(57)【要約】【課題】上位ネットワーク内の輻輳の収束速度を向上させる。【解決手段】端末と無線通信を行い、上位ネットワークと前記端末との間のデータ信号を中継し、制御信号を送信して端末を制御する無線通信装置は、データ信号からパケットを取得し、上位ネットワーク内のエラーによって通信不可であることを示すメッセージを検出する検出部と、メッセージの受信状況に基づいて、上位ネットワーク内の輻輳状態を判定する判定部と、上位ネットワーク内の輻輳の発生が判定された場合に、制御信号を介して端末に対して発信規制を行なう制御部と、を備える。【選択図】図５
2017103503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と無線通信を行い、上位ネットワークと前記端末との間のデータ信号を中継し、制御信号を送信して前記端末を制御する無線通信装置であって、
前記データ信号からパケットを取得し、前記上位ネットワーク内のエラーによって通信不可であることを示すメッセージを検出する検出部と、
前記メッセージの受信状況に基づいて、前記上位ネットワーク内の輻輳状態を判定する判定部と、
前記上位ネットワーク内の輻輳の発生が判定された場合に、前記制御信号を介して前記端末に対して発信規制を行なう制御部と、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記上位ネットワーク内の輻輳の収束が判定された場合に、前記制御信号を介して、前記端末に対する発信規制を解除する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
端末と無線通信を行い、上位ネットワークと前記端末との間のデータ信号を中継し、制御信号を送信して前記端末を制御する無線通信装置を含み、
前記無線通信装置は、
前記データ信号からパケットを取得し、前記上位ネットワーク内のエラーによって通信不可であることを示すメッセージを検出する検出部と、
前記メッセージの受信状況に基づいて、前記上位ネットワーク内の輻輳状態を判定する判定部と、
前記上位ネットワーク内の輻輳の発生が判定された場合に、前記制御信号を介して前記端末に対して発信規制を行なう制御部と、
を備える無線通信システム。
【請求項４】
端末と無線通信を行い、上位ネットワークと前記端末との間のデータ信号を中継し、制御信号を送信して前記端末を制御する無線通信装置が、
前記データ信号からパケットを取得し、前記上位ネットワーク内のエラーによって通信不可であることを示すメッセージを検出し、
前記メッセージの受信状況に基づいて、前記上位ネットワーク内の輻輳状態を判定し、
前記上位ネットワーク内の輻輳の発生が判定された場合に、前記制御信号を介して前記端末に対して発信規制を行なう、
輻輳制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信システム、及び、輻輳制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、無線通信システムの構成の一例を示す図である。無線通信システム１００Ｐは、携帯端末５Ｐが接続するアクセスネットワーク５００Ｐと、コアネットワーク６００Ｐとを含む。アクセスネットワーク５００Ｐは、基地局１ＰとＭＭＥ／ＧＷ（Mobility Management Entity/GateWay）４Ｐとを含む。携帯端末５Ｐと基地局１Ｐとは、無線ネットワークを介して接続される。図１では、携帯端末の個体を区別せず、携帯端末を総称する場合には、符号を用いて携帯端末５Ｐと表記する。また、携帯端末の個体を区別する場合には、携帯端末＃Ａ、携帯端末＃Ｂというように、「＃」と英数字を用いて表記する。図１以降の図に関しても同様である。
【０００３】
コアネットワーク６００Ｐは、ＣＮ（Core Node）２Ｐと、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバ３Ｐとを含む。携帯端末５Ｐは、アクセスネットワーク５００Ｐを介してコアネットワーク６００Ｐと通信を行う。図１に示される無線通信システム１００Ｐでは、呼制御プロトコルとして、例えば、ＳＩＰが採用されている。
【０００４】
なお、図１に示される例では、アクセスネットワーク５００Ｐ及びコアネットワーク６００Ｐ内の構成要素として、以降の説明に関する構成要素が示されている。しかしながら、アクセスネットワーク５００Ｐ及びコアネットワーク６００Ｐに含まれる構成要素は、図１に示されるものに限定されない。また、無線通信システム１００Ｐで採用される呼制御プロトコルは、ＳＩＰに限定されない。
【０００５】
