JP5338632B2

JP5338632B2 - 移動端末及び通信方法

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Publication number: JP5338632B2
Application number: JP2009263347A
Authority: JP
Inventors: 勝明赤間; 通井田; 和隆佐藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-11-18
Also published as: EP2326123B1; US8385922B2; JP2011109480A; EP2326123A1; US20110117920A1

Description

本発明は、例えば携帯電話等の移動端末及びこのような移動端末における通信方法の技術分野に関する。

携帯電話システム等の無線通信システムで使用される無線基地局として、カバーエリア（つまり、セル半径）が数メートルから十数メートルないしは数十メートル程度となる極めて小規模な無線基地局が提案されている。このような小規模な無線基地局はフェムトセル無線基地局（例えば、ＨｏｍｅＮｏｄｅＢ（或いは、ＨＮＢ））と呼ばれ、このような小規模な無線基地局によって形成されるセルは、「フェムトセル」と呼ばれている。フェムトセルのセル半径は、一般に「マクロセル」と呼ばれているセル半径が数ｋｍ〜１０ｋｍ程度のセルや、「マイクロセル」と呼ばれているセル半径が数百ｍ〜１ｋｍ程度のセルと比べて極めて小さい。

一方で、このような無線通信システムでは、携帯電話等の移動端末の移動範囲を制限する（言い換えれば、選択的に許可する）技術が提案されている。具体的には、複数の無線基地局を配下に備える唯一のＨＬＲ（Home Location Register）に対して移動端末のホームゾーンデータエリア及びホームゾーン以外のゾーンで利用可能なサービス種別を登録すると共に、移動端末がホームゾーンの範囲外に存在する場合には、利用可能なサービスやハンドオーバーを制限する（言い換えれば、選択的に許可する）技術が提案されている。

特開２００５−３１８６４６号公報

ここで、フェムトセル無線基地局を利用する場合には、以下のような技術的問題点が存在する。具体的には、フェムトセルのセル半径が極めて小さいことに起因して、移動端末が少し移動しただけで、移動端末がフェムトセルの圏外に移動してしまいかねない。

この場合、移動端末の通信を確保するために、ハンドオーバーを実行することが望ましいと考えられる。しかしながら、一般的にはフェムトセル無線基地局は不連続に又は不規則的に配置されることが多い。しかも、フェムトセルのセル半径が極めて小さいため、あるフェムトセル無線基地局から他のフェムトセル無線基地局へのハンドオーバーを適切に実行することができないという技術的な問題点が存在する。つまり、フェムトセル無線基地局では、同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーを適切に実行することができないという技術的な問題点が存在する。

一方で、このような問題点を解決するために、上述したＨＬＲを用いることも考えられる。この場合、ＨＬＲを用いるためには、フェムトセル無線基地局に関する基地局情報をＨＬＲに登録する必要がある。しかしながら、フェムトセル無線基地局は、移動端末のユーザによって自由に設置されることが想定されている。このため、自由に設置される無数のフェムトセル無線基地局の全ての基地局情報を唯一のＨＬＲによって管理することが技術的に困難であるという新たな技術的な問題点が生ずる。

また、フェムトセル無線基地局からフェムトセル無線基地局へのハンドオーバーに代えて、フェムトセル無線基地局からマイクロセル無線基地局又はマクロセル無線基地局へのハンドオーバーを許可することで、通信を維持する対応策も考えられる。しかしながら、フェムトセル無線基地局からマイクロセル無線基地局又はマクロセル無線基地局へのハンドオーバーが実行されたことをユーザが認識していない場合も想定される。この場合、フェムトセル無線基地局の課金体系とは異なる課金体系を有するマイクロセル無線基地局又はマクロセル無線基地局を用いた通信をそのまま継続してしまいかねない。その結果、ユーザが認識していた以上の通信料金が発生してしまいかねない。

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、例えば同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーが許容されていない小規模な無線基地局と通信する場合に、適切なハンドオーバーを行うことが可能な移動端末及び通信方法を提供することを目的とする。

上記課題は、第１実行手段と切断手段とを備える無線基地局によって解決され得る。

第１実行手段は、第１無線基地局との通信中に、当該移動端末の通信先を第１無線基地局から第２無線基地局へと切り替える第１ハンドオーバー処理を実行する。第１実行手段の動作は、例えば、第１無線基地局と移動端末との間の通信品質（言い換えれば、電波状況）が悪化した場合に行われ得る。尚、第１無線基地局は、同一種類の基地局間でのハンドオーバーを許容していない無線基地局である。また、第２無線基地局は、第１無線基地局とは異なる種類の無線基地局であって且つ同一種類の基地局間でのハンドオーバーを許容している無線基地局である。

切断手段は、第１実行手段が第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間以内に当該移動端末の通信先を第２無線基地局から第１無線基地局へと戻すことができない場合に、当該移動端末と第２無線基地局との間の通信を切断する。言い換えれば、第１実行手段が第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間が経過した時点で、切断手段は、移動端末と第２無線基地局との間の通信が行われている場合であっても、移動端末と第２無線基地局との間の通信を強制的に切断する。切断手段の動作は、例えば、第１実行手段が第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間以内に、当該通信端末と第１無線基地局との間の通信品質（電波状況）が改善しなかった場合に行われ得る。

上記課題はまた、第１実行工程と切断工程とを備える通信方法によって解決され得る。第１実行工程では、上述の第１実行手段が行う動作と同様の動作が行われる。切断工程では、上述の切断手段が行う動作と同様の動作が行われる。尚、通信方法は、上述した第１無線基地局及び上述した第２無線基地局を備える無線通信システムに用いられる移動端末により行われる。

