JP2006166124A - ユビキタスワイヤレスネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 位置登録の頻度の減少による低消費電力化や複数のワイヤレスネットワークを介したシームレスな移動体通信を可能とする。
【解決手段】 通信ワイヤレスネットワークと、該通信ワイヤレスネットワークに接続する第１の送受信装置を有する移動機とを含むユビキタスワイヤレスネットワークシステムであって、通信ワイヤレスネットワークと接続する制御ワイヤレスネットワーク、及び位置管理データベースを含み、位置管理データベースは、移動機位置情報を保持する記憶領域を有し、制御ワイヤレスネットワークは、位置管理データベースから取得した前記移動機位置情報に対応するアクセスポイントから、前記第１の送受信装置を起動する起動信号を送信し、前記移動機は、制御ワイヤレスネットワークから送信された起動信号を受信し、該起動信号により前記第１の送受信装置の動作を開始する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の通信ワイヤレスネットワークを有するユビキタスネットワークの位置登録および制御メッセージの転送ネットワークに関する。

既存移動体のネットワークとして、既存の通信事業者などで採用されているＰＤＣ(第２世代携帯電話)のネットワークの基本構成を図４に示す。
同ネットワークは、移動関門中継階梯と移動加入者階梯の２つの階梯で構成され、位置登録データベースとしてホームロケーションレジスタ(ＨＬＲ : Home Location Register))が設けられている。基本構成要素として、他ネットワークとの相互接続機能、着信時の自動追跡接続機能および中継機能を有する関門中継系移動通信制御局(ＭＧＣ : Mobile Gateway Center)、在圈管理および加入者接続機能を有する加入者系移動通信制御局(ＭＣＣ : Mobile Control Center)、移動端末番号や在圏エリア等の加入者情報が登録されているＨＬＲ、基地局(ＢＳ : Base Station)および移動端末(移動機)(ＭＳ : Mobile Station)で構成されている。

ここで、基地局制御の機能(無線チャンネルの移動端末への割り当てや切り替え制御の実行等)は、ＭＣＣに内蔵されている。
一方、移動体通信では、あるエリアを制御する制御局がそのエリア内にある移動端末の加入者データをあらかじめ持っているとは限らない。そこで、制御局が加入者データを取得し、正当な移動端末であることを検証した上で自動追跡接続を行う必要がある。

本ネットワークでは、この自動追跡接続機能を実現するために、移動端末の加入者情報をＨＬＲにて常時記憶しておく。(このＨＬＲほかに他ネットワークからローミングしてきた移動端末の情報を一時的に登録する関門ロケーションレジスタ(ＧＬＲ : Gateway Location Register)を用いているが、ここでは説明を省略する。)

以下に移動体通信ネットワークの基本動作である（１）位置登録、（２）発信処理、（３）着信処理の手順の概要について述べる。
（１）位置登録
セル方式による移動体通信システムでは、移動端末そのものが空間的に移動するため、その存在場所をネットワーク側で常に把握しておく必要がある。このために必須なものが位置登録である。
移動端末の位置は、ページングエリア(ＰＡ : Paging Area)単位で端末ごとにＨＬＲにＰＡが保持されている。ページングというのは無線呼出しという意味で、移動端末への着信があったとき、エリア内に一斉に呼び出すことからページングエリアと呼ばれる。位置登録の基本処理は以下である。

(i)移動体通信ネットワークでは、すべての移動端末が受信できる報知チャネルで、基地局からその場所のＰＡの番号を送信する。移動端末はＰＡ番号を受信し内部に記憶する。
(ii)移動して移動端末が受信するＰＡ番号の変化を検出すると、位置登録を行う。移動端末は位置登録要求をＨＬＲに送信し、ＨＬＲは位置情報を書き換える。
(iii)位置登録が完了すると、ＨＬＲから移動端末に位置登録完了信号を送信する。

（２）発信処理
移動端末から発信する場合の基本的な接続手順の概要を以下に示す。
(i)発信端末からＢＳに対して呼設定の信号を転送するための信号チャネルの設定を要求し、ＢＳでは信号チャネルを設定する。
(ii)発信端末から着信先の電話番号をダイヤルし、電話番号を含む呼設定要求をＢＳ経由でＭＣＣに送信する。ＭＣＣはＨＬＲに格納されている加入者情報をもとに端末の認証を行う。

(iii)ＭＣＣはＢＳに通話用の音声チャネルを発信端末に割り当てるよう指示を出す。
(iv)ＭＣＣはＭＧＣに呼設定の要求を出す。ＭＧＣは着信先が固定ネットワークあるいは他の事業者の移動端末であれば、呼をそちらヘルーティングする。
一方、着信先が自分のネットワークの加入者の移動端末であれば、ＨＬＲにその位置情報を問い合わせる。
(v)接続先が移動端末の場合は、その位置情報を基に呼設定信号がルーティングされ、着信端末の所属するページングエリアのＢＳから一斉呼び出しが行われる。接続対象である着信先が応答すると、コネクションが設定され、通話が可能となる。

（３）着信処理
移動端末が着信するときの接続手順の概要を示す。
(i)固定ネットワークあるいは他のセルラーネットワークからの着信要求(呼設定要求)は、着信先の電話番号を含めて、まずＭＧＣに届けられる。
(ii)ＭＧＣは呼を着信端末の所属するＭＣＣヘルーティングする。このため、ＨＬＲは保持されている端末位置情報から、どのＭＣＣのカバー範囲に着信先の移動端末が位置するかを調べる。ＭＣＣはＨＬＲからの情報を基に該当するページングエリアのBSを介して一斉呼出しを行う。

