JP4056013B2 - 通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、大規模災害発生時、通信網や交換局の故障発生時、イベント等による通信要求が短時間に急増した場合等において、特定の優先電話番号端末機群を優先し、不特定の電話番号端末機群の呼損率の差を無くすとともに、不特定の多くの者が通常と同じ呼損率で、公衆電話回線をできるだけ平等に使用できるようにしようとする通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法に関するものである。本発明は、通信要求が輻輳状態になった場合、一通話当たりの時間を短くするだけでなく、電話のかかり具合を通常と同じにして、不特定の電話番号端末機群の使用者間で平等に電話回線を使用できる通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法に関するものである。

なお、本明細書でいう電話機は、固定電話、公衆電話、および携帯電話のいずれも含むものとする。また、本明細書では、前記公衆電話回線を単に電話回線と記載し、専用電話回線と区別する。

本発明は、大規模災害発生時に、安否確認などのために通信要求が急増し、輻輳状態になり、電話回線が繋がり難い状態になっても、救援、交通、通信若しくは電力の供給の確保や秩序維持等のために、特定の優先電話番号端末機群の重要な通信を確保すると共に、必ずしも緊急でない不特定の電話番号端末機群の電話に対して、呼損率を通常と同じにする代わりに、一通話時間を短くして、電話回線を平等に使用しようとする通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法に関するものである。

本発明は、電話回線を利用する固定電話機および携帯電話機に適用でき、特に、災害等の重要通信を行う特定の優先電話番号端末機群と、切れ目なく電話回線を保持する必要がない不特定の電話番号端末機群とに分けて、重要度と呼量とによって合理的な配分をしようとする通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法に関するものである。

図７は従来における固定電話端末機、携帯電話端末機等を関門移動通信交換局および在圏移動通信交換局を介した接続の一例を説明する模式図である。図７において、電話回線網は、固定電話網１と、関門移動通信交換局２と、加入者が登録されているホームメモリ局３と、在圏移動通信交換局４と、位置登録エリアＲ内に存在する複数の基地局５と、基地局５内のセルに存在する多数の携帯電話端末機６と、固定電話端末機と、オペレーションセンタ８とから構成されている。

携帯電話端末機６は、在圏の基地局５に自分自身の電話番号と相手先の電話番号を含んだ発信要求信号を発信する。前記基地局５を管理している在圏移動通信交換局４は、その携帯電話端末機６が登録されているホームメモリ局３へアクセスし、前記携帯電話端末機６が実際に加入契約されているかどうかの認証を行った後、在圏の基地局５に通信のための無線回線の設定を要求する。

さらに、前記在圏移動通信交換局４は、基地局５との有線回線、および関門移動通信交換局２との有線回線を設定した後、前記関門移動通信交換局２を介して有線回線で固定電話網１に接続する。前記固定電話網１は、たとえば、前記携帯電話端末機６で接続要求を行った相手先の固定電話端末機７に接続される。

前記固定電話端末機７からの着信は、固定電話網１を経由して、関門移動通信交換局２が通信相手の携帯電話端末機６が登録されているホームメモリ局３にアクセスする。前記ホームメモリ局３は、携帯電話端末機６の現在位置に対応する位置登録エリアＲの情報をもっており、その情報は、携帯電話端末機６が移動して位置登録エリアＲを変える度に更新される。

したがって、関門移動通信交換局２は、ホームメモリ局３から携帯電話端末機６が現在位置している位置登録エリアＲ情報を入手し、その位置登録エリアＲを管理する在圏移動通信交換局４との間に有線回線を設定する。前記在圏移動通信交換局４は、配下の基地局に呼び出し要求信号を発信させる。携帯電話端末機６は、前記応答信号を在圏の基地局５に発信する。

前記在圏移動通信交換局４は、携帯電話端末機６が登録されているホームメモリ局３へアクセスし、その携帯電話端末機６が加入契約されているかどうかの認証を行った後、在圏の基地局５への有線回線を設定する。そして、在圏の基地局５は、携帯電話端末機６との無線回線を設定する。これらの回線の設定方法は、事業者によって多少異なるが、大略前記のようにして、端末機どうしが接続されている。また、オペレーションセンタ８は、携帯電話網を監視して、基地局の故障や交換局の輻輳などに対応している。

大規模な災害が発生すると、被災者の安否確認や安全であるという報告のための発信・着信の通話需要が急増し、無線回線や有線回線を割り当てることができなくなることが予想される。たとえば、平成７年１月に起こった阪神・淡路大震災において、全国から兵庫県に向かった電話は、ピーク時に通常の約５０倍になったという報告がある。

平成７年３月末時点の携帯電話の加入者数は、約４３０万台であった。しかし、前記携帯電話の加入者数は、ここ数年急速に伸び、平成１４年５月末で７０００万台を超えている。前記普及状況を考えると、大規模な災害が起こった場合、携帯電話の通信需要は、急増して通信回線（有線回線と無線回線）を割り当てられずに、多くの呼損を生じさせてしまうことが予想される。

