(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局装置から新たな接続先となる基地局装置を選択して、その基地局装置と無線通信を行う端末装置であって、
前記基地局装置より、当該端末装置が接続可能な接続先候補としての基地局装置に関する接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを受信し、前記新たな接続先となる基地局装置が選択されると、前記基地局装置に対し、接続先変更要求の制御メッセージを送信する通信部と、
この通信部を介して前記基地局装置と通信を行いながらユーザが要求する情報処理を行うユーザアプリケーション部を有する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記接続先候補情報に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択し、
その選択した基地局装置による新たな通信環境に適合した処理を前記ユーザアプリケーション部に行わせるための事前準備の制御として、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて伝送レートを決定し、
前記新たな接続先として選択された基地局装置のシステム容量が、現在通信中の基地局装置のシステム容量に対して所定の閾値を超えて変化した場合に、帯域推定のパラメータを初期化することを特徴とする端末装置。
【請求項２】
前記ユーザアプリケーション部は、当該ユーザアプリケーション部の要求する通信条件に基づいて、前記新たな接続先とする前記基地局装置を選択することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
【請求項３】
前記制御部は、カメラを制御するカメラ制御部を有し、
このカメラ制御部は、前記事前準備の制御として、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて、前記カメラの動作条件を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の端末装置。
【請求項４】
前記制御部は、配信データ受信制御部を有し、
この配信データ受信制御部は、前記事前準備の制御として、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて、データ配信に関するパラメータを調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の端末装置。
【請求項５】
複数の基地局装置から端末装置の新たな接続先となる前記基地局装置を選択して、その基地局装置と前記端末装置との間で無線通信を行う通信システムであって、
前記基地局装置は、
当該端末装置が接続可能な接続先候補としての基地局装置に関する接続先候補情報を生成する制御部と、
前記端末装置に対し、前記接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを送信する通信部と、
を備え、
前記端末装置は、
前記基地局装置より前記接続先候補通知の制御メッセージを受信し、前記新たな接続先となる基地局装置が選択されると、前記基地局装置に対し、接続先変更要求の制御メッセージを送信する通信部と、
この通信部を介して前記基地局装置と通信を行いながらユーザが要求する情報処理を行うユーザアプリケーション部を有する制御部と、
を備え、
前記端末装置の制御部は、
前記接続先候補情報に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択し、
前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて伝送レートを決定し、
前記新たな接続先として選択された基地局装置のシステム容量が、現在通信中の基地局装置のシステム容量に対して所定の閾値を超えて変化した場合に、帯域推定のパラメータを初期化することを特徴とする通信システム。
【請求項６】
複数の基地局装置から端末装置の新たな接続先となる基地局装置を選択して、その基地局装置と前記端末装置との間で無線通信を行う接続先変更方法であって、
前記端末装置において、
前記基地局装置から送信される、当該端末装置が接続可能な接続先候補としての基地局装置に関する接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを受信し、
前記接続先候補情報に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択し、
その選択した基地局装置による新たな通信環境に適合させるための事前準備の制御として、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて伝送レートを決定し、かつ、前記新たな接続先として選択された基地局装置のシステム容量が、現在通信中の基地局装置のシステム容量に対して所定の閾値を超えて変化した場合に、帯域推定のパラメータを初期化し、
前記事前準備の制御が完了すると、接続先変更要求の制御メッセージを前記基地局装置に送信することを特徴とする接続先変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局装置から接続先となる基地局装置を選択してその基地局装置と無線通信を行う端末装置、複数の基地局装置から端末装置の接続先となる基地局装置を選択してその基地局装置と端末装置との間で無線通信を行う通信システム、および複数の基地局装置から端末装置の新たな接続先となる基地局装置を選択してその基地局装置と端末装置との間で無線通信を行う接続先変更方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの携帯電話通信網や無線ＬＡＮなどの様々な無線通信方式が普及しており、スマートフォンなどの端末装置では、これらの無線通信方式のいずれかの基地局装置を適宜に選択して通信を行うことができ、今後は５Ｇ（次世代移動通信システム）が加わり、基地局装置の選択肢がさらに広がる。このような複数の無線通信方式が混在する通信環境、いわゆるヘテロジニアスネットワークでは、接続可能な基地局装置が多数存在することから、接続先変更（接続先切替または接続先追加）を行う場合には、新たな接続先となる基地局装置を適切に選択することが求められる。
【０００３】
また、接続先変更を行う場合には、接続先変更後の新たな通信環境に遷移する前に、その新たな通信環境に適合した処理を端末装置のアプリケーションに行わせるための事前準備の制御を実施するようにすると、接続先変更時の制御遅延を低減して、接続先変更後の新たな通信環境を有効利用することができる。例えば映像伝送に関するアプリケーションでは、事前準備の制御として、可用帯域を有効利用する帯域推定（伝送レートの調整）を行うことで、新たな通信環境に遷移した当初から高品質な映像伝送が可能となる。
【０００４】
このような接続先変更後の新たな通信環境に適合した処理をアプリケーションに行わせるための事前準備の制御に関連する技術として、従来、ＲＡＴ（Radio Access Technology：無線通信方式）の異なる基地局装置の間でハンドオーバを行う場合に、切替先のＲＡＴが選択されると、その切替先のＲＡＴに関するＱｏＳ（Quality of Service：サービス品質）をアプリケーションに通知する技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５７７４６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、前記のようなアプリケーションのための事前準備の制御は、端末装置と基地局装置との間で接続先変更に係る制御メッセージをやり取りする接続先変更の準備過程で実施することになる。一方、事前準備の制御には、帯域推定（映像配信のための符号化ビットレートの調整）のように相応の時間を要するものがある。このため、端末装置と基地局装置との間での制御メッセージのやり取りに支障が生じないように、事前準備の制御のために十分な時間を確保することが必要である。
【０００７】
