JPWO2011114464A1 - 無線通信システム、通信制御方法、移動管理装置、移動端末及び基地局 - Google Patents

Abstract

無線通信システム（１）は、第１の基地局（３０）及び該第１の基地局より送信電力の小さい１つ以上の第２の基地局（４０）と、該第１及び第２の基地局により構成される位置登録エリア（ＴＡ）における移動端末（２０）の位置を管理する移動管理装置（１０）とを備える無線通信システムであって、複数の第２の基地局からページング信号を送信する少なくとも一部の第２の基地局を選択する選択手段（１３）と、位置登録エリアを構成する第１の基地局及び選択される第２の基地局を介して移動端末へのページング信号を送信するページング手段（１４）とを備える。

Description

本発明は、無線通信システム、該システムにおける通信制御方法及び該システムにおいて用いられる移動管理装置、移動端末及び基地局の技術分野に関し、移動端末へのページング時の制御の技術分野に関する。

無線通信システムにおいては、基地局が提供するセルを跨いで移動することが考えられる移動端末（ＵＥ： User Equipment）について、位置の管理が行われている。このとき、ネットワークの上位ノードに備えられる移動管理エンティティは、各移動端末の位置を、在圏するセルの基地局単位ではなく、複数のセルの集合である位置登録エリアごとに管理している。次期無線システムの１つであるＬＴＥ(Long Term Evolution)無線システムでは、この移動管理エンティティはＭＭＥ(Mobility Management Entity)、位置登録エリアはＴＡ（Tracking Area：トラッキングエリア）と呼ばれる。

また、ＭＭＥは、移動端末への着信時には、該移動端末の位置が登録されるＴＡ内の全ての基地局に対してページング信号を送信し、移動端末の呼び出しを行っている。

例えば、以下に示す先行技術文献には、ＬＴＥにおける移動端末の位置登録手順やページング処理の手順が開示されている。

特開２００９−７７３６８号公報

３ＧＰＰ ＴＳ ２３．４０１ ｖ８．７．０

近年、ＬＴＥを始めとする無線通信システムにおいては、少数の移動端末を収容するために送信電力が比較的小さい、所謂マイクロセル、フェムトセルなどの小型基地局の導入が検討されている。これらの小型基地局は、例えば建築物内部などに配置されることで、従来の基地局では十分なカバーが出来ない地点への通信環境の提供を可能とするものである。このような小型基地局が普及し、将来的に各家庭又は各建築物に配置されるようになる場合、基地局の数が爆発的に増加することが見込まれる。このため、小型基地局が普及し、将来的に各家庭又は各建築物に配置されるようになる場合、一のＴＡ内に収容される基地局数が爆発的に増加することが見込まれる。

ところで、上述したように、ＭＭＥが管理するＴＡは複数の基地局を収容しており、ページング時にページングの対象となる移動端末がどの基地局の配下のセル内に在圏するかをＭＭＥでは把握出来ていない現状がある。このような状態でＭＭＥがＴＡ内の移動端末に対してページングを行う場合、ＴＡ内の全ての基地局に対してページング信号を送信することになり、処理負荷が大幅に増加することが予測される。

先行技術文献には、小型基地局ごとに個別のＴＡを設定し、ＭＭＥが、従来のＴＡの単位での位置登録に加えて小型基地局に設定される個別のＴＡの単位での位置登録を行う構成が開示されている。しかしながら、上述した手法によれば、比較的狭い範囲である小型基地局のセルを移動端末が出入りするたびに位置登録処理が必要となり、負荷が増大するという新たな技術的問題が生じてしまう。また、ＬＴＥなどの規格においてあらかじめ設定されるＴＡの上限数により、設置可能な小型基地局の数が制限されてしまうという問題もある。

本発明は、上述した問題点に鑑み、小型基地局を複数含むＴＡ内に在圏する移動端末へのページング時の負荷を好適に抑制可能な無線通信システム、通信制御方法移動管理装置、移動端末及び基地局を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、開示の無線通信システムは、第１の基地局及び該第１の基地局より送信電力の小さい１つ以上の第２の基地局と、第１の基地局及び１つ以上の第２の基地局を収容する位置登録エリアにおける移動端末の位置を管理する移動管理装置とを備える。また、移動管理装置は、１つ以上の第２の基地局からページング信号を送信する少なくとも一部の第２の基地局を選択する選択手段と、位置登録エリアに収容される第１の基地局及び選択される少なくとも一部の第２の基地局を介して移動端末へのページング信号を送信するページング手段とを備える。

開示の無線通信システムにおいては、例えばＭＭＥなどの移動管理装置により管理される例えばＴＡである位置登録エリア内に、一又は複数の第１の基地局と、該第１の基地局よりも相対的に送信電力の小さい複数の第２の基地局とが収容される。例えば、第１の基地局は、例えばマクロセルなどの相対的に広いセル範囲をカバーする基地局であって、送信電力が相対的に大きい基地局である。他方で、第２の基地局は、例えばマイクロセルやフェムトセルなどの相対的に狭いセル範囲をカバーする基地局であって、送信電力が相対的に低い基地局である。

選択手段は、1つ以上第２の基地局の中より、ページング時にページング信号を送信する少なくとも一部の第２の基地局を選択する。好適には選択手段は、ページングの対象となる移動端末が在圏する第２の基地局を選択する。このとき選択手段は、例えば後述するように、位置登録エリアに移動端末が入圏する際の位置登録時において移動管理装置に登録される移動端末ごとに、在圏する位置登録エリアを特定する情報、及び在圏する第２の基地局を特定する情報の夫々を参照することで、移動端末が在圏する第２の基地局を選択する。

