JP3732796B2

JP3732796B2 - 無線通信システム及び同システムの緊急時制御方法及び無線通信端末

Info

Publication number: JP3732796B2
Application number: JP2002093236A
Authority: JP
Inventors: 秀夫清水; 達上林; 康彦鈴木; 正雄菅; 章裕笠原; 彰夫岡崎; 憲一平松; 素直和田; 宏治三上; 明戸島; 直樹遠藤; 幸一野口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: JP2003289584A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、災害やテロ発生時等の特別事態においても安定して移動体通信サービスを提供可能な無線通信システム、同無線通信システムの緊急時制御方法、および同無線通信システムに適用される無線通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信は、携帯電話や自動車電話のように通信端末の利用者の一方あるいは両方が移動しながら実行できる通信の総称をいう。初期の移動体通信は船舶電話や列車電話から始まり、自動車電話の実用化によって大衆的な普及が進んだ。更に、電話機の小型軽量化の成功によって、携帯電話が爆発的に普及した。
【０００３】
携帯電話は、人が持ち運びできる電話機あるいはこれを使う電話サービスの総称である。広い意味では移動電話（Mobile Telephone）と同じであるが、小型で軽量の電話機端末を持ち歩きながら使用できるという意味で、「携帯電話」という言葉が普及した。携帯電話システムは従来の有線電話システムの加入者線を無線にしたものであり、無線基地局と電話機の間が無線回線で繋がれている。一つの無線基地局がカバーする範囲をセルと呼ぶことから、携帯電話を「セルラー電話」ともいう。
【０００４】
このようなセルラー方式の携帯電話システムには、無線周波数との関係から同時に接続できる携帯電話の数が制限されていて電話回線がパンクしやすいという問題、すなわち無線基地局の同一セル内に多数の携帯電話が存在し、これらが同時的に発信を行うと同無線基地局が過負荷となり、回線が繋がりにくくなるという問題がある。また携帯電話システムには、通話の優先順位という概念もない。例えば、大地震等の災害発生時や、近頃記憶に新しいニューヨーク−ワシントン同時多発テロのようなテロ発生時には、被災地等の周辺地域において身元安否等のための通話要求が短時間のうちに大量に発生し、回線が長時間にわたって繋がりにくくなってしまう。この場合、本来なら災害救助に力を発揮するはずの携帯電話が役に立っていない。
【０００５】
そこで、無線基地局よりさらに先の電話局（交換機）側で接続を制御するという解決方法が考えられたが、無線基地局のみならず交換機についてもその能力は有限であるから、やはり過負荷になると回線が繋がりにくくなるという問題が生じ得る。
【０００６】
したがって、携帯電話機（無線通信端末）側に発信規制等の新たな動作制御機能を設けておき、これを利用して上記のような災害等の緊急時においても通信サービスが全く利用できなくなるといった事態を回避するよう対策を講じるのが好ましいといえる。しかし、携帯電話機の新製品等においてこのような新たな動作制御機能を付加したとしても、これに対応していない旧型機種の存在が抜け道となってしまい、所要の効果が得られないおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情を考慮してなされたものであり、災害やテロ発生等の緊急時において、発信及び連続通話可能時間が適切に規制され、通信サービスが全く利用できなくなるといった事態を回避できる無線通信システム、同システムの緊急時制御方法、及び無線通信端末を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するための本発明は次のように構成されている。
【０００９】
本発明に係る無線通信システムは、一つの無線基地局に無線路を介して複数の無線通信端末が結合される無線通信システムにおいて、無線基地局は、複数の無線通信端末に対して各々を緊急時モードに切り替えさせるための緊急時モード切替信号を送信し、第１の無線通信端末は、前記無線基地局から送信された緊急時モード切替信号に応答して緊急時モードに切り替わり、特定領域のフラグがオンにセットされた制御フレームを用いて発呼要求し、前記無線基地局は、前記第１の無線通信端末からの発呼要求を許可する一方、前記制御フレームを用いない第２の無線通信端末からの発呼要求を拒否することを特徴とする。
【００１０】
なお、前記第１の無線通信端末は、前記緊急時モードへの切替に伴い、前記無線基地局との間の無線通信動作の一部を規制する規制手段を具備するように構成してもよい。この前記規制手段は、前記第１の無線通信端末からの発信を規制する発信規制手段と、前記第１の無線通信端末の連続通話可能時間を規制する通話時間規制手段と、を含む。
