(57)【要約】【課題】制御装置への接続に異常がある状況で簡易に無線端末による通信を可能にすること。【解決手段】第１の無線帯域ｆ１及び第２の無線帯域ｆ２の少なくとも一方を利用して無線端末と時分割復信方式で無線通信する無線装置１０が提供される。無線装置１０は、第１の無線帯域ｆ１及び第２の無線帯域ｆ２の上りリンク区間を記憶する記憶部１１と、ベースバンド信号を処理する制御装置２０と無線装置１０との間の接続に異常があるとき、第１の無線帯域ｆ１で受信される信号の受信パスＲＸ１を第２の無線帯域ｆ２で送信される信号の送信パスＴＸ２に接続し、制御装置２０に接続されている他の無線装置４０に向けて、第１の無線帯域ｆ１で受信される第１の信号を第２の無線帯域ｆ２の上りリンク区間に第２の無線帯域ｆ２で送信する制御部１２とを有する。【選択図】図１
2018078352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線帯域及び第２の無線帯域の少なくとも一方を利用して無線端末と時分割復信方式で無線通信する無線装置であって、
前記第１の無線帯域及び前記第２の無線帯域の上りリンク区間を記憶する記憶部と、
ベースバンド信号を処理する制御装置と前記無線装置との間の接続に異常があるとき、前記第１の無線帯域で受信される信号の受信パスを前記第２の無線帯域で送信される信号の送信パスに接続し、前記制御装置に接続されている他の無線装置に向けて、前記第１の無線帯域で受信される第１の信号を前記第２の無線帯域の上りリンク区間に前記第２の無線帯域で送信する制御部と
を有する、無線装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記第１の無線帯域及び前記第２の無線帯域の下りリンク区間を記憶し、
前記制御部は、前記制御装置と前記無線装置との間の接続に異常が生じているとき、前記第２の無線帯域で受信される信号の受信パスを前記第１の無線帯域で送信される信号の送信パスに接続し、前記第１の無線帯域で送信される第２の信号を前記第２の無線帯域の下りリンク区間に前記第２の無線帯域で受信する
請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記制御装置と前記無線装置との間の接続に異常が生じているとき、前記他の無線装置のうち、前記第２の無線帯域を利用する第１の無線装置に向けて前記第１の信号を送信し、前記第１の無線装置から前記第２の信号を受信する
請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記無線装置から最も近い位置にある前記他の無線装置を前記第１の無線装置として選択する
請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記制御装置と前記無線装置との間の接続及び前記制御装置と前記第１の無線装置との間の接続に異常が生じているとき、前記第１の無線装置が前記第１の無線帯域及び前記第２の無線帯域とは異なる第３の無線帯域を利用できる場合に、前記他の無線装置の中から前記第３の無線帯域を利用する第２の無線装置を選択し、前記第１の無線装置及び前記第２の無線装置を介して、前記第１の信号を前記制御装置に送信し、前記第２の信号を前記制御装置から受信する
請求項４に記載の無線装置。
【請求項６】
第１の無線帯域及び第２の無線帯域の少なくとも一方を利用して無線端末と時分割復信方式で無線通信する無線装置による通信制御方法であって、
前記無線装置が有するメモリに格納されている前記第２の無線帯域の上りリンク区間に関する情報に基づき、
前記無線装置が有するプロセッサが、ベースバンド信号を処理する制御装置と前記無線装置との間の接続に異常があるとき、前記第１の無線帯域で受信される信号の受信パスを前記第２の無線帯域で送信される信号の送信パスに接続し、前記制御装置に接続されている他の無線装置に向けて、前記第１の無線帯域で受信される信号を前記第２の無線帯域の上りリンク区間に前記第２の無線帯域で送信する
通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線装置、及び通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震や事故などの災害による通信障害のリスクを低減する技術への関心が高まっている。無線基地局は、例えば、ベースバンド領域の信号を処理するＢＢＵ（Base Band Unit）と、ＲＦ（Radio Frequency）領域にある信号の送受信及び送受信される信号の変復調などの処理を実行するＲＲＨ（Remote Radio Head）とを有する。また、ＢＢＵとＲＲＨとは光ケーブルなどの回線で有線接続される。災害時にＢＢＵとＲＲＨとの間の回線が切断されると、そのＲＲＨに無線接続するＵＥ（User Equipment）が通信不能になる。
【０００３】
災害時の回線切断に向けた対策としては、例えば、回線を含む通信設備の二重化や、通信設備が設置される建造物の強化（耐震補強など）などが検討されている。また、災害時に通信不能になったＵＥを隣接する他の無線基地局で収容可能にする対策や、可搬仕様の無線基地局を配備して一時的に通信環境を確保する施策も検討されている。しかしながら、上記の施策には多大なコストがかかる他、災害状況や地理的条件によっては上記のような施策を講じることが困難な場合がある。
【０００４】
なお、複数のコードレス基地局による迂回接続の提案がある。この提案では、電話交換機と特定のコードレス基地局との間の通話回線に断線障害が発生している場合、特定のコードレス基地局が、近隣のコードレス基地局の空き通話回線を介して電話交換機に迂回接続する。特定のコードレス基地局は、電話機から発呼を受けたとき、その発呼に応じて取得した情報を近隣のコードレス基地局に転送する。
【０００５】
ところで、データ通信を行う無線基地局は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式やＴＤＤ（Time Division Duplex）方式などの通信方式で信号を送受信する。ＦＤＤ方式の場合、ＵＬ（Uplink）とＤＬ（Downlink）との間で異なる周波数が利用される。ＴＤＤ方式の場合、ＵＬのタイミングとＤＬのタイミングとが重ならないようにサブフレームが配置されるため、ＵＬとＤＬとで同じ周波数が利用されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平06-178345号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＦＤＤ方式を採用するＲＲＨは、ＵＬとＤＬとの間で異なる周波数を利用するため、ＵＥへＲＦ信号を送信する送信回路（ＤＬ側回路）と、ＵＥからＲＦ信号を受信する受信回路（ＵＬ側回路）とで扱う周波数が異なる。つまり、ＤＬ側回路から送信されるＲＦ信号はＵＬ側回路で受信されない。そのため、ＲＲＨ間の迂回接続を実現しようとすると、ＤＬの周波数を扱う他の受信回路をＲＲＨに増設するコストがかかる。そして、多数あるＲＲＨのそれぞれに他の受信回路を増設するには困難を伴う。
【０００８】
一方、ＴＤＤ方式を採用するＲＲＨは、ＤＬ側回路とＵＬ側回路とで同じ周波数を扱える。しかし、近隣にあるＲＲＨ同士でＵＬ及びＤＬの送受信タイミングを同期しているため、その送受信タイミングに従わないＲＦ信号の送受信は制限されている。そのため、ＲＲＨ間の迂回接続を実現しようとすると、ＵＬ及びＤＬの周波数とは異なる周波数を扱う他の受信回路をＲＲＨに増設するコストがかかる。そして、多数あるＲＲＨのそれぞれに他の受信回路を増設するには困難を伴う。
【０００９】
１つの側面によれば、本開示の目的は、制御装置への接続に異常がある状況で簡易に無線端末による通信を可能にする無線装置、及び通信制御方法を提供することにある。なお、ＢＢＵは制御装置の一例である。ＲＲＨは無線装置の一例である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様によれば、第１の無線帯域及び第２の無線帯域の少なくとも一方を利用して無線端末と時分割復信方式で無線通信する無線装置が提供される。該無線装置は、第１の無線帯域及び第２の無線帯域の上りリンク区間を記憶する記憶部と、ベースバンド信号を処理する制御装置と無線装置との間の接続に異常があるとき、第１の無線帯域で受信される信号の受信パスを第２の無線帯域で送信される信号の送信パスに接続し、制御装置に接続されている他の無線装置に向けて、第１の無線帯域で受信される第１の信号を第２の無線帯域の上りリンク区間に第２の無線帯域で送信する制御部とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
