(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の異なる種類の無線アクセス網にそれぞれ接続する複数の無線ベアラに同時並列接続して通信する利用者無線端末（ＵＥ）において、該複数の無線ベアラ間においてユーザ・トラフィックの配分比率を最適化する。【解決手段】ＵＥ自身が計測または検知した移動速度、現在位置、端末動作状態に基づいてトラフィックを無線ベアラ間で最適配分する。また、トラフィックが属するサービス種別のＱｏＳ要件および／又はセキュリティ要件を識別し、当該識別された要件に応じてトラフィックを無線ベアラ間で最適配分する。これにより、ユーザ個人にとって関心の高い評価基準に基づいて、無線ベアラ間でのユーザ・トラフィックの最適な配分をＵＥ単独で実行する。【選択図】図１
2014204393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる種類の無線アクセス網にそれぞれ接続する複数の無線ベアラに同時並列接続して通信するＵＥが、所定の基準に基づき、ユーザ・トラフィックを前記複数の無線ベアラ間において最適比率により配分する方法であって：
前記所定の基準に関し、前記ＵＥの移動速度、現在位置、端末動作状態を計測又は検知するステップ；および、
前記計測又は検知された前記ＵＥの移動速度、現在位置または端末動作状態に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するステップ、
を備える、方法。
【請求項２】
複数の異なる種類の無線アクセス網にそれぞれ対応する複数の無線ベアラに同時並列接続して通信するＵＥが、所定の基準に基づき、ユーザ・トラフィックを前記複数の無線ベアラ間において最適比率により配分する方法であって：
前記所定の基準に関し、ユーザ・トラフィックが属するサービス種別のＱｏＳ要件および／又はセキュリティ要件を識別するステップ；および、
前記ＵＥ上で実行中のアプリケーションの各々が指定する前記ＱｏＳ要件および／又はセキュリティ要件に基づき、前記アプリケーションの各々が送受信する前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するステップ、
を備える、方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の方法であって：
所定の基準に基づき、ユーザ・トラフィックを前記複数の無線ベアラ間において最適比率により配分する動作は、網側のトラフィック制御機能に依存せずに、前記ＵＥによって単独で実行されることを特徴とする、方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の方法であって：
前記複数の無線ベアラ間における前記ユーザ・トラフィックの前記最適配分をパケット単位又はフレーム単位で実行することにより、無線ベアラ間でのトラフィック配分制御を実行することを特徴とする、方法。
【請求項５】
前記計測又は検知された前記ＵＥの端末動作状態に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分する前記ステップは：
前記検知された端末動作状態が、第１の閾値を上回るデータ通信量でのデータ送受信を実行している端末動作状態、または第２の閾値を上回る頻度でユーザ操作が実行されている端末動作状態のいずれか一方に対応する場合、前記ＵＥが同時利用可能な全ての無線ベアラ上で使用可能な全帯域幅を使用して無線伝送を行うステップであって、前記データ通信量の単位は、少なくともビットレートおよび同時セッション数を含む、ステップ；
を備えることを特徴とする、請求項１または請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記計測又は検知された前記ＵＥの移動速度に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分する前記ステップは：
前記移動速度が高速移動状態に対応する場合には、ＵＥの高速移動時におけるハンドオーバー精度に優れ、ＵＥの高速移動による実効スループットの低下が少ない無線アクセス網に接続する無線ベアラへのトラフィック配分比率を最大化するステップ；
を備えることを特徴とする、請求項１または請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記計測又は検知された前記ＵＥの現在位置に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分する前記ステップは：
前記現在位置において利用可能な無線アクセス網の中で、相対的に低コストな無線アクセス網に接続する無線ベアラに対してトラフィックを優先的に配分するステップ；
を備えることを特徴とする、請求項１または請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記ＱｏＳ要件に基づき、前記アプリケーションの各々が送受信する前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分する前記ステップは、前記アプリケーションの各々に関して：
複数の異なる無線アクセス網の各々に関して、提供可能なＱｏＳサービス・クラスを検索し、各アプリケーションが指定する前記ＱｏＳ要件を充足する前記ＱｏＳサービス・クラスを提供可能な無線アクセス網を識別するステップ；および、
各アプリケーションが送受信する前記ユーザ・トラフィックに関して、各アプリケーションのＱｏＳ要件を充足すると識別された無線アクセス網に接続する無線ベアラへのトラフィック配分比率を最大化するステップ；
を実行する動作を備えることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記セキュリティ要件に基づき、前記アプリケーションの各々が送受信する前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分する前記ステップは、前記アプリケーションの各々に関して：
複数の異なる無線アクセス網の各々に関して、提供可能なセキュリティ・クラスを検索し、各アプリケーションが指定する前記セキュリティ要件を充足する前記セキュリティ・クラスを提供可能な無線アクセス網を識別するステップ；および、
各アプリケーションが送受信する前記ユーザ・トラフィックに関して、各アプリケーションのセキュリティ要件を充足すると識別された無線アクセス網に接続する無線ベアラだけに対して排他的に前記ユーザ・トラフィックを配分するステップ；
を実行する動作を備えることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
複数の異なる種類の無線アクセス網にそれぞれ接続する複数の無線ベアラに同時並列接続して通信する際に、所定の基準に基づき、ユーザ・トラフィックを前記複数の無線ベアラ間において最適比率により配分するＵＥであって：
前記所定の基準に関し、前記ＵＥの移動速度、現在位置、端末動作状態を計測又は検知する手段；および、
前記計測又は検知された前記ＵＥの移動速度、現在位置または端末動作状態に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分する手段；
を備える、ＵＥ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種無線サービスへのアクセスに関し、より具体的には、複数の異なる無線サービスを提供する複数の異なる無線ベアラに対して状況に応じた適切なアクセスを行う方法と装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ＵＭＴＳ等の３Ｇセルラー携帯電話網あるいはＬＴＥ網などの様々な無線通信サービスは、複数の異なる無線アクセス技術（ＲＡＴ（Radio Access Technology））にそれぞれ対応する。そして、無線ベアラは、これら様々な無線通信サービスに接続して利用者無線端末（ＵＥ）からアクセスするための無線接続手段を提供するものである。
【０００３】
非特許文献１開示の「ANDSF ISRP (Inter-System Routing Policy)」は、複数の異種ＲＡＴにそれぞれ対応する複数の無線ベアラの中からＵＥが無線接続に使用する無線ベアラを選択する仕組みを実現する。この際に、当該複数の無線ベアラの中から特定のベアラを選択する基準は、ＵＥがＩＰトラフィック・フローを介して通信相手を通信する際の送信元／宛先ＩＰアドレス、ポート番号およびトランスポート・プロトコル種別などである。しかし、送信元／宛先ＩＰアドレス、ポート番号およびトランスポート・プロトコル種別などは、複数の無線ベアラ間におけるベアラ選択の基準としてはあまりにも固定的である。また、「ANDSF ISRP」における無線ベアラ再選択の判断周期は、数時間から数日であり、ＵＥに使用させる無線ベアラの選択は実質的に半固定的なものとなっている。従って、「ANDSF ISRP」においては、複数の無線ベアラ間のベアラ選択を、状況に応じて適応的に切り替えることが困難である。
【０００４】
しかしながら、上述した様々なＲＡＴは、通信速度、通信遅延、通信カバレージの広さ、無線通信品質が良好な地理的エリア、セキュリティ強度、提供可能なＱｏＳクラスなどに関して互いに異なる特徴を有するので、状況の変化に応じて適切なＲＡＴを適応的に使い分ける必要が生じる。そのため、状況の変化に応じて（例えば、ユーザがどの通信サービス種別を利用しようとしているかに応じて）最適なＲＡＴに対応する無線ベアラに接続をリアルタイムにかつ適応的に切り換えるService-Based異種システム間ハンドオーバー技術が普及している。
【０００５】
さらに近年、セルラー電話やスマートフォンの利用が爆発的に増えるにつれ、利便性の高い無線周波数帯が枯渇し始めており、この無線周波数帯と言う限られた資源を有効利用するために、非特許文献２は、以下において後述するリンク・アグリゲーションを提案している。このリンク・アグリゲーションは、上述した異種システム間ハンドオーバーのように同時利用可能な複数の異なる種類のＲＡＴの中から、最適な一つだけを選択し、対応する無線ベアラを介して接続するのではなく、以下のような特徴を有する。すなわち、リンク・アグリゲーションにおいては、ＵＥは、同時利用可能な複数の異なるＲＡＴの全てに対してそれぞれの無線ベアラを介して同時並列的に通信を行う。その結果、リンク・アグリゲーションは、同時並列伝送による通信容量の増加と共に、一つの無線ベアラを介した通信が電波状況の悪化により中断しても、同時並列アクセス中の他の無線ベアラを介して通信が継続できる利点を有する。
【０００６】
そこで、上述したリンク・アグリゲーションに関連した背景技術について以下のとおり検討する。リンク・アグリゲーションに関連した従来技術として、特許文献１は、３ＧＰＰコア網を介した無線通信サービスを提供する第１の無線ベアラを介して通信中のＵＥが、トラフィック通信負荷の一部を第２の無線ベアラに分配（ローカル・ブレークアウト）する。特許文献１において、第２の無線ベアラは、３ＧＰＰコア網を介さずに私設ローカル無線網やインターネットと通信するための専用ベアラである。そして、第１の無線ベアラ上でＵＥと通信している無線基地局が、３ＧＰＰコア網を介さずに私設ローカル無線網やインターネットへ直接接続する伝送経路を有する場合には、以下のようにしてローカル・ブレークアウトを実行する。すなわち、当該無線基地局は、第１の無線ベアラ上で３ＧＰＰコア網を介して通信中のＵＥの通信トラフィック負荷の一部を、他の無線アクセスポイント等へのハンドオーバーを要することなく、第２の無線ベアラ上で３ＧＰＰコア網を介さずに私設ローカル無線網内やインターネット内の通信相手（他の無線局、サーバ、情報機器など）に伝送することが可能である。
【０００７】
また、特許文献２は、ＵＥ（自端末）が無線ベアラを介して相手端末と通信する際に、同時利用可能な複数の異なる種類の無線ベアラの各々に関して自端末から見た好適性を評価する技術を開示している。具体的には、自端末がいずれの無線ベアラに接続すれば、エンド・ツー・エンド通信経路上での最小のシグナリング・オーバーヘッドと最短の経路ホップ数により自端末から相手端末にデータが届くかに基づいて各無線ベアラの好適性が評価される。
【０００８】
