JP5173556B2 - 無線通信システム及び基地局収容サーバ - Google Patents

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Description

本発明は、マクロセルとフェムトセルが混在する、無線通信システムに関する。
携帯電話に代表されるセル方式の無線通信システムでは、アイドル状態（休止状態）の端末にデータを転送するために、「位置登録」と「ページング」と呼ばれる処理を行う（例えば、非特許文献１参照）。
位置登録は、端末の位置を位置登録エリア単位で位置管理サーバに登録する処理である。通常、位置登録エリアは複数の基地局から構成され、各基地局は、自局の位置登録エリアに関する情報を全端末に対して広告している。端末は、位置登録エリアに関する情報を常時監視しており、移動中に端末が受信する位置登録エリアに関する情報が変わると、位置管理サーバに対し、受信した位置登録エリアに関する情報に基づいて位置を登録する。これによって、位置管理サーバは、各端末がどの位置登録エリアに存在するのかを管理できる。また、端末は、位置登録エリアに関する情報が変わらない場合においても、位置登録を定期的に行なっている。
また、ページングは、アイドル状態の端末をネットワーク側から呼び出し、端末を起動させる処理である。位置管理サーバは、端末に対するデータの着信時に、当該端末が最後に位置を登録した位置登録エリア内に属する全基地局に対して呼び出し要求を送信する。位置管理サーバからの呼び出し要求を受信した各基地局は、無線のブロードキャストチャネルを使用して当該端末に呼び出し要求を転送する。当該端末は、呼び出し要求を受信すると、無線チャネルを活性化してデータ通信を開始する。
このように、セル方式の無線通信システムでは、アイドル状態の端末の位置を位置登録エリア単位で管理し、また、データ着信時には、位置登録エリア内の全基地局から端末を呼び出し、アイドル状態の端末を起動させて、起動した端末へのデータ転送を実現している。
前記位置登録および前記ページングの処理は、無線局免許を持つ通信事業者が設置した基地局（マクロセル、マイクロセル、ピコセル）を経由して行われる。
一方、フェムトセルは、カバーエリアが数十ｍ程度のサービスエリアで、マクロ基地局の電波が届かないビルの高層階までサービスエリアを広げたり、また、一般家庭内における通信品質を向上させたりする使い方が考えられている。前記フェムトセルは、フェムト基地局を設置することによって実現される。特に、一般家庭で使う場合、無線局免許を持たない一般ユーザがフェムト基地局を自由に設置する可能性がある。
3GPP TS23.401 v8.0.0、 General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access (Release 8) pp.46〜48、pp.65〜67
従来の携帯電話基地局は、無線局免許を持つ通信事業者が設置するため、各基地局（マクロセル、マイクロセル、ピコセル）に設定する位置登録エリアを通信事業者が計画的に設計することができた。しかし、一般ユーザが設置する場合、フェムト基地局の位置登録エリアは予め設定することができない。したがって、一般ユーザが自由にフェムト基地局を設置する場合、フェムト基地局の設置場所に適した位置登録エリアを自動的に決定し、基地局の管理コストを削減することが望ましい。
また、フェムトセルのカバーエリアは狭いため、端末がフェムトセルとマクロセルとの境界の近くを通過した場合、フェムトセルとマクロセルとの境界を何度も移動することによって、位置登録が頻繁に発生する。そこで、フェムトセルとマクロセルとが混在する環境において、位置登録の頻度を低減する無線通信システムが求められる。
本発明は、新規にフェムト基地局が設置された時に、フェムト基地局の位置登録エリアを適切に設定し、また、端末がフェムトセルとマクロセルとの境界を移動する場合の位置登録の頻度を低減することを目的とする。
本発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、第１通信網に接続された複数の第１基地局を収容し、所定の位置管理グループ単位で移動局の位置を管理する位置管理サーバと接続され、第２通信網に接続された複数の第２基地局を収容する基地局収容サーバであって、前記第１基地局は前記第１通信網における移動網識別コードを含む第１基地局の位置管理グループ識別子を移動局に広告し、前記第２基地局は前記第２通信網における移動網識別コードを含む第２基地局の位置管理グループ識別子を前記移動局に広告し、前記基地局収容サーバは、前記第２基地局が前記第１基地局によって広告される位置管理グループ識別子を受信することが可能な位置に存在する前記第１基地局の前記位置管理グループ識別子を取得し、前記取得した第１基地局の位置管理グループ識別子に含まれる前記第１通信網における移動網識別コードを前記第２通信網における移動網識別コードに変換することによって、前記取得した第１基地局の位置管理グループ識別子と互換性のある前記第２基地局の位置管理グループ識別子を生成することを特徴とする。
本発明の一実施の形態によれば、フェムト基地局の設置場所に応じて適切な位置登録エリアを設定し、基地局の管理コストを削減できる。また、端末がフェムトセルとマクロセルとの境界を移動した時の位置登録の頻度を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
以下の実施の形態では、３ＧＰＰ（3rdGeneration Partnership Project 2）の第３．９世代移動通信方式ＬＴＥ（Long Term Evolution）を例にとって説明するが、本発明はこれに限定されず各種無線通信システムに適用することができる。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態の通信網の構成例を示す図である。
ＵＥ（User Equipment）６１は、無線通信機能を持つユーザ端末である。ＵＥ６１は、マクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄおよびフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃを経由して通信事業者のネットワークに接続することができる。
本実施の形態では、ＵＥ６１は、サービス網１のＣＮ（Correspondent Node：対向ノード）１１とデータ通信を行う。
マクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄは、カバーエリアが半径数ｋｍの大型の基地局であり、専用線を用いて通信事業者の専用網２に直接収容される。フェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃは、カバーエリアが半径数十ｍの小型基地局であり、マクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄのカバーエリア内外にランダムに設置される。フェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃは、公衆網３を経由してＦＮＧ（Femto Network Gateway）２６に収容さる。そして、フェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃは、ＦＮＧ２６を介して通信事業者の専用網２に接続される。なお、フェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃが収容されるＦＮＧ２６とフェムト基地局との対応関係は予め決められており、その対応関係に基づいて、フェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃが収容されるＦＮＧ２６が決定される。
フェムト基地局５１Ａ〜５１ＣとＦＮＧ２６との間の通信は、公衆網３を経由するため、ＩＰｓｅｃ（Security Architecture for Internet Protocol）を用いて保護される。なお、ＩＰｓｅｃは、RFC2401に規定されている。
通信事業者の専用網２は、端末の移動通信制御を行うための装置群が接続される。
