JP2014230104A - Method and apparatus for accessing plural radio bearers - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種無線サービスへのアクセスに関し、より具体的には、複数の異なる無線サービスを提供する複数の異なる無線ベアラに対して状況に応じた適切なアクセスを行う方法と装置とに関する。 The present invention relates to access to various wireless services, and more specifically, to a method and apparatus for appropriately accessing a plurality of different radio bearers that provide a plurality of different wireless services according to the situation.
無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ＵＭＴＳ等の３Ｇセルラー携帯電話網あるいはＬＴＥ網などの様々な無線通信サービスは、複数の異なる無線アクセス技術（ＲＡＴ（Radio Access Technology））にそれぞれ対応する。そして、無線ベアラは、これら様々な無線通信サービスに接続して利用者無線端末（ＵＥ）からアクセスするための無線接続手段を提供するものである。 Various wireless communication services such as a 3G cellular mobile phone network such as wireless LAN, WiMAX, and UMTS or an LTE network correspond to a plurality of different wireless access technologies (RAT (Radio Access Technology)). The radio bearer provides a radio connection means for connecting to these various radio communication services and accessing from a user radio terminal (UE).
ＵＭＴＳ網やＬＴＥ網などのセルラー無線網は、地理的に広範囲にわたって単一の通信事業者網により、ユーザに無線網接続サービスを提供している。その反面、セルラー無線網に対する無線アクセスは、多くの場合、当該セルラー無線網が提供する通信サービスに加入しているユーザの無線端末だけに限定され、無料で提供されている場合も多い無線ＬＡＮサービスよりも通信料金が一般に高額である。他方、一般公衆が利用可能な無線ＬＡＮサービスは、通信料金が安価であり、通信速度が比較的安定している反面、良好に通信可能な範囲が限られた狭い地域内に限定される。 A cellular radio network such as a UMTS network or an LTE network provides a radio network connection service to users through a single carrier network over a wide geographical area. On the other hand, in many cases, wireless access to a cellular wireless network is limited only to the wireless terminals of users who subscribe to the communication service provided by the cellular wireless network and is often provided free of charge. Communication charges are generally higher than On the other hand, a wireless LAN service that can be used by the general public has a low communication fee and a relatively stable communication speed. However, the wireless LAN service is limited to a narrow area where a good communication range is limited.
近年の無線端末の利用態様として、利用する無線アクセス網を、セルラー無線網と無線ＬＡＮサービスとの間でユーザ自身により状況に応じて切り替えることが一般的である。無線端末のこのような利用態様を可能とするには、複数の異なるＲＡＴ（例えば、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸおよび無線ＬＡＮなど）にそれぞれ対応した複数の無線インターフェース回路を装備したマルチモード無線端末を使用してユーザが無線網アクセスを行うことが前提となる。この場合、マルチモード無線端末は、同時利用可能な複数の異なるＲＡＴのそれぞれに接続する複数の無線ベアラを確立し、当該複数の無線ベアラ上での同時並列無線伝送を実行することが可能であり、これはリンク・アグリゲーションとして知られている。また、別の態様として、マルチモード無線端末は、同時利用可能な複数の異なるＲＡＴの間で状況に応じて一の無線ベアラが接続するＲＡＴを選択的に切り替えて無線通信することも可能であり、これは異種ＲＡＴ間接続切替と呼ばれる。上記のように異なるＲＡＴに接続する複数の無線ベアラ間で無線端末の通信トラフィックを配分制御することにより、無線帯域幅の集約、異種ＲＡＴ間での通信負荷分散、弾力的なネットワーク利用可能性などの利点を達成することができる。 As a usage mode of a wireless terminal in recent years, it is common to switch a wireless access network to be used between a cellular wireless network and a wireless LAN service according to a situation by a user himself / herself. In order to enable such usage of the wireless terminal, a multi-mode wireless terminal equipped with a plurality of wireless interface circuits respectively corresponding to a plurality of different RATs (for example, LTE, WiMAX, wireless LAN, etc.) is used. It is assumed that the user performs wireless network access. In this case, the multi-mode wireless terminal can establish a plurality of radio bearers connected to each of a plurality of different RATs that can be used simultaneously, and can execute simultaneous parallel radio transmission on the plurality of radio bearers. This is known as link aggregation. Further, as another aspect, the multi-mode wireless terminal can perform wireless communication by selectively switching the RAT to which one radio bearer is connected according to the situation between a plurality of different RATs that can be used simultaneously. This is called connection switching between different types of RATs. As described above, by distributing and controlling communication traffic of wireless terminals among a plurality of radio bearers connected to different RATs, aggregation of wireless bandwidth, communication load distribution among different RATs, flexible network availability, etc. The benefits of being able to be achieved.
一方、マルチモード無線端末が、互いに異なるＲＡＴに対応する複数の無線通信経路を介して通信する際に、無線網側のトラフィック負荷分散状況、輻輳状況あるいは実効通信スループットなどを考慮しながら、通信に使用すべき最適なＲＡＴを取捨選択するには、特許文献１で説明されるようなポリシー制御の仕組みが必要となる。言い換えると、マルチモード無線端末が、通信に使用すべき最適なＲＡＴを取捨選択する際に、上述した無線帯域幅の集約、異種ＲＡＴ間での通信負荷分散、弾力的なネットワーク利用可能性などの利点が無線網内部の稼働状況によって損なわれないようにするには、無線端末側でのＲＡＴの切り替えに適応する形で、無線アクセス網内やコア網内を通るエンド・ツー・エンド通信経路全体の最適化も必要となる。そして、このようなエンド・ツー・エンド通信経路全体の最適化のためには、無線網側からのポリシー制御の仕組みを導入することが有効である。具体的には、無線端末が通信する上りリンクおよび下りリンクのトラフィックに関し、無線網のローカルドメイン内において、通信トラフィック転送経路を状況に応じて適切にポリシー制御する仕組みが必要となる。特許文献１は、上記のように状況に応じて通信トラフィック転送経路を制御するために、無線網側と無線端末側に設定された通信経路制御ポリシーに基づいてトラフィックの通信経路を制御する仕組みを開示する。この場合、あるトラフィック・フローに関する上りリンクおよび下りリンクのトラフィックが一台の無線端末に関して同じ無線ベアラを経由することを可能にするには、無線端末および無線網内の対応するモビリティ・アンカーの両方が、現在の通信経路制御ポリシーに関して、同期される必要がある。また、無線端末が接続するＲＡＴが切り替わった場合には、それに応じて、無線網側と無線端末側に設定された通信経路制御ポリシーもリアルタイムに変更されなくてはならない。
On the other hand, when a multi-mode wireless terminal communicates via a plurality of wireless communication paths corresponding to different RATs, communication is performed while taking into consideration the traffic load distribution status, congestion status or effective communication throughput on the wireless network side. In order to select an optimal RAT to be used, a policy control mechanism as described in
特許文献１は、国際標準化団体３ＧＰＰにより規定されるＰＣＣ（Policy and Charging Control）アーキテクチャを前提として、無線網内の無線ベアラ終端ノードと無線端末との間で伝送されるトラフィック・フローの通信経路を通信経路制御ポリシーに基づいて制御する仕組みを開示している。具体的には、特許文献１記載の発明は、以下の手順を実行する。まず、無線端末は、３ＧＰＰコア網内に実装されたアプリケーション機能に対してシグナリングにより通信経路制御ポリシーを伝達する。続いて、当該アプリケーション機能は伝達された通信経路制御ポリシーを解析する。続いて、当該アプリケーション機能は、当該解析の結果を３ＧＰＰコア網内のＰＣＥＦ（ポリシー制御施行機能）に対してシグナリングにより伝達する。最後に、３ＧＰＰコア網内のＰＣＥＦは、当該通信制御ポリシーを無線網内で実行される通信経路制御に反映されるために、無線端末の上りリンク伝送経路と下りリンク伝送経路の上に位置する３ＧＰＰコア網内の中継ノード（ルータ機器など）に対して、当該通信制御ポリシーを反映した動作設定を行う。
特許文献２もまた、無線網内の無線ベアラ終端ノードと無線端末との間で伝送されるトラフィック・フローの通信経路を通信経路制御ポリシーに基づいて制御する仕組みを開示している。特許文献２における通信経路制御ポリシーは、無線端末を携帯しているユーザの状況に応じて無線端末の上りリンクと下りリンクのトラフィックを経路制御するためのポリシーである。特許文献２記載の発明においては、まず最初に、無線網側のポリシー制御機能が、ユーザの無線端末からユーザの状況を推測するための情報を受信して、ユーザの現在の状況を表すユーザ状態を決定する。続いて、無線網側のポリシー制御機能は、ユーザの現在のユーザ状態に対応する通信経路制御ポリシーをデータベース中から検索して、検索された通信経路制御ポリシーを無線端末の通信経路上に位置するルータ群に対して設定する。
しかしながら、特許文献１および特許文献２を含む先行技術文献が開示する通信経路のポリシー制御は、（コア網内の負荷分散のように）無線網の運用上の問題を緩和するためのポリシー制御、あるいは、通信アプリケーションの性能や利便性を向上させるためのポリシー制御であり、個々の無線端末の消費電力を節約するためのポリシー制御は実現されていない。すなわち、異なるＲＡＴに接続する複数の無線ベアラを切り替えて、または同時並列的に使用して複数のトラフィック転送経路を介して通信するマルチモード無線端末の消費電力を節約するために、無線端末の上りリンクと下りリンクのトラフィックをポリシーに基づいて無線網内で経路制御する技術はこれまで実現されていない。
However, the policy control of the communication path disclosed by the prior art documents including
加えて、特許文献１および特許文献２に開示されたポリシー制御は、無線端末の上りリンクと下りリンクのトラフィックを無線網内で経路制御する際に、当該無線端末の通信経路上に存在する無線網内の全ての中継ノード（ルータ機器等）に対してポリシ制御ノードから経路制御ポリシーを設定する必要が有った。同一のポリシー制御ノードによって管理される無線網において、接続する無線端末の数およびポリシー制御動作の実行頻度が増大した場合、無線網内の制御オーバーヘッドが増大し、ネットワーク運用に支障をきたす可能性がある。
In addition, the policy control disclosed in
以上の問題点に鑑み、本発明は、複数の異なるＲＡＴに接続しながら複数のトラフィック転送経路を介して通信する無線端末の消費電力を節約するような態様で、無線端末の通信トラフィックを無線網内で経路制御することが可能なポリシ制御を実現することを目的とする。加えて、本発明は、上述した経路制御に関し、同一のポリシー制御ノードによって管理される無線網において、接続する無線端末の数およびポリシー制御動作の実行頻度が増大しても、無線網内の制御オーバーヘッドが増大しないようなポリシ制御を実現することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention reduces communication power of a wireless terminal to a wireless network in a manner that saves power consumption of the wireless terminal that communicates via a plurality of traffic transfer paths while being connected to a plurality of different RATs. It is an object of the present invention to realize policy control capable of route control within a network. In addition, the present invention relates to the above-described path control, and in a wireless network managed by the same policy control node, even if the number of connected wireless terminals and the frequency of execution of policy control operations increase, An object is to realize policy control that does not increase overhead.
以上より、本発明に係る第１の側面は、複数の異なる種類の無線アクセス網にそれぞれ接続する複数の無線ベアラに同時並列接続して通信するＵＥであって、ユーザ・トラフィックを前記複数の無線ベアラ間において最適比率配分することにより、消費される伝送電力を節約するために：無線網及びＵＥの通信状態に基づいて、複数の無線ベアラの各々の上で消費される伝送電力の予測値を推定する消費電力算出部；および、前記複数の無線ベアラの各々に関して前記推定された前記予測値に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するための配分を決定し、当該ＵＥの通信特性に対応付けられたポリシーを無線網から設定されることにより、前記配分を調整する同時通信処理部；を備える構成を採る。 From the above, the first aspect according to the present invention is a UE that communicates by simultaneously connecting to a plurality of radio bearers respectively connected to a plurality of different types of radio access networks, and transmits user traffic to the plurality of radio To save the transmission power consumed by allocating the optimal ratio among the bearers: based on the communication status of the radio network and the UE, the predicted value of the transmission power consumed on each of the plurality of radio bearers A power consumption calculation unit to be estimated; and a distribution for optimally allocating the user traffic among the radio bearers based on the estimated value estimated for each of the plurality of radio bearers, and communication of the UE The configuration includes a simultaneous communication processing unit that adjusts the distribution by setting a policy associated with the characteristic from the wireless network.
