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WO2009139262A1 - 移動通信端末、移動通信システム及び移動通信方法 - Google Patents

移動通信端末、移動通信システム及び移動通信方法 Download PDF

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WO2009139262A1
WO2009139262A1 PCT/JP2009/057659 JP2009057659W WO2009139262A1 WO 2009139262 A1 WO2009139262 A1 WO 2009139262A1 JP 2009057659 W JP2009057659 W JP 2009057659W WO 2009139262 A1 WO2009139262 A1 WO 2009139262A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base station
small base
mobile communication
communication terminal
communication
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/057659
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
守也 近田
昇平 山田
靖夫 菅原
秀和 坪井
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Publication of WO2009139262A1 publication Critical patent/WO2009139262A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/20—Selecting an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B

Definitions

  • the present invention relates to a mobile communication terminal, a mobile communication system, and a mobile communication method that can be connected to both a mobile communication network to which a base station is connected and a small base station connected to a different network.
  • telecommunications carriers prepare multiple base stations and place the base station radio wave coverage areas on top of each other so that they can be placed anywhere in a wide area. It has been devised to allow calls.
  • a telecommunications carrier can use a small base station to cover an area where radio waves do not reach, or to improve communication quality in areas where users can be restricted such as homes and workplaces.
  • Users of communication terminals can install a small base station in a place where radio waves from conventional base stations are difficult to reach, such as indoors in a building, so that they can be operated in the same way as outdoors in a more stable radio wave condition. You can enjoy a phone call indoors using a mobile phone.
  • a small base station may have a small amount of communication that can be transmitted, and communication terminals that can use this are limited to those registered in advance. Based on this, functions such as transceivers that are used by family members in the room can be provided, and the use of the ability to identify communication terminals allows telecommunications carriers to preferentially pay line usage charges to users. It is being considered to do.
  • the user of the terminal can use the usual mobile phone at home as usual and can reduce the communication fee.
  • the communication terminal in the conventional system, there is no particular means for the communication terminal to know whether or not a small base station can be used. Therefore, even if there is a small base station that can be used nearby, the user of the terminal cannot make good use of it and communicates via a normal base station that is not a small base station. There was a case.
  • the present invention provides a mobile communication terminal, a mobile communication system, and a mobile communication method that use a small base station by notifying the user if there is a small base station that can be used. It is what.
  • the present invention relates to a mobile communication terminal capable of wireless communication with a base station connected to a mobile communication network and a small base station that can be connected to the mobile communication network via another network and has a communication area smaller than the base station.
  • a mobile communication terminal capable of wireless communication with a base station connected to a mobile communication network and a small base station that can be connected to the mobile communication network via another network and has a communication area smaller than the base station.
  • a call charge based on the number of packets that flow and a charge rate is calculated and displayed. Further, when a connection is being made to the small base station, the user is notified of a discount on the call charge compared to the base station.
  • the present invention also includes a base station connected to a mobile communication network, a communication terminal that can be connected to the base station by wireless communication, and a small base station that can wirelessly communicate with the communication terminal and has a smaller communication area than the base station.
  • the mobile communication terminal searches for the presence of the small base station in the vicinity, and when the small base station exists, transmits information necessary for authentication informing that the small base station is to be connected,
  • the small base station confirms whether the mobile communication terminal is a registered terminal and permits connection,
  • the mobile communication terminal switches from the base station to the small base station when connection is permitted from the small base station, and at the same time, the communication terminal is connected to the small base station to the user. Is notified.
  • the present invention also provides a mobile station capable of wireless communication with a base station connected to a mobile communication network and a small base station that can be connected to the mobile communication network via another network and has a smaller communication area than the base station.
  • a mobile communication method using a communication terminal Searching for the presence of the small base station in proximity, transmitting the information necessary for authentication by informing that the small base station is to be connected to the small base station, and the small base station, A step of switching from the base station to the small base station when the connection is permitted from the base station, and simultaneously notifying the user that the communication terminal is connected to the small base station. It is characterized by that.
  • the user when a user of a mobile communication terminal is connected to a network, the user can determine whether there is a small base station that can be used and can use it. You will be able to know. The user of the terminal can prevent missing the opportunity to use the small base station and can effectively use such service. Furthermore, since the call charge is displayed, and further, the discount compared to the use of the base station is displayed, the user can recognize the merit of using the small base station, and the small base station can be effectively used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a radio network in a mobile communication system according to the present invention. It is a sequence diagram which shows exchange of the communication signal with a communication terminal, a small base station, and a communication control apparatus. It is a flowchart which shows the procedure in which a communication terminal determines a connecting point. It is an external view which shows an example of a communication terminal. It is a figure which shows the example which alert
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a mobile communication system according to the present invention.
  • the system 1 includes a communication terminal 10, a base station 11, a small base station 12, a communication control device 13, an application server 14, a mobile communication network 15, a wide area network 16, and the Internet 17.
  • the communication control device 13 is placed in the mobile communication network 15. A plurality of base stations 11 are connected. Then, it is possible to connect to the application server 14 via a gateway.
  • the application server 14 can provide various services.
