(57)【要約】      （修正有）【課題】ＧＰＳ衛星や固定局によって支援される必要が無く、さらに無線チャネルの対称性に全く依存せず、さらに、無線基地局の地理的な配置密度に影響されずに自端末の移動速度を高精度に検出することができる方法および装置を提供する。【解決手段】無線端末１００が複数の時刻において受信する一連のコマンドから得られる上りリンク位相タイミング変化量の時系列中に、自端末の移動距離や移動方向に関する情報が反映されている性質を利用し、自端末によるセル間遷移の頻度ではなく、自端末が無線基地局２００の通信カバレージ内において、当該無線基地局から複数回受信した一連のコマンドに基づいて端末移動速度を検出する。【選択図】図２
2014202544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動無線端末が内蔵する端末移動速度計算ユニットであって、前記移動無線端末は、固定局の通信カバレージ内での自端末の移動に応じた上りリンク位相タイミングの変動を補償するための位相調整量を指示するコマンドを前記固定局から受信する移動無線端末であり：
前記移動無線端末が第１と第２の時刻において受信した２つの前記コマンドにそれぞれ含まれる第１と第２の位相調整量を検出する手段；
前記第１と第２の位相調整量の差分を計算する手段；および、
前記位相調整量の差分および前記第１と第２の時刻の時間差に基づいて前記固定局から見た前記移動無線端末の移動速度を算出する手段；
を備える端末移動速度計算ユニット。
【請求項２】
前記上りリンク位相タイミングの前記補償は、前記移動無線端末が前記固定局から移動した距離と方向とに基づいて決定され、
前記位相調整量の差分および前記第１と第２の時刻の時間差に基づく前記移動速度の検出動作は、前記位相調整量の差分に光速度を乗算し、さらに前記第１と第２の時刻の時間差により除算する動作を備える、
請求項１記載の端末移動速度計算ユニット。
【請求項３】
当該端末移動速度計算ユニットは、前記算出された移動速度を使用して、前記移動無線端末のモビリティ状態が低速移動状態、中速移動状態または高速移動状態の何れの区分に属するかを判定する手段をさらに備え、
前記移動無線端末は、前記モビリティ状態の区分判定結果を当該端末移動速度計算ユニットから受け取り、前記区分判定結果に依存して、前記移動無線端末のセル間遷移動作を規律する制御パラメータの設定を適応的に変更する制御パラメータ変更ユニットをさらに備える、
請求項１記載の端末移動速度計算ユニット。
【請求項４】
前記位相調整量の差分は、前記移動無線端末が前記固定局に近付いている際には負の値をとり、前記固定局から遠ざかっている際には正の値をとり、
当該端末移動速度計算ユニットは、前記位相調整量の差分の値が負である場合に、前記算出された移動速度とは無関係に、セル間遷移動作を規律する前記制御パラメータの設定を低速移動状態に対応した設定とするよう前記制御パラメータ変更ユニットに指示する、
請求項３記載の端末移動速度計算ユニット。
【請求項５】
移動無線端末が内蔵するプロセッサにより実行されるプログラムであって、前記移動無線端末は、固定局の通信カバレージ内での自端末の移動に応じた上りリンク位相タイミングの変動を補償するための位相調整量を指示するコマンドを前記固定局から受信する移動無線端末であり：
前記移動無線端末が第１と第２の時刻において受信した２つの前記コマンドにそれぞれ含まれる第１と第２の位相調整量を検出する端末受信部から前記第１と第２の位相調整量を受け取り、前記第１と第２の位相調整量の差分を計算する動作を前記プロセッサに実行させるステップ；および、
前記位相調整量の差分および前記第１と第２の時刻の時間差に基づいて前記固定局から見た前記移動無線端末の移動速度を算出する動作を前記プロセッサに実行させるステップ；
を順次実行するプログラム。
【請求項６】
固定局の通信カバレージ内での自端末の移動に応じた上りリンク位相タイミングの変動を補償するための位相調整量を指示するコマンドを、送受信アンテナを介して前記固定局から受信する端末受信部；
前記移動無線端末が第１と第２の時刻において受信した２つの前記コマンドを前記端末受信部から受信し、前記２つのコマンドにそれぞれ含まれる第１と第２の位相調整量を検出し、前記第１と第２の位相調整量の差分を計算し、前記位相調整量の差分および前記第１と第２の時刻の時間差に基づいて前記固定局から見た前記移動無線端末の移動速度を算出し、前記移動速度に応じて、前記移動無線端末のモビリティ状態が低速移動状態、中速移動状態または高速移動状態の何れの区分に属するかを判定する移動速度計算部；および
前記判定の結果を前記移動速度判定部から受信し、前記判定された前記モビリティ状態の区分に依存して、前記移動無線端末のセル間遷移動作を規律する制御パラメータの設定を適応的に変更するパラメータ制御部；
を備える移動無線端末。
【請求項７】
移動無線端末の移動速度を算出する方法であって、前記移動無線端末は、固定局の通信カバレージ内での自端末の移動に応じた上りリンク位相タイミングの変動を補償するための位相調整量を指示するコマンドを前記固定局から受信する移動無線端末であり：
前記移動無線端末が第１と第２の時刻において受信した２つの前記コマンドにそれぞれ含まれる第１と第２の位相調整量を検出するステップ；
前記第１と第２の位相調整量の差分を計算するステップ；および、
前記位相調整量の差分および前記第１と第２の時刻の時間差に基づいて前記固定局から見た前記移動無線端末の移動速度を算出するステップ；
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線固定局と通信する無線端末に関し、特に、無線固定局の通信カバレージ内に在圏する無線端末の移動速度の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線端末の移動速度を正確に検出するために、以下の非特許文献１および２は、Ｅ−ＵＴＲＡN標準に準拠したセルラー網内で通信しながら移動する無線端末の移動速度を推定する方法を開示する。当該方法は、無線端末のセル間遷移の頻度に基づいて無線端末の現在のモビリティ状態区分を判定する。この場合のモビリティ状態区分には低速移動状態（Normal Mobility）、中速移動状態（Medium Mobility）、高速移動状態（High Mobility）が含まれ、この場合のセル間遷移には、ハンドオーバー（HO）動作やセルの再選択（Cell Reselection）が含まれる。Ｅ−ＵＴＲＡN標準に準拠したセルラー網は、Ｅ−ＵＴＲＡN標準が規定する時間パラメータＴCRmax／ＴCRmaxHystおよび閾値パラメータＮCR_M／ＮCR_Hを使用して以下のように無線端末に関するモビリティ状態区分の判定を実行する。まず、時間パラメータＴCRmax／ＴCRmaxHystによって定義される一定時間内において無線端末が実行したセル間遷移の回数を計数する。続いて、計数したセル間遷移回数が第１の閾値ＮCR_Hを超えた場合には、無線端末のモビリティ状態区分を「高速移動状態（High Mobility）」と判定する。同様に、計数したセル間遷移の回数が第１の閾値ＮCR_Hより小さいが第２の閾値ＮCR_M以上の場合には、無線端末のモビリティ状態区分を「中速移動状態（Medium Mobility）」と判定する。なお、ここで判定されたモビリティ状態区分は、無線端末のセル間遷移に関する制御パラメータとしてＥ−ＵＴＲＡN標準が規定するＱhyst、ＴreselectionEUTRAおよびtimeToTriggerなどの値を、無線端末のモビリティに応じて適切に変更することにより、無線端末が敏速に周辺セルに遷移できるようにするために使用される。上述した先行技術においては、無線端末の移動速度に関する可能な限り正確な測定結果に基づいて、無線端末によるハンドオーバー（HO）動作やセル再選択（Cell Reselection）などの振る舞いに関わる制御パラメータを正確に設定することが非常に重要となる。
【０００３】
また、以下の特許文献１に開示された方法は、基準局で各ＧＰＳ衛星のキャリア位相を観測し、それらのキャリア位相情報を電波等で無線端末に送信し、上記基準局で求められた各ＧＰＳ衛星のキャリア位相情報を無線端末側で受信する。続いて、各ＧＰＳ衛星からの電波を無線端末自身が直接受信して、各々のキャリア位相を観測すると共に、これらのキャリア位相と基準局で求められたキャリア位相とを基にしてキャリア位相の２重位相差の時間経過に伴う変化量を求める。最後に、このようにして計算したキャリア位相の２重位相差の時間経過に伴う変化量に対して、別途求めた速度変換係数を乗算して上記基準局に対する無線端末の相対速度を算出する。
