JP4348618B2

JP4348618B2 - 無線選択システム、エッジルータ及びエッジルータ制御プログラム

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Publication number: JP4348618B2
Application number: JP2004058243A
Authority: JP
Inventors: 庄三藤野
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Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2009-10-21
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Also published as: JP2005252493A

Description

本発明は、移動通信のハンドオーバを行うための無線選択システムに関し、特に、異種の無線通信システムがオーバラップ（重複）した領域で、ハンドオーバをエッジルータにより行う無線選択システム、エッジルータ及びエッジルータ制御プログラムに関する。

移動通信サービスである形態電話の普及は著しいが、今後、世の中に拡大すると予想されるサービスには、第３世代携帯電話（３G）サービス、無線局所通信網（ＷＬＡＮ）サービスなどがある。将来的にはその他の無線技術も普及するため、結果として各無線技術のサービス提供領域が重複するようになり、ユーザは同一の場所においても、同時に異なる無線技術を選択することが可能となる。

異なる無線技術を選択するための異種の通信システムに対応した無線アンテナを装備した移動端末において、無線インタフェースを切り替えるハンドオーバを行うためには、例えば、異なる無線通信システムを１台の移動端末のソフトウェアを書き換えて対応するソフトウェア無線技術を用いて切り替える必要がある。ここで、無線インタフェース（Ｉ／Ｆ）とは、３Ｇ、ＷＬＡＮ等の無線種の意味で用いる。

ソフトウェア無線技術を用いて無線通信システムを切り替える方法は、例えば特開２００２−２９１０１１号公報（特許文献１）に記載されている。

特許文献１の方法では、ソフトウェア無線技術を用いて異種無線通信システム間のハンドオーバの実現方法を開示している。特許文献１の方法は、現在使用中のシステムモジュールの代わりに、ハンドオーバ先対応のシステムモジュールを信号処理リソースへ割り当てるための管理制御を行うハンドオーバマネージャを移動端末に備えるというものである。

特許文献１の方法によれば、異なる方式の無線通信システムの重複した領域を移動端末が移動している際は、その時々で状況のよい無線通信システムを利用した通信が可能となり、異なる方式の無線通信システム間をハンドオーバすることができるというものである。
特開２００２−２９１０１１号公報

上述した従来の技術は、以下に述べるような問題点があった。

特許文献１の方法の場合、異なる無線通信システムの切り替えは、移動端末のハンドオーバマネージャが行う。ハンドオーバマネージャはハンドオーバの機能の他に必要なプログラムモジュールを集める機能も持つ。

このハンドオーバマネージャを使用するためには、各種無線方式のシステムモジュール（プログラムモジュール）を格納するための記憶装置、特定の無線方式に対応するシステムモジュールを実行する信号処理リソース及びハンドオーバマネージャを備えたコントローラが必要となる。

ハンドオーバマネージャを使用するには、これらの装置を具備することが必要となるが、移動端末にこれらの装置を搭載すると負荷が増加し、そのままでは処理速度が遅くなることが予想される。さらに、これらの装置での電気使用量の増加により電池の消耗が速くなるという問題、また場合によっては重量が増加することもあり、移動端末にとって好ましいことではない。また、当然のことながら移動端末の価格が上昇し、ハンドオーバマネージャを搭載している端末を所持したユーザでなければ使用することができない。

本発明の第１の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、通信方式の異なる複数の無線通信サービスが重複して提供されている領域において、１つの無線通信システムから別の無線通信システムへ通信システムを切り替えるハンドオーバの際に、切り替えのための装置を移動端末に備えることなく、無線インタフェースを切り替えることを可能とする無線選択システム、エッジルータ及びエッジルータ制御プログラムを提供することにある。

本発明の第２の目的は、移動端末の携帯性能を損なうことなく、ハンドオーバを実現することを可能とする無線選択システム、エッジルータ及びエッジルータ制御プログラムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、移動端末用の通信方式の異なる複数の無線通信システムによる通信サービスが重複して提供される領域に在圏するユーザの移動端末の無線通信システムを選択する無線選択システムであって、
前記複数の無線通信サービスを単一の通信事業者が提供し、前記複数の無線通信サービスが第３世代携帯電話サービスと、無線局所通信網サービスであり、
モバイルネットワークのエッジに位置し、かつ前記複数の無線通信サービスを配下とするエッジルータが、
予め前記エッジルータが収集した前記無線通信システムの通信品質に関する情報及び移動端末の位置情報に基づき、前記移動端末の無線通信システムを選択し、
前記無線通信システムの通信品質に関する情報として、前記第３世代携帯電話サービスの基地局と前記移動端末の間及び前記無線局所通信網サービスのアクセスポイントと前記移動端末の間のそれぞれの受信パケット誤り率情報を収集し、
かつ前記通信業者と前記ユーザの間で取り決められた無線切り替えに関する情報から作成した、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率に応じて、前記複数の無線システムのいずれかを選択する基準となる数種類のプロファイルを、前記無線通信システムの通信品質に関する情報として収集することを特徴とする。

請求項２の本発明の無線選択システムは、前記複数の無線通信サービスを単一の通信事業者が提供し、前記複数の無線通信サービスが第３世代携帯電話サービスと、無線局所通信網サービスであることを特徴とする。

請求項３の本発明の無線選択システムは、前記移動端末の位置情報に、前記移動端末が前記基地局のサービス提供領域内あるいは及び前記アクセスポイントのサービス提供領域内に在圏しているかどうかの情報を含むことを特徴とする。

請求項４の本発明の無線選択システムは、前記プロファイルでは、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率が、共に予め設定したそれぞれの閾値以上の場合もしくはそれぞれの閾値未満の場合はハンドオーバは行わず、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満の場合もしくは前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上の場合、ハンドオーバを行うことを特徴とする。

