JP3442325B2 - 無線通信システム制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＤＣ，ＰＨＳな
どの移動体通信サービスを提供する無線通信システムを
制御するために利用される無線通信システム制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信サービスを提供する無線通信
システムにおいては、ある地域で通話量（トラヒック）
が増加するとその地域では通信に利用できる無線チャネ
ルに空きが生じる確率が小さくなりサービスの品質が低
下（呼損率が増大）する。従って、その無線通信システ
ムを所有する無線通信事業者は混雑を緩和してサービス
の品質を改善するために、トラヒックの混雑する地域に
ついて新たな基地局の設置もしくは既存の基地局におけ
る送受信機の増設を行い設備を増強することになる。

【０００３】また、災害やその他の原因で基地局に故障
が生じると、その基地局の近傍ではサービスの品質が大
幅に低下するので直ちに故障の修理を行う必要がある。
すなわち、通信事業者は故障した基地局が存在する地域
に赴き、基地局の修理もしくは設備の交換を行うことに
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、無線通
信システムの基地局に故障が生じた場合には、それを所
有する通信事業者が故障地域に赴き、基地局の再設置も
しくは修理を行うことになる。しかしながら、基地局の
再設置や修理が終了するまでの間は、故障した基地局の
みがカバーする地域では移動体通信サービスを全く利用
できない。

【０００５】また、トラヒックの増加により混雑地域が
発生した場合には、通信事業者は新たな基地局の設置や
既存基地局の通信設備の増設を行う必要がある。しか
し、新規の基地局の設置や通信設備の増設のような設備
の変更ではそれに伴う工事などの負担が大きく、莫大な
時間及び費用がかかるのが実情である。従って、例えば
イベント開催のような一時的なトラヒックの急増に対し
ては、設備の変更では迅速に対応できない。

【０００６】ところで、現在では様々な種類の移動体通
信サービスが存在し、様々な通信事業者のそれぞれが１
種類又は複数種類の移動体通信サービスに対応した無線
通信システムを所有している。それぞれの移動体通信サ
ービスに対応した無線通信システムは互いに独立してお
り、それぞれのシステムに属する基地局がサービスエリ
ア内の各地域にそれぞれ設置されている。

【０００７】従って、互いに異なる種類のシステムに属
する複数の基地局が同じ地域に設置されている場合も多
い。図１０においては、１つの無線通信システム（Ａ）
に属する基地局（Ａ）ともう１つの無線通信システム
（Ｂ）に属する基地局（Ｂ）とが互いに近い位置に設置
されている場合が示されている。２つの無線通信システ
ム（Ａ，Ｂ）は互いに独立しており、種類の異なるサー
ビスを提供する。従って、１つの無線通信端末（Ａ）は
基地局（Ａ）を利用して移動体通信サービスを受けるこ
とができるが、基地局（Ｂ）を利用することはできな
い。

【０００８】このため、例えば基地局（Ａ）が故障した
場合には、それを所有する通信事業者が修理を完了する
までの間は無線通信端末（Ａ）はこの地域で移動体通信
サービスを受けられない。また、無線通信システム
（Ａ）のトラヒックが増大し、基地局（Ａ）に空きチャ
ネルが存在しない場合には、無線通信端末（Ａ）から発
呼しても呼損となるため、空きチャネルができるまで無
線通信端末（Ａ）はこの地域で移動体通信サービスを受
けられない。

【０００９】本発明は、基地局の故障やトラヒックの一
時的な急増により、良好な無線通信サービスの提供が不
可能もしくは困難となった場合に、迅速に無線通信サー
ビスの復旧を行うための柔軟な無線通信サービスを実現
する無線通信システム制御装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の無線通信シス
テム制御装置は、相互接続可能に配備された互いに種類
の異なる独立した第１の無線通信システム及び第２の無
線通信システムを利用するとともに、第１の無線通信シ
ステム及び第２の無線通信システムの各々が所定の移動
通信端末との間で無線通信が可能な少なくとも１つの無
線基地局及び各々のシステムを制御する制御サーバを備
え、第１の無線通信システムが特定の条件を満たす場合
に第２の無線通信システムに属する無線基地局の少なく
とも一部分の機能を変更するための無線通信システム制
御装置であって、前記第１の無線通信システム及び第２
の無線通信システムの双方に接続された管理センタを設
けると共に、該管理センタには、前記第２の無線通信シ
ステムに属する各々の無線基地局の情報を保持する基地
局データベースと、第１の無線通信システムが特定の条
件を満たす場合に、第１の無線通信システムの特定の無
線基地局の位置に対応する第２の無線通信システムの１
つの無線基地局を前記基地局データベースから選択する
借用基地局選択手段と、前記借用基地局選択手段が選択
した無線基地局に関する借用要求を第２の無線通信シス
テムの制御サーバに送出し、該制御サーバから許可を受
けた場合には、選択された無線基地局に対する機能変更
の指示を送出する機能変更指示手段とを設け、少なくと
も前記第２の無線通信システムに属する無線基地局に
は、複数の周波数の無線信号の送受信に対応した空中線
及び給電線を備えるマルチモード送受信手段と、前記マ
ルチモード送受信手段と接続可能で、通信に必要な変復
調，フィルタなどの様々な機能をプログラム可能なプロ
グラマブルデバイスと、前記プログラマブルデバイスを
制御するための少なくとも１つのソフトウェアモジュー
ルを保持するメモリ手段と、前記管理センタの機能変更
指示手段が送出する機能変更の指示に応答して、前記プ
ログラマブルデバイスを制御するソフトウェアモジュー
ルを切り替えるモジュール切替手段と、複数種類の通信
プロトコルの相互変換を行うプロトコル変換手段とを設
けたことを特徴とする。

【００１１】請求項１によれば、少なくとも第２の無線
通信システムに属する無線基地局については、無線通信
に利用する周波数，変調方式，通信プロトコルなどをソ
フトウェアモジュールの切替によって変更することがで
きる。従って、第２の無線通信システムの無線基地局を
第１の無線通信システムの無線基地局として利用するこ
とが可能である。

