WO2012063849A1 - 通信システム、無線基地局及び通信制御方法 - Google Patents

通信システム、無線基地局及び通信制御方法 Download PDF

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WO2012063849A1
WO2012063849A1 PCT/JP2011/075783 JP2011075783W WO2012063849A1 WO 2012063849 A1 WO2012063849 A1 WO 2012063849A1 JP 2011075783 W JP2011075783 W JP 2011075783W WO 2012063849 A1 WO2012063849 A1 WO 2012063849A1
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WO
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communication
enb
base station
radio base
header
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Application number
PCT/JP2011/075783
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English (en)
French (fr)
Inventor
慎吾 片桐
松村　隆司
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/04—Arrangements for maintaining operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/34—Modification of an existing route

Definitions

  • the present invention relates to a communication system having a plurality of radio base stations and upper nodes, a radio base station that performs communication between upper nodes, and a communication control method in the radio base station.
  • the radio base station eNB transmits the MME (Mobile Management Management Entity), which is an upper node, via the backhaul. ) To communicate with the MME.
  • MME Mobile Management Management Entity
  • an object of the present invention is to provide a communication system, a radio base station, and a communication control method that improve the reliability of communication between a radio base station and an upper node.
  • the present invention has the following features.
  • a feature of the present invention is a communication system (communication system 1) having a plurality of radio base stations (eNB 10-1, eNB 10-2, eNB 10-3) and an upper node (MME 20), the first radio base station And a first communication through a communication path between the first radio base station and the upper node not via a second radio base station according to a communication state between the first node and the upper node;
  • the main point is to perform any one of the second communication through the communication path between the first radio base station and the upper node via the second radio base station connected to the radio base station.
  • Such a communication system uses a second radio base station for communication between the first radio base station and the upper node according to a communication state between the first radio base station and the upper node. Either communication using no communication path or communication using a communication path via the second radio base station is performed. For this reason, when the first radio base station and the upper node can no longer communicate directly, the communication can be switched to the communication via the second radio base station. The certainty of communication with the upper node is improved.
  • the present invention is characterized in that, in addition to the first communication and the second communication, the second radio base station connected to the first radio base station and the second radio base station The gist is to perform any one of the third communications by the communication path between the first radio base station and the upper node via the third radio base station.
  • a feature of the present invention is a radio base station (eNB 10-1, eNB 10-2, eNB 10-3) that communicates with an upper node (MME 20) between the own radio base station and the upper node.
  • MME 20 upper node
  • the gist of the present invention is to include a communication control unit (control unit 102) that performs any one of the two communications.
  • a feature of the present invention is that, when performing the second communication, the communication control unit transmits data addressed to the upper node to the other radio base station and receives data from the other radio base station. Is the gist.
  • a feature of the present invention is that, when the first communication is performed, the communication control unit receives data addressed to the upper node from the other radio base station, transmits the data to the upper node, and transmits the data from the upper node.
  • the gist is to receive the data addressed to the other radio base station and transmit it to the other radio base station.
  • a feature of the present invention is that the communication control unit performs the second communication when the index indicating the communication state is worse than a predetermined index, and the index indicating the communication state is better than the predetermined index.
  • the gist is to perform the first communication in the case of a change.
  • the feature of the present invention is that, when the second communication is performed, the communication control unit, via either a relay device or a wireless terminal provided on a communication path with the other wireless base station, The gist is to transmit data addressed to an upper node to the other radio base station.
  • a feature of the present invention is a communication control method in a radio base station that communicates with an upper node, and the first other radio according to the communication state between the own radio base station and the upper node A first communication by a communication path with the upper node not via a base station, and a second communication by a communication path with the upper node via the first other radio base station to be connected;
  • the gist is to include a step of performing any of the above.
  • a feature of the present invention is a communication system (communication system 1) having a plurality of radio base stations (eNB 10-1, eNB 10-2, eNB 10-3) and an upper node (MME 20), the first radio base station And a second radio base station using a communication protocol encapsulated in a part of a communication protocol between the first radio base station and the upper node according to a communication state between the first radio base station and the upper node.
  • the gist is to perform communication via the network.
  • a feature of the present invention is a radio base station (eNB 10-1, eNB 10-2, eNB 10-3) that communicates with an upper node (MME 20) between the own radio base station and the upper node.
  • a communication control unit (control unit 102) that performs communication via another radio base station according to a communication protocol encapsulated in a part of a communication protocol between the own radio base station and the upper node according to a communication state This is the gist.
  • FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an established state of the S1 interface in the communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the eNB according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a communication protocol stack of the eNB according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing an uplink data configuration in the first processing according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a data structure in the downlink direction in the first process according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing an uplink data configuration in the second processing according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an established state of the S1 interface in the communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a data structure in the downlink direction in the second process according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of the MME according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a communication protocol stack of the MME according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing a first operation of the communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a sequence diagram showing a second operation of the communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of a relay node according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a configuration diagram of a radio terminal according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing an uplink data configuration in the third processing according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing a data structure in the downlink direction in the third process according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a sequence diagram showing a third operation of the communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a sequence diagram showing a fourth operation of the communication system according to the embodiment of the present invention.
  • UE 40 exists in a cell formed by eNB 10-1
  • UE 60 exists in an overlapping area of a cell formed by eNB 10-1 and a cell formed by eNB 10-2.
  • the relay node 50 exists in the overlapping area of the cell formed by the eNB 10-1 and the cell formed by the eNB 10-2.
  • the eNB 10-1 can perform radio communication with the UE 40 and UE 60 in the cell formed by the eNB 10-1 via the radio communication section.
  • the communication method between the eNB 10-1 and the UE 40 is referred to as E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network).
  • the eNB 10-2 can perform radio communication with the UE 60 in the cell formed by the eNB 10-2 via the radio communication section.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the eNB 10-1.
  • the eNB 10-1 illustrated in FIG. 3 includes a control unit 102, a storage unit 103, an I / F unit 104, a radio communication unit 106, and an antenna 108. Note that the eNB 10-2 and the eNB 10-3 have the same configuration as the eNB 10-1.
  • the control unit 102 is configured using, for example, a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor), and controls various functions of the eNB 10-1.
  • the storage unit 103 is configured by a memory, for example, and stores various information used for control in the eNB 10-1.
  • the I / F unit 104 is connected to the backhaul 30.
  • the I / F unit 104 in the eNB 10-1 is assigned a MAC address a1
  • the I / F unit 104 in the eNB 10-2 is assigned a MAC address b1
  • the I / F unit 104 in the eNB 10-3 is The MAC address c1 is given.
  • the I / F unit 104 performs data transmission and reception with the MME 20, the eNB 10-2, and the eNB 10-3.
  • the wireless communication unit 106 includes an RF circuit, a baseband circuit, etc., performs modulation and demodulation, encoding and decoding, etc., and transmits and receives wireless signals to and from the UE 40 via the antenna 108.
  • the radio communication unit 106 can transmit and receive radio signals with other eNBs, the relay node 50, and the UE 60.
  • the wireless communication unit 106 in the eNB 10-1 is assigned a MAC address a2
  • the wireless communication unit 106 in the eNB 10-2 is assigned a MAC address b2
  • the wireless communication unit 106 in the eNB 10-3 is assigned a MAC address c2. Is granted.
  • FIG. 4 is a diagram showing a communication protocol stack of the eNB 10-1. Note that the communication protocol of the eNB 10-2 and the eNB 10-3 is the same as the communication protocol of the eNB 10-1.
  • the communication protocol stack of the eNB 10-1 shown in FIG. 4 includes an application layer (APL) that is the highest layer, a wireless side (Uu-IF) protocol that is lower than APL, and a wired S1 interface that is lower than APL. (S1-MME-IF) protocol.
  • APL application layer
  • Uu-IF wireless side
  • S1-MME-IF wired S1 interface
  • the Uu-IF protocol consists of PHY (Medium Access Control), MAC (Medium Access Control), RLC (Radio Link Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol), and RRC (Radio Resource Control) in order from the lower layer.
  • PHY Medium Access Control
  • MAC Medium Access Control
  • RLC Radio Link Control
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • RRC Radio Resource Control
  • the S1-MME-IF protocol is composed of L1, L2, IP (Internet Protocol), SCTP (Stream Control Transmission Protocol), and S1-AP (S1-AP Application Protocol) in order from the lower layer.
  • the function of the communication protocol stack of the eNB 10-1 is realized by processing of the control unit 102.
  • the control unit 102 receives the uplink data addressed to the MME 20 from the UE 40 via the antenna 108 and the radio communication unit 106.
  • the received uplink data has a configuration corresponding to the Uu-IF protocol. That is, the uplink data has a configuration in which an RRC header, a PDCP header, an RLC header, a MAC header, and a PHY header are added to application data.
  • the control unit 102 converts the uplink data from the Uu-IF protocol to the S1-MME-IF protocol. Specifically, the control unit 102 removes the PHY header, the MAC header, the RLC header, the PDCP header, and the RRC header from the uplink data by using the PHY, MAC, RLC, PDCP, and RRC functions of the Uu-IF protocol, Get the data.
  • control unit 102 adds the S1AP header, the SCTP header, the IP header, the L2 header, and the L1 header to the application data by using the S1-AP, SCTP, IP, L2, and L1 functions of the S1-MME-IF protocol. New uplink data is generated.
  • control unit 102 transmits new uplink data to the MME 20 via the I / F unit 104 and the S1 interface established in the backhaul 30 (S1 communication).
  • control unit 102 receives downlink data addressed to the UE 40 from the MME 20 via the I / F unit 104 (S1 communication).
  • the received downlink data has a configuration corresponding to the S1-MME-IF protocol. That is, the downlink data has a configuration in which an S1AP header, an SCTP header, an IP header, an L2 header, and an L1 header are added to application data.
  • the control unit 102 converts the downlink data from the S1-MME-IF protocol to the Uu-IF protocol. Specifically, the control unit 102 removes the L1 header, the L2 header, the IP header, the SCTP header, and the S1AP header from the downlink data by using the L1, L2, IP, SCTP, and S1AP functions of the S1-MME-IF. Get application data. Furthermore, the control unit 102 adds an RRC header, a PDCP header, an RLC header, a MAC header, and a PHY header to the application data by the functions of the RRC, PDCP, RLC, MAC, and PHY of the Uu-IF protocol, and creates a new downlink. Generate data.
  • control unit 102 transmits new downlink data to the UE 40 via the wireless communication unit 106 and the antenna 108.
  • communication between the eNB 10-1 and the MME 20 is either communication via the eNB 10-2 or communication via the eNB 10-2 and the eNB 10-3.
  • processing related to communication between eNB 10-1 and MME 20 via eNB 10-2 first processing
  • processing related to communication between eNB 10-1 and MME 20 via eNB 10-2 and eNB 10-3 first processing
  • first processing processing related to communication between eNB 10-1 and MME 20 via eNB 10-2 and eNB 10-3
  • control unit 102 establishes a session (first session) in the wireless communication section with the adjacent eNB 10-2.
  • a partner for establishing a session may be a predetermined eNB or an eNB having the best communication status among eNBs existing around the eNB.
  • the control unit 102 uses the S1-AP function of the S1-MME-IF protocol, the SCTP function, and the IP function as shown in FIG.
  • An S1AP header, an SCTP header, and an IP header are added to the data to generate encapsulated data (tunneling data).
  • the IP header includes the IP address A of the eNB 10-1 indicating the transmission source and the IP address D of the MME 20 indicating the transmission destination.
  • the control unit 102 adds a tunneling header indicating that the tunneling data is a tunneling target to the tunneling data by the IP function.
  • the tunneling header is, for example, a predetermined bit string.
  • the control unit 102 adds the tunneling header as shown in FIG. 5C by the RRC function, PDCP function, RLC function, MAC function and PHY function of the Uu-IF protocol.
  • An RRC header, a PDCP header, an RLC header, a MAC header, and a PHY header are added to the tunneling data to generate first transfer uplink data.
  • the MAC header includes the MAC address a2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-1 indicating the transmission source and the MAC address b2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-2 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the first transfer uplink data to the eNB 10-2 via the radio communication unit 106, the antenna 108, and the first session.
  • control unit 102 detects that the failure of the backhaul 30 has been recovered by the IP function of the S1-MME-IF protocol and S1 communication with the MME 20 is possible, the control unit 102 2 stops the transmission of the uplink data for the first transfer to 2, and communicates with the MME 20 via the S1 interface # 1.
  • control unit 102 in the eNB 10-2 receives the eNB 10-1 from the eNB 10-1 via the first session, the antenna 108, and the radio communication unit 106.
  • the first transfer uplink data is received.
  • the control unit 102 uses the PHY function, the MAC function, the RLC function, the PDCP function, and the RRC function of the Uu-IF protocol to convert the PHY header, MAC header, RLC header, Remove the PDCP header and RRC header.
  • the control unit 102 recognizes that data following the tunneling header is tunneling data.
  • control unit 102 recognizes that the transmission destination is not the eNB 10-2 but the MME 20, based on the IP address D of the transmission destination in the IP header of the tunneling data.
  • control unit 102 determines whether or not S1 communication between the eNB 10-2 and the MME 20 is possible by the IP function of the S1-MME-IF protocol. In the first process, it is determined that the S1 communication between the eNB 10-2 and the MME 20 is possible.
  • the control unit 102 adds the L2 header and the L1 header to the tunneling data using the L2 function and the L1 function of the S1-MME-IF protocol, as shown in FIG. Generate uplink data.
  • the L2 header includes the MAC address b1 of the I / F unit 104 in the eNB 10-2 indicating the transmission source and the MAC address d (described later) of the I / F unit 204 of the MME 20 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the uplink data for second transfer to the MME 20 via the I / F unit 104 and the S1 interface # 2 set in the backhaul 30.
  • the control unit 102 in the eNB 10-2 passes through the S1 interface # 2 and the I / F unit 104 set in the backhaul 30.
  • the first transfer downlink data from the MME 20 is received.
  • the first transfer downlink data has a configuration in which an S1AP header, an SCTP header, an IP header, an L2 header, and an L1 header are added to application data.
