JP2010263449A - 移動通信システム、基地局、移動局、基地局の制御方法、移動局の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】階層化されたセル構造に含まれる下位層セルを経由することが予め定められている特定通信を下位層セル内で提供するための無線リソースが不足することを抑制する。
【解決手段】移動通信システム１は、マクロセル１４内に階層的に配置されたフェムトセル１３に在圏している移動局１２が特定通信（サーバ１７との通信）を除く他の通信を開始する場合に、移動局１２の在圏セルをフェムトセル１３からマクロセル１４に変更し、他の通信がマクロセル１４を利用して行われるよう制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動通信システムに関し、特に、移動通信システムにおける通信経路制御に関する。

近年、既存の基地局に比べてカバーエリア（セル半径）の小さい小規模基地局の開発が進められている。小規模基地局は、例えば、利用者宅内、小規模オフィス内などに設置されることが想定されている。このような小型基地局は、一般的に、フェムト基地局、フェムトセル基地局、又はホーム基地局と呼ばれている。小型基地局のカバーエリアは、既存の基地局に比べて極めて小さいことから、フェムトセルと呼ばれる。

特許文献１は、複数の異なる通信リンク（有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、電話回線など）に接続可能な移動端末において、送受信されるコンテンツの種別（例えば、プロトコル）に応じて利用する通信リンクを決定することを開示している。

特許文献２は、無線通信ネットワークを介して移動端末に広告情報を配信するシステムを開示している。当該システムでは、移動端末が待ち受けプログラムを起動する。起動された待ち受けプログラムは、移動端末が待ち受け状態（非通話状態）であるときに広告情報を継続的に受信して画面表示する。待ち受けプログラムの起動中に、回線交換データ（音声データを含む）又はパケット交換データの発信又は着信が発生した場合、移動端末は、待ち受けプログラムを中断して、電話機能アプリケーションを実行する。

特許文献３は、サーバから無線アクセスポイントを経由して自動車搭載型の移動端末にデータダウンロードを行うシステムを開示している。当該システムは、ダウンロード中に移動端末との通信が遮断された場合に中断箇所を記憶しておく。そして、当該システムは、移動端末との通信が再開された場合に、中断箇所からデータダウンロードを再開する。

特許文献４は、(i) 特定エリア内に位置している移動端末がサーバにアクセスした場合にサーバから移動端末に動作モードの変更受け入れを問い合わせること、(ii) 動作モード変更受け入れの返答があった場合に、特典情報をサーバから移動端末に送信するとともに、特定エリア内に位置している移動端末の動作モードを所定のモードに変更すること、を開示している。また、移動端末が特定エリア内に位置することの判定方法として、基地局から報知される基地局ＩＤ（セルＩＤ）を受信し、受信した基地局ＩＤ（セルＩＤ）が特定エリアを示すセクタ情報と一致する場合に特定エリア内と判定することを開示している。

特開２００９−２１９６６号公報 特開２００７−２０７２５９号公報 特開２００６−３５０６１９号公報 特開２００８−２７７９３７号公報

本願の発明者は、マクロセル内に小規模なフェムトセルを配置し、移動局に対する局所的な無線情報サービス（以下、ローカルサービス）をフェムトセル内で提供することについて検討を行った。ここで、マクロセルとは、フェムトセルよりカバーエリアの大きなセルである。マクロセルは、典型的には、既存の移動通信システムに含まれる基地局によって生成される。以下では、マクロセルを形成する基地局を"マクロ基地局"と呼ぶ。また、ローカルサービスとは、例えば、フェムトセルの設置場所に適した内容を含む映像、広告等のコンテンツ配信である。検討の結果、本願の発明者は、ローカルサービスの提供にフェムトセルを利用する場合には以下に述べる問題があることを見出した。

フェムト基地局は、装置サイズの低減、消費電力の低減またはコストの低減等のために、マクロ基地局に比べて接続可能な移動局数、利用可能な可能無線チャネル数、通信容量などが制限される場合がある。よって、例えば、ローカルサービスを提供するために配置されたフェムトセルに在圏している移動局が、ローカルサービスを利用せずにフェムト基地局を介してコアネットワークとの通信を行うと、他の移動局がフェムトセルに接続できず、これら他の移動局がローカルサービスを受ける機会を失うおそれがある。

また、フェムトセル基地局の接続台数制限が問題にならない場合であっても、ローカルサービス以外の通信がフェムト基地局を経由して行われると、フェムトセル内で利用可能な無線リソースがローカルサービス以外の通信によって消費されるために、ローカルサービスを十分に提供できないおそれがある。

本発明は、上述した知見に基づいてなされたものであって、階層化されたセル構造に含まれる下位層セルを経由することが予め定められている特定通信を下位層セル内で提供するための無線リソースが不足することを抑制できる移動通信システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、第１及び第２の基地局を含む移動通信システムである。前記第１の基地局は、第１のセルを形成し、移動局と無線通信を行うことが可能である。また、前記第２の基地局は、前記第１のセル内に階層的に配置される第２のセルを形成し、予め定められた通信相手と前記移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して提供可能である。さらに、当該移動通信システムは、前記第２のセルに在圏している前記移動局が前記特定通信を除く他の通信を開始する場合に、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更し、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるよう制御するように構成されている。