このような事態に対して、従来、災害時優先電話契約により予め登録されている特定の優先電話番号の端末機は、通信要求が優先され、他の電話番号の端末機は、発信できないようにして、重要通信を確保する制御が行われている。
特開平０９−２６１７３５号公報 特開平０５−３３６２６８号公報 特開昭５８−１４１０６２号公報

災害時等、優先電話契約の対象機関は、たとえば、気象機関、水防機関、消防機関、災害救助機関、新聞社、放送事業者、金融機関等が幅広く登録されている（電気通信事業法施行規則第５６条）。これに加え、携帯電話機の普及は、災害時優先電話契約の台数も増加させている。優先電話端末機であっても、輻輳状態が発生して、通信回線が塞がり、使用できなくなることが予想される。

特に、大災害の現場等では、重要通信の需要は、多く、在圏基地局の無線回線が、すべて使用されてしまい、他の電話番号端末機群の通信ができなくなることが予想される。この場合、一度接続できた端末機は、時間制限なく通信ができるが、その間、全く通信ができない端末機が発生するという問題がある。無線回線は、限られているので、通信要求が多ければ、多いほど通信できない端末機が多くなるという問題がある。このような問題は、重要通信を確保する上で非常に問題であった。

（第１発明）
第１発明の通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法は、少なくとも一つの交換局または基地局の通信要求数および呼損数を監視するステップ、前記交換局または基地局における輻輳状態を検出するステップ、優先契約をしている特定の優先電話番号端末機群と、切れ目なく電話回線を保持する必要がない不特定の電話番号端末機群とに分けるステップ、前記特定の優先電話番号端末機群に優先して電話回線を提供するステップ、前記輻輳状態の交換局または基地局に対して、前記特定の優先電話番号端末機群の優先使用後に残された電話回線の通信要求数にしたがって呼損率を通常と同じにする一通話時間を数１および数２に基づいて演算するステップ、前記不特定の電話番号端末機群に前記演算結果に基づいた電話回線を提供するステップ、前記不特定の電話番号端末機群に対して、前記演算された一通話時間内で通話を切断するステップを少なくとも備えていることを特徴とする。

ただし、Ｂ群（不特定の電話番号端末群）の通信規制時間αの時の平均通信時間：ｈ、Ａ群（特定の優先電話番号端末群）とＢ群の通常時の平均通信時間：１／λ、生起呼数の倍率：Ｎ倍、Ａ群の生起呼数とＢ群の生起呼数の比：ｍ対ｎ、Ｂ群の通信規制時の平均通信時間：Ｘとする。ただし、Ｘは正の実数とする。

（第２発明）
第２発明の通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法において、通話時間の規制は、通信回線が全て塞がっている時間が一定時間以上続くこと、および／または生起呼数をカウントし、通常の生起呼数より多くなっていることが一定時間以上続くことに基づいて決めることを特徴とする。

（第３発明）
第３発明の通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法において、前記一通話時間の計算は、通信要求数全体のカウントか、特定の優先電話番号端末機群のカウントからの推定、または不特定の電話番号端末機群のカウントからの推定によって、通信時間を決めることを特徴とする。

（第４発明）
第４発明の通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法において、一通話時間の計算は、特定の優先電話番号端末機群と不特定の電話番号端末機群の生起呼数を契約の比で前記両者の生起呼数の比を推定することによって決めることを特徴とする。

（第５発明）
第５発明の通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法において、一通話時間の計算は、特定の優先電話番号端末機群と不特定の電話番号端末機群とでチャネルの割当を変えずに、両者の呼損率がほぼ等しくなるように決めることを特徴とする。

（第６発明）
第６発明の通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法において、一通話時間の計算は、生起呼数を観測する観測時間を設定して、過去の数回の観測結果から判断し、特定の時間ごと、段階的に変化させるように決めることを特徴とする。

（第７発明）
第７発明の通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法において、不特定の電話番号端末機群には、通信開始時に、通信規制時間や過去の呼損率を通知することを特徴とする。

（第８発明）
第８発明の通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法において、不特定の電話番号端末機群には、通信規制時間の終了が近づいていることを通知することを特徴とする。

本発明によれば、特定の優先電話番号端末機群とは別に、不特定の電話番号端末機群の間における呼損率の差を無くすとともに、通常と同じ呼損率とし、前記不特定の電話番号端末機群の通信要求数にしたがって、規制する通話時間を制限することによって、不特定の電話番号端末機群の使用者が前記制限時間以上の通信ができなくなる代わりに、呼損率の差を無くすことができる。

