JP2005130265A - 移動無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】既存のシステム資源を最大限に流用し、費用を抑えて通信エリアを拡大できるようにする。
【解決手段】統制局２は、各基地局３のサービスエリア内の移動局４と公衆網１との回線接続処理および移動局間の接続処理を行う。回線集約制御装置５は、統制局２の各回線に接続されると共に、有線または無線回線を介して統制局２の最大回線数以下の複数の基地局３と接続されている。各回線集約制御装置５は、統制局２から送信される所定フレーム構成の下り伝送信号を受信して接続された基地局４へ同報伝送すると共に、接続された基地局３からそれぞれ送信される所定フレーム構成の上り伝送信号を受信し、先着順に所定フレーム構成の上り伝送信号に編成して統制局２へ送信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は移動無線通信システムに関し、特に既存システム資源を最大限に流用して通信エリアを拡大する手段に関する。

図７は従来の移動無線通信システムの一構成例を示すブロック図である。

ここで、複数の基地局３は、有線または無線回線により統制局２にそれぞれ接続されサービスエリア内の移動局４との通信を行う。統制局２は、基地局３を介して移動局４と公衆網１との接続処理および移動局間の接続処理を行う。

基地局３のサービスエリア内の移動局４は、基地局３および統制局２を介して他の基地局３のサービスエリア内の移動局４と通信することができ、また、統制局２および公衆網１を介して他の通信システムの端末と通信することができる。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００１−０９５０３２号公報

ところで、既存の移動無線通信システムの統制局に接続可能な基地局数（回線数）には限度があり、例えば最大基地局数が１６台（最大回線数が１６回線）であるとすれば、基地局を最大１６台以上（回線数を１６回線以上）に増やすことができず、電波不感エリアの解消や通信エリアの拡大を図るためには、システム拡大のために開発・工事費および設備費を要するという問題点がある。

本発明の目的は、既存のシステム資源を最大限に流用することにより費用を抑え、基地局を増設して通信エリアを拡大できる移動無線通信システムを提供することにある。

本発明の移動無線通信システムは、サービスエリア内の移動局との通信を行う複数の基地局と、有線または無線回線を介して前記複数の基地局にそれぞれ接続され前記移動局と公衆網との接続処理および前記移動局間の接続処理を行う統制局とを備え、制御データを伝送する１つの制御チャネルおよび通話データを伝送する複数の通話チャネルを多重化した所定フレーム構成の伝送信号を前記回線を介して送受信する移動無線通信システムにおいて、前記統制局の各回線にそれぞれ接続されると共に前記統制局の最大回線数以下の基地局と有線または無線回線によりそれぞれ接続される回線集約制御装置を設け、前記回線集約制御装置は、前記統制局から送信される前記所定フレーム構成の下り伝送信号を受信して前記接続された基地局へ同報伝送すると共に、前記接続された基地局からそれぞれ送信されてくる前記所定フレーム構成の上り伝送信号を受信し先着順に前記所定フレーム構成の上り伝送信号に編成して前記統制局へ送信する。

また、前記回線集約制御装置は、前記制御局から送信されてくる下り伝送信号を受信して制御データおよび通信データを分離し、分離した制御データおよび通信データをそのまま合成し前記所定フレーム構成の下り伝送信号を生成して前記接続された基地局へ同時に送信する手段を有している。

また、前記回線集約制御装置は、前記基地局からそれぞれ送信されてくる上り伝送信号を受信して制御データおよび通信データを分離し、一定時間内に先着順で前記所定フレームの最大通話チャネル数までの通信データを設定しこれら通信データの通信チャネルに基づき前記所定フレーム構成の上り伝送信号となるように前記通話データの順序交換を行う手段を有している。

更に、前記回線集約制御装置は、前記基地局からそれぞれ送信されてくる上り伝送信号を受信して制御データおよび通信データを分離し、一定時間内に先着順で前記所定フレームの最大通話チャネル数までの通信データを設定しこれら通信データの通信チャネルに基づき前記所定フレーム構成の上り伝送信号となるように前記通話データの順序交換を行うと共に、この順序交換結果に基づき制御データを再編成し前記所定フレーム構成の上り伝送信号を生成する手段を有している。

また更に、前記回線集約制御装置は、前記統制局との回線に障害が発生した場合、前記接続された基地局のサービスエリア内の移動局間の通話を可能にする接続機能を有してもよい。また、前記統制局の回線内の少なくとも一つに前記基地局が直接接続されていてもよい。