【００１２】第１の無線通信システムが特定の条件を満
たす場合には、管理センタの借用基地局選択手段が第１
の無線通信システムの特定の無線基地局の位置に対応す
る第２の無線通信システムの１つの無線基地局を前記基
地局データベースから選択し、機能変更指示手段が選択
された無線基地局に関する借用要求を第２の無線通信シ
ステムの制御サーバに送出し、該制御サーバから許可を
受けた場合には、選択された無線基地局に対する機能変
更の指示を送出する。

【００１３】この指示を受けた無線基地局においては、
第１の無線通信システムの無線基地局と同じ機能を果た
すようにモジュール切替手段が前記プログラマブルデバ
イスを制御するソフトウェアモジュールを切り替える。
例えば、第１の無線通信システムのサービスに対応付け
られた移動通信端末（携帯電話など）を使用する場合
に、移動通信端末の現在位置をサービスエリアとする第
１の無線通信システムの第１の無線基地局が故障してい
ると前記移動通信端末は第１の無線基地局との間で通信
できないためサービスを受けられない。しかし、第１の
無線基地局の近傍に存在する第２の無線通信システムの
第２の無線基地局が予め第１の無線通信システムの無線
基地局と同じ機能を果たすように機能変更されている場
合には、前記移動通信端末は第２の無線基地局を利用し
て第１の無線通信システムの提供するサービスを受ける
ことができる。

【００１４】すなわち、無線基地局の故障やトラヒック
の一時的な急増により、良好な無線通信サービスの提供
が不可能もしくは困難となった場合には、他の無線通信
システムの無線基地局を一時的に借用することで無線通
信サービスの復旧を迅速に行うことができる。もちろ
ん、第１の無線通信システムの無線基地局を第２の無線
通信システムの無線基地局として借用できるように構成
すれば、第１の無線通信システムと第２の無線通信シス
テムとの間で相互に無線基地局の貸し借りを行うことが
できる。また、３以上の無線通信システムの間で相互に
無線基地局の貸し借りを行うことも可能である。

【００１５】請求項２は、請求項１の無線通信システム
制御装置において、第１の無線通信システムの制御サー
バから管理センタへの借用要求があった場合に、前記借
用基地局選択手段が第１の無線通信システムの特定の無
線基地局の位置に対応する第２の無線通信システムの１
つの無線基地局を前記基地局データベースに基づいて選
択し、前記機能変更指示手段が前記借用基地局選択手段
の選択した無線基地局に関する借用要求を第２の無線通
信システムの制御サーバに送出することを特徴とする。

【００１６】請求項２によれば、第１の無線通信システ
ムの制御サーバが管理センタに対して借用要求を送出す
ることにより、第２の無線通信システムの無線基地局を
借用することが可能になる。従って、例えば制御サーバ
が当システムに属する無線基地局の故障を検出したよう
な場合には他のシステムに属する無線基地局を借用し、
故障した無線基地局が修理されるまでの間もそのままサ
ービスを継続することができる。

【００１７】請求項３は、請求項１の無線通信システム
制御装置において、少なくとも前記第１の無線通信シス
テムに属する各無線基地局のトラヒックを監視するトラ
ヒック監視手段を設け、第１の無線通信システムの所定
以上のトラヒック増大を検出した場合に、前記借用基地
局選択手段が第１の無線通信システムのトラヒックの増
大した無線基地局の位置に対応する第２の無線通信シス
テムの１つの無線基地局を前記基地局データベースから
選択し、前記機能変更指示手段が前記借用基地局選択手
段の選択した無線基地局に関する借用要求を第２の無線
通信システムの制御サーバに送出することを特徴とす
る。

【００１８】請求項３によれば、第１の無線通信システ
ムに属する各無線基地局のトラヒック（例えば所定時間
あたりの呼の数、あるいは呼損の数）が所定以上に増大
した場合には、管理センタの機能変更指示手段が借用基
地局選択手段の選択した無線基地局に関する借用要求を
第２の無線通信システムの制御サーバに送出する。従っ
て、第１の無線通信システムにおいてトラヒックが急増
した場合には、第２の無線通信システムの無線基地局を
一時的に借用することにより、呼損の増大を抑制でき
る。

【００１９】請求項４は、請求項１の無線通信システム
制御装置において、前記各制御サーバに各無線基地局の
位置及び利用状況を把握する手段を設けたことを特徴と
する。請求項４によれば、各制御サーバが各無線基地局
の位置及び利用状況を把握しているので、第１の無線通
信システムの制御サーバにおいては他のシステムの無線
基地局を借用すべき無線基地局の位置情報を管理センタ
に通知することができ、第２の無線通信システムの制御
サーバにおいては指定された位置の近傍に存在する無線
基地局を他のシステムに貸し出し可能か否かを識別でき
る。

【００２０】例えば、所定時間内に全く利用されなかっ
た無線基地局については他のシステムへの貸し出しを許
可し、頻繁に利用されている無線基地局については他の
システムへの貸し出しを禁止するように制御サーバが制
御できる。請求項５は、請求項１の無線通信システム制
御装置において、複数の無線通信システムのそれぞれに
対応する複数のソフトウェアモジュールをモジュールラ
イブラリとして前記管理センタに設けると共に、前記機
能変更指示手段が借用要求を送出する場合には管理セン
タの前記モジュールライブラリから取り出したソフトウ
ェアモジュールを選択された無線基地局に転送するソフ
トウェアモジュール転送手段を設けたことを特徴とす
る。

【００２１】例えば、２つの無線通信システムの間だけ
で無線基地局の貸し借りを行う場合には、各無線基地局
に予め２組のソフトウェアモジュールを保持しておいて
もよい。しかし、多数の無線通信システムの間で無線基
地局の貸し借りを行う場合には各々の無線基地局に予め
多数のソフトウェアモジュールを保持しなければなら
ず、大容量の記憶装置が必要になる。

【００２２】請求項５においては、必要になったソフト
ウェアモジュールを管理センタから無線基地局に転送す
るので、各無線基地局には最低限１組のソフトウェアモ
ジュールだけを保持しておけばよい。

【００２３】請求項６は、請求項５の無線通信システム
制御装置において、前記ソフトウェアモジュール転送手
段は、前記機能変更指示手段が借用要求を送出する場合
に、借用する無線基地局にその機能変更に必要なソフト
ウェアモジュールが存在するか否かを確認し、存在する
場合にはソフトウェアモジュールの転送を省略すること
を特徴とする。

