JP2009130602A

JP2009130602A - ハンドオーバ方法ならびにそれを利用した制御装置および端末装置

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Publication number: JP2009130602A
Application number: JP2007303123A
Authority: JP
Inventors: Makoto Okada; 誠岡田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-06-11
Also published as: WO2009066417A1; US20110028152A1; KR101135298B1; CN101861748A; KR20100085140A

Abstract

【課題】マイクロセル基地局装置よりもナノセル基地局装置を優先的に選択させることを簡易に実現したい。
【解決手段】受付部８６は、端末装置から第１の基地局装置へ送信された位置登録の要求に付随した第１のリストであって、かつ当該端末装置において捕捉した基地局装置が示された第１のリストを受けつける。選択部８８は、受けつけた第１のリストと、端末装置と契約した基地局装置が示された第２のリストとを比較し、端末装置が捕捉した契約済の第２の基地局装置を選択する。指示部９２は、選択した第２の基地局装置へのハンドオーバを第１の基地局装置から端末装置へ指示させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ハンドオーバ技術に関し、特に基地局装置間を移動させるハンドオーバ方法ならびにそれを利用した制御装置および端末装置に関する。

携帯電話システムにおいて、地図的に見てサービスエリアとされながらも、実際には電波の届かない地域が不感地帯として存在する。携帯電話システムの利便性を向上するためには、不感地帯は狭い方が望ましい。屋内の不感地帯を解消するシステムとして、ＩＭＣＳ（ＩｎＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）と呼ばれる屋内専用基地局システムが開発されている。さらに、簡易ＩＭＣＳと呼ばれる基地局システムが開発されている。この簡易ＩＭＣＳは、無線レベルでの信号増幅を双方向で行うようなシステムであり、携帯電話ネットワークから回線を引きにくい場所にアンテナを設置する場合に有効である。また、簡易ＩＭＣＳに位置登録してきた端末装置のうち、予め登録した端末装置のみが接続を許可される。具体的には、簡易ＩＭＣＳに位置登録してきた端末装置の端末情報をもとに、ネットワーク側にて判断がなされ、未契約端末装置である場合、切断がなされる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１０９５７０号公報

無線通信システムにおいて、２種類の基地局装置が設置されることもある。ひとつはマイクロセル基地局装置であり、もうひとつはナノセル基地局装置である。両者を比較すると、前者の方が後者よりも送信電力が大きく、サービスエリアが広いといえる。また、ナノセル基地局装置は、前述のＩＭＣＳ等のように、マイクロセル基地局装置の不感地帯をカバーするように設置される。さらに、近年、ナノセル基地局装置によってフェムトセルを構成することが注目されている。フェムトセルとは、家庭内にナノセル基地局装置を設置し、ブロードバンド経由で事業者網に接続するような通信形態である。このような場合に、一般的に、ナノセル基地局装置は、予め契約された端末装置のみを接続する。

また、家庭内に設置されたナノセル基地局装置のサービスエリアと、マイクロセル基地局装置のサービスエリアとは重複することがあるが、その際、事業者としては、端末装置がナノセル基地局装置に優先的に接続されて欲しい。しかしながら、前述のごとく、ナノセル基地局装置よりもマイクロセル基地局装置の方が強い送信電力を使用するので、端末装置は、ナノセル基地局装置に接続可能であっても、マイクロセル基地局装置を選択してしまうことがある。これを解決するために、ナノセル基地局装置の識別情報を端末装置に格納し、捕捉した基地局装置の中からナノセル基地局装置を優先的に選択させることが可能である。その場合、ユーザによって使用される端末装置が変更されるごとに、ナノセル基地局装置の識別情報を端末装置内に記憶させる必要が生じる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、マイクロセル基地局装置よりもナノセル基地局装置を優先的に選択させることを簡易に実現する通信技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御装置は、端末装置から第１の基地局装置へ送信された位置登録の要求に付随した第１のリストであって、かつ当該端末装置において捕捉した基地局装置が示された第１のリストを受けつける受付部と、受付部において受けつけた第１のリストと、端末装置と契約した基地局装置が示された第２のリストとを比較し、端末装置が捕捉した契約済の第２の基地局装置を選択する選択部と、選択部において選択した第２の基地局装置へのハンドオーバを第１の基地局装置から端末装置へ指示させる指示部と、を備える。

本発明の別の態様は、端末装置である。この装置は、位置登録を実行する端末装置であって、捕捉した基地局装置の中から位置登録を要求すべき第１の基地局装置を選択する選択部と、選択部において選択した第１の基地局装置へ位置登録を要求するとともに、捕捉した基地局装置が示された第１のリストを送信する送信部と、送信部において位置登録を要求した第１の基地局装置から、第１のリストと、本端末装置と契約した基地局装置が示された第２のリストとの比較によって選択された第２の基地局装置へのハンドオーバの指示を受けつける受信部と、受信部において受けつけた指示をもとに、第２の基地局装置へのハンドオーバを実行するハンドオーバ処理部と、を備える。

本発明のさらに別の態様は、ハンドオーバ方法である。この方法は、端末装置から第１の基地局装置へ送信された位置登録の要求に付随した第１のリストであって、かつ当該端末装置において捕捉した基地局装置が示された第１のリストを受けつけるステップと、受けつけた第１のリストと、端末装置と契約した基地局装置が示された第２のリストとを比較し、端末装置が捕捉した契約済の第２の基地局装置を選択するステップと、選択した第２の基地局装置へのハンドオーバを第１の基地局装置から端末装置へ指示させるステップと、を備える。