【０００４】
また、以下の特許文献２に開示された速度検出方法は、無線基地局が通信中の無線端末の移動速度を測定するために、無線基地局内の移動速度検出装置が、送信バースト波のタイミングを生成し、そのタイミングに同期した送信バースト信号を生成する。続いて、当該移動速度検出装置は、この送信バースト信号を変調・増幅してアンテナから送信する。最後に、アンテナから受信した受信バースト信号を復調した後に、送信バースト信号の信号タイミングに対する受信バースト信号の遅延量を検出し、検出した遅延量の時間変化から無線端末の移動速度を算出する。
【０００５】
また、以下の特許文献３に開示された速度検出方法は、無線端末の初期位置をＧＰＳ信号等の既知の手段によって検出し、レイク受信機及び同期検波器にて、複数の基地局からそれぞれ受信した既知周波数の下り信号からドップラーシフト量を測定する。続いて、無線端末のＣＰＵにて各基地局に対する相対速度を算出し、基地局の位置と前記初期位置と前記相対速度とから、無線端末の現在の移動速度を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１０８７３５号公報
【特許文献２】特開平１０−２１０５３７号公報
【特許文献３】再公表WO２００６／１０６９１８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＴＳ３６．３０４  第５．２．４．３．１節  ３ＧＰＰ  2012年12月
【非特許文献２】ＴＳ３６．３３１  第５．５．６．２節      ３ＧＰＰ  2012年12月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した非特許文献１記載の端末移動速度検出方法においては、無線端末が同じ速度で移動していても、一定の地理的範囲内での無線基地局の配置密度によってセル間遷移の頻度は異なる。例えば、地理的範囲の広さを同一とした場合、都市部では無線基地局が密に配置されている一方で、郊外においては、無線基地局が疎らに配置されているので、都市部においては、無線端末が低速で移動している際にも、高速移動中であると誤検出する場合がある。
【０００９】
この様子を図１Ａおよび図１Ｂを使用して以下のとおりに説明する。図１Ａおよび図１Ｂにおいて、一定速度で矢印に沿って移動する無線端末は、単位時間当たり（例えば、毎分当たり）に、符合「ｄ」で表される矢印の長さに相当する距離を移動している。図１Ａは、例えば、郊外のように、一定の地理的範囲内での無線基地局の配置が疎らである場合の無線端末のセル間移動の様子を表し、図１Ｂは、例えば、都市部のように、一定の地理的範囲内での無線基地局の配置が密である場合の無線端末のセル間移動の様子を表す。図１Ａにおいては、移動距離ｄを有する矢印は、セル１個分を跨いでいるが、図１Ｂにおいては、移動距離ｄを有する矢印は、セル２個分を跨いでいる。従って、図１Ａおよび図１Ｂの場合において、無線端末の移動速度が同一であっても、図１Ｂにおける無線端末のセル間遷移の頻度は図１Ａにける無線端末のセル間遷移の頻度のおよそ２倍となる可能性がある。
【００１０】
その結果、上記のような基地局の地理的な配置密度の相違により、無線端末が自身の移動速度を実際よりも高速であると検出する場合、無線端末はセル外縁部において、不必要にセル間遷移を繰り返し、スループット低下や無線端末のバッテリー持続時間の劣化を起こす。
【００１１】
上述した特許文献１記載の端末移動速度検出方法においては、無線端末の移動速度を検出するために基準局に加えて一つ以上のＧＰＳ衛星がさらに必要となり、無線端末がＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星からの信号を受信することは、無線端末の消費電力を増大させる。また、基準局は地下街やトンネル内に設置することも可能であるが、地下街やトンネル内でＧＰＳ衛星を受信することは困難である。加えて、上記方法により算出されるキャリア位相の２重位相差の算出精度は、以下の４者すべてに依存する。すなわち、（１）基準局側のキャリア位相タイミング同期処理の精度、（２）無線端末側のキャリア位相タイミング同期処理の精度、（３）無線端末が算出する速度変換係数の計算精度、（４）基準局の内部と無線端末の内部にてそれぞれ使用される２つのローカル・クロック間の同期の正確性、である。従って、端末移動速度を常に高い精度で検出するためには、システムを複雑化、高コスト化せざるを得ない。
【００１２】
上述した特許文献２記載の端末移動速度検出方法においては、無線端末は、送信バースト信号と受信バースト信号の両者に関して無線伝送経路上でのエラーの無い確実な送受信を実行しなくてはならない。また、特許文献２記載の方法においては、マルチパス遅延プロファイルやチャネル応答特性が、無線端末による信号送信と信号受信とに関して著しく非対称である場合、当該非対称性に起因して、送信バースト信号と受信バースト信号との間の位相タイミング差の算出結果に誤差が含まれる可能性がある。加えて、無線基地局が送信バースト信号を受信してから受信バースト信号を返信するまでの間における無線基地局内の内部遅延量は常に無線端末側に正確に知られていなくてはならない。
【００１３】
上述した特許文献３記載の端末移動速度検出方法においては、無線端末内のCPUは、各基地局から受信した既知周波数の下り信号から測定したドップラーシフト量に基づいて、無線端末の移動速度を検出する。しかしながら、ドップラーシフト量に基づいて端末移動速度を推定する方法では、キャリア位相タイミング同期に基づいて端末移動速度を推定する方法と比べて、高精度な端末移動速度の推定を実現することは一般には困難である。また、特許文献３に開示された方法においては、検出された移動速度の精度は、無線端末の初期位置の推定精度にも大きく影響を受ける。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、移動無線端末が内蔵する端末移動速度計算ユニットであって、前記移動無線端末は、固定局の通信カバレージ内での自端末の移動に応じた上りリンク位相タイミングの変動を補償するための位相調整量を指示するＴＡコマンド（Timing Advance Command）を前記固定局から受信する移動無線端末であり：前記移動無線端末が第１と第２の時刻において受信した２つの前記ＴＡコマンド（Timing Advance Command）にそれぞれ含まれる第１と第２の位相調整量を検出する手段；前記第１と第２の位相調整量の差分を計算する手段；および、前記位相調整量の差分および前記第１と第２の時刻の時間差に基づいて前記固定局から見た前記移動無線端末の移動速度を算出する手段；を備える構成を採る。
【００１５】
さらに本発明においては、前記上りリンク位相タイミングの前記補償は、前記移動無線端末が前記固定局から移動した距離と方向とに基づいて決定され、前記位相調整量の差分および前記第１と第２の時刻の時間差に基づく前記移動速度の検出動作は、前記位相調整量の差分に光速度を乗算し、さらに前記第１と第２の時刻の時間差により除算する動作を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、無線端末が複数の時刻において受信する一連のＴＡコマンド（Timing Advance Command）から得られる上りリンク位相タイミング変化量の時系列中に、自端末の移動距離や移動方向に関する情報が反映されている。そのため、本発明に係る無線端末は、自端末の移動速度の検出のために、キャリア位相タイミング同期処理を、ＧＰＳ衛星や固定局によって支援される必要が無く、さらに無線チャネルの対称性に全く依存せずに、自端末の移動速度を高精度に検出することが出来る。
【００１７】
また、本発明においては、自端末によるセル間遷移の頻度ではなく、自端末が一の固定局の通信カバレージ内において、当該固定局から複数回受信した一連のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に基づいて端末移動速度を検出する。そのため、本発明に係る無線端末は、一定の地理的範囲内における無線基地局の配置密度に影響されずに自端末の移動速度を高精度に検出することが出来る。
【００１８】
