JPWO2011043015A1 - 基地局、ゲートウェイ、移動通信システム、並びにこれらに用いるハンドオーバ先特定方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
PSCの割当如何に関わらず移動局のハンドオーバ先を特定するため、移動通信システム(1)を構成するフェムト基地局(10_1〜10_3)の各々は、自基地局がSFNの生成を開始する一のタイミングと、他の基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミングとの間における互いに異なる位相差を記憶すると共に、前記一のタイミングで生成を開始したSFNを、報知情報(101_1〜101_3)の各々に付加して無線送出する。移動局(20)が在圏する一のフェムト基地局(10_1)は、自基地局に対して、報知情報(101_1)に付加した一のSFN1と、移動局(20)で受信された他のSFN2との差分に相当する位相差でSFNの生成を開始するフェムト基地局(10_2)を、移動局(20)のハンドオーバ先として特定する。
Description
本発明は、基地局、ゲートウェイ、移動通信システム、並びにこれらに用いるハンドオーバ先特定方法及びプログラムに関し、特に移動局のハンドオーバ先となるフェムト基地局を特定する技術に関する。
近年、屋内へ設置可能な無線基地局の開発が進められている。この無線基地局により形成されるセルは、そのカバーエリアが屋外に設置される無線基地局と比較して極めて小さいことから、一般にフェムトセルと呼ばれる。そこで、以降の説明においては、フェムトセルを形成する無線基地局をフェムト基地局と呼称する。これに対して、フェムトセルより大規模なセル(一般にマクロセルと呼ばれる)を形成する無線基地局をマクロ基地局と呼称し、フェムト基地局と区別することがある。
以下、フェムト基地局を適用し、W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)方式に則した通信を行う一般的な移動通信システムの構成及び動作を、図15及び図16を参照して説明する。
図15に示すように、移動通信システム1zは、隣接して設置された3つのフェムト基地局10z_1〜10z_3と、これらのフェムト基地局10z_1〜10z_3に択一的に無線接続する移動局20zとを備えている。
ここで、フェムト基地局10z_1〜10z_3は、LAN(Local Area Network)等により相互通信可能に接続されている。また、各フェムト基地局10z_1〜10z_3は、保守装置2zからの設定に則してフェムトセルの運用を行う。なお、保守装置2zは、PC(Personal Computer)等の一般的なユーザ端末である。
動作においては、図16に示すように、まず保守装置2zが、ユーザ操作に従って、フェムトセル毎に異なるPSC(Primary Scrambling Code)を割り当てると共に、その割当状況を示すセル設定リスト200を作成する(ステップS101)。ここで、セル設定リスト200には、図15に示す如く、フェムト基地局10z_1にPSC="C1"を割り当て、フェムト基地局10z_2にPSC="C2"を割り当て、フェムト基地局10z_3にPSC="C3"を割り当てる旨が登録される。この場合、保守装置2zは、フェムト基地局10z_1に対してPSC="C1"の使用を指示し(ステップS102_1)、フェムト基地局10z_2に対してPSC="C2"の使用を指示し(ステップS102_2)、フェムト基地局10z_3に対してPSC="C3"の使用を指示する(ステップS102_3)。
次いで、保守装置2zは、セル設定リスト200から、フェムト基地局10z_1〜10z_3の隣接フェムトセルをそれぞれ抽出すると共に、抽出した隣接フェムトセルにおけるPSCの割当状況を示す隣接セル設定リスト201_1〜201_3をそれぞれ作成する(ステップS103)。ここで、隣接セル設定リスト201_1には、図15に示す如く、フェムト基地局10z_2及び10z_3にPSC="C2"及び"C3"がそれぞれ割り当てられた旨が登録される。また、図示を省略するが、隣接セル設定リスト201_2には、フェムト基地局10z_1及び10z_3にPSC="C1"及び"C3"がそれぞれ割り当てられた旨が登録され、隣接セル設定リスト201_3には、フェムト基地局10z_1及び10z_2にPSC="C1"及び"C2"がそれぞれ割り当てられた旨が登録される。そして、保守装置2zは、フェムト基地局10z_1に対して隣接セル設定リスト201_1を通知し(ステップS104_1)、フェムト基地局10z_2に対して隣接セル設定リスト201_2を通知し(ステップS104_2)、フェムト基地局10z_3に対して隣接セル設定リスト201_3を通知する(ステップS104_3)。
一方、フェムト基地局10z_1〜10z_3は、保守装置2zから指示されたPSC="C1"〜"C3"をそれぞれ使用して、報知情報を無線送出する。
今、移動局20zがフェムト基地局10z_1により形成されるフェムトセル内に位置するとした場合、移動局20zは、フェムト基地局10z_1から送出された報知情報を受信し、以てフェムト基地局10z_1に無線接続する(ステップS105)。これにより、フェムト基地局10z_1と移動局20zとが通信状態となる(ステップS106)。
この後、図15に示す如くフェムト基地局10z_2に近付くように移動した場合、移動局20zは、周辺セルサーチの結果として、隣接フェムトセルのPSC(以下、隣接セルPSCと呼称する)203="C2"を検知する(ステップS107)。この時、移動局20zは、隣接セルPSC 203="C2"を、在圏中のフェムト基地局10z_1に対して通知する(ステップS108)。
フェムト基地局10z_1は、隣接セル設定リスト201_1を参照し、以て隣接セルPSC 203と同一のPSC="C2"が割り当てられたフェムト基地局10z_2を、移動局20zのハンドオーバ先として特定する(ステップS109)。この時、フェムト基地局10z_1は、フェムト基地局10z_2に対して、移動局20zからのハンドオーバを受け付けるよう要求する(ステップS110)。また、フェムト基地局10z_1は、移動局20zに対して、フェムト基地局10z_2へのハンドオーバを要求する(ステップS111)。これにより、フェムト基地局10z_2と移動局20zとが通信状態となる(ステップS112)。
