通信システム、制御装置および通信方法
【課題】移動中の移動局であっても、複数の基地局が協調して移動局と無線通信を行なうことができる通信システム、そのシステムに向けられた制御装置、およびにその通信システムにおける通信方法を提供する。
【解決手段】通信システムは、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局と、制御手段とを含む。制御手段は、移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調した移動局との間の無線通信を制御する。好ましくは、制御手段は、移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて所定期間後の位置を予測する。
【解決手段】通信システムは、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局と、制御手段とを含む。制御手段は、移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調した移動局との間の無線通信を制御する。好ましくは、制御手段は、移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて所定期間後の位置を予測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局が協調して移動局と無線通信を行なう通信システム、そのシステムに向けられた制御装置、およびその通信システムにおける通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、新たな移動体通信技術としてＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）の標準化を進めている。ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）を発展させた規格である。
【０００３】
ＬＴＥでは、移動局は１つの基地局と通信すると定められている。これに対して、ＬＴＥ−Ａでは、複数の基地局が情報を共有し、協調して移動局と通信することが検討されている。このような技術は、多地点協調送受信（Coordinated multiple point transmission and reception：以下「ＣｏＭＰ」とも称する。）と呼ばれている。
【０００４】
ＬＴＥ−Ａでは、ＬＴＥと比較して、セルエッジでのユーザスループットやセルスループットを改善することが期待されている。そこで、下りリンク（回線）および上りリンク（回線）のそれぞれに対して、上述のようなＣｏＭＰを使用することが検討されている。
【０００５】
現在、下りリンクにＣｏＭＰを用いる方法として、主として、以下に示すような２種類の方法が検討されている。
【０００６】
第１の方法は、ＬＴＥと同様に、移動局は基地局と１対１で通信するが、隣接した複数の基地局が情報を共有することにより、協調スケジューリング（ＣＳ：Coordinated Scheduling）や協調ビームフォーミング（ＣＢ：Coordinated Beam forming）を協調して行なうことで、干渉を低減させる方法である。
【０００７】
第２の方法は、ＬＴＥとは異なり、複数の基地局が１つの移動局に対して同時に信号を送信し、移動局はそれらの信号を結合して復調する（ＪＰ：Joint Processing）ことにより、受信品質を向上させる方法である。
【０００８】
いずれの方法においても、複数の基地局が協調して移動局と通信を行なうためには、移動局において測定された基地局との間の通信路の状態に関する情報（典型的には、チャネル品質通知ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）が必要となる。
【０００９】
基地局は、自局のセルエッジの近くに移動局が位置する場合などの、ＣｏＭＰを実施することが望ましいと判断すると、移動局に対してＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの開始を指示する。このＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔは、ＣｏＭＰを実施する前段階として、ＣＱＩといったＣｏＭＰの実施に必要な情報を収集するための処理である。
【００１０】
基地局からの指示に応答して、移動局は、ＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔを開始し、その結果得られた測定結果を基地局へ報告する。基地局は、移動局から報告されたＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果に基づいて、ＣｏＭＰを実施するための条件を満たしているか否かを判断し、移動局に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいと決定すると、他の基地局と協調してＣｏＭＰを開始する。
【００１１】
このように、ＣｏＭＰを実施することで、セルエッジでの移動局のスループットを改善することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】3GPP Organizational Partners, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects (Release 9)", 3GGP TR36.814 v9.0.0 (2010-3), p.17-19 (8.1.3 Feedback in support of DL CoMP)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したようなＣｏＭＰを実施するにあたっては、移動局の位置を適切に把握する必要がある。例えば、移動局がセル圏内に静止している場合に、その移動局に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいと判断されると、対応する基地局は、送信する無線信号の指向性を対象の移動局に設定した上でＣｏＭＰを開始する。これに対して、移動局が移動中である場合には、その移動局に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいと判断されたとしても、対応する基地局は、送信する無線信号の指向性を対象の移動局に正確に設定することができないこともある。また、移動局に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいか否かを基地局が判断している間に、その移動局がセル圏外に移動してしまい、ＣｏＭＰを実施できないこともある。
【００１４】
そこで、本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、移動中の移動局であっても、複数の基地局が協調して移動局と無線通信を行なうことができる通信システム、そのシステムに向けられた制御装置、およびにその通信システムにおける通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のある局面に従う通信システムは、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局と、制御手段とを含む。制御手段は、移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調した移動局との間の無線通信を制御する。
【００１６】
好ましくは、制御手段は、移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて所定期間後の位置を予測する。
【００１７】
さらに好ましくは、制御手段は、移動局の移動手段を特定するとともに、当該特定した移動手段の挙動に基づいて所定期間後の位置を予測する。
【００１８】
あるいはさらに好ましくは、制御手段は、移動局の移動速度に基づいて、当該移動局の移動手段を判断する。
【００１９】
あるいはさらに好ましくは、制御手段は、移動局から送信される移動手段の利用に関する情報に基づいて、当該移動局の移動手段を判断する。
【００２０】
あるいはさらに好ましくは、制御手段は、特定した移動経路と移動局の移動速度とに基づいて、所定期間後の位置を予測する。
【００２１】
好ましくは、制御手段は、移動局からの情報に基づいて、所定期間後の位置を予測する。
【００２２】
好ましくは、制御手段は、所定期間後の位置に応じて、複数の基地局のうち協調して移動局と無線通信を行なうための基地局を順次選択する。
【００２３】
さらに好ましくは、制御手段は、所定期間後の位置に応じたタイミングで、複数の基地局の各々に対して、協調した移動局との間の無線通信に関する開始指示および終了指示を与える。
【００２４】
本発明の別の局面に従う通信システムは、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局と、制御装置とを含む。制御装置は、移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置を複数の基地局へ通知し、複数の基地局は、制御装置から通知された所定期間後の位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調して移動局との間で無線通信を行なう。
【００２５】
本発明のさらに別の局面に従う通信システムは、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局と、制御装置とを含む。制御装置は、移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて所定期間後の位置を予測し、複数の基地局は、制御装置において予測される所定期間後の位置に応じて、指向性を適応的に変更して移動局と無線通信を行なう。
【００２６】
本発明のさらに別の局面に従えば、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局とを含む通信システムに適合される制御装置を提供する。制御装置は、移動局の現在位置を取得する手段と、移動局の所定期間後の位置を予測する手段と、予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調した移動局との間の無線通信を制御する手段とを含む。
【００２７】
本発明のさらに別の局面に従えば、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局とを含む通信システムにおける通信方法を提供する。通信方法は、移動局の現在位置を取得するステップと、移動局の所定期間後の位置を予測するステップと、予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調した移動局との間の無線通信を制御するステップとを含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、移動中の移動局であっても、複数の基地局が協調して移動局と無線通信を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＬＴＥ−ＡにおけるＣｏＭＰ動作を説明するための図である。
【図２】ＬＴＥ−ＡにおけるＣｏＭＰ動作を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に関連する通信システムにおいて移動局が移動中の処理を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う通信システムのシステム構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局のブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される制御装置のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態に従う通信システム全体の制御ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態に従う制御装置のデータベースに格納される路線図データの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に従う制御装置のデータベースに格納される列車運行スケジュールの一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に従う制御装置のデータベースに格納されるセルエッジ位置情報の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に従う制御装置によって提供される制御マップの一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に従う通信システムにおける制御手順を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施可能である。
【００３１】
＜Ａ．関連技術＞
まず、本実施の形態に関連する通信システムについて説明する。図１および図２は、ＬＴＥ−ＡにおけるＣｏＭＰ動作を説明するための図である。
【００３２】
本実施の形態に従う通信システムおよびその関連する通信システムは、図１および図２に示すように、移動局１００と無線通信可能な複数の基地局２００−１〜２００−３（以下「基地局２００」とも総称する。）とを含む。特に、いずれの通信システムにおいても、２つ以上の基地局２００が協調して移動局１００との間で無線通信を行なうことができるものとする。このような２つ以上の基地局２００が協調して移動局１００と無線通信を行なう技術の典型例として、本実施の形態においては、ＬＴＥ−Ａにおいて検討中のＣｏＭＰを想定する。但し、将来的に、２つ以上の基地局２００が協調して移動局１００と無線通信を行なう新たな技術が確立された場合には、本発明はそのような技術もその権利範囲に含み得る。
【００３３】
上述したように、現在検討中のＬＴＥ−Ａ規格においては、下りリンクにＣｏＭＰを用いる方法として、主として２種類の方法が提案されている。
【００３４】
第１の方法は、ＬＴＥと同様に、移動局１００は基地局２００と１対１で通信するが、隣接した複数の基地局２００が情報を共有することにより、スケジューリングやビームフォーミングを協調して行なうことで、干渉を低減させる方法である。
【００３５】
