(57)【要約】【課題】トラヒックの変動に対応したパケットの効率的な転送を行う。【解決手段】中継局（ＲＮ５００：リレーノード）が、端末と無線区間の信号の送受を行う無線送受信部と、内部コアネットワークを構成する内部コアネットワーク部とを有し、ネットワーク上位に位置するコアネットワーク（ＥＰＣ３００）への中継機能を有するバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）と、中継機能を有さないアクセスリンク側端末（ＵＥ１００）とを識別して、バックホールリンク側端末を内部コアネットワークへ接続させる。【選択図】図４
2014068056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と無線区間の信号の送受を行う無線送受信部と、
内部コアネットワークを構成する内部コアネットワーク部と、
前記無線送受信部を通じて前記信号の送受を行う前記端末のうち、ネットワーク上位に位置するコアネットワークへの中継機能を有するバックホールリンク側端末と、前記中継機能を有さないアクセスリンク側端末とを識別する端末判定部と、
前記バックホールリンク側端末を前記内部コアネットワークへ接続させるコアネットワークインタフェース部とを、
有する中継局装置。
【請求項２】
前記コアネットワークインタフェース部が、前記アクセスリンク側端末を前記コアネットワークへ接続させる請求項１に記載の中継局装置。
【請求項３】
前記バックホールリンク側端末と前記内部コアネットワークとの間のベアラを確立する処理を行う無線処理部と、
前記バックホールリンク側端末を経由した前記アクセスリンク側端末と前記コアネットワークとの通信に係る信号を、前記バックホールリンク側端末と前記内部コアネットワークとの間で確立された前記ベアラを通して転送する振り分け部とを、
更に有する請求項１に記載の中継局装置。
【請求項４】
前記無線処理部が、前記内部コアネットワークとの間にＳ１リンクを設定するとともに、前記バックホールリンク側端末と前記内部コアネットワークとの間で確立された前記ベアラを通して前記コアネットワークとの間にＳ１リンクを設定する請求項３に記載の中継局装置。
【請求項５】
前記無線処理部が、前記アクセスリンク側端末から受信した制御信号を、前記コアネットワーク宛のＳ１−ＡＰ信号に載せ替えて前記内部コアネットワークが具備するＳＧｉ処理部に入力する請求項４に記載の中継局装置。
【請求項６】
前記無線処理部が、前記アクセスリンク側端末から受信したユーザ信号を、前記アクセスリンク側端末と前記コアネットワークとの間で設定されたＧＴＰトンネル化して前記内部コアネットワークが具備するＳＧｉ処理部に入力する請求項３に記載の中継局装置。
【請求項７】
前記振り分け部が、前記アクセスリンク側端末から受信した信号を前記内部コアネットワークが具備するＳＧｉ処理部に入力する請求項３に記載の中継局装置。
【請求項８】
前記ＳＧｉ処理部が、前記信号の転送先となる前記バックホールリンク側端末を特定する請求項７に記載の中継局装置。
【請求項９】
前記内部コアネットワークが具備するＳ１処理部が、前記ＳＧｉ処理部で特定された前記バックホールリンク側端末宛のＧＴＰトンネルにより前記信号を転送する請求項８に記載の中継局装置。
【請求項１０】
前記振り分け部が、前記バックホールリンク側端末から受信した信号を前記内部コアネットワークが具備するＳ１処理部に入力する請求項３に記載の中継局装置。
【請求項１１】
前記内部コアネットワークに接続されている前記バックホールリンク側端末が複数存在する場合、所定の条件に基づいて、前記アクセスリンク側端末と前記コアネットワークとの通信に係る前記信号を経由させるバックホールリンク側端末を決定する転送経路制御部を有する請求項３に記載の中継局装置。
【請求項１２】
前記所定の条件として、前記アクセスリンク側端末が受信する周辺基地局からの電波の受信電界強度を使用する請求項１１に記載の中継局装置。
【請求項１３】
前記無線区間を通じて前記信号の送受を行っている前記アクセスリンク側端末が別の基地局装置へハンドオーバを行う際、前記信号の転送経路上に位置するバックホールリンク側端末に対して、ハンドオーバ先となる前記別の基地局装置へ前記アクセスリンク側端末宛のパケットを転送するよう指示する転送経路制御部を有する請求項３に記載の中継局装置。
【請求項１４】
端末と無線区間の信号の送受を行う無線送受信部と、内部コアネットワークを構成する内部コアネットワーク部とを有する中継局装置によって実行される通信制御方法であって、
前記無線送受信部を通じて前記信号の送受を行う前記端末のうち、ネットワーク上位に位置するコアネットワークへの中継機能を有するバックホールリンク側端末と、前記中継機能を有さないアクセスリンク側端末とを識別するステップと、
前記バックホールリンク側端末を前記内部コアネットワークへ接続させるステップとを、
有する通信制御方法。
【請求項１５】
前記アクセスリンク側端末を前記コアネットワークへ接続させるステップを更に有する請求項１４に記載の通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を行う無線通信移動局装置が送受を行う信号を中継する中継局装置、及び、中継局装置によって実行される通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セルラ移動体通信システムにおいては、情報のマルチメディア化に伴い、音声データのみならず、静止画像データ及び動画像データ等の大容量データを伝送することが一般化しつつある。大容量データを高速に伝送するために、高い周波数利用効率を実現する技術に関する検討が盛んになされている。
【０００３】
高い周波数利用効率の実現には、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの多値変調や、誤り訂正符号・復号の低符号化率化などが必要となる。この場合、高い所要ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）が必要となる。しかし、送受信点間距離が短い場合は高伝送レートを期待できる一方、送受信点間距離が遠くなるに従って、電波の距離減衰の影響により送信信号電力が低下し、所要ＳＩＮＲを確保することが困難になる。その結果、移動体通信システムを実際に運用する場合には、高伝送レートを実現できる無線通信基地局装置（以下、「基地局」と省略する）のカバーエリアが小さくなるため、より多くの基地局を設置する必要がある。基地局の設置には相応のコストがかかる。従って、基地局数の増加を抑制しつつ、高伝送レートで通信可能なエリアを拡大するための技術が強く求められている。
【０００４】
このような要求に対し、各基地局のカバーエリアを拡大させるために、基地局と無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）との間に、無線通信中継局装置（以下、中継局と省略する）を設置し、基地局と移動局との間の通信を中継局を介して行う、中継送信技術が検討されている。中継（Ｒｅｌａｙ）技術を用いると、基地局と直接通信できない移動局も、中継局を介して通信することができる。
【０００５】
上記した中継技術の導入が検討されているＬＴＥ−Ａ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ）システムに対しては、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）からのスムーズな移行及びＬＴＥとの共存の観点から、ＬＴＥとの互換性を維持することが要求されている。そのため、Ｒｅｌａｙ技術に関しても、ＬＴＥとの相互互換性が求められている（非特許文献１参照）。ＬＴＥ−Ａシステムでは、ＬＴＥとの相互互換性を達成するために、下り回線（Ｄｏｗｎ  Ｌｉｎｋ：以下、「ＤＬ」という）において、基地局から中継局への送信時に、ＭＢＳＦＮ（ＭＢＭＳ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）サブフレームを設定することが検討されている。「ＭＢＳＦＮサブフレーム」とは、ＭＢＭＳ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）データを送信するために定義されたサブフレームである。ＬＴＥ端末は、ＭＢＳＦＮサブフレームでは参照信号を利用しないという動作が定められている。そこで、ＬＴＥ−Ａでは、中継局が基地局と通信するバックホールリンク用サブフレームと重なる、アクセスリンク用サブフレームを、ＭＢＳＦＮサブフレームに設定する手法が提案されている。この提案により、ＬＴＥ端末が参照信号を誤検出することを回避することができる。
