JP5113858B2 - 移動通信システム、特定セル用無線基地局及び移動通信方法 - Google Patents

移動通信システム、特定セル用無線基地局及び移動通信方法 Download PDF

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Description

公衆セルに割り当てられる複数の周波数のうち、いずれかの周波数が割り当てられる特定セルを有する移動通信システム、移動通信システムで用いられる特定セル用無線基地局及び移動通信方法に関する。
CSG(Closed Subscriber Group)セル、ホームセル又はフェムトセルなどと称される特定セルが知られている(例えば、非特許文献1)。なお、特定セルには、アクセス種別を設定することが可能である。アクセス種別は、「Closed」、「Hybrid」又は「Open」である。
「Closed」の特定セルは、特定ユーザ(UE;User Equipment)に対するサービスの提供のみが許可されるように構成される。「Hybrid」の特定セルは、特定ユーザに対して他のユーザ(非特定ユーザ)よりも高品質の通信が許可されるように構成される。「Open」の特定セルは、一般的な公衆セルと同様に、全てのユーザに対するサービスの提供が許可されるように構成される。
ここで、移動通信端末に特定セルを利用させるためには、公衆セルから特定セルに移動通信端末を誘導する必要がある。公衆セルから特定セルに移動通信端末を誘導するためには、移動通信端末の位置をネットワーク側が取得する必要がある。
移動通信端末の位置をネットワーク側が取得する手法として、移動通信端末の識別子を移動通信端末から受信する公衆セル用無線基地局の位置に基づいて、移動通信端末の位置を推定する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2003−67553号公報
しかしながら、公衆セルのサービスエリアは、特定セルのサービスエリアと一致していないため、公衆セル用無線基地局の位置によって移動通信端末の位置を推定しても、実際には、特定セルを利用することができないのに、公衆セルから特定セルに移動通信端末が誘導されてしまう可能性がある。
また、移動通信端末に設けられるGPS(Global Positioning System)機能の利用によって、移動通信端末の位置を正確に取得することも考えられるが、GPS機能を有さない移動通信端末も存在する。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、移動通信端末の位置を取得しなくても、公衆セルから特定セルに移動通信端末を適切に誘導することを可能とする移動通信システム、特定セル用無線基地局及び移動通信方法を提供することを目的とする。
第1の特徴に係る移動通信システムは、公衆セルに割り当てられる複数の周波数のうち、いずれかの周波数が割り当てられる特定セルを管理する特定セル用無線基地局を有する。前記特定セル用無線基地局は、前記特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、前記公衆セルから前記特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知するように構成される。
第1の特徴において、前記特定セル用無線基地局は、前記残りの周波数を時分割で切り替えて、前記残りの周波数毎に時分割で前記誘導報知情報を報知する。
第1の特徴において、前記誘導報知情報は、前記特定セルに割り当てられる周波数を特定する情報を含む。
第1の特徴において、前記誘導報知情報は、前記誘導報知情報の報知に用いる周波数の使用を規制する情報を含む。
第2の特徴に係る特定セル用無線基地局は、公衆セルに割り当てられる複数の周波数のうち、いずれかの周波数が割り当てられる特定セルを管理する。特定セル用無線基地局は、前記特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、前記公衆セルから前記特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知するように構成された報知部を備える。
第3の特徴に係る移動通信方法は、公衆セルに割り当てられる複数の周波数のうち、いずれかの周波数が割り当てられる特定セルを管理する特定セル用無線基地局を有する移動通信システムに適用される。移動通信方法は、前記特定セル用無線基地局が、前記特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、前記公衆セルから前記特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知するステップを備える。
本発明によれば、移動通信端末の位置を取得しなくても、公衆セルから特定セルに移動通信端末を適切に誘導することを可能とする移動通信システム、特定セル用無線基地局及び移動通信方法を提供することができる。