本発明の第２の態様は、無線通信部及び移動制御部を有する基地局である。前記無線通信部は、第１のセル内に階層的に配置される第２のセルを形成し、予め定められた通信相手と移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して提供することができる。前記移動制御部は、前記第２のセルに在圏している前記移動局が前記特定通信を除く他の通信を開始する場合に、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更する。

本発明の第３の態様は、第１のセル及び前記第１のセル内に階層的に配置される第２のセルに接続して通信可能な移動局である。当該移動局は、予め定められた通信相手と前記移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して行っている間に前記特定通信を除く他の通信が開始されることに応じて、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるように、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更するセル選択制御部を有する。

本発明の第４の態様は、基地局の制御方法であり、以下のステップ（ａ）及び（ｂ）を含む。
（ａ）第１のセル内に階層的に配置される第２のセルにおいて、予め定められた通信相手と移動局の間の特定通信を提供すること；および
（ｂ）前記第２のセルに在圏している前記移動局が前記特定通信を除く他の通信を開始する場合に、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更すること。

本発明の第５の態様は、第１のセル及び前記第１のセル内に階層的に配置される第２のセルに接続して通信可能な移動局の制御方法であって以下のステップ（ａ）及び（ｂ）を含む。
（ａ）予め定められた通信相手と前記移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して行うこと；および
（ｂ）前記特定通信を前記第２のセルを利用して行っている間に前記特定通信を除く他の通信が開始されることに応じて、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるように、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更すること。

本発明の第６の態様は、第１のセル内に階層的に配置される第２のセルを形成する基地局の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムである。当該プログラムによってもたらされる制御は、前記第２のセルに在圏している移動局が予め定められた通信相手との間の特定通信を除く他の通信を開始する場合に、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるように、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更すること、を含む。

本発明の第７の態様は、第１のセル及び前記第１のセル内に階層的に配置される第２のセルに接続して通信可能な移動局の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムである。当該プログラムによってもたらされる制御は、予め定められた通信相手と前記移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して行っている間に前記特定通信を除く他の通信が開始されることに応じて、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるように、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更すること、を含む。

上述した本発明の各態様によれば、階層化されたセル構造に含まれる下位層セル（第２のセル）を経由することが予め定められている特定通信を下位層セル内で提供するための無線リソースが不足することを抑制できる。

本発明の第１の実施の形態にかかる移動通信システムの構成例を示す図である。 図１に示した移動通信システムで行われる通信経路制御の概略手順を示すフローチャートである。 図１に示した移動通信システムに含まれるフェムト基地局の構成例を示すブロック図である。 図１に示した移動通信システムに含まれるフェムトＧＷの構成例を示すブロック図である。 図１に示した移動通信システムで行われる通信経路制御の具体例を示すシーケンス図である。 図１に示した移動通信システムに含まれる移動局の構成例を示すブロック図である。 図６に示した移動局による通信経路制御の具体例を示すフローチャートである。 図１に示した移動通信システムに含まれるサーバによるコンテンツ配信手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態にかかる移動通信システムの構成例を示す図である。 図２に示した移動通信システムで行われる通信経路制御の概略手順を示すフローチャートである。

＜用語の定義＞
始めに本出願の明細書および特許請求の範囲で使用する用語の定義を以下に示す。

「在圏」とは、移動局が上りトランスポートチャネルを基地局又はその制御装置に接続してセル登録（Cell update）を行い、少なくともページング等のために基地局から送信される下り制御チャネルを受信（間欠受信を含む）している状態を意味する。
また、「在圏セル」とは、移動局がセル登録（Cell update）を行ったセルを意味する。

「ハンドオーバ」とは、ネットワーク側の制御に基づいて行われる、通信中の移動局のセル間移動を意味する。ここで、「通信中」とは、WCDMA（Wideband CDMA）/UTRA（UMTS Terrestrial Radio Access）であれば、基地局または基地局制御局と移動局の間に個別チャネル（DCH：Dedicated Channel）が確立された状態（CELL_DCH状態）を意味する。また、LTE (Long Term Evolution)/E-UTRA (Enhanced UTRA)では、ダウンリンク及びアップリンクのシェアードチャネル（PDSCH及びPUSCH）を用いて基地局と移動局の間でデータ送受信が行われるRRC_CONNECTED状態が、"通信中"に相当する。
WCDMA/UTRAでは、CELL_DCH状態にある移動局のセル間移動は、ネットワーク側で制御される。同様に、LTE/E-UTRAにおいても、RRC_CONNECTED状態にある移動局のセル間移動は、ネットワーク側で制御される。

