JP5290109B2 - 保守監視システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムにおけるエリア構成に係り、特に、新規に無線基地局を設置した場合にエリア構築を容易にできる保守監視システムに関する。

［従来の技術］
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式に代表される直交周波数分割多重方式の無線通信システムにおけるエリア構成技術に関連し、従来の基地局装置の設置方法、運用方法について説明する。

同一無線アクセス方式における無線基地局装置において、各基地局のカバーするサービスエリアにはその基地局のチャネル収容能力、送信電力レベル等の条件に依存し、様々なゾーン構成が想定される。
このため無線基地局装置を設置する場合には、設置する場所特有の環境条件を測定し、他基地局に対する干渉の問題などが発生しないような基地局配置設計によるゾーン構成が必要となる。

具体的には、設置基地局にて使用するキャリア周波数の設定、最大送信電力の設定、基地局のセクタ単位で設定される下り信号送信時のサブフレームに対する周波数配置が上げられる。
従来、これらの設定は設置する基地局単位、もしくは、基地局が複数セクタにてサービスエリア構成される場合にはセクタ単位で設定される基地局情報であり、サービスエリア構成時にその環境に適したパラメータリストを作成し、基地局毎への割り当てを行うものである。

基地局においては、その設置場所に応じて予め基地局装置に格納されたパラメータ（以下、基地局データ）と、基地局の運用開始時にゲートウェイ装置のデータベースへのアクセスにより取得した必要なパラメータとにより、無線アクセスエリア構成に対応した基地局装置の無線リソース、装置構成を決定し運用を開始する。
ここでゲートウェイ装置とは無線基地局装置の上位装置であり、無線基地局からのユーザトラフィックの集約したアクセスネットワークと、コアネットワークと接続されるサービスネットワークとの接続ポイントとなる装置である。

基地局装置の運用開始時には、まず共通チャネルの設定を行い、当該基地局がカバーするエリアに存在する端末装置との通信が可能なレベルの送信電力が適用される。
無線通信システムにおける移動局、基地局間の通信においては、例えば、移動局からのネットワークへのアクセス要求が発生した場合には、基地局から周期的に送信する報知情報を移動局が受信し、基本的な基地局及びネットワーク情報を取得する。移動局はアクセスに必要な帯域を確保するため、帯域要求信号を基地局装置に送信し、移動局のタイミング、送信電力等、必要なパラメータ調整を行った後、接続の確立のためのメッセージの送受信が行われる。

以上のように、移動局、基地局装置が接続を確立するためには、移動局の初期動作として基地局のスキャンが行われる。
つまり、下りで送信される信号レベル、報知情報において移動局がどの基地局装置に対してアクセスするか選択されるため、固定的な基地局情報の設定を行った場合には、運用開始時点で構築しようとするエリアにあわせたパラメータ選択が必要となる。

［初期パラメータ設定方法：図７］
複数の移動局との通信を行う無線基地局装置における初期パラメータ設定方法について図７を参照しながら説明する。図７は、エリア（ゾーン）構成例を示す図である。
近年、端末装置の利用者に伴い一基地局あたりのセルサイズを小さくする方法、いわゆるマイクロセル方式（図７）にて対応している。この背景としては、公衆向け無線アクセスシステムとしては、エリアカバー率が重要視され、つまり端末局のユーザが使用できない不感地帯を極力なくす必要がある。

そのためには基地局装置の増設、高出力化が必要であるが、基地局装置、及び基地局装置を展開するために必要となる有線系のネットワークシステム構築に要する設備投資が高くなってしまう。
このような背景から、更なるセルの小規模化による綿密なエリア構築が行われており、この場合、相対的には地形や建物などの構造物の影響や周辺セルの外部干渉の影響を受けやすくなるという特徴を持つ。

また、無線システムとして同一搬送波周波数を繰り返し使用する場合、周辺セルからの外部干渉からなる干渉電力量が当該基地局のチャネル収容能力に大きく依存する。
以上の観点より、特に小規模の基地局によるゾーン構成時には周辺環境に合わせた適切な基地局構成、設定パラメータ選定が重要となる。

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００３−０１８０７３号公報「移動通信システムにおける移動基地局の運用制御方法及び移動基地局」（出願人：株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ）［特許文献１］がある。
特許文献１には、無線基地局を監視し、位置情報などに応じてパラメータ設定を行う構成が示されている。

特開２００３−０１８０７３号公報

しかしながら、上記従来の基地局装置の初期パラメータ設定方法によれば、基地局装置が設置される場所が予め特定されていない状況で、運用が開始される場合には、適切なパラメータを事前に格納しておくことが困難である。

使用予定の場所依存の環境を考慮せず、固定的な初期パラメータを適用した場合には、当該基地局装置の通信、ならびにその周辺基地局と端末間の通信において干渉等の影響によって適切な運用が行えない場合が容易に想定される。

よって、予め設置される場所、環境に適したパラメータが決定されていない場合は、周辺基地局情報を基に、新たに設置する位置、周辺環境の詳細測定・調査を現地で実施し、最適周波数、送信出力を決定した上で新規基地局に設定して運用開始する必要があり、数多くの基地局装置を配置する場合には設置に関する作業量が多くなり、そのコストが非常に高くなってしまう問題がある。