第1実施形態に係る移動通信システム100を示す図である。 第1実施形態に係る特定セル用無線基地局20を示す図である。 第1実施形態に係る第1誘導方法を説明するための図である。 第1実施形態に係る第1誘導方法を説明するための図である。 第1実施形態に係る第1誘導方法を説明するための図である。 第1実施形態に係る第1誘導方法を説明するための図である。 第1実施形態に係る第2誘導方法を説明するための図である。 第1実施形態に係る第2誘導方法を説明するための図である。 第1実施形態に係る第2誘導方法を説明するための図である。 変更例1に係る移動通信システム100を示す図である。
以下において、本発明の実施形態に係る移動通信システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[実施形態の概要]
実施形態に係る移動通信システムは、公衆セルに割り当てられる複数の周波数のうち、いずれかの周波数が割り当てられる特定セルを管理する特定セル用無線基地局を有する。特定セル用無線基地局は、特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、公衆セルから特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知するように構成される。
実施形態では、特定セル用無線基地局は、特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、公衆セルから特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知する。従って、特定セルに割り当てられる周波数とは異なる周波数が割り当てられる公衆セルを移動通信端末が利用していても、当該移動通信端末を特定セルに適切に誘導することができる。また、移動通信端末の位置を取得する必要もない。
なお、実施形態において、特定セルは、小規模かつ大規模に配備されるセルであることが好ましい。特定セルは、HNB(Home Node B)、HeNB(Home Evolved Node B)、フェムトBTSなどによって管理されるセルであることが好ましい。すなわち、特定セル用無線基地局は、HNB、HeNB、フェムトBTSなどである。
[第1実施形態]
(移動通信システムの構成)
以下において、第1実施形態に係る移動通信システムの構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る移動通信システム100を示す図である。
図1に示すように、移動通信システム100は、通信端末装置10(以下、UE10)と、コアネットワーク50とを含む。また、移動通信システム100は、第1通信システムと第2通信システムとを含む。
第1通信システムは、例えば、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)に対応する通信システムである。第1通信システムは、基地局110A(以下、NB110A)と、ホーム基地局110B(以下、HNB110B)と、RNC120Aと、ホーム基地局ゲートウェイ120B(以下、HNB−GW120B)と、SGSN130とを有する。
なお、第1通信システムに対応する無線アクセスネットワーク(UTRAN;Universal Terrestrial Radio Access Network)は、NB110A、HNB110B、RNC120A、HNB−GW120Bによって構成される。
第2通信システムは、例えば、LTE(Long Term Evolution)に対応する通信システムである。第2通信システムは、例えば、基地局210A(以下、eNB210A)と、ホーム基地局210B(以下、HeNB210B)と、ホーム基地局ゲートウェイ220B(以下、HeNB−GW220B)と、MME230とを有する。
なお、第2通信システムに対応する無線アクセスネットワーク(E−UTRAN;Evoled Universal Terrestrial Radio Access Network)は、eNB210A、HeNB210B及びHeNB−GW220Bによって構成される。
UE10は、第1通信システム或いは第2通信システムと通信を行うように構成された装置(User Equipment)である。例えば、UE10は、NB110A及びHNB110Bと無線通信を行う機能を有する。或いは、UE10は、eNB210A及びHeNB210Bと無線通信を行う機能を有する。
NB110Aは、公衆セル111Aを管理しており、公衆セル111Aに存在するUE10と無線通信を行う装置(NodeB)である。
HNB110Bは、特定セル111Bを管理しており、特定セル111Bに存在するUE10と無線通信を行う装置(Home NodeB)である。
RNC120Aは、NB110Aに接続されており、公衆セル111Aに存在するUE10と無線接続(RRC Connection)を設定する装置(Radio Network Controller)である。
HNB−GW120Bは、HNB110Bに接続されており、特定セル111Bに存在するUE10と無線接続(RRC Connection)を設定する装置(Home NodeB Gateway)である。
SGSN130は、パケット交換ドメインにおいてパケット交換を行う装置(Serving GPRS Support Node)である。SGSN130は、コアネットワーク50に設けられる。図1では省略しているが、回線交換ドメインにおいて回線交換を行う装置(MSC;Mobile Switching Center)がコアネットワーク50に設けられていてもよい。