「セル再選択（reselection）」とは、通信中でない移動局のセル間移動を意味する。通信中でない移動局とは、WCDMAであれば、CELL_DCH以外の状態、すなわち、CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH、又はUTRA_IDLEのいずれかの状態にある移動局である。また、LTEであれば、RRC_IDLE状態にある移動局である。セル再選択は、移動局が品質測定結果に基づいて自律的に接続先セルを選択することで行われる。また、セル再選択は、ネットワーク側から送信されるコマンドに応答して移動局が実行する場合もある。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜第１の実施の形態＞
本実施の形態にかかる移動通信システム１の構成例を図１に示す。移動通信システム１は、特定の通信、具体的にはサーバ１７から移動局１２へのコンテンツ配信を含むローカルサービスの提供にフェムトセル１３の無線リソースを優先的に利用できるようにする。このために、移動通信システム１は、フェムトセル１３に在圏する移動局１２が特定通信以外の通信を開始する場合に、移動局１２の在圏セルをマクロセル１４に変更する。ここで、特定通信以外の通信とは、例えば、コアネットワーク１８を経由する回線交換データ（音声データを含む）又はパケット交換データの送信又は受信である。また、在圏セルの変更は、ネットワーク側（フェムト基地局１０及びフェムトＧＷ１５）主導のハンドオーバ又は移動局１２による自主的なセル再選択によって行えばよい。

これにより、特定通信以外の通信がマクロセル１４を経由して行われるようになる。つまり、特定通信以外の通信がフェムトセル１３の無線リソースを用いて行われることを制限できる。このため、移動通信システム１は、フェムトセル１３の限られた無線リソースをサーバ１７からのコンテンツ配信に優先的に利用することができる。以下では、図１に示した各要素について順に説明する。

フェムト基地局１０は、フェムトセル１３を形成し、フェムトセル１３に在圏する移動局１２と物理無線チャネルを接続して無線通信を行う。

マクロ基地局１１は、マクロセル１４を形成する。マクロセル１４は、フェムトセル１３の少なくとも一部と覆うように広範囲に形成される。マクロ基地局１１は、マクロセル１４に在圏する移動局１２と物理無線チャネルを接続して無線通信を行う。

フェムトゲートウェイ（フェムトＧＷ）１５は、コアネットワーク１８とフェムト基地局１０の間に配置され、コアネットワーク１８とフェムト基地局１０の間でユーザデータ及び制御データを中継する。

なお、フェムトセル１３に在圏する移動局１２のセル間移動（ハンドオーバ、セル再選択）を含む無線リソース管理機能は、フェムト基地局１０及びフェムトＧＷ１５に適宜配置される。例えば、通信中の移動局１２に関するハンドオーバ制御をフェムト基地局１０が行うよう構成されてもよいし、フェムトＧＷ１５が行うよう構成されてもよい。無線リソース管理機能の配置は、ネットワークアーキテクチャの設計思想に応じて適宜決定されるものであるから、これを装置間でどのように分担するかは適宜選択し得る事項である。

無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）は、コアネットワーク１８とマクロ基地局１１の間に配置され、コアネットワーク１８とマクロ基地局１１の間でユーザデータ及び制御データを中継する。また、ＲＮＣ１６は、マクロセル１４に在圏する移動局１２のセル間移動（ハンドオーバ、セル再選択）を含む無線リソース管理を行う。なお、ＲＮＣ１６は、基地局制御装置と呼ばれる場合もある。また、ＲＮＣ１６が有する無線リソース管理機能は、マクロ基地局１１に配置されてもよい。

サーバ１７は、フェムトＧＷ１５に接続されており、フェムトセル１３に在圏する移動局に対して、コンテンツを配信する。サーバ１７によって配信されるコンテンツは、フェムトセル１３が配置されている場所に合わせて決定してもよい。例えば、サーバ１７は、フェムトセル１３が配置されたエリアや店舗で提供されているサービス情報、広告、イベント情報等を配信してもよい。

コアネットワーク１８は、回線交換局及びパケット交換局、ロケーションレジスタ、サービス制御局などを有し、移動局１２の位置登録、移動局１２の呼び出し（ページング）、移動局１２の発信及び着信の制御、移動局１２の送信および受信データの経路設定および転送処理などを行う。

続いて以下では、移動通信システム１で行われる通信経路制御の概略手順を図２のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１０では、移動局１２がフェムトセル１３にキャンプオンする。つまり、移動局１２は、フェムトセル１３に接続し、在圏セルの更新をネットワーク側に通知するための位置登録を行う。

ステップＳ１１では、フェムトセル１３に在圏する移動局１２に対して、サーバ１７からコンテンツ配信を行う。コンテンツ配信のために使用される無線物理チャネルは、移動局１２に個別に割り当てられる個別チャネル（DCH：Dedicated Channel）であってもよいし、移動局１２を含む複数の移動局によって共用される共通チャネル（SCH：Shared Channel）であってもよい。

また、フェムトセル１３に在圏する移動局のサーバ１７による把握は、フェムトセル１３内に在圏する移動局をフェムトＧＷ１５からサーバ１７に対して通知することで行えばよい。また、移動局１２がフェムト基地局１０から報知される基地局ＩＤ（セルＩＤ）を受信することでコンテンツ配信が行われるセルであることを識別し、在圏セルの基地局ＩＤ（セルＩＤ）情報を含むコンテンツ配信要求を移動局１２がサーバ１７に送信してもよい。サーバ１７は、移動局１２からの配信要求を受信することで、フェムトセル１３に在圏する移動局を認識することができる。