また、従来の無線通信システムにおいて、無線基地局装置の無線チャネル設定等、制御を行う基地局制御装置、またはプラグアンドプレイサーバをコアネットワーク上に別に設置することにより、基地局の移動、または設置時の無線チャネルの設定、制御を行うものもあるが、通常コアネットワークに接続される基地局数が多い場合、かつインバンド管理を行う場合には、各基地局の移動管理、位置情報管理を常時行う必要がある。

そのため、膨大な量の管理情報トラヒックが発生し、その影響によって、新たな制御ネットワークの構築と通常の無線アクセスに使用する移動局装置とネットワーク間のユーザデータトラフィックに影響することが容易に想定される。

ここで、インバンド管理とは、ユーザデータの通信に使用される伝送帯域を共通的に使用する場合を意味する。
さらに、基地局制御装置やプラグアンドプレイサーバ等の専用サーバの設置をする場合においては、基地局装置と専用サーバ間の管理・制御用のメッセージを伝達する新たな手順を設け、各構成装置において対応する必要があるという課題がある。

また、特許文献１には、対象とする基地局を集中管理するゲートウェイ装置のような構成は開示されておらず、加えて、ＣＤＭＡ（Code Divisional Multiple Access：符号分割多元接続）方式などを前提としたもので、ＯＦＤＭ方式に特有のパラメータ設定に関する記載はなく、更に、パラメータの更新機能は、更新の周期に関する記載はない。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、新規に無線基地局を設置した場合にエリア構築を容易にできる保守監視システムを提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、複数の無線基地局と、当該無線基地局を集中管理するゲートウェイ装置とを監視して、運用状態における制御を行う保守監視システムであって、監視する各無線基地局の位置情報と、当該無線基地局におけるサブフレーム内のデータマッピングでの全サブキャリアを用いる時間軸方向のデータシンボル数の設定情報、送信電力の設定情報を無線基地局の設定パラメータとして記憶する管理データベースを有し、新規に設置された無線基地局から設置場所の位置情報を受信する受信手段と、管理データベースにアクセスして既存無線基地局に関する位置情報及び設定パラメータを取得し、受信手段で受信した位置情報及び該取得した位置情報に基づいて、干渉が発生する既存無線基地局を判定し、当該既存無線基地局の設定パラメータを基に当該既存無線基地局の送信信号と干渉が発生しないよう、全サブキャリアを使用するデータバーストが最大となる時間軸方向のデータシンボル数を選択して、初期設定パラメータを算出する初期設定パラメータ算出手段と、初期設定パラメータ算出手段で算出した初期設定パラメータを当該新規に設置された無線基地局に配信する配信手段とを有することを特徴とする。

本発明は、複数の無線基地局と、これら無線基地局を集中管理するゲートウェイ装置とを監視して、運用状態における制御を行う保守監視システムであって、監視する各無線基地局の位置情報と、当該無線基地局の設定パラメータを記憶する管理データベースを有し、監視する各無線基地局の位置情報を運用開始後に定期的に取得する取得手段と、取得した位置情報に基づいて、提供するエリアを移動しながら端末装置間の通信を行う無線基地局の移動速度を算出する移動速度算出手段と、管理データベースにアクセスして既存無線基地局に関する位置情報及び設定パラメータを取得し、取得手段で取得した無線基地局の位置情報及び前記取得した既存無線基地局の位置情報に基づいて、干渉が発生する既存無線基地局を判定し、当該既存無線基地局の設定パラメータを基に当該既存無線基地局の送信信号と干渉が発生しない設定パラメータを算出して、周期的に無線基地局の設定パラメータを更新する設定パラメータ算出・更新手段と、設定パラメータ算出・更新手段で算出・更新した設定パラメータを当該無線基地局に配信する配信手段と、移動速度算出手段で算出された移動速度を監視して、設定パラメータを更新する周期を、当該無線基地局の移動速度が速ければ短く、遅ければ長くするよう制御する更新周期制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、管理データベースには監視する各無線基地局の位置情報と、当該無線基地局におけるサブフレーム内のデータマッピングでの全サブキャリアを用いる時間軸方向のデータシンボル数の設定情報、送信電力の設定情報を無線基地局の設定パラメータとして記憶し、受信手段が、新規に設置された無線基地局から設置場所の位置情報を受信し、初期設定パラメータ算出手段が、管理データベースにアクセスして既存無線基地局に関する位置情報及び設定パラメータを取得し、受信手段で受信した位置情報及び該取得した位置情報に基づいて、干渉が発生する既存無線基地局を判定し、当該既存無線基地局の設定パラメータを基に当該既存無線基地局の送信信号と干渉が発生しないよう、全サブキャリアを使用するデータバーストが最大となる時間軸方向のデータシンボル数を選択して、初期設定パラメータを算出し、配信手段が、初期設定パラメータ算出手段で算出した初期設定パラメータを当該新規に設置された無線基地局に配信する保守監視システムとしているので、新規に無線基地局を設置した場合にエリア構築を容易にできる効果がある。

