JP2014003517A

JP2014003517A - 移動通信システム及び移動通信方法

Info

Publication number: JP2014003517A
Application number: JP2012138503A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Kurihara; 宣昌栗原
Original assignee: NEC Saitama Ltd
Current assignee: NEC Saitama Ltd
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2014-01-09
Also published as: EP2866487A4; WO2013191182A1; KR20150022871A; EP2866487A1; US20150181605A1; US9474077B2; KR101656597B1; EP2866487B1; CN104412635A; CN104412635B

Abstract

【課題】簡単な構成でリソースを適切に分配することができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】住宅街の区域を構成する複数のセル６にそれぞれ設置された複数のＲＥ３２と、オフィス地域の区域を構成する複数のセル６にそれぞれ設置された複数のＲＥ３２と、住宅街の区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数のＲＥ３２に常時接続されるとともに、オフィス地域の区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数のＲＥ３２に常時接続されるＲＥＣ（＃０）３１と、残りの住宅街の区域内の複数のＲＥ３２に常時接続されるとともに、オフィス地域の区域内の残りの複数のＲＥ３２に常時接続されるＲＥＣ（＃１）３１と、ＲＥＣ（＃０）３１とＲＥＣ（＃１）３１とに接続された交換機とを備える移動通信システムである。
【選択図】図６

Description

本発明は、移動通信システム及び移動通信方法に関する。

移動通信システムの設置方式の一つに小ゾーン方式がある。小ゾーン方式は、１つのサービスエリアを複数の小さなゾーンでカバーする方式である。ここで、ゾーンとは、アンテナから発せられた電波が到達可能な範囲である。また、小ゾーンはセルとも呼ばれる。複数のセルのそれぞれには、無線装置とアンテナとが設けられている。また、複数の無線装置は、上位の制御装置に接続されている。

サービスエリアは、一定の地域を範囲として設定される。そのため、サービスエリア毎に異なる特性を持つ場合がある。例えば、住宅街を含むサービスエリアでは夕方から夜にかけてトラフィックが高くなるとい特性がある。また、オフィス街を含むサービスエリアでは日中にトラフィックが高くなるとい特性がある。各サービスエリアに対しては、トラフィックが最大になる時間帯のトラフィックを処理できるだけのリソースを用意する必要がある。そのため、トラフィックが小さくなる時間帯に対してはリソースが過大になってしまう場合があるという課題があった。

この課題に対応したシステムの一例が特許文献１に記載されている。特許文献に記載されている移動通信システムでは、トラフィックの時間的変化に合わせて異なるサービスエリア間でリソースが共用される。この移動通信システムでは、各セルのアンテナが、セクター単位で、トラフィックの大きさに応じて複数の上位の制御装置のいずれかに選択的に接続される。その際、各制御装置は、複数のサービスエリアに渡って各セルのアンテナに接続される。このため、サービスエリア毎のトラフィックにかたよりが生じた場合でも、制御装置間のトラフィックの時間的なかたよりを小さくすることができる。

また、特許文献１に記載されている移動通信システムでは、複数の上位の制御装置のリソースを複数のサービスエリアに渡って共用することができる。したがって、サービスエリア毎のトラフィックのピークに応じて上位の制御装置のリソースを用意するのではなく、複数のサービスエリアの合計のトラフィックに応じてリソースを用意すればよいことになる。このため、トラフィックのピークの時間帯がずれた複数のサービスエリアに渡ってリソースを共用した場合、サービスエリア毎に上位の制御装置を用意するときと比べ、各上位の制御装置のリソースを小さくすることが可能となる。

特開２００７−１６６３５３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている移動通信システムでは、各セルのアンテナと、各上位の制御装置との接続関係を動的に切り替えている。そのため、接続関係を動的に切り替えるための構成が必要となり、構成が複雑化してしまうという課題があった。

本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、上記の課題を解決することができる移動通信システム及び移動通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の移動通信システムは、第１区域を構成する複数の第１セルにそれぞれ設置された複数の第１無線部と、前記第１区域と離間した第２区域を構成する複数の第２セルにそれぞれ設置された複数の第２無線部と、前記第１区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の前記第１無線部に常時接続されるとともに、前記第２区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の前記第２無線部に常時接続される第１無線制御部と、残りの複数の前記第１無線部に常時接続されるとともに、残りの複数の前記第２無線部に常時接続される第２無線制御部と、前記第１無線制御部と前記第２無線制御部とに接続された上位の制御装置とを備えることを特徴とする。

