JP6007604B2 - 小型無線基地局、課金システムおよび課金方法 - Google Patents

Description

本発明は、小型無線基地局に関する。

近年、フェムトセル用基地局を利用した通信システムであるフェムトセルシステムの開発が進められている。フェムトセル用基地局は、フェムトセルと呼ばれる半径数十メートル程度の狭い通信エリアを有する小型無線基地局であり、既存の無線基地局であるマクロセル用基地局からの電波が届きづらい家屋内やオフィス内のような屋内に設置して、その屋内で行われる無線通信の通信品質を改善することを目的としている。

フェムトセルシステムを利用することにより、マクロセル用基地局を用いたコストの高い通信インフラストラクチャーを構築しなくても、無線通信の通信品質を改善することができる。また、フェムトセルシステムは、マクロセル用基地局を用いた携帯電話用のコアネットワークの通信トラフィックを分散させるバイパスとして機能させることができるため、近年のスマートホンやＬＴＥ（Long Term Evolution）の普及に伴う通信トラフィックの増大化を緩和し、通信障害の発生を抑制することが可能になる。

図７は、フェムトセルシステムを示す図である。図７に示すように、フェムトセルシステムでは、携帯端末１００と無線通信を行うフェムトセル用基地局１０１が、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）や光ケーブルのようなブロードバンド回線（ＩＰ（Internet Protocol）網）１０２を介して、サービス・プロバイダのネットワークと接続される。そして、フェムトセル用基地局１０１は、サービス・プロバイダのネットワークに含まれるＲＡＮ−ＧＷ（Radio Access Network-GateWay：無線アクセスゲートウェイ）１０３を介して携帯電話用のコアネットワーク（Core Network）であるモバイルコアネットワーク１０４と接続される。

なお、ブロードバンド回線１０２は、回線終端装置であるブロードバンドモデム１０２Ａおよび局側ブロードバンド終端装置１０２Ｂと、ブロードバンドモデム１０２Ａおよび局側ブロードバンド終端装置１０２Ｂを接続する伝送線路１０２Ｃとを有する。

フェムトセルシステムにおける音声電話通信は、ＲＡＮ−ＧＷ１０３が携帯端末１００の位置情報を管理することで行われる。ＲＡＮ−ＧＷ１０３は、ブロードバンド回線１０２とモバイルコアネットワーク１０４とを接続するための通信装置であり、携帯端末１００がフェムトセル用基地局１０１の通信エリアに入ると、携帯端末１００の位置情報を記憶し、携帯端末１００への発信があった場合、記憶した位置情報に基づいて、モバイルコアネットワーク１０４からの呼を、ブロードバンド回線１０２を介して、携帯端末１００が在圏するフェムトセル用基地局１０１に送る。

また、フェムトセルシステムにおけるデータ通信には、２つの通信方式があり、フェムトセルシステムは、その通信方式に応じて、２種類に分けられる。

２つの通信方式のうちの一方は、図８に示すように、携帯端末１００が必ずモバイルコアネットワーク１０４経由でインターネット１０５と接続して、データ通信を行う方式であり、他方は、図９に示すように、携帯端末１００がモバイルコアネットワーク１０４を経由せずに、インターネット１０５に接続してデータ通信を行うオフロード通信が可能な方式である。後者の方式では、フェムトセル用基地局１０１がＲＮＣ（Radio Network Controller）を内蔵しており、モバイルコアネットワーク１０４を経由したデータ通信も可能である。

なお、フェムトセル用基地局１０１とモバイルコアネットワーク１０４との間には、セキュリティＧＷ１０６が設置される。セキュリティＧＷ１０６は、音声電話通信や、モバイルコアネットワーク１０４を経由するデータ通信が行われる場合、ブロードバンド回線１０２上の通信に、ＩＰｓｅｃ（Security Architecture for Internet Protocol）を用いた暗号化通信を適用して、セキュリティを確保する。このとき、暗号化通信では、データや音声情報を暗号化するためのオーバーヘッド情報が、そのデータや音声情報に付与されるため、ブロードバンド回線１０２上の通信量が増加する。

