JP2014050063A - 基地局、携帯端末、および無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】自発的に救助の要請を行うことができない要救助者も含め効果的に要救助者の捜索、救助をサポートすることができる基地局を提供する。
【解決手段】本発明の代表的な構成は、携帯端末１０６と無線通信する無線通信部（基地局無線通信部１１６）を備える基地局１０２であって、被災したことを検知する被災検知部１２０と、輻輳またはネットワーク網１０８の機能喪失を検知する異常検知部１１２ａと、被災検知部１２０が被災を検知し異常検知部１１２ａが輻輳またはネットワーク網１０８の機能喪失を検知した場合、無線通信部に、携帯端末１０６へ電力消費を抑える状態制限モードに移行させる状態制限信号を送信させる制御部（基地局制御部１１２）とをさらに備え、制御部は、状態制限信号を送信させた後に所定条件に基いて、無線通信部に、携帯端末１０６へ当該携帯端末１０６の位置を報知させる報知モードに移行させる救助サポート開始信号を送信させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、地震等による大規模災害が発生した場合に要救助者の捜索をサポートする基地局、携帯端末、および無線通信システムに関する。

地震等による大規模災害が発生した場合、被災地域では、大規模な輻輳またはネットワーク網の機能喪失が発生し緊急通報用電話番号である「１１９」への発呼すらできないことがある。また建物の倒壊等に巻き込まれた場合には、ユーザ（要救助者）が自発的に救助の要請を行えないことがある。一方、被災した要救助者は、被災から７２時間を越えてしまうと大幅に生存率が低下することが知られている。これより、このような大規模災害が発生した場合に、効果的に要救助者を捜索、救助できる技術が求められている。

特許文献１には、要救助者がそれぞれ携帯するＰＨＳ端末と、敷地内の要所要所に設けた複数のＰＨＳ基地局と、この複数のＰＨＳ基地局を集中管理する基地局集中監視装置とを備える救助システムが開示されている。かかる救助システムでは、基地局集中監視装置はＰＨＳ端末の中のどのＰＨＳ端末がどのＰＨＳ基地局のサービスエリア内に位置しているかを把握するＰＨＳ端末位置把握手段を備えるものとし、ＰＨＳ端末は救助要請信号を送出する救助要請信号送出手段と救助要請信号を送出した場合に救助要請音を鳴動する救助要請鳴動手段とを備えるものとしている。

特開平１０−３０２１８６号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術には次のような問題がある。すなわち、要救助者が自発的に救助の要請を行う必要があるため、要救助者が建物の倒壊等に巻き込まれ自発的に救助の要請を行えない場合には役に立たない。自発的に救助の要請を行うことができる場合でも、旅行先等で被災した場合には要救助者が自身の場所を特定できないおそれがある。

また、ネットワーク（無線ネットワーク、ネットワーク網）の輻輳により救助の要請が要請先に届かず、その輻輳が長時間にわたる場合も考えられる。被災の結果、ネットワーク網の機能が喪失し、その復旧までに時間を要する場合も考えられる。さらに、救助の要請が行われた際、人手が確保できず、そもそも救助が行えない状況にある場合も考えられる。このような場合、救助の要請が無駄となり、被災状況下において唯一の外部との連絡手段となり得る携帯端末の重要な電力が無駄に失われてしまう。

本発明はこのような課題に鑑み、自発的に救助の要請を行うことができない要救助者も含め効果的に要救助者の捜索、救助をサポートすることができる基地局、携帯端末、および無線通信システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、携帯端末と無線通信する無線通信部を備える基地局であって、被災したことを検知する被災検知部と、輻輳またはネットワーク網の機能喪失を検知する異常検知部と、被災検知部が被災を検知し異常検知部が輻輳またはネットワーク網の機能喪失を検知した場合、無線通信部に、携帯端末へ電力消費を抑える状態制限モードに移行させる状態制限信号を送信させる制御部とをさらに備え、制御部は、状態制限信号を送信させた後に所定条件に基いて、無線通信部に、携帯端末へ当該携帯端末の位置を報知させる報知モードに移行させる救助サポート開始信号を送信させることを特徴とする。

制御部は、無線通信部に状態制限信号を送信させる場合、この無線通信部に、携帯端末へ状態制限モードに移行させることを予告する予告信号をあらかじめ送信させるとよい。

無線通信部は、アダプティブアレイ機能を有し、制御部は、救助サポート開始信号を送信させる場合、無線通信部に、アダプティブアレイ機能を使用させこの救助サポート開始信号を送信する電波の指向性を一定の方向に限定させることが可能であるとよい。