  • the communication terminal 10 connects to the mobile communication network 15 by selecting and connecting one of the plurality of base stations 11 using wireless communication, and then connects to the other communication terminal 10 connected to the network 15 from there. You can connect to and communicate. Then, a service can be received by connecting to the application server 14 via a gateway connected to the Internet 17.
  • the communication control device 13 manages the mobile communication network 15 and the base station 11 to control communication.
  • the wide area network 16 is a relatively low-cost and general-purpose network that is mainly used by fixed terminals such as desktop PCs installed in homes and offices.
  • the network 16 can be connected to the Internet 17 to connect to the application server 14.
  • a communication terminal such as a desktop PC is connected to the wide area network 16 using a telephone line or a wireless LAN line. From there, it connects to the application server 14 and receives a service. Alternatively, communication can be performed by connecting to another communication terminal 10 connected to the mobile communication network 15.
  • the small base station 12 has a smaller radius of the cell 18 that can cover a smaller radio wave output than the conventional base station 11.
  • the processing capacity of the device is low and cannot handle many line connections at once. However, it is lightweight and compact, has low power consumption, and has a high degree of freedom in installation location. Moreover, it is generally inexpensive.
  • the basic function is the same as that of the base station 11.
  • the small base station 12 can be installed by a telecommunications carrier or a terminal user. Further, there are cases where one device is installed at one place and cases where a plurality of small base stations 12 are installed side by side. In the latter case, a plurality of small base stations 12 cooperate with each other to realize the function of one small base station 12.
  • the small base station 12 When the small base station 12 is connected to the core network of the mobile communication network 15 or the communication control device 13, it is assumed that, in addition to using the mobile communication network 15, the wide area network 16 used by the fixed terminal is used. ing. Since the wide area network 16 is almost outside the jurisdiction of the telecommunications carrier that manages the mobile communication network 15, measures for ensuring network security, such as encryption of the communication path, are sufficiently taken in use.
  • the communication terminal 10 When the communication terminal 10 is connected to the small base station 12, it first connects to the wide area network 16, and then connects to the mobile communication network 15 via the Internet 17.
  • the small base station 12 has an authentication mechanism, and cannot communicate with any other than the determined communication terminal 10.
  • the user operates the communication terminal 10 and the small base station 12 in advance to register information on the communication terminal 10 in the small base station 12.
  • the small base station 12 creates a list and holds it in the storage unit.
  • FIG. 2 is a diagram showing main functional blocks of each device in the mobile communication system according to the present invention.
  • the communication terminal 10 is held by a wireless transmission / reception unit 31 for performing wireless transmission / reception with the base station 11 (or the small base station 12), a storage unit 32 for storing the state of transmitted / received data and communication paths, and the storage unit 32.
  • a data processing unit 33 for processing information transmitted and received and transmitted / received by the wireless transmission / reception unit 31, an input unit 34 such as a keyboard and a lever used by the user to give instructions, a monitor or speaker output unit 35 for displaying the results, and It comprises a state management unit 36 that controls each functional block in an integrated manner.
  • the base station 11 receives data sent from the communication terminal 10 via wireless communication, converts the data into a mobile communication network 15 and sends it out, receives packet data coming from the mobile communication network 15 and performs wireless communication.
  • a wireless transmission / reception unit 41 for performing wireless transmission / reception with the communication terminal 10 a storage unit 42 for storing the transmitted / received data and the state of the communication path, and the storage unit 42.
  • Consists of The functional block configuration is the same in the small base station 12.
  • the IP transport network 20 performs communication between the IP core network 19 and the base station 11.
  • the IP transport network 20 includes a router 51 that relays communication data with the base station 11.
  • the IP core network 19 includes a communication control device 13 having a session control device 52 and a subscriber information management device 53.
  • the session control device 52 is a device that controls a communication method in the session layer.
  • the subscriber information management device 53 is a device that manages information on the user of the communication terminal 10 who subscribes to the communication service.
  • the wide area network 16 connected to the small base station 12 is also provided with a router 51 to relay communication data with the base station 12 to the wide area network.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a radio network in the mobile communication system according to the present invention.
  • the cell 55 formed by the small base station 12 has a smaller radius than the cell 54 formed by the base station 11.
  • the cell 55 formed by the small base station 12 exists in the cell 54 formed by the base station 11.
  • the communication terminal 10 in the cell 55 receives both strong radio waves that reach from a distance from the base station 11 and weak radio waves that reach from a distance from the small base station 12.
  • radio waves are not transmitted uniformly, but there are areas where the radio waves of the base station 11 are difficult to transmit due to changes in topography or buildings such as buildings.
  • the strength of the radio wave changes each time.
  • the same connection procedure is used for wireless connection between the base station 11 and the communication terminal 10 and between the small base station 12 and the communication terminal 10. Therefore, when viewed from the communication terminal 10, the cell 55 formed by the small base station 12 looks the same as the cell 54 formed by the base station 11.
  • the communication terminal 10 treats the base station 11 and the small base station 12 in the same manner, and selects and connects, for example, the stronger radio wave. For this reason, even if the small base station 12 is nearby, the radio waves are slightly weak, so it is considered that it often happens that such a service cannot be used without noticing it.
