(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセクタの各セクタ毎にアンテナ及び当該アンテナを用いて無線通信する無線通信処理部を設けた無線通信装置において、
少なくとも隣り合った２つのセクタの無線通信処理部は、自己のセクタのアンテナを用いて無線通信する処理と他のセクタのアンテナを用いて無線通信する処理とを切り替えて実行する無線通信セクタ切替手段を備え、当該他のセクタの無線通信に異常が発生した場合に当該他のセクタの無線通信を代行し、
前記無線通信処理部は屋外ユニットの無線部により構成されており、隣り合ったセクタの屋外ユニット同士が前記代行において互いをカバーし、前記代行する屋外ユニットは前記無線通信セクタ切替手段により自己のセクタの無線通信サービスと異常が発生した隣り合った他のセクタの無線通信サービスを交互に行い、
無線通信サービスを行うセクタ状態と、無線通信に使用する周波数状態と、前記無線通信セクタ切替手段を構成するアンテナスイッチの切替状態と、送信と受信を切り替える送受信切替スイッチの切替状態と、選択するシンセサイザを切り替えるシンセサイザ選択スイッチの切替状態とが対応付けられる各状態に付された番号に従って前記代行が行われる、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記少なくとも隣り合った２つのセクタの無線通信で用いられる周波数は互いに異なっており、
前記少なくとも隣り合った２つのセクタの無線通信処理部は、前記無線通信セクタ切替手段による切替と同期して無線通信で用いる周波数を自己のセクタの無線通信で用いられる周波数と前記他のセクタの無線通信で用いられる周波数とで切り替える無線通信周波数切替手段を備え、
前記無線通信周波数切替手段は、前記シンセサイザと前記シンセサイザ選択スイッチにより構成されている、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
複数のセクタの各セクタ毎にアンテナ及び当該アンテナを用いて無線通信する無線通信処理部を設けた基地局装置がＴＤＤ方式により各セクタに存する加入者局装置と無線通信する無線通信システムにおいて、
基地局装置に設けられた少なくとも隣り合った２つのセクタの無線通信処理部は、自己のセクタのアンテナを用いて無線通信する処理と他のセクタのアンテナを用いて無線通信する処理とを時分割で切り替えて実行する無線通信セクタ切替手段を備え、当該他のセクタの無線通信に異常が発生した場合に当該他のセクタの無線通信を代行し、
前記無線通信処理部は屋外ユニットの無線部により構成されており、隣り合ったセクタの屋外ユニット同士が前記代行において互いをカバーし、前記代行する屋外ユニットは前記無線通信セクタ切替手段により自己のセクタの無線通信サービスと異常が発生した隣り合った他のセクタの無線通信サービスを交互に行い、
無線通信サービスを行うセクタ状態と、無線通信に使用する周波数状態と、前記無線通信セクタ切替手段を構成するアンテナスイッチの切替状態と、送信と受信を切り替える送受信切替スイッチの切替状態と、選択するシンセサイザを切り替えるシンセサイザ選択スイッチの切替状態とが対応付けられる各状態に付された番号に従って前記代行が行われる、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
基地局装置の前記少なくとも隣り合った２つのセクタの無線通信で用いられる周波数は互いに異なっており、
基地局装置の前記少なくとも隣り合った２つのセクタの無線通信処理部は、自己のセクタの無線通信で用いられる周波数の信号を無線通信処理する機能と、前記他のセクタの無線通信で用いられる周波数の信号を無線通信処理する機能と、前記無線通信セクタ切替手段による切替と同期してこれら２つの無線通信処理機能を時分割で切り替える無線通信処理機能切替手段と、を備え、
前記無線通信処理機能切替手段は、前記シンセサイザと前記シンセサイザ選択スイッチにより構成されている、
ことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばセクタ方式を用いてＴＤＤ（Time Division Duplex）方式により無線通信を行う加入者系無線アクセスシステムの基地局装置などに関し、特に、例えば主にミリ波や準ミリ波で無線により送受信を行う屋外ユニットと、セクタアンテナと、変復調やシステムの総合制御を行う屋内ユニットから構成される基地局装置において回線信頼性を確保するための二重化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、準ミリ波帯（例えば、２２［ＧＨｚ］帯及び２６［ＧＨｚ］帯）やミリ波帯（例えば、３８［ＧＨｚ］帯）の周波数を利用した加入者系無線アクセスシステムは、将来的に大きな需要が見込まれるマルチメディア通信などの大容量情報通信を無線により可能とするシステムとして注目されている。準ミリ波帯やミリ波帯の周波数の信号は、他の低い周波数の信号と比較して空間減衰が大きいため、無線伝送距離が短くて周波数の折り返し利用が可能であるという利点があり、更に、広帯域な周波数資源が使用可能であるため、大容量の情報を高速に伝送するシステムに適している。
【０００３】
