JP5311711B2 - 通信制御システム、無線通信端末及び通信制御方法 - Google Patents

通信制御システム、無線通信端末及び通信制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、複数のキャリアを用いたマルチキャリアによる通信に適用される通信制御システム、無線通信端末及び通信制御方法に関する。
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を用いた移動体通信方式において、高速なデータ通信を実現する1xEV-DO（1x evolution - data only）が提供されている（例えば、特許文献１）。
1xEV-DOでは、一つのキャリアが一つのユーザ（無線通信端末）に割り当てられる。また、複数のキャリア（例えば、３キャリア）を一つのユーザに割り当てることによって、さらに高速なデータ通信を実現する、いわゆる“マルチキャリア”（nxEV-DO）の導入も検討されている。
また、1xEV-DO Rev.Aでは、音声データ（ＶｏＩＰ）やファイル転送などのデータフローを適切に取り扱うため、データフローごとに優先制御（ＱｏＳ制御）することができる。
さらに、マルチキャリアの場合、論理チャネルによって伝送されるデータフローは、物理層において直並列変換（Ｓ／Ｐ変換）され、複数のキャリアに分散される。
特開２００２−３００６４４号公報（第２−３頁、第１図）
上記優先制御をnxEV-DOに適用する場合、データフローは複数のキャリアに分散されるため、マルチキャリアを構成する一部のキャリアにおいて障害が発生すると、優先度の異なるすべてのデータの伝送が中断する問題がある。
つまり、他のキャリアが正常であるにもかかわらず、当該障害が復旧するまですべてのデータの伝送が中断してしまう問題がある。
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、マルチキャリアにより優先度の異なるデータを複数伝送する場合において、ＱｏＳ制御を確実に実行するとともに、一部のキャリアに障害が発生した場合でもすべてのデータの伝送が中断することを回避することができる通信制御システム、無線通信端末及び通信制御方法を提供することを目的とする。
上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、複数のキャリア（キャリアＣ１〜Ｃ３）を用いたマルチキャリアによって、優先度（フロー優先度）の異なる複数のデータフロー（ＱｏＳフローＦ１，Ｆ２）を無線通信端末（無線通信端末２１０）と送受信する通信制御システム（通信制御システム１００）であって、前記複数のキャリアを前記無線通信端末に向けて送信するキャリア送信部（無線送受信部１１１）と、前記データフローそれぞれの前記優先度に基づいて、前記優先度が他のデータフロー（ＱｏＳフローＦ２）と異なるデータフロー（ＱｏＳフローＦ１）に、前記他のデータフローと異なるキャリア（例えば、キャリアＣ１）を割り当てるキャリア割当部（キャリア割当部１２７）とを備えることを要旨とする。
このような通信制御システムによれば、データフローそれぞれの優先度に基づいて、優先度が他のデータフローと異なるデータフローには、当該他のデータフローと異なるキャリアが割り当てられる。
このため、マルチキャリアを構成する一部のキャリアにおいて障害が発生しても、すべてのデータの伝送が中断することを回避できる。また、優先度の異なるデータフローは、それぞれ異なるキャリアに割り当てられるため、優先度に応じたデータフローの優先制御をより確実かつ容易に実現することができる。
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記複数のキャリアを前記無線通信端末から受信するキャリア受信部（無線送受信部１１１）と、前記キャリア受信部が受信した前記複数のキャリアの通信品質を測定する通信品質測定部（通信品質測定部１２５）とをさらに備え、前記キャリア割当部は、前記通信品質測定部によって測定された前記通信品質に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定することを要旨とする。
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記優先度が最も高いデータフロー（ＱｏＳフローＦ１）に、前記通信品質測定部によって測定された前記通信品質が最も良好なキャリア（例えば、キャリアＣ１）を割り当てることを要旨とする。
本発明の第４の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記通信品質は、前記データフローの伝送遅延時間であり、前記キャリア割当部は、前記通信品質測定部によって測定された前記伝送遅延時間に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定することを要旨とする。
本発明の第５の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記通信品質は、前記データフローのエラー率であり、前記キャリア割当部は、前記通信品質測定部によって測定された前記エラー率に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定することを要旨とする。
