JP3164355U - 携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システム - Google Patents

Abstract

【課題】 既設の携帯電話網を利用し、パケット通信でデータを送受信することにより、業務用無線と同様の使い勝手で、低コストで、無線不感地帯でのデータ通信を可能にする業務用無線機システムを提供する。【解決手段】 個々の業者が設営する通信所１０、複数の移動局２０、通信制御事業所４０、既設の携帯電話網５０を、インターネット６０、インターネットもしくは専用線７０、無線通信網８０で結んで、通信ネットワークを形成する。通信所１０及び複数の移動局２０は、それぞれＩＰアドレスを有し、それぞれが作成したデータをデジタル化、パケット化して、一斉同報通信もしくは個別通信にて、通信制御事業所４０に送る。通信制御事業所４０は、受信したデータを、該データに付されたＩＰアドレスに従い、通信ネットワークを介して移動局２０もしくは通信所１０に送信する。【選択図】 図１

Description

本願の考案は、業務用無線やＭＣＡ無線による不感地帯での運用弊害を解消するために、携帯電話のパケット通信網を利用した業務用無線機システムに関する。

運送・物流・タクシー業界では、一般的に業務用無線を利用し、事務所と移動局間又は移動局と移動局間の通話が行われている。業務用無線が利用できないエリアで運用する場合は、ＭＣＡ無線を利用し、広範囲の通信範囲を確保している業者もある。

近年、総務省による周波数の再配置に伴い、アナログからデジタルへの移行が急務であり、設備投資が盛んに行われているが、自局に無線基地局設備を設営する場合は、高コストとなり、思うように設備投資ができない状況にある。業務用無線やＭＣＡ無線は、サービスエリアが携帯電話より狭く、営業範囲が大きい事業者ほど音声通話に支障を来たしている。

そこで、このような業務用無線やＭＣＡ無線による不感地帯での運用弊害を解消するため、携帯電話の通信網を利用する試みが、従来、いくつかなされている（特許文献１、２参照）。しかし、これらの試みは、移動局に、無線機のほかに携帯電話機を設置して、これらを移動局自体もしくは基地局管理センターからの指令により切り替えて使用するものであり、各移動局が携帯電話機を備えるので、コストがかかる上に、市販の携帯電話機では運転中などスムーズに通話相手に電話を掛けることができず、移動局内での移動中などの通話が不自由で、使い勝手の点で、今なお改善すべき点が残されていた。

特開２００３−２１７０９４号公報 特開２００７−１４２８９０号公報

本願の考案は、従来の業務用無線機システムが有する前記のような問題点を解決して、既設の携帯電話網を利用し、しかも、パケット通信で音声データ及びその他のデータを送受信する無線通話システムを構築することにより、業務用無線の使用方法を継承しつつ、同様の使い勝手で、低コストで、業務用無線やＭＣＡ無線による不感地帯での音声データ及びその他のデータ通信を可能にする、携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システムを提供することを課題とする。

前記のような課題は、本願の実用新案登録請求の範囲の請求項に記載された次のような考案により解決される。
すなわち、その請求項１に記載された考案は、携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システム（１）であって、個々の業者が設営する通信所（１０）と、前記業者に所属する複数の移動局（２０）と、これら通信所（１０）と複数の移動局（２０）との間にあって、通信制御事業者が設営する通信制御事業所（４０）と、これら通信所（１０）と複数の移動局（２０）との間にあって、携帯通信網事業者が設営する既設の携帯電話網（５０）とが、前記通信所（１０）と前記通信制御事業所（４０）との間を通信回線で接続するインターネット（６０）と、前記通信制御事業所（４０）と前記携帯電話網（５０）との間を通信回線で接続するインターネットもしくは専用線（７０）と、前記携帯電話網（５０）と前記移動局（２０）との間を無線で接続する無線通信網（８０）と、により結ばれて、通信ネットワークが形成され、前記通信所（１０）及び前記複数の移動局（２０）の各々は、それぞれのＩＰアドレスを有し、それぞれが作成した音声データ及び少なくとも車両位置情報を含む車両データをデジタル化し、パケット化して、一斉同報通信もしくは個別通信にて、前記通信制御事業所（４０）に送信し、前記通信制御事業所（４０）は、受信した前記パケット化されたデータを、該データに付されたＩＰアドレスに従い、前記通信ネットワークを介して前記移動局（２０）もしくは前記通信所（１０）に送信する、ことを特徴とする携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システムである。

