JP2002016540A - 無線基地局、子局及び無線通信方法 - Google Patents
無線基地局、子局及び無線通信方法Info
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Abstract
る。 【解決手段】 複数の子局を収容する無線基地局に、子
局との通信状態を監視する障害監視機能と、上記障害監
視機能がある子局との通信に障害を検出した場合、当該
子局を除く他の子局のうち適当なものに子局間通信を命
じて、間接的に自身との通信を復旧させる障害復旧機能
とを備えるようにする。
Description
及びそれらで構成される無線システムの障害復旧方法に
関する。例えば、CDMA(Code Division Multiple A
ccess )方式を使用する無線システムに適用し得るもの
である。
は、IS95に代表されるように、親局(請求項におけ
る無線基地局)が子局に通信チャネルを割り当てる方式
が主流となっている。また、従来はポーリング方式が採
用されていた無線データ伝送システムの場合も、昨今で
はCDMA無線方式が採用されており、その通信には親
局が子局に割り当てた通信チャネルが用いられている。
にも、通信は親局と子局との間で行われ、子局同士が直
接通信する方式は採用されていなかった。
A無線システムの場合、通信中の親局と子局とは1対1
の接続関係にあるため、子局の移動、電波障害等によっ
て親局と子局との通信が不通状態に陥ると、障害への対
処が不能になる問題があった。理由の一つは、不通原因
を親局側で特定できないためであり、またこれに関連し
て復旧処置を実施できないためである。
御を必要とするシステムの場合に致命傷になってしまう
ため、この種の用途の構築にCDMA無線システムは向
かないという問題があった。
め、本願出願人は以下の手段を提案する。
容する無線基地局に、(1) 子局との通信状態を監視する
障害監視機能と、(2) 障害監視機能がある子局との通信
に障害を検出した場合、当該子局を除く他の子局のうち
適当なものに子局間通信を命じて、間接的に自身との通
信を復旧させる障害復旧機能とを備えるようにする。
生により直接的な通信が困難になったとしても、他の子
局を経由して(他の子局との間は直接通信により、他の
子局と目的とする子局との間は子局間通信により)必要
な情報の収集と必要な制御とを実現できる。
と子局との通信が不通になったとしても、この第1の手
段に係る無線基地局は、自身の収容している子局のうち
で適当なもの(例えば、通信が不通になった子局の周辺
にあって、無線基地局との通信が良好な状態にある子
局)に、通信が不通となった子局との子局間通信を命じ
ることができる。
ように通信機能自体には支障がない場合には、子局間通
信が可能であることを通じて不通原因の特定(通信機能
以外の障害)を無線基地局側で特定できる。
れれば、それに応じた復旧処置や対策も実施できる。
る障害復旧機能に、上記子局間通信による障害の復旧を
図る間、通信に障害が検出されたある子局と子局間通信
を命じた子局を除く全ての子局の送信を停止させる機能
を追加する。
は、混信を気にすることなく送信可能な全チャネルを使
用して子局間通信を試みることができる。これは、障害
が検出された子局の状態を無線基地局側が把握できてい
ない場合でも(すなわち、受信可能なチャネルが分から
ない場合でも)、通信機能が動作している限り当該子局
との通信路を確保できることを意味する。
は当該子局間通信の実行中も有効に作用しているため、
不通となった子局と無線基地局との通信が復旧したこと
を当該受信機能を通じて他の全ての子局に通知できる。
る障害復旧機能に、複数の子局に子局間通信を試行させ
ようとする場合、相互間での試行順序を指定して子局間
通信を命じる機能を追加する。
の子局は、それらのうちのいずれかが直接通信に成功す
るまでの間、順番に子局間通信を試みることになる。す
なわち、複数の子局が障害の発生した子局との子局間通
信をリレー式に連携して試行する。
になったことを子局側から通知されるのを待って次に試
行すべき子局を選択させる場合に比して、障害の発生し
た子局との通信の復旧を効率的に実行できる。
る障害復旧機能に、通信に障害が検出された子局の管轄
下にある下位装置の緊急制御機能を含めるようにする。
障害が発生した子局が社会生活への影響力の大きい下位
装置(例えば、ライフライン装置、防災システム等)を
制御するのに用いられていたとしても、当該子局と無線
基地局の通信が不通になっていた期間に下位装置にもそ
の影響が及んでいた場合には、当該緊急制御機能によっ
て下位装置を正常な状態に制御できる。
局に、無線基地局側から他の子局との子局間通信が命じ