本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至第５の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記データフローに前記キャリアを割り当てた後において、前記通信品質測定部から新たな通信品質が報告されたとき、前記新たな通信品質に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを改めて決定することを要旨とする。
本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至第５の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記データフローに前記キャリアを割り当てた後において、前記無線通信端末がハンドオフを実行したとき、前記データフローに割り当てる前記キャリアを改めて決定することを要旨とする。
本発明の第８の特徴は、本発明の第１乃至第５の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記データフローに前記キャリアを割り当てた後において、前記無線通信端末との間において用いられる前記キャリアの数が変化したとき、前記データフローに割り当てる前記キャリアを改めて決定することを要旨とする。
本発明の第９の特徴は、本発明の第１乃至第５の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記データフローに前記キャリアを割り当てた後において、前記無線通信端末との間において送受信される前記データフローの数が変化したとき、前記データフローに割り当てる前記キャリアを改めて決定することを要旨とする。
本発明の第１０の特徴は、複数のキャリアを用いたマルチキャリアによって、優先度の異なる複数のデータフローを無線基地局と送受信する無線通信端末（無線通信端末２１０）であって、前記複数のキャリアを前記無線基地局に向けて送信するキャリア送信部（無線送受信部２１１）と、前記データフローそれぞれの前記優先度に基づいて、前記優先度が他のデータフロー（ＱｏＳフローＦ２）と異なるデータフロー（ＱｏＳフローＦ１）に、前記他のデータフローと異なるキャリア（例えば、キャリアＣ１）を割り当てるキャリア割当部（キャリア割当部２１９）とを備えることを要旨とする。
本発明の第１１の特徴は、本発明の第１０の特徴に係り、前記複数のキャリアを前記無線通信端末から受信するキャリア受信部（無線送受信部２１１）と、前記キャリア受信部が受信した前記複数のキャリアの通信品質を測定する通信品質測定部（通信品質測定部２１７）とをさらに備え、前記キャリア割当部は、前記通信品質測定部によって測定された前記通信品質に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定することを要旨とする。
本発明の第１２の特徴は、本発明の第１１の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記優先度が最も高いデータフローに、前記通信品質測定部によって測定された前記通信品質が最も良好なキャリアを割り当てる請求項１１に記載の無線通信端末。
本発明の第１３の特徴は、本発明の第１１の特徴に係り、前記通信品質は、前記データフローの伝送遅延時間であり、前記キャリア割当部は、前記通信品質測定部によって測定された前記伝送遅延時間に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定することを要旨とする。
本発明の第１４の特徴は、本発明の第１１の特徴に係り、前記通信品質は、前記データフローのエラー率であり、前記キャリア割当部は、前記通信品質測定部によって測定された前記エラー率に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定することを要旨とする。
本発明の第１５の特徴は、本発明の第１１乃至第１４の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記データフローに前記キャリアを割り当てた後において、前記通信品質測定部から新たな通信品質が報告されたとき、前記新たな通信品質に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを改めて決定することを要旨とする。
本発明の第１６の特徴は、本発明の第１０乃至第１４の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記データフローに前記キャリアを割り当てた後において、前記無線通信端末がハンドオフを実行したとき、前記データフローに割り当てる前記キャリアを改めて決定することを要旨とする。
本発明の第１７の特徴は、本発明の第１０乃至第１４の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記データフローに前記キャリアを割り当てた後において、前記無線通信端末との間において用いられる前記キャリアの数が変化したとき、前記データフローに割り当てる前記キャリアを改めて決定することを要旨とする。
本発明の第１８の特徴は、本発明の第１０乃至第１４の特徴に係り、前記キャリア割当部は、前記データフローに前記キャリアを割り当てた後において、前記無線通信端末との間において送受信される前記データフローの数が変化したとき、前記データフローに割り当てる前記キャリアを改めて決定することを要旨とする。
