特開 2024-34876 通信制御装置及び通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024034876

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】通信制御装置及び通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04W 36/30 20090101AFI20240306BHJP

   H04W 36/04 20090101ALI20240306BHJP

   H04W 36/08 20090101ALI20240306BHJP

   H04W 36/38 20090101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

H04W36/30

H04W36/04

H04W36/08

H04W36/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022139420

(22)【出願日】2022-09-01

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、総務省、令和４年度における第５世代移動通信システムの更なる高度化に向けた研究開発の委託事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】313005318

【氏名又は名称】パナソニックコネクト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上杉 充

(72)【発明者】

【氏名】浅野 弘明

(72)【発明者】

【氏名】上野 剛

(72)【発明者】

【氏名】大植 裕司

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067EE02

5K067EE10

5K067HH22

5K067HH23

5K067JJ53

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ユーザ端末との良好な通信品質を確保しながら、通信先の切り替えを行うことのできる通信制御装置及び通信システムを提供する。
【解決手段】ユーザ端末７の通信先の切り替えを指示する通信制御装置４であって、プロセッサ２６と、ユーザ端末と通信先との間の通信品質を示す通信品質マップを保持する記憶装置２４と、を備え、プロセッサは、ユーザ端末の位置と、記憶装置に保持された通信品質マップと、に基づいて、ユーザ端末に通信先の切り替えを指示する構成とする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザ端末の通信先の切り替えを指示する通信制御装置であって、
プロセッサと、前記ユーザ端末と前記通信先との間の通信品質を示す通信品質マップを保持する記憶装置と、を備え、
前記プロセッサは、前記ユーザ端末の位置と、前記記憶装置に保持された前記通信品質マップと、に基づいて、前記ユーザ端末に前記通信先の切り替えを指示する通信制御装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、前記通信品質マップから、前記ユーザ端末の位置における通信品質を取得し、取得した前記ユーザ端末の位置における通信品質に基づいて、前記通信先の切り替えを指示する請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、所定の予測時間の経過後の前記ユーザ端末の予測位置を取得し、前記通信品質マップから前記予測位置における通信品質を取得し、取得した前記予測位置における通信品質に基づいて、前記通信先の切り替えを指示する請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、前記ユーザ端末の速度に基づいて、前記予測時間を設定する請求項３に記載の通信制御装置。

【請求項5】

前記通信先として前記ユーザ端末と通信可能なアクセスポイントを含み、
前記プロセッサは、前記アクセスポイントの周辺に係る周辺情報を取得し、前記周辺情報に基づいて、前記通信品質マップを補正する請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項6】

前記プロセッサは、前記周辺情報に基づいて、前記アクセスポイントからの電波が遮られる遮断領域に係る情報を取得し、取得した前記遮断領域に係る前記情報に基づいて、前記通信品質マップを補正する請求項５に記載の通信制御装置。

【請求項7】

前記ユーザ端末は道路を移動する移動体に搭載され、
前記アクセスポイントはそれぞれ前記道路の路側に設けられた路側機であり、
前記プロセッサは、前記周辺情報を、前記路側に設けられたセンサによって取得する請求項５に記載の通信制御装置。

【請求項8】

前記プロセッサは、前記アクセスポイントを切り替えることによって、前記アクセスポイントと前記ユーザ端末との間の通信が確保できるか否かを判定し、できないと判定した場合には、前記ユーザ端末に広域通信へ切り替えることを指示する請求項５に記載の通信制御装置。

【請求項9】

前記プロセッサは、前記周辺情報を時刻の経過とともに繰り返し取得し、取得した前記周辺情報に基づいて、前記通信品質マップを時刻の経過とともに繰り返し補正する請求項５に記載の通信制御装置。

【請求項10】

前記プロセッサは、前記周辺情報を時刻の経過とともに繰り返し取得し、取得した前記周辺情報に基づいて前記アクセスポイントからの電波が、前記アクセスポイントの周辺の物体によって遮られる遮断領域に係る情報を時刻の経過とともに繰り返し取得し、前記通信品質マップを時刻の経過とともに繰り返し補正する請求項５に記載の通信制御装置。

【請求項11】

前記プロセッサは、前記ユーザ端末から通信品質に係る情報を取得して、前記通信品質マップを補正する請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項12】

請求項１～請求項１１のいずれか１つの項に記載の前記通信制御装置を複数含む通信システムであって、
前記プロセッサは、前記記憶装置に記憶された前記通信品質マップと、他の前記通信制御装置から取得した前記通信品質マップとを用いて、前記通信先の切り替えを指示する通信システム。

【請求項13】

前記プロセッサは、前記通信品質マップにおいて通信品質が良好となる領域と、他の前記通信制御装置から取得した前記通信品質マップの通信品質が良好となる領域とが重なっている場合に、前記アクセスポイントの切り替えを指示する請求項１２に記載の通信システム。

【請求項14】

前記ユーザ端末と、請求項１～請求項１１のいずれか１つの項に記載の前記通信制御装置とを含む通信システムであって、
前記ユーザ端末は、前記通信先の切り替えの指示を受け付けたときに、切替先の通信品質が、切替前の通信品質よりも低い場合には、前記通信先の切り替えを実施しない通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ユーザ端末が通信するべき通信先の切り替えを行うための通信制御装置、及び、通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

モバイルネットワークの分野では、５Ｇ（第５世代移動体通信システム）が商用化の段階にある。５Ｇは、高速かつ大容量にデータの送受信を行うことができるという利点を備えている。

【0003】

５Ｇを用いて、大容量にデータを一つのサーバに送信して処理を行うように構成すると、そのサーバに負荷がかかり、５Ｇの利点を生かすことができなくなる。そのため、データや情報の生成および利用ならびにそれらの送受信が特定のエリア内のみで完結するようないわゆる地産地消型のネットワークを構成することが考えられている。

【0004】

高速かつ大容量の通信を実現するため、５Ｇでは、従来利用されている周波数帯に比べてより高い周波数帯（例えば、４０ＧＨｚ帯、７０ＧＨｚ帯）の利用が検討されている。しかしながら、利用される周波数が高くなると、電波伝搬特性によって電波の減衰が大きくなる。そのため、１つの基地局（または、アクセスポイント）によってカバーできるサービスエリアがより小さくなるという問題がある。

【0005】

そのため、ユーザ端末の位置に応じたアクセスポイントの変更が頻繁に行われることになり、例えば、複数の基地局間の無線通信によるマルチホップ通信の通信経路もまた変更する必要がある。そこで、エッジサーバを配置したネットワークにおいて、エッジサーバとユーザ端末との通信に用いられる無線通信経路を適切に構築することができるネットワーク制御装置が開発されている（例えば、特許文献１）。

【0006】

同様に、移動局の位置及び移動方向情報を用いて通話中チャネル切り替えを行う無線通信システムが公知である（例えば、特許文献２）。特許文献２の無線通信システムでは、移動局の位置情報と予め地理的に設定される位置との比較により次の基地局への切り替え動作を開始する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０２１－５７７３８号公報

【特許文献2】特開平１１－６９４１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

５Ｇでは、利用される周波数が高くなると、アクセスポイントがカバーできるサービスエリアが小さくなる。また、アクセスポイントに設けられるアンテナの形状やその指向性などによって、良好な通信品質が得られる範囲は複雑な形状をなす。そのため、ユーザ端末との良好な通信品質を確保しつつ、ユーザ端末の位置に応じた適切なタイミングで、通信先を切り替えることのできる技術の開発が望まれている。

【0009】

そこで、本開示は、ユーザ端末との良好な通信品質を確保しながら、通信先の切り替えを行うことのできる通信制御装置及び通信システムを提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の通信制御装置は、ユーザ端末の通信先の切り替えを指示する通信制御装置であって、プロセッサと、前記ユーザ端末と前記通信先との間の通信品質を示す通信品質マップを保持する記憶装置と、を備え、前記プロセッサは、前記ユーザ端末の位置と、前記記憶装置に保持された前記通信品質マップと、に基づいて、前記ユーザ端末に前記通信先の切り替えを指示する構成とする。

【0011】

本開示の通信システムは、上記の通信制御装置を複数含む通信システムであって、前記プロセッサは、前記記憶装置に記憶された前記通信品質マップと、他の前記通信制御装置から取得した前記通信品質マップとを用いて、前記通信先の切り替えを指示する構成とする。

【0012】

本開示の通信システムは、前記ユーザ端末と、上記の前記通信制御装置とを含む通信システムであって、前記ユーザ端末は、前記通信先の切り替えの指示を受け付けたときに、切替先の通信品質が、切替前の通信品質よりも低い場合には、前記アクセスポイントの切り替えを実施しない構成とする。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、ユーザ端末との良好な通信品質を確保できるように、通信先の切り替えを行うことのできる通信制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係る路側機通信システムの全体構成図