制御装置への接続に異常がある状況で簡易に無線端末による通信が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。
【図２】第２実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。
【図３】第２実施形態に係るＢＢＵのハードウェアの一例を示したブロック図である。
【図４】第２実施形態に係るＲＲＨのハードウェアの一例を示したブロック図である。
【図５】第２実施形態に係る制御回路が有する機能の一例を示したブロック図である。
【図６】区間情報の一例を示した図である。
【図７】位置情報の一例を示した図である。
【図８】第２実施形態に係る迂回経路の確立方法の一例を示した図である。
【図９】第２実施形態に係る無線通信システムにおける迂回経路の確立時の動作例を示したシーケンス図である。
【図１０】第２実施形態に係るＲＲＨ（ＢＢＵ接続に異常があるＲＲＨ）の動作例を示したフロー図である。
【図１１】第２実施形態に係るＲＲＨ（ＢＢＵ接続に異常がないＲＲＨ）の動作例を示したフロー図である。
【図１２】第２実施形態に係る迂回通信時の送受信タイミングを表すタイミングチャートの一例を示した図である。
【図１３】第２実施形態に係る迂回通信時のＲＲＨ―ＲＲＨ間送受信タイミングとＵＥ―ＲＲＨ間送受信タイミングとの対応関係を示した図である。
【図１４】第２実施形態の一変形例（変形例＃１）に係る迂回通信時のＲＲＨ―ＲＲＨ間送受信タイミングとＵＥ―ＲＲＨ間送受信タイミングとの対応関係を示した図である。
【図１５】第２実施形態の一変形例（変形例＃２）に係る迂回通信時のＲＲＨ―ＲＲＨ間送受信タイミングとＵＥ―ＲＲＨ間送受信タイミングとの対応関係を示した図である。
【図１６】第２実施形態の一変形例（変形例＃３）に係る迂回経路の確立方法の一例を示した図である。
【図１７】第２実施形態の一変形例（変形例＃３）に係る無線通信システムにおける迂回経路の確立時の動作例を示したシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
【００１４】
＜１．第１実施形態＞
図１を参照しながら、第１実施形態について説明する。第１実施形態は、ＲＲＨなどの無線装置と、ＢＢＵなどの制御装置との間の接続に異常が生じた場合に、無線装置同士を無線接続して迂回経路を形成し、制御装置への迂回通信を実現する方法に関する。図１は、第１実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。
【００１５】
図１の無線通信システムは、無線装置１０、制御装置２０、無線端末３１、３２、及び他の無線装置４０を含む。なお、ＲＲＨは、無線装置１０、他の無線装置４０の一例である。ＢＢＵは、制御装置２０の一例である。無線端末３１、３２は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータなどである。他の無線装置４０は、光ケーブルなどの通信回線により制御装置２０に有線接続されている。
【００１６】
無線装置１０は、第１の無線帯域ｆ１を利用して時分割復信（ＴＤＤ）方式で無線端末３１と無線通信する。また、無線装置１０は、第２の無線帯域ｆ２を利用して無線端末３２とＴＤＤ方式で無線通信する。また、無線装置１０は、光ケーブルなどの通信回線により制御装置２０に有線接続されている。
【００１７】
無線装置１０と制御装置２０との間の接続が正常な状態にある場合（正常時）、無線装置１０により受信された信号は、無線装置１０から制御装置２０に送られる。制御装置２０から送信される信号は、制御装置２０から無線装置１０へと送られる。この場合、無線装置１０を介して無線通信する無線端末３１、３２は通信可能な状態にある。
【００１８】
一方、通信回線の切断など、無線装置１０と制御装置２０との間の接続に異常が生じた場合（異常時）、無線装置１０により受信された信号が制御装置２０に送られなくなる。また、制御装置２０から送信される信号が無線装置１０に送られなくなる。この場合、無線端末３１、３２は通信不能な状態になる。このような状態になると、無線装置１０は、他の無線装置４０を介して制御装置２０へ接続する迂回経路を構築し、無線端末３１、３２を通信可能な状態にする。
【００１９】
以下、無線装置１０の機能について、さらに説明する。
図１に示すように、無線装置１０は、記憶部１１、制御部１２、通信部１３、及びアンテナ１４、１５を有する。
【００２０】
記憶部１１は、例えば、ＶＲＡＭ（Volatile Random Access Memory）やＮＶＲＡＭ（Non-Volatile RAM）などのメモリである。制御部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプロセッサである。制御部１２は、記憶部１１にあるプログラムによる処理を実行しうる。
【００２１】
通信部１３は、送信部１３ａ、１３ｃ、及び受信部１３ｂ、１３ｄを有する。送信部１３ａは、第１の無線帯域ｆ１に対応する送信用の無線回路である。送信部１３ｃは、第２の無線帯域ｆ２に対応する送信用の無線回路である。受信部１３ｂは、第１の無線帯域ｆ１に対応する受信用の無線回路である。受信部１３ｄは、第２の無線帯域ｆ２に対応する受信用の無線回路である。
【００２２】
送信部１３ａは、制御装置２０から入力されるベースバンド信号Ｓ１１を第１の無線帯域ｆ１のＲＦ信号に変調してアンテナ１４から送信する。以下、ベースバンド信号Ｓ１１が送信部１３ａを経由してアンテナ１４に至る経路を送信パスＴＸ１と呼ぶ場合がある。
【００２３】
送信部１３ｃは、制御装置２０から入力されるベースバンド信号Ｓ２１を第２の無線帯域ｆ２のＲＦ信号に変調してアンテナ１５から送信する。以下、ベースバンド信号Ｓ２１が送信部１３ｃを経由してアンテナ１５に至る経路を送信パスＴＸ２と呼ぶ場合がある。
【００２４】
受信部１３ｂは、アンテナ１４で受信される第１の無線帯域ｆ１のＲＦ信号を復調してベースバンド信号Ｓ１２を生成し、ベースバンド信号Ｓ１２を制御装置２０へと出力する。以下、アンテナ１４から受信部１３ｂを経由してベースバンド信号Ｓ１２の出力ポート（非図示）に至る経路を受信パスＲＸ１と呼ぶ場合がある。
【００２５】
受信部１３ｄは、アンテナ１５で受信される第２の無線帯域ｆ２のＲＦ信号を復調してベースバンド信号Ｓ２２を生成し、ベースバンド信号Ｓ２２を制御装置２０へと出力する。以下、アンテナ１５から受信部１３ｄを経由してベースバンド信号Ｓ２２の出力ポート（非図示）に至る経路を受信パスＲＸ２と呼ぶ場合がある。
【００２６】
記憶部１１には、第１の無線帯域ｆ１及び第２の無線帯域ｆ２の上りリンク区間（Ｕ）に関する情報が格納される。また、記憶部１１には、第１の無線帯域ｆ１及び第２の無線帯域ｆ２の下りリンク区間（Ｄ）に関する情報が格納される。以下、第１の無線帯域ｆ１の上りリンク区間（Ｕ）及び下りリンク区間（Ｄ）に関する情報を区間情報１１ａと呼ぶ場合がある。また、第２の無線帯域ｆ２の上りリンク区間（Ｕ）及び下りリンク区間（Ｄ）に関する情報を区間情報１１ｂと呼ぶ場合がある。
【００２７】
図１の例において、第１の無線帯域ｆ１に関する区間情報１１ａは、Ｄ、Ｓ、Ｕ、Ｄ、Ｄの順に送受信タイミングを規定している。なお、Ｓは、下りリンク区間から上りリンク区間に切り替わるタイミングに設けられ、上りリンクと下りリンクとの干渉回避に利用されるガード区間である。制御部１２は、ＤのタイミングでＲＦ信号を送信し、ＵのタイミングでＲＦ信号を受信するように通信部１３の動作を制御する。
【００２８】
第２の無線帯域ｆ２に関する区間情報１１ｂは、Ｄ、Ｓ、Ｕ、Ｕ、Ｓの順に送受信タイミングを規定している。制御部１２は、ＤのタイミングでＲＦ信号を送信し、ＵのタイミングでＲＦ信号を受信するように通信部１３の動作を制御する。この例では、正常時に、第１の無線帯域ｆ１を利用して無線端末３１と通信し、第２の無線帯域ｆ２を利用して無線端末３２と通信するように、制御部１２が通信部１３を制御している。
【００２９】
一方、制御装置２０と無線装置１０との間の接続に異常があるとき、制御部１２は、第１の無線帯域ｆ１で受信される信号の受信パスＲＸ１を第２の無線帯域ｆ２で送信される信号の送信パスＴＸ２に接続する。受信パスＲＸ１が送信パスＴＸ２に接続されることで、受信部１３ｂから出力されるベースバンド信号Ｓ１２が、ベースバンド信号Ｓ２１として送信部１３ｃに入力される。
【００３０】
また、制御部１２は、第２の無線帯域ｆ２で受信される信号の受信パスＲＸ２を第１の無線帯域ｆ１で送信される信号の送信パスＴＸ１に接続する。受信パスＲＸ２が送信パスＴＸ１に接続されることで、受信部１３ｄから出力されるベースバンド信号Ｓ２２が、ベースバンド信号Ｓ１１として送信部１３ａに入力される。