【００２４】無線基地局の貸し出しを以前に行った場合
には、機能変更に必要なソフトウェアモジュールが既に
無線基地局に保持されている可能性がある。無線基地局
に既に存在するソフトウェアモジュールを再び管理セン
タから転送するのは無駄である。請求項６においては、
無線基地局に既に存在するソフトウェアモジュールの転
送は省略されるので、転送に必要な時間だけ無線基地局
の貸し出しの手続きを迅速に行うことができる。

【００２５】請求項７は、請求項５の無線通信システム
制御装置において、第２の無線通信システムに属する各
無線基地局に、前記管理センタから転送されたソフトウ
ェアモジュールの異常の有無を調べるモジュール動作確
認手段を設け、前記モジュール切替手段は管理センタか
ら転送されたソフトウェアモジュールに異常がある場合
にはソフトウェアモジュールの切替を中止することを特
徴とする。

【００２６】管理センタから各無線基地局にソフトウェ
アモジュールを転送する際には、ソフトウェアモジュー
ルのプログラムやデータに何らかの変化が生じる可能性
がある。転送中の変化によって機能が不完全になったソ
フトウェアモジュールをそのまま使用すると、無線基地
局の機能に重大な障害が発生し無線通信サービスの提供
を継続できなくなる。

【００２７】請求項７においては、管理センタから転送
されたソフトウェアモジュールに異常がある場合にはソ
フトウェアモジュールの切替を中止するので、転送中に
ソフトウェアモジュールに変化が生じた場合であっても
無線基地局の機能に障害が発生するのを防止できる。請
求項８は、請求項１の無線通信システム制御装置におい
て、第１の無線通信システムが第２の無線通信システム
に属する無線基地局を借用する場合に、課金のために前
記無線基地局の借用時間を把握する借用時間管理手段を
設けたことを特徴とする。

【００２８】例えば、第１の無線通信システムと第２の
無線通信システムとを互いに独立した通信事業者が所有
している場合には、システム間での無線基地局の貸し借
りは有償にする必要がある。請求項８においては、借用
時間管理手段が無線基地局の借用時間を把握しているの
で、この借用時間に基づいて無線基地局の借用に対する
課金を行うことができる。従って、複数の通信事業者の
所有するシステム間であっても無線基地局の貸し借りを
行うことが可能になる。

【００２９】請求項９は、請求項１の無線通信システム
制御装置において、少なくとも第２の無線通信システム
に属する各無線基地局に、自局が利用する無線チャネル
と他の無線基地局が利用している無線チャネルとの干渉
を検出する干渉検出手段と、無線チャネルの干渉がある
場合に自局の利用する無線チャネルを変更する無線チャ
ネル変更手段とを設けたことを特徴とする。

【００３０】移動体通信サービスを提供する無線通信シ
ステムの場合、様々な地点にそれぞれ無線基地局が設置
される。特に、複数のシステム間で無線基地局の貸し借
りを行う場合には、各々の無線基地局の近傍に他の無線
基地局が設置されていることになるので、無線基地局同
士の間で無線チャネルの干渉が生じやすい。請求項９に
おいては、無線チャネルの干渉がある場合には自局の利
用する無線チャネルを変更するので、干渉の小さい無線
チャネルを通信に利用することができる。

【００３１】請求項１０は、請求項１の無線通信システ
ム制御装置において、各無線基地局の前記メモリ手段に
複数種類の無線通信システムのそれぞれに対応付けられ
た複数のソフトウェアモジュールを同時に保持すると共
に、第２の無線通信システムに属する各無線基地局のハ
ードウェア資源を第１の無線通信システム及び第２の無
線通信システムにそれぞれ配分して前記複数のソフトウ
ェアモジュールで同時に利用することを特徴とする。

【００３２】一般に、各々の無線通信システムについて
サービスエリアの全ての地点でサービスを提供できるよ
うに多数の無線基地局が様々な地点に設置される。一時
的に未使用状態になった無線基地局の全ての機能を他の
システムに貸し出した場合、その無線基地局のサービス
エリアでは貸し出した側のシステムを利用する無線通信
端末はそのサービスを全く受けることができなくなる。

【００３３】請求項１０においては、無線基地局の機能
を他のシステムに貸し出す場合であってもハードウェア
資源を複数の無線通信システムに少しずつ配分するの
で、無線基地局の全ての機能を他のシステムに貸し出す
ことはなく、当システムのサービスを受ける無線通信端
末は残りのハードウェア資源を利用してサービスを受け
ることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の無
線通信システム制御装置の１つの実施の形態について、
図１〜図６を参照して説明する。この形態は請求項１，
請求項２及び請求項４〜請求項９に対応する。

【００３５】図１はこの形態の無線通信システム制御装
置の構成を示すブロック図である。図２はこの形態の管
理センタの構成を示すブロック図である。図３はこの形
態の各無線通信システムの基地局の構成を示すブロック
図である。図４はこの形態の管理センタの動作を示すフ
ローチャートである。図５はこの形態の各制御サーバの
動作を示すフローチャートである。図６はこの形態の基
地局の動作を示すフローチャートである。

【００３６】この形態では、請求項１の管理センタ，基
地局データベース，借用基地局選択手段，機能変更指示
手段，マルチモード送受信手段，プログラマブルデバイ
ス，メモリ手段及びプロトコル変換手段は、それぞれ管
理センタ２０，基地局データベース２２，ステップＳ１
１，ステップＳ１２〜Ｓ１７，マルチバンドアンテナ３
１，プログラマブル信号処理回路３４，メモリ回路３
８，モジュール変更回路３７及び通信プロトコル変換回
路４０に対応する。

【００３７】また、請求項５のモジュールライブラリ及
びソフトウェアモジュール転送手段は、それぞれモジュ
ールライブラリ２３及びステップＳ１９に対応する。ま
た、請求項７のモジュール動作確認手段はステップＳ４
５に対応する。請求項８の借用時間管理手段は利用時間
管理部２７に対応する。請求項９の干渉検出手段は受信
レベル検出回路３３及びステップＳ４９に対応し、請求
項９の無線チャネル変更手段はステップＳ５１に対応す
る。

