JP6169109B2 - ユーザ端末、プロセッサ、セルラ基地局及び移動通信システム - Google Patents

Description

本発明は、セルラ通信システムを無線ＬＡＮシステムと連携させるための通信制御方法、セルラ基地局、及びユーザ端末に関する。

近年、セルラ通信部及び無線ＬＡＮ通信部を含むユーザ端末（いわゆる、デュアル端末）の普及が進んでいる。また、セルラ通信システムのオペレータにより運用される無線ＬＡＮアクセスポイントが増加している。

そこで、セルラ通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、セルラ通信システムと無線ＬＡＮシステムとの連携を強化できる技術の導入が検討されている（非特許文献１参照）。

３ＧＰＰ寄書 ＲＰ−１２０１４５５

ところで、ユーザ端末が無線ＬＡＮアクセスポイントを効率的に利用することで、セルラ基地局の負荷を無線ＬＡＮアクセスポイントに分散できると考えられる。

そこで、本発明は、ユーザ端末が無線ＬＡＮアクセスポイントを効率的に利用できる通信制御方法、セルラ基地局、及びユーザ端末を提供する。

実施形態に係る通信制御方法は、セルラ通信システムを無線ＬＡＮシステムと連携させるための方法である。前記通信制御方法は、セルラ基地局において、無線ＬＡＮアクセスポイントの位置情報を記憶するステップと、前記セルラ基地局に接続するユーザ端末の位置情報を取得するステップと、前記無線ＬＡＮアクセスポイント及び前記ユーザ端末のそれぞれの位置情報に基づいて、前記ユーザ端末を前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続させるか否かを判定するステップと、前記ユーザ端末を前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続させると判定した場合に、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに対するスキャン指示を前記ユーザ端末に送信するステップと、を含む。

実施形態に係るシステム構成図である。 実施形態に係るＵＥ（ユーザ端末）のブロック図である。 実施形態に係るｅＮＢ（セルラ基地局）のブロック図である。 実施形態に係るＡＰ（無線ＬＡＮアクセスポイント）のブロック図である。 ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。 実施形態に係る動作環境を説明するための図である。 実施形態に係るＡＰ登録情報テーブルの具体例を示す図である。 実施形態に係るペアリングテーブルの具体例を示す図である。 実施形態に係るＷＬＡＮ非サポートＵＥテーブルの具体例を示す図である。 実施形態に係る接続失敗ＵＥテーブルの具体例を示す図である。 実施形態に係る動作シーケンス図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る通信制御方法は、セルラ通信システムを無線ＬＡＮシステムと連携させるための方法である。前記通信制御方法は、セルラ基地局において、無線ＬＡＮアクセスポイントの位置情報を記憶するステップと、前記セルラ基地局に接続するユーザ端末の位置情報を取得するステップと、前記無線ＬＡＮアクセスポイント及び前記ユーザ端末のそれぞれの位置情報に基づいて、前記ユーザ端末を前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続させるか否かを判定するステップと、前記ユーザ端末を前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続させると判定した場合に、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに対するスキャン指示を前記ユーザ端末に送信するステップと、を含む。

実施形態では、前記通信制御方法は、前記ユーザ端末において、前記セルラ基地局から前記スキャン指示を受信したことに応じて、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに対するスキャンを行うステップと、前記スキャンの結果を前記セルラ基地局に報告するステップと、前記スキャンにより前記無線ＬＡＮアクセスポイントが発見された場合に、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続するステップと、をさらに含む。

実施形態では、前記判定するステップは、前記ユーザ端末が送受信するトラフィックの量及び／又は前記トラフィックの種別にさらに基づいて、前記ユーザ端末を前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続させるか否かを判定する。

実施形態では、前記通信制御方法は、無線ＬＡＮをサポートするか否かを前記セルラ基地局から前記ユーザ端末に問い合わせるステップをさらに含む。

実施形態では、前記スキャン指示は、前記無線ＬＡＮアクセスポイントを識別するための識別子を含む。

実施形態では、前記通信制御方法は、前記無線ＬＡＮアクセスポイントとの秘匿通信に使用される接続設定情報の有無を前記セルラ基地局から前記ユーザ端末に問い合わせるステップをさらに含む。

