WO2020217523A1 - 通信装置、通信方法、及び通信プログラム - Google Patents

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WO2020217523A1 PCT/JP2019/018131 JP2019018131W WO2020217523A1 WO 2020217523 A1 WO2020217523 A1 WO 2020217523A1 JP 2019018131 W JP2019018131 W JP 2019018131W WO 2020217523 A1 WO2020217523 A1 WO 2020217523A1
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communication
network
layer
switching
wireless communication
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幸暉 堀田
俊哉 池長
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ソニー株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to communication devices, communication methods, and communication programs.
  • the communication network to be used is switched according to a predetermined switching standard, but the communication quality of the switching destination communication network may not always be good.
  • one form of communication device includes a wireless communication unit and a determination unit.
  • the wireless communication unit selectively connects and communicates with a plurality of wireless communication networks in which at least one of the frequency band and the wireless communication method is different from each other.
  • the determination unit performs a plurality of wireless communications based on the communication status of at least one of the layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 communications performed via any of the plurality of wireless communication networks. Determine whether to switch to another wireless communication network in the network.
  • First Embodiment 1-1 Configuration of the communication system according to the first embodiment 1-2. Configuration of Communication Device According to First Embodiment 1-3. Procedure of switching process according to the first embodiment 1-4. Modification example of the first embodiment 2.
  • Second Embodiment 2-1 Configuration of Communication Device According to Second Embodiment 2-2. Procedure of switching process according to the second embodiment 3.
  • Third Embodiment 3-1 Configuration of Communication Device According to Third Embodiment 3-2. 4. Procedure of switching process according to the third embodiment.
  • Fourth Embodiment 4-1 Configuration of Communication Device According to Fourth Embodiment 4-2. 5. Procedure of switching process according to the fourth embodiment.
  • Others Effect of communication device according to this disclosure 7.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a communication system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the communication system 1 according to the first embodiment of the present disclosure includes a communication device 10, a wireless LAN base station 20, a cellular communication base station 30, a backbone network 40, a core network 50, and an Internet 60.
  • the communication device 10 is a communication device having a wireless LAN communication function and a cellular communication function.
  • the communication device 10 can appropriately switch between a wireless LAN type wireless communication network corresponding to the wireless LAN base station 20 and a cellular communication type wireless communication network corresponding to the cellular communication base station 30 for communication.
  • the communication device 10 may be any device that implements a wireless LAN communication function and a cellular communication function. Examples of the communication device 10 include smartphones, personal computers, game machines, tablets, digital cameras, printers, home appliances, wearable devices, medical devices, robots, and the like.
  • the wireless LAN base station 20 is a relay device corresponding to a wireless LAN (Local Area Network) wireless communication network using a predetermined frequency and a predetermined wireless communication system, and is connected to the Internet 60 via a backbone network 40 or the like. Be connected.
  • the wireless LAN base station 20 accommodates a wireless communication path 21 constructed between the wireless LAN base station 20 and the communication device 10.
  • the wireless communication path 21 is a communication path corresponding to a wireless LAN type wireless communication network.
  • the wireless LAN base station 20 wirelessly communicates with the communication device 10 via the wireless communication path 21, and relays the communication between the communication device 10 and the Internet 60.
  • the cellular communication base station 30 is a relay device corresponding to a wireless communication network of a cellular communication system using a predetermined frequency and a predetermined wireless communication system, and is connected to the Internet 60 via a core network 50 or the like.
  • the cellular communication base station 30 accommodates wireless communication paths 31 and 32 constructed between the cellular communication base station 30 and the communication device 10, respectively.
  • the wireless communication paths 31 and 32 are communication paths corresponding to the wireless communication network of the cellular communication method.
  • Examples of the communication standard to which the cellular communication method conforms include, for example, a 4th generation (4G) communication standard and a 5th generation (5G) communication standard, but the present invention is not particularly limited.
  • it may be a cellular communication system compliant with communication standards such as 3rd generation (3G), LTE, and LTE-Advanced.
  • the cellular communication base station 30 wirelessly communicates with the communication device 10 via a wireless communication path 31 or a wireless communication path 32 having different frequency bands used by each other, and relays communication between the communication device 10 and the Internet 60. ..
  • the cellular communication base station 30 may be implemented separately as a cellular communication type relay device corresponding to the wireless communication path 31 and a cellular communication type relay device corresponding to the wireless communication path 32.
  • the communication device 10 selectively connects to a plurality of wireless communication networks in which at least one of the frequency band and the wireless communication method is different from each other, and performs communication via the wireless communication network. For example, when the communication device 10 is located in a communication area connectable to the wireless LAN base station 20, it connects to the wireless LAN base station 20 via the wireless communication path 21 and connects to the wireless LAN base station 20 via the backbone network 40 to connect to the Internet 60. Can be connected to. Further, when the communication device 10 is located in the communication area connectable to the cellular communication base station 30, it is connected to the cellular communication base station 30 via the wireless communication paths 31 and 32, and is connected to the cellular communication base station 30 via the core network 50 or the like. , Can connect to the Internet 60.
  • a communication terminal such as a smartphone having a wireless LAN and a cellular communication path switches the communication path according to the conditions.
  • the priority of the wireless LAN communication path is higher than that of the cellular communication path.
  • the quality of the wireless LAN is not necessarily higher than that of the cellular LAN, and by connecting to the wireless LAN, the communication quality may be deteriorated, and the user may feel stress in the communication situation.
  • the communication device 10 takes into consideration the network quality up to the host such as the server device with which the user is actually communicating. That is, the communication device 10 acquires at least the communication status (error information, etc.) of TCP (Transmission Control Protocol) and the error information of the wireless section. As a result, the communication device 10 can evaluate not only the quality of the radio section but also the end-to-end network quality.
  • the communication device 10 detects the deterioration of the network quality, the communication device 10 preferentially uses the default network of the communication device 10, that is, the wireless communication network that is preferentially used under conditions where there are no particular restrictions on the connection destination, from the wireless LAN network to the cellular network. Change to.
  • the communication device 10 according to the first embodiment is based on not only the communication quality of the wireless section but also the communication quality of the wired section such as the backbone network 40 and the core network 50 in the end-to-end communication quality. , Switch the communication network. As a result, the communication device 10 according to the first embodiment can switch to a communication network having as good a communication quality as possible.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the communication device 10 according to the first embodiment includes an application unit 110, a control unit 120, and a switching determination unit 130.
  • the application unit 110 includes application programs ap 111 to 113.
  • App 111 to 113 are application programs executed by connecting to a wireless communication network such as a web browser and a game program.
  • App111 to 113 send communication statistical values indicating the communication status corresponding to layer 7 to the switching determination unit 130.
  • the apps 111 to 113 acquire the throughput for each application as the communication statistics of the layer 7.
  • Layer 7 corresponds to the application layer, which is the seventh layer of the seven layers of the OSI reference model.
  • the communication statistical values sent from apps 111 to 113 to the switching determination unit 130 are sent for each running application.
  • the throughput between the host name of the host currently communicating (such as a server device on the Internet 60) and the host currently communicating is exemplified.
  • application programs app111 to 113 may be described as applications.
  • the control unit 120 includes a wireless communication unit 121, an IP control unit 122, a TCP control unit 123, and a communication switching unit 124.
  • the control unit 120 is, for example, an OS (Operating System), and the wireless communication unit 121, the IP control unit 122, the TCP control unit 123, and the communication switching unit 124 correspond to the functions realized by the software deployed on the OS. It is a functional block.
  • the control unit 120 is not limited to an OS, but is software (middleware or the like) used for communication processing according to the first embodiment, or a communication module that executes communication processing according to the first embodiment. It may be.
  • the wireless communication unit 121 includes a cellular control unit 221 and a wireless LAN control unit 222, and the respective units selectively connect to a plurality of wireless communication networks in which at least one of the frequency band and the wireless communication method is different from each other. connect.
  • the cellular control unit 221 controls communication via a wireless communication network of a cellular communication method (hereinafter, referred to as a cellular network).
  • a cellular network a wireless communication network of a cellular communication method
  • the cellular control unit 221 connects to the cellular communication base station 30 via the wireless communication path 31 or the wireless communication path 32.
  • the application is communicating with a host (such as a server device on the Internet 60) via the cellular network
  • the cellular control unit 221 indicates to the switching determination unit 130 the communication statistical value corresponding to the layer 2.
  • Layer 2 corresponds to the data link layer (MAC: Media Access Control layer), which is the second layer of the seven layers of the OSI reference model.
  • MAC Media Access Control layer
  • the radio field strength up to the cellular communication base station 30 is exemplified.
  • communication statistics include frame transmission success rate, frame transmission failure rate, frame retransmission count, transmission throughput, reception throughput, S / N ratio, frequency used, number of component carriers, modulation multi-value number level, and the like.
  • the cellular control unit 221 may be provided for each supported communication standard (for each cellular communication base station 30), or may be a unit capable of supporting a plurality of communication standards.
  • the cellular control unit 221 can collect communication statistics for each communication standard and send them to the switching determination unit 130. For example, when the cellular control unit 221 supports the 4th generation (4G) and 5th generation (5G) communication standards, the 4G or 5G communication statistics used by the application for communication are transmitted to the switching determination unit 130. Can be sent.
  • the wireless LAN control unit 222 controls communication via a wireless communication network of a wireless LAN communication method (hereinafter, referred to as a wireless LAN network).
  • a wireless LAN network a wireless communication method
  • the wireless LAN control unit 222 connects to the wireless LAN base station 20 via the wireless communication path 21.
  • the wireless LAN control unit 222 communicates with the switching determination unit 130 in the data link layer corresponding to layer 2. Send communication statistics showing the status.
  • RSSI Received Signal Strength Indicator
  • a frame transmission success rate a frame transmission failure rate, a frame retransmission count, a transmission throughput, a reception throughput, and the like are exemplified.
  • the IP control unit 122 controls communication by IP (Internet Protocol).
  • IP Internet Protocol
  • the IP control unit 122 sends a communication statistical value indicating the communication status corresponding to the layer 3 to the switching determination unit 130.
  • Layer 3 corresponds to the network layer (mainly IP), which is the third layer of the seven layers of the OSI reference model.
  • Examples of communication statistical values sent by the IP control unit 122 to the switching determination unit 130 include an RTT (Round Trip Time) with a host currently in communication, an IP packet corruption rate, and the like.
  • the TCP control unit 123 controls communication by TCP (Transmission Control Protocol).
  • TCP Transmission Control Protocol
  • the application When the application is communicating with the host (such as a server device on the Internet 60), the TCP control unit 123 sends a communication statistical value indicating the communication status corresponding to the layer 4 to the switching determination unit 130.
  • Layer 4 corresponds to the truss port layer (mainly TCP), which is the fourth layer of the seven layers of the OSI reference model.
  • the communication statistical values sent by the TCP control unit 123 to the switching determination unit 130 are illustrated in (1) to (6) below.
  • the "Tcp_retries” in (1) above is a parameter that increases when the TCP acknowledgedge cannot be obtained.
  • the "Tcp_syn_retries” in (2) above is a parameter indicating the number of retransmissions of the Syn packet transmitted when the first TCP session is to be established.
  • the "Tcp_timeout” in (3) above is a parameter indicating the number of timeouts.
  • the above-mentioned (4) "TCPFullUndo, TCPPartialUndo, TCPDSACKUndo, TCPLossUndo” is a parameter indicating the number of times the retransmission operation is performed when establishing a TCP session.
  • the switching determination unit 130 switches based on the communication status of at least one of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 communication performed via any of the plurality of wireless communication networks. Make a judgment. That is, the switching determination unit 130 transfers to another wireless communication network among the plurality of wireless communication networks based on the communication status of at least one of the communication of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7. Determine if you want to switch. When switching to another wireless communication network among a plurality of wireless communication networks, the switching determination unit 130 sends a wireless communication network switching instruction to the communication switching unit 124.
  • the switching determination unit 130 determines whether to switch the wireless LAN network to the cellular network, for example, based on the communication statistical values indicating the communication status in each of the layer 2, the layer 3, the layer 4, and the layer 7.
  • Communication statistics indicating the communication status in each of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 are information indicating end-to-end communication quality of communication performed via any of a plurality of wireless communication networks. In other words.
  • the switching determination unit 130 determines the switching of the wireless communication network by using the information acquired in a period (for example, 2 minutes) longer than the cycle (for example, 3 seconds) for determining the switching of the wireless communication network. .. As a result, it is possible to prevent erroneous determination of switching.
  • the switching determination unit 130 acquires communication statistical values indicating the communication status of layer 2 from the cellular control unit 221 and the wireless LAN control unit 222. Further, the switching determination unit 130 acquires the communication statistical value indicating the communication status of the layer 3 from the IP control unit 122, and acquires the communication statistical value indicating the communication status of the layer 4 from the TCP control unit 123. Further, the switching determination unit 130 acquires communication statistical values indicating the communication status of the layer 7 from the applications 111 to 113 of the application unit 110. The switching determination unit 130 does not transmit a packet for measuring the communication quality.
  • the switching determination unit 130 determines whether to switch the wireless LAN network to the cellular network by using a learning model that outputs a score indicating whether or not the switching of the wireless communication network should be executed from the communication statistical value.
  • the switching determination unit 130 inputs the communication statistics of layers 2, layers 3, layers 4, and layers 7 into the learning model, and determines whether to switch the wireless LAN network to the cellular network based on the output value (score) of the learning model. judge.
