(57)【要約】【課題】無線基地局と無線端末局との間の伝搬チャネル情報などの端末情報を効率よく収集する。【解決手段】複数の通信セルの各無線基地局が測定信号を送信し、無線基地局の配下の無線端末局が受信する測定信号により無線端末局の状況把握に用いる端末情報を測定し、該端末情報から生成される通知信号を帰属する無線基地局を介して集中制御局が収集する無線通信システムにおいて、複数の通信セルの各無線端末局が送信する無線信号を受信可能な位置に配置され、集中制御局と無線回線を介して接続される１台以上の収集局を備え、収集局は、各無線端末局が送信する通知信号を受信して収集し、各無線端末局の端末情報を結合して形成される転送信号を集中制御局に送信する手段を含み、集中制御局は、収集局から送信された転送信号を解析し、各無線端末局の端末情報を取得する手段を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局と１台以上の無線端末局が接続される通信セルが複数存在し、各通信セルの各無線基地局が測定信号を送信し、無線基地局の配下の無線端末局が受信する測定信号により無線端末局の状況把握に用いる端末情報を測定し、該端末情報から生成される通知信号を帰属する無線基地局を介して集中制御局が収集する無線通信システムにおいて、
前記複数の通信セルの各無線端末局が送信する無線信号を受信可能な位置に配置され、前記集中制御局と無線回線を介して接続される１台以上の収集局を備え、
前記収集局は、前記各無線端末局が送信する前記通知信号を受信して収集し、前記各無線端末局の前記端末情報を結合して形成される転送信号を前記集中制御局に送信する手段を含み、
前記集中制御局は、前記収集局から送信された前記転送信号を解析し、前記各無線端末局の端末情報を取得する手段を含む
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記無線端末局は、測定した前記端末情報を圧縮した圧縮データから前記通知信号を生成する手段を含み、
前記収集局は、前記各無線端末局が送信する前記通知信号の圧縮データのまま結合し、または該圧縮データの一部を解凍した端末情報を含めて結合し、結合した情報をさらに圧縮して前記転送信号を生成する手段を含む
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
無線基地局と１台以上の無線端末局が接続される通信セルが複数存在し、各通信セルの各無線基地局が測定信号を送信し、無線基地局の配下の無線端末局が受信する測定信号により無線端末局の状況把握に用いる端末情報を測定し、該端末情報から生成される通知信号を帰属する無線基地局を介して集中制御局が収集する無線通信システムの端末情報収集方法において、
前記複数の通信セルの各無線端末局が送信する無線信号を受信可能な位置に配置され、前記集中制御局と無線回線を介して接続される１台以上の収集局を備え、
前記収集局は、前記各無線端末局が送信する前記通知信号を受信して収集し、前記各無線端末局の前記端末情報を結合して形成される転送信号を前記集中制御局に送信するステップを有し、
前記集中制御局は、前記収集局から送信された前記転送信号を解析し、前記各無線端末局の端末情報を取得するステップを有する
ことを特徴とする端末情報収集方法。
【請求項４】
請求項３に記載の端末情報収集方法において、
前記無線端末局は、測定した前記端末情報を圧縮した圧縮データから前記通知信号を生成するステップを有し、
前記収集局は、前記各無線端末局が送信する前記通知信号の圧縮データのまま結合し、または該圧縮データの一部を解凍した端末情報を含めて結合し、結合した情報をさらに圧縮して前記転送信号を生成するステップを有する
ことを特徴とする端末情報収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局と１台以上の無線端末局が接続される通信セルが複数存在し、さらに各通信セルの無線基地局に接続される集中制御局があり、各通信セルの無線端末局の状況把握に用いる端末情報を集中制御局が収集する無線通信システムおよび端末情報収集方法に関する。ここで、端末情報の一例としては、無線基地局と無線端末局との間の伝搬チャネル情報などがある。
【背景技術】
【０００２】
無線信号の信号強度情報であるＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を利用するサービスとして、無線ＬＡＮシステムにおける無線端末局の位置提供サービスがある。このサービスの実現方法の一例として、無線端末局が複数の無線基地局から送信されるビーコン信号からＲＳＳＩを測定し、それら複数のＲＳＳＩから無線端末局の位置を計算する方法がある（例えば、非特許文献１）。また、他の応用例として、ＲＳＳＩの変動特性から人の活動を検出するサービスの検討も行われている（例えば、非特許文献２）。
【０００３】
さらに、上記サービスのさらなる性能向上に向けて、ＲＳＳＩに加えて、伝搬チャネル情報（ＣＳＩ：ChannelState Information ）を用いた検討も進められている。無線ＬＡＮシステムにおける伝搬チャネル情報とは、無線基地局アンテナと無線端末局アンテナとの間のパスにおけるサブキャリアごとの伝搬路応答（振幅情報やアンテナ間の位相差）である。例えば、非特許文献３では、伝搬チャネル情報を用いることで、位置推定や活動検出などにおける高精度化技術が検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Navarro Eduardo, 2011.“Wi-Fi Localization Using RSSI Fingerprinting”, California Polytechnic State University, United States of America.http://digitalcommons.calpoly.edu/cpesp/17/ (17 Aug. 2011)
【非特許文献２】Wang, Wei, et al. "Understanding andmodeling of wifi signal based human activityrecognition." Proceedings of the 21st annual international conference onmobile computing and networking. ACM, 2015.
