JP2008187472A - 通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の異なる無線通信経路が利用可能で、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路で補完する際に、他の無線通信経路に対して伝搬環境に依存しない増加限界以上の送信帯域が設定されるのを回避する。
【解決手段】相手側がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路10A,10Bの送信帯域毎に対応付けて記録しておき、複数の無線通信経路10A,10Bの合計送信帯域がアプリの要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路10A,10Bの送信帯域を、記録されている対応する最大増加値を越えない範囲で増加させる送信帯域制御Ｍsgを相手側に送信して、一の無線通信経路10Aにて不足した帯域を他の無線通信経路10Bで補完する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーション（以下、適宜、アプリと略称する）の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足する帯域を他の無線通信経路を用いて補完して通信を実行することが可能な新規な通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法に関するものである。

例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）群が用いられる無線通信ネットワーク（以下、“無線ＩＰネットワーク”と適宜省略する）では、無線通信装置のモビリティを向上させるため、いわゆるモバイルＩＰが規定されている（例えば、非特許文献１）。

モバイルＩＰでは、無線通信装置の位置に応じて動的に割り当てられる気付けＩＰアドレス（Care of Address）が用いられる。
C. Perkins、"IP Mobility Support (RFC2002)"、［online］、１９９６年１０月、ＩＥＴＦ、［平成１８年３月１５日検索］、インターネット＜URL: http: //www.ietf.org /rfc/rfc2002.txt

ところで、昨今では、無線通信装置が複数の無線ＩＰネットワーク（例えば、携帯電話ネットワークと無線ＬＡＮネットワーク）を用いることができる環境が提供されつつある。

このような環境が提供されれば、一の無線ＩＰネットワークで不足する帯域を他の無線ＩＰネットワークで補完するように、複数の無線ＩＰネットワークを同時に用いて通信を実行することが考えられる。

しかしながら、一の無線ＩＰネットワークをマスタ経路とし、他の無線ＩＰネットワークをスレーブ経路として、マスタ経路で不足する帯域をスレーブ経路で補完する場合、スレーブ経路に対する送信帯域を当該経路における許容帯域を超えて設定すると、スレーブ経路に送出する補完帯域分のパケットは、帯域が不足しているために、経路上に存在するバッファに一時的に蓄積されて順次送出されることになる。このため、受信側においては、マスタ経路を介して受信したパケットとスレーブ経路を介して受信したパケットとの間に遅延を生じることになる。この遅延は、ＶｏＩＰパケットにおいては、ＳＮ（シーケンス番号）の追い越しとして現れる。

ＶｏＩＰなどのリアルタイムアプリでは、ネットワーク内でのパケットの追い越し等の揺らぎを吸収するために、ジッタバッファを設けるが、経路間の遅延が大きくなって、ジッタバッファのバッファ容量を超えると、容量を超えて遅延したパケットは、受信しても廃棄されることになる。このため、許容帯域を超えるパケットの送出を継続させると、経路上に存在するバッファに蓄積されるパケット量が増大して（バッファの限界量まで）、蓄積量に応じた遅延差を生じることになり、ついには、補完のつもりで送出したパケットのすべてが、受信側で破棄されることになる。

特に無線通信経路においては、許容帯域がフェージング等の伝搬環境の変化に依存するため、伝搬環境が悪い状態で良好な場合と同様の送信帯域（送信レート）でパケットの送出を行うと、遅延差やパケット破棄が生じることになる。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の異なる無線通信経路が利用可能で、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路で補完する際に、他の無線通信経路に対して伝搬環境に依存しない増加限界以上の送信帯域が設定されるのを回避でき、到達時間の遅延により再生されずに破棄されるパケットが生じないように、送信帯域を適切に制御可能な通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法及び無線通信方法を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に係る通信制御装置の発明は、無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御装置であって、
各無線通信経路を経て送信されるパケットを受信する受信手段と、
前記アプリケーションの要求帯域を取得する取得手段と、
前記無線通信装置がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路の送信帯域毎に対応付けて記録する記録手段と、
前記複数の無線通信経路の合計送信帯域と前記取得手段により取得したアプリケーションの要求帯域とに基づいて、前記合計送信帯域が前記要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路の送信帯域を前記記録手段に記録されている対応する前記最大増加値を越えない範囲で増加させる送信制御情報を前記無線通信装置に送信する送信制御手段と、
を備えることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の通信制御装置において、前記記録手段は、
前記受信手段で受信したパケットの受信帯域が、前記送信制御手段が前記送信制御情報により前記無線通信装置に指示した送信帯域未満の場合は、前記受信帯域を更新する最大増加値の候補として記録し、
前記受信手段で受信したパケットの受信帯域が、前記送信制御手段が前記送信制御情報により前記無線通信装置に指示した送信帯域以上の場合は、前記送信帯域を更新する最大増加値の候補として記録して、
前記各最大増加値の候補に基づいて、当該送信帯域における最大増加値を更新することを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の通信制御装置において、前記記録手段は、
前記各最大増加値の候補および前記無線通信装置に送信する送信帯域に基づいて、当該送信帯域における最大増加値を更新することを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の通信制御装置において、前記送信制御手段は、
各無線通信経路のうち、所定期間内に帯域の下降変動が無かった無線通信経路の送信帯域を優先して増加させる送信制御情報を前記無線通信装置に送信することを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信制御装置において、前記送信制御手段は、
各無線通信経路のうち、送信帯域が低い無線通信経路に対して優先して送信帯域を増加させる送信制御情報を前記無線通信装置に送信することを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項６に係る無線通信装置の発明は、通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と通信する無線通信装置であって、
各無線通信経路を経て送信されるパケットを受信する受信手段と、
前記アプリケーションの要求帯域を取得する取得手段と、
前記通信制御装置がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路の送信帯域毎に対応付けて記録する記録手段と、
前記複数の無線通信経路の合計送信帯域と前記取得手段により取得したアプリケーションの要求帯域とに基づいて、前記合計送信帯域が前記要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路の送信帯域を前記記録手段に記録されている対応する前記最大増加値を越えない範囲で増加させる送信制御情報を前記通信制御装置に送信する送信制御手段と、
を備えることを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の無線通信装置において、前記記録手段は、
前記受信手段で受信したパケットの受信帯域が、前記送信制御手段が前記送信制御情報により前記通信制御装置に指示した送信帯域未満の場合は、前記受信帯域を更新する最大増加値の候補として記録し、
前記受信手段で受信したパケットの受信帯域が、前記送信制御手段が前記送信制御情報により前記通信制御装置に指示した送信帯域以上の場合は、前記送信帯域を更新する最大増加値の候補として記録して、
前記各最大増加値の候補に基づいて、当該送信帯域における最大増加値を更新することを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の無線通信装置において、前記記録手段は、
前記各最大増加値の候補および前記通信制御装置に送信する送信帯域に基づいて、当該送信帯域における最大増加値を更新することを特徴とするものである。

請求項９に係る発明は、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の無線通信装置において、前記送信制御手段は、
各無線通信経路のうち、所定期間内に帯域の下降変動が無かった無線通信経路の送信帯域を優先して増加させる送信制御情報を前記通信制御装置に送信することを特徴とするものである。