(iii)呼出し信号を受信した移動端末は、ＢＳに対して呼設定の信号を転送するための信号チャネル設定を要求し、ＢＳでは信号チャネルを設定する。
(iv)ＭＣＣはＨＬＲに格納されている加入者情報をもとに着信端末の認証を行い、呼設定要求信号を着信端末に送付するとともにBSに通話用の音声チャネルを端末に付与するよう指示を出す。
(v)着信端末が呼出し音を鳴らし、着信先が応答すると、コネクションが設定され通話が可能となる。

さて、今後のネットワークの方向性として、ユビキタスネットワークということが言われている。ユビキタスネットワークにおいては、多様な通信ワイヤレスネットワークを適切に使いこなすことが必要とされる。通信ワイヤレスネットワークの例は、既存の(あるいは今後の)移動体ネットワーク、公衆無線ＬＡＮネットワーク、ＰＨＳ（登録商標）ネットワークなどである。これらをアクセスネットワークとして利用し、バックボーンネットワークに収容したユビキタスネットワークの例を図５に示す。
このような複数のワイヤレスネットワークに対して、主に、シームレス化（継ぎ目無く、別のワイヤレスネットワークに移行できる）を目的として、位置登録や制御の共通化なども検討されている。

位置登録データベースをワイヤレスネットワークに非依存にして共通化するようにした通信システムが提案されている（特許文献１参照。）（本発明は、必ずしも複数ワイヤレスネットワーク、シームレスサービス対象ではない点で異なる。）
また、複数のワイヤレスネットワークに対して、共通的な信号用のワイヤレスネットワークと位置登録データベースを具備し、最適なワイヤレスネットワークを切り替えて使用するようにしたマルチサービス無線通信システムが提案されている（特許文献２参照）。（本発明では、必ずしも複数ワイヤレスネットワークではない点で異なる。

また、本発明では、各位置において利用可能な無線システムは、ネットワークの管理装置から教えられることは想定していない。基本的には、端末がページングの報知信号などを捕捉して、端末自身が判断する。）
さらに、複数の形態をもつワイヤレスアクセスネットワークをもつバックボーン（共通コアネットワーク）に、移動管理機能を持たせる、あるいは、基本アクセスネットワークと呼ばれるワイヤレスネットワークにて同共通コアネットワークと通信できるようにすることで、ワイヤレスアクセスに依らないシームレス化を達成するようにしたシームレス統合ネットワークシステムが提案されている（特許文献３参照）。

また、共通な制御機能だけを送受する無線小型モジュールを、主情報系の送受信を行ういろいろな無線端末に挿入することで、いつも同じ番号でありながら、必要に応じて、異なるワイヤレスネットワークを使える、あるいは、制御系は共通化できるとしている無線通信基本サービスシステムが提案されている（特許文献４参照）。
特開２００３−７００４３号公報 特開２００３−２５９４５７号公報 特開２００３−８７８５８号公報 特開平１０−２４８０９１号公報

こうした多様なワイヤレス技術を用いたユビキタスネットワークが検討されているが、一般に、ワイヤレス通信の高速化は大消費電力化となる。また、高速化のための周波数の枯渇が問題となっている。特に、連続した周波数をとることが困難になってきているため、セル半径を小さくすることで周波数の有効利用を図ると位置管理頻度が上昇する。そこでこれまで利用されていない高周波領域を活用する動きもあるが、この場合、回りこみが少なく、圏外となりやすい。

