(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ所定エリアに無線セルを形成する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局により形成された複数の無線セルを経路とする複数のトラフィックを統合する第１統合機能部を備えた無線端末装置と、前記無線端末装置との間の複数のトラフィックを統合する第２統合機能部とを備えた無線通信システムにおいて、
前記無線端末装置が第１無線セル内に圏在中に更に第２無線セルに圏在した際の第２無線セルにおける無線通信端末の予想滞在時間情報を算出する予想滞在時間情報算出手段を備え、
前記無線端末装置の第１統合機能部及び前記第２統合機能部は、前記予想滞在時間情報算出手段により算出された予想滞在時間情報に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分量を算出して前記配分量に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分を行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線端末装置の第１統合機能部及び前記第２統合機能部は、前記予想滞在時間情報算出手段により算出された予想滞在時間情報が所定の閾値以下の場合には、第２無線セルを経由するトラフィックへの送信パケットの配分量をゼロとする
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記予想滞在時間情報算出手段は、無線セル内の各位置における予想滞在時間情報を無線セル毎に記憶する記憶手段を備え、
前記無線端末装置は、現在の位置情報を取得する位置情報取得手段を備え、第２無線セルに圏在したことを検出時に位置情報及び第２無線セルの識別情報を予想滞在時間情報算出手段に送信し、
前記予想滞在時間情報算出手段は、前記無線端末装置から取得した位置情報及び第２無線セルの識別情報に基づき予想滞在時間情報を算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線基地局を中心とした無線セル内の所定エリアを地理的にグリッドに分割して、グリッド毎に予想滞在時間情報を記憶手段に記憶する
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記予想滞在時間情報算出手段は、予想滞在時間情報を無線セル毎に記憶する記憶手段を備え、
前記予想滞在時間情報算出手段は、前記無線端末装置から取得した第２無線セルの識別情報に基づき予想滞在時間情報を算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線端末装置は、自身の移動速度を取得する移動速度取得手段を備え、第２無線セルに圏在している間、移動速度を予想滞在時間情報算出手段に送信し、
前記予想滞在時間情報算出手段は、前記無線端末装置から取得した移動速度に基づき予想滞在時間情報を算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項７】
それぞれ所定エリアに無線セルを形成する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局により形成された複数の無線セルを経路とする複数のトラフィックを統合する第１統合機能部を備えた無線端末装置と、前記無線端末装置との間の複数のトラフィックを統合する第２統合機能部とを備えた無線通信システムにおける通信制御方法であって、
予想滞在時間情報算出手段が、前記無線端末装置が第１無線セル内に圏在中に更に第２無線セルに圏在した際の第２無線セルにおける無線通信端末の予想滞在時間情報を算出し、
前記無線端末装置の第１統合機能部及び前記第２統合機能部が、前記予想滞在時間情報算出手段により算出された予想滞在時間情報に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分量を算出して前記配分量に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分を行う
