JP2013258525A - 無線通信システム、ゲートウェイ装置、及びデータ配信方法 - Google Patents

無線通信システム、ゲートウェイ装置、及びデータ配信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】トラフィックの特性を考慮し、限られた無線リソースを有効活用できる無線通信システムを提供する。
【解決手段】移動端末（ＵＥ）と、ＵＥと無線接続される基地局と、基地局と接続されるゲートウェイ装置（ＧＷ）と、ＧＷとインターネットを介して接続されるデータ配信サーバ（ＳＶ）とを備える無線通信システムにおいて、ＵＥは、基地局とＧＷとを介しＳＶに対して、第1のデータリクエスト（ＤＲ）と第２のＤＲとを送信し、ＧＷは、基地局から第1のＤＲを受信した場合は、基地局からＵＥへの無線送信負荷状態に拘わらず、第1のＤＲをＳＶへ送信し、基地局から第２のＤＲを受信した場合は、基地局からＵＥへの無線送信負荷状態に応じて、第２のＤＲをＳＶへ遅延させて送信し、ＳＶは、第1又は第２のＤＲをＧＷから受信すると、第1又は第２のＤＲにより要求されたデータを、ＧＷと基地局とを介しＵＥへ送信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動端末とサーバ間のトラフィックを制御する無線通信システム、ゲートウェイ装置、及びデータ配信方法に関する。
従来、移動体通信ネットワークでは、メールサービスやインターネットサイトの閲覧などのサービスを、モバイルオペレータによって保護されたネットワーク経由で提供してきた。しかし、３Ｇの高速データ通信サービスのＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)やＥＶ−ＤＯ（Evolution Data Only）、３．９Ｇと呼ばれるＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）やＬＴＥ（Long Term Evolution）などの高速ブロードバンドモバイルが普及するにつれて、スマートフォンと呼ばれる高性能な移動端末やパソコンをこれらの高速ブロードバンド経由で直接インターネットへ接続することが一般化しつつある。これは、移動端末とインターネット上のデータ配信サーバが、ＴＣＰ/ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）のＴＣＰ層でコネクションを確立し、移動体通信ネットワーク中の中継ノード間がＩＰ層以下の転送を行うことで実現される。
スマートフォンやパソコンでは、従来のメールやＷｅｂ閲覧に伴うユーザ主導で発生するトラフィックに加え、ＯＳ（Operating System）やアプリケーションプログラム（以下、アプリケーション）のアップデートに関するトラフィックや、クラウドを利用したデータ同期に関するトラフィック、アプリケーションのプリフェッチに関するトラフィック等、バックグラウンドで動作するアプリケーション主導のトラフィックも多く発生している。これら高速ブロードバンドモバイルの通信利用料は定額制であることもあり、移動体通信ネットワークに流れるトラフィック量は急激に増大しており、通信品質の劣化が問題となっている。
一方、非特許文献１によれば、ブロードバンドのトラフィックは、時間変動が大きく、その底値とピーク値の比は約２．２倍と、発生時間帯に大きな偏りが存在する。移動体通信ネットワークにおいては、人の移動によって、空間的にもトラフィックの発生箇所が偏る。通信品質を保つためには、トラフィックのピークに合わせた網設計が求められるが、無線区間の通信容量の制限や設備投資コストの制約から、十分な通信容量を確保することは困難である。トラフィック量がネットワーク容量を超えると、通信の輻輳の発生や再送の発生が起こり、更なる通信品質の劣化が起こり、ユーザ満足度も大幅に低下する。
特許文献１には、ブロードキャストサービスを提供する際に発生するトラフィックバーストを抑制するための方法が記されている。
特開２００９−５３１０号公報
「我が国のインターネットにおけるトラヒック総量の把握」（総務省 http://www.soumu.go.jp/main_content/000055966.pdf）
本発明では、上述したようなトラフィックの特性を考慮し、限られた無線リソースを有効に活用することのできる通信サービスを提供することを目的とする。
移動端末とデータ配信サーバ間のデータ通信には、アプリケーションによっては許容遅延の大きいもの、すなわち即座に通信する必要の無いデータ通信も含まれる。例えば、ＯＳやアプリケーションのアップデートに関するデータ通信等である。そこで、本発明では、ネットワークリソースに余裕が無い場合には、許容遅延の小さい要求に対するデータのみを、データ配信サーバから移動端末へ送信し、ネットワークリソースに余裕がある場合には、許容遅延の小さい要求に対するデータと許容遅延の大きい要求に対するデータとを、データ配信サーバから移動端末へ送信する。
このようなポリシーを基に、例えば次に示す無線通信システムを構築し、トラフィックを制御することで前記課題を解決する。すなわち、
移動端末と、
前記移動端末と無線接続される複数の基地局と、
前記複数の基地局と接続されるゲートウェイ装置と、
前記ゲートウェイ装置とインターネットを介して接続され、前記移動端末へデータを配信するデータ配信サーバとを備え、
前記移動端末は、前記基地局と前記ゲートウェイ装置とを介し前記データ配信サーバに対して、第1のデータリクエストと第２のデータリクエストとを送信し、
前記ゲートウェイ装置は、前記基地局から前記第1のデータリクエストを受信した場合は、前記基地局から前記移動端末への無線送信負荷状態に拘わらず、前記受信した第1のデータリクエストを前記データ配信サーバへ送信し、前記基地局から前記第２のデータリクエストを受信した場合は、前記基地局から前記移動端末への無線送信負荷状態に応じて、前記受信した第２のデータリクエストを前記データ配信サーバへ遅延させて送信し、
前記データ配信サーバは、前記第1のデータリクエスト又は前記第２のデータリクエストを前記ゲートウェイ装置から受信すると、該第1のデータリクエスト又は第２のデータリクエストにより要求されたデータを応答データとして、前記ゲートウェイ装置と前記基地局とを介し前記移動端末へ送信することを特徴とする無線通信システム。
本発明によれば、移動体通信ネットワークにおいて許容遅延に応じたデータ配信が可能となり、ネットワークリソースを有効活用できる。すなわち、ネットワーク混雑時には、許容遅延の小さいデータ通信のみを行うことでネットワークの輻輳を防ぎ、ネットワークに空きがある場合には、許容遅延の小さいデータ通信と許容遅延の大きいデータ通信とを行う。これにより、ネットワークリソースを無駄にしない柔軟な運用が可能となる。
本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係るＧＷ装置のハードウェア構成図である。 本発明の第１実施形態に係るＵＥ（移動端末）のハードウェア構成図である。 本発明の第１実施形態に係るｅＮＢ（基地局）のハードウェア構成図である。 本発明の第１実施形態におけるデータ通信の動作を示すシーケンス図である。 本発明の第１実施形態に係るＤＴ−ＧＷが備えるデータリクエストキューを表す図である。 本発明の第１実施形態に係るＤＴ−ＧＷが備える配信データキューを表す図である。 本発明の第１実施形態に係るＤＴ−ＧＷが備える送信帯域テーブルを表す図である。 本発明の第１実施形態に係るＵＥにおけるデータの取り扱い動作を示すシーケンス図である。 本発明の第１実施形態に係るＵＥが備えるリクエスト管理テーブルを表す図である。 本発明の第１実施形態においてＵＥがデータリクエストを管理する動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態においてアイドル状態のＵＥへデータ配信する際の、無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第１実施形態においてＵＥがハンドオーバした際の、無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第１実施形態においてＤＴ−ＧＷが備えるハンドオーバ管理テーブルを表す図である。 本発明の第１実施形態においてＤＴ−ＧＷが、データリクエストキューからデキューする動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態においてＤＴ−ＧＷが、配信データキューからデキューする動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るデータリクエストキューを表す図である。 本発明の第２実施形態におけるＤＴ−ＧＷが備える通信量統計テーブルを表す図である。 本発明の第３実施形態に係るパケットフォーマットを表す図である。 本発明の第５実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を、図１から図１２を用いて説明する。
（無線通信システムの構成）
まず、第１実施形態の無線通信システムの構成を説明する。図１は、第１実施形態の無線通信システムの概略構成を示す図である。この例では、３．９Ｇと呼ばれるＬＴＥに、本発明の無線通信システムを適用した例について述べるが、ＷｉＭＡＸや３Ｇシステムに対しても同様の適用を行うことが可能である。図１の無線通信システムは、複数のＵＥ１０と、複数のｅＮＢ２０と、ＭＭＥ３０と、Ｓ−ＧＷ４０と、Ｐ−ＧＷ５０と、ＤＴ−ＧＷ６０と、データ配信サーバ９０とを備える。ＵＥ１０は、移動体、つまり移動端末（User Equipment）であり、図１の例ではＵＥ１０（Ａ）とＵＥ１０（Ｂ）とを備える。ｅＮＢ２０は、基地局(eNB: enhanced NodeB)であり、図１の例ではｅＮＢ２０（Ａ）とｅＮＢ２０（Ｂ）とｅＮＢ２０（Ｃ）とを備える。ＭＭＥ３０は、ＵＥ１０の位置管理や認証処理を行う移動管理サーバ（MME: Mobility Management Entity）である。
