JP2011259194A - フェムトセルサーチ方法および移動機 - Google Patents

Abstract

【課題】 マクロセルの基地局にフェムトセルのネットワーク情報を予め登録しておく必要がないと共に、移動機のサーチに費やされる消費電力を低減する。
【解決手段】 プライベートフェムトセルＦＣ１にＵＥ１が在圏した時に、プライベートフェムトセルの情報（Scrambling CodeとUTRAN Cell ID、キャリア周波数等）と、その周辺のマクロセルＡ，Ｂ，Ｃの情報をセットにして記憶する。プライベートフェムトセルＦＣ１に在圏する際においては、登録されているプライベートフェムトセルＦＣ１の近傍に位置するようになった際に起動条件が満たされて、ＵＥ１は積極的にプライベートフェムトセルのサーチを実行して在圏する。このプライベートフェムトセルのサーチ処理は起動条件が満たされない限り行わず、サーチが実行される頻度が少なくなることから、ＵＥ１の消費電力を低減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のセルを設けた移動通信ネットワークにおけるフェムトセルサーチ方法および移動機に関するものである。

一般に、複数のセルを有するセルラ方式の移動通信ネットワークにおいて、移動機は、セルを構成する基地局との間でデータや制御信号を送受信して正常なサービスを受けるためのセルをサーチし、サーチしたセルに接続するようにしている。たとえば、第三世代携帯電話の無線アクセス方式の一つであるＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)システムでは、セルに接続した移動機は、そのセルの基地局のブロードキャストチャネル（ＢＣＣＨ）から当該セルＩＤ（基地局ＩＤ）、トラッキングエリアＩＤおよび隣接セル情報を受信し、またページングチャネル（ＰＣＨ）をモニタすると共に、間欠的に隣接セルのパイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）をモニタする。隣接セル情報は、隣接セルのスクランブリングコード（Scrambling Code：基地局ＩＤ），キャリア周波数，位置登録エリア情報（Location Area Information）等のネットワーク情報とされる。

また、移動機は、隣接セル情報に基づいて現在接続しているセルよりも無線品質が良好なセルを検出すると、この新たに検出されたセルに接続するセル再選択（cell reselection）が行われる。セル再選択は、たとえば、移動機が現在接続しているセルの無線品質の劣化を検出し、その劣化状態が所定時間以上続いた場合、隣接セル情報を用いてセル再選択を実行する。通常、セル再選択は、隣接セル情報における各隣接セルのキャリア周波数を順次設定しながら現在接続されているセルの無線品質よりも良好な無線品質を持つ隣接セルがあるかを判定し、良好な無線品質の隣接セルがあると判定された場合、当該隣接セルに接続する接続処理が行われる。このように、移動機は隣接セル情報における隣接セルに絞って無線品質を検出すれば良いため、より良好な無線品質のセルを高速で選択することができる。これにより、ネットワークからのページングメッセージを良好な受信確率で受信することも可能となる。また、隣接セル情報は、ハンドオーバ時の近隣セルの無線品質測定にも利用される。

ところで、移動機がネットワークにより提供された隣接セル情報から適切なセルを検出できなかった場合は、移動機は、キャリア周波数の各々を逐次探索するセルサーチを開始する。セルサーチには、キャリア周波数情報が記憶されていない状態で全ての周波数帯域を逐次探索して適切なセルを検出する初期セルサーチ(Initial Cell Search)と、キャリア周波数情報が移動機に記憶されており、そのキャリア周波数情報におけるキャリアを逐次探索することにより適切なセルを検出する限定的セルサーチ(Stored-Information Cell Search)とがある。初期セルサーチは無線周波数帯域の全てを探索するために、適切なセルを検出するに多くの時間を要する。例えば、初めて移動機の電源を入れた時のように、格納されたキャリア周波数情報が記憶されていない場合には初期セルサーチによるキャリア逐次サーチ探索が実行される。これに対して、限定的セルサーチにおいては、逐次探索される移動機に記憶されているキャリア周波数情報は、今までに移動機が在圏したことのあるセルのキャリア周波数情報や隣接セル情報におけるキャリア周波数情報とされている。このため、初期セルサーチに比べて適切なセルの検出を高速化できる。

近年、「ユーザ個別のサービス提供」や「通信帯域の逼迫解消」を目的として、移動機をマクロセルから積極的に小型のフェムト（Femto）セルに在圏させることが研究されている。マクロセルは従来のセルに相当し、そのカバーエリアは半径１ｋｍないし数ｋｍ程度とされているが、フェムトセルのカバーエリアは、自宅や小さなオフィスなどの半径数十ｍの極めて小さい範囲のカバーエリアとされる。このフェムトセルでは、フェムトセルの情報が隣接セル情報に含まれない場合があり得る。そして、フェムトセルの情報が隣接セル情報で提供されない場合には、移動機がマクロセルからフェムトセルへ移動する際、フェムトセルに接続するためにキャリア逐次探索のセルサーチを実行する必要がある。このセルサーチにおいて、隣接セル情報に含まれないセルへ移動機が移動する場合は、移動機はセル再選択で適切セルを検出できないため、一般には限定的セルサーチを実行する。そして、限定的セルサーチでは適切なセルを検出できなかった場合には初期セルサーチを実行する。このような隣接セル情報に含まれないセルが多くなればなるほど、移動機は頻繁に限定的セルサーチや初期セルサーチを実行することから、その間のサービス中断および消費電力の増大という問題が生じる。