以上説明したフェムトセルシステムにおいて、フェムトセル用基地局は、通常、そのフェムトセル用基地局が接続されたブロードバンド回線の契約者にて運用されるが、フェムトセル用基地局を使用できるユーザは、ブロードバンド回線の契約者に限らない。

しかしながら、通常、フェムトセル用基地局の運用に係るコストはブロードバンド回線の契約者が支払うため、契約者と他のユーザとの間で不公平が生じてしまう。さらに、契約者は、自分が契約しているブロードバンド回線を他人に只で使用されることとなり、他人には利益があるが、契約者には利益がない。これらのことが、フェムトセル用基地局の普及に対する障害となっていた。

これに対して契約者に利益を与えることが可能な技術が特許文献１および２に開示されている。

具体的には、特許文献１には、フェムトセル用基地局が契約者以外のユーザに使用されたか否かを検出し、フェムトセル用基地局が契約者以外のユーザに使用されると、契約者に料金が支払われる課金システムが開示されている。

また、特許文献２には、契約者がフェムトセル用基地局を使用すると、契約者がモバイルコアネットワークを運用するモバイル通信事業者に支払う料金が低減される通信料課金システムが開示されている。

特開２０１１−０７７７３５号公報 再表２００５／０８８９５３号公報

フェムトセルシステムは、上述したように、モバイルコアネットワークの通信トラフィックをブロードバンド回線を用いて軽減することができる。しかしながら、モバイルコアネットワークを運用するモバイル通信事業者と、ブロードバンド回線を運用するブロードバンド回線業者とは通常異なるため、モバイル通信事業者には通信トラフィックが軽減するという利益があっても、ブロードバンド回線業者にとっては通信トラフィックが増加してしまうため、不利益を被る。

このため、ブロードバンド回線業者からモバイル通信業者に料金が請求されるが、この請求料金額を適切に決定する仕組みがない。

特許文献１および２に記載の技術では、フェムトセル用基地局が契約者または契約者とは異なるユーザに使用されたか否かを判断しているだけなので、ブロードバンド回線業者からモバイル通信業者への請求料金額を適切に決定することはできない。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、適切な請求料金額を決定することが可能な小型無線基地局、課金システムおよび課金方法を提供することを目的とする。

本発明による小型無線基地局は、ブロードバンド回線を経由してネットワークと接続された小型無線基地局であって、携帯端末と無線通信を行い、前記携帯端末を、前記ブロードバンド回線を経由して前記ネットワーク上の通信先と通信させる通信部と、前記無線通信の通信量を測定する測定部と、前記通信量を、前記ブロードバンド回線に対応する課金装置に通知する通知部と、を有する。

本発明による課金システムは、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の小型無線基地局と、前記課金装置とを有する課金システムであって、前記課金装置は、前記小型無線基地局から前記通信量を受信する受信部と、前記通信量に応じた請求料金額を算出する請求料金決定部と、前記請求料金額を、携帯電話用のコアネットワークに対応する請求先装置に通知する請求部と、を有する。

本発明による課金方法は、ブロードバンド回線を経由してネットワークと接続された小型無線基地局が行う課金方法であって、携帯端末と無線通信を行い、前記携帯端末を、前記ブロードバンド回線を経由して前記ネットワーク上の通信先と通信させ、前記無線通信の通信量を測定し、前記通信量を、前記ブロードバンド回線に対応する課金装置に通知する。

本発明によれば、適切な請求料金額を決定することが可能になる。

本発明の一実施形態の課金システムを示す図である。 フェムトセル用基地局の構成例を示すブロック図である。 ブロードバンド回線業者課金装置の構成例を示すブロック図である。 モバイル通信事業者支払い装置の構成例を示すブロック図である。 課金システムの動作例を説明するためのシーケンス図である。 通信量を測定して記憶する処理をより詳細に説明するためのフローチャートである。 関連技術のフェムトセルシステムを示す図である。 関連技術のフェムトセルシステムにおけるデータ通信の一方式を説明するための図である。 関連技術のフェムトセルシステムにおけるデータ通信の他の方式を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の第１の実施形態の課金システムを示す図である。図１に示す課金システムは、フェムトセル用基地局１と、ブロードバンド回線業者課金装置２と、モバイル通信事業者支払い装置３とを有する。また、フェムトセル用基地局１は、ブロードバンド回線業者課金装置２およびモバイル通信事業者支払い装置３のそれぞれと、ブロードバンド回線４を介して接続される。