請求項５の本発明の無線選択システムは、前記受信パケット誤り率情報、前記在圏情報及び前記無線切り替えに関する情報に基づき、前記エッジルータにより、前記複数の無線通信システムのいずれかを選択することを特徴とする。

請求項６の本発明の無線選択システムは、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証し、かつインターネットプロトコルバージョン６のヘッダに前記サービス品質のグレードを示す情報が書き込まれている場合に、前記グレードを示す情報に基づき前記エッジルータが前記数種類のプロファイルの内からいずれかのプロファイルを選択することを特徴とする。

請求項７の本発明の無線選択システムは、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証しない場合に、前記ユーザが前記数種類のプロファイルから１つのプロファイルを選択すると、前記通信事業者は前記プロファイルを識別する情報を、ユーザ情報を格納するためのホームエージェントに書き込むことを特徴とする。

請求項８の本発明の無線選択システムは、前記ユーザが前記プロファイルを登録する際に、前記ユーザが前記移動端末に固有のホームアドレスを前記移動端末から前記ホームエージェントへ送信すると、前記ホームエージェントでは前記ホームアドレスに対応したプロファイルを検索した後、インターネットプロトコルバージョン６の加入者識別番号に前記プロファイルを識別する情報を書き込み、これを前記ユーザに前記エッジルータ経由で転送すると、前記エッジルータが前記加入者識別番号に記載された前記プロファイルを読み出すことを特徴とする。

請求項９の本発明の無線選択システムは、前記プロファイルを識別する情報を複数ビットの情報として前記加入者識別番号の末尾に書き込むことを特徴とする。

請求項１０の本発明の無線選択システムは、ホスト端末から前記移動端末に通信を行う際に、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証する場合、インターネットプロトコルバージョン６の受信パケットヘッダに書き込まれたサービス品質のグレードを示す情報から、当該サービス品質のグレードに対応する前記プロファイルをエッジルータにより選択し、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証しない場合、前記エッジルータにより、受信パケットのインターネットプロトコルバージョン６のヘッダの加入者識別番号に含まれる前記プロファイルを選択することを特徴とする。

請求項１１の本発明の無線選択システムは、前記無線局所通信網サービスのアクセスポイントが移動機関内に設置される場合に、前記エッジルータにより前記移動機関内の移動無線加入者全員の移動端末を無線局所通信網に接続することを特徴とする。

請求項１２の本発明の無線選択システムは、前記移動端末に、前記複数の無線通信システムに対応した送受信部を備えることを特徴とする。

請求項１３の本発明のエッジルータは、移動端末用の通信方式の異なる複数の無線通信システムによる通信サービスが重複して提供される領域に在圏するユーザの移動端末の無線通信システムを選択する際に、
モバイルネットワークのエッジに位置し、かつ前記複数の無線通信サービスを配下として収集した前記無線通信システムの通信品質に関する情報及び移動端末の位置情報に基づき、
前記移動端末の無線通信システムを選択し、
前記複数の無線通信サービスが単一の通信事業者により提供され、前記複数の無線通信サービスが第３世代携帯電話サービスと、無線局所通信網サービスであり、
前記無線通信システムの通信品質に関する情報として、前記第３世代携帯電話サービスの基地局と前記移動端末との間及び前記無線局所通信網サービスのアクセスポイントと前記移動端末との間のそれぞれの受信パケット誤り率情報を収集し、
かつ、前記通信業者と前記ユーザの間で取り決められた無線切り替えに関する情報から作成した、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率に応じて、前記複数の無線システムのいずれかを選択する基準となる数種類のプロファイルを、前記無線通信システムの通信品質に関する情報として収集することを特徴とする。

請求項１４の本発明のエッジルータは、前記複数の無線通信サービスが単一の通信事業者により提供され、前記複数の無線通信サービスが第３世代携帯電話サービスと、無線局所通信網サービスであることを特徴とする。

請求項１５の本発明のエッジルータは、前記移動端末の位置情報として、前記移動端末が前記基地局のサービス提供領域内あるいは及び前記アクセスポイントのサービス提供領域内に在圏しているかどうかの情報を収集することを特徴とする。

請求項１６の本発明のエッジルータは、前記プロファイルでは、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率が、共に予め設定したそれぞれの閾値以上の場合もしくはそれぞれの閾値未満の場合はハンドオーバは行わず、
前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満の場合もしくは前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上の場合、ハンドオーバを行うことを特徴とする。

請求項１７の本発明のエッジルータは、前記受信パケット誤り率情報、前記在圏情報及び前記無線切り替えに関する情報に基づき、前記複数の無線通信システムのいずれかを選択することを特徴とする。

請求項１８の本発明のエッジルータは、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証し、かつインターネットプロトコルバージョン６のヘッダに前記サービス品質のグレードを示す情報が書き込まれている場合に、前記グレードを示す情報に基づき前記エッジルータが前記数種類のプロファイルの内からいずれかのプロファイルを選択することを特徴とする。

請求項１９の本発明のエッジルータは、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証しない場合に、前記ユーザが前記数種類のプロファイルから１つのプロファイルを選択すると、前記通信事業者は前記プロファイルを識別する情報を、ユーザ情報を格納するためのホームエージェントに書き込むことを特徴とする。

請求項２０の本発明のエッジルータは、前記ユーザが前記プロファイルを登録する際に、前記移動端末に固有のホームアドレスを前記ユーザが前記移動端末から前記ホームエージェントへ送信すると、前記ホームエージェントは前記ホームアドレスに対応したプロファイルを検索した後、インターネットプロトコルバージョン６の加入者識別番号にプロファイルを識別する情報を書き込み、これを前記ユーザに前記エッジルータ経由で転送すると、前記エッジルータが前記加入者識別番号に記載されたプロファイルを読み出すことを特徴とする。

