JP6748049B2 - Base station device and wireless communication system - Google Patents

Base station device and wireless communication system Download PDF

Info

Publication number
JP6748049B2
JP6748049B2 JP2017201762A JP2017201762A JP6748049B2 JP 6748049 B2 JP6748049 B2 JP 6748049B2 JP 2017201762 A JP2017201762 A JP 2017201762A JP 2017201762 A JP2017201762 A JP 2017201762A JP 6748049 B2 JP6748049 B2 JP 6748049B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base station
station device
unit
wireless
radio access
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017201762A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019075734A (en
Inventor
太田 厚
厚 太田
和人 後藤
和人 後藤
直樹 北
直樹 北
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2017201762A priority Critical patent/JP6748049B2/en
Publication of JP2019075734A publication Critical patent/JP2019075734A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6748049B2 publication Critical patent/JP6748049B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、基地局装置及び無線通信システムに関する。 The present invention relates to a base station device and a wireless communication system.

現在、スマートフォンなどの高機能な移動通信端末が爆発的に普及している。携帯電話に関しては、第3世代移動通信から第4世代移動通信に移行し、現在ではさらに先の第5世代移動通信(通称「5G」)に関する研究開発が進められている。この5Gに関して行われている検討のひとつに、マクロセルとスモールセルの利用がある。 Currently, high-performance mobile communication terminals such as smartphones have been explosively popularized. Regarding mobile phones, the third-generation mobile communication has shifted to the fourth-generation mobile communication, and now, further research and development on the fifth-generation mobile communication (commonly referred to as "5G") are underway. One of the studies conducted on this 5G is the use of macro cells and small cells.

これまでの携帯電話では、ひとつのサービスエリアを半径数キロメートル程度に設定し、このマクロセルのエリアをひとつの基地局装置がカバーしていた。しかし、この様なマクロセル内には非常に膨大な数のユーザが存在する。全体の限りあるシステム容量は各ユーザでシェアされることになるため、膨大な数のユーザを収容するときには、個々のユーザ毎のスループットは低下する。 In the conventional mobile phones, one service area is set to a radius of several kilometers, and one base station device covers this macrocell area. However, a very large number of users exist in such a macro cell. Since the entire limited system capacity is shared by each user, when accommodating a huge number of users, the throughput for each individual user decreases.

この様なスループットの低下を回避するために、トラヒックが集中するような人口密集地に、半径数十メートル程度の非常に小さなサービスエリアであるスモールセルを設定する技術が開発されている。この技術では、スモールセルを活用することで、マクロセルを介さずにスポット的なトラヒックをネットワークにオフロードする。ここでは、スモールセルにおける通信能力とマクロセルにおける通信能力を同時並行的に利用可能な端末装置を想定する。このような端末装置を用いることで、制御情報についてはマクロセルを活用して情報交換を行いながら、ユーザデータはスモールセル側において収容する。これにより、マクロセルとスモールセルのメリットを最大限活用することが可能になる。 In order to avoid such a decrease in throughput, a technology has been developed for setting a small cell, which is a very small service area with a radius of several tens of meters, in a densely populated area where traffic is concentrated. This technology utilizes small cells to offload spot-like traffic to the network without going through macro cells. Here, it is assumed that the terminal device is capable of simultaneously using the communication capability of the small cell and the communication capability of the macro cell. By using such a terminal device, the user data is accommodated on the small cell side while exchanging the control information by utilizing the macro cell. This makes it possible to maximize the advantages of the macro cell and the small cell.

先に述べた5Gでは、伝送速度の目標値に10Gbit/s(ギガビット毎秒)以上が設定されており、このスモールセルでも同様の大容量の通信を行うことでトラヒックの効率的なオフロードを実現する必要がある。マクロセルにおいては長距離伝搬を許容するために周波数の低いマイクロ波帯を利用することが前提となる。しかし、既に周波数資源が枯渇しつつあるマイクロ波帯の現状を考慮し、比較的近距離での通信を想定するスモールセルでは、比較的周波数の高い準ミリ波帯またはミリ波帯の利用が想定されている。この高周波数帯の特徴は、周波数の2乗に反比例して伝搬減衰が大きくなることである。従って、スモールセル基地局は比較的にユーザ端末に近い場所に設置される。 In 5G mentioned above, the target value of the transmission rate is set to 10 Gbit/s (Gigabit per second) or more, and even in this small cell, the same large capacity communication is performed to realize efficient offload of traffic. There is a need to. In the macro cell, it is premised that the microwave band of low frequency is used to allow long-distance propagation. However, considering the current state of the microwave band, where frequency resources are already exhausted, small cells that are supposed to communicate at relatively short distances are expected to use the quasi-millimeter wave band or millimeter wave band with relatively high frequencies. Has been done. The characteristic of this high frequency band is that the propagation attenuation increases in inverse proportion to the square of the frequency. Therefore, the small cell base station is installed relatively close to the user terminal.

この様なスモールセル基地局の設置場所は、例えば渋谷や新宿などの様な人の多く集まる繁華街などにおいて、ビル壁面や街灯などの比較的高所に設置されることが想定される。多数のスモールセル基地局を設置すれば、より狭いエリアに分割してユーザを効率的に収容できるため、オフロード効果は高い。これらの繁華街では多くの人々は歩行者である。歩行による移動中はスマートフォンなどの利用は控えられているため、通信を行う実質的なユーザ数でみれば、歩行者等の中の一部に限られる。一方、例えばスタジアムや見本市会場の様な場所では、通信を行うニーズも高く、さらには、多くの人が準静止状態にある。このため、実質的なユーザ数ないしはユーザ密度は非常に高いものとなる。 It is assumed that such a small cell base station is installed in a relatively high place such as a building wall or a streetlight in a busy area such as Shibuya or Shinjuku where many people gather. If a large number of small cell base stations are installed, users can be efficiently accommodated by being divided into smaller areas, and thus the offload effect is high. Many of these downtowns are pedestrians. Since the use of smartphones and the like is restricted while moving by walking, the number of users who perform communication is limited to a part of pedestrians and the like. On the other hand, in places such as stadiums and trade fairs, there is a strong need for communication, and moreover, many people are in a semi-static state. Therefore, the substantial number of users or the user density becomes very high.

スタジアムにおける無線アクセスの一例として、埼玉の西武ドームなどでWi−Fi(登録商標)のサービスが提供されている。ここでは、複数の無線LANのアクセスポイントに指向性アンテナを取り付ける。そして、指向性毎に区切られたサービスエリアを、複数の周波数チャネルで周波数棲み分けを行いながら、面的に観客席をカバーしてサービスを提供する。このサービスは、上述の様な5Gを目指したサービスとは異なり、現状の市販のシステムを利用したサービスでもある。このことから、指向性アンテナで分けられた個別のサービスエリアは比較的広めに設定され、相互のサービスエリア間のオーバラップを許容しながら比較的には大雑把なエリア設計で対応が可能であった。このため、このアクセスポイントの設置場所は、スタジアムの観客席の最上段付近の壁面などであり、近くの歩行者によりサービスエリアへの視界が遮られないような程度に高所(例えば3〜4m程度)に設置されていれば良かった。また、現状ではスタジアムで通信サービスを積極的に利用するアプリケーションも普及しておらず、インターネットのブラウジング程度がメインとなる状況である。 As an example of wireless access in a stadium, a Wi-Fi (registered trademark) service is provided at Seibu Dome in Saitama. Here, a directional antenna is attached to a plurality of wireless LAN access points. Then, the service area divided for each directivity is frequency-divided by a plurality of frequency channels, and the service is provided by covering the audience seats in a two-dimensional manner. This service is different from the service aiming for 5G as described above, and is also a service using the current commercially available system. From this, the individual service areas separated by the directional antenna were set relatively wide, and it was possible to deal with relatively rough area design while allowing overlap between mutual service areas. .. Therefore, this access point is installed on a wall near the uppermost stage of the spectator seats of the stadium, etc., and at a high place (for example, 3 to 4 m) so that a pedestrian nearby does not block the view of the service area. It was good if it was installed in (about). At present, applications that actively use communication services in stadiums are not widespread, and Internet browsing is the main condition.

しかし、5Gの時代には各ユーザの求める伝送容量は増大し、更にはスタジアムなどで利用するアプリケーションも多く開拓されることが予想される。例えば、サッカーや野球などの競技のリプレイ動画などや、異なる方角からのビューなども任意に利用できる可能性がある。これらをユーザ毎のオンデマンドで視聴する場合には、スタジアムのスタンドを小さなスモールセルないしはピコセルに区分けして、各ピコセルを、周波数棲み分けを行いながら面的にサービスエリアを展開する必要がある。 However, in the age of 5G, it is expected that the transmission capacity demanded by each user will increase and that many applications used in stadiums will be developed. For example, replay videos of sports such as soccer and baseball, and views from different directions may be arbitrarily used. When viewing these on-demand for each user, it is necessary to divide the stand of the stadium into small small cells or pico cells and expand each pico cell in a service area while performing frequency segregation.

