(57)【要約】      （修正有）【課題】無線端末が複数のＲＡＴにそれぞれ接続する無線基地局の間で接続先を切り替える無線通信システムにおいて、無線基地局が接続するバックホール回線上のオフロード効果が最大となるように、接続先となる無線基地局を選択する仕組みを実現する。【解決手段】各基地局が接続するバックホール回線に関する第１の情報を各基地局から収集し、無線網内の各無線端末からトラフィック伝送特性を収集し、同一の基地局と通信中の一つ以上の無線端末からのトラフィック特性を基地局単位で集約した第２の情報を生成し、当該第１と第２の情報に基づいて、複数の基地局にそれぞれ個別に接続するバックホール回線上におけるオフロード効果が最大となるように、各無線端末からの通信要求を当該バックホール回線上にスケジューリングする。【選択図】図３
2015002431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックホール回線を介して一つ以上の異なるＲＡＴと接続する複数の基地局の間で、無線端末からの無線ベアラ接続先を無線網内の制御装置が切り替える方法であって：
各基地局が接続するバックホール回線に関する第１の情報を各基地局から収集するステップ；
無線網内の各無線端末からトラフィック伝送特性を収集し、各無線端末が通信中の基地局毎に前記トラフィック特性を集約した第２の情報を生成するステップ；および、
前記第１と第２の情報に基づいて、前記複数の基地局にそれぞれ個別に接続するバックホール回線上におけるオフロード効果が最大となるように、前記無線端末からの通信要求を前記バックホール回線上にスケジューリングするステップ；を備える方法。
【請求項２】
前記スケジューリングの結果を前記無線端末に設定すべき機器設定ポリシーとして前記無線端末に通知するステップ；
をさらに備える、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記スケジューリングするステップは：
各バックホール回線が繋がる基地局毎に前記第１と第２の情報に基づいて、各無線端末に対して各バックホール回線への接続機会をスケジューリングする動作；
無線網全体に渡って、各無線端末からの通信要求を高負荷のバックホール回線から通信帯域に余裕のあるバックホール回線へとオフロードする効果の大きさを評価する動作；および、
前記評価されたオフロード効果に基づいて前記スケジューリングの結果を修正する動作；
を反復的に実行することを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
バックホール回線を介して一つ以上の異なるＲＡＴと接続する複数の基地局の間で、無線端末からの無線ベアラ接続先を切り替える無線網内の制御装置であって：
各基地局が接続するバックホール回線に関する第１の情報を各基地局から収集するステップ；
無線網内の各無線端末からトラフィック伝送特性を収集するネットワーク情報取得部；
各無線端末が通信中の基地局毎に前記トラフィック特性を集約した第２の情報を生成し、前記第１と第２の情報に基づいて、前記複数の基地局にそれぞれ個別に接続するバックホール回線上におけるオフロード効果が最大となるように、前記無線端末からの通信要求を前記バックホール回線上にスケジューリングする取得情報分析部；および、
前記スケジューリングの結果を前記無線端末に設定すべき機器設定ポリシーとして前記無線端末に通知するポリシー配信部；を備える制御装置。
【請求項５】
前記取得情報分析部が前記スケジューリングする動作は：
各バックホール回線が繋がる基地局毎に前記第１と第２の情報に基づいて、各無線端末に対して各バックホール回線への接続機会をスケジューリングする動作；
無線網全体に渡って、各無線端末からの通信要求を高負荷のバックホール回線から通信帯域に余裕のあるバックホール回線へとオフロードする効果の大きさを評価する動作；および、
前記評価されたオフロード効果に基づいて前記スケジューリングの結果を修正する動作；
を反復的に実行することを特徴とする、請求項４記載の制御装置。
【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に接続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】
ＵＭＴＳ網やＬＴＥ網などのセルラー無線網は、地理的に広範囲にわたって単一の通信事業者網により、ユーザに無線網接続サービスを提供している。その反面、セルラー無線網に対する無線アクセスは、多くの場合、当該セルラー無線網が提供する通信サービスに加入しているユーザの無線端末だけに限定され、無料で提供されている場合も多い無線ＬＡＮサービスよりも通信料金が一般に高額である。他方、一般公衆が利用可能な無線ＬＡＮサービスは、通信料金が安価であり、通信速度が比較的安定している反面、良好に通信可能な範囲が限られた狭い地域内に限定される。
【０００４】
近年の無線端末の利用態様として、利用する無線アクセス網を、セルラー無線網と無線ＬＡＮサービスとの間でユーザ自身により状況に応じて切り替えることが一般的である。無線端末のこのような利用態様を可能とするには、複数の異なるＲＡＴ（例えば、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸおよび無線ＬＡＮなど）にそれぞれ対応した複数の無線インターフェース回路を装備したマルチモード無線端末を使用してユーザが無線網アクセスを行うことが前提となる。この場合、マルチモード無線端末は、同時利用可能な複数の異なるＲＡＴのそれぞれに接続する複数の無線ベアラを確立し、当該複数の無線ベアラ上での同時並列無線伝送を実行することが可能であり、これはリンク・アグリゲーションとして知られている。また、別の態様として、マルチモード無線端末は、同時利用可能な複数の異なるＲＡＴの間で状況に応じて一の無線ベアラが接続するＲＡＴを選択的に切り替えて無線通信することも可能であり、これは異種ＲＡＴ間接続切替と呼ばれる。上記のように異なるＲＡＴに接続する複数の無線ベアラ間で無線端末の通信トラフィックを配分制御することにより、無線帯域幅の集約、異種ＲＡＴ間での通信負荷分散、弾力的なネットワーク利用可能性などの利点を達成することができる。
【０００５】
無線端末が複数の異なるＲＡＴの間で無線ベアラの接続先となるＲＡＴを切り替える操作は、切り替え前のＲＡＴを第１のＲＡＴとし、切り替え後のＲＡＴを第２のＲＡＴとすると、無線端末側で以下の操作を実行することが必要である。すなわち、無線端末からの無線接続先を、第１のＲＡＴの配下にあって第１のＲＡＴへの網接続ポイントとして機能する基地局または無線アクセス・ポイントから、第２のＲＡＴの配下にあって第２のＲＡＴへの網接続ポイントとして機能する基地局または無線アクセス・ポイントへと切り替える必要が有る。このような切り替えは、無線端末を携帯したユーザによるセル間移動を常に契機とするハンドオーバーとは若干意味合いが異なる。
【０００６】
無線端末が複数の異なるＲＡＴの間で無線ベアラの接続先となるＲＡＴを切り替える無線通信システムにおいて、特許文献１は、無線基地局のバックホール回線に障害が発生し通信不能となったときに、通信サービスが途切れないようにするための技術的工夫を開示する。具体的には、第１の無線基地局のバックホール回線に障害が発生した場合、特許文献１記載の発明は、第１の無線基地局およびその近隣の第２の無線基地局の送信電力が通常時より大きい所定値に増加させる。その結果、第１と第２の無線基地局それぞれの通信カバレージ範囲が拡大するので、第１と第２の無線基地局の間で、無線通信が行える状態になる。続いて、特許文献１記載の発明は、第１と第２の無線基地局の間でリレー通信を行って、第１の無線基地局が移動端末との間で送受信する情報を、第２の無線基地局を経由して伝達する迂回経路が構築される。
【０００７】
以上より、特許文献１は、各無線基地局の背後にあるバックホール回線やバックホール網（無線アクセス網やコア網など）の稼動状態や通信状態に応じて、無線端末が送受信する通信トラフィックをサービング基地局から適切な無線基地局に中継する技術を開示する。
【０００８】
無線端末が複数の異なるＲＡＴの間で無線ベアラの接続先となるＲＡＴを切り替える無線通信システムにおいて、特許文献２は、無線端末が通信開始を要求する通信内容の緊急性に応じて、無線端末からの無線接続を適切なバックホール回線を有する無線基地局に切り替える技術を開示する。具体的には、特許文献２記載の発明においては、移動通信網は、移動局から通信開始を要求された通信種別及び当該移動局の位置に基づいて、当該移動局が当該通信種別の通信を行う際に接続すべき無線基地局を選択し、当該移動局は、当該選択された接続先無線基地局を介して通信を開始する。この時、移動局が移動通信網に対して通信開始を要求した通信種別が、緊急通信である場合、移動通信網は、各無線基地局が接続するバックホール回線の通信品質状況を加味して、当該移動局の接続先となる無線基地局を選択する。
【０００９】
以上から、特許文献２は、無線端末が無線網に対して通信開始を要求する通信内容の緊急性に応じて、無線端末からの接続先を最適なバックホール回線を有する無線基地局に切り替える技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１０２３６１号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００９／１４８１２５号公報
【特許文献３】特表２０１２−５１２５５３号公報
【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、特許文献１記載の発明は、各無線基地局の背後にあるバックホール回線の稼動状態が良好であるか否か以外の他の判断基準に基づいて、当該バックホール回線を迂回する端末トラフィック中継伝送の可否を判断することが出来ない。また、特許文献２記載の発明は、適切なバックホール回線を有する無線基地局を選択する際に、開始要求された通信の緊急性以外の他の性質に基づいて、無線基地局を選択することが出来ない。
【００１２】
むしろ、無線端末が複数の異なるＲＡＴの間で無線ベアラの接続先となるＲＡＴを切り替える無線通信システムにおいては、以下の基準により、適切なバックホール回線を有する無線基地局を選択することが必要となる。すなわち、上述した複数のＲＡＴにそれぞれ接続する各無線基地局のバックホール回線上を流れる無線端末の通信トラフィックを、高負荷のＲＡＴから通信リソースに余裕のあるＲＡＴへとオフロードすることにより得られる負荷軽減効果が最大となるように、無線基地局を選択することが必要となる。
【００１３】
以上の問題点に鑑み、本発明は、無線端末が複数のＲＡＴにそれぞれ接続する無線基地局の間で接続先を切り替える無線通信システムにおいて、無線基地局が接続するバックホール回線上のオフロード効果が最大となるように、接続先となる無線基地局を選択する仕組み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】
【００１４】
