(57)【要約】【課題】複数の基地局間におけるトラヒックの収集及び分配を低コストで実現すると供に、上位階梯ノードとのリンクを少量かつ広帯域化することで、基地局〜上位階梯ノード間の有線リンクを効率良く低コストで実現する。【解決手段】各基地局は、無線通信回線（無線リンク）を通じて通信を行う無線通信手段５５と、他の基地局からの他トラヒックを取得する他トラヒック取得手段５１と、管轄エリア４１内に在圏する通信端末３１からの自トラヒックを取得する自トラヒック取得手段５３と、他トラヒック取得手段５１が取得した他トラヒックと、自トラヒック取得手段が取得した自トラヒックとを多重化する多重手段５２と、多重手段５２により多重されたトラヒックを、他の基地局に対して他トラヒックとして転送する転送手段５４とを有している。【選択図】　　　図２
2004072200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各エリア毎に設置され、無線通信回線を介して相互に接続された複数の基地局と、
前記無線通信回線を通じて、他の基地局からの他トラヒックを取得する他トラヒック取得手段と
を備えることを特徴とする通信経路制御システム。
【請求項２】
前記複数の基地局は、
前記他トラヒック取得手段が取得した他トラヒックと、自局の自トラヒックとを多重化する多重手段と、
前記多重手段により多重されたトラヒックを、他の基地局に対して他トラヒックとして転送する転送手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の通信経路制御システム。
【請求項３】
前記複数の基地局のいずれかの基地局（中央基地局）に接続された上位階梯ノードと、
前記中央基地局は、前記無線通信回線を介して他の複数の基地局から前記他トラヒックを取得し、この取得したトラヒックに自局の自トラヒックを多重して、前記上位階梯ノードに中継する中継手段と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信経路制御システム。
【請求項４】
前記各基地局又は中央基地局の地理的位置、及び複数の基地局が管轄するそれぞれのエリアの地理的形状や位置、見通し範囲等の通信環境を基地局情報として蓄積する基地局情報蓄積手段と、
前記基地局情報に基づいて、自他のトラヒックを転送する経路を設定する経路設定手段と
を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の通信経路制御システム。
【請求項５】
前記中央基地局は複数設置され、
前記経路設定手段は、前記基地局情報に基づいて、中継すべき中央基地局を選択する機能を有することを特徴とする請求項４に記載の通信経路制御システム。
【請求項６】
各エリア毎に設置された複数の基地局を、無線通信回線を介して相互に接続するステップ（１）と、
前記無線通信回線を通じて、他の基地局からの他トラヒックを取得するステップ（２）と
を備えることを特徴とする通信経路制御方法。
【請求項７】
前記ステップ（２）で取得した他トラヒックと、自局の自トラヒックとを多重化するステップ（３）と、
前記多重されたトラヒックを、他の基地局に対して他トラヒックとして転送するステップ（４）と
をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の通信経路制御方法。
【請求項８】
前記複数の基地局のいずれかの基地局（中央基地局）には、上位階梯ノードが接続されており、
前記中央基地局において、前記無線通信回線を介して他の複数の基地局から前記他トラヒックを取得するステップ（５）と、
この取得したトラヒックに自局の自トラヒックを多重して、前記上位階梯ノードに中継するステップ（６）と
を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の通信経路制御方法。
【請求項９】
前記ステップ（４）において、
前記各基地局又は中央基地局の地理的位置、及び複数の基地局が管轄するそれぞれのエリアの地理的形状や位置、見通し範囲等の通信環境を基地局情報として保持し、
前記基地局情報に基づいて、自他のトラヒックを転送する経路を設定する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の通信経路制御方法。
【請求項１０】
前記中央基地局は複数設置され、
