JP2013168787A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムの無線基地局が把握する無線端末の情報を用いて無線端末の所有者の移動速度を計算し、得られた移動速度に基づいて所有者の行動を推定する。
【解決手段】複数の無線基地局とネットワークを介して接続され、通信エリアごとに隣接通信エリア間の移動手段に対する移動距離情報を保持する行動推定装置を備え、無線基地局は、接続中の無線端末の在圏情報およびハンドオーバ時刻の情報をネットワークを介して行動推定装置に送信する手段を備え、行動推定装置は、受信する無線端末の在圏情報およびハンドオーバ時刻に応じて通過する通信エリアの通過時間を算出し、当該通信エリアの通過時間と当該通信エリアの移動手段に対する移動距離とから当該通信エリアの移動速度および対応する移動手段を推定する手段を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線基地局が把握する無線端末の情報を用いて無線端末の所有者の行動を推定する無線通信システムに関する。

従来、無線端末の所有者の行動を遠方で把握する方法として、無線端末に位置情報を検出するＧＰＳ装置や所有者の状態情報を検出するセンサ機器を備え、その位置情報や状態情報を解析して所有者の行動を推定し、その結果をネットワークを介して伝送するシステムがあった。例えば、特許文献１では、ユーザがＧＰＳ装置や加速度センサなどと演算装置を組み合わせた装置を所持し、ＧＰＳ装置で検出される位置情報の変化からユーザの移動速度や移動距離を計算し、さらに加速度情報と併せてユーザの消費カロリや行動を解析し、さらに解析結果を外部に送信する装置が示されている。

特開平０８−３３６５１２号公報

従来技術では、無線端末の所有者の行動を遠方で把握するために、無線端末にＧＰＳ装置やセンサ機器を備え、それらで検出される位置情報や状態情報を解析し、得られた解析結果をネットワークを介して送信する必要があった。そのため、無線端末のコストが増加するとともに、無線回線負担や通信費の増加が課題となっていた。

また、ＧＰＳ装置やセンサ機器の検出情報を定期的に無線で送信し、無線基地局やネットワークに接続されるデータ処理装置で解析し、その結果を通知する方法も考えられている。しかし、本方法は、位置情報やセンサ情報など情報量の多いデータを無線端末から無線基地局に逐次送信する必要があるため、無線回線に大きな負担がかかるとともに、通信費の増加や通信頻度増加による無線端末のバッテリ寿命が課題となる。

また、位置情報を検出するためにＧＰＳ装置を用いる場合、電波の到来角や電力値・到来時間を測定する必要があるため、屋内での使用に制限があった。

本発明は、無線通信システムの無線基地局が把握する無線端末の情報を用いて無線端末の所有者の移動速度を計算し、得られた移動速度に基づいて所有者の行動を推定することができる無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明は、隣接する通信エリアの一部が重複する通信エリアをそれぞれ形成する複数の無線基地局と、通信エリア内の無線基地局に接続し、隣接する通信エリアを移動する際にハンドオーバ処理を行って次の無線基地局に接続する無線端末とを備えた無線通信システムにおいて、複数の無線基地局とネットワークを介して接続され、通信エリアごとに隣接通信エリア間の移動手段に対する移動距離情報を保持する行動推定装置を備え、無線基地局は、接続中の無線端末の在圏情報およびハンドオーバ時刻の情報をネットワークを介して行動推定装置に送信する手段を備え、行動推定装置は、受信する無線端末の在圏情報およびハンドオーバ時刻に応じて通過する通信エリアの通過時間を算出し、当該通信エリアの通過時間と当該通信エリアの移動手段に対する移動距離とから当該通信エリアの移動速度および対応する移動手段を推定する手段を備える。

本発明の無線通信システムにおいて、行動推定装置は、無線端末が通過する通信エリアの移動手段と移動距離の組み合わせが複数あるときに、それぞれの移動距離に対する移動速度を算出し、それぞれの移動速度と移動距離に対する移動手段との組み合わせの中から１つを選択する。

本発明の無線通信システムにおいて、行動推定装置は、移動手段の運行時刻情報または通信エリア内の施設情報を加えて移動手段あるいは無線端末の所在を推定する。

本発明の無線通信システムは、無線回線負担や無線端末のコスト増加なしに、無線基地局から通知される在圏情報およびハンドオーバ時刻から得られる通信エリアの通過時間と、行動推定装置が保持している隣接通信エリア間の移動距離情報を用いて、無線端末の所有者の移動速度および移動手段を推定することが可能である。

本発明の無線通信システムの実施例構成を示す図である。 本発明の無線通信システムの第１の動作例を示す図である。 本発明の無線通信システムの第２の動作例を示す図である。 本発明の無線通信システムの第３の動作例を示す図である。

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、ネットワーク１１に接続される複数の無線基地局１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、各無線基地局が形成する通信エリア内で無線基地局に接続する無線端末１３と、ネットワーク１１に接続される行動推定装置１４により構成される。ここでは、各無線基地局１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃがそれぞれ形成する通信エリアをセルＡ，セルＢ，セルＣとする。各無線基地局が形成する通信エリア間を移動する無線端末１３は、隣接する無線基地局間でハンドオーバを行ってネットワーク１１との通信を継続する。各無線基地局１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、通信中の無線端末１３の在圏情報と、ハンドオーバ処理を行うときのハンドオーバ時刻をネットワーク１１を介して行動推定装置１４に通知する。

