JP7199295B2 - 基地局の動作試験方法、無線通信システム及び基地局 - Google Patents

Description

本発明は、基地局の動作試験方法、無線通信システム及び基地局に関する。

免許不要帯の電波を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ規格があり、１１ａ、１１ｂ、１１ｇ、１１ｎ、１１ａｃなど様々な規格が規定されており、それぞれ用いる無線周波数帯、無線伝送技術、及び無線伝送速度が異なる。

１１ｂ規格は、２．４ＧＨｚ帯を用いる最大１１Ｍｂｐｓの無線伝送速度である。１１ａ規格は、５ＧＨｚ帯を用いる最大５４Ｍｂｐｓの無線伝送速度である。１１ｇ規格は、２．４ＧＨｚ帯を用いる最大５４Ｍｂｐｓの無線伝送速度である。１１ｎ規格は、２．４及び５ＧＨｚ帯を利用する最大６００Ｍｂｐｓの無線伝送速度である。１１ａｃ規格は、５ＧＨｚ帯を用いる最大６９００Ｍｂｐｓの無線伝送速度である。これらの様々なＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ規格は、後方互換性が保たれており、混在した環境でも使用することが可能である。

無線ＬＡＮは、家庭やオフィスのみならず、駅、空港、ショッピングモールなどの公衆エリアにおいても多く利用されており、無線ＬＡＮサービスが集客、ユーザ満足度向上につながっている。これらの場所において、エリアオーナは、無線ＬＡＮサービスが問題なく提供され続けることを期待する。このため、無線ＬＡＮネットワークの運用者は、無線ＬＡＮネットワークの動作状態の確認、監視を求められ、ネットワークを経由して遠隔地から動作状態の確認、監視を行う場合がある（例えば非特許文献１参照）。

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無線ＬＡＮネットワークの運用者は、設置した無線ＬＡＮネットワークが問題なく動作しているかどうかを遠隔地から把握することがある。このとき、機器の動作ログを確認することが考えられるが、故障・トラブルの中には、動作ログ上に表示されないものもあり、動作ログだけでは確認として不十分な場合がある。

無線ＬＡＮネットワークの確実な試験を行うためには、無線ＬＡＮネットワークのユーザと同じ利用状態を想定する。例えば、測定者が、無線ＬＡＮネットワークのサービスエリアにおいて試験用の端末局を操作し、試験対象の基地局に無線接続を行って接続状態を確認するなど、現地での接続試験を行うことが考えられる。この場合、試験実施に手間がかかり、人員稼働も多く発生してしまうことが課題となる。

本発明は、現地で作業員が端末局を接続させることなく、基地局の動作試験を実施することができる基地局の動作試験方法、無線通信システム及び基地局を提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる基地局の動作試験方法は、複数の端末局が接続可能な基地局の動作試験方法であって、基地局として無線通信を行う通常モードと、仮想の端末局として無線通信を行う子機モードとが切替え可能な複数の無線通信部の中から、特定の前記無線通信部を前記子機モードに設定を切替えて、他の前記無線通信部を前記通常モードと設定する設定切替工程と、前記子機モードに設定を切替えた特定の前記無線通信部と、前記通常モードの他の前記無線通信部との間で、動作試験を設定する試験ポリシーに基づいて無線通信を実施し、当該基地局の動作試験を実施する試験実施工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる基地局の動作試験方法は、前記無線通信部それぞれは、複数の通信規格に対応する前記子機モード及び前記通常モードが切替え可能であることを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる基地局の動作試験方法は、基地局の性能を示す基地局性能情報に基づいて、基地局に対する前記試験ポリシーを算出するポリシー算出工程と、算出した前記試験ポリシーを基地局に対して配信する配信工程とを含むこと特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる基地局の動作試験方法は、前記基地局性能情報を基地局から制御局へ通知する第１通知工程と、基地局の動作試験の結果を判定する結果判定工程と、判定した基地局の動作試験の結果を基地局から制御局へ通知する第２通知工程とを含み制御局が前記試験ポリシーを算出することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる無線通信システムは、複数の基地局と、前記基地局それぞれを制御する制御局とを備えた無線通信システムであって、前記基地局それぞれは、基地局として無線通信を行う通常モードと、仮想の端末局として無線通信を行う子機モードとを切替え可能な複数の無線通信部と、特定の前記無線通信部を前記子機モードに切替え、他の前記無線通信部が前記通常モードで動作する場合の動作試験を設定する試験ポリシーに基づいて、当該基地局の動作試験を実施する試験実施部とを有し、前記制御局は、前記基地局それぞれの性能を示す基地局性能情報に基づいて、前記基地局それぞれに対する前記試験ポリシーを算出するポリシー算出部と、前記ポリシー算出部が算出した前記試験ポリシーを前記基地局それぞれに対して配信する通信部とを有することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる無線通信システムは、前記無線通信部それぞれは、複数の通信規格に対応する前記子機モード及び前記通常モードが切替え可能であることを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる基地局は、複数の端末局が接続可能な基地局であって、基地局として無線通信を行う通常モードと、仮想の端末局として無線通信を行う子機モードとが切替え可能な複数の無線通信部と、特定の前記無線通信部を前記子機モードに切替え、他の前記無線通信部が前記通常モードで動作する場合の動作試験を設定する試験ポリシーに基づいて、当該基地局の動作試験を実施する試験実施部とを有することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる基地局は、前記無線通信部それぞれは、複数の通信規格に対応する前記子機モード及び前記通常モードが切替え可能であることを特徴とする。