本発明によれば、輻輳状態であっても、不特定の電話番号端末機群の使用者の電話の掛かり具合が通常と同じ呼損率となるようにするとともに、発呼回数が多いほど一通話当たりの時間を短くすることで、使用者が平等に電話回線に接続することができる。

本発明によれば、緊急時において、一度接続できた端末機は、時間制限なく通信ができ、その間、全く通信ができない端末機が発生するという問題を解消し、通信要求が多くなっても、通信規制時間を設けることで、重要通信に対する通信時間を確保すると共に、不特定の者に対する通話の機会を平等にできる。

本発明によれば、緊急時において、使用者に通話時間が規制されていることを通知することによって、前記使用者は、規制時間より早めに通話を終了するようになるため、電話回線の利用率が高くなる。

本発明によれば、緊急時において、使用者が現在の呼損率や規制時間を知ることができるので、混雑している状態の程度が判り、不要な発信を行うことが少なくなるという効果がある。

本発明は、優先電話契約によって特定の電話番号を有する端末機群（優先電話番号端末機群）を専用回線のように切れ目なく、電話回線への接続を保持することが必要なもの（Ａ群）と、電話回線に再度接続できれば、切れ目なく電話回線を保持することが必ずしも必要でない前記以外の端末機群（他の電話番号端末機群）（Ｂ群）とに分類する。

オペレーションセンタ等は、関門移動通信交換局、在圏移動通信交換局、および各基地局を監視して、輻輳状態になっている在圏移動通信交換局または基地局を検出する。本発明において、輻輳状態になっている基地局または在圏移動通信交換局配下の基地局は、他の電話番号端末機群（Ｂ）の通信時間を規制する。

本発明は、前記不特定の電話番号端末機群（Ｂ）の通信時間を制限することによって、不特定の電話番号端末機群（Ｂ）の使用者が前記制限時間以上の通信ができなくなる代わりに、電話回線が空いた分、新たな通信ができることになり、緊急時であっても通常と同じ呼損率で、多くの通信を確保できることになる。

また、たとえば、正月あるいはクリスマスのようなイベントの場合、前記優先電話番号端末機群（Ａ）は空き、他の電話番号端末機群（Ｂ）は輻輳するため、公衆回線をＡ群およびＢ群に分けずに通常の呼損率で、通信時間のみを制限することも可能である。

前述のように特定の優先電話番号端末機群（Ａ）と不特定の電話番号端末機群（Ｂ）とを特別に分けない場合、オペレーションセンタは、関門移動通信交換局、在圏移動通信交換局、および基地局の通信要求数および呼損数を監視する。前記オペレーションセンタは、たとえば、交換局または基地局における輻輳状態を検出する。しかし、前記方法は、一旦災害が発生したら、特定の優先電話番号端末機群（Ａ）に対して、所定の電話回線を自動的に優先して使用できるようにしておくことが必要である。

前記オペレーションセンタは、輻輳状態の発生している交換局または基地局における通信要求数および呼損数を観測し、これらにしたがって呼損率を通常と同じにする一通話時間を演算する。なお、呼量（アーラン）＝１時間当たりの呼数（呼／時間）×平均保留時間（時間／呼）、呼損率＝損失呼数／生起呼数である。

前記輻輳状態にある交換局または基地局を介して通話を行う電話回線の使用者は、前記規制された一通話時間内で通話が切断されるようになっている。このように、電話回線の使用者は、呼損率を通常と大略同じにして一通話時間を短くすることにより、電話回線を平等に分け合って利用できる。

（第１発明）
第１発明は、気象関係、水防関係、消防関係、放送事業関係、金融関係等の事業者で災害時等のために優先契約をしている特定の優先電話番号端末機群（Ａ）と、切れ目なく回線を保持することが必ずしも必要でない、前記以外の不特定の電話番号端末機群（Ｂ）とに分け、前記優先電話番号端末機群（Ａ）に対して、災害時であっても、優先して電話回線を接続できるようにし、不特定の電話番号端末機群（Ｂ）のみの通信時間を規制している。

すなわち、不特定の電話番号端末機群（Ｂ）は、前記特定の優先電話番号端末機群（Ａ）に優先的に電話回線が提供された後に、残された電話回線の通信要求数にしたがって呼損率を通常と同じにする一通話時間が計算され、前記一通話時間内で通話した後、電話回線が切断される。また、第１発明は、特定の優先電話番号端末機群（Ａ）と不特定の電話番号端末機群（Ｂ）が共に優先契約をしている場合とすることもできる。この場合、特定の優先電話番号端末機群（Ａ）は、切れ目なく電話回線を接続することが必要があり、不特定の電話番号端末機群（Ｂ）は、優先順位が低く、電話回線を切れ目なく保持する必要がないものとする。前記一通話時間（規制）の計算は、まず、

