WO2025253452A1 - 通信装置 - Google Patents

通信装置

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WO2025253452A1
WO2025253452A1 PCT/JP2024/020234 JP2024020234W WO2025253452A1 WO 2025253452 A1 WO2025253452 A1 WO 2025253452A1 JP 2024020234 W JP2024020234 W JP 2024020234W WO 2025253452 A1 WO2025253452 A1 WO 2025253452A1
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WO
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handover
base station
wireless quality
information
terminal
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French (fr)
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光貴 中村
憲一 河村
元晴 佐々木
尚希 澁谷
智明 小川
泰司 鷹取
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NTT Inc
NTT Inc USA
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc USA
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/08—Reselecting an access point

Definitions

  • the present invention relates to a communication device.
  • An embodiment of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and makes it possible to predict deterioration in wireless quality due to handover in a wireless communication system in which a base station and a terminal communicate wirelessly.
  • a communication device that performs wireless communication with a base station, and includes a database that stores information about the base station and wireless quality at the time of a handover when the handover occurs, and a wireless quality prediction unit that, when a handover is predicted, predicts and outputs changes in wireless quality due to the handover based on the information stored in the database.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a terminal according to the present embodiment.
  • 10 is a flowchart illustrating an example of a process for predicting wireless quality according to the present embodiment.
  • 10 is a diagram for explaining an example of information stored in a performance value DB according to the embodiment;
  • FIG. 11 is a diagram (1) for explaining an example of a handover destination prediction process according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram (2) for explaining an example of a handover destination prediction process according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram (1) for explaining a method for predicting a change in wireless quality according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram (2) for explaining a method for predicting a change in wireless quality according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a method for predicting changes in wireless quality according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method for predicting changes in wireless quality according to the present embodiment.
  • FIG. 1 illustrates an example of a hardware configuration of a computer.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the system configuration of a wireless communication system according to this embodiment.
  • the wireless communication system 1 includes base stations 10a, 10b, and so on, and terminals 20 that communicate wirelessly with the base stations 10a, 10b, and so on.
  • the wireless communication system 1 includes, but is not limited to, wireless communication systems such as LTE (Long Term Evolution) and/or 5G (5th Generation).
  • LTE Long Term Evolution
  • 5G 5th Generation
  • the term "base station 10" will be used to refer to any base station among the base stations 10a, 10b, and so on.
  • the number of base stations 10 illustrated in FIG. 1 is merely an example, and may be two or more.
  • the terminal 20 has a functional configuration such as that shown in FIG. 2, for example.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the functional configuration of a terminal according to this embodiment.
  • terminal (communication device) 20 includes an antenna 201, a communication unit 202, a performance value DB (Database) 203, a handover prediction unit 204, and a wireless quality prediction unit 205.
  • Terminal 20 has a computer configuration, and for example, communication unit 202, performance value DB (Database) 203, handover prediction unit 204, and wireless quality prediction unit 205 are realized by a program executed by the computer.
  • the terminal 20 is an example of a communication device according to this embodiment, and is assumed to be, for example, a user terminal (UE: User Equipment) of a mobile communication system such as LTE and/or 5G.
  • UE User Equipment
  • the communication device according to this embodiment may be various devices that have communication functions for wireless communication with the base station 10.
  • the communication device according to this embodiment may be the terminal 20, or a device equipped with the functions of the terminal 20, such as a vehicle, a senior car, a robot, or a drone.
  • the communication unit 202 executes communication processing to perform wireless communication with the base station 10 via the antenna 201.
  • the communication unit 202 executes reception processing to receive radio waves from the base station 10.
  • the communication unit 202 also executes transmission processing to transmit, for example, the reception results of radio waves from the base station 10 or the prediction results by the wireless quality prediction unit 205 to the base station 10.
  • the communication unit 202 executes communication control processing to control the communication processing.
  • the actual value DB 203 is a database that stores information about the base station and wireless quality information involved in a handover when the communication unit 202 performs a handover.
  • the base station information includes, for example, identification information such as the PCI (Physical Cell ID) or CID (Cell-ID) of the base station 10 at the handover destination.
  • the base station information includes identification information about the base station 10 at the handover source and the base station 10 at the handover destination.
  • the wireless quality information includes, for example, the amount of change in wireless quality such as throughput, or the wireless quality value.
  • the actual value DB 23 is an example of a database related to this embodiment.
  • the handover prediction unit 204 performs handover prediction processing to predict the base station 10 to which the terminal 20 will be handed over, based on the radio parameters of the base station 10 and/or the location of the terminal (communication device) 20. Specific examples of the processing performed by the handover prediction unit 204 will be described later.
  • the wireless quality prediction unit 205 executes a wireless quality prediction process that predicts and outputs changes in wireless quality due to the handover based on the information stored in the actual value DB 203. For example, the wireless quality prediction unit 205 predicts the amount of change in wireless quality, the value of wireless quality, or whether or not wireless quality will deteriorate when terminal 20 hands over to the destination base station.
  • the wireless quality prediction unit 205 predicts changes in wireless quality based on the worst value, average value, percentile, or the like of the wireless quality information stored in the performance value DB 203.