  • the IP header includes an IP address D indicating the transmission source and an IP address A indicating the transmission destination.
  • the L2 header includes the MAC address d of the I / F unit 204 in the MME 20 indicating the transmission source and the MAC address b1 of the I / F unit 104 in the eNB 10-2 indicating the transmission destination.
  • the control unit 102 removes the L1 header and the L2 header from the downlink data for the first transfer by the L1 function and the L2 function of the S1-MME-IF protocol.
  • the transmission destination in the IP header of the remaining data is IP address A, that is, the transmission destination is eNB 10-1.
  • the control unit 102 uses the remaining data as tunneling data, and adds a tunneling header to the head by the IP function.
  • the control unit 102 uses the RRC function, the PDCP function, the RLC function, the MAC function, and the PHY function of the Uu-IF protocol, as shown in FIG.
  • the MAC header includes the MAC address b2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-2 indicating the transmission source and the MAC address a2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-1 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the fourth transfer downlink data to the eNB 10-1 via the radio communication unit 106, the antenna 108, and the first session.
  • control unit 102 in the eNB 10-1 receives the eNB 10-2 from the eNB 10-2 via the first session, the antenna 108, and the radio communication unit 106.
  • the fourth transfer downlink data is received.
  • the control unit 102 uses the Uu-IF protocol PHY function, MAC function, RLC function, PDCP function, and RRC function as shown in FIG. PHY header, MAC header, RLC header, PDCP header and RRC header are removed.
  • the control unit 102 recognizes that data following the tunneling header is tunneling data.
  • control part 102 removes a tunneling header from the remaining data, and acquires tunneling data.
  • control unit 102 generates downlink data including application data in the tunneling data. Further, the control unit 102 transmits downlink data to the UE 40 via the wireless communication unit 106, the antenna 108, and the first session.
  • (2.2) Second process (2.2.1) Process of control unit 102 in eNB 10-1 in uplink communication
  • the process of control unit 102 in eNB 10-1 in uplink communication is the first process described above. It is the same. That is, the control unit 102 in the eNB 10-1 has failed in the backhaul 30 due to the IP function of the S1-MME-IF protocol, and S1 communication between the eNB 10-1 and the MME 20 is disabled. Is detected.
  • control unit 102 establishes the first session in the wireless communication section with the adjacent eNB 10-2.
  • the control unit 102 uses the S1-AP function of the S1-MME-IF protocol, the SCTP function, and the IP function as shown in FIG.
  • An S1AP header, an SCTP header, and an IP header are added to the data to generate tunneling data.
  • the IP header includes the IP address A of the eNB 10-1 indicating the transmission source and the IP address D of the MME 20 indicating the transmission destination.
  • the control unit 102 adds a tunneling header to the tunneling data as shown in FIG.
  • the control unit 102 adds the tunneling header as shown in FIG. 7C by the RRC function, PDCP function, RLC function, MAC function and PHY function of the Uu-IF protocol.
  • An RRC header, a PDCP header, an RLC header, a MAC header, and a PHY header are added to the tunneling data to generate first transfer uplink data.
  • the MAC header includes the MAC address a2 of the radio communication unit 108 in the eNB 10-1 indicating the transmission source and the MAC address b2 of the radio communication unit 108 in the eNB 10-2 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the first transfer uplink data to the eNB 10-2 via the radio communication unit 106, the antenna 108, and the first session.
  • control unit 102 detects that the failure of the backhaul 30 has been recovered by the IP function of the S1-MME-IF protocol, the control unit 102 stops transmitting the uplink data for the first transfer to the eNB 10-2. Then, it communicates with the MME 20 via the S1 interface # 1.
  • control unit 102 in the eNB 10-2 receives the eNB 10-1 from the eNB 10-1 via the first session, the antenna 108, and the radio communication unit 106.
  • the first transfer uplink data is received.
  • the control unit 102 uses the PHY function, the MAC function, the RLC function, the PDCP function, and the RRC function of the Uu-IF protocol to convert the PHY header, MAC header, RLC header, Remove the PDCP header and RRC header.
  • the control unit 102 recognizes that data following the tunneling header is tunneling data.
  • the control unit 102 recognizes that the transmission destination is not the eNB 10-2 but the MME 20 based on the IP address D of the transmission destination in the IP header of the tunneling data.
  • control unit 102 determines whether or not S1 communication between the eNB 10-2 and the MME 20 is possible by the IP function of the S1-MME-IF protocol. In the second process, it is determined that the S1 communication between the eNB 10-2 and the MME 20 is impossible.
  • the control unit 102 When the S1 communication between the eNB 10-2 and the MME 20 is impossible, the control unit 102 establishes a session (second session) in the wireless communication section with the adjacent eNB 10-3.
  • control unit 102 uses the RRC function, the PDCP function, the RLC function, the MAC function, and the PHY function of the Uu-IF protocol, as shown in FIG.
  • An RRC header, a PDCP header, an RLC header, a MAC header, and a PHY header are added to the data to generate third transfer uplink data.
  • the MAC header includes the MAC address b2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-2 indicating the transmission source and the MAC address c2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-3 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the third transfer uplink data to the eNB 10-3 via the wireless communication unit 106, the antenna 108, and the second session.
  • control unit 102 in the eNB 10-3 receives the eNB 10-2 from the eNB 10-2 via the second session, the antenna 108, and the radio communication unit 106.
  • the third transfer uplink data is received.
  • the control unit 102 uses the PHY function, the MAC function, the RLC function, the PDCP function, and the RRC function of the Uu-IF protocol to convert the PHY header, MAC header, RLC header, Remove the PDCP header and RRC header.
  • the control unit 102 recognizes that data following the tunneling header is tunneling data.
  • the control unit 102 recognizes that the transmission destination of the tunneling data is not the eNB 10-3 but the MME 20, based on the IP address D of the transmission destination in the IP header of the tunneling data.
  • the control unit 102 determines whether or not S1 communication between the eNB 10-3 and the MME 20 is possible by the IP function of the S1-MME-IF protocol. Here, it is determined that S1 communication between the eNB 10-3 and the MME 20 is possible.
  • S1 communication between the eNB 10-3 and the MME 20 is impossible, data transfer from the eNB 10-3 to another eNB is performed in the same manner as the data transfer from the eNB 10-2 to the eNB 10-3. Is called.
  • the control unit 102 uses the functions L2 and L1 of the S1-MME-IF protocol, as shown in FIG. Are added with an L2 header and an L1 header, to generate fourth uplink data for transfer.
  • the L2 header includes the MAC address c1 of the I / F unit 104 in the eNB 10-3 indicating the transmission source and the MAC address d of the I / F unit 204 in the MME 20 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the fourth transfer uplink data to the MME 20 via the I / F unit 104 and the S1 interface # 3 set in the backhaul 30.
  • the control unit 102 in the eNB 10-3 passes through the S1 interface # 3 and the I / F unit 104 set in the backhaul 30.
  • the second downlink data for transfer from the MME 20 is received.
  • the second downlink data for transfer has a configuration in which an S1AP header, an SCTP header, an IP header, an L2 header, and an L1 header are added to application data.
  • the IP header includes an IP address D indicating the transmission source and an IP address A indicating the transmission destination.
  • the L2 header includes the MAC address d of the I / F unit 204 in the MME 20 indicating the transmission source, and the MAC address c1 of the I / F unit 104 in the eNB 10-3 indicating the transmission destination.
  • the control unit 102 removes the L1 header and the L2 header from the downlink data for second transfer using the L1 function and the L2 function of the S1-MME-IF protocol.
  • the transmission destination in the IP header of the remaining data is IP address A, that is, the transmission destination is eNB 10-1.
  • the control unit 102 uses the remaining data as tunneling data, and adds a tunneling header to the head by the IP function.
  • the control unit 102 uses the RRC function, PDCP function, RLC function, MAC function, and PHY function of the Uu-IF protocol, as shown in FIG.
  • the MAC header includes the MAC address c2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-3 indicating the transmission source and the MAC address b2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-2 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the third transfer uplink data to the eNB 10-2 via the radio communication unit 106, the antenna 108, and the second session.
  • Processing of the control unit 102 in the eNB 10-2 in downlink communication The control unit 102 in the eNB 10-2 receives from the eNB 10-3 via the second session, the antenna 108 and the radio communication unit 106. The third transfer downlink data is received.
  • the control unit 102 uses the PHY function, the MAC function, the RLC function, the PDCP function, and the RRC function of the Uu-IF protocol, and the PHY header, MAC header, RLC header, PDCP header, and Remove the RRC header. There is a tunneling header at the beginning of the remaining data. When detecting the tunneling header, the control unit 102 recognizes that data following the tunneling header is tunneling data. The transmission destination in the IP header of the tunneling data is IP address A, that is, the transmission destination is eNB 10-1. Therefore, the control unit 102 adds a tunneling header as shown in FIG. 8C by the RRC function, PDCP function, RLC function, MAC function and PHY function of the Uu-IF protocol.
  • the MAC header includes the MAC address b2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-2 indicating the transmission source and the MAC address a2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-1 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the fourth transfer downlink data to the eNB 10-1 via the radio communication unit 106, the antenna 108, and the first session.
  • control unit 102 in eNB 10-1 in downlink communication receives the fourth transfer downlink data from the eNB 10-2 via the first session, the antenna 108, and the radio communication unit 106.
  • the control unit 102 uses the Uu-IF protocol PHY function, MAC function, RLC function, PDCP function, and RRC function to download the fourth transfer downlink data.
  • PHY header, MAC header, RLC header, PDCP header and RRC header are removed. There is a tunneling header at the beginning of the remaining data.
  • the control unit 102 When detecting the tunneling header, the control unit 102 recognizes that data following the tunneling header is tunneling data. Next, the control part 102 removes a tunneling header from the remaining data, and acquires tunneling data. Next, the control unit 102 generates downlink data including application data in the tunneling data. Further, the control unit 102 transmits downlink data to the UE 40 via the wireless communication unit 106, the antenna 108, and the first session.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the MME 20.
  • the MME 20 illustrated in FIG. 9 includes a control unit 202, a storage unit 203, and an I / F unit 204.
  • the control unit 202 is configured using, for example, a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor), and controls various functions of the MME 20.
  • storage part 103 is comprised by memory, for example, and memorize
  • the I / F unit 204 is connected to the backhaul 30.
  • the I / F unit 204 transmits and receives data with the eNB 10-1 to the eNB 10-3.
  • FIG. 10 is a diagram showing a communication protocol stack of the MME 20.
  • the communication protocol stack of the MME 20 shown in FIG. 10 includes, in order from the lower layer, L1, L2, IP (Internet Protocol), SCTP (Stream Control Transmission Protocol), S1-AP, NAS (Non Access Stratum), and APP.
  • the function of the communication protocol stack of the MME 20 is realized by processing of the control unit 202.
  • the control unit 202 receives data from the eNB 10-1 via the S1 interface # 1 and the I / F unit 104 set in the backhaul 30.
  • the control unit 202 receives data from the eNB 10-2 via the S1 interface # 2 and the I / F unit 104 set in the backhaul 30.
  • the control unit 202 receives data from the eNB 10-3 via the S1 interface # 3 and the I / F unit 104 set in the backhaul 30.
  • control unit 202 transmits data to the eNB 10-1 via the I / F unit 104 and the S1 interface # 1 set in the backhaul 30.
  • the control unit 202 transmits data to the eNB 10-2 via the I / F unit 104 and the S1 interface # 2 set in the backhaul 30.
  • the control unit 202 transmits data to the eNB 10-3 via the I / F unit 104 and the S1 interface # 3 set in the backhaul 30.
  • the control unit 202 transmits the eNB 10-2 from the eNB 10-2 via the S1 interface # 2 and the I / F unit 104 set in the backhaul 30.
  • the second uplink data for transfer (FIG. 5D) is received.
  • the control unit 202 transmits the first transfer downlink data (FIG. 6A) to the eNB 10-2 via the I / F unit 104 and the S1 interface # 2 set in the backhaul 30.
  • the control unit 202 passes through the S1 interface # 3 and the I / F unit 104 set in the backhaul 30.
  • the fourth uplink data for transfer (FIG. 7 (e)) is received from the eNB 10-3.
  • the control unit 202 transmits the second transfer downlink data (FIG. 8A) to the eNB 10-3 via the I / F unit 104 and the S1 interface # 3 set in the backhaul 30.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing a first operation of the communication system 1.
  • the first operation corresponds to the case where the first process described above is performed by the eNB 10-1 and the eNB 10-2.
  • step S101 the eNB 10-1 and the MME 20 communicate with each other via the S1 interface # 1 set in the backhaul 30.
  • the eNB 10-1 detects the failure in step S103.
  • step S104 the eNB 10-1 establishes a first session with the eNB 10-2.
  • step S105 the UE 40 transmits uplink data addressed to the MME 20 to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-1 receives the uplink data.
  • step S106 the eNB 10-1 generates first transfer uplink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits the first transfer uplink data to the eNB 10-2.
  • the eNB 10-2 receives the first uplink data for transfer.
  • the first session in step S104 may be wired or wireless.
  • the wireless protocol header is not added to the first transfer uplink data.
  • the second session described later may be wired or wireless.
  • step S107 the eNB 10-2 detects the tunneling header included in the first transfer uplink data.
  • step S108 the eNB 10-2 generates uplink data for second transfer and transmits it to the MME 20.
  • the MME 20 receives the second uplink data for transfer.
  • step S109 the MME 20 generates first transfer downlink data and transmits it to the eNB 10-2.
  • the eNB 10-2 receives the first transfer downlink data.
  • step S110 the eNB 10-2 generates the fourth downlink data for transmission including the tunneling data and the tunneling header, and transmits it to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-1 receives the fourth transfer downlink data.
  • step S111 the eNB 10-1 detects a tunneling header included in the fourth transfer downlink data.
  • step S112 the eNB 10-1 generates downlink data.
  • step S113 the eNB 10-1 transmits downlink data to the UE 40.
  • the UE 40 receives the downlink data.
  • FIG. 12 is a sequence diagram showing a second operation of the communication system 1.
