JP2009273066A - 無線端末、無線制御装置、コアネットワーク装置、および無線基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが無線端末で通信要求を行ってから通信を開始できるまでの時間を短縮する。
【解決手段】無線基地局２の報知情報送信手段２ａは、当該無線基地局２のセルがフェムトセルであることを示す情報を含む報知情報を送信する。無線端末１の報知情報受信手段１ａは、無線基地局２から報知情報を受信する。無線リンク接続手段１ｂは、報知情報受信手段１ａの報知情報の受信によって、無線基地局２を制御する無線制御装置３と無線リンクを接続する。無線制御装置３の無線リンク設定要求受信手段３ａは、無線端末１から無線リンク設定要求を受信する。無線リンク接続手段３ｂは、無線リンク設定要求受信手段３ａの無線リンク設定要求の受信によって、無線端末１と無線リンクを接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は無線端末、無線制御装置、コアネットワーク装置、および無線基地局に関し、特にフェムトセルで無線通信を行う無線端末、無線制御装置、コアネットワーク装置、および無線基地局に関する。

無線通信では、フェムトセルが適用されつつある。フェムトセルは、狭い範囲のセルをカバーし、家屋内やオフィス内での電波の不感地帯をなくすことができ、また無線リソースの占有により安定した高速通信の確保が可能となる。

ユーザは、フェムトセル通信を開始する場合、例えば、携帯電話などの無線端末の発信ボタンを押下する。無線端末は、ユーザからの発信ボタンの押下を受けて、呼接続処理を開始する。

呼接続処理は、無線端末とＲＡＮ（Radio Access Network）との間の無線リンク接続と、無線端末とコアネットワークとの間の無線アクセス回線接続とに分けられる。具体的には、無線端末は、ユーザから通信開始要求を受けると、フェムトセルの無線基地局（ＮｏｄｅＢ）を介して、ＲＡＮと無線リンクの接続を行う。そして、無線端末は、ＮｏｄｅＢおよびＲＮＣ（Radio Network Controller）を介して、ＣＮ（Core Network）と認証および秘匿処理を行い、無線アクセス回線を接続する。これにより、無線端末は、通信相手との通信が可能となる。

なお、従来、移動体の移動予定のエリアを予測して、事前に通信資源を割り当てるネットサービスが提供されている（例えば、特許文献１参照）。また、移動端末の隣接エリアの受信レベルが所定値を超えると、その移動端末の予約を行い、エリア移動時に通話を切断されないようにしたチャネル予約方式が提供されている（例えば、特許文献２参照）。
特表２０００−５０２５２１号公報 特開平６−１２１３７３号公報

しかし、ユーザから通信開始要求を受けて無線リンクおよび無線アクセス回線の接続を行うと、通信開始までに時間がかかる。
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、ユーザが通信要求を行ってから通信を開始するまでの時間を短縮可能な無線端末、無線制御装置、コアネットワーク装置、および無線基地局を提供することを目的とする。

手段の一例として、例えば、フェムトセルを構成する無線基地局からフェムトセルであることを通知する報知情報を受信する受信部と、フェムトセルであることを通知する該報知情報を受信すると、着信がなく、発信操作がなされていない状況において、該無線基地局に対して無線リソースの獲得を要求する信号を送信する送信部とを備え、その後発信操作がなされると、該無線リソースの獲得を要求する信号により獲得した無線リソースを用いることで、無線リソースの獲得処理を省略した接続処理を実行することを特徴とする無線端末を用いる。
また、手段の他の例として、無線基地局から報知情報を受信する報知情報受信手段と、前記報知情報にフェムトセルであることを示す情報が含まれている場合、前記無線基地局を制御する無線制御装置と無線リンクを接続する無線リンク接続手段と、を有する無線端末を用いる。

ユーザが通信要求を行ってから通信を開始できるまでの時間を短縮することが可能となる。

図１は、無線端末、無線基地局、および無線制御装置の構成例を説明する図である。図に示すように無線端末１は、報知情報受信手段１ａおよび無線リンク接続手段１ｂを有している。無線基地局２は、報知情報送信手段２ａを有している。無線制御装置３は、無線リンク設定要求受信手段３ａおよび無線リンク接続手段３ｂを有している。

無線基地局２は、フェムトセルの無線基地局である。無線基地局２の報知情報送信手段２ａは、当該無線基地局２のセルがフェムトセルであることを示す情報を含む報知情報を送信する。

無線端末１の報知情報受信手段１ａは、無線基地局２から報知情報を受信する。無線リンク接続手段１ｂは、報知情報受信手段１ａによって受信された報知情報に、フェムトセルであることを示す情報が含まれている場合、無線基地局２を制御する無線制御装置３と無線リンクを接続する。なお、無線リンク接続手段１ｂは、無線制御装置３に無線リンク設定要求を行って、無線制御装置３と無線リンクを接続する。

無線制御装置３の無線リンク設定要求受信手段３ａは、無線端末１から無線リンク設定要求を受信する。
無線リンク接続手段３ｂは、無線リンク設定要求受信手段３ａの無線リンク設定要求の受信によって、無線端末１と無線リンクを接続する。

図１の動作について説明する。無線端末１は、無線基地局２のセルに在圏すると、無線基地局２の報知情報を受信することになる。この報知情報には、無線基地局２のセルがフェムトセルであることを示す情報が含まれている。

無線端末１の無線リンク接続手段１ｂは、報知情報受信手段１ａによって無線基地局２の報知情報を受信すると、無線基地局２を介して、無線制御装置３と無線リンクを接続する。

無線端末１は、ユーザから無線通信の開始要求を受けると、すでに無線リンクは接続されているので、無線アクセス回線の接続から処理を開始すればよい。すなわち、無線端末１は、無線リンクを接続する時間分、通信開始時間を短縮することができる。

