JP6916446B2 - 基地局管理方法、基地局管理装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、基地局管理方法、基地局管理装置及びプログラムに関する。

多様な通信要求のＩｏＴ（Internet of Things）サービスを運用するために、必要な時間に必要な無線方式を実装可能なソフトウェア基地局が普及すると考えられる（例えば、非特許文献１参照）。

一方で、サービス運用中に、稼働中の基地局が災害等により故障することがある。災害等による基地局の故障のため無線サービスが停止した場合にその故障した基地局（以下、故障基地局とも記載する）のカバーエリアに存在する無線端末を収容する手段の例として以下がある。一つは、通常の基地局よりも広いエリアをカバーする大ゾーン基地局の設置である（例えば、非特許文献２参照）。もう一つは、故障基地局の近接基地局がアンテナ角を変えることによりセル（カバーエリア）を拡大し、無線端末を収容するＳＯＮ（Self-Organizing Network）である（例えば、非特許文献３参照）。

山崎 敬広、外3名、「IoTに向けた多種多様な無線方式を効率的に収容するための無線アクセス管理システム −無線アクセス仮想化統合管理の提案−」、一般社団法人 電子情報通信学会、信学技報、2017年3月、vol. 116、no. 508、MoNA2016-48、p. 309-314 田村 穂積、「ＮＴＴドコモの災害対策」、［online］、2018年6月8日、株式会社NTTドコモ、［平成30年8月20日検索］、インターネット〈http://www.bousai.go.jp/kaigirep/saigaijyouhouhub/dai5kai/pdf/shiryo6.pdf〉 武智 竜一、外2名、「無線ネットワークの最適化技術：SON」、富士通株式会社、2011年7月、Fujitsu、62巻、4号、p. 449-454

図１３は、従来の無線通信システムにおける基地局故障時の処理を示すフロー図である。無線通信システムは、故障基地局が収容していたエリアの情報をＤＢ（データベース）から取得する。無線通信システムは、故障基地局の周辺の基地局の中から、そのエリアをカバー可能な基地局を選択し、選択した基地局に対してカバレッジ拡大を指示する。

図１４は、図１３の処理による故障基地局のエリアのリカバリーを示す図である。図１４（ａ）は、複数の基地局が単一の無線方式を使用している環境下でのリカバリーを示している。図１３に処理により選択された周辺基地局（近接基地局）がカバレッジエリアを拡大することにより、故障基地局のカバーエリアに収容されていた無線端末を周辺基地局に収容することができる。

図１４（ｂ）は、複数の基地局が異なる無線方式を使用している環境下でのリカバリーを示している。各基地局は、複数の無線方式を周期ごとに、あるいはスケジュールに基づいて切り替える場合がある。複数の無線方式が混在する環境下では、故障基地局と周辺基地局とで実装している無線方式が異なる場合が生じうる。その場合、周辺基地局がカバレッジエリアを拡大しても、故障基地局のカバーエリアに収容されていた無線端末を周辺基地局において収容することはできない。

上記事情に鑑み、本発明は、複数の無線方式が混在する環境下において、故障した基地局のエリアに存在する無線端末を他の基地局に収容することができる基地局管理方法、基地局管理装置及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、各基地局が実装可能な無線方式と前記基地局における前記無線方式の実装予定の時間と前記基地局が無線端末を収容可能なエリアとを示す基地局情報を参照して、故障が発生した前記基地局である故障基地局の前記エリアの全て又は一部を自局のエリアとすることが可能な前記基地局をリスト化し、リスト化された前記基地局の中から、前記故障基地局が実装予定の前記無線方式である実装予定無線方式を当該故障基地局における当該実装予定無線方式の実装予定の前記時間である実装予定時間に実装可能な基地局を選択する選択ステップと、前記選択ステップにおいて選択された前記基地局に、前記故障基地局の前記エリアへ前記実装予定無線方式を前記実装予定時間に提供するための設定を行う設定ステップと、を有する基地局管理方法である。

本発明の一態様は、各基地局が実装可能な無線方式と前記基地局における前記無線方式の実装予定の時間と前記基地局が無線端末を収容可能なエリアとを示す基地局情報を記憶する記憶部と、前記基地局情報を参照して、故障が発生した前記基地局である故障基地局の前記エリアの全て又は一部を自局のエリアとすることが可能な前記基地局をリスト化し、リスト化された前記基地局の中から、前記故障基地局が実装予定の前記無線方式である実装予定無線方式を当該故障基地局における当該実装予定無線方式の実装予定の前記時間である実装予定時間に実装可能な基地局を選択し、選択した前記基地局に、前記故障基地局の前記エリアへ前記実装予定無線方式を前記実装予定時間に提供するための設定を行う利用基地局選択部と、を備える基地局管理装置である。

