JP2010056881A - 基地局及び移動局 - Google Patents

Abstract

【課題】フェムトセルの機能が利用できない状況において、通信路の輻輳を回避しつつ移動局にスムーズ広域基地局へ接続させる。
【解決手段】一般回線を介して移動体通信網に接続され、移動局と通信を行う基地局(FCL1,FCL2)は、一般回線を介して移動体通信網と通信を行う通信部(146)、自局へ電力を供給する商用電源の遮断を検出する検出部(143,143A)、通信部(146)が一般回線を介して移動体通信網と通信を行っている際に、検出部(143,143A)により商用電源の遮断が検出されると、自局に接続している移動局を、専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局(BS)に対してハンドオフするように制御する制御部(140,140A)を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局及び移動局に関し、特に、一般回線を介して移動体通信網に接続する基地局及び当該基地局に接続可能な移動局に関する。

近年、移動体通信用の機器、特に携帯電話端末は急速に普及し、人口がある程度あるエリアはほとんどカバーされるようになった。しかしながら、家屋や建物の内部の空間や立地状況が悪い場所では、通常の既存基地局（即ち、専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局（広域基地局、マクロセル））からの電波が届かず圏外となったり、電波が弱く通信が安定しなかったりするエリアが存在している。このような圏外となるエリアをカバーするものとして、出力電力が小さく、半径数メートル〜数１０メートル程度のセルを提供する小型基地局が開発されている。この小型基地局は、各家庭に引込まれている一般回線（ADSLなどのブロードバンド回線）を介して移動体通信網に接続されており、「フェムトセル」と称される（非特許文献１を参照されたい。）。フェムトセルは基地局であるため、移動局（携帯電話端末等の移動体通信端末）は、フェムトセルを介して他の基地局（即ち、広域基地局）と同様のサービス（通話、メール機能、ＳＭＳ（Short Message Service）、ＷＥＢブラウジング等）を享受することができる。フェムトセルは、リッチコンテンツが拡大し、大容量のデータ通信が要求される近年の移動体通信において、広域基地局への負荷を軽減するという利点もある。

一般家庭やオフィスにおいては、光回線、ADSLなどのブロードバンド回線の常時接続が普及しているため、フェムトセルと移動局を接続する環境（即ちバックボーン）は整いつつある。さらに、通信事業者としては、フェムトセル及びブロードバンド回線の利用によって、本来消費されるはずであった既存の広域基地局のリソース（帯域など）を使わずに済み、低コストで携帯電話のエリア改善ができるメリットがある。このように、２ＧＨｚ帯やそれ以上の周波数帯域で運用される第３世代（３Ｇ）や第３．９世代（３．９Ｇ）及びIMT-ADVANCEDにおいては、屋外の広域基地局と屋内のフェムトセルの組み合わせは必須になっていくものと予想される。さらに、２００８年２月、総務省により、フェムトセルに関するそれ以前の規制緩和の方針が発表され、一定の条件下において、停電時における非常用電源装置の設置の義務付けが無くなった。これを受け、一部の携帯電話事業者で既にビジネスプランが発表されているように、フェムトセルの本格的な開発及び使用がさらに進むことが考えられる。

http://www.nttdocomo.co.jp/info/news_release/page/070710_01.html

このようなフェムトセルを個人ユーザが購入し、自宅や小規模オフィスなどに設置した場合、電力供給が不安定になる恐れがある。例えば、家庭や小規模オフィスでは、落雷などによる停電、電力の過剰使用による電力供給停止（ブレーカ作動）などの電力供給における不測の事態が発生する恐れが高い。また、フェムトセルへの電力供給が停止していなくとも、フェムトセルが一般回線へ接続するためのネットワーク機器（モデム、ルータ等）の機能が、例えば、ネットワークのトラブル、プロバイダによるメンテナンス等の要因により停止する（機能しない）場合もある。たとえ、停電に備えてフェムトセルに非常用電源（バックアップ電源）を設置しても、ネットワーク機器が非常用電源を備えていない場合も想定される。即ち、フェムトセルが機能しているにも係わらず、バックボーンが機能していない状態が起こり得る。

このように、フェムトセルのみが機能し、バックボーンのネットワーク機器等が機能していない場合には、フェムトセルに接続している移動局へのハンドオフ命令を送信できないまま、フェムトセルにおける上位レイヤの制御が停滞する。一般回線を介した上位レイヤとの通信が途絶えるため、上位レイヤへのメッセージがタイムアウトするまで、フェムトセルは、移動局への各種メッセージを送信しない。即ち、移動局にとっては、長時間待ったにも係わらず、ネットワークからのレスポンスを要する処理がタイムアウトすることになる。このような、フェムトセルが機能しているにもかかわらずフェムトセルからのレスポンスがない状況は、移動局を有するユーザに不安や苛立ちを抱かせる恐れがある。また、ネットワークとの通信が継続できないためにフェムトセルがその機能を停止すると、移動局は、接続可能な既存の広域基地局を探す位置登録等の処理から開始しなければならず、通信が途切れる時間がさらに長くなる。

