JP2011101221A - 通信システム及び中継制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構内交換機を設けることなく、ネットワーク上のトラヒックの低減と、ユーザが支払う通信料の低減とを実現する。
【解決手段】階層化され、隣接する階層のノードと接続された複数のノードと、複数の端末とを有し、階層化された複数のノードのうち最下層のノードが複数存在し、複数の端末のそれぞれが複数の最下層のノードのいずれかに接続され、複数の端末間の通信をノードを用いて中継する通信システムであって、通信を行う複数の端末が接続された最下層のノードのそれぞれに応じ、階層化された複数のノードのうち、当該通信を中継する中継ノードを決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、階層化されたノードを用いて通信を中継する通信システム及び中継制御方法に関する。

近年、移動体通信において、通常の基地局からの電波が届かない家庭内や地下等の不感地帯でも、移動体通信事業者が提供するサービスを受けられるようにするために、超小型の基地局であるフェムトセル基地局が不感地帯に設置されるようになってきている。フェムトセル基地局は、家庭内や地下等に敷設されているブロードバンド回線と接続され、そのブロードバンド回線及びインターネットを介して移動体通信事業者のネットワークと接続される。ブロードバンド回線とは例えば、光回線やケーブルテレビ用の回線等である。

なお、通常の基地局とは、ビルの屋上等に設置され、その基地局と通信ができる範囲であるセルが半径数１００メートル〜１０数キロメートル程度の基地局のことである。一方、フェムトセル基地局のセルは、半径数１０メートル程度であり、通常の基地局と比べて非常に狭い範囲となっている。

フェムトセル基地局を介して通信を行う場合でも、通常の基地局を介して通信を行う携帯端末をそのまま利用することができる。また、１つのフェムトセル基地局と接続することが可能な携帯端末の数は非常に少ないため、１台の携帯端末が１つのフェムトセル基地局を占有することも可能であり、高速な通信が実現できる。

フェムトセル基地局は、各家庭等の様々な施設内に設置することを想定しており、フェムトセル基地局の普及とともに、ブロードバンド回線やインターネット、移動体通信事業者のネットワーク上のトラヒックが増加することが予想される。なお、以降、単にネットワークという場合は、ブロードバンド回線、インターネット及び移動体通信事業者のネットワークのそれぞれ、または、全てを指すものとする。

また近年、パソコンやテレビ、ゲーム機等を含めた家電機器がネットワークに接続されるようになり、ネットワーク上のトラヒックが増加してきている。

このように、ネットワーク上のトラヒックは増加の一途を辿ることが予想され、フェムトセル基地局を介した通信の通信品質の低下が懸念される。また、ネットワークを提供する事業者は、増加するトラヒックに対応するために、ネットワークを構成する設備の増強が求められる。これに伴い、設備の運用費の増加が想定される。

ところで、フェムトセル基地局を介した通信においては、同じフェムトセル基地局のセル内に存在する携帯端末間で通話を行う場合でも、ユーザデータ（音声パケット）がネットワークを経由してその携帯端末間で送受信される。従って、ユーザは、同じフェムトセル基地局を介した近接する携帯端末間の通信であるにもかかわらず、ブロードバンド回線を提供する通信事業者やインターネットプロバイダ、移動体通信事業者等へ通信料を支払わなくてはならない。

ここで、ネットワーク上のトラヒックの低減と、ユーザが支払う通信料の低減とを可能にする技術が例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示されている技術では、建物内に閉じた通信を制御することができる構内交換機（ＩＰ−ＰＢＸ）に接続された無線基地局（無線装置）と、移動体通信事業者のネットワークに接続された無線基地局（無線装置）とが存在する。そして、端末（通信装置）は、通信の種類に応じ、いずれかの無線基地局（無線装置）を選択して呼制御を行う。

特許文献１に開示されている技術を用いることにより、構内交換機に接続された無線基地局からの電波が届く範囲に存在する端末間の通信の場合には、ネットワークを経由しないようにすることができる。これにより、ネットワーク上のトラヒックの低減と、ユーザが支払う通信料の低減とを実現することができる。

特開２００９−１０５９３７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されている技術を用いた場合、構内交換機を設けなければならないという問題点がある。

本発明は、構内交換機を設けることなく、ネットワーク上のトラヒックの低減と、ユーザが支払う通信料の低減とを実現することができる通信システム及び中継制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の通信システムは、階層化され、隣接する階層のノードと接続された複数のノードと、複数の端末とを有し、前記階層化された複数のノードのうち最下層のノードが複数存在し、前記複数の端末のそれぞれが前記複数の最下層のノードのいずれかに接続され、前記複数の端末間の通信を前記ノードを用いて中継する通信システムであって、
通信を行う前記複数の端末が接続された前記最下層のノードのそれぞれに応じ、前記階層化された複数のノードのうち、当該通信を中継する中継ノードを決定する。