  • the second operation corresponds to the case where the second process described above is performed by the eNB 10-1, the eNB 10-2, and the eNB 10-3.
  • step S201 to step S207 Since the operation from step S201 to step S207 is the same as the operation from step S101 to step S107 in FIG. 11, the description thereof is omitted.
  • step S208 the eNB 10-1 establishes a second session with the eNB 10-3. Note that the operation in step S208 may be performed at the same time as the operation in step S204.
  • step S209 the eNB 10-2 generates uplink data for third transfer including the tunneling data and the tunneling header, and transmits it to the eNB 10-3.
  • the eNB 10-3 receives the third uplink data for transfer.
  • step S210 the eNB 10-3 detects the tunneling header included in the third transfer uplink data.
  • step S211 the eNB 10-3 generates fourth uplink data for transfer and transmits it to the MME 20.
  • the MME 20 receives the fourth uplink data for transfer.
  • step S212 the MME 20 generates the second downlink data for transmission and transmits it to the eNB 10-3.
  • the eNB 10-3 receives the second downlink data for transfer.
  • step S213 the eNB 10-3 generates the third transfer downlink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits the third transfer downlink data to the eNB 10-2.
  • the eNB 10-2 receives the third transfer downlink data.
  • step S214 the eNB 10-2 detects the tunneling header included in the third transfer downlink data.
  • step S215 the eNB 10-2 generates the fourth downlink data for transfer including the tunneling data and the tunneling header, and transmits it to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-1 receives the fourth transfer downlink data.
  • step S216 to step S218 Since the operation from step S216 to step S218 is the same as the operation from step S111 to step S113 in FIG. 11, the description thereof is omitted.
  • the eNB 10-1 communicates with the MME 20 through S1 communication when the backhaul 30 between the eNB 10-1 and the MME 20 is in a normal state. Send and receive data with.
  • the eNB 10-1 transmits and receives data to and from the MME 20 via the eNB 10-2 and the eNB 10-3.
  • the eNB 10-2 when receiving data from the eNB 10-1, the eNB 10-2 is data to be transferred to the MME 20, and when the S1 communication with the MME 20 is possible, the eNB 10-2 Data from 1 is transmitted to the MME 20. Also, when receiving data from the MME 20, the eNB 10-2 transmits data from the MME 20 to the eNB 10-1 when the data is data to be transferred to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-2 receives the data from the eNB 10-1, but if the backhaul 30 fails and the S1 communication is impossible with the MME 20, the received data is sent to the eNB 10-3. Send to.
  • the eNB 10-3 is data to be transferred to the MME 20, and when the S1 communication with the MME 20 is possible, the eNB 10-3. Data from 2 is transmitted to the MME 20.
  • the eNB 10-3 transmits the data from the MME 20 to the eNB 10-2 when the data is data to be transferred to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-2 transmits the data from the eNB 10-2 to the eNB 10-1 if the data is data to be transferred to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-1 can communicate with the MME 20 via the eNB 10-2 or the eNB 10-3, and the eNB 10-1 The reliability of communication between the MME 20 and the MME 20 is improved.
  • eNB 10-1 cannot perform S1 communication between eNB 10-1 and MME 20, when transferring uplink data from UE 40 to eNB 10-2, application data, S1AP header, SCTP header, IP A tunneling header is added to the tunneling data composed of the header by the IP function of the S1-MME-IF protocol. Furthermore, the eNB 10-1 adds the RRC header, the PDCP header, the RLC to the tunneling data to which the tunneling header has been added by the RRC function, the PDCP function, the RLC function, the MAC function, and the PHY function of the Uu-IF protocol. A header, a MAC header, and a PHY header are added to generate first uplink data for transmission, and transmit to the eNB 10-2. In this way, the tunneling data can be transferred from the eNB 10-1 to the MME 20 by using the S1-MME-IF protocol and the Uu-IF protocol in combination and using them in an appropriate combination.
  • the eNB 10-1 directly communicates with the eNB 10-2 via the first session at the time of transfer. However, when the first session cannot be established because the distance to the eNB 10-2 is long, the eNB 10-1 communicates with the eNB 10-2 via the relay node 50. Also good. Further, when the eNB 10-1 cannot communicate with the eNB 10-2 via the relay node 50, the eNB 10-1 may communicate with the eNB 10-2 via the UE 60. Good.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the relay node 50. 13 includes a control unit 502, a storage unit 503, a wireless communication unit 504, an antenna 506, a wireless communication unit 508, and an antenna 510.
  • the control unit 502 is configured using, for example, a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor), and controls various functions of the relay node 50.
  • the storage unit 503 is configured by a memory, for example, and stores various information used for control in the relay node 50 and the like.
  • the communication protocol stack of the relay node 50 includes an APL that is the highest layer and a Uu-IF protocol that is a lower layer of the APL.
  • the Uu-IF protocol is composed of PHY, MAC, RLC, PDCP, and RRC in order from the lower layer.
  • the function of the communication protocol stack of the relay node 50 is realized by processing of the control unit 502.
  • the wireless communication unit 504 includes an RF circuit, a baseband circuit, etc., performs modulation and demodulation, encoding and decoding, etc., and transmits and receives wireless signals to and from the eNB 10-1 via the antenna 506.
  • the radio communication unit 508 includes an RF circuit, a baseband circuit, etc., performs modulation, demodulation, encoding, decoding, etc., and transmits and receives radio signals to and from the eNB 10-2 via the antenna 510. .
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of the UE 60. 14 includes a control unit 602, a storage unit 603, a wireless communication unit 604, and an antenna 606.
  • the control unit 602 is configured using, for example, a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor), and controls various functions of the UE 60.
  • storage part 603 is comprised by memory, for example, and memorize
  • the communication protocol stack of the UE 60 includes an APL that is the highest layer and a Uu-IF protocol that is a lower layer of the APL.
  • the Uu-IF protocol is composed of PHY, MAC, RLC, PDCP, and RRC in order from the lower layer.
  • the function of the communication protocol stack of the relay node 50 is realized by processing of the control unit 602.
  • the radio communication unit 604 includes an RF circuit, a baseband circuit, etc., performs modulation, demodulation, encoding, decoding, etc., and transmits radio signals between the eNB 10-1 and the eNB 10-2 via the antenna 606. And receive.
  • control unit 102 in eNB 10-1 Processing of control unit 102 in eNB 10-1 in uplink communication
  • the control unit 102 in the eNB 10-1 has a failure of the backhaul 30 due to the IP function of the S1-MME-IF protocol. , It detects that the S1 communication between the eNB 10-1 and the MME 20 is disabled.
  • the control unit 102 attempts to establish a session (first session) in the wireless communication section with the adjacent eNB 10-2.
  • the control unit 102 when receiving the uplink data, shows the S1-MME-IF protocol S1-AP function, SCTP function, and IP function as shown in FIG.
  • the tunneling data is generated by adding the S1AP header, the SCTP header, and the IP header to the application data in the uplink data.
  • the IP header includes the IP address A of the eNB 10-1 indicating the transmission source and the IP address D of the MME 20 indicating the transmission destination.
  • the control unit 102 adds a tunneling header indicating that the tunneling data is a tunneling target to the tunneling data.
  • the control unit 102 adds the tunneling header as shown in FIG. 15C by the RRC function, PDCP function, RLC function, MAC function, and PHY function of the Uu-IF protocol.
  • An RRC header, a PDCP header, an RLC header, a MAC header, and a PHY header are added to the tunneling data to generate fifth uplink data for transfer.
  • the MAC header includes the MAC address a2 of the wireless communication unit 106 in the eNB 10-1 indicating the transmission source and the MAC address e1 of the wireless communication unit 504 in the relay node 50 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the fifth transfer uplink data to the relay node 50 via the wireless communication unit 106 and the antenna 108.
  • control unit 102 detects that the failure of the backhaul 30 has been recovered by the IP function of the S1-MME-IF protocol and S1 communication with the MME 20 is possible, the control unit 102 The transmission of the fifth transfer uplink data to 50 is stopped, and communication with the MME 20 is performed via the S1 interface # 1.
  • control unit 502 Processing of control unit 502 in relay node 50 in uplink communication
  • the control unit 102 in the relay node 50 performs the fifth transfer from the eNB 10-1 via the antenna 506 and the radio communication unit 504. Receive upstream data.
  • the control unit 502 uses the PHY function of the Uu-IF protocol, the MAC function, the RLC function, the PDCP function, and the RRC function to convert the PHY header, MAC header, RLC header, Remove the PDCP header and RRC header.
  • the control unit 502 recognizes that the data following the tunneling header is tunneling data.
  • the control unit 502 adds a tunneling header as shown in FIG.
  • the MAC header includes the MAC address e2 of the wireless communication unit 508 in the relay node 50 indicating the transmission source and the MAC address b2 of the wireless communication unit 106 in the eNB 10-2 indicating the transmission destination.
  • control unit 502 transmits the sixth transfer uplink data to the eNB 10-2 via the wireless communication unit 508 and the antenna 510.
  • control unit 102 in the eNB 10-2 is for the sixth transfer from the relay node 50 via the antenna 108 and the radio communication unit 106.
  • the control unit 102 uses the PHY function, the MAC function, the RLC function, the PDCP function, and the RRC function of the Uu-IF protocol to convert the PHY header, MAC header, RLC header, Remove the PDCP header and RRC header.
  • the control unit 102 recognizes that data following the tunneling header is tunneling data.
  • the same process as the process of the control unit 102 in the eNB 10-2 in the uplink communication of any of the first process and the second process described above is performed. That is, the uplink data for transfer is transmitted from the eNB 10-2 to the MME 20. Alternatively, the uplink data for transfer is transmitted from the eNB 10-2 to the MME 20 via the eNB 10-3.
  • the control unit 102 in eNB 10-2 is configured to use the S1 interface set in the backhaul 30.
  • # 3 the downlink data for the first transfer from the MME 20 is received via the I / F unit 104.
  • the first transfer downlink data has a configuration in which an S1AP header, an SCTP header, an IP header, an L2 header, and an L1 header are added to application data.
  • the IP header includes an IP address D indicating the transmission source and an IP address A indicating the transmission destination.
  • the L2 header includes the MAC address d of the I / F unit 204 in the MME 20 indicating the transmission source and the MAC address b1 of the I / F unit 104 in the eNB 10-2 indicating the transmission destination.
  • the control unit 102 in the eNB 10-2 receives the third transfer downlink data from the eNB 10-3 via the second session, the antenna 108, and the radio communication unit 106.
  • the third transfer downlink data includes the S1AP header, SCTP header, IP header, tunneling header, RRC header, PDCP header, RLC header, MAC header, and PHY header in the application data. It has the structure made.
  • the IP header includes an IP address D indicating the transmission source and an IP address A indicating the transmission destination.
  • the MAC header includes the MAC address c2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-3 indicating the transmission source and the MAC address b2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-2 indicating the transmission destination.
  • the control unit 102 converts the tunneling data including the application data, the S1AP header, the SCTP header, and the IP header in the first transfer downlink data or the third transfer downlink data into a tunneling header, an RRC header, a PDCP header, an RLC header, and a MAC.
  • a header and a PHY header are added to generate fifth transfer downlink data as shown in FIG.
  • the MAC header includes the MAC address b2 of the radio communication unit 106 in the eNB 10-2 indicating the transmission source and the MAC address e2 of the radio communication unit 508 in the relay node 50 indicating the transmission destination.
  • control unit 102 transmits the fifth transfer uplink data to the relay node 50 via the wireless communication unit 106 and the antenna 108.
  • the RRC header includes the MAC address e1 of the wireless communication unit 504 in the relay node 50 indicating the transmission source and the MAC address a2 of the wireless communication unit 106 in the eNB 10-1 indicating the transmission destination.
  • control unit 502 transmits the sixth transfer downlink data to the eNB 10-1 via the wireless communication unit 504 and the antenna 506.
  • control unit 102 in eNB 10-1 is for the sixth transfer from the relay node 50 via the antenna 108 and the radio communication unit 106. Receive downstream data.
  • control unit 102 removes the PHY header, MAC header, RLC header, PDCP header, and RRC header from the sixth transfer downlink data, and further removes the tunneling header to obtain the tunneling data.
  • the control part 102 produces
  • the fourth process is the same as the case where the control unit 502 in the relay node 50 in the third process described above is replaced with the control unit 602 in the UE 60. However, the processing in the normal state is different. Hereinafter, the process of the control unit 602 of the UE 60 in the normal state and the process of the control unit 102 of the eNB 10-1 in the fourth process will be described.
  • the control unit 602 in the UE 60 belongs in the normal state, specifically, the state before the failure of the backhaul 30 occurs.
  • a reference signal (RS) from a cell here, a cell formed by the eNB 10-1) and an RS from another cell (here, a cell formed by the eNB 10-2) are connected to the antenna 606 and the radio communication unit.
  • the control unit 602 calculates RSRP (Reference Signal Received Power) and RSRQ (Reference Signal Received Quality) for each cell based on information included in the RS.
  • RSRP and RSRQ are used for determining whether or not the UE 60 needs to be handed over.
  • the control unit 602 transmits RSRP or RSRQ to the eNB 10-1 that forms the cell to which it belongs via the wireless communication unit 604 and the antenna 606.
  • the control unit 102 in the eNB 10-1 receives RSRP and RSRQ via the antenna 108 and the radio communication unit 106.
  • the control unit 102 can recognize the eNB (here, the eNB 10-2) that forms another cell to which the UE 60 can belong based on RSRP or RSRQ. Therefore, the control unit 102 can search for a UE that can be relayed to an adjacent eNB when a failure of the backhaul 30 occurs and S1 communication between the eNB 10-1 and the MME 20 becomes impossible.
  • FIG. 17 is a sequence diagram showing a third operation of the communication system 1.
  • the first operation is performed when the above-described first process is performed by the eNB 10-1 and the eNB 10-2 and the above-described third process is performed by the eNB 10-1, the relay node 50, and the eNB 10-2. Correspond.
  • a similar operation is performed when the UE 60 is used instead of the relay node 50.
  • step S301 the eNB 10-1 and the MME 20 communicate with each other via the S1 interface # 1 set in the backhaul 30.
