JP4839098B2 - 移動体無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信技術に係わり、特に、公衆モードで使用するＰＨＳ（第２世代デジタルコードレス電話）用の基地局および基地局を制御する基地局制御技術に関する。

従来、第２世代コードレス電話システム（以下ＰＨＳと呼ぶ。）の基地局は、社団法人電波産業会より平成９年１１月発行の標準規格第３版（以下ＲＣＲ−ＳＴＤ２８）により、標準規格化さている。

ＰＨＳは、エアインタフェースとなる空中線、基地局、移動局（以下端末）などの無線通信制御装置と、ＰＨＳ用交換機、ＩＳＤＮ網制御装置などのネットワーク装置と、から構成される。基地局と移動局との間の無線アクセス方式は、４マルチチャネルキャリアの時分割多重アクセス方式（以下ＴＤＭＡ方式）が用いられ、基地局は一つの制御チャネルと三つの通信用チャネルを持つ。

基地局は複数の無線装置を備え、各無線装置において３通話と１制御チャネルの送信を可能にしている。すなわち、基地局は、通信用チャネルを用いて同時に３個の端末と通話ができる。無線区間は１通話チャネルで３２ｋｂｉｔ／ｓのデータ（音声デジタルデータ）を送受信する。端末、基地局ともに同一の仕組みで音声データを符号化して音声デジタルデータとする符号化装置を持つ。

ＰＨＳの公衆サービスは、ＩＳＤＮ網にＰＨＳ基地局を接続し、デジタルデータ化した音声をＩＳＤＮ網で交換する。基地局とＩＳＤＮ網間のインタフェース仕様は社団法人電信電話技術委員会の標準規格ＪＴ−Ｑ９３１−ｂ、およびＪＴ−Ｑ９３２−ａにて規定されている。複数の基地局を制御する交換機は交換機間のインタフェースに従って他の交換機と接続され、複数の交換機で全体のＰＨＳネットワークを構成する。

ＰＨＳでは、端末の位置情報を端末から受信する。端末の位置は、それぞれの基地局がカバー（管理、制御）するエリアで認識される。即ち、端末は、電源立ち上がり時、または、エリア間を移動して新規のエリアに入ったとき、エリア内にいることを示す位置の情報をネットワークへ送信する。これを位置登録と称する。この位置登録情報はネットワーク内の位置情報制御局（ＨＬＲ：Ｈｏｍｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）に蓄積され、管理される。端末に着信がかかる場合、ネットワークは、この端末の位置情報に基づいて端末の存在する交換機とその制御基地局内のエリアを特定し、そのエリアをカバーする基地局から着信信号を端末に送信する。

一方、ＰＨＳではこの公衆用のサービス（以下、公衆モードと呼ぶ。）の他に、限られたユーザ、例えば、事業所内部とか、ホテル、病院などの私設網内部でサービスを行う仕様が上記のＲＣＲ−ＳＴＳ２８において規格化されている。これを前述の公衆モードに対して自営モードと称する。自営モードの場合、ＰＨＳは上記私設網の内線交換として用いられ、基地局は構内のＰＢＸに接続される。

公衆モードと自営モードとは、無線周波数帯、および上記で述べたようなＴＤＭＡ方式は共通であるが、制御用の周波数、および通話チャネル接続までにいたるソフトウェア上のプロトコルが異なる。基地局と端末とを結ぶ空中線のインタフェースが公衆用と自営用とで異なるため、公衆モードで動作する端末は自営モードで動作するこの私設網の中では動作できない。自営モードでの運用では、自営モードで動作する端末を必要とする。端末には、私設網では自営モード、公衆では公衆モードと両方のモードをサポートする機種もあり、これをデュアルモード対応端末と称する。しかし、自営モードと公衆モードは同時に使用することはできす、端末を使いたい環境により排他的に選択される。

社団法人電波産業会より平成９年１１月発行の標準規格第３版（ＲＣＲ−ＳＴＤ２８）５頁〜１８頁

２０００年より中国でこのＰＨＳのサービスが開始された。中国では公衆のモードでのサービスを専らとして、自営モードでのサービスの対応が考慮されていない。このため中国ではＰＨＳ用に用いられる端末（移動局）は公衆モードでのみ動作するタイプが主流となっている。このような環境において、システムの付加価値を高めるため、自営モードのサービスも求められつつある。

また、ＰＨＳは基地局からの電波出力が他の通信システムに比べ弱いマイクロセルシステムを採用しているため、一般的に屋外に設置される基地局の電波がビルの屋内の奥まで届きにくい。このため、屋内のエリアには、屋外の基地局で完全にカバーされないエリアらが存在する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、屋内エリアの電波環境を改善しつつ、ＰＨＳの公衆モード用の端末を使用して自営モードのサービスを一部提供することを目的とする。

本発明は、基地局とＰＨＳ交換機との間に基地局制御装置を設置する。基地局制御装置は、その配下の基地局とその端末との間で自営モードのサービスを提供し、ＰＨＳ交換機を介して外部の通信システムと公衆モードのサービスを提供する。

具体的には、複数の交換機と、前記複数の交換機と接続され、該交換機を介して回線交換される移動体端末からの位置登録を受けて、登録された該移動体端末の位置情報を管理する位置情報制御局と、前記交換機と接続され、前記交換機を介して回線交換される移動体端末と無線で通信を行う複数の基地局と、を有する移動体無線通信システムにおいて、前記交換機と、前記基地局との間に基地局制御装置を設け、該基地局制御装置に複数の基地局を接続し、前記基地局制御装置に、該基地局制御装置が管理する前記移動体端末のデータが登録された加入者データベースと、該基地局制御装置に接続された前記基地局に関する位置情報を前記位置情報制御局から受信して登録する位置登録データベースと、を備え、前記基地局制御装置は、該基地局制御装置に接続された前記基地局を介して呼接続要求を受信すると、該呼接続要求に含まれる発信者番号および着信者番号を抽出し、前記加入者データベースへの発信者番号および着信者番号の登録の有無および、前記位置登録データベースに、前記着信者番号に該当する前記移動体端末の位置情報の登録の有無に基づいて、該基地局制御装置に接続された前記基地局、または、前記交換機への回線交換を行うことを特徴とする移動体無線通信システムを提供する。

