JP2016005242A - 無線通信システム、基地局、通信方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟なネットワークの拡張が可能な無線通信システム、基地局、通信方法、プログラムを提供する。
【解決手段】無線通信システムは、ユーザ機器と無線通信する第１の基地局と、コアネットワーク装置と通信する第２の基地局と、第１の基地局に接続され、第２の基地局の無線通信リソースを用いて第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器とを有する。伝送用のユーザ機器は、第１の基地局と第２の基地局との間の通信を中継する。
【選択図】 図１

Description

本明細書の開示は、無線通信システム、基地局、通信方法、プログラムに関する。

一般的には、無線通信ネットワークにおいて、基地局とコアネットワークとを接続するために、専用の伝送路網が構築される。
この伝送路網は、光ファイバーによる有線伝送路やマイクロ波通信による専用の無線伝送路を用いて構築された。

なお、特許文献１には、第１ターミナル・ユニットが、第１または第２基地局のいずれか一方のみを介して第２ターミナル・ユニットと通信する無線通信ネットワークが開示されている。

特表２００２−５４４７３６号公報

しかし、専用の伝送路網の構築は、時間と費用が必要である。このため、柔軟なネットワークの拡張が阻害されていた。

また、マイクロ波通信による無線伝送路網の構築は、ポイント・ツー・ポイント通信が可能で、かつ、見通し内環境でのみ伝送路網の構築が可能といった制限事項があった。このため、この観点においても、柔軟なネットワークの構築が阻害されていた。

したがって、本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の１つは、柔軟なネットワークの拡張が可能な無線通信システム、基地局、通信方法、プログラムを提供することである。なお、この目的は、本明細書に開示される実施形態が達成しようとする複数の目的の１つに過ぎないことに留意されるべきである。その他の目的又は課題と新規な特徴は、本明細書の記述又は添付図面から明らかにされる。

本実施形態のある局面に従えば、無線通信システムは、ユーザ機器と無線通信する第１の基地局と、コアネットワーク装置と通信する第２の基地局と、前記第１の基地局に接続され、前記第２の基地局の無線通信リソースを用いて前記第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器とを有する。前記伝送用のユーザ機器は、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信を中継する。

また、本実施形態の他の局面に従えば、基地局は、ユーザ機器と無線通信する第１の送受信機と、第２の基地局の伝送用の無線通信リソースを用いて、前記第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器とを有し、前記伝送用のユーザ機器を用いて、自局と前記第２の基地局との間の通信を中継する。

また、本実施形態の他の局面に従えば、通信方法は、ユーザ機器と無線通信する第１の基地局と、コアネットワーク装置と通信する第２の基地局と、前記第１の基地局に接続された伝送用のユーザ機器とを有する無線通信システムにおいて、前記伝送用のユーザ機器は、前記第２の基地局の無線通信リソースを用いて前記第２の基地局と通信し、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信を中継する。

また、本実施形態の他の局面に従えば、基地局を制御するためのプログラムは、ユーザ機器と無線通信するプロセスと、第２の基地局の伝送用の無線通信リソースを用いて、前記第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器を用いて、自局と前記第２の基地局との間の通信を中継するプロセスと、を前記基地局に実行させるプログラム。

本実施形態によれば、無線通信可能なユーザ機器を複数の基地局の間の伝送路として使用することにより、複数の基地局間を容易に接続し柔軟なネットワークが構築可能である。

第１の実施形態の例示的な無線通信システムを示す。 第２の実施形態の例示的な無線通信システムを示す。 第１または第２の実施形態における例示的な第１の基地局を示すブロック図である。 第１または第２の実施形態における例示的な伝送用ユーザ機器を示すブロック図である。 第１または第２の実施形態における例示的なコアネットワークを示すブロック図である。 第３の実施形態における例示的な無線通信システムを示す。 第３の実施形態における例示的な無線通信システムの通信方法を示すフローチャートである。 第４の実施形態における例示的な無線通信システムを示す。 第４の実施形態における例示的な無線通信システムの通信方法を示すフローチャートである。

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

以下に説明される複数の実施形態は、独立に実施されることもできるし、適宜組み合わせて実施されることもできる。これら複数の実施形態は、互いに異なる新規な特徴を有している。したがって、これら複数の実施形態は、互いに異なる目的又は課題を解決することに寄与し、互いに異なる効果を奏することに寄与する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態の例示的な無線通信システムを示す。

本実施形態の例示的な無線通信システムは、ユーザ機器１００または１１０と、第１の基地局２００と、伝送用ユーザ機器４００と、第２の基地局５００と、第２の伝送装置６００と、コアネットワーク装置７００と、第３の伝送装置８００と、外部ネットワーク９００とを有する。
なお、第１の基地局２００は、第１の伝送装置３００を有する。

