JP2011171994A - 中継装置および通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】設置のしやすさと周波数利用効率の低下防止を両立させつつ不感エリアを解消することが可能な中継装置を得ること。
【解決手段】本発明にかかる中継装置は、有線バックホール回線に接続する有線Ｉ／Ｆ部１１０と、無線バックホール回線に接続する無線Ｉ／Ｆ部１２０と、有線または無線バックホール回線を選択する回線選択部１６０と、回線選択部１６０により選択された回線から下り信号を受信するとともに端末局からの上り信号を受信するように、有線Ｉ／Ｆ部１１０および無線Ｉ／Ｆ部１２０を制御する受信制御部１４０と、下り信号を端末局に向けて送信するとともに上り信号を回線選択部１６０により選択された回線へ送信するように、有線Ｉ／Ｆ部１１０および無線Ｉ／Ｆ部１２０を制御する送信制御部１３０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、セルラシステムに関し、たとえば、基地局からの電波が届かない不感エリアを解消するために、基地局と端末局との間で信号を中継する中継装置に関する。

従来のセルラシステムでは、基地局はサービスエリアをカバーするように計画的に設置されているが、セル間や一部のエリアにおいて電波の届かない不感エリアが存在する。そのため、現在、不感エリアへの対策として、非特許文献１で規定されているＲｅｌａｙ Ｎｏｄｅ（ＲＮ）や、非特許文献２で規定されているＨｏｍｅ ｅＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ）の設置が検討されている。

ＲＮは、基地局とユーザ端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（ＵＥ））間の通信をリレー伝送（中継）することにより不感エリアを補完する。ＲＮを利用して不感エリア対策を行う場合、固定の（有線の）バックホール回線が不要なため設置が容易といった利点がある。一方、ＨｅＮＢは、一般のブロードバンド回線をバックホール回線として利用し、新たなセルを構築する（基地局ＨｅＮＢを設置する）ことで不感エリアを補完する。ＨｅＮＢを利用して不感エリア対策を行う場合、リレー伝送に使用する無線帯域が不要であるため、周波数利用効率が高いといった利点がある。

３ＧＰＰ，"３ＧＰＰ ＴＲ ３６．８０６（Ｒ３−０９３０９６）"，２００９年１１月 ３ＧＰＰ，"３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００（Ｖ９．２．０）"，２００９年１２月

しかしながら、ＲＮを不感エリアへ設置するセルラシステムの場合、ＲＮは基地局とＵＥ間の通信をリレー伝送するため、リレー伝送に無線帯域が必要となり自セルでの周波数利用効率が低下する。また、マルチホップによるレイテンシ増加に伴う制御遅延やユーザスループット低下といった問題も発生する。一方、ＨｅＮＢを不感エリアへ設置するセルラシステムの場合には、ＨｅＮＢは一般のブロードバンド回線をバックホール回線として利用するため、高品質なブロードバンド回線の確保や有線の引き込みが必要であり、ＲＮと比較し設置が困難になるという問題点がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設置のしやすさと周波数利用効率の低下防止を両立させつつ不感エリアを解消することが可能で、さらに、設置コストの削減を実現する中継装置、およびこれを備えた通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、セルラシステムにおいて、端末局宛の下り信号および当該端末局からの上り信号を中継する中継装置であって、無線区間を含まないバックホール回線である有線バックホール回線に接続する有線インタフェースと、無線区間を含んだバックホール回線である無線バックホール回線に接続する無線インタフェースと、端末局の状態に基づいて、有線または無線バックホール回線を選択する回線選択手段と、前記回線選択手段により選択された回線から下り信号を受信するとともに配下の端末局からの上り信号を受信するように、前記有線インタフェースおよび前記無線インタフェースを制御する受信制御手段と、前記下り信号を端末局に向けて送信するとともに前記上り信号を前記回線選択手段により選択された回線へ送信するように、前記有線インタフェースおよび前記無線インタフェースを制御する送信制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、無線回線に接続して信号中継を行うＲＮとして動作する機能、および有線回線に接続して信号中継を行うＨｅＮＢとして動作する機能を有する中継装置は、リレー伝送のトラヒックを一部有線回線にオフロードすることが可能であり、この中継装置を利用してセルラシステムの不感エリアを補完する場合、ＲＮのみを不感エリアに設置する場合と比較し、周波数利用効率を向上させ、データ伝送レートを増大させることができる。また、Ｈ２ＲＮを配置することによりマルチホップ長を短くし、リレー接続によるＵＥの制御遅延の短縮、オーバヘッドの削減ができる、という効果を奏する。

図１は、本発明にかかる中継装置を備えた通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。 図２は、中継装置の構成例を示す図である。 図３は、Ｃ−ｐｌａｎｅのバックホールに有線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。 図４は、Ｃ−ｐｌａｎｅのバックホールに無線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。 図５は、Ｕ−ｐｌａｎｅのバックホールに有線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。 図６は、Ｕ−ｐｌａｎｅのバックホールに無線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。 図７は、ＵＥが通信を開始する場合のシーケンスの一例を示す図である。 図８は、ＵＥがＳ１ハンドオーバを実行する場合の動作を説明するための図である。 図９−１は、ＵＥがＮＢ配下からＨ２ＲＮ配下へ移動する場合のＳ１ハンドオーバシーケンスの一例を示す図である。 図９−２は、ＵＥがＮＢ配下からＨ２ＲＮ配下へ移動する場合のＳ１ハンドオーバシーケンスの一例を示す図である。 図１０は、ＵＥがＸ２ハンドオーバを実行する場合の動作を説明するための図である。 図１１は、ＵＥがＲＮ配下からＨ２ＲＮ配下へ移動する場合のＸ２ハンドオーバシーケンスの一例を示す図である。 図１２は、呼を解放する場合の制御シーケンス例を示す図である。 図１３は、実施の形態２の通信システムの構成例を示す図である。 図１４は、実施の形態２の通信システムにおいてＣ−ｐｌａｎｅのバックホールに有線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。 図１５は、実施の形態２の通信システムにおいてＣ−ｐｌａｎｅのバックホールに無線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。 図１６は、実施の形態２の通信システムにおいてＵ−ｐｌａｎｅのバックホールに有線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。 図１７は、実施の形態２の通信システムにおいてＵ−ｐｌａｎｅのバックホールに無線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。 図１８は、実施の形態３の通信システムの構成例を示す図である。 図１９は、有線バックホール回線においてＲＴＴを測定する場合のシーケンス例を示す図である。 図２０は、無線バックホール回線においてＲＴＴを測定する場合のシーケンス例を示す図である。

以下に、本発明にかかる中継装置および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる中継装置を備えた通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。

図１に示した通信システムは、Ｈ２ＲＮ（Hybrid Home eNodeB-Relay Node）１００、ＤｅＮＢ（Donor eNodeB）２００、ＵＥ３００、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）（Serving Gateway for UE）４００、Ｓ−ＧＷ（Ｈ２ＲＮ）（Serving Gateway for H2RN）４０１、ＭＭＥ（ＵＥ）（Mobile Management Entity for UE）５００、ＭＭＥ（Ｈ２ＲＮ）（Mobile Management Entity for H2RN）５０１、およびＰ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway)６００を含んでいる。

Ｈ２ＲＮ１００は、本実施の形態の中継装置である。このＨ２ＲＮ１００は、上述したＲＮとＨｅＮＢの両機能を備え、ＲＮおよびＨｅＮＢとして動作することが可能である。

ＤｅＮＢ２００は、コアネットワーク内装置と接続する基地局である。また、ＵＥ３００は、ユーザ端末である。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＵＥ３００のＵ−ｐｌａｎｅ（User plane）を制御するゲートウェイである。

Ｓ−ＧＷ（Ｈ２ＲＮ）４０１は、Ｈ２ＲＮ１００のＵ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＵＥ３００のＣ−ｐｌａｎｅ（Control Plane）を制御するゲートウェイである。

ＭＭＥ（Ｈ２ＲＮ）５０１は、Ｈ２ＲＮ１００のＣ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。

Ｐ−ＧＷ６００は、外部ＩＰサービスとの接続を制御するゲートウェイである。

図示したように、本実施の形態の通信システムでは、Ｈ２ＲＮ１００のＣ−ｐｌａｎｅおよびＵ−ｐｌａｎｅとして、有線回線と無線回線の両方を備えている。すなわち、Ｈ２ＲＮ１００のＣ−ｐｌａｎｅは、Ｈ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＵＥ）５００との間のバックホールに有線回線と無線回線の両方を備え、また、Ｈ２ＲＮ１００のＵ−ｐｌａｎｅは、Ｈ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のバックホールに有線回線と無線回線の両方を備えている。

図２は、本実施の形態の中継装置（Ｈ２ＲＮ１００）の構成例を示す図である。Ｈ２ＲＮ１００は、有線Ｉ／Ｆ部１１０、無線Ｉ／Ｆ部１２０、送信制御部１３０、受信制御部１４０、回線切り替え部１５０および回線選択部１６０から構成される。

有線Ｉ／Ｆ部１１０は、ユーザ加入ブロードバンド回線等の有線バックホール回線と接続する有線Ｉ／Ｆである。

無線Ｉ／Ｆ部１２０は、配下に接続するＵＥ（ＵＥ３００）との接続やリレー伝送を行う無線バックホール回線との接続を行う無線Ｉ／Ｆである。

送信制御部１３０は、送信データを有線Ｉ／Ｆ部１１０、または無線Ｉ／Ｆ部１２０へ転送し、転送した送信データを上位または下位の機器へ送信するように、有線Ｉ／Ｆ部１１０および無線Ｉ／Ｆ部１２０を制御する。

受信制御部１４０は、上位または下位の機器から送信されたデータを受信するように、有線Ｉ／Ｆ部１１０および無線Ｉ／Ｆ部１２０を制御する。また、有線Ｉ／Ｆ部１１０、または無線Ｉ／Ｆ部１２０が受信したデータを判別し、回線選択部１６０へ回線選択で必要となる情報を通知する。

回線切り替え部１５０は、回線選択部１６０からの指示に従い、データを伝送するバックホール回線を送信制御部１３０へ指示する。

回線選択部１６０は、送信制御部１３０および受信制御部１４０から情報を取得し、パケットの伝送回線を有線／無線の複数のバックホール回線（図１のシステム構成の場合は有線と無線の２つのバックホール回線）から選択し、選択したバックホール回線を使用するように回線切り替え部１５０へ指示する。

つづいて、本実施の形態の通信システムにおけるプロトコルスタックについて説明する。図３は、Ｃ−ｐｌａｎｅのバックホールに有線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図であり、図４は、Ｃ−ｐｌａｎｅのバックホールに無線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。なお、各図において記載している各プロトコルの名称（略語）は、たとえば、文献「３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００ Ｖ９．２．０」で使用されている略語と同一である。図４以降においてプロトコルスタックの構成例を示す場合も同様である。

上りデータのバックホールはＨ２ＲＮ１００によって有線／無線回線から選択される。Ｈ２ＲＮ１００は、上りデータの伝送回線（上りバックホール回線）を切り替える（選択する）際、ＭＭＥ（ＵＥ）５００に対応するＳ１−ＡＰ／ＳＣＴＰ／ＩＰを追加し、有線／無線回線に対応する下位のプロトコルを変更する。

下りデータのバックホールはＭＭＥ（ＵＥ）５００によって有線／無線回線から選択される。ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、下りデータの伝送回線を切り替える際、Ｈ２ＲＮ１００に対応するＳ１−ＡＰ／ＳＣＴＰ／ＩＰを追加し、有線／無線回線に対応する下位のプロトコルを変更する。

図５は、Ｕ−ｐｌａｎｅのバックホールに有線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図であり、図６は、Ｕ−ｐｌａｎｅのバックホールに無線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。

上りデータのバックホールは、Ｈ２ＲＮ１００によって有線／無線回線から選択される。Ｈ２ＲＮ１００は、上りデータの伝送回線を切り替える際、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００に対応するＧＴＰ−ｕ／ＵＤＰ／ＩＰを追加し、有線／無線回線に対応する下位のプロトコルを変更する。

下りデータのバックホールはＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００によって有線／無線回線から選択される。Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、下りデータの伝送回線を切り替え際、Ｈ２ＲＮ１００に対応するＧＴＰ−ｕ／ＵＤＰ／ＩＰを追加し、有線／無線回線に対応する下位のプロトコルを変更する。

