(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と無線通信する基地局と、該無線通信を中継する中継局とを含む通信システムであって、
前記中継局は、該中継局が無線通信可能な周辺基地局の情報を周辺基地局情報として通信先の基地局に通知し、
前記通信先の基地局は、
前記中継局との無線通信が切断されたら、前記周辺基地局情報を参照して前記周辺基地局に問い合わせをし、
前記中継局と前記周辺基地局との無線通信が確認されなかった場合に、前記通信先の基地局および前記周辺基地局が、送信出力を上げる際には、前記中継局が前記通信先の基地局および周辺基地局から受信していた電波の受信強度または受信品質に応じて送信出力を設定することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
無線通信を中継する中継局の通信先となる基地局であって、
該中継局が無線通信可能な周辺基地局の情報が周辺基地局情報として通知され、
前記中継局との無線通信が切断されたら、前記周辺基地局情報を参照して前記周辺基地局に問い合わせをし、
前記中継局と前記周辺基地局との無線通信が確認されなかった場合に、自身の送信出力を上げる際には、前記中継局が受信していた電波の受信強度または受信品質に応じて送信出力を設定する基地局。                                                                              
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末と無線通信する基地局と、無線通信を中継する中継局とを含む通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートホンや無線機器などの端末は、一般に基地局を介してネットワークに接続されている。電波が届きにくい商業施設または地下道や、基地局用のＩＳＤＮ回線や光回線などを敷設することが難しい山間部などでは、基地局と無線端末との無線通信を中継する中継局を設置する場合がある。中継局は、端末側通信部と基地局側通信部を有し、端末側通信部が端末と通信し、基地局側通信部が基地局と通信することで、基地局と端末との通信が中継される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、中継局では、無線通信中の基地局との無線通信状態が悪くなると、その基地局との無線通信を切断し、周辺に存在する他の基地局（以下、周辺基地局と称する）と無線通信を行うことがある。しかしながら、基地局では、中継局との無線通信が切断された場合に、それが中継局の故障などによる異常によるものか、他の基地局との無線通信に切り替えたことによるものなのかがわからない。このため、サーバに送信する情報は、自局との無線通信が切断されたという事実に留まっていた。
【０００５】
中継局との無線通信が切断されたという基地局からの情報を受信したサーバでは、中継局が無線通信を切断された原因が中継局の異常によるものなのか否かを判断する必要がある。サーバでは基地局と定期的通信を行うことにより、各基地局および中継局の生存確認を行うことができる。しかしながら、定期的な通信の頻度を高くすると、切断検出までの時間は短くなるが、不要な通信が増えてしまう。一方、定期的な通信の頻度を低くすると中継局の異常検出までに時間がかかってしまうという問題があった。さらに、サーバによって中継局の異常検出を一元管理しようとすると、基地局および中継局が大量に設置されている場合、基地局に加えて中継局をも管理するにはサーバの負荷が大きくなりすぎてしまうため、管理が極めて困難であった。
【０００６】
またさらに、サーバによって中継局の回線切断を判断できたとしても、中継局が復旧するまでは失われた通信エリアを補う手段がなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑み、中継局の異常を早期に検出することが可能な通信システム、基地局、および中継局を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明にかかる通信システムの代表的な構成は、端末と通信する基地局と、通信を中継する中継局とを含む通信システムであって、中継局は、中継局が通信可能な周辺基地局の情報を周辺基地局情報として通信先の基地局に通知し、通信先の基地局は、中継局との通信が切断されたら、周辺基地局情報を参照して周辺基地局に問い合わせをし、中継局と周辺基地局との通信が確認されなかった場合に、中継局に異常が発生したと判断することを特徴とする。
【０００９】
上記中継局と周辺基地局との通信が確認されなかった場合、通信先の基地局および周辺基地局は送信出力を上げるとよい。
【００１０】
上記通信先の基地局および周辺基地局が送信出力を上げる際には、中継局が通信先の基地局および周辺基地局から受信していた電波の受信強度または受信品質に応じて送信出力を設定するとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、中継局の異常を早期に検出することが可能な通信システム、基地局、および中継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通信システムを例示する図である。
【図２】基地局および中継局の概略構成を例示する機能ブロック図である。
【図３】本実施形態の中継局が他の基地局に接続したときの通信システムを説明するシーケンス図である。
【図４】本実施形態の中継局に異常が発生したときの通信システムを説明するシーケンス図である。
