JP2507631B2 - 無線電話システムにおける制御チャネルの切替制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セルラ式自動車電話システム等の無線電話
システムにおける無線基地局の制御チャネルの切替制御
方式に関する。

〔従来の技術〕

電話ボックスや事務所などに固定され、電話局と有線
にて繋がれている電話機と異なり、自動車等の移動機か
ら無線中継を行う基地局を介して通話を行う自動車電話
システムが知られている。この自動車電話システムは移
動しながらでも目的とする相手に電話をかけることがで
き、また、自動車で移動中の相手を呼び出すことができ
るため、多忙なビジネスマンにとって有効な機器として
注目され、使用されている。

自動車電話システムは、「自動車電話のネットワー
ク」と、普通の「電話回線のネットワーク」とを有機的
に結び付けたものである。現在、自動車電話システムは
「セルラ方式」により行われている。この方式では、或
る一定の領域をセル（細胞）とみたててこの領域を隙間
なく配置する。この領域にそれぞれ無線基地局（Cell S
ite）を配置し、その領域を走行する自動車と絶えず無
線による交信をすることができる。無線交信は通常800
メガヘルツ程度で行われ、上位の自動車電話交換局
（（Mobile Telephone Switching Office）とは有線で
結ばれ、「自動車電話のネットワーク」が構成される。

第７図は、セルラ方式の自動車電話システムの一例を
示したものである。

移動端末５相互間およびこれらと事務所などに有線接
続された固定電話との通話は、無線基地局2,3,4および
自動車電話交換局１を介して行われる。電話交換局１は
一般の電話回線に接続されると共に、信号線50,51,52に
より無線基地局2,3,4に有線接続されている。これら基
地局2,3,4はそれぞれ一定のサービス地域56,57,58ごと
に設けられ、これらの対応する地域内を移動する移動端
末５と無線による呼び出し、応答及び通話の中継を行
う。そのためのアンテナ53,54,55が各基地局2,3,4に設
けられている。なお、同図では基地局2,3,4を代表的に
図示したが、隙間なく区画された領域ごとに図示しない
他の無線基地局が設置されており、電話交換局１と有線
接続されている。

第８図は、基地局２がサービスを相当する一定領域を
更に分割して送受信を行う様子を示したものである。

基地局２のアンテナ53は、３つの指向性アンテナ61,6
2,63で構成されている。これらのアンテナ61から63は、
無線基地局２を中心とした360度のサービス相当地域56
を更に120度ずつ３つに分割した各地域64,65,66の送受
信を各々担当する。

移動端末からの通話および移動端末への通信は、電話
交換局1,無線基地局２〜４を介して通話相手の呼び出
し，応答，通話が行われる。この基地局２〜４の各々
は、呼出・応答共有チャネル，応答専用チャネルなどの
制御チャネルで移動端末間の呼び出し、応答を行い無線
による接続が行われた後、電話交換局１で指定された通
話チャネルで移動端末と、もう一方の電話との通話を中
継する。

制御チャネルとして、移動端末からの発呼または応答
のみ専用に行う応答専用チャネルと、このような応答チ
ャネルとしての機能と移動端末への呼出時に使用する呼
出チャネルとしての機能とに共通に使用できる呼出、・
応答共有チャネルと２種のチャネルを備えた自動車電話
システムが知られている。このシステムにおいては、無
線基地局から移動端末への呼出には上述の呼出・応答共
有チャネルしか使えないが、移動端末から無線基地局へ
の発呼に関しては応答専用チャネルと呼出・応答共有チ
ャネルとのどちらも使えるので、移動端末数が多く、上
りの（すなわち、基地局への）トラヒック量が多いとき
に有利となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらのような従来システムにおいては、干渉，妨害
波や回路故障等が発生して上述の共有チャネルのデータ
受信機能に障害が発生した場合、このチャネルでのデー
タ送受信ができなくなるので、このチャネルの送信機
能，受信機能をともに停止させていた。