本発明によれば、屋内エリアの電波環境を改善しつつ、ＰＨＳの公衆モード用の端末を使用して自営モードのサービスを一部提供できる

以下、本発明を適用した実施形態を、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態のＰＨＳによる移動体無線通信システムの概要図である。本図に示すように、本実施形態の移動体無線通信システムは、無線移動体端末１０１と、基地局１０２と、基地局制御装置１０３と、保守制御装置１０４と、ＰＨＳ交換機１０５と、位置情報制御局（ＨＬＲ）１０６と、を備える。なお、本図において、基地局１０７は、通常のＰＨＳによる移動体無線通信システムで用いられる基地局である。

無線移動体端末１０１（以下、端末１０１）は、本システムに加入する端末として予め登録されている（加入者データを持つ）。

基地局１０２は、端末１０１の受信機であり、無線インタフェースにより端末１０１と基地局制御装置１０３とを接続し、データを中継する。基地局１０２は、例えば、屋内に設置され、端末１０１との間の無線インタフェースには、公衆通信プロトコルを利用する。

基地局制御装置１０３は、配下の複数の基地局１０２を制御する。また、基地局１０２が中継したデータを中継するとともに基地局制御装置１０３配下の基地局１０２間で付加サービスを提供する。

保守制御装置１０４は、基地局制御装置１０３を管理者が保守するためのインタフェースである。保守制御装置１０４は、基地局制御装置１０３にデータを書き込むなどの処理を行い、基地局制御装置１０３内の情報を使用可能な状態に維持する。すなわち、保守制御端末１０４は、管理者から受け付けた上記加入者制御ＤＢ３０９１に対する登録、更新の指示を受付、基地局制御装置１０３に送信する。保守制御端末１０４と基地局制御装置１０３とのインタフェースは、ＲＳ２３２Ｃなどのシリアルインタフェースで実現される。

ＰＨＳ交換機１０５は、複数でＰＨＳの公衆網（ＰＨＳネットワーク）を形成し、本ネットワーク側での回線交換を実施する。ＰＨＳ交換機１０５は、基本的に通常のＰＨＳ交換機１０５と同等の機能を有するものである。

位置情報制御局（ＨＬＲ）１０６は、各端末１０１の位置情報を管理する。ＨＬＲ１０６は、各端末１０１が、どのＰＨＳ交換機１０５に接続されているどの基地局のエリアにいるのかを管理し、移動する端末１０１に着信を実行する。本実施形態の位置情報制御局（ＨＬＲ）１０６は、基本的に通常の位置情報制御局（ＨＬＲ）１０６と同等の機能を有するものである。しかし、基地局制御装置１０３に係る位置登録情報に変更があった場合、基地局制御装置１０３に通知する機能を備える。なお、本機能は、基地局制御装置１０３側から所定のタイミングで問合せ、問合せに応じて基地局制御装置１０３に通知するよう構成してもよい。

なお、本実施形態の移動体無線通信システムにおいては、端末数１０１、基地局数１０２、ＰＨＳ交換機１０５の数は問わない。

次に、上記基地局１０２、基地局制御装置１０３の構成について説明する。

図２は、本実施形態の基地局１０２の内部構成図である。本図に示すように、本実施形態の基地局１０２は、送信系無線装置２０２と、受信系無線装置２０３と、無線制御部２０４と、制御用ＣＰＵ２０５と、メモリ２０６と、回線制御部２０７と、を備える。基地局１０２は、通常のＰＨＳによる移動体無線通信システムで用いられる基地局１０７と基本的に同じものである。ただし、これらの基地局１０２は屋内専用でも可能なため、基地局１０７に比べ送信出力を小さくできる、また、回線インタフェース仕様に関し、基地局制御装置１０３との間インタフェースは独自なものを設定できる。

送信系無線装置２０２および受信系無線装置２０３は、それぞれ無線による送信および受信を制御する。無線制御部２０４は、送信系無線装置２０２から送信するデータおよび受信系無線装置２０３において受信するデータを処理する。回線側制御部２０７は、基地局制御装置１０３とのインタフェースであり、外部回線２０８を介して基地局制御装置１０３と接続する。

制御用ＣＰＵ２０５は、基地局１０２の全体を制御する。メモリ２０６は、制御用ＣＰＵ２０５が処理を行うために必要なデータ等が格納される。なお、基地局１０２の後述する各機能は、メモリ２０６に格納されたプログラムを制御用ＣＰＵ２０５が実行することにより、実現される。

図３は、基地局制御装置１０３の内部構成図である。基地局制御装置３０１は、回線制御部３０２と、基地局側回線制御部３０３と、内部バス３０４と、装置制御部３０５と、データ入力制御部３０６と、記憶部３０９と、を備える。

回線制御部３０２は、基地局間との回線３０７を介してＰＨＳ交換機１０５に接続し、ＰＨＳ交換機１０５との回線制御を行う。なお、回線制御部３０２は、ＰＨＳ交換機１０５毎に備える。基地局側回線制御部３０３は、外部交換機との回線３０８を介して基地局１０２と接続し、基地局１０２側との回線制御を行う。基地局側回線制御部３０３も、基地局１０２ごとに備える。

