JPH1127725A - 交換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 個々の構成要素の信頼性を向上させなくても
全体としての信頼性を向上させることができる交換シス
テムを提供する。 【解決手段】 交換機＃ａに障害が生じたことを検出す
ると、基地局ＣＳ＃１のトラフィック制御手段１６ａ
は、交換機＃ａ経由で提供していた接続端末＃ｘ、＃ｙ
に対する通信サービスを交換機＃ｂ経由に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交換システムに関
し、特に簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ）等の移動体
通信システムに用いられる交換システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】公衆用通信システムでは、網側装置（交
換機等の伝送機器）の耐障害性の強化を目的に、装置の
二重化、バックアップ電源等の施策が行われている（公
衆網においては、このような予防措置が法令で義務づけ
られている）。

【０００３】また、網側装置から端末の間においても、
伝送路を二重化する等の措置を講じてシステム全体の信
頼性の向上のための施策が行われている。さらに、ＰＨ
Ｓの無線基地局など端末的な装置については、停電対策
としてバックアップ電源を持つなどにより、通信の確保
のための工夫がなされている。

【０００４】ところで、移動通信システムでは、移動局
が通話中に移動し、対応している無線基地局を切り替え
ながら通話を継続（ハンドオーバ）することが可能であ
る。このようなサービスの実現のために、無線基地局と
移動局、及び無線基地局と交換機間のハンドオーバ実現
のためのプロトコルが用意されており、それぞれの標準
化団体で規格化されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、網側装
置（交換機、伝送機器）に複合的な重度障害発生時に
は、上述のような施策をとっていても運転を停止してし
まうことがある。この結果、当該装置に接続されている
端末（ＰＨＳの場合は、無線基地局とその配下の移動
局）は、所定のサービスが享受できなくなる。このた
め、無線基地局を収容する特定の交換機（又は交換機と
無線基地局間の伝送路及び伝送装置）に重大な故障が発
生し、交換サービスが継続できなくなった場合でも、予
め用意された他の交換機との接続により、サービスを継
続することを可能とする。

【０００６】また、ＰＨＳのように、既存の公衆網を利
用した移動体通信サービスでは、隣接した無線エリアで
ありながら、ハンドオーバが不可能な場合がある。現在
のＰＨＳサービスでは、同一の交換機（交換機のモジュ
ールである場合もあるが、以下ではすべて交換機と呼
ぶ）に接続されている無線基地局間においてのみ、この
ようなサービス（ハンドオーバ）が提供されている。こ
れは、交換機間でのハンドオーバの実現のため標準化が
なされていないことと、仮に標準化がなされた後でも、
既存交換網に機能を追加することが非常に大きな負担に
なることからである。従って、現在において経済性を追
求したＰＨＳのようなシステムでは、将来的にも交換機
間でのハンドオーバは提供が困難な事が予想される。

【０００７】本発明は、上述のような問題点に鑑みてな
されたものであり、信頼性を向上させることができる交
換システムを提供することを目的としている。また、本
発明は、交換機間でのハンドオーバを実現させることが
できる交換システムを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る交換システ
ムは、端末に対して無線通信を行なう基地局と、基地局
が接続された交換機と、交換機が接続された交換網とを
備え、端末に対して通信サービスを提供する交換システ
ムであって、交換機が、自交換機の障害を検出する障害
検出手段と、障害検出手段により障害が検出されたとき
に基地局に通知する障害通知手段とを備え、基地局が、
複数の交換機に接続するための回線接続インタフェース
と、端末と回線接続インターフェースを介して接続され
た交換機との接続を切り替える切り換え制御手段と、交
換機から障害が通知されたときに、当該障害通知に係る
交換機を切り離し、当該交換機に接続されている端末を
障害通知の無い交換機に接続するトラフィック制御手段
とを備えている。