前記ステップ（４）では、前記基地局情報に基づいて、中継すべき中央基地局を選択することを特徴とする請求項９に記載の通信経路制御方法。
【請求項１１】
各エリア毎に設置され、無線通信回線を介して相互に接続された複数の基地局であって、
前記無線通信回線を通じて、他の基地局からの他トラヒックを取得する他トラヒック取得手段と
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１２】
前記他トラヒック取得手段が取得した他トラヒックと、自局の自トラヒックとを多重化する多重手段と、
前記多重手段により多重されたトラヒックを、他の基地局に対して他トラヒックとして転送する転送手段と
を有することを特徴とする請求項１１に記載の基地局。
【請求項１３】
上位階梯ノードに対して通信回線により接続する上位リンク手段と、
前記無線通信回線を介して他の複数の基地局から前記他トラヒックを取得し、この取得したトラヒックに自局の自トラヒックを多重して、前記上位階梯ノードに中継する中継手段と
を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の基地局。
【請求項１４】
前記各基地局の地理的位置、及び他の基地局が管轄するそれぞれのエリアの地理的形状や位置、見通し範囲等の通信環境を基地局情報として蓄積する基地局情報蓄積手段と、
前記基地局情報に基づいて、自他のトラヒックを転送する経路を設定する経路設定手段と
を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の基地局。
【請求項１５】
前記経路設定手段は、前記基地局情報に基づいて、中継すべき他の中央基地局を選択する機能を有することを特徴とする請求項１４に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線技術をアクセス網部分に使用する移動体及び無線通信サービス用の基地局において、上位階梯ノードとの接続リンクの構成方法に関する通信経路制御システム、通信経路制御方法及び基地局である。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、従来の通信網において複数の基地局でローカルネットワークを組む場合、ハブやルータ等の集約ノードを介して各基地局間を接続する。このローカルネットワークにおいて、基地局と集線ノードとの間の接続には、有線リンクが使用されている。
【０００３】
また、通信キャリアが移動体及び無線通信サービスを提供する形態も含めて、他通信網との接続を考慮したネットワークを組む場合、基地局毎に専用線等の有線リンクを設置し、この有線リンクを通じて上位階梯ノードとの通信を行うか、もしくは、複数の基地局を有線リンクで集約する集約ノードを用いて、複数の基地局からのトラヒックを集約した上で専用線等の有線リンクを介して上位階梯ノードとの通信を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の通信網におけるローカルネットワーク構成方法では、基地局の他に集約ノードと複数の有線リンクが必要となる。この有線リンクは、リンクコストが増大するという問題がある。
【０００５】
また、他通信網との接続を考慮したネットワークにおける基地局〜上位階梯ノード構成方法では、基地局毎に上位階梯ノードとのリンクを設置するためネットワーク全体で多量の有線リンクが必要となり、そのインフラを設置するためのコストが増大するという問題がある。
【０００６】
さらに、集約ノードで集約する形態では、集約ノードから接続する全ての基地局分の有線リンクを設置する必要があり、また、有線によるリンクでは、経路の設定にも物理的な制約が伴うため、通信を集約するルートも限定されたものとなる。
【０００７】
本発明の目的は、複数の基地局間におけるトラヒックの収集及び分配を低コストで実現すると供に、上位階梯ノードとのリンクを少量かつ広帯域化することで、基地局〜上位階梯ノード間の有線リンクを効率良く低コストで実現することのできる通信経路制御システム、通信経路制御方法及び基地局を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、各エリア毎に設置された複数の基地局を、無線通信回線を介して相互に接続し、無線通信回線を通じて、他の基地局からの他トラヒックを取得する。