ステップＳ１２では、コアネットワーク１８経由での移動局１２への着信、又はコアネットワーク１８への移動局１２の発信が発生したことを検出する。この発着信の検出は、フェムト基地局１０及びフェムトＧＷ１５を含むネットワーク側で行うことができる。また、移動局１２において発着信を検出することもできる。ネットワーク側で発着信の発生を検出する場合、例えば、移動局が発信要求又はページングに対する応答をコアネットワーク１８に行ったことに応じてコアネットワーク１８から発行される無線ベアラ設定要求（個別チャネルの設定要求、既設の無線チャネルの帯域増加要求など）を、フェムト基地局１０又はフェムトＧＷ１５が受信することで検出すればよい。移動局１２における発着信の検出は、利用者による発信操作の実行、又はコアネットワーク１８からのページングによる自端末の呼び出しの検出によって行えばよい。

コアネットワーク１８経由の発着信が検出されない間は（ステップＳ１２でＮＯ）、サーバ１７から移動局１２へのコンテンツ配信を継続する（ステップＳ１３）。一方、コアネットワーク１８経由の発着信が検出された場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、サーバ１７によるコンテンツ配信を停止するとともに、移動局１２の在圏セルをマクロセル１４に変更する（ステップＳ１４及びＳ１５）。移動局１２の在圏セルの変更は、ネットワーク側主導のハンドオーバ、移動局１２の自立的なセル再選択、又はネットワーク側からの要求に基づく移動局１２のセル再選択によって行えばよい。

以上では、本実施の形態にかかる移動通信システム１の全体的な構成及び動作について説明した。以下では、フェムト基地局１０、フェムトＧＷ１５及び移動局１２の具体的な構成例と、移動局１２の在圏セルの変更手順の具体例について、図３〜７を用いて詳細に説明する。

図３は、フェムト基地局１０の構成例を示すブロック図である。図３において、無線通信部１００は、ＲＦ（Radio Frequency）部１０１及び通信データ処理部１０２を含む。ＲＦ部１０１は、通信データ処理部１０２から供給されるベースバンド帯域のダウンリンク信号をRF（Radio Frequency）帯域へアップコンバートし、信号増幅を行った後にアンテナへ供給する。また、ＲＦ部１０１は、アンテナによって受信されたアップリンク信号の信号増幅、ベースバンド帯域への周波数ダウンコンバートを行って得られるベースバンド帯域のアップリンク信号を通信データ処理部１０２に供給する。

通信データ処理部１０２は、レイヤ１処理およびレイヤ２（MAC（Medium Access Control）/RLC（Radio Link Control））処理機能を有する。通信データ処理部１０２は、ダウンリンクに送信すべきパケットデータをフェムトＧＷ１５から伝送路インタフェース１０３を介して受信する。通信データ処理部１０２は、受信したパケットデータの分割・統合、RLC再送制御などのRLCレイヤの送信処理、MAC再送制御、ARQ（Automatic Repeat reQuest）制御、トランスポートフォーマット選択、チャネル符号化、シンボルマッピング、変調を行って、ベースバンド帯域のダウンリンク信号を生成する。

また、通信データ処理部１０２は、ＲＦ部１０１から受信したアップリンク信号に対して、復調、誤り訂正復号、MAC再送制御、およびRLCレイヤの受信処理を行って、移動局１２から送信されたデータ列を復元する。復元された受信データ列は、伝送路インタフェース１０３を介してフェムトＧＷ１５に転送される。

移動制御部１０４は、移動局１２とシグナリングを行って、マクロセル１４を含む隣接セルとフェムトセル１３との間の移動局１２のセル間移動を制御する。セル間移動には、通信中のハンドオーバ及び非通信中のセル再選択が含まれる。さらに、移動制御部１０４は、サーバ１７からのコンテンツ配信を除く他の通信、具体的にはコアネットワーク１８と移動局１２の間の通信が開始される場合に、移動局１２の在圏セルをフェムトセル１３からマクロセル１４に変更するためのハンドオーバ又はセル再選択を移動局１２に開始させる。

なお、図３には、移動局１２のハンドオーバ及びセル再選択を制御する移動制御部１０４がフェムト基地局１０に配置される例を示した。しかしながら、移動局１２のセル間移動の制御は、フェムトＧＷ１５が行ってもよい。図４のブロック図は、移動局１２のセル間移動を制御するよう構成されたフェムトＧＷ１５を示している。

図４において、通信部１５０は、フェムト基地局１０から送信された信号を受信する。通信データ処理部１５１は、フェムト基地局１０から受信したデータを、通信部１５２を経由してコアネットワーク（ＣＮ）１８又はサーバ１７に転送する。また、通信データ処理部１５１は、移動局１２およびフェムト基地局１０に向けて送信される送信データを通信部１５２から取得し、通信部１５０に送る。移動制御部１５３は、移動局１２及びフェムト基地局１０とシグナリングを行って、隣接セルとフェムトセル１３との間における移動局１２のセル間移動を制御する。さらに、移動制御部１５３は、サーバ１７からコンテンツ配信を除く他の通信、具体的にはコアネットワーク１８と移動局１２の間の通信が開始される場合に、フェムトセル１３からマクロセル１４に移動するためのハンドオーバ又はセル再選択を移動局１２に開始させる。