【００３８】図１において、ネットワーク１０（Ａ），
制御サーバ１１（Ａ）及び基地局１２（Ａ）は１つの無
線通信システム（Ａ）に属している。実際には、多数の
基地局１２（Ａ）及び図示しない交換機がネットワーク
１０（Ａ）に接続されている。この無線通信システム
（Ａ）は、通常は例えばＰＤＣの無線通信端末に対して
所定の通信サービスを提供する。

【００３９】また、ネットワーク１０（Ｂ），制御サー
バ１１（Ｂ）及び基地局１２（Ｂ）はもう１つの無線通
信システム（Ｂ）に属している。実際には、多数の基地
局１２（Ｂ）及び図示しない交換機がネットワーク１０
（Ｂ）に接続されている。この無線通信システム（Ｂ）
は、通常は例えばＰＨＳの無線通信端末に対して所定の
通信サービスを提供する。

【００４０】２つの無線通信システムのネットワーク１
０（Ａ），１０（Ｂ）は互いに接続されている。また、
２つの無線通信システム（Ａ，Ｂ）を制御するために管
理センタ２０がネットワーク１０（Ａ）及び１０（Ｂ）
とそれぞれ接続されている。なお、３種類以上の無線通
信システムを互いに接続して管理センタ２０で制御する
こともできる。

【００４１】図１の無線通信システム制御装置において
は、後述するように２つの無線通信システム（Ａ，Ｂ）
の間で一時的に基地局１２（Ａ，Ｂ）の貸し借りを行う
ことが可能になっている。例えば、基地局１２（Ａ）の
故障などによって無線通信システム（Ａ）が基地局１２
（Ａ）に相当する機能を必要とする場合に、無線通信シ
ステム（Ｂ）の基地局１２（Ｂ）の機能を借用し、基地
局１２（Ｂ）を基地局１２（Ａ）の代わりあるいはその
一部分として利用することができる。

【００４２】図１の無線通信システム制御装置において
は、２つの無線通信システム（Ａ，Ｂ）の交換系ネット
ワーク及び課金系ネットワークが相互に接続されてい
る。また、１つの無線通信端末が同一番号で複数の無線
通信システムを利用できるようにローミング技術を利用
している。すなわち、各ネットワーク１０は無線通信シ
ステム間のローミングを実現するローミング機能を持っ
ている。

【００４３】各無線通信システムの制御サーバ１１は、
パソコンあるいはワークステーションなどのコンピュー
タである。各制御サーバ１１は、それが属する無線通信
システムの各基地局１２の地理的情報（緯度，経度な
ど）や状態（所定時間内の呼数，呼損数など）を把握し
管理している。管理センタ２０には、図２に示すように
通信制御部２１，基地局データベース２２，モジュール
ライブラリ２３，ネットワークインタフェース２５，時
計回路２６，利用時間管理部２７及び課金情報管理部２
８が備わっている。モジュールライブラリ２３は多数の
ソフトウェアモジュール２４(A),(B),・・・を備えてい
る。モジュールライブラリ２３は、ハードディスクなど
の記憶装置上に配置されたデータベースである。

【００４４】モジュールライブラリ２３の各ソフトウェ
アモジュール２４は、様々な種類のサービス（ＰＤＣ，
ＰＨＳ，ＣＤＭＡ−ＯＮＥなど）を提供する複数の無線
通信システムの基地局１２がその制御を行うために必要
とするソフトウェアである。通信制御部２１は、パソコ
ンあるいはワークステーションなどのコンピュータであ
る。通信制御部２１は、ネットワークインタフェース２
５を介して複数の無線通信システムの各ネットワーク１
０と接続されている。

【００４５】基地局データベース２２は、互いに基地局
１２の借用が可能な複数の無線通信システムのそれぞれ
に属する全ての基地局１２の情報が保持されている。こ
の情報には、基地局１２の存在する位置（緯度，経度な
ど），利用状況（利用中，借用中，故障中等），基地局
識別番号などが含まれている。時計回路２６は、現在時
刻の情報を出力する。利用時間管理部２７は、複数の無
線通信システム間で基地局１２の貸し借りを行う際に、
各基地局１２を借用している時間を管理する。課金情報
管理部２８は、利用時間管理部２７が管理している基地
局１２の借用時間に基づいて課金の管理を行う。

【００４６】各無線通信システムの基地局１２は、図３
に示すようにマルチバンドアンテナ３１，マルチバンド
フィルタ３２，受信レベル検出回路３３，プログラマブ
ル信号処理回路３４，通信制御部３５，受信用メモリ３
６，モジュール変更回路３７，メモリ回路３８，チャネ
ル割り当て回路３９，通信プロトコル変換回路４０及び
ネットワークインタフェース４１を備えている。

【００４７】ここでは、様々な種類の無線通信システム
が利用する周波数帯での通信を可能にするためにマルチ
バンドアンテナ３１及びマルチバンドフィルタ３２を用
いている。また、複数種類の無線通信システムが利用し
ている様々な変復調方式や音声コーデックの方式にソフ
トウェアの変更で対応できるように、プログラマブル信
号処理回路（Digital Signal Processor）３４を設けて
ある。すなわち、プログラマブル信号処理回路３４に対
するプログラミングの内容を変更することにより、様々
な無線通信システムの通信方式に対応できる。

【００４８】この実施例では、マルチバンドアンテナ３
１については文献１（A. Strugatsky, C. H. Walter
“Multimode Multiband Antenna”, Tactical Communic
ationsConference, Vol.1.pp.281-295,1992）に開示さ
れた技術を利用している。また、通信方式をソフトウェ
アで制御する技術については文献２（J. Mitola, III
“The Software Radio Architecture”, IEEE Comm. Ma
g. Vol.33, No.5,pp.26-38,1995）に開示された技術を
利用している。

【００４９】受信レベル検出回路３３は、他の基地局１
２が送出する電波と自局との干渉を検出するために受信
した信号のレベルを測定する。通信制御部３５は制御用
のコンピュータであり基地局１２の動作を制御する。通
信制御部３５が実行するプログラムや該プログラムが利
用するデータの少なくとも一部分はメモリ回路３８上に
ソフトウェアモジュール２４として存在している。ソフ
トウェアモジュール２４の内容に応じて、この基地局１
２が無線通信で利用する周波数，変復調方式，音声コー
デックの符号化方式，通信プロトコルなどが決定され
る。

