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JP5659296B2 - 無線通信システム、無線基地局及び通信制御方法 - Google Patents

無線通信システム、無線基地局及び通信制御方法 Download PDF

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JP5659296B2
JP5659296B2 JP2013510948A JP2013510948A JP5659296B2 JP 5659296 B2 JP5659296 B2 JP 5659296B2 JP 2013510948 A JP2013510948 A JP 2013510948A JP 2013510948 A JP2013510948 A JP 2013510948A JP 5659296 B2 JP5659296 B2 JP 5659296B2
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Description

本発明は、第1の無線通信方式に対応する第1のシステムと、第2の無線通信方式に対応する第2のシステムとを有する無線通信システム、当該無線通信システムにおける無線基地局、無線端末、及び、当該無線通信システムにおける通信制御方法に関する。
3GPP(Third Generation Partnership Project)において、現在、規格策定中のLTE(Long Term Evolution)に対応する無線通信システムでは、無線基地局は、バックホールを介して、上位のノードであるMME(Mobile Management Entity)に接続され、当該MMEとの間で通信を行う。
同様に、CDMA(Code Division Multiple Access)に対応する無線通信システムでは、無線基地局は、バックホールを介して、上位のノードであるMSC/VLR(Mobile Switching Center/Visitor Location Register)に接続され、当該MSC/VLRの間で通信を行う。
LTE及びCDMAに対応する無線通信システムは、LTEがVoIP(Voice over IP)の機能を有しない場合、音声通信サービス時に、CS−Fallbackの技術を用いる。CS−Fallbackでは、LTEに対応する無線基地局(LTE基地局)に接続していた無線端末は、CDMAに対応する無線基地局(CDMA基地局)に接続を切り替えて音声通信を開始する。
CS−Fallbackを用いる無線通信システムでは、無線端末は、LTE基地局に常時接続する。このため、無線端末は、音声通信において、LTE基地局を介して、発信要求の送信や着信時の呼び出しの受信を行う。その後、無線端末は、LTE基地局からCDMA基地局に接続を切り替えるハンドオーバを行う。無線端末は、ハンドオーバ後に、CDMA基地局を介して、発信要求の送信や着信時の呼び出しの受信を行い、音声通話を開始する。
地震等の災害時には、多数の人が、安否確認や救助要請等のために音声通信を行うことが予想される。このため、CS−Fallbackにおけるハンドオーバ等の各種の処理が増加し、より輻輳が発生しやすい状態になると予想される。
また、CS−Fallbackを用いる無線通信システムは、無線端末がLTE基地局及びCDMA基地局の双方に接続可能であることが必要である。しかし、災害時には、無線基地局の故障、バックホール回線の切断等の障害が発生する可能性がある。特に、LTE基地局に障害が発生した場合には、CDMA基地局が正常に動作していても、無線端末は、音声通信を行うことができなくなってしまう。
3GPP TS 36.300 V9.4.0 (2010-06)
本発明の特徴は、第1の無線通信方式(LTE)に対応する第1の無線基地局(LTE基地局10)と、第2の無線通信方式(CDMA)に対応する第2の無線基地局(CDMA基地局20)システムとを有する無線通信システム(無線通信システム1)であって、前記第1の無線基地局は、緊急事態に関連する緊急情報(ETWS情報)を受信した場合に、前記第1の無線基地局に接続している無線端末(UE200)に対して、前記第2の無線基地局への接続の切り替えを要求する第1の切替要求通知(接続先をLTE基地局10からCDMA基地局20へ切り替えるためのハンドオーバコマンド)を送信し、前記無線端末は、前記第1の切替要求通知を受信した場合に、前記第2の無線基地局に対して、前記第2の無線基地局への接続を要求する接続要求通知(接続要求メッセージ)を送信することを要旨とする。
このような無線通信システムにおいて、第1の無線基地局が緊急情報を受信した場合、その後の災害により、第1の無線基地局が故障したり、第1の無線基地局と上位の装置とを接続するバックホール回線が切断すること等により、第1の無線基地局に接続している無線端末が無線通信を行えなくなる可能性がある。このため、第1の無線基地局が、緊急情報を受信した場合に、当該第1の無線基地局に接続している無線端末に対して、第2の無線基地局への接続の切り替えを要求し、無線端末は、切り替え要求に応じて、第2の無線基地局に対して、当該第2の無線基地局への接続を要求する。これにより、第1の無線基地局が故障したり、第1の無線基地局に関する障害が発生する前に、無線端末は、予め接続先を第2の無線基地局に切り替えることができ、無線通信の確実性を向上できる。
本発明の特徴は、前記第2の無線基地局は、前記第2の無線基地局に接続を切り替えた複数の無線端末のうち、音声通信を行っていない無線端末に対して、前記第1の無線基地局への接続の切り替えを要求する第2の切替要求通知(接続先をCDMA基地局20からLTE基地局10へ切り替えるためのハンドオーバコマンド)を送信することを要旨とする。
本発明の特徴は、前記第2の無線基地局は、音声通信を行っている無線端末の数に応じて、前記第2の切替要求通知を送信することを要旨とする。
