JP5365741B2 - 無線通信システム、無線基地局装置、コアネットワーク装置及びデータ通信方法 - Google Patents

Description

本発明は無線通信システム、無線基地局装置、コアネットワーク装置及びデータ通信方法に関し、特に一つのカバーエリアにおいて異なる無線基地局装置が同じ周波数帯域を用いて通信を行う無線通信システム、当該無線通信システムを構成する無線基地局装置、当該無線基地局装置に接続されているコアネットワーク装置及び当該無線通信システムにおいて用いられるデータ通信方法に関する。

携帯電話ネットワークへの加入者普及率は、先進諸国では、全人口の９０％以上に達している。さらに、先進諸国内の一部の国においては、普及率は１２０％近くに達している。そのため、すでに一般ユーザへの携帯電話の普及は、飽和状態となっている。一方、携帯電話オペレータがさらに売上高を向上させるためには、携帯電話の加入者数の増加が必要である。そこで、携帯電話の新たな加入者のターゲットとして、人と人とが行う通信ではなく、マシーン（Machine）とマシーンが通信を行うＭａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ（M2M）市場が注目されてきている。マシーン端末として想定されるものには、自動販売機、自動車（カーナビゲーション）、信号機、等がある。

特許文献１に、マシーン端末を用いた例として、次のような構成が開示されている。事務所等が有するコンピュータは、遠隔地にある倉庫や自動販売機等の在庫データを、携帯電話を用いたネットワークを介して取得する。このように、携帯電話を用いたネットワークを介して在庫データを取得することにより、自動販売機等と事務所との間に専用線を用いる必要がなく、専用線を敷設するための工事費用等を削減することができる。

これら、マシーン端末による通信と、携帯電話等のユーザ端末による通信とを比較した場合、次のような差分が挙げられる。マシーン端末間の通信に対して、ネットワークへ要求される「通信サービスに求める品質レベル」と、ユーザ端末間の通信に対して、ネットワークへ要求される「通信サービスに求める品質レベル」とに大きな差がある。つまり、一般ユーザが行う音声通話、ウェブブラウジング等は、通信の切断や、通信の遅延を一般ユーザが体感できる。これより、通信の切断や、通信の遅延は、ユーザの不快感へと繋がる。そのため、これらの通信サービスの品質レベルは、非常に高いレベルが要求される。

一方、マシーン端末が行う通信は、定期的な（１日１回、数時間に１回など）データのアップロード、ダウンロードが主となる。そのため、通信の切断や、通信の遅延等が、マシーン端末を用いて提供される通信サービスへ与える影響は小さい。その結果、ユーザ端末間の通信とマシーン端末間の通信とを比較した場合、マシーン端末間の通信へ要求される「通信サービスに求める品質レベル」は相対的に低くなる。

そのため、マシーン端末の加入者数が、将来的に一般ユーザの加入者数と同程度まで成長した場合に、マシーン端末のトラフィックを処理するネットワークとして、一般ユーザ向けのネットワーク網を増設することは、過剰な設備投資となる。

特開平０８−１９８４１５号公報

ここで、増加するマシーン端末に対応する新たなネットワーク構成として、携帯電話等のユーザ端末との通信に用いられる複数の無線基地局装置がカバーするエリアを跨ってカバーする無線基地局の装置形態が考えられる。このように、複数の無線基地局装置がカバーするエリアを跨ってカバーする無線基地局を、集中管理型無線基地局と称する。集中管理型無線基地局は、次のような特徴を有する。

一つ目の特徴として、集中管理型無線基地局は、通常の無線基地局が送受信する周波数帯域と同じ周波数帯域を用いてデータの送受信を行う。

二つ目の特徴として、通常の無線基地局と集中管理型無線基地局とに共通するカバーエリア内において、ユーザ端末は、通常の無線基地局を介して通信を行い、マシーン端末は、集中管理型無線基地局を介して通信を行う。

