JP2011151730A

JP2011151730A - 無線通信端末

Info

Publication number: JP2011151730A
Application number: JP2010013262A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Takenaka; 哲也竹中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: JP5528828B2

Abstract

【課題】フェムトセル等の基地局に対するハンドオーバを適応的に実行できる無線通信端末を提供する。
【解決手段】基地局と無線通信する無線通信部101と、利用不可能な基地局の基地局情報を登録する記憶部103と、基地局間のハンドオーバを制御する制御部102と、を有し、制御部102は、無線通信部101が通信可能な基地局の中から、記憶部103に登録されている基地局情報に対応する基地局をハンドオーバ候補から除外してハンドオーバを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信端末に関するものである。

近年、無線通信システムの基地局として、フェムトセルと呼ばれるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。フェムトセルとは、FTTH(Fiber To The Home)やxDSL(x Digital Subscriber Line)等のブロードバンド回線を経由してセルラー網に接続されている超小型の基地局のことをいう。このフェムトセルは、家の中や小さなオフィス等の屋内に設置されるもので、通信カバーエリアは、半径数ｍ〜数十ｍ程度と極めて小さく、サービス範囲をピンポイントで広げることが可能である。

また、従来から屋外に設置されている公衆基地局（マクロセル）は、通信カバーエリアが半径１ｋｍ〜数ｋｍと広く、その設置に許可が必要となる。しかし、フェムトセルは、通信事業者（キャリア）が包括的に許可を取得することから、実際に設置するユーザは許可の申請が不要である。このようなことから、フェムトセルは、今後普及が期待されている。

特開２００９−２７８４５０

ところで、フェムトセルは、無線通信端末を自局にハンドオーバさせるため、マクロセルと同じチャネル（周波数）のビーコン電波を発射する。そして、無線通信端末は、現在通信中のマクロセルとの無線状態が悪化する一方で、フェムトセルからのビーコン電波の受信状態、すなわち無線状態が良好な場合、当該フェムトセルへのハンドオーバ処理を実行する。

ここで、フェムトセルへのハンドオーバは、当該フェムトセルに対して上記の条件を満たす全ての無線通信端末が可能である。このため、購入者本人の端末がフェムトセルを使いたい場合でも、他の端末がフェムトセルのリソースを利用していると、帯域が制限されたり、最悪の場合、使えない場合が生じたりすることが想定される。そこで、個人で購入したフェムトセルは、他の無線通信端末が利用できないようにパスワード等のセキュリティをかけて、ユーザ制限を行うことが想定される。

しかし、フェムトセルにユーザ制限が設定されると、当該フェムトセルの近辺に位置する未登録の無線通信端末は、ハンドオーバすることができないにも関わらず、フェムトセルのビーコンの無線状態が良いためにハンドオーバ処理を実行することになる。その結果、電力を無駄に消費して、電池残量を減少させてしまうことが懸念される。なお、このような問題は、例えば、無線ＬＡＮにおいて、基地局である所定のアクセスポイントに、登録端末以外のアクセスを規制するアクセス制限が設定されている場合にも、同様に生じるものである。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、フェムトセル等の基地局に対するハンドオーバを適応的に実行できる無線通信端末を提供することにある。

上記目的を達成する第１の観点に係る無線通信端末の発明は、
基地局と無線通信する無線通信部と、
利用不可能な基地局の基地局情報を登録する記憶部と、
基地局間のハンドオーバを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記無線通信部が通信可能な基地局の中から、前記記憶部に登録されている基地局情報に対応する基地局をハンドオーバ候補から除外してハンドオーバを制御する、ことを特徴とするものである。

第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る無線通信端末において、
前記制御部は、ハンドオーバが拒否された基地局の基地局情報を、前記利用不可能な基地局の基地局情報として前記記憶部に登録する、ことを特徴とするものである。

