JP2011211619A - 通信制御装置、端末装置、無線通信システム、無線通信方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の異なる通信事業者と契約した端末装置に高速な通信環境を提供する。
【解決手段】端末装置１００と通信する無線通信部２１０と、ネットワーク４００を介して、複数のゲートウェイ装置６１０のうちのいずれかに接続し、端末装置１００とゲートウェイ装置６１０との通信を中継するネットワーク通信部２２０と、ネットワーク通信部２２０が接続するゲートウェイ装置６１０を切り替える制御部２３０とを備える通信制御装置２００を提供する。
【選択図】図５

Description

本発明は、通信制御装置、端末装置、無線通信システム、無線通信方法およびプログラムに関する。

近年、携帯電話等の端末装置がより高速な無線通信を行うために、屋内用小型基地局（以下、フェムトセル基地局）が実用化されている。フェムトセル基地局は、従来の基地局よりもさらに狭いカバレッジ内の端末装置と無線通信を行い、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）、ＣＡＴＶ（Cable Television）等のブロードバンド回線（以下、ＢＢ回線）を介してインターネットへの接続を中継する基地局であり、例えば特許文献１に記載されている。

上記のフェムトセル基地局を用いたインターネット接続では、フェムトセル基地局と携帯電話との距離が小さいため、無線通信における信号対雑音の比が大きくなる。また、カバレッジが狭いため、同じフェムトセル基地局で無線リソースを共有する他の端末装置も少ない。従って、端末装置からマクロセル等の基地局までの無線通信がしばしばボトルネックとなる従来のインターネット接続と比較して高いスループットを得ることができる。

ここで、フェムトセル基地局は、ＢＢ回線を介して、コアネットワークのゲートウェイ装置に接続されている。コアネットワークを運用する通信事業者と契約をしたユーザの端末装置だけが、フェムトセル基地局およびゲートウェイ装置を経由してコアネットワークに接続することができる。

また、コアネットワークは、異なる通信事業者によって運用されるものが複数存在する。そのため、フェムトセル基地局がゲートウェイ装置を介して接続可能なコアネットワークを運用する通信事業者とは異なる他の通信事業者と契約をしたユーザの端末装置が、フェムトセル基地局のカバレッジに存在することもありうる。

かかる場合、他の通信事業者と契約をしたユーザの端末装置は、フェムトセル基地局を利用することはできず、マクロセル基地局等の他の基地局を利用するか、他の通信事業者用のフェムトセル基地局を別途設置してそれを利用することになる。

国際公開第２００６／５４３４１号

しかし、フェムトセル基地局は、ハードウェア的には異なった通信事業者が運用するコアネットワークのゲートウェイ装置にも接続可能である。にもかかわらず、フェムトセル基地局には接続先のゲートウェイ装置を切り替える機能がないために、フェムトセル基地局と通信をしている端末装置がカバレッジにない場合であっても、代わりに他の通信事業者と契約をしたユーザの端末装置をコアネットワークのゲートウェイ装置に接続することはできず、ハードウェア資源を十分に活用できていないという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数の異なる通信事業者と契約した端末装置に高速な通信環境を提供することが可能な、新規かつ改良された通信制御装置、端末装置、無線通信システム、無線通信方法およびプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、端末装置と通信する無線通信部と、ネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかに接続し、上記端末装置と上記ゲートウェイ装置との通信を中継するネットワーク通信部と、上記ネットワーク通信部が接続する上記ゲートウェイ装置を切り替える制御部とを備える通信制御装置が提供される。

かかる構成により、１つの通信制御装置が、状況に応じて、接続するゲートウェイ装置を切り替えることが可能となり、より多くの端末装置に利用の機会を提供することで、通信制御装置のハードウェア資源を有効に利用することができる。

上記制御部は、さらに、上記無線通信部が上記端末装置との通信に用いる周波数帯域を切り替えてもよい。

上記制御部は、上記無線通信部と通信している上記端末装置の状態に基づいて、上記ネットワーク通信部が接続する上記ゲートウェイ装置を切り替えてもよい。

上記制御部は、上記端末装置がデータ通信を行わない状態である場合に、所定の時間待機し、上記待機の後に、上記端末装置がデータ通信を行わない状態であるとき、上記ネットワーク通信部が接続する上記ゲートウェイ装置を切り替えてもよい。

上記通信制御装置は、上記無線通信部と通信を行っていない他の端末装置の発する電波を測定する測定部をさらに備え、上記制御部は、上記端末装置がデータ通信を行わない状態である場合に、上記測定部に測定を開始させ、上記測定の後に、上記端末装置がデータ通信を行わない状態であり、かつ上記測定により上記他の端末装置の発する電波が検出されたとき、上記ネットワーク通信部が接続する上記ゲートウェイ装置を切り替えてもよい。

