(57)【要約】【課題】故障基地局の発生時において、電波干渉を引き起こすことなく、また、代替基地局を用いることなく、通信不能領域の発生を最小限に抑えることが可能な上位制御装置を提供する。【解決手段】セル端部では周波数帯域を複数に分割して得られる分割帯域の内、隣接セルとは異なる分割帯域を使用し、セル中央部では周波数帯域として１以上の前記分割帯域を使用する基地局を制御する上位制御装置であって、複数の前記基地局との通信を行う上位通信部と、前記上位通信部を介して異常状態の基地局を検知した場合、当該異常状態の基地局を囲うように配置された外周基地局に対し、使用周波数帯域が他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示する基地局制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル端部では周波数帯域を複数に分割して得られる分割帯域の内、隣接セルとは異なる分割帯域を使用し、セル中央部では周波数帯域として１以上の前記分割帯域を使用する基地局を制御する上位制御装置であって、
複数の前記基地局との通信を行う上位通信部と、
前記上位通信部を介して異常状態の基地局を検知した場合、当該異常状態の基地局を囲うように配置された外周基地局に対し、使用周波数帯域が他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示する基地局制御部と、
を備えることを特徴とする上位制御装置。
【請求項２】
前記基地局制御部は、前記外周基地局に対し、使用周波数帯域を前記分割帯域に単一化するように指示すると共に、前記外周基地局のセルが他の基地局の前記セル中央部と重ならないように指示することを特徴とする請求項１記載の上位制御装置。
【請求項３】
前記基地局制御部は、前記外周基地局に対し、前記外周基地局のセルが他の基地局の前記セル中央部と重ならないように設定された指定送信出力値を通知することを特徴とする請求項２記載の上位制御装置。
【請求項４】
前記異常状態の基地局と、これに対応する前記外周基地局とが予め設定された外周基地局検索データと、各外周基地局に対応する前記分割帯域及び前記指定送信出力値が予め設定された帯域出力検索データとを記憶する記憶部を備え、
前記基地局制御部は、前記上位通信部を介して異常状態の基地局を検知した場合、当該検知した異常状態の基地局に対応する外周基地局を前記外周基地局検索データから検索すると共に、当該検索によって把握した外周基地局に対応する分割帯域及び指定送信出力値を前記帯域出力検索データから検索することを特徴とする請求項３記載の上位制御装置。
【請求項５】
前記基地局制御部は、前記上位通信部を介して前記複数の基地局のいずれかから故障発生の報告を受けた場合に、当該報告を行った基地局を前記異常状態の基地局として検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の上位制御装置。
【請求項６】
前記基地局制御部は、所定のタイミングで前記上位通信部を介して前記複数の基地局の各々に確認信号を送信して当該確認信号に対する応答の有無を監視し、前記応答の無い基地局を前記異常状態の基地局として検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の上位制御装置。
【請求項７】
セル端部では周波数帯域を複数に分割して得られる分割帯域の内、隣接セルとは異なる分割帯域を使用し、セル中央部では周波数帯域として１以上の前記分割帯域を使用する基地局であって、
上位制御装置との通信を行う下位通信部と、
自局のセル内に存在する無線端末との無線通信を行う無線部と、
前記下位通信部を介して前記上位制御装置から使用周波数帯域を他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示された場合、前記無線部を制御して、自局の使用周波数帯域を他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように設定する通信制御部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項８】
セル端部では周波数帯域を複数に分割して得られる分割帯域の内、隣接セルとは異なる分割帯域を使用し、セル中央部では周波数帯域として１以上の前記分割帯域を使用する基地局と、複数の前記基地局を制御する上位制御装置とを備える無線通信システムであって、
前記上位制御装置は、
複数の前記基地局との通信を行う上位通信部と、
前記上位通信部を介して異常状態の基地局を検知した場合、当該異常状態の基地局を囲うように配置された外周基地局に対し、使用周波数帯域が他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示する基地局制御部と、
を備え、
前記複数の基地局の各々は、
上位制御装置との通信を行う下位通信部と、
自局のセル内に存在する無線端末との無線通信を行う無線部と、
