JP2013255183A - 無線管理装置、無線通信システム、及び無線通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線基地局の配置数を低減させる。
【解決手段】実施形態の無線管理装置は、無線通信可能な領域を形成する無線中継装置群を監視する無線管理装置であって、第１の送信手段と、第２の送信手段と、を備える。第１の送信手段は、無線中継装置群のうち、隣接する無線中継装置間の距離と、当該無線中継装置のアンテナを無指向性から指向性に切り替えた場合の無線通信可能な距離と、に基づいて定められた第１の複数の無線中継装置に対して、無線通信の中継を停止させる停止命令を送信する。第２の送信手段は、無線中継装置群のうち、無線通信の中継を停止させる命令を送信された第１の複数の無線中継装置を除いた、第２の複数の無線中継装置に対して、無線を中継するアンテナを無指向性から指向性に切り替える切替命令を送信する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、無線管理装置、無線通信システム、及び無線通信制御方法に関する。

従来、携帯通信端末などの無線通信を中継する無線基地局を対象に、ソフトウェア機能のバージョンアップ等を行うために、無線通信の中継が停止するリセット操作が必要となる場合がある。隣接する複数の無線基地局がリセットされる場合に、携帯通信端末などの無線通信可能な範囲への影響が広範囲になる。そのため、互いに隣接する通信エリアの無線基地局を複数同時にリセットしないように制御する必要がある。

ところで、無線基地局の一部で故障が生じた場合に通信エリアを補完するように、無線基地局の無線通信でアンテナの指向性を制御して通信エリアを変形する技術が提案されている。これにより、無線基地局単位では、通信エリアを補完することが可能となる。

特開２００７−２２８４８１号公報

しかしながら、無線基地局のリセットはそう頻繁に行なわれるものでないのでリセット時の影響を考慮して、隣接する無線基地局の通信エリアを補完できるように無線基地局を配置すると、通常は冗長な設置になるため、設置費用が割高になってしまうという欠点がある。

一方、アンテナの指向性を制御して通信エリアを変形させるだけでは、隣接する無線基地局との距離等を考慮していない以上、ソフトウェア機能のバージョンアップ等のための、隣接する複数の無線基地局のリセットに対応するのは難しい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来よりも無線基地局の配置数を低減可能な無線管理装置、無線通信システム、及び無線通信制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の無線管理装置は、無線通信可能な領域を形成する無線通信中継装置群を監視する無線管理装置であって、第１の送信手段と、第２の送信手段と、を備える。第１の送信手段は、無線中継装置群のうち、隣接する無線中継装置間の距離と、当該無線中継装置のアンテナを無指向性から指向性に切り替えた場合の無線通信可能な距離と、に基づいて定められた第１の複数の無線中継装置に対して、無線通信の中継を停止させる停止命令を送信する。第２の送信手段は、無線中継装置群のうち、無線通信の中継を停止させる命令を送信された第１の複数の無線中継装置を除いた、第２の複数の無線中継装置に対して、無線を中継するアンテナを無指向性から指向性に切り替える切替命令を送信する。

図１は、第１の実施形態にかかる無線通信システムの機能構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態にかかる監視装置の機能構成を示したブロック図である。 図３は、第１の実施形態にかかる集約装置の機能構成を示したブロック図である。 図４は、第１の実施形態にかかる無線基地局の構成を示したブロック図である。 図５は、無線基地局のアンテナが無指向性時の通信可能な範囲を示した図である。 図６は、無線基地局のアンテナが指向性時の通信可能な範囲を示した図である。 図７は、従来の通信システムの機能構成の例を示した図である。 図８は、第１の実施形態にかかる通信システムの機能構成の例を示した図である。 図９は、第１の実施形態にかかる通信システムにおける、全体的な処理の手順を示すシーケンス図である。 図１０は、第２の実施形態にかかる無線基地局の構成を示したブロック図である。 図１１は、監視装置、集約装置のハードウェア構成を示した図である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムの機能構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信システムは、監視装置１５０、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎ、無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４を備える。

監視装置１５０と、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎ、通信ネットワーク１８０を介して接続される。

集約装置１０１＿１は、無線エリアＡｒｅａ＿１に配置された無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４と接続し、無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４を制御するための命令等を送信する。また、集約装置１０１＿２は、無線エリアＡｒｅａ＿２に配置された無線基地局１１０＿２１〜１１０＿２４と接続し、無線基地局１１０＿２１〜１１０＿２４を制御するための命令等を送信する。以降も同様とし、集約装置１０１＿ｎは、無線エリアＡｒｅａ＿ｎに配置された無線基地局１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４と接続し、無線基地局１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４を制御するための命令等を送信する。なお、図１に示す例では、説明のために省略しているが、本実施形態にかかる集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎは、４台より多くの無線基地局と接続されている。

