(57)【要約】【課題】多様なサービスアプリケーションの要求を満たすこと。【解決手段】無線通信端末と、複数の基地局装置のうちある基地局装置とが第一の無線通信方式により接続された場合に、要求された条件に基づいて、端末アプリケーションとサーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いられる第二の無線通信方式を決定し、決定した第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを無線通信端末と接続していない基地局装置に対して行う第一の管理装置と、第一の管理装置において決定された第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを無線通信端末に対して行う第二の管理装置と、を備え、無線通信端末及び基地局装置は、第二の無線通信方式によりデータの送受信を行う無線通信システム。【選択図】図１
2017192021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信端末と、前記無線通信端末との間で所定の無線通信方式により通信を行う複数の基地局装置とを備え、前記無線通信端末上で動作する端末アプリケーションと、前記複数の基地局装置の上位のサーバ上で動作するサーバアプリケーションとの間でデータの送受信を行う無線通信システムであって、
前記無線通信端末と、前記複数の基地局装置のうちある基地局装置とが第一の無線通信方式により接続された場合に、要求された条件に基づいて、前記端末アプリケーションと前記サーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いられる第二の無線通信方式を決定し、決定した前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末と接続していない基地局装置に対して行う第一の管理装置と、
前記第一の管理装置において決定された前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末に対して行う第二の管理装置と、
を備え、
前記無線通信端末及び前記基地局装置は、前記第二の無線通信方式により前記データの送受信を行う無線通信システム。
【請求項２】
前記第一の管理装置は、前記第二の無線通信方式を決定するために用いられる無線通信方式要件テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
前記第一の管理装置は、前記無線通信方式要件テーブルと、前記無線通信端末の性能に関する性能情報とから前記第二の無線通信方式を決定する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
無線通信端末と、前記無線通信端末との間で所定の無線通信方式により通信を行う複数の基地局装置とを備え、前記無線通信端末上で動作する端末アプリケーションと、前記複数の基地局装置の上位のサーバ上で動作するサーバアプリケーションとの間でデータの送受信を行う無線通信システムであって、
前記無線通信端末と、前記複数の基地局装置のうちある基地局装置とが第一の無線通信方式により接続された場合に、要求された条件に基づいて、前記端末アプリケーションと前記サーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いられる第二の無線通信方式を決定し、決定した前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末に対して行う第三の管理装置と、
前記第三の管理装置において決定された前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末と接続していない基地局装置に対して行う第四の管理装置と、
を備え、
前記無線通信端末及び前記基地局装置は、前記第二の無線通信方式により前記データの送受信を行う無線通信システム。
【請求項４】
前記第四の管理装置は、前記第二の無線通信方式を決定するために用いられる無線通信方式要件テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
前記第四の管理装置は、前記無線通信方式要件テーブルと、前記無線通信端末の性能に関する性能情報とから前記前記第二の無線通信方式を決定する、請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第一の無線通信方式は、広域接続性があること、双方向通信ができること、低コスト及び低消費電力性を有することのいずれか又は全てを提供可能な無線アクセス技術である、請求項１から４のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第二の無線通信方式は、低遅延性あるいは大容量性を満たすことが可能な無線アクセス技術である、請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
無線通信端末と、前記無線通信端末との間で所定の無線通信方式により通信を行う複数の基地局装置とを備え、前記無線通信端末上で動作する端末アプリケーションと、前記複数の基地局装置の上位のサーバ上で動作するサーバアプリケーションとの間でデータの送受信を行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、
第一の管理装置が、前記無線通信端末と、前記複数の基地局装置のうちある基地局装置とが第一の無線通信方式により接続された場合に、要求された条件に基づいて、前記端末アプリケーションと前記サーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いられる第二の無線通信方式を決定し、決定した前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末と接続していない基地局装置に対して行い、
第二の管理装置が、前記第一の管理装置において決定された前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末に対して行い、
前記無線通信端末及び前記基地局装置が、前記第二の無線通信方式により前記データの送受信を行う無線通信方法。
【請求項８】
無線通信端末と、前記無線通信端末との間で所定の無線通信方式により通信を行う複数の基地局装置とを備え、前記無線通信端末上で動作する端末アプリケーションと、前記複数の基地局装置の上位のサーバ上で動作するサーバアプリケーションとの間でデータの送受信を行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、
第三の管理装置が、前記無線通信端末と、前記複数の基地局装置のうちある基地局装置とが第一の無線通信方式により接続された場合に、要求された条件に基づいて、前記端末アプリケーションと前記サーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いられる第二の無線通信方式を決定し、決定した前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末に対して行い、
第四の管理装置が、前記第三の管理装置において決定された前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末と接続していない基地局装置に対して行い、
前記無線通信端末及び前記基地局装置が、前記第二の無線通信方式により前記データの送受信を行う無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、社会や暮らしの向上のために、無線通信技術をはじめとする情報通信技術を活用した、情報通信アプリケーションサービスの高度化・多様化が予想されている。これに伴い、伝達すべき情報量の少ないＭ２Ｍ／ＩｏＴ（Machine to Machine / Internet of Things）通信から、映像ストリーミングなど情報量の多いリッチコンテンツまで、トラヒックパターンも幅広になりつつある。今日、ＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標、以下同様）やＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに代表される第４世代の移動通信システムが利用されている。しかし、時間、場所、アプリケーション及びデバイス種別によって大きく異なるトラヒックパターンを効率的にサポートするために、次世代の第５世代（５Ｇ）の次世代移動通信システムが検討されている。