このように、無線基地局２は、フェムトセルであることを示す報知情報を送信する。無線端末１は、無線基地局２からの報知情報によって、フェムトセルへの在圏を検知することができる。無線端末１は、フェムトセルの在圏を検知すると、事前に無線制御装置３と無線リンクを接続する。これにより、無線端末１は、ユーザから通信開始の要求を受けた場合、無線リンクの接続を行うことなく、無線アクセス回線の接続を行うことができるので、ユーザが通信要求を行ってから通信を開始できるまでの時間を短縮することができる。

また、フェムトセルを構成する無線基地局２は、フェムトセルであることを通知する報知情報をフェムトセル内において報知する。すると、待ち受け状態にある無線端末１は、その報知情報を受信する。そして、この受信に応じて、無線端末１に対して着信がなく、無線端末１において、ユーザによる発信操作がないにも関わらず、無線基地局２に対して無線リソースの割り当てを要求するメッセージを無線信号にて送信する。無線基地局２または無線基地局２から当該メッセージを受信した移動通信網内における無線制御装置は、無線端末１と、フェムトセルを構成する無線基地局２との間の無線通信に用いる無線リソースを捕捉する。無線基地局２が、所定の無線端末（たとえば、フェムトセルを構成する無線基地局２のメモリに登録された無線端末）に対して限定して無線通信サービスを提供する場合には、無線端末１に対して現に着信がなく、無線端末１において現に発信操作がなされていない状況において、無線リソースを予め確保しても、そもそも確保した無線リソースは、他の無線端末（無線基地局２においてサービス対象として登録されていない無線端末等）に対して提供する予定ではないため、無線リソースの先行した確保による弊害は少ない。

要するに、フェムトセルを構成する無線基地局は、フェムトセルであることを報知情報として送信し、その報知情報を受信した無線端末は、着信や発信操作がなされていない状況下で、その無線基地局に対して無線リソースの確保を要求する信号を送信する。そして無線基地局は、その要求に従って、無線リソースを確保し、その後無線端末において発信操作がなされた際に、既に確保してある無線リソースを用いることで、無線リソースの確保のための処理シーケンスを省略して、その後の接続処理を実行することで、よりすばやく無線通信サービスを提供可能とするのである。

なお、図１の無線リンク設定要求受信手段３ａ、無線リンク接続手段３ｂの機能は、無線基地局２が備えることもできる。
次に、第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図２は、第１の実施の形態に係るフェムトセルのシステム構成例を示した図である。図２には、ＣＮ１１、ＲＮＣ１２、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク１３、フェムトセル１４、ＵＥ（User Equipment）１５，１７、およびＮｏｄｅＢ１６が示してある。図２のＣＮ１１、ＲＮＣ１２、ＮｏｄｅＢ１６、およびＵＥ１７は、既存の無線ネットワークシステムであり、ＣＮ１１、ＲＮＣ１２、ＩＰネットワーク１３、フェムトセル１４、およびＵＥ１５は、フェムトセルの無線ネットワークシステムである。ＵＥ１５，１７は、例えば、携帯電話である。

図２の無線ネットワークシステムは、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やＬＴＥ（Long Term Evolution）などの通信方式によって無線通信を行う。図２の無線ネットワークシステムは、Ｗ−ＣＤＭＡの例を示しており、フェムトセル１４を、Ｗ−ＣＤＭＡのＮｏｄｅＢ１６と同等の扱いとする例を示している。なお、ＬＴＥにおいては、図２のＲＮＣ１２とＮｏｄｅＢ１６の機能は、同一装置（ｅＮｏｄｅＢ）で実現され、ＲＮＣ１２とフェムトセル１４の機能は、同一装置（ｅＮｏｄｅＢ）で実現される。

フェムトセル１４には、図示していないがＵＥ１５と無線通信するＮｏｄｅＢが存在している。フェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、家屋内やオフィス内に設置され、数十ｍの範囲の無線通信をカバーしている。

フェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、周期的に報知情報を報知している。報知情報には、フェムトセルから送信されていることを示す情報が含まれている。
ＵＥ１５は、フェムトセル１４に進入すると、フェムトセル１４の報知情報を受信するようになる。ＵＥ１５は、フェムトセル１４の報知情報を受信することにより、フェムトセル１４に在圏したことを認識することができる。

ＵＥ１５は、フェムトセル１４に在圏したことを認識すると、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢを介して、事前にＲＮＣ１２と無線リンクの接続を確立する。
ＵＥ１５のユーザは、ＵＥ１５を用いて通信を開始する場合、例えば、ＵＥ１５の発信ボタンを押下する。ＵＥ１５は、発信ボタンの押下を受けて、ＣＮ１１と無線アクセス回線の接続を確立する。ＵＥ１５は、事前に無線リンクの接続を行っているので、無線アクセス回線の接続から呼接続を開始して、通信相手と無線通信を行うことになる。

なお、ＮｏｄｅＢ１６は、フェムトセルのＮｏｄｅＢではないので、ＮｏｄｅＢ１６から送信される報知情報には、フェムトセルであることを示す情報は含まれない。従って、ＵＥ１７は、ＮｏｄｅＢ１６のセルに在圏しても事前に無線リンクを接続しない。ＵＥ１７は、ユーザからの発信ボタンの押下を受けて、無線リンクの接続を行い、無線アクセス回線の接続を行って、通信相手と通信を行う。

このように、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、報知情報を報知する。ＵＥ１５は、フェムトセル１４の報知情報を受信すると、フェムトセル１４に属したことを認識し、ＲＮＣ１２と事前に無線リンクの接続を確立する。これにより、ＵＥ１５は、通信を開始するとき、無線リンクの接続処理を行う必要がないので、通信要求から通信を開始できるまでの時間を短縮することができる。