ことを特徴とする無線通信システムにおける通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線技術を用いた無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル通信は急速に普及しており、３Ｇ（3rd Generation）やＬＴＥ（Long Term Evolution）といった規格のセルラー無線通信や無線ＬＡＮ（Local Area Network）を備えたスマートフォン、タブレット端末が使われている。今後モバイル通信は更に発展していくが、その方向性の１つとして、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）が挙げられる（非特許文献１参照）。このＨｅｔＮｅｔは、単一の技術ではなく異なる技術や様々な大きさの無線セル、様々なバンドを組み合わせてネットワークを形成する方式である。複数の無線技術を組み合わせてＨｅｔＮｅｔを形成することはＭｕｌｔｉ−ＲＡＴ（Radio Access Technology）環境とも呼ばれる。図１は、Ｍｕｌｔｉ−ＲＡＴ環境下におけるセルの様子を示すものであり、マクロセル１０内に、スモールセル２０、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）によるセル３０、高周波ＲＡＴによるセル（ミリ波等）４０が形成されている例を示す。このような環境では、端末および基地局は複数の無線技術（ＲＡＴ）やバンドを同時に使用して、通信を統合することが主流となる。
【０００３】
複数のＲＡＴのトラフィックを統合して使用するためには、ネットワーク上での統合ポイントを設ける必要があるが、その統合ポイントは複数考えられる。ネットワーク上で統合する方式や技術としては、図２に示すように、サーバにおいて、トランスポート層のプロトコルで統合するＭＰＴＣＰ（MultiPath Transmission Control Protocol）を配備する形態（図２（ｃ））や、それを用いてネットワーク上に統合のためのＭＰＴＣＰ  Ｐｒｏｘｙを配備する形態（図２（ｄ））、または、モバイル通信の標準化技術である３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）で規定されている、ネットワーク上のＥＰＣ（Evolved Packet Core）における複数のＲＡＴのシームレス接続／統合技術であるｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway)、ＳａＭＯＧ（S2a Mobility based on GTP）で統合する形態（図２（ｃ））、あるいは、基地局のＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤで統合するＤｕａｌ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ技術が（図２（ａ））ある。
【０００４】
これらのネットワーク統合では、ネットワーク上の統合ポイントのノード／プロトコルにおいて、複数のＲＡＴに送信するＩＰ（Internet Protocol）パケットを、内部のスケジューリング機能がそのアルゴリズムにより配分する。一般的な統合ノード／プロトコルにおける統合機能部の実装の動作イメージを図３に示す。統合機能部５０は送信バッファ５１があり、送信パケットは一旦このバッファに溜められ、スケジューラ５２の指示により、パケット制御部５３が、各送信経路に分配し、それぞれの経路の送信バッファ５４にパケットが移行される。各経路、すなわち、各ＲＡＴ、もしくはネットワーク、フローに対応する送信バッファ５４の残量を監視し、残バッファ量が少ないＲＡＴ（もしくはネットワーク、フロー）に対してはその後の送信バッファへ５４の配分量を減らす等、スケジューラ５２が配分量を決定することが行われる。また、一定時間送信バッファ５４に入れたパケットが送信されなかった場合、該当パケットを別のＲＡＴ（もしくはネットワーク、フロー）において送り直す制御が行われる。
【０００５】
ネットワーク上のノードのスケジューラが配分量の制御を行うにあたり、無線通信が利用されていると特有の課題が生じる。無線通信の環境は、有線通信と異なり刻々と変化するため、変化に追随した配分量の割り当てを行う必要がある。しかし、ネットワーク上のノードは無線環境の変化を通常は知る手段がない。特に将来のＨｅｔＮｅｔ環境においては、ユーザは移動しながら、様々に特性（通信速度、セルサイズ、周波数等）が異なる無線セルを、追加／削除しながら統合して使用していく環境となるため、この変化への追随が極めて重要となる。変化への追随ができなければ、適切な配分でない割り当てが行われたＲＡＴで送信が進まず、別のＲＡＴで再送信させる必要があるなどの制御が必要で、その際には、パケット送達の遅延、ジッタの増大につながり、アプリケーションによっては、ユーザのＱｏＥ（Quality of Experience）が著しく劣化することになる。