本発明の特徴は、前記第2の無線基地局は、音声通信を行っている無線端末の比率に応じて、前記第2の切替要求通知を送信することを要旨とする。
本発明の特徴は、前記無線端末は、前記第2の無線基地局に接続してから第1の所定時間経過後に、前記第1の無線基地局に対して、前記第1の無線基地局への接続を要求する第1の再接続要求通知(接続要求メッセージ)を送信することを要旨とする。
本発明の特徴は、前記無線端末は、前記第2の無線基地局に接続して音声通信を行ってから第2の所定時間経過後に、前記第1の無線基地局への接続を要求する第2の再接続要求通知を送信することを要旨とする。
本発明の特徴は、前記第1の無線基地局は、前記第1の無線基地局に接続している複数の無線端末に対して、異なるタイミングで前記第1の切替要求通知を送信することを要旨とする。
本発明の特徴は、所定の無線通信方式に対応するシステム内の無線基地局であって、緊急事態に関連する緊急情報を受信した場合に、前記無線基地局に接続している無線端末に対して、他の無線通信方式に対応するシステム内の他の無線基地局への接続の切り替えを要求する切替要求通知を送信することを要旨とする。
本発明の特徴は、第1の無線通信方式に対応する第1の無線基地局と、第2の無線通信方式に対応する第2の無線基地局とを有する無線通信システムにおける通信制御方法であって、前記第1の無線基地局が、緊急事態に関連する緊急情報を受信した場合に、前記第1の無線基地局に接続している無線端末に対して、前記第2の無線基地局への接続の切り替えを要求する切替要求通知を送信するステップと、前記無線端末が、前記切替要求通知を受信した場合に、前記第2の無線基地局に対して、前記第2の無線基地局への接続を要求する接続要求通知を送信するステップとを含むことを要旨とする。
図1は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 図2は、本発明の実施形態に係るLTE基地局の構成図である。 図3は、本発明の実施形態に係るCDMA基地局の構成図である。 図4は、本発明の実施形態に係るUEの構成図である。 図5は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの第1の動作を示すシーケンス図である。 図6は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの第2の動作を示すシーケンス図である。 図7は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの第3の動作を示すシーケンス図である。 図8は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの第4の動作を示すシーケンス図である。 図9は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの第5の動作を示すシーケンス図である。
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、無線通信システムの構成、無線通信システムの動作、作用・効果、その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
(1)無線通信システムの構成
図1は、本実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図1に示す無線通信システム1は、LTEに対応する無線通信システムと、CDMAに対応する無線通信システムとにより構成される。
無線通信システム1は、無線端末(UE:User Equipment)200−1及びUE200−2(以下、UE200−1及びUE200−2をまとめて、適宜「UE200」と称する)と、外部の交換機450に接続された端末装置400との間の音声通信を可能とする。
本実施形態において、LTEに対応する無線通信システムは、VoIP(Voice over IP)の機能を有していないデータ通信用の無線通信システムである。LTEに対応する無線通信システムは、LTE基地局10、ルータ50、S−GW(Serving Gateway)60、P−GW(Packet data network Gateway)70、IMS(IP Multimedia Subsystem)80、及び、MME(Mobile Management Entity)90を含む。ルータ50、S−GW60、P−GW70、IMS80、及び、MME90は、LTEに対応する無線通信システムにおけるバックホール(LTEバックホール)に設置されている。
LTEに対応する無線通信システムは、公衆警報システム(PWS:Public Warning System)の1つである地震津波警報システム(ETWS:Earthquake and Tsunami Warning System)の機能を有する。ETWSは、LTEに対応する無線通信システムのブロードキャストチャンネルを利用して、地震、津波に関する緊急情報を、UE200へ通知するシステムである。
本実施形態において、CDMAに対応する無線通信システムは、音声通信用の無線通信システムである。CDMAに対応する無線通信システムは、CDMA基地局20、RNC(Radio Network Controller)100、MSC/VLR(Mobile Switching Center/Visitor Location Register)110、GMCS(Generalized Multi Carrier Subsystem)120、及び、交換機130を含む。RNC100、MSC/VLR110、GMCS120、及び、交換機130は、CDMAに対応する無線通信システムにおけるバックホール(CDMAバックホール)に設置されている。