以上より、本発明は、バックホール回線を介して一つ以上の異なるＲＡＴと接続する複数の基地局の間で、無線端末からの無線ベアラ接続先を無線網内の制御装置が切り替える方法であって：各基地局が接続するバックホール回線に関する第１の情報を各基地局から収集するステップ；無線網内の各無線端末からトラフィック伝送特性を収集し、各無線端末が通信中の基地局毎に前記トラフィック特性を集約した第２の情報を生成するステップ；および、前記第１と第２の情報に基づいて、前記複数の基地局にそれぞれ個別に接続するバックホール回線上におけるオフロード効果が最大となるように、前記無線端末からの通信要求を前記バックホール回線上にスケジューリングするステップ；を備える構成を採る。
【００１５】
さらに本発明に係る方法においては、前記制御装置は、前記スケジューリングの結果を前記無線端末に設定すべき機器設定ポリシーとして前記無線端末に通知するステップ；をさらに実行する、ことを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明においては、前記スケジューリングするステップは：各バックホール回線が繋がる基地局毎に前記第１と第２の情報に基づいて、各無線端末に対して各バックホール回線への接続機会をスケジューリングする動作；無線網全体に渡って、各無線端末からの通信要求を高負荷のバックホール回線から通信帯域に余裕のあるバックホール回線へとオフロードする効果の大きさを評価する動作；および、前記評価されたオフロード効果に基づいて前記スケジューリングの結果を修正する動作；を反復的に実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上より、本発明は、無線端末が複数のＲＡＴにそれぞれ接続する無線基地局の間で接続先を切り替える無線通信システムにおいて、無線基地局が接続するバックホール回線上のオフロード効果が最大となるように、接続先となる無線基地局を選択する仕組みを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図
【図２】本実施の形態においてユーザが使用する無線端末（ＵＥ）１０の装置構成を示す図
【図３】本実施の形態に係る第１実施例の機能モジュール構成を示す図
【図４】本実施の形態に係る第１実施例において送受信されるパケット・フォーマット
【図５】本実施の形態に係る第２実施例の機能モジュール構成を示す図
【図６】本実施の形態に係る第２実施例において送受信されるパケット・フォーマット
【図７】本実施の形態の動作フローを説明するためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施の形態は、複数のバックホール回線の各々を介して一つ以上の異なるＲＡＴとそれぞれ接続する複数の基地局の間で、無線端末が無線ベアラを介して接続すべき基地局を無線網内のポリシー制御サーバが切り替える仕組みを開示する。具体的には、本実施の形態はまず最初に、複数の基地局の各々が接続するバックホール回線の回線容量、回線種別、実効スループットおよび通信遅延などを記述する情報を無線網内に設置されたポリシー制御サーバが各基地局から収集する。そのために、当該ポリシー制御サーバは無線網内の複数の基地局に対して上述したバックホール回線に関する情報の報告を要求し、当該要求への各基地局からの応答として各基地局が接続するバックホール回線に関する情報を各基地局から受け取る。続いて、本実施の形態は、無線網内の各無線端末が報告するトラフィック伝送特性を収集し、各無線端末が通信中の基地局毎に前記報告されたトラフィック特性を集約した基地局毎のトラフィック特性情報を生成する。続いて、本実施の形態は、複数の基地局から収集したバックホール回線に関する情報と上述した基地局毎のトラフィック特性情報に基づいて、前記無線端末が各基地局に接続した場合のバックホール回線毎のオフロード効果を評価する。最後に本実施の形態は、バックホール回線毎のオフロード効果を無線網全体に渡って総合的に評価し、当該総合的な評価に基づいて各無線端末が無線ベアラを介して接続すべき基地局を選択する。
【００２０】
なお、基地局毎のバックホール回線種別やバックホール回線の負荷状態などに関する情報は、無線網内部のネットワーク構成やネットワーク稼働状況に関する情報に相当する。このようなネットワーク構成やネットワーク稼働状況に関する情報をネットワーク全体にわたって収集し、無線端末と通信相手ノードとの間のエンド・ツー・エンド通信に対する適切な通信経路制御を行う技術の例として、例えば、特許文献３に開示されるようなポリシー制御技術が知られている。無線端末が無線ベアラの接続先を複数の異なるＲＡＴの間で切り替える動作は、当該無線端末と通信相手との間の通信経路の取捨選択を不可避的に伴うから、上述したポリシー制御は通信経路ポリシー制御の一形態である。そこで、本実施の形態では、無線端末上での無線ベアラ接続先ＲＡＴの切り替えを、基地局毎のバックホール回線の回線種別や負荷状態などのような無線網内のネットワーク構成やネットワーク稼働状況に応じた形で制御する仕組みとして通信経路ポリシー制御の仕組みを採用する。
【００２１】
以下、図面を使用して、本実施の形態について具体的に説明する。以下の説明においては、まず、本実施の形態が実現される無線通信システムのネットワーク構成と当該無線通信システム内においてユーザが使用する無線端末のハードウェア構成を図１および図２を使用して説明する。続いて、図１に示すネットワーク構成および図２に示す無線端末の装置構成を前提として本実施の形態が実現するポリシー制御の概要を、従来技術におけるポリシー制御との間の相違点を中心に説明する。続いて、図１を使用して、本実施の形態に係るポリシー制御の仕組みを図１に示すネットワーク構成と図２に示す無線端末の上でそれぞれ実現するための機能モジュール構成を説明する。続いて、本実施の形態に係るポリシー制御の動作の流れと共に、無線端末が当該ポリシー制御動作と連携しながら、端末消費電力を節約するような態様で、異なるＲＡＴに対応する複数の無線ベアラの切り替えや同時並列アクセスを制御する仕組みを説明する。最後に、本実施の形態に従って、多数の無線端末から同一ＲＡＴに対するアクセスや接続要求の集中を防止するような態様で、無線端末が、上述したポリシー制御機構と連携しながら、異なるＲＡＴに対応する複数の無線ベアラの切り替えや同時並列アクセスを制御する仕組みを説明する。
【００２２】
＜１＞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１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１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６１〜６２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ＰＤＮ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。
【００２３】
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。なお、無線アクセス網４０Ｃは、一つ以上の無線ＬＡＮアクセス・ポイントとそれらを結ぶイーサネット・ハブ、ブロードバンド・ルータおよびケーブルモデム等から構成されることが可能である。
【００２４】
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。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。他方、コア網５２は、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。図２には示されていないが、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。
【００２５】
ＩＳＰ網５３は、無線ＬＡＮ網４０Ｃをルータ網（PDN: Packet Data Network）５４に接続するためのＦＴＴＨ（Fiber-To-The-Home）回線、ＤＳＬ（Digital Subscriber Line）回線、ＬＡＮ間接続広域網、広域イーサネット等とすることが可能である。
【００２６】
ＰＤＮゲートウェイ７１／７２は、コア網５１／５２をルータ網（PDN: Packet Data Network）５４にそれぞれ接続し、これにより、コア網５１／５２は、ルータ網（PDN: Packet Data Network）５４を経由してインターネット網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、ＰＤＮゲートウェイ７１は、Ｐ−ＧＷ（PDN-Gateway）とすることが可能である。
【００２７】
ルータ網（PDN: Packet Data Network）５４は、コア網５１／５２とインターネット網８０との間およびＩＳＰ網５３とインターネット網８０との間に介在するパケット交換型のネットワークであり、無線通信事業者網間でのローミング・トラフィックの転送制御も提供する。
【００２８】
図１に示すネットワーク構成において、無線網内の通信に対するポリシー制御動作を管理するポリシー制御サーバをコア網５１／５２内、ルータ網（PDN: Packet Data Network）５４内またはインターネット網８０内に設置することが可能である。コア網５１／５２が３ＧＰＰリリース７の規定に従って構成されている場合、当該ポリシー制御サーバはコア網５１／５２内のＰ−ＧＷ（PDN-Gateway）の機能の一部として実装することが可能である。この場合、Ｐ−ＧＷ（PDN-Gateway）は図１のコア網５１内に設置された外部接続ゲートウェイ７１としても良い。なお、本実施の形態に係るポリシー制御サーバは特定のコア網や特定の無線アクセス網に限定されないポリシー制御を実行する。そのため、当該ポリシー制御サーバが例えば、コア網５１内に設置されている場合であっても、当該ポリシー制御サーバは、インターネット網８０を介して他のコア網内のネットワーク機器との間でポリシー制御に関する通信を実行することが可能である。また、当該ポリシー制御サーバがインターネット網８０内に設置される場合、当該ポリシー制御サーバは、コア網５１／５２との間でポリシー情報を通信するためにＴＣＰ／ＩＰプロトコル層構造と互換性を有するＣＯＰＳ（Common Open Policy Service）プロトコルを使用しても良い。また、コア網５１内に設置されたポリシー制御サーバがインターネット網８０を介して他のコア網５２内のネットワーク機器との間でポリシー情報を通信するために、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル層構造と互換性を有するＣＯＰＳ（Common Open Policy Service）プロトコルを使用しても良い。
【００２９】
図１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。
【００３０】
図１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。
【００３１】
