WO2015170764A1 - 通信システム、ユーザ端末及び通信制御方法 - Google Patents

通信システム、ユーザ端末及び通信制御方法 Download PDF

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WO2015170764A1
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pdcp
user terminal
base station
cellular base
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PCT/JP2015/063374
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真人 藤代
優志 長坂
裕之 安達
空悟 守田
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京セラ株式会社
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    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems

Definitions

  • the present invention relates to a communication system, a user terminal, and a communication control method.
  • Non-Patent Document 1 a technique that can enhance the cooperation of cellular RAN (Radio Access Network) and WLAN (interworking) is being studied.
  • a MeNB Master eNodeB
  • SeNB SeNB
  • the communication system in one embodiment includes a user terminal having a communication unit and a cellular base station that communicates with the user terminal using a plurality of bearers via a WLAN access point.
  • the communication unit includes a communication unit that communicates with the cellular base station via the WLAN access point using a bearer specified based on identification information that uniquely identifies each of the plurality of bearers.
  • a user terminal in one embodiment communicates with a cellular base station using a plurality of bearers via a WLAN access point.
  • the user terminal includes a communication unit that communicates with the cellular base station via the WLAN access point using a bearer specified based on identification information that uniquely identifies each of the plurality of bearers.
  • the communication control method in one embodiment includes a step in which a user terminal and a cellular base station communicate using a plurality of bearers via a WLAN access point.
  • the step of communicating includes the user terminal communicating with the cellular base station via the WLAN access point using a bearer specified based on identification information that uniquely identifies each of the plurality of bearers. .
  • FIG. 1 is a diagram showing a communication system in the present embodiment.
  • the communication system includes a plurality of UEs (User Equipment) 100, an E-UTRAN (Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 10, and an EPC (Evolved Packet Core) 20.
  • UEs User Equipment
  • E-UTRAN Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • EPC Evolved Packet Core
  • E-UTRAN 10 corresponds to cellular RAN.
  • the EPC 20 corresponds to a core network.
  • the E-UTRAN 10 and the EPC 20 constitute an LTE system network.
  • the UE 100 is a mobile radio communication device and corresponds to a user terminal.
  • the UE 100 is a terminal (dual terminal) that supports both cellular communication and WLAN communication methods.
  • the E-UTRAN 10 includes a plurality of eNBs 200 (evolved Node-B).
  • the eNB 200 corresponds to a cellular base station.
  • the eNB 200 manages one or a plurality of cells, and performs radio communication with the UE 100 that has established a connection with the own cell.
  • “cell” is used as a term indicating a minimum unit of a radio communication area, and is also used as a term indicating a function of performing radio communication with the UE 100.
  • the eNB 200 has, for example, a radio resource management (RRM) function, a user data routing function, and a measurement control function for mobility control and scheduling.
  • RRM radio resource management
  • the eNB 200 is connected to each other via the X2 interface. Also, the eNB 200 is connected to an MME (Mobility Management Entity) / S-GW (Serving-Gateway) 500 included in the EPC 20 via the S1 interface.
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving-Gateway
  • the EPC 20 has a plurality of MME / S-GWs 500.
  • the MME is a network node that performs various types of mobility control for the UE 100, and corresponds to a control station.
  • the S-GW is a network node that performs transfer control of user data, and corresponds to an exchange.
  • the WLAN 30 includes a WLAN access point (hereinafter referred to as “AP”) 300.
  • the AP 300 is, for example, an AP (Operator controlled AP) under the operator of the LTE network.
  • the WLAN 30 is configured based on, for example, IEEE 802.11 standards.
  • the AP 300 communicates with the UE 100 in a frequency band (WLAN frequency band) different from the cellular frequency band.
  • the AP 300 is connected to the EPC 20 via a router or the like.
  • the eNB 200 and the AP 300 are not limited to being individually arranged, and the eNB 200 and the AP 300 may be arranged at the same location (Collocated). Or eNB200 and AP300 may be directly connected by the arbitrary interfaces of an operator. Details of the interface between the eNB 200 and the AP 300 will be described later.
  • FIG. 2 is a block diagram of the UE 100.
  • the UE 100 includes antennas 101 and 102, a cellular communication unit 111, a WLAN communication unit 112, a user interface 120, a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver 130, a battery 140, and a memory. 150 and a processor 160.
  • the memory 150 and the processor 160 constitute a control unit.
  • the UE 100 may not have the GNSS receiver 130.
  • the memory 150 may be integrated with the processor 160, and this set (that is, a chip set) may be used as the processor 160 '.
  • the antenna 101 and the cellular communication unit 111 are used for transmitting and receiving cellular radio signals.
  • the cellular communication unit 111 converts the baseband signal output from the processor 160 into a cellular radio signal and transmits it from the antenna 101.
  • the cellular communication unit 111 converts a cellular radio signal received by the antenna 101 into a baseband signal and outputs it to the processor 160.
  • the antenna 102 and the WLAN communication unit 112 are used for transmitting and receiving WLAN radio signals.
  • the WLAN communication unit 112 converts the baseband signal output from the processor 160 into a WLAN radio signal and transmits it from the antenna 102.
  • the WLAN communication unit 112 converts the WLAN radio signal received by the antenna 102 into a baseband signal and outputs the baseband signal to the processor 160.
  • the user interface 120 is an interface with a user who owns the UE 100, and includes, for example, a display, a microphone, a speaker, various buttons, and the like.
  • the user interface 120 receives an input from the user and outputs a signal indicating the content of the input to the processor 160.
  • the GNSS receiver 130 receives a GNSS signal and outputs the received signal to the processor 160 in order to obtain position information indicating the geographical position of the UE 100.
  • the battery 140 stores power to be supplied to each block of the UE 100.
  • the memory 150 stores a program executed by the processor 160 and information used for processing by the processor 160.
  • the processor 160 includes a baseband processor that performs modulation / demodulation and encoding / decoding of the baseband signal, and a CPU that executes programs stored in the memory 150 and performs various processes.
  • the processor 160 may further include a codec that performs encoding / decoding of an audio / video signal.
  • the processor 160 executes various processes and various communication protocols described later.
  • FIG. 3 is a block diagram of the eNB 200.
  • the eNB 200 includes an antenna 201, a cellular communication unit 210, a network interface 220, a memory 230, and a processor 240.
  • the memory 230 and the processor 240 constitute a control unit. Further, the memory 230 may be integrated with the processor 240, and this set (that is, a chip set) may be used as the processor.
  • the antenna 201 and the cellular communication unit 210 are used for transmitting and receiving cellular radio signals.
  • the cellular communication unit 210 converts the baseband signal output from the processor 240 into a cellular radio signal and transmits it from the antenna 201.
  • the cellular communication unit 210 converts a cellular radio signal received by the antenna 201 into a baseband signal and outputs it to the processor 240.
  • the network interface 220 is connected to, for example, a backhaul network managed by a communication carrier, and is used for communication with other eNBs 200, EPCs 20, and APs 300.
  • the memory 230 stores a program executed by the processor 240 and information used for processing by the processor 240.
  • the processor 240 includes a baseband processor that performs modulation / demodulation and encoding / decoding of the baseband signal, and a CPU that executes various programs by executing a program stored in the memory 230.
  • the processor 240 executes various processes and various communication protocols described later.
  • FIG. 4 is a block diagram of the AP 300. As illustrated in FIG. 4, the AP 300 includes an antenna 301, a WLAN communication unit 310, a network interface 320, a memory 330, and a processor 340.
  • the antenna 301 and the WLAN communication unit 310 are used for transmitting and receiving WLAN radio signals.
