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1. JP2020092386 - 通信制御方法、通信制御装置および通信制御プログラム

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Description

Title of Invention 通信制御方法、通信制御装置および通信制御プログラム

Technical Field

0001  

Background Art

0002  

Citation List

Patent Literature

0003  

Summary of Invention

Technical Problem

0004   0005   0006  

Technical Solution

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013  

Advantageous Effects

0014  

Brief Description of Drawings

0015  

Description of Embodiments

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068  

Reference Signs List

0069  

Claims

1   2   3   4   5   6   7    

Drawings

1   2   3   4   5   6   7   8    

Description

通信制御方法、通信制御装置および通信制御プログラム

Technical Field

[0001]
本発明は、複数の伝搬路を有する無線通信システムにおいて、伝搬路の状態を予測して通信品質が劣化する前に伝搬路の切り替えを行うことで安定した通信を維持する技術に関する。

Background Art

[0002]
近年、無線通信分野において、6GHz以下の周波数資源の逼迫により、大容量の通信が可能な6GHz以上の高周波数帯の利用が検討されている。

Citation List

Patent Literature

[0003]
patcit 1 : 特開2012−103902号公報

Summary of Invention

Technical Problem

[0004]
一般に、6GHz以上の高周波数帯を用いる無線通信では、送受信時の利得を稼ぐために、アンテナの指向性が鋭いビームで通信が行われている。ところが、例えば固定局間において、アンテナの指向性が鋭いビームで通信が行われる場合、遮蔽物による伝搬路の遮蔽により大きな損失が発生する。特に、「人」などの動体が伝搬路を往来する場合、通信開始時には遮蔽されていなかった伝搬路が通信中に遮蔽されるので、通信品質の劣化が生じてから他の伝搬路(別の送信機や周波数、電波の到来方向など)の探索や再送を行う必要があり、時間的なパフォーマンスが低下するという問題がある。このため、「人」などの動体が伝搬路内を動きまわる通信環境において、伝搬路の遮蔽を回避して安定した通信を維持する技術が求められている。
[0005]
一方、「人」の行動を予測する技術が検討されているが(例えば、特許文献1参照)、伝搬路の遮蔽など通信環境への影響を予測して、通信品質が劣化する前に他の伝搬路に切り替えて安定した通信を維持する技術については検討されていなかった。
[0006]
本発明は、伝搬路の通信品質の劣化を予測して、通信品質が劣化する前に他の伝搬路に切り替えて安定した通信を維持することができる通信制御方法、通信制御装置および通信制御プログラムを提供することを目的とする。

Technical Solution

[0007]
第1の発明は、複数の伝搬路を有する無線通信システムの受信機側において前記伝搬路の切り替えを制御する通信制御方法であって、前記伝搬路周辺における動体の位置および前記動体の大きさを予め決められた所定時間毎に検知する検知処理と、前記検知処理で検知した所定時間毎の前記動体の位置から算出した前記動体の移動速度および移動方向に基づいて、前記動体の移動先を予測し、通信中の前記伝搬路を前記動体が遮蔽する場合、当該伝搬路の遮蔽割合を予測する予測処理と、前記予測処理の予測結果に基づいて、通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断する判断処理と、前記判断処理で通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があると判断された場合に、受信機のアンテナの指向性を切り替える切替処理とを実行することを特徴とする。
[0008]
第2の発明は、第1の発明において、前記判断処理では、前記遮蔽割合に基づいて通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断し、複数の前記伝搬路が同時に遮蔽される可能性がある場合は伝搬路が遮蔽されないときの受信信号の信号強度に基づいて各伝搬路の前記遮蔽割合を補正して比較し、前記遮蔽割合が小さい方の前記伝搬路に切り替えることを特徴とする。
[0009]
第3の発明は、第1の発明または第2の発明において、前記判断処理では、通信中の前記伝搬路が遮蔽されたときの受信信号の信号強度が、他の前記伝搬路での受信信号の信号強度未満または予め決められた所定の信号強度未満となることが予測される場合に、他の前記伝搬路に切り替える必要があると判断することを特徴とする。
[0010]
第4の発明は、複数の伝搬路を有する無線通信システムの受信機側において前記伝搬路の切り替えを制御する通信制御装置において、前記伝搬路周辺における動体の位置および前記動体の大きさを予め決められた所定時間毎に検知する検知部と、前記検知部で検知した所定時間毎の前記動体の位置から算出した前記動体の移動速度および移動方向に基づいて、前記動体の移動先を予測し、通信中の前記伝搬路を前記動体が遮蔽する場合、当該伝搬路の遮蔽割合を予測する予測部と、前記予測部の予測結果に基づいて、通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断する判断部と、前記判断部で通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があると判断された場合に、受信機のアンテナの指向性を切り替える切替部とを備えることを特徴とする。
[0011]
第5の発明は、第4の発明において、前記判断部は、前記遮蔽割合に基づいて通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断し、複数の前記伝搬路が同時に遮蔽される可能性がある場合は伝搬路が遮蔽されないときの受信信号の信号強度に基づいて各伝搬路の前記遮蔽割合を補正して比較し、前記遮蔽割合が小さい方の前記伝搬路に切り替えることを特徴とする。
[0012]
第6の発明は、第4の発明または第5の発明において、前記判断部は、通信中の前記伝搬路が遮蔽されたときの受信信号の信号強度が、他の前記伝搬路での受信信号の信号強度未満または予め決められた所定の信号強度未満となることが予測される場合に、他の前記伝搬路に切り替える必要があると判断することを特徴とする。
[0013]
第7の発明は、第4の発明から第6の発明のいずれかの通信制御装置で行う処理をコンピュータに実行させるプログラムであることを特徴とする。

