CN116686343A - 通信设备、通信方法和程序 - Google Patents

Abstract

本通信设备包括通过使用不同通信信道连接到上游网络的多个通信功能。所述通信设备包括：通信控制单元，用于控制与经由所述通信设备连接到上游网络的其他通信设备的通信；和通知单元，用于在切换通信信道之前向所述其他通信设备通知与通信信道有关以及用于切换的信息。

Description

通信设备、通信方法和程序

技术领域

本公开涉及通信设备、通信方法和程序。

背景技术

已知存在通信设备通过使用其他通信设备的通信功能连接到上游网络的技术。这种技术的已知示例包括被称为网络共享(tethering)的技术，通过该技术，诸如PC或平板电脑之类的终端设备通过使用诸如智能电话之类的其他终端设备的通信功能连接到上游网络。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP 2015-39147A

发明内容

技术问题

在许多情况下，诸如智能电话之类的终端设备可以连接到多个通信信道(例如，Wi-Fi和蜂窝网络)。终端设备根据通信信道的状态适当地切换通信信道。

当通信设备(以下，称为客户端设备)通过使用其他通信设备(以下，称为主机设备)的通信功能连接到上游网络时，根据主机设备的便利性切换通信信道。这导致客户端设备在意外定时切换上游网络，使得难以执行到上游网络的可靠连接。

因此，本公开提出能够实现高可靠性通信的通信设备、通信方法和程序。

注意，上述问题或目标仅仅是可以由在本说明书中公开的多个实施例解决或实现的多个问题或目标中的一个。

问题的解决方案

为了解决上述问题，根据本公开的一个方面的通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述通信设备包括：通信控制单元，所述通信控制单元控制与经由所述通信设备连接到上游网络的其他通信设备的通信；和通知单元，在切换通信信道之前，所述通知单元向所述其他通信设备通知用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息。

附图说明

图1是示出本实施例的概要的示图。

图2是示出预测连接到上游网络的通信信道的断开情况下的处理流程的示图。

图3是示出预测连接到上游网络的通信信道中的质量劣化的情况下的处理流程的示图。

图4是示出根据本公开的实施例的通信系统的构成示例的示图。

图5是示出根据本公开的实施例的服务器设备的构成示例的示图。

图6是示出根据本公开的实施例的终端设备(主机设备)的构成示例的示图。

图7是示出根据本公开的实施例的终端设备(客户端设备)的构成示例的示图。

图8是示出通信系统1的功能构成的示图。

图9是示出第一处理示例(连接到上游网络的通信信道的断开的预测)的流程图。

图10是示出初始设置的序列图。

图11是示出第二处理示例(连接到上游网络的通信信道的质量预测)的流程图。

图12是示出初始设置的序列图。

图13是示出初始设置的功能框图。

图14是示出指示通知准则的信息的文件格式的示图。

图15是示出使用机器学习的质量预测的功能框图。

图16是示出通信信道质量未达标时的终端设备(客户端设备)的操作的功能框图。

图17是示出通信信道质量未达标时的终端设备(客户端设备)的操作的功能框图。

具体实施例

以下，参照附图详细描述本公开的实施例。在以下实施例中的每一个中，相同的部分由相同的附图标记表示，并且，省略对其的重复描述。

此外，在本说明书和附图中，通过在相同的附图标记后面附加不同的数字，区分具有基本上相同的功能构成的多个部件。例如，根据需要区分具有基本上相同的功能构成的多个构成，诸如终端设备30₁和30₂。然而，当不特别需要在具有基本上相同的功能构成的多个部件之间进行区分时，仅给出相同的附图标记。例如，在不需要特别区分终端设备30₁和30₂的情况下，它们被简称为终端设备30。

下面描述的一个或多个实施例(示例和变更例)可以各自独立地实现。另一方面，下面描述的多个实施例中的至少一些可以与其他实施例中的至少一些适当地组合。多个实施例可以包括彼此不同的新颖特征。因此，多个实施例可以有助于实现或解决不同的目标或问题，并且可以表现不同的效果。

按照以下顺序描述本公开。

1、概要

2、通信系统的构成

2-1、服务器设备的构成

2-2、终端设备(主机设备)的构成

2-3、终端设备(客户端设备)的构成

2-4、通信系统的功能构成

3、第一处理示例(连接到上游网络的通信信道的断开预测)

4、第二处理示例(连接到上游网络的通信信道的质量预测)

5、变更例

6、结论

<<1、概要>>

<1-1、问题的概要>

已知存在通信设备通过使用其他通信设备的通信功能连接到上游网络的技术。这种技术的已知例子是被称为网络共享的技术。

在许多情况下，诸如智能电话之类的终端设备可以连接到多个通信信道。终端设备根据通信信道的状态适当地切换通信信道。当在使用网络共享的通信中上游网络的通信状态劣化时，网络共享主机设备在不考虑网络共享客户端设备的通信状态的情况下切换上游网络。例如，当上游网络是Wi-Fi时以及当该Wi-Fi连接预期要被断开时，网络共享主机设备将上游网络切换到蜂窝网络。

然而，该切换定时对于网络共享客户端设备终端不一定是最优的。当客户端设备通过使用网络共享处于通信期间时切换上游网络，将更新NAT表以导致网络共享客户端设备具有通信断开。对于网络共享主机设备的切换到处于更好通信状态的路由导致对于网络共享客户端设备的通信流的断开。

以这种方式，在当前的网络共享通信中，客户端设备的通信可能根据上游网络的切换定时受到阻碍。

<1-2、解决方案的概要>

图1是示出本实施例的概要的示图。例如，图1的示例中的网络共享主机设备可以使用两个通信信道，这两个通信信道是蜂窝和Wi-Fi。

在本实施例中，当预测当前通信信道与上游网络的断开(包括上游网络的切换)时，网络共享主机设备向网络共享客户端设备预先通知该预测(图1所示的“断开通知”)。另外，当预测连接到上游网络的通信信道的质量劣化时，网络共享主机设备向网络共享客户端设备通知该预测(图1所示的“质量未达标通知”)。随后，网络共享客户端设备向网络共享主机设备提出要求(requirement)，以抑制连接到上游网络的通信信道的变化(图1中所示的“要求”)。另外，网络共享客户端设备通过接管流或形成链路聚合安全地结束当前流，以启用使用另一通信信道进行通信。

这抑制对于网络共享客户端设备的通信断开的发生，从而使得能够为网络共享客户端设备提供高度可靠的通信。

参照图2和图3描述用于实现该机制的处理。

(通信信道的断开预测)

首先，描述预测连接到上游网络的通信信道的断开(包括通信信道的切换)的情况。图2是示出预测连接到上游网络的通信信道的断开的情况下的处理流程的示图。

首先，网络共享主机设备和网络共享客户端设备生成用于确定网络共享主机设备与网络共享客户端设备之间的路由的路径。使用该路径，网络共享主机设备优先分配网络共享客户端设备期望的通信信道。例如，这里是网络共享主机设备预测Wi-Fi断开的可预测的情况。当发现在n秒内存在断开的可能性时，网络共享主机设备向网络共享客户端设备通知“断开通知”。

在接收该通知后，网络共享客户端设备假定通信流中断，并尝试执行流的安全终止和向新承载体(bearer)的移交(handover)。由于从断开通知到实际断开存在足够的时间，因此网络共享客户端设备能够安全地暂停和恢复通信。

(通信信道质量的预测)

接下来，以下是预测连接到上游网络的通信信道的质量劣化的情况。图3是示出预测连接到上游网络的通信信道中的质量劣化的情况下的处理流程的示图。

首先，网络共享主机设备和网络共享客户端设备生成用于确定网络共享主机设备与网络共享客户端设备之间的路由的路径。随后，使用该路径，网络共享客户端设备将通信信道特性指定给网络共享主机设备。例如，网络共享客户端设备向网络共享主机设备通知期望的通信信道质量(例如，最大允许延迟、吞吐量、分组丢失率)。

网络共享主机设备选择通信信道以满足通信信道质量。此外，由于存在通信信道由于移交而断开的可能性，因此，即使当找到具有良好通信信道质量的路径时，网络共享主机设备也不切换通信信道。网络共享主机设备监视通信信道的分组计数器，并预测当前时间的通信信道质量和n秒之后的通信信道质量。使用该预测的结果，当不能满足由网络共享客户端设备指定的通信信道质量时，网络共享主机设备自动切换上游网络。可替换地，网络共享主机设备向网络共享客户端设备通知质量未达标。更具体地，网络共享主机设备向网络共享客户端设备发出通信信道的当前质量将达不到所需质量的通知，该要求的质量是从网络共享客户端设备发送的所需质量。