本発明によれば、複数の無線基地局と、これら無線基地局を集中管理するゲートウェイ装置とを監視して、運用状態における制御を行う保守監視システムであって、監視する各無線基地局の位置情報と、当該無線基地局の設定パラメータを記憶する管理データベースを有し、取得手段が、監視する各無線基地局の位置情報を運用開始後に定期的に取得し、移動速度算出手段が、取得した位置情報に基づいて、提供するエリアを移動しながら端末装置間の通信を行う当該無線基地局の移動速度を算出し、設定パラメータ算出・更新手段が、管理データベースにアクセスして既存無線基地局に関する位置情報及び設定パラメータを取得し、取得手段で取得した無線基地局の位置情報及び該取得した既存無線基地局の位置情報に基づいて、干渉が発生する既存無線基地局を判定し、当該既存無線基地局の設定パラメータを基に当該既存無線基地局の送信信号と干渉が発生しない設定パラメータを算出して、周期的に無線基地局の設定パラメータを更新し、配信手段が、設定パラメータ算出・更新手段で算出・更新した設定パラメータを当該無線基地局に配信し、更新周期制御手段が、移動速度算出手段で算出された移動速度を監視して、設定パラメータを更新する周期を、当該無線基地局の移動速度が速ければ短く、遅ければ長くするよう制御する保守監視システムとしているので、無線基地局の移動速度に応じた適正なエリア構築を容易にできる効果がある。

本発明の実施の形態に係る保守監視システムの構成図である。 基地局の構成図である。 保守監視システムの概略図である。 基地局エリア構成を示す図である。 ＴＤＤ ＯＦＤＭ方式のフレーム構成例を示す図である。 運用パラメータ設定手順を示す概略図である。 エリア（ゾーン）構成例を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る保守監視システムは、設置場所の周辺基地局情報を上位装置であるネットワーク監視装置から取得し、基地局の既設エリアに新たに基地局を追加する場合に、再度エリア設計することなく最適な周波数配置、エリア構築を可能とするものである。
さらに、基地局が移動する可能性のあるシステムにおいては、基地局の位置情報を共有することにより、基地局が周期的に局データ更新を行う機能を有するものである。

本発明の実施の形態では、ＯＦＤＭ方式の通信方式で、複信方式としてはＴＤＤ（Time Division Duplex）を用いた場合を説明する。
但し、実施の形態として、ＯＦＤＭ方式の無線通信システムについて記載するが、本システムに限定するものではなく、無線基地局装置を有する移動体通信システムにおいて適用されてもよい。

本発明の実施の形態に係る保守監視システムは、基地局の設置によりサービスエリア構築を行う場合に、無線基地局装置が設置される場所に依存する、同無線アクセス方式の他周辺基地局装置の設置状況、使用している周波数情報を取得するために、主にＧＰＳ（Global Positioning System）から得られる位置情報と各基地局装置の周波数を始めとした運用パラメータを管理データベースで集中管理しておき、新たに設置する基地局装置の位置情報から、最適な設定パラメータを算出し、自動的に設定するものである。

また、本発明の実施の形態に係る保守監視システムは、無線アクセスシステム（無線通信システム）において標準的に設置・運用される保守監視システムの機能を適用することにより、新たな専用サーバ等を用いることなく無線基地局装置の位置情報に依存する運用パラメータの設定、管理を可能とするものである。

また、本発明の実施の形態に係る保守監視システムでは、コアネットワーク配下のすべての無線基地局装置を管理するのではなく、ある一定のエリアを管理対象とする保守監視システム単位での無線基地局パラメータの設定、管理となるため、インバンド管理とした場合においてもユーザデータにて使用する帯域のトラフィックへの影響も極めて少なくできる。

［保守監視システム：図１］
本発明の実施の形態に係る保守監視システムについて図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る保守監視システムの構成図である。
本発明の実施の形態に係る保守監視システム（本システム）は、図１に示すように、ネットワーク（＃１）３０３とネットワーク（＃２）３０７とがルータ３０６を介してゲートウェイ（ＧＷ）３０２で接続され、ネットワーク（＃２）３０７には基地局３０１が有線接続し、基地局３０１には移動局３００が無線接続し、ネットワーク（＃１）３０３にはＣＳＮ３０４と、保守監視ネットワーク３０８と、他ネットワーク３０９が接続され、保守監視ネットワーク３０８には保守監視サーバ３０５が接続されている。

［本システムの各部］
本システムの各部について具体的に説明する。
［移動局３００］
移動局３００は、ユーザがデータ通信等に使用し、無線基地局装置（基地局）３０１との通信を行う無線端末装置である。
［基地局３０１］
基地局３０１は、無線アクセスシステムのサービスエリアを構築し、エリア内に位置する無線端末装置（移動局３００）との通信と行い、有線回線を用いてネットワーク（＃２）３０７、ルータ３０６を介してゲートウェイ（ＧＷ）３０２に接続される無線基地局である。

［ゲートウェイ３０２］
ゲートウェイ（ＧＷ：Gate Way）３０２は、複数の基地局３０１と接続され、それらを集中管理し、ネットワークからのユーザデータの基地局３０１への配信等を行うゲートウェイ装置である。
［ネットワーク（＃１）３０３］
ネットワーク（＃１）３０３は、各種通信アプリケーションサービスを提供する事業者と無線アクセス網とを接続するネットワークであり、ルータ３０６を介してゲートウェイ３０２に接続される。

［ＣＳＮ３０４］
ＣＳＮ（Connectivity Service Network）３０４は、ユーザの認証装置、端末の移動管理等を行うホームエージェント、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバなどから構成されるユーザのＩＰ（Internet Protocol）接続を提供するネットワークである。