本発明のさらに別の態様もまた、ハンドオーバ方法である。この方法は、捕捉した基地局装置の中から位置登録を要求すべき第１の基地局装置を選択するステップと、選択した第１の基地局装置へ位置登録を要求するとともに、捕捉した基地局装置が示された第１のリストを送信するステップと、位置登録を要求した第１の基地局装置から、第１のリストと、端末装置と契約した基地局装置が示された第２のリストとの比較によって選択された第２の基地局装置へのハンドオーバの指示を受けつけるステップと、受けつけた指示をもとに、第２の基地局装置へのハンドオーバを実行するステップと、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、マイクロセル基地局装置よりもナノセル基地局装置を優先的に選択させることを簡易に実現できる。

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と、端末装置と、制御装置によって構成される通信システムに関する。ここで、基地局装置には、マイクロセル基地局装置とナノセル基地局装置とが含まれている。マイクロセル基地局装置は、すべての端末装置を接続できるが、ナノセル基地局装置は、予め契約した端末装置のみを接続できる。マイクロセル基地局装置のサービスエリアとナノセル基地局装置のサービスエリアとは重複することがある。その際に、通信事業者にとってはナノセル基地局装置を優先的に選択して欲しい。また、端末装置の構成や変更を容易にするために、当該端末装置が契約しているナノセル基地局装置のリストは、当該端末装置に記憶したくない。これらに対応するために、本実施例に係る通信システムは、次のように構成される。

端末装置は、基地局装置から報知される報知信号を受信することによって、基地局装置を捕捉する。また、端末装置は、捕捉した基地局装置の一覧をリスト（以下、「基地局リスト」という）として生成する。端末装置は、捕捉した基地局装置のうち、報知信号の受信強度が最大の基地局装置を選択する。ここでは、マイクロセル基地局装置が選択されたものとする。端末装置は、選択したマイクロセル基地局装置へ位置登録要求を送信するとともに、基地局リストを送信する。マイクロセル基地局装置は、位置登録の処理を実行する。また、マイクロセル基地局装置は、基地局リストを制御装置へ出力する。制御装置は、当該端末装置と既に契約を済ませているナノセル基地局装置のリスト（以下、「契約リスト」という）を予め記憶しており、受けつけた基地局リストと契約リストとを比較する。さらに、制御装置は、当該端末装置によって捕捉された契約済のナノセル基地局装置を選択し、その結果をマイクロセル基地局装置へ通知する。マイクロセル基地局装置は、選択されたナノセル基地局装置へのハンドオーバを端末装置へ指示する。端末装置は、マイクロセル基地局装置からナノセル基地局装置へハンドオーバ処理を実行する。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、マイクロセル基地局装置１０、端末装置１２、ネットワーク１４、制御装置１６、ナノセル基地局装置５０、ナノセルサーバ５２を含む。

マイクロセル基地局装置１０は、一端に無線ネットワークを介して端末装置１２を接続し、他端に有線のネットワーク１４を接続する。マイクロセル基地局装置１０は、複数の端末装置１２に対して通信チャネルを割り当てることによって、複数の端末装置１２との通信を実行する。具体的には、マイクロセル基地局装置１０は、報知信号を報知しており、端末装置１２は、報知信号を受信することによって、マイクロセル基地局装置１０の存在を認識する。その後、端末装置１２がマイクロセル基地局装置１０へ位置登録の要求信号を送信する。また、端末装置１２は、マイクロセル基地局装置１０へチャネル割当の要求信号を送信し、マイクロセル基地局装置１０は、受信した要求信号に応答して、端末装置１２に通信チャネルを割り当てる。

また、マイクロセル基地局装置１０は、端末装置１２に割り当てた通信チャネルに関する情報を送信し、端末装置１２は、割り当てられた通信チャネルを使用しながら、マイクロセル基地局装置１０との通信を実行する。その結果、端末装置１２から送信されたデータは、マイクロセル基地局装置１０を介して、ネットワーク１４に出力され、最終的にネットワーク１４に接続された図示しない通信装置に受信される。また、通信装置から端末装置１２への方向にもデータは伝送される。ここで、通信システム１００は、ＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式に対応する。ＯＦＤＭＡとは、ＯＦＤＭを利用しながら複数の端末装置を周波数多重する技術である。このようなＯＦＤＭＡでは、複数のサブキャリアによってサブチャネルが形成されており、複数のサブチャネルが周波数分割多重されている。

また、ＴＤＭＡと組み合わされることによって、マルチキャリア信号は、時間軸上において複数のタイムスロットに分割される。つまり、各フレームは、複数のタイムスロットが時間分割多重されることによって形成され、各タイムスロットは、複数のサブチャネルが周波数分割多重されることによって形成されている。また、各サブチャネルは、マルチキャリア信号によって形成されている。以上の説明において、通信チャネルは、前述のサブチャネルとタイムスロットの組合せによって特定される。その結果、マイクロセル基地局装置１０は、少なくともひとつのタイムスロットにおけるサブチャネルを端末装置１２に割り当てることによって、端末装置１２との通信を実行する。

ナノセル基地局装置５０、ナノセルサーバ５２は、マイクロセル基地局装置１０と同様の機能を有する。ここで、ナノセル基地局装置５０、ナノセルサーバ５２は、マイクロセル基地局装置１０と比較して、送信信号の強度が小さいこと、契約済の端末装置１２だけを接続可能であることについて相違する。また、マイクロセル基地局装置１０においてなされる処理が、ナノセル基地局装置５０とナノセルサーバ５２に分離されており、ナノセルサーバ５２は、ナノセル基地局装置５０と比較して上位レイヤの処理を実行する。また、ナノセルサーバ５２には、図示しない他のナノセル基地局装置５０も接続されており、ナノセルサーバ５２は、複数のナノセル基地局装置５０に対する上位レイヤの処理を実行する。