【０００６】
ネットワーク上のノードが無線環境の変化を取得する手段について、従来技術としては以下のようなものがある。トランスポート層のプロトコルを拡張し、無線の予測スループットをオプションフィールドに付加する方式がＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）のＤｒａｆｔとして提案されている（非特許文献２参照）。また、出願人は、同様にトランスポート層のプロトコルを拡張し、ＲＡＴのセルサイズ等の情報をパケットに付加し、また、アプリケーションからの使用ＲＡＴの希望をトランスポート層のオプションフィールドに付加してネットワークのノードに伝える技術を提案している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Jeanette Wannstrom, 他1名, "Heterogeneous Networks in LTE", [online], [平成28年1月6日検索], インターネット<URL:http://www.3gpp.org/technologies/keywords-acronyms/1576-hetnet>
【非特許文献２】A. Jain, 他5名, "Mobile Throughput Guidance Inband Signaling Protocol", IETF, draft-flinck-mobile-throughput-guidance-03.txt, 2015年9月7日, online], [平成28年1月6日検索], インターネット<URL:https://tools.ietf.org/html/draft-flinck-mobile-throughput-guidance-03>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
先行技術によって、ＨｅｔＮｅｔ環境における無線の速度やセル半径、無線技術の種別をネットワークノードが取得するとともに、アプリケーションの送信ＲＡＴの希望を取得し、スケジューリングを行うことが可能となる。しかし、それだけでは最適なスケジューリングに不十分である。すなわち、端末は移動しながら通信するため、端末の移動速度によっては、安定した品質の無線セルであっても、セル半径が小さい場合には比較的早期にセルの外に出てしまう可能性があり、その際に、そのＲＡＴに対してトラフィックのスケジューリングを行っていた場合には、再送が必要となり遅延が生じることになる。
【０００９】
このため、端末の移動速度や発見したセルの予測滞在時間を、予め知り、その情報を元に、アプリケーションのスケジューラはＲＡＴの割当配分を決定することが、ユーザ体感の品質向上に繋がる。しかし、現状ではネットワーク上のノードは、一般的には、特別な通信経路や手段を設定しない限り不可能である。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Ｍｕｌｔｉ−ＲＡＴ環境において最適なトラフィック統合を行うことができる無線通信システム及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本願発明は、それぞれ所定エリアに無線セルを形成する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局により形成された複数の無線セルを経路とする複数のトラフィックを統合する第１統合機能部を備えた無線端末装置と、前記無線端末装置との間の複数のトラフィックを統合する第２統合機能部を備えた無線通信システムにおいて、前記無線端末装置が第１無線セル内に圏在中に更に第２無線セルに圏在した際の第２無線セルにおける無線通信端末の予想滞在時間情報を算出する予想滞在時間情報算出手段を備え、前記無線端末装置の第１統合機能部及び前記第２統合機能部は、前記予想滞在時間情報算出手段により算出された予想滞在時間情報に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分量を算出して前記配分量に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、無線通信端末の予想滞在時間情報に基づき複数ＲＡＴ間のトラフィックの割り当てを制御することで、ユーザの体感品質を向上させることが可能である。例えば、高速移動かつ狭小なセルを発見した場合で、アプリケーションが遅延やジッタを嫌う特性を持ったものであった場合には、そのＲＡＴにはフローを割り振らない等の細やかな制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ｍｕｌｔｉ−ＲＡＴ環境を説明する図