従って、本発明は、無線基地局の地理的な配置密度に影響されずに、基地局の位置から見て相対的な無線端末の移動速度を正確に検出することができる。この場合、基地局の位置から見て相対的な無線端末の移動速度とは、基地局を中心として無線端末が当該中心に近付く又は遠ざかる速度を意味する。すなわち、無線端末が基地局を中心として同一距離を保って移動している場合には、速度は０と看做される。言い換えれば、本発明は、無線端末が経験したセル遷移頻度ではなく、基地局を中心として無線端末が遠ざかる方向又は近付く方向に沿った端末移動速度に基づき、無線端末が高速移動状態にあるか否かを判定する。これにより、本発明は、無線端末のモビリティ判定において、基地局から無線端末までの相対距離に目立った変化が無ければセル間遷移（ハンドオーバー／セル再選択）をする必要が無いため、余計なセル間遷移動作が起動されることを防ぐことができる。以上から、本発明は、基地局から無線端末までの相対距離に目立った変化が無い場合に、無線端末が高速移動状態であると誤検出することを防ぐことができ、不必要なセル間遷移動作が発生することによるスループット低下やバッテリーの持続時間の劣化、または網側の制御オーバーヘッド増大を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】基地局の地理的配置密度と無線端末の移動速度との間の関係を示す図
【図２】本発明の実施の形態に係る無線通信システム内の一セル分の構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態に係る無線端末のハードウェア構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態に係る端末移動速度算出方法の第１実施例を説明するためのフローチャート
【図５】本発明の実施の形態に係る端末移動速度算出方法の第２実施例の概要を説明するための図
【図６】本発明の実施の形態に係る端末移動速度算出方法の第２実施例を説明するためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２０】
無線端末が携帯電話や車載情報端末のような移動局である場合、当該無線端末が無線固定局（例えば、無線基地局や無線網アクセス・ポイント等）から受信する受信信号品質は当該無線端末の移動速度に大きく依存する。
【００２１】
例えば、第１の例として、無線端末が、セルラー無線網内の複数のセルを連続的に横切るように高速で移動中の場合、連続的かつ頻繁に発生する無線端末のセル間ハンドオーバー動作のために、無線端末の通信が１回以上にわたって瞬断する場合がある。上述のような高速移動時の連続的ハンドオーバーによる通信の瞬断を抑制するために、無線端末は以下の制御動作（Speed Dependent Scaling）を実行することが効果的である。まず、無線端末は、自端末の移動速度に応じたモビリティ状態（端末移動速度の区分）を正確に判定する。続いて、（特に無線端末の高速移動時において）無線端末は、自端末のハンドオーバー動作を制御する制御パラメータを、当該モビリティ状態応じた適切な値に変更する。これにより、無線端末は、自端末のハンドオーバー動作の振る舞いを、端末移動速度の区分に応じて適切に制御することが出来る。
【００２２】
例えば、第２の例として、無線端末がパイロット・シンボル等のキャリア位相タイミング情報に基づいてチャネル同期を実行する際、受信信号波の遅延プロファイルはチャネル同期の正確性に影響する。受信信号波の遅延プロファイルの振る舞いは、当該無線端末の静止状態と移動状態とでは、同一ではない。むしろ、当該無線端末の移動速度に応じて、受信信号波に関してマルチパスの変化の度合いが大きくなる傾向があるので、チャネル同期に対する当該遅延プロファイルの影響を正確に評価する仕組みが複雑になる傾向がある。
【００２３】
第３の例として、ＩＭＴ−２０００等の無線通信システムでは、公称のデータ速度が最大で２メガビット／秒（Ｍｂｐｓ）と言われているが、無条件にデータを２Ｍｂｐｓで送れる訳ではなく、無線端末の移動速度により、最大のデータ速度を制限している。これは、無線端末の移動速度が高速になればなる程、ハンドオフの実行回数が増え、無線端末側と網側の双方にとって制御オーバーヘッドが増大するからである。具体的には、無線端末の移動状態における最大データ速度は、低速移動では最大２Ｍｂｐｓ、中速移動では最大３８４キロビット／秒（Ｋｂｐｓ）、高速移動では最大６４Ｋｂｐｓ程度になることが予想される。
【００２４】
従って、無線通信システムにおいては、無線端末の移動速度を高精度で検出し、当該検出した移動速度に応じた形で、当該無線端末による受信信号品質の改善や当該無線端末に対して許容すべき最大データ速度の調整を実行しなくてはならない。
＜１＞本実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成
以下、図２を使用して、本実施の形態において無線端末と共に利用される無線通信システムの構成例について説明する。この無線通信システムの例は、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）において標準化作業が進められているＥ−ＵＴＲＡNネットワーク標準と互換性を有する。
（１−Ａ）無線通信システムの構成要素
図２において、無線端末１００は、ＵＥ、ユーザ端末またはユーザ機器と呼ばれても良く、セルラー電話、スマートフォンまたは無線インターフェースを装備したラップトップ型コンピュータとすることができる。図２において、無線基地局２００は、ｅＮＢ、携帯電話基地局または無線網アクセス・ポイントとすることもできる。
【００２５】
図２において、無線基地局２００の通信カバレージは３００として図示される。図２の通信カバレージ３００は、Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準におけるプライマリ・セル（Primary Cell）とすることが可能である。Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準において、当該プライマリ・セルは、当該セルと同一のＴＡＧ（Timing Advance Group）に属する一つ以上のセカンダリ・セルと関係付けられることが可能である。この場合、当該プライマリ・セルと当該一つ以上のセカンダリ・セルは、同一の上りリンク位相タイミングを共有する。図２において、無線端末１００は通信カバレージ３００内に在圏しており、下りリンクを介して無線基地局から無線信号を受信し、上りリンクを介して無線基地局に無線信号を送信している。
【００２６】
なお、図２においては、無線端末１００が在圏している通信カバレージ３００と通信カバレージ３００をサービスしている無線基地局２００のみが図示されているが、本実施の形態に係る無線通信システムは、無線基地局２００の周辺を取り巻く他の複数の無線基地局を含み、通信カバレージ３００と一部重複しながらこれを取り巻く他の複数の通信カバレージを含む。Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準において、無線端末１００は自身が在圏している通信カバレージ３００をプライマリ・セルとすることが可能であり、通信カバレージ３００と一部重複している周辺の他の通信カバレージの一つ以上をセカンダリ・セルとすることが可能である。
（１−Ｂ）ＴＡコマンド（Timing Advance Command）の役割と機能
図２の無線基地局２００は、無線端末１００に対して、Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準が規定するＴＡコマンド（Timing Advance Command）を送信することが可能である。当該ＴＡコマンド（Timing Advance Command）は、上りリンクの位相タイミングの調整を、無線基地局２００が下りリンクを介して、無線端末１００に指示するための端末制御コマンドである。このような上りリンク位相タイミングの調整は、通信カバレージ３００内を移動する無線端末１００と無線基地局２００との間の距離の変化に伴う上りリンク伝送遅延量の変動に応じて、無線基地局２００がこの伝送遅延変動を適応的に補償するために必要となる。以下、ＴＡコマンド（Timing Advance Command）の役割、当該コマンドを下りリンク上で伝送する際の無線端末１００および無線基地局２００の動作について簡単に説明する。説明を簡単にするために、無線端末１００が上りリンク通信および下りリンク通信を行うための通信カバレージ３００がＥ−ＵＴＲＡNネットワーク標準におけるプライマリ・セルであり、プライマリ・セル３００はこれと関連する一つ以上のセカンダリ・セルと共に単一のＴＡＧ（Timing Advance Group）内にグループ化されている場合について説明する。
