JP2008311815A

JP2008311815A - 無線通信システム

Info

Publication number: JP2008311815A
Application number: JP2007156018A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ezaki; 俊裕江崎; Yasuaki Sakanishi; 保昭坂西; Shotaro Tanaka; 祥太郎田中
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2008-12-25

Abstract

【課題】サービスエリアに配置した１つのＡＰ（無線基地局）とそのサービスエリア内の複数の無線端末機とが、割り当てられた１つのチャンネルの周波数帯域を時分割して通信するような無線通信システムにおいて、あるサービスエリア内のＡＰが故障した場合、サービスエリア内のすべての無線端末機がコンテンツ配信サービスを受けることができなくなる。
【解決手段】故障した第１のＡＰのサービスエリアに隣接したサービスエリアを持つ第２のＡＰの放射指向性を変化させて、第１のＡＰのサービスエリアを第２のＡＰがカバーする手段と第２のＡＰの無線通信サービスをユニキャストからマルチキャストに切り替える手段と第１のＡＰのサービスエリア内の受信機における受信指向性を第２のＡＰに合致させる手段により、配信サービス維持と干渉軽減を図る無線通信システムとした。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の無線基地局を有し、一部の無線基地局が故障した場合に、他の無線基地局が故障した無線基地局をカバーすることを特徴とする無線通信システムに関する。

近年、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇをはじめとする無線通信システムが普及しつつある。これらは、無線ローカルエリアネットワーク（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）システムあるいは略して無線ＬＡＮシステムと呼ばれている。また、これらは、有線ＬＡＮシステムに用いられているイーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））と同等のことを無線に置き換えた通信システムである。

無線ＬＡＮシステムは、当初、携帯形や可搬形パーソナルコンピュータ、可搬形無線端末機などでの使用を想定されていた。その後、各分野への利用が広まり、例えば、配線ケーブルなどの煩雑さをなくすことを目的として、使用位置が固定された端末装置に対して無線ＬＡＮシステムを適用する技術などが提案されている。

このような技術の例として、従来、航空機内における映像や音声などのコンテンツの配信サービスに、無線ＬＡＮシステムを利用するような技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、航空機内において、無線通信システムとして無線ＬＡＮシステムを配置し、各乗客用座席に設置された無線端末機に対してコンテンツデータを送出する。このようにすることにより、無線ＬＡＮシステムを利用したコンテンツ配信システムを形成するとともに、煩雑な配線ケーブルなどを削減している。

このようなコンテンツ配信システムの構成として、まず、乗客に提供するためのコンテンツに対応したコンテンツデータは、システムのサーバ制御部に蓄積しておく。さらに、上記サーバ制御部に接続された無線基地局装置であるワイヤレスアクセスポイント（以下、「ＡＰ」と記載する。）を航空機内に複数設置する。また、座席ごとに無線端末機を設置し、１つのＡＰが複数の無線端末機をカバーするようにそれぞれのＡＰの位置を設定する。このとき、まず、機内スペースを複数のサービスエリアに区切り、１つのサービスエリアに対して１つのＡＰが対応するように、それぞれのＡＰを機内に割り当てる。さらに、他のサービスエリアに対し、できる限り干渉、妨害を与えずに電波を放射するようにＡＰの指向性アンテナを配置するとともに、自サービスエリア内の各無線端末機とは決まったチャンネルを用いて無線通信するように設定する。また、１つのＡＰとそのサービスエリア内の各無線端末機とが、そのチャンネルの周波数帯域を時分割して通信するように構成する。このようにすることで、１つのチャンネルで複数の無線端末機に対してそれぞれ個別のコンテンツ配信サービスを実施することができる。

また、携帯電話の無線基地局が故障した場合に、他の無線基地局へ切り替える技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−３３６７６号公報特開２０００−７８６３７号公報

しかしながら航空機内では、従来例のようにサービスエリアに配置した１つのＡＰとそのサービスエリア内の複数の無線端末機とが、割り当てられた１つのチャンネルの周波数帯域を時分割して通信するような無線通信システムにおいて、あるサービスエリア内のＡＰが故障した場合、サービスエリア内のすべての無線端末機がコンテンツ配信サービスを受けることができなくなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＡＰの故障の有無を検知した場合に、故障したＡＰのサービスエリアに隣接したＡＰに対して、アンテナの指向特性の変更とサービス変更（ユニキャストサービスから、マルチキャストサービスへの変更）をすることで、従来サービスを提供できなかったサービスエリアに対してもサービスを提供することが可能な無線通信システムを提供する。

上記目的を達成するために本発明の無線通信システムは、複数の無線基地局と、
無線基地局からサービスを受信する無線端末機と、
無線基地局と有線で接続された配信サーバと、
無線基地局の故障を検出する手段と、
無線基地局の故障状況を記憶する故障状況記憶手段と、
無線基地局の電波の放射指向性を変化させる指向性変更手段と、
無線基地局の通信サービスをユニキャストからマルチキャストに変更するサービス変更手段とを有することを特徴とする。