端末装置１２は、マイクロセル基地局装置１０およびナノセル基地局装置５０に接続可能であり、マイクロセル基地局装置１０およびナノセル基地局装置５０からの報知信号を受信することによって、マイクロセル基地局装置１０およびナノセル基地局装置５０を捕捉する。端末装置１２は、捕捉した結果をもとに、前述の基地局リストを生成し、位置登録したマイクロセル基地局装置１０へ基地局リストを送信する。端末装置１２は、マイクロセル基地局装置１０から、ナノセル基地局装置５０へのハンドオーバの指示を受けつけると、ナノセル基地局装置５０へハンドオーバを実行する。

制御装置１６は、ネットワーク１４を介して、マイクロセル基地局装置１０およびナノセルサーバ５２と接続する。なお、制御装置１６には、図示しない他のマイクロセル基地局装置１０やナノセル基地局装置５０も接続される。その結果、制御装置１６に接続された複数のマイクロセル基地局装置１０およびナノセル基地局装置５０によって、ひとつのページングエリアが形成される。また、制御装置１６は、マイクロセル基地局装置１０あるいはナノセル基地局装置５０に接続された端末装置１２に対する位置登録処理を実行する。なお、位置登録処理は、公知の技術でよいので、ここでは、説明を省略する。そのため、制御装置１６は、ページングエリアを制御するともいえる。

また、詳細は後述するが、制御装置１６は、前述の契約リストを記憶しており、マイクロセル基地局装置１０を介して、端末装置１２からの基地局リストを取得する。制御装置１６は、基地局リストと契約リストとを比較することによって、端末装置１２によって捕捉された契約済のナノセル基地局装置５０を選択する。制御装置１６は、選択したナノセル基地局装置５０へのハンドオーバの指示をマイクロセル基地局装置１０へ出力する。マイクロセル基地局装置１０は、指示を受けつけると、端末装置１２へハンドオーバを指示する。

図２（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００におけるフレーム構成を示す。図の横方向が時間軸に相当する。フレームは、８つのタイムスロットの時間多重によって形成されている。また、８つのタイムスロットは、４つの下りタイムスロットと４つの上りタイムスロットから構成されている。ここでは、４つの上りタイムスロットを「第１上りタイムスロット」から「第４上りタイムスロット」として示し、４つの下りタイムスロットを「第１下りタイムスロット」から「第４下りタイムスロット」として示す。また、図示したフレームは、連続して繰り返される。

なお、フレームの構成は、図２（ａ）に限定されず、例えば、４つのタイムスロットや１６個のタイムスロットによって構成されてもよいが、ここでは、説明を明瞭にするために、フレームの構成を図２（ａ）として説明する。また、説明を簡潔にするために、上りのタイムスロットと下りのタイムスロットの構成は、同一であるとする。そのため、上りタイムスロットと下りタイムスロットのいずれかについてのみ説明を行う場合もあるが、他方のタイムスロットも同様の説明が有効である。さらに、図２（ａ）に示されたフレームが複数連続することによって、スーパーフレームが形成される。ここでは、一例として、「２０」個のフレームによって、スーパーフレームが形成されているものとする。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のうちのひとつのタイムスロットの構成を示す。図の縦方向が周波数軸に相当する。図示のごとく、ひとつのタイムスロットは、「第１サブチャネル」から「第１６サブチャネル」までの「１６」個のサブチャネルの周波数多重によって形成される。また、これらの複数のサブチャネルは、周波数分割多重されている。各タイムスロットが図２（ｂ）のように構成されているので、タイムスロットとサブチャネルとの組合せによって、前述の通信チャネルが特定される。また、図２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルに対応したフレーム構成が図２（ａ）であるとしてもよい。なお、ひとつのタイムスロットに配置されるサブチャネルの数は、「１６」個でなくてもよい。ここで、上りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当と、下りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当とは、同一であるものとする。また、スーパーフレームを単位にして、少なくともひとつの報知信号が割り当てられるものとする。例えば、スーパーフレームに含まれた複数の下りタイムスロットのうち、ひとつのタイムスロットにおけるひとつのサブチャネルに報知信号が割り当てられる。

図２（ｃ）は、図２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルの構成を示し、図２（ｃ）は、前述のパケット信号に相当する。図２（ａ）や図２（ｂ）と同様に、図の横方向が時間軸に相当し、図の縦方向が周波数軸に相当する。また、周波数軸に対して、「１」から「２９」の番号を付与しているが、これらは、サブキャリアの番号を示す。このように、サブチャネルは、マルチキャリア信号によって構成されており、特にＯＦＤＭ信号によって構成されている。図中の「ＴＳ」は、トレーニングシンボルに相当し、既知の値によって構成される。また、「ＳＳ」は、シグナルシンボルに相当する。「ＧＳ」は、ガードシンボルに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。「ＰＳ」は、パイロットシンボルに相当し、既知の値によって構成される。「ＤＳ」は、データシンボルに相当し、送信すべきデータである。「ＧＴ」は、ガードタイムに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。

図３は、通信システム１００におけるサブチャネルの配置を示す。図３では、横軸に周波数軸が示されており、図２（ｂ）に示したタイムスロットに対するスペクトルが示される。ひとつのタイムスロットには、前述のごとく、第１サブチャネルから第１６サブチャネルの１６個のサブチャネルが周波数分割多重されている。各サブチャネルは、マルチキャリア信号、ここでは、ＯＦＤＭ信号によって構成されている。

図４は、マイクロセル基地局装置１０の構成を示す。マイクロセル基地局装置１０は、ＲＦ部２０と総称される第１ＲＦ部２０ａ、第２ＲＦ部２０ｂ、第ＮＲＦ部２０ｎ、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６、無線制御部２８、記憶部３０を含む。また、無線制御部２８は、制御チャネル決定部３２、無線リソース割当部３８を含む。

