JP2017069863A - 通信システム、通信方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】災害時に特定の端末をより確実に接続することができる通信システムを提供する。
【解決手段】優先的に接続する複数の端末を示す優先端末リストを記憶した記憶部を有する特別端末と、前記特別端末と他のノードを介さず接続可能な基地局であって、所定の災害が発生したか否かを判定する災害判定部と、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合、前記特別端末が記憶する前記優先端末リストの内容に基づき新たな端末からの接続要求を受け入れる災害対応部とを有する前記基地局とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システム、通信方法およびプログラムに関する。

特許文献１には、災害発生時等に基地局で移動局の位置情報を収集するための通信システムが示されている。特許文献１に記載されている通信システムでは、災害発生が検出された場合、コアネットワーク内のノードの動作を基地局内で模擬することで、コアネットワークとの通信が切断されたときでも基地局内で移動局の認証および位置登録を可能とする。ここでノードはコンピュータや通信機器を意味する。

特開２０１３−１３５２６３号公報

特許文献１に記載されている通信システムによれば上位のノードとの接続が切断された場合でも基地局と移動局との間の接続を可能とすることができる。ただし、位置情報を収集することを目的とするため、災害時に発生しやすい通信の輻輳については考慮されていない。そのため、例えば公共上の理由等から災害時に優先的に接続を認めたい端末を、一般利用者の災害時のトラフィックの急増によるネットワークの輻輳から保護するという課題については対応していない。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、災害時に特定の端末をより確実に接続することができる通信システム、通信方法およびプログラムを提供する。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、優先的に接続する複数の端末を示す優先端末リストを記憶した記憶部を有する特別端末と、前記特別端末と他のノードを介さず接続可能な基地局であって、所定の災害が発生したか否かを判定する災害判定部と、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合、前記特別端末が記憶する前記優先端末リストの内容に基づき新たな端末からの接続要求を受け入れる災害対応部とを有する前記基地局とを備えた通信システムである。

また、本発明の一態様は、上記通信システムであって、前記特別端末は、前記基地局を介して上位の前記ノードから繰り返し得た更新用の情報に基づき前記記憶部に記憶した前記優先端末リストを繰り返し更新するリスト更新部をさらに有する。

また、本発明の一態様は、上記通信システムであって、前記優先端末リストは、災害時に接続を認める端末であるか否かを示す情報である災害端末属性を前記複数の端末毎に含み、前記災害対応部は、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合であって、前記基地局が非常用電源で動作しているとき、前記災害端末属性が災害時に接続を認める前記新たな端末からの接続要求のみを受け入れる。

また、本発明の一態様は、上記通信システムであって、前記災害対応部は、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合、前記特別端末が記憶する前記優先端末リストに含まれる２つ以上の前記端末であってかつ当該基地局が収容するものを互いに接続する。

また、本発明の一態様は、優先的に接続する複数の端末を示す優先端末リストを記憶した記憶部を有する特別端末と、災害判定部と災害対応部とを有し、前記特別端末と他のノードを介さず接続可能な基地局とを用い、前記災害判定部によって、所定の災害が発生したか否かを判定し、前記災害対応部によって、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合、前記特別端末が記憶する前記優先端末リストの内容に基づき新たな端末からの接続要求を受け入れる通信方法である。

また、本発明の一態様は、優先的に接続する複数の端末を示す優先端末リストを記憶した記憶部を有する特別端末と、災害判定部と災害対応部とを有し、前記特別端末と他のノードを介さず接続可能な基地局とを用い、前記災害判定部によって、所定の災害が発生したか否かを判定し、前記災害対応部によって、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合、前記特別端末が記憶する前記優先端末リストの内容に基づき新たな端末からの接続要求を受け入れる処理を前記基地局が備えるコンピュータに実行させるプログラムである。

