(57)【要約】【課題】異種のアクセスシステムにおいて、最適アクセスシステムを選択する方法および装置を提供する。【解決手段】複数のアクセスシステムが連動する環境にて、同種および／または異種のアクセスシステムに接続するユーザ装置（ＵＥ）。ＵＥは、アクセスシステムに該当するモジュールを活性化させてアクセスシステムに接続しサービスを提供するアクセスシステム特定モジュールと、ＣＰＣサーバから無線ネットワークに配置された各アクセスシステムの情報と各アクセスシステム各々の周波数割当情報および負荷の程度を受信するＣＰＣ特定モジュールと、アクセスシステムの１つと通信するためにアクセスシステム特定モジュールが再構成されるように制御する再構成マネージャと、現在接続されサービスされるアクセスシステムで測定されるＱｏｓを観測し、当該Ｑｏｓが予め決定された閾値以下になる場合、該当サービスのための最適アクセスシステムを検索後、選択する制御部を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクセスシステムが連動する環境における、同種および／または異種のアクセスシステムに接続するためのユーザ装置（ＵＥ）において、
アクセスシステムに該当するモジュールを活性化させ、前記アクセスシステムに接続しサービスを提供するアクセスシステム特定モジュールと、
ＣＰＣサーバから無線ネットワークに配置された各アクセスシステムの情報と前記各アクセスシステム各々の周波数割当情報および負荷の程度を受信するＣＰＣ特定モジュールと、
前記アクセスシステムのうち１つと通信するために前記アクセスシステム特定モジュールが再構成されるように制御する再構成マネージャと、
現在接続されサービスされるアクセスシステムで測定されるサービスの品質（Ｑｏｓ）を観測し、前記観測されたサービスの品質が予め決定された閾値以下に低下する場合、該当サービスのための最適のアクセスシステムを検索後、選択する制御部と
を備えることを特徴とするアクセスシステム選択装置。
【請求項２】
前記ＣＰＣ特定モジュールが、
前記無線ネットワークに配置された各アクセスシステムの情報を、特定周波数チャネルを利用して、アウトバンドＣＰＣ（Ｏｕｔ  ｂａｎｄ  ＣＰＣ）情報を受信することを特徴とする請求項１に記載のアクセスシステム選択装置。
【請求項３】
前記再構成マネージャが、
事業者サーバから前記アクセスシステムのプログラムをダウンロードし、前記選択した特定アクセスシステムと関連した前記アクセスシステム特定モジュールが再構成することを特徴とする請求項１に記載のアクセスシステム選択装置。
【請求項４】
ユーザの識別情報およびユーザが予め設定した前記アクセスシステムの優先順位情報を保存するＵＳＩＭをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアクセスシステム選択装置。
【請求項５】
位置基盤サービスおよび位置情報を提供するＧＰＳモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアクセスシステム選択装置。
【請求項６】
ユーザ装置の実行に必要なプログラムおよび制御プログラムが保存されているメモリをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアクセスシステム選択装置。
【請求項７】
前記制御部における前記最適のアクセスシステム探索が、
前記ＣＰＣサーバから受信した情報に基づいて使用可能な推薦アクセスシステムセットを生成し、
前記生成した推薦アクセスシステムセットのうち受信信号が良好でサービスが可能な候補アクセスシステムセットを選択し、
前記選択された候補アクセスシステムセットでユーザ装置の現在速度およびセルの大きさを考慮して、セルの滞留時間を予測し、新たなセルの接続のための生成時間と前記予測されたセルの滞留時間が前記生成時間より大きい場合、有効なシステムセットを生成することによって最適のアクセスシステムを探索することを特徴とする請求項１に記載のアクセスシステム選択装置。
【請求項８】
前記有効なアクセスシステムセット生成が、
前記選択された候補アクセスシステムセットで最適のアクセスシステム選択に必要なチャネル状態、アクセスシステムの負荷状態、サービスの要求から導出されたユーティリティ関数をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のアクセスシステム選択装置。
【請求項９】
複数のアクセスシステムが連動する環境における、同種および／または異種のアクセスシステムに接続するための方法において、
無線ネットワークに配置された前記各アクセスシステムの情報と前記各アクセスシステムの各々の周波数割当情報および負荷の程度を受信するステップと、
無線サービスを提供され、現在接続されサービスされるアクセスシステムのサービスの品質（Ｑｏｓ）を測定するステップと、
前記測定されたサービスの品質が予め決定された閾値以下に低下する場合、該当サービスを提供するために前記配置情報と負荷情報を利用して、最適のアクセスシステムを探索および選択するステップと、
前記選択されたアクセスシステムと通信するために無線部を再構成するステップと
を含むことを特徴とするアクセスシステム選択方法。
【請求項１０】
前記最適のアクセスシステム探索が、
前記ＣＰＣサーバから受信した情報に基づいて使用可能な推薦アクセスシステムセットを生成するステップと、
前記生成した推薦アクセスシステムのうち受信信号が良好でサービスが可能な候補アクセスシステムセットを選択するステップと、
前記選択された候補アクセスシステムセットでユーザ装置の現在速度およびセルの大きさを考慮してセルの滞留時間を予測し、新たなセルの接続のための生成時間と前記予測されたセルの滞留時間が前記生成時間より大きい場合、有効なシステムセットを生成することを特徴とする請求項９に記載のアクセスシステム選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおけるアクセスシステム選択方法および装置に関し、特に異種の無線通信システムでアクセスシステムを選択するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、空間を伝送媒体とする通信で、送信側から情報信号を電磁波にのせて空間に放射し、受信側では空間を経て伝送されてきた電磁波を受信して、本来の信号を検出する方式の通信システムである。