  • FIG. 3 is a diagram showing an outline of a learning model generation method according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the learning data shown in FIG. 3 is used to generate a learning model that outputs a score indicating a measure of whether or not to switch the wireless communication network from the communication statistical value.
  • the learning data shown in FIG. 3 is configured by associating each communication statistical value of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 with a correct answer flag corresponding to the communication statistical value.
  • a scenario indicating whether or not the wireless communication network is switched is given as a correct answer flag for each combination of communication statistical values.
  • the correct answer flag is given "1" in the scenario of switching the wireless LAN network to the cellular network, and "0" is given in the correct answer flag in the scenario of switching the wireless LAN network to the cellular network.
  • the data ID: D001 is used as a scenario for switching the wireless LAN network to the cellular network
  • "1" is given to the correct answer flag associated with each combination of communication statistical values corresponding to the data ID: D001.
  • the learning data is created by an arbitrary method by the administrator of the communication device 10 that operates the learning model. For example, when the learning model is trained with a model that switches at least when the communication of layer 4 is in an error state, a value indicating an error is set as the communication statistics value of layer 4 in association with the correct answer flag "1". do it. Then, a value indicating no error may be set in the communication statistics value of the layer 4 corresponding to the correct answer flag "0". Similarly, when the training model is trained to perform switching when at least the communication of layers 2 to 4 is in an error state, at least one of layers 2 to 4 is associated with the correct answer flag "1". A value indicating an error may be set for one communication statistical value. Then, a value that does not indicate an error in all of layers 2 to 4 may be set in association with the correct answer flag "0".
  • the learning data can be created by any method without being particularly limited to this example.
  • the learning model shown in FIG. 3 is generated by regression analysis using each communication statistical value corresponding to a scenario in which wireless communication network switching is executed and each communication statistical value corresponding to a scenario in which wireless communication network switching is not executed. can do.
  • the above equation (1) created for each data is used as a data sample for machine learning of a learning model, and a regression operation is executed using these data samples to obtain a predetermined weight value " Derivation of the optimum solution of "a". That is, the weight value "a” indicating the influence of the predetermined explanatory variable on the objective variable "Q" is determined. For example, when the influence of the IP packet corruption rate of layer 3 is large for the event of executing the switching of the wireless communication network, the weight value "a" corresponding to the IP packet corruption rate is larger than the weight value of other variables. A large value is derived.
  • the model may be generated by other statistical processing. Further, as a learning model according to the first embodiment, a model using various methods may be generated. Further, as a machine learning (learning process) method, various methods such as a neural network, DNN (Deep Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), and CNN (Convolution Neural Network) may be used.
  • DNN Deep Neural Network
  • RNN Recurrent Neural Network
  • CNN Convolution Neural Network
  • FIG. 4 is a diagram showing an outline of the learning model according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the switching determination unit 130 inputs each communication statistical value to the learning model generated as described above, and scores S (0 ⁇ score S ⁇ 1) output from the learning model. ) To get. Then, the switching determination unit 130 determines whether to switch the wireless LAN network to the cellular network based on the score S acquired from the learning model.
  • the score S is a value indicating whether or not to switch the wireless communication network from each communication statistical value, and the closer the score S is to "1", the more the wireless communication network should be switched. Shown.
  • the switching determination unit 130 acquires each communication statistical value of the communication via the wireless LAN network. ..
  • the host is a server device or the like arranged on the Internet 60. Then, the switching determination unit 130 inputs each communication statistical value of the communication via the wireless LAN network into the learning model, acquires the score S output from the learning model, and determines whether to switch the wireless LAN network to the cellular network. judge.
  • the switching determination unit 130 should switch to the cellular network because the end-to-end communication quality of the communication via the wireless LAN network has deteriorated. Judge that there is.
  • the switching determination unit 130 switches to the cellular network because the end-to-end communication quality of the communication via the wireless LAN network has not deteriorated. Determine that it is not necessary.
  • the switching determination unit 130 sends a switching instruction to the cellular network to the communication switching unit 124.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a flow of switching processing of the communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the process shown in FIG. 5 is mainly executed by the communication switching unit 124 and the switching determination unit 130.
  • the process shown in FIG. 5 is repeatedly executed during the communication of the communication device 10 triggered by the connection to the wireless LAN network.
  • the switching determination unit 130 determines whether or not the user is connected to the wireless LAN network (step S101).
  • the switching determination unit 130 can determine whether or not the user is connected to the wireless LAN, for example, based on the communication status of the wireless LAN control unit 222.
  • the switching determination unit 130 determines that the connection is being made to the wireless LAN network (step S101; Yes)
  • the switching determination unit 130 acquires each communication statistical value of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 (step S102).
  • the switching determination unit 130 inputs each communication statistical value of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 into the learning model, and determines whether the score S obtained from the learning model exceeds the threshold value (step S103). .. For example, the switching determination unit 130 determines that the switching to the cellular network should be performed when the score S output from the learning model exceeds 0.5. On the other hand, the switching determination unit 130 determines that it is not necessary to switch to the cellular network when the score S output from the learning model is 0.5 or less. When the switching determination unit 130 determines that the end-to-end communication quality of the communication via the wireless LAN network should switch to the cellular network, the switching determination unit 130 sends a switching instruction to the cellular network to the communication switching unit 124.
  • step S103 determines that the score S exceeds the threshold value
  • step S103 determines that the score S exceeds the threshold value
  • step S104 the communication switching unit 124 executes switching to the cellular network according to the switching instruction from the switching determination unit 130 (step S103; Yes). S104), the process shown in FIG. 5 is terminated.
  • step S103 determines that the score S does not exceed the threshold value (step S103; No)
  • the switching determination unit 130 ends the process shown in FIG.
  • step S101 when the switching determination unit 130 determines that it is not connected to the wireless LAN network (step S101; No), the process shown in FIG. 5 ends.
  • the switching determination unit 130 determines the switching of the wireless communication network by using a learning model that outputs a score indicating a measure of whether or not the switching of the wireless communication network should be executed from the communication statistical value. An example of doing so was explained. However, this example is not particularly limited, and the switching determination unit 130 inputs each communication statistical value into the following equation (2), and based on the score output from the equation (2), The switching of the wireless communication network may be determined.
  • weight value may be preset so that the higher the communication quality, the higher the score is output, or the worse the communication quality, the higher the score is output. It may be set.
  • "w” is set based on the rule of thumb of the administrator of the communication device 10. For example, when increasing the contribution of the layer 3 communication statistics and the layer 4 communication statistics, the administrator increases the weight value "w" with respect to the layer 3 communication statistics and the layer 4 communication statistics.
  • the switching determination unit 130 has, for example, a score calculated using the above (2) when communication is performed via a wireless LAN network, and the above formula (when communication is performed via a cellular network). Compare with the score calculated using 2). As a result of the comparison, the switching determination unit 130 determines that the switching to a wireless communication network with good communication quality should be performed when a significant difference is observed between the scores.
  • the switching determination unit 130 is based not only on the method according to the above equation (2) but also on the points at which the communication statistical values corresponding to each layer are compared with the threshold values corresponding to each layer and added according to the comparison result.
  • the switching of the wireless communication network may be determined. For example, the switching determination unit 130 adds points such that 1 point if the communication statistical value 1 is larger than the threshold value TH1 (if the quality is poor), 1 point if the communication statistical value 2 is larger than the threshold value TH2, and so on. Then, the switching determination unit 130 determines that the wireless communication network should be switched if the addition point is larger than the determination threshold value.
  • the switching determination unit 130 outputs a score indicating a scale indicating whether or not to switch the wireless communication network from the communication statistical values of layers 2 to 4 and layer 7.
  • a score indicating a scale indicating whether or not to switch the wireless communication network from the communication statistical values of layers 2 to 4 and layer 7.
  • An example of determining the switching of a wireless communication network was described using a model. This example does not need to be particularly limited, and the switching determination unit 130 determines switching of the wireless communication network based on the communication status (communication statistics value) of at least one of layers 2 to 4. May be good. In this case, the switching determination unit 130 can determine the switching of the wireless communication network by using a learning model or the like learned using the learning data including the communication statistical value of at least one of layers 2 to 4. ..
  • the switching determination unit 130 may determine switching of the wireless communication network at least based on the communication status (communication statistics value) of the layer 4. In this case, the switching determination unit 130 can determine the switching of the wireless communication network by using a learning model or the like learned using learning data including at least the communication statistical value of layer 4.
  • the switching determination unit 130 has described an example of executing switching from the wireless LAN network to the cellular network, but the example is not particularly limited to this example. For example, at the timing when the wireless communication network is switched, the switching may be determined based on each communication statistical value.
  • the switching determination unit 130 acquires each communication statistical value of communication via the cellular network after switching to the cellular network. Then, the switching determination unit 130 inputs each acquired communication statistical value into the learning model, and acquires the score S output from the learning model. When the score S output from the learning model exceeds 0.5, the switching determination unit 130 compares the score S output from the learning model with the score S output from the learning model while using the wireless LAN network before switching. Then, the switching determination unit 130 verifies the communication quality after switching to the cellular network based on the comparison result of the score S. The switching determination unit 130 may continue to use the cellular network when the score S after switching to the cellular network is equal to or less than the score S while using the wireless LAN network. On the other hand, the switching determination unit 130 may switch to the wireless LAN network when the score S after switching to the cellular network exceeds the score S while using the wireless LAN network.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a communication device according to a second embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 6, in the communication device 10 according to the second embodiment, the point that the wireless communication unit 121 includes the Sub6 control unit 231 and the millimeter wave control unit 232 is the communication device according to the first embodiment. Different from 10.
  • a Sub6 network (an example of a first network) conforming to a fifth generation (5G) communication standard and a millimeter wave network (a first example) are used.
  • An example of 2 networks can be used.
  • the Sub6 network and the millimeter-wave network use different frequency bands.
  • the communication device 10 When the communication device 10 is located in a communication area connectable to the cellular communication base station 30, the communication device 10 connects to the cellular communication base station 30 via a wireless communication path of a Sub6 network or a millimeter-wave network, and connects the core network 50 and the like. You can connect to the Internet 60 via the Internet 60.
  • the Sub6 control unit 231 controls communication using a low frequency band between the communication device 10 and the cellular communication base station 30.
  • the Sub6 control unit 231 uses, for example, a frequency band of less than 6 GHz (gigahertz).
  • the millimeter wave control unit 232 controls communication using a high frequency band between the communication device 10 and the cellular communication base station 30.
  • the millimeter wave control unit 232 uses, for example, a frequency band of less than 30 GHz (gigahertz).
  • the millimeter wave control unit 232 sends a communication statistical value indicating the communication status of the layer 2 to the switching determination unit 130.
  • the number of beamforming is exemplified as the communication statistical value corresponding to the layer 2 sent by the millimeter wave control unit 232 to the switching determination unit 130.
  • the switching determination unit 130 acquires the number of beamforming from the millimeter wave control unit 232 as a communication statistical value corresponding to layer 2.
  • the switching determination unit 130 determines the switching of the wireless communication network in consideration of the number of beamforming acquired from the millimeter wave control unit 232.
  • the switching determination unit 130 inputs each communication statistical value into the learning model learned with the number of beamforming as a variable, acquires the score S output from the learning model, and wirelessly based on the acquired score S. Judge the switching of the communication network.
  • the switching determination unit 130 determines switching of the wireless communication network based on the score calculated using the above equation (2) including the number of beamforming as a variable.
  • the switching determination unit 130 determines whether to switch to the Sub6 network or the millimeter-wave network based on the communication status with the cellular communication base station 30. .. For example, when switching the wireless communication network to the cellular network, the switching determination unit 130 can select the Sub6 network as the switching destination when the number of beamforming is less than a predetermined threshold value.
  • the communication switching unit 124 executes switching to the Sub6 network or the millimeter wave network according to the switching instruction from the switching determination unit 130.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a flow of switching processing of the communication device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the process shown in FIG. 7 is mainly executed by the communication switching unit 124 and the switching determination unit 130.
  • the process shown in FIG. 7 is repeatedly executed during the communication of the communication device 10 triggered by the connection to the wireless LAN network.
  • the switching determination unit 130 determines whether or not the user is connected to the wireless LAN network (step S201).
  • the switching determination unit 130 determines that the connection is being made to the wireless LAN network (step S201; Yes)
  • the switching determination unit 130 acquires each communication statistical value of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 (step S202).
  • the switching determination unit 130 inputs each communication statistical value of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 into the learning model, and determines whether the score S obtained from the learning model exceeds the threshold value (step S203). ..
  • step S203 determines that the score S exceeds the threshold value (step S203; Yes)
  • the communication switching unit 124 executes switching to the cellular network according to the switching instruction from the switching determination unit 130 (step S203; Yes).
  • step S104 the process shown in FIG. 7 is terminated.
  • step S203 determines that the score S does not exceed the threshold value (step S203; No)
  • the process shown in FIG. 7 ends.
  • step S201 when the switching determination unit 130 determines that it is not connected to the wireless LAN network (step S201; No), the process shown in FIG. 7 ends.
  • the switching determination unit 130 has described an example in which the Sub6 network or the millimeter wave network is selected as the switching destination based on the communication quality with the cellular communication base station 30. Does not have to be particularly limited to.
  • the switching determination unit 130 may select any of 3G, LTE, 4G, or 5G cellular networks as the switching destination based on the communication status with the cellular communication base station 30.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a communication device according to a third embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 8, the communication device 10 according to the third embodiment is different from the communication device 10 according to the above embodiment in that it includes a network slice control unit 125.
  • the network slice control unit 125 controls the connection between the plurality of network slices that virtually divide the core network 50 and the cellular network according to the instruction from the communication switching unit 124.