［保守監視サーバ３０５］
保守監視サーバ３０５は、基地局３０１やゲートウェイ３０２に対する管理機能、統計データ収集機能、運用監視機能を有するサーバである。これら各機能については後述する。
保守監視サーバ３０５は、保守監視ネットワーク３０８に接続し、論理的には、ゲートウェイ３０２と基地局３０１に接続される。

［ネットワーク（＃２）３０７］
ネットワーク（＃２）３０７は、基地局３０１とゲートウェイ３０２との間の有線ネットワークであり、ルータ３０６を介してゲートウェイ３０２に接続される。
［他ネットワーク３０９］
他ネットワーク３０９は、本システムで提供するネットワークに接続される他のサービスを適用するネットワークである。

［基地局：図２］
次ぎに、本システムの基地局３０１の構成について図２を参照しながら説明する。図２は、基地局の構成図である。
基地局（無線基地局装置）３０１は、図２に示すように、ＧＰＳ受信機１１と、送受信部（ＴＸ／ＲＸ部）１２と、無線部（ＲＦ部）１３と、変復調部（ＩＦＦＴ／ＦＦＴ部）１４と、誤り訂正符号・復号部（ＦＥＣ部）１５と、メディア・アクセス制御部（ＭＡＣ部）１６と、有線伝送路インタフェース部１７とを基本的に備えている。
尚、ＩＦＦＴ／ＦＦＴ部１４及びＦＥＣ部１５がベースバンド処理部を構成している。

［基地局の各部］
基地局３０１の各部について具体的に説明する。
［ＧＰＳ受信機１１］
ＧＰＳ受信機１１は、ＴＤＤ方式において、無線システム内の基地局３０１がタイミング同期している必要があるために具備する。
ＧＰＳ受信機１１は、衛星からのＧＰＳ信号を受信することにより、１ＰＰＳ、１０ＭＨｚ基準信号として、基地局３０１の無線フレームタイミングを同期させる。
また、ＧＰＳ受信機１１は、その受信信号より位置情報である座標データの提供を受けることが可能である。

［送受信部１２］
送受信部（ＴＸ［Transmitter］／ＲＸ［Receiver］部）１２は、アンテナからの無線信号を受信し、ＲＦ部１３に出力すると共に、ＲＦ部１３からの信号をアンテナから送信する。
［無線部１３］
無線部（ＲＦ［Radio Frequency］部）１３は、ローカル発振器を備え、当該ローカル発振器からのローカル発振出力により周波数変換を行う。本システムではＴＤＤ方式を前提としているため、上り／下りの無線周波数帯の信号は時間分割で多重される。

［変復調部１４］
変復調部（ＩＦＦＴ／ＦＦＴ部）１４は、ＯＦＤＭ信号の変復調を行う。
変復調部１４における変調部（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）は、ＦＥＣ部１５からの送信信号を逆高速フーリェ変換処理することでＯＦＤＭ信号の変調を行い、ＲＦ部１３に出力する。
また、変復調部１４における復調部（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）は、ＲＦ部１３からの受信信号を高速フーリェ変換処理することでＯＦＤＭ信号の復調を行い、ＦＥＣ部１５に出力する。

［誤り訂正符号・復号部１５］
誤り訂正符号・復号部（ＦＥＣ［Forward Error Correction］部）１５は、誤り訂正符号化、復号化を行う。
具体的には、ＦＥＣ部１５は、変復調部１４からの復調された受信信号について誤り訂正復号化を行い、ＭＡＣ部１６に出力する。
また、ＦＥＣ部１５は、ＭＡＣ部１６から出力された送信信号について誤り訂正符号化を行い、変復調部１４に出力する。

［メディア・アクセス制御部１６］
メディア・アクセス制御部（ＭＡＣ［Media Access Control］部）１６は、移動局３００と基地局３０１のコネクション制御、およびＵ−ｐｌａｎｅデータのスケジューリング、データパケットの分離・連接等の処理を行う。
また、ＭＡＣ部１６は、移動局３００の移動に伴う基地局間のハンドオーバ制御や、待ち受け状態の制御の移動制御も行う。

［有線伝送路インタフェース部１７］
有線伝送路インタフェース部１７は、ユーザデータ、および制御メッセージの組み立て分解等のフォーマット変換を行い、有線伝送路を介して基地局３０１の上位装置であるゲートウェイ３０２に送出される。
ここで、有線伝送路にＩＰ伝送路が適用される場合には、ＢＧＷ（Broadband Gate Way router）を介してＩＰ公衆網に接続されるため、有線伝送路インタフェース部１７ではEthernet（登録商標）およびＩＰの終端を行う機能を有する。

［保守監視システム：図３］
次に、保守監視システムについて図３を参照しながら説明する。図３は、保守監視システムの概略図である。
保守監視システムは、図３に示すように、保守監視サーバ３０５と保守監視ネットワーク３０８とを有している。
また、基地局装置の位置情報の照合を行うために、保守監視サーバ３０５は、地図情報データベースにアクセス可能とする。つまり、地図情報データベースを保守監視サーバ３０５内に設けてもよいし、保守監視ネットワーク３０８を介して接続するようにしてもよい。