しかしながら、前記従来の技術では、接続先決定後にＱｏＳをアプリケーションに通知するのみであり、事前準備の制御のための時間を確保することに関する考慮は何らなく、端末装置と基地局装置との間での制御メッセージのやり取りに支障が生じないようにするため、また、接続先変更後の新たな通信環境性能を十分に活用したサービスを行うため、事前準備の制御を実施することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、端末装置と基地局装置との間での接続先変更に係る制御メッセージのやり取りに支障が生じることなく、事前準備の制御のために十分な時間を確保することができるように構成された端末装置、通信システムおよび接続先変更方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の端末装置は、複数の基地局装置から新たな接続先となる基地局装置を選択して、その基地局装置と無線通信を行う端末装置であって、前記基地局装置より当該端末装置が接続可能な接続先候補としての基地局装置に関する接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを受信し、前記新たな接続先となる基地局装置が選択されると、前記基地局装置に対し、接続先変更要求の制御メッセージを送信する通信部と、この通信部を介して前記基地局装置と通信を行いながらユーザが要求する情報処理を行うユーザアプリケーション部を有する制御部と、を備え、前記制御部は、前記接続先候補情報に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択し、その選択した基地局装置による新たな通信環境に適合した処理を前記ユーザアプリケーション部に行わせるための事前準備の制御として、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて伝送レートを決定し、前記新たな接続先として選択された基地局装置のシステム容量が、現在通信中の基地局装置のシステム容量に対して所定の閾値を超えて変化した場合に、帯域推定のパラメータを初期化する構成とする。
【００１０】
また、本発明の通信システムは、複数の基地局装置から端末装置の新たな接続先となる前記基地局装置を選択して、その基地局装置と前記端末装置との間で無線通信を行う通信システムであって、前記基地局装置は、当該端末装置が接続可能な接続先候補としての基地局装置に関する接続先候補情報を生成する制御部と、前記端末装置に対し、前記接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを送信する通信部と、を備え、前記端末装置は、前記基地局装置より前記接続先候補通知の制御メッセージを受信し、前記新たな接続先となる基地局装置が選択されると、前記基地局装置に対し、接続先変更要求の制御メッセージを送信する通信部と、この通信部を介して前記基地局装置と通信を行いながらユーザが要求する情報処理を行うユーザアプリケーション部を有する制御部と、を備え、前記端末装置の制御部は、前記接続先候補情報に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択し、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて伝送レートを決定し、前記新たな接続先として選択された基地局装置のシステム容量が、現在通信中の基地局装置のシステム容量に対して所定の閾値を超えて変化した場合に、帯域推定のパラメータを初期化する構成とする。
【００１１】
また、本発明の接続先変更方法は、複数の基地局装置から端末装置の新たな接続先となる基地局装置を選択して、その基地局装置と前記端末装置との間で無線通信を行う接続先変更方法であって、前記端末装置において、前記基地局装置から送信される、当該端末装置が接続可能な接続先候補としての基地局装置に関する接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを受信し、前記接続先候補情報に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択し、その選択した基地局装置による新たな通信環境に適合させるための事前準備の制御として、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて伝送レートを決定し、かつ、前記新たな接続先として選択された基地局装置のシステム容量が、現在通信中の基地局装置のシステム容量に対して所定の閾値を超えて変化した場合に、帯域推定のパラメータを初期化し、前記事前準備の制御が完了すると、接続先変更要求の制御メッセージを前記基地局装置に送信する構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接続先変更要求の制御メッセージを送信するタイミングは端末装置に委ねられているため、接続先変更要求の制御メッセージを送信する前に、事前準備の制御を実施することで、端末装置と基地局装置との間での制御メッセージのやり取りに支障が生じることなく、事前準備の制御のために十分な時間を確保することができる。また、新たな接続先とする基地局装置を選択した後に、その選択した基地局装置に応じた事前準備の制御を実施するため、事前準備の制御が無駄になることを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る通信システムの全体構成図
【図２】端末装置１、第１の基地局装置２および第２の基地局装置３で行われる基本的な処理の手順を示すシーケンス図
【図３】接続先切替の場合の手順を示すシーケンス図
【図４】接続先追加の場合の手順を示すシーケンス図
【図５】端末装置１のハードウェア構成を示すブロック図
【図６】第１の基地局装置２のハードウェア構成を示すブロック図
【図７】端末装置１の機能ブロック図
【図８】第１の基地局装置２の機能ブロック図
【図９】端末装置１の接続先選択部４３で行われる処理の手順の一例を示すフロー図
【図１０】端末装置１の帯域推定部６１で行われる処理の概要を示す説明図
【図１１】端末装置１の帯域推定部６１で行われる処理の手順の一例を示すフロー図
【図１２】第２実施形態に係る端末装置１の機能ブロック図
【図１３】第３実施形態に係る端末装置１の機能ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、複数の基地局装置から新たな接続先となる基地局装置を選択して、その基地局装置と無線通信を行う端末装置であって、前記基地局装置との間で無線通信を行う通信部と、この通信部を介して前記基地局装置と通信を行いながらユーザが要求する情報処理を行うユーザアプリケーション部を有する制御部と、を備え、前記通信部は、前記基地局装置から送信される、当該端末装置が接続可能な接続先候補としての基地局装置に関する接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを受信し、前記制御部は、前記接続先候補情報に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択した後に、その選択した基地局装置による新たな通信環境に適合した処理を前記ユーザアプリケーション部に行わせるための事前準備の制御を実施し、前記通信部は、前記事前準備の制御が完了すると、接続先変更要求の制御メッセージを前記基地局装置に送信する構成とする。
【００１５】
これによると、接続先変更要求の制御メッセージを送信するタイミングは端末装置に委ねられているため、接続先変更要求の制御メッセージを送信する前に、事前準備の制御を実施することで、端末装置と基地局装置との間での制御メッセージのやり取りに支障が生じることなく、事前準備の制御のために十分な時間を確保することができる。また、新たな接続先とする基地局装置を選択した後に、その選択した基地局装置に応じた事前準備の制御を実施するため、事前準備の制御が無駄になることを避けることができる。
【００１６】
また、第２の発明は、前記ユーザアプリケーション部は、当該ユーザアプリケーション部の要求する通信条件に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択する構成とする。
【００１７】
これによると、新たな接続先とする基地局装置を選択する接続先選択処理を、通信を必要とするユーザアプリケーション部自体が行うため、接続先選択処理を適切に行うことができる。
【００１８】