  • the network slice control unit 125 sends information indicating the communication status for each network slice to the switching determination unit 130.
  • information indicating the communication status for each network slice the delay and throughput for each network slice are exemplified.
  • Examples of the network slice whose connection is controlled by the network slice control unit 125 include a network slice for low-latency communication and a network slice for large-capacity communication.
  • the network slice for low-latency communication is used for communication between an application requiring low latency such as VoIP (Voice over Internet Protocol) communication and a host (such as a server device on the Internet 60).
  • the network slice for large-capacity communication is used for communication between a host and an application that requires large-capacity communication such as video content, VR (Virtual Reality), and AR (Augmented Reality).
  • the switching determination unit 130 selects a network slice in consideration of the traffic characteristics required for communication based on the communication characteristics of the applications (apps 111 to 113) communicating with the host (server device on the Internet 60, etc.). For example, the switching determination unit 130 acquires a delay or throughput indicating a communication status for each network slice from the network slice control unit 125. The switching determination unit 130 selects a network slice according to the communication characteristics of the applications (apps 111 to 113) communicating with the host based on the delay and throughput for each network slice, and sends a switching instruction to the communication switching unit 124.
  • the switching determination unit 130 can switch the network slice according to the communication characteristics of the application when switching the wireless LAN network to the cellular network. That is, the switching determination unit 130 can switch three communication networks having different characteristics such as a wireless LAN network, a network slice for low-delay communication, and a network slice for large-capacity communication. After switching to the cellular network, the switching determination unit 130 may flexibly switch the network slice according to the communication characteristics of the application communicating with the host based on the delay and throughput for each network slice. ..
  • the communication switching unit 124 executes switching to the cellular network selected by the switching determination unit 130 according to the switching instruction from the switching determination unit 130. Further, the communication switching unit 124 sends a switching instruction to the network slice selected by the switching determination unit 130 to the network slice control unit 125.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a flow of switching processing of the communication device according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the process shown in FIG. 9 is mainly executed by the communication switching unit 124 and the switching determination unit 130.
  • the process shown in FIG. 9 is repeatedly executed during the communication of the communication device 10 triggered by the connection to the wireless LAN network.
  • the switching determination unit 130 determines whether or not the user is connected to the wireless LAN network (step S301).
  • the switching determination unit 130 determines that the connection is being made to the wireless LAN network (step S301; Yes)
  • the switching determination unit 130 acquires each communication statistical value of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 (step S302).
  • the switching determination unit 130 inputs each communication statistical value of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 into the learning model, and determines whether the score S obtained from the learning model exceeds the threshold value (step S303). ..
  • the switching determination unit 130 determines that the score S exceeds the threshold value (step S303; Yes)
  • the switching determination unit 130 selects a network slice according to the communication characteristics of the application communicating with the host (such as a server on the Internet 60) (step). S304).
  • the switching determination unit 130 can select a network slice according to the communication characteristics of the application according to the communication characteristics of the application communicating with the host based on the delay and throughput for each network slice acquired from the network slice control unit 125.
  • the communication switching unit 124 sends a switching instruction to the network slice selected by the switching determination unit 130 to the network slice control unit 125 according to the switching instruction from the switching determination unit 130 (step S305), and the process shown in FIG. To finish.
  • step S303 when the switching determination unit 130 determines that the score S does not exceed the threshold value (step S303; No), the process shown in FIG. 9 ends.
  • step S301 when the switching determination unit 130 determines that it is not connected to the wireless LAN network (step S301; No), the process shown in FIG. 9 ends.
  • the network slice or communication path given to the network carrier may not satisfy the network characteristics required by the user's application. Therefore, the service provider may construct an overlay network created to realize the network characteristics required by the application so that the overlay network can be selected according to the application. Therefore, in the fourth embodiment described below, an example of controlling switching of a plurality of overlay networks constructed on the core network 50 will be described.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a communication device according to a fourth embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 10, the communication device 10 according to the fourth embodiment is different from the communication device 10 according to the above embodiment in that it includes an overlay network control unit 126.
  • the overlay network control unit 126 controls the connection between the plurality of overlay networks and the cellular network according to the instruction from the communication switching unit 124.
  • the overlay network control unit 126 sends information indicating the communication status of the overlay network to the switching determination unit 130.
  • information indicating the communication status of the overlay network the delay and throughput of each overlay network are exemplified.
  • a network in which delay-priority routing is set with a communication destination host (such as a server device on the Internet 60) is exemplified.
  • An overlay network with delay-priority routing is used for communication between a host and an application having a predetermined allowable delay, such as an online game.
  • the switching determination unit 130 selects an overlay network having network characteristics that satisfy the application requirements in response to the network characteristic requirements acquired from the applications (apps 111 to 113) communicating with the host. For example, the switching determination unit 130 acquires a delay or throughput indicating a communication status for each overlay network from the overlay network control unit 126. The switching determination unit 130 selects an overlay network having network characteristics that satisfy the demand from the application communicating with the host based on the delay and throughput of each overlay network, and sends a switching instruction to the communication switching unit 124.
  • the switching determination unit 130 can, for example, select an overlay network having network characteristics that satisfy the demand from the application when switching the wireless LAN network to the cellular network. After switching to the cellular network, the switching determination unit 130 may flexibly switch to the overlay network in response to a request from an application communicating with the host.
  • the communication switching unit 124 executes switching to the cellular network selected by the switching determination unit 130 according to the switching instruction from the switching determination unit 130. Further, the communication switching unit 124 sends a switching instruction to the overlay network selected by the switching determination unit 130 to the overlay network control unit 126.
  • the switching determination unit 130 determines whether or not the user is connected to the wireless LAN network (step S401).
  • the switching determination unit 130 determines that the connection is being made to the wireless LAN network (step S401; Yes)
  • the switching determination unit 130 acquires each communication statistical value of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 (step S402).
  • the switching determination unit 130 inputs each communication statistical value of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 into the learning model, and determines whether the score S obtained from the learning model exceeds the threshold value (step S403). ..
  • the switching determination unit 130 determines that the score S exceeds the threshold value (step S303; Yes)
  • the switching determination unit 130 selects an overlay network having network characteristics according to the request from the application communicating with the host (step S404).
  • the switching determination unit 130 can select an overlay network according to a request from an application communicating with the host based on the delay and throughput for each overlay network acquired from the overlay network control unit 126.
  • the communication switching unit 124 sends a switching instruction to the overlay network selected by the switching determination unit 130 to the overlay network control unit 126 in accordance with the switching instruction from the switching determination unit 130 (step S405), and performs the process shown in FIG. finish.
  • step S403 when the switching determination unit 130 determines that the score S does not exceed the threshold value (step S403; No), the process shown in FIG. 11 ends.
  • step S401 when the switching determination unit 130 determines that it is not connected to the wireless LAN network (step S401; No), the process shown in FIG. 11 ends.
  • each component of each device shown in the figure is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or part of the device is functionally or physically distributed / physically in arbitrary units according to various loads and usage conditions. It can be integrated and configured.
  • the communication switching unit 124 and the switching determination unit 130 shown in FIG. 2 may be functionally or physically integrated.
  • the processing function realized by the switching determination unit 130 may not be mounted on the communication device 10, but may be mounted on an external information processing device such as a cloud server capable of communicating with the communication device 10.
  • the communication device 10 transmits the communication statistical value to the cloud server or the like, acquires a determination result indicating whether or not the wireless communication network is switched from the cloud server or the like, and executes the wireless communication network switching. it can.
  • the communication device (communication device 10 in the embodiment) according to the present disclosure includes a wireless communication unit (wireless communication unit 121 in the embodiment) and a determination unit (switching determination unit 130 according to the embodiment). ..
  • the wireless communication unit selectively connects and communicates with a plurality of wireless communication networks in which at least one of the frequency band and the wireless communication method is different from each other.
  • the determination unit performs a plurality of wireless communications based on the communication status of at least one of the layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 communications performed via any of the plurality of wireless communication networks. Determine whether to switch to another wireless communication network in the network.
  • the communication device is based on the communication status of at least one of the communication of at least one of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 among the user's communication.
  • Switching to a wireless communication network can be realized. Therefore, it is possible to switch to a communication network with as good a communication quality as possible.
  • the standard for switching between the conventional wireless LAN communication method and the cellular communication method is to switch based on the signal strength of the wireless LAN, the error rate and delay of frame transmission / reception in the wireless section, etc., but the server with which the user is communicating The quality of the communication path with the host such as the device is unknown.
  • the communication device acquires not only the communication quality of the wireless section but also the communication quality to the server and the communication status of the user's application.
  • the communication device can evaluate the communication quality of the entire communication network, and can improve the user's UX (User eXperience: experience that the user feels through the service).
  • the determination unit determines whether to switch to another wireless communication network based on at least the communication status of layer 4.
  • the communication device can realize switching to another wireless communication network based on at least the communication status using the TCP protocol among the user's communication.
  • the plurality of wireless communication networks include a wireless LAN network via a wireless LAN base station (wireless LAN base station 20 in the embodiment) and a cellular network via a cellular communication base station (cellular communication base station 30 in the embodiment).
  • the determination unit determines whether to switch the wireless LAN network to the cellular network based on the communication status of the communication performed via the wireless LAN network.
  • the communication device according to the present disclosure can give priority to the cellular network when the communication condition via the wireless LAN network is poor.
  • the cellular network includes a first network (for example, Sub6 network in the embodiment) and a second network (for example, a millimeter wave network in the embodiment) having different frequency bands.
  • the determination unit determines whether to switch the wireless LAN network to the first network or the second network based on the communication quality with the cellular communication base station.
  • the first network and the second network are wireless communication networks conforming to the fifth generation communication standard.
  • the communication device according to the present disclosure can adopt a cellular network compliant with the fifth generation communication standard as the cellular network selected as the switching destination.
  • the communication device further includes a network slice control unit (network slice control unit 125 in the embodiment).
  • the network slice control unit controls the connection between a plurality of network slices that virtually divide the communication network of the telecommunications carrier that manages the cellular communication base station and the cellular network.
  • the determination unit switches from a plurality of network slices to a network slice according to the communication characteristics of the application based on the information indicating the communication status acquired from the network slice control unit. Is determined.
  • the communication device can realize not only switching from the wireless LAN network to the cellular network but also switching of the network slice according to the communication characteristics of the application.
  • the communication device further includes an overlay network control unit (overlay network control unit 126 in the embodiment).
  • the overlay network control unit controls the connection between a plurality of overlay networks built on the communication network of the telecommunications carrier that manages the cellular communication base station and the cellular network.
  • the determination unit has network characteristics that satisfy the demand from the application from among a plurality of overlay networks based on the information indicating the communication status acquired from the overlay network control unit. Determine if you want to switch to the overlay network.
  • the communication device can realize not only switching from a wireless LAN network to a cellular network but also switching of an overlay network having network characteristics that satisfy the demands of applications.
  • the determination unit acquires communication statistical values indicating the communication status in each of the layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7, and based on the acquired communication statistical values, the other of the plurality of wireless communication networks. Determine whether to switch to the wireless communication network of.
  • the communication device can evaluate the end-to-end network quality over the entire communication network including not only the wireless section but also the wired section such as IP and TCP.
  • the determination unit switches to another wireless communication network among a plurality of wireless communication networks by using a learning model that outputs a score indicating whether or not to switch the wireless communication network from each communication statistical value. Is determined.
  • the communication device should switch the wireless communication network from various communication statistical values for evaluating the network quality of the user communicating with the host (such as the server device with which the user is communicating). You can automatically get a measure of whether or not it is available.
  • the communication device 10 according to the present disclosure further includes a switching unit (communication switching unit 124 according to the embodiment) that executes switching of the wireless communication network based on the determination result by the determination unit.
  • a switching unit communication switching unit 124 according to the embodiment
  • the communication device 10 according to the present disclosure can realize switching of the wireless communication network by utilizing the existing switching function.
  • FIG. 12 is a hardware configuration diagram showing an example of a computer 1000 that realizes the functions of the communication device 10 according to the present disclosure.
  • the computer 1000 includes a CPU 1100, a RAM 1200, a ROM (Read Only Memory) 1300, an HDD (Hard Disk Drive) 1400, a communication interface 1500, and an input / output interface 1600. Each part of the computer 1000 is connected by a bus 1050.
  • the CPU 1100 operates based on the program stored in the ROM 1300 or the HDD 1400, and controls each part. For example, the CPU 1100 expands the program stored in the ROM 1300 or the HDD 1400 into the RAM 1200 and executes processing corresponding to various programs.
  • the ROM 1300 stores a boot program such as a BIOS (Basic Input Output System) executed by the CPU 1100 when the computer 1000 is started, a program that depends on the hardware of the computer 1000, and the like.
  • BIOS Basic Input Output System
  • the HDD 1400 is a recording medium readable by the computer 1000 that non-temporarily records a program executed by the CPU 1100 and data used by such a program.
  • the HDD 1400 is a recording medium for recording, for example, the application programs app111 to app113 shown in FIG. 2 and programs for realizing various processing functions executed by the switching determination unit 130.
  • the communication interface 1500 is an interface for the computer 1000 to connect to an external network 1550 (for example, the Internet).
  • the CPU 1100 receives data from another device or transmits data generated by the CPU 1100 to another device via the communication interface 1500.
  • the input / output interface 1600 is an interface for connecting the input / output device 1650 and the computer 1000.