  • the communication terminal 10 and the small base station 12 exchange in a sequence as shown in FIG.
  • a procedure when the communication terminal 10 wants to start communication by calling from itself is shown.
  • the communication terminal 10 searches for the base station 11 and transmits an information acquisition request signal from the base station 11.
  • the small base station 12 returns its base station information to the communication terminal 10.
  • the communication terminal 10 analyzes the information and confirms whether the base station 11 is a small base station 12. If it is determined that the mobile station is the small base station 12, the process proceeds to the next step.
  • the communication terminal 10 informs the small base station 12 that it wants to connect, and transmits information necessary for authentication.
  • the small base station 12 authenticates the communication terminal 10 based on the list held.
  • the small base station 12 transmits information indicating that the connection is permitted to the communication terminal 10. If the connection is permitted, the communication terminal 10 connects to the communication control device 13 via the small base station 12, and enters procedures such as authentication for line use and call connection setting.
  • the communication terminal determines the connection destination according to the procedure described in the flowchart of FIG.
  • step S1 base station information is requested from the small base station 12 (step S1). If there is an answer to the base station information (step S2), the small base station 12 is present. Then, the process proceeds to the next step, and the communication terminal 10 informs that it is desired to connect to the small base station 12, and transmits information necessary for authentication (step S3).
  • the communication terminal 10 confirms whether the small base station 12 is operating and is further authenticated and usable (step S4). If the authentication permission signal is returned and it can be confirmed that it can be used, it is confirmed whether or not there is a sufficient number of lines that the small base station 12 can provide at that time (step S5). If there is a margin in the number of lines that can be provided, it is confirmed whether or not the communication terminal is trying to perform emergency communication (step S6). If it is an emergency communication, the small base station 12 accepts any terminal as long as it has an available line, and the communication terminal 10 displays an indication indicating that an emergency communication is possible, for example, The red lamp is turned on (step S7).
  • step S6 If it is normal communication in step S6, it is confirmed whether the target communication terminal 10 is registered in the small base station 12 in advance (step S8). If the call is from the registered terminal 10, the small base station 12 notifies the communication terminal 10 that the call is possible (step S9), and the communication terminal 10 displays an indication that communication is possible. For example, the green lamp is turned on (step S10). At the same time, the communication terminal 10 connects to the communication control device 13 via the small base station 12, and enters procedures such as authentication for line use and call connection setting (step S11). If No in steps S4, S5, and S8, the connection is not permitted, and the normal base station 11 is used without connecting to the 12 small base stations (step S12).
  • Fig. 6 shows an example of the exterior of the communication terminal.
  • the communication terminal 10 includes various parts such as an antenna 61, a speaker 62, a lamp 63, a display 64, a button 65, a microphone 66, and the like.
  • a vibrator is informed of the state by vibration, or a protruding part is stored without protruding. By operating these, the user is notified that the connection to the small base station 12 is permitted.
  • the lamp 67 is turned on (FIG. 7A), the projection 68 pops out (FIG. 7B), and an alarm sound is emitted from the speaker (FIG. 7 ( c)), the vibrator is activated and the main body shakes (FIG. 7D).
  • icons 72, 73, and 74 indicating that the small base station 12 can be connected are displayed on the display 64 along with an icon 71 indicating the radio wave condition.
  • icons such as an antenna-like icon 72, a star-shaped icon 73, and a human face-shaped icon 74 are conceivable. Icons are appropriate for things related to radio waves, indicating that communication charges will be cheaper, and those that allow you to imagine being at home.
  • a dial tone is heard from the speaker.
  • the dial tone sounds, it is possible to indicate that connection with the small base station 12 is possible. I can do it.
  • a short dial tone may sound twice.
  • a communication carrier often provides a service for discounting a communication charge to a user who uses the small base station 12.
  • the communication terminal 10 calculates a call charge and displays it on the display 64. Sometimes. Next, a process in which the communication terminal 10 calculates a communication fee will be described.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of communication charge calculation by the communication terminal.
  • the user When a telecommunications carrier provides communication, the user usually counts the time that the user has used the communication line and the number of packets that have passed through the communication line, and charges the usage amount.
  • the communication terminal 10 obtains in advance data for determining the charge rate from the connection route and the call form from the mobile communication network 15 (step S21).
  • the communication terminal 10 connects to the mobile communication network 15 via the small base station 12, and connects to the communication control device 13 to perform authentication processing. Information is notified (step S22).
  • connection to the network is started, and at the same time, charging log registration is performed (step S23).
  • the number of packets is counted and recorded at regular intervals (step S24).
  • the connection with the network is terminated, and charging log registration is performed (step S25).
  • the communication terminal 10 calculates the communication fee from the “number of packets that flow” and the “rate”, and notifies the user by displaying it on the display 64 (step S26).
  • the telecommunications carrier may change the billing rate according to the usage mode and usage time zone. For example, if a specific destination is a specific destination in a specific time zone, the communication fee will be reduced, or the user who pays a fixed usage fee every month will not be charged every hour until the fixed usage fee. There is.
