JP6503038B2

JP6503038B2 - 無線通信システムの制御方法、無線通信システム、および基地局

Info

Publication number: JP6503038B2
Application number: JP2017194067A
Authority: JP
Inventors: 柏瀬　薦; 薦柏瀬
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: JP2018023156A

Description

本発明は、基地局およびその制御方法に関する。

Ｍ２Ｍ（Machine-to-Machine）とは、コンピュータネットワークに繋がれた機械同士が人間を介在せずに相互に情報交換し、自動的に最適な制御が行われるシステムである。Ｍ２Ｍは普及しており、ハンドセットを持たない機器にＭ２Ｍのチップをエンベデットしたものが今後、増えていくものと予想されている。

特許文献１には、エンド・ノードとアクセス・ノードとの間で、別のアクセス・ノードを経由してメッセージをルーティングする方法および装置に関するものが記載されている。

非特許文献１などにおいてＭＴＣ(Machine Type Communication)の問題が提起されている。機器にＭ２Ｍのチップを組み込む利用形態が増えており、携帯機器と通信する基地局は、Ｍ２Ｍチップを搭載した機器（以下、Ｍ２Ｍ機器という）においても通信することになり、これまで以上にその数が増大すると見込まれているため、基地局に対するアクセスの集中が懸念されている。

特表２００９−５２１８４６

３ＧＰＰＲ２−１０４５５０

ここで、Ｍ２Ｍ機器が、通信の頻度があまり高くない前提でネットワークにアクセスするものとする。何らかの原因で、Ｍ２Ｍ機器が一斉にアクセスをはじめたことを想定した場合、制御チャンネルのリソースが不足し、利用者の端末がアクセスし難くなる。情報チャンネルの容量が十分あるのに通信が出来ない状態になる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、混みあっている際に、基地局への集中アクセスを防止すると共に、利用者の端末を優先して発信処理を行うことができる基地局およびその制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の無線通信システムの制御方法は、Ｍ２Ｍ端末と、前記Ｍ２Ｍ端末よりも優先される利用者端末と、ネットワークと通信する基地局と、前記基地局が前記Ｍ２Ｍ端末および前記利用者端末と無線通信する無線通信システムの制御方法において、前記ネットワークが輻輳状態の場合、接続要求信号を送信した端末が前記Ｍ２Ｍ端末か否か判定されるステップと、前記接続要求信号を送信した端末が前記Ｍ２Ｍ端末の場合、前記接続要求信号に対する接続拒否信号に待ち時間が設定されるステップと、前記接続要求信号を送信した端末に前記接続拒否信号が送信されるステップとを有する
本発明の無線通信システムは、Ｍ２Ｍ端末と、前記Ｍ２Ｍ端末よりも優先される利用者端末と、ネットワークと通信する基地局と、前記基地局が前記Ｍ２Ｍ端末および前記利用者端末と無線通信する無線通信システムにおいて、前記ネットワークが輻輳状態の場合、接続要求信号を送信した端末が前記Ｍ２Ｍ端末のとき、前記接続要求信号に対する接続拒否信号が、前記接続要求信号を送信した端末に送信されると共に、前記接続拒否信号に待ち時間が設定される構成を有している。

また、本発明の無線通信システムは、前記ネットワークが輻輳状態の場合、前記端末から緊急呼が発信された場合には、緊急呼の発信が可能となる構成を有している。

本発明のＭ２Ｍ端末は、ネットワークと通信する基地局と無線通信する利用者端末とを有する無線通信システムのＭ２Ｍ端末であって、接続要求信号を前記基地局に送信し、前記ネットワークが輻輳状態の場合、前記接続要求信号の送信元が前記Ｍ２Ｍ端末のとき、前記接続要求信号に対する接続拒否信号に待ち時間が設定され、前記基地局から送信された前記接続拒否信号を受信する構成を有している。

