(57)【要約】【課題】ＩＰ網の中継地点に輻輳や通信品質問題が発生しても、フェムトセル基地局装置に接続する移動端末に対して通信サービスを継続可能にした通信システムを提供する。【解決手段】移動通信網を介して第１のＩＰ網および第２のＩＰ網と接続され、移動通信網から受信する無線パケットをＩＰパケットに変換して第２のＩＰ網に送出する信号処理装置と、移動端末および第１のＩＰ網と接続され、第１のＩＰ網および第２のＩＰ網を接続する関門装置が正常であるか否かを定期的に調べ、関門装置が正常である場合、第２のＩＰ網に接続された情報端末宛の無線パケットを移動端末から受信すると、無線パケットをＩＰパケットに変換して第１のＩＰ網を介して第２のＩＰ網に送信し、関門装置が正常でない場合、移動端末から受信する、情報端末宛の無線パケットを第１のＩＰ網および移動通信網を介して信号処理装置に送信するフェムトセル基地局装置とを有する。【選択図】図１
2011004125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信網を介して第１のＩＰ網および第２のＩＰ網と接続するための通信部と、該移動通信網から受信する無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第２のＩＰ網に送出する信号処理部とを含む信号処理装置と、
移動端末および前記第１のＩＰ網と接続するための通信部と、該第１のＩＰ網および前記第２のＩＰ網を接続する関門装置が正常であるか否かを定期的に調べ、該関門装置が正常である場合、前記第２のＩＰ網に接続された情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、該無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第１のＩＰ網を介して前記第２のＩＰ網に送信し、前記関門装置が正常でない場合、前記情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、該無線パケットを前記第１のＩＰ網および前記移動通信網を介して前記信号処理装置に送信する制御部とを含むフェムトセル基地局装置と、
を有する通信システム。
【請求項２】
前記移動通信網および前記第１のＩＰ網と接続され、該第１のＩＰ網から受信する無線パケットを該移動通信網の通信規格に対応する信号に変換して前記信号処理装置に送信するゲートウェイがさらに設けられた、請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
移動端末および第１のＩＰ網と接続するための通信部と、
前記第１のＩＰ網および第２のＩＰ網を接続する関門装置が正常であるか否かを定期的に調べ、該関門装置が正常である場合、前記第２のＩＰ網に接続された情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、該無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第１のＩＰ網を介して前記第２のＩＰ網に送信し、前記関門装置が正常でない場合、前記情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、前記第１および前記第２のＩＰ網と接続された移動通信網に設けられ、無線パケットをＩＰパケットに変換する信号処理装置に前記無線パケットを該第１のＩＰ網および該移動通信網を介して送信する制御部と、
を有するフェムトセル基地局装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記関門装置が正常か否かを調べるためのヘルスチェック信号を定期的に該関門装置に送信し、所定の時間内に該ヘルスチェック信号の応答信号であるヘルスチェック応答信号を受信しなければ、前記関門装置が正常でないと判定し、前記所定の時間内に前記ヘルスチェック応答信号を受信すると、前記関門装置が正常であると判定する、請求項３記載のフェムトセル基地局装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記関門装置が正常か否かを調べるためのヘルスチェック信号を定期的に該関門装置に送信し、所定の時間内に該ヘルスチェック信号の応答信号であるヘルスチェック応答信号を受信しなければ、カウント値を１増やし、該カウント値が予め決められた閾値を越えるとき、前記関門装置が正常でないと判定し、前記カウント値が閾値以下であるとき、前記関門装置が正常であると判定する、請求項３記載のフェムトセル基地局装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第１および前記第２のＩＰ網を接続する通信線についての通信品質に関する項目である通信品質項目の情報を含むヘルスチェック信号を定期的に前記関門装置に送信し、前記通信品質項目の数値の情報を含み、該ヘルスチェック信号の応答信号であるヘルスチェック応答信号を一定期間内に複数受信すると、該ヘルスチェック応答信号に含まれる前記数値と予め決められた基準値とを比較し、通信品質が悪いことを示す比較結果のヘルスチェック応答信号を断続的に、または連続して受信していると、前記通信線が正常でないと判定する、請求項３から５のいずれか１項記載のフェムトセル基地局装置。
