(57)【要約】【課題】限定的な制御機能を有する基地局を備える無線通信システムの適切な制御を実現する。【解決手段】無線通信システムＣＳが、ユーザ装置ＵＥと、ユーザ装置ＵＥに対して設定される制御プレーン経路ＳＲＢを介して制御メッセージを送受信可能な第１基地局ｅＮＢと、ユーザ装置ＵＥに対する制御プレーン経路ＳＲＢを有さない第２基地局ＰｈＮＢと、論理経路を制御する交換局ＭＭＥと、ゲートウェイ装置ＧＷとを備える。ユーザ信号用のユーザＵプレーン経路ＵＵＰが、第２基地局ＰｈＮＢを経由してユーザ装置ＵＥとゲートウェイ装置ＧＷとに設定可能である。第１基地局ｅＮＢは、第２基地局ＰｈＮＢを経由してユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢとに設定される制御信号用の制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを用いて、ユーザ装置ＵＥと制御メッセージを送受信することができる。【選択図】  図４
2014107618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ装置と、
前記ユーザ装置に対して設定される制御プレーン経路を介して制御メッセージを送受信可能な第１基地局と、
前記ユーザ装置に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局と、
論理経路を制御する交換局と、
ゲートウェイ装置とを備え、
ユーザ信号用のユーザＵプレーン経路が、前記第２基地局を経由して前記ユーザ装置と前記ゲートウェイ装置とに設定可能であり、
前記第１基地局は、
前記第２基地局を経由して前記ユーザ装置と前記第１基地局とに設定される制御信号用の制御Ｕプレーン経路を用いて、前記ユーザ装置と制御メッセージの送受信を実行可能な無線制御部を備える
無線通信システム。
【請求項２】
前記第１基地局は、
前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が設定される場合に、当該ユーザＵプレーン経路が経由する前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、
前記経路設定判定部が前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定したときに、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき有線ベアラの第１端点である前記第１基地局を示す第１端点識別子を生成し、前記有線ベアラを設定することを要求するベアラ設定要求メッセージに搭載して前記第２基地局に送信する経路制御部とを備え、
前記第２基地局は、
前記第１基地局からの前記ベアラ設定要求メッセージに応じて、前記第２基地局を示す第２端点識別子を含むベアラ設定応答メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第１基地局からの前記ベアラ設定要求メッセージに含まれる前記第１端点識別子が示す前記第１基地局を前記第１端点とし、前記第２基地局を第２端点とする前記有線ベアラを設定する経路制御部を備え、
前記第１基地局の前記無線制御部は、
前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき無線ベアラを前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定することを要求する第１無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、
前記ユーザ装置は、
前記第１基地局からの前記第１無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを設定する無線制御部を備える
請求項１の無線通信システム。
【請求項３】
前記第１基地局は、
前記ユーザ装置が前記第１基地局から前記第２基地局へとハンドオーバする場合に、前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、
前記経路設定判定部が前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定したときに、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき有線ベアラの第１端点である前記第１基地局を示す第１端点識別子を生成し、前記第２基地局に対するハンドオーバ要求メッセージに搭載して前記第２基地局に送信する経路制御部とを備え、
前記第２基地局は、
前記第１基地局からの前記ハンドオーバ要求メッセージに応じて、前記第２基地局を示す第２端点識別子を含むハンドオーバ応答メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第１基地局からの前記ハンドオーバ要求メッセージに含まれる前記第１端点識別子が示す前記第１基地局を前記第１端点とし、前記第２基地局を第２端点とする前記有線ベアラを設定する経路制御部を備え、
前記第１基地局の前記無線制御部は、
前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき無線ベアラを前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定することを要求する第１無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、
前記ユーザ装置は、
前記第１基地局からの前記第１無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを設定する無線制御部を備える
請求項１の無線通信システム。
【請求項４】
前記第１基地局は、
前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が解放される場合に、当該ユーザＵプレーン経路が経由する前記第２基地局を経由して設定されている前記制御Ｕプレーン経路を解放すべきか否かを判定する経路解放判定部を備え、
前記第１基地局の前記無線制御部は、
前記経路解放判定部が前記制御Ｕプレーン経路を解放すべきと判定したときに、前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記無線ベアラを解放することを要求する第２無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、
前記ユーザ装置の前記無線制御部は、
前記第１基地局からの前記第２無線接続再設定メッセージに応じて、第２無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信し、前記無線ベアラを解放し、
前記第１基地局の前記経路制御部は、
前記ユーザ装置からの前記第２無線接続再設定完了メッセージを受信すると、前記第１基地局と前記第２基地局とに設定されている前記有線ベアラを解放することを要求するベアラ解放要求メッセージを前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局の前記経路制御部は、
前記第１基地局からの前記ベアラ解放要求メッセージに応じて前記有線ベアラを解放し、ベアラ解放応答メッセージを前記第１基地局に送信し、
前記第１基地局の前記経路制御部は、
前記第２基地局からの前記ベアラ解放応答メッセージを受信すると、前記第１端点識別子を解放することにより前記制御Ｕプレーン経路を解放する
請求項２または請求項３の無線通信システム。
【請求項５】
前記第１基地局は、
前記ユーザ装置が前記第２基地局から前記第１基地局へとハンドオーバする場合に、前記第２基地局を経由して設定されている前記制御Ｕプレーン経路を解放すべきか否かを判定する経路解放判定部を備え、
前記第１基地局の前記無線制御部は、
前記経路解放判定部が前記制御Ｕプレーン経路を解放すべきと判定したときに、前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記無線ベアラを解放することを要求する第２無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、
前記ユーザ装置の前記無線制御部は、
前記第１基地局からの前記第２無線接続再設定メッセージに応じて、第２無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信し、前記無線ベアラを解放し、
前記第１基地局の前記経路制御部は、
前記ユーザ装置からの前記第２無線接続再設定完了メッセージを受信した後に、前記第１基地局と前記第２基地局とに設定されている前記有線ベアラを解放することを指示するコンテキスト解放メッセージを前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局の前記経路制御部は、
前記第１基地局からの前記コンテキスト解放メッセージに応じて前記有線ベアラを解放し、コンテキスト解放応答メッセージを前記第１基地局に送信し、
前記第１基地局の前記経路制御部は、
前記第２基地局からの前記コンテキスト解放応答メッセージを受信すると、前記第１端点識別子を解放することにより前記制御Ｕプレーン経路を解放する
請求項２または請求項３の無線通信システム。
【請求項６】
前記第１基地局の前記経路設定判定部は、
当該第１基地局における無線リンク障害の発生頻度が所定の第１閾値を上回る場合に、前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定する
請求項２または請求項３の無線通信システム。
【請求項７】
前記第１基地局の前記経路設定判定部は、
当該第１基地局における帯域利用率が所定の第２閾値を上回る場合に、前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定する
請求項２または請求項３の無線通信システム。
【請求項８】
前記第１基地局の前記経路設定判定部は、
当該第１基地局に接続するユーザ装置の数が所定の第３閾値を上回る場合に、前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定する
請求項２または請求項３の無線通信システム。
【請求項９】
前記交換局は、
前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が設定される場合に、当該ユーザＵプレーン経路が経由する前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、
前記経路設定判定部が前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定したときに、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき有線ベアラの第１端点である前記第１基地局を示す第１端点識別子を生成し、前記有線ベアラを設定することを要求するベアラ設定要求メッセージに搭載して前記第１基地局に送信する経路制御部とを備え、
前記第１基地局は、
前記交換局から受信した前記ベアラ設定要求メッセージを前記第２基地局に送信する経路制御部を備え、
前記第２基地局は、
前記第１基地局から受信した前記ベアラ設定要求メッセージに応じて、前記第２基地局を示す第２端点識別子を含むベアラ設定応答メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第１基地局から受信した前記ベアラ設定要求メッセージに含まれる前記第１端点識別子が示す前記第１基地局を前記第１端点とし、前記第２基地局を第２端点とする前記有線ベアラを設定する経路制御部を備え、
前記第１基地局の前記経路制御部は、
前記第２基地局から受信した前記ベアラ設定応答メッセージを前記交換局に送信し、
前記交換局の前記経路制御部は、
前記第１基地局からの前記ベアラ設定応答メッセージを受信すると、前記制御Ｕプレーン経路の設定を要求するコンテキスト設定要求メッセージを、前記第１基地局に送信し、
前記第１基地局の前記無線制御部は、
前記コンテキスト設定要求メッセージを受信すると、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき無線ベアラを前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定することを要求する第１無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、
前記ユーザ装置は、
前記第１無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを設定し、第１無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信する無線制御部を備える
請求項１の無線通信システム。
【請求項１０】
前記交換局の前記経路制御部は、
前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が解放される場合に、前記第１基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記制御Ｕプレーン経路を解放することを要求する第１ベアラ解放要求メッセージを前記第１基地局に送信するとともに、前記第１基地局と前記第２基地局とに設定されている前記有線ベアラを解放することを要求する第２ベアラ解放要求メッセージを前記第２基地局に送信し、
前記第１基地局の前記無線制御部は、
前記第１ベアラ解放要求メッセージを受信すると、前記制御Ｕプレーン経路が含む前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記無線ベアラを解放することを要求する第２無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、
前記ユーザ装置の前記無線制御部は、
前記第２無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを解放し、第２無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信し、
前記第２基地局の前記経路制御部は、
前記第２ベアラ解放要求メッセージに応じて前記有線ベアラを解放し、ベアラ解放応答メッセージを前記交換局に送信する
請求項９の無線通信システム。
【請求項１１】
前記交換局の前記経路制御部は、
前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が解放される場合に、前記第１基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記制御Ｕプレーン経路を解放することを要求する第１ベアラ解放要求メッセージを前記第１基地局に送信し、
前記第１基地局の前記無線制御部は、
前記第１ベアラ解放要求メッセージを受信すると、前記第１基地局と前記第２基地局とに設定されている前記有線ベアラを解放することを要求する第２ベアラ解放要求メッセージを前記第２基地局に送信するとともに、前記制御Ｕプレーン経路が含む前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記無線ベアラを解放することを要求する第２無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、
前記第２基地局の前記経路制御部は、
前記第２ベアラ解放要求メッセージに応じて前記有線ベアラを解放し、ベアラ解放応答メッセージを前記第１基地局に送信し、
前記ユーザ装置の前記無線制御部は、
前記第２無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを解放し、第２無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信する
請求項９の無線通信システム。
【請求項１２】
前記ユーザＵプレーン経路および前記制御Ｕプレーン経路が設定されている場合において、前記ユーザ装置が前記第１基地局から他の第１基地局にハンドオーバするときに、
前記他の第１基地局は、
前記制御Ｕプレーン経路の第１端点を、前記第１基地局からハンドオーバ先である前記他の第１基地局に変更することを要求する経路変更要求メッセージを、前記第２基地局に送信する経路制御部を備える
請求項２、請求項３、および請求項９のいずれか１項の無線通信システム。
【請求項１３】
前記ユーザＵプレーン経路に関するイベントが発生した場合において、
前記第１基地局は、
前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき有線ベアラの第１端点である前記第１基地局を示す第１端点識別子を、当該第１基地局を一意に特定可能な第１情報に基づいて生成し、前記有線ベアラの第２端点である前記第２基地局を示す第２端点識別子を、当該第２基地局を一意に特定可能な第２情報に基づいて生成する経路制御部と、
前記経路制御部が生成した前記第１端点識別子および前記第２端点識別子を記憶する記憶部とを備え、
前記第２基地局は、
前記第１端点識別子を前記第１情報に基づいて生成し、前記第２端点識別子を前記第２情報に基づいて生成し、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき、かつ前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されるべき無線ベアラを示すベアラ識別子を、当該ユーザ装置を一意に特定可能な第３情報に基づいて生成する経路制御部と、
