JP2019047150A - Ｌｔｅ通信システム及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局装置及びコアネットワーク間における通信接続が切断された場合でも、切断された基地局装置に属する端末の一部の通信を利用可能にするＬＴＥ通信システムを提供する。【解決手段】ＬＴＥ通信システムは、ＬＴＥ通信方式に従って通信する基地局装置を備える。基地局装置は、基地局装置とコアネットワークとの通信の異常を検出し、異常が検出された場合、基地局装置との間で通信接続された端末と基地局装置とが、再度、通信接続するための接続情報を端末へ送信し、基地局装置と接続情報が送信された端末との通信接続を切断し、基地局装置と端末とが、再度、通信接続するための接続要求を受信し、接続要求に基づいて、基地局装置と端末との通信接続を再確立し、通信接続が再確立された端末の呼接続に用いる呼制御情報を受信し、呼制御情報を記録装置に保持させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）通信方式に従って通信する基地局装置を備えるＬＴＥ通信システム及び通信制御方法に関する。

従来、モバイル通信を高速化させる通信方式として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）通信が利用されている。ＬＴＥ通信の仕様において、ｅＮＢ（ｅＮｏｄｅＢ）とＥＰＣ（Evolved Packet Core）における制御プレーンを扱うＭＭＥ（Mobility Management Entity）との間では、Ｓ１制御プレーンインタフェース（Ｓ１−ＭＭＥ）が定義される（非特許文献１参照）。Ｓ１−ＭＭＥでは、Ｓ１インタフェースの制御プレーンプロトコルスタックは、物理レイヤ、データリンクレイヤ、ＩＰ（Internet Protocol）レイヤ、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）レイヤ、Ｓ１−ＡＰ（S1 Application Protocol）レイヤ、を有する。ｅＮＢは、基地局装置の１つである。ＥＰＣは、コアネットワークの１つである。

ＳＣＴＰがＳ１−ＡＰにシグナリング接続が切断されたことを通知すると、ｅＮＢは、ＵＥ（User Equipment）とのＲＲＣ（Radio Resource Control）接続を解除し、シグナリング接続が切断される前にそれを使用したＲＲＣ＿ＩＤＬＥ内のＵＥの中断されたＵＥコンテンツデータを除去する。または、ＳＣＴＰがＳ１−ＡＰにシグナリング接続が切断されたことを通知すると、ｅＮＢは、ＵＥをＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤに保ち、切断される前にシグナリング接続を使用したＥＣＭ−ＩＤＬＥ内のＵＥの中断されたコンテンツデータを保持する。

このように、ｅＮＢとＥＰＣとの間で通信接続の切断が発生すると、通信の安全性を確保するために、ｅＮＢは、ｅＮＢに接続された全てのＵＥの通信を切断あるいは保留する。そのため、ｅＮＢとＵＥとの通信接続の状態が切断状態又は保留状態となるので、ｅＮＢとＵＥとの間でＶｏＬＴＥ（Voice over LTE）を含む通信が不能となる。

3GPP TS 36.300 V13.8.0 (2017-06), P178-P179

地震や豪雨等の自然災害等によって、ｅＮＢ−ＥＰＣ間の通信が切断された場合、ｅＮＢとＵＥが通信可能な状態であっても、ＵＥの接続の状態が切断状態又は保留状態となり、ＵＥ同士のＶｏＬＴＥを含む全ての通信が利用不能な状態に陥る。この場合、ユーザは、例えば緊急時であっても、ＵＥにより通信することが困難である。

本発明は、上述した従来の状況に鑑みてなされたものであり、ＬＴＥ通信方式に従って通信する基地局装置及びコアネットワーク間における通信接続が切断された場合でも、切断された基地局装置に属する端末の一部の通信を実施可能なＬＴＥ通信システム及び通信制御方法を提供する。

本発明の一態様は、ＬＴＥ通信方式に従って通信する基地局装置を備えるＬＴＥ通信システムであって、基地局装置は、前記基地局装置とコアネットワークとの通信の異常を検出し、前記異常が検出された場合、前記基地局装置との間で通信接続された端末と前記基地局装置とが、再度、通信接続するための接続情報を前記端末へ送信し、前記基地局装置と前記接続情報が送信された前記端末との通信接続を切断し、前記基地局装置と前記端末とが、再度、通信接続するための接続要求を受信し、前記接続要求に基づいて、前記基地局装置と前記端末との通信接続を再確立し、前記通信接続が再確立された前記端末の呼接続に用いる呼制御情報を受信し、前記呼制御情報を記録装置に保持させる、ＬＴＥ通信システムである。

本発明の一態様は、ＬＴＥ通信方式に従って通信する基地局装置における通信制御方法であって、前記基地局装置とコアネットワークとの通信の異常を検出し、前記異常が検出された場合、前記基地局装置との間で通信接続された端末と前記基地局装置とが、再度、通信接続するための接続情報を前記端末へ送信し、前記基地局装置と前記接続情報が送信された前記端末との通信接続を切断し、前記基地局装置と前記端末とが、再度、通信接続するための接続要求を受信し、前記接続要求に基づいて、前記基地局装置と前記端末との通信接続を再確立し、前記通信接続が再確立された前記端末の呼接続に用いる呼制御情報を受信し、前記呼制御情報を記録装置に保持させる、通信制御方法である。