更に、前記プログラムであって、その全部または一部をコンピュータ読取可能な記録媒体あるいは通信回線を介して頒布することができるプログラムである。

本発明によれば、災害時に特定の端末をより確実に接続することができる。

本発明の一実施形態の構成例を示すブロック図である。 図１に示した優先端末リスト５３１の構成例を示す図である。 図１に示した基地局３の動作例を示すフローチャートである。 図１に示した通信システム１の動作例を示すシーケンス図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態の通信システム１０の構成例を示すブロック図である。図１に示した通信システム１０は、認証サーバ１と、コアネットワーク２と、基地局３と、端末４と、特別端末５とを備える。

認証サーバ１は、コンピュータであり、ＣＰＵ（中央処理装置）と、記憶装置、通信装置等のそのＣＰＵの周辺装置とを有する。認証サーバ１は、そのＣＰＵで所定のプログラムを実行することで、機能的なブロックとして、データ処理部１１とデータベース１２とを構成する。データ処理部１１は、データベース１２を用いて、例えば端末４が基地局３に接続を求めた場合、コアネットワーク２を介して受信した基地局３からの問い合わせに応じて端末４に対する認証処理を実行する。データベース１２は、端末管理用データ１２１と、優先端末リスト１２２とを記憶および管理する。端末管理用データ１２１は、例えば端末４毎に、端末識別情報、電話番号、ユーザ識別情報、接続の優先度等を表す情報等を記憶する。優先端末リスト１２２は、端末管理用データ１２１に含まれる端末４のうち、接続の優先度が高いものや、特に災害時に優先的にあるいは排他的に接続されるものを示す情報を表す。なお、優先端末リスト１２２は、端末管理用データ１２１にその一部として含まれていてもよい。

コアネットワーク２は、大容量の通信回線であり、基幹回線網、バックボーンとも呼ばれる。本実施形態では、認証サーバ１と基地局３とが、コアネットワーク２を介して接続される。コアネットワーク２には集中制御局ほかの複数のノードを含むことができる。

基地局３は、コンピュータと、記憶装置、有線通信装置等のそのコンピュータの周辺装置と、無線通信装置と、非常時にそれらを稼働させるための非常用電源等を備える。非常用電源は例えばバッテリや太陽電池を利用した補助電源である。基地局３は、そのコンピュータで所定のプログラムを実行することで、機能的なブロックとして、災害判定部３１と、災害対応部３２と、記憶部３３とを構成する。

災害判定部３１は、所定の災害が発生したか否かを判定する。所定の災害とは、例えば、外部から災害が発生した旨を示す所定の信号が配信されてくるような災害である。災害判定部３１は、外部から所定の信号を受信した場合に所定の災害が発生したと判定することができる。

災害対応部３２は、災害判定部３１が所定の災害が発生したと判定した場合、後述する特別端末５が記憶する優先端末リスト５３１の内容に基づき認証サーバ１に接続することなしに、新たな端末４からの接続要求を受け入れる処理を行う。

また、災害対応部３２は、優先端末リスト５３１が災害時に接続を認める端末であるか否かを示す情報である災害端末属性を複数の端末毎に含む場合、災害判定部３１が所定の災害が発生したと判定した場合であって、基地局３が非常用電源で動作しているとき、認証サーバ１に接続することなしに、災害端末属性が災害時に接続を認める設定である新たな端末からの接続要求のみを受け入れることができる。すなわち、災害対応部３２は、災害が発生したと判定され、基地局３が非常用電源で動作している場合に、災害端末属性が接続可となっている端末４からの接続要求のみを受け入れ、他の災害端末属性の端末４からの接続要求を拒否することができる。

また、災害対応部３２は、災害判定部３１が所定の災害が発生したと判定した場合、認証サーバ１に接続することなしに、優先端末リスト５３１に含まれる２つ以上の端末４であってかつ当該基地局３が収容するものを互いに接続することができる。

