JP2012503348A - ホーム基地局のための信号伝送トラフィック最小化 - Google Patents

Abstract

本発明は、公衆基地局（ＢＴＳ）を備える移動電話ネットワークを動作させるための方法であって、公衆基地局が、第１の識別子コード（Ａ）を有する移動電話信号を伝送し、移動電話ネットワークには、移動電話加入者番号が記憶されたホーム位置レジスタが割り当てられ、移動電話ネットワークが、少なくとも１つのプライベート基地局（ＨＢＳ）を有し、プライベート基地局（ＨＢＳ）には、少なくとも１つの移動電話端末（ＵＥ）が割り当てられ、プライベート基地局（ＨＢＳ）が、第１の識別子コード（Ａ）とは異なる第２の識別子コード（Ｂ）を有する移動電話信号を伝送し、プライベート基地局（ＨＢＳ）への移動電話端末（ＵＥ）の割当てをホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）に記憶することができ、移動電話ネットワークのスイッチングセンタ（ＭＳＣ、ＳＧＳＮ）に移動電話端末（ＵＥ）がアクセス要求するときに、ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）が問合せを受け、プライベート基地局（ＨＢＳ）への移動電話端末（ＵＥ）の割当てがホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）に記憶されている場合には、移動電話ネットワークが、第２の識別子コード（Ｂ）と等価な識別子コード（ｅＢ）を移動電話端末（ＵＥ）に送信する方法に関する。

Description

本発明は、公衆基地局を備える移動電話ネットワークを動作させるための方法であって、公衆基地局が、第１の識別子コードを有する移動電話信号を伝送し、移動電話ネットワークには、移動電話加入者番号が記憶されたホーム位置レジスタが割り当てられ、移動電話ネットワークが、少なくとも１つのプライベート基地局を有し、プライベート基地局には、少なくとも１つの移動電話端末が割り当てられる方法に関する。

ホーム基地局（ＨＢＳ）としても知られているプライベート基地局は、公衆移動電話ネットワークが利用可能でないか、非常に未発達の地理的領域で移動電話を使用できるようにする。この場合、ホーム基地局が、公衆基地局（ＢＴＳ（ベーストランシーバ基地局）、ＮｏｄｅＢ、またはｅＮｏｄｅＢ））と同様に機能し、そこを介して移動電話が移動電話ネットワークにログインすることができる。ホーム基地局は、ブロードバンド、大抵は有線通信接続を介して移動電話ネットワークに接続され、それにより、移動電話端末からの通話をプライベート基地局を介して移動電話ネットワークに伝送できるようにする。

これは通常、ＤＳＬ接続（デジタル加入者回線）を介して行われ、すべての移動電話サービスを備えた移動電話加入者の「自家供給（in-house supply）」を可能にする。ホーム基地局は、移動電話ネットワークの公衆基地局と同様に、ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動体通信システム）、ＧＳＭ（モバイル通信用グローバルシステム）、またはＬＴＥ（長期的進化）信号を伝送し、それにより、特に移動電話ネットワークがプライベート基地局の位置にカバレッジを提供しない場合に、移動電話ネットワークのサービスを移動電話加入者が利用できるようにする。

しかしまた、プライベート基地局は、よく発達した移動電話ネットワークにおいても、例えば特に低い料金レートのゾーンを提供できるようにするためにますます使用されている。例えば、プライベート移動電話加入者は、自分の私有地内で、そこに設置したプライベート基地局の送信／受信範囲によっていわゆる「ホームゾーン」を形成することができ、ホームゾーン内では、特に低い料金レートで、またはさらには無料で移動電話を使用することができる。同様にまた、例えば企業の敷地に複数のプライベート基地局を配置することもでき、それにより、企業の従業員が、これらのネットワークアクセスポイントを介して低い料金レートで移動電話ネットワークに電話することができる。

