JP2994315B2 - 通信ゾーン救済方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セルラー方式の無
線通信システムに関し、特に、システム障害の救済方式
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車・携帯電話システムやＭＣ
Ａ無線システムなどのサービスエリアを複数の通信ゾー
ン（無線ゾーン）で平面的にカバーしたセルラー方式の
無線通信システムの基地局の障害を補償する方法として
は、基地局に自らを代行する予備装置を備える代行制御
方式が広く用いられている。その他にも、障害となった
基地局に隣接する基地局の無線出力や受信感度を制御し
て停波した通信ゾーンを救済する方式が提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の技術に
よる通信ゾーンの救済方式には、次のような問題点があ
る。

【０００４】まず、基地局自体が予備装置を使って自局
の通信ゾーンを補う方式では、重大障害が発生して停波
に追い込まれた場合に救済が不可能である点が上げられ
る。

【０００５】次に、基地局の送信出力と受信感度を制御
して停波した通信ゾーンを救済する方式では、救済にあ
たる基地局の通信ゾーンを障害が発生した通信ゾーンに
まで広げるため、システム設計上で保持しなければなら
ない周波数繰り返し距離を確保できなくなってしまい、
干渉を引き起こす点が上げられる。

【０００６】さらに、救済のために広げられた通信ゾー
ンには、救済を必要としない通信ゾーンもカバーしてし
まうため、必要以上に多くの移動局が収容され、結果、
トラヒックが切迫してしまう点が上げられる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の通信ゾーン救済
方式は、セルラー方式の無線通信システムにおいて；シ
ステム内の任意の基地局に、無線信号の放射方向に指向
性を有し放射方向を変えることにより任意の隣接する基
地局に割り当てられている通信ゾーンのいずれかをカバ
ーできる指向性アンテナと、前記指向性アンテナの放射
方向を変える方向変更手段と、前記指向性アンテナと接
続され前記隣接する基地局の機能を代行できる予備基地
局設備とを備え；前記隣接する基地局が停波した場合
に、前記方向変更手段により前記指向性アンテナの放射
方向を停波した基地局に割り当てられていた通信ゾーン
へ向け、前記予備基地局設備に停波した基地局の代行を
させることによって、停波による通信ゾーンの消滅を防
止する構成を有する。

【０００８】また、上記構成において、前記方向変更手
段が、アンテナの向きを変えることができるローテータ
を含み、１つの前記指向性アンテナの向きを変えること
により、カバーする通信ゾーンを変える構成、あるい
は、前記方向変更手段が、複数のアンテナを択一的に前
記予備基地局設備に接続するアンテナ切替器を含み、互
いに異なる方向に放射方向を設定された複数の前記指向
性アンテナのいずれかを選択することにより、カバーす
る通信ゾーンを変える構成とすることができる。

【０００９】さらに、基地局の制御手段を二重化するこ
とにより、前記予備基地局設備を基地局自体の予備装置
と共用とした構成とすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１１】図１は本発明を適用したセルラー方式の無
線通信システムの通信ゾーンの構成を示す図である。図
１において、図示していない移動無線通信端末（移動
局）への無線通信サービスを提供するエリアを、複数の
基地局（無線基地局）１，２，…，６の各々により管轄
される複数の通信ゾーン（無線ゾーン）１ａ，２ａ，
…，６ａにより構成している。各基地局１〜６はそれぞ
れ、図示していない交換機により接続され、移動局の通
信相手と接続される。ここで例えば基地局２に障害が発
生し、通信ゾーン２ａでの移動局との通信が確保できな
いとき、隣接する基地局１で通信ゾーン１ａとは別に通
信ゾーン２ａをカバーする。

【００１２】図２は、本発明の第１の実施の形態例を示
す基地局のブロック構成図である。図２において基地局
１は、アンテナ１４を接続し制御部１２により制御され
る基地局装置１０と、指向性アンテナ１６を接続し制御
部１３により制御される予備基地局設備１１とを有して
いる。