本発明によれば、基地局装置及びコアネットワーク間における通信接続が切断された場合でも、切断された基地局装置に属する端末の一部の通信を実施可能である。

実施形態におけるＬＴＥ通信システムの概略構成例を示す図 ＬＴＥ通信システムにおけるＵＥ、ｅＮＢ及び呼制御サーバのハードウェア構成例を示す図 異常発生時の通信手順の一例を示すシーケンス図 呼接続手順の一例を示すシーケンス図 端末情報リストを示すテーブルの一例を示す図 通信が通常接続されている場合にＵＥのディスプレイに表示される画面例を示す図 通信が仮接続されている場合にＵＥのディスプレイに表示される画面例を示す図 従来のＬＴＥ通信システムの概略構成を示す図 従来の呼接続手順を示すシーケンス図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

（本発明の一形態を得るに至った経緯）
図７は従来の呼接続を行うＬＴＥ通信システム１０５の概略構成を示す図である。ＬＴＥ通信システム１０５は、複数のＵＥ１１０（１１０Ａ，１１０Ｂ，…）と、ｅＮＢ１２０と、ＥＰＣ１７０と、ＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem）サーバ１９０と、を有するＩＭＳサーバ１９０は、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）に従って、呼の接続制御（通話の開始・切断等）を行う。ＩＭＳサーバ１９０は、呼接続の処理を実施したり、他キャリアの端末や固定電話との接続処理を行ったりする。

図８は従来の呼接続手順を示すシーケンス図である。図８では、ＵＥ１１０ＡがＵＥ１１０Ｂへ発信する場合について示している。

まず、ＵＥ１１０Ａは、ＩＭＳサーバ１９０に対し、ＥＰＣ１７０を介して相手先としてのＵＥ１１０Ｂの電話番号を送信して発呼を要求する（Ｔ１１１）。ＩＭＳサーバ１９０は、ＵＥ１１０ＡからＵＥ１１０Ｂの電話番号を受信すると、ＵＥ１１０Ｂに対し、着信を要求する（Ｔ１１２）。ＵＥ１１０Ｂは、着信要求に対し、ユーザによる通話ボタンを押下する操作等を検出すると、着信の応答をＩＭＳサーバ１９０に返信する（Ｔ１１３）。ＩＭＳサーバ１９０は、ＵＥ１１０Ａに対し、着信の応答を通知する（Ｔ１１４）。

これにより、ＵＥ１１０ＡとＵＥ１１０Ｂとの間における呼の接続が確立する（Ｔ１１５）。この呼接続は、ＥＰＣ１７０を介した経路となる。つまり、図８における呼接続の経路は、ＵＥ１１０Ａ、ｅＮＢ１２０、ＥＰＣ１７０、ｅＮＢ１２０、ＵＥ１１０Ｂを順に通る経路となり、この経路を介して音声通話等のＶｏＬＴＥ通信が行われる。つまり、ＬＴＥプロトコルでは、ＥＰＣ１７０を介してＶｏＬＴＥ通信が実施される。

また、従来のＬＴＥ通信システム１０５では、ｅＮＢ１２０とＥＰＣ１７０との間が切断された場合、ＬＴＥプロトコルに従ってＵＥ１１０ＡとＵＥ１１０Ｂとの間のＶｏＬＴＥ通信を含む通信が遮断される。ｅＮＢ１２０は、全てのＵＥ１１０との通信を遮断するので、ＵＥ１１０とｅＮＢ１２０との間に特に異常がなく通信可能な状態であっても、全てのＵＥ１１０の通信が遮断される。そのため、従来のＬＴＥ通信システム１０５では、ユーザは、自然災害等の緊急時の対応としてＵＥ１１０を用いて通信することが困難である。

以下、ＬＴＥ通信方式に従って通信する基地局装置及びコアネットワーク間における通信接続が切断された場合でも、切断された基地局装置に属する端末の一部の通信を実施可能なＬＴＥ通信システム及び通信制御方法について説明する。

以下の実施形態では、ＬＴＥ通信システム及び通信制御方法は、ＬＴＥ（long term evolution）通信方式で通信を行うＬＴＥ通信システムに適用される。ＬＴＥ通信方式は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）を介してＬＴＥプロトコルに従って通信する方式（例えばLTE over Wifi）を含んでよい。LTE over Wifiについては、例えば、参考特許文献１に開示されている。
（参考特許文献１：特表２０１６−５０７９９３号公報）

（実施形態）
図１は実施形態におけるＬＴＥ通信システム５の概略構成を示す図である。ＬＴＥ通信システム５は、複数のＵＥ１０と、ｅＮＢ２０と、呼制御サーバ３０と、ＥＰＣ５０と、ＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem）サーバ６０と、を有する。ＵＥ１０は、端末の一例である。ｅＮＢ２０は、基地局装置の一例である。ＥＰＣ５０は、コアネットワークの一例である。ＩＭＳサーバ６０は、ＩＰ（Internet Protocol）マルチメディアサービスのためのフレームワークであり、ＥＰＣ５０を介した呼制御に関する機能を提供する。

ＵＥ１０は、ユーザによって所持され、ＶｏＬＴＥ通信に係る処理の他、各種の機能を有する。ＶｏＬＴＥ通信は、例えば、音声通話、ビデオ通話、ＳＭＳ（Short Message Service）、等を含んでよい。ここでは、複数のＵＥ１０をＵＥ１０Ａ，ＵＥ１０Ｂ，…と表記する。

ｅＮＢ２０は、自装置であるｅＮＢ２０の配下のＵＥ１０を管理し、ＵＥ１０とＥＰＣ５０との間で行われる通信を中継する。ｅＮＢ２０は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信の異常（例えば、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信回線の切断）を検知する。ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信の異常が検知された場合、ｅＮＢ２０は、ＬＴＥプロトコルに従って、自装置に接続されている複数のＵＥ１０との間での通信接続（通信セッション）を切断する。ｅＮＢ２０は、屋外に設置されてもよいし、ビル毎に設置されてもよい。