  • the CPU 1100 receives data from an input device such as a keyboard or mouse via the input / output interface 1600. Further, the CPU 1100 transmits data to an output device such as a display, a speaker, or a printer via the input / output interface 1600. Further, the input / output interface 1600 may function as a media interface for reading a program or the like recorded on a predetermined recording medium (media).
  • the media is, for example, an optical recording medium such as DVD (Digital Versatile Disc) or PD (Phase change rewritable Disk), a magneto-optical recording medium such as MO (Magneto-Optical disk), a tape medium, a magnetic recording medium, or a semiconductor memory.
  • an optical recording medium such as DVD (Digital Versatile Disc) or PD (Phase change rewritable Disk)
  • a magneto-optical recording medium such as MO (Magneto-Optical disk)
  • tape medium such as DVD (Digital Versatile Disc) or PD (Phase change rewritable Disk)
  • MO Magneto-optical disk
  • the CPU 1100 of the computer 1000 is a program for realizing the processes of the programs loaded on the RAM 1200 (the processes of FIGS. And so on).
  • the HDD 1400 stores a program for realizing the processing by the communication device 10 according to the present disclosure, data used for the processing of the program, and the like.
  • the CPU 1100 reads the program data 1450 from the HDD 1400 and executes the program, but as another example, these programs may be acquired from another device via the external network 1550.
  • the present technology can also have the following configurations.
  • a wireless communication unit that selectively connects and communicates with a plurality of wireless communication networks in which at least one of a frequency band and a wireless communication method is different from each other. Based on the communication status of at least one of the layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 communication performed via any of the plurality of wireless communication networks, the plurality of wireless communication networks A judgment unit that determines whether to switch to another wireless communication network, A communication device equipped with.
  • the plurality of wireless communication networks Including a wireless LAN network via a wireless LAN base station and a cellular network via a cellular communication base station,
  • the determination unit The communication device according to (2) above, which determines whether to switch the wireless LAN network to the cellular network based on the communication status of the communication performed via the wireless LAN network.
  • the cellular network Includes a first network and a second network with different frequency bands,
  • the determination unit The above (2) or (3) which determines whether to switch the wireless LAN network to the first network or the second network based on the communication quality with the cellular communication base station.
  • Communication device (5) The communication device according to (4) above, wherein the first network and the second network are wireless communication networks compliant with the fifth generation communication standard.
  • a network slice control unit that controls a connection between a plurality of network slices that virtually divide the communication network of a telecommunications carrier that manages the cellular communication base station and the cellular network is further provided.
  • the determination unit When switching the wireless LAN network to the cellular network, whether to switch from a plurality of network slices to a network slice according to the communication characteristics of the application based on the information indicating the communication status acquired from the network slice control unit.
  • the communication device according to (3) above.
  • an overlay network control unit for controlling the connection between a plurality of overlay networks constructed on the communication network of the telecommunications carrier that manages the cellular communication base station and the cellular network is provided.
  • the determination unit When switching the wireless LAN network to the cellular network, an overlay having network characteristics that satisfy the demand from the application from among a plurality of overlay networks based on the information indicating the communication status acquired from the overlay network control unit.
  • the communication device according to (3) above which determines whether to switch to a network.
  • the determination unit Acquire communication statistical values indicating the communication status of layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7, and determine whether to switch to another wireless communication network among the plurality of wireless communication networks based on the acquired communication statistical values.
  • the communication device according to (2) above. (9) The determination unit Using a learning model that outputs a score indicating whether or not to switch the wireless communication network from each communication statistical value, it is determined whether to switch to another wireless communication network among the plurality of wireless communication networks.
  • the communication device according to (8) above.
  • the communication device further comprising a switching unit that executes switching of the wireless communication network based on the determination result by the determination unit.
  • the computer At least one of the frequency band and the wireless communication method selectively connects to and communicates with a plurality of wireless communication networks different from each other. Based on the communication status of at least one of the layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 communication performed via any of the plurality of wireless communication networks, the plurality of wireless communication networks A communication method that determines whether to switch to another wireless communication network.
  • On the computer Selectively connect and communicate with a plurality of wireless communication networks in which at least one of the frequency band and the wireless communication method is different from each other. Based on the communication status of at least one of the layer 2, layer 3, layer 4, and layer 7 communication performed via any of the plurality of wireless communication networks, the plurality of wireless communication networks A communication program that lets you decide whether to switch to another wireless communication network.
  • Communication system 10
  • Communication device 20
  • Wireless LAN base station 30
  • Cellular communication base station 40
  • Backbone network 50
  • Core network 60
  • Application department 111,112,113 app
  • Control unit 121
  • Wireless communication unit 122
  • IP control unit 123
  • TCP control unit 124
  • Communication switching unit 130
  • Switching judgment unit 221
  • Cellular control unit 222
  • Wireless LAN control unit 231
  • Sub6 control unit 232 Millimeter wave control unit

Landscapes

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Abstract

通信装置は、無線通信部と、判定部とを備える。無線通信部は、周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信する。判定部は、複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する。

Description

通信装置、通信方法、及び通信プログラム
　本開示は、通信装置、通信方法、及び通信プログラムに関する。
　従来、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）通信機能と、４ＧやＬＴＥ（Long　Term　Evolution）などの通信規格に準拠したセルラー通信機能とを切り替えて利用する通信装置が知られている（特許文献１～３参照）。
特表２００７－５０９５９０号公報 特表２００９－５０３９１４号公報 特表２０１０－５２３０２４号公報
　従来の技術は、通信ネットワークの切替方法に改善の余地がある。たとえば、従来の技術は、所定の切替基準に従って使用する通信ネットワークの切替を実施しているが、切替先の通信ネットワークの通信品質が必ずしも良いとは言えない場合がある。
　そこで、本開示では、できるだけ通信品質の良い通信ネットワークへの切替が可能な通信装置、通信方法、及び通信プログラムを提案する。
　上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の通信装置は、無線通信部と、判定部とを備える。無線通信部は、周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信する。判定部は、複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する。