なお、ＵＥ１０から、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には、無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃの各々の配下にある複数の基地局または無線アクセス・ポイントのいずれかを網接続ポイントとして接続する必要が有る。本明細書においては、これら複数の基地局または無線アクセス・ポイントの各々からそれらを配下に有する無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃを経由してコア網５１／５２に至る多種多様な物理的通信経路を総称してバックホール回線と呼ぶ。すなわち、無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃの各々の配下にある複数の基地局の各々は、基地局毎に専用のバックホール回線を介して無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃおよびその背後にあるコア網５１／５２と接続されている。
【００３２】
＜２＞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２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。
【００３３】
図２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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
＜３＞無線通信システム内における通信経路のポリシー制御の概要
ポリシー制御におけるポリシーは、運用ポリシーと機器設定ポリシーの２種類に大別される。運用ポリシーは無線網のネットワーク運用管理者が定めた網運用指針を記述するもの、無線網上で実行される個々の通信アプリケーション毎に、当該通信アプリケーションが要求する通信サービスの機能や品質を記述するもの等である。また運用ポリシーは、無線端末の通信制御機能の中でユーザが選択したい機能を記述するものであっても良い。他方、機器設定ポリシーは、運用ポリシーを無線網内の個々のネットワーク機器の動作に反映させるために、ポリシー制御の主体が運用ポリシーを解析した結果から生成するものであり、ポリシー制御主体によって個々のネットワーク機器に対して設定されるポリシーである。
【００４０】
無線端末が無線網を経由して通信するトラフィック・フローに対してポリシーに基づく通信経路制御を行う場合、ポリシー制御動作の各々は、判断段階と施行段階とに分けられる。判断段階は、無線端末側または無線網側からの要求によって開始され、無線端末側または無線網側から受信したトラフィック・フロー記述情報や無線網内のネットワーク機器の稼動情報に基づいて、当該トラフィック・フローに適用すべきポリシーの具体的内容を判断する。施行段階は、判断段階において決定されたポリシーの具体的内容を無線端末または無線網内のいずれか一つ以上のネットワーク機器に設定し、設定されたポリシーに従ってトラフィック・フローを転送するように、当該無線端末または当該ネットワーク機器に対して指示する。
【００４１】
上述したポリシー制御動作を無線網内において実装するためには、（１）ポリシー制御の対象となるネットワーク機器上において、外部から受信した機器設定ポリシーにより設定されたポリシー内容に従って、トラフィック・フローを転送するためのポリシー実施機能を実装し、さらに（２）無線網内において、ポリシー制御の対象となるネットワーク機器に対して設定すべき機器設定ポリシーを運用ポリシーの解析結果と状況に応じて判断し、当該ネットワーク機器に対して当該判断した機器設定ポリシーを設定するポリシー制御機構を実装することが必要となる。３ＧＰＰリリース７の規定によれば、３ＧＰＰコア網（図１のコア網５１など）内において、ポリシー制御の対象となるネットワーク機器（図１のコア網ゲートウェイ６１〜６３など）に対して設定すべき機器設定ポリシーを運用ポリシーと状況に応じて判断する主体は、ＰＣＲＦ（ポリシーおよび課金ルール機能）であり、ネットワーク機器に対して当該判断した機器設定ポリシーを設定する主体は、ＰＣＥＦ（ポリシーおよび課金施行機能）である。ＰＣＲＦおよびＰＣＥＦは、コア網（図１のコア網５１など）内においてポリシー制御機構を実装するポリシー制御サーバ（図１の外部接続ゲートウェイ７１／７２など）の機能として実現することが出来る。
【００４２】
＜４＞本実施の形態に係る第１実施例
以下、図３を参照しながら、図１に示すネットワーク構成と図２に示す無線端末の装置構成を前提として無線ベアラ接続先ＲＡＴの切り替え制御を行うための第１実施例について説明する。
【００４３】
第１実施例におけるポリシー制御の仕組みは以下の構成（ｉ）および（ｉｉ）を具備する。
（ｉ）無線網側から供給されるポリシーを参照しながら、無線端末（ＵＥ）１０上において異なるＲＡＴにそれぞれ接続する複数の無線ベアラの切り替えや同時並列アクセスを制御する無線端末（ＵＥ）１０側の仕組み。
（ｉｉ）無線端末（ＵＥ）１０に対して供給するポリシーを決定し、当該決定されたポリシーを無線網から無線端末内に設定する無線網側のポリシー制御機構。
【００４４】
図１に示したネットワーク構成においては、上記（ｉｉ）のポリシー制御機構は、コア網５１／５２内またはインターネット網８０内に設置されたポリシー制御サーバが実行する機能として実装することが可能である。上述した（ｉ）および（ｉｉ）の仕組みの詳細については後述する。
【００４５】
（４−１）ポリシー制御の全体構成の概観
図３において、上記（ｉｉ）で述べた無線網側のポリシー制御機構に相当するポリシー制御機構２００は、バックホール設定部２１０および外部情報取得部２２０の２つの機能モジュールから構成される。バックホール設定部２１０および外部情報取得部２２０は、無線網内に設置されたポリシー制御サーバが、専用のサーバ・ソフトウェアを実行することにより実現される。図３に示すポリシー制御機構２００は特定の無線コア網や特定の無線アクセス網に限定されない共通のポリシー制御の仕組みを、無線端末（ＵＥ）１０から利用可能な全ての無線網に対して提供する。そのため、ポリシー制御機構２００を実装するポリシー制御サーバはインターネット網８０や特定の無線コア網から独立したルータ網（ＰＤＮ（Packet Data Network））５４の中に設置するのが好適である。ポリシー制御サーバが特定のコア網内に設置される場合は、当該ポリシー制御サーバは、他のコア網内のポリシー設定対象機器との間でＣＯＰＳプロトコルなどを使用してポリシー情報のやり取りをする。
【００４６】
ポリシー制御機構２００は、無線ベアラ１、無線ベアラ２、…、無線ベアラＮを介して無線端末（ＵＥ）１０と接続されており、無線ベアラ１〜無線ベアラＮを介したＮ本の無線通信経路は、それぞれＮ個の異なる無線アクセス網（第１のＲＡＴ〜第ＮのＲＡＴ）を経由し、さらにそれら無線アクセス網の背後にある一つ以上の無線コア網のいずれかを経由する。ポリシー制御機構２００が特定の無線ベアラと関連した機器設定ポリシーを無線端末（ＵＥ）１０に設定する際には、当該特定の無線ベアラを介して当該機器設定ポリシーを配信する。図３においては、無線ベアラ１〜無線ベアラＮがそれぞれ接続する無線アクセス網を、それらの背後にある無線コア網とまとめた形で、無線網３００１〜無線網３００ｎとして図示している。例えば、図３の無線網３００１は、ＬＴＥ網などのセルラー無線網とその背後にある無線コア網とを一体的に図示するものであり、図３の無線網３００ｎは、無線ＬＡＮとその背後にある無線コア網とを一体的に図示するものである。無線端末１０が第１のＲＡＴ〜第ＮのＲＡＴにそれぞれ対応する複数の異なる無線アクセス網に接続するには、各無線アクセス網の配下にあって網接続ポイントとして機能する基地局のいずれか（例えば図３において基地局または無線アクセス・ポイントとして示す無線局９０Ａ〜９０Ｄおよび９１など）を介して接続しなくてはならない。無線アクセス網及びその背後のコア網の配下にあって網接続ポイントとして機能する各基地局とこれらの無線アクセス網やコア網との間はバックホール回線によって接続されている。本明細書における以下の説明では、無線アクセス網及びその背後のコア網の配下にあって網接続ポイントとして機能する各基地局とこれらの無線アクセス網やコア網との間を接続する個別の物理回線のことを単に「バックホール回線」と呼ぶ。そなわち、無線アクセス網及びその背後のコア網の配下にあって網接続ポイントとして機能する複数の基地局の各々は、基地局毎に専用の「バックホール回線」を経由して上述した無線アクセス網やコア網と接続されている。例えば、図３において基地局または無線アクセス・ポイントとして示す無線局９０Ａ〜９０Ｄおよび９１は、図３のバックホール回線１〜バックホール回線５をそれぞれ経由して無線網３００１〜無線網３００ｎのいずれかと接続されている。図３において、バックホール回線１およびバックホール回線２は、ＬＴＥ網である無線網３００１と基地局９１および基地局９０Ａをそれぞれ接続する３Ｇ網回線またはＬＴＥ網回線である。また、図３において、バックホール回線３は、基地局９０ＢをＬＴＥ網である無線網３００１と接続し、さらに、無線ＬＡＮのバックホール網として機能するモバイルＩＰ網（図３の無線網３００ｎ）にも接続するＳＩＰＴＯ（Selected IP Traffic Offload）接続である。また、バックホール回線４およびバックホール回線５は、基地局９０Ｃおよび基地局９０Ｄを無線ＬＡＮのバックホール網として機能する無線網３００ｎにそれぞれ接続するメタル回線と光ファイバー回線である。
【００４７】
（４−２）無線網側のポリシー制御機構２００の機能モジュール構成
次に、ポリシー制御機構２００の機能モジュール構成を以下のとおりに説明する。
【００４８】
バックホール設定部２１０は、異なるＲＡＴに接続する複数の無線ベアラを無線端末（ＵＥ）１０が取捨選択する動作をポリシーに基づいて制御するために、当該無線端末に対して所定の機器設定ポリシーを設定する。この時、異なるＲＡＴに接続する複数の無線ベアラを無線端末上で取捨選択する動作は、無線ベアラから同時接続可能な複数の基地局のそれぞれの背後に有るバックホール回線の回線種別や負荷状態に応じて制御される。当該無線端末に対する機器設定ポリシーの設定は、以下のようにして達成される。まず最初に、当該ポリシー制御サーバが当該無線端末に対してＣＯＰＳプロトコルなどのポリシー伝達プロトコルを使用して設定すべき機器設定ポリシーの内容を送信する。続いて、当該無線端末内のポリシー実施機構が、当該送信された機器設定ポリシーの内容に従って、自身の動作制御パラメータなどを設定変更する。
【００４９】
