JP6563454B2

JP6563454B2 - 基地局、プロセッサ、及び通信制御方法

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Publication number: JP6563454B2
Application number: JP2017187044A
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Inventors: 空悟守田
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Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-08-21
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Description

本発明は、セルラ通信システムにおいて用いられる無線通信装置、プロセッサ、及び通信制御方法に関する。

近年、セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートするユーザ端末（いわゆる、デュアル端末）の普及が進んでいる。また、セルラ通信システムのオペレータにより管理される無線ＬＡＮアクセスポイント（以下、単に「アクセスポイント」という）が増加している。

そこで、セルラ通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）では、セルラ通信システムと無線ＬＡＮシステムとの連携を強化できる技術が検討される予定である（非特許文献１参照）。

３ＧＰＰ寄書ＲＰ−１２０１４５５

例えば、ユーザ端末がセルラ通信により基地局と送受信するトラフィックを、無線ＬＡＮ通信によりアクセスポイントと送受信するよう切り替えることにより、セルラ通信システムのトラフィック負荷を低減（オフロード）することができる。

しかしながら、そのような切り替えを行う場合、無線ＬＡＮ通信を開始するための各種の設定などをユーザ端末とアクセスポイントとの間で行う必要がある。従って、セルラ通信システムのオフロードを迅速に行うことは困難であった。

そこで、本発明は、セルラ通信システムのオフロードを迅速に行うことができる無線通信装置、プロセッサ、及び通信制御方法を提供する。

第１の特徴に係る無線通信装置は、セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートする。前記セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層からなるセルラ下位層と、前記ＭＡＣ層よりも上位のセルラ上位層と、を含む。前記無線通信装置は、前記セルラ下位層に代えて前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを使用する特定モードを設定する制御部を備える。

第２の特徴に係るプロセッサは、セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートする無線通信装置に備えられる。前記セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層からなるセルラ下位層と、前記ＭＡＣ層よりも上位のセルラ上位層と、を含む。前記プロセッサは、前記セルラ下位層に代えて前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを使用する特定モードを設定する。

第３の特徴に係る通信制御方法は、セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートする無線通信装置において用いられる。前記セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層からなるセルラ下位層と、前記ＭＡＣ層よりも上位のセルラ上位層と、を含む。前記通信制御方法は、前記セルラ下位層に代えて前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを使用する特定モードを設定するステップを含む。

本発明に係る無線通信装置、プロセッサ、及び通信制御方法は、セルラ通信システムのオフロードを迅速に行うことができる。

実施形態に係るシステム構成図である。実施形態に係るＵＥ（ユーザ端末）のハードウェアブロックを示す図である。実施形態に係るｅＮＢ（基地局）のハードウェアブロックを示す図である。実施形態に係るＡＰ（アクセスポイント）のハードウェアブロックを示す図である。実施形態に係るセルラ通信システムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。実施形態に係るｅＮＢのソフトウェアブロックを示す図である。実施形態に係るＵＥのソフトウェアブロックを示す図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る無線通信装置は、セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートする。前記セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層からなるセルラ下位層と、前記ＭＡＣ層よりも上位のセルラ上位層と、を含む。前記無線通信装置は、前記セルラ下位層に代えて前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを使用する特定モードを設定する制御部を備える。

実施形態では、前記制御部は、前記無線ＬＡＮ通信のモードとして、前記セルラ上位層を使用する前記特定モードと、前記セルラ上位層を使用しない通常モードと、の何れかを選択する。

実施形態では、前記制御部は、前記無線ＬＡＮ通信において送受信するトラフィックが、前記セルラ通信から前記無線ＬＡＮ通信への切り替えに係るトラフィックである場合に、前記特定モードを選択する。

実施形態では、前記制御部は、前記無線ＬＡＮ通信において送受信するトラフィックが、前記セルラ通信から前記無線ＬＡＮ通信への切り替えに係るトラフィックではない場合に、前記通常モードを選択する。