ＥＰＣ５０は、ＬＴＥのコアネットワークの１つであり、ＬＴＥプロトコルに従ってｅＮＢ２０と通信接続する。例えば、ＥＰＣ５０は、ＩＭＳサーバ６０と協働して、ＶｏＬＴＥによる音声通信（通話）を可能にする。

ＩＭＳサーバ６０は、ＵＥ１０がｅＮＢ２０及びＥＰＣ５０を介して呼接続する場合の呼接続の処理や呼制御を行う。

呼制御サーバ３０は、ｅＮＢ２０を介した複数のＵＥ１０間の呼制御を行う。呼制御サーバ３０は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信が切断された場合に、ｅＮＢ２０を介した複数のＵＥ１０間の呼接続の処理や呼制御を行う。呼制御サーバ３０は、任意の呼制御の手順（例えばＳＩＰ）に従って、ｅＮＢ２０を介した複数のＵＥ１０間の呼制御を行ってよい。呼制御サーバ３０は、例えば、ｅＮＢ２０の近傍（例えばｅＮＢ２０と同じ敷地内）に配置されてよい。

呼制御サーバ３０は、端末情報ＤＢ（database）４０を有してよい。端末情報ＤＢ４０は、端末情報リスト８０（図５参照）の情報を保持する。端末情報リスト８０には、ＵＥ１０から送信された電話番号とＩＰアドレスとが対応付けて登録されてよい。

なお、図１では、呼制御サーバ３０は、ｅＮＢ２０とは別に設けられることを例示したが、ｅＮＢ２０の内部に設けられてもよい。つまり、ｅＮＢ２０が呼制御サーバ３０の機能を有してよい。

なお、図１では、端末情報ＤＢ（database）４０が呼制御サーバ３０に設けられていることを例示したが、呼制御サーバ３０とは別に設けられてもよい。例えば、端末情報ＤＢ（database）４０を有するデータベースサーバが別途設けられてもよい。

図２はＬＴＥ通信システム５におけるＵＥ１０、ｅＮＢ２０及び呼制御サーバ３０のハードウェア構成例を示す図である。ＵＥ１０は、処理部１１、通信部１２、記憶部１３、ディスプレイ１４及び操作部１５を有する。

処理部１１は、プロセッサがメモリ（記憶部）に保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。処理部１１は、ＵＥ１０の各部の動作を制御する。

通信部１２は、ｅＮＢ２０との間で無線通信する。例えば、通信部１２は、確立されたｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続（通信セッション）を介して、ｅＮＢ２０から後述する仮の接続用情報を受信してよい。通信部１２は、ｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続が切断された後に、取得した仮の接続用情報をｅＮＢ２０へ送信してよい。通信部１２は、再確立されたｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続を介して、自端末であるＵＥ１０の電話番号とＩＰアドレスとを呼制御サーバ３０に送信してよい。通信部１２は、再確立されたｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続を介して、発信又は着信に関する信号を呼制御サーバとの間で通信してよい。

記憶部１３は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）を有し、各種情報、データ、プログラムを保持する。

ディスプレイ１４は、液晶ディスプレイ等の表示器でよく、各種情報を表示する。ディスプレイ１４は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０とが通信接続された通常接続の状態であることを示す情報（図６Ａ参照）を表示してよい。ディスプレイ１４は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０とが通信接続されていないが、ＵＥ１０とｅＮＢ２０とが通信接続された仮接続の状態であることを示す仮接続表示情報（図６Ｂ参照）を表示してよい。

通常接続の状態では、自端末が属するｅＮＢ２０に接続された他のＵＥ１０との通話が可能であり、自端末が属しない他のｅＮＢ２０に接続された他のＵＥ１０との通話も可能である。一方、仮通常接続の状態では、自端末が属するｅＮＢ２０に接続された他のＵＥ１０との通話が可能であり、自端末が属しない他のｅＮＢ２０に接続された他のＵＥ１０との通話が不可である。

操作部１５は、ユーザが操作可能な操作キー（例えばテンキー、機能キー）を有する。ユーザは、操作部１５を用いて、通話相手先の電話番号を入力してよい。

ｅＮＢ２０は、処理部２１、通信部２２及び記憶部２３を有する。

処理部２１は、プロセッサがメモリ（記憶部）に保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。処理部２１は、ｅＮＢ２０の各部の動作を制御する。例えば、処理部２１は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信の異常（例えば、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信回線の切断）を検知する。処理部２１は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信の異常を、ＬＴＥプロトコルに従って検知してよい。処理部２１は、ＥＰＣ５０との間の通信の異常が検知された場合、ＬＴＥプロトコルに従って、自装置に接続されている複数のＵＥ１０との間での通信接続を切断する。

処理部２１は、ＵＥ１０とｅＮＢ２０との通信接続が切断された後に再度ＵＥ１０とｅＮＢ２０とが通信接続するための接続用情報（仮の接続用情報）を生成してよい。仮の接続用情報として、暗号鍵、乱数、ハッシュ値、等の認証鍵が用いられてよい。暗号鍵は、共通鍵暗号方式の共通鍵でもよいし、公開鍵暗号方式の鍵ペアであってもよい。

処理部２１は、通信部２２を介して仮の接続用情報と呼制御サーバ３０のＩＰアドレスとが通信接続されているＵＥ１０へ通知された後、自装置とＵＥ１０との通信接続を切断する。

