JP2015146539A - Wireless communication terminal and method of connecting to mobile wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信端末および無線通信ネットワークへの接続方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication terminal and a connection method to a wireless communication network.
スマートフォンやタブレット端末等の無線通信端末の急増により、移動体無線通信事業者の基地局の無線通信端末収容能力が逼迫している。また、ユーザが無線通信端末を使用する頻度も高くなっており、サービスエリアが途切れることなくつながっていることが求められる。無線通信端末の収容能力不足を解決し、また電波が届きにくいエリアをカバーするための一つの方法は、フェムトセルを設置することである。フェムトセルは小型の無線基地局であり、移動体無線通信事業者が設置した基地局からの電波が届きにくい場所等に、ユーザが設置することが想定されている。フェムトセルは、ブロードバンド回線に接続してインターネット等を介して移動体無線通信事業者のネットワークに接続することで、無線通信端末と通信する。 Due to the rapid increase in wireless communication terminals such as smartphones and tablet terminals, the capacity of mobile wireless communication carriers to accommodate wireless communication terminals is becoming tight. Moreover, the frequency with which a user uses a wireless communication terminal is increasing, and the service area is required to be connected without interruption. One method for solving the shortage of radio communication terminal capacity and covering areas where radio waves are difficult to reach is to install femtocells. A femtocell is a small radio base station, and it is assumed that a user installs it in a place where radio waves from a base station installed by a mobile radio communication provider are difficult to reach. The femtocell communicates with a wireless communication terminal by connecting to a broadband line and connecting to a mobile wireless communication operator's network via the Internet or the like.
無線LAN(Local Area Network)システムもまた、移動体無線通信事業者が設置した基地局からの電波が届きにくい場所や移動体無線通信の基地局の収容能力を超えるトラフィックが予想される場所に設置され、フェムトセルと同様にインターネット等を介して無線通信を提供する。移動体無線通信と無線LANの両方の通信機能を備える無線通信端末も多く、移動体無線通信システムから無線LANシステムに接続先を切り替えることで移動体無線通信の基地局の収容能力不足をカバーできる。 Wireless LAN (Local Area Network) systems are also installed in places where radio waves from base stations installed by mobile wireless communication carriers are difficult to reach or where traffic exceeding the capacity of mobile radio communication base stations is expected. In the same manner as the femtocell, wireless communication is provided via the Internet or the like. Many wireless communication terminals have both mobile wireless communication and wireless LAN communication functions, and it is possible to cover the shortage of mobile wireless communication base station capacity by switching the connection destination from the mobile wireless communication system to the wireless LAN system. .
移動体無線通信と無線LANの両方の通信機能を備える無線通信端末が、移動体無線通信システムから無線LANシステムに接続先を切り替える際に生じる再認証やシステム間の機能差分によるサービスの不連続性の問題を解決するための技術として、特許文献1に記載された技術がある。特許文献1では、無線通信端末に、移動体無線通信システムとの通信機能と無線LANシステムとの通信機能に加え、移動体無線通信システムの基地局の通信プロトコル処理機能を備え、移動体無線通信システムの基地局から無線LAN基地局にハンドオーバした場合でも、移動体無線通信システム内のハンドオーバに見せかけることで、無線通信端末の再認証を不要とし、システム間のサービスの不連続性を解消している。
Service discontinuity due to re-authentication and functional differences between systems when a wireless communication terminal having both mobile wireless communication and wireless LAN communication functions switches the connection destination from the mobile wireless communication system to the wireless LAN system As a technique for solving this problem, there is a technique described in
前述の背景技術で述べたいずれの場合も、ユーザが契約している移動体無線通信事業者の基地局サービスエリア内にユーザがいるか、またはユーザが契約している移動体無線通信事業者の基地局サービスエリア外にユーザがいる場合でも、ユーザが契約している移動体無線通信事業者のシステムへのローミングサービスを提携している事業者のサービスエリア内でなければ移動体無線通信システムへの接続不可となってしまう。 In any of the cases described in the above background art, there is a user in the base station service area of the mobile radio carrier to which the user has a contract, or the base of the mobile radio carrier to which the user has a contract. Even if there is a user outside the station service area, if the mobile radio communication system is not within the service area of the operator that is affiliated with the roaming service to the system of the mobile radio operator with which the user has a contract, Connection is impossible.