本発明の基地局およびその制御方法は、混みあっている際に、基地局への集中アクセスを防止するすると共に、利用者の端末を優先して発信処理を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。本発明の実施の形態に係る基地局の動作のフローチャートを示す図である。接続要求信号および接続拒否信号の情報内容を示す図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、基地局１０、Ｍ２Ｍ機器２０、および携帯機器３０を含んで構成されている。図１では、Ｍ２Ｍ機器２０を組み込んだ車が図示されている。Ｍ２Ｍ機器２０の数は携帯機器３０と比較して多いことを想定する。通常は、Ｍ２Ｍ機器３０は、携帯機器３０よりも低頻度の通信を行うものとする。

まず、なんらかの要因で、Ｍ２Ｍ機器が一斉に基地局１０へのアクセスをはじめたものとすれば、制御チャンネルのリソースが不足し、輻輳状態になってしまう。以下に、基地局１０を介する通信が輻輳状態になってしまった場合について説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。

基地局にアクセスが集中した場合（例えば１秒間に所定のアクセス数があったときなど）に、基地局の状態が輻輳状態（Ｂｕｓｙ）となる。なお、図２に示すように、ネットワーク側から通知があったとき、基地局１０は、輻輳状態になるようにしてもよい。その後、基地局は、図２のように端末（図１のＭ２Ｍ機器２０または携帯機器３０）から送信された接続要求信号（Connection Request）を受信する。

図３は、本発明の実施の形態に係る基地局の動作のフローチャートを示す図である。

基地局は、接続要求信号を受信したとき（Ｓ１）、接続要求信号を送信した端末が、Ｍ２Ｍ機器か否かを判定する（Ｓ２）。

接続要求信号を送信した端末がＭ２Ｍ機器である場合、基地局は、待ちグループを表す待ちグループ番号（Waiting Group num）に該当のグループ番号を設定し（Ｓ３）、この端末に待ちグループ番号を含んだ接続拒否信号（Connection Reject）を送出する（Ｓ５）。

数十秒から数分に一回、該当のグループ番号を新しくする（インクリメントする）ことで、更新がなされるようにしてもよい。また、基地局は、混み具合に応じてＭ２Ｍ機器に同じ待ちグループ番号を与えても良い。例えば、あまり混んでいない場合は、同じ待ちグループ番号を数十台のＭ２Ｍ機器に与え、ひどく混んでいる場合は、１つの待ちグループ番号を１台だけのＭ２Ｍ機器に与えるようにしてもよい。アクセスする端末数が多い場合であっても、Ｍ２Ｍ機器に同じ待ちグループ番号を与え、アクセスする端末数に応じて１グループに付き割り当てる端末数を可変にしてもよい。

接続要求信号を送信した端末がＭ２Ｍ機器でない場合、基地局は、待ちグループ番号に０番を設定し（Ｓ４）、待ちグループ番号を含んだ接続拒否信号をこの端末に送出する（Ｓ５）。この他、基地局は、接続拒否信号に対して待ちグループ番号に加えて、待ち時間（WaitTime）を設定してもよい。

ただし、緊急呼の発信の場合には、基地局は、Ｍ２Ｍ機器でない端末の発信を可能にしてもよい。ここで、基地局は、接続拒否信号を送出した場合には、タイマ（Ｔ１時間）を起動する。なお、接続要求信号および接続拒否信号の情報内容を図４に示す。

タイマのＴ１時間が経過したとき、基地局は、対象のグループ番号を呼出グループ番号（Call Group num）に設定し（Ｓ１１）、呼出グループ番号を含んだ報知情報（Broadcast Message）をブロードキャストする（Ｓ１２）。ここでは、対象のグループ番号は、最初は０番にして、次の時間経過毎に１ずつ増える。従って、Ｍ２Ｍ機器でない端末は、０番に割り当てているので、優先的に発信処理を行うことができる。なお、基地局の輻輳状態（Ｂｕｓｙ）を解除することもできる。