請求項２１の本発明のエッジルータは、前記プロファイルを識別する情報を複数ビットの情報として前記加入者識別番号の末尾に書き込むことを特徴とする。

請求項２２の本発明のエッジルータは、ホスト端末から前記移動端末に通信を行う際に、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証する場合、インターネットプロトコルバージョン６のヘッダに書き込まれたサービス品質のグレードを示す情報から、当該サービス品質のグレードに対応するプロファイルを選択し、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証しない場合、受信パケットのインターネットプロトコルバージョン６のヘッダの加入者識別番号に含まれるプロファイルを選択することを特徴とする。

請求項２３の本発明のエッジルータは、前記無線局所通信網サービスのアクセスポイントが移動機関に設置される場合に、前記移動機関内の移動無線加入者全員の移動端末を前記無線局所通信網に接続することを特徴とする。

請求項２４の本発明のエッジルータ制御プログラムは、移動端末用の通信方式の異なる複数の無線通信システムによる通信サービスが重複して提供される領域に在圏するユーザの移動端末の無線通信システムを選択する際に、
モバイルネットワークのエッジに位置し、かつ前記複数の無線通信サービスを配下とし、
前記無線通信システムの通信品質に関する情報及び移動端末の位置情報を収集するエッジルータ上で実行されるエッジルータ制御プログラムであって、
前記移動端末の無線通信システムを選択する機能を実行し、
前記複数の通信サービスを単一の通信事業者が提供し、かつ前記複数の通信サービスが第３世代携帯電話サービスと、無線局所通信網サービスであり、前記第３世代携帯電話サービスの基地局と前記移動端末との間及び前記無線局所通信網サービスのアクセスポイントと前記移動端末との間のそれぞれの受信パケット誤り率情報を、前記無線通信システムの通信品質に関する情報として収集する機能を有し、
前記通信業者と前記ユーザの間で取り決められた無線切り替えに関する情報から作成した、前記基地局と前記移動端末の間での受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間での受信パケット誤り率に応じて前記複数の無線システムのいずれかを選択する基準となる数種類のプロファイルを、前記無線通信システムの通信品質に関する情報として収集する機能を有することを特徴とする。

請求項２５の本発明のエッジルータ制御プログラムは、前記移動端末の位置情報として、前記移動端末が前記基地局のサービス提供領域内あるいは及び前記アクセスポイントのサービス提供領域内に在圏しているかどうかの情報を収集する機能を有することを特徴とする。

請求項２６の本発明のエッジルータ制御プログラムは、前記プロファイルでは、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率と、前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率が、共に予め設定したそれぞれの閾値以上の場合もしくはそれぞれの閾値未満の場合はハンドオーバは行わず、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満の場合もしくは前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上の場合、ハンドオーバを行うことを特徴とする。

請求項２７の本発明のエッジルー前記受信パケット誤り率情報、前記在圏情報及び前記無線切り替えに関する情報に基づき、前記複数の無線通信システムのいずれかを選択する機能を有するタ制御プログラムは、ことを特徴とする。

本発明の無線選択システム、エッジルータ及びエッジルータ制御プログラムによれば、以下の効果が達成される。

第１に、通信方式の異なる複数の無線通信サービスが重複して提供されている領域内の移動端末が、１つの無線通信システムから他の無線通信システムへ通信システムをハンドオーバする際に、エッジルータが異なる通信システム間の通信誤り率、ユーザ端末の在圏情報及びユーザの希望を参照した条件で、複数通信システムの切り替えを行うために、移動端末には切り替えのための装置が不要であると共に、ユーザの希望を満たす無線インタフェースの選択が可能となる。

第２に、無線インタフェースを切り替える装置を移動端末に備えないために、切り替え装置を移動端末に備えた場合に比較して、移動端末の処理負荷を軽減できる。また、移動端末の価格を安価にできると共に、重量増加、電池消耗等の携帯性能の劣化がない。

以下、本発明の好適な実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例による無線選択システムのネットワーク構成を示す図である。

図１を参照すると、ユーザ１は移動端末２を携帯している。ユーザ１は第１種通信事業者に加入しており、この通信事業者は３Ｇ及び公衆用のＷＬＡＮのサービスを提供している。ユーザ１の移動端末２は、ＷＬＡＮアクセスポイント２１のサービス提供領域２０内に在圏する。ＷＬＡＮアクセスポイント２１のサービス提供領域２０は、３Ｇ基地局１１のサービス提供領域１０に含まれるため、移動端末２はサービス提供領域１０内にも在圏する。

移動端末２は、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の移動端末であって、３ＧとＷＬＡＮのいずれにも対応した送受信部を備え、３ＧとＷＬＡＮのいずれにもアクセスすることができる。

本実施例によるエッジルータ５０はモバイルネットワーク１００のエッジ（外周）に位置し、以下に説明するように無線通信システムの通信品質に関する情報及び移動端末２の位置情報を収集することができる。

エッジルータ５０は、３Ｇ基地局１１及びＷＬＡＮアクセスポイント２１を配下とし、３Ｇ基地局１１と移動端末２間及びＷＬＡＮアクセスポイント２１と移動端末２間の無線利用状況を、３Ｇ基地局１１あるいはＷＬＡＮアクセスポイント２１における受信パケット誤り率として収集することができる。

