JP6302625B2 - 複数の無線ベアラにアクセスする方法及び装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

上述したポリシー制御は、コア網を構成する各ルータ機器や各ネットワーク機器に対して通信経路制御ポリシーをシグナリングし、コア網から無線端末に至る通信経路を最適化することにより、コア網内の通信負荷の最適な分散や再配置を図る。これにより、上述したポリシー制御は、コア網全体の通信オーバーヘッドを軽減する。他方、近年普及するようになってきたフェムトセル基地局などは、携帯電話網を構成する基地局でありながら無線通信事業者のコア網を介さずに、ブロードバンド回線（FTTH（Fiber-To-The-Home）など）などを経由してインターネットに直接接続する網接続形態を有する。この接続形態は一般に「ＳＩＰＴＯ（Selected IP Traffic Offload）」と呼ばれ、無線端末からインターネットへのこのような網接続形態をうまく活用すれば、上述したポリシー制御のように、コア網内の通信経路を最適化してコア網内の通信オーバーヘッドを軽減するのではなく、コア網全体を迂回してインターネットに接続することによってコア網の通信オーバーヘッドをより効果的に軽減することが出来る。本明細書の以下の説明においては、コア網に対する通信オーバーヘッド軽減のための通信経路制御をオフロード制御と呼ぶ。

特許文献２は、オフロード制御の一形態として、無線端末と通信中の基地局やアクセスポイントが、コア網を経由しないインターネットへの直接接続（ＳＩＰＴＯ接続）を使用してコア網を経由しないインターネット・アクセスを無線端末に提供する技術を開示する。具体的には、特許文献２記載の発明においては、無線基地局は、３ＧＰＰコア網を経由したインターネット接続を提供する第１無線ベアラと上述した「ＳＩＰＴＯ接続」を経由したインターネット接続を提供する第２無線ベアラのいずれか一方を介して無線端末と通信する。特許文献２記載の無線基地局は、３ＧＰＰコア網内の通信負荷増大により通信速度や通信品質が低下し、オフロード制御が必要と判断した場合、無線端末との通信に使用する無線ベアラを第１無線ベアラから第２無線ベアラへと切り替える。特許文献２では、無線端末との通信に使用する無線ベアラを無線基地局が上述のように切り替えることによるオフロード制御を「ローカル・ブレークアウト処理」と呼んでいる。

特表２０１２−５１２５５３号公報 特表２０１２−５０４８９８号公報

しかしながら、特許文献２記載のローカル・ブレークアウト処理においては、無線端末が通信中の基地局がＳＩＰＴＯ接続やこれと同等のインターネット接続手段を有していることが前提となっており、当該基地局がこのような接続手段を有しない場合には、以下の問題が生じる。すなわち、無線端末が通信中の基地局がＳＩＰＴＯ接続を有する近隣の他の基地局や無線アクセスポイントを探索してそこへ自動的にハンドオーバーするような仕組みが必要となるが、そのような仕組みは現在のところ知られていない。加えて、特許文献２記載のオフロード制御においては、上述した無線ベアラ切り替えに関する判断と制御を実行する主体が無線基地局であり、無線通信事業者が運用する全ての基地局にそのような判断と制御の仕組みを実装することは工数やコストの面において不利である。また、無線端末のエンド・ツー・エンド通信経路上にある無線アクセス網（ＲＡＴ）、コア網、インターネット網などの様々なネットワークにおける稼働状況や運用状況を考慮してオフロード制御を行うためには、無線基地局内の局所的な判断だけでは不十分である。加えて、無線端末のユーザも、無線端末の利用形態や自分の好みに合わせて、オフロード制御のための通信経路制御ポリシーを無線端末に設定し、当該通信経路ポリシーを無線網側のオフロード制御に反映させたいと望むだろう。以上のような問題点を克服するためには、無線基地局上のローカルな機能に依存せずに、無線通信事業者が無線網側に設定した通信経路制御ポリシーとユーザが無線端末に設定した通信経路制御ポリシーに基づいて、オフロード制御を実行する仕組みが必要となる。特許文献１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し、通信アプリケーションの利便性を向上させるためのポリシー制御であり、特許文献２開示のオフロード制御のようにコア網全体やその背後にあるＰＤＮ（Packet Data Network）全体を迂回する通信経路制御ではない。以上より、コア網内を通る通信経路の最適化や再配置をポリシー制御に基づいて行うのではなく、特許文献２開示のオフロード制御のようにコア網全体やその背後にあるＰＤＮ全体を迂回する通信経路制御を、無線網と無線端末の両側からのポリシー制御に基づいて行う仕組みは現在のところ知られていない。

加えて、特許文献１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。

以上の問題点に鑑み、本発明は、無線端末が通信中の基地局や無線アクセスポイントがＳＩＰＴＯ接続またはこれと同等の網接続手段を有しない場合、このような網接続手段を有する近隣の他の基地局や無線アクセスポイントを探索してそこへ自動的にハンドオーバーするような仕組みを実現することを目的とする。加えて、本発明は、コア網内を通る通信経路の最適化や再配置をポリシー制御に基づいて行うのではなく、コア網全体やその背後にあるＰＤＮ全体を迂回するオフロード制御を、無線網と無線端末の両側からのポリシー制御に基づいて行う仕組み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ー制御を実現することを目的とする。

以上より、本発明の第１の側面は、一つ以上の基地局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無線端末が、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、無線網側のオフロード効果を改善する方法であって：無線網から受信した基地局情報および前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に基づいて、複数の無線ベアラの各々を選択することによって無線網側で生じるオフロード効果を推定するステップ；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オフロード効果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；を備え、前記基地局情報は、前記無線端末の地理的位置を中心として所定範囲内にある一つ以上の基地局の各々に関して、オフロード対象毎のオフロード効果を記述するテーブルを備え、前記オフロード効果を推定するステップは：前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に含まれる候補基地局の識別子をキーとして前記テーブルを検索するステップ；前記検索の結果に基づいて、前記候補基地局におけるオフロード実行によって得られるオフロード効果をオフロード対象毎に取得するステップ；および、前記候補基地局におけるオフロード対象毎のオフロード効果を、全てのオフロード対象に関して重み付け係数により加重して合計し、オフロード効果評価値を算出するステップ；を備え、前記オフロード対象は、無線網内において、トラフィック負荷またはリソース消費をオフロードされる網領域または通信リソースの種類に対応し、前記オフロードされる網領域の種類には、無線アクセス網、コア網およびルータ網が含まれ、前記オフロードされる通信リソースの種類には、基地局のセル内における周波数帯域割り当てまたは無線チャネル割り当てによって消費される周波数リソースが含まれる構成を採る。

