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特許7571803通信システム、制御サーバ装置、基地局配置方法、及びプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-15
(45)【発行日】2024-10-23
(54)【発明の名称】通信システム、制御サーバ装置、基地局配置方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H04W 16/26 20090101AFI20241016BHJP
H04W 24/02 20090101ALI20241016BHJP
H04W 16/18 20090101ALI20241016BHJP
H04W 84/00 20090101ALI20241016BHJP
H04W 64/00 20090101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
H04W16/26
H04W24/02
H04W16/18
H04W84/00
H04W64/00
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022581058
(86)(22)【出願日】2021-02-09
(86)【国際出願番号】 JP2021004803
(87)【国際公開番号】W WO2022172336
(87)【国際公開日】2022-08-18
【審査請求日】2023-06-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004381
【氏名又は名称】弁理士法人ＩＴＯＨ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100124844
【弁理士】
【氏名又は名称】石原 隆治
(72)【発明者】
【氏名】中山 章太
(72)【発明者】
【氏名】村山 大輔
【審査官】松野 吉宏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１０２８７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０７５０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６
Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１、４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、前記制御サーバ装置が、エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させる通信システムであり、
前記制御サーバ装置は、２つの端末クラスタ間における端末装置の組毎の距離に基づいて端末クラスタ間の距離を算出し、端末クラスタ間の距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合して、新たな端末クラスタとする処理を、端末クラスタの数が所望の数になるまで繰り返すことにより、前記１以上の端末クラスタを生成する
通信システム。
【請求項2】
前記制御サーバ装置は、前記２つの端末クラスタにおける一方の端末クラスタにおける第１端末装置と、他方の端末クラスタにおける第２端末装置との間に遮蔽物が存在する場合において、前記第１端末装置と前記第２端末装置との間の距離を、当該遮蔽物の厚さ当たりの減衰量と当該遮蔽物の厚さを用いて算出する請求項１に記載の通信システム。
【請求項3】
前記制御サーバ装置は、前記１以上の端末クラスタにおける各端末クラスタに対して、見通し内の端末装置の数が最大となる位置、電波減衰量の合計が最小となる位置、又は、端末クラスタの重心の位置を前記可動基地局装置の位置として算出する請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項4】
前記制御サーバ装置は、前記端末クラスタの重心の位置を算出する際に、当該端末クラスタにおける各端末装置の重みを１として求めた初期重心位置と、ある端末装置との間に遮蔽物が存在する場合に、当該遮蔽物の減衰量に対する重みを当該端末装置に付加して、前記端末クラスタの重心の位置を算出する請求項３に記載の通信システム。
【請求項5】
制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける前記制御サーバ装置であって、エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成し、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出する基地局制御計算部と、
各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させる基地局制御部と、を備え、
前記基地局制御計算部は、２つの端末クラスタ間における端末装置の組毎の距離に基づいて端末クラスタ間の距離を算出し、端末クラスタ間の距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合して、新たな端末クラスタとする処理を、端末クラスタの数が所望の数になるまで繰り返すことにより、前記１以上の端末クラスタを生成する
制御サーバ装置。
【請求項6】
