JP4593004B2 - 基地局装置及び無線通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに関し、特に、基地局装置に接続された有線回線の障害時にも、近隣の基地局装置を介して当該故障に関連した基地局装置と接続可能な基地局装置及び無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数設置された各々の基地局がゾーンを構成し、携帯無線機等の無線通信端末装置（移動機）はこれらの基地局を選択して、該選択された基地局との間に電波による通信回線を設定し、無線により音声、データ等を送受して通信を行う。
【０００３】
図６、図７は、従来の無線通信システムの構成図である。
【０００４】
基地局装置１は通信回線５によって固定回線網３と接続されており、固定回線網３を介して通信を行う。また、リモートセンタ４は、基地局装置１を統括的に制御し、固定回線網３、基地局装置１−固定回線網３間の通信回線５を介して基地局装置１と接続可能に構成されている。固定回線網３には、基地局装置１からの通信回線５の他に、図示を省略する他の通信網（固定電話網、移動体通信網）が接続されており、基地局装置１は固定回線網３を介して他の電話機と通信をする。
【０００５】
端末装置２Ａ、２Ｂは、近くの基地局装置１を選択して、電波による無線通信回線を設定して、通信回線５及び固定回線網３を介して他の電話機と通信をする。図６に示す端末装置２Ａは、端末装置２Ａ−基地局装置Ａ−通信回線５−固定回線網３−通信回線５−基地局装置Ｄ−端末装置２Ｂの経路で、他の端末装置２Ｂと通信をする。
【０００６】
また、リモートセンタ４と基地局装置１との間は、リモートセンタ４−固定回線網３−通信回線５−基地局装置１の経路で通信が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７は、図６に示す無線通信システムにおいて、基地局装置Ｂと固定回線網３とを接続する通信回線５に障害が生じた場合を示す。この通信回線５の障害には、回線が切断されたり、回線の通信品質が劣化する等により生じる。
【０００８】
このように、基地局装置Ｂと固定回線網３とを結ぶ通信回線５に障害が生じると、基地局装置Ｂは端末装置２を固定回線網３に接続することができないことから、電波の発射を停止する故障モードでの動作を開始して、無駄な電波を送信して他の基地局装置に影響を与えることがないようにする。
【０００９】
また、通信回線５の障害によって、基地局装置Ｂへの通信が途絶することから、リモートセンタ４から基地局装置Ｂへアクセスすることができず、リモートセンタ４が基地局装置Ｂの動作状況を把握することができない。すなわち、リモートセンタ４からは、基地局装置Ｂへの通信回線５に障害が生じているのか、基地局装置Ｂが故障しているのか、基地局装置Ｂの電源が遮断しているのかが分からないため、技術者が基地局装置Ｂの設置場所に出向いて、基地局装置Ｂの故障原因を調査する現地調査が必要であった。
【００１０】
本発明は、基地局装置が端末装置として動作し、近隣の他の基地局装置を介して通信回線を設定することによって、故障が生じた基地局装置の状態を把握することができる基地局装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、端末装置との間で無線回線により接続される複数の基地局装置と、前記基地局装置に接続される通信回線と、前記基地局装置を統括的に制御する指令装置とを備えた無線通信システムにおいて、前記基地局装置の一つは、前記通信回線の異常を検出したとき、基地局装置としての動作を停止して、近隣に存在する他の基地局装置との間で、前記基地局装置の一つが端末装置として動作する擬似端末装置モードでの動作を開始し、前記端末装置として動作する基地局装置の一つが無線通信回線を前記近隣に存在する他の基地局装置との間で設定し、前記指令装置との間で通信を行うことを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記通信回線を介して前記基地局装置と通信する交換機を備え、前記交換機は、前記通信回線の異常を検出した基地局装置が正当なものであると判定したとき、前記指令装置と通信させることを特徴とする。
