(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信に係る複数の通信メディアの切り替え制御を行う無線通信制御システムにおいて、
前記通信メディア別の位置毎の受信電力特性を表す受信電力マップと、
前記複数の通信メディアを有する移動端末の位置を予測する位置予測手段と、
前記予測位置に到達するまでの移動経路途上の前記受信電力特性に基づき、前記通信メディアの切替を予測する切替予測手段と、
前記切替の予測結果に基づき、前記通信メディアの切替を準備する切替制御手段と、を備え、
前記移動経路途上における、前記受信電力マップ上の受信電力特性の傾きを計算し、その傾きが負であり且つその絶対値が所定値を上回るときに、前記通信メディアの切替を準備することを特徴とする無線通信制御システム。
【請求項２】
前記受信電力マップ上の受信電力特性に基づき、前記受信電力特性の傾きに基づく制御処理を実行するか否か判断することを特徴とする請求項１に記載の無線通信制御システム。
【請求項３】
無線通信に係る複数の通信メディアの切り替え制御を行う無線通信制御方法であって、
前記複数の通信メディアを有する移動端末の位置を予測する過程と、
前記通信メディア別の位置毎の受信電力特性を表す受信電力マップから、前記予測位置に到達するまでの移動経路途上の受信電力特性を取得する過程と、
該取得した受信電力特性に基づき、前記通信メディアの切替を予測する過程と、
前記切替の予測結果に基づき、前記通信メディアの切替を準備する過程と、
を含み、
前記移動経路途上における、前記受信電力マップ上の受信電力特性の傾きを計算し、その傾きが負であり且つその絶対値が所定値を上回るときに、前記通信メディアの切替を準備することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項４】
前記受信電力マップ上の受信電力特性に基づき、前記受信電力特性の傾きに基づく制御処理を実行するか否か判断することを特徴とする請求項３に記載の無線通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信制御システム及び無線通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動端末が複数の通信メディアを有し、無線環境や通信目的等の状況に応じて最適な通信メディアを選択する際に、通信を途切れさせることなく切り替えるシームレス通信技術が検討されている。例えば、セルラシステムと高速な無線アクセスが可能な無線ＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）システム等とを適応的に切り替えることが挙げられる。従来のシームレス通信技術においては、移動端末における通信メディア毎の受信電力を測定し、伝送速度等に応じて通信メディアの切り替えを行っている。例えば、移動端末がセルラシステムと無線ＬＡＮシステムを有する場合、セルラシステムによれば広範なカバレッジエリアを利用することができ、また、無線ＬＡＮシステムによれば高いスループットを得ることができる。それら両者の特徴を活かすために、無線ＬＡＮシステムの受信電力の測定値が十分な場合には無線ＬＡＮシステムを利用し、一方、無線ＬＡＮシステムの受信電力の測定値が不十分な場合にはセルラシステムを利用するように制御している。
【非特許文献１】斉藤他、”異種無線通信メディア間切替ソフトの開発”、2003年信学総大、B-5-289、Mar.2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来のシームレス通信技術では、複数の通信メディアの切り替えを円滑に行うことが難しいケースが生じる。例えば、無線ＬＡＮシステム等の高速無線アクセスを利用している最中に急激に受信電力が低下した場合には、通信メディアの切り替えが間に合わず、通信途切れ等の通信品質の劣化が発生する恐れがある。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数の通信メディアの切り替えの円滑化に寄与することのできる無線通信制御システム及び無線通信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線通信制御システムは、無線通信に係る複数の通信メディアの切り替え制御を行う無線通信制御システムにおいて、前記通信メディア別にそれぞれ作成された、位置毎の受信電力特性を表す受信電力マップと、前記複数の通信メディアを有する移動端末の位置を予測する位置予測手段と、前記予測位置に到達するまでの移動経路途上の前記受信電力特性に基づき、前記通信メディアの切替を予測する切替予測手段と、前記切替の予測結果に基づき、前記通信メディアの切替を準備する切替制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る無線通信制御システムにおいては、前記切替予測手段は、前記通信メディアの切替が発生する限界の受信電力に基づき、前記通信メディアの切替の有無を判定することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る無線通信制御システムにおいては、前記通信メディアの切替の可能性ありと予測された位置に前記移動端末が到達したときには、受信電力の実測値に基づき、前記通信メディアの切替の開始を判断することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る無線通信制御システムにおいては、前記通信メディアの切替の可能性ありと予測された位置に前記移動端末が到達した時点で、強制的に前記通信メディアの切替を開始することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る無線通信制御システムは、無線通信に係る複数の通信メディアの切り替え制御を行う無線通信制御システムにおいて、前記通信メディア別の位置毎の受信電力特性を表す受信電力マップと、前記複数の通信メディアを有する移動端末の位置を予測する位置予測手段と、前記予測位置に到達するまでの移動経路途上の前記受信電力特性に基づき、前記通信メディアの切替を予測する切替予測手段と、前記切替の予測結果に基づき、前記通信メディアの切替を準備する切替制御手段と、を備え、前記移動経路途上における、前記受信電力マップ上の受信電力特性の傾きを計算し、その傾きが負であり且つその絶対値が所定値を上回るときに、前記通信メディアの切替を準備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る無線通信制御システムにおいては、前記受信電力マップ上の受信電力特性に基づき、前記受信電力特性の傾きに基づく制御処理を実行するか否か判断することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る無線通信制御方法は、無線通信に係る複数の通信メディアの切り替え制御を行う無線通信制御方法であって、前記複数の通信メディアを有する移動端末の位置を予測する過程と、前記通信メディア別にそれぞれ作成された、位置毎の受信電力特性を表す受信電力マップから、前記予測位置に到達するまでの移動経路途上の受信電力特性を取得する過程と、該取得した受信電力特性に基づき、前記通信メディアの切替を予測する過程と、前記切替の予測結果に基づき、前記通信メディアの切替を準備する過程と、を含むことを特徴とする。
本発明に係る無線通信制御方法は、無線通信に係る複数の通信メディアの切り替え制御を行う無線通信制御方法であって、前記複数の通信メディアを有する移動端末の位置を予測する過程と、前記通信メディア別の位置毎の受信電力特性を表す受信電力マップから、前記予測位置に到達するまでの移動経路途上の受信電力特性を取得する過程と、該取得した受信電力特性に基づき、前記通信メディアの切替を予測する過程と、前記切替の予測結果に基づき、前記通信メディアの切替を準備する過程と、を含み、前記移動経路途上における、前記受信電力マップ上の受信電力特性の傾きを計算し、その傾きが負であり且つその絶対値が所定値を上回るときに、前記通信メディアの切替を準備することを特徴とする。
本発明に係る無線通信制御方法においては、前記受信電力マップ上の受信電力特性に基づき、前記受信電力特性の傾きに基づく制御処理を実行するか否か判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通信メディアの切替を予測して予め該切替を準備するので、実際に通信メディアの切替の要求が発生した時には円滑に該切替を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信制御システムの構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信制御システムにおいては、移動端末３０の通信経路に利用される無線ネットワークＡ＿１００と無線ネットワークＢ＿２００の切り替え（ハンドオーバ）を制御する。例えば、セルラシステムと無線ＬＡＮシステムのハンドオーバを制御する。
【００１４】
図１において、制御装置１０は、無線ネットワークＡ＿１００及び無線ネットワークＢ＿２００の双方に通信接続される。また、制御装置１０は、データベース２０に通信接続し、データベース２０からデータを読み出すことができる。移動端末３０は、無線ネットワークＡ＿１００及び無線ネットワークＢ＿２００の双方の通信メディアを有し、無線ネットワークＡ＿１００及び無線ネットワークＢ＿２００の双方に無線接続することができる。
【００１５】
図１の制御装置１０において、通信部１１は、無線ネットワークＡ＿１００及び無線ネットワークＢ＿２００の双方に通信接続し、無線ネットワークＡ＿１００、無線ネットワークＢ＿２００及び移動端末３０との間でデータを送受信する。移動端末３０との間においては、無線ネットワークＡ＿１００又は無線ネットワークＢ＿２００を介してデータを送受信する。
【００１６】
情報取得部１２は、通信部１１を介して移動端末３０から各種の情報を取得する。その移動端末３０から取得する情報には、移動端末３０の位置を示す位置情報と、移動端末３０の移動速度及び移動方向を示す速度情報とが含まれる。