図５のシーケンス図は、移動局１２の発信又は着信をネットワーク側のフェムト基地局１０で検出し、フェムト基地局１０主導によるハンドオーバを開始する手順の具体例を示している。ステップＳ２０では、サーバ１７から移動局１２へのコンテンツ配信がフェムト基地局１０を経由して行われている。ステップＳ２１は、移動局１２からコアネットワーク１８への発信又は移動局１２への着信の発生を示している。具体的には、ステップＳ２１では、移動局１２からコアネットワーク１８へ発信要求又はページングへの応答が送信される。

ステップＳ２２では、移動局１２からの発信要求又はページングへの応答を受信したコアネットワーク１８からフェムト基地局１０に対して無線ベアラ設定要求が送信される。フェムト基地局１０は、コアネットワーク１８からの無線ベアラ設定要求の受信によって、移動局１２の発着信の発生を検出する。

移動局１２の発着信の発生検出に応じて、フェムト基地局１０の移動制御部１０４は、サーバ１７にコンテンツ配信の停止を要求する（ステップＳ２３）。ステップＳ２４では、フェムト基地局１０が、コアネットワーク１８からの要求に応じた無線ベアラ設定を移動局１２との間で行う。ステップＳ２５では、フェムト基地局１０は、移動局１２及びＲＮＣ１６とシグナリングを行って、移動局１２の在圏セルをマクロセル１４に変更するためのハンドオーバを実行する。ステップＳ２６では、移動局１２とコアネットワーク１８との間の通信が、マクロ基地局１１を経由して行われる。

続いて、コアネットワーク１８との通信開始を契機とする移動局１２の在圏セル変更を、移動局１２主導のセル再選択動作によって行う例について説明する。図６は、移動局１２の構成例を示すブロック図である。図６において、無線通信部１２０は、ＲＦ部１２１、受信データ処理部１２２、及び送信データ処理部１２４を含む。ＲＦ部１２１は、アンテナを介してダウンリンク信号を受信する。受信データ処理部１２２は受信されたダウンリンク信号から受信データを復元し、これをバッファ部１２３に送る。バッファ部１２３に格納された受信データは読み出され、その目的に応じて利用される。また、送信データ処理部１２４及びＲＦ部１２１は、バッファ部１２３に格納された送信データを用いてアップリンク信号を生成し、フェムト基地局１０又はマクロ基地局１１に向けて送信する。

セル選択制御部１２５は、移動局１２のハンドオーバ及びセル再選択を制御する。具体的には、周辺の基地局からの受信信号の計測情報を生成して在圏セルの基地局又はそれを制御する制御装置（ＲＮＣ等）に送信し、ネットワーク側からの指示に応じてハンドオーバを実行する。また、非通信中には、周辺セルからの受信信号の受信品質に基づいて自立的なセルの再選択を行う。また、セル選択制御部１２５は、ネットワーク側からの要求に応じてセル再選択を開始してもよい。

さらに、図６に示すセル選択制御部１２５は、ローカルサービス提供用のフェムトセル１３に移動局１２が在圏している間にコアネットワーク１８との通信が開始されることに応じて、在圏セルをフェムトセル１３からマクロセル１４に変更するためのセル再選択を開始する。コアネットワーク１８との通信開始を契機とするセル再選択の実行手順の具体例について、図７のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ３０では、利用者の操作等に応じて発信指示が行われたことを検出する。発信指示を検出した場合、セル選択制御部１２５は、現在の在圏セルがローカルサービス提供を行うセルであるかを判定する（ステップＳ３１）。当該判定は、例えば、フェムトセル１３から報知される基地局ＩＤ（セルＩＤ）がローカルサービス提供セルに対応するものであるか否かによって行えばよい。また、サーバ１７からのローカルサービス提供に関する問い合わせを現在の在圏セルで受信したか否かによって判定してもよい。

在圏セルがローカルサービス提供を行うセルであると判定された場合（ステップＳ３１）、セル選択制御部１２５は、マクロセル１４へ接続するためのセル再選択を実行する（ステップＳ３２）。マクロセル１４へ移動した後に、移動局１２は発信要求を送信し、コアネットワーク１８との通信を開始する。

続いて以下では、サーバ１７によるコンテンツ配信手順の具体例について説明する。図８は、コンテンツ配信手順の具体例を示すフローチャートである。ステップＳ４０では、フェムトセル１３に在圏する移動局を特定する。この特定は、フェムトセル１３への移動局１２の移動を認識したフェムトＧＷ１５からサーバ１７に移動局に付与されたＩＤ等を通知することで行ってもよい。また、フェムトセル１３に移動した移動局１２からサーバ１７に通知を行うことで、サーバ１７が移動局を特定できるようにしてもよい。

