通信システム、ゲートウェイ装置、通信端末および情報処理方法
【課題】移動体交換局に障害が発生したときに、通信端末およびネットワークノードの通信処理負荷を低減可能にした通信システムを提供する。
【解決手段】移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、移動体交換局における障害または移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージをフェムトセル基地局に送信するゲートウェイ装置と、ゲートウェイ装置からドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信するフェムトセル基地局と、を有する。
【解決手段】移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、移動体交換局における障害または移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージをフェムトセル基地局に送信するゲートウェイ装置と、ゲートウェイ装置からドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信するフェムトセル基地局と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、ゲートウェイ装置、通信端末および情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信の標準化に関する３ＧＰＰに準拠した通信システムの一例を説明する。図１２は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。
【０００３】
図１２に示すように、通信システムは、Home Node B（以下では、ＨＮＢと表記する）１１０と、Home Node B Gateway（以下では、ＨＮＢＧＷと表記する）１２０とを有する。ＨＮＢ１１０とＨＮＢＧＷ１２０はＩｕｈインタフェースで接続される。ＨＮＢＧＷ１２０はＩｕインタフェースを介して移動体交換局１００と接続される。移動体交換局１００は、図に示さないネットワークに接続されている。
【０００４】
User Equipment（以下では、ＵＥと表記する）１３０は、ＨＮＢ１１０と無線通信で接続する移動体通信端末である。
【０００５】
ＨＮＢ１１０は半径数十メートル以内を通信圏（以下では、セルと称する）とするフェムトセルを構築する基地局装置である。ＨＮＢＧＷ１２０は、多数のＨＮＢ１１０を集束および制御する装置である。移動体交換局１００は、回線交換機能（Circuit Switched(以下では、ＣＳと表記する)）を有する基地局、および、パケット交換機能(Packet Switched(以下、ＰＳと表記する))を有する交換局を含む装置である。
【０００６】
移動体交換局１００は、例えば、回線交換（ＣＳ）サービスをユーザに提供するMobile Service Switching Center(以下では、ＭＳＣと表記する)と、パケット交換（ＰＳ）サービスをユーザに提供するServing General Packet Radio Service Support Node(以下では、ＳＧＳＮと表記する)とを含む装置である。
【０００７】
ＵＥ１３０は、ＨＮＢ１１０のセルに入ることで、ＨＮＢ１１０と無線通信が可能になると、自分の位置しているセルを移動体交換局１００に登録するための位置登録信号を無線通信でＨＮＢ１１０に一定周期で送信する。位置登録対象となるセルを、以下では、位置登録エリアと称する。ＨＮＢ１１０は、ＵＥ１３０から位置登録信号を受信すると、位置登録信号をＨＮＢＧＷ１２０に転送する。ＨＮＢＧＷ１２０は、ＨＮＢ１１０から受信する位置登録信号を移動体交換局１００に送信する。
【０００８】
上述のようにしてＵＥ１３０の位置登録の処理が移動体交換局１００で行われると、ＵＥ１３０のユーザはＵＥ１３０を操作してＣＳサービスおよびＰＳサービスを利用することが可能となる。ＣＳドメインおよびＰＳドメインを含むＣＮドメインについての輻輳に対するアクセス規制の方法の一例が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】再公表ＷＯ２００７／１１１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
現状のＩｕｈインタフェースにおいて、移動体交換局のＭＳＣおよびＳＧＳＮのうち、いずれか一方、または両方のドメインに動作障害が発生した際、障害発生の通知方法が確立していないため、移動体交換局に動作障害が発生したことをＨＮＢＧＷからＨＮＢに通知することができない。そのため、移動体交換局の動作障害を知らないＵＥは、ＨＮＢおよびＨＮＢＧＷに何度も同じ信号を送信することになり、ＵＥや、ＨＮＢおよびＨＮＢＧＷを含むネットワークノードに負荷がかかるという問題があった。以下に、位置登録信号の場合についての問題を説明する。
【００１１】
上述したように、ＵＥは一定周期で位置登録信号を移動体交換局宛に送信する。また、ＵＥの位置が複数の位置登録エリアにまたがっている場合も、ＵＥは頻繁に位置登録信号を移動体交換局宛に送信する。移動体交換局が位置登録信号を処理できない場合、ＵＥは位置登録が無事に処理された旨の通知を移動体交換局から受け取ることができず、ＵＥは、位置登録信号をＨＮＢおよびＨＮＢＧＷを介して移動体交換局に、決められた周期よりも短い周期で繰り返し送信することになる。その結果、ＵＥ側への処理負荷と、ＨＮＢおよびＨＮＢＧＷを含むネットワーク側への処理負荷が増加する。
【００１２】
特許文献１に開示された方法では、ＣＮドメインへの輻輳に対して、ＣＳドメイン規制の対象となる通信端末を選別するものであり、障害が発生した移動体交換局についての対策としては不十分である。
【００１３】
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、移動体交換局に障害が発生したときに、通信端末およびネットワークノードの通信処理負荷を低減可能にした、通信システム、ゲートウェイ装置、通信端末および情報処理方法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】
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の通信システムは、
移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、該移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージをフェムトセル基地局に送信するゲートウェイ装置と、
前記ゲートウェイ装置から前記ドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、前記移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信する前記フェムトセル基地局と、
を有する構成である。
【００１５】
また、本発明のゲートウェイ装置は、移動体交換局とフェムトセル基地局との通信を中継するゲートウェイ装置であって、
前記移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、該移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信する制御部を有する構成である。
【００１６】
また、本発明の通信端末は、
フェムトセル基地局と信号を送受信するための無線通信部と、
前記フェムトセル基地局に接続された移動体交換局に対して信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を前記フェムトセル基地局から受信すると、前記移動体交換局への位置登録信号を含む信号の送信を停止する端末制御部と、
を有する構成である。
【００１７】
また、本発明の情報処理方法は、ゲートウェイ装置およびフェムトセル基地局を有する通信システムによる情報処理方法であって、
前記ゲートウェイ装置が、移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、
前記ゲートウェイ装置が、前記移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信し、
前記フェムトセル基地局が、前記ゲートウェイ装置から前記ドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、前記移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信するものである。
【００１８】
さらに、本発明の情報処理方法は、移動体交換局とフェムトセル基地局との通信を中継するゲートウェイ装置による情報処理方法であって、