制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける基地局配置方法であって、前記制御サーバ装置が、エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成するステップと、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出するステップと、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させるステップと、を備え、
前記制御サーバ装置は、２つの端末クラスタ間における端末装置の組毎の距離に基づいて端末クラスタ間の距離を算出し、端末クラスタ間の距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合して、新たな端末クラスタとする処理を、端末クラスタの数が所望の数になるまで繰り返すことにより、前記１以上の端末クラスタを生成する
基地局配置方法。
【請求項7】
コンピュータを、請求項５に記載の制御サーバ装置における各部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信システムにおける可動基地局の設置方法に関連するものである。
【背景技術】
【0002】
大容量のシステム、高速なデータ伝送速度、低遅延、多数の端末の同時接続等を実現する５Ｇの導入が進められている。５Ｇでは、現在の移動通信で使用されている周波数帯に加えて、ミリ波帯のような高周波数帯が利用される（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】ドコモテクニカルジャーナル（Vol.26-1, P25-32）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
高周波数帯の電波は遮蔽の影響を大きく受けるため、空間環境の変化によって通信品質が低下する恐れがある。基地局を複数台設置しても、空間環境に応じた適切な場所に設置しないと、リソースを最大限有効活用できない場合がある。
【0005】
しかし、従来技術において、基地局を適切な場所に設置するためには、例えば、様々な場所に基地局を設置して、実際の通信品質を測定するなど、試行錯誤を繰り返すことが必要であり、手間と時間がかかっていた。
【0006】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、無線通信システムにおいて、簡易に基地局を適切な位置に配置することを可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
開示の技術によれば、制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、
前記制御サーバ装置が、エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させる通信システムであり、
前記制御サーバ装置は、２つの端末クラスタ間における端末装置の組毎の距離に基づいて端末クラスタ間の距離を算出し、端末クラスタ間の距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合して、新たな端末クラスタとする処理を、端末クラスタの数が所望の数になるまで繰り返すことにより、前記１以上の端末クラスタを生成する
通信システムが提供される。
前記制御サーバ装置が、エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させる通信システムであり、
前記制御サーバ装置は、２つの端末クラスタ間における端末装置の組毎の距離に基づいて端末クラスタ間の距離を算出し、端末クラスタ間の距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合して、新たな端末クラスタとする処理を、端末クラスタの数が所望の数になるまで繰り返すことにより、前記１以上の端末クラスタを生成する
通信システムが提供される。
【発明の効果】
【0008】
開示の技術によれば、無線通信システムにおいて、簡易に基地局を適切な位置に配置することを可能とする技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】棚や物品が置かれている倉庫等の場所を上から見た図である
【図2】システムスループットを示す図である。
【図3】棚や物品が置かれている倉庫等の場所を上から見た図である
【図4】システムスループットを示す図である。
【図5】本発明の実施の形態における無線通信システムの全体構成例を示す図である。
【図6】制御サーバの構成図である。
【図7】可動基地局の構成図である。
【図8】可動基地局が可動構造体に搭載される場合の例を示す図である。
【図9】制御サーバの動作例を示すフローチャートである。
【図10】可動基地局の動作例を示すフローチャートである。
【図11】装置のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
【0011】
例えば、下記の実施の形態における説明では、端末や基地局の位置として２次元の位置を例として用いているが、端末や基地局の位置として３次元の位置を使用してもよい。また、本明細書における基地局、可動基地局、端末、制御サーバはいずれも「装置」なので、これらを基地局装置、可動基地局装置、端末装置、制御サーバ装置と呼んでもよい。
【0012】
（実施の形態の概要）