【００３１】
制御部１２は、第１の無線帯域ｆ１を利用して無線端末３１、３２と無線通信するように通信部１３を制御する。なお、図１の例では無線装置１０と無線端末３２との間の無線通信に第２の無線帯域ｆ２が利用されている。そのため、制御部１２は、無線端末３２に割り当てる無線帯域を第１の無線帯域ｆ１に変更し、区間情報１１ａに基づいて無線端末３１、３２の送受信タイミングを制御する。また、制御部１２は、第２の無線帯域ｆ２を利用して他の無線装置４０と無線通信するように通信部１３を制御する。
【００３２】
例えば、制御部１２は、通信部１３を制御し、制御装置２０に接続されている他の無線装置４０に向けて、第１の無線帯域ｆ１で受信される第１の信号を第２の無線帯域ｆ２の上りリンク区間（Ｕ）に第２の無線帯域ｆ２で送信する。また、制御部１２は、通信部１３を制御し、第１の無線帯域ｆ１で送信される第２の信号を第２の無線帯域ｆ２の下りリンク区間（Ｄ）に第２の無線帯域ｆ２で受信する。
【００３３】
上記の第１の信号は、無線端末３１、３２が第１の無線帯域ｆ１を利用して送信するＲＦ信号である。アンテナ１４を介して受信される第１の信号は、受信パスＲＸ１、送信パスＴＸ２を経由してアンテナ１５から他の無線装置４０に向けて送信される。一方、上記の第２の信号は、他の無線装置４０が第２の無線帯域ｆ２を利用して送信するＲＦ信号である。アンテナ１５を介して受信される第２の信号は、受信パスＲＸ２、送信パスＴＸ１を経由してアンテナ１４から無線端末３１、３２の少なくとも一方に向けて送信される。
【００３４】
上記のように、制御部１２は、受信パスＲＸ１を送信パスＴＸ２に接続し、受信パスＲＸ２を送信パスＴＸ１に接続することで通信部１３における迂回経路を構築する。この迂回経路により、第１の無線帯域ｆ１で受信されるＲＦ信号を第２の無線帯域ｆ２で送信することが可能になる。また、第２の無線帯域ｆ２で受信されるＲＦ信号を第１の無線帯域ｆ１で送信することが可能になる。
【００３５】
上記の迂回経路を構築した上で、制御部１２は、第１の無線帯域ｆ１を利用して無線端末３１、３２と無線通信し、第２の無線帯域ｆ２を利用して他の無線装置４０と無線通信するように通信部１３の動作を制御する。このとき、制御部１２は、送信部１３ｃがＲＦ信号を送信するタイミングを区間情報１１ｂの上りリンク区間（Ｕ）に合せ、受信部１３ｄがＲＦ信号を受信するタイミングを区間情報１１ｂの下りリンク区間（Ｄ）に合せる。
【００３６】
つまり、制御部１２は、第２の無線帯域ｆ２について上りリンクと下りリンクとが逆になるように送受信タイミングを制御する。他の無線装置４０は、無線装置１０から第２の無線帯域ｆ２で送信されるＲＦ信号を上りリンク区間（Ｕ）で受信する。また、無線装置１０は、下りリンク区間（Ｄ）に他の無線装置４０から送信されるＲＦ信号を受信する。その結果、無線装置１０と制御装置２０との間の接続に異常がある状況でも無線端末３１、３２による通信を維持することが可能になる。
【００３７】
以上、第１実施形態について説明した。
＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、ＲＲＨとＢＢＵとの間の通信回線が切断された場合に、ＲＲＨ同士を無線接続して迂回経路を形成し、ＢＢＵへの迂回通信を実現する方法に関する。
【００３８】
［２−１．無線通信システム］
図２を参照しながら、無線通信システム１００について説明する。図２は、第２実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。図２に例示した無線通信システム１００は、第２実施形態に係る無線通信システムの一例である。
【００３９】
図２に示すように、無線通信システム１００は、ＢＢＵ１０１、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４、及びＵＥ１０５、１０６、１０７を有する。なお、図１の無線通信システム１００は一例であり、ＢＢＵ１０１に接続されるＲＲＨの数や、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４と無線通信するＵＥの数は変更可能である。但し、以下では、説明の都合上、図２に示した無線通信システム１００の例に沿って説明を進める。
【００４０】
ＢＢＵ１０１とＲＲＨ１０２とは、光ケーブル１０２ａで接続されている。同様に、ＢＢＵ１０１とＲＲＨ１０３とは、光ケーブル１０３ａで接続されている。また、ＢＢＵ１０１とＲＲＨ１０４とは、光ケーブル１０４ａで接続されている。なお、ＢＢＵ１０１と、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４との間の接続には、例えば、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）の仕様が適用される。
【００４１】
ＲＲＨ１０２、１０３、１０４は、ＴＤＤ方式で無線通信を実施する。また、ＲＲＨ１０２は、管理下のＵＥ１０５、１０６との間でＢａｎｄ＃１、＃１９を利用して無線通信する。以下、Ｂａｎｄ＃ｋはｋ番目の無線帯域を表す。なお、Ｂａｎｄ＃ｋをＢｋと表記する場合がある。同様に、ＲＲＨ１０３は、管理下のＵＥ１０７との間でＢａｎｄ＃１、＃１９、＃２１を利用して無線通信する。ＲＲＨ１０４は、Ｂａｎｄ＃１、＃１９、＃２１の無線帯域を利用して無線通信する。
【００４２】
以下、ＢＢＵ１０１、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４、及びＵＥ１０５、１０６、１０７について、さらに説明する。
［２−２．ハードウェア］
図３及び図４を参照しながら、ＢＢＵ１０１、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４、及びＵＥ１０５、１０６、１０７のハードウェアについて述べる。
【００４３】
（ＢＢＵ・ＵＥ）
まず、図３を参照しながら、ＢＢＵ１０１のハードウェアについて説明する。図３は、第２実施形態に係るＢＢＵのハードウェアの一例を示したブロック図である。
【００４４】
図３に示すように、ＢＢＵ１０１は、ＣＰＵ１１１、ＲＡＭ１１２、ＨＤＤ１１３、ＣＯＭ１１４、及びＩ／Ｆ１１５を有する。ＣＰＵ１１１は、ＢＢＵ１０１の動作を制御する。また、ＣＰＵ１１１は、ベースバンド信号を処理する。例えば、ＣＰＵ１１１は、ベースバンド信号のシンボル列からコンステレーション上の信号点を順次特定し、その信号点に基づいてビット列を復元する。また、ＣＰＵ１１１は、ビット列に対応するシンボル列からベースバンド信号を生成する。
【００４５】
ＲＡＭ１１２は、ＣＰＵ１１１が処理を実行する際に用いるデータを一時的に格納するメモリである。ＨＤＤ１１３は、ＣＰＵ１１１が処理を実行する際に用いるデータや、処理結果などのデータを永続的に格納しうる記憶装置である。なお、ＨＤＤ１１３は、ＳＳＤやフラッシュメモリなどの半導体メモリに代替することや半導体メモリと併用することも可能である。ＣＯＭ１１４は、光ケーブル１０２ａ、１０３ａ、１０４ａに接続され、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４との間の有線通信に利用される光通信回路である。
【００４６】
Ｉ／Ｆ１１５は、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、半導体メモリなどの可搬記録メディア（ＭＥＤＩＡ１１６）を接続するためのインターフェースである。Ｉ／Ｆ１１５は、ＣＰＵ１１１による制御に応じて、接続されているＭＥＤＩＡ１１６に対するデータの読み書き処理を実行する。ＭＥＤＩＡ１１６には、例えば、ＣＰＵ１１１に処理を実行させるプログラムなどが格納されうる。
【００４７】
なお、ＵＥ１０５、１０６、１０７の機能も図３と同様のハードウェア要素を用いて実現可能である。但し、ＵＥ１０５、１０６、１０７に適用する場合、ＣＯＭ１１４は、光通信回路から無線通信回路（例えば、ＲＦ回路及びアンテナなど）に変更される。
【００４８】
（ＲＲＨ）
次に、図４を参照しながら、ＲＲＨ１０２のハードウェアについて説明する。図４は、第２実施形態に係るＲＲＨのハードウェアの一例を示したブロック図である。
【００４９】
図４に示すように、ＲＲＨ１０２は、アンテナ１２１ａ、フィルタ１２１ｂ、１２１ｊ、サーキュレータ１２１ｃを有する。さらに、ＲＲＨ１０２は、アンプ１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｉ、ミキサ１２１ｆ、１２１ｋ、局部発振器１２１ｇ、１２１ｍ、変調器１２１ｈ、復調器１２１ｌ、ＦＰＧＡ１２１ｎを有する。なお、符号１２１ａ、…、１２１ｎを付した要素は、Ｂａｎｄ＃１に対応する要素群である。
