JP2004023613A

JP2004023613A - 無線通信システム

Info

Publication number: JP2004023613A
Application number: JP2002178294A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Hayashi; 林　秀行
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP4221958B2

Abstract

【課題】各無線通信端末が基地局を中継して通信を行う間接無線通信と、基地局を中継せずに通信を行う直接無線通信とを必要に応じて切り替え可能にする。
【解決手段】基地局２により無線回線の管理が可能な管理領域内に存在する無線通信端末１Ａ，１Ｂ間の通信の方法を、例えば前記管理領域内のトラフィック量の多寡や基地局の稼働・非稼働等の所定の条件に応じて、基地局を中継する間接無線通信及び基地局を中継しない直接無線通信の何れか一方に決定し、決定した通信方法を一斉同報信号として前記管理領域の無線通信端末に送信すると共に、管理領域の各無線通信端末は、この一斉同報信号を受信すると、受信した一斉同報信号に含まれる通信方法に応じた通信を行う。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信端末と、無線通信制御基地局と、無線通信制御基地局を収容するコア網とからなる無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話システムや自動車電話システムなどのような移動通信が可能な無線通信システムは、図５に示すように、無線通信端末１Ａ，１Ｂと、無線通信制御基地局２Ａ，２Ｂと、コア網３とから構成される。
【０００３】
ここで、無線通信制御基地局２Ａの無線回線制御の管理領域内に位置する（存在する）無線通信端末１Ａと、無線通信制御基地局２Ｂの無線回線制御の管理領域内に存在する無線通信端末１Ｂとの間で無線通信を行う場合、無線通信端末１Ａから無線通信端末１Ｂへの通信経路は、無線通信端末１Ａ→無線通信制御基地局２Ａ→コア網３→無線通信制御基地局２Ｂ→無線通信端末１Ｂの経路となる。
【０００４】
一方、無線通信端末１Ａと無線通信端末１Ｂとが同一基地局である例えば無線通信制御基地局２Ａの無線回線制御の管理領域内に存在する場合は、無線通信端末１Ａから無線通信端末１Ｂへの通信経路は、無線通信端末１Ａ→無線通信制御基地局２Ａ→無線通信端末１Ｂとなり、無線通信端末１Ａと無線通信端末１Ｂとが同一基地局である例えば無線通信制御基地局２Ｂの無線回線制御の管理領域内に存在する場合は、無線通信端末１Ａから無線通信端末１Ｂへの通信経路は、無線通信端末１Ａ→無線通信制御基地局２Ｂ→無線通信端末１Ｂとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的な移動通信システムでは、無線通信端末１Ａと無線通信端末１Ｂ間の無線通信の方法は、無線回線を管理する無線通信制御基地局２を中継する方法を採用している。
【０００６】
しかしながら、無線通信端末１Ａと無線通信端末１Ｂが同一無線通信制御基地局２の無線回線制御の管理領域内に存在する場合は、両者は無線通信制御基地局２を中継しなくても、直接無線通信を行える距離にあることから、このような場合は、無線通信制御基地局２を介さずに直接無線通信を行いたいという要望がある。
【０００７】
したがって、本発明は、各無線通信端末が無線通信制御基地局を中継して無線通信を行う間接無線通信と、各無線通信端末が無線通信制御基地局を中継せずに無線通信を行う直接無線通信とを必要に応じて切り替え可能にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、無線通信端末と、無線通信端末と無線回線を介して無線通信を行う基地局と、基地局を収容するコア網とからなる無線通信システムにおいて、基地局により無線回線の管理が可能な管理領域内に存在する無線通信端末間の通信の方法を、所定の条件に応じて、基地局を中継する第１の通信方法及び基地局を中継しない第２の通信方法の何れか一方に決定する決定部と、決定部により決定された通信方法を表す情報を一斉同報信号として前記管理領域の無線通信端末に送信する送信部とを有し、前記管理領域の各無線通信端末は、送信部から送信される一斉同報信号を受信すると、受信した一斉同報信号に含まれる通信方法に応じた通信を行うように構成したものである。
