(57)【要約】【課題】  マクロセル基地局とフェムトセル基地局が放出する電波強度差を補正する事を目的とする。【解決手段】  無線通信システムにおいて、マクロセル基地局は、フェムトセル基地局で使用する無線チャネル情報と、前記無線チャネルに加える受信電力補正値を記憶し、エリア内の無線移動局に報知情報として報知する。また、無線移動局は、マクロセル基地局から受信した電波の受信強度の値と、フェムトセル基地局から受信した電波の受信強度に前記受信電力補正値を加えた値とを比較し、マクロセル基地局から受信した電波の受信強度の値の方が大きい場合にはマクロセル基地局に対して接続要求を送信し、フェムトセル基地局から受信した電波の受信強度に前記受信電力補正値を加えた値の方が大きい場合にはマクロセル基地局に対して接続要求を送信する。【選択図】図１
2010114698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線移動局と、複数の無線基地局とにより通信を行う無線通信システムにおいて、
通信領域が大きな第１の無線基地局は、通信領域が小さい第２の無線基地局の無線チャネル情報に基づいて、電波の受信強度に電力に加える受信電力補正値を算出して前記無線移動局に対して報知する制御部を有し、
前記無線移動局は、前記第１の無線基地局から受信した電波の受信強度の値と、前記第２の無線基地局から受信した電波の受信強度に前記受信電力補正値を加えた値とを比較し、前記第１の無線基地局から受信した電波の受信強度の値の方が大きい場合には第１の無線基地局に対して接続要求を送信し、前記第２の無線基地局から受信した電波の受信強度に前記受信電力補正値を加えた値の方が大きい場合には第２の無線基地局に対して接続要求を送信する基地局選択部を有することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線移動局と、複数の無線基地局とにより通信を行う無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムでは、有限の周波数帯域を使用して無線基地局と無線移動機間で通信が行われている。従来では、無線移動局は受信可能な無線チャネルのなかで、最も受信強度の強い電波を放射している無線基地局とコネクションを確立し通信を行っていた。しかしながら、今後、通信領域（通信エリア）の小さい無線基地局を数多く設置するシステムの使用が考えられ、この場合、それぞれの無線基地局が放射する電波は既存の無線基地局と比較し弱い事が考えられる。
【０００３】
このため、既存の無線基地局の近くに設置された通信領域の小さい無線基地局には、無線移動局が接続にくくなる事が考えられる。しかしながら、通信領域の小さい無線基地局の放射電波を強くすることは、通信領域の拡大につながってしまうため、この点が問題となる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−４１６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
移動体通信システムでは、有限の周波数帯域を使用して無線基地局と無線移動機間で通信が行われている。一つの無線基地局で使用できる周波数帯域が有限であるため、一つの無線基地局で収容できるユーザ数も有限である。また、従来敷設されてきたマクロセル基地局からでは、電波の届かないデットスポットが存在している。これらの問題を解決するために、今後は収容セル半径が小さく安価に設置可能な基地局（以下フェムトセル基地局）の設置が考えられる。
【０００６】
フェムトセル基地局はセル半径が数メートル程度で、コアネットワークとは一般の公衆通信網を利用し接続される。フェムトセル基地局は、一般家庭やオフィスなどマクロセル設計とは無関係に設置されることが想定される。
【０００７】
また、フェムトセルネットワークへのアクセス料金は、前記のカバーエリア拡大、周波数利用効率向上のメリットから、既存のマクロセルネットワークへのアクセス料金よりも安く設定される事が考えられる。
【０００８】