【００２０】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、端末装置との間で無線回線により接続される複数の基地局装置と、前記基地局装置に接続される通信回線と、前記基地局装置を統括的に制御する指令装置とを備えた無線通信システムにおいて、前記基地局装置の一つは、前記通信回線の異常を検出したとき、基地局装置としての動作を停止して、近隣に存在する他の基地局装置との間で、前記基地局装置の一つが端末装置として動作する擬似端末装置モードでの動作を開始し、前記端末装置として動作する基地局装置の一つが無線通信回線を前記近隣に存在する他の基地局装置との間で設定し、前記指令装置との間で通信を行うので、特定の基地局装置を他の基地局装置と接続して、当該基地局装置を当該他の基地局装置を介して他の通信装置と接続することができ、当該特定の基地局装置が通信システム中で孤立することがない。また、基地局装置は、通信回線の異常を検出したとき、他の基地局装置に対して、直接に無線通信回線を設定し、指令装置との間で通信を行うので、指令装置が基地局装置に異常が生じたことを把握することができる。
【００２１】
第２の発明では、前記通信回線を介して前記基地局装置と通信する交換機を備え、前記交換機は、前記通信回線の異常を検出した基地局装置が正当なものであると判定したとき、前記指令装置と通信させるので、悪意のある者の端末が基地局装置と偽って指令装置に対して不正にアクセスすることができない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態の無線通信システムの構成図である。図１に示す実施の形態の無線通信システムは、図６に示す従来の無線通信システムと同様の構成を有し、基地局装置１の動作が異なるものである。
【００３１】
基地局装置１は、通信回線５によって固定回線網３と接続されており、固定回線網３を介して他の通信装置（電話機）と通信を行う。基地局装置１は、周辺の端末装置２との間を無線回線で接続し、端末装置２と他の通信装置との通信を仲介する。具体的には、他の通信装置からの呼出をページング信号として端末装置に向けて送信して、端末装置が着信に応答することによって、端末装置と基地局装置との間の通信回線を設定して通信を開始する。また、端末装置からの発呼信号を受けて、端末装置と基地局装置との間の通信回線を設定して通信を開始する。
【００３２】
通信回線５は、基地局装置毎に個々に又はいくつかの基地局装置を経由するネットワークとして設けられる。また、通信回線５は専用線によって、又は、ＩＳＤＮのような公衆電話回線網によって構成してもよい。
【００３３】
リモートセンタ４は、基地局装置１を統括的に制御するものであり、固定回線網３及び基地局装置−固定回線網３間の通信回線５を介して基地局装置１と接続して、リモートセンタ４と基地局装置１とで通信をすることができる。リモートセンタ４には、運用管理者が操作をして基地局装置１の動作状況を把握、制御するコンソールと、基地局装置１の情報（設置場所、動作条件等）を蓄積する記憶手段と、基地局装置１の動作状況の情報を収集・蓄積するコンピュータとから構成されている。また、リモートセンタ４には、固定回線網３を介して基地局装置と通信を行うための発着呼手段が設けられている。すなわち、リモートセンタ４と基地局装置１との間は、リモートセンタ４−固定回線網３−通信回線５−基地局装置１の経路で回線が設定されて通信が行われる。
【００３４】
固定回線網３は、専用線又はＩＳＤＮ回線網によって構成されており、基地局装置１からの通信回線５、リモートセンタ４とを接続する回線、図示を省略する他の通信網（固定電話網、移動体通信網）と接続する回線が接続されており、これらの回線と各基地局装置との間の回線を接続する交換機が設けられている。基地局装置１は交換機の作用により固定回線網３を介して、他の基地局装置１又は他の電話機との間で通信回線を設定する。また、固定回線網３内には、無線通信システムを統括的に制御する移動通信制御局が設けられている。
【００３５】
図１に示す本発明に係る無線通信システムでは、図７に示す従来の無線通信システムと同様に、基地局装置Ｂと固定回線網３とを接続する通信回線５に障害が生じている。このとき、基地局装置Ｂは、基地局装置としての動作を停止して、端末装置と同様の動作をする擬似端末装置モードでの動作を開始する。すなわち、リモートセンタ４に発呼して、又は、リモートセンタ４からの呼出に応じて、近隣に存在する基地局装置Ａとの間で無線回線を設定する。リモートセンタ４は基地局装置Ａを介して基地局装置Ｂと通信をして、障害が生じている基地局装置Ｂの状況を把握する。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態の基地局装置１の構成を示すブロック図である。
【００３７】
