(57)【要約】【課題】端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができるようにする。【解決手段】第１の基地局が、通常時の通信経路となる第２の基地局およびバックアップ用の通信経路となる第３の基地局を決定して、接続を要求するメッセージを端末および第２，第３の基地局に送信するとともに、通信を要求するメッセージを第２の基地局に送信し、第２の基地局が、通常時の通信経路として端末と通信中に、その端末からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化（遮蔽）を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、第１の基地局に送信し、第１の基地局が、第２の基地局から受信した経路切り替えを要求するメッセージを第３の基地局に転送する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置と上位ネットワークとの間でのユーザデータの通信を、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を経由して行う無線通信システムであって、
前記端末装置と、
ユーザデータの通常時の通信経路となる主基地局装置およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置からなる複数の基地局装置と、
前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置と、
を備え、
前記管理装置は、
前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、
前記主基地局装置、および前記バックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、
前記主基地局装置から、経路切り替えを要求するメッセージを受信すると、そのメッセージを前記バックアップ用基地局装置に転送する制御部と、
を有し、
前記基地局装置は、
前記端末装置および前記管理装置と通信を行う通信部と、
前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続および通信を制御し、
前記主基地局装置として前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記管理装置に送信する制御部と、
を有し、
前記端末装置は、
前記管理装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、
前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記基地局装置との間の接続および通信を制御する制御部と、
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
端末装置と上位ネットワークとの間でのユーザデータの通信を、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を経由して行う無線通信システムであって、
前記端末装置と、
ユーザデータの通常時の通信経路となる主基地局装置およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置からなる複数の基地局装置と、
前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置と、
を備え、
前記管理装置は、
前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、
前記主基地局装置、および前記バックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信する制御部と、
を有し、
前記基地局装置は、
前記端末装置および前記管理装置と通信を行う通信部と、
前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続および通信を制御し、
前記主基地局装置として前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信する制御部と、
を有し、
前記端末装置は、
前記管理装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、
前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記基地局装置との間の接続および通信を制御する制御部と、
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
端末装置と上位ネットワークとの間でのユーザデータの通信を、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を経由して行う無線通信システムであって、
前記端末装置と、
ユーザデータの通常時の通信経路となる主基地局装置およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置からなる複数の基地局装置と、
前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置と、
を備え、
前記管理装置は、
前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、
前記主基地局装置、および前記バックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、
前記端末装置から受信したメッセージに含まれる無線品質情報に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信する制御部と、
を有し、
前記基地局装置は、
前記端末装置および前記管理装置と通信を行う通信部と、
前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続および通信を制御する制御部と、
を有し、
前記端末装置は、
前記管理装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、
前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記基地局装置との間の接続および通信を制御する制御部と、
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記管理装置は、マクロセルを構成する制御プレーンの基地局装置であり、
前記基地局装置は、スモールセルを構成するユーザプレーンの基地局装置であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記管理装置の前記制御部は、
高ＳＨＦ帯またはＥＨＦ帯を利用した通信を行う前記基地局装置を、前記主基地局装置として選択し、低ＳＨＦ帯を利用した通信を行う前記基地局装置を、前記バックアップ用基地局装置として選択することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記端末装置の前記制御部は、
前記バックアップ用基地局装置との接続が完了すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域の監視を停止し、前記主基地局装置との間の通信品質の劣化を検出すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域を監視する状態に移行することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記端末装置の前記制御部は、
前記バックアップ用基地局装置との接続が完了すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの一部の領域のみを監視し、当該バックアップ用基地局装置からの制御データを受信すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域を監視する状態に移行することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記端末装置の前記制御部は、
前記バックアップ用基地局装置との接続が完了すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域を監視しない非監視状態と、前記制御チャネルの一部の領域のみを監視する限定監視状態と、を所定周期で交互に繰り返す制御を行い、当該バックアップ用基地局装置からの制御データを受信すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域を監視する状態に移行することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項９】
端末装置および前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を管理する管理装置であって、
前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、
前記基地局装置の中から、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、
