JP6290601B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線統制局による複数の無線端末に対する統制通信を基地局を介して行う無線通信システムに関する。

市町村向け防災無線システムの一種に、県庁や県内の各市町村が基地局を共用して無線通信を行う市町共用無線システムがある。
図１には、市町共用無線システムの一例として、県庁の統制局２０及び無線端末の一例である無線移動局４０ａと、その県内の市町村毎の無線統制局（無線統制台とも言う）３０及び無線端末の一例である無線移動局４０ｂが、基地局１０を共用して無線通信を行うシステムの概要を示してある。

すなわち、同図の無線通信システムでは、県庁の通信設備間の通信（統制局２０と無線移動局４０ａの通信や無線移動局４０ａ同士の通信）と、Ａ市の通信設備間の通信（無線統制局３０と無線移動局４０ｂの通信や無線移動局４０ｂ同士の通信）と、Ｂ市の通信設備間の通信と、Ｃ市の通信設備間の通信とを、共通の基地局１０を介して行っている。以下では、県庁の無線移動局４０ａと市町村の無線移動局４０ｂを区別せず、単に無線移動局４０と記す。
ここで、同図の無線通信システムは、互いに異なる無線通信エリアＲ（部分的なエリア重複あり）を有する複数の基地局１０を有しており、各々の基地局１０は、自局の無線通信エリアＲ内に存在する全ての無線統制局３０及び無線移動局４０と無線通信を行うことができる。

図２には、図１の市町共用無線システムにおける統制局２０、無線統制局３０、無線移動局４０の装置構成の例を示してある。
統制局２０は、マイクやスピーカ等の入出力機器を備えた統制台装置２１と、市町共用無線システムの管理や監視に係る機能を提供する管理監視制御装置２２と、統制局２０を統括的に制御して基地局１０との通信を行う統制局制御装置２３とを有している。また、統制局制御装置２３には、内線電話機２４やＦＡＸ２５等の外部機器が中継交換機２６を介して接続されている。

無線統制局３０は、マイクやスピーカ等の入出力機器を備えた統制台装置３１と、統制局３０を統括的に制御する統制局制御装置３２と、基地局１０と無線により通信を行う無線装置３３とを有している。
無線移動局４０は、マイクやスピーカや表示装置等の入出力機器を備えた制御装置４１と、基地局１０と無線により通信を行う無線装置４２とを有している。

ここで、無線統制局３０は、市町共用無線システムにおいて、各市町村に設置される統制台に類似した機能を持つ装置であり、同じ市町村における通話中の無線移動局４０に対して強制切断を伴う一斉通信等を行うことが可能である。
市町共用無線システムの場合、通常の防災無線システムでいうところの統制台は、上位システムである県防災無線システムの統制局本部に設置された統制局２０が該当する。最終的な統制権限は県の統制局２０が所有するが、市町村においては無線統制局３０が独立した統制機能を持つ位置づけの装置となる。
なお、無線統制局３０は、配下の無線移動局４０に対する統制通信等の各種の統制機能を持っているが、装置分類としては移動局の一種である。また、無線統制局３０は、直接波と基地局波の同時送出が可能である。

無線統制局３０で対応している主な機能について説明する。ここでは、通常通信、一斉通信、統制通信、専用チャネル通信、通信統制、緊急連絡、ショートメッセージ通信について説明する。なお、以下の説明において、個別通信は、いずれかの無線移動局４０を対象とした通信（１対１通信）であり、通信信号の送信と受信の両方を同時に行える複信通信（双方向通信）である。また、グループ通信は、複数の無線移動局４０で構成されるグループを対象とした通信（１対ｎ通信）であり、グループに属する複数の無線移動局４０に通信信号を送信する片方向通信である。

通常通信には、個別通信の一種である通常個別通信と、グループ通信の一種である通常グループ通信があり、無線移動局４０に対しての発着信等が可能である。
一斉通信には、グループ通信の一種である一斉グループ通信があり、無線移動局４０に対しての発信等が可能である。通信中に一斉通信を受けた無線移動局４０は、現在の通信が自動的に強制切断されて一斉通信に引き込まれる。
統制通信には、個別通信の一種である統制個別通信と、グループ通信の一種である統制グループ通信があり、無線移動局４０に対しての発信等が可能である。通信中に統制通信を受けた無線移動局４０は、現在の通信が自動的に強制切断されて統制通信に引き込まれる。