バックホール設定部２１０は、取得情報分析部２１１とポリシー配信部２１２とから構成される。取得情報分析部２１１は、無線網のネットワーク運用管理者が手動で設定した運用ポリシーや無線網を構成する多数のネットワーク機器から収集したネットワーク機器情報を分析して個々の無線端末（ＵＥ）１０に設定すべき機器設定ポリシーの内容を決定する。ポリシー配信部２１２は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれか一つ以上を介して無線端末（ＵＥ）１０と接続される。ポリシー配信部２１２は、取得情報分析部２１１が決定した機器設定ポリシーをポリシー制御対象となる無線端末に設定するために、無線端末（ＵＥ）１０に対して当該決定された機器設定ポリシーを、無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれか一つ以上を介して配信する。
【００５０】
外部情報取得部２２０は、ネットワーク情報取得部２２１、オペレーター・ポリシー取得部２２２および端末位置情報取得部２２３から構成される。
【００５１】
ネットワーク情報取得部２２１は、無線網内の各ネットワーク機器からその機器の現在の稼動状態や現在の通信能力に関するネットワーク機器情報を収集する。例えば、ネットワーク情報取得部２２１は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮがそれぞれ接続する無線網３００１〜無線網３００ｎを構成するルータ機器やネットワーク機器から、その機器の構成、機能、稼働状況および通信性能に関するネットワーク機器情報を収集する。
【００５２】
また、ネットワーク情報収集部２２１は、外部ベアラ設定部２１０を介して、無線網に接続中の多数の無線端末１０から無線端末毎のトラフィック伝送特性を記述する情報を収集する。この場合、上述したトラフィック伝送特性の例としては、通信アプリケーション種別毎の各無線端末によるトラフィック送受信タイミングの所定の時系列パターン、通信アプリケーション種別毎に各無線端末がトラフィック伝送を要求する頻度、端末上で実行される通信アプリケーションによる接続要求のタイミングや頻度、または通信アプリケーション種別毎に各無線端末がトラフィック伝送のために要求する通信帯域幅などが考えられる。また、無線端末毎のトラフィック伝送特性を記述する情報には、当該トラフィック伝送特性に対応する通信アプリケーション種別の識別情報も含まれている。ネットワーク情報収集部２２１により収集された無線端末毎のトラフィック伝送特性は、後述する方法により、無線端末から複数のバックホール回線への通信要求を多数の無線端末間で調整するために分析処理される。この分析処理により、多数の無線端末の各々について複数のバックホール回線に対する接続機会のスケジューリングが生成され、各無線端末が当該スケジューリングに従ってバックホール回線上での通信を実行することにより、特定のバックホール回線に通信要求が偏るのを防止することができる。
【００５３】
オペレーター・ポリシー取得部２２２は、無線網のネットワーク運用管理者が手動で設定した運用ポリシーを取得する。
【００５４】
端末位置情報取得部２２３は、無線網内の端末モビリティ管理ノードから各無線端末の位置情報を取得する。各無線端末の位置情報は、各無線端末が、無線網全体を構成する複数の無線アクセス網の中のいずれに対して接続中であり、当該無線アクセス網を構成する複数の基地局の中のいずれを介して当該無線アクセス網に接続中であるかに関する情報を含む。言い換えると、各無線端末の位置情報は、各無線端末が、無線網全体を構成する複数のＲＡＴの中のいずれの配下にあるどの通信セルに在圏しているかを示す情報を含む。端末モビリティ管理ノードとは、例えば、３ＧＰＰコア網（Evolved Core Network）内においてＭＭＥ機能を実装する網管理サーバやゲートウェイ装置のように、コア網の配下にある一つ以上の無線端末の各々に関する上述した位置情報や端末ネットワーク・アドレスの割り当てを管理する網管理エンティティである。
【００５５】
外部情報取得部２２０は、ネットワーク情報取得部２２１とオペレーター・ポリシー取得部２２２がそれぞれ取得したネットワーク機器情報、運用ポリシーおよび端末位置情報を取得情報分析部２１１に伝達する。
【００５６】
（４−３）無線端末（ＵＥ）１０側の機能モジュール構成
次に、図３における無線端末（ＵＥ）１０側の機能モジュール構成について説明する。この機能モジュール構成は、無線網側から供給されるポリシーを参照しながら、無線端末（ＵＥ）１０上において異なるＲＡＴにそれぞれ接続する複数の無線ベアラの切り替えや同時並列アクセスを制御するための上記（ｉ）の仕組みに相当する。無線端末（ＵＥ）１０側の機能モジュール構成は、ベアラ切替部１１０およびバックホール情報取得部１２０の２つの機能モジュールから構成される。無線端末（ＵＥ）１０側の上述した機能モジュールは、無線端末（ＵＥ）１０内の制御プロセッサ１０４が、ストレージ１０６からメモリ１０３上に読み込んだ専用のソフトウェア・プログラムを実行することによって実現される。
【００５７】
ベアラ切替部１１０は、無線端末１０から同時アクセス可能な複数のＲＡＴにそれぞれ接続する無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から無線端末１０が通信するために使用する一つ以上の無線ベアラを取捨選択する機能を実行する。ベアラ切替部１１０は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から無線端末１０が通信するために使用する単一の無線ベアラを選択する。代替的な実施態様として、無線端末１０が無線網に接続するために、２つ以上の無線ベアラが選択される場合には、ベアラ切替部１１０は、当該２つ以上の無線ベアラ上で通信するトラフィック量を当該２つ以上の無線ベアラの間で最適に配分する動作を実行する。この時、ベアラ切替部１１０が上述のとおり実行する無線ベアラの選択、および当該選択された無線ベアラ間でのトラフィック最適配分は、オフロード効果を最大化するような基準に従って実行される。この場合のオフロード効果とは、同一バックホール回線に対する無線端末からの通信要求を無線端末間で調整した結果として生じるオフロード効果である。具体的には、多数の無線端末からの通信要求が集中しているバックホール回線から他のバックホール回線へと無線端末のトラフィック負荷がオフロードされることにより、負荷の重いバックホール回線における通信負荷が軽減される度合いである。
【００５８】
ベアラ切替部１１０は、まず最初に、後述する基地局接続スケジューリング情報に従って、同時接続可能な複数の基地局にそれぞれ接続する無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から無線端末１０が通信に使用する一つ以上の無線ベアラを取捨選択する動作を時系列的に実行する。ベアラ切替部１１０は、端末トラフィックの送受信のために選択された無線ベアラを介して上りリンク信号を送信し、下りリンク信号を受信する。代替的にベアラ切替部１１０は、まず最初に、無線端末１０から同時アクセス可能な複数のＲＡＴにそれぞれ接続する複数の無線ベアラの各々についてバックホール回線上での上述したオフロード効果を評価する。その上で、ベアラ切替部１１０は、無線ベアラ毎に評価したオフロード効果の評価値に基づいて、無線ベアラ毎に伝送可能な情報信号のビット数を割り当てる。続いて、ベアラ切替部１１０は、各無線ベアラを介して、各無線ベアラに割り当てたビット数だけ上りリンク信号を送信する。なお、ベアラ切替部１１０は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの一つ以上を介して下りリンク信号を無線網側から受信する場合にも、上記と同様の制御を行う。この時、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中で、上りリンク信号または下りリンク信号の送受信のために選択されない無線ベアラに関しては、ベアラ切替部１１０は、伝送可能な情報信号のビット数として０ビットを割り当てることにより、当該無線ベアラを選択対象から外すことができる。以上のようにして、ベアラ切替部１１０は、上述したオフロード効果を最大化するような態様で、複数の無線ベアラ間での上りリンクおよび下りリンクのトラフィック配分を最適化する。
【００５９】
バックホール情報取得部１２０は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する単一の無線ベアラを選択する機能を実行開始するタイミングをベアラ切替部１１０に対して指示する。代替的な実施態様として、バックホール情報取得部１２０は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する一つ以上の無線ベアラの間でトラフィックの最適配分を実行開始するタイミングをベアラ切替部１１０に対して指示する。バックホール情報取得部１２０は、ベアラ切替部１１０による無線ベアラ間の取捨選択動作の実行を上述した基地局接続スケジューリング情報に従って指示する。
【００６０】
また、バックホール情報取得部１２０は、無線端末１０に関するトラフィック伝送特性を推定し、当該推定されたトラフィック伝送特性を記述する情報を生成し、ベアラ切替部１１０を介して当該情報を無線網側のポリシー制御機構２００に送信する。この時、バックホール情報取得部１２０は、当該トラフィック伝送特性を記述する情報の中に、当該トラフィック伝送特性に対応する通信アプリケーション種別の識別情報を追記した上で、当該トラフィック伝送特性を記述する情報をポリシー制御機構２００に送信する。同時に、バックホール情報取得部１２０は、基地局接続スケジューリング情報を無線網側のポリシー制御機構２００から受信し、上述した基地局接続スケジューリング情報に従って、ベアラ切替部１１０による無線ベアラ間の取捨選択動作の実行を指示する。この基地局接続スケジューリング情報は、同時接続可能な一つ以上の基地局に対して無線端末１０が接続して通信するための機会の時系列的な割り当てを記述する。同時接続可能な一つ以上の基地局に対する上述した接続機会の割り当ては、無線網側のポリシー制御機構２００が決定する。ポリシー制御機構２００による上述した接続機会の割り当ては、無線端末から複数の基地局への接続タイミングや通信リソース要求を無線端末間で調整することにより、多数の無線端末から特定のバックホール回線への通信負荷が偏るのを防止するような態様で実行される。
【００６１】
図３に示すとおり、バックホール情報取得部１２０は、バックホール情報分析部１２１、内部情報取得部１２２およびポリシー受信部１２３から構成される。
【００６２】
バックホール情報分析部１２１は、内部情報取得部１２２から内部情報を受け取り、当該内部情報に基づいて無線端末１０に関するトラフィック伝送特性を通信アプリケーション種別毎に推定する。内部情報とは、無線端末１０の動作中に無線端末１０上において生じた通信イベントを内部情報取得部１２２がログ情報として記録したものであり、無線端末１０上でのパケット送受信時刻や送受信されたパケットのサイズに関する記録を含む。
【００６３】
また、バックホール情報分析部１２１は、無線網側のポリシー配信部２１２が配信した機器設定ポリシーをポリシー受信部１２３を介して受け取り、当該機器設定ポリシーから上述した基地局接続スケジューリング情報取り出し、上述した基地局接続スケジューリング情報に従って、ベアラ切替部１１０による無線ベアラ間の取捨選択動作の実行を指示する。