Advantageous Effects

[0014]
本発明に係る通信制御方法、通信制御装置および通信制御プログラムは、伝搬路の通信品質の劣化を予測して、通信品質が劣化する前に他の伝搬路に切り替えて安定した通信を維持することができる。

Brief Description of Drawings

[0015]
[fig. 1] 伝搬路が人体によって遮蔽されるモデルの一例を示す図である。
[fig. 2] 本実施形態に係る通信制御装置の適用例を示す図である。
[fig. 3] 本実施形態に係る制御部の構成例を示す図である。
[fig. 4] 動体検知と動体の速度および移動方向の算出例を示す図である。
[fig. 5] フレネルゾーンの一例を示す図である。
[fig. 6] フレネルゾーンの遮蔽割合の算出例を示す図である。
[fig. 7] 複数の伝搬路が遮蔽される可能性がある場合の一例を示す図である。
[fig. 8] 本実施形態に係る通信制御装置の制御手順の一例を示す図である。

Description of Embodiments

[0016]
以下、図面を参照して本発明に係る通信制御方法、通信制御装置および通信制御プログラムの実施形態について説明する。ここで、本発明に係る通信制御方法、通信制御装置および通信制御プログラムは、複数の伝搬路を用いて通信可能な高周波数帯を利用する無線通信システムに適用される。本実施形態では、動体認識によって動体の移動先を予測し、現在通信している伝搬路が遮蔽される場合に、通信中の伝搬路から他の伝搬路に切り替える機能を有する。これにより、指向性の鋭いビームを使用する場合でも安定した通信を維持し続けることができる。
[0017]
図1は、伝搬路が人体によって遮蔽されるモデルの一例を示す。図1(a)は、ある時刻における無線通信システム100の伝搬路の様子を示し、図1(b)は、図1(a)の状態から少し時間が経過した後の無線通信システム100の伝搬路の様子を示す。
[0018]
図1(a)において、無線通信システム100は、送信機101Aおよび送信機101Bの2台の送信機と、1台の受信機102とを備える。そして、送信機101Aはアンテナ111A、送信機101Bはアンテナ111B、受信機102はアンテナ112Aおよびアンテナ112B、をそれぞれ備える。ここで、受信機102は、アンテナ112Aおよびアンテナ112Bの複数のアンテナを備えるが、複数のアンテナで送受信する信号の位相や振幅を制御して任意の指向性を形成できるアレーアンテナとして用いてもよいし、個々のアンテナの方向を制御してもよい。図1(a)の例では、受信機102のアンテナ112Aは、送信機101Aのアンテナ111Aの方向に制御され、アンテナ111Aとアンテナ112Aとの間で伝搬路161Aが形成されている。同様に、受信機102のアンテナ112Bは、送信機101Bのアンテナ111Bの方向に制御され、アンテナ111Bとアンテナ112Bとの間で伝搬路161Bが形成されている。
[0019]
ここで、本実施形態では、例えば6GHz以上の直進性の高い周波数帯の電波が用いられる。また、通信環境は、例えばイベント会場や駐車場のように、人や車などの動体の往来がある場所を想定し、伝搬路が動体により一時的に遮蔽される可能性がある。
[0020]
図1(a)において、受信機102は、送信機101Aと受信機102との間で伝搬路161Aを介して通信中であるが、「人」を想定した動体151が伝搬路161Aに近づいており、伝搬路161Aを遮蔽する可能性がある。図1(a)の状態から少し時間が経過した後(例えば5秒後)の状態を示す図1(b)では、動体151が伝搬路161Aを遮蔽し、送信機101Aと受信機102との間の通信断または通信品質の劣化が生じる。本実施形態では、上述のような問題を回避するために、図1(b)の状態になることを予測して、通信に影響が出る前に、例えば伝搬路161Bに切り替えることができる。
[0021]