ユーザ機器１００は、第１の基地局２００と無線通信する。第１の基地局２００は、ユーザ機器１００と無線通信する。また、第１の基地局２００は、伝送用ユーザ機器４００に接続される。伝送用ユーザ機器４００は、第１の基地局２００に接続する。第２の基地局５００は、第２の伝送装置６００を介してコアネットワーク装置７００と通信する。

第２の基地局５００は、配下のユーザ機器１１０と無線通信するための加入者用無線通信リソース（加入者用周波数リソース）を有する。また、第２の基地局５００は、伝送用ユーザ機器４００と無線通信するための伝送用無線通信リソース（伝送用周波数リソース）を有する。

伝送用ユーザ機器４００は、第２の基地局５００が有する伝送用無線通信リソースを用いて、第１の基地局２００と第２の基地局５００との間の無線通信を中継（リレー）可能に構成されている。

本実施形態によれば、複数の基地局の間における伝送路として、無線通信可能なユーザ機器を用いることにより、容易に複数の基地局間を接続し、柔軟なネットワークが構築可能である。中継用（リレー式）無線伝送装置として機能するユーザ機器（セルラーターミナル）により、短期間かつ費用面で有利な伝送路網の柔軟な構築が可能となる。

また、セルラー通信方式は見通し外（NLOS: Non-Line-Of-Sight）環境での通信も考慮して設計可能である。このため、２つの基地局（第１の基地局及び第２の基地局）の位置関係が見通し内（LOS: Line-Of-Sight）環境である場合だけでなく、見通し外（NLOS）環境の場合でも基地局間リレー式伝送路を構築できる。
＜第２の実施形態＞
図２は、第２の実施形態の例示的な無線通信システムを示す。

本実施形態では、第１の実施形態とは異なり、複数の第１の基地局２００が無線通信システムに設けられている。第１の基地局２００と第１の基地局２９０とは、同様の機能を有する。第１の基地局２９０は、伝送用ユーザ機器４９０と接続される。また、第１の基地局２９０は、第１の伝送装置（不図示）を有する。

伝送用ユーザ機器４９０は、第２の基地局５００が有する伝送用無線通信リソースを用いて、第１の基地局２９０と第２の基地局５００との間の無線通信を中継（リレー）可能に構成されている。

本実施形態によれば、第２の基地局の配下に、リレー式無線伝送装置として機能する伝送用ユーザ機器が複数設けられる。それぞれの伝送用ユーザ機器は対応する第１の基地局２００および２９０に接続される。このため、例えば、第２の基地局と第１の基地局との間で、ポイント・ツー・マルチポイントの接続が可能となる。

図３は、第１または第２の実施形態における例示的な第１の基地局を示す。

第１の基地局２００は、第１の送受信機２１０と、プロセッサ２３０及び第１の伝送装置３００を有する。ここで、第１の伝送装置３００は、第１の基地局２００の内部に設けられているが、外部に設けてもよい。

第１の送受信機２１０は、ユーザ機器１００と無線通信可能に構成されている。第１の伝送装置３００は、第１の送受信機２１０との間でデータ（パケット）を送受信する。プロセッサ２３０は、第１の送受信機２１０及び第１の伝送装置３００を制御する。

第１の伝送装置３００は、受信したデータ（パケット）を転送可能である。また、第１の伝送装置３００は、バーチャル プライベート ネットワーク(ＶＰＮ）のクライアント（ＶＰＮクライアント）として動作可能である。ＶＰＮクライアントは、ＶＰＮゲートウェイとの間で、仮想的な通信路（例えば、トンネルまたはプライベートネットワーク）を構築する。例えば、第１の伝送装置３００は、コアネットワークと外部ネットワークとの間のＳＧｉ（またはＧｉ）インターフェース上に存在する第３の伝送装置８００との間で、仮想的な通信路（ＶＰＮトンネル）を構築する。第１の伝送装置３００は、構築したＶＰＮトンネルを用いて、第３の伝送装置８００との通信を行う。

図４は、第１または第２の実施形態における例示的な伝送用ユーザ機器を示す。

伝送用ユーザ機器４００は、第１の送受信機４１０と、第２の送受信機４２０と、プロセッサ４３０とを有する。第１の送受信機４１０は、第１の基地局２００と通信可能に構成されている。なお、第１の伝送装置３００が第１の基地局２００の外部にある場合、第１の送受信機４１０は第１の伝送装置３００と通信可能に構成される。第２の送受信機４２０は、第２の基地局５００と通信可能に構成される。第２の送受信機４２０は、第２の基地局５００が有する伝送用無線通信リソースを用いて、第２の基地局５００との間の無線通信を行う。プロセッサ４３０は、第１の送受信機４１０と第２の送受信機４２０とを制御し、第１の基地局２００と第２の基地局５００との間の無線通信の中継（リレー）を制御する。なお、伝送用ユーザ機器４００またはユーザ機器１００は、第３世代移動体通信システムの標準化プロジェクト（３ＧＰＰ）に規定されたユーザ機器（UE: User Equipment）であってもよい。

