JP2016100852A - ネットワーク制御方法，通信装置，および通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】第１無線通信規格と異なる第２無線通信規格をサポートするノードへデータを送信するためのリンクを削減可能とする。【解決手段】第１無線通信規格をサポートし且つ前記第１無線通信規格と異なる第２無線通信規格をサポートする第２ノードと接続された第１ノードとリンクを介して接続される通信装置のネットワーク制御方法は、通信装置が、第１無線通信規格をサポートする第１端末に関する第１ノード向けの制御信号をリンクを介して第１ノードへ送信し、第２無線通信規格をサポートする第２端末に関する第２ノード向けの制御信号と第２ノードへの転送指示とを含んだ第１ノード向けの制御信号を生成し、生成された制御信号をリンクを介して第１ノードへ送信することを含む。【選択図】図１６

Description

本発明は、ネットワーク制御方法，通信装置，および通信システムに関する。

端末が無線ネットワークを介して通信を行うための様々な無線通信規格がある。無線通信規格は、無線アクセス技術（Radio Access Technology:ＲＡＴ）とも呼ばれる。

無線通信規格の一つとして、例えば、Third Generation Partnership Project（３ＧＰＰ）で標準化された第３世代の無線通信規格（「３Ｇ」と呼ばれる）がある。３Ｇには、Wideband Code Division Multiple Access（Ｗ−ＣＤＭＡ）などがある。

３Ｇ（例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ）ネットワークは、無線ネットワークとコアネットワークとを含む。無線ネットワークには、通信機器として、基地局装置と基地局の制御装置とが置かれる。基地局装置は、「ＢＴＳ」或いは「ＮｏｄｅＢ」と呼ばれる。制御装置は、Radio Network Controller（ＲＮＣ）と呼ばれる。ＲＮＣはコアネットワークに置かれた上位装置としてのＳＧＳＮ（Serving General packet radio service Support Node）に接
続される。３Ｇに適合する無線端末（User Equipment（ＵＥ）と呼ばれる）は、無線ネットワーク（ＮｏｄｅＢおよびＲＮＣ）を介して呼設定要求をＳＧＳＮに送ることで、位置登録を行い、呼を確立することができる。

また、３Ｇ以外の無線通信規格として、例えば、３Ｇ以降の無線通信規格の一つであるLong Term Evolution（ＬＴＥ）やその改良版であるＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）がある
。ＬＴＥは第３．９世代に属するとされ、ＬＴＥ−Ａは第４世代に属するとされる。以下、ＬＴＥとＬＴＥ-Ａを纏めて「ＬＴＥ」と表記する。

ＬＴＥのネットワークも、無線ネットワークと、コアネットワークとを備える。ＬＴＥの無線ネットワークには、通信機器として基地局（「ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）」と呼ばれる）が置かれ、ＲＮＣに相当する装置は存在しない。基地局（ｅＮｏｄｅＢ）は、コアネットワークに置かれた上位装置としてのMobility Management Entity（ＭＭＥ）に接続される。ＬＴＥのＵＥは、無線ネットワーク（ｅＮｏｄｅＢ）を介して呼設定要求をＭＭＥに送ることで、位置登録を行い、呼を確立することができる。

特開２００４−３２０７０２号公報

３Ｇの無線ネットワークとＬＴＥの無線ネットワークとが併存する環境を作り出すために、ＮｏｄｅＢおよびＲＮＣの機能とｅＮｏｄｅＢの機能を統合した通信装置を設けることが考えられている。

しかしながら、３ＧとＬＴＥとでは無線通信規格の相違により、ネットワークを形成する通信機器の構成および通信プロトコルが異なっている。例えば、３ＧのＲＮＣから出力される呼設定要求の制御信号は、ＬＴＥのＭＭＥで受け付けることができない。このため、上記した通信装置は、ＬＴＥのコアネットワーク（ＭＭＥ）とリンクを介して接続される一方で、３Ｇのコアネットワーク（ＳＧＳＮ）と別のリンクを介して接続されることと
なる。

このような問題は、３ＧとＬＴＥとの関係に限られず、或るエリアで複数の無線通信規格に適合する通信装置を設置する場合に共通の問題であった。

本発明の一態様は、第１無線通信規格と異なる第２無線通信規格をサポートするノードへデータを送信するためのリンクを削減可能な技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、第１無線通信規格をサポートし且つ前記第１無線通信規格と異なる第２無線通信規格をサポートする第２ノードと接続された第１ノードとリンクを介して接続される通信装置のネットワーク制御方法である。このネットワーク制御方法は、通信装置が、第１無線通信規格をサポートする第１端末に関する第１ノード向けの制御信号をリンクを介して第１ノードへ送信し、第２無線通信規格をサポートする第２端末に関する第２ノード向けの制御信号と第２ノードへの転送指示とを含んだ第１ノード向けの制御信号を生成し、生成された制御信号をリンクを介して第１ノードへ送信することを含む。

本発明の一態様によれば、第１無線通信規格と異なる第２無線通信規格をサポートするノードへデータを送信するためのリンクを削減することができる。

図１は、実施形態１におけるネットワークシステムの構成例を示す図である。 図２は、実施形態２に係るネットワークシステムの構成例を示す図である。 図３は、図２に示したＣ−ＢＢＵおよびＲＲＨのハードウェア構成例を示す図である。 図４は、図３に示したＣ−ＢＢＵの構成例を模式的に示す図である。 図５は、ＲＮＣ処理部の構成例を示す図である。 図６は、信号変換部の構成例を示す図である 図７は、ＬＴＥのＣプレーンと３ＧのＣプレーンとの比較を示す図である。 図８は、ＬＴＥのＵプレーンと３ＧのＵプレーンとの比較を示す図である。 図９は、記憶領域に記憶される通信用制御データのテーブルのデータ構造例を示す図である。 図１０は、信号変換部（ＣＰＵ）における上り信号の処理例を示すフローチャートである。 図１１は、信号変換部（ＣＰＵ）における下り信号の処理例を示すフローチャートである。 図１２は、プロトコル変換の説明図である。 図１３は、ＭＭＥ向けの呼設定要求（UE INITIAL CONTEXT SETUP）の制御信号において、Ｓ１ＡＰ層に設定されるパラメータ（情報）の一例を示す図である。 図１４は、ＧＴＰ−Ｃプロトコルのフォーマットを示す。 図１５は、無線端末（ＵＥ）のハードウェア構成例を示す図である。 図１６は、３ＧのＵＥに対する3G over LTE呼（ＬＴＥ擬似呼）の設定手順例を示すシーケンス図である。 図１７は、３ＧとＬＴＥとの双方をサポートするＵＥがＬＴＥから３Ｇへハンドオーバする場合の手順例を示すシーケンス図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、実施
形態の構成に限定されない。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１におけるネットワークシステムの構成例を示す図である。図１において、ネットワークシステムは、通信装置１と、第１無線通信規格（第１ＲＡＴ）をサポートする第１ノード２と、第１無線通信規格（第１ＲＡＴ）と異なる第２無線通信規格（第２ＲＡＴ）をサポートする第２ノード３とを含む。

第１ノード２は、第１ＲＡＴをサポートする第１のコアネットワーク（「第１ネットワーク」の一例）２Ａに属しており、第２ノード３は、第２ＲＡＴをサポートする第２のコアネットワーク（「第２ネットワーク」の一例）３Ａに属している。

通信装置１はリンク４を介して第１ノード２と接続されており、第１ノード２と第２ノード３とはリンク５を介して接続されている。通信装置１と第２ノード３との間にリンクは設けられていない。

通信装置１は、リンク４を収容し、第１ノード２との間でデータを送受信する通信インタフェース（通信ＩＦ）１１を有している、また、通信装置１は、第１ＲＡＴの無線ネットワーク機能と、第２ＲＡＴの無線ネットワーク機能とを有する制御装置１２を備えている。

さらに、通信装置１は、第１ＲＡＴをサポートする無線端末（第１端末）１５を収容するための無線インタフェース（無線ＩＦ）１３と、第２ＲＡＴをサポートする無線端末（第２端末）１６を収容するための無線ＩＦ１４とを有する。無線端末は、「ＵＥ」または「ユーザ」とも呼ばれる。

制御装置１２は、無線接続を行った配下の第１端末１５からの制御信号、例えば呼設定要求を含む制御信号を通信ＩＦからリンク４を介して第１ノード２へ送信する。これによって、第１ネットワーク２Ａにて第１端末の呼設定（呼確立）のための処理および手順が実施される。

これに対し、制御装置１２は、無線接続を行った配下の第２端末１６からの制御信号、例えば呼設定要求を含む制御信号が受信された場合には、当該呼設定要求を含む制御信号と、当該制御信号と第２ノード３への転送指示を含んだ制御信号を生成する。制御装置１２は、生成した制御信号を通信ＩＦ１１からリンク４を介して第１ノード２へ送信する。

第１ノード２は、通信装置１から受信された制御信号中の転送指示に従い、当該制御信号を第２ノード３へ転送する。これによって、第２ネットワーク３Ａにて第２端末１６の呼設定（呼確立）のための処理および手順が実施される。従って、図１に示したように、通信装置１と第２ノード３との間のリンクを削減（削除）することができる。

