(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信プロトコルでデータを伝送するための第１の通信セッションによる通信を行う第１の上位ノードと、前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルでデータを伝送するための第２の通信セッションによる通信を行う第２の上位ノードと、前記第１の上位ノードおよび前記第２の上位ノードの制御を行う上位側通信制御部とを含むキャリア側通信装置と、
前記第１の上位ノードに対して前記第１の通信セッションを確立して通信を行う第１の通信部と、前記第２の上位ノードに対して前記第２の通信セッションを確立して通信を行う第２の通信部と、前記第１の通信部および前記第２の通信部の制御を行う通信制御部とを含む基地局装置と、
を備え、
前記通信制御部および前記上位側通信制御部は、前記第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または前記第１の通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記第１の通信セッションから前記第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行い、
前記第１の通信部は、前記第２の通信部と前記第２の上位ノードを介して、前記第２の通信セッションによる迂回転送を行って、前記第１の上位ノードに接続する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記第１の通信部と前記第１の上位ノードとの間で、前記第１の通信セッションが確立されて通信が開始したことを契機にして、
前記通信制御部は、前記第１の通信セッションに関する信号を、前記第２の通信セッションを介して前記第２の上位ノードへ送信させることで、同一信号を前記第１の通信セッションおよび前記第２の通信セッションの２経路から送信させ、
前記上位側通信制御部は、前記第１の通信セッションに関する信号を、前記第２の通信セッションを介して前記第２の通信部へ送信させることで、同一信号を前記第１の通信セッションおよび前記第２の通信セッションの２経路から送信させる、
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
上位キャリアに位置するキャリア側通信装置において、
基地局に対して第１の通信プロトコルでデータを伝送するための第１の通信セッションによる通信を行う第１の上位ノードと、
前記基地局に対して前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルでデータを伝送するための第２の通信セッションによる通信を行う第２の上位ノードと、
前記第１の上位ノードおよび前記第２の上位ノードの制御を行う上位側通信制御部と、
を備え、
前記上位側通信制御部は、前記第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または前記第１の通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記第１の通信セッションから前記第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行い、
前記第１の上位ノードは、前記第２の上位ノードを介した前記第２の通信セッションによる迂回転送によって前記基地局と接続する、
ことを特徴とするキャリア側通信装置。
【請求項４】
基地局装置において、
上位キャリアに対して第１の通信プロトコルでデータを伝送するための第１の通信セッションを確立して通信を行う第１の通信部と、
前記上位キャリアに対して前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルでデータを伝送するための第２の通信セッションを確立して通信を行う第２の通信部と、
前記第１の通信部および前記第２の通信部の制御を行う通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、前記第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または前記第１の通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記第１の通信セッションから前記第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行い、
前記第１の通信部は、前記第２の通信部を介して、前記第２の通信セッションによる迂回転送を行って、前記上位キャリアに接続する、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項５】
キャリア側通信装置と基地局装置との間で通信セッションを確立して通信を行う際の通信方法において、
前記キャリア側通信装置と前記基地局装置との間に、第１の通信プロトコルでデータを伝送するための第１の通信セッションおよび前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルでデータを伝送するための第２の通信セッションを確立して通信を行い、
前記第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または前記第１の通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記第１の通信セッションから前記第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行い、
前記基地局装置は、前記第２の通信セッションによる迂回転送を行って、前記キャリア側通信装置に接続する、
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報通信を行う通信システム、キャリア側通信装置、基地局装置および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
W−CDMA（Wideband Code Division Multiple Access）の3G（3rd Generation）方式による移動通信システムの普及は著しく、屋外の人口カバー率は１００％に近い状態となっている。ただし、屋内での人口カバー率は、電波が入りにくい点や、屋内用基地局の運用にコストがかかるなどの理由から、屋外と比べると高いものでは無かった。
【０００３】
一方、近年になって、フェムトセル（Femto Cell）と呼ばれる小型基地局が注目されている。これは、家庭やオフィスでの利用を想定した基地局であり、多くは3G方式に対応している。また、半径数１０ｍの範囲で４ユーザ程度の同時通信が可能であり、価格も安価である。
【０００４】
このようなフェムトセルを、既存の基地局でカバーしきれていない高層ビルや住宅街に配置することで、運用コストを上げずに屋内カバー率を向上させることができる。なお、LTE（Long Term Evolution）方式（3G方式に対応させて3.9G方式とも呼ばれる）に対応したフェムトセルの開発も行われている。
【０００５】
3G方式に対応したフェムトセルでは、上位に対して呼接続用の回線（セッション）を張る際は、3G方式用のセッションとしてIuhと呼ばれるセッションが張られる。また、LTE方式に対応したフェムトセルでは、上位に対してセッションを張る際は、LTE方式用のセッションとしてS1と呼ばれるセッションが張られることになる。
【０００６】
従来技術として、基地局とゲートウェイ間のみにIPsecトンネルを設け、端末と基地局間にはIPsecトンネルを設けないようにすると共に、端末のハンドオフをサポートする技術が提案されている（特許文献１）。また、回線切換要求を発した移動端末にフェムトセルとは別の基地局を指示し、該移動端末とフェムトセルとの無線接続を停止させる技術が提案されている（特許文献２）。さらに、3GのCS端末をIMS網に直接収容し、ベアラプロトコル変換を実現する技術が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−９４６５１号公報
【特許文献２】特開２０１０−０１６６０２号公報
【特許文献３】特開２００８−２０５６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
3G方式とLTE方式の両方に対応したフェムトセルとして、デュアルフェムトセルが開発されている。デュアルフェムトセルでは、3G方式およびLTE方式の双方の通信方式に対応するために、3G方式およびLTE方式それぞれのゲートウェイ設備に対して、IuhおよびS1のセッションを張ることになる。