また、エッジルータ５０は、移動端末２が３Ｇ基地局１１あるいはＷＬＡＮアクセスポイント２１いずれの配下に居るかを情報として収集することができる。また、ユーザ１が通信業者との契約時に指定した無線切り替え用プロファイルも情報として収集している。

プロファイル情報は、３Ｇ基地局１１での移動端末２の受信パケット誤り率及びＷＬＡＮアクセスポイント２１での移動端末２の受信パケット誤り率に応じて複数の無線システムのいずれを選択するかの基準となる情報である。プロファイル情報については、本実施例の動作の説明で詳細に述べる。

エッジルータ５０は移動端末２からのパケットの受信に際し、無線インタフェース毎のパケット受信誤り率と、移動端末２の在圏情報と、ユーザと第１種通信事業者の契約に基づく無線切り替え用のプロファイル情報に基づき無線インタフェースを選択する。

モバイルネットワーク１００はインターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）パケットルーティングを行う移動体向けネットワークである。ここで、ＩＰｖ６は現在の標準的なインターネットプロトコルＩＰｖ４に代わる、１２８ビットの次世代プロトコルである。

モバイルネットワーク１００はホームエージェント（Home Agent）３０及びインターネット２００に接続されている。

ホームエージェント３０は、移動端末２がホームアドレスをキー項目として、ダウンリンクパケットの宛先であるＣｏＡ（Care of address）情報を検索するためのバインディングキャッシュ（Binding Cache）を持つ。ホームエージェント３０はユーザ情報のデータベースも兼ねる。

次に、本実施例による動作を、図を用いて詳細に説明する。

本実施例による動作では、ネットワークでの無線選択ポリシーの設定、次にプロファイルの適用例について説明する。

ネットワークでの無線選択ポリシーの設定では、プロファイル作成及びプロファイルの登録について説明する。また、ネットワークでの無線選択ポリシーの設定では、プロファイルの適用例として、ホスト端末から移動端末へのフローにおける無線選択について説明する。
最初に、プロファイル作成について説明する。

図２は、本実施例による無線インタフェース切り替え手順の概略を説明するためのフローチャートである。

図２を参照すると、最初に、無線インタフェース毎に移動端末２からの受信状況を調査する（ステップ２０１）。

この調査から移動端末２の受信状況、在圏位置がわかる（ステップ２０２）。

この結果から移動端末２が異種無線サービスが重複している領域にいるのか、あるいは単一無線サービスの領域にいるかを判定する（ステップ２０３）。

ハンドオーバが必要となる異種無線サービスが重複している領域に在圏する場合には、受信状況最良のアクセスポイントの組を決定（ステップ２０４）後、ポリシー適用（ステップ２０５）、接続（ステップ２０６）の順に行う。

図３は、本実施例による無線インタフェース切り替え動作を説明するためのネットワーク構成を示す図である。

図３を参照すると、ＷＬＡＮにはＷＬＡＮアクセスポイントＡ２５、ＷＬＡＮアクセスポイントＢ２６及びＷＬＡＮアクセスポイントＣ２７の３つのアクセスポイントがあり、それぞれサービス提供領域２２、サービス提供領域２３、サービス提供領域２４を備えている。

エッジルータ５０は、ＷＬＡＮアクセスポイントＡ２５、ＷＬＡＮアクセスポイントＢ２６、ＷＬＡＮアクセスポイントＣ２７及び３Ｇ基地局１１とユーザ１間のそれぞれの無線受信状況を収集する。具体的には、無線通信状況を、ＷＬＡＮアクセスポイントＡ２５、ＷＬＡＮアクセスポイントＢ２６、ＷＬＡＮアクセスポイントＣ２７及び３Ｇ基地局１１における受信パケットのチェックサム計算による誤り率（例えば「正常な受信パケット数／送信側の送信パケット総数」で算出し、値は低い方が誤りは少ない）として収集し、同時にユーザ１の移動端末２がどのインタフェースの配下にあるかについての情報も収集する。

図３では、ＷＬＡＮアクセスポイントＡ２５、ＷＬＡＮアクセスポイントＢ２６、ＷＬＡＮアクセスポイントＣ２７及び３Ｇ基地局１１がユーザ１の移動端末２から収集する情報をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと表示している。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄには在圏位置情報が含まれる。

まず、これらの情報に基づき、ユーザ１と通信が可能な３Ｇ基地局とＷＬＡＮアクセスポイントのすべての組み合わせを抽出し、各組についてハンドオーバした際の誤り率をリスト化し、次にこれらのうち最も誤り率の小さい組（３Ｇ基地局, ＷＬＡＮアクセスポイント）に対して、プロファイルを作成する。

図３を参照すると、ユーザ１の移動端末２はＷＬＡＮアクセスポイントＡ２５、ＷＬＡＮアクセスポイントＢ２６、３Ｇ基地局１１の配下に居るため、ＷＬＡＮアクセスポイントＣ２７は除外され、さらにＷＬＡＮアクセスポイントＡ２５の方がＷＬＡＮアクセスポイントＢ２６よりも誤り率が低ければ、最終的に最も誤り率の小さい組は（３Ｇ基地局１１, ＷＬＡＮアクセスポイントＡ２５）となる。

図４は、本実施例による３Ｇ基地局とＷＬＡＮアクセスポイントによる組み合わせのプロファイルの一例を示す図である。

図４を参照すると、ＷＬＡＮに誤り率60%、３Ｇに誤り率30%の閾値をそれぞれ指定してこの値を境にハンドオーバの有無を規定する。このプロファイル例では、ＷＬＡＮ、３Ｇの誤り率が共にそれぞれの閾値よりも大きい場合あるいは小さい場合にはハンドオーバなしで、ＷＬＡＮ及び３Ｇのいずれか一方の誤り率がその閾値以上で、かつ他方の誤り率がその閾値未満の場合に、前者から後者に向けてハンドオーバを行う。