また、無線通信システム1は、LTEに対応する無線通信システムとCDMAに対応する無線通信システムとで共用されるHSS(Home Subscriber Server)140及びCBC95と、LTEに対応する無線通信システムとCDMAに対応する無線通信システムとを接続するネットワーク151とを含む。LTE基地局10とCDMA基地局20とは、同じ位置に併設されている。
本実施形態において、UE200は、LTE基地局10のセル内、及び、CDMA基地局20のセル内に存在し、LTE基地局10及びCDMA基地局の双方と無線通信が可能である。
(1.1)LTE基地局の構成
図2は、LTE基地局10の構成を示す図である。図2に示すように、LTE基地局10は、制御部11、無線通信部12、アンテナ13、有線通信部14及び記憶部15を含む。
制御部11は、例えばCPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等を用いて構成される。制御部11は、LTE基地局10が具備する各種の機能を制御する。
無線通信部12は、例えば無線周波数(RF)回路やベースバンド(BB)回路等を用いて構成される。無線通信部12は、アンテナ13を介して、UE200との間で無線通信を行うことができる。有線通信部14は、上位ノードであるルータ50との間で通信を行う。記憶部15は、例えばメモリを用いて構成され、LTE基地局10の制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
(1.2)CDMA基地局の構成
図3は、CDMA基地局20の構成を示す図である。図3に示すように、CDMA基地局20は、制御部21、無線通信部22、アンテナ23、有線通信部24及び記憶部25を含む。
制御部21は、例えばCPU、DSP等を用いて構成される。制御部21は、CDMA基地局20が具備する各種の機能を制御する。
無線通信部22は、例えばRF回路やBB回路等を用いて構成される。無線通信部22は、アンテナ23を介して、UE200との間で無線通信を行うことができる。有線通信部24は、上位ノードであるRNC100との間で通信を行う。記憶部25は、例えばメモリを用いて構成され、CDMA基地局20の制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
(1.3)UEの構成
図4は、UE200の構成を示す図である。図4に示すように、UE200は、制御部201、無線通信部202、アンテナ203及び記憶部205とを含む。
制御部201は、例えばCPU、DSP等を用いて構成される。制御部201は、UE200が具備する各種の機能を制御する。
無線通信部202は、例えばRF回路やBB回路等を用いて構成される。無線通信部202は、アンテナ203を介して、LTE基地局10及びCDMA基地局20との間で無線通信を行うことができる。記憶部205は、例えばメモリを用いて構成され、UE200の制御等に用いられる各種の情報を記憶する。
無線通信システム1は、UE200による音声通信時に、CS−Fallbackの技術を用いる。これにより、LTE基地局10に接続していたUE200は、CDMA基地局20に接続を切り替えて音声通信を開始する。
以下、CS−Fallbackが行われる際の詳細な処理(第1の処理乃至第4の処理)を説明する。
(第1の処理)
図示しないETWS発令端末装置は、地震や津波の発生が予想される場合に、予め定められた緊急事態に関連する情報である地震津波警報(ETWS)情報を、図示しないETWS情報サーバへ送信する。ETWS情報は、例えば、予想される地震の揺れの大きさの情報、予想される津波の高さの情報を含む。
ETWS情報サーバは、ETWS情報を受信する。更に、ETWS情報サーバは、ETWS情報を、MME90へ送信する。MME90は、ETWS情報を受信する。更に、MME90は、ETWS情報を、ルータ50を介して、LTE基地局10へ送信する。
LTE基地局10内の制御部11は、有線通信部14を介して、ETWS情報を受信する。LTE基地局10内の制御部11は、ETWS情報によって示される災害の規模を分析する。災害の規模が所定の規模以上である場合(例えば、予想される地震の揺れの大きさが所定値以上である場合、予想される津波の高さが所定値以上である場合)、LTE基地局10内の制御部11は、無線通信部12及びアンテナ13を介して、LTE基地局10に接続しているUE200に対して、CS−Fallbackでの待ち受けの開始を指示するメッセージ(CS待受開始指示メッセージ)を送信する。CS−Fallbackでの待ち受けとは、UE200が音声通信の発信側となる場合に、CDMA基地局20に接続し、UE200が音声通信の着信側となる場合に、CDMA基地局20からの一斉呼出メッセージを受信するように、UE200がCDMA基地局20に接続して、音声通信における待ち受け状態となることを意味する。
UE200内の制御部201は、アンテナ203及び無線通信部202を介して、CS待受開始指示メッセージを受信する。UE200内の制御部201とLTE基地局10内の制御部11とは、CS−Fallbackでの待ち受け時にUE200の接続先となるCDMA基地局20を決定する処理(Optional Measurement Report Solicitation)を行う。
具体的には、UE200内の制御部201は、周辺のCDMA基地局20からの信号(報知信号)を、アンテナ203及び無線通信部202を介して受信する。報知信号は、送信元のCDMA基地局20の識別情報を含む。UE200内の制御部201は、受信した各報知信号の受信レベル(受信電界強度)を測定する。UE200内の制御部201は、受信レベルが所定値以上である報知信号の送信元のCDMA基地局20を、CS−Fallbackでの待ち受け時におけるUE200の接続先の候補として決定する。UE200内の制御部201は、CS−Fallbackでの待ち受け時におけるUE200の接続先の候補となるCDMA基地局20の識別情報を、メジャメントレポート情報として、無線通信部202及びアンテナ203を介して、LTE基地局10へ送信する。
