JP2010136166A

JP2010136166A - 小型基地局

Info

Publication number: JP2010136166A
Application number: JP2008310831A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Murakami; 憲一村上; Eiji Tomimura; 栄治富村
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumitomo Electric Networks Inc
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumitomo Electric Networks Inc
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2010-06-17

Abstract

【課題】小型基地局からのトラヒックの一部を固定通信網に分散させることにより、移動体通信網におけるトラヒックの集中を回避することが可能な小型基地局を得る。
【解決手段】フェムトセル基地局２は、自身の通信圏内に位置している携帯電話４との間で電波の送受信を行う小型基地局であって、携帯電話４から受信した回線交換ドメインのデータ及びパケット交換ドメインのデータのうち、一方を固定通信網６に向けて送信し、他方を移動体通信網８に向けて送信する、振分処理部１７を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、小型基地局に関する。

携帯電話による通信は電波を利用するため、通信サービスのエリア内であっても、屋内や地下等の電波の届きにくい（又は届かない）電波不感エリアでは、携帯電話による通信が不可能となる。そこで、電波不感エリアにおいても携帯電話による通信を可能とすべく、小型基地局を用いた通信システムの構築が検討されている。

この通信システムにおいては、半径数メートルないし数十メートル程度の極小セル（フェムトセル）を通信圏内とする小型基地局（以下「フェムトセル基地局」と称す）が、電波不感エリア内に設置される。また、フェムトセル基地局は、有線通信回線を介して携帯電話事業者の移動体通信網に接続される。従って、電波不感エリア内の携帯電話は、フェムトセル基地局及び有線通信回線を介して、移動体通信網に接続される。その結果、電波不感エリア内においても携帯電話による通信が可能となる。

なお、下記特許文献１には、光通信の加入者宅内に設置された無線基地局を備える通信システムが開示されている。この通信システムにおいて、加入者宅内で使用される携帯電話からの信号は、宅内の無線基地局から光通信ケーブルを介して収容局に送信され、収容局からＩＰ網、一般電話交換網、又は移動通信交換網等の各種ネットワークに送信される。

特開２００４−１５１０３号公報

上記の通り、フェムトセル基地局は、有線通信回線を介して携帯電話事業者の移動体通信網に接続される。従って、フェムトセル基地局が携帯電話から受信したデータは、フェムトセル基地局から移動体通信網に向けて送信される。その結果、移動体通信網においてトラヒックの集中が発生する。

本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、小型基地局からのトラヒックの一部を固定通信網に分散させることにより、移動体通信網におけるトラヒックの集中を回避することが可能な小型基地局を得ることを目的とするものである。

本発明の第１の態様に係る小型基地局は、自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局であって、前記移動通信端末から受信した回線交換ドメインのデータ及びパケット交換ドメインのデータのうち、一方を固定通信網に向けて送信し、他方を移動体通信網に向けて送信する、振分手段を備えることを特徴とするものである。

第１の態様に係る小型基地局によれば、振分手段は、移動通信端末から受信した回線交換ドメインのデータ及びパケット交換ドメインのデータのうち、一方を固定通信網に向けて送信し、他方を移動体通信網に向けて送信する。従って、小型基地局からのトラヒックが移動体通信網及び固定通信網に分散されるため、移動体通信網におけるトラヒックの集中を回避することが可能となる。

本発明の第２の態様に係る小型基地局は、第１の態様に係る小型基地局において特に、前記振分手段としてＳＧＳＮに相当する機能を前記小型基地局が備えることにより、前記パケット交換ドメインのデータが前記固定通信網に向けて送信され、前記回線交換ドメインのデータが前記移動体通信網に向けて送信されることを特徴とするものである。

第２の態様に係る小型基地局によれば、ＳＧＳＮに相当する機能を小型基地局が備えることにより、パケット交換ドメインのデータが固定通信網に向けて送信され、回線交換ドメインのデータが移動体通信網に向けて送信される。その結果、小型基地局からのトラヒックを移動体通信網及び固定通信網に分散させることが可能となる。

