通信装置、移動端末、データ通信方法
【課題】緊急時や災害発生時など個別トラフィックチャネルによる通信が輻輳するときに、より確実にユーザデータによる通信を行うことを可能にする中継装置、移動端末、データ通信方法を提供すること。
【解決手段】移動端末と、無線アクセスネットワーク上に配置されて前記移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う中継装置との間で、ユーザデータを送信するときのデータ通信方法である。例えば、移動端末UEは、ＲＲＣメッセージに収容可能な所定量のデータごとにユーザデータを分割し、その所定量のユーザデータをそれぞれ含む複数のＲＲＣメッセージを生成して中継装置RN宛に送信する。中継装置RNは、移動端末UEから複数のＲＲＣメッセージを受信し、受信した複数のＲＲＣメッセージの各々から上記所定量のデータを抽出して結合する。
【解決手段】移動端末と、無線アクセスネットワーク上に配置されて前記移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う中継装置との間で、ユーザデータを送信するときのデータ通信方法である。例えば、移動端末UEは、ＲＲＣメッセージに収容可能な所定量のデータごとにユーザデータを分割し、その所定量のユーザデータをそれぞれ含む複数のＲＲＣメッセージを生成して中継装置RN宛に送信する。中継装置RNは、移動端末UEから複数のＲＲＣメッセージを受信し、受信した複数のＲＲＣメッセージの各々から上記所定量のデータを抽出して結合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アクセスネットワークにおけるユーザデータの送受信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
緊急時や災害発生時に危険地域を監視するための通信用の専用線は既に存在しているが、地震等で断線してしまった場合には、危険地域の監視を行うことはできなくなる。そのため、緊急時や災害発生時には無線通信に依存する可能性が高くなる。このとき、例えば災害発生時は多くのユーザが移動端末による無線通信を試みるために、トラフィックが輻輳することで、通常のメールの送受信・通話を行うことは困難となり、移動端末による通信が通常時よりも機能しない場合が生ずる。これは多くのユーザが一斉に通信を試みた結果、ユーザデータの送受信に必要な個別トラフィックチャネル(ＤＴＣＨ: Dedicated Traffic Channel)が不足するためである。
【０００３】
かかる観点から、緊急時や災害発生時に優先度が低いユーザデータ（例えばメールデータ等）が送信されにくくなっていたことに鑑み、送信優先度をサービスタイプに応じて定めるようにしたデータ送信方法が知られている。この公知のデータ送信方法によれば、移動端末のＲＬＣ(Radio Link Control)レイヤ又はパケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ:Packet Data Convergence Protocol）サブレイヤにおいて、送信データが格納されるパケットのヘッダに設定されたサービスタイプ情報を検出する。そして、上位レイヤにおいて設定した各送信データのサービスタイプをこれらのレイヤにて検出し、検出したサービスタイプに応じて下位レイヤであるＭＡＣ(Media Access Control)レイヤにおける上りリンク帯域の割り当て優先度を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０３０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来のデータ送信方法では、高い優先度で割り当てられたデータが送信される可能性は高くなるものの、緊急時や災害発生時など個別トラフィックチャネルによる通信が輻輳するときには優先度が高いデータであっても、必ず送信できるとは限らない。
【０００６】
よって、発明の１つの側面では、緊急時や災害発生時など個別トラフィックチャネルによる通信が輻輳するときに、より確実にユーザデータによる通信を行うことを可能にする通信装置、移動端末、データ通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点では、無線アクセスネットワーク上に配置されて移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置が提供される。
この通信装置は、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、移動端末へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第１データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて移動端末へ送信する第１送信部と、
移動端末から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第１受信部と、
前記第１受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第２データ処理部と、
を備える。
【０００８】
第２の観点では、無線アクセスネットワーク上に配置されて無線リソース制御を行う通信装置との間で通信を行う移動端末が提供される。
この移動端末は、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、前記通信装置へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第３データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて前記通信装置へ送信する第２送信部と、
前記通信装置から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第２受信部と、
前記第２受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第４データ処理部と、
を備える。
【０００９】
第３の観点では、移動端末と、無線アクセスネットワーク上に配置されて前記移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置との間で、一方が送信装置、他方が受信装置となってユーザデータの通信を行うときのデータ通信方法が提供される。
このデータ通信方法は、
送信装置は、無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとにユーザデータを分割し、
送信装置は、前記所定量のユーザデータをそれぞれ含む複数の無線リソース制御メッセージを生成して受信装置宛に送信し、
受信装置は、前記送信装置から前記複数の無線リソース制御メッセージを受信し、
受信装置は、受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する、
ことを含む。
【発明の効果】
【００１０】
開示の通信装置、移動端末、データ通信方法によれば、緊急時や災害発生時など個別トラフィックチャネルによる通信が輻輳するときに、より確実にユーザデータによる通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の無線通信システムを示す図。
【図２】実施形態の制御プレーンのプロトコルスタックを示す図。
【図３】実施形態の基地局の主要部の構成を示すブロック図。
【図４】実施形態の移動端末の主要部の構成を示すブロック図。
【図５】実施形態の基地局および移動端末の機能ブロック図。
【図６】実施形態の無線通信システムにおいて移動端末がユーザデータを送信するときのシーケンス図。
【図７】実施形態の無線通信システムにおいて移動端末がユーザデータを受信するときのシーケンス図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）実施形態の無線通信システム
先ず図１を参照して、実施形態の無線通信システムについて説明する。
図１に示すように、実施形態の無線通信システムは、基地局eNBのセルをいくつかのエリアに分離し、各エリアに無線処理を行うＲＲＨ（Remote Radio Head）を配置した例を示している。図１に示す基地局eNBは、７個のＲＲＨ−１，ＲＲＨ−２，…，ＲＲＨ−７と、各ＲＲＨと光ケーブル（図１では点線で示す。）によって接続される中継装置RNと、蓄積サーバDSとを含む。中継装置RNは主としてベースバンド処理を行う。各ＲＲＨと中継装置RNの間の光ケーブルは例えば10Km程度離れていてもよい。各ＲＲＨと中継装置RNの間の通信は、例えばＯＢＳＡＩ（Open Base Station Architecture Initiative）やＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）といった汎用インタフェースが使用されてよい。
なお、基地局eNBは、通信装置の一例である。
【００１３】
なお、本実施形態の無線通信システムでは一例として、ＬＴＥ(Long Term Evolution)における無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮ(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)内のシステムを想定している。Ｅ−ＵＴＲＡＮでは、ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)とは異なり、基地局eNBがＲＲＣ(Radio Resource Control)，ＲＬＣ(Radio Link Control)の機能を担う。基地局eNBの上位には、制御プレーンの処理を行うＭＭＥ(Mobility Management Entity；モビリティ管理機能)が存在する。
【００１４】
図１に示した無線通信システムにおいてセル内の移動端末UEが基地局eNBを介して通信を行うときに、緊急時や災害発生時の状況下では、基地局eNBより上位の無線アクセスネットワーク側で一般の通信を規制することを報知する。このような状況下では、個別トラフィックチャネル(ＤＴＣＨ: Dedicated Traffic Channel)を確保することはできないが、個別制御チャネル(ＤＣＣＨ: Dedicated Control Channel)によるトラフィックは疎通できる可能性が高い。個別制御チャネルは、移動端末UEと基地局eNBの間でのＲＲＣメッセージの送受信に利用されるチャネルである。本実施形態では、ＲＲＣメッセージにユーザデータを収容させることにより、緊急時や災害発生時の状況下においてもユーザデータの送受信を行うことを可能とする。
【００１５】
緊急時や災害発生時の状況下でＲＲＣメッセージにユーザデータを収容させるため、本実施形態では、ＲＲＣメッセージの“UL(DL) INFORMATION TRANSFER”を利用する。図２は制御プレーンのプロトコルスタックを示している。ここで、ＬＴＥ等の無線通信システムでは、ＲＲＣよりも上位のプロトコルにはＮＡＳ(Non-Access Stratum)メッセージが含まれているが、本実施形態では、緊急時や災害発生時の状況下においてＮＡＳメッセージの代わりに送信側（基地局eNBあるいは移動端末UE）でユーザデータを挿入する。
【００１６】
また、本実施形態では、ＲＲＣよりも上位のプロトコルデータに、ＮＡＳメッセージ（例えば平常時）、あるいはユーザデータ（緊急時や災害発生時）のいずれかのデータが含まれているか中継装置RNで判別できるようにするためのＩＥ(Information Element)を以下のとおり定義する。すなわち、ＲＲＣメッセージである“UL(DL) INFORMATION TRANSFER”の中のＩＥである“dedicated Info Type”の値として、新たに“dedicated Info U”を設ける。なお、“UL(DL) INFORMATION TRANSFER”については、例えば３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)の標準仕様書である“3GPP TS 36.331 V9.4.0 (2010-09) 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 9)”を参照されたい。
【００１７】
