(57)【要約】【課題】  基地局とセンタ局との間の通信障害に対応可能な無線通信システムを提供する。【解決手段】  複数の無線通信基地局と複数のセンタ局を、スイッチを介して接続する無線通信システムにおいて、前記スイッチは、前記センタ局との通信の可否を判定する通信可否判定部と、前記通信可否判定部の判定が通信不可である場合、送信先として通信不可でないセンタ局の情報を前記無線通信基地局へ通知する指示部とを有し、前記無線通信基地局は、前記指示部から送信先として通知された情報が示すセンタ局のＩＰアドレスを送信先ＩＰアドレスとして記録する記録部と、前記記録部に記録された送信先ＩＰアドレスのＩＰパケットを送信する回線インタフェースとを有する。【選択図】  図１
2016052033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線通信基地局と複数のセンタ局を、スイッチを介して接続する無線通信システムにおいて、
前記スイッチは、
前記センタ局との通信の可否を判定する通信可否判定部と、
前記通信可否判定部の判定が通信不可である場合、送信先として通信不可でないセンタ局の情報を前記無線通信基地局へ通知する指示部と
を有し、
前記無線通信基地局は、
前記指示部から送信先として通知された情報が示すセンタ局のＩＰアドレスを送信先ＩＰアドレスとして記録する記録部と、
前記記録部に記録された送信先ＩＰアドレスのＩＰパケットを送信する回線インタフェースと
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記スイッチの指示部は、
前記スイッチの通信可否判定部の判定が通信不可である場合、通信不可であると判定されたセンタ局と前記通知された無線通信基地局を登録の対象として、前記通信不可でないセンタ局へ通知し、
前記センタ局は、
前記登録の対象となったセンタ局と無線通信基地局の受け入れを記録する記録部と、
前記センタ局の記録部へ受け入れが記録された場合、前記受け入れの記録された無線通信基地局が宛先のＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスを前記受け入れの記録された無線通信基地局のＩＰアドレスへ変更し、前記受け入れの記録されたセンタ局が宛先のＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスを前記受け入れの記録されたセンタ局のＩＰアドレスへ変更するネットワーク管理部と、
前記ネットワーク管理部によりＩＰアドレスの変更されたＩＰパケットを送信する回線インタフェースと
を有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】
前記センタ局は、
前記スイッチとの通信の可否を判定する通信可否判定部と、
前記センタ局の通信可否判定部の判定が通信不可である場合の送信先として通信不可でないセンタ局のＩＰアドレスを記録する記録部と
を有し、
前記センタ局のネットワーク管理部は、
前記センタ局の通信可否判定部が通信不可と判定した場合、前記無線通信基地局が宛先のＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスを前記センタ局の記録部に記録された通信不可でないセンタ局のＩＰアドレスへ変更すること
を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記ＩＰパケットは送信先ＩＰアドレスとは別に基地局情報を有し、
前記センタ局のネットワーク管理部は、
前記基地局情報に基づき前記ＩＰパケットの宛先を判定すること
を特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記スイッチは、
前記センタ局の回線使用率を取得し、前記取得した回線使用率が所定の値を超えるか否かを判定する回線使用率判定部
を有し、
前記スイッチの指示部は、
前記回線使用率判定部により回線使用率が所定の値を超えると判定された場合、前記センタ局へ回線使用率の抑制を通知し、
前記センタ局のネットワーク管理部は、
前記回線使用率の抑制の通知に基づき回線使用率を抑制すること
を特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記スイッチの指示部は、
前記複数のセンタ局から取得した回線使用率が最も低いセンタ局を選択し、前記選択されたセンタ局の情報を送信先として前記無線通信基地局へ通知すること
を特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記無線通信基地局の回線インタフェースは、
前記無線通信基地局の記録部に記録された複数のＩＰアドレスを順次に送信先ＩＰアドレスに設定されたＩＰパケットを送信すること
を特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項８】
複数の無線通信基地局と複数のセンタ局を、スイッチを介して接続する無線通信システムの制御方法であって、
前記スイッチは、
前記センタ局との通信の可否を判定し、
前記判定が通信不可である場合に通信不可でないセンタ局の情報を送信先として前記無線通信基地局へ通知し、
前記無線通信基地局は、
前記送信先として通知されたセンタ局のＩＰアドレスを送信先ＩＰアドレスとして記録し、
前記記録された送信先ＩＰアドレスのＩＰパケットを送信すること
を特徴とする制御方法。
【請求項９】
前記スイッチは、
前記判定が通信不可である場合、通信不可であると判定されたセンタ局と前記指示された無線通信基地局を登録の対象として、前記通信不可でないセンタ局へ通知し、
前記通知された通信不可でないセンタ局は、
前記登録の対象となったセンタ局と無線通信基地局の受け入れを記録し、
