JP5696541B2 - 通信制御装置及び方法並びに無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線基地局を介してネットワークと移動端末との間で無線通信を行う無線通信システム、並びに該無線通信システムの通信制御装置及び方法の技術分野に関する。

この種の無線通信システムでは、移動端末が無線基地局のセル内又はセル間を自由に移動することがあり、移動端末の移動や時間の経過に応じて通信品質に変化が生じる。通信品質の変化に関連して、例えば、通信品質の急激な劣化により、データの送受信の効率の低下や、時には送受信が断絶する等の技術的な問題が生じることが従来知られている。

このような問題の解決法として、好適な通信を維持するために、推定される移動端末の移動経路に基づいて、通信品質の変化の予測を行い、効率のよい通信を実現する技術の研究が進められている。

以下に示す先行技術文献には、移動端末の移動経路の推定結果から、ユーザが要求するデータ量の通信が可能であり、且つ最も効率の良い通信エリア（例えば、アクセスポイントや基地局セル等）の選択を行う技術について説明されている。また、将来の移動経路の推定結果から通信品質の予測を行い、通信品質の予測値に基づいて好適な通信を維持出来るよう、所定の時間区間において送信するデータサイズ（言い換えれば、単位時間毎の送受信データレート）と送信間隔を調整する技術について説明されている。

特開２００８−２３６３８１号公報 特開２００８−１９９３８１号公報

しかしながら、上述した先行技術文献に説明される技術によれば、例えば通信効率の良い通信エリアの選択を行う一方で、通信を開始する時間については考慮されていない。このため、推定される移動経路から効率的に通信が可能なエリアが選択されたとしても、該エリアが移動端末の現在地点から遠く離れている場合もある。このような場合、ユーザはデータの送受信の開始までに長時間待たされる事となり、利便性が充分であるとは言えない。また、先行技術文献に開示される構成によれば、送受信されるデータのサイズとアクセスポイントの通信容量の比較しか行っていないため、同一のセル内での通信品質の変化に対応出来ず、必ずしも効率的な通信を実現出来るとも限らない。

一方、先行技術文献に開示される、単位時間毎の送受信データレートと送信間隔を調整する技術では、移動端末における通信品質に応じて送受信データレートと送信間隔とを変更する。このため、通信品質が悪い状態においては、送受信データレートは低く、送信間隔は長く設定されるため、データの送受信の完了に長時間を要することになる。この場合、基地局の無線リソースを長期間占有することに繋がり、無線リソースの有効活用という点で有益とはならず、またユーザにとっても不便となる。

本発明は、上述した技術的な問題点に鑑みてなされたものであり、ネットワーク内の無線基地局などの無線リソースの効率的な活用と、データの送受信に要する期間の短縮とを実現し得る通信制御装置及び方法、並びに無線通信システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、開示の通信制御装置は、ネットワークを介して接続される移動端末の移動経路を推定し、推定した移動経路に応じた移動端末の通信品質の変化の予測結果と、ネットワークと移動端末との間で送受信するデータのサイズとに基づいて、データの送受信を開始するタイミングを決定する処理を行うプロセッサを備える。

上述の構成によれば、通信制御装置は、ネットワーク内の無線基地局などの無線リソースの効率的な活用と、データの送受信に要する期間の短縮とを実現出来る。

無線通信システムの構成を示すブロック図である。 コンテンツサーバの構成を示すブロック図である。 ＵＥの構成を示すブロック図である。 コンテンツサーバの動作を示すフローチャートである。 通信開始時間の算出処理を示すフローチャートである。 ＵＥにおけるコンテンツデータの利用を示すフローチャートである。 通信開始時間の通知を受けたＵＥの処理を示すフローチャートである。 コンテンツサーバの動作の変形例を示すフローチャートである。 ＵＥにおける時系列的な通信品質の変化を示すグラフの一例である。 ＵＥにおける時系列的な通信品質の変化を示すグラフの一例である。 ＵＥにおける時系列的な通信品質の変化を示すグラフの一例である。 複数のＵＥの移動経路について示す図である。 ＵＥにおける時系列的な通信品質の変化を示すグラフの一例である。 ＵＥにおける時系列的な通信品質の変化を示すグラフの一例である。

以下に、発明を実施するための実施形態について説明する。

（１）構成例
図１を参照して、開示の通信制御装置及び該通信制御装置が制御する無線通信システムの構成例について説明を行う。図１は、開示の通信制御装置の一例であるコンテンツサーバ１を備える無線通信システム１０の構成を示すブロック図である。

無線通信システム１０は、コンテンツサーバ１と、ゲートウェイ２と、無線基地局３ａ及び３ｂと、移動端末（ＵＥ：User Equipment）４とを備える。

コンテンツサーバ１は、ＵＥ４に対して、インターネット等のネットワークを介してウェブサイトのページ、ニュース情報、音楽又は動画等のコンテンツデータの配信のサービスを行うコンテンツ配信用のサーバである。コンテンツサーバ１は、ＵＥ４のユーザの日常行動において、定期的に情報の送受信や、送受信タイミングの制御を実施出来る。コンテンツサーバ１は、インターネットを介してゲートウェイ２に接続される。