本願の考案は、前記のように構成されているので、業務エリア内に無線不感地帯が存在する可能性を、既設の携帯電話網の使用により、減らすことができる。また、業務用無線の使用方法を継承しつつ、同様の使い勝手で、低コストで、無線不感地帯での音声データ及びその他のデータ通信を可能にすることができる。
業務用無線は、許可の下りた特定の場所にのみアンテナを設置することができるため、何個所もアンテナを設置することは、事実上不可能である。そこで、携帯通信網事業者による既設の携帯電話網を利用することで、大幅な通信エリアを確保することができる。広域に運用エリアのあるトラックでの輸送業などは、個別にアンテナを設置することが不可能であるので、このような携帯電話網の利用には利点がある。

また、業務用無線は、１局１局で免許申請が必要となり、基地局を設営する際には、基地局の周波数割り当て、免許申請、検査などの手順があり、実際に運営に至るまでに多くの時間を費やすことが多い。これに対して、本システムでは、基地局設備の設置を行う必要がなく、端末側の準備が整えば直ぐにでもシステムの利用が可能となる。

また、通信制御サーバ（通信制御事業所）を１個所に設営することにより、導入顧客側のコストを低減することができ、各々の業者が個々に(ユーザにて)携帯キャリアとネットワークを引く必要がない。

さらに、回線交換方式では、１対１での通信のみ可能であるが、本システムによれば、パケット交換方式を利用して、音声データ及び各種車両データのデジタル化され、パケット化されたデータ（パケットデータ）を複製し送信するので、１対ｎでの一斉同報通信が可能となる。これにより、通信の高速化とコストの低減を図ることができる。

本実施例の携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システムの全体構成を示すブロック図である。 移動局設備の内部構成を示すブロック図である。 同移動局設備の外観図である。

次に、本願の考案の一実施例について、図面を参照しつつ説明する。
図１に示されるように、本実施例の携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システム１は、あらまし、運送・物流・タクシー業界等の各種業界に所属する個々の業者が設営する通信所１０と、当該業者に所属する複数のトラック・タクシー等の移動局２０と、これら通信所１０と複数の移動局２０との間にあって、通信制御事業者が設営する通信制御事業所４０と、これら通信所１０と複数の移動局２０との間にあって、携帯通信網事業者５１が設営する既設の携帯電話網５０と、通信所１０と通信制御事業所４０との間を通信回線で接続するインターネット６０と、通信制御事業所４０と携帯電話網５０との間を通信回線で接続するインターネット７０と、携帯電話網５０と移動局２０との間を無線で接続する無線通信網８０とから成っている。

そして、このようにして、通信所１０と、移動局２０と、通信制御事業所４０と、携帯電話網５０とが、インターネット６０と、インターネット７０と、無線通信網８０とにより結ばれることにより、１つの通信ネットワークが形成されている。インターネット６０とインターネット７０とは、異なる通信網を意味しておらず、既設の世界的な通信ネットワークである１つのインターネットに含まれるものである。但し、インターネット７０は、通信制御事業所４０が設営する専用線とされる場合もある。
なお、ここで、通信所１０、移動局２０、通信制御事業所４０、携帯電話網５０は、以下に説明される各種ハードウエアを備える設備体として概念されるものである。

次に、図１中の各ブロックの構成と機能について説明する。
通信所１０は、個々の業者が設営するものであり、業者の数だけ複数存在し、各通信所１０は、当該業者が所有する複数の移動局２０との間でデータを遣り取りして、これらの移動局２０の位置情報やその他の車両情報、音声情報を把握するとともに、把握したこれらの情報に基づいて、移動局２０に指令を発する移動局管理センターとして機能する。

通信所１０は、コンピュータ１１と、コンピュータ１１に接続されるスタンドマイク１２、スピーカ１３、ルータ１４を備えている。コンピュータ１１は、スタンドマイク１２から吹き込まれた音声データをデジタル化して、圧縮する。また、自己の内部で各移動局宛に車両配置等の車両に関する指令メッセージを作成して、これをデジタル化する。次いで、コンピュータ１１は、これらのデジタル化されたデータをパケット化し、パケットデータとしてルータ１４、インターネット６０を介して通信制御事業所４０に送る。

この際の通信方法は、送話の際は、スタンドマイク１２のプレスボタンを押すことで通話が開始される。このとき、パケットデータの全移動局２０に向けた一斉同報通信か、特定移動局２０に向けた個別通信か、をコンピュータ１１で設定することができる。受話の際は、移動局２０からの音声がスピーカ１３より出力される。

