ＬＴＥ変換基地局
【課題】 設置に関する制限が少なく、かつＬＴＥ方式の不感地帯であっても通信が可能となるＬＴＥ変換基地局を提供する。
【解決手段】 ＬＴＥ変換基地局５０４は、ＬＴＥ端末５０５〜５０７と無線通信を行うＬＴＥ基地局機能部５０４−３と、３Ｇ方式の基地局と無線通信を行う３Ｇ端末機能部５０４−１と、ＬＴＥ基地局機能部５０４−３と３Ｇ端末機能部５０４−１との間に介在してＬＴＥ方式と３Ｇ方式とのプロトコル変換を行うプロトコル変換部５０４−２とを備えている。
【解決手段】 ＬＴＥ変換基地局５０４は、ＬＴＥ端末５０５〜５０７と無線通信を行うＬＴＥ基地局機能部５０４−３と、３Ｇ方式の基地局と無線通信を行う３Ｇ端末機能部５０４−１と、ＬＴＥ基地局機能部５０４−３と３Ｇ端末機能部５０４−１との間に介在してＬＴＥ方式と３Ｇ方式とのプロトコル変換を行うプロトコル変換部５０４−２とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＴＥ方式と別方式との変換が可能なＬＴＥ変換基地局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第３世代と呼ばれる通信方式のうち、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code division Multiple Access）方式が２００１年から日本で商用サービスが開始されている。また、下りリンク（個別データチャネル、個別制御チャネル）にパケット伝送用のチャネル（High Speed-Downlink Shared Channel：ＨＳ−ＤＳＣＨ）を追加することにより、下りリンクを用いたデータ送信の更なる高速化を実現するＨＳＤＰＡ（High Speed Down Link Packet Access）のサービスが開始されている。さらに、上り方向のデータ送信をより高速化するためＨＳＵＰＡ（High Speed Up Link Packet Access）方式についてもサービスが開始されている。Ｗ−ＣＤＭＡは、移動体通信システムの規格化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）により定められた通信方式であり、リリース１０版の規格書がとりまとめられている。
【０００３】
また、３ＧＰＰにおいて、Ｗ−ＣＤＭＡとは別の通信方式として、無線区間についてはロングタームエボリューション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）、コアネットワーク（単にネットワークとも称する）を含めたシステム全体構成については、システムアーキテクチャエボリューション（System Architecture Evolution：ＳＡＥ）と称される新たな通信方式が検討されている。この通信方式は３．９Ｇ（3.9 Generation）システムとも呼ばれる。
【０００４】
ＬＴＥでは、アクセス方式、無線のチャネル構成やプロトコルが、現在のＷ−ＣＤＭＡ（ＨＳＤＰＡ／ＨＳＵＰＡ）とは全く異なるものになる。例えば、アクセス方式は、Ｗ−ＣＤＭＡが符号分割多元接続（Code Division Multiple Access）を用いているのに対して、ＬＴＥは下り方向はＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、上り方向はＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Career Frequency Division Multiple Access）を用いる。また、帯域幅は、Ｗ−ＣＤＭＡが５ＭＨｚであるのに対し、ＬＴＥでは１．４ＭＨｚ，３ＭＨｚ，５ＭＨｚ，１０ＭＨｚ，１５ＭＨｚ，２０ＭＨｚの中で基地局毎に選択可能となっている。また、ＬＴＥでは、Ｗ−ＣＤＭＡのように回線交換を含まず、パケット通信方式のみになる。
【０００５】
ＬＴＥは、Ｗ−ＣＤＭＡのコアネットワーク（General Packet Radio Service：ＧＰＲＳ）とは異なる新たなコアネットワークを用いて通信システムが構成されるため、Ｗ−ＣＤＭＡ網とは別の独立した無線アクセス網として定義される。したがって、Ｗ−ＣＤＭＡの通信システムと区別するため、ＬＴＥの通信システムでは、移動端末（User Equipment：ＵＥ）と通信を行う基地局（Base station）はｅＮＢ（E-UTRAN NodeB）と称され、複数の基地局と制御データやユーザデータのやり取りを行う基地局制御装置（Radio Network Controller）は、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）またはａＧＷ（Access Gateway）と称される。このＬＴＥの通信システムでは、ユニキャスト（Unicast）サービスとＥ-ＭＢＭＳサービス（Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service）とが提供される。Ｅ−ＭＢＭＳサービスとは、放送型マルチメディアサービスであり、単にＭＢＭＳと称される場合もある。複数の移動端末に対してニュースや天気予報、モバイル放送などの大容量放送コンテンツが送信される。これを１対多（Point to Multipoint）サービスともいう。
【０００６】
３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおける全体的なアーキテクチャ（Architecture）に関する現在の決定事項が、非特許文献１（４章）に記載されている。全体的なアーキテクチャについて図１を用いて説明する。図１は、ＬＴＥ方式の通信システムの構成を示す説明図である。図１において、移動端末１０１に対する制御プロトコル、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）と、ユーザプレイン、例えばＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＰＨＹ（Physical layer）とが基地局１０２で終端するならば、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）は１つあるいは複数の基地局１０２によって構成される。
【０００７】
基地局１０２は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）１０３から通知されるページング信号（Paging Signaling、ページングメッセージ（paging messages）とも称される）のスケジューリング（Scheduling）および送信を行う。基地局１０２は、Ｘ２インタフェースにより、互いに接続される。また基地局１０２は、Ｓ１インタフェースによりＥＰＣ（Evolved Packet Core）に接続される。より明確には、基地局１０２は、Ｓ１＿ＭＭＥインタフェースによりＭＭＥ（Mobility Management Entity）１０３に接続され、Ｓ１＿ＵインタフェースによりＳ−ＧＷ（Serving Gateway）１０４に接続される。
【０００８】
ＭＭＥ１０３は、複数あるいは単数の基地局１０２へのページング信号の分配を行う。また、ＭＭＥ１０３は待受け状態（Idle State）のモビリティ制御（Mobility control）を行う。ＭＭＥ１０３は、移動端末が待ち受け状態および、アクティブ状態（Active State）の際に、トラッキングエリア（Tracking Area）リストの管理を行う。
【０００９】
Ｓ−ＧＷ１０４は、ひとつまたは複数の基地局１０２とユーザデータの送受信を行う。Ｓ−ＧＷ１０４は、基地局間のハンドオーバの際、ローカルな移動性のアンカーポイント（Mobility Anchor Point）となる。ＥＰＣには、さらにＰ−ＧＷ（PDN Gateway）が存在し、ユーザ毎のパケットフィルタリングやＵＥ−ＩＤアドレスの割当などを行う。
【００１０】