このような集中管理型無線基地局を用いたネットワークを構成した場合、次のような問題が生じる。通常の無線基地局と集中管理型無線基地局とは、同じ周波数帯域を利用している。そのため、ユーザ端末もしくはマシーン端末から送信されるデータが、通常の無線基地局及び集中管理型無線基地局へ送信される。これにより、マシーン端末から送信されるデータが、通常の無線基地局を介して通信が行われているユーザ端末の品質に影響を与えるという問題が生じる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、端末毎にデータを送信すべき基地局装置を判定し、当該データを送信すべき基地局装置と端末とを接続させる無線通信システム、無線基地局装置、コアネットワーク装置及びデータ通信方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかる無線通信システムは、第１の通信装置と予め定められた周波数帯域を用いてデータ通信を行う第１の基地局装置と、前記第１の基地局装置のカバーエリアと同じカバーエリアにおいて、前記第１の基地局装置の周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて、第２の通信装置とデータ通信を行う第２の基地局装置と、前記第１もしくは第２の通信装置から、前記周波数帯域を用いて送信された接続要求に含まれる識別情報を取得して、当該識別情報が前記第１の通信装置を示す場合には、前記第１の基地局装置と接続し、前記識別情報が前記第２の通信装置を示す場合には、前記第２の基地局装置と接続するものと判定する判定部と、を備えるものである。

本発明の第２の態様にかかる基地局装置は、第１の通信装置とデータ通信を行う第１の基地局装置のカバーエリアと同じカバーエリアにおいて、前記第１の基地局装置において用いられる周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて、第２の通信装置とデータ通信を行う基地局装置であって、前記第１もしくは第２の通信装置から、前記周波数帯域を用いて送信された接続要求に含まれる識別情報を取得して、当該識別情報が前記第１の通信装置を示す場合には、前記第１の通信装置との接続を行わず、前記識別情報が前記第２の通信装置を示す場合には、前記第２の通信装置と接続するものと判定する判定部、を備えるものである。

本発明の第３の態様にかかるコアネットワーク装置は、第１の通信装置と予め定められた周波数帯域を用いてデータ通信を行う第１の基地局装置と、前記第１の基地局装置のカバーエリアと同じカバーエリアにおいて、前記第１の基地局の周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて、第２の通信装置とデータ通信を行う第２の基地局装置と、に接続されるコアネットワーク装置であって、前記第１もしくは第２の通信装置から、前記周波数帯域を用いて送信された接続要求に含まれる識別情報を取得して、当該識別情報が前記第１の通信装置を示す場合には、前記第１の基地局装置と接続し、前記識別情報が前記第２の通信装置を示す場合には、前記第２の基地局装置と接続するものと判定する判定部、を備えるものである。

本発明の第４の態様にかかるデータ通信の方法は、第１の通信装置とデータ通信を行う第１の基地局のカバーエリアと同じカバーエリアにおいて、前記第１の基地局において用いられる周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて、第２の通信装置とデータ通信を行うデータ通信方法であって、前記第１もしくは第２の通信装置から、前記周波数帯域を用いて送信された接続要求に含まれる識別情報を取得するステップと、前記識別情報が前記第１の通信装置を示す場合には、前記第１の通信装置と接続せず、前記識別情報が前記第２の通信装置を示す場合には、前記第２の通信装置と接続するステップと、を備えるものである。

本発明により、端末毎にデータを送信すべき基地局装置を判定し、当該データを送信すべき基地局装置と端末とを接続させる無線通信システム、無線基地局装置、コアネットワーク装置及びデータ通信方法を提供することができる。

実施の形態１にかかる無線システムの構成図である。 実施の形態１にかかる無線システムの構成図である。 実施の形態１にかかる無線基地局の構成図である。 実施の形態１にかかる集中管理型無線基地局の構成図である。 実施の形態１にかかるＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎの説明図である。 実施の形態１にかかる無線システムの接続シーケンスである。 実施の形態１にかかる無線システムの接続シーケンスである。 実施の形態２にかかる無線システムの接続シーケンスである。 実施の形態２にかかる無線システムの接続シーケンスである。 実施の形態２にかかるコアネットワーク装置の構成図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１を用いて本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例について説明する。無線通信システムは、基地局１０と、基地局２０と、通信装置１００と、通信装置２００と、判定部３０とを備えている。

基地局１０は、予め定められた周波数帯域を用いて、通信装置１００とデータ通信を行う。予め定められた周波数帯域とは、ネットワーク設計時に定められる周波数帯域である。また、基地局１０は、カバーエリア４０を有している。基地局１０は、カバーエリア４０内の通信装置と、予め定められた周波数帯域を用いて通信を行う。

基地局２０は、基地局１０と同じカバーエリアであるカバーエリア４０を有している。さらに、基地局１０が用いる周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて、通信装置２００と通信を行う。