このようにすることにより、故障した無線基地局がサービスしていたサービスエリアのサービスを行うことが可能となる。

また、さらに、指向性変更手段は故障した無線基地局に隣接する無線基地局の放射指向性を故障した無線基地局のサービスエリアまで拡大し、サービス変更手段はサービスエリアを拡大した隣接する無線基地局のサービスをユニキャストからマルチキャストに変更することを特徴としてもよい。

また、さらに、無線基地局の電波の放射指向性に対応して無線端末機の電波の放射指向性を変化させる手段を有していることを特徴としてもよい。

このようにすることにより、故障した無線基地局からの不要な電波の混信を予防することが可能となる。

また、故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、カバー可能な無線基地局の内、サービス中の無線端末機が少ない無線基地局を優先的に選択することを特徴としてもよい。

このようにすることにより、故障した無線基地局をカバーする無線基地局の組み合わせの選択において、サービス低下を受ける利用者の数を抑える組み合わせを選択することが可能となる。

また、故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、カバー可能な無線基地局の内、サービス予定の無線端末機が少ない無線基地局を優先的に選択することを特徴としてもよい。

また、故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、カバー可能な無線基地局の内、サービス可能な無線端末機が少ない無線基地局を優先的に選択することを特徴としてもよい。

また、故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、カバー可能な無線基地局の内、乗務員が選択した無線基地局を選択することを特徴としてもよい。

このようにすることにより、故障した無線基地局をカバーする無線基地局の組み合わせの選択において、サービスの低下を抑える組み合わせを選択することが可能となる。

また、さらに、２個の無線基地局が故障した場合に、２個の故障した無線基地局のいずれにもカバー可能な無線基地局がある場合にその無線基地局のいずれか１個の無線基地局の放送指向性を故障した２個の無線基地局のサービスエリアまで拡大し、サービスをマルチキャストに変更することを特徴としてもよい。

このようにすることにより、サービスがマルチキャストになるサービスエリアの数の増加を抑制することが可能となる。

また、さらに、サービスをマルチキャストに変更したサービスエリア内の一部の無線端末機についてユニキャストのサービスを行うことを特徴としてもよい。

このようにすることにより、サービスの低下を抑えることが可能となる。

また、故障した無線基地局をカバーする無線基地局の組み合わせが複数ある場合に、各無線基地局の組み合わせを評価する評価値を求め、評価値が最大または最小となる無線基地局の組み合わせを選択することを特徴としてもよい。

また、故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、カバー可能な無線基地局の内、予め決められた優先順位に従って、無線基地局を選択することを特徴としてもよい。

本発明の無線通信システムによれば、故障したＡＰをカバーする隣接ＡＰの指向性を変化させるとともに、ユニキャストサービスからマルチキャストサービスに変更することにより、故障したＡＰのサービスエリアへのサービスをも行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図１から図１２を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態１の無線通信システムの航空機胴体部の説明図である。

無線通信システムは、コンテンツデータや各機器の制御を行う機能を有するサーバ制御部１０と、サーバ制御部１０とイーサネット（登録商標）で接続されサーバ制御部１０から送信されてくるコンテンツデータや制御コマンドをサービスエリア内に提供するＡＰ１１、１２、１３、１４を有している。

ＡＰ１１、１２、１３、１４は、アンテナに指向性を持たせ、無線エリアを限定させることで、互いの無線干渉を避け、安定したサービスを提供するものである。

また、各ＡＰがサービスを提供するサービスエリアには、乗客用シート１５−１〜１５−Ｎが複数台配置されており、乗客用シート１５−１〜１５−Ｎは無線端末機１６−１〜１６−Ｎを備える。その無線端末機は、サーバ制御部１０からＡＰ１１、１２、１３、１４を介して送信されてきたデータを、アンテナから受信し、表示する機能を有する。

図１を用いて具体的なデータの流れについて説明を行う。

ＡＰ１２がサービスを提供するサービスエリア２には、列４、５、６の乗客用シート１５−４〜１５−６が配置されており、ＡＰ１２は、その３列を通常のカバー範囲としている。

例えば、列５の乗客用シート１５−５の乗客が、列４の背面にある無線端末機１６−５を操作して、映画などのコンテンツサービスを利用する場合は、列４の無線端末機１６−５がサーバ制御部１０に対して、コンテンツデータを要求するコマンドを発行する。

コンテンツ要求コマンドを受信したサーバ制御部１０は、予め有しているサービスエリア情報、シート情報から配信先を特定し、列４の無線端末機１６−５に対して、ＡＰ１２を介してコンテンツデータの配信を開始する。

一方、列４の無線端末機１６−５は、サーバ制御部１０より配信されたデータを、アンテナを介して受信し、列５の乗客用シート１５−５の乗客に対して、コンテンツ配信サービスを提供する。

以上のような一連の処理を各無線端末機１６−１〜１６−Ｎに対して行うことで、機内全エリアに対してコンテンツ配信サービスを実現している。

図２は図１と同様に航空機胴体部の説明図であるが、ＡＰ１２が故障した状態を示す。ＡＰ１２が故障した場合、サービスエリア２内の列４、５、６に対して無線サービスができないため、列５、６、７の乗客に対するコンテンツ配信サービスを提供することができない。