前記経路制御部が生成した前記第１端点識別子、前記第２端点識別子、および前記ベアラ識別子を記憶する記憶部とを備え、
前記ユーザ装置は、
前記ベアラ識別子を、前記第３情報に基づいて生成する経路制御部と、
前記ベアラ識別子とを記憶する記憶部とを備え、
前記第２基地局の前記経路制御部は、
前記第２端点識別子と前記ベアラ識別子とを関連付けることにより、前記有線ベアラおよび前記無線ベアラを含む前記制御Ｕプレーン経路を確立する
請求項１の無線通信システム。
【請求項１４】
前記第１基地局は、
前記ユーザ装置と無線通信できない場合に、前記制御Ｕプレーン経路を使用して前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御し、
前記ユーザ装置と無線通信できる場合に、前記制御プレーン経路を使用して直接的に前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御する
経路切替部を備える
請求項１から請求項１３のいずれかの無線通信システム。
【請求項１５】
前記第１基地局は、
当該第１基地局の通信負荷が所定の第４閾値を上回る場合に、前記制御Ｕプレーン経路を使用して前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御し、
当該第１基地局の通信負荷が前記第４閾値を下回る場合に、前記制御プレーン経路を使用して直接的に前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御する
経路切替部を備える
請求項１から請求項１３のいずれかの無線通信システム。
【請求項１６】
前記第１基地局は、
当該第１基地局に接続するユーザ装置の数が所定の第５閾値を上回る場合に、前記制御Ｕプレーン経路を使用して前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御し、
当該第１基地局に接続するユーザ装置の数が前記第５閾値を下回る場合に、前記制御プレーン経路を使用して直接的に前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御する
経路切替部を備える
請求項１から請求項１３のいずれかの無線通信システム。
【請求項１７】
ユーザ装置と、
前記ユーザ装置に対して設定される制御プレーン経路を介して制御メッセージを送受信可能な第１基地局と、
前記ユーザ装置に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局と、
論理経路を制御する交換局と、
ゲートウェイ装置とを備える無線通信システムにおける通信制御方法であって、
ユーザ信号用のユーザＵプレーン経路が、前記第２基地局を経由して前記ユーザ装置と前記ゲートウェイ装置とに設定可能であり、
前記第１基地局において、
前記第２基地局を経由して前記ユーザ装置と前記第１基地局とに設定される制御信号用の制御Ｕプレーン経路を用いて、前記ユーザ装置と制御メッセージの送受信を実行することを備える
通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよび通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格に従う様々な無線通信システムが活用されている。３ＧＰＰに規定されるＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution / System Architecture Evolution）規格に従う無線通信システムにおいては、主にユーザデータの通信に使用される論理的な通信経路であるユーザプレーン経路（Ｕプレーン経路）が、無線基地局を介してユーザ装置とゲートウェイ装置とに確立される。一般的に、以上のユーザプレーン経路は、制御データの通信に使用される論理的な通信経路である制御プレーン経路（Ｃプレーン経路）を介して、無線通信システム内の交換局（Mobility Management Entity，ＭＭＥ）によって制御（確立、変更、解放等）される。
【０００３】
従来のＬＴＥ／ＳＡＥ規格に従う無線通信システムにおいては、ユーザ装置と直接に無線通信可能な無線基地局として、ｅＮＢ（evolved Node B）が利用される。ｅＮＢは、交換局、他のｅＮＢ、およびユーザ装置への制御プレーン経路を有する。交換局およびユーザ装置は、ｅＮＢを経由して相互に制御メッセージを送受信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP TS 36.300 V10.6.0 (2011-12), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 10)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のような基地局（ｅＮＢ）に加えて、無線通信システムが、制御プレーン経路の一部（例えば、ユーザ装置に対する制御プレーン経路）を有さない新たな基地局（限定的な制御機能を有する基地局）をネットワーク側に備えることを想定する。ユーザ装置に対する制御プレーン経路を有さない基地局は、ユーザ装置と制御メッセージを送受信できない。そのため、例えば、ｅＮＢとユーザ装置との無線通信が不可能な状態においては、たとえ以上の新たな基地局とユーザ装置との無線通信が可能であっても、ネットワーク側がユーザ装置を制御することができないと考えられる。すなわち、従来のＬＴＥ／ＳＡＥ規格に従う無線通信システムが限定的な制御機能を有する新たな基地局を備える場合には、無線通信システム内の装置（ユーザ装置等）の制御が適切に実行されない可能性がある。
【０００６】
以上の事情を考慮して、本発明は、限定的な制御機能を有する基地局を備える無線通信システムの適切な制御を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無線通信システムは、ユーザ装置と、前記ユーザ装置に対して設定される制御プレーン経路を介して制御メッセージを送受信可能な第１基地局と、前記ユーザ装置に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局と、論理経路を制御する交換局と、ゲートウェイ装置とを備え、ユーザ信号用のユーザＵプレーン経路が、前記第２基地局を経由して前記ユーザ装置と前記ゲートウェイ装置とに設定可能であり、前記第１基地局は、前記第２基地局を経由して前記ユーザ装置と前記第１基地局とに設定される制御信号用の制御Ｕプレーン経路を用いて、前記ユーザ装置と制御メッセージの送受信を実行可能な無線制御部を備える。
【０００８】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が設定される場合に、当該ユーザＵプレーン経路が経由する前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、前記経路設定判定部が前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定したときに、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき有線ベアラの第１端点である前記第１基地局を示す第１端点識別子を生成し、前記有線ベアラを設定することを要求するベアラ設定要求メッセージに搭載して前記第２基地局に送信する経路制御部とを備え、前記第２基地局は、前記第１基地局からの前記ベアラ設定要求メッセージに応じて、前記第２基地局を示す第２端点識別子を含むベアラ設定応答メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第１基地局からの前記ベアラ設定要求メッセージに含まれる前記第１端点識別子が示す前記第１基地局を前記第１端点とし、前記第２基地局を第２端点とする前記有線ベアラを設定する経路制御部を備え、前記第１基地局の前記無線制御部は、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき無線ベアラを前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定することを要求する第１無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、前記ユーザ装置は、前記第１基地局からの前記第１無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを設定する無線制御部を備える。
【０００９】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記ユーザ装置が前記第１基地局から前記第２基地局へとハンドオーバする場合に、前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、前記経路設定判定部が前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定したときに、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき有線ベアラの第１端点である前記第１基地局を示す第１端点識別子を生成し、前記第２基地局に対するハンドオーバ要求メッセージに搭載して前記第２基地局に送信する経路制御部とを備え、前記第２基地局は、前記第１基地局からの前記ハンドオーバ要求メッセージに応じて、前記第２基地局を示す第２端点識別子を含むハンドオーバ応答メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第１基地局からの前記ハンドオーバ要求メッセージに含まれる前記第１端点識別子が示す前記第１基地局を前記第１端点とし、前記第２基地局を第２端点とする前記有線ベアラを設定する経路制御部を備え、前記第１基地局の前記無線制御部は、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき無線ベアラを前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定することを要求する第１無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、前記ユーザ装置は、前記第１基地局からの前記第１無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを設定する無線制御部を備える。
【００１０】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が解放される場合に、当該ユーザＵプレーン経路が経由する前記第２基地局を経由して設定されている前記制御Ｕプレーン経路を解放すべきか否かを判定する経路解放判定部を備え、前記第１基地局の前記無線制御部は、前記経路解放判定部が前記制御Ｕプレーン経路を解放すべきと判定したときに、前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記無線ベアラを解放することを要求する第２無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、前記ユーザ装置の前記無線制御部は、前記第１基地局からの前記第２無線接続再設定メッセージに応じて、第２無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信し、前記無線ベアラを解放し、前記第１基地局の前記経路制御部は、前記ユーザ装置からの前記第２無線接続再設定完了メッセージを受信すると、前記第１基地局と前記第２基地局とに設定されている前記有線ベアラを解放することを要求するベアラ解放要求メッセージを前記第２基地局に送信し、前記第２基地局の前記経路制御部は、前記第１基地局からの前記ベアラ解放要求メッセージに応じて前記有線ベアラを解放し、ベアラ解放応答メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第１基地局の前記経路制御部は、前記第２基地局からの前記ベアラ解放応答メッセージを受信すると、前記第１端点識別子を解放することにより前記制御Ｕプレーン経路を解放する。
【００１１】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記ユーザ装置が前記第２基地局から前記第１基地局へとハンドオーバする場合に、前記第２基地局を経由して設定されている前記制御Ｕプレーン経路を解放すべきか否かを判定する経路解放判定部を備え、前記第１基地局の前記無線制御部は、前記経路解放判定部が前記制御Ｕプレーン経路を解放すべきと判定したときに、前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記無線ベアラを解放することを要求する第２無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、前記ユーザ装置の前記無線制御部は、前記第１基地局からの前記第２無線接続再設定メッセージに応じて、第２無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信し、前記無線ベアラを解放し、前記第１基地局の前記経路制御部は、前記ユーザ装置からの前記第２無線接続再設定完了メッセージを受信した後に、前記第１基地局と前記第２基地局とに設定されている前記有線ベアラを解放することを指示するコンテキスト解放メッセージを前記第２基地局に送信し、前記第２基地局の前記経路制御部は、前記第１基地局からの前記コンテキスト解放メッセージに応じて前記有線ベアラを解放し、コンテキスト解放応答メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第１基地局の前記経路制御部は、前記第２基地局からの前記コンテキスト解放応答メッセージを受信すると、前記第１端点識別子を解放することにより前記制御Ｕプレーン経路を解放する。
【００１２】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局の前記経路設定判定部は、当該第１基地局における無線リンク障害の発生頻度が所定の第１閾値を上回る場合に、前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定する。
【００１３】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局の前記経路設定判定部は、当該第１基地局における帯域利用率が所定の第２閾値を上回る場合に、前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定する。
【００１４】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局の前記経路設定判定部は、当該第１基地局に接続するユーザ装置の数が所定の第３閾値を上回る場合に、前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定する。
【００１５】
本発明の好適な態様において、前記交換局は、前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が設定される場合に、当該ユーザＵプレーン経路が経由する前記第２基地局を経由して前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、前記経路設定判定部が前記制御Ｕプレーン経路を設定すべきと判定したときに、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき有線ベアラの第１端点である前記第１基地局を示す第１端点識別子を生成し、前記有線ベアラを設定することを要求するベアラ設定要求メッセージに搭載して前記第１基地局に送信する経路制御部とを備え、前記第１基地局は、前記交換局から受信した前記ベアラ設定要求メッセージを前記第２基地局に送信する経路制御部を備え、前記第２基地局は、前記第１基地局から受信した前記ベアラ設定要求メッセージに応じて、前記第２基地局を示す第２端点識別子を含むベアラ設定応答メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第１基地局から受信した前記ベアラ設定要求メッセージに含まれる前記第１端点識別子が示す前記第１基地局を前記第１端点とし、前記第２基地局を第２端点とする前記有線ベアラを設定する経路制御部を備え、前記第１基地局の前記経路制御部は、前記第２基地局から受信した前記ベアラ設定応答メッセージを前記交換局に送信し、前記交換局の前記経路制御部は、前記第１基地局からの前記ベアラ設定応答メッセージを受信すると、前記制御Ｕプレーン経路の設定を要求するコンテキスト設定要求メッセージを、前記第１基地局に送信し、前記第１基地局の前記無線制御部は、前記コンテキスト設定要求メッセージを受信すると、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき無線ベアラを前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定することを要求する第１無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、前記ユーザ装置は、前記第１無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを設定し、第１無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信する無線制御部を備える。
【００１６】