装置制御部３０５は、制御用ＣＰＵ３０５ａおよびメモリ３０５ｂを備え、基地局制御装置３０１全体の動作の制御を行う。後述する基地局制御装置３０１の各機能は、ＣＰＵがメモリにロードされたプログラムを実行することにより実現される。

また、記憶部３０９には、加入者制御データベース（ＤＢ）３０９１と位置登録データベース（ＤＢ）３０９２と通話データベース（ＤＢ）３０９３とが格納される。

加入者制御ＤＢ３０９１は、本移動体無線通信システムに加入している端末１０１の加入者データが登録される。加入者制御ＤＢ３０９１の一例を図４に示す。本図に示すように、本実施形態の加入者制御ＤＢ３０９１は、端末を識別する加入者番号３０９１ａと、各端末に予め割り当てられている本移動体無線通信システム内での内線番号３０９１ｂとが対応づけて登録される。なお、内線番号３０９１ｂは、着信側の端末１０１に発信元端末１０１の内線番号を提供するためのものである。従って、内線番号３０９１ｂは必ずしも登録されていなくてもよい。以下、加入者制御ＤＢ３０９１登録されている端末１０１を、基地局制御装置１０３が管理する端末１０１と呼ぶ。

また、位置登録ＤＢ３０９２には、端末１０１が現在どの基地局１０２の配下に存在するかを示すデータが登録される。ここで、位置登録について説明する。位置登録はＰＨＳ交換機１０５からの着信を行う為に、システムに端末１０１の位置を通知するものである。本実施形態では、端末１０１と未登録端末とを問わず、ＰＨＳ交換機１０５を経由して位置情報制御局１０６に対し位置登録を行う。図５は、本実施形態の基地局１０２と基地局制御装置１０３との間の位置登録のシーケンス図である。端末１０１は電源をＯＮした際および新規のエリアに入った際、基地局１０２に向けて位置登録要求（８０１）を送信する。本実施形態では、基地局１０２は受け取った位置登録要求を基地局制御装置１０３に転送する（８０２）。また、基地局制御装置１０３は、それをＰＨＳ交換機１０５に中継する。ＰＨＳ交換機１０５は位置登録情報を位置情報制御局１０６に転送する。（８０３）。その後、通常の位置登録時同様の送受信制御データフレームが基地局制御装置１０３を介して送受信され、ＰＨＳ交換機１０５を経由して位置情報制御局１０６に登録される（８０４）。

なお、基地局１０２、基地局制御装置１０３、ＰＨＳ交換機１０５の間のインタフェースは、従来のＲＣＲ−ＳＴＳ２８、ＪＴ−Ｑ９３１−ｂおよびＪＴ−Ｑ９３２−ａに準拠した基地局、ＰＨＳ交換機のインタフェースとする。基地局制御装置１０３は、ＰＨＳ交換機１０５を経由して位置情報制御局１０６から、自身が管理している基地局１０２に関する位置登録情報を受け取り、位置登録ＤＢ３０９２として保持する。なお、位置登録ＤＢ３０９２の詳細は、従来のＰＨＳにおいて位置情報制御局が管理する各端末の位置情報と同じであるため、ここでは説明しない。なお、基地局制御装置１０３内が単一のページングエリアである場合、基地局制御装置１０３自体は位置登録ＤＢは必要としない。基地局制御装置１０３が、その配下に複数のページングエリアを持ち、それぞれのエリアで着信する場合は、基地局制御装置１０３内の位置登録ＤＢにより、位置情報を管理する。例えば、２つのビルを１つの基地局制御装置１０３の制御範囲とすると、２つのビルをそれぞれ別々のページングエリアとする運用も可能である。

通話ＤＢ３０９３は、現在基地局制御装置１０３で中継または回線交換を行っている通話の、発信者番号と着信者番号と後述する通話の種別を登録保持する。

また、装置制御部３０５は、通話種別判断機能３１１と、中継機能３１２と、内線交換機能３１３と、内線サービス機能３１４と、位置登録機能３１５と、を実現する。

通話種別判断機能３１１は、基地局側回線制御部３０３を介して、基地局制御装置１０３が管理する端末１０１から呼設定のための送受信制御データフレームであるＳＥＴＵＰメッセージを受け取ると、ＳＥＴＵＰメッセージ内の発信者番号と着信者番号とを抽出する。そして、それぞれ加入者制御ＤＢ３０９０に格納されているか否かを判別する。両者がともに格納されている場合、基地局制御装置１０３が管理する端末１０１間の通話（内線通話）と判断する。それ以外の場合は、外線発信と判断する。ここで、外線発信と判断されるものには、基地局１０２配下の端末１０１であって加入者制御ＤＢ３０９０に登録されている端末１０１から、外部の公衆網の端末への発信と、基地局１０２配下の端末１０１ではあるが、加入者制御ＤＢ３０９０に未登録の端末１０１が発信側または着信側であるものとがある。また、回線制御部３０２を介して、外線からの発信を受け取った場合、外部の公衆網の端末から端末１０１への着信（外線着信）と判断する。

なお、ここで、通話種別判断機能３１１は、各発着信毎に、発信者番号と着信者番号とその判断した種別と対応づけて通話データベース３０９３として記憶部３０９に記憶する。このとき、いずれかが内線番号である場合は、加入者制御ＤＢ３０９０に登録されている対応する加入者番号を登録する。

中継機能３１２は、通話種別判断機能３１１が外線発信または外線着信と判断した場合、受け取った送受信制御データフレームをそれぞれＰＨＳ交換機１０５、基地局１０２に中継する。このとき、ＰＨＳ交換機１０５側から受け取った送受信制御データフレームは、位置登録機能３１５に問い合わせ、着信先の端末１０１を管理する基地局１０２の通知を受け、当該基地局１０２に中継する。