【請求項７】
第１のＩＰ網と接続されるフェムトセル基地局装置による通信処理方法であって、
前記第１のＩＰ網および第２のＩＰ網を接続する関門装置が正常であるか否かを定期的に調べ、
前記関門装置が正常であると判定する場合、第２のＩＰ網に接続された情報端末宛の無線パケットを移動端末から受信すると、該無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第１のＩＰ網を介して前記第２のＩＰ網に送信し、前記関門装置が正常でないと判定する場合、前記情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、前記第１および前記第２のＩＰ網と接続された移動通信網に設けられ、無線パケットをＩＰパケットに変換する信号処理装置に前記無線パケットを該第１のＩＰ網および該移動通信網を介して送信する、通信処理方法。
【請求項８】
前記関門装置が正常か否かを調べるためのヘルスチェック信号を定期的に該関門装置に送信し、
所定の時間内に該ヘルスチェック信号の応答信号であるヘルスチェック応答信号を受信しなければ、前記関門装置が正常でないと判定し、前記所定の時間内に前記ヘルスチェック応答信号を受信すると、前記関門装置が正常であると判定する、請求項７記載の通信処理方法。
【請求項９】
前記関門装置が正常か否かを調べるためのヘルスチェック信号を定期的に該関門装置に送信し、
所定の時間内に該ヘルスチェック信号の応答信号であるヘルスチェック応答信号を受信しなければ、カウント値を１増やし、該カウント値が予め決められた閾値を越えるとき、前記関門装置が正常でないと判定し、前記カウント値が閾値以下であるとき、前記関門装置が正常であると判定する、請求項７記載の通信処理方法。
【請求項１０】
前記第１および前記第２のＩＰ網を接続する通信線についての通信品質に関する項目である通信品質項目の情報を含むヘルスチェック信号を定期的に前記関門装置に送信し、
前記通信品質項目の数値の情報を含み、該ヘルスチェック信号の応答信号であるヘルスチェック応答信号を一定期間内に複数受信すると、該ヘルスチェック応答信号に含まれる前記数値と予め決められた基準値とを比較し、通信品質が悪いことを示す比較結果のヘルスチェック応答信号を断続的に、または連続して受信していると、前記通信線が正常でないと判定する、請求項７から９のいずれか１項記載の通信処理方法。
【請求項１１】
第１のＩＰ網と接続されるフェムトセル基地局装置に実行させるためのプログラムであって、
前記第１のＩＰ網および第２のＩＰ網を接続する関門装置が正常であるか否かを定期的に調べ、
前記関門装置が正常であると判定する場合、第２のＩＰ網に接続された情報端末宛の無線パケットを移動端末から受信すると、該無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第１のＩＰ網を介して前記第２のＩＰ網に送信し、前記関門装置が正常でないと判定する場合、前記情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、前記第１および前記第２のＩＰ網と接続された移動通信網に設けられ、無線パケットをＩＰパケットに変換する信号処理装置に前記無線パケットを該第１のＩＰ網および該移動通信網を介して送信する処理を前記フェムトセル基地局装置に実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
前記関門装置が正常か否かを調べるためのヘルスチェック信号を定期的に前記関門装置に送信し、
所定の時間内に該ヘルスチェック信号の応答信号であるヘルスチェック応答信号を受信しなければ、前記関門装置が正常でないと判定し、前記所定の時間内に前記ヘルスチェック応答信号を受信すると、前記関門装置が正常であると判定する、請求項１１記載のプログラム。
【請求項１３】
前記関門装置が正常か否かを調べるためのヘルスチェック信号を定期的に該関門装置に送信し、
所定の時間内に該ヘルスチェック信号の応答信号であるヘルスチェック応答信号を受信しなければ、カウント値を１増やし、該カウント値が予め決められた閾値を越えるとき、前記関門装置が正常でないと判定し、前記カウント値が閾値以下であるとき、前記関門装置が正常であると判定する、請求項１１記載のプログラム。
【請求項１４】
前記第１および前記第２のＩＰ網を接続する通信線についての通信品質に関する項目である通信品質項目の情報を含むヘルスチェック信号を定期的に前記関門装置に送信し、