本発明の好適な態様において、前記交換局の前記経路制御部は、前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が解放される場合に、前記第１基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記制御Ｕプレーン経路を解放することを要求する第１ベアラ解放要求メッセージを前記第１基地局に送信するとともに、前記第１基地局と前記第２基地局とに設定されている前記有線ベアラを解放することを要求する第２ベアラ解放要求メッセージを前記第２基地局に送信し、前記第１基地局の前記無線制御部は、前記第１ベアラ解放要求メッセージを受信すると、前記制御Ｕプレーン経路が含む前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記無線ベアラを解放することを要求する第２無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、前記ユーザ装置の前記無線制御部は、前記第２無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを解放し、第２無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第２基地局の前記経路制御部は、前記第２ベアラ解放要求メッセージに応じて前記有線ベアラを解放し、ベアラ解放応答メッセージを前記交換局に送信する。
【００１７】
本発明の好適な態様において、前記交換局の前記経路制御部は、前記ユーザ装置からの要求に基づいて前記ユーザＵプレーン経路が解放される場合に、前記第１基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記制御Ｕプレーン経路を解放することを要求する第１ベアラ解放要求メッセージを前記第１基地局に送信し、前記第１基地局の前記無線制御部は、前記第１ベアラ解放要求メッセージを受信すると、前記第１基地局と前記第２基地局とに設定されている前記有線ベアラを解放することを要求する第２ベアラ解放要求メッセージを前記第２基地局に送信するとともに、前記制御Ｕプレーン経路が含む前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されている前記無線ベアラを解放することを要求する第２無線接続再設定メッセージを前記ユーザ装置に送信し、前記第２基地局の前記経路制御部は、前記第２ベアラ解放要求メッセージに応じて前記有線ベアラを解放し、ベアラ解放応答メッセージを前記第１基地局に送信し、前記ユーザ装置の前記無線制御部は、前記第２無線接続再設定メッセージに応じて前記無線ベアラを解放し、第２無線接続再設定完了メッセージを前記第１基地局に送信する。
【００１８】
本発明の好適な態様において、前記ユーザＵプレーン経路および前記制御Ｕプレーン経路が設定されている場合において、前記ユーザ装置が前記第１基地局から他の第１基地局にハンドオーバするときに、前記他の第１基地局は、前記制御Ｕプレーン経路の第１端点を、前記第１基地局からハンドオーバ先である前記他の第１基地局に変更することを要求する経路変更要求メッセージを、前記第２基地局に送信する経路制御部を備える。
【００１９】
本発明の好適な態様において、前記ユーザＵプレーン経路に関するイベントが発生した場合において、前記第１基地局は、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき有線ベアラの第１端点である前記第１基地局を示す第１端点識別子を、当該第１基地局を一意に特定可能な第１情報に基づいて生成し、前記有線ベアラの第２端点である前記第２基地局を示す第２端点識別子を、当該第２基地局を一意に特定可能な第２情報に基づいて生成する経路制御部と、前記経路制御部が生成した前記第１端点識別子および前記第２端点識別子を記憶する記憶部とを備え、前記第２基地局は、前記第１端点識別子を前記第１情報に基づいて生成し、前記第２端点識別子を前記第２情報に基づいて生成し、前記制御Ｕプレーン経路に含まれるべき、かつ前記第２基地局と前記ユーザ装置とに設定されるべき無線ベアラを示すベアラ識別子を、当該ユーザ装置を一意に特定可能な第３情報に基づいて生成する経路制御部と、前記経路制御部が生成した前記第１端点識別子、前記第２端点識別子、および前記ベアラ識別子を記憶する記憶部とを備え、前記ユーザ装置は、前記ベアラ識別子を、前記第３情報に基づいて生成する経路制御部と、前記ベアラ識別子とを記憶する記憶部とを備え、前記第２基地局の前記経路制御部は、前記第２端点識別子と前記ベアラ識別子とを関連付けることにより、前記有線ベアラおよび前記無線ベアラを含む前記制御Ｕプレーン経路を確立する。
【００２０】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記ユーザ装置と無線通信できない場合に、前記制御Ｕプレーン経路を使用して前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御し、前記ユーザ装置と無線通信できる場合に、前記制御プレーン経路を使用して直接的に前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御する経路切替部を備える。
【００２１】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、当該第１基地局の通信負荷が所定の第４閾値を上回る場合に、前記制御Ｕプレーン経路を使用して前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御し、当該第１基地局の通信負荷が前記第４閾値を下回る場合に、前記制御プレーン経路を使用して直接的に前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御する経路切替部を備える。
【００２２】
本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、当該第１基地局に接続するユーザ装置の数が所定の第５閾値を上回る場合に、前記制御Ｕプレーン経路を使用して前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御し、当該第１基地局に接続するユーザ装置の数が前記第５閾値を下回る場合に、前記制御プレーン経路を使用して直接的に前記ユーザ装置と制御メッセージを送受信するように当該第１基地局を制御する経路切替部を備える。
【００２３】
以上の無線通信システムに関する本発明は、無線通信システムに含まれる各要素が実行する動作（ステップ）についての通信制御方法の発明としても把握される。本発明の通信制御方法は、ユーザ装置と、前記ユーザ装置に対して設定される制御プレーン経路を介して制御メッセージを送受信可能な第１基地局と、前記ユーザ装置に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局と、論理経路を制御する交換局と、ゲートウェイ装置とを備える無線通信システムにおける通信制御方法であって、ユーザ信号用のユーザＵプレーン経路が、前記第２基地局を経由して前記ユーザ装置と前記ゲートウェイ装置とに設定可能であり、前記第１基地局において、前記第２基地局を経由して前記ユーザ装置と前記第１基地局とに設定される制御信号用の制御Ｕプレーン経路を用いて、前記ユーザ装置と制御メッセージの送受信を実行することを備える。
【発明の効果】
【００２４】
以上の構成によれば、制御信号（制御メッセージ）の送受信のための制御Ｕプレーン経路が、第２基地局を経由してユーザ装置と第１基地局とに確立される。したがって、ユーザ装置と第１基地局との無線通信が不可能である場合または適切でない場合であっても、ユーザ装置と第２基地局との無線通信が可能であれば、ユーザ装置と第１基地局との制御メッセージの送受信が可能となる。結果として、限定的な制御機能を有する第２基地局を備える無線通信システムの制御が適切に実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】無線通信システムのプロトコル構成の説明図である。
【図３】ユーザ装置と基地局と建造物との地理的関係を示す説明図である。
【図４】ユーザＵプレーン経路および制御Ｕプレーン経路を示す説明図である。
【図５】制御Ｕプレーン経路の確立動作の一例を示すフロー図である。
【図６】制御Ｕプレーン経路の確立動作の一例を示すフロー図である。
【図７】制御Ｕプレーン経路の解放動作の一例を示すフロー図である。
【図８】制御Ｕプレーン経路の解放動作の一例を示すフロー図である。
【図９】第１実施形態のユーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第１実施形態の第１基地局の構成を示すブロック図である。
【図１１】第１実施形態の第２基地局の構成を示すブロック図である。
【図１２】第１実施形態の交換局の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１実施形態のゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】制御Ｕプレーン経路の確立動作の一例を示すフロー図である。
【図１５】制御Ｕプレーン経路の解放動作の一例を示すフロー図である。
【図１６】制御Ｕプレーン経路の解放動作の一例を示すフロー図である。
【図１７】第２実施形態の交換局の構成を示すブロック図である。
【図１８】無線通信システムの構成の変形例を示すブロック図である。
【図１９】無線通信システムの構成の変形例を示すブロック図である。
【図２０】第１基地局から他の第１基地局へのハンドオーバ動作の一例を示すフロー図である。
【図２１】各基地局が形成するセルの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．  第１実施形態
１（１）．  無線通信システムの構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムＣＳの構成を示すブロック図である。無線通信システムＣＳは、ユーザ装置ＵＥと、第１基地局ｅＮＢと、第２基地局ＰｈＮＢと、交換局ＭＭＥと、ゲートウェイ装置ＧＷとを要素として備える。また、ネットワークＮＷは、以上の無線通信システムＣＳが備える要素のうち、ユーザ装置ＵＥ以外の要素を備える。
【００２７】
無線通信システムＣＳ内の各要素は、所定のアクセス技術（Access Technology）、例えば３ＧＰＰ規格（Third Generation Partnership Project）に規定されるＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution / System Architecture Evolution）に従って通信を実行する。３ＧＰＰ規格に規定された用語に従うと、ユーザ装置ＵＥはUser Equipmentであり、第１基地局ｅＮＢはevolved Node Bであり、交換局ＭＭＥはMobile Management Entityであり、ゲートウェイ装置ＧＷはPacket-Data-Network/Serving Gateway、すなわちSAE Gatewayである。また、第２基地局ＰｈＮＢは、その制御機能の全部又は一部をｅＮＢ（第１基地局ｅＮＢ）に依存する基地局である（詳細は後述される）。
本実施形態では、無線通信システムＣＳが、原則としてＬＴＥ／ＳＡＥに従って動作する形態を例示して説明するが、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。本発明は、必要な設計上の変更を施した上で、他のアクセス技術にも適用可能である。
【００２８】
ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢおよび第２基地局ＰｈＮＢと無線通信することが可能である。ユーザ装置ＵＥと各基地局（ｅＮＢ，ＰｈＮＢ）との無線通信の方式は任意である。例えば、下りリンクではＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用され得、上りリンクではＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用され得る。また、第１基地局ｅＮＢが用いる無線通信の方式と、第２基地局ＰｈＮＢが用いる無線通信の方式が異なる構成も採用可能である。
【００２９】
第１基地局ｅＮＢは、第２基地局ＰｈＮＢ、交換局ＭＭＥ、およびゲートウェイ装置ＧＷと接続される。第２基地局ＰｈＮＢは、第１基地局ｅＮＢおよびゲートウェイ装置ＧＷと接続される。ゲートウェイ装置ＧＷは、第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ、および交換局ＭＭＥに接続される他、無線通信システムＣＳの外部ネットワークであるインターネットＩＮに接続される。すなわち、ゲートウェイ装置ＧＷは、外部ネットワークとの接続点（アクセスポイント）として機能する。以上の接続は典型的には有線接続であるが、以上の接続の全部または一部が無線接続であってもよい。
【００３０】
１（２）．  ユーザ信号および制御信号の送受信
無線通信システムＣＳにおけるユーザ信号および制御信号の送受信について説明する。図１において、実線がユーザ信号（音声信号、データ信号等のユーザデータを示す信号）の送受信に用いられ得る経路を示し、破線が制御信号（制御メッセージ）の送受信に用いられ得る経路を示す。すなわち、実線はＵプレーン（ユーザプレーン，User Plane）のインタフェースを示し、破線はＣプレーン（制御プレーン，Control Plane）のインタフェースを示す。Ｕプレーンのインタフェースを介してＵプレーン経路が確立され、Ｃプレーンのインタフェースを介してＣプレーン経路が確立される。
【００３１】
以上の構成においては、第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとの間にＸ３インタフェース（ＣプレーンおよびＵプレーン）が存在し、第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとの間にＰｈ−Ｕｕインタフェース（Ｕプレーン）が存在する。また、第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとの間には、Ｃプレーンのインタフェースが存在しない。
【００３２】
無線通信システムＣＳ内において、論理的な通信経路であるベアラ（Bearer）を介して信号（データ信号、制御信号）が送受信される。
Ｕプレーンのベアラ（ＥＰＳベアラ）は、交換局ＭＭＥの制御（交換局ＭＭＥが送信する制御信号）に基づいて、ユーザ装置ＵＥとゲートウェイ装置ＧＷとに確立される。より詳細には、ＥＰＳベアラは、データ無線ベアラＤＲＢとＳ１ベアラＳ１Ｂとを含む。データ無線ベアラＤＲＢは、ユーザ装置ＵＥと各基地局（第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ）とに確立されるベアラである。Ｓ１ベアラＳ１Ｂは、各基地局とゲートウェイ装置ＧＷとに確立されるベアラである。確立されたＥＰＳベアラは、交換局ＭＭＥの制御に基づいて経路変更され得る。
【００３３】
一方、Ｃプレーンについては、ユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢとにシグナリング無線ベアラＳＲＢが確立され、第１基地局ｅＮＢと交換局ＭＭＥとにＳ１シグナリングベアラが確立される。また、第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとにＸ３シグナリングベアラが確立される。
【００３４】
無線通信システムＣＳ内のノードは、それぞれ固有の識別子を有する。識別子として、そのノードのＩＰアドレス、ＴＥＩＤ（トンネルエンドポイント識別子）、ネットワークアドレス等が採用され得る。１つのノードに対し、複数の識別子が割り当てられてもよい。ＩＰアドレスは、無線通信システムＣＳ内でそのノードを一意に識別するアドレス値である。ＴＥＩＤは、ノード間を論理的に接続するベアラ（ＧＴＰトンネル）の端点を識別する識別子である。ネットワークアドレスは、無線通信システムＣＳが複数のサブネットに分割されている場合に、そのノードが属するサブネットを識別するアドレス値である。無線通信システムＣＳ内のノードは、他のノードの識別子を用いて他のノードを識別し、識別したノードと信号を送受信することが可能である。
【００３５】
１（３）．  ＣプレーンおよびＵプレーンの分離（Ｃ／Ｕ分離）
図２は、本実施形態の無線通信システムＣＳにおいて用いられるプロトコルの構成（プロトコルスタック）の説明図である。図２のプロトコルスタックは、下位層から順に、物理層（ＰＨＹ）、メディアアクセス制御層（ＭＡＣ）、無線リンク制御層（ＲＬＣ）、パケットデータ収束層（ＰＤＣＰ）、無線リソース制御層（ＲＲＣ）、および非アクセス層（ＮＡＳ）を含む。以上の各層の構成は、ＬＴＥ／ＳＡＥに規定される構成と同様である。
【００３６】
本実施形態の無線通信システムＣＳでは、ユーザ装置ＵＥに対して、互いに異なる基地局を経由してＣプレーン経路とＵプレーン経路とを設定すること、すなわち、ＣプレーンとＵプレーンとを分離すること（Ｃ／Ｕ分離）が可能である。図２は、第１基地局ｅＮＢを経由してユーザ装置ＵＥと交換局ＭＭＥとにＣプレーン経路が確立され、第２基地局ＰｈＮＢを経由してユーザ装置ＵＥとゲートウェイ装置ＧＷとにＵプレーン経路が確立されている状態を示す。
【００３７】
図２に示されるように、物理層（ＰＨＹ）からパケットデータ収束層（ＰＤＣＰ）までの４つの層は、ＣプレーンとＵプレーンとで共通している。Ｕプレーンにおいては、物理層（ＰＨＹ）からパケットデータ収束層（ＰＤＣＰ）までの各層において互いに接続されたノード同士で、ユーザデータの送受信が実行される。
