JP6794396B2

JP6794396B2 - 移動通信システム

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Publication number: JP6794396B2
Application number: JP2018080542A
Authority: JP
Inventors: 洋平柴田; 昇金沢; 厚史長手
Original assignee: SoftBank Corp
Current assignee: SoftBank Corp
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2038-04-19
Also published as: JP2019192977A

Description

本発明は、基地局を介して通信する移動通信システムに関するものである。

近年の移動通信システムにおけるトラフィックの急増に対応すべく、従来のマクロセル基地局よりもセルが狭いスモールセル基地局の需要が高まっている。スモールセル基地局はトラフィック対策として多局展開されるため、従来のマクロセル基地局のマクロセル内に設置され、異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ：Heterogeneous Network）構成も想定される。

従来、ＨｅｔＮｅｔ構成において受信レベルが低くてもスモールセルへ接続させることでマクロセルへのトラフィックをオフロードさせるＣＲＥ（Cell Range Expansion）と呼ばれる技術が知られている（非特許文献１参照）。

K. Kitagawa, T. Yamamoto, and S. Konishi,"Effect of cell range expansion to handover performance for heterogeneous networks in LTE-Advanced systems,"IEICE Transaciotns on communications, vol.E96-B, no.6, pp.1367-1376, June 2013.

上記ＨｅｔＮｅｔ構成においてＣＲＥの技術を適用すると広域のマクロセルからスモールセルにトラフィックをオフロードさせることができるが、オフロード前の通信端末の初期接続時にマクロセルに一旦接続し、その後にスモールセルにハンドオーバーしてオフロードする必要がある。そのため、マクロセル内に位置する通信端末が多数存在するとマクロセル基地局の負荷が増加するおそれがある。例えば、初期接続時などに多数の通信端末がマクロセル基地局に同時に接続したり、その後、一気にスモールセルへハンドオーバーしたりすると通信端末とマクロセル基地局との間で制御信号が大量に発生し、マクロセル基地局の負荷が増加するおそれがある。

本発明の一態様に係る移動通信システムは、第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セルよりもセルサイズが小さい第２セルを前記第１セルに重ね合わせて形成する第２基地局とを備える移動通信システムであって、前記第２基地局は、自局の移動通信ネットワークの識別情報として、ホーム移動通信ネットワークの識別情報を記憶し、前記第１基地局は、自局の移動通信ネットワークの識別情報として、ビジター移動通信ネットワークの識別情報を記憶している。
前記移動通信システムにおいて、前記第１セルは、上空の飛行体に設けられた無線中継装置で形成されるセルであり、前記第２セルは、地上又は海上に配置された基地局で形成されるマクロセル又はスモールセルであってもよい。
また、前記移動通信システムにおいて、前記第１セルは、地上又は海上に配置された基地局で形成されるマクロセルであり、前記第２セルは、地上又は海上に配置された基地局で形成されるスモールセルであってもよい。

本発明によれば、異種セルサイズ混在型の移動通信システムにおける基地局の負荷の増加を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る移動通信システムにおけるＨｅｔＮｅｔ構成の一例を示す説明図。図１の移動通信システムにおける通信端末のネットワーク接続制御の一例を示すフローチャート。図１の移動通信システムにおける各基地局からの通信端末の受信レベルの条件の一例を示す説明図。本発明の他の実施形態に係る移動通信システムにおけるＨｅｔＮｅｔ構成の一例を示す説明図。図４の移動通信システムにおける通信端末のネットワーク接続制御の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照して様々な実施形態について説明する。なお、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ及び位置関係のみに限定されるものではない。また、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システム（携帯電話システム）における異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）構成の一例を示す図である。図１において、本実施形態の移動通信システムは、通信端末（以下「端末」という。）１０と無線通信可能な複数の基地局として、マクロセル基地局（第１基地局）２０及びスモールセル基地局（第２基地局）３０Ａ，３０Ｂとを備えている。マクロセル基地局２０のマクロセル（第１セル）２００内の２箇所にスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂの少なくともアンテナが配置されている。