ゲートウェイ２は、コンテンツサーバ１と無線基地局３ａ及び３ｂとの間の通信を中継するネットワーク機器である。

無線基地局３ａ及び３ｂは、夫々電波を送信することでセルを形成し、該セル内に在圏するＵＥ４との間でデータの送受信を行う。尚、図１においては、無線基地局３ａ及び３ｂが図示されているが、無線通信システム１０は、より多くの無線基地局を備えていてもよい。以降の説明において、無線基地局３ａ及び３ｂについて個々に区別せず説明する場合には、無線基地局３と記載する。

ＵＥ４は、無線基地局３のいずれかのセル内に在圏している場合、該無線基地局３を介してコンテンツサーバ１との間でデータの送受信を実施可能である。ＵＥ４は、適宜移動可能であり、データの送受信時に通信する無線基地局３も位置に応じて（言い換えれば、時刻と移動経路とに応じて）変化する。例えば、図１の例では、ＵＥ４は、時刻（Ｔ_０）において無線基地局３ａのセル内に在圏し、時間経過とともに無線基地局３ｂ方向へと移動し、時刻（Ｔ_１）において無線基地局３ｂのセル内に在圏する。該移動に応じて、ＵＥ４における通信品質は変化する。

また、ＵＥ４は、定期的にコンテンツサーバ１に対して位置情報の送信を行う。尚、図１においてはただ１つのＵＥ４が図示されているが、無線通信システム１０は、より多くのＵＥ４を含んでいてもよい。

図２を参照して、コンテンツサーバ１の詳細な構成例について説明する。図２は、コンテンツサーバ１の構成について示したブロック図である。図２には、コンテンツサーバ１が有するハードウェア、及びコンテンツサーバ１が有する機能を便宜上示した機能部の例が図示される。

コンテンツサーバ１は、ＣＰＵ１１０と、メモリ１２０とを備える。ＣＰＵ１１０は、コンテンツサーバ１の全体の処理を制御する中央演算ユニット（Central Processing Unit）である。ＣＰＵ１１０は、コンテンツ制御部１１１と、移動経路推定部１１２と、通信品質予測部１１３と、通信開始時間算出部１１４とを備える。メモリ１２０は、データ格納用の記録装置であって、夫々対応するデータを格納可能なコンテンツ保持部１２１と、ユーザ情報保持部１２２と、通信品質情報保持部１２３とを備える。具体的には、コンテンツ保持部１２１は、ＵＥ４に対して送信するコンテンツデータを格納する。ユーザ情報保持部１２２は、ＵＥ４から送信される、ＵＥ４の現在位置及び目的地についての位置情報、並びに送信要求のあったコンテンツのデータサイズ等のユーザ情報を格納する。通信品質情報保持部１２３は、無線通信システム１０における無線基地局３の夫々のセルについて位置に応じた無線品質情報を保持する
通信品質情報保持部１２３は、公知非公知を問わず何らかの手段により、無線通信システム１０における無線基地局３の夫々のセルについて位置に応じた無線品質情報を取得してよい。例えば、通信品質情報保持部１２３は、無線通信システム１０に含まれるＵＥ４、又は管理側のオペレータ等が実際に測定を行った通信品質について、測定位置と共にデータベースに蓄積することで、通信品質情報を取得してもよい。また、各無線基地局３の位置やアンテナ高、アンテナ角度、送受信電力、セル内の地理情報（例えば、高度や遮蔽に係る情報等）に基づいて、位置情報に対応する通信品質を算出してもよい。

コンテンツ制御部１１１は、ＵＥ４との間でのデータの送受信を制御する。具体的には、ＵＥ４からのデータ送信要求に応じて、コンテンツ保持部１２１に格納されるコンテンツデータの送信を行う。また、コンテンツ制御部１１１は、ＵＥ４から定期的に送信される現在位置情報及びＵＥ４から送信される目的地情報を取得する。取得した現在位置情報及び目的地情報については、メモリ１２０内のユーザ情報保持部１２２に格納する。また、コンテンツ制御部１１１は、ＵＥ４から送信要求のあったコンテンツデータについて、データサイズを決定するための情報をコンテンツ保持部１２１から取得し、ユーザ情報保持部１２２に格納する。

ＵＥ４の目的地情報や送信要求のあったコンテンツデータは、ユーザの指定又は事前の設定により予め決定されているものとする。例えば、ＵＥ４のユーザの日常的な移動履歴の蓄積やコンテンツデータの配信サービスの事前登録等により、コンテンツサーバ１は、ＵＥ４の現在位置情報から特定の時間（例えば、Ｎ時間）後の目的地の位置情報（つまり、目的地情報）や、送信すべきコンテンツデータ、推定される移動経路等を取得することが出来る。尚、コンテンツサーバ１は、その他公知非公知を問わず何らかの手段によって、ユーザの目的地情報や、送信すべきコンテンツデータの情報を取得しても構わない。本項では、情報取得の態様について詳細な説明を省略する。

移動経路推定部１１２は、ユーザ情報保持部１２２に格納されるＵＥ４についての現在位置情報、及び目的地情報に基づいて、ＵＥ４の移動経路の推定を行う。移動経路の推定については、公知の態様であってよく、特に記載しない限りにおいては、移動経路推定部１１２は、公知の移動経路の推定手段と同様の構成であってよい。例えば、ＵＥ４の現在位置と、ユーザが設定した目的地との間のルートの中で最短となる経路を選択する方法等が用いられてもよい。

通信品質予測部１１３は、移動経路推定部１１２により推定されるＵＥ４の移動経路に基づいて、将来の通信品質の予測を行う。具体的には、通信品質情報保持部１２３に格納される位置情報に応じた無線品質情報を参照し、推定されるＵＥ４の移動経路を当て嵌めることで、目的地までの（言い換えれば、Ｎ時間後までの）移動経路における通信品質の予測を行う。

