(57)【要約】【課題】  移動体通信において、安価な設備により屋内での受信状態を向上させるとともに、屋外での通信と屋内での通信をシームレスに継続する。【解決手段】  無線回線を通じて通信を行う移動端末1と、移動端末1と無線回線を通じて通信行う無線基地局6と、有線回線53を介しての通信、及び電力供給用の電力線74を介しての通信が可能なPLCモデム3と、電力線74を通じてPLCモデム3との通信、及び無線回線を通じて移動端末1との通信が可能な小型携帯基地局2と、移動端末1の位置に関する情報に、PLCモデム3及び小型携帯基地局2を関連づけて記憶保持する管理データベース4aを有し、管理データベース4aを照合して、無線基地局6を介しての通信と、PLCモデム3及び小型携帯基地局2を介しての通信とを切り替える呼制御装置4とを用いる。【選択図】  図1
2007295349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線回線を通じて通信が可能であり、且つ携帯可能な移動端末と、
前記移動端末と無線回線を通じて通信行う無線基地局と、
有線回線を介しての通信、及び電力供給用の電力線を介しての通信が可能なPLCモデムと、
前記電力線を通じて前記PLCモデムとの通信、及び無線回線を通じて前記移動端末との通信が可能な小型無線基地局と、
前記移動端末の位置に関する情報に、前記PLCモデム及び前記小型無線基地局を関連づけて記憶保持する管理データベースを有し、該管理データベースを照合して、前記無線基地局を介しての通信と、前記PLCモデム及び前記小型無線基地局を介しての通信とを切り替える呼制御装置と
を備え、
前記呼制御装置は、前記移動端末からの位置登録要求に応じて前記管理データベースを照合し、この照合結果に従って、前記無線基地局を介しての通信と、前記PLCモデム及び前記小型無線基地局を介しての通信とを切り替える
ことを特徴とする通信中継システム。
【請求項２】
前記小型無線基地局は、
前記移動端末との通信の可否を監視する通信リンク監視部と、
前記通信リンク監視部からの制御信号、及び前記呼制御装置からの接続切替要求に応じて、前記移動端末との通信を確立または切断する無線リンク処理部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の通信中継システム。
【請求項３】
無線回線を通じて通信が可能であり、且つ携帯可能な移動端末と、
有線回線を介しての通信、及び電力供給用の電力線を介しての通信が可能なPLCモデムと、
前記電力線を通じて前記PLCモデムとの通信、及び無線回線を通じて前記移動端末との通信が可能な小型無線基地局と、
前記移動端末の位置に関する情報に、前記PLCモデム及び前記小型無線基地局を関連づけて記憶保持する管理データベースを有し、該管理データベースを照合して、前記無線基地局を介しての通信と、前記PLCモデム及び前記小型無線基地局を介しての通信とを切り替える呼制御装置と
を用いて、通信を行う際の通信中継方法であって、
予め、小型無線基地局に関する情報を管理データベースに記憶保持するステップ（1）と、
前記移動端末において、前記移動端末との通信の可否を監視し、この監視結果に従い、前記移動端末から前記呼制御装置に対して位置登録要求を行うステップ（2）と、
前記位置登録要求に応じ、前記呼制御装置において、前記管理データベース上の当該移動端末の位置に関する情報を更新するとともに、前記小型無線基地局または前記無線基地局に対して接続切替要求を送信することにより、前記無線基地局を介しての通信と、前記PLCモデム及び前記小型無線基地局を介しての通信とを切り替えるステップ（3）
とを備えることを特徴とする通信中継方法。
【請求項４】
前記ステップ（2）において前記小型無線基地局は、前記移動端末との通信の可否を監視し、
前記ステップ（3）において前記小型無線基地局は、前記通信リンク監視部からの制御信号、及び前記呼制御装置からの接続切替要求に応じて、前記移動端末との通信を確立または切断する
ことを特徴とする請求項3に記載の通信中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信において、屋内等の電波受信状況の改善に係る通信中継システム及び通信中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体通信において、一般家屋、マンション・ビルまたは地下街への電波を行き届かせる手段としては、例えば、広域をカバーしている大型携帯用基地局からの送信電力を増大させて、電波の室内への浸透効果を期待する受動的対策と、電波を中継する機器（RFリピーター）を家屋の窓等に設置したり、小型アンテナを屋内へ設置するという能動的対策が行われている。