通信制御事業所４０は、通信制御コンピュータ４１と、これらに接続されるルータ４２、ルータ４３を備えている。通信制御コンピュータ４１は、ルータ４２を介してインターネット６０に接続されている。また、ルータ４３を介してインターネット７０に接続されている。このインターネット７０は、他方で携帯電話網５０（正確に言えば、携帯通信網事業者５１により携帯電話網５０の中央に設営された基地局管理センター内のコンピュータ）に接続されているので、通信制御コンピュータ４１は、ルータ４３、インターネット７０を介して携帯電話網５０に接続されている。
通信制御コンピュータ４１は、通信所１０のＩＰアドレスや各移動局２０のＩＰアドレスを管理しており、送られて来た音声データや車両データは、ルータ４２、ルータ４３によってそれぞれのアドレスに振り分けられる。

携帯電話網５０は、携帯通信網事業者５１により設営された既設の設備であり、複数の基地局５２の間が有線もしくは無線で結ばれて、国土の略全域をカバーしている。これら複数の基地局５２は、同事業者により設営された基地局管理センターにより統括されている。
このように、通信所１０と通信制御事業所４０と携帯電話網５０とをネットワークで結ぶことにより、通信所１０と移動局２０との通信を確立することができる。

次に、移動局２０の内部構成と各部の機能について説明する。
図２は、移動局２０の設備の内部構成を示し、図３は、移動局２０の設備の外観を示している。移動局２０は、携帯電話網無線処理部２１、演算部２２、デジタル信号処理部２３、Ａ／Ｄ変換部２４、Ｄ／Ａ変換部２５、ハンドマイク２６、スピーカ２７、車両情報発信部２８、Ｉ／Ｏポート２９、ＧＰＳアンテナ３０、ＧＰＳ受信部３１を内部に備えている。

携帯電話網無線処理部２１は、携帯電話網５０と無線通信するための処理部であり、携帯電話網５０の基地局５２と無線通信網８０を介し、通信可能な基地局５２の選択や携帯電話網５０の加入者であることの認証処理を行う。基地局５２は、端末（移動局２０）がどのエリアに存在するか知る必要があり、電波の強弱により通信する基地局５２を切り替える必要があるため、この携帯電話網無線処理部２１は、そのような通信可能な基地局５２を選択し、そこに当該端末の登録を行う。また、移動中は、他の基地局５２へと通信先を切り替えるためのハンドオーバー処理を行う。
さらに、携帯電話網無線処理部２１は、演算部２２から送られて来たパケットデータを携帯電話網５０に送信したり、携帯電話網５０から受信したパケットデータを演算部２２に渡す処理を行う。

演算部２２は、携帯電話網無線処理部２１を上位プロトコルより制御する。ＰＰＰのセッション確立を行うため、ＡＴコマンドのシーケンス処理を実行したり、ＵＤＰ／ＴＣＰ／ＩＰ通信を行うためのシーケンス制御を実行したり、通信パケットを生成して、携帯電話網無線処理部２１に渡したりする。音声データやＧＰＳデータ、その他の車両データは、ある一定の決まりの下にパケット化する。タクシー業務などのＧＰＳを併用したシステムであれば、車両の自車位置や移動速度などのデータを、ＵＤＰ／ＴＣＰ／ＩＰ通信を行うためにパケット化し、携帯電話網無線処理部２１に渡す。このようにして作成された各パケットには、宛先を示す通信所１０のＩＰアドレスや１又は複数の同僚移動局２０のＩＰアドレスが付されている。また、これらを携帯電話網無線処理部２１に渡すに際しては、一斉同報通信か個別通信か、いずれかの通信方式が指定されている。
演算部２２は、また、携帯電話網無線処理部２１から送られて来たパケットデータのパケットを解いて、音声データは、これをデジタル信号処理部２３に送る。その他のデータは、演算部２２に接続されるディスプレイ（不図示）に表示させることができる。

デジタル信号処理部２３は、デジタル化された音声信号を、携帯電話網５０での伝送帯域を軽減する目的のために、圧縮処理する。このデジタル化された音声信号は、ハンドマイク２６から吹き込まれたアナログ信号である音声データをＡ／Ｄ変換部２４でデジタル処理することにより得られたものである。
また、デジタル信号処理部２３は、携帯電話網５０、携帯電話網無線処理部２１、演算部２２を通じ、通信所１０から圧縮されて送信されて来た音声データを伸長して、Ｄ／Ａ変換部２５へ渡す処理を行う。Ｄ／Ａ変換部２５では、送られて来たデジタル信号である音声データをアナログ処理して、スピーカ２７より出力させる。