【０００３】
多様なトラヒックパターンの収容を、単一の無線アクセス技術(Radio Access Technology：ＲＡＴ)で実現することは困難である。例えば、ＬＴＥやＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなど移動通信システムは、人がスマホ等を持ち運んでウェブブラウジングやストリーミング動画視聴などを行う用途には適している。しかし、電気メータや水道メータに取り付けて計量情報を収集するような用途では、消費電力が大きく頻繁な無線通信端末の電池交換が必要であり、端末収容数やコストの面で見合わないなどの問題が生じる。そこで、５Ｇ向けに検討されているｎｅｗ−ＲＡＴや、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）（登録商標、以下同様）等で知られる無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）（登録商標、以下同様）等で知られるＢＷＡ（Broadband Wireless Access）、その他Ｗｉ−Ｇｉｇ（Wireless Gigabit）等で知られるミリ波帯無線、近距離無線として知られるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標、以下同様）やＺｉｇｂｅｅ（登録商標、以下同様）など、アプリケーションの用途目的に応じて多種多様な無線システムを活用して組み合わせるＭｕｌｔｉ−ＲＡＴ構成(ヘテロジニアスネットワークとも呼ばれる)が検討されている。
【０００４】
実際に複数のＲＡＴを連携させる技術として、マルチコネクションやＡＮＤＳＦ（Access Network Discovery and Selection Function）などがある。ＡＮＤＳＦは、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）の制定仕様である。いずれの技術も、第１のＲＡＴであるＬＴＥと、第二のＲＡＴであるＷｉ−Ｆｉを備えたスマートフォン等に適用できる。マルチコネクションは、端末における電波の受信状態等を観測して端末側主導で、ＡＮＤＳＦは、端末の位置情報等に基づき網側がＲＡＴ選択の接続ポリシを端末に提供して網側主導で、利用場面の状況に適したＲＡＴを選択できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“ARROWS NX F-04G レビュー 第三弾”、[online]、 [平成２８年３月３０日検索]、インターネット＜URL: http://atfe.fmworld.net/at/report/?id=330＞
【非特許文献２】飯星  貴裕  他４名 、「Ｗｉ−Ｆｉの利便性向上を実現するスマートデバイス通信制御技術」、ＮＥＣ技報、Vol.66、No.2、2014年2月．
【非特許文献３】“3GPP TS24.312 - Access Network Discovery and Selection Function (ANDSF) Management Object (MO)”, [online]、 [平成２８年４月８日検索]、インターネット＜http://www.3gpp.org/DynaReport/24312.htm＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術のように、ＲＡＴによって異なる電波の受信状態や接続可能な基地局の位置等のみに基づいてＲＡＴを選択するだけでは、多様なサービスアプリケーションの要求を満たすことができないという問題があった。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は、多様なサービスアプリケーションの要求を満たすことができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、無線通信端末と、前記無線通信端末との間で所定の無線通信方式により通信を行う複数の基地局装置とを備え、前記無線通信端末上で動作する端末アプリケーションと、前記複数の基地局装置の上位のサーバ上で動作するサーバアプリケーションとの間でデータの送受信を行う無線通信システムであって、前記無線通信端末と、前記複数の基地局装置のうちある基地局装置とが第一の無線通信方式により接続された場合に、要求された条件に基づいて、前記端末アプリケーションと前記サーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いられる第二の無線通信方式を決定し、決定した前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末と接続していない基地局装置に対して行う第一の管理装置と、前記第一の管理装置において決定された前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末に対して行う第二の管理装置と、を備え、前記無線通信端末及び前記基地局装置は、前記第二の無線通信方式により前記データの送受信を行う無線通信システムである。
【０００９】
本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記第一の管理装置は、前記第二の無線通信方式を決定するために用いられる無線通信方式要件テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、前記第一の管理装置は、前記無線通信方式要件テーブルと、前記無線通信端末の性能に関する性能情報とから前記第二の無線通信方式を決定する。
【００１０】
本発明の一態様は、無線通信端末と、前記無線通信端末との間で所定の無線通信方式により通信を行う複数の基地局装置とを備え、前記無線通信端末上で動作する端末アプリケーションと、前記複数の基地局装置の上位のサーバ上で動作するサーバアプリケーションとの間でデータの送受信を行う無線通信システムであって、前記無線通信端末と、前記複数の基地局装置のうちある基地局装置とが第一の無線通信方式により接続された場合に、要求された条件に基づいて、前記端末アプリケーションと前記サーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いられる第二の無線通信方式を決定し、決定した前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末に対して行う第三の管理装置と、前記第三の管理装置において決定された前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末と接続していない基地局装置に対して行う第四の管理装置と、を備え、前記無線通信端末及び前記基地局装置は、前記第二の無線通信方式により前記データの送受信を行う無線通信システムである。
【００１１】
本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記第四の管理装置は、前記第二の無線通信方式を決定するために用いられる無線通信方式要件テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、前記第四の管理装置は、前記無線通信方式要件テーブルと、前記無線通信端末の性能に関する性能情報とから前記前記第二の無線通信方式を決定する。
【００１２】
本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記第一の無線通信方式は、広域接続性があること、双方向通信ができること、低コスト及び低消費電力性を有することのいずれか又は全てを提供可能な無線アクセス技術である。
【００１３】
本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記第二の無線通信方式は、低遅延性あるいは大容量性を満たすことが可能な無線アクセス技術である。