本発明の一態様は、上述の基地局管理装置であって、前記利用基地局選択部は、リスト化された前記基地局の中から、前記実装予定無線方式を前記実装予定時間に実装する予定の基地局を選択する。

本発明の一態様は、上述の基地局管理装置であって、前記利用基地局選択部は、リスト化された前記基地局の中に、前記実装予定無線方式を前記実装予定時間に実装する予定の基地局がない場合に、リスト化された前記基地局の中から、前記実装予定無線方式を実装可能であり、かつ、前記実装予定時間に空きの基地局を選択する。

本発明の一態様は、上述の基地局管理装置であって、前記基地局の少なくとも一部は、方式多重により複数の無線方式を同時に実装可能であり、前記利用基地局選択部は、リスト化された前記基地局の中から、前記実装予定無線方式を実装可能であり、かつ、前記実装予定時間に方式多重により実装する複数の無線方式に空きがある基地局を選択する。

本発明の一態様は、上述の基地局管理装置であって、前記利用基地局選択部は、リスト化された前記基地局の中から、前記故障基地局に収容されていた無線端末が無線通信する予定の時間に前記実装予定無線方式を実装可能な基地局を選択する。

本発明の一態様は、コンピュータを、上述のいずれかの基地局管理装置として機能させるためのプログラムである。

本発明により、複数の無線方式が混在する環境下において、故障した基地局のエリアに存在する無線端末を他の基地局に収容することが可能となる。

本発明の一実施形態による無線通信システムの構成を示す図である。 同実施形態による基地局管理装置の処理概要を示すフロー図である。 同実施形態による故障基地局のエリアのリカバリーの例を示す図である。 同実施形態による基地局情報リストを示す図である。 同実施形態によるスケジュール情報を同一の時間軸で並べた図である。 同実施形態による基地局管理装置の処理を示すフロー図である。 同実施形態による基地局管理装置の処理に用いられる情報の例を示す図である。 同実施形態による基地局管理装置の選択処理の一例を示すフロー図である。 同実施形態による故障基地局のエリアをカバーする基地局の選択例を示す図である。 同実施形態による故障基地局のエリアをカバーする基地局の選択例を示す図である。 同実施形態による故障基地局のエリアをカバーする基地局の選択例を示す図である。 同実施形態による故障基地局のエリアをカバーする基地局の選択例を示す図である。 従来の無線通信システムにおける基地局故障時の処理を示すフロー図である。 従来の無線通信システムにおける故障基地局のエリアのリカバリーを示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による無線通信システム１００の構成を示す図である。同図に示す無線通信システム１００は、基地局管理装置１と、基地局管理装置１と接続されるＮ台（Ｎは２以上の整数）の基地局５とを備える。

基地局管理装置１は、基地局情報ＤＢ（データベース）１１及び管理部１２を備える。基地局情報ＤＢ１１は、各基地局５の基地局情報を記憶する記憶部である。基地局情報は、基地局５の位置情報、基地局５が対応する無線方式、基地局５が同時に多重可能な無線方式数、基地局５のスケジュール情報、基地局５の収容サービス情報を含む。基地局５が対応する無線方式は、無線パラメータの設定により、基地局５が実装可能な無線方式である。スケジュール情報は、基地局５が実装する（稼働させる）無線方式と、その無線方式を実装予定（稼働させる予定）の時間とを示す。実装予定の時間は、開始時刻及び終了時刻により表される。基地局５の収容サービス情報は、基地局５が収容する無線端末の数、収容するトラヒック量などの情報を含む。

管理部１２は、基地局情報収集部１３及び利用基地局選択部１４を備える。基地局情報収集部１３は、基地局情報を収集し、基地局情報ＤＢ１１を更新する。利用基地局選択部１４は、基地局情報を参照して、故障が発生した基地局５（以下、故障基地局とも記載）のカバーエリアを無線パラメータの設定によりカバー可能な他の基地局５をリスト化し、リスト化された基地局５の中から、故障基地局が実装を予定していた無線方式を、その予定していた時間に実装可能な基地局５を選択する。利用基地局選択部１４は、選択した基地局５に対して、故障基地局のカバーエリアをカバーするよう、故障基地局が実装予定であった無線方式とその無線方式を実装する時間、及び、送信出力等の無線パラメータの設定を行う。

基地局５は、ソフトウェア無線（ＳＤＲ：Software Defined Radio）に対応しているアクセスポイント（ＡＰ）である。基地局５は、実装する複数の無線方式を周期ごとに、あるいはスケジュールに基づいて切り替える。基地局５は、ソフトウェアによる無線処理によってカバーエリア内の無線端末（図示せず）と無線通信する。基地局５は、基地局制御部５１と、アンテナ部５２と、ハードウェア無線処理部５３と、ソフトウェア無線処理部５４とを備える。基地局５は、実装する無線方式ごとのアンテナ部５２及びハードウェア無線処理部５３を備える。

