JP7514083B2 - 無線通信ユニット - Google Patents

Description

この発明は、基地局装置とコアネットワーク（ＥＰＣ）の機能が可搬型筐体に一体化され、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）で規定された通信プロトコルスタックに従い無線ネットワーク通信を移動端末との間で実行可能な無線通信ユニットに関する。

３ＧＰＰ仕様に基づく高速通信規格（例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）あるいはＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）の無線通信ネットワークにおいては、無線通信アクセス網を収容するＥＰＣ（Evolved Packet Core）をエリア内に構築することが必須であり、移動端末が接続する無線基地局は該ＥＰＣを介してＩＰパケットの送受信制御を受ける。一方、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットＰＣなどの移動端末の普及に伴い、海上や過疎地域、あるいは災害等により通信機能が喪失した地域など、ＥＰＣや無線基地局がインフラ的に整備されていない地域（以下、「無線非整備地域」と称する）においても、移動端末を利用したいという要望が高まっている。

こうした要望に応えるべく、例えば特許文献１には、無線基地局とコアネットワーク（ＥＰＣ）とを一体化した複合型の無線通信ユニットが提案されている。このような無線通信ユニットを上記のような無線非整備地域に設置することで、該ユニットに含まれる無線基地局モジュールにより小規模ながら通信可能エリアが構築され、ユニット内のＥＰＣモジュールがその上位通信制御を行なうことで、前記無線基地局モジュールに接続する複数の移動端末間で３ＧＰＰ仕様の無線通信を行なうことが可能となる。

特開２０１６－１２８４１号公報

上記のような無線通信ユニットにおいて、筐体に収容されたハードウェアモジュールのうち、特に無線基地局モジュール及びこれに電源電圧を供給する電源モジュールは、無線基地局が大出力の電波送信部を備えていることから消費電力が大きく発熱が著しい。そこで、筐体内の冷却をファン等の冷却機構にて冷却することが必須となるが、冷却機構に故障等の異常が生じ、正常に動作しなくなったりした場合は無線基地局及びＥＰＣが昇温のために誤動作を起こしたり、他の無線システムの電波干渉源として動作したりしてしまうリスクが生じる。また、昇温して正常な動作が見込めなくなった状態で無線基地局やＥＰＣの制御プログラムを立ち上げると、プログラムが暴走し、ソフトウェアデータが破壊されるおそれもある。特に、無線基地局モジュールとＥＰＣモジュールが個別のユニットではなく同一の筐体に一体化されていると、筐体内部が昇温した場合に、それら２つのモジュールが同時に高温にさらされることになる。特に、単一のスイッチ操作等によりそれら２つのモジュールの制御プログラムが一括して起動する構成になっていると、上記の不具合も２つのモジュールで同時に発生するリスクが高まり、影響は特に深刻である。

本発明の課題は、可搬型筐体内部で冷却装置の不調や温度上昇等の異常が発生した場合に、内部の無線基地局モジュールとＥＰＣモジュールが誤動作を起こしたり、他の無線システムの電波干渉源として動作したりしてしまうリスクを未然に防ぐことができる無線通信ユニットを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の無線通信ユニットは、移動端末との間で３ＧＰＰ仕様に基づく無線通信を行う無線通信部と、基地局機能プログラム記憶部と、本体立上げ指令を受信することにより基地局機能プログラム記憶部に格納された基地局機能プログラムを立ち上げて実行し無線通信部に対する無線通信制御を行う基地局コンピュータとを備えた無線基地局モジュールと、無線基地局モジュールに有線接続され、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）機能プログラム記憶部と、本体立上げ指令を受信することによりＥＰＣ機能プログラム記憶部に格納されたＥＰＣ機能プログラムを立ち上げて実行するとともに、該実行に基づき無線基地局モジュールに対する上位ネットワーク制御を行うＥＰＣコンピュータとを備えたＥＰＣモジュールとを含む通信本体部と、通信本体部に作動電圧を供給する電源モジュールと、通信本体部及び電源モジュールを一体的に収容する可搬型筐体と、主起動信号の入力を受け付ける主起動信号受付部と、主起動信号の受け付けに伴い、可搬型筐体内における通信本体部の作動環境情報を可搬型筐体の内部温度情報を含むように取得する作動環境情報取得部と、取得された作動環境情報に基づき通信本体部の作動環境に異常が発生したか否かを判定する作動環境異常判定部と、作動環境異常が発生していない場合にのみ通信本体部に本体立上げ指令を送信する本体立上げ指令送信部と、作動環境異常が発生している場合に作動環境異常報知出力を行なう作動環境異常報知部とを備える統括制御モジュールと、を備え、可搬型筐体の内部にモジュール支持板を設け、該モジュール支持板の一方の主面がモジュール取付面として定め、モジュール取付面が上側となるようモジュール支持板を水平に配置した場合の、モジュール取付面から垂直に立ち上がる向きを上下方向と定義したとき、モジュール取付面に沿って定められた第一方向において、可搬型筐体の第一方向における第一端側の側壁部に気流入口が形成される一方、第二端側の側壁部に気流出口が形成され、冷却装置をなす冷却ファンが気流入口に取り付けられ、該冷却ファンの作動により気流入口より外気が取り込まれるとともに該外気が冷却風として可搬型筐体内部を第一方向に流通したのち気流出口より排出されるようになっており、モジュール支持板のモジュール取付面には、冷却風の流通方向において気流入口に近い側に無線基地局モジュール及び電源モジュールを含む無線駆動系モジュール群が、気流出口に近い側にＥＰＣモジュール及び統括制御モジュールを含む制御系モジュール群がそれぞれ配置されており、温度センサとして、第一の温度センサが無線駆動系モジュール群の占有空間内に、第二の温度センサが制御系モジュール群の占有空間内にそれぞれ配置されたことを特徴とする。

本発明の無線通信ユニットは、主起動信号が、予め定められた１つの起動スイッチの操作に伴い主起動信号受付部に入力されるように構成できる。

本発明の無線通信ユニットには、可搬型筐体の内部空間を冷却する冷却装置を設けることができる。この場合、作動環境情報取得部は作動環境情報を、冷却装置の駆動状態情報をさらに含むものとして取得するものとして構成できる。この場合、統括制御モジュールの作動環境異常判定部は、冷却装置の駆動状態情報が該冷却装置の作動異常を示しているか、又は可搬型筐体の内部温度情報が限界温度を超えているかの少なくともいずれかが成立している場合に作動環境異常が発生したと判定するように構成できる。

また、本発明の無線通信ユニットには、電源モジュールにバッテリー電圧を供給する充電式バッテリーを設けることができる。作動環境情報取得部は作動環境情報を、充電式バッテリーの充電状態及び作動状態を示すバッテリー状態情報をさらに含むものとして取得するものとして構成できる。作動環境異常判定部は、例えば、バッテリー状態情報に反映されるバッテリー残量が閾値未満となった場合に作動環境異常が発生したと判定するものとして構成できる。さらに、電源モジュールには外部電源電圧を受電する外部電源電圧受電部を設けることもできる。この場合、作動環境情報取得部は作動環境情報を、外部電源電圧受電部の受電状態情報をさらに含むものとして取得するものであり、作動環境異常判定部は、受電状態情報が外部電源電圧を受電していないことを示している状態にて、バッテリー状態情報に反映されるバッテリー残量が閾値未満となった場合に作動環境異常が発生したと判定するものとして構成できる。

統括制御モジュールは、通信本体部における基地局機能プログラム及びＥＰＣ機能プログラムの立ち上げ後において作動環境異常判定部により作動環境異常が発生したと判定された場合に、基地局機能プログラム記憶部に格納された基地局機能プログラム及びＥＰＣ機能プログラム記憶部に格納されたＥＰＣ機能プログラムのクローズ処理の実行を通信本体部に指令し、その後通信本体部の電源遮断処理を行なう作動中異常対応処理部を備えるものとして構成することができる。

本発明の無線通信ユニットには、可搬型筐体の内部温度情報を取得する内部温度情報取得ノードを含む複数の作動環境情報取得ノードを設けることができる。統括制御モジュールは、通信本体部の基地局コンピュータ及びＥＰＣコンピュータが第一のネットワークを介して接続される第一のネットワークインターフェースと、複数の作動環境情報取得ノードが第二のネットワークを介して接続される第二のネットワークインターフェースとを備え、作動環境情報取得部は第二のネットワークインターフェースを介して作動環境情報取得ノードから作動環境情報を通信取得するものであり、本体立上げ指令送信部は第一のネットワークインターフェースを介して通信本体部に本体立上げ指令を送信するものとして構成できる。

第二のネットワークは、複数の作動環境情報取得ノードをスレーブノードとして、第二のネットワークインターフェースに含まれるマスタノードに接続するものであり、作動環境情報取得部は、取得対象情報の要求先をマスタノードに通知する取得対象情報要求先通知部を備え、マスタノードは要求先となるスレーブノードをアドレス指定する形で情報要求コマンドを第二のネットワークに送出し、スレーブノードのうち指定されたアドレスに対応するノードが情報要求コマンドを取得するとともに、該情報要求コマンドが示す取得対象情報をマスタノードに対し第二のネットワークを介して送信するものとして構成できる。具体的には、第一のネットワークは例えばローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ（Local Area Network））であり、第二のネットワークはＩ^２Ｃネットワークである。

また、可搬型筐体の内部にモジュール支持板を設け、該モジュール支持板の一方の主面がモジュール取付面として定め、モジュール取付面が上側となるようモジュール支持板を水平に配置した場合の、モジュール取付面から垂直に立ち上がる向きを上下方向と定義したとき、モジュール取付面に沿って定められた第一方向において、可搬型筐体の第一方向における第一端側の側壁部に気流入口が形成される一方、第二端側の側壁部に気流出口が形成され、冷却装置をなす冷却ファンが気流入口に取り付けられ、該冷却ファンの作動により気流入口より外気が取り込まれるとともに該外気が冷却風として可搬型筐体内部を第一方向に流通したのち気流出口より排出されるようになっており、モジュール支持板のモジュール取付面には、冷却風の流通方向において気流入口に近い側に無線基地局モジュール及び電源モジュールを含む無線駆動系モジュール群が、気流出口に近い側にＥＰＣモジュール及び統括制御モジュールを含む制御系モジュール群がそれぞれ配置されており、温度センサとして、第一の温度センサが無線駆動系モジュール群の占有空間内に、第二の温度センサが制御系モジュール群の占有空間内にそれぞれ配置される構成とすることができる。

本発明の無線通信ユニットは、無線基地局モジュールとＥＰＣモジュールとを含む通信本体部が可搬型筐体により一体化され、主起動信号の入力を受けて基地局機能プログラム及びＥＰＣ機能プログラムが一括して立ち上り、通信制御が開始される。一方、無線基地局モジュールとＥＰＣモジュールとは別に統括制御モジュールが設けられ、該統括制御モジュールは可搬型筐体の内部温度情報を含む作動環境情報を取得して、それに基づき通信本体部の作動環境に異常が発生したか否かを判定する。そして、作動環境異常が発生している場合には本体立上げ指令が送信されず、通信本体部の基地局機能プログラム及びＥＰＣ機能プログラムの立ち上げ処理が実行されない。これにより、無線基地局モジュールとＥＰＣモジュールとが可搬型筐体内で同時に高温にさらされる場合等において、通信本体部の作動環境に異常が発生した場合にあっても、無線基地局及びＥＰＣが誤動作を起こしたり、他の無線システムの電波干渉源として動作したりしてしまうリスクを生じにくい。また、異常発生時には、基地局機能プログラム及びＥＰＣ機能プログラムの起動自体が阻止されるので、プログラムの暴走等によるソフトウェアデータの破壊も防ぐことができる。

本発明の無線通信ユニットの概念を示す模式図。 図１の無線通信ユニットの電気的構成の一例を示すブロック図。 図２の構成を電源供給系統とともに示す別のブロック図。 Ｉ^２Ｃネットワークによる図２の各マスタノード及びスレーブノードの接続構造と、Ｉ^２Ｃ通信におけるフレーム構造とを示す説明図。 ＩＰパケット構造の概念図。 ３ＧＰＰのコントロールプレーンのプロトコルスタックを概念的に示す図。 ３ＧＰＰのユーザプレーンのプロトコルスタックを概念的に示す図。 ３ＧＰＰの下りリンクのチャネルマッピングを概念的に示す図。 同じく上りリンクのチャネルマッピングを概念的に示す図。 周波数バンドチャネル、及びリソースブロックの関係を示す概念図。 Ｉ^２Ｃ通信におけるマスタノードのＲｅａｄモードの処理流れを示すフローチャート。 Ｉ^２Ｃ通信におけるマスタノードのＷｒｉｔｅモードの処理流れを示すフローチャート。 統括制御モジュールの制御ファームウェアにおける起動シーケンスの処理流れを示すフローチャート。 同じく異常解析処理の流れを示すフローチャート。 同じく正常時終了シーケンスの処理流れを示すフローチャート。 図１５の終了処理の流れを示すフローチャート。 統括制御モジュールの制御ファームウェアにおける作動中異常対応処理の流れを示すフローチャート。 同じく電源切替処理の流れを示すフローチャート。 報知ＬＥＤの構成例を示す図。 冷却ファンからの情報取得形態の変形例を示す図。 可搬型筐体内部の各モジュールの配置形態の一例を示す側面図。 同じく平面図。 同じく中間支持板上の配置を示す平面図。 冷却ファンの作用を示す平面図。 冷却ファン及び気流ガイド板の作用の詳細を示す側面図。

以下、本発明を実施するための形態を添付の図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の無線通信ユニットの一例を概念的に示す模式図である。無線通信ユニット１は３ＧＰＰで規定された方式（本実施形態では、ＬＴＥとするが、ＷｉＭＡＸなど他の方式であってもよい）の通信プロトコルスタックに従い、複数のＵＥ（移動端末装置）５との間で無線通信を行なうものとして構成されている。該無線通信ユニット１は、海上や過疎地域、あるいは災害等により通信機能が喪失した地域など、ＥＰＣや無線基地局がインフラ的に整備されていない無線非整備地域などに設置して使用される。無線通信ユニット１は後述の通りバッテリーや自家発電装置等から電源電圧を調達でき、公衆網に依存しない自営型の無線ネットワークを容易に構築できる。ＵＥ５は、各々無線通信ユニット１に対し無線ベアラ５７により接続される。

無線通信ユニット１は、無線基地局モジュール（無線基地局あるいはｅＮｏｄｅＢ（evolved NodeB））４と、無線基地局モジュール４に有線接続され、該無線基地局モジュール４に対する上位ネットワーク制御部として機能するＥＰＣ（Evolved Packet Core）モジュール３とを有する。ＥＰＣモジュール３は、コントロールプレーン側のゲートウェイとなるＭＭＥ（Mobility Management Entity）２、ユーザプレーン側のゲートウェイとなるＳ－ＧＷ（Serving Gateway）６、及び上流側ネットワーク要素（ここでは、ルータ８）との結節点に位置し、上流側ネットワーク要素側に向けたＩＰアドレス管理を行なうＰ－ＧＷ（PDN (Packet Data Network) Gateway）７を有する。ルータ８は無線（例えば衛星通信）ないし有線により外部ネットワーク６０（例えばインターネット）を介して図示しないアプリケーションサーバと接続し、端末アプリや動画（映像）等のコンテンツデータを取得する機能を果たす。コントロールプレーン側において無線基地局モジュール（ｅＮｏｄｅＢ）４は、Ｓ１－ＭＭＥインターフェースを介してＭＭＥ２に接続される。また、ユーザプレーン側において無線基地局モジュール４は、Ｓ１－Ｕインターフェースを介してＳ－ＧＷ６に接続される。Ｓ－ＧＷ６はＳ５インターフェースを介してＰ－ＧＷ７と接続される。

図２は、無線通信ユニット１の電気的構成の一例を示すブロック図である。無線通信ユニット１は可搬型筐体２３を備え、その内部に、ＥＰＣモジュール３、無線基地局モジュール４、統括制御モジュール９及び電源モジュール２２が周辺のコンポーネントとともに収容されている。また、可搬型筐体２３には内部を冷却するための冷却ファン１４Ａ，１４Ｂ（冷却装置）が設けられている。ＥＰＣモジュール３と無線基地局モジュール４とは通信本体部を構成する。

ＥＰＣモジュール３はＥＰＣコンピュータ３００を主体に構成されている。ＥＰＣコンピュータ３００は、ＣＰＵ３０１、プログラム実行領域となるＲＡＭ３０２、マスクＲＯＭ３０３（恒久的に書換えが不要なマイコンハードウェア周辺制御用等のファームウェアを格納している；以下、同様）及びそれらを相互に接続する内部バス３０６等からなる。内部バス３０６にはＥＰＣ機能プログラム記憶部として、記憶内容が書き換え可能な不揮発性記憶デバイス、例えばフラッシュメモリ３０５が接続され、ここにＥＰＣ用のＬＴＥプロトコルスタックを含むＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａ（ＥＰＣ機能プログラム）と、前記ＬＴＥプロトコルスタックをプラットフォームとして、図２のＭＭＥ２、Ｓ－ＧＷ６及びＰ－ＧＷ７の各機能を仮想的に実現するＭＭＥエンティティ３０５ｂ、Ｓ－ＧＷエンティティ３０５ｃ及びＰ－ＧＷエンティティ３０５ｄ、及び図１のルータ８の機能を実現するためのソフトウェアルータ３０５ｅの各プログラムがインストールされている。また、内部バス３０６にはＬＡＮインターフェースであるイーサネットインターフェース３０４が接続されている。なお、上記の構成では、図２のＭＭＥ２、Ｓ－ＧＷ６及びＰ－ＧＷ７がコンピュータハードウェア上でソフトウェア的に機能実現される仮想機能エンティティとして構成されているが、各々独立したハードウェアロジックにより構成してもよい。

無線基地局モジュール４は無線基地局コンピュータ４００を主体に構成されている。無線基地局コンピュータ４００は、ＣＰＵ４０１、プログラム実行領域となるＲＡＭ４０２、マスクＲＯＭ４０３及びそれらを相互に接続する内部バス４０６等からなる。内部バス４０６には基地局機能プログラム記憶部としてフラッシュメモリ４０５が接続され、ここに無線基地局用のＬＴＥプロトコルスタックを含む基地局通信ファームウェア４０５ａ（基地局機能プログラム）が格納されている。また、内部バス４０６には無線ベアラの構築によりＵＥ５と無線接続するための無線通信部４１２と、イーサネットインターフェース４０８とが接続されている。

統括制御モジュール９は統括制御コンピュータ９００を主体に構成されている。統括制御コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、プログラム実行領域となるＲＡＭ９０２、マスクＲＯＭ９０３及びそれらを相互に接続する内部バス９０６等からなる。内部バス９０６にはフラッシュメモリ９０５が接続され、ここに統括制御ファームウェア９０５ａが格納されている。また、内部バス９０６にはイーサネットインターフェース９０４（第一のインターフェース）、入出力部（Ｉ／Ｏ）９０９及びＷｉＦｉモジュール９０８が接続されている。また、統括制御モジュール９の機能を拡張するために、該統括制御モジュール９に入出力される制御信号を統括する制御ボード１３が別途設けられている。該制御ボード１３には、Ｉ^２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バスマスタ９０７（第二のインターフェース、マスタノード）及び拡張入出力部（Ｉ／Ｏ）９１０が搭載され、各々、統括制御モジュール９の入出力部（Ｉ／Ｏ）９０９に接続されている。なお、制御ボード１３は広義には統括制御モジュールの一構成要素とみなすことができる。

ＥＰＣコンピュータ３００、無線基地局コンピュータ４００及び統括制御コンピュータ９００は、イーサネットインターフェース３０４、４０４、９０４にて、イーサネットバス３２（あるいはＬＡＮケーブル）によりスイッチングハブ（例えば、Ｌ２スイッチ）１１を介して接続されている。すなわち、ＥＰＣコンピュータ３００、無線基地局コンピュータ４００及び統括制御コンピュータ９００は、スイッチングハブ１１を経由してＬＡＮ接続され、インターネットプロトコル（ＩＰ）に従い相互にネットワーク通信可能とされている。

電源モジュール２２は、ＥＰＣモジュール３、無線基地局モジュール４、統括制御モジュール９、スイッチングハブ１１及び冷却ファン１４Ａ，１４Ｂ等の各コンポーネントに電源電圧を供給するものであり、外部電源２６（例えば商用交流：ＡＣ１００Ｖ）及び充電式バッテリー２１（例えば、リチウムイオン二次電池モジュールやニッケル水素二次電池モジュールなど）からバッテリーコントローラ２４を介して元電圧を受電する。本実施形態では、外部電源２６の交流電圧はＡＣ／ＤＣコンバータ２５により直流電圧（ＤＣ１２Ｖ）に変換されて電源モジュール２２に供給される。外部電源２６（ＡＣ／ＤＣコンバータ２５）からの受電状態（受電電圧）は、電源モジュール２２の基板上に設けられた外部電圧監視部１６によりモニタリングされる。

また、充電式バッテリー２１のバッテリー電圧はバッテリーコントローラ２４により安定化直流電圧（ＤＣ１２Ｖ）に変換されて電源モジュール２２に供給される。これにより、無線通信ユニット１は、二次電池モジュール２１から駆動電源電圧を自律的に調達でき、商用交流などの外部電源電圧が使用不能な設置場所（例えば停電している被災地など）においても問題なく使用可能である。なお、可搬型筐体２３は金属ないし強化型樹脂製の箱型である。

また、バッテリーコントローラ２４は市販のＩ^２Ｃデバイスとして構成されたものが使用され、複数個の充電式バッテリー２１が並列かつ着脱可能にマウントされている。放電により充電式バッテリー２１の出力電圧が下がった場合は、バッテリーコントローラ２４から当該の二次電池モジュール２１を取り外し、充電済みの別の充電式バッテリー２１を装着可能である。このとき、各充電式バッテリー２１はバッテリーコントローラ２４上でホットスワップが可能である。また、電源モジュール２２が外部電源２６から受電中の状態では、バッテリーコントローラ２４は当該外部電源電圧により二次電池モジュール２１の充電を実行することができる。さらに、電源モジュール２２が外部電源２６から受電している状態で、停電により該受電が途絶えた場合は二次電池モジュール２１からの受電に切り替えることで、無線通信ユニット１が無瞬停により動作継続可能である（後述）。

電源モジュール２２は、各コンポーネントにて要求される複数の直流電源電圧に対応するために、出力電圧の異なる複数の安定化直流電源回路（図示せず）を搭載している。図３は、無線通信ユニット１内の各コンポーネントへの電源供給形態を示すものであり、各コンポーネントの枠線上の〇印は電源端子を示し、これらをつなぐ破線は電源ラインを示す。本実施形態においては、主要なハードウェアがＥＰＣコンピュータ３００のみのＥＰＣモジュール３にはＤＣ３．５Ｖが、スイッチング駆動部を有するスイッチングハブ１１にはＤＣ５Ｖが、それぞれバックプレーン１２を介して分配入力される。また、無線通信部４１２を有する無線基地局モジュール４にはＤＣ３．５Ｖが、ＷｉＦｉモジュール９０８を有する統括制御モジュール９にはＤＣ５Ｖが入力される。また、図３において、各コンポーネントの枠線上の□印はＬＡＮポートを示し、これらをつなぐ実線（一重）は第一のネットワークをなすイーサネットバス（あるいはＬＡＮケーブル）３２を示す。さらに、各コンポーネントの枠線上の■印はＩ^２Ｃポートを示し、これらをつなぐ実線（二重）は第二のネットワークをなすＩ^２Ｃバス５２を示す。また、●印は外部接続用のポート（及びコンポーネント上の対応端子）を示す。具体的には、ソフトウェアルータ８の外部ポート群３１Ａとして、ＡＰＰポート（アプリケーションサーバ接続用ポート）、ＭＮＴポート（無線通信ユニット１の運用管理用ＬＡＮに接続するためのポート）、ＢＨポート（インターネット等に接続するためのバックホール用ポート）が設けられている。また、無線基地局モジュール４の外部ポート群３１Ｂは、図２の無線通信部４１２にアンテナ４１３を接続するためのものである。ＴＲｘ１ポートは送受信共用アンテナの接続ポートであり、Ｒｘ２ポートは送受信共用アンテナと受信ダイバーシチを形成する受信アンテナの接続用ポートである（図２では、これら複数のアンテナ群からなるアンテナ４１３を１個のアンテナとして簡略化した形で図示している）。

次に、図２に示すように、可搬型筐体２３上には、電源スイッチ６５、制御スイッチ６６及び作動環境異常報知部をなす複数のＬＥＤ６０が設けられている。電源スイッチ６５及び制御スイッチ６６は制御ボード１３上の拡張入出力部９１０に接続される。また、複数のＬＥＤ６０はＩ^２Ｃデバイスとして構成されたＬＥＤドライバ１７に電流調整抵抗６２（図３参照）を介して接続される。図３に示すように、電源スイッチ６５及び制御スイッチ６６の信号ラインは抵抗６７を介して信号電源電圧Ｖｃｃによりプルアップされ、スイッチ開閉状態を反映した二値のスイッチ信号を拡張入出力部９１０に入力する。このうち、電源スイッチ６５の操作により入力されるスイッチ信号は主起動信号をなし、ＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａ及び基地局通信ファームウェア４０５ａを一括して立上げるための指令信号として使用さる（拡張入出力部９１０は主起動信号受付部として機能する）。また、制御スイッチ６６の操作により入力されるスイッチ信号はシステムリセットやその他の制御入力用に使用される。

一方、無線基地局モジュール４には第一の温度センサ（以下、図面では「温度センサ１」とも表示する）１５Ａが、後述の制御ボード１３には第二の温度センサ（以下、図面では「温度センサ２」とも表示する）１５Ｂそれぞれ設けられている。以下、無線通信ユニット１の内部構造の実例を、各モジュール、温度センサ１５Ａ，１５Ｂ及び冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの配置形態とともに説明する。図２１は無線通信ユニット１の内部構造を示す側面図であり、図２２は平面図である。可搬型筐体２３の長手方向（第一方向：紙面内左右方向）において、その第一端側の側壁部に気流入口２３ｙが形成され、ここに冷却ファン１４Ａ，１４Ｂが取り付けられている。具体的には、図２２に示すごとく、１対の冷却ファン１４Ａ，１４Ｂが可搬型筐体２３の幅方向（第二方向：紙面上下方向）に所定の間隔をおいて配置されている。一方、図２２に示すように、可搬型筐体２３の長手方向において第二端側の側壁部には気流出口２３ｗが形成され、エアフィルタ２３ｆにより覆われている。冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの作動により気流入口２３ｙより外気ＦＡが取り込まれ、冷却風として可搬型筐体２３内部を長手方向に流通したのち気流出口２３ｗより排出される。

可搬型筐体２３の底部には底部支持板２３３が配置されている。該底部支持板２３３の上面にはデュプレクサ４０４が取り付けられている。デュプレクサ４０４は、図２に示すように、無線通信部４１２のアンテナ４１３に含まれる送受信共用アンテナの直下に設けられ、アンテナ送信経路とアンテナ受信経路とを電気的に分離して、強力な送信波が受信側に流入することを阻止するための部品である。無線基地局の場合は送信波出力が例えば１００～２５０Ｗ前後と高いため、キャビティフィルタ等で構成された大型のローパスフィルタ部品が含まれる。該デュプレクサ４０４は、空間寸法が大きい反面、発熱量は小さい。よって、図２１のごとく、可搬型筐体２３の底部上面に配置するのが望ましいといえる。

次に、底部支持板２３３の上方には中間支持板２３４がモジュール支持板として配置されている。底部支持板２３３と中間支持板２３４とは、板面外周縁部に配置された複数の支柱部２３５により互いに連結されている。該中間支持板２３４の上面はモジュール取付面を形成し、可搬型筐体２３内部の冷却風の流通方向（長手方向、第一方向）において上流側（気流入口２３ｙに近い側）に無線基地局モジュール４及び電源モジュール２２を含む無線駆動系モジュール群が、同じく下流側（気流出口２３ｗに近い側）にＥＰＣモジュール３、統括制御モジュール９及び制御ボード１３を含む制御系モジュール群が、それぞれ配置されている。冷却風の風上側に発熱量の大きい無線駆動系モジュール群を配置することで、無線駆動系モジュール群の冷却を効果的に実施でき、制御系モジュール群をその風下側に分離することで制御系モジュール群の過度の温度上昇を防止できる。そして、前述の温度センサ１５Ａ，１５Ｂは、第一の温度センサ１５Ａが無線駆動系モジュール群の占有空間内に、第二の温度センサ１５Ｂが制御系モジュール群の占有空間内にそれぞれ配置されている。なお、以下において、中間支持板２３４（モジュール支持板）を水平に配置した時の上面（モジュール取付面）から垂直に立ち上がる向きを便宜的に上下方向と定義して説明するが、可搬型筐体２３内におけるモジュール取付面の向きは水平方向に限定されるものではなく、例えばモジュール取付面が水平面に対して傾斜ないし直交する形態となっていてもよい。

作動時の発熱が大きい無線駆動系モジュール群の占有空間に第一の温度センサ１５Ａを配置して温度検出することにより、可搬型筐体２３内での無線駆動系モジュール群の発熱源としての挙動を把握することができる。他方、作動時の発熱が小さい制御系モジュール群の占有空間に第二の温度センサ１５Ｂを配置して温度検出することにより、無線駆動系モジュール群を通過後の冷却風でも、制御系モジュール群に対する冷却効果が十分達成されているかどうかを的確に把握することができる。また、上記のように発熱源（無線駆動系モジュール群）近傍での温度検出と、発熱源から送風方向下流側に離れた位置での温度検出とを組み合わせることで、可搬型筐体２３内に温度異常が発生した場合の原因特定がより容易になる場合がある。例えば、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂが異常により停止した場合は、発熱源に近い第一の温度センサ１５Ａの検知温度が直ちに上昇し始め、その後、やや遅延して第二の温度センサ１５Ｂの検知温度が上昇するなどの特有の挙動が生じる。また、制御系モジュール群において短絡などによる過電流が生じた場合は、第一の温度センサ１５Ａの検知温度がそれほど変化しないのに対し、制御系モジュール群内の発熱を検知する第二の温度センサ１５Ｂの検知温度が急激に上昇を開始する。２つの温度センサ１５Ａ，１５Ｂの上記のような温度検知挙動の相違を参照することで、温度異常発生の要因特定に寄与する情報を容易に取得することができる。

中間支持板２３４のモジュール取付面（上面）に対し無線基地局モジュール４及び電源モジュール２２は構成部品が実装される基板４ｓ，２２ｓの主表面が平面視にて互いに重なるよう、上下に隣接配置されるとともに、両者の間に冷却風流通隙間２３１が形成されている。冷却ファン１４Ａ，１４Ｂは、この冷却風流通隙間２３１に対し冷却風の一部が吹き込み可能となるように、可搬型筐体２３に対する取付位置が定められている。発熱量が大きい無線駆動系モジュール群をなす無線基地局モジュール４及び電源モジュール２２を上記のように隣接配置することで、可搬型筐体２３内にてモジュール取付面に対する無線駆動系モジュール群の専有面積を縮小でき、無線通信ユニット１のコンパクト化に寄与する。そして、発熱量の大きい無線基地局モジュール４及び電源モジュール２２が隣接配置されているにも関わらず、両者の間に形成されている冷却風流通隙間２３１に冷却風が送られることで両者の発する熱をより効果的に排出でき、無線駆動系モジュール群の温度が過度に上昇することをさらに効果的に抑制できる。

図２１に示すように、電源モジュール２２は構成部品（コイル２２ｉ，コンデンサ２２ｃ及びＤＣ／ＤＣ変換ＩＣ２２ｄ等を含む）が実装された基板２２ｓを有する。また、無線基地局モジュール４も同様に、構成部品（パワーアンプ素子等のパワー半導体素子４ａを含む）が実装された複数の基板４ｓを有する。これら基板２２ｓ，４ｓは支柱部２３２により上下に互いに連結されている。

また、中間支持板２３４のモジュール取付面に対し、電源モジュール２２が下側に、無線基地局モジュール４が上側に配置されており、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂからの冷却風は、冷却風流通隙間２３１に向かう第一気流ＣＦＡと、無線基地局モジュール４の基板４ｓの法線方向にて、冷却風流通隙間２３１に面しているのと反対側（つまり、図２１において無線基地局モジュール４の上面側）に向かう第二気流ＣＦＢとに分流するようになっている。これにより、特に発熱量の大きい無線基地局モジュール４については上下に冷却風を流通させることができ、より効率的な冷却が可能となる。無線基地局モジュール４の送信出力が例えば１００～２５０Ｗのとき、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂによる冷却風の風速は１～２ｍ／秒程度確保されているのがよい。

無線基地局モジュール４のパワー半導体素子４ａは無線基地局モジュール４の上面側、すなわち複数の基板４ｓのうち最上部に位置するものに実装され、該パワー半導体素子４ａの上面と密着する形でアルミニウム等の金属により構成されたヒートシンク板４ｈが設けられている。該ヒートシンク板４ｈの上面には複数の金属製の放熱フィン４ｆが、ヒートシンク板４ｈの上面から垂直に立ち上がる形態で一体形成されている。図２２に示すように、放熱フィン４ｆの長手方向は可搬型筐体２３の長手方向（冷却風の送風方向）と一致する形で配置され、隣接する放熱フィン４ｆ，４ｆの間の隙間が冷却風の通路４ｋ（図２４参照）を形成している。これにより、図２１の第二気流ＣＦＢによるパワー半導体素子４ａの冷却効率を大幅に向上することができる。

図２１に示すように、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂは可搬型筐体２３に対し、ファン回転羽根１４ｐの回転軸線Ｊの延長が無線駆動系モジュール群の側面の高さ方向中間位置を通るように取り付けられている。冷却ファン１４Ａ，１４Ｂはそれぞれ、ファン駆動モータ等が収容されるベース部１４ｂと、該ベース部１４ｂに一体化されファン回転羽根１４ｐが収容された本体部１４ｍとを有する。本体部１４ｍはベース部１４ｂに対し、ファン回転羽根１４ｐの回転軸線Ｊの延長が冷却風流通隙間２３１の内側に入り込む形で上向きに傾斜するように取り付けられている。これにより、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの冷却風は、第一気流ＣＦＡが冷却風流通隙間２３１に対し斜め下側から効率よく吹き込まれる一方、モジュール取付面から遠い無線基地局モジュール４の上面側（ヒートシンク板４ｈ及び放熱フィン４ｆが設けられている側）にも第二気流ＣＦＢを比較的大きな流量で導くことができる。

冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの送付方向正面側には、冷却風を上記の第一気流ＣＦＡ及び第二気流ＣＦＢに分割する気流ガイド板１４ｓが設けられている。気流ガイド板１４ｓは、第二気流ＣＦＢが無線駆動系モジュールの上面側に誘導されるよう、板面がファン回転羽根１４ｐの回転軸線Ｊよりも上方に傾斜して配置されている。これにより、第二気流ＣＦＢは無線駆動系モジュール群の上面側（図２１の例では無線基地局モジュール４の上面側）にさらに効率よく導かれ、無線駆動系モジュール群の冷却を促進することができる。図２４に示すように、気流ガイド板１４ｓは、両端に取付アーム部１４ｓｆが一体化され、該取付アーム部１４ｓｆにて冷却ファン１４Ａ，１４Ｂのベース部１４ｂに対しねじ等の締結部材１４ｔにより固定されている。

また、図２１に示すように、無線基地局モジュール４の放熱フィン４ｆの上面側には遮蔽板４ｐが取り付けられている。遮蔽板４ｐもまた金属製とすることができる。図２４に示すように、この遮蔽板４ｐを設けることにより、隣接する放熱フィン４ｆ，４ｆ間には前述の冷却風の通路４ｋが、遮蔽板４ｐにより上方がふさがれた方形断面に形成される。図２５に示すように、通路４ｋの入り口部に斜め下方から吹き付けられる第二気流ＣＦＢは、もし遮蔽板４ｐが存在しなければ通路４ｋの上方に吹き抜けてしまい、ヒートシンク板４ｈの板面に沿った冷却風の流れが形成されにくい。しかし、遮蔽板４ｐが設けられていれば、第二気流ＣＦＢが上方に抜けることが妨げられ、通路４ｋ内部の流れが優位となって、第二気流ＣＦＢをヒートシンク板４ｈの板面とより効率的に接触させることができる。また、遮蔽板４ｐの入り口側の縁に斜め下側から第二気流ＣＦＢが当たりことでエッジ効果が生じ、通路４ｋ内部の入り口付近に生じるカルマン渦により流れが絞られて高速化する結果、その減圧効果によって通路４ｋ内に気流を引き込む効果も期待できる。

図２１に戻り、制御系モジュール群を形成するＥＰＣモジュール３、統括制御モジュール９、スイッチングハブ１１及び制御ボード１３は、冷却風の送風方向において、無線駆動系モジュール群（無線基地局モジュール４及び電源モジュール２２）の下流側に配置されている。このうち、統括制御モジュール９及び制御ボード１３については、中間支持板２３４上に直接取り付けられている。図２３は中間支持板２３４の上面（モジュール取付面）における各基板の取付レイアウトを示すものであり、モジュール取付面内にて可搬型筐体２３の長手方向（送風方向、図面左右方向）と直交する向きを奥行き方向と定義した時、電源モジュール２２の送風方向下流側にて該奥行き方向に、統括制御モジュール９の基板と制御ボード１３とが中間支持板２３４に対し互いに隣接する形で組付けられている。

また、これら電源モジュール２２の送風方向下流側には柱状の基板支持枠２３６が４本立設されている。図２１に示すように、該基板支持枠２３６に対しＥＰＣモジュール３の基板とスイッチングハブ１１の基板とが送風用の隙間を形成しつつ下側からこの順序で、各々四隅位置にて取り付けられている。

次に、温度センサ１５Ａ，１５Ｂは、駆動状態情報取得ノードをなす内部温度監視デバイス８５Ａ，８５Ｂ（図４上）に取り付けられ、通信本体部の作動環境情報として可搬型筐体２３の内部温度情報を取得する役割を果たす。図２１に示すように温度センサ１５Ａ，１５Ｂは、いずれも内部温度監視デバイス８５Ａ，８５Ｂを構成する基板上に実装されている。第一の温度センサ１５Ａについては、内部温度監視デバイス８５Ａの基板とともに無線基地局モジュール４の側面に取り付けられている。また、第二の温度センサ１５Ｂは内部温度監視デバイス８５Ｂの基板とともに、制御ボード１３上に立設されたＩ^２Ｃバスマスタ９０７の基板９０７ｓ上に実装されている（基板９０７ｓは広義に制御ボード１３に属するものとする）。いずれの温度センサ１５Ａ，１５Ｂも、無線駆動系モジュール群及び制御系モジュール群の奥行き方向における側面位置にて温度検知するように配置されている。

一方、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂには、駆動状態情報取得ノードをなすファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂ（図４上：冷却装置駆動状態情報取得ノード、スレーブノード）が組み込まれ、通信本体部の作動環境情報として例えばファンの回転速度、温度及び駆動電流値などを監視し、取得する役割を果たす。また、外部電圧監視部１６は駆動状態情報取得ノードをなし、電源モジュール２２のＡＣ／ＤＣコンバータ２５からの受電電圧を作動環境情報として監視し、取得する役割を果たす。さらに、バッテリーコントローラ２４も駆動状態情報取得ノードをなし、作動環境情報としてバッテリー（ＢＴＴ）残量、バッテリー電圧及びバッテリー温度を監視し、取得する役割を果たす。

図４上に示すように、作動環境情報取得ノードをなすファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂ、内部温度監視デバイス８５Ａ，８５Ｂ、外部電圧監視部１６及びバッテリーコントローラ２４はＩ^２Ｃ通信のスレーブノードとして構成されている。一方、制御ボード１３上のＩ^２Ｃバスマスタ９０７はＩ^２Ｃ通信におけるマスタノードとして機能し、上記各スレーブノード（作動環境情報取得ノード）がＩ^２Ｃバス５２により接続されるとともに、各スレーブノードから作動環境情報を検知ログの形で取得する作動環境情報取得部を構成する。

このように、統括制御モジュール９と通信本体部（基地局コンピュータ４００及びＥＰＣコンピュータ３００）とを接続する通信ネットワーク（第一のネットワーク）から、作動環境情報を取得するためのネットワーク（第二のネットワーク）を分離することで、通信本体部自体の制御に必要な複雑な通信シーケンスから、作動環境情報を取得するための通信シーケンスを独立させることができ、作動環境情報の取得をより簡便かつスムーズに行うことができる。また、第二のネットワークインターフェース側にマスタノードを設け、作動環境情報取得ノードとなるスレーブノードをアドレス指定する形で情報要求コマンドをマスタノードからスレーブノードに送信し、これに応答する形でスレーブノードからマスタノードに作動環境情報を送信するように構成することで、複数のデバイスから作動環境情報を取得する際のシーケンスの錯綜が生じず、より効率的な作動環境情報の収集を図ることができる。そのような第二のネットワークとして、特にＩ^２Ｃネットワークを使用すると、比較的サイズの大きい作動環境情報であってもシリアル通信により簡易に送受信制御することが可能となり、複雑な入出力ポート制御処理も不要である。

以下、Ｉ^２Ｃ通信の概略について説明する。Ｉ^２Ｃ通信においては、マスタノード（Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７）とスレーブノードが明確に区分され、マスタノードが制御を主導する。マスタノードとスレーブノードとを接続するＩ^２Ｃバス５２は、クロック線ＳＣＬとデータ線ＳＤＡとの２ラインからなり、マスタノードがクロック線ＳＣＬにより送信するクロック信号を基準として、二値のデータ信号がデータ線ＳＤＡ上でシリアル転送される。個々のスレーブノードは固有のアドレスを有し、情報送信がなされた場合、送信元のノードに対し送信先ノードからアクノリッジ信号（ＡＣＫ）が必ず返される。

図４下にＩ^２Ｃ通信のデータフレーム１１００の構造を示す。データフレーム１１００には、以下のフィールドが含まれる。
・アドレスフィールド１１０１：データ転送先となるスレーブノードのアドレスが７ビット又は１０ビットで転送される。アドレスフィールド１１０１の情報転送方向は、必ずマスタ（Ｍ）→スレーブ（Ｓ）である。全スレーブノードがこの時のクロックを元にアドレスを受信し、自身のアドレスと一致したスレーブノードだけが、その後の送受信を継続する。作動環境情報取得ノードをなすファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂ、内部温度監視デバイス８５Ａ，８５Ｂ、外部電圧監視部１６及びバッテリーコントローラ２４には、互いに異なるアドレスが付与され、そのアドレスは作動環境情報の取得対象となるデバイスの種別を特定する情報としても機能する。
・Ｒ／Ｗフィールド１１０２：１ビットのＲ／Ｗモード情報が転送される。Ｒ／Ｗモード情報が「０」の時はスレーブ（Ｓ）からマスタ（Ｍ）への情報入力（Ｒｅａｄモード：スレーブノードからの情報読取り）となり、Ｒ／Ｗモード情報が「１」の時はマスタ（Ｍ）からスレーブ（Ｓ）への情報出力（Ｗｒｉｔｅモード：スレーブノードへの情報書込み）であることを示す。転送方向は、マスタ（Ｍ）→スレーブ（Ｓ）である。
・ＡＣＫ１１０３：Ｒ／Ｗフィールドの送受信に対するアクノリッジ信号であり、転送方向は、Ｒｅａｄモードではマスタ（Ｍ）←スレーブ（Ｓ）、Ｗｒｉｔｅモードではマスタ（Ｍ）→スレーブ（Ｓ）となる。
・データフィールド１１０４：１バイト（８ビット）の情報（データ又はコマンド）が転送される。転送方向は、Ｒｅａｄモードではマスタ（Ｍ）→スレーブ（Ｓ）、Ｗｒｉｔｅモードではマスタ（Ｍ）←スレーブ（Ｓ）となる。その内容がコマンドである場合、スレーブノードをなすデバイスの種別ごとに、取得するべき作動環境情報の種別（例えばバッテリーコントローラ２４の場合は、バッテリー残量、バッテリー電圧、温度など）が、該種別に一義的に対応付けられたコマンドによって特定されることとなる。
・ＡＣＫ１１０５：データフィールドの送受信に対するアクノリッジ信号であり、転送方向は、Ｒｅａｄモードではマスタ（Ｍ）←スレーブ（Ｓ）、Ｗｒｉｔｅモードではマスタ（Ｍ）→スレーブ（Ｓ）となる。
なお、転送するべき情報の全サイズがデータフィールド１１０４のサイズよりも大きい場合は、複数のデータフィールド１１０４に分割して情報転送がなされる。

図１１は、Ｒｅａｄモードにおけるマスタノードの処理フローを示すものである。Ｓ１５１でＩ^２Ｃバス（ＳＣＬ及びＳＡＤ）を情報転送開始状態（Start Condition）とし、Ｓ１５２で情報要求先となるスレーブノードのアドレスを出力するとともに、Ｒ／Ｗモード情報として「０」を出力する。Ｓ１５３でＡＣＫの入力があればＳ１５４に進み、スレーブノードからのデータ（あるいはコマンド）を入力する（ＡＣＫがない場合はＳ１５９のエラー処理へ進む）。Ｓ１５５でデータ（あるいはコマンド）が正常に入力された場合はＳ１５６に進み、ＡＣＫをスレーブノードに返す（正常に入力できなかった場合はＳ１５９のエラー処理へ進む）。Ｓ１５７で全データの入力が終了していない場合はＳ１５４へ戻り、以下の処理を繰り返す。一方、Ｓ１５７で全データの入力が完了した場合はＳ１５８に進み、Ｉ^２Ｃバスを情報転送終了状態（Stop Condition）とし、終了する。

図１２は、Ｗｒｉｔｅモードにおけるマスタノードの処理フローを示すものである。Ｓ１０１でＩ^２ＣバスをStart Conditionとし、Ｓ１０２で情報転送先となるスレーブノードのアドレスを出力するとともに、Ｒ／Ｗモード情報として「１」を出力する。Ｓ１０３でＡＣＫの入力があればＳ１０４に進んでデータ（あるいはコマンド）を出力する（ＡＣＫがない場合はＳ１０８のエラー処理へ進む）。Ｓ１０５でスレーブノードからのＡＣＫが受信できた場合はＳ１０６に進み、全データの出力が終了したかどうかを確認する。終了していない場合はＳ１０４へ戻り、以下の処理を繰り返す。一方、Ｓ１０６で全データの出力が完了した場合はＳ１０７に進み、Ｉ^２Ｃバスを情報転送終了状態（Stop Condition）とし、終了する。

以下、３ＧＰＰ仕様の通信方式にかかる概略について説明する。図５は、ＵＥ５と無線通信ユニット１との間のデータ伝送に使用するＩＰパケットの構造を示す模式図である。ＩＰパケット１３００はＩＰヘッダ１３０１とペイロード１３０２とからなり、ＩＰヘッダ１３０１にはＰＤＵ識別番号、データの送信元アドレス１３０１ａ、送信先アドレス１３０１ｂなどが書き込まれる。また、ＩＰヘッダ１３０１にはＴｏＳ（Type of Service）フィールド１３０１ｃが形成さている。ＴｏＳフィールド１３０１ｃはパケットの転送優先度及び通信の種類を規定するものである。

図６及び図７は、ＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａあるいは基地局通信ファームウェア４０５ａの基礎となる３ＧＰＰ仕様の無線プロトコルスタックを示す。図６はユーザプレーンのプロトコルスタックを、図７はコントロールプレーンのプロトコルスタックを示している。該無線プロトコルスタックは、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ１～レイヤ３に区分されており、レイヤ１はＰＨＹ（物理）層である。レイヤ２は、ＭＡＣ（Medium Access Control：メディアアクセス制御）層、ＲＬＣ（Radio Link Control：無線リンク制御）層、及びＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol：パケットデータ暗号化）層を含む。レイヤ３は、ＲＲＣ（Radio Resource Control：無線リソース制御）層及びＮＡＳ（Non-Access Stratum：非アクセス）層を含む。

各層の役割は以下の通りである。
・ＰＨＹ層：符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行なう。
・ＭＡＣ層：データの優先制御、ＨＡＲＱによる再送制御処理、及びランダムアクセス手順等を行なう。ＵＥ５のＭＡＣ層と無線基地局モジュール４のＭＡＣ層との間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。無線基地局モジュール４のＭＡＣ層は、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式（ＭＣＳ））及びＵＥ５への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。

・ＲＬＣ層：ＭＡＣ層及びＰＨＹ層の機能を利用してデータを受信側のＲＬＣ層に伝送する。ＵＥ５のＲＬＣ層と無線基地局モジュール４のＲＬＣ層との間では、論理チャネルを介してデータ及び制御信号が伝送される。
・ＰＤＣＰ層：ＰＤＵのヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行なう。
・ＲＲＣ層：制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ５のＲＲＣ層と無線基地局モジュール４のＲＲＣ層との間では、各種設定のためのメッセージ（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣ層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルを制御する。ＵＥ５のＲＲＣと無線基地局モジュール４のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ５はＲＲＣコネクティッドモードとなり、そうでない場合はＲＲＣアイドルモードとなる。

以上の層はコントロールプレーン及びユーザプレーンの双方にて使用される。一方、コントロールプレーンのみ、ＵＥ５及びＭＭＥ２には、ＲＲＣ層よりさらに上位のセッション管理及びモビリティ管理等を行なうＮＡＳ層が設けられる。また、無線基地局モジュール４のＥＰＣモジュール３側とのユーザデータ伝送インターフェースには、ＧＴＰ－Ｕ（GPRS（General Packet Radio Service）Tunneling Protocol for User Plane）層が設けられている。ＧＴＰ－Ｕ層は、接続先のＵＥ５の識別や、使用する無線ベアラの識別を行なうためのものである。

次に、図８は、下りリンクのチャネルマッピングを示す。ここでは、論理チャネル（Downlink Logical Channel）、トランスポートチャネル（Downlink Transport Channel）及び物理チャネル（Downlink Physical Channel）相互間のマッピング関係を示している。以下、順に説明する。
・ＤＴＣＨ（Dedicated Traffic Channel：専用トラフィックチャネル）は、データの送信のための個別論理チャネルである。ＤＴＣＨは、トランスポートチャネルであるＤＬＳＣＨ（Downlink Shared Channel：下りシェアドチャネル）にマッピングされる。
・ＤＣＣＨ（Dedicated Control Channel：専用制御チャネル）：ＵＥ５とネットワークとの間の個別制御情報を送信するための論理チャネルである。ＤＣＣＨは、ＵＥ５が無線基地局モジュール４とＲＲＣ接続を有する場合に用いられる。ＤＣＣＨは、ＤＬＳＣＨにマッピングされる。
・ＣＣＣＨ（Common Control Channel：共通制御チャネル）：ＵＥ５と無線基地局モジュール４との間の送信制御情報のための論理チャネルである。ＣＣＣＨは、ＵＥ５が無線基地局モジュール４との間でＲＲＣ接続を有していない場合に用いられる。ＣＣＣＨは、ＤＬＳＣＨにマッピングされる。
・ＢＣＣＨ（Broadcast Control Channel：放送制御チャネル）：システム情報配信のための論理チャネルである。ＢＣＣＨは、トランスポートチャネルであるＢＣＨ（Broadcast Channel、放送チャネル）又はＤＬＳＣＨにマッピングされる。
・ＰＣＣＨ（Paging Control Channel：ページング制御チャネル）：ページング情報、及びシステム情報変更を通知するための論理チャネルである。ＰＣＣＨは、トランスポートチャネルであるＰＣＨ（Paging Channel：ページングチャネル）にマッピングされる。

また、トランスポートチャネルと物理チャネルとの間のマッピング関係は以下の通りである。
・ＤＬＳＣＨ及びＰＣＨ：ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel：物理下りシェアドチャネル）にマッピングされる。ＤＬＳＣＨは、ＨＡＲＱ、リンクアダプテーション、及び動的リソース割当をサポートする。
・ＢＣＨ：ＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel：物理ブロードキャストチャネル）にマッピングされる。

図９は、上りリンクのチャネルマッピングを示す。図８と同様に、論理チャネル（Downlink Logical Channel）、トランスポートチャネル（Downlink Transport Channel）及び物理チャネル（Downlink Physical Channel）相互間のマッピング関係を示している。以下、順に説明する。
・ＣＣＣＨ（Common Control Channel：共通制御チャネル）：ＵＥ５とＥＰＣモジュール３との間の制御情報を送信するために使用される論理チャネルであり、ＥＰＣモジュール３と無線リソース制御（ＲＲＣ：Radio Resource Control）接続を有していないＵＥ５によって使用される。
・ＤＣＣＨ（Dedicated Control Channel：専用制御チャネル）：１対１（point-to-point）の双方向の論理チャネルであり、ＵＥ５とＥＰＣモジュール３と間で個別の制御情報を送信するために利用するチャネルである。専用制御チャネルＤＣＣＨは、ＲＲＣ接続を有しているＵＥ５によって使用される。
・ＤＴＣＨ（Dedicated Traffic Channel：専用トラフィックチャネル）：１対１の双方向論理チャネルであり、特定のＵＥ専用のチャネルであって、ユーザ情報の転送のために利用される。

・ＵＬＳＣＨ（Uplink Shared Channel：上りリンク送受信チャネル）：ＨＡＲＱ）、動的適応無線リンク制御、間欠送信（ＤＴＸ：Discontinuous Transmission）がサポートされるトランスポートチャネルである。
・ＲＡＣＨ（Random Access Channel：ランダムアクセスチャネル）：制限された制御情報が送信されるトランスポートチャネルである。

・ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel：物理上りリンク制御チャネル）：下りリンクデータに対する応答情報（ＡＣＫ(Acknowledge)/ＮＡＣＫ(Negative acknowledge)）、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator ）、および、上りリンクデータの送信要求（スケジューリングリクエスト：Scheduling Request：ＳＲ）を無線基地局モジュール４に通知するために使用される物理チャネルである。
・ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel：物理上りリンク送受信チャネル）：上りリンクデータを送信するために使用される物理チャネルである。
・ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel：物理ランダムアクセスチャネル）：主にＵＥ５から無線基地局モジュール４への送信タイミング情報（送信タイミングコマンド）を取得するためのランダムアクセスプリアンブル送信に使用される物理チャネルである。ランダムアクセスプリアンブル送信はランダムアクセス手順の中で行なわれる。

図９に示すように、上りリンクでは、次のようにトランスポートチャネルと物理チャネルのマッピングが行われる。上りリンク送受信チャネルＵＬＳＣＨは、物理上りリンク送受信チャネルＰＵＳＣＨにマッピングされる。ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨは、物理ランダムアクセスチャネルＰＲＡＣＨにマッピングされる。物理上りリンク制御チャネルＰＵＣＣＨは、物理チャネル単独で使用される。また、共通制御チャネルＣＣＣＨ、専用制御チャネルＤＣＣＨ、専用トラフィックチャネルＤＴＣＨは、上りリンク送受信チャネルＵＬＳＣＨにマッピングされる。

ＬＴＥシステムの下りリンクにおいては、ＵＥ５は無線基地局モジュール４に対してＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing、直交周波数分割多重）アクセス（ＯＦＤＭＡ）により無線接続する。ＯＦＤＭＡ方式は、周波数分割多重と時間分割多重とを複合させた二次元の多重化アクセス方式として特徴づけられる。具体的には、直交する周波数軸と時間軸のサブキャリアを分割してＵＥ５に割り振り、各サブキャリアの信号がゼロ（０点）になるように、周波数軸上で直交するサブキャリアを分割する。サブキャリアを分割して周波数軸上に割り当てることにより、あるサブキャリアがフェージングの影響を受けても影響のない別のサブキャリアを選択することができるので、ユーザは無線環境に応じてより良好なサブキャリアを使用でき、無線品質を維持できる利点が生ずる。

そして、ＯＦＤＭＡ方式においては、周波数軸と時間軸とが張る仮想平面上で定義されるリソースブロック(Resource Block：以下、ＲＢともいう）が無線リソースとして採用される。ＲＢは図１０に示すように、上記平面を１８０ｋＨｚ／０．５ｍｓｅｃでマトリックスに区切ったブロックとして定義され、各リソースブロックＲＢは周波数軸上では１５ｋＨｚ間隔で隣接する１２個のサブキャリアを、時間軸上ではフレームの１スロット分（７シンボル）を含む。このＲＢは時間軸上で隣接する２つ（１ｍｓｅｃ）を１組としてＵＥ５に割り当てられる。他方、ＬＴＥシステムの上りリンクにおいても、ＳＣ－ＦＤＭ（Single Career Frequency-Division Multiplexing）アクセス（ＳＣ－ＦＤＭＡ）が採用される点を除き、同様の概念のリソースブロックＲＢが無線リソースとして用いられる。ＯＦＤＭＡでは１つのリソースブロックが周波数軸上で１２のサブキャリア（帯域幅：１５ｋＨｚ)に分割されるのに対し、ＳＣ－ＦＤＭＡはサブキャリアへの分割がなされないシングルキャリア方式である。

上記の構成の無線通信ユニット１において統括制御モジュール９は、統括制御ファームウェア９０５ａの実行により、以下のような機能動作を行なう。
・作動環境情報取得部（Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７）が取得する作動環境情報に基づき、予め定められた作動環境異常が発生したか否かを判定する（作動環境異常判定部）。
・作動環境異常が発生していないと判定された場合にのみ通信本体部に本体立上げ指令を送信する（本体立上げ指令送信部）。
・作動環境異常が発生している場合に作動環境異常報知出力を行なう（作動環境異常報知部）。
・通信本体部における基地局機能プログラム及びＥＰＣ機能プログラムの立ち上げ後において、作動環境異常判定部により作動環境異常が発生したと判定した場合に、基地局機能プログラム記憶部に格納された基地局機能プログラム及びＥＰＣ機能プログラム記憶部（フラッシュメモリ３０５）に格納されたＥＰＣ機能プログラム（ＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａ）のクローズ処理の実行を通信本体部に指令し、その後通信本体部の電源遮断処理を行なう（作動中異常対応処理部）。

図２のＬＥＤ６０は本発明の作動環境異常報知部の機能を有し、例えば図１９に示すようなものを含む。
・電源ＬＥＤ６０Ａ：電源スイッチ６５の操作状態を示し、例えば電源モジュール２２が受電状態にて、電源スイッチ６５がオン操作されると点灯、オフ操作されると消灯する。
・作動ＬＥＤ６０Ｂ：通信本体部（ＥＰＣモジュール３及び無線基地局モジュール４）が受電して立上り作動しているか否か（ＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａ及び基地局通信ファームウェア４０５ａが起動し、実行されているか否か）を報知する。例えば、立上り作動している場合に点灯し、そうでない場合に消灯する。
・ファンＬＥＤ６０Ｃ：冷却ファン１４Ａ，１４Ｂに異常がある場合に例えば点灯し、そうでない場合に消灯する。
・温度ＬＥＤ６０Ｄ：温度センサ１５Ａ，１５Ｂの検知温度に異常がある場合に例えば点灯し、そうでない場合に消灯する。
・バッテリーＬＥＤ６０Ｅ：充電式バッテリー２１の残量が閾値未満になるなど、バッテリー２１からの正常な給電が困難になった場合に例えば点灯し、そうでない場合に消灯する。
・外部電源ＬＥＤ６０Ｆ：外部電源２６からの入力がある場合に点灯し、そうでない場合に消灯する。

以下、統括制御ファームウェア９０５ａによる機能実現処理の詳細を、フローチャートを用いて説明する。図２において、電源ＯＦＦの状態でユーザが図２の電源スイッチ６５を押すと、統括制御コンピュータ９００の入出力部９０９に主起動信号が入力される。図１３は、無線通信ユニット１の動作を起動する際の起動シーケンスの処理流れを示すものであり、Ｓ２０１において主起動信号が検出されると電源ＯＮと判断され、Ｓ２０２にて統括制御コンピュータ９００（統括制御ファームウェア９０５ａ）を立ち上げる。Ｓ２０３ではＩ^２Ｃバスマスタ９０７に電源ＯＮを通知する。Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７はＩ^２Ｃ通信によりＬＥＤドライバ１７に電源ＬＥＤ６０Ａの点灯指示コマンドを送信する。ＬＥＤドライバ１７これを受け、Ｔ２０３にて電源ＬＥＤ６０Ａを点灯させる。

次にＳ２０４では、バッテリーコントローラ２４からの検知ログ収集をＩ^２Ｃバスマスタ９０７に指令する。Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７はＩ^２Ｃ通信によりバッテリーコントローラ２４に検知ログ収集コマンドを送信する。バッテリーコントローラ２４はこれを受け、検知ログ（作動環境情報）を送信する。Ｓ２０５にてＩ^２Ｃバスマスタ９０７はバッテリーコントローラ２４からの検知ログを受信する。

同様に、Ｓ２０６では、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂ（ファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂ）及び温度センサ１５Ａ，１５Ｂ（内部温度監視デバイス８５Ａ，８５Ｂ）からの検知ログ収集をＩ^２Ｃバスマスタ９０７に指令する。Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７はＩ^２Ｃ通信によりファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂ及び内部温度監視デバイス８５Ａ，８５Ｂに検知ログ収集コマンドを送信する。ファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂ及び内部温度監視デバイス８５Ａ，８５Ｂは、それぞれこれを受け、検知ログ（作動環境情報）を送信する。Ｓ２０５にてＩ^２Ｃバスマスタ９０７はファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂ及び内部温度監視デバイス８５Ａ，８５Ｂを受信する。

Ｓ２０８では、受信した検知ログを解析し、異常の有無を解析する。図１４はその詳細を示すものである。Ｓ２０８１では、第一の温度センサ１５Ａ及び第二の温度センサ１５Ｂの検知ログを解析する。いずれの温度センサにおいても、「正常」と判定されるのは検知温度ｄが上限値ｄmax以下となっている場合である。

Ｓ２０８２では冷却ファン１４Ａ，１４Ｂ（ファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂ）の検知ログ解析を行なう。冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの動作が正常と判定されるための条件は、以下の通りである。
・回転速度ｕが正常範囲内であること（ｕmin≦ｕ≦ｕmax：ｕminは許容最小回転速度、ｕmaxは許容最大回転速度）。回転速度は、例えばロータリエンコーダなどの回転センサにより検出可能である（いずれも図示せず）。回転速度ｕがｕmin未満であることは、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの駆動モータが断線その他の要因により正常に回転していないことを意味し、可搬型筐体２３の内部の冷却が十分に進まず高温化する恐れがある。他方、回転速度ｕがｕmaxを超えることは、短絡等により冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの駆動モータに過剰電流が流れて暴走し、故障につながる可能性がある。
・温度Ｔｆが正常範囲内であること（Ｔｆ≦Ｔｆmax：Ｔｆmaxは許容最高温度）。温度ＴｆがＴｆmaxを超えることは、過負荷等の不具合により冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの駆動モータが異常発熱していることを意味し、故障につながる可能性がある。冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの温度については、例えば駆動モータの筐体表面の温度を温度センサ（図示せず）により検出することができる。

・電流Ｉｆが正常範囲内であること（Ｉｆmin≦Ｉｆ≦Ｉｆmax：Ｉｆminは許容最小電流値、Ｉｆmaxは許容最大電流値）。電流ＩｆがＩｆmin未満であることは、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの駆動モータが断線その他の要因により正常に回転していないことを意味し、可搬型筐体２３の内部の冷却が十分に進まず高温化する恐れがある。他方、電流ＩｆがＩｆmaxを超えることは、短絡等により冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの駆動モータに過剰電流が流れて暴走し、故障につながる可能性がある。

なお、回転速度ｕと電流Ｉｆの検出はいずれかを省略することも可能であるが、双方を共に検出することで、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの回転に生じた異常の原因をより正確に特定する上で有益となる場合がある。例えば、電流ＩｆがＩｆmaxを超え、回転速度ｕがｕminになっている場合は、駆動モータへの通電はなされているが、ファンの回転が異物や伝達系の不調により強制的に妨げられて過負荷状態になっている状況が考えられる。他方、電流ＩｆがＩmin未満であり、回転速度ｕがｕmin未満のときは断線か電源異常の可能性が高い。本実施形態のように冷却ファンが複数設けられる場合は、それぞれの冷却ファンについて同様の監視を行なうことが望ましい。

なお、より単純な形態として、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂが単に動作しているか否かを監視する場合は、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂを、ファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂが随伴したＩ^２Ｃデバイスとしてあえて構成せずともよい場合あがる。例えば、図２０に示すように、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの駆動電流値ＳＦを、例えばシャント抵抗１４Ｒ等により電圧信号とし、この電圧信号を、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの作動・停止を示す二値の検知信号ＳＦとして統括制御モジュール９に入力すればよい（本実施形態では拡張入出力部９１０に入力するようにしている）。

図１４に戻り、Ｓ２０８３では、バッテリーコントローラ２４の検知ログを解析する。
動作が正常と判定されるための条件は、以下の通りである。
・バッテリー残量Ｃｒが規定下限値Ｃｒmin以上に確保されていること。
・バッテリー電圧Ｖｂが正常範囲内であること（Ｖｂmin≦Ｖｂ≦Ｖｂmax：Ｖｂminは許容最低バッテリー電圧、Ｖｂmaxは許容最大バッテリー電圧）。バッテリー電圧ＶｂがＶｂmin未満となることは、バッテリー残量が不足している場合のほか、バッテリー自体の故障や非装着によりバッテリー電圧が出力されていない可能性がある。また、バッテリー電圧がＶｂmaxを超えることは、バッテリー出力回路に対する他電源からの短絡などが不具合として生じている可能性がある。
・バッテリー温度Ｔｂが許容最高温度Ｔｂmax以下であること。バッテリー温度ＴｂがＴｂmaxを超えることは、過充電や過放電など充電式バッテリーの仕様外の動作により異常発熱している可能性がある。

そして、Ｓ２０８４では、以上の全ての解析項目が正常であるか否かを確認する。１つでも異常であればＳ２０８５に進んで異常判定を行なう。他方、Ｓ２０８４で全ての解析項目が正常であればＳ２０８６に進んで正常判定を行なう。

図１３に戻り、Ｓ２０９にて異常判定でない場合（すなわち、正常判定の場合）は、図２においてスイッチングハブ１１及びイーサネットバス３２（ＬＡＮ、第一のネットワーク）を経由してＩＰプロトコルに従い、Ｓ２１０にてＥＰＣコンピュータ３００にＥＰＣ通信ファームウェア（ＥＰＣ機能プログラム）３０５ａを立ち上げるための起動指示コマンド（本体立上げ指令）を送信する。ＥＰＣコンピュータ３００はこれを受けてシステム始動し、ＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａが立ち上げるとともに、立ち上処理が正常に完了すれば統括制御モジュール９に立上完了通知を返す。また、Ｓ２１１では無線基地局コンピュータ４００に基地局通信ファームウェア（基地局機能プログラム）４０５ａを立ち上げるための起動指示コマンド（本体立上げ指令）を同様に送信する。無線基地局コンピュータ４００はこれを受けてシステム始動し、基地局通信ファームウェア４０５ａを立ち上げるとともに、統括制御モジュール９に立上完了通知を返す。統括制御モジュール９は、Ｓ２１２で上記立上完了通知の受信の有無に基づきＥＰＣコンピュータ３００及び無線基地局コンピュータ４００の正常起動を確認する。正常起動が確認できればＳ２１３に進み、Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７に正常起動を通知する。Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７はこれを受け、ＬＥＤドライバ１７に「作動」を示すＬＥＤ点灯コマンドを送信する。これにより、ＬＥＤドライバ１７は図１９のＬＥＤ６０Ｂを点灯させる（Ｔ２１３）。

一方、Ｓ２０９にて異常判定の場合は、Ｓ２１０及びＳ２１１の処理が実行されない。すなわち、ＥＰＣコンピュータ３００及び無線基地局コンピュータ４００に起動指示コマンド（本体立上げ指令）は送信されず、ＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａ及び基地局通信ファームウェア４０５ａの立上げ処理、すなわちＥＰＣモジュール３及び無線基地局モジュール４を含む通信本体部の起動処理がなされない。これに代わって処理はＳ２１４に進み、Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７に異常発生を通知する。Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７はこれを受け、ＬＥＤドライバ１７に「異常」を示すＬＥＤ点灯コマンドを送信する。具体的には図１４の異常解析処理において異常発生したデバイスの種別（温度センサ、冷却ファン及びバッテリー）をＩ^２Ｃバスマスタ９０７に通知し、Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７はＬＥＤドライバ１７に対し、異常発生したデバイスに対応するＬＥＤを点灯させるコマンドを送信する。

これにより、例えば冷却ファン１４Ａ，１４Ｂの少なくともいずれかに前述の異常（の１又は複数）が生じた場合は、図１９のＬＥＤ６０Ｃが点灯する。また、温度センサ１５Ａ，１５Ｂの少なくともいずれかの検知温度に異常が生じた場合は、ＬＥＤ６０Ｄが点灯する。さらに、バッテリーコントローラ２４が前述の異常（の１又は複数）を検知している場合は図１９のＬＥＤ６０Ｅが点灯する。なお、異常発生したデバイスが複数ある場合は、対応するＬＥＤが複数同時に点灯する。他方、上記の異常発生時においては、「作動」を示すＬＥＤ６０Ｂは非点灯となる。なお、該異常発生状況の詳細（デバイス別の異常種別と発生時刻など）を、例えば図２の統括制御モジュール９にＬＡＮ接続された外部ＰＣ９１１や、ＷｉＦｉ接続されたＵＥ５にＧＵＩ（Graphic User Interface）等により出力できるように構成してもよい。

上記実施形態の方式においては、通信本体部の作動環境に１つでも異常が発生した場合、ＥＰＣモジュール３及び無線基地局モジュール４の通信ファームウェアは立上げ処理そのものが見送られる。例えば、可搬型筐体２３の内部の温度が上昇し、温度センサ１５Ａ，１５Ｂの検知温度が異常になると、ＥＰＣコンピュータ３００ないし無線基地局コンピュータ４００の動作が不安定化する確率が高くなり、無線基地局モジュール４及びＥＰＣモジュール３が誤動作を起こしたり、他の無線システムの電波干渉源として動作したりしてしまう可能性がある。しかし、内部温度異常を含む作動環境異常が無線通信ユニットの起動時に把握され通信本体部の起動が阻止されることで、上記のような不具合を効果的に防止することができる。

一方、温度センサ１５Ａ，１５Ｂの検知温度が異常を示していなくとも、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂに停止などの異常が発生していれば、筐体内の冷却が進まないから、いずれは必ず温度異常につながり、同様の不具合を招来することは必至となる。よって、上記のように、可搬型筐体２３内の内部温度情報とともに冷却ファン（冷却装置）の駆動状態情報も合わせて取得し、無線通信ユニット１の起動時に異常把握して通信本体部の起動を阻止することで、上記不具合をさらに効果的に防止することができる。

ＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａ（ＥＰＣ機能プログラム）及び基地局通信ファームウェア４０５ａ（基地局機能プログラム）は、フラッシュメモリなど記憶内容が書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されてはいるものの、その動作時には、設定パラメータの書き換えを含む一部の記憶内容の変更処理がなされる場合もある。よって、温度異常の発生は、プログラムの暴走等によりソフトウェアデータの一部を破壊にもつながる場合がある。しかし、上記方式を採用することにより、このようなソフトウェアデータの破壊も生じにくくすることができる。特に、電源スイッチ６５のワンプッシュ操作によりＥＰＣコンピュータ３００ないし無線基地局コンピュータ４００が一括して立ち上がる上記構成においては、異常発生を検知して適宜立上げを停止する機能を搭載していることにより、両コンピュータの通信ファームウェア３０５ａ及び４０５ａを暴走・破壊等から極めて効果的に保護することができる。

次に、上記実施形態の方式においては、バッテリーコントローラ２４による充電式バッテリー２１の状態も作動環境情報として取得され、異常発生した場合は通信本体部のＥＰＣモジュール３及び無線基地局モジュール４の通信ファームウェアの立上げ処理が阻止される。具体的には、温度センサ１５Ａ，１５Ｂの検知温度及び冷却ファン１４Ａ，１４Ｂにおける異常発生の有無とは無関係に、バッテリー異常が検出された場合に上記通信ファームウェアの立上げ処理が阻止されるようになっている。

無線通信ユニット１がバッテリーにより動作する環境において、例えば残量不足等によりバッテリーからの正常な給電が不能となっている状態にてＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａ（ＥＰＣ機能プログラム）及び基地局通信ファームウェア４０５ａ（基地局機能プログラム）が立ち上がろうとすると、プログラム起動中の電源遮断によりソフトウェアデータの破壊が生じる場合がある。よって、バッテリー異常が検出された場合に上記通信ファームウェアの立上げ処理を阻止することで、該不具合を効果的に防止することができる。

特に、図４の外部電圧監視部１６の検知ログが示す受電電圧情報（受電状態情報）が外部電源電圧を正常に受電していない状態（例えば略０Ｖを示している状態）においては、外部電源電圧をバックアップとして使用できないので、バッテリー異常が検出された場合は、通信本体部の通信ファームウェアの立上げ処理を回避することが特に望ましいといえる。この場合、外部電源電圧を受電している場合は、バッテリー異常が検出された場合においても、外部電源電圧を使用しつつ通信本体部の通信ファームウェアの立上げ処理を実行するように構成することが可能である。

一方、外部電源電圧を正常に受電している場合にあっても、バッテリー異常が検出されたとき通信本体部の通信ファームウェアの立上げ処理を回避するように構成することもできる。外部電源電圧を使用しつつ通信本体部の通信ファームウェアの立上げ処理を実行している際に、万一停電等により外部電源電圧の受電が途切れた場合に、バッテリー異常が生じていると通信ファームウェアの立上げ処理を継続するための電源電圧の確保が不能となり、前述のソフトウェアデータの破壊を生じる可能性が生ずる。そこで、上記のように構成することで、通信ファームウェア立上げ処理中の停電等に対しても、ソフトウェアデータを破壊から保護することが可能となる。

次に、図１５は、統括制御ファームウェア９０５ａによる正常時の無線通信ユニット１の終了シーケンスを示すものである。Ｓ４０１では、無線通信ユニット１が起動中の状態において、図２の電源スイッチ６５を押すとＳ４０２に進み、終了処理が実行される。図１６は、終了処理の詳細を示すものであり、図２のスイッチングハブ１１及びイーサネットバス３２（ＬＡＮ、第一のネットワーク）を経由してＩＰプロトコルに従い、Ｓ４０２１にてＥＰＣコンピュータ３００にＥＰＣ通信ファームウェア（ＥＰＣ機能プログラム）３０５ａを終了（クローズ）するための終了指示コマンドを送信する。ＥＰＣコンピュータ３００はこれを受けてクローズ処理に移行し、ＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａをクローズするとともに、終了処理が正常に完了すれば統括制御モジュール９に終了完了通知を返す。また、Ｓ４０２２では無線基地局コンピュータ４００に基地局通信ファームウェア（基地局機能プログラム）４０５ａを終了（クローズ）するための終了指示コマンドを同様に送信する。無線基地局コンピュータ４００はこれを受けて終了（クローズ）処理に移行し、基地局通信ファームウェア４０５ａをクローズするとともに、終了処理が正常に完了すれば統括制御モジュール９に終了完了通知を返す。統括制御モジュール９は、Ｓ４０２３で上記終了通知の受信の有無に基づきＥＰＣコンピュータ３００及び無線基地局コンピュータ４００の正常終了を確認する。正常終了が確認できればＳ４０２４に進み、Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７に正常終了を通知する。Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７はこれを受け、ＬＥＤドライバ１７に「終了」を示すＬＥＤ点灯コマンドを送信する。これにより、ＬＥＤドライバ１７は図１９のＬＥＤ６０Ａ（電源），６０Ｂ（作動）を消灯する。そして、統括制御モジュール９の処理はＳ４０２５に進み、統括制御コンピュータの終了処理が実施されたのち、電源遮断される。

一方、Ｓ４０２３にて正常終了でない場合（すなわち、異常判定の場合）はＳ４０２６に進み、Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７に異常発生を通知する。Ｔ４０２６にてＩ^２Ｃバスマスタ９０７はこれを受け、図１９のＬＥＤ６０Ａ（電源）は点灯継続し、６０Ｂ（作動）は消灯する処理を行なう。ＬＥＤ６０Ａが点灯継続することにより、使用者は通信本体部の終了処理が正常に完了できなかったことを知ることができる。この場合、例えば、電源スイッチ６５の長押し等により強制終了処理が実行されるように構成することもできる。

次に、図１７は、通信本体部の各通信ファームウェア（ＥＰＣ通信ファームウェア及び基地局通信ファームウェア）が一旦正常に立ち上り、その後の作動中に異常が発生した場合の統括制御ファームウェア９０５ａによる処理の流れを示すものである。この処理は、例えばタイマー処理等により所定の時間間隔にて繰り返し実行される。Ｓ５０１では、冷却ファン１４Ａ，１４Ｂ（ファン動作監視デバイス８４Ａ，８４Ｂ）、温度センサ１５Ａ，１５Ｂ（内部温度監視デバイス８５Ａ，８５Ｂ）及びバッテリーコントローラ２４からの検知ログ収集をＩ^２Ｃバスマスタ９０７に指示し、Ｓ５０２にてＩ^２Ｃバスマスタ９０７から各デバイスの検知ログを受信する。該ステップは、図１３のＳ２０４～Ｓ２０７に至る処理と同様である。そして、Ｓ５０３では図１４と同様の異常解析処理を実施する。そして、Ｓ５０５で異常判定の場合にのみ、図１６の終了処理を実行する（Ｓ５０６）。このように、基地局通信ファームウェア４０５ａ（基地局機能プログラム）及びＥＰＣ通信ファームウェア３０５ａ（ＥＰＣ機能プログラム）の立ち上げ後において通信本体部に作動環境異常が発生した場合は、両ファームウェアの終了処理が行われた後電源遮断が行われるので、上記異常時もソフトウェアデータを破壊から保護することができる。

図１８は、電源モジュール２２に対する外部電源とバッテリー電源との切替えについての統括制御ファームウェア９０５ａによる処理の流れを示すものである。この処理も所定の時間間隔にて繰り返し実行される。Ｓ６０１では、外部電圧監視部１６（図４）からの受電電圧にかかる検知ログの取得をＩ^２Ｃバスマスタ９０７に指示する。Ｓ６０２では、Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７から該検知ログを受信する。Ｓ６０３では、その検知ログが受電中を示している場合はＳ６０４に進み、Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７に外部受電ありを通知する。Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７はこれを受け、ＬＥＤドライバ１７に「外部電源受電中」を示すＬＥＤの点灯コマンドを送信する。これにより、ＬＥＤドライバ１７は図１９のＬＥＤ６０Ｆ（外部電源）を点灯する（Ｔ６０４）。

一方、Ｓ６０３で検知ログが受電中を示していない場合はＳ６０６に進み、Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７に外部受電なしを通知する。Ｉ^２Ｃバスマスタ９０７はこれを受け、ＬＥＤドライバ１７に「外部電源受電中」を示すＬＥＤの消灯コマンドを送信する。これにより、ＬＥＤドライバ１７は図１９のＬＥＤ６０Ｆ（外部電源）を消灯する（Ｔ６０６）。そして、Ｓ６０５に進み、充電式バッテリー２１への電源切替を行なう。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、あくまで例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。

１ 無線通信ユニット
２ ＭＭＥ
３ ＥＰＣモジュール
４ 無線基地局モジュール
５ ＵＥ（移動端末）
６ Ｓ－ＧＷ
７ Ｐ－ＧＷ
８ ルータ
９ 統括制御モジュール
１１ スイッチングハブ
１４Ａ，１４Ｂ 冷却ファン（冷却装置）
１５Ａ，１５Ｂ 温度センサ
１６ 外部電圧監視部
２１ 充電式バッテリー
２２ 電源モジュール
２３ 可搬型筐体
２３ｙ 気流入口
２３ｗ 気流出口
２４ バッテリーコントローラ（スレーブノード）
２５ ＡＣ／ＤＣコンバータ
２６ 外部電源
３２ イーサネットバス（第一のネットワーク）
５２ Ｉ^２Ｃバス（第二のネットワーク）
５７ 無線ベアラ
６５ 電源スイッチ
６６ 制御スイッチ
６０ ＬＥＤ（作動環境異常報知部）
８４Ａ，８４Ｂ ファン動作監視デバイス（冷却装置駆動状態情報取得ノード、スレーブノード）
８５Ａ，８５Ｂ 内部温度監視デバイス（内部温度情報取得ノード、スレーブノード）
２３４ 中間支持板（モジュール組付支持板）
３００ ＥＰＣコンピュータ
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＡＭ
３０３ マスクＲＯＭ
３０４ イーサネットインターフェース
３０５ フラッシュメモリ
３０５ａ ＥＰＣ通信ファームウェア
３０５ｂ ＭＭＥエンティティ
３０５ｃ Ｓ－ＧＷエンティティ
３０５ｄ Ｐ－ＧＷエンティティ
３０５ｅ ソフトウェアルータ
３０６ 内部バス
４００ 無線基地局コンピュータ
４０１ ＣＰＵ
４０２ ＲＡＭ
４０３ マスクＲＯＭ
４０４ デュプレクサ
４０５ フラッシュメモリ
４０５ａ 基地局通信ファームウェア
４０６ 内部バス
４０８ イーサネットインターフェース
４１２ 無線通信部
９００ 統括制御コンピュータ
９０１ ＣＰＵ
９０２ ＲＡＭ
９０３ マスクＲＯＭ
９０４ イーサネットインターフェース（第一のインターフェース、本体立上げ指令送信部）
９０５ フラッシュメモリ
９０５ａ 統括制御ファームウェア（作動環境異常判定部、作動中異常対応処理部）
９０６ 内部バス
９０７ Ｉ^２Ｃバスマスタ（第二のインターフェース、マスタノード）
９０８ ＷｉＦｉモジュール
９０９ 入出力部（主起動信号受付部）
９１１ 外部ＰＣ
９１２ 無線通信部

Claims (12)

1. 移動端末との間で３ＧＰＰ仕様に基づく無線通信を行う無線通信部と、基地局機能プログラム記憶部と、本体立上げ指令を受信することにより前記基地局機能プログラム記憶部に格納された基地局機能プログラムを立ち上げて実行し前記無線通信部に対する無線通信制御を行う基地局コンピュータとを備えた無線基地局モジュールと、前記無線基地局モジュールに有線接続され、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）機能プログラム記憶部と、本体立上げ指令を受信することにより前記ＥＰＣ機能プログラム記憶部に格納されたＥＰＣ機能プログラムを立ち上げて実行するとともに、該実行に基づき前記無線基地局モジュールに対する上位ネットワーク制御を行うＥＰＣコンピュータとを備えたＥＰＣモジュールとを含む通信本体部と、
   前記通信本体部に作動電圧を供給する電源モジュールと、
   前記通信本体部及び前記電源モジュールを一体的に収容する可搬型筐体と、
   主起動信号の入力を受け付ける主起動信号受付部と、前記主起動信号の受け付けに伴い、前記可搬型筐体内における前記通信本体部の作動環境情報を前記可搬型筐体の内部温度情報を含むように取得する作動環境情報取得部と、取得された前記作動環境情報に基づき前記通信本体部の作動環境に異常が発生したか否かを判定する作動環境異常判定部と、作動環境異常が発生していない場合にのみ前記通信本体部に前記本体立上げ指令を送信する本体立上げ指令送信部と、前記作動環境異常が発生している場合に作動環境異常報知出力を行なう作動環境異常報知部とを備える統括制御モジュールと、を備え、
   前記可搬型筐体の内部にモジュール支持板が設けられるとともに、該モジュール支持板の一方の主面がモジュール取付面として定められ、前記モジュール取付面が上側となるよう前記モジュール支持板を水平に配置した場合の、前記モジュール取付面から垂直に立ち上がる向きを上下方向と定義したとき、
   前記モジュール取付面に沿って定められた第一方向において、前記可搬型筐体の前記第一方向における第一端側の側壁部に気流入口が形成される一方、第二端側の側壁部に気流出口が形成されるとともに冷却ファンが前記気流入口に取り付けられ、該冷却ファンの作動により前記気流入口より外気が取り込まれるとともに該外気が冷却風として前記可搬型筐体内部を前記第一方向に流通したのち前記気流出口より排出されるようになっており、
   前記モジュール支持板の前記モジュール取付面には、前記冷却風の流通方向において前記気流入口に近い側に前記無線基地局モジュール及び電源モジュールを含む無線駆動系モジュール群が、前記気流出口に近い側に前記ＥＰＣモジュール及び統括制御モジュールを含む制御系モジュール群がそれぞれ配置されており、温度センサとして、第一の温度センサが前記無線駆動系モジュール群の占有空間内に、第二の温度センサが前記制御系モジュール群の占有空間内にそれぞれ配置されていることを特徴とする無線通信ユニット。
2. 前記主起動信号は、予め定められた１つの起動スイッチの操作に伴い前記主起動信号受付部に入力されるようになっている請求項１記載の無線通信ユニット。
3. 前記可搬型筐体の内部空間を冷却する冷却装置が設けられ、
   前記作動環境情報取得部は前記作動環境情報を、前記冷却装置の駆動状態情報をさらに含むものとして取得するものである請求項１又は請求項２に記載の無線通信ユニット。
4. 前記統括制御モジュールの前記作動環境異常判定部は、前記冷却装置の駆動状態情報が該冷却装置の作動異常を示しているか、又は前記可搬型筐体の内部温度情報が限界温度を超えているかの少なくともいずれかが成立している場合に作動環境異常が発生したと判定するものである請求項３記載の無線通信ユニット。
5. 前記電源モジュールにバッテリー電圧を供給する充電式バッテリーが設けられ、前記作動環境情報取得部は前記作動環境情報を、前記充電式バッテリーの充電状態及び作動状態を示すバッテリー状態情報をさらに含むものとして取得するものである請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の無線通信ユニット。
6. 前記作動環境異常判定部は、前記バッテリー状態情報に反映されるバッテリー残量が閾値未満となった場合に前記作動環境異常が発生したと判定するものである請求項５記載の無線通信ユニット。
7. 前記電源モジュールは外部電源電圧を受電する外部電源電圧受電部が設けられ、前記作動環境情報取得部は前記作動環境情報を、前記外部電源電圧受電部の受電状態情報をさらに含むものとして取得するものであり、前記作動環境異常判定部は、前記受電状態情報が外部電源電圧を受電していないことを示している状態にて、前記バッテリー状態情報に反映されるバッテリー残量が閾値未満となった場合に前記作動環境異常が発生したと判定するものである請求項６記載の無線通信ユニット。
8. 前記統括制御モジュールは、前記通信本体部における前記基地局機能プログラム及び前記ＥＰＣ機能プログラムの立ち上げ後において前記作動環境異常判定部により前記作動環境異常が発生したと判定された場合に、前記前記基地局機能プログラム記憶部に格納された前記基地局機能プログラム及び前記ＥＰＣ機能プログラム記憶部に格納された前記ＥＰＣ機能プログラムのクローズ処理の実行を前記通信本体部に指令し、その後前記通信本体部の電源遮断処理を行なう作動中異常対応処理部を備える請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の無線通信ユニット。
9. 前記可搬型筐体の内部温度情報を取得する内部温度情報取得ノードを含む複数の作動環境情報取得ノードを備え、
   前記統括制御モジュールは、前記通信本体部の前記基地局コンピュータ及び前記ＥＰＣコンピュータが第一のネットワークを介して接続される第一のネットワークインターフェースと、複数の前記作動環境情報取得ノードが第二のネットワークを介して接続される第二のネットワークインターフェースとを備え、前記作動環境情報取得部は前記第二のネットワークインターフェースを介して前記作動環境情報取得ノードから前記作動環境情報を通信取得するものであり、前記本体立上げ指令送信部は前記第一のネットワークインターフェースを介して前記通信本体部に前記本体立上げ指令を送信するものである請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の無線通信ユニット。
10. 前記内部温度情報取得ノードは前記可搬型筐体内に設けられた温度センサから前記内部温度情報を取得するものである請求項９記載の無線通信ユニット。
11. 前記第二のネットワークは、複数の前記作動環境情報取得ノードをスレーブノードとして、前記第二のネットワークインターフェースに含まれるマスタノードに接続するものであり、前記作動環境情報取得部は、取得対象情報の要求先を前記マスタノードに通知する取得対象情報要求先通知部を備え、前記マスタノードは前記要求先となるスレーブノードをアドレス指定する形で情報要求コマンドを前記第二のネットワークに送出し、前記スレーブノードのうち指定されたアドレスに対応するノードが前記情報要求コマンドを取得するとともに、該情報要求コマンドが示す取得対象情報を前記マスタノードに対し前記第二のネットワークを介して送信するものである請求項９又は請求項１０に記載の無線通信ユニット。
12. 前記第一のネットワークがローカルエリアネットワークであり、前記第二のネットワークがＩ^２Ｃネットワークである請求項１１記載の無線通信ユニット。
    載の無線通信ユニット。

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