図３は、フェムトセルのＮｏｄｅＢの機能ブロック図である。図３に示すようにフェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、無線リソース管理部２１および報知情報報知部２２を有している。

無線リソース管理部２１は、ＵＥ１５に割り当てる無線リソースを管理する。例えば、無線リソース管理部２１は、無線リンクの接続要求を行ってきたＵＥ１５に対し、無線周波数やコードなどの無線物理リソースを割り当てて管理する。

報知情報報知部２２は、フェムトセル１４圏内に報知情報を周期的に報知する。報知情報には、当該報知情報がフェムトセル１４から報知されていることを示す情報が含まれる。これにより、ＵＥ１５は、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢの報知情報を受信することによって、フェムトセル１４に在圏したことを認識することができる。

図４は、ＵＥの機能ブロック図である。図４に示すようにＵＥ１５は、呼制御部３１、無線リソース管理部３２、および報知情報処理部３３を有している。
呼制御部３１は、呼接続処理を行う。呼制御部３１は、報知情報処理部３３によって、ＵＥ１５がフェムトセル１４に在圏したと判断された場合、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢを介して、ＲＮＣ１２と無線リンクの接続を要求する。また、呼制御部３１は、フェムトセル１４に在圏している場合において、ユーザから通信開始要求があったとき、無線リンクの接続処理を行うことなく、ＣＮ１１と無線アクセス回線の接続処理を行う。

なお、呼制御部３１は、ＵＥ１５がフェムトセル１４に在圏していないと判断されている場合に、ユーザから無線通信要求を受けると、既存の呼接続要求を行う。すなわち、呼制御部３１は、ユーザからの通信開始要求を受けて無線リンクの接続を確立し、次いで、無線アクセス回線の接続処理を行う。

無線リソース管理部３２は、無線通信に使用する無線リソースを管理する。無線通信に使用する無線リソースは、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢまたはＮｏｄｅＢ１６から通知される。

報知情報処理部３３は、受信した報知情報に基づいて、ＵＥ１５がフェムトセル１４に在圏したか否か判断する。フェムトセル１４のＮｏｄｅＢから送信される報知情報には、フェムトセルの情報が格納されており、この場合、報知情報処理部３３は、ＵＥ１５がフェムトセル１４に在圏したことを認識する。

図５は、ＲＮＣの機能ブロック図である。図５に示すようにＲＮＣ１２は、呼制御部４１、無線リソース管理部４２、およびフェムトセル制御部４３を有している。
呼制御部４１は、呼接続処理を行う。例えば、フェムトセル１４に在圏したＵＥ１５から無線リンクの接続要求を受けると、事前にＵＥ１５と無線リンクの接続を確立し、維持する。また、呼制御部４１は、既存のＮｏｄｅＢ１６から呼接続要求を受けると、ＵＥ１７と無線リンクの接続を確立する。

無線リソース管理部４２は、ＵＥ１５，１７の無線通信に使用する無線論理リソースを管理する。無線リソース管理部４２は、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢおよびＮｏｄｅＢ１６から、ＵＥ１５，１７に割り当てた無線リソースの情報を受信し、無線論理リソースを管理する。

フェムトセル制御部４３は、フェムトセル１４の管理を行う。例えば、フェムトセル１４の属性（フェムトセルがあること）を管理し、また、無線チャネルがいくつあるか、初期電力値がいくつであるかなどの情報を管理する。

図６は、ＣＮの機能ブロック図である。図に示すようにＣＮ１１は、呼制御部５１を有している。なお、図６のＣＮ１１は、実際は図２のＣＮ１１を構成しているコアネットワーク装置（交換機）である。

呼制御部５１は、ＵＥ１５，１７の呼接続処理を行う。呼制御部５１は、ＵＥ１５，１７の位置登録を行い、ＵＥ１５，１７の認証処理および秘匿通信を行うための秘匿処理を行う。また、呼制御部５１は、ＵＥ１５，１７からの要求を受けて、無線アクセス回線を設定する。

図７は、無線リンクおよび無線アクセス回線の接続シーケンス図である。
ステップＳ１において、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、周期的に報知情報を報知する。

ステップＳ２において、ＵＥ１５は、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢの報知情報を受信するエリアに進入したとする。これにより、ＵＥ１５は、フェムトセル１４の報知情報を受信し、フェムトセル１４に在圏したことを認識する。

ステップＳ３において、ＵＥ１５は、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢを介して、ＲＮＣ１２に対し、ＵＥ１５−ＲＮＣ１２間の無線リンク接続の設定要求を行う。無線リンクとは、ＵＥとＲＡＮの間のリンクであり、いわゆる無線のことをいう。３Ｇでは、Radio Linkと呼ばれており、ＲＮＣからＮｏｄｅＢに対してRadio Linkの設定要求を指示することで、ＮｏｄｅＢ側で物理的な無線周波数等を確保する。その結果、ＵＥとＮｏｄｅＢは無線で接続されることになる。

ステップＳ４において、ＲＮＣ１２は、ＵＥ１５からの無線リンク設定要求を受けて、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢに対し、無線リンク設定要求を行う。
ステップＳ５において、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、ＲＮＣ１２からの無線リンク設定要求を受けて、ＵＥ１５に割り当てる無線リソースを捕捉する。

ステップＳ６において、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、ＲＮＣ１２に対し、無線リンク設定応答を返す。このとき、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、ＵＥ１５に割り当てた無線リソースの情報をＲＮＣ１２に送信する。