前記主基地局装置から、通信品質の劣化が発生した場合に送信される、経路切り替えを要求するメッセージを受信すると、そのメッセージを前記バックアップ用基地局装置に転送する制御部と、
を備えることを特徴とする管理装置。
【請求項１０】
端末装置および前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を管理する管理装置であって、
前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、
前記基地局装置の中から、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、
前記主基地局装置から、通信品質の劣化が発生した場合に送信される、経路切り替えを報告するメッセージを受信する制御部と、
を備えることを特徴とする管理装置。
【請求項１１】
端末装置および前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を管理する管理装置であって、
前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、
前記基地局装置の中から、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、
前記端末装置から受信したメッセージに含まれる無線品質情報に基づいて、前記主基地局装置と前記端末装置との間の通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信する制御部と、
を備えることを特徴とする管理装置。
【請求項１２】
端末装置と無線通信を行う基地局装置を切り替える通信経路切り替え方法であって、
前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置が、
通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、
前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置が、
前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続を完了し、
前記主基地局装置が、
前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記管理装置に送信し、
前記管理装置が、
前記主基地局装置から、経路切り替えを要求するメッセージを受信すると、そのメッセージを前記バックアップ用基地局装置に転送することを特徴とする通信経路切り替え方法。
【請求項１３】
端末装置と無線通信を行う基地局装置を切り替える通信経路切り替え方法であって、
前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置が、
通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置およびバックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、
前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置が、
前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続を完了し、
前記主基地局装置が、
前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信することを特徴とする通信経路切り替え方法。
【請求項１４】
端末装置と無線通信を行う基地局装置を切り替える通信経路切り替え方法であって、
前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置が、
通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置およびバックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、
前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置が、
前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続を完了し、
前記管理装置が、
前記主基地局装置と前記端末装置との通信中に、前記端末装置から受信したメッセージに含まれる無線品質情報に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信することを特徴とする通信経路切り替え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末装置と上位ネットワークとの間でのユーザデータの通信を、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を経由して行う無線通信システム、この無線通信システムにおいて端末装置および基地局装置を管理する管理装置、ならびに無線通信システムにおける通信経路切り替え方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信の分野では、５Ｇ（第５世代移動通信システム）の検討が進められている。５Ｇでは、高周波数帯、すなわち、高ＳＨＦ（Super High Frequency）帯やＥＨＦ（Extremely High Frequency）帯の利用が想定されているが、この周波数帯では、電波の直進性が強いため、伝搬路の途中に遮蔽物が存在すると、電波が遮蔽されて通信品質が大きく劣化するという問題がある。
【０００３】
このような遮蔽による通信品質の劣化の問題に対して、従来、複数の基地局に接続して、その複数の基地局をともにユーザデータの通信経路として利用する技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７１４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、前記従来の技術では、端末が複数の基地局と同時に通信するため、通信品質を安定させることができる。しかしながら、端末は自局宛のユーザデータの有無を示す制御チャネルを複数の基地局に対して常時監視する必要があるため、端末の消費電力が増大するという問題があった。また、従来の技術では複数の基地局との通信を継続させるために、同一の内容のパケットを複数の基地局から端末へ送信するため、周波数利用効率が大きく低下するという問題があった。
【０００６】
また、通信品質が劣化すると、別の通信経路に切り替えることが考えられるが、この通信経路の切り替えに時間がかかると、端末において再生中の映像が停止したり、ダウンロード時間が増加したりするなど、体感品質の低下を招くことがある。このため、通信経路を短時間に切り替えることができる技術が望まれる。
【０００７】
そこで、本発明は、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができる無線通信システム、管理装置および通信経路切り替え方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線通信システムは、端末装置と上位ネットワークとの間でのユーザデータの通信を、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を経由して行う無線通信システムであって、前記端末装置と、ユーザデータの通常時の通信経路となる主基地局装置およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置からなる複数の基地局装置と、前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置と、を備え、前記管理装置は、前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記主基地局装置、および前記バックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記主基地局装置から、経路切り替えを要求するメッセージを受信すると、そのメッセージを前記バックアップ用基地局装置に転送する制御部と、を有し、前記基地局装置は、前記端末装置および前記管理装置と通信を行う通信部と、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続および通信を制御し、前記主基地局装置として前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記管理装置に送信する制御部と、を有し、前記端末装置は、前記管理装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記基地局装置との間の接続および通信を制御する制御部と、を有する構成とする。
【０００９】
本発明の管理装置は、端末装置および前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を管理する管理装置であって、前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記基地局装置の中から、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記主基地局装置から、通信品質の劣化が発生した場合に送信される、経路切り替えを要求するメッセージを受信すると、そのメッセージを前記バックアップ用基地局装置に転送する制御部と、を備える構成とする。
