JP2014179848A - 無線通信システム及び基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチチャネルアクセス方式を採用した通信システムでは、回線制御装置から複数の基地局に全一斉通信を行う際、通信エリアが隣接または重複する基地局で隣接チャネルを使用すると干渉による影響を受けることがある。
【解決手段】本発明の無線通信システムは、複数の端末局と、これら複数の端末局と無線通信を行う複数の基地局と、これら基地局に接続された統制局とを備え、基地局と端末局とが当該無線通信システムで使用可能な複数の通信チャネルのうちの一つの通信チャネルを用いて無線通信を行う無線通信システムであって、統制局からの一斉通信を行う場合の通信チャネルが複数の基地局毎に予め設定されており、前記基地局は、統制局との間の接続障害を検出した場合には、前記一斉通信を行う通信チャネルを用いて基地局折り返し通信を行うことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信システム及び基地局に関するものである。

マルチチャネルアクセス（ＭＣＡ：Multi-Channel Access）方式を採用した通信システムでは、複数の通信チャネルを多数の利用者により共同使用することが行われている。
このようなマルチチャネルアクセス方式の無線通信システムでは、基地局が、端末局からの接続要求があった時に、回線制御装置から割当てられた通信チャネルを端末局に指定することにより、端末局は指定された通信チャネルを使用して通信を行う。
この場合、基地局は、端末局からの接続要求を受信した時に、回線制御装置に対して通信チャネルの割り当て要求を行い、これにより、端末局に指定する通信チャネルの情報を回線制御装置から取得する（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−８７０８４号公報

マルチチャネルアクセス方式を採用した通信システムでは、回線制御装置から複数の基地局に全一斉通信を行う際、通信エリアが隣接または重複する基地局で隣接チャネルを使用すると干渉による影響を受けることがある。

また、基地局と回線制御装置の回線が切断されている場合、当該基地局では基地局の通信エリア内で折り返し通信を行う非常運用モードで動作する。基地局の非常運用モードは任意のチャネルを使用して通信エリア内の端末局同士の通話を確保するように動作する。非常運用モードで動作している基地局は、通信エリアの重複または隣接する基地局が隣接チャネルを使用して全一斉通信を行うと干渉による影響を受けることがある。

本発明の無線通信システムは、複数の端末局と、これら複数の端末局と無線通信を行う複数の基地局と、これら基地局に接続された統制局とを備え、基地局と端末局とが当該無線通信システムで使用可能な複数の通信チャネルのうちの一つの通信チャネルを用いて無線通信を行う無線通信システムであって、統制局からの一斉通信を行う場合の通信チャネルが複数の基地局毎に予め設定されており、前記基地局は、統制局との間の接続障害を検出した場合には、前記一斉通信を行う通信チャネルを用いて基地局折り返し通信を行うことを特徴とする。

本発明の無線通信システムの基地局は、複数の端末局と、これら複数の端末局と無線通信を行う複数の基地局と、これら基地局に接続された統制局とを備え、基地局と端末局とが当該無線通信システムで使用可能な複数の通信チャネルのうちの一つの通信チャネルを用いて無線通信を行うとともに、統制局からの一斉通信を行う場合の通信チャネルが複数の基地局毎に予め設定された無線通信システムにおける前記基地局であって、統制局との間の接続障害を検出した場合には、前記一斉通信を行う通信チャネルを用いて基地局折り返し通信を行うことを特徴とする。

本発明によれば、マルチチャネルアクセス方式による無線通信システムにおいて、全一斉通信時に使用するチャネルを予め干渉が起きないように基地局毎に割当て、回線制御装置に登録しておくことで干渉による影響を無くすことができる。

また、本発明によれば、基地局と回線制御装置間の回線切断時に行われる非常運用で使用するチャネルを、全一斉通信で使用するチャネルと同一チャネルとして基地局に固定登録しておくことで、全一斉通信と非常運用を同時に行った場合に、互いに干渉による妨害を与えることがなくなる。

本発明の一実施例に係るマルチチャネルアクセス方式を用いた無線通信システムの構成例を示す。 本発明の一実施例に係る回線制御装置のメモリテーブルの一例を示す図である。 本発明の一実施例に係る無線通信システムの動作を説明するための図である。 本発明の一実施例に係る無線通信システムにおいて、回線制御装置と基地局が回線切断した場合の動作を説明するための図である。 本発明の一実施例に係る無線通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の一実施例に係る無線通信システムにおいて、回線制御装置と基地局が回線切断した場合の動作を説明するためのシーケンス図である。