位置予測部１３は、移動端末３０から取得した位置情報及び速度情報に基づき、当該移動端末３０の所定時間（Ｔ秒）後の位置を予測する。
切替予測部１４は、ある移動端末３０について、その現在位置からＴ秒後の予測位置に到達するまでの移動経路途上で、当該移動端末３０に係る無線ネットワークＡ＿１００と無線ネットワークＢ＿２００のハンドオーバが発生するかを予測する。この予測には、データベース２０に格納されている受信電力マップを利用する。
切替制御部１５は、そのハンドオーバ発生の予測結果に基づき、ハンドオーバに係る準備を行う。
【００１７】
図１の移動端末３０において、無線通信部Ａ＿３１は無線ネットワークＡ＿１００の通信メディアであり、無線ネットワークＡ＿１００に無線接続して通信を行う。無線通信部Ｂ＿３２は無線ネットワークＢ＿２００の通信メディアであり、無線ネットワークＢ＿２００に無線接続して通信を行う。
制御部３３は、無線通信部Ａ＿３１及び無線通信部Ｂ＿３２を制御し、無線ネットワークＡ＿１００と無線ネットワークＢ＿２００のハンドオーバに係る制御処理等を行う。また、制御部３３は、無線通信部Ａ＿３１又は無線通信部Ｂ＿３２を介して制御装置１０と通信接続し、データを送受信する。
測定部３４は各種の測定を行う。その測定項目には、移動端末３０の位置、移動速度及び移動方向が含まれる。測定部３４は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して現在位置の経度、緯度や移動速度及び移動方向を測定する。その測定した経度、緯度は位置情報として、また、移動速度及び移動方向は速度情報として、それぞれ制御部３３を介して制御装置１０に送信される。
【００１８】
図２は、データベース２０に格納される受信電力マップ２１の構成例を示す図である。受信電力マップ２１は、特定の無線ネットワークからの位置毎の受信電力特性を表す。図２に例示されるように、受信電力マップ２１は、位置と受信電力の組み合わせのデータから構成される。図２の例では、受信電力マップ２１は、位置を示す経度、緯度と、受信電力を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）との組み合わせのデータから構成されている。図２の受信電力マップ２１からは、特定の位置（経度（ｘ）、緯度（ｙ））における受信電力（ＲＳＳＩ（ｘ，ｙ））を得ることができる。受信電力マップ２１は、実際の測定によって予め作成される。本実施形態においては、受信電力マップ２１は、無線ネットワークＡ＿１００と無線ネットワークＢ＿２００の別に、それぞれ作成される。なお、図２に例示される受信電力マップ２１のデータは、便宜上のデータである。
【００１９】
以下、本実施形態の特徴的な無線通信制御処理について詳細に説明する。
【００２０】
初めに、図３を参照して、本実施形態に係る無線通信制御処理の概要を説明する。図３は、本実施形態に係る無線通信制御処理を説明するための説明図である。
一般的に無線ネットワークの無線基地局のカバレッジエリア内においては、図３に例示されるような場所に依存する受信電力特性が存在し、その受信電力特性の変化に伴ってハンドオーバの発生頻度も場所に依存して変化すると考えられる。この知見に基づき、本実施形態においては、移動端末３０の現在位置からＴ秒後の予測位置に到達するまでの移動経路途上における受信電力特性に基づき、ハンドオーバの発生を予測する。そして、その予測結果に応じてハンドオーバに係る準備を行う。
【００２１】
図４は、本実施形態に係る無線通信制御処理の流れを示すフローチャートである。この図４を参照して、本実施形態に係る具体的な無線通信制御処理を説明する。
図４において、制御装置１０の情報取得部１２は、移動端末３０から、位置情報（経度；Ｘ０，緯度；Ｙ０）及び速度情報（経度方向速度；Ｖｘ０，緯度方向速度；Ｖｙ０）を取得する（ステップＳ１）。次いで、位置予測部１３は、その取得した位置情報（Ｘ０，Ｙ０）及び速度情報（Ｖｘ０，Ｖｙ０）から、当該移動端末３０のＴ秒後の位置（Ｘ１，Ｙ１）を予測する（ステップＳ２）。その予測においては、次式を利用して位置（Ｘ１，Ｙ１）を計算する。
（Ｘ１，Ｙ１）＝（Ｘ０，Ｙ０）＋Ｔ×（Ｖｘ０，Ｖｙ０）
【００２２】
次いで、切替予測部１４は、当該移動端末３０の現在位置（Ｘ０，Ｙ０）からＴ秒後の予測位置（Ｘ１，Ｙ１）までの移動経路途上における受信電力特性を調べ、ハンドオーバの発生を予測する。具体的には、移動経路途上のサンプル位置ごとに、データベース２０内の受信電力マップ２１から受信電力を取得してハンドオーバの発生を予測する。
【００２３】
先ず、変数ｔに初期値０を設定する（ステップＳ３）。次いで、移動経路途上のサンプル位置（ｘ，ｙ）を設定する（ステップＳ４）。そのサンプル位置（ｘ，ｙ）は、次式を利用して計算する。
（ｘ，ｙ）＝（Ｘ０，Ｙ０）＋Ｔ×（Ｖｘ０，Ｖｙ０）×ｔ／ａ
但し、ａはサンプル数を定める定数（正の整数）である。
【００２４】