【００５０】従って、メモリ回路３８のソフトウェアモ
ジュール２４を変更すれば、この基地局１２を複数種類
の無線通信システム（Ａ，Ｂ）の何れの基地局１２とし
て機能させることも可能である。受信用メモリ３６は、
管理センタ２０から転送されたソフトウェアモジュール
２４のデータを一時的に保持するための記憶装置であ
る。モジュール変更回路３７は、基地局１２の機能を変
更する必要が生じたときに、受信用メモリ３６上のソフ
トウェアモジュール２４をメモリ回路３８に転送してメ
モリ回路３８上のソフトウェアモジュール２４を書き換
える。また、書き換えを行う前に、受信用メモリ３６上
のソフトウェアモジュール２４の検証を行ってそれが完
全に動作することを確認する。

【００５１】チャネル割り当て回路３９は、この基地局
１２が使用する通信に使用する無線チャネル（周波数，
タイムスロットなど）の割り当てを行う。通信プロトコ
ル変換回路４０は、通信プロトコルの変換を行う。すな
わち、この基地局１２の通信制御部３５が送出するデー
タをそれが接続されたネットワーク１０の通信プロトコ
ルに適した形式に変換する。通信プロトコル変換回路４
０は、ネットワークインタフェース４１を介してネット
ワーク１０と接続されている。

【００５２】この形態の無線通信システム制御装置の動
作について、図４〜図６を参照しながら以下に説明す
る。図５に示す処理は各制御サーバ１１によって定期的
に繰り返し実行される。制御サーバ１１がそれの管理す
る何れかの基地局１２について故障の発生を検出する
と、前記制御サーバ１１の動作はステップＳ３０からＳ
３１に進む。

【００５３】ステップＳ３１では、故障が発生した基地
局１２の位置（緯度，経度など）を把握する。また、次
のステップＳ３２では基地局借用要求を故障の生じた基
地局１２の位置情報とともに管理センタ２０に送信す
る。管理センタ２０の通信制御部２１は、図４に示す処
理を実行する。通信制御部２１は、制御サーバ１１が送
出した基地局借用要求をステップＳ１０で受信し、次の
ステップＳ１１に進む。

【００５４】ステップＳ１１では、基地局借用要求を送
出した無線通信システムの（故障した）基地局１２の位
置と基地局データベース２２の内容とに基づいて借用す
る基地局１２を決定する。以下の説明においては、図１
において無線通信システム（Ａ）の基地局１２（Ａ）が
故障した場合を想定する。この場合、基地局１２を互い
に貸し借り可能な無線通信システム（Ｂ）に属する多数
の基地局１２の中から、基地局１２（Ａ）のサービスエ
リアと同様なサービスエリアを有する基地局１２（Ｂ）
を借用対象として選択する。

【００５５】実際には、管理センタ２０の基地局データ
ベース２２に各無線通信システムに属する多数の基地局
１２の位置情報が保持されているので、基地局借用要求
に含まれる位置情報と基地局データベース２２上の各基
地局１２の位置情報とを比較することにより、基地局１
２（Ａ）のサービスエリアと同様なサービスエリアを有
する基地局１２（Ｂ）を検索することができる。

【００５６】次のステップＳ１２では、借用先の無線通
信システムの制御サーバ１１に対して基地局借用要求を
送信する。この基地局借用要求には、ステップＳ１１で
決定した借用対象の基地局１２（Ｂ）を特定する情報を
付加する。例えば、図１の基地局１２（Ａ）の故障に対
して基地局１２（Ｂ）を借用する場合には、管理センタ
２０から制御サーバ１１（Ｂ）に対して基地局１２
（Ｂ）の基地局借用要求を送信する。

【００５７】この基地局借用要求を受け取る側の制御サ
ーバ１１（Ｂ）の動作は、基地局借用要求を受信する
と、図５のステップＳ３４からＳ３５に進む。ステップ
Ｓ３５では、借用対象の基地局１２（Ｂ）の状態を把握
する。すなわち、当該基地局１２（Ｂ）の利用状況（未
使用，利用中，借用中，故障中の区別）やトラヒック
（所定時間あたりの呼数など）を調べる。

【００５８】ステップＳ３６では、基地局１２（Ｂ）の
借用可否について識別する。例えば、所定時間内に前記
基地局１２（Ｂ）が継続的に未使用であった場合には借
用可とみなす。また、所定時間あたりの呼数が予め定め
た閾値以下であった場合には、未使用状態になるのを待
って借用可とみなす。なお、ステップＳ３６の識別条件
については必要に応じて変更してもよい。

【００５９】次のステップＳ３７では、ステップＳ３６
の識別の結果を含む応答を制御サーバ１１から管理セン
タ２０に対して送信する。基地局借用要求を送信した管
理センタ２０においては、制御サーバ１１（Ｂ）がステ
ップＳ３７で送出する応答を図４のステップＳ１３で受
信する。そしてこの応答の内容を次のステップＳ１４で
識別する。基地局１２（Ｂ）の借用許可の応答があった
場合にはステップＳ１４からＳ１５に進み、借用不可の
応答があった場合にはステップＳ１４からＳ１６に進
む。

【００６０】ステップＳ１５では、借用要求を発生した
無線通信システム（Ａ）の制御サーバ１１（Ａ）に対し
て「借用可能」を示す応答を送信する。また、ステップ
Ｓ１６では借用要求を発生した無線通信システム（Ａ）
の制御サーバ１１（Ａ）に対して「借用不可」を示す応
答を送信する。ステップＳ１７では、管理センタ２０か
ら借用対象の基地局１２（Ｂ）に対してソフトウェアモ
ジュール確認指示を送信する。

【００６１】基地局１２（Ｂ）においては、管理センタ
２０からのソフトウェアモジュール確認指示を受信する
と、図６のステップＳ４０からＳ４１の処理に進む。ス
テップＳ４１では、借用する側の無線通信システム
（Ａ）の機能を実現するために必要とされる特定のソフ
トウェアモジュール２４（Ａ）が基地局１２（Ｂ）のメ
モリ回路３８上もしくは受信用メモリ３６上に存在する
か否かを識別する。既に存在する場合にはステップＳ４
５に進み、存在しなければステップＳ４３に進む。