Ｈ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＵＥ）５００との間の経路（バックホール）、およびＨ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間の経路の選択は、例えば、ＵＥ３００がＣｌｏｓｅｄ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ（ＣＳＧ）として登録されているか否かを基準にして行う。ＣＳＧとは特定のサービスを許可されたＵＥのグループであり、本実施の形態では、Ｈ２ＲＮ１００における有線回線を使用した接続を許可されたグループとする。ＵＥのＣＳＧへの登録の有無を選択基準とすると、ＣＳＧとして登録されているＵＥはバックホールに有線回線を使用し、ＣＳＧとして登録されていないＵＥはバックホールに無線回線を使用することになる。なお、本実施の形態では、バックホールはＣＳＧへの登録の有無を基準として有線／無線回線を選択するものとするが、バックホールの選択基準はこれに限定されるのではなく、任意の基準を設定することができる。

また、バックホールは、以下のように上りと下りを同一の装置で選択しても良いし、別々の装置で選択しても良い。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、Ｃ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅの上り／下りバックホール回線を選択する。また、Ｈ２ＲＮ１００は、バックホール回線選択を行うと、Ｃ−ｐｌａｎｅについての下りバックホール回線の選択結果をＭＭＥ（ＵＥ）５００に通知し、Ｕ−ｐｌａｎｅについての下りバックホール回線の選択結果はＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００に通知する。通知方法については後述する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択し、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、Ｃ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線を選択する。また、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｃ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を選択し、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を選択する。

つづいて、本実施の形態の通信システムの動作について説明する。具体的には、「（１）Ｈ２ＲＮが起動する際の動作」、「（２）ＵＥが通信を開始する際の動作」、「（３）ＵＥがＳ１ハンドオーバを実行する際の動作」、「（４）ＵＥがＸ２ハンドオーバを実行する際の動作」、および「（５）ＵＥが通信を終了する（呼を解放する）際の動作」について、図１および図７〜図１２を参照しながら順番に説明する。

（１）Ｈ２ＲＮが起動する際の動作
Ｈ２ＲＮ１００は、上述したように、ＨｅＮＢとＲＮの両機能を備えている。そのため、Ｈ２ＲＮ１００は、まずＨｅＮＢまたはＲＮとして起動するための通常の起動手順を実行し、起動手順が終了すると、さらに、代替経路をＭＭＥ（ＵＥ）５００との間、およびＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間で確立する。以下に、（Ａ）Ｈ２ＲＮ１００がＨｅＮＢとして起動した後に代替経路を確立する場合の動作例、および（Ｂ）Ｈ２ＲＮ１００がＲＮとして起動した後に代替経路を確立する場合の動作例を示す。これらのどちらの動作を採用してもよい。

（Ａ）Ｈ２ＲＮ１００がＨｅＮＢとして起動した後に代替経路を確立する場合の動作
この動作では、Ｈ２ＲＮ１００は、まず、ＨｅＮＢとしての起動処理を行い、ＭＭＥ（ＵＥ）５００との有線回線を使用したコネクション（以下、有線コネクションと呼ぶ）を確立する。さらに、Ｈ２ＲＮ１００は、ＲＮとして起動処理を行い、ＤｅＮＢ２００に無線接続し、ＭＭＥ（Ｈ２ＲＮ）５０１およびＳ−ＧＷ（Ｈ２ＲＮ）４０１との間で無線回線を使用したコネクション（以下、無線コネクションと呼ぶ）を確立する。また、Ｈ２ＲＮ１００は、例えばＮＡＳによりＭＭＥ（Ｈ２ＲＮ）５０１から自装置のＵ−ｐｌａｎｅを制御するＳ−ＧＷ（Ｈ２ＲＮ）４０１のアドレスを取得し、この取得したアドレスを、上記のＭＭＥ（ＵＥ）５００との間で確立した有線コネクションを使用してＭＭＥ（ＵＥ）５００へ通知することにより、バックホールに無線回線を使用した場合のデータ転送先アドレスをＭＭＥ（ＵＥ）５００に通知する。以上により、Ｈ２ＲＮ１００がまずＨｅＮＢとして起動する場合において、Ｈ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＵＥ）５００の間のバックホールに有線／無線回線を使用したコネクション（有線コネクションおよび無線コネクション）が確立する。

（Ｂ）Ｈ２ＲＮ１００がＲＮとして起動した後に代替経路を確立する場合の動作
この動作では、Ｈ２ＲＮ１００は、まず、ＲＮとしての起動処理を行い、ＤｅＮＢ２００に無線接続し、ＭＭＥ（Ｈ２ＲＮ）５０１およびＳ−ＧＷ（Ｈ２ＲＮ）４０１との間で無線コネクションを確立する。その後、Ｈ２ＲＮ１００は、例えばＳ１−ＡＰにより、ＭＭＥ（ＵＥ）５００との間で、無線コネクションを確立する。また、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｈ２ＲＮ１００から、バックホールに有線回線を使用する場合の転送先となる接続元のＨ２ＲＮ１００のアドレスと、無線回線を使用する場合の転送先となるＳ−ＧＷ（Ｈ２ＲＮ）４０１のアドレスとを取得する。以上により、Ｈ２ＲＮ１００がまずＲＮとして起動する場合において、Ｈ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＵＥ）５００の間のバックホールに有線／無線回線を使用したコネクションが確立する。

上記のようにしてバックホールとして有線回線と無線回線の両方を確立した後、本実施の形態の通信システムでは、Ｈ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＵＥ）５００との間のデフォルトの経路を決定する。デフォルトの経路とは、バックホール回線選択のための情報が未取得の状態におけるデータ伝送や、ページングメッセージ、装置間のメッセージなど、ＵＥ固有以外のパケット伝送に使用する経路（バックホール回線）である。デフォルト経路の決定は、以下に示す２つの手順のいずれか一方にて行う。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
上述したように、本実施形態ではＵＥ３００のＣＳＧへの登録の有無をバックホール回線選択基準としている。そのため、Ｈ２ＲＮ１００は、無線回線を選択し、この無線回線を含んだ経路をデフォルトのバックホール回線（以下、デフォルト回線と呼ぶ）として選択する。これは、Ｈ２ＲＮ１００に接続するＣＳＧメンバではないＵＥは、有線回線を使用できないためである。Ｈ２ＲＮ１００は、上りデータの伝送で使用するバックホール回線と下りデータの伝送で使用するバックホール回線の双方について、デフォルト回線を選択し、下りデータ伝送用のバックホール回線の選択結果（選択した下りバックホール回線）をＭＭＥ（ＵＥ）５００，に通知する。通知方法については後述する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択し、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
上記の（ｉ）の場合と同様に、本実施形態ではＣＳＧへの登録の有無をバックホール回線選択基準としているため、Ｈ２ＲＮ１００は、上りデータの伝送で使用するデフォルト回線として無線回線を含んだ経路を選択し、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は下りデータの伝送で使用するデフォルト回線として無線回線を含んだ経路を選択する。

以上が、Ｈ２ＲＮ１００が起動する際の動作である。なお、本実施の形態ではＣＳＧへの登録の有無をバックホール回線選択基準としている場合の例について説明しているため、デフォルト回線として無線回線を含んだ経路を選択する場合について示したが、これに限定されるのではなく、デフォルト回線の選択は任意の基準を設定してよい。

（２）ＵＥが通信を開始する際の動作
図７は、ＵＥ３００が通信を開始する場合のシーケンスの一例を示す図である。Ｈ２ＲＮ１００、ＭＭＥ（ＵＥ）５００およびＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００では、ＵＥ３００からの上りデータの伝送回線、およびＵＥ３００への下りデータの伝送回線を有線／無線複数のバックホール回線から決定し、決定に従った回線にデータを伝送する。

ＵＥ３００は、通信を開始する場合、Ｈ２ＲＮ１００へ“ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ１）。これを受けたＨ２ＲＮ１００は、ＵＥ３００へ“ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＳｅｔｕｐ”を返信し（ステップＳ２）、更に、ＵＥ３００は、“Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を含む“ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＳｅｔｕｐＣｏｍｐｌｅｔｅ”をＨ２ＲＮ１００へ送信する（ステップＳ３）。この結果、ＵＥ３００とＨ２ＲＮ１００との間で無線コネクションが確立する。

ＵＥ３００からの上記信号を受信したＨ２ＲＮ１００は、上記ステップＳ３で送信されてきた“Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を含む“Ｉｎｉｔｉａｌ ＵＥ Ｍｅｓｓａｇｅ”をＭＭＥ（ＵＥ）５００へ送信する。このとき、Ｈ２ＲＮ１００は、起動時に決定した（上述した「（１）Ｈ２ＲＮが起動する際の動作」で決定した）デフォルト回線を使用して、メッセージを送信する（ステップＳ４ＡまたはＳ４Ｂ）。また、“Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ”には、ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かをＭＭＥ（ＵＥ）５００に確認させるために、ＵＥ３００のＩＤを付加する。図７において、ステップＳ４Ａは、デフォルト回線が有線バックホール回線（無線区間を含んでいない有線経路、図１参照）の場合のシーケンスを示し、ステップＳ４Ｂは、デフォルト回線が無線バックホール回線（無線区間を含んだ経路、図１参照）の場合のシーケンスを示している。

上記ステップＳ４（Ｓ４Ａ，Ｓ４Ｂ）で送信された“Ｉｎｉｔｉａｌ ＵＥ Ｍｅｓｓａｇｅ”をＭＭＥ（ＵＥ）５００が受信すると、所定の認証処理が実行され、その結果、ＵＥ３００の通信開始が許可されると、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｈ２ＲＮ１００へ“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ５ＡまたはＳ５Ｂ）。この信号は、有線バックホール回線（ステップＳ５Ａの場合に相当）または無線バックホール回線（ステップＳ５Ｂの場合に相当）を経由して送信される。このとき、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｈ２ＲＮ１００が起動時に決定したデフォルト回線を使用して上記信号を送信する。またこのとき、ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かの確認結果、すなわち、ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かの情報を上記信号に付加して送信する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択し、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かを確認し、また、確認結果に基づいてＣ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線を選択し、選択した回線を使用して上記信号を送信する。またこのとき、ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かの情報を上記信号に付加して送信する。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００から“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を受信したＨ２ＲＮ１００は、ＵＥ３００へ“ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ”を送信し（ステップＳ６）、この信号を受信したＵＥ３００は、Ｈ２ＲＮ１００へ“ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅ”を返信する（ステップＳ７）。これにより、Ｅ−ＲＡＢ（E-UTRAN Radio Access Bearer）確立のため、ＵＥ３００とＨ２ＲＮ１００との間の無線コネクションを再確立する。

ＵＥ３００からの上記信号を受信したＨ２ＲＮ１００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を送信する（ステップＳ８ＡまたはＳ８Ｂ）。この信号は、有線バックホール回線（ステップＳ８Ａの場合に相当）または無線バックホール回線（ステップＳ８Ｂの場合に相当）を経由して送信される。このとき、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、上記ステップＳ５（Ｓ５Ａ，Ｓ５Ｂ）における“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｑｕｅｓｔ”で通知されたＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報（ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かの情報）に基づいて、Ｃ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅの上り／下りデータを伝送するバックホール回線を選択し、選択した回線（Ｃ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線）を使用して“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を送信する。なお、Ｃ−ｐｌａｎｅおよびＵ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送する各バックホール回線については、その情報を“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”に付加して送信することでＭＭＥ（ＵＥ）５００へ通知する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択し、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、上記の“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｑｕｅｓｔ”で通知されたＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報に基づいて、Ｃ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を選択し、選択した回線を使用して“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を送信する。また、同様にＵ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を選択する。

Ｈ２ＲＮ１００から“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ９）。このステップＳ９においては、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、上記ステップＳ８ＡまたはＳ８Ｂにおける“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”で通知された回線をＣ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線として選択する。また、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、“Ｉｎｉｔｉａｌ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｓｅｔｕｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”で通知された、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータ伝送用のバックホール回線の情報を付加した上で“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択し、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かの情報を付加した上で“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００から“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、Ｐ−ＧＷ６００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０においては、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、上記のステップＳ９における“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”で通知された回線をＵ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線として選択するとともに、“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”をＰ−ＧＷ６００へ送信する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択し、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、上記のステップＳ９における“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”で通知されたＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報に基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線を選択するとともに、“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”をＰ−ＧＷ６００へ送信する。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００から“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を受信したＰ−ＧＷ６００は、所定の処理を実行した後、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ１１）。この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ１２）。この結果、ＵＥ３００が要求したサービスのＥ−ＲＡＢが確立し、通信開始となる。