ＲＦ部２０は、受信処理として、図示しない端末装置１２から受信した無線周波数のマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのマルチキャリア信号を生成する。ここで、マルチキャリア信号は、図３のごとく形成されており、また、図２（ａ）の上りタイムスロットに相当する。さらに、ＲＦ部２０は、ベースバンドのマルチキャリア信号をベースバンド処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドのマルチキャリア信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、ＲＦ部２０には、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。

ＲＦ部２０は、送信処理として、ベースバンド処理部２２から入力したベースバンドのマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のマルチキャリア信号を生成する。さらに、ＲＦ部２０は、無線周波数のマルチキャリア信号を送信する。なお、ＲＦ部２０は、受信したマルチキャリア信号と同一の無線周波数帯を使用しながら、マルチキャリア信号を送信する。つまり、図２（ａ）のごとく、ＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）が使用されているものとする。また、ＲＦ部２０には、ＰＡ（ＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。

ベースバンド処理部２２は、受信処理として、複数のＲＦ部２０のそれぞれからベースバンドのマルチキャリア信号を入力する。ベースバンドのマルチキャリア信号は、時間領域の信号であるので、ベースバンド処理部２２は、ＦＦＴによって、時間領域の信号を周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。また、ベースバンド処理部２２は、タイミング同期、つまりＦＦＴのウインドウの設定を実行し、ガードインターバルの削除も実行する。タイミング同期等には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。ベースバンド処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を変復調部２４へ出力する。ベースバンド処理部２２は、送信処理として、変復調部２４から、周波数領域のマルチキャリア信号を入力し、ウエイトベクトルによる分散処理を実行する。

ベースバンド処理部２２は、送信処理として、変復調部２４から入力した周波数領域のマルチキャリア信号に対して、ＩＦＦＴによって、周波数領域の信号を時間領域に変換し、変換した時間領域の信号をＲＦ部２０へ出力する。また、ベースバンド処理部２２は、ガードインターバルの付加も実行するが、ここでは説明を省略する。ここで、周波数領域の信号は、図２（ｂ）のごとく、複数のサブチャネルを含み、さらにサブチャネルのそれぞれは、図２（ｃ）の縦方向のごとく、複数のサブキャリアを含む。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。

変復調部２４は、受信処理として、ベースバンド処理部２２からの周波数領域のマルチキャリア信号に対して、復調を実行する。周波数領域に変換したマルチキャリア信号は、図２（ｂ）や（ｃ）のごとく、複数のサブキャリアのそれぞれに対応した成分を有する。また、復調は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復調した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、変調を実行する。変復調部２４は、変調した信号を周波数領域のマルチキャリア信号としてベースバンド処理部２２に出力する。

ＩＦ部２６は、受信処理として、変復調部２４から復調結果を受けつけ、復調結果を端末装置１２単位に分離する。つまり、復調結果は、図３のごとく、複数のサブチャネルによって構成されている。そのため、ひとつのサブチャネルがひとつの端末装置１２に割り当てられている場合、復調結果には、複数の端末装置１２からの信号が含まれている。ＩＦ部２６は、このような復調結果を端末装置１２単位に分離する。ＩＦ部２６は、分離した復調結果を図示しないネットワーク１４に出力する。その際、ＩＦ部２６は、宛先を識別するための情報、例えば、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスにしたがって送信を実行する。

また、ＩＦ部２６は、送信処理として、図示しないネットワーク１４から複数の端末装置１２に対するデータを入力する。ＩＦ部２６は、データをサブチャネルに割り当て、複数のサブチャネルからマルチキャリア信号を形成する。つまり、ＩＦ部２６は、図３のごとく、複数のサブチャネルによって構成されるマルチキャリア信号を形成する。なお、データが割り当てられるべきサブチャネルは、図２（ｃ）のごとく予め決められており、それに関する指示は、無線制御部２８から受けつけるものとする。ＩＦ部２６は、マルチキャリア信号を変復調部２４に出力する。

無線制御部２８は、マイクロセル基地局装置１０の動作を制御する。無線制御部２８は、図２（ａ）−（ｃ）、図３のごとく、複数のサブチャネルの周波数多重によって形成されたタイムスロット、複数のタイムスロットの時間多重によって形成されたフレームを規定する。また、無線制御部２８は、変復調部２４等に対してパケット信号の形成を指示したり、変復調部２４からＲＦ部２０を介して、報知信号を報知したりする。制御チャネル決定部３２は、報知信号をサブチャネルに割り当てる。ここで、報知信号とは、端末装置１２との通信を制御するために使用される情報が含まれた信号である。このような報知信号の重要性は、データが含まれたパケット信号よりも高いといえる。制御チャネル決定部３２は、記憶部３０を参照しながら、予め定めたサブチャネルを選択する。また、制御チャネル決定部３２は、選択したサブチャネルを無線リソース割当部３８に通知する。

無線リソース割当部３８は、制御チャネル決定部３２からの通知にしたがって、報知信号にサブチャネルを割り当てる。記憶部３０は、無線制御部２８と連携し、端末装置１２に割り当てたサブチャネルの情報や、制御チャネルの情報を記憶する。また、無線リソース割当部３８は、報知信号の送信後、ＲＦ部２０から変復調部２４を介して、図示しない端末装置１２からの位置登録の要求やサブチャネルの割当要求を受けつける。無線リソース割当部３８は、位置登録の要求や基地局リストを受けつけた場合、ＩＦ部２６を介して、図示しない制御装置１６へそれらを送信する。なお、サブチャネルの割当要求を受けつける前に、マイクロセル基地局装置１０と端末装置１２との間においてレンジング処理がなされるが、ここでは説明を省略する。サブチャネルの割当要求は、無線リソース獲得要求とも呼ばれる。無線リソース割当部３８は、割当要求を受けつけた端末装置１２にサブチャネルを割り当てる。