【０００９】
この場合、基地局は、自身の管理領域における通信トラフィック量を計測するとともに、計測結果を前記所定の条件として出力する監視部を有し、決定部は、基地局の管理領域における無線通信端末間の通信の方法を、監視部の監視結果に基づいて、第１及び第２の通信方法の何れか一方に決定するものである。
【００１０】
また、基地局は、自身の稼働の有無を検出する稼働状態検出部を有し、決定部は、稼働状態検出部により基地局の非稼働が検出された場合はその基地局の管理領域における無線通信端末間の通信の方法を、基地局を中継しない第３の通信方法に決定するとともに、決定した通信方法を示す情報を一斉同報信号として送信部から基地局の管理領域内の各無線通信端末に送信させる一方、無線通信端末は、送信部から送信される一斉同報信号に含まれる第３の通信方法を表す情報を受信する受信部と、新たな無線通信の開始時に既に受信部により第３の通信方法を表す情報が受信されている場合は、他の無線通信端末により無線通信が行われているか否かを検出する無線通信検出部と、無線通信検出部により他の無線通信端末の無線通信が検出されると、この検出された無線通信との衝突を防止する処理を行って新たな無線通信を行わせる衝突防止処理部とを備えるものである。
【００１１】
また、無線通信端末は、小電力で無線通信を行う小電力無線通信手段を有し、送信部から送信される一斉同報信号に含まれる通信方法が第２及び第３の通信方法の場合は、小電力無線通信手段を用いた通信方法を示す第４の通信方法により小電力無線通信を行うものである。
また、無線通信端末は、予め複数の通信方法の優先順位が設定された優先順位設定部を有し、決定部は、優先順位設定部に設定された優先順位にしたがって通信方法を決定するものである。
さらに、基地局は、自身の管理領域に存在する各無線通信端末間における第１及び第２の通信方法に基づく通信に対して課金処理を行う課金処理部を有するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る無線通信システムにおける第１の無線通信方法を示す図である。本無線通信システムは、無線通信制御基地局（以下、基地局）２と、無線通信端末１Ａ，１Ｂと、後述するコア網３とからなり、図１の例は、基地局２の無線回線制御の管理領域内に無線通信端末１Ａ，１Ｂが存在する場合の例である。
【００１３】
第１の無線通信方法は、基地局２の管理領域内に存在する無線通信端末１Ａが同じく基地局２の管理領域内に存在する無線通信端末１Ｂと無線通信を行う場合、自身の管理領域の無線回線を管理しその制御を行う基地局２が無線通信端末１Ａ，１Ｂと無線回線制御情報ａをやりとりすることにより、無線通信端末１Ａと１Ｂとが基地局２を中継して無線通信を行う方法であり、したがってこの場合の通信経路は、無線通信端末１Ａ→基地局２→無線通信端末１Ｂとなる。
【００１４】
図２は、本無線通信システムにおける第２の無線通信方法を示す図である。第２の無線通信方法は、基地局２の管理領域内に存在する無線通信端末１Ａが同じく基地局２の管理領域内に存在する無線通信端末１Ｂと無線通信を行う場合、自身の管理領域の無線回線を管理しその制御を行う基地局２が無線通信端末１Ａ，１Ｂと無線回線制御情報ａをやりとりすることにより、無線通信端末１Ａ，１Ｂに使用可能な無線回線を割り当て、無線通信端末１Ａと１Ｂとがその無線回線を介して基地局２を中継しない直接無線通信ｂを行う方法であり、したがってこの場合の通信経路は、無線通信端末１Ａ→無線通信端末１Ｂとなる。
【００１５】
図３は、本無線通信システムにおける第３の無線通信方法を示す図である。第３の無線通信方法は、基地局２の管理領域内に存在する無線通信端末１Ａが同じく基地局２の管理領域内に存在する無線通信端末１Ｂと無線通信を行う場合、無線通信端末１Ａ自身が使用可能な無線回線を検出し、検出した無線回線を介して直接無線通信端末１Ｂと無線通信を行う方法であり、したがってこの場合の通信経路も、第２の無線通信方法と同様に無線通信端末１Ａ→無線通信端末１Ｂとなる。
【００１６】
図４は、本無線通信システムの詳細な構成を示すブロック図である。
