(57)【要約】【課題】通常時であるか停電時であるかを自局において判断することにより、上位通信網からの複雑な管制制御を必要とすることなく停電時に適した動作モードに自律的に移行することが可能な基地局を提供する。【解決手段】本発明にかかる基地局１１０ａの構成は、無線端末１０４との無線通信、および周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇからの制御信号の受信を行う基地局であって、制御信号の受信数を監視する受信数監視部１１２ａと、監視時の受信数が平常時の受信数の所定比率未満であるかを判断する比率判断部１１２ｂと、比率判断部が、監視時の受信数が所定比率未満であると判断したら、当該基地局の動作モードを、無線端末の回線数の確保を優先する回線数確保優先モードに切り替える動作モード切替部１１２ｃと、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2015080095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末との無線通信、および周辺基地局からの制御信号の受信を行う基地局であって、
前記制御信号の受信数を監視する受信数監視部と、
前記監視時の受信数が平常時の受信数の所定比率未満であるかを判断する比率判断部と、
前記比率判断部が、前記監視時の受信数が所定比率未満であると判断したら、当該基地局の動作モードを、前記無線端末の回線数の確保を優先する回線数確保優先モードに切り替える動作モード切替部と、
を有することを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記回線数確保優先モードでは、変調をＰＳＫとするか、またはハーフレート以下の通信レートで無線通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記動作モード切替部は、前記監視時の受信数と前記平常時の受信数の比率に応じて、ＰＳＫの変調クラス、または通信レートを決定することを特徴する請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記動作モード切替部は、前記回線数確保優先モードでの動作が所定時間経過したら、当該基地局の動作モードを省電力モードに切り替えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項５】
当該基地局は、無停電電源装置が搭載されている、または外部の無停電電源装置に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末との無線通信、および周辺基地局からの制御信号の受信を行う基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、災害時等に生じた停電の際に非常用の電力を供給する無停電電源装置（以下、ＵＰＳと称する）の機能を備えた基地局が普及している（例えば、特許文献１）。かかる基地局としては、それ自体にＵＰＳが搭載されている場合もあるが、通信事業者等が所有するＵＰＳに接続されている、すなわちＵＰＳが後付けで接続される場合も多い。ＵＰＳが搭載されている、または接続されていることにより、停電時であっても基地局の運用が可能となり、基地局停止による不具合を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７８４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＵＰＳは一般に、停電時に停電信号を出力する機能が備わっている。しかしながら、ＵＰＳが後付けである場合、現状では、単純に電源ラインにＵＰＳが接続されているだけであり、基地局には停電信号を受け取るための特段の制御インターフェイスはない。このため、ＵＰＳが接続されている基地局では、自局に供給される電力が電力会社から供給される商用電源なのか、ＵＰＳから供給されるバッテリー電源なのかを識別することができない。このため、かかる基地局では、現状が通常時であるのか、または停電時であるのかを判別できず、自局の判断ですなわち自律的に停電時（非常時）に適した動作モードに移行することができない。したがって、停電時（非常時）に適した動作モードに移行するためには、上位通信網からの制御指示が必要となるが、その場合、複雑な管制制御を強いられることとなってしまう。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑み、通常時であるか停電時であるかを自局において判断することにより、上位通信網からの複雑な管制制御を必要とすることなく停電時に適した動作モードに自律的に移行することが可能な基地局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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかる基地局の代表的な構成は、無線端末との無線通信、および周辺基地局からの制御信号の受信を行う基地局であって、制御信号の受信数を監視する受信数監視部と、監視時の受信数が平常時の受信数の所定比率未満であるかを判断する比率判断部と、比率判断部が、監視時の受信数が所定比率未満であると判断したら、当該基地局の動作モードを、無線端末の回線数の確保を優先する回線数確保優先モードに切り替える動作モード切替部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記回線数確保優先モードでは、変調をＰＳＫとするか、またはハーフレート以下の通信レートで無線通信を行うとよい。
【０００８】
上記動作モード切替部は、監視時の受信数と平常時の受信数の比率に応じて、ＰＳＫの変調クラス、または通信レートを決定するとよい。
【０００９】