また、本発明の移動通信方法は、第１区域を構成する複数の第１セルに複数の第１無線部をそれぞれ設置し、前記第１区域と離間した第２区域を構成する複数の第２セルに複数の第２無線部をそれぞれ設置し、第１無線制御部を、前記第１区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の前記第１無線部に常時接続するとともに、前記第２区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の前記第２無線部に常時接続し、第２無線制御部を、残りの複数の前記第１無線部に常時接続するとともに、残りの複数の前記第２無線部に常時接続し、前記第１無線制御部と前記第２無線制御部とに上位の制御装置を接続することを特徴とする。

本発明によれば、区域毎にトラフィックのかたよりがあったとしても、簡単な構成で上位の制御装置のリソースを適切に分配することができる。

本発明の一実施形態を説明するためのシステム図である。図１のＢＴＳ３の内部構成を説明するためのブロック図である。図１のＲＥＣ３１の内部構成を説明するためのブロック図である。図２の移動通信システム１におけるＲＥＣ３１とＲＥ３２の接続状態の一例を示した図である。図４の接続状態におけるトラフィック量の時間変化を説明するための図である。図２の移動通信システム１におけるＲＥＣ３１とＲＥ３２の本実施形態が特徴とする接続状態の例を示した図である。図６の接続状態におけるトラフィック量の時間変化を説明するための図である。図４及び図６の接続状態におけるトラフィック量のピークの違いを説明するための図である。本発明の移動通信システムの実施形態の基本構成を説明するためのブロック図である。

以下、本発明による移動通信システムの実施の形態について説明する。まず、図１、図２、および図３を使用し、本実施形態の移動通信システムが前提とするシステムの基本的な構成と、ＢＴＳの構成について説明する。その後、図４を使用し、現状のサービス構成について説明する。そして、図６を使用して、本発明が特徴とする構成について説明する。なお、各図において、記号文字「＃」と英数字とを括弧でくくって示したもの（例えば「（＃１）」）は、複数の同一構成の中から各構成要素を識別するための表記である。

図１は、本実施形態の移動通信システム１の全体概要で有り、移動通信システム１内の各装置の接続を示す。移動通信システム１は、交換機２、複数のＢＴＳ（ＢａｓｅＴｒａｎｓｃｅｉｖｅｒＳｔａｔｉｏｎ；無線基地局）３、及び複数の移動通信端末（以下ＭＳ（ＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎ））４を含んで構成されている。ここで、各ＢＴＳ３は、複数のアンテナ５をそれぞれ備えている。ただし、ＢＴＳ３は、複数のアンテナ５を含んだ構成であると考えることもできる。交換機２は、数十台のＢＴＳ３と接続され、ＢＴＳ３の状態の監視や制御を行う。また、ＢＴＳ３の無線リソースの管理や各ＢＴＳ３と通信するＭＳ４とＢＴＳ３経由で通信を行い、ＭＳ４の通話時の管理も行う。

図２を用い、ＢＴＳ３内部について説明する。ＢＴＳ３は、ＲＥＣ（ＲａｄｉｏＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌ；無線制御部）３１と複数のＲＥ（ＲａｄｉｏＥｑｕｉｐｍｅｎｔ；無線部）３２とによって構成されている。ＢＴＳ３には、ＢＴＳ３内のハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって次の機能が実装されている。すなわち、ＢＴＳ３は、ＢＴＳ３をコントロールする機能、ＢＴＳ３を通過するユーザデータを処理する機能、およびＢＴＳ３内で処理されたデータをＭＳ４に無線で送信したり、ＭＳ４が無線で送信した信号を受信し所定のユーザデータ処理部に渡す機能が実装されている。ＲＥＣ３１には、ＲＥＣ３１内のハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって次の機能が実装されている。すなわち、ＲＥＣ３１には、ＢＴＳ３をコントロールする機能、およびＢＴＳ３を通過するユーザデータを処理する機能が実装されている。ＲＥ３２には、ＲＥ３２内のハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって次の機能が実装されている。すなわち、ＲＥ３２には、ＢＴＳ３内で処理されたデータをＭＳ４に無線で送信したり、ＭＳ４が無線で送信した信号を受信し所定のユーザデータ処理部に渡す機能が実装されている。

