JP5876350B2 - 無線通信システム、および通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信を行う、無線通信システム、および通信制御方法に関するものである。

半径数キロメートルのセル半径を有する大ゾーン基地局と、半径数百メートルのセル半径を有するマイクロ基地局と、のいずれかに、移動局が接続する無線通信システムがある。このような無線通信システムでは、大ゾーン基地局のサービスエリア内に、複数のマイクロ基地局が設置される。

特開平８−１８６８６６号公報

しかしながら、上述のような無線通信システムでは、無線信号の送信出力は、基地局のセル半径に応じて設定される。したがって、移動局が無線信号を送信する際の送信出力は、マイクロ基地局よりも大ゾーン基地局に無線信号を送信する方が大きくなる。

現在、災害発生時に大ゾーン基地局の運用が検討されている。しかしながら、大ゾーン基地局への接続は、移動局は大きな送信出力を課すためバッテリの消費が大きくなり、バッテリの消耗を抑制したいのにも関わらず何も知らされない移動局のユーザにとっては、大きな問題となりうる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、移動局のユーザにバッテリの消費が大きくなることを通知し、バッテリの消耗を抑制するための対応を行ってもらうことができる無線通信システム、および通信制御方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の代表的な構成は、複数の基地局と、いずれかの当該基地局に無線接続可能な移動局と、から構成される無線通信システムであって、前記基地局は、第１の基地局と、異常時に当該第１の基地局の第１無線エリアより大きい第２無線エリアを形成する第２の基地局と、を有し、前記第１の基地局は、ネットワークを介して異常に関する情報を取得すると、当該異常に関する情報を前記移動局に送信し、前記第２の基地局は、前記第１の基地局が前記異常の影響で無線通信できなくなった場合、前記第２無線エリアを形成するよう制御し、前記移動局は、前記第２の基地局の前記第２無線エリアに起因する通信処理に基づいて、自局が接続する基地局が前記第２無線エリアを形成する前記第２の基地局であると判断すると、無線信号を送信する際の送信出力に起因する情報をユーザに通知するよう制御する、ことを特徴とする。

また、前記移動局は、前記第２の基地局から受信した下り制御信号の受信遅延時間が、所定時間より大きい場合、自局が接続する基地局が前記第２無線エリアを形成する前記第２の基地局であると判断してもよい。

また、前記移動局は、自局の移動距離が閾値を超えているにも関わらず、ハンドオーバーが行われない場合、自局が接続する基地局が前記第２無線エリアを形成する前記第２の基地局であると判断してもよい。

本発明にかかる他の構成は、複数の基地局と、いずれかの当該基地局に無線接続可能な移動局と、から構成される無線通信システムの通信制御方法であって、前記基地局は、第１の基地局と、異常時に当該第１の基地局の第１無線エリアより大きい第２無線エリアを形成する第２の基地局と、を有し、前記第１の基地局は、ネットワークを介して異常に関する情報を取得すると、当該異常に関する情報を前記移動局に送信し、前記第２の基地局は、前記第１の基地局が前記異常の影響で無線通信できなくなった場合、前記第２無線エリアを形成するよう制御し、前記移動局は、前記第２の基地局の前記第２無線エリアに起因する通信処理に基づいて、自局が接続する基地局が前記第２無線エリアを形成する前記第２の基地局であると判断すると、無線信号を送信する際の送信出力に起因する情報をユーザに通知するよう制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、移動局のユーザにバッテリの消費が大きくなることを通知するので、バッテリの消耗を抑制するための対応を行ってもらうことができる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成を図である。 本発明の実施形態に係る大ゾーン基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るマイクロセル基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る移動局の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る無線通信システムの処理を示す図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図１に示すように、無線通信システム１は、大ゾーン基地局１０と、マイクロセル基地局２０と、移動局３０と、から構成される。

図１（Ａ）に示すように、通常時、大ゾーン基地局１０は無線通信を行わず、マイクロセル基地局２０のみで無線エリアを形成している。なお、マイクロセル基地局２０は、無線エリア２０Ａをカバーしている。