実施形態では、前記セルラ上位層は、ＲＬＣ（ＲａｄｉｏＬｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌ）層を含む。

実施形態では、前記セルラ上位層は、ＰＤＣＰ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）層を含む。

実施形態に係るプロセッサは、セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートする無線通信装置に備えられる。前記セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層からなるセルラ下位層と、前記ＭＡＣ層よりも上位のセルラ上位層と、を含む。前記プロセッサは、前記セルラ下位層に代えて前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを使用する特定モードを設定する。

実施形態に係る通信制御方法は、セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートする無線通信装置において用いられる。前記セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層からなるセルラ下位層と、前記ＭＡＣ層よりも上位のセルラ上位層と、を含む。前記通信制御方法は、前記セルラ下位層に代えて前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを使用する特定モードを設定するステップを含む。

［実施形態］
以下、図面を参照して、３ＧＰＰ規格に準拠して構成されるセルラ通信システム（ＬＴＥシステム）を無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）システムと連携させる場合の各実施形態を説明する。

（１）全体構成
図１は、実施形態に係るシステム構成図である。図１に示すように、セルラ通信システムは、複数のＵＥ（ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（ＥｖｏｌｖｅｄＰａｃｋｅｔＣｏｒｅ）２０と、を含む。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、無線アクセスネットワークに相当する。ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。

ＵＥ１００は、移動型の無線通信装置であり、接続を確立したセルとの無線通信を行う。ＵＥ１００は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（ｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は、固定型の無線通信装置であり、基地局（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、ユーザデータの中継機能と、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／Ｓ−ＧＷ５００と接続される。

ＥＰＣ２０は、複数のＭＭＥ（ＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）５００を含む。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。

ＷＬＡＮシステムは、ＷＬＡＮＡＰ（以下、「ＡＰ」と称する）３００を含む。ＷＬＡＮシステムは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１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、ルータなどを介してＥＰＣ２０に接続される。

尚、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。Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄの一形態として、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。

ＥＰＣ２０は、セルラ通信システムにおいてＵＥ１００のネットワーク認証を行うセルラ認証サーバ６００と、ＷＬＡＮシステムにおいてＵＥ１００のネットワーク認証を行うＷＬＡＮ認証サーバ７００と、をさらに含む。ＵＥ１００は、セルラ認証サーバ６００によるネットワーク認証に成功すると、セルラ通信システムに接続可能になる。また、ＵＥ１００は、ＷＬＡＮ認証サーバ７００によるネットワーク認証に成功すると、ＷＬＡＮシステムに接続可能になる。

（２）ＵＥ１００のハードウェア構成
図２は、ＵＥ１００のハードウェアブロックを示す図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、アンテナ１０１及び１０２と、セルラ送受信機１１１と、ＷＬＡＮ送受信機１１２と、ユーザインターフェイス１２０と、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）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及びセルラ送受信機１１１は、セルラ無線信号の送受信に用いられる。セルラ送受信機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、セルラ送受信機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送受信機１１２は、ＷＬＡＮ無線信号の送受信に用いられる。ＷＬＡＮ送受信機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送受信機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。

ＷＬＡＮ送受信機１１２には、ＷＬＡＮシステムにおけるＵＥ１００の識別子として、ＭＡＣアドレス（以下、「ＷＬＡＮＭＡＣ−ＩＤ」という）が割り振られている。ＷＬＡＮ送受信機１１２が送受信するＷＬＡＮ無線信号には、ＷＬＡＮＭＡＣ−ＩＤが含まれている。

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、及び各種ボタンなどを含む。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の地理的な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・復号など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、を含む。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。

（３）ｅＮＢ２００のハードウェア構成
図３は、ｅＮＢ２００のハードウェアブロックを示す図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、アンテナ２０１と、セルラ送受信機２１１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。

アンテナ２０１及びセルラ送受信機２１１は、セルラ無線信号の送受信に用いられる。セルラ送受信機２１１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、セルラ送受信機２１１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、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ５００と接続される。また、ネットワークインターフェイス２２０は、ＥＰＣ２０を介したＡＰ３００との通信に使用される。