【００１１】
本発明に係る無線通信システムの緊急時制御方法は、一つの無線基地局に無線路を介して複数の無線通信端末が結合される無線通信システムの緊急時制御方法であって、無線基地局は、複数の無線通信端末に対して各々を緊急時モードに切り替えさせるための緊急時モード切替信号を送信し、第１の無線通信端末は、前記無線基地局から送信された緊急時モード切替信号に応答して緊急時モードに切り替わり、特定領域のフラグがオンにセットされた制御フレームを用いて発呼要求し、前記無線基地局は、前記第１の無線通信端末からの発呼要求を許可する一方、前記制御フレームを用いない第２の無線通信端末からの発呼要求を拒否することを特徴とする。
【００１２】
なお、前記第１の無線通信端末が、前記緊急時モードへの切替に伴い、前記無線基地局との間の無線通信動作の一部を規制することとしてもよい。かかる規制は、前記第１の無線通信端末からの発信を規制すること、前記第１の無線通信端末の連続通話可能時間を規制することを含む。
【００１３】
本発明に係る無線通信端末は、無線基地局から緊急時モード切替信号を受信し、これに応答して動作モードを緊急時モードに切り替える無線通信端末であって、前記緊急時モードにおいて、特定領域のフラグがオンにセットされた制御フレームを用いて前記無線基地局に発呼要求する発呼手段と、前記緊急時モードにおいて、前記無線基地局との間の無線通信動作の一部を規制する規制手段と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
なお、前記規制手段は、前記無線通信端末からの発信を規制する発信規制手段と、前記無線通信端末の連続通話可能時間を規制する通話時間規制手段と、を含む。また、前記規制手段による規制の程度を変動ポイントに応じて変化させるように構成してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概念図である。より具体的には、本システムはセルラー方式の移動体通信（携帯電話）システムである。同図に示す１０は電話局、２０は無線基地局であり、両者は有線接続されている。無線基地局２０は数１００ｍないし２０ｋｍ程度の無線電波のカバーエリアを有し、同エリア内に存在する無線通信端末（携帯電話）１ａや１ｂと無線通信（電話）が可能である。本発明は、このような無線通信システムにおいて、災害やテロ等が発生した緊急時に無線基地局２０が提供し得る通信回線の容量を遙かに超えた通話要求が多数の無線通信端末から発生することを緊急時モード動作によって回避し、移動体通信サービスが全く利用できなくなるといった事態を回避し、安定的なサービスを提供できるようにすることを意図している。
【００１７】
このため、災害等が発生した緊急時に無線基地局２０は、緊急時モードを表す制御フレームｂ１（ｂ２）をブロードキャストし、同エリア内の無線通信端末１を同緊急時モードに動作切り替えさせる。図１に示すように、これに応じ得る無線通信端末１ａには制御フレームの所定フィールドのビットを立て（「真」又は１の値）て発呼要求する（ｃ１）。ここで、もとから緊急時モードを備えていない旧型機種の無線通信端末１ｂは、制御フレームの所定フィールドのビットを立てないで発呼要求する（ｃ２）。本実施形態に係る無線基地局２０はこのような制御フレーム（ｃ１，ｃ２）の相違を検知し、無線通信端末１ｂからの発呼要求を拒否する。これにより通話が可能であるのは旧型機種の無線通信端末１ｂを除いた無線通信端末１ａのみ（当然ながら、無線通信端末１ｂ及び１ａはそれぞれ一台だけではない）となり、無線基地局２０の回線容量への負荷が軽減され、回線が繋がりにくくなるという事態を回避できる。
【００１８】
図２は、このような無線通信端末からの発呼要求時における無線基地局でのの処理手順を示すフローチャートである。
【００１９】
まず、災害やテロ等の事態が発生したとき、無線基地局２０は電話局１０から緊急時モード切り替え指令を受信する（ステップＳ１０）。電話局１０から緊急時モード切り替え指令を受信しないときは、平常時モードである（ステップＳ１１）。
【００２０】
緊急時モード切り替え指令を受信した無線基地局２０は、次に緊急時制御フレームｂ１，ｂ２をブロードキャストする（ステップＳ１２）。この緊急時制御フレームｂ１，ｂ２は、図１に示したように所定フィールドのビットが立っている（「１」である）。これに応じて無線通信端末１ａは緊急時モードに切り替わるが、無線通信端末１ｂはもとより緊急時モードを備えていない。
【００２１】