【００１０】
また、本発明の通信経路切り替え方法は、端末装置と無線通信を行う基地局装置を切り替える通信経路切り替え方法であって、前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置が、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置が、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続を完了し、前記主基地局装置が、前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記管理装置に送信し、前記管理装置が、前記主基地局装置から、経路切り替えを要求するメッセージを受信すると、そのメッセージを前記バックアップ用基地局装置に転送する構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、通常時の通信経路となる基地局装置とともにバックアップ用の通信経路となる基地局装置が事前に端末と接続されるため、通信品質の劣化により通信経路の切り替えが必要となると、通常時の通信経路となる基地局装置からバックアップ用の通信経路となる基地局装置に通信経路を切り替える処理を短時間に行うことができる。また、バックアップ用の通信経路となる基地局装置は、事前に端末に接続するが、端末と通信しないため、端末の消費電力を抑えることができる。また、バックアップ用の通信経路となる基地局装置に対する経路切り替えの要求を、管理装置を介して行うことから、基地局装置で接続状態管理を行う必要がないため、基地局装置の構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成図
【図２】基地局２〜４が形成するセルの状況を示す説明図
【図３】端末１の概略構成を示すブロック図
【図４】第１の基地局２の概略構成を示すブロック図
【図５】接続状態管理テーブルの一例を示す説明図
【図６】第２の基地局３の概略構成を示すブロック図
【図７】第３の基地局４の概略構成を示すブロック図
【図８】初期接続時の動作手順を示すシーケンス図
【図９】経路切り替え時の動作手順を示すシーケンス図
【図１０】比較例における経路切り替え時の動作手順を示すシーケンス図
【図１１】経路切り替え時の状況を示す説明図
【図１２】第２実施形態に係る第２の基地局３の概略構成を示すブロック図
【図１３】第２実施形態に係る経路切り替え時の動作手順を示すシーケンス図
【図１４】第３実施形態に係る第１の基地局２の概略構成を示すブロック図
【図１５】第３実施形態に係る経路切り替え時の動作手順を示すシーケンス図
【図１６】第４実施形態に係る端末１の概略構成を示すブロック図
【図１７】第４実施形態に係る端末１での制御チャネルの監視状況を示す説明図
【図１８】第５実施形態に係る端末１での制御チャネルの監視状況を示す説明図
【図１９】第６実施形態に係る端末１での制御チャネルの監視状況を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、端末装置と上位ネットワークとの間でのユーザデータの通信を、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を経由して行う無線通信システムであって、前記端末装置と、ユーザデータの通常時の通信経路となる主基地局装置およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置からなる複数の基地局装置と、前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置と、を備え、前記管理装置は、前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記主基地局装置、および前記バックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記主基地局装置から、経路切り替えを要求するメッセージを受信すると、そのメッセージを前記バックアップ用基地局装置に転送する制御部と、を有し、前記基地局装置は、前記端末装置および前記管理装置と通信を行う通信部と、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続および通信を制御し、前記主基地局装置として前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記管理装置に送信する制御部と、を有し、前記端末装置は、前記管理装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記基地局装置との間の接続および通信を制御する制御部と、を有する構成とする。
【００１４】
これによると、通常時の通信経路となる基地局装置とともにバックアップ用の通信経路となる基地局装置が事前に端末と接続されるため、通信品質の劣化により通信経路の切り替えが必要となると、通常時の通信経路となる基地局装置からバックアップ用の通信経路となる基地局装置に通信経路を切り替える処理を短時間に行うことができる。また、バックアップ用の通信経路となる基地局装置は、事前に端末に接続するが、端末と通信しないため、端末の消費電力を抑えることができる。また、バックアップ用の通信経路となる基地局装置に対する経路切り替えの要求を、管理装置を介して行うことから、基地局装置で接続状態管理を行う必要がないため、基地局装置の構成を簡素化することができる。
【００１５】
また、第２の発明は、端末装置と上位ネットワークとの間でのユーザデータの通信を、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を経由して行う無線通信システムであって、前記端末装置と、ユーザデータの通常時の通信経路となる主基地局装置およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置からなる複数の基地局装置と、前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置と、を備え、前記管理装置は、前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記主基地局装置、および前記バックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信する制御部と、を有し、前記基地局装置は、前記端末装置および前記管理装置と通信を行う通信部と、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続および通信を制御し、前記主基地局装置として前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信する制御部と、を有し、前記端末装置は、前記管理装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記基地局装置との間の接続および通信を制御する制御部と、を有する構成とする。
【００１６】
これによると、第１の発明と同様に、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができる。また、通常時の通信経路となる基地局装置からバックアップ用の通信経路となる基地局装置に経路切り替えを要求するメッセージが直接送信されるため、経路切り替えに有する時間を短縮することができる。
【００１７】
また、第３の発明は、端末装置と上位ネットワークとの間でのユーザデータの通信を、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を経由して行う無線通信システムであって、前記端末装置と、ユーザデータの通常時の通信経路となる主基地局装置およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置からなる複数の基地局装置と、前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置と、を備え、前記管理装置は、前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記主基地局装置、および前記バックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記端末装置から受信したメッセージに含まれる無線品質情報に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信する制御部と、を有し、前記基地局装置は、前記端末装置および前記管理装置と通信を行う通信部と、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続および通信を制御する制御部と、を有し、前記端末装置は、前記管理装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記基地局装置との間の接続および通信を制御する制御部と、を有する構成とする。
【００１８】
これによると、第１の発明と同様に、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができる。また、管理装置が、通信品質の劣化を検出するため、基地局装置の各々に通信品質の劣化を検出する機能を設ける必要がなくなり、基地局装置の構成を簡素化することができる。
【００１９】