Ｓ−ＧＷ４０は、無線ネットワーク網７０内のアンカーポイントとなる第１のモバイルゲートウェイ(S−GW: Serving GW)装置である。Ｐ−ＧＷ５０は、サービスネットワーク８０と無線ネットワーク７０の境界となる第２のモバイルゲートウェイ(P−GW: Packet Data Network GW) 装置である。ＤＴ−ＧＷ６０は、サービスネットワーク８０と無線ネットワーク７０の境界となる第３のモバイルゲートウェイ(DT−GW: Delay Tolerant GW) 装置である。これらのゲートウェイ装置は、異なるネットワーク間のプロトコル変換、又はデータ送受信の中継を行う中継装置である。Ｓ−ＧＷ４０とＰ−ＧＷ５０とＤＴ−ＧＷ６０とを、１つのゲートウェイ装置として構成することも可能である。
データ配信サーバ９０は、アプリケーションのアップデート用データ等の各種データを蓄えており、これらのデータをＵＥ１０へ配信する。
これらの装置は、ネットワークを介して相互に接続される。具体的には、ＵＥ１０（Ａ）はｅＮＢ２０（Ａ）に、ＵＥ１０（Ｂ）はｅＮＢ２０（Ｃ）に、無線経由で接続される。また、ｅＮＢ２０（Ａ）とｅＮＢ２０（Ｂ）とｅＮＢ２０（Ｃ）は、Ｓ−ＧＷ４０及びＭＭＥ３０に接続され、Ｓ−ＧＷ４０は、ＭＭＥ３０と、Ｐ−ＧＷ５０と、ＤＴ−ＧＷ６０とに接続される。Ｐ−ＧＷ５０とＤＴ−ＧＷ６０は、それぞれサービスネットワーク８０を介してデータ配信サーバ９０に接続される。
無線ネットワーク７０は、ＬＴＥサービスを提供する事業者が管理するネットワーク（無線アクセス網）であり、サービスネットワーク８０は、ＵＥ１０に対してサービスを提供する外部のネットワーク、例えばインターネットである。
図１ではＬＴＥシステムを例にしているが、ＷｉＭＡＸシステムでは、ＡＳＮ−ＧＷ(Access Service Network GateWay)がＳ−ＧＷ４０とＭＭＥ３０に、ＨＡ（Home Agent）がＰ−ＧＷ５０に相当する機能を有する。３Ｇシステムでは、ＳＧＳＮ(Serving GPRS Support Node)がＳ−ＧＷ４０とＭＭＥ３０に、ＧＧＳＮ(Gateway GPRS Support Node)がＰ−ＧＷ５０に相当する機能を有する。
図２Ａは、第１実施形態に係るモバイルゲートウェイ装置ＤＴ−ＧＷ６０のハードウェア構成図である。他のモバイルゲートウェイ装置Ｓ−ＧＷ４０とＰ−ＧＷ５０も、ＤＴ−ＧＷ６０と同様の構成なので、ここではＤＴ−ＧＷ６０を例にとり説明する。ＤＴ−ＧＷ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１（ａ）と、スイッチ処理部６１（ｂ）と、揮発性メモリ６２（ａ）と、不揮発性メモリ６２（ｂ）と、複数の通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）６４（ａ）〜６４（ｄ）とを備える。これらの各構成部は、スイッチ処理部６１（ｂ）を介して相互に接続される。
ＣＰＵ６１（ａ）は、各種プログラム等を、不揮発性メモリ６２（ｂ）から揮発性メモリ６２（ａ）にロードし、実行する。ＤＴ−ＧＷ６０の場合は、揮発性メモリ６２（ａ）は、不揮発性メモリ６２（ｂ）からロードしたプログラムの他、後述の図４Ａに示すデータリクエストキューや、図４Ｂに示す配信データキューや、図４Ｃに示す送信帯域リストや、図１０に示すハンドオーバ管理テーブル等を格納する。ＣＰＵ６１（ａ）は、処理実行時に、揮発性メモリ６２（ａ）に格納されているデータリクエストキューや配信データキュー等にアクセスする。不揮発性メモリ６２（ｂ）は、フラッシュメモリ等で構成され、ＣＰＵ６１（ａ）で実行されるプログラムやコンフィギュレーション情報が格納される。
インタフェース（Ｉ／Ｆ）６４（ａ）〜６４（ｄ）は、ｅＮＢ２０や、他ノード（他のＧＷやサーバ）からのパケットを受信したり、ＣＰＵ６１（ａ）で処理したパケットを他のノードへ送信する。スイッチ処理部６１（ｂ）には、ＣＰＵ６１（ａ）と、揮発性メモリ６２（ａ）と、不揮発メモリ６２（ｂ）と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）６４（ａ）〜６４（ｄ）とが接続され、スイッチ処理部６１（ｂ）は、これらの要素間でのデータ送受信を行う。
ＣＰＵ６１（ａ）とスイッチ処理部６１（ｂ）とから、ＤＴ−ＧＷ６０の制御部６１が構成される。また、揮発性メモリ６２（ａ）と不揮発メモリ６２（ｂ）とから、ＤＴ−ＧＷ６０の記憶部６２が構成される。以下に述べるＤＴ−ＧＷ６０の動作は、制御部６１により制御される。
ＤＴ−ＧＷ６０と同様に、Ｓ−ＧＷ４０は、ＣＰＵ４１（ａ）とスイッチ処理部４１（ｂ）とから構成される制御部４１を備え、揮発性メモリ４２（ａ）と不揮発メモリ４２（ｂ）とから構成される記憶部４２を備える。以下に述べるＳ−ＧＷ４０の動作は、制御部４１により制御される。また、Ｐ−ＧＷ５０は、ＣＰＵ５１（ａ）とスイッチ処理部５１（ｂ）とから構成される制御部５１を備え、揮発性メモリ５２（ａ）と不揮発メモリ５２（ｂ）とから構成される記憶部５２を備える。以下に述べるＰ−ＧＷ５０の動作は、制御部５１により制御される。
また、ＭＭＥ３０やデータ配信サーバ９０も、モバイルゲートウェイ装置のハードウェア構成と同様に、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、スイッチ処理部と、揮発性メモリと、不揮発性メモリと、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）とを備え、その動作は、それぞれ、ＣＰＵとスイッチ処理部とから構成される制御部により制御される。
図２Ｂは、本発明の第１実施形態に係るＵＥ（移動端末）のハードウェア構成図である。ＵＥ１０は、ＣＰＵ１１（ａ）と、論理回路１１（ｂ）と、揮発性メモリ１２（ａ）と、不揮発性メモリ１２（ｂ）と、無線部（ＲＦ）１３と、入出力装置１６とを備える。これらの各構成部は、バス１５を介して相互に接続される。
論理回路１１（ｂ）は、論理演算処理を行う電子回路であり、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＤＲＰ（Dynamically Reconfigurable Processor）等が用いられる。ＵＥ１０で実行される各種プログラムは、ＣＰＵ１１（ａ）、揮発性メモリ１２（ａ）、不揮発性メモリ１２（ｂ）、論理回路１１（ｂ）が協調動作することで実行される。なお、各機能を論理回路で実行するか、あるいはＣＰＵで処理するかを適宜変更可能であることはいうまでもない。
無線部１３は、ｅＮＢ２０との間で無線通信を行うための無線インタフェースである。無線部１３は、ＣＰＵ１１（ａ）や揮発性メモリ１２（ａ）や不揮発性メモリ１２（ｂ）や論理回路１１（ｂ）から供給されたデータを、外部の機器に無線出力したり、外部の機器から無線入力されたデータを、ＣＰＵ１１（ａ）等に供給したりする。入出力装置１６は、ユーザの操作を受け付け、各種データを表示するタッチパネルやキーボード、マウス、ディスプレイ等の装置である。ユーザは、入出力装置１６を介しＵＥ１０を操作する。なお、入出力装置１６をＵＥ１０に含めない構成とすることも可能である。
ＣＰＵ１１（ａ）と論理回路１１（ｂ）とから、ＵＥ１０の制御部１１が構成される。また、揮発性メモリ１２（ａ）と不揮発メモリ１２（ｂ）とから、ＵＥ１０の記憶部１２が構成される。以下に述べるＵＥ１０の動作は、制御部６１により制御される。
図２Ｃは、本発明の第１実施形態に係るｅＮＢ２０のハードウェア構成図である。ｅＮＢ２０は、ＣＰＵを含む制御部２１と、揮発性メモリや不揮発性メモリを含む記憶部２２と、無線部２３と、インタフェース(Ｉ/Ｆ)２４とを備える。無線部２３は、ＵＥ１０との間で無線通信を行うための無線インタフェースである。インタフェース(Ｉ/Ｆ)２４は、Ｓ−ＧＷ４０やＭＭＥ３０との間でデータ送受信等の通信を行うインタフェースである。以下に述べるｅＮＢ２０の動作は、制御部２１により制御される。
（データを取得する際の移動端末の動作）
次に、移動端末がデータ配信サーバからデータを取得する際の動作を説明する。図３は、第１実施形態において、ＵＥ１０が外部のデータ配信サーバ９０からデータを取得する際の動作を示すシーケンス図である。データ配信サーバ９０は、その記憶部に、ＵＥ１０へ供給するデータを蓄積している。
データ取得には既存のデータ通信を利用する方法３１０と、遅延を許容するデータ通信を利用する方法３２０の２種類がある。遅延を許容するデータ通信とは、状況に応じて意図的にデータ通信を遅延させるものである。既存のデータ通信３１０は、即座に通信が必要なデータ通信、つまり遅延を許容しないデータ通信である。ここで、遅延を許容しないデータ通信とは、遅延を許容するデータ通信のように意図的にデータ通信を遅延させるものではないという意味である。既存のデータ通信３１０では、ＵＥ１０とデータ配信サーバ９０とで直接ＴＣＰのセッションを張り、データの送受信を行う。
遅延を許容するデータ通信３２０は、ＤＴ−ＧＷ６０を経由した通信である。ＤＴ−ＧＷ６０は、プロキシサーバと同様に、ＵＥ１０又はデータ配信サーバ９０から受信したデータを一旦蓄え、ｅＮＢ２０の負荷が小さい時にデータを配信する。遅延を許容するデータ通信３２０は、緊急度が低く、即座に必要の無いデータ通信に対応した通信方法であり、移動体通信ネットワーク主導でデータ配信を行う。つまり、移動体通信ネットワークの負荷、特にｅＮＢ２０の負荷が小さい時にＵＥ１０へ応答データを配信し、ｅＮＢ２０の負荷が大きい時には応答データの配信を一時的に停止することで輻輳を回避する。このように移動体通信ネットワーク主導で、データ配信することで、ネットワークの利用効率を向上できる。
