JP5387391B2

JP5387391B2 - 端末及び移動体通信システム

Info

Publication number: JP5387391B2
Application number: JP2009294819A
Authority: JP
Inventors: 正典小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: JP2011135470A

Description

本発明は、移動体通信システムにおいて、端末を基地局に接続する際の制御に関する。

移動体通信システムでは、複数の基地局がそれぞれのエリア（セル）を管轄するが、当該エリアには互いに重複する部分が存在する。従来の移動体通信システムにおいては、複数の基地局が管轄するエリアの重複部分に端末が位置する場合は、端末の状態等に基づいて、どの基地局と無線リンクを確立すべきかを判断する仕組みとなっている。

従来のマクロセルと共に、最近ではフェムトセルが併存することが増えている。フェムトセルは、局所的な電波不感地帯を補完することを目的としている。フェムトセル基地局に登録されている端末は、フェムトセル基地局に優先的に接続する制御手法が提案されている。また、フェムトセルは、所定のサービスを提供することを目的として使用することも検討されている。

将来的には、端末からフェムトセル基地局へ接続することで、ユーザに対して特別なサービス、例えば、フェムトセルで通話する場合は通話料金が割り引かれるというサービスが提供されることが考えられる。このようなサービスが提供される場合、ユーザはフェムトセル基地局への接続を期待するようになる。しかし、フェムトセル基地局は、小型化実現のために性能面が制約されており、同時接続可能容量が少ない。このため、フェムトセルでは、同時接続可能容量の超過により、新規の呼接続要求が拒否される状況が起こりやすい。

例えば、３ＧＰＰ規格のＴＳ２５．３１１では、ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｊｅｃｔを受信した場合は、他に接続可能な基地局があれば、当該基地局へ接続を試行するよう定義されている。従来の移動体通信システムでは、現行の３ＧＰＰ規格に従って、フェムトセル基地局が管轄するエリア（即ち、フェムトセル）内に端末が存在しても、同時接続可能容量超過によりフェムトセル基地局と接続できなかった場合は、自動的にマクロセル基地局へ接続するよう制御している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２７８２６３

３ＧＰＰ規格ＴＳ２５．３３１

従来の移動体通信システムでは、フェムトセル基地局の同時接続可能容量を超過した場合は、端末からフェムトセル基地局への接続は拒否され、自動的にマクロセル基地局に接続する制御となっている。従って、フェムトセル基地局への接続により特別なサービスの享受を期待するユーザの意図に反して、勝手に端末がマクロセル基地局と接続してしまうという問題がある。期待するサービスを享受するために、マクロセル基地局へは接続せず、フェムトセル基地局への接続が可能となるのを待ってからフェムトセル基地局との接続を確立したいというユーザの要望を満足することができない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、接続を希望する基地局への接続が拒否された場合に、ユーザの意図に反した他の基地局への自動的な接続の防止を目的とする。

本発明に係る端末は、第１の基地局（フェムトセル基地局）から接続を拒否されたと制御部が判断した場合に、ユーザに対して第２の基地局（マクロセル基地局）への接続可否を問い合わせるユーザインタフェース部を備えたものである。

本発明は、フェムトセル基地局から接続を拒否された場合に、ユーザインタフェース部を介してユーザにマクロセル基地局への接続可否を問い合わせるため、ユーザの意図に反した基地局へ自動的に接続されることを防止できる。

本発明の実施の形態１における端末の接続手順を示す状態遷移図である。本発明の実施の形態１における移動体通信システムを示す構成図である。本発明の実施の形態１における端末の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１における移動体通信システムの動作を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態１における移動体通信システムの動作を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態１における端末の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２における端末の接続手順を示す状態遷移図である。本発明の実施の形態２における移動体通信システムの動作を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態２における端末の動作を示すフローチャートである。

本発明に係る移動体通信システム及び端末について、図面を参照して説明する。以下の各図において、同一符号は、同一または相当の構成を示す。なお、本発明は以下に示す各実施の形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における端末の接続手順を示す状態遷移図である。基地局への接続段階における端末の状態としては、初期状態１０、接続応答待ち状態１２、ユーザ回答待ち状態１４、接続応答待ち状態（リトライ中）１５、他セル接続シーケンス状態１６、接続確立状態５０がある。まず、端末は起動時に初期状態１０になっている。初期状態１０の端末は、ユーザが発信操作することをトリガーとして、自身が接続を希望する基地局に対して接続要求を送信し、接続応答待ち状態１２に遷移する。接続応答待ち状態１２の端末は、自身が接続を希望する基地局から接続許可を受信した場合は、接続確立状態５０となる。一方、接続応答待ち状態１２の端末が、自身が接続を希望する基地局から接続拒否を受信した場合は、他に接続可能な基地局があるか否か（他セルの有無）で、状態の遷移先が異なる。