前記移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、
前記移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、移動体交換局に障害が発生したときに、通信端末やネットワークノードに生じる通信処理の負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の通信システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示したＨＮＢＧＷの一構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態で導入されたドメイン規制メッセージの一例を示す表である。
【図４】図１に示したＨＮＢの一構成例を示すブロック図である。
【図５】図１に示したＵＥの一構成例を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
【図７】ＣＳドメイン規制後のＵＥによる動作手順を示すフロー図である。
【図８】本実施形態の通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
【図９】ＰＳドメイン規制後のＵＥによる動作手順を示すフロー図である。
【図１０】ＵＥがセルのサーチまたは再選択を行う場合の一例を説明するための図である。
【図１１】ＵＥがセルのサーチまたは再選択を行う場合の別の例を説明するための図である。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施形態の通信システムの構成を説明する。図１は本実施形態の通信システムの一構成例を示すブロック図である。
【００２２】
図１２に示した構成と同様な構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、以下では、本発明の情報処理に関連する部分について、その構成と動作を詳細に説明するものとし、ＵＥ、ＨＮＢ、ＨＮＢＧＷおよび移動体交換局のそれぞれについて、一般的な構成および動作の詳細な説明を省略する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の通信システムは、ＨＮＢ１０と、ＨＮＢＧＷ２０とを有する。ＨＮＢ１０とＨＮＢＧＷ２０はＩｕｈインタフェースで接続される。ＨＮＢ１０はＵＥ３０と無線通信で接続される。ＨＮＢＧＷ２０はＩｕインタフェースを介して移動体交換局１００と接続される。移動体交換局１００は、図に示さないネットワークに接続されている。移動体交換局１００におけるドメインとは、ＭＳＣまたはＳＧＳＮを示す。
【００２４】
図２は図１に示したＨＮＢＧＷの一構成例を示すブロック図である。
【００２５】
図２に示すように、ＨＮＢＧＷ２０は、制御部２１を有する構成である。制御部２１は、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）２２と、プログラムを格納するためのメモリ２３とを含む。メモリ２３には、Ｉｕｈインタフェースを介して伝送されるドメイン規制メッセージが登録されている。
【００２６】
図３は本実施形態で導入されたドメイン規制メッセージの一例を示す表である。図３に示すメッセージを、ＨＮＢＡＰ(3GPP TS25.469)、ＲＵＡ(3GPP TS25.468)プロトコル、またはＲＡＮＡＰ(3GPP TS25.413)に定義してもよく、他のプロトコルに定義してもよい。
【００２７】
本実施形態のドメイン規制メッセージでは、移動体交換局１００のドメイン（例えば、ＭＳＣまたはＳＧＳＮ）に障害が発生したことを通知することを特徴としている。図３に示すように、”CN Domain Indicator”および“CN Domain Status”のパラメータを導入している。CN Domain Indicatorは、3GPP TS25.468に示されるように、ＣＳドメインまたはＰＳドメインを示す。また、CN Domain Statusには、ＣＮドメインの状態として、正常(Normal)か、障害中(Failure)かが設定される。ＣＳドメインの障害はＭＳＣの障害を意味する。ＰＳドメインの障害はＳＧＳＮの障害を意味する。障害の発生したドメインを障害中ドメインと称し、障害の発生していないドメインを正常ドメインと称する。
【００２８】
3GPP REL4では、回線交換サービスを提供するＭＳＣが、ＭＳＣサーバとメディアゲートウェイ（以下では、ＭＧＷと表記する）とを含む構成の場合がある。この場合、回線交換サービスの障害とは、ＭＳＣサーバもしくはＭＧＷの障害、または、これら両方の障害のいずれかを示す。また、障害とは、ノード（装置）自体の障害の場合もあるが、移動体交換局１００およびＨＮＢＧＷ１２０間のＩｕインタフェースにおける伝送路障害の場合も含む。
【００２９】
制御部２１は、移動体交換局１００のＭＳＣおよびＳＧＳＮのそれぞれとの間に、ＳＳＣＯＰ（Service Specific Connection Oriented Protocol）またはＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）によってシグナリングリンクが設定されており、一定の周期でＭＳＣおよびＳＧＳＮのヘルスチェックを行っている。ＭＳＣまたはＳＧＳＮに障害が発生すると、ＳＳＣＯＰまたはＳＣＴＰでのヘルスチェックでＮＧとなり、制御部２１は、上位のＳＣＣＰ（Skinny Client Control Protocol）レイヤにて対向ノードの障害を検出する。
【００３０】
また、制御部２１は、移動体交換局１００またはＩｕインタフェースの障害を検出すると、移動体交換局１００のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信する。
【００３１】
図４は図１に示したＨＮＢの一構成例を示すブロック図である。
【００３２】
図４に示すように、ＨＮＢ１０は、ＵＥ３０と信号を送受信するための無線通信部１５と、制御部１２とを有する。制御部１２は、ＨＮＢＧＷ２０からドメイン規制メッセージを受信すると、自分のセル内にあるＵＥ３０に対して、移動体交換局１００への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を送信する。なお、制御部１２は、ゲートアレイのような専用回路であってもよく、ＣＰＵがプログラムを実行することで仮想的に構成されてもよい。
【００３３】
図５は図１に示したＵＥの一構成例を示すブロック図である。
【００３４】
図５に示すように、ＵＥ３０は、ＨＮＢ１０と信号を送受信するための無線通信部３５と、端末制御部３２とを有する。端末制御部３２は、ＨＮＢ１０から報知情報を受信すると、移動体交換局１００に対して信号を送信することを停止する。また、端末制御部３２は、ＨＮＢ１０から報知情報を受信した後、他のＨＮＢを探索する。端末制御部３２は、ゲートアレイのような専用回路であってもよく、ＣＰＵがプログラムを実行することで仮想的に構成されてもよい。
【００３５】
次に、本実施形態の通信システムの動作を説明する。図６は本実施形態の通信システムの動作を示すシーケンス図である。ここでは、移動体交換局１００のＭＳＣに障害が発生した場合とする。図７は、図６に示したシーケンスにおいて、ドメイン規制後のＵＥによる動作手順を示すフロー図である。
【００３６】
移動体交換局１００、または移動体交換局１００との伝送路に障害が発生すると、ＨＮＢＧＷ２０は、ＳＣＣＰレイヤで“user-out-of-service information”または“signaling -point -inaccessible information”(3GPP TS25.410参照)を受け取り、移動体交換局１００のＭＳＣに動作障害が発生したことを検出する（ステップＳ１０１）。
【００３７】
ＨＮＢＧＷ２０は、ＨＮＢＡＰプロトコルのドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信する（ステップ１０２）。ただし、ドメイン規制メッセージには、ＨＮＢＡＰに限らず、ＲＡＮＡＰ、ＲＵＡなどの他のプロトコルを使用してもよい。ここで、ＨＮＢＧＷ２０の制御部２１は、ドメイン規制について２種類のメッセージをＨＮＢ１０に送信することが可能である。１つ目はＣＳドメインおよびＰＳドメインの両方についてアクセスを規制するメッセージであり、２つ目はＣＳドメインへのアクセスを規制するメッセージである。以下では、１つ目のメッセージをＣＳＰＳドメイン規制メッセージと称し、２つ目のメッセージをＣＳドメイン規制メッセージと称する。
【００３８】
ステップＳ１０２において、ＨＮＢＧＷ２０がＣＳＰＳドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信した場合、ＨＮＢ１０は、ＨＮＢＧＷ２０からＣＳＰＳドメイン規制メッセージを受信する。この場合、ＨＮＢ１０は、ＣＳドメインおよびＰＳドメインへのアクセスができないことを示すcell barredを含む報知情報を自分のセル内のＵＥ３０に送信する（ステップＳ１０３）。
