JP2011114586A - 無線通信システム、無線基地局及びネットワーク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】通信サービスの品質の劣化を抑制しつつ、無線基地局の送信電力を低下させる。
【解決手段】 本発明の実施形態に係る無線通信システム1では、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属しており、無線基地局100において送信電力が低下する時間帯が、グループ毎に異なっている。このようなグループ化を実現するために、無線基地局100の上位におけるネットワーク装置10は、いわゆる四色定理により、各無線基地局100を4つのグループに分割することで、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属するようにグループ化を行う。
【選択図】図1
【解決手段】 本発明の実施形態に係る無線通信システム1では、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属しており、無線基地局100において送信電力が低下する時間帯が、グループ毎に異なっている。このようなグループ化を実現するために、無線基地局100の上位におけるネットワーク装置10は、いわゆる四色定理により、各無線基地局100を4つのグループに分割することで、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属するようにグループ化を行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、 複数の無線基地局を有する無線通信システム、当該無線通信システムを構成する無線基地局、及び、無線基地局の上位におけるネットワーク装置に関する。
無線通信システムにおいて、無線基地局の保守作業が実施される場合、当該無線基地局は、送信電力を停止する処理(閉塞処理)を行う。この閉塞処理において、無線基地局は、無線端末によって新規に発生する呼を示す新規呼を受け付けないようにする。また、無線基地局は、自無線基地局と無線端末との間で通信継続中である呼を示す既存呼が存在している場合には、当該既存呼を隣接する他の無線基地局へハンドオーバさせた後、送信電力を停止する(例えば、特許文献1参照)。このような処理は予閉塞処理と称される。また、省エネルギーの観点から夜間等の通信量が少ない時間帯において、無線基地局の送信電力を低下させることが提案されている。
しかしながら、無線通信システムを構成する複数の無線基地局を1台ずつ停止させて保守作業が実施される場合には、全ての無線基地局の保守作業が終了するまでに多くの時間を要する。一方、保守作業の時間を短縮するために、複数の無線基地局の送信電力を同時に停止させることが考えられる。しかし、隣接する2つの無線基地局が同時に送信電力を停止すると、広い不感地帯が発生する可能性がある。また、省エネルギーの観点から無線基地局の送信電力を低下させる場合も、同様に、隣接する複数の無線基地局が同時に送信電力を停止すると、広い不感地帯が発生する可能性がある。
上記問題点に鑑み、本発明は、通信サービスの品質の劣化を抑制しつつ、無線基地局の送信電力を低下させる無線通信システム、無線基地局及びネットワーク装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。本発明の第1の特徴は、複数の無線基地局を有する無線通信システムであって、隣接する2つの前記無線基地局が異なるグループに属し、前記無線基地局において送信電力が低下する時間帯が、前記グループ毎に異なることを要旨とする。
このような無線通信システムでは、隣接する2つの無線基地局は、異なるグループに属し、更に、送信電力が低下する時間帯が異なることになる。従って、隣接する2つの無線基地局が同時に送信電力を停止する結果、広い不感地帯が発生するということがなく、通信サービスの品質の劣化を抑制しつつ、無線基地局の送信電力を低下させることが可能となる。
本発明の第2の特徴は、前記無線基地局の上位におけるネットワーク装置を有し、前記ネットワーク装置は、所定の条件に従い、前記複数の無線基地局を4つ以上のグループに分割するグループ化を行うグループ化処理部(グループ化処理部52)を備えることを要旨とする。
本発明の第3の特徴は、前記無線基地局は、他の無線基地局が前記無線通信システムに追加される場合、又は、他の無線基地局が前記無線通信システムから除外される場合に、基地局間通信を用いて、前記複数の無線基地局を再度グループに分割する再グループ化処理を行う再グループ化処理部(再グループ化処理部156)を備えることを要旨とする。