本発明の第２の側面は、一つ以上の基地局にそれぞれ接続する複数の無線ベアラの中から選択された一の無線ベアラを介して、無線端末がユーザ・トラフィックを伝送することにより、無線網側のオフロード効果を改善する方法であって：無線網から受信した基地局情報および前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に基づいて、複数の無線ベアラの各々を選択することによって無線網側で生じるオフロード効果を推定するステップ；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オフロード効果に基づいて、複数の無線ベアラの中から前記ユーザ・トラフィック伝送すべき無線ベアラを選択するステップ；を備え、前記基地局情報は、前記無線端末の地理的位置を中心として所定範囲内にある一つ以上の基地局の各々に関して、オフロード対象毎のオフロード効果を記述するテーブルを備え、前記オフロード効果を推定するステップは：前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に含まれる候補基地局の識別子をキーとして前記テーブルを検索するステップ；前記検索の結果に基づいて、前記候補基地局におけるオフロード実行によって得られるオフロード効果をオフロード対象毎に取得するステップ；および、前記候補基地局におけるオフロード対象毎のオフロード効果を、全てのオフロード対象に関して重み付け係数により加重して合計し、オフロード効果評価値を算出するステップ；を備え、前記オフロード対象は、無線網内において、トラフィック負荷またはリソース消費をオフロードされる網領域または通信リソースの種類に対応し、前記オフロードされる網領域の種類には、無線アクセス網、コア網およびルータ網が含まれ、前記オフロードされる通信リソースの種類には、基地局のセル内における周波数帯域割り当てまたは無線チャネル割り当てによって消費される周波数リソースが含まれる構成を採る。

以上より、本発明は、無線端末が通信中の基地局や無線アクセスポイントがＳＩＰＴＯ接続またはこれと同等の網接続手段を有しない場合、このような網接続手段を有する近隣の他の基地局や無線アクセスポイントを探索してそこへ自動的にハンドオーバーするような仕組みを実現することができる。加えて、本発明は、コア網内を通る通信経路の最適化や再配置をポリシー制御に基づいて行うのではなく、コア網全体を迂回するオフロード制御を、無線網と無線端末の両側からのポリシー制御に基づいて行う仕組み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ー制御を実現することができる。

オフロード制御に使用される様々なネットワーク接続形態を示す図 本実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図 本実施の形態においてユーザが使用する無線端末（ＵＥ）の装置構成を示す図 本実施の形態を実現する機能モジュール群の構成を示す図 無線端末１０に配信される基地局情報の具体例を示す図 図４に示された機能モジュールの間での情報の流れを示すイベントフロー図 無線端末上で使用される無線ベアラを選択する方法を示すフローチャート 基地局毎にオフロード効果の評価値を計算する方法を示すフローチャート 無線端末が同時使用可能な候補無線ベアラの一組を例示する図 無線ベアラ毎のオフロード効果に応じて、無線ベアラ間トラフィック配分を実行する方法を示すフローチャート

以下の説明においては、まず、本実施の形態の実施のために無線網内で使用される既存の様々なネットワーク接続形態について説明する。次に、本実施の形態が実現される無線通信システム全体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２および図３を使用して説明する。続いて、図２に示すネットワーク構成および図３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４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２に示すネットワーク構成と図３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、図４〜図９を参照しながら、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、異なるＲＡＴに対応する複数の無線ベアラ間で通信を切り替えることによりオフロード制御を実現する仕組みを説明する。

＜１＞オフロード制御に使用される様々なネットワーク接続形態
オフロード制御に使用される第１のネットワーク接続形態を図１（Ａ）に示す。この接続形態においては、無線端末１０は、無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ａを介して無線ＬＡＮと接続しており、Home Appliance ２０と無線端末１０とは、共に無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ａが提供するＬＡＮセグメントに属しているものとする。この場合、同一のＬＡＮセグメントに属するHome Appliance ２０と無線端末１０とは、同一のサブネットワーク・アドレスを共有し、かつ同一のブロードキャスト・ドメインに属する。従って、無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ａは、Home Appliance ２０と無線端末１０との間で通信されるエンド・ツー・エンド・トラフィックを、当該ＬＡＮセグメント内でローカルに転送することが可能である。その結果、無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ａは、当該エンド・ツー・エンド・トラフィックをコア網やＩＳＰ網等のＬＡＮセグメント外のネットワークへ転送する必要が無い。

無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ａは、無線端末１０が送受信するエンド・ツー・エンド・トラフィックが当該ＬＡＮセグメント内でのローカル転送により完結するものであるか否かを適宜判断し、ローカル転送可能であると判断した場合には、コア網やＩＳＰ網等から当該エンド・ツー・エンド・トラフィックをオフロードすることが可能である。上述したオフロード制御に使用されるこのようなローカル転送機能はＬＩＰＡ（Local IP Access）として知られている。

オフロード制御に使用される第２のネットワーク接続形態を図１（Ｂ）に示す。この接続形態においては、無線端末１０Ａは、フェムトセル基地局９０Ｂを介して無線通信事業者網９１と接続しており、無線端末１０Ｂは、マクロセル基地局９０Ｃを介して無線通信事業者網９１と接続している。無線端末１０Ａおよび無線端末１０Ｂは、無線通信事業者網９１を介してインターネット網８０とエンド・ツー・エンド通信することが可能である。同時に、フェムトセル基地局９０Ｂおよびマクロセル基地局９０Ｃはそれぞれ無線通信事業者網９１を介さずにインターネット網８０に直接トラフィックを転送するためのネットワーク接続であるＳＩＰＴＯ接続を有する。ＳＩＰＴＯ接続は、例えば、以下のようにして実現される。個人の自宅内に設置された例示的なフェムトセル基地局は、当該個人がインターネットとの接続のために契約しているＩＳＰ（Internet Service Provider）が提供するＩＳＰ網を介して無線通信事業者網に接続すると共に、インターネットにも直接接続している。従って、当該フェムトセル基地局は、当該自宅内において自身が通信中の無線端末が送受信する音声呼トラフィックを、ＩＳＰ網を介して無線通信事業者網に転送すると同時に、無線通信事業者網を介さずに、インターネット通信トラフィックをインターネット網に直接転送することが出来る。

フェムトセル基地局９０Ｂは、無線端末１０Ａとの間で通信するトラフィックがインターネット通信トラフィックであるか音声呼トラフィックであるかを判別し、インターネット通信トラフィックであれば、ＳＩＰＴＯ接続を介して当該トラフィックをインターネット網８０に直接転送する。その結果、当該インターネット通信トラフィックが無線通信事業者網９１からオフロードされる。同様に、マクロセル基地局９０Ｃは、無線端末１０Ｂとの間で通信するトラフィックがインターネット通信トラフィックであるか音声呼トラフィックであるかを判別し、インターネット通信トラフィックであれば、ＳＩＰＴＯ接続を介して当該トラフィックをインターネット網８０に直接転送する。その結果、当該インターネット通信トラフィックが無線通信事業者網９１からオフロードされる。なお、上述した無線通信事業者者網９１は、ＷＳＰ（Wireless Service Provider）網とも呼ばれ、コア網やその背後にあるＰＤＮを含むことが可能である。

オフロード制御に使用される第３のネットワーク接続形態を図１（Ｃ）に示す。この接続形態においては、無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ｄは、通信事業者によって運用される公衆無線ＬＡＮサービスを提供し、広域網９２を介して通信事業者網９１と接続される。無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ｄは、自身の通信カバレージ・エリア内に在圏する無線端末との間で通信されるトラフィックを広域網９２および通信事業者網９１を介してインターネット網８０に転送することが出来る。他方、個人の自宅内に設置された無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ｅは、当該個人が契約したＩＳＰが提供するＩＳＰ網接続９３を介してインターネット網８０に接続されている。無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ｄによりサービスされる無線端末が無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ｅのキャリアを所定の品質で受信可能なエリア内に在圏している場合、当該無線端末が無線ＬＡＮアクセスポイント９０Ｄから９０Ｅへとハンドオーバーすることにより、通信事業者網９１内を流れる当該無線端末のトラフィックを通信事業者網９１からＩＳＰ網接続９３へとオフロードすることが出来る。