本発明の無線通信システムの特徴は、行動推定装置１４において、各無線基地局１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃから通知される無線端末１３の在圏情報およびハンドオーバ時刻の情報を収集し、行動推定装置１４が備える隣接セル間の移動距離情報を用いて無線端末１３の移動速度および移動手段を推定するところにある。

図２は、本発明の無線通信システムの第１の動作例を示す。
図２において、各無線基地局が形成するセルをＡ〜Ｉとしたときに、セルＢに存在する無線端末１３が隣接するセルＥを通過してさらに隣接するセルＩまたはセルＦへ移動する場合を想定する。セルＢからセルＩへは道路が通っており、セルＢからセルＦへは道路および鉄道が通っているものとする。行動推定装置（図２では省略）は、セルＡ〜セルＩの配置を認識し、地図情報に基づいてセルごとに隣接セル間の移動手段に対する移動距離情報を保持している。例えばセルＥについては、図２に示すように、隣接するセルＢ，Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｆ，Ｃ間のセル間道路距離ａ〜ｏを保持し、隣接するセルＢ，Ｆ間のセル間鉄道距離ｐを保持している。

セルＢの無線基地局は、無線端末１３の在圏情報を行動推定装置へ送信し、セルＥの無線基地局およびセルＩまたはセルＦの無線基地局は、無線端末１３のハンドオーバ処理に伴うハンドオーバ時刻および在圏情報を行動推定装置へ送信する。

行動推定装置は、セルＢの在圏情報と、セルＢからセルＥのハンドオーバ時刻Ｔ_E と、セルＥからセルＩのハンドオーバ時刻Ｔ_I を取得すると、隣接セルの位置関係から無線端末１３がセルＢからセルＥを通過してセルＩに移動したものと判断し、セルＥにおける隣接セル間のセル間道路距離を参照する。そして、無線端末１３が通過したセルＢ，Ｉ間のセル間道路距離ｄと、セルＥの通過時間（Ｔ_I −Ｔ_E ）を用いて、セルＥを通過した無線端末１３の移動速度Ｖ_E を次式に基づいて計算する。
Ｖ_E ＝ｄ／（Ｔ_I −Ｔ_E ）

ここで、得られた移動速度Ｖ_F が例えば時速４ｋｍであれば、移動端末１３の所有者はセルＢ−Ｅ−Ｉの道路を徒歩で移動したものと推定でき、例えば時速40ｋｍであればセルＢ−Ｅ−Ｉの道路を自動車で移動したものと推定できる。

同様に、行動推定装置は、セルＢの在圏情報と、セルＢからセルＥのハンドオーバ時刻Ｔ_E と、セルＥからセルＦのハンドオーバ時刻Ｔ_F を取得すると、無線端末１３がセルＢからセルＥを通過してセルＦに移動したものと判断する。この場合には、セルＥ内の移動手段として道路と鉄道の２つが想定される。したがって、無線端末１３が通過したセルＢ，Ｆ間のセル間道路距離ｇおよびセル間鉄道距離ｐと、セルＥの通過時間（Ｔ_F −Ｔ_E ）を用いて、セルＥを通過した無線端末１３の移動速度Ｖ_F を次式に基づいて計算する。
道路：Ｖ_F ＝ｇ／（Ｔ_F −Ｔ_E ）
鉄道：Ｖ_F ＝ｐ／（Ｔ_F −Ｔ_E ）

ここで、得られた移動速度Ｖ_F が例えば時速４ｋｍであれば、移動端末１３の所有者はセルＢ−Ｅ−Ｆの道路を徒歩で移動したものと推定でき、例えば時速40ｋｍであればセルＢ−Ｅ−Ｆの道路を自動車で移動したものと推定でき、例えば時速80ｋｍであればセルＢ−Ｅ−Ｆの鉄道を電車で移動したものと推定できる。

なお、上記の移動速度は、通過セルの移動距離をハンドオーバ時刻から得られるセル通過時間で除算して得られるもので、平均移動速度である。したがって、移動手段が道路（徒歩または自動車）または鉄道であるにもかかわらず、いずれにも該当しない移動速度が計算された場合、移動手段および移動経路の特定が困難になる。例えば、セルＥ内の鉄道に駅がある場合、セルＢからセルＥに入ったときには徒歩で、セルＥからセルＦに入るときには電車に乗っていることが想定される場合、セルＥ内を道路または鉄道の一方で移動したものとして計算される移動速度からは、移動手段および移動経路の特定が困難になる。その場合には、例えばセルＥ内の駅の位置情報から道路の移動距離と鉄道の移動距離に分け、さらに電車の運行時刻情報を加えることにより、移動手段および移動経路の推定が可能になる。