なお、上記のようなPSCに基づくハンドオーバ先セル(基地局)の特定方法は、例えば非特許文献1に記載されている。
立川敬二、"W−CDMA移動通信方式"、平成13年6月25日発行、頁98−101
しかしながら、一般的な移動通信システムには、移動局のハンドオーバ先を一意に特定できない虞があるという課題があった。フェムトセルの運用に際しては、一般に限られた少数(2、3個程度)のPSCが割り当てられる。このため、一般的な移動通信システムでは、同一のPSCを使用する複数の隣接フェムトセルが存在する場合、ハンドオーバ先セルを何ら特定できない。
従って、本発明は、PSCの割当如何に関わらず、移動局のハンドオーバ先を特定することが可能な基地局、ゲートウェイ、移動通信システム、並びにこれらに用いるハンドオーバ先特定方法及びプログラムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の第1の態様に係る基地局は、自基地局がSFN(System Frame Number)の生成を開始する一のタイミングと、複数の隣接基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミングとの間における、互いに異なる位相差を記憶する記憶手段と、前記一のタイミングで生成を開始したSFNを、報知情報に付加して無線送出する送出手段と、自基地局に対して、前記報知情報に付加した一のSFNと、自基地局に在圏する移動局で受信された他のSFNとの第1の差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する隣接基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する特定手段とを備える。
また、本発明の第2の態様に係るゲートウェイは、隣接して設置されたn個(nは3以上の整数)の基地局同士間の通信を中継する中継手段と、前記n個の基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミング同士間における、互いに異なる位相差を記憶する記憶手段と、一の基地局から、前記一の基地局が報知情報に付加したSFNと、前記一の基地局に在圏する移動局で受信された他の基地局が報知情報に付加したSFNとの差分を受信し、前記一の基地局に対して前記差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する特定手段とを備える。
また、本発明の第3の態様に係る移動通信システムは、隣接して設置されたn個の基地局と、前記n個の基地局に択一的に在圏する移動局とを備える。各基地局は、自基地局がSFNの生成を開始する一のタイミングと、他の基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミングとの間における互いに異なる位相差を記憶すると共に、前記一のタイミングで生成を開始したSFNを、報知情報に付加して無線送出する。前記移動局が在圏する一の基地局は、自基地局に対して、前記報知情報に付加した一のSFNと、前記移動局で受信された他のSFNとの差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する。
また、本発明の第4の態様に係る移動通信システムは、隣接して設置されたn個の基地局と、前記n個の基地局に択一的に在圏する移動局と、前記n個の基地局同士間の通信を中継するゲートウェイとを備える。前記ゲートウェイは、前記n個の基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミング同士間における、互いに異なる位相差を記憶し、前記移動局が在圏する一の基地局から、前記一の基地局が報知情報に付加したSFNと、前記移動局で受信された他の基地局が報知情報に付加したSFNとの差分を受信し、前記一の基地局に対して前記差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する。
また、本発明の第5の態様に係るハンドオーバ先特定方法は、基地局に用いるハンドオーバ先特定方法を提供する。このハンドオーバ先特定方法は、前記基地局がSFNの生成を開始する一のタイミングと、複数の隣接基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミングとの間における、互いに異なる位相差を記憶し、前記一のタイミングで生成を開始したSFNを、報知情報に付加して無線送出し、前記基地局に対して、前記報知情報に付加した一のSFNと、前記基地局に在圏する移動局で受信された他のSFNとの第1の差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する隣接基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定することを含む。
また、本発明の第6の態様に係るハンドオーバ先特定方法は、ゲートウェイに用いるハンドオーバ先特定方法を提供する。このハンドオーバ先特定方法は、隣接して設置されたn個の基地局同士間の通信を中継し、前記n個の基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミング同士間における、互いに異なる位相差を記憶し、一の基地局から、前記一の基地局が報知情報に付加したSFNと、前記一の基地局に在圏する移動局で受信された他の基地局が報知情報に付加したSFNとの差分を受信し、前記一の基地局に対して前記差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定することを含む。