また、第３の発明は、前記制御部は、帯域推定を行う帯域推定部を有し、この帯域推定部は、前記事前準備の制御として、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて、伝送レートを決定する構成とする。
【００１９】
これによると、伝送レートの調整のために発生する制御遅延を低減することができる。
【００２０】
また、第４の発明は、前記帯域推定部は、現在通信中の基地局装置のシステム容量が、新たな接続先として選択された基地局装置のシステム容量よりも所定値以下の場合に、帯域推定のパラメータを初期化する構成とする。
【００２１】
これによると、帯域推定の追従遅延を低減することができる。
【００２２】
また、第５の発明は、前記制御部は、カメラを制御するカメラ制御部を有し、このカメラ制御部は、前記事前準備の制御として、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて、前記カメラの動作条件を調整する構成とする。
【００２３】
これによると、カメラの動作条件の調整のために発生する制御遅延を低減することができる。
【００２４】
また、第６の発明は、前記制御部は、配信データ受信制御部を有し、この配信データ受信制御部は、前記事前準備の制御として、前記新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて、データ配信に関するパラメータを調整する構成とする。
【００２５】
これによると、配信パラメータの調整のために発生する制御遅延を低減することができる。
【００２６】
また、第７の発明は、複数の基地局装置から端末装置の新たな接続先となる前記基地局装置を選択して、その基地局装置と前記端末装置との間で無線通信を行う通信システムであって、前記基地局装置は、前記端末装置との間で無線通信を行う通信部と、当該端末装置が接続可能な接続先候補としての基地局装置に関する接続先候補情報を生成する制御部と、を備え、前記通信部は、前記接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを送信し、前記端末装置は、前記基地局装置との間で無線通信を行う通信部と、この通信部を介して前記基地局装置と通信を行いながらユーザが要求する情報処理を行うユーザアプリケーション部を有する制御部と、を備え、前記通信部は、前記基地局装置から送信される前記接続先候補通知の制御メッセージを受信し、前記制御部は、前記接続先候補情報に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択した後に、その選択した基地局装置による新たな通信環境に適合した処理を前記ユーザアプリケーション部に行わせるための事前準備の制御を実施し、前記通信部は、前記事前準備の制御が完了すると、接続先変更要求の制御メッセージを前記基地局装置に送信する構成とする。
【００２７】
これによると、第１の発明と同様に、制御メッセージのやり取りに支障が生じることなく、事前準備の制御のために十分な時間を確保することができる。
【００２８】
また、第８の発明は、複数の基地局装置から端末装置の新たな接続先となる基地局装置を選択して、その基地局装置と前記端末装置との間で無線通信を行う接続先変更方法であって、前記端末装置において、前記基地局装置から送信される、当該端末装置が接続可能な接続先候補としての基地局装置に関する接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを受信し、前記接続先候補情報に基づいて、新たな接続先とする前記基地局装置を選択した後に、その選択した基地局装置による新たな通信環境に適合した処理をユーザアプリケーションに行わせるための事前準備の制御を実施し、前記事前準備の制御が完了すると、接続先変更要求の制御メッセージを前記基地局装置に送信する構成とする。
【００２９】
これによると、第１の発明と同様に、制御メッセージのやり取りに支障が生じることなく、事前準備の制御のために十分な時間を確保することができる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る通信システムの全体構成図である。
【００３２】
この通信システムは、端末装置１と、この端末装置１と無線通信を行う第１の基地局装置２、第２の基地局装置３および第３の基地局装置４と、を備えている。この通信システムは、いわゆるヘテロジニアスネットワークであり、第１の基地局装置２、第２の基地局装置３および第３の基地局装置４は、ＲＡＴ（Radio Access Technology：無線通信方式）が異なる。
【００３３】
端末装置１は、スマートフォンやタブレット端末などであり、基地局装置２〜４のいずれか１つまたは複数と通信を行うことができるようになっており、この複数の基地局装置２〜４の中から適切な接続先が選択されて、その選択された基地局装置を利用した通信が端末装置１で行われる。
【００３４】
第１の基地局装置２は、携帯電話用の無線通信方式のうち、ＬＴＥのように、ＵＨＦ帯（周波数：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）を利用した無線通信を行うものであり、マクロセル基地局となり、セル半径が例えば１ｋｍ〜２５ｋｍ程度となる。また、この第１の基地局装置２は、制御信号を伝送するための制御プレーン（Ｃ−Ｐｌａｎｅ）の基地局となる。
【００３５】
第２の基地局装置３は、携帯電話用の無線通信方式のうち、５Ｇのように、高周波数帯、すなわち、高ＳＨＦ帯（周波数：６ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）、またはＥＨＦ帯（周波数：主に３０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚ）を利用した無線通信を行うものであり、スモールセル基地局となり、セル半径が例えば１０ｍ〜３ｋｍ程度となる。また、この第２の基地局装置３は、ユーザデータを伝送するためのユーザプレーン（Ｕ−Ｐｌａｎｅ）の基地局となる。
【００３６】
この第２の基地局装置３は、第１の基地局装置２の通信エリア内に複数設置され、第１の基地局装置２および第２の基地局装置３の各通信エリアが重複しており、端末装置１は、第１の基地局装置２および第２の基地局装置３の両方を同時に利用することができ、また、複数の第２の基地局装置３を同時に利用することができる。
【００３７】
また、第１の基地局装置２および第２の基地局装置３はＸ２インタフェースを介して相互に接続されている。第１の基地局装置２と第２の基地局装置３とが制御メッセージをやりとりして、端末装置１の接続先の変更（追加および切替）に関する処理を行う。また、第１の基地局装置２および第２の基地局装置３は、Ｓ１インタフェースおよび上位のコアネットワーク（上位通信ネットワーク）を介してインターネットに接続されている。
【００３８】
第３の基地局装置４は、第１の基地局装置２および第２の基地局装置３のような携帯電話用の無線通信方式以外の無線通信方式、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）やＷｉＧｉｇ（登録商標）などの無線ＬＡＮの無線通信方式により端末装置１と無線通信を行う。また、この第３の基地局装置４はインターネットに接続されている。
【００３９】
次に、端末装置１、第１の基地局装置２および第２の基地局装置３で行われる基本的な手順について説明する。図２は、端末装置１、第１の基地局装置２および第２の基地局装置３で行われる基本的な処理の手順を示すシーケンス図である。
【００４０】
図２（Ａ）に示す例は、現在通信中の第１の基地局装置２から新たな接続先となる第１の基地局装置２に切り替える場合である。図２において、現在通信中の第１の基地局装置２を、「第１の基地局装置（既存）」と表記し、切替先の第１の基地局装置２を、「第１の基地局装置（切替先）」と表記している。
【００４１】
この場合には、まず、端末装置１の伝送制御部において、検出された第１の基地局装置２（切替先）を対象にして無線品質測定を行い、その測定結果である無線品質測定値（受信電力、Ｓ／Ｎ等）を含む測定報告（例えば、Measurement Report）の制御メッセージを現在通信中の第１の基地局装置２に送信する。
【００４２】