本発明の第4の特徴は、他の無線基地局とともに無線通信システムを構成する無線基地局であって、隣接する無線基地局が異なるグループに属するように、他の無線基地局とともに複数のグループに分けられており、自無線基地局と同一のグループに属する他の無線基地局と同一の時間帯に送信電力を低下させる送信電力制御部(送信電力制御部154)を備えることを要旨とする。
本発明の第5の特徴は、無線通信システムを構成する複数の無線基地局の上位におけるネットワーク装置であって、所定の条件に従い、前記複数の無線基地局を4つ以上のグループに分割するグループ化を行うグループ化処理部(グループ化処理部54)を備え、前記無線基地局において送信電力が低下する時間帯が、前記グループ毎に異なることを要旨とする。
本発明によれば、通信サービスの品質の劣化を抑制しつつ、無線基地局の送信電力を低下させることが可能となる。
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、(1)無線通信システムの構成、(2)無線通信システムの動作、(3)作用・効果、(4)その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
(1)無線通信システムの構成
(1.1)無線通信システムの全体概略構成
図1は、本発明の実施形態に係る無線通信システム1の全体概略構成図である。図1に示す無線通信システム1は、例えば、第3.9世代(3.9G)携帯電話システムであるLTE Release9 や、第4世代(4G)携帯電話システムとして位置づけられているLTE-Advancedに基づく構成を有する。
(1.1)無線通信システムの全体概略構成
図1は、本発明の実施形態に係る無線通信システム1の全体概略構成図である。図1に示す無線通信システム1は、例えば、第3.9世代(3.9G)携帯電話システムであるLTE Release9 や、第4世代(4G)携帯電話システムとして位置づけられているLTE-Advancedに基づく構成を有する。
図1に示すように、無線通信システム1は、ネットワーク装置10と、無線基地局100a乃至100sを有する。ネットワーク装置10は、無線基地局100a乃至100tと図示しないネットワークを介して接続し、当該無線基地局100a乃至100tの上位において各種制御を行うMME(Mobility Management Entity)等の装置である。なお、以下においては、無線基地局100a乃至100tを区別しないときは単に「無線基地局100」と称する。
本実施形態において、各無線基地局100は、グループ化処理によって4つのグループに分割される。この場合、隣接する2つの無線基地局100は、異なるグループに属するようにグループ化処理が行われる。ここで、「隣接」とは以下のように定義される。すなわち、無線通信システム1内の無線基地局100a乃至100tは、リンク101によって互いに接続される。この際、リンク101は、他のリンク101と交差することのないように設定される。ここで、2つのリンク101が交差する場合には、距離の短いリンク101が優先的に設定されることで、交差を回避することが好ましい。換言すれば、無線基地局100間の距離が短いほど、当該無線基地局100間には優先的にリンク101が設定されることが好ましい。このようにしてリンク101が設定された状態において、1つのリンク101の両端に位置する2つの無線基地局100は、隣接していることになる。
いわゆる四色定理によれば、各無線基地局100が最低でも4つのグループに分割されれば、隣接する2つの無線基地局100は、異なるグループに属することが可能となる。従って、本実施形態では、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属するという条件を満たすべく、無線通信システム1内の各無線基地局100は、4つのグループに分割される。
図1においては、各無線基地局100は、黒色に対応する無線基地局100a、100h、100j、100p、100sが属する第1グループ、白色に対応する無線基地局100e、100l、100o、100q、100tが属する第2グループ、右上がりの縞模様に対応する無線基地局100b、100d、100f、100i、100mが属する第3グループ、右下がりの縞模様に対応する無線基地局100c、100g、100k、100n、100rが属する第4グループに分割される。