【０００９】また、本発明に係る他の交換システムは、
端末に対して無線通信を行なう基地局と、少なくとも２
つの基地局が接続された第１の交換機と、第１の交換機
と同一の少なくとも１つの基地局に接続された第２の交
換機とを備え、端末に対して通信サービスを提供する交
換システムであって、少なくとも第１の交換機と第２の
交換機に接続された基地局が、複数の交換機に接続する
ための回線接続インタフェースと、端末と前記回線接続
インターフェースを介して接続された交換機との接続を
切り替える切り換え制御手段と、切り替え制御手段を制
御していずれかの交換機からのトラフィックを他の交換
機に中継するトラフィック中継手段とを備えている。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
係る交換システムの構成を示す回路図である。この交換
システムは、端末（ＰＳ）＃ｗ、＃ｘ、＃ｙ、＃ｚ、・
・・と通信を行なう基地局（ＣＳ）１ａ、１ｂ、・・・
と、基地局１ａ、１ｂ、・・・、加入者電話等が接続さ
れる交換機２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、・・・と、
各交換機２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、・・・が接続
される交換網３と、通信の制御を行なうサービス制御局
４とを備えている。

【００１１】この交換システムでは、サービス提供地域
を小領域（無線ゾーン）に分割し、各無線ゾーン毎に基
地局１ａ、１ｂ、・・・を配置している。１つの基地局
１ａ、１ｂ、・・・は複数の交換機（２ａ、２ｂ）、
（２ｃ、２ｄ、２ｅ）、・・・を介して交換網３に接続
されている。

【００１２】交換網３は、ＩＳＤＮ等のデジタル交換網
からなり、通話チャネルのデータの伝送を行なうデジタ
ル交換網３ａ（ＩＳＤＮの場合ではＢチャネルに相当）
と、制御チャネルのデータを伝送する共通線信号網３ｂ
（ＩＳＤＮの場合ではＤチャネルに相当）とからなる。
以下、ＩＳＤＮの場合について説明する。

【００１３】サービス制御局（ＳＣＰ）４は、通話チャ
ネルの設定（経路を含む）の切り換え等の制御を行なう
制御部４ａと、通話チャネル等の設定を保持しておくた
めのデータベース乃至ファイル装置（以下、単にファイ
ルという。）４ｂとを備えている。

【００１４】このサービス制御局４は、各端末＃ｗ、＃
ｘ、＃ｙ、＃ｚ、・・・の位置（どの基地局のカバー範
囲にあるか）の登録制御、端末の移動に伴って通話チャ
ネルを切り換えるハンドオーバ（後述）等の制御を実行
する。これらの制御は共通線信号網３ｂ（Ｄチャネル）
を介して送受信される情報によって行われる。また、サ
ービス制御局４は、故障交換機から代替交換機への着信
を制御するルート切り替え制御（後述）等も行なうよう
になっている。

【００１５】各基地局１ａ、１ｂ、・・・は、図２に示
すように、アンテナ１１を介して無線信号の送受信を行
なう無線部１２と、時分割フレームの構成、無線回線の
タイムスロットに対する通話チャネル、制御チャネルの
割り当て等を行なうＴＤＭＡ／ＴＤＤ部１３と、回線の
切り換え等を行なう切り換え制御部１４と、複数の回線
終端部（ＤＳＵ、回線接続インタフェース）１５ａ、１
５ｂ、・・・と、基地局全体の制御を行なう制御部１６
とを備えている。制御部１６は、各ＤＳＵ１５ａ、１５
ｂ、・・・を介して接続された複数の交換機２ａ、２
ｂ、・・・に対するトラフィックを制御するトラフィッ
ク制御部１６ａと、交換機間でのハンドオーバを制御す
るハンドオーバ制御部（トラフィック中継手段）１６ｂ
とを備えている。