保守監視サーバ３０５は、コンピュータで構成され、具体的には、処理・制御を行う制御部２１と、必要なデータ及びプログラムを記憶する記憶部２２と、無線アクセスシステムの運用情報を記憶する管理データベース（管理ＤＢ）２３と、保守監視ネットワーク３０８に接続するインタフェース部２４を備えている。
尚、記憶部２２に記憶される機能処理プログラムが制御部２１で動作して、後述する各種機能及び各種手段を実現している。

管理ＤＢ２３は、監視する各無線基地局の位置情報、当該無線基地局のセル又は各セクタに割り当てられたサブキャリア設定情報、若しくは、当該無線基地局における全サブキャリアを用いる時間軸方向のデータシンボル数の設定情報、送信電力の設定情報を無線基地局の設定パラメータとして記憶している。
無線基地局のセル又は各セクタに割り当てられたサブキャリア設定情報は、後述する第１の類型で用いられるものであり、無線基地局における全サブキャリアを用いる時間軸方向のデータシンボル数の設定情報は、後述する第２の類型で用いられるものである。

保守監視サーバ３０５は、コアネットワーク３０７に接続される保守監視ネットワーク３０８に位置し、保守監視サーバ３０５では、主に管理機能、統計データ収集機能、運用監視機能を有する。

［管理機能］
管理機能としては、ネットワークシステムの構成要素である基地局装置、ルータ、ゲートウェイ装置のそれぞれの管理を行い、各装置やネットワーク回線に障害が発生した場合のログデータの保存管理や各装置に実装されるソフトウェアのバージョン情報の管理、運用に適用されているシステムパラメータの管理等を行う。

［統計データ収集機能］
統計データ収集機能としては、主に無線アクセスシステムの運用情報として必要となる無線回線の品質情報や端末の呼接続回数、ユーザデータのスループットなどのトラフィック情報、および各装置のＣＰＵ（Central Processing Unit）使用率などの負荷情報について、データ収集周期の設定、データ出力形式の設定などを行うことにより運用管理者がデータ収集可能とする機能がある。

［運用監視機能］
また、運用監視機能としては、無線基地局装置、及びゲートウェイを常時監視し、障害発生時のアラーム情報の監視による死活監視や正常に運用できているかどうかの試験機能、診断機能などがある。

［保守監視サーバの各手段］
次に、保守監視サーバ３０５における機能処理プログラムの動作によって実現される各手段について説明する。
実現される手段としては、第１〜３の類型を実現している。

［第１の類型］
保守監視サーバにおいて実現される第１の類型では、受信手段と、初期パラメータ算出手段と、配信手段とを備えている。
受信手段は、新規に設置された無線基地局から設置場所の位置情報を受信する。具体的には、受信手段は、保守管理サーバ３０５の制御部２１とインタフェース部２４により実現され、インタフェース部２４を介して入力された無線基地局の位置情報を制御部２１が受け付ける。

初期設定パラメータ算出手段は、制御部２１と管理ＤＢ２３によって実現されるもので、管理ＤＢ２３にアクセスして既存の無線基地局に関する情報（位置情報、使用しているサブキャリア、送信出力情報等）を取得し、新規設置の基地局から受信した位置情報と取得した既存の基地局の位置情報に基づいて、干渉影響の可能性がある基地局を抽出し、地図情報データベースで照合して干渉発生の基地局を判定し、当該判定した基地局の運用パラメータを抽出して、干渉回避可能で使用していないサブキャリア及び送信出力情報等の運用パラメータを選択する処理を行う。

第１の類型の初期設定パラメータ算出手段は、管理ＤＢ２３に記憶された無線基地局のセル又は各セクタに割り当てられたサブキャリア設定情報を用いて、干渉回避可能なサブキャリアの選択（算出）を行うものである。詳細は後述する。
配信手段は、制御部２１とインタフェース部２４により実現されるもので、初期設定パラメータ算出手段で選択された初期設定パラメータを当該新規に設置された無線基地局に配信する。

［第２の類型］
第２の類型の手段は、受信手段と配信手段は、第１の類型と同様である。但し、第２の類型の初期設定パラメータ算出手段における算出処理が第１の類型と若干異なっている。
第２の類型の初期設定パラメータ算出手段は、第１の類型の初期設定パラメータ算出手段と同様の処理を行うが、干渉回避可能なサブキャリアの選択を行うにあたり、管理ＤＢ２３に記憶された無線基地局における全サブキャリアを用いる時間軸方向のデータシンボル数の設定情報を用いるものである。詳細は後述する。

［第３の類型］
第３の類型における各手段は、取得手段と、移動速度算出手段と、設定パラメータ算出・更新手段と、更新周期制御手段とを備えている。
取得手段は、制御部２１とインタフェース部２４によって実現されるもので、監視する各無線基地局の位置情報（ＧＰＳの座標データ）を定期的に取得する。
移動速度算出手段は、制御部２１によって実現されるもので、取得した位置情報に基づいて当該無線基地局の移動速度を算出する。

設定パラメータ算出・更新手段は、制御部２１によって実現されるもので、管理ＤＢ２３にアクセスして既存の無線基地局に関する情報（位置情報、使用しているサブキャリア、送信出力情報等）を取得し、取得手段で取得した無線基地局の位置情報と既存の無線基地局に関する位置情報に基づいて、干渉影響の可能性がある基地局を抽出し、地図情報データベースで照合して干渉発生の基地局を判定し、当該判定した基地局の運用パラメータを抽出して、干渉回避可能で使用していないサブキャリア及び送信出力情報等の運用パラメータを選択（算出）する処理を行い、周期的に各無線基地局の設定パラメータを更新する。
干渉回避可能なサブキャリアの選択を行う方法は、第１，２の類型における方法を用いるものとする。