アンテナ１１は、無線部１２に接続されており、端末装置２からの電波（上りの信号）を受信し、端末装置２に対し電波（下りの信号）を送信する。無線部１２は、受信部１３及び送信部１４で構成される。受信部１３は、アンテナ１１で受信した高周波信号に増幅、周波数変換等をして、ベースバンド信号としてバースバンド処理部１５に出力する。送信部１４はアンテナ１１から送信する高周波信号を生成する。
【００３８】
ベースバンド処理部１５はベースバンド信号を復調部で復調をし、復号化部で復号化をする。ベースバンド処理部１５で処理された信号である音声信号又はデータ信号は、インターフェース部１６によって、通信回線５に適合する信号形式に変換されて、通信回線５に送出され、固定回線網３を経由して他の通信装置に送られる。また、ベースバンド部１５は音声信号を符号化部で符号化し、変調部で変調する。一方、データ信号は符号化部をバイパスして変調部で変調される。変調された信号は、送信部１３にて高周波信号に変換され、アンテナ１１から送信される。
【００３９】
また、制御部１７は基地局装置１の各部を制御する。本発明では、主に制御部１７の作用によって、インターフェース部を介して回線状態を検出する回線状態検出手段、異常検出時に擬似端末装置モードで動作をさせる異常処理実行手段、他の基地局装置を介して位置登録を行う位置登録手段及び基地局の異常を他の通信装置、制御装置又は指令装置（リモートセンタ４）に報知する異常通知手段が構成されている。
【００４０】
この異常処理実行手段によって実行される擬似端末装置モードでは、制御部１７は、制御部１７に設けられた記憶手段から端末装置として動作させるためのプログラム及びデータ（端末装置ＩＤ、送受信プロトコル、送受信周波数等）を読み出して、無線部１２、ベースバンド処理部１５等を端末装置として機能するように動作させる。そして、近隣の基地局装置に対して、端末装置として位置登録、発呼、着呼の動作を可能に制御する。この場合の通信プロトコルは、通常の端末装置と基地局装置との間で実行されているものと同じである。
【００４１】
本発明の実施の形態では、回線状態の異常を判定して擬似端末装置モードでの動作を開始しているが、基地局装置のその他の異常であって、自己が接続されている通信回線５によって障害が発生した旨の信号をリモートセンタ４に送信できないような異常（例えばインターフェース部１７の異常）を検出した場合にも適用することができる。
【００４２】
図３は、本発明の実施の形態の基地局装置の回線障害発生時の動作を示すフローチャートである。
【００４３】
制御部１７は、回線監視手段を構成し、インターフェース部１６を介して通信回線５の状態を監視している（Ｓ１０１）。具体的には、基地局装置１と固定回線網３内に設けられた移動通信制御局との間のリンクを所定のタイミングで確認し、このリンクが切断していれば通信回線５が異常であると判断する。
【００４４】
そして、通信回線５の異常が検出されると（Ｓ１０１で”Ｎ”）、基地局装置１は擬似端末装置モードでの動作を開始する（Ｓ１０２）。この擬似端末装置モードは、基地局装置１が端末装置と同様の発着呼動作をして、近隣の基地局装置との間で無線回線を設定して、他の通信装置と通信をする動作モードである。
【００４５】
そして、障害が生じた基地局装置が、自律的にリモートセンタ４に障害が発生した旨を通知するために、リモートセンタ４に発呼することが必要かを判断する（Ｓ１０３）。この基地局装置からの発呼の要否は、基地局装置に予め設定しておくものであり、基地局装置毎に設定を変えることもできるし、システム全体で同じ（例えば、障害が生じた基地局装置はリモートセンタ４に必ず発呼する）設定をしておいてもよい。また、基地局装置が、自装置の障害状況を診断して、障害状況によってリモートセンタ４に対して発呼するか否かを判定するように構成してもよい。
【００４６】
基地局装置から障害が発生した旨の発呼（自律通知）が必要であれば（Ｓ１０３で”Ｙ”）。当該障害が発生した基地局装置から近隣の基地局装置へ発呼をして、リモートセンタ４を呼び出して（Ｓ１０７）、リモートセンタ４との通信を行う（Ｓ１０８）。
【００４７】
一方、基地局装置から障害が発生した旨の発呼（自律通知）が必要でなければ（Ｓ１０３で”Ｎ”）。当該障害が発生した基地局装置が近隣の基地局装置を探して、近隣の基地局装置を介して、基地局装置に接続された固定回線網３内に設けられた移動通信制御局のホームメモリに位置登録をする（Ｓ１０４）。本実施の形態では、基地局装置の障害発生時に位置登録を行うようにしているが、基地局装置の位置は、基地局装置の設置時に特定されており、移動することがないことから、基地局装置の位置を予めホームメモリに記憶しておくか、基地局装置の位置を記憶するデータベースを別に設けて、基地局装置の位置を参照して、障害が生じた基地局装置に対して発呼してもよい。
