(57)【要約】【課題】契約している移動体無線通信事業者のサービスエリア外や移動体無線通信の使用が禁止されている場所でも、無線通信端末を使用できるようにする。【解決手段】無線端末としての通信機能を有する移動体機能部と、基地局の動作を行うとともに基地局が送受信する通信プロトコルを有線回線を介してコアネットワークと送受信する機能を有する基地局機能部と、基地局情報および基地局管理情報を記憶するメモリと、無線端末として通信を行う第１の動作モードまたは基地局として動作する第２の動作モードを切り替えるモード切替部とを有し、ユーザの操作に基づいて、第２のモードが選択された場合には、基地局機能部が有線回線を介して基地局としての認証を受けてコアネットワークと接続する。【選択図】  図１
2015146539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、
移動体無線通信システムとの端末としての通信機能を有する移動体機能部と、
前記移動体無線通信システムの基地局としての一部の動作を行うとともに基地局が送受信する通信プロトコルを有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信する機能を有する基地局機能部と、
基地局として動作するための基地局情報および管理情報を記憶するメモリと、
前記アンテナを介して無線通信を行う第１の動作モードまたは有線回線を介して基地局機能部を動作させて通信する第２の動作モードを切り替える動作モード切替部と、
ユーザインタフェース部とを有し、
前記ユーザインタフェース部より入力されたユーザの操作に基づいて、前記第２のモードが選択された場合には、前記基地局機能部が有線回線を介して基地局としての認証を受けて前記移動体無線通信システムのコアネットワークと接続することを特徴とする無線通信端末。
【請求項２】
前記基地局機能部は、前記有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークに接続後、前記移動体無線通信システムの各装置を監視する監視装置に接続して該監視装置から装置情報を取得し、前記メモリに記憶し、前記装置情報に基づいて基地局としての動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
【請求項３】
移動体無線通信システムと無線回線を介して通信を行うための第１のアンテナと、
無線ＬＡＮシステムと無線回線を介して通信を行うための第２のアンテナと
移動体無線通信システムの端末としての通信機能を有する移動体機能部と、
前記移動体無線通信システムの基地局としての一部の動作を行うとともに基地局が送受信する通信プロトコルを無線ＬＡＮシステムを介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信する機能を有する基地局機能部と、
基地局として動作するための基地局情報および管理情報を記憶するメモリと、
前記第１のアンテナを介して無線通信を行う第１の動作モードまたは無線ＬＡＮシステムを介して基地局機能部を動作させて通信する第２の動作モードを切り替える動作モード切替部と、
ユーザインタフェース部とを有し、
前記ユーザインタフェース部より入力されたユーザの操作に基づいて、前記第２のモードが選択された場合には、前記基地局機能部が無線ＬＡＮシステムを介して基地局としての認証を受けて前記移動体無線通信システムのコアネットワークと接続することを特徴とする無線通信端末。
【請求項４】
前記無線通信システムの基地局機能部は、前記無線ＬＡＮシステムを介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークに接続後、前記移動体無線通信システムの各装置を監視する監視装置に接続し、該監視装置から装置情報を取得し、前記メモリに記憶し、前記装置情報に基づいて基地局としての動作を行うことを特徴とする請求項２に記載の無線通信端末。
【請求項５】
無線通信端末における移動体無線通信システムへの接続方法であって、
前記無線通信端末は、
移動体無線通信システムと無線回線を介して接続して端末として動作する通信機能と、
前記移動体無線通信システムの基地局として動作するための基地局情報および管理情報を記憶するとともに、基地局としての一部の動作を行って基地局が送受信する通信プロトコルを有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信する機能を有し、
ユーザの操作に基づいて、前記移動体無線通信システムの基地局として動作する動作モードが選択された場合には、基地局が送受信する通信プロトコルを有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信し、基地局としての認証を受けて前記移動体無線通信システムのコアネットワークと接続することを特徴とする移動体無線通信システムへの接続方法。
