JP2009225329A

JP2009225329A - 移動通信システム

Info

Publication number: JP2009225329A
Application number: JP2008070039A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Tsuji; 清高辻
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2009-10-01
Also published as: CN101541035B; US8233933B2; CN101541035A; GB2458359A; US20090238127A1; GB2458359B; GB0901950D0

Abstract

【課題】基地局装置の増加への耐性を高め、管理運用上の便宜を図った移動通信システムを提供すること。
【解決手段】ＩＰ網を形成し、それぞれ複数の基地局を管理する基地局制御装置に対し、さらにその上位に位置するシステム管理装置１００を設けて全ての基地局に関わる運用データをＩＰ網を介してシステム管理装置１００において統合管理する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばマイクロセル型のＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、あるいはマクロセル型のモバイルフォンシステムなどの移動通信システムに関する。

周知のように移動通信システムは、個別に無線ゾーンを形成する複数の基地局装置を備える。移動端末装置の呼び出しエリアは、普通、複数の無線ゾーンの集合により形成される。この種のシステムは、セルとも称される無線ゾーンの広さに応じてマイクロセル型とマクロセル型とに大別される。

１つのシステムにおいて基地局装置は数万個の単位で設置されることもあり、それぞれを監視・制御するにはある程度の数をまとめて１つの基地局制御装置に収容し、グループ単位での監視が行われる。例えば特許文献１に、基地局装置を含むシステムの保守管理機能に関する技術が開示されている。
特開２００３−１２４８６９号公報

ところで近年ではマイクロセル型のシステムの進展、普及につれ基地局の数がますます膨大なものになってきている。将来の普及が期待されている次世代ＰＨＳシステムの運用が開始されれば、基地局の数は今後さらに増えることが予想される。それにつれて基地局制御装置の数も増えてきており、制御や管理のインタフェースの統一も取れていない状況にある。このような状態では障害の発見が遅くなり、また、調査切り分けの時間も長くなってシステムの運用に支障をきたす虞がある。

そもそも、基地局制御装置それ自体も何らかの装置によって管理・制御する必要があるし、システムの肥大に伴って制御の階層構造が入り組み、破綻をきたす虞がある。既存の技術のように、基地局と基地局制御装置とを別々の装置で管理・制御することは、今後の移動通信システムの発展に大きな障害になることが懸念されている
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、基地局装置の増加への耐性を高め、管理運用上の便宜を図った移動通信システムを提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、移動端末を無線チャネルを介して収容する複数の基地局装置と、これらの基地局装置を有線チャネルを介してＩＰ（Internet Protocol）ネットワークに接続する基地局制御装置とを具備し、前記ＩＰネットワークを介してＶｏＩＰ（Voice over IP）による音声通話を実現する移動通信システムであって、前記ＩＰネットワークを介して基地局制御装置に接続され、この基地局制御装置を介して前記複数の基地局装置の運用情報を取得するシステム管理装置を具備することを特徴とする移動通信システムが提供される。特に、前記システム管理装置は、前記取得した運用情報をデータベース化して管理する管理手段と、前記データベースから個々の前記基地局装置に生じた障害に関する情報をソートしてリスト表示する表示手段とを備えることを特徴とする。

このような手段を講じることにより、基地局制御装置のさらに上位に位置づけられるシステム管理装置により、基地局の運用に関する情報が統合的に管理されるようになる。よって制御、管理を共通化させることができ、オペレータが種々の情報を理解し易くしでき障害の発見や調査切り分けの時間を短縮化できるなどのメリットを得られる。

この発明によれば、基地局装置の増加への耐性を高め、管理運用上の便宜を図った移動通信システムを提供することができる。

図１は、この発明に係わる移動通信システムの実施の形態を示すシステム図である。以下ではＰＨＳを例として採り上げる。図１において、移動通信網は例えばＩＰ（Internet Protocol）ネットワークであり、複数の基地局制御装置３１〜３ｐを備える。各基地局制御装置はそれぞれ複数の基地局を収容する。例えば基地局制御装置３１は基地局２１〜２ｍを収容する。既存のＰＨＳでは基地局はＩ′インタフェースを介してＩＳＤＮ網に直結される構成となっており、図１はそれとは異なる形態である。基地局制御装置３１〜３ｐはＩＰ（Internet Protocol）を介して互いに接続され、相互に制御情報や音声・データを授受して移動通信網が形成される。

この実施形態では、基地局制御装置３１〜３ｐの相互間に加え、各基地局制御装置３１〜３ｐとその配下の基地局とのインタフェースも、ＩＰ化する。これにより基地局と基地局制御装置とをＩＰを介して一元的に接続することができ、統合的な管理・制御を実現することが可能になる。

基地局２１〜２ｍはそれぞれ個別にセルを形成し、複数のセルを含む呼び出しエリアを形成する。移動端末１１〜１ｎは基地局２１〜２ｍのいずれかに無線リンクを介して収容され、そのアクセス方式はＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）−ＴＤＤ（Time Division Duplex）である。移動端末から送出された音声を含むパケットはＩＰ化され、基地局および基地局制御装置を介して移動通信網に送出される。すなわち図１のシステムは、音声データをＩＰパケットの形で伝送して音声通話を実現するものであり、ＶｏＩＰ（Voice over IP）とも称される。