ここで、無線通信システムを構成する無線通信端末１Ａ，１Ｂには、基地局２と無線回線制御情報ａ等を送受するとともに、他の無線通信端末と直接無線通信ｂを行うためのアンテナ１０ａと、他の無線通信端末と小電力無線通信ｃを行うためのアンテナ１０ｂと、基地局２側から送信される一斉同報制御信号を受信する一斉同報制御信号受信部（以下、受信部）１１と、無線回線を制御する無線回線制御部１２と、無線通信を検出する無線通信検出部１３と、無線通信の際の信号の衝突を防止する衝突防止処理部１４と、無線通信方法の優先順位が設定される優先順位設定部１５と、小電力無線通信方式を用いた無線通信手段（以下、小電力無線通信手段）１６とが設けられている。
【００１７】
一方、基地局２には、無線通信端末１Ａ，１Ｂと無線回線制御情報ａ等を送受するためのアンテナ２０と、無線通信端末１Ａ，１Ｂに対して一斉同報制御信号を送信する一斉同報制御信号送信部（以下、送信部）２１と、無線通信端末１Ａ，１Ｂが使用する無線回線を管理する無線回線管理部２２と、基地局２の管理領域内の通信トラフィック量を監視する通信トラフィック監視部２３と、無線通信端末１Ａ，１Ｂの無線回線を介する通信に対して課金する処理を行う課金処理部２４と、自身の稼働状態を検出する基地局稼働検出部２５とが設けられている。
【００１８】
また、コア網３には、無線通信端末１Ａ，１Ｂの無線回線を用いた通信に対する課金を含むシステム全体の課金を管理する課金管理部３１と、基地局２を含むこの無線通信システムの稼働状態を監視するシステム稼働監視部３２とが設けられている。
なお、基地局２が稼働しなくなったり、或いは基地局２における通信トラフィック量が増大して基地局２から一斉同報制御信号が送信できなくなることを考慮して、アンテナ４０及び一斉同報制御信号を送信する一斉同報制御信号送信部（以下、送信部）４１からなる一斉同報制御信号送信予備局（以下、送信予備局）４を設ける。
【００１９】
以上のように構成された本無線通信システムの動作を説明する。
基地局２の通信トラフィック監視部２３では、基地局２の無線回線制御の管理領域内の通信トラフィック量を測定している。基地局２の送信部２１では、通信トラフィック監視部２３の測定結果に応じて、前述の第１の無線通信方法と第２の無線通信方法の何れか一方の方法を決定し、決定した無線通信方法の内容を表す信号を一斉同報制御信号としてアンテナ２０を介し基地局２の管理領域内に存在する各無線通信端末１Ａ，１Ｂに同報送信する。すなわち、送信部２１では、通信トラフィック監視部２３により測定された通信トラフィック量が少ない場合は、第１の無線通信方法の内容を表す信号を各無線通信端末１Ａ，１Ｂに同報送信する一方、通信トラフィック監視部２３により測定された通信トラフィック量が多い場合は、第２の無線通信方法の内容を表す信号を各無線通信端末１Ａ，１Ｂに同報送信する。
【００２０】
各無線通信端末１Ａ，１Ｂでは、基地局２から無線信号として送信された無線通信方法の内容を表す一斉同報制御信号を、アンテナ１０ａを介して受信部１１で受信する。
ここで、例えば無線通信端末１Ａが無線通信端末１Ｂと通信を行う時に既に受信部１１で第１の無線通信方法を示す一斉同報制御信号を受信している場合は、各無線通信端末１Ａ，１Ｂは無線回線制御部１２の制御のもとに、基地局２により管理され基地局２から割り当てられた空き無線回線を介して基地局２を中継した通信を行う。一方、無線通信端末１Ａが無線通信端末１Ｂと通信を行う時に既に受信部１１で第２の無線通信方法を示す一斉同報制御信号を受信している場合は、各無線通信端末１Ａ，１Ｂは同様に無線回線制御部１２の制御のもとに、基地局２により管理され基地局２から割り当てられた空き無線回線を介して基地局２を中継しない直接無線通信を行う。
【００２１】
こうした第１の無線通信方法の場合は勿論、第２の無線通信方法においても、基地局２の無線回線管理部２２で無線回線の管理が行われるとともに、基地局２の課金処理部２４で各無線通信端末１Ａ，１Ｂの無線回線を介する通信に対する課金処理が実施される。ここで、コア網３に設けられた課金管理部３１は、各基地局の課金処理部２４で処理された課金情報を入力して入力した課金情報をもとに、無線通信システム全体の課金管理を行う。
【００２２】
ところで、基地局２が稼動していない場合には、前述したように基地局稼動検出部２５において基地局２が非稼動であることが検出される。送信予備局４は基地局稼働検出部２５により基地局２の非稼働が検出されると、基地局２の送信部２１に代わって送信予備局４の送信部４１がアンテナ４０を介し、前述した第３の無線通信方法を示す一斉同報制御信号を無線通信方法制御情報ｄとして、その基地局２の管理領域に存在する各無線通信端末１Ａ，１Ｂに同報送信する。