＜２＞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２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３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６１〜６２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ＰＤＮ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。

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。なお、無線アクセス網４０Ｃは、一つ以上の無線ＬＡＮアクセスポイントとそれらを結ぶイーサネット・ハブ、ブロードバンド・ルータおよびケーブルモデム等から構成されることが可能である。

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。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。他方、コア網５２は、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。図２には示されていないが、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。

ＩＳＰ網５３は、無線ＬＡＮ網４０Ｃをルータ網（PDN: Packet Data Network）５４に接続するためのＦＴＴＨ（Fiber-To-The-Home）回線、ＤＳＬ（Digital Subscriber Line）回線、ＬＡＮ間接続広域網、広域イーサネット等とすることが可能である。

ＰＤＮゲートウェイ７１／７２は、コア網５１／５２をルータ網（PDN: Packet Data Network）５４にそれぞれ接続し、これにより、コア網５１／５２は、ルータ網（PDN: Packet Data Network）５４を経由してインターネット網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、ＰＤＮゲートウェイ７１は、Ｐ−ＧＷ（PDN-Gateway）とすることが可能である。

ルータ網（PDN: Packet Data Network）５４は、コア網５１／５２とインターネット網８０との間およびＩＳＰ網５３とインターネット網８０との間に介在するパケット交換型のネットワークであり、無線通信事業者網間でのローミング・トラフィックの転送制御も提供する。

図２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、ルータ網（PDN: Packet Data Network）５４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２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。

図２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。

図２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。

＜３＞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３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。

図３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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜４＞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
（４−１）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。

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。

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２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２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、コア網（図２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２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。

（４−２）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２および図３に示すＵＥ１０）のみである。これに対して、特許文献１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２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２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２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。

これに対して、特許文献１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コア網（図２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２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２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２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コア網（図２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コア網（図２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。

＜５＞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４を参照しながら、図２に示すネットワーク構成と図３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。

（５−１）全体構成の概観
図４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およびオペレーション・システム（網運用管理システム）２３０の３つの機能モジュールから構成される。外部ベアラ設定部２１０および外部情報取得部２２０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４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ルータ網（ＰＤＮ（Packet Data Network））５４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。

図４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４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３００_１〜無線網３００_ｎとして図示している。

（５−２）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。

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。

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情報を分析して個々の無線端末（ＵＥ）１０に送信すべき基地局情報を決定する。基地局情報が果たす役割とその具体的な構成については後述する。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が決定した基地局情報を無線端末（ＵＥ）１０に対して伝達するために、当該基地局情報を無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれか一つ以上を介して配信する。

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３００_１〜無線網３００_ｎを構成するルータ機器やネットワーク機器から、その機器の構成、機能、稼働状況および通信性能に関するネットワーク機器情報を収集する。オペレーター・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情報と運用ポリシーを取得情報分析部２１１に伝達する。

オペレーション・システム２３０は、個々の無線通信事業者網毎に設けられ、無線時通信事業者網の個数分だけ存在する（図４の２３０Ａ〜２３０Ｎ）。無線通信事業者網毎のオペレーション・システム２３０は、自身の管理下にある無線通信事業者網内の全てのネットワーク機器からそれらのネットワーク機器の構成や機能を記述する情報である「ネットワーク機器情報」を収集し、外部情報取得部２２０内のネットワーク情報取得部２２１に報告する。一実施形態においては、ｎ個の無線通信事業者網は、図４の無線網３００_１〜３００_ｎにそれぞれ対応しても良い。この場合、無線網３００_１を構成する全てのネットワーク機器の構成、機能、稼働状況および通信性能を記述するネットワーク機器情報は、図４のオペレーション・システム２３０Ａによって収集され、無線網３００_２を構成する全てのネットワーク機器のネットワーク機器情報は、図４のオペレーション・システム２３０Ｂによって収集され、…、無線網３００_ｎ内のネットワーク機器情報は、図４のオペレーション・システム２３０Ｎによって収集される。なお、個々のオペレーション・システム２３０は、個々の無線通信事業者網に設置されたネットワーク運用管理サーバによって実現されることが可能である。一実施例においては、当該ネットワーク運用管理サーバは、当該無線通信事業者網を構成する各ネットワーク機器のＭＩＢ（Module Information Base）をＳＮＭＰプロトコルでアクセスすることにより、各ネットワーク機器の構成、機能、稼働状況および通信性能を記述するネットワーク機器情報を収集することが可能である。オペレーション・システム２３０Ａ〜２３０Ｎが収集した無線網３００_１〜３００_ｎ内の全てのネットワーク機器に関するネットワーク機器情報は外部情報取得部２２０内のネットワーク情報取得部２２１によって収集される。

（５−３）無線端末（ＵＥ）１０側の機能モジュール構成
次に、図４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、内部ベアラ設定部１１０および内部情報取得部１２０の２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。

内部ベアラ設定部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、内部ベアラ設定部１１０により２つ以上の無線ベアラが選択された場合には、内部ベアラ設定部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、内部ベアラ設定部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、オフロード効果を最大化するような基準に従って実行される。この場合のオフロード効果とは、無線端末（ＵＥ）１０がインターネット網８０と通信する際において無線網３００_１〜３００_ｎなどの無線通信事業者網からトラフィックがオフロードされことにより、無線通信事業者網内のネットワーク機器の通信負荷が軽減される度合いである。

内部ベアラ設定部１１０は、まず最初に、ポリシー配信部２１２から配信された基地局情報および機器設定ポリシーを受信する。続いて、内部ベアラ設定部１１０は、当該機器設定ポリシーと当該基地局情報とに基づいて各無線ベアラ上での通信によって生じると予想されるオフロード効果を無線ベアラ毎に評価する。すなわち、内部ベアラ設定部１１０は、当該機器設定ポリシーと当該基地局情報とに基づいて、無線端末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、予想されるオフロード効果を評価する。続いて、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１０が通信に使用する無線ベアラを取捨選択する動作の実行を切替部１１１または同時通信処理部１１２のいずれか一方に実行させるため、内部ベアラ設定部１１０は、無線ベアラ毎に評価したオフロード効果の評価値を切替部１１１または同時通信処理部１１２のいずれか一方に伝達する。無線ベアラを取捨選択する動作の実行を、内部ベアラ設定部１１０が切替部１１１または同時通信処理部１１２のいずれが実行すべきかは、後述するようにアクティベート部１１３によって決定される。

内部ベアラ設定部１１０は、切替部１１１、同時通信処理部１１２およびアクティベート部１１３から構成される。

切替部１１１は、まず最初に、無線ベアラ毎に評価したオフロード効果の評価値に基づいて、最もオフロード効果の高い無線ベアラを選択する。続いて、切替部１１１は、当該選択された無線ベアラを介して上りリンク信号を送信する。なお、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。同時通信処理部１１２は、まず最初に、無線ベアラ毎に評価したオフロード効果の評価値に基づいて、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、同時通信処理部１１２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。なお、同時通信処理部１１２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、同時通信処理部１１２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、同時通信処理部１１２は、上述したオフロード効果を最大化するような態様で、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。

