(57)【要約】      （修正有）【課題】非常事態の発生後、安否確認、リスク回避及び情報発信などの通信を実行することができ、高い利便性を確保できる無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システムの基地局２０は、非常事態の発生時、複数の移動局に対して、ＳＩＢ１０信号及びＳＩＢ１１信号を送信するとともに、所定移動局１０に対して、移動局・高優先化情報を含むＳＩＢ１０信号及びＳＩＢ１１信号を送信する（ＳＴＥＰ３，４）。所定移動局は、これらの信号を受信したときに、基地局との間で無線信号の送受信を実行すると同時に、所定移動局の周囲に存在する所定移動局以外の移動局との間での無線信号の送受信を実行する移動基地局として機能する（ＳＴＥＰ７）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局及び複数の移動局を備え、通常時、当該基地局と当該複数の移動局との間で無線信号が送受信されるとともに、非常事態が発生しかつ所定状態が発生したときに、当該基地局と当該複数の移動局との間の無線通信が通常時よりも制限される無線通信システムであって、
前記基地局は、前記非常事態の発生時、前記複数の移動局に対して、前記非常事態の発生を示す非常事態情報を含む非常時無線信号を送信するとともに、前記複数の移動局のうちの所定移動局に対して、前記非常時無線信号に加えて、当該所定移動局との間の無線通信の制限を少なくとも部分的に解除する解除情報を含む非常時解除無線信号を送信し、
前記所定移動局は、当該非常時解除無線信号を受信したときに、前記基地局との間で無線信号の送受信を実行すると同時に、当該所定移動局の周囲に存在する当該所定移動局以外の移動局との間での無線信号の送受信を実行する移動基地局として機能することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記解除情報は、前記所定移動局の無線通信の制限を少なくとも部分的に解除する時間を規定した時間情報を含んでおり、
前記所定移動局は、当該時間情報に規定された時間分、前記移動基地局として機能することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記基地局は、前記非常時無線信号及び前記非常時解除無線信号を１つの信号として前記所定移動局に送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記所定移動局は、車両に搭載されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記所定状態は、前記基地局と前記複数の移動局との間での無線通信の輻輳状態であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常事態が発生しかつ所定状態が発生した際、基地局と複数の移動局との間の無線通信が通常時よりも制限される無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信システムとして、特許文献１に記載されたものが知られている。この無線通信システムは、情報発信サーバ、ネットワーク、情報配信サーバ、交換局、基地局及び移動局を備えている。この無線通信システムでは、地震や津波などの非常事態が発生し、緊急警報が発令されると、その緊急警報情報が、情報発信サーバからネットワークを介して情報配信サーバに送信される。次いで、緊急警報情報は、情報配信サーバから交換局及び基地局を介して、非常事態の発生区域内に存在するすべての移動局に送信される。それにより、非常事態の発生区域内に存在する移動局の利用者は、緊急警報を受け取ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１００６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的な無線通信システムの場合、非常事態の発生後、非常事態の発生区域内に存在する移動局と、区域外の移動局及び固定電話との間で通信量が急増し、回線の輻輳が発生してしまうおそれがある。そのような回線の輻輳が発生した場合、警察関連及び政治関連などの優先順位の高い移動局（以下「高優先移動局」という）は、通常時と同じ状態で無線通信を実行できるものの、それ以外の一般の移動局は、１１９番通報や１１０番通報などの緊急呼び出し以外の無線通信が制限され、通常の無線通信ができない状態になってしまう（後述する図５参照）。