このようなグループ化によって、隣接する2つの無線基地局100は、異なるグループに属することになる。例えば、第2グループに属する無線基地局100qに着目した場合、当該無線基地局100qに隣接している無線基地局100c、100d、100r、100j、100k、100pが属するグループについて確認すると、無線基地局100cは第4グループ、無線基地局100dは第3グループ、無線基地局100rは第4グループ、無線基地局100jは第1グループ、無線基地局100kは第3グループ、無線基地局100pは第1グループであり、何れも無線基地局100qが属する第2グループとは異なっている。
本実施形態では、ネットワーク装置10が初期のグループ化処理を行い、その後、無線通信システム1に無線基地局が追加された場合、又は、無線通信システム1から無線基地局が除外された場合には、各無線基地局100が再度のグループ化処理(再グループ化処理)を行う。
(1.2)ネットワーク装置の構成
図2は、ネットワーク装置10の構成図である。図2に示すように、ネットワーク装置10は、制御部12、記憶部13、有線通信部14を含む。
図2は、ネットワーク装置10の構成図である。図2に示すように、ネットワーク装置10は、制御部12、記憶部13、有線通信部14を含む。
制御部12は、例えばCPUによって構成され、ネットワーク装置10が具備する各種機能を制御する。記憶部13は、例えばメモリによって構成され、ネットワーク装置10における制御などに用いられる各種情報を記憶する。有線通信部104は、図示しないネットワークを介して、無線基地局100との間で、データの送信及び受信を行う。ネットワーク装置10と無線基地局100との通信においては、図示しないネットワークには、例えば論理的通信路としてのS1コネクションが確立される。
制御部12は、基地局情報取得部52及びグループ化処理部54を有する。
基地局情報取得部52は、各無線基地局100毎の当該無線基地局100の経度及び緯度と当該無線基地局の識別情報である基地局IDとを含んだ位置情報を取得する。位置情報は、例えば、無線基地局100から送信される。この場合、基地局情報取得部52は、有線通信部14によって受信される、無線基地局100からの位置情報を入力する。あるいは、位置情報は、予め記憶部13に記憶されている。この場合、基地局情報取得部52は、記憶部13から位置情報を読み出す。
また、基地局情報取得部52は、各無線基地局100毎の当該無線基地局100の稼働状態情報を取得する。稼働状態情報は、対応する無線基地局100が稼働しているか、あるいは、障害等によって停止しているかを示す情報である。この稼働状態情報は、例えば、無線基地局100から送信される。この場合、基地局情報取得部52は、有線通信部14によって受信される、稼働状態情報を入力する。あるいは、稼働状態情報は、予め記憶部13に記憶されている。この場合、基地局情報取得部52は、記憶部13から稼働状態情報を読み出す。
グループ化処理部54は、基地局情報取得部52によって取得された無線基地局100毎の位置情報及び稼働状態情報に基づいて、初期のグループ化処理を行う。
具体的には、グループ化処理部54は、無線通信システム1内の無線基地局100のうち、対応する稼働情報状態が稼働していることを示している無線基地局100をノードとして設定するとともに、隣接する2つの無線基地局100を接続するリンクを設定した平面グラフを作成する。ここで、グループ化処理部54は、リンクを設定する際に、ノードとして設定した各無線基地局100の位置情報に基づいて当該各無線基地局100の位置を特定した上で、リンクが交差しないように当該リンクを設定する。
次に、グループ化処理部54は、ノードとして設定した無線基地局100毎に、当該無線基地局100の基地局IDを基準基地局IDとして含み、当該無線基地局100に隣接する他の無線基地局100の基地局IDを隣接基地局IDとして含んだ隣接基地局情報を生成する。生成された隣接基地局情報は、記憶部13に記憶される。図3は、隣接基地局情報の一例を示す図である。
次に、グループ化処理部54は、ノードとして設定した各無線基地局100について、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属するように、頂点彩色の手法を用いて、第1グループ乃至第4グループの4つのグループに分割する。ここで、第1乃至第4グループには、それぞれ識別情報としてのグループIDが対応付けられる。また、第1乃至第4グループには、それぞれ異なる時間帯である、送信電力低下の時間帯が対応付けられる。