他方、特許文献３は、同時利用可能な複数の異なる種類の無線ベアラの各々に関して、特許文献２とは別の観点から、好適性を評価している。具体的には、ＵＥが、同時利用可能な複数の無線ベアラにそれぞれ対応するＲＡＴへのアクセス権限を有しているか否か、およびまたは当該ＲＡＴによって提供される通信サービスに加入しているか否かによって各無線ベアラの好適性を評価する。例えば、２つの無線ベアラがそれぞれ公衆無線網と私設無線網のそれぞれに無線アクセスを提供するものである場合、私設無線網へのアクセス権限を有するのは、一般には、私設無線網の所有者によって認められたユーザの無線端末のみである。同様に、公衆無線網で提供されている有料の各種通信サービスへのアクセス権限を有するのも、一般には当該通信サービスに加入している加入者の無線端末のみである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２０１２−５０４８９８号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１０／１４６８１６号公報（再公表公報）
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０１０／１５０７８５号公報（再公表公報）
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ２４．３１２    "ANDSF ISRP (Inter-System Routing Policy)"
【非特許文献２】Ｗｅｂ情報「http://www.kddilabs.jp/assets/files/technology/72.pdf」ＫＤＤＩ研究所  藤本貴、2012年８月
【非特許文献３】３ＧＰＰ  ＴＳ２３．２０３    "Policy and charging control architecture"
【非特許文献４】３ＧＰＰ  ＴＳ３３．４０１    "System Architecture Evolution (SAE); Security architecture"  ３ＧＰＰ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述のリンク・アグリゲーションにおいて、同時利用可能な複数の無線ベアラのそれぞれに対して、状況に応じて端末と網側との間のトラフィックを最適に配分するにはどうすべきであるのかという問題については具体的な解決法がまだ無い。さらに、非特許文献１は、無線ベアラ間におけるトラフィック負荷の最適配分制御の全部又は一部を網側で行うよりも、全ての制御を端末側で実行した方が、網側の設備増設、ネットワーク構成変更またはプロトコル改変などを必要とせず、端末ソフトウェアの更新のみで実現できると説明している。
【００１２】
特許文献１開示のローカル・ブレークアウト処理は、既存の無線ベアラで伝送中のトラフィック負荷の一部を同時利用可能な他の無線ベアラに振り分けるものである。しかし、当該ローカル・ブレークアウト処理においては、単一の基地局が端末からの全てのトラフィックを受信した上で、コア網を経由する伝送経路とコア網を経由しない伝送経路との間で当該トラフィックを分配する処理を行う必要が有る。従って、ローカル・ブレークアウトを適用可能な網トポロジに制限があると同時に、端末側の制御のみでは無線ベアラ間におけるトラフィックの最適配分が不可能である。
【００１３】
特許文献２開示の発明においては、複数の無線ベアラそれぞれの好適性をエンド・ツー・エンド通信経路上でのシグナリング・オーバーヘッドと経路ホップ数に基づいて評価する際に、以下の処理が実行される。まず、コア網内の端末モビリティ管理ノードが相手端末から自端末に伝送される途中のパケットを検査して、相手端末と自端末が同一のコア網の配下にあるか否か、および、相手端末と自端末のそれぞれが端末モビリティ管理ノードとの間で同一のモビリティ管理機構を使用しているかを判定する。続いて、当該端末モビリティ管理ノードは、当該判定の結果を自端末に転送し、自端末は当該判定結果に基づいて各無線ベアラの好適性を評価する。従って、同時利用可能な複数の無線ベアラの好適性の評価は端末単独では実行することが出来ず、コア網内の端末モビリティ管理ノードによる上記判定動作にも依存しているので、端末側の動作のみでは無線ベアラ間におけるトラフィック配分の軽重を判定することが出来ない。
【００１４】
特許文献３開示の発明においては、複数の無線ベアラそれぞれの好適性を、各無線ベアラが接続するＲＡＴへのアクセスや当該ＲＡＴ上で提供される通信サービスへのアクセスの権限の有無に基づいて評価する際に、端末毎のアクセス権限情報に基づいて自端末から各ＲＡＴへの接続の許否を判定する主体はコア網内の端末モビリティ管理ノードである。従って、同時利用可能な複数の無線ベアラの好適性の評価は端末単独では実行することが出来ず、コア網内の端末モビリティ管理ノードによる上記判定動作にも依存しているので、端末側の動作のみでは無線ベアラ間におけるトラフィック配分の軽重を判定することが出来ない。
【００１５】
また、特許文献１乃至３に開示された発明は、ユーザ個人によってより関心の高い評価基準に基づいて複数の無線ベアラがそれぞれ接続する各ＲＡＴの特性を評価することによって、無線ベアラ間における通信トラフィック配分を最適化することが出来ない。この場合における、「ユーザ個人によってより関心の高い評価基準」とは、例えば以下を含む。
（１） 各ＲＡＴにおいて通信する際のセキュリティ強度。
（２） 各ＲＡＴにおいて通信する際に提供されるＱｏＳレベル。
（３） ユーザが自端末を利用している状況（屋外で移動中か、自宅に在宅中か、公衆ＷｉＦｉスポットで作業中か、など）。
（４） 端末状態（スリープ状態か、画面オフ状態か、または画面オン状態か、など）。
【００１６】
さらに、特許文献１乃至３に開示された発明においては、エンド・ツー・エンドの通信相手が切り替わったり、エンド・ツー・エンドでのＩＰトラフィック・フローが切り替わらない限り、複数の無線ベアラ間での端末トラフィックの振り分けも変化しない。その結果、特許文献１乃至３に開示された発明においては、状況の変化に応じてリアルタイムに、かつ、キメ細かく無線ベアラ間での端末トラフィックの配分比率を制御することが困難である。
【００１７】
以上の問題点に鑑み、本発明は、自端末から同時利用可能な複数の無線ベアラを同時並列アクセスする際の無線ベアラ間のトラフィック配分を最適化する方法又は装置であって、端末側の制御のみで実現することが出来、かつ、ユーザ個人によって関心の高い評価基準に基づいて上記トラフィック配分を最適化することができる方法又は装置を実現することを目的とする。
【００１８】
また、無線ベアラ間における端末トラフィックの振り分け制御をトラフィックを構成する各パケット単位で実行できるようにすることにより、状況の変化に応じてリアルタイムに、かつ、キメ細かく無線ベアラ間でのトラフィック配分比率を制御することができる方法又は装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の側面は、複数の異なる種類の無線アクセス網にそれぞれ接続する複数の無線ベアラに同時並列接続して通信する利用者無線端末が、所定の基準に基づき、ユーザ・トラフィックを前記複数の無線ベアラ間において最適比率により配分する方法であって：前記所定の基準に関し、前記利用者無線端末の移動速度、現在位置、端末動作状態を計測又は検知するステップ；および、前記計測又は検知された前記利用者無線端末の移動速度、現在位置または端末動作状態に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するステップ、を備える構成を採る。
【００２０】
本発明の第２の側面は、複数の異なる種類の無線アクセス網にそれぞれ対応する複数の無線ベアラに同時並列接続して通信する利用者無線端末が、所定の基準に基づき、ユーザ・トラフィックを前記複数の無線ベアラ間において最適比率により配分する方法であって：前記所定の基準に関し、ユーザ・トラフィックが属するサービス種別のＱｏＳ要件および／又はセキュリティ要件を識別するステップ；および、前記利用者無線端末上で実行中のアプリケーションの各々が指定する前記ＱｏＳ要件および／又はセキュリティ要件に基づき、前記アプリケーションの各々が送受信する前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するステップ、を備える構成を採る。
【００２１】
さらに本発明において、所定の基準に基づき、ユーザ・トラフィックを前記複数の無線ベアラ間において最適比率により配分する動作は、網側のトラフィック制御機能に依存せずに、前記利用者無線端末によって単独で実行されることを特徴とする。
【００２２】
さらに本発明において、前記複数の無線ベアラ間における前記ユーザ・トラフィックの前記最適配分をパケット単位又はフレーム単位で実行することにより、無線ベアラ間でのトラフィック配分制御を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上より、本発明は、ＵＥの移動速度、現在位置、端末動作状態をＵＥ自身によって計測又は検知し、当該計測又は検知された情報に基づいてユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で端末自身によって最適配分する。これにより、本発明は、端末移動速度、端末現在位置および端末動作状態を含むユーザ個人にとって関心の高い評価基準に基づいて、無線ベアラ間でのユーザ・トラフィックの最適な配分制御を実行することが出来る。その結果、本発明は、無線ベアラ間でのユーザ・トラフィックの最適な配分制御を、網側のトラフィック制御機能に依存することなく、ＵＥ単独で実行することが出来る。
【００２４】
加えて、本発明は、ユーザ・トラフィックが属するサービス種別のＱｏＳ要件および／又はセキュリティ要件をＵＥ自身により識別し、当該識別された情報に基づいてユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で端末自身により最適配分する。これにより、本発明は、ユーザ・トラフィックが属するサービス種別のＱｏＳ要件およびセキュリティ要件を含むユーザ個人にとって関心の高い評価基準に基づいて、無線ベアラ間でのユーザ・トラフィックの最適な配分制御を実行することが出来る。その結果、本発明は、無線ベアラ間でのユーザ・トラフィックの最適な配分制御を、網側のトラフィック制御機能に依存することなく、ＵＥ単独で実行することが出来る。
【００２５】
さらに本発明は、前記複数の無線ベアラ間における前記ユーザ・トラフィックの前記最適配分をパケット単位又はフレーム単位で制御することにより、状況の変化に応じてリアルタイムに、かつ、キメ細かく無線ベアラ間でのトラフィック配分比率を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】リンク・アグリゲーションの特徴を説明する図
【図２】本実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成を示す図
【図３】本実施の形態に係る無線通信システム内において使用されるＵＥのハードウェア構成を示す図
【図４】図３に示すＵＥ内部のソフトウェア構成を示す図
【図５】本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の具体例を示す図
【図６】本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の具体例を示す図
【図７】通信アプリケーション種別と使用すべきＱｏＳクラスとの間の対応表および通信アプリケーション種別と使用すべきセキュリティ機構との間の対応表を示す図
【図８】各ＲＡＴが実装するＱｏＳ機構、提供可能なＱｏＳサービス・クラスのセット、セキュリティ・クラスを記述する行列形式のテーブルを示す図
【図９】ホワイト・リストおよびブラック・リストの構成を示す図
【図１０】本発明に係る第１実施例の処理の流れを説明するフローチャート
【図１１】本発明に係る第２実施例の処理の流れを説明するフローチャート
【図１２】本発明に係る第３実施例の処理の流れを説明するフローチャート
【図１３】本発明に係る第４実施例の処理の流れを説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、上述したリンク・アグリゲーションにおいて、複数の無線ベアラを介してＵＥが通信する際に、無線ベアラ間のトラフィック負荷の配分比率を最適化する具体的な仕組みを提案するものである。