第３の観点に係る発明は、第２の観点に係る無線通信端末において、
前記制御部は、前記無線通信部が、前記ハンドオーバが拒否された基地局の基地局情報を受信すると、当該基地局情報を前記記憶部から削除する、ことを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する第４の観点に係る無線通信端末の発明は、
基地局と無線通信する無線通信部と、
利用可能な基地局の基地局情報を登録する記憶部と、
基地局間のハンドオーバを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記無線通信部が通信可能な基地局の中から、前記記憶部に登録されている基地局情報に対応する基地局をハンドオーバ候補としてハンドオーバを制御する、ことを特徴とするものである。

本発明に係る無線通信端末によると、フェムトセル等の基地局に対するハンドオーバを適応的に実行することが可能となる。

本発明の第１実施の形態に係る無線通信端末の要部の構成を示す機能ブロック図である。図１に示した無線通信端末と通信可能なフェムトセルの要部の構成を示す機能ブロック図である。図１に示した無線通信端末のハンドオーバ動作を示すフローチャートである。図２に示したフェムトセルのハンドオーバ動作を示すフローチャートである。本発明の第２実施の形態に係る無線通信端末と通信可能なフェムトセルの動作を示すフローチャートである。第２実施の形態に係る無線通信端末の動作を示すフローチャートである。本発明の第３実施の形態に係る無線通信端末の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る無線通信端末の要部の構成を示す機能ブロック図である。この無線通信端末１００は、無線通信部１０１、制御部１０２、記憶部１０３、基地局判定部１０４、入力部１０５、表示部１０６を備える。無線通信部１０１は、マクロセルやフェムトセルの基地局と無線通信を行う。制御部１０２は、当該無線通信端末１００の全体の動作を制御する。記憶部１０３は、電話帳等のユーザデータや、ハンドオーバＮＧのフェムトセルの識別子（ＩＤ）を含む基地局情報等の制御データを登録（記憶）する。基地局判定部１０４は、通信可能な基地局に対してハンドオーバが可能か否かを判定する。入力部１０５は、ユーザからの入力を受け付ける。表示部１０６は、待ち受け画面や現在の端末の状態(電波受信状態、電池残量等)を表示する。

図２は、図１に示した無線通信端末と通信可能なフェムトセルの要部の構成を示す機能ブロック図である。このフェムトセル２００は、無線通信部２０１、制御部２０２、記憶部２０３、有線通信部２０４を備える。無線通信部２０１は、無線通信端末１００と無線通信を行う。制御部２０２は、当該フェムトセル２００の全体の動作を制御する。記憶部２０３は、当該フェムトセル２００のＩＤを含む基地局情報や、当該フェムトセル２００を使用可能な無線通信端末のＩＤ等を登録（記憶）する。有線通信部２０４は、FTTHやxDSL等のブロードバンド回線を経由して、セルラー網のマクロセルが接続されているサーバと通信を行う。

上述したように、無線通信端末は、現在通信中の基地局との無線状態が悪化すると、現在接続可能な周辺基地局の中で、最も信号（ビーコン電波も含む）の受信状態すなわち無線状態の良好な基地局へのハンドオーバを試みる。ここで、最も無線状態の良好な基地局は、図２に示したユーザ制限を行っているフェムトセル２００の場合がある。この場合、この無線通信端末が、フェムトセル２００に使用可能な端末としてユーザ登録されていれば、ハンドオーバできるが、登録されていない場合は、接続が拒否される。そして、当該無線通信端末が殆ど移動しない場合、その場所で最も無線状態の良い基地局は、接続が拒否されたフェムトセル２００となるため、当該無線通信端末は、一定時間経過後に再度ハンドオーバ処理を実行し、同様に接続が許否されることになる。

そこで、図１に示した本実施の形態に係る無線通信端末１００は、ユーザ制限されているフェムトセル２００に対して、上記のような無駄なハンドオーバ処理を実行しないようにする。そのため、制御部１０２は、一度接続を拒否されたフェムトセル２００をハンドオーバＮＧのフェムトセルとして、その基地局情報を記憶部１０３に登録する。そして、以後は、当該フェムトセル２００に対してハンドオーバ処理を実行しないように制御する（ハンドオーバ対象の基地局から除外する）。

図３は、図１に示した無線通信端末１００のハンドオーバ動作を示すフローチャートである。先ず、制御部１０２は、無線通信部１０１の受信信号に基づいて、周辺基地局のうち、ハンドオーバＮＧのフェムトセル以外の周辺基地局の無線状態を測定する（ステップＳ３０１）。