以下に各通信におけるシーケンス詳細を説明する。
（既存のデータ通信）
既存のデータ通信３１０では、ＵＥ１０においてサーバ９０へ宛てたデータリクエストを発行する（Ｓ３１１）。このデータリクエストＳ３１１には、宛先アドレス（サーバ９０のアドレス）と、送信元アドレス（ＵＥ１０のアドレス）と、配信するデータを指定するデータ指定情報であるＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）とが含まれる。
データリクエストＳ３１１は、ｅＮＢ２０、Ｓ−ＧＷ４０、Ｐ−ＧＷ５０を経由し、サーバ９０へ到着する。そして、データリクエストＳ３１１に対する応答Ｓ３１２は、サーバ９０から送られ、Ｐ−ＧＷ５０、Ｓ−ＧＷ４０、ｅＮＢ２０を経由し、ＵＥ１０へ到着する。ここで、ｅＮＢ２０、Ｓ−ＧＷ４０、Ｐ−ＧＷ５０は、データ（データリクエストＳ３１１や応答Ｓ３１２）のカプセル化やデカプセル化等の処理を行い中継する。
例えば、ｅＮＢ２０は、ＵＥ１０から受信したデータ（データリクエストＳ３１１）に対し、当該ｅＮＢ２０を一意に指定するｅＮＢ情報（基地局情報）をヘッダとして付加して（カプセル化）、Ｓ−ＧＷ４０へ送信する。Ｓ−ＧＷ４０は、ｅＮＢ２０から受信したデータに対し、該受信したデータヘッダのｅＮＢ情報を、送信先のＰ−ＧＷ５０を一意に指定するＰ−ＧＷ情報に入れ替えて、Ｐ−ＧＷ５０へ送信する。Ｐ−ＧＷ５０は、Ｓ−ＧＷ４０から受信したデータに対し、該受信したデータヘッダのＰ−ＧＷ情報を削除して（デカプセル化）、サーバ９０へ送信する。なお、ｅＮＢ２０、Ｓ−ＧＷ４０、Ｐ−ＧＷ５０は、サーバ９０から受信したデータに対しては、上記の逆の処理を行う。
（遅延を許容するデータ通信）
それに対して、遅延を許容するデータ通信３２０では、ＵＥ１０においてＤＴ−ＧＷ６０へ宛てたデータリクエストを発行する(Ｓ３２１)。このデータリクエストＳ３２１には、宛先であるＤＴ−ＧＷ６０のアドレスとともに、送信元アドレス（ＵＥ１０のアドレス）と、配信するデータを指定するデータ指定情報ＵＲＩとが含まれる。ＤＴ−ＧＷ６０へ宛てたデータリクエストＳ３２１をｅＮＢ２０を介して受信したＳ−ＧＷ４０は、ｅＮＢ２０から受信したデータリクエストＳ３２１に対し、ＵＥ１０の接続する ｅＮＢ情報（基地局情報）を付加し(Ｓ３２２)、ＤＴ−ＧＷ６０へ転送する(Ｓ３２３)。ＤＴ−ＧＷ６０は、Ｓ−ＧＷ４０から受信したデータリクエストＳ３２３を、図４Ａに示すデータリクエストキューに、例えば受信順に入れて管理する。
データリクエストキューは、先に入力されたデータが先に出力されるように構成されている。図４Ａに示すように、データリクエストキューは、基地局毎に用意されている。Ｓ−ＧＷ４０から受信したデータリクエストＳ３２３は、処理Ｓ３２２においてＳ−ＧＷ４０により付加された基地局情報を基に、処理Ｓ３２３ａにおいて基地局毎に振り分けられる。図４Ａの例では、ｅＮＢ（Ａ）用に用意されたデータリクエストキュー４１０に、データリクエスト４１１（Ｘｉ＋２）、データリクエスト４１１（Ｘｉ＋１）、データリクエスト４１１（Ｘｉ）が入力されている。データリクエスト４１１（Ｘｉ）は最も先に入力されたデータであり、最も先に出力されるデータである。なお、各データリクエスト４１１には、データ要求元のＵＥ１０を一意に指定するＩＤ（識別子）であるＵＥＩＤも含まれるように構成されている。このＵＥＩＤは、前述のデータリクエストＳ３２１に含まれる送信元アドレス（ＵＥ１０のアドレス）である。
図３に示すサーバ９０へのデータリクエスト送信(Ｓ３２４)は、データリクエストがデータリクエストキューからデキュー（出力）されるときに行われる。デキューの条件は、ＤＴ−ＧＷ６０がＵＥ１０へのデータ送信の際に用いる配信データキュー（図４Ｂ）のキュー長が、所定の閾値を下回ったときである。
図３に示すように、データリクエストＳ３２４を受信したサーバ９０は、データリクエストＳ３２４に対する応答（Response）を、ＤＴ−ＧＷ６０へ返信する(Ｓ３２５)。また、サーバ９０へデータリクエスト（Ｓ３２４）した結果、サーバ９０からエラーメッセージが返ってきた場合は、そのエラーメッセージを応答として扱い、ＤＴ−ＧＷ６０へ返信する。例えば、リクエストされたデータがサーバ９０に存在しないような場合に、サーバ９０はエラーメッセージを返信する。
ＤＴ−ＧＷ６０は、サーバ９０からの応答Ｓ３２５を受信すると、応答Ｓ３２５とサーバ９０へ送信したデータリクエスト４１１とを組み合わせたデータを、図４Ｂに示す配信データキューへエンキュー（入力）する(Ｓ３２５a)。配信データキューも、データリクエストキュー同様、基地局毎に用意されており、サーバ９０へ送信したデータリクエスト４１１と同じ基地局用の配信データキューへエンキューする。例えば、ｅＮＢ（Ａ）用のデータリクエストキューからデキューしたデータリクエスト４１１への応答は、ｅＮＢ（Ａ）用の配信データキューへエンキューされる。
図４Ｂの例では、ｅＮＢ（Ａ）用に配信データキュー４２０と４３０が用意され、ｅＮＢ（Ｂ）用に配信データキュー４４０と４５０が用意され、ｅＮＢ（Ｃ）用に配信データキュー４６０と４７０が用意されている。キュー４２０と４４０と４６０は、データ配信サーバ９０から受信した応答データを入力する通常キューである。キュー４３０と４５０と４７０は、例えば、通常キューに入力されていた応答データを取り出した後、その応答データを入力する予備キューとして使用される。予備キューの詳しい用い方は後述する。
また、ｅＮＢ（Ａ）用に用意された配信データキュー４２０に、データ４２１（Ｘｉ−１）、データ４２１（Ｘｉ−２）が入力されている。データ４２１（Ｘｉ−２）は最も先に入力されたデータであり、Ｓ−ＧＷ４０を経由してｅＮＢ（Ａ）へ、最も先に出力されるデータである。
ＤＴ−ＧＷ６０は、配信データキューから応答データをデキューし、Ｓ−ＧＷ４０とｅＮＢ２０を経由して、ＵＥ１０へ応答データを送信する（Ｓ３２８）。ＵＥ１０へ応答データを送信するにあたり、ＤＴ−ＧＷ６０は、まずＵＥ１０へ起動メッセージを送信する(Ｓ３２６)。なお、起動メッセージには、ＵＥ１０がデータリクエストＳ３２１においてリクエストした配信データを識別するＵＲＩを含む。起動メッセージを受信したＵＥ１０は、受信準備が完了するとＡｃｋを返信する(Ｓ３２７)。そして、Ａｃｋを受信したＤＴ−ＧＷ６０は、応答データ（Response）をＵＥ１０へ送信する(Ｓ３２８)。起動メッセージとそのＡｃｋ、及び応答データに対し、Ｓ−ＧＷ４０とｅＮＢ２０は、カプセル化やデカプセル化等の処理を行い中継する。また、ｅＮＢ２０、Ｓ−ＧＷ４０、ＤＴ−ＧＷ６０は、データリクエストＳ３２１や応答Ｓ３２８に対し、カプセル化やデカプセル化等の処理を行い中継する。
なお、ＤＴ−ＧＷ６０からＵＥ１０へ起動メッセージを送信する理由は、ＵＥ１０がアイドル状態になっている場合等に、データ配信サーバ９０からの応答データをＵＥ１０が受信できる状態とするためである。アイドル状態とは、例えば、ＵＥ１０と、ｅＮＢ２０、Ｓ−ＧＷ４０、ＤＴ−ＧＷ６０との間の通信路が消滅している状態であり、データ配信サーバ９０からの配信データの送信先が特定できない状態である。
また、ＤＴ−ＧＷ６０からＳ−ＧＷ４０を経由したｅＮＢ２０への応答データの送信は、その送信帯域が、図４Ｃに示す送信帯域リストに記載された送信帯域を越えないように送信される。図４Ｃに示す送信帯域リストは、基地局情報４８１と送信帯域情報４８２から構成されるテーブルであり、基地局毎に送信可能な送信帯域が記載される。例えば、図４Ｃの例では、ｅＮＢ（Ａ）への応答データの送信帯域は、ｘｘｘｋｂｐｓ以下に制限される。
また、ｅＮＢ２０は、ｅＮＢ２０の負荷情報を含めたメッセージを、ＤＴ−ＧＷ６０に対し、定期的、もしくはｅＮＢ２０の負荷（つまり、無線送信負荷）が所定の第１の閾値（上の閾値）を越えた場合、もしくはｅＮＢ２０の負荷が所定の第２の閾値（下の閾値）を下回った場合に送信する（Ｓ３２９）ように構成することができる。ｅＮＢ２０の負荷とは、ｅＮＢ２０からＵＥ１０へ無線送信する際の、無線回線のトラフィック負荷である。ｅＮＢ２０の負荷情報として、ｅＮＢ２０内に蓄えられている、ｅＮＢ２０からＵＥ１０への送信データのキュー長を用いても良い。こうすると、ｅＮＢ２０の負荷が大きい場合は、ｅＮＢ２０への応答データの送信帯域を小さくすることができる。
この負荷情報メッセージ（Ｓ３２９）を受け取ったＤＴ−ＧＷ６０は、ｅＮＢ２０の負荷状況に合わせて送信帯域リスト中の当該基地局の送信帯域を変更することで、当該基地局への送信帯域を調整する（Ｓ３２９ａ）。このようにすることで、ＤＴ−ＧＷ６０は、データ配信サーバ９０からの応答データを適切なデータ伝送速度で、Ｓ−ＧＷ４０を経由しｅＮＢ２０へ送信することができる(Ｓ３３０)。
なお、図４Ａに示したデータリクエストキューは、最も簡素な例として、基地局毎に1つのデータリクエストキューを持つ例を示したが、基地局毎に複数のデータリクエストキューを配置し、データリクエストキューを並列化しても良い。基地局毎に複数のキューをもつ場合、エンキュー時の振り分け方法としては、等分に分散する方法や、ＵＥ１０のＩＤやデータリクエストの種別に応じ分散する方法が挙げられる。デキューのスケジューリング方法も、同じ頻度で取り出す方法や、重みを付けて取り出す方法等の一般的なキュー管理方法を用いることができる。
（ＵＥにおけるデータの取り扱い動作）
次に、本発明の第１実施形態に係るＵＥにおけるデータの取り扱い動作を、図５から図７を用いて説明する。