ステップＳ７において、ＲＮＣ１２は、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢから、無線リンク設定応答を受信する。ＲＮＣ１２は、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢから送信される、ＵＥ１５に割り当てた無線リソースを捕捉する。

ステップＳ８において、ＲＮＣ１２は、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢを介して、ＵＥ１５に対し、無線リンク設定指示を行う。この際、ＲＮＣ１２は、ＵＥ１５のために捕捉した無線リソースを通知する。

ステップＳ９において、ＵＥ１５は、ＲＮＣ１２からの無線リンク設定指示に応じて、ＲＮＣ１２から通知される無線リソースを管理し、無線通信に使用する。ＵＥ１５は、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢを介して、ＲＮＣ１２に対し、無線リンク設定応答を返す。

ステップＳ１０において、ＵＥ１５とＲＮＣ１２およびフェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、無線リンクの接続を完了する。これにより、ＵＥ１５は、フェムトセル１４に在圏している間、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢおよびＲＮＣ１２と無線リンクの接続を維持する。

ステップＳ１１において、ＵＥ１５は、ユーザから発信ボタンの押下を受け、無線通信を開始するとする。
ステップＳ１２において、ＵＥ１５、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢ、ＲＮＣ１２、およびＣＮ１１は、認証／秘匿処理を行う。例えば、ＣＮ１１は、無線アクセス回線の接続要求してきたＵＥ１５が正当なＵＥであるか認証する。また、ＵＥ１５とＲＮＣ１２は、ＣＮ１１からの指示に基づいて、ＵＥ１５−ＲＮＣ１２間で秘匿通信を行うための処理を行う。

ステップＳ１３において、ＵＥ１５は、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢおよびＲＮＣ１２を介して、ＣＮ１１に対し、呼接続要求を行う。
ステップＳ１４において、ＵＥ１５、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢ、ＲＮＣ１２、およびＣＮ１１は、無線アクセス回線の接続処理を行う。無線アクセス回線は、ＵＥからＣＮまでを含めたアクセス回線で、ユーザデータをやり取りする回線である。３Ｇでは、ＲＡＢ（Radio Access Bearer）と呼ばれている。

ステップＳ１５において、ＣＮ１１は、無線アクセス回線の接続処理を完了し、ＵＥ１５に対し、呼接続応答を返す。
ステップＳ１６において、ＵＥ１５は、無線アクセス回線を介して、通信相手とユーザデータ（例えば、通話データ）のやり取りを行う。

このように、フェムトセル１４のＮｏｄｅＢは、フェムトセルであることを示す情報を含む報知情報を報知する。ＵＥ１５は、この報知情報を受信することにより、フェムトセル１４に在圏したことを認識する。ＵＥ１５は、フェムトセル１４に在圏すると、ＲＮＣ１２に対し、無線リンクを接続する。これにより、ＵＥ１５は、通信を開始する場合、無線リンクの接続を行うことなく、無線アクセス回線の接続を行えばよいので、ユーザが通信要求を行ってから通信を開始できるまでの時間を短縮することができる。

なお、ＵＥ１５の通信相手であるＵＥ（呼を受ける側のＵＥ）も、フェムトセルに在圏している場合には、ＵＥ１５と同様に、無線リンクを接続している。従って、通信相手のＵＥは、ＵＥ１５から呼の要求があった場合、無線リンクの接続処理を行うことなく、無線回線の接続を行えばよい。これにより、ユーザが通信要求を行ってから通信を開始できるまでの時間を短縮することができる。

次に、第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態では、フェムトセルのＮｏｄｅＢが報知情報を送信し、ＵＥがその報知情報を受信することによって、ＵＥはフェムトセルに在圏したことを認識した。第２の実施の形態では、ＣＮのＵＥの位置登録において、ＣＮがＵＥのフェムトセルの在圏を認識する。

図８は、第２の実施の形態に係るフェムトセルのシステム構成例を示した図である。図８には、ＣＮ６１、ＲＮＣ６２、ＩＰネットワーク６３、フェムトセル６４、ＵＥ６５，６７、およびＮｏｄｅＢ６６が示してある。図８のＣＮ６１、ＲＮＣ６２、ＮｏｄｅＢ６６、およびＵＥ６７は、既存の無線ネットワークシステムであり、ＣＮ６１、ＲＮＣ６２、ＩＰネットワーク６３、フェムトセル６４、およびＵＥ６５は、フェムトセルの無線ネットワークシステムである。ＵＥ６５，６７は、例えば、携帯電話である。図８の無線ネットワークシステムは、図２と同様にＷ−ＣＤＭＡやＬＴＥなどの通信方式によって無線通信を行う。

移動体通信では、ＣＮ６１は、ＵＥ６５，６７がどのセルに在圏しているか位置登録を行っている。従って、ＣＮ６１は、ＵＥ６５，６７がフェムトセル６４に在圏しているか否か判断することができる。

ＣＮ６１は、ＵＥ６５，６７の位置登録によって、フェムトセル６４に在圏したことを検知すると、ＲＮＣ６２に対し、ＵＥ６５の無線リンクの事前接続を行うよう要求する。これにより、ＲＮＣ６２とフェムトセル６４に在圏したＵＥ６５は、事前に無線リンクを接続することができる。

なお、ＵＥ６７は、ＮｏｄｅＢ６６のセルに在圏している。ＮｏｄｅＢ６６は、フェムトセルではないので、ＣＮ６１は、ＲＮＣ６２に対し、ＵＥ６７の無線リンクの事前接続を行うよう要求しない。

このように、ＣＮ６１は、ＵＥ６５，６７の位置登録によって、ＵＥ６５がフェムトセル６４に在圏したことを検知する。そして、ＣＮ６１は、ＲＮＣ６２に対し、ＵＥ６５の無線リンクの事前接続を行うようにする。これにより、ＵＥ６５は、通信を開始するとき、無線リンクの接続処理を行う必要がないので、通信要求から通信を開始できるまでの時間を短縮することができる。