内線交換機能３１３は、通話種別判断機能３１１が内線通話と判断した場合、回線交換を行う。ＳＥＴＵＰメッセージ内の発信者番号で特定される端末１０１と着信者番号で特定される端末１０１との間で、所定の発着信シーケンス処理を行い、通信路を開設する。送受信制御データフレームの送付先の基地局１０２は、位置登録機能３１５に問合せて通知を受ける。位置登録ＤＢ３０９２を参照して決定する。すなわち、本実施形態では、内線交換機能３１３と位置登録機能３１５とにより、交換機能を実現する。

内線サービス機能３１４は、内線通話において、付加サービスとして、一般の内線通話で提供されているサービスを提供する。ここでは、例えば、３者通話、保留、転送などである。

位置登録機能３１５は、位置登録ＤＢ３０９２を管理する。具体的には、位置情報制御局（ＨＬＲ）１０６から、位置登録ＤＢ３０９２の更新があったことをとその更新内容を受け取ると、受け取った更新内容に従って、位置登録ＤＢ３０９２を更新する。また、中継機能３１２および内線交換機能３１３に位置登録ＤＢ３０９２に変更があったことを通知する。これらの機能から端末１０１を特定する番号とともに管理する基地局１０２の問合せを受け付けると、位置登録ＤＢ３０９２を検索して該当する基地局１０２を通知する。位置登録情報は、主として後述するハンドオーバにより更新される。

データ入力制御部３０６は、保守制御端末３０９からのデータの入力を受けつけ、処理を行う。

次に、本実施形態の移動体無線通信システムにおける発着信時の各装置間の制御シーケンスを、基地局制御装置１０３内の各機能の詳細な動作とともに説明する。

ここでは、端末１０１Ａと端末１０１Ｂと外部の公衆網の端末６０１とを用いて説明する。端末１０１Ａの加入者番号はＡ−ａ、内線番号はＡ−ｂ、端末１０１Ｂの加入者番号はＢ−ａ、内線番号はＢ−ｂとし、加入者制御ＤＢ３０９１にそれぞれ登録されているものとする。端末１０１Ａと端末１０１Ｂとは、公衆網配下ではそれぞれ加入者番号Ａ−ａと加入者番号Ｂ−ａとして網に登録され、外線発着信ではこの番号で回線交換が実施される。端末６０１を特定する電話番号は６０１ａとする。

図６は、外線発信時、図７は、外線着信時、図８は、内線通話時の発信時のシーケンスである。ここで、以後の各シーケンス図において、ＳＥＴＵＰは呼を要求するメッセージ、ＣａｌｌＰｒｏｃはＳＥＴＵＰを受信網に接続したことを通知するメッセージ、ＡＬＥＲＴは相手側を呼び出していることを示すメッセージ、ＣＯＮＮは相手側に接続したことを通知するメッセージ、ＣＯＮＮ−ＡＣＫは接続ＣＯＮＮ信号を確認したことを応答するメッセージ、ＤＩＳＣは切断を要求するメッセージ、ＲＥＬは切断が了解され、呼が開放されたことを示すメッセージ、ＲＥＬＣＯＭＰはＲＥＬの確認応答を示すメッセージである。上記メッセージ自体および各発着信時の各メッセージの送受信シーケンスは、上述のＲＣＲ−ＳＴＳ２８およびＪＴ−Ｑ９３１−ｂ、ＪＴ−Ｑ９３２−ａ、に準拠しているものであるため、ここでは説明しない。以下においては、呼設定のためのＳＥＴＵＰメッセージの流れについてのみ説明する。

図６、図７に示すように、端末１０１Ａと外線との発着信は、ＰＨＳ交換機１０５において回線交換を実施する。すなわち、基地局制御装置１０３は中継のみを行う。

具体的には、図６に示すように、外線発信の場合、端末１０１Ａが端末６０１の電話番号６０１ａを用いて発信動作を行うと、発信者番号としてＡ−ａ、着信者番号として６０１ａが記述されたＳＥＴＵＰメッセージが送信される（４０１）。

基地局１０２を経由して基地局制御装置１０３が当該ＳＥＴＵＰメッセージを受け取ると（４０２）、通話種別判断機能３１１がＳＥＴＵＰメッセージから発信者番号と着信者番号とを抽出する。そして、それぞれ、位置登録ＤＢ３０９２に登録されているか否かを判断する。この場合、発信者番号のみ登録されているため、通話種別判断機能３１１は、外線発信と判断する。そして、処理を中継機能３１２に受け渡す。

中継機能３１２は、受け取ったＳＥＴＵＰメッセージをＰＨＳ交換機１０５に送信する（４０３）。

以後、ＰＨＳ交換機１０５は、基地局制御装置１０３を中継装置として従来どおりの手順で回線交換を行う（４０４）。基地局１０２と端末１０１Ａとの間の処理も同様である。

また、図７に示す外線着信の場合、ＰＨＳ交換機１０５から、発信者電話番号が６０１ａ、着信者電話番号がＡ−ａと記述されたＳＥＴＵＰメッセージ（この場合は、ＵＩ（Ｕｎ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）−ＳＥＴＵＰ）を受け取ると（５０１）、通話種別判断機能３１１は、外線着信と判断する。そして、そのまま中継機能３１２に処理を受け渡す。