このような状況において、移動局に瞬時に広域基地局への接続を可能にするために、フェムトセルが、広域基地局の情報（広域基地局の位置、使用周波数帯域等）を予め移動局へ報知しておき、上述のような状況が発生した際に、移動局との接続を切断して、移動局が自ら既存の広域基地局へスムーズな接続（ハンドオフ）を促す方法が考えられる。この場合、フェムトセルが移動局のハンドオフを制御することができない。そして、停電の場合には、停電の生じた地域一帯の複数のフェムトセルが、ネットワークと通信不可能になると考えられる。従って、それら複数のフェムトセルに接続している移動局が一斉に広域基地局にハンドオフすると、通信路の輻輳を招くおそれがある。すなわち、フェムトセルのみが機能し、バックボーンのネットワーク機器等が機能していない状況が複数のフェムトセルにおいて発生した場合に、通信路を輻輳させずに、移動局を広域基地局に接続させる必要があるが、そのような技法は開発されていない。

従って、本発明の目的は、一般回線を介して移動体通信網に接続する基地局のバックボーンが停止したために基地局の機能が利用できない状況において、該基地局が移動局をスムーズに既存の広域基地局へ接続させるとともに、通信路の輻輳を回避するための技法（基地局及び移動局）提供することを目的とする。

上述した諸課題を解決すべく、本発明による一般回線（ＡＤＳＬ等のブロードバンド回線）を介して移動体通信網に接続され、移動局（移動体通信端末）と通信を行う基地局（フェムトセル）は、
前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う通信部と、
自局へ電力を供給する商用電源の遮断を検出する検出部と、
前記通信部が前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行っている際に、前記検出部により前記商用電源の遮断が検出されると、自局に接続している（１つまたは複数の）移動局を、専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局（広域基地局）に対してハンドオフするように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の一実施形態による基地局（フェムトセル）は、
前記制御部は、
前記検出部により前記商用電源の遮断が検出されると、前記自局に接続している移動局に対して、前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局に対するハンドオフ指示（当該基地局の位置、使用周波数帯域等の情報を含む）と所定のオフセット時間とを送信するように制御することを特徴とする。

また、本発明の一実施形態による一般回線（ＡＤＳＬ等のブロードバンド回線）を介して移動体通信網に接続され、移動局（移動体通信端末）と通信を行う基地局（フェムトセル）は、
前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う通信部と、
前記一般回線への接続異常を検出する検出部と、
前記通信部が前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行っている際に、該検出部により前記一般回線への接続異常が検出されると、自局に接続している移動局を、専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局（広域基地局）に対してハンドオフするように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の別の実施形態による基地局（フェムトセル）は、
前記制御部は、
前記検出部により前記一般回線への接続異常が検出されると、前記自局に接続している移動局に対して、前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局（広域基地局）に対するハンドオフ指示と所定のオフセット時間とを送信するように制御することを特徴とする。

また、本発明の実施形態による一般回線（ＡＤＳＬ等のブロードバンド回線）を介して移動体通信網に接続されている基地局（フェムトセル）に接続する移動局（移動体通信端末）は、
専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局（広域基地局）に対するハンドオフ指示（当該基地局の位置、使用周波数帯域等の情報を含む）と所定のオフセット時間とを前記基地局（フェムトセル）から受信する受信部と、
該受信部が前記ハンドオフ指示を受信してから前記所定のオフセット時間が経過すると、前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局（広域基地局）に対して接続するように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

さらに、本発明の実施態様による一般回線（ＡＤＳＬ等のブロードバンド回線）を介して移動体通信網に接続され、移動局（移動体通信端末）と通信を行う基地局（フェムトセル）は、
前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う通信部と、
専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局と移動局との間の通信を中継する中継機能部と、
自局へ電力を供給する商用電源の遮断を検出する検出部と、
前記通信部が前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う第１動作モード中に、前記検出部により前記商用電源の遮断が検出されると、前記中継機能部が前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局と移動局との間の通信を中継する第２動作モードに変更するように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

さらに、本発明の別の実施態様による基地局（フェムトセル）は、
前記制御部は、
前記第１動作モードから前記第２動作モードに変更すると、自局に接続する移動局に対して当該動作モードを変更した旨を通知することを特徴とする。

さらに、本発明の別の実施態様による基地局（フェムトセル）は、
前記制御部は、
前記検出部により前記商用電源の遮断が検出されると、所定のオフセット時間が経過した後、前記第２動作モードに変更するように制御することを特徴とする。

さらに、本発明の別の実施態様による基地局（フェムトセル）は、
前記所定のオフセット時間が、自局に固有の識別子（セクタＩＤ等）に基づいて決定されることを特徴とする。