  • the eNB 10-1 detects the failure in step S303.
  • step S304 the UE 40 transmits uplink data addressed to the MME 20 to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-1 receives the uplink data.
  • step S 305 the eNB 10-1 generates fifth transfer uplink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits it to the relay node 50.
  • the relay node 50 receives the fifth uplink data for transfer.
  • step S306 the relay node 50 detects the tunneling header included in the fifth transfer uplink data.
  • step S307 the relay node 50 generates sixth transfer uplink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits the generated uplink data to the eNB 10-2.
  • the eNB 10-2 receives the sixth transfer uplink data.
  • step S308 the eNB 10-2 detects the tunneling header included in the sixth transfer uplink data.
  • step S309 the eNB 10-2 generates uplink data for second transfer and transmits it to the MME 20.
  • the MME 20 receives the uplink data for second transfer.
  • step S310 the MME 20 generates downlink data for transfer and transmits it to the eNB 10-2.
  • the eNB 10-2 receives the first transfer downlink data.
  • step S 311 the eNB 10-2 generates fifth transfer downlink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits it to the relay node 50.
  • the relay node 50 receives the fifth transfer downlink data.
  • step S312 the relay node 50 detects a tunneling header included in the fifth transfer downlink data.
  • step S313 the relay node 50 generates sixth transfer downlink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits the generated downlink data to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-1 receives the sixth transfer downlink data.
  • step S314 the eNB 10-1 detects the tunneling header included in the sixth transfer downlink data.
  • step S315 the eNB 10-1 generates downlink data.
  • step S316 the eNB 10-1 transmits downlink data to the UE 40.
  • the UE 40 receives the downlink data.
  • the eNB 10-1 may establish the first session with the eNB 10-2 via the relay node 50, and perform the operations of Steps S305 to S307 and the operations of Steps S311 to S313 together.
  • FIG. 18 is a sequence diagram showing a fourth operation of the communication system 1.
  • the fourth operation is performed when the second process described above is performed by the eNB 10-1 and the eNB 10-2 and the third process described above is performed by the eNB 10-1, the relay node 50, and the eNB 10-2. Correspond.
  • a similar operation is performed when the UE 60 is used instead of the relay node 50.
  • step S401 the eNB 10-1 and the MME 20 communicate with each other via the S1 interface # 1 set in the backhaul 30.
  • the eNB 10-1 detects the failure in step S403.
  • step S404 the UE 40 transmits uplink data addressed to the MME 20 to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-1 receives the uplink data.
  • step S405 the eNB 10-1 generates fifth transfer uplink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits it to the relay node 50.
  • the relay node 50 receives the fifth uplink data for transfer.
  • step S406 the relay node 50 detects the tunneling header included in the fifth transfer uplink data.
  • step S407 the relay node 50 generates sixth transfer uplink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits it to the eNB 10-2.
  • the eNB 10-2 receives the sixth transfer uplink data.
  • step S408 to step S415 Since the operation from step S408 to step S415 is the same as the operation from step S207 to step S214 in FIG. 12, the description thereof is omitted.
  • step S 416 the eNB 10-2 generates fifth transfer downlink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits it to the relay node 50.
  • the relay node 50 receives the fifth transfer downlink data.
  • step S417 the relay node 50 detects the tunneling header included in the fifth transfer downlink data.
  • step S4108 the relay node 50 generates sixth transfer downlink data including the tunneling data and the tunneling header, and transmits the generated downlink data to the eNB 10-1.
  • the eNB 10-1 receives the sixth transfer downlink data.
  • step S419 the eNB 10-1 detects the tunneling header included in the sixth transfer downlink data.
  • step S420 the eNB 10-1 generates downlink data.
  • step S316 the eNB 10-1 transmits downlink data to the UE 40.
  • the UE 40 receives the downlink data.
  • the eNB 10-1 communicates with the MME 20 through S1 communication when the backhaul 30 between the eNB 10-1 and the MME 20 is in a normal state. Send and receive data between.
  • the eNB 10-1 communicates with the MME 20 via the relay node 50 or the UE 60 and the eNB 10-2 or the eNB 10-3. Send and receive data with.
  • the relay node 50 or the UE 60 establishes a connection with the eNB 10-1 in advance and establishes a connection with the eNB 10-2, and establishes a connection between the eNB 10-1 and the eNB 10-2.
  • Relay data
  • the eNB 10-1 communicates with the MME 20 via the relay node 50 or the UE 60 and the eNB 10-2 or the eNB 10-3.
  • the reliability of communication between the eNB 10-1 and the MME 20 is improved.
  • the eNB 10-1 when a failure occurs in the backhaul 30 and S1 communication between the eNB 10-1 and the MME 20 becomes impossible, the eNB 10-1 performs the eNB 10-2 and the eNB 10-3. Data was transmitted to and received from the MME 20 via the network. However, the eNB 10-1 may transmit / receive data to / from the MME 20 via the eNB 10-2 or the eNB 10-3 when conditions other than the fact that the S1 communication is disabled are satisfied.
  • the control unit 102 in the eNB 10-1 transmits uplink data to the MME 20 through S1 communication, and the traffic volume is the threshold value. If it is less, the first session may be established with the eNB 10-2, and the first transfer uplink data may be transmitted to the eNB 10-2.
  • the relay node 50 or the UE 60 when relaying by the relay node 50 or the UE 60 is performed, different frequency channels are used in the cell formed by the eNB 10-1 and the cell formed by the eNB 10-2. As a premise, even when the same frequency channel is used, interference can be suppressed by using SDMA or OFDM subchannel. Moreover, the relay node 50 and the UE 60 can suppress interference by switching the connection destination eNB by time division by TDMA. Furthermore, when there are a plurality of UEs 60, the UEs 60 can perform transfer via the plurality of UEs 60 by performing communication using another method such as Bluetooth (registered trademark) communication or infrared communication.
  • Bluetooth registered trademark

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Abstract

　ｅＮＢ１０－１は、当該ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との間のバックホール３０が通常状態の場合には、Ｓ１通信により、ＭＭＥ２０との間でデータを送受信する。一方、バックホール３０に障害が発生してＳ１通信が不可能になった場合には、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－２やｅＮＢ１０－３を介してＭＭＥ２０との間でデータを送受信する。

Description

通信システム、無線基地局及び通信制御方法
　本発明は、複数の無線基地局と上位ノードとを有する通信システム、上位ノードの間で通信を行う無線基地局、及び、当該無線基地局における通信制御方法に関する。
　３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）において、現在、規格策定中のＬＴＥ（Long Term Evolution）に対応する通信システムでは、無線基地局ｅＮＢは、バックホールを介して、上位のノードであるＭＭＥ（Mobile Management Entity）に接続され、当該ＭＭＥとの間で通信を行う。
3GPP TS 36.300 V9.4.0 (2010-06)
　しかしながら、バックホールに障害が発生し、無線基地局ｅＮＢがＭＭＥと通信を行うことができなくなった場合、代替手段が存在しない。
　上記問題点に鑑み、本発明は、無線基地局と上位ノードとの通信の確実性を向上させた通信システム、無線基地局及び通信制御方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。
　本発明の特徴は、複数の無線基地局（ｅＮＢ１０－１、ｅＮＢ１０－２、ｅＮＢ１０－３）と上位ノード（ＭＭＥ２０）とを有する通信システム（通信システム１）であって、第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、第２の無線基地局を介さない前記第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信経路による第１の通信と、前記第１の無線基地局に接続される前記第２の無線基地局を介する前記第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信経路による第２の通信との何れかを行うことを要旨とする。
　このような通信システムは、第１の無線基地局と上位ノードとの間の通信状態に応じて、第１の無線基地局と上位ノードとの間の通信について、第２の無線基地局を介さない通信経路による通信と、第２の無線基地局を介する通信経路による通信との何れかを行う。このため、第１の無線基地局と上位ノードとが直接に通信を行うことができなくなった場合には、第２の無線基地局を介する通信に切り替えることができ、第１の無線基地局と上位ノードとの通信の確実性が向上する。
　本発明の特徴は、前記第１の通信及び前記第２の通信に加えて、前記第１の無線基地局に接続される前記第２の無線基地局と、前記第２の無線基地局に接続される第３の無線基地局とを介する前記第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信経路による第３の通信の何れかを行うことを要旨とする。
　本発明の特徴は、上位ノード（ＭＭＥ２０）との間で通信を行う無線基地局（ｅＮＢ１０－１、ｅＮＢ１０－２、ｅＮＢ１０－３）であって、自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、他無線基地局を介さない前記上位ノードとの間の通信経路による第１の通信と、接続される前記他無線基地局を介する前記上位ノードとの間の通信経路による第２の通信との何れかを行う通信制御部（制御部１０２）を備えることを要旨とする。
　本発明の特徴は、前記通信制御部は、前記第２の通信を行う場合、前記上位ノード宛のデータを、前記他無線基地局へ送信し、前記他無線基地局からのデータを受信することを要旨とする。
　本発明の特徴は、前記通信制御部は、前記第１の通信を行う場合、前記他無線基地局からの前記上位ノード宛のデータを受信して前記上位ノードへ送信し、前記上位ノードからの前記他無線基地局宛のデータを受信して前記他無線基地局へ送信する事を要旨とする。
　本発明の特徴は、前記通信制御部は、前記通信状態を示す指標が所定の指標よりも悪化した場合に、前記第２の通信を行い、前記通信状態を示す指標が所定の指標よりも良化した場合に、前記第１の通信を行うことを要旨とする。
　本発明の特徴は、前記通信制御部は、前記第２の通信を行う場合、前記他無線基地局との間の通信経路上に設けられた中継装置又は無線端末の何れかを介して、前記上位ノード宛のデータを、前記他無線基地局へ送信することを要旨とする。
　本発明の特徴は、上位ノードとの間で通信を行う無線基地局における通信制御方法であって、自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、第１の他の無線基地局を介さない前記上位ノードとの間の通信経路による第１の通信と、接続される前記第１の他の無線基地局を介する前記上位ノードとの間の通信経路による第２の通信との何れかを行うステップを含むことを要旨とする。
　本発明の特徴は、複数の無線基地局（ｅＮＢ１０－１、ｅＮＢ１０－２、ｅＮＢ１０－３）と上位ノード（ＭＭＥ２０）とを有する通信システム（通信システム１）であって、第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、前記第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信プロトコルの一部にカプセル化した通信プロトコルを用いて第２の無線基地局を介する通信を行うことを要旨とする。
