(57)【要約】【課題】ある無線基地局が通信不可能な状態となった場合に、隣接基地局間で電波の干渉を増大させることなく、通信不可能な状態となった無線基地局がカバーしていた通信エリアが圏外とならないようにすることができる無線通信システムにおける無線基地局および通信方法を提供する。【解決手段】待ち受けレベル制御部７は、隣接基地局が通信不可能である停止状態の場合に、自局の待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを減少させる。制御チャネル管理部６は、減少させた待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを無線端末へ通知する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接基地局が通信不可能である停止状態の場合に、自局の待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを減少させる待ち受けレベル制御部と、
前記減少させた待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを無線端末へ通知する通知部とを備えた、無線基地局。
【請求項２】
前記無線基地局は、さらに、
前記隣接基地局から一定周期で送信される制御チャネルに基づいて、前記隣接基地局が通信不可能である停止状態か否かを判定する判定部を備える、請求項１記載の無線基地局。
【請求項３】
前記判定部は、前記隣接基地局から一定周期で送信される制御チャネルを所定回数以上連続して受信できなかった場合には、前記隣接基地局が停止状態であると判定する、請求項２記載の無線基地局。
【請求項４】
前記無線基地局は、
基地局を管理するセンタから、前記隣接基地局が停止状態である旨の通知を受けて、前記隣接基地局が停止状態であると判定する判定部を備える、請求項１記載の無線基地局。
【請求項５】
前記待ち受けレベル制御部は、前記停止状態の隣接基地局が通信可能である動作状態に復旧した場合に、前記減少された自局の待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを元のレベルに増加させ、
前記通知部は、前記元のレベルに増加させた待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを無線端末へ通知する、請求項１記載の無線基地局。
【請求項６】
前記無線基地局は、さらに、
前記停止状態の隣接基地局から一定周期で送信される制御チャネルに基づいて、前記停止状態の隣接基地局が前記動作状態に復旧したか否かを判定する判定部を備える、請求項５記載の無線基地局。
【請求項７】
前記判定部は、前記停止状態の隣接基地局から送信される制御チャネルを所定回数以上連続して受信できた場合には、前記停止状態の隣接基地局が前記動作状態に復旧したと判定する、請求項６記載の無線基地局。
【請求項８】
前記無線基地局は、
基地局を管理するセンタから、前記停止状態の隣接基地局が前記動作状態に復旧した旨の通知を受けて、前記停止状態の隣接基地局が動作状態に復旧したと判定する判定部を備える、請求項５記載の無線基地局。
【請求項９】
前記無線基地局は、ＰＨＳ基地局であって、
前記通知部は、報知チャネルを用いて、前記待ち受けゾーン選択レベルおよび／または前記待ち受けゾーン保持レベルを前記無線端末へ通知する、請求項１〜８記載の無線基地局。
【請求項１０】
隣接基地局が通信不可能である停止状態の場合に、自局の待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを減少させるステップと、
前記減少させた待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを無線端末へ通知するステップとを備えた、通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局および通信方法に関し、特に、待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを無線端末へ通知することが可能な無線基地局および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）方式などの無線基地局は、立ち上げ時に隣接基地局が送信している制御チャネルの状況を確認し、隣接基地局の制御チャネルのタイミングと異なるタイミングで制御チャネルを送信している（たとえば、特許文献１（特開平９−１０７３２３号公報）を参照）。
【０００３】