また、上記目的を達成するために本発明の中継制御方法は、階層化され、隣接する階層のノードと接続された複数のノードと、複数の端末とを有し、前記階層化された複数のノードのうち最下層のノードが複数存在し、前記複数の端末のそれぞれが前記複数の最下層のノードのいずれかに接続され、前記複数の端末間の通信を前記ノードを用いて中継する通信システムにおける中継制御方法であって、
通信を行う前記複数の端末が接続された前記最下層のノードのそれぞれに応じ、前記階層化された複数のノードのうち、当該通信を中継する中継ノードを決定する中継ノード決定処理を有する。

本発明の通信システムにおいては、通信を行う複数の端末が接続された最下層のノードのそれぞれに応じ、階層化された複数のノードのうち、当該通信を中継する中継ノードが決定される。

これにより、ネットワークを経由する通信を最小限に抑制することが可能となる。従って、構内交換機を設けることなく、ネットワーク上のトラヒックの低減と、ユーザが支払う通信料の低減とを実現することができる。

本発明の通信システムの実施の一形態の構成を示すブロック図である。 図１に示した通信システムが備える各装置の構成の一例を示すブロック図であり、（ａ）は端末の構成の一例を示すブロック図、（ｂ）はフェムトセル基地局の構成の一例を示すブロック図、（ｃ）はゲートウェイの構成の一例を示すブロック図である。 図１に示した通信システムが備える各装置の構成の一例を示すブロック図であり、（ａ）は移動体交換機の構成の一例を示すブロック図、（ｂ）は加入者管理サーバの構成の一例を示すブロック図である。 図３（ｂ）に示したデータベースが有するテーブルの構成の一例を示す図であり、（ａ）は加入者情報テーブルの構成の一例を示す図、（ｂ）はグループ情報テーブルの構成の一例を示す図である。 図１〜図４に示した通信システムにおいて、端末がフェムトセル基地局のセル内に移動してきたときの動作を説明するためのシーケンス図である。 図１〜図４に示した通信システムにおいて内線通信を行う場合の動作を説明するためのシーケンス図である。 図１〜図４に示した通信システムにおいて内線通信を行う場合の動作を説明するためのシーケンス図である。 図１〜図４に示した通信システムにおいて、移動体交換機が中継ノードを決定する動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の通信システムの他の実施形態の構成を示すブロック図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の通信システムの実施の一形態の構成を示すブロック図である。

本実施形態の通信システムは図１に示すように、端末１００−１〜１００−ｎ，２００−１〜２００−ｎと、階層化された複数のノードであるフェムトセル基地局１０，２０、ゲートウェイ４０及び移動体交換機５０と、加入者管理サーバ６０とを備えている。本実施形態においては、端末１００−１〜１００−ｎ，２００−１〜２００−ｎのうち、通信の発信側である発信側端末と着信側である着信側端末との間の通信を、ノードを用いて中継する。なお、階層化された複数のノードのうち、移動体交換機５０が最上層のノードであり、フェムトセル基地局１０，２０が最下層のノードである。

なお、図中ゲートウェイ４０よりも上部のネットワークは、移動体通信事業者のネットワークである。また、フェムトセル基地局１０，２０は、通信事業者によって提供されるブロードバンド回線と接続され、さらに、インターネット３０を介してゲートウェイ４０と接続されている。

また、本実施形態において端末１００−１〜１００−ｎは、フェムトセル基地局１０のセル内に存在している。そして、端末１００−１〜１００−ｎは、フェムトセル基地局１０から送信され、フェムトセル基地局１０を識別する情報である位置情報を受信する。つまり、端末１００−１〜１００−ｎは、フェムトセル基地局１０のセル内に存在する場合、フェムトセル基地局１０と無線によって接続されている。同様に、端末２００−１〜２００−ｎは、フェムトセル基地局２０と無線によって接続されている。

また、本実施形態においては、説明をわかりやすくするために、フェムトセル基地局が２台の場合について説明するが、フェムトセル基地局の数は２台に限定されない。

図２は、図１に示した通信システムが備える各装置の構成の一例を示すブロック図であり、（ａ）は端末１００−１の構成の一例を示すブロック図、（ｂ）はフェムトセル基地局１０の構成の一例を示すブロック図、（ｃ）はゲートウェイ４０の構成の一例を示すブロック図である。なお、端末１００−２〜１００−ｎ，２００−１〜２００−ｎは、端末１００−１と同様の構成であり、フェムトセル基地局２０は、フェムトセル基地局１０と同様の構成である。