専用チャネル通信は、特定のチャネルを専用的に使用する通信であり、無線統制局３０で起動と解除が可能である。市町村毎に１つの専用チャネル通信の運用を許可している。
通信統制は、無線移動局４０の通話状態の監視や通話の強制切断を行う機能である。
緊急連絡は、無線移動局４０から無線統制局３０に対し、緊急に連絡を取りたい旨を通知する通信であり、無線統制局３０による受信が可能である。
ショートメッセージ通信は、制御チャネルを使用した簡易的な定型メッセージ伝送である。

市町村向け防災無線システムに関し、これまでに種々の発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、統制台が接続された統制局と、当該統制局に結合された複数の基地局と、当該複数の基地局の各々にデジタル無線回線により接続した複数の端末局を備え、前記統制台による制御が関与しない通信と、前記統制台の制御のもとで行われる通信の少なくとも２種の通信態様で動作する方式の地域防災無線システムにおいて、前記統制台の動作を前記統制局において監視する統制台監視制御部と、前記デジタル無線回線を介して前記複数の基地局の少なくとも１台の基地局と通信できるようにした無線統制台を設け、前記統制台の制御に異常が検知されたとき、前記無線統制台が前記少なくとも１台の基地局を介して前記統制台に結合され、前記無線統制台が前記統制台に代替して動作する構成とした発明が開示されている。

特開２００８−２３６６５０号公報

図４には、従来の市町共用無線システムにおいて或る市町村の無線統制局３０に故障が発生した場合の様子を示してある。なお、図４の市町共用無線システムは、基地局１０と統制局２０の間に、通信を無線中継する１対のアプローチ回線装置１５を設けた構成となっている。
従来の市町共用無線システムでは、無線統制局３０で故障が発生した場合、その傘下の無線移動局４０（無線統制局３０と同じ市町村の無線移動局４０）において無線統制局３０の障害を判断する手段が無かった。このため、市町村の無線システム内でオペレーションセンターの機能を有するべき無線統制局３０が機能停止しても、その市町村の無線移動局４０では異常が分からず、不都合が生じていた。また、県庁の統制局２０においても障害を検出することができなかった。

本発明は、上記のような事情に鑑みて為されたものであり、無線統制局において障害が発生した場合に、その配下の無線端末が無線統制局における障害の発生を認識できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、無線通信システムを以下のように構成した。
すなわち、複数の無線端末と、前記複数の無線端末に対して統制通信を行う無線統制局と、前記複数の無線端末及び前記無線統制局と無線通信する基地局と、前記基地局に接続された統制局と、を備えた無線通信システムにおいて、前記統制局が、前記無線統制局の障害を検出する障害検出部と、前記障害検出部によって前記無線統制局の障害が検出されると、前記基地局から送信される報知情報に、前記無線統制局が障害状態であることを示す障害情報を付加して送信させる送信制御部と、を有する構成とした。
これにより、基地局から送信される報知情報を受信した無線端末は、無線統制局が障害状態であることを認識できる。また、報知情報を用いて障害情報の送信を行うので、各無線端末に個別に障害情報を送信するよりも効率的である。

ここで、一構成例として、前記無線統制局は、前記複数の無線端末を分類したグループ毎に設けられ、前記無線端末は、自端末が属するグループの無線統制局が障害状態であることを示す障害情報が付加された報知情報を受信した場合に、当該障害情報に基づく表示出力を行う構成としてもよい。
これにより、障害状態の無線統制局による統制通信の対象となる無線端末の使用者は、当該無線統制局が障害状態であることを把握できる。