ブロードバンド回線４は、回線終端装置であるブロードバンドモデム５および局側ブロードバンド終端装置６を有し、ブロードバンドモデム５および局側ブロードバンド終端装置６は伝送線路を介して相互に接続されている。また、ブロードバンド回線４は、ネットワーク（具体的には、携帯電話用のコアネットワーク７とインターネット８）と接続されている。さらに、ブロードバンド回線４やネットワーク、および、それらの間には、種々の通信装置（例えば、ルータ、セキュリティＧＷ、ＲＡＮ−ＧＷなど）が適宜備わっているものとする。

フェムトセル用基地局１は、フェムトセルと呼ばれる半径数十メートル程度の狭い通信エリアを有する小型無線基地局であり、ブロードバンド回線４を経由してネットワークと接続されている。

図２は、フェムトセル用基地局１の構成を示すブロック図である。図２において、通信部１１と、通信量測定部１２と、通信量通知部１３とを有する。

通信部１１は、フェムトセル用基地局１の通信エリアに在圏する携帯端末９と無線通信を行い、携帯端末９をブロードバンド回線４を経由してネットワーク上の通信先と通信させる。なお、通信先は、無線通信がデータ通信の場合、インターネット８上にあり、無線通信が音声電話通信の場合、コアネットワーク７上にある。また、通信部１１は、複数の携帯端末９と同時に無線通信を行ってもよい。

また、通信部１１は、携帯端末と通信先との通信において、ブロードバンド回線４上で暗号化通信が使用されるか否かを判断する。暗号化通信は、例えば、ＩＰｓｅｃを用いた暗号化通信であり、コアネットワーク７が使用される場合に使用される。このため、通信部１１は、コアネットワーク７が使用されるか否かを判断することで、暗号化通信が使用されるか否かを判断する。

例えば、携帯端末と通信先との通信が音声電話通信の場合、通信部１１は、コアネットワーク７が必ず使用されるので、で暗号化通信が使用されると判断する。

また、携帯端末と通信先との通信がデータ通信の場合、通信部１１は、コアネットワーク７を使用せずに、携帯端末９をブロードバンド回線４から直接インターネット８に接続させるオフロード通信を行うか否かを判断する。通信部１１は、オフロード通信が行われる場合、暗号化通信が使用されないと判断し、オフロード通信が行われる場合、暗号化通信が使用されると判断する。なお、オフロード通信が行われるか否かは、フェムトセル用基地局１の設定などに応じて決められている。

通信量測定部１２は、通信部１１が行った無線通信の通信量を測定し、その通信量を累積して記憶する。なお、通信量は、音声電話通信における音声情報およびデータ通信におけるデータの両方の通信量である。また、通信量は、上り通信および下り通信の両方の通信量である。

また、ブロードバンド回線４上の暗号化通信が使用される場合、音声電話通信による音声情報やデータ通信によるデータを暗号化するためのオーバーヘッド情報が、その音声情報やデータに付与されるため、ブロードバンド回線４上の通信量に、オーバーヘッド情報分の通信量が増加する。このため、通信量測定部１２は、オーバーヘッド情報分の通信量を、暗号化通信のために増加するオーバーヘッド通信量として、測定した通信量に加えて記憶する。

通信量通知部１３は、通信量測定部１２にて予め定められた一定期間（例えば、１か月）累積された通信量を、ブロードバンド回線業者課金装置２およびモバイル通信事業者支払い装置３に通知する。

ブロードバンド回線業者課金装置２は、ブロードバンド回線４に対応する課金装置であり、ブロードバンド回線４を運用するブロードバンド回線業者にて管理される。

図３は、ブロードバンド回線業者課金装置２の構成を示す図である図３において、ブロードバンド回線業者課金装置２は、通信量受信部２１と、請求料金決定部２２と、料金請求部２３とを有する。

