JP2011030077A

JP2011030077A - 無線基地局

Info

Publication number: JP2011030077A
Application number: JP2009175445A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Shimomura; 剛弘下村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2011-02-10

Abstract

【課題】同一ＩＰネットワークシステムにおいて、内線サーバ装置を別途設置することなく内線通話サービスを行うことを目的とする。
【解決手段】本発明の無線基地局は、同一ＩＰネットワーク内に設置された他の無線基地局と内線通話を行う無線基地局である。無線基地局は、上り方向のデータ形式であるＵｐｌｉｎｋデータを下り方向のデータ形式であるＤｏｗｎｌｉｎｋデータに変換する機能を有する。さらに、通信相手の無線基地局と同期をとる機能や、ユーザデータの認証処理を行う機能を有する。
【選択図】図２

Description

この発明は、同一ネットワークの無線通信端末同士が内線通話を行う無線通信システムにおける無線基地局に関する。

無線基地局（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）は、通信キャリア内の基地局制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）と専用線や公衆ＩＰネットワーク経由で接続して運用される。このような運用を行う無線基地局において構内無線通話サービスを行う場合、すなわち、夫々の無線基地局配下の移動端末間でデータ転送を行う場合、内線サーバ装置が無線基地局間のユーザデータの橋渡しを行う。これにより、ユーザデータを公衆ＩＰネットワーク網へ送出することなく、構内に閉じた内線データ転送により内線通話サービスが実現する。

非特許文献１に示す３ＧＰＰ規格に準拠したＷＣＤＭＡ無線基地局を例にすると、有線区間のデータ構成はＦＰ（フレームプロトコル）データのフォーマットに従い、無線基地局から基地局制御装置へ向かうＵｐｌｉｎｋデータと、基地局制御装置から無線基地局へ向かうＤｏｗｎｌｉｎｋデータでは、フレーム構成が異なっている。

そのため、例えば無線基地局からのＵｐｌｉｎｋデータを汎用ＨＵＢや汎用ルータでそのまま送信先の無線基地局へ折り返しても、送信先の無線基地局はこれをＤｏｗｎｌｉｎｋデータとして受信することは出来ないので、ＵｐｌｉｎｋデータをＤｏｗｎｌｉｎｋデータフォーマットに合うようフレーム構成を変更して転送する必要がある。そこで、特許文献１に記載の構内無線ネットワークシステムでは、上記フレーム構成を変更して転送し、無線基地局間のタイミング調整を行う内線サーバ装置を構内に配置している。

特開２００６−２６１７９８号公報

３ＧＰＰＴＳ２５．４２７Ｖ８．１．０

従来の構内内線通話システムにおいて、無線基地局間で内線通話のデータ転送を行うためにはデータのフレーム構成を変更する必要があり、そのために特許文献１では内線サーバを別途設置していた。これにより、内線通話サービスを構築するために必要なスペースが増大していた。

本発明は上述の問題点に鑑み、構内無線ネットワークシステムにおいて、内線サーバ装置を別途設置することなく内線通話サービスを実現することを目的とする。

本発明の無線基地局は、同一ＩＰネットワーク内に設置された他の無線基地局と無線通信を行う無線基地局であって、上り方向のデータ形式であるＵｐｌｉｎｋデータを下り方向のデータ形式であるＤｏｗｎｌｉｎｋデータに変換する機能を有する。

本発明の無線基地局は、同一ＩＰネットワーク内に設置された他の無線基地局と無線通信を行う無線基地局であって、上り方向のデータ形式であるＵｐｌｉｎｋデータを下り方向のデータ形式であるＤｏｗｎｌｉｎｋデータに変換する機能を有する。これにより、内線サーバを設けることなく無線基地局間の内線通話が可能になる。

本発明の前提となる構内無線ネットワークシステムの構成図である。実施の形態１に係る構内無線ネットワークシステムの構成図である。Ｕｐｌｉｎｋデータのフレーム構成を例示した図である。Ｄｏｗｎｌｉｎｋデータのフレーム構成を例示した図である。無線基地局の動作を示す図である。実施の形態２に係る構内無線ネットワークシステムの構成図である。無線基地局の内部構成を示すブロック図である。