本発明の第３の態様に係る小型基地局は、第１の態様に係る小型基地局において特に、前記振分手段としてＭＳＣに相当する機能を前記小型基地局が備えることにより、前記回線交換ドメインのデータが前記固定通信網に向けて送信され、前記パケット交換ドメインのデータが前記移動体通信網に向けて送信されることを特徴とするものである。

第３の態様に係る小型基地局によれば、ＭＳＣに相当する機能を小型基地局が備えることにより、回線交換ドメインのデータが固定通信網に向けて送信され、パケット交換ドメインのデータが移動体通信網に向けて送信される。その結果、小型基地局からのトラヒックを移動体通信網及び固定通信網に分散させることが可能となる。

本発明によれば、小型基地局からのトラヒックの一部が固定通信網に分散されるため、移動体通信網におけるトラヒックの集中を回避することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

図１は、本発明の実施の形態に係る小型基地局２を備える通信システムの全体構成を概略的に示す図である。小型基地局２は、オフィス又はユーザの自宅等の建物１内に設置されている。小型基地局２は、半径が数メートルないし数十メートル程度の極小セルを通信エリアとする。以下、本明細書においては、小型基地局の通信エリアを「フェムトセル」と称し、小型基地局を「フェムトセル基地局」と称する。図１に示した例では、建物１内にフェムトセルが規定される。

フェムトセル基地局２は、光ファイバ、メタルケーブル、ＩＳＤＮ回線、又は電話回線等の有線通信回線５を介して、建物１の外部の固定通信網６に接続されている。固定通信網６は、ＩＰネットワーク又は公衆電話網等である。また、フェムトセル基地局２は、有線通信回線７を介して、建物１の外部の移動体通信網８に接続されている。移動体通信網８は、携帯電話事業者の無線ネットワーク及びコアネットワーク等であり、ＲＮＣ（Radio Network Controller）、ＭＳＣ（Mobile Services Switching Center）、ＶＬＲ（Visitor Location Register）、ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）、及びＨＬＲ（Home Location Register）等を備えて構成されている。なお、固定通信網６と移動体通信網８とは、図示しないゲートウェイを介して互いに接続されていても良い。また、移動体通信網８とフェムトセル基地局２とが直接に接続されるのではなく、移動体通信網８が固定通信網６を介してフェムトセル基地局２に接続されていても良い。

フェムトセル基地局２はアンテナ３を有しており、フェムトセル基地局２のアンテナ３と、フェムトセル内に位置している携帯電話４のアンテナとの間で、電波の送受信が行われる。つまり、携帯電話４を保持するユーザが建物１内に位置している場合には、携帯電話４のアンテナとフェムトセル基地局２のアンテナ３との間で、無線によるデータの送受信が行われる。建物１内の携帯電話４は、フェムトセル基地局２及び有線通信回線５を介して、固定通信網６に接続される。あるいは、建物１内の携帯電話４は、フェムトセル基地局２及び有線通信回線７を介して、移動体通信網８に接続される。その結果、電波不感エリアである建物１内においても、ユーザは、携帯電話４による通信が可能となる。

図２は、フェムトセル基地局２の機能構成の第１の例を示すブロック図である。図２に示すようにフェムトセル基地局２は、ＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、ＲＬＣ処理部１２、ＲＲＣ処理部１３、ＰＤＣＰ処理部１４、振分処理部１５、及びプロトコル変換部１６を備えている。ＰＨＹ処理部１０は、携帯電話の無線プロトコルにおける物理レイヤ（Physical Layer）を処理する。同様に、ＭＡＣ処理部１１、ＲＬＣ処理部１２、ＲＲＣ処理部１３、及びＰＤＣＰ処理部１４は、携帯電話の無線プロトコルにおける、ＭＡＣ（Medium Access Control）サブレイヤ、ＲＬＣ（Radio Link Control）サブレイヤ、ＲＲＣ（Radio Resource Control）レイヤ、及びＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）サブレイヤをそれぞれ処理する。