【０００９】
ここで、デュアルフェムトセルを有して、3G方式やLTE方式といった複数の通信方式（RAT：Radio Access Technology）で通信を行うシステムにおいて、通信経路の切替機能（冗長回線）を有していない構成でゲートウェイ設備が故障すると、故障したゲートウェイのRATによる通信が確保できないといった問題があった。
【００１０】
すなわち、3G方式の通信とLTE方式の通信とがそれぞれ独立に行われる構成では、いずれかの通信方式に対応するゲートウェイが故障した場合、その故障したゲートウェイの3G方式またはLTE方式の通信に対して通信断が発生してしまう。
【００１１】
このように、互いの通信方式に対して、適切な通信回線切替機能を有していない場合、通信断が生じた際には通信障害を回避することができないため、通信サービスが停止することになる。
【００１２】
また、上記のようなシステムでは、RAT間のゲートウェイの負荷分散ができないといった問題もあった。例えば、3G方式で通信するゲートウェイの負荷が増大した際に、LTE方式で通信しているゲートウェイに負荷を分散させるといったことができず、運用性が低下することになる。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、通信断の回避および負荷分散のための通信経路切替を行って通信品質の向上を図った通信システムを提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、通信断の回避および負荷分散のための通信経路切替を行って通信品質の向上を図ったキャリア側通信装置を提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、通信断の回避および負荷分散のための通信経路切替を行って通信品質の向上を図った基地局装置を提供することである。
【００１５】
さらにまた、本発明の他の目的は、通信断の回避および負荷分散のための通信経路切替を行って通信品質の向上を図った通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、通信システムが提供される。この通信システムは、第１の通信プロトコルでデータを伝送するための第１の通信セッションによる通信を行う第１の上位ノードと、前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルでデータを伝送するための第２の通信セッションによる通信を行う第２の上位ノードと、前記第１の上位ノードおよび前記第２の上位ノードの制御を行う上位側通信制御部とを含むキャリア側通信装置と、前記第１の上位ノードに対して前記第１の通信セッションを確立して通信を行う第１の通信部と、前記第２の上位ノードに対して前記第２の通信セッションを確立して通信を行う第２の通信部と、前記第１の通信部および前記第２の通信部の制御を行う通信制御部とを含む基地局装置とを備える。また、前記通信制御部および前記上位側通信制御部は、前記第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または前記第１の通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記第１の通信セッションから前記第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行い、前記第１の通信部は、前記第２の通信部と前記第２の上位ノードを介して、前記第２の通信セッションによる迂回転送を行って、前記第１の上位ノードに接続する。
【発明の効果】
【００１７】
通信品質の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】通信システムの構成例を示す図である。
【図２】無線通信システムの全体構成例を示す図である。
【図３】無線通信システムの全体構成例を示す図である。
【図４】3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信のシーケンスを示す図である。
【図５】3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信のシーケンスを示す図である。
【図６】3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信のシーケンスを示す図である。
【図７】3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信のシーケンスを示す図である。
【図８】LTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信のシーケンスを示す図である。
【図９】LTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信のシーケンスを示す図である。
【図１０】LTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信のシーケンスを示す図である。
【図１１】LTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信のシーケンスを示す図である。
【図１２】3G方式側通信経路を冗長通信経路に使用したLTE方式による通信のシーケンスを示す図である。
【図１３】LTE方式側通信経路を冗長通信経路に使用した3G方式による通信のシーケンスを示す図である。
【図１４】通信断通知のデータ形式を示す図である。
【図１５】通信断通知に対する応答のデータ形式を示す図である。
【図１６】回線切替要求のデータ形式を示す図である。
【図１７】回線切替要求に対する応答のデータ形式を示す図である。
【図１８】セッション数オーバ通知のデータ形式を示す図である。
【図１９】セッション数オーバ通知に対する応答のデータ形式を示す図である。
【図２０】冗長通信経路作成要求のデータ形式を示す図である。
【図２１】冗長通信経路作成要求に対する応答のデータ形式を示す図である。
【図２２】制御メッセージのデータ形式を示す図である。
【図２３】Iuhのプロトコルスタックを示す図である。
【図２４】S1のプロトコルスタックを示す図である。
【図２５】プロトコルスタックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は通信システムの構成例を示す図である。通信システム１は、キャリア側通信装置１０と基地局装置２０を有する。キャリア側通信装置１０は、第１の上位ノード１３、第２の上位ノード１４および上位側通信制御部１５を含む。基地局装置２０は、第１の通信部２１、第２の通信部２２および通信制御部２３を含む。
【００２０】
第１の上位ノード１３は、第１の通信セッションによる通信を行う。第２の上位ノード１４は、第２の通信セッションによる通信を行い、第１の上位ノード１３と接続する。上位側通信制御部１５は、第１の上位ノード１３および第２の上位ノード１４の制御およびキャリア側通信装置１０の全体制御を行う。
【００２１】
第１の通信部２１は、第１の上位ノード１３に対して第１の通信セッションを確立して通信を行う。第２の通信部２２は、第２の上位ノード１４に対して第２の通信セッションを確立して通信を行い、第１の通信部２１と接続する。通信制御部２３は、第１の通信部２１および第２の通信部２２の制御および基地局装置２０全体の制御を行う。
【００２２】
また、通信制御部２３および上位側通信制御部１５は、第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または第１の通信セッションの数が上限値を超えた場合（セッション数オーバ）は、第１の通信セッションから第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行う。
【００２３】
ここで、第１の通信部２１が、第１の通信セッションの通信断を検知した場合、第１の通信部２１は、通信制御部２３に通信断発生を通知する。通信制御部２３では、キャリア側通信装置１０および基地局装置２０間の制御信号を通信する制御回線を介して、上位側通信制御部１５に対して通信断を通知する。
【００２４】
通信制御部２３は、第１の通信セッションの通信断発生通知を受信すると、第１の通信セッションから第２の通信セッションへの通信経路切替制御を、第１の通信部２１および第２の通信部２２に対して行って、迂回転送を実施させる。
【００２５】