によって、通常時の平均通信時間から通信規制時間αを計算する。しかし、特定の優先電話番号端末機群（Ａ）は、通信規制を行わずに、不特定の電話番号端末機群（Ｂ）のみの通信規制を行う場合、両者の生起呼数の比をｍ：ｎとして、

を用いて不特定の電話番号端末機群（Ｂ）の通信規制時間Ｘが求められる。平均通信時間Ｘを求め、

のｈに代入することにより通信規制時間αが求められる。ただし、Ｘは正の実数である。

前記通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法は、輻輳状態においても、呼損率を通常状態と同じになるように低下させる点に特徴がある。すなわち、前記通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法は、輻輳状態であっても、電話の掛かり具合が同じで、発呼回数が多いほど一通話当たりの時間が短くなるが、使用者にとって電話回線を通常と同様な呼損率で平等に利用していることになる。

（第２発明）
第２発明における通話時間の規制は、電話回線が全て塞がっている時間が一定時間以上続くこと、および生起呼数をカウントし、通常の生起呼数より多くなっていることが一定時間以上続くことに基づいて決められている。また、前記通話時間の規制は、呼損状態および生起呼数の状態を通常と比較していずれか一方が予め決められた一定時間以上継続することによってもよい。

（第３発明）
第３発明における一通話時間の計算は、通信要求数全体のカウントか、特定の優先電話番号端末機群のカウントからの推定、または不特定の電話番号端末機群のカウントからの推定によって、不特定の電話番号端末機群（Ｂ）に割り当てられている電話回線に基づいて、通話時間を決めている。第３発明は、計算が容易であり、電話回線が使用者に公平に配分される。

（第４発明）
第４発明における一通話時間の計算は、電話回線を特定の優先電話番号端末機群（Ａ）と不特定の電話番号端末機群（Ｂ）の生起呼数を契約の比で前記両者の生起呼数の比を推定し、これに基づいて配分する。第４発明は、生起呼数に着目して、電話回線を配分している。

（第５発明）
第５発明における一通話時間の計算は、特定の優先電話番号端末機群（Ａ）と不特定の電話番号端末機群（Ｂ）とで呼損率がほぼ等しくなるようにする。すなわち、両者は、チャネルの割当を変えずに、一通話時間だけを規制して、通常時とほぼ同じ呼損率にしている。

（第６発明）
第６発明における一通話時間の計算は、生起呼数と過去の観測結果に着目すると共に、規制を段階的に行おうとするものである。すなわち、前記一通話時間の規制は、生起呼数を観測する観測時間を設定して、過去の数回の観測結果から判断し、特定の時間ごとに段階的に変化させるようにしている。

（第７発明）
第７発明は、不特定の電話番号端末機群（Ｂ）に対して、通信開始時に、通信規制時間や過去の呼損率を通知する。これらは、一定時間毎に通知チャネル等により一般に通知する。電話回線の使用者は、前記通信規制時間や過去の呼損率を知ることで、輻輳状態を把握すると共に、必要最低限の時間で回線を切断するような努力をするようになる。

（第８発明）
第８発明は、不特定の電話番号端末機群（Ｂ）に対して、通信規制時間の終了が近づいていることを通知する。たとえば、前記通知は、残りの通話時間が後何秒であるかが判るため、用件を早めに終えようとする。その結果、電話回線の呼損率を下げることができる。

本発明は、輻輳状態を検出する輻輳状態検出手段と、通信要求数および呼損数を観測する通信要求数および呼損数観測手段と、規制された一通話時間を演算する演算手段と、電話回線を切断する切断手段とから構成されている。

輻輳状態検出手段は、少なくとも一つの交換局または基地局を監視することにより、電話回線の輻輳状態を検出する。前記通信要求数および呼損数観測手段は、前記輻輳状態検出手段によって検出された交換局または基地局の通信要求数および呼損数を観測する。演算手段は、前記通信要求数および呼損数観測手段によって観測された通信要求数および呼損数等を基にして、使用者が電話をかける際の呼損率を通常と同じにする一通話時間を計算する。切断手段は、前記演算手段によって演算された一通話時間が終了次第電話回線を切断することによって、使用者に電話回線を平等に配分する。

本発明は、電話番号検出手段によって、輻輳状態の交換局または基地局の優先契約をしている優先電話番号端末機群（Ａ）と、他の電話番号端末機群（Ｂ）とを分ける点で、第１２発明と異なっている。したがって、第１３発明において、前記優先電話番号端末機群（Ａ）は、優先して電話回線に接続される。

不特定の電話番号端末機群（Ｂ）は、通信要求数および呼損数等が観測され、前記観測された通信要求数等によって、呼損率を通常と同じにする一通話時間が演算される。そして、使用者は、前記規制された一通話時間だけ、通話が許可された後、自動的に電話回線が切断される。