通信開始時間算出部１１４は、予測されるＵＥ４の将来的な通信品質の情報の入力を受けて、ＵＥ４に対してコンテンツデータを送信する等通信を開始する際の通信開始時間の算出を行う。通信開始時間の算出の態様については後に詳述する。算出された通信開始時間は、コンテンツ制御部１１１に入力される。

コンテンツ制御部１１１は、算出された通信開始時間をＵＥ４に通知する、又は算出された通信開始時間に応じてＵＥ４との間でコンテンツデータの送受信を開始する。

続いて、図３を参照して、ＵＥ４の詳細な構成例について説明する。図３は、ＵＥ４の構成について示したブロック図である。図３には、ＵＥ４が有するハードウェア、及びＵＥ４が有する機能を便宜上示した機能部の例が図示される。

ＵＥ４は、下り信号受信処理部４１０と、上り信号送信処理部４２０と、ＣＰＵ４３０と、コンテンツ保持メモリ４４０と、端末操作部４５０と、コンテンツ表示モニタ４６０と、アンテナ４７０とを備える。

下り信号受信処理部４１０は、アナログ回路４１１と、ＡＤ（Analog to Digital）変換回路４１２と、ＤＳＰ(Digital Signal Processor：デジタル信号処理回路)４１３とを備える。下り信号受信処理部４１０は、アンテナ４７０を介して受信した下り信号をダウンコンバートし、アナログ信号からデジタル信号へ変換するとともに復調及び復号処理し、データとしてコンテンツ保持メモリ４４０に格納する。

上り信号送信処理部４２０は、アナログ回路４２１と、ＤＡ（Digital to Analog）変換回路４２２と、ＤＳＰ４２３とを備える。上り信号送信処理部４２０は、信号生成部４３２において生成される信号の入力を受け、符号化、変調処理を施した後にデジタル信号からアナログ信号へ変換し、増幅及びアップコンバートした信号をアンテナ４７０を介して無線基地局３に送信する。無線基地局３に送信された信号のうち、コンテンツサーバ１向けの信号は、ゲートウェイ２及びネットワークを経てコンテンツサーバ１に入力される。

ＣＰＵ４３０は、ＵＥ４の各部の動作を制御する中央演算ユニットであり、各部との間で信号の出入力を行う。ＣＰＵ４３０は、コンテンツ制御部４３１と、信号生成部４３２と、位置情報取得部４３３とを備える。

コンテンツ制御部４３１は、端末操作部４５０を介して入力されるユーザの指示に応じて、コンテンツサーバ１にコンテンツデータの送信を要求する情報を生成し、信号生成部４３２に入力する。端末操作部４５０は、ＵＥ４に設けられるキーボードやボタン、タッチパネル等の情報入力装置である。

信号生成部４３２は、コンテンツ制御部４３１又は位置情報取得部４３３より入力される情報を信号に変換して、上り信号として上り信号送信処理部４２０及びアンテナ４７０を介してコンテンツサーバ１へ送信する。

位置情報取得部４３３は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）の受信機等を含み、ＵＥ４の現在の位置情報を周期的又は所定のタイミングで取得し、信号生成部４３２に入力する。

また、コンテンツ制御部４３１は、端末操作部４５０を介して入力されるユーザの指示に応じて、コンテンツ保持メモリ４４０に格納されるコンテンツを表示するよう、コンテンツ表示モニタ４６０の動作を制御する。コンテンツ表示モニタ４６０は、ＵＥ４に設けられるディスプレイ等の表示装置である。

また、コンテンツ制御部４３１は、コンテンツサーバ１から通知される通信開始時間をコンテンツ保持メモリ４４０に格納し、通信開始時間になった際に、通信要求をコンテンツサーバ１に対して送信する処理を行う。

コンテンツ保持メモリ４４０は、例えばハードディスクドライブやメモリ等の情報格納装置である。例えば、コンテンツサーバ１より送信されるコンテンツデータは、下り信号受信処理部４１０を介してコンテンツ保持メモリ４４０に格納される。

（２）第１動作例
図４から図８を参照して、無線通信システム１０におけるコンテンツサーバ１及びＵＥ４の動作について説明する。図４から図８の夫々は、無線通信システム１０におけるコンテンツサーバ１又はＵＥ４の動作の流れを示すフローチャートである。図４は、コンテンツサーバ１の動作の流れを示す。図５は、コンテンツサーバ１の通信開始時間算出部１１４による通信時間の算出処理の流れを示す。図６は、ＵＥ４におけるコンテンツデータの利用の流れを示す。図７は、通信開始時間の通知を受けたＵＥ４の動作の流れを示す。図８は、コンテンツサーバ１の動作の変形例を示す図である。

図４を参照して、通信開始時間を決定するまでコンテンツサーバ１の動作の流れについて説明する。

コンテンツサーバ１は、現在時刻を起点（Ｔ_０）とする所定の期間内（例えば、Ｔ_０からＴ_１まで）に、コンテンツデータの送信を行う通信対象となるＵＥ４が存在するか否かを適宜判定する（ステップＳ１０１）。例えば、定期的にコンテンツデータの配信を行うサービスの契約者リスト等を参照することで、コンテンツサーバ１は、期間内に通信対象となるＵＥ４が存在するか否かを確認する。尚、Ｔ_１とは、コンテンツサーバ１の通信開始時間算出部１１４による通信開始時間の算出を行う際の目安となる所定の時間を示す。Ｔ_０からＴ_１までの期間は、送信するコンテンツデータの種別や送信間隔、又はユーザの希望等に応じて適宜設定されてよい。