【図2】ＮＷ制御サーバによるユーザ端末とエッジサーバとの通信経路の制御の一例を示す説明図

【図3】アクセスポイントの概略構成を示すブロック図

【図4】エッジサーバの概略構成を示すブロック図

【図5】ＮＷ制御サーバの概略構成を示すブロック図

【図6】ユーザ端末の概略構成を示すブロック図

【図7】第１実施形態に係る通信の切替処理の流れを示すフロー図

【図8】通信品質マップの水平方向断面を示す説明図

【図9】通信品質マップの鉛直方向断面を示す説明図

【図10】２つのアクセスポイントに関する通信品質マップおよび通信品質の関係を示す説明図

【図11】第２実施形態に係るユーザ端末の概略構成を示すブロック図

【図12】第２実施形態に係る通信の切替処理を示すフロー図

【図13】第３実施形態に係るユーザ端末の概略構成を示すブロック図

【図14】第３実施形態に係る通信の切替処理の流れを示すフロー図

【発明を実施するための形態】

【0015】

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、ユーザ端末の通信先の切り替えを指示する通信制御装置であって、プロセッサと、前記ユーザ端末と前記通信先との間の通信品質を示す通信品質マップを保持する記憶装置と、を備え、前記プロセッサは、前記ユーザ端末の位置と、前記記憶装置に保持された前記通信品質マップと、に基づいて、前記ユーザ端末に前記通信先の切り替えを指示する構成とする。

【0016】

これによると、通信品質マップを利用することにより、良好な通信品質を確保できるように、通信先の切り替えを行うことが可能となる。

【0017】

また、第２の発明は、前記プロセッサは、前記通信品質マップから、前記ユーザ端末の位置における通信品質を取得し、取得した前記ユーザ端末の位置における通信品質に基づいて、前記通信先の切り替えを指示する構成とする。

【0018】

これによると、ユーザ端末の位置に基づいて通信先の切り替えを適切に行うことが可能となる。

【0019】

また、第３の発明は、前記プロセッサは、所定の予測時間の経過後の前記ユーザ端末の予測位置を取得し、前記通信品質マップから前記予測位置における通信品質を取得し、取得した前記予測位置における通信品質に基づいて、前記通信先の切り替えを指示する構成とする。

【0020】

これによると、ユーザ端末が移動する場合でも、ユーザ端末の予測位置に基づいて、通信先を切り替えることが可能となる。

【0021】

また、第４の発明は、前記プロセッサは、前記ユーザ端末の速度に基づいて、前記予測時間を設定する構成とする。

【0022】

これによると、ユーザ端末の速度に応じて、予測時間を適切に設定することが可能となる。

【0023】

また、第５の発明は、前記通信先として前記ユーザ端末と通信可能なアクセスポイントを含み、前記プロセッサは、前記アクセスポイントの周辺に係る周辺情報を取得し、前記周辺情報に基づいて、前記通信品質マップを補正する構成とする。

【0024】

これによると、アクセスポイントの周辺状況に応じて通信品質マップが補正されるため、周辺状況に応じたアクセスポイントの切り替えが可能となる。

【0025】

また、第６の発明は、前記プロセッサは、前記周辺情報に基づいて、前記アクセスポイントからの電波が遮られる遮断領域に係る情報を取得し、取得した前記遮断領域に係る前記情報に基づいて、前記通信品質マップを補正する構成とする。

【0026】

これによると、アクセスポイントからの電波の遮断される場合においても、周辺状況に応じたアクセスポイントの切り替えが可能となる。

【0027】

また、第７の発明は、前記ユーザ端末は道路を移動する移動体に搭載され、前記アクセスポイントはそれぞれ前記道路の路側に設けられた路側機であり、前記プロセッサは、前記周辺情報を、前記路側に設けられたセンサによって取得する構成とする。

【0028】

これによると、アクセスポイントの周辺情報を適切に取得することが可能となる。

【0029】

また、第８の発明は、前記プロセッサは、前記アクセスポイントを切り替えることによって、前記アクセスポイントと前記ユーザ端末との間の通信が確保できるか否かを判定し、できないと判定した場合には、前記ユーザ端末に広域通信へ切り替えることを指示する構成とする。

【0030】

これによると、アクセスポイントとの通信が確保できなくなる場合に、ユーザ端末への広域通信への切り替え指示が行われるため、ユーザ端末の外部への通信が確保できなくなることを防止することが可能となる。

【0031】

また、第９の発明は、前前記プロセッサは、前記周辺情報を時刻の経過とともに繰り返し取得し、取得した前記周辺情報に基づいて、前記通信品質マップを時刻の経過とともに繰り返し補正する構成とする。

【0032】

これによると、アクセスポイントの周辺状況が時刻の経過とともに変化する場合においても、通信品質マップが時刻の経過とともに繰り返し補正されるため、周辺状況の変化に応じたアクセスポイントの切り替えが可能となる。

【0033】

また、第１０の発明は、前記プロセッサは、前記周辺情報を時刻の経過とともに繰り返し取得し、取得した前記周辺情報に基づいて前記アクセスポイントからの電波が、前記アクセスポイントの周辺の物体によって遮られる遮断領域に係る情報を時刻の経過とともに繰り返し取得し、前記通信品質マップを時刻の経過とともに繰り返し補正する構成とする。

【0034】

これによると、アクセスポイントからの電波の遮断状況が時刻の経過とともに変化する場合においても、その変化に応じて通信品質マップが補正されるため、周辺状況の変化に応じたアクセスポイントの切り替えが可能となる。

【0035】

また、第１１の発明は、前記ユーザ端末から通信品質に係る情報を取得して、前記通信品質マップを補正する構成とする。

【0036】

これによると、ユーザ端末の電波状況に応じて、通信品質マップが補正されるため、より現実の電波強度に即したアクセスポイントの切り替えが可能となる。

【0037】

また、第１２の発明は、上記の通信制御装置を複数含む通信システムであって、前記プロセッサは、前記記憶装置に記憶された前記通信品質マップと、他の前記通信制御装置から取得した前記通信品質マップとを用いて、前記通信先の切り替えを指示する構成とする。

【0038】

これによると、通信先の通信品質を考慮した通信先の切り替えが可能となる。

【0039】

また、第１３の発明は、前記プロセッサは、前記通信品質マップにおいて通信品質が良好となる領域と、他の前記通信制御装置から取得した前記通信品質マップの通信品質が良好となる領域とが重なっている場合に、前記アクセスポイントの切り替えを指示する構成とする。

【0040】

これによると、アクセスポイント間の通信の切り替えを良好に行うことが可能となる。

【0041】

また、第１４の発明は、前記ユーザ端末と、上記の前記通信制御装置とを含む通信システムであって、前記ユーザ端末は、前記通信先の切り替えの指示を受け付けたときに、切替先の通信品質が、切替前の通信品質よりも低い場合には、前記通信先の切り替えを実施しない構成とする。

【0042】

これによると、通信先の切り替えによる通信品質の低下を防止することが可能となる。

【0043】

以下、本開示の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

【0044】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る通信システムの全体構成図である。

【0045】

通信システム（システム１と略称する。路側機通信システムともいう。）は、マクロセル基地局２、スモールセル基地局３、アクセスポイント４（又は基地局）、エッジサーバ５、ネットワーク制御サーバ（ＮＷ制御サーバ６と略称する。）、及びユーザ端末７を備える。

【0046】

システム１が適用されるネットワークでは、複数のスモールセル基地局３の通信エリアであるスモールセルエリア１１が、マクロセル基地局２の通信エリアであるマクロセルエリア１２上にそれぞれ重畳される。

【0047】

マクロセル基地局２は、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）などのＵＨＦ帯（周波数：３００ＭＨｚ～３ＧＨｚ）を代表とするより大きなセルを構築しやすい周波数帯を利用して無線通信を行うものである。マクロセル基地局２は、制御信号を伝送するための制御プレーン（ＣＰｌａｎｅ）の基地局となる。また、マクロセル基地局２は、ユーザデータを伝送するためのユーザプレーン（Ｕ－Ｐｌａｎｅ）の基地局として使用される場合もある。

【0048】

スモールセル基地局３は、例えば低ＳＨＦ帯（周波数：３ＧＨｚ～６ＧＨｚ）などのマクロセル基地局２よりも高い周波数を利用して無線通信を行うものである。なお、スモールセル基地局３は、高ＳＨＦ帯（周波数：６ＧＨｚ～３０ＧＨｚ帯）を利用するものであってもよい。スモールセル基地局３は、ユーザプレーンの基地局として使用される。

【0049】

アクセスポイント４（通信制御装置の一例）は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）による比較的小容量の無線通信や、ＷｉＧｉｇ（登録商標）による比較的大容量の無線ＬＡＮ通信を行うものである。アクセスポイント４の通信エリア１３は、スモールセルエリア１１及びマクロセルエリア１２の少なくとも一方に重畳される。