本発明は、警告手段によって、使用者に通話時間が規制されていることを示す警告音またはバイブレーションを発生させる。さらに、切断前にも複数回行うことができる。使用者は、前記警告手段における音または振動等によって、用件を早く終了するようにするため、電話回線の利用率が高くなる。

本発明は、通知手段によって規制された通話時間の残り時間を表示するようになっている。使用者は、前記通知手段に表示された残り通話時間を見て、短い時間を有効に話すようになり、電話回線の利用率を向上させることができる。

本発明の表示手段は、現在の呼損率または通信規制時間、あるいは呼損率および通信規制時間を表示することにより、使用者が輻輳状態を知り、無用な電話をかけないようになり、電話回線を有効に使用することができる。また、前記表示装置は、不特定の電話番号端末機群あるいは一般の使用者の電話機等に取り付けることにより、現在の通信網おける輻輳状態を知ることができる。

本発明の通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御システムは、固定電話機から固定電話機、携帯電話機から携帯電話機、あるいは固定電話機と携帯電話機の相互の使用ができる。

図１は本発明の一実施例で、通信規制時間を決めるためのブロック構成図である。図１において、通信システムは、オペレーションセンタ１１１と、交換局１１２、端末機群１１３、１１４と、これらを接続する電話回線とから構成されている。前記オペレーションセンタ１１１は、基地局や交換局を監視している基地局・交換局の監視手段１１と、輻輳基地局や輻輳交換局を検出する輻輳基地局・交換局検出手段１２とを監視あるいは制御している。

交換局は、輻輳交換局の優先電話番号端末機群を検出するための輻輳交換局の優先電話番号検出手段１３と、空き回線を探し、回線を設定する回線設定手段１４と、輻輳交換局の他の電話番号端末機群を検出するための輻輳交換局の他の電話番号検出手段１５と、輻輳交換局における通信要求数および呼損数を観測する通信要求数および呼損数観測手段１６と、前記通信要求数等から通信規制時間を演算すると共に、前記通信規制時間を決定する通信規制時間演算・決定手段１７と、前記通信規制時間演算・決定手段１７に基づいて、発呼者に対して通話時間を設定する通話時間設定手段１８と、発呼者が実際に話せる通話時間や通話終了時間を通知する通信時間通知手段１９とを少なくとも備えている。

前記交換局１１２における前記各機能は、基地局に設けることも可能である。端末機群には、専用線のように切れ目なく回線を保持することが必要な優先電話番号端末機群（Ａ）１１３と、再度回線を接続できれば切れ目なく回線を保持することが必ずしも必要でない他の電話番号端末機群（Ｂ）１１４とがある。

図２は本発明の実施例を説明するためのフローチャートの一例である。図２において、図７に示した通信網が構成されている中で、各交換局または基地局が連携して行われているものとし、たとえば、全体を管理するオペレーションセンタ１１１のような上位局が指令し、（在圏移動通信）交換局１１２が中心となって実行することができる。その際に、優先電話番号端末機群（Ａ）からの発呼以外は、優先電話番号規制により規制がかかっているものとする。

まず、ステップ２１１において、たとえば、オペレーションセンタ１１１は、基地局・交換局の監視手段１１に輻輳状態を監視させ、輻輳基地局・交換局検出手段１２によって輻輳交換局を検出する。前記輻輳交換局の優先電話番号検出手段１３は、契約された電話番号によって、優先電話番号端末機群からの発呼、すなわち、通信要求があったことを検出する（ステップ２１２）。

次に、前記優先電話番号検出手段１３は、前記電話番号により、前記発呼が優先電話番号端末機群（Ａ）のものであるか否かを調べる（ステップ２１３）。前記通信要求が優先電話番号端末機群（Ａ）からのものではないと判定した場合、交換局１１２の図示されていない制御装置は、空き回線があるか否かを調べる（ステップ２１４）。

前記制御装置は、前記ステップにおいて、空き回線がないと判断した場合、呼損（ステップ２１５）とみなし、ステップ２１１のスタートに戻らせる。前記ステップ２１３において、前記優先電話番号検出手段１３は、前記通信要求が重要通信クラス、すなわち、発呼が優先電話番号端末機群（Ａ）のものであると判断した場合、前記制御装置に空き回線を探させる。

前記制御装置は、空き回線があるか否かを調べる（ステップ２１６）。前記優先電話番号検出手段１３は、空き回線がないと判断した場合、呼損（ステップ２１７）となり、通信網から消えてエンドとなる（ステップ２２０）。前記制御装置は、有線回線および／または無線回線に空き回線があると判断した場合、回線設定手段１４により電話回線が設定され（ステップ２１８）、通信が可能な状態になる。

優先使用者は、通話が終了した場合、終話（ステップ２１９）となり、通常の手段によって電話回線が切断され、エンドとなる（ステップ２２０）。ステップ２１４において、輻輳交換局の他の電話番号検出手段１５は、電話番号により優先電話番号端末機群（Ａ）ではなく、他の電話番号端末機群（Ｂ）であると判断した場合、前記制御装置によって、空き回線があるか否かを調べさせる。

