(57)【要約】【課題】従来技術とは全く異なる簡単かつ低コストな方法により、通信エリアの場所率の低下を効率よく推定する。【解決手段】無線基地局とその無線基地局が形成する通信エリア内の無線端末との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、無線基地局は、通信エリア内にあって通信を行う認証済端末数および接続要求に対する認証を行う認証要求端末数をカウントし、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を算出し、当該割合が所定の閾値以上であるか否かを判定し、当該割合が所定の閾値以上である場合に当該無線基地局が形成する通信エリアの場所率が低下したものと推定する推定処理手段を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局とその無線基地局が形成する通信エリア内の無線端末との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
前記無線基地局は、前記通信エリア内にあって通信を行う認証済端末数および接続要求に対する認証を行う認証要求端末数をカウントし、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を算出し、当該割合が所定の閾値以上であるか否かを判定し、当該割合が所定の閾値以上である場合に当該無線基地局が形成する通信エリアの場所率が低下したものと推定する推定処理手段を備えた
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記無線端末は、電源ＯＮのまま前記通信エリアの圏外となったことを検出したときに圏外フラグを保持し、前記通信エリアの圏内になったことを検出したときに当該圏外フラグを含む前記接続要求を送信するとともに、当該圏外フラグを破棄する手段を備え、
前記無線基地局の前記推定処理手段は、前記圏外フラグに基づいて前記認証要求端末数をカウントする
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記無線基地局の前記推定処理手段は、前記単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を記録し、一定期間における当該割合の平均値または最大値を前記所定の閾値として設定する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記無線基地局の前記推定処理手段は、前記通信エリアの場所率が低下したものと推定したときに、前記無線基地局および前記無線端末に対して通信品質に係るパラメータを制御するパラメータ制御信号を送信し、
前記無線基地局および前記無線端末は、前記パラメータ制御信号に応じて対応する通信品質に係るパラメータを制御する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信システムにおいて、
前記無線基地局の前記推定処理手段は、前記パラメータ制御信号を送信した後、前記単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合が前記閾値以上である場合に、前記制御したパラメータを元に戻す信号を送信するとともに、前記通信エリアの場所率が低下したことをネットワーク管理装置に通知する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
無線基地局とその無線基地局が形成する通信エリア内の無線端末との間で無線通信を行う無線通信方法において、
前記無線基地局は、前記通信エリア内にあって通信を行う認証済端末数および接続要求に対する認証を行う認証要求端末数をカウントし、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を算出し、当該割合が所定の閾値以上であるか否かを判定し、当該割合が所定の閾値以上である場合に当該無線基地局が形成する通信エリアの場所率が低下したものと推定する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
請求項６に記載の無線通信方法において、
前記無線端末は、電源ＯＮのまま前記通信エリアの圏外となったことを検出したときに圏外フラグを保持し、前記通信エリアの圏内になったことを検出したときに当該圏外フラグを含む前記接続要求を送信するとともに、当該圏外フラグを破棄し、
前記無線基地局は、前記圏外フラグに基づいて前記認証要求端末数をカウントする
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
請求項６に記載の無線通信方法において、
前記無線基地局は、前記単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を記録し、一定期間における当該割合の平均値または最大値を前記所定の閾値として設定する
ことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の移動無線通信システムにおいて、基地局装置の故障、経年劣化、環境変化等に伴う通信エリアの場所率の低下を検知し、さらに所定の場所率を維持する無線通信システムおよび方法に関する。ここで、通信エリアの場所率とは、通信エリア内で所定の通信品質で受信可能な場所の割合をいう。
【背景技術】
【０００２】
安定した無線通信サービスを提供するためには、基地局装置の故障、経年劣化、環境変化等に伴う通信エリア内の通信品質の劣化、すなわち通信エリアの場所率の低下を監視する必要がある。そのため、従来は基地局装置内で回路故障や劣化を検知するセルフチェック方法がとられていた。例えば、特許文献１では、基地局装置の増幅器の電流をモニタして故障検知を行う構成であった。特許文献２では、送信機の信号レベルをモニタし、所定値に調整するＡＬＣ機能を備える構成であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１９９０７号公報
