JP2010278740A

JP2010278740A - 移動機、交換機及び方法

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Publication number: JP2010278740A
Application number: JP2009128968A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Sakuramoto; 英之櫻本; Takuya Takimoto; 拓也滝本; Takehiro Ida; 雄啓井田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: JP5268782B2

Abstract

【課題】移動機がフェムトセルに在圏しやすくなるようにすること。
【解決手段】移動通信システムにおける移動機は、交換機からの指示情報が含まれている下り制御信号を無線基地局から受信する受信部と、指示情報が示す周波数のセルをサーチするセルサーチ部と、セルサーチ部により検出されたフェムトセルの報知情報を分析する分析部と、フェムトセルにて待ち受けを行うべきことを交換機に通知するための位置登録要求信号を無線基地局に送信する送信部とを有する。指示情報が示す周波数は、当該移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数であって、交換機に予め記憶されている周波数である。交換機が指示情報を当該移動機に通知することを引き起こすように予め定義されている発信信号は、送信部から送信される。
【選択図】図4

Description

本発明は、移動通信システムにおける移動機、交換機及び方法に関連する。

移動通信システムにおける移動機は、基地局がカバーする通話エリアの中で通信を行う。通話エリアはセル又はセクタと呼ばれる。以下の説明において、セルはセクタを含む概念であるとする。セルのサイズは大小様々である。マクロセルとして分類されるセルは、一般的に数百メートル〜数キロメートルにも及ぶ広い範囲をカバーする。これとは別に小型基地局を利用して、数十メートル程度の範囲をカバーするセルは、フェムトセルと呼ばれる。

フェムトセルを構築する小型基地局を家屋内等に設置してブロードバンド回線等に接続し、インターネット経由の移動機通信網を形成するサービスがある。フェムトセルでの通信は、ネットワーク側の負荷が少なくて済むので、サービスの課金体系を通常のマクロセルでの通信より割安にする、あるいは無料にするサービスが考えられる。この場合、フェムトセルで通信が可能なユーザ(フェムト契約ユーザ)は、地理的にフェムトセルの範囲内に存在していたならば、出来るだけフェムトセルの利用を希望するであろう。フェムトセルで通信するだけでなく、待ち受けもフェムトセルで行うことが望まれる。利用者の自宅にフェムト基地局を設けた場合の利用例については、例えば特許文献1に記載されている。

特開2008-283648号公報

移動機をフェムトセルに在圏しやすくする1つの方法は、周辺セルテーブル又はゾーンテーブル(ZT: Zone Table)を改変することである。例えば、あるマクロセルの周辺に存在するフェムトセル総てを、マクロセルの周辺セルテーブルに含めることが考えられる。マクロセルに在圏している移動機は、周辺セルサーチの際、周辺セルテーブルを参照することで、フェムトセルの情報を取得できる。これにより、移動機はフェムトセルに移行しやすくなる。しかしながら、フェムトセルはマクロセルに比べて多数存在する可能性があるので、総てのフェムトセルの情報を周辺セルテーブルに含めることは困難である。例えば、ユニバーサル移動通信システム(UMTS)の場合、周辺セルテーブルに含めることが可能なセル数は30程度に過ぎない。したがって、特に都市部のように隣接セル数が多い環境の場合、マクロセルの周辺セルテーブルにフェムトセルの情報を含ませることは、必ずしも容易でない。

移動機をフェムトセルに在圏しやすくする別の方法は、移動機のセルサーチ機能を強化することである。マクロセル以外に様々なフェムトセルが存在するかもしれないことに配慮してセルサーチを行う機能を、移動機に搭載することが考えられる。しかしながら、そのような特殊機能を、市場に既に出回っている移動機に改めて装備することは困難である。さらに、フェムトセルを検出する特殊機能を移動機に備える場合、サーチすべき周波数等の情報を移動機に用意しなければならないが、必要な総ての情報を予め移動機に用意することは困難である。例えば、フェムトセルに移動機が過去に在圏した際のセル情報を次回のセルサーチに利用することが考えられるが、その場合、過去に在圏した実績のないフェムトセルをサーチすることは困難である。