中継機能３１２は、配下の全ての基地局１０２にＵＩ−ＳＥＴＵＰメッセージを送信する（５０２）。ここで、通常、制御信号情報は、受信側の受け取りを確認するため、受信確認信号を相手側から受信する。しかし、ＵＩ−ＳＥＴＵＰについては、各基地局１０２から受信確認信号を受けることとすると、オーバーヘッドが高くなるため、受信確認不要としている。また、端末１０１は、応答する場合、基地局１０２からのページング信号に対し、着信応答信号を返送する。この後、着信応答信号を受け取った基地局１０２は、着信応答信号発信元の端末１０１ＢにＳＥＴＵＰメッセージを送信する（５０３）その後、基地局制御装置１０３を中継装置として従来どおりの手順で回線交換のシーケンスが行われる（５０４）。

端末１０１Ａでは、発信者番号としてＳＥＴＵＰメッセージに記述されている端末６０１の電話番号６０１ａが発信元として表示される。

次に、図８に示す内線通話の場合の処理を具体的に説明する。ここでは、端末１０１Ａから端末１０１Ｂに発信する場合を例にあげて説明する。図８に示す内線通話の場合のシーケンスのイメージ図を図９に示す。

端末１０１Ａが端末１０１Ｂの内線番号Ｂ−ｂを用いて発信動作を行うと、発信者番号としてＡ−ａが、着信者番号としてＢ−ｂが記述されたＳＥＴＵＰメッセージが送信される（図８の６０１、図９の７０１）。

基地局１０２を経由して基地局制御装置１０３が当該ＳＥＴＵＰメッセージを受け取ると（６０２）、通話種別判断機能３１１がＳＥＴＵＰメッセージから発信者番号と着信者番号とを抽出する。そして、それぞれ、位置登録ＤＢ３０９２に登録されているか否かを判断する。この場合、両方登録されているため、内線通話と判断する。通話種別判断機能３１１は、内線通話と判断すると、次に処理を内線交換機能３１３に受け渡す。このとき、通話種別判断機能３１１は、メッセージ内に記述されている加入者番号Ａ−ａに対応づけて加入者制御ＤＢ３０９１に登録されている、端末１０１Ａの内線番号Ａ−ｂも抽出する。また、メッセージ内に記述されている内線番号Ｂ−ｂに対応づけて登録されている加入者番号Ｂ−ａも抽出する。そして、発信者側を特定する情報として加入者番号Ａ−ａと内線番号Ａ−ｂとを、着信者側を特定する情報として加入者番号Ｂ−ａと内線番号Ｂ−ｂとを、内線交換機能３１３に受け渡す。

内線交換機３１３は、通話種別判断機能３１１から受け取った着信者側を特定する情報の中の加入者番号Ｂ−ａを用い、位置登録ＤＢ３０９２を参照して、現在端末１０１Ｂが存在するエリアの基地局を特定する。そして、ＳＥＴＵＰメッセージ内に、発信者番号として端末１０１Ａの内線番号Ａ−ｂを、着信者番号として端末１０１Ｂの加入者番号Ｂ−ａを記述する（図９の７０２）。その後、特定した基地局１０２に向けてＳＥＴＵＰメッセージを送信する（図８の６０３、図９の７０３）。なお、着信者番号として端末１０１Ｂの加入者番号を記述するのは、端末１０１Ｂは、基地局制御装置１０３の配下では内線番号Ｂ−ｂと認識されるが、基地局１０２が認識できるのは、端末１０１Ｂの加入者番号Ｂ−ａだからである。

受け取った基地局１０２では、メッセージ内の着信者番号を有する端末１０１ＢにＳＥＴＵＰメッセージを送信する（６０４）。その後、従来どおりの手順で基地局制御装置１３０を交換機として回線交換のシーケンスが行われる（６０５）。

端末１０１Ｂでは、発信者番号としてＳＥＴＵＰメッセージに記述されている端末１０１Ａの内線番号Ａ−ｂが発信元として表示される。なお、内線番号は、加入者番号と区別可能な体系で付与されることが望ましい。例えば、内線番号の前には＊＊をつけるなどである。

なお、上述したように、加入者制御ＤＢ３０９１に加入者データを設定していない端末１０１Ｃとの間での発着信は、基地局制御装置１０３は、外線発信時と同様の動作を行う。すなわち、図６、図７に示すように、ＰＨＳ交換機１０５との間の中継処理のみを行う。

また、上述したように、本実施形態によれば、基地局制御装置１０３に未登録の端末から端末１０１への発信は外線着信として、端末１０１から未登録端末への発信は外線発信として処理される。従来の自営モードの内線交換では、制御装置に登録されていない端末はシステム内での発着信の動作は不可能であった。しかしながら、本実施形態によれば、未登録の端末であっても、発着信の動作が可能となる。従って、内線対応として本実施形態の基地局制御装置１０３、基地局１０２を屋内に設置することにより、加入者以外の端末（未登録端末）との間でも通話が可能となり、公衆でのエリアの屋内における改善が実現される。

次に、上記構成を有する移動体無線通信システムにおけるハンドオーバについて説明する。ハンドオーバとは、無線状況が悪く、正常な通信状態を続行できない場合に、端末、基地局間の空中線インタフェースを別基地局間で設定し直す動作で、これもＲＣＲ−ＳＴＤ２８により標準化されている。図１０に本実施形態のハンドオーバシーケンスを示す。

図１０において、ケース１は、内線通話中で基地局制御装置１０３の配下の基地局１０２へハンドオーバする場合のシーケンスである。

この場合、基地局制御装置１０３には、発着信シーケンス時に当該通話が内線通話であるとの制御データ（通話ＤＢ３０９３）が記憶されている。また、外部のＰＨＳ交換機１０５とは接続されていないため、内部での交換設定を変更するだけで実現ができる。具体的には、ハンドオーバが行われると、位置登録情報が変更される。変更された位置登録情報を位置情報制御局（ＨＬＲ）１０６から受け取ると、位置登録機能３１５は、位置登録ＤＢ３０９２を更新するとともに、位置登録情報が変更された端末１０１との通話が行われているか、およびその種別を、通話ＤＢ３０９３にアクセスし、確認する（９０１）。この場合は、内線通話が行われているため、加入者番号と変更先の基地局１０２との情報を内線交換機能３１３に通知する。