  • the WLAN communication unit 310 converts the baseband signal output from the processor 340 into a WLAN radio signal and transmits it from the antenna 301. Further, the WLAN communication unit 310 converts the WLAN radio signal received by the antenna 301 into a baseband signal and outputs the baseband signal to the processor 340.
  • the network interface 320 is connected to, for example, a backhaul network managed by a communication carrier, and is used for communication with another eNB 200.
  • the memory 330 stores a program executed by the processor 340 and information used for processing by the processor 340.
  • the processor 340 includes a baseband processor that performs modulation / demodulation and encoding / decoding of a baseband signal, and a CPU that executes various programs by executing a program stored in the memory 330.
  • the processor 340 executes various processes described later.
  • FIG. 5 is a protocol stack diagram of the LTE radio interface. As shown in FIG. 5, the radio interface protocol is divided into the first to third layers of the OSI reference model, and the first layer is a physical (PHY) layer.
  • the second layer has a MAC (Medium Access Control) layer, an RLC (Radio Link Control) layer, and a PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer.
  • the third layer has an RRC (Radio Resource Control) layer.
  • the physical layer performs encoding / decoding, modulation / demodulation, antenna mapping / demapping, and resource mapping / demapping. Between the physical layer of UE100 and the physical layer of eNB200, user data and a control signal are transmitted via a physical channel.
  • the MAC layer performs data priority control, retransmission processing by hybrid ARQ (HARQ), and the like. Between the MAC layer of the UE 100 and the MAC layer of the eNB 200, user data and control signals are transmitted via a transport channel.
  • the MAC layer of the eNB 200 includes a scheduler that determines the uplink / downlink transport format (transport block size, modulation / coding scheme) and the resource blocks allocated to the UE 100.
  • the RLC layer transmits data to the RLC layer on the receiving side using the functions of the MAC layer and the physical layer. Between the RLC layer of the UE 100 and the RLC layer of the eNB 200, user data and control signals are transmitted via a logical channel.
  • the PDCP layer performs header compression / decompression and encryption / decryption.
  • the RRC layer is defined only in the control plane that handles control signals. Control signals (RRC messages) for various settings are transmitted between the RRC layer of the UE 100 and the RRC layer of the eNB 200.
  • the RRC layer controls the logical channel, the transport channel, and the physical channel according to establishment, re-establishment, and release of the radio bearer.
  • RRC connection When there is a connection (RRC connection) between the RRC of the UE 100 and the RRC of the eNB 200, the UE 100 is in an RRC connection state (connection state), and otherwise, the UE 100 is in an RRC idle state (idle state).
  • the NAS (Non-Access Stratum) layer located above the RRC layer performs session management and mobility management.
  • the communication system of the present embodiment is applied to a scenario in which the eNB 200 and the UE 100 communicate using a plurality of bearers via the AP 300.
  • the UE 100 that receives the data identifies which bearer the received data is, and uses the identified bearer Need to communicate.
  • the bearer which UE100 which receives data cannot use cannot be specified.
  • the communication system of the present embodiment even when the eNB 200 and the UE 100 communicate with each other using a plurality of bearers via the AP 300, the bearer used on the receiving side is specified and communication is enabled. .
  • the communication system of the present embodiment is also applicable to uplink communication.
  • FIG. 6 is a diagram showing a communication control method of the communication system in the present embodiment.
  • # 2 and data # 3 are established. That is, the UE 100 and the eNB 200 directly transmit and receive data using the data bearer # 1. Also, the UE 100 and the eNB 200 perform data transmission / reception using a plurality of bearers (data bearer # 2 and data bearer # 3) via the AP 300 (and the WLAN GW 600). In the present embodiment, direct communication using the data bearer # 1 between the UE 100 and the eNB 200 may not be performed. Further, whether the communication system includes the WLAN GW 600 is optional.
  • the UE 100 has a wireless connection with the eNB 200 and a wireless connection with the AP 300. That is, radio resources are allocated to the UE 100 from each of the eNB 200 and the AP 300.
  • ENB 200 maintains the RRC connection to UE 100 that has a wireless connection with eNB 200 and a wireless connection with AP 300. Therefore, the eNB 200 can perform various communication controls on the UE 100.
  • the RRC layer of the eNB 200 manages the data bearer # 1 and the data bearer # 2.
  • the UE 100 and the eNB 200 realize communication using a plurality of bearers via the AP 300.
  • the data bearer # 2 may be split into two in the eNB 200. One of the divided parts terminates in the UE 100 via the AP 300, and the other divided part terminates in the UE 100 without passing through the AP 300.
  • FIG. 7 is a diagram showing a data transmission method in the present embodiment.
  • data is transmitted and received in the state of a PDCP packet encapsulated in an IP packet.
  • the eNB 200 includes a PDCP entity 241 # 1 for the data bearer # 1, a PDCP entity 241 # 2 for the data bearer # 2, a PDCP entity 241 # 3 for the data bearer # 3, and a data bearer # 1.
  • RLC entity 242 # 2 for data bearer # 2 and MAC entity 243.
  • the encapsulation entity 244 (first entity) shown in FIG. 7 is a function included in either the eNB 200 or the WLAN GW 600.
  • the AP 300 includes an LLC entity 341, a MAC LME entity 342, and a PHY LME entity 343.
  • the UE 100 includes the MAC entity 161, the RLC entity 162 # 1 for the data bearer # 1, the RLC entity 162 # 2 for the data bearer # 2, the PDCP entity 163 # 1 for the data bearer # 1, and the PDCP for the data bearer # 2. It has entity 163 # 2, PDCP entity 163 # 3 for data bearer # 3, WLAN PHY / MAC entity 164, LLC entity 165, and decapsulation entity 166 (second entity).
  • the PDCP entity 241 # 2 of the eNB 200 distributes data (PDCP packet) belonging to the data bearer # 2 to the AP 300.
  • the PDCP entity 241 # 3 distributes data (PDCP packet) belonging to the data bearer # 3 to the AP 300.
  • the PDCP entity 241 # 2 may distribute some data to the RLC entity 242 # 2 and transmit the data to the UE 100 via the MAC entity 243. In this case, the UE 100 processes data belonging to the data bearer # 2 in the order of the MAC entity 161, the RLC entity 162 # 2, and the PDCP entity 163 # 2.
  • the data (PDCP packet) distributed to the AP 300 is encapsulated into an IP packet by the encapsulation entity 244 of the eNB 200 (or WLAN GW 600) and transferred to the AP 300.
  • the encapsulating entity 244 encapsulates the data (PDCP packet) so as to include a bearer ID (identification information) for identifying each of the bearers (data bearer # 2, data bearer # 3) used for communication.
  • the AP 300 transmits the IP packet to the UE 100 through the LLC entity 341, the MAC LME entity 342, and the PHY LME entity 343.
  • the UE 100 processes the data belonging to the data bearer # 2 or the data bearer # 3 in the order of the PHY / MAC entity 164 and the LLC entity 165, and decapsulates the IP packet by the decapsulation entity 166, thereby obtaining the PDCP packet.
  • the decapsulation entity 166 notifies the PDCP entity 163 of the PDCP packet based on the bearer ID included in the IP packet. Specifically, when the bearer ID indicates the data bearer # 2, the PDCP entity 163 # 2 is notified of the PDCP packet, and when the bearer ID indicates the data bearer # 3, the PDCP entity 163 # 3 Is notified of the PDCP packet.
  • IP tunneling is set in the WLAN section by encapsulating / decapsulating the PDCP packet.
  • PDCP performs security processing such as encryption / authentication
  • LTE-level security is realized in communication on the WLAN side by passing the PDCP packet to the WLAN side.
  • security processing such as encryption / authentication may be omitted.
  • data belonging to the data bearer # 1 is transmitted to the UE 100 through the PDCP entity 241 # 1, the RLC entity 242 # 1, and the MAC entity 243.