本発明の課題は、移動機がフェムトセルに在圏しやすくなるようにすることである。

(1)本発明の一形態では、移動通信システムにおける移動機が使用される。

移動機は、
交換機からの指示情報が含まれている下り制御信号を無線基地局から受信する受信部と、
前記指示情報が示す周波数のセルをサーチするセルサーチ部と、
前記セルサーチ部により検出されたフェムトセルの報知情報を分析する分析部と、
前記フェムトセルにて待ち受けを行うべきことを前記交換機に通知するための位置登録要求信号を前記無線基地局に送信する送信部と、
を有する。

前記指示情報が示す前記周波数は、当該移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数であって、前記交換機に予め記憶されている周波数である。

前記交換機が前記指示情報を当該移動機に通知することを引き起こすように予め定義されている発信信号が、前記送信部から送信される。

(2)本発明の一形態では、移動通信システムにおける交換機が使用される。

交換機は、
移動機及び無線基地局間で使用される無線リソースを管理する呼制御部と、
移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数を記憶する記憶部と、
前記無線基地局及び前記移動機と通信を行うための通信インターフェース部と、
を有する。

前記移動機からの所定の発信信号が前記通信インターフェース部により受信された場合、ある指示情報を含む下り制御信号が前記無線基地局から前記移動局へ送信されるように、前記呼制御部は前記無線基地局に前記指示情報を通知する。

前記指示情報は、前記発信信号を送信した移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数を示す。

本発明の一形態によれば、移動機はフェムトセルに在圏しやすくなる。

フェムトセルとマクロセルが混在するエリアの概念図。移動機の機能ブロック図。交換機の機能ブロック図。発明原理図。詳細な動作例を示す図(その1)。詳細な動作例を示す図(その2)。

通常の通話の場合、移動機が終話の契機を起こすと(例えば、オンフック等の操作を行うと)、ネットワーク(交換機)は、無線リソースの解放を移動機に指示し、必要に応じて、待ち受けを行うセルをサーチすべきことを通知する。

本発明の一形態によれば、特定の電番又はUSSD(Unstructured Supplementary Service Data)の発信は、ネットワーク側に少なくとも終話の契機を与える。従来とは異なり、この契機により、ネットワークは、発信に使用された無線リソースを解放し、待受を行うセルをサーチする際の周波数を移動機に指示する。指示される周波数は、その移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数である。移動機は、指示された周波数でセルサーチを行い、検出できたセルで位置登録の処理をネットワークに要求する。

通常のセルサーチの場合、移動機が特定のセルになるべく在圏するように意図的に促すことは困難である。本発明の一形態によれば、移動機からの契機により、予め登録済みのフェムトセルへの遷移を促すことができる。言い換えれば、本発明の一形態では、特定電番やUSSDの発信を移動機から行うことで、ネットワークが移動機に対して、待ち受け周波数を指示するきっかけを強制的に作る。これにより、既存の移動機に大幅な改変を行うことなく、移動機がフェムトセルに在圏しやすくなる。

本発明の一形態では、移動機からの契機は、特定電番の発信により表現される。すなわち、ユーザ及びネットワークの間で、特定の電番がそのような契機の意思表示であるように予め定義されている。特定の電番が何であるかは、ユーザ毎に決定されてもよいし、システムで一律に決定されていてもよい。特定電番だけでなく、USSDが使用されてもよい。特定電番の場合、例えば、その番号をユーザに案内するだけで実現できる。利便性を向上させる観点からは、グラフィックユーザインターフェース(GUI)を用いて、特定電番やUSSDを発信してもよい。

本発明の一形態では、フェムトセルの周波数として複数の選択肢(例えば、第1、第2及び第3の周波数)が存在してもよい。例えば、移動機からの特定電番の発信に応じて、ネットワークは移動機に第1の周波数を指示する。所定の時間が経過した後、移動機が第1の周波数の位置登録要求を送信してこなかった場合、ネットワークは移動機に第2の周波数を指示する。さらに所定の時間が経過した後、移動機が第2の周波数の位置登録要求を送信してこなかった場合、ネットワークは移動機に第3の周波数を指示する。このようにして、可能性のあるフェムトセルの選択肢を順に移動機に通知することで、移動機は適切なフェムトセルを検出できる。このような状況は、移動機が3つのフェムトセルでの通信が許可されていた場合だけではない。移動機の通信が許可されているフェムトセルは、例えば第3の周波数を使用しているが、ネットワーク側はその周波数が第1、第2又は第3の何れであるかを知らないような場合である。このような場合でも、移動機に相応しいフェムトセルを確実に発見することができる。