内線交換機能３１３は、通知を受けた加入者番号を有する端末１０１の交換の交換設定を変更する（９０２）。

ケース２は、基地局制御装置１０３の配下外での外線通話中に、基地局制御装置１０３の配下にハンドオーバする場合のシーケンスである。

この場合は、ハンドオーバシーケンスをＰＨＳ交換機１０５に対し、トランスペアレントに行うことで、外部での回線交換として実現できる。すなわち、位置情報制御局（ＨＬＲ）１０６から変更された位置登録情報を受け取ると、位置登録機能３１５は、位置登録ＤＢ３０９２を更新する。この場合、基地局制御装置１０３の配下外で外線通話中であったため、通話対象の端末の位置情報は新規に登録されることとなる。位置登録機能３１５は、新規に登録された端末の加入者番号とその存在するエリアを管理する基地局１０２の情報を中継機能３１２と通話種別判断機能３１１とに通知する。

中継機能３１２は、当該端末との中継を行う。一方通話種別判断機能３１１は、発信者番号か着信者番号のいずれかに加入者番号を登録し、それぞれ、外線発信または外線着信として通話ＤＢ３０９３に登録する。この場合は、発信者番号と外線発信、着信者番号と外線着信のいずれの組み合わせを登録してもよい。

ケース３は基地局制御装置１０３の配下から外線通話中に、基地局制御装置１０３の配下外の公衆網の基地局（公衆基地局）へハンドオーバするシーケンスを示す。この場合、外部の公衆基地局へ通常のルートでハンドオーバを行い、ハンドオーバ成功時点で、ハンドオーバ前の基地局に対しては切断シーケンスが実行される。

すなわち、位置情報制御局（ＨＬＲ）１０６から変更された位置登録情報を受け取ると、位置登録機能３１５は、位置登録ＤＢ３０９２を更新する。この場合、基地局制御装置１０３の配下で外線通話中から、公衆基地局にハンドオーバするため、位置登録ＤＢ３０９２の当該端末の加入者番号に係るデータが削除されることとなる。位置登録機能３１５は、さらに、位置登録情報が削除された端末１０１との通話が行われているか、およびその種別を、通話ＤＢ３０９３にアクセスし、確認する。位置登録機能３１５は、外線発信または外線着信で通話が行われていると登録されていることを確認すると、位置登録ＤＢ３０９２から削除された端末１０１の加入者番号と削除されたことを示す情報を中継機能３１２と通話種別判断機能３１１とに通知する。

中継機能３１２は、当該端末との中継処理を終了（切断）する。一方通話種別判断機能３１１は、発信者番号か着信者番号のいずれかに受け取った加入者番号を有するデータを通話ＤＢ３０９３から削除する。

なお、基地局制御装置１０３の配下の基地局１０２内で内線通話中に、基地局制御装置１３０配下外の基地局へハンドオーバするケースがある。この場合は、上記において、位置登録機能３１５は、位置登録情報が削除された端末１０１との通話が行われているか、およびその種別を、通話ＤＢ３０９３にアクセスして確認した場合、内線通話が行われていると登録されていることを確認することとなる。位置登録ＤＢ内から端末１０１の情報が削除され、かつ、当該端末１０１の加入者番号が内線通話として通話ＤＢ３０９３に登録されている場合、位置登録機能３１５は、端末１０１を特定する加入者番号と削除されたことを示す情報を通話種別判断機能３１１と内線交換機能３１３とに通知する。

内線交換機能３１３は、受け取った加入者番号が発信者番号かまたは着信者番号である回線の交換処理を中止（切断）する。通話種別判断機能３１１は、受け取った加入者番号が発信者番号または着信者番号に登録されている通話ＤＢ３０９０のデータの通話種別を、それぞれ外線発信または外線着信とし、中継機能３１２に通知する。以後、中継機能３１２が外線発信または外線着信として中継を行う。

次に、基地局制御装置１０３内での付加サービスとしてサービスへの開始、終了、制御などを通知するＰＢ信号の送出シーケンスを図１１に示す。これにより、本実施形態においても、一般の内線通話でＰＢ信号により制御される付加サービスを可能とする。ＰＢ信号は一般に端末から発生し、通話状態でインバンドまたは音声データとして転送する方式と、制御信号として網側の制御装置に転送してそこで所定のＰＢ信号に変換する方式とがある。本実施形態の移動体無線通信システムでは後者の方式をとる。

図１１において端末１０１から基地局１０２へはＰＢ信号を示す制御信号が送信される（１００１）。この制御信号は基地局１０２を通じて基地局制御装置１０３に送信される（１００２）。基地局制御装置１０３では、ＰＢ信号を受信すると、内線サービス機能３１４が受信した制御信号をＰＢ信号に変換する。そして、内線通話時は、内線交換機能３１３に受け渡す。内線交換機能３１３は、通話相手の端末１０１に送信する。その他の場合は、中継機能３１２に受け渡す（１００３）。中継機能３１２は、ＰＨＳ交換機１０５へ転送する。

このＰＢ信号で制御される内線で付加サービスとして、３者通話、保留、転送について以下に説明する。

図１２に保留および保留解除のシーケンスを示す。また、図１３に転送のシーケンスを示す。これらの制御を行う制御信号にはフッキング信号が用いられる。フッキング信号送出の端末操作は、個々の端末仕様に依存する。例えば、通信中にアスタリスクを２回（＊＊）の入力を受け付けた場合、それを基地局１０２側でフッキング信号に変換するなどの方法がある。以下、アスタリスク２回の押下により送出される信号など、個々の端末仕様に依存する信号であって、基地局１０２側でフッキング信号に変換される信号も含めて、本実施形態では、フッキング信号と呼ぶ。