図５は、遅延を許容するデータ通信３２０を利用する場合の、ＵＥ１０内部の処理動作を示したシーケンス図であり、ＴＣＰレイヤ以上の通信レイヤについて記載している。アプリケーションの開発者もしくはＵＥ１０のユーザは、事前にＵＥ１０のアプリケーションに対し、どの通信を“遅延を許容する通信３２０”にし、どの通信を“即座に通信が必要な通信３１０”にするかを設定しておく。
ＵＥ１０のアプリケーション５０１で、遅延を許容する通信が発生した時、アプリケーション５０１は、ＵＥ１０のＤＴＮ−ＩＦプログラム（以下、ＤＴＮ−ＩＦ）５０２に対して、データリクエストを行う(Ｓ５１１)。ＤＴＮ−ＩＦ（Data Tolerant Network−Interface）とは、遅延を許容する通信を行うためのプログラムである。データリクエストを受け取ったＤＴＮ−ＩＦ５０２は、図６に示すリクエスト管理テーブル６０１に、受け取ったデータリクエストに関する情報を格納し（Ｓ５１１ａ）、アプリケーション５０１に対しＡｃｋを返信する(Ｓ５１２)。Ａｃｋを受信したアプリケーション５０１は、ＤＴＮ−ＩＦ５０２より起動メッセージを受信する（Ｓ５１５）までの間、アイドル状態になるか、もしくは他の処理を実行する。
また、“遅延を許容する通信３２０”と“即座に通信が必要な通信３１０”との判別を、ＵＥ１０の状態や統計を基に自動判別するようにしてもよい。例えば、ＵＥ１０の画面がＯＦＦの状態で発生したデータリクエストは、”遅延を許容する通信３２０”であるといった経験則を基にしたルールベースのものから、機械学習を行い判別するような方法もある。
図６に示したリクエスト管理テーブル６０１は、第１実施形態に係るＵＥ１０が記憶部６２に備えるテーブルであり、ＩＤ６１１、アプリケーションＩＤ６１２、リクエストＩＤ６１３、プライオリティ６１４、前回のリクエスト送信時刻６１５を含む。ＩＤ６１１は、エントリ（テーブルの行）を一意に識別する識別子を格納する。アプリケーションＩＤ６１２は、データリクエストしたアプリケーション５０１の識別子（プロセスＩＤ等）を格納する。リクエストＩＤ６１３は、データリクエストで要求する配信データを一意に識別する識別子、例えばＵＲＩを格納する。プライオリティ６１４は、遅延の許容度合いを表す優先度を格納する。前回のリクエスト送信時刻６１５は、ＤＴ−ＧＷ６０へデータリクエストを送信した直近の時刻を格納する。
リクエスト管理テーブル６０１の各エントリのデータリクエストに対応するデータ配信サーバ９０からの応答をＵＥ１０が受信すると、ＵＥ１０は、そのエントリのデータを消去する。
なお、リクエスト管理テーブル６０１に、アプリケーションからのデータリクエストを格納するように構成してもよいし、あるいは、リクエストＩＤ６１３に対応付けて、リクエスト管理テーブル６０１以外の記憶部６２に、格納するよう構成してもよい。
また、ＩＤ６１１が３であるデータリクエストにおいて、前回のリクエスト送信時刻６１５が“―”であるのは、ＤＴＮ−ＩＦ５０２が、アプリケーション５０１から受け取ったデータリクエストを、ＤＴ−ＧＷ６０へ未送信であることを示す。
Ａｃｋを返信（Ｓ５１２）したＤＴＮ−ＩＦ５０２は、図７に示したフローチャートに従い、データリクエストをＤＴ−ＧＷ６０へ送信する(Ｓ５１３)。ＤＴ−ＧＷ６０の処理及びサーバ９０の処理（Ｓ３２３ａ〜Ｓ３２５ａ）は、図３で示した処理（Ｓ３２３ａ〜Ｓ３２５ａ）と同じであるため、図３と同一の符号で示し説明を省略する。ＤＴＮ−ＩＦ５０２がＤＴ−ＧＷ６０より起動メッセージを受信する（Ｓ３２６）と、ＤＴＮ−ＩＦ５０２は、リクエスト管理テーブル６０１を参照することで、データリクエストしているアプリケーション５０１を特定し(Ｓ５１４)、そのアプリケーション５０１に対し起動メッセージを送信する(Ｓ５１５)。ＤＴＮ−ＩＦ５０２は、アプリケーション５０１よりＡｃｋを受信すると(Ｓ５１６)、ＤＴ−ＧＷ６０に対しＡｃｋを返信する(Ｓ３２７)。ＤＴ−ＧＷ６０は、Ａｃｋを受信すると、応答データをＤＴＮ−ＩＦ５０２へ送信する(Ｓ３２８)。
図７は、ＵＥ１０（ＤＴＮ−ＩＦ５０２）がＤＴ−ＧＷ６０へデータリクエストを送信する際の動作を示したフローチャートである。本実施形態における遅延を許容するデータ通信３２０では、システム簡素化のため、応答データ到達の責任はＵＥ１０が受け持つように構成している。つまり、応答データが未到達の場合、ＵＥ１０は再度、データリクエストを送信する必要がある。そして、ネットワークの利用効率を向上させるため、移動中のＵＥ１０に対するデータ配信を極力抑えるようにしている。
図７に示すように、ＤＴＮ−ＩＦ５０２は、アプリケーション５０１よりデータリクエストを受信した時、及び定期的に、データリクエスト管理シーケンスを開始する(Ｓ７０１)。ＤＴＮ−ＩＦ５０２は、まずＵＥ１０の移動状況を確認する(Ｓ７０２)。移動の状況は、ＵＥ１０が受信したｅＮＢ２０からのビーコン情報（ＵＥ１０の位置情報を取得するための情報）や、ＵＥ１０に搭載されるＧＰＳ（Global Positioning System）等から取得する。ビーコン情報によるＵＥ１０の静止状態の判定においては、同一基地局からのビーコン情報を継続的に受信できている場合に、ＤＴＮ−ＩＦ５０２は、ＵＥ１０が静止状態であると判定する。ＵＥ１０が移動状態であると判定した場合(Ｓ７０３でＮｏ)、ＤＴＮ−ＩＦ５０２は、データリクエスト管理シーケンスを終了する(Ｓ７０９)。
所定時間ＵＥ１０が静止している場合(Ｓ７０３でＹｅｓ)、ＤＴＮ−ＩＦ５０２は、リクエスト管理テーブル６０１からエントリ（テーブルの行）の１つを取得する(Ｓ７０４)。前回のリクエスト送信時刻６１５から所定時間経過していない場合(Ｓ７０５でＮｏ)は、該エントリの処理を終了し、後述のＳ７０８へ移行する。該エントリの前回のリクエスト送信時刻６１５から所定時間経過している場合(Ｓ７０５でＹｅｓ)は、ＤＴＮ−ＩＦ５０２は、ｅＮＢ２０を介してＤＴ−ＧＷ６０に対し、データリクエストを送信し(Ｓ７０６)、リクエスト管理テーブル６０１のリクエスト送信時刻６１５を更新する(Ｓ７０７)。リクエスト管理テーブル６０１の更新処理(Ｓ７０７)が完了したら該エントリの処理を終了する。全てのエントリに対し、ステップＳ７０４からＳ７０７の処理が完了したら(Ｓ７０８でＹｅｓ)、データリクエスト管理シーケンスを終了する(Ｓ７０９)。なお、ステップＳ７０５で用いる所定の経過時間は、リクエスト管理テーブル６０１のプライオリティ６１４毎に設定しても良い。例えば、プライオリティの低いデータリクエストは、より長い時間経過した場合に、データリクエストの再送信を行うようにしてもよい。
なお、図７のフローチャートでは、ステップＳ７０５の条件を満たすデータリクエストを逐次送信する例をとり説明したが、ステップＳ７０５の条件を満たすデータリクエストを全て抽出した後、まとめて一度にＤＴ−ＧＷ６０へ送信するように構成しても良い。
（ＵＥがデータリクエストした後にアイドル状態へ遷移した場合の動作）
次に、ＵＥ１０がデータリクエストした後にアイドル状態へ遷移した場合の動作について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第１実施形態において、データリクエスト後にアイドル状態へ遷移したＵＥ１０へデータ配信する場合の、無線通信システムの動作を示したシーケンス図である。
図８において、ＵＥ１０がデータリクエストを送信するＳ３２１から、ＤＴ−ＧＷ６０が起動メッセージ(Wake−up message)を送信するＳ３２６までの処理は、図３に示した処理（Ｓ３２１〜Ｓ３２６）と同じであるので、説明を省略する。
図８に示すように、Ｓ−ＧＷ４０が起動メッセージを受信する（Ｓ３２６）と、ＵＥ１０をアイドル状態からネットワークに接続するための処理が実行される(Ｓ８１１〜Ｓ８１７)。このＳ８１１〜Ｓ８１７は、公知の処理である。具体的には、Ｓ−ＧＷ４０は、ページングを発生させるために、ＭＭＥ３０にパケットの到着を通知する(Ｓ８１１)とともに、ＤＴ−ＧＷ６０から受信したパケット（起動メッセージ）をバッファリング、つまりＳ−ＧＷ４０の記憶部４２に記憶する。ＭＭＥ３０は、Ｓ−ＧＷ４０からのメッセージ(Ｓ８１１）に対する応答（Ａｃｋ）をＳ−ＧＷ４０へ返し（Ｓ８１２）、ＵＥ１０に対するページング要求を、ページングエリアに属するｅＮＢ２０に送信する（Ｓ８１３）。ページング要求とは、ＵＥ１０の位置を問い合わせるためのものである。ｅＮＢ２０は、Ｓ−ＧＷ４０から受信したページング要求を、無線によりＵＥ１０に送信する。ＵＥ１０は、ｅＮＢ２０からのページング要求を受信すると、ｅＮＢ２０との間で無線回線を設定する（Ｓ８１４）。ＵＥ１０との間で無線回線を設定したｅＮＢ２０は、Ｓ−ＧＷ４０との間の通信路を、ＭＭＥ３０を通して確立する（Ｓ８１５〜Ｓ８１７）。ここで、Ｓ８１５は、ＮＡＳ(Non Access Stratum)であり、非アクセス・ストラタムを用いた、ＭＭＥ３０へのサービスリクエストである。
Ｓ−ＧＷ４０は、ｅＮＢ２０との間の通信路確立後に、記憶部４２にバッファリングしていたパケット（起動メッセージ）を、ｅＮＢ２０を介してＵＥ１０へ送信する（Ｓ３２６）。起動メッセージを受信すると、ＵＥ１０は、Ａｃｋメッセージを、ｅＮＢ２０を介しＤＴ−ＧＷ６０を宛先として送信する(Ｓ３２７)。Ｓ−ＧＷ４０は、このＡｃｋメッセージを受信すると、該受信したＡｃｋメッセージに、ＵＥ１０の接続するｅＮＢ２０の基地局情報を付加し（Ｓ８２１）、ＤＴ−ＧＷ６０へ送信する。Ｓ−ＧＷ４０からＡｃｋメッセージを受信したＤＴ−ＧＷ６０は、Ｓ−ＧＷ４０とｅＮＢ２０を介し、ＵＥ１０に対し応答データを送信する(Ｓ３２８)。