前記制御装置は、空き回線があると判断した場合、回線設定手段１４によって電話回線が設定され（ステップ２２１）、通信が可能な状態になる。もし、前記優先電話番号検出手段１３は、前記優先電話番号端末機群（Ａ）からの重要通信の要求が多く、輻輳状態であると判断した場合（ステップ２２３）、通信要求数および呼損数観測手段１６、通信規制時間演算・決定手段１７、通話時間設定手段１８等によって通信時間が規制される。

前記優先電話番号検出手段１３は、輻輳状態でないと判断した場合、通話が開始された後、終話（ステップ２２４）し、エンド（ステップ２２０）となる。輻輳基地局・交換局検出手段は、通信網が輻輳状態であると判断した場合、前記規制された通信時間で通話を可能にする。

その際、通信規制時間通知手段１９は、発呼者に対して残り時間を警報音やバイブレーション等によって通知する（ステップ２２５）。通話時間設定手段１８は、規制時間が来次第、電話回線を切断する（ステップ２２６）。発呼者は、前記通信時間通知手段１９の通知により、通信規制時間前に終話し（ステップ２２７）、エンド（ステップ２２０）となる。

前記輻輳状態であるという判定は、たとえば、電話回線が全て塞がっている時間が一定時間以上続くことや、生起呼数をカウントし、通常の生起呼数より多くなっていること等を基準にして行うことができる。

通信時間通知手段１９は、たとえば、もうすぐ通信が規制され、切断されることを知らせるため、電話回線が切断されるｔ秒前からある間隔をもって複数回の警報音を鳴らすか、またはバイブレーションを起こすといった方法がある。これらは、通信チャネルに付属して使用される付随制御チャネルを使用して、端末機を動作させるようにする。

警報音を聞いたり、バイブレーションを感じたりした使用者は、通信が切れることが予め判るため、話の内容を手短にするなどの対処ができる。回線設定手段１４は、予め決められた通信規制時間を過ぎたら電話回線を自動的に切断する。ここで、空いた回線は、すぐに他の通信要求のために使用されることになる。もちろん、通信規制時間前に終話要求ができれば終話となり、電話回線は空くことになり、前記同様に、他の電話回線として使用されることになる。

通信規制時間は、生起呼数に応じて、変化させることができる。すなわち、前記通信規制時間は、回線数と所要の呼損率から、その回線システムが処理できる呼量ａ（通信量を示す量、単位はｅｒｌ）を求めることで決められる。携帯電話機のような移動体がほとんど静止していれば、アーランＢ式を用いることができるし、予めシュミレーション等により計算表を作っておくこともできる。

呼量ａは、単位時間当たりの生起呼数×平均保留（通信）時間で表せる。単位時間当たりの生起呼数がＮ倍になった場合、平均通信時間を１／Ｎにすれば、システムに加わる呼量は、通常の呼量と同じになり、呼損率を通常（所要）の状態にできる。規制すべき通信規制時間αは、以下のようにして求まる。移動体は、全て静止していて、呼の生起は、ランダム、通信時間は、指数分布に従うと仮定する。また、災害によって増加するのは、生起呼数で、呼の通信時間の分布は同じ指数分布とする。

通信規制時間αの時の平均通信時間ｈは、指数分布を仮定しているので、以下のように求まる。ただし、通常時の平均通信時間を１／λ とする。

すると、通信規制時間αは、

となる。

今、通信時間を規制するのは、他の電話番号端末機群（Ｂ）だけで、優先電話番号端末機群（Ａ）は規制しないとして、生起呼数がＮ倍になった時、単純に通信時間を１／Ｎとすると、通常の呼量にはならない。全体の生起呼数がＮ倍になり、優先電話番号端末機群（Ａ）の生起呼数と他の電話番号端末機群（Ｂ）の生起呼数の比が、ｍ：ｎである場合には、以下のようになる。

通常状態の優先電話番号端末機群（Ａ）の生起呼数をＣａ、他の電話番号端末機群（Ｂ）の生起呼数をＣｂ、通常の平均通信時間を１／λ、求める平均通信時間をＸとする。

より、

Ｘを（２）のｈに代入すれば、通信規制時間が求まる。ただし、Ｘは正の実数とする。

呼の発生がランダム、通信時間が指数分布、優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）の呼の発生は、同じ率で、増加、減少するという前提があるが、おおよそ、このように見積もれる。通常時の平均通信時間１／λは、通常の観測により求めることができるので、生起呼数がＮ倍になったら、αを求めて、他の電話番号端末機群（Ｂ）の通信時間を規制すれば、呼損率を通常の呼損率に下げることができる。生起呼数は、優先電話番号端末機群（Ａ）の生起呼数の（１＋ｍ／ｎ）倍として推定してもよいし、他の電話番号端末機群（Ｂ）の（１＋ｎ／ｍ）倍として推定することもできる。