通信対象となるＵＥ４が存在しない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、コンテンツサーバ１は、何らの特別な処理を行わず、定期的にステップＳ１０１の判定を繰り返し実行する。

通信対象となるＵＥ４が１つ又は複数存在する場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、コンテンツサーバ１は、通信対象となるＵＥ４のうち、事前の処理により通信開始時間が決定されていないものが存在するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。通信対象となるＵＥ４の全てについて、通信開始時間が既に決定されている場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、コンテンツサーバ１は、新たに計算する必要がないため、何らの特別な処理を行わず、定期的にステップＳ１０１の判定を繰り返し実行する。

通信対象となるＵＥ４の中に、通信開始時間が決定されていないものが存在する場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、コンテンツサーバ１は、該ＵＥ４について、現在の位置情報が取得可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。該ＵＥ４について現在の位置情報が取得不可能である場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、コンテンツサーバ１は、該ＵＥ４について通信開始時間の計算は行わない。

該ＵＥ４について現在の位置情報が取得可能である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、コンテンツサーバ１の移動経路推定部１１２は、該ＵＥ４について、時刻Ｔ_１までの移動経路の推定を行う（ステップＳ１０４）。

更にコンテンツサーバ１の通信品質予測部１１３は、移動経路の推定結果と、通信品質情報保持部１２３に格納される情報とに基づいて、該ＵＥ４について、時刻Ｔ_１までの通信品質の予測を行う（ステップＳ１０５）。

コンテンツサーバ１の通信開始時間算出部１１４は、該ＵＥ４についての時刻Ｔ_１までの通信品質の予測結果に基づいて、好適なコンテンツデータの通信が可能となる通信開始時間を算出する（ステップＳ１０６）。通信開始時間の算出動作については後述する。コンテンツ制御部１１１は、算出された通信開始時間を、ＵＥ４に通知する（ステップＳ１０７）。

図５を参照して、コンテンツサーバ１の通信開始時間算出部１１４による、通信開始時間の算出動作の流れについて説明する。

先ず、通信開始時間を計算するために用いる仮の（言い換えれば、計算上の）通信開始時間を「起点時間」として定義し、現在時刻を起点時間として設定する（ステップＳ２０１）。

次に、起点時間と、ＵＥ４との間で送受信する予定のデータサイズとをパラメータとして、通信品質予測結果に基づいて、仮の（言い換えれば、計算上の）通信完了時間を算出する。本処理では、仮の通信完了時間を終点時間として定義する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０１及びＳ２０２の処理により、仮に現在時刻からＵＥ４との通信を開始する場合の仮の通信完了時間が算出される。

続いて、ＵＥ４についての時刻Ｔ_１までの通信品質の予測結果において、起点時間から終点時間までの期間において、通信品質が閾値以下となる期間を検索し、該期間が事前に設定された許容時間内であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

ここに、閾値とは、ＵＥ４における通信品質がコンテンツデータの送受信を行うために適切であるか否かを好適に判定するために設定される、通信品質の閾値である。

許容時間とは、コンテンツデータの通信開始から通信完了までの間に、ＵＥ４における通信品質が上述のように設定される閾値を下回る期間が含まれていても、コンテンツデータの送受信を完了可能となる時間区間を示す。許容時間は、送信予定のデータサイズに応じて適宜設定されてもよい。具体的には、データサイズが大きいほど、許容時間は長く設定される。コンテンツデータの通信開始から通信完了までの期間では、ＵＥ４における通信品質は必ずしも閾値以上である必要はなく、許容時間までの時間区間であれば通信品質閾値を下回ったとしても、好適なコンテンツデータの送受信が実施可能となる。

上述のように設定される起点時間から終点時間までの期間において、通信品質が閾値を下回る期間が許容時間よりも短い場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、該起点時間を通信開始時間として決定し、通信開始時間の計算を終了する（ステップＳ２０４）。

他方で、起点時間から終点時間までの期間において、通信品質が閾値を下回る期間が許容時間より長くなる場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、現在設定されている起点時間を通信開始時間に適用したとしてもコンテンツデータの送受信を好適に実施することが出来ない。そこで、通信開始時間算出部１１４は、起点時間を未来方向へ時間的に任意の量ずらし（ステップＳ２０５）、終点時間の算出処理に戻る（ステップＳ２０２）。

通信開始時間の算出（ステップＳ２０４）が完了するまで、通信開始時間算出部１１４は、ステップＳ２０２からＳ２０５までの処理を繰り返し実行する。

図９に、通信開始時間の算出処理に係るＵＥ４における時系列的な通信品質の変化を示す。図９の例では、受信開始時間からＵＥ４における通信品質が閾値以上となる時間までの間の期間が許容時間分離れている。このように、ＵＥ４における通信品質が閾値を下回る期間が、許容時間内であるため、図９に例示される開始時間は、通信開始時間として設定され得る。

次に、ＵＥ４がコンテンツデータを利用する動作の流れについて、図６を参照して説明する。先ず、ＵＥ４は、コンテンツデータの利用時に、所望のコンテンツデータがコンテンツ保持メモリ４４０に格納されているか否かを判定する（ステップＳ３０１）。所望のコンテンツデータが既にコンテンツ保持メモリ４４０内に格納済みであれば、そのままコンテンツデータを利用する（ステップＳ３０４）。