本実施の形態における無線通信システムは、例えば２８ＧＨｚ帯やそれよりも高い周波数帯である高周波数帯の無線を利用した無線通信システムであることを想定している。ただし、本発明は、高周波数帯ではない周波数帯の無線通信システムにも適用可能である。
本実施の形態における無線通信システムは、例えば２８ＧＨｚ帯やそれよりも高い周波数帯である高周波数帯の無線を利用した無線通信システムであることを想定している。ただし、本発明は、高周波数帯ではない周波数帯の無線通信システムにも適用可能である。
【0013】
【0014】
図１は、棚や物品が置かれている倉庫等の場所を上から見た図である。図１に示すように、棚や物品等とともに、基地局１、２、及び複数の端末が配置されている。棚や物品は、無線通信（電波伝搬）に対する遮蔽物となる。特に、倉庫等では、棚や物品等の遮蔽物が定期的に移動し、高周波数帯の安定利用の妨げになる可能性がある。図２には、基地局１、基地局２ともにシステムスループットが低い状態が示されている。
【0015】
図１に示すような環境において、システムスループットを改善するために、基地局１、基地局２を適切な位置に配置する必要がある。そのために、本実施の形態では、「遮蔽物の位置・素材」、及び「端末の位置・数」を考慮し、簡易に最適に近い位置に配置するように基地局の設置位置及び端末の接続先の制御を行うこととしている。
【0016】
より具体的には、図３に示すように、遮蔽物の位置・素材等を考慮して端末をクラスタ化（端末クラスタを生成）し、それぞれの端末クラスタに対して最適な位置に基地局を配置するようにしている。図３の例では、クラスタ１に基地局１を配置し、クラスタ２に基地局２を配置している。このような制御により、図４に示すように各基地局のシステムスループットが向上する。
【0017】
本実施の形態において、基地局を移動させる方法はどのような方法であってもよいが、例えば、ドローン（又はその他の飛行体）に基地局を搭載し、ドローンを移動させることで基地局を移動させることができる。
【0018】
すなわち、本実施の形態により、ドローン等に基地局を搭載し、所定の場所（棚の上など）へ設置することで、移動前の基地局から見通しの無かった端末に対して見通しを確保し、システムスループットを向上させることができる。
【0019】
また、倉庫のように棚や物品が定期的に移動する環境において、基地局の追従性を向上させることができる。また、本実施の形態では、クラスタ間の相互影響を考慮しないため、計算量の削減を実現することが可能である。
【0020】
以下、本実施の形態のシステム構成と動作を詳細に説明する。
【0021】
（全体構成）
図５に、本実施の形態における無線通信システムの全体構成例を示す。図５に示すように、本実施の形態に係る無線通信システムは、制御サーバ１００、可動基地局２００、端末３００、空間情報ＤＢ（データベース）４００を有する。可動基地局２００と端末３００はそれぞれ１つのみ示されているが、それぞれ複数台存在してもよい。
図５に、本実施の形態における無線通信システムの全体構成例を示す。図５に示すように、本実施の形態に係る無線通信システムは、制御サーバ１００、可動基地局２００、端末３００、空間情報ＤＢ（データベース）４００を有する。可動基地局２００と端末３００はそれぞれ１つのみ示されているが、それぞれ複数台存在してもよい。
【0022】
制御サーバ１００は、クラウド上に配置されていてもよいし、可動基地局２００とともにネットワーク（無線ＬＡＮあるいは有線ＬＡＮ等）上に配置されてもよい。空間情報ＤＢ４００も同様にクラウド上に配置されていてもよいし、上記ネットワーク上に配置されていてもよい。
【0023】
空間情報ＤＢ４００には、遮蔽物の情報や端末の情報が格納されている。より具体的には、空間情報ＤＢ４００には、各遮蔽物に関して、例えば、形（厚さなどを含む）、エリア内の位置、材質、単位厚さ当たりの減衰量等が格納されている。なお、単位厚さ当たりの減衰量については、制御サーバ１００において、材質から計算することとしてもよい。また、空間情報ＤＢ４００には、各端末に関して、例えば、現在の位置、接続先の基地局等が格納されている。
【0024】
制御サーバ１００は空間情報ＤＢ４００から情報を取得し、取得した情報に基づいて、可動基地局２００を制御する。
【0025】
可動基地局２００は制御サーバ１００と通信が可能な位置に配置され、端末３００を収容する。端末３００は、可動基地局２００に接続し、可動基地局２００を介してローカルネットワークやインターネットへ接続する。
【0026】
（制御サーバ１００の構成）
図６に、制御サーバ１００の構成例を示す。図６に示すように、制御サーバ１００は、情報通信Ｉ／Ｆ部１１０、遮蔽物情報取得部１２０、端末情報取得部１３０、基地局制御計算部１４０、基地局制御部１５０、制御通信Ｉ／Ｆ部１６０を備える。
図６に、制御サーバ１００の構成例を示す。図６に示すように、制御サーバ１００は、情報通信Ｉ／Ｆ部１１０、遮蔽物情報取得部１２０、端末情報取得部１３０、基地局制御計算部１４０、基地局制御部１５０、制御通信Ｉ／Ｆ部１６０を備える。
【0027】
情報通信Ｉ／Ｆ部１１０は、空間情報ＤＢ４００と接続し、遮蔽物の情報や端末情報の送受信を行う。
【0028】
遮蔽物情報取得部１２０は、遮蔽物の形、位置、素材（材質）等の情報を空間情報ＤＢ４００より取得する。端末情報取得部１３０は、端末３００の位置情報等を空間情報ＤＢ４００より取得する。
【0029】
基地局制御計算部１４０は、遮蔽物情報取得部１２０と端末情報取得部１３０より、それぞれ遮蔽物と端末３００の情報を取得し、可動基地局２００の設置位置や、端末３００の接続先の計算を行う。
