JP2008235994A

JP2008235994A - 無線基地局および無線端末

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Publication number: JP2008235994A
Application number: JP2007068577A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Kaneko; 尚史金子
Original assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Current assignee: KDDI Research Inc
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: JP4920463B2

Abstract

【課題】基地局設置場所の変更などの理由により、コグニティブ無線基地局の運用を停止する要求があったときに、当該基地局を利用している無線端末の状況に応じた効率的な処置を行うことを図る。
【解決手段】自基地局の運用を停止する際に、配下端末に対して、自基地局以外の他の無線基地局に接続可能かを問い合わせ（Ｓ１）、該問い合わせの結果、配下端末の中に自基地局のみとしか接続することができないものがない場合に、通信エリアの大きい無線メディアから順番に無線メディアの運用を停止させる（Ｓ４、Ｓ５）。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線基地局および無線端末に関する。

従来、地震や津波など大規模な災害が発生した時に通信インフラに障害が発生すると、被災地の通信手段が途絶することが問題視されている。被災地で通信手段が途絶すると、被災者の安否の連絡、救援者間の連絡、被災地からの的確な被害情報などの配信、被災地への的確な情報の配信など、重要な情報の交換ができなくなるので、早急に通信手段を復旧させることが大きな課題である。この課題を解決する有力な手段の一つとして、可搬型のコグニティブ無線基地局を用いた通信ネットワークの構築がある（非特許文献１、２参照）。コグニティブ無線基地局は、複数の無線メディアを有し、周辺の無線環境を認識することにより、複数の無線メディアの中から最適な無線メディアを選択し、又は、最適な無線メディアにおける最適な無線チャネルを選択し、その選択された無線メディア又は無線チャネルを利用して無線端末との通信を行うものである。これにより、周波数利用効率又は送信効率の向上を図る。

無線メディアとしては、例えば、無線ＬＡＮシステム、移動通信システムなどが挙げられる。無線ＬＡＮシステムとしては、例えば、IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）の標準規格「IEEE802.11j」、「IEEE802.11b」、「IEEE802.11g」などが挙げられる。移動通信システムとしては、例えば、「IEEE802.16e」に準拠の「Mobile WiMAX」と呼ばれる無線アクセス方式、「cdma2000 lxEV-DO」と呼ばれる符号分割多元接続（Code Division Multiple Access：CDMA）方式などが挙げられる。なお、「cdma2000 lxEV-DO」において、EVはEvolution、DOはData onlyの意である。

図７は、従来の可搬型コグニティブ無線基地局を用いた無線ネットワークシステムの構成例を示す図である。図７において、被災地に可搬型コグニティブ無線基地局３０１，３０２を配置する。可搬型コグニティブ無線基地局は大きく分けて２つのタイプがある。図７中、タイプa基地局３０１は、多種多様な機能（例えば複数の無線方式や指向性アンテナなど）を搭載し、無線基地局３０４を介してコアネットワークに接続される。また、タイプa基地局３０１同士がメッシュ状に接続されることにより、無線基地局３０４から被災地までの間をつなぐエントランス回線が提供される。一方、図７中、タイプb基地局３０２は、タイプa基地局３０１に比べてその機能が制限されるが、タイプa基地局３０１に比べて機動性が優れている。タイプb基地局３０２は、タイプa基地局３０１間、又は、タイプb基地局３０２同士でメッシュ状に接続され、無線端末３１０との間のアクセス回線を提供する。これにより、被災地において可搬型コグニティブ無線基地局を用いた無線ネットワークシステムが構築される。なお、タイプa基地局においても端末を収容することは可能である。

一般的に、無線基地局を設置する場合、与干渉および被干渉などの無線環境を十分に考慮して配置する場所が決定される。しかしながら、災害発生時に無線環境を考慮して無線基地局を配置していては、迅速に無線ネットワークを構築することが難しい。また、事前に無線環境を測定していたとしても、災害発生による建物の倒壊などにより周辺環境などが変化する場合があるため、事前に設置場所を検討することも難しい。これに対して、コグニティブ無線基地局を用いる場合には、その設置場所を事前に検討しなくとも、被災地の任意の場所に可搬型コグニティブ無線基地局を設置すればよい。これは、コグニティブ無線基地局は、周辺の無線環境を認識し、最適な無線メディア、無線チャネルを選択し、自律的に無線ネットワークを構築することができるからである。