基地局制御部５１は、自局の基地局情報又はその一部の情報を基地局管理装置１に通知する。また、基地局制御部５１は、スケジュールに基づいて、自局が実装する無線方式のハードウェア無線処理部５３を動作させ、さらに、その無線方式を実装するための無線パラメータをソフトウェア無線処理部５４に設定する。さらに、基地局制御部５１は、ハードウェア無線処理部５３やソフトウェア無線処理部５４などに故障が発生した場合、基地局管理装置１に通知する。

アンテナ部５２は、対応する無線方式の無線信号を送受信する。ハードウェア無線処理部５３は、対応する無線方式のハードウェアを用いて、無線処理を実行する。例えば、ハードウェア無線処理部５３は、アンテナ部５２が受信した無線信号をダウンコンバートする。また例えば、ハードウェア無線処理部５３は、送信信号をアップコバートし、アンテナ部５２から送信する。

ソフトウェア無線処理部５４は、基地局制御部５１により設定された無線パラメータを用いて、各無線方式の無線処理を実行する。例えば、ソフトウェア無線処理部５４は、ベースバンド信号をハードウェア無線処理部５３から受信し、復調及び復号を行う。また例えば、ソフトウェア無線処理部５４は、ベースバンド信号を生成し、送信に使用する無線方式に対応したハードウェア無線処理部５３に出力する。

図２は、基地局管理装置１の処理概要を示すフロー図であり、図３は、故障基地局のエリアのリカバリーの例を示す図である。無線通信システム１００が備えるＮ台の基地局５のうち、ｎ台目（ｎは１以上Ｎ以下の整数）の基地局５を、基地局５−ｎと記載する。

基地局管理装置１の基地局情報収集部１３は、各基地局５の基地局情報を収集し、基地局情報ＤＢ１１に登録している。利用基地局選択部１４は、サービス提供中の基地局５−１が故障した際に、基地局情報ＤＢ１１に記憶される基地局情報に基づいて、基地局５−１が収容していたエリア及び無線方式の情報を取得する（ステップＳ１０５）。利用基地局選択部１４は、基地局情報ＤＢ１１に記憶される他の基地局５の基地局情報に基づいて、基地局５−１の周辺の基地局５から、基地局５−１が収容していたエリアＡ１をカバー可能な基地局５をリスト化する（ステップＳ１１０）。利用基地局選択部１４は、リスト化された基地局５−２〜５−４の中から基地局５−１が実装予定であった無線方式を実装可能な基地局５−２を選択する（ステップＳ１１５）。利用基地局選択部１４は、選択した基地局５−２に、基地局５−１が実装予定であった無線方式の実装時間と、その無線方式の無線パラメータを設定する。無線パラメータには、基地局５−２が予定していたエリアＡ２を、エリアＡ１を含んだエリアＡ２’に拡大するための設定値も含まれる。

図４は、基地局情報リストを示す図である。同図に示す基地局情報リストは、図２のステップＳ１１０におけるリスト化の結果得られる情報の例を示す。基地局情報リストは、故障基地局の周辺の基地局５の基地局情報のリストである。基地局情報リストに含まれる各基地局情報にはリスト番号が付与されている。リスト番号は、基地局情報リスト内において一意となるように付与された番号である。

基地局情報リストは、基地局５の基地局番号、基地局位置、対応する無線方式、可能な無線方式多重数、実装中の無線方式、収容端末数、収容トラヒック量、収容端末位置及びスケジュール情報を含む。基地局番号は、基地局５を一意に特定する識別情報である。基地局位置は、基地局５が設置されている位置を座標で示している。例えば、基地局位置を、緯度及び経度で示してもよく、任意の点を原点としたｘ−ｙ座標平面上の座標位置であってもよい。また、基地局位置に、基地局５が設置されている位置の高さの座標をさらに用いてもよい。各基地局５がカバーするエリアが、基地局５の位置を中心とした円などの所定の形状・大きさである場合、基地局５の位置は、その基地局５がカバー可能なエリアを表す情報として用いることができる。この場合、基地局５−ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）と基地局５−ｊ（ｊ≠ｉ、ｊは１以上Ｎ以下の整数）との距離を用いて、基地局５−ｊがカバレッジを拡大することにより基地局５−ｉのカバーエリアをカバーできるか否かを判断することができる。

対応する無線方式は、基地局５が実装可能な無線方式である。可能な無線方式多重数は、基地局５が同時に使用（実装）可能な無線方式の数である。可能な無線方式多重数に代えて、基地局５が具備するアンテナ部５２の数を用いてもよい。実装中の無線方式は、対応する無線方式のうち、基地局５が現在実装している（稼働させている）無線方式である。収容端末数は、基地局５が収容する無線端末の数である。収容端末位置は、基地局５が収容している無線端末の位置である。収容トラヒック量は、基地局５が収容するトラヒック量である。