記憶部３３は、災害判定部３１や災害対応部３２が処理で使用するデータを記憶する。

端末４は、例えば、移動体通信端末であり、コンピュータと、入出力装置、記憶装置、通信装置等のそのコンピュータの周辺装置と、バッテリとを備える。端末４は、所定の記憶装置に、電話番号やユーザ識別情報、端末識別情報等を記憶する。端末４は、ユーザの操作に応じ、基地局３に接続して他の端末４等との間で音声通話やデータ通信を行う。電話番号やユーザ識別情報は例えば端末４に対して着脱自在に装着されたＵＩＭ（ユーザ識別モジュール）に記憶しておくことができる。

特別端末５は、例えば、移動体通信端末であり、コンピュータと、記憶装置、通信装置等のそのコンピュータの周辺装置と、バッテリとを備える。特別端末５は、端末４と同一の端末であってもよいし、ユーザインタフェースが無い通信端末であってもよい。特別端末５は、そのコンピュータで所定のプログラムを実行することで、機能的なブロックとして、リスト更新部５１と、リスト提供部５２と、記憶部５３とを構成する。

記憶部５３は、優先端末リスト５３１を記憶する。優先端末リスト５３１は、優先的に接続する複数の端末を示すリストであり、複数のレコードからなるテーブルとして構成することができる。図２は、優先端末リスト５３１を複数のレコードからなるテーブルとして構成した場合の１つのレコードの構成例を示す。図２に示したレコード５３１０は、電話番号フィールド５３１１と、ユーザ識別情報フィールド５３１２と、災害端末属性フィールド５３１３と、優先度フィールド５３１４とを含む。電話番号フィールド５３１１は、１つの端末４の電話番号を記憶する。ユーザ識別情報フィールド５３１２は、同端末４のユーザ識別情報を記憶する。災害端末属性フィールド５３１３は、同端末４の災害端末属性を記憶する。そして、優先度フィールド５３１４は、同端末４の優先度を記憶する。

災害端末属性フィールド５３１３が記憶する災害端末属性は、災害時に接続を認める端末であるか否かを示す情報であり、災害時に接続可または接続不可を表す情報あるいは災害時に接続を認める場合の優先度を示す情報からなる。

優先度フィールド５３１４が記憶する優先度は、基地局３が端末４からの接続要求（発呼）を受け入れる優先順位を示す情報である。例えば基地局３と複数の端末４との間の現在の接続数が一定の限度を超えていた場合、優先度に基づいて端末４からの接続要求が制限される。例えば何回の接続要求に対してすべてを受け入れようとするのではなく実際に何回接続要求を受け入れるのかといった制限の度合いを優先度によって異ならせることができる。

なお、災害端末属性フィールド５３１３と優先度フィールド５３１４とは、例えば１つ情報にまとめることができる。例えば、優先度を複数段階で設定して優先度が最高の段階を有する端末４が災害時に接続を認める災害端末属性を有するものと定めることで、災害端末属性フィールド５３１３を省略することができる。

また、優先端末リスト５３１は、認証サーバ１が管理する優先端末リスト１２２と同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。

リスト更新部５１は、基地局３を介して上位のノードである認証サーバ１から定期的に繰り返し受信した更新用の情報に基づき、記憶部５３に記憶した優先端末リスト５３１を繰り返し更新する。更新用の情報は、リスト更新部５１からの要求に応じて認証サーバ１のデータ処理部１１が送信してもよいし、要求なしで認証サーバ１から特別端末５のリスト更新部５１に対して配信してもよい。更新用の情報は、優先端末リスト５３１全部の情報であってもよいし、現在の優先端末リスト５３１からの追加や削除あるいは変更する一部の情報であってもよい。