中継装置RNは、ＲＲＣメッセージとして“UL(DL) INFORMATION TRANSFER”を受信したときには、このＲＲＣメッセージ内のＩＥである“dedicated Info Type”の値をチェックする。中継装置RNは、受信したＲＲＣメッセージの“dedicated Info Type”の値が“dedicated Info NAS”であれば、このメッセージの内容(ＮＡＳメッセージ)を確認することなく、ＲＲＣメッセージをＭＭＥあるいは移動端末UEへ転送する。中継装置RNは、受信したＲＲＣメッセージの“dedicated Info Type”の値が“dedicated Info U”である場合には、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータが含まれていると判断する。
中継装置RNは、送信すべきＲＲＣメッセージにユーザデータを含ませる場合には、送信すべきＲＲＣメッセージの“dedicated Info Type”の値を“dedicated Info U”に設定する。
【００１８】
ここで、１つのＲＲＣメッセージが収容することができるユーザデータの量は僅かである。そこで、中継装置RNと移動端末UEの間では、本来送信すべきユーザデータを複数の所定量のデータに分割して送信を行う。このとき、送信側において、上述した“dedicated Info Type”の値を“dedicated Info U”に設定した複数のＲＲＣメッセージの各々に、分割した所定量のデータを含ませた上で、ＲＲＣメッセージを送信する。受信側では、受信したＲＲＣメッセージの“dedicated Info Type”の値を確認し、ユーザデータが分割された個々のデータが含まれているかどうかのチェックを行う。そして、受信側では、同一のコネクションＩＤと関連付けて、複数のＲＲＣメッセージに含まれている所定の複数のデータを結合して元のユーザデータを生成する。
【００１９】
より具体的には、移動端末UEからＭＭＥへユーザデータを送信するときには、中継装置RNは、移動端末UEから受信した複数のＲＲＣメッセージの各々から、分割されたユーザデータを抽出して蓄積サーバDNへ転送する。蓄積サーバDNは、分割されたユーザデータ（所定量のデータ）をコネクションＩＤ単位ですべて受信したことを確認し、その複数の分割されたユーザデータを結合して元のユーザデータを結合してＭＭＥへ送信する。逆に、ＭＭＥから移動端末UEへユーザデータを送信するときには、蓄積サーバDNはＭＭＥから受信したユーザデータを分割し、中継装置RNは、分割したユーザデータ（所定量のデータ）を複数のＲＲＣメッセージの各々に挿入して移動端末UEへ送信する。
【００２０】
（２）基地局eNBおよび移動端末UEの構成
次に、本実施形態の基地局eNBおよび移動端末UEの構成について、図３および図４を参照して説明する。図３は、本実施形態の基地局eNBの主要部の構成を示すブロック図である。図４は、本実施形態の移動端末UEの主要部の構成を示すブロック図である。なお、図３の構成は、図１に示したシステムに適用される一例である。
【００２１】
先ず図３を参照すると、本実施形態の基地局eNBは、エリアごとに設けられる複数のＲＲＨであるＲＲＨ−１，ＲＲＨ−２，…，ＲＲＨ−７と、中継装置RNとを備える。
ＲＲＨは、送信アンテナおよび受信アンテナ（デュプレクサを設けて両アンテナを共用してよい。）と、無線送信部と、無線受信部（いずれも図示せず）とを備える。
無線送信部は、Ｄ／Ａ(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備える。無線送信部は、中継装置RNから受信した移動端末UE宛の送信信号（ベースバンド信号）を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、送信アンテナから空間へ放射する。
無線受信部は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ（LNA: Low Noise Amplifier）、ローカル周波数発信器、直交復調器、ＡＧＣ(Automatic Gain Control)アンプ、Ａ／Ｄ(Analog to Digital)変換器などを含む。無線受信部は、受信アンテナにおいて移動端末UEから受信した無線信号をデジタルベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号を中継装置RN宛に送信する。
【００２２】
中継装置RNは、各ＲＲＨに対応した複数のベースバンド部ＢＢＵ（Base Band Unit）であるＢＢＵ−１，ＢＢＵ−２，…，ＢＢＵ−７と、Ｌ２スイッチ１０と、ネットワークＩ／Ｆ(Interface)２０、制御部３０、および、メモリ３１を備える。
各ベースバンド部ＢＢＵは、対応するＲＲＨからベースバンド信号を受信するときには、そのベースバンド信号の復調処理、および、誤り訂正の復号処理（デコード）を行った後、処理後の受信信号をＬ２スイッチへ送出する。各ベースバンド部ＢＢＵは、各ＲＲＨへベースバンド信号を送信するときには、Ｌ２スイッチ１０から与えられるベースバンドの送信信号に対して、誤り訂正の符号化処理（エンコード）、および、変調処理を行った後、処理後の送信信号を各ＲＲＨへ送出する。
【００２３】
Ｌ２スイッチ１０は、各ベースバンド部ＢＢＵとネットワークＩ／Ｆ２０の間でレイヤ２のスイッチとして機能する。Ｌ２スイッチ１０は、ＭＭＥからネットワークＩ／Ｆ２０を経由して受信した信号を、その宛先を送信先の移動端末UEに応じたベースバンド部ＢＢＵごとに振り分けて転送する。また、Ｌ２スイッチ１０は、各ベースバンド部ＢＢＵから受信した信号を順に、ネットワークＩ／Ｆ２０へ送出する。
【００２４】
ネットワークＩ／Ｆ２０は、ＭＭＥとＳ１インタフェースで、あるいは他の基地局eNBとＸ２インタフェースで信号の授受を行うための回路を含む。
制御部３０は、マイクロコントローラを主体として構成され、例えばＲＡＭ(Random Access Memory)および／またはＲＯＭ(Read Only Memory)として構成されるメモリ３１を利用しながら制御チャネルに応じた信号制御を行う。例えば、制御部３０は、ネットワークＩ／Ｆ２０から個別制御チャネル(ＤＣＣＨ)の信号を受け入れてその内容に応じた制御を行う。なお、制御部３０およびメモリ３１によって実行される機能については後述する。
【００２５】
次に図４を参照すると、本実施形態の移動端末UEは、アンテナ４４と、無線処理部４５と、変復調部４６と、符号化・復号化部４７と、制御部５０と、アプリケーション処理部６０と、メモリ５１，６１とを備える。
無線処理部４５は、無線送信部と無線受信部（いずれも図示せず）を備え、アナログ回路およびデジタル回路から構成される。
無線送信部は、Ｄ／Ａ変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備える。無線送信部は、変復調部４６からの基地局eNB宛の送信信号（ベースバンド信号）を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ４４から空間へ放射する。
無線受信部は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ、ローカル周波数発信器、直交復調器、ＡＧＣアンプ、Ａ／Ｄ変換器などを含む。無線受信部は、アンテナ４４において基地局eNB（ＲＲＨ）から受信した無線信号をデジタルベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号を変復調部４６へ送出する。
【００２６】
変復調部４６は、信号受信時には無線処理部４５から送出される受信信号に対して復調処理を行い、信号送信時には符号化・復号化部４７から送出される送信信号に対して変調処理（デコード）を行う。符号化・復号化部４７は、信号受信時には変復調部４６から送出される受信信号に対して復号処理を行い、信号送信時には制御部５０から送出される送信信号に対して符号化処理（エンコード）を行う。
変復調部４６および符号化・復号化部４７は、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)等のデジタル回路によって実現されうる。
【００２７】
制御部５０は、マイクロコントローラを主体として構成され、ＲＡＭおよび／またはＲＯＭとして構成されるメモリ５１を利用しながら制御チャネル(ＤＣＣＨ)およびユーザデータ用個別チャネル(ＤＴＣＨ)に応じた信号制御を行う。なお、制御部５０およびメモリ５１によって実行される機能については後述する。
アプリケーション処理部６０は、マイクロコントローラ（制御部５０と共用のものでもよい。）を主体として構成され、ＲＡＭおよび／またはＲＯＭとして構成されるメモリ６１を利用しながら、例えば基地局eNBから受信したユーザデータに基づいて所定のアプリケーションプログラムを実行する。
【００２８】
（３）基地局eNBおよび移動端末UEの機能ブロックおよびシーケンス
次に、基地局eNBおよび移動端末UEによって実現される主要な機能について、図５に示す機能ブロック図を参照して説明する。
【００２９】
図５に示すように、移動端末UEは、ＲＲＣ受信部５０１、ＲＲＣ判断部５０２、ＲＲＣ送信部５０３、データ処理部５０４、およびＲＲＣ作成部５０５の各機能ブロックを含む機能ブロック群５００を備える。機能ブロック群５００の各機能ブロックは主として、符号化・復号化部４７、制御部５０によって実現される。
【００３０】
ＲＲＣ受信部５０１は、中継装置RNからＲＲＣメッセージを受信し、デコードする機能ブロックである。
ＲＲＣ判断部５０２は、受信したＲＲＣメッセージが負荷規制(解除)通知を含む報知情報であるか判断するとともに、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータの一部が含まれているか判断する機能ブロックである。
ＲＲＣ送信部５０３は、自装置内で作成したＲＲＣメッセージをエンコードして、中継装置RN宛に送信する機能ブロックである。
データ処理部５０４は、自端末からユーザデータを送信するときに、送信モードに応じてユーザデータを所定のデータ量に分割し、自端末に対するユーザデータを受信するときに、送信モードに応じて所定量の分割されたユーザデータを結合する機能ブロックである。
ＲＲＣ作成部５０５は、ＩＥ(Information Element)の値を設定した上でＲＲＣメッセージ作成する機能ブロックである。
【００３１】
図５に示すように、中継装置RNは、ＲＲＣ受信部３０１、ＲＲＣ判断部３０２、ＭＳＧ送信部３０３、Ｓ１作成部３０４、ＲＲＣ作成部３０５、データ受信部３０６、データ作成部３０７、およびＳ１受信部３０８の各機能ブロックを含む機能ブロック群３００を備える。機能ブロック群３００の各機能ブロックは主として、ベースバンド処理部ＢＢＵ、制御部３０によって実現される。
【００３２】
ＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEからＲＲＣメッセージを受信し、デコードする機能ブロックである。
ＲＲＣ判断部３０２は、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータの一部が含まれているか判断する機能ブロックである。
ＭＳＧ送信部３０３は、自装置内で作成したメッセージをエンコードして、他ノードに送信する機能ブロックである。
Ｓ１作成部３０４は、ＩＥを設定した上でＳ１メッセージを作成する機能ブロックである。
ＲＲＣ作成部３０５は、受信したメッセージを元に移動端末UEへ送信するＲＲＣメッセージを作成する機能ブロックである。
データ受信部３０６は、蓄積サーバDSからデータを受信し、デコードする機能ブロックである。
データ作成部３０７は、蓄積サーバDSへユーザデータを送信するメッセージを作成する機能ブロックである。
Ｓ１受信部３０８は、ＭＭＥから送信されたＳ１メッセージを受信し、デコードする機能ブロックである。
【００３３】
図５に示すように、蓄積サーバDSは、データ受信部７０１、データ処理部７０２、およびＭＳＧ送信部７０３の機能ブロックを備える。また、蓄積サーバDSは、コネクションＩＤテーブルメモリ７０４と、データメモリ７０５とを備える。蓄積サーバDSでは例えば、マイクロコントローラ、ＲＡＭおよび／またはＲＯＭ等のメモリ、およびデジタル回路による送受信部によって上記各機能ブロックが実現される。
【００３４】
データ受信部７０１は、中継装置RNまたはＭＭＥからＲＲＣメッセージを受信し、デコードする機能ブロックである。
データ処理部７０２は、移動端末UEのユーザデータをＭＭＥへ送信するときには中継装置RNからのデータを結合する処理を、ＭＭＥからのユーザデータを移動端末UEへ送信するときにはユーザデータを分割する処理を、コネクションＩＤ単位で行う機能ブロック図である。