【図２】トラフィック統合形態を説明する図
【図３】統合機能部の構成図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成図
【図５】第１の実施の形態に係るＲＡＴ  ＤＢの機能構成の一例を説明する図
【図６】第１の実施の形態に係るＵＥの機能構成の一例を説明する図
【図７】第１の実施の形態に係る統合ノードの機能構成の一例を説明する図（ＭＰＴＣＰをサポートしたサーバの例）
【図８】第１の実施の形態に係る統合ノードの機能構成の一例を説明する図（ＭＰＴＣＰ  Ｐｒｏｘｙやウェイ装置の例）
【図９】第１の実施の形態に係る無線通信システムにおけるシーケンスの一例を説明する図
【図１０】第１の実施の形態に係る無線通信システムにおけるシーケンスの他の例を説明する図
【図１１】第１の実施の形態に係るＭＰＴＣＰのパケットの構成例（位置情報及び無線セルのＩＤ情報を付加する場合）
【図１２】第１の実施の形態に係るＭＰＴＣＰのパケットの構成例（ＭＰＴＣＰのパケットに予想滞在時間情報を付加する場合）
【図１３】第１の実施の形態に係るＵＥが滞在時間の結果を登録するシーケンスの一例を説明する図
【図１４】第１の実施の形態に係る予想滞在時間情報の提供処理の一例を説明するフローチャート
【図１５】第１の実施の形態に係る予想滞在時間情報の更新処理の一例を説明するフローチャート
【図１６】第１の実施の形態に係るデータ格納部のデータベース構造の一例を説明する図
【図１７】第２の実施の形態に係るＵＥの機能構成の一例を説明する図
【図１８】第２の実施の形態に係る無線基地局の機能構成の一例を説明する図
【図１９】第２の実施の形態に係る無線通信システムにおけるシーケンスの一例を説明する図
【図２０】第２の実施の形態に係る無線基地局の動作の一例を説明するフローチャート
【図２１】第２の実施の形態に係るデータ格納部のデータベース構造の一例を説明する図
【図２２】第３の実施の形態に係る無線通信システムを説明する図
【図２３】第４の実施の形態に係るＵＥの機能構成の一例を説明する図
【図２４】第４の実施の形態に係るトランスポート層のパケットの構成例（オプションフィールドに移動速度情報を付加する場合）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムについて図面を参照して説明する。図４は第１の実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。
【００１５】
本実施の形態に係る無線通信システムは、図４に示すように、無線端末（ＵＥ）１００と、複数の無線基地局２００ａ，２００ｂと、それぞれ無線基地局２００ａ，２００ｂを収容するネットワーク３００ａ，３００ｂと、どちらのネットワーク３００ａ，３００ｂからもアクセス可能な位置に配置された統合ノード４００とを備えた状況を想定する。本実施の形態に係る無線通信システムは、統合ノード４００に接続したＲＡＴ  ＤＢ５００を更に備える。
【００１６】
なお、本願の以下の説明では、前記複数の無線基地局を総合して呼称する場合には単に「無線基地局２００」のように添え字は省略するものとする。他の複数の構成要素（例えばネットワークなど）についても同様とする。
【００１７】
各無線基地局２００ａ、２００ｂはそれぞれＲＡＴにより無線セル２０１ａ，２０１ｂを形成する。ここで、無線基地局２００ａと無線基地局２００ｂとではＲＡＴの種類・特性等が異なっており、少なくとも無線基地局２００ａと無線基地局２００ｂの形成する無線セル２０１ａ，２０１ｂの大きさが異なっている。具体的には、無線基地局２００ａのＲＡＴ１により形成される無線セル２０１ａは無線基地局２００ｂのＲＡＴ２により形成される無線セルｂの一部又は全部を包含している。各無線セル２０１はＩＤ（識別情報）により識別可能となっている。なお本実施の形態では、無線基地局２００が２つの場合を例示するが、２つに限定されたものではなく、それ以上の数の無線基地局２００及び無線セル２０１の想定も可能である。
【００１８】
統合ノード４００としては、例えばＭＰＴＣＰをサポートしたサーバ、ＭＰＴＣＰ  Ｐｒｏｘｙ、３ＧＰＰで規定されるｅＰＤＧやＳａＭＯＧ等の方式におけるＷｉ−Ｆｉ（登録商標）とモバイル通信の統合のＧＷ（Ｇａｔｅｗａｙ）装置、Ｄｕａｌ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙを行う基地局装置の例がある。統合ノード４００は、外部ネットワークであるインターネット４０１に接続されている。