以上説明した移動端末によれば、第１無線基地局の電波状況が悪化した場合には、移動端末の通信先を第２無線基地局へと変更する第１ハンドオーバー処理が行われる。このため、第１無線基地局の電波状況が悪化した場合であっても、移動端末は、第２無線基地局を用いて通信を好適に行う（言い換えれば、継続する）ことができる。つまり、移動端末が少し移動しただけで第１無線基地局の圏外に移動してしまった場合であっても、移動端末は、第２無線基地局を用いて、好適に通信を行う（言い換えれば、継続する）ことができる。

加えて、第１ハンドオーバー処理が行われた場合であっても、所定時間以内に移動端末の通信先を第１無線基地局へと戻すことができなければ、移動端末と第２無線基地局との間の通信が強制的に切断される。従って、第１ハンドオーバー処理が実行されたことをユーザが認識していない場合であっても、移動端末と第２無線基地局との間の通信が強制的に切断される。このため、第１無線基地局の課金体系とは異なる課金体系を有する第２無線基地局を用いた通信をそのまま継続することで生じ得る不都合（例えば、高額な通信料金の発生）を好適に防止することができる。

また、以上説明した通信方法によれば、上述した移動端末と同様の効果を享受することができる。

本実施形態に係る無線通信システムの基本構成を概念的に示すブロック図である。携帯電話の基本構成を概念的に示すブロック図である。本実施形態に係る無線通信システムの動作のうちの携帯電話におけるホームセルの登録動作の流れを概念的に示すフローチャートである。登録されるホームセル情報を概念的に示すデータ構造図である。本実施形態に係る無線通信システムの動作のうちの携帯電話におけるハンドオーバーに関連する動作の流れを概念的に示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。尚、以下の説明では、移動端末の一例としての携帯電話を用いて説明を進める。但し、携帯電話に限らず、無線通信機能を備える各種情報端末（例えば、ＰＤＡや、ミニパソコンや、ノートパソコンや、デスクトップパソコン等）を、移動端末の一例として用いてもよい。

（１）システム構成図
初めに、図１を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１の基本構成について説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の基本構成を概念的に示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る無線通信システム１は、マイクロセル無線基地局１００と、フェムトセル無線基地局２００と、携帯電話３００とを備えている。尚、図１に示すマイクロセル無線基地局１００の数、フェムトセル無線基地局２００の数および携帯電話３００の数は一例であって、マイクロセル無線基地局１００の数、フェムトセル無線基地局２００の数および携帯電話３００の数が図１に示す個数に限定されることはない。

マイクロセル無線基地局１００は、「第２無線基地局」の一具体例であって、セル半径が概ね数百ｍから１ｋｍとなるマイクロセル１１０をカバーする無線基地局である。マイクロセル無線基地局１００は、自身がカバーするマイクロセル１１０中に位置する携帯電話３００との間で無線通信を行う。つまり、マイクロセル無線基地局１００は、自身がカバーするマイクロセル１１０中に位置する携帯電話３００との間で通信コネクションを確立すると共に、携帯電話３００に対してデータの送受信を行う。

尚、マイクロセル無線基地局１００に代えて、セル半径が概ね数ｋｍから十数ｋｍないしは数十ｋｍとなるマクロセルをカバーするマクロセル無線基地局を用いてもよい。或いは、マイクロセル無線基地局１００に代えて、その他のサイズのセル半径を有するセルをカバーする各種無線基地局を配置してもよい。

フェムトセル無線基地局２００は、「第１無線基地局」の一具体例であって、セル半径が概ね数ｍから十数ｍないしは数十ｍとなるフェムトセル２１０をカバーする無線基地局（いわゆる、ホーム無線基地局）である。フェムトセル無線基地局２００は、自身がカバーするフェムトセル２１０中に位置する携帯電話３００との間で無線通信を行う。つまり、フェムトセル無線基地局２００は、自身がカバーするフェムトセル２１０中に位置する携帯電話３００との間で通信コネクションを確立すると共に、実際に無線通信を行う。また、フェムトセル無線基地局２００がカバーするフェムトセル２１０は、その一部がマイクロセル１１０の一部又は全部と重なるように構成されていてもよいし、その全部がマイクロセル１１０と重ならないように構成されていてもよい。図１に示す例では、フェムトセル２１０の全部がマイクロセル１１０と重なる例が示されている。

携帯電話３００は、自身が位置するマイクロセル１１０に対応するマイクロセル無線基地局１００との間でコネクションを確立すると共に、データの送受信を行う移動端末である。また、携帯電話３００は、自身が位置するフェムトセル２１０に対応するフェムトセル無線基地局２００との間でコネクションを確立すると共に、データの送受信を行う移動端末である。携帯電話３００は、マイクロセル無線基地局１００やフェムトセル無線基地局２００（更には、マイクロセル無線基地局１００やフェムトセル無線基地局２００の上位に接続される不図示の上位局等）を介して、各種サービスないしはアプリケーション（例えば、メールサービスや、音声通話サービスや、ＷＥＢ閲覧サービスや、パケット通信サービス等）を利用することができる。

尚、上述した２種類の無線基地局（つまり、マイクロセル無線基地局１００及びフェムトセル無線基地局２００）は、以下の観点から区別される（言い換えれば、定義される）ことが好ましい。

まず、上述したように、セル半径に応じて、２種類の無線基地局が区別されてもよい。具体的には、一方の無線基地局（例えば、フェムトセル無線基地局２００）は、当該一方の無線基地局がカバーするセル（例えば、フェムトセル２１０）のセル半径が数ｍから十数ｍないしは数十ｍとなる無線基地局として定義してもよい。一方で、他方の無線基地局（例えば、マイクロセル無線基地局１００）は、当該他方の無線基地局がカバーするセル（例えば、マイクロセル１１０）のセル半径がフェムトセル２１０のセル半径とは異なる（好ましくは、大きい）無線基地局として定義してもよい。