図２に示した例では固定通信網６はＩＰネットワークであり、プロトコル変換部１６は、携帯電話のプロトコルとＩＰネットワークのプロトコルとを相互に変換する。つまり、プロトコル変換部１６は、振分処理部１５から入力されたデータをＩＰネットワークに対応するプロトコルに変換して固定通信網６（ＩＰネットワーク）に向けて送信し、逆に、固定通信網６から受信したデータを携帯電話に対応するプロトコルに変換して振分処理部１５に入力する。

フェムトセル基地局２がアンテナ３を介して携帯電話４から受信するデータには、パケット交換ドメインの制御プレーンのデータＡ、回線交換ドメインの制御プレーンのデータＢ、パケット交換ドメインのユーザプレーンのデータＣ、及び回線交換ドメインのユーザプレーンのデータＤが含まれる。パケット交換ドメインのデータは、例えば電子メールの送受信やウェブサイトの閲覧時にダウンロードされるパケットデータであり、回線交換ドメインのデータは、例えば携帯電話４による通話時に送受信される音声データである。

回線交換ドメインのデータを携帯電話４から送信する場合には、制御プレーンのデータＢは、アンテナ３からＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、ＲＬＣ処理部１２、及びＲＲＣ処理部１３をこの順に経由した後、有線通信回線７を介して移動体通信網８に向けて送信される。また、ユーザプレーンのデータＤは、アンテナ３からＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、及びＲＬＣ処理部１２をこの順に経由した後、有線通信回線７を介して移動体通信網８に向けて送信される。つまり、図２に示した例では、携帯電話４から送信された回線交換ドメインのデータは、フェムトセル基地局２から移動体通信網８に向けて送信される。

一方、パケット交換ドメインのデータを携帯電話４から送信する場合には、制御プレーンのデータＡは、アンテナ３からＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、ＲＬＣ処理部１２、及びＲＲＣ処理部１３をこの順に経由した後、振分処理部１５に入力される。また、ユーザプレーンのデータＣは、アンテナ３からＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、ＲＬＣ処理部１２、及びＰＤＣＰ処理部１４をこの順に経由した後、振分処理部１５に入力される。

振分処理部１５は、移動体通信網８のコアネットワークが備えるＳＧＳＮに相当する機能を有しており、パケット交換ドメインのデータに対して、ルーティング、転送、モビリティ管理、及びセッション管理等の処理を行う。データＡ〜Ｄのうち、パケット交換ドメインのデータＡ，Ｃのみが振分処理部１５に入力されて処理されることにより、パケット交換ドメインのデータＡ，Ｃと回線交換ドメインのデータＢ，Ｄとが振り分けられる。振分処理部１５から出力されたデータＡ，Ｃは、プロトコル変換部１６によって携帯電話のプロトコルからＩＰネットワークのプロトコルに変換された後、有線通信回線５を介して固定通信網６（ＩＰネットワーク）に向けて送信される。つまり、図２に示した例では、携帯電話４から送信されたパケット交換ドメインのデータは、フェムトセル基地局２から固定通信網６に向けて送信される。

図３は、フェムトセル基地局２の機能構成の第２の例を示すブロック図である。図３に示すようにフェムトセル基地局２は、ＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、ＲＬＣ処理部１２、ＲＲＣ処理部１３、ＰＤＣＰ処理部１４、振分処理部１７、及びプロトコル変換部１６を備えている。

パケット交換ドメインのデータを携帯電話４から送信する場合には、制御プレーンのデータＡは、アンテナ３からＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、ＲＬＣ処理部１２、及びＲＲＣ処理部１３をこの順に経由した後、有線通信回線７を介して移動体通信網８に向けて送信される。また、ユーザプレーンのデータＣは、アンテナ３からＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、ＲＬＣ処理部１２、及びＰＤＣＰ処理部１４をこの順に経由した後、有線通信回線７を介して移動体通信網８に向けて送信される。つまり、図３に示した例では、携帯電話４から送信されたパケット交換ドメインのデータは、フェムトセル基地局２から移動体通信網８に向けて送信される。

