(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局装置が時分割無線通信方式により通信する通信システムであって、
各基地局装置は受信可能な他の基地局装置の信号の受信電界強度を測定し、
通信可能な任意の２つの基地局装置の間において、少なくとも１つの他の基地局装置を介在させたルートで接続する場合、及び他の基地局装置を介在させずに直接接続する場合、の受信電界強度を比較して前記２つの基地局装置間のルートを決定し、
通信可能な他の基地局装置との間の前記ルートにおいて、介在する基地局装置の数の最大数が最も小さい基地局装置を最上位のマスタとして決めることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記通信システムは、前記複数の基地局装置がマスタ基地局装置を基準に同期する時分割通信方式であって、
前記マスタ基地局装置が決定するまでの仮のマスタ基地局装置を選定し、前記複数の基地局装置は前記仮のマスタ基地局装置に同期することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記介在する基地局装置の数の最大数が最も小さい基地局装置が複数存在する場合は、該基地局装置それぞれと直接接続される基地局装置の数をそれぞれ検出し、前記直接接続される基地局装置の数が最も多い前記基地局装置を新たなマスタ基地局装置として設定することを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信システム（例えばＰＢＸ（Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｂｒａｎｃｈ  ｅＸｃｈａｎｇｅ）ワイヤレスシステム）では、通信端末は、複数の基地局装置（以下、単に「基地局」ともいう）のうち、通信対象となる基地局を順次切り替えて、移動できる。このような基地局の切り替えを、ハンドオーバーという。時分割の無線通信方式（例えばＴＤＭＡ／ＴＤＤ）を用いて基地局と通信する通信端末が、複数の基地局の間で好適にハンドオーバーするためには、複数の基地局は相互に送受信のタイミングを同期させる必要がある。
【０００３】
複数の基地局が同期する方法として、以下の方法が知られている。時間情報サーバが複数の基地局にＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して時間情報を伝送する。そして、各基地局は、自装置内のクロック発生器を、時間情報の受信時点と時間情報とに基づいて調整する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また以下の方法も知られている。複数の基地局のなかで、送信タイミング及び受信タイミングを生成するマスタ、そのマスタに従って同期するスレーブとして主従関係（同期ツリー）を構築し、一つの基地局をレイヤの最上位のマスタに設定する。他の基地局は、上位のレイヤの基地局に従うスレーブとして動作し、マスタ基地局が無線により送信する同期信号を受信して、自らの送信タイミング及び受信タイミングを設定する。そしてスレーブの基地局は、所定の時間間隔で同期相手のマスタ基地局との送信タイミング及び受信タイミングのずれを修正する（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また以下の方法も知られている。特許文献３には、複数のノードの集合からアドホックネットワークを組織化し、中央コーディネータノードを自動選択するものが開示されている。これは、ノード間の通信リンクの数および質をすべてのノードに対して記述するトポロジーマップを作成し、このマップ情報から最良の候補ノードを選択し、ノード間で高品位の双方向通信リンクが可能な効率的なネットワークを実現しようとするものである。（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００３−５０９９７３号公報
【特許文献２】特開２００２−１６５２６９号公報
【特許文献３】特開２００６−５０６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなシステムでは、各基地局は、通常、上位のマスタ基地局と同期するために、定期的にマスタ基地局が発する同期信号を受信している。そして各基地局は、同期信号を見失った場合、他の基地局との同期がずれていく。その結果、各基地局は、再起動する以外、他の基地局と精度良く同期できない可能性がある。
【０００８】
特許文献１の技術では、時間情報サーバの時計機能が停止した場合、複数の基地局は相互に高精度に同期できなかった。特許文献２の技術では、基準局のタイミング生成機能が停止した場合、複数の基地局は相互に高精度に同期できなかった。
【０００９】
ＩＰベースの社内公衆無線システムを構築する場合、基地局（コードレスの親機に相当）とＰＢＸ（主装置）との間の有線ＮＷ（Ｎｅｔｗｏｒｋ）はＩＰベースであるため、有線ＮＷをタイミング情報伝達に使うことができない。そのため、無線同期（エアー同期）によってシステムタイミングを同期させる。
【００１０】
Ｈｏｓｔｅｄサービスでは、高度なサーバを使った無線システム設計ができないため、各基地局がお互いの電波状況と電界強度だけでタイミングマスタ、同期ツリーを設計する必要がある。しかし、建物内の複雑な電波環境では、人手によって的確なツリーを設計することは困難であり、設置後、基地局どうしの通信に障害が生じ、同期が外れて一部の基地局が動作を停止することがあった。
【００１１】
