JP2007165939A - 基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話システムの無線基地局に端末の機能をもたせることによって新しいサービスを実現する。
【解決手段】基地局装置無線変復調部１５の制御部１５３にＵＳＩＭカードを装着し、この無線基地局に与えた電話番号や、この無線基地局に接続する外部装置に関する情報等を記録しておく。どこかの端末から当該無線基地局の電話番号へ発呼され、これを受けた無線ネットワーク制御装置から呼出信号が当該無線基地局へ送られてきたとき、制御部１５６はこの信号を監視して自局呼出であることを検出し、接続要求を無線ネットワーク制御装置へ送って発呼端末との間で通話路を形成する。その後発呼端末から制御情報がこの通話路経由でおくられてくるとこの制御情報に応じて、例えば家電機器や保安機器等を操作したり、モニタカメラの映像を取り込んで発呼端末へ送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は基地局装置に係り、とくに携帯電話システムのネットワークと携帯電話端末とを結ぶ中継機能の他に新な機能を付加した基地局装置に関するものである。

図２は、第３世代携帯電話システムの概略構成を示すブロック図で、無線基地局１は、携帯電話ネットワーク４と有線回線で接続され、また携帯電話端末３と無線回線で接続され、携帯電話ネットワーク４と携帯電話端末３の間の中継を行う。携帯電話ネットワーク４は携帯電話コアネットワークと複数の無線ネットワーク制御装置７とから成っていて、公衆網５に接続されている。無線基地局１も多数配置されているが、その各々には外部装置２が接続されている。この外部装置２は、無線ネットワーク制御装置７とデータ送受信を行って基地局装置の監視制御を行うためのもので、例えばアンテナ角度の調整装置等である。

また、例えば特許文献１には、基地局装置の一部である無線信号増幅器の動作状態を監視する手段や異常発生時の増幅器電源オフ手段等を設け、これらの監視・制御手段と上位局の管理用ワークステーションとの間を通信用の信号回線を利用して結び、遠方監視を行うシステムが開示されている。
特開２００３−２４４０５５号公報

携帯電話システムの無線基地局は、前述のように携帯電話ネットワークと携帯電話端末間の信号（制御信号、音声、データ）を中継することが主要な機能であり、その中継のための増幅器等の監視制御を行うために上位局と無線基地局との間で情報の送受信が行われている。ところで基地局装置は近年、小型・軽量化がすすみ、企業内オフィスや一般家庭等にも比較的容易に設置可能になっており、このような場所への無線基地局の設置は通話・通信品質向上のために促進される可能性がある。

このように、とくに企業内オフィス等へ無線基地局が設置された場合、携帯電話端末が通話以外のインターネット等々の豊富なサービスを提供しているように、無線基地局にも信号中継機能以外の機能をもたせ、無線基地局設置場所提供者に新たなサービスを提供することが望ましい。

本発明の目的は、携帯電話システムの無線基地局に、主用途としての通信の中継機能の他に付加機能をもたせ、携帯電話システムにより新しいサービスを提供できるようにするための基地局装置を実現することにある。

本発明は、携帯電話システムの無線基地局を構成する基地局装置であって、
当該無線基地局に与えられた番号でかつその番号は当該無線基地局のサービスエリアに位置するものとして無線ネットワーク制御装置に位置登録された電話番号、及び当該無線基地局に接続された外部装置に関する外部装置情報を含む情報を記録したＵＳＩＭカードを装着するとともに、
発呼端末からの発呼信号を受け取った無線ネットワーク制御装置から当該無線基地局へ呼出信号が送られてきたときにその呼出信号が自局あてかを前記ＵＳＩＭカードに記録された電話番号を用いてしらべ、自局あて呼出信号であったときには接続要求を無線ネットワーク制御装置に送って自局と発呼端末との通信路を形成するように制御する第１の手段と、
前記通信路を介して発呼端末から制御情報が送信されてきたとき、その制御情報が当該無線基地局に接続された外部装置に対して有効か否かを前記ＵＳＩＭカードに記録された外部装置情報を用いてしらべ、有効であったときには送信されてきた制御情報を該当する外部装置へ送って当該外部装置を操作するように制御する第２の手段と、
外部装置の操作結果あるいは外部装置からの出力データの少なくとも１つが外部装置から返送されてきたときにその操作結果あるいは出力データの一方または双方を前記通信路を介して発呼端末へ送信するように制御する第３の手段と、
を備えたことを特徴とする基地局装置を開示する。

自局の電話番号を記録したＵＳＩＭカードを装着し、この記録電話番号を自局電話番号として利用することで、前記第１の手段は当該無線基地局を回線終端機能をもつ端末として機能させることができる。そして前記第２、第３の手段によって発呼端末から無線基地局に接続された外部装置を操作し、また外部装置が取得した、あるいは保持しているデータを発呼端末側でとりよせることができ、これらによって新しいサービスを実現できる。