在接收该通知后，网络共享客户端设备尝试执行当前流的安全终止和向新承载体的移交。此时，当即使使用新的承载体也不能满足通信信道质量时，网络共享客户端设备调整正在使用的应用的使用频带。为了安全地终止流，网络共享客户端设备可以用通信伙伴服务器发起信令以继承现有流的ID，并创建新流以在高层中从另一通信信道发起通信(QUIC)。网络共享客户端设备可以通过使用多个承载体应用多路径(多路径TCP)。另外，网络共享客户端设备可以被设定为在通信断开时在L3中使用冗余技术(诸如VRRP、OSPF和BGP)来启用旁路路由控制。此外，网络共享客户端设备可以发送在L2中使用冗余技术(诸如链路聚合)的要求。在应用层中，网络共享客户端设备可以暂停操作流，从中间启用通信，或者关闭现有的流套接字(socket)。以这种方式，存在各种终止选项。

(下游网络断开预测)

注意，网络共享主机设备可以监视网络共享主机设备和网络共享客户端设备之间的通信信道的通信质量。另外，网络共享主机设备可以预测网络共享主机设备和网络共享客户端设备之间的通信信道的断开。当发现断开将在n秒内发生时，网络共享主机设备可以向网络共享客户端设备发送断开通知。在接收该通知后，网络共享客户端设备可以假定通信中的流中断，并尝试执行流的安全终止和向新承载体的移交。

<1-3、效果>

当预测通信的断开或通信信道质量的劣化时，网络共享主机设备向网络共享客户端设备发出通信断开通知。这使得网络共享客户端设备能够执行预先移交或流的安全终止。这使得网络共享客户端设备能够防止流的意外终止导致应用操作错误的情况(例如，下载失败或重新开始下载)，或者套接字保持打开导致建立下一通信信道失败的情况。另外，在任何时间建立任意通信信道的可能性提高，从而使得能够建立高度可靠的通信。

以上已经描述了本实施例的概要。在下文中，详细描述根据本实施例的通信系统1。

<<2、通信系统构成>>

首先，描述通信系统1的构成。

图4是示出根据本公开的实施例的通信系统1的构成示例的示图。通信系统1至少包括能够连接到多个通信信道的主机设备和经由主机设备连接到上游网络的客户端设备。这里，主机设备的示例包括图4所示的终端设备20，并且，客户端设备的示例包括图4所示的终端设备30₁和30₂。终端设备20和30支持网络共享。终端设备30通过使用网络共享功能经由终端设备20连接到上游网络。

这里，从用作主机设备的终端设备20来看，上游网络是更高的网络。在图4所示的示例中，上游网络是网络N1和N2。网络N1和N2的示例包括诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)、蜂窝网络、固定线路电话网络、区域因特网协议(IP)网络和因特网之类的通信网络。网络N1和N2可以包括有线网络或无线网络。另外，网络N1和N2可以包括核心网络。核心网络的示例包括演进分组核心(EPC)或5G核心网络(5GC)。毫无疑问，网络N可以是连接到核心网络的数据网络。数据网络可以是电信运营商的服务网络，例如IP多媒体子系统(IMS)网络。此外，数据网络可以是诸如内联网之类的专用网络。

尽管在图4的示例中仅示出两个上游网络，但上游网络的数量不限于两个。例如，假设上游网络是包括无线电接入网络和核心网络的蜂窝网络，则可以存在多个核心网络作为上游网络。此时，对于各核心网络，可能存在不同的数据网络。

如上所述，终端设备20可以通过使用多个通信信道连接到上游网络。此时，多个通信信道中的至少一个可以是无线通信信道。例如，通信信道可以是终端设备20和基站之间的无线通信信道(无线电接入网络)。此外，通信信道可以是终端设备20和接入点之间的无线通信信道。毫无疑问，多个通信信道可以包括有线通信信道(例如，有线LAN)。注意，通信信道本身可以是上游网络。

在无线通信信道包含于多个通信信道中的情况下，终端设备20可以被配置为通过使用诸如长期演进(LTE)、新无线电(NR)、Wi-Fi或蓝牙(注册商标)之类的无线电接入技术(RAT)连接到上游网络。此时，终端设备20可以被配置为能够使用不同的无线电接入技术。例如，终端设备20可以被配置为能够使用NR和Wi-Fi。此外，终端设备20可以被配置为能够使用不同的蜂窝通信技术(例如，LTE和NR)。LTE和NR是蜂窝通信技术的类型，并且通过使用由基站覆盖的多个区域的蜂窝布置启用终端设备的移动通信。

在下文中，假设“LTE”包括高级LTE(LTE-A)、高级LTE pro(LTE-A pro)和演进通用地面无线电接入(EUTRA)。另外，假设NR包括新的无线电接入技术(NRAT)和其他EUTRA(FEUTRA)。单个基站可以管理多个小区。在下文中，对应于LTE的小区可以被称为LTE小区，对应于NR的小区可以被称为NR小区。

NR是继LTE(包括高级LTE和高级LTE Pro的第四代通信)之后的下一代(第五代)无线电接入技术。NR是可以支持包括增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类型通信(mMTC)和超可靠低延迟通信(URLLC)的各种使用情况的无线电接入技术。NR正在得到研究，目的是创建支持这些使用情况的使用场景、需求和部署场景的技术框架。

注意，终端设备20可以通过使用LTE、NR、Wi-Fi或蓝牙以外的无线电接入技术连接到上游网络。例如，终端设备20可以通过使用低功率广域(LPWA)通信连接到上游网络。此外，终端设备20可以通过使用专有标准的无线通信连接到上游网络。

这里，LPWA通信是启用低功率宽范围通信的无线通信。例如，LPWA无线是使用指定的低功率无线(例如，920MHz频带)或工业科学医疗(ISM)频带的物联网(IoT)无线通信。注意，终端设备20所使用的LPWA通信可以符合LPWA标准。LPWA标准的示例包括ELTRES、ZETA、SIGFOX、LoRaWAN和NB-Iot。不用说，LPWA标准不限于此，并且可以是其他LPWA标准。

注意，多个通信信道可以包括虚拟网络。例如，可由终端设备20连接的多个通信信道可以包括诸如虚拟局域网(VLAN)之类的虚拟网络和诸如IP通信信道之类的物理网络。在这种情况下，终端设备20可以基于诸如开放最短路径优先(OSPF)或边界网关协议(BGP)之类的路由控制协议执行路由控制。

另外，多个通信信道可以包括一个或多个覆盖网络或者一个或多个网络切片集。

如图4所示，通信系统1包括服务器设备10、终端设备20(主机设备)和终端设备30(客户端设备)。通信系统1可以包括多个服务器设备10、多个终端设备20和多个终端设备30。在图4的示例中，通信系统1包括作为服务器设备10的服务器设备10₁、10₂等以及作为终端设备30的终端设备30₁、30₂等。

图中的设备可以被认为是逻辑意义上的设备。即，图中的设备可以部分或全部由虚拟机(VM)、容器或码头(docker)等实现，并且它们可以在物理上在同一件硬件上实现。

此外，在本实施例中，通信设备是具有通信功能的设备，并且，在图4的示例中，至少终端设备20和终端设备20是通信设备。

在下文中，具体描述包含于通信系统1中的各个设备的构成。下面所示的各设备的构成只是示例。各设备的构成可能与下面的构成不同。

<2-1、服务器设备构成>

首先，描述服务器设备10的构成。

服务器设备10是经由上游网络(例如，网络N1和/或N2)向终端设备30提供各种服务的信息处理设备(计算机)。例如，服务器设备10是应用服务器或web服务器。服务器设备10可以是PC服务器、中型服务器或大型机服务器。

图5是示出根据本公开的实施例的服务器设备10的构成示例的示图。服务器设备10包括存储单元11、通信单元12和控制单元13。图5所示的构成是功能构成，并且硬件构成可以与此不同。此外，服务器设备10的功能可以以分布式方式在多个物理分离的构成中实现。例如，服务器设备10可以包括多个信息处理设备。

存储单元11是数据可读/写存储设备，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、快擦写驱动器或硬盘。存储单元11用作服务器设备10的存储手段。例如，存储单元11存储用于向终端设备20和30提供服务的各种数据。

通信单元12是用于与其他设备进行通信的通信接口。例如，通信单元12是网络接口。通信单元12的示例是诸如网络接口卡(NIC)之类的局域网(LAN)接口。通信单元12可以是有线接口，或者可以是无线接口。通信单元12用作服务器设备10的通信手段。通信单元12在控制单元13的控制下与终端设备20和30通信。