移動端末１０１と基地局１０２との間の制御プロトコルＲＲＣは、報知（Broadcast）、ページング（paging）、ＲＲＣ接続マネージメント（RRC connection management）などを行う。ＲＲＣにおける基地局と移動端末の状態として、ＲＲＣ＿Ｉｄｌｅ、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤがある。ＲＲＣ＿ＩＤＬＥでは、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）選択、システム情報（System Information：ＳＩ）の報知、ページング（paging）、セル再選択（cell re-selection）、モビリティ等が行われる。ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、移動端末はＲＲＣ接続（connection）を有し、ネットワークとのデータの送受信を行うことができ、また、ハンドオーバ（Handover：ＨＯ）、隣接セル（Neighbour cell）のメジャメント等が行われる。
【００１１】
３ＧＰＰにおいて、Ｈｏｍｅ−ＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ＮＢ；ＨＮＢ）、Ｈｏｍｅ−ｅＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ；ＨｅＮＢ）と称される基地局が検討されている。ＵＴＲＡＮにおけるＨＮＢ、またはＥ-ＵＴＲＡＮにおけるＨｅＮＢは、例えば家庭、法人、商業用のアクセスサービス向けの基地局である。
【００１２】
図２は、現在３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の移動体通信システムの全体的な構成を示すブロック図である。現在３ＧＰＰにおいては、ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セル（Ｅ−ＵＴＲＡＮのＨｏｍｅ−ｅＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ；ＨｅＮＢ）、ＵＴＲＡＮのＨｏｍｅ−ＮＢ（ＨＮＢ））と、ｎｏｎ−ＣＳＧセル（Ｅ−ＵＴＲＡＮのｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、ＵＴＲＡＮのＮｏｄｅＢ（ＮＢ）、ＧＥＲＡＮのＢＳＳ）とを含めたシステムの全体的な構成が検討されており、Ｅ−ＵＴＲＡＮについては、図２のような構成が提案されている（非特許文献１ ４．６．１章参照）。
【００１３】
図２について説明する。移動端末装置（以下「移動端末」または「ＵＥ」という）７１は、基地局装置（以下「基地局」という）２２と無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。移動端末装置は、通信端末装置に相当する。基地局２２は、マクロセルであるｅＮＢ２２−１と、ローカルノードであるＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２とに分類される。ｅＮＢ２２−１は、大規模基地局装置に相当し、移動端末（ＵＥ）２１と通信可能な範囲であるカバレッジとして、比較的大きい大規模カバレッジを有する。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２は、小規模基地局装置に相当し、カバレッジとして、比較的小さい小規模カバレッジを有する。
【００１４】
ｅＮＢ２２−１は、ＭＭＥ、あるいはＳ−ＧＷ、あるいはＭＭＥおよびＳ−ＧＷを含むＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ部（以下「ＭＭＥ部」という場合がある）２３とＳ１インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２２−１とＭＭＥ部２３との間で制御情報が通信される。ひとつのｅＮＢ２２−１に対して、複数のＭＭＥ部２３が接続されてもよい。ｅＮＢ２２−１間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２２−１間で制御情報が通信される。
【００１５】
Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２は、ＭＭＥ部２３とＳ１インタフェースにより接続され、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２とＭＭＥ部２３との間で制御情報が通信される。ひとつのＭＭＥ部２３に対して、複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２が接続される。あるいは、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２は、ＨｅＮＢＧＷ（Home-eNB GateWay）２４を介してＭＭＥ部２３と接続される。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２とＨｅＮＢＧＷ２４とは、Ｓ１インタフェースにより接続され、ＨｅＮＢＧＷ２４とＭＭＥ部２３とはＳ１インタフェースを介して接続される。ひとつまたは複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２がひとつのＨｅＮＢＧＷ２４と接続され、Ｓ１インタフェースを通して情報が通信される。ＨｅＮＢＧＷ２４は、ひとつまたは複数のＭＭＥ部２３と接続され、Ｓ１インタフェースを通して情報が通信される。ＭＭＥ部２３およびＨｅＮＢＧＷ２４は、上位ノード装置に相当し、基地局であるｅＮＢ２２−１およびＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２と、移動端末（ＵＥ）２１との接続を制御する。
【００１６】
さらに現在３ＧＰＰでは、以下のような構成が検討されている。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２間のＸ２インタフェースはサポートされる。すなわち、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２間で制御情報が通信される。ＭＭＥ部２３からは、ＨｅＮＢＧＷ２４はＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２として見える。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２からは、ＨｅＮＢＧＷ２４はＭＭＥ部２３として見える。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２が、ＨｅＮＢＧＷ２４を介してＭＭＥ部２３に接続される場合および直接ＭＭＥ部２３に接続される場合のいずれの場合も、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２とＭＭＥ部２３との間のインタフェースは、Ｓ１インタフェースで同じである。ＨｅＮＢＧＷ２４は、複数のＭＭＥ部２３にまたがるような、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２へのモビリティ、あるいはＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２からのモビリティはサポートしない。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２は、唯一のセルをサポートする。
【００１７】
近年、第３世代と呼ばれる通信規格がＩＴＵ（国際電気通信連合）においてＩＭＴ−２０００として採用されている。その方式の１つであるＷ−ＣＤＭＡ（ＦＤＤ）（Wideband-Code Division Multiple Access: Frequency Division Duplex）については、２００１年から日本において商用サービスが開始されている。Ｗ−ＣＤＭＡ（ＦＤＤ）方式は、最大２Ｍｂｐｓ（Mega bit per sec）程度の通信速度を実現することを当初の目的としており、規格化団体３ＧＰＰ（3rd. Generation Partnership Project）において、１９９９年にまとめられた規格のバージョンであるリリース１９９９（ないしはバージョン３.x.x）版が最初の仕様（バージョン）として決定されている。