上記制御部は、上記通信制御装置の外部からの指示に基づいて、上記ネットワーク通信部が接続する上記ゲートウェイ装置を切り替えてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、通信制御装置と通信する無線通信部を備え、上記通信制御装置およびネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかに接続され、上記通信制御装置によって、接続される上記ゲートウェイ装置が切り替えられる端末装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、端末装置と、上記端末装置と通信する無線通信部と、ネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかに接続し、上記端末装置と上記ゲートウェイ装置との通信を中継するネットワーク通信部と、上記ネットワーク通信部が接続する上記ゲートウェイ装置を切り替える制御部とを備える通信制御装置とを含む無線通信システムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、端末装置と通信するステップと、ネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかのゲートウェイ装置に接続し、上記端末装置と上記ゲートウェイ装置との通信を中継するステップと、ネットワークを介して、上記複数のゲートウェイ装置のうちの別のゲートウェイ装置に切り替えて接続し、上記端末装置と上記別のゲートウェイ装置との通信を中継するステップとを含む通信制御方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、端末装置と通信する手段、ネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかのゲートウェイ装置に接続し、上記端末装置と上記ゲートウェイ装置との通信を中継する手段、およびネットワークを介して、上記複数のゲートウェイ装置のうちの別のゲートウェイ装置に切り替えて接続し、上記端末装置と上記別のゲートウェイ装置との通信を中継する手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、複数の異なる通信事業者と契約した端末装置に高速な通信環境を提供することができる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 図１の無線通信システムに適用されるアーキテクチャを示す図である。 図２のアーキテクチャにおいて行われる位置登録の手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態に係る端末装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る通信制御装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る通信制御装置が行う初期処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る管理サーバに格納されている情報の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る管理サーバに格納されている他の情報の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る通信制御装置から管理サーバに送られる測定結果の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る通信制御装置に格納されている情報の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る通信制御装置におけるゲートウェイ切り替え処理の第１の形態を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る通信制御装置におけるゲートウェイ切り替え処理の第２の形態を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る通信制御装置におけるゲートウェイ切り替え処理の第３の形態を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じて携帯電話１００Ａ，１００Ｂのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、携帯電話１００Ａ，１００Ｂを特に区別する必要が無い場合には、単に携帯電話１００と称する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本発明の実施形態に係る無線通信システム
１−１．無線通信システムの構成
１−２．システムにおける位置登録処理
１−３．システムにおけるゲートウェイ切り替え処理
２．本発明の実施形態に係る端末装置
３．本発明の実施形態に係る通信制御装置
３−１．通信制御装置の構成
３−２．通信制御装置における初期処理
３−２．通信制御装置における端末装置の管理
３−３．通信制御装置におけるゲートウェイ切り替え処理
３−３−１．第１の形態
３−３−２．第２の形態
３−３−３．第３の形態
４．補足

＜１．本発明の実施形態に係る無線通信システム＞
［１−１．無線通信システムの構成］
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０を示す図である。無線通信システム１０は、携帯電話１００Ａ，１００Ｂ、フェムトセル基地局２００、マクロセル基地局３００、ネットワーク４００、管理サーバ５００、コアネットワーク６００Ａ，６００Ｂおよびゲートウェイ装置６１０Ａ，６１０Ｂを含む。

携帯電話１００Ａ，１００Ｂは、本発明の実施形態に係る端末装置である。携帯電話１００Ａ，１００Ｂは、ともにフェムトセル基地局２００のカバレッジ内に位置している。携帯電話１００Ａのユーザは、コアネットワーク６００Ａを運用する通信事業者と契約している。また、携帯電話１００Ｂのユーザは、コアネットワーク６００Ｂを運用する通信事業者と契約している。

フェムトセル基地局２００は、本発明の実施形態に係る通信制御装置である。フェムトセル基地局２００は、携帯電話１００Ａと無線通信を行い、ネットワーク４００を介して、コアネットワーク６００Ａのゲートウェイ装置６１０Ａに接続し、携帯電話１００Ａとゲートウェイ装置６１０Ａとの通信を中継している。

また、フェムトセル基地局２００は、一定の条件の下に接続先をコアネットワーク６００Ｂのゲートウェイ装置６１０Ｂに切り替え、さらに無線通信の対象を携帯電話１００Ｂに切り替えることができる。

マクロセル基地局３００は、そのカバレッジにフェムトセル基地局２００のカバレッジを包含する、従来型の基地局である。マクロセル基地局３００は、携帯電話１００Ｂと無線通信を行い、携帯電話１００Ｂとコアネットワーク６００Ｂとの通信を中継している。