したがって、一般には、プライベート基地局へのアクセスは数人の加入者に限定される。認可された移動電話加入者が、公衆基地局（ＢＴＳ、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ）を介してもプライベート基地局（ＨＢＳ）を介しても移動電話ネットワークにログインできるようにするために、公衆基地局（ＢＴＳ、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ）とプライベート基地局（ＨＢＳ）が同じ識別子コードを使用する。したがって、他の移動電話加入者が、移動電話ネットワークを介して電話するために、ホーム基地局（ＨＢＳ）への非認可のログイン試行を行うことが可能である。これは、特にプライベート基地局のすぐ近くで当てはまる。なぜなら、そこでは信号強度が特に強く、移動電話端末は通常、最適な音質を保証するために、最高の伝送性能を有する移動電話ネットワークへのアクセスポイントを選択するからである。

プライベート基地局にアクセスするための認可を受けていない移動電話端末は、それらがログイン試行を行うことによって、要求、認証、および認可プロセスを発生させ、その結果、移動電話ネットワークおよびプライベート基地局内で不要なデータ伝送または信号伝送負荷が生じる。

したがって、本発明の目的は、プライベート基地局（ＨＢＳ）への非認可のアクセス試行が効果的に防止される、または少なくとも最小限にされる方法を提供することであり、それにより移動電話ネットワーク内の信号伝送負荷をかなり減少させることができる。

この目的は、請求項１および６に記載の特徴によって実現される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項に記載される。

本発明によれば、公衆基地局（ＢＴＳ、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ）を備える移動電話ネットワークを動作させるための方法であって、公衆基地局が、第１の識別子コード（Ａ）を有する移動電話信号を伝送し、移動電話ネットワークには、加入者データ、特に移動電話加入者番号が記憶されたホーム位置レジスタが割り当てられ、移動電話ネットワークが、少なくとも１つのプライベート基地局（ＨＢＳ）を有し、プライベート基地局（ＨＢＳ）には、少なくとも１つの移動電話端末（ＵＥ）が割り当てられ、プライベート基地局（ＨＢＳ）が、第１の識別子コード（Ａ）とは異なる第２の識別子コード（Ｂ）を有する移動電話信号を伝送し、プライベート基地局（ＨＢＳ）への移動電話端末（ＵＥ）の割当てをホーム位置レジスタ（ＨＬＲ、ＨＳＳ）に記憶することができ、移動電話ネットワークのスイッチングセンタ（ＭＳＣ、ＳＧＳＮ、ＭＭＥ）に移動電話端末（ＵＥ）がアクセス要求するときに、ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ、ＨＳＳ）が問合せを受け、プライベート基地局（ＨＢＳ）への移動電話端末（ＵＥ）の割当てがホーム位置レジスタ（ＨＬＲ、ＨＳＳ）に記憶されている場合には、移動電話ネットワークが、第２の識別子コード（Ｂ）と等価な識別子コード（ｅＢ）を移動電話端末（ＵＥ）に送信する方法が提供される。

プライベート基地局が、移動電話ネットワークの公衆基地局と同じ識別子コードを伝送しないので、それにより、特定の移動電話端末のみが、プライベート基地局を介して移動電話ネットワークにログインすることができることが保証される。標準的には、移動電話端末、特に移動電話端末に差し込むことができるＳＩＭカード（加入者識別モジュール）もしくはＵＳＩＭカード（ユニバーサル加入者識別モジュール）には、第１の識別子コード、すなわち移動電話ネットワークによって伝送された識別子コードのみが記憶されるので、プライベート基地局は事実上、すべての移動電話端末に認識されない。

しかし、本発明によれば、認可された移動電話端末には、プライベート基地局を利用するために、第２の識別子コード（Ｂ）と等価な識別子コード（ｅＢ）が伝送される。

第２の識別子コードと等価識別子コードは、移動電話端末によって等価とみなされる。それにより、プライベート基地局が移動電話端末に認識される。その結果、等価な第２の識別子コードを知っている移動電話端末がプライベート基地局（ＨＢＳ）を介して移動電話ネットワークにログインすることができるようになるという有利な状況が生じ、したがって、移動電話加入者は、自由に、低い料金レートでプライベート基地局の送信／受信範囲内で電話することも、その外部、すなわち移動電話ネットワークの公衆基地局の通常の送信／受信範囲で電話することもできる。

非認可の移動電話端末にとっては、それらが第２の識別子コードを知らず、また、その移動電話端末がホーム位置レジスタに割り当てられていないため、等価な識別子コードが端末に伝送されないので、プライベート基地局が認識されない。したがって、ネットワーク内での信号伝送負荷は、効果的に最小限に減らされる。