この様なピコセルを指向性アンテナで区分けするためには、上述の西武ドームのサービスの様に、スタジアムの観客席の最上段付近の壁面などに設置することでは対応できない。これは、スタジアムの観客席の最上段付近の壁面に設置されたアクセスポイントから見て、観客席の最下段の方向と最上段の客席の方向との角度差が比較的狭く、アンテナの指向性でサービスエリアを分離するだけの分解能が確保し難いためである。さらに言えば、ユーザはスタジアムのグラウンド側を向いており、背中方向に位置するアクセスポイントに対しては、ほぼ確実に見通し外となることが予想される。周波数の低いマイクロ波帯を用いる無線LANであったとしても、人体遮蔽が前提となる環境下では、見通し環境の様な綺麗なピコセルの設計には無理がある。さらにミリ波等の高周波数帯を用いる場合には回折による電波の回り込みは全く期待できず、人体遮蔽による回線マージンは10dB以上となり、回線設計的にも不利になる。 In order to divide such a pico cell with a directional antenna, it is not possible to install it on a wall surface near the uppermost stage of the spectator seats of a stadium, like the service of the Seibu Dome mentioned above. This is because the angle difference between the direction of the lowermost stage of the spectator seats and the direction of the uppermost spectator seats is relatively narrow when viewed from the access point installed on the wall near the uppermost stage of the stadium seats, and the directivity of the antenna This is because it is difficult to secure sufficient resolution to separate service areas. Furthermore, the user faces the ground side of the stadium, and it is expected that he/she will almost certainly be out of sight with respect to the access point located in the back direction. Even if the wireless LAN uses a low frequency microwave band, it is impossible to design a clean pico cell such as a line-of-sight environment under the environment where the human body is shielded. Further, when a high frequency band such as a millimeter wave is used, it is not possible to expect radio waves to wrap around due to diffraction, and the line margin due to human body shielding becomes 10 dB or more, which is disadvantageous in line design.

もうひとつの視点としては、5Gスモールセル基地局においては超多素子のアンテナを用いるMassive MIMO技術の適用が検討されている。Massive MIMO技術では、基地局装置と端末局装置の双方に多数のアンテナ素子を実装し、相互にアンテナ素子を活用した指向性形成を行い、指向性利得を確保することで信号対干渉及び雑音電力比SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)を向上し、隣接するサービスエリアでも相互に予被干渉を抑えて並列伝送することが可能になる。これらの多数のアンテナ素子を用いた指向性制御により、サービスエリアを細かく区分けするスモールセルないしはピコセル型のサービスが可能になる。 As another viewpoint, application of Massive MIMO technology using a super-multi-element antenna is being considered in a 5G small cell base station. In the Massive MIMO technology, a large number of antenna elements are mounted on both the base station apparatus and the terminal station apparatus, and the directivity is formed by mutually utilizing the antenna elements to secure the directivity gain, thereby improving the signal-to-interference and noise power. It is possible to improve the ratio SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) and suppress pre-interference between adjacent service areas to perform parallel transmission. The directivity control using these many antenna elements enables a small cell or pico cell type service that finely divides a service area.

ただし、このビーム形成を行う場合には、上述の西武ドームの例の様なスタジアムの観客席の最上段付近の壁面に設置するのではなく、サービスエリア全体の見通しを確保し、更にはピコセル毎の仰角、水平角などの方位差を広く確保できる環境に設置されることが好ましい。具体的には、観客席上方の天井付近に設置されることが好ましい。実際、ドーム球場や新東京国際競技場などを例に取れば、観客席上方には屋根が設置されているものが多く、その様な屋根の構造物に基地局装置やアクセスポイントを設置することは可能である。これは、例えば見本市会場などの屋内においても同様で、理想的には天井などの高所に基地局装置を設置し、下方のエリアを照射することが理想的である。 However, when forming this beam, instead of installing it on the wall near the top of the spectator seats of the stadium as in the Seibu Dome example above, ensure the visibility of the entire service area, and It is preferable to install in an environment where a wide azimuth difference such as elevation angle and horizontal angle can be secured. Specifically, it is preferably installed near the ceiling above the audience seats. In fact, if you take a dome stadium or the New Tokyo International Stadium as an example, many of them have a roof above the seats of the audience, and base station equipment and access points should be installed on the structure of such a roof. Is possible. This is also the case, for example, indoors such as at a trade fair, and ideally it is ideal to install the base station device at a high place such as the ceiling and illuminate the area below.

これは、Massive MIMO技術の視点においても有益である。例えば、非特許文献1によれば、Massive MIMO技術の空間自由度の活用の視点において、水平方向からの照射よりも、上方からの照射の方が空間自由度の有効活用が可能であり、空間多重やSINRの確保の観点で有効であることが示されている。より詳細な状況を、図4及び図5を用いて説明する。 This is also beneficial from the perspective of Massive MIMO technology. For example, according to Non-Patent Document 1, from the viewpoint of utilizing the spatial degree of freedom of the Massive MIMO technology, it is possible to effectively utilize the spatial degree of freedom by irradiating from above rather than irradiating from the horizontal direction. It has been shown to be effective in terms of multiplexing and securing SINR. A more detailed situation will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4は、比較的低所に基地局装置が設置され水平方向からビームを照射する場合の環境を示す図、図5は、高所に基地局装置が設置され上方向からビームを照射する場合の環境を示す図である。これらの図において、1−a〜1−gはサービスエリア内のスモールセル(又はピコセル)、2−a〜2−gは端末局、3及び4はMassive MIMO基地局、5は人体を表している。 FIG. 4 is a diagram showing an environment in which a base station device is installed in a relatively low place and emits a beam from a horizontal direction, and FIG. 5 is a case where a base station device is installed in a high place and emits a beam from above. It is a figure which shows the environment of. In these drawings, 1-a to 1-g are small cells (or pico cells) in the service area, 2-a to 2-g are terminal stations, 3 and 4 are Massive MIMO base stations, and 5 is a human body. There is.

例えば、図4のスモールセル1−g、1−a、1−dに着目した場合、Massive MIMO基地局3から見るとこれらのスモールセル1−g、1−a、1−dはほぼ直線上に並んでいる。このため、それらスモールセル1−g、1−a、1−dそれぞれの中の端末局2−g、2−a、2−dの間の通信を指向性制御で分離しようとした場合、仰角方向の角度差で信号分離を行わなければならないが、元々、水平方向に近く仰角差が付き難い環境であるため、指向性制御によるユーザ分離がし難い環境にある。更には、例えば人体5による遮蔽などを考えれば、遠方のスモールセル1−d、1−aへのサービスにおいては、人体遮蔽により回線利得が低下する上、反射波を積極的に利用することになるためチャネルの時変動も大きくなる。 For example, when attention is paid to the small cells 1-g, 1-a, and 1-d in FIG. 4, the small cells 1-g, 1-a, and 1-d are substantially linear when viewed from the Massive MIMO base station 3. Are lined up. Therefore, when the communication between the terminal stations 2-g, 2-a, and 2-d in each of the small cells 1-g, 1-a, and 1-d is attempted to be separated by the directivity control, the elevation angle is increased. Although signal separation must be performed based on the angle difference between the directions, the environment is originally close to the horizontal direction and the difference in elevation angle is unlikely to occur, so that it is difficult to separate users by directivity control. Furthermore, considering the shielding by the human body 5, for example, in the service to the distant small cells 1-d and 1-a, the line gain is reduced due to the human body shielding, and the reflected wave is positively used. Therefore, the time variation of the channel also becomes large.

一方、図5の様に上方からビームを照射する場合には、水平方向、仰角方向の角度差が均等に存在するため、指向性制御によるスモールセル間の信号分離が行いやすくなる。更に、反射波成分に比べて直接波成分の電力が相対的に高く、チャネルの時変動も相対的に低くなる。概ね見通しであることから、人体5の影響も受け難く、回線利得的な優位性も高い。勿論、高所に設置することで伝搬距離が長くなる可能性はあるが、図4においては最遠のスモールセル1−dなどはそれなりの距離となることを考慮すれば、伝搬距離減衰による図5の環境の不利さの程度は限定的である。 On the other hand, in the case of irradiating the beam from above as shown in FIG. 5, the angle difference between the horizontal direction and the elevation angle direction is evenly present, which facilitates signal separation between the small cells by directivity control. Further, the power of the direct wave component is relatively higher than that of the reflected wave component, and the time variation of the channel is also relatively low. Since it is almost outlook, it is not easily affected by the human body 5, and the line gain advantage is also high. Of course, there is a possibility that the propagation distance may be lengthened by installing it at a high place, but in consideration of the fact that the farthest small cells 1-d and the like have a reasonable distance in FIG. The degree of environmental disadvantage of 5 is limited.