例えば、携帯端末５Ｐのユーザが電話をかける場合には、携帯端末５ＰからＳＩＰの呼び出しメッセージが送信される。ＳＩＰメッセージには、ステータス情報が含まれている。ＳＩＰの呼び出しメッセージには、ステータス情報として、呼び出しを示す“ＩＮＶＩＴＥ”が含まれる。携帯端末５Ｐから送信されたＳＩＰメッセージは、携帯端末５Ｐが接続する基地局１Ｐ、ＭＭＥ／ＧＷ４Ｐ、ＳＩＰサーバ３Ｐ、ＣＮ２Ｐを経由して、通話相手の装置に送信される。通話相手が電話を受けると、ＣＮ２Ｐ、ＳＩＰサーバ３Ｐ、ＭＭＥ／ＧＷ４Ｐ、基地局１Ｐを通じて、携帯端末５Ｐに、成功（ＯＫ）を示すＳＩＰメッセージが届く。成功を示すＳＩＰメッセージには、ステータス情報として、ステータスコード２００が含まれる。
【０００６】
無線通信システム１００Ｐでは、様々な要因で輻輳が発生する。例えば、コアネットワーク６００Ｐでは、アプリケーションサービスの増加、災害時における交換機の故障等によって、輻輳が発生する。アクセスネットワーク５００Ｐでは、例えば、基地局１Ｐに複数の携帯端末５Ｐからの接続が集中することによって、該基地局１Ｐにおいて輻輳が発生する。
【０００７】
図２は、コアネットワーク６００Ｐにおける輻輳制御処理の一例を示す図である。図２では、ＣＮ＃１内で輻輳が発生したものとする。ＣＮ＃１は、例えば、予め設定された閾値を用いた所定のアルゴリズムによって輻輳を検出し、輻輳制御処理を開始する。又は、例えば、ＣＮ＃１は、輻輳の発生が予想される予め決められた時刻に、輻輳制御処理を開始する。
【０００８】
ＣＮ＃１は、輻輳制御処理の一つとして、ＳＩＰサーバ３Ｐを介して受信するＳＩＰの
呼び出しメッセージに対しては、サービス利用不可を示すＳＩＰメッセージを返す。サービス利用不可を示すＳＩＰメッセージには、ステータス情報として、ステータスコード５００番台の値が含まれる。この場合、携帯端末５Ｐでは、例えば、ガイダンス又はトーン信号が出力される。ガイダンス又はトーン信号によって、携帯端末５Ｐのユーザはコアネットワーク６００Ｐの輻輳状態を確認することになる。したがって、サービス利用不可を示すＳＩＰメッセージが発呼元の携帯端末５Ｐに返信されることによって、実質的に、携帯端末５Ｐの発信規制状態となる。
【０００９】
また、ＣＮ＃１は、輻輳制御処理の一つとして、隣接するＣＮ＃２に自装置における輻輳状態を通知する。これによって、ＣＮ＃２はＣＮ＃１にＳＩＰメッセージを転送しなくなり、ＣＮ＃１に流入されるＳＩＰメッセージを減少させる。
【００１０】
図３は、アクセスネットワーク５００Ｐにおける輻輳制御処理の一例を示す図である。図３では、基地局＃Ａにおいて輻輳が発生したとする。基地局＃Ａは、例えば、基地局＃Ａへの携帯端末５Ｐからのアクセス数が所定の閾値を超過した場合に、輻輳制御処理を開始する。基地局＃Ａは、輻輳制御処理の一つとして、在圏の携帯端末５Ｐに発信規制のメッセージを送信する。基地局＃Ａから発信規制のメッセージを受信した携帯端末５Ｐは、ユーザから発呼の操作が入力された場合でも、発呼を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２１２９１５号公報
【特許文献２】特開２００７−１８４７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来のコアネットワーク６００Ｐにおける輻輳制御処理及びアクセスネットワーク５００Ｐにおける輻輳制御処理では、輻輳の収束が遅れる場合がある。アクセスネットワーク５００Ｐ内では、制御情報を伝送する制御信号とユーザデータを伝送するデータ信号とが用いられる。制御プレーンは、制御信号を扱うプロトコルである。ユーザプレーンは、データ信号を扱うプロトコルである。アクセスネットワーク５００Ｐでは、制御信号とデータ信号とは、チャネル、インタフェース等が異なり、分離されている。アクセスネットワーク５００Ｐ内の装置間の通信には、制御信号が用いられる。アクセスネットワーク５００Ｐとコアネットワーク６００Ｐとの間では、データ信号が用いられる。
【００１３】
図３に示されるアクセスネットワーク５００Ｐ内の輻輳制御における、基地局１Ｐによる携帯端末５Ｐの発信規制には、制御信号が用いられる。一方、ＳＩＰはアプリケーション層のプロトコルであるため、ＳＩＰメッセージには、アクセスネットワーク５００Ｐでは、データ信号が用いられる。基地局１Ｐは、制御信号で伝送される制御情報のパケットについては解析を行い、解析結果に応じた処理を行う。一方で、基地局１Ｐは、データ信号で伝送されるユーザデータのパケットについては、転送するものの、解析や解析結果に応じた処理は、通常は行わず、透過させる。そのため、ＳＩＰメッセージについても、通常は、基地局は、転送するものの、解析等は行わない。
【００１４】
すなわち、アクセスネットワーク５００Ｐ内の輻輳制御処理とコアネットワーク６００Ｐ内の輻輳制御処理とは、それぞれ独立している。そのため、コアネットワーク６００Ｐ内で輻輳が発生しても、アクセスネットワーク５００Ｐ内の輻輳制御処理は行なわれない。このことにより、以下のような問題が生じることがある。
【００１５】
例えば、図２において、コアネットワーク６００Ｐは輻輳状態であるものの、アクセス
