(57)【要約】【課題】周辺基地局の制御チャネルによる干渉を回避することができ、中継局と親局とが安定した通信を行うことが可能な通信システム、中継局および基地局を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる通信システム１００の構成は、複数の基地局１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃと、複数の基地局のうちいずれかの基地局と端末１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃとの通信を中継する中継局１３０とを含み、複数の基地局は、中継局と通信を行う親局と、中継局と通信を行わない周辺基地局とを含み、親局は、中継局が接続されたら、制御チャネルの送信に使用するスロットを、マイクロセル用のスロットからマクロセル用のスロットに変更することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局と、該複数の基地局のうちいずれかの基地局と端末との通信を中継する中継局とを含む通信システムであって、
前記複数の基地局は、前記中継局と通信を行う親局と、該中継局と通信を行わない周辺基地局とを含み、
前記親局および前記中継局は、前記中継局が接続されたら、制御チャネルの送信に使用するスロットを、所定のスロットに変更することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記親局は、サービスの停止後で前記中継局が接続された時に前記制御チャネルの送信に使用するスロットを変更することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記親局は、前記所定のスロットに変更した後、前記制御チャネルの送信に使用するスロットの空き状況を確認し、このスロットが空いていたら、前記制御チャネルを送信するためのスロットを、この空いているスロットに変更することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
中継局を介して端末との通信を行う基地局であって、
前記中継局が接続されたら、前記中継局と共に、制御チャネルの送信に使用するスロットを、所定のスロットに変更することを特徴とする基地局。
【請求項５】
基地局を介して端末との通信を行う中継局であって、
前記基地局が接続されたら、前記基地局と共に、制御チャネルの送信に使用するスロットを、所定のスロットに変更することを特徴とする中継局。
【請求項６】
複数の基地局と、該複数の基地局のうちいずれかの基地局と端末との通信を中継する中継局とを含む通信システムの通信方法であって、
前記複数の基地局は、前記中継局と通信を行う親局と、該中継局と通信を行わない周辺基地局とを含み、
前記親局および前記中継局は、前記中継局が接続されたら、制御チャネルの送信に使用するスロットを、所定のスロットに変更するステップを含む通信システムの通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局と、複数の基地局のうちいずれかの基地局と端末との通信を中継する中継局とを含む通信システム、中継局を介して端末との通信を行う基地局、およびかかる基地局の通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳや携帯電話などの端末は、一般に基地局を介してネットワークに接続されている。電波が届きにくい商業施設または地下道や、基地局用のＩＳＤＮ回線や光回線などを敷設することが難しい山間部などでは、基地局と無線端末との無線通信を中継する中継局を設置する場合がある。中継局は、端末側通信部と基地局側通信部を有し、端末側通信部が端末と通信し、基地局側通信部が基地局と通信することで、基地局と端末との通信が中継される（例えば特許文献１）。
【０００３】
また中継局の中には、遠方の基地局との通信が可能な指向性アンテナを有するものがある（例えば特許文献２）。これによれば、近隣に配置された基地局の電波状況が悪い場合に、電波状況が優れている遠方の基地局に接続することができ、より安定した通信サービスを提供することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５８６７号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３３００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、中継局の周辺には複数の基地局が配置されていて、中継局はその中の通信状態がよい基地局と通信を行う。しかし基地局の中には、中継局の親局となれる性能を有するものと、中継局の親局になるには性能が不足するものがある。この場合、性能が不足する基地局が近距離にあるとしても、若干遠方の性能が充分な基地局に接続することになる。中継局が通信を行っている基地局を親局、通信を行っていない基地局を周辺基地局としたとき、中継局が遠方の基地局を親局として通信を行うと、中継局の近隣の基地局は周辺基地局となる。
