(57)【要約】【課題】再発呼によるバースト的な負荷を発生させることなく音声通話サービスを担保することができる移動体通信システムを提供する。【解決手段】通話可能網（ＣＳ）とデータ網（ＰＳ）が共存する環境下において、通話可能網の通話規制時に、CS Fallbackの機能を利用し、データ網を制御回線として利用することで、通話接続のスケジューリングを行って、許可対象となる移動端末（ＵＥ）の通話可能網への通話接続を可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通話可能網とデータ網が共存する移動体通信システムにおいて、
通話の許可対象となる移動端末がある場合、前記データ網を制御回線として利用することで、前記許可対象となる移動端末の前記通話可能網への通話接続を可能にすることを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】
前記通話接続は、CS Fallbackの機能を利用して行うことを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
【請求項３】
前記通話接続のために用いるスケジューリングを行って、前記許可対象となる移動端末の前記通話可能網への通話接続を可能にすることを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
【請求項４】
特別な情報を用いて発呼した移動端末が、前記通話の許可対象となる移動端末になることを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
【請求項５】
前記特別な情報を用いた発呼は、前記データ網を制御回線として利用していることを特徴とする請求項４に記載の移動体通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通話可能網とデータ網が共存する移動体通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震等の災害発生時には、通信基地局は、緊急呼などの優先通話を確保するために、回線交換による一般の音声通話の発信を予め高い通信規制率で抑制することにより、通信インフラの輻輳を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１７４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
災害発生時には、緊急の連絡や安否確認のために家族などと直接、音声による通話を行いたいというニーズがあっても通信規制により音声通話を確保することが困難となる。このような場合、通話規制のかかっている基地局配下の移動端末では、再発呼を多数繰り返すことにより、ようやく通話することができるというケースが多い。また、こうした加入者による予測不可能な再発呼によって回線容量を上回るバースト的な負荷が発生することも懸念される。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、再発呼によるバースト的な負荷を発生させることなく音声通話サービスを担保することができる移動体通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、通話可能網とデータ網が共存する移動体通信システムにおいて、通話の許可対象となる移動端末がある場合、前記データ網を制御回線として利用することで、前記許可対象となる移動端末の前記通話可能網への通話接続を可能にすることを特徴とする。
【０００７】
前記通話接続は、CS Fallbackの機能を利用して行うことが好ましい。
【０００８】
また、前記通話接続のために用いるスケジューリングを行って、前記許可対象となる移動端末の前記通話可能網への通話接続を可能にすることが好ましい。
【０００９】
また、特別な情報を用いて発呼した移動端末が、前記通話の許可対象となる移動端末になることが好ましい。
【００１０】
また、前記特別な情報を用いた発呼は、前記データ網を制御回線として利用していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、通話可能網とデータ網が共存する環境下において、再発呼によるバースト的な負荷を発生させることなく音声通話サービスを担保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る移動体通信システムの実施形態を示す構成概要図である。
【図２】移動端末（ＵＥ）とＭＭＥとＭＳＣ／ＶＬＲの動作を説明するシーケンス図である。
【図３】Attach Requestの内容の一例を示す図である。
【図４】SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST の内容の一例を示す図である。
【図５】ＭＳＣ／ＶＬＲが、連絡先番号への接続を試みるとともに、移動端末へページング信号を送信しているときの状態を示す図である。
【図６】共通線信号網が輻輳し、規制されている状態を示す図である。
【図７】共通線信号網は輻輳していないが、回線が確保できない状態を示す図である。
【図８】共通線信号網および回線網は輻輳していないが、連絡先電話番号への呼び出しに対して応答がない状態を示す図である。
【図９】共通線信号網および回線網は輻輳していなく、連絡先電話番号と接続は完了したが移動端末側で応答がない状態を示す図である。
【図１０】ＭＳＣ／ＶＬＲの詳細な手順を示すフローチャートである。
【図１１】着信先網の都合により回線が確保できないときのシーケンス図である。
【図１２】加入者側の問題により応答がないときのシーケンス図である。