【００６４】
内部情報取得部１２２は、無線端末１０の通信ログを記録し、無線端末１０内部の通信性能、通信設定、通信品質（無線信号の受信品質）および通信状態などを計測し、当該通信ログおよび当該計測の結果を内部情報として内部に記憶しておく。そして内部情報取得部１２２は、当該記憶しておいた内部情報をアクティベート部１１３からの要求に応じてトラフィック特性情報分析部１２１に伝達する。内部情報取得部１２２が、無線端末１０内部の通信性能、通信設定、通信品質（無線信号の受信品質）および通信状態などを計測する動作は、以下のように実現することが出来る。例えば、無線端末１０内において、内部情報取得部１２２を実行中の制御プロセッサ１０４（図３）が、メモリ１０３（図３）上に常駐するオペレーティング・システムによって提供される通信動作モニタリング用のＡＰＩを呼び出して実行することにより上述した計測を行える。内部情報取得部１２２からトラフィック特性情報分析部１２１に伝達されたこの内部情報は、トラフィック特性情報分析部１２１が無線端末１０に関するトラフィック伝送特性を推定するために使用される。
【００６５】
ポリシー受信部１２３は、無線網側のポリシー制御機構２００が生成した機器設定ポリシーをポリシー配信部２１２から受信し、当該受信した機器設定ポリシーをバックホール情報分析部１２１に渡す。
【００６６】
（４−４）ポリシー制御動作の流れ
以下、図３〜図４を参照しながら、図３に示された無線網側と無線端末側の機能モジュール群が互いに連携してポリシー制御動作を実現する際の動作の流れを説明する。なお、図３の無線網３００１は、ＬＴＥ網などのセルラー無線網とその背後にあるコア網とを一体的に図示するものであり、図３の無線網３００ｎは、無線ＬＡＮとその背後にあるコア網とを一体的に図示するものである。図３の無線網３００１は、バックホール回線１を介して基地局の機能を兼ねたＢＴＳ９１に接続され、バックホール回線２を介して基地局９０Ａと接続され、バックホール回線３を介して基地局９０Ｂと接続される。同様に、図３の無線網３００ｎは、バックホール回線４を介して基地局９０Ｃと接続され、バックホール回線５を介して基地局９０Ｄと接続される。本実施例において、基地局９０Ａ〜９０Ｄおよび９１を含む複数の基地局や無線アクセス・ポイントの各々は、セルＩＤやＳＳＩＤによって識別されることが可能である。また、代替的な実施態様として、個々のバックホール回線および当該回線に接続する無線アクセス・ポイントをＢＳＳＩＤによって識別することも可能である。
【００６７】
（４−４−１）ポリシー制御機構２００側の動作の流れ
まず、外部情報取得部２２０内のネットワーク情報取得部２２１は、無線網３００１〜３００ｎ内において無線ベアラ１〜無線ベアラＮに接続する通信経路上に位置する全てのルータ機器やネットワーク機器の機器稼動情報を収集する。同時に、ネットワーク情報取得部２２１は、無線網３００１〜３００ｎと複数のバックホール回線を介してそれぞれ接続する複数の基地局の各々から、基地局毎のバックホール回線に関して、回線種別、回線容量および同時サポート可能な最大接続数を記述する情報を収集する。図３の記載に基づいて具体例を説明するならば、外部情報取得部２２０内のネットワーク情報取得部２２１は、無線網３００１〜無線網３００ｎと複数のバックホール回線を介してそれぞれ接続する複数の基地局９０Ａ〜９０Ｄおよび９１に対してバックホール回線に関する情報の報告を要求する。この報告要求は、ネットワーク情報取得部２２１からバックホール設定部２１０および無線網３００１〜無線網３００ｎを経由して複数の基地局９０Ａ〜９０Ｄおよび９１の各々に配信される。これに応答する形で、複数の基地局９０Ａ〜９０Ｄおよび９１の各々は、自局と無線網３００１〜無線網３００ｎとの間を接続するバックホール回線の回線種別、回線容量および同時サポート可能な最大接続数を記述する情報をネットワーク情報取得部２２１に送信する。この際、各基地局は、基地局毎のバックホール回線に関する情報を自局のＭＡＣアドレスと関連付けてネットワーク情報取得部２２１に報告する。これにより、ネットワーク情報取得部２２１は、基地局毎のバックホール回線に関する情報を各バックホール回線が接続する基地局の装置識別情報と関連付けて無線網内から収集することが出来る。
【００６８】
これと並行して、ネットワーク情報取得部２２１は、バックホール設定部２１０を経由して無線網３００１〜３００ｎ内に接続する多数の無線端末１０の各々に対して、各無線端末上で推定された通信アプリケーション種別毎のトラフィック伝送特性を送信するよう要求する。すなわち、外部情報取得部２２０内のネットワーク情報取得部２２１は、バックホール設定部２１０を経由して各無線端末１０に対してトラフィック伝送特性の報告要求を送信する。バックホール設定部２１０内のポリシー配信部２１２から無線網内に配信された上記の報告要求は、無線網３００１〜３００ｎの配下にあるセルラー基地局または無線アクセス・ポイントに一旦蓄積される。その後に、この報告要求は、当該セルラー基地局または無線アクセス・ポイントの通信カバレージ・エリア内に在圏する各無線端末１０にブロードキャストされる。当該要求に応答する形で、各無線端末１０は、自端末上で通信アプリケーション種別毎に計測されたトラフィック伝送特性を記述する情報を現在通信中の基地局または無線アクセス・ポイントに送信する。この際、各無線端末１０が２つ以上の基地局のセル内に在圏しており、２つ以上の基地局と同時通信可能な場合には、同時通信可能な全ての基地局にトラフィック伝送特性を記述する情報を送信する。各無線端末１０からトラフィック伝送特性を記述する情報を受信した基地局又は無線アクセス・ポイントは、バックホール設定部２１０を介して当該情報をネットワーク情報取得部２２１に転送する。なお、ネットワーク情報取得部２２１が各無線端末１０からトラフィック伝送特性を収集する際、無線端末毎のトラフィック伝送特性は、各無線端末が接続中の基地局または無線アクセス・ポイントの識別子と対応付けて収集されなくてはならない。なぜなら、無線端末毎のトラフィック伝送特性は、各無線端末が接続中の基地局または無線アクセス・ポイントの上で多重化された形で無線網３００１〜無線網３００ｎから観測されるからである。従って、無線端末毎のトラフィック伝送特性と基地局毎のバックホール回線の未使用通信帯域幅を考慮して、各無線端末の通信要求を各基地局にスケジューリングするには、同一の基地局と通信中の一つ以上の無線端末から収集したトラフィック伝送特性を基地局単位で集約しなくてはならない。
【００６９】
また、無線端末毎のトラフィック伝送特性を表す情報は、無線端末１０上での通信アプリケーション種別毎のトラフィック伝送特性を表す情報として、無線端末１０内のバックホール情報分析部１２１により生成される。上述したトラフィック伝送特性の例としては、通信アプリケーション種別毎の各無線端末によるトラフィック送受信タイミングの所定の時系列パターン、通信アプリケーション種別毎に各無線端末がトラフィック伝送を要求する頻度、または通信アプリケーション種別毎に各無線端末がトラフィック伝送のために要求する通信帯域幅などが考えられる。
【００７０】
続いて、外部情報取得部２２０は、ネットワーク情報取得部２２１により多数の無線端末１０から収集された各無線端末１０のトラフィック伝送特性に関する情報をバックホール設定部２１０に出力する。同時に、外部情報取得部２２０は、ネットワーク情報取得部２２１により無線網内のネットワーク機器から収集されたネットワーク機器情報をバックホール設定部２１０に出力する。
【００７１】
さらに、これと並行して、オペレーター・ポリシー取得部２２２は、ネットワーク運用管理者から無線網の運用ポリシーを手動で入力されると、当該入力された運用ポリシーを取得情報分析部２１１に送信する。
【００７２】
続いて、バックホール設定部２１０内の取得情報分析部２１１は、ネットワーク情報取得部２２１から取得した無線網内のネットワーク機器の機器稼動情報およびオペレーター・ポリシー取得部２２２から取得した運用ポリシーに基づいて、網側情報を決定する。上述した網側情報の一例として、無線ベアラ１〜無線ベアラＮをそれぞれ経由して無線端末１０から無線網３００１〜３００ｎへと至る複数のバックホール回線の各々における未使用の通信帯域幅を推定した推定値を考える。この場合、取得情報分析部２１１は、以下の（Ｓ１）〜（Ｓ３）のようにして上記バックホール回線の各々における使用中の通信帯域幅に相当する実効スループットを推定することが可能である。
（Ｓ１）取得情報分析部２１１は、まず、一つ以上の無線通信事業者網に対応する無線網３００１〜３００ｎのそれぞれから収集したネットワーク機器情報を分析する。収集したネットワーク機器情報（例えば、網運用管理プロトコルＳＮＭＰによって規定されるＭＩＢ情報）は、無線網３００１〜３００ｎのそれぞれを構成するルータ機器やネットワーク機器の構成、機能、稼働状況および通信性能を表す。
（Ｓ２）続いて、取得情報分析部２１１は、当該分析の結果から、無線網３００１〜３００ｎを構成する無線アクセス網、コア網またはルータ網と各基地局との間の通信経路上での接続関係を導出する。例えば、取得情報分析部２１１は、上記（Ｓ１）の分析の結果から、無線網３００１〜無線網３００ｎ内のルータ機器間の接続トポロジーや通信経路を流れるパケットの追跡情報を抽出することができる。そして、取得情報分析部２１１は、これらの抽出結果に基づいて無線網３００１〜無線網３００ｎを構成する無線アクセス網、コア網またはルータ網と各基地局との間の通信経路上での接続関係を導出することが可能である。
（Ｓ３）続いて、取得情報分析部２１１は、上記（Ｓ１）および（Ｓ２）の分析の結果から、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの各々を通る通信経路上にある無線アクセス網、コア網またはルータ網において、通信帯域幅を消費して得られる実効スループットを推定する。具体的には、各網を構成するルータ機器やネットワーク機器の現在のパケット転送レートからバックホール回線におけるエンド・ツー・エンドの実効スループットを推定することが出来る。
【００７３】
続いて、取得情報分析部２１１は、同時接続可能な複数の基地局の各々を介して基地局毎のバックホール回線に多数の無線端末１０から接続するための接続機会を無線端末間でタイミング調整するためのスケジューリングを生成する。取得情報分析部２１１は、以下の情報に基づいて上述したスケジューリングを生成する。
（Ａ１）ネットワーク情報取得部２２１が無線網内の多数のネットワーク機器から収集したネットワーク機器情報を元に、上述した（Ｓ１）〜（Ｓ３）の手順に従って推定したバックホール回線毎のエンド・ツー・エンドの実効スループット。
（Ａ２）ネットワーク情報取得部２２１が無線網内の多数の基地局や無線アクセス・ポイントから収集したバックホール回線に関する情報（バックホール回線毎の回線種別や回線容量等）。
（Ａ３）ネットワーク情報取得部２２１が無線網内の多数の無線端末から無線端末毎のトラフィック伝送特性を収集し、続いて、同一の基地局に接続する複数の無線端末から収集したトラフィック伝送特性を、取得情報分析部２１１が基地局単位で集約して得られる基地局毎のトラフィック伝送特性。