  • the wireless quality prediction unit 205 also outputs the prediction result to a predetermined output destination. For example, the wireless quality prediction unit 205 transmits (outputs) the prediction result to the base station 10 with which it is currently communicating via the communication unit 202.
  • terminal 20 may have an information management unit that, when a handover occurs in communication unit 202, stores and manages information about the base station and wireless quality information in actual value DB 203.
  • Terminal 20 may also have an output unit that outputs (transmits) the prediction results from wireless quality prediction unit 205.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a wireless quality prediction process according to this embodiment. This process shows an example of a wireless quality prediction process executed by, for example, a terminal (communication device) 20 having the functional configurations described in FIG. 2.
  • step S301 the communication unit 202 of the terminal 20 receives wireless information via the antenna 201.
  • step S302 the terminal 20 determines whether or not a handover has occurred immediately after the reception of the radio information. If a handover has occurred immediately after the reception of the radio information, the terminal 20 proceeds to step S303. On the other hand, if a handover has not occurred immediately after the reception of the radio information, the terminal 20 proceeds to step S304.
  • the terminal 20 stores information about the base station 10 and information about wireless quality in the performance value DB 203. Note that in this embodiment, the following two methods are assumed for storing information in the performance value DB 203.
  • the first method is to store information about the base station 10 at the handover destination (e.g., PCI or CID) and wireless quality information (e.g., the amount of change in wireless quality or the wireless quality value) in the performance value DB 203 when a handover occurs.
  • the handover destination e.g., PCI or CID
  • wireless quality information e.g., the amount of change in wireless quality or the wireless quality value
  • FIG. 4 when terminal 20 performs a handover from one of base stations a to d to base station X, terminal 20 stores information about base station X at the handover destination and wireless quality information in the performance value DB 203.
  • This method is suitable when degradation in wireless quality is caused by a specific base station or the surrounding environment.
  • the second method is to store information about the handover source base station 10, information about the handover destination base station 10, and information about wireless quality in the performance value DB 203 when a handover occurs.
  • terminal 20 when terminal 20 performs a handover from base station a to base station X, terminal 20 stores information about the handover source base station a, information about the handover destination base station X, and information about wireless quality in the performance value DB 203.
  • This method is suitable, for example, when wireless quality deteriorates significantly due to a handover from a base station 10 with good wireless quality to a base station 10 with poor wireless quality.
  • the terminal 20 stores the radio parameter information at the time of handover in the actual value DB 203.
  • This radio parameter information includes, for example, the RSRP (Reference Signal Received Power) of the base station 10 currently in communication, and the RSRP of the adjacent base station 10 adjacent to the base station 10 currently in communication.
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • the handover prediction unit 204 of the terminal 20 predicts the handover destination (handover destination base station 10) of the terminal 20.
  • the following three methods are assumed as methods for predicting the handover destination:
  • the first method is to predict the handover destination from the radio parameters (RSRP, etc.) of the base station 10 currently in communication (hereinafter referred to as the communicating base station) and the base station 10 adjacent to the communicating base station (hereinafter referred to as the adjacent base station). For example, if the RSRP from the adjacent base station is greater than the RSRP from the communicating base station, the handover prediction unit 204 predicts that the terminal 20 will hand over to that adjacent base station. For example, as shown in Figure 5, assume that the RSRP of the communicating base station, the RSRP of adjacent base station A, and the RSRP of adjacent base station B change at times t and t+1. In this case, the handover prediction unit 204 predicts that the terminal 20 will hand over from the communicating base station to adjacent base station B.
  • RSRP radio parameters
  • the second method predicts the handover destination from the terminal 20's past handover locations.
  • the terminal 20 stores location information indicating the terminal 20's location in the performance value DB 203, in addition to information about the base station 10 and information about wireless quality.
  • the handover prediction unit 204 predicts that the terminal 20 will hand over from base station 10a to base station 10b.
  • the third method is to predict the handover destination based on the terminal 20's past handover locations, information on the radio parameters of the communicating base station and adjacent base stations, and the terminal 20's location information.
  • the handover destination is assumed to be predicted using machine learning or the like.
  • the handover prediction unit 204 predicts the handover destination base station 10 using a machine learning model that has been trained in advance to predict the handover destination base station 10 from the current location information of the terminal 20 and the base station 10's radio parameters.
  • step S305 the handover prediction unit 204 determines whether a handover is predicted in the processing of step S04. If a handover is predicted, the handover prediction unit 204 transitions the processing to step S306. On the other hand, if a handover is not predicted, the handover prediction unit 204 terminates the processing of FIG. 3.
  • the wireless quality prediction unit 205 of the terminal 20 predicts changes in wireless quality due to handover based on the information stored in the performance value DB 203.
  • the following three methods are assumed as methods for predicting changes in wireless quality:
  • the first method is to predict changes in wireless quality from the worst-case values in the performance value DB 203. This method assumes the use of applications (hereafter referred to as "apps") that require stable communication.