さらに、本発明の実施態様による一般回線（ＡＤＳＬ等のブロードバンド回線）を介して移動体通信網に接続され、移動局（移動体通信端末）と通信を行う基地局（フェムトセル）は、
前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う通信部と、
専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局と移動局との間の通信を中継する中継機能部と、
前記一般回線への接続異常を検出する検出部と、
前記通信部が前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う第１動作モード中に、前記検出部により前記一般回線への接続異常が検出されると、前記中継機能部が前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局と移動局との間の通信を中継する第２動作モードに変更するように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の別の実施形態による基地局（フェムトセル）は、
前記制御部は、
前記第１動作モードから前記第２動作モードに変更すると、自局に接続する移動局に対して当該動作モードを変更した旨を通知することを特徴とする。

また、本発明の別の実施形態による基地局（フェムトセル）は、
前記制御部は、
前記検出部により前記一般回線への接続異常が検出されると、所定のオフセット時間が経過した後、前記第２動作モードに変更するように制御することを特徴とする。

さらに、本発明の別の実施形態による基地局（フェムトセル）は、
前記所定のオフセット時間が、自局に固有の識別子（セクタＩＤ等）に基づいて決定されることを特徴とする。

なお、上述の一般回線（ＡＤＳＬ等のブロードバンド回線）を介して移動体通信網に接続され、移動局（移動体通信端末）と通信を行う（フェムトセル）において、検出部は、前記商用電源から所定時間以上電力が供給されない場合を、商用電源の遮断として検出する。また、検出部は、前記一般回線へ接続するためのネットワーク機器（モデム、ルータ等）から所定時間以上応答がない場合を、一般回線への接続異常として検出する。

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。なお、それらの方法やプログラムの各ステップは、データの処理においては必要に応じて、CPU、DSPなどの演算処理装置を使用するものであり、入力したデータや加工・生成したデータなどをHDD、メモリなどの記憶装置に格納するものである。

本発明によれば、一般回線を介して移動体通信網に接続する基地局のバックボーンが停止したために基地局の機能が利用できない状況において、該基地局が移動局をスムーズに既存の広域基地局へ接続させるとともに、通信路の輻輳を回避することが可能となる。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。

＜第１の実施例＞
図１は、本発明の第１の実施例によるフェムトセル基地局のブロック図である。図に示すように、フェムトセル基地局ＦＣＬ１は、アンテナＡＮＴ、ＲＦ送受信部１１０、送信部１２０、受信部１３０、制御部１４０、記憶部１５０、電源部１６０、及び計測部ＴＩＭを備える。送信部１２０は、送信系ＲＦ回路部１２２と送信変調部１２４とを有する。受信部１３０は、受信系ＲＦ回路部１３２と受信復調部１３４とを有する。ＲＦ送受信部１１０は、送受の切替を行い、送信部１２０及び受信部１３０は、アンテナＡＮＴを介して、移動局と通信するための電波の送信及び受信をそれぞれ行う。制御部１４０は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１全体の制御を司り、取得部１４１、指示部１４２、検出部１４３、ベースバンド信号処理部１４４、プロトコル制御部１４５、及びコアネットワークインターフェース制御部１４６を有する。記憶部１５０は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１を介して位置登録を行った移動局（図示せず）に関する参照データ（電話番号等の固有の識別子）、移動局に指示するオフセット時間に関するテーブル、及び既存の広域基地局（専用回線を介して移動局通信網に接続している基地局、マクロセル）によって報知された、当該広域基地局に関する報知情報を格納する。なお、これらの詳細は後述する。

電源部１６０は、無停電電源装置ＵＰＳを介して商用電源１６１から電力を供給されている。コアネットワークインターフェース制御部１４６は、ルータ１７０及び一般回線（ADSL等のブロードバンド回線）を介してインターネットなどのネットワークＮＥＴに接続されている。ネットワークＮＥＴは、フェムトゲートウェイＦＧＷを介して移動体通信網ＣＮＥＴと接続している。すなわち、コアネットワークインターフェース制御部１４６は、一般回線を介して移動体通信網ＣＮＥＴと通信を行う通信部として機能する。移動体通信網ＣＮＥＴは、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）等を含み、基地局制御装置ＢＳＣを介して広域基地局ＢＳに接続している。

取得部１４１は、広域基地局ＢＳが報知する報知情報を取得する。指示部１４２は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１に接続している移動局へハンドオフを指示する。検出部１４３は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１と一般回線との間の接続異常や、商用電源からの電力供給の遮断（停電の発生等）を検出する。検出部１４３は、例えば、ネットワークＮＥＴへ接続するためのルータ１７０等のネットワーク機器から所定時間以上応答がない場合を、一般回線への接続異常として検出する。また、無停電電源装置ＵＰＳが商用電源から電源供給を受けずに、無停電電源装置ＵＰＳのバッテリーからフェムトセル基地局ＦＣＬ１への電力供給を開始して所定時間経過した場合を、停電の発生として検出する。即ち、フェムトセル基地局ＦＣＬ１への商用電源からの電源供給が所定時間以上停止した場合を、停電として検出する。また、計測部ＴＩＭは、上述したネットワーク機器からの応答待ちの時間や、商用電源からの電源供給が停止してからの時間を計測する。