特許文献３では、トポロジーマップの分析によって効率的なネットワークを実現可能であることが述べられているが、時分割の無線通信方式の基地局において同期のための効率的なツリー構成を形成することを示唆するものではない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、より安定したツリー構成を形成し、設置作業者の負担を軽減できる通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の通信システムは、複数の基地局装置が時分割無線通信方式により通信する通信システムであって、各基地局装置は受信可能な他の基地局装置の信号の受信電界強度を測定し、通信可能な任意の２つの基地局装置の間において、少なくとも１つの他の基地局装置を介在させたルートで接続する場合、及び他の基地局装置を介在させずに直接接続する場合、の受信電界強度を比較して前記２つの基地局装置間のルートを決定し、通信可能な他の基地局装置との間の前記ルートにおいて、介在する基地局装置の数の最大数が最も小さい基地局装置を最上位のマスタとして決める。
【００１４】
この構成によれば、各基地局装置は受信可能な他の基地局装置の信号の受信電界強度を測定し、その受信電界強度の測定結果に基づいて最上位のマスタを決めることが出来る。従って、設置作業者が通信環境を逐次調べること無く、より安定したツリー構成を形成でき、作業者の負担を軽減できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、設置作業者が通信環境を逐次調べること無く、より安定したツリー構成を形成でき、作業者の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における通信システムの構成例を示すブロック図
【図２】本発明の実施形態における基地局装置の構成例を示すブロック図
【図３】本発明の実施形態における無線通信における時分割方式の例を示す図
【図４】本発明の実施形態における基地局装置の通常状態における同期信号の送受信タイミングの一例を示す図
【図５】本発明の実施形態における基地局装置の通常状態における通信タイミングの補正例を示す図
【図６】本発明の実施形態における基地局装置の受信電界強度およびＣｏｓｔ値の対応関係の一例を示す図
【図７】（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態において複数の基地局装置のマスタ／スレーブの関係を決めるための判定基準を示す図
【図８】本発明の実施形態において複数の基地局装置間で受信電界強度を測定するイメージを説明するための図
【図９】本発明の実施形態において基地局装置の最上位レイヤのマスタを決めるためのサーベイ処理を示すフローチャート
【図１０】本発明の実施形態におけるサーベイ処理の中で複数の基地局装置間のＣｏｓｔ値算出処理を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施形態におけるサーベイ処理の中でボトルネックとなる基地局装置を判別するためのボトルネック算出処理を示すフローチャート
【図１２】本発明の実施形態において、ある基地局装置を最上位レイヤのマスタに決めた場合の通信エリアの一例を表した図
【図１３】本発明の実施形態において、ある基地局装置を最上位レイヤのマスタに決めた場合のツリー構成の一例を表した図
【図１４】本発明の実施形態において、他の基地局装置を最上位レイヤのマスタに決めた場合の通信エリアの一例を表した図
【図１５】本発明の実施形態において、他の基地局装置を最上位レイヤのマスタに決めた場合のツリー構成の一例を表した図
【図１６】本発明の実施形態における基地局装置をビル内に階を跨いで設置した場合の通信エリアの一例を表した図
【図１７】本発明の実施形態における基地局装置をホテル等の広い施設に設置した場合の通信経路の例を表した図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態における通信システム１０００の構成例を示す図である。通信システム１０００は、基地局装置（ＣＳ：Ｃｅｌｌ  Ｓｔａｔｉｏｎ）１００、通信端末（ＰＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｓｔａｔｉｏｎ）２００、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉ
ｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ３００、電話機４００、及びルータ５００を備える。
【００１９】
ＣＳ１００は、通信システム１０００内に階層的に複数存在する。図１では複数のＣＳ１００をＣＳ１００Ｍ、ＣＳ１００Ｍ１、ＣＳ１００Ｍ２と記す。図１において、ＣＳ１００Ｍは最上位のレイヤに配置され、例えば同期の基準となる装置（Ｔｉｍｉｎｇ  マスタＣＳ）である。ＣＳ１００Ｍ１およびＣＳ１００Ｍ２は、ＣＳ１００Ｍの下位のレイヤに配置され、ＣＳ１００Ｍの同期基準により動作する装置（Ｓｌａｖｅ  ＣＳ）である。ＣＳ１００Ｍ１とＣＳ１００Ｍ２も階層的に配置してよい。例えば、ＣＳ１００Ｍ１は、ＣＳ１００Ｍ２の上位のレイヤに配置される。
【００２０】
ＰＳ２００は、子機として動作し、移動可能な通信端末である。ＰＳ２００は、例えば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯可能なセンサ装置、である。ＰＳ２００は、例えばＰＳ２００が有するＧＰＳ機能を利用して位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて、ＣＳ１００との間においてハンドオーバーする。
【００２１】
ＳＩＰサーバ３００は、ＳＩＰプロトコルを利用して、例えば、電話番号とＩＰアドレスとを対応付けし、通信相手を呼び出して接続する呼制御処理を実行する。
【００２２】
電話機４００は、例えば内線電話機であり、例えばＳＩＰサーバ３００を介して、他の電話装置（例えばＰＳ２００）との間において通信する。