無線端末は、無線基地局から報知チャネルを通じて、待ち受けゾーン選択レベルと待ち受けゾーン保持レベルを受信する。無線端末は、待ち受けゾーン選択レベル以上の受信レベルで受信される制御チャネルを送信する無線基地局を待ち受け基地局に設定する。さらに、設定した待ち受け基地局の制御チャネルの受信レベルが待ち受けゾーン保持レベルを一定期間に一定の割合で下回らない限り、待ち受け基地局の設定を維持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ある無線基地局で障害が発生し、その無線基地局において通信不可能となった場合には、その無線基地局のカバーしていた通信エリアは圏外となってしまう。
【０００６】
これを回避するために、通信不可能となった基地局に隣接する無線基地局の送信出力を増加させて、通信不可能となった基地局がカバーしていたエリアをリカバーすることも考えられるが、複数の隣接基地局が送信出力を増加させた場合には、これらの無線基地局間で電波の干渉が増大する。
【０００７】
それゆえに、本発明の目的は、ある無線基地局が通信不可能な状態となった場合に、隣接基地局間で電波の干渉を増大させることなく、通信不可能な状態となった無線基地局がカバーしていた通信エリアが圏外とならないようにすることができる無線通信システムにおける無線基地局および通信方法を提供することである。
【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、本発明の無線基地局は、隣接基地局が通信不可能である停止状態の場合に、自局の待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを減少させる待ち受けレベル制御部と、減少させた待ち受けゾーン選択レベルおよび／または待ち受けゾーン保持レベルを無線端末へ通知する通知部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ある無線基地局において通信不可能な状態となった場合に、隣接基地局間で電波の干渉を増大させることなく、通信不可能な状態となった無線基地局がカバーしていた通信エリアが圏外とならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の無線通信システムの構成を表わす図である。
【図２】第１の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
【図３】（ａ）は、基地局が通信不可能である停止状態となる前の通信エリア圏内を表わす図である。（ｂ）は、ある基地局が通信不可能である停止状態となったときの、通信エリア圏内を説明するための図である。（ｃ）は、停止状態の基地局が通信可能である動作状態に復帰したときの、通信エリア圏内を説明するための図である。
【図４】隣接基地局の制御チャネルの送信タイミングを表わす図である。
【図５】自局および隣接基地局の制御チャネルの送信タイミングを表わす図である。
【図６】基地局を停止状態と判定する過程を説明するための図である。
【図７】停止状態と判定した基地局が動作状態に復帰したと判定する過程を説明するための図である。
【図８】第１の実施形態の無線基地局の待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルの制御手順を表わすフローチャートである。
【図９】第２の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態では、既存のPHS基地局を例にして説明する。
【００１２】
（構成）
図１は、本発明の実施形態の無線通信システムの構成を表わす図である。
【００１３】
図１を参照して、この無線通信システムは、基地局制御センタ３１と、複数の無線基地局１−１〜１−Ｎと、これらの無線基地局と通信する無線端末３２−１〜３２−３とを備える。基地局制御センタ３１と、複数の無線基地局１−１〜１−Ｎとの間は、有線のネットワーク３０−１〜３０−Ｎで接続される。以下では、無線基地局１−１〜１−Ｎを総称して無線基地局１と表記し、ネットワーク３０−１〜３０−Ｎを総称してネットワーク３０と表記し、無線端末３２−１〜３２−３を総称して無線端末３２と表記することもある。
【００１４】
図２は、第１の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
図２を参照して、この無線基地局１は、アンテナ１０と、無線通信部２と、受信電力測定部３と、タイミング制御部４と、通話チャネル管理部５と、制御チャネル管理部６と、判定部２１と、待ち受けレベル制御部７と、隣接基地局ＩＤ記憶部８と、停止基地局ＩＤ記憶部９とを備える。
【００１５】
無線通信部２は、アンテナ１０を通じて無線信号を送受信する。
受信電力測定部３は、無線通信部２で受信した受信信号の電力を測定する。
【００１６】
タイミング制御部４は、制御チャネル管理部６に対して、制御チャネルの送信タイミングを指示し、通話チャネル管理部５に対して、通話チャネルの送信および受信のタイミングを指示する。
【００１７】