前記受け入れの記録された無線通信基地局が宛先のＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスを前記受け入れの記録された無線通信基地局のＩＰアドレスへ変更し、前記受け入れの記録されたセンタ局が宛先のＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスを前記受け入れの記録されたセンタ局のＩＰアドレスへ変更し、
前記ＩＰアドレスの変更されたＩＰパケットを送信すること
を特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記センタ局は、
前記スイッチとの通信の可否を判定し、
前記スイッチとの通信が不可であると判定した場合、送信先として記録された通信不可でないセンタ局のＩＰアドレスへ前記無線通信基地局が宛先のＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスを変更すること
を特徴とする請求項９に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムおよびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震などの災害発生時に携帯電話などのための無線通信システムを利用し、ユーザの怪我などの情報を収集する安否確認が普及している。一般に無線通信システムでは無線基地局（以下、基地局とする）がセンタ局と有線の通信回線で接続されており、災害により通信回線が断線すると携帯電話などからセンタ局への通信に障害が発生し、安否を確認できなくなってしまう。
【０００３】
このような障害に対し、例えば特許文献１には「基地局が電話公衆網とリンク断を検出した際に中継局として呼を転送制御する手段を備え、携帯電話機からの発信呼を受け取った基地局は、電話公衆網とのリンクが断の場合、隣接する基地局に前記発信呼を中継し、前記転送された前記携帯電話機からの発信呼は基地局制御装置に呼接続する基地局にまで中継転送されて、前記基地局制御装置から交換局を介して電話公衆網との通信接続を行う」と記載されている（要約）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０５０３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術が無線通信システムに適用されれば、災害時にも無線通信システムは利用できる。しかしながら、通信エリア（セルとも言う）の隣接する基地局間で中継するためには基地局間の距離を近くする、すなわち基地局の数を増やして基地局の密度を高くする必要があり、基地局の数の増加は多大な設備費用を必要とするという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は基地局とセンタ局との間の通信障害に対応可能な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】
【０００７】
本発明に係る代表的な無線通信システムは、複数の無線通信基地局と複数のセンタ局を、スイッチを介して接続する無線通信システムにおいて、前記スイッチは、前記センタ局との通信の可否を判定する通信可否判定部と、前記通信可否判定部の判定が通信不可である場合、送信先として通信不可でないセンタ局の情報を前記無線通信基地局へ通知する指示部とを有し、前記無線通信基地局は、前記指示部から送信先として通知された情報が示すセンタ局のＩＰアドレスを送信先ＩＰアドレスとして記録する記録部と、前記記録部に記録された送信先ＩＰアドレスのＩＰパケットを送信する回線インタフェースとを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は無線通信システムの制御方法としても把握される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基地局とセンタ局との間の通信障害に対応可能な無線通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】無線通信システムの構成の例を示す図である。
【図２】基地局とセンタ局との間で通信されるＩＰパケットの例を示す図である。
【図３】通信回線の疎通確認シーケンスの例を示す図である。
【図４】基地局からセンタ局への転送シーケンスの例を示す図である。
【図５】センタ局から基地局への転送シーケンスの例を示す図である。
【図６】回線使用率抑制のシーケンスの例を示す図である。
【図７】通信の復旧シーケンスの例を示す図である。
【図８】３つのセンタ局を有する無線通信システムの構成の例を示す図である。
【図９】回線使用率抑制と通信回線選択のシーケンスの例を示す図である。
【図１０】通信回線でのＩＰパケット分散の送信シーケンスの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
携帯電話などの無線通信システムにおいて基地局は通信エリアを広範囲にカバーするためと、設備費用を抑えるために通常は他の基地局から離れた位置に設置される。これに対し、複数の通信会社で横断的にみると、駅のホームや高いビルの屋上などに複数の通信会社の基地局の近接する場合がある。ところが、無線通信は通信会社によって異なる場合が多く、異なる通信会社の基地局間の中継は難しい。
【００１２】
一方、基地局に有線の通信回線で接続されるセンタ局も複数の通信会社で横断的にみると比較的近くに設置され、センタ局はＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットで通信するため、他の通信会社のセンタ局であっても通信可能である。通信ネットワークのＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルにおいて、レイヤ３（第３層）はネットワーク間のエンドツーエンドの通信のための規定であり、ＩＰアドレスに基づいた通信が標準規格となっている。ＩＰパケットはその先頭部分にＬ３ヘッダと呼ばれる送信元のＩＰアドレスと送信先のＩＰアドレスの情報を含み、ネットワーク上の送信元のノードから送信先のノードへ到達する。