控制单元13是控制服务器设备10的各个单元的控制器。例如，控制单元13由诸如中央处理器(CPU)或微处理单元(MPU)之类的处理器实现。例如，通过由处理器使用随机存取存储器(RAM)等作为工作区执行存储在服务器设备10内的存储设备中的各种程序，实现控制单元13。注意，控制单元13可以由诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)之类的集成电路实现。CPU、MPU、ASIC和FPGA均可以被视为控制器。

<2-2、终端设备(主机设备)的构成>

接下来，描述终端设备20的构成。

终端设备20是与诸如基站、接入点和终端设备30之类的其他通信设备进行通信的通信设备。终端设备20具有网络共享功能(网络共享主机功能)，并且中继终端设备30以接入上游网络。

终端设备20的示例包括移动电话、智能设备(智能电话或平板电脑)、个人数字助理(PDA)或个人计算机。此外，终端设备20可以是配备有通信功能的成像设备(例如，诸如摄影机(cam-coder))，或者可以是上面安装诸如现场拾取单元(FPU)之类的通信设备的摩托车或移动中继车等。终端设备20可以是机器对机器(M2M)设备或物联网(IoT)设备。终端设备20可以是具有多个通信信道的路由器。

此外，终端设备20可以能够执行与其他通信设备(例如，诸如基站、接入点和终端设备30)的LPWA通信。另外，终端设备20所使用的无线通信可以是使用毫米波的无线通信。终端设备20所使用的无线通信可以是使用无线电波的无线通信或者使用红外线或可见光的无线通信(光无线通信)。

终端设备20可以是移动设备。移动设备是可移动的无线通信设备。此时，终端设备20可以是安装在移动体上的无线通信设备，或者可以是移动体本身。例如，终端设备20可以是在道路上移动的车辆，诸如汽车、公共汽车、卡车或摩托车，或者可以是安装在车辆上的无线通信设备。移动体可以是移动终端，或者可以是在陆地、地面、水上或水下移动的移动体。此外，移动体可以是在大气层内移动的移动体，诸如无人机或直升机，或者可以是在大气外移动的移动物，诸如人造卫星。

终端设备20可以在同时连接到多个基站或多个小区的同时执行通信。例如，当一个基站经由多个小区(例如，pCell和sCell)支持通信区域时，能够通过使用载波聚合(CA)技术、双连接(DC)技术或多连接(MC)技术捆绑多个小区并在基站和终端设备20之间进行通信。可替换地，终端设备20和多个基站可以通过协调多点发送和接收(CoMP)技术经由不同基站的小区彼此通信。

图6是示出根据本公开的实施例的终端设备(主机设备)20的构成示例的示图。终端设备20包括存储单元21、通信单元22、控制单元23、传感器单元24和多个通信单元25(通信单元25₁～25_n：n是任意整数)。注意，图6所示的构成是功能构成，并且硬件构成可以与此不同。此外，终端设备20的功能可以以分布式方式在多个物理分离的构成中实现。

存储单元21是数据可读/写存储设备，诸如DRAM、SRAM、快擦写驱动器和硬盘。存储单元21用作终端设备20中的存储手段。例如，存储单元21存储路由数据库211。路由数据库211为例如存储到服务器设备10的路由的数据库。路由数据库211的示例是路由表。

通信单元22是用于与位于下游的其他设备(例如，诸如终端设备30之类的客户端设备)进行通信的通信接口。例如，通信单元22是网络接口。例如，通信单元22是诸如NIC之类的LAN接口。通信单元22可以是有线接口，或者可以是无线接口。通信单元22用作终端设备20的通信手段。通信单元22在控制单元23的控制下与终端设备30通信。在本实施例中，虽然通信单元22是与下游设备(即，客户端设备)的通信接口，但通信单元22可以具有与通信单元25共通的构成。

控制单元23是控制终端设备20的各个部分的控制器。例如，控制单元23由诸如CPU或MPU之类的处理器实现。例如，由处理器通过使用RAM等作为工作区执行存储在终端设备20内的存储设备中的各种程序，实现控制单元23。注意，控制单元23可以由诸如ASIC或FPGA之类的集成电路实现。CPU、MPU、ASIC和FPGA均可以被视为控制器。除了CPU以外或者作为其替代，控制单元33可以由GPU实现。

控制单元23包括参数收集单元231、质量预测单元232、路由确定单元233、预测通知单元234和指令接收单元235。构成控制单元23的各块(参数收集单元231～指令接收单元235)是分别指示控制单元23的功能的功能块。这些功能块可以是软件块或硬件块。例如，上述功能块中的每一个可以是由软件(包括微程序)实现的一个软件模块，或者是半导体芯片(裸片)上的一个电路块。不用说，功能块中的每一个可以形成为一个处理器或一个集成电路。注意，控制单元23可以被配置在与上述功能块不同的功能单元中。可以通过使用任何方法构成功能块。

传感器单元24是获取用于预测连接到上游网络的通信信道(由通信单元25形成的通信信道)的质量的各种类型的信息的传感器。例如，假设通信信道是无线通信信道，则传感器单元24为例如检测从基站或接入点接收的无线电波的接收S/N的传感器。不用说，由传感器单元24获取的信息不限于接收S/N，只要信息可以用于通信信道的质量预测即可。

多个通信单元25中的每一个是用于连接到上游网络的通信接口。多个通信单元25形成分别对服务器设备10不同的通信信道。注意，多个通信单元25可以分别支持不同的无线电接入技术。例如，通信单元25₁可以支持LTE或NR，而通信单元25₂可以支持Wi-Fi。注意，通信单元25可能具有与通信单元22共通的构成。

<2-3、终端设备(客户端设备)的构成>

接下来，描述终端设备30的构成。

终端设备30是与诸如终端设备20之类的其他通信设备进行通信的通信设备。终端设备30具有网络共享功能(网络共享客户端功能)，并且经由终端设备20接入上游网络。终端设备30可以具有在不干涉终端设备20的情况下直接接入上游网络的功能。例如，终端设备30可以能够直接接入到基站或接入点。

终端设备30的示例包括移动电话、智能设备(智能电话或平板电脑)、PDA和个人计算机。此外，终端设备30可以是配备有通信功能的成像设备(例如，诸如摄像机)，或者可以是上面安装诸如FPU之类的通信设备的摩托车或移动中继车等。此外，终端设备30可以是M2M设备或物联网设备。终端设备30可以是路由器。

此外，终端设备30可以能够与其他通信设备(例如，诸如终端设备20)进行LPWA通信。另外，由终端设备30使用的无线通信可以是使用毫米波的无线通信。由终端设备30使用的无线通信可以是使用无线电波的无线通信或者使用红外线或可见光的无线通信(光无线通信)。

此外，终端设备30可以是移动设备。移动设备是可移动的无线通信设备。此时，终端设备30可以是安装在移动体上的无线通信设备，或者可以是移动体本身。例如，终端设备30可以是在道路上移动的车辆，诸如汽车、公共汽车、卡车或摩托车，或者可以是安装在车辆上的无线通信设备。移动体可以是移动终端，或者可以是在陆地、地面、水上或水下移动的移动体。此外，移动体可以是在大气内移动的移动体，诸如无人机或直升机，或者可以是在大气外移动的移动物，诸如人造卫星。

图7是示出根据本公开的实施例的终端设备30(客户端设备)的构成示例的示图。终端设备30包括存储单元31、通信单元32和控制单元33。注意，图7所示的构成是功能构成，并且硬件构成可以与此不同。此外，终端设备30的功能可以以分布式方式在多个物理分离的构成中实现。

存储单元31是数据可读/可写存储设备，诸如DRAM、SRAM、快擦写驱动器和硬盘。存储单元31用作终端设备30中的存储手段。例如，存储单元31存储路由数据库311。例如，路由数据库311是存储到服务器设备10的路由的数据库。路由数据库311的示例是路由表。

通信单元32是用于与诸如终端设备30之类的其他设备进行通信的通信接口。例如，通信单元32是网络接口。例如，通信单元32是诸如NIC之类的LAN接口。通信单元32可以是有线接口，或者可以是无线接口。通信单元32用作服务器设备10的通信手段。通信单元32在控制单元33的控制下与终端设备30进行通信。

控制单元33是控制终端设备30的各个部分的控制器。例如，控制单元33由诸如CPU或MPU之类的处理器实现。例如，通过由处理器通过使用RAM等作为工作区域执行存储在终端设备30内部的存储设备中的各种程序，实现控制单元33。注意，控制单元33可以由诸如ASIC或FPGA之类的集成电路实现。CPU、MPU、ASIC和FPGA均可以被视为控制器。除了CPU以外或者作为其替代，控制单元33可以由GPU实现。