前記下位通信部を介して前記上位制御装置から使用周波数帯域を他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示された場合、前記無線部を制御して、自局の使用周波数帯域を他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように設定する通信制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上位制御装置、基地局及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、各基地局が同じ周波数帯域を利用する無線通信システムでは、隣接セルの境界付近において電波干渉が発生しやすく、通信品質の劣化を招くことが知られている。特に近年では、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を利用したＷｉＭＡＸやＬＴＥ（Long Term Evolution）などの次世代高速通信規格を採用する無線通信システムの構築に当って、上記の隣接セル間における電波干渉が問題視されており、これを回避するためにＦＦＲ(Fractional Frequency Reuse)技術の導入が検討されている。
【０００３】
ＦＦＲとは、隣接するセル同士が重ならないようにセル配置を行い、電波干渉の少ないセル中央部（基地局近傍部）ではシステムで規定されている周波数帯域の全帯域を使用し、電波干渉の多いセル端部（セル境界付近）では周波数帯域を複数に分割して得られる分割帯域の内、隣接セルとは異なる分割帯域を使用することで、セル間干渉の低減及び通信品質の向上を図る技術である（下記特許文献１参照）。一般的なＦＦＲでは、セル形状を正六角形に見立てて、隣接するセル同士が重ならないようにセル配置を行い、各セル端部では周波数帯域を３分割して得られる分割帯域のいずれかを使用することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０２１７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなＦＦＲ技術を導入する場合、セル間干渉の低減及び通信品質の向上を図ることが可能であるが、その一方で隣接するセル同士が重ならないようにセル配置を行うため、故障基地局が発生すると、その故障基地局を囲うように配置された外周基地局によるカバーを実施することができず、大きな通信不能領域（故障基地局の担当セルに相当する領域）を生じさせてしまうという問題がある。
【０００６】
このような問題に対し、故障基地局の発生時において、当該故障基地局の担当セルをカバーするように外周基地局の送信出力を上げるという方法も考えられるが、単純に外周基地局の送信出力を上げるだけでは、隣接する基地局間で同一周波数帯域の電波干渉を引き起こす。また、故障基地局の発生に備えて、代替基地局を冗長的に配置するという方法も考えられるが、システムコストが大幅に増加するという別の問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、故障基地局の発生時において、電波干渉を引き起こすことなく、また、代替基地局を用いることなく、通信不能領域の発生を最小限に抑えることが可能な上位制御装置、基地局及び無線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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る上位制御装置は、セル端部では周波数帯域を複数に分割して得られる分割帯域の内、隣接セルとは異なる分割帯域を使用し、セル中央部では周波数帯域として１以上の前記分割帯域を使用する基地局を制御する上位制御装置であって、複数の前記基地局との通信を行う上位通信部と、前記上位通信部を介して異常状態の基地局を検知した場合、当該異常状態の基地局を囲うように配置された外周基地局に対し、使用周波数帯域が他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示する基地局制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る上位制御装置において、前記基地局制御部は、前記外周基地局に対し、使用周波数帯域を前記分割帯域に単一化するように指示すると共に、前記外周基地局のセルが他の基地局の前記セル中央部と重ならないように指示することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る上位制御装置において、前記基地局制御部は、前記外周基地局に対し、前記外周基地局のセルが他の基地局の前記セル中央部と重ならないように設定された指定送信出力値を通知することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る上位制御装置において、前記異常状態の基地局と、これに対応する前記外周基地局とが予め設定された外周基地局検索データと、各外周基地局に対応する前記分割帯域及び前記指定送信出力値が予め設定された帯域出力検索データとを記憶する記憶部を備え、前記基地局制御部は、前記上位通信部を介して異常状態の基地局を検知した場合、当該検知した異常状態の基地局に対応する外周基地局を前記外周基地局検索データから検索すると共に、当該検索によって把握した外周基地局に対応する分割帯域及び指定送信出力値を前記帯域出力検索データから検索することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る上位制御装置において、前記基地局制御部は、前記上位通信部を介して前記複数の基地局のいずれかから故障発生の報告を受けた場合に、当該報告を行った基地局を前記異常状態の基地局として検知することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る上位制御装置において、前記基地局制御部は、所定のタイミングで前記上位通信部を介して前記複数の基地局の各々に確認信号を送信して当該確認信号に対する応答の有無を監視し、前記応答の無い基地局を前記異常状態の基地局として検知することを特徴とする。