以上のようにして、ＵＥ３００が通信を開始するシーケンスにおいて、Ｈ２ＲＮまたはＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択したＨ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＵＥ）５００との間のバックホール回線、およびＨ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のバックホール回線が使用される。

（３）ＵＥがＳ１ハンドオーバを実行する際の動作
図８は、ＵＥ３００がＳ１ハンドオーバを実行する場合の動作を説明するための図であり、ＵＥ３００が接続するシステムの構成例を示している。図８に示したシステムは、図１に示した通信システムに対してＳ−ＧＷ（ＵＥ）４０２、ＭＭＥ（ＵＥ）５０２およびｅＮＢ７００が追加された構成となっている。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４０２は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００と同様に、ＵＥ３００のＵ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。また、ＭＭＥ（ＵＥ）５０２は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００と同様に、ＵＥ３００のＣ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。ｅＮＢ７００は、基地局である。

ここでは、図８に示したシステムにおいて、ＵＥ３００がｅＮＢ７００配下からＨ２ＲＮ１００配下へ移動する場合のハンドオーバ動作を、図９−１および図９−２に従って説明する。図９−１および図９−２は、ＵＥ３００がｅＮＢ７００配下からＨ２ＲＮ１００配下へ移動する場合のＳ１ハンドオーバシーケンスの一例を示す図である。

ｅＮＢ７００は、配下のＵＥ３００をＨ２ＲＮ１００へハンドオーバさせることに決定した場合、“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｉｒｅｄ”をＭＭＥ（ＵＥ）５０２へ送信する（ステップＳ１０１）。このとき、“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｉｒｅｄ”にはＵＥ３００のＩＤを付加する。

ハンドオーバ元でＵＥ３００のＣ−ｐｌａｎｅ制御を行っているＭＭＥ（ＵＥ）５０２は、ｅＮＢ７００から“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｉｒｅｄ”を受信すると、ハンドオーバ先でＵＥ３００のＣ−ｐｌａｎｅ制御を行うＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｆｏｒｗａｒｄ ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ１０２）。このとき、“Ｆｏｒｗａｒｄ ＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ”には、ＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報を付加する。

ＭＭＥ（ＵＥ）５０２からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ハンドオーバ先でＵＥ３００のＵ−ｐｌａｎｅ制御を行うＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｃｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信し（ステップ１０３）、この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｃｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ１０４）。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｈ２ＲＮ１００が起動時に決定したデフォルト回線を使用して、Ｈ２ＲＮ１００へ“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ１０５Ａまたは１０５Ｂ）。このとき、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報を付加した“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する。なお、図９−１において、ステップＳ１０５Ａは、デフォルト回線が無線バックホール回線の場合のシーケンスを示し、ステップＳ１０５Ｂは、デフォルト回線が有線バックホール回線の場合のシーケンスを示している。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００からの上記信号を受信したＨ２ＲＮ１００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”を送信する（ステップＳ１０６ＡまたはＳ１０６Ｂ）。この信号は、無線バックホール回線（ステップＳ１０６Ａの場合に相当）または有線バックホール回線（ステップＳ１０６Ｂの場合に相当）を経由して送信される。このとき、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、上記の“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”で通知されたＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報に基づいて、Ｃ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を選択し、選択した回線を使用して上記信号（Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）を送信する。また、同様にＵ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線，Ｃ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線を選択する。Ｃ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線の選択結果については、選択した回線の情報を“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”に付加することでＭＭＥ（ＵＥ）５００へ通知する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、上記の“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”で通知されたＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報に基づいて、Ｃ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を選択し、選択した回線を使用して上記信号を送信する。また、同様にＵ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を選択する。

ここで、Ｓ１ハンドオーバでは、ハンドオーバによるデータを転送するバックホール回線（ハンドオーバ元の基地局が保持しているデータをハンドオーバ先の基地局へ転送する際に使用するバックホール回線）も選択する必要がある。ハンドオーバによるデータを転送するバックホール回線をＨ２ＲＮ１００が選択する場合には、上記（ｉ）の場合と同様に、Ｈ２ＲＮ１００は回線（ハンドオーバによるデータを転送するバックホール回線）を選択し、選択した回線の情報を“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”に付加することでＭＭＥ（ＵＥ）５００へ通知する。

Ｈ２ＲＮ１００からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｃｒｅａｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ１０７）。

なお、ハンドオーバによるデータ転送のバックホール回線をＨ２ＲＮ１００が選択する場合には、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、上記の“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”に含まれる、ハンドオーバによるデータ転送のバックホール回線情報を“Ｃｒｅａｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ”に付加して送信する。一方、ハンドオーバによるデータ転送のバックホール回線をＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００が選択する場合には、ＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報を“Ｃｒｅａｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ”に付加して送信する。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００からの上記信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｃｒｅａｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ１０８）。このとき、ハンドオーバにおけるデータ転送のバックホール回線をＨ２ＲＮ１００が選択する場合には、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は上記の“Ｃｒｅａｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ”で通知された回線をハンドオーバにおけるデータ転送のバックホール回線として選択する。一方、ハンドオーバにおけるデータ転送のバックホール回線をＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００が選択する場合には、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、上記の“Ｃｒｅａｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ”に付加されているＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報に基づいて、ハンドオーバにおけるデータ転送のバックホール回線を選択する。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５０２へ“Ｆｏｒｗａｒｄ Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ１０９）。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５０２は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４０２へ“Ｃｒｅａｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信し（ステップＳ１１０）、この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４０２は、所定の処理を実行した後、ＭＭＥ（ＵＥ）５０２へ“Ｃｒｅａｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ１１１）。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４０２からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５０２は、ｅＮＢ７００へ“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｍａｎｄ”を送信し（ステップＳ１１２）、この信号を受信したｅＮＢ７００は、ＵＥ３００へ“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｍａｎｄ”を送信する（ステップＳ１１３）。

ここまでのシーケンス（ステップＳ１０１〜Ｓ１１３）により、ＵＥ３００のハンドオーバ元のｅＮＢ７００からハンドオーバ先のＨ２ＲＮ１００までのハンドオーバ動作中におけるデータ転送経路と、ハンドオーバ完了後のＨ２ＲＮ１００からＰ−ＧＷ６００までの上りデータ伝送経路が構築される。

ｅＮＢ７００は、上記“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｍａｎｄ”をＵＥ３００へ送信すると、次に、ＭＭＥ（ＵＥ）５０２へ“ｅＮＢ Ｓｔａｔｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ”を送信する（ステップＳ１１４）。

ｅＮＢ７００からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５０２は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｆｏｒｗａｒｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ”を送信し（ステップＳ１１５）、この信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５０２へ“Ｆｏｒｗａｒｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”を返信する（ステップＳ１１６）。

その後、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｈ２ＲＮ１００へ“ｅＮＢ Ｓｔａｔｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ”を送信する（ステップＳ１１７ＡまたはＳ１１７Ｂ）。この信号は、無線バックホール回線（ステップＳ１１７Ａの場合に相当）または有線バックホール回線（ステップＳ１１７Ｂの場合に相当）を経由して送信される。このとき、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、上記ステップＳ１０６ＡまたはＳ１０６Ｂにおける“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”で通知された、Ｃ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線を使用して“ｅＮＢ Ｓｔａｔｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ”を送信する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かを確認し、さらに、確認結果に基づいてＣ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線を選択し、選択した回線を使用して上記“ｅＮＢ Ｓｔａｔｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ”を送信する。

その後、ｅＮＢ７００からＨ２ＲＮ１００へのデータ転送が開始となる。なお、ハンドオーバにおけるｅＮＢ７００からＨ２ＲＮ１００へのデータ転送では、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００からＨ２ＲＮ１００へのデータ転送を、Ｈ２ＲＮ１００またはＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００で選択されたバックホール回線を使用して行う。

また、ＵＥ３００は、ハンドオーバ開始前の接続先（旧接続先）であるｅＮＢ７００への接続を終了して、ハンドオーバ先のＨ２ＲＮ１００へ接続する。

そして、ＵＥ３００は、Ｈ２ＲＮ１００へ接続すると、Ｈ２ＲＮ１００へ“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｎｆｉｒｍ”を送信する（ステップＳ１１８）。これにより、ハンドオーバ元のｅＮＢ７００からハンドオーバ先のＨ２ＲＮ１００へ転送されてきた下りデータのＵＥ３００への送信が開始されるとともに、ＵＥ３００からＨ２ＲＮ１００への上りデータの送信が開始される。

なお、Ｈ２ＲＮ１００は、上記のステップＳ１０６で“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”を送信する前までに選択したバックホール回線（無線バックホール回線または有線バックホール回線）を使用して、ＵＥ３００からのＵ−ｐｌａｎｅの上りデータをＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ伝送する。

また、ＵＥ３００から“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｎｆｉｒｍ”を受信したＨ２ＲＮ１００は、上記のステップＳ１０６で“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”を送信する前までに選択したＣ−ｐｌａｎｅの上りデータ伝送用のバックホール回線を使用して、“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｎｏｔｉｆｙ”をＭＭＥ（ＵＥ）５００へ送信する（ステップＳ１１９ＡまたはＳ１１９Ｂ）。図９−２において、ステップＳ１１９Ａは、無線バックホール回線で“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｎｏｔｉｆｙ”を送信する場合のシーケンスを示し、ステップＳ１１９Ｂは、有線バックホール回線で“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｎｏｔｉｆｙ”を送信する場合のシーケンスを示している。

Ｈ２ＲＮ１００からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ハンドオーバ元でＵＥ３００のＣ−ｐｌａｎｅを制御しているＭＭＥ（ＵＥ）５０２へ“Ｆｏｒｗａｒｄ Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ”を送信し（ステップＳ１２０）、この信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５０２は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｆｏｒｗａｒｄ Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”を返信する（ステップＳ１２１）。

ＭＭＥ（ＵＥ）５０２からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ１２２）。このとき、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、上記ステップＳ１０６で受信した“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”に付加されているＵ−ｐｌａｎｅの下りデータ伝送用のバックホール回線情報を“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”に付加して送信する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＵＥ３００がＣＳＧに登録されているか否かの情報を“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”に付加して送信する。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００からの上記信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、Ｐ−ＧＷ６００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ１２３）。このとき、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、上記のステップＳ１２２で受信した“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”に付加されている回線情報が示している回線をＵ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホールとして選択するとともに、Ｐ−ＧＷ６００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、上記のステップＳ１２２で受信した“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”に付加されているＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報に基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線を選択するとともに、Ｐ−ＧＷ６００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００からの上記信号を受信したＰ−ＧＷ６００は、所定の処理を実行した後、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信し（ステップＳ１２４）、この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ１２５）。

これにより、ハンドオーバ先のＨ２ＲＮ１００が、ｅＮＢ７００を経由せずに、ＵＥ３００宛の下りデータをＰ−ＧＷ６００から直接受信し、ＵＥ３００へ送信するようになる。ＵＥ３００へのＵ−ｐｌａｎｅの下りデータは、Ｈ２ＲＮ１００またはＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００で選択されたバックホール回線を使用して送信される。

また、ＭＭＥ（ＵＥ）５０２は、ＵＥ３００のハンドオーバ処理が正常に終了したと判断した場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４０２へ“Ｄｅｌｅｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信し（ステップＳ１２６）、さらに、ｅＮＢ７００へ“ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｌｅｓａｓｅ Ｃｏｍｍａｎｄ”を送信する（ステップＳ１２７）。この信号を受信したｅＮＢ７００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５０２へ“ＵＥ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｌｅｓａｓｅ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ”を返信する（ステップＳ１２８）。この結果、ｅＮＢ７００におけるＵＥ３００のリソースが解放される。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４０２は、上記ステップＳ１２６で送信された“Ｄｅｌｅｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を受信すると、“Ｄｅｌｅｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”をＭＭＥ（ＵＥ）５０２へ返信する（ステップＳ１２９）。この結果、ｅＮＢ７００からＳ−ＧＷ（ＵＥ）４０２へのハンドオーバによるデータ転送用リソースが解放される。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４０２からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５０２は、次に、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４０２へ“Ｄｅｌｅｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信し（ステップＳ１３０）、この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４０２は、ＭＭＥ（ＵＥ）５０２へ“Ｄｅｌｅｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ１３１）。この結果、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４０２からＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へのハンドオーバによるデータ転送用リソースが解放される。