例えば、図１に示すように、セル２０−１とセル２０−２とのセルエッジに、移動局１００が位置している場合を考える。この場合には、移動局１００は、セル２０−１に対応する基地局２００−１およびセル２０−２に対応する基地局２００−２の両方から無線信号を受信できる。そのため、一方の基地局２００−１からの信号を受信しているときに、他方の基地局２００−２からの信号を受信すると、その受信した信号は干渉源となる。
【００３６】
そこで、第１の方法に従うＣｏＭＰにおいては、基地局２００−１と基地局２００−２とが協調して信号の送信タイミングや電波送信範囲などを制御することで、移動局１００に対する干渉を低減する。
【００３７】
また、第２の方法は、ＬＴＥとは異なり、複数の基地局２００が１つの移動局１００に対して同時に信号を送信し、移動局１００はそれらの信号を結合して復調することにより、受信品質を向上させる方法である。
【００３８】
例えば、図２を参照して、図１と同様に、セル２０−１とセル２０−２とのセルエッジに移動局１００が位置している場合を考える。この場合には、移動局１００は、セル２０−１に対応する基地局２００−１およびセル２０−２に対応する基地局２００−２の両方から無線信号を受信できる。そこで、第２の方法に従うＣｏＭＰにおいては、基地局２００−１と基地局２００−２とが協調して信号送信タイミングを同期させることで、移動局１００に対して、それぞれ異なるデータ（データ１およびデータ２）を送信する。これにより、移動局１００と基地局２００−１，２００−２との間の下りリンクの速度を高めることができる。
【００３９】
次に、図１および図２に示すような、本実施の形態に関連する通信システムにおいて生じ得る問題点について説明する。図３は、本実施の形態に関連する通信システムにおいて移動局１００が移動中の処理を説明するための図である。
【００４０】
図３に示す通信システムにおいては、３つの基地局２００−１〜２００−３が線路ＲＲの両側に配置されているものとする。この線路ＲＲ上には、Ａ駅およびＢ駅が設けられており、その線路ＲＲ上を列車ＴＲが運行しているものとする。図３に示す例では、移動局１００を携帯しているユーザが列車ＴＲに乗車しているものとする。そのため、基地局２００−１〜２００−３から見れば、移動局１００は、線路ＲＲ上を移動することになる。
【００４１】
図３では、基地局２００−１〜２００−３の通信可能範囲（セル２０−１〜２０−３）を実線の円として表している。
【００４２】
図３に示すような状況においてＣｏＭＰを実施する場合の動作について説明する。まず、移動局１００がＡ駅の近くに位置する場合を初期位置とする。この初期位置においては、移動局１００は、基地局２００−１が提供するセル２０−１の圏内に位置することになる。続いて、列車ＴＲがＡ駅を出発してＢ駅に向かうことを考える。Ｂ駅は、基地局２００−３が提供するセル２０−３の圏内に位置することになる。このＡ駅とＢ駅との間には、基地局２００−２が提供するセル２０−２が存在する。このセル２０−２は、セル２０−１およびセル２０−３とセルエッジにおいてそれぞれ重複するように設定されるので、ＣｏＭＰを利用できる範囲が存在する。
【００４３】
列車ＴＲがＡ駅からＢ駅に向かう過程において、列車ＴＲ上の移動局１００が地点４０１に到達した場合を考える。この地点４０１は、基地局２００−２が提供するセル２０−２のセルエッジの近傍である。このような移動局１００の移動に伴って、基地局２００−１がＣｏＭＰ通信を実施することが望ましいと判断すると、基地局２００−１は、移動局１００に対してＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの開始を指示する。
【００４４】
基地局２００−１からの指示に応答して、移動局１００は、ＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔを開始し、その結果得られた測定結果を基地局２００−１へ報告する。基地局２００−１は、移動局１００から報告されたＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果に基づいて、予め設定されているＣｏＭＰを実施するための条件（ＣｏＭＰ通信実施条件）を満たしているか否かを判断する。条件を満たしていると判断すると、基地局２００−１は、移動局１００の周辺に位置する基地局（図３に示す例では、基地局２００−２および／または基地局２００−３）と協調してＣｏＭＰ通信を開始する。
【００４５】
しかしながら、列車ＴＲが比較的高速で移動している場合には、移動局１００がセルエッジ近傍に滞在している時間は短くなる。例えば、移動局１００がセルエッジ（地点４０１）に到達してから、ＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔを開始し、基地局２００−１が移動局１００から報告されたＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果に基づいて、ＣｏＭＰ通信実施条件を満たしているか否かを判断していると、ＣｏＭＰを開始する前に移動局１００がセルエッジから離れた地点４０３まで移動してしまう。
【００４６】
また、移動局１００が地点４０１に到達したことをイベントとして、基地局２００−１が移動局１００から報告されたＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果に基づいて、ＣｏＭＰ通信実施条件を満たしていると判断し、移動局１００の周辺に位置する基地局（図３に示す例では、基地局２００−２および／または基地局２００−３）と協調して、地点４０１に指向性を設定してＣｏＭＰを開始したとする。しかしながら、このＣｏＭＰの開始時点において、移動局１００が既に地点４０２まで移動しているという状況が考えられる。このような場合には、基地局２００が送信する無線信号の指向性を対象の移動局１００に正確に設定することが困難となる。
【００４７】
＜Ｂ．本発明の概要＞
上述のような課題を鑑みて、本実施の形態に従う通信システムにおいては、移動局１００の所定期間後の位置（以下「未来位置」とも称する。）を予測するとともに、この予測した未来位置に基づいて、ＣｏＭＰを適切に実施する。
【００４８】
＜Ｃ．システム構成＞
本実施の形態に従う通信システムは、上述したような未来位置を予測する機能を有する。図４は、本発明の実施の形態に従う通信システムのシステム構成を示す模式図である。図４には、典型例として、上述のような未来位置を予測する機能を提供する主体が基地局２００とは別に設けられている通信システムの構成を示す。
【００４９】
すなわち、図４に示す本実施の形態に従う通信システムは、移動局１００と、移動局１００と無線通信可能な複数の基地局２００−１〜２００−３と、制御装置３００とを含む。基地局２００−１〜２００−３は、それぞれセル２０−１〜２０−３を提供する。
【００５０】
制御装置３００は、基地局２００−１〜２００−３と各種制御情報を遣り取りできるように構成される。具体的には、制御装置３００は、光ファイバーなどの有線回線または無線信号を介して、基地局２００−１〜２００−３と互いに接続される。
【００５１】
本実施の形態に従う通信システムにおいては、制御装置３００が、移動局１００の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局２００が協調した移動局１００との間の無線通信を制御する。すなわち、制御装置３００は、予測した移動局１００の未来位置に応じて、適切にＣｏＭＰを実施できるように、対象の基地局２００に対して制御信号を与える。また、基地局２００の各々は、制御装置３００から通知される移動局１００の未来位置に応じて、指向性を適応的に変更して移動局１００と無線通信を行なう。
【００５２】
後述するように、制御装置３００は、移動局１００の未来位置に応じて、複数の基地局２００のうち移動局１００とＣｏＭＰを行なうための基地局２００を順次選択してもよい。この場合には、制御装置３００は、移動局１００の未来位置に応じたタイミングで、複数の基地局２００の各々に対して、ＣｏＭＰの開始指示および終了指示を与える。基地局２００の各々は、制御装置３００からのＣｏＭＰの開始指示および終了指示に従って、ＣｏＭＰの実施を制御する。
【００５３】
制御装置３００からＣｏＭＰの開始／終了指示といった制御信号を与える代わりに、各基地局２００が移動局１００の未来位置に基づいて、ＣｏＭＰの実施を制御するようにしてもよい。この場合には、制御装置３００は、移動局１００の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置（未来位置）をそれぞれの基地局２００へ通知する。基地局２００の各々は、制御装置３００から通知された未来位置に基づいて、互いに協調して移動局１００との間で無線通信を行なう。
【００５４】
＜Ｄ．移動局１００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局の構成について説明する。図５は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局１００のブロック図である。
【００５５】
図５を参照して、移動局１００は、無線信号を送信するための送信アンテナ１１４と、無線信号を受信するための受信アンテナ１１８とが設けられた筐体１３０を含む。筐体１３０は、中央処理部１０２と、信号処理部１０６と、無線送信部１１２と、無線受信部１１６とを含む。
【００５６】
中央処理部１０２は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。信号処理部１０６は、自局が存在するセルを提供する基地局２００との間で遣り取りされる無線信号を処理する。より具体的には、信号処理部１０６は、中央処理部１０２などから与えられる内部指令に従って、基地局２００へ送信すべき情報を無線送信部１１２へ出力する。無線送信部１１２は、信号処理部１０６から受けた情報に対して符号化および変調を行って、その結果得られる無線信号を、送信アンテナ１１４を通じて外部へ放射する。また、無線受信部１１６は受信アンテナ１１８を通じて受信した無線信号に対して復調および復号化を行って、その結果得られた情報を信号処理部１０６へ出力する。
【００５７】
特に、本実施の形態に従う通信システムにおいてはＣｏＭＰが実施されるので、ＣｏＭＰの実施中は、中央処理部１０２と信号処理部１０６とは、互いに連係して、複数の基地局２００から送信される無線信号を結合して復調する処理などを行なう。
【００５８】
中央処理部１０２によって提供される機能の一部または全部を専用のハードウェア（集積回路）として実装してもよい。この場合には、中央処理部１０２によって提供される機能に加えて、信号処理部１０６、無線送信部１１２、および、無線受信部１１６によって提供される機能の全部または一部を含めて、１チップ化してもよい。さらに、プロセッサ、メモリ、周辺デバイス用のコントローラといった部品を１チップ化したＳｏＣ（System On a Chip）を利用することもできる。
【００５９】
代替の構成として、信号処理部１０６、無線送信部１１２、および、無線受信部１１６によって提供される機能の全部または一部をソフトウェアとして実装してもよい。この場合には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）といった演算装置（プロセッサ）が予めインストールされた命令セットを実行することになる。
【００６０】
筐体１３０は、さらに、各種情報を表示するための表示部１２０と、ユーザの音声などを取得するためのマイク１２２と、受信した音声を再生するためのスピーカ１２４と、ユーザ操作を受付けるための入力部１２６と、自局の位置情報を取得するためのコンポーネントの一例であるＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット１２８とを含む。
【００６１】
移動局１００は、基地局２００などからの要求に応じて、ＧＰＳユニット１２８によって取得された自局の現在位置を基地局２００へ応答する。
【００６２】
＜Ｅ．基地局２００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局２００の構成について説明する。図６は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局２００のブロック図である。
【００６３】
図６を参照して、基地局２００は、中央処理部２１０と、無線送信部２２２と、送信アンテナ２２４と、無線受信部２２６と、受信アンテナ２２８と、上位ネットワークインターフェイス（Ｉ／Ｆ）２３０と、制御インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２４０とを含む。
【００６４】
中央処理部２１０は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。さらに、中央処理部２１０は、現在位置受信モジュール２０２と、指示受信モジュール２０６と、指示実施モジュール２０８とを含む。これらのモジュールは、典型的には、中央処理部２１０がプログラムを実行することで提供される。例えば、各モジュールに対応するコードが予め不揮発性メモリに記憶されており、中央処理部２１０がこれらのコードを読み出して実行することで後述するような機能が提供される。
【００６５】
現在位置受信モジュール２０２は、移動局１００からの現在位置を受信するための処理を実行する。また、現在位置受信モジュール２０２は、移動局１００に現在位置を要求するための処理を行なってもよい。
【００６６】
現在位置送信モジュール２０４は、移動局１００からの現在位置を制御装置３００へ送信するための処理を実行する。制御装置３００へ送信される現在位置には、対応する移動局１００を識別できるように識別情報が付加されてもよい。
【００６７】
指示受信モジュール２０６は、制御装置３００からの制御情報を受信するための処理を実行する。この制御情報には、ＣｏＭＰの開始指示／終了指示、移動局１００の未来位置、移動局１００に対して設定すべき指向性の情報などが含まれる。
【００６８】
指示実施モジュール２０８は、制御装置３００からの指示に従う処理を実施する。より具体的には、制御装置３００からのＣｏＭＰの実施に関する情報に従って、他の基地局２００と各種制御情報を遣り取りしながら、ＣｏＭＰを実施する。また、指示実施モジュール２０８は、制御装置３００から指示された移動局１００の未来位置に応じて、送信アンテナ２２４から放射する無線信号の指向性を適応的に変更する。
【００６９】