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・復号など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、を含む。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。

尚、Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄに係るｅＮＢ２００は、ＡＰ３００の機能を有してもよい。この場合、ｅＮＢ２００は、ＷＬＡＮ無線信号の送受信に用いられるアンテナ２０２及びＷＬＡＮ送受信機２１２をさらに有する。ＷＬＡＮ送受信機２１２は、プロセッサ２４０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２０２から送信する。また、ＷＬＡＮ送受信機２１２は、アンテナ２０２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２４０に出力する。

（４）ＡＰ３００のハードウェア構成
図４は、ＡＰ３００のハードウェアブロックを示す図である。図４に示すように、ＡＰ３００は、アンテナ３０１と、ＷＬＡＮ送受信機３１１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送受信機３１１は、ＷＬＡＮ無線信号の送受信に用いられる。ＷＬＡＮ送受信機３１１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送受信機３１１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、ルータなどを介してＥＰＣ２０と接続される。また、ネットワークインターフェイス３２０は、ＥＰＣ２０を介したｅＮＢ２００との通信に使用される。

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・復号など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、を含む。

（５）セルラ・プロトコルスタック
図５は、セルラ通信システムにおける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（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）層と、ＲＬＣ（ＲａｄｉｏＬｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌ）層と、ＰＤＣＰ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）層と、を含む。第３層は、ＲＲＣ（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ）層を含む。

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データが伝送される。

ＭＡＣ層は、データの優先制御、及びハイブリッド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データが伝送される。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・符号化方式など）、及び割当リソースブロックを選択するスケジューラを含む。

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データが伝送される。

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メッセージ（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は接続状態（ＲＲＣｃｏｎｎｅｃｔｅｄｓｔａｔｅ）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣｉｄｌｅｓｔａｔｅ）である。

ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ（Ｎｏｎ−ＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。

（６）Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄに係るｅＮＢ２００のソフトウェア構成
次に、Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄに係るｅＮＢ２００のソフトウェア構成について説明する。上述したように、Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄに係るｅＮＢ２００は、ハードウェア構成として、セルラ送受信機２１１だけでなくＷＬＡＮ送受信機２１２も有する。

図６は、ｅＮＢ２００のソフトウェアブロックを示す図である。

図６に示すように、ｅＮＢ２００は、ＥＰＣ２０とＵＥ１００との間でトラフィック（ユーザデータ）の中継処理を行う。ｅＮＢ２００のプロセッサ２４０は、セルラ通信のプロトコルスタックを実行する。セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層２４１、ＭＡＣ層２４２、及びＲＬＣ層２４３を含む。上述したように、セルラ通信のプロトコルスタックは、ＰＤＣＰ層（及びＲＲＣ層）をさらに含む。実施形態において、物理層２４１及びＭＡＣ層２４２はセルラ下位層を構成し、ＲＬＣ層２４３及びＰＤＣＰ層はセルラ上位層を構成する。

セルラ通信の上りリンクにおいて、ＵＥ１００からｅＮＢ２００のセルラ送受信機２１１が受信したユーザデータは、物理層２４１、ＭＡＣ層２４２、ＲＬＣ層２４３、及びＰＤＣＰ層の順に処理された後、ネットワークインターフェイス２２０を介してＥＰＣ２０に送信される。一方、セルラ通信の下りリンクにおいて、ＥＰＣ２０からｅＮＢ２００のネットワークインターフェイス２２０が受信したユーザデータは、ＰＤＣＰ層、ＲＬＣ層２４３、ＭＡＣ層２４２、及び物理層２４１の順に処理された後、セルラ送受信機２１１を介してＵＥ１００に送信される。

ｅＮＢ２００のプロセッサ２４０は、さらに、ＷＬＡＮ通信のプロトコルスタック（ＷＬＡＮプロトコルスタック）２４４を実行する。ＷＬＡＮプロトコルスタック２４４は、物理層及びＭＡＣ層を含む。