（１）個々の通信ワイヤレスネットワークが位置登録管理を行うことの非効率性の改善を行う。特に、個々の通信ワイヤレスネットワークのカバーする地理的範囲が大部分重複する場合に非効率となる。その場合でも、それらの通信ワイヤレスネットワークを有効に利用するユビキタスネットワークを構築する必要がある。また、小さなセルサイズの通信ワイヤレスネットワークでも効率的に、位置管理を行う必要がある。
（２）高速化に伴い、必然的に大きくなっている電力消費を抑制する。
（３）エリア外の利用者に対して、着信時などに、何らかの情報を与えて、利用環境の向上を図る必要がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、セルの広域化による位置登録の頻度の減少による低消費電力化や複数のワイヤレスネットワークを介したシームレスな移動体通信を可能としたユビキタスワイヤレスネットワークシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、通信ワイヤレスネットワークと、該通信ワイヤレスネットワークに接続する第１の送受信装置を有する移動機とを含むユビキタスワイヤレスネットワークシステムであって、前記ユビキタスワイヤレスネットワークシステムは、前記通信ワイヤレスネットワークと接続する、前記通信ワイヤレスネットワークより低速あるいは低消費電力の、あるいはセルの大きな制御ワイヤレスネットワーク、及び該制御ワイヤレスネットワークと接続する位置管理データベースを含み、前記位置管理データベースは、移動機位置情報を保持する記憶領域を有し、前記移動機は、前記制御ワイヤレスネットワークと接続する第２の送受信装置を有し、前記制御ワイヤレスネットワークは、前記位置管理データベースから取得した前記移動機位置情報に対応するアクセスポイントから、前記移動機の前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置を起動する起動信号を、前記移動機の第２送受信装置に対して、送信する送信手段を有し、前記移動機は、前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置の起動信号を、前記第２の送受信装置を介して、受信する受信手段を有し、前記移動機では、制御ワイヤレスネットワークの送信手段から送信された起動信号を前記受信手段で受信し、該起動信号により前記第１の送受信装置の動作を開始することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、複数の通信ワイヤレスネットワークと該複数の通信ワイヤレスネットワークそれぞれに接続する第１の送受信装置を有する移動機とを含むユビキタスワイヤレスネットワークシステムであって、前記ユビキタスワイヤレスネットワークシステムは、前記複数の通信ワイヤレスネットワークすべてと接続する制御ワイヤレスネットワーク、及び該制御ワイヤレスネットワークと接続する位置管理データベースを含み、前記位置管理データベースは、移動機位置情報を保持する記憶領域を有し、前記移動機は、前記制御ワイヤレスネットワークと接続する第２の送受信装置を有し、前記制御ワイヤレスネットワークは、前記位置管理データベースから取得した前記移動機位置情報に対応するアクセスポイントから前記複数の通信ワイヤレスネットワークのうちの所望の通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置を起動する起動信号を、前記移動機の第２送受信装置に対して、送信する送信手段を有し、前記移動機は、前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置の起動信号を、前記第２の送受信装置を介して、受信する受信手段を有することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステムにおいて、前記移動機は、前記複数の通信ワイヤレスネットワークのいずれかに在圏するか、圏外であるかを判定する判定手段と、前記第２の送受信装置により圏外情報を送信する手段とを有し、
前記制御ワイヤレスネットワークは、前記圏外情報を受信して着信・通信要望に関する情報を送信する手段を有することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステムにおいて、前記位置管理データベースは、前記移動機に固有の呼び出し番号と、前記移動機が各通信ワイヤレスネットワークで使用する端末ＩＤの対応表を含み、前記移動機への着信・通信要求は、利用する通信ワイヤレスネットワークに依存しない前記呼び出し番号のデータを含むことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、複数の通信ワイヤレスネットワークと、該複数の通信ワイヤレスネットワークそれぞれに接続する第１の送受信装置を有する移動機とを含むユビキタスワイヤレスネットワークシステムであって、前記ユビキタスワイヤレスネットワークシステムは、前記複数の通信ワイヤレスネットワークすべてと接続する制御ワイヤレスネットワーク、及び該制御ワイヤレスネットワークと接続する位置管理データベースを含み、前記移動機は、前記制御ワイヤレスネットワークに接続する第２の送受信装置を有し、前記位置管理データベースは、移動機の位置情報を保持する記憶領域を有し、前記制御ワイヤレスネットワークは、前記位置管理データベースから取得した移動機の位置情報に対応するアクセスポイントから着信・通信要求に関する情報を送信する手段を有し、
前記移動機は、第２の送受信装置により、前記着信・通信要求に関する情報を受信し表示すると共に、該表示情報に基づき選択された通信ワイヤレスネットワークの情報を前記制御ワイヤレスネットワークに通知することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステムにおいて、前記移動機が、前記着信・通信要求受信時に前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置を起動しサービスエリアにあるか否かを判定する判定手段を有することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステムにおいて、前記通信ワイヤレスネットワークは、携帯電話ネットワーク、ＰＨＳ（登録商標）ネットワーク、無線ＬＡＮネットワークのいずれかであることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステムにおいて、前記移動機の位置情報は、前記制御ワイヤレスネットワークが送信し、配下の当該移動機が受信するページングエリア番号であることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、セルの広域化による位置登録の頻度の減少による低消費電力化や複数のワイヤレスネットワークを介したシームレスな移動体通信を可能となる。
すなわち、位置登録を、個々の通信ワイヤレスネットワークごとに具備する必要がないため、統合的な管理が可能である。
また、サービスエリアが重複する場合、同エリアを通信ワイヤレスネットワークごとにエリア分割して管理する必要がなくなり、効率的である。
さらに、１つの移動機がいくつの通信ワイヤレスネットワーク用送受信装置を持っても、通常は、制御ワイヤレスネットワーク用送受信装置を起動しているだけでよいので送受信装置数によらないで低消費電力化が図れる。
また、複数の通信ワイヤレスネットワークに対して、１つの呼び出し番号で着信・通信要求が掛けられる。

さらに、単一の通信ワイヤレスネットワークであっても、１つのページングエリアの単位が大きい制御ワイヤレスネットワークで移動位置管理することにより、位置管理更新頻度が減少する。
また、実際の通信時以外、低速の制御ワイヤレスネットワークを利用することで低消費電力化、電池の長寿命化か図れる。
さらに、広域・低周波の制御ワイヤレスネットワークを利用することで、圏外エリアを小さくすることができ、実際に利用するネットワークで圏外である場合も、着信あり、などの情報を加入者に提供できる。
、あた。実際の通信に先立ち、着信者に通信の用意があることを確認できるとともに、通信に用いるネットワークを選択することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