本開示の第１の実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る学習モデルの生成方法の概要を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る学習モデルの概要を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る通信装置の切替処理の流れを示すフローチャートである。 本開示の第２の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。 本開示の第２の実施形態に係る通信装置の切替処理の流れを示すフローチャートである。 本開示の第３の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る通信装置の切替処理の流れを示すフローチャートである。 本開示の第４の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る通信装置の切替処理の流れを示すフローチャートである。 本開示に係る通信装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
　以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する場合がある。
　また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　　１．第１の実施形態
　　　１－１．第１の実施形態に係る通信システムの構成
　　　１－２．第１の実施形態に係る通信装置の構成
　　　１－３．第１の実施形態に係る切替処理の手順
　　　１－４．第１の実施形態の変形例
　　２．第２の実施形態
　　　２－１．第２の実施形態に係る通信装置の構成
　　　２－２．第２の実施形態に係る切替処理の手順
　　３．第３の実施形態
　　　３－１．第３の実施形態に係る通信装置の構成
　　　３－２．第３の実施形態に係る切替処理の手順
　　４．第４の実施形態
　　　４－１．第４の実施形態に係る通信装置の構成
　　　４－２．第４の実施形態に係る切替処理の手順
　　５．その他
　　６．本開示に係る通信装置による効果
　　７．ハードウェア構成
（１．第１の実施形態）
［１－１．第１の実施形態に係る通信システムの構成］
　図１は、本開示の第１の実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。本開示の第１の実施形態に係る通信システム１は、通信装置１０と、無線ＬＡＮ基地局２０と、セルラー通信基地局３０と、バックボーンネットワーク４０と、コアネットワーク５０と、インターネット６０とを備える。
　通信装置１０は、無線ＬＡＮ通信機能とセルラー通信機能とを備える通信装置である。通信装置１０は、無線ＬＡＮ基地局２０に対応する無線ＬＡＮ方式の無線通信ネットワークと、セルラー通信基地局３０に対応するセルラー通信方式の無線通信ネットワークとを適宜切り替えて通信できる。通信装置１０は、無線ＬＡＮ通信機能とセルラー通信機能とを実装するものであればよい。通信装置１０として、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、タブレット、デジタルカメラ、プリンタ、家電、ウェアラブルデバイス、医療機器、ロボットなどが例示される。
　無線ＬＡＮ基地局２０は、所定の周波数及び所定の無線通信方式を利用した無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）方式の無線通信ネットワークに対応する中継装置であり、バックボーンネットワーク４０等を介して、インターネット６０に接続される。無線ＬＡＮ基地局２０は、通信装置１０との間に構築される無線通信経路２１を収容する。無線通信経路２１は、無線ＬＡＮ方式の無線通信ネットワークに対応した通信経路である。無線ＬＡＮ基地局２０は、無線通信経路２１を介して、通信装置１０と無線通信し、通信装置１０とインターネット６０との間の通信を中継する。
　セルラー通信基地局３０は、所定の周波数及び所定の無線通信方式を利用するセルラー通信方式の無線通信ネットワークに対応する中継装置であり、コアネットワーク５０等を介して、インターネット６０に接続される。セルラー通信基地局３０は、通信装置１０との間に構築される無線通信経路３１，３２をそれぞれ収容する。無線通信経路３１，３２は、セルラー通信方式の無線通信ネットワークに対応した通信経路である。セルラー通信方式が準拠する通信規格として、例えば第４世代（４Ｇ）の通信規格や、第５世代（５Ｇ）の通信規格が例示されるが、この例には特に限定されない。たとえば第３世代（３Ｇ）、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄなどの通信規格に準拠したセルラー通信方式であってもよい。
　セルラー通信基地局３０は、互いに使用する周波数の帯域が異なる無線通信経路３１又は無線通信経路３２を介して、通信装置１０と無線通信し、通信装置１０とインターネット６０との間の通信を中継する。なお、セルラー通信基地局３０として、無線通信経路３１に対応するセルラー通信方式の中継装置と、無線通信経路３２に対応するセルラー通信方式の中継装置とに分けて実装されてもよい。
　通信装置１０は、周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して、当該無線通信ネットワークを介した通信を行う。たとえば、通信装置１０は、無線ＬＡＮ基地局２０に接続可能な通信エリア内に位置するとき、無線通信経路２１を介して、無線ＬＡＮ基地局２０に接続し、バックボーンネットワーク４０を介して、インターネット６０に接続できる。また、通信装置１０は、セルラー通信基地局３０に接続可能な通信エリア内に位置するとき、無線通信経路３１，３２を介して、セルラー通信基地局３０に接続し、コアネットワーク５０等を介して、インターネット６０に接続できる。
　ここで、通常、無線ＬＡＮとセルラーの通信路を持つスマートフォンなどの通信端末は、条件に応じて通信路の切替を実施する。一般的に、無線ＬＡＮに接続している場合、無線ＬＡＮの通信路の優先度はセルラーの通信路より高い。しかし、無線ＬＡＮの品質は必ずしもセルラーよりも高いとは言えず、無線ＬＡＮに接続することにより、かえって通信品質が低下する可能性があり、ユーザは通信状況にストレスを感じる場合がある。
　これらの課題を解決するために、（１）通信端末が無線ＬＡＮに接続しているときの通信品質を計測し、（２）通信状況が悪化しており、ユーザが通信にストレスを感じていることを予測し、（３）セルラーにネットワークを切り替えるといった方法が考えられる。
　しかしながら、前述（１）の方法は、主に通信端末と無線ＬＡＮ基地局とのＬＡＮの通信状況を監視するものであり、無線ＬＡＮ基地局からインターネットに抜けるＷＡＮ（Wide　Area　Network）回線の品質やインターネットバックボーンの品質を考慮しない。このため、無線区間の通信品質の低下が原因で発生した通信のＵＸ（User　eXperience）の悪化は考慮できるが、ＷＡＮやインターネットを原因とした通信のＵＸ悪化は検知できない。また、インターネット側の通信路の品質確認手法として特定のサーバに対して「ＩＣＭＰ　Ｒｅｑｕｅｓｔ」パケットを送信し、特定ホスト（ネットワーク上のサーバ装置）との疎通や往復遅延時間（RTT：Round　Trip　Time）を計測する手法がある。しかし、この手法は、品質調査用のパケットを送信するためのユーザの負担になるだけでなく、そもそも「ＩＣＭＰ　Ｒｅｑｕｅｓｔ」に返答しない特定のホストが存在するため、疎通確認や往復遅延時間が計測できない場合がある。また、特定のホストが「ＩＣＭＰ　Ｒｅｑｕｅｓｔ」パケットに対して返答しないだけではなく、ネットワーク環境によっては「ＩＣＭＰ　ｅｃｈｏ」を受け取れない場合もあり得る。また、ユーザが「ＩＣＭＰ　Ｒｅｑｕｅｓｔ」パケットを送信する手法を採用する場合、ネットワーク課金につながるというデメリットもある。
　このように、従来の通信装置は、必ずしも通信品質が良好な通信ネットワークへの切替を実現できていないのが現状である。
　そこで、第１の実施形態に係る通信装置１０は、実際にユーザが通信しているサーバ装置などのホストまでのネットワーク品質を加味する。すなわち通信装置１０は、少なくともＴＣＰ（Transmission　Control　Protocol）の通信状況（エラー情報など）と無線区間のエラー情報を取得する。これにより、通信装置１０は、無線区間の品質だけでなく、エンドツーエンドのネットワーク品質を評価可能になる。そして、通信装置１０は、ネットワーク品質の劣化を検知すると、通信装置１０のデフォルトのネットワーク、すなわち特に接続先の制約のない条件下で優先的に使用する無線通信ネットワークを、無線ＬＡＮネットワークからセルラーネットワークに変更する。
　このように、第１の実施形態に係る通信装置１０は、無線区間の通信品質のみならず、バックボーンネットワーク４０やコアネットワーク５０などの有線区間の通信品質を含むエンドツーエンドでの通信品質に基づき、通信ネットワークの切替を行う。これにより、第１の実施形態に係る通信装置１０は、できるだけ通信品質の良い通信ネットワークへの切替を実現できる。
［１－２．第１の実施形態に係る通信装置の構成］
　図２は、本開示の第１の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。図２に示すように、第１の実施形態に係る通信装置１０は、アプリケーション部１１０と、制御部１２０と、切替判定部１３０とを備える。
　アプリケーション部１１０は、アプリケーションプログラムであるａｐｐ１１１～１１３を備える。ａｐｐ１１１～１１３は、ウェブブラウザやゲームプログラムなど無線通信ネットワークへの接続を伴って実行されるアプリケーションプログラムである。ａｐｐ１１１～１１３は、切替判定部１３０に対して、レイヤ７に対応する通信状況を示す通信統計値を送る。以下に説明するように、ａｐｐ１１１～１１３は、レイヤ７の通信統計値としてアプリケーションごとのスループットを取得する。レイヤ７は、ＯＳＩ参照モデルの７階層のうちの第７層であるアプリケーション層に対応する。ａｐｐ１１１～１１３から切替判定部１３０に送る通信統計値は、実行中のアプリケーションごとに送られる。ａｐｐ１１１～１１３から切替判定部１３０に送る通信統計値として、現在の通信中のホスト（インターネット６０上のサーバ装置など）のホスト名と、現在通信中のホストとの間のスループットが例示される。以下の説明において、アプリケーションプログラムであるａｐｐ１１１～１１３をアプリケーションと記載する場合がある。
　制御部１２０は、無線通信部１２１と、ＩＰ制御部１２２と、ＴＣＰ制御部１２３と、通信切替部１２４とを備える。制御部１２０は、たとえばＯＳ（Operating　System）であり、無線通信部１２１、ＩＰ制御部１２２、ＴＣＰ制御部１２３、及び通信切替部１２４は、ＯＳ上に展開されたソフトウェアにより実現される機能に対応した機能ブロックである。なお、制御部１２０は、ＯＳである場合に限らず、第１の実施形態に係る通信処理に利用されるソフトウェア（ミドルウェア等）や、第１の実施形態に係る通信処理を実行する通信用モジュールであってもよい。
　無線通信部１２１は、セルラー制御部２２１と無線ＬＡＮ制御部２２２とを備え、かかる各部により、周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信する。
　セルラー制御部２２１は、セルラー通信方式の無線通信ネットワーク（以下、セルラーネットワークと記載する）を介した通信を制御する。セルラー制御部２２１は、通信装置１０がセルラー通信基地局３０に接続可能な通信エリア内に位置するとき、無線通信経路３１や無線通信経路３２を介して、セルラー通信基地局３０に接続する。セルラー制御部２２１は、アプリケーションがセルラーネットワークを介してホスト（インターネット６０上のサーバ装置など）と通信中であるとき、切替判定部１３０に対して、レイヤ２に対応する通信状況を示す通信統計値を送る。レイヤ２は、ＯＳＩ参照モデルの７階層のうちの第２層であるデータリンク層（ＭＡＣ：Media　Access　Control層）に対応する。セルラー制御部２２１が切替判定部１３０に送る通信統計値として、セルラー通信基地局３０までの電波強度が例示される。また、かかる通信統計値として、フレームの送信成功率、フレームの送信失敗率、フレームの再送回数、送信スループット、受信スループット、Ｓ／Ｎ比、使用周波数、コンポーネントキャリア数、変調多値数レベルなどが例示される。なお、セルラー制御部２２１は、サポートする通信規格ごと（セルラー通信基地局３０ごと）に設けられてもよいし、複数の通信規格をサポート可能なユニットであってもよい。セルラー制御部２２１は、複数の通信規格をサポートする場合、通信規格ごとに通信統計値を収集して、切替判定部１３０に送ることができる。例えば、セルラー制御部２２１は、第４世代（４Ｇ）及び第５世代（５Ｇ）の通信規格をサポートする場合、アプリケーションが通信に利用中である４Ｇ又は５Ｇの通信統計値を切替判定部１３０に送ることができる。
　無線ＬＡＮ制御部２２２は、無線ＬＡＮ通信方式の無線通信ネットワーク（以下、無線ＬＡＮネットワークと記載する）を介した通信を制御する。無線ＬＡＮ制御部２２２は、無線ＬＡＮ基地局２０に接続可能な通信エリア内に位置するとき、無線通信経路２１を介して、無線ＬＡＮ基地局２０に接続する。無線ＬＡＮ制御部２２２は、アプリケーションが無線ＬＡＮネットワークを介してホスト（インターネット６０上のサーバ装置など）と通信中であるとき、切替判定部１３０に対して、レイヤ２に対応するデータリンク層の通信状況を示す通信統計値を送る。無線ＬＡＮ制御部２２２が切替判定部１３０に送る通信統計値として、ＲＳＳＩ（Received　Signal　Strength　Indicator）が例示される。また、かかる通信統計値として、フレームの送信成功率、フレームの送信失敗率、フレームの再送回数、送信スループット、受信スループットなどが例示される。
　ＩＰ制御部１２２は、ＩＰ（Internet　Protocol）による通信を制御する。ＩＰ制御部１２２は、アプリケーションがホスト（インターネット６０上のサーバ装置など）と通信中であるとき、切替判定部１３０に対して、レイヤ３に対応する通信状況を示す通信統計値を送る。レイヤ３は、ＯＳＩ参照モデルの７階層のうちの第３層であるネットワーク層（主にＩＰ）に対応する。ＩＰ制御部１２２が切替判定部１３０に対して送る通信統計値として、現在の通信中のホストとの間のＲＴＴ（Round　Trip　Time）やＩＰパケットの破損率などが例示される。
　ＴＣＰ制御部１２３は、ＴＣＰ（Transmission　Control　Protocol）による通信を制御する。ＴＣＰ制御部１２３は、アプリケーションがホスト（インターネット６０上のサーバ装置など）と通信中であるとき、切替判定部１３０に対して、レイヤ４に対応する通信状況を示す通信統計値を送る。レイヤ４は、ＯＳＩ参照モデルの７階層のうちの第４層であるトラスポート層（主にＴＣＰ）に対応する。ＴＣＰ制御部１２３が切替判定部１３０に対して送る通信統計値を以下の（１）～（６）に例示する。
（１）「Tcp_retries」
（２）「Tcp_syn_retries」
（３）「Tcp_timeout」
（４）「TCPFullUndo,TCPPartialUndo,TCPDSACKUndo,TCPLossUndo」
（５）「TCPLostRetransmit,TCPRenoFailures,TCPSackFailures,TCPLossFailures,TCPFastRetrans,TCPForwardRetrans,TCPSlowStartRetrans」
（６）「TCPRetransFail,TCPSynRetrans」
　上記（１）の「Tcp_retries」は、ＴＣＰのａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅが取れなかった場合に増加するパラメータである。上記（２）の「Tcp_syn_retries」は、最初のＴＣＰセッションを張ろうとしたときに送信されるＳｙｎパケットの再送回数を示すパラメータである。上記（３）の「Tcp_timeout」は、タイムアウトした回数を示すパラメータである。上記（４）の「TCPFullUndo,TCPPartialUndo,TCPDSACKUndo,TCPLossUndo」は、ＴＣＰのセッションを張るにあたっての再送動作が入った回数を示すパラメータである。上記（５）の「TCPLostRetransmit,TCPRenoFailures,TCPSackFailures,TCPLossFailures,TCPFastRetrans,TCPForwardRetrans,TCPSlowStartRetrans」は、ＴＣＰの各プロトコルにおける失敗や再送の回数を示すパラメータである。上記（６）の「TCPRetransFail,TCPSynRetrans」は、Ｓｙｎの再送回数と、再送失敗回数を示すパラメータである。
　通信切替部１２４は、切替判定部１３０から切替指示を受けると、切替判定部１３０からの切替指示に従って、無線通信ネットワークへの切替を実行する。通信切替部１２４は、たとえば、セルラーネットワークへの切替指示を受けると、無線ＬＡＮネットワークを介した通信の優先度を、セルラーネットワークを介した通信の優先度よりも低く設定する。これにより、通信切替部１２４は、アプリケーションがホスト（インターネット６０上のサーバ装置など）との通信において接続するデフォルトの無線通信ネットワークをセルラーネットワークに切り替えることができる。なお、通信切替部１２４は、アプリケーションが接続する無線通信ネットワークの指定がある場合には、かかる指定を優先する。
　切替判定部１３０は、複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、切替の判定を行う。すなわち、切替判定部１３０は、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する。切替判定部１３０は、複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替える場合、通信切替部１２４に対して、無線通信ネットワークの切替指示を送る。