  • the wireless quality prediction unit 205 creates a graph 700 showing the CDF (cumulative distribution function) ratio of the amount of change in throughput, as shown in FIG. 7, from the information stored in the actual value DB 203, and sets the minimum value (worst value) as the predicted value of the amount of change in throughput due to handover.
  • the wireless quality prediction unit 205 creates a graph 800 of the number of actual throughput results immediately after handover, as shown in FIG. 8, from the information stored in the actual value DB 203, and sets the minimum value (worst value) as the predicted value of the throughput immediately after handover.
  • throughput is an example of wireless quality.
  • the second method predicts changes in wireless quality from the average value in the performance value DB 203. This method assumes normal application usage.
  • the wireless quality prediction unit 205 creates a graph 700 showing the proportion of the CDF (cumulative distribution function) of the amount of change in throughput, as shown in FIG. 7, from the information stored in the actual value DB 203, and uses the average value instead of the minimum value as the predicted value of the amount of change in throughput due to handover.
  • the wireless quality prediction unit 205 creates a graph 800 of the number of actual throughput results immediately after handover, as shown in FIG. 8, from the information stored in the actual value DB 203, and uses the average value instead of the minimum value as the predicted value of the throughput immediately after handover. Note that it is not essential for the wireless quality prediction unit 205 to create a graph such as graph 700 or graph 800, and the average value may be found without using a graph.
  • the third method is to predict changes in wireless quality from the quantiles (percentile values) of the performance value DB 203. This method assumes normal application usage.
  • the wireless quality prediction unit 205 creates a graph 900 showing the percentage of the CDF (cumulative distribution function) of the amount of change in throughput, as shown in FIG. 9, from the information stored in the actual value DB 203. Furthermore, the wireless quality prediction unit 205 sets, for example, the amount of change in throughput when the percentile value is 20% as the predicted value of the amount of change in throughput due to handover. Alternatively, the wireless quality prediction unit 205 creates a graph 1010 of the number of actual throughput results immediately after handover, as shown in FIG. 10, from the information stored in the actual value DB 203.
  • the wireless quality prediction unit 205 creates a graph 1010 of the number of actual throughput results immediately after handover, as shown in FIG. 10, from the information stored in the actual value DB 203.
  • the wireless quality prediction unit 205 sets, for example, the 20th percentile value of the throughput immediately after HO as the predicted value of the throughput immediately after handover. It is not essential that the wireless quality prediction unit 205 create a graph such as graph 700 or graph 800; percentile values, etc., may be determined without using a graph.
  • the first to third wireless quality prediction methods may be selected by an application executed by the terminal 20, or may be set by a user who uses the terminal 20.
  • the terminal 20 may implement any one of the first to third wireless quality prediction methods.
  • step S307 the wireless quality prediction unit 205 outputs the prediction result.
  • the wireless quality prediction unit 205 outputs the prediction result to the communication unit 202, and the communication unit 202 transmits the prediction result to the base station 10.
  • this embodiment makes it possible to predict deterioration in wireless quality due to handover in a wireless communication system 1 in which a base station 10 and a terminal 20 perform wireless communication.
  • the terminal (communication device) 20 and the base station 10 according to this embodiment can all be realized by executing a program on a computer.
  • the terminal 20, communication device, base station 10, etc. can be realized by using hardware resources such as a CPU and memory built into a computer to execute a program corresponding to the processing performed by that device.
  • the above programs can be recorded on a computer-readable recording medium (such as portable memory) and saved or distributed.
  • the above programs can also be provided via a network such as the Internet or email.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a computer.
  • a computer 1100 has a drive device 1000, an auxiliary storage device 1002, a memory device 1003, a CPU 1004, an interface device 1005, a display device 1006, an input device 1007, an output device 1008, and the like, all of which are interconnected by a bus BS.
  • the program that executes processing on the computer 1100 is provided by a recording medium 1001, such as a CD-ROM or memory card.
  • a recording medium 1001 such as a CD-ROM or memory card.
  • the program is installed from the recording medium 1001 to the auxiliary storage device 1002 via the drive device 1000.
  • the program does not necessarily have to be installed from the recording medium 1001; it can also be downloaded from another computer via a network.
  • the auxiliary storage device 1002 stores the installed program as well as necessary files, data, etc.
  • the memory device 1003 reads the program from the auxiliary storage device 1002 and stores it.
  • the CPU 1004 implements the functions related to the device in accordance with the program stored in the memory device 1003.
  • the interface device 1005 is used as an interface for connecting to a network, etc.
  • the display device 1006 displays a GUI (Graphical User Interface) etc. according to the program.
  • the input device 1007 is composed of a keyboard and mouse, buttons, a touch panel etc., and is used to input various operation instructions.
  • the output device 1008 outputs the results of calculations.
  • the CPU 1004 may be a processor such as a DSP (Digital Signal Processor), a PLD (Programmable Logic Device), or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • DSP Digital Signal Processor
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the terminal (communication device) 20, the base station 10, and the like in this embodiment may be realized not only by dedicated devices but also by general-purpose computers.
  • a program for realizing the functions may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read into a computer system and executed.