通常、ＷＬＡＮ通信の上りリンクにおいて、ＵＥ１００からｅＮＢ２００のＷＬＡＮ送受信機２１２が受信したユーザデータは、ＷＬＡＮプロトコルスタック２４４で処理された後、ネットワークインターフェイス２２０を介してＥＰＣ２０に送信される。一方、ＷＬＡＮ通信の下りリンクにおいて、ＥＰＣ２０からｅＮＢ２００のネットワークインターフェイス２２０が受信したユーザデータは、ＷＬＡＮプロトコルスタック２４４で処理された後、ＷＬＡＮ送受信機２１２を介してＵＥ１００に送信される。このような通常のＷＬＡＮ通信のモードを「通常モード」と称する。

ｅＮＢ２００のプロセッサ２４０は、ＷＬＡＮ通信に設定するモードとして、通常モードと、オフロードモード（特定モード）と、の何れかを選択する選択部２４５の機能をさらに実行する。ここで「オフロードモード」とは、セルラ下位層（物理層２４１及びＭＡＣ層２４２）に代えて、ＷＬＡＮプロトコルスタック２４４を使用するモードである。

選択部２４５は、ｅＮＢ２００のメモリ２３０に格納されている選択用リスト２３１を参照し、通常モードとオフロードモードとの何れかを選択する。選択用リスト２３１は、オフロードモードを適用すべきＵＥ１００のＷＬＡＮＭＡＣ−ＩＤを記録したリストである。例えば、選択部２４５は、ＷＬＡＮプロトコルスタック２４４で処理された上りリンクデータに含まれるＷＬＡＮＭＡＣ−ＩＤが選択用リスト２３１に存在する場合には、その上りリンクデータをセルラ上位層（ＲＬＣ層２４３及びＰＤＣＰ層）に渡す。

オフロードモードでは、ＷＬＡＮ通信の上りリンクにおいて、ＵＥ１００からｅＮＢ２００のＷＬＡＮ送受信機２１２が受信したユーザデータは、ＷＬＡＮプロトコルスタック２４４で処理された後、セルラ上位層（ＲＬＣ層２４３及びＰＤＣＰ層）で処理されて、ネットワークインターフェイス２２０を介してＥＰＣ２０に送信される。一方、ＷＬＡＮ通信の下りリンクにおいて、ＥＰＣ２０からｅＮＢ２００のネットワークインターフェイス２２０が受信したユーザデータは、セルラ上位層（ＲＬＣ層２４３及びＰＤＣＰ層）で処理された後、ＷＬＡＮプロトコルスタック２４４で処理されて、ＷＬＡＮ送受信機２１２を介してＵＥ１００に送信される。

このように、オフロードモードではセルラ上位層が使用されるため、ｅＮＢ２００がＷＬＡＮ通信を行っているにもかかわらず、ＥＰＣ２０は、ｅＮＢ２００がセルラ通信を行っていると認識する。よって、セルラ通信からＷＬＡＮ通信（オフロードモード）に切り替えた場合、ＷＬＡＮ認証サーバ７００による認証を省略可能である。

（７）ＵＥ１００のソフトウェア構成
図７は、ＵＥ１００のソフトウェアブロックを示す図である。図７に示すように、ＵＥ１００のプロセッサ１６０は、ｅＮＢ２００を介してトラフィック（ユーザデータ）をＥＰＣ２０と送受信するアプリケーション１６６を実行する。

また、ＵＥ１００のプロセッサ１６０は、セルラ通信のプロトコルスタックを実行する。セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層１６１、ＭＡＣ層１６２、及びＲＬＣ層１６３を含む。上述したように、セルラ通信のプロトコルスタックは、ＰＤＣＰ層（及びＲＲＣ層）をさらに含む。実施形態において、物理層１６１及びＭＡＣ層１６２はセルラ下位層を構成し、ＲＬＣ層１６３及びＰＤＣＰ層はセルラ上位層を構成する。