本発明に係る第２の側面は、複数の異なる種類の無線アクセス網にそれぞれ接続する複数の無線ベアラに同時並列接続して通信するＵＥであって、ユーザ・トラフィックを前記複数の無線ベアラ間において最適比率配分することにより、消費される伝送電力を節約するために：無線網及びＵＥの通信状態に基づいて、複数の無線ベアラの各々の上で消費される伝送電力の予測値を推定する消費電力算出部；前記複数の無線ベアラの各々に関して前記推定された前記予測値に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するための配分を決定し、無線網の稼動状態を反映するポリシーを無線網から設定されることにより、前記配分を調整する同時通信処理部；を備える構成を採る。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a UE that communicates with a plurality of radio bearers respectively connected to a plurality of different types of radio access networks by simultaneous parallel connection, and user traffic is transmitted between the plurality of radio bearers. In order to save the transmission power consumed by allocating optimal ratio: consumption to estimate the predicted value of transmission power consumed on each of a plurality of radio bearers based on the communication state of the radio network and the UE A power calculation unit; a policy that determines a distribution for optimally allocating the user traffic among the radio bearers based on the estimated value estimated for each of the plurality of radio bearers, and reflects an operating state of the radio network Is set from a wireless network to adopt a configuration including a simultaneous communication processing unit that adjusts the distribution.
以上より、本発明は、複数の異なるＲＡＴに接続しながら複数のトラフィック転送経路を介して通信する無線端末の消費電力を節約するような態様で、無線端末の通信トラフィックを無線網内で経路制御することが可能なポリシ制御を実現することができる。加えて、本発明は、上述した経路制御に関し、同一のポリシー制御ノードによって管理される無線網において、接続する無線端末の数およびポリシー制御動作の実行頻度が増大しても、無線網内の制御オーバーヘッドが増大しないようなポリシ制御を実現することができる。 As described above, the present invention controls the route of communication traffic of a wireless terminal in a wireless network in a manner that saves power consumption of the wireless terminal that communicates via a plurality of traffic transfer paths while being connected to a plurality of different RATs. Policy control that can be performed can be realized. In addition, the present invention relates to the above-described path control, and in a wireless network managed by the same policy control node, even if the number of connected wireless terminals and the frequency of execution of policy control operations increase, Policy control that does not increase the overhead can be realized.
本実施の形態は、無線網側の稼働状況やサービス品質の変動あるいは無線網が提供するサービス種別に応じて、無線端末上の無線ベアラ選択動作を調整するポリシー制御動作と連携しながら、端末消費電力を節約するような態様で、マルチモード無線端末が、異なるＲＡＴに対応する複数の無線ベアラの切り替えや同時並列アクセスを制御する仕組みを開示する。以下、図面を使用して、本実施の形態について具体的に説明する。以下の説明においては、まず、本実施の形態が実現される無線通信システムのネットワーク構成と当該無線通信システム内においてユーザが使用する無線端末のハードウェア構成を図１および図２を使用して説明する。続いて、図１に示すネットワーク構成および図２に示す無線端末の装置構成を前提として本実施の形態が実現するポリシー制御の概要を、従来技術におけるポリシー制御との間の相違点を中心に説明する。続いて、図３を使用して、本実施の形態に係るポリシー制御の仕組みを図１に示すネットワーク構成と図２に示す無線端末の上でそれぞれ実現するための機能モジュール構成を説明する。続いて、本実施の形態に係るポリシー制御の動作の流れと共に、無線端末が当該ポリシー制御動作と連携しながら、端末消費電力を節約するような態様で、異なるＲＡＴに対応する複数の無線ベアラの切り替えや同時並列アクセスを制御する仕組みを説明する。 In the present embodiment, the terminal consumption is coordinated with the policy control operation for adjusting the radio bearer selection operation on the radio terminal according to the operation status on the radio network side, the service quality variation, or the service type provided by the radio network. Disclosed is a mechanism in which a multi-mode wireless terminal controls switching of multiple radio bearers corresponding to different RATs and simultaneous parallel access in a manner that saves power. Hereinafter, this embodiment will be specifically described with reference to the drawings. In the following description, first, a network configuration of a wireless communication system in which the present embodiment is realized and a hardware configuration of a wireless terminal used by a user in the wireless communication system will be described using FIG. 1 and FIG. To do. Next, an overview of policy control realized by the present embodiment on the premise of the network configuration shown in FIG. 1 and the device configuration of the wireless terminal shown in FIG. 2 will be described focusing on differences from the policy control in the prior art. To do. Next, a functional module configuration for realizing the policy control mechanism according to the present embodiment on the network configuration shown in FIG. 1 and the wireless terminal shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. Subsequently, together with the flow of the policy control operation according to the present embodiment, the radio terminal saves power consumption while cooperating with the policy control operation, and a plurality of radio bearers corresponding to different RATs are saved. A mechanism for controlling switching and simultaneous parallel access will be described.
＜１＞本実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成
以下、図１を使用して、本実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成を説明する。図１の無線通信システムは、ＵＥ１０、一つ以上の無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃ、無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃとコア網ゲートウェイ６１〜６３を介して接続された一つ以上のコア網（CN: Core Network）５１／５２、コア網５１／５２と外部接続ゲートウェイ７１／７２を介して接続されたインターネット網８０およびインターネット網８０に接続されたサーバ２０から構成される。
<1> Network Configuration of Radio Communication System According to this Embodiment Hereinafter, a network configuration of a radio communication system according to this embodiment will be described using FIG. The radio communication system of FIG. 1 includes a
無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃは、無線通信を介したコア網への無線アクセス経路をＵＥ１０に対して提供するネットワークであり、無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃの各々は、互いに異なるＲＡＴに基づくことが可能である。例えば、無線アクセス網４０Ａは、３ＧＰＰが標準化を進めるＥ−ＵＴＲＡＮ標準に基づいたＬＴＥ網とすることが出来、無線アクセス網４０Ｂは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準に基づいたＷｉＭＡＸ網とすることが出来、無線アクセス網４０Ｃは、Ｗｉ−Ｆｉのような無線ＬＡＮ網とすることが出来る。
The
コア網５１および５２は、無線通信サービス提供事業者内において多数のルータ機器やネットワーク制御用サーバ機器を高速回線で接続することによって形成され、ＵＥのインターネットへの接続（Ｅ−ＵＴＲＡＮのコア網においてはＰ−ＧＷ（PDN-Gateway）の機能に相当する）、ＵＥの端末モビリティ管理（Ｅ−ＵＴＲＡＮのコア網においてはＭＭＥの機能に相当する）またはＵＥの通信サービス認証（Ｅ−ＵＴＲＡＮのコア網においてはＨＳＳの機能に相当する）などの機能を実行する。２つ以上の異なる無線アクセス網を介して同一のコア網に無線アクセスすることも可能である。例えば、コア網５１は、無線アクセス網４０Ａおよびコア網ゲートウェイ６１を介してＵＥ１０から無線アクセスが可能であるのと同時に、無線アクセス網４０Ｂおよびコア網ゲートウェイ６２を介してＵＥ１０から無線アクセスが可能である。他方、コア網５２は、無線アクセス網４０Ｃおよびコア網ゲートウェイ６３を介してＵＥ１０から無線アクセスが可能である。
The core networks 51 and 52 are formed by connecting a number of router devices and network control server devices through high-speed lines within a wireless communication service provider, and connecting the UE to the Internet (in the E-UTRAN core network) Corresponds to a P-GW (PDN-Gateway) function), UE terminal mobility management (corresponding to the MME function in the E-UTRAN core network) or UE communication service authentication (E-UTRAN core network) , Which corresponds to the HSS function). It is also possible to wirelessly access the same core network via two or more different wireless access networks. For example, the
外部接続ゲートウェイ７１／７２は、コア網５１／５２をインターネット網８０にそれぞれ接続し、これにより、コア網５１／５２は、インターネット網８０との間でトラフィックを通信することが可能となる。コア網５１がＥ−ＵＴＲＡＮ標準に基づいて構成されている場合には、外部接続ゲートウェイ７１は、Ｐ−ＧＷ（PDN-Gateway）とすることが可能である。
The
図１に示すネットワーク構成において、無線網内の通信に対するポリシー制御動作を管理するポリシー制御サーバをコア網５１／５２内またはインターネット網８０内に設置することが可能である。コア網５１／５２が３ＧＰＰリリース７の規定に従って構成されている場合、当該ポリシー制御サーバはコア網５１／５２内のＰ−ＧＷ（PDN-Gateway）の機能の一部として実装することが可能である。この場合、Ｐ−ＧＷ（PDN-Gateway）は図１のコア網５１内に設置された外部接続ゲートウェイ７１としても良い。なお、本実施の形態に係るポリシー制御サーバは特定のコア網や特定の無線アクセス網に限定されないポリシー制御を実行する。そのため、当該ポリシー制御サーバが例えば、コア網５１内に設置されている場合であっても、当該ポリシー制御サーバは、インターネット網８０を介して他のコア網内のネットワーク機器との間でポリシー制御に関する通信を実行することが可能である。また、当該ポリシー制御サーバがインターネット網８０内に設置される場合、当該ポリシー制御サーバは、コア網５１／５２との間でポリシー情報を通信するためにＴＣＰ／ＩＰプロトコル層構造と互換性を有するＣＯＰＳ（Common Open Policy Service）プロトコルを使用しても良い。また、コア網５１内に設置されたポリシー制御サーバがインターネット網８０を介して他のコア網５２内のネットワーク機器との間でポリシー情報を通信するために、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル層構造と互換性を有するＣＯＰＳ（Common Open Policy Service）プロトコルを使用しても良い。
In the network configuration shown in FIG. 1, it is possible to install a policy control server that manages policy control operations for communications in a wireless network in the
図１において、無線ベアラ３０Ａは、ＵＥ１０をＬＴＥ網である無線アクセス網４０Ａに接続する無線接続手段である。同様に、無線ベアラ３０Ｂは、ＵＥ１０をＷｉＭＡＸ網である無線アクセス網４０Ｂに接続する無線接続手段である。無線ベアラ３０Ｃは、ＵＥ１０をＷｉ−Ｆｉ網である無線アクセス網４０Ｃに接続する無線接続手段である。
In FIG. 1, a radio bearer 30A is radio connection means for connecting the
図１において、ＵＥ１０は、無線ベアラ３０Ａ〜３０Ｃのいずれか一つ以上を使用して、無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃのいずれか一つ以上と無線接続する。続いて、ＵＥ１０は、無線アクセス網、コア網５１／５２およびインターネット網８０を経由してサーバ２０との間でＴＣＰ／ＩＰに基づくエンド・ツー・エンド通信を行う。
In FIG. 1, the
＜２＞本実施の形態において使用されるＵＥのハードウェア構成
以下、図２を使用して、本実施の形態に係る無線通信システム内において使用されるＵＥ１０のハードウェア構成を説明する。
<2> Hardware configuration of UE used in the present embodiment Hereinafter, a hardware configuration of
図２において、ＵＥは、無線信号を送受信するアンテナ１０１、アンテナ１０１と接続された無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎ、メモリ１０３、制御プロセッサ１０４、制御プロセッサ１０４との間で入出力データをやり取りしながらユーザとＵＥ１０との間のユーザ・インターフェースを制御するユーザ入出力装置１０５、およびＵＥ１０の設定パラメータなどを記憶する永続的な記憶媒体であるストレージ１０６およびバス１０７から構成される。上述したメモリ１０３、制御プロセッサ１０４、ユーザ入出力装置１０５、およびストレージ１０６は、バス１０７を介して相互に接続されている。