或いは、同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーが許容されているか否かに応じて、２種類の無線基地局が区別されてもよい。具体的には、一方の無線基地局（例えば、フェムトセル無線基地局２００）は、同一種類の無線基地局間（例えば、２つのフェムトセル無線基地局２００間）でのハンドオーバーが許容されていない（言い換えれば、制限されている又は困難な若しくは不可能な）無線基地局として定義してもよい。つまり、一のフェムトセル無線基地局２００と通信している携帯電話３００は、当該携帯電話３００の通信先を一のフェムトセル無線基地局２００から他のフェムトセル無線基地局２００へと変更するハンドオーバーを実行することができない。一方で、他方の無線基地局（例えば、マイクロセル無線基地局１００）は、同一種類の無線基地局間（例えば、２つのマイクロセル無線基地局１００間）でのハンドオーバーが許容されている（言い換えれば、制限されていない又は可能な）無線基地局として定義してもよい。つまり、一のマイクロセル無線基地局１００と通信している携帯電話３００は、当該携帯電話３００の通信先を一のマイクロセル無線基地局１００から他のマイクロセル無線基地局１００へと変更するハンドオーバーを実行することができる。

或いは、ユーザ（例えば、携帯電話３００のユーザ）の宅内設備を介して上位局と接続するか否かに応じて、２種類の無線基地局が区別されてもよい。尚、ユーザの宅内設備としては、例えば、ユーザの宅内にアクセスポイントないしは接続端子が設置されたＡＤＳＬ回線や光回線等のブロードバンド回線や、ユーザの宅内にアクセスポイントないしは接続端子が設置されたその他の通信回線等が一例としてあげられる。また、上位局としては、例えば、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）や、加入者交換機、中継交換機及び関門交換機等を含むコアネットワークや、移動管理エンティティ（ＭＭＥ）及びゲートウェイ（ＧＷ）等を含む発展型パケットコアシステム（ＥＰＣ）等が一例としてあげられる。具体的には、一方の無線基地局（例えば、フェムトセル無線基地局２００）は、ユーザの宅内設備を介して上位局と接続する無線基地局として定義してもよい。一方で、他方の無線基地局（例えば、マイクロセル無線基地局１００）は、ユーザの宅内設備を介することなく上位局と接続する無線基地局として定義してもよい。

或いは、課金体系に応じて、２種類の無線基地局が区別されてもよい。具体的には、一方の無線基地局（例えば、フェムトセル無線基地局２００）は、第１の課金体系（例えば、定額制等）に応じて課金される無線基地局として定義してもよい。一方で、他方の無線基地局（例えば、マイクロセル無線基地局１００）は、第１の課金体系とは異なる第２の課金体系（例えば、従量制等）に応じて課金される無線基地局として定義してもよい。

或いは、複数の上位局（例えば、複数のゲートウェイ）との直接的な同時接続が許容されているか否かに応じて、２種類の無線基地局が区別されてもよい。具体的には、一方の無線基地局（例えば、フェムトセル無線基地局２００）は、当該無線基地局が位置する階層の直上の一階層に位置する複数の上位局との直接的な同時接続が許容されていない（言い換えれば、単一の上位局との同時接続のみが許容されている）無線基地局として定義してもよい。一方で、他方の無線基地局（例えば、マイクロセル無線基地局１００）は、当該無線基地局が位置する階層の直上の一階層に位置する複数の上位局との直接的な同時接続が許容されている無線基地局として定義してもよい。尚、この観点からの２種類の無線基地局の区別は、３ＧＰＰ−ＴＳ３６．３００に記載されている。３ＧＰＰ−ＴＳ３６．３００においては、一方の無線基地局（例えば、フェムトセル無線基地局２００）は、ＨｅＮＢ（ＨｏｍｅｅＮｏｄｅＢ）と称され、他方の無線基地局（例えば、マイクロセル無線基地局１００）は、ｅＮＢ（ｅＮｏｄｅＢ）と称されている。

或いは、複数の携帯電話３００のうちの特定の携帯電話３００のみとの通信が許容されているのか又は全ての携帯電話３００との通信が許容されているか否かに応じて、２種類の無線基地局が区別されてもよい。具体的には、一方の無線基地局（例えば、フェムトセル無線基地局２００）は、複数の携帯電話３００のうちの特定の携帯電話３００との通信のみが許容されている無線基地局として定義してもよい。一方で、他方の無線基地局（例えば、マイクロセル無線基地局１００）は、複数の携帯電話３００のうちの全ての携帯電話３００との通信のみが許容されている無線基地局として定義してもよい。尚、このような２種類の無線基地局の区別は、３ＧＰＰにおいて標準化が進められているＣＳＧ（Closed Subscriber Group）の観点からの区別に相当する。

（２）ブロック図
続いて、図２を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１が備える携帯電話３００の基本構成について説明する。ここに、図２は、携帯電話３００の基本構成を概念的に示すブロック図である。

携帯電話３００は、その要部に着目すれば、マイクロセル無線送受信処理部３０１と、フェムトセル無線送受信処理部３０２と、ＣＰＵ３０３と、メモリ３０４と、ディスプレイ３０５と、スピーカ３０６と、バイブレータ３０７とを備えている。

マイクロセル無線送受信処理部３０１は、マイクロセル無線基地局１００に対して無線電波を用いてデータを送信すると共に、マイクロセル無線基地局１００から無線電波を用いて送信されるデータを受信する。このため、マイクロセル無線送受信処理部３０１は、例えば、データの符号化（例えば、畳込み符号やターボ符号等の誤り訂正符号化）処理又は復号化処理等を含むベースバンド処理を行うベースバンド処理回路や、ＱＰＳＫ変調や１６ＱＡＭ変調等の変調処理を行う変調回路や、復調処理を行う復調回路や、送信電力又は受信電力を調整するＲＦ回路や、電波を送信又は受信するアンテナ等を含む。