通信量受信部２１は、フェムトセル用基地局１から通信量を受信する。

請求料金決定部２２は、通信量受信部２１が受信した通信量に応じて、コアネットワーク７を運用するモバイル通信事業者に請求する料金の金額である請求料金額を算出する。例えば、請求料金決定部２２は、通信量と請求料金額との関係を示す関係式またはルックアップテーブルを保持し、その保持している情報に基づいて、通信量に応じた請求料金額を算出する。このとき、通信量が大きいほど、請求料金額は高くなることが望ましい。

料金請求部２３は、請求料金決定部２２が決定した請求料金額をモバイル通信事業者支払い装置３に通知する。

モバイル通信事業者支払い装置３は、コアネットワーク７に対応する課金装置であり、コアネットワーク７の運用や無線通信の管理を行うモバイル通信事業者にて管理される。

図４は、モバイル通信事業者支払い装置３の構成を示す図である。図４において、モバイル通信事業者支払い装置３は、通信量受信部３１と、請求受領部３２と、料金照合部３３とを有する。

通信量受信部３１は、フェムトセル用基地局１から通信量を受信する請求受信部である。

請求受領部３２は、ブロードバンド回線業者課金装置２から請求料金額を受信する。

料金照合部３３は、通信量受信部３１が受信した通信量に基づいて、請求受領部３２が受信した請求料金額が妥当か否かを判断する。

例えば、料金照合部３３は、通信量と請求料金額との関係を示す関係式またはルックアップテーブルを保持し、その保持している情報に基づいて、通信量に応じた金額を算出する。そして、料金照合部３３は、算出した金額と請求料金額とが一致している場合、請求料金額が妥当であると判断し、算出した金額と請求料金額とが一致していない場合、請求料金額が妥当でないと判断する。

次に通信システムの動作を説明する。

図５は、通信システムの動作一例を説明するためのシーケンス図である。

先ず、フェムトセル用基地局１の通信部１１による無線通信が発生した場合、通信量測定部１２は、その無線通信の通信量を測定し（ステップＡ）、その通信量を累積して記憶する（ステップＢ）。

通信量通知部１３は、予め定められた一定期間ごとに、通信量測定部１２に記憶された通信量を通信量測定部１２から取得し、その通信量をブロードバンド回線４を介してブロードバンド回線業者課金装置２およびモバイル通信事業者支払い装置３に通知する（ステップＣおよびＤ）。

ブロードバンド回線業者課金装置２の通信量受信部２１は、通信量を受信し、その通信量を請求料金決定部２２に送信する。請求料金決定部２２は、通信量を受信し、その通信量に基づいて請求金額を算出する（ステップＥ）。そして、請求料金決定部２２は、請求金額を料金請求部２３に送信する。料金請求部２３は、請求金額を受信し、その請求金額をモバイル通信事業者支払い装置３に通知する（ステップＦ）。

モバイル通信事業者支払い装置３の通信量受信部３１は、フェムトセル用基地局１から通信量を受信し、その通信量を料金照合部３３に送信する。また、請求受領部３２は、ブロードバンド回線業者課金装置２から請求金額を受信し、その請求金額を料金照合部３３に送信する。料金照合部３３は、通信量および請求金額を受信し、その通信量に基づいて、請求金額が妥当か否かを判断する（ステップＧ）。

請求金額が妥当である場合、モバイル通信事業者は、その請求金額の料金をブロードバンド回線業者に支払う（ステップＨ）。そして、ブロードバンド回線業者は、モバイル通信事業者からの収入に応じた金額の料金をユーザに還元する（ステップＩ）。

図６は、ステップＡおよびＢに係る通信量を測定して記憶する処理をより詳細に説明するためのフローチャートである。

先ず、通信部１１は、データ通信をオフロード通信とするか否かを判断する（ステップＪ）。

データ通信をオフロード通信とする場合、通信部１１は、データ通信をオフロード通信とする旨を通信量測定部１２に設定する。この場合、通信量測定部１２は、通信部１１による無線通信の種類と通信量を測定し、無線通信がデータ通信であると、通信量をそのまま記憶し、無線通信が音声通信であると、通信量にオーバーヘッド通信量を加えて記憶する（ステップＫ）。

一方、データ通信をオフロード通信としない場合、通信部１１は、データ通信をオフロード通信としない旨を通信量測定部１２に設定する。通信量測定部１２は、通信部１１による無線通信の通信量を測定し、無線通信がデータ通信でも音声電話通信でも、通信量にオーバーヘッド通信量を加えて記憶する（ステップＪ）。