【００３９】
ＵＥ３０は、cell barredを含む報知情報をＨＮＢ１０から受信すると、ＨＮＢ１０に対して、アクセスを要求するための信号であるアクセス要求信号および移動体交換局宛の位置登録信号などの信号の送信を停止する（ステップＳ１０４）。その後、ＵＥ３０は、ＣＳドメインおよびＰＳドメインの両サービスを利用可能な別のＨＮＢに接続する、セルの再選択を行う。
【００４０】
ただし、セル再選択（cell reselection）の対象となるセルは、現在、接続しているセルと同じ周波数のセル(intra frequency cell)、異なる周波数のセル(inter frequency cell)、異なるシステムのセル(inter RAT cell)のいずれであってもよい。
【００４１】
一方、ステップＳ１０２において、ＨＮＢＧＷ２０がＣＳドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信した場合、ＨＮＢ１０は、ＨＮＢＧＷ２０からＣＳドメイン規制メッセージを受信する。この場合、ＨＮＢ１０は、ＣＳドメインを用いた通信を規制する旨のメッセージであるCS Domain Specific Access Restriction(以下では、CS DSARと表記する)を含む報知情報を自分のセル内のＵＥ３０に送信する（ステップＳ１０３）。
【００４２】
ＵＥ３０は、CS DSARを含む報知情報をＨＮＢ１０から受信すると、ＭＳＣに障害が発生したことを認識し、ＨＮＢ１０に対して、アクセス要求信号および移動体交換局宛の位置登録信号などの信号の送信を停止する（ステップＳ１０４）。ＵＥ３０は、現在、接続しているＨＮＢ１０を介してＣＳサービスを利用することができないので、ＣＳサービスを利用するために、ＣＳサービスが利用可能な別のセルをサーチする。
【００４３】
図７はＣＳドメイン規制後のＵＥの動作手順を示すフロー図である。ＵＥ３０は、ＣＳドメインへの通信が規制されていることを認識した後（ステップＳ３０１）、ユーザの操作により、ＣＳ発呼を要求する旨の指示が入力されるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。ＣＳ発呼を要求する旨の指示が入力されると、ＵＥ３０は、現在、接続していたＨＮＢとは異なり、通信可能な他のＨＮＢをサーチし、他のＨＮＢと通信可能であると、そのＨＮＢと接続する。
【００４４】
ＵＥ３０は、新たに接続したＨＮＢからCS DSARを含む報知情報を受信すると、さらに別のＨＮＢをサーチし、ＣＳドメイン規制されていないＨＮＢと接続するまで、サーチを繰り返す（ステップＳ３０３）。なお、ステップＳ３０２で、ＣＳ発呼を要求する旨の指示が入力されない場合、ＵＥ３０は、接続可能な他のＨＮＢをサーチする必要はない。
【００４５】
この場合、ＵＥ３０のユーザはＣＳサービスを利用できなくても、ＰＳサービスを利用することは可能である。そのため、ＵＥ３０は、現在、在圏しているセルでＳＧＳＮと通信可能である。ＰＳサービスを利用する際、通信圏の面積がフェムトセルよりも大きいマクロセルを使用した場合に比べて、フェムトセルを使用することで、フェムトセルからのデータオフロードにより課金面での優遇をユーザは得ることができる。
【００４６】
移動体交換局１００のＭＳＣに障害が発生した場合、ＣＳ通信を抑制したことにより、ＵＥがＭＳＣ向けの位置登録信号の送信を停止するため、ネットワークに接続されたノードに対して、余分な信号に対処するための負荷を低減させることが可能となる。
【００４７】
次に、本実施形態の通信システムにおいて、移動体交換局１００のＳＧＳＮに障害が発生した場合の動作を説明する。図８は本実施形態の通信システムの動作を示すシーケンス図である。図９は、図８に示したシーケンスにおいて、ドメイン規制後のＵＥによる動作手順を示すフロー図である。なお、図６および図７を参照して説明した動作と重複する内容の説明を省略する。
【００４８】
移動体交換局１００、または移動体交換局１００との伝送路に障害が発生すると、ＨＮＢＧＷ２０は、ＳＣＣＰレイヤで“user-out-of-service information”または“signaling -point -inaccessible information”(3GPP TS25.410参照)を受け取り、移動体交換局１００のＳＧＳＮに動作障害が発生したことを検出する（ステップＳ２０１）。
【００４９】
ＨＮＢＧＷ２０は、ＨＮＢＡＰプロトコルのドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信する（ステップ２０２）。ここで、ＨＮＢＧＷ２０の制御部２１は、ドメイン規制のためのメッセージとして、ＣＳＰＳドメイン規制メッセージと、ＰＳドメインへのアクセスを規制するメッセージのうち、いずれかを使用することが可能である。以下では、ＰＳドメインへのアクセスを規制するメッセージをＰＳドメイン規制メッセージと称する。
【００５０】
なお、ステップＳ２０２において、ＨＮＢＧＷ２０がＨＮＢ１０にＣＳＰＳドメイン規制メッセージを送信した場合の動作は、図６を参照して説明した内容と同様になるため、詳細な説明を省略する。
【００５１】
ステップＳ２０２において、ＨＮＢＧＷ２０がＰＳドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信した場合、ＨＮＢ１０は、ＨＮＢＧＷ２０からＰＳドメイン規制メッセージを受信する。この場合、ＨＮＢ１０は、ＰＳドメインを用いた通信を規制する旨のメッセージであるPS Domain Specific Access Restriction(以下では、PS DSARと表記する)を含む報知情報を自分のセル内のＵＥ３０に送信する（ステップＳ２０３）。
【００５２】
ＵＥ３０は、PS DSARを含む報知情報をＨＮＢ１０から受信すると、ＳＧＳＮに障害が発生したことを認識し、ＨＮＢ１０に対して、アクセス要求信号および移動体交換局宛の位置登録信号などの信号の送信を停止する（ステップＳ２０４）。ＵＥ３０は、現在、接続しているＨＮＢ１０を介してＰＳサービスを利用することができないので、ＰＳサービスを利用するために、ＰＳサービスが利用可能な別のセルをサーチする。
【００５３】
図９はＰＳドメイン規制後のＵＥの動作手順を示すフロー図である。ＵＥ３０は、ＰＳドメインへの通信が規制されていることを認識した後（ステップＳ４０１）、ユーザの操作により、ＰＳ発呼を要求する旨の指示が入力されるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。ＰＳ発呼を要求する旨の指示が入力されると、ＵＥ３０は、現在、接続していたＨＮＢとは異なり、通信可能な他のＨＮＢをサーチし、他のＨＮＢと通信可能であると、そのＨＮＢと接続する。
【００５４】
ＵＥ３０は、新たに接続したＨＮＢからPS DSARを含む報知情報を受信すると、さらに別のＨＮＢをサーチし、ＰＳドメイン規制されていないＨＮＢと接続するまで、サーチを繰り返す（ステップＳ４０３）。なお、ステップＳ４０２で、ＰＳ発呼を要求する旨の指示が入力されない場合、ＵＥ３０は、接続可能な他のＨＮＢをサーチする必要はない。
【００５５】
この場合、ＵＥ３０のユーザはＰＳサービスを利用できなくても、ＣＳサービスを利用することは可能である。そのため、ＵＥ３０は、現在、在圏しているセルでＭＳＣと通信可能である。ＣＳサービスの利用にフェムトセルを使用することで、マクロセルを使用した場合に比べて、フェムトセルからのデータオフロードにより課金面での優遇をユーザは得ることができる。
【００５６】
移動体交換局１００のＳＧＳＮに障害が発生した場合、ＰＳ通信を抑制したことにより、ＵＥがＳＧＳＮ向けの位置登録信号の送信を停止するため、ネットワークに接続されたノードに対して、余分な信号に対処するための負荷を低減させることが可能となる。
【００５７】
次に、ＣＳまたはＰＳドメインの規制後に、ＵＥ３０が他の移動体交換局のセルのサーチまたは再選択する場合を、図１０を参照して説明する。
【００５８】
移動体交換局１００ａ、１００ｃはネットワーク３００に接続されている。移動体交換局１００ａに障害が発生し、移動体交換局１００ｃには障害が発生していないものとする。図１０は、ＵＥ３０がＨＮＢ１０ａのセル内にあり、ＵＥ３０が移動体交換局１００ａ宛に位置登録信号を送信しようとしている状態を示す。ＨＮＢＧＷ２０ａは、移動体交換局１００ａの障害を検出すると、ドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０ａ、１０ｂに送信する。ＨＮＢ１０ａはＨＮＢＧＷ２０ａからドメイン規制メッセージを受信すると、報知情報をＵＥ３０に送信する。
【００５９】