ネットワーク４００は、例えばＢＢ回線による高速な通信路を提供するＩＳＰ（Internet Service Provider）のネットワークを含むインターネット上のネットワークである。ネットワーク４００上には、必要に応じて、フェムトセル基地局２００を管理する管理サーバ５００が設けられる。

管理サーバ５００は、フェムトセル基地局２００に対して、例えばフェムトセル基地局２００を介して通信することが契約上可能な端末装置の情報や、フェムトセル基地局が接続できるゲートウェイ装置６１０のアドレスについての情報などを提供する。

コアネットワーク６００Ａ，６００Ｂは、電話サービスやデータ通信サービスを提供する携帯電話事業者のネットワークである。図示されているのはコアネットワーク６００Ａ，６００Ｂの２つだが、さらに多くのコアネットワークが存在してもよい。

ゲートウェイ装置６１０Ａ，６１０Ｂは、それぞれコアネットワーク６００Ａ，６００Ｂとフェムトセル基地局２００とを接続する。図示されているのはコアネットワークごとに１つのゲートウェイ装置だが、１つのコアネットワークが、フェムトセル基地局が存在する地域等によって異なる複数のゲートウェイ装置を備えてもよい。

図２は、図１の無線通信システム１０に適用される、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で規格化された通信システムのアーキテクチャを示す図である。図示されているネットワークノードのうち、ＵＥ（User Equipment）は携帯電話１００に、ＨＮＢ（Home NodeB）はフェムトセル基地局２００に、ＨＮＢ ＧＷ（HNB Gateway）はゲートウェイ装置６１０に、それぞれ対応する。

また、ＭＳＣ／ＶＬＲ（Mobile Switching Center/Visitor Location Register）、ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）およびＨＬＲ／ＨＳＳ（Home Location Register/Home Subscriber Server）は、いずれもコアネットワーク６００内のノードである。

［１−２．システムにおける位置登録処理］
図３は、図２で示したアーキテクチャにおいて、ＵＥ（携帯電話１００）が位置登録されるまでの通信を示すシーケンス図である。

まず、ＨＮＢ（フェムトセル基地局２００）が送信している報知情報を、ＵＥが受信する（ステップＳ１０１）。次に、ＵＥは報知情報を復号する（ステップＳ１０３）。ここで、ＵＥは、ＨＮＢに対して無線リソース接続要求を送信する（ステップＳ１０５）。さらにＨＮＢはＵＥに対して無線リソース設定要求（ステップＳ１０７）を送信し、ＵＥとＨＮＢとの間で無線チャネルが設定される。

次に、ＵＥは、ＨＮＢを介して、ＭＳＣ（コアネットワーク６００内のノード）に位置登録要求を送信する（ステップＳ１０９）。ここで、ＭＳＣは、ＵＥを認証する（ステップＳ１１１）。認証できた場合、ＭＳＣは、ＨＬＲ（コアネットワーク６００内のノード）に位置登録要求を送信する（ステップＳ１１３）。

ここで、ＨＬＲは、ＭＳＣと加入者情報を交換し（ステップＳ１１５）、ＨＬＲはＵＥの位置登録情報を更新する。次に、ＨＬＲは、ＭＳＣに位置登録応答を送信し（ステップＳ１１７）、ＭＳＣは、ＨＮＢを介してＵＥに位置登録応答を送信し（ステップＳ１１９）、ＵＥの位置登録が完了する。

上記の手順により、ＵＥはコアネットワークのＨＬＲに位置登録され、データ通信が可能な状態となる。ここで、ＭＳＣからの位置登録応答は、ＨＮＢを介して送信されるため、ＨＮＢ（フェムトセル基地局２００）は、ＵＥ（携帯電話１００）の位置登録状態を知ることができる。

［１−３．システムにおけるゲートウェイ切り替え処理］
再び図１を参照して、本発明の実施形態に係る情報処理システム１０におけるゲートウェイ切り替え処理について説明する。まず、図３において示されたような手順で、携帯電話１００Ａについて、フェムトセル基地局２００を経由してコアネットワーク６００ＡのＨＬＲに位置登録がされたとする。

ここで、携帯電話１００Ａがフェムトセル基地局２００のカバレッジ外へ移動した場合や、休止状態でデータ通信を行っていない場合、またはユーザが携帯電話１００Ａ等を通じて明示的に切り替えの指示をした場合を考える。

かかる場合、フェムトセル基地局２００は、携帯電話１００Ａからのデータ通信が行われていないことを自ら検知するか、またはユーザからの切り替えの指示を受信する。これらのいずれかを受けて、フェムトセル基地局２００は、接続先をゲートウェイ装置６１０Ａからゲートウェイ装置６１０Ｂに切り替える。

次に、フェムトセル基地局２００は、今度は携帯電話１００Ｂについて、コアネットワーク６００ＢのＨＬＲへの位置登録を中継する。以上により、無線通信システム１０におけるゲートウェイ切り替え処理が完了する。