ここで、ＵＥ１０が、同じページングエリア内で移動して、データリクエストＳ３２１を送信した基地局（例えば、ｅＮＢ２０（Ａ））とは別の基地局（例えば、ｅＮＢ２０（Ｂ））に接続し、起動メッセージに対するＡｃｋを送信(Ｓ３２７)した場合、ＤＴ−ＧＷ６０は、Ｓ−ＧＷ４０において付加された基地局情報から、ＵＥ１０が移動したことを検出する。そして、ＤＴ−ＧＷ６０は、ｅＮＢ２０（Ａ）用の配信データキュー（図４Ｂの４２０）に入れていた応答データが取り出される（デキューされる）と、該デキューされた応答データを、ｅＮＢ２０（Ｂ）用の配信データキューの予備キュー４３０（つまり、ＵＥ１０が現在接続している基地局用の予備キュー）へエンキューする。予備キューへエンキューすることにより、応答データの送信（Ｓ３２８）が待たされ遅れることを抑制できる。
予備キューを含め複数のキューが、各基地局用の配信データキューのそれぞれに存在するよう構成した場合は、それら複数キューの間の送信割合を事前に設定しておく。また、同じ基地局用の複数のキューを合算したときの送信帯域は、図４Ｃの送信帯域リストの該当基地局の送信帯域を下回るように送信される。また、予備キューを用意しないよう構成した場合は、デキューされた応答データを、ＵＥ１０が現在接続している基地局（ｅＮＢ２０（Ｂ））の配信データキューへエンキューするようにしてもよい。
なお、本実施形態では、ＭＭＥ３０が、ページングエリアに属する基地局全体にページング処理を行う例を示したが、ＵＥ１０のデータリクエスト送信時に経由した基地局（ｅＮＢ２０（Ａ））に限定して、ページングを行っても良い。ＤＴ−ＧＷ６０は、起動メッセージに対するＡｃｋ（Ｓ３２７）を受信時に、ＵＥ１０がデータリクエスト送信時の基地局（ｅＮＢ２０（Ａ））に接続していない場合、ｅＮＢ２０（Ａ）用の配信データキューから応答データを破棄する。ＭＭＥ３０が、ページングする基地局を一つに限定するため、ＤＴ−ＧＷ６０は、ページングする基地局情報（ｅＮＢ２０（Ａ））を起動メッセージ(Ｓ３２６)に付加する。Ｓ−ＧＷ４０は、その基地局情報をメッセージ(Ｓ８１１)に追加して、ＭＭＥ３０へ送信する。
（移動端末がデータリクエスト後に、基地局をハンドオーバしたときの動作）
次に、移動端末がデータリクエスト後に、基地局をハンドオーバしたときの動作を、図９を用いて説明する。図９は、本発明の第１実施形態において、ＵＥ１０がデータリクエスト後に、基地局をハンドオーバしたときの、無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
図９において、Ｓ３２１〜Ｓ３２３ａ、Ｓ３２４〜Ｓ３２８の処理は、図３に示した処理（Ｓ３２１〜Ｓ３２３ａ、Ｓ３２４〜Ｓ３２８）と同じであるので、説明を省略する。
ハンドオーバは、セットアップ（setup Ｓ９０１）から始まりリリースメッセージ（Release msg. Ｓ９０８）で完了する。Ｓ９０１〜Ｓ９０８のメッセージシーケンスは、ＬＴＥにおける公知のハンドオーバ処理と同じである。
具体的には、eＮＢ２０（Ａ）は、ＵＥ１０がハンドオーバすべき状態にあると判断すると、移動先のターゲットeＮＢ２０（Ｂ）へＨＯ（ハンドオーバ）要求を送信し、無線回線設定のための情報を交換する（Ｓ９０１）。eＮＢ２０（Ｂ）よりハンドオーバ要求の応答確認を受信すると、eＮＢ２０（Ａ）は、ＵＥ１０へハンドオーバ指示を送信し（Ｓ９０２）、eＮＢ２０（Ｂ）へＰＤＣＰシーケンス番号情報等を送信する。ＵＥ１０は、移動先のeＮＢ２０（Ｂ）へ接続すると、ハンドオーバ確認メッセージを、eＮＢ２０（Ｂ）へ送信する（Ｓ９０３）。eＮＢ２０（Ｂ）は、ハンドオーバ確認メッセージを受信すると、パス切替要求メッセージをＭＭＥ３０へ送信する（Ｓ９０４）。ＭＭＥ３０は、Ｕ（ユーザ）プレーン更新要求をＳ−ＧＷ４０へ送信し、eＮＢ２０（Ｂ）の情報を通知する（Ｓ９０５）。Ｓ−ＧＷ４０は、Ｕプレーン更新応答をＭＭＥ３０へ返信し、ＵＥ１０への下りパケットの送信を開始する（Ｓ９０６）。ＭＭＥ３０は、eＮＢ２０（Ｂ）へパス切替要求確認メッセージを返信し（Ｓ９０７）、eＮＢ２０（Ｂ）は移動元のｅＮＢ２０（Ａ）へハンドオーバの成功を通知する（Ｓ９０８）。
本実施形態では、新たに、Ｓ−ＧＷ４０からＤＴ−ＧＷ６０へ向けたメッセージ“Ｈａｎｄｏｖｅｒ”（Ｓ９０９）を追加した。このメッセージＳ９０９には、ＵＥ１０のＩＤと、移動元及び移動先の基地局情報が含まれる。なお、Ｓ−ＧＷ４０においてデータリクエスト（Ｓ３２３）中のＵＥ情報（ＵＥＩＤ）を、Ｓ−ＧＷ４０の記憶部４２に例えばリスト形式で保持し、そのリストに含まれるＵＥ１０のハンドオーバに関してのみ、ＤＴ−ＧＷ６０へ送信するようにしても良い。その際、データリクエスト中のＵＥ情報は、ＤＴ−ＧＷ６０から定期的に送信することで更新する方法や、ＵＥ１０からのリクエスト数とその応答数を計測することで推測する方法等により得ることができる。
“Ｈａｎｄｏｖｅｒ”（Ｓ９０９）を受信したＤＴ−ＧＷ６０は、ＤＴ−ＧＷ６０の記憶部６２内に設けられたハンドオーバ管理テーブルにおいて、ハンドオーバ情報を管理する。ハンドオーバ管理テーブルの例を図１０に示す。図１０のハンドオーバ管理テーブルは、ＵＥＩＤ１０１１とハンドオーバ情報１０５２とを備え、ハンドオーバ情報１０５２には、フラグ情報１０６１、接続基地局情報１０６２、頻度情報１０６３が含まれる。ＵＥＩＤ１０１１には、ＵＥ１０を一意に識別する識別子が入る。ハンドオーバ情報のフラグ情報１０６１は、ハンドオーバの発生有無を表すフラグ情報であり、データリクエスト（Ｓ３２３）受信後にハンドオーバが発生した場合“１”とする。接続基地局情報１０６２は、ＵＥ１０が接続している基地局の最新情報を保持する。頻度情報１０６３には、直近のハンドオーバの発生頻度を示す情報が入る。頻度情報を得る方法の一例として、ハンドオーバ発生時には１加算し、０になるまで一定周期毎に１減算するという方法が挙げられる。
ＤＴ−ＧＷ６０は、データリクエストキューや配信データキューからデキューする際に、図１０のハンドオーバ管理テーブルを参照し、ＵＥ１０のハンドオーバ状況を確認する。ＤＴ−ＧＷ６０において、データリクエストキューからデキューする際の処理を図１１に、配信データキューからデキューする際の処理を図１２に示す。
なお、図９ではハンドオーバが発生した場合を例にとり、Ｓ−ＧＷ４０からＤＴ−ＧＷ６０へＵＥ１０の移動を通知する方法を説明したが、ＵＥ１０がページングエリアを跨ぎ移動した場合も同様に、Ｓ−ＧＷ４０からＤＴ−ＧＷ６０へＵＥ１０の移動を通知し（Ｓ９０９）、ＤＴ−ＧＷ６０においては、ハンドオーバ管理テーブルの更新処理（Ｓ９１０）が行われる。
ＤＴ−ＧＷ６０がデータリクエストキューからデキューする際の処理について、図１１を用いて説明する。
ＤＴ−ＧＷ６０は、データリクエストキューからデータリクエストをデキューする（Ｓ１１０１）と、まず、デキューしたデータリクエストの基地局情報を取得する（Ｓ１１０２）。ここでデキューしたデータリクエストの基地局情報を（ｅＮＢｘ）とする。次に、ＤＴ−ＧＷ６０は、そのデータリクエストを発行したＵＥ情報（ＵＥＩＤ）を取得し（Ｓ１１０３）、そのＵＥＩＤを有するＵＥ１０のハンドオーバ情報１０５２を、ハンドオーバ管理テーブルから取得する（Ｓ１１０４）。ここで取得したハンドオーバ情報に含まれる接続基地局情報１０６２を（ｅＮＢ ｙ）とする（Ｓ１１１１）。
ハンドオーバ管理テーブルに該当するＵＥＩＤの情報が含まれていない場合、もしくは取得した基地局情報が、（ｅＮＢ ｘ）と一致した場合（Ｓ１１０５でＹｅｓ）は、ＤＴ−ＧＷ６０は、上記デキューしたデータリクエストをデータ配信サーバ９０へ送信し、データ配信サーバ９０からの応答データを受信する。そして、上記データリクエストとともにデータ配信サーバ９０からの応答データを、基地局(ｅＮＢｘ)用の配信データキューにエンキューし（Ｓ１１０６）、処理を終了する（Ｓ１１２１）。
取得した接続基地局情報１０６２が、（ｅＮＢ ｘ）と一致しない場合（Ｓ１１０５でＮｏ）は、ＤＴ−ＧＷ６０は、上記デキューしたデータリクエストを、基地局（ｅＮＢ ｙ）用のデータリクエストキューへエンキューし（Ｓ１１１２）、処理を終了する（Ｓ１１２１）。
なお、図１１の例では、ステップＳ１１０５でＵＥ１０の移動を検出した場合（ｅＮＢ ｘがｅＮＢ ｙと異なる）、デキューしたデータリクエストを再度データリクエストキューへエンキューする方法（Ｓ１１１２）を示したが、データ配信サーバ９０へデータリクエストし、そのデータリクエストとともにデータ配信サーバ９０からの応答データを、基地局（ｅＮＢ ｙ）用の配信データキューにエンキューする方法を用いても良い。もしくは、ＵＥ１０がデータリクエスト毎にプライオリティを付加し、そのプライオリティに応じ上記２つの方式を使い分けても良い。
次に、ＤＴ−ＧＷ６０が配信データキューから応答データをデキューする際の処理について、図１２を用いて説明する。
ＤＴ−ＧＷ６０は、配信データキューから応答データをデキューすると（Ｓ１２０１）、まず、デキューした応答データの基地局情報を取得する（Ｓ１２０２）。ここで取得した基地局情報を（ｅＮＢ ｘ）とする。次に、その応答データを要求するデータリクエストを発行したＵＥ情報（ＵＥＩＤ）を取得し（Ｓ１２０３）、そのＵＥＩＤを有するＵＥ１０のハンドオーバ情報１０５２を、ハンドオーバ管理テーブルから取得する（Ｓ１２０４）。ここで取得したハンドオーバ情報に含まれる接続基地局情報１０６２を（ｅＮＢ ｙ）とする（Ｓ１２１２）。
ハンドオーバ管理テーブルに該当するＵＥＩＤの情報が含まれていない場合、もしくは取得した基地局情報が、（ｅＮＢ ｘ）と一致した場合（Ｓ１２０５でＹｅｓ）は、ＤＴ−ＧＷ６０は、ＵＥ１０へ起動メッセージを送信した後、応答データ送信を開始し、処理を終了する（Ｓ１２３１）。取得した接続基地局情報１０６２が、（ｅＮＢ ｘ）と一致しない場合（Ｓ１２０５でＮｏ）は、ＤＴ−ＧＷ６０は、ハンドオーバ情報１０５２の頻度情報１０６３を所定の閾値と比較する（Ｓ１２１１）。
頻度情報１０６３が所定の閾値を下回った場合（Ｓ１２１１でＹｅｓ）は、取得した基地局（ｅＮＢ ｙ）用の配信データキューへ、上記デキューした応答データをエンキューし（Ｓ１２１３）、処理を終了する（Ｓ１２３１）。なお、ステップＳ１２１３で応答データをエンキューする際、基地局（ｅＮＢ ｙ）用の予備キューへエンキューしても良い。
