JP5758354B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関する。

３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格に従う様々な無線通信システムが活用されている。３ＧＰＰに規定されるＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution / System Architecture Evolution）規格に従う無線通信システムにおいては、ユーザデータの通信に使用される論理的な通信経路（ユーザプレーン経路（Ｕプレーン経路））が、サービングゲートウェイ（Serving Gateway）及び基地局であるｅＮＢ（evolved Node B）を経由してパケットゲートウェイ（PDN Gateway）とユーザ装置とに確立される。ユーザ装置は、確立されたＵプレーン経路を用いて外部ネットワーク（インターネット等）との通信を実行することが可能である。

より詳細には、パケットゲートウェイとユーザ装置とに確立されるＵプレーン経路（ＥＰＳベアラ）は、パケットゲートウェイとサービングゲートウェイとに確立されるＵプレーン経路（Ｓ５／Ｓ８ベアラ）、サービングゲートウェイと基地局（ｅＮＢ）とに確立されるＵプレーン経路（Ｓ１−Ｕベアラ）、及び基地局（ｅＮＢ）とユーザ装置とに確立されるＵプレーン経路（データ無線ベアラ）を含む。以上のＵプレーン経路の制御（確立、変更、解放等）は、交換局であるＭＭＥ（Mobile Management Entity）の主導の下に実行され得る。例えば、Ｓ１−Ｕベアラは、そのＳ１−Ｕベアラの端点となるサービングゲートウェイ及び基地局（ｅＮＢ）を交換局が制御する（すなわち、制御プレーン経路（Ｃプレーン経路）を介して、交換局がサービングゲートウェイ及び基地局と制御信号を送受信する）ことにより確立される。

3GPP TS 36.300 V10.6.0 (2011-12), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 10)

以上の無線通信システムが、ｅＮＢに加えて新たな種別の基地局を備えることを想定する。想定される新たな種別の基地局は、ｅＮＢが接続するのとは異なるサービングゲートウェイに接続することが可能である。また、想定される新たな種別の基地局の一部は交換局に対するＣプレーン経路を有さない。したがって、交換局がサービングゲートウェイと従来の基地局（ｅＮＢ）とに確立されるＵプレーン経路の制御を実行する従来の無線通信システムによれば、以上のような新たな種別の基地局を備えるシステム構成を実現することが困難である。

以上の事情を考慮して、本発明は、新たな種別の基地局を備える無線通信システムを実現することを目的とする。

本発明の無線通信システムは、ユーザ装置と、前記ユーザ装置と無線通信可能な複数の基地局と、複数のサービングゲートウェイと、ユーザデータ信号を伝送する経路であって前記基地局と前記サービングゲートウェイとに設定される論理経路であるユーザプレーン経路を制御する交換局とを備え、前記複数の基地局には、制御信号を伝送する経路であって前記交換局に対して設定される論理経路である制御プレーン経路を有する第１基地局と、前記交換局に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局とが含まれ、前記ユーザ装置は、各基地局から受信した無線信号の受信品質に関する測定情報と前記各測定情報に対応する基地局の識別情報とを含む報告情報を、無線接続中の第１基地局に報告する報告部を備え、前記第１基地局は、複数の第２基地局の識別情報を記憶する基地局リストを記憶する記憶部と、前記ユーザ装置から報告された前記測定情報に基づいて、当該測定情報に対応する基地局を１つの端点とするユーザプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、前記ユーザ装置から報告された前記識別情報に基づいて、当該識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを前記基地局リストを用いて判定する基地局判定部とを備える。

本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記経路設定判定部が前記ユーザプレーン経路を設定すべきと判定した場合であって、前記ユーザプレーン経路の１つの端点となるべき基地局が第２基地局であると前記基地局判定部が判定したときに、前記交換局に対し、前記制御プレーン経路を介して、前記ユーザプレーン経路を設定することを要求する経路設定要求を送信する経路設定要求部を備え、前記交換局は、前記経路設定要求が設定することを要求する前記ユーザプレーン経路の別の端点となるサービングゲートウェイを選択するゲートウェイ選択部を備える。

本発明の好適な態様において、前記第１基地局の前記記憶部が記憶する前記基地局リストは、第２基地局の識別情報と、当該識別情報に対応する第２基地局を１つの端点とするユーザプレーン経路の別の端点となるサービングゲートウェイの識別情報とを対応付けて記憶し、前記第１基地局は、前記経路設定判定部が前記ユーザプレーン経路を設定すべきと判定した場合であって、前記ユーザプレーン経路の１つの端点となるべき基地局が第２基地局であると前記基地局判定部が判定したときに、前記ユーザプレーン経路の別の端点となるサービングゲートウェイを、前記基地局リストを用いて選択するゲートウェイ選択部と、前記第２基地局と、前記ゲートウェイ選択部が選択した前記サービングゲートウェイとに前記ユーザプレーン経路を設定することを要求する経路設定要求を、前記制御プレーン経路を介して前記交換局に送信する経路設定要求部とを備える。

本発明の好適な態様において、前記交換局は、前記基地局リストを生成する基地局リスト生成部と、生成された前記基地局リストを前記第１基地局に動的に送信する基地局リスト送信部とを備える。

本発明の他の無線通信システムは、ユーザ装置と、前記ユーザ装置と無線通信可能な複数の基地局と、複数のサービングゲートウェイと、ユーザデータ信号を伝送する経路であって前記基地局と前記サービングゲートウェイとに設定される論理経路であるユーザプレーン経路を制御する交換局とを備え、前記複数の基地局には、制御信号を伝送する経路であって前記交換局に対して設定される論理経路である制御プレーン経路を有する第１基地局と、前記交換局に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局とが含まれ、前記ユーザ装置は、各基地局から受信した無線信号の受信品質に関する測定情報と前記各測定情報に対応する基地局の識別情報とを含む報告情報を、無線接続中の第１基地局に報告する報告部を備え、前記第１基地局は、前記ユーザ装置から報告された前記報告情報を、前記制御プレーン経路を介して前記交換局に送信する基地局送信部を備え、前記交換局は、複数の第２基地局の識別情報を記憶する基地局リストを記憶する記憶部と、前記ユーザ装置から報告された前記測定情報に基づいて、当該測定情報に対応する基地局を１つの端点とするユーザプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、前記ユーザ装置から報告された前記識別情報に基づいて、当該識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを前記基地局リストを用いて判定する基地局判定部とを備える。

本発明の好適な態様において、前記交換局は、前記経路設定判定部が前記ユーザプレーン経路を設定すべきと判定した場合であって、前記ユーザプレーン経路の１つの端点となるべき基地局が第２基地局であると前記基地局判定部が判定したときに、当該第２基地局を１つの端点とする前記ユーザプレーン経路の別の端点となるサービングゲートウェイを選択するゲートウェイ選択部を備える。

本発明の別の無線通信システムは、ユーザ装置と、前記ユーザ装置と無線通信可能な複数の基地局と、複数のサービングゲートウェイと、ユーザデータ信号を伝送する経路であって前記基地局と前記サービングゲートウェイとに設定される論理経路であるユーザプレーン経路を制御する交換局とを備え、前記複数の基地局には、制御信号を伝送する経路であって前記交換局に対して設定される論理経路である制御プレーン経路を有する第１基地局と、前記交換局に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局とが含まれ、前記ユーザ装置は、複数の第２基地局の識別情報を記憶する第１の基地局リストを記憶する記憶部と、各基地局から受信した無線信号の受信品質に関する測定情報を取得する測定情報取得部と、前記各測定情報に対応する基地局の識別情報を取得する識別情報取得部と、前記識別情報取得部が取得した前記識別情報に基づいて、当該識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを前記基地局リストを用いて判定する基地局判定部と、前記各測定情報と、当該測定情報に対応する基地局の前記識別情報と、当該識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを示す判定情報とを含む報告情報を、無線接続中の第１基地局に報告する報告部を備える。

本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記ユーザ装置から報告された前記測定情報に基づいて、当該測定情報に対応する基地局を１つの端点とするユーザプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、第２基地局の識別情報と、当該識別情報に対応する第２基地局を１つの端点とするユーザプレーン経路の別の端点となるサービングゲートウェイの識別情報と、を対応付ける第２の基地局リストを記憶する記憶部と、前記経路設定判定部が前記ユーザプレーン経路を設定すべきと判定した場合であって、前記ユーザ装置から報告された前記判定情報が、前記ユーザプレーン経路の１つの端点となるべき基地局が第２基地局であることを示すときに、前記ユーザプレーン経路の別の端点となるサービングゲートウェイを、前記第２の基地局リストを用いて選択するゲートウェイ選択部と、前記第２基地局と、前記ゲートウェイ選択部が選択した前記サービングゲートウェイとに前記ユーザプレーン経路を設定することを要求する経路設定要求を、前記制御プレーン経路を介して前記交換局に送信する経路設定要求部とを備える。

本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記ユーザ装置から報告された前記報告情報を、前記制御プレーン経路を介して前記交換局に送信する基地局送信部を備え、前記交換局は、前記第１基地局から送信された前記報告情報に含まれる前記測定情報に基づいて、当該測定情報に対応する基地局を１つの端点とするユーザプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、前記経路設定判定部が前記ユーザプレーン経路を設定すべきと判定した場合であって、前記報告情報に含まれる前記判定情報が、前記ユーザプレーン経路の１つの端点となるべき基地局が第２基地局であることを示すときに、前記ユーザプレーンの別の端点となるサービングゲートウェイを選択するゲートウェイ選択部とを備える。

本発明の好適な態様において、前記交換局は、前記第１の基地局リストを生成する基地局リスト生成部と、生成された前記第１の基地局リストを前記第１基地局を介して前記ユーザ装置に動的に送信する基地局リスト送信部とを備える。