【０００９】
このような本発明によれば、基地局は、無線通信回線を通じて、隣接する基地局間に通信用無線リンクを設定し、基地局の階層内で相互接続を行う。
【００１０】
基地局は一般的に電波伝搬特性のよい地理的場所に設置されるうえ、元々十分な電源設備を持ち、近距離の間隔で面的広がりを持って分散設置されるため、広帯域で高品位な接続リンクを、容易に、少ない電波強度で構成することができる。
【００１１】
従って、本発明によれば、各基地局から発生するトラヒックを隣接基地局に転送あるいは集約することが可能となる。また、広帯域かつ高品位な中継リンクを無線で実現できるため、その実現コストは小さい。さらに、必要最小限の電波強度で足りるため、周囲への電波障害を減らすことにも有効である。
【００１２】
上記発明においては、取得した他トラヒックと、自局の自トラヒックとを多重化し、多重されたトラヒックを、他の基地局に対して他トラヒックとして転送することが好ましい。
【００１３】
この場合に、基地局は、隣接基地局からのトラヒックと自基地局からのトラヒックを多重して、さらに隣接の基地局に中継することにより、広範囲なローカルネットワークを基地局のみで実現することが可能となる。
【００１４】
上記発明においては、複数の基地局のいずれかの基地局（中央基地局）には、上位階梯ノードが接続されており、中央基地局において、無線通信回線を介して他の複数の基地局から他トラヒックを取得し、この取得したトラヒックに自局の自トラヒックを多重して、上位階梯ノードに中継することが好ましい。
【００１５】
この場合には、各基地局で発生するトラヒックを特定の基地局に集約し、そこから広帯域なリンクで上位階梯ノードと接続するため、トラヒックの統計多重効果が期待できる他、多数の狭帯域リンクを使用する構成に比べてリンクコストを低減することができる。
【００１６】
上記発明においては、各基地局又は中央基地局の地理的位置、及び複数の基地局が管轄するそれぞれのエリアの地理的形状や位置、見通し範囲等の通信環境を基地局情報として保持し、基地局情報に基づいて、自他のトラヒックを転送する経路を設定することが好ましい。
【００１７】
上記発明において、中央基地局は複数設置されている場合には、基地局情報に基づいて、中継すべき中央基地局を選択することが好ましい。
【００１８】
これらの発明によれば、各基地局が設置されている地理的な条件や通信環境を考慮して無線リンクを形成することができ、より効率的なトラヒックの集約中継を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明に係る通信経路制御システムの第１実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００２０】
（通信制御システムの構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る通信制御システムの全体構成を示す概念図である。この第１実施形態では、地理的に中央に位置する中央基地局と、隣接基地局との間で、１対１接続形態の無線リンクを設定した場合を例に説明する。
【００２１】
同図に示すように、本実施形態に係る通信制御システムは、各エリア４１〜４７のそれぞれに設置された基地局２１〜２７と、各エリア４１〜４７に在圏する通信端末３１〜３７とを備えている。基地局２１〜２７同士は、通信用無線リンクにより１対１で通信網を形成している。
【００２２】
同図に示すように、本実施形態に係る通信制御システムは、各エリア４１〜４７のそれぞれに設置された基地局２１〜２７と、各エリア４１〜４７に在圏する通信端末３１〜３７とを備えている。
【００２３】
基地局２１〜２７は、通信端末３１〜３７及び他の基地局との無線通信用のアンテナとを備えており、各基地局同士は、通信用無線リンクにより１対１で通信網を形成している。
【００２４】
各基地局２１〜２７間における無線リンクは、例えば、指向性を持たせたアンテナと無線通信方式を組み合わせる方法の他、無指向性アンテナと時間／周波数／コード等によるチャネル多重可能な無線通信方式を組み合わせる方法がある。なお、図示した例では、地理的に中央に位置する基地局を、無線リンク網の中心とするスター接続としたが、無線リンクが設定可能な範囲ならばいずれの基地局も無線リンクの中心とすることができる。
【００２５】