配信手段は、制御部２１とインタフェース部２４により実現されるもので、設定パラメータを当該新規に設置された無線基地局に配信する。
更新周期制御手段は、制御部２１で実現されるもので、設定パラメータ算出・更新手段で算出・更新された設定パラメータを更新する周期を、無線基地局の移動速度に応じて移動速度が速ければ短く、遅ければ長くするよう制御する。

［基地局設置時の処理：図４、図５］
次に、本無線通信システムにおける基地局装置設置時の処理について図４を参照しながら説明する。図４は、基地局エリア構成を示す図である。
まず、基地局装置のサービスエリア構成は、図４に示すように、ＯＦＤＭでの基地局装置では、基地局装置を中心に１つのサービスエリアを構成する場合、隣接する周辺基地局からの同一周波数による干渉の影響を回避するために、ＦＦＲ（Fractional Frequency Reuse）機能が適用される場合がある。

ＦＦＲでは、図４のＦ１＋Ｆ２＋Ｆ３（Ｆはサブキャリアの集合を意味する）のように周波数帯域内の使用可能な全てのサブキャリアをエリアの中心部に適用し、一方、周辺基地局エリアとの重なりをもつエリア端では周波数帯域内を分割した一部のサブキャリア（Ｆ１やＦ２のみ）を適用し、それらを図５のフレーム構成における時間軸方向に分割適用することにより周辺基地局からの干渉の影響を回避しつつ、エリアを構築する無線基地局装置のスループットを最大にする機能である。
図５は、ＴＤＤ ＯＦＤＭ方式のフレーム構成例を示す図である。

このようなサービスエリア構築を行う無線基地局装置群の中に新たに無線基地局装置を構築しようとする場合、上記のように干渉回避の目的からエリア端で使用する周波数は周辺の基地局の周波数（サブキャリア）の状況を取得し、干渉回避可能なサブキャリアを決定した後に、新規の無線基地局の運用パラメータを設定する必要がある。

このため、無線基地局装置では、まず、設置する場所の位置情報をＧＰＳ受信機１１から得られる座標データとして保守監視システム（保守監視サーバ３０５）に通知する。
そして、保守監視システムからの無線基地局装置の設定情報として、周辺基地局装置の使用しているサブキャリアと異なるサブキャリア（干渉回避のサブキャリア）を初期設定時に取得し、運用を開始することにより干渉の問題を回避し、かつ新たに設置する無線基地局装置の設置する実際の環境を測定、調査することなく自動的に設置することが可能となる。

［運用パラメータ設定手順：図６］
次に、新規基地局装置を設置する場合の、運用パラメータの自動的な設定の手順について図６を参照しながら説明する。図６は、運用パラメータ設定手順を示す概略図である。
まず、保守監視システムにおいては、既設の無線基地局装置の位置情報に関するデータベース（管理ＤＢ２３）を構築し、常時その位置情報を管理する。
また、各基地局装置の運用に使用している周波数設定情報、送信出力電力などの運用パラメータを同じくデータベース（管理ＤＢ２３）として管理する。

ここで運用パラメータについて説明する。ＯＦＤＭの場合、無線キャリア周波数としては同一周波数を使用する場合、パラメータは、前述のＦＦＲにて使用する干渉回避のためのサブキャリアのセットと当該セル、またはセクタのカバーするサービスエリアの範囲を決定する下り送信電力値が主なものである（第１の類型）。

また、加えて図５に示す上り／下りのサブフレーム内におけるデータバーストの時間軸方向へのデータマッピング方法のアルゴリズムによる干渉回避方法がある（第２の類型）。
時間軸方向のデータマッピングは、ＦＦＲ適用時において、セクタのスループットが最大となるような配置にすることが必要である。そのためには、他セクタとの干渉による通信データ品質の劣化が無い全サブキャリアを使用するデータバーストが最大となる時間軸方向のデータシンボル数を適切に選択する必要がある。

全サブキャリアを適用するデータバーストと部分的なサブキャリアを適用するデータバーストの各シンボル数の選択にあたっては、下り信号の移動局装置で測定した受信品質を基地局へ上り信号としてフィードバックし、その品質により判定を行い、適宜更新する必要があるが、実施の形態の運用パラメータ設定時はそのデフォルト値を決定しておく必要があり、初期設定として数段階のシンボルマッピングの設定を準備し適用する。
尚、数段階のシンボルマッピングの設定の選択基準は、例えば、ユーザに割り当てるチャネルのデータレートを優先する設定、チャネルの品質を優先する設定など、初期状態の選択はシステム運用事業者のサービス設定に依存する。

また、他の干渉回避方法として、ある一定のサブキャリアの集合であるサブチャネルを使用せず、空きサブチャネル情報として他セル、またはセクタを構成する基地局装置に通知、共有し、干渉を回避する方法がある（第１の類型の変型）。