本発明の好適な態様において、前記交換局は、前記ゲートウェイ選択部が選択した、前記ユーザプレーン経路の別の端点となる前記サービングゲートウェイに対し、前記サービングゲートウェイと前記第２基地局とに前記ユーザプレーンを設定することを指示する第１経路設定指示を送信する経路制御部を備え、前記サービングゲートウェイは、前記交換局からの前記第１経路設定指示の受信に応じて、当該サービングゲートウェイの識別情報を含む第１経路設定指示応答を前記交換局に送信する応答部を備え、前記交換局の前記経路制御部は、前記サービングゲートウェイからの前記第１経路設定指示応答の受信に応じて、前記サービングゲートウェイの前記識別情報を含む第２経路設定指示を、前記制御プレーン経路を介して前記第１基地局に送信し、前記第１基地局は、前記第２経路設定指示を前記第２基地局に転送する転送部を備え、前記第２基地局は、前記第１基地局から転送された前記第２経路設定指示に含まれる前記サービングゲートウェイの前記識別情報を用いて、上りリンクの前記ユーザプレーン経路を設定する経路設定部と、上りリンクの前記ユーザプレーン経路が設定された後に、当該第２基地局の識別情報を含む第２経路設定指示応答を前記第１基地局に送信する応答部とを備え、前記第１基地局の前記転送部は、前記第２経路設定指示応答を前記制御プレーン経路を介して前記交換局に転送し、前記交換局の前記経路制御部は、前記第１基地局からの前記第２経路設定指示応答の受信に応じて、前記第２基地局の前記識別情報を含む第３経路設定指示を前記サービングゲートウェイに送信し、前記サービングゲートウェイは、前記交換局から送信された前記第３経路設定指示に含まれる前記第２基地局の前記識別情報を用いて、下りリンクの前記ユーザプレーン経路を設定する経路設定部を備える。

本発明の好適な態様において、前記サービングゲートウェイの前記経路設定部は、下りリンクの前記ユーザプレーン経路が設定されると、第３経路設定指示応答を前記交換局に送信し、前記交換局の前記経路制御部は、前記第１基地局を介したユーザプレーン経路が確立されている場合に、前記第３経路設定指示応答の受信に応じて当該ユーザプレーン経路を解放すべきか否かを判定し、解放すべきと判定したときに、当該ユーザプレーン経路を解放するように前記第１基地局および自局を制御する。

本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記第２基地局に対して設定される、複数のプロトコルレイヤを有する第１インタフェースと、前記交換局に対して設定される、複数のプロトコルレイヤを有する第２インタフェースとを有し、前記第１基地局の前記転送部は、前記複数のプロトコルレイヤのいずれかに対応する宛先ノードの識別情報を書き換えることにより、前記交換局からの制御情報を前記第２基地局へ転送し、前記第２基地局からの制御情報を前記交換局へ転送する。

本発明の好適な態様において、前記第１基地局の前記転送部は、前記複数のプロトコルレイヤに含まれるＳ１−ＡＰレイヤに対応する識別情報であるトンネルエンドポイント識別子を書き換えることにより、前記交換局からの制御情報を前記第２基地局へ転送し、前記第２基地局からの制御情報を前記交換局へ転送する。

本発明の好適な態様において、前記第１基地局の前記転送部は、前記複数のプロトコルレイヤに含まれるＩＰレイヤに対応する識別情報であるＩＰアドレスを書き換えることにより、前記交換局からの制御情報を前記第２基地局へ転送し、前記第２基地局からの制御情報を前記交換局へ転送する。

本発明の好適な態様において、前記交換局は、前記第１基地局から送信された前記経路設定要求の受信に応じて、前記ゲートウェイ選択部が選択した前記ユーザプレーン経路の別の端点となる前記サービングゲートウェイに対する経路設定要求を送信する要求送信部を備え、前記サービングゲートウェイは、前記交換局からの前記経路設定要求の受信に応じて、当該サービングゲートウェイの識別情報を含む経路設定要求完了応答を前記交換局に送信する応答部を備え、前記交換局は、前記サービングゲートウェイからの前記経路設定要求完了応答の受信に応じて、前記サービングゲートウェイの前記識別情報を含む、前記第１基地局に対する経路設定要求完了応答を送信する応答送信部を備え、前記第１基地局の前記経路設定要求部は、前記交換局からの前記経路設定要求完了応答の受信に応じて、前記サービングゲートウェイの前記識別情報を含む経路設定要求を前記第２基地局に送信し、前記第２基地局は、前記第１基地局から送信された前記経路設定要求に含まれる前記サービングゲートウェイの前記識別情報を用いて、上りリンクの前記ユーザプレーン経路を設定する経路設定部と、上りリンクの前記ユーザプレーン経路が設定された後に、当該第２基地局の識別情報を含む経路設定要求完了応答を前記第１基地局に送信する応答部とを備え、前記第１基地局の前記経路設定要求部は、前記第２基地局からの前記経路設定要求完了応答の受信に応じて、前記第２基地局の前記識別情報を含む経路変更要求を前記交換局に送信し、前記交換局の前記要求送信部は、前記第１基地局かの前記経路変更要求の受信に応じて、前記サービングゲートウェイに対する経路変更要求を送信し、前記サービングゲートウェイは、前記交換局から送信された前記経路変更要求に含まれる前記第２基地局の前記識別情報を用いて、下りリンクの前記ユーザプレーン経路を設定する経路設定部を備える。

本発明の好適な態様において、前記サービングゲートウェイの前記経路設定部は、下りリンクの前記ユーザプレーン経路が設定されると、経路変更要求完了応答を前記交換局に送信し、前記交換局の前記応答送信部は、前記サービングゲートウェイからの前記経路変更要求完了応答を前記第１基地局に送信し、前記第１基地局は、前記第１基地局を介したユーザプレーン経路が確立されている場合に、前記経路変更要求完了応答の受信に応じて当該ユーザプレーン経路を解放すべきか否かを判定し、解放すべきと判定したときに、当該ユーザプレーン経路を解放するように前記交換局および自局を制御する経路解放部を備える。

本発明の好適な態様において、前記第１基地局は、前記第２基地局に対して設定される、複数のプロトコルレイヤを有する第１インタフェースと、前記交換局に対して設定される、複数のプロトコルレイヤを有する第２インタフェースとを有し、前記第１インタフェースは、前記第１基地局を上位、前記第２基地局を下位として非対称的に設定され、前記第２インタフェースは、前記第１基地局を上位、前記交換局を下位として非対称的に設定される。

本発明によれば、ユーザ装置から送信された報告情報に含まれる識別情報に基づいて、その識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かが判定される。したがって、ユーザプレーン経路を確立すべき基地局が、交換局に対する制御プレーン経路を有する第１基地局であるか、交換局に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局であるかが明らかとなり、新たな種別の基地局（第２基地局）を備える無線通信システムが実現される。

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。 第１実施形態の第１基地局のインタフェースのプロトコル構成の例を示す図である。 第１実施形態の第１基地局のインタフェースのプロトコル構成の別の例を示す図である。 第１実施形態のユーザ装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の第１基地局の構成を示すブロック図である。 基地局リストの一例を示す図である。 第１実施形態の第２基地局の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の交換局の構成を示すブロック図である。 第１実施形態のサービングゲートウェイの構成を示すブロック図である。 第１実施形態のパケットゲートウェイの構成を示すブロック図である。 第１実施形態のサービングゲートウェイの選択及びＳ１−Ｕベアラの設定の一例を示す動作フローである。 第２実施形態の第１基地局のインタフェースのプロトコル構成の例を示す図である。 第２実施形態の第１基地局の構成を示すブロック図である。 基地局リストの一例を示す図である。 第２実施形態の交換局の構成を示すブロック図である。 第２実施形態のサービングゲートウェイの選択及びＳ１−Ｕベアラの設定の一例を示す動作フローである。 第３実施形態の交換局の構成を示すブロック図である。 第３実施形態のサービングゲートウェイの選択の一例を示す動作フローである。 第４実施形態のユーザ装置の構成を示すブロック図である。 第４実施形態の第１基地局の構成を示すブロック図である。 第４実施形態のサービングゲートウェイの選択の一例を示す動作フローである。 第４実施形態の変形例の交換局の構成を示すブロック図である。 第４実施形態の変形例のサービングゲートウェイの選択の一例を示す動作フローである。 Ｓ１−Ｕベアラの解放の一例を示す動作フローである。 Ｓ１−Ｕベアラの解放の一例を示す動作フローである。 各基地局が形成するセルの構成を示す説明図である。

第１実施形態
１（１）． 無線通信システムの構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムＣＳを示すブロック図である。無線通信システムＣＳは、ユーザ装置ＵＥと、第１基地局ｅＮＢと、第２基地局ＰｈＮＢと、交換局ＭＭＥと、第１サービングゲートウェイＳＧＷ１と、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２と、パケットゲートウェイＰＧＷとを要素として備える。また、ネットワークＮＷは、無線通信システムＣＳが備える以上の要素のうちユーザ装置ＵＥ以外の要素を全て備える。

無線通信システムＣＳ内の各要素は、所定のアクセス技術（Access Technology）、例えば３ＧＰＰ規格（Third Generation Partnership Project）に規定されるＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution / System Architecture Evolution）に従って通信を実行する。３ＧＰＰ規格に規定された用語に従うと、ユーザ装置ＵＥはUser Equipmentであり、第１基地局ｅＮＢはevolved Node Bであり、交換局ＭＭＥはMobile Management Entityであり、第１サービングゲートウェイＳＧＷ１及び第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の各々はServing Gatewayであり、パケットゲートウェイＰＧＷはPacket Data Network (PDN) Gatewayである。また、第２基地局ＰｈＮＢは、第１基地局ｅＮＢとは異なる、新たな種別の基地局であり、その詳細は後述される。
本実施形態では、原則として、無線通信システムＣＳがＬＴＥ／ＳＡＥに従って動作する形態を例示して説明するが、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。本発明は、必要な設計上の変更を施した上で、他のアクセス技術にも適用可能である。

ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢおよび第２基地局ＰｈＮＢと無線通信することが可能である。ユーザ装置ＵＥと各基地局（ｅＮＢ，ＰｈＮＢ）との無線通信の方式は任意である。例えば、下りリンクではＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用され得、上りリンクではＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用され得る。

第１基地局ｅＮＢは、第２基地局ＰｈＮＢ、交換局ＭＭＥ、および第１サービングゲートウェイＳＧＷ１と有線にて接続される。第２基地局ＰｈＮＢは、第１基地局ｅＮＢおよび第２サービングゲートウェイＳＧＷ２と有線にて接続される。なお、第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとが無線にて接続される構成も採用可能である。交換局ＭＭＥは、第１基地局ｅＮＢの他、第１サービングゲートウェイＳＧＷ１および第２サービングゲートウェイＳＧＷ２と有線にて接続される。パケットゲートウェイＰＧＷは、各サービングゲートウェイＳＧＷと接続される他、無線通信システムＣＳの外部ネットワークであるインターネットＩＮに接続される。すなわち、パケットゲートウェイＰＧＷは、外部ネットワークとの接続点（アクセスポイント）として機能する。