また、移動体無線通信事業者のサービスエリア内であっても、病院内等では、無線通信の使用が禁止されており、無線回線を経由しての接続が不可である。 Further, even within the service area of a mobile wireless communication provider, use of wireless communication is prohibited in hospitals and the like, and connection via a wireless line is impossible.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、契約している移動体無線通信事業者もしくはローミングサービス提携事業者のサービスエリア外、もしくは移動体無線通信の使用が禁止されている場所でも、無線通信端末を使用できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is out of the service area of a contracted mobile radio communication carrier or roaming service partner or even in a place where the use of mobile radio communication is prohibited. An object of the present invention is to enable use of a wireless communication terminal.
上記課題を解決するために、本発明においては、一例として、アンテナと、移動体無線通信システムとの端末としての通信機能を有する移動体機能部と、移動体無線通信システムの基地局としての一部の動作を行うとともに基地局が送受信する通信プロトコルを有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信する機能を有する基地局機能部と、基地局として動作するための基地局情報および管理情報を記憶するメモリと、アンテナを介して無線通信を行う第1の動作モードまたは有線回線を介して基地局機能部を動作させて通信する第2の動作モードを切り替える動作モード切替部と、ユーザインタフェース部とを有し、ユーザインタフェース部より入力されたユーザの操作に基づいて、第2のモードが選択された場合には、基地局機能部が有線回線を介して基地局としての認証を受けて移動体無線通信システムのコアネットワークと接続することを特徴とする無線通信端末としたものである。 In order to solve the above problems, in the present invention, as an example, an antenna, a mobile function unit having a communication function as a terminal with the mobile radio communication system, and a base station of the mobile radio communication system are provided. Base station function unit having a function of transmitting / receiving a communication protocol transmitted / received by the base station to / from the core network of the mobile radio communication system via a wired line, and base station information for operating as a base station And a memory for storing management information, an operation mode switching unit that switches between a first operation mode in which wireless communication is performed via an antenna or a second operation mode in which communication is performed by operating a base station function unit via a wired line; The second mode is selected based on a user operation input from the user interface unit. Case, in which the base station function unit is a wireless communication terminal, characterized in that connected to a core network of a mobile radio communication system certified as a base station via a wired line.
さらに、基地局機能部は、有線回線を介して移動体無線通信システムのコアネットワークに接続後、移動体無線通信システムの各装置を監視する監視装置に接続して監視装置から装置情報を取得し、メモリに記憶し、装置情報に基づいて基地局としての動作を行うようにしたものである。 Further, the base station function unit is connected to the core network of the mobile wireless communication system via a wired line, and then connected to a monitoring device that monitors each device of the mobile wireless communication system to acquire device information from the monitoring device. , Stored in a memory, and operated as a base station based on device information.
本発明によれば、契約している移動体無線通信事業者もしくはローミングサービス提携事業者のサービスエリア外、もしくは移動体無線通信の使用が禁止されている場所でも、インターネットに接続できる環境があれば、同一無線通信端末、かつ同一電話番号での音声通話、データ通信が可能となる。 According to the present invention, if there is an environment that can be connected to the Internet even outside the service area of a contracted mobile radio communication provider or roaming service partner or where mobile radio communication is prohibited. Voice communication and data communication using the same wireless communication terminal and the same telephone number are possible.
