(57)【要約】【課題】  無線通信システムにおいて、端末への着信がバースト的に増加して着信輻輳状態になる。【解決手段】  ＰＢＸ（電話交換機）、無線基地局及びＰＨＳ端末やＷｉＦｉ端末からなる無線通信システムにおいて、ＰＨＳ端末やＷｉＦｉ端末への着信がバースト的に増加し着信が輻輳状態になった際、ＰＢＸではあらかじめ端末毎に着信輻輳時の優先順位を設定しておき、さらに着信の輻輳状態レベル（軽い輻輳レベルもしくは重い輻輳レベル）を監視する機能を備えることで、優先順位毎かつ着信輻輳レベル毎に、１．優先的に着信させる、２．別の輻輳していないエリアに位置登録させる、３．着信から応答するまでの待合わせ時間を延ばすといった処理内容を決めておいて、着信輻輳を検出した場合に輻輳レベル及び優先順位から端末毎に処理を決定し負荷分散を行う、の少なくともいずれかを実行する。【選択図】  図２
2015222844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの無線基地局により構成されるエリアごとに、通信の輻輳が生じているか否かを調べる機能と、
輻輳を起こしている前記エリア内の端末の優先度を調べる機能と、
前記端末の優先度と、当該端末の存在する前記エリアの輻輳の有無と、に応じて、
第１の処理として、当該端末への着信がある場合は当該着信を優先して処理する、もしくは、
第２の処理として、当該端末が通話に使用されていない場合に現在属している輻輳を起こしているエリアとは別のエリアへの移動を促す、もしくは、
第３の処理として、当該端末への着信がある場合は当該端末からの着信応答を待ち合わせる時間を延長する、
上記第１乃至第３の処理の少なくとも１つを実行する機能と、を備えることを特徴とする電話交換機。
【請求項２】
前記エリアごとに、当該エリアに属している前記端末からの、当該端末への着信に対する応答である着信応答を待っている数を調べ、当該着信応答を待っている数があらかじめ定められた第１の閾値より大きいか否かを定期的に調べる機能と、
前記エリアごとに、前記着信応答を待っている数が前記第１の閾値より大きい期間を調べ、当該期間があらかじめ定められた第２の閾値より大きいか否かを調べる機能と、を備え、
前記期間が前記第２の閾値より大きい場合に、前記エリアに第１のレベルの輻輳が生じたと判断することを特徴とする請求項１に記載の電話交換機
【請求項３】
前記エリアごとに、前記着信応答を待っている数と、前記第１の閾値よりも大きい第３の閾値と、を定期的に比較する機能と、
前記エリアごとに、前記着信応答を待っている数が前記第３の閾値よりも大きい期間を調べ、当該期間があらかじめ定められた第４の閾値より大きいか否かを調べる機能と、を備え、
前記期間が前記第４の閾値より大きい場合、前記第１のレベルよりも重い第２のレベルの輻輳が生じたと判断することを特徴とする請求項２に記載の電話交換機。
【請求項４】
前記第３の処理では、前記第２のレベルの輻輳が生じている場合に、前記第１のレベルの輻輳が生じている場合よりも長い時間、前記着信応答を待ち合わせる時間を延長することを特徴とする請求項３に記載の電話交換機。
【請求項５】
前記第１の処理乃至第３の処理は前記エリアに輻輳が生じている場合に実行し、
前記端末の優先度は、第１の優先度と、前記第１の優先度より低い第２の優先度と、前記第２の優先度より低い第３の優先度と、に分けられ、
前記第１の処理は前記第１の優先度の端末に実行し、前記第２の処理は前記第２の優先度の端末に実行し、前記第３の処理は前記第２の優先度および前記第３の優先度の端末に実行することを特徴とする請求項１に記載の電話交換機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着信トラヒック増加による輻輳に対処できる電話交換機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にＰＨＳやＷｉＦｉ等の無線通信システムにおける端末への着信の際、着信トラヒックがバースト的に増加するとＰＢＸ及び無線基地局で着信処理の待合わせが発生することで着信輻輳状態となりその結果、着信の呼出しができなくなる端末、いわゆる呼損が増加していくことになる。
【０００３】
輻輳を防止することによる呼損を減らすためのトラヒック分散方式に関する背景技術として、特許文献１がある。この公報には、「使用中通信チャネル数を監視し、その数が閾値を越えた場合に別のトラヒックの低い基地局にハンドオーバさせる」と記載されている（要約参照）。また特許文献２には、「基地局が輻輳状態になっている場合、その配下の端末に輻輳状態となっていることを認知可能なように通知する」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１７５２４３号公報
【特許文献２】特開２００８−１１８１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バースト的に着信トラヒックが増加し着信輻輳状態となった場合の呼損の要因としては「端末への着信制御を行うＰＢＸでの端末からの着信応答の待合わせタイムアウト」と「端末との通信を行う無線基地局での待合わせ呼の呼数のオーバーフロー」によるものとがあるので、使用中の通信チャネルは確保されているにもかかわらず着信できない状態に陥るものである。特許文献１のような使用中の通信チャネルの監視では、バースト的な着信の際の輻輳の緩和や呼損に対する解決にはならない。また、特許文献２は端末自体を所有者が移動させなければならない。
【０００６】