フェムトセルの周波数の候補が複数存在した場合、移動機が特定電番等の発信を行った後、適切なフェムトセルを検出するまでの間、比較的長い時間が経過するかもしれない。複数の周波数の候補を順番に探す必要があるからである。ユーザが動作状況を認識し安心して待機できるようにする観点からは、この待ち時間の間、GUI等に動作状況を表示することが好ましい。例えば、特定電番の発信後、タイマを起動させ、所定の期間経過後に動作状況に関連する表示が行われてもよい。あるいは、動作状況とは無関係の表示(たとえば、ユーザの好みに合わせた表示)が行われてもよい。フェムトセルに在圏できた場合、タイマを止め、フェムトセルへの在圏が成功したことを表示してもよい。タイマが満了した場合、フェムトセルへの在圏が失敗しことを表示してもよい。

本発明の一形態によれば、ユーザがフェムトセルのエリア内に存在している場合、ユーザの任意のタイミングでそのフェムトセルへの在圏を誘導することができる。このような契機で行われるサーチは、通常のセルサーチとは異なり、ユーザによる任意のタイミングで実行されるので、バッテリ消費等観点からも好ましい。

以下の観点から本発明の実施例を説明する。

A.システム
B.移動機
C.交換機
D.発明原理
E.詳細な動作例

＜A.システム＞
図1は、フェムトセルとマクロセルが混在するエリアの概念図を示す。フェムトセルの基地局(フェムトBTS)は、マクロセルの基地局(マクロBTS)に比べて弱い電力で信号を送信するので、一般に、フェムトセルはマクロセルに比べて狭いエリアをカバーする。

フェムトセルの利点の１つは、エリアを改善できることである。例えば、不感地帯でのエリアを簡易に改善することができる。マクロBTSは比較的強い電力で信号を送信するので、一旦マクロBTSが設置されると、隣接するセルは干渉を受けるおそれが生じる。しかしながら、フェムトBTSの送信電力は弱いので、セル間干渉はマクロBTSの場合ほどには懸念されない。このため、フェムトBTSはマクロBTSよりも導入が容易であり、特に不感地帯のエリアを改善する際に有利である。フェムトセルの別の利点は、サービスの多様化である。ユーザがフェムトBTSを購入し、自宅等に導入した後、フェムトセルによる通信について割引通信料金の適用を受けるサービスが考えられる。これにより、ユーザの通信料金の低減及びマクロBTSの処理負担の軽減の双方を図ることができる。

＜B.移動機＞
図2は、図1に示されるようなエリアで使用される移動機を示す。図2には、アンテナ21、無線ハードウエア部22、無線制御部23、アプリ制御部24、アプリケーション25、メモリ26及びディスプレイ27が示されている。移動機は、移動端末、モバイルホスト、ユーザ装置等と言及されてもよい。

無線ハードウエア部22は、アンテナ21を介して無線基地局(図2では図示せず)との間で通信される無線信号を送受信する。無線基地局は、マクロセルの基地局だけでなく、フェムトセルの基地局も含まれる。無線信号には、報知信号、同期信号、パイロット信号、制御信号、音声信号、データ信号等が含まれてもよい。これらの信号の名称は単なる一例に過ぎず、別の名称の信号が無線信号に含まれてもよい。

無線制御部23は、無線信号の送受信を制御する。例えば、周波数、送信タイミング、タイムスロット、拡散符号、送信電力密度等が制御されてもよい。

アプリ制御部24は、アプリケーション25として示されるソフトウェアに従って、移動機の動作及びユーザとのやりとりを制御する。

メモリ26は、移動機で一時的に又は永続的に使用されるデータを記憶する。

ディスプレイ27は、表示機能を備え、視覚的なユーザインターフェースを実現する。ユーザインターフェースは、グラフィックユーザインターフェース(GUI)として実現されてもよい。特に、ディスプレイ27は、移動機の在圏セルの種別(フェムトセル又はマクロセル)を表示する。ディスプレイ27に代えて又はそれに加えて、聴覚的、触覚的その他の何らかのユーザインターフェースが設けられてもよい。