られた場合、指定された他の子局との子局間通信を通じ
て、当該他の子局と無線基地局との間の通信の復旧を図
る子局間通信機能を設けるようにする。
は無線基地局からの命令に応じて他の子局と直接通信す
ることが可能となる。かくして、無線基地局がある子局
と直接通信できない場合でも、自身を中継点に使用する
子局と無線基地局との通信を可能とできる。これによ
り、無線基地局は不通となった子局の現在の状況(不通
原因等)を把握でき、適切な対策や復旧処置を行うこと
ができる。
る子局間通信機能に、無線基地局側より他の子局との協
働により子局間通信を試行すべきことを命じられた場
合、指定された自身の試行順序に従って子局間通信を試
みる機能を追加する。
一群の子局は、それらのうちのいずれかが子局間通信に
成功するまでの間、順番に子局間通信を試みることにな
る。すなわち、複数の子局が障害の発生したた子局との
子局間通信をリレー式に連携して試行する。
レー式に子局間通信が試行されるため、障害の発生した
子局との通信の復旧を効率的に実行できる。
る子局間通信機能に、子局間通信の試行時、送信可能な
全チャネルを用いる機能を追加する。
でも(すなわち、受信可能なチャネルが分からない場合
でも)、通信機能が動作している限り当該子局との通信
路を確保できる。
に収容される複数の子局とで構成される無線システムの
無線通信方法として、(1) ある子局との通信に障害を検
出した無線基地局が、当該子局を除く他の子局のうち適
当なものに子局間通信を命じて、間接的に自身との通信
の復旧を図る第1のステップと、(2) 無線基地局側から
子局間通信が命じられた子局が、通信相手に指定された
他の子局との子局間通信を通じて、当該他の子局と無線
基地局との通信の復旧を図る第2のステップとを備える
ものを提案する。
ば、無線基地局とある子局との直接通信が障害の発生に
より困難になったとしても、他の子局を経由して(無線
基地局と他の子局との間は直接通信により、他の子局と
目的とする子局との間は子局間通信により)必要な情報
の収集と必要な制御とを実現できる。
と子局との通信が不通になった場合でも、この無線通信
方法を採用する無線システムによれば、無線基地局側か
ら適当な子局に対して不通となった子局への子局間通信
が命じられることになる。
電波障害のように通信機能自体には支障がない場合に
は、子局間通信が可能であることを通じて不通原因の特
定(通信機能以外の障害)を無線基地局側で特定でき、
また子局間通信を通じて不通原因が特定されれば、それ
に応じた復旧処置や対策も実施できる。
実現する実施形態例を説明する。
示すCDMA無線システムは、1台の親局10(無線基
地局)と、N台の子局21〜2Nとからなる。もちろ
ん、親局10と子局21〜2Nとの通信にはCDMA無
線方式を使用する。
に使用するNチャネル分の無線受信部11と、送信用の
Mチャネル分の無線送信部12とを備える。この他、親
局10は各子局の位置(収容エリア情報)を登録し保存
する位置登録データベース13と、子局との通信を監視
する障害監視機能部14と、通信状態の劣化又は不通を
検出しその復旧を図る障害復旧機能部15とを備える。
(ハードディスクの磁気記録媒体、RAM等の半導体メ
モリその他の記憶媒体)上のデータファイルとして実現
される。位置登録データベース13は、子局との通信に
必要な通信経路の設定に使用されるだけでなく、通信が
途中で不通になった子局との通信の復旧にも使用され
る。
は、本願明細書で提案するCDMA無線システムに特有
の構成である。これらの機能部は、ソフトウェア上の一
機能として実現される。具体的には、後述する通信制御
部18の一機能として実現される。
4において通信の不通が検出されたとき起動される。障
害復旧機能部15は、子局間通信を明じる特定の子局又
は複数の子局を、位置登録データベース13を使用して
選択し、選択した子局に対して通知する機能を備える。
なお、複数の子局を選択する場合、障害復旧機能部15
は、子局間通信をリレー式に実行させるべく試行順序を
指定する。
機能として3つの通信モードを備えている。通常通信モ
ードと、子局間通信モードと、受信モードの3つであ
る。通常通信モードは、親局と子局との通信が正常に実
行されている場合のモードである。従来の子局にはこの
モードのみが搭載されている。
に応じて指定された子局と直接通信するためのモードで
ある。このモードは当該無線システムに固有のものであ
る。受信モードは、子局間通信の障害にならないように
送信を停止させる機能である。これらのモードは、ソフ
トウェア上の一機能として実現される。具体的には、後
述する通信制御部18の一機能として実現される。