控制单元33包括应用处理单元331、会话管理单元332、路由确定单元333、预测接收单元334和指令发送单元335。构成控制器33的各块(应用处理单元331～指令发送单元335)是指示控制单元33的功能的功能块。这些功能块可以是软件块或硬件块。例如，上述功能块中的每一个可以是由软件(包括微程序)实现的一个软件模块，或者是半导体芯片(裸片)上的一个电路块。不用说，功能块中的每一个可以形成为一个处理器或一个集成电路。注意，控制单元33可以被配置在与上述功能块不同的功能单元中。可以通过使用任何方法构成功能块。

<2-4、通信系统的功能构成>

接下来，描述通信系统1的功能构成。

图8是示出通信系统1的功能结构的示图。更具体地，图8是示出分别构成终端设备20和终端设备30的功能块之间的关系的示图。

在示图中，轮廓箭头指示经由上游网络发送和接收的数据流，诸如用户数据。其他箭头指示与本实施例的切换处理有关的控制数据的流。

在本实施例中，参数收集单元231和质量预测单元232用作终端设备20的预测手段(预测单元)。路由确定单元233和指令接收单元235用作终端设备20的通信控制手段(通信控制单元)。预测通知单元234用作终端设备20的通知手段(通知单元)。

应用处理单元331、会话管理单元332和路由确定单元333用作终端设备20的处理手段(处理单元)。预测接收单元334用作终端设备20的接收手段(接收单元)。指令发送单元335用作终端设备20的指令手段(指令单元)。

在后面详细描述这些功能块的操作。

上面已经描述了通信系统1的构成。接下来，描述具有这种构成的通信系统1的操作。

<<3、第一处理示例(连接到上游网络的通信信道的断开预测)>>

首先，描述第一处理示例。第一处理示例是终端设备20(主机设备)预测连接到上游网络的当前通信信道的断开(包括切换)的情况的处理示例。终端设备20(主机设备)通过多个通信信道中的一个连接到上游网络。终端设备20(主机设备)预测通信信道的断开(包括向另一通信信道的切换)，并且将预测结果通知给终端设备30(客户端设备)。

图9是示出第一处理示例(连接到上游网络的通信信道的断开预测)的流程图。在下文中，参照图9描述第一处理示例。

首先，终端设备20和终端设备30执行初始设置(步骤S11A和S11B)。初始设置是供终端设备20和终端设备30创建控制路径的处理。在第一处理示例中，控制路径是用于交换关于通信信道断开预测的各种类型的信息的路径。注意，当已经在主机设备和客户端设备之间形成网络时，可以创建终端设备20(主机设备)和终端设备30(客户端设备)之间的控制路径。此外，在与本预测通知有关的功能在正常网络共享功能被启用之后被启用的情况下，可以在那时创建控制路径。对于该控制路径，不需要使用大量的通信。另一方面，需要高度可靠的通信信道。因此，希望使用与用于主机设备和客户端设备之间的数据传输的承载体(例如，无线LAN)不同的稳定承载体(例如，有线LAN)。

图10是示出初始设置的序列图。首先，为了启用主机设备和客户端设备之间的通信，终端设备30(客户端设备)打开监听端口。终端设备20(主机设备)通过使用控制路径向打开的端口发送监听完成通知(步骤S111)。在接收来自终端设备20的监听完成通知后，终端设备30(客户端设备)向终端设备20发送控制路径连接要求(步骤S112)。已经接收控制路径连接要求的终端设备20执行控制路径建立处理。

注意，终端设备20和终端设备30可以在初始设置中交换关于断开预测的信息。例如，假设终端设备20预测使用当前通信信道的通信在经过预定时间之后是否断开作为预测处理。在这种情况下，终端设备30可以在初始设置中向终端设备30通知指定预定时间的信息。

返回到图9的流程，终端设备20接下来开始当前通信信道与上游网络的断开的预测处理(步骤S12)。例如，终端设备20开始预测与使用当前通信信道的上游网络的通信在经过预定时间之后是否断开的处理。这里，预定时间可以是在终端设备20和终端设备30中预先设定并且由终端设备20与终端设备30共享的时间。此外，预定时间可以是在初始设置中由终端设备30指定给终端设备20的时间。

在预测是没有断开的情况下(步骤S13：否)，终端设备20继续预测处理，直到做出断开预测。在预测通信信道在经过预定时间之后断开的情况下(步骤S13：是)，终端设备20向终端设备30通知关于当前通信信道的信息(步骤S14A)。与通信信道有关的信息的示例是预测与使用当前通信信道的上游网络的通信在经过预定时间之后断开的信息。在以下描述中，通过终端设备20的断开预测的通知可以被称为断开通知。

移至客户端设备侧流程，终端设备30判别是否已从终端设备20接收断开通知(步骤S14B)。当尚未接收断开通知时(步骤S14B：否)，终端设备30重复步骤S14B，直到接收断开通知。

当已经接收断开通知时(步骤S14B：是)，终端设备30开始移交处理(步骤S15)。这里，移交处理是用于将经由终端设备20的当前承载体移交到新承载体的处理。

例如，终端设备30向终端设备20提出切换连接到上游网络的通信信道的要求。当上游网络被视为一个通信信道时，终端设备30可以向终端设备20提出切换上游网络的要求(步骤S16A)。例如，当当前上游网络是网络N1时，终端设备30向终端设备20提出将上游网络切换到网络N2的要求。可替换地，终端设备30可以毫无疑问地提出将通信信道从蜂窝通信的无线电接入网络切换到Wi-Fi或者从Wi-Fi切换到蜂窝通信的无线电接入网络的要求。也能够将上游网络视为蜂窝通信的无线电接入网络或Wi-Fi。

当已经接收断开通知时，终端设备30可以执行与预定功能有关的处理。例如，预定功能可以是由应用处理单元331执行的应用处理。在这种情况下，终端设备30可以执行应用停止处理，作为与预定功能有关的处理。通过在断开之前执行应用停止处理，能够防止在应用的执行中出现错误。

此外，终端设备30可以执行将由应用处理单元331当前使用的上游网络切换到另一上游网络的处理，作为与预定功能有关的处理。例如，终端设备30可以向终端设备20提出将由应用处理单元331当前使用的上游网络(例如，网络N1)切换到另一上游网络(如，网络N2)的要求。通过在断开之前切换上游网络，能够防止在应用的执行中出现错误。

移至主机设备侧的流程，终端设备20判别是否已经从终端设备30接收要求(步骤S16B)。例如，终端设备20判别是否已经从终端设备30接收切换上游网络的要求。在尚未从终端设备30接收要求的情况下(步骤S16B：否)，终端设备20重复步骤16B，直到从终端设备30接收要求。在已经从终端设备30接收要求的情况下(步骤S16B：是)，终端设备20执行与该要求有关的处理。例如，当从终端设备30接收的要求是上游网络切换要求时，终端设备20执行上游网络切换处理(步骤S17)。

然后，终端设备20和终端设备30重复初始设置之后的处理(步骤S12～S17)。

根据本处理示例，终端设备30在断开之前预先接收与通信信道的断开有关的信息，从而使得终端设备30能够在断开前停止应用并执行诸如移交之类的处理。作为结果，终端设备30可以通过使用可以是经由终端设备20到上游网络的连接的连接高可靠性地执行通信。

<<4、第二处理示例(连接到上游网络的通信信道的质量预测)>>

接下来，描述第二实施示例。第二处理示例是终端设备20(主机设备)预测与上游网络的当前通信信道的质量的情况的处理示例。终端设备20(主机设备)通过多个通信信道中的一个连接到上游网络。终端设备20(主机设备)预测通信信道的质量，并且将预测结果通知给终端设备30(客户端设备)。

图11是示出第二处理示例(连接到上游网络的通信信道的质量预测)的流程图。在下文中，参照图11描述第二处理示例。

首先，终端设备20和终端设备30执行初始设置(步骤S21A和S21B)。初始设置是供终端设备20和终端设备30创建控制路径的处理。在第二处理示例中，控制路径是用于创建用于交换与通信信道的质量预测有关的各种类型的信息的路径的处理。注意，当已经在主机设备和客户端设备之间形成网络时，可以创建终端设备20(主机设备)和终端设备30(客户端设备)之间的控制路径。此外，在与本预测通知有关的功能在正常网络共享功能被启用之后被启用的情况下，可以在那时创建控制路径。对于该控制路径，不需要使用大量的通信。另一方面，需要高度可靠的通信信道。因此，希望使用与用于主机设备和客户端设备之间的数据传输的承载体(例如，无线LAN)不同的稳定承载体(例如，有线LAN)。

图12是示出初始设置的序列图。首先，为了启用主机设备和客户端设备之间的通信，终端设备30(客户端设备)打开监听端口。终端设备20(主机设备)通过使用控制路径向打开的端口发送监听完成通知(步骤S111)。在接收来自终端设备20的监听完成通知后，终端设备30向终端设备20发送控制路径连接要求(步骤S112)。已经接收控制路径连接要求的终端设备20执行控制路径建立处理。