実施形態では、前記通信制御方法は、前記接続設定情報を前記ユーザ端末が有していない場合に、一時的な接続設定情報の発行を前記セルラ基地局から前記無線ＬＡＮアクセスポイントに要求するステップと、前記要求に応じて前記無線ＬＡＮアクセスポイントが発行した前記一時的な接続設定情報を、前記無線ＬＡＮアクセスポイントから前記セルラ基地局を経由して前記ユーザ端末に通知するステップと、をさらに含む。

実施形態では、前記通信制御方法は、前記無線ＬＡＮアクセスポイントを利用できるサービスに前記ユーザ端末が登録されているか否かを、前記セルラ基地局からサービス管理サーバに問い合わせるステップをさらに含む。

実施形態では、前記サービスに前記ユーザ端末が登録されていない場合に、前記サービスに登録するための認証情報を前記セルラ基地局から前記ユーザ端末に送信するステップをさらに含む。

実施形態に係るセルラ基地局は、無線ＬＡＮアクセスポイントの位置情報を記憶する記憶部と、前記セルラ基地局に接続するユーザ端末の位置情報を取得する制御部と、を含む。前記制御部は、前記無線ＬＡＮアクセスポイント及び前記ユーザ端末のそれぞれの位置情報に基づいて、前記ユーザ端末を前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続させると判定した場合に、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに対するスキャン指示を前記ユーザ端末に送信する。

実施形態に係るユーザ端末は、セルラ基地局に接続するユーザ端末であって、無線ＬＡＮアクセスポイントに対するスキャン指示を前記セルラ基地局から受信したことに応じて、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに対するスキャンを行う制御部を含む。前記制御部は、前記スキャンの結果を前記セルラ基地局に報告する。前記制御部は、前記スキャンにより前記無線ＬＡＮアクセスポイントが発見された場合に、前記無線ＬＡＮアクセスポイントに接続する。

［実施形態］
以下、図面を参照して、３ＧＰＰ規格に準拠して構成されるセルラ通信システムであるＬＴＥシステムを無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）システムと連携させる場合の実施形態を説明する。

（システム構成）
図１は、本実施形態に係るシステム構成図である。図１に示すように、ＬＴＥシステムは、複数のＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０と、を含む。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、無線アクセスネットワークに相当する。ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。

ＵＥ１００は、移動型の無線通信装置であり、接続を確立したセルとの無線通信を行う。ＵＥ１００はユーザ端末に相当する。ＵＥ１００は、セルラ通信及びＷＬＡＮ通信の両通信方式をサポートする端末（デュアル端末）である。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、複数のｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。なお、「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。また、ｅＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能と、ユーザデータのルーティング機能と、モビリティ制御及びスケジューリングのための測定制御機能と、を有する。

ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。また、ｅＮＢ２００は、Ｓ１インターフェイスを介して、ＥＰＣ２０に含まれるＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ５００と接続される。

ＥＰＣ２０は、複数のＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）５００を含む。ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行うネットワークノードであり、制御局に相当する。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行うネットワークノードであり、交換局に相当する。

ＷＬＡＮシステムは、ＷＬＡＮ ＡＰ（以下、「ＡＰ」と称する）３００を含む。ＷＬＡＮシステムは、例えばＩＥＥＥ ８０２．１１諸規格に準拠して構成される。ＡＰ３００は、セルラ周波数帯とは異なる周波数帯（ＷＬＡＮ周波数帯）でＵＥ１００との通信を行う。ＡＰ３００は、ルータなどを介してＥＰＣ２０に接続される。本実施形態では、ＡＰ３００は、セルラ通信システム（ＬＴＥシステム）のオペレータにより運用される。

次に、ＵＥ１００、ｅＮＢ２００、及びＡＰ３００の構成を説明する。

図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、アンテナ１０１及び１０２と、セルラ送受信機（セルラ通信部）１１１と、ＷＬＡＮ送受信機（ＷＬＡＮ通信部）１１２と、ユーザインターフェイス１２０と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０と、バッテリ１４０と、メモリ１５０と、プロセッサ１６０と、を有する。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。