また、上位側通信制御部１５は、第１の通信セッションの通信断発生通知を受信すると、第１の通信セッションから第２の通信セッションへの通信経路切替制御を、第１の上位ノード１３および第２の上位ノード１４に対して行って、迂回転送を実施させる。
【００２６】
さらに、第１の上位ノード１３が、第１の通信セッションの通信断を検知した場合には、第１の上位ノード１３は、上位側通信制御部１５に通信断発生を通知する。上位側通信制御部１５では、制御回線を介して、通信制御部２３に対して通信断を通知する。
【００２７】
上位側通信制御部１５は、第１の通信セッションの通信断発生通知を受信すると、第１の通信セッションから第２の通信セッションへの通信経路切替制御を、第１の上位ノード１３および第２の上位ノード１４に対して行って、迂回転送を実施させる。
【００２８】
また、通信制御部２３は、第１の通信セッションの通信断発生通知を受信すると、第１の通信セッションから第２の通信セッションへの通信経路切替制御を、第１の通信部２１および第２の通信部２２に対して行って、迂回転送を実施させる。
【００２９】
一方、第１の通信部２１から第１の上位ノード１３へ、第１の通信セッションの確立要求を送信している際に、第１の上位ノード１３が第１の通信セッションの確立要求のセッション数オーバ（セッション数が上限値以上）を検知したとする。
【００３０】
この場合、第１の上位ノード１３は、上位側通信制御部１５にセッション数オーバを通知する。また、上位側通信制御部１５では、制御回線を介して、通信制御部２３に対してセッション数オーバを通知する。
【００３１】
上位側通信制御部１５は、第１の通信セッションのセッション数オーバを認識すると、第１の通信セッションから第２の通信セッションへの通信経路切替制御を、第１の上位ノード１３および第２の上位ノード１４に対して行って、迂回転送を実施させる。
【００３２】
また、通信制御部２３は、第１の通信セッションのセッション数オーバを認識すると、第１の通信セッションから第２の通信セッションへの通信経路切替制御を、第１の通信部２１および第２の通信部２２に対して行って、迂回転送を実施させる。
【００３３】
次に通信システム１を3G方式およびLTE方式の双方の通信を行う無線通信システムに適用した場合の構成および動作について説明する。図２、図３は無線通信システムの全体構成例を示す図である。無線通信システム１ａは、移動体通信キャリア１０ａ（キャリア側通信装置１０が含まれる）、デュアルフェムトセル２０（基地局装置２０に該当）および携帯電話機等のUE（User Equipment）３０を備える。
【００３４】
移動体通信キャリア１０ａは、ネットワーク４０を介して、デュアルフェムトセル２０と接続する。ネットワーク４０は、例えば、Internet網およびIntranet網などのブロードバンドネットワークである（公衆回線を含んでもよい）。また、デュアルフェムトセル２０とUE３０は、無線で接続する。
【００３５】
なお、UE３０は、3G方式およびLTE方式の両方に対応可能な無線通信装置として示しているが、デュアルフェムトセル２０には、3G方式のみの通信を行うUEや、LTE方式のみの通信を行うUEも接続する（これらのUEの図示は省略している）。
【００３６】
移動体通信キャリア１０ａの構成要素について説明する。移動体通信キャリア１０ａは、UE３０に対して通信サ−ビスを提供する。移動体通信キャリア１０ａは、3Gコアネットワーク１１、LTEコアネットワーク１２、3GフェムトGW（ゲートウェイ）１３、LTEフェムトGW１４およびフェムトセルマネジメントサーバ１５を備える。
【００３７】
なお、HMS１５ａと3GフェムトGW１３との間、およびHMS１５ａとLTEフェムトGW１４との間にインタフェースを有している。また、3GフェムトGW１３およびLTEフェムトGW１４同士でインタフェースを有する。
【００３８】
（3Gコアネットワーク１１）
3Gコアネットワーク１１は、3G方式の通信を終端するコアネットワークであり、MSC（Mobile Switching Center）１１ａおよびSGSN（Serving General packet radio service Support Node）１１ｂを含む。
【００３９】
MSC１１ａは、3Gの音声通信を終端／交換するコアノード装置である。なお、MSC１１ａにおける制御信号をIu−CS C−Planeと呼び、音声のU−Plane信号をIu−CS U−Planeと呼ぶ。
【００４０】
SGSN１１ｂは、3Gのパケット通信を終端するコアノード装置である。なお、SGSN１１ｂにおけるパケット通信の制御信号をIu−CS U−Planeと呼び、パケット通信のU−Plane信号はIu−PS U−Planeと呼ぶ。
【００４１】
（LTEコアネットワーク１２）
LTEコアネットワーク１２は、LTE方式の通信を終端するコアネットワークであり、MME（Mobile Management Entity）１２ａおよびS−GW（Serving−GateWay）１２ｂを含む。
【００４２】
MME１２ａは、LTEのパケット通信の制御信号を終端するコアノード装置である。制御信号をS1−MMEと呼ぶ。S−GW１２ｂは、LTEのパケット通信のU−Plane信号を終端するコアノード装置である。U−Plane信号をS1−Uと呼ぶ。
【００４３】
（3GフェムトGW１３）
3GフェムトGW１３は、3G方式のフェムトセル（HNB：Home Node B）の通信プロトコルを終端するGW設備である。なお、3G方式に対応したフェムトセルは、HNBと呼ばれる。3GフェムトGW１３は、HNB−GW１３ａおよびHNB−GW向けSeGW（Security GateWay）１３ｂを含む。
【００４４】
HNB−GW１３ａは、3Gフェムトセル部２１との通信を終端し、上位のMSC１１ａおよびSGSN１１ｂへ信号を転送するGWである。3Gフェムトセル部２１とのインタフェース名はIuhであり、音声の制御信号をIuh−CS C−Plane、音声のU−Plane信号をIuh−CS U−Planeと呼ぶ。また、パケット通信の制御信号をIuh−PS C−Plane、パケット通信のU−Plane信号をIuh−PS U−Planeと呼ぶ。
【００４５】
さらに、HNB−GW１３ａは、LTEフェムトGW１４内のHeNB−GW１４ａとのインタフェースを終端する。さらにまた、フェムトセルマネジメントサーバ１５内のHMS１５ａから送信された回線切替の指示を受信し、回線状態の通知等をHMS１５ａに対して実施する。
【００４６】
（HNB−GW向けSeGW１３ｂ）
HNB−GW向けSeGW１３ｂは、ネットワーク４０を介してデュアルフェムトセル２０内の3Gフェムトセル部２１と通信を行うSeGWである。なお、セキュリティゲートウェイは、一般に、IPsec（Security Architecture for Internet Protocol）のような暗号通信機能が実装されて、プロトコルの異なるネットワーク同士の接続を可能にする。HNB−GW向けSeGW１３ｂは、3Gフェムトセル部２１内の回線終端部２１ａに対してIPsecセッションの確立を実施する。
【００４７】
（LTEフェムトGW１４）
LTEフェムトGW１４は、LTE方式のフェムトセル（HeNB：Home eNode B）の通信プロトコルを終端するGW設備である。なお、LTE方式に対応したフェムトセルは、HeNBとも呼ばれる。LTEフェムトGW１４は、HeNB−GW１４ａおよびHeNB−GW向けSeGW１４ｂを含む。
【００４８】
HeNB−GW１４ａは、LTEフェムトセル部２２との通信を終端し、上位のMME１２ａ、S−GW１２ｂへ信号を転送するGWである。LTEフェムトセル部２２とのインタフェース名はS1であり、パケット通信の制御信号をS1−MME、パケット通信のU−Plane信号をS1−Uと呼ぶ。
【００４９】
また、HeNB−GW１４ａは、3GフェムトGW１３内のHNB−GW１３ａとのインタフェースを終端する。さらに、フェムトセルマネジメントサーバ１５内のHMS１５ａから送信された回線切替の指示を受信し、回線状態の通知等をHMS１５ａに対して実施する。
【００５０】
HeNB−GW向けSeGW１４ｂは、ネットワーク４０を介してデュアルフェムトセル２０内のLTEフェムトセル部２２と通信を行うSeGWである。HeNB−GW向けSeGW１４ｂは、LTEフェムトセル部２２内の回線終端部２２ａに対してIPsecセッションの確立を実施する。
【００５１】
（フェムトセルマネジメントサーバ１５）
フェムトセルマネジメントサーバ１５は、複数台のデュアルフェムトセル２０を管理するための保守・管理ノードであり、HMS１５ａおよびHMS向けSeGW１５ｂを含む。
【００５２】