本発明によれば、現地で作業員が端末局を接続させることなく、基地局の動作試験を実施することができる。

一実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態にかかる基地局の構成例を示す図である。 試験制御部が有する機能の詳細を示す機能ブロック図である。 制御局の構成例を示す図である。 試験ポリシーの例を示す図である。 試験結果情報の例を示す図である。 無線通信システムが各基地局に対する初期設定を行う場合の動作を例示するフローチャートである。 基地局に対する動作試験の実施例を示すフローチャートである。

以下に、図面を用いて無線通信システムの一実施形態を説明する。図１は、一実施形態にかかる無線通信システム１の構成例を示す。図１に示すように、無線通信システム１は、例えば、複数の基地局２それぞれがネットワーク１０を介して制御局３に接続されている。また、基地局２それぞれは、図示しない複数の多様な通信規格又は通信方式の端末局を無線通信可能な範囲であるサービスエリア内に収容する。

図２は、一実施形態にかかる基地局２の構成例を示す。図２に示すように、基地局２は、例えば複数のアンテナ２０、ｍ個の無線通信部２１－１～２１－ｍ、試験制御部２２、設定部２３０を備える情報処理部２３及び通信部２４を有する。なお、無線通信部２１－１～２１－ｍのように複数ある構成のいずれかを特定しない場合には、単に無線通信部２１などと略記する。また、一般的に基地局が備えているその他の機能ブロックについては図示していない。

アンテナ２０は、複数本ずつ無線通信部２１－１～２１－ｍにそれぞれ接続され、無線通信部２１－１～２１－ｍから入力される無線フレームを送信し、受信した無線フレームを無線通信部２１－１～２１－ｍに対して出力する。

無線通信部２１－１～２１－ｍは、例えば複数のアンテナ２０を介して、それぞれ独立して１つ以上の端末局と無線ＬＡＮなどの無線通信を行うことができるようにされている。また、無線通信部２１－１～２１－ｍそれぞれは、基地局２が通常の基地局として機能するための無線通信を行う通常モード（基地局モード）と、仮想の端末局として無線通信を行う子機モード（端末局モード）とを切替え可能にされている。

さらに、無線通信部２１－１～２１－ｍそれぞれは、例えば複数の多様な通信規格又は通信方式について変更可能に対応し、図６等を用いて後述する試験ポリシーに基づいて、設定された通信規格に従った自律的な動作試験のための試験用のデータの送受信などの無線通信を行う。すなわち、無線通信部２１－１～２１－ｍは、仮想的な複数の異なる通信規格の端末局として機能することが可能にされている。

試験制御部２２は、無線通信部２１－１～２１－ｍ及び情報処理部２３それぞれに対して双方向の信号入出力を行い、基地局２が動作試験を行う場合の制御を行う。

図３は、試験制御部２２が有する機能の詳細を示す。図３に示すように、試験制御部２２は、実施判定部２２１、試験実施部２２２、結果判定部２２４、記憶部２２５及び中止判定部２２６を有する。

実施判定部２２１は、設定部２３０（図２）により設定される試験ポリシーに基づいて、当該基地局２の状態が試験ポリシー内に含まれる実施条件を満たすか否かを判定し、実施条件を満たしていた場合には、当該実施条件が適用されるポリシー番号を試験実施部２２２に対して出力する。

試験実施部２２２は、切替部２２３を備え、実施判定部２２１から入力されるポリシー番号の試験内容を実施する。例えば、試験実施部２２２は、試験ポリシーに基づく設定を無線通信部２１－１～２１－ｍに対して行い、切替部２２３が特定の無線通信部２１を子機モードに切替えた後、他の無線通信部２１を通常モードで動作させて、基地局２の動作試験を実施する。

