JP5643366B2 - 小型基地局及びその稼動状況を監視する方法並びにコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は小型基地局の稼動状況を監視するための技術に関する。

小型基地局は、家庭用向けデジタル加入者線又はケーブルバンド接続等を利用して移動機を公衆回線に接続する機能を有する低出力のワイヤレスアクセスポイントである。小型基地局の保守管理に係わる先行技術として、例えば、特開２０１１−２５９４２５号公報にて提案されているように、ＴＲ−０６９プロトコルに基づいて小型基地局を遠隔管理する方式が知られている。ＴＲ−０６９プロトコルは、Broad Band Forum(旧DSL Forum)にて策定された、通信機器の遠隔管理用通信プロトコルであり、例えば、DSLモデムやFTTHモデムの管理プロトコルに採用される他、小型基地局の管理プロトコルとしても採用されている。移動通信事業者のコアネットワークに配置されたオペレーションサポートシステムは、ＴＲ−０６９プロトコルに基づいて、小型基地局のリモートメンテナンス（例えば、死活監視、動作設定、ファームウェアのアップデート等）を行うことができる。例えば、オペレーションサポートシステムは、小型基地局から定期的に送信される稼動状況に関する情報を受信し、小型基地局が正常に動作しているか否かを監視している。

特開２０１１−２５９４２５号公報

しかし、小型基地局の稼動率は、例えば、ユーザによる小型基地局の電源オフ操作やブロードバンド回線の通信速度低下など、小型基地局の故障外の要因により低下する場合がある。このような理由で小型基地局の稼働率が低下した場合、従来のオペレーションサポートシステムは、小型基地局の故障により稼動率が低下したのか、或いは小型基地局の故障以外の要因により稼働率が低下したのかを区別することができなかった。

そこで、本発明は、このような問題を解決し、小型基地局の稼働状況をより詳細に監視することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る小型基地局は、移動機にサービスを提供することができる状態にあるサービス時間を計測するサービス時間計測手段と、移動機にサービスを提供することができない状態を引き起こす候補となる要因毎に非サービス時間を計測する非サービス時間計測手段と、計測されたサービス時間及び非サービス時間の情報を含む稼動情報を記憶する不揮発性記憶装置と、を備える。サービス時間及び非サービス時間から、小型基地局の稼働状況を解析することができる。また、小型基地局が移動機にサービスを提供することができない状態を引き起こす要因を詳細に解析することができる。

本発明によれば、小型基地局の稼働状況をより詳細に監視するこができる。

本実施形態に係わる小型基地局を備える移動通信システムの全体構成図である。 本実施形態に係わる小型基地局の構成を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係わる稼動情報の説明図である。 本実施形態に係わる小型基地局の稼動状況を監視するための処理を記述したフローチャートである。

以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係わる小型基地局１０を備える移動通信システム１００の全体構成図である。小型基地局１０は、屋内３１の移動機２０にワイヤレスアクセスポイントを提供するため、屋内３１に設置されている。屋内向けの小型基地局１０は、ホーム基地局と呼ばれることがある。移動通信システム１００がＬＴＥベースのネットワークアーキテクチャを採用している場合、小型基地局１０は、ＨｅＮＢと呼ばれる。また、小型基地局１０の通信電波が届くカバレッジエリアであるセル３０がマクロセルより小さいことに由来して、小型基地局１０は、スモールセル基地局又はフェムトセル基地局と呼ばれることもある。屋内３１は、例えば、オフィスビル、店舗、又は家屋等の建物内部であり、屋外基地局からの電波が届き難い電波不感エリアである。小型基地局１０は、光ファイバ又はメタルケーブル等のブロードバンド回線４１を介してＩＰネットワーク４０に接続している。ＩＰネットワーク４０は、ゲートウェイ５０を介して移動通信事業者のコアネットワーク６０に接続しており、音声通話及びデータ通信に係わるデータをパケット化して伝送する。コアネットワーク６０には、例えば、ＴＲ−０６９管理プロトコルに基づいて小型基地局１０を遠隔管理するための管理サーバ７０が配置されている。管理サーバ７０は、例えば、オペレーションサポートシステムと呼ばれる。なお、図１には図示しないが、コアネットワーク６０には、移動機２０の呼制御等を行うための設備（例えば、交換局、ホームロケーションレジスタ、ビジタロケーションレジスタ等）が配置される。