接続応答待ち状態１２で接続拒否を受信した端末は、接続可能な他の基地局がある場合（他セル有の場合）は、ユーザに対して他の基地局への接続可否を問い合わせし、ユーザ回答待ち状態１４となる。ユーザに対する接続可否の問合せ手法は、例えば、端末にユーザインタフェース部を備え、ユーザインタフェース部に他の基地局への接続可否を問い合わせる旨を出力し、当該問い合わせを確認したユーザは、ユーザインタフェース部に対して接続可否を入力するようにすれば良い。一方、接続応答待ち状態１２で接続拒否を入力された端末は、接続可能な他の基地局が無い場合（他セル無の場合）は、一定時間経過した後に、接続を希望する基地局に対して再び接続要求を送信して、接続応答待ち状態（リトライ中）１５となる。

ユーザ回答待ち状態１４の端末が、他基地局への接続を拒否する回答をユーザから得ると、一定時間経過した後に、当初接続を希望した基地局に対して接続要求を送信し、接続応答待ち状態（リトライ中）１５となる。ユーザ回答待ち状態１４の端末が、他基地局への接続を許可する回答をユーザから得ると、接続可能な他の基地局へ接続要求を送信し、他セル接続シーケンス状態１６へ移行する。

接続応答待ち状態（リトライ中）１５の端末が、接続を希望する基地局から接続拒否を受信した場合は、一定時間経過した後に接続を希望する基地局に接続要求を送信し、再び接続応答待ち状態（リトライ中）１５となる。また、接続応答待ち状態（リトライ中）１５の端末が、接続を希望する基地局から接続許可を受信した場合は、接続確立状態５０となる。

図２は、本発明の実施の形態１における移動体通信システムを示す構成図である。重複する複数のエリアとして、フェムトセル２２とマクロセル２４とが並存している。第１の基地局であるフェムトセル基地局２１は、局所的なセルであるフェムトセル２２を管轄し、第２の基地局であるマクロセル基地局２３は、広域なセルであるマクロセル２４を管轄する。図２は、フェムトセル２２の全体とマクロセル２４の一部とが重複する場合を示している。なお、第１の基地局と第２の基地局とは、フェムトセル基地局とマクロセル基地局のように基地局の種類が異なるものであり、端末において接続の優先順位付けがなされているものとする。

フェムトセル基地局２１は、自局に接続可能な端末が予め登録されている。フェムトセル基地局２１に予め登録された端末は、当該フェムトセル基地局２１へ接続することで特別なサービスを享受できる。フェムトセル基地局２１に登録された端末は、当該フェムトセル基地局２１と関連付けられており、接続を希望する基地局としてフェムトセル基地局２１を選択している。即ち、端末には、マクロセル基地局２３よりもフェムトセル基地局２１の方が接続の優先順位が高い旨が設定されている。

図２において、端末２５はフェムトセル２２内に位置し、フェムトセル基地局２１と接続を確立した状態である。端末３５はフェムトセル２２内に位置するが、フェムトセル基地局２１とは接続未確立の状態である。フェムトセル基地局２１は、同時接続可能容量と同数の端末と接続を確立しており、これ以上の端末との接続は不可能な状態である。しかし、端末３５は、フェムトセル基地局２１へ新規に接続を確立しようとしている。なお、端末３５はフェムトセル基地局２１に予め登録されており、接続の優先順位はフェムトセル基地局２１がマクロセル基地局２３よりも高い。端末３５は、フェムトセル基地局２１へ接続すれば特別なサービスを享受できるため、接続を希望する基地局として予めフェムトセル基地局２１を選択している。

図３は、本発明の実施の形態１における端末３５の構成を示すブロック図である。端末３５は、ユーザとの間でデータの入出力を行うユーザインタフェース部３６と、基地局との無線通信を制御する制御部３７とを有する。