しかしながら、応答専用チャネルを持たず、呼出・応
答共有チャネルのみ備えたシステムで、ある無線基地局
に上述の障害が発生した場合、その障害局がサービスの
範囲としている地域内では、サービスが停止してしまう
という問題点があった。また共有チャネルを同一サービ
スエリアに複数備えているシステムにおいても、１チャ
ネルの機能が停止した分だけ自動車電話サービスの質は
低下するし、共有チャネルを多数設けるとコスト高にな
る。

また、上述のように応答専用チャネルと共有チャネル
とを備えたシステムにおいても、応答専用チャネルが使
用できない状態になるので、移動端末への呼出ができな
くなる。

また、このような制御チャネルの障害の障害時に、通
話チャネルの１つを制御チャネルとして切替えて使用す
る自動車電話システムが米国特許明細書第4,434,506号
に開示されている。しかしながら、このシステムでは当
然のことながら使用可能の通話チャネルが減少すること
を避けられない。

本発明の目的は、上述の従来の問題点を除去し、呼出
・応答共有チャネルと応答専用チャネルとを合せ持つ無
線電話システムにおいて、上述のように共有チャネルの
受信機能に障害が発生してもサービスを継続することが
できる制御チャネル切替制御方式を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明に係る無線電話
システムにおける制御チャネルの切替制御方式は、複数
の移動端末と無線基地局との間で行われる無線通信の制
御情報の送受信に用いられる制御チャネルが、移動端末
の発呼および応答に係わる情報の送受信に用いられる応
答チャネルとしてのみ専用に使用される応答専用チャネ
ルと、移動端末への着呼に際して無線基地局から送出さ
れる呼び出し情報の転送に用いられる呼出チャネルと応
答チャネルとのどちらのチャネルとしても使用可能な呼
出・応答共用チャネルとから構成される無線電話システ
ムにおいて、以下の構成を備えることを特徴とする。

無線基地局は、呼出・応答共用チャネルににおける受
信機能の障害とその復旧を検出する受信障害検出手段
と、この受信障害検出手段が受信障害を検出したとき、
呼出・応答共用チャネルの応答チャネルの機能を停止さ
せ呼出チャネルのみの機能に制限して、この呼出・応答
共用チャネルを呼出専用チャネルとして使用する制御を
行うチャネル切替手段を含むチャネル制御手段と、この
チャネル制御手段が呼出・応答共用チャネルを呼出専用
チャネルとして使用するチャネル切替制御を行ったと
き、この制御にもとづく制御チャネルの新たなチャネル
構成情報を呼出専用チャネルを用いて移動端末に通知す
る切替通知手段を含む通知手段とを備える。

この構成により、呼出・応答共用チャネルに受信障害
が発生したとしても、この制御チャネルを呼出専用チャ
ネルとして機能させることにより、別に設けられている
応答チャネルと共に移動端末に対する発呼、着呼の制御
を支障なく実行することができる。

また、前記のチャネル制御手段は、受信障害検出手段
が受信障害の復旧を検出したとき、呼出専用チャネルと
して使用している呼出・応答共用チャネルの応答チャネ
ルの機能を復活させる制御を行うチャネル復旧手段を含
み、前記の通知手段は、チャネル制御手段が呼出・応答
共用チャネルの応答チャネルの機能を復活させるチャネ
ル復旧制御を行ったとき、その制御にもとづく制御チャ
ネルのチャネル構成情報を移動端末に通知する復旧通知
手段を含む。

さらに、前記のチャネル構成情報は、移動端末が使用
できる応答チャネルのチャネル範囲を示す情報を含む。

〔実施例〕 第１図を参照すると、本発明の一実施例において、交
換局１は、ネットワークスイッチ10と、このネットワー
クスイッチ10に収容されているトランク15〜18と、ネッ
トワークスイッチ10を制御するスイッチ制御部11と、呼
の処理を制御する呼処理制御部12と、各無線基地局２〜
４を制御する基地局制御部13と、呼処理に関する情報と
基地局制御に関する情報を各無線基地局２〜４と送受信
するためのメッセージ送受信制御部14とを有している。
トランク18は一般公衆電話網に接続されている。トラン
ク15は無線基地局２への通話回線に接続している。トラ
ンク16,17は他の無線基地局3,4に各々接続している。

