(57)【要約】【課題】  通信規制以外の手段により自律的に輻輳を解消することが可能な基地局を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の基地局１２０は、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６と無線通信接続する無線通信部１２６と、交換機１３０側の回線に接続する回線接続部１２８と、その回線の輻輳を検知して、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６に対し音声通信の音声圧縮の圧縮率を高くするように又はビットレートの低いデジタル変調方式に変更するように指示を出す制御部１２２と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末と無線通信接続する無線通信部と、
交換機側の回線に接続する回線接続部と、
前記回線の輻輳を検知して、携帯端末に対し音声通信の音声圧縮の圧縮率を高くするように又はビットレートの低いデジタル変調方式に変更するように指示を出す制御部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記制御部は、所定条件に基づいて決定される携帯端末の優先度に応じて前記圧縮率を決定し、前記指示により該圧縮率を携帯端末に設定させることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記所定条件は、携帯端末のユーザの通信事業者での登録分類、携帯端末の電波環境、通話先、または通話先の携帯端末の位置情報であることを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
携帯端末と基地局とが無線通信接続するステップと、
前記基地局が交換機側の回線の輻輳を検知するステップと、
前記基地局が携帯端末に対し音声通信の音声圧縮の圧縮率を高くするように又はビットレートの低いデジタル変調方式に変更するように指示を出すステップと、
を含むことを特徴とする輻輳回避方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局および輻輳回避方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震などの災害時には、緊急連絡や安否確認のために多くのユーザが一斉に電話をかけるため通信需要が回線容量を上回り、輻輳と呼ばれる通信ができない状態が発生することがある。従来から基地局はかかる輻輳を検知できるように構成されており、輻輳を検知するとこれを上位の基地局制御装置に通知する。
【０００３】
特許文献１に例示されるように、輻輳の検知を通知されると基地局制御装置は携帯端末の規制率（％）や規制する携帯端末等を決定する。そして、この決定に基づき基地局が通信規制を実行し、輻輳の発生に起因した大規模な通信障害の発生を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３２８１１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、上述のような通信規制を行ってしまうと、本当に必要性のある電話や緊急性の高い電話までつながらなくなってしまうおそれがある。そのため、なるべくかかる手段を取らず輻輳を解消する技術が求められている。
【０００６】
また、そもそも従来、基地局は自律的に通信規制を行う機能を有していないため（上位の基地局制御装置の決定を受けてこれを実行するのみであるので）、上位との回線に通信障害が発生した場合にはこれを実行することができない。そのため、上述したような従来構成では通信規制を実行することさえできず、大規模な通信障害が発生してしまうおそれもある。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、通信規制以外の手段により自律的に輻輳を解消することが可能な基地局および輻輳回避方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明にかかる基地局の代表的な構成は、携帯端末と無線通信接続する無線通信部と、交換機側の回線に接続する回線接続部と、回線の輻輳を検知して、携帯端末に対し音声通信の音声圧縮の圧縮率を高くするように又はビットレートの低いデジタル変調方式に変更するように指示を出す制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
制御部は、所定条件に基づいて決定される携帯端末の優先度に応じて上記圧縮率を決定し、指示によりその圧縮率を携帯端末に設定させるとよい。
【００１０】
所定条件は、携帯端末のユーザの通信事業者での登録分類、携帯端末の電波環境、通話先、または通話先の携帯端末の位置情報であってよい。
【００１１】
上記課題を解決するために本発明にかかる輻輳回避方法の代表的な構成は、携帯端末と基地局とが無線通信接続するステップと、基地局が交換機側の回線の輻輳を検知するステップと、基地局が携帯端末に対し音声通信の音声圧縮の圧縮率を高くするように又はビットレートの低いデジタル変調方式に変更するように指示を出すステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通信規制以外の手段により自律的に輻輳を解消することが可能な基地局および輻輳回避方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる基地局の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の基地局を含む通信システムについて説明する図である。
【図３】比較例としての通信システムについて説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる基地局による輻輳回避方法を示すフローチャートである。