例えば伝送速度が６４［ｋｂｐｓ］〜数１００［Ｍｂｐｓ］であり且つ低価格な無線通信サービスが可能な加入者系無線アクセスシステムは、企業ユーザや、ＳＯＨＯ（Small Office Home Office）と呼ばれる個人事業者や、一般家庭ユーザなどの加入者宅と、通信事業者設備とを無線により通信可能に接続するシステムとして用いられ、このようなシステムは双方向Ｐ−ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ  ｔｏ  Ｍｕｌｔｉ  Ｐｏｉｎｔ）通信によるものである。なお、基地局装置は、有線の高速基幹回線に接続されることで、当該回線を用いた良好な通信環境に置かれる。
【０００４】
このようなシステムでは、固定局通信や移動通信の分野と共に、１つの基地局装置に複数のアンテナを設置して、セルを複数のセクタに分けてサービスを提供することが行われる。また、各セクタの無線通信で使用される周波数としては、セクタ間の電波干渉を抑制するために、近隣のセクタでは異なる周波数を使用することが一般的である。
【０００５】
また、基地局装置においては、サービス回線の信頼性を向上させるためにバックアップ回線を用意することが必要となる。
このため、このような基地局装置により無線通信を行う場合には、当該基地局装置における二重化によるバックアップ回線の確保が必須となる。
【０００６】
ここで、加入者系無線アクセスシステムについて詳しく説明しておく。
近年、例えばＷＬＬ（Wireless Local Loop）或いはＦＷＡ（Fixed Wireless Access）などと称せられる無線通信を用いた加入者系無線アクセスシステムが開発及び実用化されている。また、インターネットの普及に伴い、無線媒体で高速で大容量の通信を行う要求が高まっている。
【０００７】
上記した加入者系無線アクセスシステムでは、公衆回線網などのバックボーンネットワークに接続される基地局装置（ＢＳＥ：Base Station Equipment）をビルの屋上や塔などの高所に固定設置し、また、複数の加入者局装置（ＣＰＥ：Customer Premises Equipment）を加入者宅ビルの屋上などの高所に固定設置して、加入者局装置にパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの通信端末装置やこのような通信端末装置を接続したＬＡＮ（Local Area Network）などを収容する。
【０００８】
ここで、基地局装置や加入者局装置は、例えば、ビルの屋上や塔などの高所に固定設置される屋外ユニット（ＯＤＵ：Out Door Unit）とビル内などに固定設置される屋内ユニット（ＩＤＵ：In Door Unit）とをケーブルで接続した構成を有している。また、基地局装置や加入者局装置の屋外ユニットは、アンテナを用いた無線通信処理を行う無線通信処理部を備え、主に無線通信処理を司る。また、基地局装置の屋内ユニットは主にバックボーンネットワークとのデータ通信を司り、加入者局装置の屋内ユニットは主に通信端末装置やＬＡＮなどとのデータ通信を司る。
【０００９】
また、上記のような加入者系無線アクセスシステムでは、基地局装置と加入者局装置とが無線フレームをもって時分割伝送を行う通信方式により無線通信を行うことにより、同一の基地局装置に収容された異なる加入者局装置に接続されたＬＡＮなどの間を通信可能に接続してデータ通信させることや、基地局装置に接続されたバックボーンネットワークと加入者局装置に接続されたＬＡＮなどとを通信可能に接続してデータ通信させることなどができる。
【００１０】
次に、従来例に係る基地局装置の二重化の構成例を示す。
図５には、基地局装置の二重化構成の第１の例を示してあり、高速基幹回線に接続されているビルＧ２の屋上に設けられた４つのポール（柱）Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれに、セルを４つに分けた４セクタの無線通信を行う基地局装置の通常運用系（現用系）の屋外ユニット５１ａ〜５１ｄのそれぞれと、当該基地局装置の通常運用系のセクタアンテナ５２ａ〜５２ｄのそれぞれと、当該基地局装置の補助系（予備用系）の屋外ユニット５３ａ〜５３ｄのそれぞれと、当該基地局装置の補助系のセクタアンテナ５４ａ〜５４ｄのそれぞれとを設置した様子を示してある。なお、同図では、屋外ユニット５１ａ〜５１ｄ、５３ａ〜５３ｄと屋内ユニット（図示せず）とを接続するケーブルなどについては、図示を省略している。
【００１１】
また、ここでは、屋外ユニットとは無線による送受信を行う無線周波数帯の回路を有したユニットのことを示しており、屋内ユニットとは変復調部の回路を有したユニットのことを示しており、これら２つのユニットに基地局装置のアンテナ以外の機能を分離して備えている。
【００１２】
また、本例では、ポールＰ１に設置された屋外ユニット５１ａ、５３ａやセクタアンテナ５２ａ、５４ａにより無線通信されるセクタＡと、ポールＰ２に設置された屋外ユニット５１ｂ、５３ｂやセクタアンテナ５２ｂ、５４ｂにより無線通信されるセクタＢと、ポールＰ３に設置された屋外ユニット５１ｃ、５３ｃやセクタアンテナ５２ｃ、５４ｃにより無線通信されるセクタＣと、ポールＰ４に設置された屋外ユニット５１ｄ、５３ｄやセクタアンテナ５２ｄ、５４ｄにより無線通信されるセクタＤとから３６０度の無線通信範囲が形成されている。
【００１３】