图13是示出初始设置的功能框图。在建立控制路径之后，终端设备30的指令发送单元335使用控制路径，以向终端设备20发送指示与上游网络的当前通信信道有关的信息的通知准则的信息。例如，终端设备30的指令发送单元335可以向终端设备20发送指示所需质量的信息作为指示通知准则的信息，所述指示所需质量的信息是关于作为来自其他通信设备的质量要求而呈现的通信信道的质量的信息(步骤S214)。指示所需质量的信息的示例包括指示10Mbps的最小期望吞吐量的信息、指示在100ms内做出的来自特定主机的响应的信息和/或指示分组丢失率小于0.1％的信息。

另外，指示通知准则的信息除了指示所需质量的信息以外，还可以包括指示指定时间的信息。指示指定时间的信息是用于指定当通信信道的质量被预测为不再满足所需质量时在终端设备20通知终端设备30之前要花费的时间的信息。例如，通过使用指示指定时间的信息，终端设备30指定从终端设备20接收通知的期望时间，诸如在质量不再满足所需质量的定时之前10秒。

可以以任何文件格式提供指示通知准则的信息。例如，可以以JSON格式、YAML格式或protobuf格式描述指示通知准则的信息。例如，可以以如图14所示的文件格式描述指示通知准则的信息。图14是示出指示通知准则的信息的文件格式的示图。

注意，可以对各应用或者对各流设定通知准则。例如，当存在终端设备30中操作的多个应用并且存在多个通信信道需求特性时，为了实现各通信信道特性，为各应用设定所需质量。在这种情况下，可以通过将标识端口号的描述符(例如，“端口”：“23”)添加到图14所示的通知准则，使得应用(或流)可识别。

随后，终端设备20登记从终端设备30发送的指示通知准则的信息(步骤S215和S216)。具体地，终端设备20的指令接收单元235将包含于指示通知准则的信息中的指示所需质量的信息登记到路由数据库211中(步骤S215)。例如，指令接收单元235分析从终端设备30发送的指示所需质量的信息。随后，指令接收单元235基于分析的结果将路由规则写入路由数据库211中。例如，当指示所需质量的信息是指示10Mbps的最小吞吐量的要求的信息时，执行设定，使得满足所需质量的通信信道(例如，蜂窝通信的无线电接入网络)成为连接到上游网络的通信信道。

此时，要设定的通信信道可以是主机设备本身(终端设备30本身)的默认路由。然而，在具有默认路由的承载体有可能不满足条件的情况下(例如，在诸如Wi-Fi之类的具有根据拥塞情况而变化的预期吞吐量的承载体的情况下)，终端设备20可以在不使用默认路由的情况下将预期具有恒定吞吐量的承载体设定为通信信道。成为，在为各应用或者为各流设定所需质量的情况下，终端设备20可以为各应用或者为各流定义路由。尽管用于此的实施方法的示例包括诸如OpenFlow之类的SDN协议，但是终端设备20可以使用其他方法。例如，终端设备20可以设置虚拟路由器，并且在各虚拟路由器中写入路由规则。

另外，终端设备20的指令接收单元235将与质量预测的通知有关的信息(指示通知准则的信息)登记到质量预测单元232中。更具体地，指令接收单元235将包含于指示通知准则的信息中的指示所需质量的信息和指示指定时间的信息登记到质量预测单元232中(步骤S216)。当满足注册通知准则的事件发生时(即，在通信信道质量未达标时)，质量预测单元232将该事件通知给预测通知单元234。在后面详细描述质量预测单元232的处理。

随后，终端设备20开始与上游网络的当前通信信道的质量的预测处理(步骤S22)。例如，终端设备20的质量预测单元232通过使用上游网络的通信参数以及来自传感器单元24或外部传感器的信息预测通信信道质量。

此时，质量预测单元232可以预测表示通信信道质量的预定参数(例如，吞吐量、延迟和分组丢失率)超过预定阈值。此外，质量预测单元232可以预测承载体变得不可用(例如，诸如从接入点断开Wi-Fi连接或者蜂窝通信故障)。另外，也允许不仅在如上所述的在通信设备/通信信道中存在故障的情况下而且在用户体验(UX)劣化的状态下执行切换的标记。UX劣化事件的可假设情况包括以下的(1)～(4)。

(1)浏览器中进度条停滞或显示指示数据加载的图标的情况

(2)数据加载失败并在浏览器中显示错误的情况

(3)视频流遇到诸如视频图像中断或暂停、错误发生或显示指示数据加载的图标之类的情况

(4)应用中的画面加载失败并显示错误消息的情况

另外，终端设备20可以通过组合安装在终端设备20或终端设备30上的多个传感器(例如，相机内、深度传感器和3D传感器)检测用户对通信质量的不舒适(即，UX的劣化)。此外，终端设备20可以通过检测用户在感到不舒适时执行的操作来检测用户对通信质量的不舒适。用户在感到不舒适时执行的可假设操作包括用户按下显示在终端设备30的屏幕上的预定按钮、预定图标或预定硬件按钮的操作以及用户以预定模式摇动终端设备30的操作。

质量预测单元232可以通过使用机器学习预测通信信道质量，或者可以通过使用由线性公式表示的模型预测通信信道质量。

(使用机器学习的质量预测)

当通过使用机器学习预测通信信道质量时，质量预测单元232可以包括预测通信信道的质量的训练模型。

训练模型可以是通过机器学习(包括深度学习)获得的神经网络模型。神经网络模型包括称为输入层、隐藏层(也称为中间层)和输出层的多个层。多个层中的各层包括一个或多个节点。提供为多个的节点经由边缘彼此连接。各层具有被称为激活函数的函数，并且各边缘被加权。

例如，神经网络模型可以是被称为卷积神经网络(CNN)、递归神经网络(RNN)或长短期记忆(LSTM)的形式的模型。不用说，神经网络模型并不限于这些模型。

注意，训练模型可以包括多个神经网络模型。例如，训练模型可以包括选自例如CNN、RNN和LSTM的多个神经网络模型。在训练模型包括多个神经网络模型的情况下，以从属的方式或并行地处理多个神经网模型。

训练模型不限于基于深度学习的模型。例如，训练模型可以是基于强化学习的模型。在强化学习中，通过试错来训练模型，以采取使值最大化的行动(设定)。

执行训练的信息处理设备(以下，称为训练设备)可以是终端设备30或其他设备(例如，服务器设备10或终端设备30)。例如，训练设备可以将真值标签(例如1)分配给要预测的对象(例如，吞吐量变为n Mbps或更低)发生的位置，并将0分配给其他位置，以利用时间序列数据执行训练，以生成预测器(训练模型)。在这种情况下，训练设备可以生成预测器(训练模型)，该预测器通过在事件发生之前的n秒分配真值标签1来预测事件发生之前的n秒。

可假设的用于训练的参数是以下的参数(1)～(3)。用于训练的参数(以下，称为训练参数)可以是下面的参数中的全部或一些。

(1)Wi-Fi参数

可假设的用于训练的参数可以包括Wi-Fi参数。下面将列出Wi-Fi参数的具体示例。

PHY协议类型(a/b/g/n/ac/ax)、MAC协议类型(d/e/h/i/j/k/p/v/w/y/z)、信号强度(接收信号强度指示符(RSSI))、使用频率、服务集标识符(SSID)、基本服务集标识符(BSSID)，分配的带宽、无线电部分相对于接入点的RTT、S/N比、频谱、同一基本服务集(BSS)中的终端数量、认证方法、多输入多输出(MIMO)层的数量、信号冲突数、单位时间的请求发送/清除发送(RTS/CTS)的数量、探针要求的数量、接收的信标的数量、接收/发送数据包计数器的数量、成功发送数、成功接收数、发送重复数、帧故障数和接口错误次数。

(2)蜂窝通信参数

可假设的用于训练的参数可以包括蜂窝通信参数。以下列出蜂窝通信参数的具体示例。

分量载波数、平均率(调制和编码方案(MCS))、能力(LTE/HSPA+/GSM(注册商标))、信号强度、MIMO层数、通信分配时间数、实际资源块数、接收/发送包计数器值、成功发送数、成功接收数、帧重传次数(MAC)、无线电链路控制数(RLC)、接口错误次数、吞吐量(PHY/IP)、小区信息(小区ID、下行链路参考信号的传输率、相邻小区信息、小区的容纳容量和骨干频带信息)、订阅计划、订阅通信容量、剩余通信容量和限速自适应状态