【０００６】
また、中継局を介して行われる基地局と移動局との間の通信は、時分割中継（ＴＤ  ｒｅｌａｙ又はＴｙｐｅ  １  ｒｅｌａｙと呼ばれる）によって行われる。バックホールの通信（つまり、基地局と中継局との通信）と、Ｒｅｌａｙのアクセスリンクの通信（つまり、中継局と端末との通信）とを時間軸で分割することにより、中継局が送信する時間と受信する時間とを分割することができる。従って、中継局は、送信アンテナと受信アンテナと間の回りこみの影響を受けずに、中継することができる。
【０００７】
図１には、ＬＴＥ−Ａシステムのフレーム構造タイプ２（時分割デュプレックス用）における、サブフレームの上り／下り設定が示されている。図１において、Ｄは下りサブフレーム、Ｕは上りサブフレーム、Ｓはスペシャルサブフレームを表す。サブフレーム番号０及び５には端末が必要とする同期信号及び報知情報が含まれるため、必ず下りサブフレームとして設定される。残りのサブフレームは、下りトラヒック重視から上りトラヒック重視に至るまで、図示したように７つの設定が定められている。なお、図１と同様の図面は、例えば下記の非特許文献１の「Ｔａｂｌｅ  ４．２−２」に開示されている。
【０００８】
また、図２には、ＬＴＥ−Ａシステムのフレーム構造タイプ２における、バックホールリンク用サブフレームの設定が示されている。図２において、基地局、中継局の上り／下りサブフレーム設定は同一であり、図１に示した、上り／下り設定の番号に対応する上り／下りサブフレーム設定がなされている。前述の通り、サブフレーム番号０及び５には端末が必要とする同期信号及び報知情報が含まれるため、バックホールリンク用のサブフレームとしては設定できず、それ以外のサブフレームを図１の上り／下り設定に応じてバックホールリンクとアクセスリンクとで時分割に使用する。図示したように１８通りの設定が定められている。なお、図２と同様の図面は、例えば下記の非特許文献２の「Ｔａｂｌｅ  ５．２−２」に開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】3GPP TS 36.211 V10.5.0, “Physical Channels and Modulation (Release 10),” 2012-06 (Chapter 4)
【非特許文献２】3GPP TS 36.216 V10.3.1, “Physical layer for relaying operation (Release 10),” 2011-09
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、従来の通信トラヒックは、Ｗｅｂブラウジングやファイルダウンロードなど、下り偏重であるが、今後、通信インフラの高速化及び端末の高機能化により、ビデオ会議や動画共有サイトへの投稿など、上り方向のトラヒックを発生させるアプリケーションの普及が想定される。その場合、上り／下りのトラヒック量がサブフレーム毎に変動することが予想され、従来のように、固定的に中継局のバックホールリンクとアクセスリンクが設定される時分割デュプレックスシステムでは、例えば、上り方向のトラヒックのみ発生しているにもかかわらず、下りバックホールリンクとして設定されたサブフレームは使用することができないなど、上りないし下りのスループットがあらかじめ定められた上り／下り設定により頭打ちとなる。この問題点は、上り／下りトラヒックの割合にどちらかへの偏りが大きくなるほど顕著となる。
【００１１】
例えば上述の問題を解決するため、本開示技術の一態様によれば、トラヒックの変動に対応したパケットの効率的な転送を行うパケット中継技術が提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示技術の一態様によれば、端末と無線区間の信号の送受を行う無線送受信部と、
内部コアネットワークを構成する内部コアネットワーク部と、
前記無線送受信部を通じて前記信号の送受を行う前記端末のうち、ネットワーク上位に位置するコアネットワークへの中継機能を有するバックホールリンク側端末と、前記中継機能を有さないアクセスリンク側端末とを識別する端末判定部と、
前記バックホールリンク側端末を前記内部コアネットワークへ接続させるコアネットワークインタフェース部とを、
有する中継局装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本開示技術の一態様によれば、例えば、バックホールリンク側端末を基地局が具備する内部コアネットワーク部に接続させることで、トラヒックの変動に対応したパケットの効率的な転送が行えるようになるという効果が実現される。
【００１４】
なお、本開示技術が有する効果及び利点は上記に限定されるものではなく、更なる効果及び利点が本明細書及び図面の開示内容から明らかとなるであろう。上記の更なる効果及び利点は、例えば、本明細書及び図面に開示されている様々な実施の形態及び特徴によって個別に提供されるものであり、必ずしも、本開示技術の一態様によってすべての効果及び利点が提供される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の技術に係るＬＴＥ−Ａシステムのフレーム構造タイプ２（時分割デュプレックス用）におけるサブフレームの上り／下り設定を示す図
【図２】従来の技術に係るＬＴＥ−Ａシステムのフレーム構造タイプ２におけるバックホールリンク用サブフレームの設定を示す図
【図３】本開示技術の第１の実施の形態における通信システムの一例を示す図
【図４】図３に示す通信システムにおけるＵＥとサーバ群との通信経路の一例を示す図
【図５】本開示技術の第１の実施の形態において、ＲＮに具備された基地局機能におけるＵＥ及びＲＮ−ＵＥに対する無線リソースの割り当て例を示す図
【図６】本開示技術の第２の実施の形態に係るＲＮの構成の一例を示すブロック図
【図７】本開示技術の第２の実施の形態におけるＵＥと外部サーバとの間の通信に係るプロトコルスタックの一例を示す図
【図８】本開示技術の第２の実施の形態において、ＲＮの電源投入からＵＥの通信が開始されるまでの処理の一例を示すシーケンス図
【図９】本開示技術の第２の実施の形態において、ある基地局（ｅＮＢ）に接続していたＵＥが、その後、ＲＮの基地局（ＲＮ−ｅＮＢ）にハンドオーバし、さらにその後、別の基地局（ｅＮＢ）にハンドオーバする際の一連のハンドオーバプロシージャの一例を示すシーケンス図
【図１０】本開示技術の第３の実施の形態に係るＲＮの構成の一例を示すブロック図
【図１１】本開示技術の第３の実施の形態に係るＥＰＣの構成の一例を示すブロック図
【図１２】本開示技術の第３の実施の形態に係るＲＮ−ＵＥの構成の一例を示すブロック図
【図１３】本開示技術の第２の実施の形態において、ＲＮの基地局（ＲＮ−ｅＮＢ）に接続していたＵＥ１００が、その後、基地局（ｅＮＢ）にハンドオーバする際の一連のハンドオーバプロシージャの一例を示すシーケンス図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本開示技術の一態様に関連する実施の形態について説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
まず、本開示技術の第１の実施の形態について説明する。本開示技術の第１の実施の形態では、例えば図３に図示されているように、ユーザ端末（移動局）１００が、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｃｏｒｅ）２００やＥＰＣ２００に接続されているサーバ群３００（メディアサーバ、Ｗｅｂサーバなど）と通信を行えるようにするため、当該ユーザ端末１００が接続される中継局５００、並びに、ＥＰＣ２００と有線などによって接続された中継端末４００を配置する。
【００１８】
なお、本明細書では、ユーザ端末１００をＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と記載し、中継局５００をＲＮ（Ｒｅｌａｙ  Ｎｏｄｅ：リレーノード）５００と記載し、ＥＰＣ２００と有線などによって接続された中継端末４００をＲＮ−ＵＥ４００と記載することがある。
【００１９】