＜C.交換機＞
図3は、実施例で使用可能な交換機を示す。交換機はコアネットワークに属し、基地局(マクロセル及び/又はフェムトセル)に接続される。図3には、外部インターフェース(外部I/F)31、ハードウエア32、呼制御部33、メモリ34及び課金処理部35が示されている。

外部インターフェース(外部I/F)31は、コアネットワークに接続された様々なネットワーク要素との通信信号を送受信する。特に、外部I/F31は、無線基地局と接続され、必要に応じて、交換機が移動機と通信できるようにする。

ハードウエア32は、外部I/F31を通じて送信される信号を生成すること、及び外部I/F31を通じて受信した信号を分析すること等を行う。

呼制御部33は、移動局及び無線基地局間で使用される無線リソースを管理する。呼制御部33は、位置登録や認証管理等も制御する。

メモリ34は、無線リソースその他の管理に必要なデータを記憶する。本実施例では、特に、移動機と該移動機の通信が許可されているフェムトセルとの対応関係が、メモリ34に記憶されている。メモリ34は、交換機とは別個のサーバとして用意されてもよいし、交換機内の記憶部として用意されてもよい。

課金処理部35は、通信サービスに関する課金処理を行う。上述したように、フェムトセルに在圏すると、マクロセルに在圏するよりも割安になる。このような処理が課金処理部35で行われる。

＜D.発明原理＞
図4は、本発明の原理的な動作例を示す。移動機は、通信中でも待ち受け中でもよいが、説明の便宜上、待ち受け中であるとする。さらに、移動機はマクロセルの位置登録エリアに在圏しているものとする。この移動機のユーザは、あるフェムトセルで通信することが許可されており、そのフェムトセルの周波数はf₁であるとする。

ステップS1において、移動機のユーザは、特定の電番(例えば、「*137#」)の発信を行う。特定の電番の代わりに、USSDを使って発信が行われてもよい。特定の電番又はUSSDの発信は、フェムトセルで在圏することを促すものである。ユーザは、フェムトセルのエリア内であることを自覚しながら発信を行ってもよいし、そのような自覚なしに発信を行ってもよい。移動機の無線制御部23(図2)は、アプリ制御部24から受信した発信要求を、ネットワーク側へ送信するメッセージに加工する。加工されたメッセージは無線ハードウエア22及びアンテナ21を介して無線基地局へ送信され、最終的にはネットワーク側(交換機)に届く。

図4では、図示の簡明化のため、無線アクセス装置(RAN)、すなわち基地局(BTS)及び無線ネットワークコントローラ(RNC)は図示されていないが、実際にはそれらを介して移動機及び交換機間で信号がやりとりされる。

ステップS2において、交換機は特定の電番(「*137#」)又はUSSDの発信に対して応答を返す。

ステップS3では、特定電番の発信に確保された無線リソースを解放し、移動機が待ち受けを行うセルをサーチすべきことを移動機に指示する。セルサーチの周波数は、その移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数であって、交換機のメモリ34(図3)に記憶済みの周波数f₁である。この点、従来の終話処理と大きく異なる。

ステップS5では、移動機は、指示された周波数のセルをサーチする。説明の便宜上、その周波数の何らかのフェムトセルが検出されたものとする。検出されなかった場合、フェムトセルに遷移することはできない。

ステップS7では、検出されたフェムトセルから報知情報を受信する。報知情報中の位置登録情報(例えば、位置登録エリアの識別情報)が、報知情報から抽出される。移動機は、報知情報の受信直前の最新の位置登録情報と、この報知情報から抽出したばかりの位置登録情報とを対比し、異同を判別する。異なっていた場合、位置登録エリアが変わったことを示すので、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号が、交換機に送信される(ステップS9)。同じであった場合、位置登録エリアは変わっていないので、そのような更新を求める上り制御信号は通常送信されない。目下の例の場合、マクロセルに在圏していたところ、ステップS5でフェムトセルを検出したので、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号が送信される。

ステップS11では、交換機は上り制御信号を分析し、位置登録エリアを更新すべきことを許可し、位置登録エリアを更新する。更新すべきでなかった場合、その旨の通知が移動機になされる(図示せず)。