ホーム位置レジスタは、移動電話ネットワークに割り当てられた移動電話端末に関するデータ、および／または移動電話加入者に関するデータが記憶されたデータベースである。好ましくは、移動電話ネットワーク内でのプライベート基地局の登録時、特にその初期インストール時、プライベート基地局への移動電話端末の割当てをホーム位置レジスタに記憶することができる。これは、プライベート基地局のユーザとして移動電話加入者を後で識別できるようにする。したがって、移動電話ネットワークは、ホーム位置レジスタに記憶された割当てを呼び出すことができる。

本発明の有利な発展形態では、プライベート基地局の地理的位置をホーム位置レジスタに記憶することができる。これにより、特定の移動電話端末に割り当てられた１つまたは複数のプライベート基地局の位置に関する情報に外部の点からアクセスできるようになる。

さらなる有利な発展形態では、プライベート基地局の記憶された地理的位置が、ホーム位置レジスタに問い合わせるスイッチングセンタに伝送されるようにすることができる。これにより、特定の地理的領域を移動電話ネットワークに指定することができ、したがって、その移動電話端末がこの領域内にあるときに特別な手順ステップをトリガすることができる。

好ましくは、移動電話端末の現在の地理的位置を移動電話ネットワークによって決定することができ、移動電話端末がプライベート基地局の近くにあるときにのみ、移動電話ネットワークが移動電話端末に等価識別子コードを送信するようにすることができる。これはまた、ログイン試行が実際に成功する可能性があるときにのみ、そのような試行が移動電話端末によって等価識別子コードを用いて行われるので、信号伝送トラフィックを最小限にする。

また、移動電話端末の地理的な近さを、移動電話セルの識別子コードによって決定することもできる。

本発明の第２の実施形態では、認可された移動電話端末に第１の識別子コードと第２の識別子コードの両方を記憶することができる。これは、移動電話端末が、さらなる手順ステップ／情報を何ら必要とせずに、公衆基地局を介して、またはプライベート基地局を介して移動電話ネットワークにログインすることができることを保証する。２つの識別子コードは、ＳＩＭまたはＵＳＩＭカードに、特に移動電話端末の加入者制御リストに記憶することができ、それにより移動電話端末は、移動電話ネットワークにログインするためにその端末が使用することを認可されている基地局がどれか知っている。

好ましくは、移動電話端末において第２の識別子コードに優先権を割り当てることができ、それにより移動電話端末は、第２の識別子コードを有する移動電話信号が受信された場合に、プライベート基地局を介する移動電話ネットワークへのログインを優先する。これは、プライベート基地局の技術的な利用可能性（ホームゾーン）において、移動電話通話が常にプライベート基地局における特別な低い料金レートで行われることを保証する。

本発明のさらなる利点および特徴は、図面を参照して述べる２つの実施形態の以下の説明において記載する。

ホーム基地局割当てを伴う移動電話端末に関するログイン手順を示す図である。 ホーム基地局の地理的位置の信号伝送を伴う移動電話端末に関するログイン手順を示す図である。

図１は、識別子コードＡを伝送する公衆基地局ＢＴＳ、ＮｏｄｅＢ、またはｅＮｏｄｅＢ（ベーストランシーバ基地局）を介して移動電話端末ＵＥがセルラ移動電話ネットワークＰＬＭＮ（公衆陸上移動体ネットワーク）にログインする、本発明によるログイン手順における手順ステップのシーケンスの図的表現を示す。識別子コードＡが移動電話端末の加入者制御リストに記憶されているので、移動電話端末ＵＥは識別子コードＡを知っている。ステップ１で、移動電話端末は、例えば「アタッチ要求」の形でのアクセス要求メッセージを、スイッチングセンタＭＳＣ（モバイルスイッチングセンタ）またはＳＧＳＮ（サービングＧＰＲＳサポートノード）に送信する。モバイルスイッチングセンタは、移動電話ネットワーク内の完全にデジタルのスイッチングセンタである。これは、モバイルネットワーク（基地局サブシステムＢＳＳ）と地上通信線ネットワークの間のインターフェースを構成する。各ＭＳＣには、移動電話トラフィックを処理して制御するすべての基地局制御装置（ＢＳＣ）および下位のベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ、ＮｏｄｅＢ、またはｅＮｏｄｅＢ）を備える移動電話ネットワークの固定された一部分が割り当てられる。