【００２７】
今、無線端末１００が図２に示す矢印４００に沿って移動しており、無線端末１００は、時刻ｔ1において矢印４００上の位置L1に位置し、時刻ｔ２において、位置L１から矢印４００上の位置L２に移動し、さらに、時刻ｔ３において位置L２から矢印４００上の位置L３に移動しているとする。時刻ｔ１において無線端末１００は、無線基地局２００の通信カバレージであるプライマリ・セル３００に外から進入し、無線基地局２００との間で上りリンクに関して位相タイミングの同期を確立する。この時、プライマリ・セル３００に加えて、これと同一の上りリンク位相タイミングを共有するセカンダリ・セルに関しても上りリンク位相タイミングの同期が確立される。さらにこの時、下りリンクを介して無線端末１００が受信したＴＡコマンド（Timing Advance Command）には、無線端末１００の上りリンク位相タイミングに関する初期値が含まれている。
【００２８】
続いて、時刻ｔ２において、無線端末１００は矢印４００上を位置L２に移動しており、下りリンクを介して第２のＴＡコマンド（Timing Advance Command）を受信する。当該第２のＴＡコマンド（Timing Advance Command）には、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に上りリンク位相タイミングが上記初期値からどの程度変化したかを表す変位量が含まれている。無線端末１００は、第２のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる当該変位量に従って、時刻ｔ１において上りリンクに関して決定した初期の位相タイミングを調整する。この時、無線端末１００に関して上りリンク位相タイミングの調整が行われるのは、プライマリ・セル３００に加えて、これと同一の上りリンク位相タイミングを共有する一つ以上のセカンダリ・セル（プライマリ・セル３００と同一のＴＡＧ内にグループ化されたセカンダリ・セル）である。無線端末１００によるこのような調整動作が必要なのは、無線端末１００が位置L１から位置L２に移動した際の無線基地局２００との間の距離変化に応じて、無線基地局２００との間での無線伝送遅延量も変化するからである。具体的には、無線端末１００が無線基地局２００に近付く方向に移動した場合には、無線伝送遅延量は小さくなるので、無線端末１００は、上りリンク位相タイミングを初期値よりも後方に遅らせる。逆に、無線端末１００が無線基地局２００から遠ざかる方向に移動した場合には、無線伝送遅延量は大きくなるので、無線端末１００は、上りリンク位相タイミングを初期値よりも前方に進める。Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準においては、上述した位相タイミングの調整の対象とされるのは、プライマリ・セルに関しては、上りリンクを構成するPUCCH、PUSCHおよびSRSであり、同一ＴＡＧに属するセカンダリ・セルに関しては、上りリンクを構成するPUSCHとSRSである。
【００２９】
続いて、時刻ｔ３において、無線端末１００は矢印４００上を位置L３に移動しており、下りリンクを介して第３のＴＡコマンド（Timing Advance Command）を受信する。当該第３のＴＡコマンド（Timing Advance Command）には、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に上りリンク位相タイミングがどの程度変化したかを表す変位量が含まれている。無線端末１００は、第３のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる当該変位量に従って、時刻ｔ２において上りリンクに関して決定した位相タイミングをさらに調整する。
【００３０】
上記したようなＴＡコマンド（Timing Advance Command）の機能は、Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準に関する標準化仕様書３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１３の第４．２．３節において具体的に説明されている。
（１−Ｃ）無線端末の移動速度に基づくセル間遷移動作パラメータの設定変更
Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準と互換性を有する図２の無線通信システムにおいては、無線端末１００が通信カバレージ３００と他の通信カバレージとの間でセル間遷移を実行する際の制御パラメータを、無線端末１００の移動速度に応じて適応的に設定変更することが可能である。この場合のセル間遷移には、無線端末１００に関するハンドオーバー（HO）動作やセルの再選択（Cell Reselection）が含まれる。具体的には、以下のとおりである。
図２の無線通信システムは、無線端末１００が、現在の移動速度に応じて３段階のモビリティ状態区分のいずれかに属すると判定する。この場合のモビリティ状態区分には低速移動状態（Normal Mobility）、中速移動状態（Medium Mobility）、高速移動状態（High Mobility）が含まれる。ここで判定されたモビリティ状態区分は、無線端末１００のセル間遷移に関する制御パラメータとしてＥ−ＵＴＲＡN標準が規定するＱhyst、ＴreselectionEUTRAおよびtimeToTriggerなどの設定値を、無線端末１００が自身のモビリティ状態に応じて適切に変更するために使用される。無線端末１００が、自身の内部に記憶された上記制御パラメータの設定値を、自身のモビリティ状態に応じて、適切に変更することにより、無線端末１００が敏速かつ円滑に周辺の通信カバレージに遷移できるようになる。
＜無線端末のハードウェア構成＞
以下、図３を使用して、本実施の形態に係る無線端末１００のハードウェア構成を説明する。
【００３１】
無線端末１００は、Ｎ本の送受信アンテナ１１０１乃至１１０ｎ（ｎは１以上の値とすることができる）、送受信アンテナ１１０１乃至１１０ｎと接続され、送受信アンテナ１１０１乃至１１０ｎから受信信号を受け取る端末受信部１２０、送受信アンテナ１１０１乃至１１０ｎと接続され、送受信アンテナ１１０１乃至１１０ｎに対して送信信号を渡す端末送信部１３０、端末受信部１２０と端末送信部１３０との間に介在する形でこれらと接続され、端末受信部１２０からの信号に基づいて、無線端末１００に関するセル間遷移を制御する制御信号を端末送信部１３０に渡すモビリティ制御部１４０、端末受信部１２０と接続され、端末受信部１２０から受け取った信号に基づいて無線端末１００の移動速度の検出を実行する移動速度計算部１５０、および移動速度計算部１５０とモビリティ制御部１４０との間に介在する形でこれらと接続され、移動速度計算部１５０から受け取った無線端末１００の移動速度に関する情報信号に基づいて、モビリティ制御部１４０に対してセル間遷移動作の制御に関するパラメータ信号を渡すパラメータ制御部１６０と、を備える。
【００３２】
送受信アンテナ１１０１乃至１１０ｎは、無線基地局２００との間で無線信号を送受信する。この場合、送受信アンテナ１１０１乃至１１０ｎは、ＭＩＭＯチャネル上で無線伝送された複数の独立空間チャネルを受信することも可能である。
【００３３】
端末受信部１２０は、送受信アンテナ１１０から受け取った受信信号を基にして無線基地局２００により送信されたデジタル・サンプル系列を復元し、復元したデジタル・サンプル系列をモビリティ制御部１４０、移動速度計算部１５０および他のデジタル処理ユニットに渡す。この復元処理には、ＭＩＭＯチャネル上で受信した受信信号に対する空間フィルター行列を使用した空間処理、ＯＦＤＭ復調により受信信号をベースバンド・シンボルに変換する処理、受信信号から無線チャネル位相タイミング同期に使用するパイロット情報を取り出す処理、当該ベースバンド・シンボルをシンボル逆マッピングし、さらにチャネル復号化する処理などが含まれていても良い。
【００３４】
端末送信部１３０は、無線端末１００内で生成されたデジタル・サンプル系列を送受信アンテナ１１０１乃至１１０ｎから多重無線伝送可能な形でＲＦ帯域信号に変換し、送受信アンテナ１１０１乃至１１０ｎへ渡す。無線端末１００内で生成されたデジタル・サンプル系列をＲＦ帯域信号に変換する処理は、端末受信部１２０が受信信号から無線基地局２００により送信されたデジタル・サンプル系列を復元するための上述の処理に対して相補的である信号処理を含むことが可能である。