フェムトセル無線送受信処理部３０２は、フェムトセル無線基地局２００に対して無線電波を用いてデータを送信すると共に、フェムトセル無線基地局２００から無線電波を用いて送信されるデータを受信する。このため、フェムトセル無線送受信処理部３０２は、例えば、データの符号化（例えば、畳込み符号やターボ符号等の誤り訂正符号化）処理又は復号化処理等を含むベースバンド処理を行うベースバンド処理回路や、ＱＰＳＫ変調や１６ＱＡＭ変調等の変調処理を行う変調回路や、復調処理を行う復調回路や、送信電力又は受信電力を調整するＲＦ回路や、電波を送信又は受信するアンテナ等を含む。

ＣＰＵ３０３は、携帯電話３００全体の動作を制御する。ＣＰＵ３０３は、例えば所定のファームウェアに基づいて動作する。

ＣＰＵ３０３は特に、その内部に構成される論理的な又は機能的な処理ブロックとして、ホームセル登録部３１１と、ホームセルハンドオーバー部３１２と、呼制御部３１３と、ディスプレイ制御部３１４と、スピーカ制御部３１５と、バイブレータ制御部３１６とを備えている。このような処理ブロックは、例えばＣＰＵ３０３の動作を規定するファームウェアの一部のプログラムの動作として実現されてもよいし、或いはファームウェアから独立したプログラムの動作として実現されてもよい。或いは、ホームセル登録部３１１、ホームセルハンドオーバー部３１２、呼制御部３１３、ディスプレイ制御部３１４、スピーカ制御部３１５及びバイブレータ制御部３１６は、ＣＰＵ３０３とは独立した１つの回路として実現されてもよい。

ホームセル登録部３１１は、携帯電話３００が使用するべきセル（例えば、上述のマイクロセル１１０及びフェムトセル２１０）を示す情報を、ホームセル情報４００（後述の図４参照）として登録する。尚、ホームセル登録部３１１は、「登録手段」の一具体例を構成している。

ホームセルハンドオーバー部３１２は、携帯電話３００のハンドオーバーを制御する。ホームセルハンドオーバー部３１２は特に、その内部に構成される論理的な又は機能的な処理ブロックとして、ハンドオーバー制御部３３１と、警告通知部３３２と、時間判定部３３３と、通信切断部３３４とを備えている。

ハンドオーバー制御部３３１は、携帯電話３００の通信先をマイクロセル無線基地局１００からフェムトセル無線基地局２００へと変更する又はフェムトセル無線基地局２００からマイクロセル無線基地局１００へと変更するハンドオーバーを実行する。尚、ハンドオーバー制御部３３１は、「第１変更手段」及び「第２変更手段」の一具体例を構成している。

警告通知部３３２は、携帯電話３００の通信先をフェムトセル無線基地局２００からマイクロセル無線基地局１００へと変更するハンドオーバーを実行する場合に、当該ハンドオーバーを実行した旨をユーザに対して警告する。このような警告は、例えば、ディスプレイ３０５上に表示される警告画面として通知されてもよいし、スピーカ３０６から出力される警告音声として通知されてもよいし、バイブレータ３０７によって実現される振動として通知されてもよい。尚、警告通知部３３２は、「通知手段」の一具体例を構成している。

時間判定部３３３は、携帯電話３００の通信先をフェムトセル無線基地局２００からマイクロセル無線基地局１００へと変更するハンドオーバーを実行してからの経過時間を測定する。

通信切断部３３４は、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間の通信を強制的に切断する。尚、通信切断部３３４は、「切断手段」の一具体例を構成している。

呼制御部３１３は、携帯電話３００における呼（つまり、相手側の携帯電話の呼び出しから通信終了に至るまでの動作）を制御する。

ディスプレイ制御部３１４は、ディスプレイ３０５に対する表示を制御する。例えば、ディスプレイ制御部３１４は、警告通知部３３２により通知される警告内容を警告画面としてディスプレイ３０５上に表示するようにディスプレイ３０５を制御する。

スピーカ制御部３１５は、スピーカ３０６に対する音声の出力を制御する。例えば、スピーカ制御部３１５は、警告通知部３３２により通知される警告内容を警告音声としてスピーカ３０６から出力するようにスピーカ３０６を制御する。

バイブレータ制御部３１６は、バイブレータ３０７における振動を制御する。例えば、バイブレータ制御部３１６は、警告通知部３３２により通知される警告内容を振動としてバイブレータ３０７から出力するようにバイブレータ３０７を制御する。

メモリ３０４は、携帯電話３００内部で使用するデータを一時的に格納する記憶領域を含んでいる。また、メモリ３０４は、携帯電話３００としての動作を行うためのプログラム（即ち、ファームウェア）が格納される記憶領域等を含んでいてもよい。このようなメモリ３０４としては、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリや、その他の各種記録媒体が一例としてあげられる。

ディスプレイ３０５は、ディスプレイ制御部３１４の制御の下に、表示対象物を表示する。ディスプレイ３０５としては、例えば液晶ディスプレイや、有機ＥＬディスプレイや、無機ＥＬディスプレイや、その他の各種方式を採用したディスプレイ等が一例としてあげられる。

スピーカ３０６は、スピーカ制御部３１５の制御の下に、所望の音声を出力する。

バイブレータ３０７は、バイブレータ制御部３１６の制御の下に、例えば内蔵の小型モータ等を駆動することで振動を発生させる。

（３）動作説明
続いて、図３から図５を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１の動作の流れについて説明する。

（３−１）ホームセルの登録動作
初めに、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１の動作のうちの携帯電話３００におけるホームセルの登録動作について説明する。ここに、図３は、本実施形態に係る無線通信システム１の動作のうちの携帯電話３００におけるホームセルの登録動作の流れを概念的に示すフローチャートであり、図４は、登録されるホームセル情報を概念的に示すデータ構造図である。

