JP5380163B2 - 移動通信システム及び移動通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル無線通信システムに関わり、特に、都道府県防災無線、市町村防災無線等の移動通信システムに関する。

図１〜図３を用いて、従来の都道府県防災移動通信システム、若しくは、市町村デジタル移動通信システム（標準規格 ARIB STD−T79 ）について説明する。
なお、本書では、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。

従来の都道府県防災移動通信システム、若しくは、市町村デジタル移動通信システムは、一地方自治体（都道府県、若しくは市町村）を基本単位として、統制局、基地局、及び、移動局で構成される（特許文献１参照。）。例えば、一般的には、複数の基地局、中継局（中継端末局）、及び多数の移動局からなるシステムが普通である。しかし、説明の都合上、最も簡単な構成を用いて説明する。

図１は、従来の都道府県防災、若しくは、市町村デジタル移動通信システムの概略構成を示す図である。なお、図１は、デジタル移動通信システムとしては、最小のシステム構成例を示すもので、１つの基地局で移動局の運用エリアをカバーする１つの基地局ゾーンシステムを示している。１０１は統制局、１０２は基地ゾーン、１０３−１、１０３−２、１０３−３、１０３−４、１０３−５、１０３−６、１０３−７、・・・、１０３−ｎは移動局である（ｎは自然数）。また、統制局１０１において、１０４は制御装置、１０５は無線装置、１０６−１、１０６−２、・・・、１０６−ｍは統制台である（ｍは自然数）。この図１では、基地ゾーン１０２内を通信エリアとする無線装置１０５とその制御装置１０４とを基地局という。
なお、統制台１０６−１〜１０６−ｍは、例えば、公衆電話回線と接続された内線電話、イントラネット、ＬＡＮ（ Local Area Network ）、ＷＡＮ（ Wide Area Network ）等のネットワーク回線などで、それら相互間、及び制御装置１０５等と接続されている。また、基地局が複数（即ち、基地ゾーンが複数）ある場合には、複数の基地局のそれぞれの制御装置１０４が、統制台１０６〜１０６−ｍと接続される。
また、図２は、図１の無線通信システムの通信接続サービスにおける通信チャネルについて説明するための図である。

図１において、基地ゾーン１０２内において、複数の移動局１０３−１、１０３−２、１０３−３、・・・、１０３−ｎと統制局１０１間の通信接続サービス、あるいは統制局１０１を経由した移動局間あるいは移動局間の直接通信等の通信接続サービス、あるいは、通信エリア１０２の外の移動局１０３−６と通信エリア１０２内の移動局１０３−５との通信接続サービスが行なわれるように構成されたシステムである。図２（ａ）は、下り無線キャリア（周波数：ｆ１）と上り無線キャリア（周波数：ｆ２）の構成を説明する図で、どちらも４チャネル構成で、Ｓ１〜Ｓ３が通信用チャネル、Ｃが制御用チャネルである。

例えば、図１の移動局１０３−４は、無線装置１０５及び制御装置１０４を介して、統制局１０１の統制台１０６−１と通信する。この場合、図２（ｃ）に示すように、通信用チャネルとして、通信用チャネルＳ２が設定されている。
また例えば、図１の移動局１０３−１は、無線装置１０５及び制御装置１０４を介して、移動局１０３−２と通信する。この場合、図２（ｂ）に示すように、通信用チャネルとして、通信用チャネルＳ１が設定されている。
なお、基地局若しくは統制局１０１を使用しない通信手段として、図１の移動局１０３−５のように、基地ゾーン１０２外（基地局の通信圏外）に位置する移動局１０３−６と直接通信することができる。この場合、図２（ｄ）に示すように、周波数ｆ３の無線キャリアが通信用に使用されている。

図３は、従来の都道府県防災、若しくは、市町村デジタル移動通信システムの概略構成を示す図、図１の無線通信システムに、中継端末局と中継端末ゾーンを付加したシステムである。１０３’は固定局、３０１は中継端末局、３０２は中継端末ゾーン、３０３−１、・・・、３０３−ｋは中継端末ゾーン３０２内の移動局である（ｋは自然数）。なお、以下の説明において、移動局１０３−１、１０３−２、１０３−３、・・・、１０３−ｎを総称する場合、移動局１０３と称する。また、統制台１０６−１〜１０６−ｍを総称する場合、統制台１０６と称する。
中継端末局３０１は、基地局のサービスエリア内の不惑地、即ち、基地ゾーン１０２外のエリアを、一時的若しくは恒久的にカバーし、通信サービスを提供するために無線中継を行う。なお、中継端末局としては、基地局通信用キャリアを別の基地局通信用キャリアに中継する「基地中継端末局」と基地局通信用キャリアと移動局間直接通信用キャリアとを相互に中継する「直接中継端末局」がある。図３の中継局端末３０１は、直接中継端末局である。