LTE基地局10内の制御部11は、メジャメントレポート情報を受信する。LTE基地局10内の制御部11は、メジャメントレポート情報に基づいて、CS−Fallbackでの待ち受け時におけるUE200の接続先となるCDMA基地局20を決定する。
LTE基地局10内の制御部11は、ハンドオーバコマンドを、無線通信部12及びアンテナ13を介して、UE200へ送信する。ハンドオーバコマンドは、CS−Fallbackでの待ち受け時におけるUE200の接続先として決定したCDMA基地局20へのハンドオーバを指示するためのコマンドである。ハンドオーバコマンドは、接続先となるCDMA基地局20の識別情報を含む。ここで、LTE基地局10によって形成されるセル内に複数のUE200が存在し、LTE基地局10内の制御部11が、各UE200について接続先となるCDMA基地局20を決定した場合、当該LTE基地局10内の制御部11は、各UE200に対して、異なるタイミングでハンドオーバコマンドを送信する。
UE200内の制御部201は、アンテナ203及び無線通信部202を介して、ハンドオーバコマンドを受信する。UE200内の制御部201は、ハンドオーバコマンドに基づいて、接続先となるCDMA基地局20を認識する。UE200内の制御部201は、無線通信部202及びアンテナ203を介して、CDMA基地局20へ接続要求のメッセージを送信する。接続要求メッセージは、UE200がCDMA基地局20に対して接続を要求するためのメッセージである。
CDMA基地局20内の制御部21は、アンテナ23及び無線通信部22を介して、接続要求メッセージを受信する。CDMA基地局20内の制御部21は、UE200を接続する処理を行う。UE200を接続する処理は、CDMA基地局20内の制御部21が、無線チャネルをUE200に割り当てる処理等である。接続処理により、LTE基地局10からCDMA基地局20へのハンドオーバが行われる。
ハンドオーバの終了後、UE200内の制御部201は、無線通信部202及びアンテナ203を介して、CDMA基地局20に対し、CS待受開始のメッセージを送信する。CS待受開始のメッセージは、CS−Fallbackでの待ち受けを開始することを通知するためのメッセージである。例えば、CS待受開始メッセージは、送信元のUE200の識別情報を含む。
CDMA基地局20内の制御部21は、アンテナ23及び無線通信部22を介して、CS待受開始メッセージを受信する。更に、CDMA基地局20内の制御部21は、有線通信部24及びRNC100を介して、上位ノードであるMSC/VLR110に対し、CS待受開始メッセージを送信する。
なお、UE200がCDMAのシステム内でハンドオーバを行った場合、具体的には、UE200の接続先がCDMA基地局20から他のCDMA基地局20に切り替わった場合、MSC/VLR110は、切替先の他のCDMA基地局20を下位ノードに含む他のMSC/VLR110に対して、CS待受開始メッセージを送信する。
MSC/VLR110は、CDMAのシステムにおいて、所定範囲(Location Area)の単位でUE200の位置を管理する。Lacation Areaは、下位ノードである1又は複数のCDMA基地局20によって形成されるセルの領域である。例えば、MSC/VLR110は、Location Areaの識別情報と、当該Location Area内に存在するUE200の識別情報とを対応付けて保持している。MSC/VLR110は、CS待受開始メッセージを受信する。CS待受開始メッセージにより、MSC/VLR110は、当該CS待受開始メッセージの送信元のUE200がCS−Fallbackでの待ち受け状態となったこと、及び、位置の管理対象となったことを認識できる。更に、MSC/VLR110は、CS待受開始メッセージをMME90へ送信する。
MME90は、LTEのシステムにおいて、所定範囲(Tracking Area)の単位でUE200の位置を管理する。Tracking Areaは、1又は複数のLTE基地局10によって形成されるセルの領域である。例えば、MME90は、Tracking Areaの識別情報と、当該TrackingArea内に存在するUE200の識別情報とを対応付けて保持している。MME90は、CS待受開始メッセージを受信する。CS待受開始メッセージにより、MME90は、当該CS待受開始メッセージの送信元のUE200が、CS−Fallbackでの待ち受け状態になったこと、及び、位置の管理対象外になったことを認識できる。
(第2の処理)
第2の処理は、上述した第1の処理によって、UE200がCDMA基地局20に接続して、音声通信における待ち受け状態となった後に行われる処理であり、UE200への着信時の処理である。
MSC/VLR110は、上位ノードであるGMCS120からの着信要求のメッセージを受信する。着信要求メッセージは、端末装置400が発信側となり、UE200が着信側となる音声通信において、UE200に対する着信を要求するためのメッセージである。着信要求メッセージは、着信先となるUE200の識別情報を含む。
MSC/VLR110は、保持しているUE200の識別情報及びLocation Areaの識別情報の組み合わせのうち、着信要求メッセージに含まれるUE200の識別情報を含む組み合わせを特定する。更に、MSC/VLR110は、特定した組み合わせに含まれるLocation Areaの識別情報に対応するLocation Areaを、着信先のUE200が存在するLocation Areaと判別する。次に、MSC/VLR110は、判別したLocation Areaに対応するCDMA基地局20に対して、RNC100を介して、一斉呼出メッセージを送信する。一斉呼出メッセージは、着信先であるUE200に対する呼び出しを行うためのメッセージである。一斉呼出メッセージは、着信先であるUE200の識別情報を含む。