【0030】
基地局制御部１５０は、基地局制御計算部１４０で算出した結果に基づいて可動基地局２００を制御する。制御通信Ｉ／Ｆ部１６０は、可動基地局２００と接続し、制御通信の送受信を行う。なお、端末３００の接続先の制御に関しては、基地局制御部１５０は、可動基地局２００に対して、端末３００への接続先の制御を行うように指示してもよいし、端末３００に対して接続先を指示してもよい。
【0031】
（可動基地局２００の構成例）
図７に、可動基地局２００の構成例を示す。図７に示すように、可動基地局２００は、制御通信Ｉ／Ｆ部２１０、可動制御部２２０、端末接続制御部２３０、無線送受信部２４０を有する。なお、図７は、可動基地局２００における位置の制御及び端末の制御に関する機能を特に示している。
図７に、可動基地局２００の構成例を示す。図７に示すように、可動基地局２００は、制御通信Ｉ／Ｆ部２１０、可動制御部２２０、端末接続制御部２３０、無線送受信部２４０を有する。なお、図７は、可動基地局２００における位置の制御及び端末の制御に関する機能を特に示している。
【0032】
制御通信Ｉ／Ｆ部２１０は、制御サーバ１００と接続し、制御情報の送受信を行う。可動制御部２２０は、制御サーバ１００からの制御情報を受信し、可動基地局２００の位置を制御する。
【0033】
端末接続制御部２３０は、制御サーバ１００からの制御情報を受信し、端末３００の接続を制御する。また、端末接続制御部２３０は、対象の端末３００に対して接続先の変更を行う。無線送受信部２４０は、端末３００と接続し、端末３００の接続先制御信号の送受信を行う。
【0034】
なお、可動基地局２００が、例えばドローンに搭載されるとする場合、可動制御部２２０は、制御サーバ１００から、可動基地局２００が配置されるべき位置の情報を受信し、当該ドローンに対して、当該位置に移動するよう指示する。
【0035】
また、図８に示すように、可動基地局２００は、可能基地局２００を支持する可動構造体を有する構成であってもよい。可動構造体は、例えば、制御サーバ１００から送信される位置情報に基づいて、可動基地局２００を矢印２０１方向に移動させる。また、可動構造体は、例えば、制御サーバ１００から送信される制御情報に基づいて、可動基地局２００を、ｘ軸周り（符号２０３参照）、ｙ軸周り（符号２０４参照）、ｚ軸周り（符号２０５参照）に回転移動させることとしてもよい。
【0036】
また、可動基地局２００が搭載された可動構造体を後述する端末クラスタの中まで手動で移動させ、細かな位置制御を制御サーバ１００から行うこととしてもよい。
【0037】
以下、フローチャートを参照して、各装置の動作について説明する。
【0038】
（制御サーバ１００の動作例）
図９のフローチャートの手順に沿って、制御サーバ１００の動作例を説明する。
図９のフローチャートの手順に沿って、制御サーバ１００の動作例を説明する。
【0039】
＜Ｓ１０１＞
Ｓ１０１において、遮蔽物情報取得部１２０が、空間情報ＤＢ４００から遮蔽物の情報（位置・素材等）を取得し、端末情報取得部１３０が、空間情報ＤＢ４００から端末３００の情報（各端末の位置）を取得する。
Ｓ１０１において、遮蔽物情報取得部１２０が、空間情報ＤＢ４００から遮蔽物の情報（位置・素材等）を取得し、端末情報取得部１３０が、空間情報ＤＢ４００から端末３００の情報（各端末の位置）を取得する。
【0040】
＜Ｓ１０２＞
Ｓ１０２において、基地局制御計算部１４０は、遮蔽物の情報を考慮して、端末３００を所望のクラスタ数にクラスタ化する。ここでの処理の詳細は後述する。
Ｓ１０２において、基地局制御計算部１４０は、遮蔽物の情報を考慮して、端末３００を所望のクラスタ数にクラスタ化する。ここでの処理の詳細は後述する。
【0041】
＜Ｓ１０３＞
Ｓ１０３において、基地局制御部１５０は、クラスタ毎に、可動基地局２００の設置位置を算出する。算出方法の詳細は後述する。
Ｓ１０３において、基地局制御部１５０は、クラスタ毎に、可動基地局２００の設置位置を算出する。算出方法の詳細は後述する。
【0042】
＜Ｓ１０４＞
Ｓ１０４において、基地局制御部１５０が、算出結果を可動基地局２００に通知し、制御する。例えば、基地局制御部１５０は、可動基地局２００が配置されるべき位置の情報と、その位置まで移動することを指示する命令を可動基地局２００に送信する。基地局制御部１５０は、更に、当該可動基地局２００に対して、その可動基地局２００が位置する端末クラスタ内の各端末の識別情報を送信し、当該可動基地局２００への接続を行わせる制御信号を各端末に対して送信するよう、指示を送ってもよい。
Ｓ１０４において、基地局制御部１５０が、算出結果を可動基地局２００に通知し、制御する。例えば、基地局制御部１５０は、可動基地局２００が配置されるべき位置の情報と、その位置まで移動することを指示する命令を可動基地局２００に送信する。基地局制御部１５０は、更に、当該可動基地局２００に対して、その可動基地局２００が位置する端末クラスタ内の各端末の識別情報を送信し、当該可動基地局２００への接続を行わせる制御信号を各端末に対して送信するよう、指示を送ってもよい。
【0043】
＜端末クラスタの生成方法について＞
Ｓ１０２における端末クラスタの生成方法について詳細に説明する。基地局制御計算部１４０は、遮蔽物を考慮し、端末間の距離が小さい端末からクラスタを形成する。具体的な処理手順は下記のとおりである。
