JP2012120112A - 無線基地局および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上位ネットワーク装置または上位ネットワーク装置と無線基地局との間で生じる障害の無線端末への影響を低減できる無線基地局および無線通信方法を提供する。
【解決手段】基地局１Ａは、上位ネットワーク装置４Ａとの通信断を検出すると、通信断検出後の経過時間を判断し、記憶部に格納されている経過時間毎の報知情報送信電力値に基づいて、段階的に報知情報の送信電力を下げる。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線基地局および無線通信方法に関する。

一般的な通信システムでは、基地局より上位ＷＡＮ（Wide Area Network）側のネットワーク装置（ＰＤＳＮなど）が冗長化されていることが多い。そして、上位ネットワーク装置および／または上位ネットワーク装置と基地局間の経路に何らかの障害があり、上位ネットワーク装置と基地局が通信できない場合、冗長対象のネットワーク装置に運用系が切り替えられる。この運用系の切り替えには一定の待ち時間を要する。

図５は従来技術を説明する図である。端末（ＭＳ）が基地局Ａ、基地局Ｂの報知情報チャネル（ＢＣＨ）を受信できるセル範囲にあり、基地局Ａにおける報知情報の送信電力が基地局Ｂのものよりも大きいとする。また、基地局Ａは、ネットワーク装置Ａ、Ｂのうち、ネットワーク装置Ａを運用系、Ｂを待機系としている。基地局Ａは、基地局Ａとネットワーク装置Ａとの間の一時的な通信断を検知した場合、通信断を検知した後も、しばらく運用系のネットワーク装置を変更しない。一定時間経過し、通信断が継続したのを確認して、基地局Ａは、運用系のネットワーク装置をＡからＢへ変更する。

特開２００６−２２９５１２号公報

図５を例に取ると、端末は、基地局Ａがネットワーク装置Ａとの通信断を検知して運用系のネットワーク装置をネットワーク装置Ａからネットワーク装置Ｂに変更するまでの間、ＷＡＮ側との通信ができなくなる。しかしながら、基地局Ａと端末との間では、通信プロトコルのデータ受信タイムアウトやＡＣＫタイムアウトなどが発生するが、無線区間としては問題ないため、基地局Ａと端末との間のセッションは切断されない。仮にセッションを切断し、端末が基地局に再接続する仕組みを設けたとしても、端末が移動するなどの外部要因が無い限り、報知情報の送信電力判定の結果、端末が基地局Ａを再度選択する可能性が高い。そのため、端末が基地局Ａに再接続したとしても、基地局Ａの運用系ネットワーク装置が切り替わるまでは、端末がＷＡＮ側と通信できない状況は変わらない。

また、上述のように、従来技術では、上位ネットワーク装置および／または上位ネットワーク装置と基地局間の経路に何らかの障害が発生し、上位ネットワーク装置と基地局が通信できない場合でも、基地局と端末との間の無線区間には問題がないため、端末は、障害のあるネットワーク装置へ接続中の基地局に、接続要求を送信することが十分に考えられる。しかしながら、この場合も、運用系ネットワーク装置が切り替わるまでは、端末は、ＷＡＮ側と通信できない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、上位ネットワーク装置または上位ネットワーク装置と無線基地局との間で生じる障害の無線端末への影響を低減できる無線基地局および無線通信方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、上位装置と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線基地局であって、無線通信を行う端末側通信部と、前記上位装置と通信を行う上位装置側通信部と、前記上位装置側通信部を介して、前記上位装置との通信を行うことができなくなった場合に、前記端末側通信部から送信する報知情報の送信電力を、当該通信を行うことができなくなった時点からの経過時間に応じて低減させる制御部とを備えることを特徴とする。

前記制御部は、前記上位装置との通信を行うことができなくなった後に、再び前記上位装置と通信可能になると、前記報知情報の送信電力を増加させることが好ましい。

また、本発明は、上記の無線基地局を複数備えて構成される無線通信システムであって、各無線基地局は、異なる上位装置と通信を行うことを特徴とする。

また、本発明は、上位装置と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線基地局の無線通信方法であって、前記上位装置と通信を行うステップと、前記上位装置との通信を行うことができなくなった場合に、送信する報知情報の送信電力を、当該通信を行うことができなくなった時点からの経過時間に応じて低減させるステップとを含むことを特徴とする。