本発明の第１９の特徴は、複数のキャリアを用いたマルチキャリアによって、優先度の異なる複数のデータフローの送受信を制御する通信制御方法であって、前記前記データフローそれぞれの前記優先度に基づいて、前記優先度が他のデータフローと異なるデータフローに、前記他のデータフローと異なるキャリアを割り当てるステップ（Ｓ１１０〜Ｓ２４０）と、前記複数のキャリアを前記無線通信端末に向けて送信するステップ（Ｓ３１０）とを備えることを要旨とする。
本発明の特徴によれば、マルチキャリアにより優先度の異なるデータを複数伝送する場合において、ＱｏＳ制御を確実に実行するとともに、一部のキャリアに障害が発生した場合でもすべてのデータの伝送が中断することを回避することができる通信制御システム、無線通信端末及び通信制御方法を提供することができる。
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
（通信ネットワークの概略構成）
図１は、本実施形態に係る通信制御システム及び無線通信端末を含む通信ネットワーク１０の概略構成図である。
通信制御システム１００及びアクセス端末装置２００は、マルチキャリアによって、高速なデータ通信（nxEV-DO）を提供する。つまり、通信制御システム１００及びアクセス端末装置２００は、複数のキャリアを用いたマルチキャリアによって、優先度の異なる複数のデータフロー（以下、本実施形態では、“ＱｏＳフロー”という）を送受信することができる。
通信制御システム１００は、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃ、ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０及びＰＤＳＮ１３０によって構成される。
アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃは、所定の周波数（例えば、２ＧＨｚ帯）のキャリア（キャリアＣ１〜Ｃ３）を送受信する無線基地局である。例えば、アクセスポイント１１０Ａは、キャリアＣ１を送受信する。つまり、通信制御システム１００では、３本のキャリア（３ｘ）を用いてマルチキャリアによる通信が実行される。
また、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃは、ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０と、複数のＱｏＳフロー、具体的には、ＱｏＳフローＦ１及びＱｏＳフローＦ２を送受信する。
ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０（base transceiver station/packet control function）は、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃを管理し、ＱｏＳフローの設定などの処理を実行する。
ＰＤＳＮ１３０（packet data servicing node）は、ＩＰネットワーク３００とのゲートウェイとなり、通信制御システム１００を介して伝送されるＱｏＳフローを中継したり、ＱｏＳフローに含まれるデータ量（トラフィック）などを監視したりする。
アクセス端末装置２００は、無線通信端末２１０及びユーザ端末２２０によって構成される。
無線通信端末２１０は、マルチキャリアによる通信に対応した無線通信端末である。また、無線通信端末２１０は、優先度の異なる複数のＱｏＳフローを処理することができる。
ユーザ端末２２０は、無線通信端末２１０と接続され、ファイル転送や、ストリーミングデータの再生などを実行する。ユーザ端末２２０としては、パーソナル・コンピュータやＰＤＡを用いることができる。
ＩＰネットワーク３００は、ＩＰパケットを中継する通信ネットワークである。ＩＰネットワーク３００には、インターネットが含まれてもよい。
ＩＰ電話端末４１０は、ＩＰネットワーク３００と接続され、ＶｏＩＰ（voice over IP）によりパケット化された音声データＤ１を送受信する。音声データＤ１は、通信制御システム１００においてＱｏＳフローＦ１として取り扱われ、キャリアＣ１によって伝送される。
Ｗｅｂサーバ４２０は、ＩＰネットワーク３００と接続され、ＨＴＭＬ文書やストリーミングデータなどを提供する。
ＦＴＰサーバ４３０は、ＩＰネットワーク３００と接続され、ｆｔｐ（file transfer protocol）にしたがったファイルデータＤ２を、ユーザ端末２２０に送信する。ファイルデータＤ２は、通信制御システム１００においてＱｏＳフローＦ２として取り扱われ、キャリアＣ２によって伝送される。
（機能ブロック構成）
図２は、通信制御システム１００の機能ブロック構成図である。また、図３は、アクセス端末装置２００の機能ブロック構成図である。
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、通信制御システム１００及びアクセス端末装置２００は、説明するブロック以外の必須なブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。
（１）通信制御システム１００
図２に示すように、通信制御システム１００は、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃ、ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０及びＰＤＳＮ１３０によって構成される。
（１．１）アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃ
アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃは、無線送受信部１１１及び信号処理部１１３を備える。