ＭＳＧ送信部７０３は、自装置内で作成したＲＲＣメッセージをエンコードして、中継装置RNあるいはＭＭＥへ送信する機能ブロックである。
コネクションＩＤテーブルメモリ７０４は、処理対象のユーザデータとコネクションＩＤを関連付けるための記憶装置である。
データメモリ７０５は、送信あるいは結合すべきデータを一時的に格納する記憶装置である。
【００３５】
（４）基地局eNBおよび移動端末UEのシーケンス
次に、図６および図７を参照して、移動端末UEとＭＭＥの間でＲＲＣメッセージにユーザデータを挿入して送信あるいは受信するときのシーケンスを説明する。図６は移動端末UEがユーザデータを送信するときのシーケンスを示しており、図７は移動端末UEがユーザデータを受信するときのシーケンスを示している。
【００３６】
（４−１）データ送信シーケンス
先ず、移動端末UEがユーザデータを送信するときのシーケンスについて説明する。
緊急時や災害発生時には先ず、移動端末UEのＲＲＣ受信部５０１は、ネットワーク（ＭＭＥ）から送信される報知情報（負荷規制）を中継装置RNを通して受信し、デコードする（ステップＳ１０）。ＲＲＣ受信部５０１は、デコードした報知情報をＲＲＣ判断部５０２へ送る。ＲＲＣ判断部５０２は、受信したＲＲＣメッセージが負荷規制通知を含む報知情報である場合、負荷規制を有効にするか否かを管理するための負荷規制フラグ（ＯＮ：有効、ＯＦＦ：無効）をＯＮにする（ステップＳ２０）。
【００３７】
送信すべきユーザデータが発生した場合、移動端末UEのデータ処理部５０４は、ＲＲＣ作成部５０５に対してデータ送信要求を発行する。送信するユーザデータはデータ処理部５０４で保持しておく。ＲＲＣ作成部５０５は、データ送信要求を受信した場合、先ず負荷規制フラグを参照し、データ送信において、ユーザデータを複数に分割して送信する送信方式（以下、「分割送信モード」という。)を使用するか否か判断する。ＲＲＣ作成部５０５は、負荷規制フラグがＯＮであるならば、分割送信モードを使用することを決定する。
【００３８】
ＲＲＣ作成部５０５はデータ送信のコネクション確立のためにRRC CONNECTION REQUESTメッセージを作成し、ＲＲＣ送信部５０３へ送る。ただし、負荷規制フラグがＯＮである場合、分割送信モードを使用する旨をRRC CONNECTION REQUESTに含める。ＲＲＣ送信部５０３は、ＲＲＣ作成部５０５より送られたメッセージをエンコードし、中継装置RNへ送信する（ステップＳ３０）。なお、図６および図７において、RRC CONNECTION REQUEST（分割送信）等、「分割送信」を括弧書きで含む信号は、分割送信モードを使用する旨の情報を含むことを意味する。
【００３９】
中継装置RNのＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEより送信されたRRC CONNECTION REQUESTメッセージを受信し、デコードする。ＲＲＣ受信部３０１は、デコードしたメッセージをＲＲＣ判断部３０２に送る。ＲＲＣ判断部３０２は、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータが含まれていない場合、デコードされたメッセージをＲＲＣ作成部３０５へ渡す。ＲＲＣ判断部３０２は、受信したＲＲＣメッセージがRRC CONNECTION REQUEST(分割送信)である場合、分割送信モードを有効にするか否かを管理するための分割送信フラグ（ＯＮ：有効、ＯＦＦ：無効）をＯＮにする（ステップＳ４０）。なお、分割送信フラグはコネクションＩＤごとに管理される。
ＲＲＣ作成部３０５は、RRC CONNECTION REQUEST(分割送信)を受信した場合、個別制御チャネル（ＤＣＣＨ）の無線ベアラ（ＳＲＢ１）の設定を行い、ＭＳＧ送信部３０３に対してRRC CONNECTION SETUPの送信要求を発行する。その送信要求に係るコネクションが分割送信モードであることをＲＲＣ作成部３０５は保持しておく。ＭＳＧ送信部３０３は、ＲＲＣ作成部３０５から受けたRRC CONNECTION SETUPをエンコードし、移動端末UEへ送信する（ステップＳ５０）。
【００４０】
移動端末UEのＲＲＣ受信部５０１は、中継装置RNが送信したRRC CONNECTION SETUPを受信してデコードし、そのデコードしたメッセージをＲＲＣ判断部５０２へ送る。ＲＲＣ判断部５０２は、受信したメッセージにユーザデータが含まれていないこと、およびこのメッセージが報知情報ではないことを確認し、ＲＲＣ作成部５０５へデコードされたデータを送る。ＲＲＣ作成部５０５は、RRC CONNECTION SETUP COMPLETE を作成し、ＲＲＣ送信部５０３へメッセージ送信要求を発行する。ＲＲＣ送信部５０３は、ＲＲＣ作成部５０３より送られたRRC CONNECTION SETUP COMPLETE をエンコードし、中継装置RNへ送信する（ステップＳ６０）。
【００４１】
中継装置RNのＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEより送信されたRRC CONNECTION SETUP COMPLETE を受信し、受信したRRC CONNECTION SETUP COMPLETEをデコードしてＲＲＣ判断部３０２へ送る。ＲＲＣ判断部３０２は、受信したメッセージ(RRC CONNECTION SETUP COMPLETE)にユーザデータが含まれていないことを確認し、そのメッセージをＲＲＣ作成部３０５へ送る。ＲＲＣ作成部３０５は、RRC CONNECTION SETUP COMPLETEを受信したことをＳ１作成部３０４へ通知する。Ｓ１作成部３０４は、RRC CONNECTION SETUP COMPLETEの受信通知を受けるとINITIAL UE MESSAGEを作成し、そのメッセージとともにＭＳＧ送信部３０３へ送信要求を発行する。ＭＳＧ送信部３０３は、Ｓ１作成部３０４から受信したメッセージをデコードし、ＭＭＥへ送信する（ステップＳ７０）。
【００４２】
中継装置RNから送信されたINITIAL UE MESSAGEに応じてＭＭＥは、中継装置RNにINITIAL CONTEXT SETUPを送信する（ステップＳ８０）。中継装置RNのＳ１受信部３０８は、ＭＭＥから受信したINITIAL CONTEXT SETUPをデコードし、当該メッセージをＳ１作成部３０４へ送る。Ｓ１作成部３０４は、ＲＲＣ作成部３０５へINITIAL CONTEXT SETUPの受信を通知する。ＲＲＣ作成部３０５は、Ｓ１作成部３０４からINITIAL CONTEXT SETUP受信通知を受けるとSECURITY MODE COMMANDを作成し、当該メッセージをＭＳＧ送信部３０３へ送信するとともに、ＭＳＧ送信部３０３へ送信要求を発行する。ＭＳＧ送信部３０３は、ＲＲＣ作成部３０５から受信したSECURITY MODE COMMANDをエンコードし、移動端末UEへ送信する（ステップＳ９０）。
【００４３】
移動端末UEのＲＲＣ受信部５０１は、中継装置RNが送信したSECURITY MODE COMMANDを受信し、デコードする。ＲＲＣ受信部５０１は、デコードしたメッセージをＲＲＣ判断部５０２へ送る。ＲＲＣ判断部５０２は、受信したメッセージ(SECURITY MODE COMMAND)にユーザデータが含まれていないこと、およびこのメッセージが報知情報ではないことを確認し、ＲＲＣ作成部５０５へデコードされたメッセージを渡す。ＲＲＣ作成部５０５は、SECURITY MODE COMPLETE を作成し、ＲＲＣ送信部５０３へ当該メッセージの送信要求を発行する。ＲＲＣ送信部５０３は、ＲＲＣ作成部５０５から受信したSECURITY MODE COMPLETE をエンコードし、中継装置RNへ送信する（ステップＳ１００）。
【００４４】
中継装置RNのＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEより送信されたSECURITY MODE COMPLETEを受信し、デコードしてＲＲＣ判断部３０２へ送る。ＲＲＣ判断部３０２は受信したメッセージ(SECURITY MODE COMPLETE)にユーザデータが含まれていないことを確認し、当該メッセージをＲＲＣ作成部３０５へ渡す。ＲＲＣ作成部３０５は、このコネクションの分割送信モードがＯＮであることを確認し、Ｓ１作成部３０４へSECURITY MODE COMPLETEの受信通知確認(分割送信)を返す。この受信通知確認(分割送信)は、分割送信モードであることを受信通知確認メッセージに含ませたものである。なお、分割送信モードがＯＦＦである場合には、すなわち通常のコネクションの場合には、移動端末UE宛のRRC CONNECTION RECONFIGURATIONを作成する。
Ｓ１作成部３０４は、ＲＲＣ作成部３０５からSECURITY MODE COMPLETEの受信通知確認(分割送信)を受け、INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE (分割送信)を作成する。ＭＳＧ送信部３０３はＳ１作成部３０４より受けたINITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE (分割送信)をエンコードし、ＭＭＥへ送信する（ステップＳ１１０）。
以上により、ユーザデータの分割送信の準備が整ったことになる。
【００４５】
ユーザデータの分割送信の準備が整うと移動端末UEは、以下のデータ分割処理を行う（ステップＳ１２０）。すなわち、移動端末UEのＲＲＣ作成部５０５は、データ処理部５０４に対してデータ要求を発行することで、データ送信の準備の完了を通知するとともに、送信可能なデータ量を通知する。データ処理部５０４は、保持しているユーザデータを通知されたデータ量のデータ（所定量のデータ）に分割し、データ番号を順に付してＲＲＣ作成部５０５へ渡す。
ＲＲＣ作成部５０５は、データ処理部５０４から渡された所定量のデータを収容したＲＲＣメッセージであるUL INFORMATION TRANSFER (dedicated Info Type = dedicated Info U) を作成してＲＲＣ送信部５０３へ送るとともに、ＲＲＣ送信部５０３へ送信要求を発行する。ＲＲＣ送信部５０３は、ＲＲＣ作成部５０５より受信したメッセージ(UL INFORMATION TRANSFER)をエンコードし、中継装置RNへ送信する（ステップＳ１３０）。
【００４６】
次に中継装置RNは、蓄積サーバDSに対してデータ蓄積要求を行う（ステップＳ１４０）。この処理は、コネクション単位（コネクションＩＤの単位）により、分割された複数のデータ（最初のデータ(データ番号n=1)から最後のデータ(データ番号n=end)までのデータに対して行われる。データ蓄積要求は以下の処理を含む。
先ず、中継装置RNのＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEより送信されたＲＲＣメッセージ(UL INFORMATION TRANSFER)を受信し、デコードしてＲＲＣ判断部３０２へ送る。ＲＲＣ判断部３０２は、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータの一部が含まれている場合、そのデータを抽出してデータ作成部３０７へ送る。データ作成部３０７は、ＲＲＣ判断部３０２から送られたデータを含む、蓄積サーバDS宛のメッセージを作成し、そのメッセージをＭＳＧ送信部３０３宛に送るとともに、ＭＳＧ送信部３０３へ送信要求を発行する。ＭＳＧ送信部３０３は、データ作成部３０７から受けたメッセージをエンコードし、蓄積サーバDSへ送信する。
【００４７】
蓄積サーバDSのデータ受信部７０１は、中継装置RNより受信したメッセージ(データ蓄積要求)をデコードし、データ処理部７０２へ送る。データ処理部７０２は、コネクションＩＤテーブルメモリ７０４を参照し、受信したメッセージのコネクションＩＤが未登録ならばコネクションＩＤテーブル（ＣＩＤテーブル）に新規に登録する（ステップＳ１５０）。データ処理部７０２は、受信したデータをコネクションＩＤ、データ番号とともにデータメモリ７０５に書き込み保持する（ステップＳ１６０）。
データ処理部７０２は、分割された複数のデータの各々に対してステップＳ１４０〜Ｓ１６０の処理を繰返し、最後のデータ（データ番号n=end)を認識すると、それまでに蓄積されているデータの結合処理を行う。さらにデータ処理部７０２は、結合して得られたユーザデータを含むメッセージを作成してＭＳＧ送信部７０３へ送る。ＭＳＧ送信部７０３は、データ処理部７０２より送られたメッセージをエンコードし、ＭＭＥへ送信する。
【００４８】
（４−２）データ受信シーケンス