また、第４の発明は、前記管理装置は、マクロセルを構成する制御プレーンの基地局装置であり、前記基地局装置は、スモールセルを構成するユーザプレーンの基地局装置である構成とする。
【００２０】
これによると、マクロセルを構成する制御プレーンの基地局装置では、端末装置との間での制御データのやり取りが集約されており、また、通信エリアが大きいため、端末装置および基地局装置の管理を効率よく行うことができる。
【００２１】
また、第５の発明は、前記管理装置の前記制御部は、高ＳＨＦ帯またはＥＨＦ帯を利用した通信を行う前記基地局装置を、前記主基地局装置として選択し、低ＳＨＦ帯を利用した通信を行う前記基地局装置を、前記バックアップ用基地局装置として選択する構成とする。
【００２２】
これによると、高ＳＨＦ帯またはＥＨＦ帯の基地局装置は、スループットが高いため、ユーザデータの通信経路に適している。また、マクロセルの基地局装置では、高ＳＨＦ帯またはＥＨＦ帯の基地局装置のトラフィックを収容できないため、バックアップ用の通信経路に適していないが、低ＳＨＦ帯の基地局装置は、スループットが比較的高く、また、遮蔽物の影響を受けにくいため、バックアップ用の通信経路に適している。
【００２３】
また、第６の発明は、前記端末装置の前記制御部は、前記バックアップ用基地局装置との接続が完了すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域の監視を停止し、前記主基地局装置との間の通信品質の劣化を検出すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域を監視する状態に移行する構成とする。
【００２４】
これによると、端末の消費電力を抑えることができる。
【００２５】
また、第７の発明は、前記端末装置の前記制御部は、前記バックアップ用基地局装置との接続が完了すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの一部の領域のみを監視し、当該バックアップ用基地局装置からの制御データを受信すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域を監視する状態に移行する構成とする。
【００２６】
これによると、端末の消費電力を抑えることができる。また、通常時の通信経路となる基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となる基地局装置と、同時に制御データのやり取りを行うことが可能となる。
【００２７】
また、第８の発明は、前記端末装置の前記制御部は、前記バックアップ用基地局装置との接続が完了すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域を監視しない非監視状態と、前記制御チャネルの一部の領域のみを監視する限定監視状態と、を所定周期で交互に繰り返す制御を行い、当該バックアップ用基地局装置からの制御データを受信すると、当該バックアップ用基地局装置に関する制御チャネルの全ての領域を監視する状態に移行する構成とする。
【００２８】
これによると、端末の消費電力を抑えることができる。また、通常時の通信経路となる基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となる基地局装置と、同時に制御データのやり取りを行うことが可能となる。
【００２９】
また、第９の発明は、端末装置および前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を管理する管理装置であって、前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記基地局装置の中から、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記主基地局装置から、通信品質の劣化が発生した場合に送信される、経路切り替えを要求するメッセージを受信すると、そのメッセージを前記バックアップ用基地局装置に転送する制御部と、を備える構成とする。
【００３０】
これによると、第１の発明と同様に、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができ、さらに、基地局装置の構成を簡素化することができる。
【００３１】
また、第１０の発明は、端末装置および前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を管理する管理装置であって、前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記基地局装置の中から、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記主基地局装置から、通信品質の劣化が発生した場合に送信される、経路切り替えを報告するメッセージを受信する制御部と、を備える構成とする。
【００３２】
これによると、第２の発明と同様に、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができ、さらに、経路切り替えに有する時間を短縮することができる。
【００３３】
また、第１１の発明は、端末装置および前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を管理する管理装置であって、前記端末装置および前記基地局装置と通信を行う通信部と、前記基地局装置の中から、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記端末装置から受信したメッセージに含まれる無線品質情報に基づいて、前記主基地局装置と前記端末装置との間の通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信する制御部と、を備える構成とする。
【００３４】
これによると、第３の発明と同様に、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができ、さらに、基地局装置の構成を簡素化することができる。
【００３５】
また、第１２の発明は、端末装置と無線通信を行う基地局装置を切り替える通信経路切り替え方法であって、前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置が、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置が、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続を完了し、前記主基地局装置が、前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記管理装置に送信し、前記管理装置が、前記主基地局装置から、経路切り替えを要求するメッセージを受信すると、そのメッセージを前記バックアップ用基地局装置に転送する構成とする。
【００３６】
これによると、第１の発明と同様に、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができ、さらに、基地局装置の構成を簡素化することができる。
【００３７】
また、第１３の発明は、端末装置と無線通信を行う基地局装置を切り替える通信経路切り替え方法であって、前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置が、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置およびバックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置が、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続を完了し、前記主基地局装置が、前記端末装置と通信中に、その端末装置からの上り信号の受信状況に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信する構成とする。
【００３８】
これによると、第２の発明と同様に、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができ、さらに、経路切り替えに有する時間を短縮することができる。
【００３９】
また、第１４の発明は、端末装置と無線通信を行う基地局装置を切り替える通信経路切り替え方法であって、前記端末装置および前記基地局装置を管理する管理装置が、通常時の通信経路となる主基地局装置、およびバックアップ用の通信経路となるバックアップ用基地局装置を決定して、接続を要求するメッセージを前記端末装置および前記主基地局装置およびバックアップ用基地局装置に送信するとともに、通信を要求するメッセージを前記主基地局装置に送信し、前記主基地局装置および前記バックアップ用基地局装置が、前記管理装置から受信した前記メッセージに応じて、前記端末装置との間の接続を完了し、前記管理装置が、前記主基地局装置と前記端末装置との通信中に、前記端末装置から受信したメッセージに含まれる無線品質情報に基づいて、通信品質の劣化を検出すると、経路切り替えを要求するメッセージを、前記バックアップ用基地局装置に送信する構成とする。
【００４０】
これによると、第３の発明と同様に、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができ、さらに、基地局装置の構成を簡素化することができる。
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成図である。図２は、基地局２〜４が形成するセルの状況を示す説明図である。