また、図３は、図２と同様に、図１に示した通信システムが備える各装置の構成の一例を示すブロック図であり、（ａ）は移動体交換機５０の構成の一例を示すブロック図、（ｂ）は加入者管理サーバ６０の構成の一例を示すブロック図である。

まず、図２（ａ）を参照すると、端末１００−１は、エアＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）部１０１と、記憶部１０２と、呼処理部１０３とを備えている。

エアＩＦ部１０１は、端末１００−１とフェムトセル基地局１０との間の無線による通信を仲介する。

記憶部１０２は、端末１００−１を識別する端末ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と、通信を行う際に端末１００−１を識別する第２の形式の端末番号である外線番号とを予め記憶している。また、呼処理部１０３の指示により、通信を行う際に端末１００−１を識別する第１の形式の端末番号である内線番号を記憶する。なお、外線番号と内線番号とは例えば、番号の桁数が異なる。つまり、外線番号と内線番号とでは形式が異なっている。

呼処理部１０３は、発信及び着信に関わる呼処理を行う。具体的には、呼処理部１０３は、フェムトセル基地局１０から送信された位置情報を受信すると、受信した位置情報と、記憶部１０２に記憶された端末ＩＤとを含む位置登録要求をフェムトセル基地局１０を介して移動体交換機５０へ送信する。また、呼処理部１０３は、移動体交換機５０から送信され、位置登録要求に対する応答である位置登録応答を受信し、受信した位置登録応答に含まれる内線番号情報が示す内線番号を記憶部１０２に記憶させる。この内線番号は、端末１００−１に付与された内線番号である。また、呼処理部１０３は、端末１００−１が発信側端末として通信を開始する際、その通信の着信側端末の端末番号の入力をユーザから受け付ける。なお、ユーザとは移動体通信事業者の加入者のことである。また、ユーザから受け付ける端末番号は、外線番号または内線番号である。以降、内線番号を用いた通信のことを内線通信という。そして、呼処理部１０３は、記憶部１０２に記憶された端末ＩＤと、受け付けた端末番号とを含む発信要求をフェムトセル基地局１０を介して移動体交換機５０へ送信する。

次に、図２（ｂ）を参照すると、フェムトセル基地局１０は、エアＩＦ部１１と、ゲートウェイＩＦ部１２と、呼処理部１３と、データ制御部１４とを備えている。

エアＩＦ部１１は、フェムトセル基地局１０と端末１００−１〜１００−ｎとの間の無線による通信を仲介する。

ゲートウェイＩＦ部１２は、フェムトセル基地局１０とゲートウェイ４０との間の通信を仲介する。

呼処理部１３は、端末１００−１〜１００−ｎ、ゲートウェイ４０及び移動体交換機５０との間での呼処理を行う。具体的には、呼処理部１３は、フェムトセル基地局１０を識別する位置情報をフェムトセル基地局１０のセル内に存在する端末へ送信する。また、呼処理部１３は、端末１００−１〜１００−ｎから送信された位置登録要求や発信要求等を受信してゲートウェイ４０へ送信する。また、呼処理部１３は、ゲートウェイ４０から送信された位置登録応答等を該当する端末１００−１〜１００−ｎへ送信する。また、呼処理部１３は、移動体交換機５０から送信された経路制御要求を受信する。なお、経路制御要求は、発信側端末と着信側端末との間の通信を中継する中継ノードとして決定されたノードへ送信される。経路制御要求には例えば、その通信において当該ノードと対向する中継ノードに関する情報が含まれる。

データ制御部１４は、端末１００−１〜１００−ｎ、ゲートウェイ４０から送信されたユーザデータを受信する。そして、呼処理部１３にて受信された経路制御要求に含まれる情報に従い、端末１００−１〜１００−ｎ、ゲートウェイ４０へ受信したユーザデータを転送する。具体的には例えば、データ制御部１４は、経路制御要求に含まれるポート番号を指定し、当該経路制御要求に含まれるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスのゲートウェイへ端末１００−１〜１００−ｎから受信したユーザデータを転送する。

