JP5586053B2 - Radio resource management method in cognitive communication network system - Google Patents

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Description

本発明は、複数の無線アクセスネットワークとの通信方式等を動的に再構成しながら通信端末が通信するコグニティブ通信ネットワークシステムとその通信方法に係り、特に該通信ネットワークシステムにおける無線リソースの管理方法に関する。   The present invention relates to a cognitive communication network system in which communication terminals communicate with each other while dynamically reconfiguring communication methods and the like with a plurality of radio access networks, and more particularly to a radio resource management method in the communication network system. .

近年、コグニティブ無線技術に関する研究が盛んに進められている。コグニティブ無線とは、現在の周波数の利用状況をセンシング等の技術により把握(Cognition)し、その結果に基づいて動的に周波数の割り当てを変更させて周波数利用効率の向上を目指す技術である。
コグニティブ無線は、大きく2種に分類することができる。1つはヘテロジニアス型のアプローチである。ヘテロジニアス型とは、複数の無線システムが混在する環境において、コグニティブ無線機がその場所に存在する無線システムについてセンシングを行い、その場で利用できる無線システムのうち最適なものを選択したり、複数を組み合わせて使用するものこともできる。
In recent years, research on cognitive radio technology has been actively promoted. Cognitive radio is a technology that aims to improve frequency utilization efficiency by grasping the current frequency utilization state using a technique such as sensing (Cognition) and dynamically changing the frequency allocation based on the result.
Cognitive radio can be roughly classified into two types. One is a heterogeneous approach. Heterogeneous type means that in an environment where multiple wireless systems coexist, the cognitive radio senses the wireless system that exists at that location, and selects the optimal wireless system that can be used on the spot, Can also be used in combination.

この無線の選択の際に、端末がセンシングにより自分で得た情報に加え、ネットワーク側より無線の使用状況や平均スループット情報(理論値ではなくネットワーク側の混雑状況も反映されたもの)などが合わせて与えられることにより、ユーザは所望の通信品質が得られる選択を行うことができる。
この選択の際に、ユーザはスループットが期待できる、混雑度が低いネットワークを選択することができるので、マクロ的に見ると、より使用されていない無線システムにユーザが移動していくことになり、システム間の利用度を平滑化することができ、ひいては周波数利用効率の改善が期待できる。
In addition to the information obtained by the terminal through sensing, the wireless usage status and average throughput information (which reflects not only the theoretical value but also the network congestion status), etc., are added to the wireless selection. Thus, the user can make a selection for obtaining a desired communication quality.
At the time of this selection, the user can select a low-congestion network that can be expected to have a throughput, so when viewed macroscopically, the user moves to a wireless system that is not being used, The degree of utilization between systems can be smoothed, and as a result, improvement in frequency utilization efficiency can be expected.

もう1つは、周波数共用型のアプローチである。周波数共用型とは、コグニティブ無線機がセンシングを行った結果、その場所で使用されていない周波数帯を特定し、その周波数帯を自分の利用したい無線方式・MACプロトコルなどを組み合わせて利用するものである。この手法の導入には、すでに周波数帯の割り当てが用途毎に緻密に決められていることや、衛星からの電波など微弱な電波への影響を排除できるか、など社会的、技術的な困難も多い。   The other is a frequency sharing approach. The frequency sharing type is a method in which a cognitive radio performs sensing, identifies a frequency band that is not used at that location, and uses that frequency band in combination with the radio system / MAC protocol that you want to use. is there. The introduction of this method also has social and technical difficulties, such as the fact that frequency band allocation has already been precisely determined for each application and whether it is possible to eliminate the influence of weak radio waves such as radio waves from satellites. Many.

上記2種のコグニティブ無線技術における共通の課題としては、既存の無線システムの検出を迅速に且つ確実に行うかが重要となる。この点、本件発明者らにより、コグニティブ無線技術を利用したアーキテクチャとしてコグニティブ無線クラウドを提案している。(非特許文献1、2参照)
本アーキテクチャは、標準化団体IEEE P1900.4においても多くの部分が標準化されている。(非特許文献3参照)
As a common problem in the above two types of cognitive radio technologies, it is important to detect an existing radio system quickly and reliably. In this regard, the present inventors have proposed a cognitive radio cloud as an architecture using cognitive radio technology. (See Non-Patent Documents 1 and 2)
Many portions of this architecture are standardized in the standardization organization IEEE P1900.4. (See Non-Patent Document 3)

コグニティブ無線通信方法に関して、本件出願人による特許文献1,2が挙げられる。また、コグニティブ無線通信システムにおけるリンクアグリゲーションの方法として、特許文献3、4が挙げられる。
特許文献3では、通信端末と複数の通信ネットワーク又はアクセスポイントとの間でリンクアグリゲーションを行う際に、通信ネットワークやアクセスポイントの固有なネットワーク識別情報を通信端末に広告する方法を提案している。そのために、ネットワーク通信管理手段にネットワーク識別情報広告部を設け、通信端末側ではネットワーク識別情報と自ら備える規則に従ってリンクアグリゲーションの態様を決定する。
特許文献4では、基地局と通信端末が、その現在地における通信可能な無線リンクを検出してネットワーク側の接続方式再構築管理手段に通知する構成であって、接続方式再構築管理手段が、リンクアグリゲーションの態様などを決定する方法が提案されている。その決定に従ってネットワーク側と通信端末側が接続方式を再構築する。
Regarding the cognitive radio communication method, Patent Documents 1 and 2 by the present applicant are cited. Further, Patent Documents 3 and 4 are cited as link aggregation methods in a cognitive radio communication system.
Patent Document 3 proposes a method for advertising to a communication terminal network identification information unique to the communication network or access point when link aggregation is performed between the communication terminal and a plurality of communication networks or access points. For this purpose, a network identification information advertising unit is provided in the network communication management means, and the communication terminal side determines the mode of link aggregation according to the network identification information and the rules provided by itself.
In Patent Literature 4, a base station and a communication terminal detect a wireless link capable of communication at the current location and notify the connection method reconfiguration management unit on the network side. A method for determining an aggregation mode and the like has been proposed. According to the determination, the network side and the communication terminal side reconstruct the connection method.

特許公開2009−206933号公報Japanese Patent Publication No. 2009-206933 特許公開2009−206934号公報Japanese Patent Publication No. 2009-206934 特許公開2009−246875号公報Japanese Patent Publication No. 2009-246875 特許公開2010−135947号公報Japanese Patent Publication No. 2010-135947