HMS１５ａは、デュアルフェムトセル２０内のマネジメント部２３とTR−069プロトコル等の制御プロトコルを用いて通信を行い、3G方式の通信経路およびLTE方式の通信経路の回線切替等の制御を行う（標準化上のHMS機能についての説明は割愛する）。なお、TR−069は、Broadband Forumにて規定されているCPE WAN Management Protocolである（CPEはCustomer Premises Equipmentの略、WANはWide Area Networkの略）。
【００５３】
HMS向けSeGW１５ｂは、ネットワーク４０を介して、マネジメント部２３と通信を行うSeGWである。HMS向けSeGW１５ｂは、マネジメント部２３内の回線終端部２３ａに対してIPsecセッションの確立を実施する。
【００５４】
次にデュアルフェムトセル２０の構成要素について説明する。デュアルフェムトセル２０は、家庭やオフィス、商業施設での利用を想定したもので、3G方式およびLTE方式の双方に対応し、４ユーザ程度の同時通信を可能にする超小型基地局である。
【００５５】
デュアルフェムトセル２０は、3Gフェムトセル部２１、LTEフェムトセル部２２およびマネジメント部２３を備える。なお、制御部２３ｂと3Gフェムトセル部２１との間、および制御部２３ｂとLTEフェムトセル部２２との間にインタフェースを有している。また、3Gフェムトセル部２１内のプロトコル終端部２１ｂと、LTEフェムトセル部２２内のプロトコル終端部２２ｂとの間にインタフェースを有する。
【００５６】
（3Gフェムトセル部２１）
3Gフェムトセル部２１は、3G方式の通信に必要な機能を有している機能部であり、回線終端部２１ａ、プロトコル終端部２１ｂおよび無線部２１ｃを含む。
【００５７】
回線終端部２１ａは、ネットワーク４０を介して、上位の3GフェムトGW１３内のHNB−GW１３ａと通信を行うためのSeGWである。回線終端部２１ａは、3GフェムトGW１３内のHNB−GW向けSeGW１３ｂに対してIPsecセッションの確立を実施する。
【００５８】
プロトコル終端部２１ｂは、Iuhインタフェースのプロトコルを終端する機能部である。具体的にはIuh−CS C−Plane、Iuh−CS U−Plane、Iuh−PS C−Plane、Iuh−PS U−Planeを終端する。
【００５９】
また、LTEフェムトセル部２２内のプロトコル終端部２２ｂとの間で、HNBとHeNB間とのインタフェースを終端する。さらに、マネジメント部２３内の制御部２３ｂから送信された回線切替指示を受信し、回線状態の通知等を制御部２３ｂへ実施する。
【００６０】
無線部２１ｃは、3G方式およびLTE方式の両方に対応するUE３０や、通常の3G方式対応UEとの間で、3G方式による無線通信を行う機能部である。この無線インタフェースは3GPP、Uuと呼ばれる（詳細は割愛する）。
【００６１】
（LTEフェムトセル部２２）
LTEフェムトセル部２２は、LTE方式の通信に必要な機能を有している機能部であり、回線終端部２２ａ、プロトコル終端部２２ｂおよび無線部２２ｃを含む。
【００６２】
回線終端部２２ａは、ネットワーク４０を介して、上位のLTEフェムトGW１４内のHeNB−GW１４ａと通信を行うためのSeGWである。回線終端部２２ａは、LTEフェムトGW１４内のHeNB−GW向けSeGW１４ｂに対してIPsecセッションの確立を実施する。
【００６３】
プロトコル終端部２２ｂは、S1インタフェースのプロトコルを終端する機能部である。具体的にはS1−MME、S1−Uを終端する。また、3Gフェムトセル部２１内のプロトコル終端部２１ｂとの間でHNBとHeNB間のインタフェースを終端する。さらに、マネジメント部２３内の制御部２３ｂから送信された回線切替指示を受信し、回線状態の通知等を制御部２３ｂに実施する。
【００６４】
無線部２２ｃは、3G方式およびLTE方式の両方に対応するUE３０や、通常のLTE方式対応UEとの間で、LTE方式による無線通信を行う機能部である。この無線インタフェースは3GPP上、LTE−Uuと呼ばれる（詳細は割愛する）。
【００６５】
（マネジメント部２３）
マネジメント部２３は、上位のフェムトセルマネジメントサーバ１５とTR−069プロトコル等を用いて通信を行い、回線状態の通知や回線切替の指示を受ける。さらに、3Gフェムトセル部２１およびLTEフェムトセル部２２へ回線切替指示を送信し、応答である回線状態の取得等を実施する。
【００６６】
回線終端部２３ａは、ネットワーク４０を介して、上位のフェムトセルマネジメントサーバ１５内のHMS１５ａと通信を行うためのSeGWである。回線終端部２３ａは、フェムトセルマネジメントサーバ１５のHMS向けSeGW１５ｂに対してIPsecセッションの確立を実施する。
【００６７】
制御部２３ｂは、3Gフェムトセル部２１内のプロトコル終端部２１ｂおよびLTEフェムトセル部２２内のプロトコル終端部２２ｂと通信を行い、3G方式およびLTE方式の回線切替等の制御を行う。
【００６８】
次にUE３０の構成要素について説明する。UE３０は、ユーザがデュアルフェムトセル２０を用いて通信する際のUEの一形態である。このUE３０の他に、3G方式専用UE、LTE方式専用UEがある。これらのUEを用いることで、ネットワーク４０を介して音声等の通信を行うことが可能である。UE３０は、3G通信部３１、LTE通信部３２および上位アプリケーション３３を含む。
【００６９】
（3G通信部３１）
3G通信部３１は、3G方式での通信を行う機能部であり、無線部３１ａを含む。無線部３１ａは、3G方式の無線IF Uuを終端する（詳細は割愛する）。
【００７０】
（LTE通信部３２）
LTE通信部３２は、LTE方式での通信を行う機能部であり、無線部３２ａを含む。無線部３２ａは、LTE方式の無線IF LTE−Uuを終端する（詳細は割愛する）。
【００７１】
（上位アプリケーション３３）
上位アプリケーション３３は、無線レイヤより上位の処理を行う機能部である（詳細は割愛する）。
【００７２】
次に無線通信システム１ａの動作について詳しく説明する。無線通信システム１ａでは、デュアルフェムトセル２０およびHNB−GW１３ａ、HeNB−GW１４ａに通信断の検知機能を設け、HMS１５ａを介した通信により、通信経路の切替を実現する。
【００７３】
また、HMS１５ａにて3GフェムトGW１３、LTEフェムトGW１４の通信トラフィック量を取得する機能を設け、接続不可の場合に負荷量の少ないGW側に通信経路の切替を行うことで負荷分散を実現する。
【００７４】
無線通信システム１ａにおいては、通信断の検知にもとづく通信経路切替、セッション数オーバにもとづく通信経路切替および冗長通信経路の設定に関する動作がある。
LTEから3Gの通信経路に切り替える場合には、以下の（１）〜（３）の動作項目がある。（１）デュアルフェムトセル２０が通信断を検知したときの3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信、（２）HeNB−GW１４ａが通信断を検知したときの3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信、（３）HeNB−GW１４ａまたはHeNB−GW向けSeGW１４ｂがセッション数オーバのときの3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信。
【００７５】
また、3GからLTEの通信経路に切り替える場合には、以下の（４）〜（６）の動作項目がある。（４）デュアルフェムトセル２０が通信断を検知したときのLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信、（５）HNB−GW１３ａが通信断を検知したときのLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信、（６）HNB−GW１３ａまたはHNB−GW向けSeGW１３ｂがセッション数オーバのときのLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信。
【００７６】
さらに、冗長通信経路の設定については以下の（７）、（８）の動作項目がある。（７）3G方式側通信経路を冗長通信経路に使用したLTE方式による通信、（８）LTE方式側通信経路を冗長通信経路に使用した3G方式による通信。以下、各項目について説明する。
【００７７】
（１）デュアルフェムトセル２０が通信断を検知したときの3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信
図４は3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信のシーケンスを示す図である。デュアルフェムトセル２０が通信断を検知したときの通信経路切替（LTE→3G）シーケンスである。