【００１３】
レイヤ３スイッチ（以下、Ｌ３スイッチとする）はＩＰアドレスに基づいてＩＰパケットを中継する装置である。そこで、異なる通信会社の無線局とセンタ局をＬ３スイッチで接続することにより相互にＩＰパケットを送受信可能とし、ＩＰアドレスの書き換えのみで他の通信会社のセンタ局を経由可能とする。特にＬ３スイッチとセンタ局との間のバックホール回線に断線などの障害が発生した場合、他の通信会社のセンタ局とバックホール回線が利用できる。また、通信経路の一部に他の通信会社の通信経路を利用する場合、他の通信会社のパケットでカプセル化する、いわゆるトンネリング技術が一般的に使用されているが、ＩＰアドレスの書き換えによる他の通信会社の通信経路の利用の方が簡単な構造で実現できる。
【００１４】
なお、複数の通信会社や異なる通信会社は例であって、例えば通信会社の資本などの関係で限定されるものではない。無線通信システムは、Ｌ３スイッチで複数の基地局とセンタ局とが接続可能なように複数の基地局とセンタ局が設置され、ＩＰパケットで通信可能であればよい。また、Ｌ３スイッチと基地局とセンタ局のそれぞれはプロセッサを含み、プロセッサはプログラムやファームウェアを実行してもよいし、プロセッサと専用のハードウェア回路の両方を含んでもよいし、すべてが専用のハードウェア回路であってもよい。プログラムやファームウェアは、Ｌ３スイッチと基地局とセンタ局のそれぞれが製造されるときに書き込まれてもよいし、設置された後にネットワークや専用治具が接続されて書き込まれてもよい。
【００１５】
さらに、プログラムやファームウェアはＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）の記録部に格納されてもよく、記録部はデータを格納してもよい。記録部に格納されるデータの構造はテーブルやリストでもよく、それ以外のデータ構造でもよい。
【００１６】
以下、図面を用いて、好ましい実施の形態をさらに説明する。
【実施例１】
【００１７】
はじめに、図１を参照して、無線通信システムの構成について説明する。無線通信システムは、異なる通信会社それぞれが所有する無線通信基地局の基地局Ａ１１０と基地局Ｂ１２０を含み、基地局Ａ１１０と基地局Ｂ１２０はＬ３スイッチ１３０に接続される。Ｌ３スイッチ１３０はバックホール回線１４０を介して、異なる通信会社それぞれが所有するセンタ局すなわちセンタ局Ａ１５０とセンタ局Ｂ１６０に接続され、その内部に制御部１３２を有する。なお、基地局Ａ１１０、基地局Ｂ１２０、センタ局Ａ１５０、センタ局Ｂ１６０は１つの駅や１つのビルなどで密集している方がＬ３スイッチ１３０との接続が容易になり好ましい。
【００１８】
制御部１３２は、基地局、センタ局へ指示を出すことが可能であり、ＩＰパケットの制御を行う。各センタ局はＩＰ網１７０と接続する。バックホール回線１４０に障害が無い通常状態において、Ａ社の基地局Ａ１１０はＬ３スイッチ１３０を経由してＡ社のセンタ局Ａ１５０と通信を行い、Ｂ社の基地局Ｂ１２０はＬ３スイッチ１３０を経由してＢ社のセンタ局Ｂ１６０と通信を行う。バックホール回線１４０に障害が発生して通信不可となった場合、Ｌ３スイッチ１３０はルート変更を行い、異なる通信会社の基地局とセンタ局との間でＩＰパケットを中継する。
【００１９】
基地局Ａ１１０は、図示を省略した携帯端末と、アンテナ１１７、１１８により無線信号を送受信する。アンテナ１１７とアンテナ１１８は、異なる周波数のためのアンテナであってもよいし、いわゆるダイパシティーアンテナであってもよいし、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）やビームフォーミングのためのアンテナであってもよい。ただし、アンテナは２個に限定されるものではなく、１個であってもよいし、３個以上であってもよい。無線信号送受信部１１１は、無線信号の増幅、無線信号とベースバンド信号との変換を行う。変復調処理部１１２は、ベースバンド信号の変調処理、復調処理を行う。
【００２０】
パケット組立部１１３は、図２を用いて説明するＩＰパケットを組み立てる。この組み立てにおいて、パケット組立部１１３は制御部１１４の指示に基づきＩＰアドレスなどＩＰパケットの送信に必要な情報をＩＰパケットに設定する。制御部１１４は基地局Ａ１１０全体を制御する回路であり、他を制御するいわゆるプロセッサなどにより実現できる。送信先ＩＰ記録部は、制御部１１４の指示に基づき、ＩＰパケットをセンタ局Ａ１５０とセンタ局Ｂ１６０へ送信するためのアドレスを記録する。回線ＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）１１６はＬ３スイッチ１３０と接続され、有線信号のＩＰパケットを送受信する。
【００２１】
基地局Ｂ１２０も基地局Ａ１１０と同じ構造である。図１に示された無線通信システムの例は、基地局Ａ１１０と基地局Ｂ１２０の２つを有するが、３つ以上の通信会社が３つ以上の基地局を有してもよいし、１つの通信会社が２つ以上の無線局を有し、携帯端末との無線通信のハンドオフを行ってもよい。
【００２２】
Ｌ３スイッチ１３０は、基地局Ａ１１０および基地局Ｂ１２０と、センタ局Ａ１５０およびセンタ局Ｂ１６０とを接続するパケットスイッチである。Ｌ３スイッチ１３０は、指定された回線間でＩＰパケットを中継するスイッチ部１３１と、制御部１３２を含む。ここでは、スイッチ部１３１は一般的なパケットスイッチの回路と同じであるので、説明を省略する。制御部１３２は無線通信システム内の通信の状態に応じて、基地局Ａ１１０、センタ局Ａ１５０、センタ局Ｂ１６０へ指示を出す回路である。
【００２３】