セルラ通信の上りリンクにおいて、アプリケーション１６６で生成されるユーザデータは、ＰＤＣＰ層、ＲＬＣ層１６３、ＭＡＣ層１６２、及び物理層１６１の順に処理された後、セルラ送受信機１１１を介してｅＮＢ２００に送信される。一方、セルラ通信の下りリンクにおいて、ｅＮＢ２００からＵＥ１００のセルラ送受信機１１１が受信したユーザデータは、物理層１６１、ＭＡＣ層１６２、ＲＬＣ層１６３、及びＰＤＣＰ層の順に処理された後、アプリケーション１６６に渡される。

ＵＥ１００のプロセッサ１６０は、さらに、ＷＬＡＮ通信のプロトコルスタック（ＷＬＡＮプロトコルスタック）１６４を実行する。ＷＬＡＮプロトコルスタック１６４は、物理層及びＭＡＣ層を含む。

通常、ＷＬＡＮ通信の上りリンクにおいて、アプリケーション１６６で生成されるユーザデータは、ＷＬＡＮプロトコルスタック１６４で処理された後、ＷＬＡＮ送受信機１１２を介してｅＮＢ２００に送信される。一方、ＷＬＡＮ通信の下りリンクにおいて、ｅＮＢ２００からＵＥ１００のＷＬＡＮ送受信機１１２が受信したユーザデータは、ＷＬＡＮプロトコルスタック１６４で処理された後、アプリケーション１６６に渡される。このような通常のＷＬＡＮ通信のモードを「通常モード」と称する。

ＵＥ１００のプロセッサ１６０は、ＷＬＡＮ通信に設定するモードとして、通常モードと、オフロードモード（特定モード）と、の何れかを選択する選択部１６５の機能をさらに実行する。ここで「オフロードモード」とは、セルラ下位層（物理層１６１及びＭＡＣ層１６２）に代えて、ＷＬＡＮプロトコルスタック１６４を使用するモードである。選択部１６５は、オフロード中であるか否かに応じて、通常モードとオフロードモードとの何れかを選択する。

オフロードモードでは、ＷＬＡＮ通信の上りリンクにおいて、アプリケーション１６６で生成されるユーザデータは、セルラ上位層（ＲＬＣ層１６３及びＰＤＣＰ層）で処理された後、ＷＬＡＮプロトコルスタック１６４で処理されて、ＷＬＡＮ送受信機１１２を介してｅＮＢ２００に送信される。一方、ＷＬＡＮ通信の下りリンクにおいて、ｅＮＢ２００からＵＥ１００のＷＬＡＮ送受信機１１２が受信したユーザデータは、ＷＬＡＮプロトコルスタック１６４で処理された後、セルラ上位層（ＲＬＣ層１６３及びＰＤＣＰ層）で処理されて、アプリケーション１６６に渡される。

（８）実施形態に係る動作
次に、図６に示したｅＮＢ２００及び図７に示したＵＥ１００のそれぞれの動作について説明する。ここでは、ＵＥ１００がセルラ通信によりｅＮＢ２００と送受信するトラフィックを、ＷＬＡＮ通信に切り替えることにより、セルラ通信のオフロードを行う場合の動作を説明する。

第１のステップとして、ｅＮＢ２００及びＵＥ１００はセルラ通信を行う。具体的には、ｅＮＢ２００及びＵＥ１００は、上りリンク及び下りリンクのそれぞれのトラフィックを送受信する。

第２のステップとして、ｅＮＢ２００は、例えばセルラ通信の負荷レベルが閾値を超えたことにより、セルラからＷＬＡＮへのオフロードを行うと決定する。ここでセルラ通信の負荷レベルとは、セルラ通信におけるトラフィック負荷、又はセルラ通信における無線リソース使用率などを意味する。