【００７８】
〔Ｓ１〕LTEフェムトセル部２２のプロトコル終端部２２ｂが通信断を検知する。
〔Ｓ２〕プロトコル終端部２２ｂがマネジメント部２３の制御部２３ｂに対し通信断を通知する。
【００７９】
〔Ｓ３〕制御部２３ｂは、HMS１５ａに通信断通知を転送し、HMS１５ａは、HNB−GW１３ａおよびHeNB−GW１４ａに回線切替要求を送信する。
〔Ｓ４〕制御部２３ｂは、プロトコル終端部２１ｂに対し回線切替要求を送信する。
【００８０】
〔Ｓ５ａ〕プロトコル終端部２２ｂは、プロトコル終端部２１ｂに対しHeNB−GW１４ａ向けの上りパケットを送信する。
〔Ｓ５ｂ〕プロトコル終端部２１ｂは、上記のパケットをIuhパケットにカプセリングし、HNB−GW１３ａに送信する
〔Ｓ５ｃ〕HNB−GW１３ａは、上記パケットをデカプセリングし、HeNB−GW１４ａに転送する。
【００８１】
〔Ｓ５ｄ〕下りパケットについても同様に、HeNB−GW１４ａ→HNB−GW１３ａ→プロトコル終端部２１ｂ→プロトコル終端部２２ｂと送信する。
上記のような、LTEフェムトセル部２２が通信断を検知した場合に、3G方式の通信経路を用いて通信を可能にすることで、LTE方式の通信の継続を実現することが可能になる。
【００８２】
（２）HeNB−GW１４ａが通信断を検知したときの3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信
図５は3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信のシーケンスを示す図である。HeNB−GW１４ａが通信断を検知したときの通信経路切替（LTE→3G）シーケンスである。
【００８３】
〔Ｓ１１〕HeNB−GW１４ａが通信断を検知する。
〔Ｓ１２〕HeNB−GW１４ａがHMS１５ａに対し通信断を通知する。
〔Ｓ１３〕HMS１５ａは、制御部２３ｂに通信断通知を転送し、制御部２３ｂは、プロトコル終端部２１ｂ、プロトコル終端部２２ｂに回線切替要求を送信する。
【００８４】
〔Ｓ１４〕HMS１５ａは、HNB−GW１３ａに対し回線切替要求を送信する。以降の動作は、図４のステップＳ５ａ〜Ｓ５ｄの動作と同じである。
上記のような、HeNB−GW１４ａが通信断を検知した場合に、3G方式の通信経路を用いて通信を可能にすることで、LTE方式の通信の継続を実現することが可能になる。
【００８５】
（３）HeNB−GW１４ａまたはHeNB−GW向けSeGW１４ｂがセッション数オーバのときの3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信
図６は3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信のシーケンスを示す図である。HeNB−GW１４ａがセッション数オーバを検知したときの通信経路切替（LTE→3G）シーケンスを示している。
【００８６】
〔Ｓ２１ａ〕HeNB−GW１４ａが、プロトコル終端部２２ｂから送信されHeNB−GW向けSeGW１４ｂから通知されたセッション確立要求に対し、セッション数オーバ（または合計トラフィック量が上限値以上を含む）を検知する。
【００８７】
〔Ｓ２２ａ〕HeNB−GW１４ａは、HMS１５ａにセッション数オーバを通知し、HMS１５ａは、制御部２３ｂにセッション数オーバを通知する。以降の動作は、図５のステップＳ１３以降の内容と同じである。
【００８８】
上記のような、HeNB−GW１４ａがセッション数オーバの場合に、3G方式の通信経路を用いて通信を可能にすることで、負荷分散が行われてLTE方式の通信の継続を実現することが可能になる。
【００８９】
図７は3G方式側通信経路を使用したLTE方式の通信のシーケンスを示す図である。HeNB−GW向けSeGW１４ｂがセッション数オーバを検知したときの通信経路切替（LTE→3G）シーケンスを示している。
【００９０】
〔Ｓ２１ｂ〕HeNB−GW向けSeGW１４ｂが回線終端部２２ａからのセッション確立要求に対し、セッション数オーバ（または合計トラフィック量が上限値以上等）を検知する。
〔Ｓ２２ｂ〕HeNB−GW向けSeGW１４ｂは、HMS１５ａにセッション数オーバを通知し、HMS１５ａは、制御部２３ｂにセッション数オーバを通知する。以降の動作は、図５のステップＳ１３以降の内容と同じである。
【００９１】
上記のような、HeNB−GW向けSeGW１４ｂがセッション数オーバの場合に、3G方式の通信経路を用いて通信を可能にすることで、負荷分散が行われてLTE方式の通信の継続を実現することが可能になる。
【００９２】
（４）デュアルフェムトセル２０が通信断を検知したときのLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信
図８はLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信のシーケンスを示す図である。デュアルフェムトセル２０が通信断を検知したときの通信経路切替（3G→LTE）シーケンスを示している。
【００９３】
〔Ｓ３１〕3Gフェムトセル部２１のプロトコル終端部２１ｂが通信断を検知する。
〔Ｓ３２〕プロトコル終端部２１ｂがマネジメント部２３内の制御部２３ｂに対し通信断を通知する。
【００９４】
〔Ｓ３３〕制御部２３ｂは、HMS１５ａに通信断通知を転送し、HMS１５ａは、HeNB−GW１４ａおよびHNB−GW１３ａに回線切替要求を送信する。
〔Ｓ３４〕制御部２３ｂは、プロトコル終端部２２ｂに対し回線切替要求を送信する。
【００９５】
〔Ｓ３５ａ〕プロトコル終端部２１ｂは、プロトコル終端部２２ｂに対しHNB−GW１３ａ向けの上りパケットを送信する。
〔Ｓ３５ｂ〕プロトコル終端部２２ｂは、上記のパケットをS1パケットにカプセリングし、HeNB−GW１４ａに送信する。
【００９６】
〔Ｓ３５ｃ〕HeNB−GW１４ａは、上記パケットをデカプセリングし、HNB−GW１３ａに転送する。
〔Ｓ３５ｄ〕下りパケットについても同様に、HNB−GW１３ａ→HeNB−GW１４ａ→プロトコル終端部２２ｂ→プロトコル終端部２１ｂと送信する。
【００９７】
上記のような、3Gフェムトセル部２１が通信断を検知した場合に、LTE方式の通信経路を用いて通信を可能にすることで、3G方式の通信の継続を実現することが可能になる。
（５）HNB−GW１３ａが通信断を検知したときのLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信
図９はLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信のシーケンスを示す図である。HNB−GW１３ａが通信断を検知したときの通信経路切替（3G→LTE）シーケンスを示している。
【００９８】
〔Ｓ４１〕HNB−GW１３ａが通信断を検知する。
〔Ｓ４２〕HNB−GW１３ａがHMS１５ａに対し通信断を通知する。
〔Ｓ４３〕HMS１５ａは、制御部２３ｂに通信断通知を転送し、制御部２３ｂは、プロトコル終端部２２ｂ、プロトコル終端部２１ｂに回線切替要求を送信する。
【００９９】
〔Ｓ４４〕HMS１５ａは、HeNB−GW１４ａに対し回線切替要求を送信する。以降の動作は、図８のステップＳ３５ａ〜Ｓ３５ｄの内容と同じである。
上記のような、HNB−GW１３ａが通信断を検知した場合に、LTE方式の通信経路を用いて通信を可能にすることで、3G方式の通信の継続を実現することが可能になる。
【０１００】
（６）HNB−GW１３ａまたはHNB−GW向けSeGW１３ｂがセッション数オーバのときのLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信
図１０はLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信のシーケンスを示す図である。HNB−GW１３ａがセッション数オーバを検知したときの通信経路切替（3G→LTE）シーケンスを示している。
【０１０１】
〔Ｓ５１ａ〕HNB−GW１３ａが、回線終端部２１ａから送信されHNB−GW向けSeGW１３ｂから通知されたセッション確立要求に対し、セッション数オーバ（または合計トラフィック量が上限値以上等）を検知する。
【０１０２】
〔Ｓ５２ａ〕HNB−GW１３ａは、HMS１５ａにセッション数オーバを通知し、HMS１５ａは、制御部２３ｂにセッション数オーバを通知する。以降の動作は、図９のステップＳ４３以降の内容と同じである。
【０１０３】
上記のような、HNB−GW１３ａがセッション数オーバの場合に、LTE方式の通信経路を用いて通信を可能にすることで、負荷分散が行われて3G方式の通信の継続を実現することが可能になる。
【０１０４】