ステップＳ１３において無線通信端末１ａ又は１ｂ等から発呼要求がなされると、無線基地局２０は、その発呼要求に係る制御フレームの所定フィールドのビットが立っている（「１」である）か否かを判定する（ステップＳ１４）。そして無線基地局２０は、発呼要求に係る制御フレームの所定フィールドのビットが立っていない場合はステップＳ１５において発呼要求を拒否し、ステップＳ１３に戻る。これは上記無線通信端末１ｂの場合である。一方、無線通信端末１ａの場合は発呼要求に係る制御フレームの所定フィールドのビットが立っているので、その発呼要求を受け付け、相手先との通話接続を許可する（ステップＳ１６）。
【００２２】
このように本実施形態では、無線基地局２０が、送られてきた発呼要求に係る制御フレームを参照して、無線通信端末を選別し、緊急時モードを備えた端末について優先的に発信及び通話を許可する。その一方で、本実施形態に係る無線通信端末（１ａ）は、以下に説明するような端末側における自主的な発信及び通話時間の規制を行うものとなっている。
【００２３】
図３は、本実施形態に係る無線通信端末の概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、本実施形態に係る無線通信端末（携帯電話）１は、無線基地局２０と無線通信路を介して結合されるアンテナ２と、このアンテナ２に接続される受信機３および送信機４を備える。また、スピーカやマイクロフォン、および通話ボタンを含む各種機能ボタン、ダイヤル入力等のテンキーボタン等を備えた通話装置９を備える。
【００２４】
受信機３は、無線基地局２０から送信され、アンテナ２により受波され無線電波からデジタルの受信信号を生成する。この受信信号は通話装置９に送られてアナログの音声信号が生成され、スピーカより出力される。一方、送信機４は、通話装置９のマイクロフォンから入力された話者の音声等からデジタルの送信信号を生成する。この送信信号はアンテナ２を通じ、無線基地局２０に送信される。
【００２５】
また本実施形態に係る無線通信端末１は、災害等の緊急時に特別なモードで動作するための仕組みとして、モード記憶部５、モード判定部６、制御部７、ポイントテーブル８等を備えている。
【００２６】
モード記憶部５は、無線基地局２０からブロードキャストされた制御フレームの所定フィールドの値に応じて通常モード又は緊急時モードのいずれかに設定される動作モードを記憶する。このモード記憶部５はモード判定部６によって参照され、当該無線通信端末１の現在の動作モードが判定される。制御部７は、モード判定部６によって判定された現在の動作モードに応じて通常モード又は緊急時モードの動作に切り替わる。特に緊急時モードの動作時において、通話装置９と送信機４との間に設けられている制御部７は、ポイントテーブル８を参照するとともに発信又は通話時間の規制を行うよう動作する。ポイントテーブル８は、ポイントの値に応じた通話時間や待ち時間（例えば「分」）のしきい（閾）値を記憶するルックアップテーブルを構成している。
【００２７】
図４は、以上のように構成された本実施形態に係る無線通信端末１の、緊急時モードにおける動作を示すフローチャートである。緊急時モードにおける無線通信端末１の動作は、発信時や通話時に、与えられたポイントに基づく条件に応じて、これらの動作を変動的に規制するというものである。
【００２８】
緊急時モードにおける発信や通話に固定的な優先度を設けることとした場合、優先度が高ければその端末は頻繁に使用されることになり、結果として回線に負荷を与えることとなりかねない。そこで本実施形態では、無線通信端末１を使用すればするほど発信や通話時間の規制が厳しくなるように、変動するポイントに基づいた規制をその内部にて行うこととしている。これにより、無線通信端末１が、災害等の緊急時であるからといって過剰に使用されることなく、最低限必要な場合だけ使用されるといった好ましい抑制効果を期待できるようになる。
【００２９】
以下、図４を参照してこのような本実施形態に係る無線通信端末１の緊急時モードにおける動作を詳細に説明する。
【００３０】
先ず無線通信端末１の電源がＯＮされ（ステップＳ１）ると、無線基地局２０からの緊急時モード切り替え信号の受信判定を行う（ステップＳ２）。緊急時モード切り替え信号を受信しないときは、平常時モードとなり、発信や通話時間等について何ら規制は行われない（ステップＳ３）。一方、緊急時モード切り替え信号を無線基地局２０から受信したとき、当該無線通信端末１の動作モードは緊急時モードとなり、ステップＳ４以降に従って動作する。
【００３１】
まずステップＳ４において、モード判定部６はモード記憶部５を参照し、前回のモードが平常時モードであったか、それとも緊急時モードであったかを判定する（ステップＳ４）。前回のモードが平常時モードであった場合はステップＳ５においてポイントを初期化し、ステップＳ７に移行する（ステップＳ５）。
【００３２】
ここで、ポイントとは、発信の時間間隔や通話時間等に応じて変動する値を有し、緊急時モードにおける当該無線通信端末１における発信や通話時間等の規制の程度を動的に変化させるためのものである。この規制の程度は、上述したように、無線通信端末１を使用すればするほど発信や通話時間の規制が厳しくなるようにするというものである。このようなポイントは、制御部７内において不揮発性メモリ等（図示しない）によって変数として保持されている。
