JP5355304B2 - 通信システム、および通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、および通信方法に関し、特に通信データの送信経路における障害への対策を行う技術に関する。

従来、無線通信システムでは、バックホールと呼ばれる中継回線を介して、複数の基地局のそれぞれは、上位装置（例えば、ネットワーク制御装置）と接続している。この様な無線通信システムでは、基地局と上位装置との間で、データの輻輳といった障害が生じるときがある。しかし、基地局に接続する無線端末のユーザは、障害が生じたことを把握することができない。そのため、基地局が、接続中、または、接続しようとしている無線端末に対して、障害が生じたことを報知する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００７−２５９０３３号公報

現在、回線の設置費用や、その回線使用料の削減を目的とし、無線通信を利用する無線バックホールが採用されつつある。この場合、バックホールにおけるデータの送受信は、有線回線のそれよりも、安定性を欠くことになり、各基地局は、状況に応じた対応を迫られることになる。しかしながら、上述の無線通信システムでは、障害の発生を下位の無線端末に対して報知するだけで、障害の発生後に、その障害への対応、例えば、無線端末との無線リンクの切断を行うといった対応、しかなされていない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、障害が発生しそうな状況等を検出し、その対策を行うことで、実際に障害が発生してもユーザへの影響を低減することができる通信システム、および通信方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、無線端末と通信を行う無線基地局と、当該無線基地局と上位機器との間で送受信するデータを中継する中継装置と、から構成される通信システムであって、前記無線基地局は、前記無線端末と通信を行う無線通信部と、前記中継装置と通信を行う第１通信部と、前記中継装置から、前記中継装置と前記上位機器との間における上位のネットワークでの障害に関する障害情報を、前記第２通信部を介して受信した場合に、当該障害情報に基づいて、前記無線端末との通信を制御する制御部と、を備え、前記中継装置は、前記上位機器と無線通信を行う第２通信部と、前記上位のネットワークでの障害を検出し、当該障害に関する障害情報を生成する生成部と、生成された前記障害情報を、前記無線基地局に対して送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

これにより、障害が発生しそうな状況等を検出し、その対策を行うことで、実際に障害が発生したとしても、ユーザへの影響を低減することができる。

また、本発明における通信システムは、前記中継装置が、前記障害情報として、前記中継装置と前記上位機器との無線接続部分での障害を検出し、前記無線基地局は、前記障害情報を受信後に前記無線通信部で受信された、前記無線端末からのデータを記憶する記憶部と、をさらに備える、ことを特徴とする。

また、本発明における通信システムは、前記無線基地局において、前記制御部は、前記障害情報を受信した場合に、所定時間の経過後、前記無線端末との通信の終了を示す情報を、前記無線通信部を介して、前記無線端末に送信する、ことを特徴とする。

また、本発明における通信システムは、前記中継装置が、前記中継装置と前記上位機器との間における上位の他の中継装置から障害情報を、前記第２通信部を介して受信した場合には、前記無線基地局において、前記送信部は、前記他の中継装置の障害情報を、前記無線基地局に送信する、ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明は、無線端末と通信を行う無線基地局と、当該無線基地局と接続するとともに上位機器と無線接続する中継装置と、から構成される通信システムの通信方法であって、前記中継装置は、前記上位機器との無線接続部分を含む上位のネットワークでの障害を検出し、当該障害に関する障害情報を生成するステップと、生成された前記障害情報を、前記無線基地局に対して送信するステップと、前記無線基地局は、 前記中継装置から、前記障害情報を受信するステップと、前記障害情報に基づいて、前記無線端末との通信を制御するステップと、を有することを特徴とする。