現在通信中の第１の基地局装置２では、端末装置１から送信される測定報告の制御メッセージを受信すると、その測定報告に含まれる無線品質測定値に基づいて品質判定を行い、切替先の第１の基地局装置２を決定する。そして、接続要求（例えば、Handover request）の制御メッセージを切替先の第１の基地局装置２に送信する。
【００４３】
切替先の第１の基地局装置２では、現在通信中の第１の基地局装置２から送信される接続要求の制御メッセージを受信すると、確認応答（例えば、Handover request ACK）の制御メッセージを現在通信中の第１の基地局装置２に送信する。
【００４４】
現在通信中の第１の基地局装置２では、切替先の第１の基地局装置２から送信される確認応答の制御メッセージを受信すると、切替指示（例えば、Mobility from EUTRA command）の制御メッセージを端末装置１に送信する。
【００４５】
端末装置１では、現在通信中の第１の基地局装置２から送信される切替指示の制御メッセージを受信すると、接続先切替処理を行い、切替完了（例えば、Handover Complete）の制御メッセージを切替先の第１の基地局装置２に送信する。これにより、端末装置１が、切替先の第１の基地局装置２との間で通信を開始することができる。
【００４６】
図２（Ｂ）に示す例は、現在通信中の第１の基地局装置２の他に新たな接続先となる第２の基地局装置３を追加する場合である。
【００４７】
この場合には、まず、端末装置１の伝送制御部において、検出された第２の基地局装置３を対象にして無線品質測定を行い、その測定結果である無線品質測定値（受信電力、Ｓ／Ｎ等）を含む測定報告（例えば、Measurement Report）の制御メッセージを現在通信中の第１の基地局装置２に送信する。
【００４８】
現在通信中の第１の基地局装置２では、端末装置１から送信される測定報告の制御メッセージを受信すると、その測定報告に含まれる無線品質測定値に基づいて品質判定を行い、追加の第２の基地局装置３を決定する。そして、接続要求（例えば、SCG Addition Indication）の制御メッセージを追加の第２の基地局装置３に送信する。
【００４９】
追加の第２の基地局装置３では、端末装置１と現在通信中の第１の基地局装置２から送信される接続要求の制御メッセージを受信すると、確認応答（例えば、SCG Addition/Modification Request）の制御メッセージを第１の基地局装置２に送信する。
【００５０】
端末装置１と現在通信中の第１の基地局装置２では、追加の第２の基地局装置３から送信される確認応答の制御メッセージを受信すると、追加指示（例えば、RRC Connection Reconfiguration）の制御メッセージを端末装置１に送信する。
【００５１】
端末装置１では、現在通信中の第１の基地局装置２から送信される追加指示の制御メッセージを受信すると、後述するような接続先追加処理を行い、追加完了（例えば、RRC Connection Reconfiguration Complete）の制御メッセージを追加の第２の基地局装置３に送信する。これにより、端末装置１が、現在通信中の第１の基地局装置２および追加の第２の基地局装置３との間での通信を開始することができる。
【００５２】
さて、本実施形態では、第１の基地局装置２との間で制御メッセージをやり取りして接続先を選択する接続先選択制御のプログラムが、個別のユーザアプリケーションプログラムに組み込まれており、このユーザアプリケーションプログラムをプロセッサで実行することで実現されるユーザアプリケーション部のうち、端末装置１の通信条件を規定するユーザアプリケーション部が、以下に説明するように、第１の基地局装置２との間で制御メッセージをやり取りして接続先を選択する接続先選択制御（接続先切替および接続先追加に関する制御）を行う。
【００５３】
特に、本実施形態では、フォアグラウンドで動作しているユーザアプリケーション部を端末装置１の通信条件を規定するユーザアプリケーション部とする。なお、フォアグラウンドおよびバックグラウンドに関係なく、優先度が高いユーザアプリケーション部が接続先選択制御を行うようにしてもよい。この場合、ユーザがユーザアプリケーション部に優先度を予め設定しておけばよい。
【００５４】
なお、ユーザアプリケーション部とは別に、ユーザアプリケーション部を監視する監視アプリケーション部を設けて、この監視アプリケーション部に接続先選択制御を行わせるようにしてもよい。すなわち、監視アプリケーション部が、通信中のユーザアプリケーション部を監視対象として、そのユーザアプリケーション部の種類や動作状況などに基づいて、接続先を決定するようにしてもよい。
【００５５】
この場合、監視アプリケーション部は、フォアグラウンドで動作しているユーザアプリケーション部を監視対象とすればよい。また、ユーザがユーザアプリケーション部に優先度を設定して、監視アプリケーション部が、優先度が高いアプリケーションを監視対象に選択するようにしてもよい。また、一定時間内の通信量が最大となるユーザアプリケーション部を監視対象とするようにしてもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、接続先変更（接続先切替または接続先追加）により新たな接続先とする基地局装置との間での通信を開始した際の制御遅延を低減するため、接続先変更に係る制御メッセージをやり取りする接続先変更の準備過程で、接続先変更後の新たな通信環境に適合した処理をユーザアプリケーション部に行わせるための事前準備の制御を実施する。特に本実施形態では、トランスポート層に関する処理を行うアプリケーションプログラムをプロセッサで実行することで実現されるトランスポート部が、以下に説明するように、事前準備の制御を実施する。
【００５７】
次に、接続先切替の場合の手順について説明する。図３は、接続先切替の場合の手順を示すシーケンス図である。端末装置１は、アプリケーション部と、トランスポート部と、伝送制御部とに分けて示す。また、前述したように、第２の基地局装置３は、マクロセル基地局である第１の基地局装置２の通信エリア内に複数設置されるスモールセル基地局である。なお、図３に示す例は、端末装置１が、通信中である第２の基地局装置３（切替元）との通信を切断して、接続先を別の第２の基地局装置３（切替先）に切り替える場合である。
【００５８】
端末装置１では、既に動作中のユーザアプリケーション部が第１の基地局装置２および第２の基地局装置３と通信中である。ここで、新たに別のユーザアプリケーション部が起動すると、そのユーザアプリケーション部が通信条件判定を行う。
【００５９】
この通信条件判定は、現在通信中の第２の基地局装置３が、ユーザアプリケーション部の要求する通信条件を満足するか否かを判定する。ここで、現在通信中の第２の基地局装置３が、ユーザアプリケーション部の要求する通信条件を満足せず、接続先切替が必要と判断した場合には、候補要求の制御メッセージを、伝送制御部を介して第１の基地局装置２に送信する。一方、現在通信中の第２の基地局装置３が、ユーザアプリケーション部の要求する通信条件を満足し、接続先切替の必要がないと判断した場合には、候補要求の制御メッセージの送信は行わない。
【００６０】
この候補要求の制御メッセージは、端末装置１が接続可能な接続先候補としての第２の基地局装置３（切替先）に関する接続先候補情報（接続先候補リスト）を第１の基地局装置２に要求するものである。
【００６１】
具体的には、この候補要求の制御メッセージは、接続先候補情報の提供の要否に関する情報、ユーザアプリケーションの用途（マッシブブロードバンド、ミッションクリティカル、マッシブコネクションなど）に関する情報、ユーザ種別（人物、自動車、ロボット、ドローン、船舶、飛行機、気球、センサなど）に関する情報などを含む。ここで、ユーザとは、端末装置１のユーザアプリケーションの利用主体であり、ユーザアプリケーションは、端末装置１を所持する人物が利用する場合や、端末装置１に設けられたセンサが利用する場合や、端末装置１が搭載された機器が利用する場合がある。なお、ユーザ種別に関する情報は、端末装置１を利用する人物などが予め入力しておくようにすればよい。
【００６２】
また、端末装置１では、伝送制御部において、検出された第２の基地局装置３（この場合、切替元と切替先の両方）を対象にした無線品質測定を行い、検出された第２の基地局装置３ごとの無線品質測定値（受信電力、Ｓ／Ｎ等）を含む測定報告の制御メッセージを第１の基地局装置２に送信する。
【００６３】