これにより、携帯通信端末（例えば、１２０＿１、１２０＿２）は、通信エリアＡｒｅａ＿１〜Ａｒｅａ＿ｎ内において、無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４を中継することで、無線通信を行うことが可能となる。

そして、本実施形態にかかる無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４は、指向性と無指向性とを切り替え可能な、アンテナを備え、隣接する無線基地局がリセットされた場合に、無指向性から指向性にアンテナを切り替えることで、通信エリアＡｒｅａ＿１〜Ａｒｅａ＿ｎ内を通信可能に補完する。

次に監視装置１５０について説明する。図２は、監視装置１５０の機能構成を示したブロック図である。図２に示す様に、監視装置１５０は、スケジュール記憶部２０１と、スケジュール制御部２０２と、通信制御部２０３と、を備える。

スケジュール記憶部２０１は、各無線基地局のメンテナンススケジュールを記憶する。スケジュール記憶部２０１は、本実施形態では、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎの各々が管理する無線基地局についてグルーピングがなされているため、グループ単位でリセット等のスケジューリングを記憶する。

スケジュール制御部２０２は、スケジュール記憶部２０１に記憶されたメンテナンススケジュールを読み出して、各無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４がメンテナンススケジュールに従って処理が行われるように制御を行う。

通信制御部２０３は、接続された集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎとの間でデータの送受信を制御する。本実施形態にかかる通信制御部２０３は、メンテナンススケジュールに従って処理が行われるように、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎに対して各種命令を送信する。

次に集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎについて説明する。図３は、集約装置１０１＿１の機能構成を示したブロック図である。図３に示す様に、集約装置１０１＿１は、対応グループ記憶部３０１と、グループ抽出部３０２と、通信制御部３０３と、を備える。なお、集約装置１０１＿２〜１０１＿ｎの構成は、集約装置１０１＿１と同様のため説明を省略する。

通信制御部３０３は、接続された監視装置１５０と、無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４と、の間でデータの送受信を制御する。

本実施形態にかかる通信制御部３０３は、監視装置１５０からメンテナンススケジュールに従った命令を受信する。

さらに、通信制御部３０３は、無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４に対して、各種命令を送信する。

対応グループ記憶部３０１は、メンテナンスのためにリセットをする第１の無線基地局群をグルーピングした第１のグループと、第１の無線基地局群がリセットされて停止した場合にアンテナを無指向性から指向性に切り替えることで各通信エリアの範囲をカバー（形成）可能な第２の無線基地局をグルーピングした第２のグループと、を対応付けて記憶する。

この第１のグループと、第２のグループのグルーピングは、無線基地局群のうち、隣接する無線基地局間の距離と、無線基地局のアンテナを無指向性から指向性に切り替えた場合の無線通信可能な距離と、に基づいてグルーピングされたものとする。本実施形態では、少なくとも、指向性に切り替えた場合の無線通信可能な距離のほうが、無線基地局間の距離より長いものとする。

グループ抽出部３０２は、監視装置１５０から各グループに対する制御命令を受信した場合に、各グループに含まれている無線基地局群を、対応グループ記憶部３０１から抽出する。そして、通信制御部３０３が、抽出された無線基地局群に対して命令を送信する。

例えば、通信制御部３０３は、第１のグループにグルーピングされた第１の無線基地局群に対して、無線通信の中継を停止させるリセット（停止命令）を送信する。

他の例としては、通信制御部３０３は、集約装置１０１＿１が管理している無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４のうち、リセット命令が送信される第１の無線基地局群を除いた、第２の無線基地局群に対して、無線を中継するアンテナを無指向性から指向性に切り替える切替命令を送信する。

次に、無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４について説明する。図４は、無線基地局１１０＿１１の構成を示したブロック図である。図４に示す様に、無線基地局１１０＿１１は、通信インターフェース部４０１と、ベースバンド部４０２と、変復調部４０３と、信号処理部４０４と、ＣＰＵ４２１と、ＲＡＭ４２２と、ＲＯＭ４２３と、ＮＶＲＡＭ４２４と、これらを接続するバス４２５と、備えている。

通信インターフェース部４０１は、集約装置１０１＿１との間でデータを送受信するインターフェースとする。

ベースバンド部４０２は、通信インターフェース部４０１を介して受信したＩＰパケットを、無線上に乗せるＯＦＤＭ信号（ベースバンド信号）に変換する。変復調部４０３は、ＯＦＤＭ信号を直交変復調する。

