キャリアアグリゲーションを用いた無線端末の基地局選択方法、無線端末、アクセスポイント及びプログラム
【課題】無線端末が、広域無線ネットワークを介した基地局と、狭域無線ネットワークを介したアクセスポイントとを用いてキャリアアグリゲーション方式を実行する場合、スループットが最大となり且つ伝搬障害に強くする通信経路を構成する方法等を提供する。
【解決手段】無線端末は、広域無線ネットワークを介して送受信するデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信するデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有する。無線端末が、アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する第１のステップと、無線端末が、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する第２のステップとを有する。
【解決手段】無線端末は、広域無線ネットワークを介して送受信するデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信するデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有する。無線端末が、アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する第１のステップと、無線端末が、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する第２のステップとを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末と基地局との間におけるキャリアアグリゲーション(Carrier aggregation)の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信事業者側ネットワークとして、高速移動無線アクセスサービスを実現するために、セルラシステムの流れを持つＬＴＥ(Long Term Evolution)-Advancedや、固定無線アクセスシステムの流れを持つＷｉＭＡＸ２(Worldwide Interoperability for Microwave Access、IEEE802.16m)が注目されてきている。これら技術には、複数の周波数帯域を束ねて広い帯域幅を確保する「マルチキャリア」方式や「キャリアアグリゲーション」方式を適用することができる。
【０００３】
「マルチキャリア」方式によれば、１つの無線端末と１つの基地局との間で、複数の異なる搬送波（周波数キャリア）を束ねて広い帯域幅を確保することができる。無線端末は、送信データを複数に分割し、分割された各送信データを異なる搬送波に変調して１つの基地局へ同時に送信する。この場合、基地局が、複数の搬送波に基づくデータを統合する。また、「キャリアアグリゲーション」方式によれば、１つの無線端末と複数の基地局との間で、複数の無線ルートを束ねて広い帯域幅を確保することができる。無線端末は、送信データを複数に分割し、分割された各送信データを異なる基地局へ同時に送信する。この場合、広域無線ネットワークの通信事業者ネットワーク内に、これら異なる基地局を経由した複数のデータを統合するパケットゲートウェイを要する。これら２つの方式は、１つの送信データが複数の異なる搬送波又は無線回線を介して送信されるために、特定の周波数に影響する伝搬障害に強いという利点がある。
【０００４】
また、「キャリアアグリゲーション」方式として、キャリア毎に、ハンドオーバ元の第１の基地局が、無線端末へ、ハンドオーバ先の第２の基地局へ移行するべきハンドオーバ命令を送信し、無線端末が、キャリア毎に、第２の基地局へハンドオーバする技術もある（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、無線端末１が接続すべきキャリア毎の基地局を、通信事業者ネットワークから制御することができる。
【０００５】
更に、「キャリアアグリゲーション」方式として、例えば、広域無線ネットワークとしてのＷｉＭＡＸと、狭域無線ネットワークとして無線ＬＡＮとを束ねて通信することもできる。これによって、更に広い帯域幅を確保することができる。但し、自側無線端末と相手方装置との間に、これら異なる無線ネットワークを経由した複数のデータを統合するパケットゲートウェイを要する。
【０００６】
また、ユーザ側ネットワークとして、複数の無線端末を、アクセスポイントとしての１つ「モバイルルータ」の配下に収容する利用形態が多くなってきている。一般的なモバイルルータは、一方で無線ＬＡＮを介して無線端末と接続すると共に、他方でＷｉＭＡＸや３Ｇの広域無線ネットワークを介して基地局と接続する。例えばタブレット端末のような無線端末の場合、無線ＬＡＮを介してモバイルルータに接続することによって、存在場所に拘わらず、インターネットに接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０９７４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、無線端末は、直接的に広域無線ネットワークの基地局と接続すると共に、狭域無線ネットワークのアクセスポイント（又はモバイルルータ）と接続することによって、キャリアアグリゲーション方式を適用した通信をすることも想定できる。このとき、モバイルルータは、他方で広域無線ネットワークの基地局に接続されているとする。
【０００９】
しかしながら、このとき、無線端末が直接的に広域無線ネットワークの基地局に接続すると共に、モバイルルータも同一の基地局に接続する場合、キャリアアグリゲーションにおける、スループット改善効果の最大化や、特定周波数に影響する伝搬障害に強いという利点が得られない。また、無線端末やモバイルルータは、検知した複数の基地局の中で最も無線品質が高い（例えば受信レベルが最も高い）基地局を選択するために、通常、同じ位置に居れば、同一の基地局を選択することとなる。
【００１０】
そこで、本発明は、無線端末が、広域無線ネットワークを介した基地局と、狭域無線ネットワークを介したアクセスポイントとを用いてキャリアアグリゲーション方式を実行する場合、スループットが最大となるよう異なる搬送波又は無線回線による通信経路を構成し、且つ、伝搬障害に強くなるように通信経路を構成することができる無線端末の基地局選択方法、無線端末、アクセスポイント及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと、
広域無線ネットワークを介して基地局と、狭域無線ネットワークを介してアクセスポイントとの両方と同時に通信可能な無線端末と
を有するシステムにおける無線端末の基地局選択方法であって、
無線端末は、広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有し、
無線端末が、アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する第１のステップと、
無線端末が、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する第２のステップと
を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
第１のステップの以前に、無線端末が、広域無線ネットワークを介して、第１の基地局識別子が付与された第１の基地局と既に接続している場合、
第２のステップについて、無線端末は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対してハンドオーバする
ことも好ましい。
【００１３】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
他の装置は、広域無線ネットワークを介して通信可能な基地局選択サーバであり、
第１のステップの以前に、無線端末が、広域無線ネットワークを介して、第１の基地局識別子が付与された第１の基地局と既に接続している場合、
アクセスポイントが、無線端末に対するアクセスポイント識別子と、第１の基地局識別子とを含む位置登録メッセージを、基地局選択サーバへ送信し、
第２のステップについて、無線端末が、基地局選択サーバから、アクセスポイントが接続している第１の基地局の第１の基地局識別子を受信する
ことも好ましい。
【００１４】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
広域無線ネットワークは、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ又は３Ｇであり、
狭域無線ネットワークは、無線ＬＡＮ又はBluetooth（登録商標）であり、
アクセスポイントは、モバイルルータ、又は、無線回線をバックホールとするホットスポット用アクセスポイントであることも好ましい。
【００１５】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
キャリアアグリゲーション部は、広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束するために、ＳＣＴＰ(Stream Control Transmission Protocol)を用いることも好ましい。
【００１６】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
アクセスポイントは、モバイルルータであり、