  • the communication carrier identifies which type the user has used the base station 11 and uses it to change the billing rate. For example, as shown in FIG. 10, if the small base station 12 is used, the charge is reduced by 2 discounts, or if the small base station 12 is used for communication between people of the same carrier, the charge is free. And so on. In the case of an emergency call, if the charge is free, it is also included in the rate calculation procedure.
  • the communication carrier can prompt the user to use the small base station 12.
  • the following procedure can be considered as a method of using the system to which the present invention is applied. If the user of the communication terminal 10 is in a place where an available small base station 12 is considered to be nearby (eg, at home) and the indicator does not indicate that the small base station 12 can be connected, the communication terminal 10 Before using, the position of the communication terminal 10 is moved to a place where the small base station 12 can be used. When communication is performed with the indicator indicating that the small base station 12 can be connected, the radio wave is stable, communication is difficult to be interrupted, power consumption is reduced, battery life is improved, and communication charges are charged at the end of communication. Is displayed, but it is cheaper than usual (outdoors etc.). By performing this procedure, the user of the terminal can prevent missing the opportunity to use the small base station 12 with minimal effort and can effectively use such service.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

　利用可能な小型基地局があれば、利用者にその旨を通知して、小型基地局を利用する移動通信端末、移動通信システム及び移動通信方法を提供する。 　通信端末１０は、小型基地局１２が動作していて、さらに認証されて利用可能かどうかを確認する。登録されている端末１０からの発信であれば、発信が可能であることが小型基地局１２から通信端末１０に通知され、通信端末１０は通信が可能であることを示す表示、例えば緑ランプの点灯を行う。それと同時に通信端末１０は、小型基地局１２を経由して、通信制御装置１３に接続し、回線利用のための認証と呼接続設定などの手続きに入る。接続が許可されなかった場合には、小型基地局１２局には接続せず、普通の基地局１１を利用する。

Description

移動通信端末、移動通信システム及び移動通信方法
　本発明は、基地局が接続している移動通信ネットワークと、それは異なるネットワークに接続している小型基地局との両方に接続可能な移動通信端末、移動通信システム及び移動通信方法に関する。
　携帯電話に代表される移動通信システムにおいては、通信事業者が、複数の基地局を用意し、セルと呼ばれる、基地局の電波の届くエリアを、重ね合わせて配置することによって、広い地域のどこでも通話が可能になるように工夫している。
　しかし、エリアの中にビルなどの障害物がある場合、セルでカバーされたエリアの中にあっても、電波の届かない地域が出来てしまう。また、花火大会の観客のように、セルの中で一時的に想定範囲を超える多くの通信端末が通話を行おうとすると、基地局が通信を捌き切れなくなって、広い地域で通話が出来なくなることがある。
　これらを解決するための一つの手段として、従来の基地局よりもセル半径がかなり小さい、小型基地局が開発されている（例えば、後述する特許文献１を参照）。通信事業者は、小型基地局を用いて、電波の届かない地域をカバーしたり、家庭や職場など利用者が限定できる地域の通信品質を改善したりすることが出来る。通信端末の利用者は、従来の基地局からの電波が届きづらい場所、例えばビルの中の室内などで、小型基地局を設置することで、より安定した電波状態の中で、屋外と同じように室内で携帯電話を使って通話を楽しむことが出来る。