図３において、移動局１０３及び中継端末局３０１は、上り無線キャリア（周波数：ｆ２）で基地局の無線装置１０５にデータを送信し、基地局の無線装置１０５は、下り無線キャリア（周波数：ｆ１）で移動局１０３若しくは固定局１０３’又は中継端末局３０１にデータを送信する。
中継端末ゾーン３０２内の移動局３０３−１、・・・、３０３−ｋは、それぞれ、中継端末局３０１と周波数ｆ３の無線キャリアで、相互に、データの送信若しくはデータの受信を行う。
図１の無線通信システムでは、基地ゾーン１０２外に位置する移動局３０３−１、・・・、３０３−ｋは、統制局１０１（統制台１０６）や基地ゾーン１０２内の移動局１０３若しくは固定局１０３’とは基地局を介して通信できない。しかし、中継端末局３０１が導入された図３の無線通信システムでは、中継端末ゾーン３０２内の移動局３０３−１．・・・、３０３−ｋは、それぞれ、中継端末局３０１を介して基地ゾーン１０２内の移動局１０３若しくは固定局１０３’と、基地局を介して通信できる。

特開２００６−１００９１１号公報

上述の従来技術では、基地ゾーン内の移動局は、起動時、及び起動後の一定周期で、統制局に対して「位置登録要求」信号を送信する。この場合、移動局がシステム内で使用許可されていれば「位置登録応答」信号が返信され、移動局は発着信が可能となる。また、統制局は、位置登録により移動局が所属している基地局ゾーンを把握することができ、移動局を呼び出す時には、所属している基地局から呼出信号を送信する。このように基地局ゾーンを把握することで、統制局は、回線制御装置−基地局間や、基地局−移動局間の無線のトラフィック低減を行っている。
一方、基地ゾーン外（通信圏外、即ち不感地）や直接通信状態の移動局は、位置登録要求ができないため、統制局ではこれらの移動局の把握ができない。
また、中継端末局が導入された無線通信システムであっても、中継端末ゾーン内の移動局は、直接通信形式での運用のため、位置登録をしない。
つまり、複数の基地局と中継端末局から構成されたシステムでは、中継端末ゾーン内の移動局が、どの基地局ゾーンに所属しているか分からない。そのため、統制局は、中継端末ゾーン内の移動局を呼び出す場合には、どの基地局を介して呼出信号を送信するかが分からない。この対策としては、呼出信号を無線通信システム内のすべての基地局から行えば、その結果、位置登録を必要としない無線通信システムが実現できる。しかし、統制局（回線制御）−基地局間のトラフィックの増加や、必要のない無線回線の使用という問題が発生する。さらに、移動局の状態（電源入切の有無や所属基地局ゾーン）が統制局（運用管理者等）で管理できなくなるという問題も発生する。
上記の問題に鑑み、本発明は、複数の基地局と中継端末局から構成された移動通信システムにおいて、統制局での中継端末ゾーン内の移動局の位置登録が可能となり、位置登録有のシステム設定で中継端末局を導入できる移動通信システムの提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、移動局と基地局とを含む移動通信システムにおいて、前記移動局を特定する情報が付加される時にランダム送信時間が付加される移動局であって、位置登録により前記移動局が所属している前記基地局の通信エリアを基地ゾーンとして把握する統制局と、前記基地局の前記通信エリア外の直接通信の移動局が、前記基地局と無線通信を行うために前記基地局と前記移動局を中継する中継端末局と、を有し、前記中継端末局の通信エリアである中継端末ゾーン内の前記直接通信の前記移動局が前記中継端末局を中継して前記基地局に位置登録要求信号を前記ランダム送信時間後に送信し、前記基地局が前記受信した前記位置登録要求信号の情報を前記統制局に送信し、前記統制局が、送信された前記位置登録要求信号に基づいて前記位置登録を完了した後に、前記基地局から前記中継端末局を中継して前記移動局に位置登録受付信号を送信し、前記中継端末ゾーン内の前記直接通信の前記移動局は、前記位置登録要求信号送信後に位置登録受付待ちタイマをスタートさせ、前記位置登録受付待ちタイマがタイムアウト後は再び前記位置登録要求信号を送信し、前記位置登録受付信号を受信した場合には周期的位置登録タイマをスタートさせるものである。

本発明の移動通信システム及びその位置登録中継方法によれば、統制局が中継端末ゾーン内の移動局の位置登録を行うことが可能となり、位置登録有のシステム設定で中継端末局を導入できる。その結果、統制局は、中継端末ゾーン内の移動局の状態把握が可能となり、通信トラフィック集中の軽減の制御が可能となる。