In FIG. 2, the UE communicates with the user while exchanging input / output data with the
無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの各々は、受信したＲＦ信号を周波数ダウンコンバートしてデジタル化し、復調し、そして復号化することにより、デジタル情報に変換して後続の情報処理のために提供する。これとは逆に、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの各々は、ＵＥ１０内で生成されたデジタル情報を、符号化し、変調し、そして周波数アップコンバートすることによりＲＦ信号に変換して無線送信のためにアンテナ１０１に提供する。無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの各々は、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸまたは無線ＬＡＮなどのような複数の異なる種類のＲＡＴに対応した信号処理を実行可能となるように構成されている。すなわち、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの各々は、ｎ種類のＲＡＴの各々と一対一に対応する。例えば、無線インターフェース１０２ａは、ＬＴＥ網に対応した無線信号の送受信処理を実行可能に構成され、無線インターフェース１０２ｂは、ＷｉＭＡＸ網に対応した無線信号の送受信処理を実行可能に構成され、無線インターフェース１０２ｃは、無線ＬＡＮ網に対応した無線信号の送受信処理を実行可能に構成されている。
Each of the
メモリ１０３は、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎが後述する制御プロセッサ１０４との間でやり取りするデジタル情報やＵＥ１０全体を制御するプログラムなどを記憶する。
The
制御プロセッサ１０４は、メモリ１０３からプログラムを読み出してＵＥ１０全体の制御、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎを介してアンテナ１０１から送信されるデジタル情報の生成、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎを介してアンテナ１０１から受信したデジタル情報の更なる処理などを実行する。
The
制御プロセッサ１０４は、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの中のいずれか一つ以上を選択的にイネーブルし、バス１０７を介して当該イネーブルされた無線インターフェースのみを介してデジタル情報をやり取りすることにより、特定のＲＡＴを選択的に使用して通信することが出来る。また、制御プロセッサ１０４は、無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎの全てをイネーブルし、バス１０７を介して全ての無線インターフェース１０２ａ〜１０２ｎを介してデジタル情報をやり取りすることにより、同時利用可能な全てのＲＡＴ（無線アクセス網）を同時に使用して通信することが出来る。
The
ユーザ入出力装置１０５は、ＵＥ１０上に設けられた画面表示ディスプレイやキーパッドと制御プロセッサ１０４との間で入出力データのやり取りを行うと同時に、ユーザとＵＥ１０の間のユーザ・インターフェースの制御を行う。加えて、ユーザ入出力装置１０５は、ＵＥ１０上に設けられた画面表示ディスプレイやキーパッドのデバイス状態や入出力ステータスが変化した際に、バス１０７を介して当該変化と関係付けられた割り込み処理を制御プロセッサ１０４に対して指示する。このような割り込み制御を可能とするために、ユーザ入出力装置１０５は、自身が管理する画面表示ディスプレイやキーパッドなどの入出力デバイス状態を電気的にモニタリングする機能を備えている。
The user input /
＜３＞無線通信システム内における通信経路のポリシー制御の概要
（３−１）無線網内におけるポリシー制御の一般的な説明
ポリシー制御におけるポリシーは、運用ポリシーと機器設定ポリシーの２種類に大別される。運用ポリシーは無線網のネットワーク運用管理者が定めた網運用指針を記述するもの、無線網上で実行される個々の通信アプリケーション毎に、当該通信アプリケーションが要求する通信サービスの機能や品質を記述するもの等である。また運用ポリシーは、無線端末の通信制御機能の中でユーザが選択したい機能を記述するものであっても良い。他方、機器設定ポリシーは、運用ポリシーを無線網内の個々のネットワーク機器の動作に反映させるために、ポリシー制御の主体が運用ポリシーを解析した結果から生成するものであり、ポリシー制御主体によって個々のネットワーク機器に対して設定されるポリシーである。
<3> Outline of policy control of communication path in wireless communication system (3-1) General description of policy control in wireless network Policy in policy control is roughly divided into two types: operation policy and device setting policy. The The operation policy describes the network operation guidelines set by the network operation manager of the wireless network, and describes the function and quality of the communication service required by the communication application for each communication application executed on the wireless network. Things. The operation policy may describe a function that the user wants to select from among the communication control functions of the wireless terminal. On the other hand, the device setting policy is generated from the result of analysis of the operation policy by the policy control entity in order to reflect the operation policy on the operation of each network device in the wireless network. This is a policy set for network devices.
無線端末が無線網を経由して通信するトラフィック・フローに対してポリシーに基づく通信経路制御を行う場合、ポリシー制御動作の各々は、判断段階と施行段階とに分けられる。判断段階は、無線端末側または無線網側からの要求によって開始され、無線端末側または無線網側から受信したトラフィック・フロー記述情報や無線網内のネットワーク機器の稼動情報に基づいて、当該トラフィック・フローに適用すべきポリシーの具体的内容を判断する。施行段階は、判断段階において決定されたポリシーの具体的内容を無線端末または無線網内のいずれか一つ以上のネットワーク機器に設定し、設定されたポリシーに従ってトラフィック・フローを転送するように、当該無線端末または当該ネットワーク機器に対して指示する。 When a communication path control based on a policy is performed for a traffic flow communicated via a wireless network by a wireless terminal, each policy control operation is divided into a determination stage and an enforcement stage. The determination stage is started by a request from the wireless terminal side or the wireless network side. Based on the traffic flow description information received from the wireless terminal side or the wireless network side and the operation information of the network device in the wireless network, Determine the specific content of the policy to be applied to the flow. In the enforcement stage, the specific contents of the policy determined in the judgment stage are set in one or more network devices in the wireless terminal or the wireless network, and the traffic flow is transferred according to the set policy. Instructs the wireless terminal or the network device.
上述したポリシー制御動作を無線網内において実装するためには、（１）ポリシー制御の対象となるネットワーク機器上において、外部から受信した機器設定ポリシーにより設定されたポリシー内容に従って、トラフィック・フローを転送するためのポリシー実施機能を実装し、さらに（２）無線網内において、ポリシー制御の対象となるネットワーク機器に対して設定すべき機器設定ポリシーを運用ポリシーの解析結果と状況に応じて判断し、当該ネットワーク機器に対して当該判断した機器設定ポリシーを設定するポリシー制御機構を実装することが必要となる。３ＧＰＰリリース７の規定によれば、３ＧＰＰコア網（図１のコア網５１など）内において、ポリシー制御の対象となるネットワーク機器（図１のコア網ゲートウェイ６１〜６３など）に対して設定すべき機器設定ポリシーを運用ポリシーと状況に応じて判断する主体は、ＰＣＲＦ（ポリシーおよび課金ルール機能）であり、ネットワーク機器に対して当該判断した機器設定ポリシーを設定する主体は、ＰＣＥＦ（ポリシーおよび課金施行機能）である。ＰＣＲＦおよびＰＣＥＦは、無線コア網（図１のコア網５１など）内においてポリシー制御機構を実装するポリシー制御サーバ（図１の外部接続ゲートウェイ７１／７２など）の機能として実現することが出来る。
In order to implement the policy control operation described above in the wireless network, (1) on the network device subject to policy control, the traffic flow is transferred according to the policy contents set by the device setting policy received from the outside. (2) In the wireless network, determine the device setting policy that should be set for the network device subject to policy control according to the analysis result and status of the operation policy, It is necessary to implement a policy control mechanism for setting the determined device setting policy for the network device. According to the rules of 3GPP Release 7, it should be set for the network devices (
（３−２）本実施の形態が従来技術における通信経路ポリシー制御と相違する点
３ＧＰＰコア網内でのポリシー制御フレームワークであるＰＣＣアーキテクチャを実装基盤として、無線端末が通信するトラフィック・フローの通信経路制御のために実行される特許文献１および特許文献２記載のポリシー制御は、本実施の形態とは以下の２つの点で異なっている。
（ａ）第１の相違点
本実施の形態においては、無線網内のポリシー制御機構から設定された機器設定ポリシーに従って通信経路制御の動作を調整するのは無線端末（図１および図２に示すＵＥ１０）のみである。これに対して、特許文献１および特許文献２を含む従来の通信経路ポリシー制御においては、無線網内のポリシー制御機構から設定された機器設定ポリシーに従って通信経路制御の動作を調整する対象となる機器は無線端末のみならず、無線端末の通信経路上に位置する無線網（図１のコア網５１／コア網５２など）内の全てのルータ機器やネットワーク機器（図１のコア網ゲートウェイ６１〜６３など）も含まれる。例えば、無線端末の通信経路上に位置する各ルータ機器は、ポリシー制御機構から異なる機器設定ポリシーを設定されることにより、同一の無線端末が通信するトラフィック・フローを異なる出力側網インターフェースにルーティングする場合がある。
（ｂ）第２の相違点
また、本実施の形態においては、ポリシー制御フレームワークに基づく通信経路の制御とは、無線端末が異なるＲＡＴにそれぞれ接続するための複数の無線ベアラを無線端末上で切り替えたり同時使用したりする通信経路制御であり、無線アクセス網の先にあるコア網（図１のコア網５１など）内での通信経路制御には関知しない。加えて、本実施の形態においては、無線端末上での複数の無線ベアラ間の切り替えや同時使用の設定変更動作は、無線網側のポリシー制御機構から一方的に指示されるものではなく、無線端末が当該ポリシー制御機構から受信したポリシーを参照しながら無線端末側の主導の下に実行される。従って、本実施の形態においては、通信経路制御に関する現在のポリシー設定状態は無線端末上でのみ管理すればよいので、本実施の形態に係るポリシー制御は端末主導型の通信経路ポリシー制御であると言える。
(3-2) This embodiment differs from communication path policy control in the prior art Communication of traffic flows communicated by wireless terminals using the PCC architecture as a policy control framework in the 3GPP core network as an implementation base The policy control described in
(A) First Difference In the present embodiment, it is the wireless terminal (shown in FIGS. 1 and 2) that adjusts the operation of the communication path control according to the device setting policy set by the policy control mechanism in the wireless network. UE10) only. On the other hand, in conventional communication path policy control including
(B) Second difference In the present embodiment, the control of the communication path based on the policy control framework means that a plurality of radio bearers for connecting each radio terminal to a different RAT are arranged on the radio terminal. This is communication path control that is switched or used simultaneously, and is not concerned with communication path control in a core network (such as the
これに対して、特許文献１および特許文献２を含む従来の通信経路ポリシー制御においては、無線端末の通信経路上に位置する無線コア網（図１のコア網５１など）内の全てのルータ機器やネットワーク機器（図１のコア網ゲートウェイ６１〜６３など）のルーティング動作が制御される。この場合、ルータ機器やネットワーク機器（図１のコア網ゲートウェイ６１〜６３など）に対するルーティング動作の設定変更は、無線網側のポリシー制御機構から一方的に指示されるものであり、ポリシー設定対象となるルータ機器やネットワーク機器（図１のコア網ゲートウェイ６１〜６３など）が自律的に判断するものではない。また、このような従来の通信経路ポリシー制御においては、無線端末が通信するトラフィック・フローに対して実行されるポリシー制御によって無線コア網（図１のコア網５１など）内の通信経路自体が直接の制御対象とされる。その結果、ポリシー制御によって無線コア網内の通信経路が変更されると、当該変更を無線端末に対応する無線コア網（図１のコア網５１など）内のモビリティ・アンカー（３ＧＰＰコア網においては、ＭＭＥまたはＰＤＮ−ＧＷとして実装される）や無線ベアラ終端ノード（３ＧＰＰコア網においては、ＧＧＳＮとして実装される）に反映させる必要が生じる。そのため、当該無線端末は、当該モビリティ・アンカーや当該無線ベアラ終端ノードとの間で、ポリシー設定変更に関する同期をとらなくてはならなくなる。言い換えれば、特許文献１および特許文献２を含む従来の通信経路ポリシー制御は、ポリシー設定変更を無線コア網全体で同期をとりながら管理する必要のあるネットワーク主導型のポリシー制御であると言える。
On the other hand, in the conventional communication path policy control including
（３−３）本実施の形態に係るポリシー制御の概略的な構成
本実施の形態は、以下の２つの仕組みから構成される。
（ｉ）無線網側から供給されるポリシーを参照しながら、無線端末（ＵＥ）１０上において異なるＲＡＴにそれぞれ接続する複数の無線ベアラの切り替えや同時並列アクセスを制御する無線端末（ＵＥ）１０側の仕組み。
（ｉｉ）無線端末（ＵＥ）１０に対して供給するポリシーを決定し、当該決定されたポリシーを無線網から無線端末内に設定する無線網側のポリシー制御機構。
(3-3) Schematic configuration of policy control according to the present embodiment The present embodiment includes the following two mechanisms.