無線送受信部１１１は、所定の周波数のキャリアをアクセス端末装置２００に送信する。また、無線送受信部１１１は、アクセス端末装置２００によって送信されたキャリアを受信する。
本実施形態では、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃの無線送受信部１１１によって、複数のキャリアをアクセス端末装置２００（具体的には、無線通信端末２１０）に向けて送信するキャリア送信部が構される。また、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃの無線送受信部１１１によって、複数のキャリアをアクセス端末装置２００から受信するキャリア受信部が構成される。
また、無線送受信部１１１は、信号処理部１１３とベースバンド信号を送受信し、ベースバンド信号のディジタル変調（及び復調）処理を実行する。
信号処理部１１３は、ベースバンド信号の処理を実行する。特に、本実施形態では、信号処理部１１３は、ベースバンド信号に含まれる複数のＱｏＳフロー（ＱｏＳフローＦ１，Ｆ２）を中継する。
また、信号処理部１１３は、無線送受信部１１１が受信したキャリアの受信状態を示す情報（例えば、信号強度）をＢＴＳ／ＰＣＦ１２０に通知する。
（１．２）ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０
ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０は、信号処理部１２１、ＱｏＳ処理部１２３、通信品質測定部１２５及びキャリア割当部１２７を備える。
信号処理部１２１は、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃを介して設定される通信セッションの処理などを実行する。また、信号処理部１２１は、アクセス端末装置２００が送受信する複数のＱｏＳフローを中継する。
ＱｏＳ処理部１２３は、信号処理部１２１が中継するＱｏＳフローの優先制御に関する処理を実行する。具体的には、ＱｏＳ処理部１２３は、ＱｏＳフローごとの優先度を示す“フロー優先度”と、アクセスポイント（ＡＰ）ごとの優先度を示す“ＡＰ優先度”とを用いて、ＱｏＳフローの優先制御を実行する。
フロー優先度は、アクセス端末装置２００が通信を開始する際に、アクセス端末装置２００から、ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０及びＰＤＳＮ１３０に通知される。
本実施形態では、図１０に示す４段階のフロー優先度が設定される。具体的には、音声データＤ１を含むＱｏＳフローＦ１のフロー優先度は、“０４”（最高）に設定される。また、ファイルデータＤ２を含むＱｏＳフローＦ２のフロー優先度は、“０１”（最低）に設定される。
ＡＰ優先度は、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃが受信するキャリアの通信品質に応じて決定される。ＡＰ優先度の具体的な決定方法については、後述する。
通信品質測定部１２５は、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃの無線送受信部１１１が受信したキャリアの通信品質を測定する。具体的には、通信品質測定部１２５は、信号処理部１１３によって通知されたキャリアの受信状態を示す情報（例えば、信号強度）に基づいて、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃが受信した各キャリアの通信品質を測定する。
また、通信品質測定部１２５は、信号処理部１２１が中継するＱｏＳフローを監視し、ＱｏＳフローに含まれるパケットのエラー率を測定したり、伝送遅延時間を測定したりすることができる。
キャリア割当部１２７は、信号処理部１２１が中継するＱｏＳフローにキャリアを割り当てる。具体的には、キャリア割当部１２７は、ＱｏＳフローそれぞれのフロー優先度に基づいて、当該フロー優先度が他のデータフローと異なるデータフローに、当該他のデータフローと異なるキャリアを割り当てる。
例えば、キャリア割当部１２７は、ＱｏＳフローＦ１及びＱｏＳフローＦ２のフロー優先度に基づいて、フロー優先度がＱｏＳフローＦ２と異なるＱｏＳフローＦ１に、ＱｏＳフローＦ２と異なるキャリア（例えば、キャリアＣ１）を割り当てる。
本実施形態では、キャリア割当部１２７は、通信品質測定部１２５によって測定された通信品質（例えば、信号強度）に基づいて、ＱｏＳフローに割り当てるキャリアを決定することができる。なお、通信品質に基づく具体的なキャリアの決定方法及び決定タイミングについては、後述する。
また、キャリア割当部１２７は、フロー優先度が最も高いＱｏＳフローＦ１に、通信品質測定部１２５によって測定された通信品質が最も良好なキャリアを割り当てることができる。
（１．３）ＰＤＳＮ１３０
ＰＤＳＮ１３０は、信号処理部１３１及びＱｏＳ処理部１３３を備える。
信号処理部１３１は、アクセス端末装置２００が送受信する複数のＱｏＳフローを中継する。また、信号処理部１３１は、中継するＱｏＳフローに含まれるデータ量（トラフィック）などを監視する。
ＱｏＳ処理部１３３は、ＱｏＳフローのフロー優先度に基づいて、ＱｏＳフローの設定や優先制御に関する処理を実行する。
（２）アクセス端末装置２００
図３に示すように、アクセス端末装置２００は、無線通信端末２１０及びユーザ端末２２０によって構成される。
（２．１）無線通信端末２１０