図５は、基地局情報ＤＢ１１に記憶されている各基地局５の基地局情報から得られるスケジュール情報を同一の時間軸で並べた例を示す図である。同図に示すように、スケジュール情報は、基地局５が各無線方式を実装する時間を示す。

続いて、基地局管理装置１の詳細な処理を説明する。
基地局管理装置１の基地局情報収集部１３は、以下のように基地局情報を収集する。まず、基地局情報収集部１３は、基地局５の設置時に、その基地局５の基地局情報のうち静的な情報を基地局情報ＤＢ１１に登録する。静的な情報は、基地局番号、基地局位置、対応する無線方式、及び、可能な無線方式多重数である。

基地局管理装置１の基地局情報収集部１３は、基地局５の稼働中に、その基地局５の基地局情報のうち動的な情報を基地局情報ＤＢ１１に登録する。具体的には、利用基地局選択部１４は、基地局５にスケジュール情報、収容端末数、収容トラヒック量、実装する無線方式、及び、実装タイミングを割り当てる。基地局情報収集部１３は、これらの情報に基づいて、基地局情報ＤＢ１１に記憶されている基地局情報の実装中の無線方式、収容端末数、収容トラヒック量、スケジュール情報を更新する。また、基地局情報収集部１３は、各基地局５から収容している無線端末の位置の情報を取得し、基地局情報に設定する。

図６は、基地局管理装置１の処理を示すフロー図である。
利用基地局選択部１４は、基地局情報ＤＢ１１に記憶される故障基地局の基地局情報からスケジューリング情報（実装予定の無線方式及びその時間）、収容端末数、収容端末位置、及び、収容トラヒック量を取得する（ステップＳ２０５）。

利用基地局選択部１４は、故障基地局の周辺の基地局５（以下、周辺基地局と記載）のスケジューリング情報や周辺基地局の位置情報を基地局情報ＤＢ１１から取得してリスト化し、基地局情報リストを生成する（ステップＳ２１０）。例えば、利用基地局選択部１４は、基地局５のカバレッジ拡大後のエリア（基地局５が大ゾーン基地局であればそのエリア）が故障発生時の故障基地局のカバーエリアを所定割合以上含む場合に、その基地局５を周辺基地局として判断してもよい。所定割合は任意に設定可能であり、例えば、５０％、８０％などとしてもよく、１００％、すなわち、全て含むとしてもよい。あるいは、利用基地局選択部１４は、基地局５の基地局位置と故障基地局の基地局位置との距離が所定値以内である場合に周辺基地局として判断してもよく、基地局５の基地局位置との距離と故障基地局の収容端末位置との距離が所定値以内である場合に周辺基地局と判断してもよい。なお、所定値は、基地局５がカバレッジ拡大によりカバー可能なエリアの大きさに基づく。

利用基地局選択部１４は、ステップＳ２１０において生成した基地局情報リストを参照して、故障基地局が実装予定の無線方式及び実装時間に同じ無線方式を実装する周辺基地局があるか否かを判定する（ステップＳ２１５）。なお、複数の周辺基地局の実装時間を足してもよい。また、利用基地局選択部１４は、故障基地局が実装する無線方式・実装時間に同じ無線方式を実装し、かつ、故障基地局の収容端末数及び収容トラヒック量を収容可能であるか否かを判定してもよい。

利用基地局選択部１４は、ステップＳ２１５においてあると判定した場合（ステップＳ２１５：ＹＥＳ）、その周辺基地局の中から、最も故障基地局に近い周辺基地局を選択し、選択基地局とする（ステップＳ２２０）。利用基地局選択部１４は、選択基地局に対して、故障基地局が実装予定であった無線方式及び実装時間に、故障基地局のエリアをカバーするように、稼働する時間、無線方式、送信出力等の無線パラメータ設定する（ステップＳ２２５）。

一方、利用基地局選択部１４は、ステップＳ２１５においてないと判定した場合（ステップＳ２１５：ＮＯ）、ステップＳ２１０において生成した基地局情報リストを参照して、故障基地局が実装予定の無線方式を実装可能な周辺基地局に、方式多重可能な基地局があるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。

利用基地局選択部１４は、ステップＳ２３０においてあると判断した場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０において生成した基地局情報リストを参照して、方式多重可能な周辺基地局の中に、故障基地局が実装予定の無線方式及び実装時間にその実装予定の実装方式を実装可能な周辺基地局があるか否かを判断する（ステップＳ２３５）。利用基地局選択部１４は、故障基地局が無線方式の実装を予定していた時間に多重する無線方式に空きがあり、かつ、その実装を予定していた無線方式を実装可能である場合に、実装可能と判断する。なお、利用基地局選択部１４は、さらに、故障基地局の収容端末数及び収容トラヒック量を収容可能である場合に、実装可能と判断してもよい。