リスト提供部５２は、基地局３の災害対応部３２からの要求に応じて、優先端末リスト５３１の全部を一度に災害対応部３２へ提供したり、一部を災害対応部３２へ提供したりする。リスト提供部５２は、例えば災害対応部３２が電話番号とユーザ識別情報とを指定して情報の提供を求めた場合、優先端末リスト５３１内にその電話番号とユーザ識別情報とに対応するレコード５３１０が含まれていたとき、対応する災害端末属性と優先度を示す情報とを災害対応部３２へ提供する。他方、含まれていないとき、リスト提供部５２は、その旨を災害対応部３２へ返信する。

なお、図１に示した構成例では、通信システム１０が各１つの認証サーバ１と基地局３と特別端末５とを備えているが、通信システム１０は認証サーバ１と基地局３と特別端末５とを複数備えることができる。また、基地局３を複数設ける場合、複数の基地局３間はコアネットワーク２を介して接続したり、コアネットワーク２を介さず直接接続したりすることができる。また、特別端末５は、１つの基地局３に対して複数設けてもよいし、複数の基地局３に対して基地局３の数より少なく設けて複数の基地局３で共用されるようにしてもよい。

次に、図３を参照して、図１に示した基地局３の動作例について説明する。図３は、基地局３における災害時復旧プロセスの流れの一例を示したフローチャートである。基地局３は、通常の動作において、一定周期毎に図３に示したステップＳ１１の処理を開始する。ステップＳ１１の処理が開始されると、図示していない接続判定部が、認証サーバ１等の上位のノードとの接続に問題があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。問題がない場合（ステップＳ１１：ＯＫ）、図示していない接続判定部は、所定時間後にステップＳ１１の判定処理を再び実行する（ステップＳ１１）。

一方、通信ができない状態が一定時間以上継続するなど問題があった場合（ステップＳ１１：ＮＧ）、災害判定部３１が所定の災害が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判定処理は例えば次のように行うことができる。

例えば、特別端末５が、Ｌアラート（災害情報共有システム）、緊急地震速報等の災害情報サービスに平時から接続し、災害の可能性について把握し、災害可能性の指標に基準値を設定しておき、この基準値を超えた場合、災害の発生可能性があるものとして、スタンバイ状態（災害待機モード）に移行する。特別端末５が災害待機モードであることは、この特別端末５の属する基地局３から問い合わせがあった場合、災害待機モードであることを特別端末５が基地局３に伝える。基地局３（すなわち災害判定部３１）は、特別端末５が災害待機モード状態で、基地局３等が上位ネットワークノード、集中制御局等に接続できない状況が一定時間続いた場合、災害状態であると判断する。

また、基地局３等が、上位ネットワークノード、集中制御局等に接続できない状況が発生した場合、基地局３等は、他のネットワーク手段（有線インターネット、無線ＬＡＮ（構内ネットワーク）等）を利用して、Ｌアラート（災害情報共有システム）、緊急地震速報等の災害情報サービスに接続し、災害の発生の有無を確認する。災害の発生が確認された場合、もしくは基地局３自体の停電状態が発生した場合、補助電源の時間内で、所定の時間上位ネットワークノード、集中制御局等に接続できない状況が一定時間続いた場合、基地局３（すなわち災害判定部３１）は、災害状態であると判断する。

災害判定部３１が災害が発生していると判定した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、災害対応部３２が、特別端末５へ接続し、特別端末５から優先端末リスト５３１を読み込み、記憶部３３へ記憶する（ステップＳ１３）。次に、災害対応部３２は、機能回復可能なエリアを復旧する（ステップＳ１４）。機能回復可能なエリアを復旧する処理とは、例えば次のような処理である。災害対応部３２は、まず、自基地局３から接続可能な他の基地局３を確認する。次に、災害対応部３２は、記憶部３３に記憶した優先端末リスト５３１に基づく端末４からの接続要求の受け入れ処理を開始する。ここまでが機能回復可能なエリアを復旧する処理である。そして、端末４から接続要求があった場合、まず、災害対応部３２は、記憶部３３に記憶した優先端末リスト５３１を参照し、受け入れ可能な端末４か否かを判定する。災害判定部３１は、接続要求を行った端末４の電話番号とユーザ識別情報とが優先端末リスト５３１に含まれていて、例えば災害端末属性フィールド５３１３が災害時に接続可であった場合、受け入れ可能であると判定する。そして、受け入れ可能であると判定した場合、災害対応部３２は、相手先の端末４が自基地局３または接続可能な他の基地局３で収容されているか否かを確認する。そして、相手先の端末４が自基地局３または接続可能な他の基地局３で収容されていた場合、災害対応部３２は、接続要求元の端末４と相手先端末４とを接続する処理（災害時接続処理）を開始する。