【0050】

ただし、アクセスポイント４は、スモールセル基地局３よりも高い周波数帯を利用して無線通信を行うマイクロセル基地局であってもよい。その場合、アクセスポイント４による無線通信は、５ＧのＮＲ（New Radio）となる高ＳＨＦ帯またはＥＨＦ帯（ここでは、２８ＧＨｚ帯、４０ＧＨｚ帯、及び７０ＧＨｚ帯など）を利用して行うことができる。また、複数のアクセスポイント４には、そのようなマイクロセル基地局と、無線ＬＡＮ通信を行う基地局とがともに含まれてもよい。アクセスポイント４としてマイクロセル基地局が用いられる場合、通信エリア１３は、マイクロセル基地局の通信エリアであるマイクロセルに相当する。

【0051】

システム１では、複数のＲＡＴ（無線通信方式）が混在する通信環境、いわゆるヘテロジーニアスネットワークが構成される。マクロセル基地局２、スモールセル基地局３、及び一部のアクセスポイント４は、コアネットワーク１５及びインターネット１６からなる有線ネットワークに有線接続されている。コアネットワーク１５には、ＬＴＥのコアネットワークに相当するＥＰＣ（Evolved Packet Core）を構成するＭＭＥ（Mobility Management Entity）、Ｓ－ＧＷ（Serving Gateway）、及びＰ－ＧＷ（Packet data network Gateway）や５Ｇのコアネットワークに相当する５ＧＣ(5G Core network)を構成するＡＭＦ（Access and Mobility Management Function）、及びＵＰＦ（User Plane Function）などが含まれる。また、システム１において、マクロセル基地局２、スモールセル基地局３、アクセスポイント４、エッジサーバ５、ＮＷ制御サーバ６、及びユーザ端末７の数や配置は適宜変更することが可能である。

【0052】

エッジサーバ５は、移動するユーザ端末７と物理的に近い位置において、ユーザ端末７に提供するサービスとして種々のアプリケーション（プログラム）を実行する。各エッジサーバ５の配置には、特に制限はないが、ここではアクセスポイント４のいずれかに接続される。

【0053】

ＮＷ制御サーバ６（ネットワーク制御装置）は、システム１が適用されたネットワークにおけるエッジサーバ５とユーザ端末７との通信に用いられる通信経路を制御する。ＮＷ制御サーバ６は、コアネットワーク１５に接続される。ただし、ＮＷ制御サーバ６は、コアネットワーク１５の一部を構成してもよいし、インターネット１６に接続されてもよい。

【0054】

ユーザ端末７は、各ユーザ（図示せず）によって携帯されるスマートフォンやタブレット端末などの無線通信機能を有する情報機器である。ユーザ端末７は、マクロセル基地局２、スモールセル基地局３、及びアクセスポイント４にそれぞれ無線接続することができる。また、ユーザ端末７は、それらマクロセル基地局２、スモールセル基地局３、及びアクセスポイント４を介してエッジサーバ５と通信することにより、エッジサーバ５のアプリケーションを利用することができる。また、ユーザ端末７は、コアネットワーク１５及びインターネット１６からなる有線ネットワークを介して任意のサーバ（図示せず）と通信することにより、当該サーバのアプリケーションを利用することもできる。

【0055】

図２は、ＮＷ制御サーバ６によるユーザ端末７とエッジサーバ５との通信経路の制御の一例を示す説明図である。図２（Ａ）は、従来の通信経路（比較例）であり、図２（Ｂ）は、ＮＷ制御サーバ６によって構築された通信経路である。

【0056】

図２では、有線ネットワークの接続点１８を起点としてツリー状またはメッシュ状に複数のアクセスポイント４が配置されている。各アクセスポイント４は、無線通信によって相互に接続されることにより、バックホールを形成する。なお、図２では、アクセスポイント４を相互に区別するために符号ＡＰ１－ＡＰ１２が付されている。

【0057】

図２（Ａ）では、ユーザ端末７とエッジサーバ５との通信において、無線品質を基準にアクセスポイントが選択される例が示されている。この場合、ユーザ端末７は、最も高い無線品質を得られる近隣のアクセスポイントＡＰ１を接続先として選択するため、結果として、より多くのアクセスポイントＡＰ１－ＡＰ９を介してエッジサーバ５と通信を行う必要が生じる。図２（Ａ）では、ユーザ端末７とエッジサーバ５との通信経路Ｒ１には、各アクセスポイントを有線ネットワークの接続点１８に接続するためのバックホールを利用することになる。

【0058】

これに対し、図２（Ｂ）では、エッジサーバ５が接続されたアクセスポイントＡＰ９を含む複数のアクセスポイントＡＰ９－ＡＰ１２がグループ化される（図中の破線の円を参照）。また、ＮＷ制御サーバ６は、それらグループ化されたアクセスポイントＡＰ９－ＡＰ１２によって無線通信経路Ｒ２、Ｒ３を形成する。更に、ＮＷ制御サーバ６は無線通信経路Ｒ２、Ｒ３を優先的に利用するようアクセス回線の接続先優先度を決定しユーザ端末７に提供する。これにより、ユーザ端末７は、アクセスポイントＡＰ１０またはＡＰ１１を接続先として選択し、無線通信経路Ｒ２、Ｒ３を利用してエッジサーバ５と通信することが可能となる。

【0059】

図３は、アクセスポイント４の概略構成を示すブロック図である。

【0060】

本実施形態では、アクセスポイント４は道路のわき（路側）や交差点に設置された路側機を構成する。だたし、アクセスポイント４は実質的に路側機を構成すればよく、例えば、既設の路側機およびそれと協働する通信装置から構成されてもよい。

【0061】

アクセスポイント４は、指向性通信部２１、バックホール通信部２２、有線通信部２３、記憶部２４、センシング部２５、及び制御部２６を備える。

【0062】

指向性通信部２１（通信装置の一例）は、ユーザ端末７と無線通信を行うための通信回路を備える。また、指向性通信部２１は、特定方向のみの電波を送受信可能な指向性のアンテナ２７を備える。アンテナ２７の指向性は、道路を走行する自動車等の移動体（移動体に搭載された通信装置）との通信を容易とするべく、アクセスポイント４の位置を基点として道路が存在する方向の感度を高めるように設定される。指向性通信部２１は、例えば、ビームフォーミング技術に基づき送信ビームを形成することにより特定方向の電波強度を高めることができる。なお、指向性通信部２１は、ユーザ端末７の移動（すなわち、移動体の移動）に応じて、特定方向（すなわち、送信ビームの方向）を変更することもできる。指向性通信部２１は、制御部２６とともにユーザ端末７と無線通信を行うための通信装置として機能し得る。

【0063】

バックホール通信部２２は、周辺のアクセスポイント４と無線通信を行うためのアンテナや回路を備える。これにより、複数のアクセスポイント４によるマルチホップ通信が行われ、ユーザ端末７とエッジサーバ５との通信に用いられる無線通信経路が形成される。

【0064】

有線通信部２３は、コアネットワーク１５との有線通信を行うための通信回路を備える。ただし、有線通信部２３は、必ずしも全てのアクセスポイント４に設けられる必要はなく、有線ネットワークの近隣のアクセスポイント４に必要に応じて設けられる。

【0065】

記憶部２４は、ユーザ端末７に関する情報、周辺にあるマクロセル基地局２、スモールセル基地局３、及び他のアクセスポイント４に関する情報、並びに制御部２６を構成するプロセッサで実行されるプログラムなどを記憶する。また、記憶部２４は、ユーザ端末７が搭載された移動体に関する情報や、アクセスポイント４とユーザ端末７との通信に関する通信情報を記憶することもできる。

【0066】

記憶部２４は更に、通信品質マップを記憶している。通信品質マップは、アクセスポイント４の通信可能領域内の各地点における通信相手（ここでは、ユーザ端末７）との無線通信の品質を示す。通信品質マップは、例えば、３次元上の各地点に対して、アクセスポイント４から放出される無線信号の強度が対応づけられたデータ群であってよい。また、通信品質マップは、各地点における無線信号の強度のヒートマップとして可視化され得る。通信品質マップは、アクセスポイント４の設置前や、アクセスポイント４の設置直後に、アクセスポイント４の周辺に物体（物標）がない状況下で、３次元の電磁界シミュレーションや、電磁波強度の測定などを行うことによって得られたものでもよい。

【0067】

センシング部２５（センサの一例）は、アクセスポイント４の周辺に存在する複数の物体を計測することにより計測データ（例えば、各物体における各計測点までの距離や方向）を生成するセンサを備える。センサとしては、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）技術に基づく光学式のセンサを用いることができる。センシング部２５によって生成される計測データには、各物体における複数の計測点に対応する３次元の点群データが含まれる。なお、センサとしては、ＬＩＤＡＲ技術に基づくセンサに限らず、例えばミリ波レーダや、ステレオカメラ、ソナーなどが単独または複数組み合わされて用いられてもよい。なお、センシング部２５は、装置（物理的要素）としては、アクセスポイント４における他の構成要素とは別体として設けられてもよい。