＜２．本発明の実施形態に係る端末装置＞
図４は、本発明の実施形態に係る端末装置である携帯電話１００の機能構成を示す図である。携帯電話１００は、無線通信部１１０と、ＵＳＩＭ（Universal Subscriber Identity Module）１２０を備える。

無線通信部１１０は、フェムトセル基地局２００等と通信する、アンテナや送受信回路などを含む無線通信インタフェースである。ＵＳＩＭ１２０は、携帯電話１００がコアネットワーク６００のＨＬＲに位置登録されるために必要な、端末ＩＤなどの情報を保持する。

ここで、フェムトセル基地局２００が接続しているゲートウェイ装置６１０Ａを含むコアネットワーク６００Ａを運用する通信事業者が、携帯電話１００のユーザが契約している通信事業者と異なる場合（図１の携帯電話１００Ｂに相当する場合）、携帯電話１００は、ＵＳＩＭ１２０に保持された情報を用いてコアネットワーク６００ＡのＨＬＲに位置登録することができない。この場合、携帯電話１００の無線通信部１１０は、マクロセル基地局３００等と比較的低速な無線通信を行うことになる。

しかし、本発明の実施形態においては、フェムトセル基地局２００が接続先をゲートウェイ装置６１０Ｂに切り替えることがありうる。この場合、ゲートウェイ装置６１０Ｂを含むコアネットワーク６００Ｂを運用している通信事業者が、携帯電話１００のユーザが契約している通信事業者であれば、携帯電話１００は新たに、ＵＳＩＭ１２０に保持された情報を用いてコアネットワーク６００ＢのＨＬＲに位置登録することができる。この場合、携帯電話１００の無線通信部１１０は、フェムトセル基地局２００と高速な無線通信を行うことができる。

＜３．本発明の実施形態に係る通信制御装置＞
［３−１．通信制御装置の構成］
図５は、本発明の実施形態に係る通信制御装置であるフェムトセル基地局２００の機能構成を示す図である。フェムトセル基地局２００は、無線通信部２１０、ネットワーク通信部２２０、制御部２３０、および記憶部２４０を備え、必要に応じて、測定部２５０をさらに備える。

無線通信部２１０は、携帯電話１００と通信する、アンテナや送受信回路などを含む通信インタフェースである。無線通信部２１０が携帯電話１００との通信に用いる周波数は、携帯電話１００のユーザが契約した通信事業者、すなわちフェムトセル基地局２００がゲートウェイ装置６１０を介して接続しているコアネットワーク６００を運用する通信事業者が、無線通信において運用している周波数である。

ネットワーク通信部２２０は、ネットワーク４００と通信する、ＬＡＮ（Local Area Networks）等に接続された通信インタフェースである。ネットワーク通信部２２０は、ネットワーク４００を介してゲートウェイ装置６１０に接続し、携帯電話１００とゲートウェイ装置６１０との通信を中継する。

制御部２３０は、無線通信部２１０およびネットワーク通信部２２０を制御する。具体的には、無線通信部２１０が携帯電話１００との通信に用いる周波数や、ネットワーク通信部２２０がネットワーク４００を介して接続するゲートウェイ装置６１０を決定する。

上記の制御部２３０の機能は、専用のハードウェアによって実現されてもよく、また、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムを実行することで実現されてもよい。プログラムは、記憶部２４０に格納されてもよいし、ネットワーク通信部２２０を通じてネットワーク４００上からダウンロードされてもよい。

記憶部２４０は、制御部２３０の機能に必要な情報を格納する。記憶部２４０の機能は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの二次記憶装置、または光ディスクや半導体メモリ等のリムーバブル記憶媒体を適宜組み合わせて実現される。

測定部２５０は、フェムトセル基地局２００の周辺セルのダウンリンク電波や、フェムトセル基地局２００の周辺にあるが無線通信部２１０とは通信していない他の端末装置のアップリンク電波を測定する。測定部２５０は、測定回路等のハードウェアによって実現されてもよく、また、制御部２３０と同様にＣＰＵがプログラムを実行することで実現されてもよい。

［３−２．通信制御装置における初期処理］
図６は、本発明の実施形態に係る通信制御装置であるフェムトセル基地局２００が行う初期処理を示すフローチャートである。

まず、フェムトセル基地局２００の制御部２３０は、ネットワーク通信部２２０を介して、ネットワーク４００上の管理サーバ５００と通信し、図７に示す端末装置−フェムトセルＩＤリスト５０１から使用可能端末装置リストを、また、図８に示すフェムトセルＩＤ−ゲートウェイリスト５０３から接続先ゲートウェイリストを、それぞれ取得する（ステップＳ２０１）。取得した情報は、記憶部２４０に一時的に格納される。