【図５】図４の基地局を含む通信システムについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態にかかる基地局１２０の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、基地局１２０は、制御部１２２と、メモリ１２４と、無線通信部１２６と、回線接続部１２８とを含む。
【００１６】
制御部１２２は、中央処理装置（いわゆるＣＰＵ）を含んで構成される。制御部１２２は、メモリ１２４に格納されたプログラムを主体的に実行し、基地局１２０全体を制御、管理する。本実施形態では、制御部１２２は、交換機１３０（図２参照）側の回線である有線ネットワーク１０４の輻輳を検知して、携帯端末に対し後述の輻輳を回避するための指示を出す。
【００１７】
メモリ１２４は、ＲＡＭやＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ等で構成され、プログラムや各種データを記憶する。
【００１８】
無線通信部１２６は、基地局１２０のカバーエリア(セル)内の携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６と無線通信接続し、これらとの無線ネットワーク１０２を確立する。回線接続部１２８は、有線ネットワーク１０４を介して交換機１３０（図２参照）に接続し、相手側との通信を確立する。
【００１９】
図２は、基地局１２０を含む通信システム１００について説明する図である。図２（ａ）は輻輳が発生する状態を示す図であり、図２（ｂ）は輻輳を回避するための指示を出す状態を示す図であり、図２（ｃ）は輻輳が解消された状態を示す図である。なお、図中の「回線容量の内訳」の「Ａ」は携帯端末１１０、「Ｂ」は携帯端末１１２、「Ｃ」は携帯端末１１４、「Ｄ」は携帯端末１１６を表す。以下、図２（ａ）から図２（ｃ）を参照しながら、本実施形態の特徴たる、基地局１２０による輻輳回避方法について説明する。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、携帯端末１１０、１１２、１１４と基地局１２０とが無線通信接続し、有線ネットワーク１０４側の回線容量が携帯端末１１０、１１２、１１４によりほとんど占有されている場合、携帯端末１１６が新たに基地局１２０に無線通信接続しようとすると有線ネットワーク１０４側の回線容量が足りず輻輳が発生する。輻輳の発生は、基地局１２０の制御部１２２により検知される。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、輻輳の発生を検知した制御部１２２は携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６に対し音声通信の音声圧縮の圧縮率を高くするように指示を出し、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６がこれに従ってその圧縮率を変更する。音声通信の音声圧縮に関しては、音声データの音声圧縮方法としてよく用いられるＡＤＰＣＭ（適応的差分パルス符号変調）であればサンプリング周波数を下げたり、ビットレートを小さくしたりすることで高圧縮化することが可能である。ただし、高圧縮化により復調時の音声品質は下がるため、人が聞き取れる最低限のサンプリング周波数とビットレートは確保する必要がある。ここでは、基地局１２０と通信する全携帯端末に対し、制御部１２２が最低限の音声品質が確保できる状態まで音声データを圧縮することを指示する。
【００２２】
図２（ｃ）は、図２（ａ）と比較して、各通信端末が送信するデータ転送レート（単位時間当たりのデータ転送量）が１／４となった例である。このように制御部１２２による指示により、有線ネットワーク１０４側の回線容量が空けられ、有線ネットワーク１０４側の輻輳が解消される。したがって、通信システム１００によれば、通信規制という手段を取らずに輻輳を解消することができるので、より多くの電話等をつなげることができ、本当に必要性のある電話や緊急性の高い電話がかからなくなる事態を回避することができる。
【００２３】
図３は、比較例としての通信システム３００について説明する図である。図３（ａ）は輻輳が発生する状態を示す図であり、図３（ｂ）は輻輳を回避するため基地局制御装置３４０が通信規制を指示する状態を示す図である。以下、図３（ａ）、図３（ｂ）を参照しながら、比較例としての通信システム３００の輻輳発生時の動作について説明する。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、携帯端末３１０、３１２、３１４と基地局３２０とが無線通信接続し、有線ネットワーク３０４側の回線容量が携帯端末３１０、３１２、３１４によりほとんど占有されている場合、携帯端末３１６が新たに基地局３２０に無線通信接続しようとすると有線ネットワーク３０４側の回線容量が足りず輻輳が発生する。輻輳の発生は基地局３２０により検知され、基地局３２０はこれを上位の基地局制御装置３４０に通知する。図３（ｂ）に示すように、輻輳の発生を通知された基地局制御装置３４０は、例えば携帯端末の規制率（％）や規制する携帯端末等を決定し、基地局３２０に通信規制を指示する。
【００２５】
比較例としての通信システム３００では、上位の基地局制御装置３４０からの指示を基地局３２０が受け、その指示に基づき基地局３２０が通信規制等を行い、有線ネットワーク３０４側の回線容量が確保され輻輳が解消されるまで、携帯端末３１６はネットワークに接続することができない。すなわち、既に接続されている携帯端末３１０、３１２、３１４のいずれかが通信を終了しなければ、携帯端末３１６はネットワークに接続することができない。
【００２６】
また、通信システム３００では、通信規制の対象となった場合、携帯端末３１６はネットワークに接続することができない。加えて、通信システム３００では、上位との回線に通信障害が発生した場合、基地局制御装置３４０からの指示を基地局３２０が受けられず、かかる通信規制等の対策を行えない可能性もある。