モバイルルータは、広域無線ネットワークを介して第１の基地局及び第３の基地局の両方と同時に通信可能であり、
モバイルルータは、広域無線ネットワークを介して第１の基地局と送受信する第１のデータと、広域無線ネットワークを介して第３の基地局と送受信する第３のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有することも好ましい。
【００１７】
本発明によれば、
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと
の両方と同時に通信可能な無線端末であって、
広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション手段と、
アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する基地局識別子取得手段と、
第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する接続基地局選択手段と
を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、前述した無線端末と、広域無線ネットワークに配置された複数の基地局との間で、広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントであって、
無線端末へ、当該アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を送信する基地局識別子送信手段を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと
の両方と同時に通信可能な無線端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション手段と、
アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する基地局識別子取得手段と、
第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する接続基地局選択手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の無線端末の基地局選択方法、無線端末、アクセスポイント及びプログラムによれば、無線端末が、広域無線ネットワークを介した基地局と、狭域無線ネットワークを介したアクセスポイントとを用いてキャリアアグリゲーション方式を実行する場合、スループットが最大となるよう異なる搬送波又は無線回線による通信経路を構成し、且つ、伝搬障害に強くなるように通信経路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明におけるシステム構成図である。
【図２】本発明における第１のシーケンス図である。
【図３】本発明における第２のシーケンス図である。
【図４】本発明における第３のシーケンス図である。
【図５】本発明における第４のシーケンス図である。
【図６】本発明における無線端末の機能構成図である。
【図７】本発明における他の実施形態のシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明におけるシステム構成図である。
【００２４】
図１によれば、ユーザ操作可能な無線端末１は、広域無線ネットワークを介して基地局３と通信可能であると共に、狭域無線ネットワークを介してモバイルルータ２と通信可能である。無線端末１としては、例えば携帯電話機やスマートフォン、タブレット端末のようなものである。広域無線ネットワークは、例えばＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ又は３Ｇ(3rd Generation)であって、複数の基地局３を配置している。狭域無線ネットワークは、例えば無線ＬＡＮ(Local Area Network)又はBluetoothである。
【００２５】
また、図１によれば、ユーザは、無線端末１と共に、モバイルルータ２も所持しているとする。勿論、モバイルルータ２は、通信事業者によって運用管理される固定設置のホットスポット用アクセスポイントであって、無線回線によるバックホールを有するものであってもよい。モバイルルータ２は、狭域無線ネットワークを介して無線端末１に接続されると共に、広域無線ネットワークを介して基地局３に接続される。即ち、モバイルルータ２は、広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間で、ユーザデータを中継する。
【００２６】
無線端末１は、広域無線ネットワークを介して基地局３と、狭域無線ネットワークを介してモバイルルータ２との両方と、同時に通信可能である。ここで、無線端末１は、広域無線ネットワークと、狭域無線ネットワークとを束ねたキャリアアグリゲーション機能を実行する。
【００２７】
また、通信事業者によって運用管理される広域無線ネットワークのエッジ部分には、パケットゲートウェイ４が備えられている。パケットゲートウェイ４は、無線端末１のキャリアアグリゲーション機能に対向して、異なる基地局３を経由して受信された複数のデータを１つのデータに集束する。集束されたデータは、インターネットを介して相手先装置（サーバ）５へ転送される。逆に、相手先装置５から受信したデータは、宛先を無線端末１とする場合、そのデータを複数に分割し、各データを異なる基地局３を経由するべく送信する。
【００２８】
更に、図１によれば、インターネットに、基地局選択サーバ６が接続されている。基地局選択サーバ６は、無線端末１及びモバイルルータ２からアクセスされ、狭域無線ネットワークにおけるアクセスポイント識別子に対応付けて、そのアクセスポイントに接続された基地局の基地局識別子を記憶する。
アクセスポイント識別子 <-> 基地局識別子
【００２９】
ここで、基地局選択サーバ６は、具体的には更に、モバイルルータ（ＭＲ）１のＭＡＣ(Media Access Control)アドレスをアクセスポイント識別子に組み合わせて、基地局識別子を対応付けて記憶することも好ましい。
アクセスポイント識別子，ＭＲのＭＡＣアドレス <-> 基地局識別子
【００３０】
アクセスポイント識別子とは、無線ＬＡＮの場合、具体的にはＳＳＩＤ(Service Set IDentifier)である。ＳＳＩＤは、混信を避けるための最大３２文字までの英数字であって、ＳＳＩＤが一致する無線端末−アクセスポイント間でしか通信できないようにする。また、モバイルルータ２のＭＡＣアドレスは、具体的には４８ビットの１６進数である。更に、基地局識別子は、基地局に付与されたＢＳＩＤ(Base Station IDentifier)である。
【００３１】
図２は、本発明における第１のシーケンス図である。
【００３２】
（Ｓ２１）モバイルルータ２は、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立し、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ）を介した通信を確立している。これによって、無線端末１は、モバイルルータ２を介して広域無線ネットワークに接続し、インターネットを経由して相手先装置５と通信することができる。
尚、無線端末１は、通常、いずれの位置に存在しても、広域無線ネットワークの複数の基地局３からの電波を検出することができる。従って、無線端末１は、広域無線ネットワークを介して接続可能な複数の基地局３の基地局識別子を常に記憶することができる。
（Ｓ２２）このとき、無線端末１で、キャリアアグリゲーションを開始すべきトリガが発生したとする。例えば、無線端末１と相手先装置５との間で、通信量が増大し、広い帯域幅の無線リソースが必要となった場合を想定する。
（Ｓ２３）無線端末１は、モバイルルータ（アクセスポイント）２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該モバイルルータ２へ要求する。無線端末１は、基地局識別子要求メッセージを、モバイルルータ２へ送信する。
（Ｓ２４）これに対し、モバイルルータ２は、当該モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子（ＢＳＩＤ１）を、無線端末１へ応答する。
（Ｓ２５）ここで、無線端末１は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子を選択する。
（Ｓ２６）無線端末１は、選択された第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、通信確立シーケンスを実行する。これによって、無線端末１は、無線ＬＡＮを介してモバイルルータ２を経由して広域無線ネットワークの第１の基地局と通信すると共に、同時に、直接的に広域無線ネットワークの第２の基地局と通信することができる。
（Ｓ２７）そして、無線端末１は、基地局３の広域無線ネットワークと、モバイルルータ２の狭域無線ネットワークとの両方を用いて、パケットゲートウェイ４との間で、キャリアアグリゲーション機能を実行する。
【００３３】
図３は、本発明における第２のシーケンス図である。
【００３４】
（Ｓ３１）無線端末１は、最初に、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立する。これによって、無線端末１は、広域無線ネットワークを介してインターネットを経由して、相手先装置５と通信することができる。