図2は、本実施形態に係る通信制御装置103の適用例を示す。ここで、図2において、図1と同符号のものは、図1と同じものを示す。図2では、送信機101Bの近くに反射壁171があり、送信機101Bのアンテナ111Bから送信される電波が反射壁171で反射されて受信機102のアンテナ112Bに届く伝搬路161Cが存在する。従って、通信制御装置103は、送信機101Bのアンテナ111Bから電波を直接受信する伝搬路161Bの方向に受信機102のアンテナ112Bの指向性を向ける状態と、反射壁171からの反射波を受信する伝搬路161Cの方向に受信機102のアンテナ112Bの指向性を向ける状態とを選択することができる。
[0022]
図2において、本実施形態に係る通信制御装置103は、カメラ201および制御部202を備え、動体151の動きを検知して通信中の伝搬路が遮蔽される前に他の伝搬路に切り替える制御を行う。
[0023]
カメラ201は、伝搬路161A、伝搬路161Bおよび伝搬路161Cの周辺の画像を撮影する。なお、カメラ201が撮影する画像は、モノクロ画像およびカラー画像のいずれであってもよいし、撮影される画像内の被写体までの距離情報を取得可能な3Dカメラであってもよい。或いは、カメラ201の代わりにレーザースキャナーなどを用いて、伝搬路161A、伝搬路161Bおよび伝搬路161Cの周辺における動体151の位置や大きさなど情報を取得してもよい。また、カメラ201は、1台であってもよいし、複数台であってもよい。
[0024]
ここで、伝搬路の位置は、予めシミュレーションなどにより取得されており、カメラ201で撮影された画像のどの部分に伝搬路があるかを予め把握しているものとする。図2の例では、制御部202には、カメラ201で撮影された画像上の伝搬路161A、伝搬路161Bおよび伝搬路161Cの位置に関する情報が保持されている。
[0025]
なお、制御部202は、カメラ201で撮影された画像から各アンテナの位置を判別して、各伝搬路の位置を推定するようにしてもよい。また、送信機101Aのアンテナ111A、送信機101Bのアンテナ111Bおよび受信機102のアンテナ112の位置や高さなどに関する情報を予め制御部202に設定しておいてもよい。
[0026]
制御部202は、予め決められた所定時間毎に、カメラ201により撮影された画像から動体151の位置および大きさを検知し、動体151の位置や大きさなどの情報(動体情報)を取得する。さらに、制御部202は、所定時間毎に取得される動体情報に基づいて、動体151の移動速度や移動方向を算出して移動先を予測し、動体151が通信中の伝搬路を遮蔽する可能性があるか否かを判断する。そして、制御部202は、伝搬路が遮蔽される可能性がある場合、遮蔽される前に他の伝搬路への切り替えを行う。ここで、複数の伝搬路が遮蔽される可能性がある場合は、遮蔽される可能性がある複数の伝搬路のそれぞれの伝搬路の品質評価を行う。品質評価は、例えば動体151が伝搬路を遮蔽する割合(遮蔽割合)や受信機102における受信信号の信号強度の大きさなどにより行われる。なお、伝搬路の遮蔽割合や受信機102における受信信号の信号強度については、後で詳しく説明する。
[0027]
このようにして、本実施形態に係る通信制御装置103は、カメラ201で撮影した画像を用いた動体認識技術と伝搬路の切り替えによる空間ダイバーシチ技術とを組み合わせることで、通信中の伝搬路が遮蔽される可能性がある場合に、他の伝搬路に切り替えるので、通信断や通信品質の劣化を事前に回避することができる。
[0028]
図3は、本実施形態に係る制御部202の構成例を示す。図3において、制御部202は、動体検知部301、動体移動先予測部302、伝搬路情報データ保持部303、指向性切替判断部304およびビーム方向切替部305を備える。
[0029]