【請求項６】
前記無線通信端末は、前記有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークに接続後、前記移動体無線通信システムの各装置を監視する監視装置にアクセスし、該監視装置から装置情報を取得し、前記メモリに記憶し、前記装置情報に基づいて基地局としての動作を行うことを特徴とする請求項５に記載の無線通信端末における移動体無線通信システムへの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信端末および無線通信ネットワークへの接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレット端末等の無線通信端末の急増により、移動体無線通信事業者の基地局の無線通信端末収容能力が逼迫している。また、ユーザが無線通信端末を使用する頻度も高くなっており、サービスエリアが途切れることなくつながっていることが求められる。無線通信端末の収容能力不足を解決し、また電波が届きにくいエリアをカバーするための一つの方法は、フェムトセルを設置することである。フェムトセルは小型の無線基地局であり、移動体無線通信事業者が設置した基地局からの電波が届きにくい場所等に、ユーザが設置することが想定されている。フェムトセルは、ブロードバンド回線に接続してインターネット等を介して移動体無線通信事業者のネットワークに接続することで、無線通信端末と通信する。
【０００３】
無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムもまた、移動体無線通信事業者が設置した基地局からの電波が届きにくい場所や移動体無線通信の基地局の収容能力を超えるトラフィックが予想される場所に設置され、フェムトセルと同様にインターネット等を介して無線通信を提供する。移動体無線通信と無線ＬＡＮの両方の通信機能を備える無線通信端末も多く、移動体無線通信システムから無線ＬＡＮシステムに接続先を切り替えることで移動体無線通信の基地局の収容能力不足をカバーできる。
【０００４】
移動体無線通信と無線ＬＡＮの両方の通信機能を備える無線通信端末が、移動体無線通信システムから無線ＬＡＮシステムに接続先を切り替える際に生じる再認証やシステム間の機能差分によるサービスの不連続性の問題を解決するための技術として、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１では、無線通信端末に、移動体無線通信システムとの通信機能と無線ＬＡＮシステムとの通信機能に加え、移動体無線通信システムの基地局の通信プロトコル処理機能を備え、移動体無線通信システムの基地局から無線ＬＡＮ基地局にハンドオーバした場合でも、移動体無線通信システム内のハンドオーバに見せかけることで、無線通信端末の再認証を不要とし、システム間のサービスの不連続性を解消している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３１７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の背景技術で述べたいずれの場合も、ユーザが契約している移動体無線通信事業者の基地局サービスエリア内にユーザがいるか、またはユーザが契約している移動体無線通信事業者の基地局サービスエリア外にユーザがいる場合でも、ユーザが契約している移動体無線通信事業者のシステムへのローミングサービスを提携している事業者のサービスエリア内でなければ移動体無線通信システムへの接続不可となってしまう。
【０００７】
また、移動体無線通信事業者のサービスエリア内であっても、病院内等では、無線通信の使用が禁止されており、無線回線を経由しての接続が不可である。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、契約している移動体無線通信事業者もしくはローミングサービス提携事業者のサービスエリア外、もしくは移動体無線通信の使用が禁止されている場所でも、無線通信端末を使用できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明においては、一例として、アンテナと、移動体無線通信システムとの端末としての通信機能を有する移動体機能部と、移動体無線通信システムの基地局としての一部の動作を行うとともに基地局が送受信する通信プロトコルを有線回線を介して前記移動体無線通信システムのコアネットワークと送受信する機能を有する基地局機能部と、基地局として動作するための基地局情報および管理情報を記憶するメモリと、アンテナを介して無線通信を行う第１の動作モードまたは有線回線を介して基地局機能部を動作させて通信する第２の動作モードを切り替える動作モード切替部と、ユーザインタフェース部とを有し、ユーザインタフェース部より入力されたユーザの操作に基づいて、第２のモードが選択された場合には、基地局機能部が有線回線を介して基地局としての認証を受けて移動体無線通信システムのコアネットワークと接続することを特徴とする無線通信端末としたものである。