次に、移動端末UEがユーザデータを受信するときのシーケンスについて説明する。
移動端末UEがユーザデータを受信するときの処理は、図６を参照して説明したデータ送信時の処理と共通する処理が多いため、以下では、図７を参照してデータ送信時との相違点に注目して説明する。なお、以下では、移動端末UEのメモリ５１に、コネクションＩＤテーブルとデータを格納する場合について説明する。
図７において、移動端末UEはＭＭＥから、自端末宛の下りのデータが存在することを示すページングメッセージ(PAGING)を、中継装置RNを通して受信する（ステップＳ２５）。このページングメッセージをトリガとしてコネクション確立プロシージャが開始される。このコネクション確立プロシージャでは、データ送信時のステップＳ３０〜Ｓ１１０と同一の処理が行われる。
【００４９】
コネクション確立プロシージャに続くデータ受信プロシージャでは先ず、蓄積サーバDSのデータ受信部７０１はＭＭＥから、コネクションＩＤごとのユーザデータを含むデータ送信要求を受ける（ステップＳ２００）。データ処理部７０２は、コネクションＩＤテーブルメモリ７０４を参照し、受信したデータ送信要求のコネクションＩＤが未登録ならばコネクションＩＤテーブル（ＣＩＤテーブル）に新規に登録する（ステップＳ２１０）。データ処理部７０２は、受信したユーザデータをコネクションＩＤとともにデータメモリ７０５に書き込み保持する（ステップＳ２２０）。
次に蓄積サーバDSのデータ処理部７０２は、データ分割処理を行う（ステップＳ２３０）。データ分割処理は、ステップＳ２２０でデータメモリ７０５に書き込んだユーザデータを、ＲＲＣメッセージに収容可能な所定量の複数のデータに分割する処理である。データ処理部７０２は、分割された個々のデータにデータ番号を順に付してＭＳＧ送信部７０３へ渡す。ＭＳＧ送信部７０３は、ＭＳＧ送信部７０３から渡されたデータを順に、中継装置RNへ送信する（ステップＳ２４０）。このとき、各データはコネクションＩＤとデータ番号によって対応付けられる。
【００５０】
中継装置RNのデータ受信部３０６は、蓄積サーバDSから送信される複数のデータの各々を受信し、受信した各データをＲＲＣ作成部３０５へ渡す。ＲＲＣ作成部３０５は、データ受信部３０６より受けたデータを収容したＲＲＣメッセージであるDL INFORMATION TRANSFER (dedicated Info Type = dedicated Info U) を作成し、当該メッセージをＭＳＧ送信部３０３へ送るとともに、ＭＳＧ送信部３０３へ当該メッセージの送信要求を発行する。ＭＳＧ送信部３０３は、ＲＲＣ作成部３０５より受信したメッセージ(DL INFORMATION TRANSFER)をエンコードし、移動端末UEへ送信する（ステップＳ２５０）。
【００５１】
移動端末UEのＲＲＣ受信部５０１は、中継装置RNより受信したＲＲＣメッセージをデコードし、ＲＲＣ判断部５０２へ送る。ＲＲＣ判断部５０２は、データ処理部５０４に以下の処理を実行させる。すなわち、データ処理部５０４は、メモリ５１を参照し、受信したメッセージのコネクションＩＤが未登録ならばコネクションＩＤテーブル（ＣＩＤテーブル）に新規に登録する。データ処理部５０４は、受信したデータをコネクションＩＤ、データ番号とともにメモリ５１に書き込み保持する（ステップＳ２６０）。データ処理部５０４は、受信メッセージに含まれる、分割された複数のデータの各々に対してステップＳ２６０の処理を繰返し、最後のデータ（データ番号n=end)を認識すると、それまでに蓄積されているデータの結合処理を行う（ステップＳ２７０）。データの結合が完了すると、移動端末UEは、中継装置RNを通して蓄積サーバDSに対してデータ受信完了通知を送信する（ステップＳ２８０）。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の無線通信システムによれば、緊急時や災害発生時の状況下でユーザデータを所定量のデータごとに分割して複数のＲＲＣメッセージに収容させる。これにより、緊急時や災害発生時の状況下においてもユーザデータの送受信を確実に行うことができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の通信装置、移動端末、データ通信方法は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。例えば、上述した実施形態の無線通信システムは、ＬＴＥの無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮに応じた構成とし、通信装置として、レイヤ３（ＲＲＣ）の処理を行う基地局（中継装置、蓄積サーバ）を例示したが、これに限られない。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ(Wideband-Code Division Multiple Access)の無線アクセスネットワークであるＵＭＴＳではレイヤ３（ＲＲＣ）の処理はＲＮＣ(Radio Network Controller)が担う。したがって、本発明をＵＭＴＳに適用する場合には、上記中継装置および蓄積サーバの機能をＲＮＣが行うようにする。すなわち、本発明の通信装置は、基地局あるいはＲＮＣのいずれかの機能の一部として実現されうる。
【００５４】
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００５５】
（付記１）
無線アクセスネットワーク上に配置されて移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置であって、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、移動端末へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第１データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて移動端末へ送信する第１送信部と、
移動端末から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第１受信部と、
前記第１受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第２データ処理部と、
を備えた、通信装置。
【００５６】
（付記２）
前記無線リソース制御メッセージは、ユーザデータを有するか否かについての情報を設定可能なメッセージであって、
前記第１送信部は、前記第１受信部がトラフィックの負荷規制を行うための報知情報を受信すると、ユーザデータを有することを示す情報を設定した無線リソース制御メッセージを移動端末へ送信し、
前記第２データ処理部は、移動端末から受信した無線リソース制御メッセージ内の前記情報を参照して、当該メッセージからユーザデータを抽出するか否かを決定する、
付記１に記載された通信装置。
【００５７】
（付記３）
無線アクセスネットワーク上に配置されて無線リソース制御を行う通信装置との間で通信を行う移動端末であって、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、前記通信装置へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第３データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて前記通信装置へ送信する第２送信部と、
前記通信装置から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第２受信部と、
前記第２受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第４データ処理部と、
を備えた、移動端末。
【００５８】
（付記４）
前記無線リソース制御メッセージは、ユーザデータを有するか否かについての情報を設定可能なメッセージであって、
前記第２送信部は、前記第２受信部がトラフィックの負荷規制を行うための報知情報を受信すると、ユーザデータを有することを示す情報を設定した無線リソース制御メッセージを前記通信装置へ送信し、
前記第２データ処理部は、通信装置から受信した無線リソース制御メッセージ内の前記情報を参照して、当該メッセージからユーザデータを抽出するか否かを決定する、
付記３に記載された移動端末。
【００５９】
（付記５）
移動端末と、無線アクセスネットワーク上に配置されて前記移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置との間で、一方が送信装置、他方が受信装置となってユーザデータの通信を行うときのデータ通信方法であって、
送信装置は、無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとにユーザデータを分割し、
送信装置は、前記所定量のユーザデータをそれぞれ含む複数の無線リソース制御メッセージを生成して受信装置宛に送信し、
受信装置は、前記送信装置から前記複数の無線リソース制御メッセージを受信し、
受信装置は、受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する、
ことを含む、データ通信方法。
【００６０】
（付記６）
前記送信装置は、トラフィックの負荷規制を行うための報知情報を受信すると、前記無線リソース制御メッセージに、ユーザデータを有することを示す情報を含ませて送信し、
前記受信装置は、無線リソース制御メッセージを受信すると、前記情報を参照することで、受信した無線リソース制御メッセージからユーザデータを抽出するか否かを決定する、
付記５に記載されたデータ通信方法。
【符号の説明】
【００６１】
eNB…基地局
RN…中継装置
１０…Ｌ２スイッチ
２０…ネットワークＩ／Ｆ
３０…制御部
３１…メモリ
DS…蓄積サーバ
UE…移動端末
４４…アンテナ
４５…無線処理部
４６…変復調部
４７…符号化・復号化部
５０…制御部
５１…メモリ
６０…アプリケーション処理部
６１…メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アクセスネットワークにおけるユーザデータの送受信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
緊急時や災害発生時に危険地域を監視するための通信用の専用線は既に存在しているが、地震等で断線してしまった場合には、危険地域の監視を行うことはできなくなる。そのため、緊急時や災害発生時には無線通信に依存する可能性が高くなる。このとき、例えば災害発生時は多くのユーザが移動端末による無線通信を試みるために、トラフィックが輻輳することで、通常のメールの送受信・通話を行うことは困難となり、移動端末による通信が通常時よりも機能しない場合が生ずる。これは多くのユーザが一斉に通信を試みた結果、ユーザデータの送受信に必要な個別トラフィックチャネル(ＤＴＣＨ: Dedicated Traffic Channel)が不足するためである。
【０００３】
かかる観点から、緊急時や災害発生時に優先度が低いユーザデータ（例えばメールデータ等）が送信されにくくなっていたことに鑑み、送信優先度をサービスタイプに応じて定めるようにしたデータ送信方法が知られている。この公知のデータ送信方法によれば、移動端末のＲＬＣ(Radio Link Control)レイヤ又はパケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ:Packet Data Convergence Protocol）サブレイヤにおいて、送信データが格納されるパケットのヘッダに設定されたサービスタイプ情報を検出する。そして、上位レイヤにおいて設定した各送信データのサービスタイプをこれらのレイヤにて検出し、検出したサービスタイプに応じて下位レイヤであるＭＡＣ(Media Access Control)レイヤにおける上りリンク帯域の割り当て優先度を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０３０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来のデータ送信方法では、高い優先度で割り当てられたデータが送信される可能性は高くなるものの、緊急時や災害発生時など個別トラフィックチャネルによる通信が輻輳するときには優先度が高いデータであっても、必ず送信できるとは限らない。
【０００６】