これを解決する従来のセルサーチ方法として、セルサーチを行うことにより現在在圏してるセルから新たなセルに移動した際に、移動後に在圏したセルに直前に在圏していたセルを関連付けた関連付け近隣リストを移動機が保持するようにする。そして、次回に移動機がセルサーチを行う際に、関連付け近隣リストを利用して適切なセルをサーチするセルサーチ方法が提案されている（特許文献１参照）。この場合、移動後に在圏したセルがフェムトセルとされた場合は、直前に在圏していたマクロセルを関連付けた関連付け近隣リストを移動機が保持するようになる。しかし、マクロセルが密集する地域にフェムトセルを設置した場合、マクロセルにおける基地局からの電波が強いため、移動機は近くにあるフェムトセルへは在圏せず、遠くにあるマクロセルに在圏してしまうようになる。
そこで、これを解決する従来のフェムトセルサーチ方法として、フェムトセルにおける基地局に特定のスクランブリングコード（基地局ＩＤ）を予め割り当てた上で、マクロセルの基地局が移動機へその基地局ＩＤを通知し、その通知されたフェムトセルへの在圏を移動機に直接促すフェムトセルサーチ方法が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００８−１１８４０４号公報 特開２００８−２７８２６４号公報

フェムトセルは、自宅やオフィス等のマクロセルにおけるカバーエリア内に設置されたり、マクロセルのカバーエリア内であってもビル内あるいはトンネル等の不感地帯に設置することができる。また、マクロセルのカバーエリア外（例えば、山中等）にも設置することができる。この場合、フェムトセルのカバーエリアは狭いことから、フェムトセル基地局をキャッチするために、移動機は頻繁にフェムトセルの基地局が存在するかのセルサーチをしなければならなくなる。すなわち、従来のセルサーチ方法ではフェムトセル基地局が存在しないエリアでも積極的にセルサーチすることになることから、セルサーチ回数が増加することになり、移動機の消費電力が大きくなってしまうようになる。また、従来のフェムトセルサーチ方法では、隣接セル情報およびマクロセルの基地局から通知されたフェムトセルの基地局ＩＤに基づくセルサーチを行うことができるため、移動機の消費電力の増大を防止することができるようになるものの、この従来のフェムトセルサーチ方法では、マクロセルにおける基地局に予めフェムトセルの基地局ＩＤを含むネットワーク情報を予め登録しておく必要があった。

しかしながら、フェムトセルを構築するフェムトセル基地局は簡易な基地局であって、その新規設置や廃止が頻繁に行われることから、フェムトセル基地局を新規設置する毎や廃止する毎にマクロセルの基地局にフェムトセルのネットワーク情報を登録することは、多くの繁雑な作業を迅速に行わなければならないという問題点があった。さらに、マクロセルの基地局が移動機へ通知できる隣接セル情報に含むことのできるセルの数が、例えば３２と限られているため、フェムトセルの基地局の数が多くなるとフェムトセルの基地局ＩＤ等を移動機へ通知できない恐れが生じるという問題点もあった。

そこで、本発明は、マクロセルの基地局にフェムトセルのネットワーク情報を予め登録しておく必要がないと共に、移動機のサーチに費やされる消費電力を低減することのできるフェムトセルサーチ方法および移動機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、複数のマクロセルおよびプライベートフェムトセルを少なくとも有するセルラ方式の移動通信ネットワークにおけるフェムトセルサーチ方法であって、移動機は、登録されているプライベートフェムトセルをサーチして当該プライベートフェムトセルのネットワーク情報を記憶手段に記憶し、前記マクロセルの１つに在圏した際に、当該マクロセルから取得した隣接セル情報におけるマクロセルが、前記記憶手段に記憶されている前記プライベートフェムトセルの隣接セル情報に含まれている場合に、プライベートフェムトセルのサーチを開始することを最も主要な特徴としている。

本発明によれば、マクロセルの１つに在圏した際に、当該マクロセルから取得した隣接セル情報におけるマクロセルが、記憶手段に記憶されているプライベートフェムトセルの隣接セル情報に含まれている場合に、プライベートフェムトセルのサーチを開始するようにしたので、プライベートフェムトセルが存在しないエリアではプライベートフェムトセルのサーチを行わないようになる。これにより、移動機のサーチに費やされる消費電力を低減することができる。また、マクロセルの基地局にフェムトセルのネットワーク情報を予め登録しておく必要もなくなる。

本発明の実施例のフェムトセルサーチ方法が適用される移動通信ネットワークの構成を示す図である。 本発明にかかるフェムトセルサーチ方法における２つのフェムトサーチモードの概要を示すフローチャートである。 本発明にかかるフェムトセルサーチ方法において移動機に記憶された情報を示す図表である。 本発明にかかるフェムトセルサーチ方法におけるプライベートフェムトサーチモードで実施されるフェムトセル情報の記憶処理を示すフローチャートである。 本発明にかかるフェムトセルサーチ方法におけるプライベートフェムトサーチモードで実施されるプライベートフェムトセルサーチ処理を示すフローチャートである。 本発明にかかるフェムトセルサーチ方法におけるパブリックフェムトサーチモードで実施されるAlways Femto cell search処理を示すフローチャートである。