一方、回線交換ドメインのデータを携帯電話４から送信する場合には、制御プレーンのデータＢは、アンテナ３からＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、ＲＬＣ処理部１２、及びＲＲＣ処理部１３をこの順に経由した後、振分処理部１７に入力される。また、ユーザプレーンのデータＤは、アンテナ３からＰＨＹ処理部１０、ＭＡＣ処理部１１、及びＲＬＣ処理部１２をこの順に経由した後、振分処理部１７に入力される。

振分処理部１７は、移動体通信網８のコアネットワークが備えるＭＳＣに相当する機能を有しており、回線交換ドメインのデータに対して、通話路又はデータ通信路の設定、開放、交換や、モビリティ管理等の処理を行う。データＡ〜Ｄのうち、回線交換ドメインのデータＢ，Ｄのみが振分処理部１７に入力されて処理されることにより、パケット交換ドメインのデータＡ，Ｃと回線交換ドメインのデータＢ，Ｄとが振り分けられる。振分処理部１７から出力されたデータＢ，Ｄは、プロトコル変換部１６によって携帯電話のプロトコルからＩＰネットワークのプロトコルに変換された後、有線通信回線５を介して固定通信網６（ＩＰネットワーク）に向けて送信される。つまり、図３に示した例では、携帯電話４から送信された回線交換ドメインのデータは、フェムトセル基地局２から固定通信網６に向けて送信される。

なお、図２，３に示した振分処理部１５，１７は、必ずしもフェムトセル基地局２の内部に実装されている必要はなく、フェムトセル基地局２と固定通信網６との間に実装されていても良い。

このように本実施の形態に係るフェムトセル基地局２によれば、振分処理部１５，１７は、携帯電話４から受信した回線交換ドメインのデータ及びパケット交換ドメインのデータのうち、一方を固定通信網６に向けて送信し、他方を移動体通信網８に向けて送信する。従って、フェムトセル基地局２からのトラヒックが移動体通信網８及び固定通信網６に分散されるため、移動体通信網８におけるトラヒックの集中を回避することが可能となる。

また、図２に示したフェムトセル基地局２によれば、振分処理部１５としてＳＧＳＮに相当する機能をフェムトセル基地局２が備えることにより、パケット交換ドメインのデータが固定通信網６に向けて送信され、回線交換ドメインのデータが移動体通信網８に向けて送信される。その結果、フェムトセル基地局２からのトラヒックを移動体通信網８及び固定通信網６に分散させることが可能となる。

また、図３に示したフェムトセル基地局２によれば、振分処理部１７としてＭＳＣに相当する機能をフェムトセル基地局２が備えることにより、回線交換ドメインのデータが固定通信網６に向けて送信され、パケット交換ドメインのデータが移動体通信網８に向けて送信される。その結果、フェムトセル基地局２からのトラヒックを移動体通信網８及び固定通信網６に分散させることが可能となる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る小型基地局を備える通信システムの全体構成を概略的に示す図である。フェムトセル基地局の機能構成の第１の例を示すブロック図である。フェムトセル基地局の機能構成の第２の例を示すブロック図である。

符号の説明

２フェムトセル基地局（小型基地局）
１５振分処理部（ＳＧＳＮ相当）
１７振分処理部（ＭＳＣ相当）

Claims

自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局であって、
前記移動通信端末から受信した回線交換ドメインのデータ及びパケット交換ドメインのデータのうち、一方を固定通信網に向けて送信し、他方を移動体通信網に向けて送信する、振分手段を備える、小型基地局。
前記振分手段としてＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）に相当する機能を前記小型基地局が備えることにより、前記パケット交換ドメインのデータが前記固定通信網に向けて送信され、前記回線交換ドメインのデータが前記移動体通信網に向けて送信される、請求項１に記載の小型基地局。
前記振分手段としてＭＳＣ（Mobile Services Switching Center）に相当する機能を前記小型基地局が備えることにより、前記回線交換ドメインのデータが前記固定通信網に向けて送信され、前記パケット交換ドメインのデータが前記移動体通信網に向けて送信される、請求項１に記載の小型基地局。