（実施の形態１）
＜前提技術＞
図１は、本発明の前提技術となる構内無線ネットワークシステムの構成図である。無線通信システムは、無線基地局１０５，１０６、移動端末１０７，１０８、汎用ルータ１０４、公衆ＩＰネットワーク１０２、基地局制御装置１０１、さらに上位のネットワーク側装置である上位装置１００を備えている。

移動端末１０７は無線基地局１０５配下の移動端末であり、移動端末１０８は無線基地局１０６配下の移動端末である。無線基地局１０５，１０６は例えばＩＰ−ＢＴＳであり、汎用ルータ１０４を介して構内ローカルＬＡＮ１０３を構成している。

無線基地局１０５，１０６は、汎用ルータ１０４、公衆ＩＰネットワーク１０２を経由して基地局制御装置１０１と接続されており、基地局制御装置１０１は、無線基地局１０５，１０６に対してチャネル制御用メッセージ及び監視制御メッセージを通信キャリア規定するメッセージシーケンスに従って送受信することにより、無線基地局１０５，１０６の遠隔制御を行う。

内線呼動作を行う場合、基地局制御装置１０１や上位のネットワーク側装置１００から、内線サーバ１０９と各無線基地局１０５，１０６に対して内線呼設定指示のメッセージを経路１１０で出すことにより、無線基地局１０５⇔内線サーバ１０９⇔無線基地局１０６というユーザデータの導通経路１１１を形成する設定が行われる。無線基地局１０５配下の移動端末１０７が発信側であるとすると、内線サーバ１０９は無線基地局１０５からのＵｐｌｉｎｋデータのフレーム構成をＤｏｗｎｌｉｎｋデータのフォーマットに合うようにフレーム構成を変更し、無線基地局１０６に送信している。

このような構成の無線通信システムでは、内線サーバ１０９を設けることによって、構内内線通話サービスを構築するために必要なスペースが増大する。これに対し、本発明の無線通信システムの構成を以下に詳述する。

＜構成＞
図２は、実施の形態１に係る無線通信システムの構成図である。本実施の形態の無線通信システムは、無線基地局２０５，２０６、移動端末２０７，２０８、汎用ルータ２０４、公衆ＩＰネットワーク２０２、基地局制御装置２０１、さらに上位のネットワーク側装置である上位装置２００を備えている。

移動端末２０７は無線基地局２０５配下の移動端末であり、移動端末２０８は無線基地局２０６配下の移動端末である。無線基地局２０５，２０６は例えばＩＰ−ＢＴＳであり、汎用ルータ２０４を介して構内ローカルＬＡＮ２０３を構成している。

無線基地局２０５，２０６は、汎用ルータ２０４、公衆ＩＰネットワーク２０２を経由して基地局制御装置２０１と接続されており、基地局制御装置２０１は、無線基地局２０５，２０６に対してチャネル制御用メッセージ及び監視制御メッセージを通信キャリア規定するメッセージシーケンスに従って送受信することにより、無線基地局２０５，２０６を遠隔制御することが出来る。

なお、汎用ルータ２０４として上述の説明を行ったが、汎用ＨＵＢや汎用ゲートウェイでも良い。

次に、図７に無線基地局２０５，２０６の内部構成を示す。無線基地局２０５，２０６は、配下の移動端末２０７，２０８とそれぞれ無線接続されており、ローカルＬＡＮとＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）接続されている。無線基地局２０５は、ＲＦ部７０１、ベースバンド（ＢＢ）処理部７０２、ＩＰ送受信処理機能部７０３、制御部７０４、ユーザデータ処理部７０５、データ振り分け部７０６、レイヤ３処理部７０７を備えている。ＲＦ部７０１は、移動端末２０７と無線通信を行い、ＢＢ処理部７０２はベースバンド処理を行う。レイヤ３処理部７０７はネットワーク層のプロトコル処理を行う。ユーザデータ処理部７０５は、ＵｐｌｉｎｋデータとＤｏｗｎｌｉｎｋデータのフレーム形式差分の調整処理を行う。制御部７０４は、送受信データのポート番号や送受信パケットの種別などの情報をデータ振り分け部７０６やユーザデータ処理部７０５へ送り、この情報に基づきデータ振り分け部７０６は、ＩＰ送受信処理機能部７０３がローカルＬＡＮから受信したパケットデータを、そのパケット種別に応じてユーザデータ処理部７０５かＢＢ処理部７０２に振り分ける。