図７は、管理サーバ５００に格納されている、端末装置−フェムトセルＩＤリスト５０１の例を示す図である。端末装置−フェムトセルＩＤリスト５０１では、携帯電話１００等の端末装置に割り当てられた端末ＩＤごとに、その端末装置が位置登録可能であるフェムトセルのＩＤが対応付けられている。

例えば、図７に示された端末装置−フェムトセルＩＤリスト５０１においては、端末ＩＤ−１が割り当てられた端末装置は、フェムトセルＩＤ−１が割り当てられたフェムトセル基地局、またはフェムトセルＩＤ−２が割り当てられたフェムトセル基地局を介して位置登録することが可能であることが示されている。

上記図６のステップＳ２０１において、管理サーバ５００は、端末装置−フェムトセルＩＤリスト５０１から、フェムトセル基地局２００に割り当てられたフェムトセルＩＤに対応付けられた端末ＩＤを抽出する。フェムトセル基地局２００の制御部２３０は、この抽出結果を、ネットワーク通信部２２０を介して使用可能端末装置リストとして取得する。

図８は、管理サーバ５００に格納されている、フェムトセルＩＤ−ゲートウェイリスト５０３の例を示す図である。フェムトセルＩＤ−ゲートウェイリスト５０３では、フェムトセル基地局に割り当てられたフェムトセルＩＤごとに、そのフェムトセル基地局の位置情報、接続可能なゲートウェイ装置（○印がついているのはデフォルト接続先）のネットワークアドレス、および、周波数の情報が対応付けられている。

例えば、図８に示されたフェムトセルＩＤ−ゲートウェイリスト５０３においては、フェムトセルＩＤ−１が割り当てられたフェムトセル基地局は、３５°４０’Ｎ、１３９°４６’Ｅの場所に設置されていて、フェムトセルＧＷ−１、フェムトセルＧＷ−２、フェムトセルＧＷ−３のいずれかのゲートウェイ装置に接続することが可能であることが示されている。

さらに、フェムトセルＩＤ−ゲートウェイリスト５０３においては、フェムトセルＩＤ−１が割り当てられたフェムトセル基地局がデフォルトで接続するゲートウェイ装置はフェムトセルＧＷ−１であり、フェムトセルＧＷ−１のネットワークアドレスは「１９２，０，ｘｘ，ｘｘ」であり、フェムトセルＧＷ−１に接続されるフェムトセル基地局が端末装置との無線通信に使用できる周波数は、周波数１，２，３のうちのいずれかであることが示されている。

上記図６のステップＳ２０１において、管理サーバ５００は、フェムトセルＩＤ−ゲートウェイリスト５０３から、フェムトセル基地局２００に割り当てられたフェムトセルＩＤに対応付けられた情報を抽出する。フェムトセル基地局２００の制御部２３０は、この抽出結果を、ネットワーク通信部２２０を介して接続先ゲートウェイリストとして取得する。

次に、フェムトセル基地局２００の制御部２３０は、ステップＳ２０１で管理サーバ５００から取得した接続ゲートウェイリストからデフォルト接続先のゲートウェイ装置６１０（図８において○印で示されている）とそのネットワークアドレスを判断し、当該ゲートウェイ装置６１０にネットワーク通信部２２０を接続する（ステップＳ２０３）。

次に、測定部２５０は、上記の接続先ゲートウェイリストから、デフォルト接続先のゲートウェイ装置６１０に対して用いることができる周波数帯域の情報を取得し、その全帯域にわたって、周辺セルのダウンリンクの測定を行う（ステップＳ２０５）。

さらに、測定部２５０は、測定されたダウンリンクの拡散コードをサーチするなどして、周辺セルの使用周波数と電波強度を特定し、ネットワーク通信部２２０を介して、図９に示す測定結果５０５のような形で管理サーバ５００に報告する。報告を受けた管理サーバ５００は、測定結果に基づいて、周辺セルとの干渉が少ない周波数および拡散コードを選択し、フェムトセル基地局２００に通知する。

通知を受けたフェムトセル基地局２００の制御部２３０は、ダウンリンク周波数および拡散コードを上記通知に基づいて設定し、無線通信部２１０を通じて報知情報等の送信を開始する（ステップＳ２０７）。

図９は、上記のステップＳ２０７において、測定部２５０から管理サーバ５００に報告される測定結果５０５の例である。測定結果５０５においては、フェムトセルＩＤ−１が割り当てられたフェムトセル基地局２００の周辺セル測定結果が示されている。

管理サーバ５００は、図９の測定結果５０５から、例えば、フェムトセル基地局２００の測定部２５０が、周波数１，３，５，６で測定を行ったこと、そのうち周波数１では、周辺セルによって拡散コード２，３，４で通信が行われていること、および、各周波数の各拡散コードにおける電波強度の時間変化を読み取ることができる。