無線通信規格は、例えば、３Ｇ（Ｗ−ＣＤＭＡ，ＣＤＭＡ２０００など），ＬＴＥ，ＬＴＥ−Ａの他、High Speed Packet Access（ＨＤＰＤＡ）などの第３、５世代のＲＡＴや、Global System for Mobile communications（ＧＳＭ）のような第２世代のＲＡＴを含
み得る。また、ＷｉＦｉやIEEE 802.11規格などの無線ＬＡＮ（Local Area Network）規
格を含み得る。なお、本明細書において、「無線通信規格をサポートする」とは、無線通信規格に適合または準拠することを意味する。

例えば、第１ＲＡＴがＬＴＥで第２ＲＡＴが３Ｇ（Ｗ−ＣＤＭＡ）である場合、第１ノード２はＭＭＥであり、第２ノード３はＳＧＳＮ或いはｘＧＳＮである。通信装置１の制
御装置は、第１ＲＡＴの無線ネットワーク機能として、ｅＮｏｄｅＢの機能を含む。さらに、制御装置は、第２ＲＡＴの無線ネットワーク機能として、ＮｏｄｅＢおよびＲＮＣの機能を含む。

第２ノード３向けの制御信号は、第２端末１６から受信される制御信号だけでなく、通信装置１で生成される制御信号や、隣接基地局のような他の通信機器から受信される制御信号を含む。制御信号に含まれる情報は、上記した呼設定要求に限定されず、呼設定要求以外の呼確立に使用される情報、呼の維持や切断に使用される情報、通信装置１の保守・監視に関する情報を含み得る。

実施形態１によれば、第２ノード３向けの信号を第１ノード２を介して第２ノードへ転送することができる。これによって、通信装置１と第２ノード３との間にリンクを設けることを回避することができる。すなわち、リンクを削減することができる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２として、実施形態１で説明した通信装置を含むネットワークシステムの一例について説明する。実施形態２は、第１無線通信規格がＬＴＥであり、第２無線通信規格が３Ｇ（Ｗ−ＣＤＭＡ）である例を示す。

図２は、実施形態２に係るネットワークシステムの構成例を示す図である。図２には、ネットワークシステムとして、３Ｇ（例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ）のネットワークシステムと、ＬＴＥのネットワークシステムとが図示されている。すなわち、３ＧおよびＬＴＥの無線ネットワーク２０と、ＬＴＥのコアネットワーク３０と、３Ｇのコアネットワーク４０とが図示されている。コアネットワーク３０は、３Ｇの無線ネットワーク５０に接続されている。

無線ネットワーク２０は、３Ｇの無線ネットワーク（UMTS Terrestrial Radio Access Network（UTRAN）と呼ばれる）と、ＬＴＥの無線ネットワーク（enhanced UTRAN：eUTRANと呼ばれる）とが統合されたネットワークである。

無線ネットワーク２０は、３Ｇの無線ネットワーク機能（ＮｏｄｅＢおよびＲＮＣの機能）と、ＬＴＥの無線ネットワーク機能（ｅＮｏｄｅＢの機能）とが統合されたCentralized-Base Band Unit（Ｃ−ＢＢＵ）２１と、Remote Radio Head（ＲＲＨ）２２と、ＲＲ
Ｈ２３とを備えている。

図２では、二つのＣ−ＢＢＵ２１が一例として図示されている。もっとも、無線ネットワーク２０は、少なくとも１つのＣ−ＢＢＵ２１で形成することができる。各Ｃ−ＢＢＵ２１には、３ＧをサポートするＲＲＨ２２と、ＬＴＥをサポートするＲＲＨ２３とが接続される。

ＲＲＨ２２は、ＬＴＥをサポートするＵＥ１８Ａとの間で無線通信を行う無線処理装置である。ＲＲＨ２３は、３ＧをサポートするＵＥ１９Ａとの間で無線通信を行う無線処理装置である。ＲＲＨ２２およびＲＲＨ２３は、例えば、Common Public Radio Interface
（ＣＰＲＩ）を介してＣ−ＢＢＵ２１に接続される。但し、ＢＢＵとＲＲＨとの間のインタフェースはＣＰＲＩに限定されない。

なお、図２の例では、各Ｃ−ＢＢＵ２１は、ＲＲＨ２２とＲＲＨ２３とを１つずつ収容している。但し、Ｃ−ＢＢＵ２１によるＲＲＨ２２およびＲＲＨ２３の収容数は、適宜設定可能である。

Ｃ−ＢＢＵ２１は、ＵＥ１９Ａとの無線通信に係るディジタルベースバンド処理を実行するＮｏｄｅＢ、およびＵＥ１９Ａの呼設定処理を行うＲＮＣとして動作する。また、Ｃ−ＢＢＵ２１は、ＵＥ１８Ａとの無線通信に係るディジタルベースバンド処理、およびＵＥ１８の呼設定処理を行うｅＮｏｄｅＢとして動作する。

Ｃ−ＢＢＵ２１は、ＬＴＥのコアネットワーク３０とリンクＬ１を介して接続されている。これに対し、Ｃ−ＢＢＵ２１と３Ｇのコアネットワーク４０との間は、リンクで接続されていない。このため、Ｃ−ＢＢＵ２１は、コアネットワーク４０向けの信号をコアネットワーク３０向けの信号に変換し、コアネットワーク３０を経由してコアネットワーク４０へ送信するための信号変換処理を行う。

コアネットワーク３０は、Evolved Packet Core（ＥＰＣ）またはSystem Architecture
Evolution（ＳＡＥ）と呼ばれる。コアネットワーク３０は、Mobility Management Entity（ＭＭＥ）３１と、Home Subscriber Server（ＨＳＳ）３２と、サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）３３と、パケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）３４とを備えている。Ｐ−ＧＷ３４は、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）３５と接続されている。

ＭＭＥ３１は、ｅＮｏｄｅＢを収容し、無線端末（ＵＥ）のモビリティ制御などを行う制御装置である。例えば、ＭＭＥ３１は、制御プレーン（Ｃプレーン）の信号（制御信号：「メッセージ」ともいう）に基づき、ＨＳＳ３２へのＵＥの位置登録や、呼出、基地局間ハンドオーバなどの管理を行う。ＭＭＥ３１は、Ｓ１インタフェース中のＳ１−ＭＭＥインタフェース（ＭＭＥ−ｅＮｏｄｅＢ間のインタフェース）を介してＣ−ＢＢＵ２１と接続される。

ＨＳＳ３２は、加入者情報データベースを記憶した装置であり、認証情報およびＵＥの在圏情報の管理を行う。ＨＳＳ３２は、Ｓ６ａインタフェースを介してＭＭＥ３１と接続されている。

Ｓ−ＧＷ３３は、Ｓ１１インタフェースを介してＭＭＥ３１と接続されている。Ｓ−ＧＷ３３は、ＭＭＥ３１の制御下で、コアネットワーク３０におけるユーザパケット（ユーザプレーン（Ｕプレーン）のパケット）の転送を制御するゲートウェイ装置である。Ｓ−ＧＷ３３は、Ｓ１インタフェース中のＳ１−Ｕインタフェースを介してＣ−ＢＢＵ２１と接続される。

Ｐ−ＧＷ３４は、Ｓ５インタフェースを介してＳ−ＧＷ３３と接続されている。また、Ｐ−ＧＷ３４は、ＰＤＮ３５と接続されている。Ｐ−ＧＷ３４は、ＰＤＮ３５との接続点をなすゲートウェイ装置であり、Ｓ−ＧＷ３３とＰＤＮ３５との間でユーザパケットの送受信を司る。なお、ＰＤＮ３５は、コアネットワーク３０と接続された外部のネットワークである。

３Ｇのコアネットワーク４０は、serving/gateway General packet radio service Support Node（ｘＧＳＮ：３Ｇコアネットワークパケット処理ノード）４１と、Mobile Switching Center/Visited Location Register（ＭＳＣ／ＶＬＲ）４２とを含んでいる。

ｘＧＳＮ４１は、Serving General packet radio service Support Node（ＳＧＳＮ）
と、Gateway General packet radio service Support Node（ＧＧＳＮ）とを統合した装
置（通信機器）である。ＳＧＳＮは、パケット交換およびパケット通信を行うパケット交換機であり、ＵＥの移動管理などの機能を提供する。ＧＧＳＮは、ＰＤＮ３５との接続点であり、ＩＰアドレスの割り当てやＳＧＳＮへのパケット転送などを行う。

ＭＳＣは、回線交換（Circuit Switched：ＣＳ）機能を有する論理ノードであり、ＶＬＲは、ＵＥとＨＳＳ３２との間に位置し、加入者情報を記録および管理するデータベースであり、ＵＥの移動管理などの機能を提供する。ＭＳＣ／ＶＬＲ４２は、ＭＳＣの機能とＶＬＲの機能とが統合された装置（通信機器）である。

３Ｇの無線ネットワーク５０は、３ＧのＵＥ１９Ａと無線通信を行うＮｏｄｅＢ５１と、ＮｏｄｅＢ５１と接続されたＲＮＣ５２とを含む。ＲＮＣ５２は、リンクＬ２を介してｘＧＳＮ４１と接続される。

