化した端末クラスタを生成するステップと、
     前記制御サーバ装置が、各端末装置の位置、各端末装置の速度、又は、各端末装置の加速度に基づいて外れ端末装置を決定し、前記端末クラスタから前記外れ端末装置を除外した後の端末クラスタの重心位置に基づいて、前記可動基地局装置の移動先位置を算出するステップと、
     前記制御サーバ装置が、前記移動先位置に前記可動基地局装置を移動させる制御を行うステップと
     を備える制御方法。
  8.  コンピュータを、請求項4又は5に記載の制御サーバ装置における各部として機能させるためのプログラム。
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