  • computer system here includes hardware such as an OS and peripheral devices.
  • “computer-readable recording medium” includes various storage devices, such as portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and CD-ROMs, as well as storage devices built into computer systems. Furthermore, “computer-readable recording medium” may also include devices that dynamically store programs for a short period of time, such as communication lines when transmitting programs over networks such as the Internet or communication lines such as telephone lines, and devices that store programs for a certain period of time, such as volatile memory within computer systems that serve as servers or clients in such cases.
  • the above program may be designed to realize some of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already stored in a computer system, or may be realized using hardware such as a PLD or FPGA.
  • a communication device that performs wireless communication with a base station, a database for storing information on a base station and information on wireless quality at the time of handover; a wireless quality prediction unit that, when a handover is predicted, predicts and outputs a change in wireless quality due to the handover based on the information stored in the database;
  • a communication device comprising: (Section 2) a handover prediction unit that predicts a base station to which the communication device will be handed over based on radio parameters of the base station and/or a location of the communication device; the wireless quality prediction unit predicts a change amount of the wireless quality, a value of the wireless quality, or whether the wireless quality will deteriorate when the communication device is handed over to the handover destination base station; 2.
  • the communication device of claim 1 (Section 3) 3. The communication device according to claim 1, wherein the wireless quality prediction unit predicts a change in the wireless quality based on a worst value, an average value, or a quantile of the wireless quality information stored in the database.
  • the information of the base station is Identification information of a base station to which the handover is to be made when the handover has occurred, or Identification information of a base station from which the handover has been made and identification information of a base station to which the handover is to be made when the handover has occurred, Including, the information on the wireless quality includes a change amount of the wireless quality or a value of the wireless quality; 5.
  • a communication device according to any one of items 1 to 4.