非特許文献1にも示されているとおり、例えばMassive MIMO基地局3、4のアンテナ素子数が100本である場合、見かけ上は端末局2−a〜2−gの各アンテナとのチャネルベクトルは100次元空間内に存在する。しかし実際には、完全な100次元空間の中で任意の部分空間を利用できる訳ではなく、一部の部分空間(例えば50次元部分空間)の中に重点的にチャネルベクトルが存在する。この部分空間の実効的な広さが広いほどチャネルの相関は低減可能であり、空間多重伝送などに適していることになるが、この部分空間の実効的な広さ(ないしは実効的な部分空間の次元)は、図5の様な上方からビームを照射する場合の方が広くなる。 As shown in Non-Patent Document 1, for example, when the number of antenna elements of the Massive MIMO base stations 3 and 4 is 100, apparently a channel vector with each antenna of the terminal stations 2-a to 2-g. Exists in 100-dimensional space. However, in reality, an arbitrary subspace cannot be used in the complete 100-dimensional space, and channel vectors exist predominantly in some subspace (for example, 50-dimensional subspace). The wider the effective width of this subspace, the more the channel correlation can be reduced, which is suitable for spatial multiplex transmission. However, the effective width of this subspace (or the effective subspace Dimension) becomes wider when the beam is emitted from above as shown in FIG.

これらの視点を総合すると、5Gの世界におけるスタジアムや見本市会場での無線アクセスにおいては、天井などの高所に積極的に基地局装置やアクセスポイントを設置して利用することが求められることになる。 Combining these viewpoints, in wireless access to stadiums and trade fairs in the 5G world, it is required to actively install and use base station devices and access points at high places such as ceilings. ..

太田 厚,岩國 辰彦,丸田 一輝,白戸 裕史,新井 拓人,飯塚 正孝,「チャネル時変動環境下におけるマルチユーザMassive MIMOのユーザ間干渉抑圧のための空間自由度有効活用に関する検討」,一般社団法人 電子情報通信学会,信学技報,vol. 115,no. 113,RCS2015-54,p. 49-54,2015年6月Atsushi Ota, Tatsuhiko Iwakuni, Kazuki Maruta, Hiroshi Shirato, Takuto Arai, Masataka Iizuka, “A Study on Effective Use of Spatial Degree of Freedom for Inter-User Interference Suppression of Multi-User Massive MIMO in Time-Varying Channel Environment”, General Incorporated Association IEICE, IEICE Technical Report, vol. 115, no. 113, RCS2015-54, p. 49-54, June 2015

以上説明してきた5Gの世界におけるスタジアムや見本市会場での無線アクセスにおいては、天井などの高所に基地局装置やアクセスポイントを設置することが期待される。しかし、この様な高所では設置する装置のメンテナンスが大きな課題となる。 In the wireless access to the stadium and the trade fair site in the 5G world described above, it is expected to install the base station device and the access point at a high place such as a ceiling. However, in such a high place, maintenance of the installed device becomes a big problem.

また、大容量の伝送が求められる故に、非常に高精細な装置が求められる。光ファイバが接続される光終端装置、10Gbit/s以上のインタフェース装置、5Gスモールセル基地局装置などのいずれにおいて故障が起きても、高所に設置されているが故に簡易に取り換えを行うことは困難である。例えば、照明などの場合には、膨大な数の電球でスタジアム全体を照らすため、多少のマージンを見込んだ数の電球を設置することで、少数の電球に不具合が見られてもサービス性に支障は出ない。一方、基地局装置やアクセスポイントの場合には、それぞれの装置がカバーするサービスエリアが設計により決められているため、故障した基地局装置がカバーするサービスエリアのユーザはサービスを受けられなくなってしまう可能性がある。したがって、スタジアムや見本市会場の天井の様な非常に高所に設置された基地局装置に何らかの故障が起きた場合に、速やかにメンテナンスが可能なシステムが求められている。 In addition, since transmission of a large capacity is required, a very high-definition device is required. Even if a failure occurs in any of the optical terminator to which the optical fiber is connected, the interface device of 10 Gbit/s or more, the 5G small cell base station device, etc., it is installed at a high place and therefore it is not easy to replace it. Have difficulty. For example, in the case of lighting, a huge number of light bulbs illuminate the entire stadium, so installing a number of light bulbs that allows for some margin will hinder serviceability even if a small number of light bulbs are found to be defective. Does not come out. On the other hand, in the case of a base station device or an access point, the service area covered by each device is determined by the design, so users in the service area covered by the failed base station device cannot receive the service. there is a possibility. Therefore, there is a demand for a system that can promptly perform maintenance in the event of some failure of a base station device installed at a very high place such as a stadium or the ceiling of a trade fair site.

なお、光ファイバと光終端装置とを接続するコネクタは、コネクタで接続する光ファイバ間での光信号の伝送を確実にするために、ルーズなコネクタの接続ではなく、遊びの少ない構造で手動での確実な着脱が求められ、一旦接続すると簡単には外れない構造であることが一般的である。このため、遠隔操作での着脱は容易ではない。 Note that the connector that connects the optical fiber and the optical terminator is not a loose connector connection, but has a structure with little play to ensure the transmission of optical signals between the optical fibers that are connected by the connector. It is generally required to securely attach and detach, and the structure is such that once connected, it cannot be easily removed. Therefore, it is not easy to attach/detach by remote control.

上記事情に鑑み、本発明は、メンテナンスの負荷を軽減し、無線アクセスサービスを提供することができる基地局装置及び無線通信システムを提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a base station device and a wireless communication system that can reduce the load of maintenance and provide a wireless access service.

本発明の一態様は、所定のエリア内の端末装置に無線アクセスサービスを提供する基地局装置であって、該基地局装置は、前記端末装置へ無線アクセスサービスのための無線アクセスを提供する無線アクセス基地局装置と、前記無線アクセス基地局装置と着脱可能な固定設置部とを備え、前記無線アクセス基地局装置は、空間を3次元的に移動可能な飛行部と、前記固定設置部との連結及び連結解除が可能な第1の着脱部と、前記端末装置と無線通信する第1の無線通信部と、前記第1の無線通信部を介して前記端末装置が送受信する信号を、ネットワークに接続される他の無線局装置である無線エントランス基地局装置と無線のエントランス回線を用いて送受信する第2の無線通信部と、前記第1の着脱部が前記固定設置部と連結している状態において前記固定設置部から電力の供給を受ける受電部とを備え、前記固定設置部は、前記無線アクセス基地局装置との連結及び連結解除が可能な第2の着脱部と、前記第2の着脱部が前記無線アクセス基地局装置と連結している状態において前記無線アクセス基地局装置へ電力を供給する給電部とを備える。 One aspect of the present invention is a base station device that provides a wireless access service to a terminal device within a predetermined area, the base station device providing a wireless access for the wireless access service to the terminal device. The wireless access base station device includes an access base station device and a fixed installation unit that is attachable to and detachable from the wireless access base station device. The wireless access base station device includes a flight unit that is three-dimensionally movable in space and the fixed installation unit. A first attachment/detachment unit that can be connected and disconnected, a first wireless communication unit that wirelessly communicates with the terminal device, and a signal transmitted and received by the terminal device via the first wireless communication unit to a network. A state in which a second wireless communication unit that transmits and receives using a wireless entrance base station apparatus that is another wireless station apparatus to be connected using a wireless entrance line, and the first attachment/detachment section is connected to the fixed installation section. And a power receiving unit that receives power from the fixed installation unit, the fixed installation unit including a second attachment/detachment unit capable of connecting and disconnecting with the radio access base station apparatus, and the second attachment/detachment unit. A power supply unit that supplies power to the radio access base station device in a state in which the unit is connected to the radio access base station device.

本発明の一態様は、上述の基地局装置であって、前記第1の着脱部及び前記第2の着脱部の一方又は両方は、前記飛行部により得られる上向きの浮力により連結状態及び解放状態を切り替える機構を備える。 One aspect of the present invention is the above-described base station apparatus, wherein one or both of the first attachment/detachment portion and the second attachment/detachment portion are in a connected state and a released state due to upward buoyancy obtained by the flying unit. It has a mechanism to switch between.