図５は、本実施例による受信パケット誤り率の一例を示す図である。

図５のように、現在の誤り率がＷＬＡＮで50％、３Ｇが40％の観測結果の場合、図４のプロファイルを適用すると、ＷＬＡＮは誤り率が閾値未満、３Ｇは閾値以上となり、エッジルータ５０が受信したユーザパケットに対しては、ＷＬＡＮアクセスポイントＡ２５へハンドオーバを行うことになる。

図６は、本実施例による無線切り替え用のプロファイルの一例を示す図である。無線切り替え用のプロファイル（以下ではプロファイルと略記する）は、３Ｇ及びＷＬＡＮのそれぞれの誤り率の閾値の組み合わせに応じて数種類を作成する。プロファイルには、全てのパケットを３Ｇ基地局へ転送するレベル1から、逆にすべてＷＬＡＮアクセスポイントへ転送する最大レベルまでの種類が存在する。

これら数種類（例えば4種類とする）のプロファイルを登録する際には、モバイルネットワーク１００がＱｏＳ（Quality of Service）をサポートする場合としない場合とで方法が異なる。

次に、プロファイルの登録について説明する。

モバイルネットワーク１００がＱｏＳをサポートする場合、モバイルネットワーク１００がDiffServ技術（Differentiated Services、参照： http://www.ietf.org/rfc/rfc2474.txt）をサポートしており、ＩＰｖ6ヘッダのトラヒッククラスフィールドに、フロー別のＱｏＳクラスを示すDiffServ Code Point（ＤＳＣＰ）値が書き込まれている場合は、プロファイルをこのＤＳＣＰ値に応じて決定することができる。これによれば、ユーザ１は事前に使用する予定のプロファイルを登録する必要はなく、自動的にフロー毎のＱｏＳ要求値に応じてプロファイルが選択される。

次に、モバイルネットワーク１００がＱｏＳをサポートしていない場合は、以下の方法で登録する。

図７は、本実施例によるモバイルネットワークがＱｏＳをサポートしていない場合の無線インタフェースの切り替えを説明するための図である。

ユーザ１は、通信事業者との契約時に、４種類あるレベルのプロファイルからいずれか１つを選んで登録する。このとき、４種類のプロファイルのレベル１から４までを00〜11の２ビットで扱う。一方、通信事業者は、ホームエージェント３０のバインディングキャッシュ３１にユーザ１指定のプロファイルに対応したビット情報を登録する。

以下、図７を用いて説明を行うが、図との対応関係を示すために、図に表示したフローに伴う番号を文末括弧内に記載した。

図７を参照すると、ユーザ１はあるサブネット下に移動してくると、まずエッジルータ５０からサブネット情報を取得する（図７の（１））。

次に、ユーザ１は自らのインタフェースＩＤ（識別番号）と組み合わせてＣｏＡ（Care of Address、ここではアドレスBBB）を作成する（図７の（２））。

また、作成したＣｏＡの認証を受けるために、ＨｏＡ（Home Address、端末に固有のホームアドレス）と共にＡＡＡ（認証）サーバ４０に送信し（図７の（３））、ＡＡＡサーバ４０は認証を行った後、ホームエージェント３０へ転送する（図７の（４））。

ホームエージェント３０は受信したＨｏＡをキー項目としてバインディングキャッシュ３１中でプロファイルに対応したビット情報を検索する。

図８は、本実施例によるＩＰｖ６アドレス６１の加入者ＩＤにプロファイルに対応した２ビット情報を書き込んだ一例を示す図である。

図８を参照すると、加入者ＩＤの末尾６２にプロファイルに対応した２ビット情報を書き込み、バインディングキャッシュ３１へ登録する（図７の（５））。

ホームエージェント３０は新たなＣｏＡをＡＡＡサーバ４０に転送し（図７の（６））、ＡＡＡサーバ４０からユーザ１に向けて正規のＣｏＡが払い出される（図７の（７））。

ユーザ１は４種全てのプロファイルでの契約はできないが、通信事業者はこのユーザ１が将来的に異なるプロファイルに変更する場合を想定して、４種全てのＩＰｖ６アドレス６１を確保しておく。

エッジルータ５０は、ＩＰｖ６アドレス６１で加入者ＩＤの末尾６２の２ビットを見ることで、ユーザ１が指定しているプロファイルを知ることができる。

次に、上記のようにして登録したプロファイルの適用例として、ホスト端末から移動端末へのフローにおける無線選択について説明する。

無線選択は、モバイルネットワーク１００がＱｏＳをサポートする場合としない場合とで方法が異なる。以下、これらの場合について説明する。

モバイルネットワーク１００がＱｏＳをサポートする場合、モバイルネットワーク１００がDiffServ技術をサポートし、ホスト端末３５から移動端末２に宛ててＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol：ＩＰ電話）のＩＰｖ６パケットが送信される。

この場合、エッジルータ５０はＩＰｖ６パケットのトラヒッククラスフィールドのＤＳＣＰ値に従い、例えば４種類のプロファイルから対応するものを参照して、無線インタフェースに接続する。

次に、モバイルネットワーク１００がＱｏＳをサポートしていない場合について説明する。

図９は、本実施例によるモバイルネットワーク１００がＱｏＳをサポートしていない場合の無線選択の一例を示す図である。

図９の無線選択は、ホスト端末３５から移動端末２に宛ててＶｏＩＰのＩＰｖ６パケットが送信される場合に相当する。

移動端末２は、MobileＩＰｖ６（MobileＩＰｖ６はdraft-ietf-mobileip-ipv6-16.txtを参照）をサポートしており、ＨｏＡ（ここではアドレスaaa）、ＣｏＡ（ここではアドレスAAA）を持つ。

