JP5510293B2 - 基準信号衝突検出システム、衝突検出装置、基地局、および基準信号衝突検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の基地局が無線通信エリアを構成し、移動機と無線回線で接続する移動体通信システムに関する。

ＣＤＭＡ通信網やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信網のような移動体通信網では、複数の無線基地局がそれぞれに無線通信エリアを構成する。各基地局は、各々に割り当てられた符号で符号化した基準信号を送信する（特許文献１参照）。移動機は、基地局から受信した基準信号を復号化し、基準信号の符号を識別することにより、複数の基地局を識別する。

基地局が符号化に用いる符号の数は有限であり、移動体通信網の中で再利用される。そのため同じ符号を用いる基地局が移動体通信網の中に複数存在する場合がある。

通常、同じ符号の基地局の無線通信エリアが重複しないように、各基地局の符号が自動あるいは手動で決定される。しかし、無線通信エリアが複雑に重複しあうので、実際には同じ符号の基地局の無線通信エリアが一部の地域で重なる可能性は十分にある。また、人為的なミスで同じ符号の基地局の無線通信エリアが重なりあう可能性もある。

例えば、隣り合った無線通信エリアを構成する２つの基地局Ａ，Ｂが同じ符号を用いて基準信号を送信する状態が発生した場合、移動機は基地局Ａの無線通信エリアから基地局Ｂの無線通信エリアに移動しても、最も受信強度が高い基準信号の符号が変わらないので、基地局Ａの無線通信エリアから基地局Ｂの無線通信エリアに移動したことを認識できない。そのため移動機は基地局Ａとの通信を継続しようとする。

しかし、実際には移動機は基地局Ｂの無線通信エリアに移動してきているので、基地局Ａとの通信の品質が劣化し、通信が切断される。ここでは、このような通信切断が発生する原因となる本事象を無線基準信号の符号の「衝突」と呼ぶことにする。

この無線基準信号の符号の衝突を検出するために、測定器を積んだ自動車等で無線通信エリアを走行しながら、測定点において受信される複数の基地局からの基準信号を測定し、各測定点における最も受信強度が高い基準信号の符号を記録するという作業が行われる。そして、記録した情報を基に地図上の各基地局の無線通信エリアの位置や形状を把握し、それを画像化し、人間が目視することで「無線基準信号の符号衝突」を検出している。

特開平１１−３０８６５５号公報

しかしながら、測定器を積んだ自動車等で無線通信エリアを走行して測定を行う作業は大きな労力を要する。また、無線通信エリアの画像を目視し、「無線基準信号の衝突」を検出するという人的作業は、各作業者の能力や主観などによって、検出の精度が一定しないことがあった。また、作業者が測定器や自動車を用いて行う測定なので、屋内や自動車が走行できない歩行エリアでの測定ができない等、測定点が限られ、実際に移動機が使用される無線通信エリアに亘る測定が行われない場合があった。

本発明の目的は、作業者の大きな労力を要することなく容易に、安定した精度で、無線基準信号の衝突を検出する技術を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の基準信号衝突検出システムは、
自局に接続している移動機の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第１の検出情報と、自局への再接続の失敗の発生に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第２の検出情報とを出力する複数の基地局と、
異なる基地局から受信した第１の検出情報と第２の検出情報の符号および移動機が一致した場合に基準信号の衝突が発生していると推定する衝突検出装置と、を有している。

本発明の衝突検出装置は、
基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを示す検出情報を基地局から受信する検出情報受信部と、
前記検出情報受信部が、第１の基地局に接続している移動機の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第１の検出情報を前記第１の基地局から受信し、第２の基地局への再接続の失敗の発生に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第２の検出情報を前記第２の基地局から受信し、前記第１の検出情報と前記第２の検出情報の符号および移動機が一致した場合に基準信号の衝突が発生していると推定する衝突推定部と、を有している。

本発明の基地局は、
自局に接続している移動機の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づき基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する第１の検出部と、
自局への再接続の失敗の発生に基づき基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部により基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることが検出されると、衝突が発生している可能性がある基準信号の符号および移動機を示す第１の検出情報を出力し、前記第２の検出部により基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることが検出されると、衝突が発生している可能性がある基準信号の符号および移動機を示す第２の検出情報を出力する検出情報送信部と、を有している。