【００１０】
さらに、基地局機能部は、有線回線を介して移動体無線通信システムのコアネットワークに接続後、移動体無線通信システムの各装置を監視する監視装置に接続して監視装置から装置情報を取得し、メモリに記憶し、装置情報に基づいて基地局としての動作を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、契約している移動体無線通信事業者もしくはローミングサービス提携事業者のサービスエリア外、もしくは移動体無線通信の使用が禁止されている場所でも、インターネットに接続できる環境があれば、同一無線通信端末、かつ同一電話番号での音声通話、データ通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例におけるシステム全体の構成を説明する図である。
【図２】本発明の一実施例における無線通信端末の構成を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例におけるコアネットワーク接続モードへの切り替え動作を説明するシーケンス図である。
【図４】本発明の一実施例におけるコアネットワーク接続モードへの切り替え後の処理を説明するシーケンス図である。
【図５】無線通信端末の認証処理を説明するシーケンス図である。
【図６】音声呼における発信時の処理を説明するシーケンス図である。
【図７】音声呼における着信時の処理を説明するシーケンス図である。
【図８】データ呼におけるコネクション確立時の処理を説明するシーケンス図である。
【図９】本発明の一実施例におけるシステム全体の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
本実施例では、ブロードバンドルータ２０に無線通信端末１０を有線接続した場合の例を説明する。
図１は、本発明の一実施例におけるシステム全体の構成を説明する図である。
図１に示すシステムでは、無線通信端末１０と、無線通信端末１０およびインターネット網３０と接続するブロードバンドルータ２０と、インターネット網３０と通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク５０とを接続するゲートウェイ（ＧＷ：Ｇａｔｅ  Ｗａｙ）４０と、通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク５０に接続されているドメイン  ネーム  システム（ＤＮＳ：Ｄｏｍａｉｎ  Ｎａｍｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）サーバ６０と、基地局管理サーバ７０と、監視装置８０と、ユーザ管理用サーバ９０と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網とのインタフェースを提供するパケットデータ処理ノード（ＰＤＳＮ：Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｓｅｒｖｉｎｇ  Ｎｏｄｅ）１００と、セッション確立プロトコル（ＳＩＰ：Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とＡ１インタフェースの相互変換をするコンバージェンス  サーバ（ＣＳＲＶ：Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  ＳｅＲＶｅｒ)１１０と、そのＣＳＲＶ１１０に接続されている既存の１ｘ網の移動通信交換局（ＭＳＣ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｅｎｔｅｒ）１２０とから構成される。
【００１５】
図２は、本発明の一実施例における無線通信端末の構成を説明する図である。
図２において、無線通信端末１０は、移動無線アンテナ１１と、移動体無線通信事業者のフェムトセルシステムコアネットワーク５０と音声およびデータ通信をする為の通信プロトコル機能部１４と、基地局として動作するための基地局の識別子などの基地局情報（装置情報）を格納するメモリ１５と、基地局として動作するために装置情報を管理する装置管理機能部９と、端末とコアネットワークとの間でシグナリングやデータの中継をする呼制御機能部１６と、「移動無線端末モード」と「コアネットワーク接続モード」と無線通信端末１０の動作を切り替える為の端末動作モード切替部１３と、ユーザが端末動作モード切り替えを行うためのインタフェースを提供するユーザインタフェース部１２と、通常の無線通信端末として無線通信を実現するための移動体機能部１７から構成される。
【００１６】
