JP2009284396A - 移動通信システム制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フェムトセル基地局を利用することによって低コストでサービスエリアの拡充を図りつつ通話サービスにおいても利便性を向上させる移動通信システム制御方法を提供する。
【解決手段】移動体通信端末同士の通話確立をさせる前にフェムトセル基地局とフェムトセル制御局とのネットワーク間リンクの通信品質を検査するリンク品質判定工程（ＳＴ１１０、ＳＴ１５０）と、リンク品質判定工程にて通信品質がＯＫであった場合にはフェムトセル基地局からインターネット網を介した移動通信端末同士の通話接続を行う通話接続工程（ＳＴ１９０）と、リンク品質判定工程（ＳＴ１１０、ＳＴ１５０）にて通信品質がＮＧであった場合には公衆携帯電話通信網のマクロセル基地局を介した通話接続に回線切換を行う回線切換工程（ＳＴ２１０、ＳＴ２３０）と、を備える。
【選択図】図４
【解決手段】移動体通信端末同士の通話確立をさせる前にフェムトセル基地局とフェムトセル制御局とのネットワーク間リンクの通信品質を検査するリンク品質判定工程（ＳＴ１１０、ＳＴ１５０）と、リンク品質判定工程にて通信品質がＯＫであった場合にはフェムトセル基地局からインターネット網を介した移動通信端末同士の通話接続を行う通話接続工程（ＳＴ１９０）と、リンク品質判定工程（ＳＴ１１０、ＳＴ１５０）にて通信品質がＮＧであった場合には公衆携帯電話通信網のマクロセル基地局を介した通話接続に回線切換を行う回線切換工程（ＳＴ２１０、ＳＴ２３０）と、を備える。
【選択図】図４
Description
本発明は、移動通信システム制御方法に関する。具体的には、フェムトセルと呼ばれる半径数１０ｍ程度をカバーエリアとするともにインターネット網を介して通話サービスを提供する小型基地局（フェムトセル基地局）を利用する移動通信システムのシステム制御方法に関する。
近年、無線通信システムで使用される基地局として、カバーエリア（セル半径）が数十メートル程度とされる極めて小規模な基地局が提案されている（特許文献１）。このような小規模な基地局によって形成されるセルは、「フェムトセル」と呼ばれている。フェムトセルのセル半径は、一般に「マクロセル」と呼ばれるセル半径が数ｋｍ〜１０ｋｍ程度のセルと比べて極めて小さい。また、フェムトセル基地局は、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、光ファイバー、同軸ケーブル等の固定通信回線に接続され、この固定通信回線を介して携帯電話の通信サービスを提供する。
ユーザーの建物内などにフェムトセル基地局を設置し、すでに敷設されているブロードバンド回線に接続することによって、簡便に建物内に基地局を設けることができる。
このようなフェムトセル基地局は、大型のマクロセル基地局を設置することに比べ、簡便かつ低コストで基地局を増設でき、これからの移動通信網のさらなるサービス向上にあって将来を嘱望される技術である。
ユーザーの建物内などにフェムトセル基地局を設置し、すでに敷設されているブロードバンド回線に接続することによって、簡便に建物内に基地局を設けることができる。
このようなフェムトセル基地局は、大型のマクロセル基地局を設置することに比べ、簡便かつ低コストで基地局を増設でき、これからの移動通信網のさらなるサービス向上にあって将来を嘱望される技術である。
ここで、従来の大規模セルを利用した携帯電話通信網は、専用線（例えばＡＴＭ専用線）を用いたいわゆる独立網であり、回線交換を使った通話の中継を行うため通信品質の確保が十分に図られている。
しかしながら、フェムトセル基地局は、既存のブロードバンド回線を介して信号を伝送するため、現状では必ずしも通信品質の確保が十分とはいえない。
すなわち、フェムトセル基地局を介した通信ではインターネット網を使用したデータ伝送方式（パケット伝送方式）になるため、公衆携帯電話通信網のような回線交換による伝送路の占有が行えず、端末間でネットワーク接続が確立されたとしても伝送データが順番にタイミング良く相互にやり取りできることが必ずしも保証されない。
特に、ＡＤＳＬ、光ファイバー、同軸ケーブル等の固定通信回線を信号が伝送する間にデータロスが大きくなることが懸念される。そして、フェムトセル基地局からブロードバンド回線、インターネット回線を介した通話中に伝送データロスが大きいと、通話者同士で会話が途切れ途切れになったり、聞き取りにくかったり、さらには、携帯電話同士は接続されているにも関わらずノイズが聞こえるだけで会話が成立しないといった事態が生じることも心配される。
電話は相手を呼び出すものであるため、通話にならないにも関わらず相手を呼び出すということが頻繁にあると電話相手先に極めて多大な迷惑をかける。したがって、一定の通信品質を確保することは通信サービスにおいて非常に大切なことである。
すなわち、フェムトセル基地局を介した通信ではインターネット網を使用したデータ伝送方式（パケット伝送方式）になるため、公衆携帯電話通信網のような回線交換による伝送路の占有が行えず、端末間でネットワーク接続が確立されたとしても伝送データが順番にタイミング良く相互にやり取りできることが必ずしも保証されない。
特に、ＡＤＳＬ、光ファイバー、同軸ケーブル等の固定通信回線を信号が伝送する間にデータロスが大きくなることが懸念される。そして、フェムトセル基地局からブロードバンド回線、インターネット回線を介した通話中に伝送データロスが大きいと、通話者同士で会話が途切れ途切れになったり、聞き取りにくかったり、さらには、携帯電話同士は接続されているにも関わらずノイズが聞こえるだけで会話が成立しないといった事態が生じることも心配される。
電話は相手を呼び出すものであるため、通話にならないにも関わらず相手を呼び出すということが頻繁にあると電話相手先に極めて多大な迷惑をかける。したがって、一定の通信品質を確保することは通信サービスにおいて非常に大切なことである。
例えば従来の固定電話サービスにおいて、ユーザーから相手先へ発呼（呼び出し）の操作があった場合に、回線交換機がこの通話接続を行う前に通信品質のテストを実行する構成が知られていた。そして、通信品質が確保できないと判断される場合には通話の接続を行わないこととしていた。この場合、たとえば回線交換機から発信側ユーザー向けにビジー音を発したりすることで接続不能であることを知らせていた。これにより、相手を呼び出しながらも会話にならないといった不都合な事態を防止していた。
フェムトセル基地局からブロードバンド回線を利用する移動通信サービスにおいても、通話品質を確保する観点から、「新たなセッション開始時に必要な通信品質を確保できない場合にはそのセッションを行わないこととする」等の措置を講じることにより、「これまで利用者に提供されてきたサービスと比較して品質等を低下させることがないようにすることが必要である」とされている。（非特許文献１：フェムトセル基地局の活用に向けた電波法及び電気通信事業法関係法令に関する取扱方針（案）、平成２０年２月６日、総務省）
特開２００７−２６７４２４号公報
フェムトセル基地局の活用に向けた電波法及び電気通信事業法関係法令に関する取扱方針（案）、平成２０年２月６日、総務省http://www.soumu.go.jp/s-news/2008/pdf/080206_9_bs1.pdf
しかしながら、重要な要件で電話をかけているにも関わらず電話が通じないとなるとユーザーは大変な不便を被ることになる。緊急の要件の場合には特に困った問題である。
今後、家屋内にフェムトセル基地局が数多く設置された場合、一般的にユーザーは屋外よりも屋内から電話をかけることが多いため、フェムトセル基地局からブロードバンド回線を介した通信が繋がらないことがしばしば生じると、ユーザーの不便感や不満が高まることが懸念される。
さらに、フェムトセル基地局からネット回線経由の携帯電話通信を利用するユーザーの数が多くなってくると、ネット回線が混み合ってきてデータ伝送がうまくできない場合が多くなることも予想されるが、このような場合に通信を接続しないとなると、ユーザーの不便は計り知れない。
今後、家屋内にフェムトセル基地局が数多く設置された場合、一般的にユーザーは屋外よりも屋内から電話をかけることが多いため、フェムトセル基地局からブロードバンド回線を介した通信が繋がらないことがしばしば生じると、ユーザーの不便感や不満が高まることが懸念される。
さらに、フェムトセル基地局からネット回線経由の携帯電話通信を利用するユーザーの数が多くなってくると、ネット回線が混み合ってきてデータ伝送がうまくできない場合が多くなることも予想されるが、このような場合に通信を接続しないとなると、ユーザーの不便は計り知れない。
本発明の目的は、フェムトセル基地局を利用することによって低コストでサービスエリアの拡充を図りつつ、通話サービスにおいても利便性を向上させる移動通信システム制御方法を提供することにある。