結果判定部２２４は、設定部２３０により設定される試験ポリシー内の判定条件に基づいて、実施した動作試験の測定値に対する合否を判定し、動作試験の判定結果を記憶部２２５に記憶させるとともに、情報処理部２３に対して出力する。

中止判定部２２６は、設定部２３０により設定される試験ポリシー内の中止条件に基づいて、当該基地局２の状態が中止条件に該当するか否かを判定し、該当する場合には試験実施部２２２に対して動作試験を中止させる。

情報処理部２３（図２）は、図示しないＣＰＵ及びメモリを備えて所定の情報処理を行い、試験制御部２２及び通信部２４それぞれに対して双方向の信号入出力を行う。例えば、情報処理部２３は、設定部２３０によって試験ポリシーを試験制御部２２に対して設定する処理を行う。また、情報処理部２３は、試験制御部２２から入力された動作試験の判定結果を取りまとめて試験結果情報とし、当該基地局２の基地局性能情報とともに通信部２４に対して出力する。基地局性能情報は、当該基地局２が備える無線通信の性能を示す情報であり、無線通信部２１の数（ｍ）、アンテナ２０の数、対応する通信規格などの情報を含む。

通信部２４は、情報処理部２３から入力される基地局性能情報及び試験結果情報を、例えば有線通信によりネットワーク１０（図１）を介して制御局３へ送信（通知）する。また、通信部２４は、ネットワーク１０を介して制御局３から送信される試験ポリシーを情報処理部２３に対して出力する。

なお、基地局２は、例えばアンテナ２０それぞれに対して減衰器が設けられていてもよい。また、無線通信部２１は、減衰器の減衰値を設定可能にされてもよい。この場合、無線通信部２１は、例えば当該無線通信部２１が仮想の端末局として無線通信を行うときに、接続先となる通常モードの無線通信部２１との間の電波減衰量を調整するが可能となる。すなわち、基地局２は、特定の地点からだけでなく、異なる地点の端末局からの接続を想定して動作試験を実施するように、試験パターンを拡充されてもよい。

図４は、制御局３の構成例を示す。図４に示すように、制御局３は、通信部３１、ポリシー算出部３２、記憶部３３及び制御部３４を有する。なお、一般的に制御局が備えているその他の機能ブロックについては図示していない。

通信部３１は、例えば有線通信によりネットワーク１０を介して基地局２それぞれから基地局性能情報を受信し、ポリシー算出部３２に対して出力する。また、通信部３１は、基地局２それぞれから試験結果情報を受信して、記憶部３３に対して出力し、記憶させる。また、通信部３１は、ネットワーク１０を介して、ポリシー算出部３２が算出した各情報を基地局２それぞれに対して送信（配信）する。

ポリシー算出部３２は、通信部３１から入力された基地局性能情報に基づいて、基地局２それぞれに対する試験ポリシーを算出し、算出した試験ポリシーを通信部３１に対して出力する。

記憶部３３は、通信部３１から入力される試験結果情報を記憶する記憶装置などである。

制御部３４は、制御局３を構成する各部を制御する。例えば、制御部３４は、記憶部３３に対する情報の書き込み、及び記憶部３３が記憶している情報の読み出しなども制御する。

次に、試験ポリシーの具体例について説明する。

図５は、試験ポリシーの例を示す。図５に示すように、試験ポリシーには、例えばポリシー番号、試験内容、試験の繰返し回数、判定条件、実施条件、及び中止条件が含まれる。

試験内容は、基地局２が実施する動作試験の具体的な内容を規定しており、例えば無線接続の実施や試験トラヒックの印加などが含まれる。繰返し回数は、１度の動作試験で試験を繰返す回数である。判定条件は、動作試験の結果の合否を判定する条件であり、例えば無線接続確立までの時間、スループット、及びトラヒックのパケットロス率などが含まれる。

実施条件は、動作試験を実施するための条件であり、基地局２のトラヒックや接続される端末局数、又は過去の試験実施状況などが含まれる。中止条件は、動作試験の実施中に実施を中止するための条件であり、基地局２のトラヒックや接続される端末局数などの条件が含まれる。

図６は、試験結果情報の例を示す。図６に示すように、試験結果情報には、基地局識別子、試験日時、試験ポリシー、及び試験結果が含まれる。基地局識別子には、試験を行った基地局２のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスやシリアル番号など、基地局２を識別する情報が含まれる。試験ポリシーには、実施した試験ポリシー番号が含まれる。