本発明の一態様は、所定のエリア内の端末装置に無線アクセスサービスを提供する無線通信システムであって、前記無線通信システムは、前記端末装置へ無線アクセスサービスのための無線アクセスを提供する無線アクセス基地局装置と、前記無線アクセス基地局装置と着脱可能な固定設置部と、ネットワークに接続される無線エントランス基地局装置とを備え、前記無線アクセス基地局装置は、空間を3次元的に移動可能な飛行部と、前記固定設置部との連結及び連結解除が可能な第1の着脱部と、前記端末装置と無線通信する第1の無線通信部と、前記第1の無線通信部を介して前記端末装置が送受信する信号を、前記無線エントランス基地局装置と無線のエントランス回線を用いて送受信する第2の無線通信部と、前記第1の着脱部が前記固定設置部と連結している状態において前記固定設置部から電力の供給を受ける受電部とを備え、前記固定設置部は、前記無線アクセス基地局装置との連結及び連結解除が可能な第2の着脱部と、前記第2の着脱部が前記無線アクセス基地局装置と連結している状態において前記無線アクセス基地局装置へ電力を供給する給電部とを備え、前記無線エントランス基地局装置は、前記エントランス回線を用いて前記無線アクセス基地局装置と無線通信する第3の無線通信部を備える。 One aspect of the present invention is a wireless communication system that provides a wireless access service to a terminal device within a predetermined area, wherein the wireless communication system provides a wireless access for the wireless access service to the terminal device. An access base station device, a fixed installation unit detachable from the wireless access base station device, and a wireless entrance base station device connected to a network are provided, and the wireless access base station device moves three-dimensionally in space. Through a possible flying unit, a first attaching/detaching unit capable of connecting and disconnecting the fixed installation unit, a first wireless communication unit that wirelessly communicates with the terminal device, and the first wireless communication unit. A second wireless communication unit that transmits and receives a signal transmitted and received by the terminal device to and from the wireless entrance base station device using a wireless entrance line, and the first attaching/detaching unit are connected to the fixed installation unit. A power receiving unit that receives power supply from the fixed installation unit in a state, the fixed installation unit includes a second attachment/detachment unit capable of connecting and disconnecting with the radio access base station device, and the second A wireless power access unit that supplies power to the wireless access base station device in a state in which an attachment/detachment unit is connected to the wireless access base station device, wherein the wireless entrance base station device uses the entrance line to perform the wireless access. A third wireless communication unit that wirelessly communicates with the base station device is provided.

本発明により、メンテナンスの負荷を軽減し、無線アクセスサービスを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the maintenance load and provide a wireless access service.

本発明の実施形態における高所設置用基地局装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the base station apparatus for high places installation in embodiment of this invention. 同実施形態における高所設置用基地局装置の断面図である。It is a sectional view of a base station device for high places installation in the same embodiment. 同実施形態における無線通信システムが提供する通信サービスの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the communication service which the wireless communication system in the same embodiment provides. 比較的低所に基地局装置が設置され水平方向からビームを照射する場合の環境を示す図である。It is a figure which shows the environment in case a base station apparatus is installed in a comparatively low place and a beam is irradiated from a horizontal direction. 高所に基地局装置が設置され上方向からビームを照射する場合の環境を示す図である。It is a figure which shows the environment in case a base station apparatus is installed in a high place and irradiates a beam from an upper direction.

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。基本的な考え方としては、基地局装置における高精細な機能である光ファイバが接続される光終端機能、10Gbit/s以上のインタフェース機能、基地局機能などの機能は全て高所への固定設置とはせず、比較的故障の可能性の低い電源供給機能のみを高所に固定的に設置(以降、「固定設置電源供給部」と呼ぶ)する。固定設置電源供給部以外の機能及び電源受電機能は、高所の固定設置電源供給部と着脱可能な状態にし、その着脱をドローンなどの無人飛行機能を用いて実現する。この基地局装置へのエントランス回線の提供において光ファイバを用いる場合には、コネクタの確実な着脱が遠隔操作では困難であるため、ここでは光ファイバによるエントランス回線の供給を諦め、無線回線によりエントランス回線を提供する。電源の供給は、接点に磁石などを用いた接触型の給電(例えば「電気ポット」の電源ケーブルとポット本体との間の接続機構)、ないしは非接触型電力伝送による給電により実現し、着脱を容易にする。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The basic idea is that all functions such as an optical termination function, which is a high-definition function in a base station device, to which an optical fiber is connected, an interface function of 10 Gbit/s or more, and a base station function are fixed installation in a high place. Instead, only the power supply function with a relatively low possibility of failure is fixedly installed at a high place (hereinafter referred to as "fixed installation power supply unit"). The functions other than the fixed installation power supply unit and the power receiving function are made detachable from the fixed installation power supply unit at a high place, and the attachment/detachment is realized by using an unmanned flight function such as a drone. When using an optical fiber to provide the entrance line to this base station device, it is difficult to securely connect and disconnect the connector by remote control. Therefore, we will give up the entrance line using the optical fiber and use the wireless line to enter the entrance line. I will provide a. Power supply is achieved by contact-type power supply using a magnet or the like for the contacts (for example, a connection mechanism between the power cable of the "electric pot" and the pot body) or power supply by non-contact power transmission, and then attachment/detachment make it easier.

以下に図面を用いて具体的な構成を示す。図1は、本発明の実施形態における高所設置用基地局装置100の概要を示す図である。同図において、高所設置用基地局装置100は、高所設置用無線局装置10及び固定設置電源供給部20からなる。高所設置用無線局装置10は、無線部11と、無人飛行機能制御部12と、固定及び受電部13と、着脱ガイド部14−1〜14−4と、ローター部15−1〜15−4と、カメラ部16とを備える。固定設置電源供給部20は、天井固定版21と、固定及び給電部22と、着脱ガイド部23−1〜23−4とを備える。 A specific configuration is shown below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a high place installation base station apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. In the figure, a base station apparatus 100 for high altitude installation includes a radio station apparatus 10 for high altitude installation and a fixed installation power supply unit 20. The radio station apparatus 10 for high altitude installation includes a radio section 11, an unmanned flight function control section 12, a fixing and power receiving section 13, attachment/detachment guide sections 14-1 to 14-4, and rotor sections 15-1 to 15-. 4 and a camera unit 16. The fixed installation power supply unit 20 includes a ceiling fixed plate 21, a fixed/power supply unit 22, and attachment/detachment guide units 23-1 to 23-4.

同図に示す高所設置用無線局装置10は、無人飛行機能制御部12により制御されるローター部15−1〜15−4により浮力を得て、垂直方向及び水平方向の任意の方向に無人で飛行し、空間を3次元的に移動可能である。一方、固定設置電源供給部20は、天井などの高所に固定的に設置され、設置時に商用電源などを接続しておく。高所設置用無線局装置10を高所に設置する場合には、図には示していないラジコン操縦部により無人飛行機能制御部12が遠隔操作される。ラジコン操縦部は、ユーザ操作等に応じた制御信号を無線送信することにより高所設置用無線局装置10の移動方向を制御すると共に、例えば高所設置用無線局装置10に実装されるカメラ部16が撮影した映像をラジコン操作部にて無線により受信して表示するなどの機能を備えていても良い。このカメラ部16からの映像を確認すること(及び直接目視による確認)で、概ね、適切に固定可能な位置関係となる様に高所設置用無線局装置10を固定設置電源供給部20に近づける。 The aerial installation radio station apparatus 10 shown in the figure obtains buoyancy by the rotor units 15-1 to 15-4 controlled by the unmanned flight function control unit 12, and is unmanned in any direction in the vertical direction and the horizontal direction. It flies in and can move in three dimensions in space. On the other hand, the fixed installation power supply unit 20 is fixedly installed at a high place such as a ceiling, and a commercial power supply or the like is connected at the time of installation. When the radio station apparatus 10 for high altitude installation is installed in a high altitude, the unmanned flight function control unit 12 is remotely operated by a radio control unit (not shown). The radio control unit controls the moving direction of the aerial installation radio station apparatus 10 by wirelessly transmitting a control signal according to a user operation or the like, and, for example, a camera unit mounted on the aerial installation radio station apparatus 10. It may be provided with a function of wirelessly receiving and displaying an image captured by 16 at the radio control operation unit. By confirming the image from the camera section 16 (and confirming directly by visual inspection), the wireless station apparatus 10 for high place installation is brought close to the fixed installation power supply section 20 so that the wireless terminal apparatus 10 can be fixed appropriately. ..

高所設置用無線局装置10と固定設置電源供給部20はそれぞれ、適切な位置関係で固定することが可能となる様に、着脱ガイド部14−1〜14−4及び着脱ガイド部23−1〜23−4を備えている。この図においては、高所設置用無線局装置10の着脱ガイド部14−1〜14−4は円錐形の形状であり、固定設置電源供給部20の着脱ガイド部23−1〜23−4は逆に円筒状の内部に円錐形状の空間を確保している。概ね着脱ガイド部14−1〜14−4及び着脱ガイド部23−1〜23−4との位置合わせをした状態で高所設置用無線局装置10がローター部15−1〜15−4の浮力で上昇すると、円錐形状の着脱ガイド部14−1〜14−4及び着脱ガイド部23−1〜23−4の噛み合わせで高精度に正確な場所に誘導する。 The aerial installation radio station apparatus 10 and the fixed installation power supply unit 20 can be fixed in appropriate positional relations, respectively, so that the attachment/detachment guide portions 14-1 to 14-4 and the attachment/detachment guide portion 23-1 can be fixed. ~23-4. In this figure, the attachment/detachment guide portions 14-1 to 14-4 of the high-place installation radio station apparatus 10 have a conical shape, and the attachment/detachment guide portions 23-1 to 23-4 of the fixed installation power supply unit 20 are On the contrary, a conical space is secured inside the cylinder. The buoyancy of the rotor parts 15-1 to 15-4 by the radio station apparatus 10 for high place installation is substantially aligned with the attachment/detachment guide parts 14-1 to 14-4 and the attachment/detachment guide parts 23-1 to 23-4. When it is moved up by, the conical attachment/detachment guide portions 14-1 to 14-4 and the attachment/detachment guide portions 23-1 to 23-4 are engaged with each other and guided to a precise location with high accuracy.