図１の移動通信システムの構成は、マクロセル２００内のホットスポット等の多くのトラフィックが集中しているエリアにスモールセル（第２セル）３００Ａ，３００Ｂを面的に配置した、トラフィック対策として有効な「ＨｅｔＮｅｔ構成」である。本システムではマクロセル２００とスモールセル３００Ａ，３００Ｂは同一周波数を利用する。特に、高層ビルが立ち並ぶ市街地などでは、高層階の大規模オフィス内でトラフィックが集中的に発生するケースが多々あり、そのような場所にスモールセルを配置する「三次元空間ＨｅｔＮｅｔ構成（三次元空間セル構成）」が非常に有効である。

なお、図１の例は、１階層目の第１セルがマクロセルであり、２階層目の第２セルがスモールセルである２階層の階層化セル構成の例であるが、階層間のセルの組み合わせは任意の組み合わせが可能である。例えば、図１において、１階層目の第１セルが後述の人工衛星、ＨＡＰＳ、ドローン等の浮揚体や飛行体に組み込まれた上空中継局で形成される広域セルであり、２階層目の第２セルが広域セルよりも小さいマクロセルであってもよい。また、１階層目の第１セルが上記上空中継局で形成される広域セルであり、２階層目の第２セルが広域セルよりも小さいスモールセルであってもよい。

端末１０は、携帯電話機、スマートフォン、移動通信機能を有する携帯パソコン等であり、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、移動機、携帯型の通信端末とも呼ばれている。端末１０は、マクロセル２００内に位置するときには、そのマクロセル２００に対応するマクロセル基地局２０を介して移動通信網側と通信する。また、端末１０は、マクロセル２００内で重複しているスモールセル３００Ａ，３００Ｂのいずれかに移動すると、スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂのいずれかを介して移動通信網側と通信する。

なお、図１において、マクロセル基地局及びスモールセル基地局それぞれの数は任意であり、例えば、マクロセル基地局は１箇所又は３箇所以上に設けてもよいし、スモールセル基地局はマクロセル内において１箇所又は３箇所以上に設けてもよい。また、マクロセル基地局及びスモールセル基地局は互いに時間同期制御されている。

マクロセル基地局２０は、移動通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域の基地局であり、「マクロセル基地局」、「Ｍａｃｒｏｅ−ＮｏｄｅＢ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロセル基地局２０は、他の基地局と例えば有線の通信回線で接続され、所定の通信インターフェースで通信可能になっている。また、マクロセル基地局２０は、回線終端装置及び光回線や専用回線などの通信回線を介して移動通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。

スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂはそれぞれ、広域のマクロセル基地局とは異なり、無線通信可能距離が数十ｍ乃至数百ｍ程度であり、一般家庭、店舗、オフィス等の屋内にも設置することができる小容量の基地局である。スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂは、移動通信網における広域のマクロセル基地局がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため「スモールセル基地局」と呼ばれたり、「Ｓｍａｌｌｅ−ＮｏｄｅＢ」や「ＳｍａｌｌｅＮＢ」と呼ばれたりする場合もある。スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂについても、回線終端装置及び光回線や専用回線などの通信回線を介して移動通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。

マクロセル基地局２０及びスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれと端末１０との間の無線通信には、同一無線伝送方式及び同一周波数帯が使用されている。無線伝送方式としては、例えば、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Wideband Code Division Multiple Access）やＣＤＭＡ−２０００等の第３世代移動通信システム（３Ｇ）の通信方式、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの通信方式、第４世代の携帯電話の通信方式、第５世代以降の携帯電話の通信方式などを採用することができる。

端末１０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることによりマクロセル基地局２０及びスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれとの間の無線通信等を行うことができる。また、マクロセル基地局２０及びスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂはそれぞれ、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、端末１０との間の無線通信やコアネットワーク側との通信を行ったりすることができる。