従来の都道府県防災、若しくは、市町村デジタル移動通信システムの概略構成を示す図である。 無線通信システムの通信接続サービスにおける通信チャネルについて説明するための図である。 従来の都道府県防災、若しくは、市町村デジタル移動通信システムの概略構成を示す図である。 移動局の位置登録の概要について説明するための図である。 本発明の移動局呼び出し方式の一実施例の概要について説明するための図である。 基地局の主要構成の概略を示す図である。 移動局の主要構成の概略を示す図である。 中継端末局の主要構成の概略を示す図である。 本発明の移動局の位置登録の一実施例の詳細について説明するためのシーケンス図である。 本発明の位置登録制御手順の一実施例を示すフローチャートである。 本発明の移動局の位置登録の一実施例の詳細について説明するためのシーケンス図である。

以下に本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。また、各図において、それぞれの装置に、メモリ等の記憶部を図示していない。しかし、メモリ等の記憶部がそれぞれに存在し、それら記憶部に、システム運用のためのソフトウエアやデータが記録されることは自明である。

図４を用いて、移動局の位置登録の概要について説明する。図４は、移動局の位置登録の概要について説明するための図である。図４（ａ）は、２つの基地局（２つの基地ゾーン）を有する無線通信システムにおいて、移動局の位置登録の概要について説明するための概略構成図である。図４（ｂ）は、移動局の位置登録情報を示す図である。４０１は統制局、４０２−１及び４０２−２は基地ゾーン、４０３−１１、４０３−１２、４０３−２１、及び４０３−２２は移動局、４０４−１及び４０４−２は基地局、４０６は統制台、４０７は回線制御装置である。

図４（ａ）において、基地局（基地局番号：Ａ１）４０４−１の基地ゾーン４０２−１内の移動局（移動局番号：Ｃ１）４０３−１１及び移動局（移動局番号：Ｃ２）４０３−１２は、起動時に、統制局４０１に対して位置登録要求信号を送信する。また、位置登録なされた後には、所定の周期Ｔで、統制局４０１に対して位置登録要求信号を送信する。
送信された位置登録要求信号は、所属する基地ゾーン４０２−１の基地局４０４−１で受信され、受信された位置登録要求信号のデータは、回線制御装置４０７に伝送される。回線制御装置４０７は受信した位置登録要求信号のデータから、移動局を特定する情報（例えば、移動局毎に定められるＩＤである移動局番号）から、図４（ｂ）に示す位置登録情報のテーブルに既に登録されているか否かを判定し、登録されていなければ、基地局番号と関連付けて移動局名を新規に登録する。また、登録された移動局であれば、基地局番号を現在受信した移動局が所属する基地局番号で更新登録する。
なお、好ましくは、送信された時刻情報若しくは受信した時刻情報を同時に記録する。図４の場合には、基地局を特定する情報は、基地局毎に定められるＩＤである基地局番号である。例えば、基地局４０４−１の基地局番号は、Ａ１であり、基地局４０４−２の基地局番号は、Ａ２である。

位置登録情報をテーブルに登録（新規若しくは更新）後、回線制御装置４０７は、位置登録応答信号を、基地局４０４−１に返信し、基地局４０４−１は、受信した位置登録応答信号を当該移動局４０３−１１に送信し、移動局４０３−１１は位置登録応答信号を受信する。
回線制御装置４０７から統制台４０６には、回線制御装置４０７が位置登録要求信号を受信し、位置登録情報のテーブルの内容を変更し、位置登録応答信号を送信する都度、位置登録要求があったことを通知する情報が出力され、統制台４０６では、操作員が、必要があれば、位置登録情報テーブルの閲覧、位置登録要求信号の有無、及び位置登録応答信号の有無、並びに、来歴を統制台４０６の図示しない出力部（例えば、表示部）に読み出すことが可能である。

なお、移動局４０３−１１及び４０３−１２が、システム内で使用許可されていれば「位置登録応答」信号が返信され、当該移動局４０３−１１及び４０３−１２は発着信が可能となる。基地ゾーン４０２−２内の移動局４０３−２１及び４０３−２２についても同様である。
このような位置登録の結果、統制局４０１では、図４（ｂ）に示すようなテーブルとして、位置登録情報が回線制御装置４０７に登録され、登録された登録情報を参照することより、移動局４０３−１１、４０３−１２、４０３−２１、及び４０３−２２がそれぞれ所属している基地局及び基地ゾーンを把握することができる。