アンテナ１０１及びセルラ送受信機１１１は、セルラ無線信号の送受信に用いられる。セルラ送受信機１１１は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号をセルラ無線信号に変換してアンテナ１０１から送信する。また、セルラ送受信機１１１は、アンテナ１０１が受信するセルラ無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ１６０に出力する。

アンテナ１０２及びＷＬＡＮ送受信機１１２は、ＷＬＡＮ無線信号の送受信に用いられる。ＷＬＡＮ送受信機１１２は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号をＷＬＡＮ無線信号に変換してアンテナ１０２から送信する。また、ＷＬＡＮ送受信機１１２は、アンテナ１０２が受信するＷＬＡＮ無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ１６０に出力する。

ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの入力を受け付けて、該入力の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。

メモリ１５０は、プロセッサ１６０によって実行されるプログラムと、プロセッサ１６０による処理に使用される情報と、を記憶する。プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、アンテナ２０１と、セルラ送受信機２１０と、ネットワークインターフェイス２２０と、メモリ２３０と、プロセッサ２４０と、を有する。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。なお、メモリ２３０をプロセッサ２４０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサとしてもよい。

アンテナ２０１及びセルラ送受信機２１０は、セルラ無線信号の送受信に用いられる。セルラ送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号をセルラ無線信号に変換してアンテナ２０１から送信する。また、セルラ送受信機２１０は、アンテナ２０１が受信するセルラ無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ２４０に出力する。

ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ５００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、ＥＰＣ２０を介してＡＰ３００との通信に使用されてもよい。

メモリ２３０は、プロセッサ２４０によって実行されるプログラムと、プロセッサ２４０による処理に使用される情報（後述する各種のテーブルなど）と、を記憶する。プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図４は、ＡＰ３００のブロック図である。図４に示すように、ＡＰ３００は、アンテナ３０１と、ＷＬＡＮ送受信機３１１と、ネットワークインターフェイス３２０と、メモリ３３０と、プロセッサ３４０と、を有する。なお、メモリ３３０をプロセッサ３４０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサとしてもよい。

アンテナ３０１及びＷＬＡＮ送受信機３１１は、ＷＬＡＮ無線信号の送受信に用いられる。ＷＬＡＮ送受信機３１１は、プロセッサ３４０が出力するベースバンド信号をＷＬＡＮ無線信号に変換してアンテナ３０１から送信する。また、ＷＬＡＮ送受信機３１１は、アンテナ３０１が受信するＷＬＡＮ無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ３４０に出力する。

ネットワークインターフェイス３２０は、ルータなどを介してＥＰＣ２０と接続される。ネットワークインターフェイス３２０は、ＥＰＣ２０を介してｅＮＢ２００との通信に使用されてもよい。

メモリ３３０は、プロセッサ３４０によって実行されるプログラムと、プロセッサ３４０による処理に使用される情報と、を記憶する。プロセッサ３４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ３３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。

図５は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図５に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ１乃至レイヤ３に区分されており、レイヤ１は物理（ＰＨＹ）レイヤである。レイヤ２は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤと、を含む。レイヤ３は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤを含む。

物理レイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１００の物理レイヤとｅＮＢ２００の物理レイヤとの間では、物理チャネルを介してデータが伝送される。

ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣレイヤとｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータが伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤは、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式など）、及び割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。

ＲＬＣレイヤは、ＭＡＣレイヤ及び物理レイヤの機能を利用してデータを受信側のＲＬＣレイヤに伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＬＣレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータが伝送される。

ＰＤＣＰレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＲＲＣレイヤは、制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＲＣレイヤとの間では、各種設定のための制御メッセージ（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００は接続状態（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｔａｔｅ）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣ ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ）である。

ＲＲＣレイヤの上位に位置するＮＡＳ(Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ)レイヤは、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。

図６は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクにはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。

図６に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成され、各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。

ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により特定できる。

下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームの残りの区間は、主に物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。また、下りリンクにおいて、各サブフレームには、セル固有参照信号などの参照信号が分散して配置される。