その結果、非常事態の発生後、一般の移動局から安否確認、リスク回避及び情報発信などの通信を実行することができず、利便性が低いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、非常事態の発生後、安否確認、リスク回避及び情報発信などの通信を実行することができ、高い利便性を確保できる無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、基地局２０及び複数の移動局１０〜１３を備え、通常時、基地局２０と複数の移動局１０〜１３との間で無線信号が送受信されるとともに、非常事態が発生しかつ所定状態が発生したときに、基地局２０と複数の移動局１０〜１３との間の無線通信が通常時よりも制限される無線通信システム１であって、基地局２０は、非常事態の発生時、複数の移動局１０〜１３に対して、非常事態の発生を示す非常事態情報（第１通知情報、第２通知情報）を含む非常時無線信号（ＳＩＢ１０信号、ＳＩＢ１１信号）を送信するとともに、複数の移動局１０〜１３のうちの所定移動局１０に対して、非常時無線信号（ＳＩＢ１０信号、ＳＩＢ１１信号）に加えて、所定移動局１０との間の無線通信の制限を少なくとも部分的に解除する解除情報（移動局・高優先化情報）を含む非常時解除無線信号（ＳＩＢ１０信号、ＳＩＢ１１信号）を送信し（図４／ＳＴＥＰ３，４）、所定移動局１０は、非常時解除無線信号を受信したときに、基地局２０との間で無線信号の送受信を実行すると同時に、所定移動局１０の周囲に存在する所定移動局１０以外の移動局１２，１３との間での無線信号の送受信を実行する移動基地局として機能する（図４／ＳＴＥＰ７）ことを特徴とする。
【０００７】
この無線通信システムによれば、基地局により、非常事態の発生時、複数の移動局に対して、非常事態の発生を示す非常事態情報を含む非常時無線信号が送信されるとともに、複数の移動局のうちの所定移動局に対して、非常時無線信号に加えて、所定移動局との間の無線通信の制限を少なくとも部分的に解除する解除情報を含む非常時解除無線信号が送信される。そして、所定移動局は、非常時解除無線信号を受信したときに、基地局との間で無線信号の送受信を実行すると同時に、所定移動局の周囲に存在する所定移動局以外の移動局との間での無線信号の送受信を実行する移動基地局として機能する。したがって、非常事態の発生後、例えば、所定状態として回線の輻輳状態が発生したときでも、所定移動局の周囲に存在する所定移動局以外の移動局は、基地局との間の無線通信は制限されるものの、この所定移動局を介して、無線通信の制限が少なくとも部分的に解除された状態で、無線通信を実行することが可能になる。それにより、所定移動局以外の移動局において、非常事態の発生後、安否確認、リスク回避及び情報発信などの通信を行うことができ、高い利便性を確保することができる。
【０００８】
本発明において、解除情報は、所定移動局１０の無線通信の制限を少なくとも部分的に解除する時間を規定した時間情報を含んでおり、所定移動局１０は、時間情報に規定された時間分、移動基地局２０として機能することが好ましい。
【０００９】
この無線通信システムによれば、解除情報が、所定移動局の無線通信の制限を少なくとも部分的に解除する時間を規定した時間情報を含んでおり、所定移動局は、時間情報に規定された時間分、移動基地局として機能するので、例えば、所定状態として回線の輻輳が発生したときでも、所定移動局の周囲に存在する所定移動局以外の移動局は、基地局との間の無線通信は制限されるものの、この所定移動局を介して、制限が少なくとも部分的に解除された状態で、無線通信を所定時間分、実行することが可能になる。それにより、非常事態の発生後、所定移動局以外の移動局が無制限に通信を実行する場合と比べて、接続不可状態が継続するのを抑制でき、利便性をさらに向上させることができる。
【００１０】
本発明において、基地局２０は、非常時無線信号及び非常時解除無線信号を１つの信号（ＳＩＢ１０信号、ＳＩＢ１１信号）として所定移動局１０に送信することが好ましい。
【００１１】
この無線通信システムによれば、基地局により、非常時無線信号及び非常時解除無線信号が１つの信号として所定移動局に送信されるので、これらの信号が所定移動局で受信される確率を高めることができ、利便性をさらに向上させることができる。
【００１２】
本発明において、所定移動局１０は、車両９に搭載されていることが好ましい。
【００１３】
この無線通信システムによれば、所定移動局は車両に搭載されているので、非常事態の発生区域内において所定移動局を多数かつ分散した状態で確保することが可能になり、利便性をさらに向上させることができる。
【００１４】
本発明において、所定状態は、基地局２０と複数の移動局１０〜１３との間での無線通信の輻輳状態であることが好ましい。
【００１５】
この無線通信システムによれば、非常事態が発生しかつ無線通信の輻輳状態が発生したときでも、以上の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】移動局の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】基地局の電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】大規模災害の発生時の通信動作の一例を示す図である。
【図５】実施形態の無線通信システムによる大規模災害の発生時の通信状態を示す図である。
【図６】従来の無線通信システムによる大規模災害の発生時の通信状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る無線通信システムについて説明する。本実施形態の図１に示す無線通信システム１は、所定規格の高速無線通信システム（例えば、５Ｇ：第５世代移動通信システム）であり、移動局（ＵＥ）１０〜１３、多数（１つのみ図示）の基地局（ｅＮＢ）２０及び多数（１つのみ図示）の移動管理装置（ＭＭＥ：Mobility Management Entity）３０などで構成されている。