  • the UE 100 processes data belonging to the data bearer # 1 in the order of the MAC entity 161, the RLC entity 162 # 1, and the PDCP entity 163 # 1.
  • the PDCP entity 163 to which data is to be input is set. Can be identified.
  • FIG. 8 is a diagram of the protocol stack 1 between the eNB and the UE in the present embodiment.
  • the eNB 200 encapsulates PDCP layer data (PDCP packet) by the encapsulation entity 244 in the IP layer to generate an IP packet.
  • the header added to the PDCP packet that is, the IP address included in the IP header of the IP packet is assigned to each PDCP entity 163 of the UE 100. That is, the destination IP address of the IP packet is used as the bearer ID.
  • the IP address may be the IP address of the UE 100, and the header added to the PDCP packet may include a local IP address used in the WLAN network. In this case, a local IP address is assigned to each bearer.
  • the eNB 200 transmits the generated IP packet to the AP 300.
  • the AP 300 transmits the received IP packet to the UE 100.
  • the decapsulation entity 166 of the UE 100 decapsulates the received IP packet, and causes the PDCP entity 162 corresponding to the IP address to process the PDCP packet.
  • the WLAN GW 600 may be installed between the eNB 200 and the AP 300.
  • FIG. 8B is a diagram of a protocol stack in a case where the WLAN GW 600 installed between the eNB 200 and the AP 300 includes the encapsulation entity 244.
  • the example of FIG. 8 (b) is the same as FIG. 8 (a) except for the device comprising the encapsulating entity 244.
  • FIG. 9 is a diagram of the protocol stack 2 between the eNB and the UE in the present embodiment.
  • the eNB 200 encapsulates the PDCP layer data (PDCP packet) by the encapsulating entity 244 in an upper layer (for example, TCP / UDP layer) of the PDCP layer.
  • the encapsulating entity 244 generates data in which the port number corresponding to the bearer used for communication is included in the TCP / UDP layer header of the PDCP packet. That is, the port number is used as the bearer ID. Further, the port number is associated with each PDCP entity 163 of the UE 100.
  • the eNB 200 encapsulates data in which the bearer ID is included in the TCP / UDP header of the PDCP packet at the IP layer, and transmits the IP packet to the AP 300.
  • the AP 300 transmits the received IP packet to the UE 100.
  • the decapsulation entity 166 of the UE 100 decapsulates the received IP packet, and acquires the port number included in the TCP / UDP header. Then, the decapsulation entity 166 notifies the PDCP entity 163 corresponding to the port number of data (PDCP packet) including the acquired port number.
  • the PDCP entity 163 performs communication using a bearer corresponding to the port number.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of encapsulated data in the present embodiment.
  • FIGS. 10A to 10C show an example in which a header including a bearer ID is added to the PDCP packet.
  • FIG. 10A shows a configuration of data encapsulated so that a bearer ID is included in a capsule header added to a PDCP packet (PDCP PDU).
  • FIG. 10B shows a configuration of data encapsulated so that a bearer ID is included in a TCP / UDP header added to a PDCP packet (PDCP PDU).
  • the bearer ID is a port number. Note that a Capsule header may be added to the PDCP packet.
  • FIG. 10C shows a configuration of data encapsulated so that the bearer ID is included in the IP header added to the PDCP packet (PDCP PDU).
  • the IP address included in the IP header corresponds to the bearer ID.
  • the UE 100 by encapsulating the bearer ID in the header of the PDCP packet, the UE 100 decapsulates the received data and is identified by the bearer ID acquired. Communication using can be performed.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a PDCP packet generation procedure in the present embodiment.
  • the generation of the PDCP packet is performed by the eNB 100.
  • step S101 the eNB 200 acquires a PDCP SDU (Service Data Unit).
  • PDCP SDU Service Data Unit
  • step S102 a sequence number is assigned to the PDCP SDU.
  • step S103 it is determined whether the PDCP SDU is data transmitted using the WLAN split bearer. If the PDCP SDU is not data transmitted using a WLAN split bearer (NO in S103), the process of step S110 is executed. On the other hand, when the PDCP SDU is data transmitted using the WLAN split bearer (YES in S103), the process of step S104 is executed.
  • step S104 it is determined whether or not the PDCP SDU is transmitted via the WLAN (AP300). If the PDCP SDU is not transmitted via WLAN (NO in S104), the process of step S110 is executed. On the other hand, when the PDCP SDU is transmitted via WLAN (YES in S104), the process of step S105 is executed.
  • Steps S110 to S113 are a conventional PDCP packet generation procedure.
  • step S110 header compression of the PDCP SDU (RoHC (Robust Header Compression)) is performed.
  • step S111 a security guarantee is performed on the PDCP SDU with header compression to prevent data manipulation by a third party.
  • step S112 the PDCP SDU is encrypted.
  • step S113 the PDCP header is added to the PDCP SDU.
  • step S104 determines whether the PDCP SDU is transmitted via the WLAN. If it is determined in step S104 that the PDCP SDU is transmitted via the WLAN, the process of step S105 is executed.
  • step S105 the header of the PDCP SDU is removed and saved.
  • RoHC is not executed.
  • step S106 security is guaranteed for the PDCP SDU from which the header has been removed.
  • step S107 the PDCP SDU is encrypted.
  • step S108 the PDCP header is added to the PDCP SDU.
  • the PDCP header includes a bearer ID.
  • step S109 the header removed in step S105 is added to the PDCP SDU to which the PDCP header is added.
  • FIG. 12 is a diagram showing RRC Connection Reconfiguration between eNB and UE in the present embodiment.
  • the operation between the eNB and the UE illustrated in FIG. 12 is an operation performed before communication between the eNB 200 and the UE 100 using the plurality of bearers via the AP 300.
  • the eNB 200 transmits an RRC Connection Reconfiguration (connection setting change signal) including at least one of the IP address, the port number, and the TEID (GTP-U tunneling termination ID) to the UE 100.
  • the RRC Connection Reconfiguration need only include at least one IP address, port number, and TEID used as a bearer ID. That is, the bearer ID is included in the RRC Connection Reconfiguration.
  • the port number when the port number is used as the bearer ID, the port number may be compressed to the maximum number of bearers that can be set. For example, when the maximum number of bearers is 8, it is compressed into 3-bit information.
  • the exemplified “65536” and “65528” may be arbitrary values.
  • the UE 100 associates the bearer ID included in the received RRC Connection Reconfiguration with the PDCP entity 163.
  • step S ⁇ b> 202 the UE 100 transmits an RRC Connection Reconfiguration Complete to the eNB 200.
  • the UE 100 can manage the PDCP entity 163 of the UE 100 and the bearer ID in association with each other.
  • the UE 100 receives data transmitted from the eNB 200 via the AP 300, the PDCP entity 163 corresponding to the bearer ID included in the data can be processed by the PDCP packet.
  • UE100 may manage the table with which PDCP entity 163 and bearer ID were matched previously.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing an operation procedure in which the eNB 200 in this embodiment inquires information on the UE 100 communicating with the AP 300 (or the WLAN GW 600).
  • step S301 the RRC connected state in which the RRC connection is established between the eNB 200 and the UE 100.
  • step S302 a link is established between the AP 300 and the UE 100.
  • step S303 the eNB 200 transmits, to the AP 300 (or WLAN GW 600), a UE inquiry that inquires about the IP address of the UE 100 used for communication with the AP 300.
  • the UE inquiry includes a UE-ID that identifies the UE 100 for which the RRC connection has been established in step S301.
  • step S304 the AP 300 (or the WLAN GW 600) searches for the IP address of the UE 100 corresponding to the UE-ID included in the UE inquiry.