【０００３】
無線通信システムは、送・受信の位置が固定されている固定通信と一方が動く移動通信に大きく区分される。従来は、マイクロウエーブのような固定通信が無線通信の大部分であったが、社会が発展するにともない、何時でも何処でも誰とでも通信が可能な移動通信が大きく脚光を浴びている。
【０００４】
無線通信システムは、画期的な技術発展に伴い、複数のアクセスシステム（Access System）がオーバーレイ（overlay）された形態のセル（Cell）構造を有し、ユーザに、より高品質のサービスを提供して事業者のアクセスネットワーク（Access Network）を効率的に使用する形態に進化している。このような形態の異種（heterogeneous）アクセスシステム間の連動のために３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）および３ＧＰＰ２を基盤とした移動通信システムとＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）を基盤とするＢＷＡ（Broadband Wireless Access：すなわち、ＷｉＭＡＸ）、そしてＷＬＡＮ（Wireless Local Access Network）の標準では追加的な研究および標準化作業が行われている。
【０００５】
現在、異種無線通信システム間の連動およびハンドオーバーのための様々な形態のソリューションが提示されており、各々のソリューションは標準化団体によって規格作業を行っている。３ＧＰＰで提示する連動方式は大きく分けてＩ−ＷＬＡＮ、ＧＡＮ（Generic Access Network）、そして、ＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem）を用いたＶＣＣ（Voice Call Continuity）が提案されている。Ｉ−ＷＬＡＮは、３ＧＰＰシステムとＷＬＡＮとの連動方式および構造を提案して課金統合機能に対する標準化を進行中であるが、ハンドオーバーおよび連動方式はＧＡＮおよびＶＣＣ方式と統合される傾向である。ＧＡＮは、ＧＳＭ（Global System for mobile Communication）とＷＬＡＮの間のハンドオーバーを支援するためのＵＭＡ（Unlicensed mobile Access）ソリューションを３ＧＰＰの規格に統合した規格である。ＶＣＣは、ＣＳ（Circuit Service）ドメインとＰＳ（Packet Service）ドメインの間の移動性を保障するためにＩＭＳを利用したソリューションであり、３ＧＰＰ  Ｒｅｌｅａｓｅ７で規格を定義している。
【０００６】
これに比べてＩＥＥＥでは、ＩＥＥＥ  ８０２．２１によってＩＥＥＥシステムおよび移動通信システムのような互いに異なるアクセスシステムに対する連動のための標準化を進行している。現在ＩＥＥＥ  ８０２．２１では、ＭＩＨ（Media Independent Handover）という目的を有し、異種のアクセスネットワーク間のシームレス（Seamless）ハンドオーバーの提供を目標としている。またＷＬＡＮ（ＩＥＥＥ  ８０２．１１系列）、ＢＷＡ（ＩＥＥＥ  ８０２．１６系列）、そしてＩＥＥＥ  ８０２．３のようなＩＥＥＥ系列のハンドオーバーシナリオおよび３ＧＰＰおよび３ＧＰＰ２のような移動通信システムとのハンドオーバーシナリオに対する標準を進行している。特に、ＩＥＥＥ  ８０２．２１では、ＭＩＨの構造および機能、イベント（Event）／情報（Information）／トリガーサービス（Trigger Service）に対する規格と異種網間のハンドオーバー（Handover）手続に対する標準化作業が行われている。
【０００７】
Ｅ２Ｒ（End to End Reconfigurability）プロジェクトでは、動的スペクトラム割当てが可能であり、複数の異種無線システムが配置された無線ネットワークにおいて配置されたシステムの情報を放送できるＣＰＣ（Cognitive Pilot Channel、Common Pilot Channel）を提示した。Ｅ２Ｒで提示するＣＰＣの具現方式はＯｕｔ−ｂａｎｄ  ＣＰＣまたはＩｎ−ｂａｎｄ  ＣＰＣに分けることができる。Ｏｕｔ−ｂａｎｄ  ＣＰＣは、ＣＰＣ情報を専用に伝送することができる特定周波数チャネルを利用してＣＰＣサービスを提供する形態であり、Ｉｎ−ｂａｎｄ  ＣＰＣは、既存の無線通信システムのチャネルを利用してＣＰＣサービスを提供する形態である。
【０００８】
既存の同種（Homogeneous）のアクセス環境としては受信信号強度（Received Signal Strength、以下「ＲＳＳ」とする）、閾値（Threshold）そして、ＤＴ（Dwell Time）に応じてターゲット（Target）アクセスシステムに接続するハンドオーバー方式を使用した。しかし、異種アクセスシステム間のハンドオーバーではチャネル変更およびハンドオーバーに必要とする費用（cost）が多いため、同種のアクセス環境で考慮したパラメータだけでなく、ユーザの要求事項およびアクセスネットワークの環境のような多様なパラメータを基盤としてハンドオーバーを決定しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、異種のアクセスシステムが混在した移動ネットワーク環境において、アクセスシステム探索手続を利用して最適のアクセスシステムを選択する方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態による装置は、複数のアクセスシステムが連動する環境において、同種および／または異種のアクセスシステムに接続するためのユーザ装置（ＵＥ）であって、アクセスシステムに該当するモジュールを活性化させて前記アクセスシステムに接続し、サービスを提供するアクセスシステム特定モジュールと、ＣＰＣサーバから無線ネットワークに配置された各アクセスシステムの情報および前記各アクセスシステムの各々の周波数割当情報および負荷の程度を受信するＣＰＣ特定モジュールと、前記アクセスシステムのうち１つと通信するために前記アクセスシステム特定モジュールが再構成されるように制御する再構成マネージャと、現在接続されサービスされるアクセスシステムで測定されるサービスの品質（Ｑｏｓ）を観測し、前記観測されたサービスの品質が予め決定された閾値以下に低下する場合、該当サービスのための最適のアクセスシステムを検索後、選択する制御部とを備える。