利用基地局選択部１４は、ステップＳ２３５においてあると判定した場合（ステップＳ２３５）、その周辺基地局の中から、最も故障基地局に近い周辺基地局を選択し、選択基地局とする（ステップＳ２４０）。利用基地局選択部１４は、選択基地局に対して、故障基地局が実装予定であった無線方式及び実装時間に、故障基地局のエリアをカバーするように、稼働する時間、無線方式、送信出力等の無線パラメータ設定する（ステップＳ２２５）。

利用基地局選択部１４は、ステップＳ２３０においてないと判定した場合（ステップＳ２３０：ＮＯ）、故障基地局が収容していた無線端末の送受信タイミングが既知であるか否かを判定する（ステップＳ２４５）。例えば、利用基地局選択部１４は、故障基地局から無線端末の送受信タイミングを示すスケジュールを取得可能又は取得済みである場合に、既知と判断する。あるいは、無線端末の送受信タイミングを示すスケジュールは、無線通信システム１００内において無線端末の送受信タイミングを割り当てる装置（図示せず）など任意の装置から取得してよい。

利用基地局選択部１４は、ステップＳ２４５において既知であると判定した場合（ステップＳ２４５：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０において生成した基地局情報リストを参照して、故障基地局が実装予定の無線方式を実装可能な周辺基地局のうち、無線端末の送受信タイミング時に空いている周辺基地局はあるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。

利用基地局選択部１４は、ステップＳ２５０においてあると判定した場合（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、無線端末の送受信タイミング時に空いている周辺基地局のうち最も故障基地局に近い周辺基地局を選択し、選択基地局とする（ステップＳ２５５）。利用基地局選択部１４は、選択基地局に対して、故障基地局が実装予定であった無線方式及び実装時間に、故障基地局のエリアをカバーするように、稼働する時間、無線方式、送信出力等の無線パラメータ設定する（ステップＳ２２５）。

利用基地局選択部１４は、ステップＳ２４５において既知ではないと判定した場合（ステップＳ２４５：ＮＯ）、又は、ステップＳ２５０において空いている周辺基地局はないと判定した場合（ステップＳ２５０：ＮＯ）、ステップＳ２６０の処理を行う。すなわち、利用基地局選択部１４は、ステップＳ２１０において生成した基地局情報リストを参照して、故障基地局が実装予定の無線方式を実装可能な周辺基地局のうち、故障基地局が無線方式の実装を予定していた時間に、空き時間のある基地局５を選択し、選択基地局とする（ステップＳ２６０）。利用基地局選択部１４は、選択基地局に対して、故障基地局が実装予定であった無線方式及び実装時間に、故障基地局のエリアをカバーするように、稼働する時間、無線方式、送信出力等の無線パラメータ設定する（ステップＳ２２５）。

図７は、図６のステップＳ２２０、Ｓ２４０、Ｓ２５５の処理の対象となる基地局５の情報の例を示す図である。図７（ａ）は、故障基地局の基地局情報から得られる情報であり、故障基地局の基地局番号（故障基地局番号）、無線方式及び基地局位置を示す。図７（ｂ）は、基地局情報リストから得られる情報であり、周辺基地局のリスト番号、基地局番号、無線方式及び基地局位置を示す。

図８は、図７のステップＳ２２０、Ｓ２４０、Ｓ２５５における選択処理の一例を示すフロー図である。利用基地局選択部１４は、リスト番号を表す変数ｉを１に初期化し、故障基地局との距離の最小値Ｄ_ｍｉｎを無限大に初期化する（ステップＳ４０５）。利用基地局選択部１４は、故障基地局の基地局位置（Ｘ_ｊ、Ｙ_ｊ）と（ｊは故障基地局の基地局番号）、リスト番号ｉの基地局５の基地局位置（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）との距離Ｄ_ｉを以下の式（１）により計算する（ステップＳ４１０）。

利用基地局選択部１４は、距離Ｄ_ｉが最小値Ｄ_ｍｉｎよりも小さい場合（ステップＳ４１５：ＹＥＳ）、Ｄ_ｍｉｎをＤ_ｉに書き換え、選択リスト番号をリスト番号ｉに更新する（ステップＳ４２０）。一方、利用基地局選択部１４は、距離Ｄ_ｉが最小値Ｄ_ｍｉｎ以上である場合（ステップＳ４１５：ＮＯ）、Ｄ_ｍｉｎの値をそのままとする（ステップＳ４２５）。