【０００３】
一方で、近年では、電力線を通信回線として利用する電力線搬送通信（PLC：Power  Line  Communications）が提案されている。この電力線搬送通信では、電力線のコンセントに通信用のアダプタ（PLCモデム）を設置してパソコンなどの通信機器を接続することにより、数Mbps〜数百Mbpsのデータ通信が可能と言われている。このPLCを利用した技術としては、親機と子機とを備えた家庭電話器で、子機の充電器に上記PLC機能を設け、充電器が接続された電力線を介して有線の通信（光ファイバ等）に接続し、親機を通じての無線通信と、充電器を介しての有線通信とを切り替えるシステムが提案されている（例えば、特許文献1参照）。
【特許文献１】特開2003-229790号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記受動的対策では、無線基地局からの送信電力を増大させるために過大なコストが必要となるにもかかわらず、十分な屋内カバーを得ることが難しく、費用対効果が低いという問題がある。
【０００５】
また、上記能動的対策では、RFリピーターや小型アンテナの設置位置に制限があり、設置場所の条件によっては十分な屋内カバーを得ることができず、小型アンテナにあっては、屋外等の電波が受信可能な場所に設置された広域用大型携帯基地局から、屋内のアンテナまで光ケーブル若しくはアンテナフィーダを敷設する必要があり、光ケーブル若しくはアンテナ長に制限があることから、容易に採用できない場合も多い。特に、一般家屋やマンションの各部屋の場合には、RFリピーターや小型アンテナによる対策を採ることが難しく、実際には、上記受動的対策のみが行われているのが現状である。
【０００６】
さらに、上述した特許文献1に開示された技術では、一般家庭やマンション各部屋に、中継器である子機を容易に設置することが可能であるが、親機と子機との関係にあるシステムを前提としているため、屋外における通信と屋内における通信とを切り分けなければならないなど、使用できる範囲に制限がある。
【０００７】
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、移動体通信において、安価な設備により屋内での受信状態を向上させるとともに、屋外での通信と屋内での通信をシームレスに継続可能とする通信中継システム及び通信中継方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の無線中継システム及び方法は、無線回線を通じて通信が可能であり、且つ携帯可能な移動端末と、移動端末と無線回線を通じて通信行う無線基地局と、有線回線を介しての通信、及び電力供給用の電力線を介しての通信が可能なPLCモデムと、電力線を通じてPLCモデムとの通信、及び無線回線を通じて移動端末との通信が可能な小型無線基地局と、移動端末の位置に関する情報に、PLCモデム及び小型無線基地局を関連づけて記憶保持する管理データベースを有し、管理データベースを照合して、無線基地局を介しての通信と、PLCモデム及び小型無線基地局を介しての通信とを切り替える呼制御装置とを用いる。
【０００９】
そして、本発明では、
（1）予め、移動端末、PLCモデム及び小型無線基地局を関連づけて管理データベースに記憶保持し、
（2）移動端末において、移動端末との通信の可否を監視し、この監視結果に従い、移動端末から呼制御装置に対して位置登録要求を行い、
（3）位置登録要求に応じ、呼制御装置において、管理データベース上の当該移動端末の位置に関する情報を更新するとともに、小型無線基地局または無線基地局に対して接続切替要求を送信することにより、無線基地局を介しての通信と、PLCモデム及び小型無線基地局を介しての通信とを切り替える。
【００１０】
なお、上記（2）及び（3）において小型無線基地局は、移動端末との通信の可否を監視するとともに、通信リンク監視部からの制御信号、及び呼制御装置からの接続切替要求に応じて、移動端末との通信を確立または切断することが好ましい。
【００１１】