【００１１】
本発明の一実施形態による方法は、複数のアクセスシステムが連動する環境において、同種および／または異種のアクセスシステムに接続するための方法であって、無線ネットワークに配置された前記各アクセスシステムの情報と前記各アクセスシステムの各々の周波数割当情報および負荷の程度を受信するステップと、無線サービスの提供を受けて、現在接続されサービスされるアクセスシステムのサービスの品質（Ｑｏｓ）を測定するステップと、前記測定されたサービスの品質が予め決定された閾値以下に低下する場合、該当サービスを提供するために前記配置情報と負荷情報を利用して、最適のアクセスシステムを探索および選択するステップと、前記選択されたアクセスシステムと通信するために無線部を再構成するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明を適用すれば、ユーザが認知できる多重の属性（Attribute）に基づいてアクセスシステムを選択し、サービスを受けることによって既存の受信信号強度に基づいた方法に比べて、サービスの品質（ＱｏＳ）保障が容易で通信環境に適応的なサービスが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による、無線通信アクセスシステムの連動構造を示した図である。
【図２】本発明の実施形態による、ユーザ装置の機能部構造図である。
【図３】本発明の実施形態による、ユーザ端末におけるアクセスシステム選択手続に関する図である。
【図４】本発明の実施形態による、測定ウインドウを利用した受信信号強度の測定に関する図である。
【図５】本発明の実施形態による、多重属性とユーティリティ関数を用いてダウンワードハンドオーバー時の動作手続を示した図である。
【図６】本発明の実施形態による、多重属性とユーティリティ関数を用いてアップワードハンドオーバー時の動作手続を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
前述した目的、特徴および長所は添付された図を参照して詳細に後述され、これに伴い本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施できるであろう。本発明を説明するにおいて、本発明と関連した公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にぼかし得ると判断される場合には詳細な説明を省略する。また以下で説明される各用語は、本発明の理解を助けるため使用されるのみであり、各製造会社または研究グループでは同一の用途にもかかわらず互いに異なる用語で使用されることに留意しなければならない。以下、添付された図を参照して、本発明による好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態による無線通信アクセスシステムの連動構造を表したものである。
【００１６】
図１でアクセスシステム（Access Systemと、以下「ＡＳ」とする）は、３ＧＰＰ移動通信基地局１０６、３ＧＰＰのＬＴＥ（Long-term Evolution）のｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢ１０９、Ｗｉｍａｘの基地局（Base Stationと、以下「ＢＳ」とする）１１０、ＷｉＦｉのアクセスポイント（Access Pointと、以下「ＡＰ」とする）１１２などを例としてあげることができる。そして、アクセスシステムの発展により基地局は定められたサービスを提供するだけでなく、状況に合わせて再構成し、また他の無線接続サービスが可能なようにする再構成可能な基地局１２０を含むことができ、ＣＰＣ情報を提供するＣＰＣ基地局１２２が設置され得もする。
【００１７】
また、図１で例示した基地局（ＢＳ）またはアクセスポイント（ＡＰ）のみでなく、他の無線通信システムの基地局（ＢＳ）またはアクセスポイント（ＡＰ）の場合も本発明の思想にしたがい動作が可能な場合、適用することができる。そのため上記で例示した例に限定されるものではない。
【００１８】
移動端末機が無線方式で接続する移動通信システム装備である３ＧＰＰ移動通信基地局１０６は、移動通信事業者網と接続される。３ＧＰＰ移動通信基地局１０６は、ＮｏｄｅＢ１０８とＲＮＣ１０７で簡単に表わすことができる。
【００１９】
ＮｏｄｅＢ１０８は、３ＧＰＰにおいて基地局を指称する名称であって、一般基地局を表す。ＮｏｄｅＢ１０８は、移動通信網に接続するためにＤＳＬ（Digital Subscriber Line）網などを使用することによって基地局から制御局などに接続するインフラ構築費用を節減することができ、ネットワークシステムと連係して、多様な付加サービス機能を設計することができる。ＮｏｄｅＢ１０８は、何個かのセル（cell）を有することができ、各セルは、自身のセルで使用するキャリア（carrier）を有している。ＮｏｄｅＢ１０８は、セル内に存在する多くのユーザ装置（User Equipment、以下「ＵＥ」とする）１３０と連結されており、セルで使用される周波数を確保している。無線ネットワーク制御機（Radio Network Controller、ＲＮＣ）１０９は、ＮｏｄｅＢ１０８の上位に接続され、ＮｏｄｅＢ１０８を制御するだけでなく、通信資源を割当てたり、ハンドオーバー、無線ベアラー（Radio Bearer、ＲＢ）を割当てる。３ＧＰＰ移動通信基地局１０６は、３Ｇ  Ｗ−ＣＤＭＡを基盤としている。
【００２０】