【００２３】
ルータ５００は、通信システム１０００と外部ネットワーク６００とを接続し、通信システム１０００におけるデータ及び外部ネットワーク６００におけるデータを中継する。
【００２４】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）７００は、設定作業用ソフトを備え、作業者によるＣＳの設置作業を支援し、後述のマスタ基地局（マスタＣＳ）を決めるためのサーベイ動作を起動するために機能する。設定作業用ソフトはプログラムの１つであり、例えばＰＣ７００の図示しないメモリに格納される。ＰＣ７００の図示しないＣＰＵ等が、設定作業ソフトのプログラムを実行することで、各種機能を実現する。
【００２５】
また、ルータ５００と、ＣＳ１００、ＰＳ２００、ＳＩＰサーバ３００、電話機４００及びＰＣ７００とは、有線ネットワークＮ１（例えばＩＰネットワーク）を介して接続される。
【００２６】
次に、ＣＳ１００の構成例について説明する。図２はＣＳ１００の構成例を示すブロック図である。ＣＳ１００は、無線通信部１０１、アンテナ部１０２、有線通信部１０３、無線通信判定部１０４、クロック生成部１０５、通信タイミング決定部１０６、通信タイミング補正部１０７、同期状態判定部１０８、記憶部１０９、学習処理部１１０、及び制御部１１１を備える。
【００２７】
無線通信部１０１は、他の通信装置との間において、アンテナ部１０２及び無線ネットワークを介して通信する。無線ネットワークは、例えばＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｏｒｄｌｅｓｓ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式による無線通信網である。
【００２８】
有線通信部１０３は、他の通信装置との間で、有線ネットワークを介して通信する。有線ネットワークは、例えば、有線ＬＡＮ、有線ＷＡＮ、又は電力線である。
【００２９】
無線通信判定部１０４は、無線通信部１０１がマスタＣＳからの同期信号を正常に受信
したかどうかを判定する。無線通信判定部１０４は、ＣＳの無線通信部１０１がマスタＣＳからの同期信号を所定の受信タイミングにおいて同期信号を受信したかどうかを判定する。同期信号を見失う場合としては、例えば、ＣＳに対して同期信号を送信する他のＣＳの電源がオフである場合、同期信号の受信タイミングにおいて電波干渉が発生した場合がある。なお、マスタＣＳは、各ＣＳの同期の基準となるＣＳであり、ＣＳ１００Ｍ以外のＣＳの場合もある。
【００３０】
クロック生成部１０５は、ＣＳの中で各部を動作させ、また無線通信部１０１の通信タイミングを決めるための基準クロックを生成する。
【００３１】
通信タイミング決定部１０６は、クロック生成部１０５の基準クロックに基づいて、無線通信部１０１による通信信号の通信タイミングを決定する。通信信号は、他のＣＳと同期するための同期信号を含む。
【００３２】
通信タイミング補正部１０７は、マスタＣＳからの同期信号を見失った場合に、例えば有線ネットワークを介して他のＣＳから取得した同期信号に基づいて、無線通信部１０１が通信するための通信タイミングを補正する。通信タイミングは、無線通信部１０１による送信タイミング及び受信タイミングの少なくとも一方を含む。
【００３３】
制御部１１１は、他のＣＳと連携して後述のサーベイ動作を行うようにＣＳ内の各部を制御する。
【００３４】
ＰＣ７００は、設定作業用ソフトを実行することで、複数のＣＳの中の一つのＣＳを仮のマスタＣＳに定め、そのＣＳに対して起動指示を送る。起動指示を受け取ったＣＳの制御部１１１は、サーベイ動作を実行する。
【００３５】
図１３に示すツリー構成の例では、あるＣＳ（例えばＣＳ（２））の無線同期は、上位のレイヤに配置されたマスタＣＳ（例えばＣＳ（１））からの同期信号に従って同期している。ＣＳ（２）の下位のＣＳ（７）は、マスタであるＣＳ（２）からの同期信号に従って同期している。その他のＣＳは、上位のマスタＣＳからの同期信号に従って同期している。
【００３６】
なお、ここではＣＳ（１）のように括弧書きにてＣＳの識別符号を記しているが、図面ではＣＳの識別符号を○（丸）により囲んでいる。また、図面では、「ＣＳ」の文字を省略し、識別符号を○により囲むのみで各ＣＳを表すこともある。
【００３７】
各ＣＳの通信タイミング補正部１０７は、上位のレイヤに配置されたＣＳからの同期信号に応じて、通信タイミングを補正する。なお、通信タイミングを補正する場合には、図示しないクロック補正部により、ＣＳ１００の基準クロックが補正されてもよい。
【００３８】
図２に示す記憶部１０９は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）により構成され、各種情報を記憶する。例えば記憶部１０９は、同期すべきマスタＣＳに関する情報、同期を見失った場合に同期状態の判定要求先となり得るＣＳの候補等の情報を記憶する。
【００３９】
また、記憶部１０９は、ネットワーク内の他のＣＳの同期信号の伝送チャネル及びスロットの少なくとも一方の情報、又は受信予定タイミングの情報を記憶する。同期信号の伝送チャネル及び伝送スロットの情報は、同期信号が伝送される時間位置の情報の一例である。また、記憶部１０９は、例えば、学習処理により得られる時間的ずれの情報又は補正パラメータの情報を記憶する。
【００４０】
学習処理部１１０は、非同期状態において、自ＣＳと他のＣＳとの時間的ずれを逐次学習しながら、その学習結果に応じて、通信タイミングを補正するための補正パラメータを決定する。従って、学習処理部１１０は、補正パラメータ決定部としての機能を有する。この補正パラメータは、見失い状態において利用される。
【００４１】