帯電話機、携帯情報端末その他の移動端末)と、固定型
の端末(例えば、ライフライン装置や防災システムの管
理や制御に使用される端末その他の非移動型の端末)が
ある。
ク構成を説明する。親局10と子局2M(M=1、…
N)はいずれも共通のレイヤ構造を有する。すなわち、
親局及び子局のいずれもが、無線受信部11と、無線送
信部12と、レイヤ1処理部16と、レイヤ2処理部1
7と、通信制御部18とを有する。
層でレイヤ1処理部16と接続されており、無線通信機
能の提供を行う。レイヤ1処理部16は、無線区間の同
期、位相制御、電力制御を行う。レイヤ2処理部17
は、無線区間のプロトコル処理を行う。通信制御部18
の機能は親局10と子局2M(M=1、…N)とで異な
る。
送受信と解析処理を行う。この処理機能の一つが障害監
視機能部14としての機能であり、障害復旧機能部15
としての機能である。例えば、親局側の通信制御部18
は、子局との通信中に通信の劣化(所定の品質以下とな
ったこと)や不通が判断された場合、これを検出して他
の子局経由でのアクセス制御を試行させる処理を行う。
送受信と解析処理を行う。この処理機能の一つが通常通
信モードとしての機能であり、子局間通信モードとして
の機能であり、受信モードとしての機能である。例え
ば、親局からのメッセージに応じて子局間通信モード又
は受信モードヘ遷移する。
す。なお、親局と子局との通信に障害が検出されない間
の通信には特徴がないため、ここでは、第1の子局21
との通信中に障害が発生したものとして説明する。
の他の障害)が発生したことは(時刻t1)、親局10
の通信制御部18(具体的には、障害検出機能14)に
て検出される。通信制御部18は、位置登録データベー
ス13にアクセスすると、子局21の周辺に位置し、か
つ、自身(親局10)との通信状態が良好な子局を選択
する。
位置登録データベース13に登録されていればその情報
を使用する。これに対し、位置登録データベース13に
通信状態が登録されていなければ、障害の検出後遅滞無
く現在の通信状態を調査して使用する。なお、この際調
査対象とする子局の範囲は、自身が収容している全ての
子局でも良いし、子局21の周辺に位置している特定の
又は複数の子局についてでも良い。
ったとする。親局10の通信制御部18(具体的には、
障害復旧機能15)は、子局22に子局21との子局間
通信を命じるメッセージ(子局間通信指示)を発する
(時刻t2)。同時に、親局10の通信制御部18(具
体的には、障害復旧機能15)は、その他の子局、すな
わち子局23〜2Nに対し送信の停止を命じるメッセー
ジ(受信モード指示)を発する。この結果、子局21と
子局22だけが送信可能な状態になり、他の子局は受信
モードに入る。
セージを送信しなくとも、アナウンス用に用意されてい
るアナウンスチャネル(IS95であればページングチ
ャネル)を使用すれば1つのメッセージを送信するだけ
で同様の機能を実現できる。
間通信を命じる」旨のメッセージをアナウンスチャネル
に送信すれば、子局23〜2Nには、自身が子局間通信
の対象とされていないことを認識できるため、これら子
局を受信モードに遷移させることができる。
戻る。子局22は、その通信制御部18にてメッセージ
の内容(障害子局状態送信指示)を認識すると、まず親
局10に対し、当該メッセージを受信したことを応答す
る(時刻t3)。次に、子局22は、子局21に対し親
局10から指示されたメッセージの内容を送信する(時
刻t4)。
ネルは、子局が送信可能なチャネルの全てである。これ
は他の子局からの送信が停止されているために可能にな
る。子局22は、現在の状態の応答を命じるメッセージ
を各チャネルに順々に送出すると共に、その送信メッセ
ージ中に自身(子局22)の受信可能な応答用チャネル
番号(チャネル変更指示メッセージ)を付す。
使用できる結果、子局21がどのチャネルを受信する状
態になっていたとしても(親局10や子局22からは子
局21の受信可能なチャネルが分からなくても)、子局
21の通信機能に支障がない限り、当該メッセージを必
ず届けることができる。
信指示メッセージを受信すると、自身の現在の状態(動
作モード、チャネル、受信状態等)を、指定されたチャ
ネルに当てて応答する(時刻t5)。この応答により、
子局間通信が成立する。もっとも、子局21の機能が一
部しか動作していない場合には、応答可能な情報のみ
(手順まで)応答がある。
を受信すると、それを親局10に転送する(時刻t
6)。なお、一定時間の間何らの応答が無かった場合、
子局22は親局10に対し、子局間通信が不成功に終わ
ったことを通知する。この場合、親局10は、子局22
以外の子局に子局21との子局間通信を命じたり、場合