無線送信部２２２は、送信アンテナ２２４と接続されており、中央処理部２１０から受信したユーザデータまたは制御データに応じた無線信号を生成するとともに、送信アンテナ２２４からその無線信号を放射する。このユーザデータとは、移動局１００と相手先（あるいは、中継先）との間で遣り取りされるデータを意味する。
【００７０】
無線受信部２２６は、受信アンテナ２２８を介して移動局１００から受信した無線信号をユーザデータまたは制御データに復調して、その復調したデータを中央処理部２１０へ出力する。
【００７１】
上位ネットワークインターフェイス２３０は、自局を管理するコアネットワーク装置との間でユーザデータ、制御情報、および管理情報を遣り取りする。同様に、制御インターフェイス２４０は、他の基地局２００および制御装置３００との間で制御情報を遣り取りする。本実施の形態に従う通信システムにおいては、ＣｏＭＰを実施するために、基地局２００の間は、光ファイバーなどの有線回線または無線信号を介して相互接続される。
【００７２】
＜Ｆ．制御装置３００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される制御装置３００の構成について説明する。図７は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される制御装置３００のブロック図である。
【００７３】
図７を参照して、制御装置３００は、典型的には、汎用的なコンピュータアーキテクチャに基づいて実現される。より具体的には、制御装置３００は、ＣＰＵ３２０と、主メモリ３２２と、データベース３１０と、入力インターフェイス３３２と、出力インターフェイス３３４と、通信インターフェイス３３６とを含む。
【００７４】
ＣＰＵ３２０は、制御装置３００における各種処理を実現する主体であり、主メモリ３２２に展開されるＯＳ（Operating System）に係るコードおよび各種モジュールのコードを逐次読み出して実行する。
【００７５】
主メモリ３２２は、制御装置３００が提供する各種処理を実現するためのコードや一時データを保持するワークメモリとして機能する。具体的には、主メモリ３２２は、ハードディスクなどの二次メモリから読み出された、現在位置受信モジュール３０２と、速度計算モジュール３０４と、予測モジュール３０６と、指示送信モジュール３０８とを保持しているとする。
【００７６】
現在位置受信モジュール３０２は、それぞれの基地局２００を通じて転送される移動局１００からの現在位置を受信するための処理を実行する。速度計算モジュール３０４は、移動局１００からの現在位置に基づいて、移動局１００の移動速度を計算するための処理を実行する。予測モジュール３０６は、移動局１００の移動速度およびデータベース３１０に格納されている情報などに基づいて、移動局１００の所定期間後の位置（未来位置）を予測する。さらに、予測モジュール３０６は、予測した未来位置に基づいて、２つ以上の基地局２００がＣｏＭＰによって移動局１００と無線通信を行なうことを制御する。指示送信モジュール３０８は、予測モジュール３０６によって出力されるＣｏＭＰに関する制御情報をそれぞれの基地局２００へ送信するための処理を実行する。
【００７７】
データベース３１０は、未来位置の予測およびＣｏＭＰの制御に必要な情報を保持する。例えば、図３に示すようにセル圏内に線路がある場合には、データベース３１０は、路線図データ３１２と、列車運行スケジュール３１４と、セルエッジ位置情報３１６などを保持することになる。
【００７８】
路線図データ３１２は、線路および駅舎などの位置情報を規定するものである。列車運行スケジュール３１４は、予定されている列車の運行に関する情報を定義する。例えば、列車運行スケジュール３１４には、時刻と各列車の位置とを対応付けたダイヤグラムを含む。セルエッジ位置情報３１６は、各基地局２００が提供するセルのエッジに関する情報を定義する。
【００７９】
このような形態に限られず、データベース３１０は、移動局１００の未来位置を予測するために必要な情報、すなわち、移動局１００（を携帯しているユーザ）の移動経路や移動手段を特定するための情報を保持する。例えば、基地局２００が提供するセル圏内に高速道路や幹線道路などがある場合には、データベース３１０は、その道路に関する情報などを保持する。この場合には、交通情報センタなどが提供するトラフィック情報や渋滞情報（地点間の所要時間）などに基づいて、道路上を走行する車両の平均速度を取得する。この取得した平均速度に基づいて、道路上を走行するとした場合の走行スケジュールを予測することができる。
【００８０】
なお、図７には、制御装置３００がデータベース３１０を搭載している構成を示すが、必ずしもデータベース３１０自体を搭載しておく必要はない。代替的には、ネットワークを通じて、外部のサーバ装置などから必要な情報を取得するようにしてもよい。
【００８１】
入力インターフェイス３３２は、外部からの指示を受付けるとともに、その受付けた外部入力をＣＰＵ３２０などへ出力する。出力インターフェイス３３４は、ＣＰＵ３２０によって算出された各種情報を、ディスプレイなどの外部デバイスへ出力する。通信インターフェイス３３６は、基地局２００からの情報を受付けるとともに、ＣＰＵ３２０によって算出された各種情報を基地局２００へ出力する。
【００８２】
＜Ｇ．システムの制御動作＞
次に、本実施の形態に従う通信システムの全体としての制御動作について説明する。以下の説明では、図４に示すように、３つの基地局２００−１，２００−２，２００−３が線路ＲＲの両側に配置されているものとする。この線路ＲＲ上には、Ａ駅およびＢ駅が設けられており、その線路ＲＲ上を列車ＴＲが運行しているものとする。そして、移動局１００を携帯しているユーザが列車ＴＲに乗車しているものとする。そのため、基地局２００−１〜２００−３から見れば、移動局１００は、線路ＲＲ上を移動することになる。
【００８３】
また、移動局１００がＡ駅の近くに位置する場合を初期位置とする。そのため、初期位置においては、移動局１００は、基地局２００−１が提供するセル２０−１の圏内に存在することになる。
【００８４】
図８は、本発明の実施の形態に従う通信システム全体の制御ブロック図である。図８を参照して、移動局１００は、自局の現在位置を示す現在位置を基地局２００（図４に示す例では、基地局２００−１）へ送信する。この現在位置を送信するタイミングは、移動局１００に対して予め設定された所定周期であってもよいし、移動局１００に対して予めスケジューリングされてもよい。さらに、基地局２００が何らかのイベントに応じて現在位置の送信を移動局１００に対して要求してもよい。
【００８５】
本実施の形態に従う通信システムにおいては、移動局１００に搭載されたＧＰＳユニット１２８を用いて測位した結果（緯度・経度）が送信されるが、これ以外の方法を採用することもできる。例えば、移動局１００の移動手段を利用することで、当該移動手段からの位置に関する情報を受信し、その移動手段から受信した位置に関する情報を基地局２００へ送信してもよい。例えば、位置測位システムであるＧＰＳを列車に搭載しておき、列車内に現在位置を示す無線信号を放送しておき（例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等によって）、この無線信号を通じて列車の現在位置を受信した基地局２００は、その列車の現在位置を自局の現在位置として、基地局２００へ送信するような構成を採用できる。
【００８６】
基地局２００（図４に示す例では、基地局２００−１）は、移動局１００から現在位置を受信することに応答して処理を開始する。すなわち、基地局２００の現在位置受信モジュール２０２は、移動局１００からの現在位置を受信する。そして、現在位置受信モジュール２０２は、受信した現在位置を現在位置送信モジュール２０４へ出力する。現在位置送信モジュール２０４は、受信した移動局１００の現在位置を制御装置３００へ送信する。
【００８７】
制御装置３００は、基地局２００を通じて、移動局１００から現在位置を受信することに応答して処理を開始する。すなわち、制御装置３００の現在位置受信モジュール３０２は、基地局２００から送信された移動局１００の現在位置を受信する。そして、現在位置受信モジュール３０２は、受信した現在位置を速度計算モジュール３０４および予測モジュール３０６へ出力する。
【００８８】
速度計算モジュール３０４は、所定期間にわたる移動局１００の各々からの現在位置に基づいて移動局１００の移動速度を計算する。そして、速度計算モジュール３０４は、移動局１００の移動速度を予測モジュール３０６へ出力する。
【００８９】
予測モジュール３０６は、移動局１００の現在位置および移動速度に基づいて、データベース３１０に格納されている情報を照合することで、移動局１００の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて、移動局１００の所定期間後の位置（未来位置）を予測する。
【００９０】
図９は、本発明の実施の形態に従う制御装置３００のデータベース３１０に格納される路線図データ３１２の一例を示す図である。図１０は、本発明の実施の形態に従う制御装置３００のデータベース３１０に格納される列車運行スケジュール３１４の一例を示す図である。図１１は、本発明の実施の形態に従う制御装置３００のデータベース３１０に格納されるセルエッジ位置情報３１６の一例を示す図である。
【００９１】
図８に示す制御装置３００の予測モジュール３０６は、例えば、移動局１００の現在位置および移動速度に基づいて、移動局１００の移動手段を特定する。より具体的には、予測モジュール３０６は、図９に示す路線図データ３１２を参照して、移動局１００の現在位置に対応する地点が存在するか否かを判断する。すなわち、予測モジュール３０６は、移動局１００の現在位置に基づいて、移動局１００がいずれかの列車運行経路上に存在するか否かを判断する。なお、図９には、典型的に、１つの路線に対応する路線図データ３１２の例のみを示すが、複数の路線が存在する場合には、各路線に対応する路線図データ３１２が予め用意される。そして、移動局１００がいずれかの列車運行経路上に存在すると判断された場合には、予測モジュール３０６は、移動局１００を携帯するユーザが当該列車運行経路に対応する路線を運行する列車に搭乗していると判断する。
【００９２】
さらに、予測モジュール３０６は、図１０に示す列車運行スケジュール３１４（ダイヤグラム）を参照して、移動局１００を携帯するユーザがいずれの列車に搭乗しているのかを判断する。すなわち、予測モジュール３０６は、ダイヤグラム上において、現在時刻と移動局１００の現在位置とに対応する座標を特定するとともに、当該特定した座標に対応する列車を特定する。
【００９３】
なお、図１０に示すダイヤグラムにおける傾きは、列車の移動速度に相当するので、同一の経路上を複数の路線が並列的に設けられており、各路線を走行する列車の運行形態が異なる場合には、移動局１００の移動速度に基づいて、移動局１００を携帯するユーザが利用している移動手段を判断してもよい。典型的に、同一の進行方向に２つの路線が並列して設けられており、一方が緩行線で他方が急行線であるような場合には、移動局１００の移動速度に基づいて、いずれの路線を走行する列車に移動局１００を携帯するユーザが搭乗しているのかを判断することができる。
【００９４】
なお、移動局１００がいずれの列車運行経路上にも存在しないと判断された場合には、予測モジュール３０６は、移動局１００が他の移動手段（高速道路や幹線道路など）の経路上に存在するか否かを判断してもよい。
【００９５】
以上のような処理によって、移動局１００を携帯するユーザが利用している移動手段、および、その移動手段の挙動を特定できる。
【００９６】
続いて、予測モジュール３０６は、特定した移動手段の挙動に基づいて、移動局１００の所定期間後の位置（未来位置）を予測する。典型的には、予測モジュール３０６は、移動局１００を携帯するユーザが利用している列車が図１０に示すダイヤグラム上のいずれの列車であるかを特定した場合には、当該ダイヤグラムを参照することで、移動局１００の未来位置を予測することができる。さらに、予測モジュール３０６は、図１０に示すダイヤグラムと図１１に示すセルエッジ位置情報３１６とを対比させることで、移動局１００が各基地局２００のセルエッジを通過するタイミング（時刻）を予測することもできる。
【００９７】
すなわち、図１１に示すセルエッジ位置情報３１６は、図４において示される各基地局２００−１〜２００−３のセル２０−１〜２０−３の範囲（実線）を定義し、図１０に示すダイヤグラムの紙面縦方向の軸は、図４において示される線路ＲＲを定義する。そのため、図１０に示すダイヤグラムの紙面横方向の軸上において、セル２０−１〜２０−３の各々の範囲と線路ＲＲとの交点に対応する時刻を参照することで、各交点（セルエッジ）を通過するタイミング（時刻）を算出できる。
【００９８】
なお、列車が本来の運行スケジュールに沿って運行されていない場合もあるので、このような場合には、特定した列車の移動経路（線路）と移動局１００の移動速度とに基づいて、移動局１００の所定期間後の位置（未来位置）を予測してもよい。すなわち、移動手段が特定されれば、将来的に移動する経路を特定できるので、移動局１００の移動速度に応じて特定した移動経路上における移動局１００の位置の時間的変化を算出できる。
【００９９】
このように、予測モジュール３０６は、移動局１００からの情報に基づいて、移動局１００の所定期間後の位置を予測する。そして、予測モジュール３０６は、移動局１００の未来位置およびセルエッジを通過するタイミング（時刻）とを含む予測結果を、指示送信モジュール３０８へ出力する。
【０１００】
指示送信モジュール３０８は、予測モジュール３０６からの予測結果に基づいて、基地局２００におけるＣｏＭＰの実施を制御するための情報を生成する。より具体的には、指示送信モジュール３０８は、移動局１００の未来位置に応じたタイミングで、基地局２００の各々に対して、ＣｏＭＰの実施に関する開始指示および終了指示を含む制御情報を生成する。
【０１０１】
一例として、指示送信モジュール３０８は、移動局１００の未来位置に応じて、いずれの基地局２００が移動局１００と通信可能であるかを判断する。図１２は、本発明の実施の形態に従う制御装置３００によって提供される制御マップの一例を示す図である。
【０１０２】
指示送信モジュール３０８は、移動局１００の未来位置に基づいて、それぞれの時刻においていずれの基地局２００が移動局１００と通信可能であるかを判断する。そして、図１２に示すような制御マップを生成する。なお、図１２に示す制御マップは、説明の便宜上のものであり、現実に実装されるデータ構造としては、図１２に示す形式には限定されない。
【０１０３】