【００７４】
なお、取得情報分析部２１１が上記（Ａ３）においてトラフィック伝送特性を基地局単位で集約するには、無線網内の多数の無線端末の各々が現在どの基地局に接続中であるかに関する情報が必要となる。従って、取得情報分析部２１１は、上記（Ａ３）においてトラフィック伝送特性を基地局単位で集約して基地局毎のトラフィック伝送特性を得るために、端末位置情報取得部２２３に対して各無線端末が現在接続中の基地局を問い合わせなければならない。
【００７５】
取得情報分析部２１１は、上述した（Ａ１）〜（Ａ３）の情報に基づいてバックホール回線毎に通信帯域幅の空き容量や通信負荷を推定する。その上で、取得情報分析部２１１は、高負荷のバックホール回線から通信帯域幅に余裕のあるバックホール回線に各無線端末の通信トラフィックをオフロードするような態様で、各無線端末からの通信要求を各バックホール回線に対してスケジューリングする。すなわち、取得情報分析部２１１は、無線網３００１〜無線網３００ｎ内の全てのバックホール回線に渡るオフロード効果が最大となるように、各無線端末からの通信要求を各バックホール回線に対してスケジューリングする。この際、上記（Ａ３）の情報を生成するために多数の無線端末の各々から収集されたトラフィック伝送特性は、通信アプリケーション種別毎に収集されたトラフィック伝送特性であり、通信アプリケーション種別に関する情報を含む。従って、取得情報分析部２１１は、各無線端末からの通信要求を各バックホール回線に対してスケジューリングする際に、各無線端末が送受信するトラフィックが属する通信アプリケーション種別を考慮して通信要求のスケジューリングを最適化することが可能である。取得情報分析部２１１が上述したスケジューリングを生成する方法の詳細なアルゴリズムについては後述する。
【００７６】
続いて、バックホール設定部２１０内のポリシー配信部２１２は、取得情報分析部２１１が上述のように生成したスケジューリング結果を取得情報分析部２１１から受け取り、当該スケジューリング結果から無線端末１０に設定すべき機器設定ポリシーを生成する。
【００７７】
最後に、バックホール設定部２１０内のポリシー配信部２１２は、無線端末１０に設定するために生成した機器設定ポリシーと取得情報分析部２１１から受け取った網側情報を無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれかを介して無線端末１０に配信する。すなわち、ポリシー配信部２１２により配信された機器設定ポリシーは、無線網３００１〜無線網３００ｎの配下にあるセルラー基地局または無線アクセス・ポイントに一旦蓄積される。その後に、上記の機器設定ポリシーは、当該セルラー基地局または無線アクセス・ポイントの通信カバレージ・エリア内に在圏する各無線端末１０にブロードキャストされる。
【００７８】
なお、ポリシー制御機構２００が各基地局からバックホール回線に関する情報を収集する際、各基地局から無線網３００１〜無線網３００ｎを経由してポリシー制御機構２００を実装するポリシー制御サーバに向けて各バックホール回線に関する情報を運ぶパケットのフォーマットを図４の（ａ）に示す。図４の（ａ）のパケット・フォーマットは、ＩＰヘッダー部、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダー部、フレーム・タイプ指定フィールドおよび基地局情報フィールドから構成される。ＩＰヘッダー部の送信元アドレスは各基地局のＩＰアドレスを表し、宛先アドレスは、上述したポリシー制御サーバのＩＰアドレスを表す。フレーム・タイプ指定フィールドは、図４の（ａ）のパケットが運ぶデータリンク・フレームが各バックホール回線に関する情報を含むフレームである旨を示す。基地局情報フィールドは、各基地局が接続するバックホール回線の回線種別や回線容量などを記述する情報を各基地局のＭＡＣアドレスと対応付ける形で格納する。
【００７９】
また、ポリシー制御機構２００が各無線端末に対して機器設定ポリシーを配信する際、ポリシー制御機構２００を実装するポリシー制御サーバから無線網３００１〜無線網３００ｎを経由して無線端末１０に向けて機器設定ポリシーを運ぶパケットのフォーマットを図４の（ｂ）に示す。図４の（ｂ）のパケット・フォーマットは、ＩＰヘッダー部、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダー部、フレーム・タイプ指定フィールドおよびポリシー情報フィールドから構成される。ＩＰヘッダー部の送信元アドレスは上述したポリシー制御サーバのＩＰアドレスを表し、宛先アドレスは、無線端末１０のＩＰアドレス表す。フレーム・タイプ指定フィールドは、図４の（ｂ）のパケットが運ぶデータリンク・フレームが機器設定ポリシーを含むフレームである旨を示す。ポリシー情報フィールドは、取得情報分析部２１１が生成した基地局接続スケジューリング情報およびその他のポリシー関連情報を格納する。
【００８０】
（４−４−２）無線端末（ＵＥ）１０側の動作の流れ
以下、無線端末１０側の動作の流れとして、（Ｂ１）ポリシー制御機構２００から機器設定ポリシーを受信した際の動作の流れ、および（Ｂ２）ポリシー制御機構２００から無線端末１０上のトラフィック特性をポリシー制御機構２００に報告すべき旨の要求を受けた際の動作を説明する。無線端末１０の制御プロセッサ１０４（図２）は、これら３つの動作（Ｂ１）〜（Ｂ３）は、互いに並行に実行することが可能である。
【００８１】
（Ｂ１）無線端末１０が無線網側のポリシー制御機構から機器設定ポリシーを受信した際の動作の流れ
バックホール情報取得部１２０は、ポリシー配信部２１２から配信された機器設定ポリシーを受信する。続いて、バックホール情報取得部１２０は、当該機器設定ポリシーから基地局接続スケジューリング情報を抽出する。この基地局接続スケジューリング情報は、同時接続可能な一つ以上の基地局に対して無線端末１０が接続するための機会の時系列的な割り当てを記述する。同時接続可能な一つ以上の基地局に対する上述した接続機会の割り当ては、無線網側のポリシー制御機構２００が決定する。ポリシー制御機構２００による上述した接続機会の割り当ては、無線端末から複数の基地局への接続タイミングや通信リソース要求を無線端末間で調整することにより、多数の無線端末から特定のバックホール回線への通信要求が偏るのを防止するような態様で実行される。バックホール情報取得部１２０は、上述した基地局接続スケジューリング情報に従って、ベアラ切替部１１０が同時使用可能な一つ以上の無線ベアラを取捨選択する動作の実行を制御する。ベアラ切替部１１０は、バックホール情報取得部１２０による制御に従い、同時接続可能な複数の基地局のバックホール回線にそれぞれ対応する無線ベアラの中から無線端末１０が通信に使用する一つ以上の無線ベアラを取捨選択する動作を時系列的に実行する。この際、同時接続可能な基地局とは、基地局接続スケジューリング情報に従って無線端末１０が接続機会をスケジューリングされている一つ以上の基地局を意味する。そして、ベアラ切替部１１０は、端末トラフィックの送受信のために選択された無線ベアラを介して上りリンク信号を送信し、下りリンク信号を受信する。
【００８２】
代替的な実施態様として、ベアラ切替部１１０は、まず最初に、無線端末１０から同時接続可能な複数の基地局にそれぞれ接続する複数の無線ベアラの各々について好適性を評価する。この際、無線端末１０から同時接続可能な基地局とは、基地局接続スケジューリング情報に従って無線端末１０が接続機会をスケジューリングされている一つ以上の基地局を意味する。その上で、ベアラ切替部１１０は、無線ベアラ毎に評価した好適性の評価値に基づいて、無線ベアラ毎に伝送可能な情報信号のビット数を割り当てる。続いて、ベアラ切替部１１０は、各無線ベアラを介して、各無線ベアラに割り当てたビット数だけ上りリンク信号を送信する。なお、ベアラ切替部１１０は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの一つ以上を介して下りリンク信号を無線網側から受信する場合にも、上記と同様の制御を行う。この時、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中で、上りリンク信号または下りリンク信号の送受信のために選択されない無線ベアラに関しては、ベアラ切替部１１０は、伝送可能な情報信号のビット数として０ビットを割り当てることにより、当該無線ベアラを選択対象から外すことができる。以上のようにして、ベアラ切替部１１０は、複数の無線ベアラ間での上りリンクおよび下りリンクのトラフィック配分を最適化する。なお、ベアラ切替部１１０が同時接続可能な複数の無線ベアラ間で端末トラフィックの配分比率を決定する基準となる無線ベアラ毎の好適性として、各無線ベアラが接続する基地局毎のバックホール回線の上におけるオフロード効果の評価値を使用することが可能である。基地局毎のバックホール回線の上におけるオフロード効果の評価値は、ポリシー制御機構２００内の取得情報分析部２１１により生成され、無線端末１０に設定されるべき機器設定ポリシーの中に含められた上で、ポリシー配信部２１２により無線端末１０に配信されても良い。
【００８３】
バックホール情報取得部１２０は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する単一の無線ベアラを選択する機能を実行開始するタイミングをベアラ切替部１１０に対して指示する。代替的に、バックホール情報取得部１２０は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する一つ以上の無線ベアラの間でトラフィックの最適配分を実行開始するタイミングをベアラ切替部１１０に対して指示する。バックホール情報取得部１２０は、ベアラ切替部１１０による無線ベアラ間の取捨選択動作の実行を上述した基地局接続スケジューリング情報に従って指示する。バックホール情報取得部１２０が無線ベアラ間の取捨選択動作の実行を上述した基地局接続スケジューリング情報に従って指示する際、バックホール情報取得部１２０は、複数の無線ベアラの中で端末トラフィックの伝送のために通信機会をスケジューリングされている一つ以上の無線ベアラを、ベアラ接続先となる基地局の一覧で指定することが可能である。この場合、上述した基地局の一覧は、無線端末１０から無線ベアラを介して接続が可能な一つ以上の基地局のＳＳＩＤを列挙したＳＳＩＤホワイトリストとして実装することが可能である。逆に、バックホール情報取得部１２０は、複数の無線ベアラの中で端末トラフィックの伝送のために通信機会をスケジューリングされていない一つ以上の無線ベアラを、ベアラ接続先となる基地局の一覧で指定することが可能である。この場合、上述した基地局の一覧は、無線端末１０から無線ベアラを介した接続が禁止される一つ以上の基地局のＳＳＩＤを列挙したＳＳＩＤブラックリストとして実装することが可能である。
【００８４】
（Ｂ２）無線端末１０が無線網側のポリシー制御機構２００からトラフィック伝送特性の報告要求を受信した（無線端末１０上のトラフィック伝送特性をポリシー制御機構２００に報告するよう要求された）際の動作の流れ。