そのため、制御部１０２は、無線通信部１０１が周辺基地局からの信号（ビーコン電波を含む）を受信すると、その受信信号から検出された基地局情報が、記憶部１０３に登録されているか否かを基地局判定部１０４により判定させる。その結果、登録されている場合は、当該基地局をハンドオーバＮＧのフェムトセルとして、ハンドオーバ候補基地局から除外する。なお、無線状態は、例えばRSSI（Received Signal Strength Indicator）やCINR（Carrier to Interference and Noise Ratio）等を測定して判定する。

次に、制御部１０２は、所定時間内に検出されたハンドオーバ候補の全周辺基地局の無線状態の測定結果と、現在通信中のマクロセルの無線状態とを比較して、現在通信中のマクロセルの無線状態よりも良い基地局があるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

その結果、現在通信中のマクロセルの無線状態よりも良い基地局がない場合（Noの場合）、制御部１０２は、現在のマクロセルとの通信を維持する。これに対し、現在通信中のマクロセルの無線状態よりも良い基地局がある場合（Yesの場合）、制御部１０２は、その最良の基地局へのハンドオーバ処理を実行する（ステップＳ３０３）。

その後、制御部１０２は、ハンドオーバが成功したか否かを判定する（ステップＳ３０４）。その結果、ハンドオーバに成功した場合（Yesの場合）は、ハンドオーバ処理を終了する。これに対し、接続が拒否されてハンドオーバに失敗した場合（Noの場合）は、当該基地局をハンドオーバＮＧの基地局として、その基地局情報を記憶部１０３に登録し（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０１に移行する。したがって、ハンドオーバに失敗した基地局が、例えばユーザ制限された新たなフェムトセルであった場合は、このフェムトセルの基地局情報が記憶部１０３に追加登録されることになる。

図４は、図２に示したフェムトセル２００のハンドオーバ動作を示すフローチャートである。先ず、制御部２０２は、無線通信部２０１が無線通信端末１００からのハンドオーバ要求を受信すると（ステップＳ４０１）、当該無線通信端末１００が登録端末か否か、すなわち当該無線通信端末１００のＩＤが記憶部２０３にユーザ登録されているか否かを判定する（ステップＳ４０２）。

その結果、登録端末である場合（Yesの場合）、制御部２０２は、ハンドオーバを許可して、当該無線通信端末１００を自局に接続する（ステップＳ４０３）。これにより、フェムトセル２００は、無線通信部２０１、有線通信部２０４、および該有線通信部２０４に接続されたブロードバンド回線を経由して、無線通信端末１００とセルラー網との通信を中継する。

これに対し、ステップＳ４０２において、無線通信端末１００が登録端末でない場合（Noの場合）、制御部２０２は、無線通信部２０１から無線通信端末１００に対し、自局はユーザ制限を行っているフェムトセルであって、当該端末の接続を拒否する旨を通知して、ハンドオーバを拒否する（ステップＳ４０４）。したがって、この場合、無線通信端末１００は、ハンドオーバに失敗し、そのフェムトセル２００の基地局情報が記憶部１０３に登録されるので（図３のステップＳ３０５）、以後、当該フェムトセル２００へのハンドオーバ処理は実行されないことになる。

このように、本実施の形態に係る無線通信端末１００は、ハンドオーバが拒否されたフェムトセル２００の基地局情報を登録し、以後は当該フェムトセル２００へのハンドオーバ処理を実行しないようにする。これにより、無駄なハンドオーバ処理を削減してハンドオーバを適応的に実行でき、無駄な電力消費を防止することができる。

（第２実施の形態）
ところで、図２に示したフェムトセル２００は、家の中や小さなオフィス等の屋内に設置される。このため、例えばフェムトセル購入者宅に、親戚や友人等（以後、ゲストと言う）が訪ねてきた際、フェムトセル購入者が、ゲストの無線通信端末（以下、ゲスト端末という）がフェムトセル２００を使用することを特別に許可することが想定される。この場合、フェムトセル購入者は、ゲストが訪問する前に、ゲスト端末のＩＤをフェムトセル２００の記憶部２０３にユーザ登録しておけば問題は生じない。