【００１４】
一方、本発明に係る基地局は、セル端部では周波数帯域を複数に分割して得られる分割帯域の内、隣接セルとは異なる分割帯域を使用し、セル中央部では周波数帯域として１以上の前記分割帯域を使用する基地局であって、上位制御装置との通信を行う下位通信部と、自局のセル内に存在する無線端末との無線通信を行う無線部と、前記下位通信部を介して前記上位制御装置から使用周波数帯域を他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示された場合、前記無線部を制御して、自局の使用周波数帯域を他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように設定する通信制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に係る無線通信システムは、セル端部では周波数帯域を複数に分割して得られる分割帯域の内、隣接セルとは異なる分割帯域を使用し、セル中央部では周波数帯域として１以上の前記分割帯域を使用する基地局と、複数の前記基地局を制御する上位制御装置とを備える無線通信システムであって、前記上位制御装置は、複数の前記基地局との通信を行う上位通信部と、前記上位通信部を介して異常状態の基地局を検知した場合、当該異常状態の基地局を囲うように配置された外周基地局に対し、使用周波数帯域が他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示する基地局制御部と、を備え、前記複数の基地局の各々は、上位制御装置との通信を行う下位通信部と、自局のセル内に存在する無線端末との無線通信を行う無線部と、前記下位通信部を介して前記上位制御装置から使用周波数帯域を他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示された場合、前記無線部を制御して、自局の使用周波数帯域を他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように設定する通信制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上位制御装置において、上位通信部を介して異常状態の基地局を検知した場合、当該異常状態の基地局を囲うように配置された外周基地局に対し、使用周波数帯域が他の基地局の使用周波数帯域と重ならないように指示することにより、外周基地局とその他の基地局との電波干渉、及び外周基地局同士の電波干渉を回避しつつ、異常状態の基地局の担当セルを外周基地局の担当セルによってカバーすることができる。すなわち、本発明によれば、故障などの異常状態の基地局発生時に、電波干渉を引き起こすことなく、また、代替基地局を用いることなく、通信不能領域の発生を最小限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システム１のブロック構成図である。
【図２】無線通信システム１のセル配置図（オムニ配列）である。
【図３】上位制御装置ＨＣの記憶部１２に記憶されている外周基地局検索テーブル１２ａ及び帯域出力検索テーブル１２ｂの一例である。
【図４】上位制御装置ＨＣのシステム運用時における動作フローチャートである。
【図５】基地局Ｂのシステム運用時における動作フローチャートである。
【図６】基地局Ｂの通常運用状態における周波数と送信出力との関係を表す図である。
【図７】基地局Ｂの故障発生時における周波数と送信出力との関係を表す図である。
【図８】故障基地局発生時におけるセル配置を示す図である。
【図９】変形例における３セクタ配列のセル配置図である。
【図１０】３セクタ配列を採用した場合の、外周基地局検索テーブル１２ａ及び帯域出力検索テーブル１２ｂの一例である。
【図１１】３セクタ配列を採用した場合の、故障基地局発生時におけるセル配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における無線通信システム１のブロック構成図である。この図１に示すように、無線通信システム１は、例えば次世代高速通信規格であるＬＴＥを採用したＬＴＥシステムであり、複数（本実施形態では１９基）の基地局Ｂ１〜Ｂ１９と、これら基地局Ｂ１〜Ｂ１９を制御する上位制御装置ＨＣとを備えている。なお、図１では、基地局Ｂ１を代表的に用いて基地局の内部構成を図示しているが、他の基地局Ｂ２〜Ｂ１９も同様な内部構成を備えている。
【００１９】