【００１８】
図３は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムを説明する説明図である。図３において、移動体通信システム３０１は、移動局（UE）３０２、基地局（NodeB）３０３、基地局制御装置（RNC）３０４から構成される。移動局３０２と基地局３０３は無線で、基地局３０３と基地局制御装置３０４は有線で通信を行なう。移動局３０２と基地局３０３は、共通パイロットチャネル（CPICH）３０５、上りリンクのＤＰＣＣＨ３０６、下りリンクのＤＰＣＣＨ３０７、上りリンクのＤＰＤＣＨ３０８、下りリンクのＤＰＤＣＨ３０９、上りリンクのＨＳ−ＤＰＣＣＨ３１０、下りリンクのＨＳ−ＰＤＳＣＨ３１１を使用する。ＨＳ-ＰＤＳＣＨ３１１はＨＳ-ＳＣＣＨとペアで送信される。基地局制御装置３０４は、移動局３０２と外部ネットワーク３１２との通信を介在する。３ＧＰＰ規格においては、基地局３０３と基地局制御装置３０４をＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio Access Network）と称する。
【００１９】
３ＧＰＰにおいて、マシンタイプコミュニケーション（Machine Type Communication：ＭＴＣ）技術の検討が進められている（非特許文献２参照）。ＭＴＣ用のデバイス（MTC Device：ＭＴＣＤ）の数は、膨大であることが予想されている。ＭＴＣサービスでは、多数のＭＴＣＤから、あるいは多数のＭＴＣＤへ同時にデータを通信する状況が生じる。これによって、コアネットワーク（Core Network）において混雑状態が生じるという問題が発生する。
【００２０】
ＭＴＣは、従来の人対人（Human to Human：Ｈ２Ｈ）の通信と異なり、機械対機械（Machine to Machine：Ｍ２Ｍ）の通信である。すなわち、ヒューマンインタラクション（Human Interaction）、つまり人と人とのやり取りを必要としない。ＭＴＣ技術を用いたサービス（以下「ＭＴＣサービス」という）の応用例として、ガス、電力、水道などのメータリング（Metering）、すなわち計測や、輸送管理および発注管理（Tracking&Tracing）などがある。ＭＴＣサービスの特徴として、ＭＴＣ用のデバイス（MTC Device：ＭＴＣＤ）の数が膨大であることがある。一例として、１つのセルの傘下に３万台以上のＭＴＣＤが存在することが想定されている。
【００２１】
３ＧＰＰでは、ＭＴＣのアーキテクチャが検討されている（非特許文献２参照）。図４は、３ＧＰＰで検討されているＭＴＣのアーキテクチャの一例を示す図である。ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａの通信システムだけでなく、ＷＣＤＭＡの通信システムでもＭＴＣサービスのサポートが検討されている。
【００２２】
図４において、ＭＴＣＤ４０１〜４０４と、ＮＢ／ｅＮＢ１３０５との間は、Ｕｕインタフェース４１１〜４１４で接続されている。ＳＧＳＮ／ＭＭＥ（Serving GPRS Support Node/ Mobility Management Entity）４０６は、ＮＢ／ｅＮＢ４０５とＩｕＰＳ／Ｓ１インタフェース４１５で接続されている。図示していないが、ＮＢとＳＧＳＮとの間には、無線ネットワーク制御装置（Radio Network Controller：ＲＮＣ）が存在している。ＮＢとＲＮＣとの間は、Ｉｕｂインタフェースで接続され、ＲＮＣはＩｕＰＳインタフェースを介してＳＧＳＮに接続される。
【００２３】
ＨＬＲ／ＨＳＳ（Home Location Register/Home Subscriber Server）４０７は、Ｇｒ／Ｓ６ａインタフェース４１６を介して、ＳＧＳＮ／ＭＭＥ４０６と接続される。通信オペレータ領域４１７には、ＮＢ／ｅＮＢ４０５、ＳＧＳＮ／ＭＭＥ４０６、およびＨＬＲ／ＨＳＳ４０７などが含まれる。
【００２４】
ＭＴＣサーバ４０８は、通信オペレータ領域１３１７に含まれる。ＭＴＣサービスを行うＭＴＣユーザ４０９は、アプリケーションプログラムインタフェース（Application Program Interface：ＡＰＩ）４１０を介して、ＭＴＣサーバ４０８と接続される。ＭＴＣサーバ４０８が通信オペレータ領域４１７のいずれのノードに接続されるかについては、３ＧＰＰにおいて現在検討中である。
【００２５】
ＭＴＣサービス用の情報は、ＭＴＣユーザ４０９によって、ＭＴＣサーバ４０８から、通信オペレータ領域４１７のノードであるＮＢ／ｅＮＢ４０５、ＳＧＳＮ／ＭＭＥ４０６、ＨＬＲ／ＨＳＳ４０７を用いて、ＭＴＣＤ４０１〜４０４へ通知される。逆にＭＴＣＤ４０１〜４０４からの情報は、通信オペレータ領域４１７のノードであるＮＢ／ｅＮＢ４０５、ＳＧＳＮ／ＭＭＥ４０６、ＨＬＲ／ＨＳＳ４０７を用いて、ＭＴＣサーバ４０８へ通知され、ＭＴＣユーザ４０９によって該情報が利用される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ Ｖ１０．１．０ ４章、４．６．１章
【非特許文献２】３ＧＰＰ ＴＳ２２．３６８ Ｖ１０．２．０
【非特許文献３】３ＧＰＰ Ｒ３−１００３１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
コアネットワークとＬＴＥ方式の基地局（特に小型基地局（ＨｅＮＢ））との間の通信では有線通信が用いられていることから、基地局を設置する際にはそのことによる制限が課せられる。また、ＬＴＥ方式が普及するまでの間は、ＬＴＥ方式にのみ対応した移動端末（ＵＥ）にとっての不感地帯が多いものと想定される。
【００２８】
本発明の目的は、設置に関する制限が少なく、かつＬＴＥ方式の不感地帯であっても通信が可能となるＬＴＥ変換基地局を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、ＬＴＥ端末と無線通信を行うＬＴＥ基地局機能部と、
ＬＴＥ方式と異なる別方式の基地局と無線通信を行う別方式端末機能部と、
前記ＬＴＥ基地局機能部と前記別方式端末機能部との間に介在して、ＬＴＥ方式と前記別方式とのプロトコル変換を行うプロトコル変換部とを備えたことを特徴とするＬＴＥ変換基地局である。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように本発明によれば、別方式端末機能部が別方式の基地局と通信するインタフェースとなるため、設置に関する制限を少なくすることができ、かつＬＴＥ基地局機能部がＬＴＥ端末と通信するインタフェースとなるため、ＬＴＥ方式の不感地帯であっても通信を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ＬＴＥ方式の通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】ＨｅＮＢを含むＬＴＥ方式の通信システムの構成を示す説明図である。
【図３】Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムの構成を示す説明図である。
【図４】ＭＴＣのアーキテクチャの一例を示す説明図である。
【図５】実施の形態１における通信システムのアーキテクチャを示す図である。
【図６】実施の形態２における通信システムのアーキテクチャを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
実施の形態１．
実施の形態１で解決する課題について、以下に説明する。ＬＴＥ−ＵＥがＨｅＮＢを通じてコアネットワークへの接続を行う場合、ＬＴＥ−ＵＥがＨｅＮＢとＬＴＥ通信を行い、さらにＨｅＮＢがコアネットワークと有線通信を行うことによって、接続が行われている。このときＨｅＮＢとコアネットワーク間には有線回線が必要であり、その終端装置はどこにでも設置できるわけではないという問題がある。また、ＬＴＥのマクロセル基地局はＬＴＥが普及するまでは数が少なく、不感地帯が発生する可能性が想定される。
【００３３】