＜１＞リンク・アグリゲーションの概要
まず、図１を使用して、本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分最適化を実現する基盤となるリンク・アグリゲーションの具体的特長に関して以下のとおりに説明する。
【００２８】
図１の（Ａ）〜（Ｃ）において、ＵＥ１０は、インターネット内のサーバ２０との間でトラフィック・データを通信するための通信アプリケーションを実行しているとする。インターネット内のサーバ２０は、ＵＥ１０のユーザに対して、オンライン・バンキング、クレジット・カード決済またはマルチメディア・コンテンツのダウンロードなどの各種ネットワーク・サービスを提供可能なサーバであっても良い。あるいは、図１において、サーバ２０は、ＶｏＩＰ呼における通信相手ノードに置き換えられることも可能である。
【００２９】
図１の（Ａ）は、同一の通信アプリケーションに関して、ＬＴＥ網に接続する第１の無線ベアラと無線ＬＡＮ網に接続する第２の無線ベアラを同時並列的に使用して無線通信する場合のリンク・アグリゲーションの例である。図１の（Ａ）においては、ＵＥからの上りリンク伝送においては、ＵＥは、第２の無線ベアラのみを使用して通信する。これに対して、下りリンク伝送においては、同一の通信アプリケーションに関して、ＵＥは、第１の無線ベアラ上での通信と第２の無線ベアラ上での通信を同時並列的に実行する。これにより、ＵＥは、下りリンク伝送に関して、上りリンク伝送よりも高い通信スループットを達成することが出来る。
【００３０】
また、図１（Ａ）に示したリンク・アグリゲーションの変形実施例として、ＬＴＥ網に接続する第１の無線ベアラと無線ＬＡＮ網に接続する第２の無線ベアラを同時並列的に使用する無線通信を上りリンク伝送と下りリンク伝送の両者に関して実行することも可能である。この場合、ＵＥは、上りリンク伝送と下りリンク伝送の両者に関して多重無線リンク上での並列伝送による高い通信スループットを達成することが出来る。
【００３１】
図１の（Ｂ）は、ＵＥにおいて、ＬＴＥ網に接続する第１の無線ベアラと無線ＬＡＮ網に接続する第２の無線ベアラとが同時に利用可能であり、これらの中から利用料金が最も安い無線ベアラを選択して通信する場合のリンク・アグリゲーションの例である。例えば、自宅内に居るユーザが私設の宅内無線ＬＡＮエリア内に在圏しているＵＥを使用して、大容量のマルチメディア・コンテンツをダウンロードしたい場合を考える。この場合、第２の無線ベアラが接続する無線ＬＡＮ網は、ユーザが私有する私設ローカル網であるので、第２の無線ベアラを使用して大量のデータをダウンロードしても、通信料金は無料である。従って、ＵＥの通信料金を節約するために、ユーザは、ＵＥに第１の無線ベアラよりも第２の無線ベアラを優先的に選択させ、マルチメディア・コンテンツのダウンロードを実行することが出来る。
【００３２】
図１の（Ｃ）は、ＵＥにおいて、ＬＴＥ網に接続する第１の無線ベアラと無線ＬＡＮ網に接続する第２の無線ベアラとが同時に利用可能であり、通信アプリケーションの種類に応じてＵＥが無線通信に使用する第１と第２の無線ベアラを使い分ける場合のリンク・アグリゲーションの例である。例えば、ＵＥは、オンライン・バンキングまたはクレジット・カード決済などの様に高いセキュリティと強力なユーザ認証機能を必要とする通信アプリケーションをＬＴＥ網に接続する第１の無線ベアラを介して実行することができる。同様に、ＵＥは、高水準のＱｏＳ保証機能（通信帯域保証機能および通信遅延保証機能など）を必要とするＶｏＩＰなどの通信アプリケーションをＬＴＥ網に接続する第１の無線ベアラを介して実行することができる。これとは別に、ＵＥは、セキュリティ機能やＱｏＳ保証機能が重要ではない大容量マルチメディア・コンテンツのダウンロードなどを無線ＬＡＮ網に接続する第２の無線ベアラを使用して実行することが出来る。この際、例えば、第１の無線ベアラを介したＶｏＩＰアプリケーションによる通信と第２の無線ベアラを介したコンテンツ・ダウンロードのための通信とをＵＥが同時並列的に実行することが出来る。その結果、ＵＥは、強力なセキュリティ機能と高水準のＱｏＳ保証機能を備えたＬＴＥ網を経由して、オンライン・バンキングのようなセキュリティ要件の厳しい通信アプリケーションを実行したり、ＶｏＩＰのような高水準のＱｏＳ保証を要する通信アプリケーションを実行したりすることができる。同時に、ＵＥは、高い転送速度を有し、通信料金が安価な無線ＬＡＮ網を経由して、セキュリティ機能やＱｏＳ保証機能が重要ではない他の通信アプリケーションを実行することが出来る。加えて、第１の無線ベアラと第２の無線ベアラのそれぞれを介して別々の通信アプリケーションを同時並列的に実行することにより、単一の無線ベアラしか利用可能で無い場合よりも高いスループットをＵＥ全体として達成することが出来る。
＜２＞本実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成
以下、図２を使用して、本実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成を説明する。図２の無線通信システムは、ＵＥ１０、一つ以上の無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃ、無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃとコア網ゲートウェイ６１〜６３を介して接続された一つ以上のコア網（CN: Core Network）５１／５２、コア網５１／５２と外部接続ゲートウェイ７１／７２を介して接続されたインターネット網８０およびインターネット網８０に接続されたサーバ２０から構成される。
【００３３】
無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃは、無線通信を介したコア網への無線アクセス経路をＵＥ１０に対して提供するネットワークであり、無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃの各々は、互いに異なるＲＡＴに基づくことが可能である。例えば、無線アクセス網４０Ａは、３ＧＰＰが標準化を進めるＥ−ＵＴＲＡＮ標準に基づいたＬＴＥ網とすることが出来、無線アクセス網４０Ｂは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準に基づいたＷｉＭＡＸ網とすることが出来、無線アクセス網４０Ｃは、Ｗｉ−Ｆｉのような無線ＬＡＮ網とすることが出来る。
【００３４】
コア網５１および５２は、無線通信サービス提供事業者内において多数のルータ機器やネットワーク制御用サーバ機器を高速回線で接続することによって形成され、ＵＥのインターネットへの接続（Ｅ−ＵＴＲＡＮのコア網においてはＰ−ＧＷ（PDN-Gateway）の機能に相当する）、ＵＥの端末モビリティ管理（Ｅ−ＵＴＲＡＮのコア網においてはＭＭＥの機能に相当する）またはＵＥの通信サービス認証（Ｅ−ＵＴＲＡＮのコア網においてはＨＳＳの機能に相当する）などの機能を実行する。２つ以上の異なる無線アクセス網を介して同一のコア網に無線アクセスすることも可能である。例えば、コア網５１は、無線アクセス網４０Ａおよびコア網ゲートウェイ６１を介してＵＥ１０から無線アクセスが可能であるのと同時に、無線アクセス網４０Ｂおよびコア網ゲートウェイ６２を介してＵＥ１０から無線アクセスが可能である。他方、コア網５２は、無線アクセス網４０Ｃおよびコア網ゲートウェイ６３を介してＵＥ１０から無線アクセスが可能である。
【００３５】
外部接続ゲートウェイ７１／７２は、コア網５１／５２をインターネット網８０にそれぞれ接続し、これにより、コア網５１／５２は、インターネット網８０との間でトラフィックを通信することが可能となる。コア網５１がＥ−ＵＴＲＡＮ標準に基づいて構成されている場合には、外部接続ゲートウェイ７１は、Ｐ−ＧＷ（PDN-Gateway）とすることが可能である。
【００３６】
図２において、無線ベアラ３０Ａは、ＵＥ１０をＬＴＥ網である無線アクセス網４０Ａに接続する無線接続手段である。同様に、無線ベアラ３０Ｂは、ＵＥ１０をＷｉＭＡＸ網である無線アクセス網４０Ｂに接続する無線接続手段である。無線ベアラ３０Ｃは、ＵＥ１０をＷｉ−Ｆｉ網である無線アクセス網４０Ｃに接続する無線接続手段である。
【００３７】
図２において、ＵＥ１０は、無線ベアラ３０Ａ〜３０Ｃのいずれか一つ以上を使用して、無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃのいずれか一つ以上と無線接続する。続いて、ＵＥ１０は、無線アクセス網、コア網５１／５２およびインターネット網８０を経由してサーバ２０との間でＴＣＰ／ＩＰに基づくエンド・ツー・エンド通信を行う。
＜３＞本実施の形態において使用されるＵＥのハードウェア構成
以下、図３を使用して、本実施の形態に係る無線通信システム内において使用されるＵＥ１０のハードウェア構成を説明する。
【００３８】
図３において、ＵＥは、無線信号を送受信するアンテナ１０１、アンテナ１０１と接続された無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎ、メモリ１０３、制御プロセッサ１０４、制御プロセッサ１０４との間で入出力データをやり取りしながらユーザとＵＥ１０との間のユーザ・インターフェースを制御するユーザ入出力装置１０５、およびＵＥ１０の設定パラメータなどを記憶する永続的な記憶媒体であるストレージ１０６およびバス１０７から構成される。上述した無線インターフェース１０２、メモリ１０３、制御プロセッサ１０４、ユーザ入出力装置１０５、およびストレージ１０６は、バス１０７を介して相互に接続されている。
【００３９】
無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの各々は、受信したＲＦ信号を周波数ダウンコンバートしてデジタル化し、復調し、そして復号化することにより、デジタル情報に変換して後続の情報処理のために提供する。これとは逆に、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの各々は、ＵＥ１０内で生成されたデジタル情報を、符号化し、変調し、そして周波数アップコンバートすることによりＲＦ信号に変換して無線送信のためにアンテナ１０１に提供する。無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの各々は、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸまたは無線ＬＡＮなどのような複数の異なる種類のＲＡＴに対応した信号処理を実行可能となるように構成されている。すなわち、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの各々は、ｎ種類のＲＡＴの各々と一対一に対応する。例えば、無線インターフェース１０２ａは、ＬＴＥ網に対応した無線信号の送受信処理を実行可能に構成され、無線インターフェース１０２ｂは、ＷｉＭＡＸ網に対応した無線信号の送受信処理を実行可能に構成され、無線インターフェース１０２ｃは、無線ＬＡＮ網に対応した無線信号の送受信処理を実行可能に構成されている。
【００４０】
メモリ１０３は、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎが後述する制御プロセッサ１０４との間でやり取りするデジタル情報やＵＥ１０全体を制御するプログラムなどを記憶する。
【００４１】
制御プロセッサ１０４は、メモリ１０３からプログラムを読み出してＵＥ１０全体の制御、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎを介してアンテナ１０１から送信されるデジタル情報の生成、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎを介してアンテナ１０１から受信したデジタル情報の更なる処理などを実行する。
【００４２】