  • step S305 the AP 300 transmits a UE inquiry response including the searched IP address to the eNB 200.
  • the eNB 200 may directly query the UE 100 for information used for WLAN communication.
  • step S306 the eNB 200 transmits to the UE 100 a WLAN information inquiry that inquires information used for communication with the AP 300 of the UE 100.
  • step S308 when the link with the AP 300 is established, the UE 100 acquires information used for communication with the AP 300.
  • Information used for communication with the AP 300 includes an IP address, an SSID, and the like.
  • step S309 the UE 100 transmits to the eNB 200 a WLAN information inquiry response including the information acquired in step S308.
  • the eNB 200 can acquire information necessary for communication with the UE 100 via the AP 300.
  • the receiving side is based on the bearer ID that identifies the bearer used for transmission.
  • the bearer to be used can be specified.
  • the receiving side enables the communication using a some bearer via AP300 of eNB200 and UE100 by inputting the received data into the PDCP entity matched with the specified bearer.
  • the eNB 200 or the WLAN GW 600 includes the encapsulation entity 244, and the UE 100 includes the decapsulation entity 166.
  • the UE 100 corresponds to the encapsulation entity 244.
  • the eNB 200 or the WLAN GW 600 may have a function corresponding to the decapsulation entity 166.
  • the LTE system has been described as an example of the cellular communication system.
  • the present invention is not limited to the LTE system, and may be a cellular communication system other than the LTE system.
  • the present invention is useful in the communication field.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

　通信システムは、通信部を有するユーザ端末と、該ユーザ端末とＷＬＡＮアクセスポイントを介して複数のベアラを用いて通信するセルラ基地局とを有する。前記通信部は、前記複数のベアラのそれぞれを一意に識別する識別情報に基づき特定したベアラを用いて、前記ＷＬＡＮアクセスポイントを介して前記セルラ基地局と通信する通信部を有する。

Description

通信システム、ユーザ端末及び通信制御方法
　本発明は、通信システム、ユーザ端末及び通信制御方法に関する。
　近年、セルラ通信及び無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信の両機能を有するユーザ端末の普及が進んでいる。また、セルラ通信ネットワークのオペレータにより管理されるＷＬＡＮアクセスポイントが増加している。そこで、３ＧＰＰ（３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、セルラＲＡＮ（Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）及びＷＬＡＮの連携（Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ）を強化できる技術が検討されている（非特許文献１参照）。
　一方、複数のベアラのデータを処理するセルラ基地局であるＭｅＮＢ（Ｍａｓｔｅｒ　ｅＮｏｄｅＢ）が一部のベアラのデータを他のセルラ基地局であるＳｅＮＢ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｅＮｏｄｅＢ）に経由させユーザ端末と通信を行うＤｕａｌ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙのアーキテクチャが検討されている（非特許文献２参照）。
３ＧＰＰ技術報告書　「ＴＲ３７．８３４　Ｖ１２．０．０」　２０１３年１２月 ３ＧＰＰ技術報告書　「ＴＲ３６．８４２　Ｖ１２．０．０」　２０１４年１月
　一つの実施形態における通信システムは、通信部を有するユーザ端末と、該ユーザ端末とＷＬＡＮアクセスポイントを介して複数のベアラを用いて通信するセルラ基地局とを有する。前記通信部は、前記複数のベアラのそれぞれを一意に識別する識別情報に基づき特定したベアラを用いて、前記ＷＬＡＮアクセスポイントを介して前記セルラ基地局と通信する通信部を有する。
　一つの実施形態におけるユーザ端末は、セルラ基地局とＷＬＡＮアクセスポイントを介して複数のベアラを用いて通信する。前記ユーザ端末は、前記複数のベアラのそれぞれを一意に識別する識別情報に基づき特定したベアラを用いて、前記ＷＬＡＮアクセスポイントを介して前記セルラ基地局と通信する通信部を有する。
　一つの実施形態における通信制御方法は、ユーザ端末とセルラ基地局とが、ＷＬＡＮアクセスポイントを介して複数のベアラを用いて通信するステップを含む。前記通信するステップは、前記ユーザ端末が、前記複数のベアラのそれぞれを一意に識別する識別情報に基づき特定したベアラを用いて、前記ＷＬＡＮアクセスポイントを介して前記セルラ基地局と通信することを含む。
実施形態における通信システムを示す図である。 実施形態におけるＵＥのブロック図である。 実施形態におけるｅＮＢのブロック図である。 実施形態におけるＡＰのブロック図である。 実施形態におけるＬＴＥ無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 実施形態における通信システムの通信制御方法を示す図である。 実施形態におけるデータ伝送方式を示す図である。 実施形態におけるｅＮＢ－ＵＥ間のプロトコルスタック１の図である。 実施形態におけるｅＮＢ－ＵＥ間のプロトコルスタック２の図である。 実施形態におけるカプセル化されたデータの構成を示す図である。 実施形態におけるＰＤＣＰパケットの生成手順を示すフローチャート図である。 実施形態におけるｅＮＢ－ＵＥ間のＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを示す図である。 実施形態におけるｅＮＢがＡＰと通信するユーザ端末の情報を問い合わせる動作手順を示すシーケンス図である。
　［実施形態］
　以下、図面を参照して、３ＧＰＰ規格に基づくセルラ通信システムであるＬＴＥシステムを無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）システムと連携させる場合の実施形態（以下、本実施形態）を説明する。
　図１は、本実施形態における通信システムを示す図である。図１に示すように、通信システムは、複数のＵＥ（Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、Ｅ－ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ－ＵＭＴＳ　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ）２０とを有する。
　Ｅ－ＵＴＲＡＮ１０は、セルラＲＡＮに相当する。ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。Ｅ－ＵＴＲＡＮ１０及びＥＰＣ２０は、ＬＴＥシステムのネットワークを構成する。