一般にＬＴＥの不感地帯を補うための対策として、ＵＥをＬＴＥと３Ｇに対応させることが考えられている。しかし、ＵＥをＬＴＥと３Ｇに対応させたデュアル機とした場合には、ＵＥ毎にデュアル機としての機能が必要となり、小型化が望まれるＵＥの構造が複雑化・大型化してしまうという問題がある。
【００３４】
実施の形態１での解決策を以下に示す。解決策として内部にＬＴＥ方式と３Ｇ方式のプロトコル変換機能を持つＬＴＥ変換基地局を用いることで、ＬＴＥ−ＵＥから３Ｇマクロセル基地局を通じてコアネットワークへの接続を行う。ＬＴＥ変換基地局としては、例えば３Ｇ−ＵＥの機能を有するＬＴＥフェムトセルを使用することが可能である。ＬＴＥフェムトセルは、ＬＴＥシステムにおけるＨｅＮＢとも称される。３Ｇ−ＵＥとは、第３世代の通信方式に対応した移動端末である。第３世代の通信方式の具体例としては、Ｗ−ＣＤＭＡなどがある。
【００３５】
図５は、実施の形態１における通信システムのアーキテクチャを示す図である。ＬＴＥ変換基地局５０４は、ＨｅＮＢとしての機能、すなわちＬＴＥ基地局としての機能を有するＬＴＥ基地局機能部５０４−３を持ち、ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７との間でＬＴＥ方式の無線通信を行うことが可能である。また、ＬＴＥ変換基地局５０４は、３Ｇ−ＵＥとしての機能を有する３Ｇ端末機能部５０４−１を持ち、３Ｇマクロセル基地局５０３との間で３Ｇ方式の無線通信を行うことが可能である。さらに、ＬＴＥ変換基地局５０４は、３Ｇ方式とＬＴＥ方式との間のプロトコル変換を行うプロトコル変換部５０４−２を持ち、３Ｇ方式とＬＴＥ方式の変換が可能である。
【００３６】
次に、実施の形態１に関する動作を説明する。ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７とコアネットワーク５０１とが下り通信を行うときには、コアネットワーク５０１から３Ｇネットワーク５０２を介して３Ｇマクロセル基地局５０３に送信されてきた信号は、３Ｇ方式の無線通信によってＬＴＥ変換基地局５０４に送信される。続いて、３Ｇ方式で受信された信号は、ＬＴＥ変換基地局５０４内のプロトコル変換部５０４−２において３ＧからＬＴＥ方式へのプロトコル変換を受け、ＬＴＥ基地局機能部５０４−３に送られる。最後に、ＬＴＥ変換基地局５０４の圏内にあるＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７にＬＴＥ方式の無線通信にて送信される。
【００３７】
ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７とコアネットワーク５０１とが上り通信を行うときには、ＬＴＥ変換基地局５０４の圏内において、ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７がＬＴＥ変換基地局５０４にＬＴＥ方式により無線送信を行う。次に、ＬＴＥ変換基地局５０４内のプロトコル変換部５０４−２によって、ＬＴＥ方式から３Ｇ方式へのプロトコル変換が行われる。続いて、ＬＴＥ変換基地局５０４の３Ｇ端末機能部５０４−１から３Ｇマクロセル基地局５０３に３Ｇ通信による無線送信が行われる。更に、３Ｇネットワーク５０２を介して、３Ｇマクロセル基地局５０３からコアネットワーク５０１まで信号が送信される。
【００３８】
このように、上り及び下りともに、ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７とコアネットワーク５０１との間における接続が可能となる。
【００３９】
３Ｇ端末機能部５０４−１として、ＭＴＣを適用してもよい。
【００４０】
以上の実施の形態１によって、以下の効果を得ることができる。ＬＴＥ−ＵＥが３Ｇマクロセル基地局を通じてコアネットワークへ接続することが可能となり、ＬＴＥ−ＵＥをＬＴＥ圏内だけでなく、ＬＴＥ圏外かつ３Ｇ圏内でも利用可能となる。さらに３Ｇ圏内であれば有線回線がない場所でもＨｅＮＢを設置することが可能である。
【００４１】
また、ＬＴＥ変換基地局５０４では、ＬＴＥ方式と３Ｇ方式とを変換できるため、ＵＥをＬＴＥ方式と３Ｇ方式との両方に対応させる必要がなくなり、小型化が望まれるＵＥの簡素化が可能である。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態２で解決する課題について、以下に説明する。ＬＴＥ−ＵＥがＨｅＮＢを通じてコアネットワークへの接続を行う場合、ＬＴＥ−ＵＥがＨｅＮＢとＬＴＥ通信を行い、さらにＨｅＮＢがコアネットワークと有線通信を行うことによって、接続が行われている。このときＨｅＮＢとコアネットワークとの間には有線回線が必要であり、海上等においてはＬＴＥ−ＵＥを利用することができない。また、非常時においては、有線回線の利用が不能となり、マクロセル基地局も回線の混雑により繋がらないことが想定される。
【００４３】
実施の形態２での解決策について以下に示す。この解決策として、３Ｇよりも広大なカバーエリアを持つ衛星移動体通信を通じてコアネットワークへの接続を行う。また、衛星移動体通信網との間で通信を行うために、ＨｅＮＢに衛星通信ＵＥとしての機能を持たせたＬＴＥ変換基地局を用いることによってＬＴＥ−ＵＥと衛星移動体通信網との通信を可能とする。
【００４４】
図６は、実施の形態２における通信システムのアーキテクチャを示す図である。通信システムは、コアネットワーク５０１、衛星局６０１、ＬＴＥ変換基地局６０４およびＬＴＥ−ＵＥ（ＬＴＥ端末）５０５〜５０７を含んで構成される。コアネットワーク５０１とＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７は、図５と同じものである。衛星局６０１は、地球の周りを周回する軌道上に配置され、地上のコアネットワーク５０１との間で通信を行うとともに、同じく地上のＬＴＥ変換基地局６０４との間で通信を行う。ＬＴＥ変換基地局６０４は、衛星通信端末機能部６０４−１、プロトコル変換部６０４−２およびＬＴＥ基地局機能部６０４−３を有する。衛星通信端末機能部６０４−１は、衛星通信方式の端末の機能を有し、衛星局６０１との間で衛星通信方式の通信を行う。プロトコル変換部６０４−２は、衛星通信端末機能部６０４−１とＬＴＥ基地局機能部６０４−３との間に介在し、衛星通信方式とＬＴＥ方式とのプロトコル変換を行う。ＬＴＥ基地局機能部６０４−３は、ＬＴＥ−ＵＥとの間でＬＴＥ方式の無線通信を行う。
【００４５】
次に、実施の形態２に関する動作を説明する。ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７がコアネットワーク５０１と通信を行うとき、ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７とＬＴＥ変換基地局６０４が通信を行う。次に、ＬＴＥ変換基地局６０４内部のプロトコル変換部６０４−２によってＬＴＥ方式と３Ｇ方式とのプロトコル変換を行う。３Ｇ方式に変換された信号は、ＬＴＥ変換基地局６０４と衛星局６０１との間で通信を行い、コアネットワーク５０１への接続を行う。
【００４６】
以上の実施の形態２によって、以下の効果を得ることができる。衛星移動体通信網は広大なカバーエリアを持ち、海上等の３Ｇマクロセル基地局がカバーしていないエリアにおいても、電源さえ確保すれば通信が可能となる。同様に、災害時で有線通信が断絶したり、マクロセル基地局が混雑した時においても、充分なスループットでＬＴＥ−ＵＥを利用することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
５０１ コアネットワーク
５０２ ３Ｇネットワーク
５０３ ３Ｇマクロセル基地局
５０４，６０４ ＬＴＥ変換基地局
５０４−１ ３Ｇ−ＵＥ機能部
５０４−２，６０４−２ プロトコル変換部
５０４−３，６０４−３ ＬＴＥ基地局機能部
５０５〜５０７ ＬＴＥ−ＵＥ
６０１ 衛星局