一方、可搬型コグニティブ無線基地局を用いた無線ネットワークシステムにおいて、基地局設置場所の変更などの理由により、ある可搬型コグニティブ無線基地局を撤収する場合には、当該基地局に接続中の無線端末に対するケアが大切である。例えば、運用中の可搬型コグニティブ無線基地局を突然に電源断すれば、それまで接続していた無線端末の通信が途絶えてしまう。このような事態を防止するために、特許文献１には、保守等のためにCDMA基地局での送信を停止する際に、当該基地局の送信電力を徐々に低下させるとともに、送信停止までの間にソフトハンドオフ削除手順およびソフトハンドオフ追加手順を実行する技術が開示されている。これにより、送信停止するCDMA基地局およびその隣接のCDMA基地局と通信中の移動端末での無線回線切断が発生しないようにしている。
野原他, "コグニティブ無線を利用した基地局間ネットワークの検討", 電子情報通信学会総合大会, B-5-118, 2006, Tokyo Harada et al, "Software Defined Radio Prototype toward Cognitive Radio Communication Systems", pp539-547, Dyspan, 2005 特開２０００−１５１５０１号公報

しかし、上述した特許文献１記載の従来技術では、移動端末が複数のCDMA基地局の通信エリアに在圏していることが必須であり、送信を停止するCDMA基地局のみとしか接続することができない移動端末があると、この端末では無線回線切断となり通信が途絶えてしまう。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、基地局設置場所の変更などの理由により、コグニティブ無線基地局の運用を停止する要求があったときに、当該基地局を利用している無線端末の状況に応じた効率的な処置を行うことのできる無線基地局および無線端末を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線基地局は、大きさの異なる通信エリアを提供する複数の無線メディアを有する無線基地局において、自基地局の運用を停止する際に、配下端末に対して、自基地局以外の他の無線基地局に接続可能かを問い合わせる手段と、前記問い合わせの結果、配下端末の中に自基地局のみとしか接続することができないものがない場合に、通信エリアの大きい無線メディアから順番に無線メディアの運用を停止させる運用停止制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線基地局においては、前記問い合わせの結果、自基地局のみとしか接続することができない配下端末に対して、移動命令を通知する手段を備え、前記運用停止制御手段は、前記移動命令の応答として当該配下端末の移動不可が通知されない場合に、通信エリアの大きい無線メディアから順番に無線メディアの運用を停止させることを特徴とする。

本発明に係る無線基地局においては、前記問い合わせの結果、自基地局のみとしか接続することができない配下端末に対して、移動命令を通知する手段を備え、前記運用停止制御手段は、前記移動命令の応答として当該配下端末の移動不可が通知された場合に、自基地局の運用を継続させることを特徴とする。

本発明に係る無線基地局においては、前記運用停止制御手段は、移動不可を通知してきた配下端末が少なくとも接続可能なところまで、当該配下端末と無線接続中の無線メディアの送信電力を低下させることを特徴とする。

本発明に係る無線端末は、単一又は複数の無線メディアを有する無線端末において、自端末が接続中の無線基地局からの当該基地局以外の他の無線基地局に接続可能かの問い合わせに対して、少なくとも、当該基地局以外には他に自端末が接続可能な無線基地局がない場合に応答する手段と、自端末が接続中の無線基地局以外に他に自端末が接続可能な無線基地局がある場合に、該他の接続可能な無線基地局へ自端末の無線接続先を変更させる基地局移行制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線端末においては、自端末が接続中の無線基地局からの移動命令に応じて、自端末の利用者に移動を指示する指示手段を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線端末においては、自端末の移動が不可の場合に、前記移動命令の応答として自端末の移動不可を通知する手段を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線端末においては、前記基地局移行制御手段は、新たに接続可能となった無線基地局へ自端末の無線接続先を変更させることを特徴とする。

本発明によれば、基地局設置場所の変更などの理由により、コグニティブ無線基地局の運用を停止する要求があったときに、当該基地局を利用している無線端末の状況に応じた効率的な処置を行うことができる。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図１に示される無線ネットワークシステムは、複数の可搬型コグニティブ無線基地局１から構成される。図１の例では、３台の可搬型コグニティブ無線基地局１−Ａ，１−Ｂ，１−Ｃ（以下、特に区別しないときは「可搬型コグニティブ無線基地局１」と称する）が設けられている。