上記したように、ＬＴＥは「第１無線通信規格」の一例であり、３Ｇ（Ｗ−ＣＤＭＡ）は「第２無線通信規格」の一例である。また、Ｃ−ＢＢＵ２１は、「通信装置」の一例である。ＭＭＥ３１は、「第１ノード」の一例である。ｘＧＳＮ４１（ＳＧＳＮ）は、「第２ノード」の一例である。ＬＴＥのネットワーク（コアネットワーク３０および無線ネットワーク）は、「第１ネットワーク」の一例であり、３Ｇのネットワーク（コアネットワーク４０および無線ネットワーク）は、「第２ネットワーク」の一例である。

なお、図２に示す例では、３ＧおよびＬＴＥのそれぞれの基地局機能がＢＢＵとＲＲＨとに分離された装置を例示したが、３ＧおよびＬＴＥの統合基地局として、ＢＢＵとＲＲＨとが一体に形成されている装置構成を有していても良い。

＜Ｃ−ＢＢＵの構成例＞
＜＜ハードウェア構成＞＞
Ｃ−ＢＢＵ２１は、制御部，ベースバンド部，伝送路インタフェース部として機能する装置であり、制御部は、基地局全体の制御および呼制御のプロトコルや制御監視を行う。伝送路インタフェース部は、イーサネットなどの伝送路を接続し、ＩＰｓｅｃやＩＰｖ６などのプロトコルを処理してＩＰパケットの授受を行う。ベースバンド部は、伝送路インタフェース部を通じて授受されるＩＰパケットと、無線で伝送するベースバンド信号との変換（変復調）を行う。

図３は、図２に示したＣ−ＢＢＵ２１，ＲＲＨ２２およびＲＲＨ２３のハードウェア構成例を示す図である。図３において、Ｃ−ＢＢＵ２１は、バスＢを介して接続されたCentral Processing Unit（ＣＰＵ）２１１と、メモリ２１２と、Large Scale Integrated circuit（ＬＳＩ）２１３と、ＣＰＲＩ回路２１４ａ，２１４ｂと、ネットワークインタフ
ェース（ＮＩＦ）２１５とを備えている。

メモリ２１２は、「記憶装置」，「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」の一例である。メモリ２１２は、主記憶装置と、補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、ＣＰＵ２１１のワークエリア（作業領域）として使用される。主記憶装置は、例えば、Random Access Memory（ＲＡＭ），或いはＲＡＭとRead Only Memory（ＲＯＭ）との組み合わせで形成される。

補助記憶装置は、ＣＰＵ２１１によって実行されるプログラム、およびプログラムの実行に際して使用されるデータを記憶する。補助記憶装置は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ），Solid State Drive（ＳＳＤ），フラッシュメモリ，Erasable Programmable Read Only Memory（ＥＰＲＯＭ）の中から少なくとも１つ選択される。補助記憶装
置は、ＣＤ，ＤＶＤ，ブルーレイなどのディスク記録媒体を含み得る。

ＬＳＩ２１３は、例えば、汎用のＬＳＩ，Application Specific Integrated Circuit
（ＡＳＩＣ），Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）のようなプログラマブルロ
ジックデバイス（ＰＬＤ）の少なくとも１つで形成可能である。ＬＳＩ２１３は、Digital Signal Processor（ＤＳＰ）を含む場合もあり得る。

ＬＳＩ２１３は、上記したベースバンド処理部としての動作を行う集積回路である。ＬＳＩ２１３は、ユーザプレーン（Ｕプレーン）の信号に関して、上述したＩＰパケットとベースバンド信号との変換処理を行う。また、ＬＳＩ２１３は、ＵＥから受信されるベースバンド信号や、コアネットワーク，他の基地局（隣接基地局）などから受信されるＩＰパケットから得られた制御信号をＣＰＵ２１１に渡す処理を行う。一方、ＬＳＩ２１３は、ＣＰＵ２１１から得られる制御信号をコアネットワークや他の基地局向けのＩＰパケットに変換したり、ＵＥ向けのベースバンド信号に変換したりする処理を行う。

ＮＩＦ２１５は、上述した伝送路インタフェース部として動作するインタフェース回路ないしインタフェース装置である。ＮＩＦ２１５は、イーサネット（ＬＡＮ）のような伝送路（リンクＬ１）を収容し、伝送路を介してＭＭＥ３１，Ｓ−ＧＷ３３，隣接する基地局などの他の通信機器と接続され、これらの通信機器との間でＩＰパケットの送受信処理を行う。ＮＩＦ２１５として、例えば、ＬＡＮカード、或いはネットワークインタフェースカードを適用することができる。

ＣＰＲＩ回路２１４ａおよび２１４ｂ（両者を区別しない場合には、「ＣＰＲＩ回路２１４」と表記する）は、ＣＰＲＩをサポートするＲＲＨとのインタフェース回路である。ＣＰＲＩ回路２１４ａは、光ファイバまたはメタルケーブルを介してＬＴＥ用のＲＲＨ２２と接続され、ＣＰＲＩ回路２１４ｂは、光ファイバまたはメタルケーブルを介して３Ｇ用のＲＲＨ２３と接続される。ＣＰＲＩ回路２１４は、対応するＲＲＨ向けのベースバンド信号をＣＰＲＩに基づく信号形式を有する信号（「ＣＰＲＩ信号」と呼ぶ）に変換してＲＲＨへ送る。また、ＣＰＲＩ回路２１４は、対応するＲＲＨから受信されたＣＰＲＩ信号を元のベースバンド信号に戻してＬＳＩ２１３に入力する。

ＣＰＵ２１１は、メモリ２１２の補助記憶装置に記憶されたプログラムを主記憶装置にロードして実行する。これによって、ＣＰＵ２１１は、上記した制御部として動作する。ＣＰＵ２１１は、「プロセッサ」，「制御装置」の一例である。「プロセッサ」は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）やＤＳＰを含む概念である。また、ＣＰＵ２１１が実行する処理は、例えば、集積回路を用いたハードウェアロジックによって実行されるようにしても良い。例えば、ＣＰＵ２１１によって行われる処理が、ＬＳＩ２１３にて実行されるようにしても良い。

ＲＲＨ２２は、ｅＮｏｄｅＢの無線部として機能する装置である。ＲＲＨ２２は、ＣＰＲＩ回路２４と、ＲＦ回路２５と、アンテナ２６とを含んでいる。ＣＰＲＩ回路２４は、ＣＰＲＩ回路２１４ａから受信するＣＰＲＩ信号をベースバンド信号に戻しＲＦ回路２５に送る。また、ＣＰＲＩ回路２４は、ＲＦ回路２５からのベースバンド信号をＣＰＲＩ信号に変換してＣＰＲＩ回路２１４ａへ送る。

ＲＦ回路２５は、例えば、変復調回路と、アップコンバータと、パワーアンプ（ＰＡ）と、デュプレクサと、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）と、ダウンコンバータとを含む。デュプレクサは、送受信アンテナであるアンテナ２６に接続されている。

変復調回路は、ＣＰＲＩ回路２４からのベースバンド信号をアナログ信号に変調したり、ダウンコンバータからのアナログ信号をベースバンド信号に変換してＣＰＲＩ回路２４へ送ったりする。アップコンバータは、変復調回路で変調されたアナログ信号を所定の無線周波数（ＲＦ）の信号にアップコンバートする。ＰＡは、アップコンバートされた信号を増幅する。増幅された信号はデュプレクサを介してアンテナ２６から電波として放射さ
れる。電波は配下のＵＥ１８Ａにより受信される。

アンテナ２６は、配下のＵＥ１８Ａからの無線信号を受信する。デュプレクサは、無線信号をＬＮＡに接続する。ＬＮＡは、無線信号を低雑音増幅する。ダウンコンバータは、低雑音増幅された信号をアナログ信号にダウンコンバートする。変復調回路は、アナログ信号の復調処理によって、アナログ信号をベースバンド信号に変換し、ＣＰＲＩ回路２４に送る。

ＲＲＨ２３は、３Ｇの基地局（ＮｏｄｅＢ）の無線部として機能する装置である。ＲＲＨ２３は、ＣＰＲＩ回路２７と、ＲＦ回路２８と、アンテナ２９とを含んでいる。ＣＰＲＩ回路２７は、ＣＰＲＩ回路２１４ｂから受信するＣＰＲＩ信号をベースバンド信号に戻してＲＦ回路２８に送る。また、ＣＰＲＩ回路２７は、ＲＦ回路２８からのベースバンド信号をＣＰＲＩ信号に変換してＣＰＲＩ回路２１４ｂへ送る。

ＲＦ回路２８は、例えば、ＲＦ回路２５と同様の動作を行う変復調回路と、アップコンバータと、パワーアンプ（ＰＡ）と、デュプレクサと、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）と、ダウンコンバータとを含む。ＲＦ回路２８は、送受信アンテナであるアンテナ２９と接続されている。アンテナ２９は、配下のＵＥ１９Ａとの無線通信（電波の送受信）を行う。

なお、実施形態１の通信ＩＦ１１として、ＮＩＦ２１５を適用することができる。また、実施形態１の制御装置１２として、ＣＰＵ２１１およびＬＳＩ２１３を適用することができる。また、実施形態１の無線ＩＦ１３として、ＲＦ回路２５およびアンテナ２６を適用し、無線ＩＦ１４として、ＲＦ回路２８およびアンテナ２９を適用することができる。