無線基地局2,3,4は同一構成であるので基地局２を例
にとって説明する。基地局２は、交換局１のメッセージ
送受信制御部14と制御情報線により接続されたメインプ
ロセッサ20と、トランク15と通話回線によって接続され
た複数の通話用チャネル装置21〜22と、２つの制御用チ
ャネル装置23,24と、アンテナ53とを備えている。制御
用チャネル装置23,24と通話用チャネル装置21〜22はデ
ータ線によりメインプロセッサ20に接続されて制御され
るとともに、信号線によりアンテナ53に接続されてい
る。

制御用チャネル装置23,24は同一構成で良いので、制
御チャネル装置23を例にとって詳細に説明する。制御チ
ャネル装置23はここでは呼出・応答共有チャネルとして
機能し、データ送信制御部230とデータ受信制御部236と
送信受信共用器235とを備えている。データ送信制御部2
30は、メインプロセッサ20に接続されこのメインプロセ
ッサ20から制御データを受信する制御データ受信部231
と、移動端末５に送信する制御データを後述する一定の
データフォーマットにして出力する送信データ制御部23
2と、この送信データを変調する変調部233と、送信機23
4とを備えている。また、データ受信制御部236は、アン
テナ53で受信したデータを共有器235を介して受信する
受信機240と、受信した信号を復調する復調部239と、復
調後の受信データを判定する受信データ制御部238と、
受信したデータに基づく情報をメインプロセッサ20に通
知する制御データ送信部237とを備えている。ここで、
制御用チャネル装置23は、呼出・応答共有チャネルとし
て、データ送信制御部230が送信周波数T1で送信し、デ
ータ受信制御部236が受信周波数R1で受信するよう動作
している。また、制御用チャネル装置24は応答専用チャ
ネルとして、データ送信制御部241が送信周波数T2で送
信し、データ受信制御部242が受信周波数R2で受信する
よう動作している。

また、移動端末５の詳細は第２図に示されている。こ
の移動端末５は、アンテナ70と、送信受信共用器71と、
受信波を復調する受信復調部74と、復調波から制御デー
タを受信するためのデータ受信部77と、受信電波の有無
を検出する検出部75と、移動端末５全体を制御する制御
部78と、送信すべきデータおよび音声信号を変調して共
用器71を介してアンテナ70から送信するための送信変調
部72と、無線基地局に送信すべき制御データを組立てて
送信変調部72に出力するデータ送信部76と、制御部78の
指示により送信変調部72および受信復調部74の周波数を
変化させるシンセサイザー73と、送信変調部72および受
信復調部74に接続する音声信号線を制御部78からの指示
によりマイク80,スピーカ81に各々断続するスイッチ部7
9と、キーパッド・表示器83と、キーパッド・表示器コ
ントローラ82とを備えている。

本実施例は米国のEIA（Electronic Industries Assoc
iation）仕様のシステムであり無線基地局２〜４から各
移動端末５へ制御データはこのEIAの規格CIS−３−Ａや
CIS−３−Ｄ準拠したOHM（System Parameter Overhead
Message）により送信されている。このOHMはアンテナ7
0,共用器71,受信復調部74,データ受信部77を介して制御
部78に入力され、制御部78は各部を制御する。