動体検知部301は、カメラ201により撮影された画像から動体151の位置および大きさを所定時間毎に検知する。ここで、通信制御装置103は、カメラ201が動画を出力する場合は所定時間毎に出力されるフレーム画像を用い、カメラ201が静止画を出力する場合は所定時間毎にカメラ201に指示して撮影した静止画を用いる。なお、動体151の検知方法は、例えば1つ前に取得した画像との差分を求めることにより、画像の中の動きのある領域の位置を知ることができ、動きのある領域の画素数を数えることにより、動体151の大きさを知ることができる。このようにして、動体151の位置や大きさなどの動体情報が得られる。
[0030]
動体移動先予測部302は、動体検知部301で所定時間毎に取得される動体情報に基づいて、動体151の移動速度や移動方向を算出して移動先を予測する。ここで、移動先の予測は、例えば、1秒後の位置、2秒後の位置、・・・のように予測される。なお、動体移動先予測部302の処理については、後で詳しく説明する。
[0031]
伝搬路情報データ保持部303は、送信機101Aおよび送信機101Bと受信機102との間で通信可能な伝搬路(図2の例では、伝搬路161A,伝搬路161B,伝搬路161C)の位置などの情報、および、伝搬路が遮蔽されない場合に受信機102が受信する信号の信号強度の情報を受信機102から伝搬路毎に予め取得して内部のメモリなどに保持する。
[0032]
指向性切替判断部304は、伝搬路情報データ保持部303が保持する情報と動体移動先予測部302の予測結果とに基づいて、通信中の伝搬路を動体151が遮蔽するか否かを予測し、伝搬路が遮蔽される可能性がある場合、遮蔽される前に他の伝搬路への切り替えを行う。
[0033]
ここで、複数の伝搬路が同時に遮蔽される可能性がある場合は、遮蔽される可能性がある複数の伝搬路の各伝搬路の品質評価を行う。品質評価は、例えば送信機のアンテナと受信機のアンテナとの間に形成されるフレネルゾーンを動体151が遮蔽したときの遮蔽割合により行われる。フレネルゾーンは、電力損失することなく通信を行うために必要な空間領域であり、この領域の遮蔽割合に応じて電力損失が生じる。そして、指向性切替判断部304は、複数の伝搬路の遮蔽割合を比較して、遮蔽割合が小さい方の伝搬路への切り替えを行う。この場合、遮蔽されないときの受信機102での受信信号の信号強度で遮蔽割合を補正して、他の伝搬路の遮蔽割合と比較するようにしてもよい。これにより、同じ遮蔽割合であっても受信機102における受信信号の信号強度が大きい方の伝搬路への切り替えを行うことができ、より安定した通信を維持できる。なお、遮蔽割合を求める方法および受信信号の信号強度による補正方法については、後で詳しく説明する。
[0034]
また、複数の伝搬路が遮蔽される可能性がある場合だけでなく、1つの伝搬路が遮蔽される可能性がある場合であっても遮蔽割合を求め、遮蔽割合が予め決められた閾値以上の場合に、他の伝搬路に切り替える必要があると判断するようにしてもよい。
[0035]
或いは、指向性切替判断部304は、通信中の伝搬路が動体151により遮蔽されたときの受信機102の受信信号の信号強度を求め、当該信号強度が他の伝搬路の信号強度未満または予め決められた所定の信号強度未満となることが予測される場合に、他の伝搬路に切り替える必要があると判断するようにしてもよい。ここで、遮蔽されたときの受信機102の受信信号の信号強度は、遮蔽されないときの信号強度に遮蔽割合を乗算することにより推定することができる。
[0036]
このようにして、指向性切替判断部304は、伝搬路の位置と動体の位置とに基づいて伝搬路の遮蔽を予測し、他の伝搬路に切り替える必要があると判断した場合、ビーム方向切替部305にアンテナの指向性を切り替えるように指令する。
[0037]