【００１９】
図５に、ＲＡＴ  ＤＢの機能構成の一例を示す。図５に示すように、ＲＡＴ  ＤＢ５００は、各無線セル２０１におけるＵＥ１００の予想滞在時間情報を提供するものであり、通信部５１０と、各無線セル２０１におけるＵＥ１００の予想滞在時間情報を格納するデータ格納部５２０と、前記格納部５２０の予想滞在時間情報の更新や取得などの管理を行う予想滞在時間情報管理部５３０とを備える。予想滞在時間情報としては、過去に当該無線セル２０１に係る無線基地局２００に接続したＵＥ１００の接続時間の平均値、および接続時間の分散値に代表される統計値が挙げられる。データ格納部５２０に格納される予想滞在時間情報の格納形態や、予想滞在時間情報管理部５３０における予想滞在時間情報の算出方法については後述する。
【００２０】
図６にＵＥの機能構成の一例を示す。図６に示すように、ＵＥ１００はそれぞれ異なるＲＡＴに対応した複数のＲＡＴ  Ｉ／Ｆ部１１０ａ，１１０ｂ…と、ＲＡＴ  Ｉ／Ｆ部１１０の上位レイヤに位置する通信プロトコル部１２０と、通信プロトコル部１２０の上位レイヤに位置して通信の主体となるアプリケーション部１３０と、ＵＥ１００の位置情報を取得する位置情報取得部１４０とを備えている。前記通信プロトコル部１２０は、複数のＲＡＴのトラフィックの統合制御を行う統合機能部１２１を備えている。統合機能部１２１は、図３を参照して前述したように、少なくとも、送信パケットのスケジューリングを行うスケジューラ（図示省略）を備える。前記位置情報取得部１４０が位置情報を取得する手段としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの衛星測位システムや、電波強度による３点測量などの例が考えられる。
【００２１】
図７に統合ノードの構成例を示す。図７は、ＭＰＴＣＰをサポートしたサーバの例である。この場合、統合ノード４００は、アプリケーション部４１０と、アプリケーション部４１０の下位レイヤに位置する通信プロトコル部４２０と、通信プロトコル部４２０の下位レイヤに位置する通信Ｉ／Ｆ部４３０を備えている。前記通信プロトコル部４２０は、複数のＲＡＴのトラフィックの統合制御を行う統合機能部４２１と、それぞれ異なるＲＡＴに対応した複数のサブフロー管理部４２２ａ，４２２ｂ，・・・を備えている。統合機能部４２１は、図３を参照して前述したように、少なくとも、送信パケットのスケジューリングを行うスケジューラ（図示省略）を備える。
【００２２】
また、図８には統合ノードの例を、ＭＰＴＣＰ  Ｐｒｏｘｙや、ＧＷ装置の例で示す。この場合、統合ノード４００は、上位側の通信Ｉ／Ｆ部４６０と、通信プロトコル部４２０と、下位側の複数の通信Ｉ／Ｆ部４７０ａ，４７０ｂ，・・・から構成される。ここで、通信プロトコル部４２０は、図７の統合ノード４００と同様の機能を有する。なお、下位側の通信Ｉ／Ｆ部４７０は複数の場合を例示したが、単独の場合もある。
【００２３】
次に、本実施の形態に係る無線通信システムの動作の一例について前述の図４及び図９のシーケンス図を参照して説明する。ここでは、図４に示すようにＵＥ１００は広域な無線セル２０１ａを形成するＲＡＴ１に係る無線基地局２００ａに接続されており、統合ノード４００を経由してインターネット４０１と通信を行う。ＵＥ１００は移動しながらもう一つのＲＡＴ２の無線セル２０１ｂのエリアに入る状況を想定する。
【００２４】
図９に示すように、ＵＥ１００は、無線セル２０１ａを形成する無線基地局２００ａとの通信が確立している状況において（ステップＳ１）、無線基地局２００ｂからのＲＡＴ２に係るブロードキャスト信号の検出により他の無線セル２０１ｂを発見すると（ステップＳ２，Ｓ３）、ＲＡＴ２に係る無線基地局２００ｂとの無線接続を確立し、統合ノード４００との間で複数のＲＡＴによるトラフィックを統合したフロー統合を確立する（ステップＳ４，Ｓ５）。
【００２５】