よって、発明の１つの側面では、緊急時や災害発生時など個別トラフィックチャネルによる通信が輻輳するときに、より確実にユーザデータによる通信を行うことを可能にする通信装置、移動端末、データ通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点では、無線アクセスネットワーク上に配置されて移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置が提供される。
この通信装置は、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、移動端末へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第１データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて移動端末へ送信する第１送信部と、
移動端末から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第１受信部と、
前記第１受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第２データ処理部と、
を備える。
【０００８】
第２の観点では、無線アクセスネットワーク上に配置されて無線リソース制御を行う通信装置との間で通信を行う移動端末が提供される。
この移動端末は、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、前記通信装置へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第３データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて前記通信装置へ送信する第２送信部と、
前記通信装置から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第２受信部と、
前記第２受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第４データ処理部と、
を備える。
【０００９】
第３の観点では、移動端末と、無線アクセスネットワーク上に配置されて前記移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置との間で、一方が送信装置、他方が受信装置となってユーザデータの通信を行うときのデータ通信方法が提供される。
このデータ通信方法は、
送信装置は、無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとにユーザデータを分割し、
送信装置は、前記所定量のユーザデータをそれぞれ含む複数の無線リソース制御メッセージを生成して受信装置宛に送信し、
受信装置は、前記送信装置から前記複数の無線リソース制御メッセージを受信し、
受信装置は、受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する、
ことを含む。
【発明の効果】
【００１０】
開示の通信装置、移動端末、データ通信方法によれば、緊急時や災害発生時など個別トラフィックチャネルによる通信が輻輳するときに、より確実にユーザデータによる通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の無線通信システムを示す図。
【図２】実施形態の制御プレーンのプロトコルスタックを示す図。
【図３】実施形態の基地局の主要部の構成を示すブロック図。
【図４】実施形態の移動端末の主要部の構成を示すブロック図。
【図５】実施形態の基地局および移動端末の機能ブロック図。
【図６】実施形態の無線通信システムにおいて移動端末がユーザデータを送信するときのシーケンス図。
【図７】実施形態の無線通信システムにおいて移動端末がユーザデータを受信するときのシーケンス図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）実施形態の無線通信システム
先ず図１を参照して、実施形態の無線通信システムについて説明する。
図１に示すように、実施形態の無線通信システムは、基地局eNBのセルをいくつかのエリアに分離し、各エリアに無線処理を行うＲＲＨ（Remote Radio Head）を配置した例を示している。図１に示す基地局eNBは、７個のＲＲＨ−１，ＲＲＨ−２，…，ＲＲＨ−７と、各ＲＲＨと光ケーブル（図１では点線で示す。）によって接続される中継装置RNと、蓄積サーバDSとを含む。中継装置RNは主としてベースバンド処理を行う。各ＲＲＨと中継装置RNの間の光ケーブルは例えば10Km程度離れていてもよい。各ＲＲＨと中継装置RNの間の通信は、例えばＯＢＳＡＩ（Open Base Station Architecture Initiative）やＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）といった汎用インタフェースが使用されてよい。
なお、基地局eNBは、通信装置の一例である。
【００１３】
なお、本実施形態の無線通信システムでは一例として、ＬＴＥ(Long Term Evolution)における無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮ(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)内のシステムを想定している。Ｅ−ＵＴＲＡＮでは、ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)とは異なり、基地局eNBがＲＲＣ(Radio Resource Control)，ＲＬＣ(Radio Link Control)の機能を担う。基地局eNBの上位には、制御プレーンの処理を行うＭＭＥ(Mobility Management Entity；モビリティ管理機能)が存在する。
【００１４】
図１に示した無線通信システムにおいてセル内の移動端末UEが基地局eNBを介して通信を行うときに、緊急時や災害発生時の状況下では、基地局eNBより上位の無線アクセスネットワーク側で一般の通信を規制することを報知する。このような状況下では、個別トラフィックチャネル(ＤＴＣＨ: Dedicated Traffic Channel)を確保することはできないが、個別制御チャネル(ＤＣＣＨ: Dedicated Control Channel)によるトラフィックは疎通できる可能性が高い。個別制御チャネルは、移動端末UEと基地局eNBの間でのＲＲＣメッセージの送受信に利用されるチャネルである。本実施形態では、ＲＲＣメッセージにユーザデータを収容させることにより、緊急時や災害発生時の状況下においてもユーザデータの送受信を行うことを可能とする。
【００１５】
緊急時や災害発生時の状況下でＲＲＣメッセージにユーザデータを収容させるため、本実施形態では、ＲＲＣメッセージの“UL(DL) INFORMATION TRANSFER”を利用する。図２は制御プレーンのプロトコルスタックを示している。ここで、ＬＴＥ等の無線通信システムでは、ＲＲＣよりも上位のプロトコルにはＮＡＳ(Non-Access Stratum)メッセージが含まれているが、本実施形態では、緊急時や災害発生時の状況下においてＮＡＳメッセージの代わりに送信側（基地局eNBあるいは移動端末UE）でユーザデータを挿入する。
【００１６】
また、本実施形態では、ＲＲＣよりも上位のプロトコルデータに、ＮＡＳメッセージ（例えば平常時）、あるいはユーザデータ（緊急時や災害発生時）のいずれかのデータが含まれているか中継装置RNで判別できるようにするためのＩＥ(Information Element)を以下のとおり定義する。すなわち、ＲＲＣメッセージである“UL(DL) INFORMATION TRANSFER”の中のＩＥである“dedicated Info Type”の値として、新たに“dedicated Info U”を設ける。なお、“UL(DL) INFORMATION TRANSFER”については、例えば３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)の標準仕様書である“3GPP TS 36.331 V9.4.0 (2010-09) 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 9)”を参照されたい。
【００１７】
中継装置RNは、ＲＲＣメッセージとして“UL(DL) INFORMATION TRANSFER”を受信したときには、このＲＲＣメッセージ内のＩＥである“dedicated Info Type”の値をチェックする。中継装置RNは、受信したＲＲＣメッセージの“dedicated Info Type”の値が“dedicated Info NAS”であれば、このメッセージの内容(ＮＡＳメッセージ)を確認することなく、ＲＲＣメッセージをＭＭＥあるいは移動端末UEへ転送する。中継装置RNは、受信したＲＲＣメッセージの“dedicated Info Type”の値が“dedicated Info U”である場合には、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータが含まれていると判断する。
中継装置RNは、送信すべきＲＲＣメッセージにユーザデータを含ませる場合には、送信すべきＲＲＣメッセージの“dedicated Info Type”の値を“dedicated Info U”に設定する。
【００１８】
ここで、１つのＲＲＣメッセージが収容することができるユーザデータの量は僅かである。そこで、中継装置RNと移動端末UEの間では、本来送信すべきユーザデータを複数の所定量のデータに分割して送信を行う。このとき、送信側において、上述した“dedicated Info Type”の値を“dedicated Info U”に設定した複数のＲＲＣメッセージの各々に、分割した所定量のデータを含ませた上で、ＲＲＣメッセージを送信する。受信側では、受信したＲＲＣメッセージの“dedicated Info Type”の値を確認し、ユーザデータが分割された個々のデータが含まれているかどうかのチェックを行う。そして、受信側では、同一のコネクションＩＤと関連付けて、複数のＲＲＣメッセージに含まれている所定の複数のデータを結合して元のユーザデータを生成する。
【００１９】
より具体的には、移動端末UEからＭＭＥへユーザデータを送信するときには、中継装置RNは、移動端末UEから受信した複数のＲＲＣメッセージの各々から、分割されたユーザデータを抽出して蓄積サーバDNへ転送する。蓄積サーバDNは、分割されたユーザデータ（所定量のデータ）をコネクションＩＤ単位ですべて受信したことを確認し、その複数の分割されたユーザデータを結合して元のユーザデータを結合してＭＭＥへ送信する。逆に、ＭＭＥから移動端末UEへユーザデータを送信するときには、蓄積サーバDNはＭＭＥから受信したユーザデータを分割し、中継装置RNは、分割したユーザデータ（所定量のデータ）を複数のＲＲＣメッセージの各々に挿入して移動端末UEへ送信する。
【００２０】
（２）基地局eNBおよび移動端末UEの構成
次に、本実施形態の基地局eNBおよび移動端末UEの構成について、図３および図４を参照して説明する。図３は、本実施形態の基地局eNBの主要部の構成を示すブロック図である。図４は、本実施形態の移動端末UEの主要部の構成を示すブロック図である。なお、図３の構成は、図１に示したシステムに適用される一例である。
【００２１】
先ず図３を参照すると、本実施形態の基地局eNBは、エリアごとに設けられる複数のＲＲＨであるＲＲＨ−１，ＲＲＨ−２，…，ＲＲＨ−７と、中継装置RNとを備える。
ＲＲＨは、送信アンテナおよび受信アンテナ（デュプレクサを設けて両アンテナを共用してよい。）と、無線送信部と、無線受信部（いずれも図示せず）とを備える。
無線送信部は、Ｄ／Ａ(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備える。無線送信部は、中継装置RNから受信した移動端末UE宛の送信信号（ベースバンド信号）を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、送信アンテナから空間へ放射する。
無線受信部は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ（LNA: Low Noise Amplifier）、ローカル周波数発信器、直交復調器、ＡＧＣ(Automatic Gain Control)アンプ、Ａ／Ｄ(Analog to Digital)変換器などを含む。無線受信部は、受信アンテナにおいて移動端末UEから受信した無線信号をデジタルベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号を中継装置RN宛に送信する。