eNB210Aは、公衆セル211Aを管理しており、公衆セル211Aに存在するUE10と無線通信を行う装置(evolved NodeB)である。
HeNB210Bは、特定セル211Bを管理しており、特定セル211Bに存在するUE10と無線通信を行う装置(Home evolved NodeB)である。
HeNB−GW220Bは、HeNB210Bに接続されており、HeNB210Bを管理する装置(Home evolved NodeB Gateway)である。
MME230は、eNB210Aと接続されており、HeNB210Bと無線接続を設定しているUE10の移動性を管理する装置(Mobility Management Entity)である。また、MME230は、HeNB−GW220Bを介してHeNB210Bと接続されており、HeNB210Bと無線接続を設定しているUE10の移動性を管理する装置である。
なお、公衆セル及び特定セルは、UE10と無線通信を行う機能として理解すべきである。但し、公衆セル及び特定セルは、セルのサービスエリアを示す用語としても用いられる。また、公衆セル及び特定セルなどのセルは、セルで用いられる周波数、拡散コード又はタイムスロットなどによって識別される。
特定セルは、フェムトセル、CSG(Closed Subscriber Group)セル、ホームセルなどと称されることもある。また、特定セルは、特定セルにアクセス可能なUE10を規定するアクセス種別が設定可能に構成されている。アクセス種別は、「Closed」、「Hybrid」又は「Open」である。
「Closed」の特定セルは、特定セルによって管理される特定ユーザ(UE;User Equipment)に対するサービスの提供のみが許可されるように構成される。
「Hybrid」の特定セルは、例えば、特定セルによって管理される特定ユーザに対して高品質の通信が許可されるように構成されており、特定セルによって管理されていない非特定ユーザに対してベストエフォート品質の通信が許可されるように構成される。
「Open」の特定セルは、公衆セルと同様に、全てのUE10に対するサービスの提供が許可されるように構成される。なお、「Open」のセルでは、特定セルによって管理されている否かによって、UE10間の通信品質の差異が区別されない。
なお、アクセス種別は、アクセスクラス毎にUE10のアクセスを禁止する「ACCESS CLASS BARRED」、セル毎にUE10のアクセスを禁止する「CELL BARRED」であってもよい。
(特定セル用無線基地局の構成)
以下において、第1実施形態に係る特定セル用無線基地局の構成について、図面を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係る特定セル用無線基地局20を示す図である。図2に示すように、特定セル用無線基地局20は、通信部21と、報知部22と、周波数切替部23とを有する。
なお、特定セル用無線基地局20は、特定セルを管理する無線基地局であり、HNB110B又はHeNB210Bである。また、特定セルには、公衆セルに割り当てられる複数の周波数のうち、いずれかの周波数が割り当てられる。
通信部21は、UE10と通信を行う。また、通信部21は、他のネットワーク装置(例えば、HNB−GW120B、HeNB−GW220B)と通信を行う。
例えば、通信部21は、特定セルにおいて、特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、公衆セルから特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知する。
また、通信部21は、共通制御情報を報知することによって、特定セルのサービスエリアを形成する。共通制御情報は、例えば、システム情報などであり、UE10が特定セルに位置登録を行う際に用いられる。
報知部22は、公衆セルから特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報の報知を通信部21に指示する。ここで、誘導報知情報は、公衆セルに割り当てられる周波数のうち、特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて報知される。また、誘導報知情報としては、例えば、以下に示す2種類の情報が考えられる。
具体的には、1種類目の誘導報知情報は、特定セルに割り当てられる周波数を特定する情報を含む。2種類目の誘導報知情報は、誘導報知情報の報知に用いる周波数の使用を規制する情報を含む。
ここで、1種類目の誘導報知情報を受信するUE10は、誘導報知情報に含まれる情報を用いて、特定セルに割り当てられる周波数に遷移する。その後、UE10は、特定セルに対する位置登録を行う。
一方で、2種類目の誘導報知情報を受信するUE10は、誘導報知情報の報知に用いる周波数とは異なる周波数に遷移する。UE10は、周波数の遷移を繰り返すことによって、最終的に特定セルに割り当てられる周波数に遷移する。その後、UE10は、特定セルに対する位置登録を行う。