(I) The radio terminal (UE) 10 side that controls switching of a plurality of radio bearers connected to different RATs and simultaneous parallel access on the radio terminal (UE) 10 while referring to the policy supplied from the radio network side Mechanism.
(Ii) A policy control mechanism on the radio network side that determines a policy to be supplied to the radio terminal (UE) 10 and sets the determined policy in the radio terminal from the radio network.
図１に示したネットワーク構成においては、上記（ｉｉ）のポリシー制御機構は、コア網５１／５２内またはインターネット網８０内に設置されたポリシー制御サーバが実行する機能として実装することが可能である。上述した（ｉ）および（ｉｉ）の仕組みの詳細については後述する。無線網側から無線端末（ＵＥ）１０に対して供給されるポリシーは、無線コア網内の輻輳状況、通信遅延または実効通信帯域幅などに関する情報、各無線ベアラが接続する無線アクセス網の接続可能性、ネットワーク障害、輻輳状況、通信制御設定または通信モードなどに関する情報、およびその他の情報を含んでも良い。
In the network configuration shown in FIG. 1, the policy control mechanism (ii) can be implemented as a function executed by a policy control server installed in the
その結果、無線端末（ＵＥ）１０上における無線ベアラ間の切り替えや同時並列アクセスの制御は、無線網側のサービス品質、稼働状況および利用可能性などの変動をリアルタイムに反映した形で実行することが可能である。 As a result, switching between radio bearers and control of simultaneous parallel access on the radio terminal (UE) 10 should be executed in a manner that reflects changes in service quality, operation status, availability, etc. on the radio network side in real time. Is possible.
＜４＞本実施の形態に係るポリシー制御機能を実現する機能モジュール構成
以下、図３を参照しながら、図１に示すネットワーク構成と図２に示す無線端末の上で、本実施の形態に係るポリシー制御の仕組みを実現するための機能モジュール構成を説明する。
<4> Functional Module Configuration for Implementing Policy Control Function According to this Embodiment Hereinafter, referring to FIG. 3, the network configuration shown in FIG. 1 and the wireless terminal shown in FIG. A functional module configuration for realizing the policy control mechanism will be described.
（４−１）全体構成の概観
図３において、上記（ｉｉ）で述べた無線網側のポリシー制御機構に相当するポリシー制御機構２００は、外部ベアラ設定部２１０、外部情報取得部２２０およびデータベース管理部２３０の３つの機能モジュールから構成される。これら３つの機能モジュールは、無線網内に設置されたポリシー制御サーバが、専用のサーバ・ソフトウェアを実行することにより実現される。図３に示すポリシー制御機構２００は特定の無線コア網や特定の無線アクセス網に限定されない共通のポリシー制御の仕組みを、無線端末（ＵＥ）１０から利用可能な全ての無線アクセス網と全ての無線コア網に対して提供する。そのため、ポリシー制御機構２００を実装するポリシー制御サーバはインターネット網８０や特定の無線コア網から独立したＰＤＮ（Packet Data Network）の中に設置するのが好適である。ポリシー制御サーバが特定の無線コア網内に設置される場合は、当該ポリシー制御サーバは、他の無線コア網内のポリシー設定対象機器との間でＣＯＰＳプロトコルなどを使用してポリシー情報のやり取りをする。
(4-1) Overview of Overall Configuration In FIG. 3, the policy control mechanism 200 corresponding to the policy control mechanism on the wireless network side described in (ii) above is an external
図３に示すとおり、ポリシー制御機構２００は、無線ベアラ１、無線ベアラ２、…、無線ベアラＮを介して無線端末（ＵＥ）１０と接続されており、無線ベアラ１〜無線ベアラＮを介したＮ本の無線通信経路は、それぞれＮ個の異なる無線アクセス網（第１のＲＡＴ〜第ＮのＲＡＴ）を経由し、さらにそれら無線アクセス網の背後にある一つ以上の無線コア網のいずれかを経由する。ポリシー制御機構２００が特定の無線ベアラと関連した機器設定ポリシーを無線端末（ＵＥ）１０に設定する際には、当該特定の無線ベアラを介して当該機器設定ポリシーを配信する。図３においては、無線ベアラ１〜無線ベアラＮがそれぞれ接続する無線アクセス網を、それらの背後にある無線コア網とまとめた形で、無線網３００１〜無線網３００ｎとして図示している。
As shown in FIG. 3, the policy control mechanism 200 is connected to a radio terminal (UE) 10 via a
（４−２）無線網側のポリシー制御機構２００の機能モジュール構成
次に、ポリシー制御機構２００の機能モジュール構成を以下のとおりに説明する。
(4-2) Functional Module Configuration of Policy Control Mechanism 200 on Wireless Network Side Next, the functional module configuration of the policy control mechanism 200 will be described as follows.
外部ベアラ設定部２１０は、異なるＲＡＴに接続する複数の無線ベアラを無線端末（ＵＥ）１０が選択する動作をポリシーに基づいて制御するために、当該無線端末に対して所定の機器設定ポリシーを設定する。この時、当該無線端末に対する機器設定ポリシーの設定は、以下のようにして達成される。まず最初に、当該ポリシー制御サーバが当該無線端末に対してＣＯＰＳプロトコルなどのポリシー伝達プロトコルを使用して設定すべき機器設定ポリシーの内容を送信する。続いて、当該無線端末内のポリシー実施機構が、当該送信された機器設定ポリシーの内容に従って、自身の動作制御パラメータなどを設定変更する。
The external
外部ベアラ設定部２１０は、取得情報分析部２１１とポリシー配信部２１２とから構成される。取得情報分析部２１１は、無線網のネットワーク運用管理者が手動で設定した運用ポリシーや無線網を構成する多数のネットワーク機器から収集したネットアーク機器稼動情報を分析して個々の無線端末（ＵＥ）１０に設定すべき機器設定ポリシーの内容を決定する。加えて、取得情報分析部２１１は、無線網を構成する多数のネットワーク機器から収集したネットアーク機器稼動情報を分析して個々の無線端末（ＵＥ）１０に送信すべきアシスタント情報を決定する。ポリシー配信部２１２は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれか一つ以上を介して無線端末（ＵＥ）１０と接続される。ポリシー配信部２１２は、取得情報分析部２１１が決定した機器設定ポリシーをポリシー制御対象となる無線端末に設定するために、無線端末（ＵＥ）１０に対して当該決定された機器設定ポリシーを、無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれか一つ以上を介して配信する。同時に、ポリシー配信部２１２は、取得情報分析部２１１が決定したアシスタント情報を無線端末（ＵＥ）１０に対して伝達するために、当該アシスタント情報を無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれか一つ以上を介して配信する。
The external
外部情報取得部２２０は、ネットワーク情報取得部２２１とオペレーター・ポリシー取得部２２２から構成される。ネットワーク情報取得部２２１は、無線網内の各ネットワーク機器からその機器の現在の稼動状態や現在の通信能力に関するネットワーク機器稼動情報を収集する。例えば、ネットワーク情報取得部２２１は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮがそれぞれ接続する無線網３００１〜無線網３００ｎを構成するルータ機器やネットワーク機器から、その機器の現在の稼動状態や現在の通信能力に関するネットワーク機器稼動情報を収集する。オペレータ・ポリシー取得部２２２は、無線網のネットワーク運用管理者が手動で設定した運用ポリシーを取得する。外部情報取得部２２０は、ネットワーク情報取得部２２１とオペレーター・ポリシー取得部２２２がそれぞれ取得したネットワーク機器稼動情報と運用ポリシーを取得情報分析部２１１に伝達する。
The external
トラフィック特性取得部２２３は、各無線ベアラ（無線ベアラ１〜無線ベアラＮの各々）の上を流れるトラフィックの伝送パターンや伝送特性を調べることにより、各無線ベアラ上で伝送されるトラフィックの特性に関する情報を収集し、それを取得情報分析部２１１に伝達する。
The traffic
データベース管理部２３０は、無線端末（ＵＥ）１０が無線網上での通信に利用する通信アプリケーションの各種別と以下において後述するベアラ選択モードとの対応関係を管理するデータベースである。データベース管理部２３０は、無線端末（ＵＥ）１０が利用する通信アプリケーションの各種別とベアラ選択モードとの間の対応関係を記憶するデータテーブルを保持し、データベース管理部２３０内のアプリケーション−Ｍｏｄｅテーブル管理部が当該データテーブルに対する更新操作や参照操作を制御する。
The
（４−３）無線端末（ＵＥ）１０側の機能モジュール構成
次に、図３における無線端末（ＵＥ）１０側の機能モジュール構成について説明する。この機能モジュール構成は、無線網側から供給されるポリシーを参照しながら、無線端末（ＵＥ）１０上において異なるＲＡＴにそれぞれ接続する複数の無線ベアラの切り替えや同時並列アクセスを制御するための上記（ｉ）の仕組みに相当する。無線端末（ＵＥ）１０側の機能モジュール構成は、同時通信処理部１１０、アクティベート部１２０、消費電力算出部１３０、外部情報取得部１４０、および内部情報取得部１５０の５つの機能モジュールから構成される。無線端末（ＵＥ）１０側の上述した機能モジュールは、無線端末（ＵＥ）１０内の制御プロセッサ１０４が、ストレージ１０６からメモリ１０３上に読み込んだ専用のソフトウェア・プログラムを実行することによって実現される。
(4-3) Functional Module Configuration on Radio Terminal (UE) 10 Side Next, a functional module configuration on the radio terminal (UE) 10 side in FIG. 3 will be described. This functional module configuration refers to the above-described (for controlling switching and simultaneous parallel access of a plurality of radio bearers respectively connected to different RATs on the radio terminal (UE) 10 while referring to a policy supplied from the radio network side. This corresponds to the mechanism of i). The functional module configuration on the wireless terminal (UE) 10 side is composed of five functional modules: a simultaneous
同時通信処理部１１０は、無線端末（ＵＥ）１０から同時利用可能な無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から無線端末（ＵＥ）１０が無線網に接続するために使用する一つ以上の無線ベアラを選択する機能を実行する。この際、無線端末（ＵＥ）１０が無線網に接続するために、同時通信処理部１１０により２つ以上の無線ベアラが選択された場合には、同時通信処理部１１０はさらに、当該２つの無線ベアラ上で通信するトラフィック量を当該２つの無線ベアラの間で最適に配分する動作を実行する。この時、同時通信処理部１１０が上述のとおり実行する無線ベアラの選択、および当該選択された無線ベアラ間でのトラフィック最適配分は、無線端末（ＵＥ）１０が無線通信のために消費する電力を節約するような基準に従って実行される。同時通信処理部１１０が備えるこの仕組みについては、図６および図７を使用して後述する。
The simultaneous
同時通信処理部１１０は、ベアラ切替部１１１とモード切替部１１２とから構成される。
The simultaneous
ベアラ切替部１１１は、まず最初に、無線ベアラ毎に評価した消費電力予測値に基づいて、無線ベアラ毎に伝送可能な情報信号のビット数を割り当てる。続いて、ベアラ切替部１１１は、各無線ベアラを介して、各無線ベアラに割り当てたビット数だけ上りリンク信号を送信する。ベアラ切替部１１１は、無線ベアラ毎に評価した消費電力予測値を消費電力算出部１３０から取得する。なお、ベアラ切替部１１１は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの一つ以上を介して下りリンク信号を無線網側から受信する場合にも、上記と同様の制御を行う。この時、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中で、上りリンク信号または下りリンク信号の送受信のために選択されない無線ベアラに関しては、ベアラ切替部１１１は、伝送可能な情報信号のビット数として０ビットを割り当てることにより、当該無線ベアラを選択対象から外すことができる。以上のようにして、ベアラ切替部１１１は、無線端末（ＵＥ）１０の消費電力を節約するような態様で、複数の無線ベアラ間での上りリンクおよび下りリンクのトラフィック配分を最適化する。