次に、図５を用いて、本発明の移動局呼び出し方式の一実施例の概要について説明する。３０１−１１、３０２−１２は基地局４０４−１の基地ゾーン４０２−１に設けられた中継端末局、３０１−２は基地局４０４−２の基地ゾーン４０２−２に設けられた中継端末局、３０２−１１は中継端末局３０１−１１の中継ゾーン、３０２−１２は中継端末局３０１−１２の中継ゾーン、３０２−１３は中継端末局３０１−２の中継ゾーン、３０３−１１、・・・、３０３ｉ１は中継ゾーン３０２−１１内の移動局、３０３−１２、・・・、３０３ｊ２は中継ゾーン３０２−１２内の移動局、３０３−１３、・・・、３０３ｌ１は中継ゾーン３０２−１３内の移動局である（ｉ、ｊ、及び、ｌは、それぞれ、自然数である）。また、５１−１は中継端末局３０１−１１の基地局４０４−１と通信する基地波無線装置、５１−２は中継端末局３０１−１１の中継（端末）ゾーン３０２−１１内の移動局と通信する直接波無線装置、５２−１は中継端末局３０１−１２の基地局４０４−１と通信する基地波無線装置、５２−２は中継端末局３０１−１２の中継端末ゾーン３０２−１２内の移動局と通信する直接波無線装置、５３−１は中継端末局３０１−２の基地局４０４−２と通信する基地波無線装置、５３−２は中継端末局３０１−２の中継（端末）ゾーン３０２−１３内の移動局と通信する直接波無線装置である。

図５において、移動局（移動局番号：Ｃ１）４０３−１１、移動局（移動局番号：Ｃ２）４０３−１２、移動局（移動局番号：Ｃ７）４０３−２１、若しくは移動局（移動局番号：Ｃ８）４０３−２２は、図４で説明したように、起動時、及び起動後の所定の周期Ｔで、統制局４０１に対して位置登録を行っている。
さらに、中継ゾーン３０２−１１内の移動局（移動局番号：Ｃ３）３０３−１１、・・・、移動局（移動局番号：Ｃ４）３０３ｉ１は、起動時に、中継端末局３０１−１１に対して位置登録要求信号を送信する。また、位置登録なされた（位置登録応答信号を受信した）後には、所定周期Ｔで、中継端末局３０１−１１に位置登録要求信号を送信する。中継端末局３０１−１１は、中継（端末）ゾーン３０２−１１内のそれぞれの移動局３０３−１１、・・・、３０３ｉ１のいずれかから位置登録要求信号を受信した場合には、当該中継端末局３０１−１１が所属する基地ゾーン４０２−１の基地局４０４−１に受信した位置登録要求信号を送信する。基地局４０４−１は、位置登録要求信号を受信した場合には、受信された位置登録要求信号のデータを回線制御装置４０７に伝送する。回線制御装置４０７は、受信した位置登録要求信号のデータから、移動局を特定する情報（例えば、移動局毎に定められるＩＤとしての移動局番号）が、図４（ｂ）に示す位置登録情報のテーブルに既に登録されているか否かを判定し、登録されていなければ、基地局番号と関連付けて移動局番号を新規に登録する。また、すでに登録されている移動局であれば、基地局番号を現在受信した移動局が所属する基地局番号で更新登録する。好ましくは、送信された時刻情報若しくは受信した時刻情報を同時に記録する。

位置登録情報をテーブルに登録（新規若しくは更新）後、回線制御装置４０７は、位置登録応答信号を、基地局４０４−１を介して中継端末局３０１−１１に返信し、中継端末局３０１−１１は、中継（端末）ゾーン３０２−１１内の移動局３０１−１１に、受信した位置登録応答信号を送信する。移動局３０３−１１は、この位置登録応答信号を受信することによって、位置登録が完了したことを確認する。
回線制御装置４０７から統制台４０６には、位置登録要求信号の受信、位置登録情報のテーブルの更新、及び位置登録応答信号の送信の都度、位置登録があったことを通知する情報が出力され、統制台４０６では、操作員が、必要があれば、位置登録情報の閲覧、位置登録要求信号の有無、及び位置登録応答信号の有無、並びに、来歴を統制台４０６の図示しない出力部（例えば、表示部）に出力することが可能である。

上述のように、移動局３０３−１１が、システム内で位置登録されることによって、使用許可されていれば「位置登録応答」信号が返信され、当該移動局３０３−１１は発着信が可能となる。
中継（端末）ゾーン３０２−１１内の他の移動局３０３−２１、・・・、３０３ｉ１、及び、中継（端末）ゾーン３０２−１２内の移動局３０３−１２、・・・、３０３−ｊ２についても同様である。また、他の基地ゾーン４０２−２内に所属する中継端末局３０１−２の中継（端末）ゾーン３０２−１３内の移動局３０３−１３、・・・、３０３−ｌ１についても同様である。
このように位置登録された結果、統制局４０１の回線制御装置４０７には、図５（ｂ）に示すようなテーブルに位置登録情報が登録される。この登録された移動局の位置登録情報を参照することより、従来は不明であった、中継（端末）ゾーン内の移動局が、どの基地局に所属している中継端末局のものであるか分かる。このため、統制局は、所属している基地局を介して中継端末ゾーン内の移動局に通信することが可能となる。