次にＵＥ１００は、現在の位置情報を取得し、取得した位置情報、及び、発見した無線セル２０１ｂのＩＤ情報を、既に接続を確立している無線回線（この場合無線基地局２００ａとの通信回線）を経由して、統合ノード４００に送信する（ステップＳ６）。該情報を受信した統合ノード４００は、ＲＡＴ  ＤＢ５００に対して、前記ＩＤ情報及び位置情報を送信し、予想滞在時間情報の問い合わせを行う（ステップＳ７）。ＲＡＴ  ＤＢ５００は、その端末の位置情報に基づき前記ＩＤ情報のセルに接続したときの予想滞在時間情報をデータ格納部５２０から取得して（ステップＳ８）、統合ノード４００に回答する（ステップＳ９）。統合ノード４００は、取得した予想滞在時間情報をＵＥ１００に送信する。統合ノード４００のスケジューラは、取得した予想滞在時間情報を用いて、ＵＥ１００への送信パケットを各無線セル２０１に配分する配分量（配分割合）を算出し、算出した配分量に基づき送信パケットを各無線セル２０１に係る無線基地局２００に送信するよう制御する（ステップＳ１０）。また統合ノード４００は、予想滞在時間情報をＵＥ１００に送信し（ステップＳ１１）、ＵＥ１００のスケジューラにおいても統合ノード４００と同様の処理を行う（ステップＳ１２）。本実施の形態では、予想滞在時間情報の取得による配分量の算出は、無線セル２０１の発見時（無線セル２０１に係る無線基地局２００への接続時と実質的に同義）に行われる点が特徴である。
【００２６】
以上の処理は、図２を参照して上述したフロー統合の形態を問わず適用可能である。次に、フロー統合のプロトコルとしてＭＰＴＣＰを用いる場合の例について図１０を参照して説明する。
【００２７】
この場合、図９のシーケンスにおいてステップＳ５のフロー統合確立の処理として、ＭＰ＿ＪＯＩＮのサブタイプのパケットを送信してフローの統合を開始することになる（ステップ２５）。本例では、このＭＰ＿ＪＯＩＮのサブタイプのパケットに、前記位置情報及び無線セル２０１のＩＤ情報を付加して送信する。また、予想滞在時間情報の回答は、ＡＣＫサブタイプのパケットに付加して送信する実装が考えられる（ステップＳ３０）。図１１に、ＭＰＴＣＰのパケットに位置情報及び無線セル２０１のＩＤ情報を付加する場合のパケット構成の例を示す。また、図１２に、ＭＰＴＣＰのパケットに予想滞在時間情報を付加する場合のパケット構成の例を示す。
【００２８】
次に、ＵＥが滞在時間の結果を登録する手順について図１３を参照して説明する。図１３に示すように、ＵＥ１００が無線セル２０１ｂを離脱した場合（ステップＳ４１）、統合ノード４００がフローの統合を終了したタイミングで（ステップＳ４２）、ＵＥ１００の接続開始時における位置情報、無線セル２０１ｂのＩＤ情報、無線セル２０１ｂでの滞在時間をＲＡＴ  ＤＢ５００に対して報告する（ステップＳ４３）。ＲＡＴ  ＤＢ５００の予想滞在時間情報管理部５３０は、取得した各情報に基づき平均滞在時間などの統計値を算出し、算出結果をデータ格納部５２０に格納された予想滞在時間情報を更新する（ステップＳ４４）。
【００２９】
図１４にＲＡＴ  ＤＢの予想滞在時間情報管理部における予想滞在時間情報の提供処理のフローチャートを例示する。また、図１５に、ＲＡＴ  ＤＢの予想滞在時間情報管理部５３０における予想滞在時間情報の更新フローを例示する。
【００３０】
以上のような動作により、ＵＥ１００および統合ノード４００は無線セル２０１を発見した位置において、その無線セル２０１をその位置から過去に使用したＵＥ１００の履歴による予想滞在時間情報を取得できる。また、無線セル２０１の利用を終えた場合にその履歴をＲＡＴ  ＤＢ５００に追加しデータを更新できる。ユーザの移動の経路はある程度地理的な位置や建物によって履歴との相関が高い場所があり、そのような場所では予想滞在時間が当たる精度は高くなる。
【００３１】
このような予想滞在時間情報により、統合ノード４００やＵＥ１００における統合機能部１２１，４２１のスケジューラは、パケットの配分アルゴリズムを変更することが可能である。その一例としては、予想滞在時間が予め定められた値以下の場合、該ＲＡＴへの経路には、パケットを配分しないことを特徴とするスケジューラ実装が考えられる。
【００３２】
図１６に、ＲＡＴ  ＤＢ５００のデータ格納部５２０のデータベース構造の例を示す。無線基地局２００を中心として、一定範囲の地理的な範囲を緯度、経度でグリッドに分割する。そのグリッド毎に、その中でその無線セルで接続を開始した場合の、平均滞在時間と分散値などの予想滞在時間情報を格納する。グリッドのサイズは例えば数ｍといった例が考えられる。ＲＡＴ  ＤＢ５００はこのデータベースを用いて平均滞在時間から予想滞在時間を回答する。分散値は、その平均滞在時間のデータの偏りを判断するために使用する。例えば、分散値が一定値より高い場合、その無線セルの滞在時間はランダム性が高いと判断し、ＲＡＴ  ＤＢは予想滞在時間について、予想できないことを示す特別なデータを回答することが考えられる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムについて図面を参照して説明する。本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、ＵＥの位置情報は用いない点、及び、過去におけるＵＥの接続時間情報をＵＥではなく無線基地局から収集する点にある。なお、本実施の形態に係る無線通信システムの全体構成は、図４を参照して上述した第１の実施の形態と同様である。