次に、グループ化処理部54は、ノードとして設定した無線基地局100毎に、グループ化情報を生成する。具体的には、グループ化処理部54は、無線基地局100毎に、当該無線基地局100に対応する隣接基地局情報、すなわち、当該無線基地局100の基地局IDを基準基地局IDとして含む隣接基地局情報を記憶部13から読み出す。次に、グループ化処理部54は、読み出した隣接基地局情報内の基準基地局IDに、当該基準基地局IDによって特定される無線基地局100が属するグループに対応するグループID、及び、送信電力低下時間帯を付加する。更に、グループ化処理部54は、読み出した隣接基地局情報内の隣接基地局IDに、当該隣接基地局IDによって特定される無線基地局100が属するグループに対応するグループID、及び、送信電力低下時間帯を付加する。図4は、グループ化情報の一例を示す図である。
このようにして、ノードとして設定した無線基地局100毎に、グループ化情報を生成した後、グループ化処理部54は、各グループ化情報毎に、当該グループ化情報内の基準基地局IDによって特定される無線基地局100を送信先として、有線通信部104を介して送信する。
(1.3)無線基地局の構成
図5は、無線基地局100の構成図である。図5に示すように、無線基地局100は、制御部102、記憶部103、有線通信部104、無線通信部106、アンテナ108を含む。
図5は、無線基地局100の構成図である。図5に示すように、無線基地局100は、制御部102、記憶部103、有線通信部104、無線通信部106、アンテナ108を含む。
制御部102は、例えばCPUを用いて構成され、無線基地局100が具備する各種の機能を制御する。記憶部103は、例えばメモリを用いて構成され、無線基地局100の制御等に用いられる各種の情報を記憶する。有線通信部104は、図示しないネットワークを介して、ネットワーク装置10や他の無線基地局100との通信を行う。無線基地局100と他の無線基地局100との通信においては、図示しないネットワークには、例えば論理的通信路としてのX2コネクションが確立される。
無線通信部106は、例えば無線周波数(RF)回路やベースバンド(BB)回路等を用いて構成され、アンテナ108を介して、図示しない無線端末との間で無線信号の送信及び受信を行う。また、無線通信部106は、送信信号の符号化及び変調と、受信信号の復調及び復号とを行う。
制御部102は、グループ化情報取得部152、送信電力制御部154及び再グループ化処理部156を有する。
グループ化情報取得部152は、図示しないネットワーク及び有線通信部104を介して、ネットワーク装置10からのグループ化情報を取得する。更に、グループ化情報取得部152は、取得したグループ化情報を記憶部103に記憶させる。
送信電力制御部154は、記憶部103に記憶されたグループ化情報を読み出す。更に、送信電力制御部154は、読み出したグループ化情報内の送信電力低下時間帯が到来すると、無線通信部106を制御して、送信電力を低下させる。ここで、送信電力の低下とは、送信電力が停止する場合も含む。同一のグループに属する無線基地局100において、送信電力低下時間帯は同一である。従って、同一のグループに属する無線基地局100は、同一の送信電力低下時間帯において、送信電力を低下させることになる。また、グループ毎に対応する送信電力低下時間帯は異なる。更に、隣接する2つの無線基地局100は、異なるグループに属する。従って、隣接する2つの無線基地局100が、同時に送信電力を低下させることはない。
再グループ化処理部156は、無線通信システム1に無線基地局が追加された場合、又は、無線通信システム1から無線基地局が除外された場合には、再度のグループ化処理(再グループ化処理)を行う。
具体的には、再グループ化処理部156は、グループ化情報内の隣接基地局IDに基づいて、自無線基地局100に隣接する他の無線基地局100を特定する。次に、再グループ化処理部156は、特定した隣接する他の無線基地局100に対して、有線通信部104及び図示しないネットワークを介して、自無線基地局100が属するグループのグループID(所属グループID)を送信する。また、再グループ化処理部156は、図示しないネットワーク及び有線通信部104を介して、隣接する他の無線基地局100からの当該隣接する他の無線基地局100が属するグループのグループID(所属グループID)を受信する。各無線基地局100において、制御部102内の再グループ化処理部156が上述した処理を行うことにより、隣接する2つの無線基地局100の間で、当該無線基地局100が属するグループのグループIDが交換されることになる。