ビーム方向切替部305は、指向性切替判断部304の判断結果に基づいて、他の伝搬路で通信できるように受信機102のアンテナの指向性を切り替える。例えば図2において、送信機101Bと受信機102との間の伝搬路161Bを介して通信中に、動体151が伝搬路161Bを遮蔽する可能性があると予測される場合、指向性切替判断部304は、ビーム方向切替部305に指令して、受信機102のアンテナ112Bをアンテナ112Aに切り替えて伝搬路161Aを介して送信機101Aから受信するように制御する。或いは、指向性切替判断部304は、ビーム方向切替部305により受信機102のアンテナ112Bの指向性を切り替えて、送信機101Bの送信信号が反射壁171で反射される反射波を伝搬路161Cを介して受信するように制御する。なお、伝搬路161Cに切り替えた場合、少し時間が経過すると、再び、動体151が伝搬路161Cを遮蔽する可能性があると予測されることになる。この場合、指向性切替判断部304は、ビーム方向切替部305に指令して、例えば動体151が通り過ぎた後の伝搬路161Bの方向に受信機102のアンテナ112Bの指向性を切り替えて、伝搬路161Bを介して受信するように制御する。或いは、指向性切替判断部304は、受信機102のアンテナ112Bからアンテナ112Aに切り替えて伝搬路161Aを介して送信機101Aから受信するように制御してもよい。ここで、送信機101Aおよび送信機101Bは、受信機102に対して同じ内容の通信を行うものとする。
[0038]
このようにして、本実施形態に係る通信制御装置103は、通信中の伝搬路が遮蔽される可能性があると予測される場合、受信機102のアンテナの指向性の切り替え(アンテナの切り替えを含む)を行って、伝搬路が遮蔽される前に良好な通信を行うことができる他の伝搬路に切り替えるので、安定した通信を維持することができる。
[0039]
ここで、本実施形態に係る通信制御装置103は、図3に示した各ブロックを有する装置として説明したが、各ブロックが行う処理に対応するプログラムを実行するコンピュータでも実現できる。なお、プログラムは、記録媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。
[0040]
次に、動体移動先予測部302の処理について、詳しく説明する。
[0041]
図4は、動体検知と動体の速度および移動方向の算出例を示す。図4において、横軸は時間を示す。
[0042]
図4において、動体検知部301は、カメラ201が撮影する画像から、予め決められた所定時間Tdおきの動体の位置および大きさを取得する。図4の例では、時刻T(1)に動体の位置P(1)および動体の大きさS(1)を取得する。同様に、時刻T(2)に動体の位置P(2)および動体の大きさS(2)、時刻T(3)に動体の位置P(3)および動体の大きさS(3)、時刻T(4)に動体の位置P(4)および動体の大きさS(4)、・・・、時刻T(n)に動体の位置P(nおよび動体の大きさS(n)のように、動体検知部301は、所定時間Td毎に動体の位置および動体の大きさを取得する。
[0043]
そして、動体移動先予測部302は、所定時間Td毎の動体の位置および動体の大きさから、動体の速度および動体の移動方向を予測する。例えば、動体が移動する速度V(n)は、時刻T(n)の動体の位置P(n)および時刻T(n−1)の動体の位置P(n−1)から、次式で求めることができる。
V(n)=(P(n)−P(n−1))/Td …(1)
ここで、動体の位置Pは、例えばカメラ201で撮影される二次元画像の座標(x,y)、または、3Dカメラや3Dスキャナーなどで奥行き方向のz座標が得られる場合は、三次元空間の座標(x,y,z)で表され、式(1)の(P(n)−P(n−1))は、二次元座標の2点間または三次元座標の2点間の距離に対応する。
[0044]
また、動体の移動方向は、過去の動体の位置(P(1),P(2),P(3),P(4),・・・,P(n))に基づいて、次の動体の位置P(n+1)を予測することができる。また、動体の位置の予測は、動体の位置が二次元座標で取得される場合は二次元座標上で行われ、動体の位置が三次元座標で取得される場合は三次元座標上で行われる。
[0045]
(遮蔽割合について)
図5は、フレネルゾーン401の一例を示す。図5において、送信機101のアンテナ111と、受信機102のアンテナ112との間のフレネルゾーン401の半径Rfrは、次式で与えられる。
[0046]
[Math. 1]