図５は、第１または第２の実施形態における例示的なコアネットワークを示す。

コアネットワーク１０００は、第２の伝送装置６００とコアネットワーク装置７００と第３の伝送装置８００とを有する。第２の伝送装置６００とコアネットワーク装置７００との間には、第１のインターフェース７１０が設けられている。第１のインターフェースは、３ＧＰＰにて定義されるＳ１インターフェースであってもよい。コアネットワーク装置７００と第３の伝送装置８００との間には、第２のインターフェースが設けられている。第２のインターフェース７２０は、ＳＧｉ（またはＧｉ）インターフェースであってもよい。第２の伝送装置６００と第３の伝送装置８００との間には、第３のインターフェース７３０が設けられている。
＜第３の実施形態＞
図６は、第３の実施形態における例示的な無線通信システムを示す。

図６を用いて、ユーザ機器１００からの上り方向通信（アップリンク通信またはアップストリーム通信）における無線通信システムについて説明する。

本実施形態の例示的な無線通信システムは、ユーザ機器１００と、第１の基地局２００と、第１のルーター３００と、伝送用ユーザ機器４００と、第２の基地局５００と、ユーザ機器１１０と、第２のルーター６００と、コアネットワーク装置７００と、第３のルーター８００とを有する。
無線通信システムは、外部ネットワーク９００に接続可能できる。

ユーザ機器１００または１１０は、３ＧＰＰに規定されたユーザ機器（UE: User Equipment）であってもよい。

第１の基地局２００は、３ＧＰＰに規定されたＬＴＥ基地局（eNode BまたはeNB: Evolved Node B）であってもよい。なお、この例では、第１の基地局２００と第１のルーター３００（第１の伝送装置）とが、別体として示されている。

第１のルーター３００は、受信したデータ（パケット）を転送可能に構成されたルーターである。また、第１のルーター３００は、バーチャル プライベート ネットワーク(ＶＰＮ）のクライアント（ＶＰＮクライアント）として動作可能である。ＶＰＮクライアントは、ＶＰＮゲートウェイとの間で、仮想的な通信路（例えば、トンネルまたはプライベートネットワーク）を構築する。

伝送用ユーザ機器４００は、ＶＰＮのためのデータ（パケット）をそのまま通過させることが可能なＶＰＮパススルー機能を有する。より具体的には、伝送用ユーザ機器４００は、IPsec(IP Security)またはPPTP(Point to Point Tunneling Protocol)によるVPN通信（ＶＰＮのパケット）を通過させることができる。

第２の基地局５００は、３ＧＰＰに規定されたＬＴＥ基地局（eNode BまたはeNB）であってもよい。第２の基地局５００は、第２の基地局５００のセルに属する（在圏する）ユーザ機器１１０と、加入者用の無線通信リソース（加入者用周波数リソース）を用いて、無線通信を行う。第２の基地局５００は、コアネットワーク装置７００との間に、論理セッションを構築する。この論理セッションは、General Packet Radio Service（GPRS）トンネリング プロトコルによる論理セッション（ＧＴＰトンネル）であってもよい。

第２の基地局５００は、伝送用ユーザ機器４００から受信したデータ（パケット）を構築した論理セッションを介して、コアネットワーク装置７００に送信する。

第２のルーター６００は、受信したデータ（パケット）を転送可能に構成されたルーターである。

コアネットワーク装置７００は、第２の基地局５００との間で論理セッションを構築する。コアネットワーク装置７００は、３ＧＰＰで規定されたEvolved Packet Core（ＥＰＣ）装置であってもよい。EPC装置は、Mobility Management Entity（MME）、Serving Gateway（S-GW）及びPDN Gateway（P-GW）の少なくとも一つであってもよく、S-GW及びP-GWの統合型のゲートウェイであってもよい。

第３のルーター８００は、受信したデータ（パケット）を転送可能に構成されたルーターである。また、第３のルーター８００は、ＶＰＮクライアントとの間で構築した仮想的な通信路を終端するためのＶＰＮゲートウェイとして動作可能である。

前述のとおり、仮想的な通信路の一例として、ＧＴＰトンネル７６０が、第２の基地局５００とコアネットワーク装置７００との間のＳ１インターフェース上に構築される。また、仮想的な通信路の一例として、第１のルーター３００と第３のルーター８００との間に、ＶＰＮトンネル７５０が構築される。