図１２に示すように、時刻ｔ１〜ｔ６の各々における移動局１００の未来位置に基づいて、各未来位置をカバーするセルを提供する基地局２００が特定される。図１２に示す制御マップにおいては、「Ｙ」が対応する基地局２００が移動局１００と通信可能であることを示し、「Ｎ」が対応する基地局２００が移動局１００と通信不可能であることを示す。そして、指示送信モジュール３０８は、図１２に示す制御マップにおいて、移動局１００がセルエッジを通過するタイミング、すなわち、いずれかの基地局２００の状態が「Ｙ」から「Ｎ」に変更、または、「Ｎ」から「Ｙ」に変更された時刻を特定する。そして、指示送信モジュール３０８は、この移動局１００のセルエッジの通過時刻などに応じたタイミングで、ＣｏＭＰの実施を指示する開始指示、および／または、ＣｏＭＰの終了を指示する終了指示を生成する。
【０１０４】
すなわち、制御装置３００の指示送信モジュール３０８は、予測された移動局１００のセルエッジの通過時刻に基づいて、移動局１００に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいタイミングが到来したと判断すると、移動局１００の周辺基地局（図４に示す例では、基地局２００−１〜２００−３）にＣｏＭＰ開始指示を送信する。一方、予測された移動局１００のセルエッジの通過時刻に基づいて、移動局１００に対してＣｏＭＰを終了することが望ましいタイミングが到来したと判断すると、移動局１００の周辺基地局（図４に示す例では、基地局２００−１〜２００−３）にＣｏＭＰ終了指示を送信する。
【０１０５】
さらに、指示送信モジュール３０８は、これらのＣｏＭＰ開始指示および／またはＣｏＭＰ終了指示の送信時には、移動局１００の未来位置についても併せて対応する基地局２００へ送信する。
【０１０６】
再度図８を参照して、基地局２００の指示受信モジュール２０６は、制御装置３００からの制御情報（移動局１００の未来位置、ならびに、ＣｏＭＰ開始指示および終了指示）を受信するための処理を実行する。指示受信モジュール２０６は、受信した制御情報を指示実施モジュール２０８へ出力する。
【０１０７】
指示実施モジュール２０８は、制御装置３００からの制御情報に従って、ＣｏＭＰに関する制御を行なう。より具体的には、指示実施モジュール２０８は、制御装置３００からＣｏＭＰ開始指示を受信すると、他の基地局２００と制御情報を交換するとともに、移動局１００に対してＣｏＭＰを実施する。このとき、制御装置３００から通知された移動局１００の未来位置に応じて、基地局２００が送信する無線信号の指向性を対象の移動局１００に適応的に変更する。一方、指示実施モジュール２０８は、制御装置３００からＣｏＭＰ終了指示を受信すると、実施中のＣｏＭＰを終了する。
【０１０８】
なお、制御装置３００からのＣｏＭＰ開始指示およびＣｏＭＰ終了指示は、予め基地局２００へ予め通知されておいてもよい。この場合には、ＣｏＭＰ開始指示にはＣｏＭＰを開始する時刻が付加され、ＣｏＭＰ終了指示にはＣｏＭＰを終了する時刻が付加される。そして、各基地局２００は、予め通知された時刻が到来すると、指示に従って、ＣｏＭＰを実施し、または、ＣｏＭＰを終了する。
【０１０９】
＜Ｈ．処理手順＞
次に、上述したような本実施の形態に従う通信システムにおける処理手順は、以下のようにまとめることができる。図１３は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおける制御手順を示すシーケンス図である。
【０１１０】
図１３を参照して、まず、移動局１００は、所定の送信周期が到来すると、内蔵のＧＰＳユニット１２８などを用いて現在位置を取得する（シーケンスＳＱ１００）。そして、移動局１００は、この取得した現在位置を自局が属するセルを提供する基地局２００（図１３の例では、基地局２００−１）へ送信する（シーケンスＳＱ１０２）。続いて、移動局１００からの現在位置を受信した基地局２００−１は、当該受信した現在位置を制御装置３００へ送信する（シーケンスＳＱ１０４）。
【０１１１】
制御装置３００は、基地局２００−１を介して移動局１００からの現在位置を取得すると、移動局１００の移動速度を算出する（シーケンスＳＱ１０６）。なお、通常は、同一の移動局１００からの異なる時間に取得された複数の現在位置を用いて、移動局１００の移動速度が算出される。
【０１１２】
続いて、制御装置３００は、移動局１００を携帯しているユーザが利用している移動手段を特定する（シーケンスＳＱ１０８）。この移動手段の特定には、上述したように、移動局１００の現在位置および移動速度などが用いられる。続いて、制御装置３００は、シーケンスＳＱ１０８において特定した移動手段およびその移動手段に係る移動経路に基づいて、所定期間後の移動局１００の位置（未来位置）を算出する（シーケンスＳＱ１１０）。さらに、制御装置３００は、それぞれの基地局２００が提供するセルのセルエッジを移動局１００が通過するタイミングを予測する（シーケンスＳＱ１１２）。最終的に、制御装置３００は、シーケンスＳＱ１１２において予測されたタイミングに基づいて、基地局２００が移動局１００に対して実施するＣｏＭＰをスケジューリングする（シーケンスＳＱ１１４）。
【０１１３】
シーケンスＳＱ１１４において決定されたスケジュールに基づいて、制御装置３００は、移動局１００に対してＣｏＭＰの実施を開始するタイミングが到来したか否かを判断する（シーケンスＳＱ１１６）。ＣｏＭＰの実施を開始するタイミングが到来した場合（シーケンスＳＱ１１６においてＹＥＳの場合）には、制御装置３００は、基地局２００−１〜２００−３に対してＣｏＭＰ開始指示および移動局１００の未来位置を送信する（シーケンスＳＱ１１８）。
【０１１４】
ＣｏＭＰ開始指示に従って、基地局２００−１〜２００−３は、移動局１００に対してＣｏＭＰの実施を開始する（シーケンスＳＱ１２０）。このとき、基地局２００−１〜２００−３は、制御装置３００から通知される移動局１００の未来位置に応じて、指向性を適応的に変更して移動局１００と無線通信を行なう。
【０１１５】
ＣｏＭＰの実施中、制御装置３００は、シーケンスＳＱ１１４において決定されたスケジュールに基づいて、移動局１００に対してＣｏＭＰの実施を終了するタイミングが到来したか否かを判断する（シーケンスＳＱ１２２）。ＣｏＭＰの実施を終了するタイミングが到来した場合（シーケンスＳＱ１２２においてＹＥＳの場合）には、制御装置３００は、基地局２００−１〜２００−３に対してＣｏＭＰ終了指示を送信する（シーケンスＳＱ１２４）。
【０１１６】
ＣｏＭＰ終了指示に従って、基地局２００−１〜２００−３は、移動局１００に対するＣｏＭＰを終了する（シーケンスＳＱ１２６）。そして、通常の通信モードに復帰する。
【０１１７】
＜Ｉ．変形例その１＞
上述の実施の形態においては、移動局１００の現在位置および移動速度に基づいて、移動局１００を携帯するユーザが利用している移動手段を特定する構成について例示したが、ユーザによる移動手段の利用と連係した情報を用いて、移動手段を特定することもできる。
【０１１８】
すなわち、移動局１００から移動手段の利用に関する情報を制御装置３００へ送信するとともに、この情報に基づいて移動局１００の移動手段を判断してもよい。例えば、列車内に存在していることを示す無線信号を列車内に放送しておき（例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等によって）、この無線信号を受信した移動局１００は、自局が列車内に存在していると判断し、その情報を基地局２００へ送信するような構成を採用できる。
【０１１９】
あるいは、移動局１００に移動手段を利用するための付加機能（典型的には、交通機関を利用するための決済機能など）が搭載されている場合には、当該決済機能が利用されたことに応答して、利用先の交通機関などを基地局２００へ通知するようにしてもよい。
【０１２０】
＜Ｊ．変形例その２＞
上述の実施の形態においては、移動局１００と基地局２００とに加えて、別の実行主体として、制御装置３００を設ける構成について例示したが、この制御装置３００が提供する機能を基地局２００に分散して配置してもよい。この場合には、図７および図８に示す制御装置３００が提供するモジュールを、基地局２００へ割り当てることになる。
【０１２１】
また、制御装置３００が提供する機能の一部のみを基地局２００へ割り当ててもよい。例えば、制御装置３００の速度計算モジュール３０４を基地局２００に移してもよい。この場合には、移動局１００が存在するセルを提供する基地局２００が移動局１００の移動速度を計算し、移動局１００の現在位置とともに、制御装置３００へ送信することになる。このような構成を採用することで、制御装置３００における処理負荷を低減できる。
【０１２２】
さらに、移動局１００の移動速度については、移動局１００自身がその移動速度を計算し、自局の現在位置とともに基地局２００へ送信するようにしてもよい。
【０１２３】
＜Ｋ．作用効果＞
本実施の形態によれば、列車など移動手段およびその移動経路を特定できる環境下において、移動中の移動局に対して複数の基地局がＣｏＭＰを実施できるように、制御装置が移動局の未来位置などを予測する。そして、移動局が基地局によって提供されるセルのセルエッジを通過する時刻などを予測してＣｏＭＰを適応的に実施する。
【０１２４】
このように、移動局の未来位置および移動局がセルエッジを通過する時刻などを予測することで、ＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果などを取得することなく、ＣｏＭＰを開始できる。そのため、移動局と基地局との間の処理負荷を低減することができる。さらに、移動中の移動局に対するＣｏＭＰの開始をより早いタイミングで決定できる。そのため、より長い期間にわたってＣｏＭＰでの通信を提供できる。
【０１２５】
また、移動局の未来位置を予測することで、移動する移動局に対して指向性を適応的に変更してＣｏＭＰ信を実施できるので、スループットをより高めることができる。
【０１２６】
現在のＣｏＭＰの規格では、比較的高速に移動中の移動局に対してＣｏＭＰを開始すべきか否かの判断が完了する前に、移動局がセル圏外に移動してしまうという事態が生じ得るが、本実施の形態に従う通信システムにおいては、このような事態を回避して、ＣｏＭＰを安定的に実施することができる。
【０１２７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２８】
２０−１〜２０−３ セル、１００ 移動局、１０２，２１０ 中央処理部、１０６ 信号処理部、１１２，２２２ 無線送信部、１１４，２２４ 送信アンテナ、１１６，２２６ 無線受信部、１１８，２２８ 受信アンテナ、１２０ 表示部、１２２ マイク、１２４ スピーカ、１２６ 入力部、１２８ ユニット、１３０ 筐体、２００，２００−１〜２００−３ 基地局、２０２，３０２ 現在位置受信モジュール、２０４ 現在位置送信モジュール、２０６ 指示受信モジュール、２０８ 指示実施モジュール、２３０ 上位ネットワークインターフェイス、２４０ 制御インターフェイス、３００ 制御装置、３０４ 速度計算モジュール、３０６ 予測モジュール、３０８ 指示送信モジュール、３１０ データベース、３１２ 路線図データ、３１４ 列車運行スケジュール、３１６ セルエッジ位置情報、３２０ ＣＰＵ、３２２ 主メモリ、３３２ 入力インターフェイス、３３４ 出力インターフェイス、３３６ 通信インターフェイス、ＲＲ 線路、ＴＲ 列車。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局が協調して移動局と無線通信を行なう通信システム、そのシステムに向けられた制御装置、およびその通信システムにおける通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、新たな移動体通信技術としてＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）の標準化を進めている。ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）を発展させた規格である。
【０００３】
ＬＴＥでは、移動局は１つの基地局と通信すると定められている。これに対して、ＬＴＥ−Ａでは、複数の基地局が情報を共有し、協調して移動局と通信することが検討されている。このような技術は、多地点協調送受信（Coordinated multiple point transmission and reception：以下「ＣｏＭＰ」とも称する。）と呼ばれている。
【０００４】
ＬＴＥ−Ａでは、ＬＴＥと比較して、セルエッジでのユーザスループットやセルスループットを改善することが期待されている。そこで、下りリンク（回線）および上りリンク（回線）のそれぞれに対して、上述のようなＣｏＭＰを使用することが検討されている。
【０００５】
現在、下りリンクにＣｏＭＰを用いる方法として、主として、以下に示すような２種類の方法が検討されている。
【０００６】
第１の方法は、ＬＴＥと同様に、移動局は基地局と１対１で通信するが、隣接した複数の基地局が情報を共有することにより、協調スケジューリング（ＣＳ：Coordinated Scheduling）や協調ビームフォーミング（ＣＢ：Coordinated Beam forming）を協調して行なうことで、干渉を低減させる方法である。
【０００７】
第２の方法は、ＬＴＥとは異なり、複数の基地局が１つの移動局に対して同時に信号を送信し、移動局はそれらの信号を結合して復調する（ＪＰ：Joint Processing）ことにより、受信品質を向上させる方法である。
【０００８】
いずれの方法においても、複数の基地局が協調して移動局と通信を行なうためには、移動局において測定された基地局との間の通信路の状態に関する情報（典型的には、チャネル品質通知ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）が必要となる。
【０００９】
基地局は、自局のセルエッジの近くに移動局が位置する場合などの、ＣｏＭＰを実施することが望ましいと判断すると、移動局に対してＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの開始を指示する。このＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔは、ＣｏＭＰを実施する前段階として、ＣＱＩといったＣｏＭＰの実施に必要な情報を収集するための処理である。
【００１０】