【００５０】
また、ＲＲＨ１０２は、アンテナ１２２ａ、フィルタ１２２ｂ、１２２ｊ、サーキュレータ１２２ｃを有する。さらに、ＲＲＨ１０２は、アンプ１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｉ、ミキサ１２２ｆ、１２２ｋ、局部発振器１２２ｇ、１２２ｍ、変調器１２２ｈ、復調器１２２ｌ、ＦＰＧＡ１２２ｎを有する。なお、符号１２２ａ、…、１２２ｎを付した要素は、Ｂａｎｄ＃１９に対応する要素群である。
【００５１】
また、ＲＲＨ１０２は、スイッチ１２３、セレクタ１２４、１２５を有する。セレクタ１２４、１２５は、光ケーブル１０２ａを介してＢＢＵ１０１に接続される。
（Ｂ１系）
アンテナ１２１ａはＲＦ信号の送受信に用いる高周波アンテナである。フィルタ１２１ｂ、１２１ｊは、ＲＦ信号に含まれるノイズ成分を除去するＢＰＦ（Band-Path Filter）である。サーキュレータ１２１ｃは、送信時にアンプ１２１ｄから出力されるＲＦ信号をアンテナ１２１ａ側に誘導し、受信時にアンテナ１２１ａ側から入力されるＲＦ信号をアンプ１２１ｉに誘導する経路切替回路である。
【００５２】
アンプ１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｉは、ＲＦ信号を増幅する増幅回路である。アンプ１２１ｄ、１２１ｉは、制御回路１２１ｘによる振幅制御に応じてＲＦ信号の振幅レベルを調整する。ミキサ１２１ｆ、１２１ｋは、局部発振器１２１ｇ、１２１ｍから出力される搬送波を信号に乗算して信号周波数を変換する。
【００５３】
ミキサ１２１ｆは、変調器１２１ｈから出力されるＩＦ（Intermediate Frequency）信号をアップコンバートしてＲＦ信号に変換する。ミキサ１２１ｋは、フィルタ１２１ｊから入力されるＲＦ信号をダウンコンバートしてＩＦ信号に変換する。変調器１２１ｈは、所定の変調方式（ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）など）でベースバンド信号を変調してＩＦ信号を生成する。復調器１２１ｌは、所定の変調方式でＩＦ信号を復調してベースバンド信号を生成する。
【００５４】
ＦＰＧＡ１２１ｎは、制御回路１２１ｘ、バッファ１２１ｙを有する。制御回路１２１ｘは、ＢＢＵ１０１との間の接続状態を監視する。また、制御回路１２１ｘは、スイッチ１２３の動作を制御する。制御回路１２１ｘは、Ｂａｎｄ＃１における送受信タイミングを制御する。制御回路１２１ｘは、迂回通信時にＢａｎｄ＃１で送受信される信号をバッファ１２１ｙに蓄積し、その信号の送受信タイミングを調整する。
【００５５】
（Ｂ１９系）
アンテナ１２２ａはＲＦ信号の送受信に用いる高周波アンテナである。フィルタ１２２ｂ、１２２ｊは、ＲＦ信号に含まれるノイズ成分を除去するＢＰＦである。サーキュレータ１２２ｃは、送信時にアンプ１２２ｄから出力されるＲＦ信号をアンテナ１２２ａ側に誘導し、受信時にアンテナ１２２ａ側から入力されるＲＦ信号をアンプ１２２ｉに誘導する経路切替回路である。
【００５６】
アンプ１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｉは、ＲＦ信号を増幅する増幅回路である。アンプ１２２ｄ、１２２ｉは、制御回路１２２ｘによる振幅制御に応じてＲＦ信号の振幅レベルを調整する。ミキサ１２２ｆ、１２２ｋは、局部発振器１２２ｇ、１２２ｍから出力される搬送波を信号に乗算して信号周波数を変換する。
【００５７】
ミキサ１２２ｆは、変調器１２２ｈから出力されるＩＦ信号をアップコンバートしてＲＦ信号に変換する。ミキサ１２２ｋは、フィルタ１２２ｊから入力されるＲＦ信号をダウンコンバートしてＩＦ信号に変換する。変調器１２２ｈは、所定の変調方式（ＱＰＳＫなど）でベースバンド信号を変調してＩＦ信号を生成する。復調器１２２ｌは、所定の変調方式でＩＦ信号を復調してベースバンド信号を生成する。
【００５８】
ＦＰＧＡ１２２ｎは、制御回路１２２ｘ、バッファ１２２ｙを有する。制御回路１２２ｘは、Ｂａｎｄ＃１９における送受信タイミングを制御する。制御回路１２２ｘは、迂回通信時にＢａｎｄ＃１９で送受信される信号をバッファ１２２ｙに蓄積し、その信号の送受信タイミングを調整する。
【００５９】
（ＳＷ・セレクタ）
スイッチ１２３は、切替ポイント１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄを有する。
切替ポイント１２３ａは、制御回路１２１ｘによる制御に応じて、セレクタ１２５から変調器１２１ｈに至る通常経路（Ｂ１送信経路）を切断し、変調器１２１ｈの出力を復調器１２２ｌから変調器１２１ｈに至る迂回経路（ＤＬ迂回経路）に接続する。切替ポイント１２３ｂは、制御回路１２２ｘによる制御に応じて、復調器１２２ｌからセレクタ１２４に至る通常経路（Ｂ１９受信経路）を切断し、復調器１２２ｌの入力を上記のＤＬ迂回経路に接続する。
【００６０】
切替ポイント１２３ｃは、制御回路１２１ｘによる制御に応じて、復調器１２１ｌからセレクタ１２４に至る通常経路（Ｂ１受信経路）を切断し、復調器１２１ｌの入力を復調器１２１ｌから変調器１２２ｈに至る迂回経路（ＵＬ迂回経路）に接続する。切替ポイント１２３ｄは、制御回路１２２ｘによる制御に応じて、セレクタ１２５から変調器１２２ｈに至る通常経路（Ｂ１９送信経路）を切断し、変調器１２２ｈの出力を上記のＵＬ迂回経路に接続する。
【００６１】
セレクタ１２４は、復調器１２１ｌ、１２２ｌから入力されるベースバンド信号を光ケーブル１０２ａへと出力する。セレクタ１２５は、光ケーブル１０２ａを介して入力されるベースバンド信号を変調器１２１ｈ、１２２ｈへと出力する。
【００６２】
なお、ＲＲＨ１０３、１０４のハードウェアもＲＲＨ１０２と同様である。但し、ＲＲＨ１０４はＢａｎｄ＃１、＃１９、＃２１に対応するため、Ｂａｎｄ＃２１用に符号１２２ａ、…、１２２ｎを付した要素と同様の要素群が追加される。
【００６３】
［２−３．ＲＲＨの機能］
次に、図５を参照しながら、制御回路１２１ｘの機能について説明する。図５は、第２実施形態に係る制御回路が有する機能の一例を示したブロック図である。
【００６４】
図５に示すように、制御回路１２１ｘは、記憶部２１１、接続監視部２１２、経路切替部２１３、及び通信制御部２１４を有する。
記憶部２１１には、区間情報２１１ａ、及び位置情報２１１ｂが格納される。
【００６５】
区間情報２１１ａは、サブフレーム毎に割り当てられる上りリンク区間及び下りリンク区間に関する情報である。例えば、区間情報２１１ａは、図６に示すような内容を有する。図６は、区間情報の一例を示した図である。図６の例では、６つのConfigurationが示されており、各subframe numberにUplink subframe, Special subframe, Downlink subframeのいずれかが割り当てられている。なお、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４は、例えば、同じConfigurationのタイミングで信号を送受信する。
【００６６】
位置情報２１１ｂは、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４の物理的な位置に関する情報である。例えば、位置情報２１１ｂは、図７に示すような内容を有する。図７は、位置情報の一例を示した図である。図７の例では、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４を識別するための識別情報（ＲＲＨ  ＩＤ）と、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４の位置を示す座標Ｘ、Ｙと、ＲＲＨ１０２を基準とするＲＲＨ間の距離とが位置情報２１１ｂに含まれている。
【００６７】
ＲＲＨ１０２、１０３、１０４の位置は、ＲＲＨ１０２を基準とする相対的な座標により表現されていてもよいし、緯度・経度などの絶対的な座標により表現されていてもよい。図６に示した位置情報２１１ｂには、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４が利用する無線帯域（Ｂａｎｄ）の情報も含まれている。Ｂａｎｄの情報は、位置情報２１１ｂとは別に記憶部２１１に格納されていてもよいし、位置情報２１１ｂに含まれていてもよい。
【００６８】
接続監視部２１２は、ＲＲＨ１０２とＢＢＵ１０１との間の接続状態を監視する。例えば、接続監視部２１２は、ＢＢＵ１０１に送ったベースバンド信号に対する応答が得られたか否かを監視する。ＢＢＵ１０１から応答が得られない場合、接続監視部２１２は、光ケーブル１０２ａによるＲＲＨ１０２とＢＢＵ１０１との間の接続に障害（接続断）が生じていると判定する。