図９を参照すると、移動端末２は３Ｇ基地局１１のサービス提供領域１０とＷＬＡＮアクセスポイント２１のサービス提供領域２０の重複した領域に在圏している。

ホスト端末３５から発信されたパケットは、まずホームエージェント３０に送信される。ここでバインディングキャッシュ３１を参照し、移動端末２のＣｏＡ（AAA）を取得して、これを宛先とするＩＰｖ６ヘッダを付けてエッジルータ５０に送信する。エッジルータ５０は、受信パケットの外部ＩＰｖ６ヘッダ中のＩＰアドレス６１における、加入者ＩＤの末尾６２を参照し、これをもとにこのユーザ１が契約しているプロファイルを用意する。

さらに、エッジルータ５０の観測している誤り率情報と、ユーザ１の在圏位置情報を合わせて、接続すべき無線インタフェースを確定する。これらの結果が図４及び図５のような結果である場合には、ＷＬＡＮアクセスポイント２１へ接続する。

また、MobileＩＰｖ６の仕様では、ホスト端末３５から発信された２回目以降のユーザ向けのパケットは、ホスト端末３５自身で移動端末２についてのＨｏＡとＣｏＡの対応を記載したバインディングキャッシュを作成するようになるので（ＩＰｖ６標準仕様のルート最適化）、ホームエージェント３０を介さずに移動端末２まで直接送信される。本発明においてもこのような形態をとる。

以上の機構でユーザ１の要求したＱｏＳを満たす無線インタフェース経由でパケットが到着する。

以上説明した実施例によれば、異なる複数の無線通信サービスが重複して提供されている領域内の移動端末２が、１つの無線通信サービスから他の無線通信サービスへ無線通信システムをハンドオーバする際に、エッジルータ５０が異なる通信システム間の通信誤り率、ユーザ端末２の在圏情報及びユーザ１の希望を参照した条件で、通信システムの切り替えを行うために、移動端末２には通信システム切り替えのための装置が不要であると共に、ユーザ１の希望に合った無線インタフェースの選択が可能となる。

本発明のエッジルータ５０は、その動作をハードウェア的に実現することは勿論として、上記した各手段を実行するエッジルータ制御プログラム（アプリケーション）５５をコンピュータ処理装置であるエッジルータ５０で実行することにより、ソフトウェア的に実現することができる。このエッジルータ制御プログラム５５は、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体に格納され、その記録媒体からエッジルータ５０にロードされ、その動作を制御することにより、上述した各機能を実現する。

上記実施例では、２つの通信システムを切り替えた場合について述べたが、３つ以上の通信システムを切り替える場合についても、本発明の無線選択プロファイルを拡張することにより、本発明のネットワークでの無線選択ポリシーを同様に適用することができる。

また、上記実施例では、２つの通信システムが３ＧとＷＬＡＮの場合について説明したが、これら以外の通信システムであっても、同様に適用できることは言うまでもない。

また、上記実施例では、ＩＰｖ６アドレス６１の加入者ＩＤの末尾６２にプロファイルに対応した情報を２ビットで書き込んだが、特に２ビットである必要はなく、プロファイル種の数にもよるが、１ビットあるいは３ビット以上であってもよい。

上記実施例は、移動端末２のユーザ１が地上の無線インタフェースを切り替えた場合の例であるが、以下に述べるように無線インタフェースが移動機関に設置された場合にも適用することができる。

列車等の公共移動機関に移動通信加入者が多数搭乗していて、移動機関内にＷＬＡＮアクセスポイントが設置される場合を考える。この場合、エッジルータ５０は移動機関内のＷＬＡＮアクセスポイント及び地上の基地局の組み合わせを管理することになる。

このとき、本発明の機構を応用して、移動機関内の加入者全員に最大レベルの無線選択プロファイル（つまりＷＬＡＮへの固定）を強制的に設定すると、ＷＬＡＮアクセスポイントにトラヒックを集約でき、移動機関近隣の３Ｇ基地局へのトラヒック流入を防ぐことができる。

また、モバイルネットワークがDiffServ技術をサポートしており、ＩＰｖ６ヘッダのトラヒッククラスフィールドにＤＳＣＰ値が書き込まれている場合などは、無線選択プロファイルをこのＤＳＣＰ値に応じて変更することができる。これによれば、ユーザは１種類でなく、数種類の無線選択プロファイルを登録しておくことができ、パケットのＱｏＳ要求値に応じて動的に利用無線インタフェースを変更することが可能となる。

以上好ましい実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも、上記実施例に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。

本発明の実施例による無線選択システムのネットワーク構成を示す図である。本発明の実施例による無線インタフェース切り替え手順の概略を説明するためのフローチャートである。本発明の実施例による無線選択システムによる無線インタフェース切り替え動作を説明するためのネットワーク構成を示す図である。本発明の実施例による３Ｇ基地局とＷＬＡＮアクセスポイントの組み合わせのプロファイルの一例を示す図である。本発明の実施例による受信パケット誤り率の一例を示す図である。本発明の実施例による無線切り替え用のプロファイルの一例を示す図である。本発明の実施例によるモバイルネットワークがＱｏＳをサポートしていない場合の無線インタフェースの切り替えを説明するための図である。本発明の実施例によるＩＰｖ６アドレスの加入者ＩＤフィールドにプロファイルに対応した２ビット情報を書き込んだ一例を示す図である。本発明の実施例によるモバイルネットワークがＱｏＳをサポートしていない場合の無線選択機構の一例を示す図である。