また、モバイルルータ２は、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立している。
（Ｓ３２）このとき、無線端末１で、キャリアアグリゲーションを開始すべきトリガが発生したとする（図２のＳ２２と同様）。ここで、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ）を介した通信を確立する。
（Ｓ３３）そして、無線端末１は、モバイルルータ（アクセスポイント）２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該モバイルルータ２へ要求する（図２のＳ２２と同様）。無線端末１は、例えば基地局識別子要求メッセージを、モバイルルータ２へ送信する。
（Ｓ３４）これに対し、モバイルルータ２は、当該モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子（ＢＳＩＤ１）を、無線端末１へ応答する（図２のＳ２４と同様）。
（Ｓ３５）ここで、無線端末１は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子を選択する（図２のＳ２５と同様）。
（Ｓ３６）無線端末１は、広域無線ネットワークについて、既に通信を確立している第１の基地局識別子の第１の基地局３Ａから、第２の基地局識別子の第２の基地局３Ｂに対して、ハンドオーバする。即ち、無線端末１は、第２の基地局３Ｂに対して、通信確立シーケンスを実行する。これによって、無線端末１は、無線ＬＡＮを介してモバイルルータ２を経由して広域無線ネットワークの第１の基地局と通信すると共に、同時に、直接的に広域無線ネットワークの第２の基地局と通信することができる。
（Ｓ３７）そして、無線端末１は、基地局３の広域無線ネットワークと、モバイルルータ２の狭域無線ネットワークとの両方を用いて、パケットゲートウェイ４との間で、キャリアアグリゲーション機能を実行する（図２のＳ２７と同様）。
【００３５】
図４は、本発明における第３のシーケンス図である。
【００３６】
図４によれば、図２と比較して、基地局選択サーバ６が、インターネットに接続されている。
（Ｓ４１）モバイルルータ２は、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立し、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ）を介した通信を確立している。これによって、無線端末１は、モバイルルータ２を介して広域無線ネットワークに接続し、インターネットを経由して相手先装置５と通信することができる（図２のＳ２１と同様）。
ここで、モバイルルータ２は、ＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに対応付けた第１の基地局識別子を、基地局選択サーバ６へ送信する。即ち、モバイルルータ２は、ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレス及び第１の基地局識別子を含む基地局識別子登録メッセージを、基地局選択サーバ６へ送信する。基地局選択サーバ６は、ＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに対応付けて第１の基地局識別子を記憶し、応答メッセージをモバイルルータ２へ返信する。
（Ｓ４２）このとき、無線端末１で、キャリアアグリゲーションを開始すべきトリガが発生したとする（図２のＳ２２と同様）
（Ｓ４３）無線端末１は、モバイルルータ（アクセスポイント）２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、基地局選択サーバ６へ要求する。無線端末１は、ＳＳＩＤ及びモバイルルータのＭＡＣアドレスを含む基地局識別子要求メッセージを、モバイルルータ２を介して基地局選択サーバ６へ送信する。この要求メッセージには、ＳＳＩＤ及びモバイルルータのＭＡＣアドレスが含まれる。
（Ｓ４４）これに対し、基地局選択サーバ６は、受信したＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに基づいて基地局識別子を検索し、その基地局識別子を含む応答メッセージを、無線端末１へ返信する。ここでは、当該モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子（ＢＳＩＤ１）が、無線端末１へ応答される。
（Ｓ４５）これに対し、無線端末１は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子を選択する（図２のＳ２５と同様）。
（Ｓ４６）無線端末１は、選択された第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、通信確立シーケンスを実行する（図２のＳ２６と同様）。これによって、無線端末１は、無線ＬＡＮを介してモバイルルータ２を経由して広域無線ネットワークの第１の基地局と通信すると共に、同時に、直接的に広域無線ネットワークの第２の基地局と通信することができる（図２のＳ２６と同様）。
（Ｓ４７）そして、無線端末１は、基地局３の広域無線ネットワークと、モバイルルータ２の狭域無線ネットワークとの両方を用いて、パケットゲートウェイ４との間で、キャリアアグリゲーション機能を実行する（図２のＳ２７と同様）。
【００３７】
図５は、本発明における第４のシーケンス図である。
【００３８】
（Ｓ５１）無線端末１は、最初に、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立する。これによって、無線端末１は、広域無線ネットワークを介してインターネットを経由して、相手先装置５と通信することができる（図４のＳ４１と同様）。
また、モバイルルータ２は、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワークを介した通信を確立する。ここで、モバイルルータ２は、ＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに対応付けた第１の基地局識別子を、基地局選択サーバ６へ送信する。モバイルルータ２は、基地局識別子登録メッセージを、基地局選択サーバ６へ送信する。基地局選択サーバ６は、ＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに対応付けて第１の基地局識別子を記憶し、応答メッセージをモバイルルータ２へ返信する。
（Ｓ５２）このとき、無線端末１で、キャリアアグリゲーションを開始すべきトリガが発生したとする（図３のＳ３２と同様）。ここで、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ）を介した通信を確立し始める。
（Ｓ５３）無線端末１は、モバイルルータ２との間の狭域無線ネットワークを介した通信確立を待つことなく、モバイルルータ（アクセスポイント）２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、基地局選択サーバ６へ要求する。無線端末１は、ＳＳＩＤ及びモバイルルータのＭＡＣアドレスを含む基地局識別子要求メッセージを、基地局選択サーバ６へ送信する（図４のＳ４３と同様）。
（Ｓ５４）これに対し、基地局選択サーバ６は、受信したＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに基づいて基地局識別子を検索し、その基地局識別子を含む応答メッセージを、無線端末１へ返信する。ここでは、当該モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子（ＢＳＩＤ１）が、無線端末１へ応答される（図４のＳ４４と同様）。それまでの間に、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワークを介した通信を確立する。
（Ｓ５５）これに対し、無線端末１は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子を選択する（図４のＳ４５と同様）。
（Ｓ５６）無線端末１は、既に通信を確立している第１の基地局識別子の第１の基地局３Ａから、第２の基地局識別子の第２の基地局３Ｂに対して、ハンドオーバする。即ち、無線端末１は、第２の基地局３Ｂに対して、通信確立シーケンスを実行する。これによって、無線端末１は、無線ＬＡＮを介してモバイルルータ２を経由して広域無線ネットワークの第１の基地局と通信すると共に、同時に、直接的に広域無線ネットワークの第２の基地局と通信することができる（図３のＳ３６と同様）。
（Ｓ５７）そして、無線端末１は、基地局３の広域無線ネットワークと、モバイルルータ２の狭域無線ネットワークとの両方を用いて、パケットゲートウェイ４との間で、キャリアアグリゲーション機能を実行する（図３のＳ３７と同様）。
【００３９】
図６は、本発明における無線端末の機能構成図である。
【００４０】
図６によれば、無線端末１は、狭域無線ネットワーク通信部１０１と、広域無線ネットワーク通信部１０２と、キャリアアグリゲーション部１１と、ＩＰ (Internet Protocol)レイヤ１２と、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)／ＵＤＰ(User Datagram Protocol)レイヤ１３と、アプリケーションレイヤ１４と、基地局識別子取得部１５と、接続基地局選択部１６とを有する。無線ネットワーク通信部１０１及び１０２を除くこれら機能構成部は、無線端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
