JP6211856B2 - ユーザ端末、無線通信システム及び通信制御方法 - Google Patents

ユーザ端末、無線通信システム及び通信制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、ユーザ端末が複数の無線アクセスシステムに接続して通信可能な無線通信システムに関する。
従来、有線通信において、複数の接続を同時に利用することで、利用帯域幅を増加させるとともに、安定性を向上させる技術（リンクアグリゲーションとも呼ばれる）が開発されている。
例えば、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）のマルチリンクＰＰＰ（Point to Point Protocol）では、複数のＰＰＰ接続を同時に利用して、通信速度を向上させる（64kbps×2=128kbps）。また、チーミングでは、複数のＮＩＣ（Network Interface Card）を一つの仮想ＮＩＣとして動作させることで、利用帯域幅を増加させ、通信速度を向上させる。
また、図１では、複数のＩＳＰ（Internet Service Provider）を利用してユーザ端末とサーバ群との通信を行う。これにより、一方のＩＳＰの障害時にも他方のＩＳＰを介してインターネットに接続でき、耐障害性（冗長性）を向上できる。また、ＣＤＮ（Contents Delivery Network）では、大容量のコンテンツデータを分割し、それぞれ異なる経路で配信することで、負荷分散を図っている。
また、近年では、このようなリンクアグリゲーション技術を、無線通信においても適用することが検討されている（例えば、特許文献１）。具体的には、ユーザ端末が、複数の無線アクセスシステム（例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）／３Ｇ（3rd Generation）などのセルラシステム、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）（登録商標）などの無線ＬＡＮシステムなど）に接続して、当該複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うことが検討されている。
特開２０１３−１１５５９９号公報
しかしながら、無線接続は、有線接続と比較して、無線状態（受信電力、干渉電力など）、無線基地局に接続するユーザ端末数の変化が激しい。このため、ユーザ端末が複数の無線アクセスシステムに接続して通信を行う場合、無線接続の頻繁な切り替えや切断、無線接続の途中での帯域幅の低下などにより、ユーザ体感が悪化する恐れがある。また、かかる場合、ユーザ端末における消費電力の増大、ユーザ端末の発熱などにより、ユーザ体感が悪化する恐れもある。また、かかる場合、当該複数の無線アクセスシステム間でロードバランスを図ることが望まれる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数の無線システムアクセス間でのロードバランスを図るとともにユーザ体感を向上させながら、複数の無線アクセスシステムに接続して通信可能なユーザ端末、無線通信システム及び通信制御方法を提供することを目的とする。
本発明のユーザ端末は、複数の無線アクセスシステムを含む無線通信システムで用いられるユーザ端末であって、サーバに対する要求信号を生成する生成部と、前記複数の無線アクセスシステムに接続するか否かを判定する同時接続判定部と、前記複数の無線アクセスシステムに接続する場合、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うか否かを判定する同時利用判定部と、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行う場合、前記要求信号を前記複数の無線アクセスシステムに分配して前記サーバに送信する送信部と、を具備し、前記複数の無線アクセスシステムは、第１の無線通信システム及び第２の無線通信システムであり、前記送信部は、前記第１の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第１の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第１の無線通信システムのメトリックと、前記第２の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第２の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第２の無線通信システムのメトリックと、を比較し、前記比較の結果に基づいて、前記第１の無線通信システム又は前記第２の無線通信システムへ前記要求信号を分配することを特徴とする。
本発明の無線通信システムは、ユーザ端末が接続可能な複数の無線アクセスシステムを含む無線通信システムであって、前記ユーザ端末は、サーバに対する要求信号を生成する生成部と、前記複数の無線アクセスシステムに接続するか否かを判定する同時接続判定部と、前記複数の無線アクセスシステムに接続する場合、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うか否かを判定する同時利用判定部と、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行う場合、前記要求信号を前記複数の無線アクセスシステムに分配して前記サーバに送信する送信部と、を具備し、前記サーバは、前記要求信号を受信する受信部と、前記要求信号に対する応答信号を送信する第２送信部と、を具備し、前記複数の無線アクセスシステムは、第１の無線通信システム及び第２の無線通信システムであり、前記送信部は、前記第１の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第１の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第１の無線通信システムのメトリックと、前記第２の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第２の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第２の無線通信システムのメトリックと、を比較し、前記比較の結果に基づいて、前記第１の無線通信システム又は前記第２の無線通信システムへ前記要求信号を分配することを特徴とする。