なお、可搬型コグニティブ無線基地局１は、図７中のタイプb基地局３０２に対応する基地局であり、図１に図示されない中継局（図７中のタイプa基地局３０１又は無線基地局３０４）を介してコアネットワークに接続される。

可搬型コグニティブ無線基地局１は、複数の無線メディアを有する。可搬型コグニティブ無線基地局１は、周辺の無線環境を認識し、その認識された無線環境に応じて複数の無線メディアの中から最適な無線メディアを選択し、その選択された無線メディアを利用して無線端末２との通信を行う。また、可搬型コグニティブ無線基地局１は、その認識された無線環境に応じて最適な無線メディアにおける最適な無線チャネルを選択し、その選択された無線チャネルを利用して無線端末２との通信を行うものであってもよい。

なお、無線メディアとしては、例えば、無線ＬＡＮシステム、移動通信システムなどが挙げられる。無線ＬＡＮシステムとしては、例えば、標準規格「IEEE802.11j」、「IEEE802.11b」、「IEEE802.11g」などが挙げられる。移動通信システムとしては、例えば、「IEEE802.16e」に準拠の「Mobile WiMAX」と呼ばれる無線アクセス方式、「cdma2000 lxEV-DO」と呼ばれるCDMA方式などが挙げられる。

また、可搬型コグニティブ無線基地局１は、移動可能な装置として実現される。例えば、車載することができる装置であってもよく、或いは、人が持ち運びできる装置であってもよい。

図１において、可搬型コグニティブ無線基地局１−Ａ，１−Ｂ，１−Ｃは、それぞれに、互いに共通の無線メディアにより無線接続されている。可搬型コグニティブ無線基地局１は、自己の有する無線メディアにより、無線端末２との間を接続する無線回線を提供する。可搬型コグニティブ無線基地局１は、一つの無線端末２との間の接続を、一つの無線メディアにより提供してもよく、或いは複数の無線メディアにより提供してもよい。一つの無線端末２に対して一つの無線メディアにより可搬型コグニティブ無線基地局１への接続が提供される場合には、一無線メディアの無線チャネル上で一可搬型コグニティブ無線基地局１と一無線端末２の通信が行われる。一つの無線端末２に対して複数の無線メディアにより可搬型コグニティブ無線基地局１への接続が提供される場合には、複数無線メディアの無線チャネル上で一可搬型コグニティブ無線基地局１と一無線端末２の通信が行われる。

図２は、図１に示す可搬型コグニティブ無線基地局１の構成を示すブロック図である。図２において、可搬型コグニティブ無線基地局１は、複数（Ｎ個）の無線モジュール１１と、パケットスイッチ部１２と、ネットワーク制御部１３と、無線環境認識部１４と、無線自律制御部１５とを有する。

各無線モジュール１１は、それぞれ特定の無線メディアに対応している。無線モジュール１１は、自己の無線メディアに対応した物理層（ＰＨＹ層）及びデータリンク層の機能を有する。無線モジュール１１は、パケットスイッチ部１２に接続されており、パケットスイッチ部１２との間でパケットを送受する。無線モジュール１１は、無線端末２の同じ無線メディアの無線モジュールと無線接続する。無線モジュール１１は、パケットスイッチ部１２から受け取ったパケットを無線送信する。また、無線モジュール１１は、無線受信したパケットをパケットスイッチ部１２に渡す。

また、無線モジュール１１は、無線チャネル毎に、無線環境に関する情報（無線環境情報）を測定する機能を有する。無線環境情報としては、例えば、受信電力、干渉電力、パケットの再送回数、CRC（Cyclic Redundancy Check）エラーパケット数、無線チャネル占有時間などが挙げられる。

なお、通信用の無線モジュール１１とは別に、無線環境情報測定用に専用の無線モジュールを設けてもよい。

パケットスイッチ部１２は、パケットのスイッチング機能を有する。パケットスイッチ部１２は、ネットワーク制御部１３に接続されており、ネットワーク制御部１３との間でパケットを送受する。パケットスイッチ部１２は、ネットワーク制御部１３から受け取ったパケットを、無線自律制御部１５から指示された無線モジュール１１に出力する。また、パケットスイッチ部１２は、無線モジュール１１から受け取ったパケットの順序制御を行い、該順序制御後のパケットをネットワーク制御部１３に渡す。

ネットワーク制御部１３は、基地局としてのネットワーク層の機能を有し、パケットのルーティングを行う。ネットワーク制御部１３は、ルーティング対象のパケットのネクストホップ先を示す宛先アドレスを無線自律制御部１５に渡す。