次に、無線通信システム１の動作例について説明する。

図７は、無線通信システム１が各基地局２に対する初期設定を行う場合の動作を例示するフローチャートである。まず、制御局３は、各基地局２から基地局性能情報を収集する（Ｓ１００）。

次に、制御局３は、基地局２から収集した基地局性能情報に基づいて、試験ポリシーを算出し、各基地局２へ通知する（Ｓ１０２）。

例えば、制御局３は、無線通信部２１の数、アンテナ２０の数、及び基地局２が対応する通信規格に応じて試験を実施する基地局２及び無線通信部２１を設定する。試験内容については、例えば予め複数の試験パターンが用意される。また、必要に応じて、試験ポリシーの各項目（試験内容、繰返し回数、判定条件、実施条件及び中止条件）が設定されてもよい。

次に、各基地局２は、制御局３から通知された試験ポリシーを自局の試験制御部２２に設定する（Ｓ１０４）。

図８は、基地局２に対する動作試験の実施例を示すフローチャートである。まず、基地局２は、自局に設定された各試験ポリシーについて、試験を全て実施未判定とする設定を行う（Ｓ２００）。

次に、基地局２は、自局が持つ試験ポリシーの中から実施未判定の試験ポリシーを１つ選択し、実施判定済みとする設定を行う（Ｓ２０２）。

基地局２は、選択した試験ポリシーの実施条件に自局の状態が該当するか否かを判定し（Ｓ２０４）、該当する場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）にはＳ２０６の処理へ進み、該当しない場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）にはＳ２１８の処理へ進む。

そして、基地局２は、選択した試験ポリシーに従って試験を開始し（Ｓ２０６）、Ｓ２０８の処理へ進む。

基地局２は、当該試験ポリシーの試験が完了したか否かを判定し（Ｓ２０８）、完了したと判定した場合（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）にはＳ２１０の処理へ進み、完了していないと判定した場合（Ｓ２０８：Ｎｏ）には、Ｓ２１２の処理へ進む。

Ｓ２１０の処理において、基地局２は、試験完了後に試験で取得した測定値に対する結果判定を実施し、Ｓ２１８の処理へ進む。

また、Ｓ２１２の処理において、基地局２は、選択した試験ポリシーの中止条件に自局が該当するか否かを判定し、該当すると判定した場合（Ｓ２１２：Ｙｅｓ）にはＳ２１６の処理へ進み、該当しないと判定した場合（Ｓ２１２：Ｎｏ）にはＳ２１４の処理へ進む。

Ｓ２１４の処理において、基地局２は、一定時間待機し、その後Ｓ２０８の処理へ戻る。

Ｓ２１６の処理において、基地局２は、選択した試験ポリシーの試験を中止し、Ｓ２１８の処理へ進む。

そして、基地局２は、自局に設定された全ての試験ポリシーが実施判定済みとなっているか否かを判定し（Ｓ２１８）、全ての試験ポリシーが実施判定済みとなっている場合（Ｓ２１８：Ｙｅｓ）には処理を終了し、全ての試験ポリシーが実施判定済みとなっていない場合にはＳ２０２の処理へ戻る。

具体例として、無線通信システム１は、基地局として無線通信を行う通常モードと、仮想の端末局として無線通信を行う子機モードとを切替え可能にされた複数の無線通信部２１の中から、特定の無線通信部２１を子機モードに切替えて、他の無線通信部２１を通常モードとする切替えを実施する。

そして、無線通信システム１は、子機モードに切替えた特定の無線通信部２１と、通常モードの他の無線通信部２１との間で、動作試験を設定する試験ポリシーに基づいて無線通信を実施させて、当該基地局２の動作試験を実施する。

このように、無線通信システム１は、各基地局２がそれぞれ上述の動作試験を試験ポリシーに基づいて定期的に実施することにより、各基地局２が自律的に自局の状態を判定し、必要な動作試験を適切なタイミングで実施することとなる。

従って、無線通信システム１は、現地で作業員が端末局を接続させなくても、基地局の動作試験を実施することができ、基地局２の動作試験を実施する人員の稼働が不要となる。また、無線通信システム１は、動作試験を実施するときに、基地局２が備える複数の無線通信部２１の中の一部を動作試験用に利用することにより、無線サービスの提供を維持したままで動作試験を実施することが可能となる。さらに、無線通信システム１は、基地局２が試験結果を制御局３へ通知することにより、無線通信システム１の運用者が複数の基地局２の試験結果を容易に収集・確認することを可能にし、試験結果の確認の手間を削減することができる。