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施例では、ブロードバンドルータ20に無線通信端末10を有線接続した場合の例を説明する。
図1は、本発明の一実施例におけるシステム全体の構成を説明する図である。
図1に示すシステムでは、無線通信端末10と、無線通信端末10およびインターネット網30と接続するブロードバンドルータ20と、インターネット網30と通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク50とを接続するゲートウェイ(GW:Gate Way)40と、通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク50に接続されているドメイン ネーム システム(DNS:Domain Name System)サーバ60と、基地局管理サーバ70と、監視装置80と、ユーザ管理用サーバ90と、IP(Internet Protocol)網とのインタフェースを提供するパケットデータ処理ノード(PDSN:Packet Data Serving Node)100と、セッション確立プロトコル(SIP:Session Initiation Protocol)とA1インタフェースの相互変換をするコンバージェンス サーバ(CSRV:Convergence SeRVer)110と、そのCSRV110に接続されている既存の1x網の移動通信交換局(MSC:Mobile Switching Center)120とから構成される。
In the present embodiment, an example in which the
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the entire system according to an embodiment of the present invention.
In the system shown in FIG. 1, a
図2は、本発明の一実施例における無線通信端末の構成を説明する図である。
図2において、無線通信端末10は、移動無線アンテナ11と、移動体無線通信事業者のフェムトセルシステムコアネットワーク50と音声およびデータ通信をする為の通信プロトコル機能部14と、基地局として動作するための基地局の識別子などの基地局情報(装置情報)を格納するメモリ15と、基地局として動作するために装置情報を管理する装置管理機能部9と、端末とコアネットワークとの間でシグナリングやデータの中継をする呼制御機能部16と、「移動無線端末モード」と「コアネットワーク接続モード」と無線通信端末10の動作を切り替える為の端末動作モード切替部13と、ユーザが端末動作モード切り替えを行うためのインタフェースを提供するユーザインタフェース部12と、通常の無線通信端末として無線通信を実現するための移動体機能部17から構成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a wireless communication terminal according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 2, a
本実施例では、無線通信端末10が端末動作モードとして「移動無線端末モード」と「コアネットワーク接続モード」の2種類を有する。端末動作モードが「移動無線端末モード」の場合は、無線通信端末10は移動体機能部17が動作し、移動無線アンテナ11を使用して移動体無線通信事業者の無線回線を経由して、移動体無線通信事業者のフェムトセルシステムコアネットワーク50に接続する。端末動作モードが「コアネットワーク接続モード」の場合は、基地局機能を実現する装置管理部9と呼制御機能部16が動作し、通信プロトコル機能部14を用いて、基地局の通信プロトコルに基づいた信号を送受信し、ブロードバンドルータ20およびインターネット網30を経由して通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク50に接続する。
In this embodiment, the
ユーザは無線通信端末10とブロードバンドルータ20とを有線接続し、ユーザインタフェース部12を操作することで端末動作切替部16を動作させ、端末動作モードを「コアネットワーク接続モード」に切り替え、基地局機能の装置管理機能部9が起動する。
The user connects the
図3は、本発明の一実施例におけるコアネットワーク接続モードへの切り替え動作を説明するシーケンス図である。
ユーザインタフェース部は、ユーザによる「コアネットワーク接続モード」への切り替え操作が実施されると(S300)、端末動作モード切替部13にモード切替指示を通知する(S301)。モード切替指示は、パラメータによりどちらのモードへの切り替えであるかを指定する。「コアネットワーク接続モード」への切り替えの場合、端末動作モード切替部13は、動作中の無線通信をオフにする指示を移動体機能部17に指示する(S302)。正常に終了できたことを確認の後(S302)、装置管理機能部9を起動する(S303、S304)。
FIG. 3 is a sequence diagram for explaining the switching operation to the core network connection mode in the embodiment of the present invention.
When the user performs a switching operation to the “core network connection mode” (S300), the user interface unit notifies the terminal operation
次に、装置管理機能部9を起動後のコアネットワークとのシーケンスを説明する。
図4は、本発明の一実施例におけるコアネットワーク接続モードへの切り替え後の処理を説明するシーケンス図である。
Next, a sequence with the core network after starting the device management function unit 9 will be described.
FIG. 4 is a sequence diagram illustrating processing after switching to the core network connection mode according to an embodiment of the present invention.