制御プロセッサ１０４は、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの中のいずれか一つ以上を選択的にイネーブルし、バス１０７を介して当該イネーブルされた無線インターフェースのみを介してデジタル情報をやり取りすることにより、特定のＲＡＴを選択的に使用して通信することが出来る。また、制御プロセッサ１０４は、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの全てをイネーブルし、バス１０７を介して全ての無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎを介してデジタル情報をやり取りすることにより、同時利用可能な全てのＲＡＴ（無線アクセス網）を同時に使用して通信することが出来る。
【００４３】
ユーザ入出力装置１０５は、ＵＥ１０上に設けられた画面表示ディスプレイやキーパッドと制御プロセッサ１０４との間で入出力データのやり取りを行うと同時に、ユーザとＵＥ１０の間のユーザ・インターフェースの制御を行う。加えて、ユーザ入出力装置１０５は、ＵＥ１０上に設けられた画面表示ディスプレイやキーパッドのデバイス状態や入出力ステータスが変化した際に、バス１０７を介して当該変化と関係付けられた割り込み処理を制御プロセッサ１０４に対して指示する。このような割り込み制御を可能とするために、ユーザ入出力装置１０５は、自身が管理する画面表示ディスプレイやキーパッドなどの入出力デバイス状態を電気的にモニタリングする機能を備えている。
＜４＞本実施の形態において使用されるＵＥ内のソフトウェア構成
以下、図４を使用して、本実施の形態において使用されるＵＥ１０の内部のソフトウェア構成について説明する。
【００４４】
図４において、ＵＥ１０内において本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分最適化を実装するためのソフトウェア構造は、一つ以上の無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃ、ベアラ間トラフィック分配モジュール３００、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００、一つ以上の通信アプリケーション５００ａ〜５００ｋおよびトラフィック配分制御プログラム６００から構成される。ベアラ間トラフィック分配モジュール３００、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００、一つ以上の通信アプリケーション５００ａ〜５００ｋおよびトラフィック配分制御プログラム６００は、図３中の制御プロセッサ１０４によってメモリ１０３から読み出されて実行される。無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃは、以下の説明において後述するように、全ての処理が図３中の無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎのいずれかによって実行されても良い。または、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃは、一部の処理が図３の無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎのいずれかによって実行され、残りの処理が図３の制御プロセッサ１０４によって実行されても良い。
【００４５】
図４において、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃは、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸまたは無線ＬＡＮなどのような複数の異なる種類のＲＡＴのそれぞれに固有の無線信号処理を実行するプロトコル・ソフトウェアである。すなわち、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃの各々は、３種類のＲＡＴの各々と一対一に対応する。無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃが実行する処理は、プロトコル階層における物理層の一部、データリンク層およびネットワーク層のレベルの処理を含む。当該無線信号処理は、アンテナ１０１から無線インターフェース１０２を介して受信した信号から受信デジタル情報を復元して制御プロセッサ１０４による更なる処理のために提供し、制御プロセッサ１０４が無線インターフェース１０２を介してアンテナから送信しようとするデジタル情報をＲＦ信号に変換するための処理の一部である。
【００４６】
例えば、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａは、無線アクセス網としてＬＴＥ網を使用する場合の無線信号処理を実行する。具体的には、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａは、ＬＴＥ網に固有のプロトコル・スタックであるＲＲＣ層、ＰＤＣＰ層、ＲＬＣ層、ＭＡＣ層およびＰＨＹ層のプロトコル処理を実行する。無線インターフェース・ソフトウェア２００Ｂは、無線アクセス網としてＷｉＭＡＸ網を使用する場合の無線信号処理を実行する。具体的には、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ｂは、ＷｉＭＡＸ網に固有のプロトコル・スタックであるＬＬＣ層、上位ＭＡＣ層、下位ＭＡＣ層およびＰＨＹ層のプロトコル処理を実行する。無線インターフェース・ソフトウェア２００Ｃは、無線アクセス網として無線ＬＡＮ網を使用する場合の無線信号処理を実行する。具体的には、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ｃは、無線ＬＡＮ網に固有のプロトコル・スタックであるＬＬＣ層、ＭＡＣ層およびＰＨＹ層のプロトコル処理を実行する。
【００４７】
無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃの各々は、通信アプリケーション５００ａ〜５００ｋから（ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００およびベアラ間トラフィック分配モジュール３００を介して）セッション開始要求を受け取ることにより、対応するＲＡＴ（無線アクセス網）と無線接続するための無線ベアラを生成する。無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃの各々は、上記セッション開始要求に応じて、対応するＲＡＴとの間でデータリンク・レベルの論理接続を確立することにより当該ＲＡＴに接続するための無線ベアラを生成する。
【００４８】
例えば、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａは、上記セッション開始要求に応じて、ＲＲＣ層のプロトコル機能を使用してセッションに割り当てるべき通信リソースを確保し、図２中のＬＴＥ網４０Ａとの間でＲＲＣコネクションを確立することにより、図２中のＬＴＥ網４０Ａに接続するための無線ベアラ３０Ａを生成することが出来る。
【００４９】
上述したシナリオとは逆に、ＵＥ１０が、ＲＡＴ  ４０Ａ〜４０Ｃのいずれかからデータリンク・レベルの接続要求を受信した場合には、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃの中で当該接続要求を発したＲＡＴに対応する一つは、以下のようにして無線ベアラを生成する。まず、当該ＲＡＴからの当該接続要求に応じてデータリンク・レベルの論理接続を確立する。続いて、当該新たな論理接続の確立を制御プロセッサ１０４上で実行されているベアラ間トラフィック分配モジュール３００およびトラフィック配分制御プログラム６００に通知し、当該ＲＡＴに接続する新たな無線ベアラをこれらのソフトウェア・モジュール３００および６００の内部に登録する。
【００５０】
例えば、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａは、図２中のＬＴＥ網４０Ａから受信したＲＲＣコネクション要求に応じて、ＲＲＣ層のプロトコル機能を使用して新たなＲＲＣコネクションに割り当てるべき通信リソースを確保し、図２のＬＴＥ網４０Ａとの間で新たなＲＲＣコネクションを確立する。これにより、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａは、図２中のＬＴＥ網４０Ａに接続するための無線ベアラ３０Ａを生成することが出来る。
【００５１】
これらのプロトコル・ソフトウェア処理の全てが、ＲＡＴ毎に、対応する図３中の無線インターフェース１０２の上で実行されても良い。あるいは、これらのプロトコル・ソフトウェア処理の一部が対応する無線インターフェース１０２の上で実行され、残りの処理が図３中の制御プロセッサ１０４の上で実行される構成とすることも可能である。
【００５２】
ベアラ間トラフィック分配モジュール３００は、トラフィック配分制御プログラム６００によって同時利用中の複数の無線ベアラ間のトラフィック配分比率を設定される。さらに、ベアラ間トラフィック分配モジュール３００は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００から受け取った送信トラフィック・データを、上記設定されたトラフィック配分比率に従って、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃの各々に対してパケット単位で分配する。同時に、トラフィック分配モジュール３００は、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃの各々がバッファリングしている受信トラフィック・データを上記設定されたトラフィック配分比率に従ってパケット単位で混合して多重化し、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００に渡す。
【００５３】
ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００は、一つ以上の通信アプリケーション５００ａ〜５００ｋが通信相手ノード（例えば、図２のサーバ２０）とエンド・ツー・エンドでトラフィック・データを通信するためのＴＣＰ／ＩＰプロトコルを実行する。
【００５４】
通信アプリケーション５００ａ〜５００ｋは、ＵＥ１０の上で実行されるＷｅｂブラウザであっても良い。また、通信アプリケーション５００ａ〜５００ｋは、ＶｏＩＰアプリケーション、オンライン・バンキングを利用するためのクライアント・ソフトウェア、サーバ２０からコンテンツをダウンロードするためのダウンローダー・アプリケーションであっても良い。通信アプリケーション５００ａ〜５００ｋは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００との間でトラフィック・データを送受信しながら制御プロセッサ１０４によって互いに並列に実行される。
【００５５】
トラフィック配分制御プログラム６００は、本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分比率の最適化制御を実行するソフトウェアであり、無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃにそれぞれ対応する３つの無線ベアラの間でのトラフィックの最適な配分比率を決定する。続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、上記決定した最適配分比率をベアラ間トラフィック分配モジュール３００内に設定し、ベアラ間トラフィック分配モジュール３００が最適な配分比率に従って、トラフィックを無線インターフェース・ソフトウェア２００Ａ〜２００Ｃにそれぞれ対応する３つの無線ベアラの間において配分することを可能にする。
＜５＞本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分比率の最適化の概要