【特許文献２】特開平０１−２４１９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、基地局装置のセルフチェックにより通信エリアの場所率の変化を推定するものであった。すなわち、基地局装置の故障、経年劣化、環境変化等により、基地局が形成する通信エリアの通信品質がどの程度変動しているかを直接検知する構成ではなかった。
【０００５】
例えば、地震により基地局アンテナの角度にずれが生じた場合、通信エリアの場所率が低下することがある。しかし、従来技術ではこのような通信エリアの場所率の低下を直接検知することができない。そのため、基地局装置において場所率の低下に影響を及ぼすであろう箇所のすべてに故障検知装置を配置し、それぞれの故障の度合いと通信エリアの場所率の相関関係を割り出して補正を行う必要があり、処理が煩雑になるとともに膨大なコストが必要であった。
【０００６】
一方、通信エリアの場所率を直接検知しようとすると、通信エリアの各地点で無線信号の通信品質を監視する装置を設置するとともに、それぞれの通信品質データを収集するための手段が必要になる。そのため、膨大なコストが必要になるだけでなく、データ収集手段として無線を使用する場合にはネットワーク回線の圧迫も課題になる。
【０００７】
本発明は、従来技術とは全く異なる簡単かつ低コストな方法により、通信エリアの場所率の低下を効率よく推定し、場所率の低下をカバーするような対応を可能にする無線通信システムおよび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】
【０００８】
第１の発明は、無線基地局とその無線基地局が形成する通信エリア内の無線端末との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、無線基地局は、通信エリア内にあって通信を行う認証済端末数および接続要求に対する認証を行う認証要求端末数をカウントし、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を算出し、当該割合が所定の閾値以上であるか否かを判定し、当該割合が所定の閾値以上である場合に当該無線基地局が形成する通信エリアの場所率が低下したものと推定する推定処理手段を備える。
【０００９】
第１の発明の無線通信システムにおいて、無線端末は、電源ＯＮのまま通信エリアの圏外となったことを検出したときに圏外フラグを保持し、通信エリアの圏内になったことを検出したときに当該圏外フラグを含む接続要求を送信するとともに、当該圏外フラグを破棄する手段を備え、無線基地局の推定処理手段は、圏外フラグに基づいて認証要求端末数をカウントする。
【００１０】
第１の発明の無線通信システムにおいて、無線基地局の推定処理手段は、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を記録し、一定期間における当該割合の平均値または最大値を所定の閾値として設定する。
【００１１】
第１の発明の無線通信システムにおいて、無線基地局の推定処理手段は、通信エリアの場所率が低下したものと推定したときに、無線基地局および無線端末に対して通信品質に係るパラメータを制御するパラメータ制御信号を送信し、無線基地局および無線端末は、パラメータ制御信号に応じて対応する通信品質に係るパラメータを制御する構成である。
【００１２】
第１の発明の無線通信システムにおいて、無線基地局の推定処理手段は、パラメータ制御信号を送信した後、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合が閾値以上である場合に、制御したパラメータを元に戻す信号を送信するとともに、通信エリアの場所率が低下したことをネットワーク管理装置に通知する。
【００１３】
第２の発明は、無線基地局とその無線基地局が形成する通信エリア内の無線端末との間で無線通信を行う無線通信方法において、無線基地局は、通信エリア内にあって通信を行う認証済端末数および接続要求に対する認証を行う認証要求端末数をカウントし、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を算出し、当該割合が所定の閾値以上であるか否かを判定し、当該割合が所定の閾値以上である場合に当該無線基地局が形成する通信エリアの場所率が低下したものと推定する。
【００１４】
第２の発明の無線通信方法において、無線端末は、電源ＯＮのまま通信エリアの圏外となったことを検出したときに圏外フラグを保持し、通信エリアの圏内になったことを検出したときに当該圏外フラグを含む接続要求を送信するとともに、当該圏外フラグを破棄し、無線基地局は、圏外フラグに基づいて認証要求端末数をカウントする。
【００１５】
第２の発明の無線通信方法において、無線基地局は、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を記録し、一定期間における当該割合の平均値または最大値を所定の閾値として設定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、無線基地局の障害等により場所率が低下した通信エリアでは、認証済端末数が減少するとともに認証要求端末数が増加することに着目し、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合に基づいて当該通信エリアの場所率の低下を推定することができる。これにより、簡単かつ低コストな方法により通信エリアの場所率の低下をもたらしている無線基地局を的確に把握し、場所率の低下への対処を迅速に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の無線通信システムの実施例１の構成を示す図である。