Ｓ１０２における端末クラスタの生成方法について詳細に説明する。基地局制御計算部１４０は、遮蔽物を考慮し、端末間の距離が小さい端末からクラスタを形成する。具体的な処理手順は下記のとおりである。
【0044】
（Ｓ１）
Ｓ１において、基地局制御計算部１４０は、それぞれの端末を別々の端末クラスタ（初期）として設定する。
Ｓ１において、基地局制御計算部１４０は、それぞれの端末を別々の端末クラスタ（初期）として設定する。
【0045】
（Ｓ２）
Ｓ２において、基地局制御計算部１４０は、全ての端末クラスタ間の距離を求める。端末クラスタ間距離は、２つの端末クラスタ間の要素（端末）の組毎の距離の平均値であってもよいし、２つの端末クラスタの要素（端末）の組毎の距離の中の最も小さい値であってもよいし、２つの端末クラスタの要素（端末）の組毎の距離の中の最も大きい値であってもよいし、これら以外の統計値であってもよい。
Ｓ２において、基地局制御計算部１４０は、全ての端末クラスタ間の距離を求める。端末クラスタ間距離は、２つの端末クラスタ間の要素（端末）の組毎の距離の平均値であってもよいし、２つの端末クラスタの要素（端末）の組毎の距離の中の最も小さい値であってもよいし、２つの端末クラスタの要素（端末）の組毎の距離の中の最も大きい値であってもよいし、これら以外の統計値であってもよい。
【0046】
２つの端末クラスタ間の要素（端末）の組毎の距離とは、例えば、端末クラスタＡに端末Ａ１、Ａ２があり、端末クラスタＢに端末Ｂ１、Ｂ２がある場合において、端末Ａ１と端末Ｂ１との間の距離、端末Ａ１と端末Ｂ２との間の距離、端末Ａ２と端末Ｂ１との間の距離、及び端末Ａ２と端末Ｂ２との間の距離である。
【0047】
端末クラスタ間の要素（端末）の間の距離の例については下記のとおりである。
【0048】
ある端末クラスタにおける端末ｘｎと別の端末クラスタにおける端末ｘｍとの間の距離をｄ（ｘｎ，ｘｍ）とする。
【0049】
もしもｘｎとｘｍとの間に遮蔽物が存在する場合には
ｄ（ｘｎ，ｘｍ）＝（ｘｎとｘｍのユークリッド距離）＋ａ×ｂ
とする。ａは遮蔽物の厚さ［ｍ］当たりの減衰量（自由空間損失の換算距離）であり、ｂは遮蔽物の厚さ［ｍ］である。
ｄ（ｘｎ，ｘｍ）＝（ｘｎとｘｍのユークリッド距離）＋ａ×ｂ
とする。ａは遮蔽物の厚さ［ｍ］当たりの減衰量（自由空間損失の換算距離）であり、ｂは遮蔽物の厚さ［ｍ］である。
【0050】
もしもｘｎとｘｍとの間に遮蔽物が存在しない場合には
ｄ（ｘｎ，ｘｍ）＝（ｘｎとｘｍのユークリッド距離）
とする。
ｄ（ｘｎ，ｘｍ）＝（ｘｎとｘｍのユークリッド距離）
とする。
【0051】
（Ｓ３）
基地局制御計算部１４０は、端末クラスタ間距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合し、新たな端末クラスタとする。
基地局制御計算部１４０は、端末クラスタ間距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合し、新たな端末クラスタとする。
【0052】
（Ｓ４）
基地局制御計算部１４０は、所望の端末クラスタ数になるまでＳ２、Ｓ３を繰り返す。所望の端末クラスタ数は可動基地局２００の数である。ただし、これに限定されるわけではない。
基地局制御計算部１４０は、所望の端末クラスタ数になるまでＳ２、Ｓ３を繰り返す。所望の端末クラスタ数は可動基地局２００の数である。ただし、これに限定されるわけではない。
【0053】
続いて、上述したＳ１０３における端末クラスタ毎の可動基地局２００の位置の算出方法の例について説明する。以下、可動基地局２００の位置の算出方法例１、算出方法例２について説明する。算出方法例１と算出方法例２のうちのどちらを用いてもよい。
【0054】
＜可動基地局２００の位置の算出方法例１＞
可動基地局２００の位置の算出方法例１では、基地局制御計算部１４０は、端末クラスタ毎に可動基地局２００の最適場所の探索を行う。具体的には下記の手順で可動基地局２００の位置を算出する。
可動基地局２００の位置の算出方法例１では、基地局制御計算部１４０は、端末クラスタ毎に可動基地局２００の最適場所の探索を行う。具体的には下記の手順で可動基地局２００の位置を算出する。
【0055】
（Ｓ１）
Ｓ１において、基地局制御計算部１４０は、エリア（例えば、対象とする倉庫内のエリア）をｄ［ｍ］間隔のメッシュ状（格子状と表現してもよい）に設定し、各メッシュ（正方形）の各頂点を可動基地局２００の探索場所として設定する。
Ｓ１において、基地局制御計算部１４０は、エリア（例えば、対象とする倉庫内のエリア）をｄ［ｍ］間隔のメッシュ状（格子状と表現してもよい）に設定し、各メッシュ（正方形）の各頂点を可動基地局２００の探索場所として設定する。
【0056】
（Ｓ２）
Ｓ２において、基地局制御計算部１４０は、対象の端末クラスタ内の要素（端末）と各探索場所の可動基地局２００との間で、見通し内の端末の数をカウントし、見通し内の端末数が最も多い場所を可動基地局２００の設置場所とする。このような方法の他、対象の端末クラスタ内の端末と可動基地局２００との間の電波減衰量（想定値）の、クラスタ内全端末についての合計が最も小さい場所を可動基地局２００の設置場所としてもよい。電波減衰量については、電波伝搬シミュレーション等により求めればよい。
Ｓ２において、基地局制御計算部１４０は、対象の端末クラスタ内の要素（端末）と各探索場所の可動基地局２００との間で、見通し内の端末の数をカウントし、見通し内の端末数が最も多い場所を可動基地局２００の設置場所とする。このような方法の他、対象の端末クラスタ内の端末と可動基地局２００との間の電波減衰量（想定値）の、クラスタ内全端末についての合計が最も小さい場所を可動基地局２００の設置場所としてもよい。電波減衰量については、電波伝搬シミュレーション等により求めればよい。