通信装置１００もしくは通信装置２００は、基地局１０もしくは基地局２０とデータ通信を行うために、基地局１０もしくは基地局２０に対して、予め定められた周波数帯域を用いて接続要求を送信する。通信装置１００もしくは通信装置２００から送信される接続要求には、通信装置１００もしくは通信装置２００を示す識別情報が含まれている。

判定部３０は、基地局１０もしくは基地局２０を介して識別情報を取得する。ここで、判定部３０は、取得した識別情報が、通信装置１００を示す場合には、基地局１０と接続し、取得した識別情報が、通信装置２００を示す場合には、基地局２０と接続するものと判定する。

以上説明したように、図１にかかる無線通信システムを用いることにより、同一のカバーエリアにおいて、同一の周波数帯域を用いて通信を行う基地局１０と、基地局２０とがある場合においても、判定部３０は、識別情報を用いて、通信装置１００及び通信装置２００が通信すべき基地局を判定することができる。そのため、それぞれの基地局において、他の基地局に接続すべき通信装置から送信されたデータの処理を実行することを防止することができる。

続いて、図２を用いて本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムの詳細な構成例について説明する。無線通信システムは、無線基地局１１乃至１５と、集中管理型無線基地局２１及び２２と、増幅器（ＲＦモジュール）５１乃至６５と、ＡＡＡ（Authentication Authorization Accounting）／ＨＳＳ（Home Subscriber Server）３００と、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）３１０と、ＳＧＷ（Serving Gateway）３２０と、ＰＧＷ（Packet data network Gateway）３３０とを備えている。ＲＦモジュール５１乃至６５は、カバーエリア４０１乃至４１５を有している。また、カバーエリア４０１には、ユーザ端末１１０が在圏しており、カバーエリア４０４には、マシーン端末２１０が在圏している。

無線基地局１１乃至１５、集中管理型無線基地局２１及び集中管理型無線基地局２２は、コアネットワーク装置であるＳＧＷ３２０及びＭＭＥ３１０と接続される。ＳＧＷは、端末から送信されたデータの転送を行う。また、ＭＭＥは、端末の移動管理を行う。ＭＭＥ３１０にはＡＡＡ／ＨＳ３００が接続されている。ＡＡＡ／ＨＳ３００は、端末の認証やサービス情報管理等を行う。ＰＧＷ３３０は、ＳＧＷ３２０と接続されている。ＰＧＷ３３０は、端末から送信されたデータを、外部ネットワークへ転送する。

ここで、無線基地局と集中管理型無線基地局との差異について説明する。無線基地局は、ユーザが操作することによりデータ通信が実行されるユーザ端末とデータの送受信を行う。ユーザ端末には、携帯電話や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等が含まれる。ユーザ端末を用いるデータの送受信には、音声通話や、ウェブブラウジング等が含まれる。これに対して、集中管理型無線基地局は、データ通信を実行する際にユーザ操作を必要としないマシーン端末とデータの送受信を行う。マシーン端末には、自動販売機や、カーナビゲーション端末、信号機等が含まれる。マシーン端末を用いるデータの送受信には、１日に１回や、数時間もしくは数分に１回等、定期的に行われるデータのアップロード又はダウンロード等が含まれる。

このように、無線基地局と集中管理型無線基地局とは、通信を行う端末の種類が異なる。また、ユーザ端末を用いたデータ通信においては、一般ユーザが、通信の品質を体感することができる。そのため、ユーザ端末を用いるデータ通信に要求される通信品質は、マシーン端末を用いるデータ通信に要求される通信品質と比較して高くなる。ここで、要求される通信品質とは、データの遅延、スループット、又は通信の切断発生回数等である。

上述したように、無線基地局と集中管理型無線基地局とに求められる通信品質が異なるため、例えば、集中管理型無線基地局は、それぞれのマシーン端末に割り当てる無線リソースを、無線基地局がユーザ端末に割り当てる無線リソースと比較して少なくすることにより、収容するマシーン端末の数を多くしてもよい。マシーン端末に割り当てられる無線リソースが少なくなることから、集中管理型無線基地局とマシーン端末との間の通信におけるスループットは、無線基地局とユーザ端末との間の通信におけるスループットよりも低下する。しかし、集中管理型無線基地局が収容するマシーン端末の数は、無線基地局が収容するユーザ端末の数よりも多くすることができる。