本発明の実施例におけるフェムトセルサーチ方法が適用される移動通信ネットワークの構成を図１に示す。
図１に示す移動通信ネットワークは、複数のセルを有するセルラ方式の移動通信ネットワークとされており、カバーエリアが半径１ｋｍないし数ｋｍ程度の多数のマクロセルから構成されている。図１には、多数のマクロセルの内のマクロセルＡ、マクロセルＢ、マクロセルＣのみが示されており、マクロセルＡ，Ｂ，Ｃはそれぞれ図示を省略したマクロセル基地局を備えている。また、図示する例では、マクロセルＡのカバーエリア内に半径数十ｍ程度の極めて小さい範囲のカバーエリアとされているフェムトセル（ＦＣ）１、フェムトセル（ＦＣ）２，フェムトセル（ＦＣ３）が設けられている。ＦＣ１〜ＦＣ３は自宅や小さなオフィスあるいはビルディングの内部やトンネルのような不感地帯に設置されている。また、フェムトセル（ＦＣ）４のように、マクロセルのカバーエリアの圏外にフェムトセルを設置してサービスエリアを拡張することができる。これらのフェムトセルＦＣ１〜ＦＣ４は、図示を省略したフェムトセル基地局を、所定の場所にそれぞれ設置することによりフェムトセルＦＣ１〜ＦＣ４が設けられることになる。また、フェムトセル基地局は、ＬＡＮ（Local Area Network）およびインターネットを介して移動通信ネットワークに接続することができる。

フェムトセルには、フェムトセル専用のスクランブリングコード（Scrambling Code）とUTRAN Cell IDが割り当てられる。Scrambling Codeは、WCDMA方式において通信を多重するための拡散コードの１種であり、５１２パターンあるスクランブリング・コードが基地局毎に割り当てられており、移動機はスクランブリング・コードから自身がどの基地局に在圏しているかを認識することができる。スクランブリング・コードは５１２パターンしかないため、多数の基地局には繰り返し使用される。また、UTRAN Cell IDのUTRANは、UMTS地上波無線アクセスネットワーク（UMTS Terrestrial Radio Access Network）であり、ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)は第三世代携帯電話の無線アクセス方式の一つである。そして、UTRAN Cell IDは、基地局からの報知情報（SIB）にて移動機に通知される、基地局毎にユニークに割り当てられたIDであり、移動機はUTRAN Cell IDから自身がどの基地局に在圏しているかを認識することができる。UTRAN Cell IDでは、１億以上のＩＤを割り当てることができるため、UTRAN Cell IDは繰り返し使用されることなく基地局毎に異なるユニークなUTRAN Cell IDが割り当てられる。従って、ユニークなUTRAN Cell IDから個々の基地局を一意に識別することができる。

また、フェムトセルは、プライベートユースとされるプライベートフェムトセルと、パブリックユースのパブリックフェムトセルとの２つの属性に分類される。プライベートフェムトセルとパブリックフェムトセルには、それぞれ異なる範囲のScrambling CodeとUTRAN Cell IDとが割り当てられている。すなわち、Scrambling Codeに基づいてプライベートフェムトセルかパブリックフェムトセルかあるいはマクロセルかのセルの属性を識別することができる。また、ユニークなUTRAN Cell IDに基づいて多数のプライベートフェムトセル、パブリックフェムトセル、マクロセルの内の一つのセルを特定することができる。
プライベートフェムトセルは、自宅や小さなオフィス等に設置され、登録されている移動機のみが在圏可能なフェムトセルであり、プライベートフェムトセルに移動機が在圏している際は、移動機の表示器において「フェムトピクト」が点灯される。フェムトピクトとは、移動機がプライベートフェムトセルに在圏していることを示す、移動機の表示器上に表示されるアイコンのことである。なお、本発明にかかるフェムトセルサーチ方法および移動機では、マクロセルにプライベートフェムトセルが隣接セル情報として保持されていないことを想定している。また、パブリックフェムトセルは、いずれの移動機も在圏可能なフェムトセルであり、移動機がパブリックフェムトセルに在圏している際は「フェムトピクト」は点灯されない。パブリックフェムトセルは店舗や街中等に設置されて、マクロセルの輻輳を吸収するトラフィックオフロード用や、マクロセルのカバーエリア外の圏外に設けられるエリアカバレッジ用とされる。なお、本発明にかかるフェムトセルサーチ方法および移動機では、マクロセルにオフロード用のパブリックフェムトセルは隣接セル情報として保持されていないことを想定しており、エリアカバレッジ用のパブリックフェムトセルは隣接セル情報として保持されていてもいなくてもよいことを想定している。

本発明における移動機（ＵＥ１）は、本発明にかかるフェムトセルサーチ方法のプログラムが実装されて本発明にかかるフェムトセルのサーチ方法を実行している。この移動機（ＵＥ１）は、マクロセルやフェムトセルの基地局との間でデータや制御信号を送受信して正常なサービスを受けるためのマクロセルあるいはフェムトセルをサーチし、サーチしたセルに接続するようにしている。本発明において、適切なマクロセルをサーチして在圏するマクロセルサーチ方法は従来と同様とされ、本発明におけるフェムトセルサーチ方法は特徴的とされ、プライベートフェムトサーチモードとパブリックフェムトサーチモードとを有している。ここで、本発明にかかるフェムトセルサーチ方法におけるプライベートフェムトサーチモードとパブリックフェムトサーチモードの概要を示すフローチャートを図２（ａ）（ｂ）に示す。