【００８５】
内部情報取得部１２２は、内部に記憶しておいた内部情報をアクティベート部１１３からの要求に応じてトラフィック特性情報分析部１２１に伝達する。バックホール情報分析部１２１は、内部情報取得部１２２から内部情報を受け取り、当該内部情報に基づいて無線端末１０に関するトラフィック伝送特性を通信アプリケーション種別毎に推定する。内部情報とは、無線端末１０の動作中に無線端末１０上において生じた通信イベントを内部情報取得部１２２がログ情報として記録したものであり、無線端末１０上でのパケット送受信時刻や送受信されたパケットのサイズに関する記録を含む。
【００８６】
バックホール情報取得部１２０は、無線端末１０に関して推定されたトラフィック伝送特性をバックホール情報分析部１２１から受け取り、当該推定されたトラフィック伝送特性を記述する情報を生成し、ベアラ切替部１１０を介して当該情報を無線網側のポリシー制御機構２００に送信する。この時、バックホール情報取得部１２０は、当該トラフィック伝送特性を記述する情報の中に、当該トラフィック伝送特性に対応する通信アプリケーション種別の識別情報を追記した上で、当該トラフィック伝送特性を記述する情報をポリシー制御機構２００に送信する。
【００８７】
（４−５）無線端末間での各基地局に対する接続機会のスケジューリング
以下、ネットワーク情報収集部２２１が多数の無線端末から収集したトラフィック伝送特性および無線網３００１〜無線網３００ｎの配下にある多数の基地局から収集したバックホール回線に関する情報に基づいて、取得情報分析部２１１が、同時接続可能な複数の基地局に対する無線端末毎の接続機会のスケジューリングを生成する方法について説明する。
【００８８】
取得情報分析部２１１は、同時接続可能な複数の基地局の各々を介して基地局毎のバックホール回線に多数の無線端末１０から接続するための接続機会を複数の無線端末相互間でタイミング調整するためのスケジューリングを以下の手順で生成する。
＜ステップ１＞まず、取得情報分析部２１１は、以下の情報を取得する。
（Ａ１）バックホール回線毎のエンド・ツー・エンドの実効スループット。
（Ａ２）バックホール回線に関する情報（バックホール回線毎の回線種別や回線容量等）。
（Ａ３）基地局単位で集約して得られる基地局毎のトラフィック伝送特性。
＜ステップ２＞取得情報分析部２１１は、上述した（Ａ１）〜（Ａ３）の情報に基づいてバックホール回線毎に通信帯域幅の空き容量や通信負荷を推定する。具体的には、バックホール回線毎に、（Ａ１）の実効スループットをバックホール回線毎の使用済み帯域幅として評価し、（Ａ３）のトラフィック伝送特性から基地局毎の新たな通信帯域幅要求を推定する。続いて、バックホール回線毎に評価した使用済み帯域幅とバックホール回線毎に推定した通信帯域幅要求を（Ａ２）により記述されるバックホール回線毎の物理回線容量と対比して、バックホール回線毎に通信負荷や未使用の通信リソース量を推定する。この時、基地局毎のトラフィック伝送特性に従って、基地局毎に集約されている無線端末毎の端末トラフィック負荷を基地局毎のバックホール回線上に初期割り当てし、基地局接続スケジューリング情報の初期値とする。
＜ステップ３＞取得情報分析部２１１は、高負荷のバックホール回線から通信リソースに余裕のあるバックホール回線にトラフィック負荷をオフロードするような態様で、基地局毎に集約されている無線端末毎のトラフィック負荷を無線端末単位で基地局間に再割り当てし、これにより、基地局接続スケジューリング情報を更新する。
＜ステップ４＞取得情報分析部２１１は、全基地局に接続する全バックホール回線について、各無線端末からの通信要求を高負荷のバックホール回線から通信帯域に余裕のあるバックホール回線へとオフロードする効果の大きさを評価する。
＜ステップ５＞取得情報分析部２１１は、ステップ４で評価したオフロード効果の大きさが所定の閾値を上回るならば、最後に更新された基地局接続スケジューリング情報を出力してスケジューリング処理を終え、そうでなければステップ３の実行に戻る。
【００８９】
（４−６）第１実施例の変形実施例
上述した第１実施例においては、ネットワーク情報取得部２２１が無線網内の各基地局からバックホール回線の回線種別や回線容量などに関する情報を収集した。しかしながら、第１実施例の変形実施例においては、各バックホール回線に関するこれらの情報は網運用管理者によって手動で設定されてもよい。すなわち、オペレーター・ポリシー取得部２２２に対して網運用管理者が手動で設定する運用ポリシーの一部として、網運用管理者は、各バックホール回線に関するこれらの情報を手動で設定することが出来る。
【００９０】
その上で、本実施例は、無線網内の各無線端末から収集したトラフィック伝送特性を上述したようにサービング基地局単位で集約し、当該基地局単位で集約されたトラフィック伝送特性と運用ポリシーとして手動で設定された各バックホール回線に関する情報とに基づいて各バックホール回線に対する各無線端末からの通信要求をスケジューリングする。最後に、スケジューリングの結果は機器設定ポリシーとしてポリシー配信部２１２から各無線端末に配信される。無線端末側での動作の流れは第１実施例と同様である。
【００９１】
また、第１実施例の別の変形実施例においては、ポリシー配信部２１２から配信された機器設定ポリシーは基地局に一旦蓄積される。この時、ポリシー配信部２１２から機器設定ポリシーを配信された基地局が図３における基地局９１のようにＢＴＳ機能を兼ね備える基地局であった場合、基地局９１は配信された機器設定ポリシーを当該ＢＴＳ機能の配下にある他の基地局に対しても転送する。続いて、機器設定ポリシーを配信された基地局は、無線端末１０に対して、当該機器設定ポリシー中に含まれる基地局接続スケジューリング情報を報知情報パケットに載せて配信する。当該報知情報パケットを受信した無線端末１０のバックホール情報取得部１２０は、当該報知情報パケットの中から基地局接続スケジューリング情報を取り出す。最後に、バックホール情報取得部１２０は、基地局接続スケジューリング情報に従って、無線端末１０からの接続要求を同時接続可能な一つ以上の基地局に対してスケジューリングする。
【００９２】
さらに別の代替的な変形実施例として、取得情報分析部２１１は、同時接続可能な複数の基地局の各々が有するバックホール回線に多数の無線端末１０から接続するための接続機会をスケジューリングする際、バックホール回線毎の回線種別を考慮することが可能である。例えば、ポリシー制御機構２００が多数の無線端末の各々から通信アプリケーション種別毎に収集したトラフィック特性の中に、大きな通信遅延を許容することができない通信アプリケーション種別に対応するものが含まれていた場合を考える。言い換えるならば、取得情報分析部２１１が、上記（Ａ３）の情報として取得した「基地局単位で集約して得られる基地局毎のトラフィック伝送特性」の中に通信遅延に敏感な通信アプリケーション種別に対応するものが含まれていると判定した場合を考える。これらの通信アプリケーションの具体例としては、ＶｏＩＰアプリケーションやテレビ会議アプリケーションなどがある。この場合、図３に示すバックホール回線４とバックホール回線５は無線ＬＡＮアクセス・ポイント９０Ｃと９０Ｄを無線通信事業者網３００ｎにそれぞれ接続するメタル回線とファイバー回線であるが、メタル回線は通信遅延量が大きい。そのため、上記のような通信遅延に敏感な通信アプリケーションに属する端末トラフィックは、ファイバー回線であるバックホール回線５の上で伝送すべきである。従って、一部の無線端末による通信機会のスケジューリング要求が通信遅延に敏感な通信アプリケーションに属する端末トラフィックを送受信しようとするものである場合には、上述したバックホール回線間のオフロード効果とは無関係に例外的な取り扱いが必要となる。すなわち、取得情報分析部２１１は、上記一部の無線端末からの上記通信機会を各バックホール回線上にスケジューリングする際、回線種別がメタル回線であるバックホール回線をスケジューリング先から除外すべきである。以上のように、取得情報分析部２１１は、各バックホール回線に多数の無線端末１０からの通信機会をスケジューリングする際、通信アプリケーション種別によっては、上述したバックホール回線間のオフロード効果とは無関係に例外的なスケジューリングを実行する。すなわち、上記のような例外的な場合においては、取得情報分析部２１１は、各バックホール回線毎の回線容量よりも回線種別を優先的に考慮して、各バックホール回線に多数の無線端末１０からの通信機会をスケジューリングする。
【００９３】
＜５＞本実施の形態に係る第２実施例
以下、図５および図６を使用して、本実施の形態に係る第２実施例について説明する。上述した第１実施例とは異なり、第２実施例においては、ポリシー配信部２１２から配信された機器設定ポリシーは基地局に一旦蓄積される。続いて、当該基地局は、アクセス・ポイント機能を兼ね備える無線端末１０Ａに対して、当該機器設定ポリシー中に含まれる基地局接続スケジューリング情報を報知情報パケットに載せて配信する。無線端末１０Ａは、当該基地局接続スケジューリング情報を乗せた報知情報パケットを一旦受信した上で、当該情報を無線端末１０Ａのテザリング機能を介して無線端末１０Ｂに中継転送する。
【００９４】
なお、無線網側のポリシー制御機構２００の機能モジュール構成と動作の流れは第１実施例と同様であるので、第２実施例に関する以下の説明においては、第１実施例との相違部分のみを説明する。
【００９５】
第２実施例においては、図５に示す無線端末１０Ｂの機能モジュール構成は第１実施例と同様である。第２実施例においては、図５記載のアクセス・ポイント機能を兼ね備える無線端末１０Ａは、ベアラ切替部１１０およびバックホール情報取得部１２０に加えて、テザリング実施情報配信部１３０を追加の新たな機能モジュールとして備えている。
【００９６】
テザリング実施情報配信部１３０は、ポリシー配信部２１２からサービング基地局を介して基地局接続スケジューリング情報を配信された無線端末が、テザリング機能を介して当該情報を他の無線端末に中継転送するか否かを当該サービング基地局に通知する。その後、アクセス・ポイント機能を兼ね備える無線端末が当該サービング基地局から基地局接続スケジューリング情報を配信されると、当該無線端末は、自端末のアクセス・ポイント機能によってサービスされる他の無線端末に対して上述した基地局接続スケジューリング情報を中継転送する。
【００９７】
