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技術 無線通信システム、中継局および基地局

出願人 京セラ株式会社
発明者 大薮崇宏
出願日 2016年1月25日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2016-011746
公開日 2017年8月3日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2017-135468
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード ヒヤリング 定期監視 地下道 商業施設 下りスロット 光回線 上りスロット 基地局用
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年8月3日)のものです。
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図面 (6)

課題

周辺基地局制御チャネルによる干渉を抑制することができ、中継局親局とが安定した通信を行うことが可能な無線通信システム、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

本発明にかかる無線通信システム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、中継局は、親局との通信ができなくなったとき、周辺基地局と同期したタイミングを用いて、周辺基地局の制御チャネルを受信しているタイミング(スロット)で、通信不可信号を送信することを特徴とする。

概要

背景

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ISDN回線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)。

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。

概要

周辺基地局制御チャネルによる干渉を抑制することができ、中継局と親局とが安定した通信を行うことが可能な無線通信システム、中継局および基地局を提供することを目的とする。本発明にかかる無線通信システム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、中継局は、親局との通信ができなくなったとき、周辺基地局と同期したタイミングを用いて、周辺基地局の制御チャネルを受信しているタイミング(スロット)で、通信不可信号を送信することを特徴とする。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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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中継する中継局とを含む無線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、前記中継局は、前記親局の制御チャネルの信号が受信できなくなったとき、前記親局および前記周辺基地局に通信不可信号を送信する無線通信システム。

請求項2

前記親局は、前記通信不可信号を受信したとき、前記制御チャネルの送信タイミングを変更する請求項1に記載の無線通信システム。

請求項3

前記中継局は、前記周辺基地局の制御チャネルの受信タイミングを前記通信不可信号に示し、前記親局は、前記通信不可信号を受信したとき、前記周辺基地局の制御チャネル受信タイミングを避けるように前記制御チャネルの送信タイミングを変更する請求項2に記載の無線通信システム。

請求項4

前記中継局は、前記周辺基地局のうち、前記親局よりも電波強度が高い電波強度を受信する周辺基地局に前記通信不可信号を送信する請求項1に記載の無線通信システム。

請求項5

前記中継局は、前記周辺基地局の電波強度が所定値以上である周辺基地局に前記通信不可信号を送信する請求項1に記載の無線通信システム。

請求項6

前記周辺基地局は、前記通信不可信号を受信したとき、前記制御チャネルの送信タイミングを変更する請求項1に記載の無線通信システム。

請求項7

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であって、前記複数の基地局のうち、当該中継局が接続していた基地局を親局とし、接続していない基地局を周辺基地局としたとき、当該中継局は、前記親局の制御チャネルの信号が受信できなくなったとき、前記親局および前記周辺基地局に通信不可信号を送信する中継局。

請求項8

中継局を介して端末との通信を行う基地局であって、前記中継局が基地局の制御チャネルの信号を受信できなくなった旨の通信不可信号を前記中継局から受信したとき、前記制御チャネルの送信タイミングを変更する基地局。

技術分野

0001

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の通信中継する中継局とを含む無線通信システムに関する。

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ISDN回線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

0004

特開2012−15867号公報
特開2014−233004号公報

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機能を有するものと、旧式の基地局等、中継局の親局にはなれない基地局がある。この場合、中継局は、近距離の位置に、親局にはなれない基地局があるとしても、若干遠方の親局になれる基地局に接続することになる。ここで、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

基地局は、定期監視メンテナンスなどによって停波した後にサービス再開するとき、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、周辺基地局の干渉による通信不可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無線通信システム、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、本発明にかかる無線通信システムの代表的な構成は、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無線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、前記中継局は、前記親局の制御チャネルの信号が受信できなくなったとき、前記親局および前記周辺基地局に通信不可信号を送信することを特徴とする。

0009

前記中継局は、前記周辺基地局の電波強度所定値以上である周辺基地局に前記通信不可信号を送信するとよい。

0010

前記中継局は、前記周辺基地局のうち、前記親局よりも電波強度が高い電波強度を受信する周辺基地局に前記通信不可信号を送信するとよい。

0011

前記親局は、前記通信不可信号を受信したとき、前記制御チャネルの送信タイミングを変更するとよい。

0012

前記周辺基地局は、前記通信不可信号を受信したとき、前記制御チャネルの送信タイミングを変更するとよい。

0013

前記中継局は、前記周辺基地局の制御チャネルの受信タイミングを前記通信不可信号に示し、前記親局は、前記通信不可信号を受信したとき、前記周辺基地局の制御チャネル受信タイミングを避けるように前記制御チャネルの送信タイミングを変更するとよい。