【非特許文献３】Yang, Zheng, ZimuZhou, and Yunhao Liu. "From RSSI to CSI: Indoorlocalization via channel response." ACM Computing Surveys (CSUR) 46.2(2013): 25.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線通信システムにおいて、上記のサービスを安定的に提供するためには、高頻度にＲＳＳＩや伝搬チャネル情報を収集することが要求される。ＲＳＳＩを収集する場合には、ビーコン信号などの定常的に送信される信号を利用できることや、ＲＳＳＩは全サブキャリア共通の少量の電力情報であることから、高頻度にＲＳＳＩの収集を行ったとしても無線通信システムへの負荷は小さい。一方、伝搬チャネル情報を収集する場合には、伝搬チャネル情報を収集するための追加の信号、例えば無線基地局が送信する伝搬チャネル情報を測定するための測定信号や、無線端末局が伝搬チャネル情報を測定して応答する通知信号などが必要となることや、単体の情報量が非常に大きくなることから、高頻度の収集は無線通信システムの負荷を増やすことになる。
【０００６】
図８は、従来の無線通信システムの構成例を示す。
図８において、無線基地局１０−ｉと１台以上の無線端末局２０−ｉｊがそれぞれ通信セル５０−ｉを構成する。ここでは、ｉは１〜３，ｊは１〜３の例を示す。無線基地局１０−ｉは、その配下の無線端末局２０−ｉｊとの間の伝搬チャネル情報を収集し、その収集情報を集中制御局４０に転送する。
【０００７】
図９は、従来の端末情報収集方法の処理手順例を示す。
図９において、各無線基地局１０−ｉは、それぞれ配下の無線端末局２０−ｉｊに対して伝搬チャネル情報を測定するための測定信号Ｍを送信する。次に、無線端末局２０−ｉｊは、受信した測定信号Ｍから伝搬チャネル情報を測定し、通知信号Ｒによって測定結果をそれぞれ帰属する無線基地局１０−ｉに通知する。各無線基地局１０−ｉは伝搬チャネル情報の収集が完了すると、集中制御局４０に対して伝搬チャネル情報を格納した転送信号を時間をずらして送信し、集中制御局４０がすべての伝搬チャネル情報を取得する。
【０００８】
このような従来の伝搬チャネル情報の収集方法は、各無線基地局１０−ｉで配下の無線端末局２０−ｉｊの伝搬チャネル情報を個別に収集し、各無線基地局１０−ｉが収集した伝搬チャネル情報を集中制御局４０に対して時間をずらして転送することから、多くの転送時間が必要となる。
【０００９】
本発明は、無線基地局と１台以上の無線端末局が接続される通信セルが複数存在する無線通信システムにおいて、無線基地局と無線端末局との間の伝搬チャネル情報などの端末情報を効率よく収集することができる無線通信システムおよび端末情報収集方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、無線基地局と１台以上の無線端末局が接続される通信セルが複数存在し、各通信セルの各無線基地局が測定信号を送信し、無線基地局の配下の無線端末局が受信する測定信号により無線端末局の状況把握に用いる端末情報を測定し、該端末情報から生成される通知信号を帰属する無線基地局を介して集中制御局が収集する無線通信システムにおいて、複数の通信セルの各無線端末局が送信する無線信号を受信可能な位置に配置され、集中制御局と無線回線を介して接続される１台以上の収集局を備え、収集局は、各無線端末局が送信する通知信号を受信して収集し、各無線端末局の端末情報を結合して形成される転送信号を集中制御局に送信する手段を含み、集中制御局は、収集局から送信された転送信号を解析し、各無線端末局の端末情報を取得する手段を含む。
【００１１】
第１の発明の無線通信システムにおいて、無線端末局は、測定した端末情報を圧縮した圧縮データから通知信号を生成する手段を含み、収集局は、各無線端末局が送信する通知信号の圧縮データのまま結合し、または該圧縮データの一部を解凍した端末情報を含めて結合し、結合した情報をさらに圧縮して転送信号を生成する手段を含む。
【００１２】