無線通信端末２１０は、無線送受信部２１１、信号処理部２１３及びＱｏＳ処理部２１５を備える。
無線送受信部２１１は、所定の周波数のキャリアをアクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃに送信する。また、無線送受信部２１１は、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃによって送信されたキャリアを受信する。つまり、本実施形態では、無線送受信部２１１は、３本のキャリア（キャリアＣ１〜Ｃ３）を送受信する。
また、無線送受信部２１１は、信号処理部２１３とベースバンド信号を送受信し、ベースバンド信号のディジタル変調（及び復調）処理を実行する。
信号処理部２１３は、ベースバンド信号の処理を実行する。特に、本実施形態では、信号処理部２１３は、ベースバンド信号に含まれるＱｏＳフローＦ１の処理を実行する。
具体的には、信号処理部２１３は、ＱｏＳフローＦ１に含まれる音声データＤ１の処理を実行し、音声通話機能を提供する。また、信号処理部２１３は、ベースバンド信号に含まれるＱｏＳフローＦ２を中継する。
ＱｏＳ処理部２１５は、信号処理部２１３が中継するＱｏＳフローの優先制御に関する処理を実行する。具体的には、ＱｏＳ処理部２１５は、上述したＱｏＳ処理部１２３と同様に、フロー優先度とＡＰ優先度とを用いて、ＱｏＳフローの優先制御を実行する。
（２．２）ユーザ端末２２０
ユーザ端末２２０は、本実施形態に関する機能ブロックとして、信号処理部２２１を備える。
信号処理部２２１は、信号処理部２１３によって中継されたＱｏＳフローＦ２に含まれるファイルデータＤ２をｆｔｐにしたがって取得する。
（通信制御システム及び無線通信端末の動作）
次に、本実施形態に係る通信制御システム及び無線通信端末の動作について説明する。具体的には、通信制御システム１００及び無線通信端末２１０を用いて、優先度が異なるＱｏＳフローＦ１及びＱｏＳフローＦ２にキャリアを割り当てる動作について説明する。
（１）ＱｏＳフロー接続シーケンス
図４は、ＱｏＳフローの接続シーケンス図である。図４に示すように、ステップＳ１０において、ユーザ端末２２０は、Ｗｅｂサーバ４２０からのファイル転送を実行するため、接続要求を無線通信端末２１０に送信する。
ステップＳ２０において、無線通信端末２１０は、受信した接続要求に基づいて、ＰＤＳＮ１３０と無線区間設定（Air Connection Setup）を実行する。
ステップＳ３０において、ＰＤＳＮ１３０は、接続要求をＷｅｂサーバ４２０に送信する。
ステップＳ４０において、Ｗｅｂサーバ４２０は、接続要求に対する応答をユーザ端末２２０に送信する。
ステップＳ５０において、ユーザ端末２２０は、Ｗｅｂサーバ４２０からのファイル転送に適用されるフロー優先度の設定（ＱｏＳ設定）を要求する。
ステップＳ６０において、無線通信端末２１０は、受信したＱｏＳ設定の要求に基づいて、ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０とＱｏＳ設定（QoS Setup）を実行する。
ステップＳ７０において、無線通信端末２１０は、受信したＱｏＳ設定の要求に基づいて、ＰＤＳＮ１３０ともＱｏＳ設定（QoS Setup）を実行する。
ステップＳ８０において、ＰＤＳＮ１３０は、ＱｏＳ設定の要求をＷｅｂサーバ４２０に送信する。
ステップＳ９０において、Ｗｅｂサーバ４２０は、ＱｏＳ設定の完了をユーザ端末２２０に送信する。
ステップＳ１００Ａにおいて、ユーザ端末２２０及び無線通信端末２１０は、ＱｏＳフローＦ２の接続を実行する。同様に、ステップＳ１００Ｂにおいて、無線通信端末２１０及びＰＤＳＮ１３０も、ＱｏＳフローＦ２の接続を実行する。また、ステップＳ１００Ｃにおいて、ＰＤＳＮ１３０及びＷｅｂサーバ４２０もＱｏＳフローＦ２の接続を実行する。
（２）割当処理
図５は、ＱｏＳフローへのキャリアの割当処理フローを示す。当該割当処理フローは、ブロックＢＬ１〜ＢＬ３、及びステップＳ２４０の処理に分けることができる。
（２．１）全体処理フロー
ステップＳ１１０において、通信制御システム１００は、ＱｏＳ初期化処理を実行する。ＱｏＳ初期化処理の内容については、後述する。
ステップＳ１２０において、通信制御システム１００は、ＡＰ優先度決定処理を実行する。ＡＰ優先度決定処理の内容については、後述する。
ステップＳ１３０において、通信制御システム１００は、割当対象の何れかのＱｏＳフローを示す変数（ｉ）を“１”に設定する。
ステップＳ１４０において、通信制御システム１００は、割当対象の何れかのキャリア（ＡＰ）を示す変数（ｊ）を“１”に設定する。
ステップＳ１５０において、通信制御システム１００は、割当対象のＱｏＳフローの変数（ｉ）がＱｏＳフロー数（Ｎｑｏｓ）以上か否かを判定する。
Ｎｑｏｓがｉ以上の場合（ステップＳ１５０のＹＥＳ）、ステップＳ１６０において、通信制御システム１００は、マルチキャリアとして用いることができる最大ＡＰ数（Ｎｃａｒｒｉｅｒ）が割当対象のＡＰを示す変数（ｊ）以上か否かを判定する。
Ｎｃａｒｒｉｅｒがｊ以上の場合（ステップＳ１６０のＹＥＳ）、ステップＳ１７０において、通信制御システム１００は、フロー優先度の高い順に並び替えられたＱｏＳフロー（ＱｏＳ［ｉ］）をＡＰ（ＡＰ［ｊ］）に割り当てる。
本実施形態では、フロー優先度の高いＱｏＳフローＦ１が、まずＡＰ（具体的には、キャリアＣ１）に割り当てられる。その後、ＱｏＳフローＦ２が、キャリアＣ２に割り当てられる。
ステップＳ１８０において、通信制御システム１００は、変数（ｉ）及び（ｊ）に“１”を加算する。