また、仮想的な通信路の一例として、ＧＴＰトンネル７４０が、第１の基地局２００とコアネットワーク装置７００との間のＳ１インターフェース上に構築される。ＧＴＰトンネル７４０は、第１の基地局２００から、第１のルーター３００、伝送用ユーザ機器４００、第２の基地局５００、第２のルーター６００、コアネットワーク装置７００、第３のルーター８００、第２のルーター６００を順に経由して、コアネットワーク装置７００までの間に構築されている。

ユーザ機器１００が送信したデータ（パケット）は、第１の基地局２００で受信された後、ＧＴＰトンネル７４０を経由した後、コアネットワーク装置７００に到着する。到着したパケットは、外部ネットワーク９００に送信される。ユーザ機器１１０が送信したデータ（パケット）は、第２の基地局５００で受信された後、ＧＴＰトンネル７６０を経由した後、コアネットワーク装置７００に到着する。到着したパケットは、外部ネットワーク９００に送信される。

図７は、第３の実施形態における例示的な無線通信システムの通信方法を示す。

図６及び図７を用いて、ユーザ機器１００からの上り方向通信（アップリンク通信またはアップストリーム通信）における通信方法について説明する。

ステップＳ１０において、ユーザ機器（ＵＥ）は、ユーザ機器が収容された（在圏している、接続されている、またはRRCコネクションが確立されている）第１の基地局２００に、データ（パケット）を送信する。

ステップＳ２０において、第１の基地局２００は、コアネットワーク装置７００（ＥＰＣ装置）との間でパケット転送用の論理コネクション（ここでは、ＧＴＰトンネル）を構築する。第１の基地局２００は、Ｓ１０にてユーザ機器が送信したデータを、ＧＴＰによってカプセリングする。

ステップＳ３０において、構築されたＧＴＰトンネルを用いて、カプセリングされたデータがコアネットワーク装置７００宛に送信される。

ステップＳ４０において、ステップＳ３０にて第１のルーター３００が送信したデータを受信した後、第１のルーター３００は、データの送出元アドレス（例えば、IPアドレス）及び送出先アドレスの変更がなされないようにするため、ＶＰＮクライアントとして動作する。

第１のルーター３００は、第３のルーター８００との間で仮想の通信路（ＶＰＮトンネル）を構築する。ここで、第１のルーター３００は、第３のルーター８００を宛先情報として、Ｓ３０にて受信したデータをカプセル化する。
具体的には、第１のルーター３００は、ＶＰＮゲートウェイとして動作する伝送装置（ルーター）とコアネットワーク装置との関連づけを示す関連情報が登録されたテーブルを有している。第１のルーター３００は、Ｓ３０で受信したデータの送出先アドレスに対応するコアネットワーク装置と関連するルーターをこのテーブルから特定する。図７では、第３のルーター８００が特定される。第１のルーター３００は、第３のルーター８００との間にＶＰＮトンネルを構築する。なお、第３のルーター８００はＶＰＮゲートウェイとして動作する。

ステップＳ５０において、第１のルーター３００から伝送用ユーザ機器４００に、Ｓ４０で構築されたＶＰＮトンネルを用いてデータが送信される。

伝送用ユーザ機器４００は、ＶＰＮパススルー機能を用いて、受信したデータを第２の基地局５００に送信する。

ステップＳ６０において、第２の基地局５００は、コアネットワーク装置７００（ＥＰＣ装置）との間でパケット転送用の論理コネクション（ここでは、ＧＴＰトンネル）を構築する。第２の基地局５００は、Ｓ５０にて伝送用ユーザ機器４００が送信したデータをカプセリングする。なお、ここで構築する論理コネクションは、Ｓ２０で構築した論理コネクションとは異なる。

ステップＳ７０において、構築されたＧＴＰトンネルを用いて、カプセリングされたデータがコアネットワーク装置７００宛に送信される。第２のルーター６００は、第２の基地局５００から受信するカプセリングされたデータを透過し、コアネットワーク装置７００に送信する。

ステップＳ８０において、コアネットワーク装置７００は、ＧＴＰにてカプセル化されたデータのカプセリングを解除する。

ステップＳ９０において、コアネットワーク装置７００は、カプセル化が解除されたデータをＳＧｉインターフェースに設けられた第３のルーター８００に送信する。

ステップＳ１００において、第３のルーター８００は、ＶＰＮゲートウェイとして動作する。第３のルーター８００は、ＶＰＮトンネルを解除する。つまり、ステップＳ４０にて行われたデータのカプセル化が解除される。