ＲＮ５００は、基地局としての機能（ＲＮ−ｅＮＢ）と、コアネットワークとしての機能（ＲＮ−ＥＰＣ）を具備している。なお、本明細書では、ＲＮ５００が具備しているコアネットワーク（ＲＮ−ＥＰＣ）を、内部コアネットワークと呼ぶ場合がある。ＵＥ１００及びＲＮ−ＵＥ４００は、ＲＮ５００に具備された基地局を通じて、ＲＮ５００に具備されたコアネットワークに対して接続（アタッチ）することが可能である。なお、ＲＮ５００は、複数台のＵＥ１００及び複数台のＲＮ−ＵＥ４００を、ＲＮ５００に具備されたコアネットワークに対して接続（アタッチ）させてもよい。
【００２０】
ＲＮ−ＵＥ４００は、上述のように、ＲＮ５００に具備されたコアネットワークに対して接続を行う機能と、ＥＰＣ２００やサーバ群３００と通信を行う機能を具備している。さらに、ＲＮ−ＵＥ４００は、ＲＮ５００との間の通信と、ＥＰＣ２００やサーバ群３００との間の通信とを中継するテザリング機能を有している。
【００２１】
ＵＥ１００及びＲＮ−ＵＥ４００がＲＮ５００に具備されたコアネットワークに接続すると、ＵＥ１００とＲＮ−ＵＥ４００との間の通信は、ＲＮ５００に具備されたコアネットワークを介した通常のＬＴＥシステムにおける端末間通信により提供され、ＲＮ−ＵＥ４００とＥＰＣ２００やサーバ群３００との間の通信は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）テザリング機能などにより提供されることで、ＵＥ１００は、ＲＮ−ＵＥ４００とＲＮ５００との間の接続、及び、ＲＮ５００とＵＥ１００との間の接続を介して、ＥＰＣ２００やサーバ群３００と通信を行うことが可能となる。
【００２２】
なお、ＲＮ−ＵＥ４００は、既存の基地局装置（ｅＮＢ（ｅＮｏｄｅＢ））にＲＮ−ＵＥ４００の機能を組み込む形で一体化した装置として実現されてもよく、あるいは、ｅＮＢ６００とは独立した装置として実現されてもよい。また、ＲＮ−ＵＥ４００は固定して設置されてもよく、あるいは、移動可能な状態で設置されてもよい。また、ＲＮ５００も同様に、固定して設置されてもよく、あるいは、移動可能な状態で設置されてもよい。
【００２３】
本開示技術を実現する一例としては、例えば、車両などの移動体に搭載されたＲＮ５００が、ＲＮ−ＵＥ４００と無線通信可能な位置に配置され、ｅＮＢのカバーエリア外に別の通信エリアを形成する。これにより、ｅＮＢのカバーエリア外に位置し、ｅＮＢに直接接続できないＵＥ１００であっても、ＲＮ５００が形成する通信エリア（セル）内に位置してＲＮ５００と無線接続することで、ＲＮ５００及びＲＮ−ＵＥ４００を介してＥＰＣ２００やサーバ群３００と通信を行えるようになる。
【００２４】
なお、図３に図示されているように、ＲＮ５００は、例えば地上からの高さを高くしたアンテナを具備し、ＲＮ−ＵＥ４００との間の見通し環境を確保することで、ＲＮ−ＵＥ４００との無線通信を行えるようにしてもよい。この場合、ＲＮ５００がＲＮ−ＵＥ４００と通信を行うためのセルと、ＲＮ５００がＵＥ１００と通信を行うためのセルとを論理的に同一のセルとすることができる。
【００２５】
また、図４は、図３に示す通信システムにおけるＵＥ１００とサーバ群３００との通信経路の一例を図示した模式図である。なお、図４に図示されている外部サーバ３１０は、サーバ群３００に属するサーバのうちの１つを表している。また、本明細書では、ＵＥ１００とＲＮ５００との接続をアクセスリンク、ＲＮ−ＵＥ４００とＲＮ５００との接続をバックホールリンク、ＵＥ１００をアクセスリンク側端末、ＲＮ−ＵＥ４００をバックホールリンク側端末と呼ぶことがある。
【００２６】
ＵＥ１００及びＲＮ−ＵＥ４００が、ＲＮ５００に具備されたコアネットワーク（ＲＮ−ＥＰＣ）に接続すると、ＵＥ１００から外部サーバ３１０への通信（上りトラヒック）は、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆの経路を経由して行われる。また逆に、外部サーバ３１０からＵＥ１００への通信（下りトラヒック）は、Ｆ→Ｅ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａの経路を経由して行われる。
【００２７】
ＲＮ５００は、具備している基地局機能のスケジューリングによりバックホールリンク及びアクセスリンクの無線リソース割り当てを行うことが可能である。図５には、ＲＮ５００に具備された基地局機能における、ＵＥ１００及びＲＮ−ＵＥ４００に対する無線リソースの割り当て例が示されている。ＲＮ５００は、ＵＥ１００及びＲＮ−ＵＥ４００の送信バッファ量やＲＮ５００内の基地局機能の送信バッファ量に応じて動的に無線リソースの割り当てを行うことが可能である。
【００２８】
ＵＥ１００及びＲＮ−ＵＥ４００は、ＲＮ５００に具備された基地局機能（ＲＮ−ｅＮＢ）に収容されており、例えば上りトラヒック（ＵＥ１００からＲＮ−ＵＥ４００を経由して外部サーバ３１０に至る方向の通信）は、ＲＮ５００からＵＥ１００に対する上りサブフレーム、及び、ＲＮ５００からＲＮ−ＵＥ４００に対する下りサブフレームによって制御可能である。すなわち、ＲＮ５００は、時分割デュプレックス方式における上り／下りサブフレームにおいて、上りサブフレームはＵＥ１００にリソースを割り当て、下りサブフレームはＲＮ−ＵＥ４００にリソースを割り当てることで、上りトラヒック（ＵＥ１００からＲＮ−ＵＥ４００を経由して外部サーバ３１０に至る方向の通信）に偏り（増加）が生じた場合でも、柔軟に上りトラヒックを収容することが可能である。また、下りトラヒックに偏りが生じた場合は、上述とは逆に、上りサブフレームはＲＮ−ＵＥ４００にリソースを割り当て、下りサブフレームはＵＥ１００にリソースを割り当てることで、柔軟に下りトラヒックを収容することが可能である。
【００２９】
以上のように、本開示技術の第１の実施の形態によれば、ＥＰＣ２００やサーバ群３００への中継機能を有するＲＮ−ＵＥ４００及びＵＥ１００が、ＲＮ５００によって具備されたコアネットワークに対して接続することで、ＵＥ１００は、ＲＮ５００及びＲＮ−ＵＥ４００を介してＥＰＣ２００やサーバ群３００と通信を行うことが可能となる。また、ＲＮ５００は、ＵＥ１００とＥＰＣ２００やサーバ群３００との通信に係る上り／下りトラヒックの偏りや変動に応じて、適応的に無線リソースをバックホールリンク又はアクセスリンクに割り当てることが可能となる。
【００３０】
＜第２の実施の形態＞
次に、本開示技術の第２の実施の形態について説明する。
【００３１】
上述の第１の実施の形態では、ＵＥ１００の接続先がＲＮ５００に具備されたコアネットワークとなるため、ＵＥ１００がＲＮ５００に具備された基地局の形成する通信エリア（セル）から他の基地局が形成するセルへと移動する場合、若しくは他の基地局のセルからＲＮ５００に具備された基地局のセルへと移動する場合には、ＵＥ１００はいったんコアネットワークとの接続を解除して、別のコアネットワークと再接続する必要がある。そのため、上述の本開示技術の第１の実施の形態では、ＵＥ１００がＲＮ５００に具備された基地局のセル内又はセル外へ移動した場合に、通信中のアプリケーションが継続できないおそれがある。ＵＥ１００のモビリティがサポートされないおそれがあるという問題は、将来の技術進歩によって解決されるかもしれないが、本開示技術の第２の実施の形態において、ＵＥ１００のモビリティをサポートするための一解決策を提供する。
【００３２】
本開示技術の第２の実施の形態では、上述の第１の実施の形態を基にして、さらにＵＥ１００のモビリティをサポートするよう拡張し、ＵＥ１００が接続先の中継局を変更（ハンドオーバ）した場合であっても、ＵＥ１００の通信が継続して行われるようにする。具体的には、本開示技術の第２の実施の形態では、ＲＮ−ＵＥ４００に関しては上述の第１の実施の形態と同様に、ＲＮ５００に具備されたコアネットワークに接続させ、一方、ＵＥ１００に関しては、ネットワーク上位に位置するＥＰＣ２００に接続させることで、ＵＥ１００のモビリティをサポートする。
【００３３】
図６は、本開示技術の第２の実施の形態に係るＲＮ５００の構成の一例を示すブロック図である。図６に図示されているＲＮ５００は、基地局の機能を有するＲＮ−ｅＮＢ５１０と、コアネットワークの機能を有するＲＮ−ＥＰＣ５３０とを具備している。なお、図６に図示されている各機能ブロック、あるいは、これらの機能ブロックと同等の機能を有する各処理部は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせによって実現されてもよい。