【００１８】
移動局１０は、車両９に搭載されており、後述するように、無線リソース制御（Radio Resource Control：以下「ＲＲＣ」という）プロトコルによって、各基地局２０との間で無線通信を実行する。
【００１９】
また、移動局１１〜１３は、携帯情報端末タイプのものであり、移動局１１は、政治家Ｍ１に携帯されているとともに、移動局１２，１３は、一般人の男女Ｍ２，Ｍ３にそれぞれ携帯されている。これらの移動局１１〜１３も、ＲＲＣプロトコルによって、各基地局２０との間で無線通信を実行する。
【００２０】
一方、各移動管理装置３０には、複数の基地局２０が接続されており、所定の通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルやＩＰプロトコル）を介して、データ通信を実行する。さらに、移動管理装置３０は、ネットワーク４０を介して、行政側の運用サーバ４１などに接続されている。
【００２１】
次に、図２を参照しながら、移動局１０の構成について説明する。同図に示すように、移動局１０は、演算処理装置１０ａ、記憶装置１０ｂ及び無線通信装置１０ｃなどを備えている。この演算処理装置１０ａは、ＣＰＵなどで構成されており、通常時は、通信データ信号を基地局２０との間でＲＲＣプロトコルによって送受信する無線通信制御処理を実行するとともに、地震や津波などの大規模災害の発生時には、後述するように、移動基地局（Moving Cell）として動作するための無線通信制御処理を実行する。
【００２２】
また、記憶装置１０ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＥ２ＰＲＯＭなどで構成されており、演算処理装置１０ａによって算出された各種データ及び基地局２０との間で送受信した各種データなどを記憶する。さらに、無線通信装置１０ｃは、ＲＲＣプロトコルで無線通信を実行可能なモデムチップを備えた無線回路などで構成されている。
【００２３】
一方、移動局１１〜１３は、図示しないが、通常の携帯情報端末と同様に、演算処理装置、記憶装置及び無線通信装置などを備えている。
【００２４】
次に、図３を参照しながら、基地局２０の構成について説明する。同図に示すように、基地局２０は、演算処理装置２０ａ、記憶装置２０ｂ、無線通信装置２０ｃ及び通信装置２０ｄなどを備えている。
【００２５】
この演算処理装置２０ａは、ＣＰＵなどで構成されており、通常時は、無線通信装置２０ｃを介して、移動局１０〜１３との間でＲＲＣプロトコルにより通信データ信号を送受信する無線通信制御処理を実行する。
【００２６】
さらに、演算処理装置２０ａは、大規模災害の発生時には、ＳＩＢ１０信号及びＳＩＢ１１信号を移動局１０〜１３に送信する無線通信制御処理を実行する。この場合、移動局１０に送信されるＳＩＢ１０信号及びＳＩＢ１１信号は、移動局１１〜１３に送信されるＳＩＢ１０信号及びＳＩＢ１１信号に対して、後述する移動局・高優先化情報を追加して含む状態になっている。また、演算処理装置２０ａは、後述するように、移動局１０との間で、これを移動基地局として動作させる無線通信制御処理を実行する。
【００２７】
さらに、演算処理装置２０ａは、通信装置２０ｄを介して、移動管理装置３０との間で、前述した所定の通信プロトコルによるデータ通信を実行する。
【００２８】
一方、記憶装置２０ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＥ２ＰＲＯＭなどで構成されており、移動局１０及び移動管理装置３０から受信した通信データ信号に含まれるデータなどを記憶する。  
【００２９】
また、無線通信装置２０ｃは、ＲＲＣプロトコルで無線通信を実行可能なモデムチップ及び無線回路などで構成され、通信装置２０ｄは、前述した所定の通信プロトコルでデータ通信を実行可能な通信回路などで構成されている。
【００３０】
次に、図４を参照しながら、本実施形態の無線通信システム１による通信動作について説明する。同図に示すように、まず、移動局１０と基地局２０及び移動管理装置３０の間で通常時の通信制御処理（図４／ＳＴＥＰ１）が実行されている場合において、大規模災害が発生したときに、移動局・高優先化情報を含む緊急情報配信・要求信号（Write-Replace Warning Request）が、行政側の運用サーバ４１から移動管理装置３０を介して基地局２０に送信される（図４／ＳＴＥＰ２）。
【００３１】
この移動局・高優先化情報（establishmentcause:high priority access）は、移動局１０に対して前述した高優先移動局と同等の優先順位を所定時間（例えば３０分間）、付与するものであり、この所定時間を表す時間情報を含んでいる。言い換えれば、移動局・高優先化情報は、大規模災害の発生後、回線の輻輳が発生しているときでも、移動局１０を所定時間、通信の制限を受けることなく、基地局２０との間で無線通信を実行できるように保持するためのものである。
【００３２】
この緊急情報配信・要求信号の受信に伴い、ＳＩＢ１０信号（System Information Block type 10)が送信される（図４／ＳＴＥＰ３）。この移動局１０に送信されるＳＩＢ１０信号は、災害種別を示す第１通知情報（非常事態情報）に加えて、上述した移動局・高優先化情報を含むように構成されている。