ステップＳ１１０において、第３のルーター８００は、カプセル化を解除したデータの宛先が、コアネットワーク装置７００のＳ１インターフェースであることを確認する。第３のルーター８００は、コアネットワーク装置７００のＳ１インターフェース上に設けられた第２のルーター６００に、カプセル化が解除されたデータ（ＶＰＮトンネリングが解除されたデータ）を送信する。ここで、第３のルーター８００は、所定の設定情報（コンフィグインフォメーション）が記憶されたメモリ（テーブルまたは記憶領域）を有している。第３のルーター８００は、カプセル化が解除されたデータの宛先情報とメモリに記憶された設定情報とに基づき、データの送信先（ルーティング先）を特定する。

ステップＳ１２０において、第２のルーター６００は、Ｓ１１にて第３のルーター８００から受信したデータを、コアネットワーク装置７００に送信する。

ステップＳ１３０において、コアネットワーク装置７００は、ステップＳ２０においてＧＴＰにてカプセル化されたデータのカプセリングを解除する。

ステップＳ１４０において、コアネットワーク装置７００は、カプセリングが解除されたデータをＳＧｉインターフェースを介して、外部ネットワーク９００に送信する。

本実施形態によれば、例えば、３ＧＰＰにおける、Long Term Evolution(LTE)の後継となる無線通信規格であるLTE Advancedにおいて検討が進められているリレー技術に関するリレー局を必要とせず、セルラー網構築における伝送路網構築ができる。
＜第４の実施形態＞
図８は、第４の実施形態における例示的な無線通信システムを示す。

本実施形態では、ユーザ機器１００宛の下り方向通信（ダウンリンク通信またはダウンストリーム通信）における無線通信システムが示される。第３の実施形態と第４の実施形態における構成は、実質的には同様である。

図９は、第４の実施形態における例示的な無線通信システムの通信方法を示す。図８及び図９を用いて、ユーザ機器１００からの下り方向通信（ダウンリンク通信またはダウンストリーム通信）における通信方法について説明する。

図９のステップＳ２１０において、コアネットワーク装置７００は、ＳＧｉインターフェースを介し、外部ネットワーク９００から、ユーザ機器１００宛のデータ（パケット）を受信する。

ステップＳ２２０において、コアネットワーク装置７００は、第１の基地局２００との間でパケット転送用の論理コネクション（ここでは、ＧＴＰトンネル）を構築する。コアネットワーク装置７００は、Ｓ２１０にて受信したデータをＧＴＰによってカプセリングする。

ステップＳ２３０において、構築されたＧＴＰトンネルを用いて、カプセリングされたデータが第１の基地局２００宛に送信される。ここでは、コアネットワーク装置７００が第２のルーター６００にカプセリングされたデータを送信する。

ステップＳ２４０において、第２のルーター６００は、カプセリングされたデータの宛先アドレス情報（例えば、IPアドレス）が第１の基地局２００を示す場合、このデータを第３のルーター８００にルーティング（送信）するよう設定されている。一方、第２のルーター６００は、カプセリングされたデータの宛先アドレス情報が第２の基地局５００を示す場合、このデータを第２の基地局５００にルーティング（送信）するよう設定されている。この例では、第２のルーター６００は、カプセリングされたデータの宛先アドレス情報を参照した結果、宛先アドレス情報が第１の基地局２００であると判断し、このデータを第３のルーター８００にルーティング（送信）する。

ステップ２５０において、第３のルーター８００は、Ｓ２４０で受信したデータの送出元アドレス（例えば、IPアドレス）及び送出先アドレスの変更がなされないようにするため、ＶＰＮゲートウェイとして動作する。ここで、例えば、第３のルーター８００がステップＳ２１０で送信されたデータと同じデータを、第２のルーター６００から受信した場合に、ＶＰＮゲートウェイとして動作するように設定されてもよい。

第３のルーター８００は、第１のルーター３００との間で仮想の通信路（ＶＰＮトンネル）を構築する。ここで、第３のルーター８００は、Ｓ２４０で受信したデータを、第１のルーター３００を宛先情報として、カプセル化する。具体的には、第３のルーター８００は、データの送信先であるユーザ機器１００に対応する第１の基地局２００の識別情報（ＩＰアドレス、基地局識別情報など）、第１の基地局２００に付随する伝送装置（ルーター）の情報が登録されたテーブルを有している。伝送装置の情報は、ＶＰＮクライアントとして動作する伝送装置（ルーター）とコアネットワーク装置との関連づけを示す関連情報であってもよい。第３のルーター８００は、Ｓ２４０でルーティングされたデータの送出先アドレスに関連する第１の基地局２００と関連するルーターをこのテーブルに基づき特定する。図９では、第３のルーター８００が、ＶＰＮクライアントとして第１のルーター３００を特定し、第１のルーター３００との間にＶＰＮトンネルを構築する。