本例では、各ポールＰ１〜Ｐ４毎に設置された２つの屋外ユニット及び２つのセクタアンテナから各セクタＡ〜Ｄ毎の無線通信範囲をカバーするためのセクタユニットが構成されている。そして、各セクタユニットでは、通常運用系の屋外ユニット及び通常運用系のセクタアンテナから成る通常運用系セクタユニットと、補助系の屋外ユニット及び補助系のセクタアンテナから成る補助系セクタユニットとの２組のセクタユニットを配置して、通常運用系セクタユニットとバックアップ用の補助系セクタユニットとで同一のセクタの無線通信範囲をカバーすることにより、二重化を図っている。なお、各セクタＡ〜Ｄでは、通常運用系のセクタアンテナ５２ａ〜５２ｄと補助系のセクタアンテナ５４ａ〜５４ｄとは同一或いはほぼ同一の無線通信範囲をカバーするように設置されている。
【００１４】
具体例として、ポールＰ１のセクタＡについては、通常の運用時には、通常運用系の屋外ユニット５１ａが通常運用系のセクタアンテナ５２ａを用いて無線通信を行い、一方、通常運用系セクタユニットに異常が発生した場合には、通常運用形セクタユニットに代わって、補助系の屋外ユニット５３ａが補助系のセクタアンテナ５４ａを用いて無線通信を行う。なお、他のセクタＢ〜Ｄについても同様である。
【００１５】
図６には、基地局装置の二重化構成の第２の例を示してあり、上記第１の例と同様に、高速基幹線に接続されているビルＧ３の屋上に４セクタ分の装置を設置した様子を示してある。具体的には、同図には、ビルＧ３の屋上に設けられた４つのポール（柱）Ｐ５〜Ｐ８のそれぞれに、セルを４つに分けた４セクタの無線通信を行う基地局装置の通常運用系の屋外ユニット６１ａ〜６１ｄのそれぞれと、当該基地局装置の通常運用系のセクタアンテナ６２ａ〜６２ｄのそれぞれと、当該基地局装置の補助系のセクタアンテナ６５ａ〜６５ｄのそれぞれとを設置した様子を示してある。
【００１６】
また、同図には、４つの補助系のセクタアンテナ６５ａ〜６５ｄに共通な１つの補助系の屋外ユニット６３と、当該補助系の屋外ユニット６３と接続する補助系のセクタアンテナ６５ａ〜６５ｄを切り替えるアンテナ選択スイッチ６４と、当該アンテナ選択スイッチ６４とそれぞれの補助系のセクタアンテナ６５ａ〜６５ｄとを接続する４つのケーブル６６ａ〜６６ｄとを示してある。なお、同図では、屋外ユニット６１ａ〜６１ｄ、６３と屋内ユニット（図示せず）とを接続するケーブルなどについては、図示を省略している。
【００１７】
本例では、アンテナ選択スイッチ６４を備えることにより、補助系の屋外ユニットをそれぞれの補助系のセクタアンテナ６５ａ〜６５ｄ毎に備える必要を無くしており、１つの基地局装置において１つの補助系の屋外ユニット６３により全ての通常運用系をバックアップすることが可能な構成となっている。なお、本例と同様に１つの補助系の屋外ユニットを複数の通常運用系の屋外ユニットに割り当てることにより、例えば２以上であってセクタの総数より少ない数の補助系の屋外ユニットを用いて全ての通常運用系をバックアップするような構成とすることも可能である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基地局装置の二重化構成では、例えば上記図５に示した第１の例では各セクタ毎に屋外ユニット５１ａ〜５１ｄ、５３ａ〜５３ｄとセクタアンテナ５２ａ〜５２ｄ、５４ａ〜５４ｄとが２組ずつ必要であり、また、例えば上記図６に示した第２の例ではアンテナ選択スイッチ６４による伝送損失に加えてバックアップ用の補助系の屋外ユニット６３から補助系の各セクタアンテナ６５ａ〜６５ｄまでの距離が例えば十数メートルにもなってしまうことから、伝送損失が大きくなってしまい、送信出力や受信感度の大幅な劣化により所望のサービスエリアをカバーし切れなくなってしまうことが生じていた。また、これら第１の例や第２の例では、例えば通常運用系の屋外ユニットと補助系の屋外ユニットとのそれぞれを異なる専用装置として設計等することが必要であった。
【００１９】
また、従来技術の他の例として、例えば特開平７−１３５４７６号公報に記載された無線通信装置では、屋外装置と屋内装置から構成される簡易型の超小型無線通信装置において、現用回線用（通常運用系）と予備用回線用（補助系）とで二重化された構成を提供するが、現用回線用の屋外装置と予備用回線用の屋外装置とを別体で設けることが必要な構成であった。
【００２０】
このように、従来の基地局装置の二重化構成では、例えば正常に運用がなされている状態においても、わざわざ補助系の無線装置（例えば、屋外ユニット）を別体として設置して用意しなければならず、設置コストが大きくなってしまうなどといった不具合があった。また、従来の基地局装置の二重化構成では、例えば二重化のために通常運用系とは仕様を変更した補助系の無線装置（例えば、屋外ユニット）などが必要となってしまうことがあり、コストや設計の面で無駄が多くなってしまうといった不具合があった。
【００２１】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、例えば加入者系無線アクセスシステムの基地局装置などにおいて、コスト面や設計面で効率的な二重化構成を実現することができる無線通信装置や無線通信システムを提供することを目的とする。具体的には、本発明は、例えば二重化のために無線装置（例えば、屋外ユニット）を余剰に設置しなければならないようなことを解消し、設置コストの増大や異なる仕様での装置設計の必要性などをなくすことを実現する。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る無線通信装置では、複数のセクタの各セクタ毎にアンテナ及び当該アンテナを用いて無線通信する無線通信処理部を設けた構成において、少なくとも１つのセクタの無線通信処理部は、無線通信セクタ切替手段により当該セクタのアンテナを用いて無線通信する処理と他のセクタのアンテナを用いて無線通信する処理とを切り替えて実行することにより、当該他のセクタの無線通信に異常が発生した場合に当該他のセクタの無線通信を代行する。