端末１０の記憶部（例えば着脱可能なＳＩＭカードなどの記憶媒体）には、端末１０がネットワーク接続制御で用いる各種情報が記憶されている。例えば、端末１０の通信サービスの契約時に設定された、接続優先度が高いホーム移動通信ネットワークの識別情報（ＨＰＬＭＮ：ＨｏｍｅＰＬＭＮ）、ローミングなどで使用される接続優先度が低いビジター移動通信ネットワークの識別情報（ＶＰＬＭＮ：ＶｉｓｉｔｅｄＰＬＭＮ）、前回の接続時（位置登録時）に最後に接続された移動通信ネットワークの識別情報（ＲＰＬＭＮ：ＲｅｓｉｓｔｅｒｅｄＰＬＭＮ）などが記憶されている。ここで、ＰＬＭＮは、通信事業者（キャリア）にあらかじめ割り当てられたホーム移動通信ネットワークの識別情報としての公衆陸上移動体ネットワーク番号である。一つの通信事業者（キャリア）に対して一又は複数のＰＬＭＮが割り当てられる。

端末１０は、自動車やドローンなどの移動体に組み込まれたモジュール状の移動局であってもよいし、ＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）向けデバイスの端末装置であってもよい。

図１のＨｅｔＮｅｔ構成の移動通信システムにおいて、端末１０の受信レベルが低くてもスモールセルへ接続させることでマクロセル２００へのトラフィックをスモールセル３００Ａ，３００ＢにオフロードさせるＣＲＥの技術がある。図１の例では、ＣＲＥによりスモールセル３００Ａ'をスモールセル３００Ａまで広げることにより、マクロセル２００からスモールセル３００Ａにトラフィックをオフロードさせることができる。しかしながら、従来のように端末１０の電源ＯＮ時にマクロセル２００へ一旦接続する必要がある場合、多数の端末１０が存在するとマクロセル２００のキャパシティの問題がある。例えば、大量の端末１０が一度にマクロセル２００に接続し、その後一気にスモールセル３００Ａ，３００Ｂへハンドオーバーすると制御信号が大量に発生する。

そこで、本実施形態では、端末１０の電源ＯＮ時にマクロセル２００へ初期接続するのではなく、セルサイズが小さいスモールセル３００Ａ，３００Ｂに優先的に初期接続するように、端末１０のセルサーチ時に各基地局から報知される報知情報に含まれる通信事業者（キャリア）を区別するための移動通信ネットワークの識別情報（ＰＬＭＮ：公衆陸上移動体ネットワーク番号）を設定している。

例えば、同一の通信事業者（キャリア）に割り当てられた複数のＰＬＭＮのうち、端末１０からの接続の優先度が高いホーム移動通信ネットワークの識別情報（ＨＰＬＭＮ）をスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂに設定して記憶させ、端末１０からの接続の優先度が低いビジター移動通信ネットワークの識別情報（ＶＰＬＭＮ）をマクロセル基地局２０に設定して記憶させている。これにより、スモールセル３００Ａ，３００Ｂの受信レベルが接続基準レベルよりも大きい条件下であれば、スモールセル３００Ａ，３００Ｂの受信レベルがマクロセル２００よりも低くても、端末１０は、ＨＰＬＭＮが設定されたスモールセル３００Ａ，３００Ｂに接続するように制御される。

図２は、本実施形態の移動通信システムにおける端末１０のネットワーク接続制御の一例を示すフローチャートであり、図３は、本実施形態の移動通信システムにおける各基地局２０，３０Ａ，３０Ｂからの端末１０の受信レベルの条件の一例を示す説明図である。なお、図２のネットワーク接続制御は、３ＧＰＰの標準規格（３ＧＰＰＴＳ３６．３０４Ｖ１１．０．７（２０１５−１２）及び３ＧＰＰＴＳ２３．１２２４Ｖ１５．２．０（２０１７−１２）参照）に準拠したものである。