また、集中管理型無線基地局に収容するマシーン端末の数を増加させることにより、集中管理型無線基地局の処理負荷が増大し、マシーン端末との通信における遅延も大きくなることも考えられる。

上述したように、無線基地局と集中管理型無線基地局とに求められる通信品質が異なるため、集中管理型無線基地局は、データ遅延、スループット等の通信品質を低下させることにより、多くのマシーン端末を収容することが可能となる。そのため、図２に示すように、集中管理型無線基地局が、複数の無線基地局によってカバーされるエリアを跨ってカバーするようにして、マシーン端末の増加に対応することが可能となる。以下に、無線基地局と、集中管理型無線基地局と、ＲＦモジュールとの接続構成について説明する。

無線基地局１１は、ＲＦモジュール５１乃至５３と接続されている。無線基地局１２は、ＲＦモジュール５４乃至５６と接続されている。無線基地局１３は、ＲＦモジュール５７乃至５９と接続されている。無線基地局１４は、ＲＦモジュール６０乃至６２と接続されている。無線基地局１５は、ＲＦモジュール６３乃至６５と接続されている。

集中管理型無線基地局２１は、ＲＦモジュール５１乃至５９と接続されている。集中管理型無線基地局２２は、ＲＦモジュール６０乃至６５と接続されている。

無線基地局１１は、ＲＦモジュール５１乃至５３と接続されているため、カバーエリア４０１乃至４０３に在圏するユーザ端末とデータの送受信を行う。図２においては、無線基地局１１は、カバーエリア４０１に在圏するユーザ端末１１０とデータの送受信を行う。無線基地局１２乃至１５も同様に、接続されているＲＦモジュールが有するカバーエリアに在圏するユーザ端末とデータの送受信を行う。

無線基地局１１からユーザ端末１１０へ送信するデータは、無線基地局１１からＲＦモジュール５１へ出力される。ＲＦモジュール５１は、出力されたデータを増幅し、ユーザ端末１１０へ無線通信により送信する。また、ユーザ端末１１０から無線基地局１１へ送信するデータは、ユーザ端末１１０からＲＦモジュール５１へ無線通信により送信される。ＲＦモジュール５１は、送信されたデータを増幅し、無線基地局１１へ出力する。無線基地局１２乃至１５は、無線基地局１１と比較して、接続されているＲＦモジュールが異なるだけであるため、詳細な説明を省略する。

集中管理型無線基地局２１は、ＲＦモジュール５１乃至５９と接続されているため、カバーエリア４０１乃至４０９に在圏するマシーン端末とデータの送受信を行う。図２においては、集中管理型無線基地局２１は、カバーエリア４０４に在圏するマシーン端末２１０とデータの送受信を行う。集中管理型無線基地局２２も同様に、接続されているＲＦモジュールが有するカバーエリアに在圏するマシーン端末とデータの送受信を行う。

集中管理型無線基地局２１からマシーン端末２１０へ送信するデータは、集中管理型無線基地局２１からＲＦモジュール５１へ出力される。ＲＦモジュール５１は、出力されたデータを増幅し、マシーン端末２１０へ無線通信により送信する。また、マシーン端末２１０から集中管理型無線基地局２１へ送信するデータは、マシーン端末２１０からＲＦモジュール５１へ無線通信により送信される。ＲＦモジュール５１は、送信されたデータを増幅し、集中管理型無線基地局２１へ出力する。集中管理型無線基地局２２は、集中管理型無線基地局２１と比較して、接続されているＲＦモジュールが異なるだけであるため、詳細な説明を省略する。

また、上述したように、集中管理型無線基地局２１は、無線基地局１１乃至１３が接続されるＲＦモジュールと同じＲＦモジュール５１乃至５９と接続される。そのため、集中管理型無線基地局２１は、無線基地局１１乃至１３が有するカバーエリアと同じカバーエリア４０１乃至４０９を有し、さらに、無線基地局１１乃至１３と同じ周波数帯域を用いて通信を行う。

続いて、図３及び図４を用いて、本発明の実施の形態１にかかる無線基地局１１及び集中管理型無線基地局２１の構成例について説明する。無線基地局１２乃至１５は、無線基地局１１と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。また、集中管理型無線基地局２２は、集中管理型無線基地局２１と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。