各基地局は、具体的に、図２に示すような内部構成を有する。図２は、本実施形態に係る基地局の内部構成を示すブロック図である。なお、図２においては、複数ある基地局のうち基地局２１を例に図示している。
【００２６】
同図に示すように、各基地局は、無線通信回線（無線リンク）を通じて通信を行う無線通信手段５５と、他の基地局からの他トラヒックを取得する他トラヒック取得手段５１と、管轄エリア４１内に在圏する通信端末３１からの自トラヒックを取得する自トラヒック取得手段５３と、他トラヒック取得手段５１が取得した他トラヒックと、自トラヒック取得手段が取得した自トラヒックとを多重化する多重手段５２と、多重手段５２により多重されたトラヒックを、他の基地局に対して他トラヒックとして転送する転送手段５４とを有している。
【００２７】
無線通信手段５５は、アンテナを通じて受信される通信信号について、自他のトラヒックを識別し、在圏端末からの自局向けの自トラヒックは自トラヒック取得手段５３に出力し、他局から転送されてきた他トラヒックは他トラヒック取得手段５１に出力する。
【００２８】
他トラヒック取得手段５１及び自トラヒック取得手段５３は、多重手段５２に接続されており、多重手段５２は、自他のトラヒックを多重し、転送手段５４に出力し、転送手段５４は、多重された信号を、無線通信手段５５を介して、他局に向けて送信する。
【００２９】
また、各基地局は、各基地局の地理的位置、及び他の基地局が管轄するそれぞれのエリアの地理的形状や位置、見通し範囲等の通信環境を基地局情報として蓄積する基地局情報蓄積手段５７と、基地局情報に基づいて、自他のトラヒックを転送する経路を設定する経路設定手段５６とを有している。なお、本実施形態において、経路設定手段５６は、基地局情報に基づいて、中継すべき他の中央基地局を選択する機能を有している。
【００３０】
（通信経路制御システムを用いた通信経路制御方法）
以上の構成を有する通信経路制御システムを用いた通信経路制御方法について説明する。
【００３１】
（１）トラヒック集約時の動作
先ず、隣接する基地局から中央基地局にトラヒックを集約する際の動作について説明する。なお、ここでは、基地局２１〜２６におけるトラヒックを、基地局２７に集約する場合を例に説明する。
【００３２】
図１に示すように、基地局２１が管轄するエリア４１に在圏する通信端末３１から通信接続があった場合、基地局２１と２７との間において、無線リンクを介して相互に接続する。基地局２１は、この無線リンクを介して通信端末３１からのトラヒックを基地局２７に転送する。基地局２７では、無線通信回線を通じて、基地局２１からの他トラヒックを取得する。
【００３３】
（２）多重中継時の動作
次いで、最外周エリアと中心エリアの間のエリアに存在する基地局において、最外周エリアの基地局からのトラヒックを集約し、自基地局のトラヒックと多重して中心エリアの基地局に中継するときの動作について説明する。図３は、本実施形態において、多重中継を行うときの動作を示す説明図である。
【００３４】
なお、ここでは、最外周エリア４８と中心エリア４７の間のエリア４１において、多重中継することにより、基地局２７を中心に、トラヒック多重中継機能を有する基地局を経由して他の周辺基地局との間にツリー接続網を構成する。
【００３５】
図３に示すように、基地局２８が管轄するエリア４８に在圏する通信端末３８から通信接続があった場合、基地局２８と２１との間において、無線リンクを介して相互に接続する。基地局２８は、この無線リンクを介して通信端末３８からのトラヒックを基地局２１に転送する。基地局２１では、無線通信回線を通じて、基地局２８からの他トラヒックを取得する。このとき、基地局２１は、エリア４１内に在圏する通信端末３１との間で通信を行っているものとする。
【００３６】
その後、基地局２１は、中央基地局である基地局２７との間で無線リンクを形成し、基地局２８から取得した他トラヒックと、自局の自トラヒックとを多重化する。具体的には、基地局２１においては、無線通信手段５５を通じて、自他トラヒックを、自トラヒック取得手段５３及び他トラヒック取得手段５１により取得し、多重手段５２により多重化する。
【００３７】
そして、多重されたトラヒックを、他の基地局２７に対して他トラヒックとして転送する。具体的には、多重手段５２で多重された信号を転送手段５４から無線通信手段５５を介して、基地局２７に送信する。
【００３８】