１（２）． ユーザ信号および制御信号の送受信
図１において、実線がユーザ信号（音声信号、データ信号等のユーザデータを示す信号）の送受信に用いられる経路を示し、破線が制御信号の送受信に用いられる経路を示す。すなわち、実線はＵプレーン（ユーザプレーン，User Plane）のインタフェースを示し、破線はＣプレーン（制御プレーン，Control Plane）のインタフェースを示す。Ｕプレーンのインタフェースを介してＵプレーン経路が確立され、Ｃプレーンのインタフェースを介してＣプレーン経路が確立される。なお、図１に示される通り、第１基地局ｅＮＢと交換局ＭＭＥとの間にはＣプレーンのインタフェース（Ｓ１−ＭＭＥインタフェース）が存在し、第２基地局ＰｈＮＢと交換局ＭＭＥとの間にはＣプレーンのインタフェースが存在しない。

以上のインタフェースにおいては、原則として、３ＧＰＰに規定されるＥＰＳ（Evolved Packet System）のプロトコル構成が採用される。第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとに設定されるインタフェースとしては、例えば、図２のような、交換局ＭＭＥと第１基地局ｅＮＢとに設定されるインタフェースであるＳ１−ＡＰインタフェースを拡張した、拡張Ｓ１−ＡＰ（S1-AP extended）インタフェースが採用されると好適である。以上のインタフェースの双方は、複数のプロトコルレイヤを有する。交換局ＭＭＥから第２基地局ＰｈＮＢへ送信される制御信号は、Ｓ１−ＡＰレイヤのレベルで第１基地局ｅＮＢから第２基地局ＰｈＮＢに転送されてもよいし（図２）、ＩＰレイヤのレベルで第１基地局ｅＮＢから第２基地局ＰｈＮＢへ転送されてもよい（図３）。さらに、その他のレイヤのレベルで転送されてもよい。第２基地局ＰｈＮＢから交換局ＭＭＥへ送信される制御信号についても同様である。

無線通信システムＣＳ内において、論理的な経路であるベアラ（Bearer）を介して信号が送受信される。ベアラは、必要に応じて確立され解放される動的な論理経路である。Ｕプレーンに関して、ユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢ、またはユーザ装置ＵＥと第２基地局ＰｈＮＢとにデータ無線ベアラが確立される。第１基地局ｅＮＢと第１サービングゲートウェイＳＧＷ１、または第２基地局ＰｈＮＢと第２サービングゲートウェイＳＧＷ２とにＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが確立される。第１サービングゲートウェイＳＧＷ１とパケットゲートウェイＰＧＷ、または第２サービングゲートウェイＳＧＷ２とパケットゲートウェイＰＧＷとにＳ５／Ｓ８ベアラが確立される。

無線通信システムＣＳ内のノードは、それぞれ固有の識別情報を有する。識別情報には、そのノードのＩＰアドレス、ＴＥＩＤ（トンネルエンドポイント識別子）、ネットワークアドレス等が含まれ得る。また、第１基地局ｅＮＢおよび第２基地局ＰｈＮＢの識別情報には、その基地局が形成するセルＣを識別するための物理セルＩＤ（Physical Cell ID）が含まれ得る。ＩＰアドレスは、無線通信システムＣＳ内でそのノードを一意に識別するアドレス値である。ＴＥＩＤは、ノード間を論理的に接続するベアラ（ＧＴＰトンネル）の端点を識別する識別子である。ネットワークアドレスは、無線通信システムＣＳが複数のサブネットに分割されている場合に、そのノードが属するサブネットを識別するアドレス値である。無線通信システムＣＳ内のノードは、他のノードの識別情報に基づいて他のノードを識別し、識別したノードと信号を送受信することが可能である。

１（３）． 各要素の構成
１（３）−１． ユーザ装置の構成
図４は、第１実施形態に係るユーザ装置ＵＥの構成を示すブロック図である。ユーザ装置ＵＥは、無線通信部１１０と記憶部１２０と制御部１３０とを備える。音声・映像等を出力する出力装置およびユーザからの指示を受け付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。無線通信部１１０は、第１基地局ｅＮＢおよび第２基地局ＰｈＮＢと無線通信を実行するための要素であり、送受信アンテナと、無線信号（電波）を受信して電気信号に変換する受信回路と、制御信号、ユーザ信号等の電気信号を無線信号（電波）に変換して送信する送信回路とを含む。制御部１３０は、測定情報取得部１３２と識別情報取得部１３４と報告部１３８とデータ送受信部１５０とを備える。測定情報取得部１３２、識別情報取得部１３４、及び報告部１３８の動作の詳細は後述される。データ送受信部１５０は、データ無線ベアラを介して各基地局（ｅＮＢ，ＰｈＮＢ）とユーザ信号を送受信する。制御部１３０及び制御部１３０に含まれる以上の各要素は、ユーザ装置ＵＥ内の不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）が、記憶部１２０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（３）−２． 第１基地局の構成
図５は、第１実施形態に係る第１基地局ｅＮＢの構成を示すブロック図である。第１基地局ｅＮＢは、無線通信部２１０とネットワーク通信部２２０と記憶部２３０と制御部２４０とを備える。無線通信部２１０は、ユーザ装置ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、ユーザ装置ＵＥの無線通信部１１０と同様の構成を有する。ネットワーク通信部２２０は、ネットワークＮＷ内の他のノード（第２基地局ＰｈＮＢ、交換局ＭＭＥ、サービングゲートウェイＳＧＷ等）と通信を実行するための要素であり、他のノードと電気信号を送受信する。記憶部２３０は、通信制御に関する情報、特に、図６に示すような第２基地局ＰｈＮＢの識別情報がリストされた基地局リストＢＬ１を記憶する（詳細は後述される）。制御部２４０は、報告情報受信部２４２と経路設定判定部２４４と基地局判定部２４６と経路設定要求部２５０と転送部２５２と経路解放部２５４とデータ送受信部２７０とを備える。データ送受信部２７０は、データ無線ベアラを介してユーザ装置ＵＥとユーザ信号を送受信（中継）すると共に、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂを介して第１サービングゲートウェイＳＧＷ１とユーザ信号を送受信（中継）する。制御部２４０が含むその他の要素の動作については後述される。制御部２４０及び制御部２４０に含まれる以上の各要素は、第１基地局ｅＮＢ内の不図示のＣＰＵが、記憶部２３０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（３）−３． 第２基地局の構成
図７は、第１実施形態に係る第２基地局ＰｈＮＢの構成を示すブロック図である。第２基地局ＰｈＮＢは、無線通信部３１０とネットワーク通信部３２０と記憶部３３０と制御部３４０とを備える。無線通信部３１０は、ユーザ装置ＵＥと無線通信を実行するための要素であり、第１基地局ｅＮＢの無線通信部２１０と同様の構成を有する。ネットワーク通信部３２０は、第１基地局ｅＮＢおよび第２サービングゲートウェイＳＧＷ２と通信を実行するための要素であり、他のノードと電気信号を送受信する。記憶部３３０は通信制御に関する情報を有する。制御部３４０は、経路設定部３４２と応答部３４４とデータ送受信部３５０とを備える。データ送受信部３５０は、データ無線ベアラを介してユーザ装置ＵＥとユーザ信号を送受信（中継）すると共に、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂを介して第２サービングゲートウェイＳＧＷ２とユーザ信号を送受信（中継）する。制御部３４０が含むその他の要素の動作については後述される。制御部３４０及び制御部３４０に含まれる以上の各要素は、第２基地局ＰｈＮＢ内の不図示のＣＰＵが、記憶部３３０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（３）−４． 交換局の構成
図８は、第１実施形態に係る交換局ＭＭＥの構成を示すブロック図である。交換局ＭＭＥは、ネットワーク通信部４１０と記憶部４２０と制御部４３０とを備える。ネットワーク通信部４１０は、ネットワークＮＷ内の他のノード（サービングゲートウェイＳＧＷ（ＳＧＷ１，ＳＧＷ２）、第１基地局ｅＮＢ等）と通信を実行するための要素であり、第１基地局ｅＮＢのネットワーク通信部２２０と同様の構成を有する。記憶部４２０は、通信制御に関する情報を記憶する。制御部４３０は、基地局リスト生成部４３２と基地局リスト送信部４３４とゲートウェイ選択部４４０と経路制御部４４２とを備える。制御部４３０が含む以上の要素の動作については後述される。制御部４３０及び制御部４３０に含まれる以上の各要素は、交換局ＭＭＥ内の不図示のＣＰＵが、記憶部４２０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（３）−５． サービングゲートウェイの構成
図９は、第１実施形態に係るサービングゲートウェイＳＧＷ（ＳＧＷ１，ＳＧＷ２）の構成を示すブロック図である。サービングゲートウェイＳＧＷは、ネットワーク通信部５１０と記憶部５２０と制御部５３０とを備える。ネットワーク通信部５１０は、ネットワークＮＷ内の他のノード（第１基地局ｅＮＢ又は第２基地局ＰｈＮＢ、交換局ＭＭＥ、パケットゲートウェイＰＧＷ等）と通信を実行するための要素であり、第１基地局ｅＮＢのネットワーク通信部２２０と同様の構成を有する。記憶部５２０は、通信制御に関する情報を記憶する。制御部５３０は、通信制御部５３２と応答部５３４と経路設定部５３６とデータ送受信部５４０とを備える。データ送受信部５４０は、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂを介して第１基地局ｅＮＢまたは第２基地局ＰｈＮＢとユーザ信号を送受信（中継）すると共に、Ｓ５／Ｓ８ベアラを介してパケットゲートウェイＰＧＷとユーザ信号を送受信（中継）する。制御部５３０が含むその他の要素の動作については後述される。制御部５３０及び制御部５３０に含まれる以上の各要素は、サービングゲートウェイＳＧＷ内の不図示のＣＰＵが、記憶部５２０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（３）−６． パケットゲートウェイの構成
図１０は、第１実施形態に係るパケットゲートウェイＰＧＷの構成を示すブロック図である。パケットゲートウェイＰＧＷはネットワーク通信部６１０と外部ネットワーク通信部６２０と記憶部６３０と制御部６４０とを備える。ネットワーク通信部６１０は、ネットワークＮＷ内の他のノード（サービングゲートウェイＳＧＷ等）と通信を実行するための要素であり他のノードと電気信号を送受信する。外部ネットワーク通信部６２０は、インターネットＩＮと通信を実行するための要素であり、必要に応じて電気信号（データ信号）のプロトコル変換を実行する。記憶部６３０は、通信制御に関する情報を記憶する。制御部６４０は、通信制御部６４２とデータ送受信部６４４とを備える。通信制御部６４２は無線通信システムＣＳの通信制御を実行する要素であり、サービングゲートウェイＳＧＷ（ＳＧＷ１，ＳＧＷ２）等とネットワーク通信部６１０を介して制御信号を送受信する。データ送受信部６３４は、ネットワーク通信部６１０を介して受信したユーザ装置ＵＥ発のデータ信号を、外部ネットワーク通信部６２０を介してインターネットＩＮ（インターネットＩＮ内の外部サーバ）に送信（中継）するとともに、外部ネットワーク通信部６２０を介してインターネットＩＮ（インターネットＩＮ内の外部サーバ）から受信したデータ信号を、ネットワーク通信部６１０を介してユーザ装置ＵＥに送信（中継）する。制御部６４０及び制御部６４０に含まれる以上の各要素は、パケットゲートウェイＰＧＷ内の不図示のＣＰＵが、記憶部６３０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（４）． サービングゲートウェイの選択及びＳ１−Ｕベアラの設定
図１１を参照して、第１実施形態のサービングゲートウェイの選択（S10）及びＳ１−Ｕベアラの設定（S50）の動作の一例を説明する。図１１の例では、第１基地局ｅＮＢと第１サービングゲートウェイＳＧＷ１とにＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが確立されていると想定する。そして、以上のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂに対応するデータ無線ベアラが第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとに確立され、以上のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂに対応するＳ５／Ｓ８ベアラが第１サービングゲートウェイＳＧＷ１とパケットゲートウェイＰＧＷとに確立されていると想定する。したがって、以上の想定において、当初、ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢ、第１サービングゲートウェイＳＧＷ１、及びパケットゲートウェイＰＧＷを経由してインターネットＩＮと通信を実行する。また、Ｃプレーンに関しては、第１基地局ｅＮＢとユーザ装置ＵＥとにシグナリング無線ベアラが確立されていると想定する。以上から理解される通り、ユーザ装置ＵＥは、図１１の当初、第１基地局ｅＮＢに無線接続している。