【００２３】
従って、例えば従来のように正常な運用時に用いられる通常運用系と異常が発生した運用時に用いられる補助系とで２組の無線通信処理部を備えるのではなく、本発明では、或るセクタの無線通信に異常が発生した場合には、他のセクタの無線通信処理部が、当該他のセクタにおける通常運用系の無線通信処理と、異常が発生した当該或るセクタにおける補助系の無線通信処理とを切り替えて実行することが行われるため、通常運用系と補助系とで共通の無線通信処理部を用いて二重化を図ることができ、これにより、コスト面や設計面で効率的な二重化構成を実現することができる。
【００２４】
ここで、無線通信装置としては、種々な装置に適用されてもよく、例えば基地局装置に適用することができる。
また、複数のセクタの数としては、特に限定はなく、種々な数が用いられてもよい。
また、アンテナとしては、種々なアンテナが用いられてもよい。
また、無線通信処理部としては、種々な構成の処理部が用いられてもよく、一例として、屋外ユニット及び屋内ユニットから構成される基地局装置の屋外ユニットのような装置を用いることができ、他の例として、基地局装置全体を用いることもできる。
【００２５】
また、本発明の構成は、上記のように、少なくとも１つのセクタの無線通信処理部に適用されればよく、本発明が適用されるセクタの数としては特に限定はない。なお、通常は、全てのセクタの無線通信処理部に本発明の構成が適用されるのが好ましい。
【００２６】
また、少なくとも１つのセクタの無線通信処理部が他のセクタのアンテナを用いて無線通信する場合における当該他のセクタのアンテナとしては、例えば通常運用時に当該他のセクタの無線通信処理部により用いられるアンテナが用いられてもよく、或いは、当該通常運用系のアンテナとは別個に設けられた補助系のアンテナが用いられてもよい。
また、無線通信セクタ切替手段により上記した２つの処理を切り替える仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば時分割で切り替えるような仕方が用いられるのが好ましい。
【００２７】
また、他のセクタの無線通信に異常が発生した場合とは、特に限定はなく、例えば当該他のセクタの無線通信処理部により当該他のセクタのアンテナを用いて当該他のセクタの無線通信を正常に行うことができなくなってしまったような場合を示しており、具体的には、例えば当該他のセクタの無線通信処理部に故障などの異常が発生してしまったような場合や、例えば当該他のセクタのアンテナに故障などの異常が発生してしまって当該他のセクタの無線通信処理部により当該他のセクタの無線通信が正常に行われなくなってしまったような場合などを示している。
【００２８】
一例として、各無線通信処理部などに発生する異常は当該各無線通信処理部などにより検出されて当該各無線通信処理部をバックアップする他の無線通信処理部へ通知され、これにより、当該他の無線通信処理部は異常が発生した当該各無線通信処理部のセクタの無線通信を代わりに行う（代行する）。
なお、このような代行処理は、例えば異常が発生した無線通信処理部などが修理などされて再び正常に動作することが可能な状態となる（復旧する）までの間行われ、この場合、一例として、当該復旧したことが当該代行処理を行っている無線通信処理部に通知されることに応じて当該無線通信処理部による当該代行処理が停止させられ、これにより当該無線通信処理部は通常運用時の動作に戻る。
【００２９】
また、本発明に係る無線通信装置では、上記のような構成において、前記少なくとも１つのセクタの無線通信で用いられる周波数と前記他のセクタの無線通信で用いられる周波数とが異なっている場合には、前記少なくとも１つのセクタの無線通信処理部は、無線通信周波数切替手段により、前記無線通信セクタ切替手段による切替と同期して、無線通信で用いる周波数を当該セクタの無線通信で用いられる周波数と前記他のセクタの無線通信で用いられる周波数とで切り替える。
【００３０】
従って、無線通信を代行する側のセクタの無線通信で用いられる周波数と無線通信を代行される側のセクタの無線通信で用いられる周波数とが異なる場合においても、このような周波数の違いに対応して、これら２つのセクタの無線通信をそれぞれに対応した周波数に切り替えて行うことができる。
【００３１】
ここで、各セクタの無線通信で用いられる周波数としては、種々な周波数が用いられてもよく、例えば隣接するセクタなどのように互いに干渉する可能性がある近隣のセクタでは異なる周波数が用いられるのが好ましい。各セクタでは、割り当てられた周波数の信号を無線により通信する。
【００３２】
また、無線通信セクタ切替手段による切替と同期して無線通信で用いる周波数を切り替える態様としては、前記少なくとも１つのセクタのアンテナを用いて無線通信する処理へ切り替えられるときに当該セクタの無線通信で用いられる周波数へ切り替える一方、前記他のセクタのアンテナを用いて無線通信する処理へ切り替えられるときに当該他のセクタの無線通信で用いられる周波数へ切り替える態様が用いられる。
【００３３】
また、本発明に係る無線通信装置は、例えば加入者系無線アクセスシステムなどのように基地局装置と加入者局装置とがＴＤＤ方式により無線通信する無線通信システムの基地局装置に適用されるのに好適なものである。