一方で、所望のコンテンツデータがコンテンツ保持メモリ４４０内に格納済みでない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、次にＵＥ４は、コンテンツサーバ１と通信可能か否かを判定する（ステップＳ３０２）。通信可能であれば、コンテンツサーバ１より送信されるコンテンツデータを受信する（ステップＳ３０３）。コンテンツサーバと通信不可能である場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、一旦処理を終了し、一定時間経過した後に、再度コンテンツ保持メモリ４４０内のコンテンツデータの格納状態を確認する（ステップＳ３０１）。

通信開始時間の通知を受けたＵＥ４における動作の流れについて、図７を参照して説明する。

図７に示されるように、ＵＥ４は、通信開始時間の通知を受けた後（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、指定される通信開始時間まで待機する（ステップＳ４０２）。その後、通信開始時間になった時点で（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、コンテンツサーバ１に対して、コンテンツデータの送信要求を送信する（ステップＳ４０４）。

尚、送信要求を送るまでもなくコンテンツサーバ１からコンテンツデータが送信される場合、ＵＥ４は、送信されるコンテンツデータを受信すればよい。このような動作に対応するコンテンツサーバ１の動作の変形例の流れについて、図８を参照して説明する。

該変形例では、通信対象となるＵＥ４が存在するか否かの判定動作（ステップＳ１０１）から、通信開始時間の算出動作（ステップＳ１０６）までは、上述した図４に示される動作例と同様である。

該変形例においては、通信開始時間の算出後に、コンテンツサーバ１は、算出された通信開始時間まで待機する（ステップＳ５０１）。その後、通信開始時間になった時点で（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、コンテンツサーバ１は、ＵＥ４に対してコンテンツデータの送信など、通信を開始する（ステップＳ５０３）。具体的には、ダウンリンク通信の場合、コンテンツサーバ１は、通信開始時間にＵＥ４に対してコンテンツデータを送信する。アップリンク通信の場合、コンテンツサーバ１は、通信開始時間にＵＥ４に対してデータの送信要求を送信する。

尚、該変形例のコンテンツサーバ１の動作によれば、通信開始時間をＵＥ４に通知する手順を省略することが可能となり、不要なトラフィックの削減という点で有益である。

尚、該変形例を実施する際には、コンテンツサーバ１は、通信開始時間にＵＥ４に対してコンテンツデータの送信を行うために、ＵＥ４の現在位置を比較的短周期で確認することが好ましい。

以上、説明した一連の動作によれば、無線通信システム１０における、無線基地局３の夫々において、ＵＥ４との通信時間を好適に短縮可能な期間に通信が行われることとなる。このため、無線基地局３におけるＵＥ４との通信において占有される無線リソースの占有期間が短縮可能となり、無線リソースの効率化が実現可能となる。一方で、可能な限り現在時刻に近いタイミングでコンテンツデータの送受信を可能とするため、ユーザの利便性を損なうことがない。更に、通信効率が向上するため、コンテンツデータの送受信に係る通信時間が短縮されるため、ＵＥ４にとって、通信に消費する電力を抑制するという利点も得られる。

（３）第２動作例
図１０を参照してコンテンツサーバ１の第２動作例について説明する。

図９を参照して上述したコンテンツサーバ１の第１動作例では、ＵＥ４との間で送受信するコンテンツデータのデータサイズに応じて設定される許容時間を用いて、通信開始時間を算出する方法について説明した。第２動作例では、通信開始時間算出部１１４は、通信品質についての閾値をＵＥ４との間で送受信するデータサイズに応じて可変とする。例えば、図１０に示されるように、通信開始時間算出部１１４は、送受信するデータサイズが相対的に小さい場合には、閾値を相対的に高い閾値１に設定する。他方で、通信開始時間算出部１１４は、送受信するデータサイズが相対的に大きい場合には、閾値を相対的に低い閾値２に設定する。

このように閾値を変更することで、通信開始の起点時間と終点時間とが、送受信するデータサイズに応じて設定可能となる。このため、上述した第１動作例と同様の効果を享受することが出来る。

（４）第３動作例
図１１を参照してコンテンツサーバ１の第３動作例について説明する。

第３動作例は、コンテンツサーバ１からＵＥ４に対して、ストリーミング動画などのリアルタイムデータを送信する際の動作例である。リアルタイムではないコンテンツデータの送受信の際には、送受信するデータサイズが決定されている。他方で、現在利用されるストリーミング動画の配信サービスにおいては、視聴時間が一定である一方で、通信環境に応じて画質等を変更した複数通りのデータサイズのコンテンツデータが用意される。このため、単位時間に送信すべきデータサイズ（言い換えれば、単位時間毎の送信データレート）が、画質等に応じて変化する。

コンテンツサーバ１の通信開始時間算出部１１４は、このようなリアルタイムのコンテンツデータの送信を開始する通信開始時間を算出するために、コンテンツデータの画質等に応じて、複数通りの通信品質の閾値を設定する。

第３動作例について、相対的に画質の高い（言い換えれば、単位時間毎の送信データレートが高い）コンテンツデータＡと、相対的に画質の低い（言い換えれば、単位時間毎の送信データレートが低い）コンテンツデータＢとが存在するストリーミング動画配信サービスを例として図１１を参照して説明する。