ＵＥ３０は、ＨＮＢ１０ａから報知情報を受信すると、接続可能な他のＨＮＢを探す。ＵＥ３０がＨＮＢ１０ｂのセル内に入り、ＵＥ３０がＨＮＢ１０ｂと通信可能になると、ＨＮＢ１０ｂは報知情報をＵＥ３０に送信する。ＵＥ３０は、ＨＮＢ１０ｂから報知情報を受信すると、接続可能な他のＨＮＢを探す。ＵＥ３０がＨＮＢ１０ｃのセル内に入り、ＵＥ３０がＨＮＢ１０ｃと通信可能になると、ＵＥ３０は、移動体交換局１００ｃ宛に位置登録信号をＨＮＢ１０ｃを介して送信する。このようにして、図７および図９で説明した動作手順を、図１０に示す構成のシステムにおいて、ＵＥ３０に実行させることが可能である。
【００６０】
次に、ＵＥ３０がセルの再選択を行う際、異なるシステムのセルも再選択の対象になる場合の一例を説明する。図１１はＵＥがセルのサーチまたは再選択を行う場合の別の例を説明するための図である。
【００６１】
図１１に示すＮｏｄｅ４０は、通信圏を半径数キロメートルとしたセルを構築し、ＵＥ３０と無線通信を行うマクロセルの基地局装置である。ＲＮＣ（Radio Network Controller）は、Ｎｏｄｅ４０を集束および制御する無線制御装置である。
【００６２】
移動体交換局１００ａ、５０はネットワーク３００に接続されている。移動体交換局１００ａに障害が発生し、移動体交換局５０には障害が発生していないものとする。図１１は、ＵＥ３０がＨＮＢ１０ａのセル内にあり、ＵＥ３０が移動体交換局１００ａ宛に位置登録信号を送信しようとしている状態を示す。ＨＮＢＧＷ２０ａは、移動体交換局１００ａの障害を検出すると、ドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０ａに送信する。ＨＮＢ１０ａはＨＮＢＧＷ２０ａからドメイン規制メッセージを受信すると、報知情報をＵＥ３０に送信する。
【００６３】
ＵＥ３０は、ＨＮＢ１０ａから報知情報を受信すると、接続可能な他の無線基地局を探す。ＵＥ３０がＮｏｄｅ４０のセル内に入り、ＵＥ３０がＮｏｄｅ４０と通信可能になると、ＵＥ３０は、移動体交換局５０宛に位置登録信号をＮｏｄｅ４０を介して送信する。このようにして、図１１に示す構成のシステムにおいても、図７および図９で説明した動作手順を、ＵＥ３０に実行させることが可能である。
【００６４】
本実施形態によれば、移動体交換局またはＩｕインタフェースに障害が発生すると、移動体交換局のドメインへのアクセスが規制中であることがＨＮＢＧＷからＨＮＢに通知され、さらに、移動体交換局のドメインへの信号送信を規制する旨の情報がＨＮＢからＵＥに通知される。そのため、その通知を受けたＵＥは移動体交換局へのアクセス要求信号や位置登録信号などの信号を送信することを停止する。その結果、ＵＥが移動体交換局に何度も信号を送ることが抑制され、ＵＥの処理負荷が低減し、ＵＥから送信される信号を受信するＨＮＢおよびＨＮＢＧＷの処理負荷も低減する。
【００６５】
また、本実施形態では、ＨＮＢＧＷからＨＮＢに送信するメッセージまたはパラメータに、移動体交換局のＭＳＣまたはＳＧＳＮのうち、いずれに障害が発生したかの情報を通知するための手段を定義している。移動体交換局のＭＳＣおよびＳＧＳＮのうち、ＭＳＣ障害中において、ＭＮＢＧＷからＨＮＢに送信されるドメイン規制メッセージに、規制対象となるドメインの情報を含むようにすることで、完全にセル自体を規制（Cell barred）することなく、障害の発生したドメインへのアクセス規制を実現できる。そのため、ＣＳサービス規制が行われている状態でも、ＵＥのユーザは、ＰＳサービスを継続して受けることが可能である。これと同様に、ＳＧＳＮ障害中にＰＳサービス規制が行われている状態でも、ユーザは、ＣＳサービスを継続して受けることが可能である。
【００６６】
通信規制を受けたＵＥは、通常であれば、現在のセルにとどまり、ドメインからのサービスを受けることはできない。これは、現状の３Ｇ仕様では、セル自体は正常であるとＵＥに認識されているため、ＵＥは別のセルへ再選択ができないためである。本実施形態では、ユーザが使用したいサービスのドメインへのアクセスが規制されている場合、ＵＥを別のセルに再選択させることを可能としている。そのため、ＵＥは、接続先を別のセルに変更することで、変更後のセルを介して、そのドメインのサービスを享受することが可能となる。
【００６７】
なお、本実施形態では、ＨＮＢＧＷ２０の制御部２１を、ＣＰＵ２２がプログラムを実行することで構成される場合で説明したが、制御部２１による動作を実行可能にした、ゲートアレイのような専用回路で構成してもよい。
【００６８】
また、本実施形態の通信システムでは、図１に示した構成のうち、ＵＥ３０および移動体交換局１００は、ＨＮＢ１０およびＨＮＢＧＷ２０の動作を説明するために図に示されたものであり、本実施形態の通信システムの構成に必ずしも含まれていなくてよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０ ＨＮＢ（Home Node B）
１２ 制御部
１５ 無線通信部
２０ ＨＮＢＧＷ（Home Node B Gateway）
２１ 制御部
３０ ＵＥ（User Equipment）
３２ 端末制御部
３５ 無線通信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、ゲートウェイ装置、通信端末および情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信の標準化に関する３ＧＰＰに準拠した通信システムの一例を説明する。図１２は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。
【０００３】
図１２に示すように、通信システムは、Home Node B（以下では、ＨＮＢと表記する）１１０と、Home Node B Gateway（以下では、ＨＮＢＧＷと表記する）１２０とを有する。ＨＮＢ１１０とＨＮＢＧＷ１２０はＩｕｈインタフェースで接続される。ＨＮＢＧＷ１２０はＩｕインタフェースを介して移動体交換局１００と接続される。移動体交換局１００は、図に示さないネットワークに接続されている。
【０００４】
User Equipment（以下では、ＵＥと表記する）１３０は、ＨＮＢ１１０と無線通信で接続する移動体通信端末である。
【０００５】
ＨＮＢ１１０は半径数十メートル以内を通信圏（以下では、セルと称する）とするフェムトセルを構築する基地局装置である。ＨＮＢＧＷ１２０は、多数のＨＮＢ１１０を集束および制御する装置である。移動体交換局１００は、回線交換機能（Circuit Switched(以下では、ＣＳと表記する)）を有する基地局、および、パケット交換機能(Packet Switched(以下、ＰＳと表記する))を有する交換局を含む装置である。
【０００６】
移動体交換局１００は、例えば、回線交換（ＣＳ）サービスをユーザに提供するMobile Service Switching Center(以下では、ＭＳＣと表記する)と、パケット交換（ＰＳ）サービスをユーザに提供するServing General Packet Radio Service Support Node(以下では、ＳＧＳＮと表記する)とを含む装置である。
【０００７】
ＵＥ１３０は、ＨＮＢ１１０のセルに入ることで、ＨＮＢ１１０と無線通信が可能になると、自分の位置しているセルを移動体交換局１００に登録するための位置登録信号を無線通信でＨＮＢ１１０に一定周期で送信する。位置登録対象となるセルを、以下では、位置登録エリアと称する。ＨＮＢ１１０は、ＵＥ１３０から位置登録信号を受信すると、位置登録信号をＨＮＢＧＷ１２０に転送する。ＨＮＢＧＷ１２０は、ＨＮＢ１１０から受信する位置登録信号を移動体交換局１００に送信する。
【０００８】
上述のようにしてＵＥ１３０の位置登録の処理が移動体交換局１００で行われると、ＵＥ１３０のユーザはＵＥ１３０を操作してＣＳサービスおよびＰＳサービスを利用することが可能となる。ＣＳドメインおよびＰＳドメインを含むＣＮドメインについての輻輳に対するアクセス規制の方法の一例が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】再公表ＷＯ２００７／１１１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
現状のＩｕｈインタフェースにおいて、移動体交換局のＭＳＣおよびＳＧＳＮのうち、いずれか一方、または両方のドメインに動作障害が発生した際、障害発生の通知方法が確立していないため、移動体交換局に動作障害が発生したことをＨＮＢＧＷからＨＮＢに通知することができない。そのため、移動体交換局の動作障害を知らないＵＥは、ＨＮＢおよびＨＮＢＧＷに何度も同じ信号を送信することになり、ＵＥや、ＨＮＢおよびＨＮＢＧＷを含むネットワークノードに負荷がかかるという問題があった。以下に、位置登録信号の場合についての問題を説明する。
【００１１】
上述したように、ＵＥは一定周期で位置登録信号を移動体交換局宛に送信する。また、ＵＥの位置が複数の位置登録エリアにまたがっている場合も、ＵＥは頻繁に位置登録信号を移動体交換局宛に送信する。移動体交換局が位置登録信号を処理できない場合、ＵＥは位置登録が無事に処理された旨の通知を移動体交換局から受け取ることができず、ＵＥは、位置登録信号をＨＮＢおよびＨＮＢＧＷを介して移動体交換局に、決められた周期よりも短い周期で繰り返し送信することになる。その結果、ＵＥ側への処理負荷と、ＨＮＢおよびＨＮＢＧＷを含むネットワーク側への処理負荷が増加する。