なお、オーバーヘッド通信量は、測定された無線通信の通信量に応じて通信部１１にて算出される。

以上説明したように本実施形態によればフェムトセル用基地局１が行う無線通信に応じた通信量がブロードバンド回線業者課金装置に通知されるので、通信量に応じた適切な金額を決定してモバイル通信業者に請求することが可能になる。また、ブロードバンド回線業者は、モバイル通信業者からの収入の一部を、ブロードバンド回線４の契約者に還元することができる。

また、本実施形態では、ブロードバンド回線４に暗号化通信が使用される場合には、その暗号化通信のために増加するオーバーヘッド通信量分も通知されるので、より適切な金額を請求することが可能になる。

また、本実施形態では、請求金額が妥当か否かが判断されるため、公平な取引が可能になる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

１ フェムトセル用基地局
２ ブロードバンド回線業者課金装置
３ モバイル通信事業者支払い装置
４ ブロードバンド回線
５ ブロードバンドモデム
６ 局側ブロードバンド終端装置
７ コアネットワーク
８ インターネット
９ 携帯端末
１１ 通信部
１２ 通信量測定部
１３ 通信量通知部
２１ 通信量受信部
２２ 請求料金決定部
２３ 料金請求部
３１ 通信量受信部
３２ 請求受領部
３３ 料金照合部

Claims (6)

1. ブロードバンド回線を経由してネットワークと接続された小型無線基地局であって、
   携帯端末と無線通信を行い、前記携帯端末を、前記ブロードバンド回線を経由して前記ネットワーク上の通信先と通信させる通信部と、
   前記無線通信の通信量を測定する測定部と、
   前記通信量を、前記ブロードバンド回線に対応する課金装置に通知する通知部と、を有し、
   前記通信部は、前記携帯端末と前記通信先との通信において、前記ネットワーク内の携帯電話用のコアネットワークが使用されるか否かを判断し、前記コアネットワークが使用される場合に、前記ブロードバンド回線上で暗号化通信が使用されると判断して、当該暗号化通信のために増加するオーバーヘッド通信量を前記通信量に加える、小型無線基地局。
2. 前記通信部は、前記コアネットワークが使用されない場合、前記暗号化通信が使用されないと判断する、請求項１に記載の小型無線基地局。
3. 前記測定部は、前記通信量を累積して記憶し、
   前記通知部は、一定期間累積された前記通信量を通知する、請求項１または２に記載の小型無線基地局。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の小型無線基地局と、前記課金装置とを有する課金システムであって、
   前記課金装置は、
   前記小型無線基地局から前記通信量を受信する受信部と、
   前記通信量に応じた請求料金額を算出する請求料金決定部と、
   前記請求料金額を、携帯電話用のコアネットワークに対応する請求先装置に通知する請求部と、を有する課金システム。
5. 前記請求先装置をさらに有し、
   前記通知部は、前記通信量を前記請求先装置にさらに通知し、
   前記請求先装置は、
   前記小型無線基地局から前記通信量を受信する請求受信部と、
   前記課金装置から前記請求料金額を受信する請求受領部と、
   前記請求受信部が受信した通信量に基づいて、前記請求受領部が受信した請求料金額が妥当か否かを判断する照合部と、を有する請求項４に記載の課金システム。
6. ブロードバンド回線を経由してネットワークと接続された小型無線基地局が行う課金方法であって、
   携帯端末と無線通信を行い、前記携帯端末を、前記ブロードバンド回線を経由して前記ネットワーク上の通信先と通信させ、
   前記無線通信の通信量を測定し、
   前記通信量を、前記ブロードバンド回線に対応する課金装置に通知することを含み、
   前記携帯端末と前記通信先との通信において、前記ネットワーク内の携帯電話用のコアネットワークが使用されるか否かを判断し、前記コアネットワークが使用される場合に、前記ブロードバンド回線上で暗号化通信が使用されると判断して、当該暗号化通信のために増加するオーバーヘッド通信量を前記通信量に加えることを、さらに含む、課金方法。
   

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