【0057】
（Ｓ３）
Ｓ３において、基地局制御計算部１４０は、全ての端末クラスタに対し、Ｓ２を実施する。
Ｓ３において、基地局制御計算部１４０は、全ての端末クラスタに対し、Ｓ２を実施する。
【0058】
＜可動基地局２００の位置の算出方法例２＞
可動基地局２００の位置の算出方法例２では、基地局制御計算部１４０は、遮蔽物の材質や形を考慮した端末クラスタの重心に可動基地局２００を設置する。具体的には下記の手順で可動基地局２００の位置を算出する。下記の手順は端末クラスタ毎に実行される。
可動基地局２００の位置の算出方法例２では、基地局制御計算部１４０は、遮蔽物の材質や形を考慮した端末クラスタの重心に可動基地局２００を設置する。具体的には下記の手順で可動基地局２００の位置を算出する。下記の手順は端末クラスタ毎に実行される。
【0059】
（Ｓ１）
Ｓ１において、基地局制御計算部１４０は、端末クラスタの重心Ｇを求める。Ｓ１では、端末クラスタの要素（端末）の重みは全て１とする。
Ｓ１において、基地局制御計算部１４０は、端末クラスタの重心Ｇを求める。Ｓ１では、端末クラスタの要素（端末）の重みは全て１とする。
【0060】
（Ｓ２）
Ｓ２において、基地局制御計算部１４０は、端末クラスタの重心Ｇと端末クラスタの要素の間に遮蔽物が存在する場合、その要素の重みをｄ×ｂとする。ここで、ｄは遮蔽物の厚さ［ｍ］当たりの減衰量に対する重みであり、ｂは遮蔽物の厚さ［ｍ］である。
Ｓ２において、基地局制御計算部１４０は、端末クラスタの重心Ｇと端末クラスタの要素の間に遮蔽物が存在する場合、その要素の重みをｄ×ｂとする。ここで、ｄは遮蔽物の厚さ［ｍ］当たりの減衰量に対する重みであり、ｂは遮蔽物の厚さ［ｍ］である。
【0061】
（Ｓ３）
Ｓ３において、基地局制御計算部１４０は、再度端末クラスタの重心Ｇ´を算出し、Ｇ´に可動基地局２００を配置すると決定する。
Ｓ３において、基地局制御計算部１４０は、再度端末クラスタの重心Ｇ´を算出し、Ｇ´に可動基地局２００を配置すると決定する。
【0062】
例えば、重心Ｇ´の座標を（ｘＧ，ｙＧ）とし、端末ＵＥｉの重み無しの位置を（ｘｉ，ｙｉ）とし、該当クラスタにおける端末数をｎとして、例えば端末ＵＥ３の位置（ｘ３，ｙ３）と、Ｓ１で算出した重心Ｇとの間に遮蔽物が存在する場合において、Ｇ´（ｘＧ，ｙＧ）は、下記の式により算出することができる。
【0063】
Ｇ´（ｘＧ，ｙＧ）＝（（ｘ１＋ｘ２＋ｄｂｘ３＋…＋ｘｎ）／（１＋１＋ｄｂ＋…＋１），（ｙ１＋ｙ２＋ｄｂｙ３＋…＋ｙｎ）／（１＋１＋ｄｂ＋…＋１））
なお、重みの計算方法や、重みの重心への付加方法については、上記の方法に限られるわけではなく、他の方法を用いてもよい。
なお、重みの計算方法や、重みの重心への付加方法については、上記の方法に限られるわけではなく、他の方法を用いてもよい。
【0064】
（可動基地局２００の動作例）
図１０のフローチャートの手順に沿って、可動基地局２００の動作例を説明する。
図１０のフローチャートの手順に沿って、可動基地局２００の動作例を説明する。
【0065】
＜Ｓ２０１＞
可動基地局２００の可動制御部２２０は、制御サーバ１００から、例えば、可動基地局２００を配置すべき位置の情報と、その位置まで移動させる命令を制御情報として受信する。また、可動基地局２００の端末接続制御部２３０は、制御サーバ１００から、例えば、可動基地局２００を配置する位置に該当する端末クラスタに属する各端末の識別情報と、各端末が可動基地局２００へ接続するように各端末への指示送信の命令を制御情報として受信する。
可動基地局２００の可動制御部２２０は、制御サーバ１００から、例えば、可動基地局２００を配置すべき位置の情報と、その位置まで移動させる命令を制御情報として受信する。また、可動基地局２００の端末接続制御部２３０は、制御サーバ１００から、例えば、可動基地局２００を配置する位置に該当する端末クラスタに属する各端末の識別情報と、各端末が可動基地局２００へ接続するように各端末への指示送信の命令を制御情報として受信する。
【0066】
＜Ｓ２０１＞
可動基地局２００の可動制御部２２０は、制御情報に従って、可動基地局２００を移動させる。また、可動基地局２００の端末接続制御部２３０は、制御情報に従って、端末クラスタに属する各端末に対して接続指示を送信する。
可動基地局２００の可動制御部２２０は、制御情報に従って、可動基地局２００を移動させる。また、可動基地局２００の端末接続制御部２３０は、制御情報に従って、端末クラスタに属する各端末に対して接続指示を送信する。
【0067】
（ハードウェア構成例）
本実施の形態における制御サーバ１００は、例えば、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。なお、この「コンピュータ」は、物理マシンであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。仮想マシンを使用する場合、ここで説明する「ハードウェア」は仮想的なハードウェアである。
本実施の形態における制御サーバ１００は、例えば、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。なお、この「コンピュータ」は、物理マシンであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。仮想マシンを使用する場合、ここで説明する「ハードウェア」は仮想的なハードウェアである。