【００１３】制御部１２は、基地局装置１０を制御して
基地局１での通信を行えるようにするものである。基地
局装置１０は、移動局との通信を実現するための送受信
機であり、アンテナ１４は、通信ゾーン１ａ内に無線信
号を放射し、また無線信号を受信（入射）する。制御部
１２はまた、隣接する基地局、例えば基地局２での停波
を検出する機能と、予備基地局設備１１を隣接する基地
局、この場合、基地局２として代行させる機能を有す
る。指向性アンテナ１６は、あらかじめ設定された特定
方向のみ無線信号を放射，受信するアンテナであり、方
向を変えることにより任意の隣接する基地局の通信ゾー
ンをカバー可能である。ローテータ１５は、指向性アン
テナ１６の方向を可変するものである。予備基地局設備
１１は、基地局装置１０と同じ機能を持った基地局装置
である。

【００１４】次に、図１に示す基地局１の動作を説明す
る。通常時、制御部１２は無線基地局１０及びアンテナ
１４を用いて通信ゾーン１ａ内の移動局と通信を行って
いる。ここで例えば基地局２に障害が発生し通信ゾーン
２ａ内の移動局との通信が不可能になると、あらかじめ
基地局２の代行基地局として指定されていた基地局１に
交換機を介して通知される（あるいは、基地局装置２か
らの無線送信状態を基地局装置１０で監視するようにし
ておいてもよい）。通知を受けた制御部１２は、予備基
地局設備１１とその制御部１３とを起動する。制御部１
３の制御の下、予備基地局設備１１は、ローテータ１５
を制御し指向性アンテナ１６の方向を基地局２の通信ゾ
ーン２ａ方向に向けさせ、通信ゾーン２ａ内の移動局と
の通信を基地局２に代わって継続可能とする。

【００１５】図３は、本発明の第２の実施の形態例を示
すブロック構成図であり、図２に示すローテータ１５及
び単一の指向性アンテナ１６をアンテナ切替器２０及び
複数の指向性アンテナ１６，１７，１８，１９に置換え
た例を示す。アンテナ切替器２０は、制御部１３の制御
により、あらかじめカバーする方向が互いに異なる方向
（隣接基地局通信ゾーン）に設定された複数の指向性ア
ンテナ１６〜１９のどれか一つを選択し予備基地局設備
１５と接続する。予備基地局装置１１と接続する指向性
アンテナの組合せで電波を放射、受信する方向を変更す
ることができる。

【００１６】ここで、指向性アンテナ１６のカバー方向
が通信ゾーン２ａに設定してあるとする。基地局２に障
害が発生し通信ゾーン２ａ内の移動局との通信が不可能
になると、基地局１に通知される。通知を受けた制御部
１２は、予備基地局設備１１とその制御部１３とを起動
する。制御部１３の制御の下、予備基地局設備１１は、
アンテナ切替器２０を制御し指向性アンテナ１６を選択
する。これにより、通信ゾーン２ａ内の移動局との通信
を基地局２に代わって継続可能とする。

【００１７】図４は、本発明の第３の実施の形態例を示
すブロック構成図であり、図２に示す制御部を二重化し
た例を示す。図４の制御部２４は、図２の制御部１２、
１３を共通化して１つにまとめた制御部である。基地局
１動作処理部２２は、基地局装置１０を基地局１として
動作、または基地局装置１０が障害になった場合に予備
基地局設備１１を基地局１として動作させる機能を有す
る。基地局２動作処理部２３は予備基地局設備１１を基
地局２として動作させるための機能を有する。

【００１８】アンテナ切替器２１は、制御部２４からの
制御により、基地局装置１０が正常なときは、基地局装
置１０とアンテナ１４とを接続するとともに、予備基地
局設備１１とローテータ１５，指向性アンテナ１６とを
接続する。基地局装置１０が障害のときは、制御部２４
からの制御により、アンテナ１４を予備基地局設備１１
に接続変更する。

【００１９】次に図４に示す基地局の動作について詳細
に説明する。制御部２４では、基地局装置１０の障害を
検出したとき、予備基地局設備１１を基地局１として動
作させるため、基地局１動作処理部２２で制御処理を実
行する。予備基地局装置１１からの無線信号は、アンテ
ナ切替器２１を通りアンテナ１４にて基地局１の通信ゾ
ーン１ａに向けて発射される。また隣接基地局２の障害
を検出したときは、予備基地局設備１１を基地局２の代
行として動作させるために基地局２動作処理部２３によ
る動作処理を実行する。予備基地局装置１１からの無線
信号は、アンテナ切替器２１を通り指向性アンテナ１６
で基地局２の通信ゾーン２ａに向けて発射され、基地局
２としての通信が確保される。