＜動作＞
移動端末２０７から移動端末２０８への発信処理を実施する際、まず、基地局制御装置２０１からのチャネル制御用メッセージ（例えば、３ＧＰＰのRadio Link Setup Request、Radio Link Reconfiguration Prepare等）により、各無線基地局２０５、２０６はチャネルリソースの確保を行い、有線および無線のデータ通信路を確保する。このデータ通信路を経由して、移動端末２０７，２０８も基地局制御装置２０１やさらに上位のネットワーク側装置である上位装置２００とのメッセージ交換が可能となり、発着信シーケンス、ユーザデータ認証処理が行われる。

発着信相手が構内ローカルＬＡＮ内の内線呼である場合、移動端末２０７，２０８から基地局制御装置２０１、さらに上位のネットワーク側装置２００に対し、発着信の呼種別が内線呼であることを予め通知しておくことにより、システム全体として内線呼であると判別して動作する。

図５は、実施の形態１の無線通信システムが内線通話を行う際に、内線呼設定を行う無線基地局２０５，２０６の動作を示した図である。無線基地局２０５が内線呼の発信側であり、無線基地局２０６が受信側である。以下、図５に沿って無線基地局２０５，２０６の動作を説明する。

まず、基地局制御装置２０１やネットワーク側装置２００が、各無線基地局２０５，２０６のみに内線呼設定指示のメッセージを経路２０９（図２参照）で出力する。各無線基地局２０５，２０６には互いのＩＰアドレスと、その発着信呼のチャネルリソースとして動的に確保した有線区間のポート番号の情報が通知される。これにより、各無線基地局２０５，２０６は相互のユーザデータの送信宛先を認知するため、同一ローカルＬＡＮ内であれば、パソコンで通信するかのごとく相互にデータ送受信できるパス２１０を確立することが出来る。これにより、内線呼チャネルが設定（５００）される。

次に、無線基地局２０５は無線基地局２０６へ有線同期確立信号５０１を送信して、内線呼でユーザデータの送信を開始することを通知すると共に、送信タイミング調整を行う。有線同期確立信号５０１を受信した無線基地局２０６は、無線基地局２０５との相互間遅延量を推定して送受信タイミング調整５０２を行い、その遅延量情報を有線同期確立信号応答５０３として無線基地局２０５へ送信する。これを受信した無線基地局２０５のほうでも送受信タイミング調整５０４を行うことにより、有線区間の同期が確立し、その後ユーザデータ導通５０５がなされる。

すなわち、実施の形態１の無線基地局は、通信相手の無線基地局と同期をとる機能を有する。これにより、内線サーバを設けることなく無線基地局間の内線通話を行う事が出来る。

なお、３ＧＰＰ無線基地局を例にすると、通常呼のＵｐｌｉｎｋデータ（ＢＴＳ→ＲＮＣ）と通常呼のＤｏｗｎｌｉｎｋデータ（ＲＮＣ→ＢＴＳ）のフレーム構成が異なる場合が多い。図３にＵｐｌｉｎｋデータのフレーム構成、図４にＤｏｗｎｌｉｎｋデータのフレーム構成の一例を示す。Ｕｐｌｉｎｋデータは、ヘッダ部、ユーザデータであるデータペイロード部、ＣＲＣ部、チェックサム部からなる。Ｄｏｗｎｌｉｎｋデータは、ヘッダ部、ユーザデータであるデータペイロード部、チェックサム部からなる。