【００１４】
本発明の一態様は、無線通信端末と、前記無線通信端末との間で所定の無線通信方式により通信を行う複数の基地局装置とを備え、前記無線通信端末上で動作する端末アプリケーションと、前記複数の基地局装置の上位のサーバ上で動作するサーバアプリケーションとの間でデータの送受信を行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、第一の管理装置が、前記無線通信端末と、前記複数の基地局装置のうちある基地局装置とが第一の無線通信方式により接続された場合に、要求された条件に基づいて、前記端末アプリケーションと前記サーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いられる第二の無線通信方式を決定し、決定した前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末と接続していない基地局装置に対して行い、第二の管理装置が、前記第一の管理装置において決定された前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末に対して行い、前記無線通信端末及び前記基地局装置が、前記第二の無線通信方式により前記データの送受信を行う無線通信方法である。
【００１５】
本発明の一態様は、無線通信端末と、前記無線通信端末との間で所定の無線通信方式により通信を行う複数の基地局装置とを備え、前記無線通信端末上で動作する端末アプリケーションと、前記複数の基地局装置の上位のサーバ上で動作するサーバアプリケーションとの間でデータの送受信を行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、第三の管理装置が、前記無線通信端末と、前記複数の基地局装置のうちある基地局装置とが第一の無線通信方式により接続された場合に、要求された条件に基づいて、前記端末アプリケーションと前記サーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いられる第二の無線通信方式を決定し、決定した前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末に対して行い、第四の管理装置が、前記第三の管理装置において決定された前記第二の無線通信方式の構築、制御及び設定のいずれかを前記無線通信端末と接続していない基地局装置に対して行い、前記無線通信端末及び前記基地局装置が、前記第二の無線通信方式により前記データの送受信を行う無線通信方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、多様なサービスアプリケーションの要求を満たすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における無線通信システム１００のシステム構成を表す構成図である。
【図２】サーバ側ＲＡＴ管理部３０の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図３】ＲＡＴ要件テーブルの具体例を示す図である。
【図４】ＲＡＴ要件テーブルの具体例を示す図である。
【図５】無線通信端末４０の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図６】無線通信システム１００の処理の流れを示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
［概要］
本発明における無線通信システムでは、無線通信端末と、ネットワーク上のサーバとにおいて複数の無線アクセス技術を用いて通信が行われる。具体的には、まず無線通信端末と、ネットワーク上のサーバとにおいて、第一のＲＡＴ（第一の通信方式）により通信を確立する。次に、ネットワーク上に設けられる複数の基地局装置が有するＲＡＴをそれぞれ管理するサーバ側ＲＡＴ管理部（第一の管理装置）が、サーバ上で動作するアプリケーション（以下、「サーバアプリケーション」という。）が要求する、帯域、遅延、消費電力あるいは機器名などのサービスに関する通信要件と、無線通信端末の性能とに基づいて、無線通信端末上で動作するアプリケーション（以下、「端末アプリケーション」という。）と、サーバアプリケーションとの間でデータの送受信に用いる第二のＲＡＴを決定する。次に、サーバ側ＲＡＴ管理部が、決定した第二のＲＡＴ（第二の通信方式）を利用するために必要となる情報を無線端末装置に通知する。次に、サーバ側ＲＡＴ管理部は、決定した第二のＲＡＴを有する基地局装置において第二のＲＡＴを利用するための切り替え、構築、制御及び設定を行う。また、無線通信端末は、サーバ側ＲＡＴ管理部から通知された情報に基づいて、第二のＲＡＴを利用するための切り替え、構築、制御及び設定を行う。そして、端末アプリケーションと、サーバアプリケーションとにおいて、第二のＲＡＴを用いてデータの送受信が行われる。本実施形態において、サーバアプリケーション及び端末アプリケーションは、事業者が提供するアプリケーションである。
このように構成されることによって、多様なサービスアプリケーションの要求を満たすことが可能になる。以下、詳細について説明する。
【００１９】
［詳細］
図１は、本発明における無線通信システム１００のシステム構成を表す構成図である。無線通信システム１００は、複数の基地局装置１０−１〜１０−４、無線制御部２０、サーバ側ＲＡＴ管理部３０及び無線通信端末４０を備える。各基地局装置１０と、無線通信端末４０とは所定のＲＡＴによって無線通信を行う。本実施形態では、基地局装置１０が４台である場合を例に説明するが、基地局装置１０は３台以下であってもよいし、５台以上であってもよい。
【００２０】
以下の説明では、基地局装置１０−１と無線通信端末４０との間で利用するＲＡＴをＲＡＴ１と記載し、基地局装置１０−２と無線通信端末４０との間で利用するＲＡＴをＲＡＴ２と記載し、基地局装置１０−３と無線通信端末４０との間で利用するＲＡＴをＲＡＴ３と記載し、基地局装置１０−４と無線通信端末４０との間で利用するＲＡＴをＲＡＴ４と記載する。
【００２１】
ＲＡＴ１は、広域接続性があること、双方向通信できること、低コストで提供できること、低消費電力性を有することを満たす無線アクセス技術であればどのような無線アクセス技術が用いられてもよい。ここで、広域接続性は、各ＲＡＴ２〜４の起動／管理のため、選択しうるいずれのＲＡＴ２〜４と同等もしくはＲＡＴ２〜４よりも高い接続性を有し、広い範囲をカバーできることを意味する。また、双方向通信は、各ＲＡＴ２〜４の起動／管理のため、各種情報をサーバ側ＲＡＴ管理部３０と、無線通信端末４０との間で相互にやり取りできることを意味する。また、低コストは、通信チップ／モジュールや通信料が極めて安価に利用できることを意味する。また、低消費電力性は、長時間バッテリで動作するようなＩｏＴサービスにも対応するため、極めて消費電力の小さい無線通信方式であることを意味する。ＲＡＴ１は、例えばセルラシステム（２Ｇ〜４Ｇ）である。ＲＡＴ１は、ＬＴＥ−ＭＴＣ（ＬＴＥマシン型通信：LTE-Machine Type Communications）、ＳｉｇＦｏｘ（登録商標、以下同様）及びＬｏＲａ（登録商標、以下同様）等のＭ２Ｍ向けのＬＰＷＡＮ（Low-Power Wide-Area Network）などであってもよい。ＲＡＴ１は第一のＲＡＴに相当する。
【００２２】
ＲＡＴ２〜４は、セルラシステム、マイクロ波帯無線（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標、以下同様）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標、以下同様）等）、ミリ波帯無線（例えば、ＷＩＧＩＧ（登録商標、以下同様）等）、サブＧＨｚ帯無線（例えば、Ｗｉ−ＳＵＮ（Wireless Smart Utility Network）（登録商標、以下同様）、Ｚ−ｗａｖｅ（登録商標、以下同様）、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｗｉ−ＨａＬｏｗ（登録商標、以下同様）等）あるいはソフトウェア無線などである。ＲＡＴ２〜４は第二のＲＡＴを決定するためのＲＡＴ候補に相当する。なお、第二のＲＡＴは、少なくとも低遅延性あるいは大容量性を満たす無線アクセス技術であればどのような無線アクセス技術が用いられてもよい。