また、無線端末１３がセルＢからセルＥに入った後に何らかの施設（例えば商店や図書館）に滞在し、その後にセルＥから次にセルに移動すると、セルＥの通過時間が異常に長くなり、上記の計算式で求まる移動速度は極めて小さい値となる。あるいは、セルＥに滞在したままで、セルＥの通過時間が得られない場合は移動速度も計算できない。このように、セルの通過時間が異常に長い場合または通過時間が得られない場合は、例えばセル内の施設情報を加えることにより、当該施設に滞在中などのように無線端末１３の所在を推定することが可能になる。

ところで、図２に示す第１の動作例では、セル間の道路ルートが１通りの場合を示しているが、複数の道路ルートが存在する場合には、それぞれの道路距離を用いて移動速度を推定することになる。図３に示すように、例えばセルＢ，Ｈ間に距離の異なる２つの道路ルートがあり、セル間道路距離としてｂ１とｂ２を保持している場合、セルＥの通過時間（Ｔ_H −Ｔ_E ）だけからは道路ルートを特定できない。したがって、それぞれのセル間道路距離ｂ１，ｂ２に基づいて無線端末１３の移動速度Ｖ_E1，Ｖ_E2を計算する。
Ｖ_E1＝ｂ１／（Ｔ_H −Ｔ_E ）
Ｖ_E2＝ｂ２／（Ｔ_H −Ｔ_E ）

ここでは、セルＥの通過時間（Ｔ_H −Ｔ_E ）に対して、セル間道路距離ｂ１，ｂ２（ｂ１＜ｂ２）に応じた移動速度Ｖ_E1，Ｖ_E2（Ｖ_E1＜Ｖ_E2）が計算される。例えば、移動速度Ｖ_E1，Ｖ_E2が時速４ｋｍと時速13ｋｍであれば、移動端末１３の所有者はセルＢ−Ｅ−Ｈの短い方の距離ｂ１の道路を徒歩で移動したか、長い方の距離ｂ２の道路を例えば自転車で移動したものと推定できる。また、自転車で移動することが想定できなければ、セルＢ−Ｅ−Ｉの距離ｂ１の道路を徒歩で移動したものと特定できる。

また、図４に示すように、例えばセルＢ，Ｉ間の２つの道路ルートが一般道路と高速道路の場合でセル間道路距離ｄ１，ｄ２に大差がない場合、セルＥの通過時間（Ｔ_I −Ｔ_E ）に対してほぼ同じ移動速度として計算される。その場合には、計算された移動速度が例えば時速40ｋｍであれば一般道路を移動し、例えば時速80ｋｍであれば高速道路を移動したものと推定することができる。

また、各セルごとに道路や鉄道以外の移動手段（例えば運河のフェリー、高速鉄道等）があれば、それぞれの移動手段に応じた移動距離を保持しておき、それぞれの移動距離とセルの通過時間を用いて移動速度を推定し、さらに得られた移動速度から移動手段を特定するようにしてもよい。

なお、以上の説明におけるセル間道路距離やセル間鉄道距離などに代えて、セル半径またはセル直径にハンドオーバしたセルの位置関係に応じた所定の係数を乗算した値を用いてもよい。例えば、図２においてセルＢ−Ｅ−Ｉ、Ｂ−Ｅ−Ｆ、Ｂ−Ｅ−Ｈを通過する場合にはセルＥのセル直径を移動距離として用い、セルＢ−Ｅ−Ｃ、Ｂ−Ｅ−Ｄを通過する場合にはセルＥのセル直径より短い値（例えばセル半径）を移動距離として用いてもよい。

１１ ネットワーク
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 無線基地局
１３ 無線端末
１４ 行動推定装置

Claims (3)

1. 隣接する通信エリアの一部が重複する通信エリアをそれぞれ形成する複数の無線基地局と、
   前記通信エリア内の無線基地局に接続し、隣接する通信エリアを移動する際にハンドオーバ処理を行って次の無線基地局に接続する無線端末と
   を備えた無線通信システムにおいて、
   前記複数の無線基地局とネットワークを介して接続され、前記通信エリアごとに隣接通信エリア間の移動手段に対する移動距離情報を保持する行動推定装置を備え、
   前記無線基地局は、接続中の前記無線端末の在圏情報およびハンドオーバ時刻の情報を前記ネットワークを介して前記行動推定装置に送信する手段を備え、
   前記行動推定装置は、受信する前記無線端末の在圏情報およびハンドオーバ時刻に応じて通過する通信エリアの通過時間を算出し、当該通信エリアの通過時間と当該通信エリアの移動手段に対する移動距離とから当該通信エリアの移動速度および対応する移動手段を推定する手段を備えた
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記行動推定装置は、前記無線端末が通過する通信エリアの移動手段と移動距離の組み合わせが複数あるときに、それぞれの移動距離に対する移動速度を算出し、それぞれの移動速度と移動距離に対する移動手段との組み合わせの中から１つを選択する
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記行動推定装置は、前記移動手段の運行時刻情報または通信エリア内の施設情報を加えて前記移動手段あるいは前記無線端末の所在を推定する
   ことを特徴とする無線通信システム。

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