通信開始時間算出部１１４は、時刻Ｔ_１までの通信品質の予測結果における平均通信品質を算出する。また、通信開始時間算出部１１４は、平均通信品質についての複数通り（図１１の例では２通り）の閾値を設定する。図１１の例では、コンテンツデータＡに対応する相対的に高い閾値Ａと、コンテンツデータＢに対応する相対的に低い閾値２との２通りの閾値が設定されている。このような閾値は、夫々対応するコンテンツデータについて、再生が途切れることなく送信可能な（言い換えれば、各コンテンツデータについて要求される単位時間毎の送信データレートを満足する）ように設定される。

通信開始時間算出部１１４は、相対的に画質の高いコンテンツデータＡについて、ＵＥ４における平均通信品質が閾値Ａを超える区間を検出し、その中で最も現在に近い時間を受信開始時間として算出する。また、ユーザの設定により画質の低いコンテンツデータＢの利用が許可されている場合は、ＵＥ４における平均通信品質が閾値Ｂを超える区間を検出し、その中で最も現在に近い時間を受信開始時間として算出する。

以上、説明した内容により、通信開始時間算出部１１４は、ストリーミング動画等のリアルタイムのコンテンツデータの送信について、好適な通信開始時間を算出することが出来る。このように決定された通信開始時間、ひいては、通信期間においては、ストリーミング動画の再生が途切れることなく、利用可能となる。

（５）第４動作例
第４動作例では、通信開始時間算出部１１４は、ＵＥ４の移動経路の予測に基づいて算出される通信開始時間の代わりに、ＵＥ４が所定の位置に到達したことをトリガとして通信を開始するよう通信開始のタイミングを設定してもよい。例えば、通信開始時間算出部１１４は、コンテンツサーバ１とＵＥ４との間での通信を開始する条件として、地図上の所定の位置情報を設定する。

第４動作例によれば、ＵＥ４が移動経路の推定結果とは異なる速度で移動する場合であっても、移動状況に応じて通信開始時間が補正される。このため、ＵＥ４の移動速度等に関わらず、通信品質の予測において決定される好適な位置で通信を開始することが出来る。

（６）第５動作例
図１２及び図１３を参照してコンテンツサーバ１の第５動作例について説明する。

通信開始時間算出部１１４は、無線通信システム１０に通信対象となるＵＥ４が複数存在する場合には、夫々のＵＥ４について個別の通信開始時間を算出する。しかしながら、通信開始時間を算出するＵＥ４の数が増大した場合では、通信品質の良好な同一の位置を通過する時間が複数のＵＥ４で重なる可能性が生じる。このとき、複数のＵＥ４について、同一の通信開始時間が設定されている場合、通信品質の良好な同一の位置をセルに含む無線基地局３において、無線リソースの競合を招き、却って通信効率が悪化する可能性がある。

図１２は、このような場合の一例について示す図であり、ＵＥ４ａ及びＵＥ４ｂが夫々異なる経路を辿って移動している状態について示している。ＵＥ４ａ及びＵＥ４ｂの経路には、無線基地局３ａ及び３ｂのセルが存在する。

図１３は、図１２に示される状態において、ＵＥ４ａの移動経路に応じた通信品質の時系列的な変化を示すグラフである。ＵＥ４ａは、移動に応じて、無線基地局３ａ及び３ｂの夫々のセル内を順番に通過する。このため、ＵＥ４ａにおける通信品質は、無線基地局３ａのセル内を通過する際に一度大きく上がり、無線基地局３ａと３ｂとのセル境界を通過する際に低減し、その後無線基地局３ｂのセル内を通過する際にまた大きく上がる。尚、ＵＥ４ａが無線基地局３ａのセル内を通過する期間において、ＵＥ４ｂもまた無線基地局３ａのセル内を通過し、ＵＥ４ｂの通信開始時間が既に該期間について割り当て済みである。このとき、コンテンツサーバ１とＵＥ４ｂとの間での通信は、無線基地局３ａを介して実行される。

このとき、通信開始時間算出部１１４は、ＵＥ４ａの通信開始時間を無線基地局３ａのセル内を通過する期間において、ＵＥ４ｂとの通信により無線基地局３ａの無線リソースが競合すると予測される場合、該期間を除外してＵＥ４ａの通信開始時間を算出する。具体的には、ＵＥ４ａが無線基地局３ａのセル内を通過する期間を除外期間として、通信期間が該除外期間と重複しないよう、起点時間と終点時間とを設定する。図１３の例では、ＵＥ４ａが無線基地局３ｂのセル内を通過する期間をＵＥ４ａの通信開始時間として算出している。

以上の処理において、コンテンツサーバ１は、各ＵＥ４ａ及び４ｂの現在位置や、通信開始時間を把握しているため、新たな情報の通信を行うことなく、各ＵＥについての通信開始時間のスケジューリングが可能である。

第５動作例を実施する上で、コンテンツサーバ１の通信品質情報保持部１２３は、位置情報に応じた通信品質に加えて、該位置において通信する無線基地局３を特定する情報を持っていることが好ましい。

コンテンツサーバ１の第５動作例によれば、無線通信システム１０を多くのユーザが利用する場合に、特定の通信区間におけるユーザ同士の通信時間が重ならないように調整することが可能となる。このため、無線基地局３における無線リソースが競合することなく、より効果的なスケジューリングが可能となる。