本発明は、上位ネットワーク装置または上位ネットワーク装置と基地局間の経路に何らかの障害が発生しても、この障害の無線端末への影響を低減することができる。

本発明の実施形態に係る無線基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。 従来技術のシステム環境を例にして本発明の実施形態に係る動作を説明する図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る無線基地局を含む無線通信システムの運用例を示す図である。 従来技術を説明する図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る無線基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。無線基地局１は、上位装置であるネットワーク装置４（ＰＤＳＮなど）と無線端末２との間で送受信されるデータを中継する無線基地局である。無線基地局１は、無線通信部１１（端末側通信部）と、制御部１２と、ＩＦ（インターフェース）部１３（上位装置側通信部）と、記憶部１４を備えている。また、制御部１２は、通信断検出部１２１と、送信電力制御部１２２を備えている。

無線通信部１１は、アンテナを介して無線信号を送受信し、無線端末２と通信を行う。ＩＦ部１３は、通信ネットワーク３を介して、上位装置のネットワーク装置４と通信を行う。制御部１２の通信断検出部１２１は、ＩＦ部１３を介して、ネットワーク装置４との通信を行うことができなくなったことを検出する。この検出にあたり、通信断検出部１２１は、ＰＩＮＧを定期的に送信し、当該ネットワーク装置４と通信を行うことが可能（接続可能）であるか否かの判定を行っている。制御部１２の送信電力制御部１２２は、無線通信部１１から送信する無線信号の送信電力を制御する。また、送信電力制御部１２２は、通信断検出部１２１でネットワーク装置４との通信を行うことができなくなったことが検出されると、報知情報（ＢＣＨ：報知情報チャネル）の送信電力を、当該通信を行うことができなくなった時点からの経過時間に応じて低減させる。

記憶部１４は、ネットワーク装置４と通信を行うことができなくなった時点からの経過時間毎の報知情報の送信電力値と、ネットワーク装置４と通信ができるようになった時点からの経過時間毎の報知情報の送信電力値と、報知情報の送信電力の上限値および下限値を格納する。ネットワーク装置４との一時的通信断を検出した時点からの経過時間毎の報知情報送信電力値の一例を表１に示す。表１では、通信断を検出した時点から２０秒経過する毎に、送信電力を１ｄＢ低下させている。

なお、表１は、一例であって、経過時間（変化間隔）および送信電力の低下量は、変化可能な送信電力の範囲、およびネットワーク装置４に障害が発生したときに他の運用系のネットワーク装置４に切り替えるまでの時間等により適宜決定する。

図２は、上述した従来技術のシステム環境を例にして本発明の実施形態に係る動作を説明する図である。基地局Ａは、上位ネットワーク装置４Ａとの通信断を検出すると、上位ネットワーク装置４Ａとの通信断検出後の経過時間を判断し、記憶部１４に格納されている経過時間毎の報知情報送信電力値に基づいて、段階的に送信する報知情報の電力を下げる（１）。

基地局１Ａが報知情報の送信電力を段階的に下げることにより、無線端末（ＭＳ）２は、別の基地局１Ｂの送信電力のほうが大きい状況が発生する場合がある。無線端末２は、基地局１Ａに接続中であれば、基地局１Ａから基地局１Ｂへハンドオーバを行い、接続中でなければ、接続する基地局の判定で基地局１Ｂが選択され、基地局１Ｂとの通信を試みる（２）。

新たに無線端末２との接続対象となった基地局１Ｂが、仮に運用系のネットワーク装置として上位ネットワーク装置Ｂを設定していれば、無線端末２は、直ちにＷＡＮ側との通信が可能となる（３）。

なお、報知情報送信電力を低下させている間に運用系のネットワーク装置との通信断が解消された場合は、基地局１Ａは、逆のシーケンスで周期的に報知情報の電力を上げる方法も実施可能である。

基地局１Ａが、上位ネットワーク装置４Ａとの間の不通を最終判断してサービスを停止するのは、基地局１Ａが上位ネットワーク装置４Ａに送信する定期的なＰＩＮＧ送信に対し、応答を受信しない回数が一定回数続いたことをトリガとする。ネットワークが瞬断した後、復旧する可能性を考慮し、基地局１Ａは、最終判断のタイミングまで報知情報を送信し、極力サービスを継続する。

図３は、本発明の実施形態に係る無線基地局の動作を説明するフローチャートである。無線基地局１は、上位装置である運用系のネットワーク装置４にＰＩＮＧを送信してネットワーク装置４を監視し（Ｓ１０１）、運用系のネットワーク装置４と接続可能であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。運用系のネットワーク装置４に障害が発生し、当該ネットワーク装置４との接続が不可能（一時的不通）となった場合（Ｓ１０２でＮＯの場合）は、報知情報送信電力の低下周期となったか否かを判定する。すなわち、例えば、表１では、２０秒毎に報知情報送信電力を低下させているので、接続不可能と判定してから２０秒経過したか否かを判定する（Ｓ１０３）。低下周期となっていれば（ＹＥＳの場合）、報知情報送信電力を所定値（表１では１ｄＢ）低下させたときに、記憶部４に格納されている報知情報送信電力の下限値よりも低くなるか否かを判定する（Ｓ１０４）。下限値よりも低くならない場合（ＮＯの場合）は、報知情報送信電力を所定値（表１では１ｄＢ）低下させる（Ｓ１０５）。