上記の理由から、無線移動局ユーザはマクロセル基地局よりもフェムトセル基地局に接続し通信を行いたい。しかし、現状の無線移動局では受信電力強度の強い基地局を選択しアクセスしてしまう。そのため、強い電波を放出するマクロセル基地局の近くに設置されたフェムトセル基地局には、無線移動局がアクセスしにくいという点が問題となる。
【０００９】
上記の問題を解決するためには、フェムトセル基地局がより強い電波を放出する必要があるが強力な電波を放出する基地局が数多く設置されると、基地局間での電波干渉が問題となるため、フェムトセル基地局が強力な電波を放出する事は困難である。
【００１０】
なお、特許文献１では基地局のサービス内容の相違を勘案したうえで、最適な基地局を選択することが可能であるが、マクロセル基地局とフェムトセル基地局の２つが存在する場合に無線移動局が適切にフェムトセル基地局とアクセスするための構成を開示していない。
【００１１】
本発明ではこの問題を解決するために、フェムトセル基地局が実際に放出する電波強度を上げることなく、マクロセル基地局とフェムトセル基地局が放出する電波強度差を補正する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
マクロセル基地局とフェムトセル基地局の双方との基地局とのアクセスが可能な無線移動局とを有する無線通信システムにおいて、マクロセル基地局は、フェムトセル基地局で使用する無線チャネル情報と、前記無線チャネルに加える受信電力補正値を記憶し、エリア内の無線移動局に報知情報として報知する。また、無線移動局は、マクロセル基地局から受信した電波の受信強度の値と、フェムトセル基地局から受信した電波の受信強度に前記受信電力補正値を加えた値とを比較し、マクロセル基地局から受信した電波の受信強度の値の方が大きい場合にはマクロセル基地局に対して接続要求を送信し、フェムトセル基地局から受信した電波の受信強度に前記受信電力補正値を加えた値の方が大きい場合にはフェムトセル基地局に対して接続要求を送信する。
【発明の効果】
【００１３】
出力の強いマクロセル基地局近くに設置された、出力の弱いフェムトセル基地局にも、無線移動局が接続しやすくなる。また、無線移動局がフェムトセル基地局に接続しやすくなることにより、マクロセル基地局の有限な周波数資源を有効的に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明による移動体通信システムの実施例を示す網構成図である。移動体通信システムは、無線移動局２０と、無線移動局と無線チャネル接続するマクロセル基地局３０−１、３０−２と、マクロセル基地局の電波到達範囲で形成されるマクロセル１０１、１０２と、マクロセル基地局と接続し制御するマクロセル基地局制御装置１０５と、マクロセル基地局からの無線アクセスに対し課金を行うマクロセル課金サーバ１０６と、マクロセル基地局制御装置とマクロセル課金サーバからなるマクロセルコアネットワーク１１０と、無線移動局と無線チャネル接続するフェムトセル基地局４０−１、４０−２と、フェムトセル基地局の電波到達範囲で形成されるフェムトセル１０３、１０４、フェムトセル基地局とフェムトセルコアネットワーク間のファイアウォールとなるフェムトセルルータ１０７と、フェムトセル基地局と接続し制御するフェムトセル基地局制御装置１０８と、フェムトセル基地局からの無線アクセスに対し課金を行うフェムトセル課金サーバ１０９と、フェムトセルルータとフェムトセル基地局制御装置とフェムトセル課金サーバからなるフェムトセルコアネットワーク１１１とで構成される。
【００１６】
図２は、無線移動局２０の構成例を示すブロック図である。無線移動局２０は、アンテナ２００、ＲＦ部２１０、信号変換部２２０、制御部２３０、基地局選択部２４０、および周辺装置部２５０で構成され、マクロセル基地局３０またはフェムトセル基地局４０と無線チャネルを設定することによりデータ通信を行う。ＲＦ部２１０は、アンテナ２００を介してマクロセル基地局３０またはフェムトセル基地局４０との無線信号を送受し、受信した受信電力値を基地局選択部２４０へ通知する。信号変換部２２０は、無線信号の変復調処理を行う。制御部２３０は、基地局３０との無線チャネルとの接続および解放の処理を行うほか、通信処理部２３１とメッセージ受信部２３２とを備える。