【００３８】
一方、Ｃプレーンにおいては、以上の４つの層の上位に、無線リソース制御層（ＲＲＣ）と非アクセス層（ＮＡＳ）とが存在する。第１基地局ｅＮＢは、無線リソース制御層の制御メッセージ（例えば、後述されるRRC Connection Reconfiguration）をユーザ装置ＵＥに対して送信することで、ユーザ装置ＵＥが使用する無線リソース（例えば、シグナリング無線ベアラ、データ無線ベアラ）を制御する。また、交換局ＭＭＥは、非アクセス層の制御メッセージをユーザ装置ＵＥに対して送信することで、ユーザ装置ＵＥが使用する論理的なリソース（例えば、ＰＤＮコネクション）を制御する。なお、非アクセス層の制御メッセージは、第１基地局ｅＮＢが生成する無線リソース制御層の制御メッセージに含まれてユーザ装置ＵＥへ転送される。
【００３９】
無線リソース制御層を有さない第２基地局ＰｈＮＢは、無線リソース制御層の制御メッセージをユーザ装置ＵＥに送信することができない。したがって、第２基地局ＰｈＮＢは、交換局ＭＭＥからの非アクセス層の制御メッセージをユーザ装置ＵＥに転送することもできない。
【００４０】
１（４）．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路
１（４）−１．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路の概要
図３および図４を参照して、本実施形態の制御メッセージ用Ｕプレーン経路（制御Ｕプレーン経路）の概要について説明する。各基地局（第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ）は、電波（無線信号）を用いてユーザ装置ＵＥと無線通信を実行する。図３に示されるように、第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとの間に建造物（ビル等）が存在する場合には、電波が遮られて第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとが無線通信できない場合がある。そのような場合であっても、第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとは無線通信可能である場合がある。すなわち、基地局と建造物との地理的関係によっては、ユーザ装置ＵＥが第２基地局ＰｈＮＢのみと無線通信可能となる場所が生じ得る。
【００４１】
前述のように、ユーザ装置ＵＥは、Ｃプレーン経路に関しては第１基地局ｅＮＢとしか無線通信を実行できない。そのため、第２基地局ＰｈＮＢのみと無線通信可能である場合、ユーザ装置ＵＥは、ネットワークＮＷ側（第１基地局ｅＮＢ、交換局ＭＭＥ等）とＣプレーン上の送受信（制御メッセージの送受信）を実行することができない。結果として、無線通信システムＣＳは、第２基地局ＰｈＮＢを経由してユーザ装置ＵＥとゲートウェイ装置ＧＷとに確立されるＵプレーン経路を制御（ハンドオーバ、解放等）することができない。
【００４２】
そこで、本実施形態では、図４に示されるように、第２基地局ＰｈＮＢを経由してユーザ装置ＵＥとゲートウェイ装置ＧＷとに確立されるユーザ信号用のＵプレーン経路（ユーザＵプレーン経路ＵＵＰ）に加えて、制御メッセージ用のＵプレーン経路（制御Ｕプレーン経路ＣＵＰ）が、第２基地局ＰｈＮＢを経由してユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢとに確立される。制御Ｕプレーン経路ＣＵＰは、通常のＵプレーン経路と同様に制御（確立、ハンドオーバ、解放等）されるが、通常のＵプレーン経路とは異なりユーザ信号（ユーザデータ）を通さず制御信号（制御メッセージ）を通す論理経路（ＰＤＮコネクション）である。ユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢとは、第２基地局ＰｈＮＢを経由する制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを介して制御メッセージを相互に送受信することができる。ユーザ装置ＵＥは、アクセスポイント名（ＡＰＮ）に基づいてＵプレーン経路を識別する。アクセスポイント名は、各Ｕプレーン経路にそれぞれ割り当てられる識別子である。
【００４３】
図４に示されるように、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰは、Ｘ３インタフェースを介して第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとに確立される有線ベアラＷＢ（ＧＴＰトンネル）と、Ｐｈ−Ｕｕインタフェースを介して第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとに確立されるデータ無線ベアラＤＲＢとを含む。有線ベアラＷＢとデータ無線ベアラＤＲＢとが関連付けられることにより、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立される。有線ベアラＷＢは、その有線ベアラＷＢが設定される２つの端点（図４では第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢ）をそれぞれ示す２つの識別子（ＴＥＩＤ１およびＴＥＩＤ２）により識別される。また、データ無線ベアラＤＲＢは、そのデータ無線ベアラＤＲＢ自体を示す識別子ＢＩＤにより識別される。通常のＵプレーン経路と同様に、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰもアクセスポイント名に基づいて識別される。
【００４４】
１（４）−２．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路の確立（動作例１−１）
図５は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの確立動作の一例を示すフロー図である。概略的には、ユーザ装置ＵＥの要求に基づいて第２基地局ＰｈＮＢ経由のユーザＵプレーン経路ＵＵＰが確立される際に、図４のように、同じ第２基地局ＰｈＮＢを経由して制御Ｕプレーン経路ＣＵＰも確立される。図５の動作例では、当初、第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとにＣプレーン経路（シグナリング無線ベアラＳＲＢ）が確立されていると想定する。
【００４５】
ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢを介して、PDN Connectivity Requestメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S100）。このPDN Connectivity Requestメッセージは、第２基地局ＰｈＮＢを経由してユーザ装置ＵＥとゲートウェイ装置ＧＷとにユーザＵプレーン経路ＵＵＰを確立することを要求する制御メッセージである。
【００４６】
PDN Connectivity Requestメッセージを交換局ＭＭＥに転送した後、第１基地局ｅＮＢは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰが経由する第２基地局ＰｈＮＢを経由して制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを確立すべきか否かを判定する（S110）。以上の判定は、例えば、以下のような基準に基づいて実行される；
（１）ユーザ装置ＵＥが制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを用いた制御メッセージの通信を行う機能を有するか否か、
（２）第１基地局ｅＮＢの無線通信可能範囲内（セル内）に第２基地局ＰｈＮＢが存在するか否か、
（３）第１基地局ｅＮＢにおける無線リンク障害（Radio Link Failure）の発生頻度が所定の閾値を上回るか否か、
（４）第１基地局ｅＮＢにおける帯域利用率が所定の閾値を上回るか否か、
（５）第１基地局ｅＮＢに接続するユーザ装置の数が所定の閾値を上回るか否か、
（６）ユーザ装置ＵＥの移動速度が所定の閾値を下回るか否か。
以上の判定基準は、単独でも用いられ得るし、２以上の組合せとしても用いられ得る。
【００４７】
PDN Connectivity Requestメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを確立することを要求するCreate Session Requestメッセージをゲートウェイ装置ＧＷに送信する（S120）。ゲートウェイ装置ＧＷは、受信したCreate Session Requestメッセージに基づいて、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを確立するように自局を設定し、Create Session Responseメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S130）。Create Session Responseメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを確立することを要求するBearer Setup Requestメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S140）。なお、本動作例において交換局ＭＭＥが送信するBearer Setup Requestメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの確立要求を含まない。
【００４８】
ステップS110において制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを確立すべきと判定された場合、第１基地局ｅＮＢは、交換局ＭＭＥからのBearer Setup Requestメッセージを受信した後に、第１基地局ｅＮＢを示す識別子ＴＥＩＤ１を生成する（S150）。この識別子ＴＥＩＤ１は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰに含まれるべき有線ベアラＷＢの第１端点（すなわち、第１基地局ｅＮＢ）を示す。なお、以上のステップS150は、ステップS110の後であれば、Bearer Setup Requestメッセージの受信前に実行されてもよい。
【００４９】
第１基地局ｅＮＢは、生成した第１基地局ｅＮＢの識別子ＴＥＩＤ１を、Bearer Setup Requestメッセージ（ベアラ設定要求メッセージ）に搭載して第２基地局ＰｈＮＢに送信する（S160）。このBearer Setup Requestメッセージは、有線ベアラＷＢを設定することを要求する制御メッセージである。
【００５０】
第１基地局ｅＮＢからのBearer Setup Requestメッセージを受信すると、第２基地局ＰｈＮＢは第１基地局ｅＮＢの識別子ＴＥＩＤ１を記憶し、第２端点（第２基地局ＰｈＮＢ）を示す識別子ＴＥＩＤ２を含むBearer Setup Responseメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S170）。Bearer Setup Responseメッセージの送信後に、有線ベアラＷＢが確立される（S180）。この有線ベアラＷＢは、Bearer Setup Requestメッセージに含まれる識別子ＴＥＩＤ１が示す第１基地局ｅＮＢを第１端点とし、第２基地局ＰｈＮＢを第２端点とする論理経路である。
【００５１】
第２基地局ＰｈＮＢからのBearer Setup Responseメッセージを受信すると（有線ベアラＷＢが確立されると）、第１基地局ｅＮＢは、Bearer Setup Responseメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S190）。第１基地局ｅＮＢからのBearer Setup Responseメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、Context Setup Requestメッセージ（コンテキスト設定要求メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S200）。なお、本動作例において交換局ＭＭＥが送信するContext Setup Requestメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの確立要求を含まない。
【００５２】
第１基地局ｅＮＢは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰに含まれるべきデータ無線ベアラＤＲＢを第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとに設定することを要求するRRC Connection Reconfigurationメッセージ（第１無線接続再設定メッセージ）をユーザ装置ＵＥに送信する（S210）。このRRC Connection Reconfigurationメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを設定する（すなわち、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰのためのアクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを生成する）ことの指示を含む。
【００５３】
ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢからのRRC Connection Reconfigurationメッセージに応じて、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰのためのアクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを生成し（S220）、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージ（第１無線接続再設定完了メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S230）。RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージの送信後にデータ無線ベアラＤＲＢが設定される（S240）。データ無線ベアラＤＲＢが設定されると、第２基地局ＰｈＮＢは、そのデータ無線ベアラＤＲＢと有線ベアラＷＢとを関連付ける。RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、Context Setup Completeメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S250）。
【００５４】
なお、以上の制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの確立動作は、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰの確立動作と独立して実行されてもよいし、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰの確立動作と並行して実行されてもよい。後者の場合において、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰの確立に用いられる制御メッセージが、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの確立にも用いられるとより好適である。
【００５５】
１（４）−３．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路の確立（動作例１−２）
図６は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの確立動作の一例を示すフロー図である。概略的には、ユーザ装置ＵＥが、Ｕプレーン経路に関して第１基地局ｅＮＢから第２基地局ＰｈＮＢへとハンドオーバする際に（すなわち、第２基地局ＰｈＮＢ経由のユーザＵプレーン経路ＵＵＰが設定される際に）、その第２基地局ＰｈＮＢを経由して制御Ｕプレーン経路ＣＵＰも設定される。図６の動作例では、当初、第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとにＣプレーン経路（シグナリング無線ベアラＳＲＢ）が確立され、第１基地局ｅＮＢを経由してゲートウェイ装置ＧＷとユーザ装置ＵＥとにＵプレーン経路（ユーザＵプレーン経路ＵＵＰ）が確立されていると想定する。
【００５６】
ユーザ装置ＵＥは、近隣の基地局が送信する電波の受信電力（受信品質）を測定し、無線接続中の第１基地局ｅＮＢに報告する（S300）。より具体的には、ユーザ装置ＵＥは、近隣の基地局から受信した電波（参照信号）の受信電力（受信品質）を示す情報を含むMeasurement Reportメッセージを、シグナリング無線ベアラＳＲＢを介して第１基地局ｅＮＢに送信する。
【００５７】