ステップＳ２６０において、第３のルーター８００は、Ｓ２５０にて構築されたＶＰＮトンネルを用いて、データをコアネットワーク装置７００に送信する。

ステップＳ２７０において、コアネットワーク装置７００は、第２の基地局５００との間でパケット転送用の論理コネクション（ここでは、ＧＴＰトンネル）を構築する。コアネットワーク装置７００は、Ｓ２６０にて送信されたデータをカプセリングする。なお、ここで構築する論理コネクションは、Ｓ２２０で構築した論理コネクションとは異なる。

ステップＳ２８０において、構築されたＧＴＰトンネルを用いて、カプセリングされたデータが第２の基地局５００宛に送信される。第２のルーター６００は、コアネットワーク装置７００から受信するカプセリングされたデータを透過し、第２の基地局５００に送信する。

なお、ここで、コアネットワーク装置７００は、Ｓ２１０で受信したパケットと同じパケットをＳ２６０で受信した場合、Ｓ２８０において、第１の基地局２００に関連づけられた第２の基地局５００宛に、カプセリングされたデータを送信するよう、構成されてもよい。

ステップＳ２９０において、第２のルーター６００は、ＧＴＰにてカプセル化されたデータのカプセリングを解除する。ここで、カプセリングを解除されたデータの宛先が、第１の基地局２００である場合、伝送用ユーザ機器４００にこのデータを送信するよう構成されてもよい。

ステップＳ３００において、第２の基地局５００は、カプセル化が解除されたデータを第１のルーター３００に、Ｓ２５０で構築されたＶＰＮトンネルを用いてデータを送信する。伝送用ユーザ機器４００は、ＶＰＮパススルー機能を用いて、受信したデータを第１のルーター３００に送信する。

ステップＳ３１０において、ＶＰＮクライアントとして動作する第１のルーター３００は、ＶＰＮトンネルを解除する。つまり、ステップＳ２５０にて行われたデータのカプセル化が解除される。

ステップＳ３２０において、カプセル化を解除したデータが第１のルーター３００から第１の基地局２００に送信される。

ステップＳ３３０において、ステップＳ２２０においてＧＴＰにてカプセル化されたデータのカプセリングが解除される。

ステップＳ３４０において、ステップＳ３３０にてカプセリングが解除されたデータが、宛先であるユーザ機器１００に送信される。

本実施形態によれば、例えば、３ＧＰＰにおける、Long Term Evolution(LTE)の後継となる無線通信規格であるLTE Advancedにおいて検討が進められているリレー技術に関するリレー局を必要とせず、セルラー網構築における伝送路網構築ができる。

上記実施形態では、第２の基地局のセルカバレッジ範囲の端において、新たな基地局を設置することで、サービスエリア拡大すること、またはサービスエリア内での不感地対策が可能となる。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明について、好適な実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、上記無線通信システムは、ＬＴＥ以外のＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＨＳＰＡ等の３Ｇセルラー通信方式にも適用できる。例えば、３Ｇセルラー通信方式に適用した場合、基地局はNode B(NB)と呼び、コアネットワーク装置はＳＧＳＮまたはＧＧＳＮと呼ぶ。また、コアネットワークと外部ネットワークを接続するＳＧｉインターフェースは、Ｇｉインターフェースとする。

上記の実施形態において、ユーザ機器(UE)に関して説明する。ユーザ機器は、ユーザ端末と呼ぶこともでき、システム、加入者ユニット、加入者局、移動局、ワイヤレス端末、モバイルデバイス、ノード、デバイス、リモート局、リモート端末、端末、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレス通信装置またはユーザエージェントの機能性の一部または全部を含み得る。

ユーザ機器は、セルラー電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル(SIP)電話、スマートフォン、ワイヤレスローカルループ(WLL)局、携帯情報端末(PDA)、ラップトップ、タブレット、ネットブック、スマートブック、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、衛星無線、ワイヤレスモデムカードおよび/またはワイヤレスシステムを介して通信する別の処理デバイスでよい。

また、様々な態様について、基地局に関して説明する。基地局は、1つまたは複数のワイヤレス端末との通信に使用することができ、アクセスポイント、ノード、進化型ノードB(eNB)、または他の何らかのネットワークエンティティの機能性の一部または全部を含み得る。基地局は、エアインターフェースを介してUEと通信する。この通信は、1つまたは複数のセクタを通って起こり得る。基地局は、受信したエアインターフェースフレームをIPパケットに変換することによって、UEと、インターネットプロトコル(IP)ネットワークを含み得るアクセスネットワークの残りとの間のルーターとして作用し得る。基地局は、エアインターフェース用の属性の管理を調整することもでき、ワイヤードネットワークとワイヤレスネットワークとの間のゲートウェイであってもよい。