【００４３】
この無線通信システムは、端末１（端末装置）と、この端末１と無線通信を行う第１の基地局２（基地局装置）、第２の基地局３（基地局装置）、および第３の基地局４（基地局装置）と、を備えている。
【００４４】
第１〜第３の基地局２〜４は、Ｘ２インターフェースまたはＸｎインターフェースを介して相互に接続されている。また、第１〜第３の基地局２〜４は、Ｓ１インターフェースまたはＮＧ−Ｕインターフェース、および上位のコアネットワークを介してインターネットに接続されている。コアネットワークには、サービングゲートウェイ装置５（Ｓ−ＧＷ）と、モビリティマネージメント装置６（ＭＭＥ）とが配置されている。なお、本実施形態では、コアネットワークの各ノードを４Ｇ相当の名称（Ｓ−ＧＷ、ＭＭＥ）で記載するが、この名称は５Ｇでは変更されることがある。
【００４５】
第１の基地局２は、ＵＨＦ帯を利用した無線通信を行うものであり、マクロセルを形成する（図２参照）。この第１の基地局２は、制御信号を伝送するための制御プレーン（Ｃ−Ｐｌａｎｅ）の基地局となる。なお、第１の基地局２は、ユーザデータを伝送するためのユーザプレーン（Ｕ−Ｐｌａｎｅ）の基地局として使用することも可能である。
【００４６】
第２の基地局３は、高ＳＨＦ帯またはＥＨＦ帯を利用した無線通信を行うものであり、スモールセルを形成する（図２参照）。第３の基地局４は、低ＳＨＦ帯を利用した無線通信を行うものであり、スモールセルを形成する（図２参照）。この第２，第３の基地局３，４は、ユーザデータを伝送するためのユーザプレーン（Ｕ−Ｐｌａｎｅ）の基地局となる。
【００４７】
マクロセル、低ＳＨＦ帯のスモールセル、および高ＳＨＦ帯のスモールセルの各通信エリアは重畳して配置されており、端末１は、第１〜第３の基地局２〜４を同時に利用することができる。
【００４８】
次に、端末１の概略構成について説明する。図３は、端末１の概略構成を示すブロック図である。
【００４９】
端末１は、無線通信部１１と、制御部１２と、記憶部１３と、を備えている。
【００５０】
無線通信部１１は、基地局２〜４との間で無線通信を行う。
【００５１】
記憶部１３は、無線通信部１１で送受信される制御データやユーザデータを記憶する。また、記憶部１３は、制御部１２で実行されるプログラムを記憶する。
【００５２】
制御部１２は、接続状態管理部１５と、制御チャネル監視部１６と、を備えている。この制御部１２はプロセッサで構成され、制御部１２の各部は、記憶部１３に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。
【００５３】
接続状態管理部１５は、現在接続中の基地局３，４、すなわち、通常時の通信経路となる第２の基地局３（主基地局装置）、およびその第２の基地局３と端末１との間の通信に遮蔽による通信品質の劣化が発生した場合にバックアップ用の通信経路となる第３の基地局４（バックアップ用基地局装置）を管理する。
【００５４】
制御チャネル監視部１６は、現在接続中の各基地局３，４に割り当てられた制御チャネル、例えばＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel、物理下り制御チャネル）を監視し、受信した制御チャネルから自局宛の制御チャネルを検出する。
【００５５】
次に、第１の基地局２の概略構成について説明する。図４は、第１の基地局２の概略構成を示すブロック図である。
【００５６】
第１の基地局２は、無線通信部２１と、基地局間通信部２２と、制御部２３と、記憶部２４と、を備えている。
【００５７】
無線通信部２１は、端末１との間で無線通信を行う。
【００５８】
基地局間通信部２２は、Ｘ２インターフェースを介して第２，第３の基地局３，４との間で通信を行う。
【００５９】
記憶部２４は、無線通信部２１および基地局間通信部２２で送受信される制御データやユーザデータを記憶する。また、記憶部２４は、制御部２３で実行されるプログラムを記憶する。
【００６０】
制御部２３は、設定制御部２５と、接続状態管理部２６と、を備えている。この制御部２３はプロセッサで構成され、制御部２３の各部は、記憶部２４に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。
【００６１】
設定制御部２５は、ＲＲＣ（無線リソース制御）に関する設定、変更および管理などの処理を行う。例えば、端末１と接続するユーザプレーンの基地局３，４、すなわち、ユーザデータの通常時の通信経路となる基地局３、およびバックアップ用の通信経路となる基地局４を決定する。また、設定制御部２５は、他の基地局２〜４との間でやり取りするメッセージや、端末１との間でやり取りするメッセージを生成する。
【００６２】
ここで、本実施形態では、ユーザデータの通信経路として端末１と接続する基地局３，４を決定する際には、スループットが高い高ＳＨＦ帯を利用する第２の基地局３が、通常時の通信経路として優先して選択され、低ＳＨＦ帯を利用する第３の基地局４が、バックアップ用の通信経路として選択される。
【００６３】
接続状態管理部２６は、端末１ごとに、現在接続中の基地局３，４、すなわち、通常時の通信経路となる第２の基地局３およびバックアップ用の通信経路となる第３の基地局４を管理する。
【００６４】
次に、接続状態管理部２６で用いられる接続状態管理テーブルについて説明する。図５は、接続状態管理テーブルの一例を示す説明図である。
【００６５】
接続状態管理部２６は、接続状態管理テーブル（接続状態管理情報）を用いて、端末１ごとに、現在接続中の基地局３，４、すなわち、通常時の通信経路となる第２の基地局３およびバックアップ用の通信経路となる第３の基地局４を管理する。この接続状態管理テーブルは記憶部４４に記憶される。
【００６６】
接続状態管理テーブルには、第１の基地局２（ＭｅＮＢ）、第２の基地局３（ＳｅＮＢ）および第３の基地局４（ＴｅＮＢ）の各項目に、現在接続中の基地局２〜４の識別情報（セルＩＤ）が端末１ごとに登録されている。また、接続状態管理テーブルには、端末１ごとに、Ｃ−Ｐｌａｎｅの項目に、Ｃ−Ｐｌａｎｅ通信を行う基地局２（ＭｅＮＢ）が登録され、主Ｕ−Ｐｌａｎｅの項目に、通常時のＵ−Ｐｌａｎｅ通信を行う、すなわち、ユーザデータの通常時の通信経路となっている基地局３，４（ＳｅＮＢおよびＴｅＮＢ）が登録され、バックアップＵ−Ｐｌａｎｅの項目に、バックアップ時のＵ−Ｐｌａｎｅ通信を行う、すなわち、バックアップ用の通信経路となっている基地局３，４（ＳｅＮＢおよびＴｅＮＢ）が登録されている。なお、第３の基地局４（ＴｅＮＢ）の項目や、バックアップＵ−Ｐｌａｎｅの項目では、状況に応じて基地局３，４が登録されない場合がある。
【００６７】
ここで、初期接続時に、端末１に接続する基地局３，４が決定されて、端末１が基地局３，４と接続されると、その端末１および接続中の基地局３，４に関する情報が接続状態管理テーブルに新規に登録される。また、経路切り替えが発生すると、切り替え元の基地局３，４から切り替え先３，４の基地局に変更するように、接続状態管理テーブルのＵ−Ｐｌａｎｅの項目が更新される。
【００６８】
次に、第２の基地局３の概略構成について説明する。図６は、第２の基地局３の概略構成を示すブロック図である。
【００６９】
第２の基地局３は、無線通信部３１と、基地局間通信部３２と、制御部３３と、記憶部３４と、を備えている。
【００７０】
無線通信部３１は、端末１との間で無線通信を行う。
【００７１】
基地局間通信部３２は、Ｘ２インターフェースを介して第１，第３の基地局２，４との間で通信を行う。
【００７２】
記憶部３４は、無線通信部３１および基地局間通信部３２で送受信される制御データやユーザデータを記憶する。また、記憶部３４は、制御部３３で実行されるプログラムを記憶する。
【００７３】
制御部３３は、遮蔽検出部３５と、設定制御部３６と、制御データ生成部３７と、を備えている。この制御部３３はプロセッサで構成され、制御部３３の各部は、記憶部３４に記憶されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現される。
【００７４】
遮蔽検出部３５は、端末１からの上り信号、例えばＬ２制御信号、具体的には、上りＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号や、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）信号などの受信状況（例えば、受信間隔など）に基づいて、端末１との間の通信の遮蔽を検出する。なお、Ｌ２制御信号以外に、Ｌ１の無線品質情報（受信電力やＳＮ等）に基づいて、遮蔽を検出するようにしてもよい。また、ＮＡＣＫの連続受信回数や未受信期間、ＣＱＩの急激な変化に基づいて、遮蔽を検出するようにしてもよい。
【００７５】
なお、本実施形態では、第２の基地局３において、端末１からの上り信号の受信状況に基づいて、端末１との間の通信の遮蔽を検出するようにしたが、端末１において、第２の基地局３との間の通信の遮蔽を検出して、その検出結果を、測定報告（Measurement Report）のメッセージで第１の基地局２に通知し、さらに第１の基地局２から第２の基地局３に通知するようにしてもよい。
【００７６】
設定制御部３６は、基地局２，４との間でやり取りするメッセージや、端末１との間でやり取りするメッセージを生成する。
【００７７】
制御データ生成部３７は、端末１の接続状態に応じて、端末１との間での制御データの伝送に利用する制御チャネル、例えばＰＤＣＣＨを割り当てるマッピングを行い、自装置と端末１との制御データの伝送に割り当てた制御チャネルに関する制御データを生成する。この制御データは、所定のメッセージに付加して端末１に送信される。