ここで、λは電波の波長、d1は送信機101のアンテナ111から動体151の遮蔽地点Pまでの距離、d2は受信機102のアンテナ112から遮蔽地点Pまでの距離をそれぞれ示す。
[0047]
図5において、動体151は、フレネルゾーン401に侵入すると受信機102のアンテナ112で受信される受信信号の信号強度が小さくなるので、誤り率が悪くなったり、最悪の場合は通信が切断される可能性がある。そこで、本実施形態に係る通信制御装置103は、フレネルゾーン401が動体151により遮蔽される割合(遮蔽割合)を算出して、伝搬路を切り替える必要があるか否かを判断する。
[0048]
図6は、フレネルゾーン401の遮蔽割合の算出例を示す。ここで、図6は、図5において、送信機101から受信機102の方向(または、受信機102から送信機101の方向)を見たときの遮蔽地点Pにおけるフレネルゾーン401の断面を示し、フレネルゾーン401に動体151が侵入したときの一例が示されている。
[0049]
ここで、動体151の遮蔽地点Pのフレネルゾーン401の半径Rfrは、送信機101のアンテナ111から動体151が遮蔽地点Pまでの距離d1と、受信機102のアンテナ112から動体151が遮蔽地点Pまでの距離d2とをカメラ201の画像から取得すれば、式(2)を用いて算出することができる。そして、フレネルゾーン401の面積Sfrは、次式で求められる。なお、πは円周率である。
Sfr=π×(Rfr) …(3)
ここで、図6において、フレネルゾーン401を遮蔽する動体151部分の面積Sdは、フレネルゾーン401の断面に投影される動体151部分の面積を求めればよい。例えば、図6に示すように、動体151が侵入した位置のフレネルゾーン401をメッシュ402で複数のマス目に分割し、フレネルゾーン401内のマス目の数Mfと、フレネルゾーン401内で動体151が占める領域のマス目の数Mdとに基づいて、フレネルゾーン401を遮蔽する動体151部分の面積Sdは、次式で求められる。なお、マス目を細かくすることで、複雑な形状の動体151でも精度を高めることができる。
Sd=Sfr×Md/Mf …(4)
そして、このときの遮蔽割合K%は、次式で求められる。
K=Md/Mf×100 …(5)
例えば、図6の場合、フレネルゾーン401内のメッシュ402のマス目の数Mfは、約64個、動体151部分のマス目の数Mdは、約16個なので、遮蔽割合Kは、K=16/64×100=25%となる。
[0050]
このようにして、本実施形態に係る通信制御装置103は、伝搬路をフレネルゾーン401として、フレネルゾーン401に侵入すると予測される動体151の位置および大きさに応じて、動体151による伝搬路の遮蔽割合を求めることができる。
[0051]
(遮蔽割合の補正)
次に、遮蔽物が無い場合の受信機102における受信信号の信号強度に応じて、遮蔽割合を補正する例について説明する。
[0052]
図7は、複数の伝搬路が遮蔽される可能性がある場合の一例を示す。なお、図7において、図2と同符号のブロックは、図2の場合と同様に動作する。
[0053]
図7において、送信機101Aと受信機102との間の伝搬路161A、送信機101Bと受信機102との間の伝搬路161B、の2つの伝搬路が動体151Aおよび動体151Bにより、同時に遮蔽される可能性がある場合、通信制御装置103は、複数の伝搬路における遮蔽時の受信機102における受信信号のそれぞれの信号強度に応じて、遮蔽割合を補正して比較する。なお、各伝搬路の遮蔽割合は、図6で説明した方法により算出される。
[0054]
ここで、例えば図7において、伝搬路161Aの遮蔽割合がKa、伝搬路161Bの遮蔽割合がKb、とそれぞれ予測される場合、遮蔽物が無い場合の伝搬路161Aの受信信号の信号強度Paと伝搬路161Bの受信信号の信号強度Pbとに基づいて補正処理を行う。なお、遮蔽物が無い場合の各伝搬路の受信信号の信号強度は、予め受信機102から取得して保持されているものとする。或いは、動体に伝搬路が遮蔽される可能性があると判断された時点では、未だ伝搬路に遮蔽物が無い状態なので、通信制御装置103は、この時点での受信機102における受信信号の信号強度を取得するようにしてもよい。
[0055]
そして、例えば伝搬路161Aの信号強度Paを基準に伝搬路161Bの遮蔽割合Kbを補正する場合、補正後の伝搬路161Bの遮蔽割合Kb’は次式で求められる。
Kb’=Kb×Pb/Pa …(6)
そして、伝搬路161Aの遮蔽割合Kaと、伝搬路161Bの補正後の遮蔽割合Kb’とを比較して、遮蔽割合が小さい方の伝搬路を選択する。
[0056]
逆に、伝搬路161Bの信号強度Pbを基準に伝搬路161Aの遮蔽割合Kaを補正する場合、補正後の伝搬路161Aの遮蔽割合Ka’は次式で求められる。
Ka’=Ka×Pa/Pb …(7)