【００３４】
ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、無線送受信部５１１、無線処理部５１２、コアネットワークインタフェース部５１３を有している。また、無線処理部５１２は端末判定部５１４を有し、コアネットワークインタフェース部５１３は振り分け部５１５を有している。
【００３５】
無線送受信部５１１は、アクセスリンク側端末（ＵＥ１００）やバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）との無線区間の信号の送受を行い、無線から受信した信号を無線処理部５１２へ供給し、無線処理部５１２から受信した信号を無線区間へ送出する。
【００３６】
無線処理部５１２は、無線送受信部５１１から供給された信号に対し、レイヤ毎にプロトコルで規定された処理を施した後、コアネットワークインタフェース部５１３へ処理後の信号を供給する。また、無線処理部５１２は、コアネットワークインタフェース部５１３から受信した信号に対し、レイヤ毎にプロトコルで規定された処理を施した後、無線送受信部５１１へ処理後の信号を供給する。また、無線処理部５１２は、バックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）を介してネットワーク上位に位置するＥＰＣ２００との間にＳ１リンクを設定するまでの間、アクセスリンク側端末（ＵＥ１００）からの無線リンク確立の要求を破棄するよう構成されていてもよい。
【００３７】
さらに、無線処理部５１２の端末判定部５１４は、無線送受信部５１１から受信した信号の送出元が、アクセスリンク側端末（ＵＥ１００）であるか、又はバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）であるかを判定する。端末判定部５１４による判定結果はコアネットワークインタフェース部５１３に対し、コアネットワークに転送する信号と共に通知される。
【００３８】
なお、端末判定部５１４は、例えば、ＲＮ５００がアクセスリンク側端末（ＵＥ１００）及びバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）の識別情報を事前に保持し、事前に保持している当該情報と信号の送出元に係る情報とを比較することで、信号の送出元がアクセスリンク側端末（ＵＥ１００）かバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）かを判定してもよい。また、端末判定部５１４は、信号の送出元に係る情報を任意の装置に送信して、信号の送出元がアクセスリンク側端末（ＵＥ１００）かバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）かを問い合わせてもよい。あるいは、バックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）によって送出される信号に所定の情報が含まれるよう定められており、当該所定の情報を含む信号の送出元をバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）と識別し、当該所定の情報を含まない信号の送出元をアクセスリンク側端末（ＵＥ１００）と判定してもよい。なお、端末の判定方法は、上記に限定されるものではなく、任意の端末判定方法が用いられてもよい。
【００３９】
コアネットワークインタフェース部５１３は、無線処理部５１２から受信した信号を、無線処理部５１２から通知された判定結果に従って処理する。当該判定結果がアクセスリンク側端末（ＵＥ１００）であった場合には、ＵＥ１００が接続するＥＰＣ２００に対する信号として必要なプロトコル処理を施す。一方、当該判定結果がバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）であった場合には、ＲＮ−ＥＰＣ５３０に対する信号として必要なプロトコル処理を施す。
【００４０】
また、コアネットワークインタフェース部５１３の振り分け部５１５は、上記のようにプロトコル処理を施した信号をＲＮ−ＥＰＣへ供給する。このとき、振り分け部５１５は、ＥＰＣ２００に対する信号として処理を施した信号についてはＲＮ−ＥＰＣ５３０のＳＧｉ処理部５３１に、ＲＮ−ＥＰＣ５３０に対する信号として処理を施した信号についてはＲＮ−ＥＰＣ５３０のＳ１処理部５３２にそれぞれ振り分けて供給する。
【００４１】
ＲＮ−ＥＰＣ５３０のＳＧｉ処理部５３１は、コアネットワークインタフェース部５１３から受信する信号のＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：インターネットプロトコル）ヘッダを解析し、その宛て先アドレスから転送先となるＲＮ−ＵＥ４００を識別し、当該ＲＮ−ＵＥ５３０のコアネットワーク内の通信ベアラを通して、Ｓ１処理部５３２へ信号を供給する。ＳＧｉ処理部５３１から信号を受信したＳ１処理部５３２は、受信信号の通信ベアラに応じたＳ１ベアラを通して、コアネットワークインタフェース部５１３へ信号を送信する。
【００４２】
また、ＲＮ−ＥＰＣ５３０のＳ１処理部５３２は、コアネットワークインタフェース部５１３から受信するＳ１信号を終端し、当該ＲＮ−ＵＥ４００のコアネットワーク内の通信ベアラを通して、ＳＧｉ処理部５３１へ信号を供給する。Ｓ１処理部５３２から信号を受信したＳＧｉ処理部５３１は、受信信号からＩＰパケットを抽出し、コアネットワークインタフェース部５１３へ抽出したＩＰパケットを送信する。
【００４３】
なお、ＲＮ５００のＲＮ−ｅＮＢ５１０及びＲＮ−ＥＰＣ５３０におけるプロトコル処理の詳細については、図７の説明と共に後述する。
【００４４】
図７には、本開示技術の第２の実施の形態におけるＵＥ１００と外部サーバ３１０との間の通信に係るプロトコルスタックの一例が示されている。なお、図７の経路Ａ〜Ｆは、図４の経路Ａ〜Ｆに対応している。
【００４５】
制御信号（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｌａｎｅ）の場合、アクセスリンク側端末（ＵＥ１００）はネットワーク上位に位置するコアネットワーク（ＥＰＣ２００）と接続を行い、制御信号（ＮＡＳ：Ｎｏｎ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）を送受する。ＵＥ１００を収容するＲＮ５００は基地局（ＲＮ−ｅＮＢ５１０）とコアネットワーク（ＲＮ−ＥＰＣ５３０）により構成され、ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、ＵＥ１００から受信する制御信号を基地局（ＲＮ−ｅＮＢ５１０）とコアネットワーク（ＲＮ−ＥＰＣ５３０）との間で規定された制御信号（Ｓ１−ＡＰ）に載せ替えてＥＰＣ２００に転送する。ＥＰＣ２００宛のＳ１−ＡＰ信号は、いったんＲＮ−ＥＰＣ５３０のＳＧｉインタフェースに入力され、入力されたＳ１−ＡＰ信号はバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）宛のＧＴＰ−Ｕトンネルを通って再びＲＮ−ｅＮＢ５１０に入力され、ＲＮ−ｅＮＢ５１０はＲＮ−ＵＥ４００に無線インタフェースを介してＳ１−ＡＰ信号を転送する。Ｓ１−ＡＰ信号を受信したＲＮ−ＵＥ４００は、無線プロトコルを終端しＩＰパケットを取り出した後、宛て先ＩＰアドレスに従ってＥＰＣ２００へとパケットを転送する。なお、ＥＰＣ２００からＵＥ１００宛の制御信号は、上記と逆の流れに従って処理される。
【００４６】
また、ユーザ信号（Ｕｓｅｒ  Ｐｌａｎｅ）の場合、ＲＮ−ｅＮＢ４００は、Ｓ１−ＡＰでは無く、ＵＥ１００毎にＥＰＣ２００との間で設定されたＧＴＰ−Ｕトンネル上で、ＵＥ１００から受信したパケットを転送する点が制御信号の場合と異なる。また、ユーザ信号の場合は、ＥＰＣ２００はＧＴＰ−Ｕプロトコルを終端してＩＰパケットを取り出した後、宛て先ＩＰアドレスに従って各サーバ（外部サーバ３１０）にＩＰパケットを転送する。なお、外部サーバ３１０からＵＥ１００宛のパケットは、上記と逆の流れに従って処理される。
【００４７】