本発明の通信制御方法は、複数の無線アクセスシステムを含む無線通信システムにおける通信制御方法であって、ユーザ端末において、サーバに対する要求信号を生成する工程と、前記複数の無線アクセスシステムに接続するか否かを判定する工程と、前記複数の無線アクセスシステムに接続する場合、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うか否かを判定する工程と、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行う場合、前記要求信号を前記複数の無線アクセスシステムに分配して前記サーバに送信する工程と、を有し、前記複数の無線アクセスシステムは、第１の無線通信システム及び第２の無線通信システムであり、前記ユーザ端末は、前記第１の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第１の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第１の無線通信システムのメトリックと、前記第２の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第２の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第２の無線通信システムのメトリックと、を比較し、前記比較の結果に基づいて、前記第１の無線通信システム又は前記第２の無線通信システムへ前記要求信号を分配することを特徴とする。
本発明によれば、複数の無線システムアクセス間でのロードバランスを図るとともにユーザ体感を向上させながら、ユーザ端末が複数の無線アクセスシステムに接続して通信できる。
リンクアグリゲーションを用いた通信システムの一例である。 本実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の構成図である。 本実施の形態に係る同時接続判定動作を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る単体利用判定動作を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る同時利用判定動作を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る分配動作を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る分配動作を示すフローチャートである。 変更例に係る各無線アクセスシステムの接続確立時間の説明図である。
上記の通り、ユーザ端末が複数の無線アクセスシステムに接続して通信を行う場合、無線接続の頻繁な切り替えや切断、無線接続の途中での帯域幅の低下などにより、ユーザ体感が悪化する恐れがある。このユーザ体感の悪化要因は、変化の激しい無線環境下でユーザ端末が無意味な電力消費動作をすることにある。そこで、本発明者らは、複数の無線アクセスシステムに接続するか否かを判定する同時接続判定と、当該複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うか否か判定する同時利用判定と、を行うことで、変化の激しい無線環境下でユーザ端末が無意味な電力消費動作をするのを防止することにより、ユーザ体感を向上させることを着想した。
具体的には、本発明では、ユーザ端末は、ユーザ端末の端末状態（例えば、ユーザ端末の表示画面のオン／オフ状態、ユーザ端末の温度、ユーザ端末の電池残量、ユーザ端末の在圏セルの識別情報、ユーザ端末の移動状態など）、現在時刻、現在日時などの少なくとも一つに基づいて、上記同時接続判定を行う。この同時接続判定によれば、ユーザ端末の端末状態が適切でない場合には複数の無線アクセスシステムに対する接続が行われないので、ユーザ体感を向上させることができる。
また、本発明では、ユーザ端末は、無線アクセスシステムの無線状態（例えば、各無線アクセスシステムで利用可能な帯域幅、各無線アクセスシステムにおける受信信号強度又は受信信号品質の変動幅、各無線アクセスシステムにおける接続セルの識別情報など）、要求信号のヘッダ情報、各無線アクセスシステムとの接続確立時間の少なくとも一つに基づいて、上記同時利用判定を行う。この同時利用判定によれば、ユーザ端末が複数の無線アクセスシステムに接続していても、無線状態が適切でない無線アクセスシステムを用いた通信は行われないので、ユーザ体感を向上させることができる。
また、本発明者らは、複数の無線アクセスシステムに同時接続して通信を行う場合に、サーバに対する要求信号を当該複数の無線アクセスシステムに分配することで、ロードバランス（負荷分散）を図ることを着想した。
具体的には、本発明では、ユーザ端末は、（１）アプリケーションで生成される一つの要求信号を異なるレンジ（範囲）指定の複数の要求信号に分割して複数の無線アクセスシステムに分配してもよいし、（２）アプリケーションで生成される複数の要求信号を複数の無線アクセスシステムに分配してもよいし、（３）一方の無線アクセスシステムに分配された要求信号を、他方の無線アクセスシステムに再分配してもよい。このような分配（再分配）によれば、要求信号を複数の無線アクセスシステムに適切に分配できるので、複数の無線アクセスシステム間のロードバランスを図ることができる。