無線環境認識部１４は、各無線モジュール１１から無線環境情報を受け取る。無線環境認識部１４は、無線環境情報に基づいて、周辺の無線環境を認識する。例えば、どの無線メディアが利用するのに良好な状況にあるのかを判断する。さらには、無線環境情報測定用の専用の無線モジュールを用いることにより、どの無線メディアのどの無線チャネルが利用するのに良好な状況にあるのかを判断する。

無線自律制御部１５は、パケットスイッチ部１２を制御する。具体的には、パケット単位で、どの無線モジュール１１を利用するのかを決定し、パケットスイッチ部１２に指示する。

無線自律制御部１５は、無線環境認識部１４から無線環境認識結果を受け取る。無線自律制御部１５は、無線環境認識結果に基づいて、パケットの宛先の無線端末２との間で接続が確立されている無線モジュール１１の中から、どの無線モジュール１１を利用するのかを決定する。さらには、無線自律制御部１５は、無線環境認識結果に基づいて、パケットの宛先の無線端末２との間で接続が確立されている無線モジュール１１の中から、どの無線モジュール１１のどの無線チャネルを利用するのかを決定してもよい。無線自律制御部１５は、利用する無線チャネルまで指定する場合には、無線モジュール１１に対して利用する無線チャネルを指示する。なお、パケットの宛先の無線端末２は、ネットワーク制御部１３から受け取った宛先アドレスから特定することができる。

また、無線自律制御部１５は、無線環境認識結果に基づいて、自基地局の運用を停止するか否かを判断する。例えば、自基地局の通信エリア内にある無線端末２の台数やその推移、又は、自基地局に隣接する他の可搬型コグニティブ無線基地局１の台数や距離などから、設置場所の移動要を判断した場合に、自基地局の運用を停止すると判断する。

無線自律制御部１５は、自基地局の運用を停止する際に、自基地局を利用している無線端末２の状況に応じた運用停止制御処理を行う。この運用停止制御処理については後述する。

図３は、可搬型コグニティブ無線基地局１の通信エリアを説明するための概念図である。図３において、可搬型コグニティブ無線基地局１を中心にした異なる大きさの同心円は、当該基地局１で用いられている無線モジュール１１毎の通信エリアを示している。無線モジュール１１は、自己が対応する無線メディアの通信エリアを提供する。通信エリアは、無線端末２がその無線メディアにより通信することのできる範囲である。ある無線モジュール１１の通信エリア内にあれば、無線端末２は当該無線モジュール１１に対応する無線メディアにより通信を行うことができる。また、図３に例示されるように、近隣の可搬型コグニティブ無線基地局１同士では、その通信エリアに重複している部分が発生し得る。異なる可搬型コグニティブ無線基地局１の通信エリアにおける重複部分にある無線端末２は、そのどちらの可搬型コグニティブ無線基地局１も利用することができる。

一般に種類の異なる無線メディアが提供する通信エリアは、それぞれ大きさが異なっている。図３中の例では、第１の無線モジュール１１（例えば「IEEE802.11g」）の通信エリアは最小である。第２の無線モジュール１１（例えば「IEEE802.16e」）の通信エリアは、第１の無線モジュール１１の通信エリアよりも大きい。第３の無線モジュール１１（例えば「cdma2000 lxEV-DO」）の通信エリアは最大である。

図４は、図１に示す無線端末２の構成例を示すブロック図である。図４に示される無線端末２は、コグニティブ無線端末である。図４において、無線端末２は、複数（Ｍ個）の無線モジュール１１と、パケットスイッチ部１２と、ネットワーク制御部２１と、アプリケーション部２２と、基地局検出部２３と、無線制御部２４と、無線環境認識部１４とを有する。無線モジュール１１とパケットスイッチ部１２と無線環境認識部１４は、図２と同様であり、その説明を省略する。なお、無線端末２の無線モジュール１１は、無線基地局の同じ無線メディアの無線モジュールと無線接続する。

ネットワーク制御部２１は、端末としてのネットワーク層の機能を有し、エンド・ツウ・エンドのパケット通信を行う。ネットワーク制御部２１は、アプリケーション部２２から受け取った送信データを格納するパケットを作り、そのパケットをパケットスイッチ部１２に出力する。また、ネットワーク制御部２１は、パケットスイッチ部１２から受け取ったパケットから、受信データを取り出してアプリケーション部２２に渡す。また、ネットワーク制御部２１は、パケット通信を行う要求が発生したら、そのことを無線制御部２４に通知する。