【００６２】特定のソフトウェアモジュール２４（Ａ）
が基地局１２（Ｂ）に存在しない場合には、ステップＳ
４１で基地局１２（Ｂ）が送出する応答に従って、管理
センタ２０の処理は図４のステップＳ１８からＳ１９に
進むため、管理センタ２０はステップＳ１９でソフトウ
ェアモジュール２４（Ａ）を送信する。特定のソフトウ
ェアモジュール２４（Ａ）が基地局１２（Ｂ）に存在し
ない場合、基地局１２（Ｂ）は図６のステップＳ４３で
ソフトウェアモジュール２４（Ａ）を受信する。このソ
フトウェアモジュール２４（Ａ）はステップＳ４４で受
信用メモリ３６に蓄積される。

【００６３】管理センタ２０から転送されたソフトウェ
アモジュール２４（Ａ）を利用する場合、あるいは以前
に転送された受信用メモリ３６上に存在するソフトウェ
アモジュール２４（Ａ）を利用する場合には、ステップ
Ｓ４５が実行される。すなわち、受信用メモリ３６に存
在するソフトウェアモジュール２４（Ａ）が完全に機能
するかどうかについて検証を行う。

【００６４】ステップＳ４５の検証の結果、ソフトウェ
アモジュール２４（Ａ）の正常な動作が確認できた場合
にはステップＳ４６からＳ４７に進む。何らかの異常が
検出された場合には、ソフトウェアモジュール２４の変
更を中止してこの処理を終了する。ステップＳ４７で
は、通信制御部３５からモジュール変更回路３７に指示
を送り、モジュール変更回路３７の制御により受信用メ
モリ３６上のソフトウェアモジュール２４（Ａ）をメモ
リ回路３８に転送する。これにより、通信制御部３５の
使用するソフトウェアモジュール２４が変更される。

【００６５】この後で、変更されたソフトウェアモジュ
ール２４を利用してプログラマブル信号処理回路３４に
対するプログラムが書き換えられる。従って、この基地
局１２（Ｂ）が無線通信に利用する周波数，変復調方
式，音声コーデックの符号化方式，通信プロトコルなど
が無線通信システム（Ａ）のサービスに適合するように
変更される。また、この基地局１２（Ｂ）が無線通信に
利用する無線チャネルがステップＳ４８で割り当てられ
る。

【００６６】ステップＳ４９では、この基地局１２
（Ｂ）に割り当てられた無線チャネルについて、他の基
地局１２の送出する電波との干渉の有無を調べるため
に、受信レベル検出回路３３を用いて受信レベルを測定
する。ステップＳ４９で検出した他局からの電波の受信
レベルが予め定めた閾値以上の場合には、干渉が大きく
なって通信サービスの品質が悪化するので、ステップＳ
５０からＳ５１に進み基地局１２（Ｂ）の使用する無線
チャネルを変更する。

【００６７】他局との干渉が小さい無線チャネルが確保
できた場合には、ステップＳ５０からＳ５２に進む。ス
テップＳ５２では、管理センタ２０に対して変更通知を
送信する。管理センタ２０では、基地局１２（Ｂ）がス
テップＳ５２で送出する変更通知を図４のステップＳ２
０で受信する。この変更通知を受信すると、管理センタ
２０の処理はステップＳ２１に進む。

【００６８】ステップＳ２１では、利用時間管理部２７
を制御して、利用時間の測定を開始する。すなわち、無
線通信システム（Ａ）が無線通信システム（Ｂ）の基地
局１２（Ｂ）を借用している間の時間を利用時間管理部
２７で測定する。また、ステップＳ２２では課金情報管
理部２８を制御して課金処理を行う。すなわち、利用時
間管理部２７が測定した利用時間に応じた課金を行う。
この課金情報は課金情報管理部２８に保持され、必要に
応じてネットワーク１０（Ａ）又は１０（Ｂ）に送出さ
れる。

【００６９】以上説明したように、種類の異なる複数の
無線通信システム間で基地局１２の機能のローミングを
行うことができるので、基地局１２（Ａ）に故障が発生
した場合であっても、無線通信システム（Ａ）を利用す
る無線通信端末は、そのまま他の無線通信システムの基
地局１２（Ｂ）を利用して通信サービスを受けることが
できる。

【００７０】なお、この形態では借用する基地局１２に
対して管理センタ２０から必要なソフトウェアモジュー
ル２４を転送する場合を示したが、予め複数種類のソフ
トウェアモジュール２４を基地局１２に保持しておけば
ソフトウェアモジュール２４の転送を省略することがで
きる。なお、この形態では借用対象の基地局１２（Ｂ）
を決定する際に、緯度，経度などの位置情報を用いて故
障の発生した基地局１２（Ａ）と対応する位置の基地局
１２（Ｂ）を検索しているが、同様のサービスエリアを
有する複数のシステムの基地局１２を予め１対１に対応
付け、それらの番号の対応関係をテーブルとして基地局
データベース２２上に登録しておけば、位置を比較する
ことなく簡単に目的の基地局１２を検索可能である。

【００７１】（第２の実施の形態）本発明の無線通信シ
ステム制御装置のもう１つの実施の形態について、図７
〜図９を参照して説明する。この形態は、請求項３及び
請求項１０に対応する。図７はこの形態の管理センタの
構成を示すブロック図である。図８はこの形態の各無線
通信システムの基地局の構成を示すブロック図である。
図９はこの形態の管理センタの動作を示すフローチャー
トである。

【００７２】この形態は、第１の実施の形態の変形例で
ある。図７〜図９において第１の実施の形態と同じ要素
及び処理については同一の符号及びステップ番号を付け
て示してある。また、図示又は説明を省略した部分の構
成及び動作については第１の実施の形態と同一である。
この形態では、請求項３のトラヒック監視手段はトラヒ
ック監視部２９及びステップＳ１０Ｂに対応する。