図２は本実施形態に係わる小型基地局１０の構成を示す機能ブロック図である。小型基地局１０は、移動機２０との間で電波を送受信するためのアンテナ１１、無線信号の周波数変換及び変復調処理等を行うＲＦ処理部１２、移動機２０の通信プロトコルとＩＰネットワーク４０の通信プロトコルとの間でプロトコル変換を行うプロトコル変換部１３、小型基地局１０の動作を制御する制御部１４、及びＩＰネットワーク４０に接続する通信インタフェース１５を備える。制御部１４は、プロセッサ１４１及び不揮発性記憶装置１４２を備えている。プロセッサ１４１は、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができる状態にあるサービス時間を計測するためのカウンタ８１と、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす候補となるＮ個の要因毎に非サービス時間を計測するためのＮ個のカウンタ８２（１）〜８２（Ｎ）とを備える。

例えば、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態からサービスを提供できる状態に遷移すると、その状態遷移を契機として、カウンタ８１が起動し、所定のインクリメント周期でカウント値をカウントアップする。小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができる状態からサービスを提供できない状態に遷移すると、その状態遷移を契機として、カウンタ８１のカウントアップ動作が停止するとともに、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供できない状態を引き起こしている要因に対応するカウンタ８２（ｉ）が起動し、所定のインクリメント周期でカウント値をカウントアップする。但し、ｉは小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供できない状態を引き起こしている要因に対応付けられる番号（１以上Ｎ以下の整数）である。カウンタ８１のカウント値にインクリメント周期を乗じることで、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供できるサービス時間が算出される。同様に、カウンタ８２（ｉ）のカウント値にインクリメント周期を乗じることで、ｉ番目の要因により小型基地局１０がサービスを提供できない非サービス時間が算出される。カウンタ（１）からカウンタ（Ｎ）迄の全てのカウント値の合計にインクリメント周期を乗じると、１番目〜Ｎ番目の全ての要因により小型基地局１０がサービスを提供できない非サービス時間の合計値が算出される。カウンタ８１，８２（１）〜８２（Ｎ）は、例えば、プロセッサ１４１内の（Ｎ＋１）個のレジスタによって構成される。

プロセッサ１４１は、図３に示すように、各カウンタ８１，８２（１）〜８２（Ｎ）のカウント値にタイムスタンプの情報を対応付けてこれを稼動情報９０として不揮発性記憶装置１４２に定期的に書き込む。タイムスタンプを記録する間隔は、例えば、１５分間隔である。プロセッサ１４１は、更に、小型基地局１０の電源がオフからオンに切り替わった直後の時点におけるタイムスタンプの情報と、小型基地局１０の電源がオンからオフに切り替わる直前の時点におけるタイムスタンプの情報を稼動情報９０として不揮発性記憶装置１４２に書き込む。小型基地局１０の電源がオンからオフに切り替わる直前の時点におけるタイムスタンプと、小型基地局１０の電源がオフからオンに切り替わった直後の時点におけるタイムスタンプとの差分は、小型基地局１０の電源がオフの状態にある時間を示す。稼動情報９０を不揮発性記憶装置１４２に書き込むことにより、小型基地局１０の電源がオフになっても、稼動情報９０を消去せずに記憶しておくことができる。

図４は、小型基地局１０の稼動状況を監視するための処理を記述したフローチャートである。
ステップ４０１では、プロセッサ１４１は、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供できる状態にあるか否かを判定する。
ステップ４０２では、プロセッサ１４１は、カウンタ８１のカウント値をインクリメントする。
ステップ４０３では、プロセッサ１４１は、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供できない状態を引き起こしている要因に対応するカウンタ８２（ｊ）のカウント値をインクリメントする。ここで、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす複数の要因が同時に生じているときは、プロセッサ１４１は、同時に生じている複数の要因のうち何れか一つの要因を、要因毎に予め定められた優先度に基づいて選択し、選択した要因に対応するカウンタ８２（ｋ）のカウント値をインクリメントしてもよい。但し、ｊ，ｋは、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供できない状態を引き起こしている要因に対応付けられる番号（１以上Ｎ以下の整数）である。
ステップ４０４では、プロセッサ１４１は、稼動情報９０の前回の送信から一定時間経過したか否かを判定する。
ステップ４０５では、プロセッサ１４１は、稼動情報９０を不揮発性記憶装置１４２から読み取り、これをＩＰネットワーク４０及びコアネットワーク６０を介して管理サーバ７０に送信する。
ステップ４０１〜ステップ４０４の処理は、繰り返し実行される。

このように、稼動情報９０を一定時間間隔で小型基地局１０から管理サーバ７０に送信することにより、管理サーバ７０は、小型基地局１０の稼動状況を把握することができる。例えば、管理サーバ７０は、稼動情報９０から、小型基地局１０のサービス時間及び非サービス時間を求めることができる。小型基地局１０の稼働率は、（サービス時間）／（サービス時間＋非サービス時間）により算出できる。また、稼動情報９０には、小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす候補となる要因毎の非サービス時間の情報が含まれているため、管理サーバ７０は、小型基地局１０の稼働率の低下の原因を解析することができる。また、管理サーバ７０は、小型基地局１０の電源がオンからオフに切り替わる直前の時点におけるタイムスタンプと、小型基地局１０の電源がオフからオンに切り替わった直後の時点におけるタイムスタンプとの差分から、小型基地局１０の電源がオフの状態にある時間を求めることができるため、小型基地局１０の稼働率の低下の要因が小型基地局１０の電源オフにあるか否かを解析できる。