次に、再グループ化処理部156は、グループ化情報内の全ての隣接基地局IDに対応するグループIDと、全ての隣接する他の無線基地局100からの所属グループIDとに基づいて、隣接する他の無線基地局100が属するグループが変化しているか否かを判定する。具体的には、再グループ化処理部156は、隣接する他の無線基地局100毎に、グループ化情報内の当該隣接する他の無線基地局100に対応するグループIDと、当該隣接する他の無線基地局100からの所属グループIDとを比較し、一致する場合には、当該隣接する他の無線基地局100が属するグループに変化がないと判定し、一致しない場合には、当該隣接する他の無線基地局100が属するグループに変化が生じたと判定する。
隣接する他の無線基地局100が属するグループに変化した場合、更に、再グループ化処理部156は、変化後のグループのグループIDである所属グループIDと、自無線基地局100が属するグループのグループIDとを比較する。2つのグループIDが一致する場合には、自無線基地局100と隣接する他の無線基地局100とが同一のグループに属していることになる。この場合、再グループ化処理部156は、自無線基地局100が属するグループを変える。更に、再グループ化処理部156は、隣接する他の無線基地局100に対して、有線通信部104及び図示しないネットワークを介して、自無線基地局100が属する新たなグループのグループIDを送信する。
隣接する2つの無線基地局100が属するグループが異なるようになるまで、上述した処理が行われることにより、各無線基地局100によって自律的に再グループ化が行われることになる。
(2)無線通信システムの動作
次に、無線通信システム1の動作を説明する。図6は、無線通信システム1の初期グループ化の動作を示すシーケンス図である。
次に、無線通信システム1の動作を説明する。図6は、無線通信システム1の初期グループ化の動作を示すシーケンス図である。
ステップS100において、ネットワーク装置10は、各無線基地局100毎の位置情報を取得する。更には、ネットワーク装置10は、各無線基地局100毎の稼働状態情報を取得する。
ステップS101において、ネットワーク装置10は、取得した無線基地局100毎の位置情報及び稼働状態情報に基づいて、各無線基地局100について初期のグループ化処理を行う。初期のグループ化処理において、ネットワーク装置10は、無線基地局100毎のグループ化情報を生成する。
ステップS102において、ネットワーク装置10は、グループ化情報を無線基地局100へ送信する。無線基地局100は、ネットワーク装置10からのグループ化情報を受信する。
その後、ステップS103において、無線基地局100は、グループ化情報内の送信電力低下時間帯が到来すると、送信電力を低下させる制御を行う。
図7は、無線基地局100の再グループ化の動作を示すフローチャートである。
ステップS200において、無線基地局100は、隣接する他の無線基地局100に対して、自無線基地局100に対応する所属グループIDを送信する。更に、ステップS201において、無線基地局100は、隣接する他の無線基地局100からの当該隣接する無線基地局100に対応する所属グループIDを受信する。
ステップS202において、無線基地局100は、隣接する他の無線基地局100が属するグループが変化しているか否かを判定する。
隣接する他の無線基地局100が属するグループが変化していない場合には、一連の動作が終了する。一方、隣接する他の無線基地局100が属するグループが変化している場合には、ステップS203において、無線基地局100は、再グループ化処理を行う。
更に、ステップS204において、無線基地局100は、再グループ化処理によって自無線基地局100が新たに属することとなったグループのグループID(所属グループID)を隣接する他の無線基地局100へ送信する。
(3)作用・効果
本発明の実施形態に係る無線通信システム1では、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属しており、無線基地局100において送信電力が低下する時間帯が、グループ毎に異なっている。
本発明の実施形態に係る無線通信システム1では、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属しており、無線基地局100において送信電力が低下する時間帯が、グループ毎に異なっている。
このようなグループ化を実現するために、無線基地局100の上位におけるネットワーク装置10は、いわゆる四色定理により、各無線基地局100を4つのグループに分割することで、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属するようにグループ化を行う。