【0068】

制御部２６（制御装置の一例）は、無線品質測定部３１、位置情報取得部３２、経路接続部３３、無線制御部３４、有線制御部３５、測距部３６、周辺物体同定部３７、通信品質マップ生成部３８、及び通信切替指示部４０を備える。

【0069】

無線品質測定部３１は、他の周辺のアクセスポイント４との無線通信の品質を受信信号強度などの公知の指標に基づき測定する。また、無線品質測定部３１は、無線通信の品質の測定結果に基づき無線品質情報を生成する。

【0070】

位置情報取得部３２は、位置情報取得部３２自身が設けられたアクセスポイント４の位置情報を取得する。位置情報取得部３２は、自装置の位置を適宜測定することにより位置情報を取得するか、記憶部２４等に予め記憶された位置情報を用いることができる。

【0071】

経路接続部３３は、エッジサーバ５から受信する経路確立指示に基づき、ユーザ端末７とエッジサーバ５との通信に用いられる通信経路を確立する。経路接続部３３は、そのような通信経路の確立にあたり、バックホール通信部２２による無線通信を制御することにより、周辺のアクセスポイント４とのマルチホップ通信を実現する。

【0072】

無線制御部３４は、指向性通信部２１によるユーザ端末７との無線通信を制御する。無線制御部３４は、アクセスポイント４とユーザ端末７との間の通信を確立及び保持するための処理を行う。また、無線制御部３４は、ユーザ端末７との通信を確立する際に、ユーザ端末７との通信に関する通信情報を取得することができる。通信情報（ユーザ端末７に関する情報の一例）には、ユーザ端末７との通信によってアクセスポイント４で計測または取得した情報が含まれる。そのような情報には、ユーザ端末７からの電波の受信信号強度や、ユーザ端末７の端末ＩＤ（識別情報の一例）や、ユーザ端末７の位置情報、ユーザ端末７との距離、角度 など が含まれる。それらの情報は、アクセスポイント４において単独でまたは２以上が組み合わせて用いられる。

【0073】

有線制御部３５は、有線通信部２３による通信を制御する。また、有線制御部３５は、有線ネットワークにおける通信制御装置や、周辺にあるマクロセル基地局２やスモールセル基地局３との有線通信により、ユーザ端末７の接続先などに関する情報を交換することができる。

【0074】

測距部３６は、指向性通信部２１と通信するユーザ端末７の位置（アクセスポイント４からユーザ端末７までの距離や、アクセスポイント４を基点としたユーザ端末７の方向を含む）を推定する。測距部３６は、例えば、アクセスポイント４の送信ビームの方向とユーザ端末７との制御信号の往復転送時間に基づき、ユーザ端末７の位置を推定することができる。これにより、測距部３６は、その推定したユーザ端末７の位置に基づき、ユーザ端末７の位置情報を生成する。ユーザ端末７の位置情報は、移動体（すなわち、移動体に搭載されたユーザ端末７）の移動にともない適宜更新される。なお、測距部３６は、アクセスポイント４の周辺に位置する他のアクセスポイント４におけるユーザ端末７からの電波の受信信号強度の情報を取得することにより、各アクセスポイントの位置とそれに対応する受信信号強度とに基づきユーザ端末７の位置を推定してもよい。また、ユーザ端末７の位置情報としては、アクセスポイント４の送信ビームの方向のみの情報だけであってもよく、あるいはユーザ端末７との制御信号の往復転送時間に基づいて測定された距離情報だけであってもよい。

【0075】

周辺物体同定部３７は、センシング部２５によって取得された計測データに基づいて、アクセスポイント４周辺の物体（物標）の位置や外形を取得する。

【0076】

周辺物体同定部３７は、取得したアクセスポイント４周辺の移動体（物標）の位置や外形を、移動体の移動履歴（移動体に搭載されたユーザ端末７の移動履歴にも相当）として、記憶部２４に記憶する。

【0077】

周辺物体同定部３７は、更に、記憶部２４に記憶された移動体の移動履歴に基づき、移動体の速度、加速度等を算出し、所定時間先までの各時刻における、アクセスポイント４周辺の移動体の位置（以下、推定位置）や外形（すなわち、各移動体の将来の経路）を推定する。

【0078】

通信品質マップ生成部３８は、周辺物体同定部３７によって取得されたアクセスポイント４の周辺に位置する物体の位置や外形に基づいて、通信品質マップを補正することにより、更新された通信品質マップ（以下、更新通信品質マップ）を生成する。また、本実施形態では、更新通信品質として、周辺物体同定部３７によって推定される物体の位置や外形に基づき、将来における通信品質マップを生成可能に構成されている。

【0079】

例えば、通信品質マップ生成部３８は、周辺物体同定部３７によって同定された物体の位置と外形とに基づき、アクセスポイント４及びユーザ端末７の間で送受信される電波が遮蔽される遮蔽領域Ｚ（図８、図９を参照）を取得する。通信品質マップ生成部３８は、それぞれの通信品質マップのうち、遮蔽領域Ｚに対応する部分の無線品質を低下させて、それぞれの更新通信品質マップを生成するとよい。

【0080】

図８（Ａ）及び図９（Ａ）に示すように、初期の通信品質マップは、アクセスポイント４とユーザ端末７との通信品質を示す３次元のマップである。この初期の通信品質マップでは、アクセスポイント４の周辺に存在する物体（少なくとも移動体）の影響は考慮されていない。したがって、初期の通信品質マップは、アクセスポイント４が設置されたときに取得される。一方、図８（Ｃ）及び図９（Ｃ）に示すように、更新通信品質マップは、アクセスポイント４の周辺に位置する物体の位置や外形に基づいて、遮蔽領域Ｚに対応する部分を補正することにより得られる通信品質を示す３次元のマップであり、物体の移動に伴って変更される。

【0081】

本実施形態では、通信品質マップ生成部３８は、周辺物体同定部３７によって取得されたアクセスポイント４の周辺に位置する物体（特に、移動体）の将来の位置及びその外形に基づき、将来における各時刻の更新通信品質マップを生成することができる。通信品質マップ生成部３８は、将来における各時刻の更新通信品質マップを記憶部２４に記憶させることができる。

【0082】

通信切替指示部４０は、ユーザ端末７の将来の経路（所定の複数の予測時刻に対応する複数の到達地点を含む）を予測し、アクセスポイント４とユーザ端末７との通信品質より、他のアクセスポイント４の方が良好となる位置にユーザ端末７が到達するか否かを判定し、他のアクセスポイント４の方が良好となる位置に到達すると予測された場合には、ユーザ端末７に対して、到達予測時刻（あるいはその時刻より少し前の時刻）とともに通信先の切り替え（すなわち、他のアクセスポイント４へのハンドオーバ）を指示する。この切替指示には、通信品質が最も良好となるアクセスポイント４に係る情報（例えば、アクセスポイントID）が含まれているとよい。一方で、通信切替指示部４０は、各予測時刻における接続中のアクセスポイント４との通信品質に加え、通信先（ハンドオーバ先）の候補となる周辺のアクセスポイント４との通信品質を考慮し、ユーザ端末７の将来の経路が、良好でなくなる位置に到達すると推定された場合には、ユーザ端末７に対して、到達予測時刻（あるいはその時刻より少し前の時刻）とともに広域通信への切り替え（すなわち、マクロセル基地局２またはスモールセル基地局３への通信接続）を指示する。

【0083】

本実施形態では、通信切替指示部４０は、現在の時刻から所定時間（以下、予測時間）ずつ追加することによって予測時刻を設定する。すなわち、将来の経路を設定するための予測時刻の差が予測時間に対応する。通信切替指示部４０は、予測時間を、ユーザ端末７の移動速度に応じて設定する。詳細には、通信切替指示部４０は、予測時間を、ユーザ端末７の移動速度が高くなるにつれて短くなるように設定する。

【0084】

通信切替指示部４０は、例えば、更新通信品質マップを用いて、周辺物体同定部３７によって特定された移動体の推定位置（推定経路上の全ての位置）におけるユーザ端末７と、通信切替指示部４０を含むアクセスポイント４との通信で用いられる電波の強度（通信品質）を推定する。通信切替指示部４０は、推定された電波の強度が所定の閾値以上（通信品質が通信閾値以上と記載する）であるときには、ユーザ端末７は通信品質が良好な推定位置にあると判定することができる。通信切替指示部４０は、通信品質が良好でなくなる位置にユーザ端末７が到達するか否かを、ユーザ端末７と、通信品質が最も良好となるアクセスポイント４との通信で用いられる電波の強度が所定の電波閾値以下になるか否かに基づいて判定してもよい。

【0085】

通信切替指示部４０は、隣接する他のアクセスポイント４（同様の機能を有する周辺のアクセスポイント４）から当該他のアクセスポイント４の更新通信品質マップを適宜取得することができる。隣接するアクセスポイント４の更新通信品質マップの取得は、通信切替指示部４０が、隣接するアクセスポイント４に対して、ユーザ端末７の将来の経路（各予測時刻）に対応する更新通信品質マップを要求し、隣接するアクセスポイント４が対応する更新通信品質マップを送信することによって行われてもよい。また、隣接する他のアクセスポイント４の更新通信品質マップの取得は、他のアクセスポイント４が、所定時間ごとに取得した更新通信品質マップを、通信切替指示部４０に対して定期的に送信することによって行われてもよい。すなわち、更新通信品質マップの取得は、隣接するアクセスポイント４同士で、更新通信品質マップが相互に送信（交換）されることによって、行われてもよい。