本発明の移動通信システム制御方法は、ブロードバンド回線を介してインターネット網に接続されているとともに移動通信端末との無線通信を行って移動通信端末間の通話を中継する基地局であって公衆携帯電話通信網を構成するマクロセル基地局よりも狭いエリアをカバーエリアとするフェムトセル基地局と、前記フェムトセル基地局と前記インターネット網を介して接続されて前記フェムトセル基地局間のネットワーク制御を行うとともにゲートウェイを介して公衆携帯電話通信網のコアネットワークに接続されているフェムトセル制御局と、を備え、移動通信端末間の無線通話を中継する移動通信システムの制御方法であって、移動体通信端末同士の通話セッションを確立させる前に前記フェムトセル基地局と前記フェムトセル制御局とのネットワーク間リンクの通信品質を検査するリンク品質判定工程と、前記リンク品質判定工程にて通信品質がＯＫであった場合には前記フェムトセル基地局からインターネット網を介した移動通信端末同士の通話接続を行う通話接続工程と、前記リンク品質判定工程にて通信品質がＮＧであった場合には前記公衆携帯電話通信網の前記マクロセル基地局を介した通話接続に回線切換を行う回線切換工程と、を備えることを特徴とする。
このような構成において、フェムトセル基地局は移動通信端末と無線通信を行い、基地局として通信中継を行う。そして、フェムトセル基地局はブロードバンド回線を介してインターネット網に接続されているところ、パケット伝送方式にてデータの送受信を行って移動通信端末間の通話中継を行う。
このとき、フェムトセル基地局は、ブロードバンド回線からインターネット網を通じてフェムトセル制御局にネットワークでつながり、フェムトセル制御局によるネットワーク制御を介して相手先の移動通信端末をカバーエリアに管理する基地局とつながる。
このとき、フェムトセル基地局は、ブロードバンド回線からインターネット網を通じてフェムトセル制御局にネットワークでつながり、フェムトセル制御局によるネットワーク制御を介して相手先の移動通信端末をカバーエリアに管理する基地局とつながる。
なお、一方の移動通信端末はフェムトセル基地局を介して通信するところ、他方の移動通信端末に関してはフェムトセル基地局を介してもよく、あるいは公衆携帯電話通信網のマクロセル基地局を介していてもよい。
ここで、フェムトセル基地局を介した通信にあっては発信側からのリンクと着信側からのリンクとの少なくとも一方ではフェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間がインターネット網で接続されることとなる。
このようなインターネット網では回線占有方式ではなくパケット伝送方式となるため、ネットの混み具合やノイズの影響を受けて伝送データロスが発生し、通話者同士で会話が途切れ途切れになったり、聞き取りにくかったり、さらには、移動通信端末同士は接続されているにも関わらずノイズが聞こえるだけで会話が成立しないといった事態が生じることも心配される。
このようなインターネット網では回線占有方式ではなくパケット伝送方式となるため、ネットの混み具合やノイズの影響を受けて伝送データロスが発生し、通話者同士で会話が途切れ途切れになったり、聞き取りにくかったり、さらには、移動通信端末同士は接続されているにも関わらずノイズが聞こえるだけで会話が成立しないといった事態が生じることも心配される。
そこで、本発明にあっては、フェムトセル基地局を介する通話セッションの要求があった場合、移動体通信端末同士の通話セッションを確立させる前にリンク品質判定工程を実行し、フェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間の通信品質を検査する。
このような通信品質検査は、フェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間でテストデータの伝送を行ってデータロスの発生率を計算し、データロス率が所定閾値を超えるか否かで通信品質を判定することが例として挙げられる。
そして、リンク品質判定工程にてフェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間のデータ伝送が良好であると判定される場合には、要求されている通話セッションを開始させるように相手先移動通信端末に対して発呼を行い、通話接続を確立させる。
その一方、リンク品質判定工程において、フェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間のデータ伝送品質が悪いと判定される場合には、このフェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間でインターネット網を介したネットワーク接続を行うことなく、他の回線を用いた通話接続をさせるように回線切換を行う（回線切換工程）。
すなわち、フェムトセル基地局を介したリンクではなく、公衆携帯電話通信網のマクロセル基地局を介した通話回線に回線を移して要求されている通話セッションを実現するようにする。
これにより、ユーザーが要求した通話が確実に接続されるとともに、接続された通話セッションの通話品質が保証される。
また、すでにユーザーが利用しているインターネットサービスにおいても、サービス競合により通信帯域をせばめて、他のサービス利用を制限することない。
このように、品質の低下なくかつ、現在ある帯域を適切に活用することで、利便性を向上させる移動通信サービスを提供することができる。
このような通信品質検査は、フェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間でテストデータの伝送を行ってデータロスの発生率を計算し、データロス率が所定閾値を超えるか否かで通信品質を判定することが例として挙げられる。
そして、リンク品質判定工程にてフェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間のデータ伝送が良好であると判定される場合には、要求されている通話セッションを開始させるように相手先移動通信端末に対して発呼を行い、通話接続を確立させる。
その一方、リンク品質判定工程において、フェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間のデータ伝送品質が悪いと判定される場合には、このフェムトセル基地局とフェムトセル制御局との間でインターネット網を介したネットワーク接続を行うことなく、他の回線を用いた通話接続をさせるように回線切換を行う（回線切換工程）。
すなわち、フェムトセル基地局を介したリンクではなく、公衆携帯電話通信網のマクロセル基地局を介した通話回線に回線を移して要求されている通話セッションを実現するようにする。
これにより、ユーザーが要求した通話が確実に接続されるとともに、接続された通話セッションの通話品質が保証される。
また、すでにユーザーが利用しているインターネットサービスにおいても、サービス競合により通信帯域をせばめて、他のサービス利用を制限することない。
このように、品質の低下なくかつ、現在ある帯域を適切に活用することで、利便性を向上させる移動通信サービスを提供することができる。
本発明では、前記フェムトセル制御局は、移動通信端末同士の通話接続をさせる前に前記フェムトセル基地局と試行的に接続を行うプレ接続部と、テストデータを記憶したテストデータ記憶部と、を備え、前記フェムトセル基地局は、通話セッションの要求に対して前記プレ接続部との間で試行的な接続の要求または応答を行うプレ発着信部と、前記フェムトセル制御局から伝送されるテストデータの通信品質を判定する通信品質判定部と、を備え、前記リンク品質検査工程は、前記プレ接続部と前記プレ発着信部とによって前記フェムトセル制御局と前記フェムトセル基地局とが試行的にネットワーク接続された状態で前記テストデータ記憶部のテストデータを前記フェムトセル制御局から前記フェムトセル基地局に伝送するテストデータ伝送工程と、伝送されてきた前記テストデータを受信して前記通信品質判定部にてこのテストデータのパケットロス率を所定閾値と対比して通信品質を判定する通信品質判定工程と、を備えることが好ましい。
このような構成において、移動通信端末同士を接続する前にフェムトセル制御局のプレ接続部とフェムトセル基地局のプレ発着信部とのやり取りによって試行的な接続がなされる。この状態でフェムトセル制御局からテストデータがフェムトセル基地局に向けて伝送される（テストデータ伝送工程）。そして、フェムトセル基地局の通信品質判定部によってテストデータのパケットロスを判定する（通信品質判定工程）。
このような構成によれば、フェムトセル制御局からフェムトセル基地局に向けてのリンク（下りリンク）において通信品質を確認することができる。
このような構成によれば、フェムトセル制御局からフェムトセル基地局に向けてのリンク（下りリンク）において通信品質を確認することができる。
ここで、テストデータを送って通信品質を判定するにあたっては、上りリンクと下りリンクの両方を調べてもよいが、上りリンク（フェムトセル基地局からフェムトセル制御局に行く方向）を調べるとなると、フェムトセル基地局側でテストデータを保有したり、プレ接続時にテストデータにアクセスしてフェムトセル制御局に向けて伝送するなどの機能が必要となり、複雑化、大型化するとともに製品単価も高価になってしまう。