図２において、端末１０の電源をオンすると、端末１０は、対応している周波数帯域をスキャンし、その端末１０の位置しているエリアにセルを形成している周辺の基地局からの報知情報（例えば、ＰＬＭＮ、セルＩＤなどを含む情報）を受信し、周辺のすべての基地局をリストアップする（Ｓ１０１）。

次に、端末１０は、周辺の基地局のリスト中に、ＳＩＭに記憶されているＲＰＬＭＮに対応する基地局があるか否かを判断し（Ｓ１０２）、ＲＰＬＭＮに対応する基地局がある場合は、その受信レベルＳ（ＲＰＬＭＮ）が所定の接続基準レベルＳ０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０３）。

ここで、周辺の基地局のリスト中にＲＰＬＭＮに対応する基地局があり（Ｓ１０２でＹＥＳ）、その受信レベルＳ（ＲＰＬＭＮ）が所定の接続基準レベルＳ０よりも大きい場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、端末１０は、前回の接続時（位置登録時）に最後の接続した基地局を選択して初期接続処理する（Ｓ１０４）。

一方、周辺の基地局のリスト中にＲＰＬＭＮに対応する基地局がない場合（Ｓ１０２でＮＯ）、又は、その受信レベルＳ（ＲＰＬＭＮ）が接続基準レベルＳ０以下の場合（Ｓ１０３でＮＯ）、端末１０は、ＳＩＭに記憶されているＨＰＬＭＮに対応するスモールセル基地局があるか否かを判断し（Ｓ１０５）、ＨＰＬＭＮに対応するスモールセル基地局がある場合は、スモールセル基地局からの受信レベルＳ（ＨＰＬＭＮ）が接続基準レベルＳ０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０６）。

ここで、周辺の基地局のリスト中にＨＰＬＭＮに対応するスモールセル基地局があり（Ｓ１０５でＹＥＳ）、その受信レベルＳ（ＨＰＬＭＮ）が図３中の条件１〜条件３に示すように接続基準レベルＳ０よりも大きい場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、端末１０は、ＨＰＬＭＮに対応するＰＬＭＮが設定されているスモールセル基地局３０Ａ（又は３０Ｂ）を選択して初期接続処理する（Ｓ１０７）。

一方、周辺の基地局のリスト中にＨＰＬＭＮに対応するスモールセル基地局がない場合（Ｓ１０５でＮＯ）、又は、その受信レベルＳ（ＨＰＬＭＮ）が接続基準レベルＳ０以下の場合（Ｓ１０６でＮＯ）、端末１０は、ＳＩＭに記憶されているＶＰＬＭＮに対応するマクロセル基地局があるか否かを判断し（Ｓ１０８）、ＶＰＬＭＮに対応するマクロセル基地局がある場合は、マクロセル基地局からの受信レベルＳ（ＶＰＬＭＮ）が接続基準レベルＳ０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０９）。

ここで、周辺の基地局のリスト中にＶＰＬＭＮに対応するマクロセル基地局があり（Ｓ１０８でＹＥＳ）、その受信レベルＳ（ＶＰＬＭＮ）が図３中の条件４に示すように接続基準レベルＳ０よりも大きい場合（Ｓ１０９でＹＥＳ）、端末１０は、ＶＰＬＭＮに対応するＰＬＭＮが設定されているマクロセル基地局２０を選択して初期接続処理する（Ｓ１１０）。

一方、周辺の基地局のリスト中にＶＰＬＭＮに対応するマクロセル基地局がない場合（Ｓ１０８でＮＯ）、又は、その受信レベルＳ（ＶＰＬＭＮ）が接続基準レベルＳ０以下の場合（Ｓ１０９でＮＯ）、端末１０は、ネットワーク接続処理を行わないで圏外の状態になる（Ｓ１１１）。