次に、図２（ｃ）を参照すると、ゲートウェイ４０は、フェムトセル基地局ＩＦ部４１と、移動体交換機ＩＦ部４２と、呼処理部４３と、データ制御部４４とを備えている。

フェムトセル基地局ＩＦ部４１は、ゲートウェイ４０とフェムトセル基地局１０，２０との間の通信を仲介する。

移動体交換機ＩＦ部４２は、ゲートウェイ４０と移動体交換機５０との間の通信を仲介する。

呼処理部４３は、フェムトセル基地局１０，２０及び移動体交換機５０との間での呼処理を行う。具体的には、呼処理部４３は、フェムトセル基地局１０，２０から送信された位置登録要求や発信要求等を受信して移動体交換機５０へ送信する。また、呼処理部４３は、移動体交換機５０から送信された位置登録応答等を受信してフェムトセル基地局１０，２０へ送信する。また、呼処理部４３は、移動体交換機５０から送信された経路制御要求を受信する。

データ制御部４４は、フェムトセル基地局１０，２０、移動体交換機５０、他のゲートウェイ（不図示）から送信されたユーザデータを受信する。そして、呼処理部４３にて受信された経路制御要求に含まれる情報に従い、フェムトセル基地局１０，２０、移動体交換機５０、他のゲートウェイへ受信したユーザデータを転送する。具体的には例えば、データ制御部４４は、経路制御要求に含まれるポート番号を指定し、当該経路制御要求に含まれるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスのフェムトセル基地局へ受信したユーザデータを転送する。

次に、図３（ａ）を参照すると、移動体交換機５０は、ゲートウェイＩＦ部５１と、加入者管理サーバＩＦ部５２と、呼処理部５３と、内線制御部５４とを備えている。

ゲートウェイＩＦ部５１は、移動体交換機５０とゲートウェイ４０との間の通信を仲介する。

加入者管理サーバＩＦ部５２は、移動体交換機５０と加入者管理サーバ６０との間の通信を仲介する。

呼処理部５３は、フェムトセル基地局１０，２０、ゲートウェイ４０及び加入者管理サーバ６０との間での呼処理を行う。具体的には、呼処理部５３は、ゲートウェイ４０から送信された位置登録要求を受信する。そして、受信した位置登録要求に含まれる位置情報及び端末ＩＤを含み、その端末ＩＤにて識別される端末の位置情報を更新するための更新要求を加入者管理サーバ６０へ送信する。また、呼処理部５３は、加入者管理サーバ６０から送信され、更新要求に対する応答である内線番号情報を受信する。そして、受信した内線番号情報を含み、位置登録要求に対する応答である位置登録応答をゲートウェイ４０へ送信する。また、呼処理部５３は、ゲートウェイ４０から送信された発信要求を受信する。

内線制御部５４は、呼処理部５３にて受信された発信要求に含まれる端末ＩＤ及び端末番号を含み、加入者管理サーバ６０に記憶された情報を取得するための情報取得要求を加入者管理サーバ６０へ送信する。また、内線制御部５４は、加入者管理サーバ６０から送信され、情報取得要求に対する応答である情報取得応答を受信する。そして、受信した情報取得応答に含まれる情報に基づき、発信側端末と着信側端末との間の通信を中継する中継ノードを決定する。なお、中継ノードを決定する動作については、後述する動作フローにおいて詳しく説明する。また、内線制御部５４は、中継ノードへ経路制御要求を送信する。

最後に、図３（ｂ）を参照すると、加入者管理サーバ６０は、移動体交換機ＩＦ部６１と、制御部６２と、データベース６３とを備えている。

移動体交換機ＩＦ部６１は、加入者管理サーバ６０と移動体交換機５０との間の通信を仲介する。

データベース６３は、移動体通信事業者の全加入者の端末ＩＤと、外線番号、内線番号及び位置情報とが対応付けられた加入者情報テーブルを有する。また、データベース６３は、フェムトセル基地局を識別する位置情報をグループ化したグループ情報テーブルを有する。

図４は、図３（ｂ）に示したデータベース６３が有するテーブルの構成の一例を示す図であり、（ａ）は加入者情報テーブルの構成の一例を示す図、（ｂ）はグループ情報テーブルの構成の一例を示す図である。

図４に示すテーブルにおいて位置情報は例えば、「Ａ」がフェムトセル基地局１０を識別する位置情報であり、「Ｂ」がフェムトセル基地局２０を識別する位置情報である。この場合、図４（ｂ）に示すように、位置情報「Ａ」と「Ｂ」とが同じグループ１に属している。つまり、ゲートウェイ４０に接続されたフェムトセル基地局１０，２０が同じグループに属していることとなる。