本発明の基準信号衝突検出方法は、
第１の基地局に接続している移動機の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第１の検出情報を前記第１の基地局から受信し、
第２の基地局への再接続の失敗の発生に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第２の検出情報を前記第２の基地局から受信し、
前記第１の検出情報と前記第２の検出情報の符号および移動機が一致した場合に基準信号の符号の衝突が発生していると推定するものである。

本発明によれば、作業者の大きな労力を要することなく容易に、安定した精度で、基準信号の符号の衝突を検出することができる。

本実施形態の移動体通信システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態の基地局の構成を示すブロック図である。 本実施形態の衝突検出装置１１の構成を示すブロック図である。 本実施形態の衝突検出装置１１の動作を示すフローチャートである。 本実施例の移動体通信システムの構成を示すブロック図である。

本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の基本的な実施形態について説明する。

図１は、本実施形態の移動体通信システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、移動体通信システムは衝突検出装置１１と複数の基地局１２を有している。

基地局１２はそれぞれに無線通信エリアを構成し、無線回線で移動機１３と接続する。

基地局１２は、自局に接続している移動機１３の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づいて、基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する。そして、基地局１２は、そのようにして基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出すると、その符号および移動機を示す第１の検出情報を衝突検出装置１１に送信する。

また、基地局１２は、自局への再接続の失敗の発生に基づいて、基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する。そして、基地局１２は、そのようにして基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出すると、その符号および移動機を示す第２の検出情報を衝突検出装置１１に送信する。

衝突検出装置１１は、異なる基地局１２から受信した第１の検出情報と第２の検出情報の符号および移動機が一致した場合に基準信号の符号の衝突が発生していると推定する。

本実施形態によれば、基地局１２が移動機１３で発生している事象に基づいて推定を行うので、作業者の大きな労力を要することなく、容易に基準信号の符号の衝突の発生を推定することができる。

また、本実施形態によれば、作業者が人手に行うのではなく、基地局１２および衝突検出装置１１が行う処理によって推定が行われるので、作業者の能力や主観によるバラツキが生じない、安定した推定が可能である。

また、本実施形態によれば、専用の測定器や自動車を用いるのではなく、実際の移動機１３の状況に基づいて推定を行うので、実際に移動機１３が使用される無線通信エリアにわたる測定に基づく推定が可能である。

図２は、本実施形態の基地局の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、基地局１２は、第１の検出部２１、第２の検出部２２、および検出情報送信部２３を有している。

第１の検出部２１は、自局に接続している移動機１３の無線リンク断の発生に基づき基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する。

以下、第１の検出部２１の具体的な処理について説明する。

第１の検出部２１は、自局に接続している移動機１３の原因不明の異常呼切断の発生数が閾値以上になると、基準信号の受信強度が閾値以下になったらイベントを通知するように移動機に要求する。

更に第１の検出部２１は、そのイベントを通知してきた移動機１３に基準信号の受信強度を定期的に通知するように要求する。その移動機１３における基準信号の受信強度の遷移と、その移動機１３への電力制御の遷移とを記録し、無線リンク断の発生時に基準信号の受信強度が低下した後に上昇しかつ送信電力を上げる電力制御が継続的に行われるという特定パターンが発生していたら、基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する。

第２の検出部２２は、移動機１３の自局への再接続の失敗の発生に基づき基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する。具体的には、移動機１３の自局への再接続の失敗が発生したら、第２の検出部２２は基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する。

検出情報送信部２３は、第１の検出部２１により基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることが検出されると、その基準信号の符号の衝突が発生している可能性がある符号および移動機を示す第１の検出情報を衝突検出装置１１に送信する。また、検出情報送信部２３は、第２の検出部２２により基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることが検出されると、その基準信号の符号の衝突が発生している可能性がある符号および移動機を示す第２の検出情報を衝突検出装置１１に送信する。

図３は、本実施形態の衝突検出装置１１の構成を示すブロック図である。図３を参照すると、衝突検出装置１１は検出情報受信部３１と衝突推定部３２を有している。

検出情報受信部３１は、基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを示す第１および第２の検出情報を基地局１２から受信する。