本発明によれば、既存の統制局の回線に新規に回線集約制御装置を設置するだけで基地局の増設が可能となり、既存システムの統制局や基地局装置等のハード資源および通信プロトコール等のソフト資源をそのまま流用して通信エリアを拡大できるので、システム拡大のための費用を大幅に削減できる。

次に本発明について図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態を示すブロック図である。

ここで、図７に示した従来システムとの相違点は、統制局２の各回線に回線集約制御装置５−１，５−２，……，５−ｎがそれぞれ設けられている点であり、同じ構成要素には同一符号を付してある。

図１において、各基地局３のサービスエリア内の移動局４と公衆網１との回線接続処理および移動局間の接続処理を行う統制局２と、統制局２の各回線（有線または無線回線）にそれぞれ接続される回線集約制御装置５−１，５−２，……，５−ｎと、各回線集約制御装置５−１，５−２，……，５−ｎに有線または無線回線でそれぞれ接続される複数の基地局３とを備えている。

ここで、例えば、既存システムの統制局２の最大回線数が１６回線であるとすれば、各回線集約制御装置５−１，５−２，……，５−ｎも最大１６局まで（ｎ≦１６）の基地局３をそれぞれ集約制御できるように構成する。

いま、統制局２に回線集約制御装置５が最大数の１６台接続された場合、統制局２には既存システムの１６倍の最大２５６局（１６×１６）の基地局が接続できることになる。

図２は各回線の伝送信号のフレーム構成例を示す図であり、既存システムと同じ構成である。

ここで１フレームは、１つの制御チャネルおよび８つの通話チャネルが時分割多重化されている。そして、制御チャネルにより回線接続処理のための制御データが伝送され、通話チャネルにより通話データが伝送される。

回線集約制御装置５は、統制局２から送信される所定フレーム構成の下り伝送信号を受信し接続された基地局４へ同報伝送すると共に、接続された基地局３からそれぞれ送信されてくる所定フレーム構成の上り伝送信号を受信し先着順に所定フレーム構成の上り伝送信号に編成して統制局２へ送信する。

各基地局３は、既存システムと同じように機能する。すなわち、サービスエリア内の各移動局４から送信される上り伝送信号を先着順で処理して回線集約制御装置５へ送信し、また回線集約制御装置５から送信されてきた伝送信号を互いに異なる送信周波数でサービスエリア内の各移動局４へ送信する。

図３は回線集約制御装置５の一例を示すブロック図である。

回線集約制御装置５は、統制局２から送信される下り伝送信号の制御データおよび通信データを分離すると共に統制局２へ送信する上り伝送信号の制御データおよび通信データを合成する統制局データ分離合成部５１と、接続される各基地局３に対応してそれぞれ設けられて基地局３から送信される上り伝送信号の制御データおよび通信データを分離すると共に基地局３へ送信する下り伝送信号の制御データおよび通信データを合成する基地局データ分離合成部５２と、受信した制御データを再編成する制御データ再編成部５３と、受信した通話データの交換処理を行う通話データ交換部５４と、各部を制御するＣＰＵ制御部５５とを有している。

統制局データ分離合成部５１は、統制局２から伝送されてくる下り伝送信号を受信して制御データおよび通話データを分離抽出すると共に、統制局２へ送出する上り制御データおよび通話データをフレーム毎に多重化して上り伝送信号として送出する。

基地局データ分離合成部５２は、基地局３から伝送されてくる上り伝送信号を受信して制御データおよび通話データを分離抽出すると共に、基地局３へ送出する下り制御データおよび通話データをフレーム毎に多重化して下り伝送信号として送出する。

制御データ再編成部５３は、統制局データ分離合成部５１により分離抽出された統制局２からの制御データをそのまま基地局データ分離合成部５２へ送出すると共に、基地局データ分離合成部５２により分離抽出された基地局３からの制御データをＣＰＵ制御回路５５により再処理させてから統制局データ分離合成部５１へ送出する。

通話データ交換部５４は、統制局データ分離合成部５１により分離抽出された統制局２からの下り通話データをそのまま基地局データ分離合成部５２へ送出すると共に、基地局データ分離合成部５２により分離抽出された基地局３からの上り通話データをＣＰＵ制御回路５５により交換処理させてから統制局データ分離合成部５１へ送出する。

ＣＰＵ制御部５５は、一定時間に各基地局３から受信した通話データの先着順で最大８通信チャネルまでをフレームに編成すると共に、通話接続処理のための各種情報データを所定フォーマットの１つの制御データに編成する処理を実行する。

