JP7050721B2 - 無線通信装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置及び制御方法に関する。

従来、無線通信システムにおける伝送容量（以下「システム容量」という）を増大させるために、様々な工夫がなされている。例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Radio Access Network Long Term Evolution）では、マクロセルの他にスモールセル（小セル）を活用してシステム容量を増大させる技術に関する議論が行われている。ここで、セルとは、無線端末が無線信号を送受信するために、無線基地局がカバーする範囲を指す。そして、マクロセルは、送信電力が比較的高く、電波到達範囲が比較的大きい基地局のセルである。また、スモールセルは、送信電力が比較的低く、電波到達範囲が比較的小さい基地局のセルである。

３ＧＰＰ ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ－Ａ）では、無線通信システムの構成として、例えば、マクロセルの中に複数のスモールセルが含まれる構成が検討されている。そして、移動局がマクロセル及びスモールセルに同時に接続する技術が検討されている。他にも、移動局が異なる２つのスモールセルに同時に接続する技術が検討されている。このように、移動局が、２つの異なるセルに同時に接続して実施する通信は、２元接続（Dual Connectivity）と呼ばれることがある。

移動局がマクロセル及びスモールセルに同時に接続する場合、例えば、伝送路の設定やハンドオーバーの制御などのレイヤ３の制御情報を含む制御プレーンの信号は、マクロセルの基地局（以下「マクロ基地局」という）との間で送受信される。また、例えば、ユーザデータを含むデータプレーンの信号は、マクロ基地局及びスモールセルの基地局（以下「スモール基地局」という）の双方との間で送受信される。ここで、制御プレーンは、コントロールプレーン（Control Plane：Ｃプレーン）又はＳＲＢ（Signaling Radio Bearer）などと呼ばれることがある。また、データプレーンは、ユーザプレーン（User Plane：Ｕプレーン）又はＤＲＢ（Data Radio Bearer）などとも呼ばれる。

一方、移動局が異なる２つのスモールセルに同時に接続する場合、例えば、制御プレーンの信号は、一方のスモール基地局との間で送受信され、データプレーンの信号は、他方のスモール基地局との間で送受信される。データプレーンの信号は、両方のスモール基地局との間で送受信されても良い。

このような２元接続において、制御プレーンが接続される基地局をプライマリ基地局と呼ぶことがある。また、プライマリ基地局と協調して通信しデータプレーンが接続される基地局をセカンダリ基地局と呼ぶことがある。また、これらの基地局は、アンカー無線基地局及びアシスティング無線基地局や、マスター無線基地局及びスレーブ無線基地局と呼ばれることもある。なお、ＬＴＥ－Ａの最新動向では、それぞれ、マスター基地局及びセカンダリ基地局と呼ばれている。本願では、それぞれ第１の通信装置及び第２の通信装置と呼ぶことがある。

２元接続におけるプライマリ基地局及びセカンダリ基地局への機能分担については、データプレーンの信号をどのレイヤで分岐させるかにより、様々な構成が提案されている。例えば、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤの前段でデータプレーンの信号を分岐させる構成がある。また、例えば、ＰＤＣＰレイヤとＲＬＣ（Radio Link Control）レイヤの間でデータプレーンの信号を分岐させる構成がある。また、例えば、ＲＬＣレイヤとＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤの間でデータプレーンの信号を分岐させる構成がある。これらに限らず、各レイヤ内でデータプレーンの信号を分岐させる構成も可能である。また、例えば、ＰＤＣＰレイヤの一部の機能はプライマリ基地局に割り当て、ＰＤＣＰレイヤの残りの機能はセカンダリ基地局に割り当てるという構成も可能である。これは、ＲＬＣレイヤ及びＭＡＣレイヤの機能についても同様である。なお、ＬＴＥ－Ａの最新動向では、ＰＤＣＰレイヤとＲＬＣレイヤの間でデータプレーンの信号を分岐する構成（Architecture 3C）と、マスター基地局およびスモール基地局それぞれがＰＤＣＰレイヤ、ＲＬＣレイヤ、ＭＡＣレイヤを有する構成（Architecture 1C）を採用することになっている。

このように機能分担するプライマリ基地局及びセカンダリ基地局は、互いに有線又は無線のリンクで接続される。そして、このリンクを経由して、プライマリ基地局で分岐したデータプレーンの信号がセカンダリ基地局へ送信される。

3GPP TS 36.300 V12.0.0 (2013-12), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 3GPP TS36.211 V12.0.0(2013-12), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation 3GPP TS36.212 V12.0.0(2013-12) , 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding 3GPP TS36.213 V12.0.0(2013-12) , 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures 3GPP TS36.321 V12.0.0(2013-12) , 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) protocol specification 3GPP TS36.322 V11.0.0(2012-09) , 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Link Control (RLC) protocol specification 3GPP TS 36.323 V11.2.0 (2013-03), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Packet Data Convergence Protocol (PDCP) specification 3GPP TS36.331 V12.0.0(2013-12) , 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification 3GPP TS36.413 V12.0.0(2013-12) , 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP) 3GPP TS36.423 V12.0.0(2013-12) , 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 Application Protocol (X2AP) 3GPP TR36.842 V12.0.0(2013-12) , 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Study on Small Cell enhancements for E-UTRA and E-UTRAN; Higher layer aspects

ところで、２元接続の実施中に、例えばセカンダリ基地局と移動局の間の通信において通信状態が変化した場合には、２元接続を解除して１元接続への切り替えが発生することが考えられる。すなわち、移動局がマクロ基地局及びスモール基地局と同時に接続している際に移動局とスモール基地局の間の通信状態に変化があると、２元接続が解除され、移動局がマクロ基地局のみと通信を行うようになることが考えられる。通信状態の変化の一例としては、例えばデータ通信に関する不具合やエラーの発生及び無線品質の劣化などが挙げられる。

しかしながら、２元接続の実施中には、マクロ基地局及びスモール基地局の双方からデータプレーンの信号が送信されるため、１元接続への切り替えが発生した場合に、移動局においてユーザデータの重複や欠損が生じる虞がある。すなわち、２元接続から１元接続への切り替えが発生した場合には、マクロ基地局は、スモール基地局から送信済みのユーザデータを重複して送信したり、スモール基地局から未送信のユーザデータを送信せずに欠損させたりすることがある。

また、この問題は、基地局から移動局へ向かう下り回線のみではなく、移動局から基地局へ向かう上り回線においても発生する。すなわち、２元接続の実施中、移動局はマクロ基地局及びスモール基地局の双方へユーザデータを送信するが、１元接続に切り替わった後は、移動局はマクロ基地局のみへユーザデータを送信する。このとき、移動局は、スモール基地局へ送信済みのユーザデータがマクロ基地局へ転送されたか否かを把握していないため、１元接続への切り替え後に、過不足なくユーザデータをマクロ基地局へ送信することが困難である。同様に、移動局が３元以上の多元接続をしている場合においても、１元接続への切り換え後に送受信されるユーザデータの不整合が発生することがある。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、送受信されるユーザデータの不整合を防止することができる無線通信装置及び制御方法を提供することを目的とする。

本願が開示する無線通信装置は、１つの態様において、第１の通信装置と第２の通信装置と２元接続して通信が可能な無線通信装置において、前記２元接続中に、前記第１の通信装置から送信される第１信号を第１の経路を介して受信し、前記第１の通信装置から送信される第２信号を前記第２の通信装置を経由する第２の経路を介して受信する受信部と、前記第１の通信装置との接続を１元接続に変更を行う通信制御が可能な制御部と、前記通信制御を行う場合に、前記受信部によって受信済み又は未受信の信号を特定する第１の受信状態情報を前記第１の経路を介して前記第１の通信装置へ送信する送信部と、を有し、前記受信部は、前記２元接続中に前記第２の通信装置と前記第１の通信装置間でロスしたパケットに関する情報を前記第２の通信装置から取得することが可能であって、当該情報に応じて前記第１の通信装置から送信されるRRC reconfigurationメッセージであって、前記２元接続から前記１元接続に切り替えを指示するRRC reconfigurationメッセージ、及び、前記２元接続時に前記第２の通信装置を介した前記第１の通信装置への通信の不具合が発生した場合に前記第１の通信装置が送信する第２の受信状態情報であって、該第１の通信装置によって受信済み又は未受信の信号を特定し、該未受信の信号として前記第１の通信装置と前記第２の通信装置間でデータロスした信号を含む前記第２の受信状態情報を受信し、前記制御部は、前記受信部によって受信されるRRC reconfigurationメッセージに応じて前記通信制御を実施するとともに、前記第２の受信状態情報に応じて前記第１の通信装置へ送信するパケットを制御する。