前記通信品質項目の数値の情報を含み、該ヘルスチェック信号の応答信号であるヘルスチェック応答信号を一定期間内に複数受信すると、該ヘルスチェック応答信号に含まれる前記数値と予め決められた基準値とを比較し、通信品質が悪いことを示す比較結果のヘルスチェック応答信号を断続的に、または連続して受信していると、前記通信線が正常でないと判定する、請求項１１から１３のいずれか１項記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、フェムトセル基地局装置、通信処理方法、およびその方法をフェムトセル基地局装置に実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの移動端末が無線通信でネットワークと接続するための無線基地局の数が増え、移動端末の通信可能なエリアが広がっている。電波出力が大きく、主に屋外に設置される無線基地局はマクロセル基地局装置と呼ばれている。しかし、高層ビル・住宅の屋内や地下街等では、マクロセル基地局の電波出力をさらに大きくしても、移動端末と無線基地局との間の通信状態が悪いという問題があった。
【０００３】
近年、上述の通信状態の悪いエリアに、電波出力が非常に小さく、通信範囲が半径数十メートルのフェムトセル基地局装置（以下では、フェムトセルと称する）が設置されるようになった（特許文献１参照）。
【０００４】
図１２はフェムトセルを含む通信システムの一構成例を示すブロック図である。図１２に示すように、フェムトセル２００はＩＰ（Internet Protocol）網３を介してＩＰ網３０に接続される。ＩＰ網３は、通信サービスを提供するプロバイダが管理するＬＡＮ（Local Area Network）や企業内ＬＡＮなどの狭域網に相当する。ＩＰ網３０は、ＩＰ網３よりも広い範囲に展開されている広域網に相当する。ＩＰ網３０は、例えば、インターネットである。
【０００５】
以下では、説明を簡単にするために、ＩＰ網３が１つの場合で説明するが、ＩＰ網３０に接続されるＩＰ網３が複数設けられていてもよい。また、ＩＰ網３およびＩＰ網３０のそれぞれにおいて伝送されるパケットには、その送信先および送信元の情報を含むヘッダが添付されている。ＩＰ網３およびＩＰ網３０におけるパケット通信はインターネットプロトコルにしたがっており、ここでは、その規約についての詳細な説明を省略する。
【０００６】
ＩＰ網３およびＩＰ網３０には、パケットの転送処理を行うルータを含むネットワーク通信機器が接続されているが、その構成を図に示すことを省略している。ＩＰ網３とＩＰ網３０とを接続する通信線１５０に関門装置１００が接続されている。関門装置１００は、ＩＰ網３から受信するパケットをＩＰ網３０に送信し、ＩＰ網３０から受信するパケットをＩＰ網３に送信する。移動端末１は、無線通信でフェムトセル２００と接続される。ＩＰ網３０に接続された情報端末９は、サーバであってもよく、デスクトップ型のパーソナルコンピュータであってもよく、移動端末であってもよい。
【０００７】
図１２を参照して、データの通信処理方法を簡単に説明する。
【０００８】
移動端末１がＩＰ網３０に接続された情報端末９宛のデータをフェムトセル２００に無線パケットで送信する。フェムトセル２００は、情報端末９宛のデータを移動端末１から無線パケットで受信すると、無線パケットをＩＰ網３０で伝送可能にするために、無線パケットをＩＰパケットに変換するパケット変換処理を行う。そして、フェムトセル２００は、パケット変換処理により生成したＩＰパケットをＩＰ網３および関門装置１００を介してＩＰ網３０にパケットを送信する。ＩＰパケットは、フェムトセル２００から図１２に示す経路３２を経由して、ＩＰ網３０に接続された情報端末９に届けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−９４５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の通信システムにおいては、ＩＰ網３とＩＰ網３０を結ぶ通信線１５０に輻輳や通信品質問題が発生した場合、関門装置１００はＩＰ網３とＩＰ網３０との間で正常にパケットを送受信することができなくなる。通信線１５０に問題がなくても、関門装置１００にトラブルが発生した場合も同様である。関門装置１００が正常に動作しなくなった場合、フェムトセル２００は、移動端末１とは通信可能だが、ＩＰ網３０との通信が困難になる。最悪の場合、移動端末１と情報端末９との間でパケット通信ができなくなったり、移動端末１のユーザと情報端末９のユーザとの間で通話ができなくなったりすることもある。
【００１１】
その問題の対策として、関門装置１００が正常に動作していない間、移動端末１はマクロセル基地局装置を経由してＩＰ網３０の情報端末９と通信することが考えられている。
【００１２】
図１３は関連する通信システムの他の構成例を示すブロック図である。図１３に示す無線基地局８はマクロセル基地局装置に相当する。無線基地局８が接続される移動通信ネットワーク５はＩＰ網３０と接続されている。移動通信ネットワーク５には、信号処理を行う無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）７０が接続されている。
【００１３】
関門装置１００が正常に動作していない間、フェムトセル２の機能をオフにすることにより移動端末１がフェムトセル２００と接続できないようにする。移動端末１は、フェムトセル２００と接続できないため、無線基地局８と無線通信で接続する。これにより、移動端末１は、移動通信ネットワーク５を経由する経路３４でＩＰ網３０の情報端末９と通信することが可能となる。