図３に示すように、フェムトセル無線基地局２００は、携帯電話３００に対して報知情報を送信する（ステップＳ１２１）。報知情報は、例えば携帯電話３００の位置登録に必要な情報を含んでいる。

フェムトセル無線基地局２００から送信される報知情報を受信した携帯電話３００（特に、携帯電話３００が備えるホームセル登録部３１１）は、当該報知情報に含まれるフェムトセル無線基地局２００の基地局ＩＤを、図４に示すホームセル情報４００として登録する（ステップＳ１１１）。ホームセル情報４００は、例えばメモリ３０５等に記録されることが好ましい。尚、図４は、フェムトセル無線基地局２００の基地局ＩＤが「＃Ｆ１」となる例を示している。

その後、携帯電話３００は、フェムトセル無線基地局２００に対して、端末登録を依頼するメッセージを送信する（ステップＳ１１２）。続いて、端末登録を依頼するメッセージを受信したフェムトセル無線基地局２００は、携帯電話３００の認証を行う（ステップＳ１２２）。

ステップＳ１２２における認証の結果、携帯電話３００の認証が正常に行われた（携帯電話３００によるフェムトセル無線基地局２００の利用が許可された）と判定された場合には、（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、フェムトセル無線基地局２００は、携帯電話３００に対して、端末登録が完了した旨を通知するメッセージを送信する（ステップＳ１２３）。その後、フェムトセル無線基地局２００は、動作を終了してもよいし、ステップＳ１２１へ戻ることで報知情報の送信を継続してもよい。

他方、ステップＳ１２２における判定の結果、携帯電話３００の認証が正常に行われなかった（携帯電話３００によるフェムトセル無線基地局２００の利用が許可されなかった）と判定された場合には、（ステップＳ１２２：Ｎｏ）、フェムトセル無線基地局２００は、端末登録を行うことなく、ステップＳ１２１へ戻ることで報知情報の送信を継続する。

上述の動作と相前後して又は並行して、マイクロセル無線基地局１００は、携帯電話３００に対して報知情報を送信する（ステップＳ１３１）。

マイクロセル無線基地局１００から送信される報知情報を受信した携帯電話３００（特に、携帯電話３００が備えるホームセル登録部３１１）は、当該報知情報に含まれるマイクロセル無線基地局１００の基地局ＩＤを、図４に示すホームセル情報４００として登録する（ステップＳ１１３）。尚、図４は、マイクロセル無線基地局１００の基地局ＩＤが「＃Ｍ１」となる例を示している。

その後、携帯電話３００は、マイクロセル無線基地局１００に対して、端末登録を依頼するメッセージを送信する（ステップＳ１１４）。続いて、端末登録を依頼するメッセージを受信したマイクロセル無線基地局１００は、携帯電話３００の認証を行う（ステップＳ１３２）。

ステップＳ１３２における認証の結果、携帯電話３００の認証が正常に行われた（携帯電話３００によるマイクロセル無線基地局１００の利用が許可された）と判定された場合には、（ステップＳ１３２：Ｙｅｓ）、マイクロセル無線基地局１００は、携帯電話３００に対して、端末登録が完了した旨を通知するメッセージを送信する（ステップＳ１３３）。その後、マイクロセル無線基地局１００は、動作を終了してもよいし、ステップＳ１３１へ戻ることで報知情報の送信を継続してもよい。

他方、ステップＳ１３２における判定の結果、携帯電話３００の認証が正常に行われなかった（携帯電話３００によるマイクロセル無線基地局１００の利用が許可されなかった）と判定された場合には、（ステップＳ１３２：Ｎｏ）、マイクロセル無線基地局１００は、端末登録を行うことなく、ステップＳ１３１へ戻ることで報知情報の送信を継続する。

尚、上述した動作のうち報知情報に含まれる基地局ＩＤをホームセル情報４００として登録する動作以外の動作は、従来のＨＬＲ（Home Location Register）に対する位置登録（端末登録）動作と同様であってもよい。従って、説明の簡略化のため、報知情報に含まれる基地局ＩＤをホームセル情報４００として登録する動作以外の動作についての詳細な説明は省略する。

（３−２）ハンドオーバー動作
続いて、図５を参照して、本実施形態に係る無線通信システム１の動作のうちの携帯電話３００におけるハンドオーバーに関連する動作について説明する。ここに、図５は、本実施形態に係る無線通信システム１の動作のうちの携帯電話３００におけるハンドオーバーに関連する動作の流れを概念的に示すフローチャートである。

尚、以下の説明では、携帯電話３００が、(i)原則としてフェムトセル無線基地局２００との間で通信を行うものの、(ii)フェムトセル無線基地局２００がカバーするフェムトセル２１０の圏外に移動してしまった場合にのみ一時的にバックアップとしてのマイクロセル無線基地局１００との間で通信を行う場合の例について説明する。

図５に示すように、携帯電話３００が備える呼制御部３１３は、ホームセル情報４００に含まれるフェムトセル無線基地局２００の基地局ＩＤを参照する。その後、呼制御部３１３は、参照された基地局ＩＤに対応するフェムトセル無線基地局２００に対して発信動作を行う（ステップＳ２１１）。これにより、携帯電話３００とフェムトセル無線基地局２００との間の通信用回線が確立される（ステップＳ２１２及びＳ２３１）。

その後、携帯電話３００が備えるハンドオーバー制御部３３１は、ハンドオーバーを実行する必要があるか否かを判定する（ステップＳ２１３）。ハンドオーバー制御部３３１は、フェムトセル無線基地局２００からの電波強度に基づいてステップＳ２１３の判定を行うことが好ましい。具体的には、ハンドオーバー制御部３３１は、フェムトセル無線基地局２００からの電波強度が所定閾値以上である場合には、ハンドオーバーを実行する必要がないと判定することが好ましい。他方で、ハンドオーバー制御部３３１は、フェムトセル無線基地局２００からの電波強度が所定閾値未満である場合には、ハンドオーバーを実行する必要があると判定することが好ましい。