固定設置電源供給部20は、固定及び給電部22を備えており、適切な場所まで高所設置用無線局装置10が誘導されると、固定及び給電部22が固定及び受電部13と連結し、高所設置用無線局装置10が脱落しないように固定すると共に、固定及び給電部22から固定及び受電部13に電力を供給する。固定及び受電部13が受電した電力は、無線部11など、高所設置用無線局装置10において電力により動作する各機能部へ供給される。ラジコン操縦部からの操作で浮力を低下させた状態で高所設置用無線局装置10が低下してこなければ、高所設置用無線局装置10の固定が完了したことが確認されるため、ラジコン操縦部から無人飛行機能制御部12に指示してローター部15−1〜15−4を停止させる。高所設置用無線局装置10の運用中においては、ローター部15−1〜15−4は常に停止した状態で利用する。 The fixed installation power supply unit 20 includes a fixed and power feeding unit 22, and when the high location installation wireless station device 10 is guided to an appropriate place, the fixed and power feeding unit 22 is connected to the fixed and power receiving unit 13. The high-position installation wireless station device 10 is fixed so as not to fall off, and power is supplied from the fixed/power feeding unit 22 to the fixed/power receiving unit 13. The power received by the fixed and power receiving unit 13 is supplied to each function unit such as the wireless unit 11 that operates by power in the wireless station apparatus 10 for high places. If the radio station apparatus 10 for high altitude installation does not deteriorate while the buoyancy is reduced by the operation from the radio control unit, it is confirmed that the radio station apparatus 10 for high altitude installation has been fixed. The control unit instructs the unmanned flight function control unit 12 to stop the rotor units 15-1 to 15-4. During operation of the radio station apparatus 10 for high altitude installation, the rotor units 15-1 to 15-4 are always used in a stopped state.

次に、高所設置用無線局装置10のメンテナンスを行う際には、ラジコン操縦部から無人飛行機能制御部12に指示してローター部15−1〜15−4を回転させ、高所設置用無線局装置10に浮力を与える。固定及び給電部22と固定及び受電部13は当初は連結した状態であるが、プッシュ・キャンセル型の連結機構などにより、浮力により固定及び受電部13が固定及び給電部22をプッシュした状態になると連結が解除される。この状態でラジコン操縦部から無人飛行機能制御部12に指示してローター部15−1〜15−4による浮力を低下させると、固定及び給電部22と固定及び受電部13が離れ、高所設置用無線局装置10は完全にフリーの状態で飛行が可能となり、ラジコン操縦部からの操作で地上に誘導し収容する。なお、図には記載していないが、固定及び受電部13を介して受電することなしにドローンの無人飛行機能を活用するために、高所設置用無線局装置10には当然ながらバッテリーが実装されており、通常運用時には固定及び受電部13を介して受電した電気をバッテリーに充電する機能も合わせて備えている。バッテリーに充電された電力は、高所設置用無線局装置10において電力により動作する各機能部に、又は、それら各機能部のうち少なくとも無人飛行機能に関する機能部に供給される。 Next, when performing maintenance of the radio station apparatus 10 for installation at high places, the radio control unit instructs the unmanned flight function control unit 12 to rotate the rotor units 15-1 to 15-4 to install at high places. Buoyancy is applied to the wireless station device 10. Although the fixed and power feeding unit 22 and the fixed and power receiving unit 13 are initially connected, when the fixed and power receiving unit 13 pushes the fixed and power feeding unit 22 by buoyancy due to a push-cancel type coupling mechanism or the like. The connection is released. In this state, when the radio control unit instructs the unmanned flight function control unit 12 to reduce the buoyancy by the rotor units 15-1 to 15-4, the fixed and power feeding unit 22 and the fixed and power receiving unit 13 are separated from each other and installed at high places. The radio station apparatus 10 can fly in a completely free state, and is guided and stored on the ground by an operation from the radio control unit. Although not shown in the figure, in order to utilize the drone's unmanned flight function without receiving power via the fixed and power receiving unit 13, a battery is naturally mounted in the high-altitude radio station device 10. In normal operation, it also has a function of charging the battery with electricity received through the fixed and power receiving unit 13. The electric power charged in the battery is supplied to each functional unit operated by electric power in the radio station apparatus 10 for high altitude installation, or at least the functional unit related to the unmanned flight function among the functional units.

図2は、本発明の実施形態における高所設置用基地局装置100の断面図である。ここでの断面図の意味は厳密な意味での所定の平面での断面を表すものではなく、全体の構造が分かるように示した図と解釈すべきものである。同図に示す無線部11、無人飛行機能制御部12、着脱ガイド部14−a〜14−b、ローター部15−a〜15−b、カメラ部16、固定部17−a〜17−b及び受電部18は高所設置用基地局装置100に備えられる。天井固定版21、着脱ガイド部23−a〜23−b、給電部24、固定用爪25−a〜25−b、ヒンジ部26−a〜26−b及びプッシュ・キャンセル固定部27−a〜27−bは、固定設置電源供給部20に備えられる。同図における符号の−a〜bは、図1では−1〜4などの通番を用いて説明したが、ここでは断面図的に説明しているので−1〜4などの番号の何れかが対応すると理解する。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the high-place installation base station device 100 according to the embodiment of the present invention. The meaning of the cross-sectional view here does not represent a cross-section in a predetermined plane in a strict sense, and should be construed as a view shown so that the entire structure can be understood. The radio unit 11, the unmanned flight function control unit 12, the attachment/detachment guide units 14-a to 14-b, the rotor units 15-a to 15-b, the camera unit 16, the fixing units 17-a to 17-b, and The power receiving unit 18 is provided in the base station device 100 for high altitude installation. Ceiling fixed plate 21, attachment/detachment guide parts 23-a-23-b, power feeding part 24, fixing claws 25-a-25-b, hinge parts 26-a-26-b, and push/cancel fixing parts 27-a-. 27-b is provided in the fixed installation power supply unit 20. The reference numerals -a and b in the same figure are described using serial numbers such as -1 to 4 in FIG. 1, but since they are described in a sectional view here, any of the numbers such as -1 to 4 is used. Understand that it corresponds.

図1でも説明した通り、着脱ガイド部23−a〜23−bの内側は円錐状の空洞があり、着脱ガイド部14−a〜14−bと着脱ガイド部23−a〜23−bの中心軸が正確に一致していなくても、着脱ガイド部23−a〜23−bの径程度の精度で着脱ガイド部14−a〜14−bを位置合わせ出来れば、高所設置用無線局装置10の上昇と共に正確な位置に誘導される。 As described in FIG. 1, the inside of the attachment/detachment guide portions 23-a-23-b has a conical cavity, and the centers of the attachment/detachment guide portions 14-a-14-b and the attachment/detachment guide portions 23-a-23-b. If the attachment/detachment guide portions 14-a to 14-b can be aligned with the accuracy of the diameter of the attachment/detachment guide portions 23-a to 23-b even if the axes are not exactly aligned, the wireless station apparatus for high place installation Guided to the correct position with a rise of 10.

図1では固定及び受電部13と固定及び給電部22の構造を概要的に説明したが、同図ではもう少し具体的に図示している。この図では、固定及び受電部13は、固定部17−a〜17−bと受電部18により構成される。同様に固定及び給電部22は、固定用爪25−a〜25−b、ヒンジ部26−a〜26−b及びプッシュ・キャンセル固定部27−a〜27−bにより構成されている。固定部17−a〜17−bには横向きの出っ張りがあり、ここに固定用爪25−a〜25−bがかかると高所設置用無線局装置10と固定設置電源供給部20が連結された状態になる。固定用爪25−a〜25−bは、ヒンジ部26−a〜26−bを介して可動状態にある。プッシュ・キャンセル固定部27−a〜27−bは、上向きに力をかけると1回ごとにスプリングが縮んだロック状態と、伸長した解放状態とを繰り返す。スプリングが縮んだロック状態では、ヒンジ部26−a〜26−bを介して固定用爪25−a〜25−bが内向きに狭まり、固定部17−a〜17−bの横向きの出っ張りを挟み込んだ状態となる。プッシュ・キャンセル固定部27−a〜27−bは、高所設置用無線局装置10の上昇、下降などに伴いプッシュ状態を繰り返すことが可能であり、この結果としてロック状態と解放状態を任意に選択し、着脱を可能とする。 In FIG. 1, the structures of the fixed and power receiving unit 13 and the fixed and power feeding unit 22 are outlined, but in the same figure, they are shown in a more concrete manner. In this figure, the fixing and power receiving unit 13 is composed of fixing units 17-a to 17-b and a power receiving unit 18. Similarly, the fixing and power feeding unit 22 includes fixing claws 25-a to 25-b, hinge portions 26-a to 26-b, and push/cancel fixing portions 27-a to 27-b. The fixing portions 17-a to 17-b have a lateral protrusion, and when the fixing claws 25-a to 25-b are applied to the fixing portions 17-a to 17-b, the wireless station apparatus 10 for high place installation and the fixed installation power supply unit 20 are connected. It will be in a state of being. The fixing claws 25-a to 25-b are in a movable state via the hinge portions 26-a to 26-b. The push/cancel fixing portions 27-a to 27-b repeat the locked state in which the spring contracts and the released state in which the spring contracts each time when a force is applied upward. In the locked state in which the spring is contracted, the fixing claws 25-a to 25-b are narrowed inward via the hinge portions 26-a to 26-b, and the lateral protrusions of the fixing portions 17-a to 17-b are prevented. It will be sandwiched. The push/cancel fixing parts 27-a to 27-b can repeat the push state as the radio station apparatus 10 for high places moves up and down, and as a result, the lock state and the release state can be arbitrarily set. Selectable and removable.