障害が発生しそうな状況等を検出し、その対策を行うことで、実際に障害が発生したとしても、ユーザへの影響を低減することができる。

本発明の実施形態に係る通信システムを示した概略構成図である。 本発明の実施形態に係る通信システムの、無線基地局と、中継装置との構成を示した機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る通信システムにおける、障害情報を示した図である。 本発明の実施形態に係る通信システムにおける、動作を示した図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
（１）通信システムの構成
まず、本実施形態に係る通信システムの構成について説明する。
（１．１）全体概略構成
図１は、本実施形態に係る通信システムの概略構成図である。図１に示すように、通信システム１０は、無線基地局１００、中継装置２００（２００Ａ〜Ｃ）、無線端末３００（３００Ｘ，３００Ｙ）、及び、ネットワーク４００、ＥＭＳサーバ等を備える。
（１．２）通信システムの構成
図２は、本実施形態に係る通信システムに含まれる、基地局１００と、中継装置２００の構成を示す機能ブロック図である。
（１．２．１）無線基地局の構成
図２に示すように、無線基地局１００は、アンテナ１０１、無線通信部１０２、バッファ部１０３、記憶部１０４、障害情報検出部１０５、無線制御部１０６、及び上位側通信部１０７を備える。

無線通信部１０２は、アンテナ１０１を用い、無線端末３００とデータの送受信を行う。

バッファ部１０３は、データ受信時において、受信したデータの順序制御を行うため、データを一時的に記憶する。また、バッファ部１０３は、データ送信時において、データの送信が完了するまで、当該データを一時的に記憶する。

記憶部１０４は、無線制御部１０６の動作に必要な情報として、無線リソース管理情報を記憶する。無線リソース管理情報とは、無線基地局１００が提供可能な無線リソースを管理する情報である。この情報には、割り当て可能な無線通信チャネルの数、割り当て可能な残り拡張バッファ量、等が含まれる。また、記憶部１０４は、障害情報を受信した際の対策に関する情報も併せて記憶している。

障害情報検出部１０５は、上位装置である何れかの中継装置２００から障害情報を受信した場合に、当該障害情報の内容から、障害への対策を行う様、無線制御部１０６に指示する。

無線制御部１０６は、無線端末３００との無線通信に関する制御を行う。例えば、無線端末３００との無線通信時における無線品質に応じて、設定する変調方式を決定したり、接続要求を行った無線端末３００に対して、無線通信チャネルを割り当てたりする。また、障害情報検出部１０５が、障害情報の受信を検出すると、当該障害情報の内容を把握し、無線端末３００との無線通信において、対応を行う（詳細は後述する）。

上位側通信部１０７は、中継装置２００とデータの送受信を行う。
（１．２．２）管理サーバの構成
図２に示すように、中継装置２００は、下位側通信部２０１、障害検出部２０２と、障害情報生成部２０３、及び上位側通信部２０４を備える。

下位側通信部２０１は、下位装置、例えば、無線基地局１００や、中継装置２００とデータの送受信を行う。

障害検出部２０２は、当該中継装置２０２と、上位装置との間の通信回線での、障害発生の可能性、及び、障害の発生、を検出する（詳細は後述する）。一方、通信回線における、障害発生の可能性が無くなったり、障害からの復旧したりした場合も検出する。

障害情報生成部２０３は、障害発生の可能性、及び、障害の発生、が障害検出部２０２において検出された場合、検出された内容に関する障害情報を生成する。また、障害検出部２０２において、通信回線における、障害発生の可能性が無くなったり、障害からの復旧が検出されたりした場合、復旧情報を生成する。

上位側通信部２０４は、上位装置、例えば、さらに上位に位置する中継装置２００と、データの送受信を行う。
（２）障害発生の可能性、及び、障害、の検出と対策
次に、本実施形態に係る通信システム１０の、中継装置２００における障害発生の可能性、及び、障害の検出と、無線基地局１００における、その対策について、図３を利用して説明する。

中継装置２００の障害検出部２０２は、当該中継装置２００と、上位装置との通信回線における通信状況を監視している。例えば、通信回線における通信データ量や、通信するデータから、下位の複数の無線基地局１００に接続し、上位装置と送受信しているデータの送信元、または、送信先となる無線端末３００の数、各無線端末の通信内容（音声通信、データ通信）等を監視している。そして、監視している情報から、各時間当たりの平均を算出し、当該算出した情報を予め保持している。

そして、障害検出部２０２は、保持している情報と、現在の通信状況とを比較し、障害発生の可能性、及び、障害の検出を行っている。障害検出部２０２が、障害発生の可能性があることを検出した場合は、その発生する可能性のある障害内容と、発生する可能性のレベルと、を障害情報生成部２０３に通知する。通知された当該障害情報生成部２０３は、通知内容に基づき障害情報を生成する。