処理部２１は、ＵＥ１０からの再接続要求に基づいて、ＵＥ１０とｅＮＢ２０との通信接続を再確立してよい。この再接続要求は、ＵＥ１０へ通知された仮の接続用情報を含んでよい。

処理部２１は、仮の接続用情報を用いて、ＵＥ１０を検証してよい（Ｔ５）（図３参照）。検証時には、処理部２１は、例えば、仮の接続用情報とｅＮＢ２０が保持する認証用情報（例えば、仮の接続用情報と対応する乱数、共通鍵、秘密鍵）とを突き合わせて照合してよい。検証が成功すると、処理部２１は、正当なＵＥ１０であると認識し、このＵＥ１０との間での通信接続を許可する。一方、検証が失敗すると、処理部２１は、不当なＵＥ１０であると認識し、このＵＥ１０との間での通信接続を禁止してよい。

通信部２２は、ｅＮＢ２０に接続された、少なくとも１つのＵＥ１０との間で通信する。通信部２２は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０とが通信接続された通常接続の場合に、ＵＥ１０との間で通信してよい。通信部２２は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０とが通信接続されていないが、ＵＥ１０とｅＮＢ２０とが通信接続された仮接続の場合に、ＵＥ１０との間で通信してよい。通信部２２は、呼制御サーバ３０との間で通信してよい。通信部２２は、ＥＰＣ５０との間で通信してよい。通信部２２は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０とが通信接続された通常接続の場合に、ＥＰＣ５０との間で通信してよい。

記憶部２３は、例えばＲＯＭやＲＡＭを有し、各種情報、データ、プログラムを保持する。

呼制御サーバ３０は、処理部３１、通信部３２、記憶部３３及び記録部３４を有する。

処理部３１は、プロセッサがメモリ（記憶部）に保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。処理部３１は、呼制御サーバ３０の各部の動作を制御する。処理部３１は、例えばＳＩＰ（Session Initiation Protocol）に従って通信部３２を介して呼制御を行い、ｅＮＢ２０に接続されているＵＥ１０同士の通話を可能にする。

通信部３２は、ｅＮＢ２０との間で通信を行う。通信部３２は、ｅＮＢ２０を介して他の装置（例えばＵＥ１０）との間で通信を行ってよい。通信部３２は、再確立されたｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続を介して、ＵＥ１０から電話番号とＩＰアドレスの情報を受信してよい。通信部３２は、再確立されたｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続を介して、発信又は着信に関する通信をしてよい。

記憶部３３は、例えばＲＯＭやＲＡＭを有し、各種情報、データ、プログラムを保持する。

記録部３４は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）を有し、各種データや情報を記録する。記録部３４は、端末情報ＤＢ４０を有してよい。処理部３１は、端末情報ＤＢ４０に保持された端末情報リスト８０（図５参照）の内容の追加・削除・変更等の記録動作を指示してよい。

端末情報リスト８０が保持するデータは、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信接続が復旧した後、消去されてもよいし、所定期間保存されてもよい。例えば、処理部３１は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信接続の復旧を検知すると、記録部３４の端末情報ＤＢ４０の端末情報リスト８０を消去してよい。また、端末情報リスト８０が保持するデータは、次回の通信接続の再確立時に別のデータが記録される際に、上書きされて消去されてよい。端末情報リスト８０が保持するデータが適時消去されることで、端末情報ＤＢ４０の記憶容量が抑制され得る。

なお、端末情報ＤＢ４０は、外部記憶装置として呼制御サーバ３０に接続される場合、複数のｅＮＢ２０及び複数の呼制御サーバ３０に対し、共通に使用されてもよい。

次に、ＬＴＥ通信システム５の動作について説明する。

図３は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間での異常発生時の通信手順を示すシーケンス図である。図３では、複数台のＵＥ１０（１０Ａ，１０Ｂ）が、ｅＮＢ２０がＥＰＣ５０と通信接続された通常接続時に、ｅＮＢ２０に接続されていることを想定する。

ｅＮＢ２０では、処理部２１は、ＥＰＣ５０へのデータの到達が不可能になる等、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との通信の異常を検知する（Ｔ１）。通信の異常が検知されると、処理部２１は、仮の接続用情報を生成する（Ｔ２）。

通信部２２は、ＵＥ１０Ａ，１０Ｂに対し、生成した仮の接続用情報及び呼制御サーバ３０のＩＰアドレスを通知する（Ｔ３）。処理部２１は、仮の接続用情報及び呼制御サーバ３０のＩＰアドレスの通知後、通信部２２を介したＵＥ１０Ａ，１０Ｂとの通信接続を切断する（Ｔ３）。

ＵＥ１０Ａでは、通信部１２は、ｅＮＢ２０との間の通信接続の切断前に、仮の接続用情報及び呼制御サーバ３０のＩＰアドレスを受信する。通信部１２は、ｅＮＢ２０との間の通信接続の切断後、ｅＮＢ２０に対し、再度の通信接続を要求する（再接続要求）（Ｔ４）。この再接続要求には、仮の接続用情報が含まれる。

ｅＮＢ２０では、通信部２２は、ＵＥ１０Ａから仮の接続用情報を受信し、処理部２１は、仮の接続用情報を検証する（Ｔ５）。検証が失敗した場合、処理部２１は、ＵＥ１０Ａとの通信接続を確立（再確立）しない。一方、検証が成功した場合、ｅＮＢ２０では、処理部２１は、ＵＥ１０Ａとの通信接続を確立（再確立）する（Ｔ６）。