各無線モジュール１１は測定された受信電力などに基づき、接続可能な無線基地局を検出する。この検出する対象の無線基地局は、自無線端末２が接続可能な無線基地局であればよく、可搬型コグニティブ無線基地局１に限定されない。無線基地局の検出結果は、基地局検出部２３に通知され、保持される。

無線制御部２４は、無線基地局との間の無線通信を制御する。無線制御部２４は、基地局検出部２３による無線基地局検出結果、および、無線環境認識部１４からの認識結果に基づいて、どの無線基地局に接続し、無線通信を行うかを判断する。また、無線制御部２４は、本発明に係る基地局移行処理を行う。この基地局移行処理については後述する。

無線制御部２４は、無線モジュール１１に対して、接続する無線基地局を指示する。また、無線制御部２４は、どの無線モジュール１１を利用してパケット送信するのかをパケットスイッチ部１２に指示する。

また、無線端末２は、入力部および表示部を有する（ともに図示せず）。入力部は、キーボード、テンキー、マウス等の入力デバイスから構成され、利用者の操作に応じたデータ入力を行う。表示部は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示装置等の表示デバイスから構成され、データ表示を行う。

なお、図４の例では、無線端末２として、複数の無線メディアに対応しているコグニティブ無線端末を挙げたが、単一の無線メディアにしか対応していない無線端末を利用してもよい。

また、無線端末２は、容易に移動することが可能な装置（例えば、携帯型装置）として実現されてもよく、或いは、移動することが比較的難しい装置（例えば、据え置き型装置）として実現されてもよい。

次に、図５を参照して、本実施形態に係る可搬型コグニティブ無線基地局１において無線自律制御部１５が行う運用停止制御処理を説明する。図５は、本実施形態に係る可搬型コグニティブ無線基地局１の運用停止制御処理の手順を示すフローチャートである。
無線自律制御部１５は、基地局設置場所の移動要などに伴い自基地局の運用を停止すると判断した場合に、図５の運用停止制御処理を開始する。なお、無線自律制御部１５は、手入力により運用停止制御処理の開始指示を受けた場合、又は、通信により運用停止制御処理の開始指示を受信した場合に、図５の運用停止制御処理を開始するようにしてもよい。

図５において、ステップＳ１では、自基地局に接続中の無線端末２（以下、「配下端末」と称する）に対して自基地局以外の他の無線基地局に接続可能かを問い合わせる「他基地局への接続可能確認メッセージ」を、全無線モジュール１１からブロードキャスト形式で送信する。例えば、「IEEE802.11」の無線モジュールでは、「IEEE802.11k」で規定されている「Beacon Report」などを使用することができる。

「他基地局への接続可能確認メッセージ」の送信後、タイマーを起動し（Ｓ２）、規定時間が経過してタイマーが終了したら（Ｓ３）、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、「他基地局への接続可能確認メッセージ」に対する配下端末からの応答メッセージを受信し、その応答メッセージに基づいて自基地局のみとしか接続することができない配下端末が存在するか否かを判断する。ここで、応答メッセージは、当該基地局のみとしか接続できない配下端末のみが送信しても良いし、すべての配下端末が接続可能な当該基地局以外の基地局のリストを応答メッセージに格納して送信することにしても良い。この結果、自基地局のみとしか接続することができない配下端末が存在する場合（ステップＳ４、ＹＥＳ）にはステップＳ６に進み、一方、そのような配下端末が存在しない場合（ステップＳ４、ＮＯ）にはステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、全ての配下端末が自基地局以外の他の無線基地局に接続可能であるので、自基地局の運用を直ちに停止する処理を開始する。この運用停止処理では、全ての無線モジュール１１の送信を停止させるが、その送信を停止させる無線モジュール１１の順序は、通信エリアの大きい順である。これにより、通信エリアの大きいものから順番に、無線モジュール１１の送信を停止させる。この結果、送信停止した無線モジュール１１が提供していた通信エリアが消滅する（つまり、自基地局が有する複数の無線メディアのうち、送信停止した無線モジュール１１に対応する無線メディアの運用が停止される）。このとき、運用を停止した無線メディアを用いていた配下端末は、利用可能な無線メディアに移行しなければ通信を継続することができないので、無線接続先を変更せざるを得なくなる。従って、当該配下端末が他の無線基地局へ無線接続先を変更することが期待できる。当該配下端末が他の無線基地局へ無線接続先を変更すれば、該配下端末は変更先の無線基地局配下で通信を継続することができる。