なお、本発明の第１の実施例によるフェムトセル基地局は、図２のように構成することもできる。図２に示すように、本発明の第１の実施例によるフェムトセル基地局ＦＣＬ２は、予備電源（バックアップ電源）１６２を備えることもできる。図２に示すフェムトセル基地局ＦＣＬ２において、制御部１４０Ａにおける検出部１４３Ａは、商用電源１６３からの電源供給が停止して、予備電源１６２によってフェムトセル基地局ＦＣＬ２への電力供給が開始されてから所定時間以上経過した場合を、停電として検出する。図１及び図２に示すフェムトセル基地局の違いは、予備電源１６２の有無のみであるため、図２におけるその他の機能部についての説明は省略する。

図３は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）及び広域基地局ＢＳに接続可能な、本発明の一実施例による移動局のブロック図である。例えば、移動局としては、フェムトセルへの接続が可能であるならば、ノートパソコン、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタンス）、携帯ゲーム機、携帯オーディオプレーヤー、携帯ビデオプレイヤー、携帯電子辞書、携帯電子書籍ビューワーなどの携帯電子機器に幅広く本発明を適用することが可能である。移動局３００は、アンテナＡＮＴ２、無線部３１０、ベースバンド部３２０、制御部３３０、記憶部３４０、及び計測部３５０を備える。無線部３１０は、受信部３１２及び送信部３１４を備え、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）や広域基地局ＢＳとのアンテナＡＮＴ２を介した無線通信（電波の送受信）を行う。また、制御部３３０は、解析部３３２を備える。さらに、移動局３００は、表示部ＤＩＳ、入力部（キー、ボタンなど）ＫＥＹ、スピーカＳＰ、及びシステムバスＳＢを備える。

受信部３１２は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）から送信されたハンドオフ指示、オフセット時間、及び広域基地局ＢＳの報知情報を受信する。ハンドオフ指示を受信した移動局は、ハンドオフ指示を受信してからオフセット時間が経過した後に、広域基地局ＢＳへ接続する。受信部３１２で受信したハンドオフ指示は、記憶部３４０に格納される。ベースバンド部３２０は、ベースバンド信号の処理を行う。制御部３３０は、移動局３００全体の制御を司る。例えば、制御部３３０は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）から受信したハンドオフ指示を解析し、それらの内容に応じて、接続すべき広域基地局ＢＳの選択や、広域基地局ＢＳへ接続すべき時間移動局３００の待ち受け周波数の変更を制御する。

図４は、図１及び図２に示したフェムトセル基地局ＦＣＬ１及びＦＣＬ２の処理を示すフローチャートである。また、図５は、移動局のハンドオフ処理を説明する図である。これらの図を用いて、フェムトセル基地局ＦＣＬ１及びＦＣＬ２の動作を説明する。まず、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）は、一般回線への接続異常なく、商用電源から電力供給を受け、通常通り動作しているものとする。また、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）には、１つまたは複数の移動局３００が接続しているもの（図５では３つの移動局ＡＴ１，ＡＴ２，ＡＴ３）とする。図に示すように、ステップＳ１１にて、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）の取得部１４１は、周囲に位置する広域基地局ＢＳ（マクロセル）が報知する報知情報を取得する。報知情報には、広域基地局ＢＳの使用周波数、設置位置、規制情報等に関する情報（位置登録のための情報）が含まれる。この情報は、ネットワークＮＥＴを介して一般回線を経由して取得してもよいし、広域基地局ＢＳから無線通信で取得してもよい。また、取得部１４１は、報知情報を定期的に取得する。又は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）の設置場所が変わった場合等、周囲に位置する広域基地局ＢＳの状況が変化した場合に取得する。取得部１４１によって取得された報知情報は、記憶部１５０に格納される。次に、検出部１４３（１４３Ａ）は、商用電源が遮断したか否か（停電が発生したか否か）又は一般回線への接続異常を検出したか否かを判定する（ステップＳ１２）。停電が発生すると、フェムトセル基地局ＦＣＬ１の場合は無停電電源装置ＵＰＳのバッテリーから、また、フェムトセル基地局ＦＣＬ２の場合は、予備電源１６２からの電力供給が開始される。計測部ＴＩＭは、無停電電源装置ＵＰＳのバッテリーから、又は予備電源１６２から電力供給が開始された時間を計測し、検出部１４３（１４３Ａ）は、計測した時間が所定時間以上（例えば、３０秒以上）経過した場合を、商用電源が遮断したものとして検出する。また、検出部１４３（１４３Ａ）は、一般回線へ接続するためのルータ１７０等のネットワーク機器からの応答を監視し、所定時間以上（例えば、２分以上）応答がない場合に、一般回線への接続異常が発生したとみなし、接続異常として検出する。