【図１３】一般的なCS Fallback処理の動作の流れの例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態におけるCS Fallback処理の動作の流れの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。災害発生時には、緊急呼などの優先通話を確保するために、回線交換による一般の音声通話の発信については、予め高い通信規制率で抑制されるが、パケット交換によるデータ通信については、回線交換による音声通話よりも通信規制率が低い傾向にある。本発明の実施の形態では、災害発生時の通話規制において、通話可能網よりデータ網の方が、通信規制率が低い傾向にあることから、データ網を制御回線として利用することで、通話接続のスケジューリング（以下、スケジューリング処理という）を行って、許可対象となっている携帯電話機に対して、連絡したい通話相手への通話を担保するものである。
【００１４】
図１は、本発明に係る移動体通信システムの実施形態を示す構成概要図である。図１に示す移動体通信システムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）のシステムと、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）のシステムからなる。ＬＴＥのシステムは、ｅＮｏｄｅＢ、Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）、ＭＭＥ（Mobile Management Entity）、Ｐ−ＧＷ（Packet Gateway）およびＨＳＳ（Home Subscriber Server）によって構成される。Ｓ−ＧＷ、ＭＭＥ、Ｐ−ＧＷ、ＨＳＳは、ＰＳ（データ網）を形成する。
【００１５】
ＬＴＥはAll IPをコンセプトに、全ての通信をパケットベースで行うこととしている。また、音声通話に関してはＩＭＳ（IP Multimedia System）を利用することでＩＰベースの音声通信が可能となる。しかしながら、電話交換網のＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）は、未だ音声通信の主流であり、ＬＴＥにおいてもＰＳＴＮとの相互接続が必要である。このため、３ＧＰＰではCS Fallbackという機能が規定されている。これはＵＭＴＳとＬＴＥが共存する環境において、ＬＴＥ移動端末（ＵＥ）が、ＵＭＴＳ側に移動し、通話可能網制御の下、ＰＳＴＮと接続することを可能とする機能である。
【００１６】
ＵＭＴＳのシステムは、図１に示すように、ＮｏｄｅＢ、ＲＮＣ（Radio Network Controller）、ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）およびＭＳＣ／ＶＬＲ（Mobile Switching Center/Visitor Location Register）によって構成される。ＲＮＣ、ＳＧＳＮ、ＭＳＣ／ＶＬＲは、ＣＳ（通話可能網）を形成する。
【００１７】
ＬＴＥおよびＵＭＴＳそれぞれの通信ノード間の相互接続点は３ＧＰＰで定義されている。本発明の実施の形態では、災害発生時などに、Ｓ１−ＡＰ（ＮＡＳ）およびＳＧＳ接続点およびＭＳＣ／ＶＬＲに新たな手順を加えることで、移動端末からの再発呼を行うことなく移動端末に対して音声通話を担保する移動体通信システムを提案する。以下、詳細な手順を説明する。
【００１８】
図２は、移動端末（ＵＥ）とＭＭＥとＭＳＣ／ＶＬＲの動作を説明するシーケンス図である。災害発生時などに、移動端末（ＵＥ）が、特定の電話番号（特別なプレフィックス＋連絡先電話番号）を用いて発呼することにより、Network Attach処理が行われる。その際、移動端末（ＵＥ）よりＭＭＥへAttach Requestメッセージが送信される。図３は、Attach Requestの内容の一例を示す図である。Attach RequestのInformation Element（ＩＥ）内のEPS Attach Typeには、新たにスケジューリング処理を示す値が設定される。また、新たなフィールドとして連絡先電話番号の新規ＩＥが設けられる。
【００１９】
ＭＭＥは、CS Fallbackの処理の手順に従い、連携位置登録を開始し、ＭＳＣ／ＶＬＲに対してSGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUESTを送信する（図２参照）。図４は、SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST の内容の一例を示す図である。SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUESTのInformation Element（ＩＥ）内のEPS location update typeには、EPS Attach Typeで指定された値が設定される。また新たなフィールドとして連絡先電話番号の新規ＩＥが設けられる。
【００２０】
ＭＳＣ／ＶＬＲは、CS Fallbackの手順に従い、ＭＭＥが管理するＴＡ（Tracking Area）と、ＭＳＣ／ＶＬＲが管理するＬＡ（Location Area）とのマッピングを行い、連携位置登録が完了する。
【００２１】
ＭＳＣ／ＶＬＲは、EPS location update typeが、スケジューリング処理を示すものであった場合、図５に示すように、連携位置登録された移動端末（ＵＥ）に対する通話接続のためのスケジューリングを開始する。例えば、連携位置登録された移動端末の順番に連絡先電話番号（ＰＳＴＮ）への接続を試みる。ＭＳＣ／ＶＬＲは、連絡先電話番号により相手先との接続が完了した後に、移動端末（ＵＥ）へページング信号を送信する。