一方、災害時の状態を図１（Ｂ）に示す。大ゾーン基地局１０は、災害が生じた場合に運用可能なように予め対策が施されている。そして、災害等が発生し、マイクロセル基地局２０が、有線回線の切断等が生じ、通常時のように運用できなくなった場合、大ゾーン基地局１０は、移動局３０との無線通信を行うことが可能な状態となる。このとき、大ゾーン基地局１０は、無線エリア１０Ｂを形成する。この無線エリア１０Ｂは、通常時におけるマイクロセル基地局２０の無線エリア１０Ｂと重なるように形成される。

図２は、本実施形態に係る大ゾーン基地局の構成を示す図である。大ゾーン基地局１０は、通信部１１０と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１２０と、記憶部１３０と、制御部１４０と、アンテナＡＮＴとを備えている。

通信部１１０は、アンテナＡＮＴを介して移動局３０から送信される上り無線信号を受信してベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）後に、復調及び復号処理を行うことでデータを得る。通信部１１０は、得られたデータを制御部１４０に出力する。

また、通信部１１０は、制御部１４０からのデータの符号化及び変調を行ってベースバンド信号を得た後に、該ベースバンド信号を下り無線信号に変換（アップコンバート）する。通信部１１０は、アンテナＡＮＴを介して移動局３０に下り無線信号を送信する。

Ｉ／Ｆ部１２０は、図示しないネットワークから移動局３０宛のデータを受信する。また、ＩＦ部１２０は、移動局３０から受信したデータを、ネットワークに向けて送信する。

記憶部１３０は、例えばメモリによって構成され、大ゾーン基地局１０における制御などに用いられる各種情報が記憶される。記憶部１３０には、マイクロセル基地局２０と異なる形式の、大ゾーン基地局１０に固有の識別情報が記憶される。なお、この識別情報は、下り制御信号等に含めて送信される。また、記憶部１３０には、無線エリア１０Ｂを形成する際の送信出力の上限値が記憶される。

制御部１４０は、例えばＣＰＵによって構成され、基地局２０が具備する各種機能を制御する。制御部１４０は、通常時は、通信部１１０内の送信部（図示しない）の機能を停止させる制御（例えば、通信部１１０内の送信部への電源供給を停止させる制御）を行ない、移動局３０へ無線信号を送信しない構成となっている。そして、制御部１４０は、上位装置（図示しない）からＩ／Ｆ部１２０を介して緊急地震速報等を受信し、その後、災害等が発生し、マイクロ基地局２０の運用が適切に行われていないと判断すると、通信部１１０内の送信部の機能を復帰させ、災害時の無線エリア１０Ｂを形成する。この無線エリアの形成は、例えば、上位装置からネットワークを介して送信される緊急地震速報等を受信した場合に行うようにしたり、通信部１１０内の受信部（図示しない）の機能を通常時においても停止せずに周辺のマイクロ基地局２０から定期的に送信される下り制御信号を受信可能な状態にしておき、緊急地震速報受信後、当該定期的な下り制御新号を受信することができなくなったりした場合に、行うことが可能である。

図３は、本実施形態に係るマイクロセル基地局の構成を示す図である。マイクロセル基地局２０は、通信部２１０と、Ｉ／Ｆ部２２０と、記憶部２３０と、制御部２４０と、アンテナＡＮＴとを備えている。

通信部２１０は、アンテナＡＮＴを介して移動局３０から送信される上り無線信号を受信してベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）後に、復調及び復号処理を行うことでデータを得る。通信部２１０は、得られたデータを制御部２４０に出力する。

また、通信部２１０は、制御部２４０からのデータの符号化及び変調を行ってベースバンド信号を得た後に、該ベースバンド信号を下り無線信号に変換（アップコンバート）する。通信部２１０は、アンテナＡＮＴを介して移動局３０に下り無線信号を送信する。

Ｉ／Ｆ部２２０は、図示しないネットワークから移動局３０宛のデータを受信する。また、ＩＦ部２２０は、移動局３０から受信したデータを、ネットワークに向けて送信する。

記憶部２３０は、例えばメモリによって構成され、大ゾーン基地局１０における制御などに用いられる各種情報が記憶される。

制御部２４０は、例えばＣＰＵによって構成され、マイクロセル基地局２０が具備する各種機能を制御する。また、制御部２４０は、上位装置（図示しない）からＩ／Ｆ部２２０を介して緊急地震速報等を受信すると、当該緊急地震速報等を、通信部２１０を介して周囲の移動局３０に対して送信する。