本願が開示する無線通信装置及び制御方法の１つの態様によれば、送受信されるユーザデータの不整合を防止することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態２に係る無線通信システムのレイヤ構成を示すブロック図である。 図４は、ＰＤＣＰ ＳＲのフォーマットの具体例を示す図である。 図５は、ＰＤＵタイプの一覧を示す図である。 図６は、実施の形態２に係る接続切替方法を示すシーケンス図である。 図７は、実施の形態２に係る移動局の処理を示すフロー図である。 図８は、実施の形態３に係る接続切替方法を示すシーケンス図である。 図９は、基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。 図１０は、移動局のハードウェア構成を示すブロック図である。

以下、本願が開示する無線通信装置及び制御方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の各実施の形態は、適宜組み合わせて実施しても良いことは、いうまでもない。以下では、下り通信及び上り通信に関する実施の形態について説明しており、２元接続は、下り通信及び上り通信がいずれも実施される双方向通信において使用されることが多いため、各実施の形態を組み合わせて実施しても良いことは明らかである。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示す無線通信システムは、マクロ基地局１００、スモール基地局２００及び移動局３００を有する。

移動局３００は、プライマリ基地局としてマクロ基地局１００に接続する。したがって、移動局３００は、図１中実線の矢印で表される制御プレーン及び破線の矢印で表されるデータプレーンによりマクロ基地局１００と接続される。また、移動局３００は、セカンダリ基地局としてスモール基地局２００に接続する。したがって、移動局３００は、データプレーンによりスモール基地局２００と接続される。

[無線通信システムの構成]
図２は、実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。図２に示すように、マクロ基地局１００は、上位レイヤ通信装置４に接続されており、マクロ基地局１００及びスモール基地局２００は、例えばＸ２インタフェースを利用して有線接続されている。そして、マクロ基地局１００及びスモール基地局２００は、移動局３００と無線通信を行う。

マクロ基地局１００は、通信部１１及び制御部１４を有する。通信部１１は、スモール基地局２００、移動局３００及び上位レイヤ通信装置４と通信する。すなわち、通信部１１は、スモール基地局２００及び上位レイヤ通信装置４との間では有線通信を行い、移動局３００との間では無線通信を行う。

具体的には、通信部１１は、受信部１２及び送信部１３を有する。受信部１２は、上位レイヤ通信装置４から制御データ及びユーザデータを受信する。そして、受信部１２は、受信した制御データ及びユーザデータを送信部１３へ出力する。なお、制御データはマクロ基地局１００が自ら生成したデータであっても良い。

送信部１３は、移動局３００宛ての制御データを移動局３００へ無線送信する。また、送信部１３は、制御部１４の指示に従って、移動局３００宛てのユーザデータの一部を移動局３００へ無線送信するとともに、残りのユーザデータをスモール基地局２００へ送信する。

制御部１４は、受信部１２及び送信部１３を含む通信部１１の動作を統括制御する。また、制御部１４は、通信状態に応じてデータ通信を制御する。２元接続から１元接続に切り替える際には、移動局３００に対し、移動局３００から受信した受信状態情報を参照し、移動局３００とのデータの整合性を確保する。

なお、１元接続に切り替える例として、例えば以下のケースがある。まず、通信相手を現在のスモール基地局２００から別のスモール基地局に切り替える場合が挙げられる（RRC reconfiguration including the SeNB change）。続いて、スモール基地局２００は設定されたままであるが、データはマクロ基地局３００のみに送信され、スモール基地局２００には送信されない場合が挙げられる（RRC reconfiguration）。また、スモール基地局２００の設定が消去される場合である（RRC reconfiguration including the SeNB removal）。

上記において、マクロ基地局１００が移動局３００から受信状態情報を受信するタイミングには、例えば下記のような例がある。
（１つ目の例）
マクロ基地局１００が２元接続から１元接続へ切り替える際には、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリングによって移動局３００に設定の変更が通知される。なお、同様に、スモール基地局２００にも設定の変更が通知される。このＲＲＣシグナリングに、受信状態情報の報告の指示を含ませることができる。移動局３００は、受信状態情報の報告の指示を含むＲＲＣシグナリングを受信すると、受信状態情報をマクロ基地局１００へ通知する。

（２つ目の例）
移動局３００は、通信状態の変化を検出すると、その検出をトリガーとして、受信状態情報をマクロ基地局１００に送信する。受信状態情報の報告は、あらかじめＲＲＣシグナリングによって設定されても良い。ここで、通信状態の変化とは、例えば次のような場合が該当する。第１に、スモール基地局２００を介した送信経路（Ｘ２インタフェース及び無線リンク）においてデータのロス（Ｘ２インタフェースにおけるパケットロスや、スモール基地局においてトラヒックの輻輳にって発生するバッファ溢れによるデータ廃棄又は無線リンクにおける送信失敗など）が発生し、移動局３００において、所望のデータが受信されなかった場合（ＰＤＣＰレイヤにおけるタイマの満了で検出が可能である）である。第２に、スモール基地局２００のＲＬＣレイヤにおいて、所望のデータ送信の再送が失敗し、無線リンク品質悪化（Radio Link Failure）が検出された場合である（ＲＬＣレイヤにおける最大再送回数超過のカウンタで検出が可能である）。なおこの場合、下り送信だけではなく、下り送信に対応する確認応答（ACK及びNACKを送信するためのRLC STATUS REPORTや、下り通信がＴＣＰ（Transmission Control Protocol）通信であればＴＣＰの確認応答）の送信にも失敗する可能性が高い。そこで、上り通信に失敗した場合は移動局３００のＲＬＣレイヤにおいてRadio link Failureを検出する。以上をまとめると、２元接続時にスモール基地局２００を介した送信経路において通信の不具合が発生することが、通信状態の変化の一例である。

本例をまとめると、移動局３００が受信状態情報を送信するトリガーが３つある。すなわち、第１のトリガーは、移動局３００における下りの通信状態の変化の検出（有線リンク及び無線リンクの状態変化を検出可能）であり、第２のトリガーは、スモール基地局２００における下りの通信状態変化の検出（無線リンクの状態変化を検出可能）であり、第３のトリガーは、移動局３００における上りの通信状態の変化の検出（無線リンクの状態変化を検出可能）である。

（３つ目の例）
上記例の組み合わせである。具体的には、２つ目の例において、２つ目の例で記載した３つの通信状態の変化のうち少なくとも１つがマクロ基地局１００に通知され、マクロ基地局がその通知を受信すると、ＲＲＣシグナリングによって移動局３００に設定の変更が通知される。その際、マクロ基地局１００は、ＲＲＣシグナリングに受信状態情報の報告の指示を含めることができる。このように、マクロ基地局１００が受信状態情報の送信タイミングを一括して制御することによって、上述した「下り通信状態の変化の検出」によるトリガーと「上り通信状態の変化の検出」によるトリガーとによって、移動局３００が同時に受信状態情報の報告を行うことを回避できる。

データの整合性の確保するために、制御部１４は、受信状態情報を参照し、移動局３００が未受信のユーザデータを送信し、かつ、移動局３００が受信済みのユーザデータを送信しないように、１元接続への切り替え後の送信を制御する。

ここで、移動局３００が未受信のユーザデータを送信する方法として、制御部１４は、マクロ基地局１００に保持されていたデータをそのまま送信させても良いし、スモール基地局２００から送り返されるデータであって移動局３００へ送信されていないデータ（パケットスケジューラによって送信されていないデータ及びパケットスケジューラによって送信されたが送達確認がとれていないデータ）、及びマクロ基地局１００が引き続き受信するデータ（Ｘ２インタフェース上で伝送中のデータ、フレッシュデータと呼称してもよい）を送信させても良い。

以上のように、本実施の形態によれば、２元接続時から１元接続に切り替える場合、マクロ基地局は、移動局から受信した未受信のパケット及び受信済みのパケットを特定する受信状態情報を受信する。その際に、受信状態情報を参照して移動局が未受信のパケットを送信すると共に、移動局が受信済みのパケットは送信しないようにする。このため、接続の切り替えが発生した場合でも、マクロ基地局から移動局へ受信状態に応じたパケットを送信することができ、データの整合性を確保することができる。

なお、上記実施の形態１においては、マクロ基地局１００から移動局３００へ向かう下り回線の通信について説明したが、移動局３００からマクロ基地局１００へ向かう上り回線の通信に関しても同様の処理を行うことができる。すなわち、例えば２元接続時にスモール基地局２００を介した上り回線の送信経路において通信の不具合が発生した場合に、マクロ基地局１００が受信状態情報を移動局３００へ送信しても良い。これにより、１元接続への切り替えが発生した場合でも、移動局３００からマクロ基地局１００へ受信状態に応じたパケットを送信することができ、データの整合性を確保することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る無線通信システムの構成例は、実施の形態１（図１）と同様であるため、その説明を省略する。このような無線通信システムの構成は、トラフィックのオフロードやハンドオーバー回数の低減のために採用されることが多い。