信号処理部４０４は、切替部４５１と、回転制御部４５２と、を備え、受信する信号及び送信する信号を処理するための制御を行う。

切替部４５１は、アンテナの指向性の有無を切り替える。本実施形態にかかる切替部４５１は、通信インターフェース部４０１が、集約装置１０１＿１から切替命令を受信した場合に、アンテナの指向性の切り替え制御（例えば、無指向性から指向性に切り替え制御、指向性から無指向性に切り替え制御）を行う。

回転制御部４５２は、切替部４５１により無指向性から指向性に切り替えられた場合に、アンテナの指向方向、換言すれば通信可能な範囲を回転制御する。

本実施形態にかかる無線基地局１１０＿１１は、アンテナ４０９を２つ備え、２つのアンテナ４０９が受信した信号に所定の演算処理を行うことで、指向性を有する信号制御と、無指向性による信号制御と、を切り替えることができる。さらには、指向性を有する信号制御では、任意の方向における楕円形状等の範囲でデータの送受信を実現できる。

さらに、無線基地局１１０＿１１は、２つの高周波部４３１、４３２を備えている。高周波部４３１、４３２にはそれぞれ、Ｄ／Ａ変換部４０５と、アップコンバータ４０６と、電力増幅部４０７と、アンテナスイッチ４０８と、アンテナ４０９と、増幅器４１７と、ダウンコンバータ４１６と、Ａ／Ｄ変換部４１５と、を備えている。なお、無線基地局１１０＿１２〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４は、無線基地局１１０＿１１と同様の構成を備えるものとして、説明を省略する。

送信する信号は、Ｄ／Ａ変換部４０５によりアナログ信号に変換された後、アップコンバータ４０６によりアップコンバートされ、電力増幅部４０７により増幅された後、アンテナ４０９から送信される。

また、受信した信号は、増幅器４１７により増幅された後、ダウンコンバータ４１６によりダウンコンバートされ、Ａ／Ｄ変換部４１５によりデジタル信号に変換される。これにより、デジタル信号が、信号処理部４０４に入力される。

また、無線基地局１１０＿１１のＣＰＵ４２１は、ＲＯＭ４２３内に記憶されている制御プログラムを読み込んで、ＲＡＭ４２２を作業領域として用いて、通信制御部４４１の構成を実現する。

通信制御部４４１は、通信インターフェース部４０１を介したデータの送受信を制御する。そして、通信制御部４４１が切替命令を受信制御した場合に、ＣＰＵ４４１は、切替命令を、切替部４５１に指示する。

また、通信制御部４４１が、リセット命令を受信制御した場合に、ＣＰＵ４４１は、無線基地局１１０＿１１本体をリセット制御する。

例えば無線基地局１１０＿１２〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４の信号処理部４０４のプログラム変更が必要な場合に、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎからリセット命令が送信される。

リセット命令が送信される状況について具体的に説明する。例えば、ネットワーク管理者は、監視装置１５０に、信号処理部４０４の更新プログラムを保存する。そして、監視装置１５０が、既知のプロトコルを用いて、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎを介して、更新プログラムを全ての無線基地局１１０＿１２〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、…、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４のＮＶＲＡＭ（不揮発性メモリ）４２４に送信する。

そして、更新プログラムの転送が終了すると、ＣＰＵ４２１の通信制御部４４１が、通信インターフェース部４０１を介して、更新プログラムの転送が終了したことを、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎを介して、監視装置１５０に通知する。

監視装置１５０は、全ての無線基地局１１０＿１２〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４に、更新プログラムの転送が終了したと判断した場合に、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎに対して、無線基地局１１０＿１２〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４を新しい更新プログラムで起動させるためのリセット命令を送信する。しかしながら、全ての無線基地局１１０＿１２〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４をリセットさせると、携帯通信端末１２０＿１、１２０＿２を通信することができなくなる、そこで、無線基地局１１０＿１２〜１１０＿１４、１１０＿２１〜１１０＿２４、１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４を２つのグループに分けて、一方のグループを無指向性から指向性に切り替えて通信エリアをカバーすると共に、他方のグループをリセット制御する。

図５は、無線基地局１１０＿１１のアンテナ４０９が無指向性時の通信可能な範囲（カバーエリア）を示した図である。図５に示す例では、無線基地局１１０＿１１は、半径ｒの円形領域５０１内が無指向性時の通信可能な範囲となる。