第１基地局ｅＮＢは、ユーザ装置ＵＥからMeasurement Reportメッセージを受信すると、そのユーザ装置ＵＥをハンドオーバさせるべきか否かを判定する（S310）。以上の判定は、例えば、「他の基地局からの電波の受信電力が、現在接続中（在圏中）の第１基地局ｅＮＢからの電波の受信電力よりも大きいか否か」という判定である。この例では、ステップS310において、ユーザ装置ＵＥにおいて、他の基地局（第２基地局ＰｈＮＢ）からの受信電力が第１基地局ｅＮＢからの受信電力よりも大きいと第１基地局ｅＮＢが判定し、ユーザ装置ＵＥを第２基地局ＰｈＮＢにハンドオーバさせるべきと判定したと想定する。
【００５８】
ユーザ装置ＵＥが第１基地局ｅＮＢから第２基地局ＰｈＮＢへとハンドオーバする場合、第１基地局ｅＮＢは、第２基地局ＰｈＮＢを経由して制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを設定すべきか否かを判定する（S320）。以上の判定は、前述された動作例１−１のステップS110と同様に実行される。
【００５９】
ステップS320において制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを設定すべきと判定したときに、第１基地局ｅＮＢは、動作例１−１のステップS150と同様に、第１基地局ｅＮＢを示すＴＥＩＤを生成する（S330）。第１基地局ｅＮＢは、生成した第１基地局ｅＮＢのＴＥＩＤを、Handover Requestメッセージ（ハンドオーバ要求メッセージ）に搭載して第２基地局ＰｈＮＢに送信する（S340）。このHandover Requestメッセージは、Ｕプレーンに関し、ユーザ装置ＵＥを第１基地局ｅＮＢから第２基地局ＰｈＮＢへとハンドオーバさせる（ユーザＵプレーン経路ＵＵＰが経由する基地局を第１基地局ｅＮＢから第２基地局ＰｈＮＢへ変更する）ことを要求する制御メッセージである。
【００６０】
第１基地局ｅＮＢからのHandover Requestメッセージを受信すると、第２基地局ＰｈＮＢは、動作例１−１のステップS170と同様に、第１基地局ｅＮＢの識別子ＴＥＩＤ１を記憶し、第２端点（第２基地局ＰｈＮＢ）を示す識別子ＴＥＩＤ２を含むHandover Request ACKメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S350）。Handover Request ACKメッセージの送信後に、有線ベアラＷＢが確立される（S360）。
【００６１】
第２基地局ＰｈＮＢからのHandover Request ACKメッセージを受信すると（有線ベアラＷＢが確立されると）、第１基地局ｅＮＢは、動作例１−１のステップS210と同様に、RRC Connection Reconfigurationメッセージ（第１無線接続再設定メッセージ）をユーザ装置ＵＥに送信する（S370）。ユーザ装置ＵＥは、動作例１−１のステップS220と同様に、RRC Connection Reconfigurationメッセージに応じて、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰのためのアクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを生成し（S380）、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージ（第１無線接続再設定完了メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S410）。RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージの送信後にデータ無線ベアラＤＲＢが設定される（S420）。データ無線ベアラＤＲＢが設定されると、第２基地局ＰｈＮＢは、そのデータ無線ベアラＤＲＢと有線ベアラＷＢとを関連付ける。
【００６２】
第１基地局ｅＮＢは、SN Status Transferメッセージを第２基地局ＰｈＮＢに送信し（S390）、データ転送（Data Forwarding）を実行する（S400）。SN Status Transferメッセージは、PDCPシーケンス番号ステータス（PDCP SN Status）等を含む。なお、以上の２ステップは省略されてもよい。
【００６３】
第１基地局ｅＮＢは、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信すると、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰが経由する基地局の変更を要求するPath Switch Requestメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S430）。交換局ＭＭＥは、Path Switch Requestメッセージをゲートウェイ装置ＧＷに送信する（S440）。ゲートウェイ装置ＧＷは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰが経由する基地局を第１基地局ｅＮＢから第２基地局ＰｈＮＢへと変更するように自局を設定し、Path Switch Request ACKメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S450）。交換局ＭＭＥは、Path Switch Request ACKメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S460）。
【００６４】
以上に説明した動作（動作例１−１および１−２）により、第２基地局ＰｈＮＢを経由する制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとに確立される。
【００６５】
１（４）−４．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路の解放（動作例１−３）
図７は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの解放動作の一例を示すフロー図である。概略的には、ユーザ装置ＵＥの要求に基づいて第２基地局ＰｈＮＢ経由のユーザＵプレーン経路ＵＵＰが解放される際に、同じ第２基地局ＰｈＮＢを経由して確立されている制御Ｕプレーン経路ＣＵＰも解放される。図７の動作例では、当初、第２基地局ＰｈＮＢを経由して第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとに制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立されていると想定する。
【００６６】
ユーザ装置ＵＥは、PDN Disconnection Requestメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S500）。このPDN Disconnection Requestメッセージは、第２基地局ＰｈＮＢを経由してユーザ装置ＵＥとゲートウェイ装置ＧＷとに確立されているユーザＵプレーン経路ＵＵＰを解放することを要求する制御メッセージである。なお、PDN Disconnection Requestメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを介して送信されてもよいし、シグナリング無線ベアラＳＲＢを介して送信されてもよい。
【００６７】
PDN Disconnection Requestメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰの解放動作を開始する（S510）。交換局ＭＭＥは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを解放することを要求するDelete Session Requestメッセージをゲートウェイ装置ＧＷに送信する（S520）。ゲートウェイ装置ＧＷは、受信したDelete Session Requestメッセージに基づいて、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを解放するように自局を設定し、Delete Session Responseメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S530）。Delete Session Responseメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを解放することを要求するDeactivate Bearer Requestメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S540）。なお、本動作例において交換局ＭＭＥが送信するDeactivate Bearer Requestメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの解放要求を含まない。
【００６８】
交換局ＭＭＥからのDeactivate Bearer Requestメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰが経由する第２基地局ＰｈＮＢを経由して確立されている制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放すべきか否かを判定する（S550）。なお、このステップS550においては、原則として、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放すべきと判定される。しかし、接続を継続するＰＤＮコネクションが存在する場合、ページング動作を実行する必要がある場合には、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放すべきでないと判定され得る。
【００６９】
ステップS550において制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放すべきと判定された場合、第１基地局ｅＮＢは、第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとに確立されているデータ無線ベアラＤＲＢを解放することを指示するRRC Connection Reconfigurationメッセージ（第２無線接続再設定メッセージ）をユーザ装置ＵＥに送信する（S560）。このRRC Connection Reconfigurationメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放する（すなわち、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰのためのアクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを解放する）ことの指示を含む。ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢからのRRC Connection Reconfigurationメッセージに応じて、アクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを解放し、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージ（第２無線接続再設定完了メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S570）。その後、データ無線ベアラＤＲＢが解放される。
【００７０】
RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、Deactivate Bearer Requestメッセージ（ベアラ解放要求メッセージ）を第２基地局ＰｈＮＢに送信する（S580）。Deactivate Bearer Requestメッセージは、第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとに確立されている有線ベアラＷＢを解放することを要求する制御メッセージである。
【００７１】
第１基地局ｅＮＢからのDeactivate Bearer Requestメッセージを受信すると、第２基地局ＰｈＮＢは有線ベアラＷＢを解放し、Deactivate Bearer Responseメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S590）。第２基地局ＰｈＮＢからのDeactivate Bearer Responseメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、第１端点（第１基地局ｅＮＢ）を示す識別子ＴＥＩＤ１を解放（削除）することにより、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放する。そして、第１基地局ｅＮＢは、Deactivate Bearer Responseメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S600）。
【００７２】
ユーザ装置ＵＥは、Direct Transferメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S610）。第１基地局ｅＮＢは、Deactivate EPS Bearer Context Complete Acceptメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S620）。以上の２ステップは省略されることも可能である。
【００７３】
１（４）−５．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路の解放（動作例１−４）
図８は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの解放動作の一例を示すフロー図である。概略的には、ユーザ装置ＵＥが、Ｕプレーン経路に関して第２基地局ＰｈＮＢから第１基地局ｅＮＢへとハンドオーバする際に（すなわち、第１基地局ｅＮＢ経由のユーザＵプレーン経路ＵＵＰが設定される際に）、第２基地局ＰｈＮＢを経由して確立されていた制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが解放される。図８の動作例では、第２基地局ＰｈＮＢを経由して第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとに制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立されていると想定する。
【００７４】
ユーザ装置ＵＥは、近隣の基地局が送信する電波の受信電力（受信品質）を測定して第１基地局ｅＮＢに報告する（S700）。Measurement Reportメッセージの構成は、前述のステップS300と同様である。なお、ユーザ装置ＵＥは、Measurement Reportメッセージを、シグナリング無線ベアラＳＲＢを介して第１基地局ｅＮＢに送信してもよいし、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを介して第１基地局ｅＮＢに送信してもよい。
【００７５】
第１基地局ｅＮＢは、ユーザ装置ＵＥからMeasurement Reportメッセージを受信すると、そのユーザ装置ＵＥをハンドオーバさせるべきか否かを判定する（S710）。以上の判定は、例えば、「他の基地局からの電波の受信電力が、現在接続中の第２基地局ＰｈＮＢからの電波の受信電力よりも大きいか否か」という判定である。この例では、ステップS710において、ユーザ装置ＵＥにおいて、第１基地局ｅＮＢからの受信電力が第２基地局ＰｈＮＢからの受信電力よりも大きいと、第１基地局ｅＮＢが判定し、ユーザ装置ＵＥを第１基地局ｅＮＢにハンドオーバさせるべきと判定したと想定する。
【００７６】
ユーザ装置ＵＥが第２基地局ＰｈＮＢから第１基地局ｅＮＢへとハンドオーバする場合、第１基地局ｅＮＢは、第２基地局ＰｈＮＢを経由して確立されている制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放すべきか否かを判定する（S720）。判定基準については、前述のステップS550と同様である。
【００７７】
第１基地局ｅＮＢは第２基地局ＰｈＮＢにHandover Requestメッセージを送信する（S730）。このHandover Requestメッセージは、Ｕプレーンに関し、ユーザ装置ＵＥを第２基地局ＰｈＮＢから第１基地局ｅＮＢへとハンドオーバへとハンドオーバさせる（ユーザＵプレーン経路ＵＵＰが経由する基地局を第２基地局ＰｈＮＢから第１基地局ｅＮＢへと変更する）ことを要求する制御メッセージである。第１基地局ｅＮＢからのHandover Requestメッセージを受信すると、第２基地局ＰｈＮＢは、Handover Request ACKメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S740）。
【００７８】