ＬＴＥシステムとは、ダウンリンク通信にＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を、アップリンク通信にＳＣ−ＦＤＭＡ(Single Carrier Frequency Division Multiple Access）を用い、ユーザ端末に対してＲＢ（Resource Block）単位で無線リソースの割り当てを行うものである。なお、ＲＢとは、１２サブキャリア分の帯域幅（＝１８０ｋＨｚ）と７シンボル分の時間幅（＝１スロット長０．５ｍｓ）で構成された、無線リソースの最小割当単位である。
【００２０】
このような無線通信システム１では、ＦＦＲ技術に基づくセル配置を採用している。図２は、無線通信システム１のセル配置図である。この図２に示すように、無線通信システム１では、セル形状を正六角形に見立てて、隣接するセル同士が重ならないようにセル配置を行い、電波干渉の少ないセル中央部（基地局近傍部）ではシステムで規定されている周波数帯域の全帯域Ｗ０を使用し、電波干渉の多いセル端部（セル境界付近）では周波数帯域を３分割して得られる分割帯域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の内、隣接セルとは異なる分割帯域を使用することで、セル間干渉の低減及び通信品質の向上を図っている。なお、図２のようなセル配置をオムニ配列と呼ぶ。また、本実施形態において、全帯域Ｗ０（周波数帯域）は、３つの分割帯域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３で構成されているものと想定する。
【００２１】
また、図２において、符号Ｃ１〜Ｃ１９は、図１で示した基地局Ｂ１〜Ｂ１９のそれぞれが担当するセルを表している。例えば、セルＣ１０に着目すると、基地局Ｂ１０は、このセルＣ１０の中心位置に設置されており、セル中央部では周波数帯域の全帯域Ｗ０が使用され、セル端部では分割帯域Ｗ２が使用されるように帯域制御及び送信出力制御を行っている。このセルＣ１０の周囲には、隣接セルとしてセルＣ５、Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１４、Ｃ１５が配置されているが、図２からわかるように、これら隣接セルとセルＣ１０との境界において互いに異なる分割帯域が使用されているため、電波干渉は発生しない。他のセルについても同様である。
【００２２】
以下、図２に示したセル配置を前提として、図１に戻って説明を続ける。図１に示すように、上位制御装置ＨＣは、上位通信部１１、記憶部１２及び基地局制御部１３を備えている。また、基地局Ｂ１（他の基地局Ｂ２〜Ｂ１９も同様）は、下位通信部２１、無線部２２、基地局記憶部２３及び通信制御部２４を備えている。
【００２３】
上位制御装置ＨＣにおいて、上位通信部１１は、通信ケーブルＫを介して各基地局Ｂ１〜Ｂ１９の下位通信部２１と通信可能に接続されており、基地局制御部１３による制御の下、各基地局Ｂ１〜Ｂ１９との有線通信を実現するものである。
【００２４】
記憶部１２は、例えばフラッシュメモリやＨＤＤ(Hard Disk Drive)等の記憶デバイスであり、故障基地局と、これに対応する外周基地局とが予め設定された外周基地局検索テーブル１２ａ（外部基地局検索データ）と、各外周基地局に対応する分割帯域及び指定送信出力値が予め設定された帯域出力検索テーブル１２ｂ（帯域出力検索データ）とを記憶している。ここで、外周基地局とは、基地局Ｂ１〜Ｂ１９の内、故障基地局を囲うように配置された基地局を指し、例えば、セルＣ１０を担当する基地局Ｂ１０が故障基地局である場合、セルＣ５、Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１４、Ｃ１５のそれぞれを担当する基地局Ｂ５、Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１１、Ｂ１４、Ｂ１５が外周基地局となる（図２参照）。
【００２５】
また、各外周基地局に対応する分割帯域とは、各外周基地局が使用する分割帯域を指し、例えば、基地局Ｂ５、Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１１、Ｂ１４、Ｂ１５が外周基地局である場合、外周基地局Ｂ５に対応する分割帯域はＷ３、外周基地局Ｂ６に対応する分割帯域はＷ１、外周基地局Ｂ９に対応する分割帯域はＷ１、外周基地局Ｂ１１に対応する分割帯域はＷ３、外周基地局Ｂ１４に対応する分割帯域はＷ３、外周基地局Ｂ１５に対応する分割帯域はＷ１となる（図２参照）。
【００２６】
また、各外周基地局に対応する指定送信出力値とは、後述の基地局制御部１３が、故障基地局の発生時に、各外周基地局に対して通知すべき送信出力の設定値を指し、本実施形態では、外周基地局のセルが他の基地局のセル中央部（全帯域Ｗ０を使用している領域）と重ならないような値（換言すれば、外周基地局のセルを拡大しても他の基地局のセル中央部と電波干渉しない値）に設定されている。
【００２７】
図３（ａ）は、外周基地局検索テーブル１２ａの具体例を示し、図３（ｂ）は、帯域出力検索テーブル１２ｂの具体例を示している。なお、図３（ｂ）において、外周基地局Ｂ１〜Ｂ１９に対応する指定送信出力値（外周基地局は、この値で通知を受けた場合、自局の送信出力をこの値に設定する）をそれぞれＰ１〜Ｐ１９で示しているが、セルＣ１〜Ｃ１９の大きさが同じ場合には、指定送信出力値Ｐ１〜Ｐ１９も同じ値となる。