周波数切替部23は、公衆セルに割り当てられる周波数のうち、特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を時分割で切り替える。上述した報知部22は、残りの周波数毎に時分割で誘導報知情報の報知を指示する。
(誘導方法の概要)
以下において、第1実施形態に係る公衆セルから特定セルへの誘導方法について、図面を参照しながら説明する。図3〜図9は、第1実施形態に係る公衆セルから特定セルへの誘導方法を説明するための図である。
ここでは、図3〜図9に示すように、公衆セルに4つの周波数(f1〜f4)が割り当てられるケースについて例示する。具体的には、公衆セル311A、公衆セル312A、公衆セル313A及び公衆セル314Aには、それぞれ、周波数f1〜周波数f4が割り当てられる。また、特定セル312Bには、周波数f2が割り当てられる。
なお、特定セル用無線基地局20(以下、特定セル312B)は、特定セルに割り当てられた周波数f2を除いて、周波数f1、周波数f3、周波数f4の順で、誘導報知情報の報知に用いる周波数を切り替える。
なお、図2では、公衆セル111A及び公衆セル211Aを区別せずに、公衆セル全般を公衆セル311A〜公衆セル314Aと称していることに留意すべきである。同様に、特定セル111B及び特定セル211Bを区別せずに、特定セル全般を特定セル312Bと称していることに留意すべきである。
(第1誘導方法)
第1に、1種類目の誘導報知情報によって、公衆セル314Aに在圏するUE10を特定セル312Bに誘導する方法について、図3〜図6を参照しながら説明する。なお、1種類目の誘導報知情報は、上述したように、特定セルに割り当てられる周波数を特定する情報を含む。
具体的には、図3に示すように、特定セル312Bは、周波数f1を用いて誘導報知情報を報知する。続いて、図4に示すように、特定セル312Bは、周波数f3を用いて誘導報知情報を報知する。続いて、図5に示すように、特定セル312Bは、周波数f4を用いて誘導報知情報を報知する。
これによって、公衆セル314Aに在圏するUE10は、特定セル312Bから報知される誘導報知情報を検出することができる。従って、図6に示すように、UE10は、誘導報知情報に含まれる情報を用いて、周波数f4から周波数f2へ遷移する。続いて、UE10は、特定セル312Bに対する位置登録を行う。これによって、UE10は、UE10が位置登録を行うセルを公衆セル314Aから特定セル312Bに切り替える。
(第2誘導方法)
第2に、2種類目の誘導報知情報によって、公衆セル311Aに在圏するUE10を特定セル312Bに誘導する方法について、図7〜図9を参照しながら説明する。なお、2種類目の誘導報知情報は、誘導報知情報の報知に用いる周波数の使用を規制する情報を含む。
具体的には、図7に示すように、特定セル312Bは、周波数f1を用いて誘導報知情報を報知する。公衆セル311Aに在圏するUE10は、誘導報知情報を検出し、他の周波数(ここでは、周波数f3)に遷移する。
続いて、図8に示すように、特定セル312Bは、周波数f3を用いて誘導報知情報を報知する。公衆セル313Aに在圏するUE10は、誘導報知情報を検出し、他の周波数(ここでは、周波数f4)に遷移する。
続いて、特定セル312Bは、図9に示すように、周波数f4を用いて誘導報知情報を報知する。公衆セル314Aに在圏するUE10は、誘導報知情報を検出し、他の周波数(ここでは、周波数f4)に遷移する。続いて、UE10は、特定セル312Bに対する位置登録を行う。これによって、UE10は、UE10が位置登録を行うセルを公衆セル314Aから特定セル312Bに切り替える。
ここで、UE10は、誘導報知情報によって使用が規制された周波数を一定期間に亘って保持するように構成されることが好ましい。また、UE10は、一定期間に亘って保持される周波数に遷移しないように構成されることが好ましい。
上述したように、誘導報知情報は、特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて報知されるため、誘導報知情報の報知に用いる周波数の切り替えが一巡すれば、特定セルに割り当てられる周波数にUE10が遷移する。
なお、誘導報知情報によって使用が規制された周波数を保持する一定期間は、誘導報知情報の報知に用いる周波数の切り替えが一巡する期間よりも長いことが好ましい。周波数の切り替えの一巡とは、特定セルに割り当てられる周波数を除いて、公衆セルに割り当てられる全ての周波数を1回ずつ誘導報知情報の報知に用いることである。例えば、上述した例では、周波数f1、周波数f3、周波数f4を一巡として周波数が切り替えられている。
(作用及び効果)
実施形態では、特定セル用無線基地局20は、特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、公衆セルから特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知する。従って、特定セルに割り当てられる周波数とは異なる周波数が割り当てられる公衆セルをUE10が利用していても、当該移動通信端末を特定セルに適切に誘導することができる。また、移動通信端末の位置を取得する必要もない。
[変更例1]