図１２において、内線通話中に端末１０１から基地局１０２に送信されたフッキング信号は、基地局１０２を通して基地局制御装置１０３に送信される（１１０１、１１０２）。基地局制御装置１０３では、内線通話中にフッキング信号を受け取ると、内線交換機能３１３が保留指示の信号と判断し、送信元の端末１０１が行っている内線通話の保留動作を行う。また、保留中に保留の指示を行った端末１０１から基地局１０２を介してフッキング信号を受け取ると（１１０３、１１０４）、今度は、内線交換機能３１３は、保留解除指示の信号と判断する。

保留動作とは通信中の相手側との回線接続状態を維持したまま、端末間の通話、データ交換を停止するものである。この間、端末１０１には基地局制御装置１０３から保留音、また保留メロディが音声データとして送信される。

本実施形態では、内線交換機能３１３が基地局１０２からフッキング信号を受け取る。その後、所定期間、転送先の端末１０１を特定する情報を受け取らなかった場合、内線交換機能３１３は、保留の指示を受けたものと判断し、内線サービス機能３１４に保留の指示を受けたことを通知する。内線サービス機能３１４が保留音または保留メロディを生成し内線交換機能３１３により相手先端末１０１に送信する。なお、フッキング信号を受け取ってから保留と判断するまで所定期間待機するのは、後述するように、転送の指示の場合があるからである。

また、保留中に再度フッキング信号を受け取ると、内線交換機能３１３は、内線サービス機能３１４に保留解除の支持を受けたことを通知する。内線サービス機能３１４は、保留音または保留メロディの生成および送出を停止する。内線交換機能３１３は、保留状態を解除してもとの通信状態に復帰させる。

次に、転送の指示を受けた場合の処理について説明する。ここでは、保留の指示と同じフッキング信号を用いる場合を例に挙げて説明する。これは。転送の初期動作は、回線制御上、保留の場合と同じであるため、このような実施形態が可能である。もちろん、転送の指示を示す信号として保留の指示を示す信号と異なるものを用意してもよい。

図１３において、内線通話中に端末１０１から基地局１０２に送信されたフッキング信号は、基地局１０２を通して基地局制御装置１０３に送信される（１２０１、１２０２）。基地局制御装置１０３では、内線通話中にフッキング信号を受け取り、続いて、転送先の端末１０１を特定する情報（加入者番号または内線番号）を所定期間内に受け取ると（１２０３、１２０４）、転送と判断し、転送先の端末１０１を着信先として呼設定処理を行う（１２０５）。

具体的には、内線交換機能３１３が基地局１０２からフッキング信号を受け取る。その後、所定期間内に転送先の端末１０１を特定する情報（加入者番号または内線番号）を受け取ると、内線交換機能３１３は転送の指示を受けたものと判断する。内線交換機能３１３は、加入者制御ＤＢ３０９１にアクセスし、転送指示元の端末１０１の内線番号と、転送先の端末１０１の加入者番号を抽出し、それぞれ発信者番号および着信者番号として記述したＳＥＴＵＰメッセージを生成する。また、位置登録ＤＢ３０９２により、転送先の端末１０１を管理している基地局１０２を特定する。そして、生成したＳＥＴＵＰメッセージを当該基地局１０２に送出する。

受け取った基地局では、メッセージ内の着信者番号を有する端末１０１にＳＥＴＵＰメッセージを転送する。その後所定のシーケンスを行い、基地局制御装置１０３の内線交換機能３１３は、転送を依頼した端末１０１と転送先の端末１０１との間に呼制御のパスを張る。呼制御のパスを張ることができた後、内線交換機能３１３は、保留状態を解除し、転送先との通信状態に移行させる。また、転送前の呼制御パスを解除する。

なお、３者通話サービスは、この転送時と同様のシーケンスにより新規の呼を設定した後、転送前の呼制御パスを解除しない。そして、基地局制御装置１０３は、旧来の呼の相手、および、新規の呼の相手の両者との間で音声データ交換を実現するよう制御する。

なお、上記の実施形態では、基地局制御装置１０３は、加入者制御ＤＢ３０９１に、加入者番号３０９１ａと内線番号３０９１ｂとを対応付けて登録している。しかし、内線番号３０９１ｂは、着信側の端末１０１に発信元端末１０１の内線番号を提供するためのものであり、内線番号３０９１ｂは必ずしも登録されていなくてもよい。この場合、通話種別判断機能３１１が内線通話と判断した後、内線交換機能３１３は、ＳＥＴＵＰメッセージ内の発信者番号および着信者番号の置き換えは行わず、そのまま回線交換を行う。

以上説明したように、本実施形態によれば、既存のＰＨＳ交換網を変更することなく、既存の公衆モード用の端末を用いて、基地局制御装置の配下で転送、保留、３者通話などの新たな付加サービスを実現することができる。

さらに、上述したように、従来の自営モードの内線交換では不可能であった未登録端末との発着信動作も可能となるため、屋内での無線エリアの改善の実施ができる。副次的な屋内エリアの電波環境の改善により、屋内でも通話可能エリアが充実するため、エリア化されていれば高いトラヒックを処理可能であったにも係わらず、電波が届かないためにデッドスポットとなっていたエリアを低減することができ、ネットワーク全体のトラヒック収容量を高めることができる。

本実施形態のシステムは、例えば、基地局制御装置、基地局はキャリアの設備として設置し、配下の端末は固定料金で付加サービスを提供するなどの方式で実現することができる。