上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームにおける周波数方向の中央部は、主に物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。

（実施形態に係る動作）
次に、本実施形態に係る動作を説明する。図７は、本実施形態に係る動作環境を説明するための図である。

図７に示すように、ｅＮＢ２００のカバレッジ内にＡＰ３００（ＡＰ３００−１乃至ＡＰ３００−３）が設けられている。本実施形態では、ｅＮＢ２００は、広範囲に渡るセル（マクロセル）を管理するマクロ基地局である。ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３は、ｅＮＢ２００のセルに接続しており、ｅＮＢ２００とのセルラ通信を行っている。ｅＮＢ２００が多数のＵＥ１００を収容する場合、ｅＮＢ２００の負荷が高くなる。すなわち、ｅＮＢ２００が各ＵＥ１００に割り当て可能な無線リソース（リソースブロックなど）が少なくなる。

ＡＰ３００は、セルラ通信システム（本実施形態では、ＬＴＥシステム）のオペレータにより運用される。ＵＥ１００−４は、ＡＰ３００−３に接続しており、ＡＰ３００−３とのＷＬＡＮ通信を行っている。一方、ＡＰ３００−１及びＡＰ３００−２には、接続するＵＥ１００が存在しない。

以下において、ｅＮＢ２００の負荷をＡＰ３００に分散（オフロード）するためのｅＮＢ２００の動作を説明する。

第１に、ｅＮＢ２００は、自セル内に設けられた各ＡＰ３００の位置情報（具体的には、該位置情報を含むＡＰ登録情報テーブル）を記憶する。図８は、ＡＰ登録情報テーブルの具体例を示す図である。図８に示すように、ＡＰ登録情報テーブルは、ｅＮＢ２００のセル内に設けられた各ＡＰ３００の識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）及び位置情報（経度・緯度など）を含む。

ＡＰ登録情報テーブルは、例えばオペレータによって作成及び更新される。ｅＮＢ２００がＡＰ３００と通信可能である場合、ｅＮＢ２００が、ＡＰ３００の情報を取得し、ＡＰ登録情報テーブルを更新してもよい。例えば、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００の接続可否（電源オン／オフなど）の情報に基づいてＡＰ登録情報テーブルを更新してもよい。

或いは、ｅＮＢ２００は、後述するＵＥ１００からのスキャン可否（接続可否）の報告に基づいてＡＰ登録情報テーブルを更新してもよい。ｅＮＢ２００は、接続可否の状況を監視及び記録し、接続成功の記録のないＡＰ３００をＡＰ登録情報テーブルから外す。そして、ｅＮＢ２００は、一定の間隔（半日又は一日等）で、外されたＡＰ３００について再度接続成功の状況を監視し、接続成功すれば再度ＡＰ登録情報テーブルに追加する。

第２に、ｅＮＢ２００は、自セルに接続する各ＵＥ１００の位置情報（経度・緯度など）を取得する。例えば、ｅＮＢ２００は、ＧＮＳＳによる位置情報をＵＥ１００から取得してもよく、ＥＰＣ２０に設けられる位置情報管理サーバ（Ｅ−ＳＭＬＣ：Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｒｅ）からＵＥ位置情報を取得してもよい。或いは、ｅＮＢ２００は、アンテナ指向性制御に基づくＵＥ方角情報と、送信電力制御又は送信タイミング制御に基づくＵＥ距離情報と、からＵＥ位置情報を取得してもよい。

第３に、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００及びＡＰ３００のそれぞれの位置情報に基づいて、ＡＰ３００及びそれに近接するＵＥ１００を対応付ける（ペアリングする）。例えば、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００及びＡＰ３００間の距離を算出し、該距離がＷＬＡＮの最大通信範囲に相当する距離以内である場合に、ペアリングを行う。

本実施形態では、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００に近接するＵＥ１００毎に、ＡＰ３００との間の距離をランキングし、ＡＰ３００に接続させる優先度を設定する。具体的には、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００に近いＵＥ１００には高い優先度を設定する。