ネットワーク５００Ｐは輻輳状態でないとする。また、図２において、基地局＃Ａの在圏の携帯端末５ＰからのＳＩＰメッセージは、ＣＮ＃１に転送されることとする。
【００１６】
この場合には、基地局＃Ａの在圏の携帯端末Ｐ５のうちの一台である携帯端末＃Ａのユーザは、コアネットワーク６００Ｐ側からのＳＩＰメッセージによって、コアネットワーク６００Ｐが輻輳状態であり、通話相手の装置に着信しないことを知り得る。一方で、アクセスネットワーク５００Ｐは輻輳状態でないので、基地局＃Ａは輻輳制御処理を行っておらず、携帯端末＃Ａは、発信規制されていない。そのため、携帯端末＃Ａからの発信は可能である。
【００１７】
すなわち、コアネットワーク６００Ｐは輻輳状態であるものの、アクセスネットワーク５００Ｐは輻輳状態でない場合には、携帯端末＃Ａのユーザが、通信相手の装置に着信しない状況を知りつつも、発信をあきらめずに、発信操作を行い続けることが想定される。携帯端末＃Ａや、基地局＃Ａの配下の他の携帯端末５Ｐのユーザが発信操作を行い続けると、これらの呼び出しのＳＩＰメッセージがＣＮ＃１に送信され続けることになり、輻輳の収束を遅らせる要因となる。
【００１８】
本発明の一態様は、上位ネットワーク内の輻輳の収束速度を向上させることが可能な無線通信装置、無線通信ネットワークシステム、及び、輻輳制御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】
【００１９】
本発明の態様の一つは、端末と無線通信を行い、上位ネットワークと端末との間のデータ信号を中継し、制御信号を送信して前記端末を制御する無線通信装置である。無線通信装置は、データ信号からパケットを取得し、上位ネットワーク内のエラーによって通信不可であることを示すメッセージを検出する検出部と、メッセージの受信状況に基づいて、上位ネットワーク内の輻輳状態を判定する判定部と、上位ネットワーク内の輻輳の発生が判定された場合に、制御信号を介して端末に対して発信規制を行なう制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
開示の無線通信装置、無線通信システム、及び、輻輳制御方法によれば、上位ネットワーク内の輻輳の収束速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】コアネットワークにおける輻輳制御処理の一例を示す図である。
【図３】アクセスネットワークにおける輻輳制御処理の一例を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る基地局の処理の一例を示す図である。
【図６】基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図７】基地局の機能構成の一例を示す図である。
【図８】呼処理部の信号検索部の処理のフローチャートの一例である。
【図９】システム制御部の輻輳分析部の処理のフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図４は、第１実施形態に係る無線通信システム１００のシステム構成の一例を示す図である。第１実施形態に係る無線通信システム１００は、アクセスネットワーク５００とコアネットワーク６００とを含む。アクセスネットワーク５００は、複数の基地局１と、複数の携帯端末５、ＭＭＥ／ＧＷ４とを含む。
【００２４】
アクセスネットワーク５００は、例えば、ＬＴＥのネットワークである。ただし、アクセスネットワーク５００は、ＬＴＥに限定されず、無線通信規格に対応するネットワークであればよい。携帯端末５は、例えば、携帯電話、スマートフォン等のＬＴＥ対応の通話可能な端末であるとする。無線通信システム１００では、呼制御プロトコルとして、ＳＩＰが用いられることとする。アクセスネットワーク５００は、「無線通信ネットワーク」の一例である。携帯端末５は、「端末」の一例である。
【００２５】
ＭＭＥ／ＧＷ４は、ＭＭＥとＳ−ＧＷ（Serving Gateway）とが一体になっているもの
である。ＭＭＥは、制御プレーンにおける携帯端末５の移動管理、認証、ユーザデータの転送経路等の制御を行う。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータを伝送する装置で、ユーザプレーンにおけるアクセスネットワーク５００のゲートウェイである。
【００２６】
基地局１は、携帯端末５からの無線アクセスを収容し、携帯端末５と無線通信システム１００との間の無線信号とデジタル信号との変換を行う。基地局１相互間、基地局１と携帯端末５間、基地局１とＭＭＥ／ＧＷ４間の通信は、制御プレーンを通じて行われる。ただし、ここでの「通信」とは、発信元と発信先となる関係における通信を意味し、中継は含まれない。基地局１及びＭＭＥ／ＧＷ４は、ユーザプレーンにおいて、携帯端末５とコアネットワーク６００との間の通信を中継（転送）する。基地局１は、「無線通信装置」の一例である。
【００２７】