ここで、無線リソース割当部３８は、上りタイムスロットおよび下りタイムスロットに含まれたサブチャネルを端末装置１２に割り当てる。特に、上りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当と、下りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当は、対称になされるものとする。なお、無線リソース割当部３８は、サブチャネルの割当の際に、無線リソース獲得要求に含まれたＭＡＣプロトコル種別、上位レイヤプロトコル種別等の情報を参照するが、ここでは、詳細を省略する。さらに、無線リソース割当部３８は、当該端末装置１２に対して、変復調部２４からＲＦ部２０を介して、割当通知を送信する。割当通知は、無線リソース割当とも呼ばれる。

また、割当通知には、割り当てたサブチャネルおよびタイムスロットの情報が含まれている。以上の処理がなされた後、無線制御部２８は、ＲＦ部２０から変復調部２４に、サブチャネルを割り当てた端末装置１２との通信を実行させる。また、無線リソース割当部３８は、ＩＦ部２６を介して、図示しない制御装置１６からハンドオーバの指示を受けつけると、ベースバンド処理部２２、ＲＦ部２０を介して、端末装置１２へハンドオーバを指示する。なお、ハンドオーバの際に無線制御部２８においてなされる処理は、公知の技術でよいので、ここでは説明を省略する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図５は、端末装置１２の構成を示す。端末装置１２は、ＲＦ部６０、変復調部６２、ＩＦ部６４、制御部６６を含む。また、制御部６６は、捕捉部６８、選択部７０、リスト生成部７２、信号生成部７４、ハンドオーバ処理部７６を含む。

ＲＦ部６０は、図４のＲＦ部２０に対応した処理を実行し、変復調部６２は、図４の変復調部２４にＦＦＴおよびＩＦＦＴを加えた処理を実行する。そのため、ここでは、ＲＦ部６０および変復調部６２についての説明を省略する。ＩＦ部６４は、ユーザとのインターフェイスの機能を有している。例えば、ＩＦ部６４は、ボタン等を含むことによって、ユーザからの指示を受けつける。また、ＩＦ部６４は、受けつけた指示を信号として、変復調部６２や制御部６６に出力する。ＩＦ部６４は、ディスプレイを含むことによって、変復調部６２において復調されたデータを表示する。

制御部６６は、端末装置１２全体の動作を制御する。捕捉部６８は、ＲＦ部６０、変復調部６２を介して、前述の制御チャネルにて、さまざまな基地局装置からの報知信号を受信する。ここで、基地局装置には、マイクロセル基地局装置１０やナノセル基地局装置５０が含まれる。また、捕捉部６８は、受信した報知信号より、送信元になる基地局装置の識別番号（以下、「基地局ＩＤ」という）を取得する。また、捕捉部６８は、ＲＦ部６０から、当該報知信号を受信したときの受信強度の値を取得する。受信強度の値の一例は、ＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）である。さらに、捕捉部６８は、報知信号を受信した時刻を確認する。また、捕捉部６８は、基地局ＩＤ、受信強度の値、時刻をひとつのまとまり（以下、「基地局情報」という）にして、選択部７０およびリスト生成部７２へ出力する。なお、捕捉部６８は、以上の処理を繰り返し実行することによって、複数の基地局装置からの報知信号を捕捉する。

選択部７０は、捕捉部６８から、複数の基地局装置に対する基地局情報を受けつけ、受信強度の値を比較する。また、選択部７０は、最大の受信強度となる基地局装置を位置登録の対象として選択する。つまり、選択部７０は、捕捉部６８において捕捉した基地局装置の中から位置登録を要求すべき基地局装置を選択する。ここで、選択部７０は、マイクロセル基地局装置１０であるか、ナノセル基地局装置５０であるかを区別せずに、基地局装置を選択する。なお、この処理は、ある定められた期間の中においてなされてもよい。選択部７０は、選択した基地局装置についての基地局ＩＤを信号生成部７４へ出力する。

リスト生成部７２は、捕捉部６８から、複数の基地局装置に対する基地局情報を受けつけ、それらをまとめることによって基地局リストを生成する。図６は、リスト生成部７２において生成された基地局リストのデータ構造を示す。基地局リストは、図示のごとく、基地局ＩＤ欄２００、受信強度欄２０２、捕捉時刻欄２０４によって構成される。これらには、基地局情報に含まれた基地局ＩＤ、受信強度の値、時刻がそれぞれ対応づけられる。つまり、基地局リストは、捕捉部６８によって捕捉された基地局装置が示されたリストといえる。なお、リスト生成部７２は、マイクロセル基地局装置１０であるか、ナノセル基地局装置５０であるかを区別せずに基地局リストを生成する。図５に戻る。

信号生成部７４は、位置登録の要求信号を生成する。ここで、位置登録の要求信号の送信先は、選択部７０において選択した基地局装置である。前述のごとく、説明を明瞭にするために、選択部７０では、マイクロセル基地局装置１０が選択されたものとする。信号生成部７４は、変復調部６２、ＲＦ部６０を介してマイクロセル基地局装置１０へ位置登録の要求信号を送信する。その後、制御部６６は、ＲＦ部６０、変復調部６２を介して、マイクロセル基地局装置１０からの位置登録の完了通知を受けつける。その後、信号生成部７４は、基地局リストが含まれた信号を生成し、変復調部６２、ＲＦ部６０を介してマイクロセル基地局装置１０へ送信する。