図１１はLTE方式側通信経路を使用した3G方式の通信のシーケンスを示す図である。HNB−GW向けSeGW１３ｂがセッション数オーバを検知したときの通信経路切替（3G→LTE）シーケンスを示している。
【０１０５】
〔Ｓ５１ｂ〕HNB−GW向けSeGW１３ｂが回線終端部２１ａからのセッション確立要求に対し、セッション数オーバ（または合計トラフィック量が上限値以上等）を検知する。
〔Ｓ５２ｂ〕HNB−GW向けSeGW１３ｂは、HMS１５ａにセッション数オーバを通知し、HMS１５ａは、制御部２３ｂにセッション数オーバを通知する。
【０１０６】
以降の動作は、図９のステップＳ４３以降の内容と同じである。
上記のような、HNB−GW向けSeGW１３ｂがセッション数オーバの場合に、LTE方式の通信経路を用いて通信を可能にすることで、負荷分散が行われて3G方式の通信の継続を実現することが可能になる。
【０１０７】
（７）3G方式側通信経路を冗長通信経路に使用したLTE方式による通信
図１２は3G方式側通信経路を冗長通信経路に使用したLTE方式による通信のシーケンスを示す図である。
【０１０８】
〔Ｓ６１〕デュアルフェムトセル２０が起動し、プロトコル終端部２２ｂがHeNB−GW１４ａとのLTE通信を開始する。
〔Ｓ６２〕プロトコル終端部２２ｂがマネジメント部２３の制御部２３ｂに対し冗長通信経路作成要求を通知する。
【０１０９】
〔Ｓ６３〕制御部２３ｂは、HMS１５ａに冗長通信経路作成要求を転送し、HMS１５ａは、HNB−GW１３ａおよびHeNB−GW１４ａに冗長通信経路作成要求を送信する。
〔Ｓ６４〕制御部２３ｂは、プロトコル終端部２１ｂに対し冗長通信経路作成要求を送信する。
【０１１０】
〔Ｓ６５ａ〕プロトコル終端部２２ｂは、プロトコル終端部２１ｂに対しHeNB−GW１４ａ向けの上りパケットを送信する（同一のパケットを3G通信経路でも送信）。
〔Ｓ６５ｂ〕プロトコル終端部２１ｂは、上記のパケットをIuhパケットにカプセリングし、HNB−GW１３ａに送信する。
【０１１１】
〔Ｓ６５ｃ〕HNB−GW１３ａは、上記パケットをデカプセリングし、HeNB−GW１４ａに転送する。
〔Ｓ６５ｄ〕下りパケットについても同様に、HeNB−GW１４ａ→HNB−GW１３ａ→プロトコル終端部２１ｂ→プロトコル終端部２２ｂと送信する。
【０１１２】
このように、デュアルフェムトセル２０が起動して、LTE通信が開始したときに、3G側の通信経路も確立して、3GおよびLTEの両方の通信経路を介して、移動体通信キャリア１０ａとデュアルフェムトセル２０との間で、LTEに関するパケットの通信を行う構成とした。
【０１１３】
これにより、3G方式側通信経路も使用することで、LTE方式側通信経路を冗長化することができるので、LTE方式の通信経路が切断された場合にも通信の継続を実現することが可能になる。また、同一のパケットを、通常の通信経路と通信断時に生成する通信経路との２経路から送信することで、通信断等の場合に復旧速度を向上させることが可能になる。
【０１１４】
（８）LTE方式側通信経路を冗長通信経路に使用した3G方式による通信
図１３はLTE方式側通信経路を冗長通信経路に使用した3G方式による通信のシーケンスを示す図である。
【０１１５】
〔Ｓ７１〕デュアルフェムトセル２０が起動し、プロトコル終端部２１ｂがHNB−GW１３ａとの3G通信を開始する。
〔Ｓ７２〕プロトコル終端部２１ｂがマネジメント部２３の制御部２３ｂに対し冗長通信経路作成要求を通知する。
【０１１６】
〔Ｓ７３〕制御部２３ｂは、HMS１５ａに冗長通信経路作成要求を転送し、HMS１５ａは、HeNB−GW１４ａおよびHNB−GW１３ａに冗長通信経路作成要求を送信する。
〔Ｓ７４〕制御部２３ｂは、プロトコル終端部２２ｂに対し冗長通信経路作成要求を送信する。
【０１１７】
〔Ｓ７５ａ〕プロトコル終端部２１ｂは、プロトコル終端部２２ｂに対しHNB−GW１３ａ向けの上りパケットを送信する（同一のパケットをLTE通信経路でも送信）。
〔Ｓ７５ｂ〕プロトコル終端部２２ｂは、上記のパケットをS1パケットにカプセリングし、HeNB−GW１４ａに送信する。
【０１１８】
〔Ｓ７５ｃ〕HeNB−GW１４ａは、上記パケットをデカプセリングし、HNB−GW１３ａに転送する。
〔Ｓ７５ｄ〕下りパケットについても同様に、HNB−GW１３ａ→HeNB−GW１４ａ→プロトコル終端部２２ｂ→プロトコル終端部２１ｂと送信する。
【０１１９】
このように、デュアルフェムトセル２０が起動して、3G通信が開始したときに、LTE側の通信経路も確立して、3GおよびLTEの両方の通信経路を介して、移動体通信キャリア１０ａとデュアルフェムトセル２０との間で、3Gに関するパケットの通信を行う構成とした。
【０１２０】
これにより、LTE方式側通信経路を使用することで、3G方式側通信経路を冗長化することができるので、3G方式の通信経路が切断された場合にも通信の継続を実現することが可能になる。また、同一のパケットを、通常の通信経路と通信断時に生成する通信経路との２経路から送信することで、通信断等の場合に復旧速度を向上させることが可能になる。
【０１２１】
次に各種メッセージのデータ形式（メッセージフォーマット）について説明する。図１４は通信断通知のデータ形式を示す図である。通信断通知メッセージｍ１は、項目として、メッセージ名、通信断ノード名、フェムトセル側接続情報およびフェムトＧＷ側接続情報を有する。
【０１２２】
各項目の例としては、メッセージ名は、通信断通知と記載し、通信断ノード名は、HeNB−GW、HNB−GW、3Gフェムトセル、LTEフェムトセルのいずれかを記載する。フェムトセル側接続情報は、フェムトセルの接続設定情報として、IP（Internet Protocol）アドレス、ポート番号、SCTP（Stream Control Transmission Protocol）のポイントコード、GTP−U（GPRS（General Packet Radio Service） Tunneling Protocol−User plane）のTEID（Tunnel Endpoint Identifier）等を必要な分だけ記載する。フェムトGW側接続情報は、フェムトGWの接続設定情報として、IPアドレス、ポート番号、SCTPのポイントコード、GTP−UのTEID等を必要な分だけ記載する。
【０１２３】
図１５は通信断通知に対する応答のデータ形式を示す図である。通信断通知応答メッセージｍ１ｒは、項目として、メッセージ名、自ノード名および接続結果を有する。
各項目の例として、メッセージ名は、通信断通知に対する応答と記載し、自ノード名は、HeNB−GW、HNB−GW、3Gフェムトセル、LTEフェムトセル、HMSのいずれかを記載する。接続結果は、成功、失敗のいずれかを記載する。
【０１２４】
図１６は回線切替要求のデータ形式を示す図である。回線切替要求メッセージｍ２は、項目として、メッセージ名、通信断ノード名、フェムトセル側接続情報およびフェムトＧＷ側接続情報を有する。
【０１２５】
各項目の例として、メッセージ名は、回線切替要求と記載し、通信断ノード名は、HeNB−GW、HNB−GW、3Gフェムトセル、LTEフェムトセルのいずれかを記載する。
フェムトセル側接続情報は、フェムトセルの接続設定情報として、IPアドレス、ポート番号、SCTPのポイントコード、GTP−UのTEID等を必要な分だけ記載する。フェムトGW側接続情報は、フェムトGWの接続設定情報として、IPアドレス、ポート番号、SCTPのポイントコード、GTP−UのTEID等を必要な分だけ記載する。
【０１２６】
なお、回線切替要求メッセージｍ２は、通信断通知またはセッション数オーバ通知を受信したHMS１５ａまたは制御部２３ｂが送信するものである。したがって、フェムトセル側接続情報およびフェムトＧＷ側接続情報の値は、直前に受信した通信断通知またはセッション数オーバ通知の設定内容を用いる。
【０１２７】
図１７は回線切替要求に対する応答のデータ形式を示す図である。回線切替要求応答メッセージｍ２ｒは、項目として、メッセージ名、自ノード名、接続結果を有する。
各項目の例として、メッセージ名は、回線切替要求に対する応答と記載し、自ノード名は、自身のノード名をHeNB−GW、HNB−GW、3Gフェムトセル、LTEフェムトセル、HMSのいずれかを記載する。接続結果は、成功、失敗のいずれかを記載する。
【０１２８】
図１８はセッション数オーバ通知のデータ形式を示す図である。セッション数オーバ通知メッセージｍ３は、項目として、メッセージ名、送信ノード名、送信理由、フェムトセル側接続情報およびフェムトＧＷ側接続情報を有する。
【０１２９】