図２（ａ）に示すプライベートフェムトサーチモードでは、最初にフェムトセル情報の記憶処理が実行される（ステップＳ１）。フェムトセル情報の記憶処理では、ユーザが指示した時に初期セルサーチ(Initial Cell Search)を行うことにより、プライベートフェムトセルのサーチを行う。初期セルサーチ(Initial Cell Search)は、在圏しているセルから移動機（ＵＥ１）に報知されている待ち受け可能なセルが周りにない場合に、待ち受け可能なセルを新たに検索する処理であり、全ての周波数帯域を逐次探索して適切なセルを検出する。そして、プライベートフェムトセルがサーチされると、そのプライベートフェムトセルに在圏する処理を行い、在圏できた時に登録されたプライベートフェムトセルがサーチされたことになる。そこで、在圏したプライベートフェムトセルのネットワーク情報と、周辺のマクロセルのネットワーク情報を隣接セル情報として移動機（ＵＥ１）に記憶する。このように、登録されたプライベートフェムトセルをサーチして、そのネットワーク情報を移動機（ＵＥ１）に記憶する処理がフェムトセル情報の記憶処理である。
フェムトセル情報の記憶処理の後には、プライベートフェムトセルのサーチを行う起動条件が満足されるか否かの判断処理が行われる（ステップＳ２）。この判断処理では、例えば、移動機（ＵＥ１）のフェムトセル情報の記憶処理において記憶されたマクロセルのいずれかに在圏し、在圏したマクロセルから取得した隣接セル情報における他のマクロセルが、記憶されている隣接セル情報に含まれている場合に、プライベートフェムトセルの近傍に移動機（ＵＥ１）が位置するようになったと判断してプライベートフェムトセルをサーチする起動条件が満足されたと判断する。

プライベートフェムトセルをサーチする起動条件が満足されると、プライベートフェムトセルのサーチ処理が行われる（ステップＳ３）。プライベートフェムトセルのサーチ処理では、セルから通知された隣接セル情報およびフェムトセル情報の記憶処理において記憶されたプライベートフェムトセルのネットワーク情報（周波数、Scrambling CodeとUTRAN Cell ID）を使用して優先的にプライベートフェムトセルで待ち受ける（再選択）ためのサーチが行われる。そして、その移動機（ＵＥ１）が登録されているプライベートフェムトセルがサーチされた際に、そのプライベートフェムトセルに在圏する。
また、移動機（ＵＥ１）に記憶されているネットワーク情報が変更された場合は、記憶されているネットワーク情報を最新の情報に更新する更新処理が行われる（ステップＳ４）。この更新処理は、移動機（ＵＥ１）がプライベートフェムトセルに在圏した際に、記憶しているネットワーク情報の更新が行われることにより実行される。

さらに、図２（ｂ）に示すパブリックフェムトサーチモードでは、Always Femto cell search処理が行われる。Always Femto cell search処理では、セルから通知された隣接セル情報および元々移動機（ＵＥ１）に記憶されているパブリックフェムトセルのネットワーク情報（周波数、Scrambling Code）を使用して優先的にパブリックフェムトセルで待ち受ける（再選択）ためのサーチが行われる。そして、パブリックフェムトセルがサーチされた際に、そのパブリックフェムトセルの電波環境が基準を満たしていれば、当該パブリックフェムトセルに在圏する処理が行われる。

ここで、図１に戻り、フェムトセルＦＣ１はプライベートフェムトセルとされており、このプライベートフェムトセルＦＣ１にＵＥ１が登録されているとする。そして、ＵＥ１においては上記したフェムトセル情報の記憶処理が行われて、プライベートフェムトセルＦＣ１のネットワーク情報が記憶されているものとする。プライベートフェムトセルＦＣ１のネットワーク情報には、Scrambling Code，UTRAN Cell ID，キャリア周波数の情報と隣接セル情報（プライベートフェムトセルＦＣ１の周辺のマクロセルのネットワーク情報）が少なくとも含まれている。例えば、ＵＥ１がマクロセルＡに在圏するようになると、マクロセルＡからマクロセルＢ，Ｃが隣接していることの隣接セル情報が取得される。また、プライベートフェムトセルＦＣ１の隣接セル情報では、マクロセルＡとマクロセルＢおよびマクロセルＣが周辺にあることが示されている。すると、マクロセルＡから取得した隣接セル情報におけるマクロセルＢ，ＣがＦＣ１の隣接セル情報に含まれていることから、上記した起動条件が満足されてプライベートフェムトセルのサーチ処理が起動されるようになる。そして、ＵＥ１がプライベートフェムトセルＦＣ１のカバーエリア内に位置するようになると、プライベートフェムトセルのサーチ処理が行われることにより、移動機（ＵＥ１）はプライベートフェムトセルＦＣ１に在圏するようになる。

ここで、プライベートフェムトセルＦＣ１の設置場所がＵＥ１のユーザの自宅であった場合に、自宅においてユーザがフェムトセル情報の記憶処理の実行を指示すると、ＵＥ１にプライベートフェムトセルＦＣ１のネットワーク情報が記憶される。この場合にＵＥ１に記憶されるネットワーク情報のリストを図３に示す。図３に示すリストでは、ＵＥ１には在圏するプライベートフェムトセルＦＣ１から取得したＦＣ１のネットワーク情報と、ＦＣ１から取得したＦＣ１の隣接セル情報［Ａ，Ｂ，Ｃ］とが記憶される。さらに、ＵＥ１にはマクロセルＡに在圏した際にマクロセルＡから取得した隣接セル情報［Ｂ，Ｃ］と、マクロセルＢに在圏した際にマクロセルＢから取得した隣接セル情報［Ａ］と、マクロセルＣに在圏した際にマクロセルＣから取得した隣接セル情報［Ａ］とが記憶されている。なお、ＦＣ１の隣接セル情報［Ａ，Ｂ，Ｃ］は、ＦＣ１の周辺のマクロセルＡ，Ｂ，Ｃのネットワーク情報とされ、マクロセルＡの隣接セル情報［Ｂ，Ｃ］は、マクロセルＡに隣接するマクロセルＢ，Ｃのネットワーク情報とされ、マクロセルＢの隣接セル情報［Ａ］およびマクロセルＣの隣接セル情報［Ａ］は、マクロセルＢあるいはマクロセルＣに隣接するマクロセルＡのネットワーク情報とされる。