【００４１】
狭域無線ネットワーク通信部１０１は、モバイルルータ２と通信し、広域無線ネットワーク通信部１０２は、基地局３と通信する。
【００４２】
キャリアアグリゲーション部１１は、広域無線ネットワーク通信部１０２の第１のデータと、狭域無線ネットワーク通信部１０１の第２のデータとを、１つのセッションとして集束するために、ＳＣＴＰ(Stream Control Transmission Protocol)を用いる。ＳＣＴＰの１つの機能として、「マルチホーミング」が提供されている。「マルチホーミング」とは、複数のネットワーク・インターフェースに対して、各々にアドレス指定できるＩＰアドレスを複数持つホストとして機能する。そして、２つのパスを１つのアソシエーションとしてまとめることができる。
【００４３】
無線端末１は、アプリケーションレイヤ１４から下位層へ向かって、ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤ１３、ＩＰレイヤ１２、キャリアアグリゲーション部１１を構成する。
【００４４】
基地局識別子取得部１５は、モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する（図２におけるＳ２３及びＳ２４、図３におけるＳ３３及びＳ３４、図４におけるＳ４３及びＳ４４、図５におけるＳ５３及びＳ５４と同様の処理を実行）。
【００４５】
接続基地局選択部１６は、通信管理レイヤ１７を用いて、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する（図２におけるＳ２５、図３におけるＳ３５、図４におけるＳ４４、図５におけるＳ５５と同様の処理を実行）。
【００４６】
図７は、本発明における他の実施形態のシステム構成図である。
【００４７】
図７によれば、図１と比較して、モバイルルータ２が、広域無線ネットワークを介して第１の基地局及び第３の基地局の両方と同時に通信可能となっている。そして、モバイルルータ２も、広域無線ネットワークを介して第１の基地局と送受信する第１のデータと、広域無線ネットワークを介して第３の基地局と送受信する第３のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有する。このような構成によれば、無線端末１は、更に広い帯域幅を確保することができると共に、特定の周波数に基づく伝搬障害にも強くなる。
【００４８】
以上、詳細に説明したように、本発明の無線端末の基地局選択方法、無線端末、アクセスポイント及びプログラムによれば、無線端末が、広域無線ネットワークを介した基地局と、狭域無線ネットワークを介したアクセスポイントとを用いてキャリアアグリゲーション方式を実行する場合、スループットが最大となるよう異なる搬送波又は無線回線による通信経路を構成し、且つ、伝搬障害に強くなるように通信経路を構成することができる。
【００４９】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００５０】
１ 無線端末
１０１ 狭域無線ネットワーク通信部
１０２ 広域無線ネットワーク通信部
１１ キャリアアグリゲーション部
１２ ＩＰレイヤ
１３ ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤ
１４ アプリケーションレイヤ
１５ 基地局識別子取得部
１６ 接続基地局選択部
２ モバイルルータ、アクセスポイント
３ 基地局
４ パケットゲートウェイ
５ 相手先装置
６ 基地局選択サーバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末と基地局との間におけるキャリアアグリゲーション(Carrier aggregation)の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信事業者側ネットワークとして、高速移動無線アクセスサービスを実現するために、セルラシステムの流れを持つＬＴＥ(Long Term Evolution)-Advancedや、固定無線アクセスシステムの流れを持つＷｉＭＡＸ２(Worldwide Interoperability for Microwave Access、IEEE802.16m)が注目されてきている。これら技術には、複数の周波数帯域を束ねて広い帯域幅を確保する「マルチキャリア」方式や「キャリアアグリゲーション」方式を適用することができる。
【０００３】
「マルチキャリア」方式によれば、１つの無線端末と１つの基地局との間で、複数の異なる搬送波（周波数キャリア）を束ねて広い帯域幅を確保することができる。無線端末は、送信データを複数に分割し、分割された各送信データを異なる搬送波に変調して１つの基地局へ同時に送信する。この場合、基地局が、複数の搬送波に基づくデータを統合する。また、「キャリアアグリゲーション」方式によれば、１つの無線端末と複数の基地局との間で、複数の無線ルートを束ねて広い帯域幅を確保することができる。無線端末は、送信データを複数に分割し、分割された各送信データを異なる基地局へ同時に送信する。この場合、広域無線ネットワークの通信事業者ネットワーク内に、これら異なる基地局を経由した複数のデータを統合するパケットゲートウェイを要する。これら２つの方式は、１つの送信データが複数の異なる搬送波又は無線回線を介して送信されるために、特定の周波数に影響する伝搬障害に強いという利点がある。
【０００４】
また、「キャリアアグリゲーション」方式として、キャリア毎に、ハンドオーバ元の第１の基地局が、無線端末へ、ハンドオーバ先の第２の基地局へ移行するべきハンドオーバ命令を送信し、無線端末が、キャリア毎に、第２の基地局へハンドオーバする技術もある（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、無線端末１が接続すべきキャリア毎の基地局を、通信事業者ネットワークから制御することができる。
【０００５】
更に、「キャリアアグリゲーション」方式として、例えば、広域無線ネットワークとしてのＷｉＭＡＸと、狭域無線ネットワークとして無線ＬＡＮとを束ねて通信することもできる。これによって、更に広い帯域幅を確保することができる。但し、自側無線端末と相手方装置との間に、これら異なる無線ネットワークを経由した複数のデータを統合するパケットゲートウェイを要する。
【０００６】
また、ユーザ側ネットワークとして、複数の無線端末を、アクセスポイントとしての１つ「モバイルルータ」の配下に収容する利用形態が多くなってきている。一般的なモバイルルータは、一方で無線ＬＡＮを介して無線端末と接続すると共に、他方でＷｉＭＡＸや３Ｇの広域無線ネットワークを介して基地局と接続する。例えばタブレット端末のような無線端末の場合、無線ＬＡＮを介してモバイルルータに接続することによって、存在場所に拘わらず、インターネットに接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０９７４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、無線端末は、直接的に広域無線ネットワークの基地局と接続すると共に、狭域無線ネットワークのアクセスポイント（又はモバイルルータ）と接続することによって、キャリアアグリゲーション方式を適用した通信をすることも想定できる。このとき、モバイルルータは、他方で広域無線ネットワークの基地局に接続されているとする。
【０００９】
しかしながら、このとき、無線端末が直接的に広域無線ネットワークの基地局に接続すると共に、モバイルルータも同一の基地局に接続する場合、キャリアアグリゲーションにおける、スループット改善効果の最大化や、特定周波数に影響する伝搬障害に強いという利点が得られない。また、無線端末やモバイルルータは、検知した複数の基地局の中で最も無線品質が高い（例えば受信レベルが最も高い）基地局を選択するために、通常、同じ位置に居れば、同一の基地局を選択することとなる。
【００１０】
そこで、本発明は、無線端末が、広域無線ネットワークを介した基地局と、狭域無線ネットワークを介したアクセスポイントとを用いてキャリアアグリゲーション方式を実行する場合、スループットが最大となるよう異なる搬送波又は無線回線による通信経路を構成し、且つ、伝搬障害に強くなるように通信経路を構成することができる無線端末の基地局選択方法、無線端末、アクセスポイント及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと、
広域無線ネットワークを介して基地局と、狭域無線ネットワークを介してアクセスポイントとの両方と同時に通信可能な無線端末と
を有するシステムにおける無線端末の基地局選択方法であって、
無線端末は、広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有し、
無線端末が、アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する第１のステップと、
無線端末が、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する第２のステップと
を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
第１のステップの以前に、無線端末が、広域無線ネットワークを介して、第１の基地局識別子が付与された第１の基地局と既に接続している場合、
第２のステップについて、無線端末は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対してハンドオーバする