ページング手段は、対象となる移動端末への着信時に、位置登録エリア内の全ての第１の基地局と、選択手段により選択された第２の基地局とに対してページング信号を送信する。つまり、着信の対象となる移動端末が在圏する位置登録エリアに収容される第２の基地局であっても、選択手段により選択されていない第２の基地局に対しては、ページング信号は送信されないことが好ましい。

また、上記課題を解決するために、開示の通信制御方法は、上述した無線通信システムにおける通信の制御を実施する方法である。具体的には、開示の制御情報は、無線通信システムが備える選択手段が実施するものと同様の処理を行う選択工程と、ページング手段が実施するものと同様の処理を行うページング工程とを備える。

また、上記課題を解決するために、開示の移動管理装置は、上述した無線通信システムにおいて、移動端末の移動を管理する装置であって、上述した選択手段と、上述したページング手段とを備える。

また、上記課題を解決するために、開示の移動端末は、上述した無線通信システムに接続されて通信を行う移動端末であって、当該移動端末を収容する第２の基地局を特定する基地局情報を移動管理装置へ通知する第１通知手段を備える。

また、上記課題を解決するために、開示の基地局は、上述した無線通信システムに接続されて通信を行う基地局（例えば、上述の第２の基地局）であって、移動端末を収容する第２の基地局を特定する基地局情報を移動管理装置へ通知する第２通知手段を備える。

上述した様に、開示の無線通信システムによれば、送信電力が相対的に小さいがゆえに、第１の基地局に比べてより多くの第２の基地局が位置登録エリア内に配置されることが想定される場合であっても、第２の基地局の全てに対してページング信号が送信されることがなくなる。このため、ページング時のネットワークのトラフィックを好適に抑制することが可能となる。

無線通信システムの構成例を示す図である。 移動管理装置の構成例を示す図である。 移動端末の構成を示すブロック図である。 基地局の構成を示すブロック図である。 従来技術による位置登録処理及びページング処理を示すシーケンス図である。 第１実施形態の位置登録処理及びページング処理を示すシーケンス図である。 第２実施形態の位置登録処理及びページング処理を示すシーケンス図である。 第３実施形態の位置登録処理及びページング処理を示すシーケンス図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（１）第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１の構成を示す図である。

図１に示されるように、第１実施形態に係る無線通信システム１は、移動管理装置（以下、ＭＭＥと記載する）１０、ユーザ端末（以降、ＵＥと記載する）２０、基地局（以降、ｅＮＢ（evolved Node B）と記載する）３０−１及び３０−２、小型基地局（以降、ＦｅＮＢ（Femto evolved Node B）と記載する）４０−１乃至４０−ｎ、並びにホーム加入者サーバ（以降、ＨＳＳ（Home Subscriber Server）と記載する）５０とを備えて構成される。尚、以下では、ｅＮＢ３０−１及び３０−２を区別することなく説明する場合には、「ｅＮＢ３０」という表記を用いて説明を進める。同様に、ＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎを区別することなく説明する場合には、「ＦｅＮＢ４０」という表記を用いて説明を進める。

ＭＭＥ１０は、「移動管理装置」の一具体例であって、位置登録エリアとしてトラッキングエリア（以降、ＴＡと記載する）を有し、該ＴＡ単位でＵＥ２０の移動の管理を行う。尚、かかるＴＡは１つ以上の基地局が提供するセルにより形成されるエリアを示す趣旨である。以降では、「ＴＡを形成するセルを提供する基地局」を示す趣旨で、単に「ＴＡを形成する基地局」と記載する。また同様に、「移動端末が在圏するセルを提供する基地局」を示す趣旨で、単に「移動端末が在圏する基地局」と記載することがある。

ＭＭＥ１０の構成について、図２のブロック図を参照して説明する。ＭＭＥ１０は、図２に示されるように、ＴＡ情報管理部１１、ＵＥ情報管理部１２、制御部１３、ページング管理部１４及びインターフェース部１５を備えて構成される。

ＴＡ情報管理部１１は、ＭＭＥ１０の配下のＴＡを形成するｅＮＢ３０−１及び３０−２並びにＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎの情報、並びに各ＴＡの位置関係を示す情報を格納し、管理する。ＴＡ情報管理部１１は、ｅＮＢ３０−１及び３０−２並びにＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎの夫々を識別するための固有の識別子として、例えば基地局識別子を割り当てて情報を管理している。

ＵＥ情報管理部１２は、ＵＥ２０の位置情報として、ＵＥ２０が在圏しているＴＡを識別するための情報を格納し、管理する。ＵＥ情報管理部１２は、ＭＭＥ１０配下に複数のＴＡが形成されている場合には、各ＴＡに対して固有の識別子であるＴＡ識別子を割り当てて情報を管理している。

制御部１３は、インターフェース部１５から送受信する制御信号及びＴＡ情報管理部１１やＵＥ情報管理部１２に記憶されている情報に基づいて、ＭＭＥ１０が備える各部の動作を制御する。例えば、制御部１３は、ＴＡ＃１内に在圏するＵＥ２０から送信されるＴＡ更新通知に応じて、ＨＳＳ５０に格納されるＵＥ２０が在圏するＴＡを示すＴＡ識別子を更新することにより、ＵＥの位置登録処理を行う。

また、制御部１３は、「選択手段」の一具体例であって、ＵＥ２０へのページング時に、該ＵＥ２０が在圏するとされるＦｅＮＢ４０を検索し、ページング管理部１４に通知する。具体的なＦｅＮＢ４０の検索方法については後に詳述する。

ページング管理部１４は、ＵＥ２０に対しての呼処理を制御する構成であり、また「ページング手段」の一具体例であって、制御部１３よりＴＡ＃１内の全てのｅＮＢ３０−１及び３０−２と検索されたＦｅＮＢとについての通知を受け、ページング信号を送信する。