CDMA基地局20内の制御部21は、有線通信部24を介して、一斉呼出メッセージを受信する。CDMA基地局20内の制御部21は、無線通信部22及びアンテナ23を介して、一斉呼出メッセージを受信する。
UE200内の制御部201は、アンテナ203及び無線通信部202を介して、一斉呼出メッセージを受信する。UE200内の制御部201は、一斉呼出メッセージ内のUE200の識別情報が、自身の識別情報である場合、無線通信部202及びアンテナ203を介して、一斉呼出メッセージの送信元のCDMA基地局20に対して、一斉呼出応答メッセージを受信する。一斉呼出応答メッセージは、一斉呼出メッセージの応答となるメッセージである。
CDMA基地局20内の制御部21は、アンテナ23及び無線通信部22を介して、一斉呼出応答メッセージを受信する。CDMA基地局20内の制御部21は、有線通信部24及びRNC100を介して、MSC/VLR110に対して、一斉呼出応答メッセージを送信する。MSC/VLR110は、一斉呼出応答メッセージを受信する。一斉呼出応答メッセージの受信により、MSC/VLR110は、UE200が着信したことを認識できる。その後、UE200と端末装置400との間で、CDMA基地局20を介した音声通信が行われる。
(第3の処理)
第3の処理は、上述した第1の処理によって、UE200がCDMA基地局20に接続して、音声通信における待ち受け状態となった後に行われる処理であり、UE200による発信時の処理である。
UE200内の制御部201は、無線通信部202及びアンテナ203を介して、音声発信要求メッセージを送信する。音声発信要求メッセージは、UE200と端末装置400との間の音声通信を要求するためのメッセージである。音声発信要求メッセージは、着信先となる端末装置400の識別情報を含む。
CDMA基地局20内の制御部21は、アンテナ23及び無線通信部22を介して、音声発信要求メッセージを受信する。CDMA基地局20内の制御部21は、有線通信部24及びRNC100を介して、MSC/VLR110へ音声発信要求メッセージを送信する。MSC/VLR110は、音声発信要求メッセージを受信し、上位ノードであるGMCS120へ送信する。その後、UE200と端末装置400との間で、CDMA基地局20を介した音声通信が行われる。
(第4の処理)
第4の処理は、上述した第1の処理によって、UE200がCDMA基地局20に接続して、音声通信における待ち受け状態となった後に行われる処理である。
UE200内の制御部201は、当該UE200が接続先をLTE基地局10からCDMA基地局20に切り替えてからの経過時間、あるいは、CDMA基地局20に接続して行った音声通信を終了してからの経過時間を測定する。
経過時間が予め定められた所定時間を経過した場合、UE200内の制御部201は、無線通信部202及びアンテナ203を介して、LTE基地局10へ接続要求メッセージを送信する。接続要求メッセージは、UE200がLTE基地局10へ接続を要求するためのメッセージである。
LTE基地局10内の制御部11は、アンテナ13及び無線通信部12を介して、接続要求メッセージを受信する。LTE基地局10内の制御部11は、UE200を接続する処理を行う。UE200を接続する処理は、LTE基地局10内の制御部11が、無線チャネルをUE200に割り当てる処理等である。接続処理により、CDMA基地局20からLTE基地局10へのハンドオーバが行われる。
ハンドオーバの終了後、UE200内の制御部201は、無線通信部202及びアンテナ203を介して、LTE基地局10に対し、CS待受終了のメッセージを送信する。CS待受終了のメッセージは、CS−Fallbackでの待ち受けを終了することを通知するためのメッセージである。例えば、CS待受開始メッセージは、送信元のUE200の識別情報を含む。
LTE基地局10内の制御部11は、アンテナ13及び無線通信部12を介して、CS待受終了メッセージを受信する。更に、LTE基地局10内の制御部11は、有線通信部14及びルータ50を介して、上位ノードであるMME90に対して、CS待受終了メッセージを送信する。
MME90は、CS待受終了メッセージを受信し、MSC/VLR110へ送信する。MSC/VLR110は、CS待受終了メッセージを受信する。CS待受終了メッセージにより、MSC/VLR110は、当該CS待受終了メッセージの送信元のUE200が位置の管理対象外となったことを認識できる。
(第5の処理)
第5の処理は、上述した第1の処理によって、UE200がCDMA基地局20に接続して、音声通信における待ち受け状態となった後に行われる処理である。
CDMA基地局20内の制御部21は、当該CDMA基地局20に接続しているUE200のうち、LTE基地局10からCDMA基地局20へのハンドオーバを行ってCS−Fallbackでの待ち受け状態となっているUE200(CS待ち受け状態UE200)を管理している。例えば、CDMA基地局20内の制御部21は、CS待受開始メッセージを受信した場合、当該CS待受開始メッセージの送信元のUE200がCS待ち受け状態UE200であると判断できる。
CDMA基地局20内の制御部21は、CS待ち受け状態UE200のうち、音声通信が未実行であるCS待ち受け状態UE200を判別する。ここで、CDMA基地局20内の制御部21は、判定時に音声通信を行っているCS待ち受け状態UE200のみを判別してもよく、過去の所定期間内に音声通信を行っていないCS待ち受け状態UE200を判別してもよい。また、CDMA基地局20内の制御部21は、CDMA基地局20に接続後、一度も音声通信を行っていないCS待ち受け状態UE200を判別してもよい。