【００２８】
基地局制御部１３は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)等のマイクロコンピュータであり、上位通信部１１を介して故障基地局（異常状態の基地局）を検知した場合、当該故障基地局の外周基地局に対し、使用周波数帯域を分割帯域に単一化するように指示すると共に、外周基地局のセルが他の基地局のセル中央部と重ならないように設定された指定送信出力値を通知する。
【００２９】
具体的には、基地局制御部１３は、上位通信部１１を介して故障基地局を検知した場合、当該検知した故障基地局に対応する外周基地局を、上述した外周基地局検索テーブル１２ａから検索すると共に、当該検索によって把握した外周基地局に対応する分割帯域及び通知すべき指定送信出力値を帯域出力検索テーブル１２ｂから検索する。また、基地局制御部１３は、上位通信部１１を介して基地局Ｂ１〜Ｂ１９のいずれかから故障発生の報告を受けた場合に、当該報告を行った基地局を故障基地局として検知する機能を有している。
【００３０】
一方、基地局Ｂ１において、下位通信部２１は、通信ケーブルＫを介して上位制御装置ＨＣの上位通信部１１と通信可能に接続されており、通信制御部２４による制御の下、上位制御装置ＨＣとの有線通信を実現するものである。
【００３１】
無線部２２は、通信制御部２４による制御の下、ダウンリンク通信ではＯＦＤＭＡを、アップリンク通信ではＳＣ−ＦＤＭＡを用いて、自局のセルＣ１内に存在する無線端末との無線通信を実現するものである。具体的には、この無線部２２は、ダウンリンク通信時において、通信制御部２４から入力されるベースバンド信号から送信用のＯＦＤＭ信号を生成し、そのＯＦＤＭ信号を無指向性アンテナ２２ａを介して無線端末に送信する。また、無線部２２は、アップリンク通信時において、無指向性アンテナ２２ａを介して無線端末から受信したＳＣ−ＦＤＭ信号をベースバンド信号に変換して通信制御部２４に出力する。
【００３２】
基地局記憶部２３は、例えばフラッシュメモリやＨＤＤ(Hard Disk Drive)等の記憶デバイスであり、通信制御部２４にて実行される制御プログラムや各種設定データを予め記憶していると共に、パケットデータをバッファリングするバッファとしての機能を有している。
【００３３】
通信制御部２４は、例えばベースバンドプロセッサであり、基地局記憶部２３に記憶されている制御プログラムに従って基地局Ｂ１の通信動作を統括制御するものである。また、この通信制御部２４は、本実施形態における特徴的な機能として、下位通信部２１を介して上位制御装置ＨＣから使用周波数帯域を分割帯域に単一化するように指示されると共に指定送信出力値を通知された場合、無線部２２を制御して、自局の使用周波数帯域を分割帯域に単一化すると共に、自局の送信出力を通知された指定送信出力値に設定する機能を有している。
【００３４】
次に、上記のように構成された上位制御装置ＨＣ及び基地局Ｂ１〜Ｂ１９の動作について詳細に説明する。なお、基地局Ｂ１〜Ｂ１９の動作は全て同じであるため、以下の動作説明において基地局Ｂ１〜Ｂ１９を区別する必要がない場合には、基地局Ｂと総称する。
【００３５】
＜上位制御装置ＨＣのシステム運用時における動作＞
まず、上位制御装置ＨＣのシステム運用時における動作について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。図４に示すように、上位制御装置ＨＣの基地局制御部１３は、上位通信部１１を介して、基地局Ｂ１〜Ｂ１９のいずれかから故障発生の報告を受けたか否かを判断し（ステップＳ１）、「Ｙｅｓ」の場合には、報告を行った基地局を故障基地局として検知し、故障基地局に対して無線通信動作の停止を指示する（ステップＳ２）。
【００３６】
続いて、基地局制御部１３は、記憶部１２に記憶されている外周基地局検索テーブル１２ａを参照して、故障基地局に対応する外周基地局を検索する（ステップＳ３）。例えば、基地局Ｂ１０が故障基地局であった場合、基地局制御部１３は、外周基地局検索テーブル１２ａを用いた検索により、基地局Ｂ５、Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１１、Ｂ１４、Ｂ１５を外周基地局として把握する（図３（ａ）参照）。
【００３７】
続いて、基地局制御部１３は、記憶部１２に記憶されている帯域出力検索テーブル１２ｂを参照して、上記ステップＳ３で把握した外周基地局に対応する分割帯域及び通知すべき指定送信出力値を検索する（ステップＳ４）。例えば、基地局Ｂ１０が故障基地局であった場合、基地局制御部１３は、帯域出力検索テーブル１２ｂを用いた検索により、外周基地局Ｂ５に対応する分割帯域及び指定送信出力値として（Ｗ３、Ｐ５）を取得し、外周基地局Ｂ６に対応する分割帯域及び指定送信出力値として（Ｗ１、Ｐ６）を取得し、外周基地局Ｂ９に対応する分割帯域及び指定送信出力値として（Ｗ１、Ｐ９）を取得し、外周基地局Ｂ１１に対応する分割帯域及び指定送信出力値として（Ｗ３、Ｐ１１）を取得し、外周基地局Ｂ１４に対応する分割帯域及び指定送信出力値として（Ｗ３、Ｐ１４）を取得し、また、外周基地局Ｂ１５に対応する分割帯域及び指定送信出力値として（Ｗ１、Ｐ１５）を取得する。
【００３８】