頻度情報１０６３が所定の閾値以上である場合（Ｓ１２１１でＮｏ）は、Ｓ１２０１でデキューした応答データを破棄し（Ｓ１２２１）、処理を終了する（Ｓ１２３１）。
以上説明した第１実施形態によれば、少なくとも次の（Ａ１）〜（Ａ１１）の効果を奏する。
（Ａ１）遅延を許容しないデータ通信と遅延を許容するデータ通信との両方を行えるように構成したので、ネットワーク混雑時には許容遅延の小さいデータ通信のみを行い、ネットワークに空きがある場合には許容遅延の小さいデータ通信とともに許容遅延の大きいデータ通信を行うことができる。例えば、ＯＳやアプリケーションのアップデートに関するトラフィック等、バックグラウンドで動作するトラフィックは、許容遅延の大きいデータ通信であるので、ネットワークに空きがある場合に通信する。これにより、ネットワークの輻輳を防ぐことができ、また、ネットワークリソースを有効に活用できる。
（Ａ２）遅延を許容するデータ通信を行うＤＴ−ＧＷに、データリクエストキューと配信データキューを設け、配信データキューのキュー長に応じてデータリクエストキューからデータリクエストをデキューするよう構成したので、ネットワーク混雑時に許容遅延の小さいデータ通信のみを行い、ネットワークに空きがある場合に許容遅延の大きいデータ通信を行うことを容易に実現できる。
（Ａ３）データリクエストキューと配信データキューを基地局ごとに設けたので、基地局ごとの混雑状況に応じてデータ通信を行うことができる。つまり、混雑している基地局に対しては許容遅延の小さいデータ通信のみを行い、混雑していない基地局に対しては許容遅延の大きいデータ通信を行うことができる。
（Ａ４）移動端末の接続する基地局が変更された場合に、データリクエストキュー内のデータリクエストをデキューした後、変更後の基地局用のデータリクエストキューにエンキューするように構成したので、変更後の基地局に対し、データ配信サーバからの配信データを送信できる。
（Ａ５）移動端末の接続する基地局が変更された場合に、配信データキュー内の配信データをデキューした後、変更後の基地局用の配信データキューにエンキューするように構成したので、変更後の基地局に対し、配信データを確実に送信できる。
（Ａ６）配信データキューに予備キューを設けたので、移動端末がハンドオーバした場合やページングエリアを越えた場合に、当該移動端末へのデータ送信が待たされることを抑制できる。
（Ａ７）遅延を許容するデータ通信を行うＤＴ−ＧＷに、ＤＴ−ＧＷから基地局への送信帯域を制限する送信帯域リストを設けたので、ＤＴ−ＧＷから基地局への送信帯域を適切な値に設定できる。
（Ａ８）ＤＴ−ＧＷは、基地局から移動端末への無線送信負荷状態を示す負荷情報を受信し、該受信した無線送信負荷状態に応じて、応答データを基地局へ送信する際の送信帯域を調整するよう構成したので、ＤＴ−ＧＷから基地局への送信帯域を適切な値に設定できる。
（Ａ９）移動端末のハンドオーバの発生頻度が所定値以上の場合は、データ配信サーバからの配信データを廃棄するよう構成した、つまり、移動中の移動端末へのデータ配信を抑制するように構成したので、ネットワークの利用効率を向上することができる。
（Ａ１０）データリクエストに対するデータ配信が所定時間内になかった場合は、移動端末から再度データリクエストするよう構成したので、データリクエストからデータ配信までの通信シーケンスを簡素化できる。また、上記所定時間を、データリクエストの優先度に応じて異ならせるよう構成したので、優先度の高いデータリクエストの発行頻度を、優先度の低いデータリクエストの発行頻度よりも高くすることができる。
（Ａ１１）既存のシステムに対しＤＴ−ＧＷを追加することにより、遅延を許容しないデータ通信と遅延を許容するデータ通信との両方を行える無線通信システムを容易に構成することができる。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図１３Ａを用いて説明する。図１３Ａは、第２実施形態に係るデータリクエストキューを表す図である。第２実施形態では、ＤＴ−ＧＷ６０におけるデータリクエストキューが第１実施形態と異なるのみで、他の構成は第１実施形態と同様である。すなわち、第１実施形態のデータリクエストキューでは、基地局毎にキューを１つ配置、もしくは同等のキューを複数配置するが、第２実施形態では、図１３Ａに示すように、重みの異なるキューを複数配置する。
具体的には、図１３Ａでは、基地局毎に優先度に応じた複数のキュー、つまり、基地局毎に、優先度が高、中、低、の３つのキューをもつ例を示す。優先度が高いキューは、データリクエストキューから出力される優先度が他より高く、優先度が低いキューは、データリクエストキューから出力される優先度が他より低い。そして、ＤＴ−ＧＷ６０は、ＵＥ１０からデータリクエストが到着するたびに、ＵＥ１０の属性やデータリクエストのプライオリティを基に、各データリクエストに対し優先順位を付与し、データリクエストの優先順位に応じて、優先度が高、中、低、のデータリクエストキューに振り分ける。優先度が高いキューのデータリクエストは、優先的にキューから出力され、データ配信サーバ９０へ送信される。
ここでＵＥ１０の属性とは、例えば図１０に示すハンドオーバの頻度情報１０６３や、後述の図１３Ｂ（通信量統計テーブル）に示す下りのパケット数１３２３等であり、データリクエストのプライオリティとは、例えば図６のリクエスト管理テーブルのプライオリティ６１４である。
データリクエストに優先順位を付けることで、例えば下りのパケット数１３２３が多いヘビーユーザのリクエストを低優先にすることができ、ネットワーク利用における不公平状態を是正できる。従来のデータ通信との違いは、第２実施形態では、ネットワークが空いている場合には、ヘビーユーザも一般ユーザと同等の通信が可能であるが、ネットワークが混んでいる場合は、ヘビーユーザへの通信が抑制され後回しにされる点である。
図１３Ａのデータリクエストキューに対するデータリクエストの具体的な振り分け方法の一例として、ＤＴ−ＧＷ６０が保持する通信量統計テーブル（図１３Ｂ）を用いる方法を述べる。図１３Ｂは、第２実施形態においてＤＴ−ＧＷ６０が記憶部６２に備える通信量統計テーブルを表す図である。
図１３Ｂに示すように、通信量統計テーブルは、フロー識別１３０１と統計情報１３０２と、制御クラス1３０３とを備える。フロー識別１３０１には、ＵＥＩＤ１３１１とプライオリティ１３１２とが含まれる。プライオリティ１３１２は、図６のプライオリティ６１４と同じものであり、ＵＥ１０からＤＴ−ＧＷ６０が受信して取得する。統計情報１３０２には、上り、下りそれぞれの累積パケット数（１３２１，１３２３）と、累積バイト数（１３２２，１３２４）とが含まれる。上りとは、ＵＥ１０からＤＴ−ＧＷ６０へ向かう方向を指し、下りとは、ＤＴ−ＧＷ６０からＵＥ１０へ向かう方向を指す。制御クラス１３０３は、該当するフローの制御優先度を表し、統計情報１３０２を基に算出する。例えば、統計情報１３０２の累積バイト数（１３２３, １３２４）の和Ｓが所定の閾値ｔ１以下の場合は “１”を、ｔ１ ＜ Ｓ ≦ ｔ２の場合は “２”を、ｔ２ ＜ Ｓの場合は “３”を、制御クラス１３０３に割り当てる。
ＤＴ−ＧＷ６０は、データリクエストを図１３Ａのデータリクエストキューに振り分ける際、制御クラス１３０３を用いる。例えば、制御クラス１３０３の優先度が高い（上記の例では“１”）ＵＥ１０からデータリクエストが送られてきた場合、該データリクエストは、優先度“高”のデータリクエストキューへ送られる。また、制御クラス１３０３の優先度が低い（上記の例では“３”）ＵＥ１０からデータリクエストが送られてきた場合、該データリクエストは、優先度“低”のデータリクエストキューへ送られる等である。
他の振り分け方法として、図１０のハンドオーバ管理テーブルを用いて、データリクエストの振り分けを行っても良い。例えば、ハンドオーバの頻度情報１０６３が所定の閾値以上のＵＥ１０から送られてきたデータリクエストは、優先度“低”のデータリクエストキューへ送り、頻度情報１０６３が所定の閾値以下のＵＥ１０から送られてきたデータリクエストは、優先度“高”のデータリクエストキューへ送る等である。
また、ユーザであるＵＥ１０から送られてきたデータリクエストのプライオリティ１３１２により判断する方法や、上記の方法を複数組み合わせ総合的に判断する方法を用いても良い。
ＤＴ−ＧＷ６０は、ＵＥ１０との通信が発生するたび、通信量統計テーブルを更新処理し、月に1度など定期的に、もしくは統計情報１３０２のカウンタがオーバフローする時等に、課金サーバへ送信すると共に、通信量統計テーブルの統計値をゼロリセットする。ゼロリセットする際、統計情報１３０２のフィールドのみをゼロリセットし、制御クラス１３０３はそのまま保持する方法をとっても良い。制御クラス１３０３をそのまま保持することで、ＤＴ−ＧＷ６０とＵＥ１０との間の送信量に応じた制御を継続して行うことができる。
なお、ゼロリセット時に、制御クラス１３０３をそのまま保持する方法を用いた場合、制御クラス１３０３の算出は、ＭＡＸ（｛ゼロリセット前の過去の制御クラス｝, ｛ゼロリセット後の統計情報から算出した制御クラス｝）、つまり、ゼロリセット前の過去の制御クラスとゼロリセット後の統計情報から算出した制御クラスのうち大きいほうを、制御クラスの値として採用する等、過去の制御クラス情報も用いて決定する。
このように、許容遅延の大きいデータ要求に対しては、ユーザの利用頻度等に応じてデータ配信を行うことで、ネットワークリソース利用におけるユーザ間の不公平を是正できる。例えば、ヘビーユーザが帯域を占有することで、一般ユーザの通信品質も低下し、繋がり難くなる問題を抑制できる。したがって、例えば、定額制を前提とし通信量を意識しないアプリケーションについては、従量課金制へ変更することに対しユーザからの反対が強いが、第２実施形態によれば従量課金制への変更を回避することも可能となる。