さて、図２（ａ）で説明した制御チャネルは、共通アクセスチャネル（ＣＡＣ：Common Access Channel ）とトラフィックチャネル（ＴＣＨ）のユーザ個別チャネル（ＵＳＣ：User Specific Channel ）とから構成される。共通アクセスチャネル（ＣＡＣ）は、回線の接続制御等を行うために用いられる。また、ユーザ個別チャネル（ＵＳＣ）は、通話音声、データ、ファクシミリ等のユーザ情報を伝送するために用いられる。ユーザ個別チャネル及び共通アクセスチャネルは、基地局によって、各移動局に対して周知の技術（例えば、同一出願人の特開２００５−１７６３３６号公報参照。）で個別に割り当てられる。
図６と図７によって、本発明の中継端末ゾーン内の移動局の位置登録の詳細について説明する。

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、基地局、移動局、及び中継端末局の主要構成の概略を示す図である。６４０は基地局、６４１は基地局６４０の無線装置、６５０は基地局６４０の制御装置、６５１は制御装置６５０の回線制御機能部、６５２は制御装置６５０の周辺通話チャネル情報提供機能部、６５３は制御装置６５０の自局通話チャネル情報通知機能部である。また、６３０は移動局、６３１は移動局６３０の無線装置、６３２は移動局６３０の通信制御装置、６３３は通信制御装置６３２の受信レベル検出機能部、６３４は通信制御装置６３２のチャネル切替機能部である。さらに、６１０は中継端末局、６１１は通信制御装置、５１−１は基地波無線装置、５１−２は直接波無線装置である。

図６Ａ〜図６Ｃに示すように、基地局６４０は、基地ゾーン内の移動局６３０及び中継端末局６１０との無線通信処理を行う無線部（無線装置）６４１と、無線通信処理を制御する制御装置６５０と、から構成される。制御装置６５０は、回線制御機能部６５１と周辺通話チャネル情報提供機能部６５２と自局通話チャネル情報通知機能部６５３とから構成されている。ここで、基地局６４０の制御装置６５０は、回線制御装置４０７（図５参照）と機能的にリンクしている。
基地局６４０と移動局６３０との間の通信回線を実質的に制御しているのは、回線制御装置４０７である。基地局６４０の回線制御機能部６５１は、回線制御装置４０７によって、制御されている。従って、好ましくは、回線制御は回線制御装置４０７のみで行われ、回線制御機能部６５１は、基地局６４０の構成に含めなくても良い。

基地局６４０と基地ゾーン内の移動局６３０及び中継端末局６１０との間での通信用チャネルを使った無線通信は、ユーザ個別チャネル（ＵＳＣ）を使用して行われる。自局通話チャネル情報通知機能部６５３は、自基地局６４０で通話音声通信に割り当てることができる空き状態のユーザ個別チャネル（図２（ａ）の通信用チャネル）を調べる。
なお、自局通話チャネル情報通知機能部６５３は、当該空き状態のユーザ個別チャネルに関する周波数情報、スロット情報、移動局６３０の送信電力指定情報等を含む周辺基地局のトラフィックチャネル情報を回線制御装置４０７を介して他の基地局へ送信する。

また、他の基地局から移動局６３０への通話音声通信に使用可能なユーザ個別チャネルを特定する周辺基地局のトラフィックチャネル情報が基地局６４０に送信される。基地局６４０の周辺通話チャネル情報提供機能部６５２は、取得した他の基地局の周辺基地局のトラフィックチャネル情報を自己の基地ゾーン内の移動局に通知する。

次に、中継端末局６１０は、基地局６４０からの送信信号を基地波無線装置５１−１で受信し、通信制御装置６１１を介して、自中継端末ゾーン内の所定の移動局に直接波無線装置５１−２が基地局６４０から受信した信号を送信する。
また、中継端末局は、自中継端末ゾーン内の移動局から送信された信号を直接波無線装置５１−２で受信し、通信制御装置６１１を介して、基地波無線装置５１−１移動局から受信した信号を基地局６４０に送信する。
なお、中継端末ゾーン内の移動局の構成は、図６Ｂと同様である。

次に、図７は、本発明の移動局の位置登録の一実施例の詳細について説明するためのシーケンス図である。図７の処理シーケンスは、基地局、当該基地ゾーン内の中継端末局、及び当該中継端末ゾーン内の移動局それぞれについて、同時刻を横（水平）方向で示し、上から下方向に時間が経過するように図示している。また、基地局を代表して基地局４０４、中継端末局を代表して中継端末局３０１、中継端末局３０１の中継端末ゾーン内の移動局を代表して移動局３０３とする。また、中継端末局３０１の基地局４０４と通信する直接波無線装置を基地波無線装置５１−１、中継端末局３０１の中継端末ゾーン内の移動局３０３と通信する直接波無線装置を直接波無線装置５１−２とする。
即ち、基地局４０４では、共通アクセスチャネル（ＣＡＣ）の処理について説明し、中継端末局３０１では、基地局４０４と通信する基地波無線装置５１−１、及び中継端末ゾーン内の移動局３０３と通信する直接波無線装置５１−２の処理について説明する。