[無線通信システムの構成]
実施の形態２に係る無線通信システムの構成は、実施の形態１（図２）と同様であるため、実施の形態１と同じ部分については詳しい説明を省略する。

マクロ基地局１００は、通信部１１及び制御部１４を有する。通信部１１は、スモール基地局２００、移動局３００及び上位レイヤ通信装置４と通信する。具体的には、通信部１１は、受信部１２及び送信部１３を有する。受信部１２は、上位レイヤ通信装置４から制御データ及びユーザデータを受信する。そして、受信部１２は、受信した制御データ及びユーザデータを送信部１３へ出力する。

また、受信部１２は、スモール基地局２００がエラー（通信の不具合）を検出した場合に、エラー検出通知をスモール基地局２００から受信する。そして、エラー検出通知が受信される場合には、受信部１２は、移動局３００が受信済みのユーザデータ及び未受信のユーザデータを特定する受信状態情報を移動局３００から無線受信する。そして、受信部１２は、受信されたエラー検出通知及び受信状態情報を制御部１４へ出力する。なお、受信部１２が受信状態情報を受信するタイミングや受信状態情報の内容については後に詳述する。

送信部１３は、移動局３００宛ての制御データを移動局３００へ無線送信する。また、送信部１３は、制御部１４の指示に従って、移動局３００宛てのユーザデータの一部を移動局３００へ無線送信するとともに、残りのユーザデータをスモール基地局２００へ送信する。

制御部１４は、受信部１２及び送信部１３を含む通信部１１の動作を統括制御する。また、制御部１４は、エラー検出通知が受信部１２から出力されると、一時的に２元接続を解除して１元接続に切り替えることを決定する。そして、制御部１４は、１元接続に切り替える場合に、受信部１２から出力された受信状態情報を参照し、１元接続への切り替え後に移動局３００へ送信するユーザデータを決定する。具体的には、制御部１４は、受信状態情報を参照し、移動局３００が未受信のユーザデータを送信し、かつ、移動局３００が受信済みのユーザデータを送信しないように、１元接続への切り替え後の送信を制御する。

スモール基地局２００は、通信部２１及び制御部２４を有する。通信部２１は、マクロ基地局１００及び移動局３００と通信する。すなわち、通信部２１は、マクロ基地局１００との間では有線通信を行い、移動局３００との間では無線通信を行う。

具体的には、通信部２１は、受信部２２及び送信部２３を有する。受信部２２は、マクロ基地局１００から有線接続を介してユーザデータを受信する。そして、受信部２２は、受信したユーザデータを送信部２３へ出力する。

送信部２３は、受信部２２から出力された移動局３００宛てのユーザデータを移動局３００へ無線送信する。また、送信部２３は、移動局３００との間の通信においてエラーが検出された場合に、エラー検出通知をマクロ基地局１００へ送信する。ここで検出されるエラーは、例えば移動局３００へユーザデータを送信してから所定時間が経過してもユーザデータの受信確認（ＡＣＫ）が移動局３００から受信されないエラーや、ユーザデータの再送回数が所定の最大再送回数に到達するエラーなどである。なお、送信部２３は、マクロ基地局１００との間の通信においてエラーが検出された場合にも、エラー検出通知をマクロ基地局１００へ送信しても良い。

制御部２４は、受信部２２及び送信部２３を含む通信部２１の動作を統括制御する。

移動局３００は、通信部３１及び制御部３４を有する、通信部３１は、マクロ基地局１００及びスモール基地局２００と通信する。すなわち、通信部３１は、マクロ基地局１００及びスモール基地局２００と２元接続し、双方の基地局と同時に無線通信を行う。

具体的には、通信部３１は、受信部３２及び送信部３３を有する。受信部３２は、マクロ基地局１００から制御データ及びユーザデータを無線受信する。同時に、受信部３２は、スモール基地局２００からユーザデータを無線受信する。すなわち、受信部３２は、マクロ基地局１００から送信されるユーザデータの一部をマクロ基地局１００から直接受信し、マクロ基地局１００から送信されるユーザデータの残りの一部をスモール基地局２００を介して受信する。

また、受信部３２は、スモール基地局２００との間の通信においてエラーが検出された場合に、移動局３００がマクロ基地局１００及びスモール基地局２００から受信済みのユーザデータ及び未受信のユーザデータを特定する受信状態情報を生成する。そして、受信部３２は、生成された受信状態情報を制御部３４へ出力する。

送信部３３は、受信部３２によって生成された受信状態情報を制御部３４を介して取得する。そして、送信部３３は、取得された受信状態情報をマクロ基地局１００へ無線送信する。

制御部３４は、受信部３２及び送信部３３を含む通信部３１の動作を統括制御する。また、制御部３４は、受信部３２を監視し、スモール基地局２００との間の通信に発生するエラーを検出する。ここで検出されるエラーは、例えばスモール基地局２００からユーザデータを受信した後、所定時間が経過しても所望のユーザデータが受信されないエラーや、ユーザデータの再送回数が所定の最大再送回数に到達するエラーなどである。そして、制御部３４は、受信部３２におけるエラーを検出した場合に、受信部３２によって生成された受信状態情報を取得して送信部３３へ出力する。

ここで、所望のユーザデータが受信されないエラーは、例えばＰＤＣＰレイヤにおいて検出可能である。具体的には、ユーザデータの受信順序の抜け、すなわち未受信のユーザデータがあること（out-of-order deliveryとも呼ばれる）が検出された場合、最初の未受信のパケットの到着を待機するためにタイマが始動される。そして、タイマの満了前にそのパケットが受信されれば受信成功と判定されるが、受信されなければエラーと判定される。以降、次の未受信パケットについても同様の処理が行われる。

また、ユーザデータの再送回数が所定の最大再送回数に達するエラーは、例えばＲＬＣレイヤにおいて検出可能である。具体的には、ＲＬＣレイヤでは再送（Automatic Repeat Request）制御が規定されており、無線伝送においてエラーが生じたユーザデータに関する再送が実施される。再送が所定回数以内に成功すれば受信成功と判定されるが、再送回数が所定回数を超えるとエラーと判定される。この場合、従来は、ＲＬＦ（Radio Link Failure）が発生したと判断され、ＲＲＣ再接続（RRC Connection Re-establishment）が実施される。また、２元接続においては、特にスモール基地局２００側でＲＬＦが発生すると、ＲＲＣ再接続は実施されないが、ＲＬＣレイヤにおける通信の不具合（RLC failure）は、マクロ基地局１００へ通知される。なお、実施の形態１に記載されたように、ＲＬＣレイヤでの通信の不具合は、下り送信側のＲＬＣと下り受信側のＲＬＣによって検出可能である。

本実施の形態においては、これらのエラーが検出された場合に、移動局３００からマクロ基地局１００へ受信状態情報が送信される。このため、例えば移動局３００のバッファにおける滞留量が所定の閾値を超えた場合に受信状態情報が送信される技術などと比較して、早期に受信状態情報をマクロ基地局１００へ送信することが可能となる。なお、ＰＤＣＰレイヤにおいてユーザデータの大量のロスが検出された場合、ロスしたパケットごとにタイマが満了して受信状態情報が送信されてしまい、シグナリングオーバヘッドが増加してしまう。そこで、例えば、受信状態情報が頻繁に送信されないように、禁止タイマ（Prohibit Timer）が別途設定されても良い。具体的には、前回の受信状態情報の送信から一定期間が経過したか否かが禁止タイマを用いて判断され、一定期間が経過していない間は、再び受信状態情報が送信されないようにしても良い。

[無線通信システムの処理]
次いで、上記のように構成された無線通信システムにおけるマクロ基地局１００、スモール基地局２００及び移動局３００の処理について説明する。これらのマクロ基地局１００、スモール基地局２００及び移動局３００は、複数のリンクレイヤに対応するリンクレイヤプロトコルを用いて通信を行う。すなわち、例えば、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤ、ＲＬＣ（Radio Link Control）レイヤ、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤ及びＰＨＹ（Physical）レイヤなどに対応するリンクレイヤプロトコルが用いられる。図３は、実施の形態２に係る無線通信システムのレイヤ構成を示すブロック図である。