このように、本開示技術の第２の実施の形態では、アクセスリンク側端末（ＵＥ１００）に関しては、従来のＬＴＥシステムで規定された制御信号／ユーザ信号の伝送プロトコルに対して、基地局とコアネットワーク間の伝送を、バックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）のＥＰＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）ベアラ上で延長させた形をとる。すなわち、ＵＥ１００とＥＰＣ２００又は外部サーバ３１０との間の通信は、ＲＮ−ＵＥ４００によるＲＮ−ＥＰＣ４３０への接続によって確立されたＥＰＳベアラ上を経由する。
【００４８】
また、図８は、本開示技術の第２の実施の形態において、ＲＮ５００の電源投入からＵＥ１００の通信が開始されるまでの処理の一例を示すシーケンス図である。ＲＮ５００に具備された基地局（ＲＮ−ｅＮＢ５１０）は、電源投入後（ステップＳ１００１）、内部に具備されたコアネットワーク（ＲＮ−ＥＰＣ５３０）に対して、Ｓ１リンクを設定するためのプロシージャ（Ｓ１−Ｓｅｔｕｐ）を発行する（ステップＳ１００３）。
【００４９】
ＲＮ−ＥＰＣ５３０とのＳ１リンク確立後、ＲＮ−ｅＮＢ５１０は無線インタフェースの送信／受信を開始する（ステップＳ１００５）。ＲＮ−ｅＮＢ５１０から報知情報を取得したバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）は、ＲＮ−ｅＮＢ５１０との無線リンクを設定するためのプロシージャ（ＲＲＣ  Ｓｅｔｕｐ）を発行する（ステップＳ１００７）。無線リンク確立後、ＲＮ−ＵＥ４００は、ＲＮ５００に具備されたＲＮ−ＥＰＣ５３０との接続を行うために、ＲＮ−ＥＰＣ５３０に対して接続要求（Ａｔｔａｃｈ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送出する（ステップＳ１００９）。ＲＮ−ＵＥ４００から接続要求を受信したＲＮ−ｅＮＢ５１０は、ＲＮ−ＥＰＣへのＳ１リンクにおける制御信号（Ｉｎｉｔｉａｌ  ＵＥ  Ｍｅｓｓａｇｅ）に前記接続要求をマッピングしてＲＮ−ＥＰＣ５３０に送信する（ステップＳ１０１１）。Ｉｎｉｔｉａｌ  ＵＥ  Ｍｅｓｓａｇｅを受信したＲＮ−ＥＰＣ５３０は、ＲＮ−ｅＮＢ５１０を介してＲＮ−ＵＥ４００との間で認証シーケンス（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）を実行し（ステップＳ１０１３）、正しく認証されると、ＲＮ−ＵＥ４００のコアネットワーク内におけるデフォルト通信ベアラを確立する（Ｃｒｅａｔｅ  Ｄｅｆａｕｌｔ  Ｂｅａｒｅｒ）（ステップＳ１０１５）。その後、ＲＮ−ＥＰＣ５３０は、ＲＮ−ＵＥ４００の接続要求に対する応答を含め、ＲＮ−ｅＮＢ５１０に対して制御信号（ＵＥ  Ｃｏｎｔｅｘｔ  Ｓｅｔｕｐ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する（ステップＳ１０１７）。
【００５０】
ＵＥ  Ｃｏｎｔｅｘｔ  Ｓｅｔｕｐ  Ｒｅｑｕｅｓｔを受信したＲＮ−ｅＮＢ５１０は、ＲＮ−ＵＥ４００に対する接続許可（Ａｔｔａｃｈ  Ａｃｃｅｐｔ）を含め、無線リンクを更新する（ステップＳ１０１９）。Ａｔｔａｃｈ  Ａｃｃｅｐｔを受信したＲＮ−ＵＥ４００は、正しく接続に対する応答を受信したことを、ＲＮ−ｅＮＢ５１０に対して送信する（Ａｔｔａｃｈ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）（ステップＳ１０２１）。Ａｔｔａｃｈ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅを受信したＲＮ−ｅＮＢ５１０は、当該ＲＮ−ＵＥ４００のＳ１リンク上の通信ベアラを確立するため、制御信号（ＵＥ  Ｃｏｎｔｅｘｔ  Ｓｅｔｕｐ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）をＲＮ−ＥＰＣ５３０に送信する（ステップＳ１０２３）。ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを受信したＲＮ−ＥＰＣ５３０は、当該ＲＮ−ＵＥ４００に対するコアネットワーク内のデフォルト通信ベアラを更新する（Ｂｅａｒｅｒ  Ｕｐｄａｔｅ）（ステップＳ１０２５）。以上の手順により、ＲＮ−ＵＥ４００〜ＲＮ−ｅＮＢ５１０〜ＲＮ−ＥＰＣ５３０の間でＥＰＳベアラの確立が完了し、ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、外部との通信がＲＮ−ＵＥ４００を介して行うことができるようになる。
【００５１】
次に、ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、コアネットワークに位置するＥＰＣ２００との間にＳ１リンクを設定するためのプロシージャ（Ｓ１−Ｓｅｔｕｐ）を発行する（ステップＳ１０２７）。このプロシージャに係る全ての制御信号は、前述のＲＮ−ＵＥ４００のＥＰＳベアラ上で送受され、プロシージャの完了をもって、ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、ＥＰＣ２００との通信が行えるようになる。
【００５２】
なお、ここまでの手順が完了するまでは、ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、ＥＰＣ２００との通信が行えないため、アクセスリンク側端末（ＵＥ１００）から無線リンク確立の要求（ＲＲＣ  ｓｅｔｕｐ：ステップＳ１０９９）を受信しても破棄し続ける。
【００５３】
以降は、ＲＮ−ＵＥ４００とＲＮ−ＥＰＣ５３０との間の接続を確立する際に実行した手順（ステップＳ１００７〜Ｓ１０２５）を、ＵＥ１００とＥＰＣ２００との間で行うことにより、ＵＥ１００は、バックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）のＥＰＳベアラを経由して、ＥＰＣ２００を介して外部サーバ３１０などと通信が行えるようになる（ステップＳ１０２９）。
【００５４】
また、図９は、本開示技術の第２の実施の形態において、ある基地局（ｅＮＢ）に接続していたＵＥ１００が、その後、ＲＮ５００の基地局（ＲＮ−ｅＮＢ５１０）にハンドオーバし、さらにその後、別の基地局（ｅＮＢ）にハンドオーバする際の一連のハンドオーバプロシージャの一例を示すシーケンス図である。なお、図９に示すハンドオーバプロシージャは、図３において、ＵＥ１００が最初ｅＮＢ６００ａに接続しており、その後移動してＲＮ５００にハンドオーバし、さらにその後移動して、ｅＮＢ６００ｂにハンドオーバする場合を想定している。
【００５５】
また、図９では、ＲＮ−ＵＥ４００ａ及びＲＮ−ＵＥ４００ｂはそれぞれ、ＲＮ５００がｅＮＢ６００ａ及びｅＮＢ６００ｂと通信を行うためにバックホールリンクを提供するためのバックホールリンク側端末である。ただし、この構成は一例であり、各ｅＮＢ６００ａ、６００ｂに対応してＲＮ−ＵＥ４００ａ、４００ｂが存在しなければならないことを意味するものではない。例えば、ＲＮ５００が複数のｅＮＢ６００ａ、６００ｂと通信を行えるバックホールリンクが、１台のＲＮ−ＵＥ４００によって提供されてもよい。
【００５６】
図９では、初期状態として、ＵＥ１００がｅＮＢ６００ａに接続してＥＰＣ２００（及びサーバ群３００）と通信を行っているとする（ステップＳ１１０１）。ｅＮＢ６００ａと接続中のＵＥ１００は、ｅＮＢ６００ａから指示された通り、周辺の基地局からの電界強度をｅＮＢ６００ａに報告する（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔ）（ステップＳ１１０３）。ｅＮＢ６００ａは、ＵＥ１００から報告された周辺基地局の電界強度に基づいて、ＵＥ１００の他セルへのハンドオーバを判定する。ここで、ＲＮ５００に具備された基地局（ＲＮ−ｅＮＢ５１０）へＵＥ１００がハンドオーバすべきであると判定された場合（ＨＯ  Ｄｅｃｉｓｉｏｎ）（ステップＳ１１０５）、ｅＮＢ６００ａは、ＲＮ−ｅＮＢ５１０に対して当該ＵＥ１００のハンドオーバ要求（ＨＯ  Ｒｅｑ．）を送出する（ステップＳ１１０７）。前述の通り、ＲＮ−ｅＮＢ５１０とｅＮＢ６００ａは、ＲＮ−ＵＥ４００ａが提供するＲＮ５００の無線バックホールリンクにより通信が可能であり、ステップＳ１１０７におけるハンドオーバ要求も、ＲＮ−ＵＥ４００ａを介してｅＮＢ６００ａからＲＮ−ｅＮＢ５１０に伝達される。
【００５７】