携帯端末の識別データを記憶するメモリをさらに備え、制御部は、ネットワーク網を通じて携帯端末を位置登録することができない場合、当該基地局に無線通信接続する携帯端末の識別データをメモリに記憶するとよい。

上記課題を解決するために本発明の他の代表的な構成は、基地局と無線通信する無線通信部を備える携帯端末であって、当該携帯端末の位置を報知可能な報知部と、基地局から状態制限信号を受信した場合に電力消費を抑える状態制限モードに移行させ、この状態制限モードにおいて基地局から救助サポート開始信号を受信した場合に報知部に当該携帯端末の位置を報知させる報知モードに移行させる制御部と、をさらに備え、制御部は、状態制限モードにおいて、当該携帯端末の機能を制限すると共に無線通信部の間欠受信周期を長くすることを特徴とする。

当該携帯端末は、ユーザの操作を受け付ける操作部をさらに備え、状態制限信号の前に送信されてくる予告信号を受信した際に、この操作部を通じて、当該携帯端末が状態制限モードに移行することを拒否できるとよい。

上記課題を解決するために本発明の他の代表的な構成は、携帯端末と基地局とを含み、携帯端末と基地局とがそれぞれ無線通信部を備える無線通信システムであって、基地局は、被災したことを検知する被災検知部と、輻輳またはネットワーク網の機能喪失を検知する異常検知部と、被災検知部が被災を検知し異常検知部が輻輳またはネットワーク網の機能喪失を検知した場合に無線通信部に携帯端末へ電力消費を抑える状態制限モードに移行させる状態制限信号を送信させ、状態制限信号を送信させた後に所定条件に基いて無線通信部に携帯端末へ当該携帯端末の位置を報知させる報知モードに移行させる救助サポート開始信号を送信させる制御部とを備え、携帯端末は、当該携帯端末の位置を報知可能な報知部と、基地局から状態制限信号を受信した場合に状態制限モードに移行させ、この状態制限モードにおいて基地局から救助サポート開始信号を受信した場合に報知モードに移行させる制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、自発的に救助の要請を行うことができない要救助者も含め効果的に要救助者の捜索、救助をサポートすることができる基地局、携帯端末、および無線通信システムを提供することができる。

本実施形態にかかる無線通信システムの概略構成を説明する説明図である。 図１に示す基地局の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す携帯端末の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す無線通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。

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。

図１は、本実施形態にかかる無線通信システム１００の概略構成を説明する説明図である。図１に示すように、無線通信システム１００は、基地局１０２と、この基地局１０２のセル１０４内に位置し、この基地局１０２に無線通信接続する複数の携帯端末１０６（代表して１つに符号を付す）とを含む。本実施形態では、セル１０４は、３つのセクタ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃに分割されている。基地局１０２はＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network)回線、インターネット、専用回線等で構成されるネットワーク網１０８に接続し、不図示の他の基地局との間で通信を確立し、携帯端末１０６と相手先との音声通信を実行する。かかる通信の確立は、中継サーバ１１０によって管理される。

図２は、基地局１１０の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、基地局は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含んで構成される基地局制御部１１２と、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成される基地局メモリ１１４とを備える。基地局制御部１１２は、基地局メモリ１１４に記憶されたプログラムを実行し、当該基地局１０２を制御、管理する。基地局メモリ１１４は、プログラムや各種データを記憶する。

基地局１０２は、携帯端末１０６と無線通信する基地局無線通信部１１６を備える。基地局無線通信部１１６は、複数のアンテナ（アダプティブアレイアンテナ）を有し、アダプティブアレイ機能を有する。基地局無線通信部１１６は、アダプティブアレイ機能の起動時には複数のアンテナを用いて電波の位相を調整することにより、電波の指向性を制御する。また基地局１０２は、ネットワーク網１０８に接続するネットワーク網接続部１１８を備える。

基地局１０２は、被災したことを検知する被災検知部１２０を備える。被災検知部１２０は、例えば震度を計測可能な加速度センサによって実現される。この場合、計測された震度が所定の閾値以上の場合、「被災した」と判定される。また本実施形態では、輻輳およびネットワーク網１０８の機能喪失を検知する異常検知部１１２ａとして、上記基地局制御部１１２が機能する。異常検知部１１２ａは、ネットワーク網１０８の輻輳、無線ネットワークの輻輳、ネットワーク網１０８の機能喪失を検知する。

図３は、携帯端末１０６の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、携帯端末１０６は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含んで構成される端末制御部１２２と、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成される端末メモリ１２４とを備える。端末制御部１２２は、端末メモリ１２４に記憶されたプログラムを実行し、当該携帯端末１０６を制御、管理する。端末メモリ１２４は、プログラムや各種データ等を記憶する。