基地局からの指示に応答して、移動局は、ＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔを開始し、その結果得られた測定結果を基地局へ報告する。基地局は、移動局から報告されたＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果に基づいて、ＣｏＭＰを実施するための条件を満たしているか否かを判断し、移動局に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいと決定すると、他の基地局と協調してＣｏＭＰを開始する。
【００１１】
このように、ＣｏＭＰを実施することで、セルエッジでの移動局のスループットを改善することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】3GPP Organizational Partners, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects (Release 9)", 3GGP TR36.814 v9.0.0 (2010-3), p.17-19 (8.1.3 Feedback in support of DL CoMP)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したようなＣｏＭＰを実施するにあたっては、移動局の位置を適切に把握する必要がある。例えば、移動局がセル圏内に静止している場合に、その移動局に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいと判断されると、対応する基地局は、送信する無線信号の指向性を対象の移動局に設定した上でＣｏＭＰを開始する。これに対して、移動局が移動中である場合には、その移動局に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいと判断されたとしても、対応する基地局は、送信する無線信号の指向性を対象の移動局に正確に設定することができないこともある。また、移動局に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいか否かを基地局が判断している間に、その移動局がセル圏外に移動してしまい、ＣｏＭＰを実施できないこともある。
【００１４】
そこで、本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、移動中の移動局であっても、複数の基地局が協調して移動局と無線通信を行なうことができる通信システム、そのシステムに向けられた制御装置、およびにその通信システムにおける通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のある局面に従う通信システムは、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局と、制御手段とを含む。制御手段は、移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調した移動局との間の無線通信を制御する。
【００１６】
好ましくは、制御手段は、移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて所定期間後の位置を予測する。
【００１７】
さらに好ましくは、制御手段は、移動局の移動手段を特定するとともに、当該特定した移動手段の挙動に基づいて所定期間後の位置を予測する。
【００１８】
あるいはさらに好ましくは、制御手段は、移動局の移動速度に基づいて、当該移動局の移動手段を判断する。
【００１９】
あるいはさらに好ましくは、制御手段は、移動局から送信される移動手段の利用に関する情報に基づいて、当該移動局の移動手段を判断する。
【００２０】
あるいはさらに好ましくは、制御手段は、特定した移動経路と移動局の移動速度とに基づいて、所定期間後の位置を予測する。
【００２１】
好ましくは、制御手段は、移動局からの情報に基づいて、所定期間後の位置を予測する。
【００２２】
好ましくは、制御手段は、所定期間後の位置に応じて、複数の基地局のうち協調して移動局と無線通信を行なうための基地局を順次選択する。
【００２３】
さらに好ましくは、制御手段は、所定期間後の位置に応じたタイミングで、複数の基地局の各々に対して、協調した移動局との間の無線通信に関する開始指示および終了指示を与える。
【００２４】
本発明の別の局面に従う通信システムは、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局と、制御装置とを含む。制御装置は、移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置を複数の基地局へ通知し、複数の基地局は、制御装置から通知された所定期間後の位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調して移動局との間で無線通信を行なう。
【００２５】
本発明のさらに別の局面に従う通信システムは、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局と、制御装置とを含む。制御装置は、移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて所定期間後の位置を予測し、複数の基地局は、制御装置において予測される所定期間後の位置に応じて、指向性を適応的に変更して移動局と無線通信を行なう。
【００２６】
本発明のさらに別の局面に従えば、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局とを含む通信システムに適合される制御装置を提供する。制御装置は、移動局の現在位置を取得する手段と、移動局の所定期間後の位置を予測する手段と、予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調した移動局との間の無線通信を制御する手段とを含む。
【００２７】
本発明のさらに別の局面に従えば、移動局と、移動局と無線通信可能な複数の基地局とを含む通信システムにおける通信方法を提供する。通信方法は、移動局の現在位置を取得するステップと、移動局の所定期間後の位置を予測するステップと、予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局が協調した移動局との間の無線通信を制御するステップとを含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、移動中の移動局であっても、複数の基地局が協調して移動局と無線通信を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＬＴＥ−ＡにおけるＣｏＭＰ動作を説明するための図である。
【図２】ＬＴＥ−ＡにおけるＣｏＭＰ動作を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に関連する通信システムにおいて移動局が移動中の処理を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う通信システムのシステム構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局のブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される制御装置のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態に従う通信システム全体の制御ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態に従う制御装置のデータベースに格納される路線図データの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に従う制御装置のデータベースに格納される列車運行スケジュールの一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に従う制御装置のデータベースに格納されるセルエッジ位置情報の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に従う制御装置によって提供される制御マップの一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に従う通信システムにおける制御手順を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施可能である。
【００３１】
＜Ａ．関連技術＞
まず、本実施の形態に関連する通信システムについて説明する。図１および図２は、ＬＴＥ−ＡにおけるＣｏＭＰ動作を説明するための図である。
【００３２】
本実施の形態に従う通信システムおよびその関連する通信システムは、図１および図２に示すように、移動局１００と無線通信可能な複数の基地局２００−１〜２００−３（以下「基地局２００」とも総称する。）とを含む。特に、いずれの通信システムにおいても、２つ以上の基地局２００が協調して移動局１００との間で無線通信を行なうことができるものとする。このような２つ以上の基地局２００が協調して移動局１００と無線通信を行なう技術の典型例として、本実施の形態においては、ＬＴＥ−Ａにおいて検討中のＣｏＭＰを想定する。但し、将来的に、２つ以上の基地局２００が協調して移動局１００と無線通信を行なう新たな技術が確立された場合には、本発明はそのような技術もその権利範囲に含み得る。
【００３３】
上述したように、現在検討中のＬＴＥ−Ａ規格においては、下りリンクにＣｏＭＰを用いる方法として、主として２種類の方法が提案されている。
【００３４】
第１の方法は、ＬＴＥと同様に、移動局１００は基地局２００と１対１で通信するが、隣接した複数の基地局２００が情報を共有することにより、スケジューリングやビームフォーミングを協調して行なうことで、干渉を低減させる方法である。
【００３５】
例えば、図１に示すように、セル２０−１とセル２０−２とのセルエッジに、移動局１００が位置している場合を考える。この場合には、移動局１００は、セル２０−１に対応する基地局２００−１およびセル２０−２に対応する基地局２００−２の両方から無線信号を受信できる。そのため、一方の基地局２００−１からの信号を受信しているときに、他方の基地局２００−２からの信号を受信すると、その受信した信号は干渉源となる。
【００３６】
そこで、第１の方法に従うＣｏＭＰにおいては、基地局２００−１と基地局２００−２とが協調して信号の送信タイミングや電波送信範囲などを制御することで、移動局１００に対する干渉を低減する。
【００３７】
また、第２の方法は、ＬＴＥとは異なり、複数の基地局２００が１つの移動局１００に対して同時に信号を送信し、移動局１００はそれらの信号を結合して復調することにより、受信品質を向上させる方法である。
【００３８】
例えば、図２を参照して、図１と同様に、セル２０−１とセル２０−２とのセルエッジに移動局１００が位置している場合を考える。この場合には、移動局１００は、セル２０−１に対応する基地局２００−１およびセル２０−２に対応する基地局２００−２の両方から無線信号を受信できる。そこで、第２の方法に従うＣｏＭＰにおいては、基地局２００−１と基地局２００−２とが協調して信号送信タイミングを同期させることで、移動局１００に対して、それぞれ異なるデータ（データ１およびデータ２）を送信する。これにより、移動局１００と基地局２００−１，２００−２との間の下りリンクの速度を高めることができる。
【００３９】
次に、図１および図２に示すような、本実施の形態に関連する通信システムにおいて生じ得る問題点について説明する。図３は、本実施の形態に関連する通信システムにおいて移動局１００が移動中の処理を説明するための図である。
【００４０】
図３に示す通信システムにおいては、３つの基地局２００−１〜２００−３が線路ＲＲの両側に配置されているものとする。この線路ＲＲ上には、Ａ駅およびＢ駅が設けられており、その線路ＲＲ上を列車ＴＲが運行しているものとする。図３に示す例では、移動局１００を携帯しているユーザが列車ＴＲに乗車しているものとする。そのため、基地局２００−１〜２００−３から見れば、移動局１００は、線路ＲＲ上を移動することになる。
【００４１】
図３では、基地局２００−１〜２００−３の通信可能範囲（セル２０−１〜２０−３）を実線の円として表している。
【００４２】
図３に示すような状況においてＣｏＭＰを実施する場合の動作について説明する。まず、移動局１００がＡ駅の近くに位置する場合を初期位置とする。この初期位置においては、移動局１００は、基地局２００−１が提供するセル２０−１の圏内に位置することになる。続いて、列車ＴＲがＡ駅を出発してＢ駅に向かうことを考える。Ｂ駅は、基地局２００−３が提供するセル２０−３の圏内に位置することになる。このＡ駅とＢ駅との間には、基地局２００−２が提供するセル２０−２が存在する。このセル２０−２は、セル２０−１およびセル２０−３とセルエッジにおいてそれぞれ重複するように設定されるので、ＣｏＭＰを利用できる範囲が存在する。
【００４３】
列車ＴＲがＡ駅からＢ駅に向かう過程において、列車ＴＲ上の移動局１００が地点４０１に到達した場合を考える。この地点４０１は、基地局２００−２が提供するセル２０−２のセルエッジの近傍である。このような移動局１００の移動に伴って、基地局２００−１がＣｏＭＰ通信を実施することが望ましいと判断すると、基地局２００−１は、移動局１００に対してＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの開始を指示する。
【００４４】
基地局２００−１からの指示に応答して、移動局１００は、ＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔを開始し、その結果得られた測定結果を基地局２００−１へ報告する。基地局２００−１は、移動局１００から報告されたＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果に基づいて、予め設定されているＣｏＭＰを実施するための条件（ＣｏＭＰ通信実施条件）を満たしているか否かを判断する。条件を満たしていると判断すると、基地局２００−１は、移動局１００の周辺に位置する基地局（図３に示す例では、基地局２００−２および／または基地局２００−３）と協調してＣｏＭＰ通信を開始する。
【００４５】