インターフェース部１５は、移動通信ネットワークに接続され、ｅＮＢ３０−１及び３０−２、ＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎ、ＨＳＳ５０並びにモバイルネットワークと接続し、制御信号の送受信を行う。

ＵＥ２０は、「移動端末」の一具体例であって、いずれかのｅＮＢ３０又はＦｅＮＢ４０配下のセルにおいて、対応するｅＮＢ３０又はＦｅＮＢ４０と接続して通信を行う。ＵＥ２０は、移動端末であるため、携帯するユーザの移動に伴って、異なるＴＡ間を移動する場合が想定される。ＭＭＥ１０は、このようなＴＡ間の移動時に、ＵＥ２０からの位置登録更新通知を受け、位置登録処理を行う。

ＵＥ２０の構成について、図３のブロック図を参照して説明する。ＵＥ２０は、無線通信を可能とする端末であって、固定式又は携帯式の小型の端末などである。ＵＥ２０は、図３に示されるように、送受信部２１、制御部２２、位置情報管理部２３及びユーザデータ処理部２４を備えて構成される。

送受信部２１は、アンテナを介して無線通信ネットワークに接続し、対応するｅＮＢ３０−１及び３０−２又はＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎとの間で無線信号を送受信する。

制御部２２は、ＵＥ２０が備える各部の動作を制御するとともに、送受信部２１において送信される送信データの生成と、送受信部において受信される受信データのユーザデータ処理部２４への供給とを行う。また、制御部２２は、位置情報管理部２３より通知される、ＵＥ２０が接続するＦｅＮＢを特定する基地局識別子を送受信部２１に供給し、ＭＭＥ１０に対して通知可能に構成される。

位置情報管理部２３は、「第１通知手段」の一具体例であって、ＵＥ２０が収容されるｅＮＢ３０又はＦｅＮＢ４０を特定し、制御部２２へ通知する。このとき、位置情報管理部２３は、例えばｅＮＢ３０又はＦｅＮＢ４０から出力された信号を受信した際の受信電力に応じて、ＵＥ２０が収容されるセルがｅＮＢ３０又はＦｅＮＢ４０のいずれの配下であるかを判定する。また、位置情報管理部２３は、ＦｅＮＢ４０の配下のセルにＵＥ２０が収容される場合に、該ＦｅＮＢ４０を特定する基地局識別子を制御部２２へ通知する。

また、位置情報管理部２３は、ＵＥ２０が頻繁にＴＡを越えて移動することを想定されていない固定式の端末である場合などは、ＵＥ２０が在圏するセルなどを提供するＦｅＮＢ４０を特定する基地局識別子を記憶し、制御部２２へと通知する構成であってもよい。

他方で、位置情報管理部２３は、ＵＥ２０の使用状況や回線契約状況などに応じて、ＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０のデータベースを有し、該データベースを参照することで現在ＵＥ２０が接続しているＦｅＮＢ４０を特定する基地局識別子を制御部２２へと通知する構成であってもよい。

尚、ＬＴＥなどの規格において、ｅＮＢ３０及びＦｅＮＢ４０は、セルを収容するＴＡを示すＴＡ識別子を報知情報としてセルに在圏するＵＥ２０に対して常時送信している。位置管理情報部２３は、受信した報知情報を解析することによりＴＡが変更したことを認識する。

ユーザデータ処理部２４は、制御部２２より供給される受信データを処理し、例えば不図示のスピーカより音声情報として出力するとともに、制御部２２に対して送信すべき送信データの供給などを行う。

ｅＮＢ３０−１及び３０−２は、「第１の基地局」の一具体例であって、例えばマクロセルを提供する基地局である。図１には、ＭＭＥ１０配下のＴＡに２つのｅＮＢ３０−１及び３０−２が収容されている例が開示されている。

ＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎは、「第２の基地局」の一具体例であって、例えばフェムトセルを提供する小型基地局である。図１には、ＭＭＥ１０配下のＴＡにｎ個のＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎが収容されている。尚、ＦｅＮＢ４０は、フェムトセルに加えて又は代えて、家庭内をカバーするホームセル、オフィスをカバーするオフィスセル、ホットスポットとして設置されるホットスポットセルなどを提供してもよい。

ｅＮＢ３０−１及び３０−２並びにＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎの構成について、図４のブロック図を参照して説明する。図４に示されるように、ｅＮＢ３０は、送受信部３１、制御部３２及びインタフェース３３を備えて構成される。

送受信部３１は、アンテナを介して無線ネットワークに接続し、無線信号の送受信を行う。

制御部３２は、ｅＮＢ３０が備える各部又はＵＥ２０を制御する信号の送信を行うと共に、送受信部３１又はインターフェース部３３を介して送受信する信号の生成を行う。

また、制御部３２は、「第２通知手段」の一具体例であって、ｅＮＢ３０自身のセル内に在圏するＵＥ２０から送信されるメッセージに、ｅＮＢ３０自身の基地局識別子を追加してＭＭＥ１０に転送する。

インターフェース部３３は、ネットワークに接続された上位ノードであるＭＭＥ１０や隣接する他のｅＮＢ３０若しくはＦｅＮＢ４０に対して信号の送受信を行うためのインターフェースである。

尚、ＦｅＮＢ４０の構成及び各部の動作については、ｅＮＢ３０と同様のものであってよい。

ＨＳＳ５０は、ＵＥ２０に関連するユーザ情報やＭＭＥ１０及びＭＭＥ１０配下の基地局の情報を管理するデータベースである。ＨＳＳ５０は、ＭＭＥ１０配下の基地局に在圏するＵＥ２０がＴＡをまたいで移動した際などに、ＭＭＥ１０より位置登録更新メッセージなどの通知を受け、ＵＥ２０のユーザ情報を更新する。