ところで図１のシステムは、基地局制御装置よりもさらに上位に位置するシステム管理装置１００を備える。システム管理装置１００はＩＰ網を介して基地局制御装置３１〜３ｐから種々の情報を吸い上げ、基地局２１〜２ｍの運用に関する情報をデータベース化して管理する。

図２は、図１の基地局２１〜２ｍを示す機能ブロック図である。図２において、制御部６１は基地局制御装置から到来するＩＰパケットからペイロード部分のデータを取り出し、このデータを含む無線フレームがベースバンド処理部６２で形成される。この無線フレームはＯＦＤＭ部６３においてＯＦＤＭ変調（直交周波数多重変調）を施されたのち、さらにモデム部６４で直交変調される。この送信データは無線部６５で電力増幅されたのちアンテナ６６から送出される。

これらは逆操作も行われる。すなわち、移動端末からの受信波はアンテナ６６で受信され、無線部６５の低ノイズ増幅器で増幅されたのちモデム部６４で直交復調される。さらにＯＦＤＭ部６３でＯＦＤＭ復調され、ベースバンド部６２に送出される。ベースバンド部６２は無線フレームを分解してペイロード部分を取り出し、このペイロードを制御部６１がＩＰパケット化して基地局制御装置に向け出力する。

ここで、ＯＦＤＭ部６３、モデム部６４、無線部６５モジュール化され、複数系統が設けられて送信ダイバーシチおよび空間多重による通信品質の向上を実現している。またモジュール化により設置の複数化、および、取り付け／取り外しが簡便にでき、また故障修理が容易になる。これらのモジュールはシステム管理装置１００からのリモート制御により個別に運用状態や停止状態に制御することが可能で、また、通信品質に応じて運用状態の数量を可変できる。

図３は、図２の制御部６１を示す機能ブロック図である。図３において、通信インタフェース部７１により基地局制御装置とのインタフェース処理が行われる。特に、Passive Optical Network（ＰＯＮ）を適用してこの区間を光化することで、高速な光通信を実現できる。

通信インタフェース部７１は、受信したパケットから基地局同期用クロックを抽出しクロック制御部７２で網同期をかけて各部に分配する。一方、受信データはパケットヘッダから、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７３向け制御パケットか音声・画像パケットかが判別される、前者はパケット生成・分解部７４で分解されてＣＰＵ７３に伝達される後者は同様にパケット分解され、ベースバンド処理部６２に送出される。ベースバンド処理部６２から受信したデータはパケット生成・分解部７４でＩＰパケット化され、基地局制御装置に出力される。

ＣＰＵ７３に送られた制御データはＣＰＵ７３で解釈され、無線部６５の各種制御（送信停止、電力増幅部の増幅率の増減、低ノイズ増幅器の増幅率増減など）に供される。これらは、システム管理装置１００からも基地局制御装置を経由して制御することが可能である。また送信出力の監視、受信状態の監視等を行い、無線部６５からのステータスをＣＰＵ７３が逐次読み出し、メモリに保存して置くだけでなく、パケット生成・分解部７４でパケット化し、基地局制御装置を経由してシステム管理装置１００にステータスを送出することにより、基地局２１〜２ｍの状態監視が可能となる。

既存の技術では、基地局２１〜２ｍあるいは基地局制御装置３１〜３ｐに障害が生じた場合は、まず基地局制御装置３１〜３ｐを一つ一つ確認し、どの基地局がどの基地局制御装置に接続されているかを確認した後、各基地局制御装置に表示されるメッセージを抽出して、どの部分の障害であるか切り分ける必要があった。

これに対し本実施形態では、システム管理装置１００を設置してシステムを統合化し、このシステム管理装置１００に基地局２１〜２ｍと基地局制御装置３１〜３ｐの状態とがデータベースで管理されているため、障害の発生した基地局と基地局制御装置とを同時に表示するなどといった運用も可能になり、障害切り分け時間が短縮できる。

図４は、図２の無線部６５を示す機能ブロック図である。モデム部６４からの送信フレームは送信部８１に備わる電力増幅器で増幅され、帯域フィルタ８２を介してアンテナから放射される。電力増幅器は、ＣＰＵ７３からの各種制御が可能な制御インタフェースを持つ。アンテナで受信した受信波は受信部８３の低ノイズ増幅器で増幅されたのちモデム部６４に出力される。低ノイズ増幅器にはＡＧＣ（自動利得制御）も含まれる。低ノイズ増幅器についてもＣＰＵからの各種制御が可能な制御インタフェースをもつ。

図５は、図１の基地局制御装置３１〜３ｐを示す機能ブロック図である。基地局制御装置３１〜３ｐは、パケットスイッチ部４１、基地局インタフェース部４２、ネットワークインタフェース部４３、メモリ４４、および主制御部４５を備える。このうち基地局インタフェース部４２は基地局と接続するためのインタフェース処理を行い、ネットワークインタフェース部４３は移動通信網と接続するためのインタフェース処理を行う。