[第１実施形態]
図１に本発明の第１実施形態に係るユビキタスワイヤレスネットワークシステの構成を示す。
本発明の第１実施形態に係るユビキタスワイヤレスネットワークシステムは、通信ワイヤレスネットワークと、該通信ワイヤレスネットワークに接続する第１の送受信装置を有する移動機とを含むユビキタスワイヤレスネットワークシステムであって、前記ユビキタスワイヤレスネットワークシステムは、前記通信ワイヤレスネットワークと接続する、前記通信ワイヤレスネットワークより低速あるいは低消費電力の、あるいはセルの大きな制御ワイヤレスネットワーク、及び該制御ワイヤレスネットワークと接続する位置管理データベースを含み、前記位置管理データベースは、移動機位置情報を保持する記憶領域を有し、前記移動機は、前記制御ワイヤレスネットワークと接続する第２の送受信装置を有し、前記制御ワイヤレスネットワークは、前記位置管理データベースから取得した前記移動機位置情報に対応するアクセスポイントから、前記移動機の前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置を起動する起動信号を、前記移動機の第２送受信装置に対して、送信する送信手段を有し、前記移動機は、前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置の起動信号を、前記第２の送受信装置を介して、受信する受信手段を有し、前記移動機では、制御ワイヤレスネットワークの送信手段から送信された起動信号を前記受信手段で受信し、該起動信号により前記第１の送受信装置の動作を開始することを特徴としている。

本発明の第１実施形態に係るユビキタスワイヤレスネットワークシステムは、通信ワイヤレスネットワークとして無線ＬＡＮネットワーク１２２と携帯電話ネットワーク１２１とを有し、それ以外に、制御情報のみを転送するワイヤレスネットワークとして、制御ワイヤレスネットワーク１２３がある。
移動機（ＭＳ）１０１は、無線ＬＡＮネットワーク１２２に接続する送受信装置と、携帯電話ネットワーク１２１に接続する送受信装置と、制御ワイヤレスネットワーク１２３に接続する送受信装置とを有している。

無線ＬＡＮネットワーク１２２に接続する送受信装置により、移動機１０１が無線ＬＡＮエリアにあるとき、無線ＬＡＮアクセスポイント１０３〜１０５、加入者ノード１０７、１０８を通じ、他の移動機や固定端末１１０〜１１１と通信することが可能である。

さらに、移動機１０１は、携帯電話用送受信装置により、携帯電話ネットワーク１２１のサービスエリアにある時、ＢＳ１１４〜１１６、ＭＣＣ１１７〜１１８、ＭＧＣ１１９〜１２０を通じて他の移動機や固定端末と通信可能である。
また、制御ワイヤレスネットワーク１２３により、制御ワイヤレスネットワークアクセスポイント１０２、１２５と通信することにより、制御ワイヤレスネットワーク１２３との制御信号の送受が可能となる。

位置登録データベース１１３は中継ノード１１２を介して、携帯電話ネットワーク１２１、無線ＬＡＮネットワーク１２２及び制御ワイヤレスネットワーク１２３と接続している。位置登録データベース１１１３は、図２に示す加入者情報を移動機毎に有している。
加入者情報のうち「呼び出し番号」は、移動機と通信する際に用いる電話番号やメールアドレスに相当するものである。携帯電話ネットワーク１２１からも無線ＬＡＮネットワーク１２２からも同じ番号で通信できるよう使用するアクセスネットワークに依存しない番号が用いられる。

加入者情報の「携帯電話ネットワーク端末ＩＤ」は、携帯電話ネットワーク１２１にて通信する場合の移動機の番号である。「無線ＬＡＮ端末ＩＤ」は無線ＬＡＮネットワーク１２２にて通信する場合の移動機の番号である。加入者情報の「ＮＷ優先度」は、携帯電話ネットワーク１２１からでも無線ＬＡＮネットワーク１２２からでも通信可能な場合、どちらのネットワークを通信ワイヤレスネットワークとして優先するかに関する加入者の意向をあらわすデータである。
加入者情報の「移動機位置」は、制御ワイヤレスネットワーク１２３の、どのページングエリアにあるかを示す。加入者情報の「課金状況」は、通話料不払いによる通話停止でないか、あるいは、通話料制限サービスユーザで現在の通話料はいくらであるか、などの状況を示すデータである。

移動機１０１は、以下のような手順で、制御ワイヤレスネットワーク１２３の位置登録を行う（携帯電話ネットワーク１２１、無線ＬＡＮネットワーク１２２としての位置登録は、行わない。）。
制御ワイヤレスアクセスポイント１０２、１２５は、すべての移動機に向けてＰＡの番号を送信する。移動機１０１はＰＡ番号を受信し内部に記憶する。移動して移動機１０１が受信するＰＡ番号の変化を検出すると、位置登録を行う。

移動機１０１は位置登録要求を、制御ワイヤレスネットワーク１２３を用いて位置登録データベース１１３に送信し、位置登録データベース１１３は移動機位置の情報、すなわち移動機位置情報を書き換える。
位置登録が完了すると、位置登録データベース１１３から移動機１０１に位置登録完了信号を、制御ワイヤレスネットワーク１２３を用いて送信する。

このほかに、移動機１０１がＧＰＳ機能をもち、自身の物理位置を自動計測し、ある一定以上その物理位置が変化した段階で、位置登録デークベース１１３に位置登録する方法などが考えられる。位置登録した情報は、着信時に使用する制御ワイヤレスアクセスポイントを特定するために使用するので、ＧＰＳによる物理位置の計測である場合は、物理位置と対応する制御ワイヤレスＮＷアクセスポイントとの対応表を位置登録データベース１１３に保持することが必要となる。

次に、着信時の動作について説明する。（発信時は、従来と同様であるので説明を省略する。）固定端末１１０からの移動機１０１への着信・通信要求がある場合について説明する。固定端末１１０は、図３に示すようなデータ構成のパケットを送出し、通信要求を行う。