【0086】

通信切替指示部４０は、所定時間後までの各時刻のユーザ端末７の位置と、自装置としてのアクセスポイント４の更新通信品質マップと、隣接するアクセスポイント４の更新通信品質マップとに基づき、各予測時刻におけるユーザ端末７との通信品質が最も良好となるアクセスポイント４を通信先（ハンドオーバ先）の候補として抽出する。ただし、自装置としてのアクセスポイント４の通信品質が最も良好となる場合には、所定時間が経過するまではそのまま通信が継続される。

【0087】

なお、上述の制御部２６における各部の機能の少なくとも一部は、１以上のプロセッサが所定の制御プログラムを実行することにより実現可能である。

【0088】

図４は、エッジサーバ５の概略構成を示すブロック図である。

【0089】

エッジサーバ５は、通信部４１、記憶部４２、及び制御部４３を備える。

【0090】

通信部４１は、自装置が接続されたアクセスポイント４と通信を行うための通信回路を備える。

【0091】

記憶部４２は、ユーザ端末７に関する情報、周辺にあるマクロセル基地局２、スモールセル基地局３、及びアクセスポイント４に関する情報、並びに制御部４３を構成するプロセッサで実行されるプログラムなどを記憶する。

【0092】

制御部４３は、経路確立指示部４５、トラフィック情報収集部４６、アクセスポイント動作指示部４７、通信制御部４８、及びアプリケーション部４９を備える。

【0093】

経路確立指示部４５は、ＮＷ制御サーバ６から受信する情報に基づき、アクセスポイント４に通信経路を確立させるための経路確立指示を送信する。

【0094】

トラフィック情報収集部４６は、ユーザ端末７とエッジサーバ５との通信に関し、無線通信経路を形成する各アクセスポイント４間のトラフィックの情報を収集する。なお、トラフィック情報収集部４６は、適宜省略されてもよい。

【0095】

アクセスポイント動作指示部４７は、ＮＷ制御サーバ６から受信する情報に基づき、アクセスポイント４に対して動作指示を送信する。そのような動作指示には、アクセスポイント４に対する起動または停止の指示が含まれる。なお、アクセスポイント動作指示部４７は、適宜省略されてもよい。

【0096】

通信制御部４８は、通信部４１による通信を制御する。また、通信制御部４８は、周辺のアクセスポイント４やユーザ端末７と必要な情報を交換する。

【0097】

アプリケーション部４９は、ユーザ端末７へのサービス内容に応じて種々のアプリケーションを実行する。アプリケーションによる処理には、例えば、スマート工場に設置されたセンサの出力（検出結果）の格納または提供や、交差点などの交通映像その他の検出情報の格納または提供などが含まれる。

【0098】

なお、上述の制御部４３における各部の機能の少なくとも一部は、１以上のプロセッサが所定の制御プログラムを実行することにより実現可能である。

【0099】

図５は、ＮＷ制御サーバ６の概略構成を示すブロック図である。

【0100】

ＮＷ制御サーバ６は、通信部５１、記憶部５２、及び制御部５３を備える。

【0101】

通信部５１は、コアネットワーク１５を介してエッジサーバ５やユーザ端末７と通信を行うための通信回路を備える。

【0102】

記憶部５２は、ユーザ端末７に関する情報、周辺にあるマクロセル基地局２、スモールセル基地局３、及びアクセスポイント４に関する情報、並びに制御部５３を構成するプロセッサで実行されるプログラムなどを記憶する。

【0103】

制御部５３は、情報収集部６１、グループ化部６２、経路設定部６３、トラフィック分析部６４、接続先優先度設定部６５、サービスエリア設定部６６、エッジサーバ動作制御部６７、アクセスポイント動作制御部６８、及び通信制御部６９を備える。

【0104】

情報収集部６１は、各アクセスポイント４から周辺機器情報を収集する。この周辺機器情報には、各アクセスポイント４間の無線通信の品質に関する無線品質情報、各アクセスポイント４の位置情報、及び各アクセスポイント４に接続されたエッジサーバ５の有無に関するエッジサーバ情報が含まれる。

【0105】

グループ化部６２は、収集された周辺機器情報に基づき、管理下にある複数のアクセスポイント４から、特定のエリアでネットワークを構成するアクセスポイント４を抽出し、それらをグループ化する。これにより、少なくとも１組以上のアクセスポイント４のグループが生成される。「特定のエリア」には、例えば、スマート工場内や、交差点を含む所定領域などが含まれる。なお、アクセスポイント４のグループの少なくとも一部は、オペレータによって設定されてもよい。また、グループ化部６２は、後述するトラフィック分析部６４によるトラフィックの分析結果に基づき、既存のアクセスポイント４のグループを再構成することができる。なお、本実施形態では、各アクセスポイント４は、それぞれ対応する路側機を構成し得る。

【0106】

経路設定部６３は、ユーザ端末７とエッジサーバ５との通信に用いられる１以上の無線通信経路を設定する。そのような無線通信経路は、グループ化されたアクセスポイント４のマルチホップ通信によって形成される。なお、そのような無線通信経路の少なくとも一部は、オペレータによって設定されてもよい。

【0107】

トラフィック分析部６４は、ユーザ端末７とエッジサーバ５との通信に用いられた無線通信経路におけるトラフィック情報をエッジサーバ５から順次取得する。それらの取得されたトラフィック情報は記憶部５２に蓄積される。また、トラフィック分析部６４は、蓄積されたトラフィック情報に基づき、例えば経路設定部６３によって設定された無線通信経路のトラフィックの分布を予測するなどのトラフィックの分析を行う。トラフィック分析部６４は、対象のグループに含まれないグループ外のアクセスポイント４を用いる迂回経路の検出を行うこともできる。

【0108】

接続先優先度設定部６５は、ユーザ端末７が利用するエッジサーバ５のサービスの種別に応じて、ユーザ端末７の接続先の候補の優先度を設定する。また、接続先優先度設定部６５は、設定した接続先の候補の優先度に基づき接続先優先度情報を生成する。ユーザ端末７の接続先の候補は、通常はアクセスポイント４のいずれかであるが、必要に応じてマクロセル基地局２やスモールセル基地局３が接続先の候補となり得る。また、接続先優先度情報には、接続先の候補の優先順位が含まれる。これに限らず、接続先優先度情報には、例えば、接続先の候補の優先順位を決定するための基準（ルール）に関する情報が含まれてもよい。

【0109】

サービスエリア設定部６６は、各アクセスポイント４からの周辺機器情報に基づき、それらのサービスエリア（通信エリアの範囲）を設定する。そのようなサービスエリアは、ユーザ端末７が利用するエッジサーバ５のサービスの種別に応じて設定される。また、サービスエリア設定部６６は、設定したサービスエリアの範囲に関するサービスエリア情報を生成する。なお、サービスエリア情報の少なくとも一部は、オペレータによって設定されてもよい。

【0110】

エッジサーバ動作制御部６７は、エッジサーバ５におけるアプリケーションの起動などを含めエッジサーバ５の動作を制御する。

【0111】

アクセスポイント動作制御部６８は、アクセスポイント４の起動および停止を含めアクセスポイント４の動作を制御する。

【0112】

通信制御部６９は、通信部５１による通信を制御する。また、通信制御部６９は、周辺のアクセスポイント４、エッジサーバ５、及びユーザ端末７と必要な情報を交換することができる。

【0113】

なお、上述の制御部５３における各部の機能の少なくとも一部は、１以上のプロセッサが所定の制御プログラムを実行することにより実現可能である。

【0114】

図６は、ユーザ端末７の概略構成を示すブロック図である。

【0115】

本実施形態では、ユーザ端末７は、移動体（ここでは、自動車）に搭載される端末装置である。ユーザ端末７は、例えば、自動車に設けられた車載器によって構成され得る。また、ユーザ端末７は、自動車のユーザ（運転者や乗員）によって携帯される携帯型のコンピュータであってもよい。

【0116】

ユーザ端末７は、無線通信部７１、記憶部７２、及び制御部７４を備える。

【0117】

無線通信部７１は、アクセスポイント４と無線通信を行うためのアンテナや通信回路を備える。また、無線通信部７１は、マクロセル基地局２やスモールセル基地局３との無線通信を行うためのアンテナや通信回路を備える。

【0118】

記憶部７２は、自装置に関する情報、周辺にあるマクロセル基地局２、スモールセル基地局３、及びアクセスポイント４に関する情報、並びに制御部７４を構成するプロセッサで実行されるプログラムなどを記憶する。