商用電源の遮断又は一般回線への接続異常が検出されない場合は、ステップＳ１１へ戻る。ステップＳ１２にて商用電源の遮断又は一般回線への接続異常が検出された場合は、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３にて、制御部１４０（又は１４０Ａ）は、自局を制御して、取得済みの広域基地局ＢＳの報知情報を、自局に接続している移動局３００に送信する。そして、指示部１４２は、アクセス開始時間オフセット処理を行う（ステップＳ１４）。図４（ｂ）は、アクセス開始時間オフセット処理のフローチャートである。まず、指示部１４２は、記憶部１５０に格納されている、自局に接続している移動局の参照データ（電話番号等の固有の識別子）を読み込む（ステップＳ２１）。その後、参照データから変数を出力する（ステップＳ２２）。変数は、例えば図５のように、移動局の電話番号の下４桁をたし合わせた数値の下１桁など、複数の移動局を判別可能な数値とする。次に、個々の移動局の通信状態、すなわち、通信中であるか、待ち受け中であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。その後、指示部１４２は、記憶部１５０に格納されたオフセット時間テーブルＴＢ１に基づき、個々の移動局のオフセット時間を決定する（ステップＳ２４）。図５の場合、移動局ＡＴ１の変数及び通信状態は、それぞれ「４」、「通信中」であるため、オフセット時間テーブルＴＢ１に基づき、オフセット時間を「２秒」とする。移動局ＡＴ２のオフセット時間も同様に、オフセット時間テーブルＴＢ１に基づき「４秒」とする。移動局ＡＴ３の場合、通信状態が「待ち受け中」であるため、通信中の移動局に対して広域基地局ＢＳへのハンドオフの必要性が低いと考えられる。従って、オフセット時間テーブルＴＢ１に基づき、変数によるオフセット時間に例えば５秒追加した数値である「６秒」を、オフセット時間とする。その後、図４（ａ）のステップＳ１５へ戻り、制御部１４０は、ステップＳ２４にて決定したオフセット時間を含むオフセット指示（ハンドオフ指示）をそれぞれの移動局へ送信し、送信した移動局３００との接続を切断するように制御する。

ここで、上述した図４に示すフェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）の処理を受けた場合の、移動局３００の動作について説明する。移動局３００は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）によって送信された広域基地局ＢＳの報知情報（図４（ａ）、ステップＳ１３）と、オフセット時間を含むオフセット指示（図４（ａ）、ステップＳ１５）とを受信する。解析部３３２は、受信した報知情報を解析し、報知情報に記述されている広域基地局ＢＳを特定する。制御部３３０は、報知情報に記述されている広域基地局ＢＳに対して、オフセット指示を経過してからオフセット時間経過後に位置登録を行い、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）及び広域基地局ＢＳの両方に対して接続するように移動局３００を制御する。その後、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）から接続を切断されても（図４、ステップＳ１５）、広域基地局ＢＳへの接続が確立しているため、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）から広域基地局ＢＳへの、スムーズな切替（ハンドオフ）が達成されることになる。

上述の実施例では、フェムトセル基地局と広域基地局とが、同一の周波数を使用している場合を想定した。しかしながら、フェムトセル基地局と広域基地局とが使用する周波数帯域が異なる場合も考えられる。この場合は、制御部１４０（１４０Ａ）は、ステップＳ１１で取得した報知情報や周辺基地局をサーチした結果などに基づき、自局が使用する周波数帯域と広域基地局ＢＳが使用する周波数帯域とが異なる場合は、指示部１４２にて、移動局３００に対して、オフセット時間と広域基地局ＢＳが使用する周波数帯域に変更すべき旨を含めたハンドオフ指示を送信する。制御部３３０は、フェムトセル基地局ＦＣＬ１（又はＦＣＬ２）から、オフセット時間と使用する周波数帯域を変更すべき旨を含むハンドオフ指示を受信すると、無線部３１０を制御して、ハンドオフ指示を受信してからオフセット時間の経過後に、接続する広域基地局によって使用されている周波数帯域における周波数に周波数を変更する。その後、変更した周波数を使用し、広域基地局ＢＳに接続することができる。

このように、本発明の第１の実施例によれば、フェムトセル基地局に接続している移動局に対して、当該移動局が接続可能な周囲の広域基地局の情報を予め送信し、商用電源の遮断（停電）や一般回線への接続異常によってフェムトセル基地局が基地局として動作しなくなった場合にも、移動局がスムーズに広域基地局に接続することが可能となる。この際に、各移動局が広域基地局に接続すべき時間をオフセットさせるため、停電の発生時に複数の移動局が一斉に広域基地局にハンドオフすることによる、通信路の輻輳を回避することができる。なお、停電や一般回線への接続異常が復旧し、フェムトセル基地局が基地局として機能するようになった場合は、移動局にハンドオフさせる。これは例えば、ハンドオフさせる旨を、一般回線を介して広域基地局に送信し、広域基地局から移動局にハンドオフ指示を送信させることで行うことができる。