ハンドオーバ処理部７６は、ＲＦ部６０、変復調部６２を介して、マイクロセル基地局装置１０から、ハンドオーバの指示を受けつける。例えば、ハンドオーバの指示において、ナノセル基地局装置５０へのハンドオーバが指示されている。ハンドオーバ処理部７６は、受けつけた指示をもとに、変復調部６２、ＲＦ部６０に対して、ナノセル基地局装置５０へのハンドオーバを指示する。ハンドオーバの処理は、公知の技術でよいので、ここでは、説明を省略する。なお、制御部６６は、サブチャネルの割当要求、データ通信の制御も実行するが、これらは、前述のマイクロセル基地局装置１０での説明に対応するように実行されればよい。そのため、ここでは、これらの説明を省略する。

図７は、制御装置１６の構成を示す。制御装置１６は、ＩＦ部８０、バッファ８２、制御部８４を含む。また、制御部８４は、受付部８６、選択部８８、位置登録部９０、指示部９２を含む。制御装置１６は、主として、位置登録、ハンドオーバの制御を実行する。まず、位置登録について説明する。

ＩＦ部８０は、図示しないネットワーク１４を介して、図示しないマイクロセル基地局装置１０と接続する。受付部８６は、ＩＦ部８０を介して、図示しない端末装置１２からの位置登録要求を受けつける。受付部８６は、受けつけた位置登録要求を位置登録部９０へ出力する。位置登録部９０は、公知の技術を使用しながら、端末装置１２に対する位置登録処理を実行する。位置登録部９０は、位置登録の結果をバッファ８２に記憶する。ＩＦ部８０は、位置登録要求に対する位置登録応答を端末装置１２に送信する。なお、位置登録の機能は、制御装置１６に含まれずに、図示しない交換機等に含まれていてもよい。

次に、ハンドオーバの制御について説明する。受付部８６は、ＩＦ部８０を介して、端末装置１２から基地局リストを受けつける。なお、基地局リストには、送信元になる端末装置１２の情報が付加されている。このような基地局リストは、位置登録の要求に付随した情報であるといえる。受付部８６は、受けつけた基地局リストと、送信元になる端末装置１２の情報とを選択部８８に出力する。一方、バッファ８２は、端末装置１２と予め契約したナノセル基地局装置５０が示された契約リストを記憶する。

図８は、バッファ８２に記憶された契約リストのデータ構造を示す。契約リストは、図示のごとく、端末装置ＩＤ欄２１０と契約済ナノセル基地局ＩＤ欄２１２によって構成されている。端末装置ＩＤ欄２１０には、処理の対象となる端末装置１２に付与された識別番号が示されている。契約済ナノセル基地局ＩＤ欄２１２には、各端末装置１２と既に契約がなされたナノセル基地局装置５０の識別番号が示されている。なお、契約済ナノセル基地局ＩＤ欄２１２において示された識別番号は、図６の基地局ＩＤ欄２００において示された識別番号と対応している。ここで、契約済ナノセル基地局ＩＤ欄２１２には、ページングエリアに関係なく、端末装置１２と契約されたすべてのナノセル基地局装置５０が示されているものとする。図７に戻る。

選択部８８は、受付部８６において受けつけた基地局リストと、バッファ８２に記憶された契約リストとを比較し、端末装置１２が捕捉した契約済のナノセル基地局装置５０を選択する。具体的に説明すると、選択部８８は、基地局リストに付加された端末装置１２の情報を使用しながら、契約リストを参照することによって、当該端末装置１２と契約されたナノセル基地局装置５０を抽出する。契約されたナノセル基地局装置５０が複数存在する場合、選択部８８は、複数のナノセル基地局装置５０を抽出する。選択部８８は、基地局リストに含まれた基地局ＩＤと、抽出した基地局ＩＤとを比較して、一致する基地局ＩＤを選択する。複数の基地局ＩＤが選択される場合、選択部８８は、基地局リストに含まれた受信強度の値を参照しながら、最大の受信強度の値に対応した基地局ＩＤを選択する。選択された基地局ＩＤが、端末装置１２が捕捉した契約済のナノセル基地局装置５０に相当する。指示部９２は、選択部８８において選択したナノセル基地局装置５０へのハンドオーバをマイクロセル基地局装置１０から端末装置１２へ指示させる。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図９は、通信システム１００におけるハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。マイクロセル基地局装置１０は、報知信号を送信し（Ｓ１０）、ナノセル基地局装置５０も、報知信号を送信する（Ｓ１２）。端末装置１２は、報知信号を受信することによって、マイクロセル基地局装置１０およびナノセル基地局装置５０を捕捉する（Ｓ１４）。端末装置１２は、基地局リストを作成し（Ｓ１６）、位置登録先となる基地局装置を選択する（Ｓ１８）。端末装置１２は、マイクロセル基地局装置１０へ位置登録要求を送信する（Ｓ２０）。マイクロセル基地局装置１０は、位置登録処理を実行する（Ｓ２２）。なお、位置登録処理は、マイクロセル基地局装置１０の依頼をもとに制御装置１６が実行する。

マイクロセル基地局装置１０は、端末装置１２へ位置登録の完了通知を送信する（Ｓ２４）。端末装置１２は、位置登録の完了に続いて、マイクロセル基地局装置１０へ基地局リストを送信する（Ｓ２６）。マイクロセル基地局装置１０は、基地局リストを問い合わせとして制御装置１６へ送信する（Ｓ２８）。制御装置１６は、問い合わせを受けつけると、契約済のナノセル基地局装置５０を選択し（Ｓ３０）、その結果を応答としてマイクロセル基地局装置１０へ送信する（Ｓ３２）。マイクロセル基地局装置１０は、端末装置１２に対して、ナノセル基地局装置５０へのハンドオーバを指示する（Ｓ３４）。端末装置１２は、ナノセル基地局装置５０へハンドオーバの要求を送信する（Ｓ３６）。ナノセル基地局装置５０は、位置登録処理を実行する（Ｓ３８）。なお、位置登録処理は、ナノセル基地局装置５０の依頼をもとに制御装置１６が実行する。ナノセル基地局装置５０は、端末装置１２へ位置登録の完了通知を送信する（Ｓ４０）。