第１の検出情報は、ある基地局１２（第１の基地局１２）において、その第１の基地局１２に接続している移動機１３の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づき基準信号の符号の衝突が発生している可能性があると判定された符号および移動機を示す、第１の基地局１２からの情報である。

第２の検出情報は、他の基地局１２（第２の基地局１２）への再接続の失敗の発生に基づき基準信号の符号の衝突が発生している可能性があると判定された符号および移動機を示す、第２の基地局１２からの情報である。

符号の衝突推定部３２は、第１の基地局１２からの第１の検出情報と、第２の基地局１２からの第２の検出情報が検出情報受信部３１で受信され、その第１の検出情報と第２の検出情報の符号および移動機が一致した場合に基準信号の符号の衝突が発生していると推定する。

図４は、本実施形態の衝突検出装置１１の動作を示すフローチャートである。図４を参照すると、衝突検出装置１１は、複数の基地局１２から第１および第２の検出情報を受信する（ステップ１０１）。

続いて、衝突検出装置１１は、ステップ１０１にて受信した第１の検出情報に含まれている符号および移動機の情報と、第２の検出情報に含まれている符号および移動機の情報とを比較する（ステップ１０２）。

そして、衝突検出装置１１は、第１の検出情報の符号および移動機と、第２の検出情報の符号および移動機とが一致した場合に基準信号の符号の衝突が発生していると推定する（ステップ１０３）。

以下、より具体的な実施例について説明する。

図５は、本実施例の移動体通信システムの構成を示すブロック図である。図５を参照すると、移動体通信システムはデータベース４１、基地局４２Ａ，Ｂ、および移動機４３を有している。

データベース４１が図１における衝突検出装置１１に相当し、基地局４２Ａ，Ｂが図１における基地局１２に相当し、移動機４３が図１における移動機１３に相当する。基地局４２Ａ（基地局Ａ）と基地局４２Ｂ（基地局Ｂ）は同じ構成を有している。基地局４２Ａ，Ｂは、品質監視部４４、通信制御部４５、および基準信号衝突検出部４６を有している。品質監視部４４、通信制御部４５、および基準信号衝突検出部４６によって、図２における第１および第２の検出部２１，２２に相当する機能を実現する。

以下、本実施例の移動体通信システムの動作を順次説明する。ここでは基地局４２Ａと基地局４２Ｂの両方で同じ符号ａが用いられ、基準信号の符号の衝突が発生しているものとする。上述した実施形態の説明から分かるように、本実施例では測定器を用いた人的作業ではなく、移動体通信網自体が基準信号の符号の衝突を検出する。

（１） 基地局４２Ａの品質監視部４４Ａは、基地局４２Ａに接続している移動機４３の各種通信品質をカウンターによってカウントする。例えば、各種原因による呼切断の発生回数がそれぞれカウントされている。そのカウンターの監視によって、原因不明の異常呼切断が発生している場合、その原因が基準信号の符号の衝突である可能性がある。

（２） 基地局４２Ａは、品質監視部４４Ａで原因不明の異常呼切断が所定の閾値以上発生したことを検出すると、通信制御部４５Ａから移動機４３に対して、基準信号の品質が閾値以下になったことを報告するようにイベント検出要求を送る。基準信号の符号が重複していることが原因で呼切断が発生した場合、その呼切断は予め想定された原因による正常な呼切断ではないため、原因不明の異常呼切断に分類される。

移動機４３は、常時、基準信号の品質を測定しているが、基地局４２から指示（イベント検出要求）が無ければ、その結果を報告しない。そこで、基地局４２Ａは、基準信号の品質が閾値以下になったときに報告することを要求する、イベント検出要求を移動機４３に送る。具体的なイベントの例としては、ＬＴＥシステムを例にとればＥｖｅｎｔ Ａ１，Ａ２などである。