図４は、本発明の実施の形態１における移動体通信システムの動作を示すシーケンス図である。図４は、端末３５が初期状態１０から他セル接続シーケンス状態１６へ移行し、他セルの基地局（マクロセル基地局２３）から接続許可を受信するまでの移動体通信システムの動作を示している。

ユーザが端末３５に対して発信操作を行うと、初期状態１０の端末３５は接続の優先順位が最も高い基地局（フェムトセル基地局２１）へ接続要求を送信して接続応答待ち状態１２となる。フェムトセル基地局２１から接続拒否を受信した端末３５は、制御部３７からユーザインタフェース部３６に対して、他の基地局への接続可否を問い合わせる内容の出力を行い（他セル接続確認）、ユーザ回答待ち状態１４となる。ユーザインタフェース部３６から制御部３７に対して、他の基地局への接続を許可する内容の入力があると、端末３５は、他の接続可能な基地局、即ちマクロセル基地局２３へ接続要求を送信して他セル接続シーケンス状態１６へ移行する。図４では、マクロセル基地局２３から端末３５に対して接続許可が送信され、端末３５はマクロセル基地局２３への接続に成功した例を示している。

図５は、本発明の実施の形態１における移動体通信システムの動作を示すシーケンス図である。図５は、端末３５が初期状態１０から、接続応答待ち状態１２、ユーザ回答待ち状態１４、接続応答待ち状態（リトライ中）１５の各状態を遷移して接続確立状態５０へ移行するまでの移動体通信システムの動作を示している。端末３５が初期状態１０からユーザ回答待ち状態１４に遷移するまでの移動体通信システムの動作は図４と同様であるため説明を省略する。以下では、端末３５が他セル接続確認を行ってユーザ回答待ち状態１４となった後の動作について説明する。

ユーザインタフェース部３６から制御部３７に対して、他の基地局への接続を拒否する内容の入力があると、端末３５はマクロセル基地局２３への接続は行わず、一定時間経過した後にフェムトセル基地局２１へ接続要求を送信して、接続応答待ち状態（リトライ中）１５となる。フェムトセル基地局２１より接続拒否を受信すると、端末３５は一定時間経過した後に再びフェムトセル基地局２１へ接続要求を送信して、接続応答待ち状態（リトライ中）１５を継続する。フェムトセル基地局２１から接続許可を受信した端末３５は、接続確立状態５０となる。

図６は、本発明の実施の形態１における端末３５の動作を示すフローチャートである。初期状態（ステップＳ１０）の端末３５が、ユーザからの発信操作を確認すると（ステップＳ２０）、接続の優先順位が最も高い基地局へ接続要求を送信する（ステップＳ３０）。ステップＳ４０において、端末３５は、接続を希望する基地局からの応答が接続を許可するものであるか否かを判断し、接続を許可するものであれば、当該基地局との間で接続確立状態となる（ステップＳ５０）。一方、基地局からの応答が接続を許可するものでなければ、端末３５はステップＳ６０へ移行する。

ステップＳ６０において、端末３５は、接続可能な他の基地局が存在するか否かを判断し、接続可能な他の基地局が存在しない場合は、ステップＳ７０へ移行して、一定時間が経過するのを待った後、ステップＳ３０へ戻る。一方、接続可能な他の基地局が存在する場合は、端末３５はユーザに対して他の基地局への接続可否を問い合わせる（ステップＳ８０）。次に、端末３５は、ユーザにより他の基地局への接続が許可されたか否かを判断し（ステップＳ９０）、他の基地局への接続が許可されたと判断した場合は、他セル接続シーケンス状態へ移行する（ステップＳ１００）。一方、他の基地局への接続が拒否されたと判断した場合は、ステップＳ７０へ戻る。

なお、上述ではフェムトセル２２とマクロセル２４とが重複する部分に端末３５が位置する場合について説明したものである。即ち、異なる種類の基地局が管轄するそれぞれのエリアの重複部分に端末３５が位置しており、同種類の複数の基地局が管轄するそれぞれのエリアの重複部分に端末３５が位置するものではない。例えば、複数のマクロセル基地局が管轄するそれぞれのエリアの重複部分に端末３５が位置する場合、当該複数のマクロセル基地局間において接続の優先順位に差はないため、接続を希望するマクロセル基地局から接続拒否を受信しても、ユーザに対して他のマクロセル基地局への接続可否を問い合わせることはしない。端末３５の制御部３７は、例えば、各マクロセル基地局からの受信電界強度等に基づき、どのマクロセル基地局に接続すべきかを自動的に判断する。このように、接続可能な複数の基地局間で接続の優先順位に差がある場合にのみ、端末３５はユーザインタフェース部３６を介してユーザに他の基地局への接続可否を問い合わせるものとする。