図１０は、端末装置１２におけるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。捕捉部６８は、ＲＦ部６０、変復調部６２を介して、報知信号を受信する（Ｓ６０）。リスト生成部７２は、基地局リストを生成する（Ｓ６２）。また、選択部７０は、位置登録先となる基地局装置を選択する（Ｓ６４）。信号生成部７４は、変復調部６２、ＲＦ部６０を介して、位置登録要求を送信する（Ｓ６６）。信号生成部７４は、ＲＦ部６０、変復調部６２を介して、位置登録の完了通知を受信する（Ｓ６８）。信号生成部７４は、変復調部６２、ＲＦ部６０を介して、基地局リストを送信する（Ｓ７０）。ハンドオーバ処理部７６は、ハンドオーバ指示を受けつける（Ｓ７２のＹ）と、ハンドオーバを実行する（Ｓ７４）。一方、ハンドオーバ処理部７６は、ハンドオーバ指示を受けつけなければ（Ｓ７２のＮ）と、処理は終了される。

図１１は、マイクロセル基地局装置１０におけるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。ＲＦ部２０、ベースバンド処理部２２は、端末装置１２から位置登録要求を受信する（Ｓ９０）と、ＩＦ部２６は、制御装置１６に位置登録処理を実行させる（Ｓ９２）。制御装置１６が制御装置１６から位置登録の完了通知を受けつけると、ベースバンド処理部２２、ＲＦ部２０は、端末装置１２へ位置登録の完了通知を送信する（Ｓ９４）。また、ＲＦ部２０、ベースバンド処理部２２は、端末装置１２から基地局リストを受信する（Ｓ９６）と、ＩＦ部２６は、制御装置１６へ問い合わせを送信する（Ｓ９８）。ＩＦ部２６は、契約済のナノセル基地局装置５０が制御装置１６から知らされると（Ｓ１００のＹ）、無線制御部２８は、ベースバンド処理部２２、ＲＦ部２０を介して、端末装置１２へハンドオーバを指示する（Ｓ１０２）。ＩＦ部２６は、契約済のナノセル基地局装置５０が制御装置１６から知らされなければ（Ｓ１００のＮ）、処理は終了される。

図１２は、制御装置１６におけるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。受付部８６は、基地局リストを問い合わせとして受けつける（Ｓ１２０）。選択部８８は、基地局リストと契約リストとを比較する（Ｓ１２２）。選択部８８が、契約済のナノセル基地局装置５０を抽出すれば（Ｓ１２４のＹ）、指示部９２は、応答を送信する（Ｓ１２６）。一方、選択部８８が、契約済のナノセル基地局装置５０を抽出しなければ（Ｓ１２４のＮ）、処理は終了される。

以下に変形例を説明する。これまでの実施例において、制御装置１６は、契約リストを記憶しているが、当該契約リストには、端末装置１２と予め契約されたすべてのナノセル基地局装置５０に関する情報が含まれている。しかしながら、各制御装置１６に記憶される契約リストのサイズを小さくするために、各制御装置１６は、自らのページングエリアに設置されたナノセル基地局装置５０のみを含んだ契約リストを記憶してもよい。これに対応するために、各基地局装置は、報知信号の中に、自らが属するページングエリアに関する情報を含める。端末装置１２のリスト生成部７２は、基地局リストを生成する際に、基地局リストの中に、各基地局装置に対応したページングエリアの情報を含める。信号生成部７４は、このような基地局リストを送信する。

制御装置１６のバッファ８２は、契約リストを記憶するが、契約リストには、制御装置１６に対応したページングエリアに属するナノセル基地局装置５０のみが含まれる。また、バッファ８２は、ページングエリアの情報と、それに属する制御装置１６との対応が示されたリスト（以下、「対応リスト」という）を記憶する。受付部８６は、基地局リストを受けつけるが、当該基地局リストには、前述のごとく、各基地局装置に対応したページングエリアの情報が含まれている。選択部８８は、ページングエリアの情報をもとに、基地局リストの中から、自らのページングエリアに含まれた基地局ＩＤを抽出する。また、選択部８８は、抽出した基地局ＩＤに対して、契約リストを使用して比較を実行する。

一方、基地局リストの中に、他のページングエリアに属した基地局ＩＤが含まれる場合、選択部８８は、対応リストを参照することによって、他の制御装置１６を特定する。また、選択部８８は、ＩＦ部８０を介して、特定した他の制御装置１６へ基地局ＩＤを送信することによって、基地局ＩＤに対応した基地局装置が、契約済のナノセル基地局装置５０であるかを確認してもらう。つまり、選択部８８は、他のページングエリアにおける制御装置１６へ問い合わせることによって比較を実行する。以上の処理の結果、選択部８８は、契約済のナノセル基地局装置５０を選択する。