次に、ステップＳ１４（および後述するステップＳ１６）の後、図示していない接続判定部が、認証サーバ１等の上位のノードとの接続に問題があるか否かを判定する（ステップＳ１５）。問題ない場合（ステップＳ１５：ＯＫ）、図示していない接続判定部は、所定時間後にステップＳ１１の判定処理を再び実行する（ステップＳ１１）。他方、問題がある場合（ステップＳ１５：ＮＧ）、図示していない接続判定部は、所定時間後にステップＳ１５の判定処理を再び実行する（ステップＳ１５）。

一方、災害判定部３１が、災害が発生していないと判定した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、図示していない非災害対応部が、非災害時において上位ノードと接続できない場合の応答メッセージを返信する等の処理を行う（ステップＳ１６）。

次に、図４を参照して、図１に示した通信システム１０の動作例について説明する。まず、災害が発生していない場合、基地局３は、端末４から接続要求を受信した場合（ステップＳ１０１）、コアネットワーク２を介して認証サーバ１に対して認証要求を行う（ステップＳ１０２）。基地局３は、コアネットワーク２を介して認証サーバ１から認証結果を受信すると（ステップＳ１０３）、所定の接続処理を実行する（ステップＳ１０４）。

一方、特別端末５は、優先端末リスト５３１に係る更新情報の送信を、認証サーバ１に対して、基地局３およびコアネットワーク２を介して所定周期で要求する（ステップＳ２０１）。認証サーバ１は、更新すべき情報がある場合、更新情報を、コアネットワーク２および基地局３を介して、特別端末５へ送信する（ステップＳ２０２）。特別端末５は、受信した更新情報に基づき優先端末リスト５３１を更新する（ステップＳ２０３）。

また、例えばコアネットワーク２に障害が発生し、通信回線が接続された場合、基地局３は所定の災害が発生したか否かを判定する（ステップＳ３０１）。災害が発生したと判定した場合（ステップＳ３０１：災害）、基地局３は、特別端末５に対して優先端末リスト５３１の送信を要求する（ステップＳ３０２）。優先端末リスト５３１の送信要求に対し特別端末５は、優先端末リスト５３１を送信する（ステップＳ３０３）。この状態で端末４から接続要求が発生すると（ステップＳ４０１）、基地局３は受信した優先端末リスト５３１に基づき接続の可否を判定する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２で接続不可と判定した場合（ステップＳ４０２：不可）、基地局３は、接続不可である旨の応答を端末４に対して返信する（ステップＳ４０３）。一方、ステップＳ４０２で接続可と判定した場合（ステップＳ４０２：可）、基地局３は、図３を参照して説明した災害時における接続処理を実行する（ステップＳ４０４）。

以上のように、本実施形態によれば、特定の端末を記載した優先端末リスト５３１を特別端末５に記憶し、特別端末５が優先端末リスト５３１の内容を随時更新する。したがって、基地局３は、認証サーバ１と接続できない場合でも、特別端末５から例えば受信した優先端末リスト５３１を参照することで、災害時に特定の端末をより確実に接続することができる。