さらに着信が輻輳した場合でも、少なくともある特定の端末については呼損しないようにすることで重要な通話を取りこぼさないようにするといった端末毎の優先度に従って着信輻輳時の制御を可変に行うことでユーザに合った最適な着信輻輳時の分散方式も考慮すべきである。さらに着信輻輳といっても、それほどの輻輳でない場合や逆にかなり深刻な状態である等があり、こういった輻輳状態のレベルによってもユーザに合った分散方式を考慮すべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る電話交換機は、少なくとも１つの無線基地局により構成されるエリアごとに、通信の輻輳が生じているか否かを調べ、輻輳を起こしているエリア内の端末の優先度を調べ、端末の優先度と、当該端末の存在するエリアの輻輳の有無と、に応じて、第１の処理として、当該端末への着信がある場合は当該着信を優先して処理する、もしくは、第２の処理として、当該端末が通話に使用されていない場合に現在属している輻輳を起こしているエリアとは別のエリアへの移動を促す、もしくは、第３の処理として、当該端末への着信がある場合は当該端末からの着信応答を待ち合わせる時間を延長する、のいずれかを選択して実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、着信が特定エリアでバースト的に増加し着信が輻輳した場合でも着信が輻輳しているエリアに在圏の端末を別の着信が輻輳していないエリアに位置登録させることにより着信が確保され、さらに着信輻輳エリアに在圏する端末が減ることにより無線基地局での待合わせ呼数の増加を抑え着信輻輳の緩和につながる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例のシステム構成図である。
【図２】ＰＢＸ（電話交換機）のブロック図である。
【図３】ＢＳ（無線基地局）のブロック図である。
【図４】ＢＳ（無線基地局）からＰＨＳへの着信の動作を説明するためのシーケンス図である。
【図５】着信がバースト的に発生した場合にＰＢＸでタイムアウトによる呼損となる動作を説明するためのフローチャートの例である。
【図６】エリア毎の着信輻輳レベルを判断する動作を説明するためのフローチャートの例である。
【図７】着信輻輳時に別エリアに位置登録する動作を説明するためのフローチャートの例である。
【図８】通常時及び着信輻輳時の端末への着信の動作を説明するためのフローチャートの例である。
【図９】ＰＢＸに設定するエリア毎の輻輳レベル記憶テーブルである。
【図１０】ＰＢＸに設定する着信輻輳閾値テーブルである。
【図１１】ＰＢＸに設定する着信輻輳状態毎の着信応答待合わせタイマー値テーブルである。
【図１２】ＰＢＸに設定するエリア毎の着信状態記憶テーブルである。
【図１３】ＰＢＸに設定する優先順位毎の輻輳レベル毎の処理内容テーブルである。
【図１４】ＰＢＸに設定する無線基地局毎のエリア番号テーブルである。
【図１５】ＰＢＸに設定する端末毎の優先順位、在圏エリア及び端末状態記憶テーブルである。
【図１６】無線基地局から端末に無線上に送信される１周期のフレーム構成である。
【図１７】着信輻輳時の輻輳レベル及び端末優先順位による輻輳負荷分散処理を纏めたマトリクス表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施例を図面を用いて説明する。図１は、本発明を実施するシステムの構成図を示したものである。公衆網１は通信事業者が所有する通信網であり、アナログ電話機や携帯電話機等の公衆網収容電話機４を収容する。また、ＰＢＸ（Ｐｒｉｖａｔｅ Ｂｒａｎｃｈ Ｅｘｃｈａｎｇｅ）２はデータセンタに設置されるクラウドＰＢＸ（電話交換機）や企業等に設置されるＰＢＸである。ＰＢＸ２には、ＬＡＮ／インターネット網３を介して内線電話機５やエリアＡとして設置されている無線基地局ＢＳ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）−Ａ（６０−１）及びエリアＢとして設置されている無線基地局ＢＳ−Ｂ（６０−２）やエリアＡに在圏しているＰＨＳ−Ａ（７０−１）及びエリアＢに在圏しているＰＨＳ−Ｂ（７０−２）が接続されており、ＰＢＸ２によって電話の発着信等が制御される。なお、本実施例でエリアとは、１つ又は複数の無線基地局ＢＳ６０により、ＰＨＳやＷｉＦｉ端末等の無線端末７０に無線通信が可能な環境を提供する空間的な領域を言う。
【００１１】
図２はＰＢＸ２のブロック図であり、局線インタフェース回路２１は公衆網１とのインタフェース回路、ＩＰインタフェース回路２２はＬＡＮ／インターネット網３とのインタフェース回路、スイッチ回路２３は通話路の形成を行う回路、制御部２４は呼制御や本発明である着信輻輳時の制御を行う制御部、記憶装置２５は各種データが設定されている記憶装置である。輻輳レベル記憶テーブル２５１は図９に示すエリア毎の輻輳レベルを記憶するテーブルであり後述する輻輳レベルの判断処理によって値が更新設定される。また、着信輻輳閾値テーブル２５２は図１０に示す着信輻輳を判断する閾値を格納したテーブル、着信応答待合わせタイマーテーブル２５３は図１１に示す着信輻輳状態毎の着信時にＰＢＸ２に設定される着信応答待合わせタイマー値を格納したテーブルであり、あらかじめ固定値が設定されている。
【００１２】
尚、図１０の着信応答待ち呼数閾値N1及びN2は、それぞれ図１１のAns_T1及びAns_T2のタイマー値によってタイムアウトによる呼損がほとんど発生しない程度の値が好ましい。すなわち輻輳小や輻輳大の状態の時にN1またはN2の待合わせ呼数があっても、そのほとんどをタイムアウトさせることなく呼び出せる値である。これは、後述する図４及び図５のＰＨＳへの着信の説明によって理解されるものであるが、Ans_T1 = 1.6 × N1及びAns_T2 = 1.6 × N2の関係になる設定が妥当である。