利用基地局選択部１４は、ステップＳ４２０又はステップＳ４２５の処理の後、リスト番号ｉが、基地局情報リストに設定されている基地局数Ｌに達したかを判断する（ステップＳ４３０）。利用基地局選択部１４は、リスト番号ｉが基地局数Ｌに達していないと判断した場合（ステップＳ４３０：ＮＯ）、リスト番号ｉの値に１を加算して（ステップＳ４３５）、ステップＳ４１０からの処理を繰り返す。そして、利用基地局選択部１４は、リスト番号ｉが基地局数Ｌに達したと判断した場合（ステップＳ４３０：ＹＥＳ）、選択処理を終了する。

利用基地局選択部１４は、処理終了時の選択リスト番号により特定される基地局情報が示す基地局５を、最も故障基地局に近い基地局５と判断する。

図９〜図１２は、故障基地局のエリアをカバーする基地局５の選択例を示す図である。
図９は、周辺基地局のうち故障基地局と同じ無線方式を使用している基地局を選択し、カバレッジを拡大する例を示す。図９（ａ）は、故障基地局と周辺基地局のスケジュール情報を示す図である。利用基地局選択部１４は、故障基地局のスケジュール情報を図６のステップＳ２０５の処理において、周辺基地局のスケジュール情報を図６のステップＳ２１０の処理において取得する。ここでは、故障基地局は基地局５−２であり、周辺基地局は基地局５−１、５−３〜５−１６である。

図９（ａ）に示すように、故障基地局には、故障発生後の時刻ｔ_１１〜時刻ｔ_１２までの時間Ｔ１に無線方式Ｄが実装される予定である。そこで、利用基地局選択部１４は、この時間Ｔ１において無線方式Ｄを実装する予定の周辺基地局の中から最も故障基地局に近い基地局５−３を選択する（図６のステップＳ２１５：ＹＥＳ、ステップＳ２２０）。利用基地局選択部１４は、図９（ｂ）に示すように、基地局５−３に対して、時間Ｔ１に、基地局５−２のエリアＡ２を含むように、カバレッジをエリアＡ３からエリアＡ３’に拡大するための設定を行う（図６のステップＳ２２５）。

図１０は、無線方式の多重が可能な基地局５に、故障基地局が実装予定の無線方式を方式多重により実装する例を示す。図１０（ａ）は、故障基地局と周辺基地局のスケジュール情報を示す図である。ここでは、故障基地局は基地局５−２であり、周辺基地局は基地局５−１、５−３〜５−１６である。また、基地局５−１は、無線方式の多重が可能である。

図１０（ａ）に示すように、故障基地局には、故障発生後の時刻ｔ_２１〜時刻ｔ_２２までの時間Ｔ２に無線方式Ｄが実装される予定である。利用基地局選択部１４は、時間Ｔ２に無線方式Ｄを実装する周辺基地局がないため（図６のステップＳ２１５：ＮＯ）、無線方式Ｄを実装して無線方式の多重が可能であり、かつ、時間Ｔ２において多重する無線方式に空きがある周辺基地局を抽出する（図６のステップＳ２３０：ＹＥＳ、ステップＳ２３５：ＹＥＳ）。利用基地局選択部１４は、抽出した周辺基地局の中から、故障基地局に最も近い基地局５−１を選択する（図６のステップＳ２４０）。利用基地局選択部１４は、図１０（ｂ）に示すように、基地局５−１に対して、時間Ｔ２に故障基地局のエリアをカバーするように無線方式Ｄを実装するための設定を行う（図６のステップＳ２２５）。

図１１は、故障基地局と無線端末との間の送受信タイミングが既知である場合の例を示す。図１１（ａ）の上の図は、故障基地局と周辺基地局を示す図である。同図では、基地局５−２は故障基地局であり、基地局５−１、５−３は周辺基地局である。図１１（ｂ）の上の図は、故障発生時の故障基地局と周辺基地局のスケジュール情報を示す図である。故障基地局には、故障発生後の時刻ｔ_３１〜時刻ｔ_３２までの時間Ｔ３に無線方式Ｄが実装される予定である。利用基地局選択部１４は、時間Ｔ３に無線方式Ｄを実装する周辺基地局がなく（図６のステップＳ２１５：ＮＯ）、無線方式の多重が可能な周辺基地局もないため（図６のステップＳ２３０：ＮＯ）、故障発生時に故障基地局に収容されていた無線端末のスケジュールを取得する（図６のステップＳ２４５：ＹＥＳ）。取得したスケジュールには、時間Ｔ３のうち、時間Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３４において無線端末が無線通信を行うことが示される。