図３において、「発アドレス」は自分のアドレス、「着アドレス」は通信制御サーバ１２６のアドレス、通信要求の「発信者番号」は自分の番号、「着信者番号」は移動機１０１の呼び出し番号、「ＮＷ優先度」は着信先が携帯電話ネットワーク１２１、無線ＬＡＮネットワーク１２２のいずれのネットワークでも接続可能な場合、どちらを優先したいかに関わる発信者としての意向をあらわすデータである。上記パケットは、加入者ノード１０９および中継ノード１１２を経て、通信制御サーバ１２６に送出される。

通信制御サーバ１２６は、送られてきた当該パケットが通信要求であることを解釈し、その着信先が移動機１０１であることを認識する。そして、位置登録データベース１１３に対して、呼び出し番号をキーに、「移動機位置」、「携帯電話ネットワーク端末ＩＤ」、「無線ＬＡＮ端末ＩＤ」、「ＮＷ優先度」などのデータを取得する。（発信者のＮＷ優先度意向と着信者のＮＷ優先度の意向が異なる場合、どちらを優先するかなどは、契約時にルール化しておく。この点は、本発明の範囲外であるので、詳細は省略する。以下、本通信では、無線ＬＡＮネットワークによる通信を優先するものとして実施形態を記述するが、いずれのネットワークを優先するかは本発明の本質とは関わり無い。）

そして、優先する通信ワイヤレスネットワークである無線ＬＡＮネットワーク用の送受信装置を起動すべく、通信制御サーバ１２６は、制御ワイヤレスネットワーク１２３を通じ、起動信号を移動機１０１に向けて送出する。具体的には、（i）移動機位置情報から、対応する加入者ノード（例えば、１０６）と制御ワイヤレスアクセスポイント（例えば、１０２）を特定し、(ii)中継ノード１１２を経て、加入者ノード１０６宛に制御ワイヤレスＮＷアクセスポイント１０２から、「移動機１０１の無線ＬＡＮネットワーク用送受信装置起動信号の送出指示」を送出する。同指示により、移動機１０１は、無線ＬＡＮネットワーク用送受信装置を起動する。

無線ＬＡＮネットワーク用送受信装置起動後は、次のようになる。移動機１０１は、（１）無線ＬＡＮアクセスポイントが報知している無線ＬＡＮネットワーク１２２のページングエリア番号を利用する、（２）無線ＬＡＮアクセスポイントに対して、ページングエリア番号（アクセスポイント番号）を要求することにより、自分の在圏する無線ＬＡＮエリアのページングエリア番号を取得する。そして、取得したページングエリア番号を保持するとともに、該ページングエリア番号を通信制御サーバ１２６に対して通知する。

もし、無線ＬＡＮネットワークエリアに移動機１０１が在圏しない場合、無線ＬＡＮネットワークの電波を受け取れないことから圏外を認識した移動機１０１は、圏外であることを、制御ワイヤレスネットワーク１２３を通じ、通信制御サーバ１２６に通知する。なお、制御ワイヤレスネットワーク１２３は、移動機が送信した圏外情報を受信して着信・通信要望に関する情報を送信する手段を有している。
圏外であることを示す情報を得た通信制御サーバ１２６は、非優先である通信ネットワークである携帯電話ネットワーク１２１に接続する送受信装置を起動すべく、通信制御サーバ１２６は、制御ワイヤレスネットワーク１２３を通じ起動信号を移動機１０１に向けて送出する。

具体的には、（i）移動機位置情報から、対応する加入者ノード（例えば、１０６）と制御ワイヤレスＮＷアクセスポイント（例えば、１０２）を特定し、(ii)中継ノード１１２を経て、加入者ノード１０６宛に、「制御ワイヤレスＮＷアクセスポイント１０２から移動機１０１の携帯電話ネットワーク１２１用送受信装置起動信号」の送出指示を送出する。同指示により、移動機１０１は、携帯電話ネットワーク１２１用送受信装置を起動する。

移動機１０１は、携帯電話ネットワークアクセスポイントが報知している携帯電話ネットワーク１２１のページングエリア番号を利用することにより、自分の在圏する携帯電話ネットワーク１２１のページングエリア番号を取得する。そして、取得した該ページングエリア番号を保持するとともに、該ページングエリア番号を通信制御サーバ１２６に対して通知する。
もし、携帯電話ネットワーク１２１にも移動機１０１が在圏しない場合、ＢＳの報知信号を受け取れないことから圏外を認識した移動機１０１は、圏外であることを通信制御サーバ１２６に通知する。

無線ＬＡＮネットワーク１２２、携帯電話ネットワーク１２１のいずれかに移動機１０１が在圏した場合は、以下のように、使用する通信ワイヤレスネットワークに応じた着信に対応する手順となる。具体的には、以下の通りである。
移動機１０１が実際に使用する通信ワイヤレスネットワーク（例えば、無線ＬＡＮネットワーク１２２）に接続する送受信装置を起動する。

一方、ページングエリア情報を得た通信制御サーバ１２６は、ページングエリア番号とともに、着信・通信要求パケットを、発アドレス＝通信制御サーバアドレス、着アドレス＝当該ネットワークの当該ページングエリアに対応する加入者ノード（あるいは、ＭＣＣ）のアドレス、発信者番号＝固定端末１１０の番号、着信者番号＝当該ネットワークの端末ＩＤ（携帯電話ネットワーク端末ＩＤ、無線ＬＡＮ端末ＩＤ）として、送出する。