通信可否判定部１３３は、接続されているセンタ局Ａ１５０、センタ局Ｂ１６０との疎通確認の通信に基づき、センタ局Ａ１５０、センタ局Ｂ１６０それぞれとの間の通信回線が断線しておらず通信可能であるか否かを判定する。回線使用率判定部１３４は、センタ局Ａ１５０、センタ局Ｂ１６０それぞれから回線使用率の情報を受け取り、回線使用率の抑制を行う必要があるか否かを判定する。指示部１３５は通信可否判定部１３３と回線使用率判定部１３４が判定した結果に基づき、記録部１３６に格納された情報を利用して基地局Ａ１１０、センタ局Ａ１５０、センタ局Ｂ１６０へ指示する。指示部１３５は他へ指示するいわゆるプロセッサなどにより実現できる。
【００２４】
記録部１３６は通信可否判定部１３３などの判定する障害とその障害に応じて対策とを対応付けて記録する。また、記録部１３６は、複数の基地局およびセンタ局それぞれが回線ＩＦ１３７のどの通信回線に接続されているかなどの情報を含めて、各基地局および各センタ局と通信するための情報を記録してもよい。回線ＩＦ１３７は、基地局Ａ１１０、基地局Ｂ１２０、センタ局Ａ１５０、センタ局Ｂ１６０と、ＩＰパケットで通信可能なように有線接続する回路である。スイッチ部１３１の動作により、回線ＩＦ１３７は受信したＩＰパケットの送信先アドレスに応じた通信回線へＩＰパケットを転送する。また、回線ＩＦ１３７は、指示部１３５の指示の情報を基地局Ａ１１０などへ送信したり、センタ局Ａ１５０などから回線使用率の情報を受信したりする。
【００２５】
センタ局Ａ１５０は携帯端末とＩＰ網１７０との間の通信を制御する。センタ局Ａ１５０のハンドオフ制御部１５１は、同じ通信会社の複数のセンタ局間のハンドオフ時のＩＰパケット交換を制御してもよいし、同じ通信会社の隣接する基地局間のハンドオフ時に基地局を制御してもよい。ユーザ認証機能部１５２は携帯端末のユーザを認証し、課金を管理する。通信可否判定部１５４は、Ｌ３スイッチ１３０の通信可否判定部１３３と対応し、疎通確認の通信に基づき、Ｌ３スイッチ１３０との間の通信回線が断線しておらず通信可能であるか否かを判定する。
【００２６】
ネットワーク管理部１５５は、障害を監視したり、センタ局Ａ１５０に接続されたネットワークを制御するものであって、Ｌ３スイッチ１３０からの指示や通信可否判定部１５４の判定結果などに基づき、受入記録部１５６へ情報を記録したり、他センタ記録部１５３の情報を参照したりする。また、ネットワーク管理部１５５は、携帯端末とＩＰ網１７０との通信における管理と制御を行ってもよく、他を管理や制御するいわゆるプロセッサなどにより実現できる。
【００２７】
他センタ記録部１５３は、他の通信会社のセンタ局などである例えばセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスを予め記録している。記録されたＩＰアドレスは他の通信会社のセンタ局などへのＩＰパケットの転送に使用される。なお、他センタ記録部１５３は他の通信会社のすべてのセンタ局などのＩＰアドレスを記録している必要はなく、転送先に使用されるセンタ局のＩＰアドレスのみを記録してもよい。受入記録部１５６はＬ３スイッチ１３０の指示に基づき他の通信会社の基地局である例えば基地局Ｂ１２０のＩＰアドレスとセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスを記録することにより、他の通信会社の通信が受け入れられる。記録されたＩＰアドレスは他の通信会社の基地局からセンタ局へのＩＰパケットの転送に使用される。
【００２８】
回線ＩＦ１５７はＬ３スイッチ１３０とＩＰ網１７０との間でＩＰパケットを通信可能なように有線接続する回路である。センタ局Ｂ１６０はセンタ局Ａ１５０と同じ構造であるので構造の図示と説明を省略する。図１に示された無線通信システムの例はセンタ局Ａ１５０とセンタ局Ｂ１６０の２つを有するが、３つ以上の通信会社が３つ以上のセンタ局を有してもよいし、１つの通信会社が２つ以上のセンタ局を有してもよい。
【００２９】
例えば、図１に示すように、バックホール回線１４０がＬ３スイッチ１３０とセンタ局Ａ１５０との間で断線した場合、Ｌ３スイッチ１３０とセンタ局Ｂ１６０とが通信し、センタ局Ｂ１６０とセンタ局Ａ１５０とがＩＰ網１７０経由で通信することにより、基地局Ａ１１０とセンタ局Ａ１５０とは通信可能になる。
【００３０】
次に図２を参照して、ＩＰパケットについて説明する。ＩＰパケットは先頭にＬ３ヘッダと呼ばれるＩＰパケットの送信などに関する情報を格納する部分を有し、Ｌ３ヘッダは特に送信元ＩＰアドレス２０１と送信先ＩＰアドレス２０２を有する。送信先ＩＰアドレス２０２は変更されることによりＩＰパケットの行き先が変更される。また、ＩＰパケットは後部にデータ部を有し、データ部は基地局情報２０３とデータ２０４を有する。基地局情報２０３はＩＰパケットがどの基地局から送信されたかあるいはどの基地局へ送信するかの情報を保持する。データ２０４は、送信したい安否情報などのデータ本体である。
【００３１】
基地局Ａ１１０からセンタ局Ａ１５０へ送信されるＩＰパケットは、通常運用時には基地局Ａ１１０からＬ３スイッチ１３０へ行き、Ｌ３スイッチ１３０からセンタ局Ａ１５０へ行く。このＩＰパケットの構成は、図２のパケットＡ１のようになる。なお、Ｌ３スイッチ１３０はＩＰパケットの構成を変更しないため、図２ではＬ３スイッチが省略されている。パケットＡ１の送信元ＩＰアドレス２０１は基地局Ａ１１０のＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス２０２はセンタ局Ａ１５０のＩＰアドレスとなる。また、基地局情報２０３の内容は基地局Ａ１１０を示す情報となる。
【００３２】
例えば、Ｌ３スイッチ１３０とセンタ局Ａ１５０の間のバックホール回線１４０の一部に障害が発生し通信不可となった場合、基地局Ａ１１０から送信されるＩＰパケットはパケットＡ２の構成となる。この構成では、送信先ＩＰアドレス２０２がパケットＡ１のセンタ局Ａ１５０のＩＰアドレスからセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスへ変更される。送信先ＩＰアドレス２０２が変更されることにより、障害の発生したバックホール回線１４０の一部とは別の通信回線を使用してセンタ局Ｂ１６０へＩＰパケットを送信することが可能となる。