本実施の形態１では、接続を希望する基地局（フェムトセル基地局２１）から接続を拒否された場合に、端末３５はユーザインタフェース部３６を介してユーザに他の基地局（マクロセル基地局２３）への接続可否を問い合わせるため、ユーザの意図に反した基地局へ自動的に接続されることを防止できる。ユーザは、接続確立を最優先したい場合にはマクロセル基地局２３への接続変更を選択でき、また、特別なサービスを享受したい場合はフェムトセル基地局２１への接続要求を維持できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、接続を希望する基地局から接続拒否の応答があった場合、端末はユーザに対して他セルへの接続可否を問い合わせしていたが、実施の形態２では、ユーザに対する問い合わせは行わない。実施の形態２では、予め他の基地局への接続可否を端末に設定しておき、制御部が当該設定を参照して状態遷移を判断するため、ユーザと端末間での他セル接続確認に関するやりとりを省略することができる。なお、移動体通信システムの構成は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。以下では、実施の形態１と同様に、フェムトセル基地局２１の方がマクロセル基地局２３よりも、端末からの接続の優先順位が高いことを前提として説明する。

図７は、本発明の実施の形態２における端末の接続手順を示す状態遷移図である。基地局への接続段階における端末３５の状態としては、初期状態１０、接続応答待ち状態１２、接続応答待ち状態（リトライ中）１５、他セル接続シーケンス状態１６、接続確立状態５０があるが、ユーザ回答待ち状態は存在しない。

まず、端末３５は起動時に初期状態１０になっている。初期状態１０の端末３５は、ユーザが発信操作することをトリガーとして、自身が接続を希望する基地局に対して接続要求を送信し、接続応答待ち状態１２となる。接続応答待ち状態１２の端末３５は、自身が接続を希望する基地局から接続許可を受信した場合は、接続確立状態５０となる。一方、接続応答待ち状態１２の端末３５が、自身が接続を希望する基地局から接続拒否を受信した場合は、他に接続可能な基地局があるか否か、もしくは他の基地局への接続可否の設定状態に基づき、状態の遷移先が異なる。

接続可能な他の基地局があり、且つ他の基地局への接続許可が予め設定されている場合は、接続応答待ち状態１２で接続拒否を受信した端末３５は、接続可能な他の基地局へ接続要求を送信し、他セル接続シーケンス状態１６へ遷移する。一方、接続可能な他の基地局が存在しない、もしくは他の基地局への接続拒否が予め設定されている場合は、接続応答待ち状態１２で接続拒否を受信した端末３５は、一定時間経過した後に、接続を希望する基地局に対して再び接続要求を送信して、接続応答待ち状態（リトライ中）１５となる。

接続応答待ち状態（リトライ中）１５の端末３５が、接続を希望する基地局から接続拒否を受信した場合は、一定時間経過した後に接続を希望する基地局に再び接続要求を送信し、接続応答待ち状態（リトライ中）１５を維持する。また、接続応答待ち状態（リトライ中）１５の端末３５が、接続を希望する基地局から接続許可を受信した場合は、接続確立状態５０となる。

図８は、本発明の実施の形態２における移動体通信システムの動作を示すシーケンス図である。図８は、端末３５に対して予め他セルへの接続可否設定を接続拒否に設定している場合の動作例を示している。ユーザが端末３５に対して発信操作を行うと、初期状態１０の端末３５は接続の優先順位が最も高い基地局（フェムトセル基地局２１）へ接続要求を送信して接続応答待ち状態１２となる。フェムトセル基地局２１から接続拒否を受信した端末３５は、他セルへの接続可否設定を参照する。ここで、他セルへの接続可否設定は接続拒否に設定されているため、一定時間経過した後に再びフェムトセル基地局２１へ接続要求を送信して、接続応答待ち状態（リトライ中）１５となる。フェムトセル基地局２１から接続許可を受信した端末３５は、接続確立状態５０となる。