＜第２の実施例＞
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図６は、本発明の第２の実施例によるフェムトセル基地局のブロック図である。図において、図１のフェムトセル基地局ＦＣＬ１と同様の機能部には同じ符号を付し、説明を省略する。指示部１４２Ａは、移動局へ自局の動作モードを変更する旨を通知する。また、記憶部１５０Ａは、自局に関する参照データ（セクタ／フェムトセルＩＤ等の固有の識別子）、自局のオフセット時間に関するテーブル、及び既存の広域基地局（専用回線を介して移動局通信網に接続している基地局、マクロセル）によって報知された、当該広域基地局に関する報知情報を格納する。また、図のように、フェムトセル基地局ＦＣＬ３は、フェムトセル部１００と、中継機能部２００とを備え、機能切替部１８０は、それらの機能を切り替える。中継機能部２００は、送受共用部２１０、高出力ＰＡ（パワーアンプ）２２０、受信信号分離部２３０、アップリンク信号部２３１、ダウンリンク信号部２３２、信号再生部２３３，２３４、周波数変換部２３５，２３６、及び混合部２４０を備える。

フェムトセル基地局ＦＣＬ３は、フェムトセル部１００によって、移動局（図示せず）に対する基地局として機能する。しかし、検出部１４３によって、フェムトセル基地局ＦＣＬ３と一般回線との間の接続異常や、商用電源からの電力供給の停止が検出されると、機能切替部１８０によって中継機能部２００に切り替えられ、フェムトセル基地局ＦＣＬ３は、広域基地局ＢＳと移動局との間の通信の中継器として機能する。すなわち、フェムトセル基地局ＦＣＬ３は、フェムトセル部１００によって一般回線を介して移動体通信網ＣＮＥＴと通信を行う第１動作モードと、中継機能部２００によって広域基地局ＢＳと移動局との間の通信を中継する第２動作モードとを切り替える機能を有する。

なお、本発明の第２の実施例によるフェムトセル基地局は、図７のように構成することもできる。図７に示すように、本発明の第２の実施例によるフェムトセル基地局ＦＣＬ４は、予備電源（バックアップ電源）１６２を備えることもできる。なお、図６と図７との間の差異は、図１と図２との間の差異と同様であるため、説明を省略する。

ここで、フェムトセル基地局ＦＣＬ３（又はＦＣＬ４）が、中継器として機能(第２動作モード)する際の動作について簡単に説明する。アンテナＡＮＴは、広域基地局ＢＳ及び移動局（図示せず）からの信号（電波）を受信する。受信信号分離部２３０は、受信した信号をアップリンク信号またはダウンリンク信号に分離し、それぞれアップリンク信号部２３１及びダウンリンク信号部２３２に送信する。アップリンク信号部２３１及びダウンリンク信号部２３２は、それぞれ、広域基地局ＢＳ及び移動局から受信した信号を復調する。信号再生部２３３，２３４は、復調した信号の誤り訂正等を行い、中継器からの信号である旨を示す情報を付加した信号を再生する。その後、信号は、周波数変換部２３５，２３６によって周波数変換され、高出力ＰＡ２２０によって増幅された後、広域基地局ＢＳ又は移動局へと送信される。

図８は、図６及び図７に示したフェムトセル基地局ＦＣＬ３及びＦＣＬ４の処理を示すフローチャートである。また、図９は、複数のフェムトセル基地局ＦＣＬ３，ＦＣＬ５，ＦＣＬ６が中継器機能へ変更する際のオフセット処理を説明する図である。なお図９において、フェムトセルＦＣＬ５，ＦＣＬ６は、ＦＣＬ３又はＦＣＬ４のいずれかの構成であるものとする。これらの図を用いて、フェムトセル基地局ＦＣＬ３及びＦＣＬ４の動作を説明する。まず、フェムトセル基地局ＦＣＬ３（又はＦＣＬ４）は、一般回線への接続異常なく、商用電源から電力供給を受け、通常通り動作しているものとする。なお、ステップＳ３１及びＳ３２は、図４におけるステップＳ１１及びＳ１２と同様であるため説明を省略する。ステップＳ３２にて、商用電源の遮断又は一般回線への接続異常が検出された場合は、ステップＳ３３へ進み、指示部１４２Ａは、基地局としての動作（第１動作モード）から中継器としての動作（第２動作モード）へと動作モードを変更する旨を移動局へ送信する。その後、指示部１４２Ａは、アクセス開始時間オフセット処理を開始する（ステップＳ３４）。図８（ｂ）は、アクセス開始時間オフセット処理のフローチャートである。まず、指示部１４２Ａは、記憶部１５０Ａに格納されている、自局の参照データ（セクタ／フェムトセルＩＤ等の固有の識別子）を読み込む（ステップＳ４１）。その後、参照データから変数を出力する（ステップＳ４２）。変数は、例えば図９のように、フェムトセルＩＤの下２桁をたし合わせた数値の下１桁など、複数のフェムトセル基地局を判別可能な数値とする。指示部１４２Ａは、記憶部１５０Ａに格納されたオフセット時間テーブルＴＢ２に基づき、自局のオフセット時間を決定する（ステップＳ４３）。図９の場合、フェムトセル基地局ＦＣＬ３は、変数が「１」であるため、オフセット時間テーブルＴＢ２に基づき、オフセット時間が「０．５秒」となる。同様に、フェムトセル基地局ＦＣＬ５及びＦＣＬ６のオフセット時間は、それぞれ、「１秒」、「１．５秒」となる。その後、図８（ａ）のステップＳ３５へ戻り、制御部１４０は、商用電源の遮断又は一般回線への接続異常を検出してから、ステップＳ３４にて決定したオフセット時間の経過後に、中継機能部２００による中継機能（第２動作モード）に切り替えるように機能切替部１８０を制御する。