　切替判定部１３０は、例えば、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、並びにレイヤ７の各々における通信状況を示す通信統計値に基づいて、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替えるかを判定する。レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、並びにレイヤ７の各々における通信状況を示す通信統計値は、複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われる通信のエンドツーエンドでの通信品質を示す情報と言い換えることができる。なお、切替判定部１３０は、無線通信ネットワークの切替を判定するサイクル（たとえば、３秒）よりも長い期間（例えば、２分）で取得した情報を用いて、無線通信ネットワークの切替の判定を行う。これにより、切替の誤判定を防止できる。
　切替判定部１３０は、レイヤ２の通信状況を示す通信統計値をセルラー制御部２２１及び無線ＬＡＮ制御部２２２から取得する。また、切替判定部１３０は、レイヤ３の通信状況を示す通信統計値をＩＰ制御部１２２から取得し、レイヤ４の通信状況を示す通信統計値をＴＣＰ制御部１２３から取得する。また、切替判定部１３０は、レイヤ７の通信状況を示す通信統計値をアプリケーション部１１０のａｐｐ１１１～１１３から取得する。なお、切替判定部１３０は、通信品質を計測するためのパケットを送信しない。
　切替判定部１３０は、通信統計値から無線通信ネットワークの切替を実行すべきか否かの尺度を示すスコアを出力する学習モデルを用いて、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替えるかを判定する。切替判定部１３０は、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４並びにレイヤ７の通信統計値を学習モデルに入力し、学習モデルの出力値（スコア）に基づいて、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替えるかを判定する。
　図３は、本開示の第１の実施形態に係る学習モデルの生成方法の概要を示す図である。第１の実施形態では、図３に示す学習用データを用いて、通信統計値から無線通信ネットワークの切替を実行すべきか否かの尺度を示すスコアを出力する学習モデルを生成する。
　図３に示す学習用データは、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、並びにレイヤ７の各通信統計値と、通信統計値に対応する正解フラグとを対応付けて構成される。かかる学習用データでは、各通信統計値の組合せごとに、無線通信ネットワークの切替の実否を示すシナリオが正解フラグとして与えられる。例えば、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替えるシナリオには正解フラグに「１」が与えられ、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替えるシナリオには正解フラグに「０」が与えられる。例えば、データＩＤ：Ｄ００１を無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替えるシナリオとする場合、データＩＤ：Ｄ００１に対応する各通信統計値の組合せに対応付けられる正解フラグに対して「１」が与えられる。
　学習用データは、学習モデルを運用する通信装置１０の管理者などによって任意の方法で作成される。例えば、少なくともレイヤ４の通信がエラーの状態であるときに切替を行うモデルを学習モデルに学習させる場合、正解フラグ「１」に対応付けて、レイヤ４の通信統計値としてエラーを示す値を設定すればよい。そして、正解フラグ「０」に対応付けるレイヤ４の通信統計値には、エラーを示していない値を設定すればよい。同様に、少なくともレイヤ２～４の通信がエラーの状態であるときに切替を行うモデルを学習モデルに学習させる場合、正解フラグ「１」に対応付けて、レイヤ２～レイヤ４のうちの少なくともいずれか１つの通信統計値に対してエラーを示す値を設定すればよい。そして、正解フラグ「０」に対応付けて、レイヤ２～レイヤ４の全てがエラーを示していない値を設定すればよい。なお、学習用データは、この例には特に限定されることなく任意の方法で作成できる。
　図３に示す学習モデルは、無線通信ネットワークの切替を実行するシナリオに対応する各通信統計値と、無線通信ネットワークの切替を実行しないシナリオに対応する各通信統計値とを用いた回帰分析によって生成することができる。
　　Ｑ＝　ａ１・ｘ１　＋　ａ２・ｘ２　＋　ａ３・ｘ３　・・・＋　ａN・ｘN　　　・・・（１）（Ｎは、通信統計値の個数に対応する任意の整数）
　上記式（１）をデータごとに作成する。かかる式（１）において、「Ｑ」には、「１」もしくは「０」の正解フラグを入力する。
　上記の式（１）において、「ｘ」は、各通信統計値に対応し、式（１）における説明変数に対応する。また、上記式（１）において、「ａ」は、「ｘ」の係数であり、所定の重み値を示す。具体的には、「ａ１」は、「ｘ１」の重み値であり、「ａ２」は、「ｘ２」の重み値であり、「ａ３」は、「ｘ３」の重み値である。上記式（１）は、各通信統計値に対応する説明変数「ｘ」と、所定の重み値「ａ」とを含む変数（例えば、「ａ１・ｘ１」）を組合せることにより作成される。上記式（１）において、「ｘ１」は、図３に示すＲＳＳＩであり、「ｘ２」は、図３に示す「送信失敗率」などである場合が例示される。
　第１の実施形態において、データごとに作成した上記式（１）を学習モデルの機械学習のためのデータサンプルとし、これらのデータサンプルを用いて回帰演算を実行することにより、所定の重み値「ａ」の最適解を導出する。すなわち、所定の説明変数が目的変数「Ｑ」に与える影響を示す重み値「ａ」を決定する。たとえば無線通信ネットワークの切替を実行するという事象について、レイヤ３のＩＰパケットの破損率の影響が大きい場合、ＩＰパケットの破損率に対応する重み値「ａ」は、他の変数の重み値よりも大きな値が導出される。
　第１の実施形態に係る学習モデルを回帰分析により生成する例を示したが、他の統計的処理によりモデルを生成してもよい。また、第１の実施形態に係る学習モデルとして、種々の手法を利用したモデルを生成してもよい。また、機械学習（学習処理）の手法として、ニューラルネットワーク、ＤＮＮ（Deep　Neural　Network）、ＲＮＮ（Recurrent　Neural　Network）、ＣＮＮ（Convolution　Neural　Network）等の種々の手法が利用されてもよい。
　図４は、本開示の第１の実施形態に係る学習モデルの概要を示す図である。図４に示すように、切替判定部１３０は、上述のようにして生成された学習モデルに対して各通信統計値を入力して、学習モデルから出力されるスコアＳ（０＜スコアＳ＜１）を取得する。そして、切替判定部１３０は、学習モデルから取得されるスコアＳに基づいて、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替えるかを判定する。スコアＳは、各通信統計値から無線通信ネットワークの切替を実行すべきか否かの尺度を示す値であり、スコアＳが「１」に近いほど、無線通信ネットワークの切替を行うべきであることを示す。
　例えば、切替判定部１３０は、アプリケーションプログラム（例えば、ａｐｐ１１１～ａｐｐ１１３など）が、無線ＬＡＮネットワークを介して、ホストと通信中である場合、無線ＬＡＮネットワークを介した通信の各通信統計値を取得する。ホストは、インターネット６０上に配置されるサーバ装置などである。そして、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークを介した通信の各通信統計値を学習モデルに入力し、学習モデルから出力されるスコアＳを取得して、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替えるかを判定する。
　例えば、切替判定部１３０は、学習モデルから出力されるスコアＳが０．５を上回る場合、無線ＬＡＮネットワークを介した通信のエンドツーエンドの通信品質が劣化しており、セルラーネットワークへ切り替えるべきであると判定する。一方、切替判定部１３０は、学習モデルから出力されるスコアＳが０．５以下である場合、無線ＬＡＮネットワークを介した通信のエンドツーエンドの通信品質は劣化しておらず、セルラーネットワークへ切り替える必要がないと判定する。
　切替判定部１３０は、学習モデルから出力されるスコアＳが０．５を上回る場合、セルラーネットワークへの切替指示を通信切替部１２４に送る。
［１－３．第１の実施形態に係る通信装置の切替処理の手順］
　図５を用いて、本開示の第１の実施形態に係る通信装置の切替処理の手順を説明する。図５は、本開示の第１の実施形態に係る通信装置の切替処理の流れを示すフローチャートである。図５に示す処理は、主に、通信切替部１２４及び切替判定部１３０により実行される。図５に示す処理は、無線ＬＡＮネットワークへの接続をトリガーとして、通信装置１０の通信中に繰り返し実行される。
　図５に示すように、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。切替判定部１３０は、例えば無線ＬＡＮ制御部２２２の通信状況に基づいて、無線ＬＡＮに接続中であるかを判定できる。
　切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中であると判定すると（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４及びレイヤ７の各通信統計値を取得する（ステップＳ１０２）。
　切替判定部１３０は、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４及びレイヤ７の各通信統計値を学習モデルに入力し、学習モデルから取得されるスコアＳが閾値を上回っているかを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、切替判定部１３０は、学習モデルから出力されるスコアＳが０．５を上回る場合、セルラーネットワークへ切り替えるべきであると判定する。一方、切替判定部１３０は、学習モデルから出力されるスコアＳが０．５以下である場合、セルラーネットワークへ切り替える必要がないと判定する。切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークを介した通信のエンドツーエンドの通信品質がセルラーネットワークへの切替を行うべきであると判定すると、セルラーネットワークへの切替指示を通信切替部１２４に送る。
　切替判定部１３０が、スコアＳが閾値を上回っていると判定すると（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、通信切替部１２４は、切替判定部１３０からの切替指示に従って、セルラーネットワークへの切替を実行し（ステップＳ１０４）、図５に示す処理を終了する。
　一方、切替判定部１３０は、スコアＳが閾値を上回っていないと判定すると（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、図５に示す処理を終了する。
　上記ステップＳ１０１において、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中ではないと判定すると（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、図５に示す処理を終了する。
［１－４．第１の実施形態の変形例］
　上記第１の実施形態において、切替判定部１３０は、通信統計値から無線通信ネットワークの切替を実行すべきか否かの尺度を示すスコアを出力する学習モデルを用いて、無線通信ネットワークの切替を判定する例を説明した。しかしながら、この例には特に限定される必要はなく、切替判定部１３０は、以下に示す式（２）に各通信統計値を入力して、式（２）から出力されるスコアに基づいて、無線通信ネットワークの切替を判定してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　上記式（２）において、「ｗ」は、各通信統計値に対して予め設定された重み値に対応し、「ｘ」は各通信統計値に対応する。上記式（２）は、例えば、通信品質が良いほど高いスコアが出力されるように重み値が予め設定されてもよいし、通信品質が悪いほど高いスコアが出力されるように重み値が予め設定されてもよい。例えば、上記式（２）において、「ｗ」は、通信装置１０の管理者の経験則に基づいて設定される。例えば、管理者は、レイヤ３の通信統計値やレイヤ４の通信統計値の寄与度を大きくする場合、レイヤ３の通信統計値やレイヤ４の通信統計値に対する重み値「ｗ」を大きくする。
　切替判定部１３０は、例えば無線ＬＡＮネットワークを介して通信が行われている場合に、上記（２）を用いて算出したスコアと、セルラーネットワークを介して通信が行われている場合に上記式（２）を用いて算出したスコアとを比較する。比較の結果、切替判定部１３０は、スコア間に有意な差が認められる場合、通信品質の良い無線通信ネットワークへ切り替えるべきであると判定する。
　なお、切替判定部１３０は、上記式（２）による方法のみならず、各レイヤに対応する通信統計値を、各レイヤに対応する閾値との比較し、比較結果に応じて加算するポイントに基づいて、無線通信ネットワークの切替を判定してもよい。例えば、切替判定部１３０は、通信統計値１が閾値ＴＨ１より大きければ（品質が悪ければ）１点、通信統計値２が閾値ＴＨ２よりも大きければ１点というようにポイントを加算する。そして、切替判定部１３０は、加算ポイントが判定閾値よりも大きければ、無線通信ネットワークを切り替えるべきであると判定する。
　また、上記第１の実施形態では、切替判定部１３０が、レイヤ２～４、及びレイヤ７の通信統計値から、無線通信ネットワークの切替を実行すべきか否かの尺度を示すスコアを出力する学習モデルを用いて、無線通信ネットワークの切替を判定する例を説明した。この例には特に限定される必要はなく、切替判定部１３０は、レイヤ２～４のうちの少なくともいずれか１つの通信状況（通信統計値）に基づいて、無線通信ネットワークの切替を判定してもよい。この場合、切替判定部１３０は、レイヤ２～４のうちの少なくともいずれか１つの通信統計値を含む学習用データを用いて学習した学習モデルなどを利用して、無線通信ネットワークの切替を判定できる。また、切替判定部１３０は、少なくともレイヤ４の通信状況（通信統計値）に基づいて、無線通信ネットワークの切替を判定してもよい。この場合、切替判定部１３０は、少なくともレイヤ４の通信統計値を含む学習用データを用いて学習した学習モデルなどを利用して、無線通信ネットワークの切替を判定できる。
　また、上記第１の実施形態では、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークからセルラーネットワークへの切替を実行する例を説明したが、この例には特に限定される必要はない。例えば、無線通信ネットワークの切替が行われたタイミングで、各通信統計値に基づいて切替の判定を行ってもよい。
　例えば、切替判定部１３０は、セルラーネットワークへの切替後に、セルラーネットワークを介した通信の各通信統計値を取得する。そして、切替判定部１３０は、取得した各通信統計値を学習モデルに入力し、学習モデルから出力されたスコアＳを取得する。切替判定部１３０は、学習モデルから出力されたスコアＳが０．５を上回る場合、切替前の無線ＬＡＮネットワークを利用中に学習モデルから出力されたスコアＳと比較する。そして、切替判定部１３０は、スコアＳの比較結果に基づいて、セルラーネットワークへ切替後の通信品質を検証する。切替判定部１３０は、セルラーネットワークへの切替後のスコアＳが、無線ＬＡＮネットワークを利用中のスコアＳ以下である場合、セルラーネットワークの利用を継続してもよい。一方、切替判定部１３０は、セルラーネットワークへの切替後のスコアＳが、無線ＬＡＮネットワークを利用中のスコアＳを上回っている場合、無線ＬＡＮネットワークへの切替を行ってもよい。
（２．第２の実施形態）
［２－１．第２の実施形態に係る通信装置の構成］
　第１の実施形態では、レイヤ２～４、レイヤ７の通信状況に基づいて、無線ＬＡＮネットワークからセルラーネットワークに切り替えるかを判定する例を説明した。第５世代の通信規格に対応した通信インフラの普及に先駆け、第４世代（４Ｇ）などの既存の通信規格に準拠したセルラーネットワークに留まらず、第５世代（５Ｇ）の通信規格に準拠したセルラーネットワークに対する対応が求められる。そこで、以下に説明する第２の実施形態では、切替先のセルラーネットワークとして複数の候補がある例を説明する。
　図６は、本開示の第２の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。図６に示すように、第２の実施形態に係る通信装置１０は、無線通信部１２１が、Ｓｕｂ６制御部２３１と、ミリ波制御部２３２とを備える点が第１の実施形態に係る通信装置１０とは異なる。
　通信装置１０は、セルラー通信基地局３０との間に構築されるセルラーネットワークとして、第５世代（５Ｇ）の通信規格に準拠したＳｕｂ６ネットワーク（第１のネットワークの一例）と、ミリ波ネットワーク（第２のネットワークの一例）を利用できる。Ｓｕｂ６ネットワーク及びミリ波ネットワークは、それぞれ使用する周波数の帯域が異なる。通信装置１０は、セルラー通信基地局３０に接続可能な通信エリア内に位置するとき、Ｓｕｂ６ネットワーク又はミリ波ネットワークの無線通信経路を介して、セルラー通信基地局３０に接続し、コアネットワーク５０等を介して、インターネット６０に接続できる。
　Ｓｕｂ６制御部２３１は、通信装置１０とセルラー通信基地局３０との間で、低い周波数の帯域を用いた通信を制御する。Ｓｕｂ６制御部２３１は、たとえば６ＧＨｚ（ギガヘルツ）未満の周波数帯域を利用する。
　ミリ波制御部２３２は、通信装置１０とセルラー通信基地局３０との間で、高い周波数の帯域を用いた通信を制御する。ミリ波制御部２３２は、たとえば３０ＧＨｚ（ギガヘルツ）未満の周波数帯域を利用する。ミリ波制御部２３２は、切替判定部１３０に対して、レイヤ２の通信状況を示す通信統計値を送る。ミリ波制御部２３２が切替判定部１３０に送るレイヤ２に対応した通信統計値として、ビームフォーミングの数が例示される。
　切替判定部１３０は、ミリ波制御部２３２から、レイヤ２に対応した通信統計値として、ビームフォーミングの数を取得する。切替判定部１３０は、ミリ波制御部２３２から取得するビームフォーミングの数を加味して、無線通信ネットワークの切替を判定する。