上述のOHMとして送信される第１ワードword1（40ビッ
ト），第２ワードword2（40ビット）において、第３図
に示すようにword2の第10〜14ビットの５ビットは呼出
チャネルの数に関する情報“Ｎ−1"、第16ビットは制御
チャネルの構成を示す情報“CPA"、第17〜第23ビットの
７ビットは応答チャネルの数の関する情報“CMAX−1"で
ある（ここでは、本発明に直接関数する情報のみ説明す
る）。すなわち、CPA＝１のときは、この実施例のシス
テムにおける通常情状態を示し、呼出・応答共有チャネ
ルが存在することを示している。また、CPA＝０のとき
は、本システムにおいては、上述したような障害状態を
示し、呼出専用チャネルと応答専用チャネルが分離して
いることを示している。また、Ｎはこのシステムにおけ
る呼出チャネルの数を示し、Ｎ−１は先頭呼出チャネル
として定義されたチャネルからの総呼出チャネル数を示
す。また、CMAXはこのシステムにおける応答チャネルの
数を示し、CMAX−１は先頭応答チャネルとして定義され
たチャネルからの総応答チャネル数を示す。今、説明を
分りやすくするために、例として先頭呼出チャネルK0を
第301番チャネル，先頭応答チャネルをK4,N＝10,CMAX＝
20,サービスエリア56での応答専用チャネル，呼出・応
答共有チャネルを各々K1,K2と仮定する。なお、となり
あうサービスエリア相互では制御チャネルとして異なる
周波数を使っている。

次に、以上のように構成したシステムにおいて障害発
生に関する動作を説明する。

第１図において、制御用チャネル装置23は上述のよう
に送信周波数T1,受信周波数R1の呼出・応答共有チャネ
ルとして機能している。一方、制御用チャネル装置24は
上述のように送信周波数T2,受信周波数R2の応答専用チ
ャネルとして機能している。この制御チャネル装置23で
は、呼出チャネルとして移動端末５へ呼出を行うときは
送信周波数T1のみを使用する。

いま、制御用チャネル装置23での送受信機能が正常に
働いているときは、OHM（第３図）におけるCPAは１であ
る。移動端末５側ではこのOHMを受けることにより、予
め規定済の先頭呼出チャネルK0から（Ｎ−１）個の範囲
のチャネルが呼出チャネルとして使用できるチャネルで
あり、また、先頭応答チャネルK4から（CMAX−１）個の
範囲のチャネルが応答チャネルとして使用できるチャネ
ルであることを認識している。各チャネルは数Hz毎に設
定されている。したがって、周波数T1,R1,T2,R2は各々
第４図（Ａ）に示す位置にある。各移動端末５は呼出チ
ャネルや応用チャネルを使用する必要が生じたときは、
各々規定された範囲のチャネルをスキャンし、自己が存
在するエリアの制御チャネルを検出してこれを使用す
る。同例においては、先頭呼出チャネルK0と先頭応答チ
ャネルK4が第301番チャネルであるので、第301番から第
310番チャネル（すなわち、K0＋（Ｎ−１）＝301＋（10
−１）＝310）までが呼出に使用できるチャネルで、第3
01番チャネルから第320番チャネル（すなわちK0＋（CMA
X−１）＝301＋（20−１）＝320）までが応答に使用で
きるチャネルである。すなわち、第301番〜第310番チャ
ネルは呼出・応答共有チャネル、第311〜第320番チャネ
ルは応答専用チャネルとなる。

ここで、周波数R1において妨害波が発生したときの処
理を第５図，第６図を参照して説明する。制御チャネル
装置23の受信データ制御部238では、キャリアの受信を
認識すると、（ステップS1）、受信データの有無を調べ
る（ステップS2）。一定時間キャリアを受信しているに
もかかわらずデータを受信できないときは（ステップS
3）、妨害波受信による障害とみなし、制御データ送信
部237を介してメインプロセッサ20に報告する（ステッ
プS4,S5）。なお、ステップS4は障害を報告済のメイン
プロセッサ20に再度障害を報告することを避けるための
処理である。