The
また、ベアラ切替部１１１は、ポリシー制御機構２００から機器設定ポリシーの一部として設定されたベアラ重み係数に応じて、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する無線ベアラをベアラ切替部１１１が選択する動作を調整する。ベアラ重み係数は、端末消費電力を最小化するような態様でベアラ切替部１１１が最適化した複数の無線ベアラ間のトラフィック配分比率を個々の無線ベアラの好適性に応じて重み付けする係数である。各無線ベアラに対して対応するベアラ重み係数による重み付けを行うことにより、ベアラ切替部１１１によって最適化された無線ベアラ間のトラフィック配分比率が調整される。
Also, the
より好適な実施態様として、ベアラ切替部１１１は、無線ベアラ毎に評価した消費電力予測値に加え、ポリシー制御機構２００から無線網側の情報として通知されるアシスタント情報を考慮して無線ベアラ毎に伝送可能な情報信号のビット数を割り当てる。無線網側から通知されるアシスタント情報の例としては、各無線ベアラが接続する無線網内のエンド・ツー・エンド通信経路全体にわたる実効スループットやフレーム誤り率などがある。
As a more preferable embodiment, the
モード切替部１１２は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれか一つ以上を介してポリシー制御機構２００からベアラ選択モードに関する情報を受信する。モード切替部１１２は、ベアラ選択モードに関する情報を、ポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に設定される機器設定ポリシーに含まれる情報の一部として、ポリシー配信部２１２から受信することが可能である。モード切替部１１２は、ポリシー制御機構２００から機器設定ポリシーの一部として設定されたベアラ選択モードに応じて、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する無線ベアラをベアラ切替部１１１が選択する動作を調整する。ベアラ選択モードおよびモード切替部１１２の働きについては、図４に関連して詳しく後述する。
The
アクティベート部１２０は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する一つ以上の無線ベアラを選択する機能を実行開始するタイミングを同時通信処理部１１０に対して指示する。例えば、アクティベート部１２０は、同時通信処理部１１０による無線ベアラ選択動作の実行を一定時間間隔で周期的に指示することが可能であり、この場合、同時通信処理部１１０による無線ベアラ選択動作は一定時間間隔で周期的に起動される。また、別の実施態様として、アクティベート部１２０は、無線端末（ＵＥ）１０内のソフトウェアまたはハードウェアにより生成される所定のイベント事象の発生を検出し、当該イベント事象の発生に応じて無線ベアラ選択動作の実行を同時通信処理部１１０に対して指示することが可能である。
The
消費電力算出部１３０は、まず最初に、内部情報取得部１５０から無線端末（ＵＥ）１０内部の通信性能、通信設定、および通信状態などを表す内部情報を受信する。続いて、消費電力算出部１３０は、当該内部情報に基づいて各無線ベアラ上での通信のために消費される電力の予測値を計算する。すなわち、消費電力算出部１３０は、無線端末（ＵＥ）１０内部の通信性能、通信設定、および通信状態などに基づいて、無線端末（ＵＥ）１０から同時利用可能な無線ベアラ１〜無線ベアラＮの各々について、信号伝送のために消費することが予想される電力の予測値を評価する。続いて、消費電力算出部１３０は、当該計算した消費電力予測値を同時通信処理部１１０に伝達する。
First, the power
外部情報取得部１４０は、無線端末（ＵＥ）１０に対して設定される機器設定ポリシーをポリシー制御機構２００内のポリシー配信部２１２から無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれかを介して受信し、内部に記憶する。同時に、外部情報取得部１４０は、無線端末（ＵＥ）１０に関連したアシスタント情報をポリシー制御機構２００内のポリシー配信部２１２から無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれかを介して受信し、内部に記憶する。その後、外部情報取得部１４０は、同時通信処理部１１０からの要求に応じて、記憶していた機器設定ポリシーとアシスタント情報の情報内容を同時通信処理部１１０に伝達する。
The external
内部情報取得部１５０は、無線端末（ＵＥ）１０内部の通信性能、通信設定、および通信状態などを計測し、当該計測の結果を内部情報として内部に記憶しておき、当該記憶しておいた内部情報を消費電力算出部１３０からの要求に応じて消費電力算出部１３０に伝達する。内部情報取得部１５０が、無線端末（ＵＥ）１０内部の通信性能、通信設定、および通信状態などを計測する動作は、以下のように実現することが出来る。例えば、無線端末（ＵＥ）１０内において、内部情報取得部１５０を実行中の制御プロセッサ１０４（図２）が、メモリ１０３（図２）上に常駐するオペレーティング・システムによって提供される通信動作モニタリング用のＡＰＩを呼び出して実行することにより上述した計測を行える。
The internal
内部情報取得部１５０は、無線端末（ＵＥ）１０内部の通信性能、通信設定、および通信状態などを計測するために、データ滞留量管理部１５１、コンフィギュレーション管理部１５２、スループット管理部１５３、およびベアラ品質管理部１５４の４つの機能モジュールを備えている。データ滞留量管理部１５１は、無線端末（ＵＥ）１０内部の通信バッファー内で伝送待ち状態となって滞留している下りリンク方向と上りリンク方向の伝送データの量を、各無線ベアラ毎に計測する。コンフィギュレーション管理部１５２は、各無線ベアラ毎の通信制御パラメータや通信モードの現在の設定内容を取得する。スループット管理部１５３は、各無線ベアラ毎に過去のパケット送受信ログや送受信データ量の記録を調べ、各無線ベアラ毎の現在までの通信スループット達成値を計測する。ベアラ品質管理部１５４は、各無線ベアラ毎に下りリンク信号の受信品質、通信遅延、ジッターおよび誤り再送頻度などを計測し、各無線ベアラ毎に達成されている通信サービス品質の度合いを取得する。データ滞留量管理部１５１、コンフィギュレーション管理部１５２、スループット管理部１５３、およびベアラ品質管理部１５４によって計測され、または取得されたこれらの情報は、内部情報取得部１５０によって、消費電力算出部１３０に伝達される。
The internal
＜５＞ポリシー制御動作の流れ
以下、図４を参照しながら、図３に示された無線網側と無線端末側の機能モジュール群が互いに連携してポリシー制御動作を実現する際の動作の流れを説明する。
<5> Flow of Policy Control Operation Hereinafter, with reference to FIG. 4, a flow of operation when the functional module groups on the wireless network side and the wireless terminal side shown in FIG. Will be explained.
（５−１）無線端末側の動作の流れ
まず、アクティベート部１２０は、一定時間周期で、または所定のイベントの発生に応じて、同時通信処理部１１０に動作開始を指示する（図４のＴ１）。これに応じて、同時通信処理部１１０は、消費電力算出部１３０を起動する。続いて、起動された消費電力算出部１３０は、内部情報取得部１５０から、各無線ベアラについての通信性能、通信設定、および通信状態などを表す情報を取得する（図４のＴ２）。この情報には、各無線ベアラ毎に通信バッファー内で伝送待ち状態となって滞留している下りリンク方向と上りリンク方向の伝送データの量、各無線ベアラ毎の通信制御パラメータや通信モードの現在の設定内容、各無線ベアラ毎の現在までの通信スループット達成値および各無線ベアラ毎に達成されている通信サービス品質の度合い（通信遅延、ジッターおよび誤り再送頻度など）が含まれる。同時に、起動された消費電力算出部１３０は、外部情報取得部１４０がポリシー制御機構２００から受け取って記憶していた外部情報（アシスタント情報）を、外部情報取得部１４０から受け取る（図４のＴ２）。続いて、消費電力算出部１３０は、外部情報取得部１４０および内部情報取得部１５０から取得したこれらの情報に基づいて、各無線ベアラ毎に無線通信のために消費される電力量の予測値を算出する。
(5-1) Flow of Operation on Radio Terminal First, the
続いて、同時通信処理部１１０は、各無線ベアラ毎に算出された消費電力予測値を消費電力算出部１３０から取得する（図４のＴ３）。続いて、同時通信処理部１１０内のベアラ切替部１１１は、無線ベアラ毎に取得した消費電力予測値に基づいて、各無線ベアラの上での伝送のために各無線ベアラに割り当てることが可能な伝送ビット数を無線ベアラ毎に決定する。
Subsequently, the simultaneous
同時に、同時通信処理部１００は、ポリシー制御機構２００から伝達されるアシスタント情報を、無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれかを介して受信した後、さらに外部情報取得部１４０に伝達する。外部情報取得部１４０は伝達されたアシスタント情報を外部情報として記憶する。その後、同時通信処理部１００内のベアラ切替部１１１が無線ベアラ毎に伝送可能な情報信号のビット数を割り当てるたびに、外部情報取得部１４０は、記憶していたアシスタント情報を消費電力算出部１３０および同時通信処理部１１０に伝達する（図４のＴ２）。
At the same time, the simultaneous communication processing unit 100 receives the assistant information transmitted from the policy control mechanism 200 via any one of the
続いて、同時通信処理部１１０内のベアラ切替部１１１は、ポリシー制御機構２００から機器設定ポリシーの一部として設定されたベアラ重み係数に応じて、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する無線ベアラをベアラ切替部１１１が選択する動作を調整する。ベアラ重み係数は、端末消費電力を最小化するような態様でベアラ切替部１１１が最適化した複数の無線ベアラ間のトラフィック配分比率を個々の無線ベアラの好適性に応じて重み付けする係数である。各無線ベアラに対して対応するベアラ重み係数による重み付けを行うことにより、ベアラ切替部１１１によって最適化された無線ベアラ間のトラフィック配分比率が調整される。
Subsequently, the
また、ベアラ切替部１１１は、無線ベアラ毎に評価した消費電力予測値に加え、各無線ベアラが接続する無線網内のエンド・ツー・エンド通信経路全体にわたる実効スループットやフレーム誤り率を考慮して無線ベアラ毎に伝送可能な情報信号のビット数を割り当てる。何故ならば、消費電力予測値が小さい無線ベアラでも、エンド・ツー・エンドの実効スループットが低ければ、バルクデータの送受信に長時間を要し、その間に当該無線ベアラ上で多くの通信電力を消費する可能性もあるからである。さらに、消費電力予測値が小さい無線ベアラでも、エンド・ツー・エンドのフレーム誤り率が高ければ、度重なる再送制御によって無線端末（ＵＥ）１０が通信電力を浪費する場合がある。このようなエンド・ツー・エンドの実効スループットやフレーム誤り率を考慮して無線ベアラ毎に割り当て可能な伝送ビット数を決定するためには、ベアラ切替部１１１は、エンド・ツー・エンドの実効スループットやフレーム誤り率を推定する必要がある。このようなエンド・ツー・エンドの実効スループットやフレーム誤り率の推定のために、ベアラ切替部１１１は、無線網内の関連するネットワーク機器についての機器稼動情報を参照する必要が有る。この場合、無線網内の関連するネットワーク機器についての機器稼動情報は、ポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に伝達されるアシスタント情報の一部として、無線端末（ＵＥ）１０がポリシー制御機構２００から受信することが出来る。
Also, the
また、別の実施態様として、ベアラ切替部１１１は、無線ベアラ毎に評価した消費電力予測値に加え、各無線ベアラが接続する無線アクセス網（ＲＡＴ）内のサービング基地局における輻輳状態や伝送待ち状態の滞留トラフィック量を考慮して無線ベアラ毎に伝送可能な情報信号のビット数を割り当てることが可能である。このようなサービング基地局での輻輳状態や滞留トラフィック量に関する情報を取得するために、ベアラ切替部１１１は、無線アクセス網（ＲＡＴ）内のサービング基地局についての機器稼動情報を参照する必要が有る。この場合、当該サービング基地局についての機器稼動情報は、ポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に伝達されるアシスタント情報の一部として、無線端末（ＵＥ）１０がポリシー制御機構２００から受信することが出来る。
Further, as another embodiment, the
また、別の実施態様として、ベアラ切替部１１１は、無線ベアラ毎に評価した消費電力予測値に加え、各無線ベアラが接続する無線アクセス網（ＲＡＴ）内のサービング基地局において計測された各無線ベアラの上りリンク信号の受信品質を考慮して無線ベアラ毎に伝送可能な情報信号のビット数を割り当てることも可能である。各無線ベアラについてサービング基地局で計測された上りリンク信号の受信品質に関する情報を取得するために、ベアラ切替部１１１は、無線アクセス網（ＲＡＴ）内のサービング基地局についての機器稼動情報を参照する必要が有る。この場合、当該サービング基地局についての機器稼動情報は、ポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に伝達されるアシスタント情報の一部として、無線端末（ＵＥ）１０がポリシー制御機構２００から受信することが出来る。
As another embodiment, the