続いて、基地局制御部１３は、ステップＳ４で取得した各外周基地局に対応する分割帯域及び指定送信出力値に基づき、上位通信部１１を介して、各外周基地局に対し、使用周波数帯域を分割帯域に単一化するように指示すると共に指定送信出力値を通知する（ステップＳ５）。その後、基地局制御部１３は、上位通信部１１を介して、故障基地局から故障復旧の報告を受けたか否かを判断し（ステップＳ６）、「Ｙｅｓ」の場合には、上位通信部１１を介して、故障基地局の外周基地局に対し、通常運用状態への復帰を指示する（ステップＳ７）。
【００３９】
以上のように、上位制御装置ＨＣの基地局制御部１３は、上記ステップＳ１〜Ｓ７の処理を繰り返すことにより、故障基地局が発生する度に、その故障基地局の外周基地局に対して、使用周波数帯域を分割帯域に単一化するように指示すると共に指定送信出力値を通知し、故障が復旧すると、それら外周基地局に対して、通常運用状態への復帰を指示する。
【００４０】
＜基地局Ｂのシステム運用時における動作＞
次に、基地局Ｂのシステム運用時における動作について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。この図５に示すように、基地局Ｂの通信制御部２４は、まず、無線部２２を制御して、通常運用状態で予め決められている帯域制御及び送信出力制御を実施することにより、図２に示すようなセル配置を実現する（ステップＳ１１）。
【００４１】
具体的には、基地局Ｂがセル端部において分割帯域Ｗ１を使用する基地局Ｂ１、Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１２、Ｂ１５及びＢ１７である場合、通信制御部２４は、図６（ａ）に示す周波数と送信出力との関係に基づいて、周波数帯域の全帯域Ｗ０を３分割して得られる分割帯域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の内、分割帯域Ｗ１の送信出力が最大化されるように帯域制御及び送信出力制御を行う。これにより、図２に示したセルＣ１、Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１２、Ｃ１５及びＣ１７が形成される。
【００４２】
また、基地局Ｂがセル端部において分割帯域Ｗ２を使用する基地局Ｂ２、Ｂ４、Ｂ７、Ｂ１０、Ｂ１３、Ｂ１６及びＢ１８である場合、通信制御部２４は、図６（ｂ）に示す周波数と送信出力との関係に基づいて、周波数帯域の全帯域Ｗ０を３分割して得られる分割帯域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の内、分割帯域Ｗ２の送信出力が最大化されるように帯域制御及び送信出力制御を行う。これにより、図２に示したセルＣ２、Ｃ４、Ｃ７、Ｃ１０、Ｃ１３、Ｃ１６及びＣ１８が形成される。
【００４３】
また、基地局Ｂがセル端部において分割帯域Ｗ３を使用する基地局Ｂ３、Ｂ５、Ｂ８、Ｂ１１、Ｂ１４及びＢ１９である場合、通信制御部２４は、図６（ｃ）に示す周波数と送信出力との関係に基づいて、周波数帯域の全帯域Ｗ０を３分割して得られる分割帯域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の内、分割帯域Ｗ３の送信出力が最大化されるように帯域制御及び送信出力制御を行う。これにより、図２に示したセルＣ３、Ｃ５、Ｃ８、Ｃ１１、Ｃ１４及びＣ１９が形成される。
【００４４】
続いて、通信制御部２４は、下位通信部２１を介して、上位制御装置ＨＣから使用周波数帯域を分割帯域に単一化するように指示されると共に指定送信出力値を通知されたか否かを判断し（ステップＳ１２）、「Ｙｅｓ」の場合、つまり故障基地局が発生し、自局が故障基地局の外周基地局として選出された場合、上位制御装置ＨＣの指示内容に従って、無線部２２を制御して、自局の使用周波数帯域を分割帯域に単一化すると共に、自局の送信出力を通知された指定送信出力値に設定する（ステップＳ１３）。
【００４５】
具体的には、基地局Ｂがセル端部において分割帯域Ｗ１を使用する基地局Ｂ１、Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１２、Ｂ１５及びＢ１７である場合、通信制御部２４は、図７（ａ）に示すように、自局の使用周波数帯域を分割帯域Ｗ１に単一化し、その単一周波数帯域Ｗ１の送信出力が指定送信出力値となるように帯域制御及び送信出力制御を行う。
【００４６】
また、基地局Ｂがセル端部において分割帯域Ｗ２を使用する基地局Ｂ２、Ｂ４、Ｂ７、Ｂ１０、Ｂ１３、Ｂ１６及びＢ１８である場合、通信制御部２４は、図７（ｂ）に示すように、自局の使用周波数帯域を分割帯域Ｗ２に単一化し、その単一周波数帯域Ｗ２の送信出力が指定送信出力値となるように帯域制御及び送信出力制御を行う。
【００４７】
また、基地局Ｂがセル端部において分割帯域Ｗ３を使用する基地局Ｂ３、Ｂ５、Ｂ８、Ｂ１１、Ｂ１４及びＢ１９である場合、通信制御部２４は、図７（ｃ）に示すように、自局の使用周波数帯域を分割帯域Ｗ３に単一化し、その単一周波数帯域Ｗ３の送信出力が指定送信出力値となるように帯域制御及び送信出力制御を行う。
【００４８】