【００２３】
基地局装置１０は、無線通信端末４０との間で所定のＲＡＴを利用して無線通信を行う。また、基地局装置１０−２〜１０−４は、端末アプリケーションと、サーバアプリケーションとの間でデータを中継する。基地局装置１０−１〜１０−４はそれぞれ、異なる場所に設けられてもよいし、一部の基地局装置１０が異なる場所に設けられてもよいし、全ての基地局装置１０が同じ場所に設けられてもよい。一般的には、ＬＴＥやＷｉ−ＦｉなどＲＡＴが異なると電波到達距離等も異なるため、基地局装置１０の配置数や配置場所は異なることが想定される。基地局装置１０−１は、無線制御部２０と通信可能な状態で接続される。基地局装置１０−２〜１０−４は、ＲＡＴネットワーク５０−１〜５０−３を介してサーバ側ＲＡＴ管理部３０及びサーバアプリケーションとの間で通信を行う。各基地局装置１０は、サーバ側ＲＡＴ管理部３０を介して接続される形態であるため、それぞれ運用事業者が異なってもよいし、ライセンスバンドとアンライセンスバンドが混在してもよい。
【００２４】
無線制御部２０は、基地局装置１０−１の上流側に設けられ、無線通信端末４０の端末識別及び端末認証などのインターネット等へのネットワーク接続を行う。無線制御部２０は、ＡＡＡ（Authentication, Authorization, and Accounting）の機能を備える。
サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、各基地局装置１０と通信を行うための複数のインタフェースを有する。サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、サーバアプリケーションが指定あるいは要求する通信要件又はＵ／Ｉ６０から取得した通信要件と、無線通信端末４０の性能情報とに基づいて、サーバ側が提供可能な複数のＲＡＴ候補の中から第二のＲＡＴを決定する。ここで、無線通信端末４０の性能情報とは、無線通信端末４０のハードウェアの性能に関する情報を表す。性能情報は、例えば無線通信端末４０が有するＲＡＴなどの情報である。そして、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、決定した第二のＲＡＴを有する基地局装置１０
において第二のＲＡＴを利用するための切り替え、制御及び設定を行う。ここで、サーバ側ＲＡＴ管理部３０における切り替えは、サーバアプリケーションと端末アプリケーションとの間でデータの送受信を行うためのＲＡＴを第二のＲＡＴに切り替えることを表す。サーバ側ＲＡＴ管理部３０における設定は、サーバアプリケーションと端末アプリケーションとの間でデータの送受信を行うために第二のＲＡＴを利用するように基地局装置１０の設定を行うことを表す。
【００２５】
また、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、基地局装置１０、あるいは、無線通信端末４０、あるいは、その両方にソフトウェア無線技術が搭載されている場合は、ソフトウェア無線技術を用いて第二のＲＡＴの構築、制御及び設定を行うことも可能である。このように、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、サーバアプリケーション又はＵ／Ｉ６０から取得した通信要件と、無線通信端末４０の性能情報とに基づいて、ＲＡＴ候補の中から最適な第二のＲＡＴを選択して、第二のＲＡＴの選択、切り替え、構築、制御及び設定などの処理を行う。サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、第二のＲＡＴを利用するために必要となる情報を無線制御部２０及び基地局装置１０−１のＣプレーンあるいはＵプレーンを介して無線通信端末４０に通知する。サーバ側ＲＡＴ管理部３０における構築は、サーバアプリケーションと端末アプリケーションとの間でデータの送受信を行うために第二のＲＡＴを利用可能とするように基地局装置１０内で第二のＲＡＴを新たに構築することを表す。
【００２６】
なお、前述の通り、ＲＡＴ１の基地局装置１０−１と、第二のＲＡＴを有する基地局装置１０とは必ずしも同じ場所にあるとは限らない。そのため、第二のＲＡＴを有する基地局装置１０の設置場所も考慮して、決定すべき第二のＲＡＴでの無線通信端末４０と基地局装置１０とのマッチングを行う必要がある。このためには、ＲＡＴ１の基地局装置１０−１のカバー範囲は、一般には、他のＲＡＴ候補の基地局装置１０のカバー範囲を包含することが望ましい。逆に、第二のＲＡＴを有する基地局装置１０は、無線通信端末４０からの通信要件のある場所付近にのみ設置されていればよい。
【００２７】
無線通信端末４０は、スマートフォン等の情報処理装置や、ＩｏＴ機器（Internet of Things device）などを用いて構成される。無線通信端末４０は、端末側ＲＡＴ管理部４１及び複数の通信部４２−１〜４２−４を備える。端末側ＲＡＴ管理部４１（第二の管理装置）は、サーバ側ＲＡＴ管理部３０からの通知に応じて第二のＲＡＴの選択、切り替え、構築、制御及び設定を行う。ここで、端末側ＲＡＴ管理部４１における切り替えは、サーバアプリケーションと端末アプリケーションとの間でデータの送受信を行うためのＲＡＴを第二のＲＡＴに切り替えることを表す。端末側ＲＡＴ管理部４１における設定は、サーバアプリケーションと端末アプリケーションとの間でデータの送受信を行うために第二のＲＡＴを利用するように通信部４２の設定を行うことを表す。端末側ＲＡＴ管理部４１における構築は、サーバアプリケーションと端末アプリケーションとの間でデータの送受信を行うために第二のＲＡＴを利用可能とするように通信部４２内で第二のＲＡＴを新たに構築することを表す。通信部４２は、基地局装置１０との間で、所定のＲＡＴを利用して通信を行う。例えば、通信部４２−１は、ＲＡＴ１を利用して基地局装置１０−１との間で通信を行う。なお、本実施形態では、無線通信端末４０が４つの通信部４２を備える構成示しているが、通信部４２は無線通信端末４０の性能に応じた数だけ備えられる。つまり、無線通信端末４０が２つのＲＡＴを利用可能であれば２つの通信部４２が備えられる。
【００２８】
ＲＡＴネットワーク５０は、基地局装置１０−２〜１０−４の上流側に設けられる。ＲＡＴネットワーク５０は、例えば、ＩＳＰ（Internet Service Provider）などインターネットへの接続を行う事業者のネットワークである。
Ｕ／Ｉ６０は、キーボード、タッチパネル、ボタン等の既存の入力装置を用いて構成される。Ｕ／Ｉ６０は、ユーザの指示をサーバ側ＲＡＴ管理部３０に入力する際にユーザによって操作される。Ｕ／Ｉ６０は、通信要件の入力を受け付ける。サーバ側ＲＡＴ管理部３０とＵ／Ｉ６０との通信は、インターネット接続及びＷｅｂインタフェース等を介して接続することも可能であり、無線通信端末４０の所有者やアプリケーション事業者が、遠隔地から直接入力することも可能である。
【００２９】
図２は、サーバ側ＲＡＴ管理部３０の機能構成を表す概略ブロック図である。サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、取得部３０１、複数の通信部３０２−１〜３０２−ｍ（ｍは２以上の整数）、ＲＡＴ要件テーブル記憶部３０３、基地局情報記憶部３０４及びＲＡＴ管理部３０５を備える。取得部３０１は、サーバアプリケーション又はＵ／Ｉ６０から要求された通信要件を取得する。通信部３０２は、基地局装置１０を介して無線通信端末４０との間で通信を行う。例えば、通信部３０２−１は、無線通信端末４０を識別するためのＩＤと、無線通信端末４０のハードウェアの性能情報とを、無線制御部２０及び基地局装置１０−１を介して無線通信端末４０から受信する。
【００３０】
ＲＡＴ要件テーブル記憶部３０３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。ＲＡＴ要件テーブル記憶部３０３は、ＲＡＴ要件テーブルを記憶する。ＲＡＴ要件テーブルは、通信要件に応じて第二のＲＡＴを決定するために利用されるテーブルである。基地局情報記憶部３０４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。基地局情報記憶部３０４は、基地局情報を記憶する。基地局情報は、例えば、基地局装置１０の識別情報（例えば、ＭＡＣアドレスなど）と、基地局装置１０が有するＲＡＴや基地局装置１０の位置情報（設置緯度経度等）を対応付けた情報である。ＲＡＴ管理部３０５は、取得部３０１によって取得された通信要件と、無線通信端末４０の性能情報と、基地局情報と、ＲＡＴ要件テーブルとに基づいて、第二のＲＡＴの選択、切り替え、構築、制御及び設定を行う。