ことも好ましい。
【００１３】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
他の装置は、広域無線ネットワークを介して通信可能な基地局選択サーバであり、
第１のステップの以前に、無線端末が、広域無線ネットワークを介して、第１の基地局識別子が付与された第１の基地局と既に接続している場合、
アクセスポイントが、無線端末に対するアクセスポイント識別子と、第１の基地局識別子とを含む位置登録メッセージを、基地局選択サーバへ送信し、
第２のステップについて、無線端末が、基地局選択サーバから、アクセスポイントが接続している第１の基地局の第１の基地局識別子を受信する
ことも好ましい。
【００１４】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
広域無線ネットワークは、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ又は３Ｇであり、
狭域無線ネットワークは、無線ＬＡＮ又はBluetooth（登録商標）であり、
アクセスポイントは、モバイルルータ、又は、無線回線をバックホールとするホットスポット用アクセスポイントであることも好ましい。
【００１５】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
キャリアアグリゲーション部は、広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束するために、ＳＣＴＰ(Stream Control Transmission Protocol)を用いることも好ましい。
【００１６】
本発明の無線端末の基地局選択方法における他の実施形態によれば、
アクセスポイントは、モバイルルータであり、
モバイルルータは、広域無線ネットワークを介して第１の基地局及び第３の基地局の両方と同時に通信可能であり、
モバイルルータは、広域無線ネットワークを介して第１の基地局と送受信する第１のデータと、広域無線ネットワークを介して第３の基地局と送受信する第３のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有することも好ましい。
【００１７】
本発明によれば、
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと
の両方と同時に通信可能な無線端末であって、
広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション手段と、
アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する基地局識別子取得手段と、
第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する接続基地局選択手段と
を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、前述した無線端末と、広域無線ネットワークに配置された複数の基地局との間で、広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントであって、
無線端末へ、当該アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を送信する基地局識別子送信手段を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと
の両方と同時に通信可能な無線端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション手段と、
アクセスポイントが広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する基地局識別子取得手段と、
第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する接続基地局選択手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の無線端末の基地局選択方法、無線端末、アクセスポイント及びプログラムによれば、無線端末が、広域無線ネットワークを介した基地局と、狭域無線ネットワークを介したアクセスポイントとを用いてキャリアアグリゲーション方式を実行する場合、スループットが最大となるよう異なる搬送波又は無線回線による通信経路を構成し、且つ、伝搬障害に強くなるように通信経路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明におけるシステム構成図である。
【図２】本発明における第１のシーケンス図である。
【図３】本発明における第２のシーケンス図である。
【図４】本発明における第３のシーケンス図である。
【図５】本発明における第４のシーケンス図である。
【図６】本発明における無線端末の機能構成図である。
【図７】本発明における他の実施形態のシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明におけるシステム構成図である。
【００２４】
図１によれば、ユーザ操作可能な無線端末１は、広域無線ネットワークを介して基地局３と通信可能であると共に、狭域無線ネットワークを介してモバイルルータ２と通信可能である。無線端末１としては、例えば携帯電話機やスマートフォン、タブレット端末のようなものである。広域無線ネットワークは、例えばＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ又は３Ｇ(3rd Generation)であって、複数の基地局３を配置している。狭域無線ネットワークは、例えば無線ＬＡＮ(Local Area Network)又はBluetoothである。
【００２５】
また、図１によれば、ユーザは、無線端末１と共に、モバイルルータ２も所持しているとする。勿論、モバイルルータ２は、通信事業者によって運用管理される固定設置のホットスポット用アクセスポイントであって、無線回線によるバックホールを有するものであってもよい。モバイルルータ２は、狭域無線ネットワークを介して無線端末１に接続されると共に、広域無線ネットワークを介して基地局３に接続される。即ち、モバイルルータ２は、広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間で、ユーザデータを中継する。
【００２６】
無線端末１は、広域無線ネットワークを介して基地局３と、狭域無線ネットワークを介してモバイルルータ２との両方と、同時に通信可能である。ここで、無線端末１は、広域無線ネットワークと、狭域無線ネットワークとを束ねたキャリアアグリゲーション機能を実行する。
【００２７】
また、通信事業者によって運用管理される広域無線ネットワークのエッジ部分には、パケットゲートウェイ４が備えられている。パケットゲートウェイ４は、無線端末１のキャリアアグリゲーション機能に対向して、異なる基地局３を経由して受信された複数のデータを１つのデータに集束する。集束されたデータは、インターネットを介して相手先装置（サーバ）５へ転送される。逆に、相手先装置５から受信したデータは、宛先を無線端末１とする場合、そのデータを複数に分割し、各データを異なる基地局３を経由するべく送信する。
【００２８】
更に、図１によれば、インターネットに、基地局選択サーバ６が接続されている。基地局選択サーバ６は、無線端末１及びモバイルルータ２からアクセスされ、狭域無線ネットワークにおけるアクセスポイント識別子に対応付けて、そのアクセスポイントに接続された基地局の基地局識別子を記憶する。
アクセスポイント識別子 <-> 基地局識別子
【００２９】
ここで、基地局選択サーバ６は、具体的には更に、モバイルルータ（ＭＲ）１のＭＡＣ(Media Access Control)アドレスをアクセスポイント識別子に組み合わせて、基地局識別子を対応付けて記憶することも好ましい。
アクセスポイント識別子，ＭＲのＭＡＣアドレス <-> 基地局識別子
【００３０】
アクセスポイント識別子とは、無線ＬＡＮの場合、具体的にはＳＳＩＤ(Service Set IDentifier)である。ＳＳＩＤは、混信を避けるための最大３２文字までの英数字であって、ＳＳＩＤが一致する無線端末−アクセスポイント間でしか通信できないようにする。また、モバイルルータ２のＭＡＣアドレスは、具体的には４８ビットの１６進数である。更に、基地局識別子は、基地局に付与されたＢＳＩＤ(Base Station IDentifier)である。
【００３１】
図２は、本発明における第１のシーケンス図である。
【００３２】
（Ｓ２１）モバイルルータ２は、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立し、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ）を介した通信を確立している。これによって、無線端末１は、モバイルルータ２を介して広域無線ネットワークに接続し、インターネットを経由して相手先装置５と通信することができる。
尚、無線端末１は、通常、いずれの位置に存在しても、広域無線ネットワークの複数の基地局３からの電波を検出することができる。従って、無線端末１は、広域無線ネットワークを介して接続可能な複数の基地局３の基地局識別子を常に記憶することができる。
（Ｓ２２）このとき、無線端末１で、キャリアアグリゲーションを開始すべきトリガが発生したとする。例えば、無線端末１と相手先装置５との間で、通信量が増大し、広い帯域幅の無線リソースが必要となった場合を想定する。