請求項１０に係る発明は、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の無線通信装置において、前記送信制御手段は、
各無線通信経路のうち、送信帯域が低い無線通信経路に対して優先して送信帯域を増加させる送信制御情報を前記通信制御装置に送信することを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項１１に係る通信制御方法の発明は、無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御方法であって、
各無線通信経路を経て送信されるパケットを受信するステップと、
前記アプリケーションの要求帯域を取得するステップと、
前記無線通信装置がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路の送信帯域毎に対応付けて記録するステップと、
前記複数の無線通信経路の合計送信帯域と取得したアプリケーションの要求帯域とに基づいて、前記合計送信帯域が前記要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路の送信帯域を、記録した対応する前記最大増加値を越えない範囲で増加させる送信制御情報を前記無線通信装置に送信するステップと、
を含むことを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項１２に係る無線通信方法の発明は、通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と通信する無線通信方法であって、
各無線通信経路を経て送信されるパケットを受信するステップと、
前記アプリケーションの要求帯域を取得するステップと、
前記通信制御装置がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路の送信帯域毎に対応付けて記録するステップと、
前記複数の無線通信経路の合計送信帯域と取得したアプリケーションの要求帯域とに基づいて、前記合計送信帯域が前記要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路の送信帯域を、記録した対応する前記最大増加値を越えない範囲で増加させる送信制御情報を前記通信制御装置に送信するステップと、
を含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、相手側がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路の送信帯域毎に対応付けて記録しておき、複数の無線通信経路の合計送信帯域がアプリの要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路の送信帯域を、記録されている対応する最大増加値を越えない範囲で増加させる送信制御情報を相手側に送信するようにしたので、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路で補完する際に、他の無線通信経路の送信帯域が伝搬環境に依存しない増加限界以上に設定されるのを回避でき、到達時間の遅延により再生されずに破棄されるパケットが生じないように、送信帯域を適切に制御することが可能となる。

次に、本発明の一実施の形態について、図を参照して説明する。

（通信システムの全体概略構成）
図１は、本実施の形態に係る通信システム１の全体概略構成図である。図１に示すように、通信システム１には、無線通信装置であるモバイルノード３００（以下、ＭＮ３００と省略する）が利用可能な複数の異なる無線通信経路として、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂが含まれている。無線ＩＰネットワーク１０Ａは、ＩＰパケットを伝送することができるＩＰネットワークである。無線ＩＰネットワーク１０Ａでは、ＭＮ３００の位置に応じて気付けＩＰアドレスが動的にＭＮ３００に割り当てられる。この無線ＩＰネットワーク１０Ａは、例えば無線通信方式としてＣＤＭＡ（具体的には、３ＧＰＰ２の規格であるＨＲＰＤ）を用いる携帯電話ネットワークである。

無線ＩＰネットワーク１０Ｂは、無線ＩＰネットワーク１０Ａと同様にＩＰパケットを伝送することができる。無線ＩＰネットワーク１０Ｂでは、気付けＩＰアドレスがＭＮ３００に割り当てられる。この無線ＩＰネットワーク１０Ｂは、例えば無線通信方式としてＩＥＥＥ８０２．１６ｅの規定に準拠したモバイルＷｉＭＡＸである。

無線ＩＰネットワーク１０Ａにおける気付けＩＰアドレスは、ＭＮ３００が無線ＩＰネットワーク１０Ａに接続した際に、無線ＩＰネットワーク１０Ａから付与される。同様に、無線ＩＰネットワーク１０Ｂにおける気付けＩＰアドレスは、ＭＮ３００が無線ＩＰネットワーク１０Ｂに接続した際に、無線ＩＰネットワーク１０Ｂから付与される。また、これら無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂにおける気付けＩＰアドレスは、ホームＩＰアドレス（仮想アドレス）と対応付けられる。

なお、図１では、図面を簡略化するために、２つの無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを示しているが、ＭＮ３００が利用可能な異なる無線通信経路は、これら２つの無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂに限らず、より多くの無線ＩＰネットワークが利用可能な場合もある。

無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを含む複数の無線ＩＰネットワークは、ネットワーク２０に接続される。また、ネットワーク２０には、ＭＮ３００との無線通信経路を制御する通信制御装置を構成するスイッチングサーバ１００が接続される。

スイッチングサーバ１００は、ＩＰパケットのルーティング処理を実行するＶＰＮルータ機能を有しており、ＭＮ３００とスイッチングサーバ１００との間にＶＰＮ（ＩＰＳｅｃ）によるトンネルを確立することによって、ＯＳＩ第３層の仮想化を実現して、ＭＮ３００のＩＰモビリティを確保する。

すなわち、本実施の形態は、モバイルＩＰ（例えば、ＲＦＣ２００２）とは異なり、ＭＮ３００は、例えば無線ＩＰネットワーク１０Ａをマスタ経路とし、残りの無線ＩＰネットワーク１０Ｂをスレーブ経路として、これら複数の無線ＩＰネットワークを同時に用いて、アプリの要求帯域に対してマスタ経路で不足する帯域をスレーブ経路で補完しながら、通信先（具体的には、ＩＰ電話端末４０）との通信を実行する。

スイッチングサーバ１００は、ネットワーク２０に接続された通信ネットワーク１０Ｃを経由して、ＩＰ電話端末４０と接続される。ＩＰ電話端末４０は、音声信号とＶｏＩＰパケットとを相互に変換したり、ＩＰパケットを送受信したりする。

具体的には、スイッチングサーバ１００（通信制御装置）は、ＭＮ３００（無線通信装置）が、選択した複数の異なる無線ＩＰネットワークを用いて、ＩＰ電話端末４０（通信先）に向けて所定の周期（２０ｍｓ）で補完しながら送信したＩＰパケット（ＶｏＩＰパケット）を受信して、ＩＰ電話端末４０に中継するとともに、ＩＰ電話端末４０がＭＮ３００に向けて所定の周期（２０ｍｓ）で送信したＩＰパケット（ＶｏＩＰパケット）を受信して、選択した複数の異なる無線ＩＰネットワークを用いて補完（分配）しながらＭＮ３００に中継する。

本実施の形態では、スイッチングサーバ１００およびＭＮ３００の各々において、利用可能な無線通信経路毎に、送信帯域を増加させる場合の最大増加値である送信帯域制限値を送信帯域毎に対応付けて送信帯域増加制限テーブルに記録し、ＭＮ３００とＩＰ電話端末４０との間で、例えば無線ＩＰネットワーク１０Ａを用いて通信を実行している期間中に、ＭＮ３００およびスイッチングサーバ１００において、無線ＩＰネットワーク１０Ａからの受信パケットに基づいてそれぞれ帯域状態を解析し、その結果、アプリの要求帯域に対して送信帯域が不足する場合は、送信帯域増加制限テーブルに基づいて、補完可能な他の無線ＩＰネットワークを抽出し、その抽出した他の無線ＩＰネットワークにより送信帯域制限値を越えない範囲で帯域補完を促す旨を、送信制御情報である送信帯域制御Ｍsg（メッセージ）として相手側に送信して、不足帯域分を他の無線ＩＰネットワークで補完する。