ユーザ装置ＵＥの無線通信部１１０は、近傍の各基地局（第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ）から無線信号を受信する。ユーザ装置ＵＥの測定情報取得部１３２は各基地局から受信した無線信号の受信品質に関する測定情報を取得する（S100）。より具体的には、ユーザ装置ＵＥの測定情報取得部１３２は、各基地局（第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ）が送信する無線信号に含まれる参照信号の受信電力（又は受信品質）を測定情報として取得する。また、ユーザ装置ＵＥの識別情報取得部１３４は、各基地局が送信する無線信号に含まれるその基地局の識別情報（物理セルＩＤ）を取得する。すなわち、ユーザ装置ＵＥの識別情報取得部１３４は受信した各測定情報に対応する基地局の識別情報を取得する（S100）。その後、ユーザ装置ＵＥの報告部１３８は、基地局毎に取得した測定情報および識別情報を含むMeasurement Reportメッセージ（報告情報）を、無線接続中の第１基地局に送信（報告）する（S120）。

第１基地局ｅＮＢの報告情報受信部２４２が、ユーザ装置ＵＥから送信されたMeasurement Reportメッセージを受信する。報告情報受信部２４２は、Measurement Reportメッセージに含まれる測定情報を経路設定判定部２４４に供給すると共に、Measurement Reportメッセージに含まれる識別情報を基地局判定部２４６に供給する。経路設定判定部２４４は、測定情報に基づいて、その測定情報に対応する基地局を１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきか否かを判定し、その判定結果を経路設定要求部２５０に供給する（S140）。本例では、第１基地局ｅＮＢからの無線信号の受信電力よりも第２基地局ＰｈＮＢからの無線信号の受信電力が大きいことに基づき、第２基地局ＰｈＮＢを１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきと、経路設定判定部２４４が判定すると想定する。また、基地局判定部２４６は、基地局の識別情報に基づいて、その識別情報に対応する基地局が第２基地局ＰｈＮＢであるか否かを、記憶部２３０に記憶された基地局リストＢＬ１を用いて判定し、その判定結果を経路設定要求部２５０に供給する（S140）。基地局リストＢＬ１は、第２基地局ＰｈＮＢの識別情報を記憶するリストである。したがって、基地局判定部２４６は、ある基地局の識別情報が基地局リストＢＬ１に記憶されていることに基づいて、その基地局が第２基地局ＰｈＮＢであると判定できる。

第１基地局ｅＮＢの経路設定要求部２５０は、経路設定判定部２４４がＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきと判定した場合であって、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの１つの端点となるべき基地局が第２基地局ＰｈＮＢであると基地局判定部２４６が判定したときに、交換局ＭＭＥに対し、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定することを要求するBearer Setup Requestメッセージ（経路設定要求）を、Ｃプレーン経路を介して送信する（S160）。交換局ＭＭＥのゲートウェイ選択部４４０は、第１基地局ｅＮＢから受信したBearer Setup Requestメッセージが設定を要求するＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点となるサービングゲートウェイＳＧＷを選択する（S180）。サービングゲートウェイＳＧＷの選択基準は任意であるが、例えば、第２基地局ＰｈＮＢとの論理的距離の近さや、サービングゲートウェイＳＧＷの輻輳度合い等（またはこれらの組合せ）が、選択基準として採用され得る。本例では、ゲートウェイ選択部４４０が、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点として、第２基地局ＰｈＮＢと接続される第２サービングゲートウェイＳＧＷ２を選択すると想定する。
以降、以上のステップS100からS180までの第１実施形態のサービングゲートウェイ選択動作を、纏めてステップS10と称する。

交換局ＭＭＥの経路制御部４４２は、ゲートウェイ選択部４４０が選択した、以上のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点となる第２サービングゲートウェイＳＧＷ２に対し、その第２サービングゲートウェイＳＧＷ２と第２基地局ＰｈＮＢとにＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定することを指示するBearer Setup Requirementメッセージ（第１経路設定指示）を送信する（S500）。第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の通信制御部５３２は、交換局ＭＭＥからBearer Setup Requirementメッセージを受信すると、応答部５３４を制御して（S520）、その第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の識別情報（ＴＥＩＤ等）を含むBearer Setup Ackメッセージ（第１経路設定指示応答）を交換局ＭＭＥに送信させる（S540）。

交換局ＭＭＥの経路制御部４４２は、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２からのBearer Setup Ackメッセージを受信すると、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の識別情報を含むBearer Setup Requirementメッセージ（第２経路設定指示）を生成し（S560）、Ｃプレーン経路を介して第１基地局ｅＮＢに送信する（S580）。第１基地局ｅＮＢの転送部２５２は、交換局ＭＭＥから送信されたBearer Setup Requirementメッセージを第２基地局ＰｈＮＢに転送する（S600）。より具体的には、転送部２５２は、Bearer Setup Requirementメッセージに含まれる宛先ノードの識別情報を、第１基地局ｅＮＢの識別情報から第２基地局ＰｈＮＢの識別情報に書き換える。以上の宛先ノードの識別情報は、いずれのプロトコルレイヤの識別情報でもよい。例えば、Ｓ１−ＡＰレイヤの識別情報であるトンネルエンドポイント識別子でもよいし、ＩＰレイヤの識別情報であるＩＰアドレスでもよい（図２、図３）。

第２基地局ＰｈＮＢの経路設定部３４２は、第１基地局ｅＮＢから転送されたBearer Setup Requirementメッセージに含まれる第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の識別情報を用いて、上りリンクのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂ−Ｕを設定する（S620）。上りリンクのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂ−Ｕが設定されると、応答部３４４は、以上のベアラ設定が完了したことを示す、第２基地局ＰｈＮＢの識別情報を含むSetup Completeメッセージ（第２経路設定指示応答）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S640）。第１基地局ｅＮＢの転送部２５２は、第２基地局ＰｈＮＢから送信されたSetup Completeメッセージを、Ｃプレーン経路を介して交換局ＭＭＥに転送する（S660）。

交換局ＭＭＥの経路制御部４４２は、第１基地局ｅＮＢから転送されたSetup Completeメッセージを受信すると、そのSetup Completeメッセージが含む第２基地局ＰｈＮＢの識別情報を含めたBearer Setup Requirementメッセージ（第３経路設定指示）を生成し（S680）、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２に送信する（S700）。第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の経路設定部５３６は、交換局ＭＭＥから送信されたBearer Setup Requirementメッセージに含まれる第２基地局ＰｈＮＢの識別情報を用いて、下りリンクのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂ−Ｄを設定する（S720）。第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の経路設定部５３６は、下りリンクのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂ−Ｄが設定されると、Setup Completeメッセージ（第３経路設定指示応答）を交換局ＭＭＥに送信する（S740）。以上の動作により、双方向的に通信可能なＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが設定される。なお、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの設定後も、ユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢとに確立されたＣプレーン経路（シグナリング無線ベアラ）は維持される。
以降、以上のステップS500からS740までの第１実施形態のＳ１−Ｕベアラ設定動作を、纏めてステップS50と称する。

１（５）． 本実施形態の効果
以上に説明した第１実施形態によれば、第１基地局ｅＮＢとは異なる新たな種別の第２基地局ＰｈＮＢを備える無線通信システムが実現される。以上の構成によれば、ユーザ装置ＵＥから送信された報告情報に含まれる識別情報に基づいて、その識別情報に対応する基地局が第２基地局ＰｈＮＢであるか否かが判定される。したがって、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂを確立すべき基地局が、交換局ＭＭＥに対するＣプレーン経路を有する第１基地局ｅＮＢであるか、交換局ＭＭＥに対するＣプレーン経路を有さない第２基地局ＰｈＮＢであるかが明らかとなり、以降の判定に役立てられる。

また、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂが確立されるべきと判定され、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの１つの端点が第２基地局ＰｈＮＢである場合に、第２基地局ＰｈＮＢの接続先（Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの設定先）となるサービングゲートウェイＳＧＷを交換局ＭＭＥが選択する。したがって、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの端点である第２基地局ＰｈＮＢに適した接続先（Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの設定先）が選択され得る。

さらに、交換局ＭＭＥが、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２及び第２基地局ＰｈＮＢを主導的に制御してＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを確立する。交換局ＭＭＥは、第１基地局ｅＮＢを経由して第２基地局ＰｈＮＢと制御信号を送受信する。したがって、以上の構成においては、第２基地局ＰｈＮＢと交換局ＭＭＥとの間にＣプレーン経路が存在しないにも関わらず、第２基地局ＰｈＮＢに対するＵプレーン経路が設定され得る。

第２実施形態
本発明の第２実施形態を以下に説明する。以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。

第１実施形態では、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきサービングゲートウェイＳＧＷを交換局ＭＭＥが選択する（S10）。また、交換局ＭＭＥの主導の下にＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが設定される（S50）。第２実施形態では、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきサービングゲートウェイＳＧＷを第１基地局ｅＮＢが選択する（S12）。また、第１基地局ｅＮＢの主導の下にＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが設定される（S52）。