なお、何らかの通信障害により、小型基地局１０から管理サーバ７０へ稼動情報９０を送信できない場合に備えて、不揮発性記憶装置１４２の記憶容量は、稼動情報９０を例えば、数十時間分蓄えることができる分の容量であることが望ましい。また、稼動情報９０は、管理サーバ７０へ送信される都度に、不揮発性記憶装置１４２から消去されてもよい。また、プロセッサ１４１は、小型基地局１０が何らかの要因（例えば、電源オフ、ソフトウェア障害、ソフトウェア更新等）により管理サーバ７０に稼動情報９０を送信できない状態に陥ったときは、その要因が解消して管理サーバ７０に稼動情報９０を送信できる状態に復帰したときに、その要因を管理サーバ７０に通知してもよい。

小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす候補となる要因として、例えば、以下の要因（１）〜要因（１０）を挙げることができる。

要因（１）：小型基地局１０が周辺セルの無線状況を調査（ネットワークリスニング）している状態。この状態が開始するトリガーは、小型基地局１０の電源がオフからオンに切り替わったときである。この状態が終了するトリガーは、小型基地局１０が周辺セルの無線状況の調査が完了したときである。

要因（２）：小型基地局１０がハードウェア故障に陥っている状態。この状態が開始するトリガーは、運用できないハードウェア故障検出時である。この状態が終了するトリガーは、運用できないハードウェア故障の復旧時、又は小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす他の要因の発生時である。

要因（３）：小型基地局１０にネットワーク接続障害が生じている状態。この状態が開始するトリガーは、小型基地局１０が物理的にネットワークに未接続であるか、又はＩＰアドレスの取得に失敗したときである。この状態が終了するトリガーは、ネットワーク接続障害の復旧時、又は小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす他の要因の発生時である。

要因（４）：小型基地局１０にＷＡＮ接続障害が生じている状態。この状態が開始するトリガーは、ＷＡＮ接続失敗時である。この状態が終了するトリガーは、ＷＡＮ接続障害の復旧時、又は小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす他の要因の発生時である。

要因（５）：小型基地局１０がＳＩＭ不良を検出している状態。この状態が開始するトリガーは、小型基地局１０が無効なＳＩＭを検出したとき又はＳＩＭがないときである。この状態が終了するトリガーは、ＳＩＭ不良の復旧時、又は小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす他の要因の発生時である。

要因（６）：小型基地局１０がＩＰｓｅｃ接続障害を検出している状態。この状態が開始するトリガーは、コアネットワークのノード（例えば、パケットデータゲートウェイ）と小型基地局１０との間のＩＰｓｅｃ接続障害の検出時である。この状態が終了するトリガーは、ＩＰｓｅｃ接続障害の復旧時、又は小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす他の要因の発生時である。

要因（７）：小型基地局１０がプロビジョニングデータの設定失敗を検出している状態。この状態が開始するトリガーは、小型基地局１０に対するプロビジョニングデータ設定の失敗を検出したときである。この状態が終了するトリガーは、プロビジョニングデータ設定障害の復旧時、又は小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす他の要因の発生時である。

要因（８）：小型基地局１０がアクティベートしていない状態。この状態が開始するトリガーは、小型基地局１０のＲＦ処理部１２がDisableの状態であるときである。この状態が終了するトリガーは、ＲＦ処理部１２がEnableの状態であるとき、又は小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす他の要因の発生時である。

要因（９）：小型基地局１０がプロビジョニングされた設定の誤りを検出している状態。この状態が開始するトリガーは、設定されたＲＦパラメータの不正又は誤りを検出したときである。この状態が終了するトリガーは、設定されたＲＦパラメータの不正又は誤りが回復したとき、又は小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす他の要因の発生時である。

要因（１０）：小型基地局１０の電源がオフの状態。小型基地局１０の電源がオフである状態の継続時間は、小型基地局１０の電源がオンからオフに切り替わる直前の時点におけるタイムスタンプと、小型基地局１０の電源がオフからオンに切り替わった直後の時点におけるタイムスタンプとの差分から求まる。