Ｎｃａｒｒｉｅｒがｊ未満の場合（ステップＳ１６０のＮＯ）、ステップＳ１９０において、通信制御システム１００は、変数（ｊ）の値をＮｃａｒｒｉｅｒの値に変更する。
ステップＳ２００において、通信制御システム１００は、割当対象のＱｏＳフロー数（Ｎｑｏｓ）が割当対象の何れかのＱｏＳフローを示す変数（ｉ）以上か否かを判定する。
Ｎｑｏｓがｉ以上の場合（ステップＳ２００のＹＥＳ）、ステップＳ２１０において、通信制御システム１００は、割当対象のＡＰを示す変数（ｊ）が“０”か否かを判定する。
ｊが０でない場合（ステップＳ２１０のＮＯ）、ステップＳ２２０において、通信制御システム１００は、通信制御システム１００は、フロー優先度の高い順に並び替えられたＱｏＳフロー（ＱｏＳ［ｉ］）をＡＰ（ＡＰ［ｊ］）に割り当てる。
ｊが０の場合（ステップＳ２１０のＹＥＳ）、通信制御システム１００は、ステップＳ４０からの処理を繰り返す。
ステップＳ２３０において、通信制御システム１００は、変数（ｉ）及び（ｊ）に“１”を加算し、ステップＳ２００からの処理を繰り返す。
Ｎｑｏｓがｉ未満の場合（ステップＳ１５０のＮＯ、ステップＳ２００のＮＯ）、ステップＳ２４０において、通信制御システム１００は、ベストエフォートパケットの割当処理を実行する。
（２．２）ＱｏＳ初期化処理
図６は、ＱｏＳ初期化処理フローを示す。図６に示すように、ステップＳ１１０−１において、通信制御システム１００は、ＱｏＳネゴシエーションを実行する。具体的には、伝送するデータの種別に応じて、フロー優先度を決定する。
具体的には、図１０に示す情報を参照して、伝送するデータのフロー優先度が決定される。本実施形態では、音声データＤ１を含むＱｏＳフローＦ１のフロー優先度は、“０４”（最高）に設定される。また、ファイルデータＤ２を含むＱｏＳフローＦ２のフロー優先度は、“０１”（最低）に設定される。
ステップＳ１１０−２において、通信制御システム１００は、決定した各ＱｏＳフローのフロー優先度を取得する。
ステップＳ１１０−３において、通信制御システム１００は、フロー優先度の高い順にＱｏＳフローを並び替え、ＱｏＳ［ｉ］を生成する。
（２．３）ＡＰ優先度決定処理
図７（ａ）〜（ｃ）は、３種類のＡＰ優先度決定処理フローを示す。本実施形態では、受信信号強度（図７（ａ））、受信エラー率（図７（ｂ））、及び伝送遅延時間（図７（ｃ））に基づいてＡＰ優先度が決定される。
（２．３．１）受信信号強度
図７（ａ）に示すように、ステップＳ１２０−１において、通信制御システム１００は、アクセス端末装置２００から送信されたキャリアの受信状態を示す情報を取得する。
具体的には、通信制御システム１００は、受信したキャリアの信号強度（ＲＳＳＩ）、当該キャリアに含まれるデータのエラー率、及び当該データの遅延情報を取得する。
ステップＳ１２０−２において、通信制御システム１００は、信号強度が強いＡＰから順に並び替え、ＡＰ［ｊ］を生成する。
（２．３．２）エラー率
図７（ｂ）では、上述したステップＳ１２０−２の処理に代えて、ステップＳ１２０−２Ａの処理が実行される。当該ステップにおいて、通信制御システム１００は、エラー率が低いＡＰから順に並び替え、ＡＰ［ｊ］を生成する。
すなわち、通信制御システム１００のキャリア割当部１２７（図２参照）は、通信品質測定部１２５によって測定されたエラー率に基づいて、ＱｏＳフローに割り当てるキャリアを決定することができる。
（２．３．３）伝送遅延時間
図７（ｃ）では、上述したステップＳ１２０−２の処理に代えて、ステップＳ１２０−２Ｂの処理が実行される。当該ステップにおいて、通信制御システム１００は、伝送遅延時間が小さいＡＰから順に並び替え、ＡＰ［ｊ］を生成する。
すなわち、通信制御システム１００、具体的には、キャリア割当部１２７（図２参照）は、通信品質測定部１２５によって測定された遅延情報、具体的には伝送遅延時間に基づいて、ＱｏＳフローに割り当てるキャリアを決定することができる。
なお、伝送遅延時間は、絶対的な伝送遅延時間、或いは所定のデータを基準とした相対的な伝送遅延時間でもよい。
（３）ベストエフォートパケットの割当処理
図８（ａ）及び（ｂ）は、２種類のベストエフォートパケットの割当処理フローを示す。本実施形態では、フロー優先度が最も低いデータフロー（ベストエフォートパケット）を、各ＡＰ（キャリア）に均等に割り当てる方法（図８（ａ））、及びベストエフォートパケットを、ＱｏＳフローが割り当てられていないＡＰを優先的に割り当てる方法（図８（ｂ））が実行される。
（３．１）各ＡＰに均等に割り当てる方法
図８（ａ）に示すように、ステップＳ２４０−１において、通信制御システム１００は、Ｎｃａｒｒｉｅｒの値に応じて、各ＡＰ（キャリア）にベストエフォートパケットを略均等に割り当てる。
（３．２）ＱｏＳフローが割り当てられていないＡＰを優先的に割り当てる方法
図８（ｂ）に示すように、ステップＳ２４０−１１において、通信制御システム１００は、Ｎｃａｒｒｉｅｒの値がＮｑｏｓの値よりも大きいか否かを判定する。
Ｎｃａｒｒｉｅｒの値がＮｑｏｓの値よりも大きい場合（ステップＳ２４０−１１のＹＥＳ）、ステップＳ２４０−１２において、通信制御システム１００は、ＱｏＳフローが割り当てられていない残りのＡＰ（Ｎｃａｒｒｉｅｒ−Ｎｑｏｓ個のＡＰ）に、ベストエフォートパケットを略均等に割り当てる。
一方、Ｎｃａｒｒｉｅｒの値がＮｑｏｓの値以下の場合（ステップＳ２４０−１１のＮＯ）、ステップＳ２４０−１３において、通信制御システム１００は、Ｎｃａｒｒｉｅｒの値に応じて、各ＡＰにベストエフォートパケットを略均等に割り当てる。
（４）割当処理の再実行