符号の説明

１：ユーザ
２：移動端末
１０：サービス提供領域
１１：第３世代携帯電話（３Ｇ）サービス基地局
２０：サービス提供領域
２１：無線局所通信網（ＷＬＡＮ）サービスアクセスポイント
２２、２３、２４：サービス提供領域
２５：ＷＬＡＮアクセスポイントＡ
２６：ＷＬＡＮアクセスポイントＢ
２７：ＷＬＡＮアクセスポイントＣ
３０：ホームエージェント
３１：バインディングキャッシュ
３５：ホスト端末
４０：認証（ＡＡＡ）サーバ
５０：エッジルータ
５５：エッジルータ制御プログラム
６１：ＩＰｖ６アドレス
６２：加入者識別番号（ＩＤ）の末尾
１００：モバイルネットワーク
２００：インターネット

Claims

移動端末用の通信方式の異なる複数の無線通信システムによる通信サービスが重複して提供される領域に在圏するユーザの移動端末の無線通信システムを選択する無線選択システムであって、
モバイルネットワークのエッジに位置し、かつ前記複数の無線通信サービスを配下とするエッジルータが、
予め前記エッジルータが収集した前記無線通信システムの通信品質に関する情報及び移動端末の位置情報に基づき、前記移動端末の無線通信システムを選択し、
前記無線通信システムの通信品質に関する情報として、前記無線通信サービスの基地局と前記移動端末の間及び前記無線通信サービスのアクセスポイントと前記移動端末の間のそれぞれの受信パケット誤り率情報を収集し、
かつ前記通信業者と前記ユーザの間で取り決められた無線切り替えに関する情報から作成した、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率に応じて、前記複数の無線システムのいずれかを選択する基準となる数種類のプロファイルを、前記無線通信システムの通信品質に関する情報として収集することを特徴とする無線選択システム。
前記複数の無線通信サービスを単一の通信事業者が提供し、前記複数の無線通信サービスが第３世代携帯電話サービスと、無線局所通信網サービスであることを特徴とする請求項１に記載の無線選択システム。
前記移動端末の位置情報に、前記移動端末が前記基地局のサービス提供領域内あるいは及び前記アクセスポイントのサービス提供領域内に在圏しているかどうかの情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線選択システム。
前記プロファイルでは、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率が、共に予め設定したそれぞれの閾値以上の場合もしくはそれぞれの閾値未満の場合はハンドオーバは行わず、
前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満の場合もしくは前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上の場合、ハンドオーバを行うことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の無線選択システム。
前記受信パケット誤り率情報、前記在圏情報及び前記無線切り替えに関する情報に基づき、前記エッジルータにより、前記複数の無線通信システムのいずれかを選択することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の無線選択システム。
前記モバイルネットワークがサービス品質を保証し、かつインターネットプロトコルバージョン６のヘッダに前記サービス品質のグレードを示す情報が書き込まれている場合に、前記グレードを示す情報に基づき前記エッジルータが前記数種類のプロファイルの内からいずれかのプロファイルを選択することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の無線選択システム。
前記モバイルネットワークがサービス品質を保証しない場合に、前記ユーザが前記数種類のプロファイルから１つのプロファイルを選択すると、前記通信事業者は前記プロファイルを識別する情報を、ユーザ情報を格納するためのホームエージェントに書き込むことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の無線選択システム。
前記ユーザが前記プロファイルを登録する際に、前記ユーザが前記移動端末に固有のホームアドレスを前記移動端末から前記ホームエージェントへ送信すると、前記ホームエージェントでは前記ホームアドレスに対応したプロファイルを検索した後、インターネットプロトコルバージョン６の加入者識別番号に前記プロファイルを識別する情報を書き込み、これを前記ユーザに前記エッジルータ経由で転送すると、前記エッジルータが前記加入者識別番号に記載された前記プロファイルを読み出すことを特徴とする請求項７に記載の無線選択システム。
前記プロファイルを識別する情報を複数ビットの情報として前記加入者識別番号の末尾に書き込むことを特徴とする請求項８に記載の無線選択システム。
ホスト端末から前記移動端末に通信を行う際に、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証する場合、インターネットプロトコルバージョン６の受信パケットヘッダに書き込まれたサービス品質のグレードを示す情報から、当該サービス品質のグレードに対応する前記プロファイルをエッジルータにより選択し、
前記モバイルネットワークがサービス品質を保証しない場合、前記エッジルータにより、受信パケットのインターネットプロトコルバージョン６のヘッダの加入者識別番号に含まれる前記プロファイルを選択することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか記載の無線選択システム。
前記無線局所通信網サービスのアクセスポイントが移動機関内に設置される場合に、前記エッジルータにより前記移動機関内の移動無線加入者全員の移動端末を無線局所通信網に接続することを特徴とする請求項１に記載の無線選択システム。
前記移動端末に、前記複数の無線通信システムに対応した送受信部を備えることを特徴とする請求項２から請求項１１のいずれか１項に記載の無線選択システム。
移動端末用の通信方式の異なる複数の無線通信システムによる通信サービスが重複して提供される領域に在圏するユーザの移動端末の無線通信システムを選択する際に、
モバイルネットワークのエッジに位置し、かつ前記複数の無線通信サービスを配下として収集した前記無線通信システムの通信品質に関する情報及び移動端末の位置情報に基づき、
前記移動端末の無線通信システムを選択し、
前記無線通信システムの通信品質に関する情報として、前記無線通信サービスの基地局と前記移動端末との間及び前記無線通信サービスのアクセスポイントと前記移動端末との間のそれぞれの受信パケット誤り率情報を収集し、