CDMA基地局20内の制御部21は、CS待ち受け状態UE200のうち、音声通信が未実行であるCS待ち受け状態UE200(音声通信未実行の待ち受け状態UE200)の数を取得する。あるいは、CDMA基地局20内の制御部21は、CS待ち受け状態UE200の数に対する、音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200の比率(音声通信未実行比率)を算出する。
音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200の数が予め定められた所定数以上である場合、あるいは、音声通信未実行比率が予め定められた所定値以上である場合、CDMA基地局20内の制御部21は、音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200に対して、無線通信部22及びアンテナ23を介して、ハンドオーバコマンドを送信する。ハンドオーバコマンドは、LTE基地局10へのハンドオーバを指示するためのコマンドである。ハンドオーバコマンドは、接続先となるLTE基地局10の識別情報を含む。
UE200内の制御部201は、アンテナ203及び無線通信部202を介して、ハンドオーバコマンドを受信する。UE200内の制御部201は、ハンドオーバコマンドに基づいて、接続先となるLTE基地局10を認識する。UE200内の制御部201は、無線通信部202及びアンテナ203を介して、LTE基地局10へ接続要求のメッセージを送信する。接続要求メッセージは、UE200がLTE基地局10に対して接続を要求するためのメッセージである。
LTE基地局10内の制御部11は、アンテナ13及び無線通信部12を介して、接続要求メッセージを受信する。LTE基地局10内の制御部11は、UE200を接続する処理を行う。UE200を接続する処理は、LTE基地局10内の制御部11が、無線チャネルをUE200に割り当てる処理等である。接続処理により、CDMA基地局20からLTE基地局10へのハンドオーバが行われる。
ハンドオーバの終了後、UE200内の制御部201は、無線通信部202及びアンテナ203を介して、LTE基地局10に対し、CS待受終了のメッセージを送信する。CS待受終了のメッセージは、CS−Fallbackでの待ち受けを終了することを通知するためのメッセージである。例えば、CS待受開始メッセージは、送信元のUE200の識別情報を含む。
LTE基地局10内の制御部11は、アンテナ13及び無線通信部12を介して、CS待受終了メッセージを受信する。更に、LTE基地局10内の制御部11は、有線通信部14及びルータ50を介して、上位ノードであるMME90に対して、CS待受終了メッセージを送信する。
MME90は、CS待受終了メッセージを受信し、MSC/VLR110へ送信する。MSC/VLR110は、CS待受終了メッセージを受信する。CS待受終了メッセージにより、MSC/VLR110は、当該CS待受終了メッセージの送信元のUE200が位置の管理対象外となったことを認識できる。
(2)無線通信システムの動作
図5は、無線通信システム1の第1の動作を示すシーケンス図である。第1の動作は、上述の第1の処理に対応する。
ステップS100において、MME90は、ETWS情報を受信する。ステップS101において、MME90は、ETWS情報を送信する。LTE基地局10は、ETWS情報を受信する。
ステップS102において、LTE基地局10は、ETWS情報に基づいて、災害の規模を判定する。災害の規模が所定の規模以上である場合、ステップS103において、LTE基地局10は、CS待受開始指示メッセージを送信する。LTE基地局10に接続しているUE200は、CS待受開始指示メッセージを受信する。
ステップS104において、UE200とLTE基地局10とは、CS−Fallbackでの待ち受け時にUE200の接続先となるCDMA基地局20を決定する処理(Optional Measurement Report Solicitation)を行う。
ステップS105において、LTE基地局10は、ハンドオーバコマンドを送信する。UE200は、ハンドオーバコマンドを受信する。ステップS106において、UE200は、接続要求メッセージを送信する。CDMA基地局20は、接続要求メッセージを受信する。
ステップS107において、CDMA基地局20とUE200とは、UE200の接続先を、LTE基地局10からCDMA基地局20に切り替えるハンドオーバの処理を行う。
ステップS108において、UE200は、CS待受開始メッセージを送信する。CDMA基地局20は、CS待受開始のメッセージを受信する。ステップS109において、CDMA基地局20は、CS待受開始メッセージを送信する。MSC/VLR110は、CS待受開始メッセージを受信する。ステップS110において、MSC/VLR110は、CS待受開始メッセージを送信する。MME90は、CS待受開始メッセージを受信する。
図6は、無線通信システム1の第2の動作を示すシーケンス図である。第2の動作は、上述の第2の処理に対応する。
ステップS201において、MSC/VLR110は、着信要求メッセージを受信する。ステップS202において、MSC/VLR110は、一斉呼出メッセージを送信する。CDMA基地局20は、一斉呼出メッセージを受信する。
ステップS203において、CDMA基地局20は、一斉呼出メッセージを送信する。UE200は、一斉呼出メッセージを受信する。ステップS204において、一斉呼出応答メッセージを送信する。CDMA基地局20は、一斉呼出応答メッセージを受信する。ステップS205において、CDMA基地局20は、一斉呼出応答メッセージを送信する。MSC/VLR110は、一斉呼出応答メッセージを受信する。
ステップS206において、UE200と端末装置400とは、CDMA基地局20を介した音声通信を行う。