無線通信端末10の装置管理機能部9は、通信プロトコル機能部14を経由して、ブロードバンドルータ20からGW40のIPアドレスを取得し(S400)、GW40との間にセキュアな通信路を構築した上で、基地局管理サーバ70に問い合わせし、無線通信端末の基地局としての認証を実施する(S402)。認証が成功すると、GW40は無線通信端末10との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)等のトンネル設定を実施する(S401)。
The device management function unit 9 of the
次に、無線通信端末10は、DNSサーバ60から監視装置80のIPアドレスを取得し(S403)、監視装置80に接続する。監視装置80から基地局として動作するために必要な設定値であるコンフィグパラメータ(前述の装置情報に含まれる)を取得する(S404)。この後、無線通信端末10の基地局機能が動作開始となる(S405)。
Next, the
装置管理機能部9が起動し基地局としての接続手続きが完了した後、無線通信端末10は、端末としての動作を行う移動体機能部を動作させ、無線通信端末10が基地局を経由してコアネットワークに接続しているかのように端末の認証処理を行う。
After the device management function unit 9 is activated and the connection procedure as the base station is completed, the
図5は、無線通信端末の認証処理を説明するシーケンス図である。
無線通信端末10内の移動体機能部17は、ユーザ管理用サーバに端末認証要求を送信する(S500)。この時、基地局機能である呼制御機能部16を経由することで、コアネットワーク側の装置からは、無線通信端末10が基地局を経由して接続されている端末に見える。認証が成功すると(S501)、無線通信端末10は、IP網とのインタフェースを持つPDSN100とコネクションを確立する(S502)。
FIG. 5 is a sequence diagram illustrating authentication processing of the wireless communication terminal.
The
図6は、音声呼における発信時の処理を説明するシーケンス図である。
初めに、無線通信端末10の移動体機能部17は、通信開始要求をCSRV110に送信する(S600)。CSRV110は、通信開始要求を受信すると、無線通信端末10に応答を返し(S601)、MSC120に通信を開始するための回線交換通信要求を送信する(S602)。その後、MSC120からチャネル確保要求の指示が出されるが(S603)、本実施例では無線通信端末10の中に基地局機能を実現する構成を含んでいるため、無線チャネルの確保は行わずチャネル確保は成功となる(S604〜S605)。CSRV110は、チャネル確保応答をMSC120に送信した後(606)、通信開始応答を無線通信端末10に送信し(S607)、無線通信端末10の移動体機能部17が通信開始応答受領通知を送信し(S608)、無線通信端末10は通信状態へと遷移する(S609)。
FIG. 6 is a sequence diagram for explaining processing at the time of outgoing call in a voice call.
First, the
図7は、音声呼における着信時の処理を説明するシーケンス図である。
MSC120は着信通知を送信し(S700)、無線通信端末10の移動体機能部17から着信通知受信応答を受信した(S701)後、チャネル確保要求をCSRV110経由で無線端末10に送信する(S702)。無線端末10の呼制御機能部16は、チャネル確保要求を受信すると、確保成功の応答を返し(S703)、呼び出し中の状態であることをCSRV110に通知する(S704)。その通知を受け、CSRV110はチャネル確保成功の応答をMSC120に送信する(S705)。その後、無線通信端末10にて受話器を取る(接続する)と、着信応答をCSRV110に送信し(S706)、CSRV110がMSC120に接続の通知を行い(S707)通信状態へと遷移する(S708)。
FIG. 7 is a sequence diagram for explaining processing upon arrival of a voice call.