コアネットワーク６００は、ＳＩＰサーバ３とコアノード（ＣＮ）２とを含む。コアノード２は、例えば、ユーザ認証のセキュリティ機能を備えるＳＩＰサーバや、アプリケーションサーバである。ＳＩＰサーバ３は、ＳＩＰ転送サーバである。ＳＩＰサーバ３は、アクセスネットワーク５００からＳＩＰパケットを受信すると、該ＳＩＰパケットの転送先となるＣＮ２を判定し、いずれかのＣＮ２に転送する。コアネットワーク６００は、「上位ネットワーク」の一例である。
【００２８】
図５は、第１実施形態に係る基地局１の処理の一例を示す図である。無線通信システム１００において、携帯端末５とＣＮ２との間の通信はデータ信号であり、基地局１のユーザプレーンにおいて転送される。第１実施形態では、基地局１は、従来透過させていたデータ信号を監視し、コアネットワーク６００から携帯端末５に通知されるサービス利用不可を示すＳＩＰメッセージを検出する。
【００２９】
基地局１は、サービス利用不可を示すＳＩＰメッセージの数をカウントし、サービス利用不可を示すＳＩＰメッセージの受信状況に基づいて、コアネットワーク６００内の輻輳状態を判定する。コアネットワーク６００内の輻輳が検出されると、基地局１は、自局のセルに在圏中の携帯端末５に対して発信規制を行う制御信号を送信する。
【００３０】
＜装置構成＞
図６は、基地局１のハードウェア構成の一例を示す図である。基地局１は、無線部１０１、ベースバンド処理部１０２、呼処理部１０３、システム制御部１０４、ネットワークインタフェース１０５を備える。無線部１０１は、アンテナと接続し、高周波信号とベースバンド信号との変換を行う。ベースバンド処理部１０２は、ベースバンド信号とデジタル信号との変調及び復調を行う。無線部１０１及びベースバンド処理部１０２は、それぞ
れ、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の電気回路、専
用のプロセッサ、又はＡＳＩＣとプロセッサの組み合わせである。
【００３１】
呼処理部１０３は、デジタル信号からのパケットの成形、リアルタイム性を要求されるパケットの処理を行う。リアルタイム性を要求するパケットには、例えば、ＳＩＰパケット、音声通話のパケット等がある。呼処理部１０３は、システム制御部１０４の処理対象のパケットについては、システム制御部１０４に出力する。
【００３２】
呼処理部１０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０３ＡとＲＡＭ（Random Access Memory）１０３Ｂ、不揮発性メモリ１０３Ｃを含む。ＲＡＭ１０３Ｂは、揮発性の
半導体メモリである。ＲＡＭ１０３Ｂは、ＣＰＵ１０３Ａに対して、不揮発性メモリ１０３Ｃに格納されているプログラムをロードする記憶領域および作業領域を提供する。不揮発性メモリ１０３Ｃは、例えば、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、フラッシ
ュメモリ等である。不揮発性メモリ１０３Ｃは、様々なプログラムや、各プログラムの実行に際してＣＰＵ１０３Ａが使用するデータを格納する。不揮発性メモリ１０３Ｃは、例えば、信号検索プログラムを格納する。信号検索プログラムは、データ信号の転送の際に、該データ信号からパケットを取得し、解析し、所定のＳＩＰメッセージを検出するためのプログラムである。
【００３３】
ＣＰＵ１０３Ａは、不揮発性メモリ１０３Ｃに保持されるプログラムをＲＡＭ１０３Ｂにロードして実行することによって、様々な処理を実行する。ＣＰＵ１０３Ａは、１つに限られず、複数備えられてもよい。
【００３４】
システム制御部１０４は、システムの保守に関する処理を行う。システム制御部１０４に入力されるパケットは、例えば、基地局１自身を宛先とするパケットである。システム制御部１０４は、ＣＰＵ１０４Ａ、ＲＡＭ１０４Ｂ、不揮発性メモリ１０４Ｃを備える。ＣＰＵ１０４Ａ、ＲＡＭ１０４Ｂ、不揮発性メモリ１０４Ｃは、ハードウェアとしては、ＣＰＵ１０３Ａ、ＲＡＭ１０３Ｂ、不揮発性メモリ１０３Ｃと同様である。不揮発性メモリ１０４Ｃには、信号検索プログラムに代わり、輻輳制御プログラムが格納されている。輻輳制御プログラムは、呼処理部１０３の不揮発性メモリ１０３Ｃに格納されている信号検索プログラムと連携して動作するプログラムである。輻輳制御プログラムは、信号検索プログラムの実行によって検出されたＳＩＰメッセージの受信状況に基づいて、コアネットワーク６００の輻輳発生を検出し、発信規制を行う制御信号を携帯端末５に送信するためのプログラムである。すなわち、信号検索プログラムと輻輳制御プログラムとは、本来独立している制御プレーンとユーザプレーンとを連携させるためのプログラムである。
【００３５】
ネットワークインタフェース１０５は、他の基地局１、ＭＭＥ／ＧＷ４との通信のインタフェースである。ネットワークインタフェース１０５は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等である。ネットワークインタフェース１０５で受信されたデータ等は、呼処理部１０３に出力される。
