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
WO2015170764A1 PCT/JP2015/063374 JP2015063374W WO2015170764A1 WO 2015170764 A1 WO2015170764 A1 WO 2015170764A1 JP 2015063374 W JP2015063374 W JP 2015063374W WO 2015170764 A1 WO2015170764 A1 WO 2015170764A1
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pdcp
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base station
cellular base
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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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    • H04W84/04Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042Public 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.

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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