ハンドオーバ要求を受信したＲＮ−ｅＮＢ５１０は、当該ハンドオーバを受け入れ可能な場合、ＵＥ１００のハンドオーバ要求を受け入れる（ＨＯ  Ａｃｃｅｐｔ）（ステップＳ１１０９）。ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、ｅＮＢ６００ａに対して、ＵＥ１００のハンドオーバ要求の受け入れを示す応答（ＨＯ  Ｒｅｓ．）を送信する（ステップＳ１１１１）。ＨＯ  Ｒｅｓ.を受信したｅＮＢ６００ａは、ＵＥ１００のＲＮ−ｅＮＢ５１０へのハンドオーバの実行を最終的に判断し（ＨＯ  Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ）（ステップＳ１１１３）、ＵＥ１００に対してＲＮ−ｅＮＢ５１０へのハンドオーバを指示する（ＨＯ  Ｃｏｍｍａｎｄ）（ステップＳ１１１５）。また、ｅＮＢ６００ａは、ＥＰＣ２００から受信した当該ＵＥ１００宛のパケットを、ハンドオーバ先のＲＮ−ｅＮＢ５１０に対して転送する（Ｄａｔａ  Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）（ステップＳ１１１７）。
【００５８】
ＨＯ  Ｃｏｍｍａｎｄを受信したＵＥ１００は、ｅＮＢ６００ａとの接続を切断し、ＲＮ−ｅＮＢ５１０との同期を取る（Ｓｙｎｃ．  ｗｈｉｔｈ  ｔａｒｇｅｔ）（ステップＳ１１１９）。ＲＮ−ｅＮＢ５１０との同期が確立したＵＥ１００は、ＲＮ−ｅＮＢ５１０に対する無線リンクを確立するため、制御メッセージ（Ｒｅｃｏｎｆ．  Ｃｏｍｐ．）を送信する（ステップＳ１１２１）。Ｒｅｃｏｎｆ.  Ｃｏｍｐ.を受信したＲＮ−ｅＮＢ５１０は、正常にＵＥ１００がハンドオーバしてきたことを検出し、ＥＰＣ２００に対して、当該ＵＥ１００との通信を、今後ＲＮ−ｅＮＢ５１０経由で行うことを示す制御メッセージ（Ｐａｔｈ  Ｓｗｉｔｃｈ）を送信する（ステップＳ１１２３）。Ｐａｔｈ  Ｓｗｉｔｃｈを受信したＥＰＣ２００は、Ｓ１リンクの情報を更新し、以降、当該ＵＥ１００との通信をＲＮ−ｅＮＢ５１０経由で行う（ステップＳ１１２５）。
【００５９】
また、図９における以降のプロシージャは、ＲＮ−ｅＮＢ５１０からｅＮＢ６００ｂへＵＥ１００がハンドオーバする場合を示しており、ｅＮＢ６００ａからＲＮ５００のＲＮ−ｅＮＢ５１０へハンドオーバした際のプロシージャ（ステップＳ１１０３〜Ｓ１１２５）と、メッセージの送出元／送出先のみが異なるだけであり、細かな説明は割愛する。なお、前述の通り、ＲＮ−ｅＮＢ５１０とｅＮＢ６００ｂは、ＲＮ−ＵＥ４００ｂが提供するＲＮ５００の無線バックホールリンクにより通信が可能であり、ＲＮ−ｅＮＢ５１０とｅＮＢ６００ｂとの間で交換されるメッセージは、ＲＮ−ＵＥ４００ｂを介して伝達される。
【００６０】
以上のように、本開示技術の第２の実施の形態によれば、ＲＮ５００は、ＵＥ１００とＥＰＣ２００やサーバ群３００との通信に係る上り／下りトラヒックの偏りや変動に応じて、適応的に無線リソースをバックホールリンク又はアクセスリンクに割り当てることが可能となる。また、ＲＮ５００がアクセスリンク側端末（ＵＥ１００）とバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）とを判定し、ＲＮ−ＵＥ４００はＲＮ５００によって具備されたコアネットワークに対して接続させ、ＵＥ１００はネットワーク上位に位置するＥＰＣ２００へ接続させることで、ＵＥ１００のモビリティをサポートし、ＵＥ１００がハンドオーバを行う際に、ＵＥ１００がアプリケーションの通信を継続して行えるようにすることが可能となる。また、ＲＮ５００は、ＵＥ１００とＥＰＣ２００やサーバ群３００との通信に係る上り／下りトラヒックの偏りや変動に応じて、適応的に無線リソースをバックホールリンク又はアクセスリンクに割り当てることが可能となる。
【００６１】
＜第３の実施の形態＞
次に、本開示技術の第３の実施の形態について説明する。本開示技術の第３の実施の形態では、ＲＮ５００が、所定の条件に応じて、ＵＥ１００とＥＰＣ２００やサーバ群３００との通信に係るトラフィックの経路を制御する場合について説明する。特に、第３の実施の形態では、ＲＮ５００が、ＵＥ１００から報告される周辺基地局の電界強度の値に基づいて、当該ＵＥ１００のトラフィックが経由するバックホールリンクを切り替える動作、及び、ＵＥ１００がＲＮ５００の基地局（ＲＮ−ｅＮＢ５１０）から別の基地局へハンドオーバを行う際に、バックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）に対してパケット転送先の切り替えを指示し、ハンドオーバ先基地局に対してデータ転送が行われるようにする場合について説明する。
【００６２】
図１０は、本開示技術の第３の実施の形態に係るＲＮ５００の構成の一例を示すブロック図である。上述の第２の実施の形態（図６の構成）と異なる点は、無線処理部５１２が転送経路制御部５５１を具備する点である。なお、図１０に図示されている各機能ブロック、あるいは、これらの機能ブロックと同等の機能を有する各処理部は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせによって実現されてもよい。
【００６３】
転送経路制御部５５１は、所定の条件に基づいて、ＵＥ１００のトラフィックの経路（例えば、どのバックホールリンクを経由するか、あるいは、バックホールリンク上に転送させずにＲＮ−ＵＥ４００から基地局へ転送させるかなど）を決定し、転送を切り替えさせる装置（ＥＰＣ２００やＲＮ−ＵＥ４００など）へ転送先の切り替えを指示する。
【００６４】
例えば、転送経路制御部５５１は、閾値判定部５５３を有していてもよい。閾値判定部５５３は、無線送受信部５１１から供給される、アクセスリンク側端末（ＵＥ１００）から報告される周辺基地局の電界強度の閾値判定を行い、ある基地局の受信電界強度が所定の閾値を超えた場合に、ＥＰＣ２００に対してバックホールリンクを提供するＲＮ−ＵＥ４００を切り替えるための制御信号を、コアネットワークインタフェース部５１３を介して送信する。
【００６５】
なお、ＲＮ５００は、ある基地局の受信電界強度が所定の閾値を超えた場合に、どのＲＮ−ＵＥ４００に切り替えるかについての情報を事前に保持していてもよく、あるいは、特定の装置に対して問い合わせを行ってもよい。また、ある基地局の受信電界強度が所定の閾値を超えた場合は、ＵＥ１００が将来その基地局へハンドオーバすべきであると判定される可能性が高いと考えられる。従って、ＲＮ５００がその基地局と通信を行うためにバックホールリンクを提供するためのＲＮ−ＵＥ４００を特定し、ＵＥ１００の通信が、特定されたＲＮ−ＵＥ４００を経由するように切り替えてもよい。
【００６６】
また、転送経路制御部５５１は、無線処理部５１２よりアクセスリンク側端末（ＵＥ１００）のハンドオーバが実行されたことを通知されると、ハンドオーバ先基地局へのバックホールリンクを提供するバックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）に対して、ＥＰＣ２００から受信するパケットをハンドオーバ先基地局に転送するよう要求する制御信号を、コアネットワークインタフェース部５１３を介して送信する。
【００６７】
また、図１１は、本開示技術の第３の実施の形態に係るＥＰＣ２００の構成の一例を示すブロック図である。図１１に図示されているＥＰＣ２００は、ネットワークの信号／データの転送機能をブロック化したものであり、送受信部２０１、ＳＧｉ処理部２０２、Ｓ１処理部２０３を有している。なお、図１１に図示されている各機能ブロック、あるいは、これらの機能ブロックと同等の機能を有する各処理部は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせによって実現されてもよい。
【００６８】
送受信部２０１は、外部サーバ３１０、基地局（ｅＮＢ６００ａ、６００ｂ、ＲＮ５００のＲＮ−ｅＮＢ５１０）などとＩＰネットワークを介して、信号の送受を行う。送受信部２０１は、外部サーバ３１０から受信するパケットをＳＧｉ処理部２０２へ供給する。送受信部２０１は、ｅＮＢ６００ａ、６００ｂ又はＲＮ−ｅＮＢ５１０より受信するパケットをＳ１処理部２０３へ供給する。また、送受信部２０１は、ＳＧｉ処理部２０２又はＳ１処理部２０３より供給される信号を、外部サーバ３１０、基地局（ｅＮＢ６００ａ、６００ｂ、ＲＮ５００のＲＮ−ｅＮＢ５１０）などに送信する。
【００６９】