２（１）． 各要素の構成
２（１）−１． 第１基地局の構成
図１２は、第２実施形態の第１基地局ｅＮＢに関するインタフェースの一例を示す図である。第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとに設定されるインタフェースとしては、例えば、第１基地局ｅＮＢ同士に設定される従来のＸ２−ＡＰインタフェースを改変したＸ３−ＡＰインタフェースが採用されると好適である。Ｘ３−ＡＰインタフェースは、複数のプロトコルレイヤを有するインタフェースであり、第１基地局ｅＮＢを上位、第２基地局ＰｈＮＢを下位として非対称的に設定される。また、第１基地局ｅＮＢと交換局ＭＭＥとに設定されるインタフェースとしては、例えば、交換局ＭＭＥを上位、第１基地局ｅＮＢを下位として非対称的に設定される従来のＳ１−ＡＰインタフェースを改変したＳ１ｅ−ＡＰインタフェースが採用されると好適である。Ｓ１ｅ−ＡＰインタフェースは、第１基地局ｅＮＢを上位、交換局ＭＭＥを下位として（すなわち、Ｓ１−ＡＰインタフェースとは逆に）非対称的に設定される。換言すると、以上の第２実施形態のインタフェースは、第１基地局ｅＮＢの制御部２４０によって主導的に制御される。

図１３は、第２実施形態に係る第１基地局ｅＮＢの構成を示すブロック図である。第２実施形態の第１基地局ｅＮＢの制御部２４０は、ゲートウェイ選択部２４８をさらに有する。ゲートウェイ選択部２４８は、制御部２４０内の他の要素と同様に、コンピュータプログラムの実行により実現される機能ブロックである。また、第２実施形態の第１基地局ｅＮＢが備える記憶部２３０は、図１４に示すような、第２基地局ＰｈＮＢの識別情報と、各識別情報に対応する第２基地局ＰｈＮＢを１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点となるべきサービングゲートウェイＳＧＷの識別情報とを対応付けて記憶する基地局リストＢＬ２を記憶する。

２（１）−２． 交換局の構成
図１５は、第２実施形態に係る交換局ＭＭＥの構成を示すブロック図である。第２実施形態の交換局ＭＭＥの制御部４３０は、第１実施形態の制御部４３０が備えるゲートウェイ選択部４４０および経路制御部４４２に代えて、要求送信部４４４と応答送信部４４６と経路解放部４４８とを備える。要求送信部４４４、応答送信部４４６、および経路解放部４４８は、制御部４３０内の他の要素と同様に、コンピュータプログラムの実行により実現される機能ブロックである。

２（２）． サービングゲートウェイの選択及びＳ１−Ｕベアラの設定
図１６を参照して、第２実施形態のサービングゲートウェイの選択及びＳ１−Ｕベアラの設定の動作の一例を説明する。Ｕプレーンのベアラ及びＣプレーンのベアラに関する当初の想定は、図１１と同様である。ユーザ装置ＵＥは、第１実施形態と同様にして、測定情報および識別情報を取得する（S100）。ユーザ装置ＵＥ（報告部１３８）は、取得された測定情報と識別情報とを含むMeasurement Reportメッセージ（報告情報）を、無線接続中の第１基地局ｅＮＢに送信する（S120）。第１基地局ｅＮＢ（報告情報受信部２４２）がMeasurement Reportメッセージを受信した後、測定情報が経路設定判定部２４４に供給され、識別情報が基地局判定部２４６に供給される。

経路設定判定部２４４は、測定情報に基づいて、その測定情報に対応する基地局を１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきか否かを判定し、その判定結果をゲートウェイ選択部２４８に供給する（S140）。本例では、前述と同様に、第２基地局ＰｈＮＢを１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきと、経路設定判定部２４４が判定すると想定する。また、基地局判定部２４６は、基地局の識別情報に基づいて、その識別情報に対応する基地局が第２基地局ＰｈＮＢであるか否かを、記憶部２３０に記憶された基地局リストＢＬ２を用いて判定し、その判定結果をゲートウェイ選択部２４８に供給する（S140）。前述のように、基地局リストＢＬ２は第２基地局ＰｈＮＢの識別情報を記憶するから、基地局判定部２４６は、ある基地局の識別情報が基地局リストＢＬ２に記憶されていることに基づいて、その基地局が第２基地局ＰｈＮＢであると判定できる。

第１基地局ｅＮＢのゲートウェイ選択部２４８は、経路設定判定部２４４がＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきと判定した場合であって、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの１つの端点となるべき基地局が第２基地局ＰｈＮＢであると基地局判定部２４６が判定したときに、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点となるサービングゲートウェイＳＧＷを、基地局リストＢＬ２を用いて選択し、選択されたサービングゲートウェイＳＧＷを示す情報を経路設定要求部２５０に供給する（S150）。前述のように、基地局リストＢＬ２は第２基地局ＰｈＮＢの識別情報とサービングゲートウェイＳＧＷの識別情報とを対応付けて記憶するから、ゲートウェイ選択部２４８は、基地局判定部２４６に判定された第２基地局ＰｈＮＢに対応するサービングゲートウェイＳＧＷを１つ選択することが可能である。本例では、ゲートウェイ選択部２４８が、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点として、第２基地局ＰｈＮＢと接続される第２サービングゲートウェイＳＧＷ２を選択すると想定する。第１基地局ｅＮＢの経路設定要求部２５０は、第２基地局ＰｈＮＢと、ゲートウェイ選択部２４８が選択した第２サービングゲートウェイＳＧＷ２とにＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定することを要求するBearer Setup Requirementメッセージ（経路設定要求）を、Ｃプレーン経路を介して交換局ＭＭＥに送信する（S170）。
以降、以上のステップS100からS170までの第２実施形態のサービングゲートウェイ選択動作を、纏めてステップS12と称する。

交換局ＭＭＥの要求送信部４４４は、第１基地局ｅＮＢの経路設定要求部２５０から送信されたBearer Setup Requirementメッセージを受信すると、ゲートウェイ選択部２４８が選択したＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点となる第２サービングゲートウェイＳＧＷ２に対するBearer Setup Requirementメッセージを送信する（S510）。第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の通信制御部５３２は、交換局ＭＭＥからBearer Setup Requirementメッセージを受信すると、応答部５３４を制御して（S530）、その第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の識別情報を含むBearer Setup Ackメッセージ（経路設定要求完了応答）を交換局ＭＭＥに送信させる（S550）。交換局ＭＭＥの応答送信部４４６は、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２からBearer Setup Ackメッセージを受信すると、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の識別情報を含む、第１基地局ｅＮＢに対するBearer Setup Ackメッセージを、Ｃプレーン経路を介して送信する（S570）。

第１基地局ｅＮＢの経路設定要求部２５０は、交換局ＭＭＥからBearer Setup Ackメッセージを受信すると、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の識別情報を含むBearer Setup Requirementメッセージ（経路設定要求）を生成し（S590）、第２基地局ＰｈＮＢに送信する（S610）。第２基地局ＰｈＮＢの経路設定部３４２は、第１基地局ｅＮＢの経路設定要求部２５０から送信されたBearer Setup Requirementメッセージに含まれる第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の識別情報を用いて、上りリンクのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂ−Ｕを設定する（S630）。上りリンクのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂ−Ｕが設定されると、応答部３４４は、以上のベアラ設定が完了したことを示す、第２基地局ＰｈＮＢの識別情報を含むSetup Completeメッセージ（経路設定要求完了応答）を第１基地局ｅＮＢに送信する（S650）。

第１基地局ｅＮＢの経路設定要求部２５０は、Setup Completeメッセージを受信すると、第２基地局ＰｈＮＢの識別情報を含むBearer Modify Requestメッセージ（経路変更要求）を生成し（S670）、Ｃプレーン経路を介して交換局ＭＭＥに送信する（S690）。交換局ＭＭＥの要求送信部４４４は、第１基地局ｅＮＢの経路設定要求部２５０からのBearer Modify Requestメッセージを受信すると、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２に対するBearer Modify Requestメッセージを送信する（S710）。第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の経路設定部５３６は、交換局ＭＭＥから送信されたBearer Modify Requestメッセージに含まれる第２基地局ＰｈＮＢの識別情報を用いて、下りリンクのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂ−Ｄを設定する（S730）。第２サービングゲートウェイＳＧＷ２の経路設定部５３６は、下りリンクのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂ−Ｄが設定されると、Modify Completeメッセージ（経路変更要求完了応答）を交換局ＭＭＥに送信する（S750）。交換局ＭＭＥの応答送信部４４６は、第２サービングゲートウェイＳＧＷ２からのModify Completeメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S770）。以上の動作により、双方向的に通信可能なＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが設定される。なお、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの設定後も、ユーザ装置ＵＥと第１基地局ｅＮＢとに確立されたＣプレーン経路（シグナリング無線ベアラ）は維持される。
以降、以上のステップS510からS770までの第２実施形態のＳ１−Ｕベアラ設定動作を、纏めてステップS52と称する。

２（３）． 本実施形態の効果
以上に説明した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第１基地局ｅＮＢとは異なる新たな種別の第２基地局ＰｈＮＢを備える無線通信システムが実現される。以上の構成によれば、ユーザ装置ＵＥから送信された報告情報に含まれる識別情報に基づいて、その識別情報に対応する基地局が第２基地局ＰｈＮＢであるか否かが判定される。したがって、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂを確立すべき基地局が、交換局ＭＭＥに対するＣプレーン経路を有する第１基地局ｅＮＢであるか、交換局ＭＭＥに対するＣプレーン経路を有さない第２基地局ＰｈＮＢであるかが明らかとなり、以降の判定に役立てられる。

また、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂが確立されるべきと判定され、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの１つの端点が第２基地局ＰｈＮＢである場合に、第２基地局ＰｈＮＢの接続先（Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの設定先）となるサービングゲートウェイＳＧＷを第１基地局ｅＮＢが選択する。したがって、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの端点である第２基地局ＰｈＮＢに適した接続先（Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの設定先）が選択され得る。

さらに、交換局ＭＭＥではなく、第１基地局ｅＮＢが第２サービングゲートウェイＳＧＷ２及び第２基地局ＰｈＮＢを主導的に制御してＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを確立する。したがって、以上の構成においては、第２基地局ＰｈＮＢと交換局ＭＭＥとの間にＣプレーン経路が存在しないにも関わらず、第２基地局ＰｈＮＢに対するＵプレーン経路が設定され得る。

第３実施形態
第１実施形態および第２実施形態においては、第１基地局ｅＮＢ（経路設定判定部２４４）が、ユーザ装置ＵＥから報告された測定情報に基づいて、その測定情報に対応する基地局にＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきか否かを判定する。第３実施形態では、交換局ＭＭＥがそのような経路設定判定部を備える。