上記動作モード切替部は、回線数確保優先モードでの動作が所定時間経過したら、当該基地局の動作モードを省電力モードに切り替えるとよい。
【００１０】
当該基地局は、無停電電源装置が搭載されている、または外部の無停電電源装置に接続されているとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、通常時であるか停電時であるかを自局において判断することにより、上位通信網からの複雑な管制制御を必要とすることなく停電時に適した動作モードに自律的に移行することが可能な基地局を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態にかかる基地局を説明する図である。
【図２】本実施形態にかかる基地局の動作を説明するフローチャートである。
【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、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成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し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、本実施形態にかかる基地局を説明する図であり、図１（ａ）は本実施形態にかかる基地局１１０ａを含む無線通信システム１００を説明する図であり、図１（ｂ）は本実施形態にかかる基地局１１０ａの概略構成を説明するブロック図である。図１（ａ）に示すように、無線通信システム１００は、無線端末１０４（図１（ｂ）参照）との無線通信、および周辺基地局からの制御信号の受信を行う複数の基地局を含んで構成される。なお、理解を容易にするために、以下の説明では、本実施形態にかかる基地局を基地局１１０ａとし、その他の基地局を、基地局１１０ａの周囲の基地局である周辺基地局１１０ｂ・１１０ｃ・１１０ｄ・１１０ｅ・１１０ｆ・１１０ｇとする。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、本実施形態にかかる基地局１１０ａは、制御部１１２および無線通信部１１４を含んで構成される。制御部１１２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により基地局１１０ａ全体を管理および制御する。無線通信部１１４は、通信アンテナ１１４ａを介して、ＰＨＳ端末等の無線端末１０４、および当該基地局１１０ａの周辺の周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇ（図１（ｂ）では基地局１１０ｂを例示）からの制御信号の受信を行う。
【００１６】
また本実施形態では制御部１１２は、後述する受信数監視部１１２ａ、比率判断部１１２ｂ、および動作モード切替部１１２ｃとしても機能する。受信数監視部１１２ａは、周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇから送信される制御信号の受信数を監視する。比率判断部１１２ｂは、監視時の受信数が平常時の受信数の所定比率未満であるかを判断する。動作モード切替部１１２ｃは、比率判断部１１２ｂが監視時の受信数が所定比率未満であると判断したら、当該基地局１１０ａの動作モードを、無線端末１０４の回線数の確保を優先する回線数確保優先モードに切り替える。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、本実施形態では、外部のＵＰＳ１０６が基地局１１０ａに接続されている。ＵＰＳ１０６はバッテリー（不図示）を内蔵していて、商用電源（不図示）が停電となったときにバッテリーから基地局１１０ａに電力を供給することで、停電時に非常用の電力が供給される。なお、本実施形態では、外部のＵＰＳ１０６が接続されている場合を例示するが、これに限定するものではなく、自局にＵＰＳが搭載されている基地局においても本発明を好適に適用することが可能である。
【００１８】
図２は、本実施形態にかかる基地局１１０ａの動作を説明するフローチャートである。図２に示すように、基地局１１０ａは、通常時は商用電源から供給される電力によって起動し、所定の通常モードで動作する（ステップＳ２０２）。この起動時に、基地局１１０ａは周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇからの制御信号を受信し、このとき受信した制御信号の受信数を平常時の受信数の初期値として記憶する。
【００１９】
通常モードでの起動後、基地局１１０ａは、周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇが無線端末１０４に対して送信する制御信号を受信し（ステップＳ２０４）、受信数監視部１１２ａは、その制御信号の受信数を監視する（ステップＳ２０６）。比率判断部１１２ｂは、ステップＳ２０６における監視時の制御信号の受信数が平常時の受信数の所定比率未満であるかを判断する（ステップＳ２０８）。
【００２０】
監視時の制御信号の受信数が平常時の受信数の所定比率未満ではなかった場合（ステップＳ２０８のＮＯ）、周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇの多くが通常通りに動作している状態であり、平常時であると判断することができる。このため、比率判断部１１２ｂが監視時の制御信号の受信数が所定比率未満ではないと判断したら（ステップＳ２０８のＮＯ）、このときの制御信号の受信数によって平常時の受信数を更新する（ステップＳ２１０）。その後、基地局１１０ａは通常モードでの動作を継続し、ステップＳ２０４からステップＳ２１０を間欠的に繰り返す。
【００２１】