なお、無線モジュール１１の送信を停止させる際には、送信電力を徐々に低下させることが好ましい。これは、送信停止の無線モジュール１１に実装された無線システムがもつハンドオーバ機能を利用できるため、よりスムーズな接続先の移行が可能となるためである。

ここで、通信エリアの大きい順に無線モジュール１１の送信を停止させる理由を説明する。
図３に示したように、一つの可搬型コグニティブ無線基地局１が提供する複数の通信エリアは、少なくともそのいくつかは大きさが異なると共に、当該基地局１を中心にした同心円状に形成される。従って、小さい通信エリアは、大きい通信エリアに含まれている。このため、小さい通信エリアを形成する無線メディアの運用を先に停止させても、当該通信エリアを含むより大きな通信エリアが残るため、配下端末は、通信に利用していた通信エリアの狭い無線メディアの運用が停止されても、運用を続けているより大きな通信エリアを形成する無線メディアを使用することができるので、引き続き同じ可搬型コグニティブ無線基地局１に無線接続し続け（但し、無線接続先の無線モジュールは異なる）、他の無線基地局へ無線接続先を変更しない恐れがある。これは、配下端末を他の無線基地局配下に移行させる上で、非常に効率が悪く、時間がかかる。そのため、大きな通信エリアを形成する無線メディアから先に運用を停止することで、当該エリアに在圏していた配下端末が、引き続き同じ可搬型コグニティブ無線基地局１が提供する他の無線メディアへ接続する可能性を少なくする。この結果、効率よく速やかに、配下端末を他の無線基地局配下に移行させることができる。
このような理由から、本実施形態では、通信エリアの大きい無線モジュール１１から送信を停止させる。

一方、ステップＳ６では、自基地局のみとしか接続することができない配下端末が存在するので、自基地局の運用を直ちに停止することはせず、自基地局のみとしか接続することができない配下端末へ移動命令メッセージを送信する。移動命令メッセージは、無線端末２の移動を要求することを伝えるメッセージである。また、移動命令メッセージの送信先の配下端末は、「他基地局への接続可能確認メッセージ」に対する応答メッセージから特定することができるので、移動命令メッセージはユニキャスト形式で送信すればよい。

なお、移動命令メッセージに移動方向を含めるようにしてもよい。その移動方向は、自基地局の周辺の他の無線基地局が在る方向と、自基地局のみとしか接続することができない配下端末が在る方向とから求める。例えば、他の無線基地局が在る方向は、基地局間で制御メッセージを交換し、その受信方向を検出したり、或いは位置情報を交換することにより把握する。配下端末が在る方向は、例えば、配下端末からの電波受信方向を検出したり、或いは配下端末から位置情報を受信することにより把握する。

移動命令メッセージの送信後、タイマーを起動し（Ｓ７）、規定時間が経過してタイマーが終了したら（Ｓ８）、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、移動命令メッセージの送信先の配下端末から、移動することができないことを伝える移動不可メッセージを受信したか否かを確認する。この結果、移動不可メッセージを受信していない場合には、ステップＳ５に進み、上述の運用停止処理を開始する。

一方、移動不可メッセージを受信している場合には、ステップＳ１０に進み、自基地局の運用を停止しないで、運用を継続する。このとき、移動不可メッセージを送信してきた配下端末が少なくとも接続可能なところまで、当該配下端末と無線接続中の無線モジュール１１の送信電力を低下させるようにしてもよい。さらには、本状態での運用時は、新たな接続要求に対して接続の許可を与えないようにしても良い。また、コアネットワークへの接続を確保するため、当該基地局は少なくとも通常運用されている隣接可搬型コグニティブ無線基地局との接続をひとつは確保する。そして、残っている全ての配下端末が自基地局との無線接続を切断したことを検出した場合は、全ての無線モジュールの送信を停止する。また、運用を継続する場合において、手入力や遠隔操作により運用停止処理を実行した場合は、運用停止が不可である旨を通知してもよい。さらに、本状態での運用継続時にも、引き続き無線状況の認識を行い自律的に、あるいは、手入力および遠隔操作にて通常動作に戻る機能を有しても良い。