0014

上記課題を解決するために、本発明にかかる中継局の代表的な構成は、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であって、前記複数の基地局のうち、当該中継局が接続していた基地局を親局とし、接続していない基地局を周辺基地局としたとき、当該中継局は、前記親局の制御チャネルの信号が受信できなくなったとき、前記親局および前記周辺基地局に通信不可信号を送信することを特徴とする。

0015

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、前記中継局が基地局の制御チャネルの信号を受信できなくなった旨の通信不可信号を前記中継局から受信したとき、前記制御チャネルの送信タイミングを変更することを特徴とする。

発明の効果

0016

本発明によれば、周辺基地局の干渉による通信不可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無線通信システム、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

0017

本実施形態にかかる無線通信システムを例示する図である。
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。
本実施形態にかかる無線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。
本実施形態にかかる無線通信システムの第1実施例を説明するタイミングチャートである。
本実施形態にかかる無線通信システムの第2実施例を説明するタイミングチャートである。

実施例

0018

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。

0019

図1は、本実施形態にかかる無線通信システム100を例示する図である。なお、本実施形態では、図1に示す無線通信システム100について詳述しながら、それに含まれる基地局110a・110b・110cおよび中継局130についても併せて説明する。

0020

図1に示すように、本実施形態の無線通信システム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、端末102は、時分割複信(TDD:Time Division Dultiplex)方式で通信を行っているものとする。

0021

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。

0022

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。

0023

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。

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

図3は、本実施形態にかかる無線通信システム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、基地局110aを、中継局130と通信を行う親局と称し、基地局110b・110cを、中継局130と通信を行わない周辺基地局と称する。

0028

図3に示すように、中継局130は、親局(基地局110a)および端末102aと通信を行うことにより、それらの通信を中継している(ステップS202、ステップS204)。その後、親局の障害、定期監視やメンテナンスなどによって停波して、親局との通信が切断されるとする(ステップS206)。

0029

中継局130は、周辺基地局である基地局110b・110cが送信した制御チャネルの信号を受信する(ステップS208、ステップS210)。これにより、中継局130と周辺基地局との同期が行われ、中継局130は、周辺基地局からの制御チャネルの信号を受信する。

0030

ここで、親局は、正常になって制御チャネルを送信するが、中継局130は、周辺基地局からの制御チャネルの信号も同じタイミングで受信するために干渉となり、親局からの制御チャネルを認識できないことがある。中継局130は、親局(基地局110a)からの制御チャネルの信号を受信できないのは周辺基地局(110b、110c)のいずれかからの制御チャネルの信号が干渉しているためであろうと想定する。なお、中継局が遠方の基地局を親局として通信を行うときに、このような干渉が顕著に起こるかもしれない。

0031

そこで、中継局130は、通信不可信号を送信する(ステップS212)。ここでは、中継局130は、制御チャネルの信号を受信できた周辺基地局の全て(この例では基地局110b・110c)に対し通信不可信号を送信する。また、中継局130は、親局の識別情報および受信が出来ていないことを通信不可信号に示すようにし、極力低い変調方式で送信するようにしてもよい。

0032

なお、TDD方式では、同一周波数下りスロット上りスロットが交互に送受信される。基地局から制御チャネルが送信されるのは下りスロットであり、中継局から基地局に通信不可信号を送信するのは上りスロットである。そして上記の「通信不可信号を送信する」というのは、制御チャネルを送信している下りスロットに「対応する」上りスロットで通信不可信号を送信するようにしてもよい。

0033

図4は、本実施形態にかかる無線通信システムの第1実施例を説明するタイミングチャートである。なお、図中では、制御信号をCCHと表記している。図4図5では、それぞれの下りスロットをt1、t2、t3、t4で図示している。