携帯端末１０６は、基地局１０２と無線通信する端末無線通信部１２６を備える。また携帯端末１０６は、自らの端末位置を測定する位置測定部１２８を備える。位置測定部１２８はＧＰＳ受信部１３０を含んで構成され、ＧＰＳ衛星１３２からの信号を受けて自らの端末位置を測定する。なお、位置測定部１２８は、ＧＰＳ受信部１３０を備えず、例えば三つの基地局の位置情報を取得し三点測量により自らの端末位置を測定するとしてもよい。

携帯端末１０６は、ユーザに画像を表示する表示部１３４と、ユーザの操作を受け付ける操作部１３６とを備える。表示部１３４は、液晶ディスプレイやＥＬディスプレイ等と、そのコントローラとで構成される。操作部１３６は、タッチパネル、キーボード、十字キー、ジョイスティック等で構成される。なお、表示部１３４および操作部１３６として、液晶ディスプレイとタッチパネルとからなるタッチパネルディスプレイを備えてもよい。

携帯端末１０６は、マイク等の音声認識手段で構成される音声入力部１３８とスピーカ等の音声出力手段で構成される音声出力部１４０とを備える。音声入力部１３８は、音声通信時に入力されたユーザの音声を携帯端末１０６内で処理可能な電気信号に変換する。音声出力部１４０は、受信した音声通信相手の音声信号を音声に変えて出力したり、着信音や操作音、警告音、アラーム音等を出力したりする。また携帯端末１０６は、当該端末に電力を供給するバッテリ１４２を備える。

なお、上述した表示部１３４、音声出力部１４０は、当該携帯端末１０６の位置を報知可能な報知部として機能する。具体的には、表示部１３４をブリンク（点滅）させたり、音声出力部１４０から最大音量で鳴動させたりすることで当該携帯端末１０６の位置を報知することができる。音声入力部１３８、音声出力部１４０間でハウリングを発生させるのも当該携帯端末１０６の位置を報知する手段として効果的である。

図４は、無線通信システム１００の動作を説明するためのシーケンス図である。無線通信システム１００では、大規模災害が発生した場合、建物の倒壊等に巻き込まれた要救助者の捜索、救助をサポートするために以下に例示する動作を行う。

まず大規模災害が発生した場合、基地局１０２の被災検知部１２０がそれを検知する（ステップＳ２００）。被災初期状態ではネットワーク網１０８の輻輳、または被災によりネットワーク網１０８の機能が喪失していると想定される。このような場合、異常検知部１１２ａは、輻輳（ステップＳ２０２）またはネットワーク網１０８の機能喪失（ステップＳ２０４）を検知することとなる。なお、ネットワーク網１０８の機能喪失とは、ネットワーク網１０８を構成する回線が切断され、ネットワーク網１０８が機能しなくなっている状態を指す。

基地局１０２では、被災検知部１２０が被災を検知し異常検知部１１２ａが上述した異常を検知した場合、基地局制御部１１２は基地局無線通信部１１６に予告信号を送信させる（ステップＳ２０６）。予告信号は後述する状態制限モードに移行させることを予告する信号であり、配下の携帯端末１０６（基地局１０２のセル１０４内に位置する携帯端末１０６）へと送信される。

予告信号を端末無線通信部１２６で受信した携帯端末１０６は、その表示部１３４に状態制限モードに移行させることを予告する画像が表示される（ステップＳ２０８）。なお、ユーザは要救助者でない場合（救助を必要としていない場合）、操作部１３６を通じて、当該携帯端末１０６が状態制限モードに移行することを拒否できる。これにより、不必要な場合にまで状態制限モードに移行することを防止でき、使い勝手の向上を図ることができる。

基地局１０２では、基地局制御部１１２が基地局無線通信部１１６に予告信号を送信させた後、配下の携帯端末１０６へ状態制限信号を送信させる（ステップＳ２１０）。状態制限信号は、電力消費を抑える状態制限モードに配下の携帯端末１０６を移行させる信号である。状態制限信号を端末無線通信部１２６で受信した携帯端末１０６では、予告信号受信時に状態制限モードに移行することを拒否されていない限り、その端末制御部１２２が状態制限モードに移行させる（ステップＳ２１２）。

携帯端末１０６は、状態制限モードでは原則として一切の機能が制限される。すなわち、発信・着信はもちろんのこと、他のあらゆるアプリケーションの操作も制限される。状態制限モード下で実行される機能は、基地局１０２からの所定の信号を待つ間欠受信のみである。ただし、状態制限モードでは、端末無線通信部１２６の間欠受信周期も通常よりも大幅に長く設定される（長周期間欠受信）。なお、かかる状態制限モードに移行後も、操作部１３６を通じて、ユーザが状態制限モードを解除可能としてよい。