処理Ｓ７０１では、移動局３０３は、電源をＯＮとする。なお、電源をＯＮするとは、移動局３０３の無線装置及び通信制御装置が起動した場合であるが、その他、移動局３０３の無線装置及び通信制御装置が起動している状態であって、図７の中継端末局３０１の中継端末ゾーン内に圏外から進入した場合を含む。例えば、中継端末局３０１は、中継端末ゾーン圏内に、所定の間隔で、同期信号を送信しており、移動体３０３は、この同期信号を受信した場合に、当該中継端末局３０１の中継端末ゾーンの圏内に進入したことが分かる。
続いて、処理Ｓ７０２では、移動局３０１は位置登録要求信号を送信する。
中継端末局３０１は、この位置登録要求信号を直接波無線装置５１−２によって受信する。
そして、処理Ｓ７０３では、この受信した位置登録要求信号を基地波無線装置５１−１に通知する。
処理Ｓ７０４では、受信した位置登録要求信号を基地波無線装置５１−１によって基地局４０４に送信する。
基地局４０４は、回線制御局に送信し、既に説明した手順で回線制御局からの位置登録受付信号を受信する。

そして、基地局４０４は、処理Ｓ７０５では、受信した位置登録受付信号を、中継端末局３０１の基地波無線装置５１−１に送信する。
処理Ｓ７０６では、基地波無線装置５１−１は、受信した位置登録受付信号を直接波無線装置５１−２に通知する。
処理Ｓ７０７では、中継端末局３０１の直接波無線装置５１−２は受信した位置登録受付信号を移動局３０３に送信する。
処理Ｓ７０８では、移動局３０３は、位置登録受付信号を受信し、位置登録が完了したことを認識する。
以上のようにして、中継端末ゾーン内にある移動局の位置登録ができる。

上記実施例によれば、複数の基地局と中継端末局から構成された移動通信システムにおいて、統制局での中継端末ゾーン内の移動局の位置登録が可能となり、位置登録有のシステム設定で中継端末局を導入できる移動通信システムを提供することができる。
即ち、上記実施例の無線通信システム及びその位置登録中継方法によれば、統制局での中継端末ゾーン内の移動局の位置登録が可能となり、位置登録有のシステム設定で中継端末局を導入できる。その結果、統制局は、中継端末ゾーン内の移動局の状態把握が可能となる。その結果、通信トラフィック集中の軽減の制御が可能となる。

前述したように、中継端末局３０１は、基地局のサービスエリア内の不惑地、即ち、基地ゾーン１０２外のエリアを、一時的若しくは恒久的にカバーするためのものである。特に、一時的に中継端末局を設けた場合には、その中継端末ゾーン内に多数の未登録の移動局が現れることになる。また、既設の中継端末局であっても、災害発生等で、消防車等の移動局が一度に多数台が同じ中継端末ゾーン内に侵入することもある。
その結果、これら移動局が、一斉に位置登録要求信号を送信することになる。
しかし、中継端末ゾーンは、基地ゾーンと通信方式が異なり、直接通信であるため、複数の移動局からの送信データの衝突確認ができない。そのため、移動局の位置登録衝突を回避するため、及び、位置登録による中継局回線トラフィック低減のため、本発明の一実施例は、図８の手順で位置登録制御する。図８は、本発明の中継端末ゾーン内の移動局の位置登録制御手順の別の実施例を説明するためのフローチャートである。

図８の実施例は、例えば、下記（１）〜（５）項の手順を実行するものである。
（１）位置登録要求信号の送信は移動局番号を核としたランダムタイマ時間後に行う。
（２）位置登録要求信号送信後、位置登録受付待ちタイマをスタートさせる。
（３）位置登録受付信号を受信した場合には、周期的位置登録タイマをスタートさせる。周期的位置登録タイマの設定タイミングは、回線制御装置が、テーブル内の位置登録情報を定期的に消滅させる時間間隔（例えば、３０分、例えば、１時間）より短い時間に設定する。
（４）位置登録受付タイムアウト後は、上記（１）から再度実行する。
（５）周期的位置登録タイムアウト後も、上記（１）から再度実行する。

図８における処理はすべて移動局での処理であり、移動局は、それぞれ、移動局番号が付加される時に、ランダム送信時間を付加される。例えば、ランダム送信時間は、移動局番号を付加する順番に、０秒から、ｔ１秒加えられた値（等差数列）の時間を付加される。例えば、ｔ１は、０．５１であり、例えば、１．０である。例えば、ランダムタイムの各移動局間の設定間隔は、１つの移動局が位置登録要求信号を送信し、統制局からの位置登録応答信号を受信するまでの期間より長い時間で設定する。
即ち、図８（ａ）において、ステップＳ８１０では、中継端末ゾーン内の移動局は、未だ位置登録をしていない。
ステップＳ８１１では、電源をＯＮとした時に、ランダム送信タイマをスタートし、ステップＳ８２０の位置登録送信待ち状態となる。