【００１３】
尚、図１１に示す着信応答待合わせタイマー値は、発信者が相手先の電話番号を押下してから呼出し音を聴取するまでの時間のおおよその最大の値となるものであり、例えば相手ＰＨＳが圏外や電源を切っていた等で呼び出せない場合や本発明にある着信応答待合わせタイマー満了による呼損の場合には、この時間を待ってから話中音を聴取することになるため、あまり長い時間を設定するのは運用上好ましくない。また、Ans_T1及びAns_T2は着信輻輳を判断させる時間に関係するものであり、早めに着信輻輳を判断させることが望ましいため１〜２秒といった値が妥当である。
【００１４】
着信状態記憶テーブル２５４は図１２に示すエリア毎の着信状態を記憶するテーブルである。着信応答待ち呼数WT_ANSは後述するＰＨＳ７０への着信処理の際に各エリア毎にＰＨＳ７０からの着信応答待ちをしている呼数である。後述する図１５のテーブルによってＰＢＸ２は各ＰＨＳ７０がどのエリアに在圏しているかが分かるため、着信処理のたびにＰＢＸ２はその着信先であるＰＨＳ７０が属するエリアのWT_ANSを更新する。WT_ANSが図１０のN1以上継続の時間C_TIM1及びWT_ANSが図１０のN2以上継続の時間C_TIM2は、図６において後述する輻輳レベルの判断処理によって更新されるものであり、輻輳レベルを判断するための値となる。
【００１５】
また、処理内容テーブル２５５は図１３に示す輻輳レベル及び端末の優先順位毎の処理内容が格納されたテーブルであり、あらかじめ固定値が設定されており輻輳発生時に値に従って処理がなされる。また、エリア番号テーブル２５６は図１４に示す無線基地局毎のエリア番号が格納されたテーブルであり、固定値が設定されている。また、内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７は図１５に示す端末毎の内線番号・優先順位・在圏エリア・内線状態が格納されている。内線番号Tel_No・優先順位Tel_Priはあらかじめユーザで決めた値が固定値で設定される。在圏エリアReg_Areaは当該端末が待受けをしているエリア番号が設定されており移動によって更新され、さらに内線状態Statは通話中には「使用中」、待受け中には「空き」となる。
【００１６】
図３は無線基地局ＢＳ６０のブロック図であり、制御部６１１は呼制御や本実施例の着信輻輳時の制御を行う制御部、記憶装置６１２は各種データが設定される記憶装置でＰＢＸ２からの着信要求を設定するキューテーブル６１２１があり、送信部６１３はＰＨＳ７０へ情報を送信する無線送信部、受信部６１４はＰＨＳ７０からの情報を受信する無線受信部、変復調部６１５はディジタル変調及び復調部、ＩＰ変換部６１６はＬＡＮ／インターネット網３とのインタフェース部である。
【００１７】
図１６はＰＨＳ７０が待受け中に無線基地局６０から受信する情報の１周期のフレーム構成であり、無線基地局６０は１５０ミリ秒毎に８個のパケットを送信するので１周期は１２００ミリ秒となる。ここで着信信号１または着信信号２にはＰＨＳ７０への着信時にＰＢＸ２から受信される着信要求メッセージに格納されている着信先ＰＨＳ７０の内線番号が設定されるものであり、ＰＨＳ７０は待受け中に自分への着信があるかどうかを着信信号１もしくは着信信号２のいずれか一方で監視し、自分の内線番号と一致すると自分への着信と判断する。
【００１８】
図４はこの着信の動作を時系列に示した例である。無線基地局ＢＳ−Ｂ（６０−２）では、着信信号１及び着信信号２で各々待受けしているＰＨＳ−Ｂ（７０−２）２台に対する着信要求をＩＰ変換部６１６にてＰＢＸ２から受信すると、制御部６１１では記憶装置６１２にあるキューテーブル６１２１に着信要求を設定するとともに図１６に示すフレーム構成にしたがって制御情報の編集、オプションの編集、制御情報編集、そしてキューテーブル６１２１から着信信号１に対する着信要求を取出し内線番号を着信信号１に設定して編集、制御情報の編集、オプションの編集、制御情報の編集、そしてキューテーブル６１２１から着信信号２に対する着信要求を取出し内線番号を着信信号２に設定して編集を行い２周期分が変復調部６１５を経由して送信部６１３より各々送信される（S100〜S107及びS108〜S115）。そして着信信号１で待受けしているＰＨＳ−Ｂ（７０−２）は、S103またはS111のどちらかの着信信号１を受信すると自分への着信を認識し、同様に着信信号２で待受けしている他のＰＨＳ−Ｂ（７０−２）は、S107またはS115のどちらかの着信信号２を受信することで自分への着信を認識するのである。
【００１９】
このように無線基地局６０からＰＨＳ７０への着信動作は、２４００ミリ秒で２呼もしくは１呼分が行われる仕組みになっている。ここで、本実施例に関係するＰＨＳへの着信について、例えば内線電話機５からエリアＡに在圏のＰＨＳ−Ａ（７０−１）のいずれか１台に発信した場合には、ＰＢＸ２はＬＡＮ／インターネット網３からの着信情報からＰＨＳ−Ａ（７０−１）への着信であること及びＰＨＳ−Ａ（７０−１）がエリアＡに在圏していることを認識して、エリアＡの無線基地局ＢＳ−Ａ（６０−１）の３台に対して着信信号を送信する。無線基地局ＢＳ−Ａ（６０−１）の３台は、着信信号を受信すると前述の図４の動作に従って着信信号を送信する。そしてＰＨＳ−Ａ（７０−１）は、待受けしている無線基地局ＢＳ−Ａ（６０−１）からの着信信号を受信して着信処理が行われる。
【００２０】