本実施の形態の適用例においては、この空きサブチャネルを運用する場合、初期の運用パラメータ設定前に周辺基地局装置の空きサブチャネル情報を上位ネットワーク装置から取得し、隣接するセル／セクタすべてにおいて使用されないサブチャネルの場合、当該基地局装置にて使用可能であると判断し、データバーストのマッピング制御部を行う。
尚、上位ネットワーク装置とは、保守監視システム、及びゲートウェイ装置であり、ここでは、空きサブチャネル情報の判断は保守監視システム、伝達はゲートウェイで実施する。

更に、本実施の形態では、前述の運用パラメータに関する情報と地図情報との関連付けを行い、画面等にてその位置を管理する。まず、新規基地局装置の設定時には当該基地局装置からの位置情報をＧＰＳから取得した座標データをもとに保守監視システムに集約する。

保守監視システムは、その座標データから周辺基地局との距離算出を行い、既設の無線基地局装置のデータベース（管理ＤＢ２３）から干渉影響の可能性のある基地局装置の抽出を行う。
その後、保守監視システムは、抽出された基地局装置の位置情報を地図情報データベースで照合を行い、干渉の発生する基地局装置を決定する。

次に、保守監視システムは、既設干渉基地局装置と判定した基地局装置の運用パラメータを抽出し、その中から干渉回避可能な使用していない周波数（サブキャリア）、および送信出力情報等の運用パラメータを選択する。

そして、保守監視システムは、選択した干渉回避可能な運用パラメータを、ゲートウェイ３０２を介して、新規設定基地局の初期パラメータとして当該基地局装置に送信し、また、同時に保守監視システムの管理データベースにおいて追加基地局装置に関する情報の更新を実行する。

［運用パラメータ更新機能（第３の類型）］
また、本実施の形態のもうひとつの特徴である運用パラメータ更新機能について説明する。
無線基地局を中心としたサービスエリアの構築形態として、基地局装置自体が運用開始後に移動するケースが想定される。これは、無線基地局の小型化、屋内用途への展開により、設置位置を移動する場合のほかに、例えば車両他に無線基地局を搭載し、提供するエリアを移動しながら端末装置間の通信を行う場合が想定される。

基地局装置の上位装置であるゲートウェイ装置、ネットワーク間の接続は、固定使用の場合は、通常は有線回線が用いられるが、基地局装置を移動して適用する場合は、無線基地局装置の同無線アクセス方式の別周波数帯での独立した通信手段や、または別の無線アクセス方式を適用した高速なバックホール回線の構築が想定される。

上記のような運用形態を想定した場合、無線基地局装置の初期設定の運用パラメータを最適化したとしても、移動により周辺無線基地局装置との位置関係が時系列的に変化するため、前述のような初期設定のみの周波数情報の自動選択のみでは周辺基地局装置との干渉が発生し、エリア内の端末装置との正常な通信が維持できない事象の発生が想定される。

この問題を回避するために同様のシステム構成において、保守監視システムによる各データベースの更新と運用パラメータの自動選択を、基地局装置の移動速度に応じ、周期的に行い、最適な運用パラメータへの更新を実現する。
つまり、前述の保守監視システムの機能として、位置情報管理機能において、無線基地局装置のＧＰＳから座標データを周期的に取得することによりその移動速度を監視し、各データベースとの照合、および運用パラメータの更新必要かどうかを判断する機能を有することにより無線基地局移動時の周辺基地局との干渉の問題を回避することが可能となる。

尚、無線基地局装置の移動速度に応じて、移動速度が速い場合には、座標データを取得する周期を短くし、移動速度が遅い場合には、座標データを取得する周期を長くするよう周期を可変としている。これにより、無線基地局の移動速度に応じた適正なエリア構成を実現できる。
具体的には、標準移動速度と標準周期を予め決めておき、当該標準移動速度より速くなれば、速度の増加分に応じて標準周期を短くし、当該標準移動速度より遅くなれば、速度の減少分に応じて標準周期を長く設定するようにする。

また、上記本システムでは、新規に設置される無線基地局若しくは移動した無線基地局に対するパラメータの設定又は更新について説明したが、当該無線基地局だけでなく、周辺に位置する既存基地局のパラメータを併せて更新するようにしても構わない。

以上のような保守監視システムを用いた構成にすることにより、適用されるネットワーク全体の基地局装置を一括管理するのではなく、最適な管理対象のみでの制御が可能となる。
通常、保守監視ネットワークは、ある特定のエリアごとに分割し、各保守監視サーバを統括する統合監視システムで運用するケースが想定される。
つまり、地図情報と連携し位置情報をベースとして管理する場合、広域に分散した基地局を同時に管理することは非効率的であり、サービスネットワーク規模が大きいほど分散管理の必要性がある。本発明の適用例のように、基地局装置を設置する場合の近接基地局装置との周波数情報等を対象とする場合には、その適用効果は明らかに大きい。

［実施の形態の効果］
本システムによれば、基地局装置の追加設置に対して周辺セル環境を集中管理することにより干渉の影響を設置環境において個別に測定することなく適切な周波数をはじめとする基地局固有パラメータを自動的に選択、設定することが可能となる。

この効果として、実施例のような無線ネットワークでは上位のゲートウェイ装置に対して数十〜数百局の無線基地局装置が配置されるため、周辺基地局情報を一括管理して、各基地局情報を設定、制御する場合と比較してエリア設計負荷を軽減することが可能である。
また、無線基地局装置が移動してサービスエリアを展開するようなケースにおいても、本システムにおける機能を周期的に実施することにより適用が可能となる。