【００２０】なお、上記説明においては、基地局１の構
成のみを示しているが、他の基地局２〜６も同様の構成
とすることができる。

【００２１】以上説明したように、基地局に備えられた
指向性アンテナを使用すると、基地局の特定方向に通信
ゾーンを作り出すことができる。この技術はおもに基地
局を設置する条件が満たせない地域をカバーする方法と
して提案されている。本発明では、この技術と、指向性
アンテナの方向を変更する手段とを組み合わせ、基地局
の機能が失われた通信ゾーンへ隣接ゾーンの正常機能の
基地局から指向性アンテナを向けることにより、通信ゾ
ーンの救済を可能としている。

【００２２】この際、救済のために形成した通信ゾーン
は、元の通信ゾーンとカバーする範囲があまり変わらな
いため、必要以上に多くの移動局が収容されることが無
く、トラヒックが切迫してしまうようなこともない。こ
のことは、周辺ゾーンとの干渉を少なく抑えることにも
貢献する。

【００２３】さらには、基地局の制御を二重化すると、
それぞれの制御において独立した基地局のごとき動作が
可能であるため、大型の予備基地局設備を設けなくて
も、本発明の実現が可能となるため、基地局設備の大規
模化を抑えることができる。

【００２４】また、隣接する通信ゾーンの停波を救済で
きる設備は、様々な状況を考えると全ての基地局に備え
ることが望ましいが、本発明によれば、干渉を少なく抑
えることができるため、全基地局への設備が可能であ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、予備基地局設備を任意
の基地局に設置し、この予備基地局設備のアンテナ（指
向性アンテナ）の無線信号を放射する方向を任意に可変
可能とし、隣接基地局が障害となったとき、指向性アン
テナの向きを障害隣接基地局の通信ゾーン方向に向け、
予備基地局設備で基地局機能を代行するので、障害通信
ゾーンの救済が可能である。

【００２６】また、予備基地局設備を基地局装置の予備
及び隣接基地局を救済するための基地局装置として共用
化し、基地局の制御手段を二重化しているため、大規模
な設備が不要であり、経済化が計れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したセルラー方式の無線通信シス
テムの通信ゾーンの構成を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態例を示すブロック構
成図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態例を示すブロック構
成図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態例を示すブロック構
成図である。

【符号の説明】 １，２，…，６ 基地局 １ａ，２ａ，…，６ａ 通信ゾーン １０ 基地局装置 １１ 予備基地局設備 １２，１３，２４ 制御部 １４ アンテナ １５ ローテータ １６，１７，１８，１９ 指向性アンテナ ２０，２１ アンテナ切替器

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルラー方式の無線通信システムにおい
   て、 システム内の任意の基地局に、無線信号の放射方向に指
   向性を有し放射方向を変えることにより任意の隣接する
   基地局に割り当てられている通信ゾーンのいずれかをカ
   バーできる指向性アンテナと、前記指向性アンテナの放
   射方向を変える方向変更手段と、前記指向性アンテナと
   接続され前記隣接する基地局の機能を代行できる予備基
   地局設備とを備え、 前記隣接する基地局が停波した場合に、前記方向変更手
   段により前記指向性アンテナの放射方向を停波した基地
   局に割り当てられていた通信ゾーンへ向け、前記予備基
   地局設備に停波した基地局の代行をさせることによっ
   て、停波による通信ゾーンの消滅を防止することを特徴
   とする通信ゾーン救済方式。
2. 【請求項２】 前記方向変更手段が、アンテナの向きを
   変えることができるローテータを含み、１つの前記指向
   性アンテナの向きを変えることにより、カバーする通信
   ゾーンを変えることを特徴とする請求項１記載の通信ゾ
   ーン救済方式。
3. 【請求項３】 前記方向変更手段が、複数のアンテナを
   択一的に前記予備基地局設備に接続するアンテナ切替器
   を含み、互いに異なる方向に放射方向を設定された複数
   の前記指向性アンテナのいずれかを選択することによ
   り、カバーする通信ゾーンを変えることを特徴とする請
   求項１記載の通信ゾーン救済方式。
4. 【請求項４】 基地局の制御手段を二重化することによ
   り、前記予備基地局設備を基地局自体の予備装置と共用
   としたことを特徴とする請求項１記載の通信ゾーン救済
   方式。