図９（ａ）は、図５に示したキャリアの割当処理が再実行される場合の動作フローを示す。図９（ａ）に示すように、ステップＳ３１０において、通信制御システム１００は、図５に示したキャリアの割当を実行後、マルチキャリア（３ｘ）による通信を実行する。
ステップＳ３２０において、通信制御システム１００は、通信品質の報告があったか否かを判定する。具体的には、キャリア割当部１２７は、通信品質測定部１２５から、通信に用いているキャリアについて、新たな通信品質が報告されたか否かを判定する。
通信品質の報告があった場合（ステップＳ３２０のＹＥＳ）、ステップＳ３３０において、通信制御システム１００は、図５に示したキャリアの割当処理を再実行する。
すなわち、キャリア割当部１２７は、ＱｏＳフローにキャリアを割り当てた後において、通信品質測定部１２５から新たな通信品質（例えば、信号強度）が報告されたとき、当該新たな通信品質に基づいて、ＱｏＳフローに割り当てるキャリアを改めて決定する。
また、通信制御システム１００は、ステップＳ３２０の処理に代えて、ステップＳ３２０Ａ〜Ｓ３２０Ｃの処理を実行することもできる。
具体的には、通信制御システム１００は、無線通信端末２１０がハンドオフを実行した場合（図９（ｂ）のステップＳ３２０Ａ）、通信に用いられるキャリア数が変化した場合（図９（ｃ）のステップＳ３２０Ｂ）、及びＱｏＳフロー数が変化した場合（図９（ｄ）のステップＳ３２０Ｃ）である。
すなわち、キャリア割当部１２７は、ＱｏＳフローにキャリアを割り当てた後において、（１）無線通信端末２１０がハンドオフを実行したとき、（２）無線通信端末２１０との間において用いられるキャリアの数が変化したとき、（３）無線通信端末２１０との間において送受信されるＱｏＳフローの数が変化したときにも、図５に示したキャリアの割当処理を再実行することによって、ＱｏＳフローに割り当てるキャリアを改めて決定することができる。
なお、キャリア割当部１２７は、上述したタイミングではなく、所定の周期（例えば、Tapupdateごと）でＱｏＳフローに割り当てるキャリアを改めて決定してもよい。
（作用・効果）
以上説明した本実施形態によれば、ＱｏＳフローそれぞれのフロー優先度に基づいて、フロー優先度が他のデータフロー（例えば、ＱｏＳフローＦ２）と異なるデータフロー（例えば、ＱｏＳフローＦ１）には、当該他のデータフローと異なるキャリア（キャリアＣ１）が割り当てられる。
このため、マルチキャリアを構成する一部のキャリア（例えば、キャリアＣ２）において障害が発生しても、すべてのデータの伝送が中断することを回避できる。また、フロー優先度の異なるＱｏＳフローは、それぞれ異なるキャリアに割り当てられるため、優先度に応じたＱｏＳフローの優先制御をより確実かつ容易に実現することができる。
また、本実施形態によれば、キャリアの通信品質に基づいて、ＱｏＳフローに割り当てるキャリアを決定することができる。このため、例えば、優先度が最も高いＱｏＳフローに、通信品質が最も良好なキャリアを割り当てることができる。
さらに、通信品質としては、信号強度（ＲＳＳＩ）、ＱｏＳフローの伝送遅延時間及びＱｏＳフローのエラー率を用いることができるため、ＱｏＳフローの特性に応じて、適切なキャリアを割り当てることができる。
例えば、音声データなど、伝送遅延時間が重要となるＱｏＳフローには、伝送遅延時間が小さいキャリアを割り当てればよい。また、通信速度（スループット）が重要となるＱｏＳフローには、エラー率が低いキャリアを割り当てることができる。
（その他の実施形態）
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
例えば、上述した実施形態では、通信制御システム１００において、キャリアの通信品質の測定処理、及びキャリアの割当処理を実行する形態としたが、当該処理は、無線通信端末２１０において実行する形態としてもよい。
この場合、図３に示すように、無線通信端末２１０は、通信品質測定部２１７及びキャリア割当部２１９を備えるようにすればよい。通信品質測定部２１７及びキャリア割当部２１９は、ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０の通信品質測定部１２５及びキャリア割当部１２７とそれぞれ略同様の機能を提供する。
上述した実施形態では、ＢＴＳ／ＰＣＦ１２０が通信品質測定部１２５及びキャリア割当部１２７を備えているが、アクセスポイントが備えていても良い。
上述した実施形態では、キャリアの通信品質の測定をＢＴＳ／ＰＣＦ１２０において実行する形態としたが、当該測定は、ＰＤＳＮ１３０において実行してもよい。
上述した実施形態では、アクセスポイント１１０Ａ〜１１０Ｃを用い、３本のキャリアを用いてマルチキャリアが構成されていたが、キャリア（ＡＰ）の数は、３本以外（例えば、１５本）であってもよい。
また、無線通信端末２１０は、パーソナル・コンピュータやＰＤＡなどに実装できるカード型のものであってもよい。また、本発明に係る無線通信端末２１０の機能は、無線通信用モジュールとして提供することもできる。
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