  • (Section 5) A communication device that performs wireless communication with a base station, When a handover occurs, information on the base station and information on wireless quality at the time of the handover are stored in a database; When a handover is predicted, a change in wireless quality due to the handover is predicted based on the information stored in the database; Output the prediction results, Forecasting methods. (Section 6) 6. A program that causes a computer to execute the prediction method described in claim 5.
  • Wireless communication system 10 10a, 10b Base station 20 Terminal (an example of a communication device) 202 Communication unit 203 Performance value DB (database) 204 Handover prediction unit 205 Wireless quality prediction unit 1100 Computer

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Abstract

基地局と端末が無線通信を行う無線通信システムにおいて、ハンドオーバに起因する無線品質の劣化を予測できるようにするために、通信装置は、基地局と無線通信を行う通信装置であって、ハンドオーバが発生したときに、前記ハンドオーバにおける基地局の情報と無線品質の情報とを記憶するデータベースと、ハンドオーバが予測されるときに、前記データベースに記憶した情報に基づいて、当該ハンドオーバによる無線品質の変化を予測し、出力する無線品質予測部と、を有する。

Description

通信装置
　本発明は、通信装置に関する。
　高品質な無線通信を行うために、様々な無線品質の予測技術が様々研究開発されている。例えば、複数の伝搬路を有する無線通信システムの受信機側において、遮蔽物の移動を予測し、伝搬路の切り替えを制御する通信制御方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０２０－９２３８６号公報
　基地局と端末が無線通信を行う無線通信システムでは、各基地局で通信可能なエリアに限界があるため、端末の移動により、ハンドオーバ（通信先の基地局の変更）が発生する。ハンドオーバにより、無線品質が劣化する場合としない場合があるが、従来の技術では、ハンドオーバによる無線品質の変化を予測していないため、ハンドオーバに起因する無線品質の劣化によって、無線品質の予測精度が低下していた。
　本発明の実施形態は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、基地局と端末が無線通信を行う無線通信システムにおいて、ハンドオーバに起因する無線品質の劣化を予測できるようにする。
　上記の課題を解決するため、本発明の実施形態に係る通信装置は、基地局と無線通信を行う通信装置であって、ハンドオーバが発生したときに、前記ハンドオーバにおける基地局の情報と無線品質の情報とを記憶するデータベースと、ハンドオーバが予測されるときに、前記データベースに記憶した情報に基づいて、当該ハンドオーバによる無線品質の変化を予測し、出力する無線品質予測部と、を有する。
　本発明の実施形態によれば、基地局と端末が無線通信を行う無線通信システムにおいて、ハンドオーバに起因する無線品質の劣化を予測できるようになる。
本実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の例を示す図である。 本実施形態に係る端末の機能構成の例を示す図である。 本実施形態に係る無線品質の予測処理の例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る実績値ＤＢに記憶する情報の例について説明するための図である。 本実施形態に係るハンドオーバ先の予測処理の例について説明するための図（１）である。 本実施形態に係るハンドオーバ先の予測処理の例について説明するための図（２）である。 本実施形態に係る無線品質の変化の予測方法について説明するための図（１）である。 本実施形態に係る無線品質の変化の予測方法について説明するための図（２）である。 本実施形態に係る無線品質の変化の予測方法について説明するための図（３）である。 本実施形態に係る無線品質の変化の予測方法について説明するための図（４）である。 コンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施形態）を説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
　＜システム構成＞
　図１は、本実施形態における無線通信システムのシステム構成の例を示す図である。無線通信システム１は、基地局１０ａ、１０ｂ、・・・と、基地局１０ａ、１０ｂ、・・・と無線通信を行う端末２０と、を含む。無線通信システム１には、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、及び／又は５Ｇ（5th Generation）等の無線通信システムが含まれるが、これに限られない。なお、以下の説明において、基地局１０ａ、１０ｂ、・・・のうち、任意の基地局を示す場合、「基地局１０」を用いる。また、図１に示した基地局１０の数は一例であり、２つ以上の他の数であってよい。
　（課題について）
　基地局と端末が無線通信を行う無線通信システム１では、各基地局１０で通信可能なエリアに限界があるため、端末２０の移動により、ハンドオーバ（通信先の基地局の変更）が発生する。例えば、図１において、端末２０が、基地局１０ａと無線通信が可能な無線エリア１１ａから、基地局１０ｂと無線通信が可能な無線エリア１１ｂに移動するものとする。この場合、端末２０の移動により、基地局１０ａから基地局１０ｂにハンドオーバが発生し、このときに、無線品質が劣化する可能性がある。しかし、従来の技術では、ハンドオーバに起因する無線品質の劣化を予測することは困難である。
　そこで、本実施形態では、基地局と端末が無線通信を行う無線通信システム１において、ハンドオーバに起因する無線品質の劣化を予測できるようにするために、端末２０は、例えば、図２に示すような機能構成を有している。