【００３１】
図３及び図４は、ＲＡＴ要件テーブルの具体例を示す図である。
図３（Ａ）は通信要件が帯域の場合に利用されるＲＡＴ要件テーブルを表し、図３（Ｂ）は通信要件が遅延時間の場合に利用されるＲＡＴ要件テーブルを表し、図４は通信要件が消費電力の場合に利用されるＲＡＴ要件テーブルを表す。図３及び図４において、丸は、要求された通信要件に適するＲＡＴを表す。
【００３２】
図３（Ａ）を例に説明すると、図３（Ａ）では、複数の帯域クラス毎に、用途例及び各ＲＡＴ１〜４が通信要件に適するか否かが対応付けられている。帯域クラスは、アプリケーション又はＵ／Ｉ６０から取得された通信要件を表す。帯域クラスに対応する用途例は、その帯域の用途の一例を表す。図３（Ａ）において、帯域クラスＢＷ１（低速）は、センシングやメータリングの用途に利用され、第二のＲＡＴとして最適なＲＡＴがＲＡＴ４であることが表されている。図３（Ａ）において、帯域クラスＢＷ２（中速）は、産業機器制御の用途に利用され、第二のＲＡＴとして最適なＲＡＴがＲＡＴ２及びＲＡＴ３であることが表されている。図３（Ａ）において、帯域クラスＢＷ３（高速）は、画像・動画コンテンツの用途に利用され、第二のＲＡＴとして最適なＲＡＴがＲＡＴ１及びＲＡＴ２であることが表されている。
【００３３】
サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、取得した無線通信端末４０のハードウェアの性能情報に応じて、ＲＡＴ要件テーブルで示されるＲＡＴが利用可能である場合には、ＲＡＴ要件テーブルで示されるＲＡＴを第二のＲＡＴとして決定する。ＲＡＴが利用可能であるか否かの判定は、無線通信端末４０近傍における基地局装置１０の有無、又は、ＲＡＴネットワーク５０への接続資格(サービス加入)の有無等に基づいて行われる。例えば、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、無線通信端末４０近傍における基地局装置１０がある場合や、性能情報の送信元の無線通信端末４０がＲＡＴネットワーク５０への接続資格(サービス加入)がある場合にはＲＡＴが利用可能であると判定する。一方、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、無線通信端末４０近傍における基地局装置１０がない場合や、性能情報の送信元の無線通信端末４０がＲＡＴネットワーク５０への接続資格(サービス加入)がない場合にはＲＡＴが利用可能ではないと判定する。
なお、図３及び図４に示されるＲＡＴ要件テーブルは、通信要件に応じて複数のＲＡＴ要件テーブルが組み合わせて用いられてもよい。
【００３４】
図５は、無線通信端末４０の機能構成を表す概略ブロック図である。無線通信端末４０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、無線通信プログラムを実行する。無線通信プログラムの実行によって、無線通信端末４０は、端末側ＲＡＴ管理部４１、複数の通信部４２−１〜４２−ｎ（ｎは２以上の整数）及び性能情報記憶部４３を備える装置として機能する。なお、無線通信端末４０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、無線通信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、無線通信プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００３５】
通信部４２−１は、識別情報記憶部４２１、無線通信部４２２−１及び通信制御部４２３−１を備える。識別情報記憶部４２１は、例えばＳＩＭカード(Subscriber Identity Module Card)などに含まれるＩＤを記憶する。無線通信部４２２−１は、通信制御部４２３−１の制御に従って、ＲＡＴ１を利用して基地局装置１０−１との間で通信を行う。例えば、無線通信部４２２−１は、ＩＤと、性能情報記憶部４３に記憶されている性能情報とを基地局装置１０−１に送信する。通信制御部４２３−１は、サーバ側ＲＡＴ管理部３０からの要求に応じて、無線通信部４２２−１を制御して、識別情報記憶部４２１に記憶されているＩＤと、性能情報記憶部４３に記憶されている性能情報とをサーバ側ＲＡＴ管理部３０に送信させる。通信制御部４２３−１は、端末側ＲＡＴ管理部４１の設定に従って、無線通信部４２２−１を制御してＲＡＴ１で通信させる。
【００３６】
通信部４２−ｎは、無線通信部４２２−ｎ及び通信制御部４２３−ｎを備える。無線通信部４２２−ｎは、通信制御部４２３−ｎの制御に従って、第二のＲＡＴを利用して基地局装置１０を介してサーバアプリケーションとの間で通信を行う。通信制御部４２３−ｎは、端末側ＲＡＴ管理部４１の設定に従って、無線通信部４２２−ｎを制御して第二のＲＡＴで通信させる。
性能情報記憶部４３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。性能情報記憶部４３は、性能情報を記憶する。
【００３７】
図６は、無線通信システム１００の処理の流れを示すシーケンス図である。
取得部３０１は、サーバアプリケーション又はＵ／Ｉ６０から通信要件を取得する（ステップＳ１０１）。取得部３０１は、取得した通信要件をＲＡＴ管理部３０５に出力する。その後、無線通信端末４０が起動されると、端末側ＲＡＴ管理部４１は無線接続を開始する（ステップＳ１０２）。この際、端末側ＲＡＴ管理部４１は、ＲＡＴ１を有する基地局装置１０を探索する（ステップＳ１０３）。ここで、ＲＡＴ１を有する基地局装置１０が基地局装置１０−１であるとする。端末側ＲＡＴ管理部４１は、通信制御部４２３−１及び無線通信部４２２−１を介して、ＲＡＴ１を有する基地局装置１０−１に接続する（ステップＳ１０４）。
【００３８】
基地局装置１０−１と無線通信端末４０とが接続されると、無線制御部２０は基地局装置１０−１を介して、端末識別及び端末認証のためにＩＤを無線通信端末４０に要求する（ステップＳ１０５）。無線通信部４２２−１は、無線制御部２０から送信された要求を受信する。無線通信部４２２−１は、受信した要求を通信制御部４２３−１に出力する。通信制御部４２３−１は、無線通信部４２２−１から出力された要求に応じて、識別情報記憶部４２１からＩＤを取得する。通信制御部４２３−１は、無線通信部４２２−１を制御して、ＩＤを無線制御部２０に送信する（ステップＳ１０６）。
【００３９】
無線制御部２０は、無線通信端末４０から送信されたＩＤを受信する。無線制御部２０は、受信したＩＤに基づいて無線通信端末４０の識別及び認証を行う（ステップＳ１０７）。無線制御部２０によって認証がなされると、サーバ側ＲＡＴ管理部３０と、端末側ＲＡＴ管理部４１との接続がなされる（ステップＳ１０８）。次に、端末側ＲＡＴ管理部４１は、無線制御部２０及び基地局装置１０−１を介して無線通信端末４０に対してＩＤ及び無線通信端末４０のハードウェアの性能情報を要求する（ステップＳ１０９）。
【００４０】
無線通信部４２２−１は、無線制御部２０から送信された要求を受信する。無線通信部４２２−１は、受信した要求を通信制御部４２３−１に出力する。通信制御部４２３−１は、無線通信部４２２−１から出力された要求に応じて、識別情報記憶部４２１からＩＤと、性能情報記憶部４３から性能情報とを取得する。通信制御部４２３−１は、無線通信部４２２−１を制御して、ＩＤ及び性能情報を無線制御部２０に送信する（ステップＳ１１０）。通信部３０２−１は、無線通信端末４０から送信されたＩＤ及び性能情報を受信する。通信部３０２−１は、受信したＩＤ及び性能情報をＲＡＴ管理部３０５に出力する。ＲＡＴ管理部３０５は、通信部３０２−１から出力された性能情報と、ステップＳ１０１の処理で取得した通信要件と、ＲＡＴ要件テーブルと、基地局情報とに基づいて第二のＲＡＴを決定する（ステップＳ１１１）。ＲＡＴ管理部３０５は、決定した第二のＲＡＴを有する基地局装置１０が基地局装置１０−２であるとする。その後、ＲＡＴ管理部３０５は、第二のＲＡＴを利用するために必要となる情報（基地局装置１０に接続するための情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ（Service Set Identifier）及びパスワードなど）も含む）を含む通知を、無線制御部２０及び基地局装置１０−１を介して無線通信端末４０に送信する。