３ＧＰＰ内で進化アクセス網と進化核心網を意味するＬＴＥ（Long-term  Evolution）のｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢ１０９は、標準化作業が進行中にあり、標準化作業により決定された方式で通信するだろう。ｅＮｏｄｅＢ１０９は、既存のＮｏｄｅＢ１０８とＲＮＣ１０７が統合された形態であり、既存ＲＮＣ１０７に搭載されたプロトコル階層がすべてｅＮｏｄｅＢ１０９に含まれている。
【００２１】
ＷｉＭＡＸのＢＳ１１０とＷｉＦｉのＡＰ１１２は無線ＬＡＮのようにインターネット接続データ通信が可能でありながらも、携帯電話のような音声通信が可能である。
【００２２】
前記説明した各々のシステム（参照符号１０６、１０９、１１０、１１２）がＡＳに該当する。そして、ＡＳの発展により状況に合うように基地局を再構成し、サービスが可能なようにする再構成可能な基地局１２０とＣＰＣ情報を提供するＣＰＣ基地局１２２をＡＳに含むことができる。
【００２３】
図１で、参照符号１４０は、色々な種類のＡＳセルを図示したもので、図示した各セルの形にしたがって他のシステムの基地局によるセルであると仮定する。例として参照符号１４２は、３Ｇ  ＬＴＥサービスをするｅＮｏｄｅＢサービス網であり、参照符号１４４は、ＷｉＭＡＸのＢＳサービス網といえる。
【００２４】
異種ＡＳハンドオーバーとは、現在サービスされるＡＳと互いに異なる種類のＡＳにセルを変更することで、例えばｅＮｏｄｅＢ（１４２）サービス網からＷｉＭＡＸのＢＳ（１４４）サービス網にハンドオーバーするケースに該当する。
【００２５】
同種ＡＳハンドオーバーとは、現在サービスされるＡＳのような種類のＡＳにセルを変更することで、例えばｅＮｏｄｅＢ（１４２）サービス網から同一規約を有するシステムに接続したｅＮｏｄｅＢ（１４６）サービス網にハンドオーバーするケースに該当する。
【００２６】
前記ＡＳの例に対して説明したので、次に無線通信ＡＰの連動構造を詳しく説明する。
【００２７】
本発明では、ＡＳの配置情報を提供するＣＰＣサーバ（Server）１０２とＳＤＲ（Software Define Radio）に基づいて、ＣＰＣ  Ｃｌｉｅｎｔ機能を行う多重モード端末を考慮する。多重モード端末とは、ＵＥ１３０を意味する。ＵＥ１３０は、ＳＤＲ基盤の再構成が可能なマルチモード端末であり、ユニバーサルアクセス（Universal Access）が可能である。ここで、ユニバーサルアクセスとは、ＵＥ１３０は、ＳＤＲ基盤の再構成が可能なマルチモード端末であって、ＡＳ探索を経て使用可能な特定ＡＳを選択し、選択された特定ＡＳと関連されたＵＥ１３０内部の通信モジュールを再構成してＡＳに接続するものである。ＵＥ１３０は、ＷＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＷｉＦｉなどのようなモジュールを支援するハードウェアを内蔵しており、特定ＡＳとの連動によってサービスを提供する。
【００２８】
ＣＰＣサーバ１０２は、スペクトラムブローカ（Spectrum Broker）１００およびＣＲＲＭ１０４と連動して、動的に変更される周波数割当情報と、ＡＳの負荷情報およびＡＳの配置情報を管理する。スペクトラムブローカ１００は、事業者の要求および政策に応じて動的に周波数を指定してＡＳを割当てる機能を担当し、該当ＡＳの周波数割当情報をＣＰＣサーバ１０２に伝達する。ＣＲＲＭ（Cognitive Radio Resource Manager）１０４は、複数のＡＳの無線資源管理機能を行う機能個体であって、本発明では各々のＡＳの負荷の程度を測定し、この負荷情報をＣＰＣサーバ１０２あるいはＡＳを介して、改めてＵＥ１３０に放送するように制御する。ＣＰＣサーバ１０２は、ＣＰＣを利用して、スペクトラムブローカ１００から提供された周波数割当情報とＣＲＲＭ１０４から提供された各ＡＳの負荷情報、そして事業者によって設定されたＡＳの配置情報を周期的に放送する。ＵＥ１３０は、周期的にＡＳの配置情報および周波数割当情報を受信して、使用可能なＡＳの情報を得て、受信したＡＳの情報に応じてサービス要求事項および色々なパラメータを考慮してＡＳを選択する。
【００２９】
前述したようにＣＰＣサーバ１０２は、事業者が提示する無線通信ＡＳの配置情報および各ＡＳの周波数割当情報および負荷情報を管理するデータベースを有するサーバであって、ＵＥ１３０に無線通信ＡＳの配置情報を提供する。本発明の実施形態による、ＣＰＣサーバ１０２から提供する情報を、例として説明すれば、下記の表１のように例示することができ、この情報はユーザＵＥ１３０に周期的に伝達される。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１でＡＳの配置情報は、事業者が管理するＡＳであるため、事業者は、サービスのために設置される時点にサービス可能なサービス有効半径、隣接セル（Cell）の位置、そしてＡＳのタイプ（type）等を知ることができる。また、事業者間の協約（agreement）が存在する場合、事業者間のＡＳの配置情報を交換することで互いに異なる事業者がサービスするＡＳの情報もやはり知ることができる。
【００３２】
図２は、本発明の実施形態によるユーザ装置の機能部構造図である。
【００３３】
本発明によるＵＥは、ユニバーサルアクセスのための構成で、一般的な機能、例えばキー入力部、表示部、バッテリーなどの機能ブロックは除外したことに留意しなければならない。
【００３４】
ＵＥは、ＵＳＩＭ（User Subscription Information Module）２００、制御部２２０、再構成マネージャ（Reconfiguration Manager）２０４、ＡＳ特定モジュール（AS Specific Module）２０６、ＧＰＳモジュール２０８、ＣＰＣ特定モジュール（Specific module）２１０、メモリ２１２で構成することができる。
【００３５】
ＵＳＩＭ２００は、ユーザの識別（Identity）情報およびユーザが予め設定したＡＳの優先順位（Preference）情報を保存している。また、ＵＳＩＭ２００にはサービスされるＡＳ種類による実行プログラムを保存することもできる。
【００３６】