【００７８】
次に、第３の基地局４の概略構成について説明する。図７は、第３の基地局４の概略構成を示すブロック図である。
【００７９】
第３の基地局４は、第２の基地局３と同様に、無線通信部４１と、基地局間通信部４２と、制御部４３と、記憶部４４と、を備えている。また、制御部４３は、第２の基地局３と同様に、遮蔽検出部４５と、設定制御部４６と、制御データ生成部４７と、を備えている。
【００８０】
次に、本システムにおける初期接続時の動作手順について説明する。図８は、初期接続時の動作手順を示すシーケンス図である。
【００８１】
まず、端末１から第１の基地局２に測定報告（Measurement Report）のメッセージが送信される。第１の基地局２では、設定制御部２５において、端末１から受信した測定報告のメッセージに含まれる接続先候補の情報に基づいて、第２の基地局３が通常時の通信経路として決定され、第３の基地局４がバックアップ用の通信経路として決定される。
【００８２】
次に、第１の基地局２から、第２の基地局３の追加を要求する追加要求（SeNB Addition Request）のメッセージが第２の基地局３に送信される。また、第３の基地局４の追加を要求する追加要求（TeNB Addition Request）のメッセージが第３の基地局４に送信される。そして、第２の基地局３から、追加要求承認（SeNB Addition Request Acknowledge）のメッセージが第１の基地局２に送信される。また、第３の基地局４から、追加要求承認（TeNB Addition Request Acknowledge）のメッセージが第１の基地局２に送信される。
【００８３】
なお、第１の基地局２では、まず、追加要求（SeNB Addition Request）のメッセージを第２の基地局３に送信し、これに応じて第２の基地局３から送信される追加要求承認（SeNB Addition Request Acknowledge）のメッセージを受信して、第２の基地局３との接続が完了した後、追加要求（TeNB Addition Request）のメッセージを第３の基地局４に送信して、第３の基地局４との接続を行うようにしてもよい。
【００８４】
次に、第１の基地局２から接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）のメッセージが端末１に送信される。そして、端末１から接続再構成完了（RRC Connection Reconfiguration Complete）のメッセージが第１の基地局２に送信される。
【００８５】
次に、第１の基地局２から再構成完了（SeNB Reconfiguration Complete）のメッセージが第２の基地局３に送信される。また、第１の基地局２から再構成完了（TeNB Reconfiguration Complete）のメッセージが第３の基地局４に送信される。
【００８６】
次に、端末１と第２の基地局３との間でランダムアクセス手順（Random Access Procedure）が実行される。また、端末１と第３の基地局４との間でランダムアクセス手順（Random Access Procedure）が実行される。
【００８７】
なお、図８に示すタイミングで、第３の基地局４との間のランダムアクセス手順（Random Access Procedure）を実施して上りの同期をとっても、実際に通信を行う際に同期がずれている可能性があるので、第３の基地局４との間のランダムアクセス手順を、第３の基地局４と通信を開始する際に行うようにしてもよい。
【００８８】
次に、第１の基地局２から、データ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージ（通信を要求するメッセージ）が第２の基地局３に送信される。このデータ転送状況通知のメッセージは、ユーザデータの転送状況を表すものであるが、このデータ転送状況通知により、第２の基地局３では、端末１との通信の要求を認識することができる。
【００８９】
次に、サービングゲートウェイ装置と第１の基地局２と第２の基地局３との間で、未送信のユーザデータを転送する処理（Data Forwarding）が行われる。そして、端末１と第２の基地局３との間でユーザデータの通信が開始される。
【００９０】
なお、第１の基地局２から端末１に送信される接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）のメッセージでは、第２の基地局３と第３の基地局４とを個別に設定する内容のメッセージを別々に送信するようにしてもよい。
【００９１】
次に、本システムにおける経路切り替え時の動作手順について説明する。図９は、経路切り替え時の動作手順を示すシーケンス図である。
【００９２】
本実施形態では、初期接続（図８参照）において、端末１が、通常時の通信経路となる第２の基地局３と、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４とに接続され、端末１と第２の基地局３との間でユーザデータの通信が開始される。
【００９３】
ここで、第２の基地局３の遮蔽検出部３５において、端末１との間の通信に遮蔽が検出されると、第２の基地局３から、データ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージ（経路切り替えを要求するメッセージ）が第１の基地局２に送信される。そして、第１の基地局２から、同様のデータ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージ（経路切り替えを要求するメッセージ）が第３の基地局４に送信される。この処理には例えば１２０ｍｓの時間を要する。なお、ここでは４ＧのＸ２インターフェースを例に説明しており、Ｘ２インターフェースの最大遅延は一般的に６０ｍｓとされているため、双方向で合計１２０ｍｓとしているが、５Ｇの場合はさらに短い時間となる。
【００９４】
ここで、データ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージは、ユーザデータの転送状況を表すものであるが、このデータ転送状況通知により、第１の基地局２や第３の基地局４では、経路切り替えの要求を認識することができる。
【００９５】
次に、サービングゲートウェイ装置と第１の基地局２と第３の基地局４との間で、端末１に未送信のユーザデータを切り替え先の第３の基地局４に転送するデータ転送処理（Data Forwarding）が行われる。そして、端末１と第３の基地局４との間でユーザデータの通信が開始される。
【００９６】
なお、データ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージには、送受信済みのユーザデータのシーケンス番号が含まれており、このシーケンス番号により、データ転送処理（Data Forwarding）での未送信のユーザデータを認識することができる。
【００９７】
このように本実施形態では、通常時の通信経路となる第２の基地局３とともにバックアップ用の通信経路となる第３の基地局４の初期接続を完了させておくため、遮蔽が検出されると、短時間に通信経路を切り替えてユーザデータの通信を再開することができる。
【００９８】
なお、図９に示す例では、経路切り替えを要求するメッセージとして、第２の基地局３から第１の基地局２にデータ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージを送信するようにしたが、第２の基地局３から第１の基地局２に切り替え指示（Change Request）のメッセージを送信するようにしてもよい。
【００９９】
次に、本実施形態のように事前に初期接続を行わずに通信経路を切り替える比較例について説明する。図１０は、比較例における経路切り替え時の動作手順を示すシーケンス図である。
【０１００】
まず、端末１から第１の基地局２に測定報告（Measurement Report）のメッセージが送信される。第１の基地局２では、端末１から受信した測定報告のメッセージに含まれる無線品質情報に基づいて、端末１と第２の基地局３との間の通信の遮蔽を検出すると、測定報告のメッセージに含まれる接続先候補の情報に基づいて、新たな接続先を決定する処理が行われ、第３の基地局４が新たな接続先として決定される。
【０１０１】
次に、第１の基地局２から第３の基地局４に、第３の基地局４の追加を要求する追加要求（TeNB Addition Request）のメッセージが送信される。そして、第３の基地局４から第１の基地局２に、追加要求承認（TeNB Addition Request Acknowledge）のメッセージが送信される。また、第１の基地局２から第２の基地局３に、解放要求（SeNB Release Request）のメッセージが送信される。これらの処理には例えば１８０ｍｓの時間を要する。
【０１０２】
次に、第１の基地局２から端末１に、接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）のメッセージが送信される。そして、端末１から第１の基地局２に、接続再構成完了（RRC Connection Reconfiguration Complete）のメッセージが送信される。これらの処理には双方向で例えば３０ｍｓの時間を要する。
【０１０３】
次に、第１の基地局２から第３の基地局４に再構成完了（TeNB Reconfiguration Complete）のメッセージが送信される。この処理には例えば６０ｍｓの時間を要する。