なお、無線通信判定部１０４、通信タイミング決定部１０６、通信タイミング補正部１０７、同期状態判定部１０８、及び学習処理部１１０は、記憶部１０９に格納されたプログラムを実行することによって各機能を実現する。
【００４２】
次に、無線通信における通信フレームの構成例について説明する。通信システム１０００における無線通信では、例えば図３に示すように１０ｍｓｅｃを１フレームとし、１フレームを２４スロットに区切って通信をする時分割方式を用いている。時分割方式の通信は、例えばＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）通信を含む。図３に示す例では、１フレーム（１０ｍｓｅｃ）を２４等分した時間長を一つのスロットとしている。各通信装置には、通信を開始する度に何れかのスロットが割り当てられる。各通信装置は、割り当てられたスロットを用いて、他の通信装置と通信する。
【００４３】
同期信号はビーコン信号とも呼ばれ、同期データ（例えばＳｙｎｃｗｏｒｄ）を含む。Ｓｙｎｃｗｏｒｄは、タイミング同期用の決まった数字列であり、前述の電話装置（ＰＳ２００）および他のスレーブのＣＳが同期するための同期情報となる、予め決定された既知のパターンのデータである。ＤＥＣＴ方式ではネットワーク毎に固有のＳｙｎｃｗｏｒｄが割り当てられ、一つのネットワークに属する各端末が送信する信号には、そのＳｙｎｃｗｏｒｄが共通して含まれている。
【００４４】
次に、ＣＳ１００の通常状態における同期処理について説明する。図４はＣＳ１００の通常状態における同期信号の送受信タイミングの一例を示す図である。図５はＣＳ１００の通常状態における通信タイミングの補正例を示す図である。
【００４５】
通常、マスタであるＣＳから定期的に同期信号を受信することにより、各ＣＳは互いに同期している。図４及び図５では、ＣＳ１００Ｍ、ＣＳ１００Ｍ１、及びＣＳ１００Ｍ２の間における同期処理を例示する。ＣＳ１００ＭはＣＳ１００Ｍ１の同期マスタ（マスタＣＳ）として動作し、ＣＳ１００Ｍ１はＣＳ１００Ｍ２の同期マスタとして動作する。
【００４６】
図４に示すように、ＣＳ１００Ｍは、一定の間隔（例えば通信信号３０のスロット０）において同期信号を送信する（同期信号  ＴＸ）。図に示すように、スレーブであるＣＳ１００Ｍ１はマスタであるＣＳ１００Ｍからの同期信号を受信し（ＲＸ）、ＣＳ１００Ｍの通信タイミングに同期して動作する。また、ＣＳ１００Ｍ１は、一定の間隔（例えば通信信号３０のスロット７）において、自身の同期信号を送信する（同期信号  ＴＸ）。
【００４７】
図４に示すＣＳ１００Ｍ２は、ＣＳ１００Ｍ１からの同期信号を受信し（ＲＸ）、ＣＳ１００Ｍ１の通信タイミングに同期して動作する。またＣＳ１００Ｍ２は、一定の間隔（例えば通信信号３０のスロット１５）において、自身の同期信号を送信する。
【００４８】
また図５に示すように、ＣＳ１００Ｍ１は、ＣＳ１００Ｍとの間において時間的ずれが発生した場合には、同期信号に含まれるＳｙｎｃｗｏｒｄの時間位置を検出し、その検出結果を用いて通信タイミングを補正する。図５では、ＣＳ１００Ｍ１の通信タイミングが所定のタイミングより遅れている場合を例示している。
【００４９】
また、ＣＳ１００Ｍ２は、ＣＳ１００Ｍ１との間において時間的ずれが発生している場合には、同期信号に含まれる時間的ずれの情報を用いて、通信タイミングを補正する。図５では、ＣＳ１００Ｍ２の通信タイミングが所定のタイミングより進んだ場合を例示している。
【００５０】
次に、基地局装置（ＣＳ１００）を建物等に設置する場合の、最上位のマスタ基地局（マスタＣＳ）を決めるためのサーベイ動作について説明する。
【００５１】
図６は、基地局装置が他の基地局装置の信号を受信した場合に電界強度（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の値を複数の区分に分け、それぞれ電界強度区分に応じて重み付けしたパラメータを決めた例を示す。以下、ＲＳＳＩの区分毎に設定されるパラメータをＣｏｓｔ（Ｃｏｓｔ値）と記す。
【００５２】
例えば、あるＣＳ１００Ｍの無線通信部１０１が、他のＣＳ１００Ｍ１から信号を受信した場合、−４０ｄＢｍ以上の電界強度であればＣｏｓｔ値を“１”、−５０ｄＢｍから−４０ｄＢｍの間であればＣｏｓｔ値を“２”とする。Ｃｏｓｔ値は、電界強度が弱くなるほど大きな値となるように重み付けされる。
【００５３】
図７（ａ），（ｂ）は、複数の基地局装置（ＣＳ１００）のマスタ／スレーブの関係を決めるための基本的な判定基準を示す。ＣＳ（１）がＣＳ（２）からの信号を受信した場合のＣｏｓｔ値を“Ｃｏｓｔ（２）−（１）”、ＣＳ（２）がＣＳ（４）からの信号を受信した場合のＣｏｓｔ値を“Ｃｏｓｔ（４）−（２）”、ＣＳ（１）がＣＳ（４）からの信号を直接受信した場合のＣｏｓｔ値を“Ｃｏｓｔ（４）−（１）”とした場合、基本的に以下の判定基準（ａ）と判定基準（ｂ）によって判定する。
【００５４】
判定基準（ａ）では、Ｃｏｓｔ（４）−（１）が、Ｃｏｓｔ（２）−（１）とＣｏｓｔ（４）−（２）との和よりも大きい場合に、ＣＳ（１）とＣＳ（４）との間に他のＣＳ（図７ではＣＳ（２））を介在させ、ＣＳ（４）をＣＳ（２）のスレーブとする。この場合には、Ｃ（１）とＣＳ（４）との間は距離的にかなり遠いか、またはＣ（１）とＣＳ（４）との間に障害物が存在する場合が考えられる。そのため、Ｃ（１）とＣＳ（４）との間に他のＣＳを介在させた方が良い。
【００５５】
また判定基準（ｂ）では、Ｃｏｓｔ（４）−（１）が、Ｃｏｓｔ（２）−（１）とＣｏｓｔ（４）−（２）との和よりも小さい場合には、ＣＳ（１）とＣＳ（４）との間に他のＣＳを介在させず、ＣＳ（４）をＣＳ（１）のスレーブとする。この場合には、ＣＳ（１）とＣＳ（４）との間は距離的に比較的近く、安定した通信が可能であることが考えられる。そのため、ＣＳ（１）とＣＳ（４）とは直接接続させた方が良い。
【００５６】