上記パケットを受け取った加入者ノード（あるいは、ＭＣＣ）は、ページングエリア番号と対応する無線ＬＡＮアクセスポイント（あるいは、ＢＳ）から呼び出しを掛ける。これは、従来技術と同様である。移動機１０１は該当エリアに在圏しているので、通信が可能となる。
なお、回線交換モードのような通信中のページングエリアの変更を伴う移動については、従来技術のハンドオーバと類似の手順となるが、位置登録行為自体は発生しない。具体的には、以下の通りである。

移動機１０１が保持する通信中の通信ワイヤレスネットワークのページングエリア番号と異なるエリア番号の報知信号を受信した移動機１０１は、通信中のワイヤレスネットワークの加入者ノードまたは、ＭＣＣに対して、新ページングエリアの番号を当該通信ワイヤレスネットワーク（無線ＬＡＮネットワーク１２２または携帯電話ネットワーク１２２１の制御チャネルを用い、通知する。新ページングエリアの番号の情報を得た加入者ノード、ＭＣＣでは、回線切り替えにより発信者−着信者間の回線を維持する。

無線ＬＡＮネットワーク１２２、携帯電話ネットワーク１２１のいずれにも移動機１０１が在圏しない場合は、以下のようになる。
まず、通信制御サーバ１２６は、発信者である固定端末１１０に対して、「相手、圏外」のパケットを送信する。そして、通信制御サーバ１２６は、制御ワイヤレスネットワーク１２３を通じ、「通信要求あり、発信者番号＝固定端末１１０の番号、圏外」を内容とするパケットを移動機１０１に向けて送出する。

具体的には、（i）移動機位置情報から、対応する加入者ノード（例えば、１０６）と制御ワイヤレスアクセスポイント（例えば、１０２）を特定し、(ii)中継ノード１１２を経て、加入者ノード１０６宛に、「『通信要求あり、発信者番号＝固定端末１１０の番号、圏外』を制御ワイヤレスアクセスポイント１０２から移動機１０１に送出」するよう指示する。同指示により、移動機１０１は、「通信要求あり、発信者番号＝固定端末１１０の番号、圏外」の情報を得て、表示部に同情報を表示する。

移動機１０１は、通常、制御ワイヤレスネットワーク１２３用送受信装置のみ待ち受け状態としておく。これにより、他のネットワークに接続する送受信装置の電力消費を回避可能である。
仮に、通信ワイヤレスネットワークが複数でなくとも、制御ワイヤレスネットワーク１２３を低消費電力（通常、低速であれば低消費電力）の広域ワイヤレスネットワークとすることで、待ち受けや位置登録情報の送受信に関わる電力消費を抑制可能である。

また、制御ワイヤレスネットワーク１２３のセルを、通信ワイヤレスネットワークのセルより大きく取ることができれば、位置登録回数を減少させられるため、ネットワークの処理負荷、移動機の消費電力の点から有利である。これらの点から、制御ワイヤレスネットワーク１２３は、低速（低消費電力）の大きなセルサイズで提供することが望ましい。

なお、本実施形態では、制御ワイヤレスネットワーク１２３のカバー範囲が携帯電話ネットワーク１２１、無線ＬＡＮネットワーク１２２の両ネットワークのエリアを包含していることを前提としている。仮に、その前提が満足されない場合、例えば、移動機１０１は、携帯電話ネットワーク１２１としてはエリア内であるが、制御ワイヤレスネットワーク１２３としてはエリア外である場合、次のような手順が考えられる。

移動機１０１は、制御ワイヤレスネットワーク１２３のページングエリア報知信号が検出できなくなった場合、自律的に携帯電話ネットワーク１２１用送受信装置を起動する。これによって、携帯電話ネットワーク１２１のページングエリア報知信号を検出した場合、携帯電話ネットワーク１２１の制御チャネルを用い、ＢＳ，ＭＣＣ，ＭＧＣ、中継ノード１１２を経て、位置登録データベース１１３に位置登録を行う。

この場合、携帯電話ネットワーク端末ＩＤをキーとして、該当移動機に対応する加入者情報を検索し、移動機位置フィールドに、携帯電話ネットワークというＮＷ識別子とページングエリア番号の両者を書き込む。制御ネットワークエリアになく、無線ＬＡＮネットワークエリアにある場合も同様である。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係るユビキタスワイヤレスネットワークシステムについて説明する。システム構成は図１と変わらず、着信時の動作のみ異なるので、図１を参照して説明する。ここで、固定端末１１０からの移動機１０１への着信・通信要求がある場合を述べる。

固定端末１１０は、図３に示すようなパケットを送出し、通信要求を行う。「発アドレス」は自分のアドレス、「着アドレス」は通信制御サーバ１２６のアドレス、通信要求の「発信者番号」は自分の番号、「着信者番号」は移動機１０１の呼び出し番号、「ＮＷ優先度」は着信先が携帯電話ネットワーク１２１、無線ＬＡＮネットワーク１２２のいずれのネットワークでも接続可能な場合、どちらを優先したいかに関わる発信者としての意向をあらわす。