　例えば、切替判定部１３０は、ビームフォーミングの数を変数として学習した学習モデルに各通信統計値を入力して、学習モデルから出力されるスコアＳを取得し、取得したスコアＳに基づいて、無線通信ネットワークの切替を判定する。あるいは、切替判定部１３０は、ビームフォーミングの数を変数として含む上記式（２）を用いて算出されるスコアに基づいて、無線通信ネットワークの切替を判定する。
　また、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークを他の無線通信ネットワークに切り替える場合、セルラー通信基地局３０との間の通信状況に基づいて、Ｓｕｂ６ネットワーク又はミリ波ネットワークのいずれに切り替えるかを判定する。切替判定部１３０は、例えば、無線通信ネットワークをセルラーネットワークに切り替える際、ビームフォーミングの数が所定の閾値を下回る場合、Ｓｕｂ６ネットワークを切替先として選択できる。
　通信切替部１２４は、切替判定部１３０からの切替指示に従って、Ｓｕｂ６ネットワーク又はミリ波ネットワークへの切替を実行する。
［２－２．第２の実施形態に係る通信装置の切替処理の手順］
　図７を用いて、本開示の第２の実施形態に係る通信装置の切替処理の手順を説明する。図７は、本開示の第２の実施形態に係る通信装置の切替処理の流れを示すフローチャートである。図７に示す処理は、主に、通信切替部１２４及び切替判定部１３０により実行される。図７に示す処理は、無線ＬＡＮネットワークへの接続をトリガーとして、通信装置１０の通信中に繰り返し実行される。
　図７に示すように、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
　切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中であると判定すると（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４及びレイヤ７の各通信統計値を取得する（ステップＳ２０２）。
　切替判定部１３０は、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４及びレイヤ７の各通信統計値を学習モデルに入力し、学習モデルから取得されるスコアＳが閾値を上回っているかを判定する（ステップＳ２０３）。
　切替判定部１３０が、スコアＳが閾値を上回っていると判定すると（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、通信切替部１２４は、切替判定部１３０からの切替指示に従って、セルラーネットワークへの切替を実行し（ステップＳ１０４）、図７に示す処理を終了する。
　一方、切替判定部１３０は、スコアＳが閾値を上回っていないと判定すると（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、図７に示す処理を終了する。
　上記ステップＳ２０１において、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中ではないと判定すると（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、図７に示す処理を終了する。
　なお、第２の実施形態では、切替判定部１３０は、セルラー通信基地局３０との間の通信品質に基づいて、Ｓｕｂ６ネットワーク又はミリ波ネットワークを切替先として選択する例を説明したが、この例には特に限定される必要はない。例えば、切替判定部１３０は、セルラー通信基地局３０との間の通信状況に基づいて、３Ｇ、ＬＴＥ、４Ｇ、又は５Ｇのセルラーネットワークの中からいずれかを切替先として選択してもよい。
（３．第３の実施形態）
［３－１．第３の実施形態に係る通信装置の構成］
　従来、例えば、ネットワークキャリアに与えられた低遅延のネットワークスライスや大容量のネットワークスライス、そして無線ＬＡＮネットワークなど、特性の異なる３つ以上の通信ネットワーク間の切替は考えられていない。そこで、以下に説明する第３の実施形態では、コアネットワーク５０を仮想的に分割した複数のネットワークスライスを含んだ特性の異なる３つの通信ネットワーク間の切替を制御する例を説明する。
　図８は、本開示の第３の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。図８に示すように、第３の実施形態に係る通信装置１０は、ネットワークスライス制御部１２５を備える点が上記実施形態に係る通信装置１０とは異なる。
　ネットワークスライス制御部１２５は、通信切替部１２４からの指示に従って、コアネットワーク５０を仮想的に分割した複数のネットワークスライスとセルラーネットワークとの接続を制御する。ネットワークスライス制御部１２５は、切替判定部１３０に対し、ネットワークスライスごとの通信状況を示す情報を送る。ネットワークスライスごとの通信状況を示す情報として、ネットワークスライスごとの遅延やスループットが例示される。
　ネットワークスライス制御部１２５により接続が制御されるネットワークスライスとして、低遅延通信用ネットワークスライスや、大容量通信用ネットワークスライスが例示される。低遅延通信用ネットワークスライスは、例えば、ＶｏＩＰ（Voice　over　Internet　Protocol）通信などの低遅延が要求されるアプリケーションとホスト（インターネット６０上のサーバ装置など）との通信に利用される。大容量通信用ネットワークスライスは、動画コンテンツやＶＲ（Virtual　Reality）、ＡＲ（Augmented　Reality）などの大容量通信を要求するアプリケーションとホストとの通信に利用される。
　切替判定部１３０は、ホスト（インターネット６０上のサーバ装置など）と通信中のアプリケーション（ａｐｐ１１１～１１３）の通信特性に基づいて、通信に必要となるトラフィック特性を考慮し、ネットワークスライスを選択する。例えば、切替判定部１３０は、ネットワークスライス制御部１２５からネットワークスライスごとの通信状況を示す遅延やスループットを取得する。切替判定部１３０は、ネットワークスライスごとの遅延やスループットに基づいて、ホストと通信中のアプリケーション（ａｐｐ１１１～１１３）の通信特性に応じたネットワークスライスを選択し、切替指示を通信切替部１２４に送る。
　例えば、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替える際、アプリケーションの通信特性に応じたネットワークスライスの切替を実行できる。すなわち、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワーク、低遅延通信用ネットワークスライス、並びに大容量通信用ネットワークスライスといった特性の異なる３つの通信ネットワークの切替を実行できる。なお、切替判定部１３０は、セルラーネットワークへの切替後に、ネットワークスライスごとの遅延やスループットに基づいて、ホストと通信中のアプリケーションの通信特性に応じて、柔軟にネットワークスライスの切替を行ってもよい。
　通信切替部１２４は、切替判定部１３０からの切替指示に従って、切替判定部１３０により選択されたセルラーネットワークへの切替を実行する。さらに、通信切替部１２４は、切替判定部１３０により選択されたネットワークスライスへの切替指示をネットワークスライス制御部１２５に送出する。
［３－２．第３の実施形態に係る通信装置の切替処理の手順］
　図９を用いて、本開示の第３の実施形態に係る通信装置の切替処理の手順を説明する。図９は、本開示の第３の実施形態に係る通信装置の切替処理の流れを示すフローチャートである。図９に示す処理は、主に、通信切替部１２４及び切替判定部１３０により実行される。図９に示す処理は、無線ＬＡＮネットワークへの接続をトリガーとして、通信装置１０の通信中に繰り返し実行される。
　図９に示すように、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。
　切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中であると判定すると（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４及びレイヤ７の各通信統計値を取得する（ステップＳ３０２）。
　切替判定部１３０は、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４及びレイヤ７の各通信統計値を学習モデルに入力し、学習モデルから取得されるスコアＳが閾値を上回っているかを判定する（ステップＳ３０３）。
　切替判定部１３０は、スコアＳが閾値を上回っていると判定すると（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、ホスト（インターネット６０におけるサーバなど）と通信中のアプリケーションの通信特性に応じたネットワークスライスを選択する（ステップＳ３０４）。切替判定部１３０は、ネットワークスライス制御部１２５から取得するネットワークスライスごとの遅延やスループットに基づいて、ホストと通信中のアプリケーションの通信特性に応じたアプリケーションの通信特性に応じたネットワークスライスを選択できる。
　通信切替部１２４は、切替判定部１３０からの切替指示に従って、切替判定部１３０により選択されたネットワークスライスへの切替指示をネットワークスライス制御部１２５に送出して（ステップＳ３０５）、図９に示す処理を終了する。
　上記ステップＳ３０３において、切替判定部１３０は、スコアＳが閾値を上回っていないと判定すると（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、図９に示す処理を終了する。
　上記ステップＳ３０１において、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中ではないと判定すると（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、図９に示す処理を終了する。
（４．第４の実施形態）
［４－１．第４の実施形態に係る通信装置の構成］
　従来、ネットワークキャリアに与えられたネットワークスライスや通信経路では、ユーザのアプリケーションが要求するネットワーク特性を満足できない場合がある。そこで、アプリケーションが必要とするネットワーク特性を実現するために作られたオーバーレイネットワークをサービス提供者が構築し、アプリケーションに応じて選択できるようにしてもよい。そこで、以下に説明する第４の実施形態では、コアネットワーク５０上に構築された複数のオーバーレイネットワークの切替を制御する例を説明する。
　図１０は、本開示の第４の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。図１０に示すように、第４の実施形態に係る通信装置１０は、オーバーレイネットワーク制御部１２６を備える点が上記実施形態に係る通信装置１０とは異なる。
　オーバーレイネットワーク制御部１２６は、通信切替部１２４からの指示に従って、複数のオーバーレイネットワークとセルラーネットワークとの接続を制御する。オーバーレイネットワーク制御部１２６は、切替判定部１３０に対し、オーバーレイネットワークの通信状況を示す情報を送る。オーバーレイネットワークの通信状況を示す情報として、オーバーレイネットワークごとの遅延やスループットが例示される。
　オーバーレイネットワーク制御部１２６により接続が制御されるオーバーレイネットワークとして、通信先のホスト（インターネット６０上のサーバ装置など）との間で遅延優先のルーティングが設定されたネットワークが例示される。遅延優先のルーティングが設定されたオーバーレイネットワークは、オンラインゲームのように許容遅延が予め定められているアプリケーションとホストとの通信に利用される。
　切替判定部１３０は、ホストと通信中のアプリケーション（ａｐｐ１１１～１１３）から取得したネットワーク特性の要求に応じて、アプリケーションの要求を満たすネットワーク特性を備えたオーバーレイネットワークを選択する。例えば、切替判定部１３０は、オーバーレイネットワーク制御部１２６からオーバーレイネットワークごとの通信状況を示す遅延やスループットを取得する。切替判定部１３０は、オーバーレイネットワークごとの遅延やスループットに基づいて、ホストと通信中のアプリケーションからの要求を満たすネットワーク特性を備えたオーバーレイネットワークを選択し、切替指示を通信切替部１２４に送る。
　切替判定部１３０は、例えば、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替える際、アプリケーションからの要求を満たすネットワーク特性を備えたオーバーレイネットワークの選択を実行できる。なお、切替判定部１３０は、セルラーネットワークへの切替後に、ホストと通信中のアプリケーションからの要求に応じて、柔軟にオーバーレイネットワークへの切替を行ってもよい。
　通信切替部１２４は、切替判定部１３０からの切替指示に従って、切替判定部１３０により選択されたセルラーネットワークへの切替を実行する。さらに、通信切替部１２４は、切替判定部１３０により選択されたオーバーレイネットワークへの切替指示をオーバーレイネットワーク制御部１２６に送出する。
［４－２．第４の実施形態に係る通信装置の切替処理の手順］
　図１１を用いて、本開示の第４の実施形態に係る通信装置の切替処理の手順を説明する。図１１は、本開示の第４の実施形態に係る通信装置の切替処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示す処理は、主に、通信切替部１２４及び切替判定部１３０により実行される。図１１に示す処理は、無線ＬＡＮネットワークへの接続をトリガーとして、通信装置１０の通信中に繰り返し実行される。
　図１１に示すように、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。
　切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中であると判定すると（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４及びレイヤ７の各通信統計値を取得する（ステップＳ４０２）。
　切替判定部１３０は、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４及びレイヤ７の各通信統計値を学習モデルに入力し、学習モデルから取得されるスコアＳが閾値を上回っているかを判定する（ステップＳ４０３）。
　切替判定部１３０は、スコアＳが閾値を上回っていると判定すると（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、ホストと通信中のアプリケーションからの要求に応じたネットワーク特性を備えるオーバーレイネットワークを選択する（ステップＳ４０４）。切替判定部１３０は、オーバーレイネットワーク制御部１２６から取得するオーバーレイネットワークごとの遅延やスループットに基づいて、ホストと通信中のアプリケーションからの要求に応じたオーバーレイネットワークを選択できる。
　通信切替部１２４は、切替判定部１３０からの切替指示に従って、切替判定部１３０により選択されたオーバーレイネットワークへの切替指示をオーバーレイネットワーク制御部１２６に送出し（ステップＳ４０５）、図１１に示す処理を終了する。
　上記ステップＳ４０３において、切替判定部１３０は、スコアＳが閾値を上回っていないと判定すると（ステップＳ４０３；Ｎｏ）、図１１に示す処理を終了する。
　上記ステップＳ４０１において、切替判定部１３０は、無線ＬＡＮネットワークに接続中ではないと判定すると（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、図１１に示す処理を終了する。
（５．その他）
　上記各実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
　また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。たとえば、図２に示す通信切替部１２４と切替判定部１３０とが機能的または物理的に統合されていてもよい。
　また、切替判定部１３０により実現される処理機能は、通信装置１０に実装されていなくても良く、通信装置１０と通信可能なクラウドサーバ等の外部の情報処理装置に実装されてもよい。このとき、通信装置１０は、クラウドサーバ等に対して通信統計値を送信し、クラウドサーバ等から、無線通信ネットワークの切替の実否を示す判定結果を取得して、無線通信ネットワークの切替を実行できる。
　また、上述してきた各実施形態及び変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
　また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
（６．本開示に係る通信装置による効果）
　上述のように、本開示に係る通信装置（実施形態における通信装置１０）は、無線通信部（実施形態における無線通信部１２１）と、判定部（実施形態に係る切替判定部１３０）とを備える。無線通信部は、周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信する。判定部は、複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する。
　このように、本開示に係る通信装置は、ユーザの通信のうち、少なくともレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、他の無線通信ネットワークへの切替を実現できる。このため、できるだけ通信品質の良い通信ネットワークへの切替を実現できる。従来の無線ＬＡＮ通信方式とセルラー通信方式の切替基準は、無線ＬＡＮの信号強度や、無線区間のフレーム送受信のエラー率や遅延などをもとに切替を実施するが、ユーザが通信しているサーバ装置などのホストとの通信路の品質は不明である。そこで、本開示に係る通信装置は、無線区間の通信品質だけでなく、サーバまでの通信品質や、ユーザのアプリケーションでの通信の状況を取得する。これにより、本開示に係る通信装置は、通信ネットワーク全体での通信品質を評価することができ、ユーザのＵＸ（User　eXperience：ユーザがサービスを通じて感じられる体験）を改善できる。