なお、Ｃｏｓｔ（４）−（１）が、Ｃｏｓｔ（２）−（１）とＣｏｓｔ（４）−（２）との和と同じである場合も、判定基準（ｂ）と同様に扱う。つまり、ＣＳ（１）とＣＳ（４）との間に他のＣＳを介在させない。
【００５７】
サーベイ処理では、全ＣＳは順番に他のＣＳからの信号を受信し、それぞれの受信強度に基づいてＣｏｓｔを算出する。すなわち、各ＣＳは、それぞれ順次連続受信動作をし、受信可能な全てのＣＳからの信号を受信し、発信元のＣＳのＩＤ情報を抽出し、その信号の受電界強度（ＲＳＳＩ）を測定してＣｏｓｔ値に変換し、ＩＤ情報とともに記録する。ＣＳのＩＤ情報は、ＣＳの識別情報の一例である。
【００５８】
図８は複数のＣＳにより受信電界強度を測定するイメージを示す。
【００５９】
例えば、ＣＳ（１）とＣＳ（２）との間ではＣｏｓｔ値は“２”、ＣＳ（２）とＣＳ（
７）との間ではＣｏｓｔ値は“１”となる。それぞれのＣＳにて受信できた全ての信号の発信元ＣＳのＩＤ情報および当該信号に関するＣｏｓｔ値は、有線ネットワークを介して１ヶ所に収集される。
【００６０】
次に、サーベイ処理について詳細に説明する。
【００６１】
図９は、最上位レイヤのマスタ（Ｍａｓｔｅｒ）ＣＳを決めるためのサーベイ処理を示すフローチャートであり、各ＣＳの制御部１１１において実行される。複数のＣＳの中の一つのＣＳが、ＰＣ７００による設定作業用ソフトの実行によって仮のマスタＣＳに定められる。仮のマスタＣＳに対してＰＣ７００から起動指示を送ることにより、起動指示を受け取ったＣＳがサーベイ処理を実行する。
【００６２】
ＣＳの設置作業において、まず複数のＣＳ（ＣＳ（１）、ＣＳ（２）、・・・）を設置し、それぞれを有線ネットワークにより接続する。また、同じ有線ネットワークに、設定作業用ソフトを実行するＰＣ７００を接続する。
【００６３】
ＰＣ７００が、図示しない操作部により作業者によるサーベイ処理を開始させる操作を受け付けると、仮のマスタＣＳを決め、有線ネットワークを使って起動指示を送る。図９に示すように、仮のマスタＣＳが決まると、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、有線通信部１０３を制御し、有線ネットワークを介して他のＣＳへ仮のマスタＣＳの情報を通知する（ステップＳ１）。これにより、他のＣＳは仮のマスタＣＳに無線同期して動作を開始し、仮の無線ツリーが形成される。
【００６４】
仮の無線ツリーを形成した上で、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、有線通信部１０３を制御して他のＣＳに対し、ＣＳ毎のＣｏｓｔ値を収集して仮のマスタＣＳへ報告するよう有線ネットワークを介して指示する（ステップＳ２）。他のＣＳの制御部１１１は、有線ネットワークを介して受けた指示に従ってＣｏｓｔ値を収集する動作を行う。これにより、仮のマスタＣＳを含めた全ＣＳは、Ｃｏｓｔ値算出処理（ステップＳ３）を開始する。
【００６５】
図１０はサーベイ処理における複数の基地局装置間のＣｏｓｔ値算出処理を示す。
【００６６】
Ｃｏｓｔ値算出処理において、各ＣＳの制御部１１１は無線通信部１０１を制御し、仮のマスタＣＳから有線ネットワークを介して送られる指示に従って順次、受信動作を開始する（ステップＳ２１）。
【００６７】
例えば、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、あるスレーブＣＳ（例えばＣＳ（２））を選択し、そのスレーブＣＳには連続受信動作をさせ、他のＣＳ（ＣＳ（３）、ＣＳ（４）、・・・）には送信動作をさせる（ステップＳ２２）。選択されたスレーブＣＳでは、連続受信動作において、無線通信部１０１が他のＣＳから送信される信号を受信するとともに、それぞれの信号の受電界強度（ＲＳＳＩ）を検出する。
【００６８】
選択されたスレーブＣＳの制御部１１１は、連続受信動作において信号を受信可能な全ての他のＣＳのＩＤ情報と、当該ＣＳから送信される信号のＲＳＳＩに基づいて決定されたＣｏｓｔ値を関連付けて記録する（ステップＳ２３）。受信可能な全ての他のＣＳとは、無線通信部１０１にて信号が受信可能で、その送信元のＩＤ情報が判別可能な全てのＣＳを意味する。
【００６９】
ステップ２４において、制御部１１１は全ＣＳの検出動作が完了したか否かを判定する
。未完了ＣＳがある場合には（ステップＳ２４：Ｎｏ）、スレーブＣＳが更新され（ステップＳ２５）、ＲＳＳＩの検出が繰り返される。
【００７０】
全ＣＳの検出動作が完了した場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、各ＣＳは、有線通信部１０３が、有線ネットワークを介して仮のマスタＣＳへＣｏｓｔ値を通知する。すなわち、各ＣＳは、それぞれが受信可能な全ての他のＣＳのＩＤ情報と、当該ＣＳからの信号に関するＣｏｓｔ値と、を関連付けて、仮のマスタＣＳへＣｏｓｔ値を通知する（ステップＳ２６）。
【００７１】
図９において、ステップＳ３のＣｏｓｔ値算出処理が完了すると、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、各ＣＳがそれぞれ受信可能な全ての他のＣＳのＩＤ情報とＣｏｓｔ値を収集する。そして、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、各ＣＳ間のＣｏｓｔ値を載せたマップを作成する（ステップＳ４）。
【００７２】
そして、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、各ＣＳが他の１つ又は複数のＣＳとの間で、１つ又は複数のＣＳを介在させたルートで間接的に接続することを想定して、図７に示した判定基準によって、各ルート中（一つまたは複数）で基地局装置間のパラメータを足した値と、基地局装置間で直接接続する場合のパラメータの値と、を比較することにより、マスタ／スレーブの関係を仮決めする。