【００６９】
なお、接続監視部２１２は、一定の時間待機した後で同じベースバンド信号をＢＢＵ１０１に再送する再送制御や一定時間の応答待機などを実施し、所定の期間内に所定の回数以上、ＢＢＵ１０１から応答が得られない場合に接続断と判定してもよい。接続監視部２１２により接続断が生じていると判定された場合、接続断が検出された旨の通知が経路切替部２１３に入力される。
【００７０】
経路切替部２１３は、光ケーブル１０２ａの接続断が検出された場合、スイッチ１２３を制御してＢ１送信経路及びＢ１９受信経路をＤＬ迂回経路に切替える。また、経路切替部２１３は、スイッチ１２３を制御してＢ１受信経路及びＢ１９送信経路をＵＬ迂回経路に切替える。経路切替部２１３によるスイッチ１２３の切替えが完了すると、切替えが完了した旨の通知が通信制御部２１４に入力される。
【００７１】
通信制御部２１４は、位置情報２１１ｂに基づいて迂回経路を形成する他のＲＲＨを選択する。例えば、通信制御部２１４は、ＲＲＨ１０２と同じＢａｎｄを利用するＲＲＨのうち、ＲＲＨ１０２との間の距離が最も近いＲＲＨ（この例ではＲＲＨ１０３）を選択する。そして、通信制御部２１４は、選択したＲＲＨ１０３との間で接続を確立する。また、通信制御部２１４は、ＲＲＨ間通信時の送受信タイミングを生成する。
【００７２】
なお、ＲＲＨ間通信時の送受信タイミングについては後述する。ＲＲＨ間通信時の送受信タイミングを示す情報は、記憶部２１１に予め格納されていてもよい。
通信制御部２１４は、ＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（この例ではＢ１９）及びＵＥ−ＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（この例ではＢ１）を設定する。通信制御部２１４は、ＵＬ迂回経路を利用してＵＥ１０５、１０６から受信した信号をＲＲＨ１０３に転送する。また、通信制御部２１４は、ＵＥ１０５、１０６向けの信号をＲＲＨ１０３から受信し、ＤＬ迂回経路を利用して、受信した信号をＵＥ１０５、１０６に転送する。
【００７３】
（迂回経路の確立方法について）
ここで、図８を参照しながら、迂回経路の確立方法について、さらに説明する。図８は、第２実施形態に係る迂回経路の確立方法の一例を示した図である。
【００７４】
図８に示すように、正常時には、ＢＢＵ１０１と、ＲＲＨ１０２、１０３（説明の都合上、ＲＲＨ１０４を省略）とが接続された状態にある。この場合、ＵＥ１０５、１０６、１０７は通信可能である。一方、ＢＢＵ１０１とＲＲＨ１０２との間の光ケーブル１０２ａに障害（Failure）が生じると、接続監視部２１２の障害検知機能により接続断が生じていると判定される。この場合、ＵＥ１０５、１０６が通信不能になる。
【００７５】
接続断の判定を受け、経路切替部２１３は、スイッチ１２３を制御してＵＬ迂回経路及びＤＬ迂回経路を構築する。また、通信制御部２１４は、ＵＥ１０５、１０６との間の通信用にＢ１を設定し、ＲＲＨ１０３との間の通信用にＢ１９を設定する。他方、ＢＢＵ１０１は、光ケーブル１０２ａの接続断を検知し、ＲＲＨ１０３に対してＲＲＨ１０２の接続断を通知する。
【００７６】
通信制御部２１４は、ＲＲＨ１０３に対してＢ１９による接続を要求する。ＲＲＨ１０３との接続が確立された場合（迂回経路の確立）、通信制御部２１４は、ＲＲＨ１０３を介してＢＢＵ１０１との間の通信を開始する。通信制御部２１４は、ＵＬ迂回経路を介して、ＵＥ１０５、１０６から受信した信号をＲＲＨ１０３に転送し、ＲＲＨ１０３を経由してＢＢＵ１０１に信号を送り届ける。一方、ＵＥ１０５、１０６向けの信号は、ＲＲＨ１０３、及びＲＲＨ１０２のＤＬ迂回経路を介してＵＥ１０５、１０６に届けられる。
【００７７】
以上、ＲＲＨ１０２の機能を例に説明したが、ＲＲＨ１０３、１０４にも同じ機能を搭載することで、光ケーブル１０３ａ、１０４ａによる接続が切れた場合にも上記と同様の方法で迂回経路を形成することができる。その結果、災害時における通信環境の確保に寄与する。
【００７８】
［２−４．処理の流れ］
以下、迂回経路の確立時における無線通信システム１００の動作、及び迂回通信時のＲＲＨ間通信に利用する送受信タイミングなどについて、さらに説明する。
【００７９】
まず、図９を参照しながら、無線通信システム１００における全体的な処理の流れについて説明する。図９は、第２実施形態に係る無線通信システムにおける迂回経路の確立時の動作例を示したシーケンス図である。なお、ここでは光ケーブル１０２ａによる接続の異常（接続断）が検出される場合を例に説明を進める。
【００８０】
（Ｓ１０１）ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２との間の接続断を検出する。例えば、ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２を介してＵＥ１０５、１０６に送信する信号をＲＲＨ１０２に送った際にＲＲＨ１０２から到達確認などの応答が得られない場合、ＲＲＨ１０２との間に接続断が生じていると判定する。なお、接続断の検出方法については、例えば、定期的にポーリング信号を送信して通信状況を確認する方法なども採用しうる。
【００８１】
（Ｓ１０２）ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２の接続断をＲＲＨ１０３、１０４に通知する。このとき、ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２がＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（Ｂ１９）の情報（Ｂａｎｄ情報）をＲＲＨ１０３、１０４に送信する。なお、ＲＲＨ１０３、１０４が予めＲＲＨ１０２のＢａｎｄ情報を保持している場合には、Ｂａｎｄ情報の送信を省略することができる。
【００８２】
（Ｓ１０３）ＲＲＨ１０３は、ＢＢＵ１０１から接続断の通知を受け、ＲＲＨ１０２との間の接続を確立するための準備（迂回設定Ｂ）を実施する。このとき、ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２との間のＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（Ｂ１９）を解放し、残りのＢａｎｄ（Ｂ１）をＵＥとの間の通信に割り当てる。また、ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２による接続要求を待ち受ける。なお、接続要求がタイムアウトした場合、ＲＲＨ１０３は、全てのＢａｎｄをＵＥとの間の通信に割り当て可能な状態に復帰する。
【００８３】
（Ｓ１０４）ＲＲＨ１０４は、ＢＢＵ１０１から接続断の通知を受け、ＲＲＨ１０２との間の接続を確立するための準備（迂回設定Ｂ）を実施する。このとき、ＲＲＨ１０４は、ＲＲＨ１０２との間のＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（Ｂ１９）を解放し、残りのＢａｎｄ（Ｂ１、Ｂ２１）をＵＥとの間の通信に割り当てる。また、ＲＲＨ１０４は、ＲＲＨ１０２による接続要求を待ち受ける。なお、接続要求がタイムアウトした場合、ＲＲＨ１０４は、全てのＢａｎｄをＵＥとの間の通信に割り当て可能な状態に復帰する。
【００８４】
（Ｓ１０５）ＲＲＨ１０２は、ＢＢＵ１０１との間の接続断を検出する。例えば、ＲＲＨ１０２は、ベースバンド信号をＢＢＵ１０１に送った際にＢＢＵ１０１から応答が得られない場合、ＢＢＵ１０１との間に接続断が生じていると判定する。なお、接続断の検出方法については、例えば、定期的にポーリング信号を送信して通信状況を確認する方法なども採用しうる。
【００８５】
（Ｓ１０６）ＲＲＨ１０２は、経路切替部２１３によるスイッチ１２３の制御によりＵＬ迂回経路及びＤＬ迂回経路を構築する。また、ＲＲＨ１０２は、通信制御部２１４により、ＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（Ｂ１９）を解放し、残りのＢａｎｄ（Ｂ１）をＵＥ１０５、１０６との間の通信に設定する。また、ＲＲＨ１０２は、通信制御部２１４により、利用可能なＢａｎｄ及び距離に基づいてＲＲＨ間通信の相手となるＲＲＨ１０３を選択する。
【００８６】
また、ＲＲＨ１０２は、通信制御部２１４により、ＲＲＨ間通信時の送受信タイミングを生成する。このとき、通信制御部２１４は、ＲＲＨ１０３への送信をUplink subframeに割り当て、ＲＲＨ１０３からの受信をDownlink subframeに割り当てる。なお、ＲＲＨ間通信時における送受信タイミングについては後段で詳述する。これらの設定（迂回設定Ａ）を完了すると、ＲＲＨ１０２は、ＲＲＨ１０３との接続準備を開始する。