各項目の例として、メッセージ名は、セッション数オーバ通知と記載し、送信ノード名は、HeNB−GW、HNB−GW、HNB−GW 向けSeGW、HeNB−GW 向けSeGWのいずれかを記載する。送信理由は、セッション数オーバ、合計トラフィック量が上限値以上のいずれか、またはその他の内容を記載する。
【０１３０】
フェムトセル側接続情報は、フェムトセルの接続設定情報として、IPアドレス、ポート番号、SCTPのポイントコード、GTP−UのTEID等を必要な分だけ記載する。フェムトGW側接続情報は、フェムトGWの接続設定情報として、IPアドレス、ポート番号、SCTPのポイントコード、GTP−UのTEID等を必要な分だけ記載する。
【０１３１】
図１９はセッション数オーバ通知に対する応答のデータ形式を示す図である。セッション数オーバ通知応答メッセージｍ３ｒは、項目として、メッセージ名、自ノード名、接続結果を有する。
【０１３２】
各項目の例として、メッセージ名は、セッション数オーバ通知に対する応答と記載し、自ノード名は、自身のノード名をHeNB−GW、HNB−GW、3Gフェムトセル、LTEフェムトセル、HMSのいずれかを記載する。接続結果は、成功、失敗のいずれかを記載する。
【０１３３】
図２０は冗長通信経路作成要求のデータ形式を示す図である。冗長通信経路作成要求メッセージｍ４は、項目として、メッセージ名、送信ノード名、フェムトセル側接続情報およびフェムトＧＷ側接続情報を有する。
【０１３４】
各項目の例として、メッセージ名は、冗長通信経路作成要求と記載し、送信ノード名は、HeNB−GW、HNB−GW、3Gフェムトセル、LTEフェムトセルのいずれかを記載する。
フェムトセル側接続情報は、フェムトセルの接続設定情報として、IPアドレス、ポート番号、SCTPのポイントコード、GTP−UのTEID等を必要な分だけ記載する。フェムトGW側接続情報は、フェムトGWの接続設定情報として、IPアドレス、ポート番号、SCTPのポイントコード、GTP−UのTEID等を必要な分だけ記載する。
【０１３５】
図２１は冗長通信経路作成要求に対する応答のデータ形式を示す図である。冗長通信経路作成要求応答メッセージｍ４ｒは、項目として、メッセージ名、自ノード名、接続結果を有する。
【０１３６】
各項目の例として、メッセージ名は、冗長通信経路作成要求に対する応答と記載し、自ノード名は、HeNB−GW、HNB−GW、3Gフェムトセル、LTEフェムトセル、HMSのいずれかを記載する。接続結果は、成功、失敗のいずれかを記載する。
【０１３７】
図２２は制御メッセージのデータ形式を示す図である。HMS１５ａと制御部２３ｂ間は3GPP標準化上、TR−069プロトコルを使用することになっているため、TR−069の制御メッセージを用いる。図２２では、通信断通知、通信断通知に対する応答、冗長通信経路作成要求、冗長通信経路作成要求に対する応答の通知方法として、TR−069のInformメッセージｍ５のデータ形式を示している。
【０１３８】
Informメッセージｍ５は、項目として、DeviceId、Event、MaxEnvelopes、CurrentTime、RetryCountおよびParameterListを有する。各項目の例として、DeviceIdには、3G方式およびLTE方式デュアルフェムトセルの装置IDを記載する。Eventには、4（VALUE CHANGE）等を記載する。MaxEnvelopesは、１固定である。CurrentTimeには、送信時刻を記載する。RetryCountは、任意の値で可であり、ParameterListには、通信断通知、通信断通知に対する応答、冗長通信経路作成要求、冗長通信経路作成要求に対する応答のいずれかを記載する。
【０１３９】
以上、各種メッセージのデータ形式について説明したが、上記以外のデータ形式については、本発明に関わる新規経路上を送受信され、特に3GPP標準化上の規定が無いため、任意のデータ形式を用いてよい。
【０１４０】
次にプロトコルスタックについて説明する。図２３はIuhのプロトコルスタックを示す図である。太枠箇所は既存と異なるスタックを示す。Iuhは、Iu−CS C−Plane（既存システムと同様）、Iu−CS U−Plane（既存システムと同様）、Iu−PS C−Plane（既存システムと同様）、Iu−PS U−Plane（既存システムと同様）、S1−MME over IuhおよびS1−U over Iuhの各プロトコルスタックを有する。
【０１４１】
Iu−CS C−PlaneおよびIu−PS C−Planeは、下位レイヤから上位レイヤに向かって、Ethernet（登録商標）、IP、SCTP、RUA（RANAP User Adaptation layer）、RANAP（Radio Access Network Application Part）、MM（Mobility Management）、CC（Call Control）といったスタック構成を有する。
【０１４２】
Iu−CS U−Planeは、下位レイヤから上位レイヤに向かって、Ethernet、IP、UDP（User Datagram Protocol）、RTP（Real Time Transport Protocol）、IuUP（Iu User Plane）、DATAといったスタック構成を有する。
【０１４３】
Iu−PS U−PlaneおよびS1−U over Iuhは、下位レイヤから上位レイヤに向かって、Ethernet、IP、UDP、GTP−U、IP、DATA、DATAといったスタック構成を有する。
S1−MME over Iuhは、下位レイヤから上位レイヤに向かって、Ethernet、IP、SCTP、RUA、S1−AP、GMM／SM（GPRS Mobility Management／Session Management）といったスタック構成を有する。
【０１４４】
図２４はS1のプロトコルスタックを示す図である。太枠箇所は既存と異なるスタックを示す。S1は、S1−MME、S1−U（既存システムと同様）、Iuh−CS C−Plane over S1、Iuh−CS U−Plane over S1、Iuh−PS C−Plane over S1、Iuh−PS U−Plane over S1（S1−Uと同様）の各プロトコルスタックを有する。
【０１４５】
S1−MMEは、下位レイヤから上位レイヤに向かって、Ethernet、IP、SCTP、S1−AP、GMM／SMといったスタック構成を有する。
S1−UおよびIuh−PS U−Plane over S1は、下位レイヤから上位レイヤに向かって、Ethernet、IP、UDP、GTP−U、IP、DATA、DATAといったスタック構成を有する。
【０１４６】
Iuh−CS C−Plane over S1およびIuh−PS C−Plane over S1は、下位レイヤから上位レイヤに向かって、Ethernet、IP、SCTP、S1−AP、RUA、RANAP、MM、CCといったスタック構成を有する。
【０１４７】
Iuh−CS U−Plane over S1は、下位レイヤから上位レイヤに向かって、Ethernet、IP、UDP、GTP−U、RTP、IuUP、DATAといったスタック構成を有する。
図２５はプロトコルスタックを示す図である。HMS１５ａと制御部２３ｂ間の制御インタフェースのプロトコルスタックを示している。制御インタフェースであるTR−069は、下位レイヤから上位レイヤに向かって、Ethernet、IP、TCP（Transmission Control Protocol）、SSL／TLS（The SSL Protocol, Version 3.0／RFC 2246, The TLS Protocol, Version 1.0）、HTTP（RFC 2616, Hypertext Transfer Protocol）、SOAP（Simple Object Access Protocol）、RPC（Remote Procedure Call） Methods、DATAといったスタック構成を有する。
【０１４８】
以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。
（付記１）  第１の通信セッションによる通信を行う第１の上位ノードと、第２の通信セッションによる通信を行う第２の上位ノードと、前記第１の上位ノードおよび前記第２の上位ノードの制御を行う上位側通信制御部とを含むキャリア側通信装置と、
前記第１の上位ノードに対して前記第１の通信セッションを確立して通信を行う第１の通信部と、前記第２の上位ノードに対して前記第２の通信セッションを確立して通信を行う第２の通信部と、前記第１の通信部および前記第２の通信部の制御を行う通信制御部とを含む基地局装置と、
を備え、