なお、基地局１１０ａの起動後の初回の制御信号の受信数の所定比率の判断（ステップＳ２０８）では、起動時の制御信号の受信数（ステップＳ２０２の初期値）によって所定比率を算出することになるが、それ以降の受信数の所定比率の判断では、ステップＳ２１０において更新された平常時の所定比率を用いることができる。このとき、ステップＳ２０８では、ステップＳ２０６における監視時の直近で更新された平常時の受信数を用いてもよいし、直近よりも所定回数前に更新された平常時の受信数を用いることも可能である。
【００２２】
一方、監視時の制御信号の受信数が平常時の受信数の所定比率未満であった場合（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇの多くが一斉に停止した状態、すなわち災害時等の非常時における広域停電が発生していると推測することができる。そこで本実施形態では、比率判断部１１２ｂが監視時の制御信号の受信数が所定比率未満であると判断したら（ステップＳ２０８のＮＯ）、動作モード切替部１１２ｃは、当該基地局１１０ａの動作モードを、無線端末１０４の回線数の確保を優先する回線数確保優先モードに切り替える（ステップＳ２１２）。例えば所定比率を６０％としたとき、ステップＳ２０８において監視時の制御信号の受信数が平常時の制御信号の受信数の６割未満となったら、換言すれば４割の周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇの制御信号が受信できなくなったら、回線数優先モードへの切替が行われる。
【００２３】
上記回線数確保優先モードでは、変調をＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）とするか、またはハーフレート以下の通信レートで無線通信を行うとよい。ＰＳＫとしては、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying：２値／シンボル）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：４値／シンボル）、８ＰＳＫ（8 Phase Shift Keying：８値／シンボル）を例示することができる。このように、回線数確保優先モードにおいて、例えば１６ＱＡＭや６４ＱＡＭ等の多値変調を止め、ＱＰＳＫやＢＰＳＫ等の変調に切り替える、すなわち低変調クラスで通信を行うことにより長距離通信を行うことが可能となる。したがって、当該基地局１１０ａのカバーエリアを拡大することができ、周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇの多くが停止している状態であっても、かかる周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇの通信エリアに存在する無線端末１０４との通信が可能となる。
【００２４】
またハーフレート以下の通信レートとしては、ハーフレート（１つの無線端末１０４あたり、２フレームに送信１スロット、受信１スロット）やクオータレート（１つの無線端末１０４あたり、４フレームに送信１スロット、受信１スロット）を例示することができる。このように、回線数確保優先モードにおいて、標準レート（１つの無線端末１０４あたり、１フレームに送信１スロット、受信１スロット）からハーフレートやクオータレートに切り替えることにより、より多くの無線端末１０４を接続するための回線数を確保することが可能となる。
【００２５】
上記説明したように、本実施形態の基地局１１０ａによれば、監視時の制御信号の受信数が平常時の受信数の所定比率未満であることにより（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、動作モード切替部１１２ｃは、非常時における停電が発生していると推測し、当該基地局１１０ａの動作モードを回線数確保優先モードに自律的に切り換える。これにより、当該基地局１１０ａに接続可能な回線数を増やすことができるため、ユーザによる安否確認や、周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇの停止によって自局へのアクセスが集中することによる輻輳を回避することが可能となる。なお、ステップＳ２０８での判断基準となる所定比率は適宜設定することが可能である。
【００２６】
上述した回線数確保優先モードへの切替時（ステップＳ２１２）、動作モード切替部１１２ｃは、監視時の受信数と平常時の受信数の比率に応じて、ＰＳＫの変調クラス、または通信レートを決定するとよい。例えば監視時の受信数と平常時の受信数の比率が所定比率よりも大幅に低い場合、すなわち大部分の周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇが停止していると判断された場合に、ハーフレートではなくクオータレートで無線通信を行う。これにより、停止した周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇのサービスエリアに存在する無線端末１０４をより多く当該基地局１１０ａに接続させることができる。
【００２７】
一方、監視時の受信数と平常時の受信数の比率が所定比率を若干下回った程度であれば、運用中、すなわち停止していない周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇもある程度存在する。そこで、このような場合にはハーフレートで無線通信を行うことにより、停止した周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇのサービスエリアに存在する無線端末を当該基地局１１０ａに接続させつつ、快適な無線通信を維持することが可能となる。
【００２８】