【００３６】
なお、図６に示される基地局１のハードウェア構成は、一例であり、上記に限られず、実施の形態に応じて適宜構成要素の省略や置換、追加が可能である。例えば、無線部１０１とベースバンド処理部１０２とは、一体であってもよい。
【００３７】
図７は、基地局１の機能構成の一例を示す図である。基地局１は、機能構成として、無線通信部１１、ベースバンド処理部１２、呼処理部１３、システム制御部１４、有線通信部１５を含む。無線通信部１１、ベースバンド処理部１２、呼処理部１３、システム制御部１４、有線通信部１５は、それぞれ、ハードウェアの構成要素である、無線部１０１、ベースバンド処理部１０２、呼処理部１０３、システム制御部１０４、ネットワークイン
タフェース１０５に相当する。有線通信部１５は、ＭＭＥ／ＧＷ  ４との論理インタフェースであるＳ１インタフェースと、他の基地局１との論理インタフェースであるＸ２インタフェースとを含んでいることとする。
【００３８】
呼処理部１３は、ユーザパケット編集部１３１、ユーザパケット転送部１３２、信号検索部１３３、制御パケット編集部１３４、制御パケット転送部１３５、発信規制ステータスデータベース１３６を備える。ユーザパケット編集部１３１、ユーザパケット転送部１３２、制御パケット編集部１３４、制御パケット転送部１３５は、それぞれ、呼処理部１０３のＣＰＵ１０３Ａが所定のプログラムを実行することによって実現される機能である。
【００３９】
ユーザパケット編集部１３１は、データ信号からユーザプレーンのパケットを組み立てる。ユーザパケット編集部１３１は、ユーザプレーンのパケットをユーザパケット転送部１３２に出力する。ユーザパケット転送部１３２は、ユーザプレーンのパケットの宛先にしたがって、ユーザプレーンのパケットの転送先を決定し、ユーザプレーンのパケットを信号に変換して出力する。ユーザプレーンのパケットの宛先が基地局１のセル内に在圏する携帯端末５である場合には、ユーザパケット転送部１３２は、ベースバンド処理部１２にユーザプレーンのパケットを転送する。ユーザプレーンのパケットの宛先が他の基地局１のセル内に在圏する携帯端末５である場合には、ユーザパケット転送部１３２は、有線通信部１５にユーザプレーンのパケットを転送する。
【００４０】
制御パケット編集部１３４は、制御信号から制御プレーンのパケットを組み立てる。制御パケット編集部１３４には、システム制御部１４からも信号が入力される。制御パケット編集部１３４は、制御プレーンのパケットを制御パケット転送部１３５に出力する。制御パケット転送部１３５は、制御パケット編集部１３４から入力される制御プレーンのパケットの転送先を決定し、制御プレーンのパケットを信号に変換して出力する。制御プレーンのパケットの宛先が基地局１のセル内に在圏する携帯端末５である場合には、制御パケット転送部１３５は、ベースバンド処理部１２に制御プレーンのパケットを転送する。制御プレーンのパケットの宛先が他の基地局１やＭＭＥ／ＧＷ４である場合には、制御パケット転送部１３５は、有線通信部１５にユーザプレーンのパケットを転送する。
【００４１】
信号検索部１３３は、ＣＰＵ１０３Ａが信号検索プログラムを実行することによって実現される機能構成である。信号検索部１３３は、ユーザパケット編集部１３１がユーザパケット転送部１３２に出力するユーザパケットを取得する。信号検索部１３３のユーザパケットの取得方法は、例えば、ユーザパケット編集部１３１が、ユーザプレーンのパケットのコピーを信号検索部１３３に出力するようにしてもよい。又は、信号検索部１３３が、ユーザパケット編集部１３１からユーザパケット転送部１３２に出力されるユーザパケットをスヌーピング（覗き見）してもよい。信号検索部１３３は、ユーザプレーンのパケットを監視し、ユーザプレーンのパケットから発信規制ステータスＤＢ１３６に登録されているパケットを検出する。信号検索部１３３は、検出したユーザプレーンのパケットをシステム制御部１４に出力する。信号検索部１３３は、「検出部」の一例である。
【００４２】
発信規制ステータスＤＢ１３６は、例えば、ＣＰＵ１０３Ａによる信号検索プログラムのインストールによって不揮発性メモリ１０３Ｃ内に作成される。発信規制ステータスＤＢ１３６には、予め発信規制開始または停止の判断要素となるＳＩＰメッセージの情報が格納されている。具体的には、発信規制ステータスＤＢ１３６には、発信規制開始または停止の判断要素となるＳＩＰメッセージのステータス情報が格納される。第１実施形態では、発信規制開始または停止の判断要素となるＳＩＰメッセージは、システム使用不可を示すＳＩＰメッセージであるので、発信規制ステータスＤＢ１３６には、ステータス情報として、システム使用不可を示すステータスコード５００番台の番号が格納される。
【００４３】