【００３３】
センタ局Ｂ１６０で受信されたＩＰパケットは、ＩＰ網１７０を経由してセンタ局Ａ１５０へ送信される。その際に送信されるＩＰパケットはパケットＡ３の構成となる。この構成では、送信先ＩＰアドレス２０２がパケットＡ２のセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスからセンタ局Ａ１５０のＩＰアドレスへ変更される。センタ局Ａ１５０で受信されるパケットＡ３の構成は、通常運用時に基地局Ａ１１０から送信されるパケットＡ１の構成と同じである。
【００３４】
センタ局Ａ１５０から基地局Ａ１１０へ送信されるＩＰパケットの構成は、通常運用時にはパケットＢ１のようになる。送信元ＩＰアドレス２０１はセンタ局Ａ１５０のＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス２０２は基地局Ａ１１０のＩＰアドレスとなる。また、基地局情報２０３の内容は基地局Ａ１１０を示す情報となる。Ｌ３スイッチ１３０とセンタ局Ａ１５０の間のバックホール回線１４０の一部に障害が発生し通信不可となった場合、センタ局Ａ１５０からＩＰ網１７０を経由してセンタ局Ｂ１６０へ送信されるＩＰパケットはパケットＢ２の構成となる。
【００３５】
パケットＢ２の構成では、送信先ＩＰアドレス２０２がパケットＢ１の基地局Ａ１１０のＩＰアドレスからセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスへ変更される。センタ局Ｂ１６０で受信されたＩＰパケットは基地局Ａ１１０へ送信される。その際に送信されるＩＰパケットはパケットＢ３の構成となる。この構成では、送信先ＩＰアドレス２０２がパケットＢ２のセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスから基地局Ａ１１０のＩＰアドレスへ変更される。基地局Ａ１１０で受信されるパケットＢ３の構成は、通常運用時にセンタ局Ａ１５０から送信されるパケットＢ１の構成と同じである。
【００３６】
図３を参照して、災害が発生した場合などの疎通確認シーケンスについて説明する。通常運用時に基地局Ａ１１０とセンタ局Ａ１５０は、Ｌ３スイッチ１３０を経由してＩＰパケットを送受信する。例えば、基地局Ａ１１０は携帯端末から受信した無線パケットをＩＰパケット処理３０１により、パケットＡ１であるＩＰパケット３０２を生成してＬ３スイッチ１３０へ送信する。Ｌ３スイッチ１３０はパケットＡ１の送信先ＩＰアドレス２０２がセンタ局Ａ１５０のＩＰアドレスであることに基づき、受信したＩＰパケット３０２をそのままセンタ局Ａ１５０へ送信する。センタ局Ａ１５０は安否確認に関する処理やＩＰ網１７０へさらに転送するため処理であるＩＰパケット処理３０３を実行する。
【００３７】
例えば、センタ局Ａ１５０は安否確認に関する処理やＩＰ網１７０から受信したパケットを転送するための処理であるＩＰパケット処理３０４により、パケットＢ１であるＩＰパケット３０５を生成してＬ３スイッチ１３０へ送信する。Ｌ３スイッチ１３０はパケットＢ１の送信先ＩＰアドレス２０２が基地局Ａ１１０のＩＰアドレスであることに基づき、受信したＩＰパケット３０５をそのまま基地局Ａ１１０へ送信する。基地局Ａ１１０は携帯端末へ送信するためのＩＰパケット処理３０６を実行する。
【００３８】
センタ局Ａ１５０およびセンタ局Ｂ１６０と、Ｌ３スイッチ１３０との間は疎通確認３０７が送受信される。疎通確認３０７はＩＰパケットと同じ通信回線を通過する特殊なパケットでもよいし、単なる信号でもよい。また、疎通確認３０７の代わりにＩＰパケット３０２やＩＰパケット３０５への応答であるＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）やＮＡＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）などの信号であってもよい。疎通確認３０７は所定の周期毎あるいは災害が発生した場合や保守作業の場合などの特定の事象にともなって送受信される。
【００３９】
疎通確認３０７に対し、センタ局Ａ１５０の通信可否判定部１５４は通信可能であるか否かの判定３０８を実行する。判定３０８において通信可否判定部１５４が通信可能であると判定すなわちＹＥＳの場合はそのままの動作を継続する。判定３０８において通信可否判定部１５４が通信可能でないと判定すなわちＮＯの場合、送信先変更３０９でネットワーク管理部１５５は、他センタ記録部１５３に予め記録されている他の通信会社のセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスへ、送信先ＩＰアドレスを変更する。
【００４０】
疎通確認３０７に対し、Ｌ３スイッチ１３０の通信可否判定部１３３は通信可能であるか否かの判定３１０を実行する。判定３１０において通信可否判定部１３３が通信可能であると判定すなわちＹＥＳの場合はそのままの動作を継続する。判定３１０において通信可否判定部１３３が通信可能でないと判定すなわちＮＯの場合、指示部１３５は記録部１３６に格納された情報に基づき、基地局Ａ１１０へ送信先変更通知３１１を送信する。送信先変更通知３１１を受信した基地局Ａ１１０の制御部１１４は、送信先変更３１２で送信先ＩＰ記録部１１５の送信先ＩＰアドレスの記録を変更する。
【００４１】
さらに、指示部１３５は記録部１３６に格納された情報に基づき、センタ局Ｂ１６０へ登録通知３１３を送信する。登録通知３１３を受信したセンタ局Ｂ１６０のネットワーク管理部１５５は、受入登録３１４でセンタ局Ｂ１６０の受入記録部１５６へ登録する。なお、基地局Ａ１１０とセンタ局Ｂ１６０は送信先変更３１２と受入登録３１４の完了後にＬ３スイッチ１３０へ完了通知をそれぞれ送信してもよい。
