JP4465365B2 - 簡易携帯電話網システム - Google Patents

Description

本発明は、大規模災害地域又は野外イベント会場等の特定エリアに仮設の携帯電話網を提供する簡易携帯電話網システムに関する。

地震などの大災害が発生すると、通常の電話回線は多くの通話が殺到して輻輳状態になる他、電話回線、携帯電話網、インターネット網等の通信インフラが損傷した場合には通信インフラの復旧を待たねば外部との通信そのものが不可能になる。地震などの災害に強い無線通信システムとして衛星電話がある。多くの公共機関では、地方自治体・警察・消防用緊急電話回線として使用しており、一般用と別系統の衛星携帯電話が設置されている。

一方、大型車輌に衛星通信の小型地球局と無線ＬＡＮ通信設備とを備え、当該大型車輌が無線ＬＡＮアクセスポイントとして移動する車輌向け無線通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この無線通信システムでは、無線ＬＡＮ通信設備を備えた一般車輌が大型車輌の無線ＬＡＮアクセスポイントを経由して衛星通信網に接続する。
特開２００４−３３６４２９号公報

しかしながら、衛星電話は災害に強い通信手段ではあるが、公共機関以外の一般ユーザには広く普及していないため、一般ユーザが所持する携帯電話機の通信確保という点では限定的なものであった。

また、小型地球局及び無線ＬＡＮ通信設備を搭載して無線ＬＡＮアクセスポイントとして移動する大型車輌の場合、車輌だけでなく一般ユーザの携帯電話機まで収容して衛星通信網に接続することが考えられる。ところが、地震などの発生後に大型車輌が災害発生地域に入ることは極めて困難な状況であることが予想される。

また、電波環境の悪い山間部等での野外イベントにおいて、通信費用の高い衛星通信サービスを利用することはユーザに経済的な負担を強いることになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車輌の進入が困難な地域であってもＩＰ携帯電話からアクセス可能な仮設の携帯電話網を容易に構築でき、仮設の携帯電話網内では衛星通信サービスを利用することなく通話エリアを拡大可能で、必要に応じて衛星通信網に接続して衛星携帯電話サービスの提供エリアを拡大可能な簡易携帯電話網システムを提供することを目的とする。

本発明の簡易携帯電話網システムは、複数の可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントを、少なくとも他の１つの可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントの通信エリア内に入るように配置し、互いの通信エリアが重なる可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイント間で無線通信にてルーティング情報を交換して無線ＬＡＮからなる仮設通話網を構成し、前記可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントにアクセスしたＩＰ携帯電話が前記仮設通話網経由で通信する簡易携帯電話網システムであり、前記複数の可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントを配置して通信エリアを形成する場合、前記可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントは、隣接する可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントからの電波強度を測定すると共に現在位置を測定し、測定電波強度及び現在位置情報に基づいて、通信品質を確保できる範囲で前記隣接する可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間でのカバーエリアの重なりが最小化される最適位置を計算し、計算結果に応じて当該可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントを移動させる必要があれば、最適位置への移動を指示することを特徴とする。

この構成によれば、車輌の進入が困難な地域であってもＩＰ携帯電話からアクセス可能な仮設の携帯電話網を容易に構築でき、仮設の携帯電話網内では衛星通信サービスを利用することなく通話可能となる。
また、通信品質を確保できる範囲で前記隣接する可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間でのカバーエリアの重なりが最小化される最適位置を計算し、計算結果に応じて当該可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントを移動させる必要があれば、最適位置への移動を指示するので、設置間隔を最適化でき、事前の測定及び設計が不要になる。

また本発明は、上記簡易携帯電話網システムにおいて、前記可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントの一つにＩＰ呼制御サーバを備え、前記ＩＰ呼制御サーバを衛星携帯電話に接続し、前記仮設通話網を前記衛星携帯電話による衛星通信経由で他の通信網に接続して前記仮設通話網外の通信端末と通信可能にしたことを特徴とする。

この構成により、仮設通話網外の通信端末とは衛星携帯電話による衛星通信経由で通話することができ、仮設通話網内外で通話が可能になる。

また本発明は、上記簡易携帯電話網システムにおいて、前記複数の可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントがカバーする通信エリア内では、前記ＩＰ呼制御サーバが呼接続して内線通話による携帯電話サービスを提供することを特徴とする。

この構成により、複数の可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントがカバーする通信エリア内ではＩＰ携帯電話間で内線通話が可能となる。