以下、本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るマルチチャネルアクセス方式を用いた無線通信システム（以下、本無線通信システムという）の構成例を示す。本無線通信システムは、例えば周波数帯や時間帯（スロット番号）などが異なる複数の通信チャネルを動的に割り当てながら無線通信を実現するものである。

本無線通信システムは、統制局１１と、回線制御装置１２と、複数の基地局２０−１〜２０−Ｎと、複数の端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌを有している。なお、装置数等は本実施例に限定されるものではない。
ここで、端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌは固定局であっても良いし、移動局であってもよい。したがって、端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌは、基地局２０−１〜２０−Ｎの通信エリア３０−１〜３０−Ｎを任意に行き来してもよい。

端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌは、基地局２０−１〜２０−Ｎとの間で制御情報や通信情報などの信号を無線により通信する機能を有し、ユーザ（人）によりキーやボタンなどが操作されて当該操作に応じて発呼や受話や各種の表示などを行う機能などを備えている。

統制局１１は、図示しない操作部、マイク、スピーカ、及び、表示部を備え、オペレータ（例えば、システム管理者）によって操作されて端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌと通話やデータ通信を行うものである。統制局１１からは端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌに対して個別またはグループ通信が可能であるとともに、全ての端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌに対して一斉通信を行うことも可能である。
また、統制局１１では、端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌの通信状況（通信チャネル使用状況）の監視や通信内容のモニタが可能である。

回線制御装置１２は、本無線通信システム内の通信回線の制御全般を行うものであり、統制局１１及び端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌからの通信要求に応じて、通信チャネルを割り当て、基地局装置２０，３０を制御する。
より具体的には、回線制御装置１２は、マルチチャネルアクセスの回線使用状況（通信チャネルの使用状況）を管理する機能や、基地局２０−１〜２０−Ｎに対して制御情報を作成して送信する機能や、基地局２０−１〜２０−Ｎから送信された制御情報を受信して解析する機能や、制御情報の受信や送信により端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌに対する回線使用（通信チャネルの使用）の指示を行う機能などを備えている。

また、回線制御装置１２は、通信チャネルの使用（割当て）状況を記憶するメモリテーブル（後述する図２）を備えている。本例では、回線制御装置１２は通信チャネルとしてＳ１〜Ｓ１０の１０チャネルを管理するとともに、その他、少なくとも１チャネルの制御チャネルを管理する。
なお、チャネルの帯域は、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓ１０の順に隣接しているものとする。

回線制御装置１２と基地局２０−１〜２０−Ｎとはそれぞれ有線の回線で接続されており、当該回線を介して制御情報などの信号を通信する。
基地局２０−１〜２０−Ｎはそれぞれ、受信部２２及びそのアンテナ２３と、送信部２４及びそのアンテナ２５と、制御部２１を備えている。
制御部２１は回線制御装置１２から割当てられた通信チャネルを用いて端末局と無線通信を行うように受信部２２及び送信部２４を制御する。なお、基地局２０−１〜２０−Ｎは、受信部２２と送信部２４で構成された無線機２６を複数備え、複数の通信チャネルを送受信可能に構成される。

このように、基地局２０−１〜２０−Ｎはそれぞれ、端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌから無線送信された制御情報をアンテナ２３及び受信部２２により受信及び復調して制御部２１へ渡す機能や、制御部２１から出力された制御情報を送信部２４により変調してアンテナ２５から端末局２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌに対して無線により送信する機能や、制御部２１により回線制御装置１２との間で制御情報などを通信する機能などを備えている。

次に、図２と図３を参照しながら、各基地局が全一斉通信時に使用するチャネルについて説明する。
図２は本発明の一実施例に係る回線制御装置のメモリテーブルの一例を示す図である。
図３は本発明の一実施例に係る無線通信システムの動作を説明するための図である。

通信エリアが隣接または重複する基地局では隣接チャネルを使用することで干渉を起こすことがある。
オペレータ（例えば、システム管理者）は、基地局２０−１〜２０−Ｎの設置場所および各基地局の通信エリア３０−１〜３０−Ｎから予め干渉が起こらないように各基地局が全一斉通信を行う際に使用するチャネルを決め、回線制御装置１２の図示していないメモリにテーブル（メモリテーブル）として記憶しておく。
図２のメモリテーブルは、図３の基地局２０−１〜２０−６の設置場所および各基地局の通信エリア３０−１〜３０−６から決めた全一斉通信時に使用する基地局毎のチャネルである。
基地局２０−１〜２０−６は、予め全一斉通信時に使用するチャネルを記憶しておいてもよい。