ＭＭＥ１０がＵＥ２０の移動を管理する単位であるＴＡは、複数のｅＮＢ３０及びＦｅＮＢ４０のセルから形成される。図１の例においては、ＭＭＥ１０の配下のＴＡとして、ｅＮＢ３０−１及び３０−２、並びにＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎの各基地局のセルより形成されるＴＡに対して、ＴＡ＃１というＴＡ識別子が割り当てられている。また、ＭＭＥ１０の配下には、更に別のｅＮＢ３０及びＦｅＮＢ４０のセルより形成されるＴＡであるＴＡ＃０が存在する。

第１実施形態の無線通信システムにおけるＵＥ２０の位置登録処理とページング時の処理の説明に先だって、従来の３ＧＰＰ規格における一般的な無線通信システムにおける位置登録処理とページング処理について説明する。

図５は、従来の無線通信システムにおける位置登録処理とページング処理とを示すシーケンス図である。図５のシーケンス図では、図１に示されるようにＵＥ２０が在圏しているＴＡがＴＡ＃０からＴＡ＃１へと変化する場合の位置登録処理と、その後のページング処理とが示されている。尚、上述の非特許文献１に開示されている位置登録処理やページング処理については、位置登録やページング処理を司るＭＭＥと、データパケットの送受信を行うＳ−ＧＷ(Serving Gateway)を別エンティティとして記載しているが、図５乃至図８のシーケンス図においては、ＭＭＥとＳ−ＧＷのパケット転送機能をまとめてＭＭＥ１０と表記する。

先ず、ＵＥ２０は、在圏しているＴＡがＴＡ＃０からＴＡ＃１へと変化した後に、在圏するｅＮＢ３０−１より送信されるＴＡ識別子（図５では、ＴＡ＃１）を受信することで、ＴＡが変更したことを認識する。その後に、ＵＥ２０は、ｅＮＢ３０−１に対して、ＴＡが更新されたことを示す「ＴＡ更新メッセージ」を送信する。このときの具体的なメッセージ要素としては、「ＴＡ Ｕｐｄａｔｅ」が用いられる。このメッセージには、更新後のＴＡ識別子（図の例ではＴＡ＃１）が含まれる。

ｅＮＢ３０−１は、「ＴＡ更新メッセージ」を受信した後、該メッセージをＭＭＥ１０へと転送する。

ＭＭＥ１０は、該メッセージを受信した後、ＨＳＳ５０に対して、ＵＥ２０の位置更新要求のための「位置更新要求メッセージ」を送信する。この時の具体的なメッセージ要素としては、「Ｕｐｄａｔｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ」が用いられる。このメッセージには、更新後のＴＡ識別子（図の例ではＴＡ＃１）が含まれる。

ＨＳＳ５０は、「位置更新要求メッセージ」を受信した後に、ＵＥ２０に関連して過去に登録されたＴＡ識別子（図の例ではＴＡ＃０）を受信メッセージに含まれているＴＡ識別子（ＴＡ＃１）に更新し、ＭＭＥ５０に対して完了通知として「位置更新確認メッセージ」を送信する。この時の具体的なメッセージ要素としては、「Ｕｐｄａｔｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｃｋ」が用いられる。

ＨＳＳ５０からの「位置更新確認メッセージ」を受信したＭＭＥ１０は、ＵＥ２０のＴＡ識別子をＵＥ情報管理部１２に格納して、ｅＮＢ３０−１に対してＴＡ更新の完了通知として「ＴＡ更新確認メッセージ」を送信する。このときの具体的なメッセージ要素としては、「ＴＡ Uｐｄａｔｅ Ａｃｋ」が用いられる。

ｅＮＢ３０−１は、「ＴＡ更新確認メッセージ」を受信した後、該メッセージをＵＥ２０に転送し、位置登録処理を完了する。

その後、ＵＥ２０に対して着信が生じる場合、ＭＭＥ１０におけるＳ−ＧＷに対して、ＵＥ２０に対する下りパケットがモバイルネットワークより到着したことがＭＭＥ１０に通知される。

ＭＭＥ１０は、ＵＥ２０が在圏するＴＡを示すＴＡ識別子を検索し、ＴＡ＃１を形成する全ての基地局であるｅＮＢ３０−１及び３０−２並びにＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎに対してページング信号を送信する。ページング信号を受けとった各基地局は、夫々の提供するセル内にページング信号を送信する。

このとき、ｅＮＢ３０−１に在圏するＵＥ２０は、ｅＮＢ３０−１を介してページング信号を受信した後、ｅＮＢ３０−１に対してページング応答信号を返送する。ページング応答信号の返送を受けたｅＮＢ３０は、該ページング信号をＭＭＥ１０に対して転送する。これにより、ＭＭＥ１０はＵＥ２０がどの基地局に在圏しているかを認識し、該当する基地局を介して下りパケットを送信することが可能となる。

続いて、第１実施形態の無線通信システムにおけるＵＥ２０の位置登録処理と、ページング時の処理について、図６のシーケンス図を参照して説明する。図６に示されるように、第１実施形態においては、ＵＥ２０は、例えば家庭やオフィスにおいて予め設定されるＦｅＮＢ４０−２に対して接続可能な端末であり、ＨＳＳ５０は、ＵＥ２０の回線契約状況として、ＦｅＮＢ４０−２を対応させて格納している。言い換えれば、ＵＥ２０は、ＴＡ＃１に収容されるＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎのうち、ＦｅＮＢ４０−２のみと接続可能となる。このため、第１実施形態では、ＨＳＳ５０は、ＵＥ２０が在圏しているＴＡを示すＴＡ識別子に加えて、接続可能なＦｅＮＢ４０−２を示す基地局識別子を、ユーザ情報として不図示のメモリ等に格納している。