以下、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の基地局装置の概略構成例を示すブロック図で、送信アンテナ１１、受信アンテナ１２、送／受信アンテナを共用するアンテナ共用部１３、送／受信信号を所定レベルまで増幅する無線電力増幅部１４、及び無線変復調部１５から成っている。

無線変復調部１５は、送信信号をＤ／Ａ変換し、変調して無線送信信号とするとともに受信信号をＡ／Ｄ変換し、ディジタル信号に復調する無線部１５１、送／受信信号の処理を行うベースバンド信号処理部１５２、装置全体の制御を行う制御部１５３、外部装置との接続を行う接続機能部１５４、無線ネットワーク制御装置（図２参照）とのインターフェースである有線伝送路インターフェース部１５５を備えている。以上の各部は概ね第３世代携帯電話システムの基地局装置構成であるが、本構成では制御部１５３にＵＳＩＭカードとそのリード／ライト装置を含むＵＳＩＭ部１５６を備えており、また制御部１５３は携帯電話端末と同様な回線終端機能を備えているのも本構成の特徴である。

ＵＳＩＭ（Universal Subscriber Identity Module）カードは一部の第３世代携帯電話の端末に装着して使用されている脱着可能なカードである。カードには加入者電話番号を含む加入者情報が格納されていて、同一加入者番号による電話機機能、データ端末機能など複数端末機能の使い分けや、端末買替えへの対応、国際ローミングへの対応、認証の強化などに利用されている。本発明では、基地局装置内にこのＵＳＩＭカードを装着して利用できるようにし、無線基地局に電話番号を与えてこの電話番号を含む情報をＵＳＩＭカードに格納して無線基地局にネットワーク端末の機能を付加し、これによって新しいサービスを実現するものである。

図３は、図１の制御部１５３及びベースバンド信号処理部１５２の内部構成を示したブロック図である。ベースバンド信号処理部１５２は、上り信号処理部１５２１と下り信号処理部１５２２から成っていて、それぞれが共通チャネル信号処理部と個別チャネル信号処理部をもっている。共通チャネルは、無線基地局により構成されるサービスエリアの情報をそのエリア内に位置する携帯電話端末に知らせるためのチャネル、及び新規呼の受付け、基地局装置への設定のために使用する制御情報を伝送するためのチャネルであり、個別チャネルは、基地局装置と携帯電話端末との間で１対１のデータ、制御情報伝送を個別に行うためのチャネルである。

図１の制御部１５３は、図３では従来からの制御機能を担当する第１制御部１５３１と、ＵＳＩＭ部１５６を含む第２制御部１５３２から成っている。第１制御部１５３１のチャネルリソース管理部１５３１Ａは、前記したベースバンド信号処理部内の各信号処理部の動作制御を行い、これら各信号処理部と有線伝送路インターフェース部１５５との間ではフレームプロトコル処理部１５３１Ｂによる信号形式の変換が行われる。

このような構成で、例えば移動局即ち携帯電話端末から発信要求が発生したときには、ベースバンド信号処理部１５２の上り共通チャネル、有線伝送路を経由して無線ネットワーク制御装置にその発信要求が送られ、無線ネットワーク制御装置はこの発信要求の着信先の携帯電話端末がそのサービスエリアに位置する無線基地局へ呼設定情報を送る。当該無線基地局ではこの呼設定情報を受信すると、個別チャネルのリソースと無線リソースを確保して個別チャネル設定を行い、ユーザ間の通信を開始できるようにする。

第２制御部１５３２は、本発明の特徴とする機能を実現するための制御を行う部分で、前記したＵＳＩＭカードを装着したＵＳＩＭ部１５６の他にＵＳＩＭ間の認証情報の制御、及び呼制御や移動管理等を行うアプリケーションレイヤーＡＰ、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線リソース管理を行うレイヤーＬ３、データマッピング組み立て・分割を行うレイヤーＬ２と、優先伝送路インターフェース１５５からスチールしたデータのフォーマットとレイヤーＬ２間のデータ変換を行うデータ変換部１５３３を備えている。

第２制御部１５３２に、上記のようなレイヤー１以外の機能を実装することによって、有線伝送路インターフェース上のデータをスチールし、当該無線基地局サービスエリア内の他端末に対するデータか自分あてのデータかの判断を行い、自分あての制御データであったときには当該基地局装置のチャネルリソース管理部１５３１Ａに通知して通常の基地局装置の呼接続処理を行わないように制御する。