ステップＳ２１３における判定の結果、ハンドオーバーを実行する必要がないと判定された場合には（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、携帯電話３００が備えるハンドオーバー制御部３３１は、ステップＳ２１３に戻ることでハンドオーバーを実行する必要があるか否かを判定する動作を継続する。

他方で、ステップＳ２１３における判定の結果、ハンドオーバーを実行する必要があると判定された場合には（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、携帯電話３００が備えるハンドオーバー制御部３３１は、ホームセル情報４００に含まれるマイクロセル無線基地局１００の基地局ＩＤを参照する。その後、ハンドオーバー制御部３３１は、参照された基地局ＩＤに対応するマイクロセル無線基地局１００に対してハンドオーバーを依頼する（ステップＳ２１４）。

ハンドオーバーの依頼を受けたマイクロセル無線基地局１００は、ハンドオーバーの依頼を受ける旨を携帯電話３００に対して通知する（ステップＳ２４１）。

ハンドオーバーの依頼を受ける旨の通知を受信した携帯電話３００（特に、携帯電話３００が備える警告通知部３３２）は、ハンドオーバーを実行する旨をユーザに対して通知する（ステップＳ２１５）。この通知は、上述したディスプレイ３０５上への警告画面の表示によって行われてもよいし、上述したスピーカ３０６からの警告音声の出力によって行われてもよいし、上述したバイブレータ３０７の振動によって行われてもよい。この警告の通知は、例えば、フェムトセル２１０の圏外又は圏外付近に携帯電話３００が位置することをユーザに対して通知するために行われるものである。

その後、携帯電話３００が備えるハンドオーバー制御部３３１は、ハンドオーバーを実行するように呼制御部３１３を制御する。これにより、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間の通信用回線が確立される（ステップＳ２１６及びＳ２４２）。

このとき、携帯電話３００が備える時間判定部３３３は、ハンドオーバーの実行と同時に時間の計測（例えば、カウンタの起動）を行う（ステップＳ２１７）。

続いて、携帯電話３００が備えるハンドオーバー制御部３３１は、フェムトセル無線基地局２００へのハンドオーバーが可能か否かを判定する（ステップＳ２１８）。より具体的には、ハンドオーバー制御部３３１は、ホームセル情報４００に登録されている基地局ＩＤに対応するフェムトセル無線基地局２００へのハンドオーバーが可能か否かを判定する。ハンドオーバー制御部３３１は、フェムトセル無線基地局２００からの電波強度に基づいてステップＳ２１８の判定を行うことが好ましい。具体的には、ハンドオーバー制御部３３１は、フェムトセル無線基地局２００からの電波強度が所定閾値以上である場合には、フェムトセル無線基地局２００へのハンドオーバーが可能であると判定することが好ましい。他方で、ハンドオーバー制御部３３１は、フェムトセル無線基地局２００からの電波強度が所定閾値未満である場合には、フェムトセル無線基地局２００へのハンドオーバーが可能ではないと判定することが好ましい。

ステップＳ２１８における判定の結果、フェムトセル無線基地局２００へのハンドオーバーが可能であると判定された場合には（ステップＳ２１８：Ｙｅｓ）、携帯電話３００が備えるハンドオーバー制御部３３１は、ホームセル情報４００に含まれるフェムトセル無線基地局２００の基地局ＩＤを参照する。その後、ハンドオーバー制御部３３１は、参照された基地局ＩＤに対応するフェムトセル無線基地局２００に対してハンドオーバーを依頼する（ステップＳ２１９）。

ハンドオーバーの依頼を受けたフェムトセル無線基地局２００は、ハンドオーバーの依頼を受ける旨を携帯電話３００に対して通知する（ステップＳ２３２）。

ハンドオーバーの依頼を受ける旨の通知を受信した携帯電話３００（特に、携帯電話３００が備えるハンドオーバー制御部３３１）は、ハンドオーバーを実行するように呼制御部３１３を制御する。これにより、携帯電話３００とフェムトセル無線基地局２００との間の通信用回線が再度確立される（ステップＳ２２０及びＳ２３３）。尚、このとき、ハンドオーバーを実行する旨をユーザに対して通知してもよい。この通知は、上述したディスプレイ３０５上への画面の表示によって行われてもよいし、上述したスピーカ３０６からの音声の出力によって行われてもよいし、上述したバイブレータ３０７の振動によって行われてもよい。この通知は、例えば、フェムトセル２１０の圏内に携帯電話３００が位置していることをユーザに対して通知するために行われるものである。

他方で、ステップＳ２１８における判定の結果、フェムトセル無線基地局２００へのハンドオーバーが可能でないと判定された場合には（ステップＳ２１８：Ｎｏ）、携帯電話３００が備える時間判定部３３３は、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間の通信用回線を確立するためのハンドオーバーを実行してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２１）。所定時間としては、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間の通信を許容可能な時間（例えば、十数秒ないしは数十秒から一分ないしは数分）が一例としてあげられる。或いは、所定時間としては、フェムトセル２１０の圏内に向かって携帯電話３００のユーザが移動するために必要な時間（例えば、十数秒ないしは数十秒から一分ないしは数分）が一例としてあげられる。

ステップＳ２２１における判定の結果、所定時間が経過していないと判定された場合には（ステップＳ２２１：Ｎｏ）、ステップＳ２１８へ戻ることでフェムトセル無線基地局２００へのハンドオーバーが可能であるか否かの判定動作が継続される。