また、本発明の第7の態様に係るハンドオーバ先特定プログラムは、基地局に、前記基地局がSFN(System Frame Number)の生成を開始する一のタイミングと、複数の隣接基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミングとの間における、互いに異なる位相差を記憶する処理と、前記一のタイミングで生成を開始したSFNを、報知情報に付加して無線送出する処理と、前記基地局に対して、前記報知情報に付加した一のSFNと、前記基地局に在圏する移動局で受信された他のSFNとの第1の差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する隣接基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する処理とを実行させる。
さらに、本発明の第8の態様に係るハンドオーバ先特定プログラムは、ゲートウェイに、隣接して設置されたn個(nは3以上の整数)の基地局同士間の通信を中継する処理と、前記n個の基地局がSFN(System Frame Number)の生成をそれぞれ開始するタイミング同士間における、互いに異なる位相差を記憶する処理と、一の基地局から、前記一の基地局が報知情報に付加したSFNと、前記一の基地局に在圏する移動局で受信された他の基地局が報知情報に付加したSFNとの差分を受信する処理と、前記一の基地局に対して前記差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する処理とを実行させる。
本発明によれば、PSCの割当如何に関わらず、移動局のハンドオーバ先を特定することが可能である。
以下、本発明に係る移動通信システムの実施の形態1〜4を、図1〜図14を参照して説明する。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
[実施の形態1]
図1に示すように、本実施の形態に係る移動体通信システム1は、隣接して設置された、例えば3つのフェムト基地局10_1〜10_3(以下、符号10で総称することがある)と、これらのフェムト基地局10_1〜10_3に択一的に無線接続する移動局20とを備えている。
図1に示すように、本実施の形態に係る移動体通信システム1は、隣接して設置された、例えば3つのフェムト基地局10_1〜10_3(以下、符号10で総称することがある)と、これらのフェムト基地局10_1〜10_3に択一的に無線接続する移動局20とを備えている。
ここで、フェムト基地局10_1〜10_3は、LAN等により相互通信可能に接続されている。また、各フェムト基地局10_1〜10_3は、保守装置2からの設定に則してフェムトセルの運用を行う。図示の例では、フェムト基地局10_1〜10_3に、同一のPSC="C1"が割り当てられている。なお、保守装置2には、例えばPC等のユーザ端末を用いることができる。
動作において、まずフェムト基地局10_1〜10_3は、保守装置2から通知されたセル設定リスト100をそれぞれ記憶する。ここで、セル設定リスト100には、フェムト基地局10_1〜10_3がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミング同士間における、互いに異なる位相差(以下、SFN位相差と呼称する)が登録されている。図示の例では、セル設定リスト100は、フェムト基地局10_2が、フェムト基地局10_1におけるSFN1の生成開始タイミングから"10TTI(Transmsion Time Interval)"だけ遅れたタイミングでSFN2の生成を開始し、フェムト基地局10_3が、SFN1の生成開始タイミングから"20TTI"だけ遅れたタイミングでSFNの生成を開始すべきことを示している。
そして、フェムト基地局10_1は、セル設定リスト100中の登録内容に従い、移動体通信システム1における所定の基準タイミングで生成を開始したSFN1を、報知情報101_1に付加して無線送出する。同様にして、フェムト基地局10_2は、基準タイミングから"10TTI"だけ遅れたタイミングで生成を開始したSFN2を、報知情報101_2に付加して無線送出し、フェムト基地局10_3は、基準タイミングから"20TTI"だけ遅れたタイミングで生成を開始したSFN3を、報知情報101_3に付加して無線送出する。ここで、各SFN1〜SFN3は、TTI毎に"1"だけインクリメントされる。すなわち、任意の時刻におけるSFN1の値を"X"(Xは0以上の整数)と定義すると、SFN2="X+10"及びSFN3="X+20"が成立する。なお、以降の説明においては、報知情報101_1〜101_3を、符号101で総称することがある。
今、移動局20がフェムト基地局10_1との通信状態に在るとする。この場合、移動局20は、フェムト基地局10_1からCFN(Connection Frame Number)が付加されたデータ102を受信する。ここで、以降の説明の便宜上、CFN="X+100"(SFN1+100)が成立するものとする。
この後、図1に示す如くフェムト基地局10_2に近付くように移動した場合、移動局20は、周辺セルサーチの結果としてフェムト基地局10_2の存在を検知すると共に、報知情報101_2を受信する。この時、移動局20は、CFNと、報知情報101_2に付加されたSFN2との差分(以下、CFN−SFN間差分と呼称する)103="90"を、フェムト基地局10_1に対して通知する。
フェムト基地局10_1は、CFN−SFN間差分103("CFN−SFN2")、CFN、及びSFN1を用い下記の式(1)に従って、SFN2とSFN1との差分(以下、SFN間差分と呼称する)を算出する。
SFN間差分 = SFN2 − SFN1
= (CFN − SFN1) − (CFN − SFN2)
= "100" − "90"
= "10" … 式(1)
= (CFN − SFN1) − (CFN − SFN2)
= "100" − "90"
= "10" … 式(1)
そして、フェムト基地局10_1は、セル設定リスト100を参照し、自基地局10_1に対して、上記の式(1)で算出したSFN間差分="10"に相当するSFN位相差"10TTI"でSFNの生成を開始するフェムト基地局10_2を、移動局20のハンドオーバ先として特定する。なお、SFN間差分の算出値には、ある程度の誤差を許容するものとする。