【０１０４】
次に、端末１と第３の基地局４との間でランダムアクセス手順（Random Access Procedure）が実行される。この処理には例えば３０ｍｓの時間を要する。
【０１０５】
次に、第２の基地局３から第１の基地局２に、データ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージが送信される。そして、第１の基地局２から第３の基地局４に、データ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージが送信される。これらの処理には例えば１２０ｍｓの時間を要する。
【０１０６】
次に、未送信のユーザデータを切り替え先の第３の基地局４に転送する処理（Data Forwarding）が行われる。そして、端末１と第３の基地局４との間でユーザデータの通信が開始される。
【０１０７】
このように、事前に初期接続を行わずに通信経路を切り替える場合、遮蔽が検出された後に、端末１を第３の基地局４に接続するため、経路を切り替て通信を再開するまでに長時間（例えば４２０ｍｓ）を要する。
【０１０８】
次に、経路切り替え時の状況について説明する。図１１は、経路切り替え時の状況を示す説明図である。
【０１０９】
本実施形態では、まず、通常時の通信経路となる第２の基地局３と端末１との間で通信が行われ、高ＳＨＦ帯によるスループットの高い通信状態となる。ここで、第２の基地局３と端末１との間に通信に遮蔽が発生して、ＮＬＯＳ（Non Line Of Sight、見通し外）となると、通信経路が第２の基地局３から、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４に切り替えられる。この経路切り替えが完了すると、端末１と第３の基地局４との間で通信が行われ、低ＳＨＦ帯によるスループットの低い通信状態となる。
【０１１０】
そして、第２の基地局３と端末１との間に通信に遮蔽がなくなり、ＬＯＳ（Line Of Sight、見通し内）となると、通信経路を第３の基地局４から第２の基地局３に戻す経路切り替えが行われる。この経路切り替えが完了すると、端末１と第２の基地局３との間で通信が行われ、高ＳＨＦ帯によるスループットの高い通信状態に復帰する。
【０１１１】
ここで、図１１（Ｂ）に示す本実施形態では、図１１（Ａ）に示す比較例より経路切り替えに要する時間が短い。すなわち、図１１（Ａ）に示す比較例では、経路切り替えに要する時間が例えば４２０ｍｓとなるが、図１１（Ｂ）に示す本実施形態では、経路切り替えに要する時間が例えば６０ｍｓとなる。したがって、本実施形態では、遮蔽が発生した際には、比較例より３６０ｍｓ早く、経路切り替えが完了して、低ＳＨＦ帯によるスループットの低い通信状態で、ユーザデータの送受信を再開することができる。また、遮蔽がなくなった際には、同様に比較例より３６０ｍｓ早く、高ＳＨＦ帯によるスループットが高い通信状態に復帰することができる。
【０１１２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図１２は、第２実施形態に係る第２の基地局３の概略構成を示すブロック図である。図１３は、第２実施形態に係る経路切り替え時の動作手順を示すシーケンス図である。
【０１１３】
第１実施形態（図４参照）では、第１の基地局２が接続状態管理部２６を備え、この接続状態管理部２６で、端末１ごとに、現在接続中の基地局３，４、すなわち、通常時の通信経路となる第２の基地局３およびバックアップ用の通信経路となる第３の基地局４を管理するようにしたが、本実施形態では、図１２に示すように、第２の基地局３も接続状態管理部３８を備えている。
【０１１４】
この接続状態管理部３８では、第１の基地局２（図５参照）と同様の接続状態管理テーブルで、端末１ごとの接続中の基地局２〜４を管理する。この接続状態管理テーブルの登録情報は、事前に、例えば初期接続が完了したタイミングで、所定のメッセージに付加して第１の基地局２から第２の基地局３に送信され、第２の基地局３の記憶部３４に記憶される。
【０１１５】
また、第１実施形態（図９参照）では、第２の基地局３において、遮蔽が検出されると、データ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージ（経路切り替えを要求するメッセージ）を、第２の基地局３から第１の基地局２を介して第３の基地局４に送信するようにしたが、本実施形態では、図１３に示すように、第２の基地局３から、データ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージが第３の基地局４に直接送信される。また第２の基地局３から、データ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージ（経路切り替えを報告するメッセージ）が第１の基地局２に送信される。この処理には例えば３０ｍｓの時間を要し、第１実施形態より短い時間で経路を切り替えることができる。
【０１１６】
ここで、第１実施形態では、第１の基地局２が、端末１と接続中の第２，第３の基地局３，４を把握しているため、第２の基地局３からのデータ転送状況通知のメッセージに応じて、第３の基地局４にデータ転送状況通知のメッセージを送信することができる。一方、本実施形態では、データ転送状況通知のメッセージを第２の基地局３から第３の基地局４に直接送信するため、第２の基地局３が、端末１と接続中の第３の基地局４を把握していることが必要になる。このため、本実施形態では、図１２に示したように、第２の基地局３も接続状態管理部３８を備えている。
【０１１７】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図１４は、第４実施形態に係る第１の基地局２の概略構成を示すブロック図である。図１５は、第４実施形態に係る経路切り替え時の動作手順を示すシーケンス図である。
【０１１８】
第１実施形態（図６参照）では、通常時の通信経路となる第２の基地局３（主基地局装置）が遮蔽検出部３５を備え、この遮蔽検出部３５で、端末１からの上り信号の受信状況に基づいて、端末１との間の通信の遮蔽を検出するようにしたが、本実施形態では、図１４に示すように、第１の基地局２が遮蔽検出部２７を備えている。
【０１１９】
この遮蔽検出部２７は、端末１から送信される測定報告（Measurement Report）のメッセージに基づいて、第２の基地局３と端末１との間の通信の遮蔽を検出するようにしている。測定報告（Measurement Report）のメッセージには、第２の基地局３からの下り信号の通信品質情報が含まれており、この通信品質情報の値の変動（急激な劣化）に基づいて、遮蔽を検出することができる。
【０１２０】
図１５に示すように、遮蔽検出部２７において遮蔽が検出されると、第１の基地局２(管理装置)から第２の基地局３（主基地局装置）に対して、変更指示（Change Request）のメッセージ（経路切り替えを要求するメッセージ）が送信される。第２の基地局３では、変更指示（Change Request）に応じて、第３の基地局４（バックアップ用基地局装置）にデータ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージ（経路切り替えを要求するメッセージ）が送信される。また、第１の基地局２にデータ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージ（経路切り替えを報告するメッセージ）が送信される。
【０１２１】
なお、第１の基地局２から第３の基地局４に経路切り替えを要求するメッセージを直接送信するようにしてもよい。また、変更指示（Change Request）のメッセージの代わりに、解放要求（SeNB Release Request）のメッセージを、第１の基地局２から第２の基地局３に送信するようにしてもよい。この場合、第１の基地局２からの解放要求のメッセージを第２の基地局３で受信すると、第２の基地局３から第１の基地局２にデータ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージが送信され、第１の基地局２から第３の基地局４にデータ転送状況通知（SN Status Transfer）のメッセージが送信される。
【０１２２】
また、本実施形態では、第２の基地局３において、端末１からの測定報告（Measurement Report）のメッセージに含まれる通信品質情報に基づいて、端末１との間の通信の遮蔽を検出するようにしたが、端末１において、第２の基地局３との間の通信の遮蔽を検出して、その検出結果を第１の基地局２に報告する、すなわち、遮蔽の検出結果に関する情報を測定報告（Measurement Report）のメッセージに付加して第１の基地局２に送信し、第１の基地局２において、測定報告に含まれる遮蔽の検出結果に基づいて、図１５に示した例と同様に、経路切り替えに必要な処理を開始するようにしてもよい。
【０１２３】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図１６は、第４実施形態に係る端末１の概略構成を示すブロック図である。図１７は、第４実施形態に係る端末１での制御チャネルの監視状況を示す説明図である。
【０１２４】
第１実施形態（図３参照）では、端末１が制御チャネル監視部１６を備え、この制御チャネル監視部１６で、接続中の各基地局２〜４に割り当てられた制御チャネルを監視するようにしたが、本実施形態では、端末１が、制御チャネル監視部１６での制御チャネルの監視を制御する監視制御部１７を備えている。