【0119】

制御部７４は、接続先選択部８１、アプリケーション部８２、及び無線制御部８３を備える。

【0120】

接続先選択部８１は、ＮＷ制御サーバ６から受信するグループ化情報、接続先優先度情報、及びサービスエリア情報に基づき、アクセスポイント４等の接続先を選択する。これにより、ユーザ端末７は、その選択された接続先及びそれを含む無線通信経路を介してエッジサーバ５と通信可能である。

【0121】

アプリケーション部８２は、ユーザ端末７で実行されるアプリケーションの内容に応じた処理を実行し、無線通信部７１を介してエッジサーバ５との間でアプリケーションデータを送受信する。

【0122】

無線制御部８３は、無線通信部７１によるアクセスポイント４との無線通信や、マクロセル基地局２及びスモールセル基地局３との無線通信を制御する。

【0123】

なお、上述の制御部７４における各部の機能の少なくとも一部は、１以上のプロセッサが所定の制御プログラムを実行することにより実現可能である。

【0124】

図７は、第１実施形態に係る通信の切替処理の流れを示すフロー図である。切替処理では、アクセスポイント４ａからの指示によってユーザ端末７の通信先の切り替えが実行される。切替処理は、制御部２６（プロセッサ）が所定のプログラム（切替プログラム）を実行することによって実現される。図８（Ａ）は、通信品質マップの水平方向断面図の例である。図８（Ｂ）は、センシング部２５によって取得された物体の位置や外形を示している。図８（Ｃ）は図８（Ａ）の通信品質マップを、センシング部２５の計測結果を考慮して補正することによって得られた最新通信の品質マップの水平方向断面図の例である。図９（Ａ）は、通信品質マップの鉛直方向断面図の例である。図９（Ｂ）は、センシング部２５によって取得された物体の位置や外形を示している。図９（Ｃ）は図９（Ａ）の通信品質マップを、センシング部２５の計測結果を考慮して補正することによって得られた更新通信品質マップの鉛直方向断面図の例である。

【0125】

図７に示す切替処理において、まず、ユーザ端末７は、アクセスポイント４に対して接続要求を送信する（ＳＴ１００）。アクセスポイント４ａは、ユーザ端末７から接続要求を受信し、ユーザ端末７との間の通信の接続を確立する（ＳＴ１０１）。このとき、アクセスポイント４は、接続要求を送信したユーザ端末７からその端末のＩＤを取得することができる。図７では、切替処理を実行する（すなわち、接続中の）アクセスポイント４ａと、それに隣接する（すなわち、ユーザ端末７の通信先の候補となる）１つのアクセスポイント４ｂとが存在する場合について説明する。ただし、アクセスポイント４ａの周辺には、隣接する他のアクセスポイント４が更に存在してもよい。

【0126】

次に、制御部２６は、記憶部２４に記憶された通信品質マップを取得する（ＳＴ１０２）。この通信品質マップには、ユーザ端末７の将来の経路（すなわち、各予測時刻）に対応する更新通信品質マップを生成するためのもとになる情報が含まれる。また、この通信品質マップには、切替処理を実行するアクセスポイント４ａの通信品質マップに加え、隣接する他のアクセスポイント４ｂから取得した更新通信品質マップも含まれる。図８（Ａ）及び図９（Ａ）には、切替処理を実行するアクセスポイント４ａ（すなわち、自装置としてのアクセスポイント４）の通信品質マップの例が示されている。図８（Ａ）及び図９（Ａ）では、通信品質マップは、通信品質が高くなるにつれて色が濃くなるヒートマップとして示されている。なお、他のアクセスポイント４ｂの更新通信品質マップについても、アクセスポイント４ａと同様に設定される。

【0127】

次に、制御部２６は、センシング部２５によるセンシングを行い、アクセスポイント４ａ周辺の物体を検出する（ＳＴ１０３）。図８および図９では、道路わきに設置されたアクセスポイント４ａの周辺に存在する物体として、自動車Ｖ１－Ｖ３および建物Ｂ１（静止物体の一例）が示されている。

【0128】

センシング部２５の測定可能領域（測定可能空間）は、指向性通信部２１の通信可能領域（通信可能空間）をカバーするように設定される。制御部２６はセンシング部２５による検出結果（例えば、点群データ）を公知の手法によって解析することによって、物体それぞれの代表位置や外形を取得する。

【0129】

図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）では、センシング部２５によって同定されたアクセスポイント４ａ周辺の物体の外形Ｙが四角の枠体によって示されている。

【0130】

その後、制御部２６はアクセスポイント４ａのアンテナ２７の位置や向き、その指向性などに基づき、取得した物体の外形を用いて、物体によって遮蔽され、アクセスポイント４ａからの電波が届かない影となる遮蔽領域Ｚを取得する。その後、制御部２６は、通信品質マップ（図８（Ａ）及び図９（Ａ））を、遮蔽領域Ｚに係る情報を用いて補正することによって、更新通信品質マップ（図８（Ｃ）及び図９（Ｃ））を生成する（ＳＴ１０４）。

【0131】

本実施形態では、制御部２６は、通信品質マップにおいて、アクセスポイント４ａから送信される電波の物体による遮蔽を考慮する（具体的には、遮蔽領域Ｚ内と、物体の外形Ｙの内部において、通信品質を低下させる）ことによって、更新通信品質マップを取得する。このように、通信品質マップをセンシング部２５による計測結果（取得された計測データ）に基づき補正して更新通信品質マップを構成するため、簡素な手法によって周辺状況に即した無線品質を取得することができる。

【0132】

続いて、制御部２６は、ステップＳＴ１０５において、センシング部２５によって取得された体それぞれの代表位置や外形に基づき、自動車Ｖ１－Ｖ３（すなわち、自動車Ｖ１－Ｖ３にそれぞれ搭載されたユーザ端末７）の現在位置を特定する。特定された現在位置は、それまでに特定された位置とともに自動車Ｖ１－Ｖ３の移動履歴として記憶部２４に記憶される。更に、制御部２６は自動車Ｖ１－Ｖ３の移動履歴に基づき、今後の自動車Ｖ１－Ｖ３がとると思われる経路を推定する。

【0133】

続いて、制御部２６は、ステップＳＴ１０６において、更新品質マップを用いて、その推定された経路上の各自動車Ｖ１－Ｖ３の全ての位置（すなわち、各予測時刻）について、アクセスポイント４ａ、４ｂとの間で良好な通信品質が得られるか否かを判定する（ＳＴ１０６）。

【0134】

図８および図９に示されたヒートマップでは、アクセスポイント４ａの通信可能領域が符号Ｅ１で示され、良好な通信品質の得られる領域が符号Ｅ２で示されている。したがって、ステップＳＴ１０６では、自動車Ｖ２、Ｖ３（すなわち、自動車Ｖ２、Ｖ３にそれぞれ搭載されたユーザ端末７）は、アクセスポイント４ａとの間で現時点では良好な通信品質の得られる位置にあるが、少し後には通信品質が良好でない領域に入ると予測されるため、良好な通信品質が得られなくなる時刻を予測し、その時刻（あるいはそれより少し前の時刻）を切替時刻とする。

【0135】

図１０に示すように、良好な通信品質の得られる領域は、隣り合う２つのアクセスポイント４ａ、４ｂとで重なるように構成されている。また、制御部２６は、アクセスポイント４ａの通信品質マップにおいて通信品質が良好となる領域と、他のアクセスポイント４ｂから取得した前記通信品質マップの通信品質が良好となる領域と重なっている場合に、アクセスポイント４ａ、４ｂの切替指示を行う。そのため、アクセスポイント４ａ、４ｂとの間の通信の乗り換えが途切れることなく、スムーズに行うことが可能となる。

【0136】

本実施形態では、制御部２６は、ステップＳＴ１０６において、各ユーザ端末７の推定経路上の全ての位置を取得し、それらの位置において、接続中のアクセスポイント４ａとのユーザ端末７の通信、及び隣接する他のアクセスポイント４ｂとのユーザ端末７の通信の少なくとも一方について、更新通信品質マップにおける通信品質が通信閾値以上であるときに、良好な通信品質が得られる位置にユーザ端末７がある（ＳＴ１０６でＹｅｓ）と判定する。制御部２６は、例えば図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、自動車Ｖ３について、推定された将来の経路上（図１０（Ａ）中の二点鎖線を参照）の各地点において、いずれかのアクセスポイント４ａ、４ｂにおいて通信閾値以上の通信品質が得られるかを判定する。ここでは、自動車Ｖ３の現在位置を点Ｐ０とし、点Ｐ３に到達するまでを推定された将来の経路とすると、ユーザ端末７は、その推定された将来の経路上の全ての地点において、図１０（Ｂ）に示すように、アクセスポイント４ａ、４ｂの少なくとも一方に対する通信品質が通信閾値以上となっている。