H.Harada et al,“A Software Defined CognitiveRadio System: Cognitive Wireless Cloud”IEEE Globecom2007, 2007年11月H. Harada et al, “A Software Defined CognitiveRadio System: Cognitive Wireless Cloud” IEEE Globecom 2007, November 2007 宮本他、”[技術展示]コグニティブ無線クラウドシステムの開発−自律分散による無線情報収集−、”信学技報、vol.109、no.155、SR2009-24、pp.13-18、2009年7月Miyamoto et al., “[Technology Exhibit] Development of Cognitive Wireless Cloud System-Collecting Wireless Information by Autonomous Decentralization-,” IEICE Technical Report, vol.109, no.155, SR2009-24, pp.13-18, July 2009 Moon IEEE P1900.4,“Architectural Building BlocksEnabling Network-Device Distributed Decision Making for Optimized RadioResource Usage inHeterogeneous Wireless Access Networks,”インターネットURLhttp://grouper.ieee.org/groups/scc41/4/index.htm(2010年8月24日検索)IEEE P1900.4, “Architectural Building Blocks Enabling Network-Device Distributed Decision Making for Optimized RadioResource Usage inHeterogeneous Wireless Access Networks,” Internet URL http://grouper.ieee.org/groups/scc41/4/index.htm (August 2010 24 days search) 3GPP Technical SpecificationGroup Services and System Aspects,“IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2(Release 9),”3GPP TS23.228,V9.2.0, 2009年12月3GPP Technical Specification Group Services and System Aspects, “IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2 (Release 9),” 3GPP TS23.228, V9.2.0, December 2009 石津 健太郎, 村上 誉, 宮本 剛, フィリン スタニスラブ,チャン ハグエン, 孫 晨,アレムスグド デメシヨハネス, 原田 博司,“ヘテロジニアス型コグニティブ無線を実現するリンクアグリゲーションが可能なコグニティブ無線ルータ,”電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会,Vol.109,No.442,pp.167-174,2010年3月Kentaro Ishizu, Takashi Murakami, Tsuyoshi Miyamoto, Philin Stanislove, Jang Ha Nguyen, Satoshi Son, Alemousg de Messiohanes, Hiroshi Harada, “Cognitive Wireless Router with Link Aggregation to Realize Heterogeneous Cognitive Radio,” Software Radio Research of IEICE Society, Vol.109, No.442, pp.167-174, March 2010 石津 健太郎,村上 誉,宮本 剛,フィリン スタニスラブ,原田 博司,“アウトバンドパイロットチャネル方式を実装した周波数共用型コグニティブ無線システムの設計,”電子情報通信学会 ソフトウェア無線研究会,Vol.109,No.442,pp.37-44,2010年3月Kentaro Ishizu, Takashi Murakami, Tsuyoshi Miyamoto, Filin Stanislab, Hiroshi Harada, “Design of a frequency-sharing cognitive radio system with an out-of-band pilot channel system,” IEICE Software Radio Society, Vol.109, No.442 pp.37-44, March 2010

多くの先行技術文献によれば、コグニティブ通信ネットワークシステムのアーキテクチャや、リンクアグリゲーションを実現するための方法は提案されている。
しかし、従来提案されてきたアーキテクチャでは、それぞれのエンティティのプレゼンス情報を交換するための新たな仕組みを必要としていたため、既存のシステムとコグニティブ通信ネットワークを組み合わせることができなかった。
According to many prior art documents, a cognitive communication network system architecture and a method for realizing link aggregation have been proposed.
However, the previously proposed architecture required a new mechanism for exchanging the presence information of each entity, so it was not possible to combine an existing system with a cognitive communication network.

また、リンクアグリゲーションを行う際には、通信を行う双方のノードがリンクアグリゲーションに対応する必要があるが、それでは既存のシステムへの導入が困難となる。そこで、既存のサーバとコグニティブ端末とのリンクを複数に分割・統合するアグリゲーションプロキシサーバが提案されている。従来、このプロキシに関する情報は、ネットワーク上で固定して交換を要しないようにするか、何らかのネットワークを介して交換できるようにする必要があった。   In addition, when performing link aggregation, both nodes that perform communication need to support link aggregation, which makes it difficult to introduce the system into an existing system. Therefore, an aggregation proxy server that divides and integrates a link between an existing server and a cognitive terminal into a plurality of pieces has been proposed. Conventionally, the information related to the proxy has to be fixed on the network so that it does not need to be exchanged or can be exchanged via some kind of network.

そこで本発明は、コグニティブ通信ネットワークシステムにおいて各無線リソースの情報を交換する方法を提案し、特にコグニティブ通信ネットワークのアーキテクチャを既存のシステム上に実装可能な技術を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention proposes a method for exchanging information of each radio resource in a cognitive communication network system, and in particular, an object of the present invention is to provide a technique capable of mounting a cognitive communication network architecture on an existing system.

本発明は従来の課題に鑑みて創出されたものであり、少なくとも複数の無線アクセスネットワークとの接続の有無又は通信方式(以下、通信方式等という)を動的に再構成しながら通信端末が通信するコグニティブ通信ネットワークシステムにおける無線リソースの管理方法を提供するものである。
本コグニティブ通信ネットワークシステムが、複数の無線アクセスネットワークと、少なくとも該無線アクセスネットワークに共通のプラットフォームを提供する上位通信ネットワークとを有し、上位通信ネットワーク上には、該通信端末と、該無線アクセスネットワークの基地局の情報とをプレゼンス情報として管理するプレゼンス情報管理手段を備える。
The present invention has been created in view of conventional problems, and communication terminals communicate with each other while dynamically reconfiguring the presence or absence of communication with at least a plurality of radio access networks or a communication method (hereinafter referred to as a communication method). The present invention provides a radio resource management method in a cognitive communication network system.
The cognitive communication network system includes a plurality of radio access networks and an upper communication network that provides at least a common platform for the radio access network, and the communication terminal and the radio access network are provided on the upper communication network. Presence information management means for managing information on the base station as presence information.

そして、プレゼンス情報管理手段に対して、通信端末から、プレゼンス情報交換方式に基づく通信プロトコルにより少なくとも該通信端末の存在・不存在に係るプレゼンス情報を更新すると共に、通信に用いる無線アクセスネットワークの選択、又は該無線アクセスネットワークにおける通信方式の少なくともいずれかを再構成するネットワーク再構成管理手段及び、各無線アクセスネットワーク上でその無線アクセスネットワークの通信方式を再構成する無線アクセスネットワーク再構成管理手段の両手段から、少なくとも該基地局の存在・不存在に係るプレゼンス情報を更新する。   Then, the presence information management means updates at least presence information related to the presence / absence of the communication terminal from the communication terminal by a communication protocol based on the presence information exchange method, and selects a radio access network used for communication, Alternatively, both means of network reconfiguration management means for reconfiguring at least one of the communication systems in the radio access network and radio access network reconfiguration management means for reconfiguring the communication system of the radio access network on each radio access network To update at least presence information related to the presence / absence of the base station.

上記の通信端末に係るプレゼンス情報において、コグニティブ通信ネットワークを利用するユーザ毎に分類するユーザ情報グループリストを記録し、ネットワーク再構成手段が、そのユーザ情報グループリストを購読して、コグニティブ通信ネットワークシステム上の全ての通信端末の情報を取得する構成でもよい。   In the presence information related to the communication terminal, a user information group list classified for each user who uses the cognitive communication network is recorded, and the network reconfiguration unit subscribes to the user information group list, and the cognitive communication network system The information of all the communication terminals may be acquired.

上記の基地局に係るプレゼンス情報において、無線アクセスネットワーク再構成管理手段が、自己の無線アクセスネットワークに属する基地局の情報をオペレータ情報グループリストとして生成及び更新すると共に、ネットワーク再構成管理手段が、該オペレータ情報グループリストを購読して、各基地局の設置エリア毎にエリア情報グループリストとして生成及び更新し、通信端末が所在する位置と、該設置エリアとを照合して、エリア情報グループリストに含まれる基地局に係るプレゼンス情報を取得する構成でもよい。   In the presence information related to the base station, the radio access network reconfiguration management unit generates and updates information on base stations belonging to its own radio access network as an operator information group list, and the network reconfiguration management unit Subscribe to the operator information group list, generate and update as an area information group list for each base station installation area, collate the location where the communication terminal is located with the installation area, and include it in the area information group list The presence information related to the base station to be acquired may be acquired.