図６のシーケンス図では、図５と同様にＵＥ２０が在圏しているＴＡがＴＡ＃０からＴＡ＃１へと変化する場合の位置登録処理と、その後のページング処理とが示されている。尚、図６のシーケンス図において、図５と同様の処理については説明を省略する。

ＵＥ２０は、在圏しているＴＡがＴＡ＃０からＴＡ＃１へと変化した後に、ｅＮＢ３０−１より送信されるＴＡ識別子により新しいＴＡ＃１を認識し、ＴＡ識別子を含む「ＴＡ更新メッセージ」をｅＮＢ３０−１に送信する。「ＴＡ更新メッセージ」は、ｅＮＢ３０−１によりＭＭＥ１０へと転送される。

ＭＭＥ１０は、ＨＳＳ５０に対して、ＵＥ２０の位置更新要求のためのＴＡ識別子（図の例では、ＴＡ＃１）を含む「位置更新要求メッセージ」を送信する。

ＨＳＳ５０は、「位置更新要求メッセージ」を受信した後に、ＵＥ２０に対する過去に登録されたＴＡ識別子（図の例では、ＴＡ＃０）を受信した「位置更新要求メッセージ」に含まれているＴＡ＃１を示すＴＡ識別子に更新する。このとき、ＨＳＳ５０は、更に格納されるユーザ情報を参照し、ＵＥ２０に対応するＦｅＮＢ４０−２を識別する基地局識別子などの情報を含む完了通知として「位置更新確認メッセージ」を生成し、ＭＭＥ１０に対して送信する。

「位置更新確認メッセージ」を受信したＭＭＥ１０は、ＵＥ２０のＴＡ識別子ＴＡ＃１とともにＦｅＮＢ４０−２の基地局識別子をＵＥ情報管理部１２に格納する。また、ＭＭＥ１０は、ｅＮＢ３０−１に対してＴＡ更新の完了通知として「ＴＡ更新確認メッセージ」を送信する。

ｅＮＢ３０−１は、「ＴＡ更新確認メッセージ」を受信した後、該メッセージをＵＥ２０に転送し、位置登録処理を完了する。

その後、ＵＥ２０に対して着信が生じる場合、ＵＥ２０に対する下りパケットが到着したことが、ＭＭＥ１０に通知される。

ＭＭＥ１０は、ＵＥ情報管理部１２よりＵＥ２０が在圏するＴＡを示すＴＡ識別子及びＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０を示す基地局識別子を検索し、ＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０−２を特定する。そしてＭＭＥ１０は、ＴＡ＃１を形成するｅＮＢ３０−１及び３０−２並びに検索された基地局識別子により特定されるＦｅＮＢ４０−２に対してページング信号を送信する。このとき、ＭＭＥ１０は、ＦｅＮＢ４０−２以外の小型基地局であるＦｅＮＢ４０−１、４０−３乃至４０−ｎに対してはページング信号の送信を行わない。ページング信号を受けとった各基地局は、夫々のセル内にページング信号を送信する。

ｅＮＢ３０−１に在圏するＵＥ２０は、ｅＮＢ３０−１を介してページング信号を受信した後、ｅＮＢ３０−１に対してページング応答信号を返送することにより、ＭＭＥ１０はＵＥ２０がどの基地局に在圏しているかを認識し、該当する基地局を介して下りパケットを送信することが可能となる。

この後、ＵＥ２０がＴＡ＃１内でハンドオーバを行い、ＦｅＮＢ４０−２に在圏する場合であっても、ＭＭＥ１０は、ｅＮＢ３０−１及び３０−２並びにＦｅＮＢ４０−２に対してページングを行うため、ＵＥ２０は好適にページング信号を受信することが出来る。

上述した一連の処理によれば、ＴＡ＃１内の基地局の内、全てのｅＮＢ３０−１及び３０−２、並びにＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０−２に対してページング信号が送信される。このため、ＴＡ＃１内の全ての基地局に対してページング信号を送信する場合に比べて、ネットワーク内でのトラフィックを大幅に抑制することが出来る。特に、ＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎは、ＴＡ＃１内に数多く配置されることが予測されるため、第１実施形態に係るページング処理によれば、ＭＭＥ１０の処理負担を大幅に削減することに繋がり、ネットワーク運営上非常に有益である。

尚、上述した説明では、ＵＥ２０がＴＡ＃１内のｅＮＢ３０−１に在圏することになった場合の例について説明した。しかし、ＵＥ２０がＴＡ＃１内の他の接続可能な基地局（つまり、ｅＮＢ３０−２及びＦｅＮＢ４０−１乃至ＦｅＮＢ４０−ｎのいずれか）に在圏することになった場合であっても、同様の手順で位置登録処理及びページング処理が実施可能であり、同様の効果を享受可能となる。

また、上述した説明では、ＵＥ２０は、ＴＡ＃１に収容されるＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎの内ＦｅＮＢ４０−２に対してのみ接続可能である場合について説明しているが、その他のＦｅＮＢ４０や複数のＦｅＮＢ４０に対して接続可能であってもよい。このとき、ＨＳＳ５０は、ＵＥ２０に関するユーザ情報として接続可能なＦｅＮＢ４０全てを特定する基地局識別子を有する。また、ＭＭＥ１０は、通知される基地局識別子に従って、ＵＥ２０が接続可能な全てのＦｅＮＢ４０に対してもＦｅＮＢ４０−２と同様にページング信号を送信する。