ステップS13では、移動機は以後フェムトセルで待ち受けを行う。例えば、移動機のディスプレイ27(図2)に、フェムトセルに在圏できたことを示すピクトが表示されてもよい。

＜E.詳細な動作例＞
図5A及び図5Bは、本発明の一実施例による動作例を詳細に示す。図5Aは図5Bに続く。図5A,5Bでは、移動機(MT)、無線ネットワークコントローラ(IPRNC)、回線交換に関する交換機(LMMS/MSC)及びパケット交換に関する交換機(xGSN/SGSN)の処理が示されている。図4の場合と同様に、移動機(MT)は基地局を介して無線ネットワークコントローラ(IPRNC)に接続されるが、図示の簡明化のため、基地局は図5A及び図5Bに示されていない。無線ネットワークコントローラ(IPRNC)は、無線回線の回線接続制御やハンドオーバ制御等を行うことに加えて、認証手続が完了するまでパケットの転送を止める機能も有する。交換機は、移動サービス交換センタ(MSC: Mobile-services Switching Center)、加入者系移動マルチメディア交換システム(LMMS: Local Mobile Multimedia Switching system)、サービング/ゲートウェイGPRSサポートノード(xGSN/SGSN: Serving/Gateway GPRS(General Packet Radio Service) Support Node)等の機能部を有する。これらの機能部は1つの装置に総て備わっていてもよいし、物理的には複数の装置に分散して備わっていてもよい。

図4の動作例の場合と同様に、移動機は、通信中でも待ち受け中でもよいが、説明の便宜上、待ち受け中であるとする。さらに、移動機は、フェムトセルに在圏していても良いが、説明の便宜上マクロセルの位置登録エリアに在圏しているものとする。この移動機のユーザは、あるフェムトセルで通信することが許可されており、そのフェムトセルの周波数はf₁、f₂、f₃及びf₄であるとする。なお、位置登録エリアは、ルーティングエリア(RA: Routing Area)と呼ばれてもよいし、トラッキングエリア(TA: Tracking Area)等と呼ばれてもよい。本発明はそのような名称に限定されない。

ステップS51において、移動機(MT)は、特定の電番(例えば、「*137#」)の発信を行う。この電番の発信は、通信を開始するための通常の発信とは異なる。むしろこの特定の電番の発信は、終話の処理を少なくとも引き起こすように予め決められている。

ステップS52において、交換機は、終話の処理を開始する。具体的には、特番の発信に使用された無線リソースを解放するコマンドが、交換機から移動機(MT)に通知される。特定の電番の発信は、終話の処理を引き起こすだけではない。交換機は、特定の電番を発信した移動機(MT)について、何らかのフェムトセルでの通信が許可されているか否かを判別し、許可されていた場合、フェムトセルの周波数を特定する。移動機及びフェムトセルに関する情報は、交換機が利用可能なメモリ34(図3)に保存されている。目下の例の場合、この移動機(MT)のユーザに許可されているフェムトセルの周波数は、f₁、f₂、f₃及びf₄である。

なお、交換機の終話の処理等を引き起こすため、上記の例では特定の電番の発信が使用されているが、別の方法が使用されてもよい。たとえば、USSDの発信により、交換機のそのような処理が引き起こされてもよい。

ステップS53において、交換機は、セルサーチを行うことを移動機に指示する。このセルサーチは、移動機が待受を行うのに相応しいセルを探すためである。探すセルの周波数は、交換機から移動機に指示され、先ず、f₁の周波数のセルを探すことが指示される。この指示は、例えば、既存のリリースコマンドを利用して行うことができる。あるいは、このような指示を行うための別のコマンドが規定されてもよい。本実施例を簡易に実現する観点からは、既存のリリースコマンドを利用することが好ましい。なお、説明の便宜上、交換機が無線リソースの解放を指示した後、フェムトセルの周波数を指示するまでの期間を、第1期間T₁とする。第1期間はかなり短くてもよい。