　ＵＥ１００は、移動型の無線通信装置であり、ユーザ端末に相当する。ＵＥ１００は、セルラ通信及びＷＬＡＮ通信の両通信方式をサポートする端末（デュアル端末）である。
　Ｅ－ＵＴＲＡＮ１０は、複数のｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｎｏｄｅ－Ｂ）を有する。ｅＮＢ２００はセルラ基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。なお、「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。また、ｅＮＢ２００は、例えば、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能と、ユーザデータのルーティング機能と、モビリティ制御及びスケジューリングのための測定制御機能と、を有する。
　ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。また、ｅＮＢ２００は、Ｓ１インターフェイスを介して、ＥＰＣ２０に含まれるＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ－ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ－Ｇａｔｅｗａｙ）５００と接続される。
　ＥＰＣ２０は、複数のＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ５００を有する。ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行うネットワークノードであり、制御局に相当する。Ｓ－ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行うネットワークノードであり、交換局に相当する。
　ＷＬＡＮ３０は、ＷＬＡＮアクセスポイント（以下「ＡＰ」という）３００を有する。ＡＰ３００は、例えばＬＴＥネットワークのオペレータ配下のＡＰ（Ｏｐｅｒａｔｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ＡＰ）である。
　ＷＬＡＮ３０は、例えばＩＥＥＥ　８０２．１１諸規格に準拠して構成される。ＡＰ３００は、セルラ周波数帯とは異なる周波数帯（ＷＬＡＮ周波数帯）でＵＥ１００との通信を行う。ＡＰ３００は、ルータ等を介してＥＰＣ２０に接続される。
　また、ｅＮＢ２００及びＡＰ３００が個別に配置される場合に限らず、ｅＮＢ２００及びＡＰ３００が同じ場所に配置（Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ）されていてもよい。或いは、ｅＮＢ２００及びＡＰ３００がオペレータの任意のインターフェイスで直接的に接続されていてもよい。ｅＮＢ２００及びＡＰ３００との間のインターフェイスの詳細については後述する。
　次に、ＵＥ１００、ｅＮＢ２００及びＡＰ３００の構成を説明する。
　図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、アンテナ１０１及び１０２と、セルラ通信部１１１と、ＷＬＡＮ通信部１１２と、ユーザインターフェイス１２０と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０と、バッテリ１４０と、メモリ１５０と、プロセッサ１６０と、を有する。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。
　アンテナ１０１及びセルラ通信部１１１は、セルラ無線信号の送受信に用いられる。セルラ通信部１１１は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号をセルラ無線信号に変換してアンテナ１０１から送信する。また、セルラ通信部１１１は、アンテナ１０１が受信するセルラ無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ１６０に出力する。
　アンテナ１０２及びＷＬＡＮ通信部１１２は、ＷＬＡＮ無線信号の送受信に用いられる。ＷＬＡＮ通信部１１２は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号をＷＬＡＮ無線信号に変換してアンテナ１０２から送信する。また、ＷＬＡＮ通信部１１２は、アンテナ１０２が受信するＷＬＡＮ無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ１６０に出力する。
　ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ及び各種ボタン等を有する。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの入力を受け付けて、該入力の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。
　メモリ１５０は、プロセッサ１６０によって実行されるプログラムと、プロセッサ１６０による処理に使用される情報とを記憶する。プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を有する。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
　図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、アンテナ２０１と、セルラ通信部２１０と、ネットワークインターフェイス２２０と、メモリ２３０と、プロセッサ２４０と、を有する。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。また、メモリ２３０をプロセッサ２４０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサとしてもよい。
　アンテナ２０１及びセルラ通信部２１０は、セルラ無線信号の送受信に用いられる。セルラ通信部２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号をセルラ無線信号に変換してアンテナ２０１から送信する。また、セルラ通信部２１０は、アンテナ２０１が受信するセルラ無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ２４０に出力する。
　ネットワークインターフェイス２２０は、例えば通信事業者が管理するバックホールネットワークと接続され、他のｅＮＢ２００やＥＰＣ２０やＡＰ３００との通信に用いられる。
　メモリ２３０は、プロセッサ２４０によって実行されるプログラムと、プロセッサ２４０による処理に使用される情報と、を記憶する。プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を有する。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
　図４は、ＡＰ３００のブロック図である。図４に示すように、ＡＰ３００は、アンテナ３０１と、ＷＬＡＮ通信部３１０と、ネットワークインターフェイス３２０と、メモリ３３０と、プロセッサ３４０と、を有する。
　アンテナ３０１及びＷＬＡＮ通信部３１０は、ＷＬＡＮ無線信号の送受信に用いられる。ＷＬＡＮ通信部３１０は、プロセッサ３４０が出力するベースバンド信号をＷＬＡＮ無線信号に変換してアンテナ３０１から送信する。また、ＷＬＡＮ通信部３１０は、アンテナ３０１が受信するＷＬＡＮ無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ３４０に出力する。
　ネットワークインターフェイス３２０は、例えば通信事業者が管理するバックホールネットワークと接続され、他のｅＮＢ２００との通信に用いられる。
　メモリ３３０は、プロセッサ３４０によって実行されるプログラムと、プロセッサ３４０による処理に使用される情報とを記憶する。プロセッサ３４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行うベースバンドプロセッサと、メモリ３３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を有する。プロセッサ３４０は、後述する各種の処理を実行する。
　図５は、ＬＴＥ無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図５に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルの第１層乃至第３層に区分されており、第１層は物理（ＰＨＹ）層である。第２層は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）層及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層を有する。第３層は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を有する。
　物理層は、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１００の物理層とｅＮＢ２００の物理層との間では、物理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。