また、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＵＥ３００のハンドオーバ処理が正常に終了したと判断した場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｄｅｌｅｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信し（ステップＳ１３２）、この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｄｅｌｅｔｅ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｄａｔａ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ１３３）。この結果、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００からＨ２ＲＮ１００へのハンドオーバによるデータ転送用リソースが解放される。

以上のようにして、ＵＥ３００がｅＮＢ７００からＨ２ＲＮ１００へＳ１ハンドオーバするシーケンスにおいて、Ｈ２ＲＮまたはＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択したＨ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＵＥ）５００との間のバックホール回線、およびＨ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のバックホール回線が使用される。

（４）ＵＥがＸ２ハンドオーバを実行する際の動作
図１０は、ＵＥ３００がＸ２ハンドオーバを実行する場合の動作を説明するための図であり、ＵＥ３００が接続するシステムの構成例を示している。図１０に示したシステムは、図１に示した通信システムに対してＤｅＮＢ２０１、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０３、ＭＭＥ（ＲＮ）５０３およびＲＮ８００が追加された構成となっている。

ＤｅＮＢ２０１は、ＤｅＮＢ２００と同様に、コアネットワーク内装置と接続する基地局である。また、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０３は、ＲＮ８００のＵ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。ＭＭＥ（ＲＮ）５０３は、ＲＮ８００のＣ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。ＲＮ８００は、ＤｅＮＢ２０１とその配下のユーザ端末との間で信号を中継する中継装置である。

ここでは、図１０に示したシステムにおいて、ＵＥ３００がＲＮ８００配下からＨ２ＲＮ１００配下へ移動する場合のハンドオーバ動作を、図１１に従って説明する。図１１は、ＵＥ３００がＲＮ８００配下からＨ２ＲＮ１００配下へ移動する場合のＸ２ハンドオーバシーケンスの一例を示す図である。

ＲＮ８００は、配下のＵＥ３００をＨ２ＲＮ１００へハンドオーバさせることに決定した場合、“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”をＤｅＮＢ２０１およびＳ−ＧＷ（ＲＮ）４０３経由でＨ２ＲＮ１００へ送信する（ステップＳ２０１）。なお、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０３とＨ２ＲＮ１００との間のバックホールはデフォルト回線を使用する。無線バックホール回線を使用する場合、上記の“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”は、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０３からＳ−ＧＷ（Ｈ２ＲＮ）４０１およびＤｅＮＢ２００を経由してＨ２ＲＮ１００へ到達する。

ＲＮ８００からの上記信号を受信したＨ２ＲＮ１００は、ＲＮ８００へ“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”を返信する（ステップＳ２０２）。なお、Ｈ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＲＮ）４０３との間のバックホールはデフォルト回線を使用する。信号の伝達経路は、“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”の伝達経路を逆方向に辿ったものとなる。

Ｈ２ＲＮ１００からの上記信号を受信したＲＮ８００は、ＵＥ３００へ“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｍａｎｄ”を送信することで、ＲＮ８００からＨ２ＲＮ１００へのハンドオーバを指示する（ステップＳ２０３）。

ＲＮ８００からの上記“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｍａｎｄ”を受信すると、ＵＥ３００は、ハンドオーバ開始前の接続先（旧接続先）であるＲＮ８００への接続を終了して、ハンドオーバ先のＨ２ＲＮ１００へ接続する。

上記ステップＳ２０３を実行後、ＲＮ８００は、Ｈ２ＲＮ１００へ向けて“ＳＮ Ｓｔａｔｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ”を送信する（ステップＳ２０４）。なお、上記のステップＳ２０１と同様に、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０３とＨ２ＲＮ１００との間のバックホールはデフォルト回線を使用する。

その後、ハンドオーバ元のＲＮ８００からハンドオーバ先のＨ２ＲＮ１００へのデータ転送が開始となる。なお、ハンドオーバにおけるＲＮ８００からＨ２ＲＮ１００へのデータ転送では、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０３からＨ２ＲＮ１００へのデータ転送のバックホールとして、上記“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”の送信時などと同様に、デフォルト回線を使用する。

また、ＵＥ３００は、Ｈ２ＲＮ１００へ接続すると、Ｈ２ＲＮ１００へ“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ（RRCConnectionReconfigurationComplete）”を送信する（ステップＳ２０５）。これにより、ハンドオーバ元のＲＮ８００からハンドオーバ先のＨ２ＲＮ１００へ転送されてきた下りデータのＵＥ３００への送信が開始されるとともに、ＵＥ３００からＨ２ＲＮ１００への上りデータの送信が開始される。なお、ＵＥ３００からＰ−ＧＷ６００へのＵ−ｐｌａｎｅの上りデータ伝送では、Ｈ２ＲＮ１００からＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へのデータ伝送用のバックホール回線をデフォルト回線とする。

また、Ｈ２ＲＮ１００は、ＵＥ３００からの上記“Ｈａｎｄｏｖｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ”を受信すると、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ２０６）。このとき、“Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ”にはＵＥ３００のＩＤを付加する。また、この信号をデフォルト回線経由で送信する。

Ｈ２ＲＮ１００からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ２０７）。また、上記信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ２０８）。このとき、ＭＭＥ（ＵＥ）５００およびＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”をＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ送信する。この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、受信した“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”の内容に応じた処理を実行し、完了すると、“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返送する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、まず、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、上記ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かを確認し、確認結果に基づいてＣ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線を選択する。たとえば、ＣＳＧとして登録されていれば有線バックホール回線を選択し、そうでなければ無線バックホール回線を選択する。また、ＵＥ３００がＣＳＧとして登録されているか否かの情報（ＣＳＧへの登録情報）を付加して“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する。次に、“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、これに付加されている情報（ＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報）に基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線を選択するとともに、“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔ”の内容に応じた処理を実行し、完了すると、“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返送する。

これにより、ハンドオーバ先のＨ２ＲＮ１００がＲＮ８００を経由せずにＰ−ＧＷ６００から直接受信した下りデータのＵＥ３００への送信が開始される。ＵＥ３００へのＵ−ｐｌａｎｅの下りデータは、デフォルト回線またはＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００で選択されたバックホール回線を使用して送信される。上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮ１００が選択するように構成されている場合には、デフォルト回線を使用する。

また、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、上記ステップＳ２０８を実行後、ハンドオーバ前の経路で“Ｅｎｄ ｍａｒｋｅｒ”を送信する（ステップＳ２０９）。この“Ｅｎｄ ｍａｒｋｅｒ”は、ハンドオーバ前の経路を逆に辿ってＲＮ８００（ハンドオーバ前のＵＥ３００の接続先）へ到達後、ＲＮ８００で折り返されて、最終的にはＨ２ＲＮ１００（ハンドオーバ後のＵＥ３００の接続先）へ到達する。このとき、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０３からＨ２ＲＮ１００へのバックホールはデフォルト回線を使用する。

また、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、上記のステップＳ２０８で“Ｍｏｄｉｆｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を受信した後、Ｈ２ＲＮ１００へ“Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”を返信する（ステップＳ２１０）。“Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”にはＵＥ３００がＣＳＧに登録されているか否かの情報（ＣＳＧへの登録情報）を付加する。このとき、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、デフォルト回線を使用して、ＣＳＧへの登録情報が付加された“Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”を送信する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、上記のステップＳ２０７において選択したＣ−ｐｌａｎｅの下りデータ伝送用のバックホール回線を使用して、ＣＳＧへの登録情報が付加された“Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”を送信する。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００からの上記信号を受信したＨ２ＲＮ１００は、ＲＮ８００へ“Ｒｅｌｅａｓｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ”を送信し、ＲＮ８００へＵＥ３００のリソース解放を行わせる（ステップＳ２１１）。このとき、バックホール回線の選択をどの機器が行うかにより、各機器は以下のいずれか一方の動作を実行する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、上記ステップＳ２１０で受信した“Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”に付加されていたＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報に基づいて、Ｃ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を選択する。そして、選択したＣ−ｐｌａｎｅのバックホール回線を使用して“Ｒｅｌｅａｓｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ”を送信する。またこのとき、Ｃ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線についても選択する。下りデータを伝送するバックホール回線の選択結果は、所定の方法にてＭＭＥ（ＵＥ）５００，Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、上記ステップＳ２１０で受信した“Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”に付加されていたＵＥ３００のＣＳＧへの登録情報に基づいて、Ｃ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を選択する。そして、選択したＣ−ｐｌａｎｅのバックホール回線を使用して前記“Ｒｅｌｅａｓｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ”を送信する。

以上のようにして、ＵＥ３００がＲＮ８００からＨ２ＲＮ１００へＸ２ハンドオーバするシーケンスにおいて、Ｈ２ＲＮまたはＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択したＨ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＵＥ）５００との間のバックホール回線、およびＨ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のバックホール回線が使用される。

なお、上記では、従来の無線アクセスポイント（ｅＮＢ，ＲＮ）から本実施の形態にかかる中継装置（Ｈ２ＲＮ）へハンドオーバする場合の手順について説明したが、Ｈ２ＲＮからｅＮＢまたはＲＮへハンドオーバする場合の手順は、従来と同様である。すなわち、Ｈ２ＲＮがＨｅＮＢとして動作している場合（有線バックホール回線経由でデータの送受信を行っている場合）におけるシーケンスは、従来のＨｅＮＢから他の無線アクセスポイントへハンドオーバする場合のシーケンスと同様であり、Ｈ２ＲＮがＲＮして動作している場合（無線バックホール回線経由でデータの送受信を行っている場合）におけるシーケンスは、従来のＲＮから他の無線アクセスポイントへハンドオーバする場合のシーケンスと同様である。

（５）ＵＥ３００が通信を終了する（呼を解放する）際の動作
図１２は、本実施の形態の通信システムにおいて呼を解放する場合の制御シーケンス例を示す図であり、一例として、図１に示した構成のシステムでＨ２ＲＮ１００配下のＵＥ３００が通信を終了する場合のシーケンスを示している。

ＵＥ３００は、Ｈ２ＲＮ１００経由での通信を終了する場合、選択中のＣ−ｐｌａｎｅの上りデータ伝送用のバックホール回線経由で、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“ＰＤＮ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ３０１ＡまたはＳ３０１Ｂ）。図１２において、ステップＳ３０１Ａが有線バックホール回線経由での送信シーケンスであり、ステップＳ３０１Ｂが無線バックホール回線経由での送信シーケンスである。

ＵＥ３００からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、選択中のＣ−ｐｌａｎｅの下りデータ伝送用のバックホール回線経由で、ＵＥ３００へ“Ｄｅａｃｔｉｖａｔｅ ＥＰＳ Ｂｅａｒｅｒ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ３０２ＡまたはＳ３０２Ｂ）。この結果、ＵＥ３００とＭＭＥ（ＵＥ）５００との間のＮＡＳが解放される。図１２において、ステップＳ３０２Ａが有線バックホール回線経由での送信シーケンスであり、ステップＳ３０２Ｂが無線バックホール回線経由での送信シーケンスである。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、さらに、選択中のＣ−ｐｌａｎｅの下りデータ伝送用のバックホール回線経由で、ＵＥ３００へ“Ｅ−ＲＡＢ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｃｏｍｍａｎｄ”を送信する（ステップＳ３０３ＡまたはＳ３０３Ｂ）。図１２において、ステップＳ３０３Ａが有線バックホール回線経由での送信シーケンスであり、ステップＳ３０３Ｂが無線バックホール回線経由での送信シーケンスである。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００からの上記信号を受信したＨ２ＲＮ１００は、ＵＥ３００へ“ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅ”を送信する（ステップＳ３０４）。この結果、ＵＥ３００とＨ２ＲＮ１００との間の無線リソースが解放される。

Ｈ２ＲＮ１００は、さらに、選択中のＣ−ｐｌａｎｅの上りデータ伝送用のバックホール回線経由で、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｅ−ＲＡＢ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を送信する（ステップＳ３０５ＡまたはＳ３０５Ｂ）。この結果、有線リソースが解放される。図１２において、ステップＳ３０５Ａが有線バックホール回線経由での送信シーケンスであり、ステップＳ３０５Ｂが無線バックホール回線経由での送信シーケンスである。