ＵＥ１０（ＵＥ１０Ａ，１０Ｂ）とｅＮＢ２０との間の通信接続が確立すると、ＵＥ１０では、処理部１１は、仮接続情報（例えば図６（Ｂ）のマークＭＫ参照）をディスプレイ１４に表示する。仮接続情報は、ＵＥ１０（ＵＥ１０Ａ，１０Ｂ）とｅＮＢ２０との間の通信接続が確立され、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との通信接続が接続されていない仮接続の情報を示す。

ｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続が再確立されると、ＵＥ１０Ａでは、通信部１２は、再確立された通信接続を介して、呼制御サーバ３０に対し、ＵＥ１０Ａの電話番号とＩＰアドレスとを送る（Ｔ７）。ＵＥ１０Ａの電話番号の情報は、例えば、ＵＥ１０Ａの記憶部１３やＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カードに保持されていてよい。ＵＥ１０ＡのＩＰアドレスの情報は、例えば、ＵＥ１０Ａの記憶部１３に保持されていてよい。ＵＥ１０ＡのＩＰアドレスは、例えば、仮の接続用情報に含まれる固定ＩＰアドレス、又は通信接続の再確立時にＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）に従ってｅＮＢ２０により付与されるＩＰアドレスでよい。

呼制御サーバ３０では、通信部３２は、ＵＥ１０Ａの電話番号とＩＰアドレスとを受信すると、処理部３１は、記録部３４の端末情報ＤＢ４０に保持されている端末情報リスト８０に、ＵＥ１０Ａの電話番号とＩＰアドレスとを追加し登録する（Ｔ８）。したがって、また、呼制御サーバ３０は、端末情報リスト８０を参照することで、ＵＥ１０ＡやＵＥ１０Ｂを通話するための端末として認識でき、例えばＵＥ１０ＡとＵＥ１０Ｂとの呼接続を補助できる。

ここでは、ＵＥ１０Ａについて主に説明したが、ＵＥ１０Ｂについても同様であり、ＵＥ１０Ｂも、例えば手順Ｔ３〜Ｔ７の動作を行う。

このように、図３に示した手順によれば、ｅＮＢ２０は、ＵＥ１０との間の通信接続が切断される前に、通信接続の再接続に必要となる情報（仮の接続用情報）を送信しておくことで、ＬＴＥプロトコルによりＵＥ１０との間の通信接続が切断された後であっても、ＵＥ１０との間の通信接続を再確立できる。したがって、ＵＥ１０との間の通信接続が切断されても、ＵＥ１０との間のＩＰレベルでの通信接続を再確立できる。つまり、通信接続が再確立されたｅＮＢ２０とＵＥ１０との間では、ＩＰ通信が可能となる。呼制御サーバ３０は、ｅＮＢ２０とＵＥ１０との通信接続の再確立後、ｅＮＢ２０配下のＵＥ１０同士によるＶｏＬＴＥを実施するための情報（呼制御情報）を登録可能である。

なお、通信接続の再確立が行われることで、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間における異常発生時にＵＥ１０が接続可能となり、セキュリティレベルがやや落ちるようにも思われる。しかし、呼制御サーバ３０は、ＵＥ１０が保持するような、ユーザデータを保持していないことがある。この場合、呼制御サーバ３０は、高いセキュリティレベルを維持しなくても、ユーザデータの情報漏洩が発生することを回避できる。また、呼制御サーバ３０は、多少セキュリティレベルが低下しても、ｅＮＢ２０配下のＵＥ１０同士でのＶｏＬＴＥ通信を実現するという大きなメリットを提供できる。

また、ｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続の切断時に仮の接続用情報がＵＥ１０へ通知し、この仮の接続用情報を用いてｅＮＢ２０が通信接続を再確立するので、ＥＰＣ５０との間で元々通信接続が確立されていたＵＥ１０に限って、ｅＮＢ２０との通信接続の再確立が許容されることになる。したがって、呼制御サーバ３０のセキュリティレベルが多少低下しても、ＥＰＣ５０側の通信経路の異常発生時に第三者によりｅＮＢ２０との間で通信接続されることを抑制できる。

図４は呼接続手順の一例を示すシーケンス図である。ここでは、図３の手順Ｔ６でＵＥ１０とｅＮＢ２０との通信接続が再確立された後、呼制御サーバ３０は、ＳＩＰ等に従って、呼の接続制御（通話の開始・切断等）を行う。図４では、ＵＥ１０ＡがＵＥ１０Ｂへ発信する場合について例示する。

まず、ＵＥ１０Ａでは、通信部１２は、呼制御サーバ３０に対し、相手先としてのＵＥ１０Ｂの電話番号を送信して発呼を要求する（Ｔ１１）。呼制御サーバ３０では、通信部３２は、ＵＥ１０ＡからＵＥ１０Ｂの電話番号を受信すると、処理部３１は、記録部３４の端末情報ＤＢ４０へ、ＵＥ１０Ｂの電話番号に対応するＵＥ１０ＢのＩＰアドレスを問い合わせる（Ｔ１２）。処理部３１は、ＵＥ１０Ｂの電話番号に対応付けられたＵＥ１０ＢのＩＰアドレスを、ＩＰアドレスの問い合わせの応答として、端末情報ＤＢ４０の端末情報リスト８０から取得する（Ｔ１３）。

呼制御サーバ３０では、通信部３２は、ＵＥ１０Ｂに対し、ＵＥ１０ＢのＩＰアドレスを基に、着信を要求する（Ｔ１４）。ＵＥ１０Ｂでは、通信部１２は、着信要求を受信し、ディスプレイ１４等によりユーザへ着信要求を提示する。処理部１１は、操作部１５を介して通話ボタンを押下する操作等を検出すると、通信部１２を介して、着信要求に対する着信の応答を呼制御サーバ３０に返信する（Ｔ１５）。通信部３２は、ＵＥ１０Ｂからの着信の応答を受信し、ＵＥ１０Ａに対し、着信の応答を通知（応答通知）する（Ｔ１６）。