本発明の実施例によれば、端末装置において生成された基地局リストと、予め記憶した契約リストとをもとに、端末装置をナノセル基地局装置へハンドオーバさせるので、端末装置とナノセル基地局装置との通信を実行できる。また、端末装置がマイクロセル基地局装置を選択しても、ナノセル基地局装置へハンドオーバさせるので、マイクロセル基地局装置よりもナノセル基地局装置を優先的に選択させることができる。また、端末装置は、契約済のナノセル基地局装置を把握していなくてもよいので、マイクロセル基地局装置よりもナノセル基地局装置を優先的に選択させることを簡易に実現できる。また、契約リストは、制御装置に記憶され、端末装置に記憶されないので、セキュリティを向上できる。また、端末装置は、基地局リストを生成するが、基地局装置の捕捉結果をまとめるだけであるので、処理量の増加を抑制できる。また、制御装置は、自らのページングエリアに属するナノセル基地局装置５０に対する契約リストを記憶すればよいので、契約リストのサイズの増加を抑制できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、制御装置１６は、ページングエリアを制御するように、各ページングエリアに設けられている。しかしながらこれに限らず例えば、制御装置１６は、センタとして、ひとつだけ設置されてもよい。その際、制御装置１６は、サービス運用エリア内のマイクロセル基地局装置１０およびナノセル基地局装置５０を管理する。本変形例によれば、契約リストが一カ所に集中されるので、契約リストの管理を容易にできる。

また、制御装置１６は、各マイクロセル基地局装置１０内に設けられていてもよい。つまり、制御装置１６での処理がマイクロセル基地局装置１０によってなされる。本変形例によれば、マイクロセル基地局装置１０によって、契約済のナノセル基地局装置５０の選択がなされるので、ネットワーク１４上のトラヒック量を低減できる。

本発明の変形例において、端末装置１２は、位置登録の要求信号をマイクロセル基地局装置１０へ送信した後に、基地局リストを当該マイクロセル基地局装置１０へ送信している。しかしながらこれに限らず例えば、端末装置１２は、基地局リストをマイクロセル基地局装置１０へ送信した後に、位置登録の要求信号を当該マイクロセル基地局装置１０へ送信してもよい。また、端末装置１２は、位置登録の要求信号と基地局リストをひとつの信号としてマイクロセル基地局装置１０へ送信してもよい。本変形例によれば、処理手順の自由度を向上できる。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。図１の通信システムにおけるサブチャネルの配置を示す図である。図１のマイクロセル基地局装置の構成を示す図である。図１の端末装置の構成を示す図である。図５のリスト生成部において生成された基地局リストのデータ構造を示す図である。図１の制御装置の構成を示す図である。図７のバッファに記憶された契約リストのデータ構造を示す図である。図１の通信システムにおけるハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。図５の端末装置におけるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。図４のマイクロセル基地局装置におけるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。図７の制御装置におけるハンドオーバ手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０マイクロセル基地局装置、１２端末装置、１４ネットワーク、１６制御装置、２０ＲＦ部、２２ベースバンド処理部、２４変復調部、２６ＩＦ部、２８無線制御部、３０記憶部、３２制御チャネル決定部、３８無線リソース割当部、５０ナノセル基地局装置、５２ナノセルサーバ、６０ＲＦ部、６２変復調部、６４ＩＦ部、６６制御部、６８捕捉部、７０選択部、７２リスト生成部、７４信号生成部、７６ハンドオーバ処理部、８０ＩＦ部、８２バッファ、８４制御部、８６受付部、８８選択部、９０位置登録部、９２指示部、１００通信システム。

Claims

端末装置から第１の基地局装置へ送信された位置登録の要求に付随した第１のリストであって、かつ当該端末装置において捕捉した基地局装置が示された第１のリストを受けつける受付部と、
前記受付部において受けつけた第１のリストと、前記端末装置と契約した基地局装置が示された第２のリストとを比較し、前記端末装置が捕捉した契約済の第２の基地局装置を選択する選択部と、
前記選択部において選択した第２の基地局装置へのハンドオーバを前記第１の基地局装置から前記端末装置へ指示させる指示部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
前記受付部において受けつけた第１のリストには、各基地局装置に対応したページングエリアの情報が含まれており、
前記選択部は、所定のページングエリアに対応した第２のリストを使用して比較を実行し、第１のリストの中に他のページングエリアに属した基地局装置が含まれる場合、他のページングエリアにおける制御装置へ問い合わせることによって比較を実行することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
位置登録を実行する端末装置であって、
捕捉した基地局装置の中から位置登録を要求すべき第１の基地局装置を選択する選択部と、
前記選択部において選択した第１の基地局装置へ位置登録を要求するとともに、捕捉した基地局装置が示された第１のリストを送信する送信部と、
前記送信部において位置登録を要求した第１の基地局装置から、第１のリストと、本端末装置と契約した基地局装置が示された第２のリストとの比較によって選択された第２の基地局装置へのハンドオーバの指示を受けつける受信部と、
前記受信部において受けつけた指示をもとに、第２の基地局装置へのハンドオーバを実行するハンドオーバ処理部と、
を備えることを特徴とする端末装置。
前記送信部から送信される第１のリストには、各基地局装置に対応したページングエリアの情報が含まれていることを特徴とする請求項３に記載の端末装置。
端末装置から第１の基地局装置へ送信された位置登録の要求に付随した第１のリストであって、かつ当該端末装置において捕捉した基地局装置が示された第１のリストを受けつけるステップと、
受けつけた第１のリストと、前記端末装置と契約した基地局装置が示された第２のリストとを比較し、前記端末装置が捕捉した契約済の第２の基地局装置を選択するステップと、
選択した第２の基地局装置へのハンドオーバを前記第１の基地局装置から前記端末装置へ指示させるステップと、
を備えることを特徴とするハンドオーバ方法。
捕捉した基地局装置の中から位置登録を要求すべき第１の基地局装置を選択するステップと、
選択した第１の基地局装置へ位置登録を要求するとともに、捕捉した基地局装置が示された第１のリストを送信するステップと、
位置登録を要求した第１の基地局装置から、第１のリストと、端末装置と契約した基地局装置が示された第２のリストとの比較によって選択された第２の基地局装置へのハンドオーバの指示を受けつけるステップと、
受けつけた指示をもとに、第２の基地局装置へのハンドオーバを実行するステップと、
を備えることを特徴とするハンドオーバ方法。