【0137】

そこで、制御部２６は、判定対象のユーザ端末７の推定された経路上（すなわち、各予測時刻）の全てにおいて、その接続中のアクセスポイント４ａとの通信品質が他のアクセスポイント４ｂと比べて良好か否かを判定する（ＳＴ１０７）。そこで、接続中のアクセスポイント４ａとの通信品質がより良好である場合（ＳＴ１０７でＹｅｓ）、再びステップＳＴ１０２に戻り、上述の場合と同様の処理が実行される。

【0138】

一方、ステップＳＴ１０７において、判定対象のユーザ端末７が推定された経路上において良好な通信品質が得られなくなる位置または他のアクセスポイント４ｂの通信品質がより良好となり、アクセスポイント４ｂへの切り替えが推奨される位置（切替推奨位置）に到達すると推定された場合（ＳＴ１０７でＮｏ）、アクセスポイント４ａは、そのユーザ端末７（図１０では、自動車Ｖ３に搭載されたユーザ端末７）に対してアクセスポイント４ｂの切り替えを指示する信号（通信先切替指令の一例）を送信する（ＳＴ１０８）。つまり、もしユーザ端末７の通信先の候補の１つである他のアクセスポイント４ｂとユーザ端末７との間で上記切替推奨位置における通信品質がアクセスポイント４ｂよりも良好である場合は、ユーザ端末７に対して他のアクセスポイント４ｂへの切り替え（通信接続）を、上記切り替え時刻とともに指示する。例えば図１０（Ａ）、（Ｂ）では、制御部２６は、所定時刻のステップＳＴ１０７の処理において、自動車Ｖ３（判定対象のユーザ端末７）について、他のアクセスポイント４ｂよりも良好な通信品質が得られなくなる位置（点Ｐ２）に到達すると推定する。これにより、制御部２６は、ステップＳＴ１０８において、その予測時刻より少し前の時刻（ここでは、自動車Ｖ３が点Ｐ１の位置ある時刻に相当）において、自動車Ｖ３に搭載されたユーザ端末７に対してアクセスポイント４ｂへの切り替えを指示する信号送信することができる。

【0139】

その切り替えを指示する信号を受信したユーザ端末７は、ハンドオーバの指示を受けた切り替え先の他のアクセスポイント４ｂに対して、現在接続中のアクセスポイント４ａから通信接続を切り替える（ＳＴ１１１）。これにより、ユーザ端末７によるアクセスポイント４ａからアクセスポイント４ｂへの切り替えが適切に行われる。このとき、アクセスポイント４ａのステップＳＴ１０１と同様に、アクセスポイント４ｂは、ユーザ端末７からハンドオーバの要求（接続要求）を受信し、ユーザ端末７との間で通信の接続を確立する（ＳＴ１１２）。その後は、アクセスポイント４ｂは、アクセスポイント４ａによる上述の一連の処理と同様の処理を実行する。

【0140】

一方、ステップＳＴ１０６において、アクセスポイント４ａは、推定経路上において接続中のアクセスポイント４ａとの判定対象のユーザ端末７の間の通信において良好な通信品質が得らない位置（切替推奨位置）に到達すると判断され、かつ隣接する他のアクセスポイント４ｂとの間でも上記切替推奨位置での通信品質が良好でない場合、そのユーザ端末７に対して、上記切替時刻とともに、広域通信への切り替え（ＲＡＴ切替）を指示する信号（通信先切替指令の一例）を送信する（ＳＴ１０９）。その切り替えを指示する信号を受信したユーザ端末７は、指定された切替時刻までの間にアクセスポイント切り替えのための準備をしておき、指定された切替時刻に現在接続中のアクセスポイント４ａから通信先をマクロセル基地局２またはスモールセル基地局３に切り替える（ＳＴ１１０）。これにより、ユーザ端末７がアクセスポイント４ａとの通信が確保できなくなる（例えば、ユーザ端末７が他の自動車の遮蔽領域Ｚに位置することによって電波が遮蔽される）より前に、ユーザ端末７への広域通信への切替指示が行われるため、瞬断をすることなくユーザ端末７の外部への通信が確保できなくなることを防止することができる。

【0141】

なお、自動車Ｖ３が点Ｐ３に到達した場合、アクセスポイント４ａの通信品質は通信閾値以下となるため、その周辺に切り替え可能なアクセスポイントが存在しない場合には、事前に広域通信への切り替えが必要となる。ただし、図１０に示す例では、アクセスポイント４ｂへの切り替えが行われるため、ユーザ端末７は広域通信に切り替えることなくアクセスポイント４ｂを介してより高い周波数帯を利用した通信を継続することができる。

【0142】

ユーザ端末７は、通信先がアクセスポイント４ｂに切り替わった後は、アクセスポイント４ｂでは、点Ｑにおいて、接続中のアクセスポイント４ａとの判定対象のユーザ端末７の間の通信において切替推奨位置に到達すると判断され、かつ隣接する他のアクセスポイントとの間でもユーザ端末７はその切替推奨位置での通信品質が良好でない（ここでは、他のアクセスポイントが存在しない）と判断されるため、点Ｑに到達する少し前の時刻において、そのユーザ端末７に対して、切替時刻とともに、広域通信への切り替えを指示する信号が送信される。

【0143】

このように、制御部２６は、アクセスポイント４ａの周辺状況に基づき、補正された更新通信品質マップを用いて通信切替の要否を判定する。アクセスポイント４ａの周辺に物体が存在し、無線信号が遮蔽される領域が動的に変化する状況であっても、その状況に即した通信切替が可能となる。

【0144】

図８（Ａ）及び図９（Ａ）に示すように、アクセスポイント４に指向性を有するアンテナ２７が設けられた場合、電波の照射方向に延びる軸線Ｌに沿って通信品質の良好となる領域Ｅ１、Ｅ２が形成される。そのため、図８（Ａ）及び図９（Ａ）に示すように、アクセスポイント４が路側に設けられ、近傍の道路上を走行する自動車Ｖ１～Ｖ３にユーザ端末７が設けられた場合、ユーザ端末７において得られる通信品質は、自動車Ｖ１～Ｖ３が軸線Ｌに近づくにつれて一旦高まり、軸線Ｌから離れるにつれて低下する。図８（Ａ）及び図９（Ａ）から理解できるように、通信品質の良好となるか否かは、アクセスポイント４とユーザ端末７との距離のみで判定することが難しい。本実施形態では、制御部２６は、通信品質マップを用いて、通信先の切り替えを指示するため、通信品質の良好となる領域Ｅ１、Ｅ２が複雑な形状をなす場合であっても、適切な通信先の切替指示が行われる。

【0145】

図８及び図９ではアクセスポイント４に設けられたアンテナ２７が正面方向に指向性を有する場合について示したが、この態様には限定されない。アクセスポイント４に設けられるアンテナ２７は正面を中心に左右または上下に指向方向を変更可能に構成され、アンテナ２７はその指向方向を左右または上下のいずれかの方向にスィープする機能を有していてもよい。

【0146】

本実施形態では、通信切替指示部４０は、予測時間を、ユーザ端末７の移動速度が速ければ速いほど、予測時間が短く設定される。そのため、ユーザ端末７の移動速度が高い場合であっても、通信品質の良好となる領域Ｅ１内において、通信品質の評価が行われる。よって、行うべき通信の切り替えが行われることなく、ユーザ端末７が通信品質の良好となる領域Ｅ１を通過することが防止できる。

【0147】

上記実施形態では、制御部２６は図７のＳＴ１０２～ＳＴ１０７を繰り返し実行する。これにより、制御部２６は周辺情報を時刻の経過とともに繰り返し取得し（ＳＴ１０３）、周辺情報に基づいて遮断領域に係る情報を時刻の経過とともに繰り返し取得する。その後、制御部２６は通信品質マップを時刻の経過とともに繰り返し補正し、更新通信品質マップを時刻の経過とともに繰り返し生成する（ＳＴ１０４）。このように、アクセスポイント４の周辺状況が時刻の経過とともに変化する場合においても、通信品質マップが時刻の経過とともに繰り返し補正されて、更新通信品質マップが生成されるため、周辺状況の変化に応じた通信切替が可能となる。

【0148】

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係るシステム１によるユーザ端末７の構成を示すブロック図である。第２実施形態のシステム１の構成に関し、アクセスポイント４、エッジサーバ５、ＮＷ制御サーバ６の構成、また、その他、特に言及しない事項については第１実施形態の場合と同様とする。また、第２実施形態を説明する図面では、第１実施形態に係るシステム１の各構成要素と同様の構成要素について同一の符号が付されている。

【0149】

第１実施形態に係るシステム１では、センシング部２５による検出結果（取得されたデータ）に基づき補正した更新通信品質マップに基づいて、ユーザ端末７にアクセスポイント４の切替指示が行われる。しかし、周辺に位置する物標や、天候などの種々の要因によっては、更新通信品質マップによって予測される通信品質と、ユーザ端末７とアクセスポイント４との間の通信品質との間に乖離が生じる場合がある。