【００４２】
ここで、Ｌ３スイッチ１３０の記録部１３６にはセンタ局Ａ１５０と通信可能でないという障害内容とその障害の対策とが対応付けられて記録されている。例えば、この障害内容に対しては、基地局Ａ１１０においてＩＰパケットの送信先をセンタ局Ａ１５０からセンタ局Ｂ１６０に変更し、センタ局Ｂ１６０において基地局Ａ１１０とセンタ局Ａ１５０を受け入れて、基地局Ａ１１０とセンタ局Ａ１５０へのＩＰパケットの転送を登録するという対策が記録されている。これらの対策内容は送信先変更通知３１１と登録通知３１３により通知される。
【００４３】
なお、記録部１３６にはセンタ局Ｂ１６０と通信可能でないという障害内容とその障害の対策とが対応付けられて記録されていてもよい。例えば、この障害内容に対しては、基地局Ｂ１２０においてＩＰパケットの送信先をセンタ局Ｂ１６０からセンタ局Ａ１５０に変更し、センタ局Ａ１５０において基地局Ｂ１２０とセンタ局Ｂ１６０を受け入れて、基地局Ｂ１２０とセンタ局Ｂ１６０へのＩＰパケットの転送を登録するという対策が記録されてもよい。
【００４４】
災害が発生し、バックホール回線１４０においてＬ３スイッチ１３０とセンタ局Ａ１５０との通信回線が断線した場合、以上で説明したシーケンスのとおり、疎通確認３０７により判定３０８、３１０は通信可能でないと判定し、無線通信システムは、以降で説明する通信のための準備をする。
【００４５】
図４を参照して、Ｌ３スイッチ１３０とセンタ局Ａ１５０との通信回線が断線した場合の、基地局Ａ１１０からセンタ局Ａ１５０へＩＰパケットの到達するシーケンスについて説明する。基地局Ａ１１０は例えば携帯端末から無線パケットを受信すると、センタ局Ａ１５０へ送信するためのＩＰパケット処理４０１を実行する。ＩＰパケット処理４０１でパケット組立部１１３は携帯端末から受信した無線パケットに基づきＩＰパケットを組み立てる際に、送信先ＩＰ記録部１１５から送信先変更３１２で変更されたセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスを読み出して、ＩＰパケットの送信先ＩＰアドレス２０２へ設定する。この設定によりパケットＡ２となったＩＰパケット４０２は回線ＩＦ１１６から送信される。
【００４６】
送信されたＩＰパケット４０２を受信したＬ３スイッチ１３０は、送信先ＩＰアドレス２０２にしたがってＩＰパケット４０２をセンタ局Ｂ１６０へ送信する。センタ局Ｂ１６０はＩＰパケット４０２を受信すると、センタ局Ｂ１６０のネットワーク管理部１５５が基地局情報取得４０３によりＩＰパケット４０２の基地局情報２０３を取得する。仮に基地局情報２０３が基地局Ｂ１２０を示す情報であり、基地局Ｂ１２０が送信したＩＰパケットであれば判定４０４はＹＥＳとなり、ＩＰパケット処理４０８でセンタ局Ｂ１６０は、基地局Ｂ１２０に対する通常運用時の処理をする。
【００４７】
図４の例は、基地局Ａ１１０がＩＰパケット４０２を送信し、基地局情報２０３は基地局Ａ１１０を示す情報であるため判定４０４はＮＯとなる。そして、送信先ＩＰアドレス変更４０５でセンタ局Ｂ１６０は、受入記録部１５６に記録された情報にしたがって、ＩＰパケット４０２の送信先ＩＰアドレス２０２をセンタ局Ａ１５０のＩＰアドレスに変更する。このＩＰアドレスの変更によりパケットＡ３となったＩＰパケット４０６をセンタ局Ｂ１６０はＩＰ網１７０へ送信する。ＩＰパケット４０６は送信先ＩＰアドレス２０２に設定されたセンタ局Ａ１５０のＩＰアドレスにしたがってＩＰ網１７０からセンタ局Ａ１５０へ到達する。
【００４８】
ここで、ＩＰパケット４０６はパケットＡ３であり、パケットＡ１と同じであるから、ＩＰパケット処理４０７は通常運用時のパケットＡ１の処理と同じである。また、センタ局Ａ１５０がＩＰパケット４０６を受信することにより、センタ局Ａ１５０のユーザ認証機能部１５２は漏れなくＩＰパケットの課金を管理できる。
【００４９】
図５を参照して、Ｌ３スイッチ１３０とセンタ局Ａ１５０との通信回線が断線した場合の、センタ局Ａ１５０から基地局Ａ１１０へＩＰパケットの到達するシーケンスについて説明する。ＩＰパケット処理５０１からＩＰパケット処理５０８のそれぞれは基本的には図４を用いて説明したＩＰパケット処理４０１からＩＰパケット処理４０８に対応する処理である。センタ局Ａ１５０は例えばＩＰ網１７０から受信したＩＰパケットを受信すると基地局Ａ１１０へ送信するためのＩＰパケット処理５０１を実行する。センタ局Ａ１５０のネットワーク管理部１５５は、送信先変更３０９において変更されたセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスを送信先ＩＰアドレス２０２へ設定し、センタ局Ａ１５０はパケットＢ２であるＩＰパケット５０２をＩＰ網１７０へ送信する。
【００５０】
ＩＰパケット５０２は、送信先ＩＰアドレス２０２のセンタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスにしたがって、センタ局Ｂ１６０へ到達する。センタ局Ｂ１６０はＩＰパケット５０２を受信すると、センタ局Ｂ１６０のネットワーク管理部１５５が基地局情報取得５０３でＩＰパケット５０２の基地局情報２０３を取得する。基地局情報２０３はＩＰパケット処理５０１で変更されていないので、基地局Ａ１１０を示す情報である。このため、判定５０４はＮＯとなり、送信先ＩＰアドレス変更５０５でセンタ局Ｂ１６０は、受入記録部１５６に記録された情報にしたがって、ＩＰパケット５０２の送信先ＩＰアドレス２０２を基地局Ａ１１０のＩＰアドレスに変更する。このＩＰアドレスの変更によりパケットＢ３となったＩＰパケット５０６はＬ３スイッチ１３０を経由して基地局Ａ１１０へ到達し、基地局Ａ１１０ではＩＰパケット処理５０７が可能となる。
【００５１】