即ち、切替部１１１は、オフロード効果が最大となる単一の無線ベアラの上で選択的に通信するための無線ベアラ選択を実行する一方、同時通信処理部１１２は、オフロード効果が高い複数の無線ベアラの間でのトラフィック最適配分を実行する。

アクティベート部１１３は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する単一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切替部１１１に対して指示する。代替的に、アクティベート部１１３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の間でトラフィックの最適配分を実行開始するタイミングを同時通信処理部１１２に対して指示する。例えば、アクティベート部１１３は、切替部１１１または同時通信処理部１１２による無線ベアラ間の取捨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、切替部１１１または同時通信処理部１１２による無線ベアラの取捨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１１３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の取捨選択動作の実行を切替部１１１または同時通信処理部１１２に対して指示することが可能である。

また、アクティベート部１１３は、無線端末１０が通信に使用する無線ベアラを取捨選択する動作を切替部１１１または同時通信処理部１１２のいずれに実行させるかを決定する。当該決定動作は、ユーザが無線端末１０に設定した機器設定ポリシーに従って、アクティベート部１１３が実行してもよい。

内部情報取得部１２０は、無線端末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内部ベアラ設定部１１０からの要求に応じて内部ベアラ設定部１１０に伝達する。内部情報取得部１２０が、無線端末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１０内において、内部情報取得部１２０を実行中の制御プロセッサ１０４（図３）が、メモリ１０３（図３）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。内部情報取得部１２０から内部ベアラ設定部１１０に伝達された無この内部情報は、内部ベアラ設定部１１０がポリシー配信部２１２から配信された機器設定ポリシーを無線端末１０内部の通信性能、通信設定、および通信状態などを勘案して修正するために使用される。この点に関する詳細は後述する。

＜６＞ポリシー制御動作の流れ
以下、図４〜図９を参照しながら、図４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。

（６−１）ポリシー制御機構２００側の動作の流れ
以下の説明のために参照する図５は、ポリシー制御機構２００から無線端末１０に配信される基地局情報の具体例を示す図であり、図６は、図４に示された無線網側と無線端末側の機能モジュール群の間での情報の流れを示すイベントフロー図である。

まず、最初に、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１０に配信する（図６のステップＳ１０００）。この時に無線端末１０に配信される機器設定ポリシーの役割と情報内容に関しては後述する。続いて、オペレーション・システム２３０Ａ〜２３０Ｎの各々は、自身の管理下にある無線網内の全てのネットワーク機器の構成や機能を記述する情報を収集する（図６のステップＳ１００１）。例えば、オペレーション・システム２３０Ａは、無線網３００_１を構成する全てのネットワーク機器のネットワーク機器情報を収集し、オペレーション・システム２３０Ｂは、無線網３００_２を構成する全てのネットワーク機器のネットワーク機器情報を収集し、…、オペレーション・システム２３０Ｎは、無線網３００_ｎ内のネットワーク機器情報を収集する。続いて、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３００_１〜３００_ｎ内の全てのルータ機器やネットワーク機器のネットワーク機器情報をオペレーション・システム２３０Ａ〜２３０Ｎから収集する（図６のステップＳ１００２およびＳ１００３）。図４の無線網３００_１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やルータ網を一体的に図示するものであり、図４の無線網３００_ｎは、無線ＬＡＮとその背後にある無線コア網やルータ網を一体的に図示するものである。

続いて、ネットワーク情報取得部２２１は、オペレーション・システム２３０から取得したネットワーク機器情報を外部ベアラ設定部２１０内の取得情報分析部２１１に送信する（図６のステップＳ１００４）。

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）。

続いて、取得情報分析部２１１は、無線網３００_１〜３００_ｎ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ネットワーク機器情報から基地局情報を生成する。基地局情報とは、無線網３００_１〜３００_ｎ内に存在する基地局や無線アクセスポイントの各々について、無線網３００_１〜３００_ｎ内においてオフロードが可能なオフロード対象領域やオフロード対象リソースを表形式で列挙した情報である。なお、無線網３００_１〜３００_ｎ内に存在する全ての基地局や無線アクセスポイントについて基地局情報を生成すると、基地局情報の情報量が膨大となる。そのため、取得情報分析部２１１は、無線端末１０が位置する地理的位置を中心として所定の範囲内にある基地局や無線アクセスポイントのみについて基地局情報を生成することが可能である。それにより、無線端末１０が近い将来接続する可能性のある基地局または無線アクセスポイントについてだけ、基地局情報が生成される。基地局情報の具体例を図５に示す。

以下、図２に示したネットワーク構成を前提として、図５に例示した基地局情報について説明する。無線端末１０から無線ベアラ３０Ａにより接続可能なＬＴＥ網４０Ａは、それぞれがセルＩＤ＝１００、セルＩＤ＝１０１、…となる複数個のＬＴＥ基地局（ｅＮｏｄｅＢ）を備えており、図５の表中には上述したセルＩＤを有する複数のＬＴＥ基地局に対応する行が含まれている。同様に、無線端末１０から無線ベアラ３０Ｃにより接続可能な無線ＬＡＮ網４０Ｃは、それぞれがセルＩＤ＝２００、セルＩＤ＝２０１、…となる複数個の無線ＬＡＮアクセスポイントを備えており、図５の表中には上述したセルＩＤを有する複数の無線ＬＡＮアクセスポイントに対応する行が含まれている。また、無線端末１０から無線ベアラ３０Ｂにより接続可能なＷｉＭＡＸ網４０Ｃは、それぞれがセルＩＤ＝３００、セルＩＤ＝３０１、…となる複数個のＷｉＭＡＸ基地局を備えており、図５の表中には上述したセルＩＤを有する複数のＷｉＭＡＸ基地局に対応する行が含まれている。無線網３００_１〜３００_ｎ内においてオフロードが可能な網領域やリソースは、図５の表中においてそれぞれ「周波数」、「無線設備」、「コア設備」および「ルータ網」と示された各列に対応する。図５の表において「無線設備」と示された列は、各行に示されたセルＩＤにそれぞれ対応する基地局や無線アクセスポイントが、無線アクセス網４０Ａ〜４０Ｃのいずれかを流れるトラフィックを他のネットワーク接続へオフロードする能力に対応する。図５の表において「コア設備」と示された列は、各行に示されたセルＩＤにそれぞれ対応する基地局や無線アクセスポイントが、コア網５１／５２のいずれかを流れるトラフィックを他のネットワーク接続へオフロードする能力に対応する。図５の表において「ルータ網」と示された列は、各行に示されたセルＩＤにそれぞれ対応する基地局や無線アクセスポイントが、ルータ網５４を流れるトラフィックを他のネットワーク接続へオフロードする能力に対応する。図５の表において「周波数」と示された列は、各行に示されたセルＩＤにそれぞれ対応する基地局や無線アクセスポイントが、周波数リソースのオフロードを実行する能力に対応する。周波数リソースのオフロードとは、図５の表中の各セルＩＤに対応する基地局などが、近隣の他の基地局によって消費される周波数リソースを、セル間干渉を生じない形で、自局のセル内の無線チャネルや周波数帯域に関するリソース再割り当てとしてオフロードする操作である。これにより、各セルＩＤに対応する基地局などは、他の基地局などによって消費された無線チャネルや周波数帯域に関するリソース消費を、セル間干渉を生じない形でオフロードし、他の基地局のセル内における無線チャネルや周波数帯域に関する空きリソースを増やすことが出来る。