＜＜Ｃ−ＢＢＵの機能的構成＞＞
図４は、図３に示したＣ−ＢＢＵ２１の構成例を模式的に示す図である。図３において、Ｃ−ＢＢＵ２１は、無線処理部２２０を含んでいる。また、Ｃ−ＢＢＵ２１は、ｅＮｏｄｅＢ（ＬＴＥの無線ネットワーク）相当の構成要素として、ベースバンド（ＢＢ）処理部（ＬＴＥ）２２１と、呼制御部（ＬＴＥ）２２２と、伝送路処理部２２３とを含んでいる。

一方、Ｃ−ＢＢＵ２１は、３Ｇの無線ネットワーク（ＮｏｄｅＢおよびＲＮＣ）相当の構成要素として、ＢＢ処理部（３Ｇ）２２４と、呼制御部（３Ｇ）２２５と、ＲＮＣ処理部（３Ｇ）２２６とを含んでいる。さらに、Ｃ−ＢＢＵ２１は、ＬＴＥと３Ｇ間で共通な構成要素として、信号変換部２２７を含んでいる。

無線処理部２２０は、図３に示すＲＲＨ２２およびＣＰＲＩ回路２１４ａと、ＲＲＨ２３およびＣＰＲＩ回路２１４ｂとによる機能である。無線処理部２２０は、ＢＢＵ２２１との間で、ＬＴＥに係るベースバンド信号の送受信を行い、ＢＢＵ２２４との間で３Ｇに係るベースバンド信号の送受信を行う。

ＢＢ処理部２２１およびＢＢ処理部２２４は、図３に示したＬＳＩ２１３の機能である。ＢＢ処理部２２１は、ＬＴＥのベースバンド信号に係るベースバンド処理を行い、ＢＢ処理部２２４は、３Ｇのベースバンド信号に係るベースバンド処理を行う。

呼制御部２２２，呼制御部２２５，ＲＮＣ処理部２２６および信号変換部２２７は、ＣＰＵ２１１がプログラムを実行することによってなされる機能である。呼制御部２２２は、ＬＴＥのＵＥ１８Ａに係る呼設定，呼切断等の呼制御を行う。呼制御部２２５は、３ＧのＵＥ１９Ａに係る呼設定，呼切断等の呼制御を行う。伝送路処理部２２３は、ＮＩＦ２１５の機能である。

[ＲＮＣ処理部]
ＲＮＣ処理部２２６は、３ＧのＲＮＣとしての動作を行う。図５は、ＲＮＣ処理部２２６の構成例を示す図である。ＲＮＣ処理部２２６は、呼制御部２３１と、トランク処理部２３２と、ＯＰＳ処理部２３３と、通信処理部２３４とを有する。

呼制御部２３１は、ＵＥ１８ＡとのRadio Resource Control（ＲＲＣ）プロトコルおよびRadio Link Control（ＲＬＣ）プロトコルを終端する。ＲＲＣは呼受付制御やハンドオーバ制御を行う。ＲＬＣは、無線リソースの管理を行い、送受信信号の多重分離、再送などを行う。また、呼制御部２３１は、他の基地局（ＮｏｄｅＢ），他のＲＮＣ，ｘＧＳＮ４１などとの呼制御信号を終端する。

トランク処理部２３２は、各種の３Ｇに係る信号の終端処理を行う。例えば、トランク処理部２３２は、共通チャネルおよび個別チャネルの送受信データの信号処理、無線データリンクの終端、ＨＳＤＰＡチャネルのフレーム処理などを行う。

ＯＰＳ処理部２３３は、Ｃ−ＢＢＵ２１とネットワークを介して接続された監視装置であるＯＰＳ（オペレーションシステム）とのインタフェースを終端し、Ｃ−ＢＢＵ２１の３Ｇに係る処理２３５全体の監視制御を行う。通信処理部２３４は、他の処理部との通信を行う。

[信号変換部]
図６は、信号変換部２２７の構成例を示す図である。図６において、信号変換部２２２７は、信号制御部２４１と、プロトコル変換部２４２と、通信用制御データの記憶領域２４３とを有する。記憶領域２４３は、メモリ２１２上に形成される。

Ｃ−ＢＢＵ２１は、３ＧおよびＬＴＥに係るＣプレーンの信号と、Ｕプレーンの信号とを扱う。本明細書では、Ｃプレーンの信号を「制御信号」と呼び、Ｕプレーンの信号を「制御信号以外の信号」、或いは「ユーザデータ」または「ユーザパケット」と呼ぶ。

図７は、ＬＴＥのＣプレーンと３ＧのＣプレーンとの比較を示す図であり、図８は、ＬＴＥのＵプレーンと３ＧのＵプレーンとの比較を示す図である。図７に示すように、ＬＴＥと３Ｇとは、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）層以下については互換性がある。しかし、Ｓ１／Ｘ２層とＭ３ＵＡ／ＳＣＣＰ／ＲＡＮＡＰ層については互換性がない。一方、図８に示すように、Ｕプレーンでは、ＬＴＥと３Ｇとは、ＧＴＰ−Ｕ層以下の各層を共通にしている。

図６に戻って、信号制御部２４１は、ＣプレーンおよびＵプレーンの信号を受信し、その転送先を決定する。例えば、信号制御部２４１は、ＲＮＣ処理部２２６から受信した信号の送信先ノードを、通信用制御データの参照によって決定する。また、信号制御部２４１は、Ｃ−ＢＢＵ２１内および他のノードからの伝送路の負荷状況を示す情報を得て、記憶領域２４３に蓄積し、蓄積された情報を元に信号を通信経路を判断することができる。さらに、信号制御部２４１は、信号の送信先に応じてプロトコル変換が必要か否かを判断し、必要な場合には、プロトコル変換部２４２にプロトコル変換を指示する。

[[通信用制御データ]]
図９は、記憶領域２４３に記憶される通信用制御データのテーブルＴ１のデータ構造例を示す図である。図７において、テーブルＴ１は、架内通信ＩＤと、架内通信ＩＤに対応する送信先ノード情報（ＩＰアドレス）と、プロトコル変換の要否と、通信経由装置情報（ＩＰアドレス）と、ＬＴＥ経由情報とを含むことができる。

架内通信ＩＤは、Ｃ−ＢＢＵ２１内の内部通信用のＩＤである。送信先ノード情報は、信号の宛先ノードを示す。例えば、信号がｘＧＳＮ４１向けであれば、送信先ノード情報として、ｘＧＳＮ４１のＩＰアドレスが記憶される。信号がＭＭＥ３１向けであれば、送信先ノード情報としてＭＭＥ３１のＩＰアドレスが記憶される。信号が隣接基地局向けであれば、当該基地局のＩＰアドレスが記憶される。

プロトコル変換の要否は、３ＧとＬＴＥとの間のプロトコル変換（通信プロトコルに基づく信号形式（フォーマット）の変換）が必要か否かを示す情報である。例えば、プロトコル変換が必要であれば、“要”を示す情報が設定され、不要であれば、“不要”を示す情報が設定される。例えば、要不要の情報は、“要”および“不要”のうちの一方を示すフラグが設定される。但し、“要”および“不要”のうちの一方についての情報が設定されるようにしても良い。

通信経由装置情報は、送信先ノードへの通信が経由する装置（経由ノード）を示す情報であり、例えば、当該ノードのＩＰアドレスが記憶される。例えば、ｘＧＳＮ４１向けの信号に対しては、経由ノードの情報として、例えばＭＭＥ３１のＩＰアドレスが記憶される。

ＬＴＥ経由情報は、信号を送信するインタフェースの識別情報が記憶される。例えば、ＭＭＥ３１（コアネットワーク４０）向けの信号であれば、インタフェース情報として、Ｓ１インタフェースの識別情報が記憶される。或いは、隣接基地局向けの信号であれば、Ｘ２インタフェースの識別情報が記憶される。

なお、送信先ノード情報、通信経由装置情報として登録される情報は、装置またはノードの識別情報（識別子）であっても良い。この場合、識別情報とＩＰアドレスとの対応テーブルが別途設けられ、識別情報からＩＰアドレスが割り出される。

[上り信号処理]
図１０は、信号変換部２２７における上り信号の処理例を示すフローチャートである。フローチャートに示す処理は、信号変換部２２７として動作するＣＰＵ２１１がプログラムを実行することによってなされる。

最初の１１では、信号変換部２２７の信号制御部２４１は、ＲＮＣ処理部２２６または呼制御部２２２からの上り方向の信号（上り信号）を待機する。上り信号は、無線ネットワーク→コアネットワーク方向の信号の他、例えば、基地局間でやりとりされる信号（Ｘ２インタフェースの信号）も含む。

上り信号が受信されると、信号制御部２４１は、記憶領域２４３中のテーブルＴ１を参照して、信号に含まれる架内通信ＩＤに対応するエントリをテーブルＴ１から検索し、エントリ中の送信先ノード情報を有するノードを送信先ノードとして特定する（１２）。

続いて、信号制御部２４１は、検索されたエントリ中のプロトコル変換要否の情報（フラグ）を参照することによって、信号に対するプロトコル変換を行うか否かを判定する（１３）。プロトコル変換を要しない場合（１３，Ｎｏ）には、処理が１５に進む。これに対し、プロトコル変換を要する場合（１３，Ｙｅｓ）には、処理が１４に進む。なお、プロトコル変換を要しないことは、上り信号がＬＴＥの信号であることを意味し、プロトコル変換を要することは、上り信号が３Ｇの信号であることを意味する。