なお、本実施形態では、測定報告の制御メッセージとは別に候補要求の制御メッセージを送信するようにしたが、前記のような候補要求の制御メッセージに含まれる情報を、測定報告の制御メッセージに含めて送信するようにしてもよい。また、測定報告の制御メッセージでは、検出された第２の基地局装置３ごとの測定結果をまとめて送信すればよいが、検出された第２の基地局装置３ごとの測定結果を個別の制御メッセージで送信するようにしてもよい。
【００６４】
次に、第１の基地局装置２は、端末装置１から送信される候補要求の制御メッセージおよび測定報告の制御メッセージを受信すると、第２の基地局装置３（この場合、切替元と切替先の両方）に関する品質判定を行い、接続先候補となる第２の基地局装置３に関する接続先候補情報（接続先候補リスト）を生成する。そして、その接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを端末装置１に送信する。
【００６５】
この接続先候補通知の制御メッセージは、接続先候補となる第２の基地局装置３ごとのＲＡＴ、周波数、セルＩＤ、ＳＳＩＤなどの情報を含む。ここで、周波数は、接続先候補となる第２の基地局装置３で通信に利用される周波数である。セルＩＤやＳＳＩＤは、第２の基地局装置３を識別するための識別子である。なお、ＲＡＴや周波数は省略するようにしてもよい。
【００６６】
また、この接続先候補通知の制御メッセージには、第１の基地局装置２でしか取得することができない補足情報を付加するようにしてもよい。具体的には、接続先候補となる第２の基地局装置３と端末装置１との間の通信の混雑度に関する情報を付加するようにしてもよい。この混雑度に関する情報としては、アクティブユーザ数（ＲＲＣ（Radio Resource Control）で接続中の端末装置１）や、無線リソース使用率などである。また、接続先候補となる第２の基地局装置３に接続されたＭＥＣ（Mobile Edge Computing）サーバに関する情報を付加するようにしてもよい。このＭＥＣサーバに関する情報としては、コンテンツキャッシュの有無、ＲＴＴ（Round-Trip Time）などである。また、予測スループット値や、第２の基地局装置３の位置情報を付加するようにしてもよい。
【００６７】
次に、端末装置１のユーザアプリケーション部は、第１の基地局装置２から送信される接続先候補通知の制御メッセージを、伝送制御部を介して受信すると、その接続先候補通知の制御メッセージに含まれる接続先候補情報に基づいて、接続先選択処理を行う。この処理では、接続先候補情報で接続先候補として列挙された第２の基地局装置３の中から、最適な接続先を選択し、その接続先の無線品質測定値を取得する。
【００６８】
次に、端末装置１のユーザアプリケーション部は、接続先選択結果の制御メッセージをトランスポート部に送信する。
【００６９】
この接続先選択結果の制御メッセージは、新たな接続先として選択した第２の基地局装置３をトランスポート部に通知して、トランスポート部に事前準備の制御を要求するものであり、接続先選択処理の選択結果に関する情報を含む。すなわち、接続先として選択した第２の基地局装置３の識別情報、具体的には、接続先として選択した第２の基地局装置３に関するＲＡＴ、周波数、セルＩＤ、ＳＳＩＤなどの情報を含む。
【００７０】
次に、端末装置１のトランスポート部は、ユーザアプリケーション部から送信される接続先選択結果の制御メッセージを受信すると、事前準備の制御として、現在通信中の基地局装置および新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて、使用帯域を推定する帯域推定（伝送レート決定）を行う。トランスポート部において、事前準備の制御すなわち帯域推定が完了すると、帯域推定結果の制御メッセージをユーザアプリケーション部に送信する。
【００７１】
次に、端末装置１のユーザアプリケーション部は、トランスポート部から送信される帯域推定結果の制御メッセージを受信すると、この帯域推定結果の制御メッセージに含まれる帯域推定値に基づいて、符号化レート制御を行う。ユーザアプリケーション部において、符号化レート制御が完了すると、接続先切替要求の制御メッセージを、伝送制御部を介して第１の基地局装置２に送信する。
【００７２】
この接続先切替要求の制御メッセージは、選択した接続先の第２の基地局装置３との接続を要求するものであり、接続先選択処理の選択結果に関する情報を含む。すなわち、接続先として選択した第２の基地局装置３の識別情報、具体的には、接続先として選択した第２の基地局装置３に関するＲＡＴ、周波数、セルＩＤ、ＳＳＩＤなどの情報と、接続先として選択した第２の基地局装置３を対象にした無線品質測定の測定結果である無線品質測定値（受信電力やＳ／Ｎ）とを含む。なお、ＲＡＴや周波数は省略するようにしてもよい。
【００７３】
次に、第１の基地局装置２では、端末装置１から送信される接続先切替要求の制御メッセージを受信すると、端末装置１が接続先として選択した第２の基地局装置３に関する品質判定を再度行う。ここで、品質が所定の条件を満たす場合には、端末装置１が接続先として選択した第２の基地局装置３を接続先に決定して、その第２の基地局装置３（切替先）に接続要求の制御メッセージを送信する。そして、第２の基地局装置３から送信される確認応答の制御メッセージを受信すると、切替指示の制御メッセージを端末装置１に送信する。
【００７４】
次に、端末装置１の伝送制御部では、第１の基地局装置２から送信される切替指示の制御メッセージを受信すると、切替処理を実施して、第１の基地局装置２に切替完了の制御メッセージを送信する。これにより、接続先とした選択した第２の基地局装置３との接続が確立され、端末装置１で動作中のユーザアプリケーション部は、接続先とした選択した第２の基地局装置３との間で通信を行うことができる。
【００７５】
また、第１の基地局装置２では、端末装置１から送信される切替完了の制御メッセージを受信すると、切替元の第２の基地局装置３に切断要求の制御メッセージを送信する。切替元の第２の基地局装置３では、第１の基地局装置２から送信される切断要求の制御メッセージを受信すると、切断処理を行い、確認応答の制御メッセージを第１の基地局装置２に送信する。以上の処理により、端末装置１は、第１の基地局装置２および第２の基地局装置３（切替先）と通信中となる。
【００７６】
次に、接続先追加の場合の手順について説明する。図４は、接続先追加の場合の手順を示すシーケンス図である。なお、図４に示す例は、通信中である第１の基地局装置２および第２の基地局装置３の他に、接続先に新たに別の第２の基地局装置３を追加する場合である。図４において、現在通信中の第２の基地局装置３を、「第２の基地局装置（既存）」と表記し、追加される第２の基地局装置３を、「第２の基地局装置（新規）」と表記している。
【００７７】
接続先追加の場合には、図３に示した接続先切替の場合と略同一であるが、特に、図３に示した通信を切断する第２の基地局装置３との間での制御メッセージ（切断要求、確認応答）のやり取りが、図４にはない点で異なっている。
【００７８】
また、図４に示す接続先追加の場合には、通信条件判定において、現在通信中の第２の基地局装置３が、ユーザアプリケーション部の要求する通信条件を満足せず、接続先追加が必要と判断した場合に、候補要求の制御メッセージを送信する。
【００７９】
また、図３に示した接続先切替の場合に、端末装置１と第１の基地局装置２との間でやり取りされる接続先切替要求、切替指示、切替完了の各制御メッセージが、図４に示す接続先追加の場合には、接続先追加要求、追加指示、追加完了の各制御メッセージとなる。なお、接続先追加要求の制御メッセージの内容は、接続先切替要求の制御メッセージと同様である。
【００８０】
なお、図３および図４に示す例では、新たなユーザアプリケーション部が起動した際に、接続先選択制御を開始するようにしたが、この接続先選択制御は、種々のタイミングで開始することができる。例えば、端末装置１が非通信状態から通信状態に遷移した場合や、フォアグラウンドで動作しているユーザアプリケーション部がバックグラウンドに変更された場合や、ユーザアプリケーション部の優先度がユーザにより変更された場合に、接続先選択制御を開始するようにしてもよい。また、ユーザアプリケーション部とは別に、ユーザアプリケーション部を監視する監視アプリケーション部を設けるようにしてもよく、この場合、監視アプリケーション部の監視対象となるユーザアプリケーション部が変更された場合に、接続先選択制御を開始する。