このような本発明によれば、安価で小型の携帯基地局を設置することにより、低コストで一般家屋やマンション各室等の屋内カバーを拡げることができる。すなわち、1回線のFTTH若しくはADSL等の有線回線に接続されたPLCモデムを設置し、このPLCモデムと、一般家屋やマンション各室の中継装置とを、既存の電力線を通じて接続するため、追加のケーブル設置等を行う必要がない。また、中継装置には、通信網上に設置された呼制御装置からの制御によって、屋外の無線基地局との間でハンドオーバーを実行する機能を備えているため、通信が途切れることなく、屋外と屋内とを移動することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、移動体通信において、安価な設備により屋内での受信状態を向上させるとともに、屋外での通信と屋内での通信を、ハンドオーバーによってシームレスに継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（システムの構成）
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、本発明の中継システムを、2階建て一般家屋の各階に適用した場合を例に説明する。図1は、本実施形態に係る中継システムの概略構成を示す説明図である。
【００１４】
同図に示すように、本実施形態では、ユーザーが使用する移動端末1と、一般家屋10内に設置されたPLCモデム3及び小型携帯基地局2（2a及び2b）と、バックボーンネットワーク5上に設置された呼制御装置4及び無線基地局6とから概略構成される。
【００１５】
移動端末1は、無線通信を利用した携帯可能な電話機であり、無線基地局6等の中継点と無線で通信し、通話やデータ通信等の通信サービスを移動しつつ受けることができる。この携帯電話機の通信方式としては、例えば、FDMA方式、TDMA方式、CDMA方式、W−CDMAの他、PHS（Personal  Handyphone  System）方式等が挙げられる。また、この携帯電話機は、デジタルカメラ機能、アプリケーションソフトの実行機能、あるいはGPS機能等の機能が搭載され、携帯情報端末（PDA）としての機能を付加することもできる。
【００１６】
呼制御装置4は、所定の呼制御プロトコルに従って、電話機と加入者交換機間、加入者交換機や中継交換機間などで着信電話番号情報をやり取りしてユーザー間で通話チャネル（通信リンク）を確立する装置であり、この呼制御プロトコルとしては、通信に係る電話機の着信音を鳴らしたり、電話番号を基に通話相手を特定する機能を実現する。また、呼制御装置4は、制御信号を送受信し、移動端末1との通信を制御するモジュールであり、通信リンク監視部25からの制御信号、及び呼制御装置4からの接続切替要求に応じて、移動端末1との通信を確立または切断する。特に、本実施形態に係る呼制御装置4は、各移動端末の位置に関する情報に、各小型携帯基地局を関連づけて記憶保持する管理データベース4aを有し、この管理データベース4aを照合して、無線基地局を介しての無線通信と、PLCモデム及び小型携帯基地局を介しての通信とを切り替える機能を備えている。
【００１７】
無線基地局6は、移動端末1と無線回線を通じて通信行う中継点であり、電柱やビルの屋上、電話ボックス、地下鉄ホームの天井などに設置され、ゲートウェイ51を介してバックボーンネットワーク5に接続されている。この無線基地局6は、呼制御装置4からの制御に従って、通信可能領域A1内に在圏する端末に対して通信接続を実行する。
【００１８】
PLCモデム3は、電力と通信用信号の重ね合わせや分離を行う装置であり、一般家屋10内において、このPLCモデム3を親装置とするとともに、小型携帯基地局2a及び2bを子装置として、電力線74を介した電力線搬送通信を行う。具体的に、このPLCモデム3は、図2に示すように、通信部32と、記憶部31と、接続管理部35と、信号処理部33と、電力線搬送通信部34とを備えている。
【００１９】
通信部32は、FTTHやADSL等の有線回線53を介して、バックボーンネットワーク5に対する有線通信を行うモジュールであり、無線リンク処理部26からの制御に従って、通信の接続や切断を実行する機能を備えている。なお、本実施形態では、PLCモデム3とバックボーンネットワーク5との接続を有線回線53としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図4に示すように、有線回線53に代えて、無線通信回線としてもよい。この場合には、無線基地局6と同様の構成を有する小型無線基地局53bを設置するとともに、一般家屋10の戸外や、マンション等の屋上に小型無線基地局53aをPLCモデム3に対して有線接続するように設置し、これら小型無線基地局53a及び53bとの間で無線通信を行うようにする。
【００２０】
接続管理部35は、通信部32による通信と、電力線搬送通信部34による通信との接続を管理するモジュールであり、小型携帯基地局2側で無線リンク処理により通信を開始したり切断したりしたのを検出し、バックボーンネットワーク5に対する接続処理と、電力線搬送通信とを制御する。