(3)传感器参数

可假设的用于训练的参数可以包括传感器参数。下面列出传感器参数的具体示例。

·可用于估计用户位置和移动速度的传感器信息，诸如加速度、磁性、方向、大气压力和位置传感器。

·可用于推断用户行为的传感器信息，诸如加速度、时间、方向、大气压力、位置和步数，或者从传感器信息推断的行为信息(交通手段，诸如步行、火车或车辆，使用楼梯或使用电梯的上/下移动等)

·测量用户的状况、类型、用户沉浸感和压力等所需的相机、血压信息和应用信息

(使用机器学习的质量预测的具体操作示例)

图15是示出使用机器学习的质量预测的功能框图。在下文中，描述使用机器学习的质量预测的具体操作示例。

终端设备20的质量预测单元232包括分数计算单元和判断单元。分数计算单元包括通过上述训练参数训练的训练模型。分数计算单元被配置为输出多个承载体中的每一个的通信信道质量的分数。多个承载体中的每一个对应于终端设备30可使用的通信信道。质量预测单元232将由参数收集单元231收集的参数输入到分数计算单元。质量预测单元232通过使用训练模型计算各承载体的质量分数。

注意，质量预测单元232可以被配置为使用由传感器检测的数据作为分数计算单元的输入数据。在图15的示例中，质量预测单元232被配置为使用由终端设备20的传感器单元24检测的数据作为分数计算单元的输入。可替换地，质量预测单元232可以被配置为使用由外部传感器(例如，包含于终端设备30中的传感器)检测的数据作为输入。例如，质量预测单元232可以被配置为使用由终端设备30的加速度传感器检测的加速度信息作为分数计算单元的输入数据。可替换地，质量预测单元232可以被配置为使用由终端设备30的位置传感器(例如，GPS传感器)检测的位置信息中的单位时间的变化量作为分数计算单元的输入数据。利用该构成，质量预测单元232可以基于用户的移动速度和加速度状态预测Wi-Fi性能多久(以秒为单位)会劣化。

注意，传感器的值可以被用作神经网络的输入参数，或者可以用于其他目的。例如，当使用电梯时，期望在蜂窝通信(LTE/NR)和Wi-Fi中均具有环境劣化。在这种情况下，终端设备20可以通知终端设备20不能通过使用任何承载体执行稳定的通信。

此外，传感器可以是安装在终端设备20内部的传感器或外部传感器(例如，安装在终端设备20或其他设备上的传感器)。例如，传感器可以是安装在可以用作活动跟踪器的设备上的传感器。可假设的适用于活动跟踪器的设备包括用户在使用时佩戴的设备，诸如智能手表和步进计数器。在这种情况下，终端设备20可以通过使用诸如脉搏信息、步数和加速度之类的信息以更高的精度掌握用于预测的用户的状态。还可以设想从传感器的值估计用户的压力状态并且根据压力状态改变切换特性。例如，可以调整切换阈值，使得当用户被激怒时，很可能选择更快的承载体。

这些外部传感器经由I/O单元(例如，通信单元22)连接到终端设备20。用于连接的接口的示例包括通用串行总线(USB)和蓝牙(注册商标)，但是可以经由其他类型的接口进行连接。另外，对于要预测的各事件，可以安装多个这些预测器(训练模型)。

随后，终端设备20判别当前通信信道是否在经过指定时间之后变为质量未达标状态。即，终端设备20确定通信信道的当前质量是否在由终端设备30指定的时间过去之后不再达到终端设备30的所需质量(步骤S23)。这里，终端设备20可以进行判别如下。

例如，如图15所示，假设终端设备20的质量预测单元232包括分数计算单元和判断单元。另外，假设分数计算单元输出指示各承载体的通信信道质量的分数。各承载体对应于终端设备20可使用的各通信信道。在这种情况下，判断单元将由分数计算单元输出的多个分数中的当前承载体的分数与在终端设备30中设定的阈值进行比较。判断单元可以基于分数是否超过阈值判别通信信道的当前质量是否在经过指定时间之后达不到所需质量。

判断单元的判别目标不一定是“当前通信信道的质量是否在经过指定时间之后达不到所需质量”。例如，在终端设备30具有预有余量的所需质量的情况下，判断单元的判别目标可以是“当前通信信道的质量是否当前尚达不到所需质量”。

注意，阈值根据从终端设备20通知的指示所需质量的信息而变化。例如，假设来自终端设备30的指示所需质量的信息是指定吞吐量的信息(例如，指示在吞吐量为10Mbps或更低的情况下给出通知的信息)。还假设预测器(训练模型)的预测目标和与终端设备30的所需质量有关的目标相同。例如，假设预测器(训练模型)的预测目标是10Mbps或更低的吞吐量的预测，并且终端设备30的所需质量是10Mbps或者更低的吞吐量。在这种情况下，判断单元将阈值设定为默认阈值(例如，0.5)。

注意，在预测器(训练模型)的预测目标和终端设备30的所需质量不匹配的情况下，可以根据它们的比确定阈值。例如，当预测器(训练模型)的预测目标是10Mbps或更低的吞吐量的预测并且终端设备30的所需质量是20Mbps的吞吐量时，判断单元可以将0.25(＝0.5(默认阈值)×10Mbps(用于原始预测目标的值)/20Mbps(终端设备30的所需质量))设定为阈值。不用说，判断单元可以通过另一种方法确定阈值。例如，判断单元可以使用由终端设备20或终端设备20的开发者检查并确定为对应值的值作为阈值。

在预测为不发生质量未达标的情况下(步骤S23：否)，终端设备20继续预测处理，直到预测质量未达标。当预测在经过指定时间之后发生质量未达标时(步骤S23：是)，终端设备20的预测通知单元234在进行预测的定时向终端设备30通知与当前通信信道有关的信息(步骤S24A)。例如，与通信信道有关的信息可以是用于向终端设备30给出通信信道质量未达标通知(以下，称为质量未达标通知)的信息。注意，在判断单元的判别目标是“当前通信信道的质量当前是否尚达不到所需质量”的情况下，“进行预测的定时”是通信信道的质量不再满足所需质量的定时。当质量未达标通信信道是与控制路径有关的通信信道时，与当前通信信道有关的信息可以包括指示要改变与控制路径有关的通信信道的信息。

移至客户端设备侧的流程，终端设备30的预测接收单元334判别是否已经从终端设备20接收质量未达标通知(步骤S24B)。当尚未接收质量未达标通知时(步骤S24B：否)，预测接收单元334重复步骤S24B，直到接收质量未达标通知。

当已经接收质量未达标通知时(步骤S24B：是)，终端设备30开始移交处理(步骤S25)。这里，移交处理是用于将经由终端设备20的当前承载体改变为新承载的处理。

例如，终端设备30向终端设备20提出切换连接到上游网络的通信信道的要求。当上游网络被视为一个通信信道时，终端设备30可以向终端设备20提出切换上游网络的要求(步骤S26A)。当当前上游网络是网络N1时，终端设备30向终端设备20提出将上游网络切换到网络N2的要求。可替换地，终端设备30可以毫无疑问地提出将通信信道从蜂窝通信的无线电接入网络切换到Wi-Fi或者从Wi-Fi切换到蜂窝通信的无线电接入网络的要求。也能够将上游网络视为蜂窝通信的无线电接入网络或Wi-Fi。

图16是示出通信信道质量未达标时的终端设备30(客户端设备)的操作的功能框图。例如，终端设备30的指令发送单元335指定要切换的特定流，并向终端设备20指定要切换到哪个承载体(步骤S25)。与指定有关的通知的文件格式可以是任何格式。例如，可以以JSON格式、YAML格式或protobuf格式描述指示该指定的通知。

注意，终端设备30可以在已经接收质量未达标通知时执行与预定功能有关的处理。例如，预定功能可以是由应用处理单元331执行的应用处理。在这种情况下，终端设备30可以执行应用停止处理，作为与预定功能有关的处理。通过在断开之前执行应用停止处理，能够防止在应用的执行中出现错误。

此外，终端设备30可以执行将由应用处理单元331当前使用的上游网络切换到另一个上游网络的处理，作为与预定功能有关的处理。例如，终端设备30可以向终端设备20提出将由应用处理单元331当前使用的上游网络(例如，网络N1)切换到另一上游网络(如，网络N2)的要求。通过在断开之前切换上游网络，能够防止在应用的执行中出现错误。

移至主机设备侧的流程，终端设备20判别是否已经从终端设备30接收要求(步骤S26B)。例如，终端设备20的指令接收单元235判别是否已经从终端设备30接收与通信信道的切换有关的要求。与通信信道的切换有关的要求可以包括与通信信道的质量有关的要求。与通信信道的质量有关的要求可以包括指示切换的通信信道要满足的质量的信息。