【図５】送信出力の設定について説明する図である。
【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すぎず、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通信システム１００を例示する図である。図１に示すように、本実施形態の通信システム１００は、端末１０２と無線通信する基地局１１０、および端末１０２と基地局１１０との無線通信を中継する中継局１２０を含んで構成される。また中継局１２０の周辺には、かかる中継局１２０と無線通信可能な周辺基地局１３０ａ・１３０ｂが配置されている。基地局１１０および周辺基地局１３０ａ・１３０ｂは、通信網１０４（ネットワーク）を介してサーバ１０６に接続されている。
【００１５】
図２は、基地局１１０および中継局１２０の概略構成を例示する機能ブロック図である。図２（ａ）に示すように、基地局１１０は、基地局制御部１１２、通信部１１４、および回線接続部１１６を含んで構成される。基地局制御部１１２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により構成され、基地局１１０全体を管理および制御する。
【００１６】
通信部１１４は、アンテナ１１４ａに接続されていて、かかるアンテナ１１４ａを介して中継局１２０または端末１０２（図２（ａ）では中継局１２０を例示）との信号の送受信（通信）を行う。回線接続部１１６は、通信網１０４に接続されていて、かかる通信網１０４を介してサーバ１０６との情報の送受信を行う。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、中継局１２０は、中継局制御部１２２、端末側通信部１２４および基地局側通信部１２６を含んで構成される。中継局制御部１２２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により構成され、中継局１２０全体を管理および制御する。
【００１８】
端末側通信部１２４は、アンテナ１２４ａに接続されていて、かかるアンテナ１２４ａを介して端末１０２との信号の送受信を行う。基地局側通信部１２６は、アンテナ１２６ａに接続されていて、かかるアンテナ１２６ａを介して基地局１１０との信号の送受信を行う。
【００１９】
図３および図４は、本実施形態の通信システム１００を説明するシーケンス図である。なお、図４の説明において、図３と同一の動作については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００２０】
図３は中継局１２０が他の基地局（周辺基地局１３０ａ）に接続した例である。図３では、基地局１１０と中継局１２０が無線通信していて（ステップＳ２０２）、中継局１２０が端末１０２と無線通信している（ステップＳ２０４）。これにより、中継局１２０を介して基地局１１０と端末１０２との無線通信が中継される。この間、本実施形態の通信システム１００では、中継局１２０は、自局が無線通信可能な周辺基地局１３０ａ・１３０ｂの情報を周辺基地局情報として通信先の基地局１１０に通知する（ステップＳ２０６）。
【００２１】
その後、中継局１２０との無線通信が切断されたら（ステップＳ２０８）、通信先の基地局１１０は、周辺基地局情報を参照して周辺基地局１３０ａ・１３０ｂに問い合わせを行う（ステップＳ２１０、ステップＳ２１２）。このとき、周辺基地局１３０ａ・１３０ｂのうち、例えば周辺基地局１３０ａが中継局１２０と無線通信していた場合（ステップＳ２１４）、周辺基地局１３０ａは、中継局１２０と無線通信中である旨を基地局１１０に通知する（ステップＳ２１６）。
【００２２】
一方、中継局１２０と無線通信していない周辺基地局１３０ｂは、中継局１２０とは非通信中である旨を基地局１１０に通知する（ステップＳ２１８）。これにより、基地局１１０は、中継局１２０は通信先を周辺基地局１３０ａに切り替えたのであり、異常によって無線通信が切断されたのではない、すなわち中継局１２０に異常はないと判断する（ステップＳ２２０）。
【００２３】
なお、ステップＳ２１０、ステップＳ２１２における周辺基地局１３０ａ・１３０ｂに問い合わせは、中継局１２０への再接続に要する所定時間の待機後に行ってもよい。切断が生じた直後に問合せを行っても、その後に周辺基地局１３０ａ・１３０ｂに対して接続が行われる可能性があるためである。
【００２４】
図４は中継局１２０に異常が発生した例である。図４では、基地局１１０と中継局１２０との無線通信が切断された後（ステップＳ２０８）、周辺基地局１３０ａ・１３０ｂはいずれも中継局１２０と無線通信していない。このため、周辺基地局１３０ａ・１３０ｂは、ともに中継局１２０とは非通信中である旨を基地局１１０に通知する（ステップＳ２２２、ステップＳ２２４）。これにより、基地局１１０は、中継局１２０と周辺基地局１３０ａ・１３０ｂ（他の基地局）との無線通信が確認されないため、中継局１２０に異常が発生したと判断する（ステップＳ２２６）。そして、基地局１１０は、中継局１２０に異常が発生した旨をサーバ１０６に通知する（ステップＳ２２８）。
【００２５】
中継局１２０は、一定時間毎に、ステップＳ２０６で、自局が無線通信可能な周辺基地局１３０ａ・１３０ｂの情報を周辺基地局情報として通信先の基地局１１０に通知するようにしてもよい。また、中継局１２０は、自局が無線通信可能な周辺基地局が変更になった場合に、周辺基地局情報通信先の基地局１１０に通知するようにしてもよい。
【００２６】