ＨＳＳ２１は、ＵＥ６１とフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃとの認証情報、および加入者情報を管理するサーバである。ＭＭＥ（Mobility Management Entity：移動管理サーバ）２４は、複数のマクロ基地局から構成される位置登録エリア単位で端末の位置を管理するサーバである。
ＦＮＧ２６は、フェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃを通信事業者の専用網２に接続して各フェムト基地局を収容し、各フェムト基地局の接続情報を管理する装置である。
Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ（在圏網ゲートウェイ）２３、およびＰＤＮ ＧＷ（Packet Data Network Gateway：パケットデータ網ゲートウェイ）２２は、ユーザデータをサービス網１に転送する装置である。Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３は無線ネットワークに関するゲートウェイであり、ＰＤＮ ＧＷ２２はサービス網単位で設けられるゲートウェイである。
ＢＳＣ（Base Station Controller：基地局制御装置）２５は、マクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄにおける無線チャネルの割り当てを制御するサーバである。なお、ＢＳＣ２５がフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃのチャネル制御をしてもよいし、ＦＮＧ２６またはフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ自身がフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃのチャンネル制御をしてもよい。本実施の形態では、フェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ自身がのチャンネル制御を行う。
図１３Ａは、本発明の第１の実施の形態の論理的な接続関係を表す図である。
第１の実施の形態において、ＵＥ６１がマクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄ経由で位置を登録すると、位置登録メッセージはマクロ基地局４１Ａ〜４１ＤからＭＭＥ２４に転送される。
ＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ経由で位置を登録すると、位置登録メッセージはフェムト基地局５１Ａ〜５１ＣからＦＮＧ２６を経由してＭＭＥ２４に転送される。
また、ＵＥ６１がマクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄ経由でＣＮ１１宛てにデータを送信すると、データはマクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄ、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３、およびＰＤＮ ＧＷ２２を経由してＣＮ１１に到達する。ＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ経由でＣＮ１１宛てにデータを送信すると、データはフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ、ＦＮＧ２６、およびＰＤＮ ＧＷ２２を経由してＣＮ１１に到達する。
図２Ａは、本発明の実施の形態のＦＮＧ２６の装置構成を示すブロック図である。
ＦＮＧ２６は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ１０１、ＣＰＵ１０２、ＲＡＭ１０３、ＩＦ１０４Ａ、および１０４Ｂを備え、これらはバス１０５を介して互いに接続されている。ＦＮＧ２６の機能を実現するためのプログラムはＦｌａｓｈ ＲＯＭ１０１に記憶されており、装置の起動時にＲＡＭ１０３に展開される。ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１０３内に展開されたプログラムを順次読み出して実行する。
図２Ｂは、本発明の実施の形態のＭＭＥ２４の装置構成を示すブロック図である。
ＭＭＥ２４は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ１１１、ＣＰＵ１１２、ＲＡＭ１１３、ＩＦ１１４Ａ、および１１４Ｂを備え、これらはバス１１５を介して互いに接続されている。ＭＭＥ２４の機能を実現するためのプログラムはＦｌａｓｈ ＲＯＭ１１１に記憶されており、装置の起動時にＲＡＭ１１３に展開される。ＣＰＵ１１２は、ＲＡＭ１１３内に展開されたプログラムを順次読み出して実行する。
図３は、本発明の実施の形態のＦＮＧ２６が備えるフェムト基地局管理テーブル２００の構成例を示す図である。
フェムト基地局管理テーブル２００は、ＦＮＧ２６のＲＡＭ１０３に記憶されている。
フェムト基地局管理テーブル２００は、フェムト基地局ＩＤ２０１、フェムト位置登録エリアＩＤ２０２、マクロ位置登録エリアＩＤ２０３、および接続可能ＵＥリスト２０４を含む。
フェムト基地局ＩＤ２０１は、フェムト基地局を一意に識別するための識別子である。なお、フェムト基地局ＩＤ２０１は、予めフェムト基地局に割り当てられている。
フェムト位置登録エリアＩＤ２０２は、フェムト基地局が広告する位置登録エリアの識別子である。
マクロ位置登録エリアＩＤ２０３は、フェムト基地局に近傍のマクロ基地局が広告する位置登録エリアの識別子である。なお、近傍のマクロ基地局とは、フェムト基地局がマクロ基地局が広告する位置登録エリアの識別子を受信することが可能な位置に存在するマクロ基地局である。以下、同様の意味で用いる。
本実施の形態では、フェムト位置登録エリアＩＤ２０２およびマクロ位置登録エリアＩＤ２０３は、ＭＣＣ（Mobile Country Code：国識別コード）−ＭＮＣ（Mobile Network Code：移動網識別コード）−ＴＡＣ（Tracking Area Code：位置登録エリア識別コード）の形式で設定される。
接続可能ＵＥリスト２０４は、各フェムト基地局に接続可能なＵＥのリストである。
図４Ａは、本発明の実施の形態のＭＭＥ２４が備えるＵＥ位置管理テーブル２２０の構成例を示す図である。
ＵＥ位置管理テーブル２２０は、ＵＥ ＩＤ２２１、およびマクロ位置登録エリアＩＤ２２２を含む。
ＵＥ ＩＤ２２１は、ＵＥを一意に識別するための識別子である。
マクロ位置登録エリアＩＤ２２２は、ＵＥが最後に位置を登録した位置登録エリアの識別子である。なお、マクロ位置登録エリアＩＤ２２２は、フェムト基地局管理テーブル２００のマクロ位置登録エリアＩＤ２０３と同一のものである。
本実施の形態では、ＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ経由で位置登録を行う場合、ＦＮＧ２６が、図６を用いて後述する方法によって、位置登録メッセージに含まれるフェムト位置登録エリアＩＤ２０２をマクロ位置登録エリアＩＤ２０３に変換し、ＭＭＥ２４に位置登録メッセージを転送する。これによって、ＭＭＥ２４は、常にマクロ位置登録エリアＩＤのみが登録されている。したがって、ＵＥ位置管理テーブル２２０は、マクロ位置登録エリアＩＤ２２２のみが格納されている。
図４Ｂは、本発明の実施の形態のＭＭＥ２４が備える位置登録エリア管理テーブル２４０の構成例を示す図である。
位置登録エリア管理テーブル２４０は、マクロ位置登録エリアＩＤ２４１、マクロ基地局リスト２４２、およびＦＮＧリスト２４３を含む。
マクロ位置登録エリアＩＤ２４１は、マクロ基地局が広告する位置登録エリアの識別子である。なお、マクロ位置登録エリアＩＤ２４１は、フェムト基地局管理テーブル２００のマクロ位置登録エリアＩＤ２０３と同一のものである。マクロ位置登録エリアＩＤ２２２を用いて、位置登録エリア管理テーブル２４０のマクロ位置登録エリアＩＤ２４１を検索し、マクロ基地局リスト２４２およびＦＮＧリスト２４３を取得できる。
マクロ基地局リスト２４２は、マクロ位置登録エリアＩＤ２４１に対応するマクロ位置登録エリアに属するマクロ基地局のリストである。