次に、通信システム１の機能ブロック構成について説明する。具体的には、通信システム１に含まれるスイッチングサーバ１００およびＭＮ３００の機能ブロック構成について、図２を参照して説明する。なお、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、スイッチングサーバ１００およびＭＮ３００は、当該装置としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した論理ブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。

（スイッチングサーバ１００）
図２に示すように、スイッチングサーバ１００は、受信インターフェース部（Ｉ／ＦＡ）１０１Ｒｘ、受信インターフェース部（Ｉ／ＦＢ）１０３Ｒｘ、受信インターフェース部（Ｉ／ＦＣ）１０５Ｒｘ、送信インターフェース部（Ｉ／ＦＡ）１０１Ｔｘ、送信インターフェース部（Ｉ／ＦＢ）１０３Ｔｘ、送信インターフェース部（Ｉ／ＦＣ）１０５Ｔｘ、受信パケット監視手段１０７、送信帯域算出手段１０９、増加制限テーブル更新手段１１１、送信帯域増加制限テーブル１１３、送信帯域増加制限手段１１５、送信帯域制御Ｍsg解析手段１１７、パケット送出経路制御手段１１９、送信経路選択手段１２１を有している。

受信インターフェース部１０１Ｒｘおよび送信インターフェース部１０１Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ａに対応する通信インターフェース部を構成するもので、例えばＩＥＥＥ８０２．３ａｂによって規定される１０００ＢＡＳＥ−Ｔによって構成され、ネットワーク２０に接続され、無線ＩＰネットワーク１０Ａに接続されている。

同様に、受信インターフェース部１０３Ｒｘおよび送信インターフェース部１０３Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ｂに対応する通信インターフェース部を構成するもので、例えばＩＥＥＥ８０２．３ａｂによって規定される１０００ＢＡＳＥ−Ｔによって構成され、ネットワーク２０に接続され、無線ＩＰネットワーク１０Ｂに接続されている。

本実施の形態では、上述したようにＩＰＳｅｃによるＶＰＮが設定されるため、これら無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂにそれぞれ対応する通信インターフェース部が送受信するＩＰパケット、具体的には、スイッチングサーバ１００とＭＮ３００との間において送受信されるＶｏＩＰパケット（具体的には、ＭＮ３００が送信するＶｏＩＰパケット）は、図３（ａ）に示す構成を有する。すなわち、ＶｏＩＰパケットは、ホームＩＰヘッダ（ホームＩＰアドレス）、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダおよびペイロードがカプセル化されて、無線ＩＰネットワークに対応する気付けＩＰアドレスが付加される。

なお、スイッチングサーバ１００とＭＮ３００との間において送受信されるアクセス制御パケットは、図３（ｂ）に示す構成を有する。すなわち、アクセス制御パケットは、データリンク層ヘッダ、気付けＩＰアドレス、ＴＣＰヘッダおよび制御コードによって構成される。

受信インターフェース部１０５Ｒｘおよび送信インターフェース部１０５Ｔｘは、通信ネットワーク１０Ｃに対応する通信インターフェース部を構成するもので、ネットワーク２０に接続されてＩＰ電話端末４０との通信の実行に用いられる。

受信パケット監視手段１０７は、受信インターフェース部１０１Ｒｘおよび受信インターフェース部１０３Ｒｘで受信したＩＰパケットのジッタを吸収するジッタバッファを有しており、受信したＩＰパケットを、送信インターフェース部１０５Ｔｘを経てＩＰ電話端末４０に送信する。また、受信パケット監視手段１０７は、受信インターフェース部１０１Ｒｘおよび受信インターフェース部１０３Ｒｘで受信したＩＰパケットを、送信帯域算出手段１０９および増加制限テーブル更新手段１１１に供給するとともに、ＭＮ３００からの後述する下り方向送信帯域制御Ｍsgを受信して送信帯域制御Ｍsg解析手段１１７に供給する。したがって、受信パケット監視手段１０７は、受信インターフェース部１０１Ｒｘおよび受信インターフェース部１０３Ｒｘとともに受信手段を構成している。

送信帯域算出手段１０９は、受信パケット監視手段１０７で受信された受信パケットに基づいてアプリの要求帯域を取得するとともに、経路毎の送信帯域を算出して、その算出結果を増加制限テーブル更新手段１１１および送信帯域増加制限手段１１５に供給する。したがって、送信帯域算出手段１０９は、取得手段を構成している。

増加制限テーブル更新手段１１１は、受信パケット監視手段１０７で受信された経路毎の受信パケットに基づいて受信帯域を算出するとともに、その算出した更新前後の受信帯域と送信帯域算出手段１０９で算出された更新前後の送信帯域とに基づいて、送信帯域増加制限テーブル１１３を更新する。

送信帯域増加制限テーブル１１３は、記録手段を構成するもので、無線通信経路毎に、送信帯域区間毎の送信帯域制限値を記録する。この送信帯域増加制限テーブル１１３には、例えば図４に示すように、更新前の送信帯域に基づく区間(Ｒprex,Ｒprex+1)毎に、各区間における最大増加値である送信帯域制限値（Ｒlmtx）と、その送信帯域制限値が、更新後の送信帯域における値（送信帯域が許容帯域よりも狭かった場合の送信帯域）であるか、更新後の受信帯域における値（送信帯域が許容帯域よりも広かった場合の受信帯域）であるかを識別する識別子（Typex）とを記録する。ここで、更新前送信帯域区間(Ｒprex,Ｒprex+1)は、例えば(Ｒpre0,Ｒpre1)＝(0〜38.4kbps)、(Ｒpre1,Ｒpre2)＝(38.4kbps〜78.6kbps)のように記録する。また、送信帯域制限値（Ｒlmtx）は、例えば(Ｒpre0,Ｒpre1)＝(0〜38.4kbps)の場合に60kbpsまで増加できる場合には、Ｒlmt0＝60kbpsのように記録する。

送信帯域増加制限手段１１５は、送信帯域算出手段１０９で算出されたアプリの要求帯域が、現在の送信帯域より大きい場合に、送信帯域増加制限テーブル１１３に基づいて、補完可能な他の無線通信経路を抽出し、その抽出した無線通信経路により送信帯域制限値を越えない範囲で帯域補完を促す旨の上り方向送信帯域制御Ｍsgを生成して、送信経路選択手段１２１を介してＭＮ３００に送出する。この上り方向送信帯域制御Ｍsgは、図３（ｂ）に示したアクセス制御パケットを用いて送信する。したがって、送信帯域増加制限手段１１５および送信経路選択手段１２１は、送信制御手段を構成している。

一方、送信帯域制御Ｍsg解析手段１１７は、受信パケット監視手段１０７で受信したＭＮ３００からの下り方向送信帯域制御Ｍsgを解析して、その解析結果をパケット送出経路制御手段１１９に供給する。

パケット送出経路制御手段１１９は、送信帯域制御Ｍsg解析手段１１７で解析された下り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、送信経路選択手段１２１において、ＩＰ電話端末４０からのパケットの経路および送信帯域を制御してＭＮ３００へ向けて送出する。