　本発明の特徴は、上位ノード（ＭＭＥ２０）との間で通信を行う無線基地局（ｅＮＢ１０－１、ｅＮＢ１０－２、ｅＮＢ１０－３）であって、自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信プロトコルの一部にカプセル化した通信プロトコルによる、他無線基地局を介する通信を行う通信制御部（制御部１０２）を備えることを要旨とする。
　本発明の特徴は、前記通信制御部は、無線区間の通信プロトコルを用いて、他無線基地局からの前記上位ノード宛の前記カプセル化されたデータを受信して、有線区間の通信プロトコルを用いて、前記上位ノード宛のデータを前記上位ノードへ送信し、前記有線区間の通信プロトコルを用いて、前記上位ノードからの前記他無線基地局宛のデータを受信して、前記無線区間の通信プロトコルを用いて、前記他無線基地局宛のデータを前記カプセル化して、前記他無線基地局へ送信することを要旨とする。
　本発明の特徴は、上位ノードとの間で通信を行う無線基地局における通信制御方法であって、自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信プロトコルの一部にカプセル化した通信プロトコルによる、他無線基地局を介する通信を行うステップを含むことを要旨とする。
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの全体概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る通信システムにおけるＳ１インタフェースの確立状態を示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係るｅＮＢの構成図である。 図４は、本発明の実施形態に係るｅＮＢの通信プロトコルスタックを示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る第１の処理における上り方向のデータ構成を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係る第１の処理における下り方向のデータ構成を示す図である。 図７は、本発明の実施形態に係る第２の処理における上り方向のデータ構成を示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る第２の処理における下り方向のデータ構成を示す図である。 図９は、本発明の実施形態に係るＭＭＥの構成図である。 図１０は、本発明の実施形態に係るＭＭＥの通信プロトコルスタックを示す図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る通信システムの第１の動作を示すシーケンス図である。 図１２は、本発明の実施形態に係る通信システムの第２の動作を示すシーケンス図である。 図１３は、本発明の実施形態に係るリレーノードの構成図である。 図１４は、本発明の実施形態に係る無線端末の構成図である。 図１５は、本発明の実施形態に係る第３の処理における上り方向のデータ構成を示す図である。 図１６は、本発明の実施形態に係る第３の処理における下り方向のデータ構成を示す図である。 図１７は、本発明の実施形態に係る通信システムの第３の動作を示すシーケンス図である。 図１８は、本発明の実施形態に係る通信システムの第４の動作を示すシーケンス図である。
　次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、通信システムの概略構成、ＬＴＥ基地局（ｅＮＢ）の構成、ＭＭＥの構成、通信システムの動作、作用・効果、その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
　（１）通信システムの概略構成
　図１は、本実施形態に係る通信システムの概略構成図である。本実施形態では、通信システム１は、ＬＴＥ技術を用いて構成されている。図１に示す通信システム１は、無線基地局であるＬＴＥ基地局（ｅＮＢ）１０－１、ｅＮＢ１０－２、ｅＮＢ１０－３と、ネットワーク制御装置であるＭＭＥ（Mobile Management Entity）２０と、ｅＮＢ１０－１乃至ｅＮＢ１０－３とＭＭＥ２０とを接続するバックホール３０と、無線端末（ＵＥ）４０と、リレーノード５０と、ＵＥ６０とを含む。本実施形態において、ｅＮＢ１０－１は、ＩＰアドレスＡが付与され、ｅＮＢ１０－２は、ＩＰアドレスＢが付与され、ｅＮＢ１０－３は、ＩＰアドレスＣが付与されている。また、ＭＭＥ２０は、ＩＰアドレスＤが付与されている。
　図１において、ＵＥ４０は、ｅＮＢ１０－１が形成するセル内に存在し、ＵＥ６０は、ｅＮＢ１０－１が形成するセルとｅＮＢ１０－２が形成するセルの重複領域に存在する。リレーノード５０は、ｅＮＢ１０－１が形成するセルとｅＮＢ１０－２が形成するセルの重複領域に存在する。
　ｅＮＢ１０－１は、当該ｅＮＢ１０－１が形成するセル内のＵＥ４０及びＵＥ６０との間で、無線通信区間を介して無線通信を行うことができる。ＬＴＥにおいて、ｅＮＢ１０－１と、ＵＥ４０との間の通信方式は、Ｅ－ＵＴＲＡＮ（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）と称される。ｅＮＢ１０－２は、当該ｅＮＢ１０－２が形成するセル内のＵＥ６０との間で、無線通信区間を介して無線通信を行うことができる。
　図２は、通信システム１におけるＳ１インタフェースの確立状態を示す図である。図２において、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との間には、バックホール３０を介して、トランスポート層の論理的な伝送路であるＳ１インタフェース＃１が確立される。また、ｅＮＢ１０－２とＭＭＥ２０との間には、バックホール３０を介して、Ｓ１インタフェース＃２が確立される。ｅＮＢ１０－３とＭＭＥ２０との間には、バックホール３０を介して、Ｓ１インタフェース＃３が確立される。
　（２）ｅＮＢの構成
　図３は、ｅＮＢ１０－１の構成を示す図である。図３に示すｅＮＢ１０－１は、制御部１０２、記憶部１０３、Ｉ／Ｆ部１０４、無線通信部１０６、アンテナ１０８を含む。なお、ｅＮＢ１０－２及びｅＮＢ１０－３も、ｅＮＢ１０－１と同様の構成を有する。
　制御部１０２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成され、ｅＮＢ１０－１が具備する各種機能を制御する。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、ｅＮＢ１０－１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
　Ｉ／Ｆ部１０４は、バックホール３０に接続されている。ｅＮＢ１０－１内のＩ／Ｆ部１０４は、ＭＡＣアドレスａ１が付与され、ｅＮＢ１０－２内のＩ／Ｆ部１０４は、ＭＡＣアドレスｂ１が付与され、ｅＮＢ１０－３内のＩ／Ｆ部１０４は、ＭＡＣアドレスｃ１が付与されている。Ｉ／Ｆ部１０４は、ＭＭＥ２０、ｅＮＢ１０－２及びｅＮＢ１０－３との間でデータの送信及び受信を行う。
　無線通信部１０６は、ＲＦ回路、ベースバンド回路等を含み、変調及び復調、符号化及び復号等を行い、アンテナ１０８を介して、ＵＥ４０との間で、無線信号の送信及び受信を行う。また、無線通信部１０６は、他のｅＮＢ、リレーノード５０及びＵＥ６０との間で、無線信号の送信及び受信を行うことが可能である。ｅＮＢ１０－１内の無線通信部１０６は、ＭＡＣアドレスａ２が付与され、ｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０６は、ＭＡＣアドレスｂ２が付与され、ｅＮＢ１０－３内の無線通信部１０６は、ＭＡＣアドレスｃ２が付与されている。
　図４は、ｅＮＢ１０－１の通信プロトコルスタックを示す図である。なお、ｅＮＢ１０－２及びｅＮＢ１０－３の通信プロトコルも、ｅＮＢ１０－１の通信プロトコルと同様である。
　図４に示すｅＮＢ１０－１の通信プロトコルスタックは、最上位のレイヤであるアプリケーション層（ＡＰＬ）と、ＡＰＬの下位である無線側（Ｕｕ－ＩＦ）プロトコルと、ＡＰＬの下位である有線のＳ１インタフェース側（Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦ）プロトコルとにより構成される。
　Ｕｕ－ＩＦプロトコルは、下位のレイヤから順に、ＰＨＹ（Medium Access Control）、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＲＲＣ（Radio Resource Control）からなる。
　Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルは、下位のレイヤから順に、Ｌ１、Ｌ２、ＩＰ（Internet Protocol）、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）、Ｓ１－ＡＰ（S1 - Application Protocol）からなる。ｅＮＢ１０－１の通信プロトコルスタックの機能は、制御部１０２の処理により実現される。
　制御部１０２は、ＵＥ４０からのＭＭＥ２０宛の上りデータを、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して受信する。受信される上りデータは、Ｕｕ－ＩＦプロトコルに対応した構成を有する。すなわち、上りデータは、アプリケーションデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＰＨＹヘッダが付加された構成を有する。
　バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃１を介する通信（Ｓ１通信）が可能である場合、制御部１０２は、上りデータについて、Ｕｕ－ＩＦプロトコルからＳ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルへの変換を行う。具体的には、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹ、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ、ＲＲＣの機能により、上りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＲＣヘッダを除去し、アプリケーションデータを取得する。更に、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＳ１－ＡＰ、ＳＣＴＰ、ＩＰ、Ｌ２、Ｌ１の機能により、アプリケーションデータに、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ、ＩＰヘッダ、Ｌ２ヘッダ、Ｌ１ヘッダを付加し、新たな上りデータを生成する。
　更に、制御部１０２は、新たな上りデータを、Ｉ／Ｆ部１０４と、バックホール３０に確立されたＳ１インタフェースとを介して、ＭＭＥ２０へ送信する（Ｓ１通信）。
　また、制御部１０２は、ＭＭＥ２０からのＵＥ４０宛の下りデータを、Ｉ／Ｆ部１０４を介して受信する（Ｓ１通信）。受信される下りデータは、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルに対応した構成を有する。すなわち、下りデータは、アプリケーションデータに、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ、ＩＰヘッダ、Ｌ２ヘッダ、Ｌ１ヘッダが付加された構成を有する。
　制御部１０２は、下りデータについて、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルからＵｕ－ＩＦプロトコルへの変換を行う。具体的には、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦのＬ１、Ｌ２、ＩＰ、ＳＣＴＰ、Ｓ１ＡＰの機能により、下りデータからＬ１ヘッダ、Ｌ２ヘッダ、ＩＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ、Ｓ１ＡＰヘッダを除去し、アプリケーションデータを取得する。更に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣ、ＰＤＣＰ、ＲＬＣ、ＭＡＣ、ＰＨＹの機能により、アプリケーションデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＰＨＹヘッダを付加し、新たな下りデータを生成する。
　更に、制御部１０２は、新たな下りデータを、無線通信部１０６及びアンテナ１０８を介して、ＵＥ４０へ送信する。
　ここで、バックホール３０の障害が発生し、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が不可になった場合を考える。この場合、本実施形態では、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との通信は、ｅＮＢ１０－２を介した通信と、ｅＮＢ１０－２及びｅＮＢ１０－３を介した通信との何れかとなる。
　以下、ｅＮＢ１０－２を介した、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との通信に関する処理（第１の処理）と、ｅＮＢ１０－２及びｅＮＢ１０－３を介した、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との通信に関する処理（第２の処理）とを説明する。
　（２．１）第１の処理
　（２．１．１）上り通信におけるｅＮＢ１０－１内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－１内の制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、バックホール３０の障害が発生し、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が不可になったことを検知する。
　この場合、制御部１０２は、隣接するｅＮＢ１０－２との間の無線通信区間にセッション（第１セッション）を確立する。セッション確立するときの相手は、予め決められたｅＮＢでもよいし、自ｅＮＢの周辺に存在するｅＮＢのうち通信状況の最も良いｅＮＢでもよい。
　その後、制御部１０２は、上りデータを受信すると、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＳ１－ＡＰの機能、ＳＣＴＰの機能及びＩＰの機能により、図５（ａ）に示すように、上りデータ内のアプリケーションデータに、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ及びＩＰヘッダを付加し、カプセル化されたデータ（トンネリングデータ）を生成する。ここで、ＩＰヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－１のＩＰアドレスＡと、送信先を示すＭＭＥ２０のＩＰアドレスＤとを含む。
　次に、制御部１０２は、ＩＰの機能により、図５（ｂ）に示すように、トンネリングデータに、当該トンネリングデータがトンネリングの対象であることを示すトンネリングヘッダを付加する。トンネリングヘッダは、例えば所定のビット列である。次に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、図５（ｃ）に示すように、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第１転送用上りデータを生成する。ここで、ＭＡＣヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－１内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスａ２と、送信先を示すｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｂ２とを含む。
　更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８及び第１セッションを介して、ｅＮＢ１０－２へ第１転送用上りデータを送信する。
　その後、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、バックホール３０の障害が復旧し、ＭＭＥ２０との間のＳ１通信が可能となったことを検知した場合には、ｅＮＢ１０－２への第１転送用上りデータの送信を停止し、Ｓ１インタフェース＃１を介してＭＭＥ２０と通信を行う。
　（２．１．２）上り通信におけるｅＮＢ１０－２内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－２内の制御部１０２は、第１セッション、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、ｅＮＢ１０－１からの第１転送用上りデータを受信する。次に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹの機能、ＭＡＣの機能、ＲＬＣの機能、ＰＤＣＰの機能及びＲＲＣの機能により、第１転送用上りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去する。残ったデータの先頭部にはトンネリングヘッダが存在する。制御部１０２は、トンネリングヘッダを検出した場合、当該トンネリングヘッダに続くデータがトンネリングデータであることを認識する。
　次に、制御部１０２は、トンネリングデータのＩＰヘッダ内の送信先のＩＰアドレスＤにより、送信先がｅＮＢ１０－２ではなく、ＭＭＥ２０であることを認識する。
　次に、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、ｅＮＢ１０－２とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が可能であるか否かを判定する。第１の処理においては、ｅＮＢ１０－２とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が可能であると判定される。
　次に、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＬ２の機能及びＬ１の機能により、図５（ｄ）に示すように、トンネリングデータにＬ２ヘッダ及びＬ１ヘッダを付加し、第２転送用上りデータを生成する。ここで、Ｌ２ヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－２内のＩ／Ｆ部１０４のＭＡＣアドレスｂ１と、送信先を示すＭＭＥ２０のＩ／Ｆ部２０４のＭＡＣアドレスｄ（後述）とを含む。
　更に、制御部１０２は、Ｉ／Ｆ部１０４、及び、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃２を介して、ＭＭＥ２０へ第２転送用上りデータを送信する。
　（２．１．３）下り通信におけるｅＮＢ１０－２内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－２内の制御部１０２は、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃２、Ｉ／Ｆ部１０４を介して、ＭＭＥ２０からの第１転送用下りデータを受信する。図６（ａ）に示すように、第１転送用下りデータは、アプリケーションデータに、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ、ＩＰヘッダ、Ｌ２ヘッダ及びＬ１ヘッダが付加された構成を有する。ＩＰヘッダは、送信元を示すＩＰアドレスＤと、送信先を示すＩＰアドレスＡとを含む。Ｌ２ヘッダは、送信元を示すＭＭＥ２０内のＩ／Ｆ部２０４のＭＡＣアドレスｄと、送信先を示すｅＮＢ１０－２内のＩ／Ｆ部１０４のＭＡＣアドレスｂ１とを含む。
　制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＬ１の機能及びＬ２の機能により、第１転送用下りデータからＬ１ヘッダ及びＬ２ヘッダを除去する。残ったデータのＩＰヘッダ内の送信先はＩＰアドレスＡ、すなわち、送信先はｅＮＢ１０－１である。このため、制御部１０２は、残ったデータをトンネリングデータとし、ＩＰの機能により、先頭部にトンネリングヘッダを付加する。更に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、図６（ｂ）に示すように、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第４転送用下りデータを生成する。ここで、ＭＡＣヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｂ２と、送信先を示すｅＮＢ１０－１内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスａ２とを含む。