このように、本実施の形態においては、同一のPSCを使用する複数の隣接フェムトセルが存在する場合であっても、ハンドオーバ先セルを一意に特定できる。なお、図示を省略するが、マクロ基地局に上記のセル設定リスト100を保持させても良い。この場合、マクロセルからフェムトセルへのハンドオーバに際して同一のPSCを使用する複数のフェムトセルが存在しても、マクロ基地局は、ハンドオーバ先のフェムトセルを一意に特定できる。
また、上記のCFN−SFN間差分103の通知自体は、一般的な移動局においても実行されている。このため、既存の移動局を流用できるというメリットもある。なお、移動局20が、CFN−SFN間差分103に代えて、上記のSFN間差分をフェムト基地局10へ通知を通知するようにしても良い。この場合、フェムト基地局10の処理負荷が軽減される。
以下、フェムト基地局10の具体的な構成例及び動作例を、図2〜図6を参照して詳細に説明する。
図2に示すように、フェムト基地局10は、移動局20との無線信号の送受信を行う無線I/F 11と、隣接フェムト基地局及び保守装置2とのインタフェースとして機能するローカルI/F12と、セル設定リスト記憶部13と、報知情報送出部14と、ハンドオーバ先特定部15とを備えている。なお、ハンドオーバ先セルの特定に関連しない構成要素については、その説明を省略する。
この内、セル設定リスト記憶部13は、ローカルI/F12を介して保守装置2から通知されたセル設定リスト100を、メモリ等の記憶媒体に記憶する。
報知情報送出部14は、セル設定リスト100中の登録内容に則したタイミングでSFNの生成を開始すると共に、SFNをTTI毎に"1"だけインクリメントする。報知情報送出部14は、無線I/F11に、SFNを付加した報知情報101を無線送出させる。この時、報知情報送出部14は、SFNをハンドオーバ先特定部15へ通知する。
ハンドオーバ先特定部15は、無線I/F11を介して、自基地局10に在圏する移動局20から、CFN−SFN間差分103を受信する。この時、ハンドオーバ先特定部15は、上記の式(1)に従い、CFN−SFN間差分103、CFN、及び報知情報送出部14から通知されたSFNを用いてSFN間差分を算出する。或いは、ハンドオーバ先特定部15は、無線I/F11を介して移動局20から、SFN間差分を受信する。そして、ハンドオーバ先特定部15は、セル設定リスト100を参照し、自基地局10に対してSFN間差分に相当するSFN位相差でSFNの生成を開始する隣接フェムト基地局を、移動局20のハンドオーバ先として特定する。
次に、フェムト基地局10の具体的な動作例を、図3〜図6を参照して詳細に説明する。
図3に示すように、まずフェムト基地局10_1〜10_3が、基準タイミング104を同期させる(ステップS1)。具体的には、各フェムト基地局10_1〜10_3内の報知情報送出部14が、基準タイミング104を、図4に示す如く各フェムト基地局10_1〜10_3に共通接続された、NTP(Network Time Protocol)サーバ等のタイミングサーバ3から取得する。或いは、報知情報送出部14は、図5に示す如く各フェムト基地局10_1〜10_3に内蔵されたGPS(Global Positioning System)受信器16を制御し、以て基準タイミング104をGPS衛星4から取得する。
上記のステップS1と並行して、保守装置2は、ユーザ操作に従って、図1に示したセル設定リスト100を作成する(ステップS2)。この時、保守装置2は、セル設定リスト100と共に、SFN1〜SFN3の生成開始タイミング105_1〜105_3を、フェムト基地局10_1〜10_3へそれぞれ通知する(ステップS3_1〜S3_3)。なお、以降の説明においては、生成開始タイミング105_1〜105_3を、符号105で総称することがある。
各フェムト基地局10_1〜10_3内のセル設定リスト記憶部13は、通知されたセル設定リスト100を記憶する。また、報知情報送出部14は、通知されたタイミング105でSFNの生成を開始し、SFNを付加した報知情報101を無線送出する(ステップS4_1〜S4_3)。
これにより、SFN1〜SFN3の生成開始タイミング同士間に、セル設定リスト100に登録されたSFN位相差が生じ、以て任意の時刻において、SFN1="X"、SFN2="X+10"、及びSFN3="X+20"という関係が成立することとなる。
今、移動局20がフェムト基地局10_1により形成されるフェムトセル内に位置するとした場合、移動局20は、フェムト基地局10_1から送出された報知情報101_1を受信し、以てフェムト基地局10_1に無線接続する(ステップS5)。これにより、フェムト基地局10_1と移動局20とが通信状態となる(ステップS6)。
この後、フェムト基地局10_2に近付くように移動した場合、移動局20は、周辺セルサーチの結果としてフェムト基地局10_2の存在を検知すると共に、報知情報101_2を受信する(ステップS7)。この時、移動局20は、フェムト基地局10_1から受信したCFNと、報知情報101_2に付加されたSFN2とのCFN−SFN間差分103を測定する(ステップS8)。そして、移動局20は、測定したCFN−SFN間差分103をフェムト基地局10_1へ通知する(ステップS9)。
フェムト基地局10_1内のハンドオーバ先特定部15は、CFN−SFN間差分103、CFN、及び報知情報送出部14から通知されたSFN1を用いて、SFN2とSFN1とのSFN間差分を算出する。また、ハンドオーバ先特定部15は、セル設定リスト100を参照し、フェムト基地局10_1に対して、算出したSFN間差分に相当するSFN位相差でSFNの生成を開始するフェムト基地局10_2を、移動局20のハンドオーバ先として特定する(ステップS10)。
この時、ハンドオーバ先特定部15は、ローカルI/F12を介してフェムト基地局10_2に対し、移動局20からのハンドオーバを受け付けるよう要求する(ステップS11)。また、ハンドオーバ先特定部15は、無線I/F 11を介して移動局20に対し、フェムト基地局10_2へのハンドオーバを要求する(ステップS12)。これにより、フェムト基地局10_2と移動局20とが通信状態となる(ステップS13)。