一例として、本発明に係る無線通信システムでは、複数のセクタの各セクタ毎にアンテナ及び当該アンテナを用いて無線通信する無線通信処理部を設けた基地局装置がＴＤＤ方式により各セクタに存する加入者局装置と無線通信するに際して、次のようにして、基地局装置の二重化を実現する。
すなわち、基地局装置に設けられた少なくとも１つのセクタの無線通信処理部は、無線通信セクタ切替手段により当該セクタのアンテナを用いて無線通信する処理と他のセクタのアンテナを用いて無線通信する処理とを時分割で切り替えて実行することにより、当該他のセクタの無線通信に異常が発生した場合に当該他のセクタの無線通信を代行する。
【００３４】
ここで、基地局装置や加入者局装置としては、種々な構成の装置が用いられてもよい。
また、基地局装置では、各セクタ毎に当該各セクタに存する加入者局装置とＴＤＤ方式により無線通信する。
【００３５】
また、本発明に係る無線通信システムでは、上記のような構成において、基地局装置の前記少なくとも１つのセクタの無線通信で用いられる周波数と前記他のセクタの無線通信で用いられる周波数とが異なっている場合には、基地局装置の前記少なくとも１つのセクタの無線通信処理部は、無線通信処理機能切替手段により、当該セクタの無線通信で用いられる周波数の信号を無線通信処理する機能と、前記他のセクタの無線通信で用いられる周波数の信号を無線通信処理する機能とを、前記無線通信セクタ切替手段による切替と同期して時分割で切り替える。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本例では、高速基幹回線に接続されているビルの屋上などに複数のセクタを有する基地局装置の屋外ユニットやセクタアンテナを設け、当該基地局装置と加入者局装置とがＴＤＤ方式を複信方式として用いて無線通信する加入者系無線アクセスシステムに本発明を適用して、当該基地局装置の二重化構成を実現する。
【００３７】
そして、本例では、基地局装置において、例えば隣り合ったセクタなどの屋外ユニット同士が互いのバックアップユニットとして動作可能なように、これらの屋外ユニットを近接に配置し、１つの屋外ユニットにより２つのセクタアンテナとの間で入出力を行うことが可能な構成とし、屋外ユニットに備えられる切替スイッチによりこれら２つのセクタアンテナを選択することが可能な構成とした。これにより、各セクタの屋外ユニットでは、バックアップ対象となる隣りなどのセクタの屋外ユニットが正常に運用されているときには自己（当該各セクタ）のセクタアンテナのみを前記切替スイッチにより選択して無線通信を行い、また、バックアップ対象となる隣りなどのセクタの屋外ユニットなどに異常が発生してバックアップ動作を行うときには自己（当該各セクタ）のセクタアンテナと共に当該隣りなどのセクタのセクタアンテナを時分割で運用することにより、異常が発生した緊急時においても正常な回線を確保することを実現する。
【００３８】
以下で、本実施例を更に具体的に説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る基地局装置の二重化構成の一例を示してあり、４セクタａ〜ｄを有する基地局装置の屋外ユニット１ａ〜１ｄやセクタアンテナ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄをビルＧ１の屋上に設置した場合において、当該ビルＧ１の屋上を上方から見たときの設置レイアウトの一例を示してある。なお、同図では、屋外ユニット１ａ〜１ｄと屋内ユニット（図示せず）とを接続するケーブルなどについては、図示を省略している。
【００３９】
同図に示されるように、本例の基地局装置では、ビルＧ１の屋上に、セクタａの通常運用系のセクタアンテナ２ａがケーブル４ａを介して接続されているとともにセクタｄの補助系のセクタアンテナ３ｄがケーブル５ｄを介して接続されているセクタａの屋外ユニット１ａと、セクタｄの通常運用系のセクタアンテナ２ｄがケーブル４ｄを介して接続されているとともにセクタａの補助系のセクタアンテナ３ａがケーブル５ａを介して接続されているセクタｄの屋外ユニット１ｄとが、例えば近接した位置に設置されている。
【００４０】
同様に、本例の基地局装置では、ビルＧ１の屋上に、セクタｂの通常運用系のセクタアンテナ２ｂがケーブル４ｂを介して接続されているとともにセクタｃの補助系のセクタアンテナ３ｃがケーブル５ｃを介して接続されているセクタｂの屋外ユニット１ｂと、セクタｃの通常運用系のセクタアンテナ２ｃがケーブル４ｃを介して接続されているとともにセクタｂの補助系のセクタアンテナ３ｂがケーブル５ｂを介して接続されているセクタｃの屋外ユニット１ｃとが、例えば近接した位置に設置されている。
【００４１】
また、各セクタａ〜ｄの無線通信で用いられる周波数（各セクタａ〜ｄの運用周波数）としては、例えば隣接するセクタについては互いの干渉を抑制するために異なる周波数チャネルを用いるのが一般的であり、本例では、セクタａでは周波数ｆ１の信号をエリアＡに存する加入者局装置との間で無線通信し、セクタｂでは周波数ｆ２の信号をエリアＢに存する加入者局装置との間で無線通信し、セクタｃでは周波数ｆ１の信号をエリアＣに存する加入者局装置との間で無線通信し、セクタｄでは周波数ｆ２の信号をエリアＤに存する加入者局装置との間で無線通信するような周波数配置を用いている。ここで、周波数ｆ１と周波数ｆ２とは、互いに異なる周波数が用いられている。
【００４２】