また、本実施形態のシステム導入による設備保持者のメリットは、１）エリアの改善、拡大が実現で一般端末より通話料収入の増加がはかれること、２）これにより法人向けユーザの取り込みが可能になることである。

実施形態のＰＨＳによる移動体無線通信システムの概要図である。 実施形態の基地局の内部構成図である。 実施形態の基地局制御装置の内部構成図である。 実施形態の加入者制御ＤＢの一例を示す図である。 本実施形態の位置登録のシーケンス図である。 本実施形態の外線発信時のシーケンス図である。 本実施形態の外線着信時のシーケンス図である。 本実施形態の内線通話時の発信時のシーケンス図である。 本実施形態の内線通話発信時のイメージ図である。 本実施形態のハンドオーバシーケンス図である。 本実施形態のＰＢ信号の送出シーケンス図である。 本実施形態の保留および保留解除のシーケンス図である。 本実施形態の転送のシーケンス図である。

符号の説明

１０１：移動体端末、１０２：基地局、１０３：基地局制御装置、１０４：保守制御装置、１０５：ＰＨＳ交換機、１０６：位置情報制御局、１０７：基地局、２０２：送信系無線装置、２０３；受信系無線装置、２０４：無線制御部、２０５：制御用ＣＰＵ、２０６：記憶装置メモリ、２０７：回線制御部、２０８：外部回線。３０２：回線制御部、３０３：基地局側回線制御部、３０４：内部バス、３０５：装置制御部、３０６：データ入力装置：３０７：基地局間との回線、３０８：外部交換機との回線、３０９：保守制御装置、３０９１：加入者制御データベース、３０９２：位置登録データベース、３０９３：通話データベース、３１１：通話種別判断機能、３１２：中継機能、３１３：内線交換機能、３１４：内線サービス機能、３１５：位置登録機能

Claims (5)

1. 複数の交換機と、
   前記複数の交換機と接続され、該交換機を介して回線交換される移動体端末からの位置登録を受けて、登録された該移動体端末の位置情報を管理する位置情報制御局と、
   前記交換機と接続され、前記交換機を介して回線交換される移動体端末と無線で通信を行う複数の基地局と、を有する移動体無線通信システムにおいて、
   前記交換機と、前記基地局との間に基地局制御装置を設け、該基地局制御装置に複数の基地局を接続し、
   前記基地局制御装置に、
   該基地局制御装置が管理する前記移動体端末を識別する公衆通信用の加入者番号が登録された加入者データベースと、
   該基地局制御装置に接続された前記複数の基地局配下に存在する移動体端末について、どの基地局配下に存在するかを示す位置登録情報を前記位置情報制御局から受信して登録する位置登録データベースと、を備え、
   前記基地局制御装置は、
   該基地局制御装置に接続された前記基地局を介して公衆通信プロトコルによる呼接続要求を受信すると、該呼接続要求に含まれる発信者番号および着信者番号を抽出し、
   前記抽出した発信者番号および着信者番号が前記加入者データベースに登録されている場合には、前記位置登録データベースを参照して、前記基地局制御装置が回線交換を行い、前記発信側移動体端末と着信側移動体端末との間に通信路を接続することで内線交換機能を実現する
   ことを特徴とする移動体無線通信システム。
2. 請求項１に記載の移動体無線通信システムにおいて、
   前記基地局制御装置は、
   前記抽出した発信者番号および着信者番号の一方または両方が前記加入者データベースに登録されていない場合には、前記呼接続要求を前記交換機に中継することにより公衆モードの交換機能を実現する
   ことを特徴とする移動体無線通信システム。
3. 請求項１または２に記載の移動体無線通信システムにおいて、
   前記位置情報制御局は、前記基地局制御装置に接続された前記複数の基地局配下に存在する移動体端末の位置登録情報に変更があった場合に、該基地局制御装置に通知する機能、
   または、前記基地局制御装置が、所定のタイミングで前記位置情報制御局に前記基地局制御装置に接続された前記複数の基地局配下に存在する位置登録情報を問い合わせる機能を有する
   ことを特徴とする移動体無線通信システム。
4. 複数の交換機と、
   前記複数の交換機と接続され、該交換機を介して回線交換される移動体端末からの位置登録を受けて、登録された該移動体端末の位置情報を管理する位置情報制御局と、
   前記交換機と接続され、前記交換機を介して回線交換される移動体端末と無線で通信を行う複数の基地局と、を有する移動体無線通信システムに用いられる、前記交換機と、前記基地局との間に設けられ、複数の基地局が接続される基地局制御装置であって、
   該基地局制御装置が管理する前記移動体端末を識別する公衆通信用の加入者番号が登録された加入者データベースと、
   該基地局制御装置に接続された前記複数の基地局配下に存在する移動体端末について、どの基地局配下に存在するかを示す位置登録情報を前記位置情報制御局から受信して登録する位置登録データベースと、を備え、
   該基地局制御装置に接続された前記基地局を介して公衆通信プロトコルによる呼接続要求を受信すると、該呼接続要求に含まれる発信者番号および着信者番号を抽出し、
   前記抽出した発信者番号および着信者番号が前記加入者データベースに登録されている場合には、前記位置登録データベースを参照して前記基地局制御装置が回線交換を行い、前記発信側移動体端末と着信側移動体端末との間に通信路を接続することで内線交換機能を実現する
   ことを特徴とする基地局制御装置。
5. 請求項４に記載の基地局制御装置において、
   前記抽出した発信者番号および着信者番号の一方または両方が前記加入者データベースに登録されていない場合には、前記呼接続要求を前記交換機に中継することにより公衆モードの交換機能を実現する
   ことを特徴とする基地局制御装置。

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