受電部18と給電部24は、例えば接触型の給電の場合には、受電部18と給電部24に若干の遊びの自由度を持たせ、双方が近づくとマグネット等で接触状態を確保し、一方で回収時には自重で下降した際には簡易に分離することが可能である。ないしは、非接触型電力伝送による給電により、所定の距離に受電部18と給電部24が近づきさえすれば給電出来る構造としても構わない。 The power receiving unit 18 and the power feeding unit 24, for example, in the case of contact type power feeding, allow the power receiving unit 18 and the power feeding unit 24 to have some degree of freedom of play, and when both approach each other, a contact state is secured by a magnet or the like, On the other hand, at the time of collection, it is possible to easily separate when it descends by its own weight. Alternatively, the power may be supplied by non-contact type power transmission as long as the power receiving unit 18 and the power feeding unit 24 come close to each other at a predetermined distance.

図3は、本発明の実施形態における無線通信システム200が提供する通信サービスの概要を示す図である。図において、無線通信システム200は、無線エントランス基地局装置6、無線部7を備える。無線部7は、高所設置用無線局装置10が備える無線部11を表している。スモールセル1−a〜1−gにはそれぞれ、端末局2−a〜2−gが存在する。なお、符号5は人体を表している。高所設置用無線局装置10の無線部7は、図5におけるMassive MIMO基地局4の機能に合わせ、無線エントランス基地局装置6と通信する中継局機能を実装している。一般には、Massive MIMO基地局4の機能と、無線エントランス基地局装置6と通信する中継局機能とは異なる無線規格を用いることが想定されるために、物理的には独立の装置、独立のアンテナを用いることが想定されるが、ここでは説明を単純化するために両者の機能を含むひとつの無線部7として示している。また、ここでは図示していないが、高所設置用無線局装置10の無線部7の上部には図1及び図2に示した機構が付随しており、天井等の高所に設置すると共に、必要に応じて無人飛行機能を利用してメンテナンス用に回収することも可能である。無線エントランス基地局装置6は地上の光ファイバ網と接続されている。高所設置用無線局装置10の無線部7の基地局装置機能と端末局2−a〜2−gが通信する際のトラヒックを、高所設置用無線局装置10の無線部7と無線エントランス基地局装置6間の無線回線にて伝送する。これにより、高所から見下ろす形で端末局2−a〜2−gに対してビームを照射することが可能でありながら、必要に応じてメンテナンスを容易に実現することが可能となる。 FIG. 3 is a diagram showing an outline of communication services provided by the wireless communication system 200 according to the embodiment of the present invention. In the figure, a wireless communication system 200 includes a wireless entrance base station device 6 and a wireless unit 7. The wireless unit 7 represents the wireless unit 11 included in the wireless station device 10 for high altitude installation. Terminal stations 2-a to 2-g are present in the small cells 1-a to 1-g, respectively. Reference numeral 5 represents a human body. The radio unit 7 of the radio station apparatus 10 for high altitude installation has a relay station function for communicating with the radio entrance base station apparatus 6 in accordance with the function of the Massive MIMO base station 4 in FIG. Generally, since it is assumed that a wireless standard different from the function of the Massive MIMO base station 4 and the relay station function for communicating with the wireless entrance base station device 6 is used, a physically independent device and an independent antenna are used. Although it is assumed to use, a single wireless unit 7 including both functions is shown here for simplification of description. Although not shown here, the mechanism shown in FIGS. 1 and 2 is attached to the upper part of the wireless section 7 of the wireless station apparatus 10 for installation in high places, and the mechanism is installed in a high place such as a ceiling. , It is also possible to use the unmanned flight function to collect for maintenance if necessary. The wireless entrance base station device 6 is connected to an optical fiber network on the ground. The base station device function of the radio unit 7 of the high location installation radio station device 10 and the traffic when the terminal stations 2-a to 2-g communicate with each other will be described with reference to the radio unit 7 of the high location installation radio station device 10 and the radio entrance. It is transmitted by a wireless line between the base station devices 6. As a result, it is possible to irradiate the terminal stations 2-a to 2-g with a beam in a form of looking down from a high place, but it is possible to easily realize maintenance as required.

上記のように、無線エントランス基地局装置6は、スタジアムや見本市会場内など超密集、超多数、超ヘビー・ユーザによる超大容量伝送が生じている場所において、ピコセル細分割化を実現する天井設置の高所設置用基地局装置100へエントランス回線を無線で提供する。これは、コネクタを利用する光設備などは着脱が容易ではなく、故障時のメンテナンスや、機器のバージョンアップ等にも容易に対応できないためである。本実施形態では、メンテナンス負荷軽減のため、天井等に設置された固定設置電源供給部20は電源のみを供給し、ドローン等を活用した設置及び回収機構を備えた高所設置用無線局装置10と組み合わせて、高所設置用無線局装置10の下方のユーザにサービス提供する。無線エントランス基地局装置6は、例えば、スタジアムであれば、スタンド下段付近に設置され、見通し環境を活用し複数の高所設置用基地局装置100に向けて空間多重伝送することで大容量化を実現することも可能である。 As described above, the wireless entrance base station device 6 is installed on the ceiling to realize picocell subdivision in a place where ultra-high density, ultra-high number, and ultra-high capacity transmission by ultra-heavy users occur in stadiums and trade fairs. An entrance line is wirelessly provided to the base station apparatus 100 for high altitude installation. This is because it is not easy to attach/detach optical equipment using connectors, and it is not possible to easily deal with maintenance at the time of failure or version upgrade of equipment. In the present embodiment, in order to reduce the maintenance load, the fixed installation power supply unit 20 installed on the ceiling or the like supplies only power, and the wireless station apparatus 10 for installation in high places is equipped with an installation and recovery mechanism utilizing a drone or the like. In combination with the above, the service is provided to the user below the high-place installation radio station apparatus 10. For example, in the case of a stadium, the wireless entrance base station device 6 is installed in the vicinity of the lower stage of the stand, and the capacity is increased by performing spatial multiplex transmission to a plurality of base station devices 100 for high altitude installation by utilizing the line-of-sight environment. It can also be realized.

本実施形態の高所設置用無線局装置は、固定設置電源供給部との着脱を確実なものとするために連結状態におけるロック状態と、回収時の解放状態を確実に切り替えなければならない。故障の少ない簡易なメカニズムでこの切替を行うために、無人飛行機能により得られる浮力を利用して、ロック状態と解放状態をプッシュ・キャンセル型の動作で実現する。 The wireless station apparatus for high altitude installation of this embodiment must reliably switch between the locked state in the connected state and the released state at the time of collection in order to ensure the attachment/detachment with the fixed installation power supply unit. In order to perform this switching with a simple mechanism with few failures, the buoyancy obtained by the unmanned flight function is used to realize the locked state and the released state by push-cancel operation.

なお、仮に高所設置用無線局装置が故障し、当該装置の回収を遠隔操作で行うことができなくなったとしても、同様のドローンを故障した高所設置用無線局装置に向けて飛ばし、そのドローンの浮力により高所設置用無線局装置の下部から上向きの力を加えれば、プッシュ・キャンセル型のロックを外すことが可能であり、固定設置電源供給部から外して回収することができる。 Even if the aerial installation radio station device breaks down and it is no longer possible to perform remote collection of the device, a similar drone is blown toward the abandoned aerial installation radio station device. The push-cancel type lock can be unlocked by applying an upward force from the lower part of the wireless station device for high altitude installation by the buoyancy of the drone, and it can be recovered by removing it from the fixed installation power supply part.