そこで、受信側の無線基地局２０６は、Ｕｐｌｉｎｋデータを受信処理してデータペイロード部を取り出し、図４に示したＤｏｗｎｌｉｎｋデータのフレーム構成に変換して移動端末２０８へ送出する。

具体的には、図７に示した受信側の無線基地局２０６において、データ振り分け部７０６は制御部７０４から送受信データのポート番号や送受信パケットの種別などの情報を受け、これに基づき、通常呼データフレームと内線呼ユーザデータフレームの棲み分けがなされ、内線呼処理を進める。内線呼ユーザデータについてはユーザデータ処理部７０５に振り分けられ、ユーザデータ処理部７０５ではＵｐｌｉｎｋデータからＤｏｗｎｌｉｎｋデータへフレーム構成を変換し、レイヤ３処理部７０７へ送る。受信したＵＰｌｉｎｋデータからデータペイロード部を抽出してレイヤ処理部７０７へ送っても良い。レイヤ３処理部７０７では、３ＧＰＰ規格を例にとると、ＲＲＣ，ＲＬＣ，ＭＡＣなどのネットワーク層のプロトコル処理を行うため、上位の基地局制御装置と接続することなく、無線基地局２０５，２０６間で直接ユーザデータ送受信が可能になる。その後ＢＢ処理部７０２とデータ受け渡しを行うことで、ＢＢ処理部７０２⇔ＲＦ部７０１⇔移動端末２０７においては従来の無線基地局での通常呼処理と同様に通信を行う事が出来る。

送信側の無線基地局２０５においてユーザデータ処理部７０５は、レイヤ３処理部７０７からのデータをそのままデータ振り分け部７０６、ＩＰ送受信処理機能部７０３を介してＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）へ送出する。

上記では、受信側の無線基地局２０６が、ＵｐｌｉｎｋデータをＤｏｗｎｌｉｎｋデータに変換するものとして説明したが、送信側の無線基地局２０５がＵｐｌｉｎｋデータをＤｏｗｎｌｉｎｋデータのフォーマットに変換した後に無線基地局２０６に送信しても良い。

すなわち、実施の形態１の無線基地局は、同一ＩＰネットワーク内に設置された他の無線基地局と有線通信（ＩＰ接続）を行う無線基地局であって、上り方向のデータ形式であるＵｐｌｉｎｋデータを下り方向のデータ形式であるＤｏｗｎｌｉｎｋデータに変換する機能を有する。これにより、内線サーバを設けることなく無線基地局間の内線通話を行う事が出来る。

Ｕｐｌｉｎｋデータのデータペイロード部（図３参照）は、移動端末２０７，２０８のそれぞれにおいて固有の認証鍵により暗号化されている場合がある。その場合は、内線呼チャネル設定の際、基地局制御装置２０１及びさらに上位のネットワーク側装置２００から移動端末２０７，２０８の認証鍵情報を事前に通知しておき、無線基地局２０５，２０６の内部にて認証鍵の終端処理を行う。

つまり、無線基地局２０５から無線基地局２０６へ直接送受される移動端末２０７のユーザデータは移動端末２０７の認証鍵で暗号化されているが、無線基地局２０６は移動端末２０７，２０８の認証鍵を有しており、移動端末２０７の認証鍵でユーザデータを復号してから移動端末２０８の認証鍵で暗号化しなおして、移動端末２０８へ無線チャネル送信する。以上は移動端末２０７から移動端末２０８へユーザデータを送信する際の例であるが、逆方向についても同様の方式でユーザデータ導通を行うことにより、内線呼サービスを実現する。

すなわち、実施の形態１の無線基地局は、配下の移動端末及び通信相手の無線基地局配下の移動端末の認証情報を有し、前記認証情報を用いて送受信データの認証処理を行う。これにより、ユーザデータが認証鍵で暗号化されている場合でも内線サーバを設けることなく無線基地局間の内線通話を行う事が出来る。