［３−２．通信制御装置における端末装置の管理］
上記で図６により示した初期処理の後、図３で示したような手続により、フェムトセル基地局２００のカバレッジにある携帯電話１００等の端末装置が、フェムトセル基地局２００を介してコアネットワーク６００内のノードに位置登録することが可能になる。

ここで、フェムトセル基地局２００に位置登録はされたが、データ通信を行っていない状態の端末装置を、アイドル状態の端末装置という。また、位置登録され、データ通信を行っている状態の端末装置をアクティブ状態の端末装置という。

フェムトセル基地局２００の制御部２３０は、無線通信部２１０およびネットワーク通信部２２０を介した上記位置登録およびデータ通信を監視する。かかる監視により、制御部２３０は、フェムトセル基地局２００を介して位置登録されている端末装置のうち、アイドル状態の端末装置と、アクティブ状態の端末装置とを識別する。識別されたアイドル状態の端末装置およびアクティブ状態の端末装置の情報は、記憶部２４０において格納および更新される。

図１０は、フェムトセル基地局２００の記憶部２４０に格納されるステータス情報２０１の例を示す図である。ステータス情報２０１には、図６のステップＳ２０１で取得された使用可能端末装置リストおよび接続先ゲートウェイリストに加え、アイドル端末装置とアクティブ端末装置のリストが含まれる。

上記のステータス情報２０１は、位置登録やデータ通信に基づいて更新される。すなわち、位置登録が行われた場合、アイドル端末装置リストに端末ＩＤが追加され、データ通信が行われた場合、アクティブ端末装置リストに端末ＩＤが移動され、データ通信が終了した場合、再びアイドル端末装置リストに端末ＩＤが移動され、さらに、位置登録が解除された場合、アイドル端末装置リストから端末ＩＤが削除される。

［３−３．通信制御装置におけるゲートウェイ切り替え処理］
（３−３−１．第１の形態）
図１１は、本発明の実施形態に係る通信制御装置であるフェムトセル基地局２００における、ゲートウェイ切り替え処理の第１の形態を示すフローチャートである。

なお、以下の各形態の説明は、図１の無線通信システム１０の状態、すなわち、フェムトセル基地局２００はゲートウェイ装置６１０Ａに接続し、携帯電話１００Ａがフェムトセル基地局２００を介してコアネットワーク６００ＡのＨＬＲに位置登録している状態から開始されるものとする。

位置登録された携帯電話１００Ａ等の端末装置の通信を中継している状態において、フェムトセル基地局２００の制御部２３０は、記憶部２４０に格納された図１０のステータス情報２０１を監視し、アクティブ端末装置があるか否か判断する（Ｓ３０１）。

ここで、アクティブ端末装置がない場合、制御部２３０はタイマー等により所定の時間の待機に入る（ステップＳ３０３）。待機終了時までアクティブ端末装置がない状態が続いた場合（ステップＳ３０５）、制御部２３０は、ネットワーク通信部２２０の接続先を切り替える。

この切り替えにおいて、制御部２３０は、記憶部２４０に格納された図１０のステータス情報２０１から、接続可能な他のゲートウェイ装置６１０Ｂのネットワークアドレスを取得し、ネットワーク通信部２２０の接続先をゲートウェイ装置６１０Ａからゲートウェイ装置６１０Ｂに切り替える（ステップＳ３０７）。

次に、測定部２５０は、記憶部２４０に格納された図１０のステータス情報２０１から、新たに接続先となったゲートウェイ装置６１０Ｂに対して用いることができる周波数帯域の情報を取得し、その全帯域にわたって、周辺セルのダウンリンクの測定を行う（ステップＳ３０９）。

さらに、測定部２５０は、測定されたダウンリンクの拡散コードをサーチするなどして、周辺セルの使用周波数と電波強度を特定し、ネットワーク通信部２２０を介して、管理サーバ５００に報告する。報告を受けた管理サーバ５００は、測定結果に基づいて、周辺セルとの干渉が少ない周波数および拡散コードを選択し、フェムトセル基地局２００に通知する。

通知を受けたフェムトセル基地局２００の制御部２３０は、無線通信部２１０のダウンリンク周波数および拡散コードを上記通知に基づいて切り替え、無線通信部２１０を通じて報知情報等の送信を開始する（ステップＳ３１１）。

この後、上記報知情報を受信した携帯電話１００Ｂが、フェムトセル基地局２００を介してゲートウェイ装置６１０Ｂに接続し、コアネットワーク６００ＢのＨＬＲに位置登録することが可能になる。

（３−３−２．第２の形態）
図１２は、本発明の実施形態に係る通信制御装置であるフェムトセル基地局２００における、ゲートウェイ切り替え処理の第２の形態を示すフローチャートである。