ＦＮＧリスト２４３は、マクロ位置登録エリアＩＤ２４１に対応するマクロ位置登録エリアに属するフェムト基地局を収容するＦＮＧのリストである。
なお、本実施の形態では、マクロ位置登録エリアＩＤ２４１とマクロ基地局リスト２４２とはマクロ基地局設置時に静的に設定されるが、ＦＮＧリスト２４３はフェムト基地局５１Ａ〜５１ＣがＦＮＧ２６に接続した時に動的に設定される。
図５は、本発明の実施の形態のフェムト基地局５１Ａが起動後にＦＮＧ２６に接続するコールフローを示すシーケンス図である。
はじめに、フェムト基地局５１Ａの電源が投入されると（３０１）、フェムト基地局５１Ａは、無線信号を走査して、フェムト基地局５１Ａに近傍のマクロ基地局４１Ａの位置登録エリアの識別子を取得する（３０２）。また、フェムト基地局５１Ａは、収容されるＦＮＧ２６を公衆網を介して検索し、収容されるＦＮＧ２６を決定し、ＦＮＧ２６にフェムト基地局５１Ａを収容する。
次に、フェムト基地局５１Ａは、ＦＮＧ２６とＩＫＥｖ２（Internet Key Exchange Version 2）のIKE_SA_INIT Request/Responseを送受信し、ＩＫＥ保護用の暗号鍵を交換する（３０３）。なお、ＩＫＥｖ２は、RFC4306に規定されている。
次に、フェムト基地局５１Ａは、自局のフェムト基地局の識別子を含むIKE_AUTH RequestをＦＮＧ２６に対して送信する（３０４）。
ＦＮＧ２６は、受信したIKE_AUTH Request（３０４）に含まれるフェムト基地局５１Ａの識別子を、Diameter EAP-Requestに含めてＨＳＳ２１に送信し、また、フェムト基地局管理テーブル２００の２０１に受信したフェムト基地局５１Ａの識別子を設定する（３０５）。なお、Diameter EAP-Requestは、RFC4072に規定されている。
ＨＳＳ２１は、Diameter EAP-Request（３０５）を受信し、フェムト基地局５１Ａの認証情報を用いて認証チャレンジを生成し、生成した認証チャレンジを含めたDiameter EAP-AnswerをＦＮＧ２６に返信する（３０６）。
ＦＮＧ２６は、受信したDiameter EAP-Answer（３０６）に含まれる認証チャレンジをIKE_AUTH Responseに含めてフェムト基地局５１Ａに転送する（３０７）。
フェムト基地局５１Ａは、受信したIKE_AUTH Response（３０７）に含まれる認証チャレンジに基づいて認証応答を計算する。そして認証応答とステップ３０２で取得したマクロ位置登録エリアの識別子とを、IKE_AUTH Requestに含めてＦＮＧ２６に送信する（３０８）。
ＦＮＧ２６は、受信したIKE_AUTH Request（３０８）に含まれるマクロ位置登録エリアの識別子をフェムト基地局管理テーブル２００の２０３に設定し、また、認証応答をDiameter EAP-Requestに含めてＨＳＳ２１に送信する（３０９）。
ＨＳＳ２１は、受信したDiameter EAP-Reques（３０９）に含まれる認証応答が正しいか否かを判定し、認証結果（この場合は認証成功）と、フェムト基地局５１Ａに接続可能なＵＥのリストをDiameter EAP-Answerに含めてＦＮＧ２６に送信する（３１０）。
ＦＮＧ２６は、受信したDiameter EAP-Answer（３１０）に含まれる接続可能なＵＥのリストを図３のフェムト基地局管理テーブル２００の２０４に設定する。このように、ＦＮＧ２６が各フェムト基地局に接続可能なＵＥのリストを管理することによって、ページング処理（図１０参照。）の負荷を軽減することができる。
次に、ＦＮＧ２６は、ステップ３０８でフェムト基地局テーブル２００の２０３に設定したマクロ位置登録エリアＩＤ２０３とＦＮＧ ＩＤとをFNG Registration Requestに含めてＭＭＥ２４に送信する（３１１）。なお、ＦＮＧ ＩＤは、ＦＮＧを一意に識別するための識別子であり、予めＦＮＧに設定されている。マクロ位置登録エリアＩＤ２０３とＦＮＧ ＩＤとを格納することによって、ＭＭＥ２４は、マクロ基地局とＦＮＧとを対応付けて（この場合はマクロ基地局４１ＡとＦＮＧ２６）管理することができる。
ＭＭＥ２４は、FNG Registration Request（３１１）を受信し、受信したFNG Registration Requestに含まれるマクロ位置登録エリアＩＤ２０３およびＦＮＧ ＩＤに基づいて、位置登録エリア管理テーブル２４０にマクロ位置登録エリアＩＤ２０３とＦＮＧ２６とを対応付けして設定する。ＭＭＥ２４は、位置登録エリアテーブル２４０を設定した後、ＦＮＧ２６に対してFNG Registration Responseを返信する（３１２）。
具体的には、ＭＭＥ２４は、位置登録エリア管理テーブル２４０の２４２に、マクロ位置登録エリアＩＤ２４１に対応するマクロ位置登録エリアに属する全てのマクロ基地局を設定し、また、位置登録エリア管理テーブル２４０の２４３に、マクロ位置登録エリアＩＤ２４１に対応するマクロ位置登録エリアに属する全てのＦＮＧを、受信したＦＮＧ ＩＤに基づいて設定する。マクロ位置登録エリアＩＤ２０３とＦＮＧ ＩＤとを対応付けて設定することによって、ＭＭＥ２４は、マクロ基地局とＦＮＧとを対応付けて（この場合はマクロ基地局４１ＡとＦＮＧ２６）管理することができる。
FNG Registration Response（３１２）を受信したＦＮＧ２６は、ステップ３０８で受信したマクロ位置登録エリアＩＤ２０３から、フェムト位置登録エリアＩＤ２０２を生成する（３１３）。以下、図６を用いて、マクロ位置登録エリアＩＤ２０３からフェムト位置登録エリアＩＤ２０２を生成する具体的な処理を詳しく説明する。
図６は、本発明の実施の形態のＦＮＧ２６が実施するフェムト位置登録エリアＩＤ生成ルーチン３１３を示すフローチャートである。
はじめに、ＦＮＧ２６は、フェムト基地局管理テーブル２００からマクロ位置登録エリアＩＤ２０３を取得する（５０１）。マクロ位置登録エリアＩＤ２０３は、図５のステップ３０８でＦＮＧ２６のフェムト基地局管理テーブル２００に設定されている。
次に、ステップ５０１で取得したマクロ位置登録エリアＩＤ２０３のＭＮＣ（Mobile Network Code：移動網識別コード）を、フェムトセル網のＭＮＣに変換する（５０２）。なお、フェムトセル網のＭＮＣは、ＦＮＧ２６に予め設定されている。
そして、ＦＮＧ２６は、ステップ５０２で変換された識別子を、フェムト基地局管理テーブル２００のフェムト位置登録エリアＩＤ２０２に設定する（５０３）。以上で、フェムト位置登録エリアＩＤ生成ルーチン３１３が完了する。
このように、マクロ位置登録エリアＩＤ２０３に含まれるＭＮＣのみを変換してフェムト位置登録エリアＩＤ２０２を生成することによって、フェムト位置登録エリアＩＤ２０２にマクロセル網のエリア情報を含めることができる。
さらに、ＵＥ６１は、前記フェムト位置登録エリアＩＤ２０２を使用して位置登録の要否を判定すること（図８参照）によって、ＵＥ６１がマクロセルとフェムトセルの境界を移動する時の位置登録を削減することができる。
なお、第１の実施の形態では、マクロ位置登録エリアＩＤ２０３とフェムト位置登録エリアＩＤ２０２とのＭＮＣが異なるように設定したが、マクロ位置登録エリアＩＤ２０３をそのままフェムト位置登録エリアＩＤ２０２にして使用してもよい。その場合、マクロセル網とフェムトセル網の独立性が損なわれるが、ＵＥ６１で実行する位置登録の要否判定処理（図８参照）を簡略化できる。
図５に戻り、コールフローの説明を続ける。ＦＮＧ２６は、ステップ３１３の後、認証結果（認証成功）とフェムト位置登録エリアＩＤ２０２とを含めたIKE_AUTH Responseをフェムト基地局５１Ａに送信する（３１４）。
フェムト基地局５１Ａは、受信したIKE_AUTH Response（３１４）に含まれるフェムト位置登録エリアＩＤ２０２を、自局の位置登録エリアの識別子として設定する（３１５）。以降、フェムト基地局５１Ａは、設定されたフェムト位置登録エリアＩＤ２０２を用いて周囲に広告する。
そして、フェムト基地局５１Ａは、ＦＮＧ２６とIKE_AUTH Request/Responseを交換し、制御信号を送受信するためのＩＰｓｅｃ ＳＡ（Security Association：暗号で保護された通信路）を設定する（３１６）。
以上で、フェムト基地局５１Ａが起動した時のコールフローが完了する。