図４は、図１、図３に示した本発明の基地局装置を各無線基地局に設置して構成した携帯電話システムの構成例を示している。この構成で無線基地局１０１〜１０４はすべて、本来の携帯電話通信用の信号を中継する機能をもっており、また無線基地局１０１、１０３，１０４の基地局装置には、図３で説明した第２制御部が設けられており、それぞれに電話番号が与えられている。以下では無線基地局１０１、１０３、１０４に与えられている電話番号は、それぞれ「０９０−１２３４−５６７１」、「０９０−１２３４−５６７３」、「０９０−１２３４−５６７４」とする。これらの電話番号は、それぞれの無線基地局のサービスエリアに位置する端末として無線ネットワーク制御装置に位置登録されているものとする。無線基地局１０１には外部装置としてのモニタカメラ１０１１が接続され、無線基地局１０３には外部装置としての制御装置１０３１とこの制御装置を介して制御されるモニタカメラ１０３２、１０３３が接続され、また無線基地局１０４には外部装置としての制御装置１０４１とこの制御装置を介して制御されるエアコン１０４２、室内灯１０４３が接続されている。

無線基地局１０１、１０３、１０４の基地局装置のＵＳＩＭ部に装着されているＵＳＩＭカードには、当該無線基地局に与えられている電話番号の外に、例えば当該ＵＳＩＭカードの識別情報、外部装置接続機能部の管理者情報やその機能部への接続番号、外部装置接続機能部に接続されるカメラ等々の装置制御情報等が記録されており、また、通信時間、料金、発着信履歴等も利用時に記録されるようにしてもよい。

以下、この図４の携帯電話システムを用いて本発明の装置の動作を説明する。図５は、第２制御部１５３２の動作を示すフローチャートである。いま、無線基地局１０１のサービスエリアに位置する携帯電話端末１０１２から、無線基地局１０３に設置されたモニタカメラ１０３２の画像をとり込み監視する場合、携帯電話端末１０１２はまず無線基地局１０３の電話番号「０９０−１２３４−５６７３」へ発呼する。この発呼信号は無線基地局１０１を経由して無線ネットワーク制御装置２０１へ送られ、無線ネットワーク制御装置２０１は発呼された電話番号の位置登録情報を調べるが、着信端末は無線基地局１０３であり、これは無線基地局１０３のサービスエリア内と登録されているので、無線ネットワーク制御装置２０１は呼出信号を無線基地局１０３へ向けて送信する。これらの送受信は、共通チャネル経由で行われる。

この呼出信号を無線基地局１０３で受信すると、無線基地局１０３の基地局装置制御部で図５の処理がスタートする（ステップ５０１）。そうすると、有線伝送路の情報をスチールし、その呼出信号内に含まれている呼出電話番号と、自装置に装着されたＵＳＩＭカードに登録されている自局の電話番号とを比較し（ステップ５０２）、これが「不一致」のときはそのことをチャネルリソース管理部１５３１Ａに通知し、これによって当該呼出信号は無線部１５１からサービスエリアへ送信され、通常の呼制御、回線接続等へ処理が渡される（ステップ５０３）。

ステップ５０２で比較結果が「一致」のときは、そのことをチャネルリソース管理部１５３１Ａに通知する。いまの場合ここで比較される電話番号はともに「０９０−１２３４−５６７３」であって「一致」となる。このときは通知をうけたチャネルリソース管理部１５３１Ａは、通常の携帯電話端末への呼接続処理を行わず、無線リソースの無駄な使用を行わない。そして自局から接続要求を上り共通チャネル経由で上位の無線ネットワーク制御装置へ送信し、これによって通常の場合と同様に発呼してきた携帯電話端末１０１２との間で通信路を形成する（ステップ５０４）。この通信路は勿論個別チャネルリソースを利用したチャネルであり、以降の無線基地局と携帯電話端末の通信はこのチャネルを用いて行われる。

通信路が形成されると携帯電話端末１０１２は、制御対象機器を制御するための制御情報を送信する。今の場合は制御装置１０３１へ、モニタカメラ１０３２の画像情報を送るように指示する制御情報を送信する。この制御情報としては、例えばＤＴＭＦ（Dial Tone Multi Frequency）信号を用いる。この制御情報を無線基地局１０３の基地局装置が受信すると（ステップ５０５でＹｅｓ）、その制御情報の内容を調べ、制御対象機器や制御内容が、自局に備えられた機器に対するものかをチェックする（ステップ５０６）。このとき自局に備えられた機器についての情報はＵＳＩＭカードに登録しておいてこれを利用する。