障害発生が報告されたときのメインプロセッサ20の処
理を第６図を参照して説明する。メインプロセッサ20は
制御チャネル装置23からメッセージを受信すると、それ
が障害に関連するメッセージであるかを判定する（ステ
ップS11）。このメッセージは障害の発生を示す場合
（ステップS12）、メインプロセッサ20は呼出・応答共
有チャネルのデータ受信機能に障害が発生したことを認
識する。このとき、共有チャネルは受信周波数R1に妨害
波があるので、データ送受信を行う応答チャネルとして
は機能し得ない。しかしながらデータ送信制御部230の
送信機能は正常であるため、送信周波数T1を使用して、
移動端末５を呼びだすことは可能である。そこでメイン
プロセッサ20はデータ受信制御部236の動作を停止さ
せ、制御チャネル装置23を、周波数T1,R1を持った呼出
・応答共有チャネルとしての動作から、送信周波数T1の
みを持った呼出専用チャネルとしての動作に変更させる
（ステップS13〜S15）。

すなわち、無線基地局２の制御チャネルの構成を、呼
出・応答共有チャネルと応答専用チャネルという構成か
ら、呼出専用チャネル（T1）と応答専用チャネル（T2,R
2）という構成に変更する。このとき、この変更を新た
なOHMにより移動端末５に通知するために、メインプロ
セッサ20はCPA,CMAX−１の値をそれぞれ変更して送信デ
ータ制御部232に通知する。この処理（ステップS14,S1
5）を第４図（Ｂ）を参照して詳述するとまずCPAに０を
設定する。さらに、移動端末５が使用できる応答チャネ
ルの範囲が変わるため、新しいCMAX−１の値を旧（CMAX
−１）−Ｎにより得られる値とし、呼出専用となった制
御チャネル装置23を通して移動端末５に通知する。具体
的には、新しいCMAX−１は19−10＝９となる。このOHM
を受信した移動端末５の制御部78は、CPAが０になった
ことより呼出チャネルと応答チャネルの分離構成への変
更を知る。これにより、呼出専用チャネルの範囲は第30
1番チャネル〜第310番チャネルで変わらず、応答専用チ
ャネルの範囲は最終呼出チャネル（第310番チャネル）
の次の第311番チャネル（K0＋（Ｎ−１）＋１）から第3
20番チャネルまで（すなわち、K0＋（Ｎ−１）＋１＋新
（CMAX−１）＝301＋（10−１）＋１＋９＝320）の範囲
となることを認識する。基地局２が相当するサービスゾ
ーン56ではこの制御チャネル構成によりサービスを継続
する。すなわち、移動端末５への着呼を例にとると、呼
出は呼出専用チャネル（T1）で行い、それに対して被呼
端末は応答専用チャネル（T2/R2）で応答し、通話に伴
う制御データの送受信を行う。また、移動端末５からの
発呼に関しては、応答専用チャネル（T2/R2）のみを使
用して発呼信号を発信する。なお、基地局２のメインプ
ロセッサ20は障害発生により制御チャネル構成を切替変
更したことを信号線50、メッセージ送受信制御部14を介
して基地局制御部に報告する。

システムが障害発生状態から復旧した場合の動作を第
５図，第６図を参照して説明する。受信データ制御部23
8において、妨害波のキャリアを受信しなくなった後
（ステップS1）、さらに一定期間キャリアを受信しない
場合（ステップS6）は妨害波が削減し障害が復旧したも
のと判断してイメインプロセッサ20に復旧を報告する
（ステップS7,S8）。

メインプロセッサ20では、この復旧報告を受けて（ス
テップS11,S12）、制御チャネル構成を元の呼出・応答
共有チャネルを応答専用チャネルとの構成に戻す。この
ために、OHMのCPA,CMAX−１の値を元に戻し移動端末５
に送信するための処理を行う（ステップS16〜S18）。