ステップS720において制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放すべきと判定された場合、第１基地局ｅＮＢは、第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとに確立されているデータ無線ベアラＤＲＢを解放することを指示するRRC Connection Reconfigurationメッセージ（第２無線接続再設定メッセージ）をユーザ装置ＵＥに送信する（S750）。このRRC Connection Reconfigurationメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放する（すなわち、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰのためのアクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを解放する）ことの指示を含む。ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢからのRRC Connection Reconfigurationメッセージに応じてアクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを解放し、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージ（第２無線接続再設定完了メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S780）。その後、データ無線ベアラＤＲＢが解放される。
【００７９】
第２基地局ＰｈＮＢは、SN Status Transferメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信し（S760）、データ転送（Data Forwarding）を実行する（S770）。SN Status Transferメッセージは、PDCPシーケンス番号ステータス（PDCP SN Status）等を含む。なお、以上の２ステップは省略されてもよい。
【００８０】
RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰが経由する基地局の変更を要求するPath Switch Requestメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S790）。交換局ＭＭＥは、Path Switch Requestメッセージをゲートウェイ装置ＧＷに送信する（S800）。ゲートウェイ装置ＧＷは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰが経由する基地局を第２基地局ＰｈＮＢから第１基地局ｅＮＢへと変更するように自局を設定し、Path Switch Request ACKメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S810）。交換局ＭＭＥは、Path Switch Request ACKメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S820）。
【００８１】
交換局ＭＭＥからのPath Switch Request ACKメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、Context Releaseメッセージ（コンテキスト解放メッセージ）を第２基地局ＰｈＮＢに送信する（S830）。Context Releaseメッセージは、第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとに確立されている有線ベアラＷＢを解放することを指示する制御メッセージである。
【００８２】
第１基地局ｅＮＢからのContext Releaseメッセージを受信すると、第２基地局ＰｈＮＢは有線ベアラＷＢを解放し、Context Release ACKメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S840）。第２基地局ＰｈＮＢからのContext Release ACKメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、第１端点（第１基地局ｅＮＢ）を示す識別子ＴＥＩＤ１を解放（削除）することにより、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放する。
【００８３】
１（５）．  各要素の構成
１（５）−１．  ユーザ装置の構成
図９は、本実施形態に係るユーザ装置ＵＥの構成を示すブロック図である。ユーザ装置ＵＥは、無線通信部１１０と制御部１２０と記憶部１３０とを備える。音声・映像等を出力する出力装置およびユーザからの支持を受け付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。
【００８４】
無線通信部１１０は、各基地局（第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ等）と無線通信を実行するための要素であり、送受信アンテナと、電波（無線信号）を受信して電気信号に変換する受信回路と、データ信号、制御信号等の電気信号を無線信号に変換して送信する送信回路とを含む。記憶部１３０は、通信制御に関する情報、特に自局を含む各ノードの識別子および論理経路（Ｃプレーン経路、Ｕプレーン経路）のコンテキスト情報（識別子等）を記憶する。
【００８５】
制御部１２０は、無線制御部１２２と経路制御部１２４とデータ送受信部１２６とを備える。無線制御部１２２は、制御メッセージに応じて基地局との無線通信を制御する要素であり、無線通信部１１０を介して第１基地局ｅＮＢと制御メッセージを送受信する。以上の送受信は、シグナリング無線ベアラＳＲＢを介して直接的に実行される場合と、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを介して間接的に（第２基地局ＰｈＮＢを経由して）実行される場合とがある。例えば、無線制御部１２２は、受信したRRC Connection Reconfigurationメッセージに従って、データ無線ベアラＤＲＢを設定または解放するように無線通信部１１０を制御する。経路制御部１２４は、制御メッセージに応じて論理経路（ＰＤＮコネクション等）を制御する要素である。例えば、経路制御部１２４は、Ｕプレーン経路（例えば、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰ）のためのアクセスポイント名ＡＰＮを生成または解放する。データ送受信部１２６は、無線通信部１１０を介して各基地局（第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ等）とデータ信号を送受信する。
【００８６】
制御部１２０および制御部１２０に含まれる各要素は、ユーザ装置ＵＥ内の不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）が、記憶部１３０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
【００８７】
１（５）−２．  第１基地局の構成
図１０は、本実施形態に係る第１基地局ｅＮＢの構成を示すブロック図である。第１基地局ｅＮＢは、無線通信部２１０とネットワーク通信部２２０と制御部２３０と記憶部２５０とを備える。無線通信部２１０は、ユーザ装置ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、ユーザ装置ＵＥの無線通信部１１０と同様の構成を有する。ネットワーク通信部２２０は、ネットワークＮＷ内の他のノード（他の第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ、交換局ＭＭＥ、ゲートウェイ装置ＧＷ等）と通信を実行するための要素であり、有線または無線で他のノードと電気信号を送受信する。記憶部２５０は、通信制御に関する情報、特に自局を含む各ノードの識別子および論理経路（Ｃプレーン経路、Ｕプレーン経路）のコンテキスト情報（識別子等）を記憶する。
【００８８】
制御部２３０は、判定部２３２と経路制御部２３４と無線制御部２３６と経路切替部２３８とデータ送受信部２４０とを備える。判定部２３２は、論理経路の制御に関する種々の判定を実行する。例えば、判定部２３２は、ユーザ装置ＵＥのハンドオーバ要否を判定したり、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの設定要否を判定したりする。得られた判定結果を示す信号は、経路制御部２３４に供給される。経路制御部２３４は、論理経路に関する制御メッセージ（Bearer Setup Requestメッセージ、Path Switch Requestメッセージ等）を送受信する要素である。また、経路制御部２３４は、必要に応じて経路設定に関する情報（識別子ＴＥＩＤ等）を生成することが可能である。無線制御部２３６は、ユーザ装置ＵＥとの無線通信を制御する要素であり、シグナリング無線ベアラＳＲＢまたは制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを介して制御メッセージ（RRC Connection Reconfigurationメッセージ等）を送受信する。経路切替部２３８は、通信状態（例えば、ユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢとの無線通信可否）に応じて、第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとが直接的に制御メッセージを送受信すべきか、間接的に（第２基地局ＰｈＮＢを経由して）送受信すべきかを判定する。データ送受信部２４０は、無線通信部２１０を介してユーザ装置ＵＥとユーザ信号を送受信（中継）し、ネットワーク通信部２２０を介してゲートウェイ装置ＧＷとユーザ信号を送受信（中継）する。
【００８９】
制御部２３０および制御部２３０に含まれる各要素は、基地局ｅＮＢ内の不図示のＣＰＵが、記憶部２５０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
【００９０】
１（５）−３．  第２基地局の構成
図１１は、本実施形態に係る第２基地局ＰｈＮＢの構成を示すブロック図である。第２基地局ＰｈＮＢは、無線通信部３１０はネットワーク通信部３２０と制御部３３０と記憶部３４０とを備える。無線通信部３１０は、ユーザ装置ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、第１基地局ｅＮＢの無線通信部２１０と同様の構成を有する。ただし、第２基地局ＰｈＮＢは、ユーザ装置ＵＥに対するＣプレーンのインタフェース（Ｃプレーン経路）を有さない。ネットワーク通信部３２０は、ネットワークＮＷ内の他ノード（第１基地局ｅＮＢ、ゲートウェイ装置ＧＷ等）と通信を実行するための要素であり、他ノードと電気信号を送受信する。記憶部３４０は、通信制御に関する情報、特に自局を含む各ノードの識別子および論理経路（Ｃプレーン経路、Ｕプレーン経路）のコンテキスト情報（識別子等）を記憶する。
【００９１】
制御部３３０は、経路制御部３３２とデータ送受信部３３４とを備える。経路制御部３３２は、論理経路に関する制御メッセージ（Bearer Setup Responseメッセージ、Handover Request ACKメッセージ等）を送受信する要素である。また、経路制御部３３２は、受信した制御メッセージに応じて、論理経路（有線ベアラＷＢ等）を設定することが可能である。データ送受信部３３４は、無線通信部３１０を介してユーザ装置ＵＥとユーザ信号を送受信（中継）し、ネットワーク通信部３２０を介してゲートウェイ装置ＧＷとユーザ信号を送受信（中継）する。
【００９２】
制御部３３０および制御部３３０に含まれる各要素は、第２基地局ＰｈＮＢ内の不図示のＣＰＵが、記憶部３４０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
【００９３】
１（５）−４．  交換局の構成
図１２は、本実施形態に係る交換局ＭＭＥの構成を示すブロック図である。交換局ＭＭＥは、ネットワーク通信部４１０と制御部４２０と記憶部４３０とを備える。ネットワーク通信部４１０は、ネットワークＮＷ内の他ノード（第１基地局ｅＮＢ、ゲートウェイ装置ＧＷ等）と通信を実行するための要素であり、第１基地局ｅＮＢのネットワーク通信部２２０と同様の構成を有する。記憶部４３０は、通信制御に関する情報、特に自局を含む各ノードの識別子および通信経路（Ｃプレーン経路、Ｕプレーン経路）のコンテキスト情報（識別子等）を記憶する。
【００９４】
制御部４２０は、経路制御部４２２を備える。経路制御部４２２は、通信経路（Ｃプレーン経路、Ｕプレーン経路）に関する制御メッセージ（Create Session Requestメッセージ、Bearer Setup Requestメッセージ等）を送受信する要素であり、ネットワーク通信部４１０を介して他ノード（第１基地局ｅＮＢ、ゲートウェイ装置ＧＷ等）と通信する。
【００９５】
制御部４２０および制御部４２０に含まれる各要素は、交換局ＭＭＥ内の不図示のＣＰＵが、記憶部４３０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
【００９６】
１（５）−５．  ゲートウェイ装置の構成
図１３は、本実施形態に係るゲートウェイ装置ＧＷの構成を示すブロック図である。ゲートウェイ装置ＧＷは、ネットワーク通信部５１０と外部ネットワーク通信部５２０と制御部５３０と記憶部５４０とを備える。ネットワーク通信部５１０は、ネットワークＮＷ内の他ノード（第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ、交換局ＭＭＥ等）と通信を実行するための要素であり、第１基地局ｅＮＢのネットワーク通信部２２０と同様の構成を有する。外部ネットワーク通信部５２０は、インターネットＩＮと通信を実行するための要素であり、必要に応じてユーザ信号のプロトコル変換を実行する。記憶部５４０は、通信制御に関する情報、特に自局を含む各ノードの識別子および通信経路（Ｃプレーン経路、Ｕプレーン経路）のコンテキスト情報（識別子等）を記憶する。
【００９７】
制御部５３０は、経路制御部５３２とデータ送受信部５３４とを備える。経路制御部５３２は、通信経路（Ｃプレーン経路、Ｕプレーン経路）に関する制御メッセージ（Path Switch Requestメッセージ、Path Switch Request ACKメッセージ等）を送受信する要素であり、ネットワーク通信部５１０を介して他ノード（交換局ＭＭＥ等）と通信する。データ送受信部５３４は、ネットワーク通信部５１０を介して受信したユーザ装置ＵＥ発のユーザ信号を、外部ネットワーク通信部５２０を介してインターネットＩＮ（インターネットＩＮ内の外部サーバ等）に送信（中継）し、外部ネットワーク通信部５２０を介してインターネットＩＮから受信したユーザ信号を、ネットワーク通信部５１０を介してユーザ装置ＵＥに送信（中継）する。
【００９８】
制御部５３０並びに制御部５３０に含まれる各要素は、ゲートウェイ装置ＧＷ内の不図示のＣＰＵが、記憶部５４０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
【００９９】
１（６）．  本実施形態の構成による効果
以上に説明した第１実施形態の構成によれば、制御信号（制御メッセージ）の送受信のための制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが、第２基地局ＰｈＮＢを経由してユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢとに確立される。したがって、ユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢとの無線通信が不可能な場合または適切でない場合（例えば、第１基地局ｅＮＢの帯域利用率が高い場合）であっても、ユーザ装置ＵＥと第２基地局ＰｈＮＢとの無線通信が可能であれば、ユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢ（ひいてはネットワークＮＷ）との制御メッセージの送受信が可能となる。結果として、限定的な制御機能を有する第２基地局ＰｈＮＢを備える無線通信システムＣＳの制御が適切に実行され得る。
【０１００】
２．  第２実施形態
本発明の第２実施形態を以下に説明する。以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。
【０１０１】
第１実施形態では、第１基地局ｅＮＢが実行する判定に基づいて制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立され解放される。第２実施形態では、交換局ＭＭＥが実行する判定に基づいて制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立され解放される。
【０１０２】
２（１）−１．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路の確立（動作例２−１）
図１４は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの確立動作の一例を示すフロー図である。概略的には、図５の場合と同様に、第２基地局ＰｈＮＢを経由して制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立される。図１４の動作例では、当初、第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとにＣプレーン経路（シグナリング無線ベアラＳＲＢ）が確立されていると想定する。
【０１０３】