The
図8は、データ呼におけるコネクション確立時の処理を説明するシーケンス図である。
無線通信端末10の移動体機能部17は、呼制御機能部16と通信プロトコル機能部14を経由してセッション確立要求をPDSN100に送信する(S800)。PDSN100がその応答を返すことで、コネクションが確立される(S801)。
無線通信端末10は、フェムトセルシステムのユーザ管理用サーバ90に対して定期的にパケットを送信する。フェムトセルシステムのユーザ管理用サーバ90は無線通信端末10からのパケットを受信すると、データベースに、ユーザがどの基地局配下にいるかを登録する。本実施例の場合、無線通信端末10が基地局の役割を果たしているので、ユーザ管理サーバ90のデータベースには、無線通信端末10のメモリ15に格納されている基地局の識別子が登録される。
FIG. 8 is a sequence diagram for explaining processing at the time of establishing a connection in a data call.
The
The
移動体無線通信事業者のフェムトセルコアネットワーク50側から無線通信端末10にパケットを送信する場合には、ユーザ管理用サーバ90に、該当のユーザがどの基地局にいるかを問合せ、送信先の基地局(無線通信端末10)を決定する。
以上説明した本実施例より、無線通信端末10が無線回線を介さなくても直接移動体無線通信事業者のフェムトセルシステムコアネットワーク50と接続することができる。また、移動体無線通信事業者の無線基地局の無線リソースを使うことなく、音声通話およびデータ通信を行うことができる。また、無線通信端末10が移動体無線通信システムの基地局が送信するプロトコルを用いて移動体無線通信事業者キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク50と接続することにより、「移動無線端末モード」と「コアネットワーク接続モード」のどちらでも移動体無線通信サービスを利用可能となる。
When a packet is transmitted from the mobile radio carrier's femtocell core network 50 side to the
According to the present embodiment described above, the
本実施例では、ブロードバンドルータ20と無線通信端末10との通信手段を有線ではなく無線LANにて実現した無線通信端末10の例を説明する。
図9は、本発明の一実施例におけるシステム全体の構成を説明する図である。
図9の無線通信端末10の構成のうち、既に説明した図2に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
In the present embodiment, an example of the
FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of the entire system in an embodiment of the present invention.
Of the configuration of the
無線LAN接続の場合、無線通信端末10に無線LAN機能部18、無線LANアンテナ18、またブロードバンドルータ20に無線LAN機能部21、無線LANアンテナ22を有する。
In the case of wireless LAN connection, the
図9に示した無線通信端末10もまた、実施例1と同様に、無線通信端末10が直接通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク50と接続することができる。また、通信キャリアの無線基地局の無線リソースを使うことなく、音声通話およびデータ通信を行うことができ、通信キャリアの無線基地局の負荷を減らすことができる。また、無線通信端末10が移動通信と同一のプロトコルを用いて通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク50と接続することにより、「移動無線端末モード」と「コアネットワーク接続モード」のどちらでもサービスを利用可能となる。
Similarly to the first embodiment, the
9 装置管理機能部
10 無線通信端末
11 移動無線アンテナ
12 ユーザインタフェース部
13 端末動作モード切替部
14 通信プロトコル機能部
15 メモリ
16 呼制御機能部
17 移動体機能部
18 無線LAN機能部
19 無線LANアンテナ
20 ブロードバンドルータ
21 無線LAN機能部
22 無線LANアンテナ
30 インターネット網
40 ゲートウェイ
50 通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク
60 ドメイン ネーム システム サーバ
70 基地局管理サーバ
80 監視装置
90 ユーザ管理用サーバ
100 パケットデータ処理ノード
110 コンバージェンス サーバ
120 移動通信交換局
9 Device
Claims (6)
移動体無線通信システムとの端末としての通信機能を有する移動体機能部と、
前記移動体無線通信システムの基地局としての一部の動作を行うとともに基地局が送受信する通信プロトコルを有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信する機能を有する基地局機能部と、
基地局として動作するための基地局情報および管理情報を記憶するメモリと、
前記アンテナを介して無線通信を行う第1の動作モードまたは有線回線を介して基地局機能部を動作させて通信する第2の動作モードを切り替える動作モード切替部と、
ユーザインタフェース部とを有し、
前記ユーザインタフェース部より入力されたユーザの操作に基づいて、前記第2のモードが選択された場合には、前記基地局機能部が有線回線を介して基地局としての認証を受けて前記移動体無線通信システムのコアネットワークと接続することを特徴とする無線通信端末。 An antenna,
A mobile unit having a communication function as a terminal with a mobile radio communication system;
A base station function unit that performs a part of operations as a base station of the mobile radio communication system and has a function of transmitting / receiving a communication protocol transmitted / received by the base station to / from a core network of the mobile radio communication system via a wired line When,
A memory for storing base station information and management information for operating as a base station;
An operation mode switching unit that switches between a first operation mode for performing wireless communication via the antenna or a second operation mode for performing communication by operating a base station function unit via a wired line;
A user interface unit,
When the second mode is selected based on a user operation input from the user interface unit, the base station function unit receives authentication as a base station via a wired line, and the mobile unit A wireless communication terminal connected to a core network of a wireless communication system.