　小型基地局は、捌くことが出来る通信量が少ないこともあり、これを利用することが出来る通信端末は、事前に登録を行ったものに限定している。これを元に、室内で家族の間で利用するトランシーバのような機能を提供したり、通信端末が特定できることを利用して、通信事業者が利用者に対して回線利用料金の優遇を行ったりすることが、検討されている。
　これが広く利用されるようになると、端末の利用者は、いつも使っている携帯電話を、自宅でもいつものように利用して、しかも通信料金を安く済ませることが出来ると考えられる。
特開２００６－２６１７２２号公報
　ところが、従来のシステムにおいては、小型基地局を利用することが出来るかどうかを、通信端末で知るための手段は特になかった。そのため、端末の利用者は、利用可能な小型基地局がそばにあったとしても、それを上手に活用することが出来ず、小型基地局ではない通常の基地局を介して通信を行ってしまう場合もあった。
　本発明は、斯かる実情に鑑み、利用可能な小型基地局があれば、利用者にその旨を通知して、小型基地局を利用する移動通信端末、移動通信システム及び移動通信方法を提供しようとするものである。
　本発明は、移動通信ネットワークに繋がる基地局と、該移動通信ネットワークに他のネットワークを介して接続可能で且つ該基地局より通信エリアが狭い小型基地局とに対して無線通信可能な移動通信端末において、
　近接する前記小型基地局が存在するかを探索し、前記小型基地局が存在する場合に、前記小型基地局に接続したい旨を伝えて認証に必要な情報を送信し、前記小型基地局から接続が許可された場合に、前記基地局から前記小型基地局に切り替えて接続し、同時に利用者に前記小型基地局に接続中であることを報知することを特徴とする。
　この移動通信端末において、小型基地局を利用した場合、流れたパケット数と料金レートからの通話料金を計算し表示することを特徴とする。さらに、前記小型基地局に接続中である場合に、前記基地局に比較しての通話料金の割引を利用者に報知することを特徴とする。
　また、本発明は、移動通信ネットワークに繋がる基地局と、基地局と無線通信で接続可能な通信端末と、該通信端末と無線通信可能で該基地局より通信エリアが狭い小型基地局とを備え、該基地局と該小型基地局が接続可能である移動通信システムにおいて、
　前記移動通信端末は、近接する前記小型基地局が存在するかを探索し、前記小型基地局が存在する場合に、前記小型基地局に接続したい旨を伝えて認証に必要な情報を送信し、
　前記小型基地局は、前記移動通信端末が登録された端末であるかを確認して接続を許可し、
　前記移動通信端末は、前記小型基地局から接続が許可された場合に、前記基地局から前記小型基地局に切り替えて接続し、同時に通信端末が利用者に前記小型基地局に接続中であることを報知することを特徴とする。
　また、本発明は、移動通信ネットワークに繋がる基地局と、該移動通信ネットワークに他のネットワークを介して接続可能で且つ該基地局より通信エリアが狭い小型基地局とに対して無線通信可能な移動通信端末による移動通信方法おいて、
　近接する前記小型基地局が存在するかを探索するステップと、前記小型基地局が存在する場合に、前記小型基地局に接続したい旨を伝えて認証に必要な情報を送信するステップと、前記小型基地局から接続が許可された場合に、前記基地局から前記小型基地局に切り替えて接続し、同時に通信端末が利用者に前記小型基地局に接続中であることを報知するステップと、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、移動通信端末の利用者は、この端末がネットワークに接続されるとき、利用可能な小型基地局がそばにあって、これを利用することが出来るかどうかを、通信端末で知ることができるようになる。端末の利用者は、小型基地局を活用する機会を逸することを防ぎ、かかるサービスを有効に利用することが出来る。
　さらに、通話料金を表示し、さらには基地局利用に比較しての割引を表示するので、利用者は、小型基地局利用のメリットを認識でき、小型基地局の有効利用が図られる。
本発明に係る移動通信システムの一例を示す構成図である。 本発明に係る移動通信システムにおける各々の機器の主な機能ブロックを示す図である。 本発明に係る移動通信システムにおける無線ネットワークの概略図である。 通信端末、小型基地局及び通信制御装置との通信信号のやり取りを示すシーケンス図である。 通信端末が接続先を決定する手順を示すフローチャートである。 通信端末の一例を示す外観図である。 通信端末が小型基地局と接続可能であることを報知する例を示す図である。 通信端末のディスプレイにおいて小型基地局と接続可能を示すアイコンの例の図である。 通信端末による通信料金計算の手順を示すフローチャートである。 通話形態に対するレートを示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
　図１は、本発明に係る移動通信システムの一例を示す構成図である。本システム１は、通信端末１０、基地局１１、小型基地局１２、通信制御装置１３、アプリケーションサーバ１４、移動通信ネットワーク１５、広域ネットワーク１６、インターネット１７から構成される。
　移動通信ネットワーク１５の中には通信制御装置１３が置かれている。また複数の基地局１１が接続されている。それから、ゲートウェイを介してアプリケーションサーバ１４に接続することが出来るようになっている。アプリケーションサーバ１４は各種サービスを提供することが出来る。通信端末１０は、無線通信を利用して複数の基地局１１のうち一つを選択して接続することにより、移動通信ネットワーク１５に接続し、そこからネットワーク１５に接続された他の通信端末１０に接続して通信を行うことが出来る。それから、インターネット１７へつながるゲートウェイを経由してアプリケーションサーバ１４に接続してサービスを受けることが出来る。通信制御装置１３は移動通信ネットワーク１５と基地局１１を管理して通信の制御を行う。