第２の発明は、無線基地局と１台以上の無線端末局が接続される通信セルが複数存在し、各通信セルの各無線基地局が測定信号を送信し、無線基地局の配下の無線端末局が受信する測定信号により無線端末局の状況把握に用いる端末情報を測定し、該端末情報から生成される通知信号を帰属する無線基地局を介して集中制御局が収集する無線通信システムの端末情報収集方法において、複数の通信セルの各無線端末局が送信する無線信号を受信可能な位置に配置され、集中制御局と無線回線を介して接続される１台以上の収集局を備え、収集局は、各無線端末局が送信する通知信号を受信して収集し、各無線端末局の端末情報を結合して形成される転送信号を集中制御局に送信するステップを有し、集中制御局は、収集局から送信された転送信号を解析し、各無線端末局の端末情報を取得するステップを有する。
【００１３】
第２の発明の端末情報収集方法において、無線端末局は、測定した端末情報を圧縮した圧縮データから通知信号を生成するステップを有し、収集局は、各無線端末局が送信する通知信号の圧縮データのまま結合し、または該圧縮データの一部を解凍した端末情報を含めて結合し、結合した情報をさらに圧縮して転送信号を生成するステップを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、収集局において各無線端末局の端末情報を収集し、端末情報に含まれる伝搬チャネル情報を集中制御局に一括して転送することにより、収集効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の端末情報収集方法の処理手順例を示すタイムチャートである。
【図３】伝搬チャネル情報（圧縮データ）の結合例を示す図である。
【図４】本発明の無線通信システムにおける無線基地局１０の構成例を示す図である。
【図５】本発明の無線通信システムにおける無線端末局２０の構成例を示す図である。
【図６】本発明の無線通信システムにおける収集局３０の構成例を示す図である。
【図７】本発明の無線通信システムにおける集中制御局４０の構成例を示す図である。
【図８】従来の無線通信システムの構成例を示す図である。
【図９】従来の端末情報収集方法の処理手順例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の無線通信システムの構成例を示す。
図１において、無線通信システムは、無線基地局１０−ｉと１台以上の無線端末局２０−ｉｊが接続される通信セル５０−ｉが複数存在する構成である。ここでは、ｉは１〜３、ｊは１〜３である例を示す。さらに、各通信セル５０−ｉの無線端末局２０−ｉｊが送信する無線信号を受信できる位置に１台以上の収集局３０が配置され、収集局３０と集中制御局４０が無線回線を介して接続される。なお、無線基地局１０−ｉと集中制御局４０との間も、図８に示すように無線回線を介して接続されるが、ここでは省略している。
【００１７】
図２は、本発明の端末情報収集方法の処理手順例を示す。ここでは、図１の構成に基づき、集中制御局４０が収集する端末情報として伝搬チャネル情報を例に説明する。
図２において、無線基地局１０−１が配下の無線端末局２０−１１，２０−１２に対して、伝搬チャネル情報を測定するための測定信号Ｍを送信し、無線端末局２０−１１，２０−１２は無線基地局１０−１の測定信号Ｍから無線基地局１０−１と自局との間の伝搬チャネル情報（ＣＳＩ）を測定する。
【００１８】
次に、無線端末局２０−１１，２０−１２は、それぞれ測定した伝搬チャネル情報を位相情報に圧縮した圧縮データから通知信号Ｒを生成し、所定の順番で無線基地局１０−１に送信する。同時に、収集局３０は、無線端末局２０−１１，２０−１２から無線基地局１０−１に対して所定の順番で送信された通知信号Ｒを受信し、各無線端末局における伝搬チャネル情報を圧縮した圧縮データを収集する。
【００１９】
次に、無線基地局１０−２と配下の無線端末局２０−２１との間、無線基地局１０−３と配下の無線端末局２０−３１〜２０−３３との間においても、同様に測定信号Ｍの送信、伝搬チャネル情報の測定、通知信号Ｒの送信が行われ、同時に収集局３０でもそれぞれの通知信号Ｒを受信して各無線端末局における伝搬チャネル情報を圧縮した圧縮データを収集する。なお、無線基地局１０−１〜１０−３がそれぞれ測定信号Ｍを送信するタイミングおよび周期は、事前に設定されるか、収集局３０から送信される制御信号を用いて制御するようにしてもよい。