ＳＧｉ処理部２０２は、送受信部２０１から供給される信号を、レイヤ毎にプロトコルで規定された処理を施した後、Ｓ１処理部２０３へ供給する。また、ＳＧｉ処理部２０２は、Ｓ１処理部２０３から供給される信号を、レイヤ毎にプロトコルで規定された処理を施した後、送受信部２０１へ入力する。
【００７０】
Ｓ１処理部２０３は、送受信部２０１から供給される信号を、レイヤ毎にプロトコルで規定された処理を施した後、ＳＧｉ処理部２０２へ供給する。また、Ｓ１処理部２０３は、ＳＧｉ処理部２０２から供給される信号を、レイヤ毎にプロトコルで規定された処理を施し、基地局（ｅＮＢ６００ａ、６００ｂ又はＲＮ−ｅＮＢ５１０）宛のパケットとして生成する。宛て先がＲＮ−ｅＮＢ５１０の場合、ＲＮ−ｅＮＢ５１０に対するバックホールリンクを提供するＲＮ−ＵＥ４００を介する必要があるため、Ｓ１処理部２０３は、内部に具備するルーティングテーブル２０４から、当該ＲＮ−ｅＮＢ５１０に対してバックホールリンクを提供するＲＮ−ＵＥ４００の情報を検索し、検索により得られたＲＮ−ＵＥ４００を中継する情報（例えば、ソースルーティング情報を利用）をＩＰパケットに含ませ、送受信部２０１に当該パケットを供給する。さらに、Ｓ１処理部２０３は、ＲＮ−ｅＮＢ５１０からバックホールリンクを提供するＲＮ−ＵＥ４００を切り替えるための制御信号を受信すると、ルーティングテーブル２０４を受信した情報で更新する。
【００７１】
また、図１２は、本開示技術の第３の実施の形態に係るＲＮ−ＵＥ４００の構成の一例を示すブロック図である。図１２に図示されているＲＮ−ＵＥ４００は、無線送受信部４０１、無線処理部４０２、ネットワークインタフェース部４０３を具備する。なお、図１２に図示されている各機能ブロック、あるいは、これらの機能ブロックと同等の機能を有する各処理部は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせによって実現されてもよい。
【００７２】
無線送受信部４０１は、無線を介してＲＮ５００のＲＮ−ｅＮＢ５１０と信号を送受する。無線送受信部４０１は、ＲＮ−ｅＮＢ５１０から受信する信号を、無線処理部４０２へ供給する。また、無線送受信部４０１は、無線処理部４０２から供給される信号を、ＲＮ−ｅＮＢ５１０へ送信する。
【００７３】
無線送受信部４０１から信号を受信した無線処理部４０２は、無線プロトコルを終端しＩＰパケットを取り出した後、ネットワークインタフェース部４０３へ当該ＩＰパケットを供給する。また、無線処理部４０２は、ネットワークインタフェース部４０３からＩＰパケットを受信すると、レイヤ毎にプロトコルで規定された処理を施した後、処理した信号を無線送受信部４０１へ供給する。
【００７４】
ネットワークインタフェース部４０３は、ＥＰＣ２００及びｅＮＢ６００ａ、６００ｂなどと信号を送受する。ネットワークインタフェース部４０３は、無線処理部４０２より供給されるＩＰパケットの宛て先に従って、ＥＰＣ２００又はｅＮＢ６００ａ、６００ｂにＩＰパケットを送信する。また、ネットワークインタフェース部４０３は、ＥＰＣ２００又はｅＮＢ６００ａ、６００ｂから受信したＩＰパケットを、無線処理部４０２へ供給する。
【００７５】
さらに、ネットワークインタフェース部４０３は、転送部４０４を具備する。転送部４０４は、ＲＮ−ｅＮＢ５１０より、ＥＰＣ２００から受信するパケットをＵＥ１００のハンドオーバ先基地局に転送するよう要求する制御信号を受信すると、ＥＰＣ２００から受信するパケットを指定されたハンドオーバ先基地局に転送する。
【００７６】
また、図１３は、本開示技術の第２の実施の形態において、ＲＮ５００の基地局（ＲＮ−ｅＮＢ５１０）に接続していたＵＥ１００が、その後、基地局（ｅＮＢ６００ｂ）にハンドオーバする際の一連のハンドオーバプロシージャの一例を示すシーケンス図である。
【００７７】
図１３では、初期状態として、ＲＮ−ＵＥ４００ａ及び４００ｂがＲＮ５００に接続しており、ＲＮ−ＵＥ４００ａ及び４００ｂの両方が、ＲＮ５００に対してバックホールリンクを提供しているとする。また、ＵＥ１００がＲＮ５００の基地局（ＲＮ−ｅＮＢ５１０）に接続しており、ＲＮ−ＵＥ４００ａによって提供されているバックホールリンクを介してＥＰＣ２００（及びサーバ群３００）と通信を行っているとする（ステップＳ１２０１）。
【００７８】
ＲＮ−ｅＮＢ５１０と接続中のＵＥ１００は、ＲＮ−ｅＮＢ５１０から指示された通り、周辺の基地局からの電界強度をＲＮ−ｅＮＢ５１０に報告する（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔ）（ステップＳ１２０３）。ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、ＵＥ１００から報告された周辺基地局の電界強度に基づいて、当該ＵＥ１００の通信ベアラを構成するバックホールリンクを切り替えるかどうかを判定する。ここで、例えばＲＮ−ＵＥ４００ｂへのバックホールリンクの切り替えが判定された場合（Ｓｗｉｔｃｈ  Ｄｅｃｉｓｉｏｎ）（ステップＳ１２０５）、ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、ネットワーク上位に位置するＥＰＣ２００に対して、バックホールリンクを提供するバックホールリンク側端末をＲＮ−ＵＥ４００ａからＲＮ−ＵＥ４００ｂへ切り替えるよう指示する切り替え要求（Ｓｗｉｔｃｈ  Ｒｅｑ．）を送出する（ステップＳ１２０７）。
【００７９】
ステップＳ１２０７の切り替え要求を受信したＥＰＣ２００は、ルーティングテーブルの情報を、当該切り替え要求で指示されたＲＮ−ＵＥ４００ｂの情報で更新する（Ｔａｂｌｅ  Ｕｐｄａｔｅ）（ステップＳ１２０９）。これにより、以降のＥＰＣ２００と当該ＵＥ１００との通信は、ＲＮ−ＵＥ４００ｂによって提供されるバックホールリンクを介して行われる（ステップＳ１２１１）。
【００８０】
なお、ここでは、当該ＵＥ１００の通信ベアラを構成するバックホールリンクを切り替えるか否かの判定が、アクセスリンク側端末（ＵＥ１００）から報告される周辺基地局の電界強度に基づいて行われているが、これに限定されるものではない。例えば、ＲＮ５００が、各バックホールリンク側端末（ＲＮ−ＵＥ４００）との間の無線通信環境、あるいは、各バックホールリンクの負荷バランスなどを始めとする様々な所定の条件に基づいて、ＵＥ１００の通信ベアラを構成するバックホールリンクの切り替えを行ってもよい。
【００８１】
また、その後、例えばＲＮ５００のＲＮ−ｅＮＢ５１０からｅＮＢ６００ｂへのＵＥ１００のハンドオーバが実行されると（処理の詳細は図９を参照）、ＲＮ−ｅＮＢ５１０は、ＲＮ−ＵＥ４００ｂに対し、ＥＰＣ２００から受信するパケットをｅＮＢ６００ｂに転送するよう要求する制御信号（ＦＷ  Ｒｅｑ．）を送信してもよい（ステップＳ１２２１）。ＲＮ−ＵＥ４００ｂは、当該転送要求で指定されたｅＮＢ６００ｂに対して、ＥＰＣ２００から受信するＵＥ１００宛のパケットを転送する（Ｄａｔａ  Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）（ステップＳ１２２３）。この転送要求によって、ＵＥ１００宛のパケットは、Ｐａｔｈ  Ｓｗｉｔｃｈに基づく経路変更よりも早いタイミングで、ＲＮ−ＵＥ４００ｂからハンドオーバ先の基地局（ｅＮＢ６００ｂ）へ転送及びバッファリングされるようになり、ＲＮ−ＵＥ４００ｂとＲＮ５００との間の無線区間のトラフィックを低減させることが可能となる。
【００８２】
以上のように、本開示技術の第３の実施の形態によれば、ＲＮ５００は、ＵＥ１００とＥＰＣ２００やサーバ群３００との通信に係る上り／下りトラヒックの偏りや変動に応じて、適応的に無線リソースをバックホールリンク又はアクセスリンクに割り当てることが可能となる。また、ＲＮ５００は、所定の条件に応じて、ＵＥ１００とＥＰＣ２００やサーバ群３００との通信に係るトラフィックの経路を制御することが可能となる。特に、ＲＮ５００は、ＵＥ１００から報告される周辺基地局の電界強度の値に基づいて、当該ＵＥ１００のトラフィックが経由するバックホールリンクを切り替えることが可能となる。また、ＲＮ５００は、ＵＥ１００が、ＲＮ５００のＲＮ−ｅＮＢ５１０が形成するセル外部へハンドオーバを行う際に、バックホールリンクを提供しているＲＮ−ＵＥ４００に対して、ハンドオーバ先基地局へパケットを転送するよう指示することで、無線バックホールリンクのトラフィックを低減させることが可能となる。
【００８３】
本開示技術の一態様では、中継局装置が、前記コアネットワークインタフェース部が、前記アクセスリンク側端末を前記コアネットワークへ接続させてもよい。