【００８１】
また、接続先選択制御を開始する際に通信条件判定を省略することもできる。例えば、図３および図４に示した例では、新たにアプリケーション部が起動すると、通信条件判定を行うことなく、候補要求の制御メッセージを第１の基地局装置２に送信するようにしてもよい。
【００８２】
なお、図３および図４に示す例では、携帯電話用の無線通信方式による第１の基地局装置２および第２の基地局装置３のみを対象にした例を示したが、無線ＬＡＮなどの携帯電話用の無線通信方式以外の無線通信方式による第３の基地局装置４を対象にして接続先変更（接続先切替または接続先追加）を行うことも可能である。
【００８３】
ところで、端末装置１および基地局装置２〜４の間では前記のように種々の制御メッセージが送受信されるが、この制御メッセージによる接続先変更（接続先切替または接続先追加）は、ＭＡＣ（Media Access Control）、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）のいずれかのレイヤで行えばよい。特に、ＭＡＣにおいてはキャリアアグリゲーション、ＴＣＰにおいてはマルチパスＴＣＰを利用するとよい。また、接続先変更（接続先切替または接続先追加）を行う場合には、ＲＲＣ（Radio Resource Control）のレイヤで制御メッセージの送受信を行うようにするとよい。
【００８４】
このように本実施形態では、新たな接続先とする基地局装置２〜４を選択する接続先選択処理を端末装置１が行い、接続先選択結果を含む接続先変更要求（接続先切替要求、接続先追加要求）の制御メッセージを送信するタイミングは、端末装置１に委ねられている。このため、端末装置１が任意のタイミングで接続先変更要求の制御メッセージを送信することができる。したがって、ユーザアプリケーション部のための事前準備の制御のために十分な時間（例えば１００ｍｓ）を確保することができる。
【００８５】
なお、接続先変更（接続先切替または接続先追加）に係る制御メッセージをやり取りする接続先変更の準備過程で、ユーザアプリケーション部のための事前準備の制御を実施するため、接続先変更の準備期間が長くなり、特に接続先切替（ハンドオーバ）の場合には、接続先切替に要する時間が長くなることで、通信が途切れることが懸念されるが、基地局装置２〜４の通信エリアが重複しているため、通信が途切れることはない。
【００８６】
次に、端末装置１のハードウェア構成について説明する。図５は、端末装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００８７】
端末装置１は、プロセッサ（制御部）１１と、無線インタフェース（通信部）１２と、アンテナ１３と、メモリ（ワークメモリ）１４と、フラッシュメモリやメモリカードなどの記憶デバイス１５と、入出力部１６と、を備えている。記憶デバイス１５は、プロセッサ１１で実行されるプログラムなどを格納する。また、入出力部１６は、ディスプレイ、スピーカー、操作キーなどで構成される。
【００８８】
次に、第１の基地局装置２のハードウェア構成について説明する。図６は、第１の基地局装置２のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００８９】
第１の基地局装置２は、プロセッサ（制御部）２１と、無線インタフェース２２と、アンテナ２３と、メモリ（ワークメモリ）２４と、ＨＤＤ（Hard Disk Device）などの記憶デバイス２５と、ネットワークインタフェース２６と、を備えている。
【００９０】
記憶デバイス２５は、プロセッサ２１で実行されるプログラムなどを格納する。無線インタフェース２２およびアンテナ２３は、端末装置１との間で無線通信を行う。ネットワークインタフェース２６は、第２の基地局装置３およびコアネットワークとの間で通信を行う。
【００９１】
なお、第２の基地局装置３および第３の基地局装置４も、第１の基地局装置２と同様のハードウェア構成を有している。
【００９２】
次に、端末装置１の機能的な構成について説明する。図７は、端末装置１の機能ブロック図である。
【００９３】
端末装置１は、ユーザアプリケーション部３１と、トランスポート部３２と、伝送制御部３３と、を備えている。
【００９４】
伝送制御部３３は、通信部５１と、制御メッセージ送受信部５２と、品質測定部５３と、を備えている。通信部５１は、無線インタフェース１２およびアンテナ１３（図５参照）により構成される。制御メッセージ送受信部５２および品質測定部５３は、記憶デバイス１５（図５参照）に記憶された伝送制御用プログラムをプロセッサ１１に実行させることで実現される。
【００９５】
通信部５１は、基地局装置２〜４との間で通信を行う。
【００９６】
制御メッセージ送受信部５２は、通信部５１を介して、基地局装置２〜４との間で制御メッセージ（測定報告、切替指示、切替完了、追加指示、追加完了）の送受信を行う。
【００９７】
品質測定部５３では、基地局装置２〜４を対象にした無線品質測定を行い、無線品質測定値（受信電力、Ｓ／Ｎ等）を取得する。
【００９８】
トランスポート部３２は、トランスポート層に関する処理を行うものであり、帯域推定部６１を備えている。
【００９９】
帯域推定部６１では、ユーザアプリケーション部３１のための事前準備の制御として、現在通信中の基地局装置２〜４および新たな接続先として選択した基地局装置２〜４の通信能力に基づいて、帯域推定（伝送レート決定）を行う。特に本実施形態では、ユーザアプリケーション部３１が映像伝送に関するものであるとすると、帯域推定部６１では、最適レート制御、すなわち、ＴＦＲＣ（TCP-friendly rate control）により、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の使用帯域を推定する帯域推定（伝送レート決定）を行う。
【０１００】
ユーザアプリケーション部３１は、制御メッセージ送受信部４１と、通信条件判定部４２と、接続先選択部４３と、符号化レート制御部４４と、を備えている。このユーザアプリケーション部３１は、記憶デバイス１５（図５参照）に記憶されたアプリケーションプログラムをプロセッサ１１に実行させることで実現される。
【０１０１】
制御メッセージ送受信部４１では、通信部５１を介して、基地局装置２〜４との間で制御メッセージ（候補要求、接続先候補通知、接続先切替要求、接続先追加要求）を送受信する。また、制御メッセージ送受信部４１では、トランスポート部３２との間で制御メッセージ（接続先選択結果、帯域推定結果）を送受信する。
【０１０２】
通信条件判定部４２では、現在通信中の基地局装置２〜４が、ユーザアプリケーション部３１の要求する通信条件を満足するか否かを判定する。ここで、現在通信中の基地局装置２〜４が、ユーザアプリケーション部３１の要求する通信条件を満足しない場合には、接続先切替または接続先追加が必要と判断して、制御メッセージ送受信部４１において、候補要求の制御メッセージを生成して、その候補要求の制御メッセージを、通信部５１を介して基地局装置２〜４に送信する。
【０１０３】
ここで、例えば、ユーザアプリケーション部３１が、音声通話に関するものである場合には、音声の途切れや瞬断を低減するため、低速でも切替頻度が少なくなるように、セル半径が大きいことが通信条件として要求される。また、ユーザアプリケーション部３１が、動画視聴（ＶＯＤ：Video On Demand）に関するものである場合には、ダウンロード時間を短縮するために、通信速度が速いことが通信条件として要求される。
【０１０４】
また、ユーザアプリケーション部３１が、車両を制御対象とする自動運転用車載アプリアプリケーションである場合には、ブレーキやステアリングなどの自動運転制御を行うことから、安全性を確保するために、車両が走行中の場合には、遅延時間が短いことが通信条件として要求される。一方、車両が停車中の場合には、車上荒し等の犯罪の状況を映した映像をリアルタイムで伝送するため、通信速度が高いことが通信条件として要求される。
【０１０５】
また、ユーザアプリケーション部３１が、監視カメラを制御対象とする監視カメラ用アプリケーションである場合には、犯罪や事故などの異常が起きていないことを安定的に通知するため、異常が検知されない通常時には、接続安定性が高いことが通信条件として要求される。一方、異常を検知した場合には、犯罪の状況を映した映像をリアルタイムで伝送するため、通信速度が高いことが通信条件として要求される。