このとき、基地局２１において経路設定手段５６は、他の基地局の地理的位置、及び複数の基地局が管轄するそれぞれのエリアの地理的形状や位置、見通し範囲等の通信環境の基地局情報に基づいて、自他のトラヒックを転送する経路を設定する。
【００３９】
（変更例）
上記実施形態において、無線リンクの形状は、中央基地局を中心としたスター型のリンク形状としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、直線的に並んだ隣接エリア間でバス接続網を形成し、直線的ネットワーク内でトラヒックの送受を行うようにしてもよい。この具体例としては、道路や線路等、線的にエリアが連続するサービスエリアヘの適用が考えられる。また、複数のバス接続網間に渡りの無線リンクを設置して、より広域網に適応するラダー接続網構成とすることも可能である。
【００４０】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る通信経路制御システムの第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る通信経路制御システムの全体構成を示す説明図であり、図６は、中央基地局の内部構成を示すブロック図である。
【００４１】
本実施形態では、上述した第１実施形態に係る中央基地局となる基地局２７が、上位階梯ノード１に対して直接リンク１０により接続する上位リンク手段５９及び上位接続装置２７ａと、無線通信回線を介して他の複数の基地局から他トラヒックを取得し、この取得した他トラヒックに自トラヒックを多重してなるトラヒックを上位階梯ノード１に中継する中継手段５８とを備ている。
【００４２】
上位接続装置２７ａは、他の通信網や上流トラヒックに接続するための装置であり、上位リンク手段５９は、この上位接続装置２７ａに対して信号の入出力を行うインターフェースである。中継手段５８は、多重手段５２に接続されており、多重手段５２で多重化されたトラヒックを、上位接続装置２７ａで送出可能な信号に変換する。
【００４３】
このような構成を有する通信経路制御システムでは、図５に示すように、例えば、上位階梯ノード１との直接リンク１０を有する基地局２７を中心に、他の隣接基地局との間で、１対１接続形態の無線リンクを用いたスター接続網を構成することができる。この結果、上述した第１実施形態で説明した通信経路制御方法により、外周エリアを管轄する基地局から中央基地局に多重集約されたトラヒックを、中継手段５８から上位リンク手段５９、上位接続装置２７ａを通じて、上位階梯ノード１に送出することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態に係る通信経路制御システムによれば、外周エリアから中央エリアに向けて集約中継を順次行うことにより、例えば、図７に示すように、上位階梯ノード１との直接リンク１０を有する基地局を中心に、トラヒック多重中継機能を有する基地局を経由して他の周辺基地局との間にツリー接続網を構成することができる。
【００４５】
これにより、周辺基地局からの上流トラヒックもしくは周辺基地局への下流トラヒックを１本の広帯域リンクに集約することができ、トラヒックを多重中継する基地局を多重に接続することによって、より広範囲なエリアでトラヒック集約を行うことが可能である。
【００４６】
このような第２実施形態に係る通信経路制御システムによれば、周辺基地局からの上流トラヒックもしくは周辺基地局への下流トラヒックを１本の広帯域リンクに集約することができる。これにより、余剰帯域の集約や統計多重効果を期待することができるとともに、リンク本数の削減を図ることが可能となり、上位階梯ノード１ヘのリンクコストの低減が可能となる。
【００４７】
［第３実施形態］
次いで、本発明に係る通信経路制御システムの第３実施形態について説明する。図８は、第３実施形態に係る通信経路制御システムの全体構成を示す説明図である。本実施形態では、上記第２実施形態で説明した上位階梯ノード１へ接続可能な中央基地局を複数備えたことを特徴とする。
【００４８】
この場合は、図８に示すように、任意に選択したｎ個のエリアを（図中斜線により例示したエリア）１集約単位とし、集約単位に属する基地局間で無線リンクによるフルメッシュ網を形成する。そして、集約単位内で集約したトラヒックを１つの代表基地局（中央基地局である基地局）２７で集約する。
【００４９】