または、移動通信端末同士が試行的接続状態となってテストデータのやり取りを実行し、端末ごとに通信品質の判断を行うことも考えられるが、やはり移動通信端末の大型化、高コスト化が避けられない。
または、移動通信端末同士が試行的接続状態となってテストデータのやり取りを実行し、端末ごとに通信品質の判断を行うことも考えられるが、やはり移動通信端末の大型化、高コスト化が避けられない。
この点、本発明では、フェムトセル制御局からフェムトセル基地局に向けての下りリンクについてのみパケット伝送品質の判定を行う構成を採用する。そして、フェムトセル基地局側には、プレ接続のための機能と通信品質判定の機能を持たせる。これによってフェムトセル基地局の機能を削減して小型化、低コスト化を図りつつ通信品質を通話接続の前に判定させることができる。
また、移動通信端末ではなく中継局であるフェムトセル基地局が端末に代わって通信品質の判定作業を行うことにより、移動通信端末の機能増加を避けることができる。
また、移動通信端末ではなく中継局であるフェムトセル基地局が端末に代わって通信品質の判定作業を行うことにより、移動通信端末の機能増加を避けることができる。
なお、通信品質判定工程においては、テストデータのパケットロス率に加え、ジッタ率、遅延値の変動についても所定閾値と対比して通信品質を判定してもよい。
本発明では、前記テストデータは、映像と音声とが同期したものであることが好ましい。
通話品質の判定を目的とするので音声データだけでもよいが、通話品質を十分に確保するためには音声帯域のみのデータでは不十分であり、所定長のデータとなる映像と音声とが同期したデータを使うことが好ましい。
通話品質の判定を目的とするので音声データだけでもよいが、通話品質を十分に確保するためには音声帯域のみのデータでは不十分であり、所定長のデータとなる映像と音声とが同期したデータを使うことが好ましい。
本発明では、前記回線切換工程は、前記フェムトセル基地局が当該フェムトセル基地局と無線接続している移動通信端末との無線接続を停止することにより、前記移動通信端末が自発的にマクロセル基地局と通信して在圏管理を移すことが好ましい。
このような構成において、通信品質を確保できないと判定される場合には、フェムトセル基地局が移動通信端末との接続を停止する。このようにフェムトセル基地局との接続が切れると、移動通信端末は受信可能な電波を再サーチして利用可能なマクロセル基地局との通信を確立する。これにより移動通信端末はフェムトセル基地局経由ではなく、マクロセル基地局を介して通話接続を実行することができる。
ここで、リンク品質判定工程を行ってフェムトセル基地局を介した通信品質がＮＧであった場合、（フェムト制御局が故障し判定工程を正しく行えない場合をNGと判定することを含めて）通話セッションをつながないことが考えられる。
しかし、通話セッションは繋がないにも関わらずフェムトセル基地局がその移動通信端末の在圏管理は保持したままとなると、その移動通信端末からは相手先に電話をかけることができない、もしくはその移動通信端末には電話がかかってこないという不都合な事態にはまってしまう恐れがある。
このような場合に、ユーザーがわざわざフェムトセル基地局のカバーエリアの外まで移動しなければ電話できないとなるとフェムトセル基地局があるためにかえって不便という問題が生じる。また、着信側の場合、ユーザーはフェムトセル基地局が通話セッションを繋がないことを気づかない。
しかし、通話セッションは繋がないにも関わらずフェムトセル基地局がその移動通信端末の在圏管理は保持したままとなると、その移動通信端末からは相手先に電話をかけることができない、もしくはその移動通信端末には電話がかかってこないという不都合な事態にはまってしまう恐れがある。
このような場合に、ユーザーがわざわざフェムトセル基地局のカバーエリアの外まで移動しなければ電話できないとなるとフェムトセル基地局があるためにかえって不便という問題が生じる。また、着信側の場合、ユーザーはフェムトセル基地局が通話セッションを繋がないことを気づかない。
この点、本発明では、フェムトセル基地局はリンク品質判定工程によって通信品質がＮＧと判断した場合には移動通信端末との無線接続を停止して在圏管理を外すので、移動通信端末は公衆携帯電話通信網を利用して通話接続を行うことができる。
本発明では、前記回線切換工程は、前記フェムトセル基地局が当該フェムトセル基地局と無線接続している移動通信端末に対して周囲のマクロセル基地局のうち電波受信強度が十分に強い基地局を指示した後、前記移動通信端末との無線接続を停止することが好ましい。
このような構成によれば、移動通信端末が自ら電波をサーチする必要がないので通信回線の切り替えを円滑に行うことができる。
本発明では、前記フェムトセル基地局は、前記フェムトセル制御局を介して公衆携帯電話通信網のホームメモリ局に前記移動通信端末の在圏情報を知らせることが好ましい。
このような構成によれば、公衆携帯電話通信網のホームメモリ局においても移動通信端末の在圏管理を円滑に移すことができる。
また、移動通信端末とマクロセル基地局との接続を待つことなく、通話セッション接続の処理を並行して進行させてもよい。
このような動作を実行する場合、フェムトセル基地局を利用する携帯電話機の加入者情報をあらかじめフェムト基地局に登録しておいてもよい。
また、移動通信端末とマクロセル基地局との接続を待つことなく、通話セッション接続の処理を並行して進行させてもよい。
このような動作を実行する場合、フェムトセル基地局を利用する携帯電話機の加入者情報をあらかじめフェムト基地局に登録しておいてもよい。
なお、フェムトセル基地局には同時に複数の携帯電話機がアクセス可能であるところ、フェムトセル基地局を介した通話セッションの要求があるたびに上記に説明した動作を行ってリンク品質を判定し、通話セッションを繋ぐか、別回線に回すかの処理を行うものである。たとえば、フェムトセル基地局がすでに数台の移動通信端末の通話セッションを中継している状態で、新たにもう一台の移動通信端末の通話接続要求があった場合、フェムトセル基地局はこの新たな一台に関してリンク品質判定工程および回線切換工程等の各処理を実行するものである。
本発明の実施形態について図示例を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の移動通信システムの第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係る移動通信システム１００の全体構成を示す図である。
本実施形態の移動通信システムは、公衆携帯電話通信網２００と、フェムトセル通信網３００と、を備える。
（第１実施形態）
本発明の移動通信システムの第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係る移動通信システム１００の全体構成を示す図である。
本実施形態の移動通信システムは、公衆携帯電話通信網２００と、フェムトセル通信網３００と、を備える。
公衆携帯電話通信網２００は、移動通信端末（携帯電話機）用に構築された既知の公衆携帯電話通信網である。すなわち、基地局２１０と、ＲＮＣ（radio network controller：移動通信制御局）２２０と、携帯電話通信用のコアネットワーク２３０と、を備えている。
ここでいう基地局２１０は、いわゆるマクロセルを構成する基地局であり、セル半径が数ｋｍ〜１０ｋｍ程度で、同時に数十の携帯電話機（移動通信端末、移動局）からの多元同時接続が可能である。以降の説明ではマクロセル基地局２１０と称する。
ＲＮＣ２２０は、携帯電話機の位置登録、発着信、ハンドオーバ時等に無線回線制御、呼処理等を行う。
コアネットワーク２３０はＬＲ（location register:ホームメモリ局）２３１やＧＷ（gate way:移動通信網関門制御局）２３２などを含み、携帯電話通話の基幹専用回線を構成している。
ここでいう基地局２１０は、いわゆるマクロセルを構成する基地局であり、セル半径が数ｋｍ〜１０ｋｍ程度で、同時に数十の携帯電話機（移動通信端末、移動局）からの多元同時接続が可能である。以降の説明ではマクロセル基地局２１０と称する。
ＲＮＣ２２０は、携帯電話機の位置登録、発着信、ハンドオーバ時等に無線回線制御、呼処理等を行う。
コアネットワーク２３０はＬＲ（location register:ホームメモリ局）２３１やＧＷ（gate way:移動通信網関門制御局）２３２などを含み、携帯電話通話の基幹専用回線を構成している。
フェムトセル通信網３００は、フェムトセル基地局４００と、ブロードバンド回線３１０と、インターネット網３２０と、フェムトセル制御局３３０と、を備える。
フェムトセル基地局４００は、建物２０内に設置され、小さな出力（例えば２０ｍＷ以下）で半径数１０ｍのエリア（フェムトセル）をカバーエリアとする小型基地局である。そして、フェムトセル基地局４００は、建物２０に既に敷設されているブロードバンド回線３１０に接続され、携帯電話機１０がインターネット網３２０を介して通話するのを中継する。