【０００６】
ここで基地局は、定期監視やメンテナンスなどによって停波した後にサービスを再開するとき、今までと異なるタイミングで制御チャネルを送信する場合がある。このとき、親局と周辺基地局との間の距離が離れている等、親局と周辺基地局とが互いに電波を認識できない状況であると、親局と周辺基地局とが同じタイミングに制御チャネルを設定してしまう場合がある。すると、周辺基地局の制御チャネルが干渉となって中継局が親局の制御チャネルを受信できなくなるおそれがある。この場合、中継局は、親局がサービス停止しているのか、電波が干渉しているのかを判断することができないため、通信不可の状態に陥ってしまう。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑み、周辺基地局の制御チャネルによる干渉を回避することができ、中継局と親局とが安定した通信を行うことが可能な通信システム、中継局および基地局を提供することを目的としている。
【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、本発明にかかる通信システムの代表的な構成は、複数の基地局と、複数の基地局のうちいずれかの基地局と端末との通信を中継する中継局とを含む通信システムであって、複数の基地局は、中継局と通信を行う親局と、中継局と通信を行わない周辺基地局とを含み、親局は、中継局が接続されたら、制御チャネルの送信に使用するスロットを、マイクロセル用のスロットからマクロセル用のスロットに変更することを特徴とする。
【０００９】
上記親局は、中継局が接続された後の次回の定期監視時に制御チャネルの送信に使用するスロットを変更するとよい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる基地局の代表的な構成は、中継局を介して端末との通信を行う基地局であって、中継局が接続されたら、制御チャネルの送信に使用するスロットを、マイクロセル用のスロットからマクロセル用のスロットに変更することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかる基地局の通信方法の代表的な構成は、中継局を介して端末との通信を行う基地局の通信方法であって、基地局は、中継局が接続されたら、制御チャネルの送信に使用するスロットを、マイクロセル用のスロットからマクロセル用のスロットに変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、周辺基地局の制御チャネルによる干渉を回避することができ、中継局と親局とが安定した通信を行うことが可能な通信システム、中継局および基地局を提供することが可能な通信システム、中継局および基地局を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態にかかる通信システムを例示する図である。
【図２】本実施形態にかかる基地局および中継局の概略構成を例示する機能ブロック図である。
【図３】本実施形態にかかる通信システムにおける処理を説明するシーケンス図である。
【図４】本実施形態にかかる通信システムの第１実施例を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態にかかる通信システム１００を例示する図である。なお、本実施形態では、図１に示す通信システム１００について詳述しながら、それに含まれる基地局１１０ａ（親局）およびその通信方法についても併せて説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の通信システム１００は、複数の基地局１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃ、および中継局１３０を含んで構成される。複数の基地局１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃは、通信網１０４（ネットワーク）を介してサーバ１０６に接続されている。また基地局１１０ａは中継局１３０を介して端末１０２ａとの通信を行っており、基地局１１０ｂ・１１０ｃは中継局１３０を介さずに端末１０２ｂ・１０２ｃとの通信を行っている。なお、基地局１１０、中継局１３０、および端末１０２は、時分割複信（ＴＤＤ: Time Division Duplex）で信号の送受信（無線通信）を行うものとする。
【００１７】