１４の処理では、信号制御部２４１がプロトコル変換部２４２にプロトコル変換の指示
を与え、プロトコル変換部２４２が上り信号に対するプロトコル変換（３Ｇ→ＬＴＥ）を行う。プロトコル変換の詳細については後述する。

１５に処理が進んだ場合には、信号制御部２４１は、信号を含むＩＰパケットの生成および送信処理を行う。すなわち、信号制御部２４１は、信号（プロトコル変換を要しない信号、およびプロトコル変換された信号）を含むＩＰパケットを生成し、伝送路処理部２２３にＩＰパケットを与える。このとき、信号制御部２４１は、ＩＰパケットの宛先アドレスに、検索されたエントリ中の通信経由装置情報としてのＩＰアドレスを設定する。伝送路処理部２２３は、ＩＰパケットを送信する。ＩＰパケットは、通信経由装置（例えばＭＭＥ３１）で受信される。

[下り信号処理]
図１１は、信号変換部２２７における下り信号の処理例を示すフローチャートである。フローチャートに示す処理は、信号変換部２２７として動作するＣＰＵ２１１がプログラムを実行することによってなされる。

最初の２１において、信号変換部２２７の信号制御部２４１は、下り方向（コアネットワーク→無線ネットワーク）の信号（下り信号）を待機する。下り信号が受信されると、信号制御部２４１は、下り信号がＣプレーンの信号であるか否かを判定する（２２）。例えば、信号制御部２４１は、信号のフォーマット（図７、図８参照）を解析することで、信号が制御信号かユーザデータかを判定することができる。信号がＣプレーンの信号である場合には、処理が２３へ進み、信号がＵプレーンの信号である場合には処理が２７へ進む。

２３では、信号制御部２４１は、信号に対するプロトコル変換を要するか否かを判定する。当該判定は、例えば、２２の処理でなされた解析において、信号の宛先（例えば、宛先ＩＰアドレス）がＲＮＣ処理部２２６（ＲＮＣ）か否か（または宛先が呼制御部２２２（ｅＮｏｄｅＢ）であるか）によって行うことができる。宛先ＩＰアドレスがＲＮＣ処理部２２６のＩＰアドレスであれば、プロトコル変換要と判定し、そうでなければ（または宛先ＩＰアドレスが呼制御部２２２であれば）、プロトコル変換不要と判定する。プロトコル変換を要する場合（２３，Ｙｅｓ）には、処理が２４へ進み、そうでない場合（２３，Ｎｏ）には、処理が２６へ進む。

２４では、信号制御部２４１は、プロトコル変換部２４２に指示を与え、プロトコル変換部２４２が指示に従って信号のプロトコル変換（ＬＴＥ→３Ｇ）を行う。プロトコル変換が終了すると、信号制御部２４１は、変換によって得られた信号をＲＮＣ処理部２２６へ送る。

２６に処理が進んだ場合には、信号制御部２４１は、信号を呼制御部２２２へ送る。このように、信号制御部２４１は、ＬＴＥの下り信号を呼制御部２２２へ振り分ける一方で、３Ｇの下り信号をプロトコル変換の後にＲＮＣ処理部２２６へ振り分けることができる。

２７に処理が進んだ場合には、信号制御部２４１は、ユーザデータを呼制御部２２２とＲＮＣ処理部２２６とに振り分ける。例えば、信号制御部２４１は、ユーザデータに含まれるＴＥＩＤ（Tunnel endpoint identifier）に従ったユーザデータの振分を行うことができる。

ＴＥＩＤは、ＬＴＥのＵＥ１８Ａ、３ＧのＵＥ１９Ａのそれぞれに関するユーザデータを転送するためのトンネル（ＧＴＰ−Ｕ（GPRS Tunneling Protocol for User Plane）パ
ス）の識別子である。記憶領域２４３（メモリ２１２）には、ＴＥＩＤと振分先を示す情報との対応テーブル（図示せず）が記憶される。信号制御部２４１は、下り信号のＴＥＩＤに対応する振分先の情報を対応テーブルから得ることで、下り信号の転送先を知ることができる。信号制御部２４１は、振分先を示す情報に従って、下り信号をＲＮＣ処理部２２６と呼制御部２２２との一方に転送する。

[プロトコル変換]
次に、プロトコル変換部２４２でなされるプロトコル変換を含む、ＬＴＥ網を経由する３Ｇ呼（「3G over LTE呼」、「ＬＴＥ擬似呼」という）に係るプロトコル変換について
説明する。図１２は、プロトコル変換の説明図であり、3G over LTEの実施時におけるＣ
プレーンの信号（制御信号）のプロトコルスタックの変化の一例を示す。

ＲＮＣ処理部２２６は、３ＧのＵＥ１９Ａとの無線接続によって、ＲＲＣおよびＲＬＣのコネクションを設定する。ＵＥ１９Ａから送信される制御信号のプロトコルスタックＡは、ＰＨＹ層，ＭＡＣ（Media Access Control）層，ＲＬＣ層，およびＲＲＣ層で形成される。

ＲＮＣ処理部２２６は、ＵＥ１９Ａからの呼設定要求のメッセージを含む制御信号を受信する。呼設定要求は、Ｃ−ＢＢＵ２１と無線接続されたＵＥ１９ＡがＣ−ＢＢＵ２１を介した呼の確立を要求するメッセージである。

ＲＮＣ処理部２２６は、制御信号のＲＬＣおよびＲＲＣを終端し、制御信号のプロトコルスタックをＰＨＹ層，ＭＡＣ層，ＩＰ層，Ｍ３ＵＡ／ＳＣＣＰ層およびＲＡＮＡＰ層で形成されたプロトコルスタックＢへ変換する。なお、プロトコルスタックＢは、ＳＴＣＰ層を含む場合がある。

ＲＮＣ処理部２２６は、制御信号（プロトコルスタックＢ）を信号変換部２２７に供給する。信号変換部２２７は、制御信号を受けて、上り信号に対する処理（図１０）を実行する。このとき、信号変換部２２７のプロトコル変換部２４２によって、プロトコル変換（図１０の１４の処理）が実行される。

プロトコル変換部２４２は、3G over LTEの実施のために、プロトコルスタックＢに従
った信号形式を有する制御信号を、Ｓ１インタフェース上のプロトコルに適合したＰＨＹ層，ＭＡＣ層，ＩＰ層の上位にＳＣＴＰ層およびＳ１ＡＰ層を追加したプロトコルスタックＣに変換する。

ＭＭＥ３１は、制御信号中のＳ１ＡＰ層の情報を解釈して動作を行う。このため、ＭＭＥ３１は、受信された制御信号中にＳ１ＡＰ層が無ければ、その制御信号を扱うことができない。プロトコル変換によってＳ１ＡＰ層を追加することで、制御信号がＭＭＥ３１で解釈可能な信号形式にされる。なお、図１２のプロトコルスタックＣでは、Ｍ３ＵＡ／ＳＳＣＰ層およびＲＡＮＡＰ層の図示は省略しており、これらの層の情報は、信号変換部２２７による変換後の制御信号中に含まれている。

図１３は、ＭＭＥ３１向けの呼設定要求（UE INITIAL CONTEXT SETUP）の制御信号において、Ｓ１ＡＰ層に設定されるパラメータ（情報）の一例を示す図である。図１３において、例えば、“MME UE S1AP ID”は、ＭＭＥ内のＳ１インタフェース上でＵＥを一意に識別する識別情報であり、“eNB UE S1AP ID”は、基地局内のＳ１インタフェース上でＵＥを一意に識別する識別情報である。

3G over LTEが実施される場合、すなわち、プロトコル変換部２４２でプロトコル変換
が実施される場合には、プロトコル変換部２４２は、制御信号のＳ１ＡＰ層に、“3G over LTE”の識別子（識別情報）を含める。当該識別子は、呼設定要求のメッセージ（制御
信号）をＭＭＥ３１からｘＧＳＮ４１へ転送することを意味する。即ち、当該識別情報は、ＭＭＥ３１において、呼設定要求をｘＧＷＮ４１へ転送する指示（転送指示）として解釈される。このように、プロトコル変換部２４２は、ｘＧＳＮ４１向けの制御信号（プロトコルスタックＢ）と、ｘＧＳＮ４１への転送指示（“3G over LTE”の識別子）とを含
んだ制御信号（プロトコルスタックＣ）を生成する。

プロトコルスタックＣの制御信号のＩＰ層に関して、信号制御部２４１によりテーブルＴ１から得られた送信先ノードのＩＰアドレスが宛先アドレスとして設定される。信号制御部２４１は、プロトコルスタックＣの信号形式を有する制御信号を含むＩＰパケットを生成し、通信経由装置のＩＰアドレスをＩＰパケットの宛先アドレスに設定し（制御信号をＩＰヘッダでカプセル化し）、伝送路処理部２２３（ＮＩＦ２１５）へ送る（図１０の１５）。伝送路処理部２２３から、ＩＰパケットが送信され、ＭＭＥ３１で受信される。