そして、伝搬路161Aの補正後の遮蔽割合Ka’と、伝搬路161Bの遮蔽割合Kbとを比較して、遮蔽割合が小さい方の伝搬路を選択する。
[0057]
このようにして、本実施形態に係る通信制御装置103は、遮蔽物が無い場合の信号強度に基づいて伝搬路の遮蔽割合を補正するので、遮蔽割合が同じ伝搬路の場合でも、より安定した通信が可能な伝搬路を選択することができる。
[0058]
なお、上述の例では、信号強度に基づいて遮蔽割合を補正して、補正後の遮蔽割合で比較するようにしたが、遮蔽割合から伝搬路が遮蔽された時の信号強度を求め、伝搬路が遮蔽された時の信号強度で比較して、伝搬路を選択するようにしてもよい。例えば図7において、遮蔽物が無い場合の伝搬路161Aの受信信号の信号強度をPa、遮蔽物が無い場合の伝搬路161Bの受信信号の信号強度をPb、動体151Aで伝搬路161Aが遮蔽された時の遮蔽割合をKa(%)、動体151Bで伝搬路161Bが遮蔽された時の遮蔽割合をKb(%)、とした場合、動体151Aで伝搬路161Aが遮蔽された時の信号強度Pa’は、次式で求められる。
Pa’=Pa×Ka/100 …(8)
同様に、動体151Bで伝搬路161Bが遮蔽された時の信号強度Pb’は、次式で求められる。
Pb’=Pb×Kb/100 …(9)
そして、伝搬路161Aが動体151Aで遮蔽されたときの信号強度Pa’と、伝搬路161Bが動体151Bで遮蔽されたときの信号強度Pb’とを比較して、信号強度が大きい方の伝搬路を選択する。なお、上述の例では、伝搬路161Aと伝搬路161Bの両方が遮蔽されたときの信号強度を比較したが、遮蔽される可能性がある伝搬路の信号強度と、遮蔽されない伝搬路の信号強度とを比較してもよい。この場合、例えば、通信中の伝搬路が遮蔽された場合の信号強度が遮蔽されない他の伝搬路の信号強度よりも大きい場合、遮蔽されない他の伝搬路への切り替えは行わずに、通信中の伝搬路での通信が維持される。
[0059]
このようにして、複数の伝搬路が同時に遮蔽される可能性がある場合、本実施形態に係る通信制御装置103は、受信信号の信号強度が大きい方の伝搬路を選択するので、より安定した通信を維持することができる。
[0060]
次に、本実施形態に係る通信制御装置103における処理の流れについて説明する。
[0061]
図8は、本実施形態に係る通信制御装置の制御手順の一例を示す。なお、図8の処理は、例えば図3で説明した制御部202により実行される。
[0062]
ステップS101において、動体検知部301は、カメラ201により撮影された画像から動体151の位置および大きさを所定時間ごとに検知する処理を行う(検知処理)。
[0063]
ステップS102において、動体移動先予測部302は、動体検知部301で検知した動体151の速度と移動方向に基づいて、動体151の移動先を予測する処理を行う(予測処理)。
[0064]
ステップS103において、指向性切替判断部304は、送信機101Aおよび送信機101Bと受信機102との間で通信可能な伝搬路(伝搬路161A,伝搬路161B)の位置、および受信機102が送信機101Aまたは送信機101Bから受信する信号の信号強度の情報を伝搬路情報データ保持部303から読み出して参照する。
[0065]
ステップS104において、指向性切替判断部304は、伝搬路情報データ保持部303の情報とステップS102の予測結果とに基づいて、通信中の伝搬路を動体151が遮蔽するか否かを予測し、他の伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断する処理を行う(判断処理)。そして、指向性切替判断部304は、他の伝搬路に切り替える必要があると判断した場合、ステップS105の処理に進み、他の伝搬路に切り替える必要がないと判断した場合は、ステップS101の処理に戻って同様の処理を繰り返し実行する。
[0066]
ステップS105において、ビーム方向切替部305は、指向性切替判断部304の判断結果に基づいて、他の伝搬路で通信できるように受信機102のアンテナの指向性を切り替える処理を行う(切替処理)。
[0067]
このようにして、本実施形態に係る通信制御装置103は、動体151が伝搬路を遮蔽するか否かを予測し、他の伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断して、受信機102のアンテナの指向性を切り替えることができる。これにより、指向性の鋭いビームを使用する場合でも、安定した通信を維持し続けることができる。
[0068]
以上、各実施形態で説明したように、本発明に係る通信制御方法、通信制御装置および通信制御プログラムは、伝搬路の通信品質の劣化を予測して、劣化前に他の伝搬路に切り替えて安定した通信を維持することができる。