しかしながら、列車ＴＲが比較的高速で移動している場合には、移動局１００がセルエッジ近傍に滞在している時間は短くなる。例えば、移動局１００がセルエッジ（地点４０１）に到達してから、ＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔを開始し、基地局２００−１が移動局１００から報告されたＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果に基づいて、ＣｏＭＰ通信実施条件を満たしているか否かを判断していると、ＣｏＭＰを開始する前に移動局１００がセルエッジから離れた地点４０３まで移動してしまう。
【００４６】
また、移動局１００が地点４０１に到達したことをイベントとして、基地局２００−１が移動局１００から報告されたＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果に基づいて、ＣｏＭＰ通信実施条件を満たしていると判断し、移動局１００の周辺に位置する基地局（図３に示す例では、基地局２００−２および／または基地局２００−３）と協調して、地点４０１に指向性を設定してＣｏＭＰを開始したとする。しかしながら、このＣｏＭＰの開始時点において、移動局１００が既に地点４０２まで移動しているという状況が考えられる。このような場合には、基地局２００が送信する無線信号の指向性を対象の移動局１００に正確に設定することが困難となる。
【００４７】
＜Ｂ．本発明の概要＞
上述のような課題を鑑みて、本実施の形態に従う通信システムにおいては、移動局１００の所定期間後の位置（以下「未来位置」とも称する。）を予測するとともに、この予測した未来位置に基づいて、ＣｏＭＰを適切に実施する。
【００４８】
＜Ｃ．システム構成＞
本実施の形態に従う通信システムは、上述したような未来位置を予測する機能を有する。図４は、本発明の実施の形態に従う通信システムのシステム構成を示す模式図である。図４には、典型例として、上述のような未来位置を予測する機能を提供する主体が基地局２００とは別に設けられている通信システムの構成を示す。
【００４９】
すなわち、図４に示す本実施の形態に従う通信システムは、移動局１００と、移動局１００と無線通信可能な複数の基地局２００−１〜２００−３と、制御装置３００とを含む。基地局２００−１〜２００−３は、それぞれセル２０−１〜２０−３を提供する。
【００５０】
制御装置３００は、基地局２００−１〜２００−３と各種制御情報を遣り取りできるように構成される。具体的には、制御装置３００は、光ファイバーなどの有線回線または無線信号を介して、基地局２００−１〜２００−３と互いに接続される。
【００５１】
本実施の形態に従う通信システムにおいては、制御装置３００が、移動局１００の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置に基づいて、２つ以上の基地局２００が協調した移動局１００との間の無線通信を制御する。すなわち、制御装置３００は、予測した移動局１００の未来位置に応じて、適切にＣｏＭＰを実施できるように、対象の基地局２００に対して制御信号を与える。また、基地局２００の各々は、制御装置３００から通知される移動局１００の未来位置に応じて、指向性を適応的に変更して移動局１００と無線通信を行なう。
【００５２】
後述するように、制御装置３００は、移動局１００の未来位置に応じて、複数の基地局２００のうち移動局１００とＣｏＭＰを行なうための基地局２００を順次選択してもよい。この場合には、制御装置３００は、移動局１００の未来位置に応じたタイミングで、複数の基地局２００の各々に対して、ＣｏＭＰの開始指示および終了指示を与える。基地局２００の各々は、制御装置３００からのＣｏＭＰの開始指示および終了指示に従って、ＣｏＭＰの実施を制御する。
【００５３】
制御装置３００からＣｏＭＰの開始／終了指示といった制御信号を与える代わりに、各基地局２００が移動局１００の未来位置に基づいて、ＣｏＭＰの実施を制御するようにしてもよい。この場合には、制御装置３００は、移動局１００の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置（未来位置）をそれぞれの基地局２００へ通知する。基地局２００の各々は、制御装置３００から通知された未来位置に基づいて、互いに協調して移動局１００との間で無線通信を行なう。
【００５４】
＜Ｄ．移動局１００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局の構成について説明する。図５は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される移動局１００のブロック図である。
【００５５】
図５を参照して、移動局１００は、無線信号を送信するための送信アンテナ１１４と、無線信号を受信するための受信アンテナ１１８とが設けられた筐体１３０を含む。筐体１３０は、中央処理部１０２と、信号処理部１０６と、無線送信部１１２と、無線受信部１１６とを含む。
【００５６】
中央処理部１０２は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。信号処理部１０６は、自局が存在するセルを提供する基地局２００との間で遣り取りされる無線信号を処理する。より具体的には、信号処理部１０６は、中央処理部１０２などから与えられる内部指令に従って、基地局２００へ送信すべき情報を無線送信部１１２へ出力する。無線送信部１１２は、信号処理部１０６から受けた情報に対して符号化および変調を行って、その結果得られる無線信号を、送信アンテナ１１４を通じて外部へ放射する。また、無線受信部１１６は受信アンテナ１１８を通じて受信した無線信号に対して復調および復号化を行って、その結果得られた情報を信号処理部１０６へ出力する。
【００５７】
特に、本実施の形態に従う通信システムにおいてはＣｏＭＰが実施されるので、ＣｏＭＰの実施中は、中央処理部１０２と信号処理部１０６とは、互いに連係して、複数の基地局２００から送信される無線信号を結合して復調する処理などを行なう。
【００５８】
中央処理部１０２によって提供される機能の一部または全部を専用のハードウェア（集積回路）として実装してもよい。この場合には、中央処理部１０２によって提供される機能に加えて、信号処理部１０６、無線送信部１１２、および、無線受信部１１６によって提供される機能の全部または一部を含めて、１チップ化してもよい。さらに、プロセッサ、メモリ、周辺デバイス用のコントローラといった部品を１チップ化したＳｏＣ（System On a Chip）を利用することもできる。
【００５９】
代替の構成として、信号処理部１０６、無線送信部１１２、および、無線受信部１１６によって提供される機能の全部または一部をソフトウェアとして実装してもよい。この場合には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）といった演算装置（プロセッサ）が予めインストールされた命令セットを実行することになる。
【００６０】
筐体１３０は、さらに、各種情報を表示するための表示部１２０と、ユーザの音声などを取得するためのマイク１２２と、受信した音声を再生するためのスピーカ１２４と、ユーザ操作を受付けるための入力部１２６と、自局の位置情報を取得するためのコンポーネントの一例であるＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット１２８とを含む。
【００６１】
移動局１００は、基地局２００などからの要求に応じて、ＧＰＳユニット１２８によって取得された自局の現在位置を基地局２００へ応答する。
【００６２】
＜Ｅ．基地局２００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局２００の構成について説明する。図６は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される基地局２００のブロック図である。
【００６３】
図６を参照して、基地局２００は、中央処理部２１０と、無線送信部２２２と、送信アンテナ２２４と、無線受信部２２６と、受信アンテナ２２８と、上位ネットワークインターフェイス（Ｉ／Ｆ）２３０と、制御インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２４０とを含む。
【００６４】
中央処理部２１０は、主たる構成要素として、プロセッサと、プロセッサで実行されるプログラムを保持するための不揮発性メモリと、ワークメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。さらに、中央処理部２１０は、現在位置受信モジュール２０２と、指示受信モジュール２０６と、指示実施モジュール２０８とを含む。これらのモジュールは、典型的には、中央処理部２１０がプログラムを実行することで提供される。例えば、各モジュールに対応するコードが予め不揮発性メモリに記憶されており、中央処理部２１０がこれらのコードを読み出して実行することで後述するような機能が提供される。
【００６５】
現在位置受信モジュール２０２は、移動局１００からの現在位置を受信するための処理を実行する。また、現在位置受信モジュール２０２は、移動局１００に現在位置を要求するための処理を行なってもよい。
【００６６】
現在位置送信モジュール２０４は、移動局１００からの現在位置を制御装置３００へ送信するための処理を実行する。制御装置３００へ送信される現在位置には、対応する移動局１００を識別できるように識別情報が付加されてもよい。
【００６７】
指示受信モジュール２０６は、制御装置３００からの制御情報を受信するための処理を実行する。この制御情報には、ＣｏＭＰの開始指示／終了指示、移動局１００の未来位置、移動局１００に対して設定すべき指向性の情報などが含まれる。
【００６８】
指示実施モジュール２０８は、制御装置３００からの指示に従う処理を実施する。より具体的には、制御装置３００からのＣｏＭＰの実施に関する情報に従って、他の基地局２００と各種制御情報を遣り取りしながら、ＣｏＭＰを実施する。また、指示実施モジュール２０８は、制御装置３００から指示された移動局１００の未来位置に応じて、送信アンテナ２２４から放射する無線信号の指向性を適応的に変更する。
【００６９】
無線送信部２２２は、送信アンテナ２２４と接続されており、中央処理部２１０から受信したユーザデータまたは制御データに応じた無線信号を生成するとともに、送信アンテナ２２４からその無線信号を放射する。このユーザデータとは、移動局１００と相手先（あるいは、中継先）との間で遣り取りされるデータを意味する。
【００７０】
無線受信部２２６は、受信アンテナ２２８を介して移動局１００から受信した無線信号をユーザデータまたは制御データに復調して、その復調したデータを中央処理部２１０へ出力する。
【００７１】
上位ネットワークインターフェイス２３０は、自局を管理するコアネットワーク装置との間でユーザデータ、制御情報、および管理情報を遣り取りする。同様に、制御インターフェイス２４０は、他の基地局２００および制御装置３００との間で制御情報を遣り取りする。本実施の形態に従う通信システムにおいては、ＣｏＭＰを実施するために、基地局２００の間は、光ファイバーなどの有線回線または無線信号を介して相互接続される。
【００７２】
＜Ｆ．制御装置３００の構成＞
次に、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される制御装置３００の構成について説明する。図７は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおいて利用される制御装置３００のブロック図である。
【００７３】
図７を参照して、制御装置３００は、典型的には、汎用的なコンピュータアーキテクチャに基づいて実現される。より具体的には、制御装置３００は、ＣＰＵ３２０と、主メモリ３２２と、データベース３１０と、入力インターフェイス３３２と、出力インターフェイス３３４と、通信インターフェイス３３６とを含む。
【００７４】
ＣＰＵ３２０は、制御装置３００における各種処理を実現する主体であり、主メモリ３２２に展開されるＯＳ（Operating System）に係るコードおよび各種モジュールのコードを逐次読み出して実行する。
【００７５】
主メモリ３２２は、制御装置３００が提供する各種処理を実現するためのコードや一時データを保持するワークメモリとして機能する。具体的には、主メモリ３２２は、ハードディスクなどの二次メモリから読み出された、現在位置受信モジュール３０２と、速度計算モジュール３０４と、予測モジュール３０６と、指示送信モジュール３０８とを保持しているとする。
【００７６】
現在位置受信モジュール３０２は、それぞれの基地局２００を通じて転送される移動局１００からの現在位置を受信するための処理を実行する。速度計算モジュール３０４は、移動局１００からの現在位置に基づいて、移動局１００の移動速度を計算するための処理を実行する。予測モジュール３０６は、移動局１００の移動速度およびデータベース３１０に格納されている情報などに基づいて、移動局１００の所定期間後の位置（未来位置）を予測する。さらに、予測モジュール３０６は、予測した未来位置に基づいて、２つ以上の基地局２００がＣｏＭＰによって移動局１００と無線通信を行なうことを制御する。指示送信モジュール３０８は、予測モジュール３０６によって出力されるＣｏＭＰに関する制御情報をそれぞれの基地局２００へ送信するための処理を実行する。
【００７７】
データベース３１０は、未来位置の予測およびＣｏＭＰの制御に必要な情報を保持する。例えば、図３に示すようにセル圏内に線路がある場合には、データベース３１０は、路線図データ３１２と、列車運行スケジュール３１４と、セルエッジ位置情報３１６などを保持することになる。
【００７８】
路線図データ３１２は、線路および駅舎などの位置情報を規定するものである。列車運行スケジュール３１４は、予定されている列車の運行に関する情報を定義する。例えば、列車運行スケジュール３１４には、時刻と各列車の位置とを対応付けたダイヤグラムを含む。セルエッジ位置情報３１６は、各基地局２００が提供するセルのエッジに関する情報を定義する。
【００７９】
このような形態に限られず、データベース３１０は、移動局１００の未来位置を予測するために必要な情報、すなわち、移動局１００（を携帯しているユーザ）の移動経路や移動手段を特定するための情報を保持する。例えば、基地局２００が提供するセル圏内に高速道路や幹線道路などがある場合には、データベース３１０は、その道路に関する情報などを保持する。この場合には、交通情報センタなどが提供するトラフィック情報や渋滞情報（地点間の所要時間）などに基づいて、道路上を走行する車両の平均速度を取得する。この取得した平均速度に基づいて、道路上を走行するとした場合の走行スケジュールを予測することができる。
【００８０】