【００３４】
ＵＥ１００は、図１７に示すように、第１の実施の形態のＵＥ１００から位置情報取得部１４０を取り除いたものと同等である。統合ノード４００の構成例は第１の実施の形態と同様である。
【００３５】
図１８に無線基地局の機能構成を示す。無線基地局２００は、図１８に示すように、ネットワーク機能部２１０と、レイヤ３に相当しＣ−Ｐｌａｎｅ処理を行う接続管理部２２０と、レイヤ３に相当しＵ−Ｐｌａｎｅ処理を行うパケット処理部２３０と、レイヤ２に相当するＭＡＣ部２４０と、レイヤ１に相当する無線送信部２５０及び送信アンテナ２５１並びに無線受信部２６０及び受信アンテナ２６１とを備えている。本実施の形態では、Ｃ−Ｐｌａｎｅ処理を行う接続管理部２２０は、ＵＥ１００の接続時間を管理する機能を有する。
【００３６】
次に、本実施の形態に係る無線通信システムの動作の一例について前述の図４及び図１９のシーケンス図を参照して説明する。ここでは、図４に示すようにＵＥ１００は広域な無線セル２０１ａを形成するＲＡＴ１に係る無線基地局２００ａに接続されており、統合ノード４００を経由してインターネット４０１と通信を行う。ＵＥ１００は移動しながらもう一つのＲＡＴ２の無線セル２０１ｂのエリアに入る状況を想定する。
【００３７】
図１９に示すように、ＵＥ１００は、無線セル２０１ａを形成する無線基地局２００ａとの通信が確立している状況において（ステップＳ５１）、無線基地局２００ｂからのＲＡＴ２に係るブロードキャスト信号の検出により他の無線セル２０１ｂを発見すると（ステップＳ６５，Ｓ５３）、ＲＡＴ２に係る無線基地局２００ｂとの無線接続を確立し、統合ノード４００との間で複数のＲＡＴによるトラフィックを統合したフロー統合を確立する（ステップＳ５４，Ｓ５５）。
【００３８】
次にＵＥ１００は、発見した無線セル２０１ｂのＩＤ情報を、既に接続を確立している無線回線（この場合無線基地局２００ａとの通信回線）を経由して、統合ノード４００に送信する（ステップＳ５６）。該情報を受信した統合ノード４００は、ＲＡＴ  ＤＢ５００に対して、前記ＩＤ情報を送信し、予想滞在時間情報の問い合わせを行う（ステップＳ５７）。ＲＡＴ  ＤＢ５００は、前記ＩＤ情報のセルに接続したときの予想滞在時間情報をデータ格納部５２０から取得して（ステップＳ５８）、統合ノード４００に回答する（ステップＳ５９）。統合ノード４００は、取得した予想滞在時間情報をＵＥ１００に送信する。統合ノード４００のスケジューラは、取得した予想滞在時間情報を用いて、ＵＥ１００への送信パケットを各無線セル２０１に配分する配分量（配分割合）を算出し、算出した配分量に基づき送信パケットを各無線セル２０１に係る無線基地局２００に送信するよう制御する（ステップＳ６０）。また統合ノード４００は、予想滞在時間情報をＵＥ１００に送信し（ステップＳ６１）、ＵＥ１００のスケジューラにおいても統合ノード４００と同様の処理を行う（ステップＳ６２）。本実施の形態では、予想滞在時間情報の取得による配分量の算出は、無線セル２０１の発見時（無線セル２０１に係る無線基地局２００への接続時と実質的に同義）に行われる点が特徴である。
【００３９】
次に、無線基地局が予想滞在時間情報である平均滞在時間を計算、保持、ＲＡＴ  ＤＢに報告する手順について図２０を参照して説明する。ＵＥ１００が無線セル２０１ｂを離脱した場合（ステップＳ７１）、その無線基地局２００の無線通信を終了した場合において、無線基地局２００の接続管理部２２０は、無線基地局２００のＵＥ１００の平均滞在時間、分散値を更新し保持する（ステップＳ７２）。無線基地局は定期的に平均滞在時間、分散値をＲＡＴ  ＤＢ５００に対して報告する（ステップＳ７３）。ＲＡＴ  ＤＢ５００の予想滞在時間情報管理部５３０は、取得した各情報に基づきデータ格納部５２０に格納された予想滞在時間情報を更新する（ステップＳ４４）。
【００４０】
以上のような動作により、ＵＥ１００および統合ノード４００は無線セル２０１を発見した位置において、ＵＥ１００の履歴による予想滞在時間情報を取得できる。また、無線セル２０１の利用を終えた場合にその履歴をＲＡＴ  ＤＢ５００に追加しデータを更新できる。
【００４１】