【００７３】図７に示すように、この形態では管理セン
タ２０にトラヒック監視部２９が設けてある。トラヒッ
ク監視部２９は、各無線通信システムの制御サーバ１１
から情報を入手して、各無線通信システムの基地局毎に
トラヒックの状況を常時監視する。具体的には、トラヒ
ックの状況は所定時間あたりの呼の数あるいは呼損の数
として把握される。

【００７４】管理センタ２０では、図９のステップＳ１
０Ｂで各無線通信システムのトラヒックを基地局毎に監
視する。そして、トラヒックが予め定めた閾値以上にな
るとステップＳ１１に進む。これ以降の処理は第１の実
施の形態とほぼ同じである。従って、各無線通信システ
ムにおいて基地局１２のトラヒック量が予め定めた閾値
（通信事業者等が決定）以上になると、その基地局１２
が受け持っているサービスエリアの混雑を緩和するため
に、同様のサービスエリアを有する他の無線通信システ
ムの特定の基地局１２（位置が近いもの）を借用する。

【００７５】図８に示すように、この形態では各基地局
１２に複数のマルチバンドアンテナ３１（１），３１
（２）及びマルチバンドフィルタ３２（１），３２
（２）が備わっている。また、メモリ回路３８Ｂは複数
のソフトウェアモジュール２４を同時に保持できる記憶
容量を備えている。通信制御部３５Ｂの基本的な動作は
第１の実施の形態の通信制御部３５と同じであるが、メ
モリ回路３８Ｂに複数組のソフトウェアモジュール２４
を保持した場合には、それぞれのソフトウェアモジュー
ル２４を同時に利用して複数種類の無線通信システムの
機能を同時に実現することができる。

【００７６】１つの基地局１２が複数種類の無線通信シ
ステムの機能を同時に実現する場合には、通信制御部３
５Ｂは利用可能なハードウェア資源を各無線通信システ
ムに分配する。例えば、基地局１２（Ｂ）を無線通信シ
ステム（Ａ）と無線通信システム（Ｂ）とで共用する場
合には、マルチバンドアンテナ３１（１）及びマルチバ
ンドフィルタ３２（１）を無線通信システム（Ａ）の機
能に割り当て、マルチバンドアンテナ３１（２）及びマ
ルチバンドフィルタ３２（２）を無線通信システム
（Ｂ）の機能に割り当てることができる。プログラマブ
ル信号処理回路３４については、内部のハードウェアを
２つに配分したり時分割で利用することにより、同時に
２つの無線通信システムに対応する機能を実現できる。

【００７７】従って、この形態では基地局１２を他の無
線通信システムに貸し出す場合であっても基地局１２の
一部分の機能だけを貸し出すことができ、本来の無線通
信システムの機能はそのまま維持できる。例えば、図１
において無線通信システム（Ａ）の基地局１２（Ａ）の
トラヒックが急増した場合には、基地局１２（Ｂ）に対
する借用要求が発生する。このときに、基地局１２
（Ｂ）の一部の機能だけを無線通信システム（Ａ）に貸
し出した場合には、無線通信システム（Ｂ）のサービス
を提供する機能が基地局１２（Ｂ）に残っているので、
無線通信システム（Ｂ）のサービスを利用する無線通信
端末は基地局１２（Ｂ）を利用して通信サービスを受け
ることができる。このため、呼損の発生する確率は低下
する。

【００７８】なお、２組のマルチバンドアンテナ３１及
びマルチバンドフィルタ３２を１つの無線通信システム
だけで使用する場合には、それらをダイバーシチアンテ
ナとして構成すればハードウェア資源を有効に利用でき
る。なお、上記各実施の形態では、各無線通信システム
の基地局１２で故障が発生した場合やトラヒックが一時
的に増大した場合に他の無線通信システムの基地局１２
の機能を貸し出す場合を示したが、管理センタ２０ある
いはネットワーク１０に所定の入力端末を接続すれば、
通信事業者などの要望により、基地局の借用要求を必要
に応じて発生することができる。

【００７９】なお、特にトラヒックが急増した場合に基
地局１２の貸し借りを行うと、互いに近接した位置に複
数の基地局１２が配置されることになるため干渉の小さ
い無線チャネルを確保するのが困難になる可能性があ
る。そのような場合には、例えばアンテナの指向性制御
を併用することにより、無線チャネルの確保及び通信品
質の改善が容易になる。

【００８０】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、複数の無
線通信システムを相互接続しておくことにより、各無線
通信システムの基地局で故障の発生やトラヒックの急増
などが生じた場合には、他の無線通信システムの基地局
の機能の一部もしくは全てを借用することができる。

【００８１】このため、基地局の故障時における復旧ま
での暫定的な処置として、迅速にシステムの回復を実施
することができる。また、各無線通信システム間で基地
局の貸し借りを行うことで、トラヒックの変動に対し柔
軟に対応することができ、フレキシブルなネットワーク
構成が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の無線通信システム制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施の形態の管理センタの構成を示すブ
ロック図である。