制御部２２０は、ＵＥのすべての機能ブロックを制御するだけでなく、複数のＡＳが連動される環境でサービスのためのＡＳの探索および選択機能を行う。制御部２２０は、ＵＥでサービスされるＡＳの受信信号強度およびＵＥの移動速度情報を測定して、ＣＰＣサーバ１０２から周期的に伝送されるＡＳ配置情報およびＡＳの周波数割当情報と各ＡＳの負荷情報の提供を受ける。
【００３７】
ＡＳ選択手続は、既に接続しているＡＳで測定されるサービスの品質（Quality of Service、以下「ＱｏＳ」と称する）が低下する場合に開始され、サービスのＱｏＳを満足するＡＳを選択して接続する手続を行う。制御部２２０は、現在接続されサービスされるＡＳにおいて測定されるサービスのＱｏＳを持続的に観測し、観測されたＱｏＳが特定閾値（threshold）以下に低下する場合、該当サービスのための最適のＡＳおよびチャネルを選択するための手続を行う。ＵＥのＡＳ選択手続は図３で後述する。
【００３８】
ＡＳ特定モジュール２０６はＷＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＷｉＦｉなどのようなモジュールをすべて支援できるハードウェアおよびソフトウェアで構成されている。ＡＳ特定モジュール２０６はアンテナ２０５と接続されており、このアンテナ２０５を介して選択された特定ＡＳとデータおよび／またはシグナルを送受信する。ＡＳ特定モジュール２０６は、制御部２２０で選択したＡＳに該当するモジュールを活性化（Turn On）させ、ＡＳに接続しサービスの提供を受けることができる。また、制御部２２０は、ＡＳ特定モジュール２０６で受信したデータで受信信号強度ＲＳＳを確認し、サービス可能なチャネル状態なのかを把握する。
【００３９】
再構成マネージャ２０４は、制御部２２０で選択した特定ＡＳと通信するためにＵＳＩＭ２００あるいは事業者サーバ（図示せず）から該当ＡＳのプログラムをダウンロード（download）し、選択した特定ＡＳと関連した通信モジュールを設定および制御する。再構成マネージャ２０４は、制御部２２０に含め構成することもできる。
【００４０】
ＧＰＳモジュール２０８は、ＬＢＳ（Location Based Service）および位置情報を提供し、ユーザの必要により選択的に使用することができる。
【００４１】
ＣＰＣ特定モジュール２１０は、特定周波数チャネルを利用して、無線ネットワークに配置されたシステムの情報を放送するＯｕｔ−ｂａｎｄ  ＣＰＣ情報を、アンテナ２０９を介して受信し処理した後、制御部２２０に伝達する。そしてＡＳの負荷情報は、ＣＰＣ特定モジュール２１０またはＡＳ特定モジュール２０６を介して受信することができる。
【００４２】
メモリ２１２は、ＵＥの実行に必要なプログラムおよび制御プログラムが保存されており、制御部２２０の要請に応じて該当するプログラムを伝達する。
【００４３】
図３は本発明の実施形態による、ユーザ端末におけるアクセスシステム選択手続に関するものである。
【００４４】
ＡＳ選択手続は、現在接続しているＡＳにおいて測定されるＱｏＳが低下する場合に開始され、サービスのＱｏＳを満足するＡＳを選択して、接続する手続を行う。
【００４５】
ステップ３０２で、制御部２２０は現在接続されサービスされるＡＳにおいて測定されるサービスのＱｏＳを持続的に観測する。ステップ３０４で、制御部２２０は観測されたＱｏＳが特定閾値（threshold）以下に低下する場合、該当サービスのための最適のＡＳおよびチャネルを選択するための手続を行う。観測されたＱｏＳが特定閾値以上の場合には現在サービスされるＡＳの接続を維持するようにする。
【００４６】
前記ＡＳに接続する手続を行うために制御部２２０は、各ステップ別に推薦ＡＳセット（Recommended AS Set）、候補ＡＳセット（Candidate AS Set）、そして有効なＡＳセット（Available AS Set）を定義して使用する。
【００４７】
ステップ３０５で、制御部２２０はＣＰＣサーバ１０２から放送されるＡＳ配置情報を受信する。
【００４８】
制御部２２０は、候補ＡＳセットに含まれたＡＳに対する配置情報、ＵＥの測定情報、ＡＳの負荷情報を利用して、導出されたユーティリティ関数（Utility Function）を用いて最高のスコアを有したＡＳに接続する手続が行われる。ユーティリティ関数に対しては後述の図４で説明する。
【００４９】
ステップ３０８で、制御部２２０はＣＰＣサーバ１０２から受信した情報に基づいて推薦ＡＳセットを生成する。ステップ３１２で、推薦ＡＳセットで生成したＡＳのうち受信信号が良好でサービスが可能なＡＳを選択して、候補ＡＳセットを生成する。ステップ３１４で、候補ＡＳセットはＵＥの移動パターンとＡＳがサービスするセル（Cell）の半径を考慮した後、有効なＡＳセットを生成する。ステップ３１６で、有効なＡＳセットは、ＡＳのチャネル状態、ＡＳの負荷状態、そしてサービスの要求品質（ＱｏＳ）から導出されたユーティリティ関数を用いてスコア（Score）を計算する。ステップ３１８で、制御部２２０は有効なＡＳセットのうち、最高のスコアを有したＡＳを選択して、接続する。
【００５０】
表２は、アクセスシステム選択方法において考慮する属性の例であり、各属性に対する説明を共に図示した。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
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【００５３】
【数１】
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【００５４】
【数２】
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【００５５】
【数３】
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【００５６】
【数４】
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【００５７】
【数５】
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【００５８】