＜効果＞
実施の形態１の無線基地局によれば、既に述べたように以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態１の無線基地局は、同一ＩＰネットワーク内に設置された他の無線基地局と有線通信（ＩＰ接続）を行う無線基地局であって、上り方向のデータ形式であるＵｐｌｉｎｋデータを下り方向のデータ形式であるＤｏｗｎｌｉｎｋデータに変換する機能を有する。これにより、内線サーバを設けることなく無線基地局間の内線通話を行う事が出来る。

また、無線基地局は、通信相手の無線基地局と同期をとる機能を有する。これにより、内線サーバを設けることなく無線基地局間の内線通話を行う事が出来る。

さらに、無線基地局は、配下の移動端末及び通信相手の無線基地局配下の移動端末の認証情報を有し、前記認証情報を用いて送受信データの認証処理を行う。これにより、ユーザデータが認証鍵で暗号化されている場合でも内線サーバを設けることなく無線基地局間の内線通話を行う事が出来る。

（実施の形態２）
＜構成＞
図６は、実施の形態２の無線通信システムの構成図である。構成要素は実施の形態１の無線通信システムと同一であるが、内線呼の設定において基地局制御装置１０１と通信を行うことなく、移動端末２０７，２０８の内線通話を行う点が実施の形態１とは異なる。

＜動作＞
内線呼チャネル設定動作について説明する。実施の形態１では、基地局制御装置２０１が経路２０９により各無線基地局２０５，２０６に対して内線呼チャネル設定を指示していたが、実施の形態２では、発信側移動端末２０７が無線基地局２０５へ最初に送信するＵｐｌｉｎｋデータの中に内線呼を示す情報を含める。このＵｐｌｉｎｋデータは無線基地局２０５から汎用ルータ２０４を介して経路２０９´により無線基地局２０６に送信され、この情報を得た無線基地局２０５，２０６は共に内線呼チャネル設定の状態となる。その後のユーザデータ導通（２１０）までの動作は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

なお、移動端末２０７が無線基地局２０５へ送信したＵｐｌｉｎｋデータは、無線基地局２０５がＤｏｗｎｌｉｎｋデータの形式に変換して無線基地局２０６に送信しても良いし、あるいはそのまま送信して無線基地局２０６がＤｏｗｎｌｉｎｋデータの形式に変換しても良い。

すなわち、実施の形態２の無線基地局では、送信側移動端末が直上の無線基地局に送信するＵｐｌｉｎｋデータに内線呼情報が含まれ、直上の無線基地局及びその通信相手の無線基地局は、内線呼情報によって内線呼設定を行う。これにより、内線サーバを設けることなく無線基地局間の内線通話を行う事が出来る。

＜効果＞
実施の形態２の無線基地局では、既に述べたとおり以下の効果を奏する。すなわち、送信側移動端末が直上の無線基地局に送信するＵｐｌｉｎｋデータに内線呼情報が含まれ、直上の無線基地局及びその通信相手の無線基地局は、内線呼情報によって内線呼設定を行うことを特徴とする。これにより、内線サーバを設けることなく無線基地局間の内線通話を行う事が出来る。

２００上位装置、２０１基地局制御装置、２０５，２０６無線基地局、２０７，２０８移動端末、７０１ＲＦ部、７０２ＢＢ処理部、７０３ＩＰ送受信処理機能部、７０４制御部、７０５ユーザデータ処理部、７０６データ振り分け部、７０７レイヤ３処理部。

Claims

同一ＩＰネットワーク内に設置された他の無線基地局と有線通信（ＩＰ接続）を行う無線基地局であって、
上り方向のデータ形式であるＵｐｌｉｎｋデータを下り方向のデータ形式であるＤｏｗｎｌｉｎｋデータに変換する機能を有する無線基地局。
通信相手の無線基地局と同期をとる機能を有する、請求項１に記載の無線基地局。
配下の移動端末及び通信相手の無線基地局配下の移動端末の認証情報を有し、前記認証情報を用いて送受信データの認証処理を行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の無線基地局。
送信側移動端末が直上の無線基地局に送信するＵｐｌｉｎｋデータに内線呼情報が含まれ、
前記直上の無線基地局及びその通信相手の無線基地局は、前記内線呼情報によって内線呼設定を行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の無線基地局。