【００８７】
（Ｓ１０７）ＲＲＨ１０２は、ＲＲＨ１０３に対してＢ１９を利用するＲＲＨ間接続を要求する接続要求を送信する。ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２から受信した接続要求に対して接続許可の応答を送信する。そして、ＲＲＨ１０２、１０３は、ＲＲＨ間接続を確立させる。
【００８８】
（Ｓ１０８）ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ間接続の完了（ＲＲＨ１０２、１０３の接続完了）をＢＢＵ１０１に通知する。
（Ｓ１０９）ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２の管理下にあるＵＥ１０５、１０６と、対ＵＥ１０５、１０６の信号を中継するＲＲＨ１０３とを対応付ける。つまり、ＢＢＵ１０１は、ＵＥ１０５、１０６向けの信号を送る際、ＲＲＨ１０２ではなくＲＲＨ１０３に送るように設定を変更する。また、ＢＢＵ１０１は、ＵＥ１０５、１０６から送信される信号をＲＲＨ１０３から受け取る設定に変更する。
【００８９】
（Ｓ１１０、Ｓ１１１）ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０３に対して迂回通信の運用開始を通知する。この通知を受けると、ＲＲＨ１０３を迂回経路とするＲＲＨ１０２、１０３の迂回通信が実施される。この迂回通信が実施されることで、光ケーブル１０２ａによる接続が切れている場合でも、ＵＥ１０５、１０６による通信が可能になる。
【００９０】
（ＲＲＨ１０２の動作）
ここで、図１０を参照しながら、ＲＲＨ１０２の動作について、さらに説明する。図１０は、第２実施形態に係るＲＲＨ（ＢＢＵ接続に異常があるＲＲＨ）の動作例を示したフロー図である。なお、図中に符号Ａを付した部分は、上述した迂回設定Ａに対応する。
【００９１】
（Ｓ１２１）接続監視部２１２は、ＢＢＵ１０１との間の接続断を検出する。
（Ｓ１２２）通信制御部２１４は、位置情報２１１ｂを参照し、ＲＲＨ１０２と同じＢａｎｄを利用するＲＲＨの中で、ＲＲＨ１０２との間の距離が近いＲＲＨ（この例ではＲＲＨ１０３）を選択する。なお、ＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄが予め設定されている場合、通信制御部２１４は、予め設定されているＢａｎｄを利用するＲＲＨの中から、ＲＲＨ１０２との間の距離が近いＲＲＨを選択する。
【００９２】
（Ｓ１２３）通信制御部２１４は、ＲＲＨ間接続に用いるＢａｎｄ（ＢＲ）と、ＵＥ接続に用いるＢａｎｄ（ＢＵ）とを設定する。このとき、通信制御部２１４は、ＢＲ用のＢａｎｄ（この例ではＢ１９）を解放し、残りのＢａｎｄ（この例ではＢ１）をＢＵに設定する。そして、通信制御部２１４は、ＢＵをＵＥ１０５、１０６に割り当てる。
【００９３】
（Ｓ１２４、Ｓ１２５）経路切替部２１３は、スイッチ１２３を制御し、ＢＲ送信パス（この例ではＢ１９送信経路）をＢＵ受信パス（この例ではＢ１受信経路）に接続する。また、経路切替部２１３は、スイッチ１２３を制御し、ＢＵ送信パス（この例ではＢ１送信経路）をＢＲ受信パス（この例ではＢ１９受信経路）に接続する。Ｓ１２４、Ｓ１２５の処理によりＵＬ迂回経路及びＤＬ迂回経路が構築される。
【００９４】
（Ｓ１２６）通信制御部２１４は、ＲＲＨ間通信用の送受信タイミングを設定する。このとき、通信制御部２１４は、ＲＲＨ間通信用に区間情報２１１ａにあるConfigurationとは異なるConfigurationの情報（迂回用リンク情報）を取得する。迂回用リンク情報は、記憶部２１１に予め用意されている。また、迂回用リンク情報は、ＲＲＨ１０３、１０４も保持している。通信制御部２１４は、迂回用リンク情報のConfigurationに基づき、ＲＲＨ１０３への送信をUplink subframeに割り当て、ＲＲＨ１０３からの受信をDownlink subframeに割り当てる。
【００９５】
（Ｓ１２７）通信制御部２１４は、ＲＲＨ１０３に対してＲＲＨ間接続を要求する接続要求を送信し、ＲＲＨ１０３からの応答を待ち受ける。
（Ｓ１２８）通信制御部２１４は、ＲＲＨ１０３との間の接続が確立されたか否かを判定する。例えば、通信制御部２１４は、接続要求に対する接続許可の応答をＲＲＨ１０３から受信した場合に接続が確立されたと判定する。接続が確立された場合、処理はＳ１３０へと進む。一方、接続要求がタイムアウトするなどの理由でＲＲＨ１０３との間の接続が確立されない場合、処理はＳ１２９へと進む。
【００９６】
（Ｓ１２９）通信制御部２１４は、ＲＲＨ間通信の相手として選択可能なＲＲＨがあるか否かを判定する。選択可能なＲＲＨがある場合、処理はＳ１２２へと進む。一方、選択可能なＲＲＨがない場合、通信制御部２１４は、迂回通信に係る一連の処理を終了する。
【００９７】
（Ｓ１３０）通信制御部２１４は、ＲＲＨ１０３との間で確立されたＲＲＨ間接続を利用して迂回通信を実施する。Ｓ１３０の処理が完了すると、図１０に示した一連の処理は終了する。なお、ＲＲＨ１０２とＢＢＵ１０１との間の接続が回復した場合、ＲＲＨ１０２は、光ケーブル１０２ａを利用してＢＢＵ１０１と直接通信する形態に復帰する。
【００９８】
（ＲＲＨ１０３の動作）
ここで、図１１を参照しながら、ＲＲＨ１０３の動作について、さらに説明する。図１１は、第２実施形態に係るＲＲＨ（ＢＢＵ接続に異常がないＲＲＨ）の動作例を示したフロー図である。なお、図中に符号Ｂを付した部分は、上述した迂回設定Ｂに対応する。
【００９９】
（Ｓ１４１）ＲＲＨ１０３は、ＢＢＵ１０１からＲＲＨ１０２の接続断の通知を受信する。なお、ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２が利用するＢａｎｄの情報（Ｂａｎｄ情報）を保持していない場合、ＢＢＵ１０１からＢａｎｄ情報を取得する。但し、ＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄが予め設定されている場合、Ｂａｎｄ情報の取得は省略される。
【０１００】
（Ｓ１４２、Ｓ１４３）ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ間接続に用いるＢａｎｄ（ＢＲ）と、ＵＥ接続に用いるＢａｎｄ（ＢＵ）とを設定する。このとき、ＲＲＨ１０３は、ＢＲ用のＢａｎｄ（この例ではＢ１９）を解放し、残りのＢａｎｄ（この例ではＢ１、Ｂ２１）をＢＵに設定する。そして、ＲＲＨ１０３は、ＢＵをＵＥ１０７に割り当てる。
【０１０１】
（Ｓ１４４）ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２から接続要求を受信したか否かを判定する。ＲＲＨ１０３が接続要求を受信していない場合、処理はＳ１４５へと進む。一方、ＲＲＨ１０３が接続要求を受信した場合、処理はＳ１４７へと進む。
【０１０２】
（Ｓ１４５）ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２の接続断の通知を受信してから一定時間が経過したか否かを判定する。一定時間が経過した場合、処理はＳ１４６へと進む。一方、一定時間が経過していない場合、処理はＳ１４４へと進む。
【０１０３】
（Ｓ１４６）ＲＲＨ１０３は、ＢＲ（Ｂ１９）をＢＵに設定し、通常動作に復帰する。つまり、ＲＲＨ１０３は、全てのＢａｎｄ（Ｂ１、Ｂ１９、Ｂ２１）を利用してＵＥ接続可能な状態に復帰する。Ｓ１４６の処理が完了すると、図１１に示した一連の処理は終了する。
【０１０４】
（Ｓ１４７、Ｓ１４８）ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２から受信した接続要求に対する応答をＲＲＨ１０２に送信し、ＲＲＨ１０２との間でＲＲＨ間接続を確立する。そして、ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２の管理下にあるＵＥ１０５、１０６が送受信する信号をＢＢＵ１０１に中継する迂回通信を実施する。Ｓ１４８の処理が完了すると、図１１に示した一連の処理は終了する。
【０１０５】
（送受信タイミング）
ここで、図１２及び図１３を参照しながら、迂回通信時にＲＲＨ間で用いる送受信タイミングについて、さらに説明する。
【０１０６】
図１２は、第２実施形態に係る迂回通信時の送受信タイミングを表すタイミングチャートの一例を示した図である。図１３は、第２実施形態に係る迂回通信時のＲＲＨ−ＲＲＨ間送受信タイミングとＵＥ−ＲＲＨ間送受信タイミングとの対応関係を示した図である。