これにより、ＵＥ１０ＡとＵＥ１０Ｂとの間における呼の接続が確立する（Ｔ１７）。この呼接続は、ｅＮＢ２０を経由する経路となる。つまり、呼接続の経路は、ＵＥ１０Ａ、ｅＮＢ２０、ＵＥ１０Ｂを順に通る経路となり、この経路を介して、ＶｏＬＴＥ通信される。

このように、図４に示した手順によれば、呼制御サーバ３０は、再確立されたＵＥ１０ＡとｅＮＢ２０との通信接続及びＵＥ１０ＢとｅＮＢ２０との通信接続を介して、呼接続を確立できる。ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との通信接続に異常が発生した場合、ＥＰＣ５０よりも上位に位置するＩＭＳサーバ６０による呼制御を実施できないが、呼制御サーバ３０は、ＩＭＳサーバ６０に代わって呼制御する。これにより、呼制御サーバ３０は、ＥＰＣ５０を超えない範囲で（ＥＰＣ５０より下位のｅＮＢ２０側で）、つまりｅＮＢ２０配下のＵＥ１０同士でのＶｏＬＴＥ通信を可能にできる。

図５は端末情報リスト８０の一例を示すテーブルである。

端末情報リスト８０には、ｅＮＢ２０との通信接続が再確立された１つ以上のＵＥ１０の電話番号及びＩＰアドレスが登録される。例えば、ＩＰアドレスが「ＡＡＡ.ＢＢＢ.ＣＣＣ.ＤＤＤ」であり、電話番号が「０１２−３３３−〇〇△△」である情報が登録されてよい。つまり、ｅＮＢ２０の配下にある少なくとも１つのＵＥ１０の端末情報として、呼制御に関する呼制御情報（ＵＥ１０のＩＰアドレス，電話番号を含む）が登録されてよい。端末情報リスト８０には、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との通信に異常が発生した際に登録されてよいので、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との通信に異常が発生した際にｅＮＢ２０に接続されていたＵＥ１０の台数分、呼制御情報が登録されてよい。

端末情報リスト８０は、ｅＮＢ２０毎に端末情報ＤＢ４０に保持されてよい。この場合、端末情報ＤＢ４０には、ｅＮＢ２０の台数と同数の端末情報リスト８０が記憶されてよい。

なお、各ＵＥ１０に与えられる仮の接続用情報のＩＰアドレスは、異常発生時に通信接続の再確立が行われる度に、更新されてもよいし、固定であってもよい。仮の接続用情報のＩＰアドレスが更新される場合、端末情報リスト８０は、通信接続の再接続後に消去されてもよい。この場合、呼制御サーバ３０は、端末情報リスト８０に要するメモリ消費量を削減できる。また、仮の接続用情報のＩＰアドレスが固定である場合、呼制御サーバ３０は、端末情報リスト８０に通信接続の再確立の度に仮の接続用情報のＩＰアドレスを再登録する必要がなく、登録等の処理の負荷を軽減できる。また、呼制御サーバ３０は、仮の接続用情報のＩＰアドレスが固定である場合、ＩＰアドレス数の増加を抑制できる。

次に、ｅＮＢ２０の通信接続の状態（通常接続の状態又は仮接続の状態）を可視化することについて説明する。

ＵＥ１０では、ディスプレイ１４は、ｅＮＢ２０の通信接続の状態（通常接続の状態又は仮接続の状態）を表示し、可視化してよい。

図６Ａは、ｅＮＢ２０が通常接続の状態であることを示す画面例を示す図である。通常接続では、ＵＥ１０が接続されたｅＮＢ２０に接続された他のＵＥ１０に限られず、ＵＥ１０が接続されたｅＮＢ２０以外の他のｅＮＢ２０に接続された他のＵＥ１０等、広く呼接続可能であり、通信可能である。

ＵＥ１０Ａのディスプレイ１４には、通常接続の状態であるので、仮接続表示情報が表示されていない。なお、ＵＥ１０Ａのディスプレイ１４には、仮接続表示情報が表示されないことよりも直接的に、ｅＮＢ２０が通常接続の状態であることを示す通常接続表示情報が表示されてもよい。

ユーザは、図６Ａの表示を確認することで、通話の相手先が制限されることなく、広域に亘って他のＵＥ１０と通話可能であることを認識できる。

図６Ｂは、ｅＮＢ２０が仮接続の状態であることを示す仮接続表示情報が表示された画面例を示す図である。仮接続では、ＵＥ１０が接続されたｅＮＢ２０に接続された他のＵＥ１０に限って呼接続可能である。

ＵＥ１０Ａのディスプレイ１４には、仮接続の状態であり、ＵＥ１０が呼制御サーバ３０に接続されることを表す仮接続表示情報（例えば、仮接続中であることを示すマークやメッセージ）が表示される。例えば、ディスプレイ１４に、「ＬＴＥ／ｔｅｍｐ」のマークｍｋが仮接続表示情報として表示されてよい。

ユーザは、図６Ｂの表示を確認することで、同じｅＮＢ２０に属する他のＵＥ１０、つまり近距離内（例えば同じ自治体内）のＵＥ１０との間に限って通話可能であり、広域に亘って他のＵＥ１０と通話することはできないことを認識できる。