図7は、無線通信システム1の第3の動作を示すシーケンス図である。第3の動作は、上述の第3の処理に対応する。
ステップS301において、UE200は、音声発信要求メッセージを送信する。CDMA基地局20は、音声発信要求メッセージを受信する。ステップS302において、CDMA基地局20は、音声発信要求メッセージを送信する。MSC/VLR110は、音声発信要求メッセージを受信する。ステップS303において、MSC/VLR110は、音声発信要求メッセージを送信する。
ステップS304において、UE200と端末装置400とは、CDMA基地局20を介した音声通信を行う。
図8は、無線通信システム1の第4の動作を示すシーケンス図である。第4の動作は、上述の第4の処理に対応する。
ステップS401において、UE200は、当該UE200がCDMA基地局20に接続してからの経過時間、あるいは、CDMA基地局20に接続して行った音声通信を終了してからの経過時間が、経過時間が予め定められた所定時間を経過したか否かを判定する。
経過時間が所定時間を経過した場合、ステップS402において、UE200は、接続要求メッセージを送信する。LTE基地局10は、接続要求メッセージを受信する。
ステップS403において、LTE基地局10とUE200とは、UE200の接続先を、CDMA基地局20からLTE基地局10に切り替えるハンドオーバの処理を行う。
ステップS404において、UE200は、CS待受終了メッセージを送信する。LTE基地局10は、CS待受終了メッセージを受信する。ステップS405において、LTE基地局10は、CS待受終了メッセージを送信する。MME90は、CS待受終了メッセージを受信する。ステップS406において、MME90は、CS待受終了メッセージを送信する。MSC/VLR110は、CS待受終了メッセージを受信する。
図9は、無線通信システム1の第5の動作を示すシーケンス図である。第5の動作は、上述の第5の処理に対応する。
ステップS501において、CDMA基地局20は、音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200を判別する。ステップS502において、CDMA基地局20は、音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200の数又は比率を取得する。
音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200の数が所定数以上である場合、又は、音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200の比率が所定値以上である場合、ステップS503において、CDMA基地局20は、ハンドオーバコマンドを送信する。UE200は、ハンドオーバコマンドを受信する。
ステップS504において、UE200は、接続要求メッセージを送信する。LTE基地局10は、接続要求メッセージを受信する。
ステップS505において、LTE基地局10とUE200とは、UE200の接続先を、CDMA基地局20からLTE基地局10に切り替えるハンドオーバの処理を行う。
ステップS506において、UE200は、CS待受終了メッセージを送信する。LTE基地局10は、CS待受終了メッセージを受信する。ステップS507において、LTE基地局10は、CS待受終了メッセージを送信する。MME90は、CS待受終了メッセージを受信する。ステップS508において、MME90は、CS待受終了メッセージを送信する。MSC/VLR110は、CS待受終了メッセージを受信する。
(3)作用・効果
本実施形態に係る無線通信システム1において、LTE基地局10がETWS情報を受信した場合、その後の災害により、LTE基地局10が故障したり、LTE基地局10と上位ノードとを接続するバックホール回線が切断すること等により、LTE基地局10が無線通信を行えなくなる可能性がある。
このため、LTE基地局10は、ETWS情報を受信した場合に、当該LTE基地局10に接続しているUE200に対して、CDMA基地局20へ接続を切り替える要求であるハンドオーバコマンドを送信する。UE200は、受信したハンドオーバコマンドに基づいて、CDMA基地局20に対して、当該CDMA基地局20への接続を要求する接続要求メッセージを送信する。これにより、LTE基地局10に関する障害が発生する前に、UE200は、予め接続先をCDMA基地局20に切り替えて、CS−Fallbackでの待ち受け状態となることができる。従って、UE200の音声無線通信の確実性を向上できる。
また、LTE基地局10に接続しているUE200が複数存在する場合には、LTE基地局10は、各UE200に対して、異なるタイミングでハンドオーバコマンドを送信する。これにより、各UE200は、異なるタイミングでハンドオーバコマンドを受信するため、LTE基地局10からCDMA基地局20へのハンドオーバ処理のタイミングも異なる。従って、ハンドオーバ元のLTE基地局10及びハンドオーバ先のCDMA基地局20におけるハンドオーバに関わる処理が、短時間に集中することが防止され、処理の負荷が軽減される。
また、UE200の接続先がLTE基地局10からCDMA基地局20に切り替わってからの経過時間、あるいは、CDMA基地局20に接続して行った音声通信を終了してからの経過時間が所定時間を経過した場合、UE200は、LTE基地局10へ接続要求メッセージを送信する。そして、UE200の接続先を、CDMA基地局20からLTE基地局10に戻す処理が行われる。
音声通信の頻度は、ETWS情報に対応する災害が発生した直後が高く、その後の時間経過に伴って、徐々に低下する予想される。このため、所定時間経過後に、UE200の接続先がCDMA基地局20からLTE基地局10に戻ることにより、UE200は、ユーザの利用形態に合った接続先の基地局を選択できる。