このような帯域制御及び送信出力制御により、自局（外周基地局）のセルは、他の基地局のセル中央部（全帯域を使用している領域）と重ならないように拡大されるため、他の基地局との電波干渉を回避しつつ、故障基地局の担当セルを自局の担当セルによってカバーすることができる。また、自局の使用周波数帯域を分割帯域に単一化するため、外周基地局同士の電波干渉も回避できる。
【００４９】
そして、通信制御部２４は、下位通信部２１を介して、上位制御装置ＨＣから通常運用状態への復帰指示を受けたか否かを判断し（ステップＳ１４）、「Ｙｅｓ」の場合（故障基地局が復旧した場合）には、ステップＳ１１に戻って、通常運用状態で予め決められている帯域制御及び送信出力制御を実施する。
【００５０】
以上のように、基地局Ｂの通信制御部２４は、上記ステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返すことにより、上位制御装置ＨＣから使用周波数帯域を分割帯域に単一化するように指示されると共に指定送信出力値を通知される度に、通常運用状態における帯域制御及び送信出力制御を一時停止して、上位制御装置ＨＣの指示内容に従った帯域制御及び送信出力制御を実施し、故障基地局が復旧した場合には、通常運用状態に復帰する。
【００５１】
＜故障基地局発生時における具体例＞
次に、上述した上位制御装置ＨＣ及び基地局Ｂのシステム運用時における動作を前提として、故障基地局発生時における具体例について説明する。本具体例では、上位制御装置ＨＣにおいて、基地局Ｂ１０が故障基地局として検知された場合を想定する。つまり、この場合、基地局Ｂ１０の担当セルＣ１０に相当する領域が通信不能領域となる。上位制御装置ＨＣは、基地局Ｂ１０を故障基地局として検知した場合、基地局Ｂ５、Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１１、Ｂ１４、Ｂ１５を外周基地局として選出し、これら各外周基地局に対し、使用周波数帯域を分割帯域に単一化するように指示すると共に指定送信出力値を通知する。
【００５２】
一方、セル端部において分割帯域Ｗ１を使用する外周基地局Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１５は、図７（ａ）に示したように、自局の使用周波数帯域を分割帯域Ｗ１に単一化し、その単一周波数帯域Ｗ１の送信出力が指定送信出力値となるように帯域制御及び送信出力制御を行う。また、セル端部において分割帯域Ｗ３を使用する外周基地局Ｂ５、Ｂ１１、Ｂ１４は、図７（ｃ）に示したように、自局の使用周波数帯域を分割帯域Ｗ３に単一化し、その単一周波数帯域Ｗ３の送信出力が指定送信出力値となるように帯域制御及び送信出力制御を行う。
【００５３】
図８は、各外周基地局Ｂ５、Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１１、Ｂ１４、Ｂ１５が、上位制御装置ＨＣからの指示内容に従って帯域制御及び送信出力制御を実施することによって、それぞれの担当セルＣ５、Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１４、Ｃ１５が拡大した様子を示す図である。この図８に示すように、各外周基地局Ｂ５、Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１１、Ｂ１４、Ｂ１５の担当セルＣ５、Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１４、Ｃ１５は、他の基地局のセル中央部と重ならないように拡大されており、他の基地局との電波干渉を回避しつつ、故障基地局Ｂ１０の担当セルＣ１０を外周基地局の担当セルによってカバー可能であることがわかる。また、外周基地局の使用周波数帯域を分割帯域に単一化しているため、外周基地局同士の電波干渉も回避可能である。
【００５４】
なお、図８からわかるように、外周基地局の担当セルによってカバーしきれていない通信不能領域（セルＣ１０の中心付近）が存在するが、その領域の面積は故障基地局Ｂ１０の担当セルＣ１０の面積よりはるかに小さい。実際の無線通信システム１におけるセル形状は理想的な正６角形にならないため、そのような面積の小さい通信不能領域内に無線端末が侵入したとしても、いずれかの外周基地局によって無線端末を捕捉できる可能性が高く、実運用上は大きな問題とはならない。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、故障基地局の発生時に、その外周基地局の使用周波数帯域を分割帯域に単一化すると共に、外周基地局の送信出力を当該外周基地局のセルが他の基地局のセル中央部と重ならないように設定された指定送信出力値に設定するため、外周基地局とその他の基地局との電波干渉、及び外周基地局同士の電波干渉を引き起こすことなく、また、代替基地局を用いることなく、通信不能領域の発生を最小限に抑えることが可能となる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、図２に示したように、オムニ配列のセル配置を例示して説明したが、図９に示すような３セクタ配列のセル配置を採用する場合であっても、本発明を適用することができる。図９に示すように、３セクタ配列では、１つのセルを３つのセクタＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３に分割し、セル中央部ではシステムで規定されている周波数帯域の全帯域Ｗ０を使用し、セル端部では周波数帯域を３分割して得られる分割帯域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の内、隣接セルとは異なる分割帯域をセクタ毎に割り当てて使用する。なお、図９では、セクタＳＣ１に分割帯域Ｗ１を、セクタＳＣ２に分割帯域Ｗ２を、セクタＳＣ３に分割帯域Ｗ３を割り当てることで、隣接セルとの電波干渉を回避している。