本発明のコグニティブ通信ネットワークシステムにおいて、通信端末が複数の無線リンクを同時に確立して通信を行うリンクアグリゲーションを行う構成であって、通信端末からプレゼンス情報交換方式に基づく通信プロトコルによりネットワーク再構成管理手段にリンクアグリゲーションの開始を要求するステップ、ネットワーク再構成管理手段が、現在のリンクアグリゲーションの割り当て状況からアグリゲーションプロキシサーバを特定して、そのアグリゲーションプロキシサーバと通信端末にリンクアグリゲーションの開始を通知するステップ、通信端末と該アグリゲーションプロキシサーバとの間でリンクアグリゲーションを構成するステップを有する構成でもよい。   In the cognitive communication network system of the present invention, the communication terminal is configured to perform link aggregation in which a plurality of wireless links are simultaneously established to perform communication, and the network reconfiguration management means is configured to communicate with the communication protocol based on the presence information exchange method from the communication terminal. Requesting the start of link aggregation to the network reconfiguration management means, identifying the aggregation proxy server from the current link aggregation assignment status, and notifying the aggregation proxy server and the communication terminal of the start of link aggregation, The structure which has the step which comprises a link aggregation between a communication terminal and this aggregation proxy server may be sufficient.

本発明は、上記に記載の無線リソースの管理方法を備えたコグニティブ通信ネットワークシステムとして提供することもできる。   The present invention can also be provided as a cognitive communication network system including the radio resource management method described above.

本発明は、以上の構成を備えることにより、次の効果を奏する。
すなわち、既存のシステムに導入されているプレゼンス情報交換方式に基づく通信プロトコルを用いて、プレゼンス情報を交換することで、従来の課題であったコグニティブ通信ネットワークにおける無線リソースの管理を簡易に行うことができる。
特に、無線アクセスネットワークに共通のプラットフォームを提供する上位通信ネットワーク上にプレゼンス情報を記憶させておくので、コグニティブ無線クラウドにおけるネットワーク再構成管理手段や、無線アクセスネットワーク再構成管理手段、通信端末の各エンティティから情報の生成、更新、購読を自由に行うことができる。
By providing the above configuration, the present invention has the following effects.
In other words, by exchanging presence information using a communication protocol based on a presence information exchange method introduced in an existing system, it is possible to easily manage radio resources in a cognitive communication network, which has been a conventional problem. it can.
In particular, since presence information is stored on a higher-level communication network that provides a common platform for radio access networks, network reconfiguration management means, radio access network reconfiguration management means, and communication terminal entities in a cognitive radio cloud You can freely create, update, and subscribe to information.

通信端末に係るプレゼンス情報についてユーザ情報グループリストを記録し、ネットワーク再構成手段が、そのユーザ情報グループリストを購読できるようにすることでネットワーク再構成手段がネットワークに接続中の通信端末を検出することができ、通信端末からの各種要求に対するアクセス制限やユーザの状況に応じたサービス提供を行うことも可能となる。   Recording a user information group list for presence information related to a communication terminal, and allowing the network reconfiguration means to subscribe to the user information group list so that the network reconfiguration means detects a communication terminal connected to the network. It is also possible to provide access according to access restrictions for various requests from the communication terminal and user situations.

基地局に関するプレゼンス情報について、オペレータ情報グループリストと、エリア情報グループリストとを備えて、通信端末が所在する位置からエリア情報グループリストに含まれる基地局に係るプレゼンス情報を取得できるようにすることで、通信端末が周辺の基地局の情報を取得できるようになる。   Presence information related to the base station is provided with an operator information group list and an area information group list, so that presence information related to the base station included in the area information group list can be acquired from the location where the communication terminal is located. The communication terminal can acquire information on neighboring base stations.

上記のプレゼンス情報交換方式に基づく通信プロトコルにより通信端末からネットワーク再構成管理手段を介してアグリゲーションプロキシサーバへの通知経路を備えることにより、アグリゲーションプロキシサーバを必要に応じて適宜配置することが可能となり、既存のシステム上でリンクアグリゲーションを実現する。そして、簡便に通信端末に対してアグリゲーションプロキシサーバの情報を伝達することができるようになる。   By providing a notification path from the communication terminal to the aggregation proxy server via the network reconfiguration management means by the communication protocol based on the presence information exchange method, it becomes possible to appropriately arrange the aggregation proxy server as necessary. Implement link aggregation on existing systems. And the information of an aggregation proxy server can be simply transmitted now to a communication terminal.

本発明に係るコグニティブ通信ネットワークシステムの構成図である。1 is a configuration diagram of a cognitive communication network system according to the present invention. FIG. コグニティブ通信ネットワークシステムのアーキテクチャである。It is an architecture of a cognitive communication network system. プレゼンス管理の機能を活用したリソース管理・情報提供を示す。Shows resource management and information provision using the presence management function. 端末情報(41)に関する通信を説明する図である。It is a figure explaining the communication regarding terminal information (41). AP情報(42)に関する通信を説明する図である。It is a figure explaining the communication regarding AP information (42). 各プレゼンス情報の更新・購読に関する通信と関連性を示す図である。It is a figure which shows communication and relevance regarding the update / subscription of each presence information. コグニティブ通信ネットワークシステムにプロキシを導入する説明図である。It is explanatory drawing which introduces a proxy into a cognitive communication network system. SIPを用いたリンクアグリゲーションの制御を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows control of the link aggregation using SIP. 本コグニティブ通信ネットワークの各エンティティとIMSとの対応付けを示す図である。It is a figure which shows matching with each entity of this cognitive communication network, and IMS.

以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記に限定されるものではない。
図1は本発明に係るコグニティブ通信ネットワークシステム(1)の具体例を示す構成図である。コグニティブ通信ネットワークにおいては、パケットベースのネットワークである上位通信ネットワーク(10)と、その上位通信ネットワーク(10)が共通のプラットフォームを提供する複数の無線アクセスネットワーク(20)(21)(22)から通信ネットワークが構成される。そして、無線アクセスネットワークと接続するコグニティブ通信端末(以下、通信端末)(30)が、上位通信ネットワーク(10)に接続する。上位通信ネットワークは、例えばインターネットなどのIPネットワークを想定している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples shown in the drawings. The embodiment is not limited to the following.
FIG. 1 is a block diagram showing a specific example of a cognitive communication network system (1) according to the present invention. In the cognitive communication network, communication is performed from an upper communication network (10) that is a packet-based network and a plurality of radio access networks (20), (21), and (22) that provide a common platform for the upper communication network (10). A network is configured. Then, a cognitive communication terminal (hereinafter referred to as a communication terminal) (30) connected to the radio access network connects to the upper communication network (10). The host communication network is assumed to be an IP network such as the Internet, for example.

コグニティブ通信ネットワークでは、図に例示したように無線LAN(20)や、WiMAX(21)、携帯電話網(22)の他、PHSやBluetooth(登録商標)など、周波数や通信方式、料金体系、事業主等の異なる1以上の無線アクセスネットワークに通信端末(30)が接続先や通信方式を切り替えながら通信を行う。その際、無線の利用状況を認識し、周波数の利用効率の向上を目指す技術である。   In the cognitive communication network, as illustrated in the figure, in addition to the wireless LAN (20), WiMAX (21), mobile phone network (22), PHS, Bluetooth (registered trademark), etc., frequency, communication system, fee system, business The communication terminal (30) communicates with one or more different wireless access networks such as main parties while switching connection destinations and communication methods. At that time, it is a technology that recognizes the state of wireless use and aims to improve the frequency utilization efficiency.

これを実現するために利用可能な周波数・無線システムを探し出して最適なシステムに切り替える技術(ヘテロジニアス型)と、利用されていない周波数帯・タイムスロット等を検出し、既存システムに干渉を与えない範囲でそれを使用する技術(周波数共用型)とが用いられる。本発明では主として後者の技術によるコグニティブ通信ネットワークシステムを対象とするが、前者のシステムや、両者を組み合わせたシステムに適用してもよい。   In order to realize this, the technology to search for available frequency / radio system and switch to the optimal system (heterogeneous type), unused frequency band / time slot, etc. are detected and no interference is caused to the existing system. The technology (frequency sharing type) that uses it in the range is used. Although the present invention mainly targets the cognitive communication network system based on the latter technique, the present invention may be applied to the former system or a system in which both are combined.