各装置の機能について説明する。フェムトセル６４のＮｏｄｅＢは、図３で示したフェムトセル１４のＮｏｄｅＢと同様に無線リソース管理部および報知情報報知部を有している。報知情報装置部は、図３と同様に報知情報にセルがフェムトセルであることを示す情報を含めてもよいし、含めなくてもよい。図８のフェムトセルの無線システムでは、ＣＮ６１のＵＥ６５の位置登録によって、ＵＥ６５がフェムトセル６４に在圏したか否か判断するからである。

ＵＥ６５は、図４で示したＵＥ１５と同様に呼制御部と無線リソース管理部の機能を有する。ＵＥ６５は、フェムトセル６４から報知される報知情報によって自己がフェムトセル６４に在圏したことを判断しないので、フェムトセル識別に関する報知情報処理部の機能は有さない。ＵＥ６５の呼制御部は、ＣＮ６１から送信される無線リンクの接続要求に応じて、ＲＮＣ６２と無線リンクを接続する。

ＲＮＣ６２は、図５で示したＲＮＣ１２と同様に、呼制御部、無線リソース管理部、およびフェムトセル制御部を有する。
ＣＮ６１は、図６で示したＣＮ１１と同様に、呼制御部を有する。なお、ＣＮ６１の呼制御部は、ＵＥ６５，６７の位置登録の際、ＵＥ６５，６７がフェムトセルのセルに在圏したか否かを判断する。また、呼制御部は、ＵＥがフェムトセルに在圏したと判断した場合、ＲＮＣ６２に対し、ＵＥ６５と無線リンクの事前接続を行うように要求を行う。

図９は、無線リンクおよび無線アクセス回線の接続シーケンス図である。
ステップＳ２１において、ＣＮ６１は、ＵＥ６５の位置を登録する。例えば、ＵＥ６５は、ＮｏｄｅＢから報知情報を受信し、報知情報に含まれるセル情報をＣＮ６１に送信する。ＣＮ６１は、ＵＥ６５から受信するセル情報により、ＵＥ６５がどのセルに属したか位置登録を行う。

ステップＳ２２において、ＣＮ６１は、ステップＳ２１の位置登録により、ＵＥ６５の属する位置（セル）がフェムトセル６４であるか否か検知する。ＣＮ６１は、予めどのセルがフェムトセルであるか認識（記憶）している。

ステップＳ２３において、ＣＮ６１は、ＲＮＣ６２に対し、ＵＥ６５と無線リンクの事前接続を行うよう要求する。
ステップＳ２４において、ＲＮＣ６２は、ＣＮ６１からの無線リンク事前接続要求を受けて、フェムトセル６４のＮｏｄｅＢを介し、ＵＥ６５に対し無線リンク事前接続要求を行う。

ステップＳ２５において、ＵＥ６５は、ＲＮＣ６２からの無線リンク事前接続要求を受けると、フェムトセル６４のＮｏｄｅＢを介して、ＲＮＣ６２に対し、ＵＥ６５−ＲＮＣ６２間の無線リンクの設定要求を行う。

以下、ステップＳ２６〜ステップＳ３８の処理は、図７で説明したステップＳ４〜ステップＳ１６と同様の処理であり、その説明を省略する。
このように、ＣＮ６１は、ＵＥ６５，６７の位置登録によって、ＵＥ６５，６７がフェムトセル６４に在圏したか否か判断する。そして、ＣＮ６１は、ＲＮＣ６２に対し、フェムトセル６４に在圏しているＵＥ６５の無線リンクの事前接続を行うように要求する。これにより、ＵＥ６５は、通信を開始するとき、無線リンクの接続処理を行う必要がないので、通信要求から通信を開始できるまでの時間を短縮することができる。

次に、第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態では、フェムトセルのＮｏｄｅＢ、ＲＮＣ、およびＣＮは、それぞれ別の装置で構成されていた。第３の実施の形態では、フェムトセルのＮｏｄｅＢがＲＮＣおよびＣＮの機能を内蔵する（Collapsed型）。

図１０は、第３の実施の形態に係るフェムトセルのシステム構成例を示した図である。図１０には、ＣＮ７１、ＲＮＣ７２、ＩＰネットワーク７３、フェムトセル７４、ＵＥ７５，７７、およびＮｏｄｅＢ７６が示してある。図１０のＣＮ７１、ＲＮＣ７２、ＮｏｄｅＢ７６、およびＵＥ７７は、既存の無線ネットワークシステムであり、ＣＮ７１、ＩＰネットワーク７３、フェムトセル７４、およびＵＥ７５は、フェムトセルの無線ネットワークシステムである。ＵＥ７５，７７は、例えば、携帯電話である。図１０の無線ネットワークシステムは、図２と同様にＷ−ＣＤＭＡやＬＴＥなどの通信方式によって無線通信を行う。

フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、第１の実施の形態と同様に、周期的に報知情報を送信する。報知情報には、当該報知情報はフェムトセルから送信されていることを示す情報が含まれている。

ＵＥ７５は、フェムトセル７４のセル内に進入すると、フェムトセル７４の報知情報を受信するようになる。ＵＥ７５は、第１の実施の形態と同様に、フェムトセル７４の報知情報を受信することにより、フェムトセル７４に在圏したことを認識し、フェムトセル７４と無線リンクの接続を確立する。