図７は、本発明の第１の実施の形態のＵＥ６１がマクロ基地局４１Ａのエリア内で起動した後、アイドル状態に遷移し、フェムト基地局５１Ａのエリア内に移動するコールフローを示すシーケンス図である。
まず、ステップ３３１〜ステップ３４４のＵＥ６１起動処理について説明する。
ＵＥ６１は、電源投入後（３３１）、無線信号を走査してＵＥ６１に近傍のマクロ基地局（この場合はマクロ基地局４１Ａ）を発見し、マクロ基地局４１Ａに接続要求を送信する（３３２）。
接続要求（３３２）は、マクロ基地局４１Ａを経由してＭＭＥ２４に転送される。
ＭＭＥ２４は、接続要求（３３２）を受信し、ＵＥ６１に対する認証処理を行う（３３３）。認証処理（３３３）には、ＵＥ６１、ＭＭＥ２４、およびＨＳＳ２１が関与する。
認証処理（３３３）に成功すると、ＭＭＥ２４は、ＨＳＳ２１に対してＵＥ６１の接続の通知を送信し、ＨＳＳ２１から加入者情報を取得する（３３４）。
また、ＭＭＥ２４は、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３に対してベアラ設定要求を送信する（３３５）。
ベアラ設定要求（３３５）を受信したＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３は、ＰＤＮ ＧＷ２２とＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３との間でベアラ（データ転送用の通信路）を設定し（３３６）、また、ＭＭＥ２４にベアラ設定応答を返信する（３３７）。
次に、ベアラ設定応答（３３７）を受信したＭＭＥ２４は、マクロ基地局４１Ａに対してＵＥ６１の接続許可を送信する（３３８）。
マクロ基地局４１Ａは、接続許可（３３８）を受信し、ＵＥ６１とマクロ基地局４１Ａとの間で無線ベアラを設定し（３３９）、また、ＭＭＥ２４に接続完了通知を送信する（３４０）。
接続完了通知（３４０）を受信したＭＭＥ２４は、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３に対してベアラ更新要求を送信し（３４１）、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３とマクロ基地局４１Ａとの間のベアラ設定を要求する。
ベアラ更新要求（３４１）を受信したＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３は、マクロ基地局４１Ａに対してベアラを設定し（３４２）、ＭＭＥ２４に対してベアラ更新応答を返信する（３４３）。
以上でＵＥ６１の起動処理が完了し、ＵＥ６１とＣＮ１１との間でデータ通信を行えるようになる（３４４）。
次に、ステップ３４５〜ステップ３５１のＵＥ６１がアイドル状態に遷移する処理を説明する。
ＵＥ６１の通信がされない状態が継続し（３４５）、ＵＥ６１とマクロ基地局４１Ａとの間の無線ベアラが解放される（３４６）。このとき、マクロ基地局４１Ａは、ＭＭＥ２４に接続解放通知を送信する（３４７）。
接続解放通知（３４７）を受信したＭＭＥ２４は、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３に対してベアラ更新要求を送信し（３４８）、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３とマクロ基地局４１Ａとの間のベアラ解放を要求する。
ベアラ更新要求（３４８）を受信したＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３は、マクロ基地局４１Ａに対するベアラを開放した後（３４９）、ＭＭＥ２４に対してベアラ更新応答を返信する（３５０）。
ＭＭＥ２４は、ベアラ更新応答（３５０）を受信し、マクロ基地局４１Ａに接続解放応答を返信する（３５１）。
以上で、ＵＥ６１がアイドル状態に遷移する処理が完了する。
次に、ステップ３５２〜ステップ３５８のＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａのエリア内に移動した後、位置登録タイマの満了によって、ＵＥ６１が位置登録を行う処理について説明する。
ここで、位置登録タイマは、ＵＥ６１が定期的に位置を登録するために設定されたタイマである。ＵＥ６１は、位置登録タイマが満了すると、ＵＥ６１が受信する位置登録エリアの識別子の変化または無変化にかかわらず、位置を登録する。
ＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａのエリア内に移動する（３５２）。このとき、ＵＥ６１は、フェムト基地局５１Ａが広告するフェムト位置登録エリアＩＤを受信し、位置登録の要否を判定する処理が実行される。以下、図８を用いてＵＥ６１における位置登録要否判定処理を説明する。
図８は、本発明の第１の実施の形態のＵＥ６１が行う位置登録要否判定ルーチン５４０を示すフローチャートである。
はじめに、ＵＥ６１は、周囲の基地局が広告する位置登録エリアの識別子を受信する（５４１）。
次に、ＵＥ６１は受信した位置登録エリアの識別子が、前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子と同じであるか否かを判定する（５４２）。具体的には、受信した位置登録エリアの識別子に含まれるＭＣＣ、ＭＮＣおよびＴＡＣと、前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子に含まれるＭＣＣ、ＭＮＣおよびＴＡＣとを参照し、ＭＣＣ、ＭＮＣおよびＴＡＣのいずれか一つでも異なる場合は、受信した位置登録エリアの識別子と前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子とが異なると判定する。
受信した位置登録エリアの識別子と前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子とが同じであると判定された場合、ＵＥ６１は位置を登録せずに処理を終了する。受信した位置登録エリアの識別子と前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子とが異なると判定された場合、受信した位置登録エリアの識別子は、前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子とＭＮＣのみが異なり、かつそのＭＮＣ間で位置登録エリアに互換性があるか否かを判定する（５４３）。なお、ＵＥ６１には、位置登録エリアに互換性があるマクロセル網のＭＮＣとフェムトセル網のＭＮＣとが予め登録されている。
前記判定は、具体的には、受信した位置登録エリアの識別子に含まれるＭＣＣ、ＭＮＣおよびＴＡＣと前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子に含まれるのＭＣＣ、ＭＮＣおよびＴＡＣとを参照し、ＭＮＣのみが異なるか否かを判定する。さらに、ＭＮＣのみが異なると判定された場合には、ＵＥ６1に予め登録されている、位置登録エリアに互換性があるマクロセル網のＭＮＣとフェムトセル網のＭＮＣとに関する情報に基づいて、受信した位置登録エリアの識別子に含まれるＭＮＣと前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子に含まれるＭＮＣとに互換性があるか否かを判定する。
受信した位置登録エリアの識別子が前回位置を登録した時の位置登録エリアＩＤとＭＮＣのみが異なり、かつそのＭＮＣ間で位置登録エリアに互換性があると判定された場合は、ＵＥ６１は、位置を登録せずに処理を終了する。
受信した位置登録エリアの識別子が前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子とＭＮＣ以外が異なると判定された場合、または受信した位置登録エリアの識別子が前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子とＭＮＣ以外にも異なるものがあると判定された場合、または受信した位置登録エリアの識別子が前回位置を登録した時の位置登録エリアの識別子とＭＮＣのみ異なるが、そのＭＮＣ間で位置登録エリアに互換性がないと判定された場合は、ＵＥ６１は、受信した位置登録エリアの識別子に基づいて位置を登録する（５４４）。