次に、図３と図５を参照しながら、本発明の一実施例である全一斉通信時の動作について説明する。
図３において、統制局１１が回線制御装置１１に対して全一斉通信１１−１を行う。
回線制御装置１１は、基地局コード１の基地局２０−１に対して全一斉通信１２−１を行い、基地局コード２の基地局２０−２に対して全一斉通信１２−２を行い、基地局コード３の基地局２０−３に対して全一斉通信１２−３を行い、基地局コード４の基地局２０−４に対して全一斉通信１２−４を行い、基地局コード５の基地局２０−５に対して全一斉通信１２−５を行い、基地局コード６の基地局２０−６に対して全一斉通信１２−６を行う。

図３において、重複通信エリア３０−１２は通信エリア３０−１と通信エリア３０−２が重複したエリアを示している。重複通信エリア３０−２３は通信エリア３０−２と通信エリア３０−３が重複したエリアを示している。重複通信エリア３０−３６は通信エリア３０−３と通信エリア３０−６が重複したエリアを示している。重複通信エリア３０−５６は通信エリア３０−５と通信エリア３０−６が重複したエリアを示している。重複通信エリア３０−４５は通信エリア３０−４と通信エリア３０−５が重複したエリアを示している。重複通信エリア３０−１４は通信エリア３０−１と通信エリア３０−４が重複したエリアを示している。

全一斉通信時、通信エリアが重複または隣接する基地局で電波の干渉による影響を避けるため、基地局コード１の基地局２０−１はチャネルＳ１を使用して配下の端末局２０１−１〜２０１−Ｍに対して全一斉通信を行う。基地局コード２の基地局２０−２はチャネルＳ６を使用して配下の端末局２０２−１〜２０２−Ｋに対して全一斉通信を行う。基地局コード３の基地局２０−３はチャネルＳ３を使用して配下の端末局２０３−１〜２０３−Ｌに対して全一斉通信を行う。基地局コード４の基地局２０−４はチャネルＳ１０を使用して配下の端末局２０４−１〜２０４−Ｐに対して全一斉通信を行う。基地局コード５の基地局２０−５はチャネルＳ２を使用して配下の端末局２０５−１〜２０５−Ｑに対して全一斉通信を行う。基地局コード６の基地局２０−６はチャネルＳ８を使用して配下の端末局２０６−１〜２０６−Ｒに対して全一斉通信を行う。

図５は本発明の一実施例に係る無線通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
図５において、基地局２０−１と端末局２０１−１は通話中（５０１）（５０２）である。
オペレータが、統制局１１の図示していない指令卓より全一斉通信起動の操作を行うと、統制局１１は全一斉通信起動の動作を開始し（５０３）、回線制御装置１２へ全一斉通信起動要求を送信する（５０４）。回線制御装置１２は各基地局２０−１に対し全一斉通信起動確認（５０５）および使用チャネルＳ１の通知（５０５）を送信する。
このとき通知する使用チャネルＳ１は予め回線制御装置１２のメモリテーブルに記憶された全一斉通信用チャネルである。

回線制御装置１２からの全一斉通信起動確認及び使用チャネル通知を受信した基地局２０−１は、現在通話中であるため、端末局２０１−１に対して通話強制切断を指示（５０７）すると共に配下の端末局２０１−１〜２０１−ＮにチャネルＳ１の設定要求（５０９）を送信する。そして、基地局２０−１は、回線制御装置１２に対して全一斉通信準備完了を送信する（５１１）。
端末局２０１−１は、通話を切断する（５０８）。
端末局２０１−１〜２０１−Ｎは、全一斉通信用チャネルとして、チャネルＳ１を設定する（５１０）。

回線制御装置１２は、基地局２０−２に対し全一斉通信起動確認（５１２）および使用チャネルＳ６の通知（５１３）を送信する。
基地局２０−２は、配下の端末局２０２−１〜２０２−ＫにチャネルＳ６の設定要求（５１４）を送信すると共に回線制御装置１２に対して全一斉通信準備完了を送信する（５１６）。
端末局２０２−１〜２０２−Ｋは、全一斉通信用チャネルとして、チャネルＳ６を設定する（５１５）。