上述した無線通信システムに設けられた各構成要素（ユーザ機器１００、第１の基地局２００、第１のルーター３００、伝送用ユーザ機器４００、第２の基地局５００、第２のルーター６００、コアネットワーク装置７００、第３のルーター８００）が行う処理は、目的に応じてそれぞれ作製された論理回路で行うようにしても良い。

また、処理内容を手順として記述したコンピュータプログラム（以下、プログラムと称する）を、無線通信システムを構成する要素のそれぞれにて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムが無線通信システムの各構成要素それぞれに読み込まれ、実行されるものであっても良い。

無線通信システムの各構成要素それぞれにて読取可能な記録媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ（ＤＶＤ）、Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ（ＣＤ）などの移設可能な記録媒体などを指す。また、この記録媒体は、無線基地局１００、１０１それぞれに内蔵されたＲｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）等のメモリやＤｒｉｖｅ（ＨＤＤ）などを指してもよい。

この記録媒体に記録されたプログラムは、無線通信システムの各構成要素それぞれに設けられたＣｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）にて読み込まれ、ＣＰＵの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。ここで、ＣＰＵは、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作するものである。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

（付記）
なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

前述の実施形態の一部または全部は、以下の各付記のようにも記載することができる。しかしながら、以下の各付記は、あくまでも、本発明の単なる例示に過ぎず、本発明は、かかる場合のみに限るものではない。

（付記１）
無線通信システムであって、
ユーザ機器と無線通信する第１の基地局と、
コアネットワーク装置と通信する第２の基地局と、
前記第１の基地局に接続され、前記第２の基地局の無線通信リソースを用いて前記第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器とを有し、
前記伝送用のユーザ機器は、
前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信を中継する、
無線通信システム。

（付記２）
前記第１の基地局と前記伝送用のユーザ機器との間に設けられた第１の伝送装置と、
前記第２の基地局と前記コアネットワーク装置との間に設けられた第２の伝送装置と、
前記第コアネットワーク装置と外部ネットワークとの間に設けられた第３の伝送装置と、
を有し、
前記第１の伝送装置と前記第３の伝送装置とを用いて、仮想プライベートネットワークが構築される、
付記１記載の無線通信システム。

（付記３）
前記第１の基地局と前記コアネットワーク装置との間に、前記第１の基地局と前記コアネットワーク装置との間の通信のためのトンネルが構築され、
前記トンネルは、
前記仮想プライベートネットワークを用いて、前記コアネットワーク装置と前記第１の基地局とを接続する、
付記２記載の無線通信システム。

（付記４）
前記第３の伝送装置は、
前記仮想プライベートネットワークを介して前記第１の伝送装置から受信するデータを、前記第２の伝送装置に送信する、
付記２または３記載の無線通信システム。

（付記５）
前記第３の伝送装置は、
前記第２の伝送装置から受信するデータを、前記仮想プライベートネットワークを介して前記第１の伝送装置に送信する、
付記２または３記載の無線通信システム。

（付記６）
前記伝送用のユーザ機器は、
前記第１の伝送装置から受信するデータの送信アドレスの変換を行わず、前記データを前記第２の基地局に通過させる、
付記１〜５の何れか一項に記載の無線通信システム。

（付記７）
前記第２の基地局と前記コアネットワーク装置との間のＳ１インターフェースを更に有し、
前記第２の伝送装置は、
前記Ｓ１インターフェース上に設けられる、
付記２〜６記載の無線通信システム。

（付記８）
前記コアネットワーク装置と前記外部ネットワークとの間との間のＳＧｉインターフェースを有し、
前記第３の伝送装置は、
前記ＳＧｉインターフェース上に設けられる、
付記２〜７記載の無線通信システム。

（付記９）
ユーザ機器と無線通信する第１の送受信機と、
第２の基地局の伝送用の無線通信リソースを用いて、前記第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器とを有し、
前記伝送用のユーザ機器を用いて、自局と前記第２の基地局との間の通信を中継する、
基地局。

（付記１０）
無線通信システムの通信方法であって、
前記無線システムは、
ユーザ機器と無線通信する第１の基地局と、
コアネットワーク装置と通信する第２の基地局と、
前記第１の基地局に接続された伝送用のユーザ機器とを有し、
前記伝送用のユーザ機器は、
前記第２の基地局の無線通信リソースを用いて前記第２の基地局と通信し、
前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信を中継する、
通信方法。

（付記１１）
基地局を制御するためのプログラムであって、
前記プログラムは、
ユーザ機器と無線通信するプロセスと、
第２の基地局の伝送用の無線通信リソースを用いて、前記第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器を用いて、
自局と前記第２の基地局との間の通信を中継するプロセスと、を前記基地局に実行させるプログラム。