【０１２５】
制御チャネル監視部１６では、初期接続（図８参照）が完了すると、基地局２〜４ごとの制御データの送受信に割り当てられた制御チャネルの監視が開始される。このとき、端末１は３つの基地局２〜４に同時に接続しているため、多くの制御チャネルを監視する必要がある。このため、図１７（Ａ）に示すように、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４に関する制御チャネルでも、全ての領域を常時モニタするようにすると、端末１の消費電力が増大する。
【０１２６】
ここで、第３の基地局４は、第２の基地局３と端末１との間の通信に遮蔽が発生した場合のバックアップ用の通信経路として利用される。すなわち、第３の基地局４では、第２の基地局３の通信状況が悪化して初めてユーザデータの送受信が開始され、第２の基地局３の通信状況が悪化していない状況では、ユーザデータの送受信はない。このため、端末１は、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４に関する全てのチャネルを常にモニタする必要がない。
【０１２７】
そこで、本実施形態では、監視制御部１７において、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４との接続が完了すると、通常時の通信経路となる第２の基地局３との間の通信状態に応じて、第３の基地局４に関する制御チャネルの監視を制御する。
【０１２８】
すなわち、第２の基地局３の通信品質が良好な場合には、バックアップが不要なため、第３の基地局４に関する制御チャネルの監視を行わない。一方、第２の基地局３の通信品質が劣化した場合には、バックアップが必要なため、第３の基地局４に関する制御チャネルの監視を行う。具体的には、図１７（Ｂ）に示すように、まず、第３の基地局４に関する制御チャネルの全領域を監視しない非監視状態とし、第２の基地局３との間の通信に遮蔽を検出すると、第３の基地局４に関する制御チャネルの全領域を監視する監視状態に移行するように制御する。
【０１２９】
なお、図１７は、制御チャネルの監視状況を概念的に示した説明図であり、制御チャネル数や時間軸方向のモニタの配置は適宜変更される。
【０１３０】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図１８は、第５実施形態に係る端末１での制御チャネルの監視状況を示す説明図である。
【０１３１】
第４実施形態（図１７参照）では、通常時の通信経路となる第２の基地局３と端末１との間の通信に遮蔽が発生したタイミングで、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４に関する制御チャネルの監視状況を、非監視状態から監視状態に切り替えるようにしたが、本実施形態では、図１８（Ａ）に示すように、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４に関する制御チャネルで、モニタする制御チャネルを限定するようにしている。
【０１３２】
そして、端末１は、第３の基地局４に関する制御チャネルが限定監視状態で、自局宛の制御チャネルを受信する、すなわち、第３の基地局４から送信される制御データを受信すると、第３の基地局４に関する制御チャネルの全領域を監視する監視状態に移行する。
【０１３３】
また、通信経路が、通常時の通信経路となる第２の基地局３から、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４に切り替えられて第２の基地局３が非通信状態となると、第２の基地局３に関する制御チャネルを監視する必要がなくなる。そこで、本実施形態では、図１８（Ｂ）に示すように、第２の基地局３に関する制御チャネルでは、通信経路が第３の基地局４に切り替えられると、モニタする制御チャネルを限定する限定監視状態に移行する。これにより、端末１の消費電力をより一層抑えることができる。
【０１３４】
なお、限定する監視領域に関する情報は、初期接続時に事前に第１の基地局２を介して第２，第３の基地局３，４との間で交換しておくようにすればよい。そして、限定監視状態において第２，第３の基地局３，４から端末１に最初の制御データを送信する際に、指定された制御チャネルを利用するようにすると、監視対象となる制御チャネルを限定しても、確実に制御データをやり取りすることができる。
【０１３５】
なお、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４に関する制御チャネルの監視領域は、仕様で所定領域（例えばリソースブロックの０番〜１０番など）に固定しておくようにしてもよい。このようにすると、事前に端末１と基地局３，４との間で監視領域に関するネゴシエーションを行う必要がなくなる。また、遮蔽が発生する頻度が基地局３，４で異なり、また、遮蔽が発生する頻度が時間帯によって変化する場合があり、このような場合には、制御チャネルの監視領域を自由に調整することが望まれるため、監視領域に関するネゴシエーションを事前に行う手法を採用するとよい。
【０１３６】
このように本実施形態では、通常時の通信経路となる第２の基地局３と端末１との間の通信に遮蔽が検出されるまでは、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４に関する制御チャネルの限定された領域のみを監視する限定監視状態とすることにより、端末１の消費電力を抑えることができる。また、第４実施形態では、端末１が第２，第３の基地局３，４と同時に制御データのやり取りを行うことはできないが、本実施形態では、状況に応じて、端末１が第２，第３の基地局３，４と同時に制御データのやり取りを行うことが可能となる。
【０１３７】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図１９は、第６実施形態に係る端末１での制御チャネルの監視状況を示す説明図である。
【０１３８】
第４実施形態（図１７参照）では、端末１は、第２の基地局３と端末１との間の通信に遮蔽が検出されるまでは、第３の基地局４に関する制御チャネルの全領域を監視しない制御を行い、また、第５実施形態（図１８参照）では、第３の基地局４に関する制御チャネルの限定された領域のみを監視する制御を行うようにしたが、本実施形態では、限定された領域のみを監視する限定監視状態と、制御チャネルの全領域を監視しない非監視状態とを交互に繰り返す制御を行う。限定監視状態は、第５実施形態と同様であり、非監視状態は、第４実施形態と同様である。
【０１３９】
そして、端末１は、バックアップ用の通信経路となる第３の基地局４に関する制御チャネルが限定監視状態で、自局宛の制御チャネルを受信する、すなわち、第３の基地局４から送信される制御データを受信すると、第３の基地局４に関する制御チャネルの全領域を監視する監視状態に移行する。
【０１４０】
ここで、限定監視状態と非監視状態とを切り替える周期（モニタ周期）は、ＴＴＩ（Transmission Time Interval）のタイミングに合わせる必要はなく、通信経路の切り替えに要する時間を基準にして設定すればよい。例えば、通信経路の切り替えに６０ｍｓの時間を要する場合には、３０ｍｓの間隔で限定監視状態と非監視状態とを切り替えればよい。なお、モニタ周期に関する情報は、初期接続時に事前に第１の基地局２を介して第２，第３の基地局３，４との間で交換しておくようにすればよい。
【０１４１】
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
【０１４２】
例えば、前記の実施形態では、管理装置としての第１の基地局２において、通常時の通信経路となる基地局、およびバックアップ用の通信経路となる基地局を決定するようにしたが、このような処理を行う管理装置は、基地局とは別に、基地局により構成されるセルラ通信網内に配置されるようにしてもよい。
【０１４３】
また、前記の実施形態では、端末と基地局との間の通信に遮蔽を検出した場合に、通信経路を切り替えるようにしたが、通信品質が所定の基準より劣化したことで、遮蔽と判断される状態に至る前に、通信経路の切り替えが必要と判定して、通信経路を切り替えるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明に係る無線通信システム、管理装置および通信経路切り替え方法は、端末の消費電力を抑えるとともに、ユーザデータの通信経路の通信品質が劣化した場合に、別の通信経路に短時間に切り替えることができる効果を有し、端末装置と上位ネットワークとの間でのユーザデータの通信を、前記端末装置と無線通信を行う基地局装置を経由して行う無線通信システム、この無線通信システムにおいて端末装置および基地局装置を管理する管理装置、ならびに無線通信システムにおける通信経路切り替え方法などとして有用である。
【符号の説明】
【０１４５】
１  端末（端末装置）
２  第１の基地局（基地局装置）
３  第２の基地局（主基地局装置）
４  第３の基地局（バックアップ用基地局装置）
１１  無線通信部
１２  制御部
１５  接続状態管理部
１６  制御チャネル監視部
１７  監視制御部
２１  無線通信部
２２  基地局間通信部
２３  制御部
３１  無線通信部
３２  基地局間通信部
３３  制御部
４１  無線通信部
４２  基地局間通信部
４３  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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