【0068】
上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。
【0069】
図１１は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図１１のコンピュータは、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１０００、補助記憶装置１００２、メモリ装置１００３、ＣＰＵ１００４、インタフェース装置１００５、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８等を有する。
【0070】
当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１００１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１００１がドライブ装置１０００にセットされると、プログラムが記録媒体１００１からドライブ装置１０００を介して補助記憶装置１００２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１００１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１００２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
【0071】
メモリ装置１００３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１００２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１００４は、メモリ装置１００３に格納されたプログラムに従って、制御サーバ１００に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置１００６はプログラムによるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を表示する。入力装置１００７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置１００８は演算結果を出力する。
【0072】
（実施の形態の効果）
以上説明した技術により、無線通信システムにおいて、可動基地局を空間環境に応じた最適な場所に簡易に配置することができ、システムスループットを向上させることができる。
以上説明した技術により、無線通信システムにおいて、可動基地局を空間環境に応じた最適な場所に簡易に配置することができ、システムスループットを向上させることができる。
【0073】
（付記）
本明細書には、少なくとも下記各項の通信システム、制御サーバ装置、基地局配置方法、及びプログラムが開示されている。
（第１項）
制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、
前記制御サーバ装置が、エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させる
通信システム。
（第２項）
前記制御サーバ装置は、２つの端末クラスタ間における端末装置の組毎の距離に基づいて端末クラスタ間の距離を算出し、端末クラスタ間の距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合して、新たな端末クラスタとする処理を、端末クラスタの数が所望の数になるまで繰り返すことにより、前記１以上の端末クラスタを生成する
第１項に記載の通信システム。
（第３項）
前記制御サーバ装置は、前記２つの端末クラスタにおける一方の端末クラスタにおける第１端末装置と、他方の端末クラスタにおける第２端末装置との間に遮蔽物が存在する場合において、前記第１端末装置と前記第２端末装置との間の距離を、当該遮蔽物の厚さ当たりの減衰量と当該遮蔽物の厚さを用いて算出する
第２項に記載の通信システム。
（第４項）
前記制御サーバ装置は、前記１以上の端末クラスタにおける各端末クラスタに対して、見通し内の端末装置の数が最大となる位置、電波減衰量の合計が最小となる位置、又は、端末クラスタの重心の位置を前記可動基地局装置の位置として算出する
第１項ないし第３項のうちいずれか１項に記載の通信システム。
（第５項）
前記制御サーバ装置は、前記端末クラスタの重心の位置を算出する際に、当該端末クラスタにおける各端末装置の重みを１として求めた初期重心位置と、ある端末装置との間に遮蔽物が存在する場合に、当該遮蔽物の減衰量に対する重みを当該端末装置に付加して、前記端末クラスタの重心の位置を算出する
第４項に記載の通信システム。
（第６項）
制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける前記制御サーバ装置であって、
エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成し、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出する基地局制御計算部と、
各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させる基地局制御部と
を備える制御サーバ装置。
（第７項）