フェムトセル基地局４００は、建物２０内に設置され、小さな出力（例えば２０ｍＷ以下）で半径数１０ｍのエリア（フェムトセル）をカバーエリアとする小型基地局である。そして、フェムトセル基地局４００は、建物２０に既に敷設されているブロードバンド回線３１０に接続され、携帯電話機１０がインターネット網３２０を介して通話するのを中継する。
なお、本発明の説明の都合上、フェムトセル基地局４００が設置される建物２０はマクロセル基地局２１０がカバーするエリアのなかにある。そして、マクロセル基地局２１０からの電波が建物内などで弱くなる不感エリアを補完する等の目的でフェムトセル基地局４００が設けられている場合を例にして説明する。
ただし、一般的に、フェムトセル基地局４００はブロードバンド回線３１０が引かれているところであればマクロセル外であっても設置できる。
フェムトセル基地局４００の構成および動作については後述する。
ただし、一般的に、フェムトセル基地局４００はブロードバンド回線３１０が引かれているところであればマクロセル外であっても設置できる。
フェムトセル基地局４００の構成および動作については後述する。
ブロードバンド回線３１０は、ＡＤＳＬ、同軸ケーブル、光ファイバーなど比較的高速な接続回線であればその種類を限定するものではない。なお、建物２０内にＬＡＮが構築されている場合には、このようなＬＡＮ回線にフェムトセル基地局４００を接続し、ＬＡＮを介してフェムトセル基地局をブロードバンドに繋いでもよいことはもちろんである。
インターネット網３２０については特に説明することはなく、TCP/IPプロトコルを利用したネットワークであっていわゆる既知のインターネットである。
フェムトセル制御局３３０は、インターネット網３２０を介して複数のフェムトセル基地局４００を統括し、フェムトセル基地局４００を介した移動通信端末（携帯電話機１０）の接続制御を行う。
フェムトセル制御局３３０は、ＧＷ２３２を介して携帯電話専用のコアネットワーク２３０に接続されている。
フェムトセル制御局３３０の構成および動作については後述する。
フェムトセル制御局３３０は、ＧＷ２３２を介して携帯電話専用のコアネットワーク２３０に接続されている。
フェムトセル制御局３３０の構成および動作については後述する。
図２は、フェムトセル基地局４００の構成を示す図である。
フェムトセル基地局４００は、無線通信部４１０と、ＲＮＣ部４１２と、プロトコル制御部４１３と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１４と、接続制御部４２０と、を備える。
無線通信部４１０は、アンテナ４１１を介して携帯電話機１０と無線通信を行う。すなわち、データの符号化や復号化などを行い、所定出力の無線電波を介して携帯電話機１０との通信を行う。
ＲＮＣ部４１２は、このフェムトセル基地局４００につながる携帯電話機１０の位置登録の他、一のフェムトセル基地局４００に複数（例えば４台）の携帯電話機１０が同時接続する場合に周波数分割方式、時分割方式、符号分割方式などの方式によって多元接続制御を行う。
また、フェムトセル基地局４００を介した通信はインターネット網３２０を経由することからＴＣＰ／ＩＰプロトコルに従うところ、プロトコル制御部４１３はこのようなプロトコル変換を行う。
フェムトセル基地局４００は、無線通信部４１０と、ＲＮＣ部４１２と、プロトコル制御部４１３と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１４と、接続制御部４２０と、を備える。
無線通信部４１０は、アンテナ４１１を介して携帯電話機１０と無線通信を行う。すなわち、データの符号化や復号化などを行い、所定出力の無線電波を介して携帯電話機１０との通信を行う。
ＲＮＣ部４１２は、このフェムトセル基地局４００につながる携帯電話機１０の位置登録の他、一のフェムトセル基地局４００に複数（例えば４台）の携帯電話機１０が同時接続する場合に周波数分割方式、時分割方式、符号分割方式などの方式によって多元接続制御を行う。
また、フェムトセル基地局４００を介した通信はインターネット網３２０を経由することからＴＣＰ／ＩＰプロトコルに従うところ、プロトコル制御部４１３はこのようなプロトコル変換を行う。
接続制御部４２０は、プレ発着信部４３０と、通信品質判定部４４０と、ネットワーク接続部４５０と、回線切換部４６０と、を備える。
プレ発着信部４３０は、正式な発呼または応答を相手先携帯電話機に行う前にフェムトセル基地局４００とフェムトセル制御局３３０との間を模擬的に接続させるための発着信を行う。
プレ発着信部４３０は、プレ発信部４３１と、プレ着信部４３２と、を備える。
プレ発信部４３１は、このフェムトセル基地局４００のカバーエリアに在圏する携帯電話機１０から発呼要求があった場合にフェムトセル制御局３３０に向けてプレ発信信号を発信する。このプレ発信信号は、携帯電話機１０からの発呼要求を受けて発信するものであるが、正式な通話接続や相手先の呼出しを目的とするものではなく、試行的な接続をフェムトセル制御局３３０に対して要求するものである。したがって、プレ発信信号には、発呼要求に含まれる相手先電話番号は含まれていなくてもよい。
プレ着信部４３２は、フェムトセル制御局３３０からこのフェムトセル基地局４００に向けて試行的接続を要求するプレ発信があった場合に、フェムトセル制御局３３０に向けて試行的接続を許可するプレ着信信号を発信する。
プレ発着信部４３０は、プレ発信部４３１と、プレ着信部４３２と、を備える。
プレ発信部４３１は、このフェムトセル基地局４００のカバーエリアに在圏する携帯電話機１０から発呼要求があった場合にフェムトセル制御局３３０に向けてプレ発信信号を発信する。このプレ発信信号は、携帯電話機１０からの発呼要求を受けて発信するものであるが、正式な通話接続や相手先の呼出しを目的とするものではなく、試行的な接続をフェムトセル制御局３３０に対して要求するものである。したがって、プレ発信信号には、発呼要求に含まれる相手先電話番号は含まれていなくてもよい。
プレ着信部４３２は、フェムトセル制御局３３０からこのフェムトセル基地局４００に向けて試行的接続を要求するプレ発信があった場合に、フェムトセル制御局３３０に向けて試行的接続を許可するプレ着信信号を発信する。
通信品質判定部４４０は、フェムトセル基地局４００とフェムトセル制御局３３０とが試行的に接続された状態において、フェムトセル制御局３３０から伝送されてくるテストデータの受信状態を判定する。すなわち、フェムトセル制御局３３０から所定のテストデータがパケット伝送されてくるところ、通信品質判定部４４０はパケットデータが順番に正しく届いているかを判定する。
通信品質判定部４４０には予め判定閾値が設定されており、パケットロスが前記閾値よりも小さい場合には通信品質ＯＫと判断し、パケットロスが前記閾値以上である場合には通信品質ＮＧであると判定する。
通信品質を判定するための閾値としては、望まれる通信品質や伝送するデータの量などによっても異なってくるところであるが、携帯電話機同士の通話を目的とする場合にはパケットロスが指定のパーセンテージを超えるか否かを閾値とすることが例として挙げられる。
通信品質判定部４４０は、通信品質がＯＫである場合にはネットワーク接続部４５０にその結果を伝え、通信品質がＮＧである場合には回線切換部４６０に結果を伝える。
通信品質判定部４４０には予め判定閾値が設定されており、パケットロスが前記閾値よりも小さい場合には通信品質ＯＫと判断し、パケットロスが前記閾値以上である場合には通信品質ＮＧであると判定する。
通信品質を判定するための閾値としては、望まれる通信品質や伝送するデータの量などによっても異なってくるところであるが、携帯電話機同士の通話を目的とする場合にはパケットロスが指定のパーセンテージを超えるか否かを閾値とすることが例として挙げられる。
通信品質判定部４４０は、通信品質がＯＫである場合にはネットワーク接続部４５０にその結果を伝え、通信品質がＮＧである場合には回線切換部４６０に結果を伝える。
ネットワーク接続部４５０は、通信品質判定部４４０における通信品質ＯＫの判定を受けて、フェムトセル制御局３３０との間で正式なネットワーク接続を確立する。
ネットワーク接続部４５０は、発着信を行う発着信部４５１と、接続されたネットワークの維持・管理を行う接続確立部４５４と、を備える。
ネットワーク接続部４５０の発着信部４５１は正式な通話接続を行うところ、呼出発信部４５２は相手先携帯電話機の電話番号を乗せて発呼要求を発信する。
また、着信応答部４５３はフェムトセル制御局３３０に対して正式なネットワーク接続の応答を行い、接続確立部４５４は呼び出されている携帯電話機１０に対して呼出しをかけて携帯電話機同士の通話についても接続を確立させる。
ネットワーク接続部４５０は、発着信を行う発着信部４５１と、接続されたネットワークの維持・管理を行う接続確立部４５４と、を備える。
ネットワーク接続部４５０の発着信部４５１は正式な通話接続を行うところ、呼出発信部４５２は相手先携帯電話機の電話番号を乗せて発呼要求を発信する。
また、着信応答部４５３はフェムトセル制御局３３０に対して正式なネットワーク接続の応答を行い、接続確立部４５４は呼び出されている携帯電話機１０に対して呼出しをかけて携帯電話機同士の通話についても接続を確立させる。