【００１４】
しかし、無線基地局８の不感地対策として、フェムトセルが導入されているケースが多い。そのようなケースでは、図１３に示すような対策を行うことができない。そのため、通信線１５０または関門装置１００に問題が発生した場合、無線基地局８の不感地エリアにある移動端末１は、フェムトセル２と通信可能なエリアにあっても、通信サービスを受けることのできない「サービス圏外」にあるのと同じになり、ＩＰ網３０と通信できなくなってしまう。
【００１５】
本発明は上述したような技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、ＩＰ網の中継点に輻輳や通信品質問題が発生しても、フェムトセル基地局装置に接続する移動端末に対して通信サービスを継続可能にした通信システム、フェムトセル基地局装置、通信処理方法、およびその方法をフェムトセル基地局装置に実行させるためのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の通信システムは、
移動通信網を介して第１のＩＰ網および第２のＩＰ網と接続するための通信部と、該移動通信網から受信する無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第２のＩＰ網に送出する信号処理部とを含む信号処理装置と、
移動端末および前記第１のＩＰ網と接続するための通信部と、該第１のＩＰ網および前記第２のＩＰ網を接続する関門装置が正常であるか否かを定期的に調べ、該関門装置が正常である場合、前記第２のＩＰ網に接続された情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、該無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第１のＩＰ網を介して前記第２のＩＰ網に送信し、前記関門装置が正常でない場合、前記情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、該無線パケットを前記第１のＩＰ網および前記移動通信網を介して前記信号処理装置に送信する制御部とを含むフェムトセル基地局装置と、
を有する。
【００１７】
また、本発明のフェムトセル基地局装置は、
移動端末および第１のＩＰ網と接続するための通信部と、
前記第１のＩＰ網および第２のＩＰ網を接続する関門装置が正常であるか否かを定期的に調べ、該関門装置が正常である場合、前記第２のＩＰ網に接続された情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、該無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第１のＩＰ網を介して前記第２のＩＰ網に送信し、前記関門装置が正常でない場合、前記情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、前記第１および前記第２のＩＰ網と接続された移動通信網に設けられ、無線パケットをＩＰパケットに変換する信号処理装置に前記無線パケットを該第１のＩＰ網および該移動通信網を介して送信する制御部と、
を有する。
【００１８】
また、本発明の通信処理方法は、第１のＩＰ網と接続されるフェムトセル基地局装置による通信処理方法であって、
前記第１のＩＰ網および第２のＩＰ網を接続する関門装置が正常であるか否かを定期的に調べ、
前記関門装置が正常であると判定する場合、第２のＩＰ網に接続された情報端末宛の無線パケットを移動端末から受信すると、該無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第１のＩＰ網を介して前記第２のＩＰ網に送信し、前記関門装置が正常でないと判定する場合、前記情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、前記第１および前記第２のＩＰ網と接続された移動通信網に設けられ、無線パケットをＩＰパケットに変換する信号処理装置に前記無線パケットを該第１のＩＰ網および該移動通信網を介して送信するものである。
【００１９】
さらに、本発明のプログラムは、第１のＩＰ網と接続されるフェムトセル基地局装置に実行させるためのプログラムであって、
前記第１のＩＰ網および第２のＩＰ網を接続する関門装置が正常であるか否かを定期的に調べ、