すなわち、図２の構成においては、送信経路選択手段１２１は、受信インターフェース部１０５Ｒｘを経て受信したＩＰ電話端末４０からのＶｏＩＰパケットを、パケット送出経路制御手段１１９の制御のもとに、送信帯域に応じて送信インターフェース部１０１Ｔｘおよび送信インターフェース部１０３Ｔｘに振り分けて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを介してＭＮ３００に送信するとともに、送信帯域増加制限手段１１５からの上り方向送信帯域制御Ｍsgを送信インターフェース部１０１Ｔｘまたは送信インターフェース部１０３Ｔｘから無線ＩＰネットワーク１０Ａまたは無線ＩＰネットワーク１０Ｂを経てＭＮ３００に送信する。なお、送信経路選択手段１２１は、受信インターフェース部１０５Ｒｘが受信したＩＰパケットのジッタを吸収するためのジッタバッファを有している。

具体的には、送信経路選択手段１２１は、パケット送出経路制御手段１１９の制御のもとに、ＩＰ電話端末４０から受信したホームＩＰアドレスを含むＩＰパケットに、送信経路に応じた気付けＩＰアドレスを付加して、その気付けＩＰアドレスが付加されたＩＰパケットを、送信帯域に応じて対応する送信インターフェース部１０１Ｔｘまたは送信インターフェース部１０３Ｔｘから、無線ＩＰネットワーク１０Ａまたは無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送信する。

なお、本実施の形態のスイッチングサーバ１００は、上記の機能の他にも、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを経由してＭＮ３００とＩＰ電話端末４０との間において送受信されるＩＰパケットの順序を、ＶｏＩＰパケットに含まれるＲＴＰ（real-time transport protocol）のシーケンス番号（ＳＮ）を用いてチェックする機能も有している。また、スイッチングサーバ１００は、中継するＩＰパケットの統計情報（例えば、パケットロス、スループット、ジッタバッファのアンダーランカウントおよびオーバランカウント）を取得して、取得した情報をＭＮ３００に送信する機能も有している。

さらに、スイッチングサーバ１００は、ＩＰ電話端末４０が送信したＩＰパケットに含まれるホームＩＰアドレスと、ネットワーク２０を介してアクセス可能なホームエージェント（図示せず）に登録されているホームＩＰアドレスとの照合を行う機能を有しており、これによりホームＩＰアドレスが、何れの通信事業者によってＭＮ３００に割り当てられたホームＩＰアドレスであるかを解析することができるようになっている。

（ＭＮ３００）
ＭＮ３００は、スイッチングサーバ１００と同様に、無線ＩＰネットワーク１０Ａで不足する帯域を無線ＩＰネットワーク１０Ｂで補完して通信を実行することができる。

図２に示すように、ＭＮ３００は、受信インターフェース部（Ｉ／ＦＡ）３０１Ｒｘ、受信インターフェース部（Ｉ／ＦＢ）３０３Ｒｘ、送信インターフェース部（Ｉ／ＦＡ）３０１Ｔｘ、送信インターフェース部（Ｉ／ＦＢ）３０３Ｔｘ、アプリケーション（アプリ）処理手段３０５、受信パケット監視手段３０７、送信帯域算出手段３０９、増加制限テーブル更新手段３１１、送信帯域増加制限テーブル３１３、送信帯域増加制限手段３１５、送信帯域制御Ｍsg解析手段３１７、パケット送出経路制御手段３１９、送信経路選択手段３２１を有している。

受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび送信インターフェース部３０１Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ａにおいて用いられる無線通信方式（３ＧＰＰ２の規格であるＨＲＰＤ）の無線通信を実行する。本実施の形態は、ＩＰ電話端末４０との間で、無線ＩＰネットワーク１０Ａを経由して所定の周期（例えば、２０ｍｓ）でＩＰパケット（ＶｏＩＰパケット）を送受信する。これら受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび送信インターフェース部３０１Ｔｘは、ＭＮ３００に内蔵されるか、あるいは無線通信カードで構成される。

受信インターフェース部３０３Ｒｘおよび送信インターフェース部３０３Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ｂにおいて用いられる無線通信方式（モバイルＷｉＭＡＸ）に準拠した無線通信を実行するもので、同様に、ＭＮ３００に内蔵されるか、あるいは無線通信カードで構成される。

なお、受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび送信インターフェース部３０１Ｔｘ、並びに受信インターフェース部３０３Ｒｘおよび送信インターフェース部３０３Ｔｘは、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂの各々においてＭＮ３００に割り当てられた気付けＩＰアドレスに基づいてＩＰパケットを送受信する。

受信パケット監視手段３０７は、受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび受信インターフェース部３０３Ｒｘで受信したＩＰパケットのジッタを吸収するジッタバッファを有しており、受信したＩＰパケットをアプリ処理制御３０５に供給する。また、受信パケット監視手段３０７は、受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび受信インターフェース部３０３Ｒｘで受信したＩＰパケットを、送信帯域算出手段３０９および増加制限テーブル更新手段３１１に供給するとともに、スイッチングサーバ１００からの上述した上り方向送信帯域制御Ｍsgを受信して送信帯域制御Ｍsg解析手段３１７に供給する。したがって、受信パケット監視手段３０７は、受信インターフェース部３０１Ｒｘおよび受信インターフェース部３０３Ｒｘとともに受信手段を構成している。

アプリ処理手段３０５は、アプリに応じて受信パケット監視手段３０７からの受信ＩＰパケットを処理するとともに、アプリに従ってＩＰパケット（例えば、ＶｏＩＰパケット）を生成して送信経路選択手段３２１に送出する。なお、アプリ処理手段３０５は、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂのそれぞれの気付けＩＰアドレスに対応付けられるＭＮ３００のホームＩＰアドレスを記憶している。

送信帯域算出手段３０９は、アプリケーションからアプリの要求帯域を取得するとともに、経路毎の送信帯域を算出して、その算出結果を増加制限テーブル更新手段３１１および送信帯域増加制限手段３１５に供給する。したがって、送信帯域算出手段３０９は、取得手段を構成している。

増加制限テーブル更新手段３１１は、スイッチングサーバ１００の増加制限テーブル更新手段１１１と同様に、受信パケット監視手段３０７で受信された経路毎の受信パケットに基づいて受信帯域を算出するとともに、その算出した更新前後の受信帯域と送信帯域算出手段３０９で算出された更新前後の送信帯域とに基づいて、送信帯域増加制限テーブル３１３を更新する。

送信帯域増加制限テーブル３１３は、記録手段を構成するもので、図４に示したスイッチングサーバ１００の送信帯域増加制限テーブル１１３と同様に、無線通信経路毎に、送信帯域区間毎の送信帯域制限値を記録する。

送信帯域増加制限手段３１５は、スイッチングサーバ１００の送信帯域増加制限手段１１５と同様に、送信帯域算出手段３０９で算出（取得）されたアプリの受信要求帯域が、現在のスイッチングサーバ１００の送信帯域より大きい場合に、送信帯域増加制限テーブル３１３に基づいて、補完可能な他の無線通信経路を抽出し、その抽出した無線通信経路により送信帯域制限値を越えない範囲で帯域補完を促す旨の下り方向送信帯域制御Ｍsgを生成して、送信経路選択手段３２１を介してスイッチングサーバ１００に送出する。この下り方向送信帯域制御Ｍsgは、上り方向送信帯域制御Ｍsgと同様に、図３（ｂ）に示したアクセス制御パケット用いて送信する。したがって、送信帯域増加制限手段３１５および送信経路選択手段３２１は、送信制御手段を構成している。