0034

図4では、親局である基地局110aと、周辺基地局である基地局110bとの制御信号が同じスロットt1で送信されている。これにより、基地局110bの制御信号が干渉となり、中継局130では基地局110aからの制御信号を受信することができなくなっている。

0035

そこで上述したように、中継局130は、親局からの制御信号を受信できなくなったとき、すなわち親局との通信が切断されたとき、他の周辺基地局からの制御信号を受信することにより同期を行う。図4では、中継局130は、基地局110b・110cからの制御信号を受信し、それらの基地局と同期を行っている。そして、中継局130は、それらの基地局110b・110cと同期したスロットを用いて、すなわちそれらの基地局110b・110cが制御信号を送信するスロットt1・t2に合わせて通信不可信号を送信する。

0036

図4に示すように、本実施形態の無線通信システム100の第1実施例の特徴として、親局である基地局110aは、中継局130からの通信不可信号を受信したとき、制御チャネルのスロットをt1からt3に変更する。中継局130は、通信不可信号を送信した後に、基地局110aからの制御チャネルを受信するのに充分な時間(例えば1〜2スーパーフレーム)の間、制御チャネルのヒヤリングを行い、親局の制御チャネルをスロットt3で受信する。

0037

このような制御チャネルのスロットの変更により、親局(基地局110a)と、干渉になっている周辺基地局(基地局110b)の制御信号の送信タイミング(スロット)の重複を回避することができるため、中継局130において親局からの制御信号を受信することが可能となる。したがって、親局と周辺基地局の制御チャネルのタイミング(スロット)が重複したとしても中継局と親局の通信を回復することができ、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。

0038

なお、第1実施例では、中継局130は、制御チャネルの信号を受信できた全ての周辺基地局(基地局110b・110c)に対して、通信不可信号を送信する構成を例示したが、これに限定するものではない。例えば中継局130は、周辺基地局のうち、電波強度が所定値以上である周辺基地局に対して、通信不可信号を送信してもよい。すなわち、親局からの制御チャネルの受信を妨害するほど電波強度が強い周辺基地局のみを対象としてもよい。

0039

また中継局130は、あらかじめ親局から到達する制御チャネルの電波強度を測定および記憶しておき(この場合、平均の電波強度や直前の電波強度)、周辺基地局のうち親局よりも電波強度が高い周辺基地局に対して通信不可信号を送信してもよい。

0040

更に中継局130は、周辺基地局の制御チャネルの受信タイミングを通信不可信号に示してもよい。このようにすれば、親局は、受信した通信不可信号が示す周辺基地局の制御チャネルの受信タイミングを避けるように、自分の制御チャネルの送信タイミングを変更することができる。これにより、親局は、制御チャネルの送信タイミングを変更する際に、周辺基地局の制御チャネルの送信タイミングを確実に避けることができ、上述した効果をより確実に得ることが可能となる。

0041

図5は、本実施形態にかかる無線通信システム100の第2実施例を説明するタイミングチャートである。なお、以下の説明では、図3および図4を用いて説明した動作と重複する部分については説明を省略する。

0042

図5に示すように、本実施形態の無線通信システム100の第2実施例では、親局ではない基地局110bが干渉を与えていると認識している場合であり、基地局110bは、通信不可信号を受信したとき、干渉となる制御信号を送信している周辺基地局である基地局110bが制御チャネルのスロットをt1からt4に変更する。親局である基地局110aは制御チャネルのスロットを変更することはない。

0043

また、図示してはいないが、全ての基地局は、自身が干渉を与えていると認識できない場合、親局ではない周辺基地局は、通信不可信号を受信したとき、制御チャネルのスロットを変更するようにしてもよい。この場合、変更した制御チャネルのスロットが親局と同じになってしまう場合があるが、通信不可信号の送信が繰り返されれば、親局および周辺基地局の制御チャネルが重ならなくなる。特に、空きのスロットが多ければ多いほど、スロットが重ならない確率は高くなる。

0044

このように、周辺基地局が制御チャネルのタイミングを変更しても、親局と、干渉になっている周辺基地局の制御信号の送信タイミングの重複を回避することができ、第1実施例と同様の効果を得ることが可能となる。

0045

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。

0046

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。

0047

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無線通信システム、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。

0048

100…無線通信システム、102a…端末、102b…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、136a…アンテナ

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