すなわち、第１実施形態では、信号検索部１３３は、ユーザプレーンのパケットからシステム使用不可を示すＳＩＰメッセージを検出し、検出したＳＩＰメッセージをシステム制御部１４に出力する。なお、発信規制開始または停止の判断要素となるパケットは、システム使用不可を示すＳＩＰメッセージに限定されない。システム使用不可を示すＳＩＰメッセージは、「上位ネットワーク内のエラーによって通信不可であることを示すメッセージ」の一例である。以降、発信規制開始又は停止の判断要素となるパケットを、単に、発信規制対象パケットと称する。
【００４４】
システム制御部１４は、信号受信部１４１、輻輳分析部１４２、発信規制指示部１４３、発信規制信号編集部１４４、発信規制信号転送部１４５、基地局内輻輳管理部１４６、発信規制ステータスＤＢ１４７、輻輳データカウンタメモリ１４８、輻輳測定データメモリ１４９を備える。発信規制指示部１４３、発信規制信号編集部１４４、発信規制信号転送部１４５、基地局内輻輳管理部１４６は、それぞれ、システム制御部１０４のＣＰＵ１０４Ａが所定のプログラムを実行することによって達成される機能である。
【００４５】
発信規制指示部１４３は、輻輳分析部１４２、又は、基地局内輻輳管理部１４６からの入力に従って発信規制処理を開始させる。発信規制指示部１４３は、発信規制指示を発信規制信号編集部１４４に出力する。発信規制指示部１４３は、「制御部」の一例である。
【００４６】
発信規制信号編集部１４４は、発信規制指示部１４３からの発信規制指示の入力に応じて、発信規制を行う制御信号である発信規制信号を作成する。発信規制信号は、第１実施形態においては、ＬＴＥに規定されているフォーマットで作成される。発信規制信号編集部１４４は、作成した発信規制信号を発信規制信号転送部１４５に出力する。
【００４７】
発信規制信号転送部１４５は、発信規制信号編集部１４４から入力された発信規制信号を呼処理部１３に出力する。発信規制信号は、呼処理部１３の制御パケット編集部１３４、制御パケット転送部１３５を経由して、携帯端末５に送信される。
【００４８】
基地局内輻輳管理部１４６は、自局に接続する端末数を監視し、自局に接続する端末数が所定数を超えた場合に、発信規制指示部１４３に発信規制依頼を出力する。
【００４９】
信号受信部１４１、輻輳分析部１４２、発信規制ステータスＤＢ１４７、輻輳データカウンタメモリ１４８、輻輳測定データメモリ１４９は、システム制御部１０４のＣＰＵ１０４Ａが輻輳制御プログラムを実行することによって実現される機能構成である。信号受信部１４１は、呼処理部１３の信号検索部１３３によって検出された、発信規制対象のシステム使用不可を示すＳＩＰメッセージを受信する。信号受信部１４１は、輻輳データカウンタメモリ１４８に、発信規制対象のＳＩＰメッセージの受信時刻を記録し、輻輳データカウンタメモリ１４８のステータス情報ごとのカウンタのうち該当のカウンタの値を１増加させる。
【００５０】
輻輳分析部１４２は、輻輳データカウンタメモリ１４８に格納される、カウンタを解析して、コアネットワーク６００内の輻輳状態を判定する。輻輳分析部１４２の輻輳状態の判定処理は、コアネットワーク６００内で通常行われる既存のいずれの方法であってもよい。輻輳分析部１４２の輻輳検出の処理の一例は、後述される。輻輳分析部１４２は、コアネットワーク６００内の輻輳の発生又は収束を検出した場合には、発信規制指示部１４３に発信規制処理の起動又は解除の依頼を出力する。輻輳分析部１４２は、「判定部」の一例である。
【００５１】
発信規制ステータスＤＢ１４７は、輻輳制御プログラムのインストールによって、シス
テム制御部１０４の不揮発性メモリ１０４Ｃに作成される。発信規制ステータスＤＢ１４７は、発信規制ステータスＤＢ１３６と同様の情報を保持する。
【００５２】
輻輳データカウンタメモリ１４８、輻輳測定データメモリ１４９は、輻輳制御プログラムの実行を通じて、ＲＡＭ１０４Ｂに作成される。輻輳データカウンタメモリ１４８は、呼処理部１３の信号検索部１３３によって検出された発信規制対象のＳＩＰメッセージのステータス情報ごとの受信数を示すステータスカウンタと、受信時刻とを格納する。輻輳測定データメモリ１４９は、輻輳データカウンタメモリ１４８に格納されているステータス情報ごとのステータスカウンタの単位時間における値が格納される。単位時間は、例えば、１００ミリ秒からミリ秒単位で、任意に設定される。
【００５３】
基地局１がデータ信号のパケットを解析する信号検索部１３３と、データ信号のパケットに基づいて、制御信号を用いて発信規制の開始を判定する輻輳分析部１４２とによって、本来分離されている、制御プレーンとユーザプレーンとの連携が図られる。
【００５４】
＜処理の流れ＞
図８は、呼処理部１３の信号検索部１３３の処理のフローチャートの一例である。図８に示される処理は、ユーザパケット編集部１３１からユーザプレーンのパケットが入力されると開始される。なお、実行主体は呼処理部１０３のＣＰＵ１０３Ａであるが、便宜上、機能構成である信号検索部１３３を主体として説明する。