以上、図１〜図３の実施形態によれば、端末１０の電源オン時においてセルサイズが小さいスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂに対して優先的に初期接続し、セルサイズが大きく多数の端末が位置する可能性が高いマクロセル基地局２０への初期接続を回避することができるので、マクロセル基地局２０の負荷の増加を抑制することができる。

なお、図２の接続処理制御において、ＲＰＬＭＮに関する制御ステップＳ１０２〜Ｓ１０４は省略してもよい。

図４は、本発明の他の実施形態に係る移動通信システムにおけるＨｅｔＮｅｔ構成の一例を示す図である。なお、図４において、前述の図１と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

一般のマクロセル基地局２０やスモールセル基地局３０は地上に設置されているが、人工衛星７１、ソーラプレーン型のＨＡＰＳ（「高高度疑似衛星」、「高高度プラットフォーム局」）７２、飛行船型のＨＡＰＳ７３、ドローン７４、気球７５、飛行機など、様々な高度に浮揚する浮揚体や飛行体などの機体７０に、上空中継局７００を搭載してもよい。機体７０は、バッテリー及び太陽光発電システム等を備えてもよい。

上空中継局７００は、例えば、端末１０との間でサービスリンクの無線通信を行うサービスリンク通信部と、地上又は海上に設けられたゲート局（「ゲートウェイ局」、「ＧＷ局」、「リピータ親機」、「フィーダ局」ともいう。）８０との間でフィーダリンクの無線通信を行うフィーダリンク通信部とを備える。上空中継局７００は、ゲート局８０を介して第１基地局としての基地局６０と通信することができる。そして、機体７０に搭載された上空中継局７００により、マクロセル２００よりも大きい二次元又は三次元の第１セルとしての広域セル７０１を形成することができる。

図４のＨｅｔＮｅｔ構成は、第一階層の第１セルが広域セル７０１であり、その広域セル７０１に含まれる地上の第２階層の第２セルがマクロセル２００であり、そのマクロセル２００に含まれる第３階層の第３セルがスモールセル３００である階層化セル構成の例である。

上空中継局７００とゲート局８０との間のフィーダリンクの中継周波数ｆ１としては、上空中継局７００と広域セル７０１内の端末１０との通信で使用するサービスリンクの周波数ｆ２とは異なる周波数を用いてもよい。

上空中継局７００を搭載する機体７０は、例えば、自律制御又は外部から制御により地面又は海面から１００［ｋｍ］以下の高高度の空域（浮揚空域）に浮遊あるいは飛行して位置するように制御されてもよい。機体７０の位置する空域は、例えば、高度が１１［ｋｍ］以上及び５０［ｋｍ］以下の成層圏の空域であってもよい。この空域は、気象条件が比較的安定している高度１５［ｋｍ］以上２５［ｋｍ］以下の空域であってもよく、特に高度がほぼ２０［ｋｍ］の空域であってもよい。

図５は、図４の移動通信システムにおける通信端末のネットワーク接続制御の一例を示すフローチャートである。なお、図５中のステップＳ２０１〜Ｓ２０７については、前述の図２中のステップＳ１０１〜Ｓ１０７と同様であるため、説明を省略する。また、図５の接続処理制御においても、ＲＰＬＭＮに関する制御ステップＳ２０２〜Ｓ２０４は省略してもよい。

図５の例では、同一の通信事業者（キャリア）に割り当てられた複数のＰＬＭＮのうち、端末１０からの接続の優先度が最も高いホーム移動通信ネットワークの識別情報（ＨＰＬＭＮ）をスモールセル基地局３０に設定して記憶させ、端末１０からの接続の優先度が次に高い第１ビジター移動通信ネットワークの識別情報（ＶＰＬＭＮ１）をマクロセル基地局２０に設定して記憶させている。更に、端末１０からの接続の優先度が最も低い第２ビジター移動通信ネットワークの識別情報（ＶＰＬＭＮ２）を、上空中継局７００を介して広域セル７０１を形成する基地局６０に設定して記憶させている。これにより、スモールセル３００の受信レベルが接続基準レベルよりも大きい条件下であれば、スモールセル３００の受信レベルがマクロセル２００や広域セル７０１よりも低くても、端末１０は、ＨＰＬＭＮが設定されたスモールセル３００に接続するように制御される。また、スモールセル３００の受信レベルが接続基準レベル以下であり且つマクロセル２００の受信レベルが接続基準レベルよりも大きい条件下であれば、マクロセル２００の受信レベルが広域セル７０１よりも低くても、端末１０は、ＶＰＬＭＮ１が設定されたマクロセル２００に接続するように制御される。