車両情報発信部２８から発せられた移動速度などの車両情報は、Ｉ／Ｏポート２９を経て演算部２２に送られる。また、ＧＰＳアンテナ３０から得られた自車位置情報は、ＧＰＳ受信部３１を経て、同様に、演算部２２に送られる。このようにして演算部２２に送られたこれらのデータは、音声データと同様に、パケット化されて、携帯電話網無線処理部２１に送られる。

図３において、つまみ３５は、スピーカ２７（図２参照）のボリューム調整を行う。このつまみ３５は、移動局２０内にいる運転手が簡単に扱えるように、業務用無線のつまみと同じ構成にしている。

ＬＥＤインジケーター部３４は、端末の状態、例えば、電源の状態や携帯電話網５０の電波状況などを表示する。
ハンドマイク２６は、プレストーク方式を行うため、プレススイッチ３２を押して通話する方式を採用しており、端末本体とは、マイクコネクタ３３を介して接続されている。

次に、本実施例の携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システムの作動を説明する。
今、移動局２０が、同移動局２０が所属する業者の業務エリア内の無線不感地帯にあるとすると、移動局２０は、ＧＰＳアンテナ３０から得られた自車位置情報、車両情報発信部２８から送られる移動速度などその他の車両情報、ハンドマイク２６から吹き込まれてデジタル化されて圧縮された音声データを、演算部２２においてそれぞれパケット化処理し、さらに、パケット化されたこれらのデータを、携帯電話網無線処理部２１を経て携帯電話網５０へと送信する。

携帯電話網５０は、受信したパケットデータ（自車位置情報、その他の車両情報、音声データが、それぞれデジタル化され、パケット化されたもの）を、インターネット７０を介して通信制御事業所４０に送る。通信制御事業所４０では、受信したパケットデータを、ルータ４３を介して通信制御コンピュータ４１に取り込む。通信制御コンピュータ４１では、パケットデータに付された通信所１０のＩＰアドレスや移動局２０のＩＰアドレスを自己の管理するそれらのアドレスと照合し、次いで、これらのパケットデータをルータ４２、インターネット６０を介して通信所１０に送信する。また、これらのパケットデータを、それらに付されたＩＰアドレスに応じ、ルータ４３、インターネット７０、携帯電話網５０を介して１又は複数の同僚移動局２０に送信する。

通信所１０では、受信したパケットデータを、ルータ１４を介してコンピュータ１１に取り込む。コンピュータ１１では、パケットを解いて、音声に関連するデータはＤ／Ａ変換し、スピーカ１３より出力させる。その他のデータは記憶部に取り込んでデータを更新し、必要に応じてコンピュータ１１のディスプレイに表示させる。

通信所１０は、このようにして把握した各移動局２０の現在の状況に基づいて、各移動局２０に所要の指令を発する。その際、音声指令はスタンドマイク１２を通じ、また、その他の形の指令はコンピュータ１１でメッセージを作成して、これら指令データを同じくコンピュータ１１でデジタル化し、パケット化して、かつ、一斉同報通信か個別通信かを指定して、ルータ１４を通じ、インターネット６０を介して通信制御事業所４０に送る。

通信制御事業所４０では、送られて来たパケットデータを、ルータ４２を介して通信制御コンピュータ４１に取り込む。通信制御コンピュータ４１では、パケットデータに付された移動局２０のＩＰアドレスや通信所１０のＩＰアドレスを自己の管理するそれらのアドレスと照合し、次いで、これらのデータをルータ４３、インターネット７０を介して携帯電話網５０に送信する。

携帯電話網５０では、受信したパケットデータを、それに付されたＩＰアドレスに従い、最寄りの基地局５２から無線通信網８０を介して各移動局２０に送る。各移動局２０では、携帯電話網無線処理部２１が、携帯電話網５０から送られて来たパケットデータを受信し、次いで、これを演算部２２に送る。

演算部２２は、送られて来たパケットデータのパケットを解いて、音声指令データは、デジタル信号処理部２３で伸長処理し、Ｄ／Ａ変換部２５でアナログ処理して、スピーカ２７より出力（発声）させる。また、車両指令データは、演算部２２に接続されるディスプレイ（不図示）に表示させる。これらスピーカ２７からの発声、ディスプレイ上の表示により、移動局２０は、通信所１０からの指令を得て、この指令に基づき、自車に対する所要の操作・操縦を実行する。