図４は、本実施形態に係る移動局の構成を示す図である。移動局３０は、通信部３１０と、記憶部３３０と、制御部３４０と、アンテナＡＮＴとを備えている。

通信部３１０は、アンテナＡＮＴを介して大ゾーン基地局１０またはマイクロセル基地局２０から送信される下り無線信号を受信してベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）後に、復調及び復号処理を行うことでデータを得る。通信部３１０は、得られたデータを制御部３４０に出力する。

また、通信部３１０は、制御部３４０からのデータの符号化及び変調を行ってベースバンド信号を得た後に、該ベースバンド信号を上り無線信号に変換（アップコンバート）する。通信部３１０は、アンテナＡＮＴを介して大ゾーン基地局１０またはマイクロセル基地局２０に上り無線信号を送信する。

記憶部３３０は、例えばメモリによって構成され、移動局３０における制御などに用いられる各種情報が記憶される。

制御部３４０は、例えばＣＰＵによって構成され、移動局３０が具備する各種機能を制御する。また、制御部３４０は、マイクロセル基地局２０から送信される緊急地震速報を、通信部３１０を介して受信する。

制御部３４０は、緊急地震速報を受信後、周辺のマイクロセル基地局２０から定期的に送信される下り制御信号を受信できなくなり、大ゾーン基地局１０から送信される当該大ゾーン基地局１０に固有の識別情報を含む下り制御信号が受信されるようになると、当該下り制御信号の遅延時間を算出する。そして、制御部３４０は、大ゾーン基地局１０から受信した下り制御信号の遅延時間が所定時間（例えば、マイクロセル基地局２０の無線エリア２０Ａ端における遅延時間）より大きい場合、現在位置で無線通信を行う基地局がマイクロセル基地局２０から大ゾーン基地局１０へ切り替わったと判断する。そして、制御部３４０は、図示しない表示部や、音声出力部を介して、ユーザに今後の無線通信では、通常時より多くのバッテリが消費されると通知する。なお、この通知は、単に、無線通信を行う基地局が、大ゾーン基地局１０へ切り替わったと通知してもよい。

また、制御部３４０は、緊急地震速報を受信後、移動局３０の移動距離を算出する。そして、移動距離が閾値（例えば、マイクロセル基地局２０の無線エリア２０Ａにおけるセル直径）を超えたのにも関わらず、ハンドオーバーが行われることなく、無線通信を行っている基地局が同一である場合、無線通信を行う基地局がマイクロセル基地局２０から大ゾーン基地局１０へ切り替わったと判断する。そして、制御部３４０は、上述と同様に、その旨をユーザに通知する。なお、移動局３０の移動距離は、例えば、図示しないＧＰＳ等で取得した位置から移動距離を算出することができる。

次に、無線通信システム１における大ゾーン基地局１０、マイクロセル基地局２０および移動局３０の無線通信処理を、図５を用いて説明する。

ステップＳ１０１において、大ゾーン基地局１０の制御部１４０は、無線信号の送信部の機能を停止させているため、移動局３０には、送信する下り制御信号は受信されない。

また、ステップＳ１０２において、マイクロセル基地局２０の制御部２４０は、通信部２１０を介して下り制御信号を定期的に送信され、移動局３０の制御部３４０は、当該下り制御信号を受信する。

ステップＳ１０３において、大ゾーン基地局１０の制御部１４０はＩ／Ｆ部１２０を、マイクロセル基地局２０の制御部２４０はＩ／Ｆ部２２０を介して、上位装置から緊急地震速報を受信する。