他方で、ステップＳ２２１における判定の結果、所定時間が経過したと判定された場合には（ステップＳ２２１：Ｙｅｓ）、携帯電話３００が備える通信切断部３３４は、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間の通信用回線が切断されるように呼制御部３１３を制御する。これにより、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間で通信が行われている場合であっても、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間の通信用回線が強制的に切断される（ステップＳ２２２及びＳ２４３）。尚、この場合には、携帯電話３００は、改めてマイクロセル無線基地局１００に対して発信動作を行うことで、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間の通信用回線を再度確立してもよい。或いは、携帯電話３００は、改めてフェムトセル２１０の圏内に移動することで、携帯電話３００とフェムトセル無線基地局２００との間の通信用回線を再度確立してもよい。

このように、本実施形態に係る無線通信システム１（特に、無線通信システム１が備える携帯電話３００）によれば、フェムトセル無線基地局２００の電波状況が悪化した場合には、携帯電話３００の通信先をマイクロセル無線基地局１００へと変更するハンドオーバー処理が行われる。このため、フェムトセル無線基地局２００の電波状況が悪化した場合であっても、携帯電話３００は、マイクロセル無線基地局１００を用いて通信を好適に行う（言い換えれば、継続する）ことができる。つまり、携帯電話３００が少し移動しただけでフェムトセル２１０の圏外に移動してしまった場合であっても、携帯電話３００は、マイクロセル無線基地局１００を用いて、好適に通信を行う（言い換えれば、継続する）ことができる。

また、携帯電話３００の通信先をマイクロセル無線基地局１００へと変更するハンドオーバーが実行された場合であっても、所定時間以内に、携帯電話の通信先がフェムトセル無線基地局２００へと戻される。従って、携帯電話３００が少し移動しただけでフェムトセル２１０の圏外に移動してしまった場合であっても、携帯電話３００は、マイクロセル無線基地局１００を用いて通信を継続しながら（言い換えれば、切断することなく）、再度フェムトセル無線基地局２００との間で通信を行うことができる。言い換えれば、携帯電話３００が少し移動しただけでフェムトセル２１０の圏外に移動してしまった場合であっても、携帯電話３００は、所定時間以内にフェムトセル無線基地局２００との間で通信を行うことができるような状況になれば、再度フェムトセル無線基地局２００との間で通信を行うことができる。特に、フェムトセル２１０のセル半径が極めて小さい場合に、フェムトセル２１０の圏外に携帯電話３００が移動してしまう頻度が高いと考えられる。このよう場合であっても、携帯電話３００は、通信を継続しながら、再度フェムトセル無線基地局２００との間の通信を行うことができる。従って、フェムトセル無線基地局２００を介した携帯電話３００の通信を好適に確保することができる。

また、携帯電話３００の通信先をマイクロセル無線基地局１００へと変更するハンドオーバーが実行された場合であっても、所定時間以内にフェムトセル無線基地局２００との間で通信を行うことができるような状況にならなければ、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間の通信用回線が切断される。つまり、携帯電話３００とマイクロセル無線基地局１００との間の通信用回線は、所定時間の間だけ確立された後に強制的に切断される。従って、フェムトセル無線基地局２００の課金体系とは異なる課金体系の下で運用されているマイクロセル無線基地局１００を用いて長時間の通信を行うことが避けられる。従って、例えばフェムトセル無線基地局２００の課金体系が相対的に安く且つマイクロセル無線基地局１００の課金体系が相対的に高い場合には、意図せず高額な通信料金が発生してしまう不都合を好適に避けることができる。

また、ハンドオーバー可能なマイクロセル無線基地局１００及びフェムトセル無線基地局２００の夫々の基地局ＩＤをホームセル情報４００として登録している。このため、当該ホームセル情報４００を参照することで、所望のマイクロセル無線基地局１００及びフェムトセル無線基地局２００に対してハンドオーバーを行うことができる。

また、マイクロセル無線基地局１００へのハンドオーバーを実行する場合には、当該ハンドオーバーを実行する警告をユーザに対して通知することができる。従って、ユーザは、フェムトセル２１０の圏外に移動してしまったことを好適に認識することができる。従って、ユーザは、その後の行動がとりやすくなるという利点を享受することができる。例えば、ユーザは、携帯電話３００の通信状況を把握した上で、積極的にフェムトセル２１０の圏内に向かって移動したり、或いはマイクロセル無線基地局１００を用いた通信を切断したりすることができる。

以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーを許容していない第１無線基地局及び同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーを許容している第２無線基地局を備える無線通信システムに用いられる移動端末であって、前記第１無線基地局との通信中に、当該移動端末の通信先を前記第１無線基地局から前記第２無線基地局へと切り替える第１ハンドオーバー処理を実行する第１実行手段と、前記第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間以内に当該移動端末の通信先を前記第２無線基地局から前記第１無線基地局へと戻すことができない場合に、当該移動端末と前記第２無線基地局との間の通信を切断する切断手段とを備えることを特徴とする移動端末。

（付記２）
ユーザの宅内設備を介して上位局と接続される第１無線基地局及び前記宅内設備を介することなく上位局と接続される第２無線基地局を備える無線通信システムに用いられる移動端末であって、前記第１無線基地局との通信中に、当該移動端末の通信先を前記第１無線基地局から前記第２無線基地局へと切り替える第１ハンドオーバー処理を実行する第１実行手段と、前記第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間以内に当該移動端末の通信先を前記第２無線基地局から前記第１無線基地局へと戻すことができない場合に、当該移動端末と前記第２無線基地局との間の通信を切断する切断手段とを備えることを特徴とする移動端末。

（付記３）
第１課金体系に準拠する第１無線基地局及び前記第１課金体系とは異なる第２課金体系に準拠する第２無線基地局を備える無線通信システムに用いられる移動端末であって、前記第１無線基地局との通信中に、当該移動端末の通信先を前記第１無線基地局から前記第２無線基地局へと切り替える第１ハンドオーバー処理を実行する第１実行手段と、前記第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間以内に当該移動端末の通信先を前記第２無線基地局から前記第１無線基地局へと戻すことができない場合に、当該移動端末と前記第２無線基地局との間の通信を切断する切断手段とを備えることを特徴とする移動端末。