３（１）． 交換局の構成
図１７は、第３実施形態に係る交換局ＭＭＥの構成を示すブロック図である。第３実施形態の交換局ＭＭＥの記憶部４２０は、図６に示される基地局リストＢＬ１を記憶する。また、第３実施形態の交換局ＭＭＥの制御部４３０は、経路設定判定部４３６と基地局判定部４３８とを更に備える。経路設定判定部４３６および基地局判定部４３８は、制御部４３０内の他の要素と同様に、コンピュータプログラムの実行により実現される機能ブロックである。

３（２）． サービングゲートウェイの選択
図１８を参照して、第３実施形態のサービングゲートウェイの選択動作の一例を説明する。Ｕプレーンのベアラ及びＣプレーンのベアラに関する当初の想定は、図１１と同様である。ユーザ装置ＵＥは、第１実施形態と同様にして、測定情報および識別情報を取得する（S200）。ユーザ装置ＵＥ（報告部１３８）は、取得された測定情報と識別情報とを含むMeasurement Reportメッセージ（報告情報）を、無線接続中の第１基地局ｅＮＢに送信する（S220）。第１基地局ｅＮＢの転送部２５２は、受信したMeasurement Reportメッセージを、Ｃプレーン経路を介して交換局ＭＭＥに送信する（S240）。すなわち、転送部２５２は、基地局送信部として機能する。

交換局ＭＭＥの経路設定判定部４３６は、Measurement Reportメッセージに含まれる測定情報基づいて、その測定情報に対応する基地局を１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきか否かを判定し、その判定結果をゲートウェイ選択部４４０に供給する（S260）。本例では、前述の実施形態と同様に、第２基地局ＰｈＮＢを１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきと、経路設定判定部４３６が判定すると想定する。また、交換局ＭＭＥの基地局判定部４３８は、Measurement Reportメッセージに含まれる基地局の識別情報に基づいて、その識別情報に対応する基地局が第２基地局ＰｈＮＢであるか否かを、前述の実施形態と同様に、記憶部４２０に記憶された基地局リストＢＬ１を用いて判定し、その判定結果をゲートウェイ選択部４４０に供給する（S260）。交換局ＭＭＥのゲートウェイ選択部４４０は、経路設定判定部４３６がＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきと判定した場合であって、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの１つの端点となるべき基地局が第２基地局ＰｈＮＢであると基地局判定部４３８が判定したときに、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点となるサービングゲートウェイＳＧＷを選択する（S280）。
以降、以上のステップS200からS280までの第３実施形態のサービングゲートウェイ選択動作を、纏めてステップS20と称する。

以上のステップS20が完了すると、交換局ＭＭＥは、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点として選択されたサービングゲートウェイＳＧＷを把握している状態となる。以上の状態は、第１実施形態のステップS10が完了した状態および第２実施形態のステップS12が完了した状態と同様であると理解できる。したがって、第３実施形態のステップS20の完了後には、第１実施形態のステップS50によるＳ１−Ｕベアラ設定動作が実行されてもよいし、第２実施形態のステップS52によるＳ１−Ｕベアラ設定動作が実行されてもよい。

３（３）． 本実施形態の効果
以上に説明した第３実施形態によれば、第１実施形態および第２実施形態と同様に、第１基地局ｅＮＢとは異なる新たな種別の第２基地局ＰｈＮＢを備える無線通信システムが実現される。また、以上の構成によれば、前述の実施形態と同様の効果が奏される。

第４実施形態
第１実施形態および第２実施形態では、識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを第１基地局ｅＮＢ（基地局判定部２４６）が判定し、第３実施形態では、識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを交換局ＭＭＥ（基地局判定部４３８）が判定する。第４実施形態では、第２基地局であるか否かを判定する基地局判定部をユーザ装置ＵＥが備える。

４（１）． 各要素の構成
４（１）−１． ユーザ装置の構成
図１９は、第４実施形態に係るユーザ装置ＵＥの構成を示すブロック図である。第４実施形態のユーザ装置ＵＥの記憶部１２０は、図６に示される基地局リストＢＬ１を記憶する。また、第４実施形態のユーザ装置ＵＥの制御部１３０は、基地局判定部１３６を更に備える。基地局判定部１３６は、制御部１３０内の他の要素と同様に、コンピュータプログラムの実行により実現される機能ブロックである。

４（１）−２． 第１基地局の構成
図２０は、第４実施形態に係る第１基地局ｅＮＢの構成を示すブロック図である。第４実施形態の第１基地局ｅＮＢの記憶部２３０は、図１４に示される基地局リストＢＬ２を記憶する。また、第４実施形態の第１基地局ｅＮＢの制御部２４０は、基地局判定部２４６を備えない。

４（２）． サービングゲートウェイの選択
図２１を参照して、第４実施形態のサービングゲートウェイの選択動作の一例を説明する。Ｕプレーンのベアラ及びＣプレーンのベアラに関する当初の想定は、図１１と同様である。ユーザ装置ＵＥは、第１実施形態と同様にして、測定情報および識別情報を取得する（S300）。ユーザ装置ＵＥの基地局判定部１３６は、識別情報取得部１３４から供給された識別情報に対応する基地局が第２基地局ＰｈＮＢであるか否かを、前述の実施形態と同様に、記憶部１２０に記憶された基地局リストＢＬ１を用いて判定し、判定結果を報告部１３８に供給する（S320）。報告部１３８は、取得された測定情報および識別情報、並びに識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを示す判定情報を含むMeasurement Reportメッセージ（報告情報）を、無線接続中の第１基地局ｅＮＢに送信する（S340）。第１基地局ｅＮＢ（報告情報受信部２４２）がMeasurement Reportメッセージを受信した後、測定情報が経路設定判定部２４４に供給され、識別情報および判定情報がゲートウェイ選択部２４８に供給される。

経路設定判定部２４４は、測定情報に基づいて、その測定情報に対応する基地局を１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきか否かを判定し、その判定結果をゲートウェイ選択部２４８に供給する（S360）。本例では、前述と同様に、第２基地局ＰｈＮＢを１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきと、経路設定判定部２４４が判定すると想定する。ゲートウェイ選択部２４８は、経路設定判定部２４４がＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきと判定した場合であって、ユーザ装置ＵＥから報告された判定情報が、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの１つの端点となるべき基地局が第２基地局ＰｈＮＢであることを示すときに、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点となるサービングゲートウェイＳＧＷを、前述と同様に、基地局リストＢＬ２を用いて選択し、選択されたサービングゲートウェイＳＧＷを示す情報を経路設定要求部２５０に供給する（S380）。経路設定要求部２５０は、第２基地局ＰｈＮＢと、ゲートウェイ選択部２４８が選択した第２サービングゲートウェイＳＧＷ２とにＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定することを要求するBearer Setup Requirementメッセージ（経路設定要求）を、Ｃプレーン経路を介して交換局ＭＭＥに送信する（S400）。
以降、以上のステップS300からS400までの第４実施形態のサービングゲートウェイ選択動作を、纏めてステップS30と称する。

以上のステップS30が完了すると、交換局ＭＭＥは、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点として選択されたサービングゲートウェイＳＧＷを把握している状態となる。以上の状態は、第１実施形態のステップS10が完了した状態および第２実施形態のステップS12が完了した状態と同様であると理解できる。したがって、第４実施形態のステップS30の完了後には、第１実施形態のステップS50によるＳ１−Ｕベアラ設定動作が実行されてもよいし、第２実施形態のステップS52によるＳ１−Ｕベアラ設定動作が実行されてもよい。

４（３）． 第４実施形態の変形例
以上の第４実施形態においては、第１基地局ｅＮＢがＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの端点となるべきサービングゲートウェイＳＧＷを選択するが、交換局ＭＭＥがサービングゲートウェイＳＧＷを選択する構成も採用可能である。例えば、図２２に示すように、交換局ＭＭＥの制御部４３０が、経路設定判定部４３６とゲートウェイ選択部４４０を備えると好適である。より具体的な動作を図２３を参照して以下に説明する。

前述と同様にして、ユーザ装置ＵＥから第１基地局ｅＮＢへMeasurement Reportメッセージが報告される（S300〜S340）。第１基地局ｅＮＢの転送部２５２は、Measurement ReportメッセージをＣプレーン経路を介して交換局ＭＭＥに送信する（S370）。すなわち、転送部２５２は基地局送信部として機能する。交換局ＭＭＥの経路設定判定部４３６は、第１基地局ｅＮＢから送信されたMeasurement Reportメッセージに含まれる測定情報に基づいて、その測定情報に対応する基地局を１つの端点とするＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきか否かを判定し、判定結果をゲートウェイ選択部４４０に供給する（S390）。ゲートウェイ選択部４４０は、経路設定判定部４３６がＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを設定すべきと判定した場合であって、Measurement Reportメッセージに含まれる判定情報が、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの１つの端点となるべき基地局が第２基地局ＰｈＮＢであることを示すときに、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点となるサービングゲートウェイＳＧＷを選択する（S410）。
以降、以上のステップS300からS410までの第４実施形態の変形例のサービングゲートウェイ選択動作を、纏めてステップS32と称する。

以上のステップS32が完了すると、前述と同様に、交換局ＭＭＥは、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点として選択されたサービングゲートウェイＳＧＷを把握している状態となるから、ステップS32の完了後には、第１実施形態のステップS50によるＳ１−Ｕベアラ設定動作が実行されてもよいし、第２実施形態のステップS52によるＳ１−Ｕベアラ設定動作が実行されてもよい。

４（４）． 本実施形態の効果
以上に説明した第４実施形態によれば、第１実施形態および第２実施形態と同様に、第１基地局ｅＮＢとは異なる新たな種別の第２基地局ＰｈＮＢを備える無線通信システムが実現される。また、以上の構成によれば、前述の実施形態と同様の効果が奏される。

５． 変形例
以上の実施の形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以上の実施の形態および以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。

５（１）． 変形例１
第２実施形態のステップS12が完了すると、交換局ＭＭＥは、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの別の端点として選択されたサービングゲートウェイＳＧＷを把握している状態となる。以上の状態は、第１実施形態のステップS10が完了した状態と同様であると理解できる。したがって、第２実施形態のステップS12の完了後には、第２実施形態のステップS52に代えて、第１実施形態のステップS50によるＳ１−Ｕベアラ設定動作が実行されてもよい。また、同様にして、第１実施形態のステップS10の完了後には、第１実施形態のステップS50に代えて、第２実施形態のステップS52によるＳ１−Ｕベアラ設定動作が実行されてもよい。