【００２０】
次に、収集局３０は、収集した無線基地局１０−１〜１０−３と無線端末局２０−１１〜２０−３３との間の伝搬チャネル情報を圧縮した圧縮データを、サブキャリア＃１，＃２，＃３，…ごとにそれぞれ整理し、図３に示すような所定の形式のデータとして結合する。ここで、ＣＳＩ(a,b,#c)は、無線基地局１０−ａと無線端末局２０−ｂとの間のサブキャリア＃ｃの伝搬チャネル情報もしくは圧縮データを示す。さらに、収集局３０は、結合した圧縮データをさらに圧縮した転送信号を構成して集中制御局４０に転送する。
【００２１】
集中制御局４０は、収集局３０から転送された転送信号を受信し、転送信号から収集局３０での圧縮データの解凍処理と、無線端末局２０−ｉｊでの圧縮データの解凍処理を行い、各無線端末局２０−ｉｊの伝搬チャネル情報を時系列に取得する。さらに、圧縮データ（位相情報）もしくは解凍した伝搬チャネル情報を用いて、位置推定や活動検出などを実行する。
【００２２】
このように、収集局３０が各無線端末局２０−ｉｊの伝搬チャネル情報を圧縮した圧縮データを収集し、さらに結合・圧縮した転送信号として集中制御局４０に一括して転送することにより、各無線端末局２０−ｉｊの伝搬チャネル情報を高効率に収集することができる。
【００２３】
図４は、本発明の無線通信システムにおける無線基地局１０の構成例を示す。ここでは、本発明に関係する主要な機能ブロックのみを抽出して示しており、一般的な無線基地局で用いられる機能ブロックおよびその説明は省略する。
【００２４】
図４において、無線基地局１０は、アンテナ１１、送信部１２、測定信号生成部１３から構成される。なお、複数のアンテナ１１を用いてＭＩＭＯ伝送に対応する構成であってもよい。測定信号生成部１３は、無線端末局２０が伝搬チャネル情報を測定するための測定信号を生成し、送信部１２に出力する。送信部１２は、測定信号生成部１３で生成された測定信号を配下の無線端末局宛の無線ＬＡＮ信号に変換し、アンテナ１１から無線信号として送信する。
【００２５】
図５は、本発明の無線通信システムにおける無線端末局２０の構成例を示す。ここでは、本発明に関係する主要な機能ブロックのみを抽出して示しており、一般的に無線端末局で用いられる機能ブロックおよびその説明は省略している。
【００２６】
図５において、無線端末局２０は、アンテナ２１、送信部２２、受信部２３、通知信号生成部２４、伝搬チャネル情報測定部２５から構成される。なお、複数のアンテナ２１を用いてＭＩＭＯ伝送に対応する構成であってもよい。
【００２７】
受信部２３は、アンテナ２１で受信した無線信号を伝搬チャネル情報測定部２５で扱うことができる測定信号に変換し、伝搬チャネル情報測定部２５に出力する。伝搬チャネル情報測定部２５は、受信部２３から入力する測定信号から伝搬チャネル情報の測定を行い、その測定結果を無線ＬＡＮで規定される圧縮方法で圧縮された圧縮データとして通知信号生成部２４に出力する。通知信号生成部２４では、伝搬チャネル情報測定部２５から入力する伝搬チャネル情報の圧縮データから通知信号を生成し、送信部２２に出力する。送信部２２は、通知信号生成部２４から入力する通知信号を無線基地局１０および収集局３０宛の無線ＬＡＮ信号に変換し、アンテナ２１から無線信号として送信する。
【００２８】
図６は、本発明の無線通信システムにおける収集局３０の構成例を示す。
図６において、収集局３０は、アンテナ３１、送信部３２、受信部３３、収集部３４、結合部３５、転送信号生成部３６から構成される。なお、複数のアンテナ３１を用いてＭＩＭＯ伝送に対応する構成であってもよい。
【００２９】