ユーザ装置ＵＥは、第１実施形態のステップS100と同様、第１基地局ｅＮＢを介して、PDN Connectivity Requestメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S900）。PDN Connectivity Requestメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰが経由する第２基地局ＰｈＮＢを経由して制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを確立すべきか否かを判定する（S910）。以上の判定は、例えば、第１実施形態のステップS110で説明されたような判定基準（（１）〜（５））に基づいて実行される。
【０１０４】
ステップS910の後、交換局ＭＭＥは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを確立することを要求するCreate Session Requestメッセージをゲートウェイ装置ＧＷに送信する（S920）。ゲートウェイ装置ＧＷは、受信したCreate Session Requestメッセージに基づいて、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを確立するように自局を設定し、Create Session Responseメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S930）。
【０１０５】
ステップS910において制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを確立すべきと判定された場合、交換局ＭＭＥは、ゲートウェイ装置ＧＷからのCreate Session Responseメッセージを受信した後に、第１基地局ｅＮＢを示す識別子ＴＥＩＤ１を生成する（S940）。この識別子ＴＥＩＤ１は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰに含まれるべき有線ベアラＷＢの第１端点（すなわち、第１基地局ｅＮＢ）を示す。なお、以上のステップS940は、ステップS910の後であれば、Create Session Responseメッセージの受信前に実行されてもよい。
【０１０６】
交換局ＭＭＥは、生成した第１基地局ｅＮＢの識別子ＴＥＩＤ１を、Bearer Setup Requestメッセージ（ベアラ設定要求メッセージ）に搭載して第１基地局ｅＮＢに送信する（S950）。このBearer Setup Requestメッセージは、有線ベアラＷＢを含む制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを設定することを要求する制御メッセージである。交換局ＭＭＥからのBearer Setup Requestメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、第１基地局ｅＮＢの識別子ＴＥＩＤ１を含むBearer Setup Requestメッセージ（ベアラ設定要求メッセージ）を第２基地局ＰｈＮＢに送信する。なお、交換局ＭＭＥではなく第１基地局ｅＮＢ自身が識別子ＴＥＩＤ１を生成してもよい。
【０１０７】
第１基地局ｅＮＢからのBearer Setup Requestメッセージを受信すると、第１実施形態のステップS170と同様に、第２基地局ＰｈＮＢは第１基地局ｅＮＢの識別子ＴＥＩＤ１を記憶し、第２端点（第２基地局ＰｈＮＢ）を示す識別子ＴＥＩＤ２を含むBearer Setup Responseメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S970）。Bearer Setup Responseメッセージの送信後に、有線ベアラＷＢが確立される（S980）。この有線ベアラＷＢは、Bearer Setup Requestメッセージに含まれる識別子ＴＥＩＤ１が示す第１基地局ｅＮＢを第１端点とし、第２基地局ＰｈＮＢを第２端点とする論理経路である。
【０１０８】
第２基地局ＰｈＮＢからのBearer Setup Responseメッセージを受信すると（有線ベアラＷＢが確立されると）、第１基地局ｅＮＢは、Bearer Setup Responseメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S990）。第１基地局ｅＮＢからのBearer Setup Responseメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、Context Setup Requestメッセージ（コンテキスト設定要求メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S1000）。このContext Setup Requestメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを確立することを要求する制御メッセージ（ＮＡＳメッセージ）である。
【０１０９】
交換局ＭＭＥからのContext Setup Requestメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰに含まれるべきデータ無線ベアラＤＲＢを第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとに設定することを要求するRRC Connection Reconfigurationメッセージ（第１無線接続再設定メッセージ）をユーザ装置ＵＥに送信する（S1010）。このRRC Connection Reconfigurationメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを設定する（すなわち、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰのためのアクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを生成する）ことの指示を含む。
【０１１０】
ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢからのRRC Connection Reconfigurationメッセージに応じて、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰのためのアクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを生成し（S1020）、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージ（第１無線接続再設定完了メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S1030）。RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージの送信後にデータ無線ベアラＤＲＢが設定される（S1040）。データ無線ベアラＤＲＢが設定されると、第２基地局ＰｈＮＢは、そのデータ無線ベアラＤＲＢと有線ベアラＷＢとを関連付ける。RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、Context Setup Completeメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S1050）。
【０１１１】
なお、第１実施形態と同様に、以上の制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの確立動作は、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰの確立動作と独立して実行されてもよいし、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰの確立動作と並行して実行されてもよい。後者の場合において、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰの確立に用いられる制御メッセージが、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの確立にも用いられるとより好適である。
【０１１２】
２（１）−２．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路の解放（動作例２−２）
図１５は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの解放動作の一例を示すフロー図である。概略的には、図７の場合と同様に、第２基地局ＰｈＮＢを経由して確立されている制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが解放される。図１５の動作例では、当初、第２基地局ＰｈＮＢを経由して第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとに制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立されていると想定する。
【０１１３】
ユーザ装置ＵＥは、第１実施形態のステップS500と同様、PDN Disconnection Requestメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S1100）。PDN Disconnection Requestメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰの解放動作を開始する（S1110）。交換局ＭＭＥは、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを解放することを要求するDelete Session Requestメッセージをゲートウェイ装置ＧＷに送信する（S1120）。ゲートウェイ装置ＧＷは、受信したDelete Session Requestメッセージに基づいて、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰを解放するように自局を設定し、Delete Session Responseメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S1130）。
【０１１４】
Delete Session Responseメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、Deactivate Bearer Requestメッセージ（第２ベアラ解放要求メッセージ）を第１基地局ｅＮＢ経由で第２基地局ＰｈＮＢに送信する（S1140）。このDeactivate Bearer Requestメッセージは、第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとに確立されている有線ベアラＷＢを解放することを要求する制御メッセージである。Deactivate Bearer Requestメッセージを受信すると、第２基地局ＰｈＮＢは有線ベアラＷＢを解放し、Deactivate Bearer Responseメッセージ（ベアラ解放応答メッセージ）を第１基地局ｅＮＢ経由で交換局ＭＭＥに送信する（S1150）。
【０１１５】
第２基地局ＰｈＮＢからのDeactivate Bearer Responseメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、Deactivate Bearer Requestメッセージ（第１ベアラ解放要求メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S1160）。このDeactivate Bearer Requestメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放することを要求する制御メッセージである。交換局ＭＭＥからのDeactivate Bearer Requestメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、RRC Connection Reconfigurationメッセージ（第２無線接続再設定メッセージ）をユーザ装置ＵＥに送信する（S1170）。このRRC Connection Reconfigurationメッセージは、第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとに確立されているデータ無線ベアラＤＲＢを解放することを指示する制御メッセージである。
【０１１６】
RRC Connection Reconfigurationメッセージを受信すると、ユーザ装置ＵＥは、アクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを解放し、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージ（第２無線接続再設定完了メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S1180）。その後、データ無線ベアラＤＲＢが解放される。RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、Deactivate Bearer Responseメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S1190）。
【０１１７】
ユーザ装置ＵＥは、Direct Transferメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S1200）。第１基地局ｅＮＢは、Deactivate EPS Bearer Context Complete Acceptメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S1210）。以上の２ステップは省略されることも可能である。
【０１１８】
この動作例において、ステップS1140およびS1150が異なる時点で実行される構成も採用可能である。例えば、ステップS1190で交換局ＭＭＥがDeactivate Bearer Responseメッセージを受信した後に、ステップS1140およびS1150の動作が実行されてもよい。
【０１１９】
２（１）−３．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路の解放（動作例２−３）
図１６は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの解放動作の一例を示すフロー図である。概略的には、図１５の場合と同様に、第２基地局ＰｈＮＢを経由して確立されている制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが解放される。図１６の動作例では、当初、第２基地局ＰｈＮＢを経由して第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとに制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立されていると想定する。なお、ステップS1300からS1330までは、図１５のステップS1100からS1130までと同様であるから、説明を省略する。
【０１２０】
ゲートウェイ装置ＧＷからのDelete Session Responseメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥは、Deactivate Bearer Requestメッセージ（第１ベアラ解放要求メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S1340）。このDeactivate Bearer Requestメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを解放することを要求する制御メッセージである。第１基地局ｅＮＢは、交換局ＭＭＥからのDeactivate Bearer Requestメッセージを受信すると、有線ベアラＷＢを解放することを要求するDeactivate Bearer Requestメッセージ（第２ベアラ解放要求メッセージ）を、第２基地局ＰｈＮＢに送信する（S1350）。
【０１２１】
Deactivate Bearer Requestメッセージを受信すると、第２基地局ＰｈＮＢは有線ベアラＷＢを解放し、Deactivate Bearer Responseメッセージ（ベアラ解放応答メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S1360）。第２基地局ＰｈＮＢからのDeactivate Bearer Responseメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢは、RRC Connection Reconfigurationメッセージ（第２無線接続再設定メッセージ）をユーザ装置ＵＥに送信する（S1370）。このRRC Connection Reconfigurationメッセージは、第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとに確立されているデータ無線ベアラＤＲＢを解放することを指示する制御メッセージである。
【０１２２】