（２）第２実施形態
続いて、第２実施形態のＵＥ２０の位置登録処理とページング時の処理について図７のシーケンス図を参照して説明する。

具体的には、第２実施形態のＵＥ２０は、ＴＡ＃１において予め設定される接続可能なＦｅＮＢ４０−２を特定する基地局識別子などの情報を位置情報管理部２３内に記憶している。尚、第２実施形態に係る無線通信システム１、ＭＭＥ１０、ＵＥ２０ｅＮＢ３０及びＦｅＮＢ４０の各構成は、上述した第１実施形態の図１乃至図４に示される構成と夫々同様であってよく、以降、図１乃至図４を援用して説明する。また、図５又は図６と同様の処理については説明を省略する。

ＵＥ２０は、在圏しているＴＡがＴＡ＃０からＴＡ＃１へと変化した後に、ｅＮＢ３０−１より送信されるＴＡ識別子により新しいＴＡ＃１を認識する。このときＵＥ２０は、ＴＡ識別子ＴＡ＃１とともに、ＴＡ＃１に収容される接続可能なＦｅＮＢ４０−２を識別する基地局識別子を含む「ＴＡ更新メッセージ」を生成し、ｅＮＢ３０−１へ返送する。ＴＡ識別子及び基地局識別子を含む「ＴＡ更新メッセージ」は、ｅＮＢ３０−１によりＭＭＥ１０へと転送される。

ＭＭＥ１０は、ＨＳＳ５０に対して、ＵＥ２０の位置更新要求のためのＴＡ識別子を含む「位置更新要求メッセージ」を送信する。

ＨＳＳ５０は、「位置更新要求メッセージ」を受信した後に、ＵＥ２０に対する過去に登録されたＴＡ識別子（図の例ではＴＡ＃０）を受信メッセージに含まれているＴＡ識別子（ＴＡ＃１）に更新し、完了通知として「位置更新確認メッセージ」をＭＭＥ５０に対して送信する。

「位置更新確認メッセージ」を受信したＭＭＥ１０は、ＵＥ２０のＴＡ識別子ＴＡ＃１とともに、ＵＥ２０から送信された「ＴＡ更新メッセージ」に含まれるＦｅＮＢ４０−２の基地局識別子をＵＥ情報管理部１２に格納する。また、ｅＮＢ３０−１に対してＴＡ更新の完了通知として「ＴＡ更新確認メッセージ」を送信する。

ｅＮＢ３０−１は、「ＴＡ更新確認メッセージ」を受信した後、該メッセージをＵＥ２０に転送し、位置登録処理を完了する。

その後、ＵＥ２０に対して着信が生じる場合、ＵＥ２０に対する下りパケットが到着したことが、ＭＭＥ１０に通知される。

ＭＭＥ１０は、ＵＥ情報管理部１２よりＵＥ２０が在圏するＴＡを示すＴＡ識別子及びＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０を示す基地局識別子を検索し、ＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０−２を特定する。そしてＭＭＥ１０は、ＴＡ＃１を形成するｅＮＢ３０−１及び３０−２並びに検索された基地局識別子により特定されるＦｅＮＢ４０−２に対してページング信号を送信する。このとき、ＭＭＥ１０は、ＦｅＮＢ４０−２以外の小型基地局であるＦｅＮＢ４０−１、４０−３乃至４０−ｎに対してはページング信号の送信を行わない。ページング信号を受けとった各基地局は、夫々のセル内にページング信号を送信する。

ｅＮＢ３０−１に在圏するＵＥ２０は、ｅＮＢ３０−１を介してページング信号を受信した後、ｅＮＢ３０−１に対してページング応答信号を返送することにより、ＭＭＥ１０はＵＥ２０がどの基地局に在圏しているかを認識し、該当する基地局を介して下りパケットを送信することが可能となる。

この後、ＵＥ２０がＴＡ＃１内でハンドオーバを行い、ＦｅＮＢ４０−２に在圏する場合であっても、ＭＭＥ１０は、ｅＮＢ３０−１及び３０−２並びにＦｅＮＢ４０−２に対してページングを行うため、ＵＥ２０は好適にページング信号を受信することが出来る。

上述した一連の処理によれば、第１実施形態と同様にＴＡ＃１内の基地局の内、全てのｅＮＢ３０−１及び３０−２、並びにＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０−２に対してページング信号が送信される。このため、ＨＳＳ５０がＵＥ２０ごとに対応する小型基地局ＦｅＮＢ４０−１乃至４０−ｎの基地局識別子を認識していない場合であっても、第１実施形態と同様の効果を享受可能である。

（３）第３実施形態
続いて、第３実施形態のＵＥ２０の位置登録処理とページング時の処理について図８のシーケンス図を参照して説明する。第３実施形態では、ＴＡ＃１において接続可能なＦｅＮＢ４０−２を特定する基地局識別子などの情報をＵＥ２０が有しておらず、またＨＳＳ５０においても該情報が登録されていない場合が想定される。このとき、ＭＭＥ１０は、以下に示す手順によりＵＥ２０が接続可能であるとともに在圏するＦｅＮＢ４０（図８の例ではＦｅＮＢ４０−２）の基地局識別子を特定する。また、第３実施形態では、ＵＥ２０がＦｅＮＢ４０−２に在圏した際に、ＵＥ２０とＦｅＮＢ４０−２とＭＭＥ１０との間で疑似的にＴＡ更新時と同様のメッセージ送信が行われることで、ＭＭＥ１０に対してＦｅＮＢ４０−２の基地局識別子を通知している。このような処理について、図８のシーケンス図では、ＵＥ２０が在圏しているＴＡがＴＡ＃０からＴＡ＃１へと変化し、且つＵＥ２０が在圏している基地局がｅＮＢ３０−１からＦｅＮＢ４０−２へと変化した場合の処理について説明している。