位置登録された携帯電話１００Ａ等の端末装置の通信を中継している状態において、フェムトセル基地局２００の制御部２３０は、記憶部２４０に格納された図１０のステータス情報２０１を監視し、アクティブ端末装置があるかどうか判断する（Ｓ４０１）。

ここで、アクティブ端末装置がなかった場合、測定部２５０は、無線通信部２１０が用いる通信方式に割り当てられている、アップリンク用の周波数帯域の全帯域にわたって、アップリンクの測定を行う（ステップＳ４０３）。

ここで測定されるアップリンクは、フェムトセル基地局２００とは通信をしていない携帯電話１００Ｂ等の他の端末装置、すなわち、フェムトセル基地局２００のカバレッジ内にあるにもかかわらず、マクロセル基地局３００等の他の基地局と通信している端末装置によるアップリンクである。

測定終了時までアクティブ端末装置がない状態が続いた場合（ステップＳ４０５）で、上記のステップＳ４０３で測定されたアップリンクがある場合（ステップＳ４０７）、制御部２３０は、ネットワーク通信部２２０の接続先を切り替える。

この切り替えにおいて、制御部２３０は、記憶部２４０に格納された図１０のステータス情報２０１から、上記のステップＳ４０３で測定されたアップリンクの周波数を用いることができるゲートウェイ装置、例えばゲートウェイ装置６１０Ｂのネットワークアドレスを取得し、ネットワーク通信部２２０の接続先をゲートウェイ装置６１０Ａからゲートウェイ装置６１０Ｂに切り替える（ステップＳ４０９）。

次に、測定部２５０は、記憶部２４０に格納された図１０のステータス情報２０１から、新たに接続先となったゲートウェイ装置６１０Ｂに対して用いることができる周波数帯域の情報を取得し、その全帯域にわたって、周辺セルのダウンリンクの測定を行う（ステップＳ４１１）。

さらに、測定部２５０は、測定されたダウンリンクの拡散コードをサーチするなどして、周辺セルの使用周波数と電波強度を特定し、ネットワーク通信部２２０を介して、管理サーバ５００に報告する。報告を受けた管理サーバ５００は、測定結果に基づいて、周辺セルとの干渉が少ない周波数および拡散コードを選択し、フェムトセル基地局２００に通知する。

通知を受けたフェムトセル基地局２００の制御部２３０は、無線通信部２１０のダウンリンク周波数および拡散コードを上記通知に基づいて切り替え、無線通信部２１０を通じて報知情報等の送信を開始する（ステップＳ４１３）。

この後、上記報知情報を受信した携帯電話１００Ｂが、フェムトセル基地局２００を介してゲートウェイ装置６１０Ｂに接続し、コアネットワーク６００ＢのＨＬＲに位置登録することが可能になる。

（３−３−３．第３の形態）
図１３は、本発明の実施形態に係る通信制御装置であるフェムトセル基地局２００における、ゲートウェイ切り替え処理の第３の形態を示すフローチャートである。

位置登録された携帯電話１００Ａ等の端末装置の通信を中継している状態において、フェムトセル基地局２００の制御部２３０は、フェムトセル基地局２００の外部から、ネットワーク通信部２２０等を介して受信される切り替えの指示があった場合（Ｓ５０１）、ネットワーク通信部２２０の接続先を切り替える。

ここで、上記の切り替えの指示は、例えばフェムトセル基地局２００への位置登録情報を管理する管理サーバ５００等が行うものでもよく、また携帯電話１００Ａのユーザ自身が行うものでもよい。

この切り替えにおいて、制御部２３０は、記憶部２４０に格納された図１０のステータス情報２０１から、指示された他のゲートウェイ装置６１０Ｂのネットワークアドレスを取得し、ネットワーク通信部２２０の接続先をゲートウェイ装置６１０Ａからゲートウェイ装置６１０Ｂに切り替える（ステップＳ５０３）。

次に、測定部２５０は、記憶部２４０に格納された図１０のステータス情報２０１から、新たに接続先となったゲートウェイ装置６１０Ｂに対して用いることができる周波数帯域の情報を取得し、その全帯域にわたって、周辺セルのダウンリンクの測定を行う（ステップＳ５０５）。

さらに、測定部２５０は、測定されたダウンリンクの拡散コードをサーチするなどして、周辺セルの使用周波数と電波強度を特定し、ネットワーク通信部２２０を介して、管理サーバ５００に報告する。報告を受けた管理サーバ５００は、測定結果に基づいて、周辺セルとの干渉が少ない周波数および拡散コードを選択し、フェムトセル基地局２００に通知する。

通知を受けたフェムトセル基地局２００の制御部２３０は、ダウンリンク周波数および拡散コードを上記通知に基づいて切り替え、無線通信部２１０を通じて報知情報等の送信を開始する（ステップＳ５０７）。