図３を用い、図２で説明したＲＥＣ３１について詳しく説明する。ＲＥＣ３１には、上述したように、ＢＴＳ３をコントロールする機能と、ＢＴＳ３を通過するユーザデータを処理する機能とが実装されている。ＢＴＳ３をコントロールする機能をＣＣ（ＣｏｍｍｏｎＣｏｎｔｒｏｌ）３１１、ＢＴＳ３を通過するユーザデータを処理する機能をＢＢ（ＢａｓｅＢａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅ；ベースバンドリソース）３１２と呼んでいる。

図４を用い、ＲＥＣ３１とＲＥ３２の設置状態の基本的な例について説明する。ＲＥＣ３１には、複数のＲＥ３２が接続されＢＴＳ３が構成されている。また、ＲＥＣ３１とＲＥ３２は、数十ｋｍ等はなれた遠距離に設置することが可能である。ＲＥＣ３１とＲＥ３２は、遠距離に設置されることが多く、ＲＥＣ３１とＲＥ３２は光回線等、高速の信号線で常時接続されている。同一のＲＥＣ３１に接続されたＲＥ３２は隣り合って設置されるため、セル６は例えば接することになる。図４に示した基本的な例では、任意のＲＥ３２がオフィス地域に設置された場合、そのＲＥ３２と接続されたＲＥＣ３１に接続されているその他の複数のＲＥ３２も全てオフィス地域に設置される。すなわち、オフィス地域に設置されているＲＥ３２（＃２）とＲＥ３２（＃３）とはともにＲＥＣ３１（＃１）に接続されている。同様に、任意のＲＥ３２が住宅街に設置された場合、そのＲＥ３２と接続されたとＲＥＣ３１に接続されているその他の複数のＲＥ３２も全て住宅街に設置される。すなわち、住宅街に設置されているＲＥ３２（＃０）とＲＥ３２（＃１）とはともにＲＥＣ３１（＃０）に接続されている。ここで、セル６は、任意のＲＥ３２が、電波を送信および受信できるエリアである。

また、図５は、図４に示したＲＥＣ３１とＲＥ３２の設置状態におけるＲＥＣ３１（＃０）およびＲＥＣ３１（＃１）のトラフィックの時間変化の例を示している。図５（ａ）は住宅街に設置されているＲＥ３２に接続されているＲＥＣ３１（＃０）のトラフィックの時間変化を示している。図５（ｂ）はオフィス地域に設置されているＲＥ３２に接続されているＲＥＣ３１（＃１）のトラフィックの時間変化を示している。ＲＥＣ３１（＃０）のトラフィックは１８時から２４時までの時間帯にピークがある。一方、ＲＥＣ３１（＃１）のトラフィックは１２時から１８時までの時間帯にピークがある。これらの図５に示したトラフィック量は、住宅街又はオフィス地域におけるトラフィック量にそのまま対応している。

次に、図６を使用して、本実施形態が特徴とするＲＥＣ３１とＲＥ３２の設置状態について説明する。ＲＥＣ３１には、複数のＲＥ３２が常時接続されＢＴＳ３が構成されている。また、ＲＥＣ３１とＲＥ３２は、数十ｋｍ等はなれた遠距離に設置することが可能である。ＲＥＣ３１とＲＥ３２は、遠距離に設置されることが多く、ＲＥＣ３１とＲＥ３２は光回線等、高速の信号線で常時接続されている。ここまでは、図４と同一である。図６に示した設置状態では、同一のＲＥＣ３１に接続されているＲＥ３２は隣り合って設置せず、セル６が接することが無いように設置されている。更に、同一のＲＥＣ３１に接続された複数のＲＥ３２は、住宅街とオフィス地域に均等に、すなわち、分散しておおむね交互に配置されるようにして、セル６を形成するよう設置されている。また、トラフィックを分散させるという点に着目すれば、同一のＲＥＣ３１に接続された複数のＲＥ３２は、住宅街又はオフィス地域を含むサービスエリア等の区域毎に、各区域のトラフィックのピークの約半分を分担するように、セル６を形成するよう設置することが望ましい。ただし、トラフィックを考慮した分配を行わない場合でも、例えば２台のＲＥＣ３１に対して均等な台数のＲＥ３２を配分しただけでも、一定のトラフィック分散効果を得ることはできると考えられる。すなわち、均等な台数による配分も、区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する配分の１つであると考えることができる。