以下、本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分比率の最適化の概要について説明する。本実施の形態に係る当該トラフィック配分比率の最適化は、ＵＥ１０が同時利用可能な複数の無線ベアラの間において、通信トラフィックの配分比率を、トラフィック配分制御プログラム６００が状況に応じて動的に調整することにより達成される。具体的には、制御プロセッサ１０４の上で実行中のトラフィック配分制御プログラム６００は、無線ベアラ間のトラフィック配分比率を状況に応じて、例えば以下のように調整する。
（ｉ）ＵＥ１０が頻繁にまたは大量にデータの送受信を行っている場合には、同時利用可能な全ての無線ベアラ上で割り当て可能な全帯域幅を目一杯使って複数の無線ベアラを介した同時並列通信を実行することにより、ネットワーク応答性と通信速度を最速にする。
（ii）ＵＥ１０が静止状態／中低速移動状態／高速移動状態の中の何れの状態にあるかにより、同時利用可能な複数の無線ベアラの中でいずれのベアラに優先的に多くのトラフィック量を割り当てるかを制御することにより、ＵＥ１０の移動速度に応じた適切な無線ベアラを重点的に使用するようにする。
（iii）ＵＥ１０が静止状態にあり、かつＵＥ１０の現在位置情報からユーザが自宅でＵＥ１０を使用中と判定できる場合には、自宅内の私設無線ＬＡＮと接続する無線ベアラに優先的に多くのトラフィック量を割り当てることにより、通信料金を安く抑える。
（iv）ＵＥ１０がＶｏＩＰアプリケーションなどの高水準なＱｏＳ保証機能を要する通信アプリケーションを実行中である場合には、ＱｏＳ保証機能に優れたＲＡＴ（例えばＬＴＥ網）に接続する無線ベアラのように高水準のＱｏＳ保証を達成することが可能な無線ベアラを重点的に使用するようにする。
（V）ＵＥ１０がオンライン・バンキングなどの厳格な個人認証と強力なセキュリティ機能を必要とする通信アプリケーションを実行中である場合には、当該通信アプリケーションに対して、厳格な個人認証機能と強力なセキュリティ機能を有するＲＡＴ（例えばＬＴＥ網）に接続する無線ベアラだけを排他的に割り当てるようにする。
【００５６】
トラフィック配分制御プログラム６００は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００がベアラ間トラフィック分配モジュール３００を介して無線インターフェース・ソフトウェア２００との間でＩＰパケットを送受信するたびに、無線ベアラ間におけるトラフィック配分比率をその時の状況に応じて制御する。具体的には、ＩＰパケットの送信イベントまたは受信イベントが発生するたびに、制御プロセッサ１０４が対応するネットワーク・イベント割り込みを発生させ、当該割り込み発生に応じてトラフィック配分制御プログラム６００が起動される。これにより、トラフィック配分制御プログラム６００は、無線ベアラ間トラフィック配分比率の制御をパケット単位で実行することが可能となる。その結果、エンド・ツー・エンドのＩＰトラフィック・フローや通信相手ノードが切り替わるまで無線ベアラ間トラフィック配分比率を変更しない特許文献１乃至３開示の発明よりもキメ細かいトラフィック配分制御を実行することが出来る。
【００５７】
なお、トラフィック配分制御プログラム６００がパケット単位で無線ベアラ間トラフィック配分を制御することに対応して、トラフィック分配モジュール３００は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００から受け取った送信トラフィックをパケット単位で各無線ベアラに対応する各無線インターフェース・ソフトウェアに分配する。
【００５８】
さらに本実施の形態は、状況に変化に応じた無線ベアラ間トラフィック配分の制御を、ＵＥ１０の上で実行中のトラフィック配分制御プログラム６００およびベアラ間トラフィック分配モジュール３００のみによって実現する。従って、本実施の形態は、無線ベアラ間でのユーザ・トラフィックの最適な配分制御を、網側のトラフィック制御機能に依存すること無しに、ＵＥ１０単独で実行することが出来る。
【００５９】
さらに本発明は、前記複数の無線ベアラ間における前記ユーザ・トラフィックの前記最適配分をパケット単位又はフレーム単位で制御することにより、状況の変化に応じてリアルタイムに、かつ、キメ細かく無線ベアラ間でのトラフィック配分比率を制御することができる。
＜６＞本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の第１実施例
本実施例は、ＵＥ１０の端末動作状況に応じて、同時利用可能な複数の無線ベアラ間でのトラフィック配分比率の最適化を実施するための実施例である。ここで言うＵＥ１０の端末動作状況とは、ユーザの頻繁な端末操作により活発に（アクティブに）使用されているか、またはＵＥ１０が頻繁なデータ通信や大量のデータ通信を実行しているか等の状況を意味する。
【００６０】
以下、図１０のフローチャートを使用して、本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の第１実施例の処理の流れを具体的に説明する。当該第１実施例に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化は、ＩＰパケットの送信イベントまたは受信イベントが発生するたびに、対応するネットワーク・イベント割り込みに応じて起動されたトラフィック配分制御プログラム６００が以下のステップを順に実行することにより実現される。
（ステップＡ１）まず、トラフィック配分制御プログラム６００は、ユーザがＵＥ１０をアクティブに使用しているかを判定する。
【００６１】
具体的には、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ上の画面がオン状態であるかを判定する。画面のオン状態とは、例えば、ＵＥ１０が備える画面表示ディスプレイが液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である場合、当該ＬＣＤのバックライト照明の電源がオンされており、当該ＬＣＤを構成する各画素が画面表示内容に従って駆動可能となっているデバイス状態である。トラフィック配分制御プログラム６００を実行している制御プロセッサ１０４は、ユーザ入出力装置１０５からバス１０７を介して割り込み指示を受け取ることにより、画面表示ディスプレイに関してこのようなデバイス状態の変化を検知することが出来る。
【００６２】
また、別の実施態様として、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０が備えるキーパッドが、ユーザによって所定時間周期内に一定の回数以上操作されたか否かを判定する。ユーザによるキーパッドの操作は、ユーザ入出力装置１０５によってキーパッドに関するデバイス状態の変化として検知される。トラフィック配分制御プログラム６００を実行している制御プロセッサ１０４は、ユーザ入出力装置１０５からバス１０７を介して割り込み指示を受け取ることにより、キーパッドに関してこのようなデバイス状態の変化を検知することが出来る。
【００６３】
以上のようにして、トラフィック配分制御プログラム６００は、ユーザがＵＥ１０をアクティブに使用しているかを判定する。
（ステップＡ２）続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ユーザがＵＥ１０を使用してデータを大量に送受信しているか否かを判定する。
【００６４】
具体的には、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０内で実行中の全ての通信アプリケーション５００が所定時間周期内に送受信した総データビット量を所定の閾値と比較し、当該送受信した総データビット量が当該閾値を上回るならば、ユーザがＵＥ１０を使用してデータを大量に送受信していると判定する。
【００６５】
また、別の実施態様として、トラフィック配分制御プログラム６００は、UE１０内で実行中の全ての通信アプリケーション５００が所定時間周期内に生成したセッション数を所定の閾値と比較し、当該生成したセッション数が当該閾値を上回るならば、ユーザがデータを大量に送受信していると判定する。
（ステップＡ３）続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ステップＡ１に基づいてユーザがＵＥ１０をアクティブに使用していると判定するならば、以下のステップＡ５を実行し、そうでなければ以下のステップＡ４を実行する。
（ステップＡ４）トラフィック配分制御プログラム６００は、ステップＡ２に基づいてユーザがＵＥ１０を使用してデータを大量に送受信していると判定するならば、以下のステップＡ５を実行し、そうでなければ処理を終える。
（ステップＡ５）トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０が同時利用可能な全ての無線ベアラにおいて使用可能な全帯域幅を目一杯使用して、全ての無線ベアラ上での並列伝送を実行する。具体的には、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０が同時利用可能な全ての無線ベアラにおいて使用可能な全帯域幅を目一杯使用して並列伝送することが可能となるように無線ベアラ間のトラフィック配分比率を計算し、当該計算結果をベアラ間トラフィック分配モジュール３００内に設定する。加えて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０が同時利用可能な全ての無線ベアラにおいて使用可能な全帯域幅を目一杯使用して達成可能な通信スループットをＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール４００内のフロー制御機構に対して通知する。
（第１実施例の効果）
以上のとおり、第１実施例に係る方法は、ユーザがＵＥ１０をアクティブに使用している際には、ＵＥ１０が同時利用可能な全ての無線ベアラにおいて使用可能な全帯域幅を目一杯使用して並列伝送することにより、ユーザが感じるネットワーク応答性を最速なものとすることが出来る。同時に、第１実施例に係る方法は、ユーザがＵＥ１０を使用して大量のデータを送受信している際には、ＵＥ１０が同時利用可能な全ての無線ベアラにおいて使用可能な全帯域幅を目一杯使用して並列伝送することにより、データの送受信速度を最速なものとすることが出来る。無線ベアラ間トラフィック配分比率最適化に関するこの態様は、下りリンク伝送に関して図１の（Ａ）に示されるシナリオに対応する。
＜７＞本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の第２実施例
本実施例は、ユーザ状態に応じて、同時利用可能な複数の無線ベアラ間でのトラフィック配分比率の最適化を実施するための実施例である。ここで言うユーザ状態とは、ＵＥ１０の端末移動速度、またはＵＥ１０を使用しているユーザが屋外で移動中であるかそれとも屋内（自宅やオフィス）に滞在中であるか等の状況を意味する。
【００６６】
以下、図１１のフローチャートを使用して、本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の第２実施例の処理の流れを具体的に説明する。当該第２実施例に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化は、ＩＰパケットの送信イベントまたは受信イベントが発生するたびに、対応するネットワーク・イベント割り込みに応じて起動されたトラフィック配分制御プログラム６００が以下のステップを順に実行することにより実現される。
（ステップＢ１）まず、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０の現在の端末移動速度と地理的な位置を検出する。端末移動速度と地理的位置の検出は、トラフィック配分制御プログラム６００が制御プロセッサ１０４に対して、例えば当業者にとって周知な以下の方法を実行するように指示することによって達成される。
（ａ）ＵＥ１０が備えるＧＰＳ受信機（図示なし）を使用して、制御プロセッサ１０４が一定時間間隔で周期的にＧＰＳ測位信号を受信する。これと並行して、当該測位信号からＵＥ１０の端末位置の時系列的な変化を計算すると共に、当該端末位置の単位時間当たりの変化量と変化方向を計算する。
（ｂ）無線ベアラのいずれかを使用して、制御プロセッサ１０４が近隣の３個の無線基地局（またはｅＮＢ）の各々からレンジング信号（距離測定信号）を一定時間間隔で周期的に受信する。これと並行して、当該３つのレンジング信号から三角測量の原理に基づいてＵＥ１０の端末位置の時系列的な変化を計算すると共に、当該端末位置の単位時間当たりの変化量と変化方向を計算する。