本実施例では、無線通信端末１０が端末動作モードとして「移動無線端末モード」と「コアネットワーク接続モード」の２種類を有する。端末動作モードが「移動無線端末モード」の場合は、無線通信端末１０は移動体機能部１７が動作し、移動無線アンテナ１１を使用して移動体無線通信事業者の無線回線を経由して、移動体無線通信事業者のフェムトセルシステムコアネットワーク５０に接続する。端末動作モードが「コアネットワーク接続モード」の場合は、基地局機能を実現する装置管理部９と呼制御機能部１６が動作し、通信プロトコル機能部１４を用いて、基地局の通信プロトコルに基づいた信号を送受信し、ブロードバンドルータ２０およびインターネット網３０を経由して通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク５０に接続する。
【００１７】
ユーザは無線通信端末１０とブロードバンドルータ２０とを有線接続し、ユーザインタフェース部１２を操作することで端末動作切替部１６を動作させ、端末動作モードを「コアネットワーク接続モード」に切り替え、基地局機能の装置管理機能部９が起動する。
【００１８】
図３は、本発明の一実施例におけるコアネットワーク接続モードへの切り替え動作を説明するシーケンス図である。
ユーザインタフェース部は、ユーザによる「コアネットワーク接続モード」への切り替え操作が実施されると（Ｓ３００）、端末動作モード切替部１３にモード切替指示を通知する（Ｓ３０１）。モード切替指示は、パラメータによりどちらのモードへの切り替えであるかを指定する。「コアネットワーク接続モード」への切り替えの場合、端末動作モード切替部１３は、動作中の無線通信をオフにする指示を移動体機能部１７に指示する（Ｓ３０２）。正常に終了できたことを確認の後（Ｓ３０２）、装置管理機能部９を起動する（Ｓ３０３、Ｓ３０４）。
【００１９】
次に、装置管理機能部９を起動後のコアネットワークとのシーケンスを説明する。
図４は、本発明の一実施例におけるコアネットワーク接続モードへの切り替え後の処理を説明するシーケンス図である。
【００２０】
無線通信端末１０の装置管理機能部９は、通信プロトコル機能部１４を経由して、ブロードバンドルータ２０からＧＷ４０のＩＰアドレスを取得し（Ｓ４００）、ＧＷ４０との間にセキュアな通信路を構築した上で、基地局管理サーバ７０に問い合わせし、無線通信端末の基地局としての認証を実施する（Ｓ４０２）。認証が成功すると、ＧＷ４０は無線通信端末１０との間にＩＰｓｅｃ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のトンネル設定を実施する（Ｓ４０１）。
【００２１】
次に、無線通信端末１０は、ＤＮＳサーバ６０から監視装置８０のＩＰアドレスを取得し（Ｓ４０３）、監視装置８０に接続する。監視装置８０から基地局として動作するために必要な設定値であるコンフィグパラメータ（前述の装置情報に含まれる）を取得する（Ｓ４０４）。この後、無線通信端末１０の基地局機能が動作開始となる（Ｓ４０５）。
【００２２】
装置管理機能部９が起動し基地局としての接続手続きが完了した後、無線通信端末１０は、端末としての動作を行う移動体機能部を動作させ、無線通信端末１０が基地局を経由してコアネットワークに接続しているかのように端末の認証処理を行う。
【００２３】
図５は、無線通信端末の認証処理を説明するシーケンス図である。
無線通信端末１０内の移動体機能部１７は、ユーザ管理用サーバに端末認証要求を送信する（Ｓ５００）。この時、基地局機能である呼制御機能部１６を経由することで、コアネットワーク側の装置からは、無線通信端末１０が基地局を経由して接続されている端末に見える。認証が成功すると（Ｓ５０１）、無線通信端末１０は、ＩＰ網とのインタフェースを持つＰＤＳＮ１００とコネクションを確立する（Ｓ５０２）。
【００２４】
図６は、音声呼における発信時の処理を説明するシーケンス図である。
初めに、無線通信端末１０の移動体機能部１７は、通信開始要求をＣＳＲＶ１１０に送信する（Ｓ６００）。ＣＳＲＶ１１０は、通信開始要求を受信すると、無線通信端末１０に応答を返し（Ｓ６０１）、ＭＳＣ１２０に通信を開始するための回線交換通信要求を送信する（Ｓ６０２）。その後、ＭＳＣ１２０からチャネル確保要求の指示が出されるが（Ｓ６０３）、本実施例では無線通信端末１０の中に基地局機能を実現する構成を含んでいるため、無線チャネルの確保は行わずチャネル確保は成功となる（Ｓ６０４〜Ｓ６０５）。ＣＳＲＶ１１０は、チャネル確保応答をＭＳＣ１２０に送信した後（６０６）、通信開始応答を無線通信端末１０に送信し（Ｓ６０７）、無線通信端末１０の移動体機能部１７が通信開始応答受領通知を送信し（Ｓ６０８）、無線通信端末１０は通信状態へと遷移する（Ｓ６０９）。
【００２５】
図７は、音声呼における着信時の処理を説明するシーケンス図である。