Reference Signs List

[0069]
100・・・無線通信システム;101,101A,101B・・・送信機;102・・・受信機;103・・・通信制御装置;111,111A,111B,112,112A,112B・・・アンテナ;151,151A,151B・・・動体;161A,161B,161C・・・伝搬路;171・・・反射壁;201・・・カメラ;202・・・制御部;301・・・動体検知部;302・・・動体移動先予測部;303・・・伝搬路情報データ保持部;304・・・指向性切替判断部;305・・・ビーム方向切替部;401・・・フレネルゾーン;402・・・メッシュ

Claims

[1]
複数の伝搬路を有する無線通信システムの受信機側において前記伝搬路の切り替えを制御する通信制御方法であって、
前記伝搬路周辺における動体の位置および前記動体の大きさを予め決められた所定時間毎に検知する検知処理と、
前記検知処理で検知した所定時間毎の前記動体の位置から算出した前記動体の移動速度および移動方向に基づいて、前記動体の移動先を予測し、通信中の前記伝搬路を前記動体が遮蔽する場合、当該伝搬路の遮蔽割合を予測する予測処理と、
前記予測処理の予測結果に基づいて、通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断する判断処理と、
前記判断処理で通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があると判断された場合に、受信機のアンテナの指向性を切り替える切替処理と
を実行することを特徴とする通信制御方法。
[2]
請求項1に記載の通信制御方法において、
前記判断処理では、前記遮蔽割合に基づいて通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断し、複数の前記伝搬路が同時に遮蔽される可能性がある場合は伝搬路が遮蔽されないときの受信信号の信号強度に基づいて各伝搬路の前記遮蔽割合を補正して比較し、前記遮蔽割合が小さい方の前記伝搬路に切り替える
ことを特徴とする通信制御方法。
[3]
請求項1または請求項2に記載の通信制御方法において、
前記判断処理では、通信中の前記伝搬路が遮蔽されたときの受信信号の信号強度が、他の前記伝搬路での受信信号の信号強度未満または予め決められた所定の信号強度未満となることが予測される場合に、他の前記伝搬路に切り替える必要があると判断する
ことを特徴とする通信制御方法。
[4]
複数の伝搬路を有する無線通信システムの受信機側において前記伝搬路の切り替えを制御する通信制御装置において、
前記伝搬路周辺における動体の位置および前記動体の大きさを予め決められた所定時間毎に検知する検知部と、
前記検知部で検知した所定時間毎の前記動体の位置から算出した前記動体の移動速度および移動方向に基づいて、前記動体の移動先を予測し、通信中の前記伝搬路を前記動体が遮蔽する場合、当該伝搬路の遮蔽割合を予測する予測部と、
前記予測部の予測結果に基づいて、通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断する判断部と、
前記判断部で通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があると判断された場合に、受信機のアンテナの指向性を切り替える切替部と
を備えることを特徴とする通信制御装置。
[5]
請求項4に記載の通信制御装置において、
前記判断部は、前記遮蔽割合に基づいて通信中の前記伝搬路を他の前記伝搬路に切り替える必要があるか否かを判断し、複数の前記伝搬路が同時に遮蔽される可能性がある場合は伝搬路が遮蔽されないときの受信信号の信号強度に基づいて各伝搬路の前記遮蔽割合を補正して比較し、前記遮蔽割合が小さい方の前記伝搬路に切り替える
ことを特徴とする通信制御装置。
[6]
請求項4または請求項5に記載の通信制御装置において、
前記判断部は、通信中の前記伝搬路が遮蔽されたときの受信信号の信号強度が、他の前記伝搬路での受信信号の信号強度未満または予め決められた所定の信号強度未満となることが予測される場合に、他の前記伝搬路に切り替える必要があると判断する
ことを特徴とする通信制御装置。
[7]
請求項4から請求項6のいずれか一項に記載の通信制御装置で行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする通信制御プログラム。

Drawings

[ Fig. 1]

[ Fig. 2]

[ Fig. 3]

[ Fig. 4]

[ Fig. 5]

[ Fig. 6]

[ Fig. 7]

[ Fig. 8]