（３） イベント検出要求を受けた移動機４３は、要求されたイベントの条件が満たされると基地局４２Ａにイベントを報告する。

（４） 上記（３）のイベントの報告を受けた基地局４２Ａは、報告を送ってきた移動機４３に対して、通信制御部４５Ａから、基準信号の受信強度を定期的（例えば１秒毎）に報告するようにイベント検出要求を送る。それと共に、基地局４２Ａは、品質監視部４４Ａにて、その移動機４３から出力された制御信号の受信電力と、移動機４３の送信電力を制御するために基地局４２Ａから移動機４３に通知される電力制御信号との記録を開始する。これにより、上記（３）にて、基準信号の品質が閾値以下になったことを報告した移動機４３について、基地局４２Ａからの信号の移動機４３における受信強度と、移動機４３からの制御信号の基地局４２Ａにおける受信電力と、その移動機４３の送信電力を制御するために基地局４２Ａから移動機４３に通知される電力制御信号が記録されることになる。

（５） 基地局４２Ａは、基準信号衝突検出部４６Ａにて、基地局４２Ａとの無線リンク断が発生した移動機４３についての基準信号の受信強度の遷移と電力制御信号の遷移とを、上記（４）によって記録された情報を基に調査する。

基準信号の符号が衝突しているためではなく、受信強度が弱まったことが原因で発生した無線リンク断の場合、基準信号の受信強度が弱くなると、移動機４３の送信出力を上げる方向に電力制御が行われる。これは基地局４２Ａと移動機４３の間の電波伝搬減衰が大きくなったため、移動機４３の出力を上げる必要が生じるからである。

一方、基準信号の符号が衝突していることが原因で発生した無線リンク断の場合、基準信号の受信強度は一旦低下するが、その後上昇することが考えられる。これは、異なる基地局４２Ｂから同じ符号の基準信号が送出されており、移動機４３は、基地局４２Ｂからの基準信号を基地局４２Ａからの基準信号と誤認して受信強度を報告するからである。しかし、移動機４３から基地局４２Ａに届く制御信号の受信電力は、移動機４３が基地局４２Ａから離れるに従って弱まっていくため、移動機４３の送信出力の電力制御は出力を上げる方向の指示がされる。

（６） 基準信号衝突検出部４６Ａは、移動機４３における基準信号の受信強度が一旦低下してその後上昇し、移動機４３の送信電力を上げる方向の電力制御が行われるという特定パターンが検出されると、その結果をデータベース４１に登録する。登録する内容は、基地局４２Ａの符号と、接続していた移動機４３の識別情報である。

（７） 基地局４２Ａとの間で無線リンク断となった移動機４３は、基地局４２Ｂに再接続を要求することになる。しかし、要求されるのは通常の基地局間移動ではなく再接続なので、基地局４２Ｂには移動機４３の移動機情報が通知されない。そのため、基地局４２Ｂと移動機４３は再接続に失敗する。基地局４２Ｂの基準信号衝突検出部４６Ｂは、その再接続の失敗というイベントを検出すると、基準信号の符号が衝突している可能性があると判断し、そのイベントの発生をデータベース４１に登録する。登録する内容は、基地局４２Ｂの符号と、再接続に失敗した移動機４３の識別情報である。

（８） データベース４１は、上記（６）で登録された情報と、その後に上記（７）で登録された情報との一致を調べることにより、同一の移動機４３が同じ符号を用いた異なる２つの基地局４２Ａ，Ｂ間の移動に失敗したことを検出し、基準信号の符号の重複が発生していることを推定する。

なお、上記（６）の情報には、誤検出を避けるために有効期限が設定されており、有効期限が切れた情報をデータベース４１は破棄する。

また、本実施例は主にＬＴＥシステムを想定したものであるが、本発明がＬＴＥに限定されるものではない。本発明は、ＣＤＭＡシステムにおいても同様に適用することができる。

また、本実施例では、上記（２）〜（３）で調査対象として選択した移動機４３についてイベントの検出とデータの収集および解析を行っているが、本発明において、このような調査対象を選択する処理は必須ではない。調査対象とする移動機４３を他の方法で選択することにしてもよい。また、通常の呼処理の負荷が十分に低い基地局４２であれば、全ての移動機４３を調査対象としてもよい。

以上、本発明の実施形態および実施例について述べてきたが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、これらを組み合わせて使用したり、一部の構成を変更したりしてもよい。