利用基地局選択部１４は、時間Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３４のそれぞれについて、無線方式Ｄを実装可能かつ空きがある周辺基地局の中から最も故障基地局に近い周辺基地局を選択する。図１１（ｂ）の下の図に示すように、利用基地局選択部１４は、時間Ｔ３１及びＴ３２については基地局５−３を選択し、時間Ｔ３３及びＴ３４について基地局５−１を選択する（図６のステップＳ２５０）。利用基地局選択部１４は、図１１（ａ）の下の図に示すように、基地局５−３に対して、時間Ｔ３１、Ｔ３２に故障基地局のエリアＡ２を含むようにカバレッジエリアをエリアＡ３からエリアＡ３’に拡大して無線方式Ｄを実装するための設定を行い、基地局５−１に対して、時間Ｔ３３、Ｔ３４に故障基地局のエリアＡ２を含むようにカバレッジエリアをエリアＡ１からエリアＡ１’に拡大して無線方式Ｄを実装するための設定を行う（図６のステップＳ２２５）。

なお、基地局と無線端末との間の送受信タイミングがスケジューリング可能である場合、利用基地局選択部１４は、時間Ｔ３において無線方式Ｄを実装可能ないずれかの周辺基地局に空きがある時間に、故障発生時に故障基地局に収容されていた無線端末が無線通信するようにスケジューリングを行い、図１１と同様にカバレッジ拡大を行ってもよい。例えば、利用基地局選択部１４は、無線通信のスケジュールを変更した無線端末に対して、当該無線端末が無線通信を行う時間を、その時間の開始前に通知するよう周辺基地局に指示する。

図１２は、基地局と無線端末との間の送受信タイミングが未知、かつ、スケジューリングが不可の場合の例を示す。図１２（ａ）の上の図は、故障基地局と周辺基地局を示す図である。同図では、基地局５−２は故障基地局であり、基地局５−１、５−３は周辺基地局である。図１２（ｂ）の上の図は、故障発生時の故障基地局と周辺基地局のスケジュール情報を示す図である。故障基地局には、故障発生後の時刻ｔ_４１〜時刻ｔ_４２までの時間Ｔ４に無線方式Ｄが実装される予定である。利用基地局選択部１４は、時間Ｔ４に無線方式Ｄを実装する周辺基地局がなく（図６のステップＳ２１５：ＮＯ）、無線方式の多重が可能な周辺基地局もなく（図６のステップＳ２３０：ＮＯ）、故障基地局に収容されていた無線端末のスケジュールも取得できない（図６のステップＳ２４５：ＮＯ）と判定する。この場合、利用基地局選択部１４は、時間Ｔ４において連続して空きとなるように、無線方式Ｄを実装可能な１台または複数台の周辺基地局の組み合わせを選択する（図６のステップＳ２６０）。利用基地局選択部１４は、図１２（ｂ）の下の図に示すように、時間Ｔ４のうち、時刻ｔ_４１〜ｔ_４３までの時間Ｔ４１は基地局５−１、時刻ｔ_４３〜ｔ_４４までの時間Ｔ４２は基地局５−３、時刻ｔ_４４〜ｔ_４２までの時間Ｔ４３は基地局５−１を選択する。

利用基地局選択部１４は、図１２（ａ）の下の図に示すように、基地局５−１に対して、時間Ｔ４１、Ｔ４３に故障基地局のエリアＡ２を含むようにカバレッジエリアをエリアＡ１からエリアＡ１’に拡大して無線方式Ｄを実装するための設定を行い、基地局５−３に対して、時間Ｔ４２に故障基地局のエリアＡ２を含むようにカバレッジエリアをエリアＡ３からエリアＡ３’に拡大して無線方式Ｄを実装するための設定を行う（図６のステップＳ２２５）。

上述のように、基地局管理装置１は、故障基地局に対応する無線方式を考慮して、周辺基地局における無線方式及び実装時間をスケジューリングし、無線パラメータの再設定を行う。具体例には、基地局管理装置１は、以下のようにスケジューリングを行う。
（１）故障基地局が実装予定の無線方式と同じ無線方式を同じ予定時間に実装する予定の基地局がカバレッジ拡大する（図９）。
（２）故障基地局の周辺基地局の中に方式多重可能な基地局がある場合、その基地局が方式多重を行ってカバーする（図１０）。
（３）故障基地局が収容している無線端末と基地局間の無線通信のタイミングが既知又は制御可能である場合、無線端末の無線通信のタイミングに周辺基地局が無線方式を実装して収容する（図１１）。
（４）故障基地局が実装予定の無線方式を実装する空きの周辺基地局を選択する（図１２）。

上述した実施形態によれば、無線通信システムにおける各基地局が複数の無線方式をある周期ごと、又は決められたスケジュールに基づいて切り替える場合でも、故障基地局が実装予定であった無線方式及び実装予定時間に合わせて、周辺基地局において実装する無線方式及び実装時間を適切にスケジューリングすることができる。よって、複数の無線方式が混在する環境下であっても、故障した基地局が収容していた無線端末を他の基地局により収容することが可能となる。