図３に示される無線基地局１１は、ベースバンド処理部１７と、判定部３１とを備えている。ベースバンド処理部１７は、無線基地局１１とＲＦモジュール５１乃至５３との間において送受信されるデータのデコード及びエンコード等のベースバンド処理を行う。

判定部３１は、カバーエリア４０１乃至４０３に在圏する端末がユーザ端末であるかマシーン端末であるかを判定し、端末と無線基地局１１とを接続させるか否かを判定する。

図４に示される集中管理型無線基地局２１は、無線基地局１１と同様に、ベースバンド処理部２４と、判定部３２とを備えている。ベースバンド処理部２４は、集中管理型無線基地局２１とＲＦモジュール５１乃至５９との間において送受信されるデータのデコード及びエンコード等のベースバンド処理を行う。

判定部３２は、カバーエリア４０１乃至４０９に在圏する端末がユーザ端末であるかマシーン端末であるかを判定し、端末と集中管理型無線基地局２１とを接続させるか否かを判定する。

ここで、無線基地局１１及び集中管理型無線基地局２１が有する判定部３１及び３２の、接続判定処理について説明する。判定部３１及び３２は、ＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎに定義されている情報を用いて接続判定処理を行う。ここで、図５を用いてＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎの設定例について説明する。ＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎは、Ｉｎｄｅｘと、Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｆｏｒｍａｔと、Ｓｙｓｔｅｍ ｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒと、Ｓｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒとから構成される。

Ｓｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒとは、データが送受信される際に用いられるサブフレームを識別する番号である。図５は、Ｓｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ１又は６が、ユーザ端末に割り当てられ、Ｓｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ９が、マシーン端末に割り当てられる例を示している。そのため、ユーザ端末１１０は、Ｓｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ１又は６にデータを設定して無線基地局１１へ送信する。マシーン端末２１０は、Ｓｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ９にデータを設定して集中管理型無線基地局２１へ送信する。この時、無線基地局１１は、ユーザ端末から送信されたデータのみを処理するため、ＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ６が設定されている。また、集中管理型無線基地局２１は、マシーン端末から送信されたデータのみを処理するため、ＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ６５が設定されている。

判定部３１は、端末から送信されるデータがＳｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ１又は６を用いて送信された場合、受信したデータを処理する。また、判定部３１は、端末から送信されるデータがＳｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ９を用いて送信された場合、受信したデータを破棄し、以降のデータ処理を行わない。判定部３２は、端末から送信されるデータがＳｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ９を用いて送信された場合、受信したデータを処理する。また、判定部３２は、端末から送信されるデータがＳｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ１又は６を用いて送信された場合、受信したデータを破棄し、以降のデータ処理を行わない。

続いて、図６及び図７を用いて本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムの接続シーケンスについて説明する。図６は、ユーザ端末から接続要求信号が送信された場合の処理の流れを示している。はじめに、ユーザ端末１１０は、接続要求信号を送信する（Ｓ１）。接続要求信号は、ＰＲＡＣＨのＰｒｅａｍｂｌｅを用いて送信される。ユーザ端末１１０から送信される接続要求信号は、ＲＦモジュール５１を介して、無線基地局１１及び集中管理型無線基地局２１それぞれに送信される。また、ユーザ端末１１０から送信される接続要求信号は、Ｓｕｂｆｒａｍｅ１を用いて送信される。無線基地局１１は、接続要求信号に用いられるＳｕｂｆｒａｍｅと、ＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘに設定されているＳｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒが一致するか否かを判定する（Ｓ２）。ユーザ端末１１０から接続要求が送信された場合、Ｓｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒは、ともに１で一致するため、無線基地局１１は、ユーザ端末１１０に対して、応答信号を送信する（Ｓ４）。これにより、ユーザ端末１１０と無線基地局１１とが接続される（Ｓ５）。

また、集中管理型無線基地局２１も無線基地局１１と同様に、判定処理を行う（Ｓ３）。集中管理型無線基地局２１には、ＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ６５が設定されている。そのため、ユーザ端末１１０が接続要求信号に用いるＳｕｂｆｒａｍｅと、ＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ６５に設定されているＳｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒとは異なるため、集中管理型無線基地局２１は、接続要求信号を破棄し、その後の処理を行わない。