【００３３】
次いで、ＳＩＢ１１信号(System Information Block type 11)が送信される（図４／ＳＴＥＰ４）。このＳＩＢ１１信号は、大規模災害の内容を示すメッセージ情報である第２通知情報に加えて、上述した移動局・高優先化情報を含むように構成されている。なお、本実施形態では、ＳＩＢ１０信号及びＳＩＢ１１信号が非常時無線信号及び非常時解除無線信号に相当し、移動局・高優先化情報が解除情報に相当する。
【００３４】
その後、緊急情報配信・応答信号（Write-Replace Warning Response）が、基地局２０から移動管理装置３０に対して送信される（図４／ＳＴＥＰ５）。この緊急情報配信・応答信号は、基地局２０が緊急情報配信を実行したことを表す信号である。
【００３５】
次に、高優先アクセス権情報を含むＲＲＣ接続要求信号（Radio Resource Control Connection Request）が、移動局１０から基地局２０に送信される（図４／ＳＴＥＰ６）。この高優先アクセス権情報は、移動局１０が、高優先基地と同等の優先順位で基地局２０にアクセスする権利を有していることを表すものである。
【００３６】
以上の通信動作の実行により、移動局１０、基地局２０及び移動管理装置３０の間で、高優先順位・通信制御処理が実行される（図４／ＳＴＥＰ７）。この高優先順位・通信制御処理の実行により、地震や津波などの大規模災害の発生時、移動局１０が所定時間、移動基地局として機能することになる。
【００３７】
以上のように、本実施形態の無線通信システム１によれば、上述した高優先順位・通信制御処理の実行により、地震や津波などの大規模災害の発生時、移動局１０が所定時間、移動基地局として機能することになるので、以下に述べるような作用効果を得ることができる。
【００３８】
すなわち、従来の無線通信システムでは、地震や津波などの大規模災害の発生後、回線の輻輳状態（所定状態）が発生したときに、一般の移動局１０，１２，１３は、図６に示すように、基地局２０との間において、１１９番通報などの緊急通報以外の通信が制限されてしまうことになる。
【００３９】
これに対して、本実施形態の無線通信システム１によれば、大規模災害の発生後、回線の輻輳が発生した場合、移動局１０の周辺に存在する一般の移動局１２，１３は、図５に示すように、基地局２０との通信が制限され、基地局２０との間で無線通信ができない状態になったときでも、移動基地局として機能する移動局１０を介して、基地局２０及び移動管理装置３０との間で所定時間、通信できる状態となる。
【００４０】
その結果、移動局１２，１３を携帯している人物Ｍ２，Ｍ３は、移動局１２，１３を介して、非常事態の発生後、安否確認、リスク回避及び情報発信などの通信を実行することができ、高い利便性を確保することができる。
【００４１】
また、移動局１０が移動基地局として機能している条件下では、無線通信システム１全体の呼接続率が通常よりもかなり低下した状態となる可能性が高い。これに対して、本実施形態の無線通信システム１によれば、移動局１０が移動基地局として機能する時間が所定時間に制限されるので、そのような呼接続率が通常よりもかなり低下した状態が継続するのを抑制でき、高い利便性を確保することができる。
【００４２】
なお、実施形態は、地震や津波などの大規模災害の発生を非常事態の発生とした例であるが、非常事態の発生はこれに限らず、国家間の紛争などの発生を非常事態の発生としてもよい。
【００４３】
また、実施形態は、非常事態が発生したときに、所定移動局である移動局１０に対して高優先基地と同等の優先順位を付与し、基地局２０との間の無線通信の制限を解除した例であるが、無線通信の制限を部分的に解除するように構成してもよい。例えば、移動局１０と基地局２０との間の呼接続の総数を所定のリミット値以下に制限するように構成してもよい。
【００４４】
さらに、実施形態は、所定移動局として車載の移動局１０を用いた例であるが、本発明の所定移動局は、これに限らず、所定移動局の周囲に存在する所定移動局以外の移動局との間での無線信号の送受信を実行する移動基地局として機能するものであればよい。例えば、携帯情報端末を所定移動局として用いてもよい。
【００４５】
一方、実施形態は、ＳＩＢ１０信号及びＳＩＢ１１信号の双方が移動局・高優先化情報を含むように構成した例であるが、これらの一方が移動局・高優先化情報を含むように構成してもよい。また、ＳＩＢ１０信号及びＳＩＢ１１信号とは別個の、移動局・高優先化情報を含む非常時解除無線信号が基地局２０から移動局１０に送信されるように構成してもよい。
【００４６】
また、実施形態は、回線の輻輳状態を所定状態とした例であるが、本発明の所定状態  は、これに限らず、無線通信システムの故障状態や電力低下状態などを所定状態としてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  無線通信システム
９  車両
１０  移動局（所定移動局）
１１  移動局
１２  移動局
１３  移動局
２０  基地局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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