（付記１２）
第１の基地局と通信可能に構成された第１の送受信機と、
伝送用の無線通信リソースを用いて、第２の基地局と無線通信可能に構成された第２の送受信機と、
前記伝送用の無線通信リソースを用いて、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信を中継するために、前記第１の送受信機と前記第２の送受信機とを制御するプロセッサとを、有する
ユーザ機器。

（付記１３）
無線通信システムの通信方法であって、
前記無線システムは、
ユーザ機器と無線通信する第１の基地局と、
コアネットワーク装置と通信する第２の基地局と、
前記第１の基地局に接続された伝送用のユーザ機器とを有し、
前記伝送用のユーザ機器は、
前記第２の基地局の無線通信リソースを用いて前記第２の基地局と通信し、
前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信を中継する、
通信方法。

１００、１１０ ユーザ機器
２００、２９０ 第１の基地局
２１０ 第１の送受信機
２３０ プロセッサ
３００ 第１の伝送装置
４００、４９０ 伝送用ユーザ機器
４１０ 第１の送受信機
４２０ 第２の送受信機
４３０ プロセッサ
５００ 第２の基地局
６００ 第２の伝送装置
７００ コアネットワーク装置
７１０ Ｓ１インターフェース
７２０ ＳＧｉインターフェース
７３０ インターフェースＳ１−ａ１
７４０ ＧＴＰトンネル
７５０ ＶＰＮトンネル
７６０ ＧＴＰトンネル
８００ 第３の伝送装置
９００ 外部ネットワーク
１０００ コアネットワーク

Claims (10)

1. 無線通信システムであって、
   ユーザ機器と無線通信する第１の基地局と、
   コアネットワーク装置と通信する第２の基地局と、
   前記第１の基地局に接続され、前記第２の基地局の無線通信リソースを用いて前記第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器とを有し、
   前記伝送用のユーザ機器は、
   前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信を中継する、
   無線通信システム。
2. 前記第１の基地局と前記伝送用のユーザ機器との間に設けられた第１の伝送装置と、
   前記第２の基地局と前記コアネットワーク装置との間に設けられた第２の伝送装置と、
   前記第コアネットワーク装置と外部ネットワークとの間に設けられた第３の伝送装置と、
   を有し、
   前記第１の伝送装置と前記第３の伝送装置とを用いて、仮想プライベートネットワークが構築される、
   請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記第１の基地局と前記コアネットワーク装置との間に、前記第１の基地局と前記コアネットワーク装置との間の通信のためのトンネルが構築され、
   前記トンネルは、
   前記仮想プライベートネットワークを用いて、前記コアネットワーク装置と前記第１の基地局とを接続する、
   請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記第３の伝送装置は、
   前記仮想プライベートネットワークを介して前記第１の伝送装置から受信するデータを、前記第２の伝送装置に送信する、
   請求項２または３記載の無線通信システム。
5. 前記第３の伝送装置は、
   前記第２の伝送装置から受信するデータを、前記仮想プライベートネットワークを介して前記第１の伝送装置に送信する、
   請求項２または３記載の無線通信システム。
6. 前記伝送用のユーザ機器は、
   前記第１の伝送装置から受信するデータの送信アドレスの変換を行わず、前記データを前記第２の基地局に通過させる、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の無線通信システム。
7. 前記第２の基地局と前記コアネットワーク装置との間のＳ１インターフェースを更に有し、
   前記第２の伝送装置は、
   前記Ｓ１インターフェース上に設けられる、
   請求項２〜６記載の無線通信システム。
8. 基地局
   ユーザ機器と無線通信する第１の送受信機と、
   第２の基地局の伝送用の無線通信リソースを用いて、前記第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器とを有し、
   前記伝送用のユーザ機器を用いて、自局と前記第２の基地局との間の通信を中継する、
   基地局。
9. 無線通信システムの通信方法であって、
   前記無線システムは、
   ユーザ機器と無線通信する第１の基地局と、
   コアネットワーク装置と通信する第２の基地局と、
   前記第１の基地局に接続された伝送用のユーザ機器とを有し、
   前記伝送用のユーザ機器は、
   前記第２の基地局の無線通信リソースを用いて前記第２の基地局と通信し、
   前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の通信を中継する、
   通信方法。
10. 基地局を制御するためのプログラムであって、
    前記プログラムは、
    ユーザ機器と無線通信するプロセスと、
    第２の基地局の伝送用の無線通信リソースを用いて、前記第２の基地局と通信可能に構成された伝送用のユーザ機器を用いて、
    自局と前記第２の基地局との間の通信を中継するプロセスと、を前記基地局に実行させるプログラム。

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