以下において、第1実施形態の変更例1について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、第1実施形態では、HNB110Bの上位ノードは、HNB−GW120Bである。一方で、変更例1では、図10に示すように、HNB110Bの上位ノードは、RNC120Aである。
変更例1では、RNC120Aは、HNB−GW120Bに代わって、HNB110Bを管理する。すなわち、RNC120Aは、RNC120Aの配下に属する装置に対して、HNB−GW120Bと同様の機能を提供する。
また、第1実施形態では、HeNB210Bの上位ノードは、HeNB−GW220Bである。一方で、変更例1では、図10に示すように、HeNB210Bの上位ノードは、MME230である。
変更例1では、HeNB210Bは、HeNB−GW220Bに代わって、HeNB210Bの配下に属する装置に対して、HeNB−GW220Bと同様の機能を提供する。
なお、HNB−GW120Bのみが省略されてもよく、HeNB−GW220Bのみが省略されてもよい。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
なお、上述した特定セル用無線基地局20の動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。
ソフトウェアモジュールは、RAM(Random Access Memory)や、フラッシュメモリや、ROM(Read Only Memory)や、EPROM(Erasable Programmable ROM)や、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM)や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、CD-ROMといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。
かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ASIC内に設けられていてもよい。かかるASICは、特定セル用無線基地局20内に設けられていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとして特定セル用無線基地局20内に設けられていてもよい。
10…通信端末装置、20…特定セル用無線基地局、21…通信部、22…報知部、23…周波数切替部、50…コアネットワーク、100…移動通信システム、110A…NB、110B…HNB、111A…公衆セル、111B…特定セル、120A…RNC、120B…HNB−GW、130…SGSN、210A…eNB、210B…HeNB、211A…公衆セル、211B…特定セル、220B…HeNB−GW、230…MME、311A〜314A…公衆セル、312B…特定セル

Claims (4)

  1. 公衆セルに割り当てられる複数の周波数のうち、いずれかの周波数が割り当てられる特定セルを管理する特定セル用無線基地局を有する移動通信システムであって、
    前記特定セル用無線基地局は、前記特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、前記公衆セルから前記特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知するように構成され、
    前記誘導報知情報は、前記誘導報知情報の報知に用いる周波数の使用を規制する情報を含むことを特徴とする移動通信システム。
  2. 前記特定セル用無線基地局は、前記残りの周波数を時分割で切り替えて、前記残りの周波数毎に時分割で前記誘導報知情報を報知することを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム。
  3. 公衆セルに割り当てられる複数の周波数のうち、いずれかの周波数が割り当てられる特定セルを管理する特定セル用無線基地局であって、
    前記特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、前記公衆セルから前記特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知するように構成された報知部を備え、
    前記誘導報知情報は、前記誘導報知情報の報知に用いる周波数の使用を規制する情報を含むことを特徴とする特定セル用無線基地局。
  4. 公衆セルに割り当てられる複数の周波数のうち、いずれかの周波数が割り当てられる特定セルを管理する特定セル用無線基地局を有する移動通信システムに適用される移動通信方法であって、
    前記特定セル用無線基地局が、前記特定セルに割り当てられる周波数以外の残りの周波数を用いて、前記公衆セルから前記特定セルへの遷移を誘導する誘導報知情報を報知するステップを備え、
    前記誘導報知情報は、前記誘導報知情報の報知に用いる周波数の使用を規制する情報を含むことを特徴とする移動通信方法。
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