ここでは、まず、ユーザデータの送受信に関するマクロ基地局１００の処理について説明する。図３に示すように、マクロ基地局１００の通信部１１は、ＰＤＣＰレイヤ１０１、ＲＬＣレイヤ１０２、ＲＬＣレイヤ１０３及びＭＡＣレイヤ１０４を有する。ＲＬＣレイヤ１０２は下り回線のＲＬＣレイヤであり、ＲＬＣレイヤ１０３は上り回線のＲＬＣレイヤである。なお、マクロ基地局１００は、例えばＰＨＹレイヤなどの図示しないレイヤを有しても良い。

通信部１１は、ユーザデータを上位レイヤ通信装置４から受信する。そして、通信部１１は、ＰＤＣＰレイヤ１０１において、受信したユーザデータのパケットにシーケンス番号を付与する。このとき、通信部１１は、例えばＲＬＣレイヤ１０２へ出力されるパケットに奇数番号を付与し、スモール基地局２００へ送信されるパケットに偶数番号を付与する。このシーケンス番号は、例えばハンドオーバーなどの際にも用いられる。また、通信部１１は、ＰＤＣＰレイヤ１０１において、ユーザデータに対して、ヘッダ圧縮、セキュリティチェック及び暗号化を行う。

そして、通信部１１は、奇数番号が付与されたパケットを、ＰＤＣＰレイヤ１０１からＲＬＣレイヤ１０２へ出力する。また、通信部１１は、偶数番号が付与されたパケットを、有線接続を介してスモール基地局２００へ送信する。これにより、例えばシーケンス番号＃１、＃３、＃５、＃７…が付与されたパケットがＲＬＣレイヤ１０２へ出力され、シーケンス番号＃２、＃４、＃６、＃８…が付与されたパケットがスモール基地局２００へ送信される。

なお、パケットに付与される番号は、必ずしも昇順のシーケンス番号でなくても良い。すなわち、各パケットを識別可能であり、ユーザデータ全体におけるパケットの順番を示す識別子であれば、他の番号などをパケットに付与しても良い。以下では、昇順の連続したシーケンス番号がパケットに付与されるものとして説明を続ける。

通信部１１は、ＲＬＣレイヤ１０２において、奇数番号が付与されたパケットをＰＤＣＰレイヤ１０１から取得する。そして、通信部１１は、ＲＬＣレイヤ１０２において、必要に応じてパケットの分割や統合を行い、ＲＬＣレイヤのヘッダを付与することにより、ＲＬＣレイヤのパケット（以下「ＲＬＣパケット」という）を生成する。

その後、通信部１１は、ＭＡＣレイヤ１０４におけるスケジューリングに従って、ＲＬＣパケットをＲＬＣレイヤ１０２からＭＡＣレイヤ１０４へ出力する。そして、通信部１１は、ＭＡＣレイヤ１０４において、ＲＬＣパケットを用いて送信用のデータを組み立てる。すなわち、例えば、必要に応じてＲＬＣパケットの分割や統合が行われ、ＭＡＣレイヤのヘッダが付与されることにより、ＭＡＣレイヤのパケット（以下「ＭＡＣパケット」という）が生成される。そして、通信部１１は、スケジューリングに従ってＭＡＣパケットをＭＡＣレイヤ１０４から図示しないＰＨＹレイヤなどを経由させ、移動局３００へ送信する。

一方、移動局３００からユーザデータを受信する際には、通信部１１は、ＭＡＣレイヤ１０４において、移動局３００からユーザデータを受信する。そして、通信部１１は、ＭＡＣレイヤ１０４において、受信したユーザデータを再構築（リアセンブル）し、ＲＬＣレイヤ１０３において、受信したユーザデータの分割や統合を行う。さらに、通信部１１は、ＲＬＣレイヤ１０３において、ＲＬＣレイヤのヘッダを用いたデータの順序修正を行い、ＲＬＣレイヤ１０３からＰＤＣＰレイヤ１０１へユーザデータを出力する。

次に、スモール基地局２００からエラー検出通知が受信される際のマクロ基地局１００の処理について説明する。

スモール基地局２００においてエラーが検出された場合、通信部１１は、ＰＤＣＰレイヤ１０１において、スモール基地局２００から送信されたエラー検出通知を取得する。また、通信部１１は、移動局３００から送信され、ＭＡＣレイヤ１０４及びＲＬＣレイヤ１０３を経由した受信状態情報を、ＰＤＣＰレイヤ１０１において取得する。受信状態情報は、エラーが検出された時点で移動局３００が受信済みのパケットと未受信のパケットとを特定可能な情報を含む。

通信部１１によってエラー検出通知が受信されると、制御部１４は、移動局３００との間の２元接続を解除して１元接続に切り替えることを決定する。そして、制御部１４は、通信部１１を介して、２元接続を解除する旨を示す２元接続解除通知をスモール基地局２００及び移動局３００へ送信する。また、制御部１４は、通信部１１によって受信された受信状態情報を参照し、移動局３００へ送信すべきパケットをＰＤＣＰレイヤ１０１へ通知する。すなわち、制御部１４は、受信状態情報によって示された移動局３００が未受信のパケットのシーケンス番号をＰＤＣＰレイヤ１０１へ通知するとともに、送信不要のパケットのシーケンス番号として受信済みのパケットのシーケンス番号をＰＤＣＰレイヤ１０１へ通知する。

そして、通信部１１は、移動局３００が受信済みで送信不要となったパケットを除外しつつ、移動局３００が未受信のパケットをシーケンス番号が小さい順にＰＤＣＰレイヤ１０１からＲＬＣレイヤ１０２へ出力する。そして、通信部１１は、ＲＬＣレイヤ１０２においてＲＬＣパケットを生成し、ＭＡＣレイヤ１０４においてＭＡＣパケットを生成し、移動局３００へＭＡＣパケットを送信する。これにより、移動局３００は、２元接続から１元接続へ切り替わった後も、重複及び欠損することなくパケットを受信することができる。

次に、ユーザデータの送受信に関するスモール基地局２００の処理について説明する。図３に示すように、スモール基地局２００の通信部２１は、ＲＬＣレイヤ２０１、ＲＬＣレイヤ２０２及びＭＡＣレイヤ２０３を有する。ＲＬＣレイヤ２０１は下り回線のＲＬＣレイヤであり、ＲＬＣレイヤ２０２は上り回線のＲＬＣレイヤである。なお、スモール基地局２００は、例えばＰＨＹレイヤなどの図示しないレイヤを有しても良い。

通信部２１は、ＲＬＣレイヤ２０１において、マクロ基地局１００のＰＤＣＰレイヤ１０１から有線接続を経由して送信されたパケットを受信する。上述したように、このパケットには、偶数番号が付与されている。そして、通信部２１は、ＲＬＣレイヤ２０１において、必要に応じてパケットの分割や統合を行い、ＲＬＣレイヤのヘッダを付与することにより、ＲＬＣパケットを生成する。

その後、通信部２１は、ＭＡＣレイヤ２０３におけるスケジューリングに従って、ＲＬＣパケットをＲＬＣレイヤ２０１からＭＡＣレイヤ２０３へ出力する。そして、通信部２１は、ＭＡＣレイヤ２０３において、ＲＬＣパケットを用いて送信用のデータを組み立てる。すなわち、例えば、必要に応じてＲＬＣパケットの分割や統合が行われ、ＭＡＣレイヤのヘッダが付与されることにより、ＭＡＣパケットが生成される。そして、通信部２１は、スケジューリングに従ってＭＡＣパケットをＭＡＣレイヤ２０３から図示しないＰＨＹレイヤなどを経由させ、移動局３００へ送信する。

一方、移動局３００からユーザデータを受信する際には、通信部２１は、ＭＡＣレイヤ２０３において、移動局３００からユーザデータを受信する。そして、通信部２１は、ＭＡＣレイヤ２０３において、受信したユーザデータを再構築（リアセンブル）し、ＲＬＣレイヤ２０２において、受信したユーザデータの分割や統合を行う。さらに、通信部２１は、ＲＬＣレイヤ２０２において、ＲＬＣレイヤのヘッダを用いたデータの順序修正を行い、ＲＬＣレイヤ２０２からマクロ基地局１００へユーザデータを送信する。

次に、エラーが検出される際のスモール基地局２００の処理について説明する。

制御部２４は、ＭＡＣパケットがＭＡＣレイヤ２０３から移動局３００へ送信されると、所定時間を計測するタイマを始動させて移動局３００からの受信確認（ＡＣＫ）を待機する。このとき、ＭＡＣパケットが移動局３００によって正しく受信されていなければ、タイマが満了するまでに受信確認（ＡＣＫ）が受信されない。このため、制御部２４は、タイマ満了までに受信確認（ＡＣＫ）が受信されない場合には、エラーが発生したことを検出する。