【００４１】
ＲＡＴ管理部３０５は、基地局装置１０−２に対して、決定した第二のＲＡＴを利用可能とするための切り替え、制御及び設定を行う（ステップＳ１１２）。例えば、ＲＡＴ管理部３０５は、第二のＲＡＴを利用可能とするための動作を行う旨の指示を含む通知を基地局装置１０−２に対して送信することによって切り替え、制御及び設定を行う。基地局装置１０−２は、サーバ側ＲＡＴ管理部３０から送信された通知を受信する。基地局装置１０−２は、受信した通知に基づいて、第二のＲＡＴを利用可能とするための動作を行う。例えば、通知に第二のＲＡＴを新たに構築する旨が含まれている場合には、基地局装置１０−２は受信した通知に応じて第二のＲＡＴを新たに構築する。
【００４２】
無線通信部４２２−１は、サーバ側ＲＡＴ管理部３０から送信された通知を受信する。無線通信部４２２−１は、受信した通知を、通信制御部４２３−１を介して端末側ＲＡＴ管理部４１に出力する。端末側ＲＡＴ管理部４１は、通信制御部４２３−１から出力された通知に基づいて第二のＲＡＴを利用可能とするための切り替え、制御及び設定を行う（ステップＳ１１３）。これにより、無線通信端末４０と、基地局装置１０−２とが第二のＲＡＴで接続される。その後、基地局装置１０−２を介して端末アプリケーションと、サーバアプリケーションとのデータの送受信が行われる（ステップＳ１１４）。なお、無線通信状態が劣化、あるいは、通信要件に変更があった場合にはステップＳ１１１以降の処理が繰り返し実行される。
【００４３】
本発明の適用例について説明する。
（適用例１：通信要件に応じてアプリケーションデータ伝送に適切な第二のＲＡＴを有する基地局装置１０を選択する場合）
ＲＡＴ１としてＬＴＥ−ＭＴＣ、その他の基地局装置１０が有する無線アクセス技術としてＷｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｇｉｇ、Ｗｉ−ＳＵＮ及びＺｉｇｂｅｅがある場合を想定する。無線通信端末４０が照明機器で、無線通信端末４０がＬＴＥ−ＭＴＣとＺｉｇｂｅｅを利用可能で、通信要件として「照明機器（Ｚｉｇｂｅｅ  ｏｒ  Ｗｉ−ＳＵＮ）」が与えられた場合を考える。まず無線通信端末４０は、ＬＴＥ−ＭＴＣを利用して基地局装置１０−１に接続する。サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、基地局装置１０−１に接続がなされると、与えられた通信要件と、無線通信端末４０の性能情報（例えば、ＬＴＥ−ＭＴＣとＺｉｇｂｅｅを有するなど）に従って、Ｚｉｇｂｅｅが有する基地局装置１０を探索する。そして、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、探索した基地局装置１０への接続に必要な情報（例えば、Ｚｉｇｂｅｅでの接続に必要な情報）を、無線制御部２０及び基地局装置１０−１を介して通知する。その後、サーバ側ＲＡＴ管理部３０と、無線通信端末４０は、Ｚｉｇｂｅｅ接続のために必要な設定を行う。これにより、Ｚｉｇｂｅｅが利用可能な基地局装置１０と、無線通信端末４０とのＺｉｇｂｅｅでの接続が確立する。これにより、Ｚｉｇｂｅｅを利用して、アプリケーション間でデータの送受信が開始される。
【００４４】
無線通信端末４０がＡＶ機器で、無線通信端末４０がＬＴＥ−ＭＴＣとＷｉ−ＦｉとＷｉ−Ｇｉｇとを利用可能で、通信要件として「ＡＶ機器（Ｗｉ−Ｆｉ  ｏｒ  Ｗｉ−Ｇｉｇ）」が与えられた場合を考える。まず無線通信端末４０は、ＬＴＥ−ＭＴＣを利用して基地局装置１０−１に接続する。サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、基地局装置１０−１に接続がなされると、与えられた通信要件と、無線通信端末４０の性能情報（例えば、ＬＴＥ−ＭＴＣとＷｉ−ＦｉとＷｉ−Ｇｉｇが利用可能など）に従って、Ｗｉ−ＦｉとＷｉ−Ｇｉｇのいずれかが利用可能な基地局装置１０をそれぞれ探索し、それぞれの基地局装置１０において最適な基地局装置１０を決定する。例えば、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、各基地局装置１０で実現できる実効スループットに基づいて、Ｗｉ−ＦｉとＷｉ−Ｇｉｇのどちらを第二のＲＡＴとして用いるか決定する。この決定に従って、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、最適な基地局装置１０を選択する。そして、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、探索した基地局装置１０への接続に必要な情報（例えば、ＳＳＩＤやＩＰアドレス指定等の情報）を、無線制御部２０及び基地局装置１０−１を介して通知する。その後、サーバ側ＲＡＴ管理部３０と、無線通信端末４０は、接続のために必要な設定を行う。これにより、決定された第二のＲＡＴを利用可能な基地局装置１０と、無線通信端末４０との第二のＲＡＴでの接続が確立する。これにより、第二のＲＡＴを利用して、アプリケーション間でデータの送受信が開始される。
【００４５】
なお、無線通信端末４０が接続すべき基地局装置１０を決定する方法としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いて得られる位置情報等に基づいて、サーバ側ＲＡＴ管理部３０が、利用可能な無線アクセス技術（あるいは無線アクセス技術提供事業者）のリストを参照して探索してもよいし、無線通信端末４０が直接基地局装置１０を探索して電波強度の強いものを選択してもよいし、この両者を組み合わせて決定してもよい。
【００４６】
（適用例２：利用可能なＲＡＴ１の基地局装置１０を探索し、さらに、通信要件に適した無線アクセス技術を提供する事業者を探索して接続する場合）
サーバ(基地局)側サービスとして、事業者１が「ＬＴＥ」＋「Ｗｉ−Ｆｉ」＋「Ｗｉ−ＳＵＮ」を、事業者２が「Ｗｉ−ＭＡＸ」＋「Ｗｉ−Ｇｉｇ」＋「Ｚｉｇｂｅｅ」を、事業者３が「ＬｏＲａ」＋「Ｗｉ−Ｆｉ」を提供し、事業者４がサーバ側ＲＡＴ管理部３０をクラウド上で提供する場合を想定する。
【００４７】
「ＬＴＥ」＋「Ｗｉ−Ｆｉ」を利用可能な無線通信端末４０は、ＬＴＥを利用可能な基地局装置１０を探索し、事業者１の基地局装置１０に接続する。サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、事業者１のＷｉ−Ｆｉを選択し、適用例１と同様の方法で、アプリケーション間でデータの送受信を行うためのＷｉ−Ｆｉ接続を行う。
【００４８】
「ＬｏＲａ」＋「Ｗｉ−Ｆｉ」を利用可能な無線通信端末４０は、ＬｏＲａを利用可能な基地局装置１０を探索し、事業者３の基地局装置１０に接続する。サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、電波環境あるいは利用料金等に基づいて事業者１あるいは事業者３のＷｉ−Ｆｉを選択し、適用例１と同様の方法で、アプリケーション間でデータの送受信を行うためのＷｉ−Ｆｉ接続を行う。
【００４９】
「ＬＴＥ」＋「９２０ＭＨｚ帯のソフトウェア無線」を利用可能な無線通信端末４０は、ＬＴＥを利用可能な基地局装置１０を探索し、事業者１の基地局装置１０に接続する。さらに、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、事業者１の基地局装置１０のエリアで利用可能な９２０ＭＨｚ帯サービスを探索し、 事業者１が提供するＷｉ−ＳＵＮが利用できることが判明した場合に、無線通信端末４０に通知する。そして、無線通信端末４０は、自装置の通信部４２においてＷｉ−ＳＵＮを利用可能に構成し、実施例１と同様の方法で、アプリケーション間でデータの送受信を行うためのＷｉ−ＳＵＮ接続を行う。
【００５０】