一方、送信帯域制御Ｍsg解析手段３１７は、受信パケット監視手段３０７で受信したスイッチングサーバ１００からの上り方向送信帯域制御Ｍsgを解析して、その解析結果をパケット送出経路制御手段３１９に供給する。

パケット送出経路制御手段３１９は、送信帯域制御Ｍsg解析手段３１７で解析された上り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、送信経路選択手段３２１において、アプリ処理手段３０５からのパケットの経路および送信帯域を制御してスイッチングサーバ１００へ向けて送出する。

すなわち、図２の構成においては、送信経路選択手段３２１は、アプリ処理手段３０５から出力されたパケットを、パケット送出経路制御手段３１９の制御のもとに、送信帯域に応じて送信インターフェース部３０１Ｔｘおよび送信インターフェース部３０３Ｔｘに振り分けて、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂを介してスイッチングサーバ１００に送信するとともに、送信帯域増加制限手段３１５からの下り方向送信帯域制御Ｍsgを送信インターフェース部３０１Ｔｘまたは送信インターフェース部３０３Ｔｘから無線ＩＰネットワーク１０Ａまたは無線ＩＰネットワーク１０Ｂを経てスイッチングサーバ１００に送信する。

具体的には、送信経路選択手段３２１は、パケット送出経路制御手段３１９の制御のもとに、アプリ処理手段３０５からのホームＩＰアドレスを含むＩＰパケットに、送信経路に応じた気付けＩＰアドレスを付加して、その気付けＩＰアドレスが付加されたＩＰパケットを、送信帯域に応じて対応する送信インターフェース部３０１Ｔｘまたは送信インターフェース部３０３Ｔｘから無線ＩＰネットワーク１０Ａまたは無線ＩＰネットワーク１０Ｂに送信する。

なお、本実施の形態のＭＮ３００は、スイッチングサーバ１００と同様に、ＩＰ電話端末４０との間において送受信されるＩＰパケットの順序を、ＶｏＩＰパケットに含まれるＲＴＰのシーケンス番号（ＳＮ）を用いてチェックする機能も有している。

本実施の形態では、スイッチングサーバ１００において、アプリの送信要求帯域に対してＭＮ３００からの送信帯域（上り）が不足する場合には、無線通信経路毎に送信帯域区間毎の送信帯域制限値を記録する送信帯域増加制限テーブル１１３に基づいて、補完可能な他の無線通信経路を抽出し、その抽出した無線通信経路により送信帯域制限値を越えない範囲で帯域補完を促す上り方向送信帯域制御Ｍsgを生成してＭＮ３００に送信する。

これにより、ＭＮ３００では、受信したスイッチングサーバ１００からの上り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、不足帯域分を他の無線通信経路で補完するように、送信経路選択手段３２１によりアプリ処理手段３０５から送出されたパケットの経路を制御して、スイッチングサーバ１００へ向けて送出する。

同様に、ＭＮ３００においては、アプリの受信要求帯域に対してスイッチングサーバ１００からの送信帯域（下り）が不足する場合には、送信帯域増加制限テーブル３１３に基づいて補完可能な他の無線通信経路を抽出し、その抽出した無線通信経路により送信帯域制限値を越えない範囲で帯域補完を促す下り方向送信帯域制御Ｍsgを生成してスイッチングサーバ１００に送信する。

これにより、スイッチングサーバ１００では、受信したＭＮ３００からの下り方向送信帯域制御Ｍsgに基づいて、不足帯域分を他の無線通信経路で補完するように、送信経路選択手段１２１によりＩＰ電話端末４０から送出されたパケットの経路を制御して、ＭＮ３００へ向けて送出する。

次に、送信帯域増加制限テーブルの更新処理および帯域補完する際の送信帯域増加制限処理について説明する。

（送信帯域増加制限テーブル更新処理）
図５は、送信帯域増加制限テーブルの更新処理を説明するためのフローチャートである。この送信帯域増加制限テーブルの更新処理は、スイッチングサーバ１００側およびＭＮ３００側とも同様であるので、ここでは、スイッチングサーバ１００の増加制限テーブル更新手段１１１よる更新処理を例にとって説明する。

送信帯域増加制限テーブル１１３は、データベースとして用いるもので、無線通信経路毎に、その使用中に適宜更新する。このため、先ず、通信中において、受信パケット監視手段１０７で受信された受信パケットに基づいて、送信帯域算出手段１０９で更新前(t-Δt)の送信帯域Ｒsnd(t-Δt)を算出し（ステップＳ１）、この算出した送信帯域Ｒsnd(t-Δt)と、増加制限テーブル更新手段１１１で算出した更新前の受信帯域Ｒrcv(t-Δt)とを比較する（ステップＳ２）。

ここで、送信帯域Ｒsnd(t-Δt)が受信帯域Ｒrcv(t-Δt)を超える場合には、受信帯域Ｒrcv(t-Δt)以上の帯域は得られないので、送信帯域増加制限テーブル１１３を更新することなく処理を終了する。これに対し、受信帯域Ｒrcv(t-Δt)が送信帯域Ｒsnd(t-Δt)以上の場合、すなわち時間(T)に対する受信パケットのＳＮの変位を示すＴ−ＳＮ曲線において、ＳＮの変位がアプリに基づくＳＮの変位と同じ、若しくは許容域内にある場合には、送信帯域制限値の更新の可能性があるので、次に、相手側（ここでは、ＭＮ３００側）に送信帯域を更新する送信帯域制御Ｍsgを送信して、送信帯域算出手段１０９において更新後の送信帯域（現在の送信帯域）Ｒsnd(t)を算出して（ステップＳ３）、更新前の送信帯域Ｒsnd(t-Δt)と比較する（ステップＳ４）。

その結果、更新後の送信帯域Ｒsnd(t)が更新前の送信帯域Ｒsnd(t-Δt)以下であれば、更新前の送信帯域Ｒsnd(t-Δt)以上の帯域は得られないので、送信帯域増加制限テーブル１１３を更新することなく処理を終了する。これに対し、更新後の送信帯域Ｒsnd(t)が更新前の送信帯域Ｒsnd(t-Δt)を超える場合には、増加制限テーブル更新手段１１１において現在（更新後）の受信帯域Ｒrcv(t)を算出して（ステップＳ５）、更新後の送信帯域Ｒsnd(t)と比較する（ステップＳ６）。

その結果、更新後の受信帯域Ｒrcv(t)が、更新後の送信帯域Ｒsnd(t)未満の場合には、現在の受信帯域Ｒrcv(t)は、その経路の許容帯域であると判断して、送信帯域増加制限テーブル１１３の受信帯域集合の要素として［（Ｒsnd(t-Δt)，Ｒrcv(t)）］を追加する（ステップＳ７）。