尚、第３実施形態に係る無線通信システム１、ＭＭＥ１０、ＵＥ２０ｅＮＢ３０及びＦｅＮＢ４０の各構成は、上述した第１実施形態の図１乃至図４に示される構成と夫々同様であってよく、以降、図１乃至図４を援用して説明する。また、図５乃至図７と同様の処理については説明を省略する。

ＵＥ２０は、在圏しているＴＡがＴＡ＃０からＴＡ＃１へと変化した後に、ｅＮＢ３０−１より送信されるＴＡ識別子により新しいＴＡ＃１を認識する。このときＵＥ２０は、ＴＡ識別子ＴＡ＃１を含む「ＴＡ更新メッセージ」を生成し、ｅＮＢ３０−１へ送信する。ＴＡ識別子ＴＡ＃１を含む「ＴＡ更新メッセージ」は、ｅＮＢ３０−１によりＭＭＥ１０へと転送される。

ＭＭＥ１０は、ＨＳＳ５０に対して、ＵＥ２０の位置更新要求のためのＴＡ識別子を含む「位置更新要求メッセージ」を送信する。

ＨＳＳ５０は、「位置更新要求メッセージ」を受信した後に、ＵＥ２０に対する過去に登録されたＴＡ識別子（図の例ではＴＡ＃０）を受信メッセージに含まれているＴＡ識別子（ＴＡ＃１）に更新し、完了通知として「位置更新確認メッセージ」をＭＭＥ５０に対して送信する。

「位置更新確認メッセージ」を受信したＭＭＥ１０は、ＵＥ２０のＴＡ識別子ＴＡ＃１をＵＥ情報管理部１２に格納して、ｅＮＢ３０−１に対してＴＡ更新の完了通知として「ＴＡ更新確認メッセージ」を送信する。

ｅＮＢ３０−１は、「ＴＡ更新確認メッセージ」を受信した後、該メッセージをＵＥ２０に転送し、位置登録処理を完了する。

続いて、ＵＥ２０は、ＵＥ２０が在圏している基地局がｅＮＢ３０−１からＦｅＮＢ４０−２に変更した後に、疑似的にＴＡ更新時と同様の位置登録処理を行う。

３ＧＰＰ規格の下では、ｅＮＢ３０及びＦｅＮＢ４０は、該ｅＮＢ３０及びＦｅＮＢ４０の基地局識別子を在圏するＵＥ２０に対して報知情報として常時同報している。そこで、ＵＥ２０は、ＦｅＮＢ４０−２から送信される報知情報に含まれる基地局識別子を解析することにより、在圏する基地局が変更されたことを認識すると、ＴＡ識別子ＴＡ＃１を含む「ＴＡ更新メッセージ」をＦｅＮＢ４０−２へ送信する。かかる「ＴＡ更新メッセージ」はダミーのメッセージであって、ＵＥ２０が同一のＴＡ＃１に収容される基地局間でを移動する場合であっても、移動先のＦｅＮＢ４０に対して送信する。

続いて、ＴＡ識別子ＴＡ＃１を含む「ＴＡ更新メッセージ」を受信したＦｅＮＢ４０−２は、自身を特定する基地局識別子を「ＴＡ更新メッセージ」に追加し、ＭＭＥ１０へ転送する。

「ＴＡ更新メッセージ」を受信したＭＭＥ１０は、該「ＴＡ更新メッセージ」に含まれるＦｅＮＢ４０−２の基地局識別子をＵＥ情報管理部１２に格納する。そして、ＭＭＥ１０は、ＦｅＮＢ４０−２に対して、ＴＡ更新の完了通知として「ＴＡ更新確認メッセージ」を送信する。尚、このとき、ＭＭＥ１０は、受信した「ＴＡ更新メッセージ」に含まれるＴＡ識別子がメッセージ受信前と変化していない場合、ＨＳＳ５０に対して「位置更新要求メッセージ」を送信しないことを選択してもよい。

その後、ＵＥ２０に対して着信が生じる場合、ＵＥ２０に対する下りパケットが到着したことが、ＭＭＥ１０に通知される。

ＭＭＥ１０は、ＵＥ情報管理部１２よりＵＥ２０が在圏するＴＡを示すＴＡ識別子及びＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０を示す基地局識別子を検索し、ＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０−２を特定する。そしてＭＭＥ１０は、ＴＡ＃１を形成するｅＮＢ３０−１及び３０−２並びに検索された基地局識別子により特定されるＦｅＮＢ４０−２に対してページング信号を送信する。このとき、ＭＭＥ１０は、ＦｅＮＢ４０−２以外の小型基地局であるＦｅＮＢ４０−１、４０−３乃至４０−ｎに対してはページング信号の送信を行わない。ページング信号を受けとった各基地局は、夫々のセル内にページング信号を送信する。

ＦｅＮＢ４０−２に在圏するＵＥ２０は、ＦｅＮＢ４０−２を介してページング信号を受信した後、ＦｅＮＢ４０−２に対してページング応答信号を返送することにより、ＭＭＥ１０はＵＥ２０がどの基地局に在圏しているかを認識し、該当するＦｅＮＢ４０−２を介して下りパケットを送信することが可能となる。

上述した一連の処理によれば、ＴＡ＃１内の基地局の内、全てのｅＮＢ３０−１及び３０−２、並びにＵＥ２０が接続可能なＦｅＮＢ４０−２に対してページング信号が送信される。このため、ＴＡ＃１内の全ての基地局に対してページング信号を送信する場合に比べて、ネットワーク内でのトラフィックを大幅に抑制することが出来る。