また、一構成例として、前記基地局として、無線通信エリアが異なる複数の基地局を備え、前記送信制御部は、前記障害検出部によって障害が検出された無線統制局による統制通信の対象の無線端末を無線通信エリア内に有する基地局から、当該無線統制局が障害状態であることを示す障害情報を付加した報知情報を送信させる構成としてもよい。
これにより、無線通信エリアが異なる複数の基地局が存在する環境においても、障害状態の無線統制局による統制通信の対象となる無線端末に対し、当該無線統制局が障害状態であることを通知することができる。

また、一構成例として、前記基地局は、障害状態にある無線統制局に対する発呼を当該無線統制局による統制通信の対象の無線端末から受けた場合に、当該発呼を他の無線統制局または前記統制局へ転送する構成としてもよい。
これにより、無線端末の使用者は、当該無線端末に対する統制通信を行う無線統制局に障害が発生しても、統制側の担当者との連絡をとることができる。

本発明によれば、無線統制局において障害が発生した場合に、その配下の無線端末が無線統制局における障害の発生を認識することが可能となる。

市町共用無線システムの概略的な構成の例を示す図である。 図１の市町共用無線システムにおける各通信設備の装置構成の例を示す図である。 報知情報を送信するフレームの構成の例を示す図である。 従来の市町共用無線システムの問題点を説明する図である。

本発明の一実施形態に係る無線通信システムについて、図面を参照して説明する。
以下では、図１及び図２に示した基地局共用型の防災無線システムである市町共用無線システムを例にして説明する。なお、市町共用無線システムの概要及び装置構成は、背景技術で説明したものと基本的には同じであり、以下では主な相違部分について説明する。

本例の市町共用無線システムは、市町村の無線統制局３０において無線通信に支障をもたらす障害が発生した場合（無線統制局３０の故障等の原因により通信障害が発生した場合や無線統制局３０が使用不能状態に陥った場合など）に、県庁の統制局２０が、無線統制局３０の障害の検出・確認を行い、障害が発生した無線統制局３０及びその傘下の無線端末の一例である無線移動局４０を無線通信エリア内に有する基地局１０により、当該無線統制局３０が障害状態（使用不能な状態）であることを、障害が発生した無線統制局３０傘下の無線移動局４０に一斉通知させる構成とすることで、機能縮退しない運用を可能にしている。
具体的には、本例の市町共用無線システムは、下記［機能１］〜［機能３］を備えた構成となっている。

［機能１］は、システム障害（ここでは、無線統制局３０の障害状態）の検出機能であり、下記（１−１）〜（１−３）に示すような手法により実現できる。なお、（１−１）〜（１−３）の手法を単独で用いてもよく、それぞれを組み合わせて用いてもよい。

（１−１）周期的位置登録情報の有無によるシステム障害の検出
各市町村の無線統制局３０の情報を予め運用管理装置（本例では、統制局２０の管理監視制御装置２２）に登録し、各市町村の無線統制局３０について定期的に位置登録情報の収集と監視を行う。すなわち、運用管理装置が、無線統制局３０から定期的に送信される位置登録の信号に基づいて、無線統制局３０がどの基地局１０の無線通信エリアに存するかを管理する。そして、無線統制局３０の位置登録が無くなった場合（位置登録の信号が途絶えた場合）に、無線統制局３０の障害状態であると判断する。

（１−２）受令確認の有無によるシステム障害の検出
県庁の統制局２０が、各市町村の無線統制局３０に対して、周期的に、一斉通信などの受令確認を伴った通信を発呼する。そして、無線統制局３０から受令確認に対する応答が無い場合に、無線統制局３０の障害状態であると判断する。

（１−３）別の通信回線での警報伝達によるシステム障害の検出
基地局１０とその無線通信エリア内の市町村の無線統制局３０との間に、防災無線通信以外の通信回線（多重無線やデジタル専用線など）を敷設しておく。そして、無線統制局３０は障害が発生した場合に、当該無線統制局３０が、その旨を知らせる障害情報を上記敷設した通信回線を通じて発報し、これを受理した基地局１０から県庁の統制局１０に無線統制局３０の障害を通知する。