在尚未从终端设备30接收要求的情况下(步骤S26B：否)，终端设备20重复步骤26B，直到从终端设备30接收要求。在已经从终端设备30接收要求的情况下(步骤S26B：是)，终端设备20执行与该要求有关的处理。例如，当从终端设备30接收的要求是通信信道切换要求时，终端设备20执行通信信道切换处理(步骤S27)。例如，终端设备20的指令接收单元235响应于指令将与切换有关的路由信息写入路由数据库211中。例如，当与通信信道的切换有关的要求包括与通信信道的质量有关的要求时，指令接收单元235将指示满足该要求的质量的通信信道的信息写入路由数据库211中。终端设备20基于写入路由数据库211中的路由信息切换通信信道。利用该构成，终端设备20将当前通信信道切换到满足终端设备30的所需质量的另一通信信道。

由终端设备20执行的通信信道切换处理可以包括将使用一个通信功能的连接切换为捆绑多个通信功能的连接的处理。图17是示出通信信道质量未达标时的终端设备30(客户端设备)的操作的功能框图。例如，在不能通过使用多个通信信道中的任何一个满足所需质量的情况下，终端设备20的路由确定单元233可以将使用一个通信信道对上游网络的接入切换为使用通过捆绑多个通信信道而获得的链路聚合组(LAG)的接入。通过使用LAG，可以使通信更加稳定。

同时，可能存在即使使用新的承载体也不能满足通信信道质量的情况。在这种情况下，终端设备30可以调整正在使用的应用的使用频带。

另外，为了流的安全终止，终端设备30可以启动与通信伙伴服务器的信令以继承现有流的ID，并创建新流以在高层中从另一通信信道发起通信(QUIC)。终端设备30可以通过使用多个承载体应用多路径(多路径TCP)。另外，终端设备30可以被设定为在通信断开时在L3中使用冗余技术(诸如VRRP、OSPF和BGP)来启用旁路路由控制。此外，终端设备30可以呈现在L2中使用冗余技术(诸如链路聚合)的要求。在应用层中，网络共享客户端设备可以暂停操作流，从中间启用通信，或者关闭现有的流套接字(socket)。以这种方式，可以想到各种终止选项。

此外，在存在与网络共享有关的承载体之外的承载体的情况下，终端设备30可以通过使用和与网络共享有关的承载体不同的承载体连接到上游网络。

然后，终端设备20和终端设备30重复初始设置之后的处理(步骤S22～S27)。

根据本处理示例，终端设备30在通信信道劣化之前预先接收与通信信道质量有关的信息，从而使得终端设备30能够在通信信道质量劣化之前停止应用并执行诸如移交之类的处理。作为结果，终端设备30可以通过使用可以是经由终端设备20到上游网络的连接的连接高可靠性地执行通信。

<<5、变更例>>

上述实施例是示例，并且，各种变更例和应用是可能的。

例如，在上述实施例(第一处理示例)中，终端设备20(主机设备)执行关于连接到上游网络的通信信道的断开预测，还可以执行关于终端设备20(主机设备)和终端设备30(客户端设备)(即下游网络)之间的通信信道的断开的预测。当已经发现断开(在n秒内断开)的将来的可能性时，终端设备20(主机设备)可以将断开通知给终端设备30(客户端设备)作为断开通知。在已经接收该通知之后，终端设备30(客户端设备)可以假定通信中的流的中断，并且尝试执行流的安全终止和向新承载体的移交。

此外，在上述实施例(第二处理示例)中，终端设备20(主机设备)执行关于连接到上游网络的通信信道的质量的预测，还可以执行关于终端设备20(主机设备)和终端设备30(客户端设备)(即下游网络)之间的通信信道的质量的预测。当已经发现在n秒内将不再满足所需质量的将来可能性时，终端设备20可以向终端设备30通知未达标作为质量未达标通知。在已经接收该通知之后，终端设备30可以假定通信中的流中断，并尝试执行流的安全终止和向新承载体的移交。

本实施例的控制服务器设备10、终端设备20和终端设备30的控制设备可以由专用计算机系统或通用计算机系统实现。

例如，用于执行上述操作的通信程序被存储在诸如光盘、半导体存储器、磁带或软盘之类的计算机可读记录介质中，并且被分发。例如，程序被安装在计算机上，并且，执行上述处理以实现控制设备的构成。此时，控制设备可以是服务器设备10、终端设备20和终端设备30以外的设备(例如，个人计算机)。此外，控制设备可以分别是服务器设备10、终端设备20或终端设备30内的设备(例如，控制单元13、控制单元23和控制单元33)。

此外，例如，通信程序可以存储在包含于网络(诸如因特网)上的服务器设备的磁盘设备中，以能够下载到计算机。此外，可以通过协同使用操作系统(OS)和应用软件实现上述功能。在这种情况下，例如，OS以外的部分可以存储在用于分发的介质中，或者OS以外的部分可以存储在服务器设备中以被下载到计算机。

此外，在上述实施例所描述的各个处理中，被描述为自动执行的处理的全部或一部分可以被手动执行，或者被描述为被手动执行的处理可以通过已知方法被自动执行。另外，除非另有规定，否则可以任意改变在上述文献或附图中示出的处理过程、具体名称和包括各种数据和参数的信息。例如，在各附图中的每一个中示出的各种信息不限于示出的信息。

另外，各设备的构成要素中的每一个是作为功能和概念图提供的，因此不一定需要如图所示的那样进行物理构成。即，设备中的每一个的分布/集成的具体形式不限于附图中所示的那些，并且，根据各种负载和使用情况，其全部或部分可以在功能上或物理上分布或集成到任意单元中。可以动态地执行这种通过分布和集成的构成。

此外，上述实施例可以在处理不矛盾的情况下在可实现的范围内适当组合。此外，上述实施例的流程图所示的各个步骤的顺序可以适当地改变。

此外，例如，本实施例可以实现为构成设备或系统的任何构成，

例如，作为大规模集成电路(LSI)等的处理器、使用多个处理器等的模块、使用多个模块等的单元以及通过进一步向该单元添加其他功能而获得的集合等(即，设备的一部分的构成)。

在本实施例中，系统代表多个构成要素(设备或模块(部件)等)的集合，并且，是否所有构成要素都在同一外壳中不会是大问题。因此，容纳在单独的外壳中并且经由网络连接的多个设备和多个模块容纳在一个外壳中的一个设备均是系统。

此外，例如，本实施例可以采用由多个设备经由网络协同共享和处理一个功能的云计算的构成。

<<6、结论>>

如上所述，根据本公开的实施例，当预测通信断开或通信信道质量的劣化时，终端设备20(主机设备)向终端设备30(客户端设备)发出通信断开的通知。这使得终端设备30能够预先执行移交或者安全地终止流。这使得终端设备30能够防止导致在应用操作中发生错误的流意外结束的情况，或者由于套接字保持打开而不能建立下一通信信道的情况。另外，在任何时间建立任意通信信道的可能性提高，从而使得能够建立高度可靠的通信。

以上已经描述了本公开的实施例。然而，本公开的技术范围不限于上述实施例，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行各种修改。此外，允许跨不同的实施例和变更例适当地组合构成要素。

在本说明书的各个实施例中描述的效果仅为示例，因此，可能存在其他效果，不限于示例性效果。

注意，本技术还可以具有以下构成。

(1)

一种通信设备，具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述通信设备包括：

通信控制单元，所述通信控制单元控制与经由所述通信设备连接到上游网络的其他通信设备的通信；和

通知单元，在切换通信信道之前，所述通知单元向所述其他通信设备通知用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息。

(2)

根据(1)所述的通信设备，

其中，所述通信控制单元从所述其他通信设备接收指示用于与通信信道有关的信息的通知准则的信息，以及

所述通知单元基于通知准则向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

(3)

根据(2)所述的通信设备，

其中，指示通知准则的信息包括指示所需质量的信息，所述所需质量是作为来自所述其他通信设备的质量要求而呈现的通信信道的质量，以及

所述通知单元基于指示所需质量的信息向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

(4)

根据(3)所述的通信设备，

其中，所述通知单元在通信信道的质量不再满足所需质量时的定时，向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

(5)

根据(3)所述的通信设备，

其中，除了指示所需质量的信息之外，指示通知准则的信息还包括指示指定时间的信息，所述指定时间是由所述其他通信设备指定的时间，以及

在通信信道的质量被预测为在经过指定时间之后不再满足所需质量的定时，所述通知单元向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

(6)

根据(1)～(5)中的任一项所述的通信设备，包括：

预测单元，所述预测单元执行与通信信道有关的预测，

其中，所述通知单元基于由所述预测单元获得的预测结果向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

(7)