　広域ネットワーク１６は、主に住宅や事業所に設置されたデスクトップＰＣなどの固定端末が用いる比較的低コストで汎用的なネットワークである。またこのネットワーク１６からインターネット１７に接続してアプリケーションサーバ１４に接続することが出来るようになっている。デスクトップＰＣなどの通信端末は、電話回線や無線ＬＡＮの回線などを用いて広域ネットワーク１６に接続する。そこからアプリケーションサーバ１４に接続してサービスを受ける。もしくは、移動通信ネットワーク１５に接続された他の通信端末１０に接続して通信を行うことが出来る。
　これに加えて、本システムでは、小型基地局１２が導入されている。小型基地局１２は、従来の基地局１１よりも電波の出力が小さくカバーできるセル１８の半径が小さい。装置の処理能力は低く、一度に多くの回線接続を扱うことはできない。しかし、軽量コンパクトで、低消費電力で、設置場所の自由度が高い。また、おおむね安価である。基本的な機能は、基地局１１と同じである。
　小型基地局１２は、通信事業者が設置することも、端末利用者が設置することも可能である。また、一ヶ所に一つの機器が設置される場合と、複数の小型基地局１２が、近接して並んで設置される場合がある。後者の場合、複数の小型基地局１２がお互いに連携して一つの小型基地局１２の機能を実現する。
　小型基地局１２が移動通信ネットワーク１５のコアネットワークや通信制御装置１３に接続する際には、移動通信ネットワーク１５を利用する以外に、固定端末が使っている広域ネットワーク１６を利用することが想定されている。広域ネットワーク１６は移動通信ネットワーク１５を管理する通信事業者の管轄外であることがほとんどなので、利用に際しては、通信路の暗号化など、ネットワークセキュリティを確保するための対策が十分にとられる。通信端末１０が小型基地局１２に接続されると、まず広域ネットワーク１６につながり、ここからインターネット１７を経由して移動通信ネットワーク１５に接続する。
　小型基地局１２は認証の仕組みを持っており、決められた通信端末１０以外とは通信できないようになっている。利用者はあらかじめ、通信端末１０と小型基地局１２を操作して、通信端末１０の情報を小型基地局１２に登録しておく。小型基地局１２はリストを作成して記憶部にて保持している。
　図２は、本発明に係る移動通信システムにおける各々の機器の主な機能ブロックを示した図である。通信端末１０は、基地局１１（または小型基地局１２）と無線の送受信を行うための無線送受信部３１、送受信したデータや通信経路などの状態を記憶する記憶部３２、記憶部３２で保持している情報や無線送受信部３１において送受信するデータを処理するデータ処理部３３、ユーザが指示を行うために用いるキーボードやレバーなどの入力部３４、結果を表示するモニタやスピーカーの出力部３５、そして各機能ブロックを統括して制御する状態管理部３６、からなる。基地局１１は、通信端末１０から無線通信を経由して送られてきたデータを受信して移動通信ネットワーク１５にパケットに変換して送り出し、移動通信ネットワーク１５から来るパケットデータを受信して無線通信を経由して通信端末１０に送り出す機能を持っており、通信端末１０と無線の送受信を行うための無線送受信部４１、送受信したデータや通信経路などの状態を記憶する記憶部４２、記憶部４２で保持している情報や送受信するデータを処理するデータ処理部４３、各機能ブロックを統括して制御する状態管理部４４、移動通信ネットワーク１５を介してのデータ送受信を行うためのパケット送受信部４５から構成される。機能ブロックの構成は小型基地局１２でも同じである。
　移動通信ネットワーク１５内にはＩＰコアネットワーク１９と基地局１１との通信を行うＩＰトランスポートネットワーク２０が存在する。ＩＰトランスポートネットワーク２０にはルータ５１があって、基地局１１との通信データを中継する。ＩＰコアネットワーク１９には、セッション制御装置５２と加入者情報管理装置５３を有する通信制御装置１３が備えられている。セッション制御装置５２は、セッション層における通信方式を制御する装置である。加入者情報管理装置５３は、通信サービスに加入している通信端末１０の利用者の情報を管理する装置である。
　小型基地局１２に接続する広域ネットワーク１６にもルータ５１が備えられ、基地局１２との通信データを広域ネットワークに中継する。
　図３は、本発明に係る移動通信システムにおける無線ネットワークの概略図である。小型基地局１２が形成するセル５５は、基地局１１の形成するセル５４よりも半径が小さい。小型基地局１２が形成するセル５５は、基地局１１の形成するセル５４の中に存在する。セル５５の中にある通信端末１０には、基地局１１からの遠くから届く強い電波と、小型基地局１２からの近くから届く弱い電波が、どちらも届いている。基地局１１の形成するセル５４の中は、電波が均一に伝わるわけではなく、地形の変化や、ビルなどの建築物などによって、基地局１１の電波が伝わりにくい地域が存在し、その場合は小型基地局１２の電波が基地局１１のそれを上回る場所もある。また、通信端末１０は移動するので、電波の強さはその都度変化する。
　基地局１１と通信端末１０、小型基地局１２と通信端末１０との無線接続は、同じ接続手順を用いる。よって、通信端末１０から見ると、小型基地局１２が形成するセル５５は、基地局１１の形成するセル５４と同じようにみえる。