回線制御装置１２は、全基地局からの全一斉通信準備完了を受信すると、統制局１１へ全一斉通信起動許可を通知する（５１７）。
なお、回線制御装置１２は、全基地局からの全一斉通信準備完了を受信できなかった場合、統制局１１に全一斉通信起動失敗基地局を通知する。統制局１１は全一斉通信起動失敗基地局を表示する。

統制局１１は、全一斉通信の処理を開始し（５１８）、回線制御装置１２に対して全一斉通信を行う（５１９）。
回線制御装置１２は、基地局２０−１，２０−２に対して全一斉通信を行う（５２０）（５２２）。
基地局２０−１は、配下の端末局２０１−１〜２０１−Ｎに全一斉通信を行う（５２１）。
基地局２０−２は、配下の端末局２０２−１〜２０２−Ｋに全一斉通信を行う（５２３）。

上述したように、全一斉通信時に使用するチャネルを予め干渉が起きないように基地局毎に割当て、回線制御装置１２に記憶しておくことで干渉による影響を無くすことができる。

次に、図４と図６を参照しながら、本発明の一実施例である回線制御装置と基地局が回線切断した場合の動作について説明する。
図４は、本発明の一実施例に係る無線通信システムにおいて、回線制御装置と基地局が回線切断した場合の動作を説明するための図である。
図６は、本発明の一実施例に係る無線通信システムにおいて、回線制御装置と基地局が回線切断した場合の動作を説明するためのシーケンス図である。
基地局２０−１〜２０−６は、予め非常運用時に使用するチャネルを記憶しておく。

図４は、回線制御装置１２と基地局２０−３とのアプローチ回線が断１２−３１になった場合である。
基地局２０−３と回線制御装置間１２の回線が切断される等により、基地局２０−３と回線制御装置１２間の通信が行えなくなった場合、基地局２０−３内で折り返し通信を行う非常運用を行う。

図６において、基地局２０−３と端末局２０３−１は通話中（６０１）（６０２）である。
基地局２０−３は、回線切断（６０３）を確認（６０４）すると、現在行われている通話を強制切断するための指示を端末局２０３−１に出す（６０５）。
端末局２０３−１は、通話を切断する（６０６）。
その後、基地局２０−３は、配下の端末局２０３−１〜２０３−Ｌに対して、予め基地局に登録されている非常運用チャネルＳ３に設定するようにチャネル設定要求（６０７）を送信する。端末局２０３−１〜２０３−Ｌは非常運用チャネルＳ３を設定する。以降、基地局２０−３配下の端末局２０３−１〜２０３−Ｌは、非常運用チャネルＳ３を使用して基地局内折り返し通信（非常運用）を行う。

上述したように、基地局と回線制御装置間の回線切断時に行われる非常運用で使用するチャネルを、全一斉通信で使用するチャネルと同一チャネルとして基地局に固定記憶しておくことで、全一斉通信と非常運用を同時に行った場合に、互いに干渉による妨害を与えることがなくなる。

以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された無線通信システムに限定されるものではなく、上記以外の無線通信システムに広く適用することができることは言うまでもない。

１１：統制局、１２：回線制御装置、２０−１〜２０−Ｎ：基地局、２１：制御部、２２：受信部、２４：送信部、２３，２５：アンテナ、３０−１〜３０−Ｎ：通信エリア、２０１−１〜２０１−Ｍ，２０２−１〜２０２−Ｋ，２０Ｎ−１〜２０Ｎ−Ｌ：端末局。

Claims (2)

1. 複数の端末局と、これら複数の端末局と無線通信を行う複数の基地局と、これら基地局に接続された統制局とを備え、基地局と端末局とが当該無線通信システムで使用可能な複数の通信チャネルのうちの一つの通信チャネルを用いて無線通信を行う無線通信システムであって、
   統制局からの一斉通信を行う場合の通信チャネルが複数の基地局毎に予め設定されており、
   前記基地局は、統制局との間の接続障害を検出した場合には、前記一斉通信を行う通信チャネルを用いて基地局折り返し通信を行うことを特徴とする、無線通信システム。
2. 複数の端末局と、これら複数の端末局と無線通信を行う複数の基地局と、これら基地局に接続された統制局とを備え、基地局と端末局とが当該無線通信システムで使用可能な複数の通信チャネルのうちの一つの通信チャネルを用いて無線通信を行うとともに、統制局からの一斉通信を行う場合の通信チャネルが複数の基地局毎に予め設定された無線通信システムにおける前記基地局であって、
   統制局との間の接続障害を検出した場合には、前記一斉通信を行う通信チャネルを用いて基地局折り返し通信を行うことを特徴とする、基地局。

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