【００３５】
モビリティ制御部１４０は、端末受信部１２０が受信信号から復元したデジタル情報の中に含まれるセル状態情報の信号を端末受信部１２０から受け取る。続いて、モビリティ制御部１４０は、受け取ったセル状態情報に基づいて、無線端末１００が在圏するセル内での無線通信の状態や当該セルを含む無線ネットワークの状態を把握する。なお、無線ネットワーク側でハンドオーバーの起動が必要な状況やタイミングを判定できる場合には、端末受信部１２０から受け取った上記セル状態情報は、無線基地局２００から無線端末１００に対してハンドオーバーの開始を指示するコマンドを含むことも可能である。最後に、モビリティ受信部１４０は、上記把握したセル内の通信状態やネットワーク状態または上記ハンドオーバー開始指示コマンド等に基づいて、セル間遷移を制御するための制御コマンドを生成し、これを制御信号の形で端末送信部１３０に渡す。これにより、モビリティ制御部１４０は、無線端末１００の移動に伴う無線チャネルの通信品質の変化に応じて、無線端末１００のセル間遷移を制御することができる。
【００３６】
移動速度計算部１５０は、端末受信部１２０が受信信号から復元したデジタル情報の中に含まれるＴＡコマンド（Timing Advance Command）およびこれと関連するその他の情報を、端末受信部１２０から信号の形で受け取る。続いて、移動速度計算部１５０は、端末受信部１２０から新たなＴＡコマンド（Timing Advance Command）を受け取るたびに、受け取ったＴＡコマンド（Timing Advance Command）およびこれと関連するその他の情報に基づいて、無線端末１００の現在の移動速度を算出する。続いて、移動速度計算部１５０は、算出した現在の移動速度に基づいて無線端末１００が３つのモビリティ状態区分（低速移動状態、中速移動状態、高速移動状態のいずれか）のいずれに属するかを判定する。移動速度計算部１５０が、無線端末１００の現在の移動速度を算出するために実行する具体的な算出方法に関しては、以後の説明において図４を使用して詳細に後述する。最後に、移動速度計算部１５０は、無線端末１００の移動速度に基づいて判定したモビリティ状態区分を表す信号をパラメータ制御部１６０に渡す。
【００３７】
パラメータ制御部１６０は、無線端末１００の移動速度に基づいて判定したモビリティ状態区分を表す信号を移動速度計算部１５０から受け取り、当該モビリティ状態区分に応じて、無線端末１００に関するセル間遷移動作を制御する制御パラメータの設定内容を適応的に変更する。具体的には、無線端末１００のセル間遷移に関する制御パラメータとしてＥ−ＵＴＲＡN標準が規定するＱhyst、ＴreselectionEUTRAおよびtimeToTriggerなどの設定値を、パラメータ制御部１６０が上記モビリティ状態区分に応じて適切に変更する。パラメータ制御部１６０は、変更した上記制御パラメータの設定値をモビリティ制御部１４０に渡し、モビリティ制御部１４０は受け取った上記制御パラメータの変更された設定値を、無線端末１００に関するセル間遷移動作の制御に反映させる。その結果、無線端末１００が、自身の内部に記憶された上記制御パラメータの設定値を、無線端末１００のモビリティ状態に応じて適切に変更することにより、無線端末１００が敏速かつ円滑に周辺の通信カバレージに遷移できるようになる。
＜３＞本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第１実施例
（３−Ａ）端末移動速度検出方法の概要
以下、図２に示したシナリオを再度用いて、本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第１実施例として、無線端末１００の移動速度の算出方法の概要について説明する。
【００３８】
本実施例において検出される端末移動速度は、基地局２００から見て相対的な無線端末１００の移動速度であり、基地局２００の位置から見て相対的な無線端末１００の移動速度とは、基地局２００を中心として無線端末１００が当該中心に近付く又は当該中心から遠ざかる速度を意味する。すなわち、無線端末１００が無線基地局２００を中心として同一距離を保って移動している場合には、速度は０と看做される。図２において、時刻ｔ１において無線端末１００は、無線基地局２００の通信カバレージであるプライマリ・セル３００に外から進入し、無線基地局２００との間で上りリンクに関して位相タイミングの同期を確立する。この時、下りリンクを介して無線端末１００が受信したＴＡコマンド（Timing Advance Command）には、無線端末１００の上りリンク位相タイミングに関する初期値が含まれている。
【００３９】
続いて、時刻ｔ２において、無線端末１００は矢印４００上を位置L２に移動しており、下りリンクを介して第２のＴＡコマンド（Timing Advance Command）を受信する。当該第２のＴＡコマンド（Timing Advance Command）には、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に上りリンク位相タイミングが上記初期値からどの程度変化したかを表す変位量が含まれている。無線端末１００は、第２のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる当該変位量に従って、時刻ｔ１において上りリンクに関して決定した初期の位相タイミングを調整する。
【００４０】
以下、無線端末１００が無線基地局２００から受信したＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる当該変位量に応じた上りリンク位相タイミングの調整について詳細に説明する。ＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれるこの変位量は、プラス（＋）またはマイナス（−）の符号と絶対値を有する。無線端末１００が無線基地局２００に近付いていることにより、無線端末１００から無線基地局２００までの距離が狭まりつつある場合には、上りリンク位相タイミングは遅らせる方向に調整すべきである。従って、この場合、当該変位量は、マイナス（−）の符号を有し、当該変位量の絶対値に等しい時間オフセット量だけ上りリンク位相タイミングは遅らされなくてはならない。逆に無線端末１００が無線基地局２００から遠ざかっていることにより、無線端末１００から無線基地局２００までの距離が広がりつつある場合には、上りリンク位相タイミングは進ませる方向に調整すべきである。従って、この場合、当該変位量は、プラス（＋）の符号を有し、当該変位量の絶対値に等しい時間オフセット量だけ上りリンク位相タイミングは進められなくてはならない。
【００４１】
以上から、時刻ｔ１において無線端末１００が受信した第１のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる位相タイミングの初期値を基準としてみた場合、時刻ｔ２において無線端末１００が受信した第２のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる位相タイミングの変位量は、以下を表している。すなわち、当該変位量は、時刻ｔ１において位置L１にあった無線端末１００が時刻ｔ２において位置L２に移動するまでの間に、上りリンクの位相タイミングがどれくらいの時間オフセット量だけ遅らされるべきか又は進められるべきかを表している。ここで、上記変位量が表す時間オフセット量は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に無線端末１００が無線基地局２００に近付いたまたは遠ざかった距離を電波が伝搬する時間の長さに対応することに留意されたい。
【００４２】
本実施の形態に係る端末移動速度検出方法は、この点に着目し、時刻ｔ２において無線端末１００が受信したＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる位相タイミングの変位量が表すプラス（＋）またはマイナス（−）の時間オフセット量に対して、以下の演算を行うことにより、無線端末１００の移動速度を算出している。まず、上記変位量が表すプラス（＋）またはマイナス（−）の時間オフセット量に対して、電波伝搬速度である光速度を乗算することにより、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に無線端末１００が無線基地局２００に近付いたまたは遠ざかった距離を算出する。続いて、上記算出した距離を時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時間差により除算して時刻ｔ１から時刻ｔ２までの無線端末１００の移動速度を算出する。