によっては子局21は通信不能であると判断する。
との判断は複数の子局に対して子局間通信を命じ、その
いずれもが子局間通信に成功しなかった場合のみ故障と
判断させることも可能である。
通信が成功したものとして説明する。親局10は、子局
22から応答のあった情報を基に子局21の制御に必要
な復旧処置又は対策を特定すると、子局22を再度指定
して子局21との子局間通信を命じるメッセージを送信
し(時刻t7)、前述の動作が繰り返えされる(時刻t
8〜t10)。すなわち、子局22から親局10へ応答
があり(時刻t8)、続いて子局22と子局21の間で
子局間通信が行われる(時刻t9、時刻t10)。
なメッセージが送信される。例えば、装置初期化指示メ
ッセージや装置再起動指示メッセージ、また、緊急制御
指示メッセージが送信される。
子局21を初期化すれば通信の回復が可能であると判断
した場合のメッセージである。装置再起動指示メッセー
ジは、子局21を再起動すれば通信の回復が可能である
と判断した場合のメッセージである。緊急制御指示メッ
セージは、子局21が制御する下位装置(例えば、ライ
フライン装置、防災システム装置等)が存在する場合
に、その緊急制御が必要であると判断したときのメッセ
ージである。
こともあれば、同時に複数送信されることもある。かか
る後、子局21と親局10との通信が回復され、通常状
態へと移行する。
〜2Nの通信モードは、アナウンスチャネルを使用した
通知等により受信モードから通常通信モードに復帰す
る。
1との子局間通信を命じた場合における動作シーケンス
の例である。
が悪ければ(電波障害等)、必ず子局間通信が成功する
可能性はない。その場合には、親局10が更に別の子局
を指定して子局21との子局間通信を命じる方法もある
が、必ずしも最適な結果が得られるとは限らない。
して、子局間導通指示メッセージを用意する。この子局
間導通指示メッセージには、親局10側が子局間通信を
試行させるべく選択した複数の子局と、それら複数の子
局にどのような順番で子局21との導通を試みさせるか
を記載したリスト(以下「子局間通信リスト」とい
う。)を含める。
意すれば、複数の子局が通知されたリストに従ってリレ
ー式に(連携して)子局間通信を実施することになるた
め、障害の発生した子局との通信の復旧を効率的に実行
できる。
みるタイミングは、各局が自身より順番が先の他の子局
の通信状況や結果を監視することで自律的に決定する方
式を採用しても良いし、1回の試行に割り当て可能な時
間から自身の試行タイミングを予測し、その時間に子局
間通信を試行するようにしても良い。
システムを用いれば、仮に、親局と子局間の通信が電波
障害等の原因で不通となってしまっても、親局は自身と
の通信が可能な子局を中継局に使用して子局間同士の直
接通信により必要な情報の収集(障害原因の特定)と、
必要な復旧処置又は対策の実施を施すことができるた
め、安定性又は安全性の高いシステムを構築できる。
ム(防災装置システムやライフラインシステム等)をC
DMA無線システムで構築しても、親局の監視又は管理
を遠隔的に復旧できる可能性を高めることができるた
め、システムの安全性を格段に向上させることができ
る。
セス(CDMA)方式を採用した無線システムについて
述べたが、親局と子局の通信制御部に同様の機能構成を
採用すれば、親局と複数子局を有する無線システム全般
に適用し得る。
いた無線システム、防災システム等の緊急度の高いシス
テムにおいては大きな適用効果が期待できる。
方式を親局からの指示又は子局自律型とすることによ
り、親局からの指示無しに子局間通信をするシステムヘ
の適用も可能である。
明によれば、複数の子局を収容する無線基地局に、子局
との通信状態を監視する障害監視機能と、障害監視機能
がある子局との通信に障害を検出した場合、当該子局を
除く他の子局のうち適当なものに子局間通信を命じて、
間接的に自身との通信を復旧させる障害復旧機能とを備
えることにより、障害の発生により直接的な通信が困難
になったとしても、他の子局を経由して必要な情報の収
集と必要な制御とを実現可能とできる。
によれば、請求項1に記載の障害復旧機能に、上記子局
間通信による障害の復旧を図る間、通信に障害が検出さ
れたある子局と子局間通信を命じた子局を除く全ての子
局の送信を停止させる機能を追加することにより、子局
間通信を命じられた子局は、混信を気にすることなく送
信可能な全チャネルを使用して子局間通信を試みること
ができる。
によれば、請求項1に記載の障害復旧機能に、複数の子
局に子局間通信を試行させようとする場合、相互間での
試行順序を指定して子局間通信を命じる機能を追加する
ことにより、障害の発生した子局との通信の復旧を効率