図４は制御データ再編成部５３の一例を示すブロック図である。

ここでは、統制局２の下り制御データをそのまま通過させと共に、基地局３の上り制御データをＣＰＵ制御回路５５に再処理させるための切り替えスイッチ５３１と、制御データの送受信処理を行う通信用ＬＳＩ５３２，５３３とを有している。

図５は、通話データ交換部５４における通話データ交換処理の一例を示す図である。

例えば、基地局（１）には＃２通信チャネルが指定され、基地局（２）には＃１通信チャネルが指定されているならば、所定のフレーム構成の伝送信号となるように各基地局（１），（２）の通話データを通信チャネル順に並ぶように交換処理（並び替え）を行う。

ところで、既設システムの統制局２の最大回線数が１６回線であれば、回線集約制御装置５は最大１６台設置され、各回線集約制御装置５には基地局４が最大１６局接続されるが、各回線の伝送量は最大８通話チャネルである。

このため、回線集約制御装置５に接続された１６局の全ての基地局のからほぼ同時に通話要求が発生する場合、先着順で最大８局の基地局が通話チャネルを占有できるが、残り８局は通話待ち状態なる。なお、、基地局の１５局から通話要求がない場合、他の１つの基地局は最大８通話チャネルを占有することができる。

このような通話待ち状態を少なくするためには、既存システムの場合よりも通話チャネルの占有時間を制限することになる。

次に、図１および図６を参照して、移動局間で通話する場合の動作を説明する。

図６は移動局間で通話する場合の動作例を説明するための図であり、ここでは一例として、図１に示したように、回線集約制御装置５−１に接続された基地局３ａのサービスエリア内の移動局４ａから回線集約制御装置５−２に接続された基地局３ｂのサービスエリア内の移動局４ｂに電話をかけるものとする。

統制局２は、常に周期的に下り伝送信号の制御チャネルにより通信要求を問合せる制御データを各回線集約制御装置５へ送信している。

この通信要求を問合せる制御データは、各回線集約制御装置５の統制局データ分離合成部５１により分離抽出される、制御データ再編成部５３をそのまま通過し基地局データ分離合成部５２を介して全ての基地局３へ同時に送信される。各基地局３は、互いに異なる送信周波数でサービスエリア内の移動局へそれぞれ送信する。

基地局３ａのサービスエリア内の移動局４ａは、通信要求問合せ制御データを受信して、通話したい相手（移動局４ｂ）のＩＤ番号等のデータを上り制御チャネルにより基地局３ａへ返信する。

回線集約制御装置５−１は、移動局４ａの通信要求問合せ制御データを基地局３ａを介し受信して抽出し、上り制御チャネルに含めて最大８通話チャネルの所定のフレームに再編成して統制局２へ送信する。

統制局２は、上り制御チャネルのデータを受信・解析して移動局４ａの通信要求を取得し、移動局４ｂに対して着信接続を要求するデータを下り伝送信号の制御チャネルにより全ての回線集約制御装置５へ送信する。この着信接続要求の制御データは基地局３ｂから移動局４ｂへ送信される。

移動局４ｂは上記制御データを受信して、着信接続許可のデータを制御チャネルにより基地局３ｂへ送信する。基地局３ｂは上り伝送信号の制御チャネルにより回線集約制御装置５−２へ送信する。

回線集約制御装置５−２は、移動局４ｂの着信接続許可の制御データを抽出して、上り制御チャネルに含めて最大８通話チャネルのフレームを再編成して統制局２へ送信する。

統制局２はこの制御データを受信して、移動局４ａおよび移動局４ｂが使用する通話チャネルを設定し、下り制御チャネルにより通話チャネルを指定する制御データを送信する。この制御データは回線集約制御装置５−１，５−２および基地局３ａ，３ｂを介して移動局４ａ，４ｂへ送信される。

移動局４ａ，４ｂは通話チャンルの指定をそれぞれ受け、指定された通話チャネルを使用して回線集約制御装置５−１，５−２および統制局２を経由して通話データを交信する。

その後、移動局４ａ，４ｂが通話を終了するとき、移動局４ａ，４ｂは上り制御チャネルにより通話終了要求データを送信し、基地局３ａ，３ｂおよび回線集約制御装置５−１，５−２を介して再編成した上り制御チャネルにより統制局２へ送信する。

統制局２は通話終了要求データを受信して、終了許可、通話チャネル解除命令データを下りの制御チャネルに入れて送信する。そして、回線集約制御装置５−１，５−２および基地局３ａ，３ｂを介して移動局４ａ，４ｂへ送出する。