RRC Connection Reconfigurationメッセージを受信すると、ユーザ装置ＵＥは、アクセスポイント名ＡＰＮ−Ｃを解放し、RRC Connection Reconfiguration Completeメッセージ（第２無線接続再設定完了メッセージ）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S1380）。その後、データ無線ベアラＤＲＢが解放される。
その後のステップS1390からS1410までは、図１５の動作例と同様である。
【０１２３】
この動作例において、ステップS1350およびS1360が異なる時点で実行される構成も採用可能である。例えば、ステップS1380で第１基地局ｅＮＢがRRC Connection Reconfiguration Completeメッセージを受信した後に、ステップS1350およびS1360の動作が実行されてもよい。
【０１２４】
２（２）．  交換局の構成
図１７は、本実施形態に係る交換局ＭＭＥの構成を示すブロック図である。制御部４２０以外の構成は第１実施形態と同様である。本実施形態の制御部４２０は、機能ブロックである判定部４２４をさらに備える。判定部４２４は、第１実施形態の第１基地局ｅＮＢが備える判定部２３２と同様の機能を有する。例えば、判定部４２４は、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの設定要否を判定する。得られた判定結果を示す信号は、経路制御部４２２に供給される。
【０１２５】
２（３）．  本実施形態の構成による効果
以上に説明した第２実施形態の構成によれば、第１実施形態の構成によるのと同様の効果が奏される。また、交換局ＭＭＥがユーザＵプレーン経路ＵＵＰと制御Ｕプレーン経路ＣＵＰとを制御するので、統合的な経路管理が可能となる。
【０１２６】
３．  第３実施形態
本発明の第３実施形態を以下に説明する。第１実施形態では第１基地局ｅＮＢの主導で制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立され、第２実施形態では交換局ＭＭＥの主導で制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立される。第３実施形態では、各ノードの自律的動作に基づいて（すなわち、ステートレスに）制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立される。
【０１２７】
３（１）．  制御メッセージ用Ｕプレーン経路の自律的確立（動作例３）
通常のＰＤＮコネクション（ユーザＵプレーン経路ＵＵＰ）に関するイベント（ＰＤＮコネクションの確立または解放、ハンドオーバ等）が発生すると、以下の動作（１）から動作（５）が自律的に実行される。なお、各ノードは、通常のＰＤＮコネクションに関する制御メッセージ（PDN Connectivity Requestメッセージ、Bearer Setup Requestメッセージ等）を受信することにより、イベントの発生を認識する。
【０１２８】
（１）第１基地局ｅＮＢおよび第２基地局ＰｈＮＢの各々が、自局および対向局の識別子（すなわち、第１基地局ｅＮＢの識別子ＴＥＩＤ１および第２基地局ＰｈＮＢの識別子ＴＥＩＤ２）を生成し記憶する。第１基地局ｅＮＢを一意に特定可能な第１情報に基づいて識別子ＴＥＩＤ１が生成され、第２基地局ＰｈＮＢを一意に特定可能な第２情報に基づいて識別子ＴＥＩＤ２が生成される。以上の識別子は、例えばハッシュ演算により生成され得る。
以上の動作（１）により、有線ベアラＷＢの第１端点の識別子ＴＥＩＤ１と第２端点の識別子ＴＥＩＤ２とが、第１基地局ｅＮＢおよび第２基地局ＰｈＮＢに共有される。結果として、有線ベアラＷＢが設定されたのと同じ状態となる。
【０１２９】
（２）第１基地局ｅＮＢ（無線制御部２３６）は、生成された識別子（ＴＥＩＤ１およびＴＥＩＤ２）を用いてユーザ装置ＵＥと制御メッセージ（無線リソース制御メッセージ）を送受信するように、自局の設定を変更する。
【０１３０】
（３）第２基地局ＰｈＮＢおよびユーザ装置ＵＥの各々が、第２基地局ＰｈＮＢとユーザ装置ＵＥとに設定されるべきデータ無線ベアラＤＲＢの識別子ＢＩＤを生成し記憶する。識別子ＢＩＤは、例えば、ユーザ装置ＵＥを一意に特定可能な第３情報に基づいて、ハッシュ演算により生成され得る。
以上の動作（３）により、識別子ＢＩＤが、第２基地局ＰｈＮＢおよびユーザ装置ＵＥに共有される。結果として、データ無線ベアラＤＲＢが設定されたのと同じ状態となる。
【０１３１】
（４）第２基地局ＰｈＮＢは、生成された有線ベアラＷＢの第２端点の識別子ＴＥＩＤ２とデータ無線ベアラＤＲＢの識別子ＢＩＤを関連付ける。結果として、有線ベアラＷＢおよびデータ無線ベアラＤＲＢを含む制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立されたのと同じ状態となる。
【０１３２】
（５）ユーザ装置ＵＥ（無線制御部１２２）は、生成された識別子ＢＩＤを用いて第１基地局ｅＮＢと制御メッセージ（無線リソース制御メッセージ）を送受信するように、自局の設定を変更する。
【０１３３】
なお、以上の動作（１）から動作（５）の実行要否は、ユーザ装置ＵＥがネットワークＮＷにアタッチする際にネットワークＮＷ側から付与される情報に基づいて判定されると好適である。ネットワークＮＷ側からユーザ装置ＵＥに付与される情報は、例えば、ユーザ装置ＵＥが制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを用いた制御メッセージの通信を行う機能を有するか否かに関する情報である。
【０１３４】
３（２）．  本実施形態の構成による効果
以上に説明した第３実施形態の構成によれば、第１実施形態の構成によるのと同様の効果が奏される。また、各ノードの自律的動作に基づいて制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが設定されるので、ノード間の制御トラヒックの増大を抑制することが可能である。
【０１３５】
４．  変形例
以上の実施の形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以上の実施の形態および以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
【０１３６】
４（１）．  変形例１
無線通信システムＣＳの構成（特に、ネットワークＮＷ内のノードの接続形態）は適宜に変更され得る。例えば、図１８に示される構成が採用可能である。図１８の第２基地局ＰｈＮＢは、ネットワークＮＷ内において第１基地局ｅＮＢに接続し、ゲートウェイ装置ＧＷには接続しない。そのため、ユーザＵプレーン経路ＵＵＰは、第２基地局ＰｈＮＢに加えて第１基地局ｅＮＢをも経由してユーザ装置ＵＥとゲートウェイ装置ＧＷとに確立される。
【０１３７】
他に、図１９に示される構成も採用可能である。図１９では、各実施形態のゲートウェイ装置ＧＷが、パケットゲートウェイＰＧＷとサービングゲートウェイＳＧＷ（ＳＧＷ１，ＳＧＷ２）とに分割されている。パケットゲートウェイＰＧＷは各サービングゲートウェイＳＧＷ（ＳＧＷ１，ＳＧＷ２）に接続する。第１基地局ｅＮＢは第１サービングゲートウェイＳＧＷ１に接続し、第２基地局ＰｈＮＢは第２サービングゲートウェイＳＧＷ２に接続する。ユーザＵプレーン経路ＵＵＰは、第１基地局ｅＮＢおよび第１サービングゲートウェイＳＧＷ１を経由するか、第２基地局ＰｈＮＢおよび第２サービングゲートウェイＳＧＷ２を経由して、ユーザ装置ＵＥとパケットゲートウェイＰＧＷとに確立される。
【０１３８】
本変形例の無線通信システムＣＳ（図１８、図１９）は、Ｃプレーン経路に関しては各実施形態の無線通信システムＣＳと同様の接続形態を有する。そのため、前述した各実施形態の動作が、本変形例の無線通信システムＣＳにも適用可能である。
【０１３９】
４（２）．  変形例２
以上の第１実施形態および第２実施形態のように制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立されている場合において、ユーザ装置ＵＥがソース基地局である第１基地局ｅＮＢ（ＳｅＮＢ）からターゲット基地局である他の第１基地局ｅＮＢ（ＴｅＮＢ）へハンドオーバすることを考える。以上の場合、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの第１端点を変更することが必要である。そのため、図２０に示すように、他の第１基地局ＴｅＮＢを示す識別子ＴＥＩＤ３が、他の第１基地局ＴｅＮＢから第１基地局ＳｅＮＢに送信されると好適である。
【０１４０】
図２０に、第１基地局ＳｅＮＢから他の第１基地局ＴｅＮＢへのハンドオーバ動作の一例を示すフロー図である。図２０の動作例では、第２基地局ＰｈＮＢを経由して第１基地局ＳｅＮＢとユーザ装置ＵＥとに制御Ｕプレーン経路ＣＵＰが確立されていると想定する。ステップS10からステップS28までは、通常のハンドオーバ動作と同様である。
【０１４１】
他の第１基地局ＴｅＮＢ（経路制御部２３４）は、他の第１基地局ＴｅＮＢを示す識別子ＴＥＩＤ３を含むPath Switch Requestメッセージ（経路変更要求メッセージ）を、第２基地局ＰｈＮＢに送信する（S26）。このPath Switch Requestメッセージは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの第１端点を、ハンドオーバ元の第１基地局ＳｅＮＢからハンドオーバ先の他の第１基地局ＴｅＮＢに変更することを要求する制御メッセージである。Path Switch Requestメッセージを受信すると、第２基地局ＰｈＮＢは、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰの第１端点を変更し、Path Switch Request ACKメッセージを他の第１基地局ＴｅＮＢに送信する（S28）。以降のステップも、通常のハンドオーバ動作と同様である。
【０１４２】
４（３）．  変形例３
以上の実施形態のように確立された制御Ｕプレーン経路ＣＵＰは任意に使用され得る。例えば、第１基地局ｅＮＢ（経路切替部２３８）は、第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとが無線通信できない場合（例えば、無線リンク障害（Radio Link Failure）を検出した場合）に、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを使用してユーザ装置ＵＥと制御メッセージを送受信するように第１基地局ｅＮＢを制御し、第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとが無線通信できる場合に、シグナリング無線ベアラＳＲＢを使用して直接的にユーザ装置ＵＥと制御メッセージを送受信するように第１基地局ｅＮＢを制御してもよい。
【０１４３】
また、第１基地局ｅＮＢ（経路切替部２３８）は、その第１基地局ｅＮＢの通信負荷が所定の閾値を上回る場合に、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを使用してユーザ装置ＵＥと制御メッセージを送受信するように（すなわち、制御メッセージをオフロードするように）第１基地局ｅＮＢを制御し、その第１基地局ｅＮＢの通信負荷が所定の閾値を下回る場合に、シグナリング無線ベアラＳＲＢを使用して直接的にユーザ装置ＵＥと制御メッセージを送受信するように第１基地局ｅＮＢを制御してもよい。
【０１４４】
さらに、第１基地局ｅＮＢ（経路切替部２３８）は、その第１基地局ｅＮＢに接続するユーザ装置ＵＥの数が所定の閾値を上回る場合に、制御Ｕプレーン経路ＣＵＰを使用してユーザ装置ＵＥと制御メッセージを送受信するように第１基地局ｅＮＢを制御し、その第１基地局ｅＮＢに接続するユーザ装置ＵＥの数が所定の閾値を下回る場合に、シグナリング無線ベアラＳＲＢを使用して直接的にユーザ装置ＵＥと制御メッセージを送受信するように第１基地局ｅＮＢを制御してもよい。
【０１４５】
４（４）．  変形例４
以上の実施形態では、論理経路（制御Ｕプレーン経路ＣＵＰ、有線ベアラＷＢ、データ無線ベアラＤＲＢ）が確立および解放される。しかしながら、以上の実施形態において、論理経路が完全に解放されるのでなく、一時的な不使用状態にされる構成も採用され得る。また、以上の実施形態において、論理経路が新たに確立されるのでなく、一時的な不使用状態にされた論理経路が再び使用状態に設定される構成も採用され得る。
【０１４６】
４（５）．  変形例５
以上の実施形態では、各基地局がその周囲に形成するセルの大きさは任意である。例えば、第１基地局ｅＮＢの無線送信能力（平均送信電力、最大送信電力等）が第２基地局ＰｈＮＢの無線送信能力と比較して大きく、第１基地局ｅＮＢが形成するマクロセルの大きさが、第２基地局ＰｈＮＢが形成するファントムセルの大きさを上回る構成が採用され得る。以上の構成においては、例えば、図２１に示すように、ファントムセルＣｐがマクロセルＣｍの内部に重層的に形成される（オーバレイされる）と好適である（作図の便宜上、マクロセルＣｍが示される平面とファントムセルＣｐが示される平面とが相違しているが、実際には、同一の平面（地表等）上にマクロセルＣｍとファントムセルＣｐとが重畳され得る）。一方で、第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとが略同一の大きさのセルを形成する構成も採用可能である。
【０１４７】
４（６）．  変形例６
第１基地局ｅＮＢが送信する電波の周波数帯と第２基地局ＰｈＮＢが送信する電波の周波数帯とが相違する構成も採用可能である。例えば、第１基地局ｅＮＢが第１周波数帯（例えば、２ＧＨｚ帯）を用いて無線通信し、第２基地局ＰｈＮＢが第１周波数帯より高い第２周波数帯（例えば、３．５ＧＨｚ帯）を用いて無線通信してもよい。
【０１４８】
４（７）．  変形例７
以上の実施形態では、第２基地局ＰｈＮＢは、Ｃプレーン経路を介した制御信号の送受信をユーザ装置ＵＥと実行しない。しかしながら、第２基地局ＰｈＮＢが、下位レイヤ（例えば、Ｌ１レイヤ，Ｌ２レイヤ）の制御信号をＣプレーン経路を介してユーザ装置ＵＥと送受信可能な構成も採用可能である。以上の構成においても、第２基地局ＰｈＮＢは、無線リソース制御に関する信号（ＲＲＣレイヤの制御信号）を送受信しない。
【０１４９】
４（８）．  変形例８
ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢおよび第２基地局ＰｈＮＢと無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ装置ＵＥは、例えば、フィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。
【０１５０】
４（９）．  変形例９
無線通信システムＣＳ内の各要素（ユーザ装置ＵＥ、第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ、交換局ＭＭＥ、ゲートウェイ装置ＧＷ）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
【符号の説明】
【０１５１】
ＵＥ……ユーザ装置、１１０……無線通信部、１２０……制御部、１２２……無線制御部、１２４……経路制御部、１２６……データ送受信部、１３０……記憶部、ｅＮＢ（ＳｅＮＢ，ＴｅＮＢ）……第１基地局、２１０……無線通信部、２２０……ネットワーク通信部、２３０……制御部、２３２……判定部、２３４……経路制御部、２３６……無線制御部、２３８……経路切替部、２４０……データ送受信部、２５０……記憶部、ＰｈＮＢ……第２基地局、３１０……無線通信部、３２０……ネットワーク通信部、３３０……制御部、３３２……経路制御部、３３４……データ送受信部、３４０……記憶部、ＭＭＥ……交換局、４１０……ネットワーク通信部、４２０……制御部、４２２……経路制御部、４２４……判定部、４３０……記憶部、ＧＷ……ゲートウェイ装置、５１０……ネットワーク通信部、５２０……外部ネットワーク通信部、５３０……制御部、５３２……経路制御部、５３４……データ送受信部、５４０……記憶部、ＡＰＮ……アクセスポイント名、ＢＩＤ……識別子、ＣＳ……無線通信システム、ＣＵＰ……制御Ｃプレーン経路、Ｃｍ……マクロセル、Ｃｐ……ファントムセル、ＤＲＢ……データ無線ベアラ、ＩＮ……インターネット、ＮＷ……ネットワーク、ＰＧＷ……パケットゲートウェイ、Ｓ１Ｂ……Ｓ１ベアラ、ＳＧＷ……サービングゲートウェイ、ＳＲＢ……シグナリング無線ベアラ、ＴＥＩＤ……識別子、ＵＵＰ……ユーザＵプレーン経路、ＷＢ……有線ベアラ。
【図１】
2014107618.tif 000003
【図２】
2014107618.tif 000004
【図３】
2014107618.tif 000005
【図４】
2014107618.tif 000006
【図５】
2014107618.tif 000007
【図６】
2014107618.tif 000008
【図７】
2014107618.tif 000009
【図８】
2014107618.tif 000010
【図９】
2014107618.tif 000011
【図１０】
2014107618.tif 000012
【図１１】
2014107618.tif 000013
【図１２】
2014107618.tif 000014
【図１３】
2014107618.tif 000015
【図１４】
2014107618.tif 000016
【図１５】
2014107618.tif 000017
【図１６】
2014107618.tif 000018
【図１７】
2014107618.tif 000019
【図１８】
2014107618.tif 000020
【図１９】
2014107618.tif 000021
【図２０】
2014107618.tif 000022
【図２１】
2014107618.tif 000023