そして、ＵＥ１のユーザが破線で示す経路で自宅に帰ってきた場合に、マクロセルＢに在圏していたＵＥ１がマクロセルＡに在圏するようになると、マクロセルＡから隣接セル情報［Ｂ，Ｃ］が取得される。これにより、上記した起動条件が満たされプライベートフェムトセルのサーチ処理が起動される。そして、プライベートフェムトセルＦＣ１の近傍に位置しているＵＥ１がカバーエリア内に位置するようになると、プライベートフェムトセルＦＣ１に在圏するようになる。このように、本発明にかかるフェムトセルサーチ方法においては、移動機に記憶されているプライベートフェムトセルの隣接セル情報におけるマクロセルが、在圏しているマクロセルの隣接情報に含まれていることが検出された時に、移動機が登録されているプライベートフェムトセルの近傍に位置するようになったと判断されて、プライベートフェムトサーチ処理を起動するようにしたので、頻繁にセルサーチを行うことなく即座にプライベートフェムトセルに在圏できるようになり、セルサーチに消費される移動機の消費電力を低減することができるようになる。

次に、移動機（ＵＥ１）で実行されるフェムトセル情報の記憶処理のフローチャートを図４に示す。
図４に示すフェムトセル情報の記憶処理がスタートされると、ステップＳ１１にて移動機（ＵＥ１）がマクロセルに在圏している時に、ユーザが移動機（ＵＥ１）に設けられているフェムト登録ボタンを押下したか否かが判断される。ここで、移動機（ＵＥ１）がマクロセルに在圏している時に、ユーザがフェムト登録ボタンを押下したと判断されない場合は、ユーザが登録ボタンを押下するまで待機される。そして、ユーザが登録ボタンを押下したと判断されると、ステップＳ１２に進み初期セルサーチ(Initial Cell Search)が行われる。初期セルサーチ(Initial Cell Search)は、在圏している基地局から移動機（ＵＥ１）に報知されている待ち受け可能なセルが周りにない場合に、待ち受け可能なセルを新たに検索する処理であり、全ての周波数帯域を逐次探索して適切なセルを検出する。ステップＳ１２にて実行された初期セルサーチ(Initial Cell Search)により探索されたセルからネットワーク情報を取得し、このネットワーク情報におけるScrambling Codeが、プライベートフェムトセルに割り当てられている範囲のScrambling Codeか否かステップＳ１３にて比較される。そして、ステップＳ１４にて比較された結果からサーチされたセルがプライベートフェムトセルか否かが判断される。比較結果がプライベートフェムトセルに割り当てられている範囲のScrambling Codeであるとされた場合は、ステップＳ１４においてプライベートフェムトセルがサーチされたと判断されてステップＳ１５に進み、比較結果がプライベートフェムトセルに割り当てられている範囲外のScrambling Codeであるとされた場合は、プライベートフェムトセルではないと判断（マクロセルあるいはパブリックフェムトセルと判断される）されてステップＳ１６に分岐する。

ステップＳ１５では、移動機（ＵＥ１）の表示器に「このフェムトセルを登録しますか」と表示して、これを確認したユーザが「はい」の登録ボタンを押下すると、サーチされたプライベートフェムトセルへの位置登録を試みる。次いで、ステップＳ１７にてサーチされたプライベートフェムトセルへの位置登録ができたか否かが判断される。ここで、サーチされたプライベートフェムトセルに移動機（ＵＥ１）が登録されており位置登録が成功したと判断された場合は、ステップＳ１８に進み移動機（ＵＥ１）は位置登録したプライベートフェムトセルから取得された、当該プライベートフェムトセルのネットワーク情報を記憶する。このネットワーク情報には、プライベートフェムトセルのScrambling Code，UTRAN Cell ID，キャリア周波数の情報と、隣接セル情報（プライベートフェムトセルの周辺に存在するマクロセルのネットワーク情報）が少なくとも含まれている。そして、ステップＳ２０にて移動機（ＵＥ１）はサーチされたプライベートフェムトセルに在圏し、移動機（ＵＥ１）の表示器に「フェムトピクト」のアイコンを点灯して、ユーザにプライベートフェムトセルに在圏していることを報知する。ステップＳ２０の処理が終了するとフェムトセル情報の記憶処理は終了する。

また、ステップＳ１４においてプライベートフェムトセルではないと判断されて分岐されたステップＳ１６では、移動機（ＵＥ１）の表示器に「フェムトセルがありません」と表示して、ネットワーク情報の記憶は行わず、そのままフェムトセル情報の記憶処理は終了する。さらに、ステップＳ１７にてサーチされたプライベートフェムトセルに移動機（ＵＥ１）が登録されておらず、位置登録に失敗したと判断された場合は、ステップＳ１９に分岐して、移動機（ＵＥ１）の表示器に「フェムトセルを記憶できません」と表示して、ネットワーク情報の記憶は行わず、そのままフェムトセル情報の記憶処理は終了する。
上記したフェムトセル情報の記憶処理が実行されることにより、移動機（ＵＥ１）が登録されているプライベートフェムトセルのネットワーク情報を、移動機（ＵＥ１）は記憶することができるようになる。