着信が特定のエリアのＰＨＳ７０に対してバースト的に発生した場合の動作を図５を用いて説明する。図５はシーケンスを時系列に記載した図であり、複数の公衆網収容電話機４や内線電話機５からエリアＡに在圏のＰＨＳ−Ａ（７０−１）に対してほぼ同時に発信すると公衆網１やＬＡＮ／インターネット網等３を経由してＰＢＸ２に着信される。ＰＢＸ２では局線インタフェース回路２１やＩＰインタフェース回路２２を経由して制御部２４にて着信を検出すると、着信情報から着信先の内線番号（ＰＨＳ−Ａ（７０−１）の内線番号）を取出し、図１５に示す内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７から当該内線番号Tel_Noと一致するデータの在圏エリアReg_AreaからエリアＡを認識し、エリアＡの無線基地局ＢＳ−Ａ（６０−１）を図１４に示すエリア番号テーブル２５６から抽出してＢＳ−Ａ（６０−１）に対して着信先の内線番号等が設定された着信要求を送信する。
【００２１】
本実施例では同時に１０呼の着信が同時にあったとして、着信要求１〜着信要求１０の送信処理を行いＩＰインタフェース回路２２を経由してＢＳ−Ａ（６０−１）に送信され、また制御部２４では着信応答待ちタイマー（本例では４秒）のセットを各々行う（S200〜S202）。ここでＰＢＸ２とＢＳ−Ａ（６０−１）の間はＬＡＮ／インターネット網等３であるので、少なくとも数十メガビット／秒オーダー以上の回線速度であり、また着信要求のメッセージは多くても１メッセージあたり数百ビット程度であるため、同時に１０呼分の着信要求を送信しても１秒もかからないが本例では、図５の時間軸に記載のように２秒以内に１０呼分の着信要求をＢＳ−Ａ（６０−１）が受信したとしている。そしてＢＳ−Ａ（６０−１）は、着信要求１〜着信要求１０の受信をＩＰ変換部６１６を経由して制御部６１１で検出すると前述の図４の動作に従って着信信号を送信する（S203,S204,S208）。
【００２２】
前述のように着信信号の送信タイミングは、２４００ミリ秒で２呼もしくは１呼分であるため平均して１６００ミリ秒で１呼分の着信信号を送信できたとして、最初の着信信号１及び着信信号２はＰＨＳ−Ａ（７０−１）が受信して、各々着信に応答したことを示す識別子が設定された着信応答１（S205）及び着信応答２（S206）を送信する。ＢＳ−Ａ（６０−１）では着信応答１（S205）及び着信応答２（S206）を受信部６１４から変復調部６１５を経由して制御部６１１にて受信し、ＩＰ変換部６１６を経由してＰＢＸ２へ送信する。ＰＢＸ２ではＩＰインタフェース回路２２経由で制御部２４にて着信応答１（S205）及び着信応答２（S206）を着信応答待ちタイマー値である４秒以内に検出するとタイマーを解除して呼接続処理を実行することが可能となる（S205,S206）。
【００２３】
ところが、最後に送信される着信信号１０（S208）は、着信信号１（S203）が送信されてから約１６０００ミリ秒後の送信となるため（S208）、着信応答10（S209）を送信しても（S209）、ＰＢＸ２の４秒のタイマーが既に満了していて呼接続ができず呼損となるのである（S207）。また、発信者は接続できない場合は再度発信する傾向があるため、輻輳が緩和されにくくなってしまい課題で述べた事態が発生する。
【００２４】
図１７は着信輻輳時に輻輳レベル及び端末の優先順位による輻輳負荷分散処理のポリシーを纏めた表であり以降にこの詳細を説明する。最初にＰＢＸ２でエリア毎の輻輳レベルを判断する実施例を図６を用いて説明する。ＰＢＸ２の制御部２４では、1秒周期のプログラムで輻輳を監視し（S300）、以下の処理を全エリア分チェックする。まず制御部２４は、着信状態記憶テーブル２５４の現在チェックしているエリアにおける着信応答待ち呼数WT_ANSが、着信輻輳閾値テーブル２５２の輻輳小の判定閾値である着信応答待ち呼数閾値N1以上かどうかを比較する（S301）。
【００２５】
小さい場合(S301でNO)は、制御部２４は当該エリアが輻輳していないと判断し、図１２に示す着信状態記憶テーブル２５４の着信応答待ち呼数WT_ANSがN1以上継続の時間C_TIM1を０に設定（S313）及び、WT_ANSがN2以上継続の時間C_TIM2を０に設定し（S314）、また輻輳レベル記憶テーブル２５１の当該エリアにおける輻輳レベルCW_LVLを０に設定する（S315）ことで輻輳なしの状態とする。
【００２６】
大きい場合(S301でYES)は、ＰＢＸ２の制御部２４は、着信状態記憶テーブル２５４の当該エリアにおける着信応答待ち呼数WT_ANSが、着信輻輳閾値テーブル２５２の輻輳大の判定閾値である着信応答待ち呼数閾値N2以上かどうかを比較する（S302）。小さい場合（S302でNO）、制御部２４は着信状態記憶テーブル２５４の当該エリアにおけるWT_ANSがN1以上継続の時間C_TIM1を＋１（S316）、及びWT_ANSがN2以上継続の時間C_TIM2を０に設定（S317）し、C_TIM1が着信輻輳閾値テーブル２５２の輻輳小の判定閾値であるN1以上継続している時間の閾値T1以上かどうかを比較する（S318）。
【００２７】
小さい場合(S318でNO)、制御部２４は当該エリアは輻輳していないと判断し、輻輳レベル記憶テーブル２５１の当該エリアの輻輳レベルCW_LVLを０に設定する（S320）。大きい場合(S318でYES)は、制御部２４は当該エリアが輻輳「小」のレベルになったと判断し、輻輳レベル記憶テーブル２５１の当該エリアの輻輳レベルCW_LVLに１を設定することで輻輳小の状態とする（S319）。また制御部２４は、着信状態記憶テーブル２５４の当該エリアにおけるC_TIM1には、着信輻輳閾値テーブル２５２の輻輳小の判定閾値であるN1以上継続時間の閾値T1を設定しておく(S321)ことで輻輳小の判定時間になっていることとする。なおこの場合、S318の判断によりC_TIM1はT1以上になっているため、S321の処理を省略してC_TIM1には現状の値を保持させても良い。