【図２】本発明の無線通信システムの実施例１の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例１における無線基地局の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施例１における無線基地局の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例１における閾値の設定例を示す図である。
【図６】本発明の無線通信システムの実施例２の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例３における無線基地局の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例４における無線基地局の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
図１および図２は、本発明の無線通信システムの実施例１の構成を示す。
図１において、隣接する無線基地局１Ａ，１Ｂがそれぞれ形成する通信エリア２Ａ，２Ｂには、それぞれ複数の無線端末３が存在する。無線基地局１Ａ，１Ｂの通信エリア２Ａ，２Ｂの隣接する端部が重なり、移動する無線端末３がその重複部でハンドオーバ処理を行うことにより継続した通信が可能になっている。
【００１９】
ここで、無線基地局１Ａに何らかの障害が発生し、図２に示すように、通信エリア２Ａのセル半径が減少する、すなわち通信エリア２Ａの場所率が低下する場合を想定する。通信エリア２Ａのセル半径が減少したことにより、通信エリア２Ａと通信エリア２Ｂとの間に不感地帯が発生し、通信エリア２Ａに存在した無線端末３Ｘ，３Ｙが圏外となる。
【００２０】
その後、無線端末３Ｘ，３Ｙがそれぞれ通信エリア２Ａ，２Ｂに移動した場合、無線基地局１Ａ，１Ｂで認証処理が行われる。すなわち、無線端末３Ｘ，３Ｙは、電源ＯＮのまま一旦圏外となり、その後に通信エリア２Ａ，２Ｂに移動すると、それぞれ無線基地局１Ａ，１Ｂに接続要求を送信して認証処理が行われる。このような無線端末に対する認証は、電源がＯＮになった無線端末の認証要求と区別して「復帰認証」となるが、具体的には実施例２において説明する。
【００２１】
ここで、セル半径が減少した通信エリア２Ａでは、通信エリア内にあって無線基地局１Ａと通信を行う認証済端末数が減少するとともに、移動する無線端末からの接続要求に対して認証を行う認証要求端末数（実施例２で説明する復帰認証要求端末数）が増加すると考えられる。一方、通信エリア２Ｂはセル半径の変動がないため認証済端末数の増減はわずかである。本発明の特徴は、この違いに着目し、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合に基づいて、通信エリア２Ａ，２Ｂの場所率の低下を推定する。
【００２２】
図３は、本発明の実施例１における無線基地局の装置構成例を示す。
図３において、無線基地局１は、無線端末３の接続要求に対して認証を行う認証装置１１と、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合と閾値との比較により、無線基地局１が形成する通信エリア２の場所率の低下を推定する場所率推定装置１２とを備える。場所率推定装置１２は、通信エリア内で通信可能な状態になっている認証済端末および認証処理を行う認証要求端末の数をカウントするカウンタ１２１およびそれぞれの値を記憶する記憶部１２２、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を算出し、閾値との比較により通信エリアの場所率を推定する演算処理部１２３を備える。
【００２３】
図４は、本発明の実施例１における無線基地局の処理手順を示す。
図４において、認証済端末数および認証要求端末数をカウントし（Ｓ１）、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を算出し（Ｓ２）、その割合が閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。ここで、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合が閾値以上あれば、認証済端末数が減少し、認証要求端末数が増加したことになるので、通信エリアの場所率が低下したものと推定する（Ｓ４）。
【００２４】
単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合の比較対象となる閾値は、一定値であってもよいし、時間帯ごとに異なる値であってもよい。例えば、図５に示すように、時間帯ごとに過去の認証済端末数に対する認証要求端末数の割合の平均値または最大値を閾値として記憶する。この時間帯ごとに変動する閾値と、現在の各時間帯における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を比較する。
【００２５】
図５に示す例では、01：00〜02：00と02：00〜03：00の時間帯における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合が 3.112％と 2.013％である。閾値が例えば３％で固定であれば、01：00〜02：00の時間帯で認証済端末数に対する認証要求端末数の割合が閾値以上になるので、通信エリアの場所率が低下したことになる。しかし、過去のデータから01：00〜02：00と02：00〜03：00の時間帯における閾値が 3.678％と 1.566％となっている場合、02：00〜03：00の時間帯で基地局装置に何らかの障害が発生し、認証済端末数に対する認証要求端末数の割合が閾値以上になったので、通信エリアの場所率が低下したものと推定することができる。