（７）第６動作例
図１４を参照してコンテンツサーバ１の第６動作例について説明する。

ＵＥ４に対して送信するコンテンツデータのデータサイズが特に大きい場合等には、データサイズに応じた許容時間が長くなり、コンテンツデータの通信期間が長くなることが考えられる。また、このような場合、一度の通信でコンテンツデータの送信を完了するような通信開始時間を設定することが困難となる場合もある。

コンテンツサーバ１の第６動作例では、コンテンツデータのデータサイズが特に大きい場合等、通信期間が特に長期化すると予測される場合には、通信期間を分割する。

具体的には、図１４に示されるように、データサイズに応じて通信品質の閾値を設定し、通信品質が該閾値以上となる場所を通信区間とし、通信品質が該閾値を下回る場所においては、通信を中断する。このような第６動作例によれば、ＵＥ４の移動経路において通信品質が大きく変化する場合であっても、通信品質が好適な位置においてデータの送受信を実施可能となるため、無線リソースの効率的な活用が可能となる。

（８）変形例
上述した構成例及び各動作例においては、コンテンツサーバ１を開示の通信制御装置の一例として説明していた。しかしながら、その他のネットワーク機器であっても、少なくとも図２を参照して説明した各機能部に相当する機能を有していれば、開示の通信制御装置の好適な一実施形態となり得る。例えば、複数の無線基地局３に接続され、その動作を制御するＲＮＣ（Radio Network Controller：基地局制御装置）もまた開示の通信制御装置の一実施形態となり得る。また、同じく複数の無線基地局３に接続され、ＵＥ４の位置登録、呼処理又は無線基地局間ハンドオーバ等のモビリティ管理を行うＭＭＥ（Mobility Management Entity：モビリティ管理装置）もまた開示の通信制御装置の一実施形態となり得る。このようなネットワーク機器を通信制御装置の一実施形態とする場合、通信開始時間に応じて、コンテンツサーバ等のコンテンツを供給する装置の通信を制御することで、上述した各種動作例と同様の動作を実現出来る。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う通信制御装置及び方法並びに無線通信システム等もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

以上、本明細書で説明した実施形態について、以下の付記を更に記載する。
（付記１）
ネットワークを介して接続される移動端末の移動経路を推定し、推定した移動経路に応じた前記移動端末の通信品質の変化の予測結果と、前記ネットワークと前記移動端末との間で送受信するデータのサイズとに基づいて、前記データの送受信を開始するタイミングを決定する処理を行うプロセッサを備えることを特徴とする通信制御装置。
（付記２）
前記プロセッサは、前記ネットワークと前記移動端末との間のデータの送受信に要する時間が、所定の時間区間内において送受信を開始するタイミングをずらしながら前記データを送受信した場合に要する時間のうち最短の時間となるよう、前記データの送受信を開始するタイミングを決定することを特徴とする付記１に記載の通信制御装置。
（付記３）
前記プロセッサは、(i)前記移動端末の通信品質について閾値を設定し、(ii)前記データのサイズ及び前記通信品質の予測結果に基づいて、前記データの送受信を開始してから前記データの送受信が完了すると推定されるタイミングまでの間に、前記移動端末の通信品質が前記閾値を下回る期間が、前記データのサイズに応じて決定される期間内となる送受信の開始タイミングのうち、現在時刻から最も近いタイミングを前記データの送受信を開始するタイミングとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の通信制御装置。
（付記４）
前記通信タイミング決定部は、(i)前記データのサイズに応じて前記移動端末の通信品質について閾値を設定し、(ii)前記データのサイズ及び前記通信品質の予測結果に基づいて、前記データの送受信を開始してから前記データの送受信が完了すると推定されるタイミングまでの間に、前記移動端末の通信品質が前記閾値を下回る期間が所定の期間内となる送受信の開始タイミングのうち、現在時刻から最も近いタイミングを前記データの送受信を開始するタイミングとして決定することを特徴とする付記１又は２に記載の通信制御装置。
（付記５）
前記プロセッサは、(i)前記データのサイズに応じて、前記移動端末の通信品質の予測結果の平均値について閾値を設定し、(ii)前記データの送受信を開始してから前記データの送受信が完了するタイミングまでの間の前記移動端末の通信品質の予測結果の平均値が該閾値以上となる送受信の開始タイミングのうち、現在時刻から最も近いタイミングを前記データの送受信を開始するタイミングとして決定することを特徴とする付記１に記載の通信制御装置。
（付記６）
前記プロセッサは、(i)前記データのサイズに応じて、前記移動端末の通信品質について閾値を設定し、(ii)前記移動端末の通信品質が前記閾値以上となるタイミングにおいて前記データを送受信するよう、前記データの送受信を開始するタイミング及び停止するタイミングを決定することを特徴とする付記１に記載の通信制御装置。
（付記７）
前記通信タイミング決定部は、前記移動端末が、前記ネットワークと前記移動端末との間で送受信するデータのサイズ及び前記通信品質の予測結果に基づいて決定される位置に到達したタイミングを前記データの送受信を開始するタイミングとして決定することを特徴とする付記１から６のいずれか一項に記載の通信制御装置。
（付記８）
前記プロセッサは、複数の前記移動端末の移動経路を推定し、複数の前記移動端末の通信品質の変化を予測し、複数の前記移動端末間で前記ネットワークの無線リソースの競合が生じないように、複数の前記移動端末の夫々について前記データの送受信を開始するタイミングを決定することを特徴とする付記１から７のいずれか一項に記載の通信制御装置。
（付記９）
ネットワークを介して接続される移動端末の移動経路を推定し、
推定した移動経路に応じた前記移動端末の通信品質の変化を予測し、
前記ネットワークと前記移動端末との間で送受信するデータのサイズ及び前記通信品質の予測結果に基づいて、前記データの送受信を開始するタイミングを決定する
ことを特徴とする通信制御方法。
（付記１０）
無線通信を行うネットワーク及び移動端末と、該無線通信を制御する通信制御装置とを含む無線通信システムであって、
前記通信制御装置は、
前記移動端末の移動経路を推定し、推定した移動経路に応じた前記移動端末の通信品質の変化の予測結果と、前記ネットワークと前記移動端末との間で送受信するデータのサイズとに基づいて、前記データの送受信を開始するタイミングを決定するとともに、決定した前記データの送受信を開始するタイミングを前記移動端末に送信する処理を行う第１のプロセッサ
を備え、
前記移動端末は、
前記通信制御装置から送信される前記データの送受信を開始するタイミングを受信する受信処理部と、
取得される前記データの送受信を開始するタイミングに応じて、前記データの送受信の開始を制御する第２のプロセッサと
を備えることを特徴とする無線通信システム。