【００２７】
これに対し、本実施形態にかかる通信システム１００では、上位の基地局制御装置に依存することなく、基地局１２０が自律的に輻輳を回避するための指示を出す。したがって、上位との回線に通信障害が発生していてもその影響を受けることがない。なお、通信システム１００において、制御部１２２が音声圧縮の圧縮率を高くするように指示を出し、最低限の音声品質まで音声データを圧縮しても輻輳が解消されない場合には、通信規制等を行うようにしてもよい。
【００２８】
上記説明では、制御部１２２が音声通信の音声圧縮の圧縮率を高くするように指示を出すと説明したが、制御部１２２がビットレートの低いデジタル変調方式に変更するように指示を出すようにしてもよい。この場合において、携帯端末は通常の通信開始時と同様に、指定された変調方式で転送可能なデータ転送レートとなるように音声通信の音声圧縮の圧縮率を決定する。いずれの指示にしても基地局１２０でのデータ転送レートを減らすことができるので、有線ネットワーク１０４の負荷を低減できるからである。
【００２９】
また、変調方式の指定は、データ通信の場合においても有効である。データ通信においては転送すべきデータの総量を変更することはできないが、音声通信と違って転送速度を落としたり、遅延させたりすることが可能である。したがって、輻輳が発生する際に制御部１２２がビットレートの低いデジタル変調方式に変更するように指示を出すことにより、より確実に輻輳を回避することができる。また、データ通信において複数のチャネルを使用している場合には、チャネル数を減らすように指示してもよい。
【００３０】
なお、通信システム１００において、一般に輻輳は有線ネットワーク１０４側で発生するが、無線ネットワーク１０２側で発生することもある。この場合にも、制御部１２２が携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６に対して音声圧縮の圧縮率を高くするように、又はビットレートの低いデジタル変調方式に変更するように指示を出すことで、輻輳を回避することが可能となる。
【００３１】
[第２実施形態]
図４は、本発明の第２実施形態にかかる基地局２２０による輻輳回避方法を示すフローチャートである。図５は、基地局２２０を含む通信システム２００について説明する図である。図５（ａ）は輻輳が発生する状態を示す図であり、図５（ｂ）は輻輳を回避するための指示を出す状態を示す図であり、図５（ｃ）は輻輳が解消された状態を示す図である。なお、第２実施形態にかかる基地局２２０は、第１実施形態と同様に制御部１２２（第１実施形態と輻輳検知時の動作が異なるが便宜上同じ符号を付す）、メモリ１２４、無線通信部１２６、回線接続部１２８を含むものとする。
【００３２】
以下、図４のフローチャートに則り、基地局２２０による輻輳回避方法について説明する。図５（ａ）に示すように、複数の携帯端末１１０、１１２、１１４が基地局２２０に無線通信接続しており（ステップＳ４００Ｙｅｓ）、有線ネットワーク１０４側の回線容量がこれらによりほとんど占有されている場合、新たな携帯端末１１６が基地局２２０に無線通信接続しようとすると有線ネットワーク１０４側の回線容量が足りず輻輳が発生する。輻輳の発生は、基地局２２０の制御部１２２により検知される（ステップＳ４０２Ｙｅｓ）。
【００３３】
第２実施形態では、制御部１２２が輻輳の発生を検知すると、制御部１２２が所定条件に基づいて決定される携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６の優先度を判断して（ステップＳ４０４）、音声通信の音声圧縮の圧縮率を決定する。そして、図５（ｂ）に示すように、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６にその決定された圧縮率を設定させる指示を出す（ステップＳ４０６）。
【００３４】
図５（ｂ）、（ｃ）に示す例では、相対的に優先度の高い携帯端末１１０、１１２の圧縮率が１（圧縮なし）に設定され、相対的に優先度の低い携帯端末１１４、１１６の圧縮率がそれぞれ３／４、１／２に設定される。ただし、本発明はこれに限らず、制御部１２２は有線ネットワーク１０４側の回線容量とそれぞれの優先度に基づき、自由にそれぞれの圧縮率を決定してよい。すなわち、第２実施形態では、基地局２２０が優先度に基づき、有限の有線ネットワーク１０４の回線容量を効率よく使用するように（「空」がなるべくできないように）、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６に対し指示する圧縮率を決定する。これより、音声品質の低下を最小限に留めつつ、自律的に輻輳を解消することが可能となる（図５（ｃ）参照）。
【００３５】
以下、優先度を決定するための所定条件について説明する。かかる所定条件は、例えば、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６のユーザの通信事業者での登録分類、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６の電波環境、通話先、または通話先の携帯端末の位置情報である。
【００３６】
（携帯端末のユーザの通信事業者での登録分類）
表１に例示されるように、所定条件は携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６のユーザの通信事業者での登録分類（料金コースなどの契約分類）とすることができる。この場合、基地局２２０の制御部１２２が、ユーザの登録分類を記憶した顧客データベースからそのデータを取得する。そして、割高な料金のコースに加入しているユーザを高い優先度とし、基地局２２０の制御部１２２がそれぞれの携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６に指示する圧縮率を決定する。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