６０４−１ 衛星通信ＵＥ機能部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＴＥ方式と別方式との変換が可能なＬＴＥ変換基地局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第３世代と呼ばれる通信方式のうち、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code division Multiple Access）方式が２００１年から日本で商用サービスが開始されている。また、下りリンク（個別データチャネル、個別制御チャネル）にパケット伝送用のチャネル（High Speed-Downlink Shared Channel：ＨＳ−ＤＳＣＨ）を追加することにより、下りリンクを用いたデータ送信の更なる高速化を実現するＨＳＤＰＡ（High Speed Down Link Packet Access）のサービスが開始されている。さらに、上り方向のデータ送信をより高速化するためＨＳＵＰＡ（High Speed Up Link Packet Access）方式についてもサービスが開始されている。Ｗ−ＣＤＭＡは、移動体通信システムの規格化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）により定められた通信方式であり、リリース１０版の規格書がとりまとめられている。
【０００３】
また、３ＧＰＰにおいて、Ｗ−ＣＤＭＡとは別の通信方式として、無線区間についてはロングタームエボリューション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）、コアネットワーク（単にネットワークとも称する）を含めたシステム全体構成については、システムアーキテクチャエボリューション（System Architecture Evolution：ＳＡＥ）と称される新たな通信方式が検討されている。この通信方式は３．９Ｇ（3.9 Generation）システムとも呼ばれる。
【０００４】
ＬＴＥでは、アクセス方式、無線のチャネル構成やプロトコルが、現在のＷ−ＣＤＭＡ（ＨＳＤＰＡ／ＨＳＵＰＡ）とは全く異なるものになる。例えば、アクセス方式は、Ｗ−ＣＤＭＡが符号分割多元接続（Code Division Multiple Access）を用いているのに対して、ＬＴＥは下り方向はＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、上り方向はＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Career Frequency Division Multiple Access）を用いる。また、帯域幅は、Ｗ−ＣＤＭＡが５ＭＨｚであるのに対し、ＬＴＥでは１．４ＭＨｚ，３ＭＨｚ，５ＭＨｚ，１０ＭＨｚ，１５ＭＨｚ，２０ＭＨｚの中で基地局毎に選択可能となっている。また、ＬＴＥでは、Ｗ−ＣＤＭＡのように回線交換を含まず、パケット通信方式のみになる。
【０００５】
ＬＴＥは、Ｗ−ＣＤＭＡのコアネットワーク（General Packet Radio Service：ＧＰＲＳ）とは異なる新たなコアネットワークを用いて通信システムが構成されるため、Ｗ−ＣＤＭＡ網とは別の独立した無線アクセス網として定義される。したがって、Ｗ−ＣＤＭＡの通信システムと区別するため、ＬＴＥの通信システムでは、移動端末（User Equipment：ＵＥ）と通信を行う基地局（Base station）はｅＮＢ（E-UTRAN NodeB）と称され、複数の基地局と制御データやユーザデータのやり取りを行う基地局制御装置（Radio Network Controller）は、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）またはａＧＷ（Access Gateway）と称される。このＬＴＥの通信システムでは、ユニキャスト（Unicast）サービスとＥ-ＭＢＭＳサービス（Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service）とが提供される。Ｅ−ＭＢＭＳサービスとは、放送型マルチメディアサービスであり、単にＭＢＭＳと称される場合もある。複数の移動端末に対してニュースや天気予報、モバイル放送などの大容量放送コンテンツが送信される。これを１対多（Point to Multipoint）サービスともいう。
【０００６】
３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおける全体的なアーキテクチャ（Architecture）に関する現在の決定事項が、非特許文献１（４章）に記載されている。全体的なアーキテクチャについて図１を用いて説明する。図１は、ＬＴＥ方式の通信システムの構成を示す説明図である。図１において、移動端末１０１に対する制御プロトコル、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）と、ユーザプレイン、例えばＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＰＨＹ（Physical layer）とが基地局１０２で終端するならば、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）は１つあるいは複数の基地局１０２によって構成される。
【０００７】
基地局１０２は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）１０３から通知されるページング信号（Paging Signaling、ページングメッセージ（paging messages）とも称される）のスケジューリング（Scheduling）および送信を行う。基地局１０２は、Ｘ２インタフェースにより、互いに接続される。また基地局１０２は、Ｓ１インタフェースによりＥＰＣ（Evolved Packet Core）に接続される。より明確には、基地局１０２は、Ｓ１＿ＭＭＥインタフェースによりＭＭＥ（Mobility Management Entity）１０３に接続され、Ｓ１＿ＵインタフェースによりＳ−ＧＷ（Serving Gateway）１０４に接続される。
【０００８】
ＭＭＥ１０３は、複数あるいは単数の基地局１０２へのページング信号の分配を行う。また、ＭＭＥ１０３は待受け状態（Idle State）のモビリティ制御（Mobility control）を行う。ＭＭＥ１０３は、移動端末が待ち受け状態および、アクティブ状態（Active State）の際に、トラッキングエリア（Tracking Area）リストの管理を行う。
【０００９】
Ｓ−ＧＷ１０４は、ひとつまたは複数の基地局１０２とユーザデータの送受信を行う。Ｓ−ＧＷ１０４は、基地局間のハンドオーバの際、ローカルな移動性のアンカーポイント（Mobility Anchor Point）となる。ＥＰＣには、さらにＰ−ＧＷ（PDN Gateway）が存在し、ユーザ毎のパケットフィルタリングやＵＥ−ＩＤアドレスの割当などを行う。
【００１０】
移動端末１０１と基地局１０２との間の制御プロトコルＲＲＣは、報知（Broadcast）、ページング（paging）、ＲＲＣ接続マネージメント（RRC connection management）などを行う。ＲＲＣにおける基地局と移動端末の状態として、ＲＲＣ＿Ｉｄｌｅ、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤがある。ＲＲＣ＿ＩＤＬＥでは、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）選択、システム情報（System Information：ＳＩ）の報知、ページング（paging）、セル再選択（cell re-selection）、モビリティ等が行われる。ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、移動端末はＲＲＣ接続（connection）を有し、ネットワークとのデータの送受信を行うことができ、また、ハンドオーバ（Handover：ＨＯ）、隣接セル（Neighbour cell）のメジャメント等が行われる。
【００１１】
３ＧＰＰにおいて、Ｈｏｍｅ−ＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ＮＢ；ＨＮＢ）、Ｈｏｍｅ−ｅＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ；ＨｅＮＢ）と称される基地局が検討されている。ＵＴＲＡＮにおけるＨＮＢ、またはＥ-ＵＴＲＡＮにおけるＨｅＮＢは、例えば家庭、法人、商業用のアクセスサービス向けの基地局である。