本例の基地局装置では、通常運用状態においては、セクタａの屋外ユニット１ａがセクタアンテナ２ａを用いてエリアＡの無線通信サービスを行い、セクタｂの屋外ユニット１ｂがセクタアンテナ２ｂを用いてエリアＢの無線通信サービスを行い、セクタｃの屋外ユニット１ｃがセクタアンテナ２ｃを用いてエリアＣの無線通信サービスを行い、セクタｄの屋外ユニット１ｄがセクタアンテナ２ｄを用いてエリアＤの無線通信サービスを行う。通常運用状態においては、各屋外ユニット１ａ〜１ｄに接続されている補助系のセクタアンテナ３ａ〜３ｄは、切替スイッチ（本例では、後述する図２に示すアンテナスイッチ１３）により当該各屋外ユニット１ａ〜１ｄとは電気的に分離されている。
【００４３】
また、本例の基地局装置では、或るセクタの屋外ユニットなどに異常が発生して当該屋外ユニットの運用が停止した場合には、隣り合ったエリアの屋外ユニットが当該運用停止したセクタのエリアの無線通信サービスを代行する。本例では、隣り合ったエリアＡとエリアＤの屋外ユニット１ａ、１ｄが互いをカバーし、隣り合ったエリアＢとエリアＣの屋外ユニット１ｂ、１ｃが互いをカバーする。
【００４４】
一例として、エリアＣの無線通信サービスを行っている屋外ユニット１ｃが何らかの理由で運用を停止した場合には、当該屋外ユニット１ｃが復旧するまでの間、隣り合ったエリアＢの無線通信サービスを行っている屋外ユニット１ｂがエリアＢに向いた通常運用系のセクタアンテナ２ｂとエリアＣに向いた補助系のセクタアンテナ３ｃとを切替スイッチにより時分割で切り替えながら、これら２つのエリアＢ、Ｃの無線通信サービスを交互に行う。
【００４５】
次に、本例の基地局装置に備えられる屋外ユニット１ａ〜１ｄの構成例を示す。
図２には、本例の屋外ユニット１ａ〜１ｄとして用いられる屋外ユニットＯＤＵの無線部の構成例を示してあり、また、屋内ユニットＩＤＵに備えられた変復調部３１と、通常運用系のセクタアンテナ１１と、補助系のセクタアンテナ１２とを示してある。ここで、屋内ユニットＩＤＵの変復調部３１は、送信対象となる信号（送信信号）を変調して屋外ユニットＯＤＵへ出力し、屋外ユニットＯＤＵから入力される受信信号を復調する。
【００４６】
なお、同図では、通常運用系のセクタの運用周波数（通常運用周波数）がｆ１であり、補助系のセクタの運用周波数（補助運用周波数）がｆ２であり、通常運用系のセクタがエリアＡをカバーし、補助系のセクタがエリアＤをカバーする場合の例を示してあり、これは上記図１に示したセクタａの屋外ユニット１ａに対応した例である。
【００４７】
図２に示されるように、本例の屋外ユニットＯＤＵの無線部には、２つのセクタアンテナ１１、１２を切り替えるスイッチ（アンテナスイッチ）１３と、無線送信処理を行う無線送信部（ＲＦ−Ｔｘ）１５と、無線受信処理を行う無線受信部（ＲＦ−Ｒｘ）１６と、無線送信部１５と無線受信部１６を切り替える２つのスイッチ（送受信切替スイッチ）１４、１７と、通常運用周波数ｆ１に対応するローカル周波数ｆ１’の信号を発生する通常運用系のシンセサイザ１８と、バックアップ対象となる隣接するセクタの補助運用周波数ｆ２に対応するローカル周波数ｆ２’の信号を発生する補助系のシンセサイザ１９と、これら２つのシンセサイザ１８、１９からの信号を切り替えるスイッチ（シンセサイザ選択スイッチ）２０と、切り替えられたシンセサイザからの入力を用いて通信信号（送信信号や受信信号）を混合（ミキシング）するミキサ２１とが備えられている。
【００４８】
なお、同図では、本例の屋外ユニットＯＤＵについて、特徴となる構成部分のみを示してあり、例えば制御回路や電源回路などの図示や詳しい説明は省略する。
また、送受信切替スイッチ１４としては、例えば運用周波数帯において必要なアイソレーションが得られるサーキュレータなどに置き換えることも可能である。
【００４９】
本例の屋外ユニットＯＤＵでは、屋内ユニットＩＤＵの変復調部３１からケーブルを介して入力される加入者局装置に対する送信信号をミキサ２１により一方のシンセサイザからのローカル周波数信号と混合して無線周波数信号へ変換し、当該無線周波数信号を無線送信部１５により送信処理し、当該送信処理後の無線周波数信号を一方のセクタアンテナから無線により送信する。このような送信処理時には、２つの送受信切替スイッチ１４、１７は無線送信部１５側へ切り替えられる。
【００５０】
また、本例の屋外ユニットＯＤＵでは、一方のセクタアンテナにより加入者局装置からの無線信号を受信し、受信した当該無線周波数信号を無線受信部１６により受信処理し、当該受信処理後の無線周波数信号をミキサ２１により一方のシンセサイザからのローカル周波数信号と混合して例えばベースバンド信号へ変換し、当該ベースバンド信号をケーブルを介して屋内ユニットＩＤＵの変復調部３１へ出力する。このような受信処理時には、２つの送受信切替スイッチ１４、１７は無線受信部１６側へ切り替えられる。
【００５１】
また、上記のような送信処理や受信処理が行われる場合、通常運用時には、シンセサイザ選択スイッチ２０が通常運用系のシンセサイザ１８側へ切り替えられるとともにアンテナスイッチ１３が通常運用系のセクタアンテナ１１側へ切り替えられ、一方、バックアップ動作時には、シンセサイザ選択スイッチ２０が通常運用系のシンセサイザ１８側と補助系のシンセサイザ１９側とへ交互に切り替えられるとともに、これと同期して、アンテナスイッチ１３が通常運用系のセクタアンテナ１１側と補助系のセクタアンテナ１２側とへ交互に切り替えられる。
【００５２】