【００１２】
特許文献１に開示された方法では、ＣＮドメインへの輻輳に対して、ＣＳドメイン規制の対象となる通信端末を選別するものであり、障害が発生した移動体交換局についての対策としては不十分である。
【００１３】
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、移動体交換局に障害が発生したときに、通信端末およびネットワークノードの通信処理負荷を低減可能にした、通信システム、ゲートウェイ装置、通信端末および情報処理方法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】
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の通信システムは、
移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、該移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージをフェムトセル基地局に送信するゲートウェイ装置と、
前記ゲートウェイ装置から前記ドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、前記移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信する前記フェムトセル基地局と、
を有する構成である。
【００１５】
また、本発明のゲートウェイ装置は、移動体交換局とフェムトセル基地局との通信を中継するゲートウェイ装置であって、
前記移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、該移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信する制御部を有する構成である。
【００１６】
また、本発明の通信端末は、
フェムトセル基地局と信号を送受信するための無線通信部と、
前記フェムトセル基地局に接続された移動体交換局に対して信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を前記フェムトセル基地局から受信すると、前記移動体交換局への位置登録信号を含む信号の送信を停止する端末制御部と、
を有する構成である。
【００１７】
また、本発明の情報処理方法は、ゲートウェイ装置およびフェムトセル基地局を有する通信システムによる情報処理方法であって、
前記ゲートウェイ装置が、移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、
前記ゲートウェイ装置が、前記移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信し、
前記フェムトセル基地局が、前記ゲートウェイ装置から前記ドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、前記移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信するものである。
【００１８】
さらに、本発明の情報処理方法は、移動体交換局とフェムトセル基地局との通信を中継するゲートウェイ装置による情報処理方法であって、
前記移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、
前記移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、移動体交換局に障害が発生したときに、通信端末やネットワークノードに生じる通信処理の負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の通信システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示したＨＮＢＧＷの一構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態で導入されたドメイン規制メッセージの一例を示す表である。
【図４】図１に示したＨＮＢの一構成例を示すブロック図である。
【図５】図１に示したＵＥの一構成例を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
【図７】ＣＳドメイン規制後のＵＥによる動作手順を示すフロー図である。
【図８】本実施形態の通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
【図９】ＰＳドメイン規制後のＵＥによる動作手順を示すフロー図である。
【図１０】ＵＥがセルのサーチまたは再選択を行う場合の一例を説明するための図である。
【図１１】ＵＥがセルのサーチまたは再選択を行う場合の別の例を説明するための図である。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施形態の通信システムの構成を説明する。図１は本実施形態の通信システムの一構成例を示すブロック図である。
【００２２】
図１２に示した構成と同様な構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、以下では、本発明の情報処理に関連する部分について、その構成と動作を詳細に説明するものとし、ＵＥ、ＨＮＢ、ＨＮＢＧＷおよび移動体交換局のそれぞれについて、一般的な構成および動作の詳細な説明を省略する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の通信システムは、ＨＮＢ１０と、ＨＮＢＧＷ２０とを有する。ＨＮＢ１０とＨＮＢＧＷ２０はＩｕｈインタフェースで接続される。ＨＮＢ１０はＵＥ３０と無線通信で接続される。ＨＮＢＧＷ２０はＩｕインタフェースを介して移動体交換局１００と接続される。移動体交換局１００は、図に示さないネットワークに接続されている。移動体交換局１００におけるドメインとは、ＭＳＣまたはＳＧＳＮを示す。
【００２４】
図２は図１に示したＨＮＢＧＷの一構成例を示すブロック図である。
【００２５】
図２に示すように、ＨＮＢＧＷ２０は、制御部２１を有する構成である。制御部２１は、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）２２と、プログラムを格納するためのメモリ２３とを含む。メモリ２３には、Ｉｕｈインタフェースを介して伝送されるドメイン規制メッセージが登録されている。
【００２６】
図３は本実施形態で導入されたドメイン規制メッセージの一例を示す表である。図３に示すメッセージを、ＨＮＢＡＰ(3GPP TS25.469)、ＲＵＡ(3GPP TS25.468)プロトコル、またはＲＡＮＡＰ(3GPP TS25.413)に定義してもよく、他のプロトコルに定義してもよい。
【００２７】
本実施形態のドメイン規制メッセージでは、移動体交換局１００のドメイン（例えば、ＭＳＣまたはＳＧＳＮ）に障害が発生したことを通知することを特徴としている。図３に示すように、”CN Domain Indicator”および“CN Domain Status”のパラメータを導入している。CN Domain Indicatorは、3GPP TS25.468に示されるように、ＣＳドメインまたはＰＳドメインを示す。また、CN Domain Statusには、ＣＮドメインの状態として、正常(Normal)か、障害中(Failure)かが設定される。ＣＳドメインの障害はＭＳＣの障害を意味する。ＰＳドメインの障害はＳＧＳＮの障害を意味する。障害の発生したドメインを障害中ドメインと称し、障害の発生していないドメインを正常ドメインと称する。
【００２８】
3GPP REL4では、回線交換サービスを提供するＭＳＣが、ＭＳＣサーバとメディアゲートウェイ（以下では、ＭＧＷと表記する）とを含む構成の場合がある。この場合、回線交換サービスの障害とは、ＭＳＣサーバもしくはＭＧＷの障害、または、これら両方の障害のいずれかを示す。また、障害とは、ノード（装置）自体の障害の場合もあるが、移動体交換局１００およびＨＮＢＧＷ１２０間のＩｕインタフェースにおける伝送路障害の場合も含む。
【００２９】
制御部２１は、移動体交換局１００のＭＳＣおよびＳＧＳＮのそれぞれとの間に、ＳＳＣＯＰ（Service Specific Connection Oriented Protocol）またはＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）によってシグナリングリンクが設定されており、一定の周期でＭＳＣおよびＳＧＳＮのヘルスチェックを行っている。ＭＳＣまたはＳＧＳＮに障害が発生すると、ＳＳＣＯＰまたはＳＣＴＰでのヘルスチェックでＮＧとなり、制御部２１は、上位のＳＣＣＰ（Skinny Client Control Protocol）レイヤにて対向ノードの障害を検出する。