上述した構成によれば、後述の報知モードに移行するまで、バッテリ１４２の電力消費を最低限に抑えることができる。なお、配下の携帯端末１０６を状態制限モードに移行させる上述した動作は、ネットワーク網１０８から基地局１０２が孤立した状態で（基地局１０２単独で）行うことができる。ただし、ネットワーク網１０８の一部として基地局１０２が機能する状態にない場合、基地局制御部１１２はネットワーク網１０８を通じて接続される位置登録データベースを参照することができない。これより、基地局制御部１１２は、ネットワーク網１０８を通じて携帯端末１０６を位置登録することができない（位置登録データベースを参照できない）場合、当該基地局１０２に無線通信接続する携帯端末１０６の識別データを基地局メモリ１１４に記憶して、この基地局１０２にローカルで位置登録するとよい。これにより、上述した動作を基地局１０２単独で行うことができる。

なお本実施形態では、異常検知部１１２ａが輻輳（ステップＳ２０２）またはネットワーク網１０８の機能喪失（ステップＳ２０４）を検知した場合に上述した動作を行うとしたが、これらのいずれかが検知されない場合であっても配下の携帯端末１０６を状態制限モードに移行させる動作を行ってもよい。これは、輻輳またはネットワーク網１０８の機能喪失が検知されない場合であっても、大規模災害が発生した直後では人手が確保できず、救助を要請できたとしても、救助が行えない状況にある場合も考えられるためである。

携帯端末１０６が状態制限モードに移行後、救助要員の人手が確保でき救助が可能となったら、救助する側の人員が操作するコントロール端末１４４から、基地局１０２にその旨を伝えるトリガ信号を送信する（ステップＳ２１４）。コントロール端末１４４は、専用の端末であっても、汎用の端末であってもよい。トリガ信号には、救助可能となったエリアの情報を含めることができる。トリガ信号を受信した基地局１０２では、基地局制御部１１２が、基地局無線通信部１１６に、配下の携帯端末１０６へ救助サポート開始信号を送信させる（ステップＳ２１６）。救助サポート開始信号は、当該携帯端末１０６の位置を報知させる報知モードに移行させる信号である。

本実施形態では、人手が確保でき救助が可能となった救助エリア（救助要員を展開した救助エリア）から捜索、救助を開始できるように、基地局制御部１１２は、基地局無線通信部１１６に、救助サポート開始信号を送信させるエリアを限定させる。具体的には、救助サポート開始信号を送信させるエリアをコントロール端末１４４からのトリガ信号に基きセクタ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃごとに設定してもよい。さらに基地局無線通信部１１６がアダプティブアレイ機能を備えている場合、基地局制御部１１２は、コントロール端末１４４からのトリガ信号に基き、救助サポート開始信号を送信する電波の指向性を一定の方向に限定させることができる。

これにより、救助エリアをより細分化することができる。そのため、集中的にその救助エリアの捜索、救助を行うことができる。また、その救助エリアにある携帯端末１０６のみを適切に報知モードに移行させることができるので、未だ捜索、救助に入れない救助エリアの携帯端末１０６の状態制限モードを解除しないため、その電力を無駄に消費するおそれもない。

なお本実施形態では、報知モードに移行させる指示をコントロール端末１４４から基地局１０２に出すとしている。しかしこれに限らず、基地局制御部１１２が配下の携帯端末１０６を報知モードに移行させる所定条件は任意に設定してよい。

ステップＳ２１６の救助サポート開始信号を端末無線通信部１２６で受信した携帯端末１０６では、端末制御部１２２が報知モードに移行させる（ステップＳ２１８）。報知モードでは、報知部として機能する表示部１３４がブリンク（点滅）したり、報知部として機能する音声出力部１４０が最大音量で鳴動したり、報知部として機能する音声入力部１３８および音声出力部１４０がハウリングを発生させたりして当該携帯端末１０６の位置を報知する。かかる報知は、ユーザ（要救助者）の意思に関わらず行われる。これにより、要救助者の救助が完了すると（ステップＳ２２０）、報知モードが操作部１３６を通じて解除される（ステップＳ２２２）。