【００２８】
S302の条件分岐に戻り大きい場合(S302でYES)は、制御部２４は着信状態記憶テーブル２５４の当該エリアにおける、WT_ANSがN1以上継続の時間C_TIM1を＋１加算し（S303）、及びWT_ANSがN2以上継続の時間C_TIM2を＋１（S304）加算する。そして制御部２４は、当該エリアのC_TIM1が着信輻輳閾値テーブル２５２の輻輳小の判定閾値であるN1以上継続時間の閾値T1以上かどうかを比較する（S305）。大きい場合(S305でYES)は、制御部２４は当該エリアは輻輳「小」のレベルになったと判断し、輻輳レベル記憶テーブル２５１の当該エリアの輻輳レベルCW_LVLに１を設定することで輻輳小の状態とする（S306）。また制御部２４は、着信状態記憶テーブル２５４の当該エリアにおけるWT_ANSがN1以上継続の時間C_TIM1には、図１０に示す着信輻輳閾値テーブル２５２の輻輳小の判定閾値であるN1以上継続時間の閾値T1を設定しておく（S307）ことで輻輳小の判定時間になっていることとする。なおこの場合、S305の判断によりC_TIM1はT1以上になっているため、S321の処理を省略してC_TIM1には現状の値を保持させても良い。
【００２９】
次にＰＢＸ２の制御部２４は、現在処理中のエリアにおけるC_TIM2が着信輻輳閾値テーブル２５２の輻輳大の判定閾値であるN2以上継続時間の閾値T2以上かどうかを比較する（S308）。大きい場合(S308でYES)制御部２４は当該エリアが輻輳「大」の判定レベルになったと判断し、輻輳レベル記憶テーブル２５１の当該エリアの輻輳レベルCW_LVLに２を設定することで輻輳大の状態とする（S309）。また制御部２４は、図１２に示す着信状態記憶テーブル２５４の当該エリアのWT_ANSがN2以上継続の時間C_TIM2には、図１０に示す着信輻輳閾値テーブル２５２の輻輳大の判定閾値であるN2以上継続時間の閾値T2を設定しておく(S310)ことで輻輳大の判定時間になっていることとする。なおこの場合、S308の判断によりC_TIM2はT2以上になっているため、S321の処理を省略してC_TIM2には現状の値を保持させても良い。
【００３０】
そして最後にＰＢＸ２の制御部２４は、輻輳レベル記憶テーブル２５１の当該エリアに対して設定した輻輳レベルCW_LVL値を、ＩＰインタフェース回路２２を経由して、当該エリアに属する全無線基地局ＢＳ６０に送信する(S311)。このとき制御部２４はエリア番号テーブル２５６のエリア番号(Area_No)から該当するエリアの全無線基地局ＢＳ６０を特定する。
【００３１】
無線基地局ＢＳ６０ではＩＰ変換部６１６を経由して制御部６１１で輻輳レベルCW_LVLを受信する（S322）と、ＰＨＳ７０が待受けしている無線上に、図１６に示す1周期のフレームのうちの制御情報のパケット内にCW_LVLを設定して編集し、変復調部６１５を経由して送信部６１３よりＰＨＳ７０に向けて当該制御情報を報知する（S323）。この報知された制御情報は、後述する図７の説明の中で使用されることになる。このように本実施例のＰＢＸ２は、着信応答待ち呼数が閾値以上になっている時間が閾値の時間以上になっているかどうかで輻輳レベルを判断するようにする。
【００３２】
次に以上の輻輳レベルの判断によって輻輳エリアとなった場合の輻輳緩和及び負荷分散の動作について、図７及び図８を用いて説明する。まず図７は、輻輳していると判断されたエリアに在圏するＰＨＳ７０に対して別の輻輳していないエリアに位置登録させることで輻輳の緩和及び当該端末への着信を確保させる実施例である。これは図１７のポリシーにおいて、エリアの輻輳レベルが輻輳レベル小及び輻輳レベル大の場合であって、そのエリア内にあるＰＨＳ７０の端末優先順位が中の場合に適用される処理である。
【００３３】
まず、図１において複数のＰＨＳ−Ａ（７０−１）はエリアＡに在圏し無線基地局ＢＳ−Ａ（６０−１）に待受けしている。また複数のＰＨＳ−Ｂ（７０−２）はエリアＢに在圏し無線基地局ＢＳ−Ｂ（６０−２）に待ち受けしている。この場合に、ＰＢＸ２による図６の輻輳レベルの判断によって、エリアＡは輻輳状態、エリアＢは輻輳でない状態と判断されているとする。
【００３４】
ＰＢＸ２の制御部２４では、例えば１０秒周期のプログラムで輻輳エリアがあるか否か、全エリアを順番に調査する（S400）。まずＰＢＸ２の制御部２４は、輻輳レベル記憶テーブル２５１の、現在処理対象となっているエリアのCW_LVLが０かどうかをチェックする（S401）。１、もしくは２である場合は、輻輳しているので、制御部２４は内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７の各端末（ＰＨＳ７０）について、在圏エリアReg_Areaが現在処理対象となっているエリアと同じかどうかをチェックする（S402）。エリアが同じである場合は、そのＰＨＳ７０は輻輳していると判断されたエリアに存在していることになる。
【００３５】
ＰＢＸ２の制御部２４は、輻輳レベル記憶テーブル２５１を参照して現在処理対象となっているエリアの輻輳レベルCW_LVLを取得し、さらに内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７で現在処理対象となっている端末の優先順位Tel_Priを取得する。そして制御部２４は、これら情報から、当該処理対象となっている端末に対する、処理内容テーブル２５５の処理Ctrlを取出す（S403）。具体的には制御部２４は、輻輳レベルCW_LVLが1の時は処理内容テーブル２５５の輻輳小を、輻輳レベルCW_LVLが2の時は同テーブルの輻輳大の部分を参照し、ＰＨＳ７０の優先順位Tel_Priの「高」「中」「低」に応じたエントリのCtrlを取得する。