ステップＳ４１では、コンテンツ配信の要否を問い合わせるメッセージをサーバ１７から移動局１２に送信する。例えば、コンテンツの配信を希望する利用者に関する登録情報（移動局１２のＩＤ及び電子メールアドレス等の連絡先を含む）をサーバ１７が参照できるように配置しておくとよい。サーバ１７は、特定した移動局１２のＩＤを用いて登録情報を検索することで連絡先を特定し、当該連絡先にメッセージを送信すればよい。

ステップＳ４２では、サーバ１７が移動局１２からの応答内容を確認する。コンテンツ配信を要求された場合（ステップＳ４２でＹＥＳ）、サーバ１７はコンテンツ配信を開始する（ステップＳ４３）。

なお、図８の具体例は一例に過ぎない。例えば、サーバ１７は、配信要否を問い合わせることなく、フェムトセル１３に在圏する移動局に対してコンテンツ配信を開始してもよい。

上述したように、本実施の形態では、ローカルサービス提供用のフェムトセル１３に在圏する移動局１２がローカルサービス提供に関する特定通信を除く他の通信を開始する場合に、移動局１２の在圏セルが上位階層のマクロセル１４に変更される。これにより他の通信がマクロセル１４を経由して行われるようになる。このため、フェムトセル１３の容量、接続可能な無線チャネル数、接続可能な移動局数などが限られている場合であっても、フェムトセル１３の無線リソースをサーバ１７からのコンテンツ配信に優先的に利用することができる。

ところで、移動局１２の在圏セルを変更する手順に関連してフェムト基地局１０、フェムトＧＷ１５、及び移動局１２によって行われる処理は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）若しくはＣＰＵ（Central Processing Unit）又はこれらの組み合わせを含むコンピュータ・システムを用いて実現することができる。具体的には、例えば、図５のシーケンス図及び図７のフローチャートに示される各装置の処理手順に関する命令群を含むプログラムをコンピュータ・システムに実行させればよい。なお、これらのプログラムは、コンピュータ・システムがアクセス可能な様々な種類の記憶媒体に格納することが可能である。また、このプログラムは、通信媒体を介して伝達されることが可能である。ここで、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれ、インターネットも含まれる。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態にかかる移動通信システム２の構成例を図９に示す。移動通信システム２は、上位階層のマクロセル１４に在圏して通信中である移動局２２のフェムトセル１３へのハンドオーバを抑止する。これにより、移動通信システム２は、サーバ１７から移動局２２へのコンテンツ配信を含むローカルサービスの提供にフェムトセル１３の無線リソースを優先的に利用できるようにする。

マクロセル１４からフェムトセル１３へのハンドオーバの抑止は、いくつかの方法により実現できる。例えば、マクロセル１４を形成するマクロ基地局２１が報知する隣接セル情報に、フェムト基地局２９及びフェムトセル１３に関する情報を含めないようにすればよい。マクロセル１４に在圏する移動局２２は、マクロ基地局２１から報知される隣接節情報に含まれる隣接セルをハンドオーバ先の候補とし、これら隣接セルからの受信信号品質を計測する。このため、マクロ基地局２１によって報知される隣接セル情報からフェムト基地局２９及びフェムトセル１３に関する情報を除外することで、フェムトセル１３に関する品質報告が行われなくなる。この結果、フェムトセル１３へのハンドオーバを制限することができる。なお、移動局２２が自主的にセルサーチを行うことでフェムトセル１３を発見できるため、非通話中の移動局２２のセル再選択動作によるフェムトセル１３への移動は制限されない。

また、マクロセル１４からフェムトセル１３へのハンドオーバの抑止は、マクロセル１４に在圏する移動局のハンドオーバを主導するＲＮＣ１６又はマクロ基地局２１が、フェムトセル１３へのハンドオーバを開始しないことによっても達成できる。また、ＲＮＣ１６等と協調してハンドオーバ処理を行うフェムトセル１３側のフェムト基地局２０又はフェムトＧＷ１５が、マクロセル１４からのハンドオーバ要求（無線リンク設定要求）を拒否するようにしてもよい。

図１０は、マクロセル１４に在圏する移動局２２がフェムトセル１３に移動してローカルサービス提供を受信するまでの手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ５０では、移動局２２がマクロセル１４にキャンプオンする。ステップＳ５１では、移動局２２がフェムトセル１３の電波到達範囲内に移動することで、フェムトセル１３がハンドオーバ又はセル再選択による移動局２２の移動先の候補となる。

ステップＳ５２では、移動局２２は、フェムト基地局２０から送信される報知情報を受信し、フェムトセル１３がローカルサービス提供を行うセルであるか否かを判定する。当該判定は、例えば、フェムト基地局２０から報知される基地局ＩＤ（セルＩＤ）がローカルサービス提供セルに対応するものであるか否かを判定することで行えばよい。フェムトセル１３がローカルサービス提供セルでない場合、移動局２２は、移動局２２の在圏セルをマクロセル１４のまま維持する（Ｓ５２でＮＯ、Ｓ５４）。つまり、ハンドオーバ又はセル再選択による移動局２２のフェムトセル１３への移動を抑止する。