なお、上述した実施形態における基地局２及び制御局３は、専用装置による実現に限らず、汎用コンピュータによって実現されてもよい。この場合、基地局２及び制御局３は、それぞれが備える各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、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されてもよい。

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や、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を含んでもよい。

また、上記プログラムは、上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、さらに上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されるものであってもよい。また、上記プログラムは、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明してきたが、上述の実施形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明が上述の実施形態に限定されるものではないことは明らかである。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、その他の変更が行われてもよい。

１・・・無線通信システム、２・・・基地局、３・・・制御局、１０・・・ネットワーク、２０・・・アンテナ、２１－１～２１－ｍ・・・無線通信部、２２・・・試験制御部、２３・・・情報処理部、２４・・・通信部、３１・・・通信部、３２・・・ポリシー算出部、３３・・・記憶部、３４・・・制御部、２２１・・・実施判定部、２２２・・・試験実施部、２２３・・・切替部、２２４・・・結果判定部、２２５・・・記憶部、２２６・・・中止判定部、２３０・・・設定部

Claims (8)

1. 複数の端末局が接続可能な基地局の動作試験方法であって、
   基地局として無線通信を行う通常モードと、仮想の端末局として無線通信を行う子機モ
   ードとが切替え可能な複数の無線通信部の中から、動作試験を設定する試験ポリシーに基づいて特定の前記無線通信部を前記子機モードに設定を切替えて、他の前記無線通信部を前記通常モードと設定する設定切替工程と、
   前記子機モードに設定を切替えた特定の前記無線通信部と、前記通常モードの他の前記無線通信部との間で、動作試験を設定する試験ポリシーに基づいて無線通信を実施し、当
   該基地局の動作試験を実施する試験実施工程と
   を含むことを特徴とする基地局の動作試験方法。
2. 前記無線通信部それぞれは、
   複数の通信規格に対応する前記子機モード及び前記通常モードが切替え可能であること
   を特徴とする請求項１に記載の基地局の動作試験方法。
3. 基地局の性能を示す基地局性能情報に基づいて、基地局に対する前記試験ポリシーを算出するポリシー算出工程と、
   算出した前記試験ポリシーを基地局に対して配信する配信工程と
   を含むこと特徴とする請求項１又は２に記載の基地局の動作試験方法。
4. 前記基地局性能情報を基地局から制御局へ通知する第１通知工程と、
   基地局の動作試験の結果を判定する結果判定工程と、
   判定した基地局の動作試験の結果を基地局から制御局へ通知する第２通知工程と
   を含み、
   制御局が前記試験ポリシーを算出すること
   を特徴とする請求項３に記載の基地局の動作試験方法。
5. 複数の基地局と、前記基地局それぞれを制御する制御局とを備えた無線通信システムであって、
   前記基地局それぞれは、
   基地局として無線通信を行う通常モードと、仮想の端末局として無線通信を行う子機モードとを切替え可能な複数の無線通信部と、
   前記複数の無線通信部の中から、動作試験を設定する試験ポリシーに基づいて特定の前記無線通信部を前記子機モードに設定を切替えて、他の前記無線通信部を前記通常モードと設定する切替部と、
   前記切替部が特定の前記無線通信部を前記子機モードに切替え、他の前記無線通信部が前記通常モードで動作する場合の動作試験を設定する試験ポリシーに基づいて、当該基地局の動作試験を実施する試験実施部と、
   を有し、
   前記制御局は、
   前記基地局それぞれの性能を示す基地局性能情報に基づいて、前記基地局それぞれに対する前記試験ポリシーを算出するポリシー算出部と、
   前記ポリシー算出部が算出した前記試験ポリシーを前記基地局それぞれに対して配信する通信部と
   を有することを特徴とする無線通信システム。
6. 前記無線通信部それぞれは、
   複数の通信規格に対応する前記子機モード及び前記通常モードが切替え可能であること
   を特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
7. 複数の端末局が接続可能な基地局であって、
   基地局として無線通信を行う通常モードと、仮想の端末局として無線通信を行う子機モードとが切替え可能な複数の無線通信部と、
   特定の前記無線通信部を前記子機モードに切替え、他の前記無線通信部が前記通常モードで動作する場合の動作試験を設定する試験ポリシーに基づいて、当該基地局の動作試験を実施する試験実施部と
   を有することを特徴とする基地局。
8. 前記無線通信部それぞれは、
   複数の通信規格に対応する前記子機モード及び前記通常モードが切替え可能であること
   を特徴とする請求項７に記載の基地局。

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