【0150】

そこで、ユーザ端末７の制御部７４は、通信品質測定部８４を備えている。通信品質測定部８４は、自らが設けられたユーザ端末７及びアクセスポイント４との間の通信品質を測定する。

【0151】

また、通信品質測定部８４は、自らが設けられたユーザ端末７によって広域通信を行った場合の通信品質についても、測定可能に構成されている。

【0152】

図１２は、第２実施形態に係るシステム１による通信の切替処理の流れを示すフロー図である。

【0153】

ユーザ端末７は、アクセスポイント４から通信切替を指示する信号を受信すると、ユーザ端末７の制御部７４（プロセッサ）は、切替先の通信品質と、切替前の通信品質（すなわち、ユーザ端末７が通信しているアクセスポイント４の通信品質）とを比較する（ＳＴ３０１）。

【0154】

制御部７４は、切替先の通信品質が、切替元の通信品質よりも良好である場合には、指示に従い、切り替えを実施する（ＳＴ３０２）。

【0155】

一方、制御部７４は、切替先の通信品質が、切替前の通信品質よりも低い場合には、通信の切り替えを実施しない。これによって、アクセスポイント４の切り替えによって、通信品質が低下することを防止できる。

【0156】

制御部７４は、現在通信を行っているアクセスポイント４の間の通信品質が、切替先の通信品質よりも良好である場合には、通信の切り替えを実施せず、現在通信を行っているアクセスポイント４の間の通信を継続する。これにより、更新通信品質マップによって予測される通信品質が現実と乖離している場合においても、良好な通信品質を確保することが可能となる。

【0157】

（第３実施形態）
図１３は、第３実施形態に係るシステム１によるユーザ端末７の構成を示すブロック図である。第３実施形態のシステム１の構成に関し、アクセスポイント４、エッジサーバ５、ＮＷ制御サーバ６の構成、また、その他、特に言及しない事項については第１実施形態の場合と同様とする。また、第３実施形態を説明する図面では、第１実施形態に係るシステム１の各構成要素と同様の構成要素について同一の符号が付されている。

【0158】

第１実施形態に係るシステム１では、通信品質マップを、遮蔽領域Ｚを考慮して補正することによって更新通信品質マップを取得していた。しかし、アクセスポイント４周辺に位置する建物の変化などによって、更新通信品質マップが実際の通信品質の状況を反映しないことがある。

【0159】

そこで、第３実施形態において、ユーザ端末７の制御部７４は、第２実施形態と同様の通信品質測定部８４に加えて、通信品質通知部８５を備えている。通信品質通知部８５は、アクセスポイント４から通信品質の送信を要求する要求信号を受信すると、通信品質測定部８４によって取得した通信品質との関係を示すデータ（以下、実通信品質データ）を、例えば、テーブル形式のデータとして、アクセスポイント４に送信する。

【0160】

図１４は、第３実施形態に係るシステムによる通信の切替処理の流れを示すフロー図である。図１４に示すように、センシング部２５の検出結果に基づいて、アクセスポイント４の周辺に位置する物体の位置及び外形を取得した後（ＳＴ１０３）、ユーザ端末７に通信品質の送信を要求する要求信号を送信し、ユーザ端末７から実通信品質データを取得する（ＳＴ５０１）。

【0161】

その後、制御部２６は、アクセスポイント４の周辺に位置する物体の位置や外形、ユーザ端末７の位置、及び、実通信品質データに基づいて、通信品質マップを補正することにより、更新通信品質マップを生成する（ＳＴ５０２）。

【0162】

更新通信品質マップの取得が完了すると、制御部２６は、第１実施形態と同様、ユーザ端末７の位置を取得し、その経路を推定する。その後、制御部２６は、第１実施形態と同様に、生成した更新通信品質マップに基づいて、ユーザ端末７が推定された経路上において、いずれかのアクセスポイント４によって通信を行ったときに、良好な通信品質が得られるかを判定する（ＳＴ１０６）。得られると判定したときには、第１実施形態と同様に、制御部２６は本アクセスポイント４との通信が良好かを判定し、そうでない場合にはアクセスポイント４の切り替えをユーザ端末７に指示する（ＳＴ１０８）。いずれのアクセスポイント４によっても良好な通信品質が得られると判定したときには、ユーザ端末７に広域通信への切り替えを指示する（ＳＴ１０９）。

【0163】

このように、アクセスポイント４の制御部２６は、ユーザ端末７によって取得された実通信品質データに基づいて、更新通信品質マップを生成する。そのため、ユーザ端末７の電波状況に応じて、通信品質マップが補正されることになり、より現実の電波強度に即した通信の切り替えが可能となる。

【0164】

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。

【0165】

例えば、ユーザ端末７とエッジサーバ５との通信は、上述のようにアクセスポイント４間の無線通信に基づく無線通信経路によって実現されるが、本開示ではユーザ端末７とエッジサーバ５との通信に用いられる通信経路の一部に有線が用いられることを排除しない。

【0166】

上記実施形態では、制御部２６は、通信品質マップと、ユーザ端末７の位置とに基づいて、良好な通信品質が得られるか否かを判定していたが、ユーザ端末７の電波の受信範囲を考慮し、通信品質マップと、ユーザ端末７の受信品質マップとを、ユーザ端末７の位置と、ユーザ端末７の方向とに基づいて、良好な通信品質が得られるか否かを判定してもよい。このときには、制御部２６は、ユーザ端末７から姿勢に係る情報と、ユーザ端末７の受信品質マップとを取得するように構成されているとよい。ユーザ端末７の移動を考慮するときには、制御部２６はユーザ端末７が設けられた車両の旋回方向等を推定し、その旋回方向に合致するように受信品質マップを回転させるなどによって、受信品質マップを補正するように構成されているとよい。

【0167】

また、システム１において、ユーザ端末７が搭載される移動体が自動車である例を記載したがこの態様には限定されず、ユーザ端末７が搭載される移動体は通信の遮蔽が生じ得る任意の移動体であってよい。例えば、ユーザ端末７が搭載される移動体は、４輪自動車等の車両の他、バイク・自転車等の二輪車や、歩行者、トラクターや耕運機等の各種機械、走行装置を備えたロボットなど、道路を移動する任意の移動体であってよい。その他、ユーザ端末７が搭載される移動体は、船舶、航空機、ヘリコプター、ドローン等であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0168】

本開示に係る通信制御装置は、ユーザ端末と通信可能なアクセスポイントを備えたネットワークにおいて、ユーザ端末との良好な通信品質を確保できる効果を有し、アクセスポイントの切り替えを行うことのできる通信制御装置などとして有用である。

【符号の説明】

【0169】

１ ：通信システム
２ ：マクロセル基地局
３ ：スモールセル基地局
４ ：アクセスポイント（通信制御装置）
４ａ ：アクセスポイント
５ ：エッジサーバ
６ ：ＮＷ制御サーバ
７ ：ユーザ端末
１１ ：スモールセルエリア
１２ ：マクロセルエリア
１３ ：通信エリア
１５ ：コアネットワーク
１６ ：インターネット
１８ ：接続点
２１ ：指向性通信部
２２ ：バックホール通信部
２３ ：有線通信部
２４ ：記憶部（記憶装置）
２５ ：センシング部
２６ ：制御部（プロセッサ）
２７ ：アンテナ
３１ ：無線品質測定部
３２ ：位置情報取得部
３３ ：経路接続部
３４ ：無線制御部
３５ ：有線制御部
３６ ：測距部
３７ ：周辺物体同定部
３８ ：通信品質マップ生成部
４０ ：通信切替指示部
４１ ：通信部
４２ ：記憶部
４３ ：制御部
４５ ：経路確立指示部
４６ ：トラフィック情報収集部
４７ ：アクセスポイント動作指示部
４８ ：通信制御部
４９ ：アプリケーション部
５１ ：通信部
５２ ：記憶部
５３ ：制御部
６１ ：情報収集部
６２ ：グループ化部
６３ ：経路設定部
６４ ：トラフィック分析部
６５ ：接続先優先度設定部
６６ ：サービスエリア設定部
６７ ：エッジサーバ動作制御部
６８ ：アクセスポイント動作制御部
６９ ：通信制御部
７１ ：無線通信部
７２ ：記憶部
７４ ：制御部
８１ ：接続先選択部
８２ ：アプリケーション部
８３ ：無線制御部
８４ ：通信品質測定部
８５ ：通信品質通知部
ＡＰ１ ：アクセスポイント
ＡＰ１－ＡＰ９ ：アクセスポイント
ＡＰ１０ ：アクセスポイント
ＡＰ９ ：アクセスポイント
ＡＰ９－ＡＰ１２ ：アクセスポイント
Ｂ１ ：建物
Ｅ１ ：領域
Ｅ２ ：領域
Ｌ ：軸線
Ｒ１ ：通信経路
Ｒ２ ：無線通信経路
Ｒ３ ：無線通信経路
Ｖ１ ：自動車
Ｖ２ ：自動車
Ｖ３ ：自動車
Ｙ ：外形
Ｚ ：遮蔽領域

【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14】