第３のステップとして、ｅＮＢ２００は、セルラからＷＬＡＮへのオフロードを指示するオフロード指示をＵＥ１００に送信する。尚、ＵＥ１００が複数種類のトラフィック（複数のベアラ）をｅＮＢ２００と送受信している場合、ｅＮＢ２００は、オフロードすべきトラフィック種別（ベアラ識別情報）をオフロード指示に含めてもよい。

第４のステップとして、ＵＥ１００は、オフロード指示の受信に応じて、オフロードモードを選択し、ｅＮＢ２００とのＷＬＡＮ通信を開始する。尚、ＵＥ１００は、オフロード指示を受信した時点でＷＬＡＮ送受信機１１２がオフ状態である場合、ＷＬＡＮ送受信機１１２をオン状態に切り替えることが好ましい。ｅＮＢ２００は、オフロード指示の送信に応じて、オフロードモードを選択し、ＵＥ１００とのＷＬＡＮ通信を開始する。

上述したように、オフロードモードでは、下位層はＷＬＡＮに切り替わるものの、上位層はセルラが引き継がれる。また、オフロードモードでは、ＥＰＣ２０は、ｅＮＢ２００がセルラ通信を行っていると認識する。よって、ｅＮＢ２００及びＵＥ１００は、煩雑な設定などを行うことなく、セルラ通信からＷＬＡＮ通信に円滑に（シームレスに）切り替えることができる。

（９）まとめ
ｅＮＢ２００及びＵＥ１００のそれぞれは、セルラ下位層に代えてＷＬＡＮプロトコルスタックを使用するオフロードモードを設定する。これにより、ｅＮＢ２００及びＵＥ１００は、煩雑な設定などを行うことなく、セルラ通信からＷＬＡＮ通信にシームレスに切り替えることができる。

実施形態では、ｅＮＢ２００及びＵＥ１００のそれぞれは、ＷＬＡＮ通信のモードとして、セルラ上位層を使用するオフロードモードと、セルラ上位層を使用しない通常モードと、の何れかを選択する。具体的には、ＷＬＡＮ通信において送受信するトラフィックが、セルラ通信からＷＬＡＮ通信への切り替えに係るトラフィックである場合に、オフロードモードを選択する。一方、ＷＬＡＮ通信において送受信するトラフィックが、セルラ通信からＷＬＡＮ通信への切り替えに係るトラフィックではない場合に、通常モードを選択する。これにより、ＷＬＡＮ通信のモードを適切に設定できる。

実施形態では、セルラ上位層は、ＲＬＣ層及びＰＤＣＰ層を含む。よって、セルラ通信からＷＬＡＮ通信（オフロードモード）に切り替えた場合に、ＲＬＣ層及びＰＤＣＰ層のそれぞれの設定をＷＬＡＮ通信に引き継ぐことができるため、セルラ通信からＷＬＡＮ通信にシームレスに切り替えることができる。

［その他の実施形態］
上述した実施形態では、Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄに係るｅＮＢ２００の種別について特に触れなかったが、Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄに係るｅＮＢ２００は、ＡＰ３００のカバレッジと同程度の小型セルを管理する小セル基地局（例えばホーム基地局）であることが好ましい。セルラのカバレッジとＷＬＡＮのカバレッジとを重複させることにより、セルラからＷＬＡＮへのオフロードを円滑に行うことができるためである。

上述した実施形態では、ＵＥ１００がＷＬＡＮ通信をサポートしていることを前提としていた。しかしながら、ＷＬＡＮ通信をサポートしないＵＥ１００も存在するため、ＵＥ１００は、セルラ通信の開始時に、又はｅＮＢ２００からの要求時に、ＷＬＡＮ通信をサポートするか否かの情報をｅＮＢ２００に送信してもよい。

上述した実施形態では、セルラ下位層に代えてＷＬＡＮプロトコルスタックを使用するモードを、オフロードモードと称して、セルラからＷＬＡＮへのオフロードに利用していた。しかしながら、このようなモードをオフロード以外の用途に応用してもよい。