ステップＳ１０４において、マイクロセル基地局２０の制御部２４０は通信部１２０を介して、緊急地震速報を送信する。

その後、マイクロセル基地局２０に障害が発生し、下り制御信号を送信できなくなったとする。

ステップＳ１０５において、大ゾーン基地局１０の制御部１４０は、マイクロ基地局２０の運用が適切に行われていないと判断し、災害時の無線エリア１０Ｂを形成する。

ステップＳ１０６において、大ゾーン基地局１０の制御部１４０は、通信部１１０を介して下り制御信号を定期的に送信する。このとき、大ゾーン基地局１０の無線エリアは無線エリア１０Ｂであるため、移動局３０は、送信される下り制御信号を受信可能となる。

ステップＳ１０７において、移動局３０の制御部３４０は、ステップＳ１０６において送信され、受信した大ゾーン基地局１０の下り制御信号の遅延時間が所定時間より大きい場合、現在位置で無線通信を行う基地局がマイクロセル基地局２０から大ゾーン基地局１０へ切り替わったと判断する。

ステップＳ１０８において、移動局３０の制御部３４０は、通常時より多くのバッテリが消費されるとユーザに通知する。

以上、本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

また、上述の実施形態においては、災害時について述べたが、ネットワーク異常により、マイクロセル基地局が適切に運用されなくなった場合においても適用可能である。

さらに、上述の実施形態においては、大ゾーン基地局を災害時のみに運用させたが、通常時は、マイクロセル基地局として運用させ、災害時にのみ大ゾーン基地局として運用するようにしてもよい。

１ 無線通信システム １０ 大ゾーン基地局、２０ マイクロセル基地局、３０ 移動局、１１０，２１０，３１０ 通信部、１２０，２２０ Ｉ／Ｆ部、１３０，２３０、３３０ 記憶部、１４０，２４０，３４０ 制御部、ＡＮＴ アンテナ。

Claims (4)

1. 複数の基地局と、いずれかの当該基地局に無線接続可能な移動局と、から構成される無線通信システムであって、
   前記基地局は、第１の基地局と、異常時に当該第１の基地局の第１無線エリアより大きい第２無線エリアを形成する第２の基地局と、を有し、
   前記第１の基地局は、
   ネットワークを介して異常に関する情報を取得すると、当該異常に関する情報を前記移動局に送信し、
   前記第２の基地局は、
   前記第１の基地局が前記異常の影響で無線通信できなくなった場合、前記第２無線エリアを形成するよう制御し、
   前記移動局は、
   自局が接続する基地局が前記第２の基地局であると判断すると、無線信号を送信する際の送信出力に起因する情報をユーザに通知するよう制御し、
   前記第２の基地局であると判断する場合とは、前記第２の基地局から受信した下り制御信号の受信遅延時間が、所定時間より大きい場合である、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第２の基地局であると判断する場合とは、自局の移動距離が閾値を超えているにも関わらず、ハンドオーバーが行われない場合である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 複数の基地局と、いずれかの当該基地局に無線接続可能な移動局と、から構成される無線通信システムの通信制御方法であって、
   前記基地局は、第１の基地局と、異常時に当該第１の基地局の第１無線エリアより大きい第２無線エリアを形成する第２の基地局と、を有し、
   前記第１の基地局は、
   ネットワークを介して異常に関する情報を取得すると、当該異常に関する情報を前記移動局に送信し、
   前記第２の基地局は、
   前記第１の基地局が前記異常の影響で無線通信できなくなった場合、前記第２無線エリアを形成するよう制御し、
   前記移動局は、
   自局が接続する基地局が前記第２の基地局であると判断すると、無線信号を送信する際の送信出力に起因する情報をユーザに通知するよう制御し、
   前記第２の基地局であると判断する場合とは、前記第２の基地局から受信した下り制御信号の受信遅延時間が、所定時間より大きい場合である、
   ことを特徴とする通信制御方法。
4. 第１の基地局および第２の基地局と無線接続可能な移動局において、
   前記第１の基地局が異常の影響で無線通信できなくなった場合、前記第２の基地局が当該第１の基地局の第１無線エリアより大きい第２無線エリアを形成し、
   自局が接続する基地局が前記第２の基地局であると判断すると、無線信号を送信する際の送信出力に起因する情報をユーザに通知するよう制御し、
   前記第２の基地局であると判断する場合とは、前記第２の基地局から受信した下り制御信号の受信遅延時間が、所定時間より大きい場合である、
   ことを特徴とする移動局。
   

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