【００３０】
また、制御部２１は、移動体交換局１００またはＩｕインタフェースの障害を検出すると、移動体交換局１００のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信する。
【００３１】
図４は図１に示したＨＮＢの一構成例を示すブロック図である。
【００３２】
図４に示すように、ＨＮＢ１０は、ＵＥ３０と信号を送受信するための無線通信部１５と、制御部１２とを有する。制御部１２は、ＨＮＢＧＷ２０からドメイン規制メッセージを受信すると、自分のセル内にあるＵＥ３０に対して、移動体交換局１００への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を送信する。なお、制御部１２は、ゲートアレイのような専用回路であってもよく、ＣＰＵがプログラムを実行することで仮想的に構成されてもよい。
【００３３】
図５は図１に示したＵＥの一構成例を示すブロック図である。
【００３４】
図５に示すように、ＵＥ３０は、ＨＮＢ１０と信号を送受信するための無線通信部３５と、端末制御部３２とを有する。端末制御部３２は、ＨＮＢ１０から報知情報を受信すると、移動体交換局１００に対して信号を送信することを停止する。また、端末制御部３２は、ＨＮＢ１０から報知情報を受信した後、他のＨＮＢを探索する。端末制御部３２は、ゲートアレイのような専用回路であってもよく、ＣＰＵがプログラムを実行することで仮想的に構成されてもよい。
【００３５】
次に、本実施形態の通信システムの動作を説明する。図６は本実施形態の通信システムの動作を示すシーケンス図である。ここでは、移動体交換局１００のＭＳＣに障害が発生した場合とする。図７は、図６に示したシーケンスにおいて、ドメイン規制後のＵＥによる動作手順を示すフロー図である。
【００３６】
移動体交換局１００、または移動体交換局１００との伝送路に障害が発生すると、ＨＮＢＧＷ２０は、ＳＣＣＰレイヤで“user-out-of-service information”または“signaling -point -inaccessible information”(3GPP TS25.410参照)を受け取り、移動体交換局１００のＭＳＣに動作障害が発生したことを検出する（ステップＳ１０１）。
【００３７】
ＨＮＢＧＷ２０は、ＨＮＢＡＰプロトコルのドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信する（ステップ１０２）。ただし、ドメイン規制メッセージには、ＨＮＢＡＰに限らず、ＲＡＮＡＰ、ＲＵＡなどの他のプロトコルを使用してもよい。ここで、ＨＮＢＧＷ２０の制御部２１は、ドメイン規制について２種類のメッセージをＨＮＢ１０に送信することが可能である。１つ目はＣＳドメインおよびＰＳドメインの両方についてアクセスを規制するメッセージであり、２つ目はＣＳドメインへのアクセスを規制するメッセージである。以下では、１つ目のメッセージをＣＳＰＳドメイン規制メッセージと称し、２つ目のメッセージをＣＳドメイン規制メッセージと称する。
【００３８】
ステップＳ１０２において、ＨＮＢＧＷ２０がＣＳＰＳドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信した場合、ＨＮＢ１０は、ＨＮＢＧＷ２０からＣＳＰＳドメイン規制メッセージを受信する。この場合、ＨＮＢ１０は、ＣＳドメインおよびＰＳドメインへのアクセスができないことを示すcell barredを含む報知情報を自分のセル内のＵＥ３０に送信する（ステップＳ１０３）。
【００３９】
ＵＥ３０は、cell barredを含む報知情報をＨＮＢ１０から受信すると、ＨＮＢ１０に対して、アクセスを要求するための信号であるアクセス要求信号および移動体交換局宛の位置登録信号などの信号の送信を停止する（ステップＳ１０４）。その後、ＵＥ３０は、ＣＳドメインおよびＰＳドメインの両サービスを利用可能な別のＨＮＢに接続する、セルの再選択を行う。
【００４０】
ただし、セル再選択（cell reselection）の対象となるセルは、現在、接続しているセルと同じ周波数のセル(intra frequency cell)、異なる周波数のセル(inter frequency cell)、異なるシステムのセル(inter RAT cell)のいずれであってもよい。
【００４１】
一方、ステップＳ１０２において、ＨＮＢＧＷ２０がＣＳドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信した場合、ＨＮＢ１０は、ＨＮＢＧＷ２０からＣＳドメイン規制メッセージを受信する。この場合、ＨＮＢ１０は、ＣＳドメインを用いた通信を規制する旨のメッセージであるCS Domain Specific Access Restriction(以下では、CS DSARと表記する)を含む報知情報を自分のセル内のＵＥ３０に送信する（ステップＳ１０３）。
【００４２】
ＵＥ３０は、CS DSARを含む報知情報をＨＮＢ１０から受信すると、ＭＳＣに障害が発生したことを認識し、ＨＮＢ１０に対して、アクセス要求信号および移動体交換局宛の位置登録信号などの信号の送信を停止する（ステップＳ１０４）。ＵＥ３０は、現在、接続しているＨＮＢ１０を介してＣＳサービスを利用することができないので、ＣＳサービスを利用するために、ＣＳサービスが利用可能な別のセルをサーチする。
【００４３】
図７はＣＳドメイン規制後のＵＥの動作手順を示すフロー図である。ＵＥ３０は、ＣＳドメインへの通信が規制されていることを認識した後（ステップＳ３０１）、ユーザの操作により、ＣＳ発呼を要求する旨の指示が入力されるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。ＣＳ発呼を要求する旨の指示が入力されると、ＵＥ３０は、現在、接続していたＨＮＢとは異なり、通信可能な他のＨＮＢをサーチし、他のＨＮＢと通信可能であると、そのＨＮＢと接続する。
【００４４】
ＵＥ３０は、新たに接続したＨＮＢからCS DSARを含む報知情報を受信すると、さらに別のＨＮＢをサーチし、ＣＳドメイン規制されていないＨＮＢと接続するまで、サーチを繰り返す（ステップＳ３０３）。なお、ステップＳ３０２で、ＣＳ発呼を要求する旨の指示が入力されない場合、ＵＥ３０は、接続可能な他のＨＮＢをサーチする必要はない。
【００４５】
この場合、ＵＥ３０のユーザはＣＳサービスを利用できなくても、ＰＳサービスを利用することは可能である。そのため、ＵＥ３０は、現在、在圏しているセルでＳＧＳＮと通信可能である。ＰＳサービスを利用する際、通信圏の面積がフェムトセルよりも大きいマクロセルを使用した場合に比べて、フェムトセルを使用することで、フェムトセルからのデータオフロードにより課金面での優遇をユーザは得ることができる。
【００４６】
移動体交換局１００のＭＳＣに障害が発生した場合、ＣＳ通信を抑制したことにより、ＵＥがＭＳＣ向けの位置登録信号の送信を停止するため、ネットワークに接続されたノードに対して、余分な信号に対処するための負荷を低減させることが可能となる。
【００４７】
次に、本実施形態の通信システムにおいて、移動体交換局１００のＳＧＳＮに障害が発生した場合の動作を説明する。図８は本実施形態の通信システムの動作を示すシーケンス図である。図９は、図８に示したシーケンスにおいて、ドメイン規制後のＵＥによる動作手順を示すフロー図である。なお、図６および図７を参照して説明した動作と重複する内容の説明を省略する。
【００４８】
移動体交換局１００、または移動体交換局１００との伝送路に障害が発生すると、ＨＮＢＧＷ２０は、ＳＣＣＰレイヤで“user-out-of-service information”または“signaling -point -inaccessible information”(3GPP TS25.410参照)を受け取り、移動体交換局１００のＳＧＳＮに動作障害が発生したことを検出する（ステップＳ２０１）。
【００４９】
ＨＮＢＧＷ２０は、ＨＮＢＡＰプロトコルのドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信する（ステップ２０２）。ここで、ＨＮＢＧＷ２０の制御部２１は、ドメイン規制のためのメッセージとして、ＣＳＰＳドメイン規制メッセージと、ＰＳドメインへのアクセスを規制するメッセージのうち、いずれかを使用することが可能である。以下では、ＰＳドメインへのアクセスを規制するメッセージをＰＳドメイン規制メッセージと称する。
【００５０】
なお、ステップＳ２０２において、ＨＮＢＧＷ２０がＨＮＢ１０にＣＳＰＳドメイン規制メッセージを送信した場合の動作は、図６を参照して説明した内容と同様になるため、詳細な説明を省略する。
【００５１】