（ステップＢ２）続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ステップＢ１において検出したＵＥ１０の端末移動速度が高速移動状態／中低速移動状態／静止状態のいずれに対応するのかを判定する。具体的には、トラフィック配分制御プログラム６００は、当該検出した端末移動速度を第１の閾値と比較し、当該端末移動速度が第１の閾値を上回るならば、ＵＥ１０は高速移動状態にあると判定する。一方、当該端末移動速度が第１の閾値以下であるならば、トラフィック配分制御プログラム６００は、当該端末移動速度を第１の閾値よりも小さい第２の閾値と比較する。その結果、当該端末移動速度が第２の閾値を上回るならば、ＵＥ１０は中低速移動状態にあると判定し、第２の閾値以下であるならば、ＵＥ１０は静止状態にあると判定する。
【００６７】
続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ステップＢ２においてＵＥ１０が高速移動状態にあると判定された場合には、ステップB３の実行に移り、中低速状態にあると判定された場合には、ステップＢ４の実行に移り、静止状態にあると判定された場合には、ステップＢ５の実行に移る。
（ステップＢ３）トラフィック配分制御プログラム６００は、同時利用可能な複数の無線ベアラの中でＷｉＭＡＸ網に接続するベアラに対して通信トラフィックを重点的に配分するように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。具体的には、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＷｉＭＡＸ網に接続する無線ベアラにおいて使用可能な全ての帯域幅を目一杯使用し、それでも帯域幅が不足する場合には、同時利用可能な他の無線ベアラを使用してトラフィックを送受信するように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。これにより、トラフィック配分制御プログラム６００は、端末の高速移動時でもハンドオーバーの精度が高く、端末の高速移動時における通信品質や実効スループットに優れるＷｉＭＡＸ網に接続する無線ベアラに対してトラフィック量を重点的に配分することが出来る。
（ステップＢ４）トラフィック配分制御プログラム６００は、同時利用可能な複数の無線ベアラの中でＷｉＭＡＸ網およびＬＴＥ網にそれぞれ接続する２つのベアラに対して通信トラフィックを重点的に配分するように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。具体的には、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０が送受信する全トラフィック量を、ＷｉＭＡＸ網およびＬＴＥ網にそれぞれ接続する２つのベアラに対して、当該２つのベアラ間の実効スループット比に応じて振り分けるように、無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。それでもなお、当該２つの無線ベアラだけでは必要な帯域幅が不足するようであれば、トラフィック配分制御プログラム６００は、他の無線ベアラを併用して帯域幅の不足分を埋めるように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。これにより、トラフィック配分制御プログラム６００は、端末移動時の実効スループットが著しく低下する３Ｇセルラー網や良好な通信が限られた狭い地域内に限定される無線ＬＡＮなどを除く複数のＲＡＴ（無線アクセス網）を同時並列的に使用して無線伝送を行うことが出来る。
（ステップＢ５）トラフィック配分制御プログラム６００は、ユーザが自宅の位置として登録した地理的位置を含むマップ情報をストレージ１０６から読み出してメモリ１０３に一時記憶させ、ステップＢ１において検出したＵＥ１０の現在の地理的な位置を当該マップ情報と照合する。その結果、ＵＥ１０の現在の地理的な位置がマップ情報内の自宅の位置と一致するまたは近接している場合には、図５に示すように、トラフィック配分制御プログラム６００は、自宅内の私設の無線ＬＡＮ網に接続する無線ベアラに対して通信トラフィックを重点的に配分するように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。具体的には、トラフィック配分制御プログラム６００は、自宅内の無線ＬＡＮ網に接続する無線ベアラにおいて使用可能な全ての帯域幅を目一杯使用し、それでも帯域幅が不足する場合には、同時利用可能な他の無線ベアラを使用してトラフィックを送受信するように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する（図５）。
【００６８】
なお、図１１のフローチャートを使用して上述した第２実施例においては、トラフィック配分制御プログラム６００によるトラフィック配分先の候補となるRATの例として、高速移動時に対応するWiMAX、中低速移動時に対応するLTEおよび静止時に対応する無線LANを例示したが、上記以外のRATをトラフィック配分先の候補とすることも可能である。
（第２実施例の効果）
これにより、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０が高速で移動している場合には、高速移動時においてもハンドオーバーの失敗や通信エラーによる実効スループット低下が起きにくいＷｉＭＡＸ網に接続する無線ベアラを重点的に使用することが出来る。また、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０が中低速で移動している場合には、端末移動時の実効スループットが著しく低下する３Ｇセルラー網や良好な通信が限られた狭い地域内に限定される無線ＬＡＮなどを除く複数のＲＡＴを同時並列的に使用して無線伝送を行うことが出来る。
【００６９】
他方、ＵＥ１０が静止状態にあり、かつ、自宅内の私設の無線ＬＡＮ網の通信エリア内に位置している場合には、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０が送受信するトラフィック量を、通信料金が全く課金されない自宅内の私設の無線ＬＡＮ網に重点的に配分することにより、通信料金の低減や節約を図ることが出来る（図５）。
＜８＞本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の第３実施例
本実施例は、ＵＥ１０上でＱｏＳ保証型の通信を必要とする通信アプリケーションが実行されている際には、当該通信アプリケーションに対して、ＱｏＳ保証機能に優れたＲＡＴ（例えばＬＴＥ網）に接続する無線ベアラを重点的に使用させるための実施例である。
【００７０】
以下、図１２のフローチャートを使用して、本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の第３実施例の処理の流れを具体的に説明する。当該第３実施例に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化は、ＩＰパケットの送信イベントまたは受信イベントが発生するたびに、対応するネットワーク・イベント割り込みに応じて起動されたトラフィック配分制御プログラム６００が以下のステップを順に実行することにより実現される。
（ステップＣ１）トラフィック配分制御プログラム６００は、図７の（Ａ）に示す対応表および図８に示すテーブルをストレージ１０６から読み出してメモリ１０３に一時記憶させる。
【００７１】
図７の（Ａ）に示す対応表は、ＵＥ１０上で実行可能な多種多様な通信アプリケーションの種別と当該種別の通信アプリケーションを実行する際に必要とされるＱｏＳサービス・クラスとの間の対応関係を記述した対応表である。本明細書の説明において、ＱｏＳサービス・クラスとは、様々なＲＡＴ（無線アクセス網）がそれぞれ実装するＱｏＳ保証機構毎に、当該ＱｏＳ保証機構がユーザに提供することが出来るＱｏＳレベルやサービス優先順位に対応する。すなわち、図７の（Ａ）に示す対応表は、ＵＥ１０上で実行可能な多種多様な通信アプリケーションの種別をキーとして当該種別の通信アプリケーションが要求するＱｏＳ要件を検索するための表である。
【００７２】
図８に示す行列形式のテーブルにおいて、各列は、各無線ベアラがそれぞれ接続するＲＡＴの種別に対応する。図８のテーブルの第１行乃至第３行は、各列にそれぞれ対応するＲＡＴの種別が実装しているＱｏＳ機構の種類、ＱｏＳサービスクラス・セットおよびセキュリティ機構をそれぞれ表す。例えば、図８のテーブルにおいて、第１列は、無線ベアラが接続するＲＡＴがＬＴＥ網であった場合に対応し、第１列の第１行目の欄は、無線ベアラと接続するＬＴＥ網が実装するＱｏＳ機構が国際標準「3GPP TS 23.203 Policy and charging control architecture」において定義されるＱｏＳ機構であることを表す。さらに、図８のテーブルにおいて、第１列の第２行目の欄は、無線ベアラと接続するＬＴＥ網が実装するＱｏＳ機構において、ユーザに提供されるＱｏＳサービス・クラスがGBR QCI=1からnon-GBR QCI=9までの９段階のクラスに分かれていることを表している。図８における別の例として、第２列は、無線ベアラが接続するＲＡＴがＷｉＭＡＸ網であった場合に対応し、第２列の第１行目の欄は、無線ベアラと接続するＷｉＭＡＸ網が実装するＱｏＳ機構が国際標準「IEEE802.16e-2005 モバイルWiMAX規格」において定義されるＱｏＳ機構であることを表す。さらに、図８のテーブルにおいて、第２列の第２行目の欄は、無線ベアラと接続するＷｉＭＡＸ網が実装するＱｏＳ機構において、ユーザに提供されるＱｏＳサービス・クラスがＵＧＳからＢＥまでの５段階のクラスに分かれていることを表している。
（ステップＣ２）続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０上で現在実行中の通信アプリケーション５００の各々について、アプリケーション種別を識別し、ステップＣ１においてメモリ１０３中に格納した図７（Ａ）の対応表に基づいて、当該識別したアプリケーション種別に対応するＱｏＳサービス・クラスを取得する。
【００７３】
例えば、図７（Ａ）に示す対応表において、当該識別したアプリケーション種別がＶｏＩＰアプリケーションであった場合、ＶｏＩＰアプリケーションの実行に必要とされるＱｏＳサービス・クラスは、ＬＴＥ網を含むＥ−ＵＴＲＡＮネットワークにおけるＱｏＳ機構の実装のために国際標準「3GPP TS 23.203 Policy and charging control architecture」が規定するＱｏＳサービス・クラス「GBR QCI=1」である。また、図７（Ａ）に示す対応表における別の例として、当該識別したアプリケーション種別が低解像度のビデオ・ストリーミングであった場合、低解像度ビデオ・ストリーミングの実行に必要とされるＱｏＳサービス・クラスは、IEEE802.11e無線ＬＡＮにおけるＱｏＳ機構の実装のために国際標準「IEEE802.11e-2005 Amendment 8: Medium Access Control (MAC) Quality of Service Enhancements 7.3.2.27 EDCA Parameter Set element」が規定するＱｏＳサービス・クラス（アクセス・カテゴリ）「AC_VI」である。また、図７の（Ａ）に示す対応表におけるさらに別の例として、識別されたアプリケーション種別が電子メールやＷｅｂアクセスであった場合、対応するＱｏＳサービス・クラスは、「ベストエフォート型サービス」や「バックグラウンド・サービス」でも良い。
（ステップＣ３）続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ステップＣ２においてアプリケーション種別と図７（Ａ）の対応表に基づいて取得された対応するＱｏＳサービス・クラスと合致するＱｏＳ機構とＱｏＳサービスクラス・セットを有する列を、図８記載のテーブル内の複数の列の中から選択する。図８記載のテーブル内の複数の列はＵＥ１０が無線アクセスに使用可能な複数の無線ベアラにそれぞれ対応するので、ここで選択された列に対応する無線ベアラは、アプリケーション種別に対応するＱｏＳサービス・クラスをユーザに提供可能な無線ベアラであると判定される。