例えば、セルＩＤ＝１０１を有するＬＴＥ基地局に対応する行内のコア設備およびルータ網と示される列に記載された「○」は、セルＩＤ＝１０１を有するＬＴＥ基地局において、トラフィック負荷をコア網５１とルータ網５４からＳＩＰＴＯ接続にオフロードすることが可能であることを表す。同様に、セルＩＤ＝２０１を有する無線ＬＡＮアクセスポイントに対応する行内のコア設備と示される列に記載された「○」は、セルＩＤ＝２０１を有する無線ＬＡＮアクセスポイントにおいて、トラフィック負荷をコア網５１／５２からＩＳＰ網接続５３にオフロードすることが可能であることを表す。無線網３００_１〜３００_ｎ内の様々な網領域内からのトラフィック負荷のオフロードは、各基地局や各無線アクセスポイントにおいて、例えば、図１の（Ａ）〜（Ｃ）に示したＬＩＰＡ接続、ＳＩＰＴＯ接続またはハンドオーバーなどによって実現することが出来る。なお、セルＩＤ＝３００またはセルＩＤ＝３０１に対応するＷｉＭＡＸ基地局に関しては、上述した４つの列の全てについて「×」が付いているので、これらのＷｉＭＡＸ基地局において、全ての形態のオフロードが一切不可能であることが分かる。

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ネットワーク機器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）についての無線端末１０に設定すべき機器設定ポリシーを決定する。以下、外部ベアラ設定部２１０から無線端末１０に設定される機器設定ポリシーの具体的な内容について説明する。当該機器設定ポリシーは、無線網３００_１〜３００_ｎに属する基地局のうち、無線ベアラ１〜無線ベアラＮを介して無線端末１０から接続する可能性のある全ての基地局の各々について、図５の表に示すオフロード対象領域およびオフロード対象リソースの各々に適用される重み係数の組を含む。すなわち、無線端末１０から接続する可能性のある基地局毎に、図５に示す４つの列「無線設備」、「コア設備」、「ルータ網」および「周波数」にそれぞれ対応する４種類のオフロード対象に関して評価されるオフロード効果は、当該機器設定ポリシーに含まれる４つの重み付け係数によって無線端末１０上で重み付けされる。この時、基地局毎に上述した４種類のオフロード対象に関してそれぞれ評価されるオフロード効果は、各基地局について図５の表中における対応する列の値が「○」であるか「×」であるかに応じて、「１」または「０」とすることが可能である。図５の表に示すオフロード対象である「無線設備」、「コア設備」、「ルータ網」および「周波数」の各々に適用される４種類の重み付け係数の値の大きさは、上述した４種類のオフロード対象の各々におけるオフロード効果の相対的な大きさおよびオフロード実行の相対的な重要性を表す。すなわち、上述した４種類のオフロード対象のうち、オフロード実行による通信負荷の低減効果が大きいことが予想されるオフロード対象については、これに対応する重み付け係数が大きく設定される。また、上述した４種類のオフロード対象のうち、ネットワーク運用ポリシーに鑑みて、オフロード実行が重要とされているオフロード対象についても、これに対応する重み付け係数が大きく設定される。

取得情報分析部２１１は、無線端末１０に設定すべき機器設定ポリシーに含まれる重み付け係数を無線端末１０が接続する可能性のある全ての基地局の各々について決定することが可能である。取得情報分析部２１１は、例えば、以下の（Ｓ１）〜（Ｓ４）のようにして当該重み付け係数を基地局毎に決定することが可能である。

（Ｓ１）取得情報分析部２１１は、まず、一つ以上の無線通信事業者網に対応する無線網３００_１〜３００_ｎのそれぞれから収集したネットワーク機器情報を分析する。収集したネットワーク機器情報（例えば、網運用管理プロトコルＳＮＭＰによって規定されるＭＩＢ情報）は、無線網３００_１〜３００_ｎのそれぞれを構成するルータ機器やネットワーク機器の構成、機能、稼働状況および通信性能を表す。

（Ｓ２）続いて、取得情報分析部２１１は、当該分析の結果から、無線網３００_１〜３００_ｎを構成する無線アクセス網、コア網またはルータ網と各基地局との間のエンド・ツー・エンド通信経路上での接続関係を導出する。例えば、取得情報分析部２１１は、上記（Ｓ１）の分析の結果から、無線網３００_１〜３００_ｎ内のルータ機器間の接続トポロジーやエンド・ツー・エンド通信経路を流れるパケットの追跡情報を抽出することができる。そして、取得情報分析部２１１は、これらの抽出結果に基づいて無線網３００_１〜３００_ｎを構成する無線アクセス網、コア網またはルータ網と各基地局との間のエンド・ツー・エンド通信経路上での接続関係を導出することが可能である。

（Ｓ３）続いて、取得情報分析部２１１は、各基地局を通るエンド・ツー・エンド通信経路毎に無線アクセス網、コア網またはルータ網のいずれの部分で通信負荷や通信オーバーヘッドが増大しているかを判定する。例えば、取得情報分析部２１１は、上記（Ｓ１）の分析の結果から、各基地局を通るエンド・ツー・エンド通信経路上にある無線アクセス網、コア網またはルータ網について、通信負荷などを推定する。具体的には、各網を構成するルータ機器やネットワーク機器の現在のパケット転送レートと最大パケット転送レートとの比を計算し、網全体に渡って当該比を平均し、この平均値を網全体の通信負荷の指標とすることが出来る。

（Ｓ４）その上で、取得情報分析部２１１は、当該判定の結果に応じて、上述した４種類のオフロード対象に対応する４つの重み付け係数を決定することができる。例えば、取得情報分析部２１１は、各基地局を通るエンド・ツー・エンド通信経路毎に無線アクセス網、コア網またはルータ網のそれぞれについて現在の通信負荷が高いか通信負荷が増加傾向にあれば重み付け係数を大きく設定し、逆に、現在の通信負荷が低いか通信負荷が減少傾向にあれば重み付け係数を小さく設定する。同時に、各基地局について、セル内の周波数帯域や無線チャネルに関する空きリソースが少なければ、図５の表中の「周波数」に対応するオフロード対象に関する重み付け係数を大きく設定し、空きリソースが多ければ、当該重み付け係数を小さく設定する。なお、取得情報分析部２１１が、上述した４種類のオフロード対象に対応する４つの重み付け係数を決定するに当たっては、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を加味して決定しても良い。