図５において、周辺の基地局のリスト中にＨＰＬＭＮに対応するスモールセル基地局がない場合（Ｓ２０５でＮＯ）、又は、その受信レベルＳ（ＨＰＬＭＮ）が接続基準レベルＳ０以下の場合（Ｓ２０６でＮＯ）、端末１０は、ＳＩＭに記憶されているＶＰＬＭＮ１に対応するマクロセル基地局があるか否かを判断し（Ｓ２０８）、ＶＰＬＭＮ１に対応するマクロセル基地局がある場合は、マクロセル基地局からの受信レベルＳ（ＶＰＬＭＮ１）が接続基準レベルＳ０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２０９）。

ここで、周辺の基地局のリスト中にＶＰＬＭＮ１に対応するマクロセル基地局があり（Ｓ２０８でＹＥＳ）、その受信レベルＳ（ＶＰＬＭＮ１）が接続基準レベルＳ０よりも大きい場合（Ｓ２０９でＹＥＳ）、端末１０は、ＶＰＬＭＮ１に対応するＰＬＭＮが設定されているマクロセル基地局２０を選択して初期接続処理する（Ｓ２１０）。

一方、周辺の基地局のリスト中にＶＰＬＭＮ１に対応するマクロセル基地局がない場合（Ｓ２０８でＮＯ）、又は、その受信レベルＳ（ＶＰＬＭＮ１）が接続基準レベルＳ０以下の場合（Ｓ２０９でＮＯ）、端末１０は、ＳＩＭに記憶されているＶＰＬＭＮ２に対応する基地局６０があるか否かを判断し（Ｓ２１１）、ＶＰＬＭＮ２に対応する基地局６０がある場合は、その基地局６０から上空中継局７００を介した受信レベルＳ（ＶＰＬＭＮ２）が接続基準レベルＳ０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２１２）。

ここで、周辺の基地局のリスト中にＶＰＬＭＮ２に対応する基地局６０があり（Ｓ２１１でＹＥＳ）、その受信レベルＳ（ＶＰＬＭＮ２）が接続基準レベルＳ０よりも大きい場合（Ｓ２１２でＹＥＳ）、端末１０は、ＶＰＬＭＮ２に対応するＰＬＭＮが設定されている基地局６０を選択して初期接続処理する（Ｓ２１３）。

一方、周辺の基地局のリスト中にＶＰＬＭＮ２に対応する基地局６０がない場合（Ｓ２１１でＮＯ）、又は、その受信レベルＳ（ＶＰＬＭＮ２）が接続基準レベルＳ０以下の場合（Ｓ２１２でＮＯ）、端末１０は、ネットワーク接続処理を行わないで圏外の状態になる（Ｓ２１４）。

以上、図４及び図５の実施形態によれば、端末１０の電源オン時においてセルサイズが小さいスモールセル基地局３０に対して優先的に初期接続し、セルサイズが大きく多数の端末が位置する可能性が高いマクロセル基地局２０への初期接続や、更に多数の端末が位置する可能性が高い広域セル７０１を形成する基地局６０への初期接続を回避することができるので、マクロセル基地局２０や基地局６０の負荷の増加を抑制することができる。

また、図４及び図５の実施形態によれば、端末１０の電源オン時においてスモールセル基地局３０からの受信レベルが接続基準レベルよりも低い場合、マクロセル基地局２０に対して優先的に初期接続し、多数の端末が位置する可能性が高い広域セル７０１を形成する基地局６０への初期接続を回避することができるので、基地局６０の負荷の増加を抑制することができる。