また、制御部２４は、移動局３００との間におけるデータの再送回数を監視し、再送回数が所定の最大再送回数に到達した場合に、エラーが発生したことを検出しても良い。さらに、制御部２４は、マクロ基地局１００から有線接続を介してパケットを受信してから所定時間が経過しても所望のパケットが受信されない場合に、エラーが発生したことを検出しても良い。制御部２４がエラーを検出すると、通信部２１は、有線接続を介してエラー検出通知をマクロ基地局１００へ送信する。

その後、マクロ基地局１００によって２元接続を解除することが決定されると、通信部２１は、マクロ基地局１００から２元接続解除通知を受信する。２元接続解除通知を受信した後は、スモール基地局２００と移動局３００の間の無線通信は実行されなくなるため、通信部２１は、データの送受信を停止する。

次に、ユーザデータの送受信に関する移動局３００の処理について説明する。図３に示すように、移動局３００の通信部３１は、ＭＡＣレイヤ３０１、３０２、ＲＬＣレイヤ３０３～３０６及びＰＤＣＰレイヤ３０７を有する。移動局３００は、２つの基地局から同時にユーザデータを受信する機能を有するため、ＭＡＣレイヤ及びＲＬＣレイヤは、それぞれの基地局に対応して設けられる。すなわち、ＭＡＣレイヤ３０１、ＲＬＣレイヤ３０３、ＲＬＣレイヤ３０４及びＰＤＣＰレイヤ３０７は、マクロ基地局１００との間でユーザデータを送受信するために用いられる。また、ＭＡＣレイヤ３０２、ＲＬＣレイヤ３０５、ＲＬＣレイヤ３０６及びＰＤＣＰレイヤ３０７は、スモール基地局２００との間でユーザデータを送受信するために用いられる。ＲＬＣレイヤ３０３、３０５は下り回線のＲＬＣレイヤであり、ＲＬＣレイヤ３０４、３０６は上り回線のＲＬＣレイヤである。なお、移動局３００は、例えばＰＨＹレイヤなどの図示しないレイヤを有しても良い。

通信部３１は、ＭＡＣレイヤ３０１において、マクロ基地局１００からユーザデータ（ＭＡＣパケット）を受信する。そして、通信部３１は、ＭＡＣレイヤ３０１において、受信したユーザデータを再構築（リアセンブル）し、ＲＬＣレイヤ３０３において、受信したユーザデータの分割や統合を行う。さらに、通信部３１は、ＲＬＣレイヤ３０３において、ＲＬＣレイヤのヘッダを用いたデータの順序修正を行い、ＲＬＣレイヤ３０３からＰＤＣＰレイヤ３０７へユーザデータを出力する。そして、通信部３１は、ＰＤＣＰレイヤ３０７において、ユーザデータに対して、復号化、セキュリティチェック及びヘッダ圧縮の解除を行う。

同様に、通信部３１は、ＭＡＣレイヤ３０２において、スモール基地局２００からユーザデータ（ＭＡＣパケット）を受信する。そして、通信部３１は、ＭＡＣレイヤ３０２において、受信したユーザデータを再構築（リアセンブル）し、ＲＬＣレイヤ３０５において、受信したユーザデータの分割や統合を行う。さらに、通信部３１は、ＲＬＣレイヤ３０５において、ＲＬＣレイヤのヘッダを用いたデータの順序修正を行い、ＲＬＣレイヤ３０５からＰＤＣＰレイヤ３０７へユーザデータを出力する。そして、通信部３１は、ＰＤＣＰレイヤ３０７において、ユーザデータに対して、復号化、セキュリティチェック及びヘッダ圧縮の解除を行う。

一方、マクロ基地局１００及びスモール基地局２００へユーザデータを送信する際には、通信部３１は、ＰＤＣＰレイヤ３０７において、ユーザデータのパケットにシーケンス番号を付与する。さらに、通信部３１は、ＰＤＣＰレイヤ３０７において、ユーザデータに対して、ヘッダ圧縮、セキュリティチェック及び暗号化を行う。

そして、通信部３１は、一部のパケットをＰＤＣＰレイヤ３０７からＲＬＣレイヤ３０４へ出力し、残りのパケットをＰＤＣＰレイヤ３０７からＲＬＣレイヤ３０６へ出力する。そして、通信部３１は、ＲＬＣレイヤ３０４、３０６において、必要に応じてパケットの分割や統合を行い、ＲＬＣレイヤのヘッダを付与することにより、ＲＬＣレイヤのパケット（以下「ＲＬＣパケット」という）を生成する。

その後、通信部３１は、ＭＡＣレイヤ３０１、３０２におけるスケジューリングに従って、ＲＬＣパケットをＲＬＣレイヤ３０４、３０６からＭＡＣレイヤ３０１、３０２へそれぞれ出力する。そして、通信部３１は、ＭＡＣレイヤ３０１、３０２において、ＲＬＣパケットを用いて送信用のデータを組み立てる。すなわち、例えば、必要に応じてＲＬＣパケットの分割や統合が行われ、ＭＡＣレイヤのヘッダが付与されることにより、ＭＡＣパケットが生成される。そして、通信部３１は、スケジューリングに従ってＭＡＣパケットをＭＡＣレイヤ３０１、３０２から図示しないＰＨＹレイヤなどを経由させ、それぞれマクロ基地局１００及びスモール基地局２００へ送信する。

次に、エラーが検出される際の移動局３００の処理について説明する。

制御部３４は、通信部３１におけるユーザデータの受信を監視しており、例えばＰＤＣＰレイヤ３０７において、シーケンス番号が付与されたパケットを受信後、所定時間が経過しても、このパケットより前のシーケンス番号が付与された未受信のパケットがある場合に、エラーが発生したことを検出する。また、制御部３４は、マクロ基地局１００及びスモール基地局２００それぞれとの間におけるデータの再送回数を監視し、再送回数が所定の最大再送回数に到達した場合に、エラーが発生したことを検出しても良い。そして、制御部３４は、スモール基地局２００からのデータ受信にエラーが検出されると、通信部３１に対して受信状態情報の生成を指示する。

指示を受けた通信部３１は、ＰＤＣＰレイヤ３０７において、受信済みのパケットに付与されたシーケンス番号を取得する。すなわち、各パケットには、マクロ基地局１００のＰＤＣＰレイヤ１０１において付与されたシーケンス番号が付与されているため、ＰＤＣＰレイヤ３０７においては、マクロ基地局１００によって付与されたシーケンス番号が取得される。そして、通信部３１は、ＰＤＣＰレイヤ３０７において、取得されたシーケンス番号から未受信のパケットのシーケンス番号を確定する。

そして、通信部３１は、ＰＤＣＰレイヤ３０７において、未受信のパケットのシーケンス番号のうち最も小さいシーケンス番号と、このシーケンス番号より後のシーケンス番号が付与された所定数のパケットの受信有無とを示す受信状態情報を生成する。具体的に、例えばシーケンス番号＃１、＃３、＃５、＃７のパケットがマクロ基地局１００から送信され、シーケンス番号＃２、＃４、＃６、＃８のパケットがスモール基地局２００から送信される場合について考える。ここで、例えばスモール基地局２００から送信されるシーケンス番号＃２のパケットが移動局３００によって受信されず、エラーが検出されたものとする。この場合、マクロ基地局１００から送信されるシーケンス番号＃１、＃３、＃５、＃７のパケットは移動局３００によって受信され、シーケンス番号＃２、＃４、＃６、＃８のパケットは移動局３００に受信されない。

そこで、ＰＤＣＰレイヤ３０７において、未受信のパケットのシーケンス番号のうち最も小さいシーケンス番号＃２と、シーケンス番号＃３～＃８のパケットの受信有無とを示す受信状態情報が生成される。したがって、ここでは、シーケンス番号＃３、＃５、＃７のパケットが受信済みであり、シーケンス番号＃４、＃６、＃８のパケットが未受信であることを示す受信状態情報が生成される。この受信状態情報は、シーケンス番号＃２、＃４、＃６、＃８が移動局３００によって未受信であり、１元接続に切り替えられた後、再度マクロ基地局１００から送信される必要があることを示している。

なお、以上の説明は、ＰＤＣＰレイヤ１０１において昇順で連続するシーケンス番号がパケットに付与されることを前提としている。しかしながら、上述したように、ＰＤＣＰレイヤ１０１においては、必ずしもシーケンス番号がパケットに付与されなくても良い。ＰＤＣＰレイヤ１０１において他の識別子がパケットに付与される場合には、受信状態情報は、未受信のパケットのうち順番がユーザデータ全体の先頭に最も近いパケット（最初の未受信パケット）の識別子を含む。また、この場合の受信状態情報は、ユーザデータ全体の先頭に最も近いパケットより後の所定数のパケットの受信有無を含む。