再度、図３（ｂ）を参照すると、制御部６２は、移動体交換機５０から送信された更新要求を受信する。そして、データベース６３が有する加入者情報テーブルにおいて、受信した更新要求に含まれる端末ＩＤに対応する位置情報を、受信した更新要求に含まれる位置情報で更新する。そして、受信した更新要求に含まれる端末ＩＤに対応付けられた内線番号を加入者情報テーブルから取得し、取得した内線番号を示す内線番号情報を移動体交換機５０へ送信する。なお、ここでは、内線番号は予め決められているものとするが、他の端末の内線番号と重複しないランダムな番号を内線番号として生成してもよい。また、制御部６２は、移動体交換機５０から送信された情報取得要求を受信する。そして、受信した情報取得要求に含まれる端末ＩＤ及び端末番号に対応する情報を、データベース６３が有する加入者情報テーブル及びグループ情報テーブルから取得する。そして、制御部６２は、データベース６３から取得した情報を含む情報取得応答を移動体交換機５０へ送信する。

以下に、上記のように構成された通信システムの動作について説明する。

まず、図１に示した端末１００−１がフェムトセル基地局１０のセル内に移動してきたときの動作について説明する。

図５は、図１〜図４に示した通信システムにおいて、端末１００−１がフェムトセル基地局１０のセル内に移動してきたときの動作を説明するためのシーケンス図である。

まず、端末１００−１がフェムトセル基地局１０のセル内に移動してくると、端末１００−１の呼処理部１０３は、フェムトセル基地局１０から送信され、フェムトセル基地局１０を識別する位置情報２０１を受信する。

次に、呼処理部１０３は、受信した位置情報２０１と記憶部１０２に記憶された端末ＩＤとを含む位置登録要求２０２をフェムトセル基地局１０を介して移動体交換機５０へ送信する。

端末１００−１から送信された位置登録要求２０２を受信した移動体交換機５０の呼処理部５３は、受信した位置登録要求２０２に含まれる位置情報及び端末ＩＤを含む更新要求２０３を加入者管理サーバ６０へ送信する。

加入者管理サーバ６０の制御部６２は、移動体交換機５０から送信された更新要求２０３を受信する。そして、制御部６２は、データベース６３が有する加入者情報テーブルにおいて、受信した更新要求２０３に含まれる端末ＩＤに対応付けられた端末１００−１の位置情報を、受信した更新要求２０３に含まれるフェムトセル基地局１０を識別する位置情報で更新する。

また、制御部６２は、受信した更新要求２０３に含まれる端末ＩＤに対応付けられた内線番号を加入者情報テーブルから取得し、取得した内線番号を示す内線番号情報２０４を移動体交換機５０へ送信する。

加入者管理サーバ６０から送信された内線番号情報を受信した移動体交換機５０の呼処理部５３は、受信した内線番号情報を含む位置登録応答２０５を端末１００−１へ送信する。

移動体交換機５０から送信された位置登録応答２０５をフェムトセル基地局１０を介して受信した端末１００−１の呼処理部１０３は、受信した位置登録応答２０５に含まれる内線番号情報が示す内線番号を記憶部１０２に記憶させる。

次に、図１〜図４に示した通信システムにおいて通信を行う場合の動作について説明する。

図６は、図１〜図４に示した通信システムにおいて内線通信を行う場合の動作を説明するためのシーケンス図である。なお、図６は、フェムトセル基地局１０のセル内に存在する端末１００−１から、同じフェムトセル基地局１０のセル内に存在する端末１００−２への内線通信における動作を示している。つまり、端末１００−１が発信側端末となり、端末１００−２が着信側端末となる。

また、図７は、図６と同様に、図１〜図４に示した通信システムにおいて内線通信を行う場合の動作を説明するためのシーケンス図である。なお、図７は、フェムトセル基地局１０のセル内に存在する端末１００−１から、フェムトセル基地局２０のセル内に存在する端末２００−１への内線通信における動作を示している。つまり、端末１００−１が発信側端末となり、端末２００−１が着信側端末となる。また、フェムトセル基地局１０を識別する位置情報と、フェムトセル基地局２０を識別する位置情報とは、データベース６３が有するグループ情報テーブルにおいて同一のグループに属しているものとする。

また、図８は、図１〜図４に示した通信システムにおいて、移動体交換機５０が中継ノードを決定する動作を説明するためのフローチャートである。

まず、端末１００−１の呼処理部１０３は、着信側端末の端末番号の入力をユーザから受け付ける。

次に、呼処理部１０３は、記憶部１０２に記憶された端末ＩＤと、受け付けた端末番号とを含む発信要求３０１をフェムトセル基地局１０を介して移動体交換機５０へ送信する。

移動体交換機５０の呼処理部５３は、端末１００−１から送信された発信要求３０１を受信する（ステップＳ１）。

次に、移動体交換機５０の内線制御部５４は、呼処理部５３にて受信された発信要求に含まれる端末ＩＤ及び端末番号を含む情報取得要求３０２を加入者管理サーバ６０へ送信する。