【００７３】
次に、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、前記仮決めに基づいて、各ＣＳ毎に他のＣＳに対して間接的に接続する各ルート上での最大の段数、すなわち間に介在する他のＣＳの数（介在Ｎｏｄｅ数）の最大数を検出する（ステップＳ５）。
【００７４】
例えば、ＣＳ（３）について、ＣＳ（３）からＣＳ（５）までのルート上においてＣＳ（４）がひとつだけ介在するのであれば、介在Ｎｏｄｅ数は“１”となる。また、ＣＳ（３）からＣＳ（８）までのルート上においてＣＳ（２）とＣＳ（６）が２つ介在するのであれば、介在Ｎｏｄｅ数は“２”となる。ＣＳ（３）の場合、ＣＳ（３）からＣＳ（８）までのルートにおける介在Ｎｏｄｅ数“２”が他のルートにおける介在Ｎｏｄｅ数より大きければ、ＣＳ（３）に関しては“２”が最大の段数となる。
【００７５】
同様に、ＣＳ（２）からＣＳ（１０）までのルート上においてＣＳ（７）とＣＳ（９）が２つ介在するならば、介在Ｎｏｄｅ数は“２”となる。同様に、ＣＳ（２）からＣＳ（８）までのルート上において４台のＣＳが介在するのであれば、介在Ｎｏｄｅ数は“４”となる。
【００７６】
このように、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、ＣＳ毎に、他のＣＳに対して間接的に接続する各ルート上での最大の段数（介在Ｎｏｄｅ数が最大となる数）を調べる。
【００７７】
ステップＳ６において、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、全ＣＳに関して最大段数の判定が完了したか否かを判定する。未完了である場合には（ステップＳ６：Ｎｏ）、検出の対象として他のＣＳに更新され（ステップＳ７）、ステップ５の最大段数の検出が繰り返される。
【００７８】
全ＣＳに関して最大段数判定の動作が完了した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、次のステップにおいて、制御部１１１が、各段数の中で最小の段数を決める（ステップＳ８）。
【００７９】
ステップＳ９では、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、最小段数が同じＣＳが複数あるか否かを判定する（ステップＳ９）。最小段数を持つＣＳが１つのみであれば（ステップＳ９：Ｎｏ）、ステップＳ１０において、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、その最小段
数を持つ一つのＣＳを最上位レイヤの正式なマスタＣＳとして決定する。
【００８０】
最小段数を持つＣＳが複数有る場合は（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、それぞれのＣＳについて、階層が１段下（直下）に位置するスレーブＣＳの数をカウントし、最大のＣＳの数を求める（ステップＳ１１）。
【００８１】
次のステップ１２では、１段下のＣＳの最大数が同じであるＣＳが複数あるか否かを判定する（ステップＳ１２）。同じであるＣＳが複数でない、すなわち１段下のＣＳの最大数を持つＣＳが１つのみであれば（ステップＳ１２：Ｎｏ）、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、そのＣＳを最上位レイヤの正式なマスタＣＳとして決定する（ステップＳ１３）。
【００８２】
１段下のＣＳの最大数を持つＣＳが複数有る場合は（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ボトルネック算出処理に移行する（ステップＳ１４）。以下、１段下のＣＳの最大数を持つＣＳが複数有る場合の各ＣＳを、マスタＣＳ候補をする。
【００８３】
図１１はサーベイ処理におけるボトルネックとなる基地局装置を判別するためのボトルネック算出処理を示す。図１１の動作は、マスタＣＳ候補による動作である。
【００８４】
先ずステップ３１において、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、マスタＣＳ候補の直下にいる各ＣＳに関して、その配下のＣＳの全台数（Ｎ台）をカウントする。
【００８５】
次に、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、一つのマスタＣＳ候補の直下にいる各ＣＳの中の一つに着目し（ステップＳ３２）、着目ＣＳ（Ｘ番目のＣＳ）の配下にいるＣＳの数が他のＣＳの配下にいるＣＳの数より大きいか否かを判定する（ステップＳ３４）。なお、変数Ｘは着目ＣＳの連番であり、変数ＢはＣＳの配下にあるＣＳの数を格納する変数であり、初期値をＢ＝０とする（ステップＳ３３）。
【００８６】
着目ＣＳ（Ｘ番目のＣＳ）の配下にいるＣＳの数が他のＣＳの配下にいるＣＳの数より大きい場合には（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、着目ＣＳ（Ｘ番目）の配下にあるＣＳの数を変数Ｂに保存し、変数Ｂを更新する（ステップＳ３５）。
【００８７】
次に、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、変数Ｘを更新し（ステップＳ３６）、次のＣＳに着目する。なお、着目ＣＳ（Ｘ番目のＣＳ）の配下にいるＣＳの数が他のＣＳの配下にいるＣＳの数より小さいか、又は等しい場合には（ステップ３４：Ｎｏ）、変数Ｂを更新せず、変数Ｘを更新する。
【００８８】
ステップ３７において、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、一つのマスタＣＳ候補の直下にいるＣＳ全ての比較の動作が完了したか否かを判定する（Ｘ＞Ｎ？）（ステップＳ３７）。未完了である場合には（ステップ３７：Ｎｏ）、マスタＣＳ候補の直下にいるＣＳ全てについて比較が完了するまで処理を繰り返すため、ステップＳ３４に進む。