第３実施形態では、ＵＥ２０がいずれかの小型基地局ＦｅＮＢ４０に在圏する際に、ＭＭＥ１０に対して在圏するＦｅＮＢ４０を示す基地局識別子を通知可能となる。このため、ＵＥ２０に対応するＦｅＮＢ４０が予め設定されていない場合や、ＵＥ２０及びＨＳＳ５０において対応ＦｅＮＢ４０の基地局識別子が参照出来ない場合であっても、好適に在圏するＦｅＮＢ４０を特定可能となる。このため、不特定のＵＥ２０が使用可能なＦｅＮＢ４０に対しても、ＵＥ２０が在圏していることを確認することが可能となる。

上述した様に、第１乃至第３実施形態によれば、送信電力が相対的に小さいがゆえに、ｅＮＢ３０に比べてより多くのＦｅＮＢ４０が位置登録エリア内に配置されることが想定される場合であっても、ＦｅＮＢ４０の全てに対してページング信号が送信されることがなくなる。このため、ページング時のネットワークのトラフィックを好適に抑制することが可能となる。

更に、第１乃至第３実施形態によれば、ＦｅＮＢ４０の夫々に対して個別のＴＡを割り当てる必要がなく、比較的狭いＦｅＮＢ４０のセルをＵＥ２０が出入りする度に位置登録を行う必要もない。このことは、トラフィックを抑制する上で有益である。

尚、上述した説明では、ＵＥ２０からＭＭＥ１０へのＦｅＮＢ４０−２の基地局識別子の通知のために、通常の位置登録の際にＵＥ２０が送信する「ＴＡ更新メッセージ」と同様のＴＡ ｕｐｄａｔｅのメッセージ要素を使用している。しかし、ＦｅＮＢ４０−２の基地局識別子を通知可能であれば、その他のメッセージを用いてもよい。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なう無線通信システム、通信制御方法、移動管理装置、移動端末及び基地局などもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１ 無線通信システム、
１０ 移動管理装置（ＭＭＥ）、
１１ ＴＡ情報管理部、
１２ ＵＥ情報管理部、
１３ 制御部、
１４ ページング管理部、
２０ 移動端末（ＵＥ）、
３０ 基地局（ｅＮＢ）、
４０ 小型基地局（ＦｅＮＢ）、
５０ ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）。

Claims (10)

1. 第１の基地局及び該第１の基地局より送信電力の小さい１つ以上の第２の基地局と、前記第１の基地局及び前記１つ以上の第２の基地局を収容する位置登録エリアにおける移動端末の位置を管理する移動管理装置とを備える無線通信システムであって、
   前記移動管理装置は、
   前記１つ以上の第２の基地局からページング信号を送信する少なくとも一部の第２の基地局を選択する選択手段と、
   前記位置登録エリアに収容される前記第１の基地局及び選択される前記少なくとも一部の第２の基地局を介して前記移動端末へのページング信号を送信するページング手段と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記移動管理装置は、前記移動端末が在圏する前記第２の基地局を特定する基地局情報を格納する格納手段を備え、
   前記選択手段は、前記格納手段に格納される前記基地局情報を参照することで、前記ページング信号を送信する前記少なくとも一部の第２の基地局を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記移動端末は、当該移動端末が在圏する前記第２の基地局を特定する基地局情報を前記移動管理装置へ通知する第１通知手段を備え、
   前記選択手段は、前記第１通知手段により通知される前記基地局情報を参照することで、前記ページング信号を送信する前記少なくとも一部の第２の基地局を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記第１通知手段は、前記移動管理装置が管理する前記位置登録エリアに前記移動端末が在圏する場合、前記基地局情報を前記移動管理装置へ通知することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記１つ以上の第２の基地局は、前記移動端末が当該１つ以上の第２の基地局に在圏する場合、前記移動端末が在圏する当該１つ以上の第２の基地局を特定する基地局情報を前記移動管理装置へ通知する第２通知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
6. 前記位置登録エリアにおいて、前記第２の基地局は、前記第１の基地局より多く配置されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
7. 第１の基地局及び該第１の基地局より送信電力の小さい１つ以上の第２の基地局と、前記第１の基地局及び前記１つ以上の第２の基地局を収容する位置登録エリアにおける移動端末の位置を管理する移動管理装置とを備える無線通信システムにおける通信制御方法であって、
   前記１つ以上の第２の基地局からページング信号を送信する少なくとも一部の第２の基地局を選択する選択工程と、
   前記位置登録エリアに収容される前記第１の基地局及び選択される前記少なくとも一部の第２の基地局を介して前記移動端末へのページング信号を送信するページング工程と
   を備えることを特徴とする通信制御方法。
8. 第１の基地局及び該第１の基地局より送信電力の小さい１つ以上の第２の基地局を収容する位置登録エリアにおける移動端末の位置を管理する移動管理装置であって、
   前記１つ以上の第２の基地局からページング信号を送信する少なくとも一部の第２基地局を選択する選択手段と、
   前記位置登録エリアに収容される前記第１の基地局及び選択される前記少なくとも一部の第２の基地局を介して前記移動端末へのページング信号を送信するページング手段と
   を備えることを特徴とする移動管理装置。
9. 第１の基地局及び該第１の基地局より送信電力の小さい１つ以上の第２の基地局と、前記第１の基地局及び前記１つ以上の第２の基地局を収容する位置登録エリアにおける移動端末の位置を管理する移動管理装置とを備える無線通信システムにおける移動端末であって、
   前記１つ以上の第２の基地局のうち当該移動端末を収容する前記第２の基地局を特定する基地局情報を前記移動管理装置へ通知する第１通知手段を備えることを特徴とする移動端末。
10. 無線通信システムにおける位置登録エリアに、１つ以上収容される基地局であって、
    当該１つ以上の基地局のいずれかに移動端末が在圏する場合、該移動端末が在圏する基地局を特定する基地局情報を、前記位置登録エリアにおける前記移動端末の位置を管理する移動管理装置へ通知する通知手段を備えることを特徴とする基地局。

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