通信処理部２３１は、信号変換部２２０が変復調した制御信号を送受信してマクロセルコアネットワーク１１０またはフェムトセルコアネットワーク１１１との無線プロトコル処理を行う。メッセージ受信部２３２は、マクロセル基地局３０からの報知情報を受信し解析する。基地局選択部２４０は、受信強度判定機能２４１と受信電力記憶部２４２を備え、受信電力記憶部２４２はＲＦ部２１０から通知された受信電力地を記憶している。受信強度判定機能２４１は、ＲＦ部２１０で受信した各無線チャネルの受信強度とメッセージ受信部２３２で受信した報知情報から各無線チャネルの受信強度を判定し判定結果を制御部へ通知する。周辺装置部２５０は、入力を行うためのボタンで構成される入力部２５１、メッセージ等の情報を表示するＬＣＤやＬＥＤからなる表示部２５２、およびスピーカ２５３とを備える。
【００１７】
図３は、マクロセル基地局３０の構成例を示すブロック図である。マクロセル基地局３０は、アンテナ３００、ＲＦ部３１０、信号変換部３２０、制御部３３０、記憶装置３４０、および網ＩＦ部３５０で構成され、無線移動局２０と無線チャネルを設定することによりデータ通信を行う。ＲＦ部３１０は、アンテナ３００を介して無線移動局２０との無線信号を送受する。信号変換部３２０は、無線信号の変復調処理を行う。制御部３３０は、無線移動局２０との無線チャネルの設定および解放の処理を行う通信処理部３３１と無線移動局２０への報知情報を配信する報知情報機能部３３２を有する。記憶装置３４０は、マクロセル基地局ごとに固有なパラメータを設定するシステムパラメータ３４１と、マクロセル内に設置してあるフェムトセル基地局で使用している無線チャネルを管理するフェムト基地局チャネル情報テーブル３４２とを備える。網ＩＦ部３５０は、マクロセル基地局制御装置１０５とのインタフェースをとる。
【００１８】
図４は、フェムトセル基地局４０の構成例を示すブロック図である。フェムトセル基地局４０は、アンテナ４００、ＲＦ部４１０、信号変換部４２０、制御部４３０、記憶装置４４０、および網ＩＦ部４５０で構成され、無線移動局２０と無線チャネルを設定することによりデータ通信を行う。ＲＦ部４１０は、アンテナ４００を介して無線移動局２０との無線信号を送受する。信号変換部４２０は、無線信号の変復調処理を行う。制御部４３０は、無線移動局２０との無線チャネルの設定および解放の処理を行う通信処理部４３１を有する。記憶装置４４０は、フェムトセル基地局ごとに固有なパラメータを設定するシステムパラメータ４４１を備える。網ＩＦ部４５０は、フェムトセル基地局制御装置１０８とのインタフェースをとる。
【００１９】
図５は、図１の無線移動局２０の位置に存在する無線移動局が、電源ＯＦＦ状態から電源ＯＮ状態に遷移した場合の動作シーケンスを示す。無線移動局２０の電源がＯＮ状態５０１になると、周辺のフェムトセル基地局４０からの無線チャネル受信強度５０２と周辺のマクロセル基地局３０からの無線チャネル受信強度５０３を受信する。その後、無線移動局２０内の受信強度判定機能２４１において各無線チャネルの受信強度を比較する。受信強度比較２４１ａの結果、マクロセル基地局３０からの無線チャネル受信強度５０３のほうが強い場合、マクロセル基地局３０との無線チャネルを選択し通信を行う。
【００２０】
図６および図７は、本発明を適応した場合に図１の無線移動局２０の位置に存在する無線移動局が、電源ＯＦＦ状態から電源ＯＮ状態に遷移した場合の動作シーケンスを示す。無線移動局２０の電源がＯＮ状態６０１になると、周辺のフェムトセル基地局４０からの無線チャネル受信強度６０２と周辺のマクロセル基地局３０からの無線チャネル受信強度６０３を受信する。ＲＦ部２１０では受信した無線チャネル受信強度を、図８に示すように受信無線チャネル情報８０２と受信強度値８０３の形で基地局選択部２４０に通知する。マクロセル基地局３０は自セル内に存在する無線移動局に対し、報知情報６０４を配信する。
【００２１】