このように、本発明の第２の実施例によれば、フェムトセル基地局が中継器として機能可能な周囲の広域基地局の情報を予め取得し、商用電源の遮断（停電）や一般回線への接続異常によってフェムトセル基地局が基地局として動作しなくなった場合にも、当該フェムトセル基地局に接続している移動局をスムーズに広域基地局に接続させる中継器として機能することが可能となる。この際に、各フェムトセル基地局が広域基地局に接続する時間をオフセットさせるため、停電の発生時に複数のフェムトセル基地局が中継器として一斉に広域基地局に接続を試みることによる、通信路の輻輳を回避することができる。なお、停電や一般回線への接続異常が復旧し、フェムトセル基地局が第２動作モード（中継器機能）から第１動作モード（基地局機能）に切り替わった場合は、移動局に動作モードの変更の旨を通知する。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。例えば、中継機能部２００の構成は上述したものに限られるものではなく、移動局と広域基地局との間の通信を中継する機能を有する任意の構成にすることができる。また、第１の実施例において、報知情報とハンドオフ指示とを同時に移動局へ送信してもよい。また、第１及び第２の実施例では、商用電源の遮断及び一般回線への接続異常の検出の両方を行う態様を示したが、商用電源の遮断のみ、又は一般回線への接続異常のみを検出してもよい。また、第１の実施例において、フェムトセル基地局から広域基地局へのハンドオフが発生した場合は、移動局において、広域基地局へ接続したことを、移動局に設けられた表示部、振動部、スピーカまたは発光部などを用いて、メッセージの表示、専用アイコンの表示、或いは、バイブレーション、音、光の明滅などで知らせてもよい。同様に、第２の実施例において、第１動作モードから第２動作モードへの切替が発生した場合も、上述のような処理で移動局へ動作モードの切替を通知してもよい。さらに、商用電源の遮断のみに基づいて、第１の実施例の場合は広域基地局へハンドオフさせる機能だけで、第２の実施例の場合は動作モードを切り替える機能だけで構成しても良い。反対に、一般回線への接続異常のみに基づいてハンドオフさせる機能だけで、第２の実施例の場合は動作モードを切り替える機能だけで構成しても良い。なお、一般回線への接続異常のみに基づいてハンドオフさせる（動作モードを切り替える）機能だけで構成した場合、予備電源を備えておかなくても良い。

本発明の第１の実施例によるフェムトセル基地局のブロック図である。 本発明の第１の実施例によるフェムトセル基地局のブロック図である。 フェムトセル基地局及び広域基地局に接続可能な、本発明の一実施例による移動局のブロック図である。 フェムトセル基地局の処理を示すフローチャートである。 移動局のハンドオフ処理を説明する図である。 本発明の第２の実施例によるフェムトセル基地局のブロック図である。 本発明の第２の実施例によるフェムトセル基地局のブロック図である。 フェムトセル基地局の処理を示すフローチャートである。 複数のフェムトセル基地局が中継器機能へ変更する際のオフセット処理を説明する図である。