また、各区域のトラフィックのピークの約半分を分担するように各ＲＥ３２の接続先のＲＥＣ３１を設定するには、例えば次のようにして各ＲＥ３２のトラフィックを求めることができる。例えば、配分の仕方を、過去に実績のある類似の設置状態で得られたトラフィックの実測値やシミュレーション結果などを利用して設定することができる。あるいは、そのようにして設定し、実際に運用しながら、実績に基づいて適宜変更することができる。なお、ＲＥ３２とＲＥＣ３１との間の常時の信号線による接続は、例えば半固定の切替スイッチ等を介して接続する場合であってもよい。

図６に示した例では、住宅街に設置されているＲＥ３２（＃０）とオフィス地域に設置されているＲＥ３２（＃２）とが、ＲＥＣ３１（＃０）に接続されている。また、住宅街に設置されているＲＥ３２（＃１）とオフィス地域に設置されているＲＥ３２（＃３）とが、ＲＥＣ３１（＃１）に接続されている。

次に、図６、図７、および図８を用い、本実施形態が特徴とする設置状態における動作について説明する。まず、図６に示すように、本実施形態の移動通信システム１を、同一のＲＥＣ３１に接続されるＲＥ３２の形成するセル６が、住宅街とオフィス地域に均等に配置されるように構成する。図６では、ＲＥＣ３１（＃０）にＲＥ３２（＃０）とＲＥ３２（＃２）が接続され、ＲＥ３２（＃０）は住宅街にセル６を構成し、ＲＥ３２（＃２）はオフィス地域にセル６を構成する。一方、ＲＥＣ３１（＃１）にＲＥ３１（＃１）とＲＥ３１（＃３）が接続され、ＲＥ３１（＃１）は住宅街にセル６を構成し、ＲＥ３１（＃３）はオフィス地域にセル６を構成する。

図７は、図６に示したＲＥＣ３１（＃０）とＲＥＣ３１（＃１）、それぞれのトラフィック量を示している。図６に示すように住宅街とオフィス地域に均等に同一ＲＥＣ３１に接続されたＲＥ３２を設置する状態をとった場合、ＲＥＣ３１（＃０）とＲＥＣ３１（＃１）のトラフィック量はほぼ同一となる。また、図５に示すＲＥＣ３１（０＃）やＲＥＣ３１（＃１）の最大時のトラフィック量も図８に示すように低くなる。図８（ａ）は、図５に示したベースバンドリソース（すなわちトラフィック量）のピークの値を示したものである。図８（ｂ）は、図７に示したベースバンドリソース（すなわちトラフィック量）のピークの値を示したものである。

以上より、図６に示した本実施形態が特徴とする設置状態によれば、ＲＥＣ３１（＃０）、ＲＥＣ３１（＃１）ともに、図５に示すトラフィック量から図７に示すトラフィック量に、最大時のトラフィック量が減少し、かつ使用頻度が平準化される。よって、図８に示すように、ＲＥＣ３１（＃０）、ＲＥＣ３１（＃１）に実装するベースバンドリソースは、少なくてすむことになる。

本実施形態は次のような効果を奏する。すなわち、第１の効果は、ＲＥＣ３１に実装するベースバンドリソースをより少ない量にすることが可能となることである。任意のＲＥＣ３１において、夕方から夜にトラフィックの高い住宅街と、日中にトラフィックの高いオフィス街に、ＲＥＣ３１配下のＲＥ３２を均等に配置し、任意のＲＥＣ３１当たりのトラフィックの時間帯による集中を防いだからである。図５に示すようなトラフィック量を、図７に示すトラフィック量に低減できる。