しかし、ゲスト端末が図１の構成を有する場合、フェムトセル２００へのユーザ登録前に、ゲスト端末が、一度フェムトセル２００へのハンドオーバを試みて失敗すると、ゲスト端末には、フェムトセル２００がハンドオーバＮＧのフェムトセルとして登録される。その結果、その後、当該ゲスト端末のＩＤをフェムトセル２００にユーザ登録しても、ゲスト端末は、既に当該フェムトセル２００をハンドオーバの対象から除外しているため、フェムトセル購入者の要望に応えることができないことになる。

本発明の第２実施の形態においては、上記の場合もフェムトセル２００へハンドオーバできるようにする。そのため、図１に示した無線通信端末１００において、フェムトセル２００へのハンドオーバが拒否された後、マクロセルとの無線通信中に、記憶部１０３に登録されている所望のフェムトセルの基地局情報を削除する。これにより、先にハンドオーバが拒否された所望のフェムトセル２００を、ハンドオーバ候補としてハンドオーバ復帰処理を可能とする。

以下、図５および図６を参照して、フェムトセル２００および本実施の形態に係る無線通信端末１００の動作について説明する。

図５は、本実施の形態に係る無線通信端末１００と通信可能なフェムトセル２００の動作を示すフローチャートである、フェムトセル２００においては、先ずゲストの無線通信端末１００のＩＤを記憶部２０３にユーザ登録する（ステップＳ５０１）。次に、フェムトセル２００は、有線通信部２０４からブロードバンド回線を経由して、ユーザ登録した無線通信端末１００に対して自局の基地局情報（フェムトセル情報）を、通信中のマクロセルから送信させる（ステップＳ５０２）。

図６は、本実施の形態に係る無線通信端末１００の動作を示すフローチャートである。無線通信端末１００においては、マクロセルとの無線通信中に、フェムトセル２００から送信された基地局情報を受信すると（ステップＳ６０１）、記憶部１０３に記憶されているハンドオーバＮＧの対応する基地局情報を削除して、登録情報を更新する（ステップＳ６０２）。

その後、制御部１０２は、無線通信部１０１がフェムトセル２００からのビーコン電波を受信すると、その無線状態を測定して（ステップＳ６０３）、現在通信中のマクロセルとの無線状態よりも良いか否かを判定する（ステップＳ６０４）。その結果、現在通信中のマクロセルよりも無線状態が悪ければ（Noの場合）、現在のマクロセルとの通信を維持し、良ければ（Yesの場合）、当該フェムトセル２００へのハンドオーバ処理を実行する（ステップＳ６０５）。

このように、本実施の形態に係る無線通信端末１００は、フェムトセル２００へのハンドオーバが拒否された後、マクロセルとの無線通信中に、ハンドオーバが拒否されたフェムトセル２００の基地局情報を受信して、当該フェムトセル２００をハンドオーバ候補とするように登録情報を更新（削除）する。これにより、フェムトセル購入者の要望に応えることが可能となり、フェムトセルの使い勝手を向上することができる。

（第３実施の形態）
本発明の第３実施の形態においては、図１に示した無線通信端末１００において、記憶部１０３に、利用可能なフェムトセルの基地局情報を登録し、その登録されている基地局情報のフェムトセルのみ、ハンドオーバを可能とする。なお、利用可能なフェムトセルに対しては、当該無線通信端末１００をユーザ登録しても良いし、しなくても良い。

ここで、無線通信端末１００（以下、適宜、ゲスト端末とも言う）に対する利用可能なフェムトセルの登録処理は、例えば、以下のいずれかの方法で行うことが可能である。

（１）フェムトセル購入者のユーザ端末が当該フェムトセルの基地局情報を有している場合、ゲスト端末は、ユーザ端末との端末間通信により、当該基地局情報を取得して記憶部１０３に登録する。
（２）ゲスト端末は、指定のサーバ（例えば、フェムトセル登録サーバ）から利用可能なフェムトセルの基地局情報を取得して記憶部１０３に登録する。
（３）第２実施の形態の場合と同様に、ゲスト端末をユーザ登録したフェムトセルから、ブロードバンド回線およびマクロセルを経由して、フェムトセルの基地局情報（フェムトセル情報）をゲスト端末に送信して、記憶部１０３に登録させる。