このように、通常運用時には、アンテナスイッチ１３が通常運用系のセクタアンテナ１１側へ切り替えられて固定されるとともに、シンセサイザ選択スイッチ２０が通常運用系の周波数ｆ１’にロックされたシンセサイザ１８側へ切り替えられて固定された状態で、２つの送受信切替スイッチ１４、１７がＴＤＤ方式に従って無線送信部１５と無線受信部１６とへ切り替えられることにより、通信相手となる加入者局装置との間で無線による送受信を行う。なお、ＴＤＤ方式では、例えば通信相手に対する無線送信処理と通信相手からの無線受信処理とが交互に繰り返して行われる。
【００５３】
一方、隣接した屋外ユニットなどに異常が発生して当該屋外ユニットが運用停止状態になった場合には、通常運用系のセクタアンテナ１１及び無線周波数ｆ１（ローカル周波数ｆ１’）と共に、当該隣接したセクタに対応する補助系のセクタアンテナ１２及び当該セクタに対応する無線周波数ｆ２（ローカル周波数ｆ２’）を時分割で使用することにより、２つのエリアＡ、Ｄを時分割でカバーする。
【００５４】
図３には、バックアップ動作時において、本例の屋外ユニットＯＤＵにより行われる無線通信の状態の一例を示してある。なお、上記のように、これは上記図１に示したセクタａの屋外ユニット１ａに対応した例であり、通常運用時にはエリアＡの無線通信サービスを行い、バックアップ動作時にはエリアＡの無線通信サービスを行うとともにエリアＤの無線通信サービスを補助する。
【００５５】
図３には、各動作状態（“状態”）の手順番号（“１”〜“４”）毎に、無線通信サービスを行う“エリア”（エリア“Ａ”、或いは、エリア“Ｄ”）と、無線通信に使用する“周波数”（“ｆ１”、或いは、“ｆ２”）と、“アンテナスイッチ”１３の切替状態（“アンテナ１１側”、或いは、“アンテナ１２側”）と、“送受信切替スイッチ”１４、１７の切替状態（“送信側”、或いは、“受信側”）と、“シンセサイザ選択スイッチ”２０の切替状態（“シンセサイザ１８側”、或いは、“シンセサイザ１９側”）とが対応付けられており、本例では、この手順に従ってバックアップ時の動作が行われる。
【００５６】
なお、本例では、上記した“状態１”の動作〜“状態４”の動作を順番に繰り返して行うことによりセクタａの送信処理、セクタｄの送信処理、セクタａの受信処理、セクタｄの受信処理、…といった順序で２つのエリアＡ、Ｄの無線通信処理を時分割で行う態様としたが、バックアップ時の動作の順番としては必ずしも本例の態様に限られることはなく、例えばシステムで用いられる通信フレームのフォーマットの形式に合わせるように本例とは異なる動作の順番が用いられてもよく、要は、通常運用系と共に補助系の動作をバックアップすることができればよい。
【００５７】
また、上記の例では、本例の基地局装置の屋外ユニットやセクタアンテナをビルの屋上に設置した構成例を示したが、例えば本システムの基地局装置を設置するための鉄塔を立てて、当該鉄塔に屋外ユニットやセクタアンテナを設置するようなこともできる。
【００５８】
図４（ａ）には、鉄塔Ｔに屋外ユニットやセクタアンテナを設置した場合に側面から見た外観例を示してあり、鉄塔Ｔの下側から上側に向かって順に、セクタｃの通常運用系の屋外ユニット４１ｃ及び通常運用系のセクタアンテナ４２ｃとセクタａの補助系のセクタアンテナ４３ａ（図示せず）との組と、セクタｂの通常運用系の屋外ユニット４１ｂ及び通常運用系のセクタアンテナ４２ｂとセクタｄの補助系のセクタアンテナ４３ｄとの組と、セクタａの通常運用系の屋外ユニット４１ａ及び通常運用系のセクタアンテナ４２ａ（図示せず）とセクタｃの補助系のセクタアンテナ４３ｃとの組と、セクタｄの通常運用系の屋外ユニット４１ｄ及び通常運用系のセクタアンテナ４２ｄとセクタｂの補助系のセクタアンテナ４３ｂ（図示せず）との組が設けられている。
【００５９】
また、同図（ｂ）には、鉄塔Ｔに設けられた一部の組の屋外ユニット４１ａ、４１ｄ及び当該一部の組のセクタアンテナ４２ａ、４２ｄ、４３ｃ、４３ｂを上方から見た外観例を示してある。
なお、同図（ａ）、（ｂ）では、屋外ユニット４１ａ〜４１ｄと屋内ユニット（図示せず）とを接続するケーブルなどについては、図示を省略している。
【００６０】
同図（ａ）、（ｂ）に示したように屋外ユニットやセクタアンテナを密接した状態で設置することが可能な場合には、例えば互いに補助し合うセクタを隣接したセクタとしなくともよいことから、同一の周波数（ｆ１、或いは、ｆ２）のセクタの屋外ユニット同士で互いに補助し合うような構成とすることにより、シンセサイザを複数備えて切り替えるような必要を無くすことができ、これにより、屋外ユニットのハード構成を簡易化することが可能である。
【００６１】
同図（ａ）、（ｂ）の設置例では、４セクタを想定しており、無線通信方向としては反対向きである同一周波数ｆ１を用いたセクタａとセクタｃとがエリアＡとエリアＣとを互いに補助し合う構成とし、同様に、無線通信方向としては反対向きである同一周波数ｆ２を用いたセクタｂとセクタｄとがエリアＢとエリアＤとを互いに補助し合う構成としている。
【００６２】
以上のように、本例の基地局装置では、ＴＤＤ複信方式を用いてセクタ方式により無線通信サービスを行う構成において、各セクタの屋外ユニットの無線部の入出力端に通常運用系のセクタアンテナと補助系のセクタアンテナとを任意に切り替えることが可能なアンテナスイッチを備え、当該アンテナスイッチを時分割で切り替えて他のセクタの運用を補助することにより、通常運用系と補助系との二重化を実現した。
【００６３】