５（２）． 変形例２
以上の実施形態では１つのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂ（Ｕプレーン経路）が設定される。以上の経路設定は、新規にＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを確立する際にも採用可能であるし、既に確立されたＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを経路変更する場合にも採用可能である。例えば、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂが確立されていない場合に、新たにＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを確立するために以上の経路設定が適用され得る。また、既にＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが第１基地局ｅＮＢと第１サービングゲートウェイＳＧＷ１とに確立されている場合に、更に新たなＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを第２基地局ＰｈＮＢと第２サービングゲートウェイＳＧＷ２とに確立するために以上の経路設定が適用され得る。さらに、第１基地局ｅＮＢと第１サービングゲートウェイＳＧＷ１とを介してＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが確立されている場合に、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを、第２基地局ＰｈＮＢ及び第２サービングゲートウェイＳＧＷ２を経由するように経路変更する際にも以上の経路設定が適用され得る。

５（３）． 変形例３
以上の実施形態で各記憶部（１２０，２３０，４２０）に記憶される基地局リストＢＬ（ＢＬ１，ＢＬ２）の設定方法は任意である。例えば、その記憶部を有するノード（ユーザ装置ＵＥ、第１基地局ｅＮＢ、交換局ＭＭＥ）に基地局リストＢＬ（ＢＬ１，ＢＬ２）が予め設定されていてもよい。また、交換局ＭＭＥの基地局リスト生成部４３２が基地局リストＢＬ（ＢＬ１，ＢＬ２）を生成し、生成された基地局リストＢＬ（ＢＬ１，ＢＬ２）を基地局リスト送信部４３４が各ノード（ユーザ装置ＵＥ、第１基地局ｅＮＢ）に動的に（例えば、リストの更新に応じて）送信してもよい。以上の構成によれば、無線通信システムＣＳの状態（例えば、第２基地局ＰｈＮＢの設置状態、サービングゲートウェイＳＧＷの輻輳状態等）に応じて、基地局リストＢＬ（ＢＬ１，ＢＬ２）が生成され送信される。したがって、基地局リストＢＬ（ＢＬ１，ＢＬ２）を用いた判定が、無線通信システムＣＳの状態をより反映したものとなる。

以上の実施形態では、基地局リストＢＬ１が第２基地局ＰｈＮＢの識別情報を記憶するが、基地局リストＢＬ１が第１基地局ｅＮＢの識別情報と第２基地局ＰｈＮＢの識別情報とを記憶し、各識別情報と、その識別情報に対応する基地局が第１基地局ｅＮＢであるか第２基地局ＰｈＮＢであるかを示す情報とが対応付けられて記憶されてもよい。基地局リストＢＬ２についても同様である。

５（４）． 変形例４
以上の実施形態において、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの設定（第１実施形態のステップS50および第２実施形態のステップS52）が終了した後に、以上の設定開始以前から確立されていたＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが解放されてもよい。

図２４を参照して、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの解放の一例を説明する。第１基地局ｅＮＢを介したＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが確立されている場合に、交換局ＭＭＥの経路制御部４４２が、Setup Completeメッセージの受信（S740）に応じて、その既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを解放すべきか否かを判定する（S760）。その既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを解放すべきと判定すると、経路制御部４４２は、Context Releaseメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S780）。Context Releaseメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢの経路解放部２５４は、自局が記憶するその既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂに関する設定情報（コンテキスト情報）を削除し（S800）、Context Release Completeメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S820）。Context Release Completeメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥの経路制御部４４２は、自局が記憶するその既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂに関する設定情報（コンテキスト情報）を削除する（S840）。以上の動作により、既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが解放される。以上の解放動作は、交換局ＭＭＥが制御を主導する第１実施形態の構成（S50の完了後）において採用されると好適である。

図２５を参照して、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂの解放の別の一例を説明する。第１基地局ｅＮＢを介したＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが確立されている場合に、第１基地局ｅＮＢの経路解放部２５４が、Modify Completeメッセージの受信（S770）に応じて、その既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを解放すべきか否かを判定する（S790）。その既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを解放すべきと判定すると、経路解放部２５４は、Context Releaseメッセージを交換局ＭＭＥに送信する（S810）。Context Releaseメッセージを受信すると、交換局ＭＭＥの経路解放部４４８は、自局が記憶するその既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂに関する設定情報（コンテキスト情報）を削除し（S830）、Context Release Completeメッセージを第１基地局ｅＮＢに送信する（S850）。Context Release Completeメッセージを受信すると、第１基地局ｅＮＢの経路解放部２５４は、自局が記憶するその既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂに関する設定情報（コンテキスト情報）を削除する（S870）。以上の動作により、既存のＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが解放される。以上の解放動作は、第１基地局ｅＮＢが制御を主導する第２実施形態の構成（S52の完了後）において採用されると好適である。

以上の変形例において、Ｓ１−ＵベアラＳ１Ｂを解放すべきか否かの判定基準は任意であるが、例えば、経路制御部４４２または経路解放部２５４が、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂが設定されている基地局（以上の例では第１基地局ｅＮＢ）からの無線信号の受信電力が所定値以下である場合に、そのＳ１−ＵベアラＳ１Ｂを解放すべきと判定する構成が採用され得る。

５（５）． 変形例５
以上の実施形態においては、様々な名称の制御メッセージ（例えば、Bearer Setup Requestメッセージ、Bearer Setup Requirementメッセージ等）が用いられる。しかし、各制御メッセージの名称は任意であることは当然に理解される。各制御メッセージは、同等の機能を有する任意の制御信号を包摂する概念である。

５（６）． 変形例６
以上の実施形態では、各基地局がその周囲に形成するセルＣ（電波が有効に到達する範囲）の大きさは任意である。例えば、第１基地局ｅＮＢの無線送信能力（平均送信電力、最大送信電力等）が第２基地局ＰｈＮＢの無線送信能力と比較して大きく、第１基地局ｅＮＢが形成するセル（マクロセルＣ１）の大きさが第２基地局ＰｈＮＢが形成するセル（スモールセルＣ２）の大きさを上回る構成が採用され得る。以上の構成においては、例えば、図２６に示すように、スモールセルＣ２がマクロセルＣ１の内部に重層的に形成される（オーバレイされる）と好適である（作図の便宜上、マクロセルＣ１が示される平面とスモールセルＣ２が示される平面とが相違しているが、実際には、同一の平面（地表等）上にマクロセルＣ１とスモールセルＣ２とが重畳され得る）。一方で、第１基地局ｅＮＢと第２基地局ＰｈＮＢとが略同一の大きさのセルＣを形成する構成も採用可能である。

５（７）． 変形例７
第１基地局ｅＮＢが送信する電波の周波数帯と第２基地局ＰｈＮＢが送信する電波の周波数帯とが相違する構成も採用可能である。例えば、第１基地局ｅＮＢが第１周波数帯（例えば、２ＧＨｚ帯）を用いて無線通信し、第２基地局ＰｈＮＢが第１周波数帯より高い第２周波数帯（例えば、３．５ＧＨｚ帯）を用いて無線通信する構成を想定する。周波数が高いほど伝搬損失が大きくなることから、第２周波数帯を用いた無線通信よりも第１周波数帯を用いた無線通信の方が安定性が高い場合が多い。以上の実施形態にて説明した通り、ユーザ装置ＵＥとの制御信号（制御メッセージ）の送受信（Ｃプレーンの通信）は第１基地局ｅＮＢが実行する。したがって、この変形例の構成を採用すれば、より安定性の高い第１周波数帯にて制御信号の送受信（Ｃプレーンの通信）が実行されるので、より確実なユーザ装置ＵＥの制御が実現され得る。

５（８）． 変形例８
以上の実施形態においては、第１基地局ｅＮＢは、３ＧＰＰ規格に規定されるevolved Node Bである。しかし、第１基地局ｅＮＢは任意の無線基地局であり得る。例えば、第１基地局ｅＮＢが前述のスモールセルＣ２を形成する基地局であってもよい。

５（９）． 変形例９
以上の実施形態では、第２基地局ＰｈＮＢはユーザ装置ＵＥと制御信号を送受信しない。しかしながら、第２基地局ＰｈＮＢが下位レイヤ（例えば、Ｌ１レイヤ，Ｌ２レイヤ）の制御信号を送受信可能な構成も採用可能である。以上の構成においても、第２基地局ＰｈＮＢは、無線リソース制御に関する信号（ＲＲＣレイヤの制御信号）を送受信しない。

５（１０）． 変形例１０
ユーザ装置ＵＥは、第１基地局ｅＮＢおよび第２基地局ＰｈＮＢと無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ装置ＵＥは、例えば、フィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。

５（１１）． 変形例１１
無線通信システムＣＳ内の各要素（ユーザ装置ＵＥ、第１基地局ｅＮＢ、第２基地局ＰｈＮＢ、交換局ＭＭＥ、サービングゲートウェイＳＧＷ、パケットゲートウェイＰＧＷ）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。

ＵＥ……ユーザ装置、１１０……無線通信部、１２０……記憶部、１３０……制御部、１３２……測定情報取得部、１３４……識別情報取得部、１３６……基地局判定部、１３８……報告部、１５０……データ送受信部、ｅＮＢ……第１基地局、２１０……無線通信部、２２０……ネットワーク通信部、２３０……記憶部、２４０……制御部、２４２……報告情報受信部、２４４……経路設定判定部、２４６……基地局判定部、２４８……ゲートウェイ選択部、２５０……経路設定要求部、２５２……転送部、２５４……経路解放部、２７０……データ送受信部、ＰｈＮＢ……第２基地局、３１０……無線通信部、３２０……ネットワーク通信部、３３０……記憶部、３４０……制御部、３４２……経路設定部、３４４……応答部、３５０……データ送受信部、ＭＭＥ……交換局、４１０……ネットワーク通信部、４２０……記憶部、４３０……制御部、４３２……基地局リスト生成部、４３４……基地局リスト送信部、４３６……経路設定判定部、４３８……基地局判定部、４４０……ゲートウェイ選択部、４４２……経路制御部、４４４……要求送信部、４４６……応答送信部、４４８……経路解放部、ＳＧＷ……サービングゲートウェイ、５１０……ネットワーク通信部、５２０……記憶部、５３０……制御部、５３２……通信制御部、５３４……応答部、５３６……経路設定部、５４０……データ送受信部、ＰＧＷ……パケットゲートウェイ、６１０……ネットワーク通信部、６２０……外部ネットワーク通信部、６３０……記憶部、６３４……データ送受信部、６４０……制御部、６４２……通信制御部、６４４……データ送受信部、ＢＬ……基地局リスト、Ｃ……セル、Ｃ１……マクロセル、Ｃ２……スモールセル、ＣＳ……無線通信システム、ＩＮ……インターネット、ＮＷ……ネットワーク、Ｓ１Ｂ……Ｓ１−Ｕベアラ、Ｓ１Ｂ−Ｄ……下りリンクＳ１−Ｕベアラ、Ｓ１Ｂ−Ｕ……上りリンクＳ１−Ｕベアラ。