【００２１】
信号処理部33は、電力線搬送通信に係る信号と、FTTHやADSL等の有線通信に係る信号とを相互に変換するモジュールである。記憶部31は、信号処理部33による信号処理に関するデータを記憶保持するモジュールである。
【００２２】
電力線搬送通信部34は、電力供給用の電力線74を介しての屋内における電力線搬送通信によって、小型携帯基地局2との間でデータの送受信を行うモジュールであり、分電盤71を介して屋内の電力線74に接続され、屋外の電柱上に設けられた変圧器73から電力引込線72を通じて屋内に引き込まれた電力に対して、バックボーンネットワーク5の有線回線53を通じて送受信される通信信号を重畳または分離する。この電力線搬送通信部34で重畳される信号は、通信部32から信号処理部33を通じて取得される一方、電力線搬送通信部34から分離された信号は、信号処理部33を通じて通信部32に入力される。
【００２３】
小型携帯基地局2（2a及び2b）は、電力線74を通じてPLCモデム3との電力線搬送通信を行う子装置であるとともに、無線回線を通じて移動端末1との通信が可能な中継装置であり、一般家屋・マンション各部屋を含むカバーエリアA2のカバーを得る。すなわち、この小型携帯基地局2は、広域用の無線基地局6より出力電波が小さく、カバーエリアA2の半径は、数10ｍほどで、一般家屋の1部屋若しくは1つの階程度である。
【００２４】
具体的に小型携帯基地局2は、図3に示すように、無線通信部22と、記憶部21と、通信リンク監視部25と、無線リンク処理部26と、信号処理部23と、電力搬送通信部24とを備えている。
【００２５】
無線通信部22は、無線通信を介して、移動端末1と通信を行うモジュールであり、無線基地局6と同一のプロトコルにより無線通信を行ってもよいし、例えば無線LANやBuluetooth等、無線基地局6に対する通信で用いているプロトコルと異なるプロトコルの無線通信を行ってもよい。
【００２６】
通信リンク監視部25は、移動端末との通信の可否を監視するモジュールである。
【００２７】
信号処理部23は、電力線搬送通信に係る信号と、FTTHやADSL等の有線通信に係る信号とを相互に変換するモジュールである。記憶部21は、信号処理部33による信号処理に関するデータを記憶保持するモジュールである。
【００２８】
電力搬送通信部24は、電力供給用の電力線74を介しての屋内における電力線搬送通信によって、PLCモデム3との間でデータの送受信を行うモジュールである。
【００２９】
（通信中継方法）
以上の構成を有する通信中継システムを動作させることによって、本発明の通信中継方法を実施することができる。以下に、本実施形態におけるシステム動作の一例を説明する。なお、本発明は、以下の動作に限定されるものではなく、周知のハンドオーバー処理（通信リンク処理）を適用することができる。
【００３０】
例えば、屋外において、無線基地局6を通じて無線通信中である移動端末1が、一般家屋10内に進入したとすると、移動端末1若しくは小型携帯基地局2によって移動端末1の在圏が検出される。この在圏の検出は、例えば、小型携帯基地局2から定期的に発信される信号（パイロット信号）を移動端末1で受信することにより行うことができる。
【００３１】
そして、この小型携帯基地局2の検出に応じて、現在通信中の無線基地局6を通じて、呼制御装置4にハンドオーバー処理の開始を要求する。この要求には、移動端末1を識別するための端末識別子と、検出された小型携帯基地局2（またはPLCモデム3）を識別するための基地局識別子とが含まれている。
【００３２】
この要求に応じて、呼制御装置4は、基地局識別子によって特定されるゲートウェイを検索し、検出されたゲートウェイ（ここでは、52）に対して、呼び出し（Invite）を発信し、呼び出されたゲートウェイ52は、FTTHやADSL等の有線回線53を通じて、PLCモデム3を呼び出す。呼び出されたPLCモデム3は、該当する小型携帯基地局2に対してPLC接続を開始する。このPLC接続に応じて小型携帯基地局2は、エリアA2内に在圏する移動端末1に対して通信リンクの確立をすべく、通信リンクの検索を行う。この通信リンクの検索は、周囲に在圏するはずの移動端末1に対して、”Invite”を送信し、それに対する”ACK”の受信を受けることにより行う。
【００３３】
ステップS109において”Invite”を受信した移動端末1は、小型携帯基地局2に対して上記”ACK”を送信するとともに、呼制御装置4に対して位置登録要求（Register）を送信する。この位置登録要求に応じて、呼制御装置4は、管理データベース4a上のデータを更新し、移動端末1の現在位置と、検出された小型携帯基地局2及びPLCモデム3を登録する。