ランキングに使用するために、ｅＮＢ２００は、自セルに接続する各ＵＥ１００が送受信するトラフィックの量及び／又はトラフィックの種別をさらに取得してもよい。トラフィック量は、単位時間当たりの実トラフィック量であってもよく、割り当て無線リソースの量から推測されるトラフィック量であってもよい。トラフィック種別は、例えばＵＥ１００のベアラに対応するＱｏＳから判断できる。ｅＮＢ２００は、トラフィック量が多いＵＥ１００には高い優先度を設定する。また、ｅＮＢ２００は、ＱｏＳの低いトラフィックを送受信するＵＥ１００には高い優先度を設定する。

ｅＮＢ２００は、ペアリングの結果及び設定した優先度（ランキング）に応じて、ペアリングテーブルを記憶及び更新する。図９は、ペアリングテーブルの具体例を示す図である。図９に示すように、ペアリングテーブルは、上述したペアリングの結果及び優先度（ランキング）を記録したテーブルである。図９では、ＡＰ３００にも優先度（ランキング）が設定されているが、該優先度は、例えば、最も優先度の高いＵＥ１００との間の距離、又は対応する各ＵＥ１００の平均位置との間の距離に応じて設定される。

ｅＮＢ２００は、ペアリングテーブルを定期的に更新する。ここで、主に５〜７ｋｍ／ｈ又はそれ以下のＵＥ移動速度を想定すると、１０秒間で約２０ｍの移動であり、ＷＬＡＮの最大通信範囲を５０ｍ程度と仮定すれば、１秒〜１０秒間隔の更新が妥当である。

第４に、ｅＮＢ２００は、ペアリングテーブルに基づいて、ペアリングしたＡＰ３００にＵＥ１００を接続させるか否かを判定する。本実施形態では、ｅＮＢ２００は、優先度の高いＵＥ１００を、ペアリングしたＡＰ３００に接続させると判定する。ｅＮＢ２００は、当該判定を定期的に行ってもよく、ｅＮＢ２００の負荷レベルが閾値を超えた場合に当該判定を行ってもよい。

なお、ｅＮＢ２００のセルに接続する複数のＵＥ１００の中には、ＷＬＡＮをサポートしないＵＥ１００も存在し得る。よって、ｅＮＢ２００は、ＷＬＡＮをサポートするか否かをＵＥ１００に問い合わせて、問い合せの結果を記憶してもよい。ＷＬＡＮをサポートしないＵＥ（ＷＬＡＮ非サポートＵＥ）を記録したテーブルの具体例を図１０に示す。ｅＮＢ２００は、ＷＬＡＮ非サポートＵＥをＡＰ３００への接続対象（すなわち、ペアリング対象）から除外する。

第５に、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００に接続させると判定したＵＥ１００に対し、該ＡＰ３００に対するスキャン指示を送信する。本実施形態では、ＵＥ１００はスキャンに成功した場合にＡＰ３００に接続するため、スキャン指示をＡＰ３００への接続指示とみなすこともできる。スキャン指示は、ＵＥ１００の接続対象のＡＰ３００を識別するための識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）を含む。

そして、ｅＮＢ２００は、スキャン結果の報告をＵＥ１００から受信し、スキャンに成功（接続成功）したＵＥ１００については無線リソースを解放し、接続を切断する。また、ｅＮＢ２００は、スキャンの可否（接続の可否）を記憶する。ＡＰ３００への接続に失敗したＵＥ１００を記録したテーブル（接続失敗ＵＥテーブル）の具体例を図１１に示す。

なお、上述した各テーブルについて、ｅＮＢ２００との接続を切断したＵＥ１００に関する情報を適宜削除する。また、ｅＮＢ２００は、ＷＬＡＮ非サポートＵＥの更新及び接続失敗ＵＥテーブルの更新を反映するようペアリングテーブルを更新する。

次に、本実施形態に係る動作シーケンスの具体例を説明する。図１２は、本実施形態に係る動作シーケンス図である。

図１２に示すように、ステップＳ１０１において、ｅＮＢ２００は、ペアリングテーブルに基づいて、ＡＰ３００に接続させるＵＥ１００を選択する。

ステップＳ１０２において、ｅＮＢ２００は、ペアリングテーブルに基づいて選択したＵＥ１００に対して、ＷＬＡＮのサポート有無を問い合わせる。

ステップＳ１０３において、ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００からの問い合わせに応じて、ＷＬＡＮのサポート有無をｅＮＢ２００に通知する。