次に、図７を用いて、マシーン端末から接続要求信号が送信された場合の処理の流れについて説明する。はじめに、マシーン端末２１０は、接続要求信号（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）を送信する（Ｓ１１）。マシーン端末２１０から送信される接続要求信号は、ＲＦモジュール５４を介して、無線基地局１２及び集中管理型無線基地局２１それぞれに送信される。また、マシーン端末２１０から送信される接続要求信号は、Ｓｕｂｆｒａｍｅ９を用いて送信される。集中管理型無線基地局２１は、接続要求信号に用いられるＳｕｂｆｒａｍｅと、設定されているＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘに設定されているＳｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒが一致するか否かを判定する（Ｓ１３）。マシーン端末２１０から接続要求が送信された場合、Ｓｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒは、ともに９で一致するため、集中管理型無線基地局２１は、マシーン端末２１０に対して、応答信号を送信する（Ｓ１４）。これにより、マシーン端末２１０と集中管理型無線基地局２１とが接続される（Ｓ１５）。

また、無線基地局１１も集中管理型無線基地局２１と同様に、判定処理を行う（Ｓ１２）。無線基地局１１には、ＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ６が設定されている。そのため、マシーン端末２１０が接続要求信号に用いるＳｕｂｆｒａｍｅと、ＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ６に設定されているＳｕｂｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒとは異なる。これより、無線基地局１１は、接続要求信号を破棄し、その後の処理を行わない。

以上説明したように、本発明の実施の形態１にかかる無線システムを用いることにより、ユーザ端末は、無線基地局と接続するようにし、マシーン端末は、集中管理型無線基地局と接続するように制御することができる。また、マシーン端末から送信されるデータを、集中管理型無線基地局のみで処理することにより、無線基地局が通信を行うユーザ端末へのサービス品質の低下を防止することができる。

（実施の形態２）
続いて、図８及び図９を用いて本発明の実施の形態２にかかる無線システムの接続処理の流れについて説明する。本発明の実施の形態２にかかる無線システムにおいては、実施の形態１において用いたＰＲＡＣＨ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎの代わりに、端末の固有識別番号（ＩＭＥＩ）を用いる。ＩＭＥＩは、それぞれの端末毎に割り当てられる固有の番号である。そのため、ＩＭＥＩを用いることにより、接続要求を行った端末がユーザ端末であるか、マシーン端末であるかを判定することができる。

図８は、ユーザ端末から接続要求が行われる場合の接続処理の流れについて示している。はじめに、ユーザ端末１１０は、無線基地局１１に対して、ＩＭＥＩを送信するために、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅを実行する（Ｓ２１）。これにより、ユーザ端末１１０と無線基地局１１との間に、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮが設定され、ユーザ端末１１０は、無線基地局１１に対して、ＩＭＥＩを送信することができる。なお、ＩＭＥＩを用いて接続判定を行う場合には、ユーザ端末と、マシーン端末とにかかわらず、最初の無線接続は無線基地局との間に確立される。例えば、ユーザ端末及びマシーン端末は、無線基地局及び集中管理型無線基地局の双方とＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅを実行し、集中管理型無線基地局は、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮの確立を行わないようにして、ユーザ端末及びマシーン端末と無線基地局とのの間でのみ、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮが確立されてもよい。

無線基地局１１は、送信されたユーザ端末１１０のＩＭＥＩを、ＩＮＩＴＩＡＬ ＵＥ ＭＥＳＳＡＧＥに設定し、コアネットワーク装置３５０へ送信する（２２）。例えば、ＩＮＩＴＩＡＬ ＵＥ ＭＥＳＳＡＧＥを受信するコアネットワーク装置３５０には、ＳＧＷ３２０が用いられる。この場合、ＳＧＷ３２０は、ＩＭＥＩを用いて端末の接続先を判定する判定部を備える。

ここで、図１０を用いて、ＩＭＥＩを用いて端末の接続先を判定するコアネットワーク装置３５０の構成例について説明する。コアネットワーク装置３５０は、判定部３５１と、信号処理部３５２と、を備えている。信号処理部３５２は、無線基地局もしくは集中管理型無線基地局から送信されるＩＮＩＴＩＡＬ ＵＥ ＭＥＳＳＡＧＥを受信し、ＩＭＥＩを判定部３５１へ出力する。判定部３５１は、出力されたＩＭＥＩを用いて、ユーザ端末かマシーン端末かを判定する。