ステップ５０６のチェックで自局の機器に対応した制御情報でなかったときには、その不一致を携帯電話端末へ知らせ（ステップ５０７）、ステップ５１０へ移って携帯電話端末より新に情報が送られてくるのを待つ。そしてここで受信したらその情報が新たな制御情報か終了信号かをしらべ（ステップ５１１）、新な制御情報であればステップ５０６へもどる。こうして自局に設けられた機器、今の場合はモニタカメラ１０３２の制御情報が正しく送られてきたときには（ステップ５０６でＹｅｓ）、その制御情報を制御装置１０３１へ転送し、制御装置が予めロードされているプログラムを起動してモニタカメラ１０３２の撮像画像をとり込むようにする（ステップ５０８）。

制御装置が画像データを取得して基地局装置の制御部へ返すと、基地局装置はこれを携帯電話端末１０１２へ送信し（ステップ５０９）、携帯電話端末からの応答を待つ（ステップ５１０）。こうして新な制御情報が送られてくればその対応制御を行い（ステップ５０６〜５０９）、終了信号が送られてくれば（ステップ５１１でＹｅｓ）、無線ネットワーク制御装置へ終了を通知し、携帯電話端末１０１２との通信路を切断する（ステップ５１２）。

モニタカメラ１０３３や無線基地局１０４のエアコン１０４２、室内灯１０４３等の制御も同様にして行うことができる。また、公衆網５（図４）に接続されたパソコンや一般電話機等からもこれらの機器制御が可能になる。これらの制御装置１０３１又は１０４１を介しての機器制御では、各機器の制御用プログラムを制御装置に用意しておけばよいが、例えば無線基地局１０２のサービスエリアに位置する携帯電話端末１０２１や、無線基地局１０１のサービスエリア内のいづれかの携帯電話端末から外部装置としての制御装置をもたない無線基地局１０１のモニタカメラを制御できるようにするために、その制御用プログラムは基地局装置内の制御部に用意しておくものとする。

以上のようにして、無線基地局の設置場所に設けられているモニタカメラや各種機器を、基地局装置自体も端末装置としてネットワークに接続できるようにすることで、携帯電話端末から操作できるようになり、無線基地局の設置場所の所有者に新なサービスを提供することで無線基地局の設置場所の確保が容易となる。これは今後の高品質通信を実現していく上でより多くの無線基地局設置が必要なときに大きな効果がある。

また、ＵＳＩＭカードを個人等に開放すれば、新たな料金収入源となりうる。またＵＳＩＭカードを一般に開放することで無線基地局に設置した機器を利用しての新しいサービスの提供も可能になる。さらに、無線基地局の設置場所の何かの機器と無線ネットワーク制御装置が公衆網の端末との間でデータ送受信等を行いたいとき、従来はそこへ携帯電話端末を用意し、無線回線経由でデータ送受信を行う必要があったが、本発明の基地局装置が設置されていれば、有線伝送路のみでそのデータ送受信が可能となり、無線伝送路の利用効率を上げることができる効果もある。

本発明の基地局装置の概略構成例を示すブロック図である。 第３世代携帯電話システムの概略構成を示すブロック図である。 図１の制御部及びベースバンド信号処理部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の基地局装置を各無線基地局に設置して構成した携帯電話システムの構成例である。 本発明の特徴とする基地局装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 無線基地局
２ 外部装置
３ 携帯電話端末
７ 無線ネットワーク制御装置
１５ 無線変復調部
１５１ 無線部
１５２ ベースバンド信号処理部
１５３ 制御部
１５４ 外部装置接続機能部
１５５ 有線伝送路インターフェース部
１５６ ＵＳＩＭ部

Claims (1)

1. 携帯電話システムの無線基地局を構成する基地局装置であって、
   当該無線基地局に与えられた番号でかつその番号は当該無線基地局のサービスエリアに位置するものとして無線ネットワーク制御装置に位置登録された電話番号、及び当該無線基地局に接続された外部装置に関する外部装置情報を含む情報を記録したＵＳＩＭカードを装着するとともに、
   発呼端末からの発呼信号を受け取った無線ネットワーク制御装置から当該無線基地局へ呼出信号が送られてきたときにその呼出信号が自局あてかを前記ＵＳＩＭカードに記録された電話番号を用いてしらべ、自局あて呼出信号であったときには接続要求を無線ネットワーク制御装置に送って自局と発呼端末との通信路を形成するように制御する第１の手段と、
   前記通信路を介して発呼端末から制御情報が送信されてきたとき、その制御情報が当該無線基地局に接続された外部装置に対して有効か否かを前記ＵＳＩＭカードに記録された外部装置情報を用いてしらべ、有効であったときには送信されてきた制御情報を該当する外部装置へ送って当該外部装置を操作するように制御する第２の手段と、
   外部装置の操作結果あるいは外部装置からの出力データの少なくとも１つが外部装置から返送されてきたときにその操作結果あるいは出力データの一方または双方を前記通信路を介して発呼端末へ送信するように制御する第３の手段と、
   を備えたことを特徴とする基地局装置。
   

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