　更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８及び第１セッションを介して、ｅＮＢ１０－１へ第４転送用下りデータを送信する。
　（２．１．４）下り通信におけるｅＮＢ１０－１内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－１内の制御部１０２は、第１セッション、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、ｅＮＢ１０－２からの第４転送用下りデータを受信する。次に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹの機能、ＭＡＣの機能、ＲＬＣの機能、ＰＤＣＰの機能及びＲＲＣの機能により、図６（ｃ）に示すように、第４転送用下りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去する。残ったデータの先頭部にはトンネリングヘッダが存在する。制御部１０２は、トンネリングヘッダを検出した場合、当該トンネリングヘッダに続くデータがトンネリングデータであることを認識する。次に、制御部１０２は、残ったデータからトンネリングヘッダを除去し、トンネリングデータを取得する。次に、制御部１０２は、トンネリングデータ内のアプリケーションデータを含んだ下りデータを生成する。更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８及び第１セッションを介して、ＵＥ４０へ下りデータを送信する。
　（２．２）第２の処理
　（２．２．１）上り通信におけるｅＮＢ１０－１内の制御部１０２の処理
　上り通信におけるｅＮＢ１０－１内の制御部１０２の処理は、上述した第１の処理と同様である。すなわち、ｅＮＢ１０－１内の制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、バックホール３０の障害が発生し、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が不可になったことを検知する。
　この場合、制御部１０２は、隣接するｅＮＢ１０－２との間の無線通信区間に第１セッションを確立する。
　その後、制御部１０２は、上りデータを受信すると、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＳ１－ＡＰの機能、ＳＣＴＰの機能及びＩＰの機能により、図７（ａ）に示すように、上りデータ内のアプリケーションデータに、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ及びＩＰヘッダを付加し、トンネリングデータを生成する。ここで、ＩＰヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－１のＩＰアドレスＡと、送信先を示すＭＭＥ２０のＩＰアドレスＤとを含む。
　次に、制御部１０２は、ＩＰの機能により、図７（ｂ）に示すように、トンネリングデータに、トンネリングヘッダを付加する。次に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、図７（ｃ）に示すように、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第１転送用上りデータを生成する。ここで、ＭＡＣヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－１内の無線通信部１０８のＭＡＣアドレスａ２と、送信先を示すｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０８のＭＡＣアドレスｂ２とを含む。
　更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８及び第１セッションを介して、ｅＮＢ１０－２へ第１転送用上りデータを送信する。
　その後、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、バックホール３０の障害が復旧したことを検知した場合には、ｅＮＢ１０－２への第１転送用上りデータの送信を停止し、Ｓ１インタフェース＃１を介してＭＭＥ２０と通信を行う。
　（２．２．２）上り通信におけるｅＮＢ１０－２内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－２内の制御部１０２は、第１セッション、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、ｅＮＢ１０－１からの第１転送用上りデータを受信する。次に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹの機能、ＭＡＣの機能、ＲＬＣの機能、ＰＤＣＰの機能及びＲＲＣの機能により、第１転送用上りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去する。残ったデータの先頭部にはトンネリングヘッダが存在する。制御部１０２は、トンネリングヘッダを検出した場合、当該トンネリングヘッダに続くデータがトンネリングデータであることを認識する。更に、制御部１０２は、トンネリングデータのＩＰヘッダ内の送信先のＩＰアドレスＤにより、送信先がｅＮＢ１０－２ではなく、ＭＭＥ２０であることを認識する。
　次に、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、ｅＮＢ１０－２とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が可能であるか否かを判定する。第２の処理においては、ｅＮＢ１０－２とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が不可能であると判定される。
　ｅＮＢ１０－２とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が不可能である場合、制御部１０２は、隣接するｅＮＢ１０－３との間の無線通信区間にセッション（第２セッション）を確立する。
　更に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、図７（ｄ）に示すように、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第３転送用上りデータを生成する。ここで、ＭＡＣヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｂ２と、送信先を示すｅＮＢ１０－３内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｃ２とを含む。
　更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８及び第２セッションを介して、ｅＮＢ１０－３へ第３転送用上りデータを送信する。
　（２．２．３）上り通信におけるｅＮＢ１０－３内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－３内の制御部１０２は、第２セッション、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、ｅＮＢ１０－２からの第３転送用上りデータを受信する。次に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹの機能、ＭＡＣの機能、ＲＬＣの機能、ＰＤＣＰの機能及びＲＲＣの機能により、第３転送用上りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去する。残ったデータの先頭部にはトンネリングヘッダが存在する。制御部１０２は、トンネリングヘッダを検出した場合、当該トンネリングヘッダに続くデータがトンネリングデータであることを認識する。更に、制御部１０２は、トンネリングデータのＩＰヘッダ内の送信先のＩＰアドレスＤにより、トンネリングデータの送信先がｅＮＢ１０－３ではなく、ＭＭＥ２０であることを認識する。
　次に、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、ｅＮＢ１０－３とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が可能であるか否かを判定する。ここでは、ｅＮＢ１０－３とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が可能であると判定される。なお、ｅＮＢ１０－３とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が不可能である場合には、ｅＮＢ１０－２からｅＮＢ１０－３へのデータ転送と同様に、ｅＮＢ１０－３から他のｅＮＢへのデータ転送が行われる。
　ｅＮＢ１０－３とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が可能である場合、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＬ２の機能及びＬ１の機能により、図７（ｅ）に示すように、トンネリングデータにＬ２ヘッダ及びＬ１ヘッダを付加し、第４転送用上りデータを生成する。ここで、Ｌ２ヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－３内のＩ／Ｆ部１０４のＭＡＣアドレスｃ１と、送信先を示すＭＭＥ２０内のＩ／Ｆ部２０４のＭＡＣアドレスｄとを含む。
　更に、制御部１０２は、Ｉ／Ｆ部１０４、及び、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃３を介して、ＭＭＥ２０へ第４転送用上りデータを送信する。
　（２．２．４）下り通信におけるｅＮＢ１０－３内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－３内の制御部１０２は、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃３、Ｉ／Ｆ部１０４を介して、ＭＭＥ２０からの第２転送用下りデータを受信する。図８（ａ）に示すように、第２転送用下りデータは、アプリケーションデータに、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ、ＩＰヘッダ、Ｌ２ヘッダ及びＬ１ヘッダが付加された構成を有する。ＩＰヘッダは、送信元を示すＩＰアドレスＤと、送信先を示すＩＰアドレスＡとを含む。Ｌ２ヘッダは、送信元を示すＭＭＥ２０内のＩ／Ｆ部２０４のＭＡＣアドレスｄと、送信先を示すｅＮＢ１０－３内のＩ／Ｆ部１０４のＭＡＣアドレスｃ１とを含む。
　制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＬ１の機能及びＬ２の機能により、第２転送用下りデータからＬ１ヘッダ及びＬ２ヘッダを除去する。残ったデータのＩＰヘッダ内の送信先はＩＰアドレスＡ、すなわち、送信先はｅＮＢ１０－１である。このため、制御部１０２は、残ったデータをトンネリングデータとし、ＩＰの機能により、先頭部にトンネリングヘッダを付加する。更に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、図８（ｂ）に示すように、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第３転送用下りデータを生成する。ここで、ＭＡＣヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－３内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｃ２と、送信先を示すｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｂ２とを含む。
　更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８及び第２セッションを介して、ｅＮＢ１０－２へ第３転送用上りデータを送信する。
　（２．２．５）下り通信におけるｅＮＢ１０－２内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－２内の制御部１０２は、第２セッション、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、ｅＮＢ１０－３からの第３転送用下りデータを受信する。
　制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹの機能、ＭＡＣの機能、ＲＬＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＲＣの機能により、第３転送用下りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去する。残ったデータの先頭部にはトンネリングヘッダが存在する。制御部１０２は、トンネリングヘッダを検出した場合、当該トンネリングヘッダに続くデータがトンネリングデータであることを認識する。トンネリングデータのＩＰヘッダ内の送信先はＩＰアドレスＡ、すなわち、送信先はｅＮＢ１０－１である。このため、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、図８（ｃ）に示すように、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第４転送用下りデータを生成する。ここで、ＭＡＣヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｂ２と、送信先を示すｅＮＢ１０－１内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスａ２とを含む。
　更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８及び第１セッションを介して、ｅＮＢ１０－１へ第４転送用下りデータを送信する。
　（２．２．６）下り通信におけるｅＮＢ１０－１内の制御部１０２の処理
　下り通信におけるｅＮＢ１０－１内の制御部１０２の処理は、上述した第１の処理と同様である。すなわち、ｅＮＢ１０－１内の制御部１０２は、第１セッション、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、ｅＮＢ１０－２からの第４転送用下りデータを受信する。次に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹの機能、ＭＡＣの機能、ＲＬＣの機能、ＰＤＣＰの機能及びＲＲＣの機能により、図８（ｄ）に示すように、第４転送用下りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去する。残ったデータの先頭部にはトンネリングヘッダが存在する。制御部１０２は、トンネリングヘッダを検出した場合、当該トンネリングヘッダに続くデータがトンネリングデータであることを認識する。次に、制御部１０２は、残ったデータからトンネリングヘッダを除去し、トンネリングデータを取得する。次に、制御部１０２は、トンネリングデータ内のアプリケーションデータを含んだ下りデータを生成する。更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８及び第１セッションを介して、ＵＥ４０へ下りデータを送信する。
　（３）ＭＭＥの構成
　図９は、ＭＭＥ２０の構成を示す図である。図９に示すＭＭＥ２０は、制御部２０２、記憶部２０３、Ｉ／Ｆ部２０４を含む。
　制御部２０２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成され、ＭＭＥ２０が具備する各種機能を制御する。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、ＭＭＥ２０における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
　Ｉ／Ｆ部２０４は、バックホール３０に接続されている。Ｉ／Ｆ部２０４は、ｅＮＢ１０－１乃至ｅＮＢ１０－３との間でデータの送信及び受信を行う。
　図１０は、ＭＭＥ２０の通信プロトコルスタックを示す図である。図１０に示すＭＭＥ２０の通信プロトコルスタックは、下位のレイヤから順に、Ｌ１、Ｌ２、ＩＰ（Internet Protocol）、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）、Ｓ１－ＡＰ、ＮＡＳ（Non Access Stratum）、ＡＰＰからなる。ＭＭＥ２０の通信プロトコルスタックの機能は、制御部２０２の処理により実現される。
　制御部２０２は、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃１、Ｉ／Ｆ部１０４を介して、ｅＮＢ１０－１からのデータを受信する。制御部２０２は、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃２、Ｉ／Ｆ部１０４を介して、ｅＮＢ１０－２からのデータを受信する。制御部２０２は、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃３、Ｉ／Ｆ部１０４を介して、ｅＮＢ１０－３からのデータを受信する。
　また、制御部２０２は、Ｉ／Ｆ部１０４、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃１を介して、ｅＮＢ１０－１へデータを送信する。制御部２０２は、Ｉ／Ｆ部１０４、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃２を介して、ｅＮＢ１０－２へデータを送信する。制御部２０２は、Ｉ／Ｆ部１０４、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃３を介して、ｅＮＢ１０－３へデータを送信する。
　ｅＮＢ１０－１及びｅＮＢ１０－２によって、上述した第１の処理が行われる場合、制御部２０２は、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃２、Ｉ／Ｆ部１０４を介して、ｅＮＢ１０－２からの第２転送用上りデータ（図５（ｄ））を受信する。更に、制御部２０２は、Ｉ／Ｆ部１０４、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃２を介して、ｅＮＢ１０－２へ第１転送用下りデータ（図６（ａ））を送信する。
　ｅＮＢ１０－１、ｅＮＢ１０－２及びｅＮＢ１０－３によって、上述した第２の処理が行われる場合、制御部２０２は、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃３、Ｉ／Ｆ部１０４を介して、ｅＮＢ１０－３からの第４転送用上りデータ（図７（ｅ））を受信する。更に、制御部２０２は、Ｉ／Ｆ部１０４、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃３を介して、ｅＮＢ１０－３へ第２転送用下りデータ（図８（ａ））を送信する。
　（４）通信システムの動作
　（４．１）第１の動作
　図１１は、通信システム１の第１の動作を示すシーケンス図である。第１の動作は、ｅＮＢ１０－１及びｅＮＢ１０－２によって、上述した第１の処理が行われる場合に対応する。
　ステップＳ１０１において、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とは、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃１を介して通信を行っている。
　このような状況下で、ステップＳ１０２において、バックホール３０に障害が発生し、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とのＳ１通信が不可になると、ステップＳ１０３において、ｅＮＢ１０－１は、当該障害を検知する。