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から受け取った基地局情報を無線ベアラ１〜無線ベアラＮのいずれかを介して無線端末１０に配信する（図６のステップＳ１００５）。無線端末１０に配信された基地局情報と機器設定ポリシーは、同時使用可能な複数の無線ベアラの中から無線端末１０が通信に使用するものを取捨選択するために、無線端末１０によって使用され、その結果、無線網側のオフロード効果が改善される（図６のステップＳ１００６）。

（６−２）無線端末１０側の動作の流れ
まず、内部ベアラ設定部１１０内において、アクティベート部１１３は、無線ベアラ１〜無線ベアラＮの中から通信に使用する単一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切替部１１１に対して指示する。代替的に、アクティベート部１１３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の間でトラフィックの最適配分を実行開始するタイミングを同時通信処理部１１２に対して指示する。例えば、アクティベート部１１３は、切替部１１１または同時通信処理部１１２による無線ベアラ間の取捨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、切替部１１１または同時通信処理部１１２による無線ベアラの取捨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１１３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の取捨選択動作の実行を切替部１１１または同時通信処理部１１２に対して指示することが可能である。

また、アクティベート部１１３は、無線端末１０が通信に使用する無線ベアラを取捨選択する動作を切替部１１１または同時通信処理部１１２のいずれに実行させるかを決定する。当該決定動作は、ユーザが無線端末１０に設定した機器設定ポリシーに従って、アクティベート部１２０が実行してもよい。

続いて、内部ベアラ設定部１１０内において、アクティベート部１１３によって起動された切替部１１１または同時通信処理部１１２は、無線端末１０が同時使用可能な一つ以上の無線ベアラの中から実際に通信に使用する無線ベアラを取捨選択する動作を実行する。具体的には、切替部１１１は、まず最初に、無線ベアラ毎に評価したオフロード効果の評価値に基づいて、最もオフロード効果の高い無線ベアラを選択する。続いて、切替部１１１は、当該選択された無線ベアラを介して上りリンク信号を送信する。他方、同時通信処理部１１２は、まず最初に、無線ベアラ毎に評価したオフロード効果の評価値に基づいて、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、同時通信処理部１１２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。それにより、同時通信処理部１１２は、上述したオフロード効果を最大化するような態様で、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。

切替部１１１または同時通信処理部１１２が無線ベアラを取捨選択する動作は、ポリシー配信部２１２から無線端末１０の内部ベアラ設定部１１０に対して配信された機器設定ポリシーと基地局情報を使用して実行される。その結果、切替部１１１または同時通信処理部１１２は、無線網側でのオフロード効果の高い無線ベアラを優先的に使用して無線端末１０が通信を行えるように無線ベアラの取捨選択を実行する。続いて、起動された切替部１１１または同時通信処理部１１２は、各無線ベアラについて、無線端末１０内部の通信性能、通信設定、および通信状態などに関する計測値を、内部情報取得部１２０から取得する。内部情報取得部１２０から取得した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には、（１）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、（２）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、（３）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（４）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）などが含まれる。

続いて、起動された切替部１１１または同時通信処理部１１２は、内部情報取得部１２０から取得した無線端末１０内部の通信性能、通信設定、および通信状態などに関する計測値を加味して上述した無線ベアラ間の取捨選択動作をさらに調整することが可能である。例えば、同時通信処理部１１２は、オフロード効果が高いと評価される無線ベアラであっても、当該無線ベアラ上での通信サービス品質が著しく低い、または当該無線ベアラ上でのフレーム伝送に関する誤り再送頻度が著しく高い場合には、当該無線ベアラへのトラフィック配分を減らすことが可能である。

＜７＞切替部１１１による無線ベアラ選択動作
以下、無線端末１０が同時使用可能な一つ以上の無線ベアラの中から、オフロード効果が最大となる無線ベアラを切替部１１１が選択する方法について、図７のフローチャートに沿って説明する。切替部１１１がアクティベート部１１３によって起動されると、切替部１１１はまずステップＳ２００１を実行し、無線端末１０が同時使用可能な全ての（ｍ個の）無線ベアラを識別する。同時に、無線網３００_１〜３００_ｎに属する基地局や無線アクセスポイントのうち、上記識別されたｍ個の無線ベアラの各々が直接的に接続する基地局や無線アクセスポイントをセルＩＤにより識別する。上記識別されたｍ個の無線ベアラとそれらが各々接続する基地局や無線アクセスポイントのセルＩＤは、図９に示すような表の形で対応付けられる。上記識別された無線ベアラとそれらが接続する基地局や無線アクセスポイントとの間の対応関係を示す図９の表は端末側通信条件と呼ばれる。図９の表においては、無線端末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ｍは４である。図９の表において、ＬＴＥ網との接続に使用される一本の無線ベアラはセルＩＤ＝１０５となるＬＴＥ基地局（ｅＮｏｄｅＢ）に接続されていることがわかる。また、図９の表において、無線ＬＡＮ（ＷｉＦｉ）との接続に使用される２本の無線ベアラの一方は、セルＩＤ＝１１５となる無線ＬＡＮアクセスポイントに接続され、他方はセルＩＤ＝１２５となる無線ＬＡＮアクセスポイントに接続されていることがわかる。また、図９の表において、ＷｉＭＡＸ網との接続に使用される一本の無線ベアラはセルＩＤ＝１３５となるＷｉＭＡＸ基地局に接続されていることがわかる。

続いて、処理はステップＳ２００２に進み、切替部１１１は、図９において列挙された基地局または無線アクセスポイントのセルＩＤを検索キーとして、ポリシー配信部２１２から受信した基地局情報に含まれる図５の表を検索する。続いて、処理はステップＳ２００３に進み、切替部１１１は、上記検索の結果とポリシー配信部２１２から機器設定ポリシーとして受信した４種類の重み付け係数を使用して、無線ベアラ毎のオフロード効果を評価する。具体的には、表９に列挙された各セルＩＤに対応する基地局または無線アクセスポイントの各々においてオフロードを実行することによって、どの程度のオフロード効果を生じるかを切替部１１１が評価する。最後に処理はステップＳ２００４に進み、切替部１１１は、最大のオフロード効果を生じると評価された基地局または無線アクセスポイントに接続する無線ベアラを選択し、当該選択した無線ベアラの上でユーザ・トラフィックを伝送する。例えば、図９の表に列挙された基地局または無線アクセスポイントのうち、セルＩＤ＝１０５となる基地局が最大のオフロード効果を生じると評価された場合、切替部１１１は、図９の表においてセルＩＤ＝１０５に対応する無線ベアラを選択する。

次に、図７のステップＳ２００２およびステップＳ２００３において切替部１１１が実行する処理の詳細な内容を図８のフローチャートに沿って説明する。

まず、ステップＳ３００１において、切替部１１１は、図９において列挙された基地局または無線アクセスポイントのセルＩＤを上から順番に取り出す。続いて、切替部１１１は、取り出した各セルＩＤを検索キーとして基地局情報内に含まれる図５の表を検索し、図５の表において検索キーにマッチするセルＩＤを有する行の中の「周波数」、「無線設備」、「コア設備」および「ルータ網」の各々に「○」が付いているか「×」が付いているかを参照する。この時、「コア設備」の欄に「○」が付いていれば、該当する基地局によるトラフィックのオフロード効果を１と評価し、「×」が付いていれば、該当する基地局によるトラフィックのオフロード効果を０と評価することが可能である。代替的に、「コア設備」の欄に「○」が付いていれば、該当する基地局によるトラフィックのオフロード効果の評価値を、ＳＩＰＴＯ接続などを介してオフロードされるトラフィックのデータ転送レートに等しい値とし、「×」が付いていれば、該当する基地局による周波数リソースのオフロード効果を０と評価することが可能である。検索キーにマッチする行の中の「無線設備」、「周波数」および「ルータ網」の欄の各々についても上記と同様の方法でオフロード効果を評価する。以上により、図９において列挙された基地局または無線アクセスポイントの各々に関して、切替部１１１は、「周波数」、「無線設備」、「コア設備」および「ルータ網」の４種類のオフロード対象のそれぞれにおけるオフロード効果を評価する。