次に、図６を参照して、本実施形態に係る無線端末２が行う基地局移行処理を説明する。図６は、本実施形態に係る無線端末の基地局移行処理の手順を示すフローチャートである。
無線端末２は、接続中の可搬型コグニティブ無線基地局１から「他基地局への接続可能確認メッセージ」を受信した場合に、図６の基地局移行処理を開始する。

図６において、ステップＳ２１では、自端末が接続中の基地局以外に他の接続可能な無線基地局がある場合には、「接続可能な他の無線基地局あり」を伝える応答メッセージを作成し、応答メッセージを返信する。本応答メッセージに他の基地局のリストを格納するようにしても良い。一方、自端末が接続中の基地局以外には他に接続可能な無線基地局がない場合には、「接続可能な他の無線基地局なし」を伝える応答メッセージを作成し、応答メッセージを返信する。なお、応答メッセージは、自端末が接続中の基地局以外には他に接続可能な無線基地局がない場合にのみ、返信するようにしてもよい。可搬型コグニティブ無線基地局１は、応答メッセージが受信されない配下端末を「接続可能な他の無線基地局あり」として扱うからである。

ステップＳ２２では、自端末が接続中の基地局以外に他の接続可能な無線基地局がある場合にはステップＳ２３に進み、自端末が接続中の基地局以外には他に接続可能な無線基地局がない場合にはステップＳ２４に進む。

ステップＳ２３では、自端末が接続中の基地局以外の他の接続可能な無線基地局へ無線接続先を変更させる。この無線接続先を変更するタイミングとしては、直ちに無線接続先を変更してもよく、或いは、自端末が接続中の基地局からの受信の品質を示す受信品質情報（例えば、受信電力）が規定の条件を満足しなくなってから無線接続先を変更してもよい。

一方、ステップＳ２４では、「接続可能な他の無線基地局なし」を伝える応答メッセージを返信したことによって、接続中の可搬型コグニティブ無線基地局１から移動命令メッセージを受信する。次いで、ステップＳ２５では、自端末の利用者に移動を指示するメッセージを表示部に表示させる。又は、音声で移動を指示するようにしてもよい。また、受信した移動命令メッセージに移動方向が含まれている場合には、その移動方向も合わせて知らせる。これにより、利用者に対して、自端末の移動を促す。

ステップ２６では、自端末が移動可能か否かを判断する。この判断は、利用者の操作による移動可又は移動不可の入力、或いは、自端末の位置を測定する機能（例えば、GPS（Global Positioning System））により検出された位置の変化、などに基づいて行う。

ステップＳ２６の判断の結果、自端末が移動可能である場合にはステップＳ２７に進み、自端末の移動後に新たに接続可能となった無線基地局へ無線接続先を変更する。

一方、自端末が移動不可である場合にはステップＳ２８に進み、移動不可であることを伝える移動不可メッセージを返信する。この移動不可メッセージには、接続中の可搬型コグニティブ無線基地局１からの受信の品質を示す受信品質情報（例えば、受信電力）を含めてもよい。この受信品質情報は、接続中の可搬型コグニティブ無線基地局１において、当該配下端末と無線接続中の無線モジュール１１の送信電力を制御する際に利用可能である。

上述したように本実施形態によれば、設置場所の移動などの理由によりコグニティブ無線基地局の運用を停止する要求があったときに、当該基地局を利用している無線端末が当該基地局以外の他の無線基地局に接続可能か否かを確認し、無線端末の状況に応じた効率的な処置を行うことができる。これにより、効率よく速やかに、配下端末を他の無線基地局配下に移行させることができる。また、配下端末の通信環境を保証することに寄与することができる。

また、可搬型コグニティブ無線基地局を用いた無線ネットワークシステムを構築する際、基地局を初期配置した後に、基地局の利用状況や無線環境に応じて基地局の配置を適宜変更するときに、大いに貢献することができる。例えば、被災地での臨時の無線ネットワークシステムの構築の際には、迅速なシステム構築が要求されるので、初期配置では基地局の需要や無線環境を考慮することが難しい。このような場合、基地局を配置した後に、その場の状況に合った基地局配置へと適宜変更することが望ましい。このとき、移動したほうがよいと判断された基地局に接続中の無線端末に対して、通信環境を保証することが課題となる。特に被災地での通信手段の確保は大変に重要である。このような場合に本実施形態によれば、移動したほうがよいと判断された基地局において、配下端末の状況に応じて、運用を停止するか、それとも運用を継続するかを判断することで、配下端末の通信環境を保証することができる。また、配下端末を他の基地局へ移行させる際には、通信エリアの大きな無線メディアから運用を停止させることで、効率よく速やかに、配下端末を他の無線基地局配下に移行させるようにし、迅速に無線ネットワークシステムの最適化を図ることに大きく寄与することができる。