【００２３】
各無線通信端末１Ａ，１Ｂでは、送信予備局４から無線信号として送信された第３の無線通信方法を示す無線通信方法制御情報ｄを、アンテナ１０ａを介して受信部１１で受信する。
ここで、例えば無線通信端末１Ａが無線通信端末１Ｂと通信を行う際に既に受信部１１で第３の無線通信方法を示す無線通信方法制御情報ｄを受信している場合は、無線通信端末１Ａは他の無線通信端末の無線通信へ妨害を与えないために、既に無線通信が行われているか否かを無線通信検出部１３で検出し、既に他の無線通信端末により無線通信が行われていることが検出された場合は、衝突防止処理部１４でその無線通信との衝突防止を図る処理を行ったうえ、無線回線制御部１２の制御により無線回線を介し無線通信端末１Ｂと直接無線通信を行う。このように、基地局２が稼働していない場合は、各無線通信端末１Ａ，１Ｂは、基地局２により管理されない無線回線を介して直接無線通信を行う。
【００２４】
また、送信予備局４は、コア網３に設けられたシステム稼働監視部３２により、この無線通信システム内の基地局２を含む各部の非稼働が検出されると、同様に送信部４１がアンテナ４０を介し、前述した第３の無線通信方法を示す一斉同報制御信号を無線通信方法制御情報ｄとして、その基地局２の管理領域に存在する各無線通信端末１Ａ，１Ｂに同報送信することにより、各無線通信端末１Ａ，１Ｂ間の第３の無線通信方法による直接無線通信を行わせる。
【００２５】
ところで、この無線通信システムにおいて、前述の第１ないし第３の無線通信方法を含む複数の無線通信方法の実施が許可され、かつ複数の無線通信方法の選択が可能な場合には、無線通信端末１Ａ，１Ｂの優先順位設定部１５に無線通信方法の優先順位を設定し、無線通信端末１Ａ，１Ｂは、自身の優先順位設定部１５に登録されている優先順位にしたがって無線通信方法を決定する。
また、各無線通信端末１Ａ，１Ｂに小電力無線通信手段１６が設けられているときには、前述の第２及び第３の無線通信方法による無線通信をこの小電力無線通信手段１６により行うこともできる。こうした小電力無線通信手段１６よる小電力無線通信方法（即ち、アンテナ１０ｂを介して相手無線通信端末へ小電力で直接無線通信する第４の無線通信方法：基地局２の管理領域内において無線通信端末間の距離が数メートルから数十メートルの範囲の場合）も優先順位設定部１５に登録しておけば、無線通信システムの状況に応じた最適な無線通信方法を決定できる。こうした小電力無線通信手段１６よる小電力無線通信を備えておけば、他の無線通信システムへのアクセスが容易になる。
【００２６】
このように、本無線通信システムは、基地局２の無線回線制御の管理領域内に存在する無線通信端末１Ａ，１Ｂ間の通信の方法に、従来の移動通信システムでは実現されていない、基地局２を中継しない直接無線通信方法（第２及び第３の無線通信方法や前述の小電力による第４の無線通信方法）を追加し、基地局２の稼動状態や、基地局２の無線回線制御の管理領域内の通信トラフィック量などを考慮して、無線通信方法を適応的に切り換えるようにしたものである。したがって、基地局２が稼動しなくなったり、或いは通信トラフィック量が増大した時などに基地局２の無線回線制御の管理領域内に存在する無線通信端末１Ａ，１Ｂ間では直接無線通信を行うことが可能となり、この結果、災害時や無線通信システムの故障時などにおいて特に有効な手段を提供することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基地局により無線回線の管理が可能な管理領域内に存在する無線通信端末間の通信の方法を、例えば通信トラフィック量の多寡や基地局の稼働・非稼働などの所定の条件に応じて、基地局を中継する間接無線通信及び基地局を中継しない直接無線通信の何れか一方に決定し、決定した通信方法を表す情報を一斉同報信号として前記管理領域の無線通信端末に送信するとともに、前記管理領域の各無線通信端末は、送信された一斉同報信号を受信すると、受信した一斉同報信号に含まれる通信方法に応じた通信を行うようにしたので、基地局の管理領域に存在する各無線通信端末が基地局を中継して無線通信を行う間接無線通信と、各無線通信端末が基地局を中継せずに無線通信を行う直接無線通信とを必要に応じて切り替えできる。これにより、災害時や無線通信システムの故障時などの悪条件下においては各無線通信端末間では直接無線通信が可能になることから、こうした悪条件下における有効な通信手段として提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線通信システムの第１の無線通信方法を示す図である。