続いて、処理はステップＳ３００２に進み、図９において列挙された基地局または無線アクセスポイントの各々に関して、切替部１１１は、トータルのオフロード効果評価値を算出する。具体的には、切替部１１１は、上述した４種類のオフロード対象（「周波数」、「無線設備」、「コア設備」および「ルータ網」）におけるオフロード効果の評価値を４つの重み付け係数によって重み付けした上で合計し、トータルのオフロード効果評価値を算出する。上述した４つの重み付け係数は、内部ベアラ設定部１１０が、ポリシー配信部２１２から無線端末１０に設定すべき機器設定ポリシーとして受信したポリシーの中に含まれていた重み付け係数である。以上のようにして、図９において列挙された基地局または無線アクセスポイントの各々に関して、オフロード効果のトータルの評価値を求めることが可能である。

続いて、処理はステップＳ３００２に進み、図９の表（端末側通信条件）に列挙された基地局または無線アクセスポイントの全てについてトータルのオフロード効果評価値が算出されたか否かを判定する。図９の表に列挙された基地局または無線アクセスポイントの全てについてトータルのオフロード効果評価値が算出されているならば、図８のフローチャートの全体処理を終了して図７のフローチャートのステップＳ２００４に進み、そうでなければ、図８のステップＳ３００１に戻る。

＜８＞同時通信処理部１１２による無線ベアラの選択とトラフィック配分の動作
以下、無線端末１０によって同時使用可能な複数の無線ベアラの中からユーザ・トラフィックの伝送に使用する２つ以上の無線ベアラを選択し、当該選択された２つ以上の無線ベアラの間でトラフィックを最適配分するために同時通信処理部１１２が実行する方法を、図１０のフローチャートに沿って説明する。

同時通信処理部１１２がアクティベート部１１３によって起動されると、同時通信処理部１１２はまずステップＳ４００１に進み、無線端末１０が同時使用可能な全ての（ｍ個の）無線ベアラを識別する。同時に、無線網３００_１〜３００_ｎに属する基地局や無線アクセスポイントのうち、上記識別されたｍ個の無線ベアラの各々が直接的に接続する基地局や無線アクセスポイントをセルＩＤにより識別する。上記識別されたｍ個の無線ベアラとそれらが各々接続する基地局や無線アクセスポイントのセルＩＤは、図９に示すような表の形で対応付けられる。上記識別された無線ベアラとそれらが接続する基地局や無線アクセスポイントとの間の対応関係を示す図９の表は端末側通信条件と呼ばれる。

続いて、処理はステップＳ４００２に進み、同時通信処理部１１２は、内部ベアラ設定部１１０がポリシー配信部２１２から機器設定ポリシーとして受信した４種類の重み付け係数と内部ベアラ設定部１１０がポリシー配信部２１２から受信した図５に示す基地局情報を取得する。

続いて、処理はステップＳ４００３に進み、同時通信処理部１１２は、図９に示す端末側通信条件、上述した重み付け係数および上述した基地局情報を使用して、図９において列挙された基地局や無線アクセスポイントの各々に関して、トータルのオフロード効果評価値を算出する。トータルのオフロード効果評価値を算出する具体的な方法は、図８のフローチャートに関連して上述した方法と同様であるので、説明を省略する。これにより、同時通信処理部１１２は、端末側通信条件として図９の表に列挙された無線ベアラの各々を使用してユーザ・トラフィックを伝送する場合に、無線網側で生じるオフロード効果の大きさを評価することが可能となる。

続いて、処理はステップＳ４００４に進み、同時通信処理部１１２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、内部情報取得部１２０から同時通信処理部１１２が取得した情報を考慮して決定される。例えば、同時通信処理１１２は、内部情報取得部１２０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。

続いて、処理はステップＳ４００５に進み、同時通信処理部１１２は、無線ベアラ毎に算出したトータルのオフロード効果評価値に基づいて、各無線ベアラ上でのユーザ・トラフィック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、同時通信処理部１１２は、無線網側で生じるオフロード効果を最大化するような態様で、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。

上述したステップＳ４００５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Ｓ４００１において無線端末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（ｍ本）と等しい回数だけ繰り返し実行される。

以上のようにして、同時通信処理部１１２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、無線網側でのオフロード効果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多くなる。

続いて、処理はステップＳ４００６に進み、同時通信処理部１１２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Ｓ４００７において、同時通信処理部１１２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Ｓ４００５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。

同時に、ステップＳ４００６において、同時通信処理部１１２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Ｓ４００７において、同時通信処理部１１２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Ｓ４００５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。

上述したステップＳ４００６およびステップＳ４００７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Ｓ４００６およびステップＳ４００７の処理は、ステップＳ４００１において無線端末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（ｍ本）と等しい回数だけ繰り返し実行される。

＜９＞本実施の形態の効果
以上より、本実施の形態は、無線端末１０が通信中の基地局や無線アクセスポイントがＳＩＰＴＯ接続、ＬＩＰＡ接続またはこれらと同等の網接続手段を有しない場合、このような網接続手段を有する近隣の他の基地局や無線アクセスポイントを探索してそこへ自動的にハンドオーバーするような仕組みを実現することができる。具体的には、通信中の基地局や無線アクセスポイントがＳＩＰＴＯ接続、ＬＩＰＡ接続またはこれらと同等の網接続手段を有しない場合、無線端末１０は、既存の無線ベアラを切断した上で、このような網接続手段を有する近隣の他の基地局や無線アクセスポイントに無線ベアラを優先的に接続することができる。加えて、本実施の形態は、コア網５１／５２内またはルータ網５４内を通る通信経路の最適化や再配置をポリシー制御に基づいて行うのではなく、コア網５１／５２全体またはルータ網５４全体を迂回するオフロード制御を、無線網と無線端末１０の両側からのポリシー制御に基づいて行う仕組みを実現することができる。加えて、本実施の形態は、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ー制御を実現することができる。

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、無線網側において利用可能な多種多様な回線接続を効率的に利用し、通信サービス品質および通信スループットを改善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。

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 内部ベアラ設定部
１１１ 切替部
１１２ 同時通信処理部
１１３ アクティベート部
１２０ 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
２３０ オペレーション・システム

Claims (7)