上述した実施形態における基地局管理装置１の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上説明した実施形態によれば、基地局管理装置は、記憶部と、基地局管理装置とを備える。記憶部は、各基地局が実装可能な無線方式及び当該無線方式の実装予定の時間と、基地局が無線端末を収容可能なエリアとを示す基地局情報を記憶する。利用基地局選択部は、基地局情報を参照して、故障が発生した基地局である故障基地局のエリアを自局のエリアとすることが可能な基地局をリスト化し、リスト化された基地局の中から、故障基地局が実装予定の無線方式である実装予定無線方式を当該故障基地局における当該実装予定無線方式の実装予定の時間である実装予定時間に実装可能な基地局を選択する。利用基地局選択部は、選択した基地局に、故障基地局のエリアへ実装予定無線方式を実装予定時間に提供するための設定を行う。

利用基地局選択部は、リスト化された基地局の中から、実装予定無線方式を実装予定時間に実装する予定の基地局を選択してもよく、このような基地局がない場合には、リスト化された基地局の中から、実装予定無線方式を実装可能であり、かつ、実装予定時間に空きの基地局を選択してもよい。

また、基地局の少なくとも一部が、方式多重により複数の無線方式を同時に実装可能な場合、利用基地局選択部は、リスト化された基地局の中から、実装予定無線方式を実装可能であり、かつ、実装予定時間に方式多重により実装する複数の無線方式に空きがある基地局を選択してもよい。

また、利用基地局選択部は、リスト化された基地局の中から、故障基地局に収容されていた無線端末が無線通信する予定の時間に実装予定無線方式を実装可能な基地局を選択してもよい。

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。

１…基地局管理装置， ５…基地局， １１…基地局情報ＤＢ， １２…管理部， １３…基地局情報収集部， １４…利用基地局選択部， ５１…基地局制御部， ５２…アンテナ部， ５３…ハードウェア無線処理部， ５４…ソフトウェア無線処理部， １００…無線通信システム

Claims (7)

1. 各基地局が実装可能な無線方式と前記基地局における前記無線方式の実装予定の時間と前記基地局が無線端末を収容可能なエリアとを示す基地局情報を参照して、故障が発生した前記基地局である故障基地局の前記エリアの全て又は一部を自局のエリアとすることが可能な前記基地局をリスト化し、リスト化された前記基地局の中から、前記故障基地局が実装予定の前記無線方式である実装予定無線方式を当該故障基地局における当該実装予定無線方式の実装予定の前記時間である実装予定時間に実装可能な基地局を選択する選択ステップと、
   前記選択ステップにおいて選択された前記基地局に、前記故障基地局の前記エリアへ前記実装予定無線方式を前記実装予定時間に提供するための設定を行う設定ステップと、
   を有する基地局管理方法。
2. 各基地局が実装可能な無線方式と前記基地局における前記無線方式の実装予定の時間と前記基地局が無線端末を収容可能なエリアとを示す基地局情報を記憶する記憶部と、
   前記基地局情報を参照して、故障が発生した前記基地局である故障基地局の前記エリアの全て又は一部を自局のエリアとすることが可能な前記基地局をリスト化し、リスト化された前記基地局の中から、前記故障基地局が実装予定の前記無線方式である実装予定無線方式を当該故障基地局における当該実装予定無線方式の実装予定の前記時間である実装予定時間に実装可能な基地局を選択し、選択した前記基地局に、前記故障基地局の前記エリアへ前記実装予定無線方式を前記実装予定時間に提供するための設定を行う利用基地局選択部と、
   を備える基地局管理装置。
3. 前記利用基地局選択部は、リスト化された前記基地局の中から、前記実装予定無線方式を前記実装予定時間に実装する予定の基地局を選択する、
   請求項２に記載の基地局管理装置。
4. 前記利用基地局選択部は、リスト化された前記基地局の中に、前記実装予定無線方式を前記実装予定時間に実装する予定の基地局がない場合に、リスト化された前記基地局の中から、前記実装予定無線方式を実装可能であり、かつ、前記実装予定時間に空きの基地局を選択する、
   請求項３に記載の基地局管理装置。
5. 前記基地局の少なくとも一部は、方式多重により複数の無線方式を同時に実装可能であり、
   前記利用基地局選択部は、リスト化された前記基地局の中から、前記実装予定無線方式を実装可能であり、かつ、前記実装予定時間に方式多重により実装する複数の無線方式に空きがある基地局を選択する、
   請求項２に記載の基地局管理装置。
6. 前記利用基地局選択部は、リスト化された前記基地局の中から、前記故障基地局に収容されていた無線端末が無線通信する予定の時間に前記実装予定無線方式を実装可能な基地局を選択する、
   請求項２に記載の基地局管理装置。
7. コンピュータを、
   請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の基地局管理装置として機能させるためのプログラム。

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