図５に示す具体例に沿って説明するならば、ポリシー配信部２１２から配信された機器設定ポリシーは基地局９１に一旦蓄積される。これと並行して、ポリシー配信部２１２からサービング基地局９１を介して基地局接続スケジューリング情報を載せた報知情報パケットを配信された無線端末１０Ａ内のテザリング実施情報配信部１３０は、テザリング機能を介して当該情報を他の無線端末に中継転送することが可能である旨を当該サービング基地局９１に通知する。この時、サービング基地局９１を介して無線端末１０Ａに配信された基地局接続スケジューリング情報は、無線端末１０Ａを最終的な宛先としてポリシー制御機構２００から配信されたものである。続いて、当該基地局９１は、アクセス・ポイント機能を兼ね備える無線端末１０Ａに対して、当該機器設定ポリシー中に含まれる基地局接続スケジューリング情報を乗せた報知情報パケットを再度配信する。この時、基地局接続スケジューリング情報を受信した無線端末１０Ａは、テザリング機能による転送先となる無線端末１０Ｂを最終的な宛先として上述のとおり再度配信された基地局接続スケジューリング情報と無線端末１０Ａを最終的な宛先として以前に配信された基地局接続スケジューリング情報の内容とを結合する。この際、無線端末１０Ｂを最終的な宛先として再度配信される報知情報パケットの宛先端末アドレスは、無線端末１０Ｂに設定されている。無線端末１０Ａが、無線端末１０Ｂを最終的な宛先として再度配信される報知情報パケットを受信すると、無線端末１０Ａは、自端末のアクセス・ポイント機能によってサービスされる無線端末１０Ｂに対して上述した報知情報パケットを中継転送する。
【００９８】
なお、ポリシー制御機構２００が各基地局からバックホール回線に関する情報を収集する際、各基地局から無線網３００１〜無線網３００ｎを経由してポリシー制御機構２００を実装するポリシー制御サーバに向けて各バックホール回線に関する情報を運ぶパケットのフォーマットは、図４の（ａ）に示すものと同様である。
【００９９】
また、ポリシー制御機構２００が各無線端末に対して機器設定ポリシーを配信する際、ポリシー制御機構２００を実装するポリシー制御サーバから無線網３００１〜無線網３００ｎを経由して無線端末１０に向けて機器設定ポリシーを運ぶパケットのフォーマットは、図４の（ｂ）に示すものと同様である。
【０１００】
また、図５の基地局９０Ａ〜９０Ｄおよび９１の各々がポリシー配信部２１２から受信した機器設定ポリシーに含まれる基地局接続スケジューリング情報を、これらの基地局が配下の無線端末１０に転送する報知情報パケットのフォーマットを図６の（ａ）に示す。図６の（ａ）のパケット・フォーマットは、フレーム・タイプ指定フィールド、宛先ＭＡＣアドレス、発信元ＭＡＣアドレスおよびポリシー情報フィールドから構成される。フレーム・タイプ指定フィールドは、図６の（ａ）に示すパケットのデータリンク・フレーム部分が、基地局から無線端末に転送される機器設定ポリシーを運ぶフレームであることを示す。宛先ＭＡＣアドレスは、ポリシー配信部２１２からの機器設定ポリシーが最終的に配信されるべき無線端末１０のＭＡＣアドレスを表す。発信元ＭＡＣアドレスは、上述した報知情報パケットの送信元の基地局のＭＡＣアドレスを表す。ポリシー情報フィールドは、ポリシー配信部２１２から図５の基地局９０Ａ〜９０Ｄおよび９１のいずれかを経由して報知情報パケットにより無線端末１０に配信される機器設定ポリシーの内容を含む。すなわち、ポリシー情報フィールドは、無線端末１０に配信されるべき基地局接続スケジューリング情報および他の関連するポリシー情報を含む。
【０１０１】
図５において、無線端末１０Ａ内のテザリング実施情報配信部１３０が、テザリング機能を介して基地局接続スケジューリング情報を他の無線端末に中継転送することが可能である旨をサービング基地局９１に通知する際、当該通知を乗せて無線端末１０Ａからサービング基地局９１に送信されるパケットのフォーマットを図６の（ｂ）に示す。図６の（ｂ）のパケット・フォーマットは、フレーム・タイプ指定フィールド、宛先ＭＡＣアドレス、発信元ＭＡＣアドレスおよびテザリング通信情報フィールドから構成される。フレーム・タイプ指定フィールドは、図６の（ｂ）に示すパケットのデータリンク・フレーム部分が、上述したような無線端末１０Ａによるテザリング機能を介した中継転送の可否を通知するフレームであることを示す。発信元ＭＡＣアドレスは、図５の無線端末１０ＡのＭＡＣアドレスを表す。宛先ＭＡＣアドレスは、図５の基地局９１のＭＡＣアドレスを表す。
【０１０２】
以上のように、第２実施例においては、無線端末１０Ｂが基地局９１の通信カバレージ圏内に在圏していなくても、基地局９１から無線端末１０Ａを中継して基地局接続スケジューリング情報の配信を受けることができる。特に、第２実施例は、無線端末１０Ｂが基地局９０Ａ〜９０Ｄおよび９１のいずれの通信カバレージ圏内にも在圏していない場合に、無線端末１０Ｂが基地局９１と無線端末１０Ａを経由して基地局接続スケジューリング情報の配信を受けることができる点で有利である。
【０１０３】
＜６＞本実施の形態の動作フロー
上述した第１実施例および第２実施例を踏まえて、本実施の形態の動作フローを図７のフローチャートに沿って以下のとおりに説明する。
【０１０４】
処理フローはステップＳ１０ＡおよびステップＳ１０Ｂから開始する。ステップＳ１０ＡおよびステップＳ１０Ｂは互いに並列に実行されても逐次的に任意の順番で実行されても良い。ステップＳ１０Ａにおいては、無線網内の各基地局から各バックホール回線に関する情報が報告され、無線網内の各無線端末からトラフィック伝送特性が報告され、さらに、無線網内のネットワーク機器から機器稼動情報が報告される。ステップＳ１０Ｂにおいては、網運用管理者は外部情報取得部２２０に対して他の補助的な情報を手動で入力する。続いて、処理フローは、ステップＳ２０Ａ、ステップＳ２０ＢおよびステップＳ２０Ｃの実行に進む。ステップＳ２０Ａ、ステップＳ２０ＢおよびステップＳ２０Ｃは互いに並列に実行されても逐次的に任意の順番で実行されても良い。ステップＳ２０Ａにおいては、オペレーター・ポリシー取得部２２２は、網運用管理者が手動で入力した運用ポリシーを取得する。ステップＳ２０Ｂにおいては、ネットワーク情報取得部２２１は、各基地局から報告されるバックホール回線情報を収集し、各無線端末から報告されるトラフィック伝送特性を収集し、各ネットワーク機器から機器稼動情報を収集する。ステップＳ２０Ｃにおいては、端末位置情報取得部２２３は、無線網内の各無線端末が接続中の基地局を特定する情報、すなわち、各無線端末が在圏中の通信セルや通信エリアを特定する情報を無線端末毎に収集する。
【０１０５】
続いて、処理フローは、ステップＳ３０に進み、ステップＳ２０Ａ、ステップＳ２０ＢおよびステップＳ２０Ｃにおいて取得又は収集された情報は、取得情報分析部２１１に送られる。続いて、取得情報分析部２１１はこれらの情報を基にして、各無線端末からの通信要求を基地局毎のバックホール回線の上にスケジューリングし、基地局接続スケジューリング情報を生成する。
【０１０６】
続いて、処理フローは、ステップＳ４０に進み、取得情報分析部２１１から基地局接続スケジューリング情報を受け取ったポリシー配信部２１２は、当該情報を機器設定ポリシー内に含めて各無線端末をセル配下に有する各基地局に配信する。この時、機器設定ポリシーの配信先となる基地局が図５に示す基地局９１のようにＢＴＳ機能を兼ね備える基地局である場合、処理フローの実行はステップＳ１１０に進みそうでなければ処理フローの実行はステップＳ５０に進む。
【０１０７】
ステップＳ５０において、無線端末１０は通信中の基地局を介してポリシー配信部２１２が配信した機器設定ポリシーに含まれる基地局接続スケジューリング情報を受信し、処理フローはステップＳ６０に進む。ステップＳ６０において、基地局接続スケジューリング情報を受信した無線端末１０は、自端末が図５に示す無線端末１０Ａのようにアクセス・ポイント機能を兼ね備えた無線端末であるか否かを判定する。基地局接続スケジューリング情報を受信した無線端末１０がアクセス・ポイント機能を兼ね備えた端末ならば処理フローはステップＳ１００に進み、そうでなければ、処理フローはステップＳ７０に進む。これと並行して、ステップＳ９０Ａにおいて、無線端末１０上の内部情報取得部１２２は、上述した内部情報を取得して無線端末１０上のバックホール情報分析部１２１に出力する。さらにこれと並行して、ステップＳ９０Ｂにおいて、無線端末１０上の内部情報取得部１２２は、基地局と無線端末１０との間の無線通信における通信品質を測定し、当該測定の結果を無線端末１０上のバックホール情報分析部１２１に出力する。
【０１０８】
ステップＳ７０においては、バックホール情報分析部１２１は、内部情報取得部１２２から取得した情報を元に無線端末１０のトラフィック特性を推定してベアラ切替部１１０を介してポリシー制御機構２００に送信する。これと並行して、ベアラ切替部１１０は、ステップＳ６０において受信した基地局接続スケジューリング情報に従って、同時使用可能な複数の無線ベアラの中から端末トラフィックの伝送に使用する無線ベアラを取捨選択する動作を実行し、処理フローはステップＳ８０に進む。
【０１０９】
ステップＳ８０においては、ベアラ切替部１１０は、基地局接続スケジューリング情報によって接続機会を割り当てられたバックホール回線を使用して通信するために、ステップＳ７０において選択された無線ベアラの上で端末トラフィックを送受信する。
【０１１０】
ステップＳ１００においては、基地局接続スケジューリング情報を受信した無線端末１０は、テザリング機能を使用して、自端末のアクセス・ポイント機能によってサービスされる他の無線端末に基地局接続スケジューリング情報を含む報知情報パケットを転送する必要が有るか否かを判定する。テザリング機能を使用して報知情報パケットを転送する必要が有るならば、処理フローはステップＳ１１０に進み、そうでなければ、処理フローはステップＳ７０に進む。
【０１１１】
ステップＳ１１０において、基地局接続スケジューリング情報を受信した無線端末１０は、テザリング機能を使用して転送される報知情報パケットに含まれる基地局接続スケジューリング情報に対して、自端末に宛てて以前に配信された基地局接続スケジューリング情報の内容を追加する。最後に、無線端末１０は、上述のように内容が追加された基地局接続スケジューリング情報をテザリング機能による転送先となる無線端末に転送する。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
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、無線網側において利用可能な多種多様な回線接続を効率的に利用し、通信サービス品質および通信スループットを改善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】
【０１１３】
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
１１０  内部ベアラ設定部
１１１  切替部
１１２  同時通信処理部
１１３  アクティベート部
１２０  内部情報取得部
２００  ポリシー制御機構
２１０  バックホール設定部
２１１  取得情報分析部
２１２  ポリシー配信部
２２０  外部情報取得部
２２１  ネットワーク情報取得部
２２２  オペレーター・ポリシー取得部
２２３  端末位置情報取得部
【図１】
2015002431.tif 000003
【図２】
2015002431.tif 000004
【図３】
2015002431.tif 000005
【図４】
2015002431.tif 000006
【図５】
2015002431.tif 000007
【図６】
2015002431.tif 000008
【図７】
2015002431.tif 000009