移動体交換機５０から送信された情報取得要求３０２を受信した加入者管理サーバ６０の制御部６２は、受信した情報取得要求３０２に含まれる端末ＩＤ及び端末番号に対応する情報を、データベース６３が有する加入者情報テーブル及びグループ情報テーブルから取得する。なお、図６に示した動作の場合、端末１００−１及び端末１００−２に関する情報が取得される。一方、図７に示した動作の場合には、端末１００−１及び端末２００−１に関する情報が取得される。

そして、制御部６２は、取得した情報を含む情報取得応答３０３を移動体交換機５０へ送信する。

移動体交換機５０の内線制御部５４は、加入者管理サーバ６０から送信された情報取得応答３０３を受信する（ステップＳ２）。

次に、内線制御部５４は、ステップＳ１において受信した発信要求に含まれる端末番号の形式を確認する（ステップＳ３）。

ステップＳ３における確認の結果、端末番号の形式が外線番号の形式である場合、内線制御部５４は、その旨を呼処理部５３へ通知する。そして、通知を受けた呼処理部５３は外線番号による接続を行う（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ３における確認の結果、端末番号の形式が内線番号の形式である場合には、内線制御部５４は、受信した情報取得応答３０３に含まれる情報に基づき、受信した発信要求に含まれる端末番号に対応付けられた位置情報と、受信した発信要求に含まれる端末ＩＤに対応付けられた位置情報とを比較する（ステップＳ５）。

ステップＳ５における比較の結果、２つの位置情報が一致する場合、移動体交換機５０の内線制御部５４は図６に示すように、フェムトセル基地局１０へ経路制御要求３０６を送信する（ステップＳ６）。

なお、フェムトセル基地局１０へ送信される経路制御要求３０６には、端末１００−１と端末１００−２との間の通信におけるユーザデータをフェムトセル基地局１０で折り返す指示が含まれる。これにより、フェムトセル基地局１０が中継ノードとなり、ゲートウェイ４０及び移動体交換機５０には、ユーザデータが送信されない。また、移動体交換機５０から送信された経路制御要求３０６を受信したフェムトセル基地局１０は図６に示すように、経路制御要求３０６を受信した旨を示す経路制御応答３０７を移動体交換機５０へ送信する。

一方、ステップＳ５における比較の結果、２つの位置情報が一致しない場合、内線制御部５４は、受信した情報取得応答３０３に含まれる情報から、２つの位置情報が同一のグループに属しているかどうかを確認する（ステップＳ７）。

ステップＳ７における確認の結果、２つの位置情報が同一のグループに属している場合、移動体交換機５０の内線制御部５４は、図７に示すように、フェムトセル基地局１０へ経路制御要求３０８を送信し、フェムトセル基地局２０へ経路制御要求３０９を送信する。さらに、内線制御部５４は、ゲートウェイ４０へ経路制御要求３１０を送信する（ステップＳ８）。

なお、フェムトセル基地局１０，２０へ送信される経路制御要求３０８，３０９には、ゲートウェイ４０のＩＰアドレス及びポート番号が含まれる。また、ゲートウェイ４０へ送信される経路制御要求３１０には、フェムトセル基地局１０，２０のＩＰアドレス及びポート番号が含まれる。これにより、フェムトセル基地局１０〜ゲートウェイ４０〜フェムトセル基地局２０の通信経路が設定される。つまり、フェムトセル基地局１０，２０及びゲートウェイ４０が中継ノードとなり、移動体交換機５０には、ユーザデータが送信されない。

また、移動体交換機５０から送信された経路制御要求３０８〜３１０を受信したフェムトセル基地局１０，２０及びゲートウェイ４０は図７に示すように、経路制御要求３０８〜３１０を受信した旨を示す経路制御応答３１１〜３１３を移動体交換機５０へ送信する。

一方、ステップＳ７における確認の結果、２つの位置情報が同一のグループに属していない場合には、内線制御部５４は、その旨を呼処理部５３へ通知する。そして、通知を受けた呼処理部５３は、切断処理を行う（ステップＳ９）。