なお、本発明において、無線通信システムが含む複数の無線アクセスシステムは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）／３Ｇ(3rd Generation)方式、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）方式などのセルラ方式、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ（Local Area Network）方式、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）（登録商標）方式、Bluetooth（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）、ＮＦＣ（Near Field Communication）などのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ)方式など、各種方式の少なくとも２つの無線アクセスシステムである。なお、ＰＡＮ方式は、テザリングを想定したアクセス形態である。
以下、本実施の形態について、詳細に説明する。本実施の形態では、一例として、ＬＴＥ／３Ｇ方式の無線アクセスシステム（以下、ＬＴＥ／３Ｇシステムという）及びＷｉ−Ｆｉ方式の無線アクセスシステム（以下、Ｗｉ−Ｆｉシステム）を含む無線通信システムを説明する。
図２、３を参照し、本実施の形態に係る無線通信システムの構成を説明する。
（無線通信システムの構成）
図２は、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図２に示すように、無線通信システム１は、ユーザ端末１０と、ＬＴＥ／３Ｇシステムを構成する無線基地局２０と、Ｗｉ−Ｆｉシステムを構成するアクセスポイント３０と、無線基地局２０又は／及びアクセスポイント３０を介してユーザ端末１０に接続されるインターネット４０と、インターネット４０に接続されるサーバ５０とを含む。
ユーザ端末（User Equipment）１０は、例えば、携帯電話端末、パソコン、タブレットなどの端末装置である。ユーザ端末１０は、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムそれぞれに対応する複数の通信部（ＲＦ（Radio Frequency）回路）を備え、無線基地局２０とアクセスポイント３０との双方に接続可能に構成される。
無線基地局２０は、ＬＴＥ／３Ｇシステムの無線基地局であり、ｅＮＢ（eＮodeB）などとも呼ばれる。アクセスポイント３０は、Ｗｉ−Ｆｉシステムの無線基地局である。なお、無線基地局２０及びアクセスポイント３０は、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）などのコアネットワーク（不図示）を介して、インターネット４０に接続されてもよい。具体的には、無線基地局２０及びアクセスポイント３０は、コアネットワーク（不図示）上のゲートウェイ装置（例えば、ＰＤＮ−ＧＷ：Packet Data Network-GateWay）に接続され、当該ゲートウェイ装置がインターネット４０に接続されてもよい。
サーバ５０は、例えば、Ｗｅｂサーバなどであり、ＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）など、の種々のプロコトルを用いて、インターネット４０を介して、ユーザ端末１０と通信する。具体的には、サーバ５０は、ユーザ端末１０からの要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエストなど）を受信する受信部と、当該ユーザ端末１０に対して応答信号（例えば、ＨＴＴＰレスポンスなど）を送信する送信部とを具備する。
なお、無線通信システム１において、ユーザ端末１０とインターネット４０を介して通信する装置は、サーバ５０に限られず、他のユーザ端末などであってもよい。また、無線通信システム１を構成する各装置は、プロセッサ、メモリ、ＲＦ（Radio Frequency）回路、アンテナ、ディスプレイ、ユーザインタフェースなどを含むハードウェアを有しており、メモリには、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールが記憶されている。各装置の構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。
（ユーザ端末の構成）
図３は、本実施の形態に係るユーザ端末の詳細構成図である。図３に示すように、ユーザ端末１０は、アプリケーション処理部１１、表示部１２、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４、通信制御部１５を具備する。
アプリケーション処理部１１は、例えば、Ｗｅｂブラウザやアプリケーションなどで構成され、サーバ５０に対する要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）を生成し、生成した要求信号を通信制御部１５に出力する。また、アプリケーション処理部１１は、通信制御部１５から出力される応答信号（例えば、ＨＴＴＰレスポンス）に基づいて、Ｗｅｂページなどを表示部１２に表示させる。
表示部１２は、例えば、ディスプレイや液晶画面などで構成され、アプリケーション処理部１１の制御により画面を表示する。また、表示部１２は、ユーザによるタッチ操作などによって、ユーザ指示を受け付けてもよい。
ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３は、ＬＴＥ／３Ｇ方式の信号の送受信処理（例えば、変調、復調、符号化、復号など）を行う。具体的には、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３は、サーバ５０に対する要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）を無線基地局２０に送信する。また、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３は、サーバ５０からの応答信号（例えば、ＨＴＴＰレスポンス）を無線基地局２０から受信する。
Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４は、Ｗｉ−Ｆｉ方式の信号の送受信処理（例えば、変調、復調、符号化、復号など）を行う。具体的には、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４は、サーバ５０に対する要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）をアクセスポイント３０に送信する。また、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４は、サーバ５０からの応答信号（例えば、ＨＴＴＰレスポンス）をアクセスポイント３０から受信する。
通信制御部１５は、例えば、アプリケーションソフトウェアやミドルウェアなどで構成され、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３及びＷｉ−Ｆｉ通信部１４による通信を制御する。具体的には、通信制御部１５は、ポリシー管理部１５１、端末状態取得部１５２、日時取得部１５３、無線状態取得部１５４、判定部１５５、接続制御部１５６、分配制御部１５７、結合制御部１５８を具備する。なお、判定部１５５は、本発明の同時接続判定部及び同時利用判定部を構成する。また、分配制御部１５７、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３及びＷｉ−Ｆｉ通信部１４は、本発明の送信部を構成する。
ポリシー管理部１５１は、ユーザ端末１０のポリシーを管理する。ここで、ポリシーとは、後述する判定部１５５や分配制御部１５７における判定条件を示す情報であり、例えば、混雑エリアのセルＩＤ（セルの識別情報）、同時接続が規制される時間帯（規制時刻）及び日時（規制日時）、各種閾値（例えば、受信信号強度、受信信号品質、温度、電池残量、帯域幅など）、ユーザ端末のモード情報（例えば、ユーザ体感向上モード）などが含まれてもよい。なお、ポリシーは、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３から入力されてもよいし、予めユーザ端末１０に記憶されていてもよい。
端末状態取得部１５２は、ユーザ端末１０の端末状態を取得して、判定部１５５に出力する。ここで、端末状態とは、表示部１２のオン／オフ状態、表示部１２のロック／ロック解除（Lock/Unlock）状態、ユーザ端末１０の温度（本体又は電池の温度を含む）、ユーザ端末１０の電池残量、ユーザ端末１０の在圏セルのセルＩＤ、ユーザ端末１０の移動状態、Ｗｉ−Ｆｉ通信のリンクスピードの少なくとも一つである。なお、ユーザ端末１０の移動状態は、加速度センサ（不図示）で取得される加速度情報によって示されてもよい。
日時取得部１５３は、現在時刻、現在日時などを取得して、判定部１５５に出力する。なお、日時取得部１５３は、省略されてもよい。
無線状態取得部１５４は、各無線アクセスシステムの無線状態を取得して、判定部１５５に出力する。ここで、無線状態とは、各無線アクセスシステムで利用可能な帯域幅、各無線アクセスシステムにおける受信信号強度（例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）など）や受信信号品質（例えば、ＳＩＮＲ（Signal−to−Interference plus Noise power Ratio）、ＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）など）、各無線アクセスシステムにおける接続セルのセルＩＤ（セルの識別情報）、前記要求信号のヘッダ情報の少なくとも一つである。
判定部１５５は、複数の無線アクセスシステム（ここでは、ＬＴＥ／３Ｇシステム、Ｗｉ−Ｆｉシステム）に接続するか否かを判定する。具体的には、判定部１５５は、表示部１２のオン／オフ状態、表示部１２のロック／ロック解除状態、ユーザ端末１０の温度、ユーザ端末１０の電池残量、ユーザ端末１０の在圏セルのセルＩＤ、現在時刻、現在日時の少なくとも一つに基づいて、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方に接続するか否かを判定する。かかる同時接続判定の詳細動作は、図４を参照して後述する。
判定部１５５は、複数の無線アクセスシステム（ここでは、ＬＴＥ／３Ｇシステム、Ｗｉ−Ｆｉシステム）に接続する場合に、当該複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うか否かを判定する。具体的には、判定部１５５は、各無線アクセスシステムで利用可能な帯域幅、各無線アクセスシステムにおける受信信号強度又は受信信号品質の変動幅、ユーザ端末１０の移動状態、各無線アクセスシステムにおける接続セルのセルＩＤ、アプリケーション処理部１１から入力された要求信号のヘッダ情報（例えば、ＨＴＴＰヘッダ）、各無線アクセスシステムとの接続確立時間の少なくとも一つに基づいて、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方を用いて通信を行うか否かを判定する。かかる同時利用判定の詳細動作は、図６を参照して後述する。