通信部３１は、ＰＤＣＰレイヤ３０７において受信状態情報が生成されると、この受信状態情報をマクロ基地局１００へ送信する。このため、マクロ基地局１００においては、スモール基地局２００を経由するパケットも含めて、移動局３００におけるパケットの受信状態を把握することができる。結果として、マクロ基地局１００は、２元接続を解除して１元接続に切り替えた後も、移動局３００に対して過不足なくパケットを送信することができ、ユーザデータの重複及び欠損を防止することができる。

［受信状態情報の具体例］
上述したように、スモール基地局２００と移動局３００の間の通信においてエラーが検出されると、移動局３００からマクロ基地局１００へ受信状態情報が送信される。この受信状態情報としては、例えばＰＤＣＰステータスレポート（PDCP Status Report：以下「ＰＤＣＰ ＳＲ」と略記する）を用いることが可能である。

図４は、ＰＤＣＰ ＳＲのフォーマットの具体例を示す図である。図４の上段に示すＰＤＣＰ ＳＲ４００は、１２ビットのシーケンス番号用のＰＤＣＰ ＳＲである。また、図４の中段に示すＰＤＣＰ ＳＲ４１０は、１５ビットのシーケンス番号用のＰＤＣＰ ＳＲである。さらに、図４の下段に示すＰＤＣＰ ＳＲ４２０は、７ビットのシーケンス番号用のＰＤＣＰ ＳＲである。

これらの図に示すように、ＰＤＣＰ ＳＲにおいては、送受信されるデータによってシーケンス番号のサイズが異なる。具体的には、例えばＶｏＩＰ（Voice of Internet Protocol）などでは、７ビットのシーケンス番号が使用されることがある。このため、図４に示す各ＰＤＣＰ ＳＲ４００、４１０及び４２０は、それぞれ異なるサイズのＦＭＳ（First Missing Sequence number）フィールド４０１、４１１及び４２１を有する。ＦＭＳフィールド４０１、４１１及び４２１は、未受信のパケットのうちユーザデータ全体の先頭に最も近いパケットのシーケンス番号が格納されるフィールドである。

すなわち、例えばＰＤＣＰ ＳＲ４００において、ＦＭＳフィールド４０１には、移動局３００によって未受信のパケットのうちユーザデータ全体の先頭に最も近いパケットのシーケンス番号が格納される。言い換えれば、ＦＭＳフィールド４０１には、スモール基地局２００から届いていないユーザデータのパケット中で、最も早く受信されるはずのパケットのシーケンス番号が格納される。以下では、ＦＭＳフィールド４０１、４１１及び４２１にシーケンス番号が格納されるパケットを「ＦＭＳのパケット」ということがある。

また、ＰＤＣＰ ＳＲ４００、４１０及び４２０のＢｉｔｍａｐ₁からＢｉｔｍａｐ_Nのフィールドには、それぞれＦＭＳのパケットより後のパケットに関する受信有無が格納される。具体的には、例えばＦＭＳのパケットより後の１～Ｎ（Ｎは１以上の整数）番目のパケットについて、移動局３００によって受信されていれば「１」が格納され、移動局３００によって受信されていなければ「０」が格納される。

例えば、上述した例のように、シーケンス番号＃１、＃３、＃５、＃７のパケットがマクロ基地局１００から送信され、シーケンス番号＃２、＃４、＃６、＃８のパケットがスモール基地局２００から送信される場合について考える。ここで、シーケンス番号＃２のパケットが移動局３００によって受信されずエラーが検出されると、以降のシーケンス番号＃４、＃６、＃８のパケットもスモール基地局２００から受信されない。したがって、移動局３００においては、シーケンス番号＃１、＃３、＃５、＃７のパケットが受信済みであり、シーケンス番号＃２、＃４、＃６、＃８のパケットが未受信となる。

この場合、ＦＭＳのパケットは、シーケンス番号＃２のパケットであるため、ＰＤＣＰ ＳＲ４００、４１０及び４２０のＦＭＳフィールド４０１、４１１及び４１２には、シーケンス番号＃２が格納される。また、ＦＭＳのパケットより後のパケットについては、シーケンス番号＃３、＃５、＃７のパケットが受信済みであり、シーケンス番号＃４、＃６、＃８のパケットが未受信である。このため、Ｂｉｔｍａｐ₁からＢｉｔｍａｐ₆のフィールドには、それぞれ「１」、「０」、「１」、「０」、「１」、「０」が格納される。

また、図４に示すＰＤＣＰ ＳＲ４００、４１０及び４２０のＰＤＵ Ｔｙｐｅフィールドには、ＰＤＣＰ ＳＲ４００、４１０及び４２０として用いられるＰＤＵ（Protocol Data Unit）のタイプに関する情報が格納される。具体的には、例えば図５に示すように、このＰＤＵの種別を表すビットがＰＤＵ Ｔｙｐｅフィールドに格納される。すなわち、ＰＤＵ Ｔｙｐｅフィールドにビット「０００」が格納される場合、このＰＤＵは、ＰＤＣＰ ＳＲ４００、４１０及び４２０のようなＰＤＣＰステータスレポートであることを表している。

一方、ＰＤＵ Ｔｙｐｅフィールドにビット「００１」が格納される場合、このＰＤＵは、散在ＲＯＨＣフィードバックパケット（Interspersed ROHC feedback packet）であることを表している。散在ＲＯＨＣフィードバックパケットは、受信側から送信されたＰＤＣＰレイヤのＰＤＵに対するフィードバック情報を含む。

また、ＰＤＵ Ｔｙｐｅフィールドに格納され得るビット「０１０」～「１１１」は、予約ビットとして残されている。したがって、本実施の形態において、エラーが検出された場合に移動局３００から送信される受信状態情報には、通常のＰＤＣＰ ＳＲとは異なるビットを割り当て、このビットをＰＤＵ Ｔｙｐｅフィールドに格納することも可能である。

［接続切替方法］
次いで、実施の形態２に係る２元接続から１元接続への接続切替方法について、図６に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

移動局３００がマクロ基地局１００及びスモール基地局２００と２元接続している際には、ユーザデータの一部がマクロ基地局１００の通信部１１から移動局３００へ無線送信される。また、残りのユーザデータは、有線接続を介してスモール基地局２００へ送信され（ステップＳ１０１）、スモール基地局２００の通信部２１から移動局３００へ無線送信される。これらのユーザデータのパケットには、マクロ基地局１００の通信部１１においてデータの順番を示すシーケンス番号が付与されており、例えば奇数番号が付与されたパケットは、マクロ基地局１００から直接移動局３００へ無線送信され、偶数番号が付与されたパケットは、スモール基地局２００を介して移動局３００へ無線送信される。

そして、スモール基地局２００から無線送信されるパケットが移動局３００によって受信されない場合には（ステップＳ１０２）、スモール基地局２００の制御部２４によってエラーが検出される（ステップＳ１０３）。このエラーは、例えばスモール基地局２００から無線送信されたパケットに対する受信確認（ＡＣＫ）が移動局３００から返信されない場合などに検出される。また、移動局３００との間の再送回数が所定の最大再送回数に到達した場合や、マクロ基地局１００からパケットを受信後、所定時間が経過しても次のパケットが受信されない場合などにも、スモール基地局２００の制御部２４によってエラーが検出される。

一方、スモール基地局２００からのパケットが受信されない場合には、移動局３００の制御部３４によってもエラーが検出される（ステップＳ１０４）。このエラーは、例えばスモール基地局２００からシーケンス番号が付与されたパケットを受信後、所定時間が経過しても、このパケットより前のシーケンス番号が付与された未受信のパケットがある場合などに検出される。また、スモール基地局２００との間の再送回数が所定の最大再送回数に到達した場合などにも、移動局３００の制御部３４によってエラーが検出される。

スモール基地局２００の制御部２４によってエラーが検出されると、エラー検出通知がマクロ基地局１００へ送信される（ステップＳ１０５）。また、移動局３００の制御部３４によってエラーが検出されると、通信部３１によって受信状態情報が生成される。受信状態情報には、移動局３００が未受信のパケットのうち順番が先頭に最も近いパケットのシーケンス番号と、このパケットより後の所定数のパケットの受信有無とが含まれる。そして、生成された受信状態情報は、移動局３００の通信部３１からマクロ基地局１００へ送信される（ステップＳ１０６）。