（Ｓ２３）無線端末１は、モバイルルータ（アクセスポイント）２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該モバイルルータ２へ要求する。無線端末１は、基地局識別子要求メッセージを、モバイルルータ２へ送信する。
（Ｓ２４）これに対し、モバイルルータ２は、当該モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子（ＢＳＩＤ１）を、無線端末１へ応答する。
（Ｓ２５）ここで、無線端末１は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子を選択する。
（Ｓ２６）無線端末１は、選択された第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、通信確立シーケンスを実行する。これによって、無線端末１は、無線ＬＡＮを介してモバイルルータ２を経由して広域無線ネットワークの第１の基地局と通信すると共に、同時に、直接的に広域無線ネットワークの第２の基地局と通信することができる。
（Ｓ２７）そして、無線端末１は、基地局３の広域無線ネットワークと、モバイルルータ２の狭域無線ネットワークとの両方を用いて、パケットゲートウェイ４との間で、キャリアアグリゲーション機能を実行する。
【００３３】
図３は、本発明における第２のシーケンス図である。
【００３４】
（Ｓ３１）無線端末１は、最初に、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立する。これによって、無線端末１は、広域無線ネットワークを介してインターネットを経由して、相手先装置５と通信することができる。
また、モバイルルータ２は、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立している。
（Ｓ３２）このとき、無線端末１で、キャリアアグリゲーションを開始すべきトリガが発生したとする（図２のＳ２２と同様）。ここで、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ）を介した通信を確立する。
（Ｓ３３）そして、無線端末１は、モバイルルータ（アクセスポイント）２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該モバイルルータ２へ要求する（図２のＳ２２と同様）。無線端末１は、例えば基地局識別子要求メッセージを、モバイルルータ２へ送信する。
（Ｓ３４）これに対し、モバイルルータ２は、当該モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子（ＢＳＩＤ１）を、無線端末１へ応答する（図２のＳ２４と同様）。
（Ｓ３５）ここで、無線端末１は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子を選択する（図２のＳ２５と同様）。
（Ｓ３６）無線端末１は、広域無線ネットワークについて、既に通信を確立している第１の基地局識別子の第１の基地局３Ａから、第２の基地局識別子の第２の基地局３Ｂに対して、ハンドオーバする。即ち、無線端末１は、第２の基地局３Ｂに対して、通信確立シーケンスを実行する。これによって、無線端末１は、無線ＬＡＮを介してモバイルルータ２を経由して広域無線ネットワークの第１の基地局と通信すると共に、同時に、直接的に広域無線ネットワークの第２の基地局と通信することができる。
（Ｓ３７）そして、無線端末１は、基地局３の広域無線ネットワークと、モバイルルータ２の狭域無線ネットワークとの両方を用いて、パケットゲートウェイ４との間で、キャリアアグリゲーション機能を実行する（図２のＳ２７と同様）。
【００３５】
図４は、本発明における第３のシーケンス図である。
【００３６】
図４によれば、図２と比較して、基地局選択サーバ６が、インターネットに接続されている。
（Ｓ４１）モバイルルータ２は、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立し、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ）を介した通信を確立している。これによって、無線端末１は、モバイルルータ２を介して広域無線ネットワークに接続し、インターネットを経由して相手先装置５と通信することができる（図２のＳ２１と同様）。
ここで、モバイルルータ２は、ＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに対応付けた第１の基地局識別子を、基地局選択サーバ６へ送信する。即ち、モバイルルータ２は、ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレス及び第１の基地局識別子を含む基地局識別子登録メッセージを、基地局選択サーバ６へ送信する。基地局選択サーバ６は、ＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに対応付けて第１の基地局識別子を記憶し、応答メッセージをモバイルルータ２へ返信する。
（Ｓ４２）このとき、無線端末１で、キャリアアグリゲーションを開始すべきトリガが発生したとする（図２のＳ２２と同様）
（Ｓ４３）無線端末１は、モバイルルータ（アクセスポイント）２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、基地局選択サーバ６へ要求する。無線端末１は、ＳＳＩＤ及びモバイルルータのＭＡＣアドレスを含む基地局識別子要求メッセージを、モバイルルータ２を介して基地局選択サーバ６へ送信する。この要求メッセージには、ＳＳＩＤ及びモバイルルータのＭＡＣアドレスが含まれる。
（Ｓ４４）これに対し、基地局選択サーバ６は、受信したＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに基づいて基地局識別子を検索し、その基地局識別子を含む応答メッセージを、無線端末１へ返信する。ここでは、当該モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子（ＢＳＩＤ１）が、無線端末１へ応答される。
（Ｓ４５）これに対し、無線端末１は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子を選択する（図２のＳ２５と同様）。
（Ｓ４６）無線端末１は、選択された第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、通信確立シーケンスを実行する（図２のＳ２６と同様）。これによって、無線端末１は、無線ＬＡＮを介してモバイルルータ２を経由して広域無線ネットワークの第１の基地局と通信すると共に、同時に、直接的に広域無線ネットワークの第２の基地局と通信することができる（図２のＳ２６と同様）。
（Ｓ４７）そして、無線端末１は、基地局３の広域無線ネットワークと、モバイルルータ２の狭域無線ネットワークとの両方を用いて、パケットゲートウェイ４との間で、キャリアアグリゲーション機能を実行する（図２のＳ２７と同様）。
【００３７】
図５は、本発明における第４のシーケンス図である。
【００３８】
（Ｓ５１）無線端末１は、最初に、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワーク（例えばＷｉＭＡＸ）を介した通信を確立する。これによって、無線端末１は、広域無線ネットワークを介してインターネットを経由して、相手先装置５と通信することができる（図４のＳ４１と同様）。
また、モバイルルータ２は、第１の基地局３Ａとの間で広域無線ネットワークを介した通信を確立する。ここで、モバイルルータ２は、ＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに対応付けた第１の基地局識別子を、基地局選択サーバ６へ送信する。モバイルルータ２は、基地局識別子登録メッセージを、基地局選択サーバ６へ送信する。基地局選択サーバ６は、ＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに対応付けて第１の基地局識別子を記憶し、応答メッセージをモバイルルータ２へ返信する。
（Ｓ５２）このとき、無線端末１で、キャリアアグリゲーションを開始すべきトリガが発生したとする（図３のＳ３２と同様）。ここで、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ）を介した通信を確立し始める。
（Ｓ５３）無線端末１は、モバイルルータ２との間の狭域無線ネットワークを介した通信確立を待つことなく、モバイルルータ（アクセスポイント）２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、基地局選択サーバ６へ要求する。無線端末１は、ＳＳＩＤ及びモバイルルータのＭＡＣアドレスを含む基地局識別子要求メッセージを、基地局選択サーバ６へ送信する（図４のＳ４３と同様）。
（Ｓ５４）これに対し、基地局選択サーバ６は、受信したＳＳＩＤ及びＭＡＣアドレスに基づいて基地局識別子を検索し、その基地局識別子を含む応答メッセージを、無線端末１へ返信する。ここでは、当該モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子（ＢＳＩＤ１）が、無線端末１へ応答される（図４のＳ４４と同様）。それまでの間に、無線端末１は、モバイルルータ２との間で狭域無線ネットワークを介した通信を確立する。