【００２６】
このように、時間帯や曜日によって人（無線端末）の流れに疎密ができ、認証済端末数に対する認証要求端末数の割合が変動することが想定される場合、例えば１時間ごとや曜日ごとに、過去の認証済端末数に対する認証要求端末数の割合の平均値または最大値を閾値とする。このような時間帯や曜日に応じた閾値と、認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を比較することにより、各時間帯における通信エリアの場所率の低下をより正確に推定することができる。
【実施例２】
【００２７】
一般に、認証装置１１における認証処理は、無線端末３が圏外から圏内に移動したときや電源をＯＮにしたときに、無線基地局１に対して接続要求信号を送信するアタッチ処理で実施される。実施例１は、常時電源がＯＮになっている無線端末３が支配的な場合を想定しており、無線基地局１に対して行う接続要求および認証要求のカウント値は、復帰認証を行う無線端末数（復帰認証要求端末数）と見なすことができる。
【００２８】
実施例２は、接続要求信号を送信する復帰認証要求端末と電源投入端末を区別し、復帰認証要求端末数を正確に把握して単位時間における認証済端末数に対する復帰認証要求端末数の割合を求め、通信エリアの場所率の推定精度を高めるものである。
【００２９】
図６は、本発明の無線通信システムの実施例２の構成を示す。
図６において、無線通信システムの構成は実施例１と同様であり、無線基地局１Ａに何らかの障害が発生し、通信エリア２Ａのセル半径が減少する、すなわち通信エリア２Ａの場所率が低下する場合を想定する。通信エリア２Ａのセル半径が減少したことにより、通信エリア２Ａと通信エリア２Ｂとの間に不感地帯が発生し、通信エリア２Ａに存在した無線端末３Ｘが圏外となる。このとき、無線端末３Ｘは電源がＯＮのまま圏外になるので、在圏判定部３１で通信圏内から通信圏外に移行したことを判定し、圏外フラグをフラグ記憶部３２に保持する。
【００３０】
その後、無線端末３Ｘが通信エリア２Ａに移動した場合（隣接する通信エリア２Ｂに移動しても同様）、フラグ記憶部３２に保持した圏外フラグを含む接続要求を無線基地局１Ａに送信するとともに、フラグ記憶部３２の圏外フラグを破棄する。無線基地局１Ａは、当該無線端末３Ｘに対する認証処理を行うとともに、接続要求に含まれる圏外フラグを復帰認証要求端末数としてカウントする。一方、電源がＯＦＦからＯＮになった無線端末３Ｚは、接続要求に圏外フラグを含まないことになるので、復帰認証要求端末数としてカウントされることはない。
【００３１】
したがって、圏外フラグをモニタすることにより、電源ＯＮのまま圏外となり、その後に圏内になって復帰認証を行った無線端末を特定し、復帰認証要求端末数としてカウントすることができる。これにより、単位時間における認証済端末数に対する復帰認証要求端末数の割合を正確に求め、通信エリアの場所率の推定精度を高めることができる。しかも、圏外フラグは１ビットの情報で十分であるので、接続要求信号に占める割合も小さく、無線ネットワークへの圧迫も最小限に抑えることができる。
【実施例３】
【００３２】
図７は、本発明の実施例３における無線基地局の処理手順を示す。
図７において、無線基地局の場所率推定装置１２は、認証済端末数および認証要求端末数をカウントし（Ｓ１）、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合を算出し（Ｓ２）、その割合が閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。ここで、単位時間における認証済端末数に対する認証要求端末数の割合が閾値以上あれば、通信エリアの場所率が低下したものと推定する（Ｓ４）。ここまでは実施例１と同じである。
【００３３】
通信エリアの場所率が低下したものと推定した無線基地局は、無線端末に対して送信電力、周波数、通信速度、符号化率等の通信品質に係るパラメータを制御する信号を送信し（Ｓ５）、さらに無線基地局においても同様のパラメータを制御する（Ｓ６）。これにより、通信エリアにおける通信品質を改善し、場所率の低下した通信エリアにおける通信品質の復旧が可能になる。
【実施例４】
【００３４】
図８は、本発明の実施例４における基地局装置の処理手順を示す。
図８において、ステップＳ１〜Ｓ６の処理は実施例３と同じである。実施例４では、無線端末および無線基地局において、送信電力、周波数、通信速度、符号化率等のパラメータを変更した後に、例えば認証要求端末数に基づいて通信エリアの通信品質の改善が見られるか否かを判定する（Ｓ７）。ここで、通信エリアの通信品質の改善が見られない場合は、制御したパラメータを元に戻すとともに、パラメータの変更では対応できない要因による通信エリアの場所率が低下したものと推定して当該信号をネットワーク管理装置に通知し（Ｓ８）、別な対策に移行する。
【００３５】
これにより、無線基地局や無線端末のパラメータ制御により対応できない不具合、例えば新たな地下施設の建設などによる不感地帯の増加などがあった場合、際限なくパラメータの制御処理を繰り返す事態を回避することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１，１Ａ，１Ｂ  無線基地局
２Ａ，２Ｂ      通信エリア
３，３Ｘ，３Ｙ，３Ｚ  無線端末
１１    認証装置
１２    場所率推定装置
１２１  カウンタ
１２２  記憶部
１２３  演算処理部
３１    在圏判定部
３２    フラグ記憶部
【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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