次に本発明の特徴であるアンテナの指向性とサービス切り替え機能に関する説明を行う。

図３はアンテナの指向特性の一例を説明する図であるが、図３（ａ）は、通常時（故障なし）のＡＰ１１〜１４の状態を示す。その場合の全ＡＰのアンテナの指向特性は、同じ指向特性Ａの状態で、全ＡＰは、ユニキャストサービスを提供している。

図３（ｂ）は、ＡＰ１２が故障した場合のＡＰ１１〜１４の状態を示す。

ＡＰ１２が故障していることを検知したサーバ制御部１０は、内部に有する管理情報を参照し、ＡＰ１１に対して、アンテナの指向特性を指向特性Ａ（列１〜列４に着席した乗客が使用する無線端末機１６−１〜１６−４に対して送信）から指向特性Ｂ（列１〜列７に着席した乗客が使用する無線端末機１６−１〜１６−７に対して送信）に変更するコマンドを発行する。

なお、「指向特性Ａ」とは平常時にそのＡＰがサービスするサービスエリアの無線端末機の方向に電波を出す指向特性をあらわし、「指向特性Ｂ」とは自己のサービスエリアと左隣（図３で見たとき）のＡＰのサービスエリアの方向に電波を出す指向特性をあらわし、「指向特性Ｃ」とは自己のサービスエリアと右隣（図３で見たとき）のＡＰのサービスエリアの方向に電波を出す指向特性をあらわす。

次にサービスエリア２内の複数の無線端末機１６−５〜１６−７に対して、無線端末機側のアンテナの指向特性ＣＡ（ＡＰ１２からの電波を受信）から指向特性ＣＢ（ＡＰ１１からの電波を受信）に変更するコマンドを発行し、ＡＰ１１がサービスを提供するサービスエリア１、２内のコンテンツ配信サービスをユニキャストサービスからマルチキャストサービスに切り替える。

なお、「指向特性ＣＡ」とは平常時に自己が属するサービスエリアに対して電波を届けるＡＰの方向にアンテナを向ける指向特性をあわらし、「指向特性ＣＢ」とは平常時に自己が属するサービスエリアに対して電波を届けるＡＰの左隣にあるＡＰ方向にアンテナを向ける（図４参照）指向特性をあわらし、「指向特性ＣＣ」とは平常時に自己が属するサービスエリアに対して電波を届けるＡＰの右隣にあるＡＰ方向にアンテナを向ける（図５参照）指向特性をあらわす。また、ＡＰ１１がサービスエリア２をカバーする代わりにＡＰ１３がサービスエリア２をカバーしてもよい。

ＡＰ１３がサービスエリア２をカバーする場合は下記のようになる。図３（ｃ）は、ＡＰ１２が故障し、それをＡＰ１３がカバーする場合のＡＰ１１〜１４の状態を示す。

ＡＰ１２が故障していることを検知したサーバ制御部１０は、内部に有する管理情報を参照し、ＡＰ１３に対して、アンテナの指向特性を指向特性Ａ（列８〜列１０に着席した乗客が使用する無線端末機１６−８〜１６−１０に対して送信）から指向特性Ｃ（列５〜列１０に着席した乗客が使用する無線端末機１６−５〜１６−１０に対して送信）に変更するコマンドを発行する。

次にサービスエリア２内の複数の無線端末機１６−５〜１６−７に対して、無線端末機側のアンテナの指向特性ＣＡ（ＡＰ１２からの電波を受信）から指向特性ＣＣ（ＡＰ１３からの電波を受信）に変更するコマンドを発行し、ＡＰ１３がサービスを始めるサービスエリア２、３内のコンテンツ配信サービスをユニキャストサービスからマルチキャストサービスに切り替える。

ここでコンテンツ配信サービスの切り替えを行う理由について説明をする。例えば、１つのＡＰの最大伝送帯域が６０Ｍｂｐｓとした場合、３列の乗客シートに対するユニキャストサービスを実施しようとした場合、最大３０人分（１０席×３列）に対するユニキャストサービスが必要となる。また、１乗客あたりのサービス帯域を２Ｍｂｐｓとした場合、最低６０Ｍｂｐｓの帯域が必要となる。

理由１）仮にＡＰ１１やＡＰ１３が、ＡＰ１２の乗客に対してもユニキャストサービスを提供しようとした場合、２Ｍｂｐｓ（サービス帯域）×６０（１０席×６席）、すなわち１２０Ｍｂｐｓの帯域が必要となり、ＡＰ１１、１３の最大伝送帯域の限界を超えてしまう。

理由２）それを回避するために、１乗客あたりのサービス帯域を１Ｍｂｐｓに劣化させることも可能であるが、その場合は、サーバ制御部１０に２Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓの双方の同一コンテンツデータを有する必要があり、画質も劣化する。

そこで本発明の実施の形態では、ユニキャストサービスの代わりに、画質の劣化をすることなしに１コンテンツが２Ｍｂｐｓで３０ＣＨ分のコンテンツ配信のマルチキャストサービスの提供を目指し、上記課題を解決するユニキャスト配信サービスとマルチキャスト配信サービスの切り替えを行う。