【００１６】各交換機２ａ、２ｂ、・・・は、図３に示
すように、入力側の回線が接続される入力処理部２１
と、出力側の回線が接続される出力処理部２２と、入力
処理部２１回線の出力先を選択する切り換え制御部２３
と、交換機全体の動作を制御する制御部２４とを備えて
いる。また、この制御部２４は、交換機間でのハンドオ
ーバを実現するための制御も行なうようになっている。

【００１７】また、これらの交換機２ａ、２ｂ、・・・
は、自機の障害を監視し、障害が生じた場合には、共通
線信号網３ｂ（Ｄチャネル）を介してサービス制御局
４、各基地局１ａ、１ｂ、・・・に通知する。

【００１８】以下、上述のように構成された交換システ
ムの動作を説明する。

【００１９】Ａ．ルート切り替え制御システム制御局４
は、図４に示される通信設定（個々の基地局と交換機等
の通話チャネルの対応関係を示すテーブル）と、個々の
端末（ＰＳ）と、位置情報（交換機、基地局）の対応関
係を示すテーブル（図５）とをファイル４ｂに保持して
いる。

【００２０】図４に示すように、複数の交換機に接続さ
れている基地局、例えば基地局ＣＳ＃１は複数の交換機
＃ａ及び交換機＃ｂに対応付けられている。以下、この
ような対応関係を二重帰属という。

【００２１】（１）通常時の動作 基地局ＣＳ＃１、システム制御局４は、各交換機＃ａ、
＃ｂが正常に動作しているか否かを監視している。図６
に示すように交換機＃ａ、＃ｂが共に正常に機能してい
る場合には、システム制御局４は基地局ＣＳ＃１配下の
各端末（ＰＳ）＃ｘ、＃ｙ、＃ｚを交換機＃ａ、＃ｂに
分散して位置登録する。このとき、システム制御局４の
制御部４ａは、図５に示すようなテーブルをファイル４
ｂに保持し、ＣＳ＃１に対して、以降のＰＳ＃ｘ、＃ｙ
に対する通信を交換機＃ａ経由で行ない、ＰＳ＃ｚに対
する通信を交換機＃ｂ経由で行なうように指示する。こ
れにより、ＣＳ＃１からのトラフィックが交換機＃ａ、
＃ｂに分散されて伝送される。従って、トラフィックの
集中を避けることができる。

【００２２】（２）障害発生時の動作 図７に示すように一方の交換機＃ａ（交換機＃ａに接続
されている伝送路を含む）に障害が発生した場合、障害
が生じた交換機＃ａは障害が生じたことを共通信号網３
ｂ（Ｄチャネル）を介してシステム制御局４、基地局Ｃ
Ｓ＃１に通知する。このような通知があると、システム
制御局４、基地局ＣＳ＃１はそれぞれ交換機＃ａの障害
を認識し、すべての交換機＃ａ経由のトラフィックの伝
送を交換機＃ｂ経由に切り替える。

【００２３】このとき、システム制御局４の制御部４ａ
は、図８に示すように、ファイル４ｂ上のテーブルに登
録されている各端末（ＰＳ）の位置情報の内、交換機＃
ａに関するものを交換機＃ｂに変換する。そして、交換
機＃ｂに変更した端末（図８の場合では端末ＰＳ＃ｘ及
びＰＳ＃ｙ）に対する以降の制御（着信制御）は、交換
機＃ｂを介して行う。

【００２４】また、ＣＳ＃１は、交換機＃ａの障害を検
出すると、交換機＃ａに割り当てられていた端末ＰＳ＃
ｘ，ＰＳ＃ｙからの以降の位置制御（呼制御）を、正常
に動作している交換機＃ｂ経由で行なう。

【００２５】以上のような切り替え制御を行なうことに
より、交換機＃ａ（交換機＃ａに接続されている伝送路
を含む）に重大な故障が発生しても、障害が生じた交換
機＃ａ経由で行われていた通信を交換機＃ｂ経由で行な
うことができる。従って、基地局に接続されている交換
機のいずれかに障害が生じても、当該基地局に接続され
ている最低１つの交換機が正常に機能していれば、当該
基地局配下の端末に継続してサービスを提供することが
できる。従って、個々の交換機、伝走路等の信頼性を向
上させなくても、システム全体の信頼性を向上させるこ
とができる。