【００１２】
図２は、現在３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の移動体通信システムの全体的な構成を示すブロック図である。現在３ＧＰＰにおいては、ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セル（Ｅ−ＵＴＲＡＮのＨｏｍｅ−ｅＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ；ＨｅＮＢ）、ＵＴＲＡＮのＨｏｍｅ−ＮＢ（ＨＮＢ））と、ｎｏｎ−ＣＳＧセル（Ｅ−ＵＴＲＡＮのｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、ＵＴＲＡＮのＮｏｄｅＢ（ＮＢ）、ＧＥＲＡＮのＢＳＳ）とを含めたシステムの全体的な構成が検討されており、Ｅ−ＵＴＲＡＮについては、図２のような構成が提案されている（非特許文献１ ４．６．１章参照）。
【００１３】
図２について説明する。移動端末装置（以下「移動端末」または「ＵＥ」という）７１は、基地局装置（以下「基地局」という）２２と無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。移動端末装置は、通信端末装置に相当する。基地局２２は、マクロセルであるｅＮＢ２２−１と、ローカルノードであるＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２とに分類される。ｅＮＢ２２−１は、大規模基地局装置に相当し、移動端末（ＵＥ）２１と通信可能な範囲であるカバレッジとして、比較的大きい大規模カバレッジを有する。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２は、小規模基地局装置に相当し、カバレッジとして、比較的小さい小規模カバレッジを有する。
【００１４】
ｅＮＢ２２−１は、ＭＭＥ、あるいはＳ−ＧＷ、あるいはＭＭＥおよびＳ−ＧＷを含むＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ部（以下「ＭＭＥ部」という場合がある）２３とＳ１インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２２−１とＭＭＥ部２３との間で制御情報が通信される。ひとつのｅＮＢ２２−１に対して、複数のＭＭＥ部２３が接続されてもよい。ｅＮＢ２２−１間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２２−１間で制御情報が通信される。
【００１５】
Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２は、ＭＭＥ部２３とＳ１インタフェースにより接続され、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２とＭＭＥ部２３との間で制御情報が通信される。ひとつのＭＭＥ部２３に対して、複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２が接続される。あるいは、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２は、ＨｅＮＢＧＷ（Home-eNB GateWay）２４を介してＭＭＥ部２３と接続される。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２とＨｅＮＢＧＷ２４とは、Ｓ１インタフェースにより接続され、ＨｅＮＢＧＷ２４とＭＭＥ部２３とはＳ１インタフェースを介して接続される。ひとつまたは複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２がひとつのＨｅＮＢＧＷ２４と接続され、Ｓ１インタフェースを通して情報が通信される。ＨｅＮＢＧＷ２４は、ひとつまたは複数のＭＭＥ部２３と接続され、Ｓ１インタフェースを通して情報が通信される。ＭＭＥ部２３およびＨｅＮＢＧＷ２４は、上位ノード装置に相当し、基地局であるｅＮＢ２２−１およびＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２と、移動端末（ＵＥ）２１との接続を制御する。
【００１６】
さらに現在３ＧＰＰでは、以下のような構成が検討されている。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２間のＸ２インタフェースはサポートされる。すなわち、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２間で制御情報が通信される。ＭＭＥ部２３からは、ＨｅＮＢＧＷ２４はＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２として見える。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２からは、ＨｅＮＢＧＷ２４はＭＭＥ部２３として見える。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２が、ＨｅＮＢＧＷ２４を介してＭＭＥ部２３に接続される場合および直接ＭＭＥ部２３に接続される場合のいずれの場合も、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２とＭＭＥ部２３との間のインタフェースは、Ｓ１インタフェースで同じである。ＨｅＮＢＧＷ２４は、複数のＭＭＥ部２３にまたがるような、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２へのモビリティ、あるいはＨｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２からのモビリティはサポートしない。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２２−２は、唯一のセルをサポートする。
【００１７】
近年、第３世代と呼ばれる通信規格がＩＴＵ（国際電気通信連合）においてＩＭＴ−２０００として採用されている。その方式の１つであるＷ−ＣＤＭＡ（ＦＤＤ）（Wideband-Code Division Multiple Access: Frequency Division Duplex）については、２００１年から日本において商用サービスが開始されている。Ｗ−ＣＤＭＡ（ＦＤＤ）方式は、最大２Ｍｂｐｓ（Mega bit per sec）程度の通信速度を実現することを当初の目的としており、規格化団体３ＧＰＰ（3rd. Generation Partnership Project）において、１９９９年にまとめられた規格のバージョンであるリリース１９９９（ないしはバージョン３.x.x）版が最初の仕様（バージョン）として決定されている。
【００１８】
図３は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムを説明する説明図である。図３において、移動体通信システム３０１は、移動局（UE）３０２、基地局（NodeB）３０３、基地局制御装置（RNC）３０４から構成される。移動局３０２と基地局３０３は無線で、基地局３０３と基地局制御装置３０４は有線で通信を行なう。移動局３０２と基地局３０３は、共通パイロットチャネル（CPICH）３０５、上りリンクのＤＰＣＣＨ３０６、下りリンクのＤＰＣＣＨ３０７、上りリンクのＤＰＤＣＨ３０８、下りリンクのＤＰＤＣＨ３０９、上りリンクのＨＳ−ＤＰＣＣＨ３１０、下りリンクのＨＳ−ＰＤＳＣＨ３１１を使用する。ＨＳ-ＰＤＳＣＨ３１１はＨＳ-ＳＣＣＨとペアで送信される。基地局制御装置３０４は、移動局３０２と外部ネットワーク３１２との通信を介在する。３ＧＰＰ規格においては、基地局３０３と基地局制御装置３０４をＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio Access Network）と称する。