制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける基地局配置方法であって、
前記制御サーバ装置が、エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成するステップと、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出するステップと、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させるステップと
を備える基地局配置方法。
（第８項）
コンピュータを、第６項に記載の制御サーバ装置における各部として機能させるためのプログラム。
本明細書には、少なくとも下記各項の通信システム、制御サーバ装置、基地局配置方法、及びプログラムが開示されている。
（第１項）
制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムであって、
前記制御サーバ装置が、エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出し、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させる
通信システム。
（第２項）
前記制御サーバ装置は、２つの端末クラスタ間における端末装置の組毎の距離に基づいて端末クラスタ間の距離を算出し、端末クラスタ間の距離が最も小さい端末クラスタの組み合わせを結合して、新たな端末クラスタとする処理を、端末クラスタの数が所望の数になるまで繰り返すことにより、前記１以上の端末クラスタを生成する
第１項に記載の通信システム。
（第３項）
前記制御サーバ装置は、前記２つの端末クラスタにおける一方の端末クラスタにおける第１端末装置と、他方の端末クラスタにおける第２端末装置との間に遮蔽物が存在する場合において、前記第１端末装置と前記第２端末装置との間の距離を、当該遮蔽物の厚さ当たりの減衰量と当該遮蔽物の厚さを用いて算出する
第２項に記載の通信システム。
（第４項）
前記制御サーバ装置は、前記１以上の端末クラスタにおける各端末クラスタに対して、見通し内の端末装置の数が最大となる位置、電波減衰量の合計が最小となる位置、又は、端末クラスタの重心の位置を前記可動基地局装置の位置として算出する
第１項ないし第３項のうちいずれか１項に記載の通信システム。
（第５項）
前記制御サーバ装置は、前記端末クラスタの重心の位置を算出する際に、当該端末クラスタにおける各端末装置の重みを１として求めた初期重心位置と、ある端末装置との間に遮蔽物が存在する場合に、当該遮蔽物の減衰量に対する重みを当該端末装置に付加して、前記端末クラスタの重心の位置を算出する
第４項に記載の通信システム。
（第６項）
制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける前記制御サーバ装置であって、
エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成し、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出する基地局制御計算部と、
各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させる基地局制御部と
を備える制御サーバ装置。
（第７項）
制御サーバ装置と可動基地局装置とを備える通信システムにおける基地局配置方法であって、
前記制御サーバ装置が、エリア内の各遮蔽物の位置及び材質に関する情報と、各端末装置の位置とに基づいて、端末装置をクラスタ化した１以上の端末クラスタを生成するステップと、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタに対して、前記可動基地局装置の位置を算出するステップと、
前記制御サーバ装置が、各端末クラスタにおいて、前記算出した位置に前記可動基地局装置を移動させるステップと
を備える基地局配置方法。
（第８項）
コンピュータを、第６項に記載の制御サーバ装置における各部として機能させるためのプログラム。
【0074】
以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【0075】
１００ 制御サーバ
２００ 可動基地局
３００ 端末
４００ 空間情報ＤＢ
１１０ 情報通信Ｉ／Ｆ部
１２０ 遮蔽物情報取得部
１３０ 端末情報取得部
１４０ 基地局制御計算部
１５０ 基地局制御部
１６０ 制御通信Ｉ／Ｆ部
２１０ 制御通信Ｉ／Ｆ部
２２０ 可動制御部
２３０ 端末接続制御部
２４０ 無線送受信部
１０００ ドライブ装置
１００１ 記録媒体
１００２ 補助記憶装置
１００３ メモリ装置
１００４ ＣＰＵ
１００５ インタフェース装置
１００６ 表示装置
１００７ 入力装置
２００ 可動基地局
３００ 端末
４００ 空間情報ＤＢ
１１０ 情報通信Ｉ／Ｆ部
１２０ 遮蔽物情報取得部
１３０ 端末情報取得部
１４０ 基地局制御計算部
１５０ 基地局制御部
１６０ 制御通信Ｉ／Ｆ部
２１０ 制御通信Ｉ／Ｆ部
２２０ 可動制御部
２３０ 端末接続制御部
２４０ 無線送受信部
１０００ ドライブ装置
１００１ 記録媒体
１００２ 補助記憶装置
１００３ メモリ装置
１００４ ＣＰＵ
１００５ インタフェース装置
１００６ 表示装置
１００７ 入力装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】