続いて、同時通信処理部１００内のモード切替部１１２は、ベアラ選択モードを表す情報を外部情報取得部から取得する（図４のＴ２）。このベアラ選択モードは、ポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に対して設定された機器設定ポリシーから取得され、外部情報取得部１４０に記憶されている。同時通信処理部１００内に設定されるベアラ選択モードは、アグレッシブ・モードまたはコンサバティブ・モードのいずれか一方である。モード切替部１１２は、ポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に対して設定された機器設定ポリシーの内容に応じて、同時通信処理部１１０内に設定されるベアラ選択モードをアグレッシブ・モードとコンサバティブ・モードとの間で切り替える。同時通信処理部１００内のベアラ選択モードがアグレッシブ・モードに設定されている場合には、同時通信処理部１１０は、端末消費電力を節約するために最適化された無線ベアラ間のトラフィック配分比率とは無関係に、無線網内のエンド・ツー・エンド実効通信スループットや無線端末（ＵＥ）１０上でのスループット達成値が高い無線ベアラにトラフィック配分を優先的に割り当てる。同時通信処理部１００内のベアラ選択モードがコンサバティブ・モードに設定されている場合には、同時通信処理部１１０は、ベアラ切替部１１１が端末消費電力を節約するような態様で最適化した無線ベアラ間のトラフィック配分比率に従って、各無線ベアラにトラフィック量を割り当てる。
Subsequently, the
アグレッシブ・モードは、一回あたりのデータ転送量は大きいがデータ転送が稀にしか発生しないファイル転送アプリケーション等を無線端末（ＵＥ）１０が実行している場合に適したモードである。何故なら、稀に発生する大容量データ転送の場合、端末消費電力の節約に基づく無線ベアラ間トラフィック配分を無視した上で、高スループットの無線ベアラを出来るだけ多く同時使用して大容量データを一気に転送してしまった方が結果として端末消費電力を節約できるからである。コンサバティブ・モードは、動画ストリーミング・アプリケーションのように、単位時間当たりのデータ転送量は多くないが、長時間にわたって継続的にデータ転送が行われたり、非常に高頻度でデータ転送が発生したりする通信アプリケーションを無線端末（ＵＥ）１０が実行している場合に適したモードである。何故なら、このような場合は、端末消費電力の節約のための無線ベアラ間トラフィック配分制御が継続的に常に必要とされるからである。 The aggressive mode is a mode suitable for a case where the radio terminal (UE) 10 is executing a file transfer application or the like in which a data transfer amount per time is large but data transfer rarely occurs. This is because, in the case of large-capacity data transfer that occurs infrequently, ignoring traffic allocation between radio bearers based on the saving of terminal power consumption, and simultaneously using as many high-throughput radio bearers as possible simultaneously This is because the power consumption of the terminal can be saved as a result. Conservative mode does not have a large amount of data transfer per unit time as in video streaming applications, but data transfer occurs continuously over a long period of time, or data transfer occurs very frequently. This mode is suitable when the radio terminal (UE) 10 is executing a communication application. This is because, in such a case, traffic distribution control between radio bearers for saving terminal power consumption is always required.
以上より、同時通信処理部１１０は、ポリシー制御機構２００からの機器設定ポリシーやアシスタント情報を介して無線網側のネットワーク稼働状況や通信アプリケーション種別毎の通信特性を知り、当該ネットワーク稼働状況や当該通信特性を考慮して無線ベアラ毎に割り当て可能な伝送ビット数を決定する。これにより、同時通信処理部１１０は、無線端末が無線網との通信に要する電力消費量を一層効果的に節約することが出来る。
As described above, the simultaneous
（５−２）ポリシー制御機構２００側の動作の流れ
まず、外部情報取得部２２０内のネットワーク情報取得部２２１は、無線網３００１〜３００ｎ内において無線ベアラ１〜無線ベアラＮに接続する通信経路上に位置する全てのルータ機器やネットワーク機器の機器稼動情報を収集する（図４のＰ１）。図４の無線網３００１は、ＬＴＥ網などのセルラー無線網とその背後にある無線コア網とを一体的に図示するものであり、図４の無線網３００ｎは、無線ＬＡＮとその背後にある無線コア網とを一体的に図示するものである。この際、ネットワーク情報取得部２２１は、各無線ベアラ（無線ベアラ１〜無線ベアラＮの各々）の上を流れるトラフィックを調べることにより、無線端末（ＵＥ）１０が実行している通信アプリケーションの種別を取得する。無線端末（ＵＥ）１０により実行されている通信アプリケーション種別は、各無線ベアラと接続する通信経路上のルータ機器などが各無線ベアラを流れるトラフィックのアプリケーション層レベルのプロトコル・ヘッダを解析することにより調べることが出来る。
(5-2) Flow of Operations on the Policy Control Mechanism 200 First, the network
続いて、ネットワーク情報取得部２２１は、当該通信アプリケーションの種別を検索キーとしてデータベース管理部２３０に対して検索要求を送信し、検索要求を受けたデータベース管理部２３０は、内部のデータテーブルを検索して検索キーとして指定された通信アプリケーション種別に対応するベアラ選択モードをネットワーク情報取得部２２１に返信する（図４のＰ２）。なお、このデータテーブルは、無線端末（ＵＥ）１０が利用する通信アプリケーションの各種別とベアラ選択モードとの間の対応関係を記憶する。データベース管理部２３０内のデータテーブルは、以下の基準に基づいて通信アプリケーション種別とベアラ選択モードとの間の対応関係を定義する。すなわち、一回あたりのデータ転送量は大きいがデータ転送が稀にしか発生しないファイル転送アプリケーションなどに関しては、対応するベアラ選択モードをアグレッシブ・モードと定義する。これに対して、動画ストリーミング・アプリケーションのように、単位時間当たりのデータ転送量は多くないが、長時間にわたって継続的にデータ転送が行われたり、非常に高頻度でデータ転送が発生したりする通信アプリケーションに関しては、対応するベアラ選択モードをコンサバティブ・モードと定義する。
Subsequently, the network
上述したデータテーブルの具体例を図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す。図５（Ａ）は、通信アプリケーションがどの無線端末（ＵＥ）により実行されているかとは無関係に、通信アプリケーション種別とベアラ選択モードとの間の対応関係を定義するテーブルを示す。図５（Ｂ）は、通信アプリケーションがどの無線端末（ＵＥ）により実行されているかに応じて、通信アプリケーション種別とベアラ選択モードとの間の対応関係を定義するテーブルを示す。 Specific examples of the above-described data table are shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B). FIG. 5A shows a table that defines the correspondence relationship between the communication application type and the bearer selection mode regardless of which radio terminal (UE) the communication application is executed by. FIG. 5B shows a table that defines a correspondence relationship between a communication application type and a bearer selection mode depending on which radio terminal (UE) the communication application is executed by.
続いて、ネットワーク情報取得部２２１は、各無線ベアラの通信経路上に位置するルータ機器やネットワーク機器の機器稼動情報とデータベース管理部２３０から取得したベアラ選択モードを取得情報分析部２１１に送信する（図４のＰ３）。
Subsequently, the network
これと並行して、オペレーター・ポリシー取得部２２２は、ネットワーク運用管理者から無線網の運用ポリシーを手動で入力されると、当該入力された運用ポリシーを取得情報分析部２１１に送信する（図４のＰ３）。
In parallel with this, when a network operation manager manually inputs a wireless network operation policy, the operator /
さらに、これと並行して、トラフィック特性取得部２２３は、各無線ベアラ（無線ベアラ１〜無線ベアラＮの各々）の上を流れるトラフィックの伝送パターンや伝送特性を調べることにより、各無線ベアラ上で伝送されるトラフィックの特性に関する情報を収集し、取得情報分析部２１１に送信する（図４のＰ３）。
Further, in parallel with this, the traffic
続いて、外部ベアラ設定部２１０内の取得情報分析部２１１は、ネットワーク情報取得部２２１から取得した無線網内のネットワーク機器の機器稼動情報およびオペレーター・ポリシー取得部２２２から取得した運用ポリシーに基づいて、各無線ベアラ（無線ベアラ１〜無線ベアラＮの各々）についてのベアラ重み係数を決定する。各無線ベアラについて決定されるベアラ重み係数は、ポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に設定すべき機器設定ポリシの一部であり、同日通信処理部１１０内において無線ベアラ間のトラフィック配分制御を調整するために適用すべき無線ベアラ毎の重み係数である。
Subsequently, the acquisition
例えば、無線網３００１内を通るエンド・ツー・エンド通信経路の実効スループットが高い場合、端末消費電力の観点からも効率的なデータ伝送が期待できるので、取得情報分析部２１１は、無線網３００１に接続する無線ベアラに適用される重み係数を大きくする。また、無線網３００１内を通るエンド・ツー・エンド通信経路のフレーム誤り率が高い場合、度重なる再送制御により、無駄な端末消費電力が発生する可能性があるので、取得情報分析部２１１は、無線網３００１に接続する無線ベアラに適用される重み係数を小さくする。
For example, when the effective throughput of the end-to-end communication path through the
続いて、取得情報分析部２１１は、無線網３００１〜３００ｎ内において各無線ベアラの通信経路上に位置するネットワーク機器から収集した機器稼動情報からアシスタント情報を生成する。この時に生成されるアシスタント情報には、以下のものが含まれる。
（１）使用中の無線ベアラがＬＴＥ網に接続するベアラである場合、ＬＴＥ網側の通信制御設定内容として取得されるＤＲＸコンフィギュレーション（ＤＲＸ周期など）。
（２）一回のデータ転送において、下りリンク上で無線端末（ＵＥ）１０に伝送される予定のデータ量（バルクデータ・サイズ）。
（３）各無線ベアラが接続する無線アクセス網（ＲＡＴ）内のサービング基地局における輻輳状態や伝送待ち状態の滞留トラフィック量。
（４）各無線ベアラが接続する無線アクセス網（ＲＡＴ）内のサービング基地局において計測された各無線ベアラの上りリンク信号の受信品質。
（５）各無線ベアラが接続する各無線網内を通るエンド・ツー・エンド通信経路全体にわたる実効通信スループットおよびフレーム誤り率。
Subsequently, the acquired
(1) When the radio bearer in use is a bearer connected to the LTE network, a DRX configuration (such as a DRX cycle) acquired as communication control setting contents on the LTE network side.
(2) The amount of data (bulk data size) scheduled to be transmitted to the radio terminal (UE) 10 on the downlink in one data transfer.
(3) The amount of staying traffic in a congested state or waiting for transmission in a serving base station in a radio access network (RAT) to which each radio bearer is connected.
(4) The reception quality of the uplink signal of each radio bearer measured at the serving base station in the radio access network (RAT) to which each radio bearer connects.
(5) Effective communication throughput and frame error rate over the entire end-to-end communication path through each radio network to which each radio bearer is connected.