このように、本実施形態のＬＴＥ通信システム５は、自然災害等でｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間の通信接続が切断された場合、ＬＴＥプロトコルの仕様によりｅＮＢ２０とＵＥ１０との通信接続が一旦切断されるが、仮の接続用情報を用いて、ｅＮＢ２０とＵＥ１０との通信接続を再接続することが可能である。よって、ｅＮＢ２０は、再接続された複数のＵＥ１０間のＶｏＬＴＥ通信を可能とするために、複数のＵＥ１０間の呼接続を確立できる。したがって、ＵＥ１０のユーザは、自然災害等が発生しても、近距離内（例えば同じ自治体）の他のＵＥ１０とＶｏＬＴＥ通信を開始でき、他人と必要な情報の共有等を実施できる。よって、ｅＮＢ２０とＵＥ１０との間で再確立された通信接続は、緊急連絡用の通信ネットワークとして活用可能である。

以上のように、本実施形態のＬＴＥ通信システム５では、ＬＴＥ通信方式に従って通信するｅＮＢ２０（基地局装置の一例）は、処理部２１と、通信部２２と、を備える。処理部２１は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０（コアネットワークの一例）との通信の異常を検出する。異常が検出された場合、処理部２１は、通信部２２を介して、ｅＮＢ２０との間で通信接続されたＵＥ１０（端末の一例）とｅＮＢ２０とが、再度、通信接続するための仮の接続用情報（接続情報の一例）をＵＥ１０へ送信する。処理部２１は、ｅＮＢ２０と仮の接続用情報が送信されたＵＥ１０との通信接続を切断する。処理部２１は、通信部２２を介して、ｅＮＢ２０とＵＥ１０とが、再度、通信接続するための再接続要求を受信する。処理部２１は、再接続要求に基づいて、ｅＮＢ２０とＵＥ１０との通信接続を再確立する。処理部２１は、通信部２２を介して、通信接続が再確立されたＵＥ１０の呼接続に用いる電話番号やＩＰアドレス等の呼制御情報を受信する。処理部２１は、呼制御情報を呼制御サーバ３０の記録部３４（記録装置の一例）に保持させる。

自然災害等でｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間が切断された場合、ＬＴＥプロトコルにより、ｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続も切断される。ｅＮＢ２０は、ｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続が切断される前に、ｅＮＢ２０とＵＥ１０との間で通信接続を再確立するための仮の接続用情報をＵＥ１０へ送る。よって、ＵＥ１０は、仮の接続用情報を用いてｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続を試みることができる。ｅＮＢ２０は、通信接続を再確立することで、ｅＮＢ２０の配下にあるＵＥ１０同士の通信を可能にし、全ての通信が利用不能な状態に陥ることを抑制できる。また、ｅＮＢ２０は、ＵＥ１０の呼接続に用いる呼制御情報を呼制御サーバ３０の記録部３４に登録しておくことで、ｅＮＢ２０の配下にあるＵＥ１０の呼制御を支援でき、呼制御情報を用いたサービスを提供できる。

このように、ｅＮＢ２０は、ｅＮＢ２０とＥＰＣ５０との間における通信接続が切断された場合でも、切断されたｅＮＢ２０に属するＵＥ１０の一部の通信を利用可能にすることができる。したがって、同じｅＮＢ２０の配下にあるＵＥ１０間の通話を継続して使用可能となる。

ｅＮＢ２０の処理部２１は、接続要求に含まれる情報に基づいて、ＵＥ１０の正当性を検証してよい。処理部２１は、接続要求に、ｅＮＢ２０が送信した仮の接続用情報と同一の仮の接続用情報が含まれる場合、ＵＥ１０が正当であると判定し、ＵＥ１０との間の通信接続を再確立してよい。

これにより、ｅＮＢ２０は、ＵＥ１０が正当であるか検証するので、第三者としてのＵＥ１０等が無断でｅＮＢ２０と通信接続することを抑制できる。よって、ｅＮＢ２０は、ｅＮＢ２０が許容しないＵＥ１０同士で通話等が行われることを抑制できる。

記録部３４は、ＵＥ１０毎に、ＵＥ１０のＩＰアドレス及び電話番号を含む呼制御情報を保持してよい。

これにより、ＵＥ１０は、ＩＰアドレス及び電話番号を用いたサービス（例えばＶｏＬＴＥ通信）を実施できる。電話番号を用いたサービスは、音声通話、ビデオ通話、ＳＭＳ、等を含んでよい。

ＬＴＥ通信システム５は、ＥＰＣ５０よりもｅＮＢ２０側（下位側）に配置された呼制御サーバ３０を備えてよい。呼制御サーバ３０は、処理部３１及び通信部３２を備えてよい。ＵＥ１０は、ＵＥ１０Ａ（第１の端末の一例）及びＵＥ１０Ｂ（第２の端末の一例）を含んでよい。処理部３１は、通信部３２を介して、ＵＥ１０Ａから、ＵＥ１０Ｂの電話番号を含む発信要求を受信してよい。処理部３１は、記録部３４を参照して、ＵＥ１０Ｂの電話番号に対応するＵＥ１０ＢのＩＰアドレスを取得してよい。処理部３１は、通信部３２を介して、ＵＥ１０ＢのＩＰアドレスを用いてＵＥ１０Ｂへ着信要求を送信してよい。処理部３１は、通信部３２を介して、ＵＥ１０Ｂから着信要求に対する応答を受信してよい。処理部３１は、通信部３２を介して、ＵＥ１０Ａへ応答を通知してよい。

これにより、呼制御サーバ３０は、ＵＥ１０とｅＮＢ２０との間で再確立された通信接続を介して、電話番号とＩＰアドレスとを用いて、配下のＵＥ１０同士の呼接続の確立を補助できる。これにより、ｅＮＢ２０は、ＵＥ１０Ａ，１０Ｂによる発信及び着信により、呼接続を介したＶｏＬＴＥ通信を実現できる。