【００１９】
３ＧＰＰにおいて、マシンタイプコミュニケーション（Machine Type Communication：ＭＴＣ）技術の検討が進められている（非特許文献２参照）。ＭＴＣ用のデバイス（MTC Device：ＭＴＣＤ）の数は、膨大であることが予想されている。ＭＴＣサービスでは、多数のＭＴＣＤから、あるいは多数のＭＴＣＤへ同時にデータを通信する状況が生じる。これによって、コアネットワーク（Core Network）において混雑状態が生じるという問題が発生する。
【００２０】
ＭＴＣは、従来の人対人（Human to Human：Ｈ２Ｈ）の通信と異なり、機械対機械（Machine to Machine：Ｍ２Ｍ）の通信である。すなわち、ヒューマンインタラクション（Human Interaction）、つまり人と人とのやり取りを必要としない。ＭＴＣ技術を用いたサービス（以下「ＭＴＣサービス」という）の応用例として、ガス、電力、水道などのメータリング（Metering）、すなわち計測や、輸送管理および発注管理（Tracking&Tracing）などがある。ＭＴＣサービスの特徴として、ＭＴＣ用のデバイス（MTC Device：ＭＴＣＤ）の数が膨大であることがある。一例として、１つのセルの傘下に３万台以上のＭＴＣＤが存在することが想定されている。
【００２１】
３ＧＰＰでは、ＭＴＣのアーキテクチャが検討されている（非特許文献２参照）。図４は、３ＧＰＰで検討されているＭＴＣのアーキテクチャの一例を示す図である。ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａの通信システムだけでなく、ＷＣＤＭＡの通信システムでもＭＴＣサービスのサポートが検討されている。
【００２２】
図４において、ＭＴＣＤ４０１〜４０４と、ＮＢ／ｅＮＢ１３０５との間は、Ｕｕインタフェース４１１〜４１４で接続されている。ＳＧＳＮ／ＭＭＥ（Serving GPRS Support Node/ Mobility Management Entity）４０６は、ＮＢ／ｅＮＢ４０５とＩｕＰＳ／Ｓ１インタフェース４１５で接続されている。図示していないが、ＮＢとＳＧＳＮとの間には、無線ネットワーク制御装置（Radio Network Controller：ＲＮＣ）が存在している。ＮＢとＲＮＣとの間は、Ｉｕｂインタフェースで接続され、ＲＮＣはＩｕＰＳインタフェースを介してＳＧＳＮに接続される。
【００２３】
ＨＬＲ／ＨＳＳ（Home Location Register/Home Subscriber Server）４０７は、Ｇｒ／Ｓ６ａインタフェース４１６を介して、ＳＧＳＮ／ＭＭＥ４０６と接続される。通信オペレータ領域４１７には、ＮＢ／ｅＮＢ４０５、ＳＧＳＮ／ＭＭＥ４０６、およびＨＬＲ／ＨＳＳ４０７などが含まれる。
【００２４】
ＭＴＣサーバ４０８は、通信オペレータ領域１３１７に含まれる。ＭＴＣサービスを行うＭＴＣユーザ４０９は、アプリケーションプログラムインタフェース（Application Program Interface：ＡＰＩ）４１０を介して、ＭＴＣサーバ４０８と接続される。ＭＴＣサーバ４０８が通信オペレータ領域４１７のいずれのノードに接続されるかについては、３ＧＰＰにおいて現在検討中である。
【００２５】
ＭＴＣサービス用の情報は、ＭＴＣユーザ４０９によって、ＭＴＣサーバ４０８から、通信オペレータ領域４１７のノードであるＮＢ／ｅＮＢ４０５、ＳＧＳＮ／ＭＭＥ４０６、ＨＬＲ／ＨＳＳ４０７を用いて、ＭＴＣＤ４０１〜４０４へ通知される。逆にＭＴＣＤ４０１〜４０４からの情報は、通信オペレータ領域４１７のノードであるＮＢ／ｅＮＢ４０５、ＳＧＳＮ／ＭＭＥ４０６、ＨＬＲ／ＨＳＳ４０７を用いて、ＭＴＣサーバ４０８へ通知され、ＭＴＣユーザ４０９によって該情報が利用される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ Ｖ１０．１．０ ４章、４．６．１章
【非特許文献２】３ＧＰＰ ＴＳ２２．３６８ Ｖ１０．２．０
【非特許文献３】３ＧＰＰ Ｒ３−１００３１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
コアネットワークとＬＴＥ方式の基地局（特に小型基地局（ＨｅＮＢ））との間の通信では有線通信が用いられていることから、基地局を設置する際にはそのことによる制限が課せられる。また、ＬＴＥ方式が普及するまでの間は、ＬＴＥ方式にのみ対応した移動端末（ＵＥ）にとっての不感地帯が多いものと想定される。
【００２８】
本発明の目的は、設置に関する制限が少なく、かつＬＴＥ方式の不感地帯であっても通信が可能となるＬＴＥ変換基地局を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、ＬＴＥ端末と無線通信を行うＬＴＥ基地局機能部と、
ＬＴＥ方式と異なる別方式の基地局と無線通信を行う別方式端末機能部と、
前記ＬＴＥ基地局機能部と前記別方式端末機能部との間に介在して、ＬＴＥ方式と前記別方式とのプロトコル変換を行うプロトコル変換部とを備えたことを特徴とするＬＴＥ変換基地局である。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように本発明によれば、別方式端末機能部が別方式の基地局と通信するインタフェースとなるため、設置に関する制限を少なくすることができ、かつＬＴＥ基地局機能部がＬＴＥ端末と通信するインタフェースとなるため、ＬＴＥ方式の不感地帯であっても通信を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ＬＴＥ方式の通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】ＨｅＮＢを含むＬＴＥ方式の通信システムの構成を示す説明図である。
【図３】Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムの構成を示す説明図である。
【図４】ＭＴＣのアーキテクチャの一例を示す説明図である。
【図５】実施の形態１における通信システムのアーキテクチャを示す図である。
【図６】実施の形態２における通信システムのアーキテクチャを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
実施の形態１．
実施の形態１で解決する課題について、以下に説明する。ＬＴＥ−ＵＥがＨｅＮＢを通じてコアネットワークへの接続を行う場合、ＬＴＥ−ＵＥがＨｅＮＢとＬＴＥ通信を行い、さらにＨｅＮＢがコアネットワークと有線通信を行うことによって、接続が行われている。このときＨｅＮＢとコアネットワーク間には有線回線が必要であり、その終端装置はどこにでも設置できるわけではないという問題がある。また、ＬＴＥのマクロセル基地局はＬＴＥが普及するまでは数が少なく、不感地帯が発生する可能性が想定される。
【００３３】
一般にＬＴＥの不感地帯を補うための対策として、ＵＥをＬＴＥと３Ｇに対応させることが考えられている。しかし、ＵＥをＬＴＥと３Ｇに対応させたデュアル機とした場合には、ＵＥ毎にデュアル機としての機能が必要となり、小型化が望まれるＵＥの構造が複雑化・大型化してしまうという問題がある。
【００３４】
実施の形態１での解決策を以下に示す。解決策として内部にＬＴＥ方式と３Ｇ方式のプロトコル変換機能を持つＬＴＥ変換基地局を用いることで、ＬＴＥ−ＵＥから３Ｇマクロセル基地局を通じてコアネットワークへの接続を行う。ＬＴＥ変換基地局としては、例えば３Ｇ−ＵＥの機能を有するＬＴＥフェムトセルを使用することが可能である。ＬＴＥフェムトセルは、ＬＴＥシステムにおけるＨｅＮＢとも称される。３Ｇ−ＵＥとは、第３世代の通信方式に対応した移動端末である。第３世代の通信方式の具体例としては、Ｗ−ＣＤＭＡなどがある。
【００３５】
図５は、実施の形態１における通信システムのアーキテクチャを示す図である。ＬＴＥ変換基地局５０４は、ＨｅＮＢとしての機能、すなわちＬＴＥ基地局としての機能を有するＬＴＥ基地局機能部５０４−３を持ち、ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７との間でＬＴＥ方式の無線通信を行うことが可能である。また、ＬＴＥ変換基地局５０４は、３Ｇ−ＵＥとしての機能を有する３Ｇ端末機能部５０４−１を持ち、３Ｇマクロセル基地局５０３との間で３Ｇ方式の無線通信を行うことが可能である。さらに、ＬＴＥ変換基地局５０４は、３Ｇ方式とＬＴＥ方式との間のプロトコル変換を行うプロトコル変換部５０４−２を持ち、３Ｇ方式とＬＴＥ方式の変換が可能である。