優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）の生起呼数の比は、時間と地域によって、異なり、優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）の生起呼数をカウントして、その比を計算することが正確であるが、推定としては、もともとの契約加入者の比を使用することもできる。

通信規制時間は、生起呼数を観測する観測時間を設定して、過去の数回の観測結果から判断し、時間ごとに段階的に変化するものになる。観測時間の設定と何回の観測結果を使用するかは、短く、少なく設定すれば、それだけ、早く状態に対応したものになる。しかし、たまたま、まとまって呼が生起する場合を、呼量が多い状態と間違えることもあるので、システムの運用方針にあたって適切な観測方法を使用する。

優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）とに分類し、他の電話番号端末機群（Ｂ）に通信時間規制を適応することで、無駄なチャネルの占有をなくし、空きチャネルを多くし、多くの重要通信を確保できる。全ての端末機に通信時間規制を行わないで、救援活動等でどうしても、通信を中途で切ることができない機関の端末機群は、切ることなく通信ができるようになる。

しかし、チャネル割り当て時には、優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）も受け入れるのに差がないので、呼損率は同じになり、特定の端末機だけ通信が全くできないという状態がなくなる。規制時間を生起呼数を観測して、呼量にあわせて通信時間を段階的に変化させるので、状況にあった適切な規制となる。

呼の発生は、ランダムで、通信時間は、指数関数分布とする。たとえば、各セルにチャネルが１０チャネル割り当てられていて、通常の呼量は、３．１ｅｒｌ、平均通信時間は、１２０秒であれば、呼損率は、約０．１％となる。災害等で、呼量が３倍の９．３ｅｒｌになったとする。

優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）の呼量の比が、0.１：０．９で、セルが１Ｋｍの正方形で、移動帯が０−２０Ｋｍ／ｈの一様な分布で移動している場合、シュミレーションによると、呼損率は、優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）でともに約１５％となる。他の電話番号端末機群（Ｂ）に通信時間規制を行い３６秒の通信規制時間にすると、呼損率を優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）でともに０．１％にできることが判明した。

図３は本発明の他の一実施例であり、通信規制時間を決めるためのブロック構成図で、（イ）および（イ）で接続されている。図３に示された実施例は、輻輳交換局の優先電話番号検出手段１３と輻輳交換局の他の電話番号検出手段１５とにそれぞれ通信要求数および呼損数観測手段１６１、１６２が設けられており、前記観測結果により通話路割当手段１６３によって通話路を割当てている点で図１に示された実施例と異なっている。

たとえば、正月やクリスマスの当日は、優先電話番号端末機群（Ａ）の回線に余裕があるにもかかわらず、他の電話番号端末機群（Ｂ）の通信時間を規制するといったことを無くすものである。前記実施例は、事件が発生した場合等があると、図１に示すような状態に戻せるようにする必要がある。

図４は本発明の実施例における基地局内におけるセルの一例を説明するための図である。図４において、セルは、形状が正方形で一辺の長さ１Ｋｍ、１２Ｋｍ×１２Ｋｍの二次元状サービスエリアで、各セルに１０チャネルが割り当てられているとする。道路が格子状に配置されていて、移動体がその上を０−２０Ｋｍ／ｈの一様分布で移動している場合の計算機シュミレーションを行った。統計収集エリアは、中央部の１６セルとした。この発生は、ランダムで、通信時間は、指数分布で平均が１２０秒とした。

基本呼量を３．１ｅｒｌとし、その時の呼損率は、０．１％であった。優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）の呼量比を０．１：０．９とし、呼量を基本呼量の３倍の９．１ｅｒｌに増加させた。他の電話番号端末機群（Ｂ）に規制をかけないときは、優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）でそれぞれ１５．７％と１６．２％となった。

図５は優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）における通信規制時間と呼損率との関係を説明するための図である。

規制時間は、減少すると共に、空きチャネルが多くなり、呼損率が低下していることが判る。優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）の呼損率は、チャネルの割り当てに差をつけていないため、ほとんど変わりないのが判る。図５において、規制時間が３６秒の時に呼損率が略０．１％となった。

図６は優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）における通信規制時間と平均通信時間との関係を説明するための図である。図６において、規制をかけない優先電話番号端末機群（Ａ）の平均通信時間は、約１２０秒で略一定であるが、他の電話番号端末機群（Ｂ）は、規制時間と共に平均通信時間が減少していくのが判る。図６において、規制時間が３６秒の時は、３１秒の平均通信時間になった。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。図１および図２において示されているブロックは、周知または公知の技術によって達成できるものであり、また、通信規制時間の決め方は、本発明の明細書に記載されている範囲で変形可能である。