（付記４）
直上の階層に位置する複数の上位局との同時接続が許容されていない第１無線基地局及び直上の階層に位置する複数の上位局との同時接続が許容されている第２無線基地局を備える無線通信システムに用いられる移動端末であって、前記第１無線基地局との通信中に、当該移動端末の通信先を前記第１無線基地局から前記第２無線基地局へと切り替える第１ハンドオーバー処理を実行する第１実行手段と、前記第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間以内に当該移動端末の通信先を前記第２無線基地局から前記第１無線基地局へと戻すことができない場合に、当該移動端末と前記第２無線基地局との間の通信を切断する切断手段とを備えることを特徴とする移動端末。

（付記５）
前記第１ハンドオーバー処理を実行してから前記所定時間以内に、当該移動端末の通信先を前記第２無線基地局から前記第１無線基地局へと戻す第２ハンドオーバー処理を実行する第２実行手段を更に備えることを特徴とする付記１から４のいずれか一項に記載の移動端末。

（付記６）
前記第１無線基地局を識別するための第１識別番号及び前記第２無線基地局を識別するための第２識別番号の夫々を登録する登録手段を更に備え、前記第１実行手段は、前記登録手段に登録された前記第１識別番号及び前記第２識別番号を参照することで、当該移動端末の通信先を、前記登録手段に登録された前記第１識別番号が示す前記第１無線基地局から前記登録手段に登録された前記第２識別番号が示す前記第２無線基地局へと変更する前記第１ハンドオーバー処理を実行することを特徴とする付記１から５のいずれか一項に記載の移動端末。

（付記７）
前記第１ハンドオーバー処理を実行する場合に、当該移動端末の通信先を前記第１無線基地局から前記第２無線基地局へと変更する旨を、当該移動端末のユーザに通知する通知手段を更に備えることを特徴とする付記１から６のいずれか一項に記載の移動端末。

（付記８）
前記第１無線基地局は、ＨｏｍｅｅＮｏｄｅＢであり、前記第２無線基地局は、ｅＮｏｄｅＢであることを特徴とする付記１から７のいずれか一項に記載の移動端末。

（付記９）
前記第１無線基地局は、フェムトセルをカバーする無線基地局であり、前記第２無線基地局は、前記フェムトセルよりもセル半径が大きいセルをカバーする無線基地局であることを特徴とする付記１から８のいずれか一項に記載の移動端末。

（付記１０）
同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーを許容していない第１無線基地局及び同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーを許容している第２無線基地局を備える無線通信システムに用いられる移動端末における通信方法であって、前記第１無線基地局との通信中に、当該移動端末の通信先を前記第１無線基地局から前記第２無線基地局へと切り替える第１ハンドオーバー処理を実行する第１実行工程と、前記第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間以内に当該移動端末の通信先を前記第２無線基地局から前記第１無線基地局へと戻すことができない場合に、当該移動端末と前記第２無線基地局との間の通信を切断する切断工程とを備えることを特徴とする通信方法。

１無線通信システム
１００マイクロセル無線基地局
１１０マイクロセル
２００フェムトセル無線基地局
２１０フェムトセル
３００携帯電話
３０１マイクロセル無線送受信処理部
３０２フェムトセル無線送受信処理部
３０３ＣＰＵ
３０４メモリ
３１１ホームセル登録部
３１２ホームセルハンドオーバー部
３３１ハンドオーバー制御部
３３２警告通知部
３３３時間判定部

Claims

同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーを許容していない第１無線基地局及び同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーを許容している第２無線基地局を備える無線通信システムに用いられる移動端末であって、
前記第１無線基地局との通信中に、当該移動端末の通信先を前記第１無線基地局から前記第２無線基地局へと切り替える第１ハンドオーバー処理を実行する第１実行手段と、
前記第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間以内に当該移動端末の通信先を前記第２無線基地局から前記第１無線基地局へと戻すことができない場合に、当該移動端末と前記第２無線基地局との間の通信を切断する切断手段と
を備えることを特徴とする移動端末。
前記第１ハンドオーバー処理を実行してから前記所定時間以内に、当該移動端末の通信先を前記第２無線基地局から前記第１無線基地局へと戻す第２ハンドオーバー処理を実行する第２実行手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の移動端末。
前記第１無線基地局を識別するための第１識別番号及び前記第２無線基地局を識別するための第２識別番号の夫々を登録する登録手段を更に備え、
前記第１実行手段は、前記登録手段に登録された前記第１識別番号及び前記第２識別番号を参照することで、当該移動端末の通信先を、前記登録手段に登録された前記第１識別番号が示す前記第１無線基地局から前記登録手段に登録された前記第２識別番号が示す前記第２無線基地局へと変更する前記第１ハンドオーバー処理を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動端末。
前記第１ハンドオーバー処理を実行する場合に、当該移動端末の通信先を前記第１無線基地局から前記第２無線基地局へと変更する旨を、当該移動端末のユーザに通知する通知手段を更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の移動端末。
同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーを許容していない第１無線基地局及び同一種類の無線基地局間でのハンドオーバーを許容している第２無線基地局を備える無線通信システムに用いられる移動端末における通信方法であって、
前記第１無線基地局との通信中に、当該移動端末の通信先を前記第１無線基地局から前記第２無線基地局へと切り替える第１ハンドオーバー処理を実行する第１実行工程と、
前記第１ハンドオーバー処理を実行してから所定時間以内に当該移動端末の通信先を前記第２無線基地局から前記第１無線基地局へと戻すことができない場合に、当該移動端末と前記第２無線基地局との間の通信を切断する切断工程と
を備えることを特徴とする通信方法。