［機能２］は、障害状態の確認機能であり、基本的に上記［機能１］による障害の検出後に下記（２−１）〜（２−３）に示すような手法により障害発生の有無を再確認することで、誤報による初動対応の誤りを回避してシステム復旧を迅速に行う一助とする。なお、（２−１）〜（２−３）の手法を単独で用いてもよく、それぞれを組み合わせて用いてもよい。

（２−１）統制局からの強制切断を伴う通信による障害有無の確認
県庁の統制局２０が、自動的に、障害状態が検出された無線統制局３０に対して強制切断を伴う通信（例えば、統制個別通信）にて発呼を行い、これに対する応答が無い場合に、無線統制局３０の障害発生中と判断する。

（２−２）統制局からの通常個別通信による障害有無の確認
県庁の統制局２０が、自動的に、障害状態が検出された無線統制局３０に対して通常個別通信にて発呼を行う。そして、通話中でなく、且つ、応答が無い場合に、無線統制局３０の障害発生中と判断する。

（２−３）統制局からの通常グループ通信による障害有無の確認
県庁の統制局２０が、自動的に、障害状態が検出された無線統制局３０のみが属する「無線統制台グループ」へ一斉グループ通信を行う。そして、受令確認に対する応答が無い又は通信不可の場合に、無線統制局３０の障害発生中と判断する。

［機能３］は、親局（無線統制局３０）と通信できない無線移動局４０のフォロー機能であり、［機能２］で障害状態を確認できた場合に下記（３−１）〜（３−５）に示すような処理を実行することで、障害状態が検出された無線統制局３０傘下に属する無線移動局４０の通信を確保し、バックアップを図る。なお、（３−１）〜（３−３）の処理を単独で用いてもよく、それぞれを組み合わせて用いてもよい。

（３−１）県庁の統制局２０が、障害状態の無線統制局３０を無線通信エリア内に有する基地局１０に通知を行い、基地局１０の番号転送機能を起動させる。具体的には、障害状態の無線統制局３０を識別する情報を含む通知を該当基地局１０へ送信する。番号転送機能を起動した基地局１０は、無線移動局４０から障害状態の無線統制局３０に対する発呼があった場合には、番号転送機能を用いて県庁の統制局２０に発呼を転送する。これにより無線移動局４０を統制局２０に接続することができ、無線移動局４０の使用者は統制局２０の使用者と話すことで無線統制局３０の障害状態を知ることができる。

（３−２）県庁の統制局２０が、障害状態の無線統制局３０を無線通信エリア内に有する基地局１０に通知を行い、基地局１０を県内応援モードに切り替える。具体的には、障害状態の無線統制局３０（発呼の転送元）を識別する情報及び当該無線統制局３０と応援協定の関係にある無線統制局３０（発呼の転送先）を識別する情報を含む通知を該当基地局１０へ送信する。県内応援モードの基地局１０は、無線移動局４０から障害状態の無線統制局３０に対する発呼があった場合には、当該無線統制局３０と応援協定を結んである他の市町村の無線統制局３０に発呼を転送する。これにより無線移動局４０を他の市町村の無線統制局３０に接続することができ、無線移動局４０の使用者は自局を管轄している無線統制局３０の障害を知ることができる。
なお、県庁の統制局２０に、各市町村の無線統制局３０の応援協定の関係を示す情報が予め設定（登録）されているものとする。また、応援協定は、同じ基地局１０を用いる市町村の無線統制局３０同士で結ばれる。

（３−３）基地局１０が、障害状態の無線統制局３０に対する発呼が県庁の統制局２０や他の市町村の無線統制局３０に転送されたこと（（３−１）又は（３−２）の処理が実行されたこと）に応じて、その旨を示す通知を発呼元の無線移動局４０へ送信する。そして、この通知を受信した無線移動局４０が、障害状態の無線統制局３０に対する発呼が転送された旨を示す情報（例えば、「代理無線統制台○○○に通報」）を表示出力し、使用者に報知する。