【００２２】
中継装置RNは、各ＲＲＨに対応した複数のベースバンド部ＢＢＵ（Base Band Unit）であるＢＢＵ−１，ＢＢＵ−２，…，ＢＢＵ−７と、Ｌ２スイッチ１０と、ネットワークＩ／Ｆ(Interface)２０、制御部３０、および、メモリ３１を備える。
各ベースバンド部ＢＢＵは、対応するＲＲＨからベースバンド信号を受信するときには、そのベースバンド信号の復調処理、および、誤り訂正の復号処理（デコード）を行った後、処理後の受信信号をＬ２スイッチへ送出する。各ベースバンド部ＢＢＵは、各ＲＲＨへベースバンド信号を送信するときには、Ｌ２スイッチ１０から与えられるベースバンドの送信信号に対して、誤り訂正の符号化処理（エンコード）、および、変調処理を行った後、処理後の送信信号を各ＲＲＨへ送出する。
【００２３】
Ｌ２スイッチ１０は、各ベースバンド部ＢＢＵとネットワークＩ／Ｆ２０の間でレイヤ２のスイッチとして機能する。Ｌ２スイッチ１０は、ＭＭＥからネットワークＩ／Ｆ２０を経由して受信した信号を、その宛先を送信先の移動端末UEに応じたベースバンド部ＢＢＵごとに振り分けて転送する。また、Ｌ２スイッチ１０は、各ベースバンド部ＢＢＵから受信した信号を順に、ネットワークＩ／Ｆ２０へ送出する。
【００２４】
ネットワークＩ／Ｆ２０は、ＭＭＥとＳ１インタフェースで、あるいは他の基地局eNBとＸ２インタフェースで信号の授受を行うための回路を含む。
制御部３０は、マイクロコントローラを主体として構成され、例えばＲＡＭ(Random Access Memory)および／またはＲＯＭ(Read Only Memory)として構成されるメモリ３１を利用しながら制御チャネルに応じた信号制御を行う。例えば、制御部３０は、ネットワークＩ／Ｆ２０から個別制御チャネル(ＤＣＣＨ)の信号を受け入れてその内容に応じた制御を行う。なお、制御部３０およびメモリ３１によって実行される機能については後述する。
【００２５】
次に図４を参照すると、本実施形態の移動端末UEは、アンテナ４４と、無線処理部４５と、変復調部４６と、符号化・復号化部４７と、制御部５０と、アプリケーション処理部６０と、メモリ５１，６１とを備える。
無線処理部４５は、無線送信部と無線受信部（いずれも図示せず）を備え、アナログ回路およびデジタル回路から構成される。
無線送信部は、Ｄ／Ａ変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備える。無線送信部は、変復調部４６からの基地局eNB宛の送信信号（ベースバンド信号）を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ４４から空間へ放射する。
無線受信部は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ、ローカル周波数発信器、直交復調器、ＡＧＣアンプ、Ａ／Ｄ変換器などを含む。無線受信部は、アンテナ４４において基地局eNB（ＲＲＨ）から受信した無線信号をデジタルベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号を変復調部４６へ送出する。
【００２６】
変復調部４６は、信号受信時には無線処理部４５から送出される受信信号に対して復調処理を行い、信号送信時には符号化・復号化部４７から送出される送信信号に対して変調処理（デコード）を行う。符号化・復号化部４７は、信号受信時には変復調部４６から送出される受信信号に対して復号処理を行い、信号送信時には制御部５０から送出される送信信号に対して符号化処理（エンコード）を行う。
変復調部４６および符号化・復号化部４７は、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)等のデジタル回路によって実現されうる。
【００２７】
制御部５０は、マイクロコントローラを主体として構成され、ＲＡＭおよび／またはＲＯＭとして構成されるメモリ５１を利用しながら制御チャネル(ＤＣＣＨ)およびユーザデータ用個別チャネル(ＤＴＣＨ)に応じた信号制御を行う。なお、制御部５０およびメモリ５１によって実行される機能については後述する。
アプリケーション処理部６０は、マイクロコントローラ（制御部５０と共用のものでもよい。）を主体として構成され、ＲＡＭおよび／またはＲＯＭとして構成されるメモリ６１を利用しながら、例えば基地局eNBから受信したユーザデータに基づいて所定のアプリケーションプログラムを実行する。
【００２８】
（３）基地局eNBおよび移動端末UEの機能ブロックおよびシーケンス
次に、基地局eNBおよび移動端末UEによって実現される主要な機能について、図５に示す機能ブロック図を参照して説明する。
【００２９】
図５に示すように、移動端末UEは、ＲＲＣ受信部５０１、ＲＲＣ判断部５０２、ＲＲＣ送信部５０３、データ処理部５０４、およびＲＲＣ作成部５０５の各機能ブロックを含む機能ブロック群５００を備える。機能ブロック群５００の各機能ブロックは主として、符号化・復号化部４７、制御部５０によって実現される。
【００３０】
ＲＲＣ受信部５０１は、中継装置RNからＲＲＣメッセージを受信し、デコードする機能ブロックである。
ＲＲＣ判断部５０２は、受信したＲＲＣメッセージが負荷規制(解除)通知を含む報知情報であるか判断するとともに、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータの一部が含まれているか判断する機能ブロックである。
ＲＲＣ送信部５０３は、自装置内で作成したＲＲＣメッセージをエンコードして、中継装置RN宛に送信する機能ブロックである。
データ処理部５０４は、自端末からユーザデータを送信するときに、送信モードに応じてユーザデータを所定のデータ量に分割し、自端末に対するユーザデータを受信するときに、送信モードに応じて所定量の分割されたユーザデータを結合する機能ブロックである。
ＲＲＣ作成部５０５は、ＩＥ(Information Element)の値を設定した上でＲＲＣメッセージ作成する機能ブロックである。
【００３１】
図５に示すように、中継装置RNは、ＲＲＣ受信部３０１、ＲＲＣ判断部３０２、ＭＳＧ送信部３０３、Ｓ１作成部３０４、ＲＲＣ作成部３０５、データ受信部３０６、データ作成部３０７、およびＳ１受信部３０８の各機能ブロックを含む機能ブロック群３００を備える。機能ブロック群３００の各機能ブロックは主として、ベースバンド処理部ＢＢＵ、制御部３０によって実現される。
【００３２】
ＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEからＲＲＣメッセージを受信し、デコードする機能ブロックである。
ＲＲＣ判断部３０２は、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータの一部が含まれているか判断する機能ブロックである。
ＭＳＧ送信部３０３は、自装置内で作成したメッセージをエンコードして、他ノードに送信する機能ブロックである。
Ｓ１作成部３０４は、ＩＥを設定した上でＳ１メッセージを作成する機能ブロックである。
ＲＲＣ作成部３０５は、受信したメッセージを元に移動端末UEへ送信するＲＲＣメッセージを作成する機能ブロックである。
データ受信部３０６は、蓄積サーバDSからデータを受信し、デコードする機能ブロックである。
データ作成部３０７は、蓄積サーバDSへユーザデータを送信するメッセージを作成する機能ブロックである。
Ｓ１受信部３０８は、ＭＭＥから送信されたＳ１メッセージを受信し、デコードする機能ブロックである。
【００３３】
図５に示すように、蓄積サーバDSは、データ受信部７０１、データ処理部７０２、およびＭＳＧ送信部７０３の機能ブロックを備える。また、蓄積サーバDSは、コネクションＩＤテーブルメモリ７０４と、データメモリ７０５とを備える。蓄積サーバDSでは例えば、マイクロコントローラ、ＲＡＭおよび／またはＲＯＭ等のメモリ、およびデジタル回路による送受信部によって上記各機能ブロックが実現される。
【００３４】
データ受信部７０１は、中継装置RNまたはＭＭＥからＲＲＣメッセージを受信し、デコードする機能ブロックである。
データ処理部７０２は、移動端末UEのユーザデータをＭＭＥへ送信するときには中継装置RNからのデータを結合する処理を、ＭＭＥからのユーザデータを移動端末UEへ送信するときにはユーザデータを分割する処理を、コネクションＩＤ単位で行う機能ブロック図である。
ＭＳＧ送信部７０３は、自装置内で作成したＲＲＣメッセージをエンコードして、中継装置RNあるいはＭＭＥへ送信する機能ブロックである。
コネクションＩＤテーブルメモリ７０４は、処理対象のユーザデータとコネクションＩＤを関連付けるための記憶装置である。
データメモリ７０５は、送信あるいは結合すべきデータを一時的に格納する記憶装置である。
【００３５】
（４）基地局eNBおよび移動端末UEのシーケンス
次に、図６および図７を参照して、移動端末UEとＭＭＥの間でＲＲＣメッセージにユーザデータを挿入して送信あるいは受信するときのシーケンスを説明する。図６は移動端末UEがユーザデータを送信するときのシーケンスを示しており、図７は移動端末UEがユーザデータを受信するときのシーケンスを示している。
【００３６】
（４−１）データ送信シーケンス
先ず、移動端末UEがユーザデータを送信するときのシーケンスについて説明する。
緊急時や災害発生時には先ず、移動端末UEのＲＲＣ受信部５０１は、ネットワーク（ＭＭＥ）から送信される報知情報（負荷規制）を中継装置RNを通して受信し、デコードする（ステップＳ１０）。ＲＲＣ受信部５０１は、デコードした報知情報をＲＲＣ判断部５０２へ送る。ＲＲＣ判断部５０２は、受信したＲＲＣメッセージが負荷規制通知を含む報知情報である場合、負荷規制を有効にするか否かを管理するための負荷規制フラグ（ＯＮ：有効、ＯＦＦ：無効）をＯＮにする（ステップＳ２０）。
【００３７】
送信すべきユーザデータが発生した場合、移動端末UEのデータ処理部５０４は、ＲＲＣ作成部５０５に対してデータ送信要求を発行する。送信するユーザデータはデータ処理部５０４で保持しておく。ＲＲＣ作成部５０５は、データ送信要求を受信した場合、先ず負荷規制フラグを参照し、データ送信において、ユーザデータを複数に分割して送信する送信方式（以下、「分割送信モード」という。)を使用するか否か判断する。ＲＲＣ作成部５０５は、負荷規制フラグがＯＮであるならば、分割送信モードを使用することを決定する。
【００３８】
ＲＲＣ作成部５０５はデータ送信のコネクション確立のためにRRC CONNECTION REQUESTメッセージを作成し、ＲＲＣ送信部５０３へ送る。ただし、負荷規制フラグがＯＮである場合、分割送信モードを使用する旨をRRC CONNECTION REQUESTに含める。ＲＲＣ送信部５０３は、ＲＲＣ作成部５０５より送られたメッセージをエンコードし、中継装置RNへ送信する（ステップＳ３０）。なお、図６および図７において、RRC CONNECTION REQUEST（分割送信）等、「分割送信」を括弧書きで含む信号は、分割送信モードを使用する旨の情報を含むことを意味する。
【００３９】
中継装置RNのＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEより送信されたRRC CONNECTION REQUESTメッセージを受信し、デコードする。ＲＲＣ受信部３０１は、デコードしたメッセージをＲＲＣ判断部３０２に送る。ＲＲＣ判断部３０２は、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータが含まれていない場合、デコードされたメッセージをＲＲＣ作成部３０５へ渡す。ＲＲＣ判断部３０２は、受信したＲＲＣメッセージがRRC CONNECTION REQUEST(分割送信)である場合、分割送信モードを有効にするか否かを管理するための分割送信フラグ（ＯＮ：有効、ＯＦＦ：無効）をＯＮにする（ステップＳ４０）。なお、分割送信フラグはコネクションＩＤごとに管理される。
ＲＲＣ作成部３０５は、RRC CONNECTION REQUEST(分割送信)を受信した場合、個別制御チャネル（ＤＣＣＨ）の無線ベアラ（ＳＲＢ１）の設定を行い、ＭＳＧ送信部３０３に対してRRC CONNECTION SETUPの送信要求を発行する。その送信要求に係るコネクションが分割送信モードであることをＲＲＣ作成部３０５は保持しておく。ＭＳＧ送信部３０３は、ＲＲＣ作成部３０５から受けたRRC CONNECTION SETUPをエンコードし、移動端末UEへ送信する（ステップＳ５０）。
【００４０】