フェムトセル１３がローカルサービス提供セルである場合（Ｓ５２でＹＥＳ）、移動局２２は、さらに、移動局２２がコアネットワーク１８を経由する通信中であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。移動局２２が通信中である場合（Ｓ５３でＹＥＳ）、移動局２２の在圏セルをマクロセル１４のまま維持する。

フェムトセル１３がローカルサービス提供セルであり、且つ移動局２２がコアネットワーク１８を経由する通信中でなければ（Ｓ５３でＮＯ）、移動局２２の在圏セルをマクロセル１４からフェムトセル１３に変更する。この在圏セルの変更は、移動局２２の自立的なセル再選択動作またはネットワーク側（マクロ基地局２１又はＲＮＣ１６）からの指示に基づくセル再選択動作によって行えばよい。

最後に、ステップＳ５６では、フェムトセル１３に接続する移動局２２に対してサーバ１７からコンテンツ配信を行う。

上述したように、本実施の形態では、通信中の移動局２２がマクロセル１４からフェムトセル１３にハンドオーバすることを抑止できる。よって、フェムトセル１３の容量、接続可能な無線チャネル数、接続可能な移動局数などが限られている場合であっても、フェムトセル１３の無線リソースをサーバ１７からのコンテンツ配信に優先的に利用することができる。

なお、通信中の移動局２２の在圏セル変更の抑止に関連してマクロ基地局２１、ＲＮＣ１６、フェムト基地局１０、フェムトＧＷ１５、及び移動局２２で行われる各処理は、コンピュータ・システムにプログラムを実行させることで実現することができる。

＜その他の実施の形態＞
上述した発明の実施の形態１及び２は、組み合わせてもよい。これらの組み合わせによれば、ローカルサービス以外の通信によってフェムトセル１３の無線リソースが消費されることを一層効果的に抑止でき、フェムトセル１３の無線リソースをローカルサービスの適用のために一層有効に利用することができる。

また、発明の実施の形態１において、移動局１２へのコンテンツ配信が中断される場合には、コンテンツの中断箇所を記憶するようにしてもよい。中断箇所の記憶は、サーバ１７が行ってもよいし、移動局１２が行ってもよい。そして、マクロセル１４に移動した後の移動局１２は、コアネットワーク１８経由の通信が終了した後、フェムトセル１３に再接続するとよい。このとき、移動局１２へのコンテンツ配信は、中断箇所から再開するとよい。これにより、新たな情報のみを移動局１２に効率よく提供することができる。

また、発明の実施の形態１及び２では、ローカルサービスの提供セルをフェムトセルとし、上位階層セルをマクロセルとした。しかしながら、本発明の適用先は、フェムトセル及びマクロセルの一般的なセル半径の範囲に限定されるものでない。つまり、本発明は、ローカルサービス提供セルとしての小規模セルか大規模セル内に配置された階層化セル（マルチレイヤセル）構造を有する移動通信システムに広く適用可能である。

また、発明の実施の形態１及び２では、ローカルサービスの具体例としてサーバ１７からのコンテンツ配信を示したが、これは一例に過ぎない。例えば、フェムトセル１３で提供されるローカルサービスは、上りデータ送信を含むものであってもよい。

また、発明の実施の形態１及び２では、サーバ１７がフェムトＧＷ１５に接続される構成例を説明した。しかしながら、ローカルサービス用のトラフィックをフェムトＧＷ１５又はフェムト基地局１０若しくは２０で識別できれば良く、サーバ１７の配置場所は、特に限定されない。例えば、サーバ１７の配置場所は、コアネットワーク１８内でもよい。また、サーバ１７の配置場所は、コアネットワーク１８を経由してアクセス可能なインターネット等の他のネットワークでもよい。また、サーバ１７は、フェムト基地局２０が製品化される場合に、フェムト基地局２０と同一筐体内に配置されてもよい。

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。

１、２ 移動通信システム
１０、２０ フェムト基地局
１１、２１ マクロ基地局
１２、２２ 移動局
１３ フェムトセル
１４ マクロセル
１５ フェムトゲートウェイ（フェムトＧＷ）
１６ 無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）
１７ サーバ
１８ コアネットワーク
１００ 無線通信部
１０１ ＲＦ部
１０２ 通信データ処理部
１０３ 伝送路インタフェース（伝送路ＩＦ）
１０４ 移動制御部
１２０ 無線通信部
１２１ ＲＦ部
１２２ 受信データ処理部
１２３ バッファ部
１２４ 送信データ処理部
１２５ セル選択制御部
１５０ 通信部
１５１ 通信データ処理部
１５２ 通信部
１５３ 移動制御部

Claims (20)