　また、判定部は、少なくともレイヤ４の通信状況に基づいて、他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する。これにより、本開示に係る通信装置は、ユーザの通信のうち、少なくともＴＣＰのプロトコルを用いた通信状況に基づいて、他の無線通信ネットワークへの切替を実現できる。
　また、複数の無線通信ネットワークは、無線ＬＡＮ基地局（実施形態における無線ＬＡＮ基地局２０）を介する無線ＬＡＮネットワークと、セルラー通信基地局（実施形態におけるセルラー通信基地局３０）を介するセルラーネットワークとを含む。判定部は、無線ＬＡＮネットワークを介して行われる通信の通信状況に基づいて、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークへ切り替えるかを判定する。これにより、本開示に係る通信装置は、無線ＬＡＮネットワークを介した通信状況が悪い場合、セルラーネットワークを優先させることができる。
　また、セルラーネットワークは、周波数帯が互いに異なる第１のネットワーク（実施形態において、たとえばＳｕｂ６ネットワーク）と第２のネットワーク（実施形態における、たとえばミリ波ネットワーク）とを含む。判定部は、セルラー通信基地局との間の通信品質に基づいて、無線ＬＡＮネットワークを第１のネットワーク又は第２のネットワークのいずれに切り替えるかを判定する。これにより、本開示に係る通信装置は、切替先とするセルラーネットワークの選択肢を広げることができる。
　また、第１のネットワーク及び第２のネットワークは、第５世代の通信規格に準拠した無線通信ネットワークである。これにより、本開示に係る通信装置は、切替先として選択するセルラーネットワークとして第５世代の通信規格に準拠したセルラーネットワークを採用できる。
　また、本開示に係る通信装置は、ネットワークスライス制御部（実施形態におけるネットワークスライス制御部１２５）をさらに備える。ネットワークスライス制御部は、セルラー通信基地局を管理する通信事業者の通信ネットワークを仮想的に分割した複数のネットワークスライスとセルラーネットワークとの接続を制御する。判定部は、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替える際、ネットワークスライス制御部から取得される通信状況を示す情報に基づいて、複数のネットワークスライスの中から、アプリケーションの通信特性に応じたネットワークスライスへ切り替えるかを判定する。これにより、本開示に係る通信装置は、無線ＬＡＮネットワークからセルラーネットワークへの切替だけでなく、アプリケーションの通信特性に応じたネットワークスライスの切替も実現できる。
　また、本開示に係る通信装置は、オーバーレイネットワーク制御部（実施形態におけるオーバーレイネットワーク制御部１２６）をさらに備える。オーバーレイネットワーク制御部は、セルラー通信基地局を管理する通信事業者の通信ネットワーク上に構築された複数のオーバーレイネットワークとセルラーネットワークとの接続を制御する。判定部は、無線ＬＡＮネットワークをセルラーネットワークに切り替える際、オーバーレイネットワーク制御部から取得される通信状況を示す情報に基づいて、複数のオーバーレイネットワークの中から、アプリケーションからの要求を満たすネットワーク特性を備えたオーバーレイネットワークへ切り替えるかを判定する。これにより、本開示に係る通信装置は、無線ＬＡＮネットワークからセルラーネットワークへの切替だけでなく、アプリケーションからの要求を満たすネットワーク特性を備えたオーバーレイネットワークの切替も実現できる。
　また、判定部は、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、並びにレイヤ７の各々における通信状況を示す通信統計値を取得し、取得した通信統計値に基づいて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する。これにより、本開示に係る通信装置は、無線区間だけではなく、ＩＰやＴＣＰなどの有線区間を含む通信ネットワークの全体に渡ったエンドツーエンドのネットワーク品質を評価できる。
　また、判定部は、各通信統計値から無線通信ネットワークの切替を実行すべきか否かの尺度を示すスコアを出力する学習モデルを用いて、複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する。これにより、本開示に係る通信装置は、ホスト（ユーザが通信しているサーバ装置など）と通信するユーザのネットワーク品質を評価するための様々な通信統計値から、無線通信ネットワークの切替を実行すべきか否かの尺度を自動的に取得できる。
　また、本開示に係る通信装置１０は、判定部による判定結果に基づいて、無線通信ネットワークの切替を実行する切替部（実施形態に係る通信切替部１２４）をさらに備える。これにより、本開示に係る通信装置１０は、既存の切替機能を生かして、無線通信ネットワークの切替を実現できる。
（７．ハードウェア構成）
　上述してきた各実施形態に係る通信装置１０による処理は、例えば図１２に示すような構成のコンピュータ１０００によって実現される。以下、本開示の実施形態に係る通信装置１０を例に挙げて説明する。図１２は、本開示に係る通信装置１０の機能を実現するコンピュータ１０００の一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）１３００、ＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）１４００、通信インターフェイス１５００、及び入出力インターフェイス１６００を有する。コンピュータ１０００の各部は、バス１０５０によって接続される。
　ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。例えば、ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムをＲＡＭ１２００に展開し、各種プログラムに対応した処理を実行する。
　ＲＯＭ１３００は、コンピュータ１０００の起動時にＣＰＵ１１００によって実行されるＢＩＯＳ（Basic　Input　Output　System）等のブートプログラムや、コンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
　ＨＤＤ１４００は、ＣＰＵ１１００によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を非一時的に記録する、コンピュータ１０００が読み取り可能な記録媒体である。具体的には、ＨＤＤ１４００は、たとえば図２に示すアプリケーションプログラムａｐｐ１１１～ａｐｐ１１３や、切替判定部１３０により実行される各種処理機能を実現するためのプログラムを記録する記録媒体である。
　通信インターフェイス１５００は、コンピュータ１０００が外部ネットワーク１５５０（例えばインターネット）と接続するためのインターフェイスである。例えば、ＣＰＵ１１００は、通信インターフェイス１５００を介して、他の機器からデータを受信したり、ＣＰＵ１１００が生成したデータを他の機器へ送信したりする。
　入出力インターフェイス１６００は、入出力デバイス１６５０とコンピュータ１０００とを接続するためのインターフェイスである。例えば、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、キーボードやマウス等の入力デバイスからデータを受信する。また、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、ディスプレイやスピーカーやプリンタ等の出力デバイスにデータを送信する。また、入出力インターフェイス１６００は、所定の記録媒体（メディア）に記録されたプログラム等を読み取るメディアインターフェイスとして機能してもよい。メディアとは、例えばＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）、ＰＤ（Phase　change　rewritable　Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto-Optical　disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
　例えば、コンピュータ１０００が第１の実施形態に係る通信装置１０として機能する場合、コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、ＲＡＭ１２００上にロードされたプログラム（図５，７，９，１１の処理を実現するためのプログラムなど）を実行する。これにより、通信装置１０により実行される各種処理等の機能が実現される。また、ＨＤＤ１４００には、本開示に係る通信装置１０による処理を実現するためのプログラムや、かかるプログラムの処理に用いられるデータなどが格納される。なお、ＣＰＵ１１００は、プログラムデータ１４５０をＨＤＤ１４００から読み取って実行するが、他の例として、外部ネットワーク１５５０を介して、他の装置からこれらのプログラムを取得してもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信する無線通信部と、
　前記複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する判定部と、
　を備える通信装置。
（２）
　前記判定部は、少なくともレイヤ４の通信状況に基づいて、前記他のネットワークへ切り替えるかを判定する
　前記（１）に記載の通信装置。
（３）
　前記複数の無線通信ネットワークは、
　無線ＬＡＮ基地局を介する無線ＬＡＮネットワークと、セルラー通信基地局を介するセルラーネットワークとを含み、
　前記判定部は、
　前記無線ＬＡＮネットワークを介して行われる通信の前記通信状況に基づいて、前記無線ＬＡＮネットワークを前記セルラーネットワークへ切り替えるかを判定する
　前記（２）に記載の通信装置。
（４）
　前記セルラーネットワークは、
　周波数帯が互いに異なる第１のネットワークと第２のネットワークとを含み、
　前記判定部は、
　前記セルラー通信基地局との間の通信品質に基づいて、前記無線ＬＡＮネットワークを前記第１のネットワーク又は前記第２のネットワークのいずれに切り替えるかを判定する
　前記（２）又は前記（３）に記載の通信装置。
（５）
　前記第１のネットワーク及び前記第２のネットワークは、第５世代の通信規格に準拠した無線通信ネットワークである
　前記（４）に記載の通信装置。
（６）
　前記セルラー通信基地局を管理する通信事業者の通信ネットワークを仮想的に分割した複数のネットワークスライスと前記セルラーネットワークとの接続を制御するネットワークスライス制御部をさらに備え、
　前記判定部は、
　前記無線ＬＡＮネットワークを前記セルラーネットワークに切り替える際、前記ネットワークスライス制御部から取得される通信状況を示す情報に基づいて、複数のネットワークスライスの中から、アプリケーションの通信特性に応じたネットワークスライスへ切り替えるかを判定する
　前記（３）に記載の通信装置。
（７）
　前記セルラー通信基地局を管理する通信事業者の通信ネットワーク上に構築された複数のオーバーレイネットワークと前記セルラーネットワークとの接続を制御するオーバーレイネットワーク制御部をさらに備え、
　前記判定部は、
　前記無線ＬＡＮネットワークを前記セルラーネットワークに切り替える際、前記オーバーレイネットワーク制御部から取得される通信状況を示す情報に基づいて、複数のオーバーレイネットワークの中から、アプリケーションからの要求を満たすネットワーク特性を備えたオーバーレイネットワークへ切り替えるかを判定する
　前記（３）に記載の通信装置。
（８）
　前記判定部は、
　レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４並びにレイヤ７の通信状況を示す通信統計値を取得し、取得した通信統計値に基づいて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する
　前記（２）に記載の通信装置。
（９）
　前記判定部は、
　前記各通信統計値から前記無線通信ネットワークの切替を実行すべきか否かの尺度を示すスコアを出力する学習モデルを用いて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する
　前記（８）に記載の通信装置。
（１０）
　前記判定部による判定結果に基づいて、前記無線通信ネットワークの切替を実行する切替部をさらに備える
　前記（１）に記載の通信装置。
（１１）
　コンピュータが、
　周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信し、
　前記複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する
　通信方法。
（１２）
　コンピュータに、
　周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信させ、
前記複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定させる
　通信プログラム。
　１　通信システム
　１０　通信装置
　２０　無線ＬＡＮ基地局
　３０　セルラー通信基地局
　４０　バックボーンネットワーク
　５０　コアネットワーク
　６０　インターネット
　１１０　アプリケーション部
　１１１，１１２，１１３　ａｐｐ
　１２０　制御部
　１２１　無線通信部
　１２２　ＩＰ制御部
　１２３　ＴＣＰ制御部
　１２４　通信切替部
　１３０　切替判定部
　２２１　セルラー制御部
　２２２　無線ＬＡＮ制御部
　２３１　Ｓｕｂ６制御部
　２３２　ミリ波制御部

Claims (12)

  1. 　周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信する無線通信部と、
    　前記複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する判定部と、
    　を備える通信装置。
  2. 　前記判定部は、少なくともレイヤ４の通信状況に基づいて、前記他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記複数の無線通信ネットワークは、
    　無線ＬＡＮ基地局を介する無線ＬＡＮネットワークと、セルラー通信基地局を介するセルラーネットワークとを含み、
    　前記判定部は、
    　前記無線ＬＡＮネットワークを介して行われる通信の前記通信状況に基づいて、前記無線ＬＡＮネットワークを前記セルラーネットワークへ切り替えるかを判定する請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記セルラーネットワークは、
    　周波数帯が互いに異なる第１のネットワークと第２のネットワークとを含み、
    　前記判定部は、
    　前記セルラー通信基地局との間の通信品質に基づいて、前記無線ＬＡＮネットワークを前記第１のネットワーク又は前記第２のネットワークのいずれに切り替えるかを判定する請求項３に記載の通信装置。
  5. 　前記第１のネットワーク及び前記第２のネットワークは、第５世代の通信規格に準拠した無線通信ネットワークである請求項４に記載の通信装置。
  6. 　前記セルラー通信基地局を管理する通信事業者の通信ネットワークを仮想的に分割した複数のネットワークスライスと前記セルラーネットワークとの接続を制御するネットワークスライス制御部をさらに備え、
    　前記判定部は、
    　前記無線ＬＡＮネットワークを前記セルラーネットワークに切り替える際、前記ネットワークスライス制御部から取得される通信状況を示す情報に基づいて、複数のネットワークスライスの中から、アプリケーションの通信特性に応じたネットワークスライスへ切り替えるかを判定する請求項３に記載の通信装置。
  7. 　前記セルラー通信基地局を管理する通信事業者の通信ネットワーク上に構築された複数のオーバーレイネットワークと前記セルラーネットワークとの接続を制御するオーバーレイネットワーク制御部をさらに備え、
    　前記判定部は、
    　前記無線ＬＡＮネットワークを前記セルラーネットワークに切り替える際、前記オーバーレイネットワーク制御部から取得される通信状況を示す情報に基づいて、複数のオーバーレイネットワークの中から、アプリケーションからの要求を満たすネットワーク特性を備えたオーバーレイネットワークへ切り替えるかを判定する請求項３に記載の通信装置。
  8. 　前記判定部は、
    　レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４並びにレイヤ７の通信状況を示す通信統計値を取得し、取得した各通信統計値に基づいて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する請求項２に記載の通信装置。
  9. 　前記判定部は、
    　前記各通信統計値から前記無線通信ネットワークの切替を実行すべきか否かの尺度を示すスコアを出力する学習モデルを用いて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する請求項８に記載の通信装置。
  10. 　前記判定部による判定結果に基づいて、前記無線通信ネットワークの切替を実行する切替部をさらに備える請求項１に記載の通信装置。
  11. 　コンピュータが、
    　周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信し、
    　前記複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定する
    　通信方法。
  12. 　コンピュータに、
    　周波数帯及び無線通信方式のうちの少なくとも一方が互いに異なる複数の無線通信ネットワークに選択的に接続して通信させ、
    前記複数の無線通信ネットワークのいずれかを介して行われるレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、及びレイヤ７の通信のうちの少なくともいずれかの１つの通信状況に基づいて、前記複数の無線通信ネットワークのうち他の無線通信ネットワークへ切り替えるかを判定させる
    　通信プログラム。
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