移動端末UEのＲＲＣ受信部５０１は、中継装置RNが送信したRRC CONNECTION SETUPを受信してデコードし、そのデコードしたメッセージをＲＲＣ判断部５０２へ送る。ＲＲＣ判断部５０２は、受信したメッセージにユーザデータが含まれていないこと、およびこのメッセージが報知情報ではないことを確認し、ＲＲＣ作成部５０５へデコードされたデータを送る。ＲＲＣ作成部５０５は、RRC CONNECTION SETUP COMPLETE を作成し、ＲＲＣ送信部５０３へメッセージ送信要求を発行する。ＲＲＣ送信部５０３は、ＲＲＣ作成部５０３より送られたRRC CONNECTION SETUP COMPLETE をエンコードし、中継装置RNへ送信する（ステップＳ６０）。
【００４１】
中継装置RNのＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEより送信されたRRC CONNECTION SETUP COMPLETE を受信し、受信したRRC CONNECTION SETUP COMPLETEをデコードしてＲＲＣ判断部３０２へ送る。ＲＲＣ判断部３０２は、受信したメッセージ(RRC CONNECTION SETUP COMPLETE)にユーザデータが含まれていないことを確認し、そのメッセージをＲＲＣ作成部３０５へ送る。ＲＲＣ作成部３０５は、RRC CONNECTION SETUP COMPLETEを受信したことをＳ１作成部３０４へ通知する。Ｓ１作成部３０４は、RRC CONNECTION SETUP COMPLETEの受信通知を受けるとINITIAL UE MESSAGEを作成し、そのメッセージとともにＭＳＧ送信部３０３へ送信要求を発行する。ＭＳＧ送信部３０３は、Ｓ１作成部３０４から受信したメッセージをデコードし、ＭＭＥへ送信する（ステップＳ７０）。
【００４２】
中継装置RNから送信されたINITIAL UE MESSAGEに応じてＭＭＥは、中継装置RNにINITIAL CONTEXT SETUPを送信する（ステップＳ８０）。中継装置RNのＳ１受信部３０８は、ＭＭＥから受信したINITIAL CONTEXT SETUPをデコードし、当該メッセージをＳ１作成部３０４へ送る。Ｓ１作成部３０４は、ＲＲＣ作成部３０５へINITIAL CONTEXT SETUPの受信を通知する。ＲＲＣ作成部３０５は、Ｓ１作成部３０４からINITIAL CONTEXT SETUP受信通知を受けるとSECURITY MODE COMMANDを作成し、当該メッセージをＭＳＧ送信部３０３へ送信するとともに、ＭＳＧ送信部３０３へ送信要求を発行する。ＭＳＧ送信部３０３は、ＲＲＣ作成部３０５から受信したSECURITY MODE COMMANDをエンコードし、移動端末UEへ送信する（ステップＳ９０）。
【００４３】
移動端末UEのＲＲＣ受信部５０１は、中継装置RNが送信したSECURITY MODE COMMANDを受信し、デコードする。ＲＲＣ受信部５０１は、デコードしたメッセージをＲＲＣ判断部５０２へ送る。ＲＲＣ判断部５０２は、受信したメッセージ(SECURITY MODE COMMAND)にユーザデータが含まれていないこと、およびこのメッセージが報知情報ではないことを確認し、ＲＲＣ作成部５０５へデコードされたメッセージを渡す。ＲＲＣ作成部５０５は、SECURITY MODE COMPLETE を作成し、ＲＲＣ送信部５０３へ当該メッセージの送信要求を発行する。ＲＲＣ送信部５０３は、ＲＲＣ作成部５０５から受信したSECURITY MODE COMPLETE をエンコードし、中継装置RNへ送信する（ステップＳ１００）。
【００４４】
中継装置RNのＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEより送信されたSECURITY MODE COMPLETEを受信し、デコードしてＲＲＣ判断部３０２へ送る。ＲＲＣ判断部３０２は受信したメッセージ(SECURITY MODE COMPLETE)にユーザデータが含まれていないことを確認し、当該メッセージをＲＲＣ作成部３０５へ渡す。ＲＲＣ作成部３０５は、このコネクションの分割送信モードがＯＮであることを確認し、Ｓ１作成部３０４へSECURITY MODE COMPLETEの受信通知確認(分割送信)を返す。この受信通知確認(分割送信)は、分割送信モードであることを受信通知確認メッセージに含ませたものである。なお、分割送信モードがＯＦＦである場合には、すなわち通常のコネクションの場合には、移動端末UE宛のRRC CONNECTION RECONFIGURATIONを作成する。
Ｓ１作成部３０４は、ＲＲＣ作成部３０５からSECURITY MODE COMPLETEの受信通知確認(分割送信)を受け、INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE (分割送信)を作成する。ＭＳＧ送信部３０３はＳ１作成部３０４より受けたINITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE (分割送信)をエンコードし、ＭＭＥへ送信する（ステップＳ１１０）。
以上により、ユーザデータの分割送信の準備が整ったことになる。
【００４５】
ユーザデータの分割送信の準備が整うと移動端末UEは、以下のデータ分割処理を行う（ステップＳ１２０）。すなわち、移動端末UEのＲＲＣ作成部５０５は、データ処理部５０４に対してデータ要求を発行することで、データ送信の準備の完了を通知するとともに、送信可能なデータ量を通知する。データ処理部５０４は、保持しているユーザデータを通知されたデータ量のデータ（所定量のデータ）に分割し、データ番号を順に付してＲＲＣ作成部５０５へ渡す。
ＲＲＣ作成部５０５は、データ処理部５０４から渡された所定量のデータを収容したＲＲＣメッセージであるUL INFORMATION TRANSFER (dedicated Info Type = dedicated Info U) を作成してＲＲＣ送信部５０３へ送るとともに、ＲＲＣ送信部５０３へ送信要求を発行する。ＲＲＣ送信部５０３は、ＲＲＣ作成部５０５より受信したメッセージ(UL INFORMATION TRANSFER)をエンコードし、中継装置RNへ送信する（ステップＳ１３０）。
【００４６】
次に中継装置RNは、蓄積サーバDSに対してデータ蓄積要求を行う（ステップＳ１４０）。この処理は、コネクション単位（コネクションＩＤの単位）により、分割された複数のデータ（最初のデータ(データ番号n=1)から最後のデータ(データ番号n=end)までのデータに対して行われる。データ蓄積要求は以下の処理を含む。
先ず、中継装置RNのＲＲＣ受信部３０１は、移動端末UEより送信されたＲＲＣメッセージ(UL INFORMATION TRANSFER)を受信し、デコードしてＲＲＣ判断部３０２へ送る。ＲＲＣ判断部３０２は、受信したＲＲＣメッセージにユーザデータの一部が含まれている場合、そのデータを抽出してデータ作成部３０７へ送る。データ作成部３０７は、ＲＲＣ判断部３０２から送られたデータを含む、蓄積サーバDS宛のメッセージを作成し、そのメッセージをＭＳＧ送信部３０３宛に送るとともに、ＭＳＧ送信部３０３へ送信要求を発行する。ＭＳＧ送信部３０３は、データ作成部３０７から受けたメッセージをエンコードし、蓄積サーバDSへ送信する。
【００４７】
蓄積サーバDSのデータ受信部７０１は、中継装置RNより受信したメッセージ(データ蓄積要求)をデコードし、データ処理部７０２へ送る。データ処理部７０２は、コネクションＩＤテーブルメモリ７０４を参照し、受信したメッセージのコネクションＩＤが未登録ならばコネクションＩＤテーブル（ＣＩＤテーブル）に新規に登録する（ステップＳ１５０）。データ処理部７０２は、受信したデータをコネクションＩＤ、データ番号とともにデータメモリ７０５に書き込み保持する（ステップＳ１６０）。
データ処理部７０２は、分割された複数のデータの各々に対してステップＳ１４０〜Ｓ１６０の処理を繰返し、最後のデータ（データ番号n=end)を認識すると、それまでに蓄積されているデータの結合処理を行う。さらにデータ処理部７０２は、結合して得られたユーザデータを含むメッセージを作成してＭＳＧ送信部７０３へ送る。ＭＳＧ送信部７０３は、データ処理部７０２より送られたメッセージをエンコードし、ＭＭＥへ送信する。
【００４８】
（４−２）データ受信シーケンス
次に、移動端末UEがユーザデータを受信するときのシーケンスについて説明する。
移動端末UEがユーザデータを受信するときの処理は、図６を参照して説明したデータ送信時の処理と共通する処理が多いため、以下では、図７を参照してデータ送信時との相違点に注目して説明する。なお、以下では、移動端末UEのメモリ５１に、コネクションＩＤテーブルとデータを格納する場合について説明する。
図７において、移動端末UEはＭＭＥから、自端末宛の下りのデータが存在することを示すページングメッセージ(PAGING)を、中継装置RNを通して受信する（ステップＳ２５）。このページングメッセージをトリガとしてコネクション確立プロシージャが開始される。このコネクション確立プロシージャでは、データ送信時のステップＳ３０〜Ｓ１１０と同一の処理が行われる。
【００４９】
コネクション確立プロシージャに続くデータ受信プロシージャでは先ず、蓄積サーバDSのデータ受信部７０１はＭＭＥから、コネクションＩＤごとのユーザデータを含むデータ送信要求を受ける（ステップＳ２００）。データ処理部７０２は、コネクションＩＤテーブルメモリ７０４を参照し、受信したデータ送信要求のコネクションＩＤが未登録ならばコネクションＩＤテーブル（ＣＩＤテーブル）に新規に登録する（ステップＳ２１０）。データ処理部７０２は、受信したユーザデータをコネクションＩＤとともにデータメモリ７０５に書き込み保持する（ステップＳ２２０）。
次に蓄積サーバDSのデータ処理部７０２は、データ分割処理を行う（ステップＳ２３０）。データ分割処理は、ステップＳ２２０でデータメモリ７０５に書き込んだユーザデータを、ＲＲＣメッセージに収容可能な所定量の複数のデータに分割する処理である。データ処理部７０２は、分割された個々のデータにデータ番号を順に付してＭＳＧ送信部７０３へ渡す。ＭＳＧ送信部７０３は、ＭＳＧ送信部７０３から渡されたデータを順に、中継装置RNへ送信する（ステップＳ２４０）。このとき、各データはコネクションＩＤとデータ番号によって対応付けられる。
【００５０】
中継装置RNのデータ受信部３０６は、蓄積サーバDSから送信される複数のデータの各々を受信し、受信した各データをＲＲＣ作成部３０５へ渡す。ＲＲＣ作成部３０５は、データ受信部３０６より受けたデータを収容したＲＲＣメッセージであるDL INFORMATION TRANSFER (dedicated Info Type = dedicated Info U) を作成し、当該メッセージをＭＳＧ送信部３０３へ送るとともに、ＭＳＧ送信部３０３へ当該メッセージの送信要求を発行する。ＭＳＧ送信部３０３は、ＲＲＣ作成部３０５より受信したメッセージ(DL INFORMATION TRANSFER)をエンコードし、移動端末UEへ送信する（ステップＳ２５０）。
【００５１】
移動端末UEのＲＲＣ受信部５０１は、中継装置RNより受信したＲＲＣメッセージをデコードし、ＲＲＣ判断部５０２へ送る。ＲＲＣ判断部５０２は、データ処理部５０４に以下の処理を実行させる。すなわち、データ処理部５０４は、メモリ５１を参照し、受信したメッセージのコネクションＩＤが未登録ならばコネクションＩＤテーブル（ＣＩＤテーブル）に新規に登録する。データ処理部５０４は、受信したデータをコネクションＩＤ、データ番号とともにメモリ５１に書き込み保持する（ステップＳ２６０）。データ処理部５０４は、受信メッセージに含まれる、分割された複数のデータの各々に対してステップＳ２６０の処理を繰返し、最後のデータ（データ番号n=end)を認識すると、それまでに蓄積されているデータの結合処理を行う（ステップＳ２７０）。データの結合が完了すると、移動端末UEは、中継装置RNを通して蓄積サーバDSに対してデータ受信完了通知を送信する（ステップＳ２８０）。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の無線通信システムによれば、緊急時や災害発生時の状況下でユーザデータを所定量のデータごとに分割して複数のＲＲＣメッセージに収容させる。これにより、緊急時や災害発生時の状況下においてもユーザデータの送受信を確実に行うことができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の通信装置、移動端末、データ通信方法は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。例えば、上述した実施形態の無線通信システムは、ＬＴＥの無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮに応じた構成とし、通信装置として、レイヤ３（ＲＲＣ）の処理を行う基地局（中継装置、蓄積サーバ）を例示したが、これに限られない。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ(Wideband-Code Division Multiple Access)の無線アクセスネットワークであるＵＭＴＳではレイヤ３（ＲＲＣ）の処理はＲＮＣ(Radio Network Controller)が担う。したがって、本発明をＵＭＴＳに適用する場合には、上記中継装置および蓄積サーバの機能をＲＮＣが行うようにする。すなわち、本発明の通信装置は、基地局あるいはＲＮＣのいずれかの機能の一部として実現されうる。