【００７４】
例えば、ステップＣ１においてアプリケーション種別がＶｏＩＰアプリケーションであると識別され、続いて、ステップＣ２においてＶｏＩＰアプリケーションに対応するＱｏＳサービス・クラスが、国際標準「3GPP TS 23.203 Policy and charging control architecture」において規定されるＱｏＳサービス・クラス「GBR QCI=1」であると識別された場合について考える。この時、図８記載のテーブルにおいて、第１行目（ＱｏＳ機構）の欄が「3GPP TS 23.203 Policy and charging control architecture」であり、第２行目（ＱｏＳサービスクラス・セット）の欄中にＱｏＳサービス・クラス「GBR QCI=1」が含まれている第１列が選択され、当該選択された列に対応する無線ベアラは、ＶｏＩＰアプリケーションに対応するＱｏＳサービス・クラスをユーザに提供可能な無線ベアラであると判定される。
（ステップＣ４）トラフィック配分制御プログラム６００は、ステップＣ３において、アプリケーション種別に対応するＱｏＳサービス・クラスをユーザに提供可能であると判定された無線ベアラに対して、当該種別の通信アプリケーション（例えばＶｏＩＰアプリケーション）が通信するパケットを配分するように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。その際、当該種別の通信アプリケーションがＱｏＳとして要求する帯域幅が不足する場合には、トラフィック配分制御プログラム６００は、以下の制御を行う。すなわち、当該ＱｏＳサービス・クラスをユーザに提供可能であると判定された無線ベアラにおいて使用可能な全ての帯域幅を目一杯使用し、それでも帯域幅が不足する場合には、同時利用可能な他の無線ベアラを使用して当該種別の通信アプリケーションのパケットを送受信するように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する（図６の（Ａ））。同時に、図６（Ａ）に示すように、ＵＥ１０上で実行されている通信アプリケーションのうち、ＱｏＳ保証型のデータ通信を必要としない他の通信アプリケーションに対しては、同時利用可能な他の無線ベアラを使用してパケットを送受信させるように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。
（第３実施例の効果）
これにより、第３実施例は、ＵＥ１０が実行中の通信アプリケーションが必要とするＱｏＳ保証レベルを達成可能な無線ベアラに対して当該通信アプリケーションが送受信するトラフィック量を重点的に配分し、当該通信アプリケーションを使用しているユーザに対して最適なＱｏＳを提供することが出来る。すなわち、第３実施例は、各アプリケーション種別に対してＱｏＳ機構とＱｏＳサービスクラス・セットの最適なペアが対応付けられるように図７（Ａ）の対応表を最適化しておくことにより、ＵＥ１０が実行中の通信アプリケーションが必要とするＱｏＳ保証レベルを達成するのに最適な無線ベアラを選択することが出来る。
【００７５】
例えば、ステップＣ１乃至ステップＣ３に関して上述した実例においては、ＶｏＩＰアプリケーションが必要とするＱｏＳ保証レベルを達成するのに最適なＲＡＴはＬＴＥ網であるとの前提で図７（Ａ）の対応表が設計されている。これは、ＬＴＥ網が実装するＱｏＳ機構「3GPP TS 23.203 Policy and charging control architecture」においては、９段階に分かれたキメ細かいＱｏＳレベルの制御が可能である。同時に、当該ＱｏＳ機構が提供するＧＢＲサービス・クラスは、単なるトラフィック・フロー間の優先制御とは異なり、通信アプリケーションに事前に割り当てた通信リソースを保証すること（例えば、帯域幅保証機能）が可能である。これに対して、IEEE802.11e無線ＬＡＮのＥＤＣＡが実装するＱｏＳ機構はＱｏＳレベルが４段階にしか分かれておらず、当該ＱｏＳ機構は当該４段階に分かれたＱｏＳレベル間での優先制御を実行するだけである。IEEE802.11e無線ＬＡＮが実装するＱｏＳ機構として、ＬＴＥ網におけるＧＢＲのような帯域幅保証機能を有するＨＣＣＡも存在するが、ＨＣＣＡをサポートする無線ＬＡＮ設備は殆ど普及しておらず、ＵＥ側もＨＣＣＡに対応していなければＨＣＣＡに基づく帯域保証機能を利用できないため、無線ＬＡＮにおいては、帯域幅保証機能は事実上ほとんど利用できない。
【００７６】
以上から、ＶｏＩＰアプリケーションが必要とするＱｏＳ保証レベルを達成するのに最適なＲＡＴとしてＬＴＥ網を選択することにより、第３実施例は、ＶｏＩＰアプリケーションに対して、帯域幅保証機能などの高水準のＱｏＳ保証機能を提供することが出来る。
【００７７】
同時に、ＵＥ１０上で実行されている通信アプリケーションのうち、ＱｏＳ保証型のデータ通信を必要としない他の通信アプリケーションに対しては、同時利用可能な他の無線ベアラを使用してパケットを送受信させることにより、本実施例は、複数の無線ベアラを同時並列的に使用した無線伝送スループットの向上も実現することができる。
＜９＞本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の第４実施例
本実施例は、ＵＥ１０上で強力なセキュリティ機能に基づく安全な通信を必要とする通信アプリケーションが実行されている際には、当該通信アプリケーションに対して、強力な暗号化機能と厳格な個人認証機能を有するＲＡＴ（例えばＬＴＥ網）に接続する無線ベアラだけを排他的に使用させるための実施例である。
【００７８】
以下、図１３のフローチャートを使用して、本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の第４実施例の処理の流れを具体的に説明する。当該第４実施例に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化は、ＩＰパケットの送信イベントまたは受信イベントが発生するたびに、対応するネットワーク・イベント割り込みに応じて起動されたトラフィック配分制御プログラム６００が以下のステップを順に実行することにより実現される。
（ステップＤ１）トラフィック配分制御プログラム６００は、図７の（Ｂ）に示す対応表および図８に示すテーブルをストレージ１０６から読み出してメモリ１０３に一時記憶させる。
【００７９】
図７の（Ｂ）に示す対応表は、ＵＥ１０上で実行可能な多種多様な通信アプリケーションの種別と当該種別の通信アプリケーションを実行する際に必要とされるセキュリティ・クラスとの間の対応関係を記述した対応表である。本明細書の説明において、セキュリティ・クラスとは、様々なＲＡＴ（無線アクセス網）がそれぞれ実装するセキュリティ機構毎に、当該セキュリティ機構がユーザに提供することが出来る認証／暗号化の機能やそれらのセキュリティ強度に対応する。すなわち、図７の（Ｂ）に示す対応表は、ＵＥ１０上で実行可能な多種多様な通信アプリケーションの種別をキーとして当該種別の通信アプリケーションが要求するセキュリティ要件を検索するための表である。
【００８０】
図８のテーブルの構成については、以下の点を除いて、第３実施例のステップＣ１に関して上述した内容と同様である。図８のテーブルにおいて、第１列は、無線ベアラが接続するＲＡＴがＬＴＥ網であった場合に対応し、第１列の第３行目の欄は、無線ベアラと接続するＬＴＥ網が実装するセキュリティ機構が国際標準「3GPP TS33.401 3GPP System Architecture Evolution (SAE); Security architecture」において定義されるセキュリティ機構であることを表す。同様に、図８のテーブルにおいて、第３列は、無線ベアラが接続するＲＡＴが無線ＬＡＮ網であった場合に対応し、第３列の第３行目の欄は、無線ベアラと接続する無線ＬＡＮ網が実装するセキュリティ機構が国際標準「IEEE802.11i-2004 Amendment 6: Medium Access Control (MAC) Security Enhancements 3 Definitions 3.95」において定義されるセキュリティ機構であることを表す。
（ステップＤ２）続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ＵＥ１０上で現在実行中の通信アプリケーション５００の各々について、アプリケーション種別を識別し、ステップＣ１においてメモリ１０３中に格納した図７（Ｂ）の対応表に基づいて、当該識別したアプリケーション種別に対応するＱｏＳセキュリティ・クラスを取得する。
【００８１】
例えば、図７の（Ｂ）に示す対応表において、当該識別したアプリケーション種別がオンライン・バンキング用アプリケーションであった場合、当該アプリケーションの実行に必要とされるセキュリティ・クラスは、ＬＴＥ網を含むＥ−ＵＴＲＡＮネットワークにおけるセキュリティ機構の実装のために国際標準「3GPP TS33.401 3GPP System Architecture Evolution (SAE); Security architecture」が規定する認証／暗号化機能に対応する。また、図７の（Ｂ）に示す対応表における別の例として、当該識別したアプリケーション種別が非業務用の暗号化テキストの転送アプリケーションであった場合、当該アプリケーションの実行に必要とされるセキュリティ・クラスは、以下の３種類の認証／暗号化機能の何れに対応するものであっても良い。
（１） IEEE802.11無線ＬＡＮにおけるセキュリティ機構の実装のために国際標準「IEEE802.11i-2004 Amendment 6: Medium Access Control (MAC) Security Enhancements 3 Definitions 3.95」において規定される認証／暗号化機能。
（２） WiMAX ForumがモバイルＷｉＭＡＸサービスに関して推奨する認証／暗号化方式において規定される認証／暗号化機能。
（３） 国際標準「3GPP TS33.401 3GPP System Architecture Evolution (SAE); Security architecture」が規定する認証／暗号化機能
また、図７の（Ｂ）に示す対応表におけるさらに別の例として、識別されたアプリケーション種別が電子メールやＷｅｂアクセスであった場合、対応するセキュリティ・クラスは、「ＷＥＰ」や「ＷＰＡ」を含む任意のセキュリティ機構に対応するものであっても良い。
（ステップＤ３）続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ステップＤ２においてアプリケーション種別と図７（Ｂ）の対応表に基づいて取得された対応するセキュリティ・クラスと合致する認証／暗号化機能を有する列を、図８記載のテーブル内の複数の列の中から選択する。図８記載のテーブル内の複数の列はＵＥ１０が無線アクセスに使用可能な複数の無線ベアラにそれぞれ対応するので、ここで選択された列に対応する無線ベアラは、アプリケーション種別に対応する認証／暗号化機能をユーザに提供可能な無線ベアラであると判定される。
【００８２】
例えば、ステップＤ１においてアプリケーション種別がオンライン・バンキング用アプリケーションであると識別され、続いて、ステップＤ２において当該アプリケーションに対応するセキュリティ・クラスが、国際標準「3GPP TS33.401 3GPP System Architecture Evolution (SAE); Security architecture」において規定される認証／暗号化機能に対応すると識別された場合について考える。この時、図８記載のテーブルにおいて、第３行目（セキュリティ・クラス）の欄が「3GPP TS33.401 3GPP System Architecture Evolution (SAE); Security architecture」である第１列が選択される。その結果、当該選択された第１列に対応する無線ベアラは、オンライン・バンキング用アプリケーションに必要な認証／暗号化機能と当該アプリケーションと個人情報保護のために必要十分なセキュリティ強度をユーザに提供可能な無線ベアラであると判定される。
【００８３】