前記関門装置が正常であると判定する場合、第２のＩＰ網に接続された情報端末宛の無線パケットを移動端末から受信すると、該無線パケットをＩＰパケットに変換して前記第１のＩＰ網を介して前記第２のＩＰ網に送信し、前記関門装置が正常でないと判定する場合、前記情報端末宛の無線パケットを前記移動端末から受信すると、前記第１および前記第２のＩＰ網と接続された移動通信網に設けられ、無線パケットをＩＰパケットに変換する信号処理装置に前記無線パケットを該第１のＩＰ網および該移動通信網を介して送信する処理を前記フェムトセル基地局装置に実行させるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、２つのＩＰネットワーク間を結ぶ中継点にトラブルが発生すると、データの伝送経路が移動通信ネットワーク経由の経路に切り替わるため、フェムトセルに接続する移動端末は、移動通信ネットワーク経由でデータを送信することが可能となり、移動端末のユーザ向けサービスを維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の通信システムの一例を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示したフェムトセルの一構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示したフェムトセルの具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図１に示したゲートウェイの一構成例を示すブロック図である。
【図５】図１に示したＲＮＣの一構成例を示すブロック図である。
【図６】図１に示した関門装置の一構成例を示すブロック図である。
【図７】本実施形態のフェムトセルの動作手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に示したステップ１０１の判定処理における詳細な手順を示すフローチャートである。
【図９】図７に示したステップ１０１の判定処理において、別の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図７に示したステップ１０１の判定処理において、別の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態の通信システムの他の構成例を示すブロック図である。
【図１２】関連する通信システムの一構成例を示すブロック図である。
【図１３】関連する通信システムの他の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本実施形態のフェムトセルを有する通信システムを説明する。図１は本実施形態の通信システムの一例を説明するためのブロック図である。なお、背景技術で説明した構成と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２３】
本実施形態の通信システムは、ＩＰ網３に接続されるフェムトセル２と、移動通信ネットワーク５に接続されるＲＮＣ７とを有する。ゲートウェイ４は、ＩＰ網３および移動通信ネットワーク５のそれぞれと接続される。ＩＰ網３０は移動通信ネットワーク５と接続されている。ＩＰ網３は、関門装置１０および通信線１５０を介してＩＰ網３０と接続されている。
【００２４】
次に、フェムトセル２の構成を説明する。図２は図１に示したフェムトセルの一構成例を示すブロック図である。図２に示すように、フェムトセル２は、移動端末１およびＩＰ網３とデータを送受信するための通信部２２と、関門装置１０が正常か否かの判定により通信制御を行う制御部２１とを有する。
【００２５】
図３は図２に示したフェムトセルの具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【００２６】
フェムトセル２の通信部２２は、移動端末１との間での無線通信を行う無線通信部２２１と、ＩＰ網３と接続するための網接続部２２２とを有する。制御部２１は、関門装置１０からの応答信号の待ち時間を計測するタイマー２１３と、関門装置１０が正常か否かを判定する関門装置監視部２１２と、関門装置監視部２１２の判定結果に応じて無線パケットをどのように処理するかを決定する通信経路選択部２１１と、無線パケットをＩＰパケットに変換するパケット変換処理部２１４とを有する。
【００２７】
通信経路選択部２１１、関門装置監視部２１２、タイマー２１３、およびパケット変換処理部２１４は、本実施形態では、それぞれの機能を実行するための専用回路で構成されている。なお、プログラムが格納されたメモリ（不図示）とＣＰＵ（Central Processing Unit）（不図示）とが制御部２１に設けられ、ＣＰＵがプログラムにしたがって処理を実行することで、通信経路選択部２１１、関門装置監視部２１２およびパケット変換処理部２１４のうち少なくともいずれか、または全部がフェムトセル２に仮想的に構成されてもよい。
【００２８】
関門装置監視部２１２は、関門装置１０および通信線１５０の状態を確認する目的で、一定時間毎にヘルスチェック信号を網接続部２２２を介して関門装置１０に送信する。その際、関門装置監視部２１２は、タイマー２１３を動作させる。ヘルスチェック信号には、関門装置１０に対してフェムトセル２に返信を促す内容のメッセージが含まれている。ヘルスチェック信号として、例えば、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）パケットを用いる。関門装置１０は、その応答信号であるヘルスチェック応答信号をフェムトセル２宛に送信する。
【００２９】