　従来は、通信端末１０は、基地局１１と小型基地局１２を同様に扱って、例えば、電波の強いほうを選択して接続する。そのため、せっかく小型基地局１２がそばにあっても、電波がわずかばかり弱いがために、それに気づかず、かかるサービスを利用できないことがたびたび発生すると考えられる。
　本発明が適用されたシステムにおいては、通信端末１０と小型基地局１２は、図４のような、シーケンスでやり取りを行う。ここでは通信端末１０が自身から発呼して通信を開始したいときの手順を示す。まず、通信端末１０は基地局１１の探索を行い、基地局１１から情報入手要求信号を発信する。これに応じて、小型基地局１２は自身の基地局情報を通信端末１０に返送する。通信端末１０は情報を解析し基地局１１が小型基地局１２であるかどうかを確認する。小型基地局１２であることがわかったら次のステップに進み、通信端末１０は小型基地局１２に接続したい旨を伝え、認証に必要な情報を送信する。小型基地局１２は保持しているリストを元に、通信端末１０を認証する。通信端末１０がリストアップされていて接続が許可できるのであれば、小型基地局１２は接続を許可する旨の情報を通信端末１０に送信する。接続が許可されたら、通信端末１０は、小型基地局１２を経由して、通信制御装置１３に接続し、回線利用のための認証と呼接続設定などの手続きに入る。
　通信端末は図５のフローチャートに記載された手順で接続先を決定する。
　通信端末１０は、前述の基地局１１の探索の過程においては、基地局１１のセルの中に入っている場合であっても、それを前提として、まず通信端末１０に近接する小型基地局１２があるかどうかを探索する。すなわち、小型基地局１２に対して基地局情報を要求する（ステップＳ１）。基地局情報の回答があれば（ステップＳ２）、小型基地局１２が存在することになる。そして、次のステップに進み、通信端末１０は小型基地局１２に接続したい旨を伝え、認証に必要な情報を送信する（ステップＳ３）。
　次に通信端末１０は、小型基地局１２が動作していて、さらに認証されて利用可能かどうかを確認する（ステップＳ４）。認証許可信号が返されて利用可能であることが確認できれば、その時点で小型基地局１２が提供できる回線数に余裕があるかどうかを確認する（ステップＳ５）。提供できる回線数に余裕がある場合は、通信端末が緊急通信をしようとしているかどうかを確認する（ステップＳ６）。もし緊急通信であれば、どの端末であっても、小型基地局１２は自身の利用可能回線の空きがある限りこれを受け付け、通信端末１０には緊急通信が可能であることを示す表示、例えば赤ランプの点灯がなされる（ステップＳ７）。
　ステップＳ６において発信が普通の通信であれば、対象となる通信端末１０があらかじめ小型基地局１２に登録されているかどうかの確認がなされる（ステップＳ８）。登録されている端末１０からの発信であれば、発信が可能であることが小型基地局１２から通信端末１０に通知され（ステップＳ９）、通信端末１０は通信が可能であることを示す表示、例えば緑ランプの点灯を行う（ステップＳ１０）。それと同時に通信端末１０は、小型基地局１２を経由して、通信制御装置１３に接続し、回線利用のための認証と呼接続設定などの手続きに入る（ステップＳ１１）。ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ８においてＮｏの場合は、接続が許可されなかった場合であり、小型基地局１２局には接続せず、普通の基地局１１を利用する（ステップＳ１２）。
　小型基地局１２に対する接続が許可されたときの通信端末１０のインジケータによる報知方法はいろいろ考えられる。
　図６は通信端末の外装の例である。通信端末１０は、アンテナ６１、スピーカー６２、ランプ６３、ディスプレイ６４、ボタン６５、マイク６６、など、いろいろなパーツをまとっている。また、振動で状態を知らせるバイブレータや、突起するパーツが出っ張らない状態で格納されていたりすることもある。これらが動作することで、小型基地局１２に対する接続が許可されたことを利用者に伝える。
　図７には通信端末の外装を利用した例として、ランプ６７が点灯する（図７（ａ））、突起物６８が飛び出る（図７（ｂ））、スピーカーからアラーム音が出る（図７（ｃ））、バイブレータが作動して本体が震える（図７（ｄ））、ことを示している。
　図８では、ディスプレイ６４の中で、電波状況を示すアイコン７１とともに、小型基地局１２と接続可能であることを示すアイコン７２，７３，７４が表示される。アイコンとしては、アンテナのようなアイコン７２、星型のアイコン７３、人の顔の形のアイコン７４、などいろいろ考えられる。アイコンは、電波に関連したもの、通信料金が安価になることを示すもの、自宅にいることを想像できるもの、などがふさわしい。
　また、通話サービスであれば、通信端末が通話を行う際、スピーカーから発信音が聞こえるが、この発信音の鳴り方を変化させることで、小型基地局１２と接続可能であることを示すことも出来る。例えば、いつもと異なって短い発信音が２度余分に鳴る、などが考えられる。
　小型基地局１２と接続可能であることを示すこれらインジケータについては、通常の通信と、緊急通信の場合とで、表示に変化を加えることが想定される。例えば、色を変えるとか、別の方式を用いるとか、である。
　さて、通信事業者は小型基地局１２を利用したユーザに対しては通信料金をディスカウントするサービスを提供することが多いが、その場合、通信端末１０で通話料金を計算してディスプレイ６４に表示することがある。そこで次に、通信端末１０が通信料金を計算するプロセスについて説明する。
　図９は、通信端末による通信料金計算の手順を示すフローチャートである。
　通信事業者が通信を提供する場合には、通常、利用者が通信回線を利用した時間や、通信回線を通過したパケット数をカウントして、その利用量に対して課金を行う。この場合、通信端末１０は事前に移動通信ネットワーク１５から、接続経路と通話形態から課金のレートを決めるためのデータを入手しておく（ステップＳ２１）。通信端末１０で通信を開始する手順がなされると、通信端末１０は小型基地局１２経由で移動通信ネットワーク１５に接続し、通信制御装置１３に接続して認証処理を行い、この際に利用者情報を通知する（ステップＳ２２）。