これに対し、更新後の受信帯域Ｒrcv(t)が、更新後の送信帯域Ｒsnd(t)以上の場合、通常はＲrcv(t)＝Ｒsnd(t)の場合には、当該無線通信経路は、少なくとも現在の送信帯域Ｒsnd(t)を有するものと判断して、送信帯域増加制限テーブル１１３の送信帯域集合の要素として［（Ｒsnd(t-Δt)，Ｒsnd(t)）を追加する（ステップＳ８）。

図６は、上述した送信帯域増加制限テーブル１１３の更新処理による具体例を説明するための経路のＴ−ＳＮグラフを示すもので、横軸は時間（Ｔ）、縦軸はシーケンス番号（ＳＮ）を示している。時間Ｔ０にて、送信帯域をＲsnd0からＲsnd1に更新したとする（Ｒsnd1＞Ｒsnd0）。この時、送信帯域が経路の許容帯域を超えたとすると、Ｔ−ＳＮの傾きは、アプリに基づく理想受信タイミング（破線）の傾き（理想受信タイミングの傾きは、アプリに基づく傾きと一致する）から乖離する。この傾きの乖離に基づいて、（Ｒsnd0,Ｒrcv1）を送信帯域増加制限テーブルの受信帯域集合に反映する。これに対し、更新後も理想受信タイミング上にある場合には、（Ｒsnd0,Ｒsnd1）を送信帯域増加制限テーブルの送信帯域集合に反映する。

以上のようにして、送信帯域増加制限テーブルの受信帯域集合および送信帯域集合を求めたら、受信帯域集合および送信帯域集合について、更新前送信帯域Ｒsndn(t)を含む部分集合（Ｓn(k)）における更新後の受信帯域および更新後の送信帯域の最大値を取得し、大きい方の値を制限値の標準値Ｒlmtstdとする。

この標準値Ｒlmtstdは、例えば、係数η（η＝ηsnd, η＝ηrcv）を設定して、以下のようにして取得する。

Ｒsndn(t)∈Ｓn(k)
if max{Ｓn(k,type(snd))}＞max{Ｓn(k,type(rcv))}
Ｒlmtstd ＝ max{Ｓｎ(k,type(snd))}
η ＝ηsnd
else
Ｒlmtstd ＝ max{Ｓｎ(k,type(rcv))}
η ＝ηrcv
end if

なお、Ｓn(k,type(snd))は、送信帯域集合を示しており、Ｓn(k,type(rcv))は、受信帯域集合を示している。

その後、標準の制限帯域値Ｒlmtstdに乱数で振った値randを加えて、制限帯域値Ｒlmtを算出する。ここでは、
Ｒlmt＝Ｒlmtstd ＋γ（Ｒpair）×η×rand()
を演算して、制限帯域値Ｒlmt求める。なお、γは係数、ＲpairはＲsndの送信路に対する経路（Ｒsndを上りの送信帯域とすると、Ｒpairは下りの（送信）帯域）、ηは標準の制限帯域値の出所に依存する係数である。

このように、制限帯域値Ｒlmtは、単に、送信帯域Ｒsnd(t)を含む集合Ｓｎの最大値を用いるだけでなく、偶発的に得られた値にて、低い帯域に抑えられすぎるのを回避するために、乱数成分を用いて、標準値Ｒlmtstdより高い値に振るようにして求める。なお、乱数にて振る値の広さは、経路上、送信帯域Ｒsnd(t)の送信方向と反対方向、すなわち自己（ここでの説明では、スイッチングサーバ１００）の送信帯域Ｒpairに依存する係数γと、標準の制限帯域値の出所に依存する係数ηにて与える。

すなわち、反対方向の通信が悪いということは、送信帯域が上げられる確率が高いとは言えないので、乱数による振り幅を小さくする。これに対し、反対方向の通信が良いということは、「伝搬環境が良さそう」と想定でき、送信帯域が上げられる確率が高いと言えそうなので、乱数による振り幅を広くして、標準値Ｒlmtstdより高い値が出やすいようにする。

また、係数η（η＝ηsnd, η＝ηrcv）については、ηsnd≧ηrcvに設定する。すなわち、標準の制限帯域値Ｒlmtstdが、送信帯域集合から得られる場合には、経路の許容帯域は送信帯域以上である可能があり、限界に達していないことを意味するので、送信帯域を更に上げられる可能性が高い。他方、受信帯域集合の場合には、その瞬間であれ、帯域の許容帯域であったので、これ以上帯域を上げられるかどうか不確定であるが、少なくとも、送信帯域集合より確率は低いと考えられる。したがって、各々の係数ηの値は、ηsnd≧ηrcvの関係とする。

上記の送信帯域増加制限テーブル１１３の更新処理は、送信帯域の更新に基づいて常に行う。また、送信帯域増加制限テーブル１１３の基となる母集団Ｓにおいて、送信帯域増加制限テーブル１１３における送信帯域制限値が、環境に応じて更新されるようにするために、好ましくは、母集団Ｓの要素に登録有効期間を設定し、登録有効期間を超えた場合には、母集団Ｓから破棄して、常に時間的に新しい要素のみを使って送信帯域制限値を算出するようにする。

さらに、好ましくは、無線通信経路上の反対方向の送信帯域Ｒpairの変動を監視し、一定期間における送信帯域Ｒpairの変動が閾値以内の場合において、送信帯域Ｒsnd（t）の増加を図った際に、受信パケットから経路内のパケットの滞留が発生していると判断した場合には、更新前の送信帯域Ｒsnd(t−Δt)と、受信パケットによる受信帯域Ｒrcv(t)または送信帯域Ｒsnd(t)を送信帯域増加制限テーブル１１３に追加（更新）する。このようにすれば、更に的確に送信帯域の増加制限を図ることが可能となる。

（送信帯域増加制限処理）
図７は、マスタ経路での通信中に、マスタ経路で不足する帯域をスレーブ経路で補完する際のスレーブ経路における送信帯域の増加制限処理を説明するためのフローチャートである。なお、この送信帯域増加制限処理は、スイッチングサーバ１００側およびＭＮ３００側とも同様であるので、共通に説明する。

先ず、マスタ経路において帯域の不足が生じた場合には、スレーブ経路ｎに対して、送信帯域増加制限テーブルを参照して、直前の所定の短い期間Ｔ内に、送信帯域に下降変動があったかを判定し（ステップＳ１１）、ない経路は集合Ａに（ステップＳ１２）、あった経路は集合Ｂに（ステップＳ１３）に分ける。すなわち、現在から短い期間Ｔに下降変動があったということは、現在もまた下降変動（無線の伝搬環境が悪化）する可能性が高いと判断する。全てのスレーブ経路について集合化が終了したら、先ず、変動のなかった集合Ａに属する経路について不足帯域の分配を行い、集合Ａのみで不足帯域を満たすことができなかった場合に、次に集合Ｂに属する経路に対して分配を行う。

このため、先ず、補完すべき不足帯域Ｒreqを設定（ステップＳ１４）するとともに、経路ｎの送信帯域Ｒsndn(t)を設定し（ステップＳ１５）、さらに経路ｎのバッファＲsndnAをクリアして（ステップＳ１６）、初期化する。その後、演算対象である集合Ｇを集合Ａに設定し（ステップ１７）、試行回数Ｃtryをクリアして（ステップ１８）、経路集合Ｇの帯域分配を開始する。