また、ヘルスチェック信号に、通信線１５０の通信品質に関する情報の項目である通信品質項目が含まれていてもよい。この場合、ヘルスチェック応答信号には通信品質項目についての情報が含まれ、フェムトセル２は、定期的に通信品質項目の情報を取得することが可能となる。通信品質項目で通信線１５０の通信品質の良否を判断する場合には、関門装置監視部２１２に予め通信品質が良いか否かの判定基準となる基準値が格納されている。ここでは、通信品質項目の数値が基準値を上回ると、その通信品質に問題があるものとする。通信品質項目の一例として、関門装置１０がパケットを受信してから送出するまでの転送処理時間がある。
【００３０】
また、関門装置監視部２１２は、タイマー２１３の動作開始から所定の期間内に、関門装置１０から網接続部２２２を介してヘルスチェック応答信号を受信すると、動作中のタイマー２１３の時間をクリアし、関門装置１０が正常である旨の情報を通信経路選択部２１１に通知する。反対に、関門装置監視部２１２は、ヘルスチェック応答信号を所定の期間内に受信しなければ、関門装置１０が正常でないと判定し、その旨の情報を通信経路選択部２１１に通知する。
【００３１】
なお、所定の期間内にヘルスチェック応答信号を受信できない回数をカウントし、そのカウントした値が予め決められた閾値を越える場合に、関門装置１０が正常でないと判定するようにしてもよい。さらに、ヘルスチェック応答信号に通信品質項目に関する数値の情報が含まれていれば、一定期間毎に通信品質項目の数値を監視し、受信する数値が予め決められた基準値を越えるヘルスチェック応答信号を一定期間内で断続的に、または、連続して受信する場合に、通信線１５０が正常でないと判定するようにしてもよい。閾値および基準値は関門装置監視部２１２に設けられたメモリ（不図示）に予め登録され、カウント値はそのメモリに記録される。
【００３２】
このように、通信線１５０または関門装置１０が正常であるか否かの判定基準を複数種類設けることで、通信線１５０に輻輳が起こっていると考えられる場合、輻輳の原因がデータ負荷増加によるものか、通信品質低下などの不具合によるものかを切り分けられる。
【００３３】
また、本実施形態では、関門装置監視部２１２は関門装置１０が正常であるか否かを判定しているが、通信線１５０に異常が発生すれば、関門装置１０も正常に動作しなくなることから、関門装置１０から返送されるヘルスチェック応答信号で通信線１５０も監視していることになる。
【００３４】
通信経路選択部２１１は、関門装置監視部２１２からの指示にしたがって、次のようにして、データの通信経路を切り替える。通信経路選択部２１１は、関門装置１０が正常である旨の情報を関門装置監視部２１２から受け取ると、無線通信部２２１から受け取る無線パケットをパケット変換処理部２１４に渡す。また、通信経路選択部２１１は、関門装置１０が正常でない旨の情報を関門装置監視部２１２から受け取ると、無線通信部２２１から受け取る無線パケットを移動通信ネットワーク５経由でＩＰ網３０に送るために、無線パケットをパケット変換処理部２１４に通さないで網接続部２２２を介してゲートウェイ４に送信する。
【００３５】
次に、ゲートウェイ４の構成を説明する。図４は図１に示したゲートウェイの一構成例を示すブロック図である。
【００３６】
図４に示すように、ゲートウェイ４は、移動通信ネットワーク５およびＩＰ網３のそれぞれと通信するための通信部４２と、ＩＰ網３から受信する無線パケットを移動通信ネットワーク５の通信規格に対応する信号に変換してＲＮＣ７に送信する制御部４１とを有する。移動通信ネットワーク５の通信規格とは、無線基地局−ＲＮＣ間インタフェース（Ｉｕｂインタフェース）である。なお、トンネリングの場合と同様に、制御部４１は、無線パケットをＩｕｂインタフェースでカプセル化してもよい。
【００３７】
次に、ＲＮＣ７の構成を説明する。図５は図１に示したＲＮＣの一構成例を示すブロック図である。ここでは、ＲＮＣの機能として、本発明に関連する部分について詳細に説明し、通常の機能についての詳細な説明を省略する。
【００３８】
図５に示すように、ＲＮＣ７は、移動通信ネットワーク５と通信接続するための通信部７２と、移動通信ネットワーク５を介して受信する無線パケットをＩＰパケットに変換する信号処理部７１とを有する。
【００３９】
なお、本実施形態では、移動通信ネットワーク５で無線パケットをＩＰパケットに変換する装置がＲＮＣの場合で説明しているが、無線パケットをＩＰパケットに変換する信号処理装置はＲＮＣに限らない。
【００４０】
次に、関門装置１０の構成を説明する。関門装置１０は、関門ルータおよびサーバ等の情報処理装置である。図６は図１に示した関門装置の一構成例を示すブロック図である。ここでは、関門装置の機能として、本発明に関連する部分について詳細に説明し、通常の機能についての詳細な説明を省略する。
【００４１】
図６に示すように、関門装置１０は、ＩＰ網３およびＩＰ網３０と通信接続するための通信部１１２と、ＩＰ網３およびＩＰ網３０間でパケットを送受信する制御部１１１とを有する。
【００４２】