【００８４】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置が、前記バックホールリンク側端末と前記内部コアネットワークとの間のベアラを確立する処理を行う無線処理部と、
前記バックホールリンク側端末を経由した前記アクセスリンク側端末と前記コアネットワークとの通信に係る信号を、前記バックホールリンク側端末と前記内部コアネットワークとの間で確立された前記ベアラを通して転送する振り分け部とを、
更に有してもよい。
【００８５】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置は、前記無線処理部が、前記内部コアネットワークとの間にＳ１リンクを設定するとともに、前記バックホールリンク側端末と前記内部コアネットワークとの間で確立された前記ベアラを通して前記コアネットワークとの間にＳ１リンクを設定してもよい。
【００８６】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置は、前記無線処理部が、前記アクセスリンク側端末から受信した制御信号を、前記コアネットワーク宛のＳ１−ＡＰ信号に載せ替えて前記内部コアネットワークが具備するＳＧｉ処理部に入力してもよい。
【００８７】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置は、前記無線処理部が、前記アクセスリンク側端末から受信したユーザ信号を、前記アクセスリンク側端末と前記コアネットワークとの間で設定されたＧＴＰトンネル化して前記内部コアネットワークが具備するＳＧｉ処理部に入力してもよい。
【００８８】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置は、前記振り分け部が、前記アクセスリンク側端末から受信した信号を前記内部コアネットワークが具備するＳＧｉ処理部に入力してもよい。
【００８９】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置は、前記ＳＧｉ処理部が、前記信号の転送先となる前記バックホールリンク側端末を特定してもよい。
【００９０】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置は、前記内部コアネットワークが具備するＳ１処理部が、前記ＳＧｉ処理部で特定された前記バックホールリンク側端末宛のＧＴＰトンネルにより前記信号を転送してもよい。
【００９１】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置は、前記振り分け部が、前記バックホールリンク側端末から受信した信号を前記内部コアネットワークが具備するＳ１処理部に入力してもよい。
【００９２】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置が、前記内部コアネットワークに接続されている前記バックホールリンク側端末が複数存在する場合、所定の条件に基づいて、前記アクセスリンク側端末と前記コアネットワークとの通信に係る前記信号を経由させるバックホールリンク側端末を決定する転送経路制御部を有してもよい。
【００９３】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置が、前記所定の条件として、前記アクセスリンク側端末が受信する周辺基地局からの電波の受信電界強度を使用してもよい。
【００９４】
また、本開示技術の一態様では、中継局装置が、前記無線区間を通じて前記信号の送受を行っている前記アクセスリンク側端末が別の基地局装置へハンドオーバを行う際、前記信号の転送経路上に位置するバックホールリンク側端末に対して、ハンドオーバ先となる前記別の基地局装置へ前記アクセスリンク側端末宛のパケットを転送するよう指示する転送経路制御部を有してもよい。
【００９５】
また、本開示技術の一態様によれば、端末と無線区間の信号の送受を行う無線送受信部と、内部コアネットワークを構成する内部コアネットワーク部とを有する中継局装置によって実行される通信制御方法であって、
前記無線送受信部を通じて前記信号の送受を行う前記端末のうち、ネットワーク上位に位置するコアネットワークへの中継機能を有するバックホールリンク側端末と、前記中継機能を有さないアクセスリンク側端末とを識別するステップと、
前記バックホールリンク側端末を前記内部コアネットワークへ接続させるステップとを、
有する通信制御方法が提供可能である。
【００９６】
また、本開示技術の一態様では、通信制御方法が、前記アクセスリンク側端末を前記コアネットワークへ接続させるステップを更に有してもよい。
【００９７】
なお、例えば、上記の本開示技術の各態様は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示技術の一態様は、中継局装置及び通信制御方法によって実現されるが、例えば、通信システム、中継局装置、バックホールリンク側端末、アクセスリンク側端末、ＥＰＣ装置、各端末又は装置によって実行される方法、当該方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、及び、このプログラムを記録した記録媒体などによって実現されてもよい。
【００９８】
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックや各処理部は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせによって実現されてもよい。例えば、各装置のブロック図に含まれている機能ブロック、あるいは、同等の機能を有する各処理部は、任意のコンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央処理装置）及びメモリなどのハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能に係る動作が記述されたプログラム（例えば、コンピュータが参照可能なメモリ内に記憶されているプログラム）をコンピュータによって実行させることで、各機能ブロックや各処理部が実現されてもよい。例えば、図６に図示されているＲＮ５００に実装されているＣＰＵによって、ＵＥ１００とＲＮ−ＵＥ４００とを識別する動作が記述されたプログラムが実行されることによって、ＲＮ５００の端末判定部５１４の機能が実現されてもよい。また、このとき、ＲＮ５００は、例えばＲＮ５００に実装されているメモリに格納された情報を利用して、ＵＥ１００とＲＮ−ＵＥ４００とを識別してもよい。
【００９９】
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又はすべてを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適用などが可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本開示技術は、例えば、バックホールリンク側端末を基地局が具備する内部コアネットワーク部に接続させることで、トラヒックの変動に対応したパケットの効率的な転送が行えるようになるという効果を有し、無線通信を行う無線通信移動局装置が送受を行う信号を中継技術に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  ユーザ端末（ＵＥ）
２００  ＥＰＣ
２０１  送受信部
２０２、５３１  ＳＧｉ処理部
２０３、５３２  Ｓ１処理部
２０４  ルーティングテーブル
３００  サーバ群
３１０  外部サーバ
４００  中継端末（ＲＮ−ＵＥ）
４０１、５１１  無線送受信部
４０２、５１２  無線処理部
４０３  ネットワークインタフェース部
４０４  転送部
５００  中継局（ＲＮ）
５１０  基地局機能（ＲＮ−ｅＮＢ）
５１３  コアネットワークインタフェース部
５１４  端末判定部
５１５  振り分け部
５３０  コアネットワーク機能（ＲＮ−ＥＰＣ）
５５１  転送経路制御部
５５３  閾値判定部
６００ａ、６００ｂ  基地局（ｅＮＢ）
【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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