図１０のフェムトセル７４の無線ネットワークは、Collapsed型であり、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＲＮＣおよびＣＮの機能を有する。このため、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＲＮＣ７２とは独立して無線リソースをＵＥ７５に割り当てることができる。これにより、ＵＥ７５が事前に無線リンクを接続しても、ＲＮＣ７２の無駄な無線リソース確保を回避できる。

例えば、図２の例の場合、ＲＮＣ１２は、ＵＥ１５，１７の無線リソースの割り当てを管理しなければならない。従って、ＵＥ１５がフェムトセル１４に在圏して、事前に無線リンクを接続すると、その分、ＲＮＣ１２の無線リソースを無駄に確保し続けることになる。一方、図１０の例の場合、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢが、ＲＮＣ７２とは別にフェムトセル７４に在圏するＵＥ７５に無線リソースを割り当てる。これにより、ＲＮＣ７２は、ＮｏｄｅＢ７６のセルに属するＵＥ７７に、有効に無線リソースを割り当てることが可能となる。

フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、無線リンクの接続を行うと、無線アクセス回線の接続も行う。フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＣＮの機能も有しているからである。従って、ＵＥ７５は、ユーザから発信要求があると、無線リンクおよび無線アクセス回線の接続を行うことなく、通信相手との回線を設定することにより、ユーザデータのやり取りが可能となる。

このように、Collapsed型では、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＲＮＣおよびＣＮの機能を有するので、ＵＥ７５がフェムトセル７４に在圏した場合には、ＵＥ７５は、無線アクセス回線の接続まで事前に行うことができる。これにより、ＵＥ７５は、通信相手と通信を開始する場合、通信相手との回線を接続すればよく、ユーザが通信要求を行ってから通信を開始できるまでの時間を短縮することができる。

図１１は、フェムトセルのＮｏｄｅＢの機能ブロック図である。図１１に示すようにフェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、無線リソース管理部８１、呼制御部８２、および報知情報報知部８３を有している。

無線リソース管理部８１は、ＵＥ７５に割り当てる無線リソースを管理する。無線リソース管理部８１は、例えば、ＵＥ７５に割り当てる無線周波数やコードなどの物理無線リソースを管理する。無線リソース管理部８１は、呼制御部８２の指示に基づいて、ＵＥ７５に無線物理リソースを割り当て管理する。

呼制御部８２は、呼接続処理を行う。呼制御部８２は、ＲＮＣおよびＣＮの機能も有している。呼制御部８２は、フェムトセル７４に在圏するＵＥ７５と、事前に無線リンクの接続および無線アクセス回線の接続を行う。

また、呼制御部８２は、フェムトセル７４に在圏している場合において、ユーザから通信開始要求があった場合、無線リンクおよび無線アクセス回線の接続処理を行うことなく、通信相手との回線接続処理を行う。また、呼制御部８２は、フェムトセル７４に属したＵＥ７５の位置登録を行うとともに、無線アクセス回線の接続処理の際、ＵＥ７５の認証および秘匿処理を行う。

報知情報報知部８３は、フェムトセル７４圏内に報知情報を周期的に報知する。報知情報には、当該報知情報がフェムトセル７４から報知されていることを示す情報が含まれる。これにより、ＵＥ７５は、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢの報知情報を受信することによって、フェムトセル７４に在圏したことを認識することができる。

ＵＥ７５の機能は、図４で説明した機能ブロックと同様である。ただし、ＵＥ７５は、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢと無線リンクおよび無線アクセス回線を接続する。
図１２は、無線リンクおよび無線アクセス回線の接続シーケンス図である。

ステップＳ４１において、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、周期的に報知情報を報知する。
ステップＳ４２において、ＵＥ７５は、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢの報知情報を受信するエリアに進入したとする。これにより、ＵＥ７５は、フェムトセル７４の報知情報を受信し、フェムトセル７４に在圏したことを認識する。

ステップＳ４３において、ＵＥ７５は、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢに対し、無線リンクの設定要求を行う。
ステップＳ４４において、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＵＥ７５からの無線リンク設定要求を受けて、ＵＥ７５に割り当てる無線リソースを捕捉する。

ステップＳ４５において、ＵＥ７５は、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢからの無線リンク設定指示に応じて、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢから通知される無線リソースを管理する。

ステップＳ４６において、ＵＥ７５は、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢに対し、無線リンク設定応答を返す。
ステップＳ４７において、ＵＥ７５とフェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、無線リンクの接続処理を完了する。

ステップＳ４８において、ＵＥ７５およびフェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、認証／秘匿処理を行う。例えば、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＵＥ７５が正当なＵＥであるか認証する。また、ＵＥ７５とフェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＵＥ７５−フェムトセル７４のＮｏｄｅＢ間で秘匿認証通信を行うための処理を行う。

ステップＳ４９において、ＵＥ７５は、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢに対し、呼接続要求を行う。
ステップＳ５０において、ＵＥ７５およびフェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ユーザデータのやり取りを行うための無線アクセス回線の接続処理を行う。このとき、ＵＥ７５とフェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、最低レート（最低レートでなくても構わない）で無線アクセス回線の接続処理を行う。これは、ＵＥ７５の通信するパケットの中身がどのような品質のデータなのか、また、ユーザがどのようなサービス契約をしているのか、これらの情報を管理する上位装置（ＣＮ（交換機）／インターネット）でないと分からないからである。

ステップＳ５１において、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＵＥ７５に対し、呼接続応答を返す。
ステップＳ５２において、ＵＥ７５とフェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、無線アクセス回線の接続処理を完了する。

ステップＳ５３において、ＵＥ７５は、ユーザから発信ボタンの押下を受け、無線通信を開始する。
ステップＳ５４において、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＵＥ７５からの通信開始要求を受け、通信相手（ＣＮ／インターネット）とユーザデータのやり取りを行うための回線設定を行う。