小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができる状態を要因（０）とすると、要因（０）〜要因（１０）には、優先度が予め設定されている。例えば、要因（０）〜要因（３）及び要因（１０）の優先度が一番高く、要因（４）の優先度が二番面に高く、要因（５）、要因（６）の優先度が三番目に高く、要因（７）〜要因（９）の優先度が四番目に高い。小型基地局１０が移動機２０にサービスを提供することができない状態を引き起こす複数の要因が同時に生じているときは、同時に生じている複数の要因のうち最も高い優先度を有する何れか一つの要因が優先的に選択され、選択された要因の非サービス時間が計測される。また、同一の優先度の要因が同時に生じているときは、例えば、その中のうち最も早く生じた要因の非サービス時間が計測される。

なお、ステップ４０１〜４０５を実行するためのコンピュータプログラムは、制御部１４内に実装されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されており、プロセッサ１４１により解釈及び実行される。このコンピュータプログラムは、各ステップ４０１〜４０５を処理するためのサブルーチン（又は関数）を組み合わせたソフトウェアモジュールであり、各サブルーチンは、小型基地局１０の稼動状況を記録するための主プログラムから呼び出されて実行される。但し、ステップ４０１〜４０５の機能は、必ずしもソフトウェアモジュールによって実現される必要はなく、その一部又は全部は、小型基地局１０のハードウェアモジュールによって実現されてもよい。

コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶資源のことをいう。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、プログラムを一時的に保持しているものも含むものとする。また、プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する伝送媒体は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。

また、不揮発性記憶装置１４２は、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ、ワンタイムプログラマブルＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ、ＲｅＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、光ディスク、ハードディスク等を含む。

１０…小型基地局 １１…アンテナ １２…ＲＦ処理部 １３…プロトコル変換部 １４…制御部 １５…通信インタフェース ２０…移動機 ３０…セル ３１…屋内 ４０…ＩＰネットワーク ４１…ブロードバンド回線 ５０…ゲートウェイ ６０…コアネットワーク ７０…管理サーバ ８１…レジスタ ８２（１）…レジスタ ８２（Ｎ）…レジスタ ９０…稼動情報 １４１…プロセッサ １４２…不揮発性記憶装置

Claims (9)

1. 移動機にサービスを提供することができる状態にあるサービス時間を計測するサービス時間計測手段と、
   前記移動機にサービスを提供することができない状態を引き起こす候補となる要因毎に非サービス時間を計測する非サービス時間計測手段と、
   前記計測されたサービス時間及び非サービス時間の情報を含む稼動情報を記憶する不揮発性記憶装置と、
   を備える小型基地局。
2. 請求項１に記載の小型基地局であって、
   前記非サービス時間計測手段は、前記小型基地局が前記移動機にサービスを提供することができない状態を引き起こす複数の要因が同時に生じているときは、同時に生じている複数の要因のうち何れか一つの要因を、要因毎に予め定められた優先度に基づいて選択して非サービス時間を計測する、小型基地局。
3. 請求項１又は請求項２のうち何れか１項に記載の小型基地局であって、
   前記稼動情報は、前記小型基地局の電源がオフからオンに切り替わった直後の時点におけるタイムスタンプの情報と、前記小型基地局の電源がオンからオフに切り替わる直前の時点におけるタイムスタンプの情報とを含む、小型基地局。
4. 請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の小型基地局であって、
   前記稼動情報をネットワーク経由で管理サーバに送信する送信手段を更に備える、小型基地局。
5. 移動機にサービスを提供することができる状態にあるサービス時間を計測するサービス時間計測手段と、
   前記移動機にサービスを提供することができない状態を引き起こす候補となる要因毎に非サービス時間を計測し、前記移動機にサービスを提供することができない状態を引き起こす複数の要因が同時に生じているときは、同時に生じている複数の要因のうち何れか一つの要因を、要因毎に予め定められた優先度に基づいて選択して非サービス時間を計測する非サービス時間計測手段と、
   前記計測されたサービス時間及び非サービス時間の情報を含む稼動情報を記憶する不揮発性記憶装置と、
   を備える小型基地局。
6. 請求項５に記載の小型基地局であって、
   前記稼動情報は、前記小型基地局の電源がオフからオンに切り替わった直後の時点におけるタイムスタンプの情報と、前記小型基地局の電源がオンからオフに切り替わる直前の時点におけるタイムスタンプの情報とを含む、小型基地局。
7. 請求項５又は請求項６に記載の小型基地局であって、
   前記稼動情報をネットワーク経由で管理サーバに送信する送信手段を更に備える、小型基地局。
8. 小型基地局の稼動状況を監視する方法であって、
   前記小型基地局が移動機にサービスを提供することができる状態にあるサービス時間を計測するステップと、
   前記小型基地局が前記移動機にサービスを提供することができない状態を引き起こす候補となる要因毎に非サービス時間を計測するステップと、
   前記計測されたサービス時間及び非サービス時間の情報を含む稼動情報を不揮発性記憶装置に記憶するステップと、
   を備える方法。
9. 請求項８に記載の方法を小型基地局に実行させるためのコンピュータプログラム。

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