【０１０７】
図１２には、正常時の送受信タイミングと、障害時（ＲＲＨ１０２とＢＢＵ１０１との間の接続が切れた状態）の送受信タイミングとが示されている。正常時の送受信タイミングは、Configuration 2のリンク配置に基づくものである。なお、ＤはDownlink subframe、SはSpecial subframe、ＵはUplink subframeである。この場合、Ｂ１、Ｂ１９についてＲＲＨ１０２、１０３が共にDownlink subframeで送信し、Uplink subframeで受信する。
【０１０８】
障害時は、ＵＥ接続にＢ１が割り当てられ、ＲＲＨ間接続にＢ１９が割り当てられる。ＵＥ接続については、正常時と同様に、Downlink subframeで送信し、Uplink subframeで受信するように送受信タイミングが設定される。一方、ＲＲＨ間接続については、迂回用リンク情報のConfiguration（区間情報２１１ａにないConfiguration）が用いられる。図１２の例では、Ｄ、…、Ｄ、Ｓ、Ｕ、Ｕ、Ｓの順でリンクが配置されている。
【０１０９】
ＢＢＵ１０１と接続されているＲＲＨ１０３は、Downlink subframeで送信し、Uplink subframeで受信する。つまり、ＲＲＨ１０３は、ＵＥ接続の場合と同様に送受信タイミングを制御する。一方、ＲＲＨ１０２は、Downlink subframeで受信し、Uplink subframeで送信する。つまり、ＲＲＨ１０２は、ＵＥ接続の場合とは逆に、上りリンクと下りリンクとを逆転させる形でConfigurationからＲＲＨ間通信用の送受信タイミングを生成する。
【０１１０】
また、ＵＥ接続の送受信タイミング（Ａ）と、ＲＲＨ間接続の送受信タイミング（Ｂ）との関係は、図１３のようになる。なお、説明の都合上、ｍ番目のフレームをフレーム＃ｍ、ｋ番目のサブフレームをサブフレーム＃ｋと呼ぶ場合がある。
【０１１１】
図中で（Ｂ）のＤから（Ａ）のＤへと向かう矢印は、ＢＢＵ１０１、ＲＲＨ１０３、ＲＲＨ１０２、ＵＥの順で信号が転送される際のＲＲＨ間通信タイミングとＲＲＨ−ＵＥ間通信タイミングとの対応関係を示している。図中で（Ａ）のＵから（Ｂ）のＵへと向かう矢印は、ＵＥ、ＲＲＨ１０２、ＲＲＨ１０３、ＢＢＵ１０１の順で信号が転送される際のＵＥ−ＲＲＨ間通信タイミングとＲＲＨ間通信タイミングとの対応関係を示している。
【０１１２】
現状のConfigurationでは、フレームの先頭サブフレームに下りリンクが設定される。そのため、ＲＲＨ１０２がＵＥから受信した信号は、次のフレームでＲＲＨ１０３に送信される。例えば、ＲＲＨ１０２がＵＥからフレーム＃ｎ−１のサブフレーム＃０で受信した信号は、フレーム＃ｎのサブフレーム＃０でＲＲＨ１０２からＲＲＨ１０３へ送信される。また、ＲＲＨ１０２がＲＲＨ１０３からフレーム＃ｎ−１のサブフレーム＃２で受信した信号は、フレーム＃ｎのサブフレーム＃７でＲＲＨ１０２からＵＥへ送信される。
【０１１３】
既に説明したように、ＲＲＨ１０２のＦＰＧＡ１２１ｎ、１２２ｎには、それぞれバッファ１２１ｙ、１２２ｙが設けられている。制御回路１２１ｘは、ＲＲＨ１０３から受信したＵＥ宛ての信号をバッファ１２１ｙに保持し、その信号を受信したフレームの次にあるフレームの適切なDownlink subframeでＵＥへ送信する。他方、制御回路１２２ｘは、ＵＥから受信したＢＢＵ１０１宛ての信号をバッファ１２２ｙに保持し、その信号を受信したフレームの次にあるフレームの適切なUplink subframeでＲＲＨ１０３へ送信する。
【０１１４】
上記のような方法でＲＲＨ間通信に用いる送受信タイミングが生成され、ＵＥ接続の送受信タイミングと、ＲＲＨ間接続における送受信タイミングとが調整される。
［２−５．変形例］
ここで、第２実施形態の変形例について述べる。
【０１１５】
（変形例＃１：同一フレーム内転送（先頭Ｓ））
図１３の説明の中で、現状のConfigurationではフレームの先頭サブフレームがDownlink subframeに割り当てられる旨を述べた。仮に、先頭サブフレームにDownlink subframe以外を許容する場合、ＵＥ接続の送受信タイミングと、ＲＲＨ間接続の送受信タイミングとを同じフレームに設定することができる。
【０１１６】
変形例＃１は、先頭サブフレームにSpecial subframeの設定を許容する場合の送受信タイミングに関する。図１４は、第２実施形態の一変形例（変形例＃１）に係る迂回通信時のＲＲＨ―ＲＲＨ間送受信タイミングとＵＥ−ＲＲＨ間送受信タイミングとの対応関係を示した図である。図１４に示すように、ＵＥ接続の送受信タイミングを示すConfigurationにおいて先頭サブフレームにSpecial subframeの設定を許容すると、サブフレーム＃０でＲＲＨ１０３からＲＲＨ１０２が受信する信号を同じフレームのサブフレーム＃２でＵＥに送信することが可能になる。このような変形も技術的には可能である。
【０１１７】
（変形例＃２：同一フレーム内転送（先頭ＵＬ））
また、図１５に示すように、ＵＥ接続の送受信タイミングを示すConfigurationにおいて先頭サブフレームにUplink subframeを配置する変形も技術的には可能である。図１５は、第２実施形態の一変形例（変形例＃２）に係る迂回通信時のＲＲＨ−ＲＲＨ間送受信タイミングとＵＥ−ＲＲＨ間送受信タイミングとの対応関係を示した図である。この場合、サブフレーム＃０でＲＲＨ１０３からＲＲＨ１０２が受信する信号を同じフレームのサブフレーム＃１でＵＥに送信することが可能になる。
【０１１８】
（変形例＃３：カスケード接続）
これまで、ＢＢＵ１０１とＲＲＨ１０２との間の接続が切れた場合を例に説明を進めてきたが、大規模な災害時には複数の接続断が同時に発生する可能性もある。例えば、光ケーブル１０２ａ、１０３ａが同時に断線した場合、ＲＲＨ１０３とＢＢＵ１０１との間にも接続障害が発生する。変形例＃３は、このような状況に対処するために、ＲＲＨをカスケード接続する形で迂回経路を形成する方法に関する。
【０１１９】
変形例＃３に係る迂回経路の確立は、図１６のような手順で実施される。図１６は、第２実施形態の一変形例（変形例＃３）に係る迂回経路の確立方法の一例を示した図である。図１６に示すように、正常時には、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４がＢＢＵ１０１に接続されている。しかし、災害などの理由で光ケーブル１０２ａ、１０３ａによる接続が切れると、ＲＲＨ１０２、１０３の管理下にあるＵＥ１０５、１０６、１０７は通信不能になる（障害時）。
【０１２０】
この場合、ＲＲＨ１０２、１０３は、既に説明した方法を利用してＢ１９によるＲＲＨ間接続を確立する。同様に、ＲＲＨ１０３、１０４の間でもＢ２１によるＲＲＨ間接続を確立する。そして、ＲＲＨ１０２の管理下にあるＵＥ１０５、１０６は、ＲＲＨ１０２、１０３、１０４を介してＢＢＵ１０１との間で信号のやり取りを実施する。また、ＲＲＨ１０３の管理下にあるＵＥ１０７は、ＲＲＨ１０３、１０４を介してＢＢＵ１０１との間で信号のやり取りを実施する（迂回時）。
【０１２１】
なお、ＲＲＨ１０４は、ＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ以外に利用可能なＢａｎｄがある場合、そのＢａｎｄを利用してＵＥと通信する。例えば、ＲＲＨ１０３、１０４の間のＲＲＨ間通信にＢ２１を利用した場合、ＲＲＨ１０４は、Ｂ１をＵＥ接続に利用する。ＲＲＨ１０３、１０４の間のＲＲＨ間接続における送受信タイミングは図１２に示した方法と同様の方法で設定される。但し、Configurationの内容が他のConfigurationと重ならないように設定される。
【０１２２】
上記のカスケード接続を実施する場合、無線通信システム１００における処理の流れは、例えば、図１７のようになる。図１７は、第２実施形態の一変形例（変形例＃３）に係る無線通信システムにおける迂回経路の確立時の動作例を示したシーケンス図である。
【０１２３】
（Ｓ２０１）ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２、１０３との間の接続断を検出する。例えば、ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２を介してＵＥ１０５、１０６に送信する信号をＲＲＨ１０２に送った際にＲＲＨ１０２から到達確認などの応答が得られない場合、ＲＲＨ１０２との間に接続断が生じていると判定する。
【０１２４】