中継局１３０は、複数の基地局１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃのうちいずれかの基地局と通信し、かかる基地局と端末との通信を中継する。本実施形態では、中継局１３０は、基地局１１０ａと端末１０２ａとの通信を中継している。したがって、本実施形態では、中継局１３０と通信を行う基地局１１０ａを親局として例示し、中継局１３０と通信を行わない基地局１１０ｂ・１１０ｃを周辺基地局として例示する。
【００１８】
図２は、本実施形態にかかる基地局１１０ａおよび中継局１３０の概略構成を例示する機能ブロック図であり、図２（ａ）は基地局１１０ａの構成を例示する機能ブロック図であり、図２（ｂ）は中継局１３０の構成を例示する機能ブロック図である。なお本実施形態では、基地局１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃは同一の構成であるため、基地局１１０ａを例示して説明する。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、基地局１１０ａは、基地局制御部１１２、通信部１１４、および回線接続部１１６を含んで構成される。基地局制御部１１２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路（不図示）により構成され、基地局１１０ａ全体を管理および制御する。
【００２０】
通信部１１４は、アンテナ１１４ａに接続されていて、かかるアンテナ１１４ａを介して中継局１３０または端末（図２（ａ）では中継局１３０を例示）との信号の送受信（通信）を行う。回線接続部１１６は、通信網１０４に接続されていて、かかる通信網１０４を介してサーバ１０６との情報の送受信を行う。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、中継局１３０は、中継局制御部１３２、端末側通信部１３４および基地局側通信部１３６を含んで構成される。中継局制御部１３２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路（不図示）により構成され、中継局１３０全体を管理および制御する。
【００２２】
端末側通信部１３４は、アンテナ１３４ａに接続されていて、かかるアンテナ１３４ａを介して端末１０２ａとの信号の送受信を行う。基地局側通信部１３６は、アンテナ１３６ａに接続されていて、かかるアンテナ１３６ａを介して基地局１１０ａとの信号の送受信を行う。
【００２３】
図３は、本実施形態にかかる通信システム１００における処理を説明するシーケンス図である。なお、以下の説明では、複数の基地局１１０ａ〜１１０ｃのうち、中継局１３０と通信を行う親局として基地局１１０ａを例示し、中継局１３０と通信を行わない周辺基地局として基地局１１０ｂを例示する。
【００２４】
図３に示す本実施形態の通信システム１００では、基地局１１０ａ・１１０ｂが運用中の状態で（ステップＳ２０２、ステップＳ２０４）、中継局１３０が新たに設置された場合を例示している。新たに設置された中継局１３０は、運用開始後（ステップＳ２０６）、基地局１１０ａからの制御信号を受信する（ステップＳ２０８）。
【００２５】
その後、中継局１３０は、基地局１１０ａおよび端末１０２ａとの通信を行うことにより（ステップＳ２１０、ステップＳ２１２）、それらの通信を中継する。この間、基地局１１０ａは、中継局１３０が接続されている親局となる。
【００２６】
ここで基地局１１０ａ・１１０ｂは、基準基地局とのフレームタイミングを一致させるフレーム同期を行うための定期監視を定期的（例えば２４時間ごと）に行う（ステップＳ２１４、ステップＳ２１６）。フレーム同期とは、例えばＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ基地局等、フレームタイミングの基準となる基準基地局を所定領域毎に点在させ、その周辺の基地局は基準基地局を中心に順次に制御信号を受信してフレームタイミングを一致させる処理である。
【００２７】
一般に、基地局は、上述した定期監視を行う際に停波し、その後サービスを再開するとき、今までと異なるタイミングで制御チャネルを送信する場合がある。この際に親局と周辺基地局とが同じタイミングに制御チャネルを設定してしまうと、周辺基地局の制御チャネルが干渉となって中継局が親局の制御チャネルを受信できなくなってしまう。
【００２８】
図４は、基地局の送信スロットについて説明する図である。図４に示すように、本実施形態の通信システム１００では、基地局の送信フレームを奇数フレームと偶数フレームに分割していて、各フレームは、それぞれ４つのスロットによって構成される。本実施形態では、奇数フレームの第１スロットを、ＧＰＳを搭載したＧＰＳ基地局が制御チャネルを送信するスロットとして例示している。
【００２９】