ステップS54では、移動機(MT)は、交換機からの指示に応じて、周波数f₁のセルを探す。セルが検出された場合、移動機(MT)は、そのセルから報知情報を受信する(S55)。移動機(MT)は、受信した報知情報から位置登録エリアの識別情報を取り出し、既に保持している位置登録エリアの識別情報と比較する。比較の結果、位置登録エリアが同じであった場合、移動機(MT)はそのまま待ち受けを行う。位置登録エリアが異なっていた場合、位置登録エリアの更新を要求する上り制御信号を交換機に通知する。目下の例の場合、移動機(MT)は、マクロセルに在圏していたので、セルサーチでフェムトセルが検出された場合、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号が移動機(MT)から送信される。周波数f₁のセルが検出されなかった場合、ステップS55の処理は行われない。目下の例では、適切なセルは発見されていないものとする。

交換機は、セルサーチの指示を行った後、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号を待機する。本実施例では、交換機は、セルサーチの指示を行った後、タイマを起動し、所定の第2期間(例えば、5秒)を計測する。第2期間は、移動機がセルサーチを行い、交換機が位置登録エリアの更新要求を受けるまでの待機期間に相当する。

ステップS61では、周波数f₁の指示の後、所定の第2期間が経過したことに応じて、交換機は、移動機(MT)を呼び出すページング信号を送信する。

ステップS62では、移動機(MT)がページング信号に応答する。

ステップS63において、交換機は、移動機に再びセルサーチを行うことを指示する。このセルサーチも、移動機が待受を行うのに相応しいセルを探すためである。今回は、f₂の周波数のセルを探すことが指示される。この指示も、既存のリリースコマンド又は別のコマンドを利用して実行可能である。なお、説明の便宜上、交換機がページング信号を送信した後、別の周波数を指示するまでの期間を、第3期間T₃とする。第3期間は、第2期間と同程度でもよいし、それより短くても長くてもよい。移動機や交換機等の処理速度に応じて適切に決定されてよい。

ステップS64では、移動機(MT)は、交換機からの指示に応じて、周波数f₂のセルを探す。セルが検出された場合、移動機(MT)は、そのセルから報知情報を受信する(S65)。移動機(MT)は、受信した報知情報から位置登録エリアの識別情報を取り出し、既に保持している位置登録エリアの識別情報と比較する。比較の結果、位置登録エリアが同じであった場合、移動機(MT)はそのまま待ち受けを行う。位置登録エリアが異なっていた場合、位置登録エリアの更新を要求する上り制御信号を交換機に通知する。目下の例の場合、移動機(MT)は、マクロセルに在圏していたので、セルサーチでフェムトセルが検出された場合、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号が移動機(MT)から送信される。周波数f₂のセルが検出されなかった場合、ステップS65の処理は行われない。目下の例では、適切なセルは発見されていないものとする。

交換機は、セルサーチの指示を行った後、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号を待機する。交換機は、セルサーチの指示を行った後、タイマを起動し、所定の第2期間(例えば、5秒)を計測する。

ステップS71では、周波数f₂の指示の後、所定の第2期間が経過したことに応じて、交換機は、移動機(MT)を呼び出すページング信号を送信する。

ステップS72では、移動機(MT)がページング信号に応答する。

ステップS73において、交換機は、移動機に再びセルサーチを行うことを指示する。このセルサーチも、移動機が待受を行うのに相応しいセルを探すためである。今回は、f₃の周波数のセルを探すことが指示される。この指示も、既存のリリースコマンド又は別のコマンドを利用して実行可能である。なお、説明の便宜上、交換機がページング信号を送信した後、別の周波数を指示するまでの期間も、第3期間T₃であったとする。

ステップS74では、移動機(MT)は、交換機からの指示に応じて、周波数f₃のセルを探す。セルが検出された場合、移動機(MT)は、そのセルから報知情報を受信する(S75)。移動機(MT)は、受信した報知情報から位置登録エリアの識別情報を取り出し、既に保持している位置登録エリアの識別情報と比較する。比較の結果、位置登録エリアが同じであった場合、移動機(MT)はそのまま待ち受けを行う。位置登録エリアが異なっていた場合、位置登録エリアの更新を要求する上り制御信号を交換機に通知する。目下の例の場合、移動機(MT)は、マクロセルに在圏していたので、セルサーチでフェムトセルが検出された場合、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号が移動機(MT)から送信される。周波数f₃のセルが検出されなかった場合、ステップS75の処理は行われない。目下の例では、適切なセルは発見されていない。