経路集合Ｇの帯域分配では、先ず、試行毎に試行回数Ｃtryをインクリメントし（ステップＳ１９）、所定の最大試行回数Ｃmaxと比較して（ステップＳ２０）、試行回数Ｃtryが最大試行回数Ｃmaxを超えていなければ、経路集合Ｇの帯域分配処理を実行して（ステップＳ２１）、帯域分配可能な経路数Ｎactおよび合計増加制限の合計値Ｒuplmtsumを算出する。

その後、ステップＳ２１で算出された帯域分配可能な経路数Ｎactが在るか否かを判定し（ステップＳ２２）、在る場合には、次に分配処理にて経路に新たに割り当てた帯域の合計値Ｒuplmtsumが所定の限界値ΔＲ１以上か否かを判定し（ステップＳ２３）、限界値ΔＲ１以上の割り当てがあった場合には、分配比α（α＝不足帯域Ｒreq／新規割り当て合計値Ｒuplmtsum）を算出する（ステップＳ２４）。

次に、算出した分配比αが１以下か否かを判定し（ステップＳ２５）、α≦１の場合には、現在の割り当てで不足帯域分を満たすことが可能と判断して、集合Ａの補完可能な各経路の送信帯域Ｒsndn(t+Δt)を、Ｒsndn(t+Δt)＝ＲsndnA+αＲuplmt(n)により決定して（ステップＳ２６）、処理を終了する。なお、ここで、ＲsndnAは、経路ｎにおける分配計算前の送信帯域を示しており、Ｒuplmt(n)は、経路ｎにおける増加限界帯域を示している。

これに対し、ステップＳ２５において、α＞１の場合には、不足帯域Ｒreqが新規割り当て合計値Ｒuplmtsumより大きい、つまり、十分な帯域が得られなかったことになるので、ステップＳ２７において不足帯域を更新して（Ｒreq＝Ｒreq−Ｒuplmtsum）、ステップＳ１９に移行し、再度、帯域分配処理を行う。

変動のなかった集合Ａに属する経路のみでは、不足帯域Ｒreqを満たすことができなかった場合、すなわち、ステップＳ２０において試行回数Ｃtryが最大試行回数Ｃmaxを超えた場合、ステップＳ２２において帯域分配可能な経路数Ｎactが算出されなかった場合、あるいは帯域分配可能な経路が検出されても、ステップＳ２３において新たに割り当てた帯域の合計値Ｒuplmtsumが限界値ΔＲ１に達しない場合には、次に集合Ｂに属する経路に対して帯域分配処理を行う。

このため、先ず、集合Ａの帯域分配に寄与しない経路ｎに関する送信帯域Ｒsndn(t+Δt)を、分配計算前の送信帯域ＲsndnAに設定し（ステップＳ２８）、次に、演算対象である集合Ｇを集合Ｂに設定して（ステップ２９）、ステップＳ２１と同様に経路集合Ｇの帯域分配処理を行う（ステップＳ３０）。その後、分配比α（α＝Ｒreq／Ｒuplmtsum）を算出し（ステップＳ３１）、分配比αがα＞１の場合には、α＝１として、集合Ｂの補完可能な各経路の送信帯域Ｒsndn(t+Δt)を、Ｒsndn(t+Δt)＝ＲsndnA+αＲuplmt(n)により決定して（ステップＳ３２）、処理を終了する。

（経路集合Ｇの帯域分配処理）
次に、図７のステップＳ２１およびステップＳ３０で実行する経路集合Ｇの帯域分配処理について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、新規に増加可能な帯域の合計値Ｒuplmtsumをクリアする（ステップＳ４１）とともに、帯域分配可能な経路数Ｎactをクリアして（ステップＳ４２）、初期化する。次に、集合Ｇの各経路ｎについて、更新前の送信帯域ＲsndnA（バッファ）が０か否かを判定し（ステップＳ４３）、０の場合には、演算開始であると判断して、ＲsndnA＝Ｒsndn(t)とし（ステップＳ４４）、ＲsndnA≠０の場合には、継続演算であると判断して、ＲsndnA＝ＲsndnA＋Ｒuplmt(n)とする（ステップＳ４５）。ここで、Ｒuplmt(n)は、前回の演算において算出された経路ｎの増加帯域を示している。

次に、制限帯域値Ｆn(Ｒsndn(t))）を当該経路ｎに対応する送信帯域増加制限テーブルの送信帯域制限値Ｒlmtから取得する（ステップＳ４６）とともに、現在の送信帯域ＲsndnAに基づいて係数β（β＝Ｂ(ＲsndnA)）を取得する（ステップＳ４７）。ここで、βは、図９に示すように、ＲsndnAの値が０の場合には、送信帯域増加制限テーブルから得られた送信帯域制限値Ｒlmtを１００％割り当て、ＲsndnAの値がアプリケーションの要求帯域の場合には、０％とする係数で、１回の帯域割り当てで割り当て可能な割合である。

次に、経路ｎに対して新たに割り当て可能な増加帯域Ｒuplmt(n)を、β（Ｒlmt−ＲsndnA）により算出して（ステップＳ４８）、所定の限界値ΔＲ２と比較し（ステップＳ４９）、限界値ΔＲ２未満の場合には次の経路ｎに対する処理に移行し、限界値以上の場合には、増加帯域Ｒuplmt(n)を合計増加制限の合計値Ｒuplmtsumに加算する（ステップＳ５０）とともに、帯域分配可能な経路数Ｎactをインクリメントする（ステップＳ５１）。

上記の処理を経路集合Ｇの全ての経路ｎに対して行うことにより、帯域分配可能な経路数Ｎactおよび新規割り当ての帯域の合計値Ｒuplmtsumを得る。

ここで、ステップＳ４７における係数βは、経路への帯域割り当てのバランスを図るためのもので、図９に示したように設定することにより、帯域割り当てが少ない経路に対しては、その経路の割り当て限界まで帯域を割り当て、帯域割り当てが既に多い経路に関しては、経路の割り当てを緩慢にして、各経路への帯域割り当てを大体平等に分配する。これにより、１つの経路に多大な帯域を分配した結果、その経路が急激に悪化した際に生じる大きな遅延を未然に防ぐことが可能となる。

本実施の形態によれば、スイッチングサーバ１００およびＭＮ３００の各々において、利用可能な無線通信経路毎に、送信帯域を増加させる場合の送信帯域制限値を送信帯域毎に対応付けて送信帯域増加制限テーブルに記録し、ＭＮ３００とＩＰ電話端末４０との間で、例えば無線ＩＰネットワーク１０Ａを用いて通信を実行している期間中に、アプリの要求帯域に対して送信帯域が不足した場合には、送信帯域増加制限テーブルに基づいて、補完可能な他の無線ＩＰネットワークを抽出し、その抽出した他の無線ＩＰネットワークにより、送信帯域制限値を越えない範囲で帯域補完を促す送信帯域制御Ｍsgを相手側に送信するようにしたので、補完を行う他の無線ＩＰネットワークの送信帯域が伝搬環境に依存しない増加限界以上に設定されるのを回避することができる。したがって、到達時間の遅延により再生されずに破棄されるパケットが生じないように、複数の無線ＩＰネットワークを用いて送信帯域を適切に補完しながら通信を行うことができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、通信システム１には、無線ＩＰネットワーク１０Ａおよび無線ＩＰネットワーク１０Ｂが含まれていたが、用いる無線ＩＰネットワークは、さらに多くても構わない。また、上述した実施の形態では、上り方向および下り方向の両方向において、不足する送信帯域が補完されていたが、上り方向或いは下り方向のみの送信帯域を補完する形態としても構わない。