【００３６】
処理Ctrlが１もしくは３である場合（S404のYES）、ＰＢＸ２の制御部２４は、内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７の現在処理対象となっている端末の内線状態Statが０かどうかを調べる（S405）。０であれば（S405でYES）当該端末は現在待ち受け中であるため、制御部２４は当該端末の在圏エリアのエリア番号（Reg_Area）を内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７から取得し、エリア番号テーブル２５６から取得したエリア番号に対応する無線基地局ＢＳ６０を１つもしくは複数特定する。そしてＰＢＸ２の制御部２４は、特定した全ＢＳ６０に対してＰＨＳ７０が位置登録要求であると認識する識別子と、内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７における現在処理対象となっている端末の内線番号Tel_Noを設定した位置登録要求メッセージを編集して、ＩＰインタフェース回路２２を経由して送信する（S406）。
【００３７】
ＢＳ−Ａ（６０−１）ではＩＰ変換部６１６を経由して制御部６１１で位置登録要求を受信し（S409）、位置登録要求を変復調部６１５を経由して送信部６１３より端末が待受けする無線上に送信する（S410）。尚、ＢＳ−Ａ（６０−１）が無線上に送信する位置登録要求は、例えば図１６に示す１周期のフレームのうちのオプションのパケットを使用して、ＰＨＳ７０が位置登録要求であると認識する識別子とＰＢＸ２より受信した位置登録要求メッセージに設定の内線番号Tel_Noが設定されている。
【００３８】
ＰＨＳ−Ａ（７０−１）は位置登録要求を受信し（S411）、この位置登録要求に含まれる内線番号が自分の内線番号と一致するかどうか調べる（S412でYES）。一致する場合ＰＨＳ−Ａ（７９−１）は、現在待受けしているエリアとは別のエリアでかつ、輻輳状態でない無線基地局ＢＳ６０からの電波を検索する（S413）。ここでＰＨＳ７０による無線基地局６０からの電波の検索は、通常の電源を入れた際の検索と同様にＰＨＳ７０が見えうる電波を複数検索する。ＰＨＳ７０は、この複数の候補の各々の図１６に示すフレームの制御情報パケットの内容から、今在圏するエリアとは別のエリアでかつ輻輳レベルが０であるパケットを送信している無線基地局ＢＳ６０のうちで最も受信レベル（電波の強さ）の大きいものを選択するのである。尚、輻輳レベルが０であるかどうかは図６の輻輳レベル判断処理におけるS323の処理によって、ＢＳ６０からＰＨＳ７０に対し定期的にエリアの輻輳状態が報知されているため、ＰＨＳ７０はこの情報を用いて当該無線基地局ＢＳ６０のエリアが輻輳しているかどうか判断することができる。このために、ＰＨＳ７０は、例えば各無線基地局ＢＳ６０を一意に識別するための識別子と、その基地局の輻輳レベルとを対応付けたテーブルを作成して記憶していても良い。そしてＰＨＳ７０は、無線基地局ＢＳ６０を検索できた場合には位置登録を行う（S414）。
【００３９】
例えば本実施例ではＰＨＳ−Ａ（７０−１）は、図１における輻輳しているエリアＡに在圏しているが、前述したS413の検索によって輻輳していないエリアＢの無線基地局ＢＳ−Ｂ（６０−２）を検索することで無線基地局ＢＳ−Ｂ（６０−２）で位置登録を行う。これによりＰＨＳ−Ａ（７０−１）はエリアＢに在圏することとなり、ＰＨＳ−Ａ（７０−１）の着信の確保、及び輻輳エリアであるエリアＡに在圏する端末が減ることでエリアＡの輻輳緩和が可能となる。
【００４０】
ＰＢＸ２は、図１５に示す全端末（内線番号）について上記のS402〜S406を行い（S407）、終了すると次のエリアについてチェックを行う（S408）。以上のように輻輳しているエリアＡに在圏するＰＨＳ７０を別の輻輳していないエリアに在圏させることで、エリアを移動したＰＨＳ７０への着信の確保と輻輳しているエリアに在圏のＰＨＳ７０が減ることによる輻輳の緩和が可能となる。
【００４１】
なお、S406ではＰＢＸ２から全BS６０に位置登録要求を送信する実施例を記載した。しかし、ＰＢＸ２の制御部２４は処理対象の端末の在圏エリアを、優先順位・在圏エリア・端末状態記憶テーブル２５７から特定し、さらに当該在圏エリアをカバーする無線基地局ＢＳ６０をエリア番号テーブル２５６から特定することができる。このため、S406における位置登録要求は、ＰＢＸ２から処理対象の端末の在圏エリアをカバーする無線基地局ＢＳ６０にだけ送信するようにしても良い。
【００４２】
このように、ＰＨＳ７０に対して他の輻輳していないエリアを形成する無線基地局６０への移動を促すのは、S404の処理において、処理内容テーブル２５５における当該端末のCtrlが1又は3の場合である。これは、エリアの輻輳のレベルが「小」で端末の優先順位が「中」の場合か、またはエリアの輻輳のレベルが「大」で端末の優先順位が「中」の場合である。つまり、何らかの輻輳が生じたと判断されたエリアに存在する優先順位が「中」の端末は、他のエリアへの移動を促され、優先順位が「高」または「低」の端末には移動を促さないポリシーとなっている。優先順位が「低」の端末に移動を促さないのは、本実施例の処理内容テーブル２５５においてこれら端末の処理が着信応答待合せタイマー値を延長させているからである。優先順位が「中」の端末は、着信の可能性を高めるため他のエリアへの移動を促すが、「低」の端末は着信を長時間待たせるというポリシーの一例である。優先順位が「高」の端末には他の着信よりも優先的に着信させることで着信輻輳時でも通常時と同様の着信を保証する。また優先順位が「低」の端末にはＰＢＸでの着信応答待合わせ時間を延ばすことでタイムアウトによる呼損を極力減らすことが可能となる。