各無線アクセスネットワークは、公知のように複数の基地局(BS)を備えて通信端末(30)との間で無線通信を行う。無線アクセスネットワークは、例えば上位の無線LAN(20)の下位に図示しない無線LANが接続され、階層化されていてもよい。この場合でもIPプロトコルで通信可能なIPネットワークとすることで、いずれの無線アクセスネットワークに接続する通信端末同士がエンドツーエンドで通信可能である。   Each wireless access network includes a plurality of base stations (BS) as known in the art, and performs wireless communication with the communication terminal (30). For example, a wireless LAN (not shown) may be connected to a lower layer of the upper wireless LAN (20) and the wireless access network may be hierarchized. Even in this case, by using an IP network capable of communication using the IP protocol, communication terminals connected to any radio access network can communicate end-to-end.

本発明のコグニティブ通信ネットワークシステムでは通信端末(30)が、自端末の通信状態やユーザの嗜好、ユーザのコンテキストに関する情報に基づいて接続先の無線アクセスネットワーク(20)〜(22)を変更したり、周波数を切り替える等の決定、再構成を行う。また、これらの情報は上位通信ネットワーク(10)の通信管理装置(11)に報告し、通信ネットワーク側と協調した動作を可能にしている。通信管理装置(11)では、通信端末(30)から受信したこれらの情報と、上位ネットワーク(10)や無線アクセスネットワーク(20)〜(22)の状態とを合わせて、通信端末(30)との通信方式等を決定、再構成することができる。   In the cognitive communication network system of the present invention, the communication terminal (30) changes the connection-destination radio access networks (20) to (22) based on information on the communication state of the terminal, user preferences, and user context. Determine frequency switching and reconfiguration. Also, these pieces of information are reported to the communication management device (11) of the higher-level communication network (10) to enable operation in cooperation with the communication network side. In the communication management device (11), the information received from the communication terminal (30) and the status of the higher level network (10) and the radio access networks (20) to (22) are combined with the communication terminal (30). The communication method or the like can be determined and reconfigured.

図1における具体例で説明すると、最初、無線LAN(20)の基地局(20a)と接続(31)しているとする。通信端末(30)が基地局(20a)の通信エリア外に移動した場合、通信端末(30)は自端末の通信状態やユーザの嗜好等に応じて次の接続先を決定する。例えば携帯電話網(22)の基地局(22a)が次の優先順位であれば、その接続(32)に切り替える再構成処理を行う。この結果は通信管理装置(11)に送信され、通信ネットワーク側でも再構成処理が行われることで通信端末(30)におけるパケット通信が存続される。   In the specific example in FIG. 1, it is assumed that the base station (20a) of the wireless LAN (20) is initially connected (31). When the communication terminal (30) moves out of the communication area of the base station (20a), the communication terminal (30) determines the next connection destination according to the communication state of the terminal, the user's preference, and the like. For example, if the base station (22a) of the cellular phone network (22) has the next priority, a reconfiguration process for switching to the connection (32) is performed. This result is transmitted to the communication management device (11), and the packet communication at the communication terminal (30) is continued by performing the reconfiguration process on the communication network side.

一方、通信管理装置(11)においても通信端末(30)との通信方式等を再構成することができる。例えば、無線アクセスネットワークの状態の監視により携帯電話網(22)におけるトラフィックが過多となった場合に、通信端末(30)の接続先をWiMAX(21)を通した通信に切り替える。この再構成結果は、通信端末(30)に通知して、通信端末(30)においても再構成処理する。   On the other hand, the communication management apparatus (11) can also reconfigure the communication system with the communication terminal (30). For example, when the traffic on the mobile phone network (22) becomes excessive due to the monitoring of the state of the radio access network, the connection destination of the communication terminal (30) is switched to communication through the WiMAX (21). This reconfiguration result is notified to the communication terminal (30), and the communication terminal (30) also performs reconfiguration processing.

周波数共用型のコグニティブ通信ネットワークシステムの場合には、通信時に使用されていない空き周波数帯を用いるため、その周波数帯の本来の使用者が通信を行う場合には、異なる周波数帯に通信を移動する必要がある。通信端末(30)や通信管理装置(11)において、各周波数帯の使用状況を取得することにより、使用する周波数帯や変調方式などを再構成することになる。   In the case of a frequency sharing type cognitive communication network system, since an unused frequency band that is not used at the time of communication is used, when an original user of the frequency band performs communication, the communication is moved to a different frequency band. There is a need. In the communication terminal (30) and the communication management device (11), the frequency band to be used, the modulation scheme, and the like are reconfigured by acquiring the usage status of each frequency band.

コグニティブ通信ネットワークシステムでは、この具体例のように通信ネットワーク側と通信端末とが協調してユーザの嗜好も加味しながら、様々な通信ネットワークや周波数資源を有効に活用することができる。   In the cognitive communication network system, various communication networks and frequency resources can be effectively utilized while the communication network side and the communication terminal cooperate with each other in consideration of user preferences as in this specific example.

次に、本発明の基礎となる技術であるIEEE1900.4のネットワークシステムについて説明する。図2はすでに公開されているシステムアーキテクチャのブロック図である。
通信ネットワーク側は、上位ネットワーク(10)と、上位ネットワーク(10)が共通のプラットフォームを提供する複数の無線アクセスネットワーク(RAN)とからなる。ここではRAN1〜RAN4(23)〜(26)の4つのRANを例示している。従来のシステムでは、上位ネットワーク(10)に設けるネットワーク再構成管理部(NRM:Network Reconfiguration Manager)(100)と、通信端末(30)に設ける端末再構成管理部(TRM:Terminal Reconfiguration Manager)(300)の2つの処理手段により無線通信の最適な利用に関する意思決定を司っている。
Next, an IEEE 1900.4 network system, which is a technology that forms the basis of the present invention, will be described. FIG. 2 is a block diagram of a system architecture that has already been published.
The communication network side includes an upper network (10) and a plurality of radio access networks (RAN) that provide a common platform for the upper network (10). Here, four RANs of RAN1 to RAN4 (23) to (26) are illustrated. In the conventional system, a network reconfiguration manager (NRM: Network Reconfiguration Manager) (100) provided in the host network (10) and a terminal reconfiguration manager (TRM: Terminal Reconfiguration Manager) (300) provided in the communication terminal (30). 2), the decision making regarding the optimum use of wireless communication is managed.

すなわち、ネットワーク再構成管理部(100)は、RAN上の通信状態等を取得するRAN通信状態取得部(RMC:RAN Measurement Collector)(201)や、端末再構成管理部(300)から得た情報に従って、通信方式等を決定する。決定した結果は、RAN再構成管理部(RRM:RAN Reconfiguration Manager)(200)によって設定されると共に、端末再構成管理部(300)に通知される。
また、端末再構成管理部(300)も、通信端末における通信状態等を取得する端末状態取得部(TMC:Terminal Measurement Collector)(303)や、ネットワーク再構成管理部(100)からの情報に基づいて通信方式等を決定する。決定した結果は、端末再構成設定部(TRC:Terminal Reconfiguration Controller)(302)によって設定されると共に、ネットワーク再構成管理部(100)に通知される。
That is, the network reconfiguration management unit (100) acquires information obtained from a RAN communication state acquisition unit (RMC: RAN Measurement Collector) (201) that acquires a communication state on the RAN and the terminal reconfiguration management unit (300). The communication method and the like are determined according to the above. The determined result is set by a RAN reconfiguration manager (RRM: RAN Reconfiguration Manager) (200) and notified to the terminal reconfiguration manager (300).
The terminal reconfiguration management unit (300) is also based on information from a terminal state acquisition unit (TMC: Terminal Measurement Collector) (303) that acquires the communication state and the like in the communication terminal and the network reconfiguration management unit (100). To determine the communication method. The determined result is set by a terminal reconfiguration controller (TRC: Terminal Reconfiguration Controller) (302) and notified to the network reconfiguration manager (100).