センタ局Ｂ１６０はＩＰパケットから基地局情報２０３を取得することにより、通常運用時の基地局Ｂ１２０に関するＩＰパケットでないことを簡単に判定できる。そして、センタ局Ｂ１６０は、送信元アドレス２０１が基地局Ａ１１０のＩＰアドレスかセンタ局Ａ１５０のＩＰアドレスかに応じて、送信先アドレス２０２をセンタ局Ａ１５０のＩＰアドレスか基地局Ａ１１０のＩＰアドレスかに変更できる。なお、基地局情報２０３は基地局へのＩＰパケットか基地局からのＩＰパケットかの方向の情報を含んでもよく、基地局情報２０３以外にこの方向の情報を含んでもよい。基地局情報２０３が方向の情報を含むと、センタ局Ｂ１６０は送信先ＩＰアドレス２０１のどのＩＰアドレスに変更するかさらに簡単に決定することができる。
【００５２】
図６を参照して、Ｌ３スイッチ１３０とセンタ局Ａ１５０との通信回線が断線した場合のシーケンスについてさらに説明する。図３を用いた説明では、断線を検出するとセンタ局Ｂ１６０を利用した迂回経路が設定されたが、センタ局Ｂ１６０はもともと他の通信会社の基地局Ａ１１０のために設置された設備ではないため、回線使用率がオーバフローする可能性もある。そこで、この例はセンタ局Ｂ１６０の回線使用率を抑制し、センタ局Ｂ１６０を利用した迂回を可能にする。
【００５３】
図３を用いて説明した判定３１０と送信先変更通知３１１との間に、問合せ６０１から抑制完了６０６までが追加される。判定３１０でＬ３スイッチ１３０は通信可能でないと判定すなわちＮＯの場合、回線使用率判定部１３４がセンタ局Ｂ１６０へ回線使用率の問合せ６０１を送信する。センタ局Ｂ１６０は問合せ６０１に対して回線使用率の応答６０２をＬ３スイッチ１３０へ送信する。ここで回線使用率は、基地局Ａ１１０とセンタ局Ａ１５０とのＩＰパケットをセンタ局Ｂ１６０が中継する動作において共用される回線の最も高い使用率を示す値であればどの部分の値であってもよい。
【００５４】
Ｌ３スイッチ１３０の回線使用率判定部１３４は、受信した回線使用率が９０％を超えているかの判定６０３を実行する。回線使用率が９０％を超えていると判定すなわちＹＥＳの場合、Ｌ３スイッチ１３０の指示部１３５はセンタ局Ｂ１６０へ回線使用率抑制の指示６０４を送信する。回線使用率抑制の指示６０４は抑制の目標となる回線使用率の値を含んでもよい。この回線使用率の値は通信会社間での取り決めなどに基づき予め設定されてよいし、回線使用率の応答６０２と予め設定された値との所定の計算に基づく値であってもよい。これに対し、センタ局Ｂ１６０は回線使用率の抑制６０５を実行する。
【００５５】
回線使用率の抑制６０５は、基地局Ｂ１２０とのＩＰパケットの送受信におけるセンタ局Ｂ１６０のフロー制御による抑制でもよいし、センタ局Ｂ１６０が基地局Ｂ１２０へ抑制６０５を転送し、センタ局Ｂ１６０とのＩＰパケットの送受信における基地局Ｂ１２０のフロー制御による抑制でもよいし、携帯端末との無線パケットの送受信における基地局Ｂ１２０のフロー制御による抑制などであってもよい。これらの抑制をネットワーク管理部１５５が制御してもよい。フロー制御は例えば既に広く知られ使用されているウィンドウサイズの制御であってもよい。その抑制が完了すると、回線使用率の抑制完了６０６をＬ３スイッチ１３０へ送信する。これに対し、Ｌ３スイッチ１３０は基地局Ａ１１０へ送信先変更通知３１１を送信し、図３を用いて説明したとおりのシーケンスとなる。
【００５６】
図７を参照して、通信回線の物理的な断線が復旧した後の、論理的な通信の復旧のシーケンスを説明する。図３を用いて説明した疎通確認３０７の後も所定の周期あるいは特定の事象発生に応じて疎通確認７０１は送信される。例えば、断線した通信回線を修理した場合の保守員による手動操作という特定の事象発生に応じて、疎通確認７０１は送信されてもよい。この疎通確認７０１に対して、センタ局Ａ１５０の通信可否判定部１５４は通信可能であるか否かの判定７０２を実行する。この例では通信回線の断線が復旧しているため、判定７０２で通信可否判定部１５４は通信可能であると判定すなわちＹＥＳとし、送信先変更７０３でセンタ局Ａ１５０のネットワーク管理部１５５は送信先ＩＰアドレスを基地局Ａ１１０のＩＰアドレスへ変更する。これによりセンタ局Ａ１５０は送信先ＩＰアドレスを災害の発生前のＩＰアドレスに戻す。
【００５７】
Ｌ３スイッチ１３０の通信可否判定部１３３も疎通確認７０１に対して通信可能であるか否かの判定７０４を実行する。この例では通信回線の断線が復旧しているため、判定７０４で通信可否判定部１３３は通信可能であると判定すなわちＹＥＳとし、センタ局Ｂ１６０へ解除通知７０５を送信する。解除通知７０５を受信したセンタ局Ｂ１６０は、受入解除７０６を実行し、受入登録３１４で受入記録部１５６に登録した記録を削除する。なお、回線使用率を抑制している場合は、抑制を解除してもよい。
【００５８】
また、Ｌ３スイッチ１３０は基地局Ａ１１０へ解除通知７０７を送信する。解除通知７０７を受信した基地局Ａ１１０の制御部１１４は送信先変更７０８を実行し、送信先変更３１２で送信先ＩＰ記録部１１５の変更された送信先ＩＰアドレスの記録を、センタ局Ａ１５０のＩＰアドレスに変更する。これにより基地局Ａ１１０は送信先ＩＰアドレスを災害の発生前のＩＰアドレスに戻す。
【００５９】
以上で説明したように、災害の発生によりバックホール回線の一部が断線しても、その断線を検出し、他の通信会社のバックホール回線およびセンタ局を利用して迂回経路を設定することが可能であり、無線通信サービスを継続できる。また、迂回経路が設定される際に回線使用率を抑制することにより、迂回経路は確実に利用できるようになる。
【実施例２】
【００６０】
実施例１は、１つの迂回経路しか存在しない例であったが、実施例２は、２つ以上の迂回経路が存在する場合に、回線使用率に基づき迂回経路を選択して利用する例である。このため、図８を参照して３つの通信会社による３つのセンタ局と３つの基地局の例を説明する。
【００６１】
基地局Ａ１１０、基地局Ｂ１２０、Ｌ３スイッチ１３０、センタ局Ａ１５０、センタ局Ｂ１６０、ＩＰ網１７０は、既に説明したとおりである。この例の無線通信システムは更に基地局Ｃ８０１とセンタ局Ｃ８０２を有し、Ｌ３スイッチ１３０とセンタ局Ｃ８０２はバックホール回線１４０で接続され、センタ局Ｃ８０２とＩＰ網１７０も通信回線で接続される。