第２の効果は、任意のＲＥＣ３１が故障した場合に、通話不能な地域をなくす（より少なく）出来ることである。任意のＲＥＣに接続されるＲＥ同士が隣接する場合、連続した複数のセルが通話不能になる。しかし、本実施形態では、任意のＲＥＣ３１に接続されるＲＥ３２同士が隣接しないため、連続した複数のセルが通話不能になる事態を回避できるからである。

なお、上記の実施形態では、ＲＥＣ３１に対し、ＲＥ３２、２台で説明したが、３台以上でも同一である。また、トラフィック量を地域によって意識し、同一ＲＥＣ３１に接続されるＲＥ３２を任意の地域に配置することで、実現することも可能である。

以上のように、本発明では、図６に示すように、移動通信システムにおいて、任意のＲＥＣに接続する複数のＲＥを隣り合わせて設置するのではなく、時間帯によるトラフィック量の遷移が全く異なった地域（ここでは住宅街とオフィス地域）に設置する。これによれば、ＲＥＣ内に実装されるベースバンドリソースの使用効率を上げ、かつＲＥＣ内に実装されるベースバンドリソースを最小化することができる。

なお、本発明の実施の形態の基本的な構成は、図９に示したように表すことができる。すなわち、本発明の基本的な実施形態としての移動通信システムは、複数の第１無線部と、複数の第２無線部と、第１無線制御部と、第２無線制御部と、上位の制御装置とを備えている。ここで、第１無線部は図６のＲＥ３２（＃０）及び（＃１）に対応している。第２無線部は図６のＲＥ３２（＃２）及び（＃３）に対応している。第１無線制御部は図６のＲＥＣ３１（＃０）に対応している。第２無線制御部は図６のＲＥＣ３１（＃１）に対応している。そして、上位の制御装置は、図１の交換機２に対応している。

図９に示した構成において、複数の第１無線部は、第１区域を構成する複数の第１セルにそれぞれ設置されている。複数の第２無線部は、第１区域と離間した第２区域を構成する複数の第２セルにそれぞれ設置されている。第１無線制御部は、第１区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の第１無線部に常時接続されるとともに、第２区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の第２無線部に常時接続されている。第２無線制御部は、残りの複数の第１無線部に常時接続されるとともに、残りの複数の第２無線部に常時接続されている。そして、上位の制御装置は、第１無線制御部と第２無線制御部とに接続されている。ここで、第１区域又は第２区域は、例えば住宅街を含む地域あるいはサービスエリアや、ビジネス地域を含む地域やサービスエリアに対応している。

１移動通信システム
２交換機
３ＢＴＳ
４ＭＳ
５アンテナ
６セル
３１ＲＥＣ
３２ＲＥ
３１１ＣＣ
３１２ＢＢ

Claims

第１区域を構成する複数の第１セルにそれぞれ設置された複数の第１無線部と、
前記第１区域と離間した第２区域を構成する複数の第２セルにそれぞれ設置された複数の第２無線部と、
前記第１区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の前記第１無線部に常時接続されるとともに、前記第２区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の前記第２無線部に常時接続される第１無線制御部と、
残りの複数の前記第１無線部に常時接続されるとともに、残りの複数の前記第２無線部に常時接続される第２無線制御部と、
前記第１無線制御部と前記第２無線制御部とに接続された上位の制御装置と
を備えることを特徴とする移動通信システム。
前記第１区域のトラフィックがピークとなる時間帯と前記第２区域のトラフィックがピークとなる時間帯とがずれている
ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
前記第１無線制御部に接続された前記第１無線部又は第２無線部が設置された前記第１セル又は前記第２セルと、前記第２無線制御部に接続された前記第１無線部又は第２無線部が設置された前記第１セル又は前記第２セルとが、分散しておおむね交互に配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信システム。
第１区域を構成する複数の第１セルに複数の第１無線部をそれぞれ設置し、
前記第１区域と離間した第２区域を構成する複数の第２セルに複数の第２無線部をそれぞれ設置し、
第１無線制御部を、前記第１区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の前記第１無線部に常時接続するとともに、前記第２区域内のトラフィックのピークの約半分に対応する複数の前記第２無線部に常時接続し、
第２無線制御部を、残りの複数の前記第１無線部に常時接続するとともに、残りの複数の前記第２無線部に常時接続し、
前記第１無線制御部と前記第２無線制御部とに上位の制御装置を接続する
ことを特徴とする移動通信方法。