ＭＭＥ３１は、Ｃ−ＢＢＵ２１から受信されたＩＰパケットの宛先アドレスが自装置宛てであると判断すると、ＩＰパケット中の制御信号（プロトコルスタックＣ）に対する処理を行う。ＭＭＥ３１は、制御信号中のＳ１ＡＰ層を解析する。このとき、ＭＭＥ３１は、制御信号が呼設定要求であり、且つ“3G over LTE”の識別子が含まれていると判断す
ると、当該制御信号をｘＧＳＮ４１（ＳＧＳＮを含む）へ転送する。なお、ＭＭＥ３１において、ｘＧＳＮ４１のＩＰアドレスは既知であり、ＭＭＥ３１は、制御信号（プロトコルスタックＤ）を含むＩＰパケットをｘＧＳＮ４１へ送る。

転送に当たり、ＭＭＥ３１は、制御信号の信号形式を、ＭＭＥ−ｘＧＳＮ間のＳ３インタフェース上のプロトコルスタックＤに変換し、ｘＧＳＮ４１へ送る。このとき、ＭＭＥ３１は、制御信号（プロトコルスタックＤ）のＧＴＰ−Ｃ層に、“3G over LTE”の識別
子を含める。

図１４は、ＧＴＰ−Ｃプロトコルのフォーマットを示す。“3G over LTE”の識別子は
、フォーマットを形成するフィールドの一つである「メッセージタイプ」のフィールドに設定される。

ｘＧＳＮ４１（ＳＧＳＮ）では、ＭＭＥ３１からの制御信号（プロトコルスタックＤ）を受信すると、ＧＴＰ−Ｃ層のメッセージタイプ（“3G over LTE”の識別子）に基づき
、当該制御信号が“3G over LTE”呼である旨の情報であると認識する。ｘＧＳＮ４１は
、制御信号の信号形式を元のプロトコルスタックＢに復元する。これにより、ＲＮＣ処理部２２６にて生成された３Ｇ呼の呼設定要求がＳＧＳＮで受信された状態となる。ｘＧＳＮ４１は、３Ｇプロトコル（ＲＡＮＡＰ，Ｍ３ＵＡ／ＳＣＣＰ）を終端する。

ｘＧＳＮ４１は、“3G over LTE”呼である旨の情報（「紐づけ用情報」）を記憶する
。紐づけ用情報は、例えば、ＲＮＣとＵＥ１９Ａとの少なくとも一方の識別情報を含む。紐づけ用情報は、ｘＧＳＮ４１がＲＮＣやＵＥ向けの制御信号を生成したときに、その制御信号をＭＭＥ３１経由で送信するか否かを判定するために使用される。

ｘＧＳＮ４１は、呼設定要求に基づき、ＵＥ１９Ａの認証秘匿手順を行う。このとき、ｘＧＳＮ４１は、ＵＥ１９Ａ向けの下り信号（プロトコルスタックＢ）を生成する。ｘＧＳＮ４１は、記憶しておいた紐づけ用情報を用いて、制御信号をＭＭＥ３１経由で送るか否かを判定する。

例えば、ｘＧＳＮ４１は、下り信号中のＵＥ１９Ａの識別情報が紐づけ用情報と合致す
る場合には、下り信号をＭＭＥ３１向けの信号形式（プロトコルスタックＤ）に変換するとともに、ＧＴＰ−Ｃ層のメッセージタイプに“3G over LTE”の識別子を設定する。

ＭＭＥ３１は、ｘＧＳＮ４１からの下り信号を受信すると、下り信号の信号形式をプロトコルスタックＣに変換する。この変換において、ＧＴＰ−Ｃ層に設定された“3G over LTE”の識別子は、Ｓ１ＡＰ層に含まれる。ＭＭＥ３１は、下り信号の宛先を参照して、
下り信号をＣ−ＢＢＵ２１へ送信する。

Ｃ−ＢＢＵ２１において、下り信号は、伝送路処理部２２３（ＮＩＦ２１５）で受信され、信号変換部２２７（ＣＰＵ２１１）に与えられる。信号変換部２２７は、下り信号の処理（図１１）を実行する。これによって、下り信号の信号形式がプロトコルスタックＢに変換され、ＲＮＣ処理部２２６に与えられる。下り信号は、ＲＮＣ処理部２２６でプロトコルスタックＡの信号形式に変換され、ＵＥ１９Ａへ送信される。

その後、ＵＥ１９Ａから送信されるｘＧＳＮ４１向けのＣプレーンの信号（制御信号）についても、上述したようなプロトコル変換が実行され、ＭＭＥ３１経由でｘＧＳＮ４１へ送られる。

＜ＵＥの構成例＞
図１５は、無線端末（ＵＥ）のハードウェア構成例を示す図である。図１５には、一例として、ＬＴＥおよび３Ｇの双方をサポートするＵＥ１８０のハードウェア構成例が示されている。ＵＥ１８０は、図２に示したＵＥ１８ＡとしてもＵＥ１９Ａとしても使用できる。

図１５において、ＵＥ１８０は、バスＢ１を介して接続されたＣＰＵ１８１と、メモリ１８２と、ＬＳＩ１８３とを含む。ＬＳＩ１８３には、ＬＴＥ用のＲＦ回路１８４と、３Ｇ用のＲＦ回路１８６とが接続されている。ＲＦ回路１８４には、送受信アンテナ１８５が接続されており、ＲＦ回路１８６には、送受信アンテナ１８７が接続されている。さらに、ＵＥは、音声通話用のマイクロフォンおよびスピーカを備えているが、図示は省略されている。

メモリ１８２は、メモリ２１２と同様の構成を採用することができ、ＣＰＵ１８１によって実行されるプログラムとプログラムの実行に際して使用されるデータとを記憶する。また、メモリ１８２は、ＣＰＵ１８１の作業領域として使用される。

ＣＰＵ１８１は、プログラムの実行によって、基地局との無線接続手順や、呼設定手順、ハンドオーバ手順などを実行する。これらの手順の実行に際してＣＰＵ１８１は、制御信号を生成する。また、ＣＰＵ１８１は、ＵＥ１８０の通信相手に送るユーザデータ（音声データを含む）を生成する。制御信号およびユーザデータは、ＬＳＩ１８３に渡される。

ＬＳＩ１８３は、制御信号およびユーザデータに対するディジタルベースバンド処理を行い、ＬＴＥ向けのベースバンド信号をＲＦ回路１８４に送り、３Ｇ向けのベースバンド信号をＲＦ回路１８６に送る。一方、ＬＳＩ１８３は、ＲＦ回路１８４、ＲＦ回路１８６からのベースバンド信号を制御信号またはユーザデータに変換し、ＣＰＵ１８１に送る。

ＲＦ回路１８４，ＲＦ回路１８６のそれぞれは、ＲＦ回路２５やＲＦ回路２８について説明したような、変復調回路，アップコンバータ，ＰＡ，デュプレクサ，ＬＮＡ，ダウンコンバータを備える。アンテナ１８５は、ＬＴＥの無線信号の送受信を行い、アンテナ１８７は３Ｇの無線信号の送受信を行う。

ＬＴＥと３ＧとのうちＬＴＥのみをサポートするＵＥ（ＵＥ１８Ａ）からは、ＲＦ回路１８６および送受信アンテナ１８７が省略される。逆に、３ＧのみをサポートするＵＥ（ＵＥ１９Ａ）からは、ＲＦ回路１８４および送受信アンテナ１８５が省略される。

実施形態２における無線端末（ＵＥ）は、３ＧおよびＬＴＥの少なくとも一方をサポートし、基地局と無線通信可能である限りにおいて、スマートフォン，タブレット端末，スマートメータなどの様々な無線端末を含む。スマートメータは、センサや測定装置を用いて所定の物理量などを測定し、その測定結果を無線通信により他の通信機器に伝達する無線端末である。また、無線端末は、基地局ないしアクセスポイント装置と無線通信を行うものであれば良く、携帯端末と固定端末とのいずれであっても良い。

Ｃ−ＢＢＵ２１を利用可能な無線端末に対し、ＬＴＥまたは３Ｇの少なくとも一方をサポートする限り、利用に係る制限は設けられない。もっとも、無線端末が通信に必要とするデータ量に応じて、利用するＲＡＴが選択されるようにしても良い。

例えば、ＬＴＥの通信速度が３Ｇよりも速いことに鑑み、スマートメータのような、通信データ量が少ないと考えられる無線端末が３Ｇを使用し、スマートメータよりも通信データ量が多いスマートフォンなどがＬＴＥを使用することが考えられる。

＜3G over LTEの設定シーケンス＞
図１６は、３ＧのＵＥ１９Ａに対する3G over LTE呼の設定手順例を示すシーケンス図
である。図１６において、３ＧのＲＲＨ２３によって形成されるセルまたはセクタ内に位置するＵＥ１９Ａは、Ｃ−ＢＢＵ２１の呼制御部２２５（ＮｏｄｅＢ）を介してＲＮＣ処理部２２６（ＲＲＣ）との間でＲＲＣコネクションを設定する（図１６＜１＞）。ＲＲＣコネクションの設定により、ＵＥ１９Ａは、３Ｇの無線ネットワークと無線接続された状態となる。