報知情報は図９を参照し説明する。報知情報は報知情報識別子９０１、従来報知情報９０２、フェムトセル基地局無線チャネル９０３と、フェムトセル基地局無線チャネルに対する受信強度補正値９０４を含む。マクロセル基地局からの報知情報６０４とを受信したメッセージ受信部２３２は、報知情報６０４に含まれるフェムトセル基地局無線チャネル９０３と、フェムトセル基地局無線チャネルに対する受信強度補正値９０４を、基地局選択部２４０に通知する。フェムトセル基地局からの無線チャネル受信強度６０２と、マクロセル基地局からの無線チャネル受信強度６０３と、マクロセル基地局からの報知情報６０４とを受信した基地局選択部２４０は、受信したフェムトセル基地局からの無線チャネル受信強度６０２に報知情報から取り出した受信強度補正値９０４を加え、マクロセル基地局からの無線チャネル受信強度６０３と各無線チャネルの受信強度を比較する。
【００２２】
フェムトセル基地局からの無線チャネル受信強度６０２をＲｘｆｅ、マクロセル基地局からの無線チャネル受信強度６０３をＲｘｍａ、報知情報から取り出した受信強度補正値９０４をＲｘａｄｄとしたとき、
2010114698.tif 000003
となったときには、上記の結果を基地局選択部２４０は、通信制御部２３１に通知し、通信制御部２３１はフェムトセル基地局４０へコネクション要求６０５を送信する。
2010114698.tif 000004
となったときには、上記の結果を基地局選択部２４０は、通信制御部２３１に通知し、通信制御部２３１はマクロセル基地局４０へコネクション要求を送信する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ネットワーク構成を説明する図である。
【図２】本実施例で使用する無線移動局を説明する図である。
【図３】本実施例で使用するマクロセル基地局を説明する図である。
【図４】本実施例で使用するフェムトセル基地局を説明する図である。
【図５】従来の無線移動局の基地局選択を説明する図である。
【図６】本実施例を適応した無線移動局の基地局選択を説明する図である。
【図７】本実施例を適応した無線移動局の基地局選択におけるモジュール間のシーケンスを説明する図である。
【図８】本実施例で使用する受信強度情報を説明する図である。
【図９】本実施例内でマクロセル基地局から報知する情報を説明する図である。
【符号の説明】
【００２４】
２０…無線移動局、３０…マクロセル基地局、４０…フェムトセル基地局、１０１…マクロセル１、１０２…マクロセル２、１０３…フェムトセル１、１０４…フェムトセル２、１０５…マクロセル基地局制御装置、１０６…マクロセル課金サーバ、１０７…フェムトセルルータ、１０８…フェムトセル基地局制御装置、１０９…フェムトセル課金サーバ、１１０…マクロセルコアネットワーク、１１１…フェムトセルコアネットワーク、２００…アンテナ、２１０…ＲＦ部、２２０…信号変換部、２３０…制御部、２３１…通信処理部、２３２…メッセージ受信部、２４０…基地局選択部、２４１…受信強度判定部、２４２…受信強度記憶部、２５０…周辺装置、２５１…入力部、２５２…表示部、２５３…スピーカ、３００…アンテナ、３１０…ＲＦ部、３２０…信号変換部、３３０…制御部、３３１…通信処理部、３３２…報知情報制御部、３４０…記憶装置、３４１…システムパラメータ、３４２…フェムトセル基地局チャネル情報テーブル、３５０…コアネットワークインタフェース、４００…アンテナ、４１０…ＲＦ部、４２０…信号変換部、４３０…制御部、４３１…通信処理部、４４０…記憶装置、４４１…システムパラメータ、４４２…無線チャネル情報テーブル、４５０…網ＩＦ部、８０１…受信強度情報、８０２…受信無線チャネル、８０３…受信強度値、９０１…報知情報識別子、９０２…従来報知情報、９０３…フェムトセル基地局無線チャネル、９０４…受信強度補正値、
【図１】
2010114698.tif 000005
【図２】
2010114698.tif 000006
【図３】
2010114698.tif 000007
【図４】
2010114698.tif 000008
【図５】
2010114698.tif 000009
【図６】
2010114698.tif 000010
【図７】
2010114698.tif 000011
【図８】
2010114698.tif 000012
【図９】
2010114698.tif 000013