ネットワークのこの部分への、またはこの部分からのすべての受信または発信通話に関して、ＭＳＣは、全体の通話管理、位置監視、および移動局の認証（認可）のチェックを取り扱う。

ステップ２で、スイッチングセンタＭＳＣ／ＳＧＳＮ／ＭＭＥは、加入者データを求める要求をホーム位置レジスタＨＬＲに送信する。ホーム位置レジスタは、特に、移動電話加入者番号、およびプライベート基地局への移動電話端末の割当てを含む加入者データベースである。ステップ３で、加入者データベースは、移動電話端末ＵＥがホーム基地局（ＨＢＳ）に割り当てられていること、すなわち移動電話加入者がＨＢＳ加入者であることを確認する。

ステップ４１で、データベースは、加入者データを、移動電話加入者がＨＢＳ加入者であるという情報と共にスイッチングセンタに伝送する。次いで、ステップ５１で、スイッチングセンタは、等価識別子コードｅＢを用いてアクセス要求が受け入れられる旨の接続応答メッセージを移動電話端末ＵＥに送信する。移動電話端末ＵＥは、この等価識別子コードを、プライベート基地局ＨＢＳによって伝送される識別子コードＢと同様に処理し、その結果、移動電話端末ＵＥは、ｅＢ識別子コードを使用して、ホーム基地局ＨＢＳを介して移動電話ネットワークに接続することができる。

図２で、ステップ１、２、および３の手順シーケンスは、図１に示されるものと同じである。ホーム位置レジスタＨＬＲには、移動電話端末ＵＥがホーム基地局ＨＢＳに割り当てられているという情報に加えて、ホーム基地局ＨＢＳの地理的位置が記憶されている。本発明によれば、ステップ４２で、データベースは、加入者データを、移動電話加入者が自分のホーム基地局を登録している場所を指定する追加の情報と共にスイッチングセンタＭＳＣ／ＳＧＳＮに送信する。この情報は、スイッチングセンタＭＳＣ／ＳＧＳＮ／ＭＭＥに送信される位置エリア識別子に記憶することができる。

ステップ５２で、移動電話ネットワークは、通知されたエリア内に移動電話加入者が現在いるかどうかチェックする。このエリアは、特に、移動電話ネットワークのセルでよい。通知されたエリア内に移動電話加入者がいる場合、ステップ６２で、等価識別子コードｅＢを用いて、アクセス要求が受け入れられる旨の接続応答メッセージが移動電話端末ＵＥに送信される。次いで、移動電話端末ＵＥは、ｅＢ識別子コードを使用して、ホーム基地局ＨＢＳを介して移動電話ネットワークに接続することができる。

本発明による手順を、以下でもう一度、３つの例示的なシナリオを参照しながら説明する。

１．ＨＢＳのユーザとして登録された加入者が、ホーム位置レジスタＨＬＲ内で、そのようなユーザとしてタグ付けされる。ＨＢＳは、ネットワークオペレータの制御下にあるネットワークのものとは異なるＰＬＭＮネットワーク識別子コードを伝送するように構成される。ＨＬＲ内でＨＢＳ加入者として登録されている加入者が、通常の位置更新、アタッチ、経路制御エリア更新手順によってネットワークに接続要求する場合、ネットワークは、他のＰＬＭＮ識別子コードを「等価ホームＰＬＭＮ」として加入者の端末に送信する。端末が２つのＨＰＬＭＮを等価とみなすので、加入者は、移動電話カバレッジに応じて、一方または両方のネットワーク部分で通話可能である。この手順は図１に示されている。