上記パケットは、加入者ノード１０９および中継ノード１１２を経て、通信制御サーバ１２６に送出される。通信制御サーバ１２６は、当該パケットが通信要求であることを解釈し、その着信先が移動機１０１であることを認識する。そして、位置登録データベース１１３に対して、「呼び出し番号」をキーに、加入者情報として「移動機位置」、「携帯電話ネットワーク端末ＩＤ」、「無線ＬＡＮ端末ＩＤ」、「ＮＷ優先度」などのデータを取得する。

発信者のＮＷ優先度意向と着信者のＮＷ優先度意向が異なる場合、どちらを優先するかなどは、契約時にルール化しておく。この点は、本発明の範囲外であるので、説明は省略する。以下、本通信では、無線ＬＡＮネットワーク１２２による通信を優先するものとして第２実施形態を説明するが、いずれの通信ワイヤレスネットワークを優先するかは本発明の本質とは関わり無い。

通信制御サーバ１２６は、着信・通信要求表示パケットを、移動機位置に保持されているページングエリア番号とともに、発アドレス＝通信制御サーバアドレス、着アドレス＝制御ワイヤレスネットワークの移動機位置に対応する加入者ノードのアドレス、発信者番号＝固定端末１１０の番号、着信者番号＝呼び出し番号（呼び出し番号と制御ワイヤレスネットワーク１２３上の移動機の番号が違う場合は、後者を使用。前者と後者の対応関係を図２に示す加入者情報のデータ構成におけるデータ領域の１つに加えて、位置登録データベース１１３にて保持する。）として、送出する。

当該パケットを受け取った加入者ノードは、ページングエリア番号と対応する制御ワイヤレスアクセスポイントから呼び出しを掛ける。移動機１０１は同情報を受け取り、着信・通信要求に対する情報（発信者番号など）を鳴動とともに表示する。
同表示に基づき、情報を確認した移動機１０１の利用者が、移動機１０１の着信・通信要求受付ボタンを押すと、以下の手順で着信・通信要求が受付けられる。

まず、着信・通信要求受付ボタンの押しさげと着信・通信要求に対する情報に合まれる優先ＮＷ（ネットワーク）（以下、無線ＬＡＮネットワーク１２２が優先ＮＷの場合を例示）から、優先ＮＷ（無線ＬＡＮネットワーク１２２）に接続する送受信装置の起動が、移動機１０１で自律的に実行される。同送受信装置の起動後は、第１実施形態における無線ＬＡＮ用送受信装置起動後の動作と同様になる。移動機１０１が無線ＬＡＮネットワーク１２２のサービスエリア内に在圏する場合、発信者と着信者は無線ＬＡＮネットワーク１２２を介しての通信が可能となる。（第１実施形態と同様なので省略。）

一方、移動機１０１が無線ＬＡＮネットワーク１２２のサービスエリア内に在圏しない場合、無線ＬＡＮネットワーク１２２の電波を受け取れないことから圏外を認識した移動機１０１は、圏外であることを通信制御サーバ１２６に通知する。それとともに、非優先ＮＷである携帯電話ネットワーク１２１用送受信装置起動を自律的に行う。携帯電話ネットワーク用送受信装置起動後、サービスエリア内に在圏する場合は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

もし、携帯電話ネットワークにも移動機１０１が在圏しない場合、ＢＳの報知信号を受け取れないことから圏外を認識した移動機１０１は、圏外であることを通信制御サーバ１２６に通知する。
次に、通信制御サーバ１２６は、発信者である固定端末１１０に対して、「相手、圏外」のパケットを送信する。
一方、移動機１０１は、「無線ＬＡＮネットワーク ・ 携帯電話ネットワーク、ともに圏外」表示を行う。

着信・通信要求受付拒否のボタン押し下げ時、着信・通信要求に対する情報表示後タイムアウト時、移動機１０１は、通信不都合を通信制御サーバ１２６に通知する。通信制御サーバ１２６は、発信者である固定端末１１０に対して、「相手、通信不都合」のパケットを送信する。
これまでの説明では、ＮＷ優先度は加入者情報に含まれるとしたが、本実施形態の応用として、着信者が優先ＮＷをその場で選択する例についても、ここで言及する。簡単のため、発信者は優先ＮＷの指定をしないものとする。

着信・通信要求に対する情報（発信者番号、発信者の優先ＮＷ情報など）の表示に基づき、該情報を確認した移動機１０１の利用者が、通信に利用するネットワーク（ＮＷ）を指定して移動機１０１の着信・通信要求受付ボタンを押すと、上述の手順で指定されたＮＷを優先ＮＷとした手順で着信・通信要求が受付けられる。これにより、事前に利用ＮＷを特定せず、通信を実行できる。
さらに、上記例では、着信・通信要求受付後、通信ワイヤレスネットワークのエリア内か否かを確認したが、先に（複数の）通信ワイヤレスネットワークのエリア内か否かを確認し、その結果を表示後、着信・通信要求の受付判断をすることも可能である。これについては、容易に類推可能であるので詳述しない。

本発明の実施形態に係るユビキタスワイヤレスネットワークシステムの構成を示す図。 図１に示したユビキタスワイヤレスネットワークシステムにおける位置登録データベースが有する移動機の加入者情報のデータ構成を示す図。 図１に示したユビキタスワイヤレスネットワークシステムにおける固定端末が送出するパケットのデータ構成を示す図。 従来の移動体通信ネットワークの構成例を示す図。 従来のユビキタスネットワークの構成を示す図。