以上の説明では無線基地局２について説明したが、他
の無線基地局についても各局ごとに同様の制御チャネル
切替制御を行う。

また、第５図では、妨害波発生による障害を説明した
が、装置障害の場合は、データ受信制御部236の状態を
メインプロセッサ20が周期的に検査する方法や、受信機
240や復調部239の異常を受信データ制御部238が検出
し、障害発生の報告をメインプロセッサ20に行うなどの
手段により本発明は同様に実施できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、呼出・応答共有
チャネルを呼出専用チャネルに変更できる構成としたの
で、呼出・応答共有チャネルのデータ受信機能に障害が
生じても無線基地局の機能を停止することなく自動車電
話サービスを提供することができる。また、呼出・応答
共有チャネルが複数存在する無線基地局において自動車
電話サービスの低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
移動端末の一例を示すブロック図、第３図は無線基地局
から移動端末への送信メッセージの一例を示す図、第４
図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ通常時と障害発生時と
の制御チャネルの配置構成を示す図、第５図は無線基地
局のチャネル装置での動作を説明するフローチャート、
第６図は無線基地局のプロセッサでの動作を説明するフ
ローチャート、第７図はセルラ方式自動車電話システム
の概要を示す図、第８図は第７図におけるゾーン構成の
詳細例を示す図である。 １……自動車電話交換局、2,3,4……無線基地局、５…
…移動端末、20……メインプロセッサ、21,22……通話
用チャネル装置、23,24……制御用チャネル装置、230,2
41……データ送信制御部、236,242……データ受信制御
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝岡 詠貴 東京都港区芝５丁目７番15号 日本電気 通信システム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−47852（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−106245（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の移動端末と無線基地局との間で行わ
   れる無線通信の制御情報の送受信に用いられる制御チャ
   ネルが、前記移動端末からの発呼および該移動端末の応
   答に係わる情報の送受信に用いられる応答チャネルとし
   てのみ専用に使用される応答専用チャネルと、前記移動
   端末への着呼に際して前記無線基地局から送出される呼
   び出し情報の転送に用いられる呼出チャネルと前記応答
   チャネルとのどちらのチャネルとしても使用可能な呼出
   ・応答共用チャネルと、から構成される無線電話システ
   ムにおいて、 前記無線基地局は、 前記呼出・応答共用チャネルにおける受信機能の障害と
   その復旧を検出する受信障害検出手段と、 この受信障害検出手段が受信障害を検出したとき、前記
   呼出・応答共用チャネルの応答チャネルの機能を停止さ
   せ呼出チャネルのみの機能に制限して、該呼出・応答共
   用チャネルを呼出専用チャネルとして使用する制御を行
   うチャネル切替手段を含むチャネル制御手段と、 前記チャネル制御手段が前記呼出・応答共用チャネルを
   呼出専用チャネルとして使用するチャネル切替制御を行
   ったとき、該制御にもとづく制御チャネルの新たなチャ
   ネル構成情報を前記呼出専用チャネルを用いて前記移動
   端末に通知する切替通知手段を含む通知手段と、 を備えることを特徴とする無線電話システムにおける制
   御チャネルの切替制御方式。
2. 【請求項２】前記チャネル制御手段は、前記受信障害検
   出手段が受信障害の復旧を検出したとき、呼出専用チャ
   ネルとして使用している前記呼出・応答共用チャネルの
   応答チャネルの機能を復活させる制御を行うチャネル復
   旧手段を含み、 前記通知手段は、前記チャネル制御手段が前記呼出・応
   答共用チャネルの応答チャネルの機能を復活させるチャ
   ネル復旧制御を行ったとき、該制御にもとづく制御チャ
   ネルのチャネル構成情報を前記移動端末に通知する復旧
   通知手段を含むことを特徴とする請求項（１）記載の無
   線電話システムにおける制御チャネルの切替制御方式。
3. 【請求項３】前記チャネル構成情報は、前記移動端末が
   使用できる応答チャネルのチャネル範囲を示す情報を含
   むことを特徴とする請求項（２）記載の無線電話システ
   ムにおける制御チャネルの切替制御方式。