図８に戻り、コアネットワーク装置３５０は、送信されたＩＭＥＩがユーザ端末のＩＭＥＩであると判定した場合（Ｓ２３）、無線基地局１１に対して、端末と接続するように、ＩＮＩＴＩＡＬ ＣＯＮＴＥＸＴ ＳＥＴＵＰ ＲＥＱＵＥＳＴを無線基地局１１へ送信する（Ｓ２４）。

無線基地局１１は、ＩＮＩＴＩＡＬ ＣＯＮＴＥＸＴ ＳＥＴＵＰ ＲＥＱＵＥＳＴを受信した後に、ユーザ端末１１０に対して、応答信号を送信する（Ｓ２５）。これにより、ユーザ端末１１０と無線基地局１１とが接続される。

続いて、図９を用いて、マシーン端末から接続要求信号が送信された場合の処理の流れについて説明する。はじめに、マシーン端末２１０は、無線基地局１１に対して、ＩＭＥＩを送信するために、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅを実行する（Ｓ３１）。これにより、マシーン端末２１０と無線基地局１１との間に、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮが設定され、マシーン端末２１０は、無線基地局１１に対して、ＩＭＥＩを送信することができる。なお、上述したように、ＩＭＥＩを用いて接続判定を行う場合には、ユーザ端末と、マシーン端末とにかかわらず、最初の無線接続は無線基地局と確立される。

無線基地局１１は、送信されたマシーン端末２１０のＩＭＥＩを、ＩＮＩＴＩＡＬ ＵＥ ＭＥＳＳＡＧＥに設定し、コアネットワーク装置３５０へ送信する（Ｓ３２）。コアネットワーク装置３５０は、送信されたＩＭＥＩがマシーン端末のＩＭＥＩであると判定した場合（Ｓ３３）、集中管理型無線基地局２１に対して、端末と接続するように、ＩＮＩＴＩＡＬ ＣＯＮＴＥＸＴ ＳＥＴＵＰ ＲＥＱＵＥＳＴを送信する（Ｓ３４）。

集中管理型無線基地局２１は、ＩＮＩＴＩＡＬ ＣＯＮＴＥＸＴ ＳＥＴＵＰ ＲＥＱＵＥＳＴを受信した後に、マシーン端末２１０に対して、応答信号を送信する（Ｓ３５）。これにより、マシーン端末２１０と集中管理型無線基地局２１とが接続される（Ｓ３６）。

以上説明したように、本発明の実施の形態２にかかる無線通信システムを用いることにより、それぞれの端末に割り当てられるＩＭＥＩを用いて、端末が接続される基地局装置を判定することができる。これにより、ユーザ端末は、無線基地局と接続するようにし、マシーン端末は、集中管理型無線基地局と接続するように制御することができる。また、マシーン端末から送信されるデータを、集中管理型無線基地局のみで処理することにより、無線基地局が通信を行うユーザ端末へのサービス品質の低下を防止することができる。

また、本発明の実施の形態１及び２において、集中管理型無線基地局は、複数の無線基地局がカバーするエリアを跨ってカバーするように構成される例について説明したが、集中管理型無線基地局と、無線基地局との構成は、このようなネットワーク構成に限られるものではない。例えば、集中管理型無線基地局には、無線基地局よりも低いクロック周波数を有するＣＰＵや、容量の少ないメモリ等を用いて構成される安価な装置が用いられてもよい。この場合、集中管理型無線基地局と、無線基地局とは、１対１に構成されてもよい。このようにして、１台あたりの集中管理型無線基地局のコストを低くおさえ、導入する集中管理型無線基地局を増加させる構成としてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１０年４月２７日に出願された日本出願特願２０１０−１０２３４２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０ 基地局
１１〜１５ 無線基地局
１７ ベースバンド処理部
２０ 基地局
２１、２２ 集中管理型無線基地局
２４ ベースバンド処理部
３０〜３２ 判定部
４０ カバーエリア
５１〜６５ 増幅器
１００ 通信装置
１１０ ユーザ端末
２００ 通信装置
２１０ マシーン端末
４０１〜４１５ カバーエリア
３００ ＡＡＡ／ＨＳ
３１０ ＭＭＥ
３２０ ＳＧＷ
３３０ ＰＧＷ

Claims (10)