上位ネットワーク(10)には、このほかにオペレータ監視・操作部(OSM:Operator Spectrum Manager)(101)が設けられ、ネットワーク管理者によるネットワーク状態の監視や、再構築の決定に係る条件の設定操作などを行えるようにしている。図1で示したように、ネットワーク再構成管理部(100)とオペレータ監視・操作部(101)は、通信管理装置(11)として配設することが望ましい。通信管理装置(11)は公知のサーバ装置として実現できる。   In addition to this, the host network (10) is provided with an operator monitoring / operating unit (OSM: Operator Spectrum Manager) (101), and the network administrator monitors the network status and sets conditions relating to the determination of reconstruction. And so on. As shown in FIG. 1, it is desirable that the network reconfiguration management unit (100) and the operator monitoring / operation unit (101) are arranged as a communication management device (11). The communication management device (11) can be realized as a known server device.

ここで、RAN再構成管理部(200)は、指示された再構成となるように単に設定を変更する処理手段であって、RAN上に設けてRANの各基地局に指示を送信する通信ノードでもよいし、各基地局内に実装してもよい。実装する場合には、RAN再構成管理部(200)は概念的な処理手段であって、実際の処理としてはネットワーク再構成管理部(100)からの指示によって各基地局が自身の設定を変更すればよい。   Here, the RAN reconfiguration management unit (200) is a processing unit that simply changes the setting so as to achieve the instructed reconfiguration, and is a communication node that is provided on the RAN and transmits an instruction to each base station of the RAN. However, it may be implemented in each base station. In the case of implementation, the RAN reconfiguration management unit (200) is a conceptual processing means, and each base station changes its setting according to an instruction from the network reconfiguration management unit (100) as an actual process. do it.

RAN通信状態取得部(201)は、基地局又はRAN上に設けられ、基地局における通信状態を取得する。ここで通信状態には、通信量、通信速度、当該RANの使用可能な周波数、変調方式、ジッタ・誤り率に関する情報、基地局の位置、基地局の位置における他の周波数帯の使用状況、通信端末の数など、通信に影響を及ぼす任意のパラメータを用いることができる。   The RAN communication state acquisition unit (201) is provided on the base station or the RAN and acquires the communication state in the base station. Here, the communication status includes communication volume, communication speed, usable frequency of the RAN, modulation method, information on jitter / error rate, base station position, use status of other frequency bands at the base station position, communication Any parameter that affects communication, such as the number of terminals, can be used.

RAN再構成管理部(200)とRAN通信状態取得部(201)とは、複数のRAN(23)(24)に共通して1つ設けてもよいし、各RAN毎(25)(26)にそれぞれ設けてもよい。また、図示に限らず、RAN再構成管理部(200)は複数のRANを対象とし、RAN通信状態取得部(201)は各RAN毎に設ける構成でもよい。   The RAN reconfiguration management unit (200) and the RAN communication state acquisition unit (201) may be provided in common for the plurality of RANs (23) and (24), or may be provided for each RAN (25) and (26). May be provided respectively. In addition, the RAN reconfiguration management unit (200) is not limited to the illustration, and the RAN communication state acquisition unit (201) may be provided for each RAN.

以上に説明したようなコグニティブ通信ネットワークのアーキテクチャにおいて、各エンティティ、すなわちネットワーク再構成管理部(100)、RAN再構成管理部(200)、端末再構成管理部(300)の間でそれぞれ取得した情報の交換などの通信を行う必要がある。
技術的には、それぞれのエンティティ間で何らかの通信を確立すれば情報交換は可能であるが、既存の通信システムに追加した設備を備えなければならず、コグニティブ通信ネットワークシステムを導入する障害になっていた。
In the architecture of the cognitive communication network as described above, information acquired between each entity, that is, the network reconfiguration management unit (100), the RAN reconfiguration management unit (200), and the terminal reconfiguration management unit (300). It is necessary to carry out communications such as exchanges.
Technically, information can be exchanged by establishing some kind of communication between each entity, but it must be equipped with equipment added to the existing communication system, which is an obstacle to the introduction of a cognitive communication network system. It was.

本発明では、コグニティブ無線の実現に必要な情報交換プロトコルをSIP(Session
Initiation Protocol)ベースのプロトコルを活用して設計することを提案する。SIPは、2つ以上のエンティティ間でセッションを確立するためのIETF(The Internet Engineering Task Force、インターネットURL http://www.ietf.org/)標準の通信プロトコルであり、IP電話やインスタントメッセンジャーにおいてセッションの開始、終了などの制御に用いられる。
In the present invention, an information exchange protocol necessary for realizing cognitive radio is designated as SIP (Session
It is proposed to design using an Initiation Protocol-based protocol. SIP is an IETF (The Internet Engineering Task Force, Internet URL http://www.ietf.org/) standard communication protocol for establishing a session between two or more entities, in IP phones and instant messengers. Used to control session start and end.

本発明の実施には、SIPに限らず、公知のプレゼンス情報交換方式に基づく任意の通信プロトコルを用いることができる。この通信プロトコルは、OSI参照モデルにおいては、セッション層のプロトコルが該当する。
このように公知のセッション層のプロトコルを用いることで、既存の通信システムを用いたプレゼンス情報の交換が可能となる。以下では、SIPによる情報交換の詳細について説明する。
The implementation of the present invention is not limited to SIP, and any communication protocol based on a known presence information exchange method can be used. This communication protocol corresponds to a session layer protocol in the OSI reference model.
By using a known session layer protocol in this way, presence information can be exchanged using an existing communication system. Details of information exchange by SIP will be described below.

図3にプレゼンス管理の機能を活用したリソース管理・情報提供を示す。本アーキテクチャでは、「端末情報」(41)および、「AP(基地局)情報」(42)を「プレゼンス情報」(40)として上位ネットワーク上に格納する。
プレゼンス情報の最も簡単な例は存在・不存在に係る情報であり、端末情報(41)は通信端末(30)の存在・不存在に係るプレゼンス情報、AP情報(42)は基地局の存在・不存在に係るプレゼンス情報を最低限含むものである。
FIG. 3 shows resource management and information provision utilizing the presence management function. In this architecture, “terminal information” (41) and “AP (base station) information” (42) are stored as “presence information” (40) on the upper network.
The simplest example of presence information is information regarding presence / absence, terminal information (41) is presence information regarding presence / absence of communication terminal (30), and AP information (42) is presence / absence of base station. It includes at least presence information related to absence.

図4に端末情報(41)に関する通信を示す。端末情報(41)は、通信端末(30)に対応したプレゼンス情報である。本プレゼンス情報の更新は、通信端末(30)によって行われる。すなわち、各通信端末(30)はネットワーク上で通信可能な場合に状態を"open"に更新(60)し、通信を停止する場合には状態を"closed"に更新(60)する。
各通信端末(30)がSIPを通して更新する端末情報(41)は、ユーザ情報グループリスト(53)として記録される。ユーザ情報グループリスト(53)はユーザ毎に各端末の状態を記録する。
FIG. 4 shows communication related to the terminal information (41). The terminal information (41) is presence information corresponding to the communication terminal (30). The presence information is updated by the communication terminal (30). That is, each communication terminal (30) updates the state to “open” when communication is possible on the network (60), and updates the state to “closed” when communication is stopped (60).
The terminal information (41) that each communication terminal (30) updates through SIP is recorded as a user information group list (53). The user information group list (53) records the status of each terminal for each user.