【００２６】Ｂ．ハンドオーバの制御 また、この交換システムでは、図１に示すように、１つ
の基地局に複数の交換機が接続されており、この複数の
交換機に接続された基地局を介して交換機間でのハンド
オーバを実現することができるようになっている。

【００２７】（１）通常のハンドオーバ 従来より、図９に示す同一の交換機（図１とは異なるが
交換機＃ａとする。）に接続されている基地局ＣＳ＃１
とＣＳ＃２の間ではハンドオーバが可能であった。例え
ば図９中の端末ＰＳが基地局ＣＳ＃１経由で通信中に無
線ゾーンＡから無線ゾーンＢに移動した場合、基地局Ｃ
Ｓ＃１経由での通信が困難となる。この場合、端末ＰＳ
は基地局ＣＳ＃２のカバー範囲に入ったことを検出して
いるので、基地局ＣＳ＃１での通信をあきらめ、基地局
ＣＳ＃２に対するハンドオーバの要求を伴った呼設定メ
ッセージを送信し、交換機＃ａにハンドオーバを要求す
る。

【００２８】交換機＃ａは、ハンドオーバ要求の妥当
性、呼の状態等を確認の上、通話路の再設定を実施し、
端末ＰＳとの通話チャネルを基地局ＣＳ＃１から基地局
ＣＳ＃２に切り替える。これにより、端末ＰＳは継続し
て通信を行なうことができる。この場合、交換機＃ａは
ハンドオーバのための制御（パス切り替え）を行なう
が、このハンドオーバのためのプロトコルが異なる仕様
の交換機間では統一されていない。従って従来は、同一
の仕様の交換機に接続されている基地局間でのハンドオ
ーバしかできなかった。

【００２９】（２）交換機間でのハンドオーバ この交換システムでは、図１０に示すように、基地局が
複数の交換機に接続されている。この図１０の接続は図
１とは異なるが、以下、図１０に則して説明する。基地
局ＣＳ＃２は、交換機＃ａと交換機＃ｂに接続されてい
る。交換機＃ａ、交換機＃ｂにはそれぞれ基地局ＣＳ＃
１、基地局ＣＳ＃３が接続されている。このため、同一
の交換機に接続されていない基地局間であっても、ある
基地局（図１０中では基地局＃２）を介して間接的に接
続されている場合がある。このような基地局（図１０中
では基地局＃１と基地局＃３）の間では通信を維持し得
る状態となる。

【００３０】この交換システムでは、上述の通常のハン
ドオーバに加え、以下のように複数の交換機間でのハン
ドオーバを実現している。

【００３１】例えば図１０中の端末ＰＳが基地局ＣＳ＃
１経由で通信中に無線ゾーンＡから無線ゾーンＢに移動
した場合、基地局ＣＳ＃１経由での通信が困難となる。
この場合、端末ＰＳは基地局ＣＳ＃２のカバー範囲に入
ったことを検出しているので、基地局ＣＳ＃１での通信
をあきらめ、図１１（ａ）に示すように、基地局ＣＳ＃
２に対するハンドオーバの要求を伴った呼設定メッセー
ジを送信し、交換機＃ａにハンドオーバを要求する。

【００３２】交換機＃ａは、ハンドオーバ要求の妥当
性、呼の状態等を確認の上、図１１（ｂ）に示すよう
に、通話路の再設定を実施し、端末ＰＳとの通話チャネ
ルを基地局ＣＳ＃１から基地局ＣＳ＃２に切り替える。
ここまでは、上述の従来のハンドオーバと同様である。