接続制御部１５６は、判定部１５５による判定結果に基づいて、ＬＴＥ／３Ｇシステム又は／及びＷｉ−Ｆｉシステムに対する接続処理を制御する。例えば、接続制御部１５６は、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３を介して、無線基地局２０との無線リンクの設定処理などを行う。また、接続制御部１５６は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４を介して、アクセスポイント３０との無線リンクの設定処理などを行う。
また、接続制御部１５６は、ＬＴＥ／３Ｇシステム又は／及びＦｉ−Ｆｉシステムとの接続確立時間を計算してもよい。ここで、接続確立時間とは、ユーザ端末１０とサーバ５０との間の接続の確立に要する時間である。接続確立時間は、例えば、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）のスリーウェイハンドシェイク（3-way handshake）において、ユーザ端末１０からＳＹＮパケットを送信してから、サーバ５０からのＳＹＮ−ＡＣＫパケットを受信するまでの時間（ＲＴＴ：Round Trip Time）であってもよい。なお、ＳＹＮパケットは、ユーザ端末１０からのサーバ５０に対する接続要求を意味する。また、ＳＹＮ−ＡＣＫパケットは、サーバ５０からのユーザ端末１０に対する接続許可を意味する。
分配制御部１５７は、判定部１５５による判定結果に基づいて、要求信号の分配処理を制御する。具体的には、分配制御部１５７は、判定部１５５によってＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方を用いて通信を行うと判定される場合、アプリケーション処理部１１から入力される要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）を、ＬＴＥ／３Ｇシステム（すなわち、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３）及びＷｉ−Ｆｉシステム（すなわち、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４）の双方に分配する。
具体的には、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１によって生成される一つの要求信号を異なるレンジ（範囲）指定の複数の要求信号に分割し、分割された複数の要求信号をＬＴＥ／３Ｇ通信部１３及びＷｉ−Ｆｉ通信部１４に出力してもよい。例えば、分配制御部１５７は、あるコンテンツ（例えば、Ｗｅｂページ）を要求する要求信号を、前半部分を指定する要求信号と後半部分を指定する要求信号とに分割し、前半部分を指定する要求信号をＬＴＥ／３Ｇ通信部１３に出力し、後半部分を指定する要求信号をＷｉ−Ｆｉ通信部１４に出力してもよい。このように、レンジ（範囲）指定とは、要求信号で要求するコンテンツの範囲を指定することをいう。
また、分配制御部１５７は、ラウンドロビン、各無線アクセスシステムで利用可能な帯域幅の比率、各要求信号で要求するファイルの属性、各要求信号を生成するアプリケーションの種別、各無線アクセスシステムとの接続確立時間の少なくとも一つに基づいて、アプリケーション処理部１１によって生成される複数の要求信号をＬＴＥ／３Ｇ通信部１３及びＷｉ−Ｆｉ通信部１４に出力してもよい。例えば、分配制御部１５７は、コンテンツ１を要求する要求信号をＬＴＥ／３Ｇ通信部１３に出力し、コンテンツ２を要求する要求信号をＷｉ−Ｆｉ通信部１４に出力してもよい。
また、分配制御部１５７は、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３及びＷｉ−Ｆｉ通信部１４のいずれか一方に分配された要求信号を送信してから該要求信号に対する応答信号を受信するまでの時間、当該一方の無線アクセスシステムの帯域幅、接続状態の少なくとも一つに基づいて、前記要求信号を他方の無線アクセスシステムに再分配してもよい。例えば、分配制御部１５７は、あるコンテンツを指定する要求信号をＷｉ−Ｆｉ通信部１４（又はＬＴＥ／３Ｇ通信部１３）に出力してから所定期間（例えば、５秒程度のタイムアウトよりも短い時間）経過後に、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３（又はＷｉ−Ｆｉ通信部１４）に出力してもよい。
また、分配制御部１５７は、判定部１５５によって、ＬＴＥ／３Ｇシステム又はＷｉ−Ｆｉシステムのいずれかを用いて通信を行うと判定される場合、アプリケーション処理部１１から入力される要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）を、ＬＴＥ／３Ｇシステム（すなわち、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３）又はＷｉ−Ｆｉシステム（すなわち、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４）のいずれかに分配する。
結合制御部１５８は、判定部１５５によってＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムを用いて通信を行うと判定される場合、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３及びＷｉ−Ｆｉ通信部１４から入力される複数の応答信号（例えば、コンテンツの前半部分を含むＨＴＴＰレスポンスと、コンテンツの後半部分を含むＨＴＴＰレスポンス）を結合して、アプリケーション処理部１１に出力する。
次に、図４−８を参照し、本実施の形態に係る無線通信システムの動作を説明する。なお、図４−８における各種パラメータと閾値との比較は、図示したものに限られない。
（接続判定動作）
図４は、本実施の形態に係るユーザ端末の接続判定動作を示