ステップＳ２２６では、基地局１１０は、中継局１２０と周辺基地局１３０ａ・１３０ｂ（他の基地局）との無線通信が確認されないため、中継局１２０に異常が発生したと判断するとしたが、一定時間待機してから再度、ステップＳ２１０〜Ｓ２２６を行うように、周辺基地局情報を参照して周辺基地局１３０ａ・１３０ｂに問い合わせを行うようにしてもよい。
【００２７】
上記説明したように、本実施形態の通信システム１００によれば、中継局１２０と無線通信している基地局１１０は、中継局１２０との無線通信が切断された場合に周辺基地局１３０ａ・１３０ｂに問い合わせを行う。そして、かかる周辺基地局１３０ａ・１３０ｂと中継局１２０とが無線通信しているか否かを参照することにより、基地局１１０が中継局１２０の異常の有無を判断することができる。すなわち本実施形態の通信システム１００では、中継局１２０との無線通信が切断されたことを基地局１１０において判断することができるため、サーバ１０６の負荷を増大させることなく中継局１２０の異常を早期に検出することが可能となる。
【００２８】
また図４に示すように、本実施形態の通信システム１００では更に、中継局１２０と周辺基地局１３０ａ・１３０ｂとの無線通信が確認されなかった場合、基地局１１０は、周辺基地局１３０ａ・１３０ｂに送信出力調整指示を送信する（ステップＳ２３２、ステップＳ２３４）。そして、基地局１１０および周辺基地局１３０ａ・１３０ｂは、送信出力が増大するように自局の送信出力を調整する（ステップＳ２３０、ステップＳ２３６、ステップＳ２３８）。
【００２９】
中継局１２０から通知された周辺基地局情報（ステップＳ２０６）には、中継局１２０が電波を受信可能な周辺基地局のリストが含まれている。それはすなわち、それらの基地局が中継局１２０の位置まで電波を届かせることが可能であることを意味している。
【００３０】
そこで、周辺基地局情報に含まれた基地局１１０および周辺基地局１３０ａ・１３０ｂが送信出力を上げることにより、中継局１２０の通信エリアを基地局１１０および周辺基地局１３０ａ・１３０ｂによってカバーすることができる。したがって、中継局１２０が異常切断された場合であっても通信が不能なエリアの発生を防ぐことができ、安定した通信サービスを提供することが可能となる。
【００３１】
さらに、上記の通信エリアをカバーする動作は、サーバ１０６からの指示を待つことなく、基地局１１０および周辺基地局１３０ａ・１３０ｂによって自律動作することができる。したがって一元管理によるリソースの増大や遅延を招くことなく、迅速に処理することができる。
【００３２】
図５は、送信出力の設定について説明する図であり、上段は中継局１２０が動作している場合を例示していて、下段は中継局１２０が故障して停止した場合を例示している。なお、図５では、周辺基地局１３０ａが中継局１２０に近い位置にあり、周辺基地局１３０ｂが周辺基地局１３０ａよりも中継局１２０から遠い位置にある場合を想定している。また図５では、中継局１２０、周辺基地局１３０ａ・１３０ｂを例示して説明するが、基地局１１０を含むことも当然にして可能である。
【００３３】
図５の上段に示すように、中継局１２０が動作している場合には、中継局１２０、周辺基地局１３０ａ・周辺基地局１３０ｂは、それぞれ自局の通信エリア１２０ａ・１３２ａ・１３２ｂをカバーする出力で送信を行っている。そして、図５の下段に示すように、中継局１２０が停止すると、周辺基地局１３０ａ・１３０ｂは、中継局１２０の通信エリア１２０ａをカバーするように送信出力を増大する。
【００３４】
特に図５（ｂ）に示す例では、中継局１２０に近い周辺基地局１３０ａの送信出力を、中継局１２０から離れた位置にある周辺基地局１３０ｂよりも多めに増大している。すなわち、周辺基地局１３０ａの通信エリア１３４ａが、周辺基地局１３０ｂの通信エリア１３４ｂよりも拡大するように周辺基地局１３０ａ・１３０ｂの送信出力を制御している。これにより、全体的な消費電力の増大を最小限としつつ、中継局１２０の通信エリア１２０ａをカバーすることが可能となる。
【００３５】
なお、図５の例では送信出力を上げる際の送信出力の設定基準として、近い・遠いという距離に応じて送信出力に差を設けるように示している。この距離については、基地局の配置設計やＧＰＳによる物理的な距離であってもよいし、中継局が各基地局から受信した電波の受信強度を距離としてもよい。また、距離や電波強度に代えて電波の受信品質を用いたり、これらの組み合わせを用いたりすることもできる。
【００３６】
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。
【００３７】
なお、本明細書の無線通信中継方法における各工程は、必ずしもフローチャートやシーケンス図に記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、端末と通信エリアする基地局と、通信エリアを中継する中継局とを含む通信システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００…通信システム、１０２…端末、１０４…通信網、１０６…サーバ、１１０…基地局、１１２…基地局制御部、１１４…通信部、１１４ａ…アンテナ、１１６…回線接続部、１２０…中継局、１２０ａ…通信エリア、１２２…中継局制御部、１２４…端末側通信部、１２４ａ…アンテナ、１２６…基地局側通信部、１２６ａ…アンテナ、１３０ａ…周辺基地局、１３０ｂ…周辺基地局、１３２ａ…通信エリア、１３２ｂ…通信エリア、１３４ａ…通信エリア、１３４ｂ…通信エリア
【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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