以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、少なくとも次の（Ｂ１）〜（Ｂ４）の効果を奏する。
（Ｂ１）データリクエストキューを、基地局ごとに優先度に応じた複数のキューで構成したので、データ配信サーバからの配信データを、上記優先度に応じて移動端末へ配信できる。このようにすると、例えばヘビーユーザからのデータリクエストを低優先度にすることにより、ネットワークが混雑している場合にヘビーユーザが帯域を占有することを抑制できる。
（Ｂ２）上記優先度を、ＤＴ−ＧＷと移動端末との間の通信量に応じて設定する構成とした場合は、通信量の多い移動端末へのデータ配信を抑制することができる。
（Ｂ３）上記優先度を、ユーザ（移動端末）のプライオリティに応じて設定する構成とした場合は、プライオリティの低い移動端末へのデータ配信を抑制することができる。
（Ｂ４）上記優先度を、移動端末のハンドオーバの頻度に応じて設定する構成とした場合は、ハンドオーバの多い移動端末へのデータ配信を抑制することができる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図１４を用いて説明する。第３実施形態では、ＵＥ１０が送信するデータリクエストの送信方法が第１実施形態と異なるもので、他は第１実施形態と同様である。第１実施形態では、データ取得の方法をＵＥ１０が選択し（自動的に選択、又はユーザが選択）、既存のデータ通信３１０を利用する場合は、取得対象のデータを保持するデータ配信サーバ９０へ宛てた通信をし、遅延を許容するデータ通信３２０を利用する場合は、ＤＴ−ＧＷ６０へ宛てた通信をした。
第３実施形態では、ＵＥ１０が、遅延を許容するデータか否かを示すフラグを、パケットヘッダに付加して送信する。
図１４は、第３実施形態において、ＵＥ１０から送信されるパケットフォーマットを表す図である。図１４に示すように、パケット１４１０は、ヘッダ１４１１とデータ１４１２とを備え、ヘッダ１４１１には、宛先アドレス１４２１、送信元アドレス１４２２、遅延許容情報１４２３が含まれる。
宛先アドレス１４２１は、第１実施形態の宛先アドレス（ＤＴ−ＧＷ６０）と異なり、データ配信サーバ９０のアドレスである。送信元アドレス１４２２は、当該ＵＥ１０のアドレスである。遅延許容情報１４２３は、即座の通信が必要なものと、そうでないものの２値で表しても良いし、段階を分け複数のレベルで表しても良い。
第３実施形態における通信シーケンスは、図３に示した第１実施形態のシーケンスと同様であり、ＵＥ１０は、図１４に示した遅延許容情報１４２３を含めたパケット１４１０を送信する。そして、Ｓ−ＧＷ４０は、このパケット１４１０を受信すると、パケットヘッダ１４１１の遅延許容情報１４２３を基に、既存のデータ通信３１０で送るか、遅延を許容するデータ通信３２０で送るかを判断し、パケット１４１０を転送する。つまり、遅延許容情報１４２３に“即座に通信が必要”とある場合は、Ｐ−ＧＷ５０へ転送し、”遅延を許容する通信３２０”とある場合は、ＤＴ−ＧＷ６０へ転送する。
以上説明した第３実施形態によれば、少なくとも次の（Ｃ１）の効果を奏する。
（Ｃ１）移動端末から送信されるパケットに遅延許容情報を含めるよう構成したので、移動端末は、既存のデータ通信と同様に、データ配信サーバ９０へ宛てた通信をすることができる。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態では、ＵＥ１０が送信するデータリクエストの送信方法が、第１実施形態や第３実施形態と異なるが、他は第１実施形態や第３実施形態と同様である。すなわち、第１実施形態や第３実施形態では、データ取得の方法をＵＥ１０が選択し、通信相手を選択する、もしくはパケットに遅延許容情報を付加していたが、第４実施の形態では、ＵＥ１０は従来どおりのデータ通信３１０を行う。
そして、Ｓ−ＧＷ４０においてＵＥ１０から送信されたパケットを分析し、遅延が許容できるか判断し、許容できると判断した場合は、そのセッションに関するパケットの経路をＤＴ−ＧＷ６０へ変更し、遅延が許容できないと判断した場合は、パケットの経路をＰ−ＧＷ５０とする。
以上説明した第４実施形態によれば、少なくとも次の（Ｄ１）の効果を奏する。
（Ｄ１）遅延を許容するデータ通信においても、移動端末は、従来の遅延を許容しないデータ通信と同様の通信を行い、Ｓ−ＧＷにおいて遅延が許容できるか否か判断するように構成したので、移動端末は従来どおりの動作でよい。
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について、図１５を用いて説明する。図１５は、第５実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。第５実施形態は、第１〜第４実施の形態で示した遅延を許容するデータ通信３２０を導入したときの課金方法に関するものである。
図１５に示すように、課金サーバ（ＡＡＡ Server: Authentication Authorization Accounting Server）１００が、Ｐ−ＧＷ５０とＤＴ−ＧＷ６０とに接続されている。
課金サーバ１００も、モバイルゲートウェイ装置のハードウェア構成と同様に、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、スイッチ処理部と、揮発性メモリと、不揮発性メモリと、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）とを備え、その動作は、それぞれ、ＣＰＵとスイッチ処理部とから構成される制御部により制御される。
既存のデータ通信３１０に対する課金は、課金サーバ１００が、ＵＥ１０毎の通信量をＰ−ＧＷ５０より取得し、取得した通信量に通信単価を掛け合わせることで算出する。Ｐ−ＧＷ５０は、ＵＥ１０毎の例えば下りの通信量の管理を、図１３Ｂの通信量統計テーブルに相当するテーブルを用いて管理し、定期的に、もしくは統計情報のカウンタがオーバフローする際に、統計情報を課金サーバ１００へ送信する。
遅延を許容するデータ通信３２０に対する課金は、課金サーバ１００が、ＵＥ１０毎の通信量をＤＴ−ＧＷ６０より取得し、取得した通信量に通信単価を掛け合わせることで算出する。ＤＴ−ＧＷ６０は、ＵＥ１０毎の例えば下りの通信量を、図１３Ｂの通信量統計テーブルで管理し、定期的に、もしくは統計情報のカウンタがオーバフローする際に、統計情報を課金サーバ１００へ送信する。
課金サーバ１００は、既存のデータ通信３１０に対する課金処理と、遅延を許容するデータ通信３２０に対する課金処理とを分けて行い、その後、前者と後者を合算してユーザへ請求する。遅延を許容するデータ通信３２０に対して、非常に安い通信単価、もしくは課金の上限を設けることで、費用を掛けたくないユーザに対しても、スマートフォンやパソコンの利用を薦めることができる。また、遅延を許容するデータ通信３２０があるため、既存のデータ通信３１０に対する課金を従量課金にしても、ユーザの抵抗感が少なくなるものと考えられる。すなわち、即座に通信したい場合は、コストを払い既存のデータ通信３１０を用い、コストを掛けたくない場合は、遅延を許容するデータ通信３２０を用いるといった選択が可能となる。
以上説明した第５実施形態によれば、少なくとも次の（Ｅ１）の効果を奏する。
（Ｅ１）遅延を許容するデータ通信に対する課金と、遅延を許容しないデータ通信に対する課金とを、分けて課金処理することができる。したがって、即座に通信しているが実は遅延を許容可能なデータ通信を、上記の遅延を許容するデータ通信に誘導することが容易となる。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
上述の第１実施形態では、図１１に示すデータリクエストキューからデキューする際の処理と、図１２に示す配信データキューから応答データをデキューする際の処理の両方を行うように構成したが、図１１に示す処理については、省略することも可能である。
また、上述の第１実施形態から第５実施形態では、Ｓ−ＧＷ４０とＤＴ−ＧＷ６０を、それぞれ別の装置として説明したが、Ｓ−ＧＷ４０とＤＴ−ＧＷ６０を同一の装置として構成してもよい。あるいは、Ｐ−ＧＷ５０とＤＴ−ＧＷ６０を同一の装置として構成してもよい。あるいは、Ｓ−ＧＷ４０とＤＴ−ＧＷ６０とＰ−ＧＷ５０を、同一の装置として構成してもよい。あるいは、Ｓ−ＧＷ４０とＤＴ−ＧＷ６０とＰ−ＧＷ５０とＭＭＥ３０を、同一の装置として構成してもよい。あるいは、Ｓ−ＧＷ４０とＤＴ−ＧＷ６０とＰ−ＧＷ５０とＭＭＥ３０と課金サーバ１００を、同一の装置として構成してもよい。
また、上述の第１実施形態から第５実施形態の構成は、適宜、組み合わせて実施することができる。
また、本発明は、本発明に係る処理を実行するシステムとしてだけでなく、該システムを構成する装置や方法として、或いは、このような方法を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして把握することができる。
１０…移動端末(ＵＥ)、１１…制御部、１１（ａ）…ＣＰＵ、１１（ｂ）…論理回路、１２…記憶部、１２（ａ）…揮発性メモリ、１２（ｂ）…不揮発性メモリ(Ｆｌａｓｈ)、１３…無線部（ＲＦ）、１５…バス、１６…入出力装置、２０…基地局(ｅＮＢ)、２１…制御部、２２…記憶部、２３…無線部、２４…インタフェース(Ｉ/Ｆ)、３０…移動管理サーバ(ＭＭＥ)、４０…Ｓ−ＧＷ、５０…Ｐ−ＧＷ、６０…ＤＴ−ＧＷ、６１…制御部、６１（ａ）…ＣＰＵ、６１（ｂ）…スイッチ処理部、６２…記憶部、６２（ａ）…揮発性メモリ、６２（ｂ）…不揮発性メモリ(Ｆｌａｓｈ)、６４…インタフェース(Ｉ/Ｆ)、７０…無線ネットワーク、９０…データ配信サーバ、１００…課金（ＡＡＡ）サーバ。