図２に示すように、接続拒否信号のメッセージに待ちグループ番号が付与されていた場合、端末は、基地局に位置登録している限り、または、所定時間がタイムアウトになるまで待ちグループ番号を保持する。

端末は、ブロードキャストされた報知情報の呼出グループ番号をモニターする。待ちグループ番号と呼出グループ番号とが同じ端末（同じ待ちグループに属する端末）は、再度、接続要求信号を送信して発信処理を行う。

以上説明したように、基地局にアクセスが集中した場合において、基地局−端末間の信号に工夫を加えることにより、基地局は、複数の待ちグループに端末を振り分けることで、端末は自身の待ちグループの順番で発信処理を行うため、アクセスの集中を防ぐことができる。このとき、利用者端末（携帯機器３０）を優先して発信処理を行うことができる。

災害時の通信の集中時と年末年始やイベント時の通信の集中時には緊急呼が発信される割合が異なる為、災害時の通信の集中時には、緊急呼のみの通信集中であるから待機グループの指定されない限り発信ができないが、待機グループの指定の切り替えを頻繁に行うことによって緊急呼が発信できない状態を避ける。

１０基地局
２０Ｍ２Ｍ機器（専用端末）
３０携帯機器（利用者端末）

Claims

Ｍ２Ｍ端末と、
前記Ｍ２Ｍ端末よりも優先される利用者端末と、
ＭＭＥを含むネットワークと通信する基地局と、を有し、
前記基地局が前記Ｍ２Ｍ端末および前記利用者端末と無線通信する無線通信システムの制御方法において、
前記ネットワークが輻輳状態の場合、前記ネットワークが前記輻輳状態にあることを示す通知を前記ネットワークから前記基地局が受信するステップと、
前記基地局が、前記ネットワークから前記通知があったとき、前記輻輳状態にあると判断するステップと、
前記基地局が、接続要求信号を送信した端末が前記Ｍ２Ｍ端末か否か判定するステップと、
前記基地局が、前記接続要求信号を送信した端末が前記Ｍ２Ｍ端末の場合、前記接続要求信号に対する接続拒否信号に待ち時間を設定するステップと、
前記基地局が、前記接続要求信号を送信した端末に前記接続拒否信号を送信するステップと
を有する無線通信システムの制御方法。
Ｍ２Ｍ端末と、
前記Ｍ２Ｍ端末よりも優先される利用者端末と、
ＭＭＥを含むネットワークと通信する基地局と、を有し、
前記基地局が前記Ｍ２Ｍ端末および前記利用者端末と無線通信する無線通信システムにおいて、
前記基地局は、前記ネットワークが輻輳状態の場合、前記ネットワークが前記輻輳状態にあることを示す通知を前記ネットワークから受信し、
前記基地局は、前記ネットワークから前記通知があったとき、前記輻輳状態にあると判断し、
前記基地局は、接続要求信号を送信した端末が前記Ｍ２Ｍ端末のとき、前記接続要求信号に対する接続拒否信号を、前記接続要求信号を送信した端末に送信すると共に、前記接続拒否信号に待ち時間を設定する無線通信システム。
請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
前記ネットワークが輻輳状態の場合、前記端末から緊急呼が発信された場合には、緊急呼の発信が可能となる無線通信システム。
ＭＭＥを含むネットワークと通信すると共に、Ｍ２Ｍ端末および前記Ｍ２Ｍ端末よりも優先される利用者端末と無線通信する基地局において、
前記ネットワークが輻輳状態の場合、前記ネットワークが前記輻輳状態にあることを示す通知を前記ネットワークから受信する手段と、
前記ネットワークから前記通知があったとき、前記輻輳状態にあると判断する手段と、
接続要求信号を送信した端末が前記Ｍ２Ｍ端末のとき、前記接続要求信号に対する接続拒否信号を、前記接続要求信号を送信した端末に送信すると共に、前記接続拒否信号に待ち時間を設定する手段と、を有する基地局。