(57)【要約】【課題】移動端末との無線通信を行う基地局装置の一部に故障が発生した場合に、通信エリアの補償を行うことができる基地局装置を提供する。【解決手段】移動端末との無線通信を行う通信エリアを複数のセクタにより構成する基地局装置であって、セクタ毎の無線通信手段と、セクタ毎の無線通信手段の故障を検出する故障検出手段と、故障検出手段によって故障が検出された場合に、故障していないセクタの無線通信手段のアンテナ指向性を制御して通信エリアを変形させることにより、故障が検出されたセクタの通信エリアを補償する制御手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末との無線通信を行う通信エリアを複数のセクタにより構成する基地局装置であって、
前記セクタ毎の無線通信手段と、
前記セクタ毎の無線通信手段の故障を検出する故障検出手段と、
前記故障検出手段によって故障が検出された場合に、故障していないセクタの無線通信手段のアンテナ指向性を制御して通信エリアを変形させることにより、故障が検出されたセクタの通信エリアを補償する制御手段と
を備えたことを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記無線通信手段は、
複数のアンテナ素子からなるアダプティブアレイアンテナと、
信号の位相を変化させる移相器と、
信号の振幅を制御する振幅制御回路とを備え、
前記制御手段は、
前記移相器と振幅制御回路を制御して送受信信号の位相及び振幅を制御することにより前記通信エリアを変形させることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
セクタ毎の無線通信手段と、前記セクタ毎の無線通信手段の故障を検出する故障検出手段とを備え、移動端末との無線通信を行う通信エリアを複数のセクタにより構成する基地局装置における無線通信エリア制御方法であって、
前記故障検出手段によって故障が検出された場合に、故障していないセクタの無線通信手段のアンテナ指向性を制御して通信エリアを変形させることにより、故障が検出されたセクタの通信エリアを補償する制御ステップを有することを特徴とする無線通信エリア制御方法。
【請求項４】
前記無線通信手段は、
複数のアンテナ素子からなるアダプティブアレイアンテナと、
信号の位相を変化させる移相器と、
信号の振幅を制御する振幅制御回路とを備え、
前記制御ステップは、
前記移相器と振幅制御回路を制御して送受信信号の位相及び振幅を制御することにより前記通信エリアを変形させることを特徴とする請求項３に記載の無線通信エリア制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末との無線通信を行う基地局装置の一部に故障が発生した場合に、故障が発生した通信エリアの補償を行う基地局装置及び無線通信エリア制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、通信エリアを複数のセクタにより構成する基地局では一つ以上のセクタに傷害が発生し通信が不可能になった場合、傷害が発生したセクタが不感地となってしまう。近年は、基地局の通信エリア（セル）を複数に分割したセクタ毎の無線送受信機を１つの基地局が備えている構成が増えてきているため、１つのセルを複数に分割したのセクタのうち、１つのセクタのみが不感地となってしまうと、移動中に通信が途切れてしまう現象が頻繁に発生してしまうという問題があるため、迅速に不感地を無くさなければならない。
【０００３】
なお、先行技術として、基地局機能が全て通信不能になった場合に、隣接の基地局がカバーエリアを覆う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１１２３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す移動通信システムにあっては、隣接する基地局の通信エリアを変形してカバーエリア面積を広くするものであるため、隣接する基地局の通信品質の低下が懸念されるという問題がある。また、複数の隣接する基地局の通信エリアを変形した場合、広い範囲にわたる通信品質の低下が発生する可能性がある。また、複数の基地局の制御を同時に行わなければならないため、システム構成が複雑になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、移動端末との無線通信を行う基地局装置の一部に故障が発生した場合に、隣接する基地局を使用することなく通信エリアの補償を行うことができる基地局装置及び無線通信エリア制御方法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】
本発明は、移動端末との無線通信を行う通信エリアを複数のセクタにより構成する基地局装置であって、前記セクタ毎の無線通信手段と、前記セクタ毎の無線通信手段の故障を検出する故障検出手段と、前記故障検出手段によって故障が検出された場合に、故障していないセクタの無線通信手段のアンテナ指向性を制御して通信エリアを変形させることにより、故障が検出されたセクタの通信エリアを補償する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、前記無線通信手段は、複数のアンテナ素子からなるアダプティブアレイアンテナと、信号の位相を変化させる移相器と、信号の振幅を制御する振幅制御回路とを備え、前記制御手段は、前記移相器と振幅制御回路を制御して送受信信号の位相及び振幅を制御することにより前記通信エリアを変形させることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、セクタ毎の無線通信手段と、前記セクタ毎の無線通信手段の故障を検出する故障検出手段とを備え、移動端末との無線通信を行う通信エリアを複数のセクタにより構成する基地局装置における無線通信エリア制御方法であって、前記故障検出手段によって故障が検出された場合に、故障していないセクタの無線通信手段のアンテナ指向性を制御して通信エリアを変形させることにより、故障が検出されたセクタの通信エリアを補償する制御ステップを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、前記無線通信手段は、複数のアンテナ素子からなるアダプティブアレイアンテナと、信号の位相を変化させる移相器と、信号の振幅を制御する振幅制御回路とを備え、前記制御ステップは、前記移相器と振幅制御回路を制御して送受信信号の位相及び振幅を制御することにより前記通信エリアを変形させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セクタ毎の無線通信手段の故障が検出された場合に、故障していないセクタの無線通信手段のアンテナ指向性を制御して通信エリアを変形させることにより、故障が検出されたセクタの通信エリアを補償するようにしたため、不感地を速やかに補償することが可能になり、通信が途切れてしまうことを防止することができるという効果が得られる。また、隣接する基地局の通信エリアを変形するのではなく、一部が故障した基地局自身が不感地の補償を行うようにしたため、複雑な制御を行うことなく不感地の補償を行うことが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態による基地局装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１１は、携帯端末２１との間で無線通信を確立して情報通信を行う基地局である。符号１２、１３は、基地局１１と同一の構成を備えた基地局であり、それぞれ携帯端末２２、２３との間で無線通信を確立して情報通信を行う。符号３は、基地局１１、１２、１３が接続されるネットワークである。符号４は、ネットワーク３に接続され、基地局１１、１２、１３の動作を管理するセンタ装置である。
【００１２】
符号１１０は、通信エリアを３つのセクタに分割して、各セクタにおいて携帯端末との情報通信を制御する制御装置である。ここでは、基地局１１は、通信エリアを３つのセクタ（セクタ１、セクタ２及びセクタ３）に分割し、携帯端末との通信を行うものとして説明する。符号１１１は、それぞれセクタ１用の無線送受信機である。符号１１２は、セクタ２用の無線送受信機である。符号１１３は、セクタ３用の無線送受信機である。符号１１４は、セクタ１用の振幅制御回路である。符号１１５は、セクタ２用の振幅制御回路である。符号１１６は、セクタ３用の振幅制御回路である。符号１１７は、セクタ１用の移相器である。符号１１８は、セクタ２用の移相器である。符号１１９は、セクタ３用の移相器である。符号１２０は、セクタ１用のアンテナである。符号１２１は、セクタ２用のアンテナである。符号１２２は、セクタ３用のアンテナである。基地局１１は、各セクタ毎の振幅制御回路及び移相器を制御してアンテナの指向性を変形させることができるアダプティブアレイアンテナの機能を有している。基地局１２及び基地局１３の詳細な構成は、基地局１１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１３】
次に、図６を参照して、図１に示す基地局１１の通信エリアについて説明する。図６は、基地局１１のセルを３つのセクタ（セクタ１〜３）に分割した状態を示す図である。図６（ａ）は、基地局１１の各セクタの無線送受信機が正常である場合の各セクタの通信エリアを示している。この図に示すように、セルを約１２０°毎に分割することにより３つのセクタに分割している。図６（ｂ）は、セクタ３用の無線送受信機１１３が故障した場合の通信エリアの状態を示している。このように、セクタ３用の無線送受信機１１３が故障した場合、セクタ３の通信エリアが不感地となってしまう。図６（ｃ）は、以下に説明する制御を実行することにより、セクタ３の通信エリアを故障していないセクタ１、２の無線送受信機を使用して補償した状態を示している。このように、３つのセクタうち１つのセクタの無線送受信機に故障が発生した場合に、故障していない無線送受信機のアンテナ指向性を変形して、故障したセクタの通信エリアを補償することにより、不感地の発生を防止することができる。
【００１４】
次に、図２、図３を参照して、図１に示す基地局１１において、１つのセクタに故障が発生した場合の動作を説明する。ここでは、基地局１１は、ＴＤＭＡ方式により携帯端末２１との間の通信を行うものとして説明する。図２は、図１に示す基地局１１の動作を示すフローチャートである。図３は、各基地局（Ａ〜Ｊ）におけるセル内のセクタ割付状態を示す図である。セルＡ〜セルＪは、各々３つのセクタに分割されており、それぞれのセクタに対して、使用する周波数帯の識別名が付与されている。例えば、セルＡにおいては、使用周波数帯ｆ１、ｆ３、ｆ４が３つのセクタのセクタ名となっている。ここでは、図１に示す基地局１１の通信エリアがセルＡであるものとし、基地局１１のセクタ１がセクタｆ１に該当し、セクタ２がセクタｆ３、セクタ３がセクタｆ４に該当するものとして説明する。
【００１５】