　ステップＳ１０４において、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－２との間で第１セッションを確立する。
　ステップＳ１０５において、ＵＥ４０は、ＭＭＥ２０宛の上りデータをｅＮＢ１０－１へ送信する。ｅＮＢ１０－１は、当該上りデータを受信する。
　ステップＳ１０６において、ｅＮＢ１０－１は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第１転送用上りデータを生成し、ｅＮＢ１０－２へ送信する。ｅＮＢ１０－２は、第１転送用上りデータを受信する。なお、ステップＳ１０４における第１セッションは、有線上でもよく、無線上でもよい。第１セッションが有線上である場合は、第１転送用上りデータには、無線プロトコルのヘッダが付与されない。また、後述の第２セッションは、有線上でもよく、無線上でもよい。
　ステップＳ１０７において、ｅＮＢ１０－２は、第１転送用上りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ１０８において、ｅＮＢ１０－２は、第２転送用上りデータを生成し、ＭＭＥ２０へ送信する。ＭＭＥ２０は、当該第２転送用上りデータを受信する。
　ステップＳ１０９において、ＭＭＥ２０は、第１転送用下りデータを生成し、ｅＮＢ１０－２へ送信する。ｅＮＢ１０－２は、第１転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ１１０において、ｅＮＢ１０－２は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第４転送用下りデータを生成し、ｅＮＢ１０－１へ送信する。ｅＮＢ１０－１は、第４転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ１１１において、ｅＮＢ１０－１は、第４転送用下りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ１１２において、ｅＮＢ１０－１は、下りデータを生成する。ステップＳ１１３において、ｅＮＢ１０－１は、下りデータをＵＥ４０へ送信する。ＵＥ４０は、当該下りデータを受信する。
　（４．２）第２の動作
　図１２は、通信システム１の第２の動作を示すシーケンス図である。第２の動作は、ｅＮＢ１０－１、ｅＮＢ１０－２及びｅＮＢ１０－３によって、上述した第２の処理が行われる場合に対応する。
　ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０７の動作は、図１１におけるステップＳ１０１乃至ステップＳ１０７の動作と同様であるので、その説明は省略する。
　ステップＳ２０８において、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－３との間で第２セッションを確立する。なお、ステップＳ２０８の動作は、ステップＳ２０４の動作と同時期に行われてもよい。
　ステップＳ２０９において、ｅＮＢ１０－２は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第３転送用上りデータを生成し、ｅＮＢ１０－３へ送信する。ｅＮＢ１０－３は、第３転送用上りデータを受信する。
　ステップＳ２１０において、ｅＮＢ１０－３は、第３転送用上りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ２１１において、ｅＮＢ１０－３は、第４転送用上りデータを生成し、ＭＭＥ２０へ送信する。ＭＭＥ２０は、当該第４転送用上りデータを受信する。
　ステップＳ２１２において、ＭＭＥ２０は、第２転送用下りデータを生成し、ｅＮＢ１０－３へ送信する。ｅＮＢ１０－３は、第２転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ２１３において、ｅＮＢ１０－３は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第３転送用下りデータを生成し、ｅＮＢ１０－２へ送信する。ｅＮＢ１０－２は、第３転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ２１４において、ｅＮＢ１０－２は、第３転送用下りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ２１５において、ｅＮＢ１０－２は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第４転送用下りデータを生成し、ｅＮＢ１０－１へ送信する。ｅＮＢ１０－１は、第４転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ２１６乃至ステップＳ２１８の動作は、図１１のステップＳ１１１乃至ステップＳ１１３の動作と同様であるので、その説明は省略する。
　（５）作用・効果
　本実施形態に係る通信システム１において、ｅＮＢ１０－１は、当該ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との間のバックホール３０が通常状態の場合には、Ｓ１通信により、ＭＭＥ２０との間でデータを送受信する。一方、バックホール３０に障害が発生してＳ１通信が不可能になった場合には、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－２やｅＮＢ１０－３を介してＭＭＥ２０との間でデータを送受信する。
　この際、ｅＮＢ１０－２は、ｅＮＢ１０－１からのデータを受信した場合、当該データがＭＭＥ２０に転送すべきデータであり、且つ、ＭＭＥ２０との間でＳ１通信が可能である場合には、ｅＮＢ１０－１からのデータをＭＭＥ２０へ送信する。また、ｅＮＢ１０－２は、ＭＭＥ２０からのデータを受信した場合、当該データがｅＮＢ１０－１に転送すべきデータである場合には、ＭＭＥ２０からのデータをｅＮＢ１０－１へ送信する。
　また、ｅＮＢ１０－２は、ｅＮＢ１０－１からのデータを受信したが、バックホール３０に障害が発生してＭＭＥ２０との間でＳ１通信が不可能である場合には、受信したデータをｅＮＢ１０－３へ送信する。この場合、ｅＮＢ１０－３は、ｅＮＢ１０－２からのデータを受信した場合、当該データがＭＭＥ２０に転送すべきデータであり、且つ、ＭＭＥ２０との間でＳ１通信が可能である場合には、ｅＮＢ１０－２からのデータをＭＭＥ２０へ送信する。また、ｅＮＢ１０－３は、ＭＭＥ２０からのデータを受信した場合、当該データがｅＮＢ１０－１に転送すべきデータである場合には、ＭＭＥ２０からのデータをｅＮＢ１０－２へ送信する。更に、ｅＮＢ１０－２は、ｅＮＢ１０－３からのデータを受信した場合、当該データがｅＮＢ１０－１に転送すべきデータである場合には、ｅＮＢ１０－２からのデータをｅＮＢ１０－１へ送信する。
　従って、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とのＳ１通信が不可能になった場合であっても、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－２やｅＮＢ１０－３を介してＭＭＥ２０と通信を行うことができ、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との通信の確実性が向上する。
　また、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とのＳ１通信が不可能であるために、ＵＥ４０からの上りデータをｅＮＢ１０－２へ転送する際には、アプリケーションデータ、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ、ＩＰヘッダからなるトンネリングデータに、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、トンネリングヘッダを付加する。更に、ｅＮＢ１０－１は、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第１転送用上りデータを生成し、ｅＮＢ１０－２へ送信する。このように、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルとＵｕ－ＩＦプロトコルとが併用され、適宜組み合わせて用いられることにより、ｅＮＢ１０－１からＭＭＥ２０までトンネリングデータを転送することが可能となる。
　（６）その他の実施形態
　上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
　上述した実施形態では、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－２との間で、転送時に第１セッションを介して、直接に通信を行った。しかし、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－２までの距離が遠い等の理由により、第１セッションを確立できない場合には、リレーノード５０を介して、ｅＮＢ１０－２との間で通信を行うようにしてもよい。更に、ｅＮＢ１０－１は、リレーノード５０を介して、ｅＮＢ１０－２との間で通信を行うこともできない場合には、ＵＥ６０を介して、ｅＮＢ１０－２との間で通信を行うようにしてもよい。
　図１３は、リレーノード５０の構成を示す図である。図１３に示すリレーノード５０は、制御部５０２、記憶部５０３、無線通信部５０４、アンテナ５０６、無線通信部５０８及びアンテナ５１０を含む。
　制御部５０２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成され、リレーノード５０が具備する各種機能を制御する。記憶部５０３は、例えばメモリによって構成され、リレーノード５０における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
　リレーノード５０の通信プロトコルスタックは、最上位のレイヤであるＡＰＬと、ＡＰＬの下位であるＵｕ－ＩＦプロトコルとにより構成される。Ｕｕ－ＩＦプロトコルは、下位のレイヤから順に、ＰＨＹ、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ、ＲＲＣからなる。リレーノード５０の通信プロトコルスタックの機能は、制御部５０２の処理により実現される。
　無線通信部５０４は、ＲＦ回路、ベースバンド回路等を含み、変調及び復調、符号化及び復号等を行い、アンテナ５０６を介して、ｅＮＢ１０－１との間で、無線信号の送信及び受信を行う。無線通信部５０８は、ＲＦ回路、ベースバンド回路等を含み、変調及び復調、符号化及び復号等を行い、アンテナ５１０を介して、ｅＮＢ１０－２との間で、無線信号の送信及び受信を行う。
　図１４は、ＵＥ６０の構成を示す図である。図１４に示すＵＥ６０は、制御部６０２、記憶部６０３、無線通信部６０４及びアンテナ６０６を含む。
　制御部６０２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成され、ＵＥ６０が具備する各種機能を制御する。記憶部６０３は、例えばメモリによって構成され、ＵＥ６０における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
　ＵＥ６０の通信プロトコルスタックは、最上位のレイヤであるＡＰＬと、ＡＰＬの下位であるＵｕ－ＩＦプロトコルとにより構成される。Ｕｕ－ＩＦプロトコルは、下位のレイヤから順に、ＰＨＹ、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ、ＲＲＣからなる。リレーノード５０の通信プロトコルスタックの機能は、制御部６０２の処理により実現される。
　無線通信部６０４は、ＲＦ回路、ベースバンド回路等を含み、変調及び復調、符号化及び復号等を行い、アンテナ６０６を介して、ｅＮＢ１０－１及びｅＮＢ１０－２との間で、無線信号の送信及び受信を行う。
　以下、ｅＮＢ１０－１とｅＮＢ１０－２とが、リレーノード５０を介して通信を行う場合の処理（第３の処理）と、ｅＮＢ１０－１とｅＮＢ１０－２とが、ＵＥ６０を介して通信を行う場合の処理（第４の処理）とについて説明する。
　（６．１）第３の処理
　（６．１．１）通常状態のリレーノード５０の制御部５０２の処理
　通常状態、具体的には、バックホール３０の障害が発生する前の状態において、リレーノード５０内の制御部５０２は、無線通信部５０４及びアンテナ５０６を介して、ｅＮＢ１０－１との間でコネクションを確立する。また、通常状態において、リレーノード５０内の制御部５０２は、無線通信部５０８及びアンテナ５１０を介して、ｅＮＢ１０－２との間でコネクションを確立する。コネクションの確立後、リレーノード５０は、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥの状態を維持する。
　（６．１．２）上り通信におけるｅＮＢ１０－１内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－１内の制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、バックホール３０の障害が発生し、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が不可になったことを検知する。
　この場合、制御部１０２は、隣接するｅＮＢ１０－２との間の無線通信区間にセッション（第１セッション）の確立を試みる。第１セッションが確立できなかった場合、制御部１０２は、上りデータを受信すると、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＳ１－ＡＰの機能、ＳＣＴＰの機能及びＩＰの機能により、図１５（ａ）に示すように、上りデータ内のアプリケーションデータに、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ及びＩＰヘッダを付加し、トンネリングデータを生成する。ここで、ＩＰヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－１のＩＰアドレスＡと、送信先を示すＭＭＥ２０のＩＰアドレスＤとを含む。
　次に、制御部１０２は、図１５（ｂ）に示すように、トンネリングデータに、当該トンネリングデータがトンネリングの対象であることを示すトンネリングヘッダを付加する。次に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、図１５（ｃ）に示すように、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第５転送用上りデータを生成する。ここで、ＭＡＣヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－１内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスａ２と、送信先を示すリレーノード５０内の無線通信部５０４のＭＡＣアドレスｅ１とを含む。
　更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８を介して、リレーノード５０へ第５転送用上りデータを送信する。
　その後、制御部１０２は、Ｓ１－ＭＭＥ－ＩＦプロトコルのＩＰの機能により、バックホール３０の障害が復旧し、ＭＭＥ２０との間のＳ１通信が可能となったことを検知した場合には、リレーノード５０への第５転送用上りデータの送信を停止し、Ｓ１インタフェース＃１を介してＭＭＥ２０と通信を行う。
　（６．１．３）上り通信におけるリレーノード５０内の制御部５０２の処理リレーノード５０内の制御部１０２は、アンテナ５０６及び無線通信部５０４を介して、ｅＮＢ１０－１からの第５転送用上りデータを受信する。次に、制御部５０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹの機能、ＭＡＣの機能、ＲＬＣの機能、ＰＤＣＰの機能及びＲＲＣの機能により、第５転送用上りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去する。残ったデータの先頭部にはトンネリングヘッダが存在する。制御部５０２は、トンネリングヘッダを検出した場合、当該トンネリングヘッダに続くデータがトンネリングデータであることを認識する。次に、制御部５０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、図１５（ｄ）に示すように、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第６転送用上りデータを生成する。ここで、ＭＡＣヘッダは、送信元を示すリレーノード５０内の無線通信部５０８のＭＡＣアドレスｅ２と、送信先を示すｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｂ２とを含む。
　更に、制御部５０２は、無線通信部５０８、アンテナ５１０を介して、ｅＮＢ１０－２へ第６転送用上りデータを送信する。
　（６．１．４）上り通信におけるｅＮＢ１０－２内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－２内の制御部１０２は、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、リレーノード５０からの第６転送用上りデータを受信する。次に、制御部１０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹの機能、ＭＡＣの機能、ＲＬＣの機能、ＰＤＣＰの機能及びＲＲＣの機能により、第３転送用上りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去する。残ったデータの先頭部にはトンネリングヘッダが存在する。制御部１０２は、トンネリングヘッダを検出した場合、当該トンネリングヘッダに続くデータがトンネリングデータであることを認識する。
　その後は、上述した第１の処理及び第２の処理の何れかの上り通信におけるｅＮＢ１０－２内の制御部１０２の処理と同様の処理が行われる。すなわち、転送用上りデータは、ｅＮＢ１０－２からＭＭＥ２０へ送信される。あるいは、転送用上りデータは、ｅＮＢ１０－２からｅＮＢ１０－３を介してＭＭＥ２０へ送信される。
　（６．１．５）下り通信におけるｅＮＢ１０－２内の制御部１０２の処理
　上述した第１の処理が行われる場合、ｅＮＢ１０－２内の制御部１０２は、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃３、Ｉ／Ｆ部１０４を介して、ＭＭＥ２０からの第１転送用下りデータを受信する。図１６（ａ）に示すように、第１転送用下りデータは、アプリケーションデータに、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ、ＩＰヘッダ、Ｌ２ヘッダ及びＬ１ヘッダが付加された構成を有する。ＩＰヘッダは、送信元を示すＩＰアドレスＤと、送信先を示すＩＰアドレスＡとを含む。Ｌ２ヘッダは、送信元を示すＭＭＥ２０内のＩ／Ｆ部２０４のＭＡＣアドレスｄと、送信先を示すｅＮＢ１０－２内のＩ／Ｆ部１０４のＭＡＣアドレスｂ１とを含む。
　一方、上述した第２の処理が行われる場合、ｅＮＢ１０－２内の制御部１０２は、第２セッション、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、ｅＮＢ１０－３からの第３転送用下りデータを受信する。図１６（ｂ）に示すように、第３転送用下りデータは、アプリケーションデータに、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ、ＩＰヘッダ、トンネリングヘッダ、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＰＨＹヘッダが付加された構成を有する。ＩＰヘッダは、送信元を示すＩＰアドレスＤと、送信先を示すＩＰアドレスＡとを含む。ＭＡＣヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－３内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｃ２と、送信先を示すｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｂ２とを含む。