根据(6)所述的通信设备，

其中，所述预测单元预测使用当前正在使用的通信信道与上游网络的通信将在经过预定时间之后断开，以及

在预测到断开的情况下，所述通知单元向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

(8)

根据(1)～(7)中的任一项所述的通信设备，

其中，所述通信控制单元执行包括以下操作的操作：

从已经被通知与通信信道有关的信息的所述其他通信设备接收与通信信道的切换有关的要求；和

基于来自所述其他通信设备的要求，执行与通信信道的切换有关的控制。

(9)

根据(8)所述的通信设备，

其中，与通信信道的切换有关的要求包括与通信信道的质量有关的要求，以及

当已经接收到来自所述其他通信设备的要求时，所述通信控制单元将通信信道切换到质量满足该要求的通信信道。

(10)

根据(8)或(9)所述的通信设备，

其中，与通信信道的切换有关的控制包括将使用一个通信功能的连接切换到捆绑所述多个通信功能的连接的控制。

(11)

一种通信设备，能够经由其他通信设备连接到上游网络，所述其他通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述通信设备包括：

接收单元，在切换通信信道之前，所述接收单元从所述其他通信设备接收用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息；和

处理单元，所述处理单元基于与通信信道有关的信息执行与使用上游网络的预定功能有关的处理。

(12)

根据(11)所述的通信设备，

其中，与通信信道有关的信息包括预测使用当前正在使用的通信信道与上游网络的通信将在经过预定时间之后断开的信息，以及

当已经获取预测断开的信息时，所述处理单元执行与所述预定功能有关的处理。

(13)

根据(12)所述的通信设备，

其中，当已经获取预测断开的信息时，所述处理单元执行所述预定功能的停止处理。

(14)

根据(12)所述的通信设备，

其中，当已经获取预测断开的信息时，所述处理单元执行将所述预定功能当前使用的上游网络切换到与当前使用的上游网络不同的上游网络的处理。

(15)

根据(11)～(14)中的任一项所述的通信设备，包括：

指令单元，所述指令单元向所述其他通信设备发送与通信信道的切换有关的要求。

(16)

根据(15)所述的通信设备，

其中，与通信信道有关的信息包括与通信信道的质量有关的信息，以及

所述指令单元基于与通信信道的质量有关的信息提出与通信信道的切换有关的要求。

(17)

一种由通信设备执行的通信方法，所述通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述通信方法包括：

控制与经由所述通信设备连接到上游网络的其他通信设备的通信；和

在切换通信信道之前，向所述其他通信设备通知用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息。

(18)

一种由通信设备执行的通信方法，所述通信设备能够经由其他通信设备连接到上游网络，所述其他通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述通信方法包括：

在切换通信信道之前，从所述其他通信设备获取用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息；和

基于与通信信道有关的信息执行与使用上游网络的预定功能有关的处理。

(19)

一种用于使通信设备用作部件的程序，所述通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述部件包括：

通信控制单元，所述通信控制单元控制与经由所述通信设备连接到上游网络的其他通信设备的通信；和

通知单元，在切换通信信道之前，所述通知单元向所述其他通信设备通知用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息。

(20)

一种用于使通信设备用作部件的程序，所述通信设备能够经由其他通信设备连接到上游网络，所述其他通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述部件包括：

获取单元，在切换通信信道之前，所述获取单元从所述其他通信设备获取用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息；和

处理单元，所述处理单元基于与通信信道有关的信息执行与使用上游网络的预定功能有关的处理。

附图标记列表

1 通信系统

10 服务器设备

20、30 终端设备

11、21、31存储单元

12、22、25、32通信单元

13、23、33控制单元

24 传感器单元

211、311 路由数据库

231 参数收集单元

232 质量预测单元

233 路由确定单元

234 预测通知单元

235 指令接收单元

331 应用处理单元

332 会话管理单元

333 路由确定单元

334 预测接收单元

335 指令发送单元

N1、N2网络

Claims (20)

1.一种通信设备，具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述通信设备包括：

通信控制单元，所述通信控制单元控制与经由所述通信设备连接到上游网络的其他通信设备的通信；和

通知单元，在切换通信信道之前，所述通知单元向所述其他通信设备通知用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息。

2.根据权利要求1所述的通信设备，

其中，所述通信控制单元从所述其他通信设备接收指示用于与通信信道有关的信息的通知准则的信息，以及

所述通知单元基于通知准则向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

3.根据权利要求2所述的通信设备，

其中，指示通知准则的信息包括指示所需质量的信息，所述所需质量是作为来自所述其他通信设备的质量要求而呈现的通信信道的质量，以及

所述通知单元基于指示所需质量的信息向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

4.根据权利要求3所述的通信设备，

其中，所述通知单元在通信信道的质量不再满足所需质量时的定时，向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

5.根据权利要求3所述的通信设备，

其中，除了指示所需质量的信息之外，指示通知准则的信息还包括指示指定时间的信息，所述指定时间是由所述其他通信设备指定的时间，以及

在通信信道的质量被预测为在经过指定时间之后不再满足所需质量的定时，所述通知单元向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

6.根据权利要求1所述的通信设备，包括：

预测单元，所述预测单元执行与通信信道有关的预测，

其中，所述通知单元基于由所述预测单元获得的预测结果向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

7.根据权利要求6所述的通信设备，

其中，所述预测单元预测使用当前正在使用的通信信道与上游网络的通信将在经过预定时间之后断开，以及

在预测到断开的情况下，所述通知单元向所述其他通信设备通知与通信信道有关的信息。

8.根据权利要求1所述的通信设备，

其中，所述通信控制单元执行包括以下操作的操作：

从已经被通知与通信信道有关的信息的所述其他通信设备接收与通信信道的切换有关的要求；和

基于来自所述其他通信设备的要求，执行与通信信道的切换有关的控制。

9.根据权利要求8所述的通信设备，

其中，与通信信道的切换有关的要求包括与通信信道的质量有关的要求，以及

当已经接收到来自所述其他通信设备的要求时，所述通信控制单元将通信信道切换到质量满足该要求的通信信道。

10.根据权利要求8所述的通信设备，

其中，与通信信道的切换有关的控制包括将使用一个通信功能的连接切换到捆绑所述多个通信功能的连接的控制。

11.一种通信设备，能够经由其他通信设备连接到上游网络，所述其他通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述通信设备包括：

接收单元，在切换通信信道之前，所述接收单元从所述其他通信设备接收用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息；和

处理单元，所述处理单元基于与通信信道有关的信息执行与使用上游网络的预定功能有关的处理。

12.根据权利要求11所述的通信设备，

其中，与通信信道有关的信息包括预测使用当前正在使用的通信信道与上游网络的通信将在经过预定时间之后断开的信息，以及

当已经获取预测断开的信息时，所述处理单元执行与所述预定功能有关的处理。

13.根据权利要求12所述的通信设备，

其中，当已经获取预测断开的信息时，所述处理单元执行所述预定功能的停止处理。

14.根据权利要求12所述的通信设备，

其中，当已经获取预测断开的信息时，所述处理单元执行将所述预定功能当前使用的上游网络切换到与当前使用的上游网络不同的上游网络的处理。

15.根据权利要求11所述的通信设备，包括：

指令单元，所述指令单元向所述其他通信设备发送与通信信道的切换有关的要求。

16.根据权利要求15所述的通信设备，

其中，与通信信道有关的信息包括与通信信道的质量有关的信息，以及

所述指令单元基于与通信信道的质量有关的信息提出与通信信道的切换有关的要求。

17.一种由通信设备执行的通信方法，所述通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述通信方法包括：

控制与经由所述通信设备连接到上游网络的其他通信设备的通信；和

在切换通信信道之前，向所述其他通信设备通知用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息。

18.一种由通信设备执行的通信方法，所述通信设备能够经由其他通信设备连接到上游网络，所述其他通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述通信方法包括：

在切换通信信道之前，从所述其他通信设备获取用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息；和

基于与通信信道有关的信息执行与使用上游网络的预定功能有关的处理。

19.一种用于使通信设备用作部件的程序，所述通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述部件包括：

通信控制单元，所述通信控制单元控制与经由所述通信设备连接到上游网络的其他通信设备的通信；和

通知单元，在切换通信信道之前，所述通知单元向所述其他通信设备通知用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息。

20.一种用于使通信设备用作部件的程序，所述通信设备能够经由其他通信设备连接到上游网络，所述其他通信设备具有分别使用不同的通信信道连接到上游网络的多个通信功能，所述部件包括：

获取单元，在切换通信信道之前，所述获取单元从所述其他通信设备获取用于通信信道的切换的、与通信信道有关的信息；和

处理单元，所述处理单元基于与通信信道有关的信息执行与使用上游网络的预定功能有关的处理。