図６は、無線基地局１１０＿１１のアンテナ４０９が指向性時の通信可能な範囲（カバーエリア）を示した図である。図６に示す例では、無線基地局１１０＿１１は、半径２．５ｒの楕円形領域６０１内が指向性時の通信可能な範囲となる。そして、無線基地局１１０＿１１は、アンテナ４０９が指向性時の通信可能な範囲６０１を回転制御させることで、領域６０２内で通信することが可能となる。領域６０２において、アンテナ利得は均一とはならないものの、携帯通信端末１２０＿１、１２０＿２のある方向に、アンテナ４０９の指向性を回転させるように制御を行うことで、実質的に領域６０２の全方位をカバーエリアとみなすことができる。

なお、無線基地局１１０＿１１において、リセットの対象となる無線基地局との間の距離より、指向性で無線可能な距離を長いものとする。そして、リセットの対象となる無線基地局に隣接する複数の無線基地局が、アンテナ４０９を指向性に切り替えることで、リセットの対象となる無線基地局の通信可能な範囲を補完可能となる。

このように、本実施形態にかかる無線基地局１１０＿１１は、無指向性から指向性に切り替えることで、通信可能な領域の半径が２．５倍となる。これにより、本実施形態にかかる通信システムでは、メンテナンス時に、リセットする無線基地局と、無指向性から指向性に切り替える無線基地局と、を適切にグルーピングすることで、リセットする無線基地局の通信エリアを、指向性を有する無線基地局で補完することができる。

なお、複数のアンテナ４０９で指向性を持たせたり、指向方向を回転させる手法は、既知の信号処理技術で実現可能であるため、説明を省略する。

そして、本実施形態にかかる通信システムでは、指向性アンテナと指向性の回転とを考慮して、無線基地局を配置することで、従来よりも少ない台数の無線基地局で従来と同様のカバーエリアを実現できる。

次に従来の通信エリアの補完手法について説明する。図７は、従来の通信システムの機能構成の例を示した図である。図７に示す例では、監視装置７０１から通知されるスケジュールに従って、集約装置７０２が、通信エリアＡｒｅａ＿７０２内に含まれている各無線基地局１Ａ〜３Ａ、１Ｂ〜３Ｂ、１Ｃ〜３Ｃ、１Ｄ〜３Ｄ、１Ｅ〜３Ｅのそれぞれに対して制御を行う。

この従来の通信システムにおいて、無線基地局１Ａ〜３Ａ、１Ｂ〜３Ｂ、１Ｃ〜３Ｃ、１Ｄ〜３Ｄ、１Ｅ〜３Ｅを一斉にリセットすると、当該通信エリアＡｒｅａ＿７０２にいる携帯通信端末は、通信の継続または新しい通信の開始ができなくなる。そこで、従来の通信エリアの補完手法では、通信エリアＡｒｅａ＿７０２で通信できない範囲が極力生じないように無線基地局をグルーピングし、当該グループ毎にリセットを実行する。これにより、従来の通信エリアの補完手法では、図７に示す様に、通常時においては、通信可能な範囲が重なり合うように、無線基地局が配置されることになる。

図７に示す例では、無線基地局１Ａ〜３Ａ、１Ｂ〜３Ｂ、１Ｃ〜３Ｃ、１Ｄ〜３Ｄ、１Ｅ〜３Ｅのうち、メンテナンス等の際に、半数をリセットし、その他の半数を稼働させることで、通信エリアＡｒｅａ＿７０２で通信できない領域が極力生じないようにしている。つまり、図７に示す例では、無線基地局２Ａ、１Ｂ、３Ｂ、２Ｃ、１Ｄ、３Ｄ、２Ｅをリセットした場合、無線基地局２Ａ、１Ｂ、３Ｂ、２Ｃ、１Ｄ、３Ｄ、２Ｅがカバーしていた範囲７１０＿２Ａ、７１０＿１Ｂ、７１０＿３Ｂ、７１０＿２Ｃ、７１０＿１Ｄ、７１０＿３Ｄ、７１０＿２Ｅを補完するように、無線基地局１Ａ、３Ａ、２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ、１Ｅ、３Ｅが配置されている。これにより、ユーザは通信エリアＡｒｅａ＿７０２内で、携帯通信端末を用いた通信が可能となる。

このように図７に示す従来の例では、メンテナンス等でも、通信エリアＡｒｅａ＿７０２を通信可能にしておくために、１５台の無線基地局が必要となる。しかしながら、メンテナンスは頻繁に行われるものではなく、通常は互いの無線基地局の通信可能な範囲が重複するため、無線基地局が数多く必要となり、維持コストが増大する。