また、本例の基地局装置では、各セクタの屋外ユニットが運用周波数の異なる他のセクタの運用を補助する場合には、各セクタの屋外ユニットの無線部に複数のシンセサイザ及びこれらのシンセサイザを切り替えるシンセサイザ選択スイッチを備え、上記したアンテナスイッチに同期して当該シンセサイザ選択スイッチによりシンセサイザを切り替えて運用周波数が異なる他のセクタの運用を補助することにより、通常運用系と補助系との二重化を実現した。
【００６４】
従って、本例の基地局装置では、システム運用中に或るサービスエリアを受け持つセクタが何らかの理由で運用停止してしまったときの補助システムを構築する場合に、例えば普段の通常運用時には必要とはならない補助系に専用のシステムを通常運用系とは別個に設計などして備える必要がなく、設置設備の簡素化を図ることができ、これにより、基地局装置自体のコストや基地局装置の設置時におけるコストを大幅に削減することができる。
【００６５】
なお、本例では、無線部を有する屋外ユニットと変復調部を有する屋内ユニットとから構成されるといった機能分離型の基地局装置を例として説明したが、本発明は、例えば当該屋外ユニットの機能及び当該屋内ユニットの機能を併せ持った機能一体型の屋外装置のみから構成されるような基地局装置に適用することも可能であり、また、種々な構成の基地局装置に適用されてもよい。
【００６６】
ここで、本例では、無線通信装置として基地局装置が用いられており、屋外ユニットの無線部の機能により無線通信処理部が構成されており、複数のセクタとして４つのセクタが用いられており、アンテナとしてセクタアンテナが用いられている。
また、本例では、無線通信システムとして、基地局装置と各セクタに存する加入者局装置とがＴＤＤ方式により無線通信する加入者系無線アクセスシステムが用いられている。
また、本例では、好ましい態様として、全てのセクタの無線通信処理部に本発明が適用されている。
【００６７】
また、本例では、例えば上記図２に示したような屋外ユニットＯＤＵの無線部に備えられたアンテナスイッチ１３により、通常運用系のセクタのセクタアンテナ１１を用いて無線通信する処理と、補助系の他のセクタのセクタアンテナ１２を用いて無線通信する処理とを時分割で切り替えて実行する機能により、無線通信セクタ切替手段が構成されている。そして、各セクタの無線通信処理部は、補助することが予め設定された他のセクタの無線通信処理部などに異常が発生した場合に当該他のセクタの無線通信を代行する。
【００６８】
また、本例では、例えば上記図２に示したような屋外ユニットＯＤＵの無線部に備えられた２つのシンセサイザ１８、１９やシンセサイザ選択スイッチ２０により、無線通信するセクタの切替と同期して無線通信で用いる周波数を時分割で各セクタに対応する周波数ｆ１、ｆ２へ切り替える機能により、無線通信周波数切替手段や無線通信処理機能切替手段が構成されている。
【００６９】
ここで、本発明に係る無線通信装置や無線通信システムなどの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【００７０】
また、本発明に係る無線通信装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Read Only Memory）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る無線通信装置や無線通信システムによると、複数のセクタの各セクタ毎にアンテナ及び当該アンテナを用いて無線通信する無線通信処理部を設けた構成において、少なくとも１つのセクタの無線通信処理部は、当該セクタのアンテナを用いて無線通信する処理と他のセクタのアンテナを用いて無線通信する処理とを切り替えて実行することにより、当該他のセクタの無線通信に異常が発生した場合に当該他のセクタの無線通信を代行するようにしたため、コスト面や設計面で効率的な二重化構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例に係る基地局装置の二重化の構成例を示す図である。
【図２】  屋外ユニットの無線部の構成例を示す図である。
【図３】  バックアップ動作時における無線通信状態の一例を示す図である。
【図４】  本発明の実施例に係る鉄塔に設置された基地局装置の二重化の構成例を示す図である。
【図５】  従来例に係る基地局装置の二重化の一例を示す図である。
【図６】  従来例に係る基地局装置の二重化の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ、４１ａ〜４１ｄ・・通常運用系屋外ユニット、
２ａ〜２ｄ、４２ａ〜４２ｄ・・通常運用系セクタアンテナ、
３ａ〜３ｄ、４３ａ〜４３ｄ・・補助系セクタアンテナ、
４ａ〜４ｄ、５ａ〜５ｄ・・ケーブル、  Ｇ１・・ビル、
ＯＤＵ・・屋外ユニット、  ＩＤＵ・・屋内ユニット、
１１、１２・・セクタアンテナ、  １３・・アンテナスイッチ、
１４、１７・・送受信切替スイッチ、  １５・・無線送信部、
１６・・無線受信部、  １８、１９・・シンセサイザ、
２０・・シンセサイザ選択スイッチ、  ２１・・ミキサ、  ３１・・変復調部、
Ｔ・・鉄塔
【図１】
0004703070.tif 000002
【図２】
0004703070.tif 000003
【図３】
0004703070.tif 000004
【図４】
0004703070.tif 000005
【図５】
0004703070.tif 000006
【図６】
0004703070.tif 000007