　制御部１０２は、第１転送用下りデータ又は第３転送用下りデータ内のアプリケーションデータ、Ｓ１ＡＰヘッダ、ＳＣＴＰヘッダ及びＩＰヘッダからなるトンネリングデータに、トンネリングヘッダ、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加して、図１６（ｃ）に示すように、第５転送用下りデータを生成する。ＭＡＣヘッダは、送信元を示すｅＮＢ１０－２内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスｂ２と、送信先を示すリレーノード５０内の無線通信部５０８のＭＡＣアドレスｅ２とを含む。
　更に、制御部１０２は、無線通信部１０６、アンテナ１０８を介して、リレーノード５０へ第５転送用上りデータを送信する。
　（６．１．６）下り通信におけるリレーノード５０内の制御部５０２の処理リレーノード５０内の制御部１０２は、アンテナ５１０及び無線通信部５０８を介して、ｅＮＢ１０－２からの第５転送用上りデータを受信する。次に、制御部５０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＰＨＹの機能、ＭＡＣの機能、ＲＬＣの機能、ＰＤＣＰの機能及びＲＲＣの機能により、第５転送用下りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去する。残ったデータの先頭部にはトンネリングヘッダが存在する。制御部５０２は、トンネリングヘッダを検出した場合、当該トンネリングヘッダに続くデータがトンネリングデータであることを認識する。次に、制御部５０２は、Ｕｕ－ＩＦプロトコルのＲＲＣの機能、ＰＤＣＰの機能、ＲＬＣの機能、ＭＡＣの機能及びＰＨＹの機能により、図１６（ｄ）に示すように、トンネリングヘッダが付加されたトンネリングデータに、ＲＲＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加し、第６転送用下りデータを生成する。ここで、ＭＡＣヘッダは、送信元を示すリレーノード５０内の無線通信部５０４のＭＡＣアドレスｅ１と、送信先を示すｅＮＢ１０－１内の無線通信部１０６のＭＡＣアドレスａ２とを含む。
　更に、制御部５０２は、無線通信部５０４、アンテナ５０６を介して、ｅＮＢ１０－１へ第６転送用下りデータを送信する。
　（６．１．７）下り通信におけるｅＮＢ１０－１内の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－１内の制御部１０２は、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、リレーノード５０からの第６転送用下りデータを受信する。
　その後は、上述した第１の処理及び第２の処理の何れかの下り通信におけるｅＮＢ１０－１内の制御部１０２の処理と同様の処理が行われる。すなわち、次に、制御部１０２は、第６転送用下りデータからＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＲＬＣヘッダ、ＰＤＣＰヘッダ及びＲＲＣヘッダを除去し、更に、トンネリングヘッダを除去して、トンネリングデータを取得する。次に、制御部１０２は、トンネリングデータ内のアプリケーションデータを含んだ下りデータを生成して、ＵＥ４０へ下りデータを送信する。
　（６．２）第４の処理
　第４の処理は、上述した第３の処理におけるリレーノード５０内の制御部５０２を、ＵＥ６０内の制御部６０２に置き換えた場合と同様である。但し、通常状態における処理が異なっている。以下、第４の処理における通常状態のＵＥ６０の制御部６０２の処理、及び、ｅＮＢ１０－１の制御部１０２の処理について説明する。
　（６．２．１）通常状態のＵＥ６０の制御部６０２の処理
　通常状態、具体的には、バックホール３０の障害が発生する前の状態において、ＵＥ６０内の制御部６０２は、所属しているセル（ここでは、ｅＮＢ１０－１によって形成されるセル）からの参照信号（ＲＳ）と、他のセル（ここでは、ｅＮＢ１０－２によって形成されるセル）からのＲＳを、アンテナ６０６及び無線通信部６０４を介して受信する。更に、制御部６０２は、ＲＳに含まれる情報に基づいて、各セル毎に、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）やＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）を算出する。ＲＳＲＰやＲＳＲＱは、ＵＥ６０のハンドオーバの要否判定等に用いられる。
　制御部６０２は、ＲＳＲＰやＲＳＲＱを、無線通信部６０４及びアンテナ６０６を介して、所属しているセルを形成するｅＮＢ１０－１へ送信する。
　（６．２．２）通常状態のｅＮＢ１０－１の制御部１０２の処理
　ｅＮＢ１０－１内の制御部１０２は、アンテナ１０８及び無線通信部１０６を介して、ＲＳＲＰやＲＳＲＱを受信する。制御部１０２は、ＲＳＲＰやＲＳＲＱに基づいて、ＵＥ６０が所属可能な他のセルを形成するｅＮＢ（ここではｅＮＢ１０－２）を認識できる。このため、制御部１０２は、バックホール３０の障害が発生し、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との間のＳ１通信が不可になった場合に、隣接するｅＮＢへ中継可能なＵＥを探索可能である。
　（６．３）通信システムの動作
　（６．３．１）第３の動作
　図１７は、通信システム１の第３の動作を示すシーケンス図である。第１の動作は、ｅＮＢ１０－１及びｅＮＢ１０－２によって、上述した第１の処理が行われるとともに、ｅＮＢ１０－１、リレーノード５０及びｅＮＢ１０－２によって、上述した第３の処理が行われる場合に対応する。なお、リレーノード５０に代えてＵＥ６０が用いられる場合にも同様の動作が行われる。
　以下においては、予め、リレーノード５０とｅＮＢ１０－１との間でコネクションが確立されるとともに、リレーノード５０とｅＮＢ１０－２との間でコネクションが確立されているものとする。
　ステップＳ３０１において、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とは、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃１を介して通信を行っている。
　このような状況下で、ステップＳ３０２において、バックホール３０に障害が発生し、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とのＳ１通信が不可になると、ステップＳ３０３において、ｅＮＢ１０－１は、当該障害を検知する。
　ステップＳ３０４において、ＵＥ４０は、ＭＭＥ２０宛の上りデータをｅＮＢ１０－１へ送信する。ｅＮＢ１０－１は、当該上りデータを受信する。
　ステップＳ３０５において、ｅＮＢ１０－１は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第５転送用上りデータを生成し、リレーノード５０へ送信する。リレーノード５０は、第５転送用上りデータを受信する。
　ステップＳ３０６において、リレーノード５０は、第５転送用上りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ３０７において、リレーノード５０は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第６転送用上りデータを生成し、ｅＮＢ１０－２へ送信する。ｅＮＢ１０－２は、第６転送用上りデータを受信する。
　ステップＳ３０８において、ｅＮＢ１０－２は、第６転送用上りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ３０９において、ｅＮＢ１０－２は、第２転送用上りデータを生成し、ＭＭＥ２０へ送信する。ＭＭＥ２０は、第２転送用上りデータを受信する。
　ステップＳ３１０において、ＭＭＥ２０は、転送用下りデータを生成し、ｅＮＢ１０－２へ送信する。ｅＮＢ１０－２は、第１転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ３１１において、ｅＮＢ１０－２は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第５転送用下りデータを生成し、リレーノード５０へ送信する。リレーノード５０は、第５転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ３１２において、リレーノード５０は、第５転送用下りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ３１３において、リレーノード５０は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第６転送用下りデータを生成し、ｅＮＢ１０－１へ送信する。ｅＮＢ１０－１は、第６転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ３１４において、ｅＮＢ１０－１は、第６転送用下りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ３１５において、ｅＮＢ１０－１は、下りデータを生成する。ステップＳ３１６において、ｅＮＢ１０－１は、下りデータをＵＥ４０へ送信する。ＵＥ４０は、当該下りデータを受信する。
　なお、ｅＮＢ１０－１は、リレーノード５０を介してｅＮＢ１０－２と第１セッションを確立し、ステップＳ３０５乃至ステップＳ３０７の動作と、ステップＳ３１１乃至ステップＳ３１３の動作とをまとめて行ってもよい。
　（６．３．２）第４の動作
　図１８は、通信システム１の第４の動作を示すシーケンス図である。第４の動作は、ｅＮＢ１０－１及びｅＮＢ１０－２によって、上述した第２の処理が行われるとともに、ｅＮＢ１０－１、リレーノード５０及びｅＮＢ１０－２によって、上述した第３の処理が行われる場合に対応する。なお、リレーノード５０に代えてＵＥ６０が用いられる場合にも同様の動作が行われる。
　以下においては、予め、リレーノード５０とｅＮＢ１０－１との間でコネクションが確立されるとともに、リレーノード５０とｅＮＢ１０－２との間でコネクションが確立されているものとする。
　ステップＳ４０１において、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とは、バックホール３０に設定されたＳ１インタフェース＃１を介して通信を行っている。
　このような状況下で、ステップＳ４０２において、バックホール３０に障害が発生し、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とのＳ１通信が不可になると、ステップＳ４０３において、ｅＮＢ１０－１は、当該障害を検知する。
　ステップＳ４０４において、ＵＥ４０は、ＭＭＥ２０宛の上りデータをｅＮＢ１０－１へ送信する。ｅＮＢ１０－１は、当該上りデータを受信する。
　ステップＳ４０５において、ｅＮＢ１０－１は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第５転送用上りデータを生成し、リレーノード５０へ送信する。リレーノード５０は、第５転送用上りデータを受信する。
　ステップＳ４０６において、リレーノード５０は、第５転送用上りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ４０７において、リレーノード５０は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第６転送用上りデータを生成し、ｅＮＢ１０－２へ送信する。ｅＮＢ１０－２は、第６転送用上りデータを受信する。
　ステップＳ４０８乃至ステップＳ４１５の動作は、図１２のステップＳ２０７乃至ステップＳ２１４の動作と同様であるので、その説明は省略する。
　ステップＳ４１６において、ｅＮＢ１０－２は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第５転送用下りデータを生成し、リレーノード５０へ送信する。リレーノード５０は、第５転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ４１７において、リレーノード５０は、第５転送用下りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ４１８において、リレーノード５０は、トンネリングデータとトンネリングヘッダとを含んだ第６転送用下りデータを生成し、ｅＮＢ１０－１へ送信する。ｅＮＢ１０－１は、第６転送用下りデータを受信する。
　ステップＳ４１９において、ｅＮＢ１０－１は、第６転送用下りデータに含まれるトンネリングヘッダを検出する。
　ステップＳ４２０において、ｅＮＢ１０－１は、下りデータを生成する。ステップＳ３１６において、ｅＮＢ１０－１は、下りデータをＵＥ４０へ送信する。ＵＥ４０は、当該下りデータを受信する。
　（６．４）作用・効果
　本実施形態に係る通信システム１において、ｅＮＢ１０－１は、当該ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との間のバックホール３０が通常状態の場合には、Ｓ１通信により、ＭＭＥ２０との間でデータを送受信する。一方、バックホール３０に障害が発生してＳ１通信が不可能になった場合には、ｅＮＢ１０－１は、リレーノード５０又はＵＥ６０と、ｅＮＢ１０－２やｅＮＢ１０－３とを介してＭＭＥ２０との間でデータを送受信する。
　この際、リレーノード５０又はＵＥ６０は、予め、ｅＮＢ１０－１との間でコネクションを確立するとともに、ｅＮＢ１０－２との間でコネクションを確立しておき、ｅＮＢ１０－１とｅＮＢ１０－２との間のデータの中継を行う。
　従って、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とのＳ１通信が不可能になった場合であっても、ｅＮＢ１０－１は、リレーノード５０又はＵＥ６０と、ｅＮＢ１０－２やｅＮＢ１０－３とを介してＭＭＥ２０と通信を行うことができ、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０との通信の確実性が向上する。
　（６．５）その他
　上述した実施形態では、バックホール３０に障害が発生し、ｅＮＢ１０－１とＭＭＥ２０とのＳ１通信が不可になった場合に、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－２やｅＮＢ１０－３を介してＭＭＥ２０との間でデータを送受信した。しかし、Ｓ１通信が不可となったこと以外の条件が満たされた場合に、ｅＮＢ１０－１は、ｅＮＢ１０－２やｅＮＢ１０－３を介してＭＭＥ２０との間でデータを送受信してもよい。例えば、ｅＮＢ１０－１内の制御部１０２は、ＭＭＥ２０との間の通信におけるトラフィック量が予め定められた閾値以上である場合には、Ｓ１通信により、上りデータをＭＭＥ２０へ送信し、トラフィック量が閾値未満である場合には、ｅＮＢ１０－２との間で第１セッションを確立し、第１転送用上りデータをｅＮＢ１０－２へ送信するようにしてもよい。
　また、上述した実施形態では、リレーノード５０やＵＥ６０による中継が行われる場合には、ｅＮＢ１０－１によって形成されるセルとｅＮＢ１０－２によって形成されるセルとにおいて、異なる周波数チャネルが用いられることを前提としたが、同一の周波数チャネルが用いられる場合であっても、ＳＤＭＡやＯＦＤＭサブチャネルを用いることで、干渉を抑制可能である。また、ＴＤＭＡにより、リレーノード５０やＵＥ６０が、時分割で接続先のｅＮＢを切り替えることで、干渉を抑制可能である。更には、複数のＵＥ６０が存在する場合には、ＵＥ６０同士がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信や赤外線通信等の別方式の通信を行うことで、複数のＵＥ６０を介した転送が可能となる。
　このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
　なお、日本国特許出願第２０１０－２５１２４０号（２０１０年１１月９日出願）及び日本国特許出願第２０１０－２５１２４１号（２０１０年１１月９日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
　本発明によれば、無線基地局と上位ノードとの通信の確実性を向上できる。
 

Claims (12)

  1. 　複数の無線基地局と上位ノードとを有する通信システムであって、
    　第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、第２の無線基地局を介さない前記第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信経路による第１の通信と、前記第１の無線基地局に接続される前記第２の無線基地局を介する前記第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信経路による第２の通信との何れかを行う通信システム。
  2. 　前記第１の通信及び前記第２の通信に加えて、前記第１の無線基地局に接続される前記第２の無線基地局と、前記第２の無線基地局に接続される第３の無線基地局とを介する前記第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信経路による第３の通信の何れかを行う請求項１に記載の通信システム。
  3. 　上位ノードとの間で通信を行う無線基地局であって、
    　自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、他無線基地局を介さない前記上位ノードとの間の通信経路による第１の通信と、接続される前記他無線基地局を介する前記上位ノードとの間の通信経路による第２の通信との何れかを行う通信制御部を備える無線基地局。
  4. 　前記通信制御部は、前記第２の通信を行う場合、前記上位ノード宛のデータを、前記他無線基地局へ送信し、前記他無線基地局からのデータを受信する請求項３に記載の無線基地局。
  5. 　前記通信制御部は、前記第１の通信を行う場合、前記他無線基地局からの前記上位ノード宛のデータを受信して前記上位ノードへ送信し、前記上位ノードからの前記他無線基地局宛のデータを受信して前記他無線基地局へ送信する請求項３に記載の無線基地局。
  6. 　前記通信制御部は、前記通信状態を示す指標が所定の指標よりも悪化した場合に、前記第２の通信を行い、前記通信状態を示す指標が所定の指標よりも良化した場合に、前記第１の通信を行う請求項３に記載の無線基地局。
  7. 　前記通信制御部は、前記第２の通信を行う場合、前記他無線基地局との間の通信経路上に設けられた中継装置又は無線端末の何れかを介して、前記上位ノード宛のデータを、前記他無線基地局へ送信する請求項４に記載の無線基地局。
  8. 　上位ノードとの間で通信を行う無線基地局における通信制御方法であって、
    　自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、第１の他の無線基地局を介さない前記上位ノードとの間の通信経路による第１の通信と、接続される前記第１の他の無線基地局を介する前記上位ノードとの間の通信経路による第２の通信との何れかを行うステップを含む通信制御方法。
  9. 　複数の無線基地局と上位ノードとを有する通信システムであって、
    　第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、前記第１の無線基地局と前記上位ノードとの間の通信プロトコルの一部にカプセル化した通信プロトコルを用いて第２の無線基地局を介する通信を行う通信システム。
  10. 　上位ノードとの間で通信を行う無線基地局であって、
    　自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信プロトコルの一部にカプセル化した通信プロトコルによる、他無線基地局を介する通信を行う通信制御部を備える無線基地局。
  11. 　前記通信制御部は、無線区間の通信プロトコルを用いて、他無線基地局からの前記上位ノード宛の前記カプセル化されたデータを受信して、有線区間の通信プロトコルを用いて、前記上位ノード宛のデータを前記上位ノードへ送信し、前記有線区間の通信プロトコルを用いて、前記上位ノードからの前記他無線基地局宛のデータを受信して、前記無線区間の通信プロトコルを用いて、前記他無線基地局宛のデータを前記カプセル化して、前記他無線基地局へ送信する請求項１０に記載の無線基地局。
  12. 　上位ノードとの間で通信を行う無線基地局における通信制御方法であって、
    　自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信状態に応じて、自無線基地局と前記上位ノードとの間の通信プロトコルの一部にカプセル化した通信プロトコルによる、他無線基地局を介する通信を行うステップを含む通信制御方法。
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