ＵＥ１００がＷＬＡＮをサポートしない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１０５において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００をＷＬＡＮ非サポートＵＥテーブルに登録する。

一方、ＵＥ１００がＷＬＡＮをサポートする場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６及びＳ１０７において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００がＷＬＡＮ接続サービスを利用可能であるか否かをサービス管理サーバに問い合わせて、返答を受ける。かかる処理の詳細については、実施形態の変形例２で説明する。なお、ステップＳ１０６及びＳ１０７の処理は必須ではなく、省略してもよい。

ステップＳ１０８において、ｅＮＢ２００は、ペアリングテーブルに基づいて、ＵＥ１００を、対応するＡＰ３００に接続させると決定する。そして、ｅＮＢ２００は、対応するＡＰ３００の識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）をＡＰ登録情報テーブルから取得する。

ステップＳ１０９において、ｅＮＢ２００は、取得したＡＰ識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）を含んだスキャン指示をＵＥ１００に送信する。なお、スキャン指示は、ＡＰ識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）を複数含んでもよい。

ステップＳ１１０及びＳ１１１において、ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００から受信したスキャン指示に含まれるＡＰ識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）を対象としてスキャンを行う。具体的には、スキャン指示に含まれるＡＰ識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）に対応するビーコン信号を受信するか否かを判断する。ＵＥ１００は、スキャンに成功すれば、スキャンにより発見されたＡＰ３００に接続する。以下は、スキャンに成功した（すなわち、指定されたＡＰ３００が発見された）ケースを主に想定して、説明を進める。

なお、ＵＥ１００は、スキャン指示を受信した時点でＷＬＡＮ送受信機１１２がオフ状態であれば、スキャン指示の受信に応じてＷＬＡＮ送受信機１１２をオン状態に切り替えてもよい。

ステップＳ１１２において、ＵＥ１００は、スキャンの結果（すなわち、ＡＰ３００への接続可否）をｅＮＢ２００に通知する。

ＵＥ１００は、ＡＰ３００への接続に成功した場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１４において、ＡＰ３００とのＷＬＡＮ通信を開始する。

また、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００への接続成功が通知された場合（ステップＳ１１５；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１６において、ＵＥ１００への割り当て無線リソースを解放し、ＵＥ１００との接続を切断する。また、ＵＥ１００をペアリングテーブルから削除する。

一方、ＡＰ３００への接続失敗が通知された場合（ステップＳ１１５；Ｎｏ）、ステップＳ１１７において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００をペアリングテーブルから接続失敗ＵＥテーブルに移動する。

（実施形態のまとめ）
上述したように、本実施形態では、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００の位置情報を記憶する。ｅＮＢ２００は、ｅＮＢ２００に接続するＵＥ１００の位置情報を取得し、ＡＰ３００及びＵＥ１００のそれぞれの位置情報に基づいて、ＵＥ１００をＡＰ３００に接続させるか否かを判定する。そして、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００をＡＰ３００に接続させると判定した場合に、ＡＰ３００に対するスキャン指示をＵＥ１００に送信する。これにより、ＡＰ３００に近接するＵＥ１００が該ＡＰ３００を発見できる。その結果、ＵＥ１００をＡＰ３００に接続させることができるため、ＡＰ３００を効率的に利用し、ｅＮＢ２００の負荷をＡＰ３００に分散（オフロード）できる。

本実施形態では、ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００からスキャン指示を受信したことに応じて、ＡＰ３００に対するスキャンを行い、スキャンの結果をｅＮＢ２００に報告する。また、ＵＥ１００は、スキャンによりＡＰ３００が発見された場合に、ＡＰ３００に接続する。これにより、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００がＡＰ３００に接続するか否かを把握できる。