【００８９】
一つのマスタＣＳ候補の直下にいるＣＳ全てについて比較が完了した場合（ステップ３７：Ｙｅｓ）、ステップＳ３８に進む。仮のマスタＣＳの制御部１１１は、当該マスタＣＳ候補の直下にいる各ＣＳの中で、変数Ｂの値が最大となるＣＳの変数Ｂの値を、当該マスタＣＳ候補のボトルネックを表すパラメータとして保存する（ステップ３８）。
【００９０】
ステップ３９において、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、マスタＣＳ候補全てについてボトルネックの算出が完了したか否かを判定する（ステップＳ３９）。未完了である場
合には（ステップ３９：Ｎｏ）、マスタＣＳ候補全てについて完了するまで処理を繰り返すため、ステップＳ３１に進む。マスタＣＳ候補全てについてボトルネックの算出が完了した場合（ステップ３９：Ｙｅｓ）には、図１１の処理を終了し、図９の処理へ戻る。
【００９１】
マスタＣＳ候補全てについてボトルネック算出処理が完了すると、図９において、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、ボトルネックを表すパラメータＢが最も小さいＣＳを正式なマスタに決定する（ステップＳ１５）。パラメータ（変数）Ｂは、そのＣＳ配下のボトルネックの大きさを意味する。
【００９２】
例えば、マスタＣＳ候補がＣＳ（２），ＣＳ（３），ＣＳ（７）であって、ＣＳ（２）
に関してＢ１＝“２”、ＣＳ（３）に関してＢ２＝“３”、ＣＳ（７）に関してＢ３＝“１”とする。この場合には、ボトルネックを表すパラメータＢ（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）が最も小さいＣＳ（３）を、最上位レイヤの正式なマスタＣＳとして決定する。
【００９３】
このような判定により、最上位レイヤの直下に置く各ＣＳのボトルネックが平準化されるようにマスタＣＳを決定できる。ボトルネックの平準化とは、優劣の差を最小にした状態のことである。
【００９４】
このように、各マスタＣＳ候補をマスタＣＳと仮定して、仮定したマスタＣＳ毎に直下に位置する各ＣＳの中で変数Ｂの値が最大である変数Ｂの値を、マスタＣＳ候補毎に抽出する。この場合、各マスタＣＳ候補の中で変数Ｂの値が最も小さいＣＳを正式なマスタＣＳにすると、ボトルネックを最も平準化できる。
【００９５】
以上のようにして正式なマスタＣＳが決定されると、仮のマスタＣＳは、有線通信部１０３が、他のＣＳに対し、有線ネットワークを介して正式決定されマスタＣＳに関するＩＤ等の情報を通知する。これにより、決定されたマスタＣＳを中心に新たに無線ツリーが形成される。以後、各ＣＳは、新たな無線ツリーに従って動作する。
【００９６】
図１２は、ある一つのＣＳを最上位レイヤのマスタに決めた場合の通信エリアの一例を示す。また、図１３は、図１２と同じＣＳを最上位レイヤのマスタに決めた場合のツリー構成の一例を示す。
【００９７】
図１２の例では、ＣＳ（１）が最上位レイヤのマスタであり、ＣＳ（１）の配下にスレーブとして動作するＣＳが複数配置されている。例えば、ＣＳ（１）に対してスレーブとして動作するＣＳ（２）と、同じＣＳ（１）に対してスレーブとして動作するＣＳ（３）との計２つが、ＣＳ（１）の通信エリアの中に位置する。また、ＣＳ（４）の通信エリアの中には、ＣＳ（４）に対してスレーブとして動作するＣＳ（５）と、同じＣＳ（４）に対してスレーブとして動作するＣＳ（６）の二つが位置する。また、ＣＳ（７）の通信エリアの中には、ＣＳ（７）に対してスレーブとして動作するＣＳ（９）と、同じＣＳ（７）に対してスレーブとして動作するＣＳ（１１）の二つが位置する。なお、図１２では、例として、配下にスレーブＣＳを複数有するＣＳ（１）、ＣＳ（４）、ＣＳ（７）についてのみ通信エリアを図示する。
【００９８】
各ＣＳは、各ＣＳより上位レイヤに在るマスタＣＳに従って無線同期する。例えばＣＳ（１０）は、上位のマスタＣＳ（９）に従って同期する。ＣＳ（９）は、上位のマスタＣＳ（７）に従って同期する。ＣＳ（７）は、上位のマスタＣＳ（２）に従って同期する。ＣＳ（２）は、最上位のマスタＣＳ（１）に従って同期する。
【００９９】
図１４は、他のＣＳを最上位レイヤのマスタに決めた場合の通信エリアの一例を示す。また、図１５は、図１４と同じＣＳを最上位レイヤのマスタに決めた場合のツリー構成の
一例を示す。図１４および図１５の例は、ボトルネックを重視して設定されたツリー構成の例である。
【０１００】
図１４および図１５の例では、ＣＳ（７）が最上位レイヤのマスタであり、ＣＳ（７）の配下にスレーブとして動作するＣＳが多数在る。例えば、ＣＳ（７）の通信エリアに存在するＣＳ（３），ＣＳ（４），ＣＳ（６），ＣＳ（９）およびＣＳ（１１）が、ＣＳ（７）のスレーブとして動作する。また、ＣＳ（４）の通信エリアに存在するＣＳ（２）およびＣＳ（５）が、ＣＳ（４）のスレーブとして動作する。
ＣＳ（４）の配下には、スレーブとして動作する２つのＣＳ（ＣＳ（２），ＣＳ（５））がある。一方、その他、すなわちＣＳ（３），ＣＳ（６），ＣＳ（９），ＣＳ（１１）の配下には、それぞれスレーブとして動作するＣＳは１つのみである。最もボトルネックが大きいＣＳ（４）であっても、その配下にあるＣＳの数は２つのみであり、たとえＣＳ（４）が動作不能になっても、影響を受けるＣＳの数の割合は全ＣＳ数に比べて少ない。このように、最上位レイヤのマスタ（ＣＳ（７））の直下に置くＣＳは、ボトルネックを平準化させることにより、マスタＣＳが動作不能になった場合の影響を軽減できる。
【０１０１】