1. 第１の通信装置と予め定められた周波数帯域を用いてデータ通信を行う第１の基地局装置と、
   前記第１の基地局装置のカバーエリアと同じカバーエリアにおいて、前記第１の基地局装置の周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて、第２の通信装置とデータ通信を行う第２の基地局装置と、
   前記第１もしくは第２の通信装置から、前記周波数帯域を用いて送信された接続要求に含まれる識別情報を取得して、当該識別情報が前記第１の通信装置を示す場合には、前記第１の基地局装置と接続し、前記識別情報が前記第２の通信装置を示す場合には、前記第２の基地局装置と接続するものと判定する判定手段と、を備える無線通信システム。
2. 前記判定手段は、前記第１及び第２の基地局装置に備えられ、
   前記第１の通信装置から前記第１及び第２の基地局装置へ接続要求が送信された場合、
   前記第１の基地局装置に備えられた判定手段は、前記第１の通信装置と接続し、前記第２の基地局に備えられた判定手段は、前記第１の通信装置と接続しないものと判定する、請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記識別情報は、前記第１もしくは第２の通信装置が起動した際に、前記第１もしくは第２の通信装置から前記第１及び第２の基地局装置に対して接続要求を行うために用いられる信号に含まれる、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記第１及び第２の通信装置は、前記接続要求を前記第１又は前記第２の基地局装置のどちらか一方に送信し、
   前記判定手段は、接続要求を受信した前記第１又は第２の基地局装置を介して前記接続要求に含まれる識別情報を取得し、
   前記接続要求が前記第１の通信装置から送信された場合、前記判定手段は、
   前記第１の基地局装置と接続するものと判定し、
   前記接続要求が前記第２の通信装置から送信された場合、前記判定手段は、
   前記第２の基地局装置と接続するものと判定する、請求項１記載の無線通信システム。
5. 前記識別情報は、前記第１及び第２の通信装置を識別する通信装置識別子である、請求項１又は４に記載の無線通信システム。
6. 前記第１及び第２の通信装置から送信されるデータを受信して、当該データの振幅を増幅させる増幅器をさらに備え、
   前記第１及び第２の基地局装置は、前記増幅器を介して前記第１もしくは第２の通信装置とデータ通信を行う、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 前記第２の基地局装置と前記第２の通信装置との間における通信に要求されるサービス品質は、前記第１の基地局装置と前記第２の通信装置との間における通信に要求されるサービス品質よりも低い、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
8. 第１の通信装置とデータ通信を行う第１の基地局装置のカバーエリアと同じカバーエリアにおいて、前記第１の基地局装置において用いられる周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて、第２の通信装置とデータ通信を行う基地局装置であって、
   前記第１もしくは第２の通信装置から、前記周波数帯域を用いて送信された接続要求に含まれる識別情報を取得して、当該識別情報が前記第１の通信装置を示す場合には、前記第１の通信装置との接続を行わず、前記識別情報が前記第２の通信装置を示す場合には、前記第２の通信装置と接続するものと判定する判定手段、を備える基地局装置。
9. 第１の通信装置と予め定められた周波数帯域を用いてデータ通信を行う第１の基地局装置と、前記第１の基地局装置のカバーエリアと同じカバーエリアにおいて、前記第１の基地局の周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて、第２の通信装置とデータ通信を行う第２の基地局装置と、に接続されるコアネットワーク装置であって、
   前記第１もしくは第２の通信装置から、前記周波数帯域を用いて送信された接続要求に含まれる識別情報を取得して、当該識別情報が前記第１の通信装置を示す場合には、前記第１の基地局装置と接続し、前記識別情報が前記第２の通信装置を示す場合には、前記第２の基地局装置と接続するものと判定する判定手段、を備えるコアネットワーク装置。
10. 第１の通信装置とデータ通信を行う第１の基地局のカバーエリアと同じカバーエリアにおいて、前記第１の基地局において用いられる周波数帯域と同じ周波数帯域を用いて、第２の通信装置とデータ通信を行うデータ通信方法であって、
    前記第１もしくは第２の通信装置から、前記周波数帯域を用いて送信された接続要求に含まれる識別情報を取得し、
    前記識別情報が前記第１の通信装置を示す場合には、前記第１の通信装置と接続せず、前記識別情報が前記第２の通信装置を示す場合には、前記第２の通信装置と接続するデータ通信方法。

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