１ コンテンツサーバ、
２ ゲートウェイ、
３ 無線基地局、
４ ＵＥ（移動端末）、
１０ 無線通信システム、
１１０ ＣＰＵ、
１１１ コンテンツ制御部、
１１２ 移動経路推定部、
１１３ 通信品質予測部、
１１４ 通信開始時間算出部、
１２０ メモリ、
４１０ 下り信号受信処理部、
４２０ 上り信号送信処理部、
４３０ ＣＰＵ、
４４０ コンテンツ保持メモリ。

Claims (7)

1. ネットワークを介して接続される移動端末の移動経路を推定し、推定した移動経路に応じた前記移動端末の通信品質の変化の予測結果と、前記ネットワークと前記移動端末との間で送受信するデータのサイズとに基づいて、前記データの送受信を開始してから前記データの送受信が完了すると推定されるタイミングまでの間に前記移動端末の通信品質が所定の閾値を下回る期間が所定期間内となるように、前記データの送受信を開始するタイミングを決定する処理を行うプロセッサを備えることを特徴とする通信制御装置。
2. 前記プロセッサは、(i)前記移動端末の通信品質について前記閾値を設定し、(ii)前記データのサイズ及び前記通信品質の予測結果に基づいて、前記データの送受信を開始してから前記データの送受信が完了すると推定されるタイミングまでの間に、前記移動端末の通信品質が前記閾値を下回る期間が、前記データのサイズに応じて決定される期間内となる送受信の開始タイミングのうち、現在時刻から最も近いタイミングを前記データの送受信を開始するタイミングとして決定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. 前記プロセッサは、(i)前記データのサイズに応じて、前記移動端末の通信品質の予測結果の平均値について閾値を設定し、(ii)前記データの送受信を開始してから前記データの送受信が完了するタイミングまでの間の前記移動端末の通信品質の予測結果の平均値が該閾値以上となる送受信の開始タイミングのうち、現在時刻から最も近いタイミングを前記データの送受信を開始するタイミングとして決定することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
4. 前記プロセッサは、(i)前記データのサイズに応じて、前記移動端末の通信品質について閾値を設定し、(ii)前記移動端末の通信品質が前記閾値以上となるタイミングにおいて前記データを送受信するよう、前記データの送受信を開始するタイミング及び停止するタイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
5. 前記プロセッサは、複数の前記移動端末の移動経路を推定し、複数の前記移動端末の通信品質の変化を予測し、複数の前記移動端末間で前記ネットワークの無線リソースの競合が生じないように、複数の前記移動端末の夫々について前記データの送受信を開始するタイミングを決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の通信制御装置。
6. ネットワークを介して接続される移動端末の移動経路を推定し、
   推定した移動経路に応じた前記移動端末の通信品質の変化を予測し、
   前記ネットワークと前記移動端末との間で送受信するデータのサイズ及び前記通信品質の予測結果に基づいて、前記データの送受信を開始してから前記データの送受信が完了すると推定されるタイミングまでの間に前記移動端末の通信品質が所定の閾値を下回る期間が所定期間内となるように、前記データの送受信を開始するタイミングを決定する
   ことを特徴とする通信制御方法。
7. 無線通信を行うネットワーク及び移動端末と、該無線通信を制御する通信制御装置とを含む無線通信システムであって、
   前記通信制御装置は、
   前記移動端末の移動経路を推定し、推定した移動経路に応じた前記移動端末の通信品質の変化の予測結果と、前記ネットワークと前記移動端末との間で送受信するデータのサイズとに基づいて、前記データの送受信を開始してから前記データの送受信が完了すると推定されるタイミングまでの間に前記移動端末の通信品質が所定の閾値を下回る期間が所定期間内となるように、前記データの送受信を開始するタイミングを決定するとともに、決定した前記データの送受信を開始するタイミングを前記移動端末に送信する処理を行う第１のプロセッサ
   を備え、
   前記移動端末は、
   前記通信制御装置から送信される前記データの送受信を開始するタイミングを受信する受信処理部と、
   取得される前記データの送受信を開始するタイミングに応じて、前記データの送受信の開始を制御する第２のプロセッサと
   を備えることを特徴とする無線通信システム。

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