　ＭＡＣ層は、データの優先制御、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣ層とｅＮＢ２００のＭＡＣ層との間では、トランスポートチャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣ層は、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式）及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定するスケジューラを有する。
　ＲＬＣ層は、ＭＡＣ層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のＲＬＣ層に伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣ層とｅＮＢ２００のＲＬＣ層との間では、論理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。
　ＰＤＣＰ層は、ヘッダ圧縮・伸張及び暗号化・復号化を行う。
　ＲＲＣ層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣ層とｅＮＢ２００のＲＲＣ層との間では、各種設定のための制御信号（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣ層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００はＲＲＣ接続状態（接続状態）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はＲＲＣアイドル状態（アイドル状態）である。
　ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ（Ｎｏｎ－Ａｃｃｅｓｓ　Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。
　ここで、本実施形態の通信システムが適用されるシナリオを説明する。本実施形態の通信システムは、ｅＮＢ２００とＵＥ１００とがＡＰ３００を介して複数のベアラを用いて通信するシナリオに適用される。具体的に、例えばｅＮＢ２００がＵＥ１００に複数のベアラを用いてベアラ毎のデータを送信する下りリンクの場合、データを受信するＵＥ１００は、受信したデータがどのベアラか特定し、特定されたベアラを用いて通信する必要がある。しかしながら、ｅＮＢ２００とＵＥ１００とがＡＰ３００を介したＷＬＡＮ通信を行う場合、データを受信するＵＥ１００が用いるべきベアラを特定できない。そこで、本実施形態の通信システムを適用することで、ｅＮＢ２００とＵＥ１００とがＡＰ３００を介して複数のベアラを用いて通信する場合であっても、受信側で用いるベアラを特定し通信を可能とする。なお、本実施形態の通信システムは、上りリンク通信にも適用可能である。
　図６は、本実施形態における通信システムの通信制御方法を示す図である。
　図６に示すように、本実施形態における通信システムにおいて、ＵＥ１００とＳ－ＧＷ５００（ＥＰＣ２０）との間には、ＡＰ３００を介さずにｅＮＢ２００を介するデータベアラ＃１と、ＡＰ３００及びｅＮＢ２００を介するデータベアラ＃２及びデータ＃３とが確立されている。すなわち、ＵＥ１００とｅＮＢ２００とがデータベアラ＃１を用いて直接、データの送受信を行っている。また、ＵＥ１００とｅＮＢ２００とがＡＰ３００（及びＷＬＡＮ　ＧＷ６００）を介して複数のベアラ（データベアラ＃２及びデータベアラ＃３）を用いたデータの送受信を行っている。なお、本実施形態において、ＵＥ１００とｅＮＢ２００とによるデータベアラ＃１を用いた直接的な通信が行われていなくてもよい。また、通信システムがＷＬＡＮ　ＧＷ６００を含む構成であるか否かは任意である。
　ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００との無線接続及びＡＰ３００との無線接続を有する。すなわち、ＵＥ１００には、ｅＮＢ２００及びＡＰ３００のそれぞれから無線リソースが割り当てられる。
　ｅＮＢ２００は、ｅＮＢ２００との無線接続及びＡＰ３００との無線接続を有するＵＥ１００に対するＲＲＣ接続を維持する。よって、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００に対して各種の通信制御を行うことができる。ｅＮＢ２００のＲＲＣ層が、データベアラ＃１及びデータベアラ＃２を管理する。
　このように、本実施形態における通信システムは、ＵＥ１００とｅＮＢ２００とが、ＡＰ３００を介した複数のベアラを用いた通信を実現する。
　また、図６に示すように、データベアラ＃２は、ｅＮＢ２００において２つに分割（ｓｐｌｉｔ）されていてもよい。分割された一方は、ＡＰ３００を介してＵＥ１００で終端しており、分割された他方は、ＡＰ３００を介さずにＵＥ１００で終端する。
　図７は、本実施形態におけるデータ伝送方式を示す図である。本実施形態では、ｅＮＢ２００とＡＰ３００との間のデータベアラ＃２及びデータベアラ＃３において、ＩＰパケットにカプセル化されたＰＤＣＰパケットの状態でデータが送受信される。
　図７に示すように、ｅＮＢ２００は、データベアラ＃１用のＰＤＣＰエンティティ２４１＃１、データベアラ＃２用のＰＤＣＰエンティティ２４１＃２、データベアラ＃３用のＰＤＣＰエンティティ２４１＃３、データベアラ＃１用のＲＬＣエンティティ２４２＃１、データベアラ＃２用のＲＬＣエンティティ２４２＃２及びＭＡＣエンティティ２４３を有する。また、図７に示すカプセル化エンティティ２４４（第１のエンティティ）は、ｅＮＢ２００又はＷＬＡＮ　ＧＷ６００のいずれかに含まれる機能である。
　ＡＰ３００は、ＬＬＣエンティティ３４１、ＭＡＣ　ＬＭＥエンティティ３４２及びＰＨＹ　ＬＭＥエンティティ３４３を有する。
　ＵＥ１００は、ＭＡＣエンティティ１６１、データベアラ＃１用のＲＬＣエンティティ１６２＃１、データベアラ＃２用のＲＬＣエンティティ１６２＃２、データベアラ＃１用のＰＤＣＰエンティティ１６３＃１、データベアラ＃２用のＰＤＣＰエンティティ１６３＃２、データベアラ＃３用のＰＤＣＰエンティティ１６３＃３、ＷＬＡＮのＰＨＹ／ＭＡＣエンティティ１６４、ＬＬＣエンティティ１６５及びデカプセル化エンティティ１６６（第２のエンティティ）を有する。
　ｅＮＢ２００のＰＤＣＰエンティティ２４１＃２は、データベアラ＃２に属するデータ（ＰＤＣＰパケット）をＡＰ３００に振り分ける。ＰＤＣＰエンティティ２４１＃３は、データベアラ＃３に属するデータ（ＰＤＣＰパケット）をＡＰ３００に振り分ける。なお、ＰＤＣＰエンティティ２４１＃２は、一部のデータをＲＬＣエンティティ２４２＃２に振り分け、ＭＡＣエンティティ２４３を介して、ＵＥ１００に送信してもよい。この場合、ＵＥ１００は、データベアラ＃２に属するデータをＭＡＣエンティティ１６１、ＲＬＣエンティティ１６２＃２、ＰＤＣＰエンティティ１６３＃２の順に処理する。
　ＡＰ３００に振り分けられたデータ（ＰＤＣＰパケット）は、ｅＮＢ２００（又はＷＬＡＮ　ＧＷ６００）のカプセル化エンティティ２４４により、ＩＰパケットにカプセル化されて、ＡＰ３００に転送される。ここで、カプセル化エンティティ２４４は、通信に用いられるベアラ（データベアラ＃２、データベアラ＃３）のそれぞれを識別するためのベアラＩＤ（識別情報）が含まれるようにデータ（ＰＤＣＰパケット）をカプセル化する。ＡＰ３００は、当該ＩＰパケットを、ＬＬＣエンティティ３４１、ＭＡＣ　ＬＭＥエンティティ３４２及びＰＨＹ　ＬＭＥエンティティ３４３を通じて、ＵＥ１００に送信する。
　ＵＥ１００は、データベアラ＃２又はデータベアラ＃３に属するデータをＰＨＹ／ＭＡＣエンティティ１６４及びＬＬＣエンティティ１６５の順に処理し、デカプセル化エンティティ１６６によりＩＰパケットをデカプセル化することにより、ＰＤＣＰパケットを取得する。ここで、デカプセル化エンティティ１６６は、ＩＰパケットに含まれるベアラＩＤに基づき、ＰＤＣＰエンティティ１６３にＰＤＣＰパケットを通知する。具体的には、ベアラＩＤがデータベアラ＃２を示すものである場合、ＰＤＣＰエンティティ１６３＃２にＰＤＣＰパケットを通知し、ベアラＩＤがデータベアラ＃３を示すものである場合、ＰＤＣＰエンティティ１６３＃３にＰＤＣＰパケットを通知する。このように、ＰＤＣＰパケットをカプセル化／デカプセル化することにより、ＷＬＡＮ区間にＩＰトンネリングが設定されている。ここで、ＰＤＣＰは暗号化・認証等のセキュリティ処理を行っているので、ＰＤＣＰパケットをＷＬＡＮ側に渡すことにより、ＷＬＡＮ側の通信においてＬＴＥレベルのセキュリティが実現される。また、ＷＬＡＮ側では、暗号化・認証等のセキュリティ処理を省略してもよい。
　一方で、データベアラ＃１に属するデータについては、ＰＤＣＰエンティティ２４１＃１、ＲＬＣエンティティ２４２＃１及びＭＡＣエンティティ２４３を通じて、ＵＥ１００に送信される。ＵＥ１００は、データベアラ＃１に属するデータをＭＡＣエンティティ１６１、ＲＬＣエンティティ１６２＃１、ＰＤＣＰエンティティ１６３＃１の順に処理する。
　このように、本実施形態の通信システムによれば、ＡＰ３００を介して複数のベアラを用いて送信されたベアラ毎の各データがＵＥ１００においてデカプセル化された場合、データを入力すべきＰＤＣＰエンティティ１６３を特定できる。