このような予想滞在時間情報により、統合ノード４００やＵＥ１００における統合機能部１２１，１４１のスケジューラは、パケットの配分アルゴリズムを変更することが可能である。その一例としては、予想滞在時間が予め定められた値以下の場合、該ＲＡＴへの経路には、パケットを配分しないことを特徴とするスケジューラ実装が考えられる。
【００４２】
図２１に、本実施例におけるＲＡＴ  ＤＢのデータベース構造の例を示す。各無線セル２０１のＩＤ毎に平均滞在時間、および分散値をテーブルで格納する。ＲＡＴ  ＤＢはこのデータベースを用いて平均滞在時間から予想滞在時間を回答する。分散値は、その平均滞在時間のデータの偏りを判断するために使用する。例えば、分散値が一定値より高い場合、その無線セルの滞在時間はランダム性が高いと判断し、ＲＡＴ  ＤＢ５００は予想滞在時間について、予想できないことを示す特別なデータを回答することが考えられる。本実施の形態は第１の実施の形態と比較して精度は劣るが、ＵＥ１００による位置情報の取得が必要なくシグナリングを削減でき、また、ＲＡＴ  ＤＢ５００においても位置情報毎の予想滞在時間情報の管理が必要無いという利点がある。
【００４３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る無線通信システムについて図面を参照して説明する。本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、ＵＥの位置情報ではなく移動速度を用いる点にある。なお、本実施の形態に係る無線通信システムの全体構成は、図４を参照して上述した第１の実施の形態からＲＡＴ  ＤＢ５００を取り除いたものと同様である。
【００４４】
ＵＥ１００は、図２３に示すように、第１の実施の形態のＵＥ１００から位置情報取得部１４０を取り除く一方、移動速度取得部１９０を備えたものと同等である。統合ノード４００の構成例は第１の実施の形態と同様である。
【００４５】
本実施の形態に係る無線通信システムの動作イメージについて図２２を参照して説明する。ＵＥ１００は自身の移動速度を内部で測定し、該移動速度情報を統合ノード４００に通知する。通知方法としては、専用のシグナリングにより通知する方法や、ＵＥ１００から統合ノード４００に送信されるパケットのトランスポート層のオプションフィールドに移動速度情報を付加して送信し、統合ノード４００で該情報を読み取ることで通知する方法などが挙げられる。図２４にはトランスポート層のオプションフィールドに移動速度情報を付加する際のパケットの構成例を示す。統合ノード４００のスケジューラは、該移動速度情報と、別途入手した無線セルのサイズ情報を用いて、予想滞在時間を算出し、この予想滞在時間を用いて、ＵＥ１００への送信パケットを各無線セル２０１に配分する配分量（配分割合）を算出し、算出した配分量に基づき送信パケットを各無線セル２０１に係る無線基地局２００に送信するよう制御する。なお、無線セルサイズ情報の取得方法としては、例えばトランスポート層のパケットのヘッダ部に当該無線セルサイズ情報を記載するものが挙げられる。
【００４６】
以上、本発明の第１〜第３の実施の形態について詳述したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、予想滞在時間情報の算出処理に必要な各手段（算出に必要な情報の取得位置も含む）の実装位置や実装形態、予想滞在時間情報を含む各種情報の授受に用いられる通信経路等は、ネットワーク構成やトラフィック統合形態に応じて種々の変形例が考えられる。すなわち、トラフィック統合処理を行う統合処理部において予想滞在時間情報を取得可能であれば、その実装形態は不問である。
【００４７】
また、上記実施の形態では、予想滞在時間情報として平均滞在時間や分散値などを例示したが、他の中央値や最頻値などの他の統計値を用いてもよいし、さらに地理的情報や時間特徴などを加味して予想滞在時間を算出するなど、その算出方法やアルゴリズムは不問である。
【符号の説明】
【００４８】
１００…ＵＥ（無線端末）
１２１…統合機能部
２００…無線基地局
２０１…無線セル
３００…ネットワーク
４００…統合ノード
４２１…統合機能部
５００…ＲＡＴ  ＤＢ
５２０…データ格納部
５３０…予想滞在時間情報管理部
【図１】
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【図２】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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