以上で、ＵＥ６１により実行される位置登録要否判定ルーチン５４０が完了する。
このように、ＵＥ６１の移動中に位置登録エリアの識別子が切り替わっても、位置登録エリアの識別子に含まれるＭＮＣに互換性がある場合には、ＵＥ６１が位置を登録しないことによって、位置を登録する頻度を削減し、ネットワークに与える負荷を低減することができる。
図７に戻り、コールフローの説明を続ける。
ＵＥ６１は、ステップ３５２でフェムト基地局５１Ａの配下に移動した後、前記位置登録要否判定ルーチン５４０が実行されるが、フェムト基地局５１Ａから受信するフェムト位置登録エリアＩＤ２０２および前回位置を登録した時のマクロ基地局４１Ａのマクロ位置登録エリアＩＤ２２２は、ＭＮＣのみが異なり、かつそのＭＮＣ間で位置登録エリアに互換性があるため位置登録を行わないとする。
ＵＥ６１が移動した後、しばらくしてＵＥ６１の位置登録タイマ（定期的に位置を登録するためのタイマ）が満了すると（３５３）、ＵＥ６１はフェムト基地局５１Ａに対して位置登録要求を送信し、フェムト基地局５１Ａは受信した位置登録要求をＦＮＧ２６に転送する（３５４）。
位置登録要求（３５４）には、ＵＥ６１の識別子、フェムト基地局５１Ａの識別子、およびフェムト基地局５１Ａが広告するフェムト位置登録エリアの識別子が含まれる。
位置登録要求（３５４）を受信したＦＮＧ２６は、、ＵＥ６１の認証処理を開始する（３５５）。認証処理（３５５）には、ＵＥ６１、フェムト基地局５１Ａ、ＦＮＧ２６、およびＨＳＳ２１が関与する。
認証処理（３５５）に成功すると、ＦＮＧ２６は、位置登録要求（３５４）に含まれるフェムト位置登録エリアの識別子をマクロ基地局の位置登録エリアの識別子に変換する（３５６）。
以下、図９を用いてＦＮＧ２６が行う位置登録エリアＩＤを変換する処理を詳しく説明する。
図９は、本発明の第１の実施の形態のＦＮＧ２６の位置登録エリアＩＤ変換ルーチン３５６を示すフローチャートである。
ＦＮＧ２６は、まず受信した位置登録要求（３５４）からフェムト基地局５１Ａのフェムト位置登録エリアの識別子を抽出する（５１１）。
そして、ステップ５１１で抽出したフェムト基地局５１Ａのフェムト位置登録エリアの識別子をフェムト基地局管理テーブル２００から検索し（５１２）、該当するエントリのマクロ位置登録エリアＩＤ２０３を取得する（５１３）。
そして、位置登録要求（３５４）に含まれるフェムト位置登録エリアの識別子をステップ５１３で取得したマクロ位置登録エリアＩＤ２０３に変換し（５１４）、処理を終了する。具体的には、位置登録要求から抽出したフェムト位置登録エリアの識別子に含まれるＭＮＣをマクロセル網のＭＮＣに変換する。
図７に戻り、コールフローの説明を続ける。ＦＮＧ２６は、ステップ３５６で位置登録要求（３５４）に含まれるフェムト位置登録エリアの識別子をマクロ位置登録エリアＩＤ２０３に変換した後、変換されたマクロ位置登録エリアＩＤ２０３を用いてＭＭＥ２４に対して位置登録要求を転送する（３５７）。なお、位置登録要求には、ＵＥ６１の識別子と、前述した位置登録エリアＩＤ変換ルーチン３５６で変換されたマクロ位置登録エリアＩＤ２０３とが含まれる。
位置登録要求（３５７）を受信したＭＭＥ２４は、位置登録要求（３５７）に含まれるＵＥの識別子をＵＥ位置管理テーブル２２０の２２１へ、マクロ位置登録エリアＩＤ２０３をＵＥ位置管理テーブル２２０の２２２に設定し、ＦＮＧ２６に位置登録応答を返信する（３５８）。
位置登録応答（３５８）は、ＦＮＧ２６、フェムト基地局５１Ａを経由してＵＥ６１に転送される。
以上で、ＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａ経由で位置登録を行うコールフローが完了する。
図１０は、本発明の第１の実施の形態のＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａ経由でページングされるコールフローを示すシーケンス図である。
はじめに、ＣＮ１１がＵＥ６１に対して送信したデータが、ＰＤＮ ＧＷ２２を経由してＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３に転送される（３８１）。
Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３は、ステップ３８１で転送されるデータをバッファリングし、ＭＭＥ２４に対してデータ着信通知を送信する（３８２）。データ着信通知（３８２）には、データの宛先となるＵＥの識別子（ＵＥ６１のＩＤ）が含まれる。
ＭＭＥ２４は、データ着信通知（３８２）を受信すると、ページング要求の送信先を検索する。以下、図１１Ａを用いて、ページング要求の送信先検索処理を説明する。
図１１Ａは、本発明の第１の実施の形態のＭＭＥ２４で実行するページング要求送信先検索ルーチン３８３を示すフローチャートである。
はじめに、ＭＭＥ２４は、データ着信通知（３８２）からＵＥの識別子を抽出し、抽出されたＵＥの識別子をＵＥ位置管理テーブル２２０から検索する（５２１）。具体的には、ＵＥ位置管理テーブル２２０のＵＥ ＩＤ２２１を参照し、抽出されたＵＥの識別子と同一のものを検索する。
次に、ＭＭＥ２４は、ステップ５２１で検索されたエントリのマクロ位置登録エリアＩＤ２２２を、位置登録エリア管理テーブル２４０から検索する（５２２）。具体的には、位置登録エリア管理テーブル２４０のマクロ位置登録エリアＩＤ２４１を参照し、ステップ５２１で検索されたエントリのマクロ位置登録エリアＩＤ２２２と同一のものを検索する。
そして、ステップ５２２で検索されたエントリのマクロ基地局リスト２４２およびＦＮＧリスト２４３をページング要求の送信先として決定する（５２３）。
以上で、ＭＭＥ２４のページング要求送信先検索ルーチン３８３が完了する。
図１０に戻り、コールフローの説明を続ける。
ＭＭＥ２４は、ステップ３８３で決定した宛先（本実施の形態ではマクロ基地局４１ＡとＦＮＧ２６）に対してページング要求（３８４、３８５）を送信する。ページング要求（３８４、３８５）には、データの宛先となるＵＥの識別子と、図１１Ａのステップ５２１で検索されたエントリのマクロ位置登録エリアＩＤ２２２とが含まれる。
マクロ基地局４１Ａは、ブロードキャストチャネルを使用してステップ３８４で受信したページング要求（３８４）を転送するが、本実施の形態ではＵＥ６１には到達しない場合を考える。
ＦＮＧ２６は、ページング要求（３８５）を受信すると、メッセージ中に含まれるマクロ位置登録エリアＩＤ２２２をフェムト位置登録エリアＩＤ２０２に変換し（３８６）、前記変換されたフェムト位置登録エリアＩＤに基づいてフェムト基地局５１Ａに対してページング要求を転送する（３８７）。なお、ステップ３８７で転送されたページング要求には、ＵＥの識別子と、および前記変換されたフェムト位置登録エリアＩＤ２０２とが含まれる。以下、図１１Ｂを用いてステップ３８６、３８７の処理を説明する。
図１１Ｂは、本発明の実施の形態のＦＮＧ２６で実行するページング要求転送ルーチン３８６、３８７を示すフローチャートである。
はじめに、ＦＮＧ２６は、受信したページング要求（３８５）からマクロ位置登録エリアＩＤ２２２を抽出する（５３１）。
そして、ＦＮＧ２６は、抽出したマクロ位置登録エリアＩＤ２２２をのフェムト基地局管理テーブル２００から検索し（５３２）、該当したエントリ全てに対してステップ５３３〜５３５の処理を行う。
ステップ５３３では、ＦＮＧ２６は、ステップ５３２で検索されたエントリの接続可能ＵＥリスト２０４に、宛先のＵＥ６１が含まれるか否かを判定する。具体的には、ステップ５３２で検索されたエントリの接続可能ＵＥリスト２０４にＵＥ６１が登録されていれば、宛先のＵＥが含まれると判定される。ステップ５３２で検索されたエントリの接続可能ＵＥリスト２０４に、宛先のＵＥが含まれないと判定された場合、ＦＮＧ２６は、ステップ５３４とおよびステップ５３５とを行わずに処理を終了する。
ステップ５３２で検索されたエントリの接続可能ＵＥリスト２０４に、宛先のＵＥが含まれると判定された場合、ＦＮＧ２６は、ページング要求（３８５）に含まれるマクロ位置登録エリアＩＤ２２２を、ステップ５３２で検索したエントリのフェムト位置登録エリアＩＤ２０２に変換する（５３４）。
そして、ＦＮＧ２６は、ステップ５３４で変換されたフェムト位置登録エリアＩＤ２０２が含まれたページング要求を、ステップ５３２で検索されたエントリのフェムト基地局ＩＤ２０１に該当するフェムト基地局に対してページング要求を送信する（５３５）。