【００６２】
このため、Ｌ３スイッチ１３０とセンタ局Ａ１５０との間のバックホール回線１４０の通信回線が、災害の発生により断線した場合、既に説明したセンタ局Ｂ１６０を迂回経路とする薄いハッチングの矢印の他に、濃いハッチングの矢印のセンタ局Ｃ８０２を利用した迂回経路も存在し、２つの迂回経路が選択対象となる。
【００６３】
図９を参照して、２つの迂回経路の中から選択するシーケンスを説明する。図６を用いた説明と同じく判定３１０と送信先変更通知３１１との間に、問合せ９０１から選択９０７までが追加される。Ｌ３スイッチ１３０は判定３１０で通信可能でないと判定すなわちＮＯの場合、センタ局Ｂ１６０とセンタ局Ｃ８０２の両方へ回線使用率の問合せ９０１を送信する。問合せ９０１に対して、センタ局Ｂ１６０とセンタ局Ｃ８０２のそれぞれは回線使用率の応答９０２をＬ３スイッチ１３０へ送信する。
【００６４】
Ｌ３スイッチ１３０は、受信したそれぞれの回線使用率に基づき、センタ局Ｂ１６０とセンタ局Ｃ８０２それぞれの回線使用率を抑制する。判定６０３から応答６０６までは図６を用いて既に説明したとおりであり、判定９０３から応答９０６までは抑制の対象をセンタ局Ｃ８０２に変えて判定６０３から応答６０６までと同じである。Ｌ３スイッチ１３０はセンタ局Ｂ１６０とセンタ局Ｃ８０２の回線使用率の低い方の選択９０７を実行し、選択されたセンタ局のＩＰアドレスを送信先ＩＰアドレスに設定するように送信先変更通知３１１を基地局Ａ１１０へ送信する。
【００６５】
なお、以上の説明では判定６０３と判定９０３の両方において回線使用率が９０％を超える場合、センタ局Ｂ１６０とセンタ局Ｃ８０２の両方で回線使用率を抑制したが、選択９０７で選択されないセンタ局は抑制を解除してもよい。また、回線使用率の問合せ９０１は通信のどのような単位毎に送信されてもよい。例えば判定３１０のＮＯに対して回線使用率の問合せ９０１は１回だけ送信されてもよいし、判定３１０のＮＯ以降の所定のＩＰパケット数が通過するごとに回線使用率の問合せ９０１は送信され、そのたびに選択９０７は実行されて送信先変更通知３１１は送信されてもよい。さらに、４つ以上のセンタ局を有する無線通信システムにおいてＬ３スイッチは３つ以上の選択対象に対して選択９０７を実行してもよい。
【００６６】
以上で説明したように、複数の迂回経路の中から回線使用率の低い迂回経路を選択でき、迂回経路を提供する通信回線への影響を低く抑えることができるとともに、迂回経路を利用する通信も多く通信回線を利用できる。
【実施例３】
【００６７】
実施例２は、回線使用率に基づき１つの迂回経路を選択して使用する例であったが、実施例３は、２つ以上の迂回経路を選択して使用する例である。このため、図１０を参照して、回線使用率とは関係なくＩＰパケットを分散するように、２つ以上の迂回経路を選択する例を説明する。例えば、図８に示した無線通信システムにおいて第１のＩＰパケットはセンタ局Ｂ１６０を経由して送信され、第２のＩＰパケットはセンタ局Ｃ８０２を経由して送信され、第３のＩＰパケットはセンタ局Ｂ１６０を経由して送信されるというように、断線していない通信回線を順番に使用してＩＰパケットは送信される。
【００６８】
基地局Ａ１１０の送信先ＩＰ記録部１１５は、送信先ＩＰアドレスとして、センタ局Ｂ１６０のＩＰアドレスとセンタ局Ｃ８０２のＩＰアドレスという複数のＩＰアドレスを、順番に記録している。基地局Ａ１１０の制御部１１４は送信先ＩＰ記録部１１５に記録されたＩＰアドレスの１つめの取得１００１を実行し、パケット組立部１１３へ取得したＩＰアドレスを送る。パケット組立部１１３は送信先ＩＰアドレス２０２への設定１００２を実行し、回線ＩＦ１１６は設定されたＩＰパケットの送信１００３を実行する。
【００６９】
制御部１１４は送信先ＩＰ記録部１１５の中に次のＩＰアドレスがあるかの判定１００４を実行し、次のＩＰアドレスがあると判定した場合は、次のＩＰアドレスの取得１００５を実行して、設定１００２の実行へ戻る。判定１００４の実行の結果として次のＩＰアドレスがないと判定した場合、制御部１１４は取得１００１の実行へ戻る。
【００７０】
なお、送信先ＩＰ記録部１１５は、送信先ＩＰアドレスとともに各センタ局の回線使用率も記録し、取得１００１と取得１００５において制御部１１４は回線使用率も取得して、回線使用率が所定の値を超えないセンタ局のＩＰアドレスのみを設定１００２で設定してもよい。
【００７１】
以上で説明したように、複数の迂回経路を分散してＩＰパケットを送信でき、特定の迂回経路へ負担をかける状態を避けることができるとともに、迂回経路を提供する通信回線への影響を低く抑えることができる。
【００７２】
以上、実施例１〜３を用いて災害時にも通信可能な無線通信システムを説明したが、災害に限らず何らかの原因で基地局とセンタ局との間の通信回線に障害が発生した場合にも、迂回経路で対応可能な無線通信システムとすることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１１０  基地局Ａ
１２０  基地局Ｂ
１３０  Ｌ３スイッチ
１４０  バックホール回線
１５０  センタ局Ａ
１６０  センタ局Ｂ
１７０  ＩＰ網
【図１】
2016052033.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016052033.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2016052033.tif 000008
【図７】
2016052033.tif 000009
【図８】
2016052033.tif 000010
【図９】
2016052033.tif 000011
【図１０】
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