Ｓ１０２において、ネットワーク装置の障害が復旧してネットワーク装置と接続が可能となった場合（ＹＥＳの場合）は、報知情報送信電力の上昇周期となったか否かを判定する。すなわち、接続可能と判定してから２０秒経過したか否かを判定する（Ｓ１０６）。上昇周期となっていれば（ＹＥＳの場合）、報知情報送信電力が記憶部１４に格納されている報知情報送信電力の上限値（通常送信電力値）よりも低いか否かを判定する（Ｓ１０７）。上限値よりも低い場合（ＹＥＳの場合）は、報知情報送信電力を所定値（１ｄＢ）上昇させたときに、記憶部１４に格納されている報知情報送信電力の上限値よりも高くなるか否かを判定する（Ｓ１０８）。上限値よりも高くならない場合（ＮＯの場合）は、報知情報送信電力を所定値（１ｄＢ）上昇させる（Ｓ１０９）。

図４は、本発明の実施形態に係る無線基地局を含む無線通信システムの運用例を示す図である。図において、円は、無線端末２が各無線基地局１の報知情報を受信可能なセル範囲を示している。

一般的な無線通信システムが商用で運用されている場合、ある地点のエリアを複数の無線基地局１でサポートしているパターンが多いが、１つの無線基地局１でのみサポートしている場合もあり、報知情報の送信電力の下限値は、無線通信システムでサポートできないエリア（図中、波線で示す円の範囲）が発生しないよう設定することが望ましい。このため、無線基地局間通信あるいは何らかの装置での集中管理により、報知情報送信電力の下限値を決定した後に、変化可能な送信電力の範囲および運用系ネットワーク装置切り替えまでの時間により、表１に示す、段階的に下げる報知情報送信電力値および変化間隔を決定するようにする。

また、本発明の実施形態に係る無線基地局を含む無線通信システムの運用では運用系とするネットワーク装置を１つにするのではなく、隣接する無線基地局間ではできるだけ異なるネットワーク装置を割り当てることが望ましい。図４は、５つの無線基地局１（無線基地局１Ａ〜１Ｅ）から構成される無線通信システムを３つのネットワーク装置を運用系にしてサポートする例を示している。

上述したように、本発明の無線基地局は、ＷＡＮ側の上位ネットワーク装置または上位ネットワーク装置と無線基地局間の経路に障害が発生した時に、ＷＡＮ側との一時的不通判断時間に応じて、報知情報の送信電力を徐々に低下させ、無線端末を周辺の無線基地局に接続させるようにすることで、直ちに上位ネットワーク装置に接続可能にするので、上位ネットワーク装置または上位ネットワーク装置と無線基地局との間に障害が発生しても、無線端末への影響を低減することができる。

１ 無線基地局
２ 無線端末
３ 通信ネットワーク
４ ネットワーク装置
１１ 無線通信部
１２ 制御部
１３ ＩＦ（インターフェース）部
１４ 記憶部
１２１ 通信断検出部
１２２ 送信電力制御部

Claims (4)

1. 上位装置と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線基地局であって、
   無線通信を行う端末側通信部と、
   前記上位装置と通信を行う上位装置側通信部と、
   前記上位装置側通信部を介して、前記上位装置との通信を行うことができなくなった場合に、前記端末側通信部から送信する報知情報の送信電力を、当該通信を行うことができなくなった時点からの経過時間に応じて低減させる制御部と、
   を備えることを特徴とする無線基地局。
2. 前記制御部は、前記上位装置との通信を行うことができなくなった後に、再び前記上位装置と通信可能になると、前記報知情報の送信電力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
3. 請求項１または２に記載の無線基地局を複数備えて構成される無線通信システムであって、各無線基地局は、異なる上位装置と通信を行うことを特徴とする無線通信システム。
4. 上位装置と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線基地局の無線通信方法であって、
   前記上位装置と通信を行うステップと、
   前記上位装置との通信を行うことができなくなった場合に、送信する報知情報の送信電力を、当該通信を行うことができなくなった時点からの経過時間に応じて低減させるステップと、
   を含むことを特徴とする無線基地局の無線通信方法。