なお、報知モードでは、携帯端末１０６が端末無線通信部１２６を通じて、位置測定部１２８によって測定した自らの位置を外部に送信（報知）するように構成してもよい。

以上、上述した構成によれば、１）要救助者の状態に依らず、２）ネットワーク網１０８の輻輳、機能喪失に依らず（基地局１０２単独で実施可能であり）、３）救助が可能になるまで要救助者の携帯端末１０６の電力消費を最低限に抑え、４）救助可能となった場合に要救助者の携帯端末１０６の位置を報知させることができる。したがって、自発的に救助の要請を行うことができない要救助者も含め効果的に要救助者の捜索、救助をサポートすることができる。

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。

本発明は、地震等による大規模災害が発生した場合に要救助者の捜索をサポートする基地局、携帯端末、および無線通信システムに利用することができる。

１００…無線通信システム、１０２…基地局、１０４…セル、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ…セクタ、１０６…携帯端末、１０８…ネットワーク網、１１０…中継サーバ、１１２…基地局制御部、１１２ａ…異常検知部、１１４…基地局メモリ、１１６…基地局無線通信部、１１８…ネットワーク網接続部、１２０…被災検知部、１２２…端末制御部、１２４…端末メモリ、１２６…端末無線通信部、１２８…位置測定部、１３０…ＧＰＳ受信部、１３２…ＧＰＳ衛星、１３４…表示部、１３６…操作部、１３８…音声入力部、１４０…音声出力部、１４２…バッテリ、１４４…コントロール端末

Claims (7)

1. 携帯端末と無線通信する無線通信部を備える基地局であって、
   被災したことを検知する被災検知部と、
   輻輳またはネットワーク網の機能喪失を検知する異常検知部と、
   前記被災検知部が被災を検知し前記異常検知部が輻輳またはネットワーク網の機能喪失を検知した場合、前記無線通信部に、前記携帯端末へ電力消費を抑える状態制限モードに移行させる状態制限信号を送信させる制御部とをさらに備え、
   前記制御部は、前記状態制限信号を送信させた後に所定条件に基いて、前記無線通信部に、前記携帯端末へ当該携帯端末の位置を報知させる報知モードに移行させる救助サポート開始信号を送信させることを特徴とする基地局。
2. 前記制御部は、前記無線通信部に前記状態制限信号を送信させる場合、該無線通信部に、前記携帯端末へ前記状態制限モードに移行させることを予告する予告信号をあらかじめ送信させることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 前記無線通信部は、アダプティブアレイ機能を有し、
   前記制御部は、前記救助サポート開始信号を送信させる場合、前記無線通信部に、前記アダプティブアレイ機能を使用させ該救助サポート開始信号を送信する電波の指向性を一定の方向に限定することが可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
4. 携帯端末の識別データを記憶するメモリをさらに備え、
   前記制御部は、ネットワーク網を通じて前記携帯端末を位置登録することができない場合、当該基地局に無線通信接続する携帯端末の識別データを前記メモリに記憶することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局。
5. 基地局と無線通信する無線通信部を備える携帯端末であって、
   当該携帯端末の位置を報知可能な報知部と、
   前記基地局から状態制限信号を受信した場合に電力消費を抑える状態制限モードに移行させ、該状態制限モードにおいて前記基地局から救助サポート開始信号を受信した場合に前記報知部に当該携帯端末の位置を報知させる報知モードに移行させる制御部と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記状態制限モードにおいて、当該携帯端末の機能を制限すると共に前記無線通信部の間欠受信周期を長くすることを特徴とする携帯端末。
6. ユーザの操作を受け付ける操作部をさらに備え、前記状態制限信号の前に送信されてくる予告信号を受信した際に、該操作部を通じて、当該携帯端末が前記状態制限モードに移行することを拒否できることを特徴とする請求項５に記載の携帯端末。
7. 携帯端末と基地局とを含み、該携帯端末と該基地局とがそれぞれ無線通信部を備える無線通信システムであって、
   前記基地局は、
   被災したことを検知する被災検知部と、
   輻輳またはネットワーク網の機能喪失を検知する異常検知部と、
   前記被災検知部が被災を検知し前記異常検知部が輻輳またはネットワーク網の機能喪失を検知した場合に前記無線通信部に前記携帯端末へ電力消費を抑える状態制限モードに移行させる状態制限信号を送信させ、前記状態制限信号を送信させた後に所定条件に基いて前記無線通信部に前記携帯端末へ当該携帯端末の位置を報知させる報知モードに移行させる救助サポート開始信号を送信させる制御部とを備え、
   前記携帯端末は、
   当該携帯端末の位置を報知可能な報知部と、
   前記基地局から前記状態制限信号を受信した場合に前記状態制限モードに移行させ、該状態制限モードにおいて前記基地局から前記救助サポート開始信号を受信した場合に前記報知モードに移行させる制御部とを備えることを特徴とする無線通信システム。

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