【００５７】
このように１つのセルを複数のセクタに分割する手法は従来から知られているので、詳細な説明は省略するが、このような３セクタ配列を実現するためには、１つのセルの中心位置に、当該中心位置から１２０°の範囲をカバーする指向性アンテナを有する基地局を３台設置し、それら３台の基地局を各セクタＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３のそれぞれの担当基地局とすれば良い。このような３セクタ配列を採用した場合、上位制御装置ＨＣで記憶すべき外周基地局検索テーブル１２ａは図１０（ａ）のようになり、帯域出力検索テーブル１２ｂは図１０（ｂ）のようになる。
【００５８】
図１０（ａ）において、故障基地局Ｂ１０−１は、セルＣ１０のセクタＳＣ１の担当基地局を示し、故障基地局Ｂ１０−２は、セルＣ１０のセクタＳＣ２の担当基地局を示し、また、故障基地局Ｂ１０−３は、セルＣ１０のセクタＳＣ３の担当基地局を示している。つまり、例えば、セルＣ１０のセクタＳＣ２の担当基地局Ｂ１０−２が故障基地局の場合、その外周基地局としてセルＣ６のセクタＳＣ３の担当基地局Ｂ６−３と、セルＣ１１のセクタＳＣ１の担当基地局Ｂ１１−１とが選出される。そして、図１０（ｂ）に示すように、外周基地局Ｂ６−３の分割帯域及び指定送信出力値として（Ｗ３、Ｐ６−３）が、外周基地局Ｂ１１−１の分割帯域及び指定送信出力値として（Ｗ１、Ｐ１１−１）が取得される。
【００５９】
図１１は、セルＣ１０のセクタＳＣ２の担当基地局Ｂ１０−２が故障基地局の場合において、各外周基地局Ｂ６−３、Ｂ１１−１が、上位制御装置ＨＣからの指示内容に従って帯域制御及び送信出力制御を実施することによって、セルＣ６のセクタＳＣ３、セルＣ１１のセクタＳＣ１が拡大した様子を示す図である。この図１１に示すように、外周基地局Ｂ６−３の担当セルＣ６のセクタＳＣ３及び外周基地局Ｂ１１−１の担当セルＣ１１のセクタＳＣ１は、他の基地局のセル中央部と重ならないように拡大されており、他の基地局との電波干渉を回避しつつ、故障基地局の担当セルを外周基地局の担当セルによってカバー可能であることがわかる。また、外周基地局の使用周波数帯域を分割帯域に単一化しているため、外周基地局同士の電波干渉も回避可能である。
【００６０】
（２）上記実施形態では、上位制御装置ＨＣにおいて、故障発生の報告をしてきた基地局を異常状態の基地局として検知したが、これに限らず、所定のタイミングで上位通信部１１を介して複数の基地局の各々に確認信号を送信して当該確認信号に対する応答の有無を監視し、応答の無い基地局を異常状態の基地局として検知するような機能を基地局制御部１３に設けても良い。これにより、基地局が完全に動作不能に陥り、故障発生の報告すらできない状態になった場合や、基地局の減設時、または交換時に基地局が設置位置から取り除かれる場合などに対応することができる。
【００６１】
（３）上記実施形態では、１台の基地局が故障した場合について説明したが、複数台の基地局が同時に故障した場合であっても、それら故障基地局の外周基地局に対し、使用周波数帯域を分割帯域に単一化するように指示する共に、外周基地局のセルが他の基地局のセル中央部と重ならないように設定された指定送信出力値を通知することにより、外周基地局とその他の基地局との電波干渉、及び外周基地局同士の電波干渉を引き起こすことなく、また、代替基地局を用いることなく、通信不能領域の発生を最小限に抑えることが可能となる。
【００６２】
（４）上記実施形態では、本発明に係る無線通信システムとして、次世代高速通信規格であるＬＴＥに準拠したＬＴＥシステムを例示して説明したが、これ限らず、ＷｉＭＡＸ等、マルチキャリア通信を採用した他の通信規格を用いる無線通信システムであれば、本発明を適用することが可能である。
【００６３】
（５）上記実施形態では、上位制御装置ＨＣが、基地局Ｂに対して使用周波数帯域を分割帯域に単一化するように指示すると共に指定送信出力値を通知する場合を例示したが、指定送信出力値については、基地局Ｂが予め把握していれば通知する必要はない。また、全帯域Ｗ０（周波数帯域）は、１以上の分割帯域で構成されていても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１…無線通信システム、ＨＣ…上位制御装置、１１…上位通信部、１２…記憶部、１３…基地局制御部、Ｂ（Ｂ１〜Ｂ１９）…基地局、２１…下位通信部、２２…無線部、２３…基地局記憶部、２４…通信制御部、Ｃ１〜Ｃ１９…セル
【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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