また、SFN1〜SFN3の生成開始タイミング同士間におけるSFN位相差は、図6に示す如く生じさせることもできる。すなわち、保守装置2は、図3に示した上記のステップS3_1〜S3_3に代えて、図6に示すステップS14、S16、S18、及びS20_1〜S20_3を実行する。一方、フェムト基地局10_1〜10_3は、図3に示した上記のステップS1、及びS4_1〜S4_3に代えて、図6に示すステップS15、S17、及びS19をそれぞれ実行する。
より具体的には、保守装置2は、上記のステップS2でセル設定リスト100を作成した後、リセット信号106_1をフェムト基地局10_1へ送信する(ステップS14)。フェムト基地局10_1内の報知情報送出部14は、リセット信号106_1の受信に応じて、SFN1の生成開始タイミングをリセットする(ステップS15)。
リセット信号106_1の送信時点から"10TTI"が経過した場合、保守装置2は、リセット信号106_2をフェムト基地局10_2へ送信する(ステップS16)。フェムト基地局10_2内の報知情報送出部14は、リセット信号106_2の受信に応じて、SFN2の生成開始タイミングをリセットする(ステップS17)。
リセット信号106_2の送信時点からさらに"10TTI"が経過した場合、保守装置2は、リセット信号106_3をフェムト基地局10_3へ送信する(ステップS18)。フェムト基地局10_3内の報知情報送出部14は、リセット信号106_3の受信に応じて、SFN3の生成開始タイミングをリセットする(ステップS19)。
そして、保守装置2は、セル設定リスト100を、フェムト基地局10_1〜10_3へそれぞれ通知する(ステップS20_1〜S20_3)。この後、フェムト基地局10_1〜10_3と移動局20の協調動作により、図3に示した上記のステップS5〜S13が実行されることとなる。
[実施の形態2]
図7に示すように、本実施の形態に係る移動通信システム1aは、フェムト基地局10_1〜10_3同士間の通信を中継するRAN−GW(Radio Access Network Gateway)30を備えている点で、上記の実施の形態1(図1に示した移動通信システム1)と異なる。
図7に示すように、本実施の形態に係る移動通信システム1aは、フェムト基地局10_1〜10_3同士間の通信を中継するRAN−GW(Radio Access Network Gateway)30を備えている点で、上記の実施の形態1(図1に示した移動通信システム1)と異なる。
ここで、各フェムト基地局10_1〜10_3は、例えば、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)や光ファイバ等の通信回線を用い、IP(Internet Protocol)通信網やインターネット等を経由してRAN−GW 30に接続される。また、RAN−GW 30は、各フェムト基地局10_1〜10_3と、通信事業者が運用するコアネットワーク(図示せず)との間の通信も中継する。
本実施の形態に特有の動作として、大略、RAN−GW 30が、移動局20の在圏フェムト基地局から、ハンドオーバ先のフェムト基地局へのハンドオーバ要求を中継する。具体的には、フェムト基地局10_1〜10_3が、図3に示した上記のステップS11に代えて、図8に示すステップS21を実行する。一方、RAN−GW 30は、図8に示すステップS22を実行する。
フェムト基地局10_1からフェムト基地局10_2へのハンドオーバを例に取ると、フェムト基地局10_1内のハンドオーバ先特定部15は、上記のステップS10の後、フェムト基地局10_2宛てのハンドオーバ要求を、RAN−GW 30へ送信する(ステップS21)。RAN−GW 30は、受信したハンドオーバ要求を、フェムト基地局10_2へ転送する(ステップS22)。
これと並行して、ハンドオーバ先特定部15は、上記のステップS12と同様、移動局20に対してハンドオーバを要求する。これにより、上記のステップS13と同様、フェムト基地局10_2と移動局20とが通信状態となる。
[実施の形態3]
図9に示すように、本実施の形態に係る移動通信システム1bは、各フェムト基地局10_1〜10_3が、SFN間差分をRAN−GW30へ送信する点と、RAN−GW30が、保守装置2から通知されたセル設定リスト10を参照して移動局20のハンドオーバ先セルを特定する点で、上記の実施の形態2(図7に示した移動通信システム1a)と異なる。すなわち、本実施の形態においては、RAN−GW30が、各フェムト基地局10_1〜10_3に代わって、ハンドオーバ先セルを特定する。
図9に示すように、本実施の形態に係る移動通信システム1bは、各フェムト基地局10_1〜10_3が、SFN間差分をRAN−GW30へ送信する点と、RAN−GW30が、保守装置2から通知されたセル設定リスト10を参照して移動局20のハンドオーバ先セルを特定する点で、上記の実施の形態2(図7に示した移動通信システム1a)と異なる。すなわち、本実施の形態においては、RAN−GW30が、各フェムト基地局10_1〜10_3に代わって、ハンドオーバ先セルを特定する。
また、図10に示すように、RAN−GW30は、通信中継部31と、セル設定リスト記憶部32と、ハンドオーバ先特定部33とを備えている。この内、通信中継部31は、フェムト基地局10_1〜10_3同士間の通信、及び各フェムト基地局10_1〜10_3とコアネットワークの間の通信を中継する。また、通信中継部31は、保守装置2から受信したセル設定リスト10を、セル設定リスト記憶部32に記憶させる。一方、ハンドオーバ先特定部33は、通信中継部31を介して、各フェムト基地局10_1〜10_3からSFN間差分を受信する。この時、ハンドオーバ先特定部33は、セル設定リスト100を参照し、SFN間差分の送信元のフェムト基地局に対して、SFN間差分に相当するSFN位相差でSFNの生成を開始する隣接フェムト基地局を移動局20のハンドオーバ先として特定する。