前記通信制御部および前記上位側通信制御部は、前記第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または前記第１の通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記第１の通信セッションから前記第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行う、
ことを特徴とする通信システム。
【０１４９】
（付記２）  前記第１の通信部と前記第１の上位ノードとの間で、前記第１の通信セッションが確立されて通信が開始したことを契機にして、
前記通信制御部は、前記第１の通信セッションに関する信号を、前記第２の通信セッションを介して前記第２の上位ノードへ送信させることで、同一信号を前記第１の通信セッションおよび前記第２の通信セッションの２経路から送信させ、
前記上位側通信制御部は、前記第１の通信セッションに関する信号を、前記第２の通信セッションを介して前記第２の通信部へ送信させることで、同一信号を前記第１の通信セッションおよび前記第２の通信セッションの２経路から送信させる、
ことを特徴とする付記１記載の通信システム。
【０１５０】
（付記３）  前記第２の通信部は、前記第１の通信セッションに関する信号を前記第２の通信セッションでカプセリングして前記第２の上位ノードへ送信し、
前記第２の上位ノードは、前記第１の通信セッションに関する信号を前記第２の通信セッションでカプセリングして前記第２の通信部へ送信する、
ことを特徴とする付記１記載の通信システム。
【０１５１】
（付記４）  上位キャリアに位置するキャリア側通信装置において、
基地局に対して第１の通信セッションによる通信を行う第１の上位ノードと、
前記基地局に対して第２の通信セッションによる通信を行う第２の上位ノードと、
前記第１の上位ノードおよび前記第２の上位ノードの制御を行う上位側通信制御部と、
を備え、
前記上位側通信制御部は、前記第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または前記第１の通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記第１の通信セッションから前記第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行う、
ことを特徴とするキャリア側通信装置。
【０１５２】
（付記５）  基地局装置において、
上位キャリアに対して第１の通信セッションを確立して通信を行う第１の通信部と、
前記上位キャリアに対して第２の通信セッションを確立して通信を行う第２の通信部と、
前記第１の通信部および前記第２の通信部の制御を行う通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、前記第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または前記第１の通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記第１の通信セッションから前記第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行う、
ことを特徴とする基地局装置。
【０１５３】
（付記６）  キャリア側通信装置と基地局装置との間で通信セッションを確立して通信を行う際の通信方法において、
前記キャリア側通信装置と前記基地局装置との間に、第１の通信セッションおよび第２の通信セッションを確立して通信を行い、
前記第１の通信セッションの通信断が発生した場合、または前記第１の通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記第１の通信セッションから前記第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行う、
ことを特徴とする通信方法。
【０１５４】
（付記７）  W−CDMA通信セッションによる通信を行うW−CDMAノードと、LTE通信セッションによる通信を行うLTEノードと、前記W−CDMAノードおよび前記LTEノードの制御を行う上位側通信制御部とを含むキャリア側通信装置と、
前記W−CDMAノードに対して前記W−CDMA通信セッションを確立して通信を行うW−CDMA通信部と、前記LTEノードに対して前記LTE通信セッションを確立して通信を行うLTE通信部と、前記W−CDMA通信部および前記LTE通信部の制御を行う通信制御部とを含む基地局装置と、
を備え、
前記通信制御部および前記上位側通信制御部は、
前記W−CDMA通信セッションの通信断が発生した場合、または前記W−CDMA通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記W−CDMA通信セッションから前記LTE通信セッションへの通信経路の切替制御を行い、
前記LTE通信セッションの通信断が発生した場合、または前記LTE通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記LTE通信セッションから前記W−CDMA通信セッションへの通信経路の切替制御を行う、
ことを特徴とする通信システム。
【０１５５】
（付記８）  前記W−CDMA通信部と前記W−CDMAノードとの間で、前記W−CDMA通信セッションが確立されて通信が開始したことを契機にして、
前記通信制御部は、前記W−CDMA通信セッションに関する信号を、前記LTE通信セッションを介して前記LTEノードへ送信させることで、同一信号を前記W−CDMA通信セッションおよび前記LTE通信セッションの２経路から送信させ、
前記上位側通信制御部は、前記W−CDMA通信セッションに関する信号を、前記LTE通信セッションを介して前記LTE通信部へ送信させることで、同一信号を前記W−CDMA通信セッションおよび前記LTE通信セッションの２経路から送信させる、
ことを特徴とする付記７記載の通信システム。
【０１５６】
（付記９）  前記LTE通信部と前記LTEノードとの間で、前記LTE通信セッションが確立されて通信が開始したことを契機にして、
前記通信制御部は、前記LTE通信セッションに関する信号を、前記W−CDMA通信セッションを介して前記W−CDMAノードへ送信させることで、同一信号を前記LTE通信セッションおよび前記W−CDMA通信セッションの２経路から送信させ、
前記上位側通信制御部は、前記LTE通信セッションに関する信号を、前記W−CDMA通信セッションを介して前記W−CDMA通信部へ送信させることで、同一信号を前記LTE通信セッションおよび前記W−CDMA通信セッションの２経路から送信させる、
ことを特徴とする付記７記載の通信システム。
【０１５７】
（付記１０）  前記W−CDMA通信セッションの通信断が生じている場合、または前記W−CDMA通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記LTEノードは、前記W−CDMA通信セッションに関する信号を前記LTE通信セッションでカプセリングして前記基地局装置へ送信し、
前記LTE通信セッションの通信断が生じている場合、または前記LTE通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記W−CDMAノードは、前記LTE通信セッションに関する信号を前記W−CDMA通信セッションでカプセリングして前記基地局装置へ送信する、
ことを特徴とする付記７記載の通信システム。
【０１５８】
（付記１１）  前記W−CDMA通信セッションの通信断が生じている場合、または前記W−CDMA通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記LTE通信部は、前記W−CDMA通信セッションに関する信号を前記LTE通信セッションでカプセリングして前記キャリア側通信装置へ送信し、
前記LTE通信セッションの通信断が生じている場合、または前記LTE通信セッションの数が上限値以上の場合は、前記W−CDMA通信部は、前記LTE通信セッションに関する信号を前記W−CDMA通信セッションでカプセリングして前記キャリア側通信装置へ送信する、
ことを特徴とする付記７記載の通信システム。
【符号の説明】
【０１５９】
１  通信システム
１０  キャリア側通信装置
１３  第１の上位ノード
１４  第２の上位ノード
１５  上位側通信制御部
２０  基地局装置
２１  第１の通信部
２２  第２の通信部
２３  通信制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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