また本発明は、上記簡易携帯電話網システムにおいて、前記各可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントが自ら測定した位置情報を、前記仮設通話網を介して収集する位置情報サーバを備え、当該位置情報サーバがクライアントからの要求に応じて前記位置情報を提供することを特徴とする。

この構成により、位置情報サーバがクライアントからの要求に応じて各可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントの位置情報を提供するので、各可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントの位置情報を適宜確認でき、無線ＬＡＮアクセスポイントの回収が容易になる。

本発明によれば、車輌の進入が困難な地域であってもＩＰ携帯電話からアクセス可能な仮設の携帯電話網を容易に構築でき、仮設の携帯電話網内では衛星通信サービスを利用することなく通話エリアを拡大可能で、必要に応じて衛星通信網に接続して衛星携帯電話サービスの提供エリアを拡大することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る簡易携帯電話網システムの概念図である。本実施の形態では、災害地域に簡易携帯電話網システムを構築する場合を例示するが、簡易携帯電話網システムを構築する対象地域は野外イベント会場など災害地域以外であっても良い。

図１に示すように、特定エリアとなる災害地域１に可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイント（以下、「可搬型アクセスポイント」という）ＡＰ１〜ＡＰ６を離散的に配置している。可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６がアクセスポイント間で無線通信にて互いにルーティング情報及び配下の端末情報を交換してＩＰネットワークを基本にした無線ＬＡＮ網（簡易携帯電話網）を構築する。無線ＬＡＮプロトコルは例えばIEEE802.11bを適用できる。各可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６は少なくとも他の一つの可搬型アクセスポイントとカバーエリアが重なるように配置されるが、アクセスポイント間は後述する手法にて設置間隔の最適化を行うことができる。可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６は、外部電源を必要としない燃料電池を備えたもので、作業員が持ち運び可能な大きさ及び重量に設計されている。また、可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６は、防水、防塵及び衝撃吸収構造となっていることが望ましい。

図２（ａ）（ｂ）は可搬型アクセスポイントの配置状態に応じた通信可能エリア形状を示す図である。同図に示すように、簡易携帯電話網Ｎ１，Ｎ２の形状は可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６の設置位置に応じて自由に設定可能である。

特定の可搬型アクセスポイントＡＰ６は無線ＬＡＮアクセスポイントとして機能すると共に端末間の呼接続を行う呼接続装置として機能するようにしている。本実施の形態では、呼制御プロトコルとしてＳＩＰ（Session Initiation Protocol）を用いるものとするが、ＳＩＰ以外のプロトコルを利用することもできる。本例では無線ＬＡＮアクセスポイント機能付きの可搬型アクセスポイントＡＰ６を可搬型ＳＩＰサーバと呼ぶ。

ＩＰ携帯電話１０〜１２は、通常の携帯電話機としての機能の他に、ＳＩＰサーバを介して呼接続しＩＰネットワーク（無線ＬＡＮ網）経由で音声パケットを交換するＩＰ電話としての機能を備えている。各ＩＰ携帯電話１０〜１２は、いずれかの可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６のカバーエリア内から該可搬型アクセスポイント経由で無線ＬＡＮ網（ＩＰネットワークからなる簡易携帯網）に接続する。ＩＰ携帯電話１０〜１２は、相手端末との通話又は通信時に、可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６にアクセスして可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６にリクエストを送信することにより所定手順で相手端末に呼接続され無線ＬＡＮ網経由で通話及びコンテンツの送受信が可能になる。

以上のように複数の可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６で構築された簡易携帯網は、衛星携帯電話を経由して他の回線網に接続できるように構成している。そのため、可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６がアナログ変換アダプタ１３を介して衛星携帯電話１４に接続されている。衛星携帯電話１４は衛星１６経由のデータ通信用のデータ変換を行うデータユニット１５が付設されている。衛星携帯電話１４は、衛星１６を介した衛星通信経由で災害地域１外に設置した地上局１７と通信し、地上局１７から公衆回線網１８に接続する。公衆回線網１８経由で相手端末を配下にしている基地局１９から相手端末の一般携帯電話２０と通信する。すなわち、災害地域に構築した簡易携帯電話網が衛星通信経由で災害地域以外の公衆回線網１８に接続できるように構成されている。

また、通信インフラが損害を受けている災害地域が広域の場合は、災害地域内に複数の簡易携帯電話網を離散的に構築することもできる。このような場合、簡易携帯電話網間を衛星通信経由で接続することもできる。