【００５５】
ＯＰ１では、信号検索部１３３は、ユーザパケット編集部１３１からの入力又はユーザパケット編集部１３１からの出力のスヌーピングによって、ユーザプレーンのパケットからユーザデータを抽出する。ＯＰ２では、信号検索部１３３は、抽出したユーザデータがＳＩＰプロトコルのデータであるか否かを判定する。抽出したユーザデータがＳＩＰプロトコルのデータである場合には（ＯＰ２：ＹＥＳ）、処理がＯＰ３に進む。抽出したユーザデータがＳＩＰプロトコルのデータでない場合には（ＯＰ２：ＮＯ）、図８に示される処理が終了する。
【００５６】
ＯＰ３では、信号検索部１３３は、ユーザデータからステータス情報を取り出す。ＯＰ４では、信号検索部１３３は、取り出したステータス情報で発信規制ステータスＤＢ１３６を検索する。
【００５７】
取り出されたステータス情報が発信規制ステータスＤＢ１３６に登録されている、すなわち、発信規制対象のステータス情報である場合には（ＯＰ５：ＹＥＳ）、処理がＯＰ６に進む。取り出されたステータス情報が発信規制ステータスＤＢ１３６に登録されていない、すなわち、発信規制対象のステータス情報でない場合には（ＯＰ５：ＮＯ）、信号検索部１３３は、ＳＩＰメッセージを廃棄して、図８に示される処理が終了する。
【００５８】
ＯＰ６では、信号検索部１３３は、システム制御部１４にユーザデータ（発信規制対象のＳＩＰメッセージ）を出力する。その後、図８に示される処理が終了する。
【００５９】
システム制御部１４の信号受信部１４１は、発信規制対象のＳＩＰメッセージが入力されると、輻輳データカウンタメモリ１４８の該当ステータスコードのステータスカウンタの値を１増やす。
【００６０】
ＯＰ１の処理は、「データ信号からパケットを取得」することに相当する。ＯＰ２〜ＯＰ５の処理は、「上位ネットワーク内のエラーによって通信不可であることを示すメッセージを検出する」ことに相当する。
【００６１】
図９は、システム制御部１４の輻輳分析部１４２の処理のフローチャートの一例である。図９に示される処理は、例えば、１００ミリ秒〜ミリ秒単位の周期で実行開始される。図９に示される処理の実行周期は、無線通信システム１００の管理者によって任意に設定される。図９に示される処理の実行主体はシステム制御部１０４のＣＰＵ１０４Ａであるが、便宜上、機能構成の輻輳分析部１４２を主体として説明する。
【００６２】
ＯＰ１１では、輻輳分析部１４２は、輻輳データカウンタメモリ１４８のステータスコードごとのステータスカウンタの値を所定の単位時間当たりのカウンタの値に分割し、単位時間当たりのカウンタの値を輻輳測定データメモリ１４９に蓄積する。輻輳データカウンタメモリ１４８のステータスカウンタを分割する単位時間は、図９に示される処理の実行周期と同じであってもよいし、異なっていてもよい。ＯＰ１１の処理は、発信規制ステータスＤＢ１４７を参照して行われる。
【００６３】
ＯＰ１２では、輻輳分析部１４２は、輻輳測定データメモリ１４９から、ステータスコード、測定時間（単位時間）、ステータスカウンタを取り出す。例えば、ステータスコード５０３のステータスカウンタが取り出される。
【００６４】
ＯＰ１３では、輻輳分析部１４２は、コアネットワーク６００の輻輳を検出する輻輳検出処理を行う。具体的には、輻輳分析部１４２は、測定時間単位のステータスコード５０３のステータスカウンタが、連続して所定回数、所定の閾値を超えている場合に、コアネットワーク６００の輻輳発生として、発信規制処理の起動を判定する。また、輻輳分析部１４２は、測定時間単位のステータスコード５０３のステータスカウンタが、連続して所定回数、所定の閾値未満となる場合に、コアネットワーク６００の輻輳収束として、発信規制処理の解除を判定する。なお、発信規制の処理の解除を判定するステータスカウンタの閾値は、発信規制の処理の起動を判定するステータスカウンタの閾値以下である。
【００６５】
なお、コアネットワークの輻輳状態を判定するためのＳＩＰのステータス情報は、ステータスコード５０３に限定されない。コアネットワークの輻輳状態を判定するためのＳＩＰのステータス情報は、５００番台のステータスコードのうちの複数が用いられてもよい。複数のステータス情報のステータスカウンタが用いられる場合には、該複数のステータスカウンタそれぞれに対して閾値が設定されて、それぞれが閾値を所定回数連続して超えた又は下回った場合に、コアネットワーク６００の輻輳発生又は収束が判定されてもよい。又は、該複数のステータスカウンタの合計値に対して閾値が設定されて、該合計値が閾値を所定回数連続して超えた又は下回った場合に、コアネットワーク６００の輻輳発生又は収束が判定されてもよい。
【００６６】
ＯＰ１３の輻輳分析処理の結果が発信規制の発動である場合には（ＯＰ１４：発動）、処理がＯＰ１５に進む。ＯＰ１３の輻輳分析処理の結果が発信規制の解除である場合には（ＯＰ１４：解除）、処理がＯＰ１６に進む。ＯＰ１３の輻輳分析処理の結果が発信規制の発動又は解除のいずれでもない場合には、図９に示される処理が終了する。