　図８は、本実施形態におけるｅＮＢ－ＵＥ間のプロトコルスタック１の図である。
　図８（ａ）に示すように、ｅＮＢ２００は、カプセル化エンティティ２４４によりＰＤＣＰレイヤのデータ（ＰＤＣＰパケット）を、ＩＰレイヤでカプセル化し、ＩＰパケットを生成する。ここで本実施形態において、ＰＤＣＰパケットに付加されるヘッダ、すなわちＩＰパケットのＩＰヘッダに含まれるＩＰアドレスは、ＵＥ１００のＰＤＣＰエンティティ１６３毎に割り当てられている。すなわち、ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスがベアラＩＤとして用いられる。なお、ＩＰアドレスは、ＵＥ１００のＩＰアドレスとし、ＰＤＣＰパケットに付加されるヘッダには、ＷＬＡＮネットワークで用いられるローカルＩＰアドレスが含まれるように構成してもよい。この場合、ベアラ毎にローカルＩＰアドレスが割り当てられる。ｅＮＢ２００は、生成されたＩＰパケットを、ＡＰ３００に送信する。ＡＰ３００は、受信したＩＰパケットを、ＵＥ１００に送信する。ＵＥ１００のデカプセル化エンティティ１６６は、受信したＩＰパケットをデカプセル化し、ＩＰアドレスに対応するＰＤＣＰエンティティ１６２に、ＰＤＣＰパケットを処理させる。なお、図８（ａ）において、ＷＬＡＮ　ＧＷ６００がｅＮＢ２００とＡＰ３００との間に設置されていてもよい。
　図８（ｂ）は、ｅＮＢ２００とＡＰ３００との間に設置されたＷＬＡＮ　ＧＷ６００がカプセル化エンティティ２４４を備える場合のプロコトルスタックの図である。図８（ｂ）の例は、カプセル化エンティティ２４４を備える装置を除き、図８（ａ）と同じである。
　図９は、本実施形態におけるｅＮＢ－ＵＥ間のプロトコルスタック２の図である。
　図９に示すように、ｅＮＢ２００は、カプセル化エンティティ２４４によりＰＤＣＰレイヤのデータ（ＰＤＣＰパケット）を、ＰＤＣＰレイヤの上位レイヤ（例えばＴＣＰ／ＵＤＰレイヤ）でカプセル化する。この場合、カプセル化エンティティ２４４は、通信に用いられるベアラに対応するポート番号がＰＤＣＰパケットのＴＣＰ／ＵＤＰレイヤヘッダに含まれるデータを生成する。すなわち、ポート番号がベアラＩＤとして用いられる。また、ポート番号は、ＵＥ１００のＰＤＣＰエンティティ１６３毎に対応付けられている。次に、ｅＮＢ２００は、ＰＤＣＰパケットのＴＣＰ／ＵＤＰヘッダにベアラＩＤが含まれたデータをＩＰレイヤでカプセル化し、ＩＰパケットを、ＡＰ３００に送信する。ＡＰ３００は、受信したＩＰパケットを、ＵＥ１００に送信する。ＵＥ１００のデカプセル化エンティティ１６６は、受信したＩＰパケットをデカプセル化し、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダに含まれるポート番号を取得する。そして、デカプセル化エンティティ１６６は、取得したポート番号を含むデータ（ＰＤＣＰパケット）を、ポート番号に対応するＰＤＣＰエンティティ１６３に通知する。ＰＤＣＰエンティティ１６３は、ポート番号に対応するベアラを用いて通信を行う。
　図１０は、本実施形態におけるカプセル化されたデータの構成を示す図である。図１０（ａ）～（ｃ）は、ＰＤＣＰパケットにベアラＩＤを含むヘッダが付加される例を示したものである。
　図１０（ａ）は、ＰＤＣＰパケット（ＰＤＣＰ　ＰＤＵ）に付加されるＣａｐｓｕｌｅヘッダにベアラＩＤが含まれるようにカプセル化されたデータの構成である。
　図１０（ｂ）は、ＰＤＣＰパケット（ＰＤＣＰ　ＰＤＵ）に付加されるＴＣＰ／ＵＤＰヘッダにベアラＩＤが含まれるようにカプセル化されたデータの構成である。図１０（ｂ）では、ベアラＩＤはポート番号である。なお、ＰＤＣＰパケットにＣａｐｓｕｌｅヘッダが付加されていてもよい。
　図１０（ｃ）は、ＰＤＣＰパケット（ＰＤＣＰ　ＰＤＵ）に付加されるＩＰヘッダにベアラＩＤが含まれるようにカプセル化されたデータの構成である。図１０（ｃ）では、ＩＰヘッダに含まれるＩＰアドレスがベアラＩＤに相当する。
　図１０（ａ）～（ｃ）に示すように、ＰＤＣＰパケットのヘッダにベアラＩＤが含まれるようにカプセル化することで、ＵＥ１００は、受信したデータをデカプセル化し取得したベアラＩＤにより特定されるベアラを用いた通信を行うことができる。
　図１１は、本実施形態におけるＰＤＣＰパケットの生成手順を示すフローチャート図である。図１１の例において、ＰＤＣＰパケットの生成は、ｅＮＢ１００により行われる。
　ステップＳ１０１において、ｅＮＢ２００がＰＤＣＰ　ＳＤＵ（Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｄａｔａ　Ｕｎｉｔ）を取得する。
　ステップＳ１０２において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵにシーケンス番号を割り振る。
　ステップＳ１０３において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵがＷＬＡＮスプリットベアラを用いて送信されるデータであるか否かが判定される。ＰＤＣＰ　ＳＤＵがＷＬＡＮスプリットベアラを用いて送信されるデータでない場合（Ｓ１０３においてＮＯ）、ステップＳ１１０の処理が実行される。一方、ＰＤＣＰ　ＳＤＵがＷＬＡＮスプリットベアラを用いて送信されるデータである場合（Ｓ１０３においてＹＥＳ）、ステップＳ１０４の処理が実行される。
　Ｓ１０４において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵがＷＬＡＮ（ＡＰ３００）経由で送信されるか否かが判定される。ＰＤＣＰ　ＳＤＵがＷＬＡＮ経由で送信されない場合（Ｓ１０４においてＮＯ）、ステップＳ１１０の処理が実行される。一方、ＰＤＣＰ　ＳＤＵがＷＬＡＮ経由で送信される場合（Ｓ１０４においてＹＥＳ）、ステップＳ１０５の処理が実行される。
　ステップＳ１１０～Ｓ１１３は、従来のＰＤＣＰパケットの生成手順である。
　ステップＳ１１０において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵのヘッダ圧縮（ＲｏＨＣ（Ｒｏｂｕｓｔ　Ｈｅａｄｅｒ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）が行われる。
　ステップＳ１１１において、ヘッダ圧縮されたＰＤＣＰ　ＳＤＵに対して、第三者によるデータ操作を防止する安全性保証が行われる。
　ステップＳ１１２において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵに対して暗号化が行われる。
　ステップＳ１１３において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵにＰＤＣＰヘッダが付加される。
　一方、ステップＳ１０４において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵがＷＬＡＮ経由で送信されると判定された場合、ステップＳ１０５の処理が実行される。
　ステップＳ１０５において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵのヘッダが除去され、保存される。ここで、ＰＤＣＰ　ＳＤＵに対するヘッダ圧縮が指示されていたとしても、ＰＤＣＰ　ＳＤＵがＡＰ３００に転送される場合、ＲｏＨＣを実行しない。
　ステップＳ１０６において、ヘッダが除去されたＰＤＣＰ　ＳＤＵに対して、安全性保証が行われる。
　ステップＳ１０７において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵに対して暗号化が行われる。
　ステップＳ１０８において、ＰＤＣＰ　ＳＤＵにＰＤＣＰヘッダが付加される。ＰＤＣＰヘッダには、ベアラＩＤが含まれる。
　ステップＳ１０９において、ＰＤＣＰヘッダが付加されたＰＤＣＰ　ＳＤＵに対して、ステップＳ１０５において除去したヘッダが付加される。
　図１２は、本実施形態におけるｅＮＢ－ＵＥ間のＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを示す図である。図１２に示すｅＮＢ－ＵＥ間の動作は、ｅＮＢ２００とＵＥ１００との間で、ＡＰ３００を介して複数のベアラを用いて通信をする前に行われる動作である。
　ステップＳ２０１において、ｅＮＢ２００はＩＰアドレス、ポート番号及びＴＥＩＤ（ＧＴＰ－Ｕトンネリング終端ＩＤ）のうち少なくとも一つを含むＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ（コネクション設定変更信号）を、ＵＥ１００に対して送信する。ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎには、ベアラＩＤとして用いられるＩＰアドレス、ポート番号及びＴＥＩＤが少なくとも一つ含まれていればよい。すなわち、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎには、ベアラＩＤが含まれている。
　ここで、例えばポート番号をベアラＩＤとして用いる場合、ポート番号を設定可能な最大ベアラ数に圧縮してもよい。例えば、最大ベアラ数が８の場合、３ビット情報に圧縮する。圧縮方法の一例は、ポート番号＝６５５３６（１６ビット）－ベアラＩＤである。圧縮方法の他の例は、ポート番号＝６５５２８＋ベアラＩＤである。なお、例示した「６５５３６」及び「６５５２８」は、任意の値であってもよい。