なお、図７には、制御装置３００がデータベース３１０を搭載している構成を示すが、必ずしもデータベース３１０自体を搭載しておく必要はない。代替的には、ネットワークを通じて、外部のサーバ装置などから必要な情報を取得するようにしてもよい。
【００８１】
入力インターフェイス３３２は、外部からの指示を受付けるとともに、その受付けた外部入力をＣＰＵ３２０などへ出力する。出力インターフェイス３３４は、ＣＰＵ３２０によって算出された各種情報を、ディスプレイなどの外部デバイスへ出力する。通信インターフェイス３３６は、基地局２００からの情報を受付けるとともに、ＣＰＵ３２０によって算出された各種情報を基地局２００へ出力する。
【００８２】
＜Ｇ．システムの制御動作＞
次に、本実施の形態に従う通信システムの全体としての制御動作について説明する。以下の説明では、図４に示すように、３つの基地局２００−１，２００−２，２００−３が線路ＲＲの両側に配置されているものとする。この線路ＲＲ上には、Ａ駅およびＢ駅が設けられており、その線路ＲＲ上を列車ＴＲが運行しているものとする。そして、移動局１００を携帯しているユーザが列車ＴＲに乗車しているものとする。そのため、基地局２００−１〜２００−３から見れば、移動局１００は、線路ＲＲ上を移動することになる。
【００８３】
また、移動局１００がＡ駅の近くに位置する場合を初期位置とする。そのため、初期位置においては、移動局１００は、基地局２００−１が提供するセル２０−１の圏内に存在することになる。
【００８４】
図８は、本発明の実施の形態に従う通信システム全体の制御ブロック図である。図８を参照して、移動局１００は、自局の現在位置を示す現在位置を基地局２００（図４に示す例では、基地局２００−１）へ送信する。この現在位置を送信するタイミングは、移動局１００に対して予め設定された所定周期であってもよいし、移動局１００に対して予めスケジューリングされてもよい。さらに、基地局２００が何らかのイベントに応じて現在位置の送信を移動局１００に対して要求してもよい。
【００８５】
本実施の形態に従う通信システムにおいては、移動局１００に搭載されたＧＰＳユニット１２８を用いて測位した結果（緯度・経度）が送信されるが、これ以外の方法を採用することもできる。例えば、移動局１００の移動手段を利用することで、当該移動手段からの位置に関する情報を受信し、その移動手段から受信した位置に関する情報を基地局２００へ送信してもよい。例えば、位置測位システムであるＧＰＳを列車に搭載しておき、列車内に現在位置を示す無線信号を放送しておき（例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等によって）、この無線信号を通じて列車の現在位置を受信した基地局２００は、その列車の現在位置を自局の現在位置として、基地局２００へ送信するような構成を採用できる。
【００８６】
基地局２００（図４に示す例では、基地局２００−１）は、移動局１００から現在位置を受信することに応答して処理を開始する。すなわち、基地局２００の現在位置受信モジュール２０２は、移動局１００からの現在位置を受信する。そして、現在位置受信モジュール２０２は、受信した現在位置を現在位置送信モジュール２０４へ出力する。現在位置送信モジュール２０４は、受信した移動局１００の現在位置を制御装置３００へ送信する。
【００８７】
制御装置３００は、基地局２００を通じて、移動局１００から現在位置を受信することに応答して処理を開始する。すなわち、制御装置３００の現在位置受信モジュール３０２は、基地局２００から送信された移動局１００の現在位置を受信する。そして、現在位置受信モジュール３０２は、受信した現在位置を速度計算モジュール３０４および予測モジュール３０６へ出力する。
【００８８】
速度計算モジュール３０４は、所定期間にわたる移動局１００の各々からの現在位置に基づいて移動局１００の移動速度を計算する。そして、速度計算モジュール３０４は、移動局１００の移動速度を予測モジュール３０６へ出力する。
【００８９】
予測モジュール３０６は、移動局１００の現在位置および移動速度に基づいて、データベース３１０に格納されている情報を照合することで、移動局１００の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて、移動局１００の所定期間後の位置（未来位置）を予測する。
【００９０】
図９は、本発明の実施の形態に従う制御装置３００のデータベース３１０に格納される路線図データ３１２の一例を示す図である。図１０は、本発明の実施の形態に従う制御装置３００のデータベース３１０に格納される列車運行スケジュール３１４の一例を示す図である。図１１は、本発明の実施の形態に従う制御装置３００のデータベース３１０に格納されるセルエッジ位置情報３１６の一例を示す図である。
【００９１】
図８に示す制御装置３００の予測モジュール３０６は、例えば、移動局１００の現在位置および移動速度に基づいて、移動局１００の移動手段を特定する。より具体的には、予測モジュール３０６は、図９に示す路線図データ３１２を参照して、移動局１００の現在位置に対応する地点が存在するか否かを判断する。すなわち、予測モジュール３０６は、移動局１００の現在位置に基づいて、移動局１００がいずれかの列車運行経路上に存在するか否かを判断する。なお、図９には、典型的に、１つの路線に対応する路線図データ３１２の例のみを示すが、複数の路線が存在する場合には、各路線に対応する路線図データ３１２が予め用意される。そして、移動局１００がいずれかの列車運行経路上に存在すると判断された場合には、予測モジュール３０６は、移動局１００を携帯するユーザが当該列車運行経路に対応する路線を運行する列車に搭乗していると判断する。
【００９２】
さらに、予測モジュール３０６は、図１０に示す列車運行スケジュール３１４（ダイヤグラム）を参照して、移動局１００を携帯するユーザがいずれの列車に搭乗しているのかを判断する。すなわち、予測モジュール３０６は、ダイヤグラム上において、現在時刻と移動局１００の現在位置とに対応する座標を特定するとともに、当該特定した座標に対応する列車を特定する。
【００９３】
なお、図１０に示すダイヤグラムにおける傾きは、列車の移動速度に相当するので、同一の経路上を複数の路線が並列的に設けられており、各路線を走行する列車の運行形態が異なる場合には、移動局１００の移動速度に基づいて、移動局１００を携帯するユーザが利用している移動手段を判断してもよい。典型的に、同一の進行方向に２つの路線が並列して設けられており、一方が緩行線で他方が急行線であるような場合には、移動局１００の移動速度に基づいて、いずれの路線を走行する列車に移動局１００を携帯するユーザが搭乗しているのかを判断することができる。
【００９４】
なお、移動局１００がいずれの列車運行経路上にも存在しないと判断された場合には、予測モジュール３０６は、移動局１００が他の移動手段（高速道路や幹線道路など）の経路上に存在するか否かを判断してもよい。
【００９５】
以上のような処理によって、移動局１００を携帯するユーザが利用している移動手段、および、その移動手段の挙動を特定できる。
【００９６】
続いて、予測モジュール３０６は、特定した移動手段の挙動に基づいて、移動局１００の所定期間後の位置（未来位置）を予測する。典型的には、予測モジュール３０６は、移動局１００を携帯するユーザが利用している列車が図１０に示すダイヤグラム上のいずれの列車であるかを特定した場合には、当該ダイヤグラムを参照することで、移動局１００の未来位置を予測することができる。さらに、予測モジュール３０６は、図１０に示すダイヤグラムと図１１に示すセルエッジ位置情報３１６とを対比させることで、移動局１００が各基地局２００のセルエッジを通過するタイミング（時刻）を予測することもできる。
【００９７】
すなわち、図１１に示すセルエッジ位置情報３１６は、図４において示される各基地局２００−１〜２００−３のセル２０−１〜２０−３の範囲（実線）を定義し、図１０に示すダイヤグラムの紙面縦方向の軸は、図４において示される線路ＲＲを定義する。そのため、図１０に示すダイヤグラムの紙面横方向の軸上において、セル２０−１〜２０−３の各々の範囲と線路ＲＲとの交点に対応する時刻を参照することで、各交点（セルエッジ）を通過するタイミング（時刻）を算出できる。
【００９８】
なお、列車が本来の運行スケジュールに沿って運行されていない場合もあるので、このような場合には、特定した列車の移動経路（線路）と移動局１００の移動速度とに基づいて、移動局１００の所定期間後の位置（未来位置）を予測してもよい。すなわち、移動手段が特定されれば、将来的に移動する経路を特定できるので、移動局１００の移動速度に応じて特定した移動経路上における移動局１００の位置の時間的変化を算出できる。
【００９９】
このように、予測モジュール３０６は、移動局１００からの情報に基づいて、移動局１００の所定期間後の位置を予測する。そして、予測モジュール３０６は、移動局１００の未来位置およびセルエッジを通過するタイミング（時刻）とを含む予測結果を、指示送信モジュール３０８へ出力する。
【０１００】
指示送信モジュール３０８は、予測モジュール３０６からの予測結果に基づいて、基地局２００におけるＣｏＭＰの実施を制御するための情報を生成する。より具体的には、指示送信モジュール３０８は、移動局１００の未来位置に応じたタイミングで、基地局２００の各々に対して、ＣｏＭＰの実施に関する開始指示および終了指示を含む制御情報を生成する。
【０１０１】
一例として、指示送信モジュール３０８は、移動局１００の未来位置に応じて、いずれの基地局２００が移動局１００と通信可能であるかを判断する。図１２は、本発明の実施の形態に従う制御装置３００によって提供される制御マップの一例を示す図である。
【０１０２】
指示送信モジュール３０８は、移動局１００の未来位置に基づいて、それぞれの時刻においていずれの基地局２００が移動局１００と通信可能であるかを判断する。そして、図１２に示すような制御マップを生成する。なお、図１２に示す制御マップは、説明の便宜上のものであり、現実に実装されるデータ構造としては、図１２に示す形式には限定されない。
【０１０３】
図１２に示すように、時刻ｔ１〜ｔ６の各々における移動局１００の未来位置に基づいて、各未来位置をカバーするセルを提供する基地局２００が特定される。図１２に示す制御マップにおいては、「Ｙ」が対応する基地局２００が移動局１００と通信可能であることを示し、「Ｎ」が対応する基地局２００が移動局１００と通信不可能であることを示す。そして、指示送信モジュール３０８は、図１２に示す制御マップにおいて、移動局１００がセルエッジを通過するタイミング、すなわち、いずれかの基地局２００の状態が「Ｙ」から「Ｎ」に変更、または、「Ｎ」から「Ｙ」に変更された時刻を特定する。そして、指示送信モジュール３０８は、この移動局１００のセルエッジの通過時刻などに応じたタイミングで、ＣｏＭＰの実施を指示する開始指示、および／または、ＣｏＭＰの終了を指示する終了指示を生成する。
【０１０４】
すなわち、制御装置３００の指示送信モジュール３０８は、予測された移動局１００のセルエッジの通過時刻に基づいて、移動局１００に対してＣｏＭＰを実施することが望ましいタイミングが到来したと判断すると、移動局１００の周辺基地局（図４に示す例では、基地局２００−１〜２００−３）にＣｏＭＰ開始指示を送信する。一方、予測された移動局１００のセルエッジの通過時刻に基づいて、移動局１００に対してＣｏＭＰを終了することが望ましいタイミングが到来したと判断すると、移動局１００の周辺基地局（図４に示す例では、基地局２００−１〜２００−３）にＣｏＭＰ終了指示を送信する。
【０１０５】
さらに、指示送信モジュール３０８は、これらのＣｏＭＰ開始指示および／またはＣｏＭＰ終了指示の送信時には、移動局１００の未来位置についても併せて対応する基地局２００へ送信する。
【０１０６】
再度図８を参照して、基地局２００の指示受信モジュール２０６は、制御装置３００からの制御情報（移動局１００の未来位置、ならびに、ＣｏＭＰ開始指示および終了指示）を受信するための処理を実行する。指示受信モジュール２０６は、受信した制御情報を指示実施モジュール２０８へ出力する。
【０１０７】
指示実施モジュール２０８は、制御装置３００からの制御情報に従って、ＣｏＭＰに関する制御を行なう。より具体的には、指示実施モジュール２０８は、制御装置３００からＣｏＭＰ開始指示を受信すると、他の基地局２００と制御情報を交換するとともに、移動局１００に対してＣｏＭＰを実施する。このとき、制御装置３００から通知された移動局１００の未来位置に応じて、基地局２００が送信する無線信号の指向性を対象の移動局１００に適応的に変更する。一方、指示実施モジュール２０８は、制御装置３００からＣｏＭＰ終了指示を受信すると、実施中のＣｏＭＰを終了する。
【０１０８】
なお、制御装置３００からのＣｏＭＰ開始指示およびＣｏＭＰ終了指示は、予め基地局２００へ予め通知されておいてもよい。この場合には、ＣｏＭＰ開始指示にはＣｏＭＰを開始する時刻が付加され、ＣｏＭＰ終了指示にはＣｏＭＰを終了する時刻が付加される。そして、各基地局２００は、予め通知された時刻が到来すると、指示に従って、ＣｏＭＰを実施し、または、ＣｏＭＰを終了する。
【０１０９】
＜Ｈ．処理手順＞
次に、上述したような本実施の形態に従う通信システムにおける処理手順は、以下のようにまとめることができる。図１３は、本発明の実施の形態に従う通信システムにおける制御手順を示すシーケンス図である。
【０１１０】
図１３を参照して、まず、移動局１００は、所定の送信周期が到来すると、内蔵のＧＰＳユニット１２８などを用いて現在位置を取得する（シーケンスＳＱ１００）。そして、移動局１００は、この取得した現在位置を自局が属するセルを提供する基地局２００（図１３の例では、基地局２００−１）へ送信する（シーケンスＳＱ１０２）。続いて、移動局１００からの現在位置を受信した基地局２００−１は、当該受信した現在位置を制御装置３００へ送信する（シーケンスＳＱ１０４）。
【０１１１】
制御装置３００は、基地局２００−１を介して移動局１００からの現在位置を取得すると、移動局１００の移動速度を算出する（シーケンスＳＱ１０６）。なお、通常は、同一の移動局１００からの異なる時間に取得された複数の現在位置を用いて、移動局１００の移動速度が算出される。
【０１１２】
続いて、制御装置３００は、移動局１００を携帯しているユーザが利用している移動手段を特定する（シーケンスＳＱ１０８）。この移動手段の特定には、上述したように、移動局１００の現在位置および移動速度などが用いられる。続いて、制御装置３００は、シーケンスＳＱ１０８において特定した移動手段およびその移動手段に係る移動経路に基づいて、所定期間後の移動局１００の位置（未来位置）を算出する（シーケンスＳＱ１１０）。さらに、制御装置３００は、それぞれの基地局２００が提供するセルのセルエッジを移動局１００が通過するタイミングを予測する（シーケンスＳＱ１１２）。最終的に、制御装置３００は、シーケンスＳＱ１１２において予測されたタイミングに基づいて、基地局２００が移動局１００に対して実施するＣｏＭＰをスケジューリングする（シーケンスＳＱ１１４）。