【００２２】
ＭＳＣ／ＶＬＲと他事業者の接続点は、物理的な制約が大きい回線交換方式のため、災害発生時に本接続点がボトルネックとなる可能性が高い。ＰＳＴＮにおける制御信号は、共通線信号網という音声ネットワークとは独立したネットワークを使用しており、このネットワークも考慮に入れ、ＭＳＣ／ＶＬＲ主導の通話接続を行うにあたって、以下の４つの基準を設ける。この基準は、下記のフローチャートで実装されている。
ａ）共通線信号網が輻輳し、規制されている場合（図６参照）
ｂ）共通線信号網は輻輳していないが、回線が確保できない場合（図７参照）
ｃ）共通線信号網および回線網は輻輳していないが、連絡先電話番号への呼び出しに対して応答がない場合（図８参照）
ｄ）共通線信号網および回線網は輻輳していなく、連絡先電話番号と接続は完了したが移動端末側で応答がない場合（図９参照）
【００２３】
一方で無線側の使用状況によっては、たとえＰＳＴＮ側のリソースを確保できても、音声通信を行うことができないことがある。本来であれば無線の使用率をＭＳＣ／ＶＬＲにて測定するのが理想であるが、無線の使用率の測定が可能なノードはＲＮＣであり、ＭＳＣ／ＶＬＲではない。そのため、ＭＳＣ／ＶＬＲは、回線の使用率を測定し、それを参照値とするが、ネットワークの仕様に依存するため、必須ではなく、以下に例として説明する。
【００２４】
図１０は、ＭＳＣ／ＶＬＲの詳細な手順を示すフローチャートである。なお、図２で説明したように、１つ以上の移動端末（ＵＥ）が、既に特別な情報を用いて発呼していることが前提となる（発呼の流れは図１４を参照）。ＭＳＣ／ＶＬＲは、通話接続のためのスケジューリングによって得られた１つの連絡先電話番号（待ち状態になっていない連絡先電話番号）に対して本手順を行う。まず、ＭＳＣ／ＶＬＲは、共通線信号網に規制がかかっていないか確認する（Ｓ１０１）。規制がかかっている場合（Ｓ１０１でＹｅｓの場合：図６参照）は、通話接続処理を行わない。規制がかかっていない場合（Ｓ１０１でＮｏの場合）は、ＭＳＣ／ＶＬＲは、回線使用率が閾値を超えていないか確認する（Ｓ１０２）。閾値を超えている場合（Ｓ１０２でＹｅｓの場合：図７参照）は、通話接続処理を行わない。
【００２５】
閾値を超えていない場合（Ｓ１０２でＮｏの場合）は、ＭＳＣ／ＶＬＲは、通話接続のためのスケジューリングによって得られた１つの連絡先電話番号（ＰＳＴＮ）に向けて発呼処理（ここではＭＳＣ／ＶＬＲから連絡先電話番号への呼び出しのことをいう）を行い（Ｓ１０３）（図１４（９））、回線が確保できたかを確認する（Ｓ１０４）。着信先網の都合により回線が確保できない場合（Ｓ１０４でＮｏの場合）、α秒の待ち時間を設けて（Ｓ１０５）再発呼処理（再度Ｓ１０１に戻る処理）を行う（Ｓ１１１）。図１１は、着信先網の都合（関門交換局の輻輳）により回線が確保できないときのシーケンス図である。
【００２６】
回線が確保できた場合（Ｓ１０４でＹｅｓの場合）は、連絡先電話番号の相手先より応答があったか否かを確認する（Ｓ１０６）。応答がない場合（Ｓ１０６でＮｏの場合：図８参照）、β秒の待ち時間を設けて（Ｓ１０７）再発呼処理を行う（Ｓ１１１）。図１２は、加入者側（連絡先電話番号側）の問題により応答がないときのシーケンス図である。
【００２７】
連絡先電話番号の相手先より応答があった場合（Ｓ１０６でＹｅｓの場合）、本発明の実施の形態におけるCS Fallback処理（Ｓ１０８）に基づいて移動端末（ＵＥ）へ着呼処理（ここではＭＳＣ／ＶＬＲから移動端末への呼び出しのことをいう）を行う（Ｓ１０９）。移動端末（ＵＥ）が圏外となった場合等により移動端末（ＵＥ）への着呼処理に失敗した場合（Ｓ１０９でＮｏの場合：図９参照）は、γ秒の待ち時間を設けて（Ｓ１１０）再発呼処理を行う（Ｓ１１１）。このときの再発呼処理には、リトライアウト回数を設ける。移動端末（ＵＥ）への着呼が可能であれば（Ｓ１０９でＹｅｓの場合）、ＰＳＴＮとの通話接続処理が完了する。
【００２８】
それぞれの待ち時間の関係は、以下のとおりである。
γ＜β＜α
このような関係にすることで、ＰＳＴＮ側に負荷を与えることなく再発呼を行うことができる。
【００２９】
ここで、一般的なCS Fallback処理の動作と、本発明の実施の形態におけるCS Fallback処理の動作の違いを説明する。図１３は、一般的なCS Fallback処理の動作の流れの例を示すものであり、図１４は、本発明の実施の形態におけるCS Fallback処理の動作の流れの例を示すものである。図１３に示す一般的なCS Fallback処理では、ＬＴＥからＵＭＴＳへ移行した後（（１）〜（８））、移動端末（ＵＥ）が、ＵＭＴＳ側からＰＳＴＮへ接続する（（９）〜（１１））。
【００３０】
これに対し、図１４に示す本発明におけるCS Fallback処理では、ＭＳＣ／ＶＬＲは、連携位置登録が完了した時点（（３）〜（５））で、直ちにスケジューリング処理を開始し、連絡先電話番号により相手先との接続が完了すると（（９））、ＭＳＣ／ＶＬＲは、要求元の移動端末（ＵＥ）を呼び出す（（１０）〜（１２））。
【００３１】
上述したように、本発明は、通話可能網（ＣＳ）とデータ網（ＰＳ）が共存する環境下において、CS Fallbackの機能を利用して、システム側より通話接続のスケジューリングを行うので、再発呼によるバースト的な負荷を発生させることなく音声通話サービスを担保することができる。
【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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