理由３）カバーするサービスエリアを変更することで、通信距離が遠くなる問題から、ＡＰ側の出力パワーを変更する必要がある。その場合、ユニキャスト配信サービスは、伝送路におけるＵＰＬＩＮＫとＤＯＷＮＬＩＮＫが頻繁に発生ることで、他のサービスエリアに対する干渉の懸念が大きくなる。そのため、各無線端末機間におけるＵＰＬＩＮＫを減らすのを目的として、ＵＰＬＩＮＫが発生しないマルチキャストサービスに変更する。

図４と図５は、サービスエリア１、２、３内の乗客用シート１５と無線端末機１６を上から見た説明図である。図４は図３（ｂ）の場合に対応し、図５は図３（ｃ）の場合に対応する。図４の左側は、ＡＰの故障がない場合の各無線端末機におけるアンテナの指向特性の一例を示している。

各無線端末機は、各サービスエリア内のＡＰに対して、最適な指向特性と偏波特性をもつことで、より安定した無線通信を実現するとともに、他のサービスエリアへの妨害電波を抑えることを特徴としている。

一方、図４の右側は、ＡＰ１２が故障した場合のＡＰ１１、１２、１３のサービスエリア（サービスエリア１、サービスエリア２、サービスエリア３）内の状態を示す。ＡＰ１２が故障していることを検知したサーバ制御部１０は、内部に有する管理情報を参照し、ＡＰ１１に対して、アンテナの指向特性を指向特性Ａから指向特性Ｂに変更するコマンドを発行する。

次に、サービスエリア２内の全無線端末機１６に対して、各無線端末機のアンテナ指向特性を指向特性ＣＡから指向特性ＣＢに変更するコマンドを発行し、ＡＰ１１のサービスエリア内のコンテンツ配信サービスをユニキャストサービスからマルチキャストサービスに切り替える。

図５の左側は、ＡＰの故障がない場合の各無線端末機におけるアンテナの指向特性の一例を示している。各無線端末機は、各サービスエリア内のＡＰに対して、最適な指向特性と偏波特性をもつことで、より安定した無線通信を実現するとともに、他のサービスエリアへの妨害電波を抑えることを特徴としている。一方、図５の右側は、ＡＰ１２が故障した場合のＡＰ１１、１２、１３のサービスエリア内の状態を示す。

ＡＰ１２が故障していることを検知したサーバ制御部１０は、内部に有する管理情報を参照し、ＡＰ１３に対して、アンテナの指向特性を指向特性Ａから指向特性Ｃに変更するコマンドを発行する。

次に、サービスエリア２内の全無線端末機に対して、各無線端末機のアンテナ指向特性を指向特性ＣＡから指向特性ＣＣに変更するコマンドを発行し、ＡＰ１３のサービスエリア内のコンテンツ配信サービスをユニキャストサービスからマルチキャストサービスに切り替える。

次にＡＰの故障発生時における、サーバ制御部１０、ＡＰ１１〜１４、無線端末機１６−１〜１６−Ｎの動作の詳細について、図６〜図１２を用いて説明を行う。

図６は本発明の実施の形態１におけるサーバ制御部１０のＡＰ故障時の制御に関係する部分の構成の説明図である。サーバ制御部１０は、故障検出手段２１、故障状況記憶手段２２、指向性変更手段２３およびサービス変更手段２４を含んでいる。

故障検出手段２１はＡＰの故障を検出する。故障の検出方法は、ＡＰの故障を自動的に検出するものであってもよいし、乗務員が故障に気づいたときに、乗務員がボタンを押して、故障した旨の情報を入力する装置を故障検出手段２１としてもよい。

故障検出手段２１が故障を検出すると、故障した旨の情報が故障状況記憶手段２２に記憶される。故障状況記憶手段２２の内容は指向性変更手段２３とサービス変更手段２４へ伝えられる。指向性変更手段２３はＡＰ１１〜１４に対して指向性を変更する指示を伝えることができる。

また、サービス変更手段２４はＡＰ１１〜１４に対してサービスを変更する指示（マルチキャストに変更する指示またはユニキャストに変更する指示）を伝えることができる。

ＡＰ１１〜１４は指向性変更手段２３とサービス変更手段２４からの指示に従って、それぞれアンテナの指向性を変更し、サービスを変更する。

図１０、図１１は管理テーブル１の一例の説明図である。図１０、図１１は故障状況記憶手段２２の記憶内容を示している。図１０は、ＡＰ１２の故障を検出した直後で、カバーするＡＰを決める前の状態を示している。図１１は、ＡＰ１２が故障していて、ＡＰ１３がそれをカバーしている状態を示している。

「ＡＰ番号」の欄はＡＰを特定する記号が記録され、ＣＨの欄はそのＡＰが正常時にサービスする無線端末機の数が記録される。

「サービス」の欄は現在のサービスがマルチキャストとユニキャストのいずれであるかを示す情報が記録される。「ＡＶＯＤ」はユニキャストの状態、「Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ」はマルチキャストの状態をあらわす。

「状態」の欄はそのＡＰが正常に動作しているか否かを示す情報が記録される。「Ａｌｉｖｅ」は正常に動作していることを示し、「Ｄｅａｄ」は正常に動作していないことを示している。