1. 第１のセルを形成し、移動局と無線通信を行うことが可能な第１の基地局と、
   前記第１のセル内に階層的に配置される第２のセルを形成し、予め定められた通信相手と前記移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して提供可能な第２の基地局と、
   前記第２のセルに在圏している前記移動局が前記特定通信を除く他の通信を開始する場合に、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更し、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるよう制御する第１の制御手段と、
   を備える無線通信システム。
2. 前記第１の制御手段は、前記第２の基地局又は前記第２の基地局を制御する制御装置に配置される移動制御部を備え、
   前記移動制御部は、前記他の通信が開始される場合に、前記移動局とシグナリングを行うことにより、前記第２のセルから前記第１のセルに移動するためのハンドオーバ又はセル再選択を前記移動局に開始させる、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記移動制御部は、前記他の通信に使用する個別物理チャネルの確立要求を前記移動局から受信したことに応じて、前記ハンドオーバ又は前記セル再選択を開始させる、請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記第１の制御手段は、前記移動局に配置されるセル選択制御部を含み、
   前記セル選択制御部は、前記他の通信が開始される場合に、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更するためにセル再選択を開始する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
5. 前記移動局が前記第１のセルに在圏し且つ前記移動局が通信中である場合、前記移動局の在圏セルを前記第１のセルから前記第２のセルに変更するハンドオーバ又はセル再選択の発生を抑止する第２の制御手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
6. 前記第１及び第２の基地局はともにコアネットワークと接続可能であり、
   前記特定通信は、前記コアネットワークを経由しない通信であり、
   前記他の通信は、前記コアネットワークを経由する通信である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 前記通信相手としてのサーバと、
   前記基地局と前記コアネットワークとの間に配置されるゲートウェイ装置と、
   をさらに備え、
   前記サーバは、前記ゲートウェイ装置に接続され、前記コアネットワークを介さずに前記第２のセルに在圏する移動局と通信可能である、請求項６に記載の無線通信システム。
8. 前記通信相手としてのサーバをさらに備え、
   前記サーバは、前記第２のセルに在圏している移動局を特定し、特定した移動局に対して前記特定通信に関するコンテンツの配信要否を問い合わせるためのメッセージを送信し、前記メッセージに対する回答によって前記コンテンツの配信が必要とされた移動局に対して選択的に前記コンテンツを送信する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
9. 前記移動局に対してコンテンツ配信を行う前記通信相手としてのサーバをさらに備え、
   前記サーバは、前記移動局の在圏セルが前記第２のセルから前記第１のセルに変更されたことに応じて前記移動局へのコンテンツ配信を中断するとともに、前記移動局の在圏セルが再び前記第２のセルとなった場合に、前記移動局へのコンテンツ配信を中断箇所から再開するよう構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
10. 第１のセル内に階層的に配置される第２のセルを形成し、予め定められた通信相手と移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して提供可能な無線通信部と、
    前記第２のセルに在圏している前記移動局が前記特定通信を除く他の通信を開始する場合に、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更する移動制御部と、
    を備える基地局。
11. 前記移動制御部は、前記他の通信が開始される場合に、前記移動局とシグナリングを行うことにより、前記第２のセルから前記第１のセルに移動するためのハンドオーバ又はセル再選択を前記移動局に開始させる、請求項１０に記載の基地局。
12. 前記移動制御部は、前記他の通信に使用する個別物理チャネルの確立要求を前記移動局から受信したことに応じて、前記ハンドオーバ又は前記セル再選択を開始させる、請求項１１に記載の基地局。
13. 前記移動制御部は、通信中である移動局の在圏セルを前記第１のセルから前記第２のセルに変更するためのハンドオーバを拒否する、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の基地局。
14. 前記基地局はコアネットワークと接続可能であり、
    前記特定通信は、前記コアネットワークを経由しない通信であり、
    前記他の通信は、前記コアネットワークを経由する通信である、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の基地局。
15. 第１のセル及び前記第１のセル内に階層的に配置される第２のセルに接続して通信可能な移動局であって、
    予め定められた通信相手と前記移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して行っている間に前記特定通信を除く他の通信が開始されることに応じて、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるように、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更するセル選択制御部を備える移動局。
16. 前記セル選択制御部は、前記他の通信が開始される場合に、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更するためにセル再選択を開始する、請求項１５に記載の移動局。
17. 第１のセル内に階層的に配置される第２のセルにおいて、予め定められた通信相手と移動局の間の特定通信を提供すること；および
    前記第２のセルに在圏している前記移動局が前記特定通信を除く他の通信を開始する場合に、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更すること、
    を備える基地局の制御方法。
18. 第１のセル及び前記第１のセル内に階層的に配置される第２のセルに接続して通信可能な移動局の制御方法であって、
    予め定められた通信相手と前記移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して行うこと；および
    前記特定通信を前記第２のセルを利用して行っている間に前記特定通信を除く他の通信が開始されることに応じて、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるように、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更すること、
    を備える方法。
19. 第１のセル内に階層的に配置される第２のセルを形成する基地局の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記制御は、
    前記第２のセルに在圏している移動局が予め定められた通信相手との間の特定通信を除く他の通信を開始する場合に、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるように、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更すること、
    を含む、プログラム。
20. 第１のセル及び前記第１のセル内に階層的に配置される第２のセルに接続して通信可能な移動局の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記制御は、
    予め定められた通信相手と前記移動局の間の特定通信を前記第２のセルを利用して行っている間に前記特定通信を除く他の通信が開始されることに応じて、前記他の通信が前記第１のセルを利用して行われるように、前記移動局の在圏セルを前記第２のセルから前記第１のセルに変更すること、
    を含む、プログラム。

Images