受信部３３は、アンテナ３１で受信した無線信号を収集部３４で扱うことができる通知信号に変換し、収集部３４に出力する。収集部３４は、受信部３３から入力する各無線端末局の通知信号から伝搬チャネル情報の圧縮データを収集し、その収集結果を結合部３５に出力する。結合部３５は、図３に示すように収集部３４から入力する伝搬チャネル情報の圧縮データを結合し、結合した圧縮データをさらに圧縮し、転送信号生成部３６に出力する。転送信号生成部３６は、結合部３５から入力する伝搬チャネル情報の圧縮データを一括で転送するための転送信号を生成し、送信部３２に出力する。送信部３２は、転送信号生成部３６から入力する転送信号を集中制御局４０宛の無線ＬＡＮ信号に変換し、アンテナ３１から無線信号として送信する。
【００３０】
図７は、本発明の無線通信システムにおける集中制御局４０の構成例を示す。ここでは、本発明に関係する主要な機能ブロックのみを抽出して示しており、一般的に集中制御局で用いられる機能ブロックおよびその説明は省略している。
【００３１】
図７において、集中制御局４０は、アンテナ４１、受信部４２、転送信号解析部４３、記憶部４４、解凍部４５、判定部４６から構成される。なお、複数のアンテナ４１を用いてＭＩＭＯ伝送に対応する構成であってもよい。
【００３２】
受信部４２は、アンテナ４１で受信した無線信号を転送信号解析部４３で扱うことができる転送信号に変換し、転送信号解析部４３に出力する。転送信号解析部４３は、受信部４２から入力する収集局３０からの転送信号から結合された伝搬チャネル情報の圧縮データを抽出し、その抽出結果を記憶部４４に出力する。記憶部４４は、転送信号解析部４３から入力される各無線端末局の伝搬チャネル情報の圧縮データを時系列に記憶する。解凍部４５は、伝搬チャネル情報の圧縮データから無線ＬＡＮで規定された解凍方法によって伝搬チャネル情報を解凍する。判定部４６は、各無線端末局における伝搬チャネル情報から位置や行動の判定を行う。もしくは、伝搬チャネル情報の圧縮データを直接用いて位置や行動の判定を行う。
【００３３】
なお、ここでは収集局３０が１台の場合について説明したが、各通信セル５０−ｉの無線端末局２０−ｉｊが送信する通知信号（伝搬チャネル情報の圧縮データ）を受信できる位置に分散して複数台備えてもよい。この場合には、各収集局３０が収集した伝搬チャネル情報の圧縮データをそれぞれ結合した転送信号を、時間をずらして集中制御局４０に転送する。あるいは、複数台の収集局の中の１台の収集局３０が他の収集局３０が収集した伝搬チャネル情報の圧縮データを再収集し、まとめて集中制御局４０に転送してもよい。また、収集局３０と離れた無線端末局２０−ｉｊが存在し、収集局３０で収集できない伝搬チャネル情報については、従来と同様に無線端末局２０−ｉｊが帰属する無線基地局１０−ｉを介して集中制御局４０に転送してもよい。
【００３４】
以上の説明では、収集局３０は、各無線端末局の伝搬チャネル情報の圧縮データを解凍せず、圧縮データのまま結合してさらに圧縮した転送信号を集中制御局４０に転送する場合について説明したが、転送信号の通信環境（伝送速度など）に応じて、伝搬チャネル情報の圧縮データの一部または全部を解凍した伝搬チャネル情報を含めて伝送してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  無線基地局
１１  アンテナ
１２  送信部
１３  測定信号生成部
２０  無線端末局
２１  アンテナ
２２  送信部
２３  受信部
２４  通知信号生成部
２５  伝搬チャネル情報測定部
３０  収集局
３１  アンテナ
３２  送信部
３３  受信部
３４  収集部
３５  結合部
３６  転送信号生成部
４０  集中制御局
４１  アンテナ
４２  受信部
４３  転送信号解析部
４４  記憶部
４５  解凍部
４６  判定部
【図１】
2020068441.tif 000003
【図２】
2020068441.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020068441.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020068441.tif 000008
【図７】
2020068441.tif 000009
【図８】
2020068441.tif 000010
【図９】
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