図８（ｂ）におけるステップＳ８２０の位置登録送信待ち状態において、ステップＳ８２１では、ランダム送信タイマが、タイムアウトになったか否かを判定する。タイムアウトになっていなければ、ステップＳ８２１の処理を続ける。タイムアウトになったと判定した場合には、ステップ８２２の処理に移行する。
ステップＳ８２２では、位置登録要求信号を送信し、ステップＳ８２３の処理に移行する。
ステップＳ８２３では、位置登録受付待ちタイマをスタートし、ステップＳ８３０の処理に移行する。位置登録受付待ちタイマの設定時間は、各移動局で同じ値で良いが、移動局の種類や、移動局乗員の重要度に応じてランク分けしても良いし、各移動局毎にランダムに設定しても良い。
ステップＳ８３０では、位置登録要求中の状態である。

図８（ｃ）におけるステップＳ８３０の位置登録要求中において、ステップＳ８３１では、位置登録受付待ちタイマが、タイムアウトになったか否かを判定する。タイムアウトになっていなければ、ステップＳ８３２の処理に移行し、タイムアウトになったと判定した場合には、ステップ８３５の処理に移行する。
ステップＳ８３２では、位置登録受付信号を受信したか否かを判定する。受信していなければ、ステップＳ８３１の処理に戻り、受信した場合には、ステップＳ８３３の処理に移行する。
ステップＳ８３３では、位置登録受付信号の受信を確認し、ステップＳ８３４の処理に移行する。
ステップＳ８３４では、周期的位置登録タイマをスタートし、ステップＳ８４０の処理に移行する。周期的位置登録タイマの設定時間は、既に記載の、位置登録なされた（位置登録応答信号を受信した）後の所定の時間Ｔである。しかし、所定周期Ｔは、各移動局で同じ値で良いが、移動局の種類や、移動局乗員の重要度に応じてランク分けしても良い。なお、好ましくは、周期的位置登録タイマの設定時間は、統制局のテーブルの消去間隔よりも短く設定する。
ステップＳ８４０では、位置登録が完了したと認識する。
次に、ステップＳ８３５では、位置登録受付タイマがタイムアウトし、位置登録ができなかったと判定し、図８（ａ）のステップＳ８１０に処理を移行する。

図８（ｄ）におけるステップＳ８４０の位置登録完了直後の状態において、ステップＳ８４１の処理に移行する。
ステップＳ８４１では、周期的位置登録タイマがタイムアウトしたか否かを判定する。タイムアウトしていなければ、ステップＳ８４１の処理を繰り返し、タイムアウトしたとの判定であれば、図８（ａ）のステップＳ８１０に処理を移行する。

図９は、本発明の移動局の位置登録の一実施例の詳細について説明するためのシーケンス図である。図９のシーケンスの手順は、図７のシーケンスの手順と比較して、中継端末ゾーン内の移動局それぞれが、独自のランダムタイムを供え、電源ＯＮ（処理Ｓ７０１）時から、ランダムタイム経過後に、位置登録要求信号を送信する（処理Ｓ７０２）ことにある。
また、位置登録応答信号を受信した移動局は、周期的位置登録タイマを起動することにより、周期的位置登録タイム後に、次の位置登録要求信号を送信する。

図８及び図９の実施例によれば、中継端末局の中継端末ゾーン内の移動局同志では、位置登録要求送信待ち時間において前記中継局への通信が衝突しないように各前記移動局にタイマを設置して位置登録要求をランダムに送信することができる。即ち、これによって、同一の中継端末ゾーン内の移動局が同時刻に一斉に位置登録要求信号を送信することが無くなる。この結果、各移動局が送信する位置登録要求信号の衝突を回避でき、位置登録が迅速かつ効率よく実行できる。
この結果、図４〜図７の実施例による効果に加えて、各ランダムタイム値の設定で各移動局の位置登録を時間的に分散させることができるため、位置登録タイミングの制御が可能となる。

また、図８及び図９の実施例によれば、基地局への位置登録要求信号の送信後、移動局が基地局からの位置登録受付情報を受信したことを確認するために位置登録受付待ちタイマを設けている。
この結果、図４〜図７の実施例による効果に加えて、位置登録要求が失敗したことが迅速に分かるため、再度位置登録要求を迅速に効率よく実行することができる。

また、図４〜図９の実施例によれば、本発明の位置登録中継方法は、移動局と、基地局と、少なくとも位置登録により移動局が所属している基地ゾーンを把握する統制局と、基地局ゾーン外の直接通信の移動局が基地局と無線通信を行うために基地局と移動局とを中継する中継端末局と、を有する移動通信システムにおいて、中継端末局の中継端末ゾーン内の移動局が中継端末局に位置登録要求信号を直接通信によって行い、中継端末局は、受信した位置登録要求を基地局に送信し、基地局から統制局に位置登録要求が送信されることによって位置登録が完了し、中継端末局は基地局より位置登録受付の情報を受信し、中継端末ゾーン内の移動局に位置登録受付信号を送信し、移動局が位置登録受付信号を受信することによって、中継端末局の中継端末ゾーン内の移動局の位置登録が可能であることを特徴とする。