なお、経路制御要求３０６，３０８〜３１０が送信される前には、移動体交換機５０の呼処理部５３から着信側端末へ呼び出し信号３０４が送信されている。図６に示した動作の場合、呼び出し信号３０４は、着信側端末である端末１００−２へ送信され、図７に示した動作の場合には、呼び出し信号３０４は、着信側端末である端末２００−１へ送信される。そして、着信側端末から送信された呼び出し応答信号３０５を移動体交換機５０が受信した場合に、上述したような中継ノードによってユーザデータが中継される。

このように本実施形態の通信システムにおいては、通信を行う端末が接続されたフェムトセル基地局のそれぞれに応じ、階層化された複数のノードのうち、当該通信を中継する中継ノードが決定される。

これにより、ネットワークを経由する通信を最小限に抑制することが可能となる。従って、構内交換機を設けることなく、ネットワーク上のトラヒックの低減と、ユーザが支払う通信料の低減とを実現することができる。

また、端末１００−１〜１００−ｎ，２００−１〜２００−ｎのユーザは、内線番号または外線番号を用いることにより、内線通信なのか、外線番号を用いた外線通信なのかを認識した上で通信を行うことができる。内線通信の場合には、ユーザは、通信料を気にすることなく通信を行うことができる。

また、ネットワーク上のトラヒックが低減されることにより、フェムトセル基地局を介した通信の通信品質の向上に寄与することができる。

なお、本実施形態では、ゲートウェイが１台である場合について説明したが、ゲートウェイの台数は１台に限定されない。

図９は、本発明の通信システムの他の実施形態の構成を示すブロック図である。

図９に示す通信システムは、２台のゲートウェイ４０−１，４０−２を備えている。そして、フェムトセル基地局１０とフェムトセル基地局２０とは、相互に異なるゲートウェイに接続されている。

このような構成の場合でも、ゲートウェイ４０−１に接続されたフェムトセル基地局１０と、ゲートウェイ４０−２に接続されたフェムトセル基地局２０とを同一のグループにしておくことにより、上述したような移動体交換機５０によって中継されない内線通信を行うことが可能である。具体的には、移動体交換機５０が、経路制御要求をゲートウェイ４０−１，４０−２及びフェムトセル基地局１０，２０へ送信することによって実現できる。

この場合、ゲートウェイ４０−１へ送信される経路制御要求には、フェムトセル基地局１０及びゲートウェイ４０−２のＩＰアドレス等が含まれる。また、ゲートウェイ４０−２へ送信される経路制御要求には、フェムトセル基地局２０及びゲートウェイ４０−１のＩＰアドレス等が含まれる。また、フェムトセル基地局１０へ送信される経路制御要求には、ゲートウェイ４０−１のＩＰアドレス等が含まれ、フェムトセル基地局２０へ送信される経路制御要求には、ゲートウェイ４０−２のＩＰアドレス等が含まれる。これらにより、フェムトセル基地局１０〜ゲートウェイ４０−１〜ゲートウェイ４０−２〜フェムトセル基地局２０の通信経路が設定される。

また、端末に付与される内線番号は、必ずしも端末ＩＤと１対１で対応付けられている必要はなく、同一のグループ内でランダムに付与してもよい。ランダムな内線番号を付与することにより、公共施設等の訪問者の端末と、その公共施設等に設置された電話（フェムトセル基地局のセル内に存在する端末）との間で内線通信を行うことが可能となる。

また、１つの端末に付与される内線番号は、１つに限定されるものではなく、複数の内線番号が付与されてもよい。

１０，２０ フェムトセル基地局
１１，１０１ エアＩＦ部
１２，５１ ゲートウェイＩＦ部
１３，４３，５３，１０３ 呼処理部
１４，４４ データ制御部
３０ インターネット
４０，４０−１，４０−２ ゲートウェイ
４１ フェムトセル基地局ＩＦ部
４２，６１ 移動体交換機ＩＦ部
５０ 移動体交換機
５２ 加入者管理サーバＩＦ部
５４ 内線制御部５４
６０ 加入者管理サーバ
６２ 制御部
６３ データベース
１００−１〜１００−ｎ，２００−１〜２００−ｎ 端末
１０２ 記憶部
２０１ 位置情報
２０２ 位置登録要求
２０３ 更新要求
２０４ 内線番号情報
２０５ 位置登録応答
３０１ 発信要求
３０２ 情報取得要求
３０３ 情報取得応答
３０４ 呼び出し信号
３０５ 呼び出し応答信号
３０６，３０８〜３１０ 経路制御要求
３０７，３１１〜３１３ 経路制御応答

Claims (8)