これに対して、本実施形態にかかる通信システムでは、アンテナを無指向性から指向性に切り替えることで、無線基地局の設置台数の削減を図った。

図８は、本実施形態にかかる通信システムの機能構成の例を示した図である。図８に示す例では、監視装置１５０からの通知されるスケジュールに従って、集約装置１０１＿１が、通信エリアＡｒｅａ＿１内に含まれている各無線基地局１Ａ、３Ａ、２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ、１Ｅ、３Ｅのそれぞれに対して制御を行う。なお、図１の無線基地局１１０＿１１〜１１０＿１４と符号が異なるのは、従来の構成である図７との違いを明確にするためであり、無線基地局の構成等については上述した説明と同様とする。なお、図７の通信エリアＡｒｅａ＿７０２と、図８の通信エリアＡｒｅａ＿１とは、同じ広さの領域とする。

図８に示す例でも、無線基地局１Ａ、３Ａ、２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ、１Ｅ、３Ｅ、メンテナンス等の際に、半数をリセットし、その他の半数を稼働させることで、通信エリアＡｒｅａ＿１で通信できない領域が極力生じないよう制御する。つまり、図８に示す例では、無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄをリセットした場合、無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄがカバーしていた範囲８２０＿２Ｂ、８２０＿１Ｃ、８２０＿３Ｃ、８２０＿２Ｄを補完するように、無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅのアンテナを無指向性から指向性に切り替えると共に、指向性時に通信可能な範囲８１０＿１Ａ、８１０＿３Ａ、８１０＿１Ｅ、８１０＿３Ｅを回転制御する。これにより、領域８３０＿１Ａ、８３０＿３Ａ、８３０＿１Ｅ、８３０＿３Ｅ内であれば、携帯通信端末から通信することが可能となる。

そして、無線基地局１Ａと無線基地局３Ａとの間の距離を２Ｒとした場合に、無線基地局１Ａ又は無線基地局３Ａと、無線基地局２Ｂと、の距離は、√２Ｒとなる。そして、無線基地局２Ｂがリセットされる場合に、無線基地局１Ａ及び無線基地局３Ａの通信可能な範囲の径を２．５倍することで、無線基地局２Ｂがカバーしていた範囲を補完することが可能となる。

また、無線基地局１Ａ又は無線基地局１Ｅと、無線基地局１Ｃと、の間の距離を２Ｒとする。そして、無線基地局１Ｃがリセットされる場合、無線基地局１Ａ及び１Ｅの通信可能な範囲の径を２．５倍（少なくとも２倍以上であれば）することで、無線基地局１Ｃがカバーしていた範囲を補完することが可能となる。

そして、本実施形態においては、メンテナンス等で、通信エリアＡｒｅａ＿１を通信可能にしておくために、８台の無線基地局が必要となる。このように図７に示した従来の構成と比べて、半数近い（７台）の無線基地局の設置を削減できる。

また、本実施形態では、図８に示す組み合わせを、集約装置１０１＿１の対応グループ記憶部３０１で記憶する。例えば、対応グループ記憶部３０１は、第１のグループ（無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅ）と、第２のグループ（無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ）と、を対応付けて記憶する。そして、監視装置１５０からの指示に応じて、第１のグループに含まれる無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅのアンテナ４０９を指向性に切り替えさせると共に、第１のグループに含まれる無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄをリセットさせることで、通信エリアＡｒｅａ＿１で通信不可能な状況が生じないよう制御を行いながら、各無線基地局のメンテナンスが可能となる。

次に、本実施形態にかかる通信システムにおける、全体的な処理について説明する。図９は、本実施形態にかかる通信システムにおける上述した処理の手順を示すシーケンス図である。図９に示すシーケンスでは、監視装置１５０、集約装置１０１＿１、第１のグループ内の無線基地局１１０＿１１、及び第２のグループ内の無線基地局１１０＿１２の間のシーケンスについて説明するが、集約装置１０１＿２〜１０１＿ｎや、他の無線基地局についても同様の処理が行われているものとして説明を省略する。なお、図９に示すフローチャートの処理を行う前に、各無線基地局にＮＶＲＡＭ４２４に更新プログラムが格納されているものとする。

まず、監視装置１５０のスケジュール制御部２０２は、スケジュール記憶部２０１からこれから行うスケジュールを読み出す（ステップＳ９０１）。これにより、リセット命令が行われるグループと、アンテナ４０９の指向性を切り替えるグループと、が特定される。

次に、スケジュール制御部２０２の制御に従って、通信制御部２０３は、集約装置１０１＿１に対して、各グループへの命令を送信する（ステップＳ９０２）。例えば、通信制御部２０３は、集約装置１０１＿１に対して、第１のグループに対するリセット命令と、第２のグループに対する指向性の切替命令と、を送信する。