なお、本明細書で説明された処理工程並びに通信システム、無線装置、基地局、上空中継局、無線中継局（フィーダ局）及び端末（ユーザ装置、移動局、移動機）の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの処理工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種の無線通信装置、無線中継装置、ＮｏｄｅＢ、サーバ、ゲートウェイ、交換機、コンピュータ、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

１０通信端末（端末、移動局）
２０マクロセル基地局
２００マクロセル
３０，３０Ａ，３０Ｂスモールセル基地局
３００，３００Ａ，３００Ｂスモールセル
６０広域セル用の基地局
７０上空の機体
７００上空中継局
７０１広域セル
８０ゲート局

Claims

第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セルよりもセルサイズが小さい第２セルを前記第１セルに重ね合わせて形成する第２基地局とを備える移動通信システムであって、
同一の通信事業者に対して、前記第１セル及び前記第２セルが重ね合わされて形成されている階層化セル構成のエリアにおける端末から基地局を介した移動通信ネットワークへの接続時に用いられる移動通信ネットワーク識別情報として、前記端末からの接続の優先度が高いホーム移動通信ネットワークの識別情報（ＨＰＬＭＮ）と、前記端末からの接続の優先度が前記ホーム移動通信ネットワークの識別情報（ＨＰＬＭＮ）よりも低いビジター移動通信ネットワークの識別情報（ＶＰＬＭＮ）と、が割り当てられ、
前記階層化セル構成のエリアにおいて第１セルよりも小さい第２セルを形成する第２基地局は、自局を介した端末から移動通信ネットワークへの接続開始時に前記第２基地局から前記端末に報知される自局の移動通信ネットワーク識別情報として、前記同一の通信事業者に割り当てられた前記ホーム移動通信ネットワークの識別情報（ＨＰＬＭＮ）を記憶し、
前記階層化セル構成のエリアにおいて第２セルよりも大きい第１セルを形成する第１基地局は、前記階層化セル構成のエリアにおける自局を介した端末から移動通信ネットワークへの接続開始時に前記第1基地局から前記端末に報知される自局の移動通信ネットワーク識別情報として、前記同一の通信事業者に割り当てられた前記ビジター移動通信ネットワークの識別情報（ＶＰＬＭＮ）を記憶し、
前記階層化セル構成のエリアに位置する端末のセルサーチ時に前記第２基地局から前記端末に報知された前記同一の通信事業者のホーム移動通信ネットワークの識別情報（ＨＰＬＭＮ）は、前記端末のネットワーク接続制御情報における接続優先度が高いホーム移動通信ネットワークの識別情報（ＨＰＬＭＮ）として、前記端末に記憶され、前記同一の通信事業者の前記第２セルへの初期接続に用いられ、
前記階層化セル構成のエリアに位置する端末のセルサーチ時に前記第１基地局から前記端末に報知された前記同一の通信事業者のビジター移動通信ネットワークの識別情報（ＶＰＬＭＮ）は、前記端末のネットワーク接続制御情報における接続優先度が低いビジター移動通信ネットワークの識別情報（ＶＰＬＭＮ）として、前記端末に記憶され、前記同一の通信事業者の前記第１セルへの初期接続に用いられる、ことを特徴とする移動通信システム。
請求項１の移動通信システムにおいて、
前記第１セルは、上空の飛行体に設けられた無線中継装置と地上との間の空間に形成され端末が前記無線中継装置と無線通信可能なエリアである広域セルであり、
前記第２セルは、地上に配置された基地局で形成されるマクロセル又はスモールセルであることを特徴とする移動通信システム。
請求項１の移動通信システムにおいて、
前記第１セルは、地上に配置された基地局で形成されるマクロセルであり、
前記第２セルは、地上に配置された基地局で形成されるスモールセルであることを特徴とする移動通信システム。