ステップＳ２０２において、ＨＮＢＧＷ２０がＰＳドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０に送信した場合、ＨＮＢ１０は、ＨＮＢＧＷ２０からＰＳドメイン規制メッセージを受信する。この場合、ＨＮＢ１０は、ＰＳドメインを用いた通信を規制する旨のメッセージであるPS Domain Specific Access Restriction(以下では、PS DSARと表記する)を含む報知情報を自分のセル内のＵＥ３０に送信する（ステップＳ２０３）。
【００５２】
ＵＥ３０は、PS DSARを含む報知情報をＨＮＢ１０から受信すると、ＳＧＳＮに障害が発生したことを認識し、ＨＮＢ１０に対して、アクセス要求信号および移動体交換局宛の位置登録信号などの信号の送信を停止する（ステップＳ２０４）。ＵＥ３０は、現在、接続しているＨＮＢ１０を介してＰＳサービスを利用することができないので、ＰＳサービスを利用するために、ＰＳサービスが利用可能な別のセルをサーチする。
【００５３】
図９はＰＳドメイン規制後のＵＥの動作手順を示すフロー図である。ＵＥ３０は、ＰＳドメインへの通信が規制されていることを認識した後（ステップＳ４０１）、ユーザの操作により、ＰＳ発呼を要求する旨の指示が入力されるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。ＰＳ発呼を要求する旨の指示が入力されると、ＵＥ３０は、現在、接続していたＨＮＢとは異なり、通信可能な他のＨＮＢをサーチし、他のＨＮＢと通信可能であると、そのＨＮＢと接続する。
【００５４】
ＵＥ３０は、新たに接続したＨＮＢからPS DSARを含む報知情報を受信すると、さらに別のＨＮＢをサーチし、ＰＳドメイン規制されていないＨＮＢと接続するまで、サーチを繰り返す（ステップＳ４０３）。なお、ステップＳ４０２で、ＰＳ発呼を要求する旨の指示が入力されない場合、ＵＥ３０は、接続可能な他のＨＮＢをサーチする必要はない。
【００５５】
この場合、ＵＥ３０のユーザはＰＳサービスを利用できなくても、ＣＳサービスを利用することは可能である。そのため、ＵＥ３０は、現在、在圏しているセルでＭＳＣと通信可能である。ＣＳサービスの利用にフェムトセルを使用することで、マクロセルを使用した場合に比べて、フェムトセルからのデータオフロードにより課金面での優遇をユーザは得ることができる。
【００５６】
移動体交換局１００のＳＧＳＮに障害が発生した場合、ＰＳ通信を抑制したことにより、ＵＥがＳＧＳＮ向けの位置登録信号の送信を停止するため、ネットワークに接続されたノードに対して、余分な信号に対処するための負荷を低減させることが可能となる。
【００５７】
次に、ＣＳまたはＰＳドメインの規制後に、ＵＥ３０が他の移動体交換局のセルのサーチまたは再選択する場合を、図１０を参照して説明する。
【００５８】
移動体交換局１００ａ、１００ｃはネットワーク３００に接続されている。移動体交換局１００ａに障害が発生し、移動体交換局１００ｃには障害が発生していないものとする。図１０は、ＵＥ３０がＨＮＢ１０ａのセル内にあり、ＵＥ３０が移動体交換局１００ａ宛に位置登録信号を送信しようとしている状態を示す。ＨＮＢＧＷ２０ａは、移動体交換局１００ａの障害を検出すると、ドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０ａ、１０ｂに送信する。ＨＮＢ１０ａはＨＮＢＧＷ２０ａからドメイン規制メッセージを受信すると、報知情報をＵＥ３０に送信する。
【００５９】
ＵＥ３０は、ＨＮＢ１０ａから報知情報を受信すると、接続可能な他のＨＮＢを探す。ＵＥ３０がＨＮＢ１０ｂのセル内に入り、ＵＥ３０がＨＮＢ１０ｂと通信可能になると、ＨＮＢ１０ｂは報知情報をＵＥ３０に送信する。ＵＥ３０は、ＨＮＢ１０ｂから報知情報を受信すると、接続可能な他のＨＮＢを探す。ＵＥ３０がＨＮＢ１０ｃのセル内に入り、ＵＥ３０がＨＮＢ１０ｃと通信可能になると、ＵＥ３０は、移動体交換局１００ｃ宛に位置登録信号をＨＮＢ１０ｃを介して送信する。このようにして、図７および図９で説明した動作手順を、図１０に示す構成のシステムにおいて、ＵＥ３０に実行させることが可能である。
【００６０】
次に、ＵＥ３０がセルの再選択を行う際、異なるシステムのセルも再選択の対象になる場合の一例を説明する。図１１はＵＥがセルのサーチまたは再選択を行う場合の別の例を説明するための図である。
【００６１】
図１１に示すＮｏｄｅ４０は、通信圏を半径数キロメートルとしたセルを構築し、ＵＥ３０と無線通信を行うマクロセルの基地局装置である。ＲＮＣ（Radio Network Controller）は、Ｎｏｄｅ４０を集束および制御する無線制御装置である。
【００６２】
移動体交換局１００ａ、５０はネットワーク３００に接続されている。移動体交換局１００ａに障害が発生し、移動体交換局５０には障害が発生していないものとする。図１１は、ＵＥ３０がＨＮＢ１０ａのセル内にあり、ＵＥ３０が移動体交換局１００ａ宛に位置登録信号を送信しようとしている状態を示す。ＨＮＢＧＷ２０ａは、移動体交換局１００ａの障害を検出すると、ドメイン規制メッセージをＨＮＢ１０ａに送信する。ＨＮＢ１０ａはＨＮＢＧＷ２０ａからドメイン規制メッセージを受信すると、報知情報をＵＥ３０に送信する。
【００６３】
ＵＥ３０は、ＨＮＢ１０ａから報知情報を受信すると、接続可能な他の無線基地局を探す。ＵＥ３０がＮｏｄｅ４０のセル内に入り、ＵＥ３０がＮｏｄｅ４０と通信可能になると、ＵＥ３０は、移動体交換局５０宛に位置登録信号をＮｏｄｅ４０を介して送信する。このようにして、図１１に示す構成のシステムにおいても、図７および図９で説明した動作手順を、ＵＥ３０に実行させることが可能である。
【００６４】
本実施形態によれば、移動体交換局またはＩｕインタフェースに障害が発生すると、移動体交換局のドメインへのアクセスが規制中であることがＨＮＢＧＷからＨＮＢに通知され、さらに、移動体交換局のドメインへの信号送信を規制する旨の情報がＨＮＢからＵＥに通知される。そのため、その通知を受けたＵＥは移動体交換局へのアクセス要求信号や位置登録信号などの信号を送信することを停止する。その結果、ＵＥが移動体交換局に何度も信号を送ることが抑制され、ＵＥの処理負荷が低減し、ＵＥから送信される信号を受信するＨＮＢおよびＨＮＢＧＷの処理負荷も低減する。
【００６５】
また、本実施形態では、ＨＮＢＧＷからＨＮＢに送信するメッセージまたはパラメータに、移動体交換局のＭＳＣまたはＳＧＳＮのうち、いずれに障害が発生したかの情報を通知するための手段を定義している。移動体交換局のＭＳＣおよびＳＧＳＮのうち、ＭＳＣ障害中において、ＭＮＢＧＷからＨＮＢに送信されるドメイン規制メッセージに、規制対象となるドメインの情報を含むようにすることで、完全にセル自体を規制（Cell barred）することなく、障害の発生したドメインへのアクセス規制を実現できる。そのため、ＣＳサービス規制が行われている状態でも、ＵＥのユーザは、ＰＳサービスを継続して受けることが可能である。これと同様に、ＳＧＳＮ障害中にＰＳサービス規制が行われている状態でも、ユーザは、ＣＳサービスを継続して受けることが可能である。
【００６６】
通信規制を受けたＵＥは、通常であれば、現在のセルにとどまり、ドメインからのサービスを受けることはできない。これは、現状の３Ｇ仕様では、セル自体は正常であるとＵＥに認識されているため、ＵＥは別のセルへ再選択ができないためである。本実施形態では、ユーザが使用したいサービスのドメインへのアクセスが規制されている場合、ＵＥを別のセルに再選択させることを可能としている。そのため、ＵＥは、接続先を別のセルに変更することで、変更後のセルを介して、そのドメインのサービスを享受することが可能となる。
【００６７】
なお、本実施形態では、ＨＮＢＧＷ２０の制御部２１を、ＣＰＵ２２がプログラムを実行することで構成される場合で説明したが、制御部２１による動作を実行可能にした、ゲートアレイのような専用回路で構成してもよい。
【００６８】
また、本実施形態の通信システムでは、図１に示した構成のうち、ＵＥ３０および移動体交換局１００は、ＨＮＢ１０およびＨＮＢＧＷ２０の動作を説明するために図に示されたものであり、本実施形態の通信システムの構成に必ずしも含まれていなくてよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０ ＨＮＢ（Home Node B）
１２ 制御部
１５ 無線通信部
２０ ＨＮＢＧＷ（Home Node B Gateway）
２１ 制御部
３０ ＵＥ（User Equipment）
３２ 端末制御部
３５ 無線通信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、該移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージをフェムトセル基地局に送信するゲートウェイ装置と、
前記ゲートウェイ装置から前記ドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、前記移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信する前記フェムトセル基地局と、