以上で、ＦＮＧ２６のページング要求転送ルーチン３８６、３８７が完了する。
図１０に戻り、コールフローの説明を続ける。
ＦＮＧ２６が送信したページング要求（３８７）は、フェムト基地局５１Ａ経由でＵＥ６１に転送される。
ＵＥ６１は、ページング要求（３８７）を受信すると、フェムト基地局５１Ａに対して接続要求を送信する（３８８）。接続要求（３８８）には、ＵＥ６１が前回位置を登録した時のＭＭＥ（このフローでは、ＭＭＥ２４を示す。）の識別子が含まれる。接続要求（３８８）は、フェムト基地局５１ＡからＦＮＧ２６に転送される。
ＦＮＧ２６は、接続要求（３８８）を受信すると、ＭＭＥ２４に対して通信コンテキスト要求を送信する（３８９）。
通信コンテキスト要求（３８９）を受信したＭＭＥ２４は、ＦＮＧ２６に対して通信コンテキスト応答を返信する（３９０）。通信コンテキスト応答（３９０）には、ＵＥ６１の通信コンテキスト（認証情報、データパス情報、加入者情報等）が含まれる
次に、通信コンテキスト応答（３９０）を受信したＦＮＧ２６は、オプションでＵＥ６１の認証を実行する（３９１）。
認証処理（３９１）に成功するか、または認証処理（３９１）を省略した場合、ＦＮＧ２６は、ＭＭＥ２４に対して通信コンテキスト確認応答を送信し（３９２）、通信コンテキストの移動が完了したことを通知する。
なお、ＭＭＥ２４は、通信コンテキスト確認応答（３９２）を受信してからＵＥ６１の情報を削除してもよい。
次に、ＦＮＧ２６は、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３に対してデータ転送要求を送信する（３９３）。
データ転送要求（３９３）を受信したＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３は、ＦＮＧ２６にデータ転送応答を返信し（３９４）、ステップ３８１でバッファリングされたデータをＦＮＧ２６に転送する。
次に、前記バッファリングされたデータを受信したＦＮＧ２６は、フェムト基地局５１Ａに対してベアラ設定要求を送信する（３９６）。
ベアラ設定要求（３９６）を受信したフェムト基地局５１Ａは、ＦＮＧ２６とIKEv2 CREATE_CHILD_SA Request/Responseを送受信し、ＵＥ６１のデータ転送用ＩＰｓｅｃ ＳＡを設定し（３９７）、ＵＥ６１とフェムト基地局５１Ａとの間で無線ベアラを確立する（３９８）。そして、フェムト基地局５１Ａは、ＦＮＧ２６に対してベアラ設定完了通知を送信する（３９９）。
ＦＮＧ２６は、ベアラ設定完了通知（３９９）を受信すると、ＰＤＮ ＧＷ２２とＦＮＧ２６との間でベアラを設定する（４００）。このとき、図７のステップ３３６で設定されたＰＤＮ ＧＷ２２とＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３との間のベアラは自動的に削除される。
ベアラを設定後（４００）に、ＦＮＧ２６は、ＨＳＳ２１に対してＵＥ６１の接続通知を送信する（４０１）。
以上でページング処理が完了し、ＵＥ６１は、はフェムト基地局５１Ａ、ＦＮＧ２６およびＰＤＮ ＧＷ２２経由でＣＮ１１と通信できるようになる（４０２）。
以上で説明したように、本発明の第１の実施の形態では、図７のステップ３５３〜ステップ３５８の位置登録時ではなく、図１０のページング時にＭＭＥ２４からＦＮＧ２６への通信コンテキスト転送（３８９〜３９２）、およびＰＤＮ ＧＷ２２とＦＮＧ２６との間のベアラ設定（４００）を行う。
このように、データ通信開始時に始めて通信コンテキスト転送し、ＰＤＮ ＧＷ２２からＦＮＧ２６へのパスを切り替えることによって、アイドル状態の端末の移動によってＭＭＥが行うページング処理の負荷が低減する。したがって、ネットワーク側の負荷を低減することができる。
図１２は、本発明の第１の実施の形態のＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａ経由でデータ通信を行った後、アイドル状態に遷移するコールフローを示すシーケンス図である。
はじめに、ＵＥ６１は、フェムト基地局５１Ａ、ＦＮＧ２６およびＰＤＮ ＧＷ２２経由でＣＮ１１とデータ通信を行っている（４２１）。
その後、ＵＥ６１の通信がされない状態が一定時間継続し（４２２）、ＵＥ６１とフェムト基地局５１Ａとの間の無線ベアラが解放される（４２３）。
無線ベアラの解放（４２３）を受信したフェムト基地局５１Ａは、ＦＮＧ２６とIKEv2 INFORMATIONAL Request/Responseを交換し（４２４）、データ転送用ＩＰｓｅｃ ＳＡを削除する。そして、フェムト基地局５１Ａは、ＦＮＧ２６に対して接続解放通知を送信する（４２５）。
ＦＮＧ２６は、接続解放通知（４２５）の受信を契機として、ＭＭＥ２４に通信コンテキスト移動要求を送信する（４２６）。
ＭＭＥ２４は、通信コンテキスト移動要求（４２６）を受信すると、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３に対してベアラ設定要求を送信する（４２８）。
Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３は、ＰＤＮ ＧＷ２２に対するベアラを設定し（４２９）、ＭＭＥ２４にベアラ設定応答を返信する（４３０）。このときに、図１０のステップ４００で設定されたＰＤＮ ＧＷ２２とＦＮＧ２６との間のベアラは自動的に削除される。
そして、ＭＭＥ２４は、ＨＳＳ２１に対してＵＥ６１の接続通知を送信し（４３１）、また、ＦＮＧ２６に対してコンテキスト移動応答を返信する（４３２）。
ＦＮＧ２６は、コンテキスト移動応答（４３２）を受信してから、ＵＥ６１の情報を削除してもよい。
以上で、ＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａのエリア内でアイドル状態に遷移するコールフローが完了する。
なお、本実施の形態では、無線ベアラ解放（４２３）の後、すぐにステップ４２４〜ステップ４３２を実行したが、ＵＥ６１が再び通信を開始する可能性を考慮すると、ＦＮＧ２６とＭＭＥ２４との間で頻繁に通信コンテキストの移動を行うことによって、ネットワーク負荷が増大するので、ステップ４２４〜ステップ４３２の処理の実行をしばらく待ち合わせてもよい。
第１の実施の形態では、図１２のステップ４２６〜ステップ４３２に示したように、ＵＥ６１がアイドル状態に遷移した時に、ＦＮＧ２６からＭＭＥ２４に通信コンテキストを移動し、ＰＤＮ ＧＷ２２とＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３との間のベアラが設定されている。このようにアイドル状態の端末の通信コンテキストをＭＭＥ２４で管理し、かつＰＤＮ ＧＷ２２とＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３との間のベアラを設定しておくことによって、図１０に示したページング処理を常に矛盾なく行うことができる。
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同じ構成の通信網（図１）であるが、ユーザデータが転送される経路が異なる。以下、図１３Ｂを用いて、第２の実施の形態における論理的な接続関係を説明する。
図１３Ｂは、本発明の第２の実施の形態の論理的な接続関係を示す図である。
図１３Ｂに示すように、ＵＥ６１がマクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄ経由で位置登録を行うと、位置登録メッセージはマクロ基地局４１Ａ〜４１ＤからＭＭＥ２４に転送される。
また、ＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ経由で位置を登録すると、位置登録メッセージはフェムト基地局５１Ａ〜５１ＣからＦＮＧ２６を経由してＭＭＥ２４に転送される。位置登録に関するデータの移動については、第１の実施の形態（図１３Ａ）で示したものと同じである。
一方、ＵＥ６１がマクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄ経由でＣＮ１１宛てのデータを送信すると、データはマクロ基地局４１Ａ〜４１Ｄ、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３、およびＰＤＮ ＧＷ２２を経由してＣＮ１１に到達する。