なお、エリア内での相互通信量に応じて、集約単位毎にリンク形態を変更することができ、例えば、フルメッシュ接続の代わりにスター接続とすることも可能である。また、図ではｎ＝４としたが、無線リンクが設定可能な範囲で種々の接続数とすることができ、ネットワーク内で異なるｎの集約単位を構成することができる。
【００５０】
［変更例］
上述した第１〜第３実施形態においては、以下のような変更を加えることができる。
【００５１】
例えば、他の基地局との無線リンクとして、業務用の無線周波数を使用したり、ポイント−ポイント接続用の無線伝送方式を使用することができる。具体的には、図９に示すように、自社マイクロ波伝送路等の排他的周波数帯域を使った無線リンクや、無線ＩＥＥＥ１３９４等のポイント−ポイント接続用の無線伝送方式を隣接基地局間の無線リンクに適用することができる。これにより、他者との間の電波障害やアクセスサービス用の無線帯域との競合（電波障害）がない、高品質・高速な無線リンクの確立を実現することができる。また、業務用無線リソースの有効利用にもつながる。
【００５２】
また、図１０に示すように、他の基地局との無線リンクとして、ＩＥＥＥ８０２．１ａ／１ｂ等の無線ＬＡＮ等の公衆広帯域無線アクセス方式とすることができる。これにより、通信免許を要することなく、簡易にかつ市販装置を用いて安価に、集約中継用の無線リンクの確立を実現することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の通信経路制御システム、通信経路制御方法及び基地局によれば、基地局階層内の相互接続リンクを無線方式を用いて構成することができ、ローカルネットワークを低コストで実現すると供に、トラヒックの集約により、上位階梯ノードとの接続リンクの削減と低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る通信経路制御システムの全体構成を示す説明図であり、６対１のスター接続構成を適用した例を示す。
【図２】第１実施形態に係る基地局の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る通信経路制御システムにより基地局階層内ローカルネットワークにツリー接続構成を適用した例を示す図である。
【図４】第１実施形態の変更例に係る通信経路制御システムにより基地局階層内ローカルネットワークにバス（ラダー）接続構成を適用した例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る通信経路制御システムの全体構成を示す説明図であり、基地局階層内で６対１のスター接続構成を適用した例を示す。
【図６】第２実施形態に係る基地局の内部構成を示すブロック図である。
【図７】第１実施形態に係る通信経路制御システムにより、上位階梯ノードヘのトラヒックの集約を目的として基地局階層内でツリー接続構成を適用した例を示す図である。
【図８】第１実施形態に係る通信経路制御システムにより、上位階梯ノードヘのトラヒックの集約を目的として基地局階層内でメッシュ接続構成を適用した例を示す図である。
【図９】変更例に係る通信経路制御システムの構成図であり、自社マイクロ波伝送路及びポイント−ポイント無線伝送方式を基地局階層内相互接続リンクに適用した例を示す。
【図１０】変更例に係る通信経路制御システムの構成図であり、無線ＬＡＮ方式を基地局階層内相互接続リンクに適用した例を示す。
【符号の説明】
１…上位階梯ノード
１０…直接リンク
２１〜２７…基地局
２７ａ…上位接続装置
２８…基地局
３１〜３８…通信端末
４１〜４８…エリア
５１…他トラヒック取得手段
５２…多重手段
５３…自トラヒック取得手段
５４…転送手段
５５…無線通信手段
５６…経路設定手段
５７…基地局情報蓄積手段
５８…中継手段
５９…上位リンク手段
【図１】
2004072200.tif 000003
【図２】
2004072200.tif 000004
【図３】
2004072200.tif 000005
【図４】
2004072200.tif 000006
【図５】
2004072200.tif 000007
【図６】
2004072200.tif 000008
【図７】
2004072200.tif 000009
【図８】
2004072200.tif 000010
【図９】
2004072200.tif 000011
【図１０】
2004072200.tif 000012