回線切換部４６０は、通信品質判定部４４０における通信品質ＮＧの判定を受けて、回線切換の処理を行う。すなわち、このフェムトセル基地局４００が発信側の携帯電話機１０からの発呼要求を受けている場合には、その発信している携帯電話機１０がフェムトセル基地局経由ではなく別の回線へ切り替えて通信するように処理を実行する。
ここでいう別の回線とはすなわちマクロセル基地局２１０を介した公衆携帯電話回線２００である。
発信側の携帯電話機１０は、回線切換部４６０の処理によってフェムトセル基地局４００の管理を外れてマクロセル基地局２１０と通信して相手先携帯電話機１０に呼出しおよび通話を行うことになる。
ここでいう別の回線とはすなわちマクロセル基地局２１０を介した公衆携帯電話回線２００である。
発信側の携帯電話機１０は、回線切換部４６０の処理によってフェムトセル基地局４００の管理を外れてマクロセル基地局２１０と通信して相手先携帯電話機１０に呼出しおよび通話を行うことになる。
また、一方、フェムトセル基地局４００が着信側の携帯電話機１０をカバーエリアに保有する場合、フェムトセル基地局４００は通信品質が保てないことからこの呼び出されている携帯電話機１０に対する呼出しおよび接続中継を行わない。そして、回線切換部４６０は、フェムトセル制御局３３０に対して公衆携帯電話通信網２００経由で呼出し対象の携帯電話機１０の呼出しをするように指令を送る。これにより、呼出し対象の携帯電話機１０には通常の公衆携帯電話通信網のマクロセル基地局２１０を介して接続中継が行われる。
次に、フェムトセル制御局３３０の構成について説明する。
図３は、フェムトセル制御局３３０の構成を示す図である。
フェムトセル制御局３３０は、ネットワーク制御部３３１と、プレ接続部３３２と、テストデータ記憶部３３３と、を備える。
図３は、フェムトセル制御局３３０の構成を示す図である。
フェムトセル制御局３３０は、ネットワーク制御部３３１と、プレ接続部３３２と、テストデータ記憶部３３３と、を備える。
ネットワーク制御部３３１は、ネットワークの接続を制御・管理するところ、フェムトセル基地局４００から発信されるプレ発着信の信号に対してはこのネットワーク制御部３３１による正式なネットワーク接続の処理を行わずにプレ接続部３３２による処理にまわす。
プレ接続部３３２は、フェムトセル基地局４００から試行的な接続を要求するプレ発信あるいはプレ着信に対し、フェムトセル基地局４００とフェムトセル制御局３３０との間の試行的接続を確立させる。さらに、プレ接続部３３２は、試行的接続状態になったところでテストデータ記憶部３３３にアクセスしてテストデータ記憶部３３３に記憶されているテストデータを読み出し、フェムトセル基地局４００に向けてパケット伝送する。
プレ接続部３３２は、フェムトセル基地局４００から試行的な接続を要求するプレ発信あるいはプレ着信に対し、フェムトセル基地局４００とフェムトセル制御局３３０との間の試行的接続を確立させる。さらに、プレ接続部３３２は、試行的接続状態になったところでテストデータ記憶部３３３にアクセスしてテストデータ記憶部３３３に記憶されているテストデータを読み出し、フェムトセル基地局４００に向けてパケット伝送する。
テストデータ記憶部３３３は、通信品質を検査するためのテストデータが記憶されている。
テストデータとしては、通話品質の確認という観点からは音声データだけで構成されていてもよいが、良好な通信品質の確保の点で映像と音声とを同期させたデータ（いわゆるトーキー）であることが好ましい。
携帯電話機１０ではテレビ電話などのサービスも実装されていることが多いため、音声帯域のみの伝送品質検査では不十分な恐れもあり、携帯電話通信の品質確保にはテストデータにトーキーを採用することが好ましいといえる。
テストデータとしては、通話品質の確認という観点からは音声データだけで構成されていてもよいが、良好な通信品質の確保の点で映像と音声とを同期させたデータ（いわゆるトーキー）であることが好ましい。
携帯電話機１０ではテレビ電話などのサービスも実装されていることが多いため、音声帯域のみの伝送品質検査では不十分な恐れもあり、携帯電話通信の品質確保にはテストデータにトーキーを採用することが好ましいといえる。
このような構成を備える移動通信システム１００の動作について説明する。
フェムトセル基地局４００を含む移動通信システム１００を提供する本発明の趣旨より、動作説明においては発信側および着信側の少なくともいずれか一方はフェムトセル基地局４００を介して通信する場合について説明する。
このようなパターンとしては、
（１）発信側の携帯電話機も着信側の携帯電話機もフェムトセル基地局を介して通信する場合（第１実施例）、
（２）発信側はフェムトセル基地局を介して通信し、着信側はマクロセル基地局を介して通信する場合（第２実施例）、
（３）発信側はマクロセル基地局を介して通信し、着信側はフェムトセル基地局を介して通信する場合（第３実施例）、の３つの場合がある。
フェムトセル基地局４００を含む移動通信システム１００を提供する本発明の趣旨より、動作説明においては発信側および着信側の少なくともいずれか一方はフェムトセル基地局４００を介して通信する場合について説明する。
このようなパターンとしては、
（１）発信側の携帯電話機も着信側の携帯電話機もフェムトセル基地局を介して通信する場合（第１実施例）、
（２）発信側はフェムトセル基地局を介して通信し、着信側はマクロセル基地局を介して通信する場合（第２実施例）、
（３）発信側はマクロセル基地局を介して通信し、着信側はフェムトセル基地局を介して通信する場合（第３実施例）、の３つの場合がある。
（第１実施例）
まず、第１実施例について説明する。すなわち、（１）発信側の携帯電話機も着信側の携帯電話機もフェムトセル基地局を介して通信する場合について説明する。図４は、第１実施例における移動通信システム制御方法の全体構成を示すフローチャートである。図５は、この第１実施例におけるデータの流れを説明するための図である。
まず、第１実施例について説明する。すなわち、（１）発信側の携帯電話機も着信側の携帯電話機もフェムトセル基地局を介して通信する場合について説明する。図４は、第１実施例における移動通信システム制御方法の全体構成を示すフローチャートである。図５は、この第１実施例におけるデータの流れを説明するための図である。
本発明にあっては、携帯電話機１０Ａのユーザーから呼出しの操作があった場合（ＳＴ１００）、着信側の携帯電話機１０Ｂを呼び出して通話確立（ＳＴ２００）に至る前に、発信側リンクＬＡの通信品質および着信側リンクＬＢの通信品質を検査し（ＳＴ１１０、ＳＴ１５０）、通信品質が確保できる場合（ＳＴ１２０、ＳＴ１６０：ＹＥＳ）にのみフェムトセル基地局４００を介した通話接続を実行させる点に特徴を有する。
以下、順番に説明する。
以下、順番に説明する。
携帯電話機１０Ａのユーザーが相手の携帯電話機１０Ｂに向けて呼出し操作を行う（ＳＴ１００）。すると、この携帯電話機１０Ａを在圏移動局として管理しているフェムトセル基地局４００Ａが前記呼出し操作を受信し、発信側携帯電話機１０Ａから相手先携帯電話機１０Ｂへの接続中継動作の処理に入る。そして、発信側リンク品質検査工程（ＳＴ１１０）を実行する。発信側リンク品質検査工程（ＳＴ１１０）について、図６を参照して説明する。
図６は、発信側のフェムトセル基地局４００Ａとフェムトセル制御局３３０との間で発信側リンクＬＡの通信品質の検査を行うシークエンスを説明する図である。
発信側フェムトセル基地局４００Ａは、携帯電話機１０Ａから発呼要求（ＳＴ１００）を受けると、まず、フェムトセル制御局３３０に向けてプレ発信を行う（プレ発信工程ＳＴ１１１）。プレ発信工程（ＳＴ１１１）においてプレ発信部４３１から発信されるのは模擬的な呼出し信号であり、フェムトセル制御局３３０に対して通話品質の検査実行の合図になるものである。このプレ発信の信号には、相手先の携帯電話番号を含んでいてもよいが、特に必要ない。
発信側フェムトセル基地局４００Ａは、携帯電話機１０Ａから発呼要求（ＳＴ１００）を受けると、まず、フェムトセル制御局３３０に向けてプレ発信を行う（プレ発信工程ＳＴ１１１）。プレ発信工程（ＳＴ１１１）においてプレ発信部４３１から発信されるのは模擬的な呼出し信号であり、フェムトセル制御局３３０に対して通話品質の検査実行の合図になるものである。このプレ発信の信号には、相手先の携帯電話番号を含んでいてもよいが、特に必要ない。
フェムトセル制御局３３０はプレ発信信号を受けると、この信号をプレ接続部３３２に回す。そして、プレ接続部３３２は、プレ発信信号を受けると、テストデータ記憶部３３３にアクセスしてテストデータを読み出す。このテストデータを発信側フェムトセル基地局４００Ａに向けてパケット伝送方式にて伝送する（テストデータ伝送工程ＳＴ１１２、図５中のＤＡ）。
フェムトセル基地局４００Ａは、テストデータを受信し、受信したテストデータに基づいて通信品質を判定する。すなわち、受信したテストデータのパケットがシーケンス順に抜けなく届いているかを判定する。