次に、プライベートフェムトセルのサーチ処理を行う起動条件について説明する。第１の起動条件は、フェムトセル情報の記憶処理を行う場合に、マクロセル情報が１つも移動機に記憶されていない場合である。また、第２の起動条件は、移動機が、フェムトセル情報の記憶処理にて記憶したプライベートフェムトセルのネットワーク情報に含まれているマクロセルのいずれかに在圏し、かつ、在圏したマクロセルから取得した隣接セル情報における他のマクロセルが、記憶されているプライベートフェムトセルの隣接セル情報に含まれている場合である。この場合は、図１に示すように移動機（ＵＥ１）がマクロセルＡに在圏して隣接セル情報［Ｂ，Ｃ］が取得され、このマクロセルＢやマクロセルＣがプライベートフェムトセルＦＣ１の隣接セル情報［Ａ，Ｂ，Ｃ］に含まれている場合である。この場合は、図１に示すように登録されているプライベートフェムトセルＦＣ１の近傍に移動機（ＵＥ１）が位置していることになる。なお、プライベートフェムトセルの隣接セル情報における全てのマクロセルが、マクロセルから取得した隣接セル情報に含まれている必要はなく、１以上のマクロセルが含まれていれば起動条件を満足するとしても良い。このようにすると、基地局の新規設置や廃止により移動通信ネットワークの構成が変更されても対応することができる。
上記の第１の起動条件あるいは第２の起動条件のいずれかが満足された場合に、プライベートフェムトセルのサーチ処理が自動的に起動される。

次に、移動機（ＵＥ１）で実行されるプライベートフェムトセルのサーチ処理のフローチャートを図５に示す。
プライベートフェムトセルのサーチ処理が起動されると、ステップＳ３０にてセルから通知された隣接セル情報および記憶したプライベートフェムトセルのネットワーク情報を使用して隣接セルサーチが行われる。この隣接セルサーチが終了するとステップＳ３１に進み、優先的にプライベートフェムトセルで待ち受ける（再選択）ために、サーチされたセルから取得したScrambling Codeおよびキャリア周波数が、移動機（ＵＥ１）に記憶されているプライベートフェムトセルのネットワーク情報におけるScrambling Codeおよびキャリア周波数と一致するか比較される。サーチされたセルが複数ある場合は、サーチされたセル毎のScrambling Codeおよびキャリア周波数が、プライベートフェムトセルのScrambling Codeおよびキャリア周波数と一致するか比較される。ここで、Scrambling Codeおよびキャリア周波数が比較されて一致していると判断された場合は、プライベートフェムトセルがサーチされたとしてステップＳ３２に進み、セル再選択（cell reselection）の判定基準Ｓを満足しているか否かが判断される。セル再選択（cell reselection）とは、移動機（ＵＥ１）が待ち受け状態の時、在圏しているセルから別のセルに移動し、そのセルで在圏する（待ち受ける）ことであり、在圏するための判定基準Ｓでは、通信の品質すなわち電界強度が所定値以上とされた場合に満足していると判断され、判定基準Ｓは、例えば、第３世代(３Ｇ)移動体通信システムの標準化プロジェクトである3GPP(3rd Generation Partnership Project) の25.304 5.2.6に規定されている。ここで、セル再選択（cell reselection）の判定基準Ｓを満足していると判断されると、ステップＳ３３に進みサーチされたプライベートフェムトセルから報知されたＳＩＢ（System Information Block）のネットワーク情報からUTRAN Cell IDを移動機（ＵＥ１）に読み込む。

次いで、ステップＳ３４にて移動機（ＵＥ１）に記憶されているプライベートフェムトセルのネットワーク情報におけるユニークなUTRAN Cell IDと、読み込まれたユニークなUTRAN Cell IDとを比較する。そして、ステップＳ３５にて両UTRAN Cell IDが一致するか否かが判断され、一致する（Same ID）と判断された場合は当該プライベートフェムトセルに移動機（ＵＥ１）が登録されているとされてステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、移動機（ＵＥ１）はプライベートフェムトセルに在圏して、移動機（ＵＥ１）の表示器には「フェムトピクト」のアイコンが点灯され、必要がある場合は移動機（ＵＥ１）が自機の在圏している場所を移動通信ネットワークに通知するLocation Updating処理が行われる。移動通信ネットワークは、この情報をもとに移動機（ＵＥ１）の位置管理を行う。ステップＳ３６の処理が終了すると、プライベートフェムトセルのサーチ処理は終了する。

また、ステップＳ３１にてサーチされたセルのScrambling Codeおよびキャリア周波数がプライベートフェムトセルのScrambling Codeおよびキャリア周波数と比較されて一致しないと判断された場合は、サーチされたセルの中にプライベートフェムトセルがなく、マクロセルあるいはパブリックフェムトセルしかサーチされなかったとしてステップＳ３７に分岐する。さらに、ステップＳ３２にてセル再選択（cell reselection）時の判定基準Ｓを満足していないと判断された場合もステップＳ３７に分岐する。さらにまた、ステップＳ３５にてユニークな両UTRAN Cell IDが一致せず（Different ID）、当該プライベートフェムトセルに移動機（ＵＥ１）が登録されていないと判断された場合もステップＳ３７に分岐する。ステップＳ３７では、ステップＳ３０にてサーチされたセルの内の最も電波環境（通信の品質）の良いセルへの再選択を行う。そして、ステップＳ３０に戻りステップＳ３０以降の処理がステップＳ３６の処理が行われるまで繰り返し行われる。このプライベートフェムトセルのサーチ処理が実行されることにより、移動機（ＵＥ１）は登録されているプライベートフェムトセルＦＣ１に在圏するようになる。