【００４３】
その後、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に無線端末１００は位置L２から位置L３まで移動し、時刻ｔ３において第３のＴＡコマンド（Timing Advance Command）を受信する。第３のＴＡコマンド（Timing Advance Command）には、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に上りリンク位相タイミングがどの程度変化したかを表す変位量が含まれている。無線端末１００は、第３のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる当該変位量に従って、時刻ｔ２において上りリンクに関して決定した位相タイミングをさらに調整する。この時、時刻ｔ３において無線端末１００が受信した第３のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる位相タイミングの変位量と時刻ｔ２において無線端末１００が受信した第２のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる位相タイミングの変位量との間の差分は、以下を表している。すなわち、当該変位量間の差分は、時刻ｔ２において位置L２にあった無線端末１００が時刻ｔ３において位置L３に移動するまでの間に、上りリンクの位相タイミングがどれくらいの時間オフセット量だけ遅らされるべきか又は進められるべきかを表している。言い換えれば、上記変位量間の差分がプラス（＋）値であれば、上記時間オフセット量だけ上りリンク位相タイミングは進められるべきであり、マイナス（−）値であれば、上りリンク位相タイミングは上記時間オフセット量だけ遅らされるべきである。ここで、上記変位量が表す時間オフセット量は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に無線端末１００が無線基地局２００に近付いたまたは遠ざかった距離を電波が伝搬する時間の長さに対応することに留意されたい。
【００４４】
従って、本実施の形態に係る端末移動速度検出方法は、まず、時刻ｔ３において無線端末１００が受信した第３のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる位相タイミングの変位量と時刻ｔ２において無線端末１００が受信した第２のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる位相タイミングの変位量との間の差分を計算する。続いて、本実施の形態に係る端末移動速度検出方法は、当該変位量の差分が表すプラス（＋）またはマイナス（−）の時間オフセット量に対して、以下の演算を行うことにより、無線端末１００の移動速度を算出している。まず、上記変位量が表すプラス（＋）またはマイナス（−）の時間オフセット量に対して、電波伝搬速度である光速度を乗算することにより、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に無線端末１００が無線基地局２００に近付いたまたは遠ざかった距離を算出する。続いて、上記算出した距離を時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の時間差により除算して時刻ｔ２から時刻ｔ３までの無線端末１００の移動速度を算出する。
【００４５】
なお、上述の原理に基づいて検出された無線端末１００の移動速度は、無線端末１００が自身の現在のモビリティ状態区分が低速移動状態（Normal Mobility State）、中速移動状態（Medium Mobility State）または高速移動状態（High Mobility State）のいずれかであるかを判定するのに使用される。また、当該検出された移動速度は、当該モビリティ状態区分の判定結果に応じて、無線端末１００に関するセル間遷移動作の制御パラメータの設定値を適応的に変更するために使用される。無線端末１００のセル間遷移動作に関する制御パラメータには、例えば、Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準が規定するＱhyst、ＴreselectionEUTRAおよびtimeToTriggerなどが含まれていても良い。
（３−Ｂ）端末移動速度検出方法の詳細
以下、図４のフローチャートを参照しながら、本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第１実施例として、図３の移動速度計算部１５０によって実行される無線端末１００の移動速度の算出方法について詳細に説明する。
【００４６】
図４のフローチャートに示す端末移動速度の算出手順は、無線基地局２００から無線端末１００に下りリンク伝送されたＴＡコマンド（Timing Advance Command）を、端末受信部１２０が受信信号の中から取り出して移動速度計算部１５０に渡すたびに繰り返し起動される。
【００４７】
上記の端末移動速度算出手順は、図４のフローチャートの「Start」から開始し、ステップS１０に進む。ステップS１０では、移動速度計算部１５０は、無線基地局２００が送信したＴＡコマンド（Timing Advance Command）を送受信アンテナ１１０および端末受信部１２０を介して受け取る。その後、処理はステップS２０に進む。
【００４８】
ステップS２０では、ステップS１０において端末受信部１２０から新たに受け取ったＴＡコマンド（Timing Advance Command）（以下、「現在ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」と呼ぶ）と、図４に示す端末移動速度算出手順の前回の繰り返し実行の際に端末受信部１２０から受け取ったＴＡコマンド（Timing Advance Command）（以下、「前回ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」と呼ぶ）との間の差分を計算する。具体的には、「現在ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」が指示する上りリンク位相タイミングの変位量（すなわち、「現在ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」に従って、上りリンク位相タイミングを遅らせるまたは進めるための時間オフセット量）と「前回ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」が指示する上りリンク位相タイミングの変位量（すなわち、「前回ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」に従って、上りリンク位相タイミングを遅らせるまたは進めるための時間オフセット量）との間の差分Ｔを計算する。その後、処理はステップS３０に進む。
【００４９】
ステップS３０において、移動速度計算部１５０は、「前回ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」の受信時点と「現在ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」の受信時点との間の時間差Ｐを計算する。続いて、移動速度計算部１５０は、以下の計算式を用いて無線端末１００の現在の移動速度を算出する。
【００５０】
【数１】
2014202544.tif 000003
上記式においてｃは、電波伝搬速度に等しい光速度を表す定数である。
【００５１】
ステップS４０において、移動速度計算部１５０は、上記式にて計算した端末移動速度Ｖを第１の速度閾値と比較する。当該比較の結果、端末移動速度Ｖが第１の速度閾値を上回るならば、処理はステップS５０に進む。なお、本実施の形態においては、第１の速度閾値として、Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準が規定する閾値パラメータＮCR_Mと所定の速度係数を乗算した値を採用することも可能である。当該比較の結果、端末移動速度Ｖが第１の速度閾値と等しいか下回るならば、処理はステップS８０に進む。