次に、集約装置１０１＿１の通信制御部３０３が、各グループへの命令を受信した場合、グループ抽出部３０２は、対応グループ記憶部３０１を参照して、第２のグループ内の無線基地局を特定する（ステップＳ９０３）。さらに、グループ抽出部３０２が、対応グループ記憶部３０１を参照して、第１のグループ内の無線基地局を特定する（ステップＳ９０４）。

その後、集約装置１０１＿１の通信制御部３０３が、第２のグループ内の無線基地局（例えば図８の無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ）に対して、アンテナ４０９を無指向性から指向性に切り替えるように切替命令を送信する（ステップＳ９０５）。

当該切替命令を受信した場合に、第２のグループ内の無線基地局（例えば図８の無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ）の切替部４５１が、アンテナ４０９を、無指向性から指向性に切り替える（ステップＳ９０６）。

その後、集約装置１０１＿１の通信制御部３０３が、第１のグループ内の無線基地局（図８の無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅ）に対して、リセット命令を送信する（ステップＳ９０７）。

当該リセット命令を受信した場合に、第１のグループ内の無線基地局（図８の無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅ）のＣＰＵ４２１が、自装置のリセット制御を行う（ステップＳ９０８）。

第１のグループ内の無線基地局（図８の無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅ）のＣＰＵ４２１は、再起動すると共に、ＮＶＲＡＭ４２４に格納されていた更新プログラムによる更新を行う（ステップＳ９０９）。そして、当該更新が終了した場合に、無線基地局（図８の無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅ）の通信制御部４４１が、終了した旨を、集約装置１０１＿１を介して、監視装置１５０に通知する（ステップＳ９１０）。

そして、監視装置１５０は、リセット命令を送信したグループに属している全ての無線基地局から、終了した旨の通知を受信した場合に、通信制御部２０３は、集約装置１０１＿１に対して、各グループへの命令を送信する（ステップＳ９１１）。通信制御部２０３は、集約装置１０１＿１に対して、第２のグループに対するリセット命令と、第１のグループに対する指向性の切替命令と、を送信する。

次に、集約装置１０１＿１の通信制御部３０３が、各グループへの命令を受信した場合、ステップＳ９０３〜Ｓ９０４で特定された各グループに属している無線基地局に対して、命令を送信する。

具体的には、集約装置１０１＿１の通信制御部３０３が、第１のグループ内の無線基地局（図８の無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅ）に対して、アンテナ４０９を無指向性から指向性に切り替えるように切替命令を送信する（ステップＳ９１２）。

当該切替命令を受信した場合に、第１のグループ内の無線基地局（図８の無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅ）の切替部４５１が、アンテナ４０９を、無指向性から指向性に切り替える（ステップＳ９１３）。

その後、集約装置１０１＿１の通信制御部３０３が、第２のグループ内の無線基地局
（例えば図８の無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ）に対して、リセット命令を送信する（ステップＳ９１４）。

当該リセット命令を受信した場合に、第２のグループ内の無線基地局（図８の無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ）のＣＰＵ４４１が、自装置のリセット制御を行う（ステップＳ９１５）。

第２のグループ内の無線基地局（例えば図８の無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ）のＣＰＵ４４１は、再起動すると共に、ＮＶＲＡＭ４２４に格納されていた更新プログラムによる更新を行う（ステップＳ９１６）。そして、当該更新が終了した場合に、第２のグループ内の無線基地局（例えば図８の無線基地局２Ｂ、１Ｃ、３Ｃ、２Ｄ）の通信制御部４４１が、終了した旨を、集約装置１０１＿１を介して、監視装置１５０に通知する（ステップ９１７）。

そして、監視装置１５０は、リセット命令を送信したグループに属している全ての無線基地局から、終了した旨の通知を受信した場合に、指向性に切り替えられている各グループに対する切替命令を、集約装置１０１＿１に対して送信する（ステップＳ９１８）。

そして、集約装置１０１＿１の通信制御部３０３は、第１のグループ内の無線基地局（図８の無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅ）に対して、切替命令を送信する（ステップＳ９１９）。

これにより、第１のグループ内の無線基地局（図８の無線基地局１Ａ、３Ａ、１Ｅ、３Ｅ）の切替部４５１が、アンテナ４０９を、指向性から無指向性に切り替える（ステップＳ９２０）。