Claims (10)

1. ユーザ装置と、
   前記ユーザ装置と無線通信可能な複数の基地局と、
   複数のサービングゲートウェイと、
   ユーザデータ信号を伝送する経路であって前記基地局と前記サービングゲートウェイとに設定される論理経路であるユーザプレーン経路を制御する交換局と
   を備え、
   前記複数の基地局には、
   制御信号を伝送する経路であって前記交換局に対して設定される論理経路である制御プレーン経路を有する第１基地局と、
   前記交換局に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局とが含まれ、
   前記ユーザ装置は、
   各基地局から受信した無線信号の受信品質に関する測定情報と前記各測定情報に対応する基地局の識別情報とを含む報告情報を、無線接続中の第１基地局に報告する報告部を備え、
   前記第１基地局は、
   前記ユーザ装置から報告された前記測定情報に基づいて、当該測定情報に対応する基地局を１つの端点とするユーザプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、
   前記ユーザ装置から報告された前記識別情報に基づいて、当該識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを判定する基地局判定部とを備える
   無線通信システム。
2. 前記第１基地局は、
   前記経路設定判定部が前記ユーザプレーン経路を設定すべきと判定した場合であって、前記ユーザプレーン経路の１つの端点となるべき基地局が第２基地局であると前記基地局判定部が判定したときに、前記交換局に対し、前記制御プレーン経路を介して、前記ユーザプレーン経路を設定することを要求する経路設定要求を送信する経路設定要求部を備え、
   前記交換局は、
   前記経路設定要求が設定することを要求する前記ユーザプレーン経路の別の端点となるサービングゲートウェイを選択するゲートウェイ選択部を備える
   請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記交換局は、
   複数の第２基地局の識別情報を記憶する基地局リストを生成する基地局リスト生成部と、
   生成された前記基地局リストを前記第１基地局に動的に送信する基地局リスト送信部とを備える
   請求項１または請求項２の無線通信システム。
4. ユーザ装置と、
   前記ユーザ装置と無線通信可能な複数の基地局と、
   複数のサービングゲートウェイと、
   ユーザデータ信号を伝送する経路であって前記基地局と前記サービングゲートウェイとに設定される論理経路であるユーザプレーン経路を制御する交換局と
   を備え、
   前記複数の基地局には、
   制御信号を伝送する経路であって前記交換局に対して設定される論理経路である制御プレーン経路を有する第１基地局と、
   前記交換局に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局とが含まれ、
   前記ユーザ装置は、
   各基地局から受信した無線信号の受信品質に関する測定情報と前記各測定情報に対応する基地局の識別情報とを含む報告情報を、無線接続中の第１基地局に報告する報告部を備え、
   前記第１基地局は、
   前記ユーザ装置から報告された前記報告情報を、前記制御プレーン経路を介して前記交換局に送信する基地局送信部を備え、
   前記交換局は、
   前記ユーザ装置から報告された前記測定情報に基づいて、当該測定情報に対応する基地局を１つの端点とするユーザプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、
   前記ユーザ装置から報告された前記識別情報に基づいて、当該識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを判定する基地局判定部とを備える
   無線通信システム。
5. 前記交換局は、
   前記経路設定判定部が前記ユーザプレーン経路を設定すべきと判定した場合であって、前記ユーザプレーン経路の１つの端点となるべき基地局が第２基地局であると前記基地局判定部が判定したときに、当該第２基地局を１つの端点とする前記ユーザプレーン経路の別の端点となるサービングゲートウェイを選択するゲートウェイ選択部を備える
   請求項４に記載の無線通信システム。
6. ユーザ装置と、
   前記ユーザ装置と無線通信可能な複数の基地局と、
   複数のサービングゲートウェイと、
   ユーザデータ信号を伝送する経路であって前記基地局と前記サービングゲートウェイとに設定される論理経路であるユーザプレーン経路を制御する交換局と
   を備え、
   前記複数の基地局には、
   制御信号を伝送する経路であって前記交換局に対して設定される論理経路である制御プレーン経路を有する第１基地局と、
   前記交換局に対する制御プレーン経路を有さない第２基地局とが含まれ、
   前記ユーザ装置は、
   各基地局から受信した無線信号の受信品質に関する測定情報を取得する測定情報取得部と、
   前記各測定情報に対応する基地局の識別情報を取得する識別情報取得部と、
   前記識別情報取得部が取得した前記識別情報に基づいて、当該識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを判定する基地局判定部と、
   前記各測定情報と、当該測定情報に対応する基地局の前記識別情報と、当該識別情報に対応する基地局が第２基地局であるか否かを示す判定情報とを含む報告情報を、無線接続中の第１基地局に報告する報告部を備え、
   前記第１基地局は、
   前記ユーザ装置から報告された前記報告情報を、前記制御プレーン経路を介して前記交換局に送信する基地局送信部を備え、
   前記交換局は、
   前記第１基地局から送信された前記報告情報に含まれる前記測定情報に基づいて、当該測定情報に対応する基地局を１つの端点とするユーザプレーン経路を設定すべきか否かを判定する経路設定判定部と、
   前記経路設定判定部が前記ユーザプレーン経路を設定すべきと判定した場合であって、前記報告情報に含まれる前記判定情報が、前記ユーザプレーン経路の１つの端点となるべき基地局が第２基地局であることを示すときに、前記ユーザプレーン経路の別の端点となるサービングゲートウェイを選択するゲートウェイ選択部とを備える
   無線通信システム。
7. 前記交換局は、
   前記ゲートウェイ選択部が選択した、前記ユーザプレーン経路の別の端点となる前記サービングゲートウェイに対し、前記サービングゲートウェイと前記第２基地局とに前記ユーザプレーン経路を設定することを指示する第１経路設定指示を送信する経路制御部を備え、
   前記サービングゲートウェイは、
   前記交換局からの前記第１経路設定指示の受信に応じて、当該サービングゲートウェイの識別情報を含む第１経路設定指示応答を前記交換局に送信する応答部を備え、
   前記交換局の前記経路制御部は、
   前記サービングゲートウェイからの前記第１経路設定指示応答の受信に応じて、前記サービングゲートウェイの前記識別情報を含む第２経路設定指示を、前記制御プレーン経路を介して前記第１基地局に送信し、
   前記第１基地局は、
   前記第２経路設定指示を前記第２基地局に転送する転送部を備え、
   前記第２基地局は、
   前記第１基地局から転送された前記第２経路設定指示に含まれる前記サービングゲートウェイの前記識別情報を用いて、上りリンクの前記ユーザプレーン経路を設定する経路設定部と、
   上りリンクの前記ユーザプレーン経路が設定された後に、当該第２基地局の識別情報を含む第２経路設定指示応答を前記第１基地局に送信する応答部とを備え、
   前記第１基地局の前記転送部は、
   前記第２経路設定指示応答を前記制御プレーン経路を介して前記交換局に転送し、
   前記交換局の前記経路制御部は、
   前記第１基地局からの前記第２経路設定指示応答の受信に応じて、前記第２基地局の前記識別情報を含む第３経路設定指示を前記サービングゲートウェイに送信し、
   前記サービングゲートウェイは、
   前記交換局から送信された前記第３経路設定指示に含まれる前記第２基地局の前記識別情報を用いて、下りリンクの前記ユーザプレーン経路を設定する経路設定部を備える
   請求項２、５および６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
8. 前記第１基地局は、
   前記第２基地局に対して設定される、複数のプロトコルレイヤを有する第１インタフェースと、前記交換局に対して設定される、複数のプロトコルレイヤを有する第２インタフェースとを有し、
   前記第１基地局の前記転送部は、
   前記複数のプロトコルレイヤのいずれかに対応する宛先ノードの識別情報を書き換えることにより、前記交換局からの制御情報を前記第２基地局へ転送し、前記第２基地局からの制御情報を前記交換局へ転送する
   請求項７に記載の無線通信システム。
9. 前記第１基地局の前記転送部は、
   前記複数のプロトコルレイヤに含まれるＩＰレイヤに対応する識別情報であるＩＰアドレスを書き換えることにより、前記交換局からの制御情報を前記第２基地局へ転送し、前記第２基地局からの制御情報を前記交換局へ転送する
   請求項８に記載の無線通信システム。
10. 前記交換局は、
    前記第１基地局から送信された前記経路設定要求の受信に応じて、前記ゲートウェイ選択部が選択した前記ユーザプレーン経路の別の端点となる前記サービングゲートウェイに対する経路設定要求を送信する要求送信部を備え、
    前記サービングゲートウェイは、
    前記交換局からの前記経路設定要求の受信に応じて、当該サービングゲートウェイの識別情報を含む経路設定要求完了応答を前記交換局に送信する応答部を備え、
    前記交換局は、
    前記サービングゲートウェイからの前記経路設定要求完了応答の受信に応じて、前記サービングゲートウェイの前記識別情報を含む、前記第１基地局に対する経路設定要求完了応答を送信する応答送信部を備え、
    前記第１基地局の前記経路設定要求部は、
    前記交換局からの前記経路設定要求完了応答の受信に応じて、前記サービングゲートウェイの前記識別情報を含む経路設定要求を前記第２基地局に送信し、
    前記第２基地局は、
    前記第１基地局から送信された前記経路設定要求に含まれる前記サービングゲートウェイの前記識別情報を用いて、上りリンクの前記ユーザプレーン経路を設定する経路設定部と、
    上りリンクの前記ユーザプレーン経路が設定された後に、当該第２基地局の識別情報を含む経路設定要求完了応答を前記第１基地局に送信する応答部とを備え、
    前記第１基地局の前記経路設定要求部は、
    前記第２基地局からの前記経路設定要求完了応答の受信に応じて、前記第２基地局の前記識別情報を含む経路変更要求を前記交換局に送信し、
    前記交換局の前記要求送信部は、
    前記第１基地局からの前記経路変更要求の受信に応じて、前記サービングゲートウェイに対する経路変更要求を送信し、
    前記サービングゲートウェイは、
    前記交換局から送信された前記経路変更要求に含まれる前記第２基地局の前記識別情報を用いて、下りリンクの前記ユーザプレーン経路を設定する経路設定部を備える
    請求項２に記載の無線通信システム。

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