フェムトセル基地局４００Ａで受信したパケットデータは通信品質判定部４４０に送られて通信品質の判定が行われる（通信品質判定工程ＳＴ１１３）。
通信品質判定部４４０は、パケットロス率が所定閾値より小さければ通信品質ＯＫと判断し、逆に、パケットロス率が所定閾値以上であれば通信品質が悪いと判断する。
フェムトセル基地局４００Ａで受信したパケットデータは通信品質判定部４４０に送られて通信品質の判定が行われる（通信品質判定工程ＳＴ１１３）。
通信品質判定部４４０は、パケットロス率が所定閾値より小さければ通信品質ＯＫと判断し、逆に、パケットロス率が所定閾値以上であれば通信品質が悪いと判断する。
このように、フェムトセル基地局４００Ａからのプレ発信工程（ＳＴ１１１）、フェムトセル制御局３３０からのテストデータ伝送工程（ＳＴ１１２）および通信品質判定部４４０によるパケットロス率の判定（ＳＴ１１３）によって発信側リンク品質検査工程（ＳＴ１１０）が構成されている。
通信品質判定部４４０による通信品質の判定において品質ＯＫ（ＳＴ１２０：ＹＥＳ）であった場合、発信側のフェムトセル基地局４００Ａでは通話接続許可の状態になる（ＳＴ１３０）。
通信品質判定部４４０による品質ＯＫの判定はネットワーク接続部４５０に送られる。そして、ネットワーク接続部４５０によってネットワーク接続に向けた処理が実行される。すなわち、呼出発信部４５２から相手先の電話番号とともに呼出要求をフェムトセル制御局３３０に向けて発信する（ＳＴ１４０）。
通信品質判定部４４０による品質ＯＫの判定はネットワーク接続部４５０に送られる。そして、ネットワーク接続部４５０によってネットワーク接続に向けた処理が実行される。すなわち、呼出発信部４５２から相手先の電話番号とともに呼出要求をフェムトセル制御局３３０に向けて発信する（ＳＴ１４０）。
フェムトセル制御局３３０は、発信側フェムトセル基地局４００Ａの呼出発信部４５２から発信された正式な呼出要求を受けた場合、呼出先である携帯電話機１０Ｂを在圏移動局として管理しているフェムトセル基地局４００Ｂに対して呼出しを行って接続処理に入るところ、その前に着信側リンク品質検査工程（ＳＴ１５０）を実行する。
着信側リンク品質検査工程（ＳＴ１５０）について、図７を参照して説明する。
着信側リンク品質検査工程（ＳＴ１５０）について、図７を参照して説明する。
図７は、着信側のフェムトセル基地局４００Ｂとフェムトセル制御局３３０との間で着信側リンクＬＢの通信品質検査を行うシークエンスを説明する図である。
フェムトセル制御局３３０は、発信側フェムトセル基地局４００Ａからの呼出し要求を受けてネットワーク制御部３３１にて相手先電話番号の読み出し、在圏基地局の特定などを行う。この場合、相手先の携帯電話機１０Ｂはフェムトセル基地局４００Ｂのカバーエリア内にある。
このように相手先の携帯電話機１０Ｂがフェムトセル基地局４００Ｂのカバーエリア内にある場合には、その旨をプレ接続部３３２に伝え、着信側フェムトセル基地局４００Ｂとの間の通信品質検査を行わせる。
フェムトセル制御局３３０は、発信側フェムトセル基地局４００Ａからの呼出し要求を受けてネットワーク制御部３３１にて相手先電話番号の読み出し、在圏基地局の特定などを行う。この場合、相手先の携帯電話機１０Ｂはフェムトセル基地局４００Ｂのカバーエリア内にある。
このように相手先の携帯電話機１０Ｂがフェムトセル基地局４００Ｂのカバーエリア内にある場合には、その旨をプレ接続部３３２に伝え、着信側フェムトセル基地局４００Ｂとの間の通信品質検査を行わせる。
すなわち、特定された着信側フェムトセル基地局４００Ｂに対してプレ接続部３３２からプレ接続を要求するプレ発信を行う（プレ発信工程ＳＴ１５３）。このプレ発信は、相手先の携帯電話番号の情報を含んでいてもよいが特には必要ない。
着信側フェムトセル基地局４００Ｂでは、このプレ発信を受信すると、プレ着信部４３２からプレ着信信号をフェムトセル制御局３３０に対して返す（プレ着信応答工程ＳＴ１５４）。
フェムトセル制御局３３０のプレ接続部３３２は、このプレ着信を受信したところでプレ接続が確立したことを確認し、テストデータ記憶部３３３のテストデータを着信側フェムトセル基地局４００Ｂに向けてパケット伝送する（テストデータ伝送工程ＳＴ１５５、図５中のＤＢ）。
着信側フェムトセル基地局４００Ｂでは、このプレ発信を受信すると、プレ着信部４３２からプレ着信信号をフェムトセル制御局３３０に対して返す（プレ着信応答工程ＳＴ１５４）。
フェムトセル制御局３３０のプレ接続部３３２は、このプレ着信を受信したところでプレ接続が確立したことを確認し、テストデータ記憶部３３３のテストデータを着信側フェムトセル基地局４００Ｂに向けてパケット伝送する（テストデータ伝送工程ＳＴ１５５、図５中のＤＢ）。
着信側フェムトセル基地局４００Ｂは、テストデータを受信し、受信したテストデータに基づいて通信品質判定部４４０にて通信品質を判定する（通信品質判定工程ＳＴ１５６）。これは発信側フェムトセル基地局４００Ａにおける通信品質検査工程（ＳＴ１１３）と同様であり、受信したテストデータのパケットがシーケンス順に抜けなく届いているかを通信品質判定部４４０にて判定して、パケットロス率が所定閾値より小さければ通信品質ＯＫと判断する。
このように、フェムトセル制御局３３０からのプレ発信工程（ＳＴ１５３）、フェムトセル基地局４００Ｂからのプレ着信応答工程（ＳＴ１５４）、フェムトセル制御局３３０からのテストデータ伝送工程（ＳＴ１５５）、通信品質判定部４４０によるパケットロス率の判定（ＳＴ１５６）によって着信側リンク品質検査工程（ＳＴ１５０）が構成されている。
通信品質判定部４４０による通信品質の判定において品質ＯＫ（ＳＴ１６０：ＹＥＳ）であった場合、着信側のフェムトセル基地局４００Ｂでは通話の接続許可の状態になる（ＳＴ１７０）。
通信品質判定部４４０から品質ＯＫの判定はネットワーク接続部４５０に送られる。そして、ネットワーク接続部４５０によってネットワーク接続に向けた処理が実行される。すなわち、着信応答部４５３からフェムトセル制御局３３０に着信応答を発信する（ＳＴ１８０）。
通信品質判定部４４０から品質ＯＫの判定はネットワーク接続部４５０に送られる。そして、ネットワーク接続部４５０によってネットワーク接続に向けた処理が実行される。すなわち、着信応答部４５３からフェムトセル制御局３３０に着信応答を発信する（ＳＴ１８０）。
フェムトセル制御局３３０は、着信応答を受信すると、通話接続の処理を実行する（通話接続工程ＳＴ１９０）。すなわち、ネットワーク制御部３３１は、着信側フェムトセル基地局４００Ｂに対して相手先電話番号を含んだ呼出し要求を発信する。
着信側フェムトセル基地局４００Ｂは、接続確立部４５４にて電話番号を特定して携帯電話機１０Ｂに呼出しをかける。
着信側携帯電話機１０Ｂのユーザーが着信操作を行うと、発信側フェムトセル基地局、フェムトセル制御局、着信側フェムトセル基地局を介して発信側携帯電話機１０Ａと着信側携帯電話機１０Ｂとの接続が確立され、通話に至る（ＳＴ２００）。
着信側フェムトセル基地局４００Ｂは、接続確立部４５４にて電話番号を特定して携帯電話機１０Ｂに呼出しをかける。
着信側携帯電話機１０Ｂのユーザーが着信操作を行うと、発信側フェムトセル基地局、フェムトセル制御局、着信側フェムトセル基地局を介して発信側携帯電話機１０Ａと着信側携帯電話機１０Ｂとの接続が確立され、通話に至る（ＳＴ２００）。
ここで、発信側リンク品質検査工程（ＳＴ１１０）において、パケットロスが所定閾値以上であって通信品質を確保できないとなった場合（ＳＴ１２０：ＮＯ）、通信品質判定部４４０は回線切換部４６０にその結果を伝える。すると、回線切換部４６０によって回線切換工程（ＳＴ２１０）が実行される。すなわち、現在、発信側携帯電話機１０Ａとフェムトセル基地局４００Ａとが無線でつながっているところ、回線切換部４６０はフェムトセル基地局４００Ａとこの携帯電話機１０Ａとの接続を遮断し、同時に、携帯電話機１０Ａに対して別の回線での通信を実行させる。
別の回線とは、この携帯電話機１０Ａをカバーエリアに含むマクロセル基地局２１０を介した公衆携帯電話通信網２００である。
回線切換部４６０による接続遮断の処理としては、回線切換部４６０がＲＮＣ部４１２に対して前記携帯電話機１０Ａからの信号を受け付けないように指示して、携帯電話機１０Ａとの接続を確立できないようにすることが例として挙げられる。
フェムトセル基地局４００Ａがこのように携帯電話機１０Ａとの接続を遮断すると、この携帯電話機１０Ａの位置登録がフェムトセル基地局４００Ａから外れることとなる。
携帯電話機１０Ａは、フェムトセル基地局４００Ａとの接続が切れた場合、当該携帯電話機１０Ａをカバーエリアに含むマクロセル基地局２１０との接続を確立する（図５中のＳＡ）。そして、携帯電話機１０Ａは、マクロセル基地局２１０を介した公衆携帯電話通信網２００を使って相手先携帯電話機１０Ｂへの呼出しを行うこととなる（ＳＴ２２０）。
別の回線とは、この携帯電話機１０Ａをカバーエリアに含むマクロセル基地局２１０を介した公衆携帯電話通信網２００である。