ＬＴＥ通信方式は、無線ＬＡＮを介して仮想的にＬＴＥプロトコルに従って通信する方式を含む。

これにより、ｅＮＢ２０は、物理的にＬＴＥ回線を用いてＬＴＥ通信を行う場合に限らず、他の通信回線上に仮想的にＬＴＥプロトコルに従った通信を行うことも可能である。この場合においても、ｅＮＢ２０は、切断されたｅＮＢ２０とＵＥ１０との間の通信接続を再確立することで、ｅＮＢ２０配下のＵＥ１０による全ての通信が利用不能な状態に陥ることを抑制できる。なお、ＬＴＥ通信方式は、無線ＬＡＮ以外の他の無線回線を介して、仮想的にＬＴＥプロトコルに従って通信する方式を含んでもよい。

以上、図面を参照しながら各種の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。

上記実施形態では、ＵＥ１０から呼制御サーバ３０にアクセスする際に、呼制御サーバ３０においてＵＥ１０の認証（端末認証）を実施しないことを例示した。呼制御サーバ３０は、ｅＮＢ２０と一体であることと同等に構成されてよく、この場合、呼制御サーバ３０の別途の認証が実施しなくても、ある程度のセキュリティが維持され得る。更に、呼制御サーバ３０は、端末認証してもよい。これにより、呼制御サーバ３０は、何らかの装置が正当なＵＥ１０に成りすまして呼制御サーバ３０を利用して通信接続し、意図しないＶｏＬＴＥが実施されることを更に抑制でできる。

本発明は、ＬＴＥ通信方式に従って通信する基地局装置及びコアネットワーク間における通信接続が切断された場合でも、切断された基地局装置に属する端末の一部の通信を利用可能にするＬＴＥ通信システム及び通信制御方法等に有用である。

５，１０５ ＬＴＥ通信システム
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ ＵＥ
１１，２１，３１ 処理部
１２，２２，３２ 通信部
１３，２３，３３ 記憶部
１４ ディスプレイ
１５ 操作部
２０，１２０ ｅＮＢ
３０ 呼制御サーバ
３４ 記録部
４０ 端末情報ＤＢ
５０，１７０ ＥＰＣ
６０，１９０ ＩＭＳサーバ
８０ 端末情報リスト
ｍｋ マーク

Claims (6)

1. ＬＴＥ（Long Term Evolution）通信方式に従って通信する基地局装置を備えるＬＴＥ通信システムであって、
   基地局装置は、
   前記基地局装置とコアネットワークとの通信の異常を検出し、
   前記異常が検出された場合、前記基地局装置との間で通信接続された端末と前記基地局装置とが、再度、通信接続するための接続情報を前記端末へ送信し、
   前記基地局装置と前記接続情報が送信された前記端末との通信接続を切断し、
   前記基地局装置と前記端末とが、再度、通信接続するための接続要求を受信し、
   前記接続要求に基づいて、前記基地局装置と前記端末との通信接続を再確立し、
   前記通信接続が再確立された前記端末の呼接続に用いる呼制御情報を受信し、
   前記呼制御情報を記録装置に保持させる、
   ＬＴＥ通信システム。
2. 請求項１に記載のＬＴＥ通信システムであって、
   前記基地局装置は、
   前記接続要求に含まれる情報に基づいて、前記端末の正当性を検証し、
   前記接続要求に前記接続情報が含まれる場合、前記端末が正当であると判定し、前記端末との間の通信接続を再確立する、
   ＬＴＥ通信システム。
3. 請求項１または２に記載のＬＴＥ通信システムであって、
   前記記録装置は、前記端末毎に、前記端末のＩＰアドレス及び電話番号を含む前記呼制御情報を保持する、
   ＬＴＥ通信システム。
4. 請求項３に記載のＬＴＥ通信システムであって、更に、
   前記コアネットワークよりも前記基地局装置側に配置された呼制御サーバを備え、
   前記端末は、第１の端末及び第２の端末を含み、
   前記呼制御サーバは、
   前記第１の端末から、前記第２の端末の電話番号を含む発信要求を受信し、
   前記記録装置を参照して、前記第２の端末の電話番号に対応する前記第２の端末のＩＰアドレスを取得し、
   前記第２の端末のＩＰアドレスを用いて前記第２の端末へ着信要求を送信し、
   前記第２の端末から前記着信要求に対する応答を受信し、
   前記第１の端末へ前記応答を通知する、
   ＬＴＥ通信システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＴＥ通信システムであって、
   前記ＬＴＥ通信方式は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）を介して仮想的にＬＴＥプロトコルに従って通信する方式を含む、
   ＬＴＥ通信システム。
6. ＬＴＥ通信方式に従って通信する基地局装置における通信制御方法であって、
   前記基地局装置とコアネットワークとの通信の異常を検出し、
   前記異常が検出された場合、前記基地局装置との間で通信接続された端末と前記基地局装置とが、再度、通信接続するための接続情報を前記端末へ送信し、
   前記基地局装置と前記接続情報が送信された前記端末との通信接続を切断し、
   前記基地局装置と前記端末とが、再度、通信接続するための接続要求を受信し、
   前記接続要求に基づいて、前記基地局装置と前記端末との通信接続を再確立し、
   前記通信接続が再確立された前記端末の呼接続に用いる呼制御情報を受信し、
   前記呼制御情報を記録装置に保持させる、
   通信制御方法。

Images