次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
図３に示すように、可搬型アクセスポイントＡＰ１、ＡＰ２，ＡＰ３及び可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６の配置関係は、可搬型アクセスポイントＡＰ１は隣接する可搬型アクセスポイントＡＰ２及び可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６とは無線通信可能であるが、可搬型アクセスポイントＡＰ３とは中間に介在する可搬型アクセスポイントＡＰ２又は可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６を経由しないと通信できないものとする。また、ＩＰ携帯電話１０は可搬型アクセスポイントＡＰ１の配下にいて、ＩＰ携帯電話１１は可搬型アクセスポイントＡＰ３の配下にいる。

図４は簡易携帯電話網においてＩＰ携帯電話１０からＩＰ携帯電話１１に発呼して通話する場合のシーケンス図である。発呼側のＩＰ携帯電話１０の電源を投入して着呼側となる相手端末のＩＰ携帯電話１１の電話番号をダイヤルすると、ＩＰ携帯電話１１が可搬型アクセスポイントＡＰ１経由で可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６に接続されサーバ認証が行われる。認証ＯＫであれば、発呼側のＩＰ携帯電話１０から相手先接続要求（ＩＮＶＩＴＥ）を受理し、着呼側のＩＰ携帯電話１１を配下としている可搬型アクセスポイントＡＰ３を特定する。特定した可搬型アクセスポイントＡＰ３経由で着呼側のＩＰ携帯電話１１へ接続要求を出し、ＩＰ携帯電話１１から接続ＯＫが返されれば、発呼側のＩＰ携帯電話１０と着呼側のＩＰ携帯電話１１との間に、可搬型アクセスポイントＡＰ１−ＡＰ６−ＡＰ３経由のセッションを確立して通話可能にする。

このように、無線ＬＡＮ網を形成する複数の可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６の一つを可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６として簡易携帯電話網を構築することで、既存の通信インフラが機能していない災害地域内であっても、ＩＰ携帯電話同士で通話が可能になる。

図５は災害地域に構築した簡易携帯電話網と災害地域外の携帯電話網又は固定電話網とを接続するシーケンス図である。なお、簡易携帯電話網側は衛星携帯電話１４のみ示しているが、上記した通り可搬型アクセスポイント及び可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６を経由して衛星携帯電話１４に接続する。

発呼側のＩＰ携帯電話１０から相手先接続要求（ＩＮＶＩＴＥ）を受理した可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６は、接続相手が簡易携帯電話網外の場合には、衛星携帯電話１４を介して衛星通信経由で既存の地上局１７に接続して携帯電話網又は固定電話網に入る。なお、地上局１７と携帯電話網又は固定電話網との境界に設置されたゲートウェイ装置にて、ＩＰ携帯電話と一般の携帯電話又は固定電話とのプロトコル相違などの差分吸収を行う。可搬型ＳＩＰサーバＡＰ６が衛星携帯電話１４を介して衛星通信経由で着呼側の端末との間のセッションを確立する。

次に、可搬型アクセスポイントにアクセスポイント間の最適位置計算機能を搭載した例について説明する。２つの可搬型アクセスポイントＡＰ１とＡＰ２とが隣接するものとして説明する。

図６に示すように、一方の可搬型アクセスポイントＡＰ１は、他方の可搬型アクセスポイントＡＰ２から受信される無線信号の電波強度を測定し（ステップＳ１）、測定された電波強度に基づいてアクセスポイントＡＰ１，ＡＰ２間の距離を計算する（ステップＳ２）。また、可搬型アクセスポイントＡＰ１は、ＧＰＳ測位手段を備えている。ＧＰＳ測位手段で取得された現在位置情報（ステップＳ３）とアクセスポイントＡＰ１，ＡＰ２間の距離計算結果とを対比し、可搬型アクセスポイントＡＰ１の最適位置を計算する（ステップＳ４）。本発明は最適位置の計算手法は特に限定しないが、所要の通信品質を確保できる範囲でアクセスポイントＡＰ１，ＡＰ２間のカバーエリアの重なりができる限り小さくなるようにすることが望ましい。

アクセスポイントを移動させる必要があると判断した場合（ステップＳ５）、作業者に最適位置への移動を指示し（ステップＳ６）、指示した最適位置に現在位置を修正する（ステップＳ７）。又は、ＧＰＳ測位手段の測位結果から実際に移動したか否かを判断し、移動後にＧＰＳ測位手段で取得した現在位置に修正する。

このように、アクセスポイントＡＰ１，ＡＰ２間で電波強度を比較してアクセスポイントＡＰ１，ＡＰ２間の設置間隔を最適化することで、事前に複雑な設置計画を立てることなく又は作業員による電波測定を伴わずに容易に無線携帯網を構築できる。