的に実行できる。
によれば、請求項1に記載の障害復旧機能に、通信に障
害が検出された子局の管轄下にある下位装置の緊急制御
機能を含めることにより、下位装置の正常動作性を保証
することができる。
によれば、無線システムの子局に、無線基地局側から他
の子局との子局間通信が命じられた場合、指定された他
の子局との子局間通信を通じて、当該他の子局と無線基
地局との間の通信の復旧を図る子局間通信機能を設ける
ことにより、各子局は無線基地局からの命令に応じて他
の子局と直接通信することが可能となる。かくして、無
線基地局がある子局と直接通信できない場合でも、自身
を中継点に使用する子局と無線基地局との通信を可能と
できる。
求項5の子局間通信機能に、無線基地局側より他の子局
との協働により子局間通信を試行すべきことを命じられ
た場合、指定された自身の試行順序に従って子局間通信
を試みる機能を追加することにより、他の子局との協働
によって、障害の発生した子局との通信の復旧を効率的
に実行できる。
求項5の子局間通信機能に、子局間通信の試行時、送信
可能な全チャネルを用いる機能を追加することにより、
相手先とする子局の状態が不明な場合でも、通信機能が
動作している限り当該子局との通信路を確保できる。
線基地局とこれに収容される複数の子局とで構成される
無線システムの無線通信方法として、ある子局との通信
に障害を検出した無線基地局が、当該子局を除く他の子
局のうち適当なものに子局間通信を命じて、間接的に自
身との通信の復旧を図る第1のステップと、無線基地局
側から子局間通信が命じられた子局が、通信相手に指定
された他の子局との子局間通信を通じて、当該他の子局
と無線基地局との通信の復旧を図る第2のステップとを
備えるようにすることにより、障害の発生により直接的
な通信が困難な場合にも、他の子局を経由して必要な情
報の収集と必要な制御とを実現できる。
る。
る。
3…位置登録データベース、14…障害検出機能、15
…障害復旧機能、16…レイヤ1処理部、17…レイヤ
2処理部、18…通信制御部、21〜2N…子局。
Claims (8)
- 【請求項1】 複数の子局を収容する無線基地局におい
て、 子局との通信状態を監視する障害監視機能と、 上記障害監視機能がある子局との通信に障害を検出した
場合、当該子局を除く他の子局のうち適当なものに子局
間通信を命じて、間接的に自身との通信を復旧させる障
害復旧機能とを備えることを特徴とする無線基地局。 - 【請求項2】 請求項1に記載の無線基地局において、 上記障害復旧機能は、上記子局間通信による障害の復旧
を図る間、通信に障害が検出されたある子局と子局間通
信を命じた子局を除く全ての子局の送信を停止させるこ
とを特徴とする無線システムの無線基地局。 - 【請求項3】 請求項1に記載の無線基地局において、 上記障害復旧機能は、複数の子局に子局間通信を試行さ
せようとする場合、相互間での試行順序を指定して子局
間通信を命じることを特徴とする無線システムの無線基
地局。 - 【請求項4】 請求項1に記載の無線基地局において、 上記障害復旧機能は、通信に障害が検出された子局の管
轄下にある下位装置の緊急制御機能を含むことを特徴と
する無線システムの無線基地局。 - 【請求項5】 無線基地局と無線システムを構成する子
局において、 無線基地局側から他の子局との子局間通信が命じられた
場合、指定された他の子局との子局間通信を通じて、当
該他の子局と無線基地局との間の通信の復旧を図る子局
間通信機能を備えることを特徴とする無線システムの子
局。 - 【請求項6】 請求項5に記載の子局において、 上記子局間通信機能は、無線基地局側より他の子局との
協働により子局間通信を試行すべきことを命じられた場
合、指定された自身の試行順序に従って子局間通信を試
みることを特徴とする無線システムの子局。 - 【請求項7】 請求項5に記載の子局において、 上記子局間通信機能は、子局間通信の試行時、送信可能
な全チャネルを用いることを特徴とする無線システムの
子局。 - 【請求項8】 無線基地局とこれに収容される複数の子
局とで構成される無線システムの無線通信方法であっ
て、 ある子局との通信に障害を検出した無線基地局が、当該
子局を除く他の子局のうち適当なものに子局間通信を命
じて、間接的に自身との通信の復旧を図る第1のステッ
プと、 無線基地局側から子局間通信が命じられた子局が、通信
相手に指定された他の子局との子局間通信を通じて、当
該他の子局と無線基地局との通信の復旧を図る第2のス
テップとを備えることを特徴とする無線通信方法。
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