判定部２１は、隣接基地局の制御チャネルを監視し、隣接基地局の運用状況を把握する。具体的には、判定部２１は、隣接基地局から一定周期で送信される制御チャネルを所定回数以上連続して受信できなかった場合には、隣接基地局が通信不可能である停止状態であると判定する。判定部２１は、停止状態の隣接基地局から送信される制御チャネルを所定回数以上連続して受信できた場合には、停止状態の隣接基地局が通信可能である動作状態に復旧したと判定する。
【００１８】
待ち受けレベル制御部７は、隣接基地局が通信不可能である停止状態の場合に、自局の待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルを減少させる。また、待ち受けレベル制御部７は、停止状態の隣接基地局が通信可能である動作状態に復旧した場合に、減少させた自局の待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルを元のレベルに増加させる。
【００１９】
ここで、待ち受けゾーン選択レベルとは、無線端末が最初に待ち受け状態になる受信レベルの閾値を表わす。この待ち受けゾーン選択レベルを大きくすると、待ち受けエリアは小さくなるが、エリア端での通信品質が良くなる。逆に、待ち受けゾーン選択レベルを小さくすると、待ち受けエリアは大きくなるが、エリア端での通信品質が悪化する。
【００２０】
また、待ち受けゾーン保持レベルとは、無線端末が接続先の基地局を選択した後、待ち受けを維持する受信レベルの閾値を表わす。待ち受けゾーン保持レベルがあることで、エリア端で無線端末において圏外／待ち受けが頻繁に切り替わるのを防止することができる。無線端末が待ち受けを保持するためには、待ち受けゾーン保持レベルは、待ち受けゾーン選択レベル以下の値が望ましいとされている。待ち受けゾーン保持レベルを小さくすると、待ち受けエリアは大きくなるが、エリア端での通信品質が悪化する。逆に、待ち受けゾーン保持レベルを大きくすると、待ち受け状態でも発呼などができなくなる。
【００２１】
従来のデフォルト設定された待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルで定まるエリアは、安定した通信のため、実際に電波が届くエリアよりも狭く設定されている。つまり、従来のデフォルト設定された待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルは、実際に電波が届く限界よりもいくぶんか大きな値に設定されている。
【００２２】
なぜなら、待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルは、実際に電波が届くエリアの限界に設定した場合には、エリア端において無線端末において圏外／待ち受けが頻繁に切り替わる問題があることと、エリア端において隣接基地局からの干渉を受けやすいという問題があるからである。
【００２３】
それゆえ、待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルをデフォルトから多少減少させても、無線端末では基地局からの電波を受信することできる。また、隣接基地局が通信を停止した場合には、エリア端において隣接基地局からの干渉を受けることもなくなる。
【００２４】
本発明の実施形態では、このような特質を利用することによって、隣接基地局が通信を停止した場合には、自局（自己の無線基地局）の待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルを減少させることによって、停止状態の隣接基地局の通信エリアをカバーする。
【００２５】
隣接基地局ＩＤ記憶部８は、隣接基地局の識別番号であるＣＳ−ＩＤを記憶する。
停止基地局ＩＤ記憶部９は、停止状態と判定された基地局のＣＳ−ＩＤを記憶する。
【００２６】
制御チャネル管理部６は、タイミング制御部４から指示されるタイミングに従って、制御チャネルの送信を管理する。制御チャネル管理部６は、待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルを制御チャネルの一種である報知チャネルを用いて通知する。
【００２７】
通話チャネル管理部５は、タイミング制御部４から指示されるタイミングに従って、通話チャネルの送信および受信を管理する。
【００２８】
（通信エリア圏内）
図３（ａ）は、無線基地局が通信不可能である停止状態となる前の通信エリア圏内を表わす図である。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、無線基地局＃１、無線基地局＃２、無線基地局＃３は、それぞれ通信エリア圏内５２，５５，５４内で無線端末との通信が可能である。
【００３０】