（Ｓ５５）これに対し、無線端末１は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子を選択する（図４のＳ４５と同様）。
（Ｓ５６）無線端末１は、既に通信を確立している第１の基地局識別子の第１の基地局３Ａから、第２の基地局識別子の第２の基地局３Ｂに対して、ハンドオーバする。即ち、無線端末１は、第２の基地局３Ｂに対して、通信確立シーケンスを実行する。これによって、無線端末１は、無線ＬＡＮを介してモバイルルータ２を経由して広域無線ネットワークの第１の基地局と通信すると共に、同時に、直接的に広域無線ネットワークの第２の基地局と通信することができる（図３のＳ３６と同様）。
（Ｓ５７）そして、無線端末１は、基地局３の広域無線ネットワークと、モバイルルータ２の狭域無線ネットワークとの両方を用いて、パケットゲートウェイ４との間で、キャリアアグリゲーション機能を実行する（図３のＳ３７と同様）。
【００３９】
図６は、本発明における無線端末の機能構成図である。
【００４０】
図６によれば、無線端末１は、狭域無線ネットワーク通信部１０１と、広域無線ネットワーク通信部１０２と、キャリアアグリゲーション部１１と、ＩＰ (Internet Protocol)レイヤ１２と、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)／ＵＤＰ(User Datagram Protocol)レイヤ１３と、アプリケーションレイヤ１４と、基地局識別子取得部１５と、接続基地局選択部１６とを有する。無線ネットワーク通信部１０１及び１０２を除くこれら機能構成部は、無線端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
【００４１】
狭域無線ネットワーク通信部１０１は、モバイルルータ２と通信し、広域無線ネットワーク通信部１０２は、基地局３と通信する。
【００４２】
キャリアアグリゲーション部１１は、広域無線ネットワーク通信部１０２の第１のデータと、狭域無線ネットワーク通信部１０１の第２のデータとを、１つのセッションとして集束するために、ＳＣＴＰ(Stream Control Transmission Protocol)を用いる。ＳＣＴＰの１つの機能として、「マルチホーミング」が提供されている。「マルチホーミング」とは、複数のネットワーク・インターフェースに対して、各々にアドレス指定できるＩＰアドレスを複数持つホストとして機能する。そして、２つのパスを１つのアソシエーションとしてまとめることができる。
【００４３】
無線端末１は、アプリケーションレイヤ１４から下位層へ向かって、ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤ１３、ＩＰレイヤ１２、キャリアアグリゲーション部１１を構成する。
【００４４】
基地局識別子取得部１５は、モバイルルータ２が広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する（図２におけるＳ２３及びＳ２４、図３におけるＳ３３及びＳ３４、図４におけるＳ４３及びＳ４４、図５におけるＳ５３及びＳ５４と同様の処理を実行）。
【００４５】
接続基地局選択部１６は、通信管理レイヤ１７を用いて、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、広域無線ネットワークを介して接続する（図２におけるＳ２５、図３におけるＳ３５、図４におけるＳ４４、図５におけるＳ５５と同様の処理を実行）。
【００４６】
図７は、本発明における他の実施形態のシステム構成図である。
【００４７】
図７によれば、図１と比較して、モバイルルータ２が、広域無線ネットワークを介して第１の基地局及び第３の基地局の両方と同時に通信可能となっている。そして、モバイルルータ２も、広域無線ネットワークを介して第１の基地局と送受信する第１のデータと、広域無線ネットワークを介して第３の基地局と送受信する第３のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有する。このような構成によれば、無線端末１は、更に広い帯域幅を確保することができると共に、特定の周波数に基づく伝搬障害にも強くなる。
【００４８】
以上、詳細に説明したように、本発明の無線端末の基地局選択方法、無線端末、アクセスポイント及びプログラムによれば、無線端末が、広域無線ネットワークを介した基地局と、狭域無線ネットワークを介したアクセスポイントとを用いてキャリアアグリゲーション方式を実行する場合、スループットが最大となるよう異なる搬送波又は無線回線による通信経路を構成し、且つ、伝搬障害に強くなるように通信経路を構成することができる。
【００４９】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００５０】
１ 無線端末
１０１ 狭域無線ネットワーク通信部
１０２ 広域無線ネットワーク通信部
１１ キャリアアグリゲーション部
１２ ＩＰレイヤ
１３ ＴＣＰ／ＵＤＰレイヤ
１４ アプリケーションレイヤ
１５ 基地局識別子取得部
１６ 接続基地局選択部
２ モバイルルータ、アクセスポイント
３ 基地局
４ パケットゲートウェイ
５ 相手先装置
６ 基地局選択サーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
前記広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと、
前記広域無線ネットワークを介して前記基地局と、前記狭域無線ネットワークを介して前記アクセスポイントとの両方と同時に通信可能な無線端末と
を有するシステムにおける無線端末の基地局選択方法であって、
前記無線端末は、前記広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、前記狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有し、
前記無線端末が、前記アクセスポイントが前記広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する第１のステップと、
前記無線端末が、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、前記広域無線ネットワークを介して接続する第２のステップと
を有することを特徴とする無線端末の基地局選択方法。
【請求項２】
第１のステップの以前に、前記無線端末が、前記広域無線ネットワークを介して、第１の基地局識別子が付与された第１の基地局と既に接続している場合、
第２のステップについて、前記無線端末は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対してハンドオーバする
ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末の基地局選択方法。
【請求項３】
前記他の装置は、広域無線ネットワークを介して通信可能な基地局選択サーバであり、
第１のステップの以前に、前記無線端末が、前記広域無線ネットワークを介して、第１の基地局識別子が付与された第１の基地局と既に接続している場合、
前記アクセスポイントが、前記無線端末に対するアクセスポイント識別子と、第１の基地局識別子とを含む位置登録メッセージを、前記基地局選択サーバへ送信し、
第２のステップについて、前記無線端末が、前記基地局選択サーバから、前記アクセスポイントが接続している第１の基地局の第１の基地局識別子を受信する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線端末の基地局選択方法。
【請求項４】
前記広域無線ネットワークは、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ又は３Ｇであり、
前記狭域無線ネットワークは、無線ＬＡＮ又はBluetooth（登録商標）であり、
前記アクセスポイントは、モバイルルータ、又は、無線回線をバックホールとするホットスポット用アクセスポイントである
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線端末の基地局選択方法。
【請求項５】
前記キャリアアグリゲーション部は、前記広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、前記狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束するために、ＳＣＴＰ(Stream Control Transmission Protocol)を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線端末の通信方法。
【請求項６】
前記アクセスポイントは、モバイルルータであり、
前記モバイルルータは、前記広域無線ネットワークを介して第１の基地局及び第３の基地局の両方と同時に通信可能であり、
前記モバイルルータは、前記広域無線ネットワークを介して第１の基地局と送受信する第１のデータと、前記広域無線ネットワークを介して第３の基地局と送受信する第３のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線端末の基地局選択方法。
【請求項７】
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
前記広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと
の両方と同時に通信可能な無線端末であって、
前記広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、前記狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション手段と、
前記アクセスポイントが前記広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する基地局識別子取得手段と、
第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、前記広域無線ネットワークを介して接続する接続基地局選択手段と
を有することを特徴とする無線端末。
【請求項８】
請求項７に記載の前記無線端末と、広域無線ネットワークに配置された複数の基地局との間で、前記広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントであって、
前記無線端末へ、当該アクセスポイントが前記広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を送信する基地局識別子送信手段を有することを特徴とするアクセスポイント。
【請求項９】
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
前記広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと
の両方と同時に通信可能な無線端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、前記狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション手段と、
前記アクセスポイントが前記広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する基地局識別子取得手段と、
第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、前記広域無線ネットワークを介して接続する接続基地局選択手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする無線端末用のプログラム。
【請求項１】
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
前記広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと、
前記広域無線ネットワークを介して前記基地局と、前記狭域無線ネットワークを介して前記アクセスポイントとの両方と同時に通信可能な無線端末と
を有するシステムにおける無線端末の基地局選択方法であって、
前記無線端末は、前記広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、前記狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有し、
前記無線端末が、前記アクセスポイントが前記広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する第１のステップと、
前記無線端末が、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、前記広域無線ネットワークを介して接続する第２のステップと
を有することを特徴とする無線端末の基地局選択方法。
【請求項２】
第１のステップの以前に、前記無線端末が、前記広域無線ネットワークを介して、第１の基地局識別子が付与された第１の基地局と既に接続している場合、
第２のステップについて、前記無線端末は、第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対してハンドオーバする
ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末の基地局選択方法。
【請求項３】
前記他の装置は、広域無線ネットワークを介して通信可能な基地局選択サーバであり、
第１のステップの以前に、前記無線端末が、前記広域無線ネットワークを介して、第１の基地局識別子が付与された第１の基地局と既に接続している場合、
前記アクセスポイントが、前記無線端末に対するアクセスポイント識別子と、第１の基地局識別子とを含む位置登録メッセージを、前記基地局選択サーバへ送信し、
第２のステップについて、前記無線端末が、前記基地局選択サーバから、前記アクセスポイントが接続している第１の基地局の第１の基地局識別子を受信する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線端末の基地局選択方法。
【請求項４】
前記広域無線ネットワークは、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ又は３Ｇであり、
前記狭域無線ネットワークは、無線ＬＡＮ又はBluetooth（登録商標）であり、
前記アクセスポイントは、モバイルルータ、又は、無線回線をバックホールとするホットスポット用アクセスポイントである
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線端末の基地局選択方法。
【請求項５】
前記キャリアアグリゲーション部は、前記広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、前記狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束するために、ＳＣＴＰ(Stream Control Transmission Protocol)を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線端末の通信方法。
【請求項６】
前記アクセスポイントは、モバイルルータであり、
前記モバイルルータは、前記広域無線ネットワークを介して第１の基地局及び第３の基地局の両方と同時に通信可能であり、
前記モバイルルータは、前記広域無線ネットワークを介して第１の基地局と送受信する第１のデータと、前記広域無線ネットワークを介して第３の基地局と送受信する第３のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線端末の基地局選択方法。
【請求項７】
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
前記広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと
の両方と同時に通信可能な無線端末であって、
前記広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、前記狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション手段と、
前記アクセスポイントが前記広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する基地局識別子取得手段と、
第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、前記広域無線ネットワークを介して接続する接続基地局選択手段と
を有することを特徴とする無線端末。
【請求項８】
請求項７に記載の前記無線端末と、広域無線ネットワークに配置された複数の基地局との間で、前記広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントであって、
前記無線端末へ、当該アクセスポイントが前記広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を送信する基地局識別子送信手段を有することを特徴とするアクセスポイント。
【請求項９】
広域無線ネットワークに配置された複数の基地局と、
前記広域無線ネットワークと狭域無線ネットワークとの間でデータを中継するアクセスポイントと
の両方と同時に通信可能な無線端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記広域無線ネットワークを介して送受信する第１のデータと、前記狭域無線ネットワークを介して送受信する第２のデータとを、１つのセッションとして集束して送受信するキャリアアグリゲーション手段と、
前記アクセスポイントが前記広域無線ネットワークを介して接続する第１の基地局の第１の基地局識別子を、当該アクセスポイント又は他の装置から取得する基地局識別子取得手段と、
第１の基地局識別子と異なる第２の基地局識別子が付与された第２の基地局に対して、前記広域無線ネットワークを介して接続する接続基地局選択手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする無線端末用のプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１５５９９（Ｐ２０１３−１１５５９９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９７０６（Ｐ２０１１−２５９７０６）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
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