制御部１１１は、フェムトセル２からヘルスチェック信号を受信すると、ヘルスチェック応答信号をフェムトセル２に送信する。その際、ヘルスチェック信号に通信品質項目の情報が含まれていると、制御部１１１は、その通信品質項目に関して計測を行い、計測した数値をヘルスチェック応答信号に挿入する。このようにすることで、制御部１１１に対する、パケットの転送処理の負荷が大きいほど、制御部１１１がヘルスチェック信号を受信してからヘルスチェック応答信号を送信するまでの時間が長くなる。関門装置１０自信に問題が発生していると、問題の種類によっては、制御部１１１はヘルスチェック応答信号をフェムトセル２に返信できなくなる。
【００４３】
なお、本実施形態では、関門装置１０が１つの場合で説明しているが、通信線１５０および関門装置１０の組み合わせが複数あってもよい。また、関門装置１０がＩＰ網３側に設けられている場合で説明しているが、関門装置１０は、通信線１５０の途中に設けられていてもよく、ＩＰ網３０側に設けられていてもよい。
【００４４】
次に、本実施形態のフェムトセルの動作手順を説明する。図７は本実施形態のフェムトセルの動作手順を説明するためのフローチャートである。ここでは、図１２に示した情報端末９がＩＰ網３０に接続され、移動端末１が情報端末９宛にデータを送信する場合とする。
【００４５】
フェムトセル２は、関門装置１０が正常か否かを定期的に調べる（ステップ１０１）。フェムトセル２は、ステップ１０１で関門装置１０が正常であると判断した場合、移動端末１から情報端末９宛のデータを無線パケットで受信すると（ステップ１０２）、無線パケットをＩＰパケットに変換し、ＩＰパケットを情報端末９宛にＩＰ網３を介してＩＰ網３０に送信する（ステップ１０３）。
【００４６】
一方、フェムトセル２は、ステップ１０１で関門装置１０が正常でないと判断した場合、移動端末１から情報端末９宛のデータを無線パケットで受信すると（ステップ１０４）、無線パケットをＲＮＣ７宛にＩＰ網３およびゲートウェイ４を介して送信する（ステップ１０５）。
【００４７】
ゲートウェイ４は、フェムトセル２からＩＰ網３を介して無線パケットを受信すると、無線パケットをＩｕｂインタフェース信号に変換し、その信号を移動通信ネットワーク５を介してＲＮＣ７に送信する。ＲＮＣ７は、Ｉｕｂインタフェース信号をゲートウェイ４から受信すると、Ｉｕｂインタフェース信号をＩＰパケットに変換し、ＩＰパケットを移動通信ネットワーク５およびＩＰ網３０を介して情報端末９に送信する。
【００４８】
なお、ステップ１０２またはステップ１０４で、フェムトセル２は、移動端末１から無線パケットを受信しなければ、ステップ１０１の処理に戻る。
【００４９】
次に、図７に示したステップ１０１の判定処理について詳しく説明する。図８は図７に示したステップ１０１の処理における詳細な手順を示すフローチャートである。
【００５０】
図８に示すように、フェムトセル２は、一定時間毎にヘルスチェック信号を関門装置１０に送信し、ヘルスチェック信号を送信する際にタイマー２１３を動作させる（ステップ２０１）。そして、フェムトセル２は、ヘルスチェック信号を送信してから所定の期間内にヘルスチェック応答信号を受信したか否かを判定する（ステップ２０２）。所定の期間内にヘルスチェック応答信号を受信しなければ、フェムトセル２は、関門装置１０が正常でないと判定し、ステップ１０４の処理に進む。一方、所定の期間内にヘルスチェック信号を受信すると、フェムトセル２は、関門装置１０が正常であると判定し、タイマー２１３の時間をクリアし（ステップ２０３）、ステップ１０２の処理に進む。
【００５１】
次に、図７に示したステップ１０１の判定処理について別の方法を説明する。図９は図７に示したステップ１０１の処理における詳細な手順を示すフローチャートである。なお、ステップ２０１から２０３は図８で説明した内容と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
ステップ２０２で、所定の期間内にヘルスチェック応答信号を受信しなければ、フェムトセル２は、カウント値を１増やす（ステップ３０１）。そして、フェムトセル２は、カウント値が閾値を越えるか否かを判定し（ステップ３０２）、カウント値が閾値を越えると、関門装置１０が正常でないと判定し、ステップ１０４の処理に進む。一方、ステップ３０２でカウント値が閾値以下であると、フェムトセル２は、関門装置１０が正常であると判定し、ステップ１０２の処理に進む。
【００５３】
図９で説明した方法は、図８で説明した方法に比べて、移動通信ネットワーク５に伝送される無線パケットが増加してＲＮＣ７にかかる信号処理の負荷が大きくなっているときに有効である。
【００５４】
次に、図７に示したステップ１０１の判定処理について、図８および図９で説明した手順のいずれとも異なる方法を説明する。ここでは、ヘルスチェック応答信号に通信品質項目に関する数値が含まれているものとする。
【００５５】
図１０は図７に示したステップ１０１の処理における詳細な手順を示すフローチャートである。ステップ２０１および２０３は図８で説明した内容と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００５６】