次に、移動通信システム1bの具体的な動作例を、図11及び図12を参照して詳細に説明する。
図11に示すように、まずフェムト基地局10_1〜10_3が、図3に示した上記のステップS1と同様にして、基準タイミング104を同期させる。これと並行して、保守装置2は、上記のステップS2と同様にして、セル設定リスト100を作成する。
この時、保守装置2は、SFN1〜SFN3の生成開始タイミング105_1〜105_3を、フェムト基地局10_1〜10_3へそれぞれ通知する(ステップS23_1〜S23_3)。また、保守装置2は、セル設定リスト100を、RAN−GW30へ通知する(ステップS24)。
RAN−GW30内のセル設定リスト記憶部32は、通知されたセル設定リスト100を記憶する。
一方、各フェムト基地局10_1〜10_3は、上記のステップS4_1〜S4_3と同様にして、通知されたタイミング105でSFNの生成を開始し、SFNを付加した報知情報101を無線送出する。これにより、SFN1〜SFN3の生成開始タイミング同士間に、セル設定リスト100に登録されたSFN位相差が生じ、以て任意の時刻において、SFN1="X"、SFN2="X+10"、及びSFN3="X+20"という関係が成立することとなる。
今、移動局20がフェムト基地局10_1により形成されるフェムトセル内に位置するとした場合、移動局20は、上記のステップS5と同様にして、フェムト基地局10_1から送出された報知情報101_1を受信し、以てフェムト基地局10_1に無線接続する。これにより、上記のステップS6と同様、フェムト基地局10_1と移動局20とが通信状態となる。
この後、フェムト基地局10_2に近付くように移動した場合、移動局20は、上記のステップS7と同様にして、周辺セルサーチの結果としてフェムト基地局10_2の存在を検知すると共に、報知情報101_2を受信する。この時、移動局20は、上記のステップS8と同様にして、フェムト基地局10_1から受信したCFNと、報知情報101_2に付加されたSFN2とのCFN−SFN間差分103を測定する。そして、移動局20は、上記のステップS9と同様にして、測定したCFN−SFN間差分103をフェムト基地局10_1へ通知する。
フェムト基地局10_1は、上記の式(1)に従って、SFN2とSFN1とのSFN間差分を算出する。この時、フェムト基地局10_1は、宛先不定のハンドオーバ要求と共に、算出したSFN間差分をRAN−GW30へ送信する(ステップS25)。
RAN−GW30内のハンドオーバ先特定部33は、セル設定リスト100を参照し、フェムト基地局10_1に対して、受信したSFN間差分に相当するSFN位相差でSFNの生成を開始するフェムト基地局10_2を、移動局20のハンドオーバ先として特定する(ステップS26)。この時、ハンドオーバ先特定部33は、通信中継部31を介してフェムト基地局10_2に対し、フェムト基地局10_1からのハンドオーバ要求を転送する(ステップS27)。
また、フェムト基地局10_1は、上記のステップS12と同様にして、移動局20に対してハンドオーバ要求を送信する。これにより、上記のステップS13と同様にして、フェムト基地局10_2と移動局20とが通信状態となる。
このように、本実施の形態においては、同一のPSCを使用する複数の隣接フェムトセルが存在する場合であっても、ハンドオーバ先セルを一意に特定できる。なお、RAN−GW30は、コアネットワーク及びRNC(Radio Network Controller)を介してマクロ基地局と通信可能であり、マクロ基地局におけるSFNの生成開始タイミングを制御できる。このため、RAN−GW30は、マクロセルからフェムトセルへのハンドオーバに際しても、ハンドオーバ先のフェムトセルを一意に特定できる。
なお、RAN−GW30は、セル設定リスト100に代えて、図12に示すセル設定リスト100aを保持しても良い。このセル設定リスト100aには、SFN間差分の送信元基地局と、その隣接基地局と、送信元基地局を基準とする各隣接基地局との相対的なSFN位相差とが対応付けて登録されている。この場合、RAN−GW30は、セル設定リスト100aの参照に際して、各フェムト基地局10_1〜10_3から受信したSFN間差分の極性を考慮する必要が無い。このため、RAN−GW30の処理負荷を軽減できる。なお、セル設定リスト100aは、保守装置2から通知されても良いし、RAN−GW30がセル設定リスト100から自律的に作成しても良い。
[実施の形態4]
図13に示すように、本実施の形態に係る移動通信システム1cは、保守装置2がRAN−GW30のみに接続された点で、上記の実施の形態2(図7に示した移動通信システム1a)と異なる。なお、保守装置2は、ユーザ端末であっても良いし、通信事業者が使用する事業者端末であっても良い。
図13に示すように、本実施の形態に係る移動通信システム1cは、保守装置2がRAN−GW30のみに接続された点で、上記の実施の形態2(図7に示した移動通信システム1a)と異なる。なお、保守装置2は、ユーザ端末であっても良いし、通信事業者が使用する事業者端末であっても良い。
動作においては、図14に示すように、RAN−GW30が、保守装置2からセル設定リスト100を取得する(ステップS28)。そして、RAN−GW30は、保守装置2に代わって図3に示した上記のステップS3_1〜S3_3を実行し、以てセル設定リスト100と共に、SFN1〜SFN3の生成開始タイミング105_1〜105_3を、フェムト基地局10_1〜10_3へそれぞれ通知する。
一方、フェムト基地局10_1〜10_3と移動局20の協調動作により、図3に示した上記のステップS1、S4_1〜S4_3、S5〜S10が実行される。
フェムト基地局10_1からフェムト基地局10_2へのハンドオーバを例に取ると、フェムト基地局10_1は、上記のステップS10の後、図8に示した上記のステップS21を実行し、以てフェムト基地局10_2宛てのハンドオーバ要求を、RAN−GW 30へ送信する。RAN−GW 30は、上記のステップS22を実行し、以て受信したハンドオーバ要求を、フェムト基地局10_2へ転送する。