Ｈ２ＲＮ１００からの上記信号を受信したＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｄｅｌｅｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信し（ステップＳ３０６）、この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、Ｐ−ＧＷ６００へ“Ｄｅｌｅｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信する（ステップＳ３０７）。

そして、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００からの上記信号を受信したＰ−ＧＷ６００は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ“Ｄｅｌｅｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信し（ステップＳ３０８）、この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＭＭＥ（ＵＥ）５００へ“Ｄｅｌｅｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（ステップＳ３０９）。この結果、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００とＰ−ＧＷ６００との間のリソースが解放される。

以上のようにして、ＵＥ３００が呼解放する際のシーケンスにおいて、有線／無線バックホール回線に割り当てられたリソースは解放される。

このように、本実施の形態の通信システム（図１参照）は、有線／無線ＩＦを有し、なおかつＲＮおよびＨｅＮＢとしての機能を有している中継装置（図２に示した中継装置）であるＨ２ＲＮ１００を備え、また、Ｈ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＵＥ）５００との間にＣ−ｐｌａｎｅ用の有線および無線の複数のバックホール回線を備え、さらに、Ｈ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間にＵ−ｐｌａｎｅ用の有線および無線の複数のバックホール回線を備えることとし、この通信システムでは、Ｈ２ＲＮ、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）およびＭＭＥ（ＵＥ）が、配下のＵＥ３００の状態（たとえば、有線バックホール回線の使用を許可されているかどうか）に応じて、使用するバックホール回線を自由に切り替え可能にした。これにより、Ｈ２ＲＮはリレー伝送のトラヒックを一部有線回線にオフロードすることができるので、ＲＮのみを不感エリアに設置する場合と比較し、周波数利用効率を向上させ、データ伝送レートを増大させることができる。また、Ｈ２ＲＮを配置することによりマルチホップ長を短くし、リレー接続によるＵＥの制御遅延の短縮、オーバヘッドの削減ができる。さらに、本実施の形態のリレーシステムではＲＮの混在を可能とするため、ＨｅＮＢのみを不感エリアへ設置する場合と比較して、有線回線を引き込みにくい場所ではＲＮを設置することにより、設置コストを削減することができる。

なお、本実施の形態ではＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００が直接通信するシステム構成とした場合について説明したが、ＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００との間で複数のＲＮを経由させるように構成することも可能である。この場合、ＲＮは、自装置と対応するＳ−ＧＷとの間で、受信したデータをトンネリング処理するだけであり、各種シーケンス（通信開始／終了時，ハンドオーバ時のシーケンス）は、上述したものと同じである。

実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１で説明したＨ２ＲＮを設置したリレーシステムにおいて、Ｈ２ＲＮ配下にＲＮが接続する場合の動作について説明する。

図１３は、本実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。図１３においては、実施の形態１の通信システム（図１に示した通信システム）と同じ部分に同一の符号を付している。図示したように、本実施の形態の通信システムは、実施の形態１の通信システムに対してＳ−ＧＷ（ＲＮ）４０４、ＭＭＥ（ＲＮ）５０４およびＲＮ８０１を追加したものである。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分について説明する。

Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０４は、ＲＮ８０１のＵ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。ＭＭＥ（ＲＮ）５０４は、ＲＮ８０１のＣ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。ＲＮ８０１は、Ｈ２ＲＮ１００とその配下のユーザ端末（ＵＥ３００）との間で信号を中継する中継装置である。

本実施の形態の通信システムでは、Ｃ−ｐｌａｎｅはＨ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＲＮ）５０４との間に有線／無線のバックホール回線を備え、Ｕ−ｐｌａｎｅはＨ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＲＮ）４０４との間に有線／無線のバックホール回線を備える。

図１４は、本実施の形態の通信システムにおいて、Ｃ−ｐｌａｎｅのバックホールに有線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図であり、図１５は、本実施の形態の通信システムにおいて、Ｃ−ｐｌａｎｅのバックホールに無線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。

上りデータのバックホールは、実施の形態１の通信システムと同様に、Ｈ２ＲＮ１００によって有線／無線回線が切り替えられる。しかし、Ｈ２ＲＮ１００からＵＥ３００は認識されず、ＲＮ８０１をＵＥとして認識するため、Ｈ２ＲＮ１００はＳ−ＧＷ（ＲＮ）４０４との間に有線／無線回線を持つ。上りデータは、ＲＮ８０１がＭＭＥ（ＵＥ）５００に対応するＳ１−ＡＰ、ＳＣＴＰ、ＩＰを追加し、無線回線によりＨ２ＲＮ１００へ送信する。Ｈ２ＲＮ１００は、ＲＮ８０１をＵＥとして認識しているため、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０４に対応するＧＴＰ−ｕ／ＵＤＰ／ＩＰを追加し、有線／無線回線に対応する下位のプロトコルを変更することでバックホール回線を切り替える。

下りデータのバックホールは、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０４によって有線／無線回線が切り替えられる。これは、Ｈ２ＲＮ１００からＵＥ３００が認識されず、ＲＮ８０１をＵＥとして認識しているからである。ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、ＲＮ８０１に対応するＳ１−ＡＰ／ＳＣＴＰ／ＩＰを追加し、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０４へ送信する。Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０４はＨ２ＲＮ１００に対応するＧＴＰ−ｕ／ＵＤＰ／ＩＰを追加し、有線／無線回線に対応する下位のプロトコルを変更することでバックホール回線を切り替える。

図１６は、本実施の形態の通信システムにおいて、Ｕ−ｐｌａｎｅのバックホールに有線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図であり、図１７は、本実施の形態の通信システムにおいて、Ｕ−ｐｌａｎｅのバックホールに無線回線を使用した場合のプロトコルスタックの構成例を示す図である。

上りデータのバックホールは、実施の形態１と同様にＨ２ＲＮ１００によって有線／無線回線が切り替えられる。しかし、Ｃ−ｐｌａｎｅの場合と同様、Ｈ２ＲＮ１００からＵＥ３００は認識されず、ＲＮ８０１をＵＥとして認識するため、Ｈ２ＲＮ１００はＳ−ＧＷ（ＲＮ）４０４との間に有線／無線回線を持つ。上りデータは、ＲＮ８０１がＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００に対応するＧＴＰ−ｕ／ＵＤＰ／ＩＰを追加し、無線回線によりＨ２ＲＮ１００へ送信する。Ｈ２ＲＮ１００はＲＮ８０１をＵＥとして認識しているため、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０４に対応するＧＴＰ−ｕ／ＵＤＰ／ＩＰを追加し、有線／無線回線に対応する下位のプロトコルを変更することでバックホール回線を切り替える。

下りデータのバックホールは、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０４によって有線／無線回線が切り替えられる。これは、Ｈ２ＲＮ１００からＵＥ３００が認識されず、ＲＮ８０１をＵＥとして認識しているからである。Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＲＮ８０１に対応するＧＴＰ−ｕ／ＵＤＰ／ＩＰを追加し、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０４へ送信する。Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）４０４はＨ２ＲＮ１００に対応するＧＴＰ−ｕ／ＵＤＰ／ＩＰを追加し、有線／無線回線に対応する下位のプロトコルを変更することでバックホール回線を切り替える。

このように、本実施の形態の通信システムでは、Ｈ２ＲＮ１００がＲＮ８０１をＵＥとして認識することで、Ｈ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＲＮ）５０４との間、およびＨ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＲＮ）４０４との間に有線／無線複数のバックホール回線を確立し、ＲＮ８０１に対して実施の形態１の通信システムと同様の制御を適用する。すなわち、Ｈ２ＲＮ１００、ＭＭＥ（ＲＮ）５０４およびＳ−ＧＷ（ＲＮ）４０４は、ＲＮ８０１に対してバックホール回線を選択する。上記に示したＣ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅのプロトコル構成では、ＲＮ８０１配下のＵＥ３００のデータは、ＲＮ８０１に対して選択された有線／無線のバックホール回線を使用して伝送される。

以上のように、本実施の形態の通信システムは、実施の形態１で説明したＨ２ＲＮを備え、さらにＨ２ＲＮ配下にＲＮが接続された構成を採用し、Ｈ２ＲＮ１００とＭＭＥ（ＲＮ）５０４との間、およびＨ２ＲＮとＳ−ＧＷ（ＲＮ）４０４との間に有線／無線複数のバックホール回線を備えることとした。またＨ２ＲＮが配下のＲＮをＵＥと認識することで、Ｈ２ＲＮ、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）およびＭＭＥ（ＲＮ）が実施の形態１と同様に使用するバックホール回線を自由に切り替え可能にした。これにより、実施の形態１と同様に、Ｈ２ＲＮ１００はリレー伝送のトラヒックを一部有線回線にオフロードすることができるので、ＲＮのみを不感エリアに設置する場合と比較して、周波数利用効率を向上させ、データ伝送レートを増大させることができる。また、Ｈ２ＲＮを配置することによりマルチホップ長を短くし、リレー接続によるＵＥの制御遅延の短縮、オーバヘッドの削減ができる。さらに、本実施の形態のリレーシステムではＲＮの混在を可能とするため、ＨｅＮＢのみを不感エリアへ設置する場合と比較し、有線回線を引き込みにくい場所ではＲＮを設置することにより、設置コストを削減することができる。

なお、本実施の形態ではＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００が直接通信するシステム構成とした場合について説明したが、ＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００との間で複数のＲＮを経由させるように構成することも可能である。また、Ｈ２ＲＮ１００とＵＥ３００との間で２台以上のＲＮを経由させるように構成することも可能である。ＲＮは信号を中継する（受信したデータをトンネリング処理する）だけであり、これらの場合の各種シーケンスは、実施の形態１で説明したものと同じである。

実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１で示した通信システム（図１参照）のＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００の間に１つ以上のＲＮを設置し、ＲＮが信号を中継するように構成した通信システムを想定し、このＲＮの消費電力削減を目的としたバックホール回線の切り替え制御について説明する。本実施の形態では、一例として、ＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００の間に２つのＲＮを設置した場合について説明する。

図１８は、本実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。図１８においては、実施の形態１の通信システム（図１に示した通信システム）と同じ部分に同一の符号を付している。図示したように、本実施の形態の通信システムは、実施の形態１の通信システムに対してＳ−ＧＷ（ＲＮ１）４０５、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ２）４０６、ＭＭＥ（ＲＮ１）５０５、ＭＭＥ（ＲＮ２）５０６、ＲＮ８０２およびＲＮ８０３を追加したものである。なお、図１８では、ＲＮとＳ−ＧＷ，ＭＭＥの対応関係を明示するために、ＲＮ８０２をＲＮ＃１，ＲＮ８０３をＲＮ＃２としている。Ｓ−ＧＷ（ＲＮ１）４０５およびＭＭＥ（ＲＮ１）５０５がＲＮ８０２に対応し、Ｓ−ＧＷ（ＲＮ２）４０６およびＭＭＥ（ＲＮ２）５０６がＲＮ８０３に対応する。

Ｓ−ＧＷ（ＲＮ１）４０５およびＳ−ＧＷ（ＲＮ２）４０６は、対応するＲＮ（ＲＮ８０２，８０３）のＵ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。ＭＭＥ（ＲＮ１）５０５およびＭＭＥ（ＲＮ２）５０６は、対応するＲＮのＣ−ｐｌａｎｅを制御するゲートウェイである。ＲＮ８０２および８０３は、Ｈ２ＲＮ１００とその配下のユーザ端末（ＵＥ３００）との間で信号を中継する中継装置である。

上記構成の通信システムでは、ＲＮ（ＲＮ８０２，ＲＮ８０３）が省電力モードへの移行を希望する場合、ＭＭＥとＨ２ＲＮとの間のバックホール回線、およびＳ−ＧＷとＨ２ＲＮとの間のバックホール回線を有線経路に切り替えることで、ＲＮへのリレー伝送パケットの送信を回避し、ＲＮの消費電力を削減する。以下、ＲＮが省電力モードへの移行を希望する場合の動作について、図１８を使用して説明する。ここでは、省電力モードとして、自装置にＵＥが接続していない場合にリレー伝送を含む無線送受信を停止し、消費電力を削減する動作モードを想定する。ＲＮ８０２およびＲＮ８０３は省電力モードへ移行する機能を有するものとする。また、Ｈ２ＲＮ１００配下のＵＥ３００は、有線バックホール回線を使用した通信が許可されているものとする。