なお、本実施形態では、スケジュールを監視装置１５０で管理し、無線基地局のグループを集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎで管理した。このような管理手法に制限するものではなく、どちらか一方で、スケジュール及び無線基地局のグループを管理しても良い。本実施形態では、無線管理装置としての機能を集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎに備えた例について説明したが、監視装置１５０側で備えても良い。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、信号処理技術を用いてアンテナの指向性形成と回転を実現した。しかしながら、信号処理技術を用いた指向性形成と回転を実現することに制限するものではない。そこで、第２の実施形態では、各基地局が無指向性アンテナと、指向性アンテナと、を備え、必要に応じて切り替える例について説明する。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様として説明を省略する。

図１０は、第２の実施形態にかかる無線基地局１１０＿１１の構成を示したブロック図である。図１０に示す構成では、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を割り当て、説明を省略する。

そして、図１０に示す第２の実施形態にかかる無線基地局１１０＿１１では、Ｉ／Ｏ部１００２と、アンテナ切替部１００３と、指向性アンテナ１００４と、を新たに備えている。

そして、ＣＰＵ１００１は、ＲＯＭ４２３に格納されている制御プログラムを読み込むことで、切替部１０５１と、回転制御部１０５２と、通信制御部４４１と、を実現する。

切替部１０５１は、Ｉ／Ｏ部１００２を介して、アンテナ切替部１００３を制御し、無指向性のアンテナ４０９と、指向性アンテナ１００４と、のどちらを利用するかを切り替える。

回転制御部１０５２は、Ｉ／Ｏ部１００２を介して、指向性アンテナ１００４の回転制御を行う。

これにより、第２の実施形態にかかる無線基地局１１０＿１１は、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

上述した実施形態においては、無線基地局のアンテナを、通常時は無指向性にしておき、他の無線基地局の通信可能な範囲をカバーする場合に指向性で制御を行うこととした。

そして、本実施形態にかかる通信システムでは、上述したように、各無線基地局をグルーピングし、一方のグループに属している無線基地局の無線通信を停止する場合には、他方のグループに属している無線基地局を無指向性から指向性に切り替えることで、通信エリアで通信できない領域が生じるのを低減させることを可能とした。さらには、従来の通信システムと比べて、無線基地局の配置数を低減させることを可能とした。

図１１は、上述した実施形態にかかる監視装置１５０、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎのハードウェア構成を示した図である。図１１に示す様に、監視装置１５０、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎは、ＣＰＵ１１０１と、ＲＯＭ１１０２と、ＲＡＭ１１０３と、通信Ｉ／Ｆ１１０４と、ＨＤＤ１１０５と、これらを接続するバス１１０６とで構成されている。

上述した実施形態の監視装置１５０、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎで実行される通信制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、上述した実施形態の監視装置１５０、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎで実行される通信制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、上述した実施形態の監視装置１５０、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎで実行される通信制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、上述した実施形態の監視装置１５０、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎで実行される通信制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成しても良い。

上述した実施形態の監視装置１５０、集約装置１０１＿１〜１０１＿ｎで実行される通信制御プログラムは、上述した各部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ１１０１が上記記憶媒体から通信制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部がＲＡＭ１１０３上にロードされ、上述した各構成が生成される。

１０１＿１〜１０１＿ｎ…集約装置、１１０＿１１〜１１０＿１４，１１０＿２１〜１１０＿２４，１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎ４…無線基地局、１２０＿１，１２０＿２…携帯通信端末、１５０…監視装置、１８０…通信ネットワーク、２０１…スケジュール記憶部、２０２…スケジュール制御部、２０３…通信制御部、３０１…対応グループ記憶部、３０２…グループ抽出部、３０３…通信制御部、４０１…通信インターフェース部、４０２…ベースバンド部、４０３…変復調部、４０４…信号処理部、４０５…Ｄ／Ａ変換部、４０６…アップコンバータ、４０７…電力増幅部、４０８…アンテナスイッチ、４０９…アンテナ、４１５…Ａ／Ｄ変換部、４１６…ダウンコンバータ、４１７…増幅器、４２１，１００１…ＣＰＵ、４２２…ＲＡＭ、４２３…ＲＯＭ、４２４…ＮＶＲＡＭ、４２５…バス、４３１，４３２…高周波部、４４１…通信制御部、４５１…切替部、４５２…回転制御部、１００２…Ｉ／Ｏ部、１００３…アンテナ切替部、１００４…指向性アンテナ、１０５１…切替部、１０５２…回転制御部

Claims (7)