表３は、ＱｏＳパラメータ遷移の程度を利用してＵＥで現在ＱｏＳを判断する方法を表したものである。
【００５９】
【表３】
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【００６０】
本発明によるＡＳ選択方法は、ＡＳ探索手続によって抽出された推薦ＡＳセットのリストを活性化する。ここでリストとは、ＡＳ（参照符号１０６、１０９、１１０、１１２）のうち探索によった使用可能なＡＳを意味し、一つまたは複数個になることがある。リスト活性化とは、各々のＡＳに該当するサービスを提供するＵＥに内蔵されたモジュールをターンオン（Turn-On）させることを意味する。例として探索手続によって推薦ＡＳセットのリストにＷｉＭＡＸのＡＳが探索されたとすれば、ＵＥは内蔵されたＡＳ特定モジュール２０６のうちＷｉＭＡＸに該当するモジュールをターンオンさせるものである。リストを活性化した後、制御部２２０は、受信される受信信号強度ＲＳＳがサービス可能な状態なのかを検査する。受信される受信信号強度は該当ＡＳを使用してサービスの可能可否を判断する基本的なパラメータであり、後述される図４のような測定ウインドウ（measurement window）に基づいて各々のＡＳに対する受信信号強度を測定する。
【００６１】
図４は、本発明の実施形態による、測定ウインドウを利用した受信信号強度測定に関するものである。
【００６２】
各々のＡＳは、予め定義されたサービス可能な受信信号強度の閾値（threshold）を利用して、測定区間（measurement window）内の平均ＲＳＳ（Ｅ（Ｗ）i）が該当閾値（ＲＳＳＩthreshold）より高い場合には、該当アクセスシステムを候補ＡＳセットに追加する。
【００６３】
また、受信信号強度の平均値を測定するために使用するＷｉｎｄｏｗの大きさは可変的に設定することができ、測定された受信信号強度を利用して、ユーティリティ関数２２８（Ｕ（ＲＳＳ）i）を導出することができる。次は、受信信号強度と関連したパラメータを導出する方法を式６〜式８で表したものである。
【００６４】
【数６】
2010252335.tif 000012
【００６５】
【数７】
2010252335.tif 000013
【００６６】
【数８】
2010252335.tif 000014
【００６７】
表４は、ＵＥの受信信号強度を利用したアクセスシステムの選択のための動作手続を表したものである。
【００６８】
【表４】
2010252335.tif 000015
【００６９】
ＵＥは、移動パターンに応じて移動性を有するため、ＡＳ選択を行うときＵＥの現在速度およびセルの大きさなどを考慮して、セルの滞留時間（Cell Residence Time：ＣＲＴ）を予測することができる。しかし、実際ＵＥの移動パターンに対する情報を正確に有することは不可能であり、ＵＥの移動性を予測するのは難しいことである。したがって、本方法では特定ＡＳがサービスするセルの滞留時間をＵＥの速度とセルの半径を利用して、適用する方案を提示する。すなわち、ＵＥは、直線運動を行い、移動中は停止しないと仮定する場合、これに基づいてセルの滞留時間を予測することができる。
【００７０】
導出されたＣＲＴの予測値（ＣＲＴ（ｖ）i）は正確な値ではないため、予測値はＡＳを選択するユーティリティ関数としては使用せず、新たなセルの接続のための設定時間（Makeup Time）と比較して、導出された滞留時間（ＣＲＴ）が設定時間（ＭＴ）より大きい場合にだけ候補ＡＳセットに追加する。
【００７１】
設定時間は、ＵＥがサービスを受けるために特定ＡＳに接続するシグナリング手続、認証手続などに所要する時間を意味する。式９は、前述したＣＲＴを導出する方法を表したものであり、表５は、ＣＲＴ関連パラメータを利用した動作手続を表したものである。
【００７２】
【数９】
2010252335.tif 000016
【００７３】
【表５】
2010252335.tif 000017
【００７４】
本発明では、サービスに適合する最適のＡＳを選択する方法を提示するため、各々のＡＳに対する負荷の程度を測定する方法が必要である。ＡＳの負荷を測定するためには現在接続中であるユーザの数、帯域幅の占有率、遅延、遅延の遷移など複数のパラメータを使用することができる。
【００７５】
本発明は、ＡＳの負荷の程度を測定するために処理率、遅延、ジッターを考慮する。すなわち、特定ＡＳの最大容量と現在ＡＳでサービスされる処理量およびＵＥで要求する処理量を考慮して、サービス可能な処理量（Ｔ（ｔ）i）を予測する。また、リアルタイムトラフィックおよびマルチメディアトラフィックで重要な因子で考慮する遅延とジッターの要求値と現在ＡＳで測定された値の比を比較して、提供可能な遅延（Ｄ（ｔ）i）およびジッター（Ｊ（ｔ）i）を予測する。
【００７６】
前述したパラメータを利用してＡＳのロード（Load）に対するユーティリティ関数を導出し、これに基づいてＡＳ選択方法に使用する。パラメータの負荷の程度を予測する方法は式１０ないし式１３のようであり、予測された負荷の程度を利用したユーティリティ関数（Ｕ（ＬＯＡＤ）i）を式１３で表すことができる。
【００７７】
【数１０】
2010252335.tif 000018
【００７８】
【数１１】
2010252335.tif 000019
【００７９】
【数１２】
2010252335.tif 000020
【００８０】
【数１３】
2010252335.tif 000021
【００８１】
複数のＡＳが連動して、動作する無線通信システムにおいて、ユーザは自身の要求事項に合う接続リストを利用してＡＳに接続しサービスの提供を受ける。したがって、本発明ではユーザが設定したＡＳに対して優先順位を付与し、ＡＳ選択のための１つのパラメータとして使用する。ユーザが設定したＡＳの優先順位（Preference）情報は、ＵＥのＵＳＩＭ２００などに保存することができ、初期設定時、あるいはユーザが動的に該当接続優先順位を変更することができる。式１４は、ユーザの優先順位（Preference）情報をユーティリティ関数（Ｕ（preference）i）に適用する方法を表したものである。
【００８２】
【数１４】
2010252335.tif 000022
【００８３】