このように位置登録された結果、統制局の回線制御装置は、位置登録情報がテーブルに登録される。この登録された移動局の位置登録情報を参照することより、従来は不明であった、中継端末ゾーン内の移動局が、どの基地局に所属している中継端末局のものであるか分かる。このため、所属している基地局を介して中継端末ゾーン内の移動局に対する通信が可能となる。

５１−１、５２−１、５３−１；基地波無線装置、 ５１−２、５２−２、５３−２；直接波無線装置、 １０１：統制局、 １０２：基地ゾーン、 １０３−１、・・・、１０３−ｎ：移動局、 １０３’は固定局、 １０４：制御装置、 １０５：無線装置、 １０６−１、１０６−２、・・・、１０６−ｍ：統制台、 ３０１：中継端末局、 ３０１−１１、３０２−１２、３０１−２：中継端末局、 ３０２：中継端末ゾーン、 ３０２−１１、３０２−１２、３０２−１３：中継ゾーン、 ３０３−１、・・・、３０３−ｋ：移動局、 ３０３−１１、・・・、３０３ｉ１、３０３−１２、・・・、３０３ｊ２、３０３−１３、・・・、３０３ｌ１：移動局、 ４０１：統制局、 ４０２−１、４０２−２：基地ゾーン、 ４０３−１１、４０３−１２、４０３−２１、４０３−２２：移動局、 ４０４−１、４０４−２：基地局、 ４０６：統制台、 ４０７：回線制御装置、 ６１０：中継端末局、 ６１１：通信制御装置、 ６３０：移動局、 ６３１：無線装置、 ６３２：通信制御装置、 ６３３：受信レベル検出機能部、 ６３４：チャネル切替機能部、 ６４０：基地局、 ６４１：無線装置、 ６５０：制御装置、 ６５１：回線制御機能部、 ６５２：周辺通話チャネル情報提供機能部、 ６５３：自局通話チャネル情報通知機能部。

Claims (2)

1. 移動局と基地局とを含む移動通信システムにおいて、
   前記移動局を特定する情報が付加される時にランダム送信時間が付加される移動局であって、
   位置登録により前記移動局が所属している前記基地局の通信エリアを基地ゾーンとして把握する統制局と、
   前記基地局の前記通信エリア外の直接通信の移動局が、前記基地局と無線通信を行うために前記基地局と前記移動局を中継する中継端末局と、を有し、
   前記中継端末局の通信エリアである中継端末ゾーン内の前記直接通信の前記移動局が前記中継端末局を中継して前記基地局に位置登録要求信号を前記ランダム送信時間後に送信し、
   前記基地局が前記受信した前記位置登録要求信号の情報を前記統制局に送信し、前記統制局が、送信された前記位置登録要求信号に基づいて前記位置登録を完了した後に、前記基地局から前記中継端末局を中継して前記移動局に位置登録受付信号を送信し、
   前記中継端末ゾーン内の前記直接通信の前記移動局は、前記位置登録要求信号送信後に位置登録受付待ちタイマをスタートさせ、前記位置登録受付待ちタイマがタイムアウト後は再び前記位置登録要求信号を送信し、前記位置登録受付信号を受信した場合には周期的位置登録タイマをスタートさせることを特徴とする移動通信システム。
2. 移動局と基地局とを含み、前記移動局を特定する情報が付加される時にランダム送信時間が付加される移動局であって、位置登録により前記移動局が所属している前記基地局の通信エリアを基地ゾーンとして把握する統制局と、前記基地局の前記通信エリア外の直接通信の移動局が、前記基地局と無線通信を行うために前記基地局と前記移動局を中継する中継端末局とを有する移動通信システムの移動通信方法であって、
   前記中継端末局の通信エリアである中継端末ゾーン内の前記直接通信の前記移動局が前記中継端末局を中継して前記基地局に位置登録要求信号を前記ランダム送信時間後に送信し、
   前記基地局が前記受信した前記位置登録要求信号の情報を前記統制局に送信し、前記統制局が、送信された前記位置登録要求信号に基づいて前記位置登録を完了した後に、前記基地局から前記中継端末局を中継して前記移動局に位置登録受付信号を送信し、
   前記中継端末ゾーン内の前記直接通信の前記移動局は、前記位置登録要求信号送信後に位置登録受付待ちタイマをスタートさせ、前記位置登録受付待ちタイマがタイムアウト後は再び前記位置登録要求信号を送信し、前記位置登録受付信号を受信した場合には周期的位置登録タイマをスタートさせることを特徴とする移動通信方法。

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