【００３３】さらに、端末ＰＳが基地局ＣＳ＃２経由で
通信中に無線ゾーンＢから無線ゾーンＣに移動した場
合、基地局ＣＳ＃２経由での通信が困難となる。端末Ｐ
Ｓは基地局ＣＳ＃３のカバー範囲に入ったことを検出し
ているので、基地局ＣＳ＃２での通信をあきらめ、図１
１（ｃ）に示すように、基地局ＣＳ＃３に対するハンド
オーバの要求を伴った呼設定メッセージを送信し、交換
機＃ｂにハンドオーバを要求する。

【００３４】このようなハンドオーバ要求を受けた交換
機＃ｂは、現在、該当ＰＳに対して呼の制御（通話チャ
ネルの確保等）を行っていないため二重帰属しているＣ
Ｓからのハンドオーバ要求であると判断する。そこで、
交換機＃ｂは、図１１（ｄ）に示すように、自交換機に
接続されており二重帰属状態にある基地局（この場合で
はＣＳ＃２）に対して一斉着呼（呼設定）をかける。こ
の二重帰属状態にある基地局は、上述のサービス制御局
４に対して問い合わせることによって検出する。

【００３５】一斉着呼をうけたＣＳ＃２では該当端末Ｐ
Ｓが通信中であれば交換機間でのハンドオーバと認識
し、通常の着呼手順とは異なり配下の端末ＰＳに対して
の処理は行わず、図１１（ｅ）に示すように、自基地局
内でハンドオーバ用パスを設定し、交換機＃ｂに応答
（呼設定受付）を返送する。このハンドオーバ用パスの
設定は、上述の図２中の制御部１６内のハンドオーバ制
御部１６ｂが切り換え制御部１４を制御することによっ
て行なう。また、このようなハンドオーバは、交換機＃
ｂと基地局ＣＳ＃２、ＣＳ＃３の間で処理されるため、
交換機＃ａは、端末ＰＳの通話チャネルにハンドオーバ
が発生していることを知らず、基地局ＣＳ＃２のカバー
範囲内に留まっていると認識し続ける。

【００３６】交換機＃ｂは応答を受けると、図１１
（ｆ）に示すように、基地局ＣＳ＃３に寸してハンドオ
ーバ可の通知（応答）を行うと共に、図１１（ｇ）に示
すように、基地局ＣＳ＃２に対してもハンドオーバによ
る端末ＰＳの切断の要求（ＰＳ切断）を行う。

【００３７】基地局ＣＳ＃２は、ハンドオーバによるＰ
Ｓ切断の要求を交換機＃ｂから受けると交換機＃ａと交
換機＃ｂの間の（通話チャネルの）バス設定を維持した
まま、端末ＰＳに対してハンドオーバによる呼切断を実
施する。これにより、基地局ＣＳ＃２と端末ＰＳとの間
の呼は物理的には切断されるが、疑似的には基地局ＣＳ
＃３を介して端末ＰＳとの呼が維持されているため、基
地局ＣＳ＃２は、交換機＃ａに対しては端末ＰＳとの間
の呼が存在している場合と同様に振る舞う。従って、交
換機＃ａからは当初の呼があたかも継続している様に見
える。

【００３８】以上説明したように、この交換システムで
は、複数の交換機に接続された基地局（ＣＳ＃２）を介
して当該複数の交換機（＃ａ、＃ｂ）間でのハンドオー
バを実現させることができる。従って、接続することが
できる基地局の数が少ない小容量の交換機を用いた場合
でも、ハンドオーバの可能な範囲を大きくすることがで
きる。

【００３９】なお、本発明は上述の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の技術的思想の範囲で適宜変更
を加えることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明に係る交換システムでは、端末に
接続されているいずれかの交換機に障害が生じた場合に
おいても、トラフィック制御手段が、端末に接続する交
換機を、回線インターフェースを介して接続されている
複数の交換機の内の障害通知の無い交換機に切り替える
ため、交換機等の個々の構成要素の信頼性を向上させな
くても交換システム全体としての信頼性を向上させるこ
とができる。