ステップS81では、周波数f₃の指示の後、所定の第2期間が経過したことに応じて、交換機は、移動機(MT)を呼び出すページング信号を送信する。

ステップS82では、移動機(MT)がページング信号に応答する。

ステップS83において、交換機は、移動機に再びセルサーチを行うことを指示する。このセルサーチも、移動機が待受を行うのに相応しいセルを探すためである。今回は、f₄の周波数のセルを探すことが指示される。この指示も、既存のリリースコマンド又は別のコマンドを利用して実行可能である。なお、説明の便宜上、交換機がページング信号を送信した後、別の周波数を指示するまでの期間も、第3期間T₃であったとする。

ステップS84では、移動機(MT)は、交換機からの指示に応じて、周波数f₄のセルを探す。セルが検出された場合、移動機(MT)は、そのセルから報知情報を受信する(S85)。移動機(MT)は、受信した報知情報から位置登録エリアの識別情報を取り出し、既に保持している位置登録エリアの識別情報と比較する。比較の結果、位置登録エリアが同じであった場合、移動機(MT)はそのまま待ち受けを行う。位置登録エリアが異なっていた場合、位置登録エリアの更新を要求する上り制御信号を交換機に通知する。目下の例の場合、移動機(MT)は、マクロセルに在圏していたので、セルサーチでフェムトセルが検出された場合、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号が移動機(MT)から送信される。周波数f₄のセルが検出されなかった場合、ステップS85の処理は行われない。

交換機は、セルサーチの指示を行った後、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号を待機する。交換機は、セルサーチの指示を行った後、タイマを起動し、所定の第2期間(例えば、5秒)を計測する。目下の例では、周波数f₄の適切なフェムトセルが、第2期間の満了前に発見されている。

ステップS86において、移動機(MT)は、位置登録エリアの更新を求める上り制御信号を交換機に送信する。この上り制御信号は、図5Bにおいて、ルーティングエリア更新リクエスト(RA Update Request)と言及されている。

ステップS87において、交換機は、位置登録エリアの更新を許可したことを移動機(MT)に通知する。この許可は、図5Bにおいて、ルーティングエリア更新アクセプト(RA Update Accept)と言及されている。

ステップS88において、移動機(MT)は、位置登録エリアの更新を完了したことを交換機に通知する。この通知は、図5Bにおいて、ルーティングエリア更新コンプリート(RA Update Complete)と言及されている。

ステップS89において、交換機は、移動機(MT)にGPRS移動管理(GMM: GPRS Mobility Management)情報を通知する。このGMM情報には、位置登録の情報や移動機の認証情報等が含まれている。移動機は、この情報を受信することで、位置登録しているセルがフェムトセルであることを認識できる。ステップS86ないしS89は、位置登録エリアの更新に関する処理を表し、処理に要する期間は、図5B において第4期間T₄として表現されている。第4期間は、第2期間と同程度でもよいし、それより短くても長くてもよい。移動機や交換機等の処理速度に応じて適切に決定されてよい。

ところで、ステップS51の特定の電番の発信以降、適切なフェムトセルを発見できたか否かが判明するまでの間、比較的長い時間が経過するかもしれない。たとえば、上記の例の場合、ステップS51からステップS89までに、T₁＋4×T₂＋3×T₃＋T₄＝40秒程度かかる。但し、T₁=0、T₂＝T₃＝T₄＝5秒であるとした。フェムトセルの周波数の候補が多くなると、さらに長い期間ユーザは待たなければならない。この間、フェムトセルのセルサーチが行われていることをユーザに知らせるため、何らかの表示がディスプレイ27(図3)に表示されることが望ましい。例えば、ステップS52による応答信号を移動機(MT)が受信すると、タイマが起動し、所定の時間が経過する毎に、ディスプレイの画面表示が切り替えられてもよい。このようにすることで、フェムトセルでの在圏を希望するユーザは、安心して処理の完了を待つことができる。

上記の例において、特定電番の発信(ステップS51)から、フェムトセルに在圏することの成否が判明するまでのユーザの待ち時間を短縮する観点からは、特定電番を発信した移動機に関するフェムトセルの周波数f₁〜f₄の総てを一度に(ステップS53の時点で)通知することが考えられる。このようにすると、ある周波数を指示した後、別の周波数を指示するまでの間の期間を短縮することができる。また、特定電番を発信した移動機に関するフェムトセルの周波数f₁〜f₄の内、在圏する可能性の高いフェムトセルの周波数のみが、移動機に通知されてもよい。そのような判断は、例えば、移動機の位置情報に基づいてなされてもよい。