移動局４ａ，４ｂは、終了許可、通話チャネル解除命令データを受信して通話を終了する。

このように各回線集約制御装置５は、、統制局２から送信されてくる従来と同じフレーム構成の信号を受信し、制御チャンネルに含まれる制御データを最大１６局の基地局へ同時に送信する。また、最大１６局の基地局からの伝送信号を制御データおよび通話データに分離し、１制御チャンネルと８通話チャネルで構成される従来の所定フレームに再編成して統制局２へ送信する。

従って、統制局２は、回線に設けられる各回線集約制御装置５が従来の最大１６局の基地局と同様に認識した状態で、最大２５６台の基地局を制御することができる。

なお、統制局２と各回線集約制御装置５との回線に障害が発生した場合は、各回線集約制御装置５が統制局２の機能を代行し、最大１６台の基地局の各サービスエリア内の移動局間の通話ができるように構成することも可能である。

また、統制局２の回線の全てに回線集約制御装置５を接続する必要はなく、統制局２の回線の少なくとも一つに基地局３を直接接続することができる。

本発明の一実施形態を示すブロック図である。 伝送信号のフレーム構成例を示す図である。 図１に示した回線集約制御装置５の一例を示すブロック図である。 図３に示した制御データ再編成部５３の一例を示すブロック図である。 図３に示した通話データ交換部５４の通話データ交換処理の一例を示す図である。 移動局間で通話する場合の動作例を説明するための図である。 従来の移動無線通信システムの一構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 公衆網
２ 統制局
３ 基地局
４ 移動局
５ 回線集約制御装置
５１ 統制局データ分離合成部
５２ 基地局データ分離合成部
５３ 制御データ再編成部
５４ 通話データ交換部
５５ ＣＰＵ制御部

Claims (6)

1. サービスエリア内の移動局との通信を行う複数の基地局と、有線または無線回線を介して前記複数の基地局にそれぞれ接続され前記移動局と公衆網との接続処理および前記移動局間の接続処理を行う統制局とを備え、制御データを伝送する１つの制御チャネルおよび通話データを伝送する複数の通話チャネルを多重化した所定フレーム構成の伝送信号を前記回線を介して送受信する移動無線通信システムにおいて、
   前記統制局の各回線にそれぞれ接続されると共に前記統制局の最大回線数以下の基地局と有線または無線回線によりそれぞれ接続される回線集約制御装置を設け、前記回線集約制御装置は、前記統制局から送信される前記所定フレーム構成の下り伝送信号を受信して前記接続された基地局へ同報伝送すると共に、前記接続された基地局からそれぞれ送信されてくる前記所定フレーム構成の上り伝送信号を受信し先着順に前記所定フレーム構成の上り伝送信号に編成して前記統制局へ送信することを特徴とする移動無線通信システム。
2. 前記回線集約制御装置は、前記制御局から送信されてくる下り伝送信号を受信して制御データおよび通信データを分離し、分離した制御データおよび通信データをそのまま合成し前記所定フレーム構成の下り伝送信号を生成して前記接続された基地局へ同時に送信する手段を有していることを特徴とする請求項1記載の移動無線通信システム。
3. 前記回線集約制御装置は、前記基地局からそれぞれ送信されてくる上り伝送信号を受信して制御データおよび通信データを分離し、一定時間内に先着順で前記所定フレーム構成の最大通話チャネル数までの通信データを設定しこれら通信データの通信チャネルに基づき前記所定フレーム構成の上り伝送信号となるように前記通話データの順序交換を行う手段を有していることを特徴とする請求項１，２記載の移動無線通信システム。
4. 前記回線集約制御装置は、前記基地局からそれぞれ送信されてくる上り伝送信号を受信して制御データおよび通信データを分離し、一定時間内に先着順で前記所定フレームの最大通話チャネル数までの通信データを設定しこれら通信データの通信チャネルに基づき前記所定フレーム構成の上り伝送信号となるように前記通話データの順序交換を行うと共に、この順序交換結果に基づき制御データを再編成し前記所定フレーム構成の上り伝送信号を生成する手段を有していることを特徴とする請求項１，２記載の移動無線通信システム。
5. 前記回線集約制御装置は、前記統制局との回線に障害が発生した場合、前記接続された基地局のサービスエリア内の移動局間の通話を可能にする接続機能を有していることを特徴とする請求項１記載の移動無線通信システム。
6. 請求項１記載の移動無線通信システムにおいて、前記統制局の回線内の少なくとも一つに前記基地局が直接接続されていることを特徴とする移動無線通信システム。
   

Images