「ＬＴＥ」＋「９２０ＭＨｚ帯のソフトウェア無線」を利用可能な無線通信端末４０は、ＬＴＥを利用可能な基地局装置１０を探索し、事業者１の基地局装置１０に接続する。さらに、サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、利用可能な９２０ＭＨｚ帯のソフトウェア無線を利用可能な基地局装置１０を探索し、事業者２のＺｉｇｂｅｅの基地局装置１０を発見した場合に、無線通信端末４０に通知する。そして、無線通信端末４０は、自装置の通信部４２においてＺｉｇｂｅｅを利用可能に構成し、実施例１と同様の方法で、アプリケーション間でデータの送受信を行うためのＺｉｇｂｅｅ接続を行う。
【００５１】
以上のように構成された無線通信システム１００によれば、多様なサービスアプリケーションの要求を満たすことが可能となる。以下、この効果について詳細に説明する。
無線通信システム１００では、主要経路（ＲＡＴ１）には、端末識別や端末認証などのインターネット等へのネットワーク接続を担保するための必要最低限の機能が備えられる。つまり、主要経路は、通信の低遅延性や大容量性といった厳しい通信品質性能を満たす必要は必ずしもない。これは、低遅延性や大容量性といった無線アクセス技術の特性は、第二のＲＡＴとして選択、あるいは新規に構築すればよいためである。したがって、ＲＡＴ１としては、一般には低速かつ廉価な用途中心の通信性能の低いＬＰＷＡＮのような無線通信システムでも十分適用可能である。そのため、無線通信端末４０の起動契機や運用管理に活用することによって、より多様なサービスアプリケーションの要求を満たす無線通信システムを構築することができる。
【００５２】
本発明によれば、利用可能な３つ以上のＲＡＴの中から、サーバアプリケーションが要求する通信要件等に基づいて最適なＲＡＴを選択することが可能になる。これは、ＬＴＥとＷｉ−Ｆｉの２つのＲＡＴの電波状況を単純に比較して利用可能なＲＡＴを選ぶといった単純な選択制御のみを想定していた従来技術とは異なる。
【００５３】
本発明によれば、実際にアプリケーション間のデータ通信を行うＲＡＴを決定するにあたり、広域無線システムを第１の無線通信方式として活用し、無線通信端末４０設置時の起動や運用管理を実施できる。本構成により、当該アプリケーションが有する高度かつ多様な要求に応じて、適した無線通信方式を個々にカスタマイズ可能な、動的で柔軟性の高い無線アクセス環境の提供が可能になる。この点が、起動運用のための独立個別のＲＡＴを持たず、利用可能な限定された複数のＲＡＴから選択利用することを目的とした従来技術とは異なる。
【００５４】
本発明によれば、ＲＡＴ１が提供するセルラシステム等の広域無線システム及び同システムが有する端末識別・認証等の機能と、実際にアプリケーション間のデータ通信を行う第二のＲＡＴを利用する基地局装置１０とを、サーバ側ＲＡＴ管理部３０および端末側ＲＡＴ管理部４１を介して接続することによって、複数ＲＡＴ間で拡張性・柔軟性の高い疎結合な接続、連携が可能になる。これにより、第二のＲＡＴは、ビジネス性等に基づいて必要と認めた事業者が自由に設置構築できる。つまり、一般にＲＡＴ１を提供する通信事業者自身が第二のＲＡＴを提供してもよいし、他事業者が第二のＲＡＴを提供してもよい。第二のＲＡＴはライセンスバンドを用いて通信事業者が提供してもよいし、その他事業者が免許不要バンドを用いてもよい。このように、パブリックネットワーク・プライベートネットワークの区別なく、これらを組み合わせて動的で自由度の高い無線ネットワーク構築が可能になる。
【００５５】
本発明によれば、ＲＡＴ１としては、セルラシステム（２Ｇ〜４Ｇ）の他に、ＬＴＥ−ＭＴＣや、ＳｉｇＦｏｘやＬｏＲａなどのＭ２Ｍ向けＬＰＷＡＮなどが適用できる。これにより、Ｍ２Ｍ／ＩｏＴ向けに低コストで利用できる。このように低コストで利用できることは、Ｍ２Ｍ／ＩｏＴ向け用途においてはビジネス的影響が大きい。本発明は、端末側で複数のＲＡＴを組み合わせる構成のため、無線通信端末４０のハードやオペレーションコストの小さいＬＴＥ−ＭＴＣやＬＰＷＡＮの普及に伴って、無線通信モジュールをより低コストで実現する方法を提供できる。
【００５６】
本発明によれば、ＲＡＴ１を、デバイス識別（ＩＤ）／認証／制御といった、ネットワーク構成・構築の起動契機／管理手段として活用できる。つまり、実際のデータ通信で利用する無線アクセス技術の通信要件や、その他無線通信端末４０に関する情報をＲＡＴ１が有する端末識別記号体系に基づいてタグ付けする無線タグ的な利用方法を提供できる。一般的な無線タグの場合、タグリーダが別途必要となるが、ＲＡＴ１として広域無線通信システムを利用すれば、サーバ側の追加設備投資が不要となる。また、設置場所や接続基地局等によってＩＤや通信アドレスが左右されないＲＡＴ１の識別記号を用いることで、ＲＡＴ１のカバーエリア内であれば、設置場所を意識することなく同様の使い勝手を実現できる。
【００５７】
本発明によれば、通信要件に基づく無線アクセス技術の選択や新規構築だけでなく、利用者との契約状況に基づいて、利用範囲、用途（通信帯域をはじめとする通信品質）、サービス提供期間等も、ＲＡＴ１が提供する識別記号（加入者）情報に紐づけて、クラウド側で管理運用が可能になる。これにより、第二のＲＡＴの提供に関わる課金等の管理も容易になる。
本発明によれば、第二のＲＡＴとして、基地局装置１０及び無線通信端末４０に備えられる複数の既存無線アクセス技術の中から適したものを選択して利用することが可能になる。また、本発明によれば、第二のＲＡＴとして、ソフトウェア無線技術等と併用し、無線通信要件に応じた新規のＲＡＴの構築・制御を行うことが可能になる。
【００５８】
本発明によれば、同一のアプリケーション対に対して、ＲＡＴ２だけでなくＲＡＴ３、ＲＡＴ４の接続性の提供をサーバ側ＲＡＴ管理部３０と端末側ＲＡＴ管理部４１との間で同時に提供することが可能になる。つまり、特定のアプリケーション対に対し、複数のＲＡＴコネクションを同時に複数提供することもできるし（マルチパスＴＣＰ的なサービスの提供）、Ｍｕｌｔｉ−ＲＡＴ管理部間で物理的に複数のＲＡＴ接続を利用し、アプリケーション対には仮想的に単一のＲＡＴコネクションを提供する構成も可能になる。
【００５９】
本発明によれば、多様なＭｕｌｔｉ−ＲＡＴ環境をサステナブルに構成する無線システムアーキテクチャを提供する。つまり、８０２．１１無線ＬＡＮなどでは、制御プレーンをＲＡＴ自身が有するため、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の同一周波数帯内においては、８０２．１１ｂや１１ａなどの古い規格との後方互換性を確保するためにスループット低下等の問題を生じていた。しかし本発明を用いれば、異なるＲＡＴ間やＲＡＴ内バージョンといった前方／後方互換性は、ＲＡＴ１を活用して担保する構成とできるため、第二のＲＡＴとしては必要な要件を満たすシンプルなＣ／Ｕプレーン構成を、オンデマンドで動的に構築・提供することができる。
【００６０】
本発明によれば、複数のＲＡＴを管理するＲＡＴ管理部（サーバ側ＲＡＴ管理部３０及び端末側ＲＡＴ管理部４１）を、サーバ側及び無線通信端末４０側の双方に備え、かつ各ＲＡＴの外側に配置していることから、ＲＡＴ管理部機能の柔軟な配置が可能となる。すなわち、無線通信端末４０は、インターネット等に接続可能なクラウド上に任意に配置することが可能であり、各ＲＡＴの提供事業者とは異なる事業者がサービスを提供することも容易である。また、異なる複数の事業者が、ＲＡＴ管理部をそれぞれ有するような構成も可能となる。端末側ＲＡＴ管理部４１についても、無線通信端末４０側に複数ＲＡＴの通信モジュールを別途用意し、それらを組み合わせて外部配線等で接続することにより、ＲＡＴの柔軟な選択、実装が容易になる。
【００６１】
本発明によれば、アプリケーション間のデータ通信に最適なＲＡＴが選択・構築できない場合、あるいは、第二のＲＡＴの通信状態が劣化あるいは接続断になったような場合でも、ＲＡＴ１を介してその状況を把握することができる。よって、第二のＲＡＴの接続状況をサーバ側あるいは端末側のアプリケーションに通知することも可能である。また、第二のＲＡＴでつながらない状態でも、第二のＲＡＴに対する接続要求が当該エリアに存在することをＲＡＴ１を介して双方のＲＡＴ管理部が把握することができる。そのため、ニーズに応じて新規に第二のＲＡＴを利用可能な基地局装置１０を設置増強する等の対応も容易となる。