本発明の実施例は、オペレーションセンタによって輻輳基地局・交換局を検出し、当該輻輳基地局・交換局により一通話時間の規制時間を演算しているが、オペレーションセンタで前記検出と演算を同時することも可能である。さらに、前記検出および演算は、任意の場所によってそれぞれまたは一括して行うこともできる。本実施例では、通信要求数および呼損数によって、輻輳状態を監視しているが、呼量および呼損率によることも可能である。本実施例において、一通話時間の規制時間を使用者に報知する場合であっても、「通知」という文言に統一してある。

本発明の一実施例で、通信規制時間を決めるためのブロック構成図である。（実施例１） 本発明の実施例を説明するためのフローチャートの一例である。 本発明の他の一実施例であり、通信規制時間を決めるためのブロック構成図で、（イ）および（イ）で接続されている。（実施例２） 本発明の実施例における基地局内におけるセルの一例を説明するための図である。 優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）における通信規制時間と呼損率との関係を説明するための図である。 優先電話番号端末機群（Ａ）と他の電話番号端末機群（Ｂ）における通信規制時間と平均通信時間との関係を説明するための図である。 従来における固定電話端末機、携帯電話端末機等を関門移動通信交換局および在圏移動通信交換局を介した接続の一例を説明する模式図である。

符号の説明

１１・・・基地局・交換局の監視手段
１２・・・輻輳基地局・交換局検出手段
１１１・・・オペレーションセンタ
１３・・・輻輳交換局の優先電話番号検出手段
１４・・・回線設定手段
１５・・・輻輳交換局の他の電話番号検出手段
１６・・・通信要求数および呼損数観測手段
１７・・・通信規制時間演算・決定手段
１８・・・通話時間設定手段
１９・・・通信時間通知手段
１１２・・・交換局
１１３・・・優先電話番号端末機群
１１４・・・他の電話番号端末機群
１６１・・・通信要求数および呼損数観測手段
１６２・・・通信要求数および呼損数観測手段
１６３・・・通話路割当手段

Claims (8)

1. 少なくとも一つの交換局または基地局の通信要求数および呼損数を監視するステップ、
   前記交換局または基地局における輻輳状態を検出するステップ、
   優先契約をしている特定の優先電話番号端末機群と、切れ目なく電話回線を保持する必要がない不特定の電話番号端末機群とに分けるステップ、
   前記特定の優先電話番号端末機群に優先して電話回線を提供するステップ、
   前記輻輳状態の交換局または基地局に対して、前記特定の優先電話番号端末機群の優先使用後に残された電話回線の通信要求数にしたがって呼損率を通常と同じにする一通話時間を数１および数２に基づいて演算するステップ、
   前記不特定の電話番号端末機群に前記演算結果に基づいた電話回線を提供するステップ、
   前記不特定の電話番号端末機群に対して、前記演算された一通話時間内で通話を切断するステップ、
   を少なくとも備えていることを特徴とする通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法。
   

   

   
   

   

   ただし、Ｂ群（不特定の電話番号端末群）の通信規制時間αの時の平均通信時間：ｈ、Ａ群（特定の優先電話番号端末群）とＢ群の通常時の平均通信時間：１／λ、生起呼数の倍率：Ｎ倍、Ａ群の生起呼数とＢ群の生起呼数の比：ｍ対ｎ、Ｂ群の通信規制時の平均通信時間：Ｘとする。ただし、Ｘは正の実数とする。
2. 前記通話時間の規制は、通信回線が全て塞がっている時間が一定時間以上続くこと、および／または生起呼数をカウントし、通常の生起呼数より多くなっていることが一定時間以上続くことに基づいて決めることを特徴とする請求項１に記載された通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法。
3. 前記一通話時間の計算は、通信要求数全体のカウントか、特定の優先電話番号端末機群のカウントからの推定、または不特定の電話番号端末機群のカウントからの推定によって、通信時間を決めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法。
4. 前記一通話時間の計算は、特定の優先電話番号端末機群と不特定の電話番号端末機群の生起呼数を契約の比で前記両者の生起呼数の比を推定することによって決めることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法。
5. 前記一通話時間の計算は、特定の優先電話番号端末機群と不特定の電話番号端末機群とでチャネルの割当を変えずに、両者の呼損率がほぼ等しくなるように決めることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載された通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法。
6. 前記一通話時間の計算は、生起呼数を観測する観測時間を設定して、過去の数回の観測結果から判断し、特定の時間ごと、段階的に変化させるように決めることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載された通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法。
7. 前記不特定の電話番号端末機群には、通信開始時に、通信規制時間や過去の呼損率を通知することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載された通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法。
8. 前記不特定の電話番号端末機群には、通信規制時間の終了が近づいていることを通知することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載された通信網を介して通話する電話機の通信時間規制制御方法。

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