【０１１３】
シーケンスＳＱ１１４において決定されたスケジュールに基づいて、制御装置３００は、移動局１００に対してＣｏＭＰの実施を開始するタイミングが到来したか否かを判断する（シーケンスＳＱ１１６）。ＣｏＭＰの実施を開始するタイミングが到来した場合（シーケンスＳＱ１１６においてＹＥＳの場合）には、制御装置３００は、基地局２００−１〜２００−３に対してＣｏＭＰ開始指示および移動局１００の未来位置を送信する（シーケンスＳＱ１１８）。
【０１１４】
ＣｏＭＰ開始指示に従って、基地局２００−１〜２００−３は、移動局１００に対してＣｏＭＰの実施を開始する（シーケンスＳＱ１２０）。このとき、基地局２００−１〜２００−３は、制御装置３００から通知される移動局１００の未来位置に応じて、指向性を適応的に変更して移動局１００と無線通信を行なう。
【０１１５】
ＣｏＭＰの実施中、制御装置３００は、シーケンスＳＱ１１４において決定されたスケジュールに基づいて、移動局１００に対してＣｏＭＰの実施を終了するタイミングが到来したか否かを判断する（シーケンスＳＱ１２２）。ＣｏＭＰの実施を終了するタイミングが到来した場合（シーケンスＳＱ１２２においてＹＥＳの場合）には、制御装置３００は、基地局２００−１〜２００−３に対してＣｏＭＰ終了指示を送信する（シーケンスＳＱ１２４）。
【０１１６】
ＣｏＭＰ終了指示に従って、基地局２００−１〜２００−３は、移動局１００に対するＣｏＭＰを終了する（シーケンスＳＱ１２６）。そして、通常の通信モードに復帰する。
【０１１７】
＜Ｉ．変形例その１＞
上述の実施の形態においては、移動局１００の現在位置および移動速度に基づいて、移動局１００を携帯するユーザが利用している移動手段を特定する構成について例示したが、ユーザによる移動手段の利用と連係した情報を用いて、移動手段を特定することもできる。
【０１１８】
すなわち、移動局１００から移動手段の利用に関する情報を制御装置３００へ送信するとともに、この情報に基づいて移動局１００の移動手段を判断してもよい。例えば、列車内に存在していることを示す無線信号を列車内に放送しておき（例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等によって）、この無線信号を受信した移動局１００は、自局が列車内に存在していると判断し、その情報を基地局２００へ送信するような構成を採用できる。
【０１１９】
あるいは、移動局１００に移動手段を利用するための付加機能（典型的には、交通機関を利用するための決済機能など）が搭載されている場合には、当該決済機能が利用されたことに応答して、利用先の交通機関などを基地局２００へ通知するようにしてもよい。
【０１２０】
＜Ｊ．変形例その２＞
上述の実施の形態においては、移動局１００と基地局２００とに加えて、別の実行主体として、制御装置３００を設ける構成について例示したが、この制御装置３００が提供する機能を基地局２００に分散して配置してもよい。この場合には、図７および図８に示す制御装置３００が提供するモジュールを、基地局２００へ割り当てることになる。
【０１２１】
また、制御装置３００が提供する機能の一部のみを基地局２００へ割り当ててもよい。例えば、制御装置３００の速度計算モジュール３０４を基地局２００に移してもよい。この場合には、移動局１００が存在するセルを提供する基地局２００が移動局１００の移動速度を計算し、移動局１００の現在位置とともに、制御装置３００へ送信することになる。このような構成を採用することで、制御装置３００における処理負荷を低減できる。
【０１２２】
さらに、移動局１００の移動速度については、移動局１００自身がその移動速度を計算し、自局の現在位置とともに基地局２００へ送信するようにしてもよい。
【０１２３】
＜Ｋ．作用効果＞
本実施の形態によれば、列車など移動手段およびその移動経路を特定できる環境下において、移動中の移動局に対して複数の基地局がＣｏＭＰを実施できるように、制御装置が移動局の未来位置などを予測する。そして、移動局が基地局によって提供されるセルのセルエッジを通過する時刻などを予測してＣｏＭＰを適応的に実施する。
【０１２４】
このように、移動局の未来位置および移動局がセルエッジを通過する時刻などを予測することで、ＣｏＭＰ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔの測定結果などを取得することなく、ＣｏＭＰを開始できる。そのため、移動局と基地局との間の処理負荷を低減することができる。さらに、移動中の移動局に対するＣｏＭＰの開始をより早いタイミングで決定できる。そのため、より長い期間にわたってＣｏＭＰでの通信を提供できる。
【０１２５】
また、移動局の未来位置を予測することで、移動する移動局に対して指向性を適応的に変更してＣｏＭＰ信を実施できるので、スループットをより高めることができる。
【０１２６】
現在のＣｏＭＰの規格では、比較的高速に移動中の移動局に対してＣｏＭＰを開始すべきか否かの判断が完了する前に、移動局がセル圏外に移動してしまうという事態が生じ得るが、本実施の形態に従う通信システムにおいては、このような事態を回避して、ＣｏＭＰを安定的に実施することができる。
【０１２７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２８】
２０−１〜２０−３ セル、１００ 移動局、１０２，２１０ 中央処理部、１０６ 信号処理部、１１２，２２２ 無線送信部、１１４，２２４ 送信アンテナ、１１６，２２６ 無線受信部、１１８，２２８ 受信アンテナ、１２０ 表示部、１２２ マイク、１２４ スピーカ、１２６ 入力部、１２８ ユニット、１３０ 筐体、２００，２００−１〜２００−３ 基地局、２０２，３０２ 現在位置受信モジュール、２０４ 現在位置送信モジュール、２０６ 指示受信モジュール、２０８ 指示実施モジュール、２３０ 上位ネットワークインターフェイス、２４０ 制御インターフェイス、３００ 制御装置、３０４ 速度計算モジュール、３０６ 予測モジュール、３０８ 指示送信モジュール、３１０ データベース、３１２ 路線図データ、３１４ 列車運行スケジュール、３１６ セルエッジ位置情報、３２０ ＣＰＵ、３２２ 主メモリ、３３２ 入力インターフェイス、３３４ 出力インターフェイス、３３６ 通信インターフェイス、ＲＲ 線路、ＴＲ 列車。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と、
前記移動局と無線通信可能な複数の基地局と、
制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置に基づいて、２つ以上の前記基地局が協調した前記移動局との間の無線通信を制御する、通信システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて前記所定期間後の位置を予測する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記移動局の移動手段を特定するとともに、当該特定した移動手段の挙動に基づいて前記所定期間後の位置を予測する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記移動局の移動速度に基づいて、当該移動局の移動手段を判断する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記移動局から送信される移動手段の利用に関する情報に基づいて、当該移動局の移動手段を判断する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記特定した移動経路と前記移動局の移動速度とに基づいて、前記所定期間後の位置を予測する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記移動局からの情報に基づいて、前記所定期間後の位置を予測する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記所定期間後の位置に応じて、前記複数の基地局のうち協調して移動局と無線通信を行なうための基地局を順次選択する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項９】
前記制御手段は、前記所定期間後の位置に応じたタイミングで、前記複数の基地局の各々に対して、協調した前記移動局との間の無線通信に関する開始指示および終了指示を与える、請求項８に記載の通信システム。
【請求項１０】
移動局と、
前記移動局と無線通信可能な複数の基地局と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置を前記複数の基地局へ通知し、
前記複数の基地局は、前記制御装置から通知された前記所定期間後の位置に基づいて、２つ以上の前記基地局が協調して前記移動局との間で無線通信を行なう、通信システム。
【請求項１１】
移動局と、
前記移動局と無線通信可能な複数の基地局と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて所定期間後の位置を予測し、
前記複数の基地局は、前記制御装置において予測される前記所定期間後の位置に応じて、指向性を適応的に変更して前記移動局と無線通信を行なう、通信システム。
【請求項１２】
移動局と、前記移動局と無線通信可能な複数の基地局とを含む通信システムに適合される制御装置であって、
前記移動局の現在位置を取得する手段と、
前記移動局の所定期間後の位置を予測する手段と、
前記予測した位置に基づいて、２つ以上の前記基地局が協調した前記移動局との間の無線通信を制御する手段とを備える、制御装置。
【請求項１３】
移動局と、前記移動局と無線通信可能な複数の基地局とを含む通信システムにおける通信方法であって、
前記移動局の現在位置を取得するステップと、
前記移動局の所定期間後の位置を予測するステップと、
前記予測した位置に基づいて、２つ以上の前記基地局が協調した前記移動局との間の無線通信を制御するステップとを備える、通信方法。
【請求項１】
移動局と、
前記移動局と無線通信可能な複数の基地局と、
制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置に基づいて、２つ以上の前記基地局が協調した前記移動局との間の無線通信を制御する、通信システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて前記所定期間後の位置を予測する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記移動局の移動手段を特定するとともに、当該特定した移動手段の挙動に基づいて前記所定期間後の位置を予測する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記移動局の移動速度に基づいて、当該移動局の移動手段を判断する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記移動局から送信される移動手段の利用に関する情報に基づいて、当該移動局の移動手段を判断する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記特定した移動経路と前記移動局の移動速度とに基づいて、前記所定期間後の位置を予測する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記移動局からの情報に基づいて、前記所定期間後の位置を予測する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記所定期間後の位置に応じて、前記複数の基地局のうち協調して移動局と無線通信を行なうための基地局を順次選択する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項９】
前記制御手段は、前記所定期間後の位置に応じたタイミングで、前記複数の基地局の各々に対して、協調した前記移動局との間の無線通信に関する開始指示および終了指示を与える、請求項８に記載の通信システム。
【請求項１０】
移動局と、
前記移動局と無線通信可能な複数の基地局と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記移動局の所定期間後の位置を予測するとともに、当該予測した位置を前記複数の基地局へ通知し、
前記複数の基地局は、前記制御装置から通知された前記所定期間後の位置に基づいて、２つ以上の前記基地局が協調して前記移動局との間で無線通信を行なう、通信システム。
【請求項１１】
移動局と、
前記移動局と無線通信可能な複数の基地局と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記移動局の移動経路を特定するとともに、当該特定した移動経路に基づいて所定期間後の位置を予測し、
前記複数の基地局は、前記制御装置において予測される前記所定期間後の位置に応じて、指向性を適応的に変更して前記移動局と無線通信を行なう、通信システム。
【請求項１２】
移動局と、前記移動局と無線通信可能な複数の基地局とを含む通信システムに適合される制御装置であって、
前記移動局の現在位置を取得する手段と、
前記移動局の所定期間後の位置を予測する手段と、
前記予測した位置に基づいて、２つ以上の前記基地局が協調した前記移動局との間の無線通信を制御する手段とを備える、制御装置。
【請求項１３】
移動局と、前記移動局と無線通信可能な複数の基地局とを含む通信システムにおける通信方法であって、
前記移動局の現在位置を取得するステップと、
前記移動局の所定期間後の位置を予測するステップと、
前記予測した位置に基づいて、２つ以上の前記基地局が協調した前記移動局との間の無線通信を制御するステップとを備える、通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２０４９７１（Ｐ２０１２−２０４９７１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６０３２（Ｐ２０１１−６６０３２）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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