【００５２】
ステップS５０において、移動速度計算部１５０は、上記式にて計算した端末移動速度Ｖを第２の速度閾値と比較する。当該比較の結果、端末移動速度Ｖが第２の速度閾値を上回るならば、処理はステップS６０に進み、そうでなければ、処理はステップS７０に進む。なお、本実施の形態においては、第２の速度閾値として、Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準が規定する閾値パラメータＮCR_Hと所定の速度係数を乗算した値を採用することも可能である。
【００５３】
ステップS６０において、移動速度計算部１５０は、無線端末１００のモビリティ状態が高速移動状態（High Mobility State）であると判定し、パラメータ制御部１６０に対して、セル間遷移に関する制御パラメータの設定値が高速移動状態（High Mobility State）に対応する値に変更されるべきである旨の指示コマンドを送信する。その後、処理はステップS９０に進む。
【００５４】
ステップS７０において、移動速度計算部１５０は、無線端末１００のモビリティ状態が中速移動状態（Medium Mobility State）であると判定し、パラメータ制御部１６０に対して、セル間遷移に関する制御パラメータの設定値が中速移動状態（Medium Mobility State）に対応する値に変更されるべきである旨の指示コマンドを送信する。その後、処理はステップS９０に進む。
【００５５】
ステップS８０において、移動速度計算部１５０は、無線端末１００のモビリティ状態が低速移動状態（Normal Mobility State）であると判定し、パラメータ制御部１６０に対して、セル間遷移に関する制御パラメータの設定値が低速移動状態（Normal Mobility State）に対応する値に変更されるべきである旨の指示コマンドを送信する。その後、処理はステップS９０に進む。
【００５６】
ステップS９０において、移動速度計算部１５０は、受け取ったＴＡコマンド（Timing Advance Command）の情報内容を図４に示す端末移動速度算出手順の次回の繰り返し実行に使用するために、無線端末１００のメモリ（図示なし）中に「前回ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」として記憶し、図４に示す処理フローを終える。
【００５７】
図４のフローチャートを実行する実行主体である移動速度計算部１５０は、汎用プロセッサ、マイクロ・コンピュータ又はデジタル信号処理プロセッサなどにより実現することが可能である。さらに、図４のフローチャートに示す端末移動速度の算出手順は、上記汎用プロセッサ、マイクロ・コンピュータ又はデジタル信号処理プロセッサ等により実行されるソフトウェア・プログラムとして実装することが可能である。また、移動速度計算部１５０は、図４のフローチャートに示す端末移動速度の算出手順を実行するための配線ロジックを備えた専用のＡＳＩＣ回路として実現することも可能である。
（３−Ｃ）本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第１実施例が奏する効果
本実施例においては、無線端末が複数の時刻において受信する一連のＴＡコマンド（Timing Advance Command）から得られる上りリンク位相タイミング変化量の時系列中に、自端末の移動距離や移動方向に関する情報が反映されている。そのため、本実施例に係る無線端末１００は、自端末の移動速度の検出のために、キャリア位相タイミング同期処理を、ＧＰＳ衛星や固定局によって支援される必要が無く、さらに無線チャネルの対称性に全く依存せずに、自端末の移動速度Ｖを高精度に検出することが出来る。
【００５８】
また、本発明においては、無線端末１００によるセル間遷移の頻度ではなく、無線端末１００が無線基地局２００の通信カバレージであるプライマリ・セル３００内において、無線基地局２００から複数回受信した一連のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に基づいて端末移動速度を検出する。そのため、本実施例に係る無線端末１００は、無線基地局の地理的な配置密度に影響されずに無線端末１００の移動速度Ｖを高精度に検出することが出来る。従って、本実施例は、無線基地局の地理的な配置密度によらず、無線端末１００の移動速度を正確に検出することができる。その結果、本実施例は、無線端末１００の低速移動時に高速移動状態であると誤検出することを防ぐことができ、不必要なセル間遷移動作が発生することによるスループット低下やバッテリーの持続時間の劣化を防ぐことができる。
＜４＞本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第２実施例
（４−Ａ）端末移動速度検出方法の第２実施例の概要
本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第２実施例は、当該端末移動速度検出方法に関して上述した第１実施例に対する変形実施例である。当該第２実施例に係る端末移動速度検出方法が、当該第１実施例に係る端末移動速度検出方法と異なる点は、以下のとおりである。すなわち、無線端末１００が無線基地局２００から受信した一連のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に基づいて算出した上りリンク位相タイミングに関する調整量を表す時間オフセット量の正負の符号から、無線端末１００が無線基地局２００に近付いていることが判定できる場合には、セル間遷移動作は必要無いことが明らかである。従って、この場合、第２実施例に係る端末速度検出方法は、セル間遷移動作を規律する制御パラメータの設定内容を無線端末の低速移動状態（Normal Mobility）に対応した設定内容とするために、無線端末１００のモビリティ状態区分を実際の移動速度とは無関係に低速移動状態区分（Normal Mobility State）と判定する。
【００５９】
以下、図５を使用して、本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第２実施例の概要を説明する。図５において、まず最初に、無線端末１００が矢印４０１に沿って移動しながら、無線基地局２００の通信カバレージであるプライマリ・セル３００内に進入したとする。プライマリ・セル３００内に在圏している無線端末１００が矢印４０１の上を移動している期間内においては、無線端末１００は、無線基地局２００に近付くように動いている。
【００６０】
この時、第１実施例に関して図２のシナリオを使用して上述したように、異なる時刻において無線端末１００が受信した一連のＴＡコマンド（Timing Advance Command）に含まれる複数の位相タイミング変位量間の差分は、以下を表している。当該変位量は、無線基地局２００を中心として、無線端末１００がどの程度近付いたか又はどの程度遠ざかったかを表し、無線基地局２００から無線端末１００までの距離が変わらない場合には、当該変位量は０のまま一定である。同時に、当該変位量間の差分は、上りリンクの位相タイミングがどれくらいの時間オフセット量だけ遅らされるべきか又は進められるべきかを表している。言い換えれば、上記変位量間の差分がプラス（＋）値であれば、上記時間オフセット量だけ上りリンク位相タイミングは進められるべきであり、マイナス（−）値であれば、上りリンク位相タイミングは上記時間オフセット量だけ遅らされるべきである。この事は、無線基地局２００に近付いている無線端末１００が矢印４０１の移動経路上で算出する上記変位量間の差分は、マイナス（−）値になることを意味している。
【００６１】
次に、図５において、無線端末１００が矢印４０２に沿って移動している期間内においては、無線端末１００は、無線基地局２００から遠ざかるように動いている。上述の説明と同様に考えるならば、無線基地局２００から遠ざかっている無線端末１００が矢印４０２の移動経路上で算出する上記変位量間の差分は、プラス（＋）値になる。
【００６２】
逆に言えば、プライマリ・セル３００内を移動中の無線端末１００が計算した上記変位量間の差分がマイナス（−）値かプラス（＋）値であるかを判定することにより、プライマリ・セル３００内を移動中の無線端末１００が、無線基地局２００に対して近付いているのか遠ざかっているのかを判定することができる。
【００６３】