図９は、本発明の実施の形態２における端末３５の動作を示すフローチャートである。初期状態（ステップＳ１０）の端末３５が、ユーザからの発信操作を確認すると（ステップＳ２０）、接続の優先順位が最も高い基地局へ接続要求を送信する（ステップＳ３０）。ステップＳ４０において、端末３５は、接続を希望する基地局からの応答が接続を許可するものであるか否かを判断し、接続を許可するものであれば、当該基地局との間で接続確立状態となる（ステップＳ５０）。一方、基地局からの応答が接続を許可するものでなければ、端末３５はステップＳ６５へ移行する。

ステップＳ６５において、端末３５は、接続可能な他の基地局が存在するか否かを判断するとともに、他セルへの接続可否設定を参照する。接続可能な他の基地局が存在しない場合か、もしくは他セルへの接続可否設定が接続拒否に設定されている場合は、ステップＳ７０へ移行して、一定時間が経過するのを待った後、ステップＳ３０へ戻る。一方、接続可能な他の基地局が存在し、且つ他セルへの接続可否設定が接続許可に設定されている場合は、他セル接続シーケンス状態へ移行する（ステップＳ１００）。

本実施の形態２では、予め他の基地局への接続可否を端末３５に設定しておき、制御部３７が当該設定を参照して状態遷移を判断するため、ユーザと端末３５間での他セル接続確認に関するやりとりを省略することができ、端末３５の操作性が向上する。また、実施の形態１と同様に、ユーザの意図に反した基地局へ自動的に接続されることを防止できる。

２１フェムトセル基地局
２２フェムトセル
２３マクロセル基地局
２４マクロセル
３５端末
３６ユーザインタフェース部
３７制御部

Claims

接続の優先順位が最も高い第１の基地局へ接続要求を送信し、前記第１の基地局からの応答に基づき前記第１の基地局への接続可否を判断する制御部と、
前記第１の基地局から接続を拒否されたと前記制御部が判断した場合に、ユーザに対して第２の基地局への接続可否を問い合わせるユーザインタフェース部とを備え、
前記制御部は、前記ユーザインタフェース部を介して前記ユーザから前記第２の基地局への接続拒否を入力されると、一定時間経過の後、前記第１の基地局へ前記接続要求を再度送信する端末。
接続の優先順位が最も高い第１の基地局へ接続要求を送信し、前記第１の基地局からの応答に基づき前記第１の基地局への接続可否を判断する制御部と、
前記制御部に対して、前記第１の基地局以外の基地局である第２の基地局への接続可否を予め設定するユーザインタフェース部とを備え、
前記制御部は、前記第２の基地局への接続拒否を設定されている場合は、前記第１の基地局から接続を拒否されたと判断した場合でも、一定時間経過の後、前記第１の基地局へ前記接続要求を再度送信する端末。
第１の基地局と、第２の基地局と、端末とを備えた移動体通信システムにおいて、
前記第１の基地局、前記第２の基地局がそれぞれ管轄するエリアの重複部分に前記端末が位置し、
前記第１の基地局の方が前記第２の基地局よりも接続の優先順位が高い旨が前記端末に設定されている場合、
前記端末は、ユーザからの発信操作に基づき前記第１の基地局へ接続要求を送信し、前記接続要求に対する応答として前記第１の基地局から接続拒否を受信した場合は、前記ユーザに対して前記第２の基地局への接続可否を問い合わせ、前記ユーザから前記第２の基地局への接続拒否を入力されると、一定時間経過の後、前記第１の基地局へ前記接続要求を再度送信する移動体通信システム。
第１の基地局と、第２の基地局と、端末とを備えた移動体通信システムにおいて、
前記第１の基地局、前記第２の基地局がそれぞれ管轄するエリアの重複部分に前記端末が位置し、
前記第１の基地局の方が前記第２の基地局よりも接続の優先順位が高く、かつ、前記第２の基地局へは接続を拒否する旨が予め前記端末に設定されている場合、
前記端末は、ユーザからの発信操作に基づき前記第１の基地局へ接続要求を送信し、前記接続要求に対する応答として前記第１の基地局から接続拒否を受信した場合は、一定時間経過の後、前記第１の基地局へ前記接続要求を再度送信する移動体通信システム。