1. 無線通信可能な領域を形成する無線中継装置群を監視する無線管理装置であって、
   前記無線中継装置群のうち、隣接する無線中継装置間の距離と、当該無線中継装置のアンテナを無指向性から指向性に切り替えた場合の無線通信可能な距離と、に基づいて定められた第１の複数の無線中継装置に対して、無線通信の中継を停止させる停止命令を送信する第１の送信手段と、
   前記無線中継装置群のうち、無線通信の中継を停止させる命令を送信された前記第１の複数の無線中継装置を除いた、第２の複数の無線中継装置に対して、無線を中継するアンテナを無指向性から指向性に切り替える切替命令を送信する第２の送信手段と、
   を備える無線管理装置。
2. 前記第２の送信手段により前記切替命令が送信される前記第２の複数の無線中継装置の各々は、前記第１の複数の無線中継装置のうち隣接している無線中継装置との間の距離より、指向性で無線通信可能な距離が長い、
   請求項１に記載の無線管理装置。
3. 前記第１の送信手段が送信した前記停止命令に従って停止した前記第１の複数の無線中継装置が起動した場合に、前記第２の複数の無線中継装置に対して、停止命令を送信する第３の送信手段と、
   前記第１の送信手段が送信した前記停止命令に従って停止した前記第１の複数の無線中継装置が起動した場合に、前記第１の複数の無線中継装置に対して、無線を中継するアンテナを無指向性から指向性に切り替える切替命令を送信する第４の送信手段と、
   をさらに備える請求項１又は２に記載の無線管理装置。
4. 前記第１の複数の無線中継装置を示す第１の装置識別情報と、前記第１の複数の無線中継装置が停止した場合に無指向性を指向性に切り替えることで前記領域を形成可能な前記第２の複数の無線中継装置を示す第２の装置識別情報と、を対応付けて記憶する記憶手段を、さらに備え、
   前記第１の送信手段は、前記第１の装置識別情報で示される前記第１の複数の無線中継装置に対して、前記停止命令を送信し、
   前記第２の送信手段は、前記第２の装置識別情報で示される前記第２の複数の無線中継装置に対して、前記切替命令を送信する、
   請求項１乃至３のいずれか一つに記載の無線管理装置。
5. 無線通信可能な領域を形成する無線中継装置群と、当該無線中継装置群を監視する無線管理装置とを備える無線通信システムであって、
   前記無線管理装置は、
   前記無線中継装置群のうち、隣接する無線中継装置間の距離と、当該無線中継装置のアンテナを無指向性から指向性に切り替えた場合の無線通信可能な距離と、に基づいて定められた第１の複数の無線中継装置に対して、無線通信の中継を停止させる停止命令を送信する第１の送信手段と、
   前記無線中継装置群のうち、無線通信の中継を停止させる命令を送信された前記第１の複数の無線中継装置を除いた、第２の複数の無線中継装置に対して、無線を中継するアンテナを無指向性から指向性に切り替える切替命令を送信する第２の送信手段と、
   を備え、
   前記無線中継装置群に含まれる無線中継装置の各々は、
   前記無線管理装置から、前記停止命令又は前記切替命令を受信する受信手段と、
   前記受信手段が前記停止命令を受信した場合に、自装置をリセットする制御手段と、
   前記受信手段が前記停止命令を受信した場合に、前記アンテナを無指向性から指向性に切り替える切替手段と、
   を備える無線通信システム。
6. 前記無線中継装置群に含まれる無線中継装置の各々は、さらに、
   前記指向性を有するアンテナの指向方向を回転制御させる回転制御手段を、
   さらに備える請求項５に記載の無線通信システム。
7. 無線通信可能な領域を形成する無線中継装置群と、当該無線中継装置群を監視する無線管理装置と、の間で実行される無線通信制御方法であって、
   前記無線管理装置が、前記無線中継装置群のうち、隣接する無線中継装置間の距離と、当該無線中継装置のアンテナを無指向性から指向性に切り替えた場合の無線通信可能な距離と、に基づいて定められた第１の複数の無線中継装置に対して、無線通信の中継を停止させる停止命令を送信する第１の送信ステップと、
   前記無線管理装置が、前記無線中継装置群のうち、無線通信の中継を停止させる命令を送信された前記第１の複数の無線中継装置を除いた、第２の複数の無線中継装置に対して、無線を中継するアンテナを無指向性から指向性に切り替える切替命令を送信する第２の送信ステップと、
   前記第１の複数の無線中継装置は、前記無線管理装置から前記切替命令を受信する受信ステップと、
   前記第１の複数の無線中継装置は、前記受信ステップが前記切替命令を受信した場合に、前記アンテナを無指向性から指向性に切り替える切替ステップと、
   前記第２の複数の無線中継装置は、前記無線管理装置から前記切替命令を受信する受信ステップと、
   前記第２の複数の無線中継装置は、前記受信ステップが前記切替命令を受信した場合に、前記アンテナを無指向性から指向性に切り替える切替ステップと、
   を有する無線通信制御方法。

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