【図２】上記無線通信システムの第２の無線通信方法を示す図である。
【図３】上記無線通信システムの第３の無線通信方法を示す図である。
【図４】上記無線通信システムを構成する各部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】従来の無線通信方法を説明する図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ…無線通信端末、２…無線通信制御基地局、３…コア網、４…一斉同報制御信号送信予備局、１０ａ，１０ｂ，２０，４０…アンテナ、１１…一斉同報制御信号受信部、１２…無線回線制御部、１３…無線通信検出部、１４…衝突防止処理部、１５…優先順位設定部、１６…小電力無線通信方式を用いた無線通信手段、２１，４１…一斉同報制御信号送信部、２２…無線回線管理部、２３…通信トラフィック量監視部、２４…課金処理部、２５…無線通信制御基地局稼働検出部、３１…課金管理部、３２…無線通信システム稼働監視部。

Claims

無線通信端末と、前記無線通信端末と無線回線を介して無線通信を行う基地局と、前記基地局を収容するコア網とからなる無線通信システムにおいて、
前記基地局により無線回線の管理が可能な管理領域内に存在する無線通信端末間の通信の方法を、所定の条件に応じて、前記基地局を中継する通信方法を示す第１の通信方法及び前記基地局を中継しない通信方法を示す第２の通信方法の何れか一方に決定する決定部と、前記決定部により決定された通信方法を表す情報を一斉同報信号として前記管理領域の無線通信端末に送信する送信部とを有し、前記管理領域の各無線通信端末は、前記送信部から送信される一斉同報信号を受信すると、受信した一斉同報信号に含まれる通信方法に応じた通信を行うことを特徴とする無線通信システム。
請求項１において、
前記基地局は、自身の管理領域における通信トラフィック量を計測するとともに、計測結果を前記所定の条件として出力する監視部を有し、
前記決定部は、前記基地局の管理領域における無線通信端末間の通信の方法を、前記監視部の監視結果に基づいて、前記第１及び第２の通信方法の何れか一方に決定することを特徴とする無線通信システム。
請求項１において、
前記基地局は、自身の稼働の有無を検出する稼働状態検出部を有し、
前記決定部は、前記稼働状態検出部により前記基地局の非稼働が検出された場合は前記基地局の管理領域における無線通信端末間の通信の方法を、前記基地局を中継しない通信方法を示す第３の通信方法に決定するとともに、決定した通信方法を示す情報を一斉同報信号として前記送信部から前記基地局の管理領域内の各無線通信端末に送信させ、
前記無線通信端末は、
前記送信部から送信される一斉同報信号に含まれる第３の通信方法を表す情報を受信する受信部と、
新たな無線通信の開始時に既に前記受信部により第３の通信方法を表す情報が受信されている場合は、他の無線通信端末により無線通信が行われているか否かを検出する無線通信検出部と、
前記無線通信検出部により他の無線通信端末の無線通信が検出されると、この検出された無線通信との衝突を防止する処理を行って前記新たな無線通信を行わせる衝突防止処理部と
を有することを特徴とする無線通信システム。
請求項１ないし請求項３の何れかの請求項において、
前記無線通信端末は、小電力で無線通信を行う小電力無線通信手段を有し、前記送信部から送信される一斉同報信号に含まれる通信方法が前記第２及び第３の通信方法の場合は、前記小電力無線通信手段を用いた通信方法を示す第４の通信方法により小電力無線通信を行うことを特徴とする無線通信システム。
請求項１ないし請求項４の何れかの請求項において、
前記無線通信端末は、予め複数の通信方法の優先順位が設定された優先順位設定部を有し、
前記決定部は、前記優先順位設定部に設定された優先順位にしたがって通信方法を決定することを特徴とする無線通信システム。
請求項１または請求項２において、
前記基地局は、自身の管理領域に存在する各無線通信端末間における第１及び第２の通信方法に基づく通信に対して課金処理を行う課金処理部を有することを特徴とする無線通信システム。