【００３３】
前回のモードが緊急時モードであるとステップＳ４にて判定された場合、制御部７はポイントテーブル８を参照する（ステップＳ６）。すなわち、ステップＳ６が実行されるのは、前回の発信や通話等を緊急時モードで行ったのち、この緊急時モード中に、再度、新たに別の発信等を行おうとしているときである。
【００３４】
ポイントテーブル８は、上述したように、ポイントの値に応じた通話時間や待ち時間（例えば「分」）のしきい（閾）値をルックアップテーブルの形式で保持している。ステップＳ６では、現在のポイントの値でポイントテーブル８を参照し、該当する通話時間（分）や待ち時間（分）のしきい値を読み出す。
【００３５】
以降、読み出されたしきい値に基づいて発信時規制動作（ステップＳ７）及び通話中規制動作（ステップＳ８）が行われる。
【００３６】
図５は、発信時規制動作の手順を示すフローチャートである。
【００３７】
発信時規制動作においては、まず現在の状態が依然として緊急時モードであるかどうかを判定し（ステップＳ７１）、そうであるならば、前回の発信からの経過時間がしきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ７２）。ここでのしきい値は、当該無線通信端末１の現在のポイントの値に基づいてポイントテーブル８から読み出された値である。図７はポイントテーブル８の一例を示している。例えば現在のポイントの値が「５」であるとき、ポイントテーブル８によれば待ち時間のしきい値は「１分」である。ステップＳ７２におけるしきい値判定は、前回の発信からの経過時間が「１分」に満たない間はステップＳ７４において当該無線通信端末１からの発信を不可にするためのものである。前回の発信から「１分」以上が経過した以後は、ステップＳ７３において発信が可能になる。通話装置９と送信機４との間に介在する制御部７によってこのような発信時規制動作に係る制御が行われる。
【００３８】
図６は、通話中規制動作の手順を示すフローチャートである。
【００３９】
通話中規制動作においては、まず現在の状態が依然として緊急時モードであるかどうかを判定し（ステップＳ８１）、そうであるならば、現時点までの通話時間がしきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ８２）。ここでのしきい値は、先の場合と同様に、当該無線通信端末１の現在のポイントの値に基づいてポイントテーブル８から読み出された値である。図７のポイントテーブル８を参照するに、例えば現在のポイントの値が「５」であるとき、連続通話可能時間のしきい値は「７分」である。ステップＳ８２におけるしきい値判定は、当方からの発信又は相手先からの着信のいずれかに依らず、現時点までの通話時間が「７分」を超えたときに、ステップＳ８３において当該無線通信端末１と相手先との通話を強制的に切断するためのものである。通話時間が「７分」を超えない間は、ステップＳ８４において通話を継続できる。
【００４０】
そして、ステップＳ９ではポイント値の更新を行う。具体的には、発信回数や通話時間等の増加に応じてポイント値を変化（ここでは減少）させる。以下、ステップＳ１０において電源がＯＦＦとなるまで、上記ステップＳ２以降の動作が繰り返される。
【００４１】
以上のような本実施形態に係る無線通信端末の動作によれば、無線基地局２０から緊急時モード切り替え信号が送信されると、そのカバーエリア内の無線通信端末は全て緊急時モードに切り替わり、発信及び連続通話可能時間の規制が行われることになり、無線基地局２０を中心に移動体通信サービスを全体から見ると、回線が繋がりにくくなりサービスが全く利用できなくなるといった事態を回避できる。しかも、緊急時モードにおいて実施形態に係る無線通信端末がこのような緊急時動作モードを備えていない旧型機種に対して優先されるようにしたことで、公平化を図ることができる。
【００４２】
［ポイント制］
ポイント制の下に、災害等の緊急時において安定的な発信及び通話を可能にするポイント（の電子的データ）そのものは、例えばプリペイドにするなど有料の情報価値として流通させることが好ましい。ポイントの電子データは、別途設けられたサービスシステム等からネットワーク経由で無線通信端末１にダウンロード可能に構成してもよい。また、ポイントの電子データを利用者間で売買できるようにすることも一考である。あるいは、無線通信端末１の利用頻度が高いユーザや利用年月が高いユーザほど、キャリアから高いポイントが付与されるようにしてもよい。もちろん、キャリアが各無線通信端末１に対し無料で、公平に付与するようにしてもよい。なお、無線通信端末１が内部の記憶領域内に保持しているポイントは、容易に改変されることのないよう暗号化されていることが好ましい。
【００４３】