【００６２】
本発明によれば、アプリケーションが要求する端末位置や無線通信品質等の通信要件を、無線通信端末４０自身に持たせることもできるし、インターネット接続のＷｅｂインタフェース等を介して直接登録したりすることもできる。Ｍ２Ｍ／ＩｏＴ端末は、入出力インタフェースが貧弱(ディスプレイやキーボードを持たない場合が多い)なので、ユーザが直接オンラインで一括設定したい要望も多いと考えられるが、これらの要望にも容易に対応することができる。
【００６３】
本発明によれば、ＲＡＴ１として、ＳＩＭカードを用いたセルラシステムの仕組みだけでなく、Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ＳＩＭやソフトＳＩＭを用いた安価な無線通信端末４０の実装が可能なＬＴＥ−ＭＴＣや、ＳＩＭとは異なる仕組みを用いて端末識別や認証を行うＬＰＷＡＮの適用も可能である。最低限の広域無線通信機能を有するＲＡＴ１用のハードウェア資源と、アプリケーションに応じて必要十分な第二のＲＡＴ用のハードウェア資源とを柔軟に組み合わせたアーキテクチャを適用することで、経済的かつ合理的に、幅広いアプリケーションへの適用が可能になる。
【００６４】
本発明によれば、端末の設置・起動時には、まずはＲＡＴ１を参照して端末の正当性を確認したのちに、アプリケーションに適したＲＡＴを選択する手順が提供される。アプリケーションデータ通信のため、一般には端末設置時に無線通信端末４０が有するＲＡＴと同一のＲＡＴ機能を備えた基地局装置１０が同じエリアに存在することが前提であり、接続のための設定情報をあらかじめサーバ側と端末側の通信部・制御部とで共通の設定値として持つ必要があるが、本発明では、そのような基地局の存在を前提とする必要がない。つまり、アプリケーションデータ通信に用いる第二のＲＡＴの接続設定情報は、第二のＲＡＴの選択が確定した後、ＲＡＴ１を介して相互にやり取りすることができる。同一の第二のＲＡＴを利用可能な基地局装置１０を提供する事業者が複数あるような場合でも、価格等の経済条件に応じてこれらを容易に切り替えることができるし、選択したい第二のＲＡＴを提供する基地局装置１０が無線通信端末４０と同じエリアにない場合でも、その状況をＲＡＴ１を介してサーバ側に通知することもできる。
【００６５】
本発明によれば、ソフトウェア無線技術等を活用することで、第二のＲＡＴとして柔軟かつ自由に無線通信方式を設計することが可能になる。産業向けをはじめとするＭ２Ｍ／ＩｏＴシステムでは、高速、大容量、低遅延、多端末収容、低消費電力、低コストといった多種多様な要求が想定される。しかし、市中に提供されている無線通信方式およびモジュールでは、必ずしもそのニーズを満たせない場合も考えられる。工場などの限られたエリアに限定して、特定の通信遅延や端末収容数等のニーズを満たすような無線通信のカスタマイズを実現するには、ＵプレーンだけでなくＣプレーンまで含めた無線通信方式のカスタマイズも有効と考えられる。本発明を用いれば、特定のエリアや用途に特化した無線通信方式をオンデマンドで動的にカスタマイズすることができる。
【００６６】
本発明によれば、既存の無線通信標準規格に基づき、電波法等の法令省令で定める周波数利用の強制規格を満たす条件の下で、あえて既存無線通信標準規格と一部異なる実装をすることで、セキュリティを高度化するといったことも可能になる。例えば、基地局と端末間で利用するスクランブルコードや、符号の入れ替えパターンとして意図的に標準規格と異なるものを用いることで、通常の標準規格準拠無線機器では盗聴困難な、セキュリティの高度な無線通信を局所的に実現することもできる。
【００６７】
本発明によれば、ＲＡＴ１を、無線通信端末の起動設置時だけでなく、その後の維持運用メンテナンスにも利用可能である。例えば、ユーザとの契約期間等に応じて第二のＲＡＴの接続状態を制御することができる。また、第二のＲＡＴの通信状態が変化したときに、他のＲＡＴへの動的な切替え・変更を容易に行うことができる。アプリケーションが必要とする無線通信品質等の無線通信要件が変化した場合でも、これを動的に書き換えることで、他のＲＡＴへの動的な切替え・変更を容易に行うこともできる。
【００６８】
＜変形例＞
本実施形態では、無線通信端末４０が備える通信部４２は、それぞれ個別のチップで構成されてもよいし、複数の通信部４２が１つのチップで構成されてもよい。
無線通信端末４０にＵ／Ｉが備えられてもよい。Ｕ／Ｉは、キーボード、タッチパネル、ボタン等の既存の入力装置を用いて構成される。Ｕ／Ｉは、ユーザの指示を無線通信端末４０に入力する際にユーザによって操作される。Ｕ／Ｉは、通信要件の入力を受け付ける。このように構成される場合、取得部４１１は端末アプリケーション又はＵ／Ｉから通信要件を取得する。
本実施形態では、無線通信端末４０が自装置のハードウェアの性能情報を記憶している場合を説明したが、これに限定される必要はない。例えば、無線通信端末４０のハードウェアの性能情報と、無線通信端末４０のＩＤとの対応関係の表すテーブルがクラウド上のサーバに保持されていて、サーバ側ＲＡＴ管理部３０が無線通信端末４０から取得したＩＤに基づいて、クラウド上のサーバに問い合わせて性能情報を取得するように構成されてもよい。このように構成される場合、無線通信端末４０は性能情報記憶部４３を備えなくてもよい。
【００６９】
要件テーブルは、図３及び図４に示したがテーブルに限定される必要はなく、他の通信要件に応じた要件テーブルが設けられてもよい。また、本実施形態で示した要件テーブルのように幅を持ったクラス分け（例えば、低速、中速及び高速など）ではなく、具体的な数値が示されたテーブルであってもよい。
本実施形態では、サーバ側ＲＡＴ管理部３０が、サーバアプリケーション又はＵ／Ｉ６０から要求された通信要件に基づいて、第二のＲＡＴを決定し、決定された第二のＲＡＴを利用する基地局装置１０の切り替え、構築、制御及び設定を行い、無線通信端末４０にもその情報を通知することによって無線通信端末４０の端末アプリケーションと、サーバアプリケーションとのデータの送受信を第二のＲＡＴを利用して行う構成を示したが、これに限定される必要はない。例えば、無線通信端末４０の端末側ＲＡＴ管理部４１（第四の管理装置）が端末アプリケーションから要求された通信要件に基づいて、自装置の通信方式を第二のＲＡＴに切り替え、構築、制御及び設定を行い、サーバ側ＲＡＴ管理部３０（第三の管理装置）にもその情報を通知することによってサーバ側ＲＡＴ管理部３０のサーバアプリケーションと、端末アプリケーションとのデータの送受信を第二のＲＡＴを利用して行うように構成されてもよい。このように構成される場合、無線通信端末４０は、ＲＡＴ要件テーブル記憶部を備える。そして、無線通信端末４０は、ＲＡＴ要件テーブル記憶部と、無線通信端末４０の性能情報とから第二のＲＡＴを決定する。無線通信端末４０は、決定した第二のＲＡＴを利用するための情報を含む通知をサーバ側ＲＡＴ管理部３０に送信する。サーバ側ＲＡＴ管理部３０は、受信した通知に基づいて、最適な基地局装置１０の選択、切り替え、構築、制御及び設定を行う。
ＲＡＴ１は、広域接続性があること、双方向通信できること、低コスト及び低消費電力性を有することの全てを満たす必要はなく、広域接続性があること、双方向通信できること、低コスト及び低消費電力性を有することのいずれか１つ以上を満たす無線アクセス技術であってもよい。
【００７０】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１０−１〜１０−４…基地局装置，  ２０…無線制御部，  ３０…サーバ側ＲＡＴ管理部，  ４０…無線通信端末，  ４１…端末側ＲＡＴ管理部，  ４２−１〜４２−４…無線通信部，  ４３…性能情報記憶部，  ５０−１〜５０−３…ＲＡＴネットワーク，  ６０…Ｕ／Ｉ，  ３０１…取得部，  ３０２−１〜３０２−ｍ…通信部，  ３０３…ＲＡＴ要件テーブル記憶部，  ３０４…基地局情報記憶部，  ３０５…ＲＡＴ管理部，  ４２１…識別情報記憶部，  ４２２−１〜４２２−ｎ…無線通信部，  ４２３−１〜４２３−ｎ…通信制御部
【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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