【図３】第１の実施の形態の各無線通信システムの基地
局の構成を示すブロック図である。

【図４】第１の実施の形態の管理センタの動作を示すフ
ローチャートである。

【図５】第１の実施の形態の各制御サーバの動作を示す
フローチャートである。

【図６】第１の実施の形態の基地局の動作を示すフロー
チャートである。

【図７】第２の実施の形態の管理センタの構成を示すブ
ロック図である。

【図８】第２の実施の形態の各無線通信システムの基地
局の構成を示すブロック図である。

【図９】第２の実施の形態の管理センタの動作を示すフ
ローチャートである。

【図１０】複数の無線通信システムの配置例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０ ネットワーク １１ 制御サーバ １２ 基地局 ２０ 管理センタ ２１ 通信制御部 ２２ 基地局データベース ２３ モジュールライブラリ ２４ ソフトウェアモジュール ２５ ネットワークインタフェース ２６ 時計回路 ２７ 利用時間管理部 ２８ 課金情報管理部 ２９ トラヒック監視部 ３１ マルチバンドアンテナ ３２ マルチバンドフィルタ ３３ 受信レベル検出回路 ３４ プログラマブル信号処理回路 ３５ 通信制御部 ３６ 受信用メモリ ３７ モジュール変更回路 ３８ メモリ回路 ３９ チャネル割り当て回路 ４０ 通信プロトコル変換回路 ４１ ネットワークインタフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 周治 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−228372（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−145843（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−224286（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互接続可能に配備された互いに種類の
   異なる独立した第１の無線通信システム及び第２の無線
   通信システムを利用するとともに、第１の無線通信シス
   テム及び第２の無線通信システムの各々が所定の移動通
   信端末との間で無線通信が可能な少なくとも１つの無線
   基地局及び各々のシステムを制御する制御サーバを備
   え、第１の無線通信システムが特定の条件を満たす場合
   に第２の無線通信システムに属する無線基地局の少なく
   とも一部分の機能を変更するための無線通信システム制
   御装置であって、 前記第１の無線通信システム及び第２の無線通信システ
   ムの双方に接続された管理センタを設けると共に、該管
   理センタには、 前記第２の無線通信システムに属する各々の無線基地局
   の情報を保持する基地局データベースと、 第１の無線通信システムが特定の条件を満たす場合に、
   第１の無線通信システムの特定の無線基地局の位置に対
   応する第２の無線通信システムの１つの無線基地局を前
   記基地局データベースから選択する借用基地局選択手段
   と、 前記借用基地局選択手段が選択した無線基地局に関する
   借用要求を第２の無線通信システムの制御サーバに送出
   し、該制御サーバから許可を受けた場合には、選択され
   た無線基地局に対する機能変更の指示を送出する機能変
   更指示手段と を設け、 少なくとも前記第２の無線通信システムに属する無線基
   地局には、 複数の周波数の無線信号の送受信に対応した空中線及び
   給電線を備えるマルチモード送受信手段と、 前記マルチモード送受信手段と接続可能で、通信に必要
   な変復調，フィルタなどの様々な機能をプログラム可能
   なプログラマブルデバイスと、 前記プログラマブルデバイスを制御するための少なくと
   も１つのソフトウェアモジュールを保持するメモリ手段
   と、 前記管理センタの機能変更指示手段が送出する機能変更
   の指示に応答して、前記プログラマブルデバイスを制御
   するソフトウェアモジュールを切り替えるモジュール切
   替手段と、 複数種類の通信プロトコルの相互変換を行うプロトコル
   変換手段と を設けたことを特徴とする無線通信システム制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１の無線通信システム制御装置に
   おいて、第１の無線通信システムの制御サーバから管理
   センタへの借用要求があった場合に、前記借用基地局選
   択手段が第１の無線通信システムの特定の無線基地局の
   位置に対応する第２の無線通信システムの１つの無線基
   地局を前記基地局データベースに基づいて選択し、前記
   機能変更指示手段が前記借用基地局選択手段の選択した
   無線基地局に関する借用要求を第２の無線通信システム
   の制御サーバに送出することを特徴とする無線通信シス
   テム制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１の無線通信システム制御装置に
   おいて、少なくとも前記第１の無線通信システムに属す
   る各無線基地局のトラヒックを監視するトラヒック監視
   手段を設け、第１の無線通信システムの所定以上のトラ
   ヒック増大を検出した場合に、前記借用基地局選択手段
   が第１の無線通信システムのトラヒックの増大した無線
   基地局の位置に対応する第２の無線通信システムの１つ
   の無線基地局を前記基地局データベースから選択し、前
   記機能変更指示手段が前記借用基地局選択手段の選択し
   た無線基地局に関する借用要求を第２の無線通信システ
   ムの制御サーバに送出することを特徴とする無線通信シ
   ステム制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１の無線通信システム制御装置に
   おいて、前記各制御サーバに各無線基地局の位置及び利
   用状況を把握する手段を設けたことを特徴とする無線通
   信システム制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１の無線通信システム制御装置に
   おいて、複数の無線通信システムのそれぞれに対応する
   複数のソフトウェアモジュールをモジュールライブラリ
   として前記管理センタに設けると共に、前記機能変更指
   示手段が借用要求を送出する場合には管理センタの前記
   モジュールライブラリから取り出したソフトウェアモジ
   ュールを選択された無線基地局に転送するソフトウェア
   モジュール転送手段を設けたことを特徴とする無線通信
   システム制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５の無線通信システム制御装置に
   おいて、前記ソフトウェアモジュール転送手段は、前記
   機能変更指示手段が借用要求を送出する場合に、借用す
   る無線基地局にその機能変更に必要なソフトウェアモジ
   ュールが存在するか否かを確認し、存在する場合にはソ
   フトウェアモジュールの転送を省略することを特徴とす
   る無線通信システム制御装置。
7. 【請求項７】 請求項５の無線通信システム制御装置に
   おいて、第２の無線通信システムに属する各無線基地局
   に、前記管理センタから転送されたソフトウェアモジュ
   ールの異常の有無を調べるモジュール動作確認手段を設
   け、前記モジュール切替手段は管理センタから転送され
   たソフトウェアモジュールに異常がある場合にはソフト
   ウェアモジュールの切替を中止することを特徴とする無
   線通信システム制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１の無線通信システム制御装置に
   おいて、第１の無線通信システムが第２の無線通信シス
   テムに属する無線基地局を借用する場合に、課金のため
   に前記無線基地局の借用時間を把握する借用時間管理手
   段を設けたことを特徴とする無線通信システム制御装
   置。
9. 【請求項９】 請求項１の無線通信システム制御装置に
   おいて、少なくとも第２の無線通信システムに属する各
   無線基地局に、自局が利用する無線チャネルと他の無線
   基地局が利用している無線チャネルとの干渉を検出する
   干渉検出手段と、無線チャネルの干渉がある場合に自局
   の利用する無線チャネルを変更する無線チャネル変更手
   段とを設けたことを特徴とする無線通信システム制御装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項１の無線通信システム制御装置
    において、各無線基地局の前記メモリ手段に複数種類の
    無線通信システムのそれぞれに対応付けられた複数のソ
    フトウェアモジュールを同時に保持すると共に、第２の
    無線通信システムに属する各無線基地局のハードウェア
    資源を第１の無線通信システム及び第２の無線通信シス
    テムにそれぞれ配分して前記複数のソフトウェアモジュ
    ールで同時に利用することを特徴とする無線通信システ
    ム制御装置。