を有する通信システム。
【請求項２】
移動体交換局とフェムトセル基地局との通信を中継するゲートウェイ装置であって、
前記移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、該移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信する制御部を有するゲートウェイ装置。
【請求項３】
請求項２記載のゲートウェイ装置において、
前記移動体交換局が複数のドメインを有し、
前記制御部は、
前記複数のドメインのうち、いずれかのドメインの障害を検出すると、障害の発生したドメインを示す情報を含む前記ドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信する、ゲートウェイ装置。
【請求項４】
フェムトセル基地局と信号を送受信するための無線通信部と、
前記フェムトセル基地局に接続された移動体交換局に対して信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を前記フェムトセル基地局から受信すると、前記移動体交換局への位置登録信号を含む信号の送信を停止する端末制御部と、
を有する通信端末。
【請求項５】
請求項４記載の通信端末において、
前記端末制御部は、
前記フェムトセル基地局から前記報知情報を受信すると、該フェムトセル基地局とは異なる他のフェムトセル基地局を探索する、通信端末。
【請求項６】
請求項４記載の通信端末において、
前記移動体交換局が複数のドメインを有し、
前記端末制御部は、
前記フェムトセル基地局から受信する前記報知情報に、障害が発生したドメインである障害中ドメインを示す情報が含まれていると、該障害中ドメインを使用する旨の指示が入力されるか否かを判定し、該障害中ドメインを使用する旨の指示が入力される場合、該フェムトセル基地局とは異なる他のフェムトセル基地局を探索し、前記複数のドメインのうち、該障害中ドメイン以外のドメインである正常ドメインを使用する旨の指示が入力されると、前記フェムトセル基地局を介して位置登録信号を前記移動体交換局の該正常ドメインに送信する、通信端末。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか１項記載の通信端末において、
前記端末制御部は、
前記フェムトセル基地局から前記報知情報を受信すると、該フェムトセル基地局よりも通信圏の面積が大きい基地局であるマクロセル基地局を探索する、通信端末。
【請求項８】
ゲートウェイ装置およびフェムトセル基地局を有する通信システムによる情報処理方法であって、
前記ゲートウェイ装置が、移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、
前記ゲートウェイ装置が、前記移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信し、
前記フェムトセル基地局が、前記ゲートウェイ装置から前記ドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、前記移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信する、情報処理方法。
【請求項９】
移動体交換局とフェムトセル基地局との通信を中継するゲートウェイ装置による情報処理方法であって、
前記移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、
前記移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信する、情報処理方法。
【請求項１】
移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、該移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージをフェムトセル基地局に送信するゲートウェイ装置と、
前記ゲートウェイ装置から前記ドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、前記移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信する前記フェムトセル基地局と、
を有する通信システム。
【請求項２】
移動体交換局とフェムトセル基地局との通信を中継するゲートウェイ装置であって、
前記移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、該移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信する制御部を有するゲートウェイ装置。
【請求項３】
請求項２記載のゲートウェイ装置において、
前記移動体交換局が複数のドメインを有し、
前記制御部は、
前記複数のドメインのうち、いずれかのドメインの障害を検出すると、障害の発生したドメインを示す情報を含む前記ドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信する、ゲートウェイ装置。
【請求項４】
フェムトセル基地局と信号を送受信するための無線通信部と、
前記フェムトセル基地局に接続された移動体交換局に対して信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を前記フェムトセル基地局から受信すると、前記移動体交換局への位置登録信号を含む信号の送信を停止する端末制御部と、
を有する通信端末。
【請求項５】
請求項４記載の通信端末において、
前記端末制御部は、
前記フェムトセル基地局から前記報知情報を受信すると、該フェムトセル基地局とは異なる他のフェムトセル基地局を探索する、通信端末。
【請求項６】
請求項４記載の通信端末において、
前記移動体交換局が複数のドメインを有し、
前記端末制御部は、
前記フェムトセル基地局から受信する前記報知情報に、障害が発生したドメインである障害中ドメインを示す情報が含まれていると、該障害中ドメインを使用する旨の指示が入力されるか否かを判定し、該障害中ドメインを使用する旨の指示が入力される場合、該フェムトセル基地局とは異なる他のフェムトセル基地局を探索し、前記複数のドメインのうち、該障害中ドメイン以外のドメインである正常ドメインを使用する旨の指示が入力されると、前記フェムトセル基地局を介して位置登録信号を前記移動体交換局の該正常ドメインに送信する、通信端末。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか１項記載の通信端末において、
前記端末制御部は、
前記フェムトセル基地局から前記報知情報を受信すると、該フェムトセル基地局よりも通信圏の面積が大きい基地局であるマクロセル基地局を探索する、通信端末。
【請求項８】
ゲートウェイ装置およびフェムトセル基地局を有する通信システムによる情報処理方法であって、
前記ゲートウェイ装置が、移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、
前記ゲートウェイ装置が、前記移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信し、
前記フェムトセル基地局が、前記ゲートウェイ装置から前記ドメイン規制メッセージを受信すると、通信圏内の通信端末に対して、前記移動体交換局への信号送信を規制する旨の情報を含む報知情報を無線通信で送信する、情報処理方法。
【請求項９】
移動体交換局とフェムトセル基地局との通信を中継するゲートウェイ装置による情報処理方法であって、
前記移動体交換局に対して一定の周期でヘルスチェックを行い、
前記移動体交換局における障害または該移動体交換局と自装置を接続する伝送路における障害の発生を検出すると、該移動体交換局のドメインへのアクセスを規制する旨のメッセージであるドメイン規制メッセージを前記フェムトセル基地局に送信する、情報処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−３９３６６（Ｐ２０１２−３９３６６Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７７４８６（Ｐ２０１０−１７７４８６）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００２３２２５４）日本電気通信システム株式会社 (586)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００２３２２５４）日本電気通信システム株式会社 (586)
【Ｆターム（参考）】
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