２．ＨＢＳのユーザとして登録された加入者が、ホーム位置レジスタＨＬＲ内で、そのようなユーザとしてタグ付けされ、各加入者のＨＢＳの位置の地理的データと共に記憶される。ＨＢＳは、ネットワークオペレータの制御下にあるネットワークのものとは異なるＰＬＭＮ識別子コードを伝送するように構成される。ＨＬＲ内でＨＢＳ加入者として登録されている加入者が、通常の位置更新、アタッチ、経路制御エリア更新手順によってネットワークに接続要求する場合、加入者の端末がＨＢＳの近くに現在あるときには、ネットワークは、他のＰＬＭＮ識別子コードを「等価ホームＰＬＭＮ」として加入者の端末に送信する。この手順は図２に示されている。

３．ＨＢＳのユーザとして登録された加入者が、ホーム位置レジスタＨＬＲ内で、そのようなユーザとしてタグ付けされる。ＨＢＳは、ネットワークオペレータの制御下にあるネットワークのものとは異なるＰＬＭＮネットワーク識別子コードを送信するように構成される。このＰＬＭＮ識別子コードは、ＨＢＳを登録するときに一度だけ、加入者の加入者制御リストに入力される。端末の規定の挙動により、このＰＬＭＮ識別子コードを有するネットワークが利用可能である場合に、ログインに際して端末がこのネットワークを優先することが保証される。

ホーム基地局への移動電話端末の割当てに関するホーム位置レジスタへのエントリに応じて移動電話ネットワークが識別子コードの伝送を制御する本発明による方法により、プライベート基地局を備える移動電話ネットワークの高信頼性の動作が得られ、非認可の移動電話端末によるプライベート基地局の使用が効果的に防止される。したがって、プライベート基地局への非認可のアクセス試行が効果的に防止され、または少なくとも最小限にされ、それにより、移動電話ネットワーク内での信号伝送負荷をかなり減少させることができる。

Claims (5)

1. 公衆基地局、特にＢＴＳ、ＮｏｄｅＢ、またはｅＮｏｄｅＢを備える移動電話ネットワークを動作させるための方法であって、前記公衆基地局が、第１の識別子コード（Ａ）を有する移動電話信号を伝送し、前記移動電話ネットワークには、移動電話加入者番号が記憶されたホーム位置レジスタが割り当てられ、前記移動電話ネットワークが、少なくとも１つの移動電話端末（ＵＥ）が割り当てられている少なくとも１つのプライベート基地局（ＨＢＳ）を有し、前記プライベート基地局（ＨＢＳ）が、前記第１の識別子コード（Ａ）とは異なる第２の識別子コード（Ｂ）を有する移動電話信号を伝送し、前記プライベート基地局（ＨＢＳ）への前記移動電話端末（ＵＥ）の割当てをホーム位置レジスタ（ＨＬＲ、ＨＳＳ）に記憶することができる方法において、
   前記移動電話ネットワークのスイッチングセンタ（ＭＳＣ、ＳＧＳＮ、ＭＭＥ）に前記移動電話端末（ＵＥ）がアクセス要求するときに、前記ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ、ＨＳＳ）が問合せを受け、前記プライベート基地局（ＨＢＳ）への前記移動電話端末（ＵＥ）の割当てが前記ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ、ＨＳＳ）に記憶されている場合には、前記移動電話ネットワークが、前記第２の識別子コード（Ｂ）と等価な識別子コード（ｅＢ）を前記移動電話端末（ＵＥ）に送信することを特徴とする方法。
2. 前記移動電話ネットワークへの前記プライベート基地局（ＨＢＳ）の登録時に、前記プライベート基地局（ＨＢＳ）への前記移動電話端末（ＵＥ）の割当てが前記ホーム位置レジスタに記憶されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記プライベート基地局（ＨＢＳ）の地理的位置が前記ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ、ＨＳＳ）に記憶されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ、ＨＳＳ）への問合せ時に、前記プライベート基地局（ＨＢＳ）の地理的位置が前記スイッチングセンタ（ＭＳＣ、ＳＧＳＮ、ＭＭＥ）に伝送されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記移動電話端末（ＵＥ）の現在の地理的位置が決定され、前記移動電話端末（ＵＥ）が前記プライベート基地局（ＨＢＳ）の近くにある場合には、前記移動電話ネットワークが前記等価識別子コード（ｅＢ）を前記移動電話端末（ＵＥ）に送信することを特徴とする請求項４に記載の方法。

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