【００４８】
そして、当該障害が発生した基地局装置は待受モードに入り（Ｓ１０５）、リモートセンタ４からの呼出があるまで待機する（Ｓ１０６）。その後、リモートセンタ４からの呼出（着呼）があれば、近隣の基地局装置との間で無線通信回線を設定して、リモートセンタ４との通信を行う（Ｓ１０８）。
【００４９】
図４は、本発明の実施の形態の無線通信システムの手順図である。図４には、故障が発生した基地局装置Ｂからリモートセンタ４に対する発呼（自律通知）が必要な場合の手順を示す。
【００５０】
基地局装置Ｂは回線の異常を検出すると、擬似端末装置モードの動作を始める。そして、基地局装置Ｂは基地局装置Ａを介してリモートセンタ４に対して発呼する。すなわち、基地局装置Ａに対し呼設定信号を送信する。呼設定信号を受信した基地局装置Ａは、固定回線網３内の交換機に対して呼設定信号を送信すると共に、発呼元である基地局装置Ｂに呼設定受付信号を返信する。そして、基地局装置Ａからの呼設定信号を受信した固定回線網３（交換機）は、リモートセンタ４に対して呼設定信号を送信すると共に、基地局装置Ａに呼設定受付信号を返信する。
【００５１】
その後、交換機（固定回線網３）は、基地局装置Ｂとの通信を行う前提条件として、その移動機が正当な移動機であるかを認証する。すなわち、基地局装置Ｂは、基地局装置Ｂ固有に定められた秘密鍵を用いて演算をした結果を交換機に送信し、交換機は基地局装置Ｂが移動機として正当なものであるか否かを判断する。
【００５２】
そして、呼設定受付信号を返信したリモートセンタ４は、リモートセンタ４が呼び出されていることを示す呼出信号を返信する。そして、リモートセンタ４からの呼出信号を受信した固定回線網３（交換機）は基地局装置Ａに、交換機からの呼出信号を受信した基地局装置Ａは基地局装置Ｂに、順次、呼出信号を送信する。
【００５３】
基地局装置Ｂからの発呼に対してリモートセンタ４が応答すると、リモートセンタ４は、固定回線網３（交換機）、基地局装置Ａを介して基地局装置Ｂに応答信号を返信する。
【００５４】
このように、端末装置として動作した基地局装置Ｂは、近隣の基地局装置である基地局装置Ａを介してリモートセンタ４と通信回線を設定して、基地局装置Ｂとリモートセンタ４間の通信を開始する。そして、基地局装置Ｂは、リモートセンタ４に対して、自局に障害が発生していることを示す障害発生通知や、障害に関する自己分析結果を通知して、リモートセンタ４からその後の動作に関する指示を受ける。
【００５５】
図５は、本発明の別の実施の形態の無線通信システムの手順図である。図５には、自律通知が不要な場合、すなわち、故障が発生した基地局装置Ｂがリモートセンタ４に対して発呼をすることなく、リモートセンタ４側から基地局装置Ｂに発呼する場合の手順を示す。
【００５６】
基地局装置Ｂは回線の異常を検出すると擬似端末装置モードに入り、基地局装置Ｂは、近隣の基地局装置Ａから制御チャネルで送信されている信号を捕捉し、基地局装置Ａを介して移動通信制御局のホームメモリに位置登録をすべく位置登録要求信号を送信する。基地局装置Ａは、固定回線網３内に設けられた移動通信制御局に、端末装置として動作している基地局装置Ｂの位置登録を要求する。
【００５７】
そして、移動通信制御局は、基地局装置Ｂが正当な移動機であるかを認証する。すなわち、基地局装置Ｂは、固有に定められた秘密鍵を用いて演算をした結果を移動通信制御局に送信し、基地局装置Ｂが移動機として正当なものであるか否かを判定する。基地局装置Ｂが正当な移動機であると判定されると、基地局装置Ｂが属するゾーン（エリア）の位置を移動通信制御局のホームメモリに登録する。
【００５８】
そして、固定回線網３（移動通信制御局）は、位置登録が正常に終了した旨のメッセージを含んでいる解放完了信号を基地局装置Ａに返信して位置登録処理に用いた回線を開放する。そして、解放完了信号を受信した基地局装置Ａは位置登録受付信号を基地局装置Ｂに送信し、基地局装置Ａ−基地局装置Ｂ間の回線を開放する。
【００５９】
リモートセンタ４は、基地局装置Ｂが位置登録をしたことにより、基地局装置Ｂに障害が発生して、基地局装置Ｂが擬似端末装置モードの動作を開始したことを検出する。なお、リモートセンタ４は、基地局装置Ｂからの位置登録の他に、定期的に基地局装置Ｂを呼び出して、その応答状況によって回線状態を監視して、基地局装置Ｂに接続される回線の異常を検出してもよい。
【００６０】