図１６は基地局装置（例えばＣＳ）をビル内に階を跨いで設置した場合の通信エリアの一例を示す。１階に設置されたＣＳ（１０）は、従来の手動での設定作業であれば同じ１階に設置されたＣＳ（３）のスレーブとして設定される。仮にＣＳ（１０）とＣＳ（３）との間の通信条件が悪い場合、設置作業者が通信条件の悪さに気付かずに作業をすると、ＣＳ（１０）は通信が不安定なまま使用されることがある。
【０１０２】
先に説明したサーベイ処理を実施することにより、仮のマスタＣＳの制御部１１１は、例えば２階に設置されたＣＳ（８）と１階に設置されたＣＳ（１０）とが比較的安定して通信可能であることを検知する。また、ＣＳ（１０）を２階に設置されたＣＳ（８）のスレーブとして設定するので、作業者の負担を軽減でき、より安定したツリー構成を形成できる。
【０１０３】
図１７は、基地局装置（例えばＣＳ）をホテル等の広い施設に設置した場合の通信経路の例であり、ＣＳ（１）が最上位レイヤのマスタである。図１７の矢印線が太いほど、受信電界強度が強いことを表している。ＣＳ（４）もしくはＣＳ（６）が配下に多くのＣＳを有するボトルネックになっている。ＣＳ（４）とＣＳ（２）との距離が比較的近いので、従来の手動による設定作業であれば、ＣＳ（４）をＣＳ（２）のスレーブとして設定する。
【０１０４】
図７の判定基準（ｂ）により、ＣＳ（４）とＣＳ（１）が直接送受信した場合には、Ｃｏｓｔ（４）−（１）が、Ｃｏｓｔ（２）−（１）とＣｏｓｔ（４）−（２）との和よりも小さいか、または等しい場合には、ＣＳ（４）はＣＳ（１）のスレーブとされる。またＣＳ（４）の下位のボトルネックを考慮しても、ＣＳ（４）を最上位レイヤのマスタＣＳ（１）の直下に設定することが有利である。
【０１０５】
次に、最上位レイヤのマスタＣＳが正式に決定された後の動作を説明する。図１３に示すツリー構成の例では、ＣＳ（２）は、上位のレイヤに配置されたマスタＣＳ（例えばＣＳ（１））からの同期信号に従って同期しており、ＣＳ（２）の下位のＣＳ（７）は、マスタであるＣＳ（２）からの同期信号に従って同期する。その他のＣＳは、上位のマスタＣＳ（２）からの同期信号に従って同期する。
【０１０６】
図２に示す各ＣＳの無線通信判定部１０４は、無線通信部１０１がマスタＣＳからの同期信号を正常に受信したかどうかを判定する。無線通信判定部１０４は、ＣＳの無線通信
部１０１がマスタＣＳからの同期信号を所定の受信タイミングにおいて同期信号を受信したかどうかを判定する。
【０１０７】
各ＣＳの通信タイミング補正部１０７は、上位のレイヤに配置されたＣＳからの同期信号に応じて、通信タイミングを補正する。すなわち各ＣＳは、通常の動作時、同期信号とともに取得した時間的ずれの情報に応じて補正パラメータを決定し、記憶部１０９に保持する。これにより、各ＣＳは、たとえ一時的に同期信号を見失っても、この補正パラメータにより通信タイミングを所定のタイミングに維持でき、同期維持できる。
【０１０８】
次に、ボトルネック算出処理の他の例について説明する。先ず前述の例と同様に、各マスタＣＳ候補の直下のスレーブＣＳ（１つまたは複数）は、直下のスレーブＣＳの下位に抱えるスレーブＣＳの総和を算出する。次に、全ＣＳ数に対する、前述のスレーブＣＳの総和の割合を算出する。
【０１０９】
例えば、マスタＣＳ候補のＣＳ（１）について、ＣＳ（１）の直下にあるスレーブＣＳ（８）の配下のＣＳが６個で全体の５０％、また、ＣＳ（１）の直下にあるスレーブＣＳ（１０）の配下のＣＳが１個で全体の７％であるとする。すると、ＣＳ（１）を正式なマスタとした場合、直下のＣＳ（８）が動作不良を起こせば、全体の５０％のＣＳが使用不能となる。
【０１１０】
また、マスタＣＳ候補のＣＳ（２）について、ＣＳ（２）の直下にあるスレーブＣＳ（６）の配下のＣＳが２個で全体の１７％、また、ＣＳ（２）の直下にあるスレーブＣＳ（７）の配下のＣＳが３個で全体の２０％であるとする。すると、ＣＳ（２）を正式なマスタとした場合、直下のＣＳ（７）が動作不良を起こせば全体の２０％のＣＳが使用不能となる。
【０１１１】
上記の例では、最も狭いボトルネックがＣＳ（８）であり、このスレーブＣＳ（８）を直下のスレーブＣＳとして抱えるマスタＣＳ候補（１）は、マスタには向かないと判断される。この場合、ＣＳ（２）を正式なマスタＣＳとして決定する。
【０１１２】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。
【０１１３】
前述の例では、仮のマスタＣＳに定められたＣＳの制御部１１１がＰＣ７００からの起動指示に従ってサーベイ動作を実行したが、これに限らず、ＰＣ７００においてサーベイ動作を実行しても良い。すなわちＰＣ７００が、設定作業用ソフトを実行することにより、各ＣＳに指示を出してＣｏｓｔ値を収集する動作をさせ、またボトルネック算出処理を行うようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、より安定したツリー構成を形成し、設置作業者の負担を軽減できる通信システム及び基地局装置等に有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０００  通信システム
１００  基地局装置（ＣＳ）
１０１  無線通信部
１０２  アンテナ部
１０３  有線通信部
１０４  無線通信判定部
１０５  クロック生成部
１０６  通信タイミング決定部
１０７  通信タイミング補正部
１０８  同期状態判定部
１０９  記憶部
１１０  学習処理部
１１１  制御部
２００  通信端末（ＰＳ）
３００  ＳＩＰサーバ
４００  電話機
５００  ルータ
６００  外部ネットワーク
７００  ＰＣ
Ｎ１  有線ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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