1. 一つ以上の基地局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無線端末が、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、無線網側のオフロード効果を改善する方法であって：
   無線網から受信した基地局情報および前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に基づいて、複数の無線ベアラの各々を選択することによって無線網側で生じるオフロード効果を推定するステップ；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オフロード効果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；を備え、
   前記基地局情報は、前記無線端末の地理的位置を中心として所定範囲内にある一つ以上の基地局の各々に関して、オフロード対象毎のオフロード効果を記述するテーブルを備え、
   前記オフロード効果を推定するステップは：
   前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に含まれる候補基地局の識別子をキーとして前記テーブルを検索するステップ；
   前記検索の結果に基づいて、前記候補基地局におけるオフロード実行によって得られるオフロード効果をオフロード対象毎に取得するステップ；および、
   前記候補基地局におけるオフロード対象毎のオフロード効果を、全てのオフロード対象に関して重み付け係数により加重して合計し、オフロード効果評価値を算出するステップ；を備え、
   前記オフロード対象は、無線網内において、トラフィック負荷またはリソース消費をオフロードされる網領域または通信リソースの種類に対応し、
   前記オフロードされる網領域の種類には、無線アクセス網、コア網およびルータ網が含まれ、
   前記オフロードされる通信リソースの種類には、基地局のセル内における周波数帯域割り当てまたは無線チャネル割り当てによって消費される周波数リソースが含まれる、
   ことを特徴とする方法。
2. 一つ以上の基地局にそれぞれ接続する複数の無線ベアラの中から選択された一の無線ベアラを介して、無線端末がユーザ・トラフィックを伝送することにより、無線網側のオフロード効果を改善する方法であって：
   無線網から受信した基地局情報および前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に基づいて、複数の無線ベアラの各々を選択することによって無線網側で生じるオフロード効果を推定するステップ；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オフロード効果に基づいて、複数の無線ベアラの中から前記ユーザ・トラフィックを伝送すべき無線ベアラを選択するステップ；を備え、
   前記基地局情報は、前記無線端末の地理的位置を中心として所定範囲内にある一つ以上の基地局の各々に関して、オフロード対象毎のオフロード効果を記述するテーブルを備え、
   前記オフロード効果を推定するステップは：
   前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に含まれる候補基地局の識別子をキーとして前記テーブルを検索するステップ；
   前記検索の結果に基づいて、前記候補基地局におけるオフロード実行によって得られるオフロード効果をオフロード対象毎に取得するステップ；および、
   前記候補基地局におけるオフロード対象毎のオフロード効果を、全てのオフロード対象に関して重み付け係数により加重して合計し、オフロード効果評価値を算出するステップ；を備え、
   前記オフロード対象は、無線網内において、トラフィック負荷またはリソース消費をオフロードされる網領域または通信リソースの種類に対応し、
   前記オフロードされる網領域の種類には、無線アクセス網、コア網およびルータ網が含まれ、
   前記オフロードされる通信リソースの種類には、基地局のセル内における周波数帯域割り当てまたは無線チャネル割り当てによって消費される周波数リソースが含まれる、
   ことを特徴とする方法。
3. 前記重み付け係数は、前記一つ以上の基地局の各々に関して、無線網側から前記無線端末に対して無線ベアラ選択に関するポリシーとして設定され、
   前記重み付け係数は、オフロード対象毎の通信負荷またはリソース消費状況を考慮して無線網側において決定され、前記オフロード対象毎の通信負荷またはリソース消費状況は、前記一つ以上の基地局の各々を通る通信経路の上で使用されるネットワーク機器および通信リソースの使用状態を考慮して推定される、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 一つ以上の基地局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無線端末が備える同時通信処理部であって、当該同時通信処理部は、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、無線網側のオフロード効果を改善するために：
   無線網から受信した基地局情報および前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に基づいて、複数の無線ベアラの各々を選択することによって無線網側で生じるオフロード効果を推定する手段；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オフロード効果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手段；を備え、
   前記基地局情報は、前記無線端末の地理的位置を中心として所定範囲内にある一つ以上の基地局の各々に関して、オフロード対象毎のオフロード効果を記述するテーブルを備え、
   前記オフロード効果を推定する手段は：
   前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に含まれる候補基地局の識別子をキーとして前記テーブルを検索する手段；
   前記検索の結果に基づいて、前記候補基地局におけるオフロード実行によって得られるオフロード効果をオフロード対象毎に取得する手段；および、
   前記候補基地局におけるオフロード対象毎のオフロード効果を、全てのオフロード対象に関して重み付け係数により加重して合計し、オフロード効果評価値を算出する手段；を備え、
   前記オフロード対象は、無線網内において、トラフィック負荷またはリソース消費をオフロードされる網領域または通信リソースの種類に対応し、
   前記オフロードされる網領域の種類には、無線アクセス網、コア網およびルータ網が含まれ、
   前記オフロードされる通信リソースの種類には、基地局のセル内における周波数帯域割り当てまたは無線チャネル割り当てによって消費される周波数リソースが含まれる、
   ことを特徴とする同時通信処理部。
5. 一つ以上の基地局にそれぞれ接続する複数の無線ベアラの中から選択された一の無線ベアラを介してユーザ・トラフィックを伝送する無線端末が備える切替部であって、無線網側のオフロード効果を改善するために：
   無線網から受信した基地局情報および前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に基づいて、複数の無線ベアラの各々を選択することによって無線網側で生じるオフロード効果を推定する手段；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オフロード効果に基づいて、複数の無線ベアラの中から前記ユーザ・トラフィックを伝送すべき無線ベアラを選択する手段；を備え、
   前記基地局情報は、前記無線端末の地理的位置を中心として所定範囲内にある一つ以上の基地局の各々に関して、オフロード対象毎のオフロード効果を記述するテーブルを備え、
   前記オフロード効果を推定する手段は：
   前記複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に含まれる候補基地局の識別子をキーとして前記テーブルを検索する手段；
   前記検索の結果に基づいて、前記候補基地局におけるオフロード実行によって得られるオフロード効果をオフロード対象毎に取得する手段；および、
   前記候補基地局におけるオフロード対象毎のオフロード効果を、全てのオフロード対象に関して重み付け係数により加重して合計し、オフロード効果評価値を算出する手段；を備え、
   前記オフロード対象は、無線網内において、トラフィック負荷またはリソース消費をオフロードされる網領域または通信リソースの種類に対応し、
   前記オフロードされる網領域の種類には、無線アクセス網、コア網およびルータ網が含まれ、
   前記オフロードされる通信リソースの種類には、基地局のセル内における周波数帯域割り当てまたは無線チャネル割り当てによって消費される周波数リソースが含まれる、
   ことを特徴とする切替部。
6. 請求項４記載の同時通信処理部、請求項５記載の切替部およびアクティベート部を備える無線端末であって、
   一つ以上の基地局にそれぞれ接続する複数の無線ベアラの一つ以上を使用してユーザ・トラフィックを伝送するために、前記アクティベート部が前記同時通信処理部または前記切替部のいずれか一方を選択的に起動する、
   ことを特徴とする無線端末。
7. 前記アクティベート部が前記同時通信処理部または前記切替部のいずれか一方を選択的に起動する動作は、ユーザが当該無線端末に対して設定したポリシーに基づいて、前記同時通信処理部または前記切替部のいずれを起動すべきかを前記アクティベート部が判断する動作を含む、
   ことを特徴とする請求項６記載の無線端末。

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