　ＵＥ１００は、受信したＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎに含まれるベアラＩＤを、ＰＤＣＰエンティティ１６３に対応付ける。
　ステップＳ２０２において、ＵＥ１００は、ＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｍｐｌｅｔｅを、ｅＮＢ２００に対して送信する。
　上記処理により、ＵＥ１００は、ＵＥ１００のＰＤＣＰエンティティ１６３とベアラＩＤとを対応付けて管理することができる。そして、ＵＥ１００がｅＮＢ２００からＡＰ３００を介して送信されるデータを受信した場合、データに含まれるベアラＩＤに対応するＰＤＣＰエンティティ１６３にＰＤＣＰパケットを処理させることができる。
　なお、ＵＥ１００が予めＰＤＣＰエンティティ１６３とベアラＩＤとが対応付けられたテーブルを管理していてもよい。
　図１３は、本実施形態におけるｅＮＢ２００がＡＰ３００（又はＷＬＡＮ　ＧＷ６００）と通信するＵＥ１００の情報を問い合わせる動作手順を示すシーケンス図である。
　ステップＳ３０１において、ｅＮＢ２００とＵＥ１００との間でＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎが確立されているＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態である。
　ステップＳ３０２において、ＡＰ３００とＵＥ１００との間でリンクが確立されている。
　ステップＳ３０３において、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００（又はＷＬＡＮ　ＧＷ６００）に対して、ＡＰ３００との通信に用いられているＵＥ１００のＩＰアドレスを問い合わせるＵＥ　ｉｎｑｕｒｉｙを送信する。ＵＥ　ｉｎｑｕｒｉｙには、ステップＳ３０１においてＲＲＣ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎが確立されているＵＥ１００を識別するＵＥ－ＩＤが含まれる。
　ステップＳ３０４において、ＡＰ３００（又はＷＬＡＮ　ＧＷ６００）は、ＵＥ　ｉｎｑｕｒｉｙに含まれるＵＥ－ＩＤに対応するＵＥ１００のＩＰアドレスを検索する。
　ステップＳ３０５において、ＡＰ３００は、検索したＩＰアドレスを含むＵＥ　ｉｎｑｕｒｉｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅを、ｅＮＢ２００に対して送信する。
　他の態様として、ｅＮＢ２００は、直接ＵＥ１００にＷＬＡＮ通信に用いられている情報を問い合わせてもよい。
　ステップＳ３０２の後、ステップＳ３０６において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００のＡＰ３００との通信に用いられている情報を問い合わせるＷＬＡＮ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎｑｕｉｒｙを、ＵＥ１００に対して送信する。
　ステップＳ３０８において、ＵＥ１００は、ＡＰ３００とのリンクが確立されている場合、ＡＰ３００との通信に用いられている情報を取得する。ＡＰ３００との通信に用いられている情報とは、ＩＰアドレス、ＳＳＩＤ等である。
　ステップＳ３０９において、ＵＥ１００は、ステップＳ３０８において取得した情報を含むＷＬＡＮ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎｑｕｉｒｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅを、ｅＮＢ２００に対して送信する。
　上記手順により、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００を介して、ＵＥ１００との通信に必要な情報を取得することができる。
　以上、実施形態の通信システムによれば、ｅＮＢ２００とＵＥ１００とが、ＡＰ３００を介して複数のベアラを用いて通信する場合であっても、送信に用いられたベアラを識別するベアラＩＤに基づき受信側が用いるベアラを特定できる。そして、受信側は、特定されたベアラに対応付けられたＰＤＣＰエンティティに受信したデータを入力することで、ｅＮＢ２００とＵＥ１００とのＡＰ３００を介して複数のベアラを用いた通信を可能とする。
　［その他の実施形態］
　上述した本実施形態では、ｅＮＢ２００又はＷＬＡＮ　ＧＷ６００がカプセル化エンティティ２４４を備え、ＵＥ１００がデカプセル化エンティティ１６６を備える構成としたが、例えば上りリンク通信の場合は、ＵＥ１００がカプセル化エンティティ２４４に相当する機能を備え、ｅＮＢ２００又はＷＬＡＮ　ＧＷ６００がデカプセル化エンティティ１６６に相当する機能を備えてもよい。
　また、上述した本実施形態では、セルラ通信システムの一例としてＬＴＥシステムを説明したが、ＬＴＥシステムに限らず、ＬＴＥシステム以外のセルラ通信システムであってもよい。
　日本国特許出願第２０１４－０９７１８０号（２０１４年５月８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。
　本発明は、通信分野において有用である。

Claims (10)

  1. 　通信部を有するユーザ端末と、
    　該ユーザ端末とＷＬＡＮアクセスポイントを介して複数のベアラを用いて通信するセルラ基地局と、を有し、
    　前記通信部は、前記複数のベアラのそれぞれを一意に識別する識別情報に基づき特定したベアラを用いて、前記ＷＬＡＮアクセスポイントを介して前記セルラ基地局と通信する通信部を有する通信システム。
  2. 　前記識別情報は、前記ＷＬＡＮアクセスポイントを介して前記ユーザ端末に送信される請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記識別情報は、ＩＰアドレス又はポート番号である請求項１に記載の通信システム。
  4. 　前記ユーザ端末及び前記セルラ基地局のそれぞれは、前記複数のベアラのそれぞれに対応付けられたＰＤＣＰエンティティを有し、
    　前記セルラ基地局は、第１のエンティティを有し、
    　前記第１のエンティティは、前記セルラ基地局が備える前記ＰＤＣＰエンティティにより処理されたＰＤＣＰパケットに、当該ＰＤＣＰエンティティに対応する前記識別情報が含まれるデータを生成する請求項１に記載の通信システム。
  5. 　前記通信システムは、前記セルラ基地局と接続し、前記ＷＬＡＮを収容するゲートウェイ装置をさらに有し、
    　前記ユーザ端末及び前記セルラ基地局のそれぞれは、前記複数のベアラのそれぞれに対応付けられたＰＤＣＰエンティティを有し、
    　前記ゲートウェイ装置は、第１のエンティティを有し、
    　前記第１のエンティティは、前記セルラ基地局が備える前記ＰＤＣＰエンティティにより処理されたＰＤＣＰパケットに、当該ＰＤＣＰエンティティに対応する前記識別情報が含まれるデータを生成する請求項１に記載の通信システム。
  6. 　前記ユーザ端末は、第２のエンティティをさらに有し、
    　前記第１のエンティティは、前記ＰＤＣＰパケットをカプセル化し、該ＰＤＣＰパケットに付加されるヘッダに前記識別情報が含まれる前記データを生成し、
    　前記第２のエンティティは、前記データから取得した前記識別情報を、前記ユーザ端末が備えるＰＤＣＰエンティティへ通知する請求項４に記載の通信システム。
  7. 　前記第１のエンティティは、前記ＰＤＣＰパケットに含まれるＰＤＣＰヘッダを除くデータに対して、暗号化を行う請求項４に記載の通信システム。
  8. 　前記セルラ基地局は、送信部をさらに有し、
    　前記ユーザ端末は、ＰＤＣＰエンティティ管理部をさらに有し、
    　前記送信部は、該セルラ基地局が備える前記ＰＤＣＰエンティティに対応付けられた前記識別情報を含むコネクション設定変更信号を、前記ユーザ端末に送信し、
    　前記ＰＤＣＰエンティティ管理部は、前記コネクション設定変更信号に含まれる前記識別情報を、前記ユーザ端末が備える前記ＰＤＣＰエンティティに対応付け、
    　前記通信部は、前記コネクション設定変更信号に含まれる前記識別情報と前記ＰＤＣＰエンティティとが対応付けられた後、通信を行う請求項４に記載の通信システム。
  9. 　セルラ基地局とＷＬＡＮアクセスポイントを介して複数のベアラを用いて通信する通信部を有し、
    　前記通信部は、前記複数のベアラのそれぞれを一意に識別する識別情報に基づき特定したベアラを用いて、前記ＷＬＡＮアクセスポイントを介して前記セルラ基地局と通信するユーザ端末。
  10. 　ユーザ端末とセルラ基地局とが、ＷＬＡＮアクセスポイントを介して複数のベアラを用いて通信するステップを含み、
    　前記通信するステップは、前記ユーザ端末が、前記複数のベアラのそれぞれを一意に識別する識別情報に基づき特定したベアラを用いて、前記ＷＬＡＮアクセスポイントを介して前記セルラ基地局と通信することを含む通信制御方法。
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