本発明は上述した実施形態に限定されず種々変形して実施可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線基地局から緊急時モード切り替え信号が送信されると、そのカバーエリア内の無線通信端末が緊急時モードに切り替わり、発信及び通話時間の規制が行われることになる。したがって、当該無線基地局を中心に移動体通信サービス全体から見て回線が繋がりにくくなりサービスが全く利用できなくなるといった事態を回避できる。しかも、緊急時モードにおいて本発明に係る無線通信端末がこのような緊急時動作モードを備えていない旧型機種に対して優先されるようにしたことで、公平化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システム全体の概略構成を示す概念図。
【図２】同実施形態に係る無線基地局における緊急時モードの動作を示すフローチャート
【図３】同実施形態に係る無線通信端末の概略構成を示すブロック図
【図４】同実施形態に係る無線通信端末の緊急時モードの動作を示すフローチャート
【図５】同実施形態に係る無線通信端末における発信時規制動作を示すフローチャート
【図６】同実施形態に係る無線通信端末における通話中規制動作を示すフローチャート
【図７】同実施形態に係る無線通信端末におけるポイントテーブルの一例を示す図
【符号の説明】
１…無線通信端末（携帯電話）
２…アンテナ
３…受信機
４…送信機
５…モード記憶部
６…モード判定部
７…制御部
８…ポイントテーブル
９…通話装置
１０…電話局
２０…無線基地局

Claims

無線基地局と複数の無線通信端末とがそれぞれ無線通信可能な無線通信システムであって、
無線基地局は、複数の無線通信端末に対して各々を緊急時モードに切り替えさせるための緊急時モード切替信号を送信する送信手段を具備し、
第１の無線通信端末は、
前記無線基地局の送信手段から送信された緊急時モード切替信号に応答して緊急時モードに切り替わるモード切替手段と、
前記モード切替手段により緊急時モードに切り替わると制御フレームの特定領域のフラグをセットし、該制御フレームを用いて前記無線基地局に発呼要求する発呼手段とを具備し、
前記無線基地局が、前記第１の無線通信端末の発呼手段からの発呼要求を許可する一方、前記制御フレームを用いない第２の無線通信端末からの発呼要求を拒否することを特徴とする無線通信システム。
前記第１の無線通信端末は、前記モード切替手段による緊急時モードへの切替に伴い、前記無線基地局との間の無線通信動作の一部を規制する規制手段を具備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。
前記規制手段は、前記第１の無線通信端末からの発信を規制する発信規制手段と、
前記第１の無線通信端末の連続通話可能時間を規制する通話時間規制手段と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
無線基地局と複数の無線通信端末とがそれぞれ無線通信可能な無線通信システムの緊急時制御方法であって、
無線基地局は、複数の無線通信端末に対して各々を緊急時モードに切り替えさせるための緊急時モード切替信号を送信し、
第１の無線通信端末は、前記無線基地局から送信された緊急時モード切替信号に応答して緊急時モードに切り替わり、特定領域のフラグがオンにセットされた制御フレームを用いて発呼要求し、
前記無線基地局は、前記第１の無線通信端末からの発呼要求を許可する一方、前記制御フレームを用いない第２の無線通信端末からの発呼要求を拒否することを特徴とする無線通信システムの緊急時制御方法。
前記第１の無線通信端末は、前記緊急時モードへの切替に伴い、前記無線基地局との間の無線通信動作の一部を規制することを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記第１の無線通信端末からの発信を規制し、前記第１の無線通信端末の連続通話可能時間を規制することを特徴とする請求項５に記載の方法。
無線基地局から緊急時モード切替信号を受信し、これに応答して動作モードを緊急時モードに切り替える無線通信端末であって、
前記緊急時モードにおいて、特定領域のフラグがオンにセットされた制御フレームを用いて前記無線基地局に発呼要求する発呼手段と、
前記緊急時モードにおいて、前記無線基地局との間の無線通信動作の一部を規制する規制手段と、を具備することを特徴とする無線通信端末。
前記規制手段は、前記無線通信端末からの発信を規制する発信規制手段と、
前記無線通信端末の連続通話可能時間を規制する通話時間規制手段と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の無線通信端末。
前記規制手段による規制の程度を変動ポイントに応じて変化させることを特徴とする請求項７又は８のいずれか一項に記載の無線通信端末。