これにより、保守作業の時間を短縮するために、複数の無線基地局100の送信電力を同時に停止させる場合や、省エネルギーの観点から無線基地局の送信電力を低下させる場合において、従来のように、隣接する2つの無線基地局100が同時に送信電力を停止する結果、広い不感地帯が発生するということがなく、通信サービスの品質の劣化を抑制しつつ、無線基地局100の送信電力を低下させることが可能となる。
また、本実施形態に係る無線通信システム1では、当該無線通信システム1に無線基地局が追加される場合や、当該無線通信システム1から無線基地局が除外される場合には、各無線基地局100は、自無線基地局100が所属するグループのグループIDを、基地局間通信によって、隣接する他の無線基地局100との間で交換する。これにより、各無線基地局100は、隣接する他の無線基地局100が属するグループを特定することができ、当該隣接する他の無線基地局100が属するグループの変化に応じて、自無線基地局100が属するグループを変えるという再グループ化処理を行うことができる。更に、無線基地局100は、隣接する他の無線基地局100へ自無線基地局100が新たに属するグループのグループIDを送信する。これにより、隣接する他の無線基地局100に対し、自無線基地局100が新たに属するグループを通知して、当該隣接する他の無線基地局100においても再グループ化処理を行うことが可能となる。
(4)その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上述した実施形態では、隣接する2つの無線基地局100が異なるグループに属するという条件を満たすために、無線通信システム1内の各無線基地局100は、4つのグループに分割されたが、5つ以上のグループに分割されてもよい。例えば、無線通信システム1内の各無線基地局100が5つのグループに分割される場合には、無線通信システム1に無線基地局が追加された場合や、無線通信システム1から無線基地局が除外される場合の再グループ化処理において、グループが変更される無線基地局100の範囲を限定することが可能となる。
また、上述した実施形態では、無線通信システム1は、LTE Release 9やLTE-Advancedに基づく構成であったが、他の通信規格に基づく構成であってもよい。
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
本発明の無線通信システム、無線基地局及びネットワーク装置は、通信サービスの品質の劣化を抑制しつつ、無線基地局の送信電力を低下させることが可能であり、無線通信システム等として有用である。
1…無線通信システム、10…ネットワーク装置、12…制御部、13…記憶部、14…有線通信部、52…基地局情報取得部、54…グループ化処理部、100a〜100t…無線基地局、102…制御部、103…記憶部、104…有線通信部、106…無線通信部、108…アンテナ、152…グループ化情報取得部、154…送信電力制御部、156…再グループ化処理部
Claims (5)
- 複数の無線基地局を有する無線通信システムであって、
隣接する2つの前記無線基地局が異なるグループに属し、
前記無線基地局において送信電力が低下する時間帯が、前記グループ毎に異なる無線通信システム。 - 前記無線基地局の上位におけるネットワーク装置を有し、
前記ネットワーク装置は、所定の条件に従い、前記複数の無線基地局を4つ以上のグループに分割するグループ化を行うグループ化処理部を備える請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記無線基地局は、他の無線基地局が前記無線通信システムに追加される場合、又は、他の無線基地局が前記無線通信システムから除外される場合に、基地局間通信を用いて、前記複数の無線基地局を再度グループに分割する再グループ化処理を行う再グループ化処理部を備える請求項1又は2に記載の無線通信システム。
- 他の無線基地局とともに無線通信システムを構成する無線基地局であって、
隣接する2つの無線基地局が異なるグループに属するように、他の無線基地局とともに複数のグループに分けられており、
自無線基地局と同一のグループに属する他の無線基地局と同一の時間帯に送信電力を低下させる送信電力制御部を備える無線基地局。 - 無線通信システムを構成する複数の無線基地局の上位におけるネットワーク装置であって、
所定の条件に従い、前記複数の無線基地局を4つ以上のグループに分割するグループ化を行うグループ化処理部を備え、
前記無線基地局において送信電力が低下する時間帯が、前記グループ毎に異なるネットワーク装置。
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