次に、災害地域１の各所に配置した可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６の位置管理方式について説明する。

図７は可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６の位置管理方式の概念図である。位置情報表示サーバ３０において、災害地域１に配置した複数の可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６の位置管理を行う。各可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６は、ＧＰＳ測位手段を備えており、位置情報表示サーバ３０からの要求に応えて現在位置情報を測定して位置情報表示サーバ３０へ通信網経由で通知する。例えば、位置情報表示サーバ３０が上述した簡易携帯電話網外に設置されている場合は、衛星通信経由で現在位置の定期チェックを行うことになる。

位置情報表示サーバ３０は、定期チェックで各可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６から収集した位置情報を地図情報へマッピングしてＷｅｂブラウザから閲覧可能な状態にして保持する。Ｗｅｂブラウザを搭載した通信端末３１から位置情報表示サーバ３０へ位置情報の閲覧要求があると、各可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６の位置情報をマッピングした地図情報を配信して通信端末３１で閲覧できるようにしている。

このように、Ｗｅｂブラウザを搭載した通信端末３１から可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６の現在位置を確認できるようにしたので、機器回収者は自己の通信端末３１に表示させたアクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６設置位置を確認しながら、可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６を回収することができ、可搬型アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ６の回収作業が容易になる。

本発明は、携帯電話網等の通信インフラがダウンした又は存在しない特定エリアに簡易に構築する携帯電話網システムに適用可能である。

本発明の一実施の形態に係る簡易携帯電話網システムの概念図 （ａ）上記一実施の形態において放射状の簡易携帯電話網を形成した通信エリアの概念図、（ｂ）上記一実施の形態において直線状の簡易携帯電話網を形成した通信エリアの概念図 上記一実施の形態において可搬型アクセスポイント及び可搬型ＳＩＰサーバの配置関係を示す図 上記一実施の形態において簡易携帯電話網内で通話する場合のシーケンス図 上記一実施の形態において災害地域に構築した簡易携帯電話網と災害地域外の携帯電話網又は固定電話網とを接続するシーケンス図 上記一実施の形態においてアクセスポイント間の設置間隔を最適化するフロー図 上記一実施の形態において可搬型アクセスポイントの位置管理方式の概念図

符号の説明

１…災害地域、１０〜１２…ＩＰ携帯電話、１３…アナログ変換アダプタ、１４…衛星携帯電話、１６…衛星、１７…地上局、１８…公衆回線網（携帯電話）、１９…携帯電話基地局、２０…一般携帯電話、ＡＰ１〜ＡＰ５…可搬型アクセスポイント、ＡＰ６…可搬型アクセスポイント機能付き可搬型ＳＩＰサーバ

Claims (4)

1. 複数の可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントを、少なくとも他の１つの可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントの通信エリア内に入るように配置し、互いの通信エリアが重なる可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイント間で無線通信にてルーティング情報を交換して無線ＬＡＮからなる仮設通話網を構成し、前記可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントにアクセスしたＩＰ携帯電話が前記仮設通話網経由で通信する簡易携帯電話網システムであり、
   前記複数の可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントを配置して通信エリアを形成する場合、前記可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントは、隣接する可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントからの電波強度を測定すると共に現在位置を測定し、測定電波強度及び現在位置情報に基づいて、通信品質を確保できる範囲で前記隣接する可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間でのカバーエリアの重なりが最小化される最適位置を計算し、計算結果に応じて当該可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントを移動させる必要があれば、最適位置への移動を指示する
   ことを特徴とする簡易携帯電話網システム。
2. 前記可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントの一つにＩＰ呼制御サーバを備え、前記ＩＰ呼制御サーバを衛星携帯電話に接続し、前記仮設通話網を前記衛星携帯電話による衛星通信経由で他の通信網に接続して前記仮設通話網外の通信端末と通信可能にしたことを特徴とする請求項１記載の簡易携帯電話網システム。
3. 前記複数の可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントがカバーする通信エリア内では、前記ＩＰ呼制御サーバが呼接続して内線通話による携帯電話サービスを提供することを特徴とする請求項２記載の簡易携帯電話網システム。
4. 前記各可搬型の無線ＬＡＮアクセスポイントが自ら測定した位置情報を、前記仮設通話網を介して収集する位置情報サーバを備え、当該位置情報サーバがクライアントからの要求に応じて前記位置情報を提供することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の簡易携帯電話網システム。

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