ＭＳＣ１２０は着信通知を送信し（Ｓ７００）、無線通信端末１０の移動体機能部１７から着信通知受信応答を受信した（Ｓ７０１）後、チャネル確保要求をＣＳＲＶ１１０経由で無線端末１０に送信する（Ｓ７０２）。無線端末１０の呼制御機能部１６は、チャネル確保要求を受信すると、確保成功の応答を返し（Ｓ７０３）、呼び出し中の状態であることをＣＳＲＶ１１０に通知する（Ｓ７０４）。その通知を受け、ＣＳＲＶ１１０はチャネル確保成功の応答をＭＳＣ１２０に送信する（Ｓ７０５）。その後、無線通信端末１０にて受話器を取る（接続する）と、着信応答をＣＳＲＶ１１０に送信し（Ｓ７０６）、ＣＳＲＶ１１０がＭＳＣ１２０に接続の通知を行い（Ｓ７０７）通信状態へと遷移する（Ｓ７０８）。
【００２６】
図８は、データ呼におけるコネクション確立時の処理を説明するシーケンス図である。
無線通信端末１０の移動体機能部１７は、呼制御機能部１６と通信プロトコル機能部１４を経由してセッション確立要求をＰＤＳＮ１００に送信する（Ｓ８００）。ＰＤＳＮ１００がその応答を返すことで、コネクションが確立される（Ｓ８０１）。
無線通信端末１０は、フェムトセルシステムのユーザ管理用サーバ９０に対して定期的にパケットを送信する。フェムトセルシステムのユーザ管理用サーバ９０は無線通信端末１０からのパケットを受信すると、データベースに、ユーザがどの基地局配下にいるかを登録する。本実施例の場合、無線通信端末１０が基地局の役割を果たしているので、ユーザ管理サーバ９０のデータベースには、無線通信端末１０のメモリ１５に格納されている基地局の識別子が登録される。
【００２７】
移動体無線通信事業者のフェムトセルコアネットワーク５０側から無線通信端末１０にパケットを送信する場合には、ユーザ管理用サーバ９０に、該当のユーザがどの基地局にいるかを問合せ、送信先の基地局（無線通信端末１０）を決定する。
以上説明した本実施例より、無線通信端末１０が無線回線を介さなくても直接移動体無線通信事業者のフェムトセルシステムコアネットワーク５０と接続することができる。また、移動体無線通信事業者の無線基地局の無線リソースを使うことなく、音声通話およびデータ通信を行うことができる。また、無線通信端末１０が移動体無線通信システムの基地局が送信するプロトコルを用いて移動体無線通信事業者キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク５０と接続することにより、「移動無線端末モード」と「コアネットワーク接続モード」のどちらでも移動体無線通信サービスを利用可能となる。
【実施例２】
【００２８】
本実施例では、ブロードバンドルータ２０と無線通信端末１０との通信手段を有線ではなく無線ＬＡＮにて実現した無線通信端末１０の例を説明する。
図９は、本発明の一実施例におけるシステム全体の構成を説明する図である。
図９の無線通信端末１０の構成のうち、既に説明した図２に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００２９】
無線ＬＡＮ接続の場合、無線通信端末１０に無線ＬＡＮ機能部１８、無線ＬＡＮアンテナ１８、またブロードバンドルータ２０に無線ＬＡＮ機能部２１、無線ＬＡＮアンテナ２２を有する。
【００３０】
図９に示した無線通信端末１０もまた、実施例１と同様に、無線通信端末１０が直接通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク５０と接続することができる。また、通信キャリアの無線基地局の無線リソースを使うことなく、音声通話およびデータ通信を行うことができ、通信キャリアの無線基地局の負荷を減らすことができる。また、無線通信端末１０が移動通信と同一のプロトコルを用いて通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク５０と接続することにより、「移動無線端末モード」と「コアネットワーク接続モード」のどちらでもサービスを利用可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
９    装置管理機能部
１０  無線通信端末
１１  移動無線アンテナ
１２  ユーザインタフェース部
１３  端末動作モード切替部
１４  通信プロトコル機能部
１５  メモリ
１６  呼制御機能部
１７  移動体機能部
１８  無線ＬＡＮ機能部
１９  無線ＬＡＮアンテナ
２０  ブロードバンドルータ
２１  無線ＬＡＮ機能部
２２  無線ＬＡＮアンテナ
３０  インターネット網
４０  ゲートウェイ
５０  通信キャリアのフェムトセルシステムコアネットワーク
６０  ドメイン  ネーム  システム  サーバ
７０  基地局管理サーバ
８０  監視装置
９０  ユーザ管理用サーバ
１００  パケットデータ処理ノード
１１０  コンバージェンス  サーバ
１２０  移動通信交換局
【図１】
2015146539.tif 000003
【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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