ステップＳ５５において、ＵＥ７５は、通信相手と通信を開始する。
このように、ＵＥ７５は、フェムトセルに在圏すると、無線リンクの接続および無線アクセス回線の接続を行う。これにより、ＵＥ７５は、通信相手と通信を開始する場合、通信相手側との回線を接続すればよく、ユーザが通信要求を行ってから通信を開始できるまでの時間を短縮することができる。

なお、上記では、第１の実施の形態でのCollapsed型について説明したが、第２の実施の形態でもCollapsed型を適用することもできる。この場合、フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＵＥ７５の位置登録によって、ＵＥ７５がフェムトセル７４に在圏したことを検知する。フェムトセル７４のＮｏｄｅＢは、ＵＥ７５のフェムトセル７４の在圏を検知すると、ＵＥ７５に対し、無線リンク事前接続要求を行う。後の処理は、図１２のステップＳ４３以降の処理と同様である。

（付記１） フェムトセルを構成する無線基地局からフェムトセルであることを通知する報知情報を受信する受信部と、
フェムトセルであることを通知する該報知情報を受信すると、着信がなく、発信操作がなされていない状況において、該無線基地局に対して無線リソースの獲得を要求する信号を送信する送信部とを備え、
その後発信操作がなされると、該無線リソースの獲得を要求する信号により獲得した無線リソースを用いることで、無線リソースの獲得処理を省略した接続処理を実行することを特徴とする無線端末。

（付記２） 無線通信を行う無線端末において、
無線基地局から報知情報を受信する報知情報受信手段と、
前記報知情報にフェムトセルであることを示す情報が含まれている場合、前記無線基地局を制御する無線制御装置と無線リンクを接続する無線リンク接続手段と、
を有することを特徴とする無線端末。

（付記３） ユーザから通信開始要求を受け付ける通信開始要求受け付け手段と、
前記通信開始要求の受け付けによって、コアネットワーク装置と無線アクセス回線を接続する無線アクセス回線接続手段と、
を有することを特徴とする付記２記載の無線端末。

（付記４） 無線通信を行う無線端末において、
コアネットワーク装置が当該無線端末のフェムトセルの在圏を検知したときに送信する無線リンク事前接続要求を受信する無線リンク接続要求受信手段と、
前記無線リンク事前接続要求の受信によって、無線基地局を制御する無線制御装置と無線リンクを接続する無線リンク接続手段と、
を有することを特徴とする無線端末。

（付記５） ユーザから通信開始要求を受け付ける通信開始要求受け付け手段と、
前記通信開始要求の受け付けによって、前記コアネットワーク装置と無線アクセス回線を接続する無線アクセス回線接続手段と、
を有することを特徴とする付記４記載の無線端末。

（付記６） 無線通信を行う無線端末において、
無線基地局から報知情報を受信する報知情報受信手段と、
前記報知情報にフェムトセルであることを示す情報が含まれている場合、前記無線基地局と無線リンクを接続し、無線アクセス回線を接続する回線接続手段と、
を有することを特徴とする無線端末。

（付記７） ユーザから通信開始要求を受け付ける通信開始要求受け付け手段と、
前記通信開始要求の受け付けによって、通信相手と通信回線を接続する通信回線接続手段と、
を有することを特徴とする付記６記載の無線端末。

（付記８） 前記無線アクセス回線接続手段は、最低レートの前記無線アクセス回線を設定することを特徴とする付記６記載の無線端末。
（付記９） 無線通信を行う無線端末において、
コアネットワーク装置が当該無線端末のフェムトセルの在圏を検知したときに送信する無線リンク事前接続要求を受信する無線リンク接続要求受信手段と、
前記無線リンク事前接続要求の受信によって、無線基地局と無線リンクを接続し、無線アクセス回線を接続する回線接続手段と、
を有することを特徴とする無線端末。

（付記１０） 無線通信を行う無線端末において、
無線基地局から報知情報を受信する報知情報受信手段と、
前記報知情報にフェムトセルであることを示す情報が含まれている場合、前記無線基地局と無線リンクを接続する無線リンク接続手段と、
を有することを特徴とする無線端末。

（付記１１） 無線通信を行う無線端末において、
コアネットワーク装置が当該無線端末のフェムトセルの在圏を検知したときに送信する無線リンク事前接続要求を受信する無線リンク接続要求受信手段と、
前記無線リンク事前接続要求の受信によって、無線基地局と無線リンクを接続する無線リンク接続手段と、
を有することを特徴とする無線端末。

（付記１２） 無線基地局を制御する無線制御装置において、
無線端末が前記無線基地局からフェムトセルであることを示す情報を含む報知情報を受信したときに送信する無線リンク設定要求を受信する無線リンク設定要求受信手段と、
前記無線リンク設定要求の受信によって、前記無線端末と無線リンクを接続する無線リンク接続手段と、
を有することを特徴とする無線制御装置。

（付記１３） 無線端末と通信するコアネットワーク装置において、
前記無線端末の位置登録を行う位置登録手段と、
前記無線端末の位置登録に基づいて、前記無線端末がフェムトセルに在圏しているか否か判断するフェムトセル判断手段と、
前記無線端末が前記フェムトセルに在圏している場合、前記無線端末に無線リンクの接続要求を行う無線リンク接続要求手段と、
を有することを特徴とするコアネットワーク装置。

（付記１４） 無線通信を行う無線基地局において、
当該無線基地局のセルがフェムトセルであることを示す情報を含む報知情報を送信する報知情報送信手段と、
前記報知情報を受信した無線端末からの要求に応じて、前記無線端末に無線リンクの接続指示を送信する無線リンク接続指示手段と、
を有することを特徴とする無線基地局。