ユーザ情報グループリスト(53)を、ネットワーク再構成管理部(100)が購読(61)することで、各端末情報が通知(62)され、ネットワーク再構成管理部(100)によって各端末の状態を把握することができるようになる。
これらの情報は、OSI参照モデルのアプリケーション層のプロトコルであるSOAP(Simple Object
Access Protocol)によって通信される。
When the network reconfiguration management unit (100) subscribes (61) to the user information group list (53), each terminal information is notified (62), and the state of each terminal is changed by the network reconfiguration management unit (100). It becomes possible to grasp.
These pieces of information are stored in SOAP (Simple Object), which is an application layer protocol of the OSI reference model.
Access Protocol).

図5にAP情報(42)に関する通信を示す。AP情報(42)は、各無線アクセスネットワーク(RAN)内の基地局に対応したプレゼンス情報である。本プレゼンス情報の更新(63)(64)は、RAN再構成管理部(200)およびネットワーク再構成管理部(100)によって行われる。RAN再構成管理部(200)は、ネットワーク側で収集した情報を更新し、ネットワーク再構成管理部(100)は、ユーザからの報告情報を定期的に集計した結果を更新する。   FIG. 5 shows communication related to the AP information (42). AP information (42) is presence information corresponding to a base station in each radio access network (RAN). The update of the presence information (63) (64) is performed by the RAN reconfiguration management unit (200) and the network reconfiguration management unit (100). The RAN reconfiguration management unit (200) updates the information collected on the network side, and the network reconfiguration management unit (100) updates the result of periodically collecting report information from the user.

プレゼンス情報の購読(65)(66)は、オペレータ情報グループリスト(51)を通じてネットワーク再構成管理部(100)によって行われるとともに、エリア情報グループリスト(52)を通じて通信端末(30)によって行われる。
本プレゼンス情報は、プレゼンス情報を管理するサーバ内でのみ有効なアカウントに対応したものである。
AP情報(42)に用いるアカウントは、RAN再構成管理部(200)によって無線アクセスネットワークの基地局の稼働検出時に生成、非稼働検出時に削除が行われる。
Presence information subscriptions (65) and (66) are performed by the network reconfiguration management unit (100) through the operator information group list (51) and by the communication terminal (30) through the area information group list (52).
This presence information corresponds to an account that is valid only in the server that manages the presence information.
The account used for the AP information (42) is generated by the RAN reconfiguration management unit (200) when the operation of the base station of the radio access network is detected, and is deleted when the non-operation is detected.

AP情報におけるプレゼンス情報としては、通信端末と同様に"open""closed"の状態の他、表1に示すように様々な情報を含む。

Figure 0005586053
The presence information in the AP information includes various information as shown in Table 1 in addition to the “open” and “closed” states as in the communication terminal.
Figure 0005586053

上記したプレゼンス情報のグループリストについて、詳述する。図6は、各プレゼンス情報の更新・購読に関する通信と関連性を示す図である。
まず、オペレータ情報グループリスト(51)は、オペレータ単位で定義するプレゼンスリストであり、オペレータ単位でAP情報(42)を管理するために用いる。本プレゼンスリストに対するAP情報(42)の追加は、リスト所有者となるRAN再構成管理部(200)が行い、購読はネットワーク再構成管理部(100)が行う。
The above-described presence information group list will be described in detail. FIG. 6 is a diagram illustrating communication and relevance regarding update / subscription of each presence information.
First, the operator information group list (51) is a presence list defined in units of operators, and is used for managing AP information (42) in units of operators. The AP information (42) is added to the presence list by the RAN reconfiguration management unit (200) as the list owner, and the subscription is performed by the network reconfiguration management unit (100).

ネットワーク再構成管理部(100)は、各無線アクセスネットワークのオペレータ情報グループリスト(51)を購読することで、システム内の全ての基地局のプレゼンス情報を収集することができる。収集したAP情報(42)より、アクセスポイントのエリア判定を行い、該当『エリア情報』プレゼンスリストが存在しない場合は新規に生成を行った後に、AP情報(42)をエリア情報グループリスト(52)に追加する。   The network reconfiguration management unit (100) can collect the presence information of all base stations in the system by subscribing to the operator information group list (51) of each radio access network. Based on the collected AP information (42), the access point area is determined, and if there is no corresponding “area information” presence list, the AP information (42) is converted into the area information group list (52). Add to

エリア情報グループリスト(52)は、エリア単位で定義するプレゼンスリストであり、エリア単位でAP情報(42)を管理するために用いる。
本プレゼンスリストに対するAP情報(42)の追加は、リスト所有者であるネットワーク再構成管理部(100)が行い、購読は通信端末(30)の端末再構成管理部(300)が行う。
The area information group list (52) is a presence list defined for each area, and is used for managing the AP information (42) for each area.
The AP information (42) is added to the presence list by the network reconfiguration manager (100) as the list owner, and the subscription is performed by the terminal reconfiguration manager (300) of the communication terminal (30).

通信端末(30)は、端末の近隣アクセスポイントのスキャン結果をもとにネットワーク再構成管理部(100)に対してエリア情報問い合わせを行うことで、購読対象とするエリア情報グループリスト(52)を特定する。
特定したエリア情報グループリスト(52)を購読することで通信端末(30)が現在存在するエリアに応じたAP情報(42)を取得することが可能となる。
The communication terminal (30) makes an area information inquiry to the network reconfiguration management unit (100) based on the scanning results of the neighboring access points of the terminal, thereby obtaining the area information group list (52) to be subscribed to. Identify.
By subscribing to the specified area information group list (52), AP information (42) corresponding to the area where the communication terminal (30) currently exists can be acquired.

また、ネットワーク再構成管理部(100)は、ユーザ情報グループリスト(53)を購読することで、システム内の全ての端末情報(41)を収集する。収集した端末情報(41)より、通信端末(30)からの各種要求に対するアクセス制限やユーザの状況に応じたサービス提供を行うことが可能となる。   The network reconfiguration management unit (100) collects all terminal information (41) in the system by subscribing to the user information group list (53). Based on the collected terminal information (41), it becomes possible to provide services according to access restrictions and various situations of users from various requests from the communication terminal (30).

ユーザ情報グループリスト(53)は、システム単位で定義するプレゼンスリストであり、システム内の端末情報(41)を管理するために用いる。本プレゼンスリストに対する端末情報(41)の追加は、ユーザ追加時に手動にて追加を行う。   The user information group list (53) is a presence list defined for each system, and is used for managing terminal information (41) in the system. The terminal information (41) is added to the presence list manually when a user is added.

本発明は、以上のようなプレゼンス情報の交換方式を採用することによって、コグニティブ通信ネットワークの構築に不可欠な各エンティティ間の通信を簡便に実現する方法を提供する。
交換されたプレゼンス情報は、公知のように無線アクセスネットワークや基地局の選択、通信方式の切り換えのために用いられる。適用されるコグニティブ通信ネットワークシステムのアーキテクチャについて、本発明者らによって非特許文献5、6が提案されている。
The present invention provides a method for easily realizing communication between entities essential for constructing a cognitive communication network by adopting the presence information exchange method as described above.
The exchanged presence information is used for selecting a radio access network and a base station and switching communication methods as is well known. Non-Patent Documents 5 and 6 have been proposed by the present inventors regarding the architecture of a cognitive communication network system to be applied.

これらのうち、本発明では、リンクアグリゲーションの制御にSIPを用いる構成を特に開示する。
本コグニティブ通信ネットワークシステムでは、図7に示すようにアグリゲーションプロキシサーバ(以下、プロキシ)(70)を上位通信ネットワーク(10)上に配設し、例えば通信端末(30)とHTTPサーバ(72)との既存の通信システム上で、複数の無線アクセスネットワーク(73)(74)(75)を介したリンクアグリゲーションを可能にする。
Among these, the present invention particularly discloses a configuration using SIP for link aggregation control.
In this cognitive communication network system, as shown in FIG. 7, an aggregation proxy server (hereinafter referred to as a proxy) (70) is arranged on a higher-level communication network (10). For example, a communication terminal (30) and an HTTP server (72) Link aggregation via a plurality of radio access networks (73) (74) (75) on the existing communication system.