図３（ｂ）は、ある無線基地局が通信不可能である停止状態となったときの、通信エリア圏内を説明するための図である。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、無線基地局＃２が通信不可能である停止状態となることによって、無線基地局＃１および無線基地局＃３の待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルを減少させる。これによって、無線基地局＃１の通信エリア圏内５２が通信エリア圏内５１に拡大し、無線基地局＃３の通信エリア圏内５４が通信エリア圏内５３に拡大する。
【００３２】
図３（ｃ）は、停止状態の無線基地局が通信可能である動作状態に復帰したときの、通信エリア圏内を説明するための図である。無線基地局＃２が通信可能である動作状態に復帰することによって、無線基地局＃２を停止状態と判定した無線基地局＃１の待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルが元のレベルに増加し、通信エリア圏内５１が元の通信エリア圏内５２に戻る。また、無線基地局＃２を停止状態と判定した無線基地局＃３の待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルが元のレベルに増加し、通信エリア圏内５３が元の通信エリア圏内５４に戻る。
【００３３】
（制御チャネルのタイミング）
図４は、隣接基地局の制御チャネルの送信タイミングを表わす図である。
【００３４】
図４に示すように、隣接基地局＃１および隣接基地局＃２は、それぞれ互いに異なるタイミングで、１００ｍｓｅｃの周期で制御チャネルを送信する。
【００３５】
図５は、自局および隣接基地局の制御チャネルの送信タイミングを表わす図である。
図５に示すように、自局（すなわち、無線基地局）は、隣接基地局＃１および隣接基地局＃２の制御チャネルの送信タイミングと異なるタイミングで、１００ｍｓｅｃの周期で制御チャネルを送信するように制御する。
【００３６】
図６は、基地局を停止状態と判定する過程を説明するための図である。
図６に示すように、（１）〜（５）の５回連続して、隣接基地局＃２からの制御チャネルの受信に失敗している。その結果、隣接基地局＃２は、停止状態と判定される。
【００３７】
図７は、停止状態と判定した基地局が動作状態に復帰したと判定する過程を説明するための図である。
【００３８】
図７に示すように、（１）〜（５）の５回連続して、停止状態の基地局＃２からの制御チャネルの受信に成功している。その結果、停止状態の基地局＃２は、動作状態に復帰したと判定される。
【００３９】
（動作）
図８は、第１の実施形態の無線基地局の待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルの制御手順を表わすフローチャートである。
【００４０】
図８を参照して、電源がオンになると（ステップＳ１０１）、待ち受けレベル制御部７は、受信電力測定部３で測定された受信レベルが所定値（たとえば３０ｄＢ）以上の無線基地局を隣接基地局に設定し、設定した隣接基地局のＣＳ−ＩＤを隣接基地局ＩＤ記憶部８に記憶する（ステップＳ１０２）。
【００４１】
次に、タイミング制御部４は、制御チャネル管理部６に対して、ＣＳ−ＩＤを記憶した隣接基地局が制御チャネルを送信するタイミングと異なるタイミングで自局の制御チャネルを１００ｍｓｅｃの周期で送信させる（ステップＳ１０３）。
【００４２】
次に、判定部２１は、ＣＳ−ＩＤを記憶した隣接基地局のうち、制御チャネルを５回（つまり、５００ｍｓｅｃの間）連続して受信できなかった無線基地局がある場合には（ステップＳ１０４）、その隣接基地局を停止状態であると判定し、停止状態の隣接基地局のＣＳ−ＩＤを停止基地局ＩＤ記憶部９に記憶する（ステップＳ１０５）。
【００４３】
待ち受けレベル制御部７は、待ち受けゾーン選択レベルをたとえば５０ｄＢから３０ｄＢに減少させ、待ち受けゾーン保持レベルをたとえば３０ｄＢから１０ｄＢへ減少させる（ステップＳ１０６）。
【００４４】
制御チャネル管理部６は、報知チャネルを用いて、減少させた待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルを無線端末へ通知する。無線端末は、受信した報知チャネルで通知された待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルに変更がある場合には、待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルを変更する（ステップＳ１０７）。
【００４５】
次に、判定部２１は、ＣＳ−ＩＤを記憶した停止状態の隣接基地局のうち、制御チャネルを５回連続して受信できた無線基地局がある場合には（ステップＳ１０８）、その停止状態の無線基地局が動作状態に復帰したと判定し、判定した隣接基地局のＣＳ−ＩＤを停止基地局ＩＤ記憶部９から削除する（ステップＳ１０９）。
【００４６】