（携帯端末の電波環境）
表２に例示されるように、所定条件は携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６の電波環境とすることができる。この場合、電波環境（例えばＳＮＲ（Signal-Noise Ratio））の良いものを高い優先度とし、基地局２２０の制御部１２２がそれぞれの携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６に指示する圧縮率を決定する。電波環境が悪い場合には、データ転送レートを低くした方が、エラーレートが改善するためである。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
（通話先）
表３に例示されるように、所定条件は通話先とすることができる。この場合、通話先が緊急性のある１１０番、１１９番などの携帯端末１１０、１１２を高い優先度とし、基地局２２０の制御部１２２がそれぞれの携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６に指示する圧縮率を決定する。なお、ここでは、通話先（宛先）が各携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６のメモリに予め記憶されている場合、一般よりも高い優先度に設定している。
【００４１】
なお、登録宛先か否かを考慮して指示する圧縮率を決定する場合には、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６自身がそれぞれの圧縮率を決定するとよい。このとき基地局２２０から携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６へは、圧縮率を高くすべきフラグのみを送信すればよい。
【００４２】
【表３】
2013172184.tif 000005
【００４３】
（通話先の携帯端末の位置情報）
表４に例示されるように、所定条件は通話先の携帯端末の位置情報とすることができる。この場合、通話先の携帯端末の位置情報から通話先が災害地域であると確認される携帯端末１１０、１１２を高い優先度とし、基地局２２０の制御部１２２がそれぞれの携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６に指示する圧縮率を決定する。なお、ここでは、通話先の携帯端末の位置情報が災害地域に近接している場合、その他よりも高い優先度に設定している。
【００４４】
なお、通話先の携帯端末の位置情報については、その携帯端末が位置登録されている基地局の座標から知ることができる。その地域が災害地域であるか否かについては、上位の基地局制御装置（不図示）に災害地域の情報を入力し、各基地局２２０でこれを参照することができる。
【００４５】
【表４】
2013172184.tif 000006
【００４６】
上述した第１実施形態、第２実施形態にかかる基地局１２０、２２０によれば、制御部１２２が携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６に対し音声圧縮の圧縮率を高くするように指示を出すので、自律的に輻輳を解消することが可能である。なおここで、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６と基地局１２０、２２０の間は何ら変更することなく、基地局１２０、２２０において音声をさらに高い圧縮率で圧縮し直す（再エンコード）することも考えられる。しかし、その場合には、基地局１２０は無線通信を復調して取り出した音声のデジタルデータをさらにアナログデータに復号（デコード）し、あらためて符号化（エンコード）する必要がある。すると、基地局１２０は従来に比べてはるかに高速なＣＰＵと大きなメモリを必要とすることになり、基地局１２０における負担が多大となってしまう。
【００４７】
これに対し上述した構成では、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６において予め高圧縮化されるため、デジタルデータをそのまま交換機１３０側の回線（有線ネットワーク１０４）に転送すれば良く、基地局１２０における負荷の増大がない点で優れている。また、携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６と基地局１２０との間の無線通信の帯域やチャネル数も節約することができ、より多くの携帯端末１１０、１１２、１１４、１１６を接続することが可能である。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４９】
例えば輻輳を検知した場合に、制御部１２２がまず第１実施形態のように全携帯端末に対し音声圧縮の圧縮率を高めるように指示を出し、十分にネットワークが安定してきてから第２実施形態のように優先度の高い携帯端末に対し圧縮率を高くしないようにする制御を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、基地局および輻輳回避方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１００、２００、３００…通信システム、１０２…無線ネットワーク、１０４、３０４…有線ネットワーク、１１０、１１２、１１４、１１６、３１０、３１２、３１４、３１６…携帯端末、１２０、２２０、３２０…基地局、１２２…制御部、１２４…メモリ、１２６…無線通信部、１２８…回線接続部、１３０…交換機、３４０…基地局制御装置
【図１】
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【図２】
2013172184.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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