続いて、ＵＥ１９Ａは、ｘＧＳＮ４１向けの呼設定要求の制御信号（Initial Direct Transfer）を送信する（図１６＜２＞）。当該呼設定要求は、Ｃ−ＢＢＵ２１で受信され
、信号変換部２２７による上り信号処理（図１０）で、“3G over LTE”の識別子（転送
指示）を含むＭＭＥ３１向けの信号形式（図１２：プロトコルスタックＣ）に変換される。呼設定要求は、ＭＭＥ３１に送信される。ＭＭＥ３１は、呼設定要求を転送指示に従ってｘＧＳＮ４１へ転送する（図１６＜２Ａ＞）。

ｘＧＳＮ４１（ＳＧＳＮ）は、呼設定要求を受信すると、ＵＥ１９Ａとの間で所定の認証秘匿手順を実施する（図１６＜３＞）。このとき、ｘＧＳＮ４１からＵＥ１９Ａ向けの制御信号は、信号変換部２２７の下り信号処理（図１１）にてプロトコル変換される。また、ＵＥ１９ＡからｘＧＳＮ４１向けの制御信号は、信号変換部２２７の上り信号処理（図１０）にてプロトコル変換される。

ｘＧＳＮ４１は、ＵＥ１９Ａを認証すると、ＭＳＣ／ＶＬＲ４２にＵＥ１９Ａの位置登録を要求する（図１６＜４＞）。ＭＳＣ／ＶＬＲ４２は、位置登録要求に基づく処理が終了すると、ＨＳＳ３２に対してＵＥ１９Ａの位置登録を要求する（図１６＜５＞）。ＨＳＳ３２は、ＵＥ１９Ａの位置登録を行い、その終了を示す応答メッセージをＭＳＣ／ＶＬＲ４２に返信する（図１６＜６＞）。ＭＳＣ／ＶＬＲ４２は、応答メッセージを受けて、位置登録応答メッセージをｘＧＳＮ４１に返信する（図１６＜７＞）。

すると、ｘＧＳＮ４１は、ＲＮＣ向けのべアラ設定要求の制御信号を生成し、送信する（図１６＜８＞）。このベアラ設定要求は、ＭＭＥ３１を経由してＣ−ＢＢＵ２１で受信
され、信号変換部２２７を介してＲＮＣ処理部２２６へ到達する。ＲＮＣ処理部２２６は、ベアラ設定要求に含まれた各種のパラメータを保持し、ベアラ設定要求を信号変換部２２７に折り返す（図１６＜９＞）。

信号変換部２２７は、ＲＮＣ処理部２２６からのベアラ設定要求に含まれた各種の情報（パラメータ）を元にＭＭＥ３１向けのベアラ設定要求を生成し（図１６＜１０＞）、ＭＭＥ３１へ送信する（図１６＜１１＞）。すなわち、３Ｇのベアラ設定要求がＭＭＥ向けのベアラ設定要求に変換される。

ＭＭＥ３１は、ベアラ設定要求を受信すると、コアネットワーク３０上でＵＥ１９Ａの信号（ユーザデータ）の通信路を形成するために、例えばDomain Name System（ＤＮＳ）を用いてＳ−ＧＷ３３およびＰ−ＧＷ３４を選択する。ＭＭＥ３１は、選択したＳ−ＧＷ３３に対し、選択したＰ−ＧＷ３４の情報を含むベアラ設定要求を送信する（図１６＜１２＞）。

Ｓ−ＧＷ３３は、ベアラ設定要求を受けると、ベアラ設定要求で指定されたＰ−ＧＷ３４との間でベアラを設定する。さらに、Ｓ−ＧＷ３３は、Ｓ−ＧＷ３３とＣ−ＢＢＵ２１との間でベアラ（ＧＴＰ−Ｕパス）を設定する。これによって、Ｃ−ＢＢＵ２１〜Ｓ−ＧＷ３３〜Ｐ−ＧＷ３４（ＰＤＮ）間のユーザデータの通信路（ＬＴＥ伝送路）が形成される。

Ｓ−ＧＷ３３は、ベアラを設定すると、ベアラ設定応答のメッセージをＭＭＥ３１へ通知する（図１６＜１３＞）。ＭＭＥ３１は、ベアラ設定応答をＣ−ＢＢＵ２１へ送信する（図１６＜１４＞）。信号変換部２２７は、ＭＭＥ３１からのベアラ設定応答を元にＲＮＣ処理部２２６向けのベアラ設定応答のメッセージを生成し、ＲＮＣ処理部２２６に送る（図１６＜１５＞）。

ＲＮＣ処理部２２６は、ベアラ設定応答のメッセージに含まれた情報を必要に応じて記憶した後、ベアラ設定応答をｘＧＳＮ４１宛てに送信する（図１６＜１６＞）。ベアラ設定応答は、信号変換部２２７の上り信号処理にてＭＭＥ３１向けの形式に変換され、ＭＭＥ３１からｘＧＳＮ４１へ転送される。

ｘＧＳＮ４１は、ベアラ設定応答を受け取ると、ＲＮＣ向けのコンテキスト要求の制御信号（メッセージ）を生成し、紐づけ用情報に基づきＭＭＥ３１経由で送信する（図１６＜１７＞）。コンテキスト要求は、Ｃ−ＢＢＵ２１の信号変換部２２７でＲＮＣ処理部２２６向けの信号形式に変換され、ＲＮＣ処理部２２６に供給される。

ＲＮＣ処理部２２６は、コンテキスト設定要求を受け取ると、ＵＥ１９Ａとの間で無線ベアラを設定する（図１６＜１８＞）。無線ベアラが設定されると、ＲＮＣ処理部２２６は、コンテキスト設定応答の制御信号（メッセージ）をｘＧＳＮ宛てで送る（図１６＜１９＞）。コンテキスト設定応答は、信号変換部２２７の上り信号処理により、ＭＭＥ３１経由でｘＧＳＮ４１で受信される。

ｘＧＳＮ４１は、コンテキスト設定応答を受信すると、ベアラ更新要求の制御信号（メッセージ）を生成し、紐づけ用情報に基づいてＭＭＥ３１経由でＣ−ＢＢＵ２１へ送る（図１６＜２０＞）。ベアラ更新要求は、ベアラ設定要求と同様の手順および手法で、ＭＭＥ３１を経由してＣ−ＢＢＵ２１に送られ、信号変換部２２７を介してＲＮＣ処理部２２６へ到達する。ＲＮＣ処理部２２６は、ベアラ更新要求に含まれた各種のパラメータを保持し、ベアラ更新要求を信号変換部２２７に折り返す（図１６＜２１＞）。

信号変換部２２７は、ＲＮＣ処理部２２６からのベアラ更新要求に含まれた各種の情報（パラメータ）を元にＭＭＥ３１向けのベアラ更新要求を生成し（図１６＜２２＞）、ＭＭＥ３１へ送信する（図１６＜２３＞）。

ＭＭＥ３１は、ベアラ更新要求を受信すると、Ｓ−ＧＷ３３に対し、ベアラ更新要求を送信する（図１６＜２４＞）。Ｓ−ＧＷ３３は、ベアラ更新要求を受けると、ベアラ更新要求に含まれた無線ベアラに係る情報を用いてベアラの更新を行う。これによって、無線ベアラとベアラ（ＧＴＰ−Ｕパス）とからなるＵＥ１９Ａのユーザデータの通信路が確立される。

Ｓ−ＧＷ３３は、ベアラ更新が終わると、ベアラ更新応答のメッセージをＭＭＥ３１へ通知する（図１６＜２５＞）。ＭＭＥ３１は、ベアラ更新応答をＣ−ＢＢＵ２１へ送信する（図１６＜２６＞）。信号変換部２２７は、ＭＭＥ３１からのベアラ更新応答を元にＲＮＣ処理部２２６向けのベアラ更新応答のメッセージを生成し、ＲＮＣ処理部２２６に送る（図１６＜２７＞）。

ＲＮＣ処理部２２６は、ベアラ更新応答のメッセージに含まれた情報を必要に応じて記憶した後、ベアラ更新応答をｘＧＳＮ４１宛てに送信する（図１６＜２８＞）。ベアラ更新応答は、信号変換部２２７の上り信号処理にてＭＭＥ３１向けの形式に変換され、ＭＭＥ３１からｘＧＳＮ４１へ転送される。ｘＧＳＮ４１がベアラ更新応答を受信することで、3G over LTE呼の手順が終了する。

上記したシーケンスによれば、ｘＧＳＮ４１からＲＮＣ処理部２２６向けに送信されるベアラ設定要求（すなわち、３Ｇネットワーク向けのベアラ設定要求）が、信号変換部２２７でＬＴＥネットワーク向けのベアラ設定要求に変換される。これによって、３ＧのＵＥ１９の呼であっても、ユーザデータの通信路がＬＴＥネットワークに形成される。

なお、ＬＴＥのＵＥ１８Ａからの呼設定要求については、ＬＴＥに基づく通常のアタッチ手順が実行され、ＬＴＥ呼が確立される。

＜ＬＴＥから３Ｇへのハンドオーバ＞
図１７は、３ＧとＬＴＥとの双方をサポートするＵＥ１８ＢがＬＴＥから３Ｇへハンドオーバする場合の手順例を示すシーケンス図である。ＵＥ１８Ｂは、Ｃ−ＢＢＵ２１を通じてＬＴＥ呼を確立しており、ＬＴＥネットワークに接続された状態となっている（図１７＜１＞）。