図７は、本実施の形態に係る無線通信端末１００の動作を示すフローチャートである。以下、図１を参照しながら、動作を説明する。なお、無線通信端末１００の記憶部１０３には、既に、利用可能なフェムトセルの基地局情報が登録されているものとする。先ず、制御部１０２は、無線通信部１０１の受信信号に基づいて、周辺基地局の無線状態を測定する（ステップＳ７０１）。

そのため、制御部１０２は、無線通信部１０１が周辺基地局からの信号（ビーコン電波を含む）を受信すると、その受信信号から検出された基地局情報が、記憶部１０３に登録されているか否かを基地局判定部１０４により判定させる。その結果、登録されていない場合は、当該基地局をハンドオーバＮＧのフェムトセルとして、ハンドオーバ候補から除外する。

次に、制御部１０２は、所定時間内に検出されたハンドオーバ候補の全周辺基地局の無線状態の測定結果と、現在通信中のマクロセルの無線状態とを比較して、現在通信中のマクロセルの無線状態よりも良い基地局があるか否かを判定する（ステップＳ７０２）。

その結果、現在通信中のマクロセルの無線状態よりも良い基地局がない場合（Noの場合）、制御部１０２は、現在のマクロセルとの通信を維持する。これに対し、現在通信中のマクロセルの無線状態よりも良い基地局がある場合（Yesの場合）、制御部１０２は、その最良の基地局へのハンドオーバ処理を実行する（ステップＳ７０３）。したがって、無線状態の良いフェムトセルの基地局情報が、記憶部１０３に登録されている場合、無線端末１００は、当該フェムトセルにハンドオーバすることが可能となる。

このように、本実施の形態に係る無線通信端末１００によると、記憶部１０３に、利用可能なフェムトセルの基地局情報を登録し、その登録されている基地局情報のフェムトセルのみ、ハンドオーバを可能としたので、ハンドオーバを適応的に実行することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第２実施の形態または第３実施の形態において、フェムトセル２００にゲストの無線通信端末１００をユーザ登録する場合は、当該フェムトセル２００に対する接続可能時間や接続可能回数等を付加してもよい。同様に、第３実施の形態において、ゲストの無線通信端末１００にハンドオーバ候補のフェムトセル情報を登録する際、当該フェムトセル２００に対する接続可能時間や接続可能回数等を付加してもよい。また、本発明に係る無線端末は、フェムトセルにアクセスする場合に限らず、無線ＬＡＮのアクセスポイントにアクセスする場合も、同様に適用可能である。また、ユーザ登録については、セルラー網内のノードに登録しておき、該ノードから取得する方法を採用しても良い。さらに、該ノードが接続拒否を判定しても良い。

１００無線通信端末
１０１無線通信部
１０２制御部
１０３記憶部
１０４基地局判定部
１０５入力部
１０６表示部

Claims

基地局と無線通信する無線通信部と、
利用不可能な基地局の基地局情報を登録する記憶部と、
基地局間のハンドオーバを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記無線通信が通信可能な基地局の中から、前記記憶部に登録されている基地局情報に対応する基地局をハンドオーバ候補から除外してハンドオーバを制御する、ことを特徴とする無線通信端末。
前記制御部は、ハンドオーバが拒否された基地局の基地局情報を、前記利用不可能な基地局の基地局情報として前記記憶部に登録する、ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
前記制御部は、前記無線通信部が、前記ハンドオーバが拒否された基地局の基地局情報を受信すると、当該基地局情報を前記記憶部から削除する、ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信端末。
基地局と無線通信する無線通信部と、
利用可能な基地局の基地局情報を登録する記憶部と、
基地局間のハンドオーバを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記無線通信部が通信可能な基地局の中から、前記記憶部に登録されている基地局情報に対応する基地局をハンドオーバ候補としてハンドオーバを制御する、ことを特徴とする無線通信端末。