図８における別の例として、ステップＤ１においてアプリケーション種別が非業務用の暗号化テキスト送信用アプリケーションであると識別され、続いて、ステップＤ２において当該アプリケーションに対応するセキュリティ・クラスが、以下の３つの何れでも良いと識別された場合について考える。
（１） IEEE802.11無線ＬＡＮにおけるセキュリティ機構の実装のために国際標準「IEEE802.11i-2004 Amendment 6: Medium Access Control (MAC) Security Enhancements 3 Definitions 3.95」において規定される認証／暗号化機能。
（２） WiMAX ForumがモバイルＷｉＭＡＸサービスに関して推奨する認証／暗号化方式において規定される認証／暗号化機能。
（３） 国際標準「3GPP TS33.401 3GPP System Architecture Evolution (SAE); Security architecture」が規定する認証／暗号化機能
この時、図８記載のテーブルにおいて、第３行目（セキュリティ・クラス）の欄が上記の（１）〜（３）のいずれか一つと一致する列が選択されるので、第１列〜第３列の全ての列が選択されることとなる。その結果、当該選択された第１列〜第３列に対応する３つの無線ベアラのいずれもが、非業務用の暗号化テキスト送信用アプリケーションに必要な認証／暗号化機能と当該アプリケーションと個人情報保護のために必要十分なセキュリティ強度をユーザに提供可能な無線ベアラであると判定される。
（ステップＤ４）トラフィック配分制御プログラム６００は、ステップＤ３において、所定の種別のアプリケーションにとって必要な認証／暗号化機能とセキュリティ強度を有すると判定された無線ベアラだけに対して、当該種別の通信アプリケーションのパケットを排他的に配分するように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する（図６の（Ｂ））。具体的には、トラフィック配分制御プログラム６００は、当該必要な認証／暗号化機能とセキュリティ強度をユーザに提供可能であると判定された無線ベアラだけを排他的に使用してオンライン・バンキング用アプリケーションやクレジット・カード決済アプリケーション等のパケットを送受信するように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。同時に、図６（Ｂ）に示すように、ＵＥ１０上で実行されている通信アプリケーションのうち、強力なセキュリティ機能に基づく安全なデータ通信を必要としない他の通信アプリケーションに対しては、同時利用可能な他の無線ベアラを使用してパケットを送受信させるように無線ベアラ間トラフィック配分比率を制御する。
（第４実施例の効果  その１）
これにより、第４実施例は、ＵＥ１０が実行中の通信アプリケーションが必要とする認証／暗号化機能とセキュリティ強度を達成可能な無線ベアラのみに対して当該通信アプリケーションが送受信するトラフィック量を排他的に配分し、当該通信アプリケーションを使用しているユーザに対して個人情報保護のために十分なセキュリティ強度を提供することが出来る。すなわち、第４実施例は、各アプリケーション種別に対して認証方式と暗号化方式の最適なペアが対応付けられるように図７（Ｂ）の対応表を最適化しておくことにより、ＵＥ１０が実行中の通信アプリケーションが必要とするセキュリティ強度を達成するのに最適な無線ベアラを排他的に選択することが出来る。
【００８４】
例えば、ステップＤ１乃至ステップＤ３に関して上述した実例においては、オンライン・バンキング用アプリケーションが必要とするセキュリティ強度を達成するのに最適なＲＡＴはＬＴＥ網であるとの前提で図７（Ｂ）の対応表が設計されている。図７（Ｂ）の対応表がこのように設計されている理由は、ＬＴＥ網が実装する認証／暗号化に関する鍵管理方式が、以下の点で他のＲＡＴの認証／暗号化方式よりもセキュリティ強度において優れているからである。
【００８５】
すなわち、ＬＴＥ網も無線ＬＡＮ等のような他のＲＡＴも、暗号鍵の階層化（Key Hierachy）を行っているが、ＬＴＥ網においては、鍵階層がUEとeNBとの間の各リンク、およびeNBからコア網に至る各ホップ・リンクに関して、異なる最下位暗号鍵K_eNBが展開されるように鍵階層全体が構成されている。しかも、ＬＴＥ網においては、ＵＥ単位で異なる鍵Kが用いられる為、最下位暗号鍵K_eNBのみならず、鍵階層全体でＵＥ個別の暗号鍵が展開される。この場合、ＵＥ側においてはUSIMからME (Mobile Equipment)、網側においてはeNBからコア網に至るeNB、MME、HSS,およびAuCに関して、それぞれ暗号鍵が展開される。そして、ＬＴＥ網においては、eNB間ハンドオーバーが発生し、ハンドオーバー先のeNBとＵＥとの間でSecurity Associationが確立される途中に、K_eNBが窃取されたとしても、アクセス網からコア網に至る各ホップ・リンクと各eNB毎のＵＥ接続毎に異なるK_eNBを使用しているため、ハンドオーバー先のeNB内での上記窃取によるセキュリティ脆弱性が網内の他のリンクに波及しないようになっている。また、ＬＴＥ網においては、任意のＵＥが張るリンクに関しても、そのリンクで用いられるK_eNBはハンドオーバー毎に計算量的に予測不可能な方法で更新されるため、単一のＵＥに着目した場合においても、あるeNBでのK_eNB窃取による無線リンクの脆弱性が、他のeNBとの間の無線リンクの脆弱性に影響しないように構成されている。
【００８６】
加えて、ＬＴＥ網のようなセルラー系ＲＡＴにおいては、網側は、ユーザ認証手続により通信サービスにアクセスしようとするユーザが入力したＵｓｅｒ−ＩＤやパスワードの正確性のみならず、ユーザ個人の詳細な個人情報までも一意に特定することが出来る。
【００８７】
これに対して、無線ＬＡＮ等のような他のＲＡＴにおいては、ＵＥが無線アクセスポイントとの間で４−ｗａｙハンドシェイクを実行することによりSecurity Association を確立する際に、鍵階層内における上位の鍵であるPMKが第三者によって盗聴された下位の鍵PSKから推測される能性がある。従って、無線ＬＡＮ等のような他のＲＡＴにおいては、ＬＴＥ網のようなセルラー系ＲＡＴと比較して、「鍵の改ざん」や「なりすまし」の危険性が高い。
【００８８】
また、ＬＴＥ網のようなセルラー系ＲＡＴにおいては、基地局が物理的にアクセスしづらい場所に設置されることが多く、基地局（eNB）が偽装され、第三者が偽装されたeNBに接続するリスクが少ない。これに対して、無線ＬＡＮ等のような他のＲＡＴにおいては、無線アクセスポイントは攻撃者が容易にアクセス可能な場所に設置されることが多い。
【００８９】
以上から、オンライン・バンキング用アプリケーションが必要とするセキュリティ強度を達成するのに最適なＲＡＴとしてＬＴＥ網を選択することにより、第４実施例は、オンライン・バンキング用アプリケーションに対して、ユーザの個人情報の保護に必要十分なセキュリティ強度を提供することが出来る。
（第４実施例の効果  その２）
ＵＥ１０上で実行されている通信アプリケーションのうち、強力なセキュリティ機能に基づく安全なデータ通信を必要としない他の通信アプリケーションに対しては、同時利用可能な他の無線ベアラを使用してパケットを送受信させることにより、本実施例は、複数の無線ベアラを同時並列的に使用した無線伝送スループットの向上も実現することができる。
＜１０＞本実施の形態に係る無線ベアラ間トラフィック配分の最適化の第５実施例
本実施例は、上述した第１実施例乃至第４実施例に対する変形実施例である。本実施例は、トラフィック配分制御プログラム６００による無線ベアラ間トラフィック配分比率の自動設定のみならず、ユーザ自身の嗜好（プリファレンス）に基づいてユーザが手動設定により、無線ベアラ間トラフィック配分比率を操作することを可能にする。すなわち、本実施例は、ＵＥ１０上で実行される通信アプリケーションの各種別毎に、状況の如何にかかわわらず、必ず割り当てるべき無線ベアラをユーザが指定することができるホワイト・リストと状況の如何にかかわらず、決して割り当てるべきではない無線ベアラをユーザが指定することが出来るブラック・リストを設けている。
【００９０】
図９の（Ａ）および（Ｂ）にユーザが設定したホワイト・リストとブラック・リストの設定例を示す。
【００９１】
図９（Ａ）に示すホワイト・リストにおいて、ＵＥ１０が実行中の通信アプリケーション種別がＶｏＩＰアプリケーションであった場合、ＶｏＩＰアプリケーションの全ての送受信トラフィックには必ず無線ベアラ（ｃ）が割り当てられる。トラフィック配分制御プログラム６００は、ホワイト・リストによって指定されたこのような割り当てを、第１実施例乃至第４実施例に基づいて実行する無線ベアラ間トラフィック配分比率の自動制御よりも優先して適用する。
【００９２】
他方、図９（Ｂ）に示すブラック・リストにおいて、ＵＥ１０が実行中の通信アプリケーション種別がコンテンツ・ダウンロード用のアプリケーションであった場合、当該アプリケーションの送受信トラフィックの伝送に使用可能な無線ベアラの中から無線ベアラ（ａ）が除外される。トラフィック配分制御プログラム６００は、このようにして複数の無線ベアラの中からブラック・リストによって指定された無線ベアラを除外する制御を、第１実施例乃至第４実施例に基づいて実行する無線ベアラ間トラフィック配分比率の自動制御よりも優先して適用する。
【００９３】
具体的には、トラフィック配分制御プログラム６００は、第１実施例乃至第４実施例に基づく無線ベアラ間トラフィック配分比率の自動制御を実行するのに先立って、ホワイト・リストに従って、通信アプリケーションに種類に応じた無線ベアラの割り当て制御を実行する。続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、通信アプリケーションの種別毎に、当該種別の通信アプリケーションのパケットがブラック・リストによって指定された無線ベアラ上で送受信されないように、アプリケーション種別毎にベアラ間トラフィック分配モジュール３００内にパケット・フィルターを設定する。続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ホワイト・リストによる無線ベアラの指定がされなかった通信アプリケーションの各々に対して、以下のいずれかの通信帯域幅を割り当てる。
（１） ホワイト・リストによって指定されている無線ベアラ中において何れの通信アプリケーションによっても使用されていない余剰帯域幅。
（２） ホワイト・リストによる指定が全くされていない無線ベアラの帯域幅。
【００９４】
続いて、トラフィック配分制御プログラム６００は、ホワイト・リストによって指定されなかった他の通信プリケーションに関して、上記（１）または（２）の帯域幅を使用して第１実施例乃至第４実施例に基づく無線ベアラ間トラフィック配分比率の自動制御を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、複数の異なる種類の無線接続手段を同時利用可能な移動無線端末において、通信サービス品質、通信スループットを改善し、あるいは通信コストを節約するための無線通信制御ソフトウェアまたは無線通信制御装置として利用することが出来る。
【符号の説明】
【００９６】
１０  ＵＥ
２０  ＵＥにネットワーク・サービスを提供するサーバ
３０  無線ベアラ
４０  無線アクセス網
５０  コア網
６０  コア網ゲートウェイ
７０  外部接続ゲートウェイ
１０１  アンテナ
１０２  無線インターフェース
１０３  メモリ
１０４  制御プロセッサ
１０５  ユーザ入出力装置
１０６  ストレージ
１０７  バス
２００  無線インターフェース・ソフトウェア
３００  ベアラ間トラフィック分配モジュール
４００  ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・モジュール
５００  通信アプリケーション
６００  トラフィック配分制御プログラム
【図１】
2014204393.tif 000003
【図２】
2014204393.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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