かつ、前記通信業者と前記ユーザの間で取り決められた無線切り替えに関する情報から作成した、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率に応じて、前記複数の無線システムのいずれかを選択する基準となるを数種類のプロファイルを、前記無線通信システムの通信品質に関する情報として収集する
ことを特徴とするエッジルータ。
前記複数の無線通信サービスが単一の通信事業者により提供され、前記複数の無線通信サービスが第３世代携帯電話サービスと、無線局所通信網サービスであることを特徴とする請求項１３に記載のエッジルータ。
前記移動端末の位置情報として、前記移動端末が前記基地局のサービス提供領域内あるいは及び前記アクセスポイントのサービス提供領域内に在圏しているかどうかの情報を収集することを特徴とする請求項１３に記載のエッジルータ。
前記プロファイルでは、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率が、共に予め設定したそれぞれの閾値以上の場合もしくはそれぞれの閾値未満の場合はハンドオーバは行わず、
前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満の場合もしくは前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上の場合、ハンドオーバを行うことを特徴とする請求項１３から請求項１５の何れかに記載のエッジルータ。
前記受信パケット誤り率情報、前記在圏情報及び前記無線切り替えに関する情報に基づき、前記複数の無線通信システムのいずれかを選択することを特徴とする請求項１３から請求項１６の何れかに記載のエッジルータ。
前記モバイルネットワークがサービス品質を保証し、かつインターネットプロトコルバージョン６のヘッダに前記サービス品質のグレードを示す情報が書き込まれている場合に、前記グレードを示す情報に基づき前記エッジルータが前記数種類のプロファイルの内からいずれかのプロファイルを選択することを特徴とする請求項１３から請求項１６の何れかに記載のエッジルータ。
前記モバイルネットワークがサービス品質を保証しない場合に、前記ユーザが前記数種類のプロファイルから１つのプロファイルを選択すると、前記通信事業者は前記プロファイルを識別する情報を、ユーザ情報を格納するためのホームエージェントに書き込むことを特徴とする請求項１３から請求項１６の何れかに記載のエッジルータ。
前記ユーザが前記プロファイルを登録する際に、前記移動端末に固有のホームアドレスを前記ユーザが前記移動端末から前記ホームエージェントへ送信すると、前記ホームエージェントは前記ホームアドレスに対応したプロファイルを検索した後、インターネットプロトコルバージョン６の加入者識別番号にプロファイルを識別する情報を書き込み、これを前記ユーザに前記エッジルータ経由で転送すると、前記エッジルータが前記加入者識別番号に記載されたプロファイルを読み出すことを特徴とする請求項１９に記載のエッジルータ。
前記プロファイルを識別する情報を複数ビットの情報として前記加入者識別番号の末尾に書き込むことを特徴とする請求項２０に記載のエッジルータ。
ホスト端末から前記移動端末に通信を行う際に、前記モバイルネットワークがサービス品質を保証する場合、インターネットプロトコルバージョン６のヘッダに書き込まれたサービス品質のグレードを示す情報から、当該サービス品質のグレードに対応するプロファイルを選択し、
前記モバイルネットワークがサービス品質を保証しない場合、受信パケットのインターネットプロトコルバージョン６のヘッダの加入者識別番号に含まれるプロファイルを選択することを特徴とする請求項１３から請求項１６の何れかに記載のエッジルータ。
前記無線局所通信網サービスのアクセスポイントが移動機関に設置される場合に、前記移動機関内の移動無線加入者全員の移動端末を前記無線局所通信網に接続することを特徴とする請求項１３に記載のエッジルータ。
移動端末用の通信方式の異なる複数の無線通信システムによる通信サービスが重複して提供される領域に在圏するユーザの移動端末の無線通信システムを選択する際に、
モバイルネットワークのエッジに位置し、かつ前記複数の無線通信サービスを配下とし、
前記無線通信システムの通信品質に関する情報及び移動端末の位置情報を収集するエッジルータ上で実行されるエッジルータ制御プログラムであって、
前記移動端末の無線通信システムを選択する機能を実行し、
前記無線通信サービスの基地局と前記移動端末との間及び前記無線通信サービスのアクセスポイントと前記移動端末との間のそれぞれの受信パケット誤り率情報を、前記無線通信システムの通信品質に関する情報として収集する機能を有し、
前記通信業者と前記ユーザの間で取り決められた無線切り替えに関する情報から作成した、前記基地局と前記移動端末の間での受信パケット誤り率及び前記アクセスポイントと前記移動端末の間での受信パケット誤り率に応じて前記複数の無線システムのいずれかを選択する基準となる数種類のプロファイルを、前記無線通信システムの通信品質に関する情報として収集する機能を有する
ことを特徴とするエッジルータ制御プログラム。
前記移動端末の位置情報として、前記移動端末が前記基地局のサービス提供領域内あるいは及び前記アクセスポイントのサービス提供領域内に在圏しているかどうかの情報を収集する機能を有することを特徴とする請求項２４に記載のエッジルータ制御プログラム。
前記プロファイルでは、前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率と、前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率が、共に予め設定したそれぞれの閾値以上の場合もしくはそれぞれの閾値未満の場合はハンドオーバは行わず、
前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満の場合もしくは前記基地局と前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値未満でかつ前記アクセスポイントと前記移動端末の間の受信パケット誤り率がその閾値以上の場合、ハンドオーバを行うことを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載のエッジルータ制御プログラム。
前記受信パケット誤り率情報、前記在圏情報及び前記無線切り替えに関する情報に基づき、前記複数の無線通信システムのいずれかを選択する機能を有することを特徴とする請求項２４から請求項２６の何れかに記載のエッジルータ制御プログラム。