上述した実施形態では、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システムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０、ＥＰＣ２０、ＵＥ１００、アンテナ１０１，１０２、セルラ送受信機１１１、ＷＬＡＮ送受信機１１２、ユーザインターフェイス１２０、ＧＮＳＳ受信機１３０、バッテリ１４０、メモリ１５０、プロセッサ１６０、ｅＮＢ２００、アンテナ２０１，２０２、セルラ送受信機２１１、ＷＬＡＮ送受信機２１２、ネットワークインターフェイス２２０、メモリ２３０、プロセッサ２４０、ＡＰ３００、アンテナ３０１、ＷＬＡＮ送受信機３１１、ネットワークインターフェイス３２０、メモリ３３０、プロセッサ３４０、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ５００、セルラ認証サーバ６００、ＷＬＡＮ認証サーバ７００

Claims

セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートする基地局であって、
前記基地局の前記セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層からなるセルラ下位層と、前記ＭＡＣ層よりも上位のセルラ上位層と、を含み、
前記セルラ上位層は、ＰＤＣＰ層を含み、
前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層を含み、
前記基地局は、
セルラ無線信号をユーザ端末と送受信するセルラ無線送受信部と、
前記セルラ上位層の前記ＰＤＣＰ層が前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを介して前記ユーザ端末のデータを少なくとも受信する特定モードを設定する際に、前記ユーザ端末が既に前記セルラ通信に用いているベアラの中から前記特定モードを適用するベアラを指定するベアラ識別情報を前記ユーザ端末に送信する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを介して前記ベアラ識別情報により指定した前記ベアラについて前記ユーザ端末のデータを受信することと、当該受信したデータを前記ＰＤＣＰ層で処理することと、を実行する、基地局。
前記制御部は、セルラ通信の開始時ではなくても、ＷＬＡＮを用いた通信をサポートするか否かの情報の送信を前記ユーザ端末に要求し、ＷＬＡＮを用いた通信をサポートするか否かの情報を前記ユーザ端末から受信する、請求項１に記載の基地局。
セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートする基地局に備えられるプロセッサであって、
前記基地局の前記セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層からなるセルラ下位層と、前記ＭＡＣ層よりも上位のセルラ上位層と、を含み、
前記セルラ上位層は、ＰＤＣＰ層を含み、
前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層を含み、
前記プロセッサは、
セルラ無線送受信部を介してセルラ無線信号をユーザ端末と送受信することと、
前記セルラ上位層の前記ＰＤＣＰ層が前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを介して前記ユーザ端末のデータを少なくとも受信する特定モードを設定する際に、前記ユーザ端末が既に前記セルラ通信に用いているベアラの中から前記特定モードを適用するベアラを指定するベアラ識別情報を前記ユーザ端末に送信することと、
前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを介して前記ベアラ識別情報により指定した前記ベアラについて前記ユーザ端末のデータを受信することと、
当該受信したデータを前記ＰＤＣＰ層で処理することと、を実行する、プロセッサ。
セルラ通信及び無線ＬＡＮ通信をサポートする基地局において用いられる通信制御方法であって、
前記基地局の前記セルラ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層からなるセルラ下位層と、前記ＭＡＣ層よりも上位のセルラ上位層と、を含み、
前記セルラ上位層は、ＰＤＣＰ層を含み、
前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックは、物理層及びＭＡＣ層を含み、
前記通信制御方法は、
セルラ無線送受信部を介してセルラ無線信号をユーザ端末と送受信することと、
前記セルラ上位層の前記ＰＤＣＰ層が前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを介して前記ユーザ端末のデータを少なくとも受信する特定モードを設定する際に、前記ユーザ端末が既に前記セルラ通信に用いているベアラの中から前記特定モードを適用するベアラを指定するベアラ識別情報を前記ユーザ端末に送信することと、
前記無線ＬＡＮ通信のプロトコルスタックを介して前記ベアラ識別情報により指定した前記ベアラについて前記ユーザ端末のデータを受信することと、
当該受信したデータを前記ＰＤＣＰ層で処理することと、を有する、通信制御方法。