そこで、プライマリ・セル３００内を移動中の無線端末１００が、無線基地局２００に対して近付いていると判定可能な期間中は、無線端末１００に関してプライマリ・セル３００から他のセルへのセル間遷移動作が不要であることが判別できる。この場合、セル間遷移に関しては、無線端末１００は静止状態と同様の取り扱いが可能である。同様に、無線基地局２００から無線端末１００までの距離が変わらない場合には、当該変位量は０のまま一定なので、そのような場合においてもまた、セル間遷移に関しては、無線端末１００は静止状態と同様の取り扱いが可能である。従って、実際の端末移動速度とは無関係に、無線端末１００に関するセル間遷移動作を規律する制御パラメータの設定内容を無線端末の低速移動状態（Normal Mobility）に対応した設定内容とすることが余計なセル間遷移動作を抑制するために有効である。
（４−Ｂ）端末移動速度検出方法の第２実施例の詳細な動作フロー
以下、図６のフローチャートを参照しながら、本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第２実施例の詳細な動作フローを説明する。
【００６４】
図６のフローチャートに示す端末移動速度の算出手順は、無線基地局２００から無線端末１００に下りリンク伝送されたＴＡコマンド（Timing Advance Command）を、端末受信部１２０が受信信号の中から取り出して移動速度計算部１５０に渡すたびに繰り返し起動される。
【００６５】
上記の端末移動速度算出手順は、図６のフローチャートの「Start」から開始し、ステップS１０に進む。ステップS１０からステップS３０までの処理内容は第１実施例に関して図４を使用して説明したステップS１０からステップS３０までの処理内容と同一であるので、説明を省略する。ステップS３０までの処理が完了すると、処理はステップS４０に進む。
【００６６】
ステップS４０において、移動速度計算部１５０は、ステップS１０からステップS３０までの間に端末移動速度Ｖの計算に付随して算出した上りリンク位相タイミングに関する調整量の差分Ｔがマイナス（−）値であるか否かを検査する。差分Ｔがマイナス（−）値であるならば、無線端末１００は無線基地局に近付いていると判定可能であるので、処理はステップS５０に進み、そうでなければ、処理はステップS１００に進む。
【００６７】
ステップS５０において、移動速度計算部１５０は、ステップS３０にて計算した端末移動速度Ｖを第１の速度閾値と比較する。当該比較の結果、端末移動速度Ｖが第１の速度閾値を上回るならば、処理はステップS６０に進む。なお、本実施の形態においては、第１の速度閾値として、Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準が規定する閾値パラメータＮCR_Mと所定の速度係数を乗算した値を採用することも可能である。当該比較の結果、端末移動速度Ｖが第１の速度閾値と等しいか下回るならば、処理はステップS９０に進む。
【００６８】
ステップS６０において、移動速度計算部１５０は、ステップS３０にて計算した端末移動速度Ｖを第２の速度閾値と比較する。当該比較の結果、端末移動速度Ｖが第２の速度閾値を上回るならば、処理はステップS７０に進み、そうでなければ、処理はステップS８０に進む。なお、本実施の形態においては、第２の速度閾値として、Ｅ−ＵＴＲＡNネットワーク標準が規定する閾値パラメータＮCR_Hと所定の速度係数を乗算した値を採用することも可能である。
【００６９】
ステップS７０において、移動速度計算部１５０は、無線端末１００のモビリティ状態が高速移動状態（High Mobility State）であると判定し、パラメータ制御部１６０に対して、セル間遷移に関する制御パラメータの設定値が高速移動状態（High Mobility State）に対応する値に変更されるべきである旨の指示コマンドを送信する。その後、処理はステップS１１０に進む。
【００７０】
ステップS８０において、移動速度計算部１５０は、無線端末１００のモビリティ状態が中速移動状態（Medium Mobility State）であると判定し、パラメータ制御部１６０に対して、セル間遷移に関する制御パラメータの設定値が中速移動状態（Medium Mobility State）に対応する値に変更されるべきである旨の指示コマンドを送信する。その後、処理はステップS１１０に進む。
【００７１】
ステップS９０において、移動速度計算部１５０は、無線端末１００のモビリティ状態が低速移動状態（Normal Mobility State）であると判定し、パラメータ制御部１６０に対して、セル間遷移に関する制御パラメータの設定値が低速移動状態（Normal Mobility State）に対応する値に変更されるべきである旨の指示コマンドを送信する。その後、処理はステップS１１０に進む。
【００７２】
ステップS１００において、移動速度計算部１５０は、実際の端末移動速度とは無関係に、無線端末１００のモビリティ状態が低速移動状態（Normal Mobility State）であると判定し、パラメータ制御部１６０に対して、セル間遷移に関する制御パラメータの設定値が低速移動状態（Normal Mobility State）に対応する値に変更されるべきである旨の指示コマンドを送信する。その後、処理はステップS１１０に進む。
【００７３】
ステップS１１０において、移動速度計算部１５０は、受け取ったＴＡコマンド（Timing Advance Command）の情報内容を図６に示す端末移動速度算出手順の次回の繰り返し実行に使用するために、無線端末１００のメモリ（図示なし）中に「前回ＴＡコマンド（Timing Advance Command）」として記憶し、図６に示す処理フローを終える。
【００７４】
図６のフローチャートを実行する実行主体である移動速度計算部１５０は、汎用プロセッサ、マイクロ・コンピュータ又はデジタル信号処理プロセッサなどにより実現することが可能である。さらに、図６のフローチャートに示す端末移動速度の算出手順は、上記汎用プロセッサ、マイクロ・コンピュータ又はデジタル信号処理プロセッサ等により実行されるソフトウェア・プログラムとして実装することが可能である。また、移動速度計算部１５０は、図６のフローチャートに示す端末移動速度の算出手順を実行するための配線ロジックを備えた専用のＡＳＩＣ回路として実現することも可能である。
（４−Ｃ）端末移動速度検出方法の第２実施例が奏する効果
本実施例は、端末移動速度検出方法の第１実施例が奏する効果に加え、さらに以下の効果を奏する。プライマリ・セル３００内を移動中の無線端末１００が無線基地局２００に近付いている際には、実際の端末移動速度とは無関係に、無線端末１００に関するセル間遷移動作（例えば、ハンドオーバー動作等）は不要であると判断し、無線端末１００のモビリティ状態区分を低速移動状態（Normal Mobility State）であると判定する。これにより、本実施例は、無線端末１００に関するセル間遷移動作を規律する制御パラメータの設定を端末静止状態に対応した設定とすることを通じて、不必要なセル間遷移動作が発生することによるスループット低下やバッテリーの持続時間の劣化をより一層効果的に防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、無線端末の移動速度に基づいて、当該無線端末と無線アクセス網との間の無線信号の伝送品質を評価し、また無線基地局間での当該無線端末のハンドオーバーの発生状況を推定するために、無線端末の移動速度を高精度に検出する方法として利用可能である。加えて、本発明は、無線端末の移動速度に応じて、当該無線端末に関する無線基地局間でのハンドオーバー動作の振る舞いを規律するために、無線端末の移動速度を高精度に検出する方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１００  無線端末
１１０  送受信アンテナ
１２０  端末受信部
１３０  端末送信部
１４０  モビリティ制御部
１５０  移動速度計算部
１６０  パラメータ制御部
２００  無線基地局
３００  通信カバレージ
４００  無線端末のセル内での移動経路を表す矢印
４０１  セル内において無線端末が無線基地局に近付いている時の移動経路を表す矢印
４０２  セル内において無線端末が無線基地局から遠ざかっている時の移動経路を表す矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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