その後、基地局装置Ｂの異常を検出したリモートセンタ４は、基地局装置Ｂに対して発呼し、固定回線網３に対して呼設定信号を送信する。そして、固定回線網３（交換機）は基地局装置Ｂが存在する一斉呼出エリア（位置登録エリア）内の基地局装置から、基地局装置Ｂを呼び出すための呼設定信号（ページングメッセージ）を一斉に送信する。自局宛の呼設定信号を受信した基地局装置Ｂは、近隣の基地局装置Ａに対して、呼設定受付信号を返信し、順次、固定回線網３（交換機）、リモートセンタ４と呼設定受付信号が返信される。
【００６１】
また、基地局装置Ｂからの呼設定受付信号を受信した交換機は、基地局装置Ｂが正当な移動機であるかを認証をして、正当な移動機であると判定されると、基地局装置Ｂは呼出動作を開始し、基地局装置Ｂが呼び出されていることを示す呼出信号を、基地局装置Ａ、固定回線網３を介して、発呼者であるリモートセンタ４に返信する。そして、基地局装置Ｂが着呼に応答すると、その旨が応答信号として、基地局装置Ａ、固定回線網３を介して、発呼者であるリモートセンタ４に返信される。
【００６２】
このように、端末装置として動作した基地局装置Ｂは、基地局装置Ａを介してリモートセンタ４から呼び出されることによって、リモートセンタ４との間で通信回線を設定して、基地局装置Ｂとリモートセンタ４間の通信を開始する。そして、リモートセンタ４は、基地局装置Ｂに対して障害の状況を問い合わせて、その応答信号から障害状況の分析をして、基地局装置Ｂにその後の動作に関する指示をする。
【００６３】
本発明の実施の形態では、端末装置２と接続可能な基地局装置１は、無線信号を送受信をする送受信部１２と、送受信部１２による端末装置１との間の通信を制御する制御部１７とを備え、通信回線５の異常を監視をした結果、制御部１７が通信回線５の異常を検出すると、擬似端末装置モードの動作を開始するので、異常が生じた基地局装置Ｂは、端末装置として動作して、他の基地局装置Ａを介してリモートセンタ４と通信を行うことから、異常が生じた基地局装置Ｂの状態を把握することができる。
【００６４】
また、異常が発生した基地局装置Ｂが、他の基地局装置Ａと接続してリモートセンタ４に異常を通知するので、基地局装置Ｂに異常が生じたこと迅速に通知することができる。
【００６５】
また、異常が発生した基地局装置Ｂが、他の基地局装置Ａと接続して位置登録を行うので、リモートセンタ４からの呼出を待つことができる。
【００６６】
また、基地局装置Ｂが通信回線５の異常を検出したときは、他の基地局装置Ａと接続して位置登録を行い、リモートセンタ４は位置登録によって基地局装置Ｂの異常を検出するので、リモートセンタ４が通信回線５の状態を監視していなくても、通信回線５の異常を検出することができ、リモートセンタ４が基地局装置Ｂに異常が生じたことを把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の無線通信システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の基地局装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の基地局装置のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の無線通信システムの手順図である。
【図５】本発明の別の実施の形態の無線通信システムの手順図である。
【図６】従来の無線通信システムの構成図である。
【図７】従来の無線通信システムの構成図である。
【符号の説明】
１ 基地局装置
２ 端末装置
３ 固定回線網
４ リモートセンタ
５ 基地局装置と固定回線網との間の通信回線

Claims (2)

1. 端末装置との間で無線回線により接続される複数の基地局装置と、
   前記基地局装置に接続される通信回線と、
   前記基地局装置を統括的に制御する指令装置とを備えた無線通信システムにおいて、
   前記基地局装置の一つは、前記通信回線の異常を検出したとき、基地局装置としての動作を停止して、近隣に存在する他の基地局装置との間で、前記基地局装置の一つが端末装置として動作する擬似端末装置モードでの動作を開始し、前記端末装置として動作する基地局装置の一つが無線通信回線を前記近隣に存在する他の基地局装置との間で設定し、前記指令装置との間で通信を行うことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記通信回線を介して前記基地局装置と通信する交換機を備え、
   前記交換機は、前記通信回線の異常を検出した基地局装置が正当なものであると判定したとき、前記指令装置と通信させ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。

Images