待ち受けレベル制御部７は、待ち受けゾーン選択レベルを３０ｄｂから元の５０ｄＢに戻し、待ち受けゾーン保持レベルを１０ｄＢから元の３０ｄＢに戻す（ステップＳ１１０）。
【００４７】
制御チャネル管理部６は、報知チャネルを用いて、元のレベルに増加させた待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルを無線端末へ通知する（ステップＳ１１１）。
【００４８】
以上のように、本実施の形態によれば、無線信号が通信不可能である停止状態となった無線基地局の隣接基地局が、待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルの変更を無線端末へ報知することによって、従来は圏外となったエリアを隣接基地局がカバーして通信可能とすることができる。これにより停止状態となった無線基地局がカバーしていたエリアを、停止状態となった無線基地局が復旧する前からカバーすることができるので、通信サービスを滞りなく提供することが可能となる。特に、本発明の実施形態によれば、災害発生時に１つの無線基地局が故障した場合でも、緊急時に連絡ができないという事態を減少させることができるという利点がある。
【００４９】
本発明の実施形態では、無線基地局の送信出力を変更せずに、エリアを拡大するため、無線基地局間の干渉を増大することなく、停止状態となった無線基地局のサービスエリアを隣接基地局で一時的にカバーすることが可能となる。
【００５０】
また、本発明の実施形態では、停止状態となった無線基地局が動作状態に復旧した場合、停止状態となった無線基地局のエリアをカバーしていた隣接基地局は、そのカバーエリアを以前のカバーエリアに戻すことができる。
【００５１】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、セルがオーバーラップしないように設計されているＬＴＥ（Long Term Evolution）などの通信方式の無線通信システムに適用可能である。セルがオーバーラップしていない場合には、隣接基地局の制御チャネルを捕捉することができないので、第１の実施形態のように、無線上での制御チャネル監視によって隣接基地局が停止しているかどうかを把握することができない。そこで、第２の実施形態では、通信不可能である停止状態となった基地局が、ネットワーク３０を通じて、基地局制御センタ３１へ停止状態である旨のメッセージを送信することとする。また、通信可能な動作状態に復帰した無線基地局は、ネットワーク３０を通じて、基地局制御センタ３１へ動作状態に復帰した旨のメッセージを送信することとする。
【００５２】
図９は、第２の実施形態の無線基地局の構成を表わす図である。
この無線基地局１１が、図２の第１の実施形態の無線基地局１と相違する点は、ネットワーク通信部１３を備えた点、判定部２２の機能である。
【００５３】
ネットワーク通信部１３は、基地局制御センタ３１からネットワーク３０を通じて隣接基地局が停止状態である旨の通知を受ける。また、ネットワーク通信部１３は、基地局制御センタ３１からネットワーク３０を通じて停止状態の隣接基地局が動作状態に復旧した旨の通知を受ける。
【００５４】
判定部２２は、ネットワーク通信部１３を通じて隣接基地局が停止状態である旨の通知を受けて、隣接基地局が停止状態であると判定する。
【００５５】
判定部２２は、ネットワーク通信部１３を通じて停止状態の隣接基地局が動作状態に復旧した旨の通知を受けて、停止状態の隣接基地局が動作状態に復旧したと判定する。
【００５６】
以上のように、本実施の形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
［変形例］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。
【００５７】
（１）待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベル
本発明の実施形態では、制御チャネルの受信に成功したか否かに応じて、待ち受けゾーン選択レベルおよび待ち受けゾーン保持レベルの両方を変化させることとしたが、いずれか一方だけを変化させることとしてもよい。
【００５８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５９】
１，１１  無線基地局、２  無線通信部、３  受信電力測定部、４  タイミング制御部、５  通話チャネル管理部、６  制御チャネル管理部、７  待ち受けレベル制御部、８  隣接基地局ＩＤ記憶部、９  停止基地局ＩＤ記憶部、１０  アンテナ、１３  ネットワーク通信部、２１，２２  判定部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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