（３−４）県庁の統制局２０の統制局制御装置２３が、障害状態の無線統制局３０が属する基地局１０から送信される報知情報に、無線統制局３０が障害状態であることを示す障害情報を付加して送信する。つまり、統制局制御装置２３は無線統制局３０がどの基地局に属しているか、即ちどの基地局を使用しているかという情報を保持している。この情報は無線統制局３０の位置登録情報でもよいし、位置登録情報とは別に別途保持していてもよい。また、障害情報は、例えば、無線統制局３０が障害状態にある市町村を識別する市町村コード、障害の種別（通信障害、装置故障、電源故障など）を示す障害種別コード、障害のレベルを示す障害レベルなどを含み、図３に示すように、報知情報を送信するフレーム中の拡張エリアを用いて送信される。

障害情報を伴う報知情報は、障害状態の無線統制局３０が属する基地局１０の無線通信範囲内に存在する全ての無線移動局４０で受信可能であるが、受信した報知情報を受け付けるのは、自局と同じ市町村コードを含む障害情報が付加された報知情報を受信した無線移動局４０（つまり、障害状態の無線統制局３０と同じ市町村の無線移動局４０）のみである。報知情報を受け付けた無線移動局４０は、警告音を発すると共に、無線移動局４０が障害状態である旨を示す情報（例えば、「無線統制台の障害中」）を障害が復旧するまで待ち受け画面に常に表示出力する。なお、障害の復旧は、県庁の統制局２０により検出され、障害情報と同じように報知情報にて伝達される。
なお、本例では障害状態の無線統制局３０の市町村の範囲、即ち当該市町村の無線移動局４０の活動エリアが基地局１０の通信エリアだけである場合を例にあげている。しかし、本システムが多数の基地局１０を備え、一つの市町村が複数の基地局１０でカバーされる場合、統制局２０の統制局制御装置２３は、無線統制局３０毎に当該市町村が使用しているすべての基地局１０の情報を対応付けて保持しており、上記報知情報をすべての基地局１０から送信させる。これにより、障害状態の無線統制局３０の配下のすべての無線移動局４０に対して無線統制局３０の障害状態を確実に報知することができる。

（３−５）県庁の統制局２０が、障害状態の無線統制局３０と同じ市町村の無線移動局４０に、「無線統制台の障害発生中。これより統制機能は○○局に切り替わる。」等の文字メッセージを送信して表示出力させることで、無線統制局３０の障害を同じ市町村の無線移動局４０の使用者に周知させる。

以上のように、上記の［機能１］〜［機能３］を市町共用無線システムに設けることで、市町村の無線統制局３０が障害状態となった場合に、県庁の統制局２０が無線統制局３０の障害状態の検出・確認を行って、障害が発生した無線統制局３０傘下の無線移動局４０に対して障害発生を通知できるようにしており、機能縮退しない運用を実現している。

ここで、本例の市町共用無線システムは、複数の無線移動局４０と、複数の無線移動局４０に対して統制通信を行う無線統制局３０と、複数の無線移動局４０及び無線統制局３０と無線通信する基地局１０と、基地局１０に接続された統制局２０と、を備え、統制局２０が、無線統制局３０の障害を検出する障害検出機能と、障害検出機能によって無線統制局３０の障害が検出されると、基地局１０から送信される報知情報に、無線統制局３０が障害状態であることを示す障害情報を付加して送信させる送信制御機能とを有する、ことを特徴とした無線通信システムとして把握することができる。
このような構成によれば、基地局１０から送信される報知情報を受信した無線移動局４０は、無線統制局３０が障害状態であることを認識できる。また、報知情報を用いて障害情報の送信を行うので、各無線移動局４０に個別に障害情報を送信するよりも効率的である。

また、無線統制局３０が、複数の無線移動局４０を分類したグループ毎に設けられ、複数の無線移動局４０の各々は、自端末が属するグループの無線統制局３０が障害状態であることを示す障害情報が付加された報知情報を受信した場合に、当該障害情報に基づく表示出力を行う、ことを特徴とした無線通信システムとして把握することもできる。
このような構成によれば、障害状態の無線統制局３０による統制通信の対象となる無線移動局４０の使用者は、当該無線統制局３０が障害状態であることを把握できる。