これと並行して、フェムト基地局10_1は、上記のステップS12を実行し、以て移動局20に対してハンドオーバを要求する。これにより、上記のステップS13と同様、フェムト基地局10_2と移動局20とが通信状態となる。
ここで、保守装置2としてユーザ端末を用いた場合、ユーザは、セル設定リスト100を、フェムト基地局10_1〜10_3の設置場所とは異なる遠隔地から操作できる。このため、フェムト基地局10_1〜10_3のメンテナンスに際しての利便性を向上できる。一方、保守装置2として事業者端末を用いた場合、通信事業者は、RAN−GW30配下に接続される全てのフェムト基地局を、ユーザによるメンテナンスを伴うこと無く一元的に管理することができる。
また、図示を省略するが、上記の実施の形態3(図9に示した移動通信システム1b)において、保守装置2をRAN−GW30のみに接続しても良い。この場合も、本実施の形態と同様の効果が得られる。
なお、上記の実施の形態によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。例えば、上記の実施の形態に示したフェムト基地局及びRAN−GWの各処理を、コンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することもできる。この場合、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
この出願は、2009年10月7日に出願された日本出願特願2009−233190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。
本発明は、基地局、ゲートウェイ、移動通信システム、並びにこれらに用いるハンドオーバ先特定方法及びプログラムに適用され、特に移動局のハンドオーバ先となるフェムト基地局を特定する用途に適用される。
1, 1a〜1c 移動通信システム
2 保守装置
3 タイミングサーバ
4 GPS衛星
10, 10_1〜10_3 フェムト基地局
11 無線I/F
12 ローカルI/F
13, 32 セル設定リスト記憶部
14 報知情報送出部
15, 33 ハンドオーバ先特定部
16 GPS受信器
20 移動局
30 RAN−GW
31 通信中継部
100, 100a セル設定リスト
101, 101_1〜101_3 報知情報
102 データ
103 CFN−SFN間差分
104 基準タイミング
105, 105_1〜105_3 SFN生成開始タイミング
106, 106_1〜106_3 リセット信号
2 保守装置
3 タイミングサーバ
4 GPS衛星
10, 10_1〜10_3 フェムト基地局
11 無線I/F
12 ローカルI/F
13, 32 セル設定リスト記憶部
14 報知情報送出部
15, 33 ハンドオーバ先特定部
16 GPS受信器
20 移動局
30 RAN−GW
31 通信中継部
100, 100a セル設定リスト
101, 101_1〜101_3 報知情報
102 データ
103 CFN−SFN間差分
104 基準タイミング
105, 105_1〜105_3 SFN生成開始タイミング
106, 106_1〜106_3 リセット信号
Claims (21)
- 自基地局がSFN(System Frame Number)の生成を開始する一のタイミングと、複数の隣接基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミングとの間における、互いに異なる位相差を記憶する記憶手段と、
前記一のタイミングで生成を開始したSFNを、報知情報に付加して無線送出する送出手段と、
自基地局に対して、前記報知情報に付加した一のSFNと、自基地局に在圏する移動局で受信された他のSFNとの第1の差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する隣接基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する特定手段と、
を備えた基地局。 - 請求項1において、
前記特定手段は、
前記移動局から、自基地局がデータの無線送出に際して付加するCFN(Connection Frame Number)と、前記他のSFNとの第2の差分を取得し、
前記第1の差分を、前記第2の差分、前記CFN、及び前記一のSFNを用いて算出することを特徴とした基地局。 - 請求項1において、
前記特定手段が、前記移動局から、前記第1の差分を取得することを特徴とした基地局。 - 請求項1〜3のいずれか一項において、
前記特定手段が、各基地局と通信可能なゲートウェイに、前記ハンドオーバ先として特定した基地局に対するハンドオーバ要求を中継させることを特徴とした基地局。 - 請求項4において、
前記特定手段が、前記ゲートウェイとして、各基地局とコアネットワークの間の通信を中継するゲートウェイを用いることを特徴とした基地局。 - 請求項1〜5のいずれか一項において、
前記送出手段が、前記一のタイミングの基準とする各基地局に共通の基準タイミングを、タイミングサーバから取得することを特徴とした基地局。 - 請求項1〜5のいずれか一項において、
前記送出手段が、前記一のタイミングの基準とする各基地局に共通の基準タイミングを、GPS(Global Positioning System)衛星から取得することを特徴とした基地局。 - 請求項1〜5のいずれか一項において、
前記送出手段が、前記一のタイミングを、各基地局に共通接続された保守装置からの指示に応じて設定することを特徴とした基地局。 - 隣接して設置されたn個(nは3以上の整数)の基地局同士間の通信を中継する中継手段と、
前記n個の基地局がSFN(System Frame Number)の生成をそれぞれ開始するタイミング同士間における、互いに異なる位相差を記憶する記憶手段と、
一の基地局から、前記一の基地局が報知情報に付加したSFNと、前記一の基地局に在圏する移動局で受信された他の基地局が報知情報に付加したSFNとの差分を受信し、前記一の基地局に対して前記差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する特定手段と、