回線切換部４６０による接続遮断の処理としては、回線切換部４６０がＲＮＣ部４１２に対して前記携帯電話機１０Ａからの信号を受け付けないように指示して、携帯電話機１０Ａとの接続を確立できないようにすることが例として挙げられる。
フェムトセル基地局４００Ａがこのように携帯電話機１０Ａとの接続を遮断すると、この携帯電話機１０Ａの位置登録がフェムトセル基地局４００Ａから外れることとなる。
携帯電話機１０Ａは、フェムトセル基地局４００Ａとの接続が切れた場合、当該携帯電話機１０Ａをカバーエリアに含むマクロセル基地局２１０との接続を確立する（図５中のＳＡ）。そして、携帯電話機１０Ａは、マクロセル基地局２１０を介した公衆携帯電話通信網２００を使って相手先携帯電話機１０Ｂへの呼出しを行うこととなる（ＳＴ２２０）。
なお、携帯電話機１０Ａに別回線への回線切換をさせるにあたっては、フェムトセル基地局４００Ａが周囲のマクロセル基地局２１０をサーチし、最も電波強度が強いマクロセル基地局２１０を携帯電話機１０Ａに指示する構成であってもよい。
このように回線切換先のマクロセル基地局２１０を携帯電話機１０Ａに伝えることによって、携帯電話機１０Ａが基地局をサーチする必要がなくなり、通話接続を円滑に実行させることができる。
このように回線切換先のマクロセル基地局２１０を携帯電話機１０Ａに伝えることによって、携帯電話機１０Ａが基地局をサーチする必要がなくなり、通話接続を円滑に実行させることができる。
また、着信側リンク品質検査工程（ＳＴ１５０）において、パケットロスが所定閾値以上であって通信品質を確保できないとなった場合（ＳＴ１６０：ＮＯ）、通信品質判定部４４０は回線切換部４６０にその結果を伝える。すると、回線切換部４６０によって着信回線切換工程（ＳＴ２３０）が実行される。すなわち、回線切換部４６０は、フェムトセル制御局３３０に対して公衆携帯電話通信網２００経由で呼出し対象の携帯電話機１０Ｂの呼出しをするように指令を送る。
これにより、呼出し対象の携帯電話機１０Ｂには通常の公衆携帯電話通信網２００のマクロセル基地局２１０を介して接続中継が行われる（図５中のＳＢ）。
これにより、呼出し対象の携帯電話機１０Ｂには通常の公衆携帯電話通信網２００のマクロセル基地局２１０を介して接続中継が行われる（図５中のＳＢ）。
（第２実施例）
次に、第２実施例として、発信側はフェムトセル基地局を介して通信し、着信側はマクロセル基地局を介して通信する場合について説明する。
この第２実施例においては、発信側リンクＬＡにのみフェムトセル通信網３００を利用することとなる。したがって、通信品質の検査は発信側リンクＬＡに対してのみ行えばよい。
この場合、図４のフローチャートを参照すると、ＳＴ１００からＳＴ１４０、および、ＳＴ２１０、ＳＴ２２０は第２実施例においても必要な工程となる。
発信側リンク品質検査工程ＳＴ１１０にあっては図６に説明したシークエンスを実行して通信品質の判定を行う。通信品質が確保される場合にはフェムトセル通信網を利用して呼出し発信（ＳＴ１４０）を行う。
一方、通信品質が保てない場合（ＳＴ１２０：ＮＯ）には発信回線の切り換え（発信回線切換工程ＳＴ２１０）によって公衆携帯電話通信網２００を介して相手先の携帯電話機に呼出しをかけて通話を行う。
次に、第２実施例として、発信側はフェムトセル基地局を介して通信し、着信側はマクロセル基地局を介して通信する場合について説明する。
この第２実施例においては、発信側リンクＬＡにのみフェムトセル通信網３００を利用することとなる。したがって、通信品質の検査は発信側リンクＬＡに対してのみ行えばよい。
この場合、図４のフローチャートを参照すると、ＳＴ１００からＳＴ１４０、および、ＳＴ２１０、ＳＴ２２０は第２実施例においても必要な工程となる。
発信側リンク品質検査工程ＳＴ１１０にあっては図６に説明したシークエンスを実行して通信品質の判定を行う。通信品質が確保される場合にはフェムトセル通信網を利用して呼出し発信（ＳＴ１４０）を行う。
一方、通信品質が保てない場合（ＳＴ１２０：ＮＯ）には発信回線の切り換え（発信回線切換工程ＳＴ２１０）によって公衆携帯電話通信網２００を介して相手先の携帯電話機に呼出しをかけて通話を行う。
（第３実施例）
第３実施例として、発信側はマクロセル基地局を介して通信し、着信側はフェムトセル基地局を介して通信する場合について説明する。
この第３実施例においては、着信側リンクＬＢにのみフェムトセル通信網３００を利用することとなる。したがって、通信品質の検査は着信側リンクＬＢに対してのみ行えばよい。
この場合、図４のフローチャートを参照すると、ＳＴ１５０からＳＴ１８０、および、ＳＴ２３０、ＳＴ２３０は第３実施例においても必要な工程となる。
着信側リンク品質検査工程ＳＴ１５０にあっては図７に説明したシークエンスを実行して通信品質の判定を行う。
通信品質が確保される場合にはフェムトセル通信網を利用して着信応答（ＳＴ１８０）を行う。
一方、通信品質が保てない場合（ＳＴ１６０：ＮＯ）には着信回線の切り換え（着信回線切換工程ＳＴ２３０）によって公衆携帯電話通信網２００を介して相手からの携帯電話機を受ける。
第３実施例として、発信側はマクロセル基地局を介して通信し、着信側はフェムトセル基地局を介して通信する場合について説明する。
この第３実施例においては、着信側リンクＬＢにのみフェムトセル通信網３００を利用することとなる。したがって、通信品質の検査は着信側リンクＬＢに対してのみ行えばよい。
この場合、図４のフローチャートを参照すると、ＳＴ１５０からＳＴ１８０、および、ＳＴ２３０、ＳＴ２３０は第３実施例においても必要な工程となる。
着信側リンク品質検査工程ＳＴ１５０にあっては図７に説明したシークエンスを実行して通信品質の判定を行う。
通信品質が確保される場合にはフェムトセル通信網を利用して着信応答（ＳＴ１８０）を行う。
一方、通信品質が保てない場合（ＳＴ１６０：ＮＯ）には着信回線の切り換え（着信回線切換工程ＳＴ２３０）によって公衆携帯電話通信網２００を介して相手からの携帯電話機を受ける。
このような第１実施形態によれば次の効果を奏する。
（１）フェムトセル基地局４００を介する通話セッションの要求があった場合、携帯電話機同士の通話接続を確立させる前にリンク品質判定工程（ＳＴ１１０、ＳＴ１５０）を実行し、フェムトセル基地局４００とフェムトセル制御局３３０との間の通信品質を検査するので、フェムトセル基地局４００を介した通話セッションの通話品質を保証することができる。
（１）フェムトセル基地局４００を介する通話セッションの要求があった場合、携帯電話機同士の通話接続を確立させる前にリンク品質判定工程（ＳＴ１１０、ＳＴ１５０）を実行し、フェムトセル基地局４００とフェムトセル制御局３３０との間の通信品質を検査するので、フェムトセル基地局４００を介した通話セッションの通話品質を保証することができる。
（２）リンク品質判定工程（発信側リンク品質判定工程ＳＴ１１０、着信側リンク品質判定工程ＳＴ１５０）において、フェムトセル基地局４００とフェムトセル制御局３３０との間のデータ伝送品質が悪いと判定される場合には、このフェムトセル基地局４００とフェムトセル制御局３３０との間でインターネット網を介したネットワーク接続を行うことなく、他の回線を用いた通話接続をさせるように回線切換を行うので、ユーザーが要求した通話を確実につなぐことができる。
（３）通信品質の判定にあたって、フェムトセル制御局３３０からフェムトセル基地局４００に向けての下りリンクについてのみパケット伝送品質の判定を行う構成を採用する。そして、フェムトセル基地局４００側には、プレ接続のための機能と通信品質判定の機能を持たせるので、フェムトセル基地局４００の機能をできる限り少なくして小型化、低コスト化を図りつつ通信品質を通話接続の前に判定させることができる。
（４）テストデータとしては、映像と音声とが同期したもの（トーキー）を利用しているので、通話品質を十分に確保できるか否かを適格に類推することができる。
（変形例１）
本発明の変形例１について説明する。
フェムトセル基地局４００は建物内に設置される小型の基地局であるところ、フェムトセル基地局４００を利用するユーザーがほぼ固定される場合、フェムトセル基地局４００を利用する携帯電話機の加入者情報をあらかじめフェムトセル基地局４００に登録しておいてもよい。
例えば、家屋にフェムトセル基地局４００が設置される場合にはその家の住人がユーザーとして固定されると考えられるので、その家庭の住人をフェムトセル基地局４００のユーザーとして登録しておく。
フェムトセル基地局４００は、上記第１実施形態にて説明したように発着信にあたって発信側リンクあるいは着信側リンクの通信品質を検査し、通信品質が確保できないと判断する場合には回線の切換を実行させるが、その際に、加入者情報を直接にＬＲ２３１に送って、この加入者がフェムトセル基地局４００の管理からマクロセル基地局２１０の管理にうつることを伝えてもよい。
このようにフェムトセル基地局４００が携帯電話機１０に代わって携帯電話事業者のＬＲ２３１に対して位置登録の切り替えを行えば、前記回線切換の処理が非常に円滑になる。
本発明の変形例１について説明する。