フェムトセル２は、ヘルスチェック信号を送信した後、複数のヘルスチェック応答信号を一定期間に受信すると（ステップ４０１）、ヘルスチェック応答信号に含まれる、通信品質項目の数値を読み出す。そして、フェムトセル２は、読み出した数値と基準値とを比較し、その数値が基準値を越えるヘルスチェック応答信号を断続的に、または連続して受信しているか否かを判定する（ステップ４０２）。判定の結果、その数値が基準値を越えるヘルスチェック応答信号を断続的に、または連続して受信していると、フェムトセル２は、通信線１５０が正常でないと判定し、ステップ１０４の処理に進む。一方、ステップ４０２で、その数値が基準値を越えるヘルスチェック応答信号を断続的に、または連続して受信していなければ、フェムトセル２は、通信線１５０が正常であると判定し、ステップ１０２の処理に進む。
【００５７】
なお、受信数値が断続的に基準値を越える場合とは、受信数値が基準値を越えるヘルスチェック応答信号を一定期間内に少なくとも２回、受信することを意味する。また、受信数値が連続して基準値を越える場合とは、受信数値が基準値を越えるヘルスチェック応答信号を一定期間内に少なくとも２回続けて受信することを意味する。
【００５８】
また、受信数値が基準値を１回越えただけでデータ送信経路を変更せず、受信数値が断続的または継続的に基準値を越える場合に、データ送信経路を変更するのは、次のような理由による。通信線１５０の通信品質はＩＰ網３およびＩＰ網３０の間でやり取りされるパケットの量で時々刻々と変化している。関門装置１０がヘルスチェック信号を受信したときだけ通信品質が悪くなっている場合もある。このような場合にもデータの送信経路を通信線１５０から移動通信ネットワーク５に変更してしまうと、移動通信ネットワーク５側の負荷が逆に大きくなってしまうからである。
【００５９】
図１０で説明した方法は、複数の通信品質項目のうち着目する通信品質項目について基準値を設定することで、通信経路を変更するか否かを通信線１５０に発生する不具合の種類に応じて決めることが可能となる。この図１０で説明した方法を、図８または図９で説明した方法と組み合わせてもよい。
【００６０】
上述したように、本実施形態によれば、フェムトセル２が関門装置１０の状態を監視しており、関門装置１０または通信線１５０にトラブルが発生すると、フェムトセル２がデータ送信経路として移動通信ネットワーク５経由の経路を選択する。そのため、２つのＩＰ網３およびＩＰ網３０を結ぶ中継点にトラブルが発生しても、移動端末１からＩＰ網３０宛にデータを送信することが可能となり、移動端末１のユーザ向けサービスを維持できる。
【００６１】
また、フェムトセル２が通常のＡＲＰパケット等のパケットを用いて関門装置１０を監視しているため、関門装置１０に特別な機能を追加する必要がなく、関門装置１０に発生する処理負荷を抑制できる。
【００６２】
さらに、関門装置１０から通信線１５０の通信品質に関する情報を取得することで、通信線１５０に輻輳が起こっていると考えられる場合、輻輳の原因がデータ負荷増加によるものか、通信品質低下などの不具合によるものかを切り分けられる。
【００６３】
なお、図１では、ＩＰ網３と移動通信ネットワーク５の間にゲートウェイ４を設けている構成を示しているが、フェムトセル２がゲートウェイ４に送信する無線パケットが移動通信ネットワーク５の通信規格に対応していれば、ゲートウェイ４を設けなくてもよい。このことを、図１１を参照して説明する。図１１は本実施形態の通信システムの他の構成例を示すブロック図である。図１１に示すように、フェムトセル２は、無線パケットをＩＰ網３および移動通信ネットワーク５を介してＲＮＣ７宛に送信する。この場合、ゲートウェイ４とゲートウェイ４での処理が省ける。
【００６４】
また、本実施形態では、フェムトセル２からＩＰ網３０の情報端末９にデータを送信する場合で説明したが、情報端末９からフェムトセル２にデータを送信する場合についても、ＩＰ網３０に接続された情報処理装置（不図示）が、本実施形態のフェムトセル２と同様に、関門装置１０の状態を監視して通信制御を行ってもよい。また、フェムトセル２から情報端末９宛に送信されるデータに、その経路の情報が格納されるようにしてもよい。情報端末９は、移動端末１より受信したデータから経路の情報を読み出し、読み出した経路を逆に辿るように移動端末１にデータを送る。これらのうちいずれの方法でも、情報端末９が移動端末１宛にデータを送信する際、関門装置１０または通信線１５０にトラブルが発生していても、そのデータは移動通信ネットワーク５を経由して移動端末１に送ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１    移動端末
２    フェムトセル
２１    制御部
２２    通信部
３、３０    ＩＰ網
４    ゲートウェイ
５    移動通信ネットワーク
７    無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）
１０    関門装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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