を備えたゲートウェイ。 - 請求項9において、
前記中継手段が、前記一の基地局からのハンドオーバ要求を、前記ハンドオーバ先として特定された基地局へ転送することを特徴としたゲートウェイ。 - 請求項9又は10において、
前記中継手段が、各基地局とコアネットワークの間の通信をさらに中継することを特徴としたゲートウェイ。 - 請求項9〜11のいずれか一項において、
前記互いに異なる位相差が、自ゲートウェイに接続された保守装置から指定されることを特徴としたゲートウェイ。 - 隣接して設置されたn個(nは3以上の整数)の基地局と、
前記n個の基地局に択一的に在圏する移動局と、を備え、
各基地局は、自基地局がSFN(System Frame Number)の生成を開始する一のタイミングと、他の基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミングとの間における互いに異なる位相差を記憶すると共に、前記一のタイミングで生成を開始したSFNを、報知情報に付加して無線送出し、
前記移動局が在圏する一の基地局は、自基地局に対して、前記報知情報に付加した一のSFNと、前記移動局で受信された他のSFNとの差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する、移動通信システム。 - 請求項13において、
前記n個の基地局同士間の通信を中継するゲートウェイを、さらに備え、
前記一の基地局が、前記ゲートウェイに、前記ハンドオーバ先として特定した基地局に対するハンドオーバ要求を中継させることを特徴とした移動通信システム。 - 隣接して設置されたn個(nは3以上の整数)の基地局と、
前記n個の基地局に択一的に在圏する移動局と、
前記n個の基地局同士間の通信を中継するゲートウェイと、を備え、
前記ゲートウェイは、
前記n個の基地局がSFN(System Frame Number)の生成をそれぞれ開始するタイミング同士間における、互いに異なる位相差を記憶し、
前記移動局が在圏する一の基地局から、前記一の基地局が報知情報に付加したSFNと、前記移動局で受信された他の基地局が報知情報に付加したSFNとの差分を受信し、
前記一の基地局に対して前記差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する、移動通信システム。 - 請求項14又は15において、
前記互いに異なる位相差が、前記ゲートウェイに接続された保守装置から指定されることを特徴とした移動通信システム。 - 請求項14〜16のいずれか一項において、
前記ゲートウェイが、各基地局とコアネットワークの間の通信をさらに中継することを特徴とした移動通信システム。 - 基地局に用いるハンドオーバ先特定方法であって、
前記基地局がSFN(System Frame Number)の生成を開始する一のタイミングと、複数の隣接基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミングとの間における、互いに異なる位相差を記憶し、
前記一のタイミングで生成を開始したSFNを、報知情報に付加して無線送出し、
前記基地局に対して、前記報知情報に付加した一のSFNと、前記基地局に在圏する移動局で受信された他のSFNとの第1の差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する隣接基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する、
ことを含むハンドオーバ先特定方法。 - ゲートウェイに用いるハンドオーバ先特定方法であって、
隣接して設置されたn個(nは3以上の整数)の基地局同士間の通信を中継し、
前記n個の基地局がSFN(System Frame Number)の生成をそれぞれ開始するタイミング同士間における、互いに異なる位相差を記憶し、
一の基地局から、前記一の基地局が報知情報に付加したSFNと、前記一の基地局に在圏する移動局で受信された他の基地局が報知情報に付加したSFNとの差分を受信し、
前記一の基地局に対して前記差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する、
ことを含むハンドオーバ先特定方法。 - 基地局に、
前記基地局がSFN(System Frame Number)の生成を開始する一のタイミングと、複数の隣接基地局がSFNの生成をそれぞれ開始するタイミングとの間における、互いに異なる位相差を記憶する処理と、
前記一のタイミングで生成を開始したSFNを、報知情報に付加して無線送出する処理と、
前記基地局に対して、前記報知情報に付加した一のSFNと、前記基地局に在圏する移動局で受信された他のSFNとの第1の差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する隣接基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する処理と、
を実行させるためのハンドオーバ先特定プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。 - ゲートウェイに、
隣接して設置されたn個(nは3以上の整数)の基地局同士間の通信を中継する処理と、
前記n個の基地局がSFN(System Frame Number)の生成をそれぞれ開始するタイミング同士間における、互いに異なる位相差を記憶する処理と、
一の基地局から、前記一の基地局が報知情報に付加したSFNと、前記一の基地局に在圏する移動局で受信された他の基地局が報知情報に付加したSFNとの差分を受信する処理と、
前記一の基地局に対して前記差分に相当する位相差でSFNの生成を開始する基地局を、前記移動局のハンドオーバ先として特定する処理と、
を実行させるためのハンドオーバ先特定プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
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