符号の説明

ＦＣＬ１〜ＦＣＬ６ フェムトセル基地局
１００ フェムトセル部
１１０ ＲＦ送受信部
１２０ 送信部
１２２ 送信系ＲＦ回路部
１２４ 送信変調部
１３０ 受信部
１３２ 受信系ＲＦ回路部
１３４ 受信復調部
１４０，１４０Ａ 制御部
１４１ 取得部
１４２，１４２Ａ 指示部
１４３，１４３Ａ 検出部
１４４ ベースバンド信号処理部
１４５ プロトコル制御部
１４６ コアネットワークインターフェース制御部
１５０，１５０Ａ 記憶部
１６０ 電源部
１６１ 商用電源
１６２ 予備電源
１６３ 商用電源
１７０ ルータ
１８０ 機能切替部
２００ 中継機能部
２１０ 送受共用部
２２０ 高出力ＰＡ
２３０ 受信信号分離部
２３１ アップリンク信号部
２３２ ダウンリンク信号部
２３３，２３４ 信号再生部
２３５，２３６ 周波数変換部
２４０ 混合部
３００ 移動局
３１０ 無線部
３１２ 受信部
３１４ 送信部
３２０ ベースバンド部
３３０ 制御部
３３２ 解析部
３４０ 記憶部
ＡＮＴ，ＡＮＴ２ アンテナ
ＴＩＭ 計測部
ＵＰＳ 無停電電源装置
ＢＳ 広域基地局
ＢＳＣ 基地局制御装置
ＣＮＥＴ 移動体通信網
ＮＥＴ ネットワーク
ＦＧＷ フェムトゲートウェイ
ＴＢ１，ＴＢ２ オフセット時間テーブル
ＤＩＳ 表示部
ＫＥＹ 入力部
ＳＰ スピーカ
ＳＢ システムバス

Claims (13)

1. 一般回線を介して移動体通信網に接続され、移動局と通信を行う基地局であって、
   前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う通信部と、
   自局へ電力を供給する商用電源の遮断を検出する検出部と、
   前記通信部が前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行っている際に、前記検出部により前記商用電源の遮断が検出されると、自局に接続している移動局を、専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局に対してハンドオフするように制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする基地局。
2. 請求項１に記載の基地局において、
   前記制御部は、
   前記検出部により前記商用電源の遮断が検出されると、前記自局に接続している移動局に対して、前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局に対するハンドオフ指示と所定のオフセット時間とを送信するように制御する、
   ことを特徴とする基地局。
3. 一般回線を介して移動体通信網に接続され、移動局と通信を行う基地局であって、
   前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う通信部と、
   前記一般回線への接続異常を検出する検出部と、
   前記通信部が前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行っている際に、該検出部により前記一般回線への接続異常が検出されると、自局に接続している移動局を、専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局に対してハンドオフするように制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする基地局。
4. 請求項３に記載の基地局において、
   前記制御部は、
   前記検出部により前記一般回線への接続異常が検出されると、前記自局に接続している移動局に対して、前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局に対するハンドオフ指示と所定のオフセット時間とを送信するように制御する、
   ことを特徴とする基地局。
5. 一般回線を介して移動体通信網に接続されている基地局に接続する移動局であって、
   専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局に対するハンドオフ指示と所定のオフセット時間とを前記基地局から受信する受信部と、
   該受信部が前記ハンドオフ指示を受信してから前記所定のオフセット時間が経過すると、前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局に対して接続するように制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする移動局。
6. 一般回線を介して移動体通信網に接続され、移動局と通信を行う基地局であって、
   前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う通信部と、
   専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局と移動局との間の通信を中継する中継機能部と、
   自局へ電力を供給する商用電源の遮断を検出する検出部と、
   前記通信部が前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う第１動作モード中に、前記検出部により前記商用電源の遮断が検出されると、前記中継機能部が前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局と移動局との間の通信を中継する第２動作モードに変更するように制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする基地局。
7. 請求項６に記載の基地局において、
   前記制御部は、
   前記第１動作モードから前記第２動作モードに変更すると、自局に接続する移動局に対して当該動作モードを変更した旨を通知する、
   ことを特徴とする基地局。
8. 請求項６または７に記載の基地局において、
   前記制御部は、
   前記検出部により前記商用電源の遮断が検出されると、所定のオフセット時間が経過した後、前記第２動作モードに変更するように制御する、
   ことを特徴とする基地局。
9. 請求項８に記載の基地局において、
   前記所定のオフセット時間が、自局に固有の識別子に基づいて決定される、
   ことを特徴とする基地局。
10. 一般回線を介して移動体通信網に接続され、移動局と通信を行う基地局であって、
    前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う通信部と、
    専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局と移動局との間の通信を中継する中継機能部と、
    前記一般回線への接続異常を検出する検出部と、
    前記通信部が前記一般回線を介して移動体通信網と通信を行う第１動作モード中に、前記検出部により前記一般回線への接続異常が検出されると、前記中継機能部が前記専用回線を介して移動体通信網に接続されている基地局と移動局との間の通信を中継する第２動作モードに変更するように制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする基地局。
11. 請求項１０に記載の基地局において、
    前記制御部は、
    前記第１動作モードから前記第２動作モードに変更すると、自局に接続する移動局に対して当該動作モードを変更した旨を通知する、
    ことを特徴とする基地局。
12. 請求項１０または１１に記載の基地局において、
    前記制御部は、
    前記検出部により前記一般回線への接続異常が検出されると、所定のオフセット時間が経過した後、前記第２動作モードに変更するように制御する、
    ことを特徴とする基地局。
13. 請求項１２に記載の基地局において、
    前記所定のオフセット時間が、自局に固有の識別子に基づいて決定される、
    ことを特徴とする基地局。

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