また、ＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ経由でデータを送信すると、フェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ、ＦＮＧ２６、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３およびＰＤＮ ＧＷ２２を経由してＣＮ１１にデータが到達する。
第２の実施の形態では、フェムト基地局５１Ａ〜５１Ｃ経由で送信したユーザデータがＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３を経由する点が第１の実施の形態と異なる。
すなわち、第２の実施の形態では、ＦＮＧ２６が多数のフェムト基地局を収容し、一つのマクロ基地局としてＭＭＥ２４とＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３に接続されている。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とデータが転送される経路のみが異なるため、ＦＮＧ２６（図２Ａ）、ＭＭＥ（図２Ｂ）、図５に示すコールフローおよび図６に示すコールフローは、第１の実施の形態と共通である。
しかし、図１０のコールフローと図１２のコールフローとでは、フェムト基地局経由でデータの通信を行っているため、処理の一部が異なる。以下、図１４を用いて図１０および図１２に相当するコールフローを説明する。
図１４は、本発明の第２の実施の形態のＵＥ６１がフェムト基地局５１Ａからページングされた後、再びアイドル状態に遷移するコールフローを示すフローチャートである。
はじめに、図１０のステップ３８１〜ステップ３８７の処理が行われる（６０１）。この部分は第１の実施形態と共通である。
次に、ＵＥ６１は、フェムト基地局５１Ａに対して接続要求を送信する（６０２）。接続要求（６０２）は、フェムト基地局５１Ａ、およびＦＮＧ２６を経由してＭＭＥ２４に転送される。
ＭＭＥ２４は、接続要求（６０２）を受信すると、オプションでＵＥ６１の認証処理を行う（６０３）。認証処理（６０３）には、ＵＥ６１、フェムト基地局５１Ａ、ＦＮＧ２６、ＭＭＥ２４およびＨＳＳ２１が関与する。
認証処理（６０３）に成功するか、または認証処理（６０３）を省略した場合、ＭＭＥ２４はＦＮＧ２６に対してベアラ設定要求を送信する（６０４）。ベアラ設定要求（６０４）は、ＦＮＧ２６からフェムト基地局５１Ａに転送される。
次に、ベアラ設定要求（６０４）を受信したフェムト基地局５１Ａは、ＦＮＧ２６とIKEv2 CREATE_CHILD_SA Request/Responseを交換し、データ通信用のＩＰｓｅｃ ＳＡを設定する（６０５）。そして、ＵＥ６１に対する無線ベアラを設定し（６０６）、ＦＮＧ２６にベアラ設定完了通知が送信される（６０７）。ベアラ設定完了通知（６０７）は、ＦＮＧ２６を経由してＭＭＥ２４に転送される。
ベアラ設定完了通知（６０７）を受信したＭＭＥ２４は、、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３にベアラ更新要求を送信し（６０８）、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３とＦＮＧ２６との間のベアラ設定を要求する。
Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３は、ＦＮＧ２６に対するベアラを設定した後（６０９）、ＭＭＥ２４に対してベアラ更新応答を返信する（６１０）。
以上でＵＥ６１のページング処理が完了し、ＵＥ６１は、フェムト基地局５１Ａ、ＦＮＧ２６、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３およびＰＤＮ ＧＷ２２経由でＣＮ１１とデータ通信を行えるようになる（６１１）。
次に、ＵＥ６１が再びアイドル状態に遷移するコールフローを示す。
ステップ６１２において、通信がされていない状態が一定時間継続し、ＵＥ６１とフェムト基地局５１Ａとの間の無線ベアラが開放される（６１３）。
無線ベアラの開放（６１３）を受信したフェムト基地局５１Ａは、ＦＮＧ２６とIKEv2 INFORMATIONAL Request/Responseを交換し、データ転送用のＩＰｓｅｃ ＳＡを削除する（６１４）。そして、フェムト基地局５１Ａは、ＦＮＧ２６に対して接続解放通知を送信する（６１５）。接続解放通知（６１５）は、ＦＮＧ２６からＭＭＥ２４に転送される。
接続解放通知（６１５）を受信したＭＭＥ２４は、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３に対してベアラ更新要求を送信し（６１６）、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３とＦＮＧ２６との間のベアラ削除を要求する。
ベアラ更新要求（６１６）を受信したＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３は、ＦＮＧ２６に対するベアラを削除した（６１７）後、ＭＭＥ２４に対してベアラ更新応答を返信する（６１８）。以上で、ＵＥ６１がアイドル状態に遷移するコールフローが完了する。
第２の実施の形態では、ＭＭＥ２４とＦＮＧ２６との間の通信コンテキストの移動（図１０のステップ３９０、図１２のステップ４２６）、ＰＤＮ ＧＷ２２-Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ２３との間のベアラ切り替えと、およびＰＤＮ ＧＷ２２-ＦＮＧ２６との間のベアラ切り替え（図１０ステップ４００、図１２ステップ４２９）とが不要となる。したがって、ＵＥ６１がフェムト基地局経由でデータ通信を行う場合のネットワーク側の負荷を軽減できる。
本発明の実施の形態の通信網の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態のＦＮＧの装置構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のＭＭＥの装置構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のＦＮＧが備えるフェムト基地局管理テーブルの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態のＭＭＥが備えるＵＥ位置管理テーブルの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態のＭＭＥが備える位置登録エリア管理テーブルの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態のフェムト基地局が起動後にＦＮＧに接続するコールフローを示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態のＦＮＧが実施するフェムト位置登録エリアＩＤ生成ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態のＵＥがマクロ基地局のエリア内で起動した後、アイドル状態に遷移し、フェムト基地局のエリア内に移動するコールフローを示すシーケンス図である。 本発明の第１の実施の形態のＵＥが行う位置登録要否判定ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態のＦＮＧの位置登録エリアＩＤ変換ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態のＵＥがフェムト基地局経由でページングされるコールフローを示すシーケンス図である。 本発明の第１の実施の形態のＭＭＥで実行するページング要求送信先検索ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態のＦＮＧで実行するページング要求転送ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態のＵＥがフェムト基地局経由でデータ通信を行った後、アイドル状態に遷移するコールフローを示すシーケンス図である。 本発明の第１の実施の形態の論理的な接続関係を表す図である。 本発明の第２の実施の形態の論理的な接続関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態のＵＥがフェムト基地局からページングされた後、再びアイドル状態に遷移するコールフローを示すフローチャートである。