符号の説明

１０１…移動機、１０２、１２５…制御ワイヤレスＮＷアクセスポイント、１０３〜１０５…無線ＬＡＮアクセスポイント、１０６〜１０９、１２４…加入者ノード、１１０、１１１…固定端末、１１２…中継ノード、１１３…位置登録データベース、１１４〜１１６…ＢＳ、１１７、１１８…ＭＣＣ、１１９、１２０…ＭＧＣ、１２１…携帯電話ネットワーク、１２２…無線ＬＡＮネットワーク、１２３…制御ワイヤレスネットワーク

Claims (8)

1. 通信ワイヤレスネットワークと、該通信ワイヤレスネットワークに接続する第１の送受信装置を有する移動機とを含むユビキタスワイヤレスネットワークシステムであって、
   前記ユビキタスワイヤレスネットワークシステムは、前記通信ワイヤレスネットワークと接続する、前記通信ワイヤレスネットワークより低速あるいは低消費電力の、あるいはセルの大きな制御ワイヤレスネットワーク、及び該制御ワイヤレスネットワークと接続する位置管理データベースを含み、
   前記位置管理データベースは、移動機位置情報を保持する記憶領域を有し、
   前記移動機は、前記制御ワイヤレスネットワークと接続する第２の送受信装置を有し、
   前記制御ワイヤレスネットワークは、前記位置管理データベースから取得した前記移動機位置情報に対応するアクセスポイントから、前記移動機の前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置を起動する起動信号を、前記移動機の第２送受信装置に対して、送信する送信手段を有し、
   前記移動機は、前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置の起動信号を、前記第２の送受信装置を介して、受信する受信手段を有し、
   前記移動機では、制御ワイヤレスネットワークの送信手段から送信された起動信号を前記受信手段で受信し、該起動信号により前記第１の送受信装置の動作を開始することを特徴とするユビキタスワイヤレスネットワークシステム。
2. 複数の通信ワイヤレスネットワークと該複数の通信ワイヤレスネットワークそれぞれに接続する第１の送受信装置を有する移動機とを含むユビキタスワイヤレスネットワークシステムであって、
   前記ユビキタスワイヤレスネットワークシステムは、前記複数の通信ワイヤレスネットワークすべてと接続する制御ワイヤレスネットワーク、及び該制御ワイヤレスネットワークと接続する位置管理データベースを含み、
   前記位置管理データベースは、移動機位置情報を保持する記憶領域を有し、
   前記移動機は、前記制御ワイヤレスネットワークと接続する第２の送受信装置を有し、
   前記制御ワイヤレスネットワークは、前記位置管理データベースから取得した前記移動機位置情報に対応するアクセスポイントから前記複数の通信ワイヤレスネットワークのうちの所望の通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置を起動する起動信号を、前記移動機の第２送受信装置に対して、送信する送信手段を有し、
   前記移動機は、前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置の起動信号を、前記第２の送受信装置を介して、受信する受信手段を有することを特徴とするユビキタスワイヤレスネットワークシステム。
3. 前記移動機は、前記複数の通信ワイヤレスネットワークのいずれかに在圏するか、圏外であるかを判定する判定手段と、前記第２の送受信装置により圏外情報を送信する手段とを有し、
   前記制御ワイヤレスネットワークは、前記圏外情報を受信して着信・通信要望に関する情報を送信する手段を有することを特徴とする請求項２に記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステム。
4. 前記位置管理データベースは、前記移動機に固有の呼び出し番号と、前記移動機が各通信ワイヤレスネットワークで使用する端末ＩＤの対応表を含み、
   前記移動機への着信・通信要求は、利用する通信ワイヤレスネットワークに依存しない前記呼び出し番号のデータを含むことを特徴とする請求項２に記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステム。
5. 複数の通信ワイヤレスネットワークと、該複数の通信ワイヤレスネットワークそれぞれに接続する第１の送受信装置を有する移動機とを含むユビキタスワイヤレスネットワークシステムであって、
   前記ユビキタスワイヤレスネットワークシステムは、前記複数の通信ワイヤレスネットワークすべてと接続する制御ワイヤレスネットワーク、及び該制御ワイヤレスネットワークと接続する位置管理データベースを含み、
   前記移動機は、前記制御ワイヤレスネットワークに接続する第２の送受信装置を有し、
   前記位置管理データベースは、移動機の位置情報を保持する記憶領域を有し、
   前記制御ワイヤレスネットワークは、前記位置管理データベースから取得した移動機の位置情報に対応するアクセスポイントから着信・通信要求に関する情報を送信する手段を有し、
   前記移動機は、第２の送受信装置により、前記着信・通信要求に関する情報を受信し表示すると共に、該表示情報に基づき選択された通信ワイヤレスネットワークの情報を前記制御ワイヤレスネットワークに通知することを特徴とするユビキタスワイヤレスネットワークシステム。
6. 前記移動機が、
   前記着信・通信要求受信時に前記通信ワイヤレスネットワークに接続する前記第１の送受信装置を起動しサービスエリアにあるか否かを判定する判定手段を有することを特徴とする請求項５に記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステム。
7. 前記通信ワイヤレスネットワークは、携帯電話ネットワーク、ＰＨＳ（登録商標）ネットワーク、無線ＬＡＮネットワークのいずれかであることを特徴とするネットワーク請求項１乃至６のいずれかに記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステム。
8. 前記移動機の位置情報は、前記制御ワイヤレスネットワークが送信し、配下の当該移動機が受信するページングエリア番号であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のユビキタスワイヤレスネットワークシステム。
   
   

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