2010252335.tif 000023
【００８４】
【数１５】
2010252335.tif 000024
【００８５】
表６は、先に記述したパラメータとユーティリティ関数を利用して有用したシステムセットに属するＡＳのうちで最適のＡＳを選択するための動作手続を表したものである。
【００８６】
【表６】
2010252335.tif 000025
【００８７】
異種ＡＳ間のチャネル変更およびハンドオーバー手続は、大きくダウンワードハンドオーバー（Downward Handoverと、以下「ＤＨ」とする）とアップワードハンドオーバー（Upward Handoverと、以下「ＵＨ」とする）に分けることができる。
【００８８】
ＤＨは、全域網あるいは広いサービス領域を有するＡＳから地域網および狭いサービス領域を有するＡＳへのチャネル変更手続を意味する。例えて説明すれば、ＵＥがＵＭＴＳ網からＷＬＡＮ網に移動する場合である。
【００８９】
ＵＨは、地域網および狭いサービス領域を有するＡＳから全域網あるいは広いサービス領域を有するＡＳへのチャネル変更手続を意味する。例えて説明すれば、ＵＥがＷＬＡＮ網からＵＭＴＳ網に移動する場合である。
【００９０】
図５は、本発明の実施形態による、多重属性とユーティリティ関数を利用したダウンワードハンドオーバー時の動作手続を表したものである。
【００９１】
図５は、ＵＥが全域網サービス領域を有するＡＳから地域網サービス領域を有するＡＳへのチャネル変更手続に関するものである。
【００９２】
異種アクセスシステム間のダウンワードハンドオーバー（ＤＨ）は、ＵＥが現在接続しているＡＳにおいて測定されるＱｏＳが低下する場合に開始される。
【００９３】
ステップ５０１でＵＥは、現在全地域サービス領域を有するＡＳに登録されている状態である。ステップ５０３で制御部２２０は、測定タイマー（図示せず）を動作させる。サービスのＱｏＳが特定閾値以下に低下する場合、制御部２２０は、該当サービスのための最適のＡＳおよびチャネルを選択するためにステップ５０９に進む。
【００９４】
もし、ステップ５０７で観測されたサービスのＱｏＳが特定閾値以上ならばステップ５０１に戻り現在のＡＳを維持するようにする。
【００９５】
ステップ５０９で制御部２２０は、ＣＰＣサーバ１０２から周期的に放送するＡＳ配置情報を受信して推薦ＡＳセットを生成し、推薦ＡＳセットで生成されたＡＳのうちで受信信号が良好でサービスが可能なＡＳを選択する。
【００９６】
ステップ５１３でＵＥに内蔵されたＡＳ特定モジュール２０６は、ステップ５０９で選択された使用可能なＡＳに該当するモジュールを活性化（Turn On）する。例として、ステップ５０９でもし推薦ＡＳセットがｅＮｏｄｅＢ１０９とＢＳ１１０を選択すると、制御部２２０は、ＡＳ特定モジュール２０６でｅＮｏｄｅＢ１０９とＢＳ１１０に該当するモジュールを活性化させる。特定モジュールが活性化されるとステップ５１５に進み、制御部２２０は、特定モジュールで受信される受信信号強度ＲＳＳを評価する。ステップ５１７で制御部２２０は、受信信号強度を評価し、受信信号強度が予め決定された閾値以上なのかを確認する。すなわち、受信信号強度の傾きが０より大きく、特定閾値より大きいのかを確認する。受信信号強度が予め決定された特定閾値以上ならばステップ５１９に進み、制御部２２０は、現在接続されているＡＳを候補ＡＳセットに追加する。
【００９７】
ステップ５２１で制御部２２０は、候補ＡＳセットの状態を確認する。制御部２２０は、ＵＥの移動パターンとＡＳがサービスするセルの半径を考慮して使用可能な候補ＡＳセットがあるかを確認する。もしステップ５２１で使用可能な候補ＡＳが存在しなければ、ステップ５０１に戻り、改めて順序のとおり進めるようにする。
【００９８】
使用可能な候補ＡＳが存在すれば、ステップ５２３に進み、制御部２２０は、候補ＡＳセットの個数が０より多いのか確認する。もし候補ＡＳセットが存在しなければ、ステップ５０１に戻り、順序の通り改めて進める。
【００９９】
使用可能な候補ＡＳが存在すれば、ステップ５２５に進み、制御部２２０は、ＵＥがセルに滞留する時間（ＣＲＴ）を推定する。ＵＥは、移動パターンに応じて移動性を有するため、ＡＳ選択を行うとき、ＵＥの現在速度およびセルの大きさなどを考慮して、セルの滞留時間（ＣＲＴ）を予測することができる。
【０１００】
ステップ５２９で新しいセルの接続のための設定時間（Makeup Time）と、導出されたセルの滞留時間（ＣＲＴ）を比較する。ＵＥのセルの滞留する時間（ＣＲＴ）が生成時間（ＭＴ）より大きい場合、ステップ５３１に進み、現在ＵＥが属しているＡＳを有効なＡＳセットに追加する。
【０１０１】
もし、ＵＥのセルの滞留する時間（ＣＲＴ）が連結設定時間（ＭＴ）より小さい場合、ステップ５２７に進み、現在候補ＡＳセットに該当する特定モジュールをターンオフ（Turn-Off）する。そして、ステップ５２３に戻り、制御部２２０は他の候補ＡＳセットが存在するのか確認し、存在したら前述した順序の通り再開する。もし、候補ＡＳセットが存在しなければステップ５０１に戻り最初から再開始する。
【０１０２】
ステップ５３１で制御部２２０は、有効なＡＳセットを追加すると、ステップ５４０に進み、使用可能な有効なＡＳが存在するかを確認する。もし、有効なＡＳが存在しなければ制御部２２０は、ステップ５０１に戻り、初めのステップから順序の通り再開する。
【０１０３】
ステップ５４０で有効なＡＳが存在すれば、ステップ５４２に進み、制御部２２０は、受信信号強度、アクセスシステムの負荷情報、ユーザが予め設定したＡＳの嗜好度（Preference）から導出したユーティリティ関数を用いてスコア（Score）を計算する。
【０１０４】
ステップ５４４で制御部２２０は、最高のスコアを有したＡＳを選択し、ＡＳ特定モジュール２０６は、選択された使用可能なＡＳに該当するモジュールを活性化（Turn  On）させ、選択されたＡＳに接続する。制御部２２０は、選択されたＡＳに接続した後、ステップ５４６でＡＳに登録することによってダウンワードハンドオーバーをするのである。
【０１０５】
図６は、本発明の実施形態による、多重属性とユーティリティ関数を用いてアップワードハンドオーバー時の動作手続を表したものである。