従来技術により、スタジアムや見本市会場の天井などの超高所に、基地局装置やアクセスポイントを設置して使用する場合、故障が起きた際、容易にかつ速やかにメンテナンスをすることは困難であった。本実施形態では、上述した様に、高所設置用基地局装置を、無線機能を有する飛翔体である高所設置用無線局装置と、天井などに設置する固定設置電源供給部とを組み合わせて構成する。高所設置用無線局装置の飛翔機能を利用して、固定設置電源供給部への着脱及び装着を行うことができるため、メンテナンス性を高めて高所から下方に向けた無線サービスを提供することが可能となる。 With conventional technology, when installing and using base station equipment or access points in ultra high places such as the ceiling of stadiums and trade fairs, it is difficult and easy to perform maintenance in the event of a failure. It was In the present embodiment, as described above, the base station device for high altitude installation is obtained by combining the radio station device for high altitude installation, which is a flying vehicle having a wireless function, with the fixed installation power supply unit installed on the ceiling or the like. Constitute. Since the flight function of the wireless station device for high places can be used to attach and detach to and from the fixedly installed power supply unit, it is possible to improve the maintainability and provide a wireless service from the high place to the downside. Is possible.

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。例えば、図2で示した着脱ガイド部14−a〜14−bと着脱ガイド部23−a〜23−bの構造は一例でしかなく、その他の如何なる構造で同様の機能を実現しても構わない。また、非接触型電力伝送による給電を利用する場合には、どの様な規格の設備を利用しても構わないし、接触型の給電を行う場合にも必ずしもマグネットを利用する必要はない。高所設置用無線局装置が実装する無線部で行う無線通信にしても、無線エントランス回線及び端末局とのアクセス回線共に、任意の無線規格を利用することも可能である。図3では、Massive MIMO基地局機能を無線部が備えることをイメージして図示したが、必ずしも多素子のアンテナ素子を備える必要もなく、単一素子のアンテナでひとつのスモールセルないしはピコセルを収容する構成であっても構わない。また、単一の指向性アンテナを複数用い、各指向性アンテナで個別のスモールセルないしはピコセルを形成する構成であっても構わない。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the above embodiments are merely examples of the present invention, and it is obvious that the present invention is not limited to the above embodiments. is there. For example, the structure of the attachment/detachment guide portions 14-a to 14-b and the attachment/detachment guide portions 23-a to 23-b shown in FIG. 2 is only an example, and any other structure may realize the same function. Absent. In addition, when power supply by non-contact type power transmission is used, equipment of any standard may be used, and it is not always necessary to use a magnet when contact-type power supply is performed. Even in the wireless communication performed by the wireless unit installed in the wireless station apparatus for high places, it is possible to use an arbitrary wireless standard for both the wireless entrance line and the access line with the terminal station. In FIG. 3, the radio unit has the image of the Massive MIMO base station function. However, it is not always necessary to have a multi-element antenna element, and a single-element antenna accommodates one small cell or pico cell. It may be configured. Alternatively, a plurality of single directional antennas may be used, and each directional antenna may form an individual small cell or pico cell. Therefore, additions, omissions, replacements, and other changes of the constituent elements may be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.

以上説明した実施形態によれば、所定のエリア内の端末装置(例えば、端末局2−a〜2−g)に無線アクセスサービスを提供する無線通信システム(例えば、無線通信システム200)は、無線アクセス基地局装置(例えば、高所設置用無線局装置10)と、固定設置部(例えば、固定設置電源供給部20)と、無線エントランス基地局装置(例えば、無線エントランス基地局装置6)とを備える。無線アクセス基地局装置は、端末装置へ無線アクセスサービスのための無線アクセスを提供すると共に、無線エントランス基地局装置との通信機能を備える。固定設置部は、無線アクセス基地局装置と着脱可能である。無線エントランス基地局装置は、地上の光ファイバ網などのネットワークに接続される無線局装置であり、無線アクセス基地局装置との通信機能を備える。 According to the embodiment described above, the wireless communication system (for example, the wireless communication system 200) that provides the wireless access service to the terminal devices (for example, the terminal stations 2-a to 2-g) in the predetermined area is wireless. An access base station apparatus (for example, a radio station apparatus 10 for installation at a high place), a fixed installation section (for example, a fixed installation power supply section 20), and a wireless entrance base station apparatus (for example, a wireless entrance base station apparatus 6) are provided. Prepare The wireless access base station device provides wireless access for a wireless access service to the terminal device and has a communication function with the wireless entrance base station device. The fixed installation unit is attachable to and detachable from the radio access base station device. The wireless entrance base station device is a wireless station device connected to a network such as an optical fiber network on the ground, and has a communication function with the wireless access base station device.

無線アクセス基地局装置は、飛行部(例えば、無人飛行機能制御部12、ローター部15−1〜15−4)と、第1の着脱部(例えば、固定及び受電部13、固定部17−a〜17−b)と、第1の無線通信部(例えば、無線部7、無線部11の一部機能)と、第2の無線通信部(例えば、無線部7、無線部11の一部機能)と、受電部(例えば、受電部18)とを備える。飛行部は、空間を3次元的に移動可能である。第1の着脱部は、固定設置部との連結及び連結解除が可能である。第1の無線通信部は、エリア内の端末装置と無線アクセスのための無線通信を行う。第2の無線通信部は、第1の無線通信部を介して端末装置が送受信する信号を、無線エントランス基地局装置と無線のエントランス回線を用いて送受信する。受電部は、第1の着脱部が固定設置部と連結している状態において固定設置部から受電し、電力で動作する各部に供給する。 The wireless access base station device includes a flight unit (for example, unmanned flight function control unit 12, rotor units 15-1 to 15-4) and a first attachment/detachment unit (for example, fixing and power receiving unit 13, fixing unit 17-a). 17-b), a first wireless communication unit (for example, a partial function of the wireless unit 7 and the wireless unit 11), and a second wireless communication unit (for example, a partial function of the wireless unit 7 and the wireless unit 11). ) And a power receiving unit (for example, the power receiving unit 18). The flying unit can move in three dimensions in space. The first attaching/detaching portion can be connected/disconnected with the fixed installation portion. The first wireless communication unit performs wireless communication for wireless access with a terminal device in the area. The second wireless communication unit transmits/receives a signal transmitted/received by the terminal device via the first wireless communication unit to/from the wireless entrance base station device using a wireless entrance line. The power receiving unit receives power from the fixed installation unit in a state where the first attachment/detachment unit is connected to the fixed installation unit, and supplies the power to each unit that operates by electric power.

固定設置部は、第2の着脱部(例えば、固定用爪25−a〜25−b、ヒンジ部26−a〜26−b、プッシュ・キャンセル固定部27−a〜27−b)と、給電部(例えば、給電部24)とを備える。第2の着脱部は、無線アクセス基地局装置との連結及び連結解除が可能である。給電部は、第2の着脱部が無線アクセス基地局装置と連結している状態において無線アクセス基地局装置へ電力を供給する。 The fixed installation portion includes a second attachment/detachment portion (for example, fixing claws 25-a to 25-b, hinge portions 26-a to 26-b, push/cancel fixing portions 27-a to 27-b), and power feeding. Section (for example, the power feeding section 24). The second attachment/detachment unit can connect to and disconnect from the radio access base station device. The power feeding unit supplies power to the radio access base station device in a state where the second attaching/detaching unit is connected to the radio access base station device.

無線エントランス基地局装置は、第3の無線通信部と、通信部とを備える。第3の無線通信部は、無線のエントランス回線を用いて無線アクセス基地局装置と無線通信する。通信部は、第3の無線通信部が受信した信号を端末装置の通信先と接続されるネットワーク(例えば、地上の光ファイバ網など)に送信し、当該ネットワークから受信した端末装置宛の信号を第3の無線通信部に転送する。 The wireless entrance base station device includes a third wireless communication unit and a communication unit. The third wireless communication unit wirelessly communicates with the wireless access base station device using a wireless entrance line. The communication unit transmits the signal received by the third wireless communication unit to a network (for example, an optical fiber network on the ground) connected to the communication destination of the terminal device, and receives the signal addressed to the terminal device from the network. Transfer to the third wireless communication unit.

第1の着脱部及び第2の着脱部の一方又は両方は、飛行部により得られる上向きの浮力により連結状態及び解放状態を切り替える機構を備えてもよい。 One or both of the first attachment/detachment portion and the second attachment/detachment portion may include a mechanism that switches between a connected state and a released state by upward buoyancy obtained by the flying unit.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design etc. within the scope not departing from the gist of the present invention.

無線通信装置に適用可能である。 It is applicable to a wireless communication device.