【０１０６】
この通信条件判定部４２は、端末装置１が非通信状態から通信状態に遷移した場合、通信条件を規定するユーザアプリケーション部３１が変更された場合の少なくともいずれかの場合に通信条件判定を行う。
【０１０７】
ここで、通信条件を規定するユーザアプリケーション部３１が変更された場合とは、フォアグラウンドで動作しているユーザアプリケーション部３１がバックグラウンドに変更された場合や、ユーザアプリケーション部３１の優先度がユーザにより変更された場合に、接続先選択制御を開始するようにしてもよい。また、ユーザアプリケーション部とは別に、ユーザアプリケーション部を監視する監視アプリケーション部を設けるようにしてもよく、この場合、監視アプリケーション部の監視対象となるユーザアプリケーション部が変更された場合に、接続先選択制御を開始する。
【０１０８】
接続先選択部４３では、基地局装置２〜４から取得した接続先候補通知の制御メッセージに含まれる接続先候補情報と、ユーザやアプリケーションプログラムにより指定される接続先選択方針とに基づいて、接続先を選択する。この接続先選択部４３で接続先を選択すると、制御メッセージ送受信部４１において、接続先追加要求または接続先切替要求の制御メッセージを生成して、その接続先追加要求または接続先切替要求の制御メッセージを、通信部５１を介して基地局装置２〜４に送信する。
【０１０９】
この接続先選択部４３では、ユーザアプリケーション部３１の種別や状態、ユーザアプリケーション部３１を利用するユーザ（利用主体）の種別や状態、端末装置１の状態などに基づいて、接続先の選択を行う。ここで、ユーザアプリケーション部３１の種別とは、データのダウンロードを行うものか否かや、リアルタイム系（音声や映像）および非リアルタイム系のいずれであるかなどに関するものである。ユーザアプリケーション部３１の状態とは、残通信量や、フォアグラウンド状態およびバックグラウンド状態のいずれであるかに関するものである。ユーザの種別とは、人、ロボット、車、船、飛行機、気球、ドローン、センサなどである。ユーザの状態とは、移動速度、位置、危険度（交差点付近等）などである。端末装置１の状態とは、電池残量や発熱量などである。
【０１１０】
符号化レート制御部４４では、トランスポート部３２から送信される帯域推定結果の制御メッセージに含まれる帯域推定結果情報（伝送レート）に基づいて、情報源符号化のビットレートを調整する。
【０１１１】
なお、本実施形態では、ユーザアプリケーション部３１が、自身がフォアグラウンドで動作していることを検知すると、そのユーザアプリケーション部３１の各部が前記の処理を実施する。
【０１１２】
次に、第１の基地局装置２の機能的な構成について説明する。図８は、第１の基地局装置２の機能ブロック図である。
【０１１３】
第１の基地局装置２は、通信部７１と、制御メッセージ送受信部７２と、品質判定部７３と、を備えている。通信部７１は、無線インタフェース２２、アンテナ２３、およびネットワークインタフェース２６（図６参照）により構成される。制御メッセージ送受信部７２、品質判定部７３は、記憶デバイス２５に記憶された伝送制御用プログラムをプロセッサ２１（図６参照）に実行させることで実現される。
【０１１４】
通信部７１は、端末装置１および第２の基地局装置３との間で通信を行う。
【０１１５】
制御メッセージ送受信部７２は、端末装置１および第２の基地局装置３との間で制御メッセージの送受信を行う。具体的には、端末装置１から送信される候補要求、測定報告、接続先切替要求、接続先追加要求、切替完了、追加完了を受信し、接続先候補通知、切替指示、追加指示を端末装置１に送信する。また、接続要求、切断要求を第２の基地局装置３に送信し、第２の基地局装置３から送信される確認応答を受信する。
【０１１６】
品質判定部７３では、端末装置１から送信される候補要求および測定報告を制御メッセージ送受信部で受信すると、測定報告に含まれる第２の基地局装置３ごとの通信品質情報と、自装置で収集した第２の基地局装置３に関する情報とに基づいて、第２の基地局装置３に関する品質判定を行い、端末装置１が接続可能な接続先候補となる第２の基地局装置３に関する接続先候補情報（接続先候補リスト）を生成する。この品質判定部７３で接続先候補情報が生成すると、制御メッセージ送受信部７２において、接続先候補情報を含む接続先候補通知の制御メッセージを生成して、その接続先候補通知の制御メッセージを端末装置１に送信する。
【０１１７】
次に、端末装置１の接続先選択部４３で行われる処理について説明する。図９は、端末装置１の接続先選択部４３で行われる処理の手順の一例を示すフロー図である。
【０１１８】
高ＳＨＦ帯セル（第１の基地局装置２）は高速通信（１０Ｇｂｐｓ以上）が可能なため、ダウンロードや通信量が大きい場合には高ＳＨＦ帯セルが適している。一方、アプリケーションのユーザがセンサ系であれば通信量が小さいため、高ＳＨＦ帯セルを選択する必要がない。また、高ＳＨＦ帯セルでは、通信エリアが狭いため、端末装置１の移動速度が高いと、通信エリアを短時間で通過するため、高ＳＨＦ帯セルは不適切である。また、高ＳＨＦ帯セルでは、高周波回路の使用や、遮蔽に弱く切断率が高いためにバックアップ回線を同時接続する必要があるなどの理由で、電力消費が大きいため、端末装置１の電池残量が少ない場合には、高ＳＨＦ帯セルは不適切である。
【０１１９】
そこで、本実施形態では、端末装置１の接続先選択部４３において、アプリケーションがデータのダウンロードを行う種別のものであるか否かの判定（ＳＴ１０１）と、アプリケーションの残通信量が所定のしきい値を超えるか否かの判定（ＳＴ１０２）と、アプリケーションのユーザが人物であるか否かの判定（ＳＴ１０３）と、端末装置１の移動速度が所定のしきい値より低いか否かの判定（ＳＴ１０４）と、端末装置１の電池残量が所定のしきい値を超えるか否かの判定（ＳＴ１０５）と、を順次行う。
【０１２０】
そして、アプリケーションがデータのダウンロードを行う種別のものであり（ＳＴ１０１でＹｅｓ）、アプリケーションの残通信量が所定のしきい値を超え（ＳＴ１０２でＹｅｓ）と、アプリケーションのユーザが人物であり（ＳＴ１０３でＹｅｓ）と、端末装置の移動速度が所定のしきい値より低く（ＳＴ１０４でＹｅｓ）と、端末装置の電池残量が所定のしきい値を超える場合に（ＳＴ１０５でＹｅｓ）、高ＳＨＦ帯セルを選択し（ＳＴ１０６）、それ以外の場合には（ＳＴ１０１〜ＳＴ１０５でＮｏ）、その他のＲＡＴのセル（例えばＬＴＥの第２の基地局装置３）を接続先に選択する（ＳＴ１０７）。
【０１２１】
なお、接続先選択の手順は、これに限定されるものではなく、この他に種々の手順が可能である。
【０１２２】
次に、端末装置１の帯域推定部６１で行われる処理について説明する。図１０は、端末装置１の帯域推定部６１で行われる処理の概要を示す説明図である。図１１は、端末装置１の帯域推定部６１で行われる処理の手順の一例を示すフロー図である。
【０１２３】
ここでは、端末装置１のユーザアプリケーション部３１が映像伝送に関するものであり、トランスポート部３２の帯域推定部６１では、最適レート制御、すなわち、ＴＦＲＣ（TCP-friendly rate control）による帯域推定（伝送レート決定）が行われるものとする。この最適レート制御では、パケットロスが増加することで動画や音声の再生時に途切れが発生するような場合に、使用帯域を小さくしてパケットロスを減らす制御が行われ、また、パケットロスが略なくなった場合には、使用帯域を大きくする制御が行われる。
【０１２４】
ここで、システム容量（最大帯域）が小さい基地局装置からシステム容量が大きい基地局装置に切り替える場合を例に説明すると、図１０に実線で示すように、接続先となる基地局装置が切り替えられることで、可用帯域（実質的に使用可能な帯域）が大きく変化する。このとき、最適レート制御により、図１０において一点鎖線で示す比較例のように、帯域推定値が徐々に変化する。このため、可用帯域を有効利用することができない。
【０１２５】
そこで、本実施形態では、帯域推定追従性能を向上させるために帯域推定のパラメータを初期化する。具体的には、パケット廃棄イベント率ｐを０とする初期化を行う。
【０１２６】