　＜機能構成＞
　図２は、本実施形態に係る端末の機能構成の例を示す図である。図２に示すように、端末（通信装置）２０は、アンテナ２０１、通信部２０２、実績値ＤＢ（Database）２０３、ハンドオーバ予測部２０４、及び無線品質予測部２０５等を有する。端末２０は、コンピュータの構成を備えており、例えば、通信部２０２、実績値ＤＢ（Database）２０３、ハンドオーバ予測部２０４、及び無線品質予測部２０５等は、当該コンピュータで実行されるプログラム等によって実現される。
　なお、端末２０は、本実施形態に係る通信装置の一例であり、例えば、ＬＴＥ、及び／又は５Ｇ等の移動体通信システムのユーザ端末（UE: User Equipment）を想定している。ただし、これに限られず、本実施形態に係る通信装置は、基地局１０と無線通信を行う通信機能を有する様々な装置であってよい。例えば、本実施形態に係る通信装置は、端末２０、又は端末２０の機能を搭載した、車両、シニアカー、ロボット、又はドローン等の装置であってもよい。
　通信部２０２は、アンテナ２０１を介して、基地局１０と無線通信を行う通信処理を実行する。例えば、通信部２０２は、基地局１０からの電波を受信する受信処理を実行する。また、通信部２０２は、例えば、基地局１０からの電波の受信結果、又は無線品質予測部２０５による予測結果等を、基地局１０へ送信する送信処理を実行する。さらに、通信部２０２は、通信処理を制御する通信制御処理を実行する。
　実績値ＤＢ２０３は、通信部２０２でハンドオーバが発生したときに、当該ハンドオーバにおける基地局の情報と、無線品質の情報とを記憶するデータベースである。ここで、基地局の情報には、例えば、ハンドオーバ先の基地局１０のＰＣＩ（Physical Cell ID）、又はＣＩＤ（Cell-ID）等の識別情報が含まれる。或いは、基地局の情報には、ハンドオーバ元の基地局１０の識別情報と、ハンドオーバ先の基地局１０の識別情報とが含まれる。また、無線品質の情報には、例えば、スループット等の無線品質の変化量、又は無線品質の値等が含まれる。なお、実績値ＤＢ２３は、本実施形態に係るデータベースの一例である。
　ハンドオーバ予測部２０４は、基地局１０の無線パラメータ、及び／又は端末（通信装置）２０の位置等に基づいて、端末２０のハンドオーバ先の基地局１０を予測するハンドオーバ予測処理を実行する。なお、ハンドオーバ予測部２０４の具体的な処理内容の例については後述する。
　無線品質予測部２０５は、端末（通信装置）２０のハンドオーバが予測されるときに、実績値ＤＢ２０３に記憶した情報に基づいて、当該ハンドオーバによる無線品質の変化を予測し、出力する無線品質予測処理を実行する。例えば、無線品質予測部２０５は、端末２０がハンドオーバ先の基地局にハンドオーバした場合の無線品質の変化量、無線品質の値、又は無線品質が劣化するか否か等を予測する。
　好ましくは、無線品質予測部２０５は、実績値ＤＢ２０３に記憶した無線品質の情報の最悪値、平均値、又は分位数（パーセンタイル）等に基づいて、無線品質の変化を予測する。
　また、無線品質予測部２０５は、予測結果を所定の出力先へ出力する。例えば、無線品質予測部２０５は、予測結果を、通信部２０２を介して現在通信中の基地局１０等へ送信（出力）する。
　なお、図２に示した端末（通信装置）２０の機能構成は一例である。例えば、端末２０は、通信部２０２でハンドオーバが発生したときに、当該ハンドオーバにおける基地局の情報と、無線品質の情報とを実績値ＤＢ２０３に記憶して、管理する情報管理部等を有していてもよい。また、端末２０は、無線品質予測部２０５による予測結果を出力（送信）する出力部等を有していてもよい。
　＜処理の流れ＞
　続いて、本実施形態に係る無線品質予測方法の処理の流れについて説明する。
　図３は、本実施形態に係る無線品質の予測処理の例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、図２で説明した各機能構成を有する端末（通信装置）２０が実行する無線品質の予測処理の例を示している。
　ステップＳ３０１において、端末２０の通信部２０２は、アンテナ２０１を介して、無線情報を受信する。
　ステップＳ３０２において、端末２０は、受信した無線情報に基づいて、ハンドオーバの直後であるか否かを判断する。ハンドオーバの直後である場合、端末２０は、処理をステップＳ３０３へ移行させる。一方、ハンドオーバの直後でない場合、端末２０は、処理をステップＳ３０４へ移行させる。
　ステップＳ３０３に移行すると、端末２０は、基地局１０の情報と、無線品質の情報を、実績値ＤＢ２０３に記憶する。なお、実績値ＤＢ２０３に記憶する情報として、本実施形態では、次の２つの方法を想定している。
　第１の方法は、ハンドオーバが発生したときに、ハンドオーバ先の基地局１０の情報（例えば、ＰＣＩ、又はＣＩＤ等）、無線品質の情報（例えば、無線品質の変化量、又は無線品質の値）を、実績値ＤＢ２０３に記憶する方法である。例えば、図４において、端末２０が、基地局a～基地局ｄのいずれかから、基地局Ｘへハンドオーバした場合、端末２０は、ハンドオーバ先の基地局Ｘの情報と、無線品質の情報とを、実績値ＤＢ２０３に記憶する。この方法は、無線品質の劣化が、特定の基地局に起因する場合、又は周辺環境に起因する場合等に適している。
　第２の方法は、ハンドオーバが発生したときに、ハンドオーバ元の基地局１０の情報と、ハンドオーバ先の基地局１０の情報と、無線品質の情報と、を実績値ＤＢ２０３に記憶する方法である。例えば、図４において、端末２０が、基地局aから、基地局Ｘへハンドオーバした場合、端末２０は、ハンドオーバ元の基地局ａの情報と、ハンドオーバ先の基地局Ｘの情報と、無線品質の情報とを、実績値ＤＢ２０３に記憶する。この方法は、例えば、無線品質が良い基地局１０から、無線品質が悪い基地局１０へのハンドオーバで、無線品質が大幅に劣化する場合等に適している。
　好ましくは、第１の方法、第２の方法のいずれの場合も、端末２０は、ハンドオーバが発生したときの無線パラメータ情報を、実績値ＤＢ２０３に記憶しておく。この無線パラメータ情報には、例えば、通信中の基地局１０である通信中基地局のＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、及び通信中の基地局１０に隣接する基地局１０である隣接基地局のＲＳＲＰ等が含まれる。
　ステップＳ３０４に移行すると、端末２０のハンドオーバ予測部２０４は、端末２０のハンドオーバ先（ハンドオーバ先の基地局１０）を予測する。ハンドオーバ先の予測方法として、本実施形態では、次の３つの方法を想定している。