　次にネットワークへの接続を開始し、同時に課金ログ登録を行う（ステップＳ２３）。通信中はパケット数をカウントし、一定時間ごとに記録する（ステップＳ２４）。通信が終了するとネットワークとの接続を終了して課金ログ登録を行う（ステップＳ２５）。そして通信端末１０は、「流れたパケットの数」と「レート」から通信料金を計算し、ディスプレイ６４に表示するなどしてユーザに通知する（ステップＳ２６）。
　これに加えて、通信事業者は、利用形態や利用時間帯に応じて、課金のレートを変更することがある。例としては、特定の時間帯で特定の相手先であれば通信料金を低減するとか、毎月一定の利用料を支払うユーザに対しては一定の利用料までは時間ごとの課金を行わない、などがある。本システムにおいては、それに加え、通信事業者が、ユーザがどの種類に基地局１１を利用したかを識別して、それを、課金レートを変更するのに利用する。例えば、図１０にあるように、小型基地局１２を使った場合は料金を２割引にするとか、小型基地局１２を使って同一キャリアの人同士で通信を行った場合は料金を無料にするとか、である。また、緊急通話の場合に料金を無料にするのであれば、それもレートの計算手順に入れておく。
　こうすることにより、通信事業者は、ユーザに小型基地局１２の利用を促すことができる。
　本発明が適用されたシステムの利用方法としては、次のような手順が考えられる。通信端末１０のユーザは、利用可能な小型基地局１２がそばにあると考えられる場所（例えば自宅）にいて、インジケータが小型基地局１２と接続可能であることを示していない場合、通信端末を利用する前に、小型基地局１２を利用することが出来るところまで、通信端末１０の位置を移動させる。インジケータが小型基地局１２と接続可能であることを示す状態で通信を行うと、電波が安定していて通信が途切れにくく、消費電力が抑えられるので電池の持ちがよくなり、通信終了時に通信料金が表示されるが、通常（屋外などで）利用するより料金が安く済む。この手順を行うことで、端末の利用者は、最小限の手間で、小型基地局１２を活用する機会を逸することを防ぎ、かかるサービスを有効に利用することが出来る。
　尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１　移動通信システム
１０　通信端末
１１　基地局
１２　小型基地局
１３　通信制御装置
１４　アプリケーションサーバ
１５　移動通信ネットワーク
１６　広域ネットワーク
１７　インターネット
１８　セル
１９　ＩＰコアネットワーク
２０　ＩＰトランスポートネットワーク
３１　無線送受信部
３２　記憶部
３３　データ処理部
３４　入力部
３５　出力部
３６　状態管理部
４１　無線送受信部
４２　記憶部
４３　データ処理部
４４　状態管理部
４５　パケット送受信部
５１　ルータ
５２　セッション制御装置
５３　加入者情報管理装置

Claims (5)

  1. 　移動通信ネットワークに繋がる基地局と、該移動通信ネットワークに他のネットワークを介して接続可能で且つ該基地局より通信エリアが狭い小型基地局とに対して無線通信可能な移動通信端末において、
    　近接する前記小型基地局が存在するかを探索し、
    　前記小型基地局が存在する場合に、前記小型基地局に接続したい旨を伝えて認証に必要な情報を送信し、
    　前記小型基地局から接続が許可された場合に、前記基地局から前記小型基地局に切り替えて接続し、同時に利用者に前記小型基地局に接続中であることを報知することを特徴とする移動通信端末。
  2. 　小型基地局を利用した場合、流れたパケット数と料金レートからの通話料金を計算し表示することを特徴とする請求項１に記載の移動通信端末。
  3. 　さらに、前記小型基地局に接続中である場合に、前記基地局に比較しての通話料金の割引を利用者に報知することを特徴とする請求項２に記載の移動通信端末。
  4. 　移動通信ネットワークに繋がる基地局と、基地局と無線通信で接続可能な通信端末と、該通信端末と無線通信可能で該基地局より通信エリアが狭い小型基地局とを備え、該基地局と該小型基地局が接続可能である移動通信システムにおいて、
    　前記移動通信端末は、近接する前記小型基地局が存在するかを探索し、前記小型基地局が存在する場合に、前記小型基地局に接続したい旨を伝えて認証に必要な情報を送信し、
    　前記小型基地局は、前記移動通信端末が登録された端末であるかを確認して接続を許可し、
    　前記移動通信端末は、前記小型基地局から接続が許可された場合に、前記基地局から前記小型基地局に切り替えて接続し、同時に通信端末が利用者に前記小型基地局に接続中であることを報知することを特徴とする移動通信システム。
  5. 　移動通信ネットワークに繋がる基地局と、該移動通信ネットワークに他のネットワークを介して接続可能で且つ該基地局より通信エリアが狭い小型基地局とに対して無線通信可能な移動通信端末による移動通信方法おいて、
    　近接する前記小型基地局が存在するかを探索するステップと、
    　前記小型基地局が存在する場合に、前記小型基地局に接続したい旨を伝えて認証に必要な情報を送信するステップと、
    　前記小型基地局から接続が許可された場合に、前記基地局から前記小型基地局に切り替えて接続し、同時に通信端末が利用者に前記小型基地局に接続中であることを報知するステップと、
    を有することを特徴とする移動通信方法。
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