図３（Ａ）は、中継装置２００の障害情報生成部２０３において生成される、当該検出された内容と、その内容に応じたレベルが示されている障害情報との関係を示す図である。

例えば、障害検出部２０２は、ある時間における通信データ量が平均より多く、通信回線で送受信可能なデータ量まで迫っている場合には、輻輳が生じる可能性があり、さらに現在の通信データ量と、平均の通信データ量との差から、当該輻輳の生じる可能性のあるレベルを障害情報生成部２０３に通知する。

また、障害検出部２０２は、下位の複数の無線基地局２００に接続している無線端末３００の収容数が、ある時間における平均収容数より多く、更に、各無線端末３００の行っている通信の種類から、今後、通信回線で送受信可能なデータ量を圧迫する場合には、上位の通信回線において、データの送受信が込み合う可能性があるレベルを障害情報生成部２０３に通知する。

さらに、障害検出部２０２は、下位の複数の無線基地局２００に接続している無線端末３００が存在しているのにも関わらず、一定期間、上位装置との通信回線からデータが送信されない場合、上位装置との通信回線が切断されたと判断し、障害を検出したことを、障害情報生成部２０３に通知する。

また、障害検出部２０２は、上位の通信回線において、データエラーや、エラーレートが増加している場合、生じているデータエラーや、エラーレートの増加率などのレベルを障害情報生成部２０３に通知する。

さらに、障害検出部２０２は、当該中継装置２０２において、電圧降下が生じたとすると、障害が生じる可能性があると判断し、生じている電圧降下に関するレベルを障害情報生成部２０３に通知する。

一方、無線基地局１００の無線制御部１０６は、障害情報検出部１０５で障害情報を受信したことが検出された場合、その障害情報の内容を把握する。そして、障害情報の内容に応じて、予め記憶部１０４に記憶するいずれかの対策を選択し、無線端末３００との通信を制御することで対応する。

図３（Ｂ）は、記憶部１０４に記憶される、障害情報を受信した際の対策に関する情報を示す図である。図３（Ｂ）は、障害情報に関する内容と、選択する対策との関係が示されている。

例えば、上述した、輻輳が生じる可能性がある場合には、無線端末３００との無線通信における変調方式を制限することで、上位の中継装置２００に送信するデータ量を低減したり、また、回線が混雑する可能性がある場合には、各無線端末３００との無線通信に割り当てているバッファ部のバッファ量を、各障害可能性のある内容とともに通知されたレベルに応じた量だけ確保し、拡張したりする。また、上位の通信回線において、データエラーや、エラーレートが増加している場合には、無線端末３００から受信したデータを中継装置２００に送信する際の変調方式を制限したりする。

一方、上位装置との通信回線が切断され、障害が発生している場合には、無線端末３００との無線リンクを一時的に保持した後、所定時間後、無線リンクを切断する。
（３）通信システム１０の動作
次に、本実施形態に係る通信システム１０における無線基地局１００、及び、中継装置２００の動作について説明する。

図４は、無線基地局１００、及び、中継装置２００における動作を示す図である。
ステップＳ４１において、中継装置２００は、上位装置との通信回線において、障害発生の可能性を検出する。ステップＳ４２において、中継装置２００は、検出した内容に関する障害情報を生成する。ステップＳ４３において、中継装置２００は、生成した障害情報を無線基地局１００に送信する。ステップＳ４４において、中継装置２００は、上位装置との通信回線が復旧したか否かを判定する。判定の結果、復旧した場合（ステップＳ４４Ｙｅｓに相当）には、ステップＳ４５に移行する。一方、復旧していない場合（ステップＳ４４Ｎｏに相当）には、ステップＳ４４に移行する。ステップＳ４５において、中継装置２００は、復旧情報を生成し、無線基地局１００に送信する。

ステップＳ５１において、無線基地局１００は、中継装置２００からの障害情報を受信する。ステップＳ５２において、無線基地局１００は、受信した障害情報が、障害発生の可能性に関する内容であるか否かを判定する。障害発生の可能性に関する内容である場合（ステップＳ５２Ｙｅｓに相当）は、ステップＳ５３に移行する。一方、障害の発生に関する内容である場合（ステップＳ５２Ｎｏに相当）である場合は、ステップ５７に移行する。