１１ 衝突検出装置
１２ 基地局
１３ 移動機
２１ 第１の検出部
２２ 第２の検出部
２３ 検出情報送信部
３１ 検出情報受信部
３２ 衝突推定部
４１ データベース
４２、４２Ａ、４２Ｂ 基地局
４３ 移動機
４４、４４Ａ、４４Ｂ 品質監視部
４５、４５Ａ、４５Ｂ 通信制御部
４６、４６Ａ、４６Ｂ 基準信号衝突検出部

Claims (10)

1. 自局に接続している移動機の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第１の検出情報と、自局への再接続の失敗の発生に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第２の検出情報とを出力する複数の基地局と、
   異なる基地局から受信した第１の検出情報と第２の検出情報の符号および移動機が一致した場合に基準信号の符号の衝突が発生していると推定する衝突検出装置と、を有する基準信号衝突検出システム。
2. 前記基地局は、移動機における基準信号の受信強度の遷移と該移動機への電力制御の遷移とを記録し、前記基準信号の受信強度が低下した後に上昇しかつ送信電力を上げる電力制御が継続的に行われるという特定パターンが発生していたら、前記第１の検出情報を出力する、請求項１に記載の基準信号衝突検出システム。
3. 前記基地局は、原因不明の異常呼切断の発生数が閾値以上になると、基準信号の受信強度が閾値以下になったらイベントを通知するように移動機に要求し、イベントを通知してきた移動機に基準信号の受信強度を定期的に通知するように要求すると共に、該移動機への電力制御を記録し始める、請求項２に記載の基準信号衝突検出システム。
4. 前記基地局は、自局への再接続の失敗が発生したら前記第２の検出情報を出力する、請求項１から３のいずれか一項に記載の基準信号衝突検出システム。
5. 基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを示す検出情報を基地局から受信する検出情報受信部と、
   前記検出情報受信部が、第１の基地局に接続している移動機の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第１の検出情報を前記第１の基地局から受信し、第２の基地局への再接続の失敗の発生に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第２の検出情報を前記第２の基地局から受信し、前記第１の検出情報と前記第２の検出情報の符号および移動機が一致した場合に基準信号の衝突が発生していると推定する衝突推定部と、
   を有する衝突検出装置。
6. 自局に接続している移動機の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づき基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する第１の検出部と、
   自局への再接続の失敗の発生に基づき基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する第２の検出部と、
   前記第１の検出部により基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることが検出されると、衝突が発生している可能性がある基準信号の符号および移動機を示す第１の検出情報を出力し、前記第２の検出部により基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることが検出されると、衝突が発生している可能性がある基準信号の符号および移動機を示す第２の検出情報を出力する検出情報送信部と、
   を有する基地局。
7. 第１の検出部は、移動機における基準信号の受信強度の遷移と該移動機への電力制御の遷移とを記録し、前記基準信号の受信強度が低下した後に上昇しかつ送信電力を上げる電力制御が継続的に行われるという特定パターンが発生していたら、基準信号の衝突が発生している可能性があることを検出する請求項６に記載の基地局。
8. 前記第１の検出部は、原因不明の異常呼切断の発生数が閾値以上になると、基準信号の受信強度が閾値以下になったらイベントを通知するように移動機に要求し、イベントを通知してきた移動機に基準信号の受信強度を定期的に通知するように要求すると共に、該移動機への電力制御を記録し始める、請求項７に記載の基地局。
9. 前記第２の検出部は、自局への再接続の失敗が発生したら、基準信号の符号の衝突が発生している可能性があることを検出する、請求項６から８のいずれか一項に記載の基地局。
10. 第１の基地局に接続している移動機の無線リンク断の発生時の状況の遷移に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第１の検出情報を前記第１の基地局から受信し、
    第２の基地局への再接続の失敗の発生に基づき衝突が発生している可能性があると判定された基準信号の符号および移動機を示す第２の検出情報を前記第２の基地局から受信し、
    前記第１の検出情報と前記第２の検出情報の符号および移動機が一致した場合に基準信号の衝突が発生していると推定する、基準信号衝突検出方法。

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