符号の説明
１ サービス網
２ 通信事業者の専用網
３ 公衆網
１１ ＣＮ
２１ ＨＳＳ
２２ ＰＮＤ ＧＷ
２３ Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ
２４ ＭＭＥ
２５ ＢＳＣ
２６ ＦＮＧ
４１Ａから４１Ｄ マクロ基地局
５１Ａから５１Ｃ フェムト基地局
６１ ＵＥ
２００ フェムト基地局管理テーブル
２２０ ＵＥ位置管理テーブル
２４０ 位置登録エリア管理テーブル
５００ フェムト位置登録エリアＩＤ生成ルーチン
５１０ 位置登録エリア変換ルーチン
５２０ ページング要求の送信先判定ルーチン
５３０ ページング要求転送ルーチン
５４０ 位置登録要否判定ルーチン

Claims (8)

  1. 第１通信網に接続された複数の第１基地局を収容し、所定の位置管理グループ単位で移動局の位置を管理する位置管理サーバと接続され、第２通信網に接続された複数の第２基地局を収容する基地局収容サーバであって、
    前記第１基地局は前記第１通信網における移動網識別コードを含む第１基地局の位置管理グループ識別子を移動局に広告し、
    前記第２基地局は前記第２通信網における移動網識別コードを含む第２基地局の位置管理グループ識別子を前記移動局に広告し、
    前記基地局収容サーバは、
    前記第２基地局が前記第１基地局によって広告される位置管理グループ識別子を受信することが可能な位置に存在する前記第１基地局の前記位置管理グループ識別子を取得し、
    前記取得した第１基地局の位置管理グループ識別子に含まれる前記第１通信網における移動網識別コードを前記第２通信網における移動網識別コードに変換することによって、前記取得した第１基地局の位置管理グループ識別子と互換性のある前記第２基地局の位置管理グループ識別子を生成することを特徴とする基地局収容サーバ。
  2. 前記第２基地局の位置管理グループ識別子と前記第１基地局の位置管理グループ識別子とを対応させて記憶する記憶部を備え、
    前記第２基地局の位置管理グループ識別子を含む前記移動局が位置を登録するための要求を前記第２基地局から受信し、
    前記受信した要求に含まれる前記第２基地局の位置管理グループ識別子を、前記第２基地局が受信した前記第１基地局の位置管理グループ識別子に変換し、
    前記変換された第１基地局の位置管理グループ識別子を含む位置登録要求を前記位置管理サーバに転送することを特徴とする請求項１に記載の基地局収容サーバ。
  3. 前記第２基地局の位置管理グループ識別子と前記第１基地局の位置管理グループ識別子とを対応させて記憶する記憶部を備え、
    前記第１基地局の位置管理グループ識別子を含み、前記移動局を呼び出すために前記位置管理サーバから送信された呼出要求を受信し、
    前記受信した呼出要求に含まれる前記第１基地局の位置管理グループ識別子を前記第２基地局の位置管理グループ識別子に変換し、
    前記変換された第２基地局の位置管理グループ識別子を含む呼出要求を前記第２基地局に転送することを特徴とする請求項１に記載の基地局収容サーバ。
  4. 第１通信網に接続された複数の第１基地局と、前記複数の第１基地局を収容する位置管理サーバと、第２通信網に接続された複数の第２基地局と、前記複数の第２基地局を収容する基地局収容サーバと、を備え、前記基地局収容サーバは前記位置管理サーバと接続されている通信システムであって、
    前記複数の第１基地局および前記複数の第２基地局が設置場所に基づいて位置管理グループを形成し、
    前記位置管理サーバは、位置管理グループによって、移動局の位置を管理し、
    前記第１基地局は、無線信号を用いて、前記第１通信網における移動網識別コードを含む、前記第１基地局の位置管理グループ識別子を広告し、前記第２基地局は、無線信号を用いて、前記第２通信網における移動網識別コードを含む、前記第２基地局の位置管理グループ識別子を広告し、
    前記移動局は、前記第１基地局によって広告される前記位置管理グループ識別子を受信し、位置登録要求を前記受信した位置管理グループ識別子を広告する前記第１基地局に送信し、
    前記第１基地局は、前記受信した位置登録要求を前記位置管理サーバに転送し、
    前記位置管理サーバは、前記転送された位置登録要求に含まれる前記位置管理グループ識別子に基づいて、前記移動局の位置を登録し、
    前記基地局収容サーバは、
    前記第２基地局が受信可能な位置に存在する前記第１基地局から受信した前記位置管理グループ識別子を取得し、
    前記取得した第１基地局の位置管理グループ識別子に含まれる前記第１通信網における移動網識別コードを前記第２通信網における移動網識別コードに変換することによって、前記取得した第１基地局の位置管理グループ識別子と互換性のある前記第２基地局の位置管理グループ識別子を生成し、
    前記移動局は、
    受信する前記位置管理グループ識別子が前記第１基地局の位置管理グループ識別子から前記第２基地局の位置管理グループ識別子に変化した場合、前記第２基地局の位置管理グループ識別子が前記第１基地局の位置管理グループ識別子と同一または互換性があるか否かを判定し、
    前記第２基地局の位置管理グループ識別子が前記第１基地局の位置管理グループ識別子と同一でないまたは互換性がない場合にのみ、前記受信した位置登録の要求を、前記位置管理サーバに送信することを特徴とする通信システム。
  5. 前記基地局収容サーバは、
    前記第２基地局の位置管理グループ識別子と前記第１基地局の位置管理グループ識別子とを対応させて記憶する記憶部を備え、
    前記第２基地局の位置管理グループ識別子を含む前記移動局が位置を登録するための要求を前記第２基地局から受信し、
    前記受信した要求に含まれる前記第２基地局の位置管理グループ識別子を、前記第２基地局が受信した前記第１基地局の位置管理グループ識別子に変換し、
    前記変換された第１基地局の位置管理グループ識別子を含む位置登録要求を前記位置管理サーバに転送することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
  6. 前記位置管理サーバは、前記移動局を呼び出す場合に、前記移動局が最後の位置登録時に用いた位置管理グループ識別子を広告する前記複数の第１基地局と前記基地局収容サーバとの両方に対して呼出要求を送信することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
  7. 前記位置管理サーバは、
    前記第１基地局と、前記第１基地局の前記位置管理グループ識別子と、前記第１基地局と同一の位置管理グループに属する前記第２基地局を収容する前記基地局収容サーバと、を対応させて記憶する記憶部を備え、
    前記第１基地局および前記第１基地局と同一の位置管理グループに属する前記第２基地局を収容する前記基地局収容サーバに対して前記呼出要求を転送することを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
  8. 前記基地局収容サーバは、
    前記第２基地局の位置管理グループ識別子と前記第１基地局の位置管理グループ識別子とを対応させて記憶する記憶部を備え、
    前記第１基地局の位置管理グループ識別子を含み、前記移動局を呼び出すために前記位置管理サーバから送信された呼出要求を受信し、
    前記受信した呼出要求に含まれる前記第１基地局の位置管理グループ識別子を前記第２基地局の位置管理グループ識別子に変換し、
    前記変換された第２基地局の位置管理グループ識別子を含む呼出要求を前記第２基地局に転送することを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
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