「Ｐｏｗｅｒ」の欄はＡＰから出力される電波の強さを記録している。「Ｌｏｗ」は平常時にそのＡＰがサービスするサービスエリアの無線端末機に電波が届く程度の強さを示し、「Ｍｉｄｄｌｅ」は隣のサービスエリアの無線端末機まで電波が届く程度の強さを示している。

「指向性パターン」中の「ＡＰ」の欄はＡＰが出力する電波の指向性を記録している。「Ａ」は平常時にそのＡＰがサービスするサービスエリアの無線端末機の方向に電波を出すことを示し、「Ｂ」は自己のサービスエリアと左隣（図４で見たとき）のＡＰのサービスエリアの方向に電波を出すことを示し、「Ｃ」は自己のサービスエリアと右隣（図４で見たとき）のＡＰのサービスエリアの方向に電波を出すことを示す。

「指向性パターン」中の「Ｃｌｉｅｎｔ」の欄には、平常時にそのＡＰがサービスするサービスエリアの無線端末機の受信アンテナの指向性を記録している。「ＣＡ」は平常時に自己が属するサービスエリアに対して電波を届けるＡＰの方向にアンテナを向けることを示し、「ＣＢ」は平常時に自己が属するサービスエリアに対して電波を届けるＡＰの左隣にあるＡＰ方向にアンテナを向ける（図４参照）ことを示し、「ＣＣ」は平常時に自己が属するサービスエリアに対して電波を届けるＡＰの右隣にあるＡＰ方向にアンテナを向ける（図５参照）ことを示す。

「クラス」の欄にはサービスエリアの座席のクラス（ファーストクラス、ビジネスクラス、エコノミクラスなど）を記録する。なお、上記に示した管理テーブルは一例であり、これらに限定するものではない。

図１２はカバーＡＰ決定における管理テーブルの一例の説明図である。図１２に例示される管理テーブルは、ＡＰが故障した後に、指向性変更手段２３とサービス変更手段２４がそれをカバーするＡＰを決定して、そのＡＰの指向性とサービス内容を決定するために用いられる。

「故障ＡＰ」の欄は、故障することが想定されるＡＰの識別記号を記録する。

「カバーＡＰ」の欄は、左に記録されたＡＰが故障した場合にそれをカバーすることができるＡＰの識別記号とそのサービスエリアのクラス（ファーストクラス、ビジネスクラス、エコノミクラスなど）が記録される。

「サービス」の欄には、故障ＡＰの欄に記録されたＡＰがカバーをする場合にそのＡＰが行うサービスが記録される。「Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ」はマルチキャストを示し、「ＡＶＯＤ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）」はＡＶＯＤのサービスをマルチキャストで行うことを示す。

「Ｐｏｗｅｒ」の欄には、カバーＡＰの欄に記録されたＡＰが出力する電波の強さが記録されている。「Ｍｉｄｄｌｅ」は隣のＡＰのサービスエリアの無線端末機が受信できる程度の強さを示している。

「指向性パターン」の中の「ＡＰ」の欄にはカバーＡＰの欄に記録されたＡＰの指向性を記録する。「Ｂ」は平常時にサービスするサービスエリアと右隣のＡＰのサービスエリアにある無線端末機に電波が届く指向性（図３（ｂ））をあらわし、「Ｃ」は平常時にサービスするサービスエリアと左隣のＡＰのサービスエリアにある無線端末機に電波が届く指向性（図３（ｃ））をあらわす。

「指向性パターン」の中の「Ｃｌｉｅｎｔ」の欄には故障ＡＰの欄に記載されたＡＰが平常時にサービスするサービスエリアにある無線端末機の指向性を記録する。「ＣＢ」は平常時に自己が属するサービスエリアに対して電波を届けるＡＰの左隣にあるＡＰ方向にアンテナを向ける（図４参照）ことを示し、「ＣＣ」は平常時に自己が属するサービスエリアに対して電波を届けるＡＰの右隣にあるＡＰ方向にアンテナを向ける（図５参照）ことを示す。

図７は、本発明の実施の形態１におけるサーバ制御部１０における故障検出手段の動作を説明するフローチャートである。

故障検出手段２１は、各ＡＰの状態を確認するために、Ａｌｉｖｅチェックコマンドを発行する（ステップＳ５１）。

その後、一定期間内に応答があるか否か判定をする（ステップＳ５２）。

（１）ＡＰからの応答ありの場合は、下記のように動作する。

図１０に示したような管理テーブル情報を「Ａｌｉｖｅ」に更新する（ステップＳ５３）。

ＡＰに故障がない場合は、上記に示したようなＡｌｉｖｅチェック、管理テーブル更新を一定間隔ごとに繰り返し処理を実行している。

（２）ＡＰからの応答なしの場合は、下記のように動作する。

応答がなかったＡＰについては故障したものと判定し、図１０のように「Ｄｅａｄ」と書き込む。図１０の場合は、ＡＰ１２が故障した場合で、ＡＰ１２の行の状態の欄に「Ｄｅａｄ」と書き込む。その後、図１２に示した管理テーブル情報を参照して、カバーＡＰを決定する（ステップＳ５４）。