【００３６】
次に、実施の形態１に関する動作を説明する。ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７とコアネットワーク５０１とが下り通信を行うときには、コアネットワーク５０１から３Ｇネットワーク５０２を介して３Ｇマクロセル基地局５０３に送信されてきた信号は、３Ｇ方式の無線通信によってＬＴＥ変換基地局５０４に送信される。続いて、３Ｇ方式で受信された信号は、ＬＴＥ変換基地局５０４内のプロトコル変換部５０４−２において３ＧからＬＴＥ方式へのプロトコル変換を受け、ＬＴＥ基地局機能部５０４−３に送られる。最後に、ＬＴＥ変換基地局５０４の圏内にあるＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７にＬＴＥ方式の無線通信にて送信される。
【００３７】
ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７とコアネットワーク５０１とが上り通信を行うときには、ＬＴＥ変換基地局５０４の圏内において、ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７がＬＴＥ変換基地局５０４にＬＴＥ方式により無線送信を行う。次に、ＬＴＥ変換基地局５０４内のプロトコル変換部５０４−２によって、ＬＴＥ方式から３Ｇ方式へのプロトコル変換が行われる。続いて、ＬＴＥ変換基地局５０４の３Ｇ端末機能部５０４−１から３Ｇマクロセル基地局５０３に３Ｇ通信による無線送信が行われる。更に、３Ｇネットワーク５０２を介して、３Ｇマクロセル基地局５０３からコアネットワーク５０１まで信号が送信される。
【００３８】
このように、上り及び下りともに、ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７とコアネットワーク５０１との間における接続が可能となる。
【００３９】
３Ｇ端末機能部５０４−１として、ＭＴＣを適用してもよい。
【００４０】
以上の実施の形態１によって、以下の効果を得ることができる。ＬＴＥ−ＵＥが３Ｇマクロセル基地局を通じてコアネットワークへ接続することが可能となり、ＬＴＥ−ＵＥをＬＴＥ圏内だけでなく、ＬＴＥ圏外かつ３Ｇ圏内でも利用可能となる。さらに３Ｇ圏内であれば有線回線がない場所でもＨｅＮＢを設置することが可能である。
【００４１】
また、ＬＴＥ変換基地局５０４では、ＬＴＥ方式と３Ｇ方式とを変換できるため、ＵＥをＬＴＥ方式と３Ｇ方式との両方に対応させる必要がなくなり、小型化が望まれるＵＥの簡素化が可能である。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態２で解決する課題について、以下に説明する。ＬＴＥ−ＵＥがＨｅＮＢを通じてコアネットワークへの接続を行う場合、ＬＴＥ−ＵＥがＨｅＮＢとＬＴＥ通信を行い、さらにＨｅＮＢがコアネットワークと有線通信を行うことによって、接続が行われている。このときＨｅＮＢとコアネットワークとの間には有線回線が必要であり、海上等においてはＬＴＥ−ＵＥを利用することができない。また、非常時においては、有線回線の利用が不能となり、マクロセル基地局も回線の混雑により繋がらないことが想定される。
【００４３】
実施の形態２での解決策について以下に示す。この解決策として、３Ｇよりも広大なカバーエリアを持つ衛星移動体通信を通じてコアネットワークへの接続を行う。また、衛星移動体通信網との間で通信を行うために、ＨｅＮＢに衛星通信ＵＥとしての機能を持たせたＬＴＥ変換基地局を用いることによってＬＴＥ−ＵＥと衛星移動体通信網との通信を可能とする。
【００４４】
図６は、実施の形態２における通信システムのアーキテクチャを示す図である。通信システムは、コアネットワーク５０１、衛星局６０１、ＬＴＥ変換基地局６０４およびＬＴＥ−ＵＥ（ＬＴＥ端末）５０５〜５０７を含んで構成される。コアネットワーク５０１とＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７は、図５と同じものである。衛星局６０１は、地球の周りを周回する軌道上に配置され、地上のコアネットワーク５０１との間で通信を行うとともに、同じく地上のＬＴＥ変換基地局６０４との間で通信を行う。ＬＴＥ変換基地局６０４は、衛星通信端末機能部６０４−１、プロトコル変換部６０４−２およびＬＴＥ基地局機能部６０４−３を有する。衛星通信端末機能部６０４−１は、衛星通信方式の端末の機能を有し、衛星局６０１との間で衛星通信方式の通信を行う。プロトコル変換部６０４−２は、衛星通信端末機能部６０４−１とＬＴＥ基地局機能部６０４−３との間に介在し、衛星通信方式とＬＴＥ方式とのプロトコル変換を行う。ＬＴＥ基地局機能部６０４−３は、ＬＴＥ−ＵＥとの間でＬＴＥ方式の無線通信を行う。
【００４５】
次に、実施の形態２に関する動作を説明する。ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７がコアネットワーク５０１と通信を行うとき、ＬＴＥ−ＵＥ５０５〜５０７とＬＴＥ変換基地局６０４が通信を行う。次に、ＬＴＥ変換基地局６０４内部のプロトコル変換部６０４−２によってＬＴＥ方式と３Ｇ方式とのプロトコル変換を行う。３Ｇ方式に変換された信号は、ＬＴＥ変換基地局６０４と衛星局６０１との間で通信を行い、コアネットワーク５０１への接続を行う。
【００４６】
以上の実施の形態２によって、以下の効果を得ることができる。衛星移動体通信網は広大なカバーエリアを持ち、海上等の３Ｇマクロセル基地局がカバーしていないエリアにおいても、電源さえ確保すれば通信が可能となる。同様に、災害時で有線通信が断絶したり、マクロセル基地局が混雑した時においても、充分なスループットでＬＴＥ−ＵＥを利用することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
５０１ コアネットワーク
５０２ ３Ｇネットワーク
５０３ ３Ｇマクロセル基地局
５０４，６０４ ＬＴＥ変換基地局
５０４−１ ３Ｇ−ＵＥ機能部
５０４−２，６０４−２ プロトコル変換部
５０４−３，６０４−３ ＬＴＥ基地局機能部
５０５〜５０７ ＬＴＥ−ＵＥ
６０１ 衛星局
６０４−１ 衛星通信ＵＥ機能部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＴＥ端末と無線通信を行うＬＴＥ基地局機能部と、
ＬＴＥ方式と異なる別方式の基地局と無線通信を行う別方式端末機能部と、
前記ＬＴＥ基地局機能部と前記別方式端末機能部との間に介在して、ＬＴＥ方式と前記別方式とのプロトコル変換を行うプロトコル変換部とを備えたことを特徴とするＬＴＥ変換基地局。
【請求項２】
前記別方式は、３Ｇ方式であることを特徴とするＬＴＥ変換基地局。
【請求項３】
前記別方式は、衛星移動体通信方式であることを特徴とするＬＴＥ変換基地局。
【請求項１】
ＬＴＥ端末と無線通信を行うＬＴＥ基地局機能部と、
ＬＴＥ方式と異なる別方式の基地局と無線通信を行う別方式端末機能部と、
前記ＬＴＥ基地局機能部と前記別方式端末機能部との間に介在して、ＬＴＥ方式と前記別方式とのプロトコル変換を行うプロトコル変換部とを備えたことを特徴とするＬＴＥ変換基地局。
【請求項２】
前記別方式は、３Ｇ方式であることを特徴とするＬＴＥ変換基地局。
【請求項３】
前記別方式は、衛星移動体通信方式であることを特徴とするＬＴＥ変換基地局。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８１０３０（Ｐ２０１３−８１０３０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９２８５（Ｐ２０１１−２１９２８５）
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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