すなわち、図１１に示すように、まず、現在通信中の基地局装置（在圏セル）のシステム容量が、新たな接続先として選択された基地局装置（遷移的セル）のシステム容量と比較して閾値（Ｔｈ）を超えて大きいか否かを判定する（ＳＴ２０１）。ここで、現在通信中の基地局装置（在圏セル）のシステム容量が新たな接続先となる基地局装置（遷移的セル）のシステム容量よりも閾値（Ｔｈ）を超えて大きくない場合には（ＳＴ２０１でＮｏ）、パケット廃棄イベント率ｐを０に設定する初期化を行う（ＳＴ２０２）。
【０１２７】
一方、現在通信中の基地局装置（在圏セル）のシステム容量が新たな接続先となる基地局装置（遷移的セル）のシステム容量よりも閾値（Ｔｈ）を超えて大きい場合には（ＳＴ２０１でＹｅｓ）、パケット廃棄イベント率ｐの初期化は行わない。
【０１２８】
次に、帯域推定値Ｘ_calcを算出する（ＳＴ２０３）。このとき、図１１に示す式１により帯域推定値Ｘ_calcが算出される。
【０１２９】
次に、伝送レートＸを算出する（ＳＴ２０４）。このとき、パケット廃棄イベント率ｐが正である場合には、図１１に示す式２により伝送レートＸが算出される。この式２では、伝送レートを大きく変化させることができる。一方、パケット廃棄イベント率ｐが正でない場合には、図１１に示す式３により伝送レートＸが算出される。この式３では、伝送レートが小刻みに変化する。
【０１３０】
なお、式１〜式３は、ＲＦＣ（Request For Comment）３４４８に規定されたものである。
【０１３１】
このように、本実施形態では、現在通信中の基地局装置のシステム容量（最大帯域）が小さく、かつ、新たな接続先として選択された基地局装置のシステム容量が大きい場合に、パケット廃棄イベント率ｐを０とする初期化を行う。
【０１３２】
これにより、図１０において点線で示す実施例のように、接続先変更により可用帯域が増大する場合には、この可用帯域の変化に追従するように帯域推定値が大きく変化し、帯域推定追従性能を向上させることができる。このため、新たな接続先となる基地局装置との間で通信が開始された時点から、可用帯域を有効利用した高品質な映像伝送が可能となる。また、接続先変更により可用帯域が減少する場合には、パケットロスの抑制が可能となる。
【０１３３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図１２は、第２実施形態に係る端末装置１の機能ブロック図である。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。
【０１３４】
端末装置１は、第１実施形態（図７参照）と同様に、ユーザアプリケーション部３１と、トランスポート部３２と、伝送制御部３３と、を備えており、さらに、本実施形態では、カメラ８１を備えている。
【０１３５】
ユーザアプリケーション部３１は、監視カメラシステムやビデオ会議システムなどにおいてカメラ８１で撮影した映像を配信するものであり、第１実施形態（図７参照）と同様に、制御メッセージ送受信部４１と、通信条件判定部４２と、接続先選択部４３と、符号化レート制御部４４と、を備えており、さらに、本実施形態では、カメラ制御部８２を備えている。
【０１３６】
カメラ制御部８２では、事前準備の制御として、新たな接続先として選択した基地局装置２〜４の通信能力に基づいて、カメラ８１の動作条件、具体的にはカメラ８１の画角（視野角）を調整する制御が行われる。この場合、接続先選択部４３において新たな接続先とする基地局装置２〜４が選択されると、その新たな接続先とする基地局装置２〜４に関する接続先選択結果情報が接続先選択部４３からカメラ制御部８２に送信され、カメラ制御部８２において接続先選択結果情報に基づいてカメラ８１の動作条件を調整する制御が行われる。
【０１３７】
なお、本実施形態では、カメラ８１を制御する例を説明したが、カメラ以外のハードウェアデバイスを制御する場合も同様に適用することができる。
【０１３８】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。図１３は、第３実施形態に係る端末装置１の機能ブロック図である。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。
【０１３９】
端末装置１は、第１実施形態（図７参照）と同様に、ユーザアプリケーション部３１と、トランスポート部３２と、伝送制御部３３と、を備えている。また、端末装置１は、基地局装置２〜３を介して、ストリーミング配信サービスを行う配信サーバ装置９１との間で通信を行うことができる。
【０１４０】
ユーザアプリケーション部３１は、配信サーバ装置９１から配信されるストリーミングコンテンツ（動画や音声）を再生するものであり、第１実施形態（図７参照）と同様に、制御メッセージ送受信部４１と、通信条件判定部４２と、接続先選択部４３と、接続先通知部と、符号化レート制御部４４と、を備えており、さらに、本実施形態では、配信データ受信制御部９２を備えている。
【０１４１】
配信データ受信制御部９２では、事前準備の制御として、配信サーバ装置９１との間でネゴシエーションを行い、新たな接続先として選択した基地局装置の通信能力に基づいて、配信サーバ装置９１からのデータ配信に関するパラメータを調整する制御が行われる。この場合、接続先選択部４３において新たな接続先とする基地局装置２〜３が選択されると、その新たな接続先とする基地局装置に関する接続先選択結果情報が接続先選択部４３から配信データ受信制御部９２に送信され、配信データ受信制御部９２において接続先選択結果情報に基づいてデータ配信に関するパラメータを調整する制御が行われる。
【０１４２】
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
【０１４３】
例えば、前記の実施形態では、新たな接続先とする基地局装置を選択する接続先選択処理を、ユーザアプリケーション部または監視アプリケーション部が行うようにしたが、伝送制御部が行うようにしてもよい。
【０１４４】
また、前記の実施形態では、図３および図４に示したように、接続先選択の直後に事前準備の制御を行うようにしたが、第１の基地局装置から送信される接続先変更指示（切替指示または追加指示）の制御メッセージを受信した後に、接続先変更完了（切替完了または追加完了）の制御メッセージを送信する前に、事前準備の制御を実施するようにしてもよい。また、品質測定の後に測定報告の制御メッセージを送信する前に、事前準備の制御を実施するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明に係る端末装置、通信システムおよび接続先変更方法は、端末装置と基地局装置との間での接続先変更に係る制御メッセージのやり取りに支障が生じることなく、事前準備の制御のために十分な時間を確保することができる効果を有し、複数の基地局装置から接続先となる基地局装置を選択してその基地局装置と無線通信を行う端末装置、複数の基地局装置から端末装置の接続先となる基地局装置を選択してその基地局装置と端末装置との間で無線通信を行う通信システム、および複数の基地局装置から端末装置の新たな接続先となる基地局装置を選択して接続先の変更を行う接続先変更方法などとして有用である。
【符号の説明】
【０１４６】
１  端末装置
２  第１の基地局装置
３  第２の基地局装置
４  第３の基地局装置
１１  プロセッサ（制御部）
２１  プロセッサ（制御部）
３１  ユーザアプリケーション部
３２  トランスポート部
３３  伝送制御部
４１  制御メッセージ送受信部
４３  接続先選択部
４４  符号化レート制御部
５１  通信部
５２  制御メッセージ送受信部
６１  帯域推定部
７１  通信部
７２  制御メッセージ送受信部
８１  カメラ
８２  カメラ制御部
９１  配信サーバ装置
９２  配信データ受信制御部
【図１】
0006700807.tif 000002
【図２】
0006700807.tif 000003
【図３】
0006700807.tif 000004
【図４】
0006700807.tif 000005
【図５】
0006700807.tif 000006
【図６】
0006700807.tif 000007
【図７】
0006700807.tif 000008
【図８】
0006700807.tif 000009
【図９】
0006700807.tif 000010
【図１０】
0006700807.tif 000011
【図１１】
0006700807.tif 000012
【図１２】
0006700807.tif 000013
【図１３】
0006700807.tif 000014