実施の形態１でも示したように、バックホール回線は、上りと下りを同一の装置で選択しても良いし、別々の装置で選択しても良い。そのため、上りと下りのバックホール回線を同一の装置が選択する場合の動作と、異なる装置が選択する場合の動作について説明する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、ＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００との間の各ＲＮは、上位のＤｅＮＢ（またはＲＮ）から省電力モードへの移行シグナルを受信し、自装置も省電力モードへの移行可能な場合、または、上位装置は省電力モードへの移行を希望していないが、自装置が省電力モードへの移行を希望する場合、配下のＲＮ（またはＨ２ＲＮ）へ省電力モードへの移行を希望することを通知する（省電力モードへの移行シグナルを送信する）。

一例として、ＲＮ８０２が省電力モードへの移行を希望する場合、ＲＮ８０２は、配下のＲＮ８０３へ、例えばＲＲＣにより省電力モードへの移行希望を通知する。この通知を受けたＲＮ８０３は、自装置も省電力モードへ移行可能ならば、配下のＨ２ＲＮ１００へＲＲＣにより省電力モードへの移行希望を通知する。ＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００の間のＲＮが３台以上の場合も同様である。

Ｈ２ＲＮ１００は、上位のＲＮ８０３が省電力モードへの移行を希望していると判断すると、自身に接続するすべてのＵＥ（ＲＮも含む）のＣ−ｐｌａｎｅ／Ｕ−ｐｌａｎｅの上り／下りバックホール回線を有線経路へ切り替える。選択したＣ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線はＭＭＥ（ＵＥ）５００へ通知し、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線はＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。

Ｈ２ＲＮ１００からＭＭＥ（ＵＥ）５００へのＣ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線の通知には、例えば、Ｓ１−ＡＰの“ｅＮＢ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ”を使用する。

Ｈ２ＲＮ１００からＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へのＵ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線の通知は、例えば、まずＨ２ＲＮ１００からＭＭＥ（ＵＥ）５００へＳ１−ＡＰの“ｅＮＢ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ”を使用して通知し、さらにＭＭＥ（ＵＥ）５００からＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へＧＴＰ−ｃの“Ｍｏｄｉｆｉｒｙ Ｂｅａｒｅｒ Ｃｏｍｍａｎｄ”を使用して通知することにより行う。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、Ｈ２ＲＮ１００と接続する上位のＲＮとなるＲＮ８０３が省電力モードへの移行を希望しているか否かの情報を取得し、下りＣ−ｐｌａｎｅのバックホール回線を有線経路に切り替える。ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、例えば下記のように情報を取得する。

ＭＭＥ（ＵＥ）５００は、例えばＳ１−ＡＰでＨ２ＲＮ１００へ問い合わせる。Ｈ２ＲＮ１００は（ｉ）で示した手順で上位のＲＮ８０３から通知された情報（省電力モードへの移行希望を示す情報）を保持しておき、ＭＭＥ（ＵＥ）５００からの上記問い合わせを受けた場合、上位のＲＮ８０３が省電力モードへの移行を希望していると認識していれば、その旨をＳ１−ＡＰでＭＭＥ（ＵＥ）５００へ通知する。

同様に、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、Ｈ２ＲＮ１００と接続する上位のＲＮとなるＲＮ８０３が省電力モードへの移行を希望しているか否かの情報を取得し、下りＵ−ｐｌａｎｅのバックホール回線を有線経路へ切り替える。Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、例えば下記のように情報を取得する。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、例えばＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ”でＨ２ＲＮ１００へ問い合わせる。Ｈ２ＲＮ１００は（ｉ）で示した手順で上位のＲＮ８０３から通知された情報（省電力モードへの移行希望を示す情報）を保持しておき、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００からの上記問い合わせを受けた場合、上位のＲＮ８０３が省電力モードへの移行を希望していると認識していれば、その旨をＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”でＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。

ＲＮが省電力モードから通常モードへ移行する場合、省電力モードへ移行する場合と同様、通常モードへの移行をＨ２ＲＮまで通知することにより、Ｈ２ＲＮはバックホールに無線回線も選択可能とする。

なお、Ｈ２ＲＮ１００配下にＲＮが接続されたシステム構成であってもよい。この場合のバックホール回線切り替え方法は、実施の形態２で示した方法と同様である。

このように、本実施の形態の通信システム（図１８参照）では、ＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００との間で１台以上の中継装置（ＲＮ）が信号を中継する構成を採用し、また、各中継装置は省電力モードへ移行する機能を有することとし、中継装置は、省電力モードへの移行を希望する場合、その旨を、バックホール回線を選択する装置（Ｈ２ＲＮ１００，Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００，ＭＭＥ（ＵＥ）５００）へ通知することとした。そして、中継装置が省電力モードへの移行を希望している旨の通知を受けた場合、バックホール回線を選択する各装置は、バックホール回線が有線回線となるように設定を変更することとした。これにより、ＲＮへのリレー伝送パケットの送信を回避し、Ｈ２ＲＮ１００の上位のＲＮ、あるいは更に上位のＲＮにおいてリレー伝送を含む無線送受信を停止させ、これら上位のＲＮの消費電力を削減することができる。

実施の形態４．
本実施の形態では、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）削減によるスループット向上を目的としたバックホール回線の切り替え制御を実行する通信システムについて説明する。本実施形態では、実施の形態１と同一構成の通信システム（図１参照）を想定し、有線／無線回線におけるＳ−ＧＷとＨ２ＲＮ間のＲＴＴを測定し、ＲＴＴの短い回線に切り替えることで、ユーザスループットを向上させる。実施の形態３と同様に、上りと下りのバックホール回線を同一の装置が選択する場合の動作と、異なる装置が選択する場合の動作について説明する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、自装置とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間の有線／無線バックホール回線におけるＲＴＴを取得する。例えば、Ｈ２ＲＮ１００は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のＲＴＴを自ら計測する。ＲＴＴの計測は、例えば図１９や図２０に示すように、Ｈ２ＲＮ１００が、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００に対して有線回線、および無線回線を使用してＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信し（図１９のステップＳ４０１または図２０のステップＳ５０１に相当）、この信号を受信したＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００が、受信した回線経由で“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を返信する（図１９のステップＳ４０２または図２０のステップＳ５０２に相当）ことにより実現する（信号を送信してからその応答信号を受信するまでの時間を測定する）。なお、図１９は、有線バックホール回線においてＲＴＴを測定する場合のシーケンス例を示す図であり、図２０は、無線バックホール回線においてＲＴＴを測定する場合のシーケンス例を示す図である。

Ｈ２ＲＮ１００は、有線バックホール回線を使用した場合のＲＴＴおよび無線バックホール回線を使用した場合のＲＴＴを取得すると、取得した有線／無線バックホール回線のＲＴＴを比較し、Ｕ−ｐｌａｎｅの上り／下りデータを伝送するバックホールとして、ＲＴＴが短い方の回線を選択する。

バックホール回線を選択すると、Ｈ２ＲＮ１００は、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を、選択結果に対応する回線に設定する。また、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータのバックホール回線の選択結果を、実施の形態３で示した方法などによりＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。この通知を受けると、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、通知内容に従って、下りデータのバックホール回線を設定する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、自装置とＨ２ＲＮ１００との間の有線／無線バックホール回線におけるＲＴＴを取得する。例えば、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、Ｈ２ＲＮ１００との間のＲＴＴを自ら計測する。たとえば、上記（ｉ）で示した、Ｈ２ＲＮ１００がＲＴＴを計測する場合と同様に、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００が、Ｈ２ＲＮ１００に対して有線回線、および無線回線を使用してＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を送信し、これに対するＨ２ＲＮ１００からの応答（“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”）を受信するまでの時間を計測する。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、取得した有線／無線バックホール回線のＲＴＴから、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホールにＲＴＴが短い回線を選択し、選択結果に対応するバックホール回線を使用してＵ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するように設定を行う。

なお、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線については、Ｈ２ＲＮ１００が上記（ｉ）と同様にしてＲＴＴを取得し、それに基づいて選択する。

このように、本実施の形態の通信システムでは、バックホール回線を選択する各装置が、バックホールに有線／無線回線を使用した場合のＲＴＴを取得し、ＲＴＴの短いバックホール回線へ切り替えることとした。これにより、ユーザアプリケーションのスループットを向上させることができる。

実施の形態５．
本実施の形態では、実施の形態４の変形例について示す。実施の形態４と同様に、本実施の形態においても実施の形態１と同一構成の通信システム（図１参照）を想定する。

実施の形態４では、Ｈ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のＲＴＴのみを計測することでバックホール回線を選択したが、本実施の形態では、ＵＥ３００からアプリケーションレベルのＲＴＴを取得し、この取得したＲＴＴと、Ｈ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）との４００間のＲＴＴとを比較してバックホール回線を切り替える。実施の形態３，４と同様に、上りと下りのバックホール回線を同一の装置が選択する場合の動作と、異なる装置が選択する場合の動作について説明する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、ＵＥ３００からアプリケーションレベルのＲＴＴを取得する。例えば、Ｈ２ＲＮ１００は、ＲＲＣでＵＥ３００に問い合わせることによりＲＴＴを取得する。また、Ｈ２ＲＮ１００は、実施の形態４で示した手順と同様の手法により、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のＲＴＴ（有線／無線バックホール回線のＲＴＴ）を取得する。そして、これらのＲＴＴを取得すると、Ｈ２ＲＮ１００は、ＵＥ３００から取得したアプリケーションレベルのＲＴＴと、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間の有線／無線バックホール回線のＲＴＴとに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの上り／下りバックホール回線を選択する。具体的には、その時点で選択中のバックホール回線を切り替えることによりＵＥ３００におけるアプリケーションレベルでのＲＴＴの改善率が高いと判断した場合に、バックホール回線を切り替えることとする。

Ｈ２ＲＮ１００は、バックホール回線を切り替えることとした場合、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を変更する。また、実施の形態３で示した方法などを利用して、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータのバックホール回線を切り替えるように、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。この通知を受けると、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、通知内容に従って、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータのバックホール回線を変更する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＵＥ３００からアプリケーションレベルのＲＴＴを取得する。例えば、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を使用して、アプリケーションレベルのＲＴＴをＨ２ＲＮ１００へ問い合わせる。Ｈ２ＲＮ１００は、上記（ｉ）と同様の手順で、すなわち、ＲＲＣでＵＥ３００に問い合わせてアプリケーションレベルのＲＴＴを取得する。そして、ＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を使用してＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。また、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、実施の形態４で示した手順と同様の手法により、Ｈ２ＲＮ１００との間のＲＴＴ（有線／無線バックホール回線のＲＴＴ）を取得する。

そして、上記の各ＲＴＴを取得すると、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、Ｈ２ＲＮ１００経由でＵＥ３００から取得したアプリケーションレベルのＲＴＴと、Ｈ２ＲＮ１００との間の有線／無線バックホール回線のＲＴＴとに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を選択する。具体的には、その時点で選択中のバックホール回線を切り替えることによりＵＥ３００におけるアプリケーションレベルでのＲＴＴの改善率が高いと判断した場合に、バックホール回線を切り替えることとする。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、バックホール回線を切り替えることとした場合、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホール回線を変更する。

なお、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線については、Ｈ２ＲＮ１００が上記（ｉ）と同様にしてＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のＲＴＴ、およびアプリケーションレベルのＲＴＴを取得し、これらのＲＴＴに基づいて、回線を切り替えるかどうか判断する。

なお、本実施の形態ではＨ２ＲＮ１００にＵＥ３００が接続する場合の例を示したが、たとえば実施の形態２で示したような、Ｈ２ＲＮ１００配下にＲＮ８０１が接続され、このＲＮ８０１配下にＵＥ３００が接続される構成のシステムに対しても適用可能である。このようなＨ２ＲＮ１００の配下にＲＮが接続し、ＲＮからのデータ、ＲＮへのデータを伝送するバックホール回線を選択する場合、ＲＮ８０１はアプリケーションレベルのＲＴＴの問い合わせに対して、例えば、配下のＵＥ３００の平均ＲＴＴ、最大ＲＴＴなどを通知することで、ＲＮ８０１のＲＴＴとする。