また奇数フレームの第２スロット〜第４スロット、および偶数フレームの第１スロットおよび第２スロットを、ＧＰＳを搭載していない基地局（通常基地局）が制御チャネルを送信するスロットとして例示している。更に、偶数フレームの第３スロットを、高層ビル等の高所物件にアンテナを向けた高所物件基地局が制御チャネルを送信するスロットとして例示している。そして、偶数フレームの第４スロットをマクロセル基地局が制御チャネルを送信するスロットとして例示している。
【００３０】
ここで、上述した基地局の通信範囲、すなわちカバーエリアはセルと称される。基地局からの半径が例えば５００ｍ〜１ｋｍ程度の小さい（狭い）セルはマイクロセルと称される。一方、基地局からの半径が例えば数ｋｍ程度の大きい（広い）セルは、マクロセルと称される。一般にＰＨＳ等の通信方式では、多くの基地局はマイクロセル方式を採用しているが、遠距離での通信をカバーするために近年ではマクロセル方式の基地局（マクロセル基地局）も一部設置されている。このため、通信フレームでは、マクロセル基地局が制御チャネルを送信するためのスロットが確保されている。
【００３１】
図３に示す例では、周辺基地局である基地局１１０ｂは、通常基地局が使用する奇数フレームの第３スロットにおいて制御チャネルを送信している（ステップＳ２１８）。本実施形態の通信システム１００の特徴として、親局である基地局１１０ａは、次回の定期監視後で中継局１３０が接続された時、制御チャネルの送信に使用するスロットを、マイクロセル用のスロットからマクロセル用のスロットに変更する。
【００３２】
すなわち、親局である基地局１１０ａは、通常基地局が使用するスロットではなく、マクロセル基地局が制御チャネルを送信するため、スロットを変更して、偶数フレームの第４スロットにおいて制御チャネルを送信する（ステップＳ２２０）。そして、中継局１３０は、通常基地局が使用するスロットではなく、マクロセル基地局が制御チャネルを受信するため、スロットを変更して、偶数フレームの第４スロットにおいて基地局１１０ａからの制御信号を受信し（ステップＳ２２２）、基地局１１０ａおよび端末１０２ａとの通信を再開する（ステップＳ２２４、ステップＳ２２６）。
【００３３】
上記構成によれば、周辺基地局が通常基地局用のいずれのスロット（奇数フレームの第２スロット〜第４スロット、および偶数フレームの第１スロット〜第２スロット）で制御チャネルを送信しても、親局の制御チャネルの送信タイミングと一致することがない。したがって、周辺基地局が送信した制御チャネルによる干渉を防ぐことができ、中継局１３０と親局とが安定した通信を行うことが可能となる。
【００３４】
本実施形態では、定期監視後で中継局が接続された時に、制御チャネルの送信に使用するスロットを、マクロセル用のスロット（チャネル）としたが、マクロセル用のスロットに限定されず、通常時に使用するスロット（チャネル）とは異なる所定のスロット（所定の制御チャネル）であればよい。
【００３５】
また、本実施形態では、定期監視後で中継局が接続されたら、制御チャネルのスロットを変更するとしたが、定期監視に限定されず、一時的にサービスが停止するような場合でもよい。また、親局である基地局１１０ａおよび中継局１３０は、所定のスロットに変更した後、通常基地局が使用するスロット（制御チャネルの送信に使用するスロット）の空き状況を確認し、通常基地局が使用するスロットが空いていたら（周辺基地局が使用していなかったら）、制御チャネルを送信するためのスロットを、空いているスロットに変更してもよい。
【００３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３７】
なお、本明細書の無線通信中継方法における各工程は、必ずしもフローチャートやシーケンス図に記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、複数の基地局および複数の基地局うちいずれかの基地局と端末との通信を中継する中継局とを含む通信システム、複数の基地局うちいずれかの基地局と端末との通信を中継する中継局、ならびに中継局を介して端末との通信を行う基地局に利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００…通信システム、１０２ａ…端末、１０２ｂ…端末、１０２ｃ…端末、１０４…通信網、１０６…サーバ、１１０ａ…基地局、１１０ｂ…基地局、１１０ｃ…基地局、１１２…基地局制御部、１１４…通信部、１１４ａ…アンテナ、１１６…回線接続部、１３０…中継局、１３２…中継局制御部、１３４…端末側通信部、１３４ａ…アンテナ、１３６…基地局側通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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