まず、セルＡ内のセクタｆ１に故障が発生した場合、制御装置１１０は、セクタｆ１に故障が発生したことを検出する（ステップＳ１）。制御装置１１０は、セルＡ内のセクタｆ１に故障が発生したことと、発生した故障の状態をセンタ装置４へ通知する（ステップＳ２）。これを受けて、センタ装置４は、制御装置１１０に対して、故障したセクタの補償を行う指示を出力する。
【００１６】
故障したセクタの補償を行う指示を受けた制御装置１１０は、故障していないセクタ（ここではセクタｆ３とセクタｆ４）のアンテナ指向性を変形させる（ステップＳ３）。このとき、制御装置１１０は、故障していないセクタｆ３、ｆ４の振幅制御回路１１５、１１６及び移相器１１８、１１９によって信号の振幅と位相を制御して、セクタｆ１の通信エリアをカバーするようにアンテナ指向性を制御することによりアンテナ指向性を変形させる。また、制御装置１１０は、セクタｆ３とセクタｆ４の使用周波数を変えることなくセクタｆ１の通信エリアをカバーする（ステップＳ４）。
【００１７】
このように、３つのセクタ（ｆ１、ｆ３、ｆ４）うち１つのセクタ（ｆ１）の無線送受信機に故障が発生した場合に、故障していないセクタ（ｆ３、ｆ４）の無線送受信機のアンテナ指向性を変形して、故障したセクタの通信エリアを補償することにより、不感地の発生を防止することができる。
【００１８】
次に、図４、図５を参照して、図１に示す基地局１１が、ＣＤＭＡ方式により携帯端末２１との間の通信を行う場合において、１つのセクタに故障が発生した場合の動作を説明する。図４は、図１に示す基地局１１の動作を示すフローチャートである。図３は、各基地局（Ａ〜Ｊ）におけるセル内のセクタ割付状態を示す図である。セルＡ〜セルＪは、各々３つのセクタに分割されており、それぞれのセクタに使用するコードの識別名が付与されている。例えば、セルＡにおいては、コードｃ１、ｃ３、ｃ４がセクタ名となっている。ここでは、図１に示す基地局１１がセルＡであるものとし、基地局１１のセクタ１がセクタｃ１に該当し、セクタ２がセクタｃ３、セクタ３がセクタｃ４に該当するものとして説明する。
【００１９】
まず、セルＡ内のセクタｃ１に故障が発生した場合、制御装置１１０は、セクタｃ１に故障が発生したことを検出する（ステップＳ１１）。制御装置１１０は、セルＡ内のセクタｃ１に故障が発生したことと、発生した故障の状態をセンタ装置４へ通知する（ステップＳ１２）。これを受けて、センタ装置４は、制御装置１１０に対して、故障したセクタの補償を行う指示を出力する。
【００２０】
故障したセクタの補償を行う指示を受けた制御装置１１０は、故障していないセクタ（ここではセクタｃ３とセクタｃ４）のアンテナ指向性を変形させる（ステップＳ１３）。このとき、制御装置１１０は、故障していないセクタｃ３、ｃ４の振幅制御回路１１５、１１６及び移相器１１８、１１９によって信号の振幅と位相を制御して、セクタｃ１の通信エリアをカバーするようにアンテナ指向性を制御することによりアンテナ指向性を変形させる。また、制御装置１１０は、セクタｃ３とセクタｃ４の使用コードを変えることなくセクタｃ１の通信エリアをカバーする（ステップＳ１４）。
【００２１】
このように、３つのセクタ（ｃ１、ｃ３、ｃ４）うち１つのセクタ（ｃ１）の無線送受信機に故障が発生した場合に、故障していないセクタ（ｃ３、ｃ４）の無線送受信機のアンテナ指向性を変形して、故障したセクタの通信エリアを補償することにより、不感地の発生を防止することができる。
【００２２】
以上説明したように、セクタ毎の無線通信手段の故障が検出された場合に、故障していないセクタの無線通信手段のアンテナ指向性を制御して通信エリアを変形させることにより、故障が検出されたセクタの通信エリアを補償するようにしたため、不感地を速やかに補償することが可能になり、通信が途切れてしまうことを防止することができる。また、隣接する基地局の通信エリアを変形するのではなく、一部が故障した基地局自身が不感地の補償を行うようにしたため、複雑な制御を行うことなく不感地の補償を行うことが可能になる。
【００２３】
なお、本発明の携帯端末は、移動通信を使用した携帯電話機や移動通信機能を有した携帯情報端末（ＰＤＡ）、モバイル端末、カーナビ装置などを含むものである。
【００２４】
なお、図１における制御装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線通信エリア制御処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００２５】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す基地局１１の動作を示すフローチャートである。
【図３】基地局のセクタ割付状態を示す説明図である。
【図４】図１に示す基地局１１の動作を示すフローチャートである。
【図５】基地局のセクタ割付状態を示す説明図である。
【図６】（ａ）基地局の正常時のカバーエリア、（ｂ）基地局の障害発生時のカバーエリア、（ｃ）基地局の補償時のカバーエリアをそれぞれ示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１１、１２、１３・・・基地局、１１０・・・制御装置、１１１、１１２、１１３・・・無線送受信機、１１４、１１５、１１６・・・振幅制御回路、１１７、１１８、１１９・・・移相器、１２０、１２１、１２２・・・アンテナ、２１、２２、２３・・・携帯端末（移動端末）、３・・・ネットワーク、４・・・センタ装置
【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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