一方、通常運用にて適用される保守監視ネットワークに接続する保守監視サーバにて、基地局装置の運用パラメータを設定管理することにより、新たに専用サーバ、または制御装置を構築することなく、基地局装置の設置時の設定自動化を実現できる。また、独立した保守監視ネットワークに接続される保守監視サーバで管理することにより、提供するコアネットワークの規模に依存しない最適な管理対象で運用することが可能となる。

［本システムのポイント］
ここで、本システムにおけるポイントを要約すると、第１に、ＧＰＳ搭載ＴＤＤシステムであるため、位置情報把握可能であり、位置関係から周波数配置決めることができ、チャネルプラン自動割り当て機能を実現できる。

第２に、基地局が移動する可能性のあるローカルシステム（基地局と端末のみで通信を行う場合）、またはＦｅｍｔｏＣｅｌｌなど小型、ノマディックな使い方がされる場合に対して、定期的な局データ更新を実現できる。

第３に、基地局の位置情報を共有するためには、別の通信手段、もしくはＯＦＤＭシステムの場合の複数キャリア装置では別キャリアの予めサブキャリア分割して帯域の細い情報を共有するのためのチャネルを確保しておき、通信する手段を備えるものである。

第４に、ＥＭＳ（Element Management System）は、基地局装置、及び基地局上位装置であるゲートウェイの保守監視に適用され、かつ地図データ等を持つケースあり、その位置情報と連携して最低限の新規機能実装により上述の機能を実現することが可能であり、最適なシステム構成にすることができる。

本発明は、新規に無線基地局を設置した場合にエリア構築を容易にできる保守監視システムに好適である。

１１…ＧＰＳ受信機、 １２…送受信部（ＴＸ／ＲＸ部）、 １３…無線部（ＲＦ部）、 １４…変復調部（ＩＦＦＴ／ＦＦＴ部）、 １５…誤り訂正符号・復号部（ＦＥＣ部）、 １６…メディア・アクセス制御部（ＭＡＣ部）、 １７…有線伝送路インタフェース部、 ２１…制御部、 ２２…記憶部、 ２３…管理データベース（管理ＤＢ）、 ２４…インタフェース部、 ３００…移動局、 ３０１…基地局、 ３０２…ゲートウェイ（ＧＷ）、 ３０３…ネットワーク（＃１）、 ３０４…ＣＳＮ、 ３０５…保守監視サーバ、 ３０６…ルータ、 ３０７…ネットワーク（＃２）、 ３０８…保守監視ネットワーク、 ３０９…他ネットワーク

Claims (2)

1. 複数の無線基地局と、当該無線基地局を集中管理するゲートウェイ装置とを監視して、運用状態における制御を行う保守監視システムであって、
   監視する各無線基地局の位置情報と、当該無線基地局におけるサブフレーム内のデータマッピングでの全サブキャリアを用いる時間軸方向のデータシンボル数の設定情報、送信電力の設定情報を無線基地局の設定パラメータとして記憶する管理データベースを有し、
   新規に設置された無線基地局から設置場所の位置情報を受信する受信手段と、
   前記管理データベースにアクセスして既存無線基地局に関する位置情報及び設定パラメータを取得し、前記受信手段で受信した位置情報及び前記取得した位置情報に基づいて、干渉が発生する既存無線基地局を判定し、当該既存無線基地局の設定パラメータを基に当該既存無線基地局の送信信号と干渉が発生しないよう、全サブキャリアを使用するデータバーストが最大となる時間軸方向のデータシンボル数を選択して、初期設定パラメータを算出する初期設定パラメータ算出手段と、
   前記初期設定パラメータ算出手段で算出した初期設定パラメータを当該新規に設置された無線基地局に配信する配信手段とを有することを特徴とする保守監視システム。
2. 複数の無線基地局と、これら無線基地局を集中管理するゲートウェイ装置とを監視して、運用状態における制御を行う保守監視システムであって、
   監視する各無線基地局の位置情報と、当該無線基地局の設定パラメータを記憶する管理データベースを有し、
   監視する各無線基地局の位置情報を運用開始後に定期的に取得する取得手段と、
   前記取得した位置情報に基づいて、提供するエリアを移動しながら端末装置間の通信を行う無線基地局の移動速度を算出する移動速度算出手段と、
   前記管理データベースにアクセスして既存無線基地局に関する位置情報及び設定パラメータを取得し、前記取得手段で取得した無線基地局の位置情報及び前記取得した既存無線基地局の位置情報に基づいて、干渉が発生する既存無線基地局を判定し、当該既存無線基地局の設定パラメータを基に当該既存無線基地局の送信信号と干渉が発生しない設定パラメータを算出して、周期的に前記無線基地局の設定パラメータを更新する設定パラメータ算出・更新手段と、
   前記設定パラメータ算出・更新手段で算出・更新した設定パラメータを当該無線基地局に配信する配信手段と、
   前記移動速度算出手段で算出された移動速度を監視して、前記設定パラメータを更新する周期を、当該無線基地局の移動速度が速ければ短く、遅ければ長くするよう制御する更新周期制御手段とを有することを特徴とする保守監視システム。

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