Claims (13)

  1. 移動端末と、
    前記移動端末と無線接続される複数の基地局と、
    前記複数の基地局と接続されるゲートウェイ装置と、
    前記ゲートウェイ装置とインターネットを介して接続され、前記移動端末へデータを配信するデータ配信サーバとを備え、
    前記移動端末は、前記基地局と前記ゲートウェイ装置とを介し前記データ配信サーバに対して、第1のデータリクエストと第２のデータリクエストとを送信し、
    前記ゲートウェイ装置は、前記基地局から前記第1のデータリクエストを受信した場合は、前記基地局から前記移動端末への無線送信負荷状態に拘わらず、前記受信した第1のデータリクエストを前記データ配信サーバへ送信し、前記基地局から前記第２のデータリクエストを受信した場合は、前記基地局から前記移動端末への無線送信負荷状態に応じて、前記受信した第２のデータリクエストを前記データ配信サーバへ遅延させて送信し、
    前記データ配信サーバは、前記第1のデータリクエスト又は前記第２のデータリクエストを前記ゲートウェイ装置から受信すると、該第1のデータリクエスト又は第２のデータリクエストにより要求されたデータを応答データとして、前記ゲートウェイ装置と前記基地局とを介し前記移動端末へ送信することを特徴とする無線通信システム。
  2. 請求項１に記載された無線通信システムであって、
    前記ゲートウェイ装置は、
    前記受信した第２のデータリクエストを複数蓄え、該蓄えた順に出力するデータリクエストキューと、
    前記データ配信サーバから受信した応答データを複数蓄え、該蓄えた順に出力する配信データキューとを、前記複数の基地局のそれぞれに対応して備え、
    前記配信データキューに蓄えられた応答データの数が所定の閾値未満になると、前記データリクエストキューに蓄えられた前記第２のデータリクエストを出力して前記データ配信サーバへ送信することを特徴とする無線通信システム。
  3. 請求項２に記載された無線通信システムであって、
    前記ゲートウェイ装置は、前記移動端末から前記第２のデータリクエストを受信した後に前記移動端末の接続基地局が第1の基地局から第２の基地局に変更された場合は、前記第１の基地局用の前記配信データキューに蓄えられた前記応答データを出力した後、該出力した応答データを前記第２の基地局用の前記配信データキューに入力することを特徴とする無線通信システム。
  4. 請求項３に記載された無線通信システムであって、
    前記データリクエストキューに蓄えられた前記第２のデータリクエストには、該第２のデータリクエストを送信した移動端末が接続されていた基地局を識別する基地局情報が含まれており、
    前記ゲートウェイ装置は、前記移動端末から前記第２のデータリクエストを受信した後に前記移動端末の接続基地局が第1の基地局から第２の基地局に変更された場合は、前記第１の基地局用の前記データリクエストキューに蓄えられた前記第２のデータリクエストを出力した後、該出力した第２のデータリクエストに含まれる基地局情報を前記第1の基地局から前記第２の基地局へ変更し、該基地局情報が変更された第２のデータリクエストを前記第２の基地局用の前記データリクエストキューに入力することを特徴とする無線通信システム。
  5. 請求項３に記載された無線通信システムであって、
    前記ゲートウェイ装置は、前記移動端末の接続基地局が所定の閾値を超える頻度で変更された場合は、前記第１の基地局用の前記配信データキューに蓄えられた前記応答データを出力した後、該出力した応答データを前記第２の基地局用の前記配信データキューに入力せず廃棄することを特徴とする無線通信システム。
  6. 請求項２に記載された無線通信システムであって、
    前記各基地局に対応して設けられたデータリクエストキューは、該データリクエストキューから出力される優先度が異なる複数のキューで構成され、
    前記ゲートウェイ装置は、前記移動端末から前記第２のデータリクエストを受信すると、該受信した第２のデータリクエストの優先度に応じて、該受信した第２のデータリクエストを、前記優先度が異なる複数のキューに振り分けることを特徴とする無線通信システム。
  7. 請求項３に記載された無線通信システムであって、
    前記配信データキューは、前記複数の基地局のそれぞれに対応して、通常キューと予備キューとを備え、
    前記ゲートウェイ装置は、
    前記データ配信サーバから受信した応答データを前記通常キューに入力し、
    前記移動端末から前記第２のデータリクエストを受信した後に前記移動端末の接続基地局が第1の基地局から第２の基地局に変更された場合は、前記第１の基地局用の前記通常キューに蓄えられた前記応答データを出力した後、該出力した応答データを前記第２の基地局用の前記予備キューに入力することを特徴とする無線通信システム。
  8. 請求項１に記載された無線通信システムであって、
    前記移動端末は、データリクエストを送信した後、該データリクエストへの応答データを所定時間内に受信できない場合、再び、前回送信したものと同じデータリクエストを前記基地局へ送信することを特徴とする無線通信システム。
  9. 請求項８に記載された無線通信システムであって、
    前記移動端末は、送信済みのデータリクエストのそれぞれについて、データリクエストを送信した当該移動端末のプログラムを識別するためのプログラム識別子と、前記プログラムの優先度とを記憶し、前記所定時間を、前記プログラムの優先度に応じて異ならせることを特徴とする無線通信システム。
  10. 請求項１に記載された無線通信システムであって、
    前記ゲートウェイ装置は、前記基地局から前記無線送信負荷状態を示す負荷情報を受信し、該受信した無線送信負荷状態に応じて、前記応答データを前記基地局へ送信する際の送信帯域を調整することを特徴とする無線通信システム。
  11. 請求項１に記載された無線通信システムであって、
    前記ゲートウェイ装置は、前記複数の基地局と接続される第１のゲートウェイ装置と、前記第１のゲートウェイ装置及び前記データ配信サーバと接続される第２のゲートウェイ装置と、前記第１のゲートウェイ装置及び前記データ配信サーバと接続される第３のゲートウェイ装置とを備え、
    前記第２のゲートウェイ装置は、前記基地局から前記第1のデータリクエストを受信すると、前記基地局から前記移動端末への無線送信負荷状態に拘わらず、前記受信した第1のデータリクエストを前記データ配信サーバへ送信し、前記データ配信サーバから前記応答データを受信すると、該受信した応答データを前記基地局へ送信し、
    前記第３のゲートウェイ装置は、前記基地局から前記第２のデータリクエストを受信すると、前記基地局から前記移動端末への無線送信負荷状態に応じて、前記受信した第２のデータリクエストを前記データ配信サーバへ遅延させて送信し、前記データ配信サーバから前記応答データを受信すると、該受信した応答データを前記基地局へ送信することを特徴とする無線通信システム。
  12. 移動端末から受信したデータリクエストを複数蓄え、該蓄えた順に出力するデータリクエストキューと、
    データ配信サーバから受信した応答データを複数蓄え、該蓄えた順に出力する配信データキューとを備え、
    前記移動端末からの第1のデータリクエストを受信すると、前記受信した第1のデータリクエストを前記データ配信サーバへ送信し、
    前記移動端末からの第２のデータリクエストを受信すると、前記受信した第２のデータリクエストを前記データリクエストキューに蓄え、
    前記第２のデータリクエストにより要求されたデータを応答データとして、前記データ配信サーバから受信すると、該応答データを前記配信データキューに蓄え、
    前記配信データキューに蓄えられた応答データの数が所定の閾値未満になると、前記データリクエストキューに蓄えられた前記第２のデータリクエストを出力して前記データ配信サーバへ送信することを特徴とするゲートウェイ装置。
  13. 移動端末と、
    前記移動端末と無線接続される複数の基地局と、
    前記複数の基地局と接続されるゲートウェイ装置と、
    前記ゲートウェイ装置とインターネットを介して接続され、前記移動端末へデータを配信するデータ配信サーバとを備える無線通信システムにおけるデータ配信方法であって、
    前記移動端末が、前記基地局と前記ゲートウェイ装置とを介し前記データ配信サーバに対して、第1のデータリクエストを送信するステップと、
    前記移動端末が、前記基地局と前記ゲートウェイ装置とを介し前記データ配信サーバに対して、第２のデータリクエストを送信するステップと、
    前記ゲートウェイ装置が、前記基地局から前記第1のデータリクエストを受信した後、前記基地局から前記移動端末への無線送信負荷状態に拘わらず、前記受信した第1のデータリクエストを前記データ配信サーバへ送信するステップと、
    前記ゲートウェイ装置が、前記基地局から前記第２のデータリクエストを受信した後、前記基地局から前記移動端末への無線送信負荷状態に応じて、前記受信した第２のデータリクエストを前記データ配信サーバへ遅延させて送信するステップと、
    前記データ配信サーバが、前記第1のデータリクエスト又は前記第２のデータリクエストを前記ゲートウェイ装置から受信した後、該第1のデータリクエスト又は第２のデータリクエストにより要求されたデータを応答データとして、前記ゲートウェイ装置と前記基地局とを介し前記移動端末へ送信するステップとを備えることを特徴とするデータ配信方法。
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