1. 階層化され、隣接する階層のノードと接続された複数のノードと、複数の端末とを有し、前記階層化された複数のノードのうち最下層のノードが複数存在し、前記複数の端末のそれぞれが前記複数の最下層のノードのいずれかに接続され、前記複数の端末間の通信を前記ノードを用いて中継する通信システムであって、
   通信を行う前記複数の端末が接続された前記最下層のノードのそれぞれに応じ、前記階層化された複数のノードのうち、当該通信を中継する中継ノードを決定する通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記複数の端末のそれぞれを識別する端末ＩＤと、前記複数の端末のそれぞれが接続された前記最下層のノードを識別する位置情報と、通信を行う際に前記複数の端末のそれぞれを識別する第１及び第２の形式の端末番号とを対応付けて加入者情報として記憶するサーバを有し、
   通信の発信側である発信側端末は、当該発信側端末の端末ＩＤを予め記憶し、通信を開始する際、当該通信の着信側である着信側端末の端末番号を受け付け、該受け付けた端末番号と前記記憶された端末ＩＤとを送信し、
   前記階層化された複数のノードのうち最上層のノードである最上層ノードは、前記発信側端末から送信された端末番号と端末ＩＤとを受信し、該受信した端末番号が前記第１の形式である場合、前記加入者情報に基づき、前記受信した端末番号に対応付けられた位置情報と、前記受信した端末ＩＤに対応付けられた位置情報とを比較し、該比較の結果、当該２つの位置情報が一致する場合、該一致した位置情報にて識別される前記最下層のノードを前記中継ノードとする通信システム。
3. 請求項２に記載の通信システムにおいて、
   前記サーバは、前記位置情報をグループ化したグループ情報をさらに記憶し、
   前記最上層ノードは、前記比較の結果、当該２つの位置情報が一致しない場合、前記グループ情報に基づき、当該２つの位置情報が同一のグループに属するかどうかを確認し、該確認の結果、当該２つの位置情報が同一のグループに属する場合、当該２つの位置情報のそれぞれにて識別される前記最下層のノードのそれぞれと、該それぞれの前記最下層のノードが接続されたノードとを前記中継ノードとする通信システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
   前記複数の端末のそれぞれと前記最下層のノードとは、無線によって接続された通信システム。
5. 階層化され、隣接する階層のノードと接続された複数のノードと、複数の端末とを有し、前記階層化された複数のノードのうち最下層のノードが複数存在し、前記複数の端末のそれぞれが前記複数の最下層のノードのいずれかに接続され、前記複数の端末間の通信を前記ノードを用いて中継する通信システムにおける中継制御方法であって、
   通信を行う前記複数の端末が接続された前記最下層のノードのそれぞれに応じ、前記階層化された複数のノードのうち、当該通信を中継する中継ノードを決定する中継ノード決定処理を有する中継制御方法。
6. 請求項５に記載の中継制御方法において、
   前記中継ノード決定処理は、
   通信の発信側である発信側端末が、通信を開始する際、当該通信の着信側である着信側端末の端末番号を受け付け、該受け付けた端末番号と、予め記憶された当該発信側端末の端末ＩＤとを送信する処理と、
   前記階層化された複数のノードのうち最上層のノードである最上層ノードが、前記発信側端末から送信された端末番号と端末ＩＤとを受信する処理と、
   前記最上層ノードが、前記複数の端末のそれぞれを識別する端末ＩＤと、前記複数の端末のそれぞれが接続された前記最下層のノードを識別する位置情報と、通信を行う際に前記複数の端末のそれぞれを識別する第１及び第２の形式の端末番号とが対応付けられた加入者情報に基づき、前記受信した端末番号が前記第１の形式である場合、前記受信した端末番号に対応付けられた位置情報と、前記受信した端末ＩＤに対応付けられた位置情報とを比較する処理と、
   前記最上層ノードが、前記比較の結果、当該２つの位置情報が一致する場合、該一致した位置情報にて識別される前記最下層のノードを前記中継ノードとする処理と、を含む中継制御方法。
7. 請求項６に記載の中継制御方法において、
   前記中継ノード決定処理は、
   前記最上層ノードが、前記比較の結果、当該２つの位置情報が一致しない場合、前記位置情報をグループ化したグループ情報に基づき、当該２つの位置情報が同一のグループに属するかどうかを確認する処理と、
   前記最上層ノードが、前記確認の結果、当該２つの位置情報が同一のグループに属する場合、当該２つの位置情報のそれぞれにて識別される前記最下層のノードのそれぞれと、該それぞれの前記最下層のノードが接続されたノードとを前記中継ノードとする処理と、をさらに含む中継制御方法。
8. 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の中継制御方法において、
   前記複数の端末のそれぞれと前記最下層のノードとは、無線によって接続された中継制御方法。

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