次いで、切替予測部１４は、データベース２０に格納される受信電力マップ２１から、そのサンプル位置（ｘ，ｙ）における受信電力（ＲＳＳＩ（ｘ，ｙ））を取得する（ステップＳ５）。次いで、その取得したＲＳＳＩ（ｘ，ｙ）を所定の受信電力ＴＨ＿ＲＳＳＩと比較する（ステップＳ６）。その所定の受信電力ＴＨ＿ＲＳＳＩは、ハンドオーバが発生する限界の受信電力に対応する。また、所定の受信電力ＴＨ＿ＲＳＳＩは、各無線ネットワークに応じた適切な値に複数設定してもよい。
【００２５】
そのステップＳ６の比較の結果、受信電力マップ２１から取得したＲＳＳＩ（ｘ，ｙ）が所定の受信電力ＴＨ＿ＲＳＳＩに満たない場合（ステップＳ６がＹＥＳ）には、切替予測部１４はハンドオーバ発生の可能性ありを切替制御部１５に通知し、この通知に応じて、切替制御部１５はハンドオーバに係る事前処理を開始する（ステップＳ７）。
【００２６】
一方、受信電力マップ２１から取得したＲＳＳＩ（ｘ，ｙ）が所定の受信電力ＴＨ＿ＲＳＳＩを満たす場合（ステップＳ６がＮＯ）には、切替予測部１４は、次のサンプル位置に関して同様に受信電力の評価を行い、ハンドオーバ発生の可能性を判断する。具体的には、ステップＳ８で変数ｔに１加算し、ステップＳ９で変数ｔを定数ａと比較する。変数ｔが定数ａ以下ならば（ステップＳ９がＮＯ）、ステップＳ４に戻り、次のサンプル位置（ｘ，ｙ）を計算する。一方、変数ｔが定数ａ超過ならば（ステップＳ９がＹＥＳ）、全てのサンプル位置についてのハンドオーバ発生の可能性の判断が完了したので、そのまま処理を終了する。
【００２７】
上述した実施形態によれば、ハンドオーバを予測して予めハンドオーバを準備するので、実際にハンドオーバの要求が発生した時には円滑にハンドオーバを実行することができる。これにより、たとえ急激に受信電力が低下したとしても円滑にハンドオーバが行われ、通信途切れ等の通信品質の劣化を防止することができる。
【００２８】
なお、移動端末３０が、ハンドオーバ発生の可能性ありと予測された位置に到達したときには、ハンドオーバ制御の仕方として、以下に示す二通りの方法Ａ，Ｂが考えられる。
【００２９】
（方法Ａ）
受信電力の実測値に基づき、ハンドオーバの開始を判断する。例えば移動端末３０において測定された受信電力を用いる。この方法Ａによれば、実際の受信電力に応じたハンドオーバを行うことができる。
（方法Ｂ）
ハンドオーバ発生の可能性ありと予測された位置に到達した時点で、強制的にハンドオーバを開始する。この方法Ｂによれば、ハンドオーバの発生があり得るエリアにおいて、実際にはまだハンドオーバが必要ではない時点で、余裕を持ってハンドオーバを行うことができる。
【００３０】
なお、本実施形態に係る無線通信制御処理おいては、各種の変形が可能である。
【００３１】
（変形例１）
移動端末３０の現在位置（Ｘ０，Ｙ０）からＴ秒後の予測位置（Ｘ１，Ｙ１）までの移動経路途上における、受信電力マップ２１上の受信電力特性の傾きを計算する。そして、その傾きが負であり且つその絶対値が所定値を上回るときに、ハンドオーバに係る準備を開始する。これにより、例えば建物等によって急激に受信電力が落ち込む場合をケアし、余裕をもってハンドオーバを行うことが可能となる。
【００３２】
（変形例２）
受信電力マップ２１上の受信電力を閾値によって判定することにより、上記変形例１に係る処理を実行するか否かを決定する。例えば、その閾値として、ハンドオーバが発生する限界の受信電力を設定し、受信電力マップ２１上の受信電力が該閾値に満たない場合には、上記変形例１を採用しないようにする。これにより、ハンドオーバの発生の可能性ありのエリアにおいては、上記変形例１の処理を排除して処理負荷の低減を図ることができる。
【００３３】
また、本実施形態に係る無線通信制御システムの機能配置については、適宜変更することができる。
例えば、図１に示す位置予測部１３及び切替予測部１４を移動端末３０に備え、移動端末３０において位置予測及びハンドオーバの発生の予測を行うようにし、その結果を制御装置１０に送信するようにしてもよい。この場合、データベース２０から受信電力マップ２１を移動端末３０にダウンロードする。また、そのダウンロードにおいては、必要なエリアのデータのみを適宜取得すればよい。
また、制御装置１０が移動端末３０内に具備されてもよい。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る受信電力マップ２１の構成例を示す図である。
【図３】同実施形態に係る無線通信制御処理を説明するための説明図である。
【図４】同実施形態に係る無線通信制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０…制御装置、１１…通信部、１２…情報取得部、１３…位置予測部、１４…切替予測部、１５…切替制御部、２０…データベース、２１…受信電力マップ、３０…移動端末、３１，３２…無線通信部、３３…制御部、３４…測定部、１００，２００…無線ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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