本発明は、フェムトセルでの在圏を促すべき適切な如何なる移動通信システムに適用されてもよい。例えば本発明は、HSDPA/HSUPA方式のW-CDMAシステム、LTE方式のシステム、IMT-Advancedシステム、WiMAX, Wi-Fi方式のシステム等に適用されてもよい。

以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、それらは単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。発明の理解を促すため具体的な数式が使用された場合、特に断りのない限り、それらの数式は単なる一例に過ぎず適切な如何なる数式が使用されてもよい。実施例又は項目の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の実施例又は項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、或る実施例又は項目に記載された事項が、別の実施例又は項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。ソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ(ROM)、EPROM、EEPROM、レジスタ、ハードディスク(HDD)、リムーバブルディスク、CD-ROMその他の適切な如何なる記憶媒体に用意されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。

21 アンテナ
22 無線ハードウエア部
23 無線制御部
24 アプリ制御部
25 アプリケーション
26 メモリ
27 ディスプレイ
31 外部インターフェース(外部I/F)
32 ハードウエア
33 呼制御部
34 メモリ
35 課金処理部

Claims

移動通信システムにおける移動機であって、
交換機からの指示情報が含まれている下り制御信号を無線基地局から受信する受信部と、
前記指示情報が示す周波数のセルをサーチするセルサーチ部と、
前記セルサーチ部により検出されたフェムトセルの報知情報を分析する分析部と、
前記フェムトセルにて待ち受けを行うべきことを前記交換機に通知するための位置登録要求信号を前記無線基地局に送信する送信部と、
を有し、前記指示情報が示す前記周波数は、当該移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数であって、前記交換機に予め記憶されている周波数であり、
前記交換機が前記指示情報を当該移動機に通知することを引き起こすように予め定義されている発信信号を、前記送信部が送信する、移動通信システムにおける移動機。
前記発信信号は、特定の電番又はUSSDにより表現される、請求項1記載の移動機。
移動通信システムにおける交換機であって、
移動機及び無線基地局間で使用される無線リソースを管理する呼制御部と、
移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数を記憶する記憶部と、
前記無線基地局及び前記移動機と通信を行うための通信インターフェース部と、
を有し、前記移動機からの所定の発信信号が前記通信インターフェース部により受信された場合、ある指示情報を含む下り制御信号が前記無線基地局から前記移動局へ送信されるように、前記呼制御部は前記無線基地局に前記指示情報を通知し、
前記指示情報は、前記発信信号を送信した移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数を示す、移動通信システムにおける交換機。
移動通信システムにおける移動機で使用される方法であって、
交換機からの指示情報が含まれている下り制御信号を無線基地局から受信するステップと、
前記指示情報が示す周波数のセルをサーチするセルサーチステップと、
前記セルサーチステップにより検出されたフェムトセルの報知情報を分析するステップと、
前記フェムトセルにて待ち受けを行うべきことを前記交換機に通知するための位置登録要求信号を前記無線基地局に送信するステップと、
を有し、前記指示情報が示す前記周波数は、当該移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数であって、前記交換機に予め記憶されている周波数であり、
前記交換機が前記指示情報を前記移動機に通知することを引き起こすように予め定義されている発信信号が、前記下り制御信号の受信前に前記交換機に送信される、方法。
移動通信システムにおける交換機で使用される方法であって、前記交換機は、
移動機及び無線基地局間で使用される無線リソースを管理する呼制御部と、
移動機の通信が許可されているフェムトセルの周波数を記憶する記憶部と、
前記無線基地局及び前記移動機と通信を行うための通信インターフェース部と、
を有し、当該方法は、
前記移動機からの所定の発信信号を、前記通信インターフェース部により受信するステップと、
前記発信信号を送信した移動機の通信が許可されているフェムトセルの情報を、前記記憶部から抽出するステップと、
前記フェムトセルの情報を指示情報として含む下り制御信号が前記無線基地局から前記移動局へ送信されるように、前記呼制御部から前記無線基地局に前記指示情報を通知するステップと、
を有する方法。