また、UE200の接続先がLTE基地局10からCDMA基地局20に切り替わった後において、音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200の数が所定数以上である場合、又は、音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200の比率が所定値以上である場合には、CDMA基地局20は、音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200に対してハンドオーバコマンドを送信する。そして、UE200の接続先を、CDMA基地局20からLTE基地局10に戻す処理が行われる。
ETWS情報に対応する災害が発生した直後においても、音声通信が行われなかったUE200(音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200)は、その後も音声通信を行う可能性が低い。このため、音声通信未実行のCS待ち受け状態UE200の接続先がCDMA基地局20からLTE基地局10に戻ることにより、UE200は、ユーザの利用形態に合った接続先の基地局を選択できる。
(4)その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上述した実施形態では、LTE基地局10は、ETWS情報を受信した場合に、UE200へハンドオーバコマンドを送信して、当該UE200の接続先がLTE基地局10からCDMA基地局20に切り替わるようにした。しかし、LTE基地局10は、ETWS情報以外のPWSに関する情報を受信した場合にも、UE200へハンドオーバコマンドを送信するようにしてもよい。
また、LTE基地局10は、CDMA基地局20へハンドオーバー後、LTE基地局10へハンドオーバするための所定時間が経過していないときにおいて、UE200よりLTE基地局10へハンドオーバしたい旨のメッセージを受けた場合に、LTE基地局10へハンドオーバするようにしてもよい。
これにより、UE200がCDMA基地局20にハンドオーバ中に、UE200のユーザがデータ通信を希望した場合等に、LTE基地局10を介した通信を行える可能性を有することができる。
また、上述した実施形態では、無線通信システム1は、LTEに対応する無線通信システムと、CDMAに対応する無線通信システムとにより構成されたが、他の無線通信方式に対応する無線通信システムにより構成される場合にも、同様に本発明を適用できる。
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
なお、日本国特許出願第2011−095519号(2011年4月21日出願)の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
本発明によれば、無線端末による無線通信の確実性を向上できる。

Claims (9)

  1. 第1の無線通信方式に対応する第1の無線基地局と、第2の無線通信方式に対応する第2の無線基地局とを有する無線通信システムであって、
    前記第1の無線基地局は、緊急事態に関連する緊急情報を受信した場合に、前記第1の無線基地局に接続している無線端末に対して、前記第2の無線基地局への接続の切り替えを要求する第1の切替要求通知を送信し、
    前記無線端末は、前記第1の切替要求通知を受信した場合に、前記第2の無線基地局に対して、前記第2の無線基地局への接続を要求する接続要求通知を送信する無線通信システム。
  2. 前記第2の無線基地局は、前記第2の無線基地局に接続を切り替えた複数の無線端末のうち、音声通信を行っていない無線端末に対して、前記第1の無線基地局への接続の切り替えを要求する第2の切替要求通知を送信する請求項1に記載の無線通信システム。
  3. 前記第2の無線基地局は、音声通信を行っている無線端末の数に応じて、前記第2の切替要求通知を送信する請求項2に記載の無線通信システム。
  4. 前記第2の無線基地局は、音声通信を行っている無線端末の比率に応じて、前記第2の切替要求通知を送信する請求項2に記載の無線通信システム。
  5. 前記無線端末は、前記第2の無線基地局に接続してから第1の所定時間経過後に、前記第1の無線基地局に対して、前記第1の無線基地局への接続を要求する第1の再接続要求通知を送信する請求項1に記載の無線通信システム。
  6. 前記無線端末は、前記第2の無線基地局に接続して音声通信を行ってから第2の所定時間経過後に、前記第1の無線基地局への接続を要求する第2の再接続要求通知を送信する請求項1に記載の無線通信システム。
  7. 前記第1の無線基地局は、前記第1の無線基地局に接続している複数の無線端末に対して、異なるタイミングで前記第1の切替要求通知を送信する請求項1に記載の無線通信システム。
  8. 所定の無線通信方式に対応するシステム内の無線基地局であって、
    緊急事態に関連する緊急情報を受信した場合に、前記無線基地局に接続している無線端末に対して、他の無線通信方式に対応するシステム内の他の無線基地局への接続の切り替えを要求する切替要求通知を送信する無線基地局。
  9. 第1の無線通信方式に対応する第1の無線基地局と、第2の無線通信方式に対応する第2の無線基地局とを有する無線通信システムにおける通信制御方法であって、
    前記第1の無線基地局が、緊急事態に関連する緊急情報を受信した場合に、前記第1の無線基地局に接続している無線端末に対して、前記第2の無線基地局への接続の切り替えを要求する切替要求通知を送信するステップと、
    前記無線端末が、前記切替要求通知を受信した場合に、前記第2の無線基地局に対して、前記第2の無線基地局への接続を要求する接続要求通知を送信するステップとを含む通信制御方法。
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