当該基地局１１０ａの動作モードを回線数確保優先モードへ切り替えた後（ステップＳ２１２）、かかる基地局１１０ａは、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０６と同様に、周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇからの制御信号の受信（ステップＳ２１４）、および受信数監視部１１２ａによる制御信号の受信数の監視を行う（ステップＳ２１６）。そして、比率判断部１１２ｂは、ステップＳ２１６における監視時の制御信号の受信数が平常時の受信数の第２所定比率以上であるかを判断する（ステップＳ２１８）。
【００２９】
第２所定比率は、ステップＳ２０８において回線数確保優先モードに切り替える際の判断基準となる所定比率と同じまたはそれ以上の値が設定される（同じ値とする場合、第２所定比率=所定比率となるが、混同を避けるために本実施形態では第２所定比率と称する）。例えば第２所定比率を９０％と設定した場合、ステップＳ２１８では、監視時の制御信号の受信数が平常時の制御信号の受信数の９割以上となったら（ステップＳ２１８のＹＥＳ）、動作モード切替部１１２ｃは、大部分の周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇが復旧したと判断し、当該基地局１１０ａの動作モードを通常モードとする（ステップＳ２０２）。
【００３０】
一方、ステップＳ２１６における監視時の制御信号の受信数が平常時の受信数の第２所定比率以上でなかったら（ステップＳ２１８のＮＯ）、制御部１１２は、当該基地局１１０ａの動作モードが回線数確保優先モードへと切り替えられた後に所定時間経過したかを判断する（ステップＳ２２０）。所定時間が経過していなかった場合（ステップＳ２２０のＮＯ）、基地局１１０ａは、ステップＳ２１４〜ステップＳ２２０の動作を繰り返す。
【００３１】
本実施形態の更なる特徴として、当該基地局１１０ａの動作モードが回線数確保優先モードへと切り替えられた後に所定時間経過していたら（ステップＳ２２０のＹＥＳ）、動作モード切替部１１２ｃは、当該基地局１１０ａの動作モードを省電力モードに切り替える（ステップＳ２２２）。省電力モードとしては、動作スロットの制限、送信出力の低減、送信アンテナ数の減少を例示することができる。
【００３２】
動作スロットの制限では、１フレームを構成する８スロットのうち、通常、送信４スロットおよび受信４スロットで無線通信に使用しているスロットを、例えば送信２スロットおよび受信２スロットとし、使用しない４つのスロットの電源をオフとする。これにより、基地局１１０ａにおける消費電力を低減することができる。また送信出力を低減することによって、パワーアンプひいては基地局１１０ａの消費電力を低減することができる。更に、アダプティブアレーアンテナ制御を行っている基地局であれば、送信アンテナ数を減らすことによっても基地局１１０ａの消費電力を低減することができる。
【００３３】
上述したように本実施形態の基地局１１０ａでは、回線数確保優先モードでの動作が所定時間経過したら、当該基地局１１０ａの動作モードを省電力モードに切り替える。これにより、ＵＰＳ１０６に蓄えられている電力の消費率を低下させ、基地局１１０ａの停止までの時間を延長することができる。したがって、非常時における公共通信システムとしての安定性および信頼性を確保することが可能となる。
【００３４】
省電力モードに切り替わった後、基地局１１０ａは、監視時の制御信号の受信数が平常時の受信数の第２所定比率以上となるまでは（ステップＳ２１８のＹＥＳ）、ステップＳ２１４〜ステップＳ２２２までを繰り返す。なお、ステップＳ２２０における所定時間については、ＵＰＳ１０６が蓄電可能な電力量や基地局１１０ａの消費電力量に応じて適宜設定することが可能である。
【００３５】
上記説明したように、本実施形態にかかる基地局１１０によれば、監視時の制御信号の受信数が平常時の受信数の所定比率未満であるか否かにより、通常時であるか停電時であるかを自局において判断することができる。したがって、自律的に回線数確保優先モードに移行することが可能となり、アクセス集中に伴う輻輳が回避される。更に、監視時の制御信号の受信数が平常時の受信数の第２所定比率以上であるか否かにより、停電が継続している状態か、周辺基地局１１０ｂ〜１１０ｇが復旧している状態かを自局において判断することができる。したがって、自律的に省電力モードに移行することが可能となり、基地局１１０ａの停止までの時間を延長し、無線通信システム１００の安定性および信頼性が確保される。
【００３６】
また上述したように、本実施形態の基地局１１０ａでは、回線数確保優先モードや省電力モード、すなわち停電時に適した動作モードに自律的に移行するため、かかる基地局１１０ａへの上位通信網からの複雑な管制制御が不要である。したがって、管制制御のためのシステムや設備を要することがなく、それらにかかるコストを削減することが可能となる。また既存の基地局に対してソフトウェアの変更のみで本発明を適用可能であるため、新たなハードウェアを追加する必要がなく、コストの抑制を図ることが可能である。
【００３７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、無線端末との無線通信、および周辺基地局からの制御信号の受信を行う基地局として利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００…無線通信システム、１０４…無線端末、１０６…ＵＰＳ、１１０ａ…基地局、１１０ｂ…周辺基地局、１１０ｃ…周辺基地局、１１０ｄ…周辺基地局、１１０ｅ…周辺基地局、１１０ｆ…周辺基地局、１１０ｇ…周辺基地局、１１２…制御部、１１２ａ…受信数監視部、１１２ｂ…比率判断部、１１２ｃ…動作モード切替部、１１４…無線通信部
【図１】
2015080095.tif 000003
【図２】
2015080095.tif 000004