上記説明したプライベートフェムトセルのサーチ処理は、優先的にプライベートフェムトセルで待ち受ける（再選択）ためのサーチ処理が行われる。これは、サーチが行われた際にプライベートフェムトセルの電波環境よりも他のマクロセルやパブリックフェムトセルの電波環境のほうが良かった場合は、プライベートフェムトセルには在圏せずマクロセルやパブリックフェムトセルに在圏してしまう。これを避けるために、プライベートフェムトセルのサーチ処理では、まずはステップＳ３０にて隣接セルサーチした結果において、プライベートフェムトセルに割り当てられている周波数やスクランブリングコードがあるかをステップＳ３１にて比較することで、電波環境の良し悪しではなくプライベートフェムトセルかどうかを優先的に判断するようにしている。その後、電波環境が待ち受けられる基準を満たして（ステップＳ３２）おり、ユニークな識別情報が一致していれば（ステップＳ３３−Ｓ３５）、プライベートフェムトセルで優先的に待ち受けることができるようにしている。これにより、一度移動機（ＵＥ１）がプライベートフェムトセルに在圏した際には、極力プライベートフェムトセルに在圏し続けることができるようになる。

ところで、移動通信ネットワークにおけるセルを構成する基地局の追加や廃止はかなりの頻度で発生しており、実際のネットワーク情報が変更されて移動機（ＵＥ１）に記憶されているネットワーク情報と一致しなくなる場合がある。すなわち、実際のネットワーク情報が、移動機（ＵＥ１）に記憶されているネットワーク情報から変更された場合には、移動機（ＵＥ１）に記憶されているネットワーク情報を最新の情報に更新する必要がある。そこで、移動機（ＵＥ１）がプライベートフェムトセルに在圏した際に、移動機（ＵＥ１）に記憶されているネットワーク情報の更新処理を行うことにより、移動機（ＵＥ１）に記憶されているネットワーク情報を最新のネットワーク情報とする記憶したネットワーク情報の更新処理を行っている。

次に、移動機（ＵＥ１）で実行されるAlways Femto cell search処理のフローチャートを図６に示す。
図６に示すAlways Femto cell search処理は、ユーザがパブリックフェムトサーチモードに設定された際に起動され、ステップＳ４０にてセルから通知された隣接セル情報および移動機（ＵＥ１９）に元々記憶されているパブリックフェムトセルのネットワーク情報を使用して隣接セルサーチが行われる。この隣接セルサーチが終了するとステップＳ４１に進み、優先的にパブリックフェムトセルで待ち受ける（再選択）ために、サーチされたセルから取得したScrambling Codeが、移動機（ＵＥ１）に元々記憶されているパブリックフェムトセルのネットワーク情報におけるScrambling Codeと一致するか比較される。サーチされたセルが複数ある場合は、サーチされたセル毎のScrambling Codeが、パブリックフェムトセルのScrambling Codeと一致するか比較される。ここで、Scrambling Codeを比較して一致していると判断された場合は、パブリックフェムトセルがサーチされたとしてステップＳ４２に進み、セル再選択（cell reselection）の判定基準Ｓを満足しているか否かが判断される。セル再選択（cell reselection）および判定基準Ｓは、上記した通りとされ、ここで、セル再選択（cell reselection）時の判定基準Ｓを満足していると判断されると、ステップＳ４３に進み移動機（ＵＥ１）はパブリックフェムトセルに在圏して、必要がある場合は移動機（ＵＥ１）が自機の在圏している場所を移動通信ネットワークに通知するLocation Updating処理が行われる。移動通信ネットワークはこの情報をもとに移動機（ＵＥ１）の位置管理を行う。ステップＳ４３の処理が終了すると、Always Femto cell search処理は終了する。

また、ステップＳ４１にてサーチされたセルのScrambling CodeがパブリックフェムトセルのScrambling Codeと比較されて一致しないと判断された場合は、サーチされたセルの中にパブリックフェムトセルがなく、マクロセルしかサーチされないとしてステップＳ４４に分岐する。さらに、ステップＳ４２にてセル再選択（cell reselection）時の判定基準Ｓを満足していないと判断された場合もステップＳ４４に分岐する。ステップＳ４４では、ステップＳ４０にてサーチされたマクロセルの内の最も電波環境（通信の品質）の良いセルへの再選択を行う。そして、ステップＳ４０に戻りステップＳ４０以降の処理がステップＳ４３の処理が行われるまで繰り返し行われる。このAlways Femto cell search処理が実行されることにより、移動機（ＵＥ１）はパブリックフェムトセルに在圏するようになる。