マクロ基地局１００においては、スモール基地局２００から送信されたエラー検出通知を受け、制御部１４によって、２元接続を一時的に解除して１元接続に切り替えることが決定される。すなわち、スモール基地局２００を介したユーザデータの送信を一時的に停止し、すべてのユーザデータをマクロ基地局１００が直接移動局３００へ送信することが決定される。そして、通信部１１によって、２元接続を解除する旨を示す２元接続解除通知がスモール基地局２００へ送信される（ステップＳ１０７）。２元接続解除通知を受信したスモール基地局２００は、以降、移動局３００に対するユーザデータの送信を停止する。

また、２元接続解除通知は、マクロ基地局１００の通信部１１から移動局３００へも送信される（ステップＳ１０８）。２元接続解除通知を受信した移動局３００は、以降、すべてのユーザデータをマクロ基地局１００から受信する。

１元接続への切り替え後、マクロ基地局１００がユーザデータを移動局３００へ送信する際には、制御部１４によって、移動局３００から受信された受信状態情報が参照される。そして、移動局３００が未受信のパケットのシーケンス番号が制御部１４から通信部１１へ通知され、通知されたシーケンス番号のパケットが順次通信部１１から移動局３００へ送信される。

このように、本実施の形態においては、スモール基地局２００を介したユーザデータの送信経路においてエラーが検出された場合には、受信状態情報が移動局３００からマクロ基地局１００へ送信される。そして、マクロ基地局１００は、２元接続を解除するとともに、受信状態情報を参照して移動局３００が未受信のユーザデータを過不足なく移動局３００へ送信する。このため、２元接続から１元接続への切り替えが発生した場合でも、移動局３００によって受信されるユーザデータの重複及び欠損を防止することができる。

［エラー検出時の移動局の処理の具体例］
次いで、２元接続時にスモール基地局２００を介した送信経路においてエラーが検出される場合の移動局３００の処理について、図７に示すフロー図を参照しながら説明する。

移動局３００の制御部３４は、スモール基地局２００と移動局３００の間の通信を監視しており、エラーが発生したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。すなわち、制御部３４は、スモール基地局２００からシーケンス番号が付与されたパケットが受信された場合、このパケットよりも前のシーケンス番号が付与されたパケットで未受信のパケットがあるか否かを判定する。そして、未受信のパケットがある場合には、所定のタイマを始動させ、所定時間が経過する前に未受信のパケットが受信されるか否かを判定する。これらの判定の結果、未受信のパケットがないか又は所定時間経過前に正しくパケットが受信された場合には、エラーが検出されないものとして（ステップＳ２０１Ｎｏ）、制御部３４は、引き続き通信を監視する。

そして、エラーが検出された場合には（ステップＳ２０１Ｙｅｓ）、制御部３４は、通信部３１に対して受信状態情報であるＰＤＣＰ ＳＲを生成するように指示する。この指示を受け、通信部３１は、未受信のパケットのうちユーザデータ全体の先頭に最も近いパケットのシーケンス番号と、このパケットより後の所定数のパケットの受信有無とを含むＰＤＣＰ ＳＲを生成する（ステップＳ２０２）。そして、通信部３１は、生成したＰＤＣＰ ＳＲをマクロ基地局１００へ送信する（ステップＳ２０３）。

その後、通信部３１は、２元接続を一時的に解除することを決定したマクロ基地局１００から２元接続解除通知を受信する（ステップＳ２０４）。２元接続解除通知を受信した後、通信部３１は、マクロ基地局１００との１元接続を開始し（ステップＳ２０５）、移動局３００宛てのすべてのユーザデータをマクロ基地局１００から受信する。このとき、マクロ基地局１００は、ＰＤＣＰ ＳＲを参照して移動局３００が未受信のユーザデータを過不足なく送信するため、通信部３１は、重複及び欠損することなくマクロ基地局１００からユーザデータを受信する。

以上のように、本実施の形態によれば、２元接続時にスモール基地局を介した送信経路においてエラーが検出された場合に、移動局は、未受信のパケット及び受信済みのパケットを特定する受信状態情報をマクロ基地局へ送信する。そして、マクロ基地局は、２元接続を解除して１元接続に切り替えるとともに、受信状態情報を参照して移動局が未受信のパケットを送信する。このため、接続の切り替えが発生した場合でも、マクロ基地局から移動局へ過不足なくパケットを送信することができ、ユーザデータの重複及び欠損を防止することができる。

なお、上記実施の形態２においては、スモール基地局２００からマクロ基地局１００へエラー検出通知が送信されるものとしたが、エラー検出通知は、移動局３００からマクロ基地局１００へ送信されるようにしても良い。この場合、エラー検出通知は、受信状態情報とともにマクロ基地局１００へ送信されるようにしても良い。

（実施の形態３）
実施の形態２においては、マクロ基地局１００及びスモール基地局２００から移動局３００へ向かう下り回線においてエラーが検出される場合の接続切替方法について説明した。しかし、移動局３００からマクロ基地局１００及びスモール基地局２００へ向かう上り回線においてエラーが検出される場合にも、２元接続を一時的に解除して１元接続に切り替えても良い。そこで、実施の形態３では、上り回線においてエラーが検出される場合の接続切替方法について説明する。

本実施の形態に係る無線通信システムの構成は、実施の形態２と同様であるため、その説明を省略する。本実施の形態においては、移動局３００からスモール基地局２００を介して送信されるパケットがマクロ基地局１００によって受信されないエラーが検出される点が実施の形態２とは異なる。

図８は、実施の形態３に係る接続切替方法を示すシーケンス図である。図８に示すように、移動局３００がマクロ基地局１００及びスモール基地局２００と２元接続している際には、ユーザデータの一部が移動局３００の通信部３１から直接マクロ基地局１００へ無線送信される（ステップＳ３０１）。また、残りのユーザデータは、スモール基地局２００を介してマクロ基地局１００へ送信される。

これらのユーザデータのパケットには、移動局３００の通信部３１においてシーケンス番号が付与されており、例えば奇数番号が付与されたパケットは、直接マクロ基地局１００へ無線送信され、偶数番号が付与されたパケットは、スモール基地局２００を介してマクロ基地局１００へ送信される。

そして、スモール基地局２００を介して送信されるパケットがマクロ基地局１００によって受信されない場合には（ステップＳ３０２）、マクロ基地局１００の制御部１４によってエラーが検出される（ステップＳ３０３）。このエラーは、例えばスモール基地局２００を介して移動局３００からシーケンス番号が付与されたパケットを受信後、所定時間が経過しても、このパケットより前のシーケンス番号が付与された未受信のパケットがある場合などに検出される。このエラー検出は、上述したように例えばＰＤＣＰレイヤにおいて行うことが可能である。また、このエラー検出は、例えばＲＬＣレイヤにおいて行うことも可能であり、ＲＬＣにおいて行われる場合には、スモール基地局２００又は移動局３００によってエラーを検出することも可能である。スモール基地局２００又は移動局３００によってエラーが検出される場合には、エラー発生の旨がマクロ基地局１００へ通知されるようにすれば良い。

マクロ基地局１００の制御部１４によってエラーが検出されると、通信部１１によって受信状態情報が生成される。受信状態情報には、マクロ基地局１００が未受信のパケットのうちユーザデータ全体の先頭に最も近いパケットのシーケンス番号と、このパケットより後の所定数のパケットの受信有無とが含まれる。そして、生成された受信状態情報は、マクロ基地局１００の通信部１１から移動局３００へ送信される（ステップＳ３０４）。

また、マクロ基地局１００においては、制御部１４によってエラーが検出されたため、２元接続を一時的に解除して１元接続に切り替えることが決定される。すなわち、スモール基地局２００を介したユーザデータの受信を一時的に停止し、すべてのユーザデータを移動局３００から直接マクロ基地局１００へ送信させることが決定される。そして、通信部１１によって、２元接続を解除する旨を示す２元接続解除通知がスモール基地局２００へ送信される（ステップＳ３０５）。２元接続解除通知を受信したスモール基地局２００は、以降、移動局３００からのユーザデータの受信を停止する。

また、２元接続解除通知は、マクロ基地局１００の通信部１１から移動局３００へも送信される（ステップＳ３０６）。２元接続解除通知を受信した移動局３００は、以降、すべてのユーザデータを直接マクロ基地局１００へ無線送信する。

１元接続への切り替え後、移動局３００がユーザデータをマクロ基地局１００へ送信する際には、制御部３４によって、マクロ基地局１００から受信された受信状態情報が参照される。そして、マクロ基地局１００が未受信のパケットのシーケンス番号が制御部３４から通信部３１へ通知され、通知されたシーケンス番号のパケットが順次通信部３１からマクロ基地局１００へ送信される。