【０１０６】
図６は、ＵＥが地域網サービス領域を有するＡＳから全域網サービス領域を有するＡＳへのチャネル変更手続に関するものである。
【０１０７】
異種ＡＳ間のダウンワードハンドオーバー（ＤＨ）は、ＵＥが現在接続しているＡＳにおいて測定されるＱｏＳが低下する場合に開始される。
【０１０８】
ステップ６０１でＵＥは、現在地域網サービス領域を有するＡＳに登録されている状態である。ステップ６０３で制御部２２０は、測定タイマー（図示せず）を動作させる。
【０１０９】
ステップ６０５で制御部２２０は、ＵＥが現在サービスされるＱｏＳ状態を持続的に観測し、観測されたサービスのＱｏＳが特定閾値以下に低下するのか確認する。そして、ＱｏＳが特定閾値以上の場合にはハンドオーバーせず、現在ＡＳのサービスが維持されるようにする。
【０１１０】
もし、制御部２２０は、サービスのＱｏＳが特定閾値以下に低下する場合、ステップ６０７に進む。ステップ６０７で制御部２２０は、ＣＰＣサーバ１０２から周期的に放送するＡＳ配置情報を受信し、推薦ＡＳセットを生成し、推薦ＡＳセットで生成したアクセスシステムのうち、受信信号が良好でサービスが可能なＡＳを選択する。
【０１１１】
ステップ６０９で制御部２２０は、探索したＡＳのうち同種のＡＳが存在するのか確認する。同種のＡＳが存在すれば、ステップ６１１に進み、同種間ＡＳを選択する。すなわち、現在登録されているＡＳがＷＬＡＮ領域に属しているならば、探索したＡＳのうち同種のＷＬＡＮ領域にハンドオーバーするのである。同種間ＡＳを選択すれば、制御部２２０は、ステップ６１３に進み、同種間のハンドオーバー接続手続を行う。
【０１１２】
もし、ステップ６０９で同種のＡＳが存在しなければ、ステップ６１５に進み、制御部２２０が探索した異種のＡＳに該当する特定モジュールを活性化（turn on）する。特定モジュールが活性化されると、ステップ６１７で制御部２２０は、特定モジュールと関連したＡＳから受信される受信信号強度ＲＳＳを評価する。ステップ６１９で制御部２２０は、受信信号強度を確認し、予め決定された閾値以上なのか確認する。すなわち、現在受信される受信信号強度の傾きが０より大きく、特定閾値より大きいのかを確認する。
【０１１３】
もし、ステップ６１９で制御部２２０は、受信された受信信号強度が予め決定された閾値以下の値ならば、ステップ６１５に戻り、推薦ＡＳセットで生成した他のＡＳのうち受信信号が良好でサービスが可能なＡＳに該当する特定モジュールを活性化し、改めて受信信号強度を評価する。そして、制御部２２０は、受信信号強度が特定閾値以上の値ならば、ステップ６２１に進み、候補ＡＳセットに追加する。
【０１１４】
ステップ６２３で制御部２２０は、候補ＡＳ状態を確認する。制御部２２０は、ＵＥの移動パターンとＡＳがサービスするセルの半径を考慮して使用可能な候補ＡＳがあるかを確認する。ステップ６２３で使用可能な候補ＡＳが存在すれば、ステップ６３１に進み、制御部２２０はＡＳセットの個数が０より多いのか確認する。候補ＡＳが存在すれば、ステップ６３３に進み、ＵＥがセルに滞留する時間（ＣＲＴ）を推定する。ＵＥは移動パターンに応じて移動性を有するため、ＡＳ選択を行うとき、ＵＥの現在速度およびセルの大きさなどを考慮して、セルの滞留時間（ＣＲＴ）を予測することができる。ステップ６３７で新たなセルの接続のための設定時間（ＭＴ）と導出されたセルの滞留時間（ＣＲＴ）を比較する。もし、ＵＥのセルに滞留する時間（ＣＲＴ）が設定時間（ＭＴ）より小さい場合、制御部２２０は、ステップ６３９で使用可能な候補ＡＳセットから除去し、ステップ６３５から再開する。また、ＵＥのセルに滞留する時間（ＣＲＴ）が生成時間（ＭＴ）より大きい場合、ステップ６４１に進み、有効なＡＳセットに追加する。
【０１１５】
ステップ６４１で制御部２２０は、有効なＡＳセットを追加すれば、ステップ６４３に進み、使用可能な有効なＡＳが存在するかを確認する。ステップ６４３で有効なＡＳが存在しなければ、制御部２２０は、ステップ６２５に進み、ユーザが予め設定したＡＳの嗜好度（preference）情報をチェックする。そして、ステップ６２７で制御部２２０は、全域網に該当する特定モジュールを活性化（turn on）し、ステップ６２９に進み接続手続を行う。
【０１１６】
またステップ６２３で使用可能な候補ＡＳが存在しなければ、ステップ６２５に進み、前記と同一の方法でステップ６２７とステップ６２９を行う。
【０１１７】
ステップ６４３で有効なＡＳが存在すれば、ステップ６４５に進み、制御部２２０は受信信号強度、ＡＳの負荷情報、ユーザが予め設定した嗜好度（Preference）情報から導出したユーティリティ関数を用いてスコア（Score）を計算する。ステップ６４７で制御部２２０は、最高のスコアを有したＡＳを選択し、ＡＳ特定モジュール２０６は選択された使用可能なＡＳに該当するモジュールを活性化（Turn On）させ、選択されたＡＳに接続する手続を行う。制御部２２０は、選択されたＡＳに接続する手続を行った後、ステップ６４９でＡＳに登録をすることでアップワードハンドオーバーをするのである。
【符号の説明】
【０１１８】
１００  スペクトラムブローカ
１０２  ＣＰＣサーバ
１０４  ＣＲＲＭ（Cognitive Radio Resource Manager）
１０６  ３ＧＰＰ移動通信基地局
１０７  ＲＮＣ
１０８  ＮｏｄｅＢ
１０９  ｅＮｏｄｅＢ
１１０  基地局（ＢＳ）
１１２  アクセスポイント（ＡＰ）
１２０  再構成可能な基地局
１２２  ＣＰＣ基地局
１３０  ＵＥ
２００  ＵＳＩＭ（User Subscription Information Module）
２０４  再構成マネージャ
２０６  ＡＳ特定モジュール
２０８  ＧＰＳモジュール
２１０  ＣＰＣ特定モジュール
２１２  メモリ
２２０  制御部
【図１】
2010252335.tif 000026
【図２】
2010252335.tif 000027
【図３】
2010252335.tif 000028
【図４】
2010252335.tif 000029
【図５】
2010252335.tif 000030
【図６】
2010252335.tif 000031