既存のインターネットで本発明の機能を導入する場合、グローバルIPアドレスによりIPアクセスが可能なプロキシ(70)の設置と、端末(30)上でアグリゲーションプロキシを実現するプロキシプログラム(71)のインストールを行うことによって実現することができる。   When the function of the present invention is introduced in the existing Internet, a proxy (70) capable of IP access by a global IP address and a proxy program (71) for realizing an aggregation proxy on the terminal (30) are installed. Can be realized.

通信中継装置であるプロキシ(70)は、擬似的なNAT(Network Address Translation)ルータとして動作し、通信端末(30)方向への複数の論理リンクを端末単位で一意に管理する。これにより通信端末(30)及び通信端末上の複数の論理リンクはインターネット上のサービス提供者(HTTPサーバ(72)等)からは、単一のIPノードとして認識される。また、プロキシ(70)は論理リンクの確立数及び品質に基づき、指定されたアルゴリズムでターゲットとなるアプリケーションのトラフィックの分配・集約を行う。   The proxy (70), which is a communication relay device, operates as a pseudo NAT (Network Address Translation) router, and uniquely manages a plurality of logical links in the direction of the communication terminal (30) for each terminal. As a result, the communication terminal (30) and the plurality of logical links on the communication terminal are recognized as a single IP node by service providers (such as the HTTP server (72)) on the Internet. Further, the proxy (70) distributes and aggregates traffic of the target application with a designated algorithm based on the number and quality of logical links established.

図8に示すように、本プロキシ(70)とプロキシプログラム(71)を用いる構成において、SIPメッセージを用いてアグリゲーションの制御を行う。通信端末(30)は、アグリゲーション利用開始時にネットワーク再構成管理部(100)に対して開始要求メッセージ(80)を通知する。
ネットワーク再構成管理部(100)は、現在の割り当て状況を基に割り当て対象のプロキシ(70)を特定し、そのプロキシ(70)に通知すると共に、通信端末(30)に開始応答メッセージ(81)を通知する。
表2に、開始応答メッセージの内容を示す。
As shown in FIG. 8, in a configuration using the proxy (70) and the proxy program (71), aggregation is controlled using a SIP message. The communication terminal (30) notifies the network reconfiguration management unit (100) of a start request message (80) when the aggregation use starts.
The network reconfiguration management unit (100) specifies the proxy (70) to be allocated based on the current allocation status, notifies the proxy (70), and sends a start response message (81) to the communication terminal (30). To be notified.
Table 2 shows the contents of the start response message.

Figure 0005586053
Figure 0005586053

通信端末(30)は、開始応答メッセージ(81)にて通知された接続情報を基にアグ
リゲーションを形成し、アグリゲーション終了後にネットワーク再構成管理部(100)に対して終了通知メッセージ(82)を通知する。ネットワーク再構成管理部(100)は、終了通知にて通知された情報を基に割り当て状況を更新する。
The communication terminal (30) forms an aggregation based on the connection information notified by the start response message (81), and notifies the network reconfiguration management unit (100) of an end notification message (82) after the aggregation is completed. To do. The network reconfiguration management unit (100) updates the allocation status based on the information notified by the end notification.

以上の構成によれば、プロキシ(70)を用いることで既存のシステムを利用しながらリンクアグリゲーションを実現することができる。またプロキシ(70)をネットワーク再構成管理部(100)が選択した結果を通信端末(30)に簡便に通知することができる。   According to the above configuration, link aggregation can be realized using the proxy (70) while using an existing system. In addition, the result of selecting the proxy (70) by the network reconfiguration management unit (100) can be easily notified to the communication terminal (30).

最後に、本発明における上位通信ネットワーク(10)として、IMS(IP Multimedia subsystem 非特許文献4参照)に展開する構成について提案する。
図9は、コグニティブ通信ネットワークの各エンティティとIMSとの対応付けを示す図である。
ネットワーク側のネットワーク再構成管理部(100)は、IMSのアプリケーションサーバ(AS)として実装して自らが情報の送受を行うトリガをかけることを可能とするとともに、ユーザイクイップメント(UE)としても実装を行い、通信端末(30)に対する独自付加サービスを実現する。
Finally, a configuration to be developed in IMS (see IP Multimedia subsystem Non-Patent Document 4) is proposed as the upper communication network (10) in the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating the association between each entity of the cognitive communication network and the IMS.
The network reconfiguration management unit (100) on the network side can be implemented as an IMS application server (AS) and can trigger transmission and reception of information by itself, and can also be implemented as a user equipment (UE). To implement a unique additional service for the communication terminal (30).

また、無線アクセスネットワーク内に配置するノードとして、RAN再構成管理部(200)をアプリケーションサーバとして実装する。これは実装の容易性の観点から、RAN通信状態取得部(201)の機能を有するノードであり、統計情報やパラメータ調整に関するコマンドなどベンダー依存のプロトコルの差異を吸収する機能を持たせる。   Further, the RAN reconfiguration management unit (200) is implemented as an application server as a node arranged in the radio access network. This is a node having the function of the RAN communication state acquisition unit (201) from the viewpoint of ease of implementation, and has a function of absorbing differences in vendor-dependent protocols such as statistical information and commands related to parameter adjustment.

複数の無線アクセスネットワークを利用した通信を行う際に、接続時等に認証を行い正規なユーザであることを認証し、ローミングアクセスが可能であるか確認する必要がある。その認証をネットワーク側で補助するノードとしてRAN間認証サーバとRAN内認証サーバの機能が必要となる。これらの機能は、IMSにおけるCSCFノードが有する機能と重複する部分が多いのでRAN間認証サーバとしてはI-CSCF、RAN内認証サーバとしてはP-CSCFを利用し、本認証に特有の機能差分を付加する形が望ましい。
また、通信端末(30)にはIMSクライアント(UE)を実装し、上記各エンティティからの情報を効率的に取得するゲートウェイとしての役割を持たせ、それらを端末内の端末再構成管理部(300)、端末再構成設定部(302)、端末状態取得部(303)に提供する。
When performing communication using a plurality of wireless access networks, it is necessary to authenticate at the time of connection or the like to authenticate that the user is a legitimate user and confirm whether roaming access is possible. Functions of an inter-RAN authentication server and an intra-RAN authentication server are required as nodes that assist the authentication on the network side. Since these functions have many parts that overlap with the functions of the CSCF node in IMS, I-CSCF is used as the inter-RAN authentication server, and P-CSCF is used as the intra-RAN authentication server, and the function differences peculiar to this authentication are obtained. The form to add is desirable.
In addition, an IMS client (UE) is mounted on the communication terminal (30) to serve as a gateway for efficiently acquiring information from each of the entities, and the terminal reconfiguration management unit (300 in the terminal) ), To the terminal reconfiguration setting unit (302) and the terminal state acquisition unit (303).