続いて、取得情報分析部２１１は、機器設定ポリシーとして無線端末（ＵＥ）１０に設定すべきベアラ選択モードを決定する。取得情報分析部２１１は、ネットワーク情報取得部２２１から実行中の通信アプリケーション種別に対応したベアラ選択モードを取得できる場合には、それを無線端末（ＵＥ）１０に設定すべきベアラ選択モードとする。通信アプリケーション種別に対応したベアラ選択モードを取得できない場合には、無線ベアラ上を流れるトラフィックに関してトラフィック特性取得部２２３から取得したトラフィック特性に基づいて無線端末（ＵＥ）１０に設定すべきベアラ選択モードを決定する。
Subsequently, the acquired
続いて、外部ベアラ設定部２１０内のポリシー配信部２１２は、取得情報分析部２１１が無線端末（ＵＥ）１０について決定したベアラ選択モードおよびベアラ重み係数に関する情報を取得情報分析部２１１から受け取り（図４のＰ４）、これらの情報から無線端末（ＵＥ）１０に設定すべき機器設定ポリシーを生成する。また、ポリシー配信部２１２は、取得情報分析部２１１が無線端末（ＵＥ）１０について決定したアシスタント情報を取得情報分析部２１１から受け取る（図４のＰ４）。
Subsequently, the
最後に、外部ベアラ設定部２１０内のポリシー配信部２１２は、無線端末（ＵＥ）１０に設定するために生成した機器設定ポリシーと取得情報分析部２１１から受け取ったアシスタント情報を無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれかを介して無線端末（ＵＥ）１０に配信する（図４のＰ５）。
Finally, the
＜６＞複数の無線ベアラ間での状況に応じたトラフィック最適配分動作
以下、図４に示した同時通信処理部１１０と消費電力算出部１３０が、状況に応じて複数の無線ベアラ間でトラフィックを最適配分する動作を、図６〜図７を参照しながら説明する。図６は、同時通信処理部１１０と消費電力算出部１３０が、状況に応じて複数の無線ベアラ間でトラフィックを最適配分する動作の流れを説明するフローチャートである。以下、図６のフローチャートに沿ってトラフィック最適配分の動作フローを説明する。
<6> Optimal traffic allocation operation according to the situation between a plurality of radio bearers Hereinafter, the simultaneous
まず、図６のステップＳ１において、同時通信処理部１１０は、無線端末（ＵＥ）１０から同時に使用可能なＮ個の無線ベアラを識別する。同時に使用可能な無線ベアラの数Ｎは、無線端末（ＵＥ）１０が現在位置している地理的エリアにおける各種ＲＡＴへの接続可能性や電波状況によって変動する。
First, in step S1 of FIG. 6, the simultaneous
続いて、ステップＳ２において、消費電力算出部１３０は、無線端末（ＵＥ）１０が消費する電力を予測するのに使用する消費電力情報を、上記識別されたＮ個の無線ベアラの各々に関して、外部情報取得部１４０および内部情報取得部１５０から取得する。消費電力算出部１３０が内部情報取得部１５０から取得する情報には、無線端末（ＵＥ）１０内部の通信バッファー内で伝送待ち状態となって滞留している下りリンク方向と上りリンク方向の伝送データの量、各無線ベアラ毎の通信制御パラメータや通信モードの現在の設定内容、各無線ベアラ毎の現在までの通信スループット達成値、各無線ベアラ毎の下りリンク信号の受信品質、通信遅延、ジッターおよび誤り再送頻度などが含まれる。消費電力算出部１３０が外部情報取得部１４０から取得する情報には、ＬＴＥ網側の通信制御設定内容として取得されるＤＲＸコンフィギュレーション（ＤＲＸ周期など）、一回のデータ転送において、下りリンク上で無線端末（ＵＥ）１０に伝送される予定のデータ量（バルクデータ・サイズ）、各無線ベアラが接続する無線アクセス網（ＲＡＴ）内のサービング基地局における輻輳状態や伝送待ち状態の滞留トラフィック量、各無線ベアラが接続する無線アクセス網（ＲＡＴ）内のサービング基地局において計測された各無線ベアラの上りリンク信号の受信品質などが含まれる。なお、外部情報取得部１４０から取得される消費電力情報は、無線網側の稼働状況を測定した結果を含むアシスタント情報としてポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に通知された情報に対応する。
Subsequently, in step S2, the power
続いて、ステップＳ３において、消費電力算出部１３０は、外部情報取得部１４０と内部情報取得部１５０から取得した消費電力情報に基づいて、無線ベアラ上で通信することにより無線端末（ＵＥ）１０が消費する電力の予測値を、上記識別されたＮ個の無線ベアラの各々に関して計算する。個々の無線ベアラについて、消費電力算出部１３０は、消費電力予測値を下りリンク通信と上りリンク通信とに関してそれぞれ個別に推定する。消費電力情報に基づく無線ベアラ毎の消費電力予測値の算出方法には、種々の方法が考えられる。
Subsequently, in step S3, the power
例えば、消費電力情報として外部情報取得部１４０と内部情報取得部１５０から取得した上りリンク信号の受信品質または下りリンク信号の受信品質が劣悪な受信品質を表す場合、無線端末（ＵＥ）１０は、セルラー無線網の基地局から遠く離れたセル外縁部に位置すると考えられる。従ってこの場合、基地局側と無線端末側の電力制御機構により、下りリンク信号または上りリンク信号は非常に高い電力で伝送されると予測することができる。しかも、下りリンクまたは上りリンクの受信品質が劣悪な場合は、データレートも低下するため、ビット当たりの伝送電力効率も悪化すると予測される。
For example, when the reception quality of the uplink signal acquired from the external
また、消費電力予測値の算出方法に関する別の例として、無線ベアラが接続するＲＡＴがＬＴＥ網である場合、外部情報取得部１４０から取得された消費電力情報に含まれるＬＴＥ網側のＤＲＸコンフィギュレーションに基づいて当該無線ベアラ上での消費電力予測値を推定することが出来る。具体的には、ＬＴＥ網側のＤＲＸコンフィギュレーションにおいて設定されているＤＲＸスリープ間隔が長ければ、消費電力予測値をその分だけ低く見積もることが可能であり、設定されているＤＲＸスリープ間隔が短ければ、消費電力予測値をその分だけ高く見積もることが可能である。
In addition, as another example of a method for calculating the predicted power consumption value, when the RAT to which the radio bearer is connected is an LTE network, the DRX configuration on the LTE network side included in the power consumption information acquired from the external
また、消費電力予測値の算出方法に関する別の例として、まず、一定時間周期毎に、各周期内に消費された伝送電力と、各周期内に上りリンクまたは下りリンクの上で送受信されたデータ量（伝送ビット数）との間の比から１ビット伝送当たりの消費電力量を計算し、続いて、複数の連続する周期毎に計算された複数の比を平均し、この平均値を消費電力予測値とすることも可能である。また、消費電力予測値の算出方法に関する別の例として、上述した複数の連続する周期毎に計算された複数の比を平均する際に、忘却係数に基づく平均化を実行することも可能である。具体的には、連続する複数の周期の全てを平均化の対象とするのではなく、連続する複数の周期のうち、現時点から忘却係数で指定される所定の時間幅だけ過去に遡った時点までの間に含まれる周期についてだけ平均化の対象とする。これは、複数の連続する周期毎に計算された複数の比を平均する場合における移動平均（Running Average）に基づく平均化法の一形態と捉えられる。また、この場合、連続する周期毎に計算された比や忘却係数の値、および忘却係数に基づく平均化計算に伴って生成される作業記憶内容などは、対応する無線ベアラの切断や解放によって、リセットされるようにすることも可能である。また、消費電力予測値の算出方法に関する別の例として、図７に示すように最小二乗法により得られた直線の傾きから消費電力予測値を算出することも可能である。具体的には、以下のとおりである。図７において、２次元プロット平面の横軸はある特定の無線ベアラ上での送受信データ量（伝送ビット数）であり、縦軸は当該無線ベアラ上で消費された伝送電力である。図７の２次元プロット平面内にプロットされている各点の２次元座標位置は、複数の異なる時間区間の各々において当該無線ベアラ上で測定された消費伝送電力と送受信データ量の組に対応する。図７の２次元プロット平面内に描かれた直線は、２次元プロット平面内にプロットされた全ての点のそれぞれから当該直線までの垂線方向距離の２乗和が最小となるような切片と傾きを有する。図７に例示する最小二乗法は、当該直線の傾きから当該無線ベアラ上での伝送ビット当たりの伝送電力消費量を推定するものであり、当該推定された伝送ビット当たりの伝送電力消費量は、当該無線ベアラについての消費電力予測値とすることが可能である。 As another example of a method for calculating a predicted power consumption value, first, transmission power consumed in each period and data transmitted / received on the uplink or downlink in each period for each fixed time period. The amount of power consumption per bit transmission is calculated from the ratio between the number of bits (the number of transmission bits), and then the multiple ratios calculated for each successive period are averaged, and this average value is used as the power consumption. It is also possible to use a predicted value. Further, as another example relating to the calculation method of the predicted power consumption value, it is also possible to perform averaging based on the forgetting factor when averaging the plurality of ratios calculated for each of the plurality of consecutive periods described above. . Specifically, not all of a plurality of consecutive periods are to be averaged, but out of a plurality of consecutive periods from the present time to the time pointed back in the past by a predetermined time width specified by the forgetting factor Only the periods included in are averaged. This can be regarded as one form of an averaging method based on a running average in the case of averaging a plurality of ratios calculated for a plurality of consecutive periods. Also, in this case, the ratio and forgetting factor value calculated for each successive cycle, and the working memory content generated with the averaging calculation based on the forgetting factor, are cut and released by the corresponding radio bearer, It is also possible to reset it. As another example of the method for calculating the predicted power consumption value, the predicted power consumption value can be calculated from the slope of a straight line obtained by the least square method as shown in FIG. Specifically, it is as follows. In FIG. 7, the horizontal axis of the two-dimensional plot plane is the amount of transmitted / received data (number of transmission bits) on a specific radio bearer, and the vertical axis is the transmission power consumed on the radio bearer. The two-dimensional coordinate position of each point plotted in the two-dimensional plot plane of FIG. 7 corresponds to a set of consumed transmission power and transmission / reception data amount measured on the radio bearer in each of a plurality of different time intervals. . The straight line drawn in the two-dimensional plot plane in FIG. 7 has an intercept and an inclination that minimize the sum of squares of the perpendicular distances from all the points plotted in the two-dimensional plot plane to the straight line. Have The least square method illustrated in FIG. 7 estimates the transmission power consumption per transmission bit on the radio bearer from the slope of the straight line, and the estimated transmission power consumption per transmission bit is It is possible to use the power consumption prediction value for the radio bearer.
図６のステップＳ４以降の説明は、ポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に設定された機器設定ポリシーに応じて、同時通信処理部１１０がコンサバティブ・モードに従って動作するように設定されていると仮定して説明する。
The description after step S4 in FIG. 6 is set so that the simultaneous
続いて、ステップＳ４において、消費電力算出部１３０から無線ベアラ毎の消費電力予測値を受信したベアラ切替部１１１は、伝送待ちのために通信バッファー内に格納する送受信データの量を決定する。この送受信データ量は、外部情報取得部１４０または内部情報取得部１５０からベアラ切替部１１１が取得した情報を考慮して決定される。例えば、ベアラ切替部１１１は、外部情報取得部１４０または内部情報取得部１５０から取得した上りリンクの実効スループットまたは下りリンクの実効スループット、あるいは伝送信号品質や通信サービス品質を考慮して送受信データ量を決定する。
Subsequently, in step S4, the
続いて、ステップＳ５において、ベアラ切替部１１１は、消費電力算出部１３０から各無線ベアラ毎に取得した消費電力予測値に基づいて、各無線ベアラ上での伝送のために各無線ベアラに対して割り当てる伝送ビット数を決定する。その結果、ベアラ切替部１１１は、端末消費電力を節約するような態様で、複数の無線ベアラ間でトラフィック量を最適配分することが出来る。具体的には、以下のとおりである。消費電力算出部１３０が無線ベアラ１、無線ベアラ２、…、無線ベアラＮについて算出した消費電力予測値をそれぞれＣ１、Ｃ２、…、ＣＮとし、無線ベアラ１、無線ベアラ２、…、無線ベアラＮの中のいずれか一つ以上を使用して送受信すべき総データ量をＸａｌｌ、そして、ｋ番目の無線ベアラ上での伝送のためにｋ番目の無線ベアラに割り当てるべき伝送ビット数をＸｋとすると以下の関係が成り立つ。
Subsequently, in step S5, the
また、ポリシー制御機構２００から無線端末（ＵＥ）１０に設定された機器設定ポリシーにより、無線ベアラ１、無線ベアラ２、…、無線ベアラＮの各々に適用すべきベアラ重み付け係数ｗが、外部情報取得部１４０から取得される場合は、ベアラ切替部１１１は、以下の式（式２）に基づいて、各無線ベアラ（ｋ番目の無線ベアラ）に配分すべきトラフィック量を、Ｘｋで表される伝送ビット数として決定する。
Further, the bearer weighting factor w to be applied to each of the
上述したステップＳ５の処理は、各無線ベアラ毎に実行されるので、上述したステップＳ５の処理は、ステップＳ１において無線端末（ＵＥ）１０から同時使用可能であるとして識別された無線ベアラの本数（Ｎ本）と等しい回数だけ繰り返し実行される。 Since the process in step S5 described above is performed for each radio bearer, the process in step S5 described above is performed in step S1 as the number of radio bearers identified as being simultaneously usable from the radio terminal (UE) 10 ( It is repeatedly executed a number of times equal to N).