本願の考案は、前記のとおり、個々の業者が設営する通信所１０と該業者に所属する複数の移動局２０との間に、通信制御事業所４０と既設の携帯電話網５０とを介在させ、通信所１０と通信制御事業所４０との間をインターネット６０で接続し、通信制御事業所４０と携帯電話網５０との間をインターネットもしくは専用線７０で接続し、携帯電話網（５０）と複数の移動局２０との間を無線通信網８０で接続して、新規な通信ネットワークを形成することにより、〔考案の効果〕に記載したとおりの顕著な効果を奏することができる。

なお、本願の考案は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
例えば、通信制御事業所４０と携帯電話網５０との間に、仮想移動体通信事業者（ＭＶＮＯ：Mobile Virtual Network Operator）を介在させることも可能である。この事業者は、携帯電話やＰＨＳなどの物理的な移動体回線網を自社では持たないで、実際に保有する携帯通信網事業者５１から借りて（再販を受けて）、自社ブランドで通信サービスを提供する事業者である。

この変形実施例によれば、仮想移動体通信事業者は、通信回線を携帯通信網事業者５１よりまとめて借りることにより、携帯通信網事業者５１から直接回線を借りるより安価に携帯通信網の利用を行うことができるので、全体の業務用無線機システムの運用コストを低減することができ、比較的運用コストの安い従来の業務用無線機システムの運用コストに近づけることができる。仮想移動体通信事業者は、携帯通信網事業者５１に接続され、インターネットもしくは専用線にて通信制御事業所４０と接続される。携帯電話網５０との認証時は、仮想移動体通信事業者とも認証する必要があり、認証された回線のみ仮想移動体通信事業者を通過することができる。

１…携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システム、１０…通信所（移動局管理センター）、１１…コンピュータ、１２…スタンドマイク、１３…スピーカ、１４…ルータ、２０…移動局、２１…携帯電話網無線処理部、２２…演算部、２３…デジタル信号処理部、２４…Ａ／Ｄ変換部、２５…Ｄ／Ａ変換部、２６…ハンドマイク、２７…スピーカ、２８…車両情報発信部、２９…Ｉ／Ｏポート、３０…ＧＰＳアンテナ、３１…ＧＰＳ受信部、３２…プレススイッチ、３３…マイクコネクタ、３４…ＬＥＤインジケーター部、３５…つまみ、４０…通信制御事業所、４１…通信制御コンピュータ、４２…ルータ、４３…ルータ、５０…携帯電話網、５１…携帯通信網事業者（基地局管理センター）、５２…基地局、６０…インターネット、７０…インターネットもしくは専用線、８０…無線通信網。

Claims (1)

1. 携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システム（１）であって、
   個々の業者が設営する通信所（１０）と、
   前記業者に所属する複数の移動局（２０）と、
   これら通信所（１０）と複数の移動局（２０）との間にあって、通信制御事業者が設営する通信制御事業所（４０）と、
   これら通信所（１０）と複数の移動局（２０）との間にあって、携帯通信網事業者が設営する既設の携帯電話網（５０）とが、
   前記通信所（１０）と前記通信制御事業所（４０）との間を通信回線で接続するインターネット（６０）と、
   前記通信制御事業所（４０）と前記携帯電話網（５０）との間を通信回線で接続するインターネットもしくは専用線（７０）と、
   前記携帯電話網（５０）と前記移動局（２０）との間を無線で接続する無線通信網（８０）と、により結ばれて、
   通信ネットワークが形成され、
   前記通信所（１０）及び前記複数の移動局（２０）の各々は、それぞれのＩＰアドレスを有し、それぞれが作成した音声データ及び少なくとも車両位置情報を含む車両データをデジタル化し、パケット化して、一斉同報通信もしくは個別通信にて、前記通信ネットワークを介して前記通信制御事業所（４０）に送信し、
   前記通信制御事業所（４０）は、受信した前記パケット化されたデータを、該データに付されたＩＰアドレスに従い、前記通信ネットワークを介して前記移動局（２０）もしくは前記通信所（１０）に送信する
   ことを特徴とする携帯電話パケット通信網を利用した業務用無線機システム。
   
   
   
   
   
   
   
   

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