（付記１５） 無線通信を行う無線基地局において、
無線端末の位置登録を行う位置登録手段と、
前記無線端末の位置登録に基づいて、前記無線端末がフェムトセルに在圏しているか否か判断するフェムトセル判断手段と、
前記無線端末が前記フェムトセルに在圏している場合、前記無線端末に無線リンクの接続要求を行う無線リンク接続要求手段と、
を有することを特徴とする無線基地局。

無線端末、無線基地局、および無線制御装置の構成例を説明する図である。 第１の実施の形態に係るフェムトセルのシステム構成例を示した図である。 フェムトセルのＮｏｄｅＢの機能ブロック図である。 ＵＥの機能ブロック図である。 ＲＮＣの機能ブロック図である。 ＣＮの機能ブロック図である。 無線リンクおよび無線アクセス回線の接続シーケンス図である。 第２の実施の形態に係るフェムトセルのシステム構成例を示した図である。 無線リンクおよび無線アクセス回線の接続シーケンス図である。 第３の実施の形態に係るフェムトセルのシステム構成例を示した図である。 フェムトセルのＮｏｄｅＢの機能ブロック図である。 無線リンクおよび無線アクセス回線の接続シーケンス図である。

符号の説明

１ 無線端末
１ａ 報知情報受信手段
１ｂ 無線リンク接続手段
２ 無線基地局
２ａ 報知情報送信手段
３ 無線制御装置
３ａ 無線リンク接続手段
３ｂ 無線リンク設定要求受信手段

Claims (11)

1. フェムトセルを構成する無線基地局からフェムトセルであることを通知する報知情報を受信する受信部と、
   フェムトセルであることを通知する該報知情報を受信すると、着信がなく、発信操作がなされていない状況において、該無線基地局に対して無線リソースの獲得を要求する信号を送信する送信部とを備え、
   その後発信操作がなされると、該無線リソースの獲得を要求する信号により獲得した無線リソースを用いることで、無線リソースの獲得処理を省略した接続処理を実行することを特徴とする無線端末。
2. 無線通信を行う無線端末において、
   無線基地局から報知情報を受信する報知情報受信手段と、
   前記報知情報にフェムトセルであることを示す情報が含まれている場合、前記無線基地局を制御する無線制御装置と無線リンクを接続する無線リンク接続手段と、
   を有することを特徴とする無線端末。
3. ユーザから通信開始要求を受け付ける通信開始要求受け付け手段と、
   前記通信開始要求の受け付けによって、コアネットワーク装置と無線アクセス回線を接続する無線アクセス回線接続手段と、
   を有することを特徴とする請求項２記載の無線端末。
4. 無線通信を行う無線端末において、
   コアネットワーク装置が当該無線端末のフェムトセルの在圏を検知したときに送信する無線リンク事前接続要求を受信する無線リンク接続要求受信手段と、
   前記無線リンク事前接続要求の受信によって、無線基地局を制御する無線制御装置と無線リンクを接続する無線リンク接続手段と、
   を有することを特徴とする無線端末。
5. ユーザから通信開始要求を受け付ける通信開始要求受け付け手段と、
   前記通信開始要求の受け付けによって、前記コアネットワーク装置と無線アクセス回線を接続する無線アクセス回線接続手段と、
   を有することを特徴とする請求項４記載の無線端末。
6. 無線通信を行う無線端末において、
   無線基地局から報知情報を受信する報知情報受信手段と、
   前記報知情報にフェムトセルであることを示す情報が含まれている場合、前記無線基地局と無線リンクを接続し、無線アクセス回線を接続する回線接続手段と、
   を有することを特徴とする無線端末。
7. 無線通信を行う無線端末において、
   コアネットワーク装置が当該無線端末のフェムトセルの在圏を検知したときに送信する無線リンク事前接続要求を受信する無線リンク接続要求受信手段と、
   前記無線リンク事前接続要求の受信によって、無線基地局と無線リンクを接続し、無線アクセス回線を接続する回線接続手段と、
   を有することを特徴とする無線端末。
8. 無線基地局を制御する無線制御装置において、
   無線端末が前記無線基地局からフェムトセルであることを示す情報を含む報知情報を受信したときに送信する無線リンク設定要求を受信する無線リンク設定要求受信手段と、
   前記無線リンク設定要求の受信によって、前記無線端末と無線リンクを接続する無線リンク接続手段と、
   を有することを特徴とする無線制御装置。
9. 無線端末と通信するコアネットワーク装置において、
   前記無線端末の位置登録を行う位置登録手段と、
   前記無線端末の位置登録に基づいて、前記無線端末がフェムトセルに在圏しているか否か判断するフェムトセル判断手段と、
   前記無線端末が前記フェムトセルに在圏している場合、前記無線端末に無線リンクの接続要求を行う無線リンク接続要求手段と、
   を有することを特徴とするコアネットワーク装置。
10. 無線通信を行う無線基地局において、
    当該無線基地局のセルがフェムトセルであることを示す情報を含む報知情報を送信する報知情報送信手段と、
    前記報知情報を受信した無線端末からの要求に応じて、前記無線端末に無線リンクの接続指示を送信する無線リンク接続指示手段と、
    を有することを特徴とする無線基地局。
11. 無線通信を行う無線基地局において、
    無線端末の位置登録を行う位置登録手段と、
    前記無線端末の位置登録に基づいて、前記無線端末がフェムトセルに在圏しているか否か判断するフェムトセル判断手段と、
    前記無線端末が前記フェムトセルに在圏している場合、前記無線端末に無線リンクの接続要求を行う無線リンク接続要求手段と、
    を有することを特徴とする無線基地局。

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