　第１の方法は、現在通信中の基地局１０（以下、通信中基地局と呼ぶ）と、通信中基地局に隣接する基地局１０（以下、隣接基地局と呼ぶ）の無線パラメータ（ＲＳＲＰ等）から、ハンドオーバ先を予測する方法である。例えば、ハンドオーバ予測部２０４は、通信中基地局からのＲＳＲＰより、隣接基地局からのＲＳＲＰが大きい場合、当該隣接基地局に端末２０がハンドオーバすると予測する。例えば、図５に示すように、時刻ｔ、ｔ＋１において、通信中基地局のＲＳＲＰ、隣接基地局ＡのＲＳＲＰ、及び隣接基地局ＢのＲＳＲＰが変化したものとする。この場合、ハンドオーバ予測部２０４は、端末２０が、通信中基地局から隣接基地局Ｂへハンドオーバすると予測する。
　第２の方法は、端末２０の過去のハンドオーバ位置からハンドオーバ先を予測する方法である。ここでは、端末２０の位置と、ハンドオーバ先の基地局１０との関係に再現性があることを想定している。第２の方法では、端末２０は、ハンドオーバが発生したときに、基地局１０の情報と、無線品質の情報に加えて、端末２０の位置を示す位置情報を、実績値ＤＢ２０３に記憶しておく。例えば、図６に示すように、過去に基地局１０ａと通信中の端末２０が、地点Ａにおいて、基地局１０ｂへハンドオーバしたものとする。この場合、ハンドオーバ予測部２０４は、基地局１０ａと通信中に、端末２０の位置が地点Ａに移動した場合に、端末２０が基地局１０ａから基地局１０ｂへハンドオーバすると予測する。
　第３の方法は、端末２０の過去のハンドオーバ位置、通信中基地局と隣接基地局の無線パラメータの情報、及び端末２０の位置情報等に基づいて、ハンドオーバ先を予測する方法である。ここでは、機械学習等によるハンドオーバ先の予測を想定している。例えば、ハンドオーバ予測部２０４は、現在の端末２０の位置情報と、基地局１０の無線パラメータから、ハンドオーバ先の基地局１０を予測するように予め学習した機械学習モデルを用いて、ハンドオーバ先の基地局１０を予測する。
　ステップＳ３０５において、ハンドオーバ予測部２０４は、ステップＳ０４の処理で、ハンドオーバが予測されるか否かを判断する。ハンドオーバが予測される場合、ハンドオーバ予測部２０４は、処理をステップＳ３０６へ移行させる。一方、ハンドオーバが予測されない場合、ハンドオーバ予測部２０４は、図３の処理を終了する。
　ステップＳ３０６に移行すると、端末２０の無線品質予測部２０５は、実績値ＤＢ２０３に記憶した情報に基づいて、ハンドオーバによる無線品質の変化を予測する。無線品質の変化の予測方法として、本実施形態では、次の３つの方法を想定している。
　第１の方法は、実績値ＤＢ２０３の最悪値から、無線品質の変化を予測する方法である。この方法は、安定した通信が必要なアプリケーション（以下、アプリと呼ぶ）の利用を想定している。
　例えば、無線品質予測部２０５は、実績値ＤＢ２０３に記憶した情報から、図７に示すような、スループット変化量のＣＤＦ（累積分布関数）割合を示すグラフ７００を作成し、最小値（最悪値）を、ハンドオーバによるスループットの変化量の予測値とする。或いは、無線品質予測部２０５は、実績値ＤＢ２０３に記憶した情報から、図８に示すような、ハンドオーバ直後のスループットの実績件数のグラフ８００を作成し、最小値（最悪値）を、ハンドオーバ直後のスループットの予測値とする。なお、スループットは、無線品質の一例である。また、無線品質予測部２０５が、グラフ７００、又はグラフ８００等のグラフを作成することは必須ではなく、グラフを用いずに最悪値を求めてもよい。
　第２の方法は、実績値ＤＢ２０３の平均値から、無線品質の変化を予測する方法である。この方法は、通常のアプリの利用を想定している。
　例えば、無線品質予測部２０５は、実績値ＤＢ２０３に記憶した情報から、図７に示すような、スループット変化量のＣＤＦ（累積分布関数）の割合を示すグラフ７００を作成し、最小値に代えて平均値を、ハンドオーバによるスループットの変化量の予測値とする。或いは、無線品質予測部２０５は、実績値ＤＢ２０３に記憶した情報から、図８に示すような、ハンドオーバ直後のスループットの実績件数のグラフ８００を作成し、最小値に代えて平均値を、ハンドオーバ直後のスループットの予測値とする。なお、無線品質予測部２０５が、グラフ７００、又はグラフ８００等のグラフを作成することは必須ではく、グラフを用いずに平均値を求めてもよい。
　第３の方法は、実績値ＤＢ２０３の分位数（パーセンタイル値）から、無線品質の変化を予測する方法である。この方法は、通常のアプリの利用を想定している。
　例えば、無線品質予測部２０５は、実績値ＤＢ２０３に記憶した情報から、図９に示すような、スループット変化量のＣＤＦ（累積分布関数）の割合を示すグラフ９００を作成する。また、無線品質予測部２０５は、例えば、パーセンタイル値が２０％の場合のスループット変化量を、ハンドオーバによるスループットの変化量の予測値とする。或いは、無線品質予測部２０５は、実績値ＤＢ２０３に記憶した情報から、図１０に示すような、ハンドオーバ直後のスループットの実績件数のグラフ１０１０を作成する。また、無線品質予測部２０５は、例えば、ＨＯ直後のスループットの２０パーセンタイル値を、ハンドオーバ直後のスループットの予測値とする。なお、無線品質予測部２０５が、グラフ７００、又はグラフ８００等のグラフを作成することは必須でなく、グラフを用いずにパーセンタイル値等を求めてもよい。
　なお、第１～第３の無線品質の予測方法は、端末２０が実行するアプリケーションが選択してもよいし、端末２０を利用するユーザが設定してもよい。或いは、端末２０は、第１～第３の無線品質の予測方法のうち、いずれか１つを実装しているもの等であってもよい。
　ここで、図３に戻り、フローチャートの説明を続ける。ステップＳ３０７において、無線品質予測部２０５は、予測結果を出力する。例えば、無線品質予測部２０５は、予測結果を通信部２０２に出力し、通信部２０２は、当該予測結果を基地局１０へ送信する。
　図３の処理を繰り返し実行するにより、本実施形態によれば、基地局１０と端末２０が無線通信を行う無線通信システム１において、ハンドオーバに起因する無線品質の劣化を予測することができる。
　＜ハードウェア構成＞
　本実施形態に係る端末（通信装置）２０、及び基地局１０等は、いずれも、コンピュータでプログラムを実行することにより実現できる。
　すなわち、端末２０、通信装置、及び基地局１０等は、コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。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、コンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。図１１の例では、コンピュータ１１００は、それぞれバスＢＳ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。