図１２を参照して、この決定手順を詳細に説明する。例えば、ＡＰ１２が故障した場合、カバーＡＰとしては、ＡＰ１１、ＡＰ１３が候補となる。各ＡＰのサービスエリアのクラスを確認した場合、ＡＰ１１はビジネスクラス、ＡＰ１３は、エコノミクラスとなる。一般的にエアラインごとに仕様が異なる可能性があるが、通常、ビジネスクラス、ファーストクラスの乗客には、最高のサービスを提供するエアラインが多く、ユニキャスト配信サービスから、マルチキャスト配信サービスへの機能低下を好ましく思われない場合も多分にある。

そこで別途設定できる仕組みを有し、ファーストクラスやビジネスクラスに対してサービスを提供しているＡＰについては、カバーＡＰからの優先順位を下げる、または、カバーＡＰリストから除外するなどを設定することで、エアラインごとの仕様に対応できるようにしてもよい。今回、ファーストクラスやビジネスクラスに対してサービスを提供しているＡＰの優先順位を下げた設定の場合の処理として、ＡＰ１３でＡＰ１２のサービスエリアのカバーを行うことを決定する。

次に管理テーブル情報に従って、サービスの変更をサービスエリア３の乗客に対して通知を行う。その後、指向性変更手段２３はＡＰ１３に対して、ＡＰの出力パワーの変更コマンド、およびＡＰのアンテナ指向性を変更する指向性パターンコマンドを発行する。また、サービス変更手段２４はＡＰ１３に対して、ＡＰのサービスの変更コマンドを発行する（ステップＳ５５）。

次に、管理テーブル情報に従って、Ｃｌｉｅｎｔのアンテナ指向性を変更する指向性パターンコマンドを、ＡＰ１３を介して従来のＡＰ１２のサービスエリア２内の各無線端末機に発行する（ステップＳ５６）。その後、コンテンツデータサービスを開始し（ステップＳ５７）、図１１に示すように管理テーブルを更新する（ステップＳ５３）。

次にＡＰが故障した場合における隣接ＡＰの動作の詳細について、図８を用いて説明を行う。図８は、ＡＰの動作を説明するフローチャートである。

指向性変更手段２３とサービス変更手段２４からの制御コマンドやコンテンツデータを受信する（ステップＳ６１）。次にＡｌｉｖｅコマンドかどうかの判定を行う（ステップＳ６２）。受信したデータがＡｌｉｖｅコマンドの場合（「ＹＥＳ」の場合）は、サーバ制御部１０への応答としてＡＣＫをサーバ制御部１０へ送信する（ステップＳ６３）。

一方、受信したデータがＡｌｉｖｅコマンド以外の場合（「ＮＯ」の場合）は、アンテナ切替コマンドか否かの判定を行う（ステップＳ６４）。指向性変更手段２３からのコマンドが切替コマンドの場合（「ＹＥＳ」の場合）は、切替コマンドに含まれている情報に従ってＡＰのアンテナ指向特性を切り替える処理を行う（ステップＳ６５）。その後、サーバ制御部１０からの切替コマンドに含まれている情報に従って、Ｃｌｉｅｎｔ側に対して、Ｃｌｉｅｎｔ側のアンテナ指向特性を切り替えるコマンドを発行する（ステップＳ６６）。

ステップＳ６２、ステップＳ６４において、受信したデータがＡｌｉｖｅコマンドでなく、さらに切替コマンドでもない場合（「ＮＯ」の場合）、ＡＰに接続している複数の無線端末機に対して、コンテンツデータや制御データの処理を行う（ステップＳ６７）。

最後に、Ｃｌｉｅｎｔ側（無線端末機側）の詳細な動作について図９を用いて説明をする。図９は無線端末機の動作を説明するフローチャートである。

ＡＰからのデータを受信（ステップＳ７１）した後に、そのデータが切替コマンドか否かを判定する（ステップＳ７２）。

コンテンツデータや制御データの場合（「ＮＯ」の場合）は、データをモニタへ表示するための処理が行われる（ステップＳ７３）。

そして、受信したデータが切替コマンドの場合（「ＹＥＳ」の場合）は、アンテナ切替情報に従って、Ｃｌｉｅｎｔ側のアンテナの指向特性の切替処理を行う（ステップＳ７４）。

以上に示したように、無線通信サービスエリア内において、ＡＰが故障した場合、故障したＡＰのサービスエリアに隣接するＡＰで、故障したＡＰのサービスエリアをカバーする。

このときに、サービスをカバーする隣接ＡＰのアンテナの指向特性、およびＣｌｉｅｎｔ側のアンテナの指向特性を変更し、提供するサービスをユニキャストサービスからマルチキャストサービスに変更することで、従来、サービスが行えなかった故障エリアに対して、無線通信サービスを提供することが可能となる。また、指向性を切り替えることにより、他端末への干渉や通信効率の低下を防ぐことができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では故障したＡＰが１個の場合について述べたが、実施の形態２では、２個のＡＰが故障した場合について述べる。以下、本発明の実施の形態２について、図１３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。

図１３の（ａ）はいずれのＡＰも故障していない正常な状態をあらわしている。ここで、ＡＰ１１とＡＰ１３が故障した場合に、ＡＰ１１がサービスしていたサービスエリア１をＡＰ１２がカバーし、ＡＰ１３がサービスしていたサービスエリア３をＡＰ１４がカバーするとサービスが提供できないサービスエリアがなくなる。