なお、可搬型コグニティブ無線基地局を用いた無線ネットワークシステムを構築する例としては、被災地での構築の他、例えばイベント会場等での期間限定の構築などが挙げられる。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、無線基地局が有する無線メディアの運用を停止する方法としては、上述の実施形態のように無線モジュールの送信を停止させることに限定されない。例えば、無線メディアの運用を停止していることを伝える運用停止信号を定義し、無線モジュールから運用停止信号を送信することで、無線メディアが運用を停止していることを無線端末に通知してもよい。

また、無線モジュールの電源を個別に制御できる場合、無線モジュールの電源を断することにより、無線メディアの運用を停止することも可能である。

また、本発明に係る無線基地局は、簡単に移動可能な可搬型装置として実現されてもよく、又は、簡単には移動することができない若しくは移動不可能な装置として実現されてもよい。

また、本発明に係る無線基地局は、コグニティブ無線基地局に限定されない。本発明に係る無線基地局は、少なくとも、大きさの異なる通信エリアを提供する複数の無線メディアを有するものであればよい。

本発明の一実施形態に係る無線ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図１に示す可搬型コグニティブ無線基地局１の構成を示すブロック図である。可搬型コグニティブ無線基地局１の通信エリアを説明するための概念図である。図１に示す無線端末２の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るコグニティブ無線基地局の運用停止制御処理の手順を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る無線端末の基地局移行処理の手順を示すフローチャートである。従来の可搬型コグニティブ無線基地局を用いた無線ネットワークシステムの構成例を示す図である。

符号の説明

１…可搬型コグニティブ無線基地局、２…無線端末、１１…無線モジュール、１２…パケットスイッチ部、１３，２１…ネットワーク制御部、１４…無線環境認識部、１５…無線自律制御部、２２…アプリケーション部、２３…基地局検出部、２４…無線制御部

Claims

大きさの異なる通信エリアを提供する複数の無線メディアを有する無線基地局において、
自基地局の運用を停止する際に、配下端末に対して、自基地局以外の他の無線基地局に接続可能かを問い合わせる手段と、
前記問い合わせの結果、配下端末の中に自基地局のみとしか接続することができないものがない場合に、通信エリアの大きい無線メディアから順番に無線メディアの運用を停止させる運用停止制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線基地局。
前記問い合わせの結果、自基地局のみとしか接続することができない配下端末に対して、移動命令を通知する手段を備え、
前記運用停止制御手段は、前記移動命令の応答として当該配下端末の移動不可が通知されない場合に、通信エリアの大きい無線メディアから順番に無線メディアの運用を停止させることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
前記問い合わせの結果、自基地局のみとしか接続することができない配下端末に対して、移動命令を通知する手段を備え、
前記運用停止制御手段は、前記移動命令の応答として当該配下端末の移動不可が通知された場合に、自基地局の運用を継続させることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
前記運用停止制御手段は、移動不可を通知してきた配下端末が少なくとも接続可能なところまで、当該配下端末と無線接続中の無線メディアの送信電力を低下させることを特徴とする請求項３に記載の無線基地局。
単一又は複数の無線メディアを有する無線端末において、
自端末が接続中の無線基地局からの当該基地局以外の他の無線基地局に接続可能かの問い合わせに対して、少なくとも、当該基地局以外には他に自端末が接続可能な無線基地局がない場合に応答する手段と、
自端末が接続中の無線基地局以外に他に自端末が接続可能な無線基地局がある場合に、該他の接続可能な無線基地局へ自端末の無線接続先を変更させる基地局移行制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線端末。
自端末が接続中の無線基地局からの移動命令に応じて、自端末の利用者に移動を指示する指示手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の無線端末。
自端末の移動が不可の場合に、前記移動命令の応答として自端末の移動不可を通知する手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の無線端末。
前記基地局移行制御手段は、新たに接続可能となった無線基地局へ自端末の無線接続先を変更させることを特徴とする請求項５に記載の無線端末。