【００４３】
ところで、ＰＨＳシステムにおいて例えばビルの各フロア毎でエリアを分けて無線基地局ＢＳ６０を設置することがよくある。このような場合にはＰＨＳ７０は自分のいる２つ上のフロア及び２つ下のフロアの無線基地局ＢＳ６０からの電波は十分に見えるのでS414における別エリアへの在圏変更は大半のケースで成功する。しかし、ＰＨＳ７０の位置や無線基地局ＢＳ６０の配置によっては別のエリアの無線基地局ＢＳ６０の電波がＰＨＳ７０には見えない場合もある。このような場合には図７におけるS413で別エリアの無線基地局が検索できず、そのまま輻輳エリアに在圏することとなる場合もある。
【００４４】
このような場合でも着信時に極力呼損とならないようにするために、以下に図８に示す着信時の処理の実施例を説明する。また、図８では輻輳時でも特定のＰＨＳ７０には優先的に着信させる処理の実施例も説明する。尚、本説明は図１７のポリシーにおける、エリアの輻輳レベルが輻輳レベル小及び輻輳レベル大の場合であって、ＰＨＳ７０の端末優先順位が小の場合の着信応答待合わせタイマー満了時間延長の処理と、ＰＨＳ７０の端末優先順位高の場合の優先着信の処理である。
【００４５】
ＰＢＸ２では、図１に示す公衆網収容電話機４や内線電話機５等からの着信を局線インタフェース回路２１及びＩＰインタフェース回路２２を経由して制御部２４で検出する（S500）。制御部２４は発信者からの着信先内線番号の情報を用いて内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７の内線番号(Tel_No)を検索し、一致するエントリの優先順位Tel_Pri及び在圏エリアReg_Areaを取出す（S501）。そして制御部２４は、取り出したReg_Areaで特定されるエリアについて、着信状態記憶テーブル２５４の着信応答待ち呼数WT_ANSを＋１する（S502）。
【００４６】
次に制御部２４は、当該エントリのReg_Areaで特定されるエリア、つまり電話の着信先となるＰＨＳ７０が在圏するエリアについて、輻輳レベル記憶テーブル２５１のCW_LVLが０以外かどうかを判定する(S503)。制御部２４は、当該エリアが輻輳していなければ(S503でNo)、着信応答待合わせタイマー値に着信応答待合わせタイマーテーブル２５３のAns_T0を設定し(S504)、エリア番号テーブル２５６からArea_No=Reg_Areaであるエリア、つまり電話の着信先となる端末が在圏するエリアをカバーする無線基地局ＢＳ６０に対する着信要求メッセージを編集しＩＰインタフェース回路２２を経由して着信要求を送信する。この後、ＰＢＸ２の処理としてはS511に移動する。また、着信要求を送信されたＢＳ−Ａ（６０−１）の処理としては、S515の処理が開始される。
【００４７】
ＰＢＸ２の制御部２４は、着信応答待合せタイマーで規定された時間内に、着信先のＰＨＳ７０が着信要求メッセージに対する返信として送信し、ＢＳ６０を経て受信される着信応答を受信するか否か監視する(S511)。着信応答を受信した場合、制御部２４は通話処理を行い（S512）、着信先のＰＨＳ７０が在圏するエリアについて着信状態記憶テーブル２５４のWT_ANSを−１する（S514）。また制御部２４は、図５で前述したように着信応答待合わせタイマーがタイムアウトした場合には（S511）、発信者には接続できないことを知らせるトーンをＰＨＳ７０に向けて流す等の着信規制を行い（S513）、着信先のＰＨＳ70が在圏するエリアについて図１２に示す着信状態記憶テーブル２５４のWT_ANSを−１する（S514）。
【００４８】
無線基地局ＢＳ−Ａ（６０−１）では、ＰＢＸ２がS504で送信した着信要求を、ＩＰ変換部６１６を経由して制御部６１１にて受信すると（S515）、優先着信かを判定し（S516）、通常の着信であるので記憶装置６１２にある着信要求受信キューテーブル６１２１の最後尾に設定して（S517）、図４で前述したように無線上に着信信号を送信し（S519）、通話処理を行う（S521）。そしてＰＨＳ−Ａ（７０−１）は着信信号を受信して自分の内線番号あての着信信号である場合（S520）、通話処理を行う。
【００４９】
以上は輻輳のない通常の場合の接続であるが、S503で輻輳小のある場合には、制御部２４は輻輳レベル記憶テーブル２５１のCW_LVL値（輻輳小なので１）及び内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７における着信先の内線番号に対応するエントリの優先順位Tel_Priから、処理内容テーブル２５５のCtrl値を取出す（S505）。制御部２４は、Ctrl値が１もしくは２である場合には、着信応答待合わせタイマー値に着信応答待合わせタイマーテーブルのAns_T1を設定し（S507）以降、通常の着信と同様に処理する。
【００５０】
すなわち本実施例では、在圏エリアが輻輳「小」レベルとなった場合に、別エリアに位置登録要求をするようＰＢＸ２に通知され別エリアへの位置登録変更を試みたが別エリアに移動できなかった優先順位「中」の端末や優先順位「低」の端末については、着信応答待合わせタイマーを着信応答待合わせタイマーテーブルのAns_T0よりも長いAns_T1に設定することで極力呼損とならないようにするのである。
【００５１】