【００３４】
次いで、呼制御装置4側で移動端末1の登録が完了すると、移動端末1に対して”OK”を送信し、それに対する”ACK”の受信を受け付ける。このACKの受信に応じて、呼制御装置4は、小型携帯基地局2及び無線基地局6に対して接続切替要求を送信する。この接続切替要求に応じて、無線基地局6は、移動端末1との間の無線通信を切断するとともに、ゲートウェイ52は、PLC3に対して通信を開始し、ハンドオーバー処理を完了する。
【００３５】
一方、屋内のエリアA2において、小型携帯基地局2及びPLCモデム3を通じて通信中である移動端末1が、屋外（エリアA1）に出たとすると、移動端末1若しくは無線基地局6により移動端末1の在圏が検出される。この在圏の検出は、例えば、無線基地局6から定期的に発信される信号（パイロット信号）を移動端末1側で受信することにより行うことができる。
【００３６】
そして、この無線基地局6の検出に応じて、現在通信中の小型携帯基地局2を通じて、呼制御装置4にハンドオーバー処理の開始を要求する。この要求には、移動端末1を識別するための端末識別子と、検出された無線基地局6を識別するための基地局識別子とが含まれている。
【００３７】
この要求に応じて、呼制御装置4は、基地局識別子によって特定されるゲートウェイを検索し、検出されたゲートウェイ（ここでは、51）及び無線基地局6を通じて、移動端末1に対して、呼び出し（Invite）を発信し、この呼び出された移動端末1は、呼制御装置4に対して位置登録要求（Register）を送信する。この位置登録要求に応じて、呼制御装置4は、管理データベース4a上のデータを更新し、移動端末1の現在位置と、検出された小型携帯基地局2及びPLCモデム3を登録する。
【００３８】
次いで、呼制御装置4側で移動端末1の登録が完了すると、移動端末1に対して”OK”を送信し、それに対する”ACK”の受信を受け付ける。このACKの受信に応じて、呼制御装置4は、小型携帯基地局2及び無線基地局6に対して接続切替要求を送信する。この接続切替要求に応じて、無線基地局6は、移動端末1との間の無線通信を介しするとともに、ゲートウェイ52は、PLC3に対する通信を切断し、ハンドオーバー処理を完了する。
【００３９】
（作用・効果）
以上説明した本実施形態によれば、安価で小型の小型携帯基地局2を設置することにより、低コストで一般家屋やマンション各室等の屋内カバーを拡げることができる。すなわち、1回線のFTTH若しくはADSL等の有線回線53に接続されたPLCモデム3を設置し、このPLCモデム3と、一般家屋10やマンション各室の小型携帯基地局2とを、既存の電力線74を通じて接続するため、追加のケーブル設置等を行う必要がない。また、小型携帯基地局2には、バックボーンネットワーク5上に設置された呼制御装置4からの制御によって、屋外の無線基地局6との間でハンドオーバーを実行する機能を備えているため、通信が途切れることなく、屋外と屋内とを移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係る中継システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る中継システムのPLCモデムの内部構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る中継システムの小型無線基地局の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の変更例に係る中継システムの概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
A1，A2…通信可能領域（カバーエリア）
1…移動端末
2…小型携帯基地局
2a，2b…小型携帯基地局
3…PLCモデム
4…呼制御装置
4a…管理データベース
5…バックボーンネットワーク
6…無線基地局
10…一般家屋
21…記憶部
22…無線通信部
23…信号処理部
24…電力搬送通信部
25…通信リンク監視部
26…無線リンク処理部
31…記憶部
32…通信部
33…信号処理部
34…電力線搬送通信部
35…接続管理部
51，52…ゲートウェイ
53…有線回線
53a，53b…小型無線基地局
71…分電盤
72…電力引込線
73…変圧器
74…電力線
【図１】
2007295349.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007295349.tif 000005
【図４】
2007295349.tif 000006