この場合は、４つのサービスエリアでマルチキャストのサービスとなる。しかしながら、図１３の（ｂ）のようにＡＰ１２がサービスエリア１とサービスエリア３の両方をカバーするとマルチキャストのサービスとなるサービスエリアは３つとなり、よりサービスの低下を抑えることが可能となる。

以上のように、複数のＡＰが故障した場合は、故障したＡＰのサービスエリアをカバーする１個または複数のＡＰの組み合わせの内、乗客への影響が少ない組み合わせを選択して、選択した組み合わせで故障したＡＰのサービスエリアをカバーすることにより、全体のサービスの低下を抑制することが可能となる。

なお、１個または複数のＡＰの選び方としては、下記の方法が考えられる。
１）１個または複数のＡＰの数が最も少なくなる組み合わせを選択する方法
２）予め、ＡＰに優先順位を付して、優先順位が高いＡＰを優先的に選択する方法
３）ＡＰに重み付け（サービスをマルチキャストからユニキャストに変更することによる顧客満足度の低下をあらわした数値）をして、選択する１個または複数のＡＰの重み付けの総和が最も少なくなる組み合わせを選択する方法
４）ＡＰに第１の重み付け（サービスをマルチキャストからユニキャストに変更することによる顧客満足度の低下をあらわした数値）と第２の重み付け（サービスが停止することによる顧客満足度の低下をあらわした数値）をする。

その後、選択する１個または複数のＡＰの重み付けの第１の重み付けの総和とサービスされないままになるサービスエリアの第２の重み付けの総和の合計が最も少なくなる組み合わせを選択する方法
５）上記３，４において、各ＡＰがサービスする人数に比例するように重み付けを設定する方法
なお、上記では顧客満足度が低下するほど値が大きくなる数値を合計したが、これに限られない、例えば、顧客満足度が低下するほど値が少なくなる数値を合計して、この値が最大になるようにＡＰを選択するようにしてもよい。

なお、上記のＡＰの選び方の５番目の方法において、「サービスする人数」とは、下記の意味も含まれる。
（Ａ）ＡＰ選択時にサービス中の無線端末機の数をもってサービスする人数とする場合
（Ｂ）乗客が乗り込む予定の座席の数をもってサービスする人数とする場合
（Ｃ）利用者が利用しようと思えば動作する無線端末機の数（すなわちサービス可能な無線端末機の数）をもってサービスする人数とする場合
（Ａ）の場合は、実際の使用実態に合わせてＡＰを選ぶことができる。

また、（Ｂ）の場合は、無線端末機の利用が始まる前の状態で使用状況を予想してＡＰを選ぶことができる。

また、（Ｃ）の場合は、乗客が着席して間もないときで利用者が増加することが予想されるときや、途中の空港や駅で新たに乗客が乗り込む予定の場合に、最悪のケース（全員がサービスを利用するケース）を想定してＡＰを選ぶことができる。

また、上記の実施の形態２では、予め記憶されている情報や使用実態などに基づいて、自動的に故障したＡＰをカバーするＡＰを選択する実施の形態について説明をしたが、これに限られない。例えば、乗務員にＡＰが故障した旨の通知をして、選択可能な故障したＡＰをカバーするＡＰの候補を示して、乗務員がその候補の中から選ぶようにしてもよい。

また、さらに、選択可能なＡＰの候補を示すだけでなく、その各候補に対する上記の重み付けの情報・サービスする人数などＡＰをマルチキャストに切り替えることによる影響に関する情報を示して、乗務員がその候補の中から選ぶようにしてもよい。

（実施の形態３）
実施の形態１、実施の形態２では故障したＡＰとそれをカバーするＡＰのサービスエリアはすべてマルチキャストとなる場合について述べたが、実施の形態３では、一部の無線端末機に対してユニキャストのサービスを行う場合について述べる。以下、本発明の実施の形態３について、図１３（ｃ）を用いて説明する。

ＡＰ１２がＡＰ１１とＡＰ１３のサービスエリアをカバーする点については、実施の形態２と同様であるが、ＡＰ１２がマルチキャストのサービスをするサービスエリア１〜サービスエリア３の中で一部の無線端末機に対してユニキャストのサービスを行う。ユニキャストのサービスをする対象は、マルチキャストのサービスをするサービスエリアの中で特に別個のサービスをする必要性が高いユーザーに対して行う。

例えば、サービスエリア内の大多数は日本語が分かり、一部の人のみ日本語が分からず英語であれば理解できる場合に、マルチキャストで日本語の番組をサービスし、日本語が分からない一部の人に対してはユニキャストで英語の番組をサービスする。

また、例えばＡチーム対Ｂチームの試合を中継する場合に、Ａチームファン向けの解説付きの番組をマルチキャストでサービスし、一部の人にのみユニキャストでＢチームファン向けの解説付きの番組をサービスする。