また、無線通信エリアが異なる複数の基地局１０を備え、統制局２０の送信制御機能は、障害検出機能によって障害が検出された無線統制局３０による統制通信の対象の無線移動局４０を無線通信エリア内に有する基地局１０から、当該無線統制局４０が障害状態であることを示す障害情報を付加した報知情報を送信させる、ことを特徴とした無線通信システムとして把握することもできる。
このような構成によれば、無線通信エリアが異なる複数の基地局１０が存在する環境においても、障害状態の無線統制局３０による統制通信の対象となる無線移動局４０に対し、当該無線統制局３０が障害状態であることを通知することができる。

また、基地局１０は、障害状態にある無線統制局３０に対する発呼を当該無線統制局３０による統制通信の対象の無線移動局４０から受けた場合に、当該発呼を他の無線統制局３０または統制局２０へ転送する、ことを特徴とした無線通信システムとして把握することもできる。
このような構成によれば、無線移動局４０の使用者は、当該無線移動局４０に対する統制通信を行う無線統制局３０に障害が発生しても、統制側の担当者との連絡をとることができる。

なお、本例では、市町村毎に無線統制局３０を設けてあり、各無線統制局３０は、同じ市町村の無線移動局４０を対象に統制通信を行っているが、このような市町村毎のグループ分けでなくともよい。すなわち、例えば、隣接する幾つかの市町村の無線移動局４０をまとめたグループや、或る市町村を区分したエリア毎に無線移動局４０を分類したグループなどであってもよく、各々の無線統制局３０がどのグループの無線移動局４０に対する統制通信を行うか（すなわち、各々の無線移動局４０がどの無線統制局３０から統制通信を受けるか）が特定されていればよい。

また、本例では、無線統制局３０による統制通信の対象として、移動自在な無線移動局４０のみを示しているが、これに限定するものではなく、固定的に設置された固定端末局などの他の形態の無線端末を対象としてもよい。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。

本発明は、無線統制局による複数の無線端末に対する統制通信を基地局を介して行う種々の形式の無線通信システムに適用することができる。

１０：基地局、 １５：アプローチ回線装置、 ２０：統制局、 ３０：無線統制局、 ４０（４０ａ，４０ｂ）：無線移動局、
２１：統制台装置、 ２２：管理監視制御装置、 ２３：統制局制御装置、 ２４：内線電話機、 ２５：ＦＡＸ、 ２６：中継交換機、
３１：統制台装置、 ３２：統制局制御装置、 ３３：無線装置、
４１：制御装置、 ４２：無線装置

Claims (3)

1. 複数の無線端末と、前記複数の無線端末に対して統制通信を行う無線統制局と、前記複数の無線端末及び前記無線統制局と無線通信する基地局と、前記基地局に接続された統制局と、を備えた無線通信システムにおいて、
   前記統制局は、前記無線統制局の障害を検出する障害検出部と、前記障害検出部によって前記無線統制局の障害が検出されると、当該無線統制局へ通信を行い、当該通信に対する応答がない場合、障害が発生したと判断し、前記基地局から送信される報知情報に、前記無線統制局が障害状態であることを示す障害情報を付加して送信させる送信制御部と、を有し、
   前記統制局の送信制御部は、障害状態の無線統制局を識別する情報を含む通知を、前記基地局へ送信し、
   前記基地局は、前記統制局から受信した前記通知に基づいて、障害状態にある無線統制局に対する発呼を当該無線統制局による統制通信の対象の無線端末から受けたと判断すると、当該発呼を他の無線統制局または前記統制局へ転送する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記無線統制局は、前記複数の無線端末を分類したグループ毎に設けられ、
   前記無線端末は、自端末が属するグループの無線統制局が障害状態であることを示す障害情報が付加された報知情報を受信した場合に、当該障害情報に基づく表示出力を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記基地局として、無線通信エリアが異なる複数の基地局を備え、
   前記送信制御部は、前記障害検出部によって障害が検出された無線統制局による統制通信の対象の無線端末を無線通信エリア内に有する基地局から、当該無線統制局が障害状態であることを示す障害情報を付加した報知情報を送信させる、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。

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