また、ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０３を介してＵＥ１０７に送信する信号をＲＲＨ１０３に送った際にＲＲＨ１０３から到達確認などの応答が得られない場合、ＲＲＨ１０３との間に接続断が生じていると判定する。なお、接続断の検出方法については、例えば、定期的にポーリング信号を送信して通信状況を確認する方法なども採用しうる。
【０１２５】
（Ｓ２０２）ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２、１０３の接続断をＲＲＨ１０４に通知する。このとき、ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２、１０３がＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（Ｂ１９）の情報（Ｂａｎｄ情報）をＲＲＨ１０４に送信する。また、ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０３、１０４がＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（Ｂ２１）の情報（Ｂａｎｄ情報）をＲＲＨ１０４に送信する。なお、ＲＲＨ１０４が予めＢａｎｄ情報を保持している場合には、Ｂａｎｄ情報の送信を省略することができる。
【０１２６】
（Ｓ２０３）ＲＲＨ１０４は、ＢＢＵ１０１から接続断の通知を受け、ＲＲＨ１０３との間の接続を確立するための準備（迂回設定Ｂ）を実施する。このとき、ＲＲＨ１０４は、ＲＲＨ１０３との間のＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（Ｂ２１）を解放し、ＵＥ接続に利用可能なＢａｎｄ（Ｂ１）をＵＥとの間の通信に割り当てる。また、ＲＲＨ１０４は、ＲＲＨ１０３による接続要求を待ち受ける。なお、接続要求がタイムアウトした場合、ＲＲＨ１０４は、全てのＢａｎｄをＵＥとの間の通信に割り当て可能な状態に復帰する。
【０１２７】
（Ｓ２０４）ＲＲＨ１０２は、ＢＢＵ１０１との間の接続断を検出する。例えば、ＲＲＨ１０２は、ベースバンド信号をＢＢＵ１０１に送った際にＢＢＵ１０１から応答が得られない場合、ＢＢＵ１０１との間に接続断が生じていると判定する。なお、接続断の検出方法については、例えば、定期的にポーリング信号を送信して通信状況を確認する方法なども採用しうる。
【０１２８】
（Ｓ２０５）ＲＲＨ１０２は、経路切替部２１３によるスイッチ１２３の制御によりＵＬ迂回経路及びＤＬ迂回経路を構築する。また、ＲＲＨ１０２は、通信制御部２１４により、ＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（Ｂ１９）を解放し、残りのＢａｎｄ（Ｂ１）をＵＥ１０５、１０６との間の通信に設定する。また、ＲＲＨ１０２は、通信制御部２１４により、利用可能なＢａｎｄ及び距離に基づいてＲＲＨ間通信の相手となるＲＲＨ１０３を選択する。また、ＲＲＨ１０２は、通信制御部２１４により、ＲＲＨ１０２、１０３間通信時の送受信タイミングを生成する。これらの設定（迂回設定Ａ１）を完了すると、ＲＲＨ１０２は、ＲＲＨ１０３との接続準備を開始する。
【０１２９】
（Ｓ２０６）ＲＲＨ１０３は、ＢＢＵ１０１との間の接続断を検出する。例えば、ＲＲＨ１０３は、ベースバンド信号をＢＢＵ１０１に送った際にＢＢＵ１０１から応答が得られない場合、ＢＢＵ１０１との間に接続断が生じていると判定する。なお、接続断の検出方法については、例えば、定期的にポーリング信号を送信して通信状況を確認する方法なども採用しうる。
【０１３０】
（Ｓ２０７）ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２と同様にＵＬ迂回経路及びＤＬ迂回経路を構築する。また、ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ間通信に利用するＢａｎｄ（Ｂ１９、Ｂ２１）を解放し、残りのＢａｎｄ（Ｂ１）をＵＥ１０７との間の通信に設定する。また、ＲＲＨ１０３は、利用可能なＢａｎｄ及び距離に基づいてＲＲＨ間通信の相手となるＲＲＨ１０２以外のＲＲＨ（この例ではＲＲＨ１０４）を選択する。また、ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０３、１０４間通信時の送受信タイミングを生成する。これらの設定（迂回設定Ａ２）を完了すると、ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０４との接続準備を開始する。
【０１３１】
（Ｓ２０８）ＲＲＨ１０２は、ＲＲＨ１０３に対してＢ１９を利用するＲＲＨ間接続を要求する接続要求を送信する。ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２から受信した接続要求に対して接続許可の応答を送信する。そして、ＲＲＨ１０２、１０３は、ＲＲＨ間接続を確立させる。
【０１３２】
（Ｓ２０９）ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０４に対してＢ２１を利用するＲＲＨ間接続を要求する接続要求を送信する。ＲＲＨ１０４は、ＲＲＨ１０３から受信した接続要求に対して接続許可の応答を送信する。そして、ＲＲＨ１０３、１０４は、ＲＲＨ間接続を確立させる。また、ＲＲＨ１０３は、ＲＲＨ１０２、１０３間のＲＲＨ間接続が確立されている旨をＲＲＨ１０４に通知する。
【０１３３】
（Ｓ２１０）ＲＲＨ１０４は、ＲＲＨ間接続の完了（ＲＲＨ１０２、１０３、１０４のカスケード接続完了）をＢＢＵ１０１に通知する。
（Ｓ２１１）ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０２の管理下にあるＵＥ１０５、１０６と、対ＵＥ１０５、１０６の信号を中継するＲＲＨ１０４とを対応付ける。つまり、ＢＢＵ１０１は、ＵＥ１０５、１０６向けの信号を送る際、ＲＲＨ１０２ではなくＲＲＨ１０４に送るように設定を変更する。また、ＢＢＵ１０１は、ＵＥ１０５、１０６から送信される信号をＲＲＨ１０４から受け取る設定に変更する。
【０１３４】
また、ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０３の管理下にあるＵＥ１０７と、対ＵＥ１０７の信号を中継するＲＲＨ１０４とを対応付ける。つまり、ＢＢＵ１０１は、ＵＥ１０７向けの信号を送る際、ＲＲＨ１０３ではなくＲＲＨ１０４に送るように設定を変更する。また、ＢＢＵ１０１は、ＵＥ１０７から送信される信号をＲＲＨ１０４から受け取る設定に変更する。
【０１３５】
（Ｓ２１２、Ｓ２１３）ＢＢＵ１０１は、ＲＲＨ１０４に対して迂回通信の運用開始を通知する。この通知を受けると、ＲＲＨ１０４、又はＲＲＨ１０３、１０４を迂回経路とするＲＲＨ１０２、１０３、１０４の迂回通信が実施される。この迂回通信が実施されることで、光ケーブル１０２ａ、１０３ａによる接続が切れている場合でも、ＵＥ１０５、１０６、１０７による通信が可能になる。
【０１３６】
上述した変形例についても当然に第２実施形態の技術的範囲に属する。
以上、第２実施形態について説明した。第２実施形態によれば、ＲＲＨ内における送受信パスの切替え及び送受信タイミングの制御により迂回通信が実現される。そのため、新たな通信設備の増設や大がかりな災害対策を施さなくても災害時などに通信経路を確保することが可能になる。その結果、費用対効果の高い災害対策の実現に寄与する。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  無線装置
１１  記憶部
１１ａ、１１ｂ  区間情報
１２  制御部
１３  通信部
１３ａ、１３ｃ  送信部
１３ｂ、１３ｄ  受信部
１４、１５  アンテナ
２０  制御装置
３１、３２  無線端末
４０  他の無線装置
ｆ１  第１の無線帯域
ｆ２  第２の無線帯域
Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２  信号
ＴＸ１、ＴＸ２  送信パス
ＲＸ１、ＲＸ２  受信パス
【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】
2018078352.tif 000014
【図１３】
2018078352.tif 000015
【図１４】
2018078352.tif 000016
【図１５】
2018078352.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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