【００６７】
ＯＰ１５では、輻輳分析部１４２は、発信規制指示部１４３に発信規制処理の発動の依頼を出力する。その後、図９に示される処理が終了する。
【００６８】
ＯＰ１６では、輻輳分析部１４２は、発信規制指示部１４３に発信規制処理の解除の依頼を出力する。その後、図９に示される処理が終了する。
【００６９】
ＯＰ１３の処理は、「前記メッセージの受信状況に基づいて、前記上位ネットワーク内の輻輳状態を判定する」ことの一例である。ＯＰ１５の処理は、「前記上位ネットワーク内の輻輳の発生が判定された場合に、前記制御信号を介して、前記端末に対して発信規制
処理を行う」ことの一例である。
【００７０】
＜第１実施形態の作用効果＞
第１実施形態では、アクセスネットワーク５００内の基地局１が、本来分離されている制御プレーンとユーザプレーンとを連携させる処理を行う。より具体的には、基地局１が、データ信号からユーザプレーンのＳＩＰメッセージを解析し、コアネットワーク６００内の輻輳の発生を検出し、制御信号を用いて、在圏の携帯端末に対して発信規制処理を行う。これによって、コアネットワーク６００が輻輳状態である場合に、携帯端末５からの発呼が行われなくなるので、コアネットワーク６００へ流れるユーザデータを低減させることができ、コアネットワーク６００の輻輳状態の収束の高速化に寄与することができる。
【００７１】
＜その他＞
基地局１の信号検索部１３３、信号受信部１４１、輻輳分析部１４２、発信規制ステータスＤＢ１３６、１４７、輻輳データカウンタメモリ１４８、輻輳測定カウンタメモリ１４９を、ＭＭＥ／ＧＷ４に備えさせて、ＭＭＥ／ＧＷ４がコアネットワーク６００の輻輳状態を判定するようにしてもよい。基地局１とＭＭＥ／ＧＷ４とに、ＭＭＥ／ＧＷ４が基地局１に対して発信規制処理の発動及び解除を指示するためのインタフェースを設けることによって実現される。なお、ＭＭＥ／ＧＷ４の他に、ユーザプレーンと制御プレーンとを扱うアクセスネットワーク５００内の中継装置であれば、第１実施形態の発信規制の起動を判定する処理を適用することができる。
【００７２】
なお、第１実施形態では、呼制御プログラムとしてＳＩＰを例に説明されたが、ＳＩＰ以外の呼制御プログラムを用いる無線通信システムに対しても、第１実施形態で説明された技術は適用可能である。呼制御プログラムとしては、例えば、Ｈ．２３２等がある。
【００７３】
第１実施形態では、基地局１は、所定のプログラムを実行することによって、図７に示される機能を実現するが、各機能は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡ
ＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現さ
れてもよい。
【００７４】
＜記録媒体＞
コンピュータその他の機械、装置（以下、コンピュータ等）に上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。
【００７５】
ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる非一時的な記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、フラッシュメモリなどのメモリカード等がある。また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスク、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等がある。さらに、ＳＳＤ（Solid State Drive）は、コンピュータ等から取り外し可能な記録媒体としても、コ
ンピュータ等に固定された記録媒体としても利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１              基地局
４              ＭＭＥ／ＧＷ
１１            無線通信部
１２            ベースバンド処理部
１３、１０３    呼処理部
１４、１０４    システム制御部
１５            有線通信部
１０３Ａ、１０４Ａ    ＣＰＵ
１０３Ｂ、１０４Ｂ    ＲＡＭ
１０３Ｃ、１０４Ｃ    不揮発性メモリ
１３３          信号検索部
１３６、１４７    発信規制ステータスデータベース
１４１          信号受信部
１４２          輻輳分析部
１４８          輻輳データカウンタメモリ
１４９          輻輳測定カウンタメモリ
【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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