ＡＰ１４のサービスエリアに空席があるかまたはサービスを利用していない人がいてＡＰ１４サービス帯域の空きがあれば、その空きを利用して図１３（ｃ）のようにＡＰ１４からサービスエリア３のある無線端末機に対してユニキャストのサービスを行うことができる。この場合、ユニキャストのサービスを受ける無線端末機のみＡＰ１４からの電波を受けやすいように指向性を変更することができるようにしてもよい。このようにすれば、サービスエリア３内でユニキャストのサービスを受ける無線端末機にＡＰ１２からの電波が混入することを予防することができる。

なお、上記の実施の形態３では、ユニキャストのサービスを行っているＡＰの空き帯域を利用してユニキャストのサービスをしたが、これに限る必要はない。例えば、マルチキャストのサービスですべての帯域を使用せずにユニキャスト用の帯域を空けておき、ユニキャストのサービスが必要なときにその帯域を使用するようにしてもよい。

本発明の無線通信システムは、航空機、車両、船などの輸送機関内に設置する情報、映像や音声などのコンテンツ配信サービスを行うシステムなどに利用可能である。

本発明の実施の形態１の無線通信システムの航空機胴体部の説明図同無線通信システムにおいて無線通信サービスを行っているＡＰが故障した際の航空機胴体部の説明図（ａ）本発明の実施の形態１における無線通信サービスを行っているシステムにおけるＡＰのアンテナ指向特性例の説明図（ｂ）本発明の実施の形態１における故障したＡＰのサービスエリアを隣接ＡＰがカバーする際の隣接ＡＰのアンテナ指向特性例（ＡＰ１１がカバー時）の説明図（ｃ）本発明の実施の形態１における故障したＡＰのサービスエリアを隣接ＡＰがカバーする際の隣接ＡＰのアンテナ指向特性例（ＡＰ１３がカバー時）の説明図ＡＰの故障なし、故障ありの場合のサービスエリア内の全無線端末機のアンテナ指向特性例（ＡＰ１１がカバー時）の説明図ＡＰの故障なし、故障ありの場合のサービスエリア内の全無線端末機のアンテナ指向特性例（ＡＰ１３がカバー時）の説明図本発明の実施の形態１におけるサーバ制御部のＡＰ故障時の制御に関係する部分の構成の説明図同サーバ制御部における故障検出手段の動作を説明するフローチャートＡＰの動作を説明するフローチャート無線端末機の動作を説明するフローチャート管理テーブルの一例の説明図管理テーブルの一例の説明図カバーＡＰ決定における管理テーブルの一例の説明図（ａ）本発明の実施の形態２における無線通信サービスを行っているシステムにおけるＡＰのアンテナ指向特性例の説明図（ｂ）実施の形態２における故障したＡＰのサービスエリアを隣接ＡＰがカバーする際の隣接ＡＰのアンテナ指向特性例の説明図（ｃ）本発明の実施の形態３における無線通信サービスを行っているシステムにおけるＡＰのアンテナ指向特性例の説明図

符号の説明

１０サーバ制御部
１１，１２，１３，１４ＡＰ
１５−１〜１５−Ｎ乗客用シート
１６−１〜１６−Ｎ無線端末機
２１故障検出手段
２２故障状況記憶手段
２３指向性変更手段
２４サービス変更手段

Claims

複数の無線基地局と、
前記無線基地局からサービスを受信する無線端末機と、
前記無線基地局と有線で接続された配信サーバと、
前記無線基地局の故障を検出する手段と、
前記無線基地局の故障状況を記憶する故障状況記憶手段と、
前記無線基地局の電波の放射指向性を変化させる指向性変更手段と、
前記無線基地局の通信サービスをユニキャストからマルチキャストに変更するサービス変更手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
前記指向性変更手段は故障した無線基地局に隣接する無線基地局の放射指向性を前記故障した無線基地局のサービスエリアまで拡大し、
前記サービス変更手段はサービスエリアを拡大した前記隣接する無線基地局のサービスをユニキャストからマルチキャストに変更することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記無線基地局の電波の放射指向性に対応して前記無線端末機の電波の放射指向性を変化させる手段を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、前記カバー可能な無線基地局の内、予め決められた優先順位に従って、前記無線基地局を選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、前記カバー可能な無線基地局の内、サービス中の無線端末機が少ない無線基地局を優先的に選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、前記カバー可能な無線基地局の内、サービス予定の無線端末機が少ない無線基地局を優先的に選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、前記カバー可能な無線基地局の内、サービス可能な無線端末機が少ない無線基地局を優先的に選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
故障した無線基地局をカバー可能な無線基地局が複数ある場合に、前記カバー可能な無線基地局の内、乗務員が選択した無線基地局を選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
２個の無線基地局が故障した場合に、前記２個の故障した無線基地局のいずれにもカバー可能な無線基地局がある場合にその無線基地局のいずれか１個の無線基地局の放送指向性を故障した２個の無線基地局のサービスエリアまで拡大し、サービスをマルチキャストに変更することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
サービスをマルチキャストに変更したサービスエリア内の一部の無線端末機についてユニキャストのサービスを行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
故障した無線基地局をカバーする無線基地局の組み合わせが複数ある場合に、前記各無線基地局の組み合わせを評価する評価値を求め、前記評価値が最大または最小となる無線基地局の組み合わせを選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。