なお、本発明の実施の形態は上記のものに限定されない。例えば、特別端末５は、それに接続する基地局３もしくは他のネットワークノードに物理的に内蔵したり、同一基地局３内にあってもよく、また、基地局３の設置場所とは異なる耐災害性に富んだ場所に設置しても良い。また、電源設備等、必要な環境は、少なくとも特別端末５の属する基地局３、もしくはネットワークノード以上であることが望ましい。更に、セキュリティ対策を強化することが望ましい。

また、例えば、上記と同様の機能を実現するには、従来は基地局に基地局単体でも動作させるための認証等端末識別機能を各基地局に持たせたため、新たな基地局構成を必要とした。また、基地局として改修する場合、大規模な改修を必要とした。これに対し、本実施形態によれば、通信システムのシステム仕様を変更することなく、災害等のネットワークの分断が起こった際の復旧プロセスに、特別端末５との接続と、優先端末リスト５３１を基地局３にアップロードする操作を含めることにより、ネットワークが分断された際も接続された基地局３間で、特定の端末４の接続操作を優先的に行うことができる。

なお、本実施形態において基地局３等のコンピュータが実行するプログラムは、その全部または一部をコンピュータ読取可能な記録媒体あるいは通信回線を介して頒布することができる。

１０ 通信システム
３ 基地局
３１ 災害判定部
３２ 災害対応部
３３ 記憶部
４ 端末
５ 特別端末
５１ リスト更新部
５２ リスト提供部
５３ 記憶部
５３１ 優先端末リスト

Claims (7)

1. 優先的に接続する複数の端末を示す優先端末リストを記憶した記憶部を有する特別端末と、
   前記特別端末と他のノードを介さず接続可能な基地局であって、
   所定の災害が発生したか否かを判定する災害判定部と、
   前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合、前記特別端末が記憶する前記優先端末リストの内容に基づき新たな端末からの接続要求を受け入れる災害対応部と
   を有する前記基地局と
   を備えた通信システム。
2. 前記特別端末は、前記基地局を介して上位の前記ノードから繰り返し得た更新用の情報に基づき前記記憶部に記憶した前記優先端末リストを繰り返し更新するリスト更新部をさらに有する
   請求項１に記載の通信システム。
3. 前記優先端末リストは、災害時に接続を認める端末であるか否かを示す情報である災害端末属性を前記複数の端末毎に含み、
   前記災害対応部は、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合であって、前記基地局が非常用電源で動作しているとき、前記災害端末属性が災害時に接続を認める前記新たな端末からの接続要求のみを受け入れる
   請求項１または２に記載の通信システム。
4. 前記災害対応部は、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合、前記特別端末が記憶する前記優先端末リストに含まれる２つ以上の前記端末であってかつ当該基地局が収容するものを互いに接続する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の通信システム。
5. 優先的に接続する複数の端末を示す優先端末リストを記憶した記憶部を有する特別端末と、
   災害判定部と災害対応部とを有し、前記特別端末と他のノードを介さず接続可能な基地局とを用い、
   前記災害判定部によって、所定の災害が発生したか否かを判定し、
   前記災害対応部によって、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合、前記特別端末が記憶する前記優先端末リストの内容に基づき新たな端末からの接続要求を受け入れる
   通信方法。
6. 優先的に接続する複数の端末を示す優先端末リストを記憶した記憶部を有する特別端末と、
   災害判定部と災害対応部とを有し、前記特別端末と他のノードを介さず接続可能な基地局とを用い、
   前記災害判定部によって、所定の災害が発生したか否かを判定し、
   前記災害対応部によって、前記災害判定部が前記所定の災害が発生したと判定した場合、前記特別端末が記憶する前記優先端末リストの内容に基づき新たな端末からの接続要求を受け入れる
   処理を前記基地局が備えるコンピュータに実行させる
   プログラム。
7. 請求項６によるプログラムは、その全部または一部をコンピュータ読取可能な記録媒体あるいは通信回線を介して頒布可能なプログラム。

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