このように、本実施の形態の通信システムでは、バックホール回線を選択する各装置が、バックホールに有線／無線回線を使用した場合のＲＴＴを取得し、さらに、ＵＥのアプリケーションレベルのＲＴＴを取得し、取得した各ＲＴＴに基づいて、適応的にバックホール回線を切り替えることとした。具体的には、アプリケーションレベルでのＲＴＴの改善が見込める場合にはＲＴＴの短いバックホール回線へ切り替えることとした。これにより、ユーザアプリケーションのスループット向上を実現できる。また、アプリケーションレベルでのＲＴＴ改善（スループット向上）が見込めない場合にはバックホール回線を切り替えないので、不要な回線切り替え動作が発生するのを防止でき、制御用トラフィックの増大や消費電力の増大を防止できる。

実施の形態６．
本実施の形態では、データ廃棄率を考慮してバックホール回線の切り替え制御を実行する通信システムについて説明する。本実施の形態では、実施の形態１と同一構成の通信システム（図１参照）を想定し、通信システムにおいては、バックホール回線におけるデータ廃棄率を測定し、データ廃棄率が閾値を超えた場合に他の回線に切り替えることで、ユーザループットを向上させる。実施の形態３などと同様に、上りと下りのバックホール回線を同一の装置が選択する場合の動作と、異なる装置が選択する場合の動作について説明する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、上りデータのデータ廃棄率として、自装置とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間における上りデータのデータ廃棄率を計測する。例えば、Ｈ２ＲＮ１００は、ＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を使用して、自装置から送信したパケットのＧＴＰヘッダのシーケンス番号抜け情報をＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ問い合わせ、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を使用して、Ｈ２ＲＮ１００へ情報（シーケンス番号抜け情報）を返信する。

Ｈ２ＲＮ１００は、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００からシーケンス番号抜け情報を取得すると、その情報からデータ廃棄率を算出し、算出したデータ廃棄率が所定の閾値を超えた場合に、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホールを他の回線に切り替えることに決定する。

また、Ｈ２ＲＮ１００は、下りデータの廃棄率として、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００と自装置との間の下りデータのデータ廃棄率を計測する。例えば、Ｈ２ＲＮ１００は、自装置においてＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００から送信されたパケットのＧＴＰヘッダのシーケンス番号抜けを監視し、抜けの割合からデータ廃棄率を算出する。そして、算出したデータ廃棄率が所定の閾値を超えた場合、Ｈ２ＲＮ１００は、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホールを他の回線に切り替えることに決定する。

Ｈ２ＲＮ１００は、バックホール回線を切り替えることとした場合、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を変更する。また、実施の形態３で示した方法などを利用して、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータのバックホール回線を切り替えるように、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。この通知を受けると、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、通知内容に従って、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータのバックホール回線を変更する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、下りデータのデータ廃棄率として、自装置とＨ２ＲＮ１００との間のデータ廃棄率を計測する。例えば、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を使用して、自装置から送信したパケットのＧＴＰヘッダのシーケンス番号抜け情報をＨ２ＲＮ１００へ問い合わせ、Ｈ２ＲＮ１００は、“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を使用して、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ情報（シーケンス番号抜け情報）を返信する。

Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、Ｈ２ＲＮ１００からシーケンス番号抜け情報を取得すると、その情報からデータ廃棄率を算出し、算出したデータ廃棄率が所定の閾値を超えた場合に、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホールを他の回線に切り替えることに決定する。

なお、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線については、Ｈ２ＲＮ１００が上記（ｉ）と同様にしてデータ廃棄率を算出し、算出結果に基づいて、回線を切り替えるかどうか判断する。

ここで、有線回線においてデータが破棄される契機は輻輳が発生した場合などであり、無線回線においてデータが破棄される契機は通信品質が悪くなり無線再送数超過が発生した場合などである。そのため、有線／無線回線において、各々異なる閾値を用いてバックホール回線を切り替えるかどうか判断するようにしてもよい。

このように、本実施の形態の通信システムでは、バックホール回線を選択する各装置が、選択中のバックホール回線におけるデータ廃棄率が所定の閾値を超えた場合に、バックホール回線を切り替えることとした。これにより、ユーザスループットの向上を実現できる。

実施の形態７．
本実施の形態では、ホップ数削減によるスループット向上を目的としたバックホール回線の切り替え制御を実行する通信システムについて説明する。本実施形態では、実施の形態３と同一構成の通信システム（図１８参照）を想定し、ホップ数が所定の閾値を超えるユーザのデータ伝送を有線回線に切り替えることにより、マルチホップによる遅延、オーバヘッドを削減し、ユーザスループットを向上させる。実施の形態３などと同様に、上りと下りのバックホール回線を同一の装置が選択する場合の動作と、異なる装置が選択する場合の動作について説明する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、自装置からＤｅＮＢ２００までのホップ数を取得する。例えば、Ｈ２ＲＮ１００は、ＲＲＣにより上位のＲＮ８０３へＤｅＮＢ２００からのホップ数を問い合わせる。Ｈ２ＲＮ１００からホップ数の問い合わせを受けたＲＮ８０３は、ＲＲＣにより更に上位のＲＮ８０２へＤｅＮＢ２００からのホップ数を問い合わせる。これを繰り返し、ＤｅＮＢ２００まで問い合わせが届くと、ＤｅＮＢ２００は、ＲＲＣにより配下のＲＮ８０２へ１ホップであることを通知する。ＤｅＮＢ２００からホップ数の通知を受けたＲＮ８０２は、ＲＲＣによりＲＮ８０３へ２ホップであることを通知する。これを繰り返すことにより、Ｈ２ＲＮ１００は、自装置からＤｅＮＢ２００までのホップ数を取得する。

Ｈ２ＲＮ１００は、さらに、バックホール回線選択の対象となる配下の装置にホップ数を問い合わせる。本実施の形態で想定している図１８の通信システムではＨ２ＲＮ１００配下の装置はＵＥ３００のため、ＵＥ３００は１を返信する。なお、Ｈ２ＲＮ１００配下のバックホール回線選択の対象となる装置が、実施の形態２で示した通信システム（図１３参照）のようにＲＮの場合、ＲＮは配下のＵＥへの平均ホップ数、最大ホップ数などを返信する。

Ｈ２ＲＮ１００は、上位および下位の装置から取得した２つのホップ数からトータルのホップ数を求め、それが所定の閾値を超えている場合はＵ−ｐｌａｎｅの上り／下りデータを伝送するバックホールとして有線回線を選択する。

バックホール回線を選択すると、Ｈ２ＲＮ１００は、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を、選択結果に対応する回線（有線回線）に設定する。また、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータのバックホール回線の選択結果を、実施の形態３で示した方法などによりＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。この通知を受けると、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、通知内容に従って、下りデータのバックホール回線を設定する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、Ｈ２ＲＮ１００からＤｅＮＢ２００までのホップ数を取得する。例えば、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を使用して、ＤｅＮＢ２００までのホップ数をＨ２ＲＮ１００へ問い合わせ、この問い合わせを受けたＨ２ＲＮ１００は、上記（ｉ）で示した手順によりＤｅＮＢ２００までのホップ数までを取得し、取得したホップ数（Ｈ２ＲＮ１００からＤｅＮＢ２００までのホップ数）を“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を使用してＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。また、バックホール回線選択の対象となる装置への問い合わせも、これと同様に行う。

そして、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、上記の手順で取得した２つのホップ数からトータルのホップ数を求め、それが所定の閾値を超えている場合はＵ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホールとして有線回線を設定する。

なお、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線については、Ｈ２ＲＮ１００が上記（ｉ）と同様の手順でＨ２ＲＮ１００からＤｅＮＢ２００までのホップ数を取得し、それに基づいて選択する。

このように、本実施の形態の通信システムでは、バックホール回線を選択する各装置が、バックホールに無線回線を使用する場合のホップ数が所定の閾値を超えた場合に、バックホール回線を有線回線に切り替えることとした。これにより、マルチホップによる遅延やヘッダオーバヘッドを削減し、ユーザスループットの向上を実現できる。

実施の形態８．
本実施の形態では、実施の形態７の変形例について示す。実施の形態７と同様に、本実施の形態においても実施の形態３と同一構成の通信システム（図１８参照）を想定する。

実施の形態７では、ＤｅＮＢ２００とＵＥ３００との間のホップ数に基づいてバックホール回線を選択する場合について説明したが、本実施の形態では、ＵＥ３００が送受信するパケットのペイロードサイズを取得し、このペイロードサイズ、およびＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００との間のホップ数に基づいてバックホール回線を選択する。実施の形態３などと同様に、上りと下りのバックホール回線を同一の装置が選択する場合の動作と、異なる装置が選択する場合の動作について説明する。

（ｉ）上りと下りのバックホール回線をＨ２ＲＮが選択する場合
この場合、Ｈ２ＲＮ１００は、ＵＥ３００が送受信するパケットのペイロードサイズを取得する。例えば、Ｈ２ＲＮ１００は、ＵＥ３００から受信したパケットにより上りデータのペイロードサイズを算出し、また、ＵＥ３００へ送信するパケットにより下りデータのペイロードサイズを算出する。また、他の方法として、Ｈ２ＲＮ１００は、ＲＲＣを使用して、ＵＥ３００が送受信するパケットのペイロードサイズをＵＥ３００へ直接問い合わせるようにしてもよい。なお、Ｈ２ＲＮ１００配下の装置がＲＮの場合は、ＲＮは配下のＵＥの平均ペイロードサイズ、最大ペイロードサイズなどを問い合わせに対するペイロードサイズとして返信する。

また、Ｈ２ＲＮ１００は、実施の形態７で示した手順と同様の手法により、ＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００との間のホップ数を取得する。そして、ペイロードサイズおよびホップ数を取得すると、Ｈ２ＲＮ１００は、取得した情報に基づいて、Ｈ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のバックホールを有線回線に切り替えた場合のオーバヘッド削減効果が高いかどうか確認し、有線回線に切り替えることによりマルチホップによるオーバヘッド削減効果が高いと判断した場合には、Ｕ−ｐｌａｎｅの上り／下りデータを伝送するバックホールとして有線回線を選択する。

バックホール回線を選択すると、Ｈ２ＲＮ１００は、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線を、選択結果に対応する回線（有線回線）に設定する。また、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータのバックホール回線の選択結果を、実施の形態３で示した方法などによりＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知する。この通知を受けると、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、通知内容に従って、下りデータのバックホール回線を設定する。

（ｉｉ）上りのバックホール回線をＨ２ＲＮが、下りのバックホール回線をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷが選択する場合
この場合、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＵＥ３００が送受信するパケットのペイロードサイズを取得する。例えば、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＵＥ３００から受信したパケットにより上りデータのペイロードサイズを算出し、ＵＥ３００へ送信するパケットにより下りデータのペイロードサイズを算出することにより取得する。また、他の方法として、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、ＧＴＰ−ｕの“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ”を使用して、ＵＥ３００が送受信するパケットのペイロードサイズをＨ２ＲＮ１００に問い合わせ、この問い合わせを受けたＨ２ＲＮ１００は、上記（ｉ）で示した手順によりＵＥ３００が送受信するパケットのペイロードサイズを取得し、取得したペイロードサイズを“ＧＴＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”を使用してＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００へ通知するようにしてもよい。このとき、Ｈ２ＲＮ配下の装置がＲＮの場合も（ｉ）と同様である。

また、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、実施の形態７で示した手順と同様の手法により、ＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００との間のホップ数を取得する。そして、ペイロードサイズおよびホップ数を取得すると、Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）４００は、取得した情報に基づいて、Ｈ２ＲＮ１００とＳ−ＧＷ（ＵＥ）４００との間のバックホールを有線回線に切り替えた場合のオーバヘッド削減効果が高いかどうか確認し、有線回線に切り替えることによりマルチホップによるオーバヘッド削減効果が高いと判断した場合には、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りデータを伝送するバックホールとして有線回線を選択する。

なお、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りデータを伝送するバックホール回線については、Ｈ２ＲＮ１００が上記（ｉ）と同様の手順で、ＵＥ３００が送受信するパケットのペイロードサイズ、およびＤｅＮＢ２００とＨ２ＲＮ１００との間のホップ数に基づいて選択する。