以上のようなエンティティの導入により、以下の3つの機能が実現できる。
(1) アカウント認証およびアクセス制御
コグニティブ無線端末を有するユーザのアカウントをIMS側で管理する。これにより、IMSの認証フレームワークを利用したアカウント認証および、アカウント単位での各サービスへのアクセス制御やローミングアクセス制御を可能とする。
(2) エンティティ間通信
IMS上に新たに配置したエンティティ同士がそれぞれ通信を行う際に、IMSのプレゼンスサービスを導入することで通信負荷の削減および、効率的な情報伝達を可能とする。
(3) アグリゲーションの制御
複数のリンクを組み合わせて利用するリンクアグリゲーションを行う際には、通信を行う双方がアグリゲーションに対応していれば複数のセッションを張って通信を行うことで実現できるが、通信相手の一方が、例えば既存のWebサーバのようにアグリゲーションに対応しない場合は、アグリゲーションプロキシサーバと呼ばれるノードを使い、セッションを1:nに分割・融合して中継する必要がある。このアグリゲーションプロキシサーバの動的割り当てにSIPメッセージを利用する。ユーザが都度最適なアグリゲーションプロキシサーバを利用することにより、通信経路の最適化が可能になるとともに、例えばMobile IPにおけるHome Agent(HA)のようにユーザ毎に固定のノードを割り当てる必要がなくなる。
By introducing the entities as described above, the following three functions can be realized.
(1) Account authentication and access control The IMS side manages the accounts of users with cognitive radio terminals. This enables account authentication using the IMS authentication framework, and access control and roaming access control for each service on an account basis.
(2) Inter-entity communication When entities newly arranged on the IMS communicate with each other, the IMS presence service is introduced to reduce the communication load and to efficiently transmit information.
(3) Aggregation control When performing link aggregation using a combination of multiple links, if both parties that support communication support aggregation, this can be achieved by establishing multiple sessions and communicating. If one of the partners does not support aggregation, such as an existing Web server, for example, it is necessary to use a node called an aggregation proxy server to divide and merge sessions into 1: n and relay them. The SIP message is used for dynamic allocation of the aggregation proxy server. When a user uses an optimal aggregation proxy server each time, it is possible to optimize a communication path, and it is not necessary to allocate a fixed node for each user like Home Agent (HA) in Mobile IP, for example.

20a 基地局
30 通信端末
40 プレゼンス情報
41 端末情報
42 AP情報
50 プレゼンスリスト
51 オペレータ情報グループリスト
52 エリア情報グループリスト
53 ユーザ情報グループリスト
100 ネットワーク再構成管理部
200 RAN再構成管理部
201 RAN通信状態取得部
20a base station 30 communication terminal 40 presence information 41 terminal information 42 AP information 50 presence list 51 operator information group list 52 area information group list 53 user information group list 100 network reconfiguration manager 200 RAN reconfiguration manager 201 RAN communication status acquisition Part

Claims (4)

少なくとも複数の無線アクセスネットワークとの接続の有無又は通信方式(以下、通信方式等という)を動的に再構成しながら通信端末が通信するコグニティブ通信ネットワークシステムにおける無線リソースの管理方法であって、
該コグニティブ通信ネットワークシステムが、複数の無線アクセスネットワークと、少なくとも該無線アクセスネットワークに共通のプラットフォームを提供する上位通信ネットワークとを有し、
該上位通信ネットワーク上には、該通信端末と、該無線アクセスネットワークの基地局の情報とをプレゼンス情報として管理するプレゼンス情報管理手段を備え、
該プレゼンス情報管理手段に対して、
該通信端末から、プレゼンス情報交換方式に基づく通信プロトコルにより少なくとも該通信端末の存在・不存在に係るプレゼンス情報を更新すると共に、
通信に用いる無線アクセスネットワークの選択、又は該無線アクセスネットワークにおける通信方式の少なくともいずれかを再構成するネットワーク再構成管理手段及び、各無線アクセスネットワーク上でその無線アクセスネットワークの通信方式を再構成する無線アクセスネットワーク再構成管理手段の両手段から、少なくとも該基地局の存在・不存在に係るプレゼンス情報を更新する構成において、
該通信端末が複数の無線リンクを同時に確立して通信を行うリンクアグリゲーションを行う構成であって、
該通信端末から該プレゼンス情報交換方式に基づく通信プロトコルにより該ネットワーク再構成管理手段にリンクアグリゲーションの開始を要求するステップ、
該ネットワーク再構成管理手段が、現在のリンクアグリゲーションの割り当て状況からアグリゲーションプロキシサーバを特定して、該アグリゲーションプロキシサーバと該通信端末にリンクアグリゲーションの開始を通知するステップ、
該通信端末と該アグリゲーションプロキシサーバとの間でリンクアグリゲーションを構成するステップ
を有することを特徴とするコグニティブ通信ネットワークシステムにおける無線リソースの管理方法。
A method for managing radio resources in a cognitive communication network system in which a communication terminal communicates while dynamically reconfiguring presence / absence of connection with at least a plurality of radio access networks or a communication scheme (hereinafter referred to as a communication scheme or the like),
The cognitive communication network system has a plurality of radio access networks and at least an upper communication network that provides a common platform for the radio access networks;
On the higher-level communication network, there is provided presence information management means for managing the communication terminal and base station information of the radio access network as presence information,
For the presence information management means,
Updating at least presence information relating to the presence / absence of the communication terminal by a communication protocol based on a presence information exchange method from the communication terminal;
Selection of a radio access network used for communication or network reconfiguration management means for reconfiguring at least one of the communication methods in the radio access network, and radio for reconfiguring the communication method of the radio access network on each radio access network In the configuration for updating the presence information related to the presence / absence of the base station from both means of the access network reconfiguration management means ,
The communication terminal is configured to perform link aggregation in which a plurality of wireless links are simultaneously established to perform communication,
Requesting the network reconfiguration management means to start link aggregation from the communication terminal by a communication protocol based on the presence information exchange method;
The network reconfiguration management means identifying an aggregation proxy server from the current link aggregation assignment status and notifying the aggregation proxy server and the communication terminal of the start of link aggregation;
Configuring link aggregation between the communication terminal and the aggregation proxy server
Method of managing radio resources in a cognitive communication network system characterized by having a.
前記通信端末に係るプレゼンス情報において、
前記コグニティブ通信ネットワークを利用するユーザ毎に分類するユーザ情報グループリストを記録し、
前記ネットワーク再構成手段が、該ユーザ情報グループリストを購読して、コグニティブ通信ネットワークシステム上の全ての通信端末の情報を取得する
請求項1に記載のコグニティブ通信ネットワークシステムにおける無線リソースの管理方法。
In presence information relating to the communication terminal,
Record a user information group list for each user who uses the cognitive communication network,
The method for managing radio resources in a cognitive communication network system according to claim 1, wherein the network reconfiguration unit subscribes to the user information group list and acquires information of all communication terminals on the cognitive communication network system.
前記基地局に係るプレゼンス情報において、
前記無線アクセスネットワーク再構成管理手段が、自己の無線アクセスネットワークに属する基地局の情報をオペレータ情報グループリストとして生成及び更新すると共に、
前記ネットワーク再構成管理手段が、該オペレータ情報グループリストを購読して、各基地局の設置エリア毎にエリア情報グループリストとして生成及び更新し、
前記通信端末が所在する位置と、該設置エリアとを照合して、エリア情報グループリストに含まれる基地局に係るプレゼンス情報を取得する
請求項1又は2に記載のコグニティブ通信ネットワークシステムにおける無線リソースの管理方法。
In presence information related to the base station,
The radio access network reconfiguration management means generates and updates information of base stations belonging to its own radio access network as an operator information group list,
The network reconfiguration management means subscribes to the operator information group list, generates and updates as an area information group list for each installation area of each base station,
The radio resource in the cognitive communication network system according to claim 1 or 2, wherein the presence information on the base station included in the area information group list is acquired by collating the location where the communication terminal is located and the installation area. Management method.
前記請求項1ないし3のいずれかに記載の無線リソースの管理方法を備えた
ことを特徴とするコグニティブ通信ネットワークシステム。
A cognitive communication network system comprising the radio resource management method according to any one of claims 1 to 3.
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