　コンピュータ１１００で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。ただし、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、当該装置に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ネットワーク等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。
　なお、ＣＰＵ１００４は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプロセッサであってもよい。
　（補足）
　本実施形態における端末（通信装置）２０、及び基地局１０等は、専用装置による実現に限らず、汎用コンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
　また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるストレージデバイス等の様々な記憶装置を含む。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。
　また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ、又はＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
　＜実施形態の効果＞
　本実施形態によれば、基地局と端末が無線通信を行う無線通信システムにおいて、ハンドオーバに起因する無線品質の劣化を予測できるようになる。
　また、無線品質が劣化するハンドオーバと劣化しないハンドオーバを、ハンドオーバ先の基地局１０を基に予想することが可能となり、無線品質の予測精度が向上する。
　＜実施形態のまとめ＞
　本明細書には、少なくとも下記各項の通信装置、予測方法、及びプログラム等が開示されている。
（第１項）
　基地局と無線通信を行う通信装置であって、
　ハンドオーバが発生したときに、前記ハンドオーバにおける基地局の情報と無線品質の情報とを記憶するデータベースと、
　ハンドオーバが予測されるときに、前記データベースに記憶した情報に基づいて、当該ハンドオーバによる無線品質の変化を予測し、出力する無線品質予測部と、
　を有する、通信装置。
（第２項）
　基地局の無線パラメータ、及び／又は前記通信装置の位置に基づいて、ハンドオーバ先の基地局を予測するハンドオーバ予測部を有し、
　前記無線品質予測部は、前記通信装置が前記ハンドオーバ先の基地局にハンドオーバした場合の前記無線品質の変化量、前記無線品質の値、又は前記無線品質が劣化するか否かを予測する、
　第１項に記載の通信装置。
（第３項）
　前記無線品質予測部は、前記データベースに記憶した前記無線品質の情報の最悪値、平均値、又は分位数に基づいて、前記無線品質の変化を予測する、第１項又は第２項に記載の通信装置。
（第４項）
　前記基地局の情報は、
　前記ハンドオーバが発生したときのハンドオーバ先の基地局の識別情報、又は
　前記ハンドオーバが発生したときのハンドオーバ元の基地局の識別情報とハンドオーバ先の基地局の識別情報、
　を含み、
　前記無線品質の情報は、前記無線品質の変化量、又は前記無線品質の値を含む、
　第１項～第４項のいずれかに記載の通信装置。
（第５項）
　基地局と無線通信を行う通信装置が、
　ハンドオーバが発生したときに、前記ハンドオーバにおける基地局の情報と無線品質の情報とをデータベースに記憶し、
　ハンドオーバが予測されるときに、前記データベースに記憶した情報に基づいて、当該ハンドオーバによる無線品質の変化を予測し、
　予測結果を出力する、
　予測方法。
（第６項）
　第５項に記載の予測方法をコンピュータに実行させる、プログラム。
　以上、本実施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。
　１　無線通信システム
　１０、１０ａ、１０ｂ　基地局
　２０　端末（通信装置の一例）
　２０２　通信部
　２０３　実績値ＤＢ（データベース）
　２０４　ハンドオーバ予測部
　２０５　無線品質予測部
　１１００　コンピュータ

Claims (4)

  1. 　基地局と無線通信を行う通信装置であって、
    　ハンドオーバが発生したときに、前記ハンドオーバにおける基地局の情報と無線品質の情報とを記憶するデータベースと、
    　ハンドオーバが予測されるときに、前記データベースに記憶した情報に基づいて、当該ハンドオーバによる無線品質の変化を予測し、出力する無線品質予測部と、
    　を有する、通信装置。
  2. 　基地局の無線パラメータ、及び／又は前記通信装置の位置に基づいて、ハンドオーバ先の基地局を予測するハンドオーバ予測部を有し、
    　前記無線品質予測部は、前記通信装置が前記ハンドオーバ先の基地局にハンドオーバした場合の前記無線品質の変化量、前記無線品質の値、又は前記無線品質が劣化するか否かを予測する、
    　請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記無線品質予測部は、前記データベースに記憶した前記無線品質の情報の最悪値、平均値、又は分位数に基づいて、前記無線品質の変化を予測する、請求項１に記載の通信装置。
  4. 　前記基地局の情報は、
    　前記ハンドオーバが発生したときのハンドオーバ先の基地局の識別情報、又は
    　前記ハンドオーバが発生したときのハンドオーバ元の基地局の識別情報とハンドオーバ先の基地局の識別情報、
    　を含み、
    　前記無線品質の情報は、前記無線品質の変化量、又は前記無線品質の値を含む、
    　請求項１に記載の通信装置。
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WO2017135152A1 (ja) * 2016-02-01 2017-08-10 日本電気株式会社 無線品質予測装置、無線基地局、無線端末、無線品質予測方法および無線品質予測プログラム
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