本実施形態では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が送受信するトラフィックの量及び／又はトラフィックの種別にさらに基づいて、ＵＥ１００をＡＰ３００に接続させるか否かを判定する。これにより、ＡＰ３００への負荷分散を効率的に行うことができる。

本実施形態では、ＷＬＡＮをサポートするか否かをｅＮＢ２００からＵＥ１００に問い合わせる。これにより、ＡＰ３００への負荷分散が可能なＵＥ１００をｅＮＢ２００が把握できる。

本実施形態では、スキャン指示は、ＡＰ３００を識別するための識別子を含む。これにより、ＵＥ１００は、指示された識別子に対応するＡＰ３００のみをスキャンすればよいので、効率的にＡＰ３００を発見できる。

［実施形態の変形例１］
上述した実施形態では、ＵＥ１００とＡＰ３００との間の秘匿通信について特に考慮していないが、本変形例は、かかる秘匿通信を考慮したものである。

本変形例では、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００に接続させると決定したＵＥ１００について、該ＡＰ３００との秘匿通信に使用される接続設定情報の有無を該ＵＥ１００に問い合わせる。かかる接続設定情報をユーザ端末が有していない場合、ｅＮＢ２００は、一時的な接続設定情報の発行を接続対象のＡＰ３００に要求する。そして、ｅＮＢ２００からの要求に応じてＡＰ３００が発行した一時的な接続設定情報を、ＡＰ３００からｅＮＢ２００を経由してＵＥ１００に通知する。

以下において、詳細な手順について説明する。

第１に、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００に、接続対象のＡＰ３００との接続設定(秘匿設定）有無を問い合わせるためのＷＬＡＮ接続設定確認情報を送信する。ＷＬＡＮ接続設定確認情報は、接続対象のＡＰ３００の識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）を含む。

第２に、ＵＥ１００は、問合せＡＰ３００に対する接続設定の有無を示すＷＬＡＮ接続設定応答をｅＮＢ２００に返信する。ＷＬＡＮ接続設定応答は、接続対象のＡＰ３００の識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）を含む。

第３に、ｅＮＢ２００は、ＷＬＡＮ接続設定応答にて、接続設定なしの場合、接続対象のＡＰ３００に対して、一時的な接続設定の発行を要求する発行要求情報を送信する。発行要求情報は、ＵＥ１００のＷＬＡＮのＭＡＣ−ＩＤを含む。

第４に、ＡＰ３００は、ｅＮＢ２００からの発行要求情報に対して、一時的な接続設定情報を生成し、ｅＮＢ２００に通知する。一時的な接続設定情報は、秘匿設定（秘匿タイプ、秘匿キー）の情報を含む。

第５に、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００からの一時的な接続設定情報にＡＰ３００の識別子（ＳＳＩＤ／ＥＳＳＩＤ）を付加してＵＥ１００に転送する。ｅＮＢ２００は、上述したスキャン指示に一時的な接続設定情報を含めてもよい。

［実施形態の変形例２］
上述した実施形態では、ＵＥ１００のＷＬＡＮサービスの利用可否について特に考慮していないが、本変形例は、かかるＷＬＡＮサービスの利用可否を考慮したものである。

本変形例では、ｅＮＢ２００は、自セルに接続するＵＥ１００について、ＡＰ３００を利用できるサービスに登録されているか否かをサービス管理サーバに問い合わせる。ｅＮＢ２００は、かかるサービスにＵＥ１００が登録されていない場合、サービスに登録するための認証情報をｅＮＢ２００からＵＥ１００に送信してもよい。

以下において、詳細な手順について説明する。

第１に、ｅＮＢ２００は、サービス管理サーバに、ＷＬＡＮのネットワークへのサービス登録の有無を問い合わせるためのサービス登録確認情報を送信する。サービス登録確認情報は、ＵＥ１００の識別子（例えばMAC−ＩＤ）を含む。

第２に、サービス管理サーバは、ＷＬＡＮサービスへの登録状況を示すサービス登録情報をｅＮＢ２００に返信する。サービス登録情報は、ＵＥ１００の識別子（例えばMAC−ＩＤ）を含む。