本発明の実施形態に係る通信制御システム及び無線通信端末を含む通信ネットワークの概略構成図である。 本発明の実施形態に係る通信制御システムの機能ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係るアクセス端末装置の機能ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係るＱｏＳフロー（データフロー）の接続シーケンス図である。 本発明の実施形態に係るＱｏＳフローへのキャリアの割当処理フローを示す図である。 本発明の実施形態に係るＱｏＳ初期化処理フローを示す図である。 本発明の実施形態に係るＡＰ優先度決定処理フローを示す図である。 本発明の実施形態に係るベストエフォートパケットの割当処理フローを示す図である。 本発明の実施形態に係るキャリアの割当処理が再実行される場合の動作フローを示す図である。 本発明の実施形態に係るフロー優先度の一例を示す図である。
符号の説明
１０…通信ネットワーク、１００…通信制御システム、１１０Ａ〜１１０Ｃ…アクセスポイント、１１１…無線送受信部、１１３…信号処理部、１２０…ＢＴＳ／ＰＣＦ、１２１…信号処理部、１２３…ＱｏＳ処理部、１２５…通信品質測定部、１２７…キャリア割当部、１３０…ＰＤＳＮ、１３１…信号処理部、１３３…ＱｏＳ処理部、２００…アクセス端末装置、２１０…無線通信端末、２１１…無線送受信部、２１３…信号処理部、２１５…ＱｏＳ処理部、２１７…通信品質測定部、２１９…キャリア割当部、２２０…ユーザ端末、２２１…信号処理部、３００…ＩＰネットワーク、４１０…ＩＰ電話端末、４２０…Ｗｅｂサーバ、４３０…ＦＴＰサーバ、Ｃ１〜Ｃ２…キャリア、Ｄ１…音声データ、Ｄ２…ファイルデータ、Ｆ１，Ｆ２…ＱｏＳフロー

Claims (6)

  1. 複数のキャリアを用いたマルチキャリアによって、優先度の異なる複数のデータフローを無線通信端末と送受信する通信制御システムであって、
    前記複数のキャリアを前記無線通信端末に向けて送信するキャリア送信部と、
    前記データフローそれぞれの前記優先度に基づいて、前記優先度が他のデータフローと異なるデータフローに、前記他のデータフローと異なるキャリアを割り当てるキャリア割当部と、を備え、
    前記キャリア割当部は、前記各キャリアが過去に伝送したデータフローの伝送遅延時間に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定する通信制御システム。
  2. 複数のキャリアを用いたマルチキャリアによって、優先度の異なる複数のデータフローを無線通信端末と送受信する通信制御システムであって、
    前記複数のキャリアを前記無線通信端末に向けて送信するキャリア送信部と、
    前記データフローそれぞれの前記優先度に基づいて、前記優先度が他のデータフローと異なるデータフローに、前記他のデータフローと異なるキャリアを割り当てるキャリア割当部と、を備え、
    前記キャリア割当部は、前記各キャリアが過去に伝送したデータフローのエラー率に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定する通信制御システム。
  3. 複数のキャリアを用いたマルチキャリアによって、優先度の異なる複数のデータフローを無線基地局と送受信する無線通信端末であって、
    前記複数のキャリアを前記無線基地局に向けて送信するキャリア送信部と、
    前記データフローそれぞれの前記優先度に基づいて、前記優先度が他のデータフローと異なるデータフローに、前記他のデータフローと異なるキャリアを割り当てるキャリア割当部と、を備え、
    前記キャリア割当部は、前記各キャリアが過去に伝送したデータフローの伝送遅延時間に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定する無線通信端末。
  4. 複数のキャリアを用いたマルチキャリアによって、優先度の異なる複数のデータフローを無線基地局と送受信する無線通信端末であって、
    前記複数のキャリアを前記無線基地局に向けて送信するキャリア送信部と、
    前記データフローそれぞれの前記優先度に基づいて、前記優先度が他のデータフローと異なるデータフローに、前記他のデータフローと異なるキャリアを割り当てるキャリア割当部と、を備え、
    前記キャリア割当部は、前記各キャリアが過去に伝送したデータフローのエラー率に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定する無線通信端末。
  5. 複数のキャリアを用いたマルチキャリアによって、優先度の異なる複数のデータフローの送受信を制御する通信制御方法であって、
    前記データフローそれぞれの前記優先度に基づいて、前記優先度が他のデータフローと異なるデータフローに、前記他のデータフローと異なるキャリアを割り当てるステップと、
    前記複数のキャリアを無線通信端末に向けて送信するステップと、を備え、
    前記キャリアを割り当てるステップは、前記各キャリアが過去に伝送したデータフローの伝送遅延時間に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定する通信制御方法。
  6. 複数のキャリアを用いたマルチキャリアによって、優先度の異なる複数のデータフローの送受信を制御する通信制御方法であって、
    前記データフローそれぞれの前記優先度に基づいて、前記優先度が他のデータフローと異なるデータフローに、前記他のデータフローと異なるキャリアを割り当てるステップと、
    前記複数のキャリアを無線通信端末に向けて送信するステップと、を備え、
    前記キャリアを割り当てるステップは、前記各キャリアが過去に伝送したデータフローのエラー率に基づいて、前記データフローに割り当てる前記キャリアを決定する通信制御方法。
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