フェムトセル基地局４００は建物内に設置される小型の基地局であるところ、フェムトセル基地局４００を利用するユーザーがほぼ固定される場合、フェムトセル基地局４００を利用する携帯電話機の加入者情報をあらかじめフェムトセル基地局４００に登録しておいてもよい。
例えば、家屋にフェムトセル基地局４００が設置される場合にはその家の住人がユーザーとして固定されると考えられるので、その家庭の住人をフェムトセル基地局４００のユーザーとして登録しておく。
フェムトセル基地局４００は、上記第１実施形態にて説明したように発着信にあたって発信側リンクあるいは着信側リンクの通信品質を検査し、通信品質が確保できないと判断する場合には回線の切換を実行させるが、その際に、加入者情報を直接にＬＲ２３１に送って、この加入者がフェムトセル基地局４００の管理からマクロセル基地局２１０の管理にうつることを伝えてもよい。
このようにフェムトセル基地局４００が携帯電話機１０に代わって携帯電話事業者のＬＲ２３１に対して位置登録の切り替えを行えば、前記回線切換の処理が非常に円滑になる。
（変形例２）
上記実施形態においては、回線切換の処理にあたり、フェムトセル基地局４００が携帯電話機１０の管理を外し、携帯電話機１０がマクロセル基地局２１０と無線接続する場合を例にして説明したが、変形例２としては、フェムトセル基地局４００が携帯電話機１０の電波およびマクロセル基地局２１０からの電波を受信および増幅して中継し、いわゆるリピータとなって携帯電話機１０が通話する回線の切換を実行してもよい。
フェムトセル基地局４００はブロードバンド回線を使用するところ、ブロードバンド回線の帯域の問題から同時接続はせいぜい数台（例えば４台）程度に制限されたりブロードバンド回線の通信品質がノイズ等の影響を受けて安定的に確保できなかったりする場合があるが、フェムトセル基地局４００と携帯電話機１０との間の無線接続に関しては良好により多くの同時接続が可能である。
したがって、フェムトセル基地局４００は、ブロードバンド回線では通信品質が保てないと判定された場合にはそのセッションについてはリピータとなってマクロセル基地局２１０との中継動作を行ってもよい。
上記実施形態においては、回線切換の処理にあたり、フェムトセル基地局４００が携帯電話機１０の管理を外し、携帯電話機１０がマクロセル基地局２１０と無線接続する場合を例にして説明したが、変形例２としては、フェムトセル基地局４００が携帯電話機１０の電波およびマクロセル基地局２１０からの電波を受信および増幅して中継し、いわゆるリピータとなって携帯電話機１０が通話する回線の切換を実行してもよい。
フェムトセル基地局４００はブロードバンド回線を使用するところ、ブロードバンド回線の帯域の問題から同時接続はせいぜい数台（例えば４台）程度に制限されたりブロードバンド回線の通信品質がノイズ等の影響を受けて安定的に確保できなかったりする場合があるが、フェムトセル基地局４００と携帯電話機１０との間の無線接続に関しては良好により多くの同時接続が可能である。
したがって、フェムトセル基地局４００は、ブロードバンド回線では通信品質が保てないと判定された場合にはそのセッションについてはリピータとなってマクロセル基地局２１０との中継動作を行ってもよい。
さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
テストデータ記憶部はフェムトセル制御局の一構成要素として設ける例を示したが、テストデータを記憶したサーバーを別途設けておいて、プレ接続状態に入った際にはフェムトセル制御局から前記サーバーにアクセスしてテストデータを読み出して伝送してもよい。
上記実施形態においてはフェムトセル基地局がＲＮＣ部を有する場合を例にしたが、個々のフェムトセル基地局がＲＮＣを内蔵せず、別途外部に複数のフェムトセル基地局を管理するＲＮＣがあってもよい。
マクロセル基地局としては、公衆携帯電話通信網の基地局であってフェムトセル基地局のカバーエリアよりも広い範囲をカバーエリアとするものであれば特に限定されない。たとえば、マクロセル基地局としては、半径数１００ｍ程度のマイクロセルと呼ばれる範囲をカバーエリアとする基地局であってもよい。
テストデータ記憶部はフェムトセル制御局の一構成要素として設ける例を示したが、テストデータを記憶したサーバーを別途設けておいて、プレ接続状態に入った際にはフェムトセル制御局から前記サーバーにアクセスしてテストデータを読み出して伝送してもよい。
上記実施形態においてはフェムトセル基地局がＲＮＣ部を有する場合を例にしたが、個々のフェムトセル基地局がＲＮＣを内蔵せず、別途外部に複数のフェムトセル基地局を管理するＲＮＣがあってもよい。
マクロセル基地局としては、公衆携帯電話通信網の基地局であってフェムトセル基地局のカバーエリアよりも広い範囲をカバーエリアとするものであれば特に限定されない。たとえば、マクロセル基地局としては、半径数１００ｍ程度のマイクロセルと呼ばれる範囲をカバーエリアとする基地局であってもよい。
１０、１０Ａ、１０Ｂ…携帯電話機、２０…建物、１００…移動通信システム、２００…公衆携帯電話通信網、２１０…マクロセル基地局、２２０…ＲＮＣ、２３０…コアネットワーク、３００…フェムトセル通信網、３１０…ブロードバンド回線、３２０…インターネット網、３３０…フェムトセル制御局、３３１…ネットワーク制御部、３３２…プレ接続部、３３３…テストデータ記憶部、４００、４００Ａ、４００Ｂ…フェムトセル基地局、４１０…無線通信部、４１１…アンテナ、４１２…ＲＮＣ部、４１３…プロトコル制御部、４２０…接続制御部、４３０…プレ発着信部、４３１…プレ発信部、４３２…プレ着信部、４４０…通信品質判定部、４５０…ネットワーク接続部、４５１…発着信部、４５２…呼出発信部、４５３…着信応答部、４５４…接続確立部、４６０…回線切換部、
Claims (5)
- ブロードバンド回線を介してインターネット網に接続されているとともに移動通信端末との無線通信を行って移動通信端末間の通話を中継する基地局であって公衆携帯電話通信網を構成するマクロセル基地局よりも狭いエリアをカバーエリアとするフェムトセル基地局と、
前記フェムトセル基地局と前記インターネット網を介して接続されて前記フェムトセル基地局間のネットワーク制御を行うとともにゲートウェイを介して公衆携帯電話通信網のコアネットワークに接続されているフェムトセル制御局と、を備え、移動通信端末間の無線通話を中継する移動通信システムの制御方法であって、
移動体通信端末同士の通話セッションを確立させる前に前記フェムトセル基地局と前記フェムトセル制御局とのネットワーク間リンクの通信品質を検査するリンク品質判定工程と、
前記リンク品質判定工程にて通信品質がＯＫであった場合には前記フェムトセル基地局からインターネット網を介した移動通信端末同士の通話接続を行う通話接続工程と、
前記リンク品質判定工程にて通信品質がＮＧであった場合には前記公衆携帯電話通信網の前記マクロセル基地局を介した通話接続に回線切換を行う回線切換工程と、を備える
ことを特徴とする移動通信システム制御方法。 - 請求項１に記載の移動通信システム制御方法において、
前記フェムトセル制御局は、移動通信端末同士の通話接続をさせる前に前記フェムトセル基地局と試行的に接続を行うプレ接続部と、テストデータを記憶したテストデータ記憶部と、を備え、
前記フェムトセル基地局は、通話セッションの要求に対して前記プレ接続部との間で試行的な接続の要求または応答を行うプレ発着信部と、前記フェムトセル制御局から伝送されるテストデータの通信品質を判定する通信品質判定部と、を備え、
前記リンク品質検査工程は、
前記プレ接続部と前記プレ発着信部とによって前記フェムトセル制御局と前記フェムトセル基地局とが試行的にネットワーク接続された状態で前記テストデータ記憶部のテストデータを前記フェムトセル制御局から前記フェムトセル基地局に伝送するテストデータ伝送工程と、
伝送されてきた前記テストデータを受信して前記通信品質判定部にてこのテストデータのパケットロス率を所定閾値と対比して通信品質を判定する通信品質判定工程と、を備える
ことを特徴とする移動通信システム制御方法。 - 請求項１または請求項２に記載の移動通信システム制御方法において、
前記回線切換工程は、前記フェムトセル基地局が当該フェムトセル基地局と無線接続している移動通信端末との無線接続を停止することにより、前記移動通信端末が自発的にマクロセル基地局と通信して在圏管理を移す
ことを特徴とする移動通信システムの制御方法。 - 請求項１または請求項２に記載の移動通信システム制御方法において、
前記回線切換工程は、
前記フェムトセル基地局が当該フェムトセル基地局と無線接続している移動通信端末に対して周囲のマクロセル基地局のうち電波受信強度が十分に強い基地局を指示した後、前記移動通信端末との無線接続を停止する
ことを特徴とする移動通信システム制御方法。 - 請求項４に記載の移動通信システム制御方法において、
前記フェムトセル基地局は、前記フェムトセル制御局を介して公衆携帯電話通信網のホームメモリ局に前記移動通信端末の在圏情報を知らせる
ことを特徴とする移動通信システム制御方法。
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