以上のようにして、ベアラ切替部１１１が、複数の無線ベアラ間でトラフィック量を最適配分する結果、消費する伝送電力が大きい無線ベアラほど、送受信のために割り当てられる伝送ビット量が少なくなる。
As described above, the
続いて、ステップＳ６において、ベアラ切替部１１１は、上りリンク伝送に関し、通信バッファー内に残っている伝送待ちデータの有無を調べる。続いて、ステップＳ７において、ベアラ切替部１１１は、各無線ベアラ毎に、伝送待ちデータが残っていれば、そのデータをステップＳ５において決定された無線ベアラ間トラフィック配分比率に従って対応する無線ベアラ上で送信する。
Subsequently, in step S6, the
同時に、ステップＳ６において、ベアラ切替部１１１は、下りリンク伝送に関し、通信バッファー内に空き容量が残っているか否かを調べる。続いて、ステップＳ７において、ベアラ切替部１１１は、各無線ベアラ毎に、通信場ファー内に十分な空き容量が残っていれば、ステップＳ５において決定された無線ベアラ間トラフィック配分比率に従って下りリンクデータを対応する無線ベアラ上で受信する。
At the same time, in step S6, the
上述したステップＳ６およびステップＳ７の処理は、各無線ベアラ毎に実行されるので、上述したステップＳ６およびステップＳ７の処理は、ステップＳ１において無線端末（ＵＥ）１０から同時使用可能であるとして識別された無線ベアラの本数（Ｎ本）と等しい回数だけ繰り返し実行される。 Since the processes in steps S6 and S7 described above are executed for each radio bearer, the processes in steps S6 and S7 described above are identified as being simultaneously usable from the radio terminal (UE) 10 in step S1. It is repeatedly executed as many times as the number of radio bearers (N).
＜７＞その他の実施形態
図６に関して説明した上述の実施形態と異なり、別の実施形態においては、消費電力算出部１３０が推定した伝送に関する電力消費予測値を全ての無線ベアラについて合計した合計予測値が無線端末（ＵＥ）１０の全体に許容される消費電力許容量を超えないという制約の下で、任意のトラフィック配分比率で無線ベアラ間のトラフィック配分を行うことが可能である。これは無線端末（ＵＥ）１０の全体における消費電力の総量規制の考え方であり、総量規制された無線端末（ＵＥ）１０全体の消費電力が許容量を超えなければ、無線ベアラ間でラウンドロビンでトラフィックを割り当てたり、トラフィックを割り当てる無線ベアラをランダムに選択したりすることも可能である。
<7> Other Embodiments Unlike the above-described embodiment described with reference to FIG. 6, in another embodiment, a total prediction in which the power consumption prediction values related to transmission estimated by the power
また、図６に関して説明した上述の実施形態と異なり、別の実施形態においては、消費電力算出部１３０が推定した伝送に関する電力消費予測値は、伝送ビット当たりの伝送電力消費予測値として計算された値であったが、各無線ベアラについての単位時間当たりの消費電力を指標としても良く、伝送データ量（総ビット数）／実効スループット（毎秒当たりの伝送ビット）×各無線ベアラ上での単位時間当たりの消費電力（毎秒当たりのワット数）としても良い。
Further, unlike the above-described embodiment described with reference to FIG. 6, in another embodiment, the power consumption prediction value related to transmission estimated by the power
また、図３および図４に関して説明した上述の実施形態とは異なり、無線端末（ＵＥ）１０の同時通信処理部１１０は、ポリシー制御機構２００と連携することなく、単独で無線ベアラ間のトラフィック配分比率の最適化を実行することが出来る。すなわち、他の実施形態においては、無線端末（ＵＥ）１０の同時通信処理部１１０は、ポリシー制御機構２００により、ベアラ選択モードをコンサバティブ・モードからアグレッシブ・モードに切り替えられるがことなく、かつ、ポリシー制御機構２００からアシスタント情報を通知されることも無い。その結果、同時通信処理部１１０は、ポリシー制御機構２００からの介入無しに、無線ベアラ毎の消費電力予測値に基づいて無線ベアラ間トラフィック配分を最適化し、その結果、端末消費電力を節約することが出来る。
Further, unlike the above-described embodiment described with reference to FIGS. 3 and 4, the simultaneous
本発明は、複数の異なる種類の無線接続手段を同時利用可能な移動無線端末において、通信サービス品質、通信スループットを改善し、あるいは伝送電力を節約するための無線通信制御ソフトウェアまたは無線通信制御装置として利用することが出来る。 The present invention relates to a wireless communication control software or a wireless communication control device for improving communication service quality, communication throughput, or saving transmission power in a mobile wireless terminal capable of simultaneously using a plurality of different types of wireless connection means. It can be used.
１０ ＵＥ
２０ ＵＥにネットワーク・サービスを提供するサーバ
３０ 無線ベアラ
４０ 無線アクセス網
５０ コア網
６０ コア網ゲートウェイ
７０ 外部接続ゲートウェイ
１０１ アンテナ
１０２ 無線インターフェース
１０３ メモリ
１０４ 制御プロセッサ
１０５ ユーザ入出力装置
１０６ ストレージ
１０７ バス
１１０ 同時通信処理部
１１１ ベアラ切替部
１１２ モード切替部
１２０ アクティベート部
１３０ 消費電力算出部
１４０ 外部情報取得部
１５０ 内部情報取得部
２００ ポリシー制御機構
２１０ 外部ベアラ設定部
２１１ 取得情報分析部
２１２ ポリシー配信部
２２０ 外部情報取得部
２２１ ネットワーク情報取得部
２２２ オペレーター・ポリシー取得部
２２３ トラフィック特性取得部
２３０ データベース管理部
10 UE
20 Server providing network service to UE 30 Radio bearer 40 Radio access network 50 Core network 60 Core network gateway 70
Claims (9)
無線網及びＵＥの通信状態に基づいて、複数の無線ベアラの各々の上で消費される伝送電力の予測値を推定するステップ；
前記複数の無線ベアラの各々に関して前記推定された前記予測値に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するための配分を決定するステップ；および、
ＵＥの通信特性に対応付けられたポリシーを無線網から設定されることにより、前記配分を調整するステップ；
を備える、方法。 Transmission power consumed by UEs communicating simultaneously with a plurality of radio bearers respectively connected to a plurality of different types of radio access networks by allocating user traffic among the plurality of radio bearers in an optimal ratio. Is a way to save:
Estimating a predicted value of transmission power consumed on each of the plurality of radio bearers based on a communication state of the radio network and the UE;
Determining an allocation for optimal allocation of the user traffic among radio bearers based on the estimated value estimated for each of the plurality of radio bearers; and
Adjusting the distribution by setting a policy associated with the communication characteristics of the UE from the wireless network;
A method comprising:
前記ポリシーを設定されることにより前記配分を調整するステップは、前記予測値とは無関係に、スループットの高い無線ベアラに前記ユーザ・トラフィックを優先的に配分するよう調整するステップを備える、
請求項１記載の方法。 The communication characteristics of the UE correspond to the communication application type being executed by the UE,
The step of adjusting the allocation by setting the policy includes the step of adjusting the user traffic to be preferentially allocated to radio bearers with high throughput regardless of the predicted value.
The method of claim 1.
請求項１記載の方法。 The step of estimating the predicted value comprises the step of estimating the predicted value in consideration of auxiliary information received from a wireless network;
The method of claim 1.
無線網及びＵＥの通信状態に基づいて、複数の無線ベアラの各々の上で消費される伝送電力の予測値を推定するステップ；
前記複数の無線ベアラの各々に関して前記推定された前記予測値に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するための配分を決定するステップ；および、
無線網の稼動状態を反映するポリシーを無線網から設定されることにより、前記配分を調整するステップ；
を備える、方法。 Transmission power consumed by UEs communicating simultaneously with a plurality of radio bearers respectively connected to a plurality of different types of radio access networks by allocating user traffic among the plurality of radio bearers in an optimal ratio. Is a way to save:
Estimating a predicted value of transmission power consumed on each of the plurality of radio bearers based on a communication state of the radio network and the UE;
Determining an allocation for optimal allocation of the user traffic among radio bearers based on the estimated value estimated for each of the plurality of radio bearers; and
Adjusting the distribution by setting a policy reflecting the operating state of the wireless network from the wireless network;
A method comprising:
前記ポリシーを設定されることにより前記配分を調整するステップは、前記配分を無線ベアラ毎の前記重み付け係数で修正するステップを備える、
請求項４記載の方法。 The policy includes a weighting factor to be applied to each of the plurality of radio bearers;
Adjusting the distribution by setting the policy comprises modifying the distribution with the weighting factor for each radio bearer.
The method of claim 4.
請求項５記載の方法。 The weighting factor applied to each of the plurality of radio bearers is determined based on the influence of throughput and frame error rate on a communication path corresponding to each radio bearer on transmission power consumed on the UE.
The method of claim 5.
請求項４記載の方法。 The step of estimating the predicted value comprises the step of estimating the predicted value in consideration of auxiliary information received from a wireless network;
The method of claim 4.
無線網及びＵＥの通信状態に基づいて、複数の無線ベアラの各々の上で消費される伝送電力の予測値を推定する消費電力算出部；および、
前記複数の無線ベアラの各々に関して前記推定された前記予測値に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するための配分を決定し、当該ＵＥの通信特性に対応付けられたポリシーを無線網から設定されることにより、前記配分を調整する同時通信処理部；
を備える、ＵＥ。 A UE that communicates by simultaneously connecting to a plurality of radio bearers respectively connected to a plurality of different types of radio access networks, and is consumed by optimally distributing user traffic among the plurality of radio bearers. To save transmission power:
A power consumption calculator that estimates a predicted value of transmission power consumed on each of the plurality of radio bearers based on the communication state of the radio network and the UE; and
Based on the estimated value estimated for each of the plurality of radio bearers, an allocation for optimally allocating the user traffic among radio bearers is determined, and a policy associated with the communication characteristics of the UE is defined as a radio A simultaneous communication processing unit that adjusts the distribution by being set from a network;
A UE comprising:
無線網及びＵＥの通信状態に基づいて、複数の無線ベアラの各々の上で消費される伝送電力の予測値を推定する消費電力算出部；
前記複数の無線ベアラの各々に関して前記推定された前記予測値に基づいて前記ユーザ・トラフィックを無線ベアラ間で最適配分するための配分を決定し、無線網の稼動状態を反映するポリシーを無線網から設定されることにより、前記配分を調整する同時通信処理部；
を備える、ＵＥ。 A UE that communicates by simultaneously connecting to a plurality of radio bearers respectively connected to a plurality of different types of radio access networks, and is consumed by optimally distributing user traffic among the plurality of radio bearers. To save transmission power:
A power consumption calculation unit that estimates a predicted value of transmission power consumed on each of the plurality of radio bearers based on the communication state of the radio network and the UE;
Based on the estimated value estimated for each of the plurality of radio bearers, an allocation for optimally allocating the user traffic among the radio bearers is determined, and a policy reflecting the operating state of the radio network is determined from the radio network. A simultaneous communication processing unit for adjusting the distribution by being set;
A UE comprising:
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| JP2013108411A JP2014230104A (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Method and apparatus for accessing plural radio bearers |
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