本発明にかかるフェムトセルサーチ方法では、初回のプライベートフェムトセルの在圏時において本発明にかかる移動機は、プライベートフェムトセルの情報（Scrambling CodeとUTRAN Cell ID、キャリア周波数等）と、その周辺のマクロセルの情報をセットにして記憶する。そして、次回以降にプライベートフェムトセルに在圏する際においては、移動機は、プライベートフェムトセルのサーチは起動条件が満たされない限り行わず、サーチが実行される頻度が少なくなることから、移動機の消費電力を低減することができる。また、登録されているプライベートフェムトセルの近傍に位置するようになった際には起動条件が満たされて、優先的にプライベートフェムトセルで待ち受ける（再選択）ためのサーチが実行される。このサーチの頻度は高くされるが、何度も繰り返し実行することなくプライベートフェムトセルに在圏できるようになるため、移動機の消費電力を低減することができる。
このように、本発明にかかる移動機は「プライベートフェムトセル」と「その周辺のマクロセル」との依存関係を予め把握し、在圏したマクロセルから取得した隣接セル情報のマクロセルが、プライベートフェムトセルのネットワーク情報における隣接セル情報に含まれている場合に、登録されているプライベートフェムトセルの近傍に移動機が位置するようになったと検出している。このように、移動機は現状のマクロセルとの依存関係をトリガーに、優先的にプライベートフェムトセルで待ち受ける（再選択）ためのセルサーチを行っている。すなわち、移動機は、プライベートフェムトセルが近くに存在する可能性が高い領域に位置している場合にのみ、積極的にプライベートフェムトセルで待ち受ける（再選択）ためのセルサーチを行うようになる。従って、移動機は、消費電力の消耗を抑制することができるようになる。

１ 移動通信ネットワーク
Ａ，Ｂ，Ｃ マクロセル
ＦＣ１ プライベートフェムトセル
ＦＣ２〜ＦＣ４ フェムトセル
ＵＥ１ 移動機

Claims (7)

1. 複数のマクロセルおよびプライベートフェムトセルを少なくとも有するセルラ方式の移動通信ネットワークにおけるフェムトセルサーチ方法であって、
   移動機は、
   登録されているプライベートフェムトセルをサーチして当該プライベートフェムトセルのネットワーク情報を記憶手段に記憶し、
   前記マクロセルの１つに在圏した際に、当該マクロセルから取得した隣接セル情報におけるマクロセルが、前記記憶手段に記憶されている前記プライベートフェムトセルの隣接セル情報に含まれている場合に、プライベートフェムトセルのサーチを開始することを特徴とするフェムトセルサーチ方法。
2. プライベートフェムトセルがサーチされた際に、サーチされたプライベートフェムトセルから通知された各セル毎にユニークに割り当てられた識別情報が、前記記憶手段に記憶されている前記プライベートフェムトセルのユニークな識別情報と一致した場合に、当該サーチされたプライベートフェムトセルに在圏するようにしたことを特徴とする請求項１記載のフェムトセルサーチ方法。
3. 前記サーチされたプライベートフェムトセルに在圏した際に、登録されているプライベートフェムトセルに在圏していることを示す表示を表示部に行うようにしたことを特徴とする請求項２記載のフェムトセルサーチ方法。
4. 前記サーチされたプライベートフェムトセルに在圏した際に、前記記憶手段に記憶されているネットワーク情報を最新のネットワーク情報に更新するようにしたことを特徴とする請求項２記載のフェムトセルサーチ方法。
5. 複数のマクロセルおよびプライベートフェムトセルとパブリックフェムトセルとを有するセルラ方式の移動通信ネットワークにおけるフェムトセルサーチ方法であって、
   移動機は、
   プライベートフェムトセルのサーチモード時には、
   登録されているプライベートフェムトセルをサーチして当該プライベートフェムトセルのネットワーク情報を記憶手段に記憶し、
   前記マクロセルの１つに在圏した際に、当該マクロセルから取得した隣接セル情報におけるマクロセルが、前記記憶手段に記憶されている前記プライベートフェムトセルの隣接セル情報に含まれている場合に、プライベートフェムトセルのサーチを開始し、
   パブリックフェムトセルのサーチモード時には、セル毎に割り当てられセルの属性を識別することができるパターン情報を利用してパブリックフェムトセルのサーチを行うようにしたことを特徴とするフェムトセルサーチ方法。
6. 複数のマクロセルおよびプライベートフェムトセルを少なくとも有するセルラ方式の移動通信ネットワークにおける移動機であって、
   登録されているプライベートフェムトセルをサーチして当該プライベートフェムトセルのネットワーク情報を記憶する記憶手段と、
   前記マクロセルの１つに在圏した際に、当該マクロセルから取得した隣接セル情報におけるマクロセルが、前記記憶手段に記憶されている前記プライベートフェムトセルの隣接セル情報に含まれている場合にプライベートフェムトセルのサーチを開始するサーチ手段と、
   を備えることを特徴とする移動機。
7. 複数のマクロセルおよびプライベートフェムトセルとパブリックフェムトセルとを有するセルラ方式の移動通信ネットワークにおける移動機であって、
   ユーザの指示に応じて登録されているプライベートフェムトセルをサーチして当該プライベートフェムトセルのネットワーク情報を記憶する記憶手段と、
   前記マクロセルの１つに在圏した際に、当該マクロセルから取得した隣接セル情報におけるマクロセルが、前記記憶手段に記憶されている前記プライベートフェムトセルの隣接セル情報に含まれている場合にプライベートフェムトセルのサーチを開始するサーチ手段とを備え、
   ユーザがパブリックフェムトセルのサーチを指示した場合は、前記サーチ手段が、セル毎に割り当てられセルの属性を識別することができるパターン情報を利用してパブリックフェムトセルのサーチを行うようにしたことを特徴とする移動機。

Images