このように、本実施の形態の通信システムでは、バックホール回線を選択する各装置が、バックホールに無線回線を使用する場合のホップ数、および送受信するパケットのペイロードサイズに基づいて、バックホールを有線回線に切り替えるかどうかを決定することとした。具体的には、バックホールを有線回線に切り替えることによりマルチホップによるオーバヘッド削減効果が高いと判断した場合に、有線回線に切り替えることとした。これにより、ユーザスループット向上が実現できる。

上記の各実施の形態においては、ＵＥごとにバックホール回線を選択する場合の例について示したが、パケットやベアラの種別ごとにバックホール回線を選択するようにしてもよい。たとえば、低遅延伝送が要求されるパケットは有線回線経由で送信し（有線回線をバックホールとして選択し）、低遅延伝送が不要なパケットは無線回線経由で送信するなどしてもよい。

以上のように、本発明にかかる中継装置は、通信システムに有用であり、特に、セルラシステムにおいて、基地局からの電波が届かない不感エリアを解消するための中継装置に適している。

１００ Ｈ２ＲＮ（中継装置）
１１０ 有線Ｉ／Ｆ部
１２０ 無線Ｉ／Ｆ部
１３０ 送信制御部
１４０ 受信制御部
１５０ 回線切り替え部
１６０ 回線選択部
２００，２０１ ＤｅＮＢ
３００ ＵＥ
４００ Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）
４０１ Ｓ−ＧＷ（Ｈ２ＲＮ）
４０２ Ｓ−ＧＷ（ＵＥ）
４０３，４０４ Ｓ−ＧＷ（ＲＮ）
４０５ Ｓ−ＧＷ（ＲＮ１）
４０６ Ｓ−ＧＷ（ＲＮ２）
５００，５０２ ＭＭＥ（ＵＥ）
５０１ ＭＭＥ（Ｈ２ＲＮ）
５０３，５０４ ＭＭＥ（ＲＮ）
５０５ ＭＭＥ（ＲＮ１）
５０６ ＭＭＥ（ＲＮ２）
６００ Ｐ−ＧＷ
７００ ｅＮＢ
８００，８０１，８０２，８０３ ＲＮ

Claims (24)

1. セルラシステムにおいて、端末局宛の下り信号および当該端末局からの上り信号を中継する中継装置であって、
   無線区間を含まないバックホール回線である有線バックホール回線に接続する有線インタフェースと、
   無線区間を含んだバックホール回線である無線バックホール回線に接続する無線インタフェースと、
   端末局の状態に基づいて、有線または無線バックホール回線を選択する回線選択手段と、
   前記回線選択手段により選択された回線から下り信号を受信するとともに配下の端末局からの上り信号を受信するように、前記有線インタフェースおよび前記無線インタフェースを制御する受信制御手段と、
   前記下り信号を端末局に向けて送信するとともに前記上り信号を前記回線選択手段により選択された回線へ送信するように、前記有線インタフェースおよび前記無線インタフェースを制御する送信制御手段と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
2. 前記回線選択手段は、配下の各端末局が許可されているそれぞれのサービスの種別またはネットワークの状況に基づいて、端末局ごと、またはベアラごと、またはパケットごとに有線または無線バックホール回線を選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記回線選択手段は、配下の端末局のうち、有線バックホール回線の使用が許可されている端末局が通信を行う場合に、有線バックホール回線を選択する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の中継装置。
4. 前記回線選択手段は、起動直後の回線選択処理では、無線バックホール回線を選択することを特徴とする請求項１、２または３に記載の中継装置。
5. 有線および無線により上位の機器に接続され、有線で接続された上位の機器を経由してコアネットワークへ至る有線回線または無線で接続された上位の機器を経由してコアネットワークへ至る無線回線を使用して、配下の端末局宛の下り信号の受信および当該端末局からの上り信号の送信を行う中継装置と、
   前記中継装置配下の端末局のＣ−ｐｌａｎｅを制御する第１のゲートウェイと、
   前記中継装置配下の端末局のＵ−ｐｌａｎｅを制御する第２のゲートウェイと、
   を備え、
   前記中継装置は、配下の端末局またはネットワークの状態に基づいて、端末局ごと、またはベアラごと、またはパケットごとに、Ｃ−ｐｌａｎｅの上りおよび下りバックホール回線と、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りおよび下りバックホール回線とを前記有線回線または無線回線から選択し、
   前記第１のゲートウェイは、前記中継装置配下の端末局へＣ−ｐｌａｎｅのデータを伝送する場合、前記中継装置により選択されたＣ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を使用し、
   前記第２のゲートウェイは、前記中継装置配下の端末局へＵ−ｐｌａｎｅのデータを伝送する場合、前記中継装置により選択されたＵ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を使用する
   ことを特徴とする通信システム。
6. 前記中継装置は、前記端末局のうち、有線回線の使用を許可された端末局のバックホール回線選択では、有線回線を選択する
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
7. 前記中継装置は、端末局の状態を認識する前に設定するＣ−ｐｌａｎｅのデフォルトのバックホール回線として、無線回線を選択する
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の通信システム。
8. 前記中継装置は、前記有線回線を使用した場合の前記第２のゲートウェイとの間のＲＴＴである第１のＲＴＴ、および前記無線回線を使用した場合の前記第２のゲートウェイとの間のＲＴＴである第２のＲＴＴに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りおよび下りバックホール回線を選択する
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
9. 前記中継装置は、さらに、現在選択中の回線を使用した場合のアプリケーションレベルのＲＴＴを端末局から取得し、当該アプリケーションレベルのＲＴＴと、前記第１および第２のＲＴＴとに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りおよび下りバックホール回線を選択する
   ことを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
10. 前記中継装置は、上り方向のパケットエラー率が所定の閾値を超えた場合、上りバックホール回線を他の回線に切り替え、また、下り方向のパケットエラー率が所定の閾値を超えた場合、下りバックホール回線を他の回線に切り替えるように前記第２のゲートウェイに指示を行う
    ことを特徴とする請求項５〜９のいずれか一つに記載の通信システム。
11. 前記中継装置は、無線回線をバックホール回線とした場合の無線区間におけるホップ数が所定の閾値を超える端末局に対しては、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りおよび下りバックホール回線として有線回線を選択する
    ことを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一つに記載の通信システム。
12. 前記中継装置は、無線回線をバックホール回線とした場合の無線区間におけるホップ数、および端末局が送受信するパケットのペイロードサイズに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りおよび下りバックホール回線を他の回線に切り替えるかどうか判断する
    ことを特徴とする請求項５〜１１のいずれか一つに記載の通信システム。
13. 前記中継装置である第１の中継装置とその配下の端末局との間で信号中継を行う１つ以上の第２の中継装置、
    をさらに備えることを特徴とする請求項５〜１２のいずれか一つに記載の通信システム。
14. 前記中継装置と前記上位の機器との間の無線区間で無線中継を行う１つ以上の無線中継装置、
    をさらに備え、
    前記中継装置は、前記無線中継装置の１つ以上が無線中継処理の停止を希望していることを検出した場合、Ｃ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線およびＵ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線として有線回線を再選択し、さらに、Ｃ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線として有線回線を使用するように前記第１のゲートウェイに指示を行い、また、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線として有線回線を使用するように前記第２のゲートウェイに指示を行う
    ことを特徴とする請求項５〜１３のいずれか一つに記載の通信システム。
15. 有線および無線により上位の機器に接続され、有線で接続された上位の機器を経由してコアネットワークへ至る有線回線または無線で接続された上位の機器を経由してコアネットワークへ至る無線回線を使用して、配下の端末局宛の下り信号の受信および当該端末局からの上り信号の送信を行う中継装置と、
    前記中継装置配下の端末局のＣ−ｐｌａｎｅを制御する第１のゲートウェイと、
    前記中継装置配下の端末局のＵ−ｐｌａｎｅを制御する第２のゲートウェイと、
    を備え、
    Ｃ−ｐｌａｎｅの上りおよび下りバックホール回線と、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りおよび下りバックホール回線とを前記有線回線または無線回線から選択し、
    前記中継装置は、配下の端末局またはネットワークの状態に基づいて、端末局ごと、またはベアラごと、またはパケットごとに、Ｃ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線と、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線とを前記有線回線または無線回線から選択し、
    前記第１のゲートウェイは、前記中継装置配下の端末局の状態に基づいて、端末局ごと、またはベアラごと、またはパケットごとに、Ｃ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を前記有線回線または無線回線から選択し、 前記第２のゲートウェイは、前記中継装置配下の端末局の状態に基づいて、端末局ごと、またはベアラごと、またはパケットごとに、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を前記有線回線または無線回線から選択する
    ことを特徴とする通信システム。
16. 前記中継装置、前記第１のゲートウェイおよび前記第２のゲートウェイは、前記端末局のうち、有線回線の使用を許可された端末局のバックホール回線選択では、有線回線を選択する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の通信システム。
17. 前記中継装置および前記第１のゲートウェイは、端末局の状態を認識する前に設定するＣ−ｐｌａｎｅのデフォルトのバックホール回線として、無線回線を選択する
    ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の通信システム。
18. 前記中継装置は、前記有線回線を使用した場合の前記第２のゲートウェイとの間のＲＴＴである第１のＲＴＴ、および前記無線回線を使用した場合の前記第２のゲートウェイとの間のＲＴＴである第２のＲＴＴに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線を選択し、
    前記第２のゲートウェイは、前記有線回線を使用した場合の前記中継装置との間のＲＴＴである第３のＲＴＴ、および前記無線回線を使用した場合の前記中継装置との間のＲＴＴである第４のＲＴＴに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を選択する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の通信システム。
19. 前記中継装置は、さらに、現在選択中の回線を使用した場合のアプリケーションレベルのＲＴＴを端末局から取得し、当該アプリケーションレベルのＲＴＴと、前記第１および第２のＲＴＴとに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線を選択し、
    前記第２のゲートウェイは、さらに、現在選択中の回線を使用した場合のアプリケーションレベルのＲＴＴを端末局から取得し、当該アプリケーションレベルのＲＴＴと、前記第３および第４のＲＴＴとに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を選択する
    ことを特徴とする請求項１８に記載の通信システム。
20. 前記中継装置は、上り方向のパケットエラー率が所定の閾値を超えた場合、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線を他の回線に切り替え、
    前記第２のゲートウェイは、下り方向のパケットエラー率が所定の閾値を超えた場合、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を他の回線に切り替える
    ことを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか一つに記載の通信システム。
21. 前記中継装置は、無線回線をバックホール回線とした場合の無線区間におけるホップ数が所定の閾値を超える端末局に対しては、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線として有線回線を選択し、
    前記第２のゲートウェイは、無線回線をバックホール回線とした場合の無線区間におけるホップ数が所定の閾値を超える端末局に対しては、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線として有線回線を選択する
    ことを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか一つに記載の通信システム。
22. 前記中継装置は、無線回線をバックホール回線とした場合の無線区間におけるホップ数、および端末局が送受信するパケットのペイロードサイズに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線を他の回線に切り替えるかどうか判断し、
    前記第２のゲートウェイは、無線回線をバックホール回線とした場合の無線区間におけるホップ数、および端末局が送受信するパケットのペイロードサイズに基づいて、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線を他の回線に切り替えるかどうか判断する
    ことを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか一つに記載の通信システム。
23. 前記中継装置である第１の中継装置とその配下の端末局との間で信号中継を行う１つ以上の第２の中継装置、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか一つに記載の通信システム。
24. 前記中継装置と前記上位の機器との間の無線区間で無線中継を行う１つ以上の無線中継装置、
    をさらに備え、
    前記中継装置は、前記無線中継装置の１つ以上が無線中継処理の停止を希望していることを検出した場合、Ｃ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線およびＵ−ｐｌａｎｅの上りバックホール回線として有線回線を再選択し、
    前記第１のゲートウェイは、前記無線中継装置の１つ以上が無線中継処理の停止を希望していることを検出した場合、Ｃ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線として有線回線を再選択し、
    前記第２のゲートウェイは、前記無線中継装置の１つ以上が無線中継処理の停止を希望していることを検出した場合、Ｕ−ｐｌａｎｅの下りバックホール回線として有線回線を再選択する
    ことを特徴とする請求項１５〜２３のいずれか一つに記載の通信システム。

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