本発明の実施の形態に係る通信システムの全体概略構成図である。 図１に示したスイッチングサーバおよびＭＮの機能ブロック構成図である。 図１に示した実施の形態に係るＩＰパケットの構成図である。 図２に示した送信帯域増加制限テーブルの記録内容を示す図である。 送信帯域増加制限テーブルの更新処理を説明するためのフローチャートである。 送信帯域増加制限テーブルの更新処理による具体例を説明するための経路のＴ−ＳＮグラフである。 図１に示した通信システムによる送信帯域増加制限処理を説明するためのフローチャートである。 図７に示した経路集合Ｇの帯域分配処理を説明するためのフローチャートである。 図８に示す係数βの設定例を説明するための図である。

符号の説明

１ 通信システム
１０Ａ，１０Ｂ 無線ＩＰネットワーク
１０Ｃ 通信ネットワーク
２０ ネットワーク
４０ ＩＰ電話端末
１００ スイッチングサーバ
１０１Ｒｘ，１０３Ｒｘ，１０５Ｒｘ，３０１Ｒｘ，３０３Ｒｘ 受信インターフェース部
１０１Ｔｘ，１０３Ｔｘ，１０５Ｔｘ，３０１Ｔｘ，３０３Ｔｘ 送信インターフェース部
１０７，３０７ 受信パケット監視手段
１０９，３０９ 送信帯域算出手段
１１１，３１１ 増加制限テーブル更新手段
１１３，３１３ 送信帯域増加制限テーブル
１１５，３１５ 送信帯域増加制限手段
１１７，３１７ 送信帯域制御Ｍsg解析手段
１１９，３１９ パケット送出経路制御手段
１２１，３２１ 送信経路選択手段
３００ モバイルノード（ＭＮ）
３０５ アプリケーション（アプリ）処理手段

Claims (12)

1. 無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御装置であって、
   各無線通信経路を経て送信されるパケットを受信する受信手段と、
   前記アプリケーションの要求帯域を取得する取得手段と、
   前記無線通信装置がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路の送信帯域毎に対応付けて記録する記録手段と、
   前記複数の無線通信経路の合計送信帯域と前記取得手段により取得したアプリケーションの要求帯域とに基づいて、前記合計送信帯域が前記要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路の送信帯域を前記記録手段に記録されている対応する前記最大増加値を越えない範囲で増加させる送信制御情報を前記無線通信装置に送信する送信制御手段と、
   を備えることを特徴とする通信制御装置。
2. 前記記録手段は、
   前記受信手段で受信したパケットの受信帯域が、前記送信制御手段が前記送信制御情報により前記無線通信装置に指示した送信帯域未満の場合は、前記受信帯域を更新する最大増加値の候補として記録し、
   前記受信手段で受信したパケットの受信帯域が、前記送信制御手段が前記送信制御情報により前記無線通信装置に指示した送信帯域以上の場合は、前記送信帯域を更新する最大増加値の候補として記録して、
   前記各最大増加値の候補に基づいて、当該送信帯域における最大増加値を更新することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記記録手段は、
   前記各最大増加値の候補および前記無線通信装置に送信する送信帯域に基づいて、当該送信帯域における最大増加値を更新することを特徴とする請求項２に記載の通信制御装置。
4. 前記送信制御手段は、
   各無線通信経路のうち、所定期間内に帯域の下降変動が無かった無線通信経路の送信帯域を優先して増加させる送信制御情報を前記無線通信装置に送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の通信制御装置。
5. 前記送信制御手段は、
   各無線通信経路のうち、送信帯域が低い無線通信経路に対して優先して送信帯域を増加させる送信制御情報を前記無線通信装置に送信することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信制御装置。
6. 通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と通信する無線通信装置であって、
   各無線通信経路を経て送信されるパケットを受信する受信手段と、
   前記アプリケーションの要求帯域を取得する取得手段と、
   前記通信制御装置がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路の送信帯域毎に対応付けて記録する記録手段と、
   前記複数の無線通信経路の合計送信帯域と前記取得手段により取得したアプリケーションの要求帯域とに基づいて、前記合計送信帯域が前記要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路の送信帯域を前記記録手段に記録されている対応する前記最大増加値を越えない範囲で増加させる送信制御情報を前記通信制御装置に送信する送信制御手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
7. 前記記録手段は、
   前記受信手段で受信したパケットの受信帯域が、前記送信制御手段が前記送信制御情報により前記通信制御装置に指示した送信帯域未満の場合は、前記受信帯域を更新する最大増加値の候補として記録し、
   前記受信手段で受信したパケットの受信帯域が、前記送信制御手段が前記送信制御情報により前記通信制御装置に指示した送信帯域以上の場合は、前記送信帯域を更新する最大増加値の候補として記録して、
   前記各最大増加値の候補に基づいて、当該送信帯域における最大増加値を更新することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
8. 前記記録手段は、
   前記各最大増加値の候補および前記通信制御装置に送信する送信帯域に基づいて、当該送信帯域における最大増加値を更新することを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
9. 前記送信制御手段は、
   各無線通信経路のうち、所定期間内に帯域の下降変動が無かった無線通信経路の送信帯域を優先して増加させる送信制御情報を前記通信制御装置に送信することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の無線通信装置。
10. 前記送信制御手段は、
    各無線通信経路のうち、送信帯域が低い無線通信経路に対して優先して送信帯域を増加させる送信制御情報を前記通信制御装置に送信することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の無線通信装置。
11. 無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御方法であって、
    各無線通信経路を経て送信されるパケットを受信するステップと、
    前記アプリケーションの要求帯域を取得するステップと、
    前記無線通信装置がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路の送信帯域毎に対応付けて記録するステップと、
    前記複数の無線通信経路の合計送信帯域と取得したアプリケーションの要求帯域とに基づいて、前記合計送信帯域が前記要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路の送信帯域を、記録した対応する前記最大増加値を越えない範囲で増加させる送信制御情報を前記無線通信装置に送信するステップと、
    を含むことを特徴とする通信制御方法。
12. 通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と通信する無線通信方法であって、
    各無線通信経路を経て送信されるパケットを受信するステップと、
    前記アプリケーションの要求帯域を取得するステップと、
    前記通信制御装置がパケットを送信している送信帯域を増加させる場合の最大増加値を、各無線通信経路の送信帯域毎に対応付けて記録するステップと、
    前記複数の無線通信経路の合計送信帯域と取得したアプリケーションの要求帯域とに基づいて、前記合計送信帯域が前記要求帯域に対して不足する場合に、当該不足帯域を補うように、各無線通信経路の送信帯域を、記録した対応する前記最大増加値を越えない範囲で増加させる送信制御情報を前記通信制御装置に送信するステップと、
    を含むことを特徴とする無線通信方法。

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