ステップＳ５３において、無線基地局１００は、受信した障害情報が、障害発生の可能性に関する内容である場合、その対策を選択する。ステップＳ５４において、無線基地局１００は、無線端末３００との無線通信において、選択した対策（バッファの拡張）を実施する。ステップＳ５５において、無線基地局１００は、無線端末３００に、上位の通信回線（バックホール）において、障害発生の可能性（通信品質の劣化）があることを通知する。ステップＳ５６において、無線基地局１００は、上位の通信回線が復旧したことを把握した場合、実施中の対策を解除する。

ステップＳ５７において、無線基地局１００は、受信した障害情報が障害の発生に関する内容である場合、無線端末３００との無線リンクを一時的に保持する。ステップＳ５８において、無線基地局１００は、無線端末２００から受信したデータ、及び、無線端末２００に送信するデータ、をバッファ部１０３に一時的に記憶する。ステップＳ５９において、無線基地局１００は、上位の通信回線が復旧したことを把握した場合（ステップＳ５９Ｙｅｓに相当）、ステップＳ５６に移行する。一方、上位の通信回線に変化がない場合（ステップＳ５９Ｎｏに相当）、ステップＳ６０において、無線基地局１００は、所定時間の経過後、当該無線基地局１００との無線リンクを切断する旨を、無線端末２００に通知する。ステップＳ６１において、無線基地局１００は、所定時間の経過後、無線端末２００との無線リンクを切断する。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい、したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることを留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１０…通信システム、１００…無線基地局、１０１…アンテナ、１０２…無線通信部、１０３…バッファ部、１０４…記憶部、１０５…障害情報検出部、１０６…無線制御部、１０７…上位側通信部、２００…中継装置、２０１…下位側通信部、２０２…障害検出部、２０３…障害情報生成部、２０４…上位側通信部、３００…無線端末、４００…ネットワーク。

Claims (5)

1. 無線端末と通信を行う無線基地局と、当該無線基地局と上位機器との間で送受信するデータを中継する中継装置と、から構成される通信システムであって、
   前記無線基地局は、
   前記無線端末と通信を行う無線通信部と、
   前記中継装置と通信を行う第１通信部と、
   前記中継装置から、前記中継装置と前記上位機器との間における上位のネットワークでの障害に関する障害情報を、前記第２通信部を介して受信した場合に、当該障害情報に基づいて、前記無線端末との通信を制御する制御部と、を備え、
   前記中継装置は、
   前記上位機器と無線通信を行う第２通信部と、
   前記上位のネットワークでの障害を検出し、当該障害に関する障害情報を生成する生成部と、
   生成された前記障害情報を、前記無線基地局に対して送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記中継装置が、前記障害情報として、前記中継装置と前記上位機器との無線接続部分での障害を検出し、
   前記無線基地局は、
   前記障害情報を受信後に前記無線通信部で受信された、前記無線端末からのデータを記憶する記憶部と、をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記無線基地局において、
   前記制御部は、
   前記障害情報を受信した場合に、所定時間の経過後、前記無線端末との通信の終了を示す情報を、前記無線通信部を介して、前記無線端末に送信する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 前記中継装置が、前記中継装置と前記上位機器との間における上位の他の中継装置から障害情報を、前記第２通信部を介して受信した場合には、
   前記無線基地局において、
   前記送信部は、前記他の中継装置の障害情報を、前記無線基地局に送信する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の通信システム。
5. 無線端末と通信を行う無線基地局と、当該無線基地局と接続するとともに上位機器と無線接続する中継装置と、から構成される通信システムの通信方法であって、
   前記中継装置は、
   前記上位機器との無線接続部分を含む上位のネットワークでの障害を検出し、当該障害に関する障害情報を生成するステップと、
   生成された前記障害情報を、前記無線基地局に対して送信するステップと、
   前記無線基地局は、
   前記中継装置から、前記障害情報を受信するステップと、
   前記障害情報に基づいて、前記無線端末との通信を制御するステップと、
   を有することを特徴とする通信方法。
   

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