この後、上記報知情報を受信した携帯電話１００Ｂが、フェムトセル基地局２００を介してゲートウェイ装置６１０Ｂに接続し、コアネットワーク６００ＢのＨＬＲに位置登録することが可能になる。

＜４．補足＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、フェムトセル基地局が、使用可能端末装置リストおよび接続先ゲートウェイリストを管理サーバから取得することとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、フェムトセル基地局自身または携帯電話が使用可能端末装置リストおよび接続先ゲートウェイリストに相当する情報を保持してもよい。

また、上記実施形態では、携帯電話はそれぞれ１つのゲートウェイ装置にのみ接続することができることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、携帯電話が複数のゲートウェイ装置に接続することができる契約をユーザが結んでおり、フェムトセル基地局は、携帯電話との無線通信を維持したまま、より条件のよいゲートウェイ装置を選択して接続できるよう設定されていてもよい。かかる構成は、例えば時間帯によってコアネットワークへの接続料金が変動する場合などに有効である。

また、上記実施形態では、フェムトセル基地局は、接続するゲートウェイ装置と無線通信に用いる周波数とを両方変更することとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、フェムトセル基地局は、接続するゲートウェイ装置を切り替えずに、無線通信に用いる周波数だけを切り替えてもよい。

１００ 携帯電話
１１０ 無線通信部
１２０ ＵＳＩＭ
２００ フェムトセル基地局
２１０ 無線通信部
２２０ ネットワーク通信部
２３０ 制御部
２４０ 記憶部
２５０ 測定部
４００ ネットワーク
５００ 管理サーバ
６００ コアネットワーク
６１０ ゲートウェイ装置

Claims (10)

1. 端末装置と通信する無線通信部と；
   ネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかに接続し、前記端末装置と前記ゲートウェイ装置との通信を中継するネットワーク通信部と；
   前記ネットワーク通信部が接続する前記ゲートウェイ装置を切り替える制御部と；
   を備える通信制御装置。
2. 前記制御部は、さらに、前記無線通信部が前記端末装置との通信に用いる周波数帯域を切り替える、請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記制御部は、前記無線通信部と通信している前記端末装置の状態に基づいて、前記ネットワーク通信部が接続する前記ゲートウェイ装置を切り替える、請求項１または２に記載の通信制御装置。
4. 前記制御部は、前記端末装置がデータ通信を行わない状態である場合に、所定の時間待機し、前記待機の後に、前記端末装置がデータ通信を行わない状態であるとき、前記ネットワーク通信部が接続する前記ゲートウェイ装置を切り替える、請求項３に記載の通信制御装置。
5. 前記無線通信部と通信を行っていない他の端末装置の発する電波を測定する測定部をさらに備え、
   前記制御部は、前記端末装置がデータ通信を行わない状態である場合に、前記測定部に測定を開始させ、前記測定の後に、前記端末装置がデータ通信を行わない状態であり、かつ前記測定により前記他の端末装置の発する電波が検出されたとき、前記ネットワーク通信部が接続する前記ゲートウェイ装置を切り替える、請求項３に記載の通信制御装置。
6. 前記制御部は、前記通信制御装置の外部からの指示に基づいて、前記ネットワーク通信部が接続する前記ゲートウェイ装置を切り替える、請求項１または２に記載の通信制御装置。
7. 通信制御装置と通信する無線通信部を備え、
   前記通信制御装置およびネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかに接続され、前記通信制御装置によって、接続される前記ゲートウェイ装置が切り替えられる、端末装置。
8. 端末装置と；
   前記端末装置と通信する無線通信部と、ネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかに接続し、前記端末装置と前記ゲートウェイ装置との通信を中継するネットワーク通信部と、前記ネットワーク通信部が接続する前記ゲートウェイ装置を切り替える制御部とを含む通信制御装置と；
   を備える無線通信システム。
9. 端末装置と通信するステップと；
   ネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかのゲートウェイ装置に接続し、前記端末装置と前記ゲートウェイ装置との通信を中継するステップと；
   ネットワークを介して、前記複数のゲートウェイ装置のうちの別のゲートウェイ装置に切り替えて接続し、前記端末装置と前記別のゲートウェイ装置との通信を中継するステップと；
   を含む通信制御方法。
10. 端末装置と通信する手段、
    ネットワークを介して、複数のゲートウェイ装置のうちのいずれかのゲートウェイ装置に接続し、前記端末装置と前記ゲートウェイ装置との通信を中継する手段、および
    ネットワークを介して、前記複数のゲートウェイ装置のうちの別のゲートウェイ装置に切り替えて接続し、前記端末装置と前記別のゲートウェイ装置との通信を中継する手段
    としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
    

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