このように、本実施の形態においては、スモール基地局２００を介したユーザデータの送信経路においてエラーが検出された場合には、受信状態情報がマクロ基地局１００から移動局３００へ送信される。そして、マクロ基地局１００が２元接続を解除した後、移動局３００は、受信状態情報を参照してマクロ基地局１００が未受信のユーザデータを過不足なくマクロ基地局１００へ送信する。このため、２元接続から１元接続への切り替えが発生した場合でも、マクロ基地局１００によって受信されるユーザデータの重複及び欠損を防止することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、２元接続時にスモール基地局を介した送信経路においてエラーが検出された場合に、マクロ基地局は、未受信のパケット及び受信済みのパケットを特定する受信状態情報を移動局へ送信する。そして、マクロ基地局が２元接続を解除して１元接続に切り替えると、移動局は、受信状態情報を参照してマクロ基地局が未受信のパケットを送信する。このため、接続の切り替えが発生した場合でも、移動局からマクロ基地局へ過不足なくパケットを送信することができ、ユーザデータの重複及び欠損を防止することができる。

なお、上記実施の形態３においては、マクロ基地局１００によってエラーが検出されるものとしたが、エラーは、例えばスモール基地局２００又は移動局３００によって検出されるようにしても良い。そして、エラーを検出したスモール基地局２００又は移動局３００が、エラー発生の旨をマクロ基地局１００へ通知するようにしても良い。スモール基地局２００は、例えばＲＬＣレイヤにおける移動局３００との間の再送回数が所定の最大再送回数に到達した場合などにエラーを検出する。また、移動局３００は、スモール基地局２００へユーザデータを送信してから所定時間が経過してもユーザデータの受信確認（ＡＣＫ）がスモール基地局２００から受信されない場合などにエラーを検出する。

なお、上記各実施の形態では、移動局３００がマクロ基地局１００及びスモール基地局２００の２つの基地局に同時に接続する２元接続を例にあげて説明したが、移動局３００が３つ以上の基地局に同時に接続する多元接続においても同様の処理が可能である。すなわち、いずれかの基地局を介した送信経路においてエラーが検出された場合には、受信側の移動局は、制御プレーンが接続されるプライマリ基地局へ受信状態情報を送信する。そして、プライマリ基地局は、多元接続を解除して１元接続へ切り替えるとともに、受信状態情報を参照して、過不足なくユーザデータを移動局へ送信することが可能となる。

また、上記各実施の形態においては、スモール基地局２００を介した送信経路においてエラーが検出されると、マクロ基地局１００が２元接続を解除して１元接続に切り替えることを決定するものとした。しかしながら、マクロ基地局１００は、エラーが検出された場合に、必ずしも１元接続に切り替えなくても良い。１元接続に切り替わらない場合でも、受信側の移動局３００又はマクロ基地局１００が受信状態情報を送信側のマクロ基地局１００又は移動局３００へ送信することにより、送信側は、受信側におけるパケットの受信状態を確認することが可能となる。

さらに、上記各実施の形態においては、スモール基地局２００を介した送信経路においてエラーが検出された場合に２元接続を解除して１元接続に切り替えるものとしたが、接続の切り替えが発生するのは、エラーが検出された場合に限定されない。すなわち、例えば、移動局３００が移動して、接続先のマクロ基地局又はスモール基地局が変更される場合にも、一時的に２元接続を解除して１元接続に切り替えることが考えられる。そして、このような場合にも、受信側が受信状態情報を送信側へ送信することにより、接続の切り替えが発生した際のユーザデータの重複及び欠損を防止することができる。

上記各実施の形態におけるマクロ基地局１００、スモール基地局２００及び移動局３００の物理的構成は、必ずしも図２及び図３に示したブロック図と同一でなくても良い。そこで、マクロ基地局１００、スモール基地局２００及び移動局３００のハードウェア構成の具体例を説明しておく。

図９は、基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。図９に示す基地局は、例えば、マクロ基地局１００及びスモール基地局２００に対応し、アンテナ５０１、制御部５０２、ＲＦ（Radio Frequency）回路５０３、メモリ５０４、ＣＰＵ５０５及びネットワークインタフェース５０６を有する。

制御部５０２は、例えば、マクロ基地局１００の制御部１４及びスモール基地局２００の制御部２４の機能を実現する。

ネットワークインタフェース５０６は、有線接続によって他の基地局と接続するためのインタフェースである。例えば、マクロ基地局１００とスモール基地局２００は、ネットワークインタフェース５０６を介して有線接続される。

ＣＰＵ５０５、メモリ５０４及びＲＦ回路５０３は、例えば、マクロ基地局１００の通信部１１及びスモール基地局２００の通信部２１の機能を実現する。すなわち、例えば、メモリ５０４には、通信部１１又は通信部２１の機能を実現するためのプログラムなどの各種プログラムが格納される。そして、ＣＰＵ５０５は、メモリ５０４に格納されたプログラムを読み出し、ＲＦ回路５０３などと協働することで通信部１１又は通信部２１の機能を実現する。

図１０は、移動局のハードウェア構成図である。図１０に示す移動局は、例えば、移動局３００に対応し、アンテナ５１１、制御部５１２、ＲＦ回路５１３、メモリ５１４及びＣＰＵ５１５を有する。

制御部５１２は、例えば、移動局３００の制御部３４の機能を実現する。

ＣＰＵ５１５、メモリ５１４及びＲＦ回路５１３は、例えば、移動局３００の通信部３１の機能を実現する。すなわち、例えば、メモリ５１４には、通信部３１の機能を実現するためのプログラムなどの各種プログラムが格納される。そして、ＣＰＵ５１５は、メモリ５１４に格納されたプログラムを読み出し、ＲＦ回路５１３などと協働することで通信部３１の機能を実現する。

１１、２１、３１ 通信部
１２、２２、３２ 受信部
１３、２３、３３ 送信部
１４、２４、３４ 制御部
１０１、３０７ ＰＤＣＰレイヤ
１０２、１０３、２０１、２０２、３０３、３０４、３０５、３０６ ＲＬＣレイヤ
１０４、２０３、３０１、３０２ ＭＡＣレイヤ

Claims (3)

1. 自装置及び第２の通信装置と２元接続する第１の通信装置と無線通信が可能な無線通信装置において、
   ２元接続している第１の通信装置宛ての第１の信号を第１の経路を介して送信するとともに、前記第１の通信装置宛ての第２の信号を前記第２の通信装置を経由する第２の経路を介して送信する送信部と、
   前記２元接続中に前記第２の通信装置と自装置間でロスしたパケットに関する情報を前記第２の通信装置から取得し、前記第１の通信装置との接続を前記２元接続から１元接続に変更する通信制御を制御することが可能な制御部と、
   前記通信制御が行われる場合に、前記第１の通信装置が受信済み又は未受信の信号を特定する受信状態情報を前記第１の経路を介して受信する受信部と、を有し、
   前記送信部は、
   前記制御部によって前記情報が取得されたことに応じて、前記２元接続から前記１元接続に切り替えを指示するRRC reconfigurationメッセージを前記第１の通信装置へ送信する
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記制御部は、前記受信部によって受信された受信状態情報に応じて、前記送信部から前記第１の経路を介して送信させるデータを決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 第１の基地局装置と、第２の基地局装置と、前記第１の基地局装置及び第２の基地局装置と２元接続して通信が可能な移動局装置とを有する無線通信システムであって、
   前記第１の基地局装置は、
   ２元接続している前記移動局装置宛ての第１の信号を第１の経路を介して送信するとともに、前記移動局装置宛ての第２の信号を前記第２の基地局装置を経由する第２の経路を介して送信する第１送信部と、
   前記２元接続中に前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置との間でパケットのロスが発生したことを示す情報を前記第２の基地局装置から取得し、前記移動局装置との接続を前記２元接続から１元接続に変更する通信制御を行うことが可能な第１制御部とを有し、
   前記第２の基地局装置は、
   前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置との間におけるパケットのロスを検知する検知部と、
   パケットのロスが発生したことを示す情報を前記第１の基地局装置へ通知する通知部とを有し、
   前記移動局装置は、
   前記２元接続中に、前記第１の信号を前記第１の経路を介して受信し、前記第２の信号を前記第２の経路を介して受信する受信部と、
   前記第１の基地局装置による通信制御に応じて、前記第１の基地局装置との接続を１元接続に変更する第２制御部と、
   前記１元接続に変更する場合に、前記受信部によって受信済み又は未受信の信号を特定する受信状態情報を前記第１の経路を介して前記第１の基地局装置へ送信する第２送信部とを有する
   ことを特徴とする無線通信システム。

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