【００５４】
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００５５】
（付記１）
無線アクセスネットワーク上に配置されて移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置であって、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、移動端末へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第１データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて移動端末へ送信する第１送信部と、
移動端末から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第１受信部と、
前記第１受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第２データ処理部と、
を備えた、通信装置。
【００５６】
（付記２）
前記無線リソース制御メッセージは、ユーザデータを有するか否かについての情報を設定可能なメッセージであって、
前記第１送信部は、前記第１受信部がトラフィックの負荷規制を行うための報知情報を受信すると、ユーザデータを有することを示す情報を設定した無線リソース制御メッセージを移動端末へ送信し、
前記第２データ処理部は、移動端末から受信した無線リソース制御メッセージ内の前記情報を参照して、当該メッセージからユーザデータを抽出するか否かを決定する、
付記１に記載された通信装置。
【００５７】
（付記３）
無線アクセスネットワーク上に配置されて無線リソース制御を行う通信装置との間で通信を行う移動端末であって、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、前記通信装置へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第３データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて前記通信装置へ送信する第２送信部と、
前記通信装置から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第２受信部と、
前記第２受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第４データ処理部と、
を備えた、移動端末。
【００５８】
（付記４）
前記無線リソース制御メッセージは、ユーザデータを有するか否かについての情報を設定可能なメッセージであって、
前記第２送信部は、前記第２受信部がトラフィックの負荷規制を行うための報知情報を受信すると、ユーザデータを有することを示す情報を設定した無線リソース制御メッセージを前記通信装置へ送信し、
前記第２データ処理部は、通信装置から受信した無線リソース制御メッセージ内の前記情報を参照して、当該メッセージからユーザデータを抽出するか否かを決定する、
付記３に記載された移動端末。
【００５９】
（付記５）
移動端末と、無線アクセスネットワーク上に配置されて前記移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置との間で、一方が送信装置、他方が受信装置となってユーザデータの通信を行うときのデータ通信方法であって、
送信装置は、無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとにユーザデータを分割し、
送信装置は、前記所定量のユーザデータをそれぞれ含む複数の無線リソース制御メッセージを生成して受信装置宛に送信し、
受信装置は、前記送信装置から前記複数の無線リソース制御メッセージを受信し、
受信装置は、受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する、
ことを含む、データ通信方法。
【００６０】
（付記６）
前記送信装置は、トラフィックの負荷規制を行うための報知情報を受信すると、前記無線リソース制御メッセージに、ユーザデータを有することを示す情報を含ませて送信し、
前記受信装置は、無線リソース制御メッセージを受信すると、前記情報を参照することで、受信した無線リソース制御メッセージからユーザデータを抽出するか否かを決定する、
付記５に記載されたデータ通信方法。
【符号の説明】
【００６１】
eNB…基地局
RN…中継装置
１０…Ｌ２スイッチ
２０…ネットワークＩ／Ｆ
３０…制御部
３１…メモリ
DS…蓄積サーバ
UE…移動端末
４４…アンテナ
４５…無線処理部
４６…変復調部
４７…符号化・復号化部
５０…制御部
５１…メモリ
６０…アプリケーション処理部
６１…メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線アクセスネットワーク上に配置されて移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置であって、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、移動端末へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第１データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて移動端末へ送信する第１送信部と、
移動端末から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第１受信部と、
前記第１受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第２データ処理部と、
を備えた、通信装置。
【請求項２】
前記無線リソース制御メッセージは、ユーザデータを有するか否かについての情報を設定可能なメッセージであって、
前記第１送信部は、前記第１受信部がトラフィックの負荷規制を行うための報知情報を受信すると、ユーザデータを有することを示す情報を設定した無線リソース制御メッセージを移動端末へ送信し、
前記第２データ処理部は、移動端末から受信した無線リソース制御メッセージ内の前記情報を参照して、当該メッセージからユーザデータを抽出するか否かを決定する、
請求項１に記載された通信装置。
【請求項３】
無線アクセスネットワーク上に配置されて無線リソース制御を行う通信装置との間で通信を行う移動端末であって、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、前記通信装置へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第３データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて前記通信装置へ送信する第２送信部と、
前記通信装置から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第２受信部と、
前記第２受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第４データ処理部と、
を備えた、移動端末。
【請求項４】
移動端末と、無線アクセスネットワーク上に配置されて前記移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置との間で、一方が送信装置、他方が受信装置となってユーザデータの通信を行うときのデータ通信方法であって、
送信装置は、無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとにユーザデータを分割し、
送信装置は、前記所定量のユーザデータをそれぞれ含む複数の無線リソース制御メッセージを生成して受信装置宛に送信し、
受信装置は、前記送信装置から前記複数の無線リソース制御メッセージを受信し、
受信装置は、受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する、
ことを含む、データ通信方法。
【請求項１】
無線アクセスネットワーク上に配置されて移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置であって、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、移動端末へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第１データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて移動端末へ送信する第１送信部と、
移動端末から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第１受信部と、
前記第１受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第２データ処理部と、
を備えた、通信装置。
【請求項２】
前記無線リソース制御メッセージは、ユーザデータを有するか否かについての情報を設定可能なメッセージであって、
前記第１送信部は、前記第１受信部がトラフィックの負荷規制を行うための報知情報を受信すると、ユーザデータを有することを示す情報を設定した無線リソース制御メッセージを移動端末へ送信し、
前記第２データ処理部は、移動端末から受信した無線リソース制御メッセージ内の前記情報を参照して、当該メッセージからユーザデータを抽出するか否かを決定する、
請求項１に記載された通信装置。
【請求項３】
無線アクセスネットワーク上に配置されて無線リソース制御を行う通信装置との間で通信を行う移動端末であって、
無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとに、前記通信装置へ送信すべきユーザデータを複数のデータに分割する第３データ処理部と、
前記複数のデータの各々を無線リソース制御メッセージに収容させて前記通信装置へ送信する第２送信部と、
前記通信装置から複数の無線リソース制御メッセージを受信する第２受信部と、
前記第２受信部が受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する第４データ処理部と、
を備えた、移動端末。
【請求項４】
移動端末と、無線アクセスネットワーク上に配置されて前記移動端末との間の通信において無線リソース制御を行う通信装置との間で、一方が送信装置、他方が受信装置となってユーザデータの通信を行うときのデータ通信方法であって、
送信装置は、無線リソース制御メッセージに収容可能な所定量のデータごとにユーザデータを分割し、
送信装置は、前記所定量のユーザデータをそれぞれ含む複数の無線リソース制御メッセージを生成して受信装置宛に送信し、
受信装置は、前記送信装置から前記複数の無線リソース制御メッセージを受信し、
受信装置は、受信した複数の無線リソース制御メッセージの各々から前記所定量のデータを抽出して結合する、
ことを含む、データ通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２０５２１８（Ｐ２０１２−２０５２１８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７００６８（Ｐ２０１１−７００６８）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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