第３に、ｅＮＢ２００は、サービス管理サーバからのサービス登録情報にて、サービス契約ありの場合、ＵＥ１００に対して、スキャン指示（ＷＬＡＮ接続要求）を送信する。一方、サービス契約なしの場合、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００に対してスキャン指示を送信しない。或いは、ｅＮＢ２００は、一時的なサービス提供を決定し、サービス用の一時的なログイン設定のための認証情報、すなわちサービス認証キー（認証ＩＤ、パスワード）をＵＥ１００に送信する。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの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形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態では、ｅＮＢ２００及びＡＰ３００が個別の装置であるケースについて説明したが、ｅＮＢ２００は、ＡＰ３００の機能を有していてもよい。すなわち、ｅＮＢ２００は、ＷＬＡＮ送受信機を有していてもよい。

また、上述した実施形態では、セルラ通信システムの一例としてＬＴＥシステムを説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のセルラ通信システムであってもよい。

なお、米国仮出願第６１／７５４０９３号（２０１３年１月１８日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。

以上のように、本発明に係る通信制御方法、セルラ基地局及びユーザ端末は、ユーザ端末が無線ＬＡＮアクセスポイントを効率的に利用できるため、移動通信分野において有用である。

Claims (7)

1. ユーザ端末であって、
   複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子をセルラ基地局から受信する受信部と、
   前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子を前記セルラ基地局から受信したことに応じて、前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントのいずれかと接続するための制御を実行する制御部と、を含み、
   前記制御部は、
   前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントのうちの無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に成功した場合に、接続成功を前記セルラ基地局に報告し、
   前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に失敗した場合に、接続失敗を前記セルラ基地局に報告することを特徴とするユーザ端末。
2. 前記受信部は、無線ＬＡＮにおける秘匿通信のために使用される秘匿キーに関する情報を、前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子と共に前記セルラ基地局から受信する請求項１に記載のユーザ端末。
3. ユーザ端末を制御するためのプロセッサであって、
   複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子をセルラ基地局から受信する処理と、
   前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子を前記セルラ基地局から受信したことに応じて、前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントのいずれかと接続するための制御を実行する処理と、
   前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントのうちの無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に成功した場合に、接続成功を前記セルラ基地局に報告する処理と、
   前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に失敗した場合に、接続失敗を前記セルラ基地局に報告する処理と、を実行するプロセッサ。
4. セルラ基地局であって、
   送信部と、
   受信部と、を備え、
   前記送信部は、ユーザ端末が接続先となり得る複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子を前記ユーザ端末へ送信し、
   前記受信部は、
   前記ユーザ端末が前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントのうちの無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に成功した場合に、接続成功の報告を前記ユーザ端末から受信し、
   前記ユーザ端末が前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に失敗した場合に、接続失敗の報告を前記ユーザ端末から受信する、セルラ基地局。
5. 前記送信部は、無線ＬＡＮにおける秘匿通信のために使用される秘匿キーに関する情報を、前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子と共に前記ユーザ端末へ送信する請求項４に記載のセルラ基地局。
6. セルラ基地局を制御するためのプロセッサであって、
   ユーザ端末が接続先となり得る複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子を前記ユーザ端末へ送信する処理と、
   前記ユーザ端末が前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントのうちの無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に成功した場合に、接続成功の報告を前記ユーザ端末から受信する処理と、
   前記ユーザ端末が前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に失敗した場合に、接続失敗の報告を前記ユーザ端末から受信する処理と、を実行するプロセッサ。
7. 移動通信システムであって、
   セルラ基地局が、ユーザ端末が接続先となり得る複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子を前記ユーザ端末へ送信し、
   前記ユーザ端末が、前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子を前記セルラ基地局から受信し、
   前記ユーザ端末が、前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントの識別子を前記セルラ基地局から受信したことに応じて、前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントのいずれかと接続するための制御を実行し、
   前記ユーザ端末が、前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントのうちの無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に成功した場合に、接続成功を前記セルラ基地局に報告し、
   前記ユーザ端末が、前記複数の無線ＬＡＮアクセスポイントへの接続に失敗した場合に、接続失敗を前記セルラ基地局に報告する移動通信システム。

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