ＵＥ１８Ｂは、３Ｇへのハンドオーバ（ＨＯ）の実施を決定すると、ハンドオーバ要求（ＨＯ要求）のメッセージをＭＭＥ３１へ送信する（図１７＜２＞，＜３＞）。ＭＭＥ３１は、ＨＯ要求を受け付けると、Ｃ−ＢＢＵ２１の呼制御部２２２向けにハンドオーバ指示（ＨＯ指示）を送信する（図１７＜４＞）。

ＨＯ指示を受信した呼制御部２２２は、ＵＥ１８Ｂに対して無線区間の切替指示を送る（図１７＜５＞）。ＵＥ１８Ｂは、切替指示を受信すると、呼制御部２２２（ｅＮｏｄｅＢ）との間の無線区間（ＬＴＥの無線リンク）を破棄し、Ｃ−ＢＢＵ２１の呼制御部２２５を介してＲＮＣ処理部２２６との間で、ＲＲＣコネクションを確立し、３Ｇの無線リンクを確立する（図示は省略）。

無線リンクが確立されると、ＵＥ１８Ｂは、無線区間の切替完了通知をＲＮＣ処理部２２６に送る（図１７＜６＞）。ＲＮＣ処理部２２６は、信号変換部２２７に対し、無線データ経路の変更通知を与える（図１７＜７＞）。信号変換部２２７は、変更通知に応じて
、ＵＥ１８Ｂに係る制御信号がＭＭＥ３１経由でｘＧＳＮ４１へ転送されるように、テーブルＴ１に記憶されたエントリの書き換えを行う。

ＲＮＣ処理部２２６は、ｘＧＳＮ４１宛てに、ハンドオーバに伴うリロケーション結果通知を送る（図１７＜８＞）。リロケーション結果通知は、信号変換部２２７における上り信号処理（図１０）によって、ＭＭＥ３１向けの信号形式に変換され、ＭＭＥ３１へ送信される。ＭＭＥ３１は、リロケーション結果通知の制御信号に含まれる転送指示に従ってリロケーション結果通知をｘＧＳＮ４１へ転送する。

以上によって、Ｃ−ＢＢＵ２１内でＬＴＥから３Ｇへのハンドオーバが実施されることで、ＬＴＥ擬似呼が確立された状態となる。Ｕプレーンに関しては３ＧとＬＴＥとの間で互換性があることから、ＬＴＥのアタッチ手順で確立されたユーザデータの通信路（ＧＴＰ−Ｕパス）については、３Ｇへのハンドオーバ後も使用が継続される。

＜実施形態の効果＞
実施形態２によれば、信号変換部２２７において、ｘＧＳＮ４１向けの制御信号が、当該制御信号と転送指示（“3G over LTE”の識別子）とを含むＭＭＥ４１向けの信号に変
換される。換言すれば、ｘＧＳＮ４１向けの制御信号と転送指示とを含むＭＭＥ４１向けの信号が生成される。これによって、ｘＧＳＮ４１向けの信号をＭＭＥ３１経由でｘＧＳＮ４１に送ることができる。従って、Ｃ−ＢＢＵ２１とｘＧＳＮ４１との間をリンクで接続するのを回避することができる。すなわち、ＲＮＣ−ＳＧＳＮ間のリンクを削減することができる。

また、ＬＴＥ擬似呼の確立手順では、Ｕプレーンのユーザデータの通信路が、３ＧのネットワークではなくＬＴＥのネットワーク上に形成される。これによって、Ｃ−ＢＢＵ２１の配下の無線端末に係るＧＴＰ−Ｕの管理・監視等が容易となる。また、Ｃ−ＢＢＵ２１内でＬＴＥから３Ｇへのハンドオーバが実行されるときに、ＧＴＰ−Ｕパス（ベアラ）の再設定を回避できるため、ハンドオーバ手順の簡易化を図ることができる。

さらには、ＬＴＥから３ＧへのハンドオーバにおけるｅＮｏｄｅＢ−ＮｏｄｅＢ間のネゴシエーションがＣ−ＢＢＵ２１の装置内で実施されるため、ハンドオーバに要する時間短縮を図ることができる。

以上説明した実施形態の構成は、必要に応じて組み合わせることができる。

１・・・通信装置
２・・・第１ノード
３・・・第２ノード
２Ａ・・・第１ネットワーク
３Ａ・・・第２ネットワーク
４，５・・・リンク
１１・・・通信インタフェース
１２・・・制御装置
１３，１４・・・無線インタフェース
１５・・・第１端末
１６・・・第２端末
１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１８０・・・ＵＥ
２１・・・Ｃ−ＢＢＵ
３１・・・ＭＭＥ
３３・・・Ｓ−ＧＷ
４１・・・ｘＧＳＮ
２１１・・・ＣＰＵ
２１２・・・メモリ（記憶装置）
２１３・・・ＬＳＩ
２１５・・・ネットワークインタフェース（通信インタフェース）
２２２・・・呼制御部（ＬＴＥ）
２２３・・・伝送路処理部
２２６・・・ＲＮＣ処理部
２２７・・・信号変換部
２４１・・・信号制御部
２４２・・・プロトコル変換部

Claims (8)

1. 第１無線通信規格をサポートし且つ前記第１無線通信規格と異なる第２無線通信規格をサポートする第２ノードと接続された第１ノードとリンクを介して接続される通信装置のネットワーク制御方法であって、
   前記通信装置が、
   前記第１無線通信規格をサポートする第１端末に関する前記第１ノード向けの制御信号を前記リンクを介して前記第１ノードへ送信し、
   前記第２無線通信規格をサポートする第２端末に関する前記第２ノード向けの制御信号と前記第２ノードへの転送指示とを含んだ前記第１ノード向けの制御信号を生成し、
   前記生成された制御信号を前記リンクを介して前記第１ノードへ送信する
   ことを含む通信装置のネットワーク制御方法。
2. 前記第２ノード向けの制御信号は、前記第２端末から受信される呼設定要求を含む
   請求項１に記載の通信装置のネットワーク制御方法。
3. 前記第２ノードが属する第２ネットワーク上に前記第２端末から送信される制御信号以外の信号の通信路を設定する旨の要求が前記呼設定要求を受けた前記第２ノードから前記第１ノード経由で受信されたときに当該要求を前記第１ノードが属する第１ネットワーク上に前記通信路を設定する前記第１ノード向けの要求に変換し、
   前記変換によって得られた要求を前記リンクを介して前記第１ノードへ送信する
   ことをさらに含む請求項２に記載の通信装置のネットワーク制御方法。
4. 前記通信装置に接続して前記第１無線通信規格に基づく通信をしている端末が前記第２無線通信規格に基づく通信へハンドオーバするときに、当該端末に関する前記第２ノード向けの制御信号を、当該制御信号と前記転送指示とを含んだ前記第１ノード向けの制御信号に変換する設定を行う
   請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置のネットワーク制御方法。
5. 第１無線通信規格をサポートし且つ前記第１無線通信規格と異なる第２無線通信規格をサポートする第２ノードと接続された第１ノードとリンクを介して接続される通信インタフェースと、
   前記第１無線通信規格をサポートする第１端末に関する前記第１ノード向けの制御信号を前記通信インタフェースから前記リンクを介して前記第１ノードへ送信する処理と、前記第２無線通信規格をサポートする第２端末に関する前記第２ノード向けの制御信号と前記第２ノードへの転送指示とを含んだ制御信号を生成する処理と、前記生成されたデータを前記通信インタフェースから前記リンクを介して前記第１ノードへ送信する処理と、を行う制御装置と、
   を含む通信装置。
6. 前記第２ノード向けの制御信号は、前記第２端末から受信される呼設定要求を含む
   請求項５に記載の通信装置。
7. 前記制御装置は、前記第２ノードが属する第２ネットワーク上に前記第２端末から送信される制御信号以外の信号の通信路を設定する旨の要求が前記呼設定要求を受けた前記第２ノードから前記第１ノード経由で前記通信装置に受信されたときに、当該要求を前記第１ノードが属する第１ネットワーク上に前記通信路を設定する前記第１ノード向けの要求に変換し、前記変換によって得られた要求を前記通信インタフェースから前記リンクを介して前記第１ノードへ送信する処理とを行う
   請求項５または６に記載の通信装置。
8. 第１無線通信規格をサポートし且つ前記第１無線通信規格と異なる第２無線通信規格をサポートする第２ノードと接続された第１ノードと、
   前記第１ノードとリンクを介して接続される通信インタフェース、および、前記第１無線通信規格をサポートする第１端末に関する前記第１ノード向けのデータを前記通信インタフェースから前記リンクを介して前記第１ノードへ送信する処理と、前記第２無線通信規格をサポートする第２端末に関する前記第２ノード向けの所定情報を含むデータを前記第１ノード向けのフォーマットを有し且つ前記第１ノードから前記第２ノードへ前記所定情報を転送する指示を示す情報が含まれたデータに変換する処理と、前記変換されたデータを前記通信インタフェースから前記リンクを介して前記第１ノードへ送信する処理と、を行う制御装置を含む通信装置と、
   を含む通信システム。

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