基地局インタフェース部４２、ネットワークインタフェース部４３はいずれもＩＰパケットを授受し、その間に配設されるパケットスイッチ部４１によりパケット交換が実施される。パケット交換、および装置内部の各種制御、監視動作は主制御部４５により統括的に制御され、そのためのプログラムおよび各種設定データはメモリ４４に記憶される。パケットスイッチ部４１を介して基地局インタフェース部４２とネットワークインタフェース４３とを接続することで、基地局と移動通信網を直接接続することができる。これによりパケットの伝送経路から主制御部４５を排除して伝送遅延を極力抑えることができる。

上記構成において、システム管理装置１００に、基地局と相互に情報を授受する機能を設け、基地局には基地局制御装置と相互に情報を授受する機能を設け、基地局制御装置には両者のインタフェースとしてシステム管理装置１００および基地局と相互に情報を授受する機能を設けることで、システム管理装置１００において基地局２１〜２ｍの運用データを統合的に管理できるようになり、一例として次のようなアプリケーションが考えられる。

図６は、システム管理装置１００のモニタに表示される管理リストの一例を示す図である。このように、日時、障害内容、および関連情報を対応付けて一覧表示することによりシステムオペレータの便宜を図ることができる。この実現のためには（１）基地局と基地局制御装置のログ収集機能、（２）基地局とそれらを収容している基地局制御装置を関連付けるデータベース機能、（３）基地局制御装置の接続関係を関連付けるデータベース機能をシステムに組み込めばよい。

また、図６のログ表示画面に収まりきらないデータを、例えば図７に示すような別画面に詳細情報として表示することもできる。このほか、基地局装置ごとに内部の基板構成を管理する機能を持たせ、システム管理装置１００に、基地局装置ごとの基板構成をデータベースとする機能を持たせることで、（４）基地局装置の基板ごとのＲＦパワー（無線送信出力）を制御する機能をシステム管理装置１００に組み込むこともできる。

以上のようにこの実施形態では、基地局装置と基地局制御装置とのインタフェース、さらには基地局制御装置の相互のインタフェースを共通化し、汎用プロトコルであるＩＰに統一する。これにより基地局装置、基地局制御装置の垣根を越えて、これらを上位装置であるシステム管理装置１００により一元的に管理・制御することが可能になる。これらのことから本発明によれば、基地局装置の増加への耐性を高め、管理運用上の便宜を図った移動通信システムを提供することができる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

この発明に係わる移動通信システムの実施の形態を示すシステム図。図１の基地局２１〜２ｍを示す機能ブロック図。図２の制御部６１を示す機能ブロック図。図２の無線部６５を示す機能ブロック図。図１の基地局制御装置３１〜３ｐを示す機能ブロック図。システム管理装置１００のモニタに表示される管理リストの一例を示す図。システム管理装置１００のモニタに表示される管理リストの他の例を示す図。

符号の説明

４１…パケットスイッチ部、４２…基地局インタフェース部、４３…ネットワークインタフェース部、４４…メモリ、４５…主制御部、６１…制御部、６２…ベースバンド処理部、６３…ＯＦＤＭ部、６４…モデム部、６５…無線部、６６…アンテナ、７１…通信インタフェース部、７２…クロック制御部、７３…ＣＰＵ（Central Processing Unit）、７４…パケット生成・分解部、８１…送信部、８２…帯域フィルタ、８３…受信部、１００…システム管理装置、１１〜１ｎ…移動端末、２１〜２ｍ…基地局、３１〜３ｐ…基地局制御装置

Claims

移動端末を無線チャネルを介して収容する複数の基地局装置と、これらの基地局装置を有線チャネルを介してＩＰ（Internet Protocol）ネットワークに接続する基地局制御装置とを具備し、前記ＩＰネットワークを介してＶｏＩＰ（Voice over IP）による音声通話を実現する移動通信システムであって、
前記ＩＰネットワークを介して基地局制御装置に接続され、この基地局制御装置を介して前記複数の基地局装置の運用情報を取得するシステム管理装置を具備することを特徴とする移動通信システム。
前記システム管理装置は、
前記取得した運用情報をデータベース化して管理する管理手段と、
前記データベースから個々の前記基地局装置に生じた障害に関する情報をソートしてリスト表示する表示手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
前記システム管理装置は、
前記取得した運用情報をデータベース化して管理する管理手段と、
前記データベースに管理される運用情報に基づいて前記複数の基地局装置を個別に制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
前記制御手段は、前記基地局装置に備わる複数のモジュールを個別に指定して制御することを特徴とする請求項３に記載の移動通信システム。
前記制御手段は、前記複数のモジュールを通信品質に応じて個別に運用／運用停止状態に制御することを特徴とする請求項４に記載の移動通信システム。
前記制御手段は、前記複数のモジュールの無線送信出力をモジュールごとに個別に制御することを特徴とする請求項４に記載の移動通信システム。