無線LANシステムと無線回線を介して通信を行うための第2のアンテナと
移動体無線通信システムの端末としての通信機能を有する移動体機能部と、
前記移動体無線通信システムの基地局としての一部の動作を行うとともに基地局が送受信する通信プロトコルを無線LANシステムを介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信する機能を有する基地局機能部と、
基地局として動作するための基地局情報および管理情報を記憶するメモリと、
前記第1のアンテナを介して無線通信を行う第1の動作モードまたは無線LANシステムを介して基地局機能部を動作させて通信する第2の動作モードを切り替える動作モード切替部と、
ユーザインタフェース部とを有し、
前記ユーザインタフェース部より入力されたユーザの操作に基づいて、前記第2のモードが選択された場合には、前記基地局機能部が無線LANシステムを介して基地局としての認証を受けて前記移動体無線通信システムのコアネットワークと接続することを特徴とする無線通信端末。 A first antenna for communicating with a mobile radio communication system via a radio line;
A second antenna for communicating with a wireless LAN system via a wireless line; a mobile function unit having a communication function as a terminal of a mobile wireless communication system;
A base station function that performs a part of operations as a base station of the mobile radio communication system and has a function of transmitting / receiving a communication protocol transmitted / received by the base station to / from a core network of the mobile radio communication system via a wireless LAN system And
A memory for storing base station information and management information for operating as a base station;
An operation mode switching unit that switches between a first operation mode in which wireless communication is performed via the first antenna or a second operation mode in which communication is performed by operating a base station function unit via a wireless LAN system;
A user interface unit,
When the second mode is selected based on a user operation input from the user interface unit, the base station function unit receives authentication as a base station via a wireless LAN system and performs the movement. A wireless communication terminal connected to a core network of a body wireless communication system.
前記無線通信端末は、
移動体無線通信システムと無線回線を介して接続して端末として動作する通信機能と、
前記移動体無線通信システムの基地局として動作するための基地局情報および管理情報を記憶するとともに、基地局としての一部の動作を行って基地局が送受信する通信プロトコルを有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信する機能を有し、
ユーザの操作に基づいて、前記移動体無線通信システムの基地局として動作する動作モードが選択された場合には、基地局が送受信する通信プロトコルを有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信し、基地局としての認証を受けて前記移動体無線通信システムのコアネットワークと接続することを特徴とする移動体無線通信システムへの接続方法。 A method for connecting to a mobile radio communication system in a radio communication terminal,
The wireless communication terminal is
A communication function for connecting to a mobile radio communication system via a radio line and operating as a terminal;
The base station information and the management information for operating as a base station of the mobile radio communication system are stored, and the communication protocol transmitted and received by the base station by performing a part of the operation as the base station via the wired line Having the function of transmitting and receiving with the core network of the mobile radio communication system;
When an operation mode that operates as a base station of the mobile radio communication system is selected based on a user operation, a communication protocol transmitted and received by the base station is transmitted via a wired line to the core of the mobile radio communication system. A method for connecting to a mobile radio communication system, comprising: transmitting and receiving a network; receiving authentication as a base station; and connecting to a core network of the mobile radio communication system.
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