さらに輻輳「大」レベルの場合には輻輳レベル記憶テーブル２５１のCW_LVL値が２であり、優先順位中や優先順位低の端末は処理内容テーブル２５５のCtrl値が３もしくは４となる。この場合制御部２４は、着信応答待合わせタイマー値に着信応答待合わせタイマーテーブルのAns_T2を設定する（S510）。以降、通常の着信と同様に処理することで、着信応答の待合せ時間を輻輳小時のAns_T1よりも長いAns_T2の値として極力呼損とならないようにすることができる。
【００５２】
また、制御部２４は、内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル２５７の優先順位Tel_Priが０である優先順位「高」の端末については、輻輳小及び大時は処理内容テーブル２５５のCtrl値は０となるので優先着信と判定する（S508）。この場合制御部２４は、優先着信の着信要求メッセージを編集しＩＰインタフェース回路２２を経由して優先着信の着信要求を無線基地局ＢＳ−Ａ（６０−１）に送信する。ここで優先着信であることの識別は、例えば着信要求メッセージ中の未使用エリアのうちの１ビットに１を設定することで優先着信であることを示すようにする。
【００５３】
そして無線基地局ＢＳ−Ａ（６０−１）ではＩＰ変換部６１６を経由して制御部６１１にて優先着信の着信要求を受信すると優先着信であることを着信要求メッセージから認識する（S516）。制御部６１１は、当該着信要求を、記憶装置６１２にある着信要求受信キューテーブル６１２１の先頭、もしくは既に先頭から別の優先着信の要求が設定されている場合にはその優先着信の要求の後ろに設定する（S518）。着信要求受信キューテーブル６１２１からの着信要求の取出しは先頭から行われるので、優先順位「高」の端末の着信信号が優先して送信されることになり（S519）、呼損されることなく通話が可能となる。
【００５４】
以上の実施例によると、ＰＢＸ２（電話交換機）、無線基地局６０及びＰＨＳ端末やＷｉＦi端末等の無線端末７０からなる無線通信システムにおいて、ＰＨＳ端末やＷｉＦｉ端末への着信がバースト的に増加し着信が輻輳状態になった際の対処について説明した。本実施例のＰＢＸ２はあらかじめ端末毎に着信輻輳時の優先順位を設定しておき、さらに着信の輻輳状態レベル（軽い輻輳レベルもしくは重い輻輳レベル）を監視する機能を備える。また、本実施例のＰＢＸ２は、端末７０の優先順位毎かつ、当該端末７０が在圏するエリアの着信輻輳レベル毎に、１．優先的に着信させる、２．別の輻輳していないエリアに位置登録させる、３．着信から応答するまでの待合わせ時間を延ばす、といった処理内容を決めておいて、着信輻輳を検出した場合にエリアの輻輳レベル及び端末７０の優先順位から端末毎に処理を決定し負荷分散を行う。
【００５５】
ＰＢＸ２の着信輻輳状態レベルの監視機能は、着信輻輳状態もしくは通常状態であることを無線基地局６０に通知する機能を備える。さらに通知を受信した無線基地局６０は端末７０が受信している無線上にその状態を報知する機能を備えている。ＰＢＸ２は着信輻輳を検出時に端末の優先順位及び当該端末が在圏するエリアの着信輻輳レベルから、「別の輻輳していないエリアに位置登録させる対象の端末」に対しては、別のエリアに位置登録させる要求を送信する。要求を受信した無線基地局６０は端末７０に対してそのまま要求を送信し、要求を受信した端末７０は着信輻輳状態を報知していない、すなわち通常状態を報知している別のエリアの基地局６０に位置登録を要求する。
【００５６】
ＰＢＸ２は、着信輻輳を検出したエリアに在圏の端末７０への着信時、着信先の端末７０が、当該端末７０の優先順位及びエリアの着信輻輳レベルから「優先的に着信させる対象の端末」の場合、無線基地局６０に対して優先着信であることを通知する機能を備えている。通知を受信した無線基地局６０は当該端末７０への着信を他の通常着信より優先して処理する機能を備えている。またＰＢＸ２は着信輻輳を検出したエリアに在圏の端末７０への着信時、着信先の端末７０が、優先順位及び着信輻輳レベルから「着信から応答するまでの待合わせ時間を延ばす対象の端末」の場合、待合わせ時間を延ばす機能を備えている。
【００５７】
以上により、着信が同一エリアでバースト的に増加して着信輻輳状態になった場合でも端末を別の輻輳していないエリアに移動させることで本端末７０への着信の確保と無線基地局６０での着信数の待合わせ呼数削減による輻輳したエリアの輻輳の緩和が可能となり、さらに着信時に優先着信による輻輳した場合でも着信を確保させることやＰＢＸ２で着信応答待合わせタイマーを延ばすことにより呼損の減少が可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１：公衆網
２：ＰＢＸ（電話交換機）
２１：局線インタフェース回路
２２：ＩＰインタフェース回路
２３：スイッチ回路
２４：制御部
２５：記憶装置
２５１：輻輳レベル記憶テーブル
２５２：着信輻輳閾値テーブル
２５３：着信応答待合わせタイマーテーブル
２５４：着信状態記憶テーブル
２５５：処理内容テーブル
２５６：エリア番号テーブル
２５７：内線優先順位・在圏エリア・状態記憶テーブル
３：ＬＡＮ／インターネット網等
４：公衆網収容電話機
５：ＰＢＸ２に収容される内線電話機
６０：無線基地局
６１１：制御部
６１２：記憶装置
６１２１：キューテーブル
６１３：送信部
６１４：受信部
６１５：変復調部
６１６：ＩＰ変換部
７０：ＰＨＳ端末
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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