10…高所設置用無線局装置
20…固定設置電源供給部
2−a〜2−g…端末局
5…人体
6…無線エントランス基地局装置
7…無線部
11…無線部
12…無人飛行機能制御部
13…固定及び受電部
14−1〜14−4、14−a〜14−b…着脱ガイド部、
15−1〜15−4、15−a〜15−b…ローター部
16…カメラ部
17−a〜17−b…固定部
21…天井固定版
22…固定及び給電部
23−1〜23−4、23−a〜23−b…着脱ガイド部
24…給電部
25−a〜25−b…固定用爪
26−a〜26−b…ヒンジ部
27−a〜27−b…プッシュ・キャンセル固定部
100…高所設置用基地局装置
200…無線通信システム
10... Radio station apparatus 20 for high-altitude installation... Fixed installation power supply sections 2-a to 2-g... Terminal station 5... Human body 6... Radio entrance base station apparatus 7... Radio section 11... Radio section 12... Unmanned flight function control Part 13: fixing and power receiving parts 14-1 to 14-4, 14-a to 14-b... attachment/detachment guide part,
15-1 to 15-4, 15-a to 15-b... Rotor part 16... Camera parts 17-a to 17-b... Fixed part 21... Ceiling fixed plate 22... Fixed and power feeding parts 23-1 to 23-4 23-a to 23-b... Attachment/detachment guide section 24... Power feeding section 25-a to 25-b... Fixing claw 26-a to 26-b... Hinge section 27-a to 27-b... Push/cancel fixing section 100... Base station device 200 for high altitude installation... Wireless communication system

Claims (3)

所定のエリア内の端末装置に無線アクセスサービスを提供する基地局装置であって、
該基地局装置は、
前記端末装置へ無線アクセスサービスのための無線アクセスを提供する無線アクセス基地局装置と、
前記無線アクセス基地局装置と着脱可能な固定設置部とを備え、
前記無線アクセス基地局装置は、
空間を3次元的に移動可能な飛行部と、
前記固定設置部との連結及び連結解除が可能な第1の着脱部と、
前記端末装置と無線通信する第1の無線通信部と、
前記第1の無線通信部を介して前記端末装置が送受信する信号を、ネットワークに接続される他の無線局装置である無線エントランス基地局装置と無線のエントランス回線を用いて送受信する第2の無線通信部と、
前記第1の着脱部が前記固定設置部と連結している状態において前記固定設置部から電力の供給を受ける受電部と
を備え、
前記固定設置部は、
前記無線アクセス基地局装置との連結及び連結解除が可能な第2の着脱部と、
前記第2の着脱部が前記無線アクセス基地局装置と連結している状態において前記無線アクセス基地局装置へ電力を供給する給電部と
を備える、
基地局装置。
A base station device that provides a radio access service to a terminal device within a predetermined area,
The base station device is
A radio access base station device that provides radio access for a radio access service to the terminal device;
The wireless access base station device and a detachable fixed installation unit,
The radio access base station device,
A flying unit that can move three-dimensionally in space,
A first attaching/detaching portion capable of connecting and disconnecting with the fixed installation portion;
A first wireless communication unit that wirelessly communicates with the terminal device;
A second radio that transmits/receives a signal transmitted/received by the terminal device via the first radio communication unit to/from a radio entrance base station device, which is another radio station device connected to the network, using a radio entrance line. Communication department,
A power receiving unit that receives power from the fixed installation unit in a state where the first attachment/detachment unit is connected to the fixed installation unit,
The fixed installation section,
A second attaching/detaching part capable of connecting and disconnecting with the radio access base station device;
A power supply unit that supplies power to the radio access base station device in a state in which the second attachment/detachment unit is connected to the radio access base station device.
Base station device.
前記第1の着脱部及び前記第2の着脱部の一方又は両方は、前記飛行部により得られる上向きの浮力により連結状態及び解放状態を切り替える機構を備える、
請求項1に記載の基地局装置。
One or both of the first attachment/detachment portion and the second attachment/detachment portion includes a mechanism for switching between a connected state and a released state by upward buoyancy obtained by the flying unit.
The base station device according to claim 1.
所定のエリア内の端末装置に無線アクセスサービスを提供する無線通信システムであって、
前記無線通信システムは、
前記端末装置へ無線アクセスサービスのための無線アクセスを提供する無線アクセス基地局装置と、
前記無線アクセス基地局装置と着脱可能な固定設置部と、
ネットワークに接続される無線エントランス基地局装置とを備え、
前記無線アクセス基地局装置は、
空間を3次元的に移動可能な飛行部と、
前記固定設置部との連結及び連結解除が可能な第1の着脱部と、
前記端末装置と無線通信する第1の無線通信部と、
前記第1の無線通信部を介して前記端末装置が送受信する信号を、前記無線エントランス基地局装置と無線のエントランス回線を用いて送受信する第2の無線通信部と、
前記第1の着脱部が前記固定設置部と連結している状態において前記固定設置部から電力の供給を受ける受電部と
を備え、
前記固定設置部は、
前記無線アクセス基地局装置との連結及び連結解除が可能な第2の着脱部と、
前記第2の着脱部が前記無線アクセス基地局装置と連結している状態において前記無線アクセス基地局装置へ電力を供給する給電部と
を備え、
前記無線エントランス基地局装置は、
前記エントランス回線を用いて前記無線アクセス基地局装置と無線通信する第3の無線通信部
を備える、
無線通信システム。
A wireless communication system for providing a wireless access service to a terminal device within a predetermined area,
The wireless communication system,
A radio access base station device that provides radio access for a radio access service to the terminal device;
A fixed installation unit detachable from the wireless access base station device;
A wireless entrance base station device connected to the network,
The radio access base station device,
A flying unit that can move three-dimensionally in space,
A first attaching/detaching portion capable of connecting and disconnecting with the fixed installation portion;
A first wireless communication unit that wirelessly communicates with the terminal device;
A second wireless communication unit that transmits and receives a signal transmitted and received by the terminal device via the first wireless communication unit to and from the wireless entrance base station device using a wireless entrance line;
A power receiving unit that receives power from the fixed installation unit in a state where the first attachment/detachment unit is connected to the fixed installation unit,
The fixed installation section,
A second attaching/detaching part capable of connecting and disconnecting with the radio access base station device;
A power supply unit that supplies power to the radio access base station device in a state in which the second attachment/detachment unit is connected to the radio access base station device,
The wireless entrance base station device,
A third wireless communication unit that wirelessly communicates with the wireless access base station device using the entrance line,
Wireless communication system.
JP2017201762A 2017-10-18 2017-10-18 Base station device and wireless communication system Active JP6748049B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017201762A JP6748049B2 (en) 2017-10-18 2017-10-18 Base station device and wireless communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017201762A JP6748049B2 (en) 2017-10-18 2017-10-18 Base station device and wireless communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019075734A JP2019075734A (en) 2019-05-16
JP6748049B2 true JP6748049B2 (en) 2020-08-26

Family

ID=66544737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017201762A Active JP6748049B2 (en) 2017-10-18 2017-10-18 Base station device and wireless communication system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6748049B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114217638A (en) * 2021-12-15 2022-03-22 中国人民解放军66389部队88分队 Dynamic deployment method for information acquisition of mobile station under task driving

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3556944B1 (en) * 2003-06-12 2004-08-25 松下電器産業株式会社 Base station equipment
EP2978258B1 (en) * 2014-07-22 2017-03-08 Alcatel Lucent Seamless replacement of a first drone base station with a second drone base station
CN108367813A (en) * 2015-12-21 2018-08-03 艾尔斯考特有限责任公司 Autonomous docking station for unmanned plane
WO2018074475A1 (en) * 2016-10-17 2018-04-26 アルボット株式会社 Communication robot and communication system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019075734A (en) 2019-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2886501T3 (en) Measurement report of a drone controlled by a combination of altitude and speed
JP2014075834A (en) Systems and method for providing in-flight broadband mobile communication services
US20130225222A1 (en) Apparatus and Method for Modular Multi-Sector Active Antenna System
US7640016B2 (en) Air-to-ground cellular network for deck-to-deck call coverage
CN1914829B (en) For providing the system and method for radio communication service to the wireless user equipment in aircraft
US20200365975A1 (en) Display panel with integrated small cell and billboard with integrated macro site
Amer et al. Performance analysis of mobile cellular-connected drones under practical antenna configurations
Geraci et al. Integrating terrestrial and non-terrestrial networks: 3D opportunities and challenges
KR101446628B1 (en) Management of backhaul nodes in a microwave backhaul
US20180279133A1 (en) System for telecommunications by network of stationary high-altitude platforms and drifting balloons
JP6830203B2 (en) Wireless repeaters, programs, wireless communication systems and wireless communication methods
Athanasiadou et al. LTE ground-to-air field measurements in the context of flying relays
JP2018533263A (en) System for using a cellular network to operate, control and communicate with unmanned aerial vehicles and remote pilots
RU2008134713A (en) VIDEO MONITORING AND COMMUNICATION SYSTEM
JP6748049B2 (en) Base station device and wireless communication system
KR20180047596A (en) Methods and apparatus for relaying signal and controlling wireless network using flying device
Izydorczyk et al. Experimental evaluation of beamforming on UAVs in cellular systems
JP7105746B2 (en) radio relay system
CN111295848B (en) Communication device, communication method, and program
KR101483604B1 (en) Vehicle-mounted mobile communications system
US2028857A (en) Electrical communication system
KR20190058057A (en) Method and Apparatus for Operating In-building Relay based on mmWave
KR102012263B1 (en) Apparatus and method for transmitting wireless signal using beam pattern and antenna polarization
CN106488423A (en) Power emergency communication network construction method based on microwave technology
EP3975448A1 (en) A wireless communication infrastructure system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200806

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6748049

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150