【００４１】また、本発明に係る交換システムは、基地
局の中継手段が、当該基地局に接続されたいずれかの交
換機からのトラフィックを他の交換機に中継することが
できるため、交換機間でのハンドオーバを実現させるこ
とができる。従って、接続することができる基地局の数
が少ない小容量の交換機を用いた場合でも、ハンドオー
バの可能な範囲を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る交換システムの構
成を示すブロック図である。

【図２】 交換システムを構成する基地局の構成を示す
ブロック図である。

【図３】 交換システムを構成する交換機の構成を示す
ブロック図である。

【図４】 交換システムを構成するサービス制御局で用
いられる通信設定を示すテーブルを示す図である。

【図５】 交換システムを構成するサービス制御局で用
いられる個々の端末と位置情報の対応関係を示すテーブ
ルを示す図である。

【図６】 交換システムにおけるルート切り替え制御を
示す図である。

【図７】 交換システムを構成するサービス制御局で用
いられる個々の端末と位置情報の対応関係を示すテーブ
ルを示す図である。

【図８】 交換システムにおけるルート切り替え制御を
示す図である。

【図９】 交換システムにおけるハンドオーバ動作の概
念を示す図である。

【図１０】 交換システムにおける交換機間でのハンド
オーバ動作の概念を示す図である。

【図１１】 交換システムにおける交換機間でのハンド
オーバ動作を示す図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 基地局、２ａ〜２ｅ 交換機、３ 交換
網、４ サービス制御局、１４ 切り換え制御部、１５
ａ、１５ｂ ＤＳＵ、１６ａ トラフィック制御部、１
６ｂ ハンドオーバ制御部、２４ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小柴 徹 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 皆川 佳昭 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端末に対して無線通信を行なう基地局
   と、該基地局が接続された交換機と、該交換機が接続さ
   れた交換網とを備え、端末に対して通信サービスを提供
   する交換システムであって、 前記交換機は、自交換機の障害を検出する障害検出手段
   と、該障害検出手段により障害が検出されたときに前記
   基地局に通知する障害通知手段とを備え、 前記基地局は、複数の交換機に接続するための回線接続
   インタフェースと、前記端末と前記回線接続インターフ
   ェースを介して接続された交換機との接続を切り替える
   切り換え制御手段と、前記交換機から障害が通知された
   ときに、当該障害通知に係る交換機を切り離し、当該交
   換機に接続されている前記端末を障害通知の無い交換機
   に接続するトラフィック制御手段とを備えることを特徴
   とする交換システム。
2. 【請求項２】 前記基地局のトラフィック制御手段は、
   当該基地局に接続されている端末が、前記障害通知の無
   い交換機に対して分散されて接続するように設定するこ
   とを特徴とする請求項１記載の交換システム。
3. 【請求項３】 端末に対して無線通信を行なう基地局
   と、少なくとも２つの基地局が接続された第１の交換機
   と、該第１の交換機と同一の少なくとも１つの基地局に
   接続された第２の交換機とを備え、端末に対して通信サ
   ービスを提供する交換システムであって、 少なくとも前記第１の交換機と第２の交換機に接続され
   た基地局は、複数の交換機に接続するための回線接続イ
   ンタフェースと、前記端末と前記回線接続インターフェ
   ースを介して接続された交換機との接続を切り替える切
   り換え制御手段と、該切り替え制御手段を制御していず
   れかの交換機からのトラフィックを他の交換機に中継す
   るトラフィック中継手段とを備えることを特徴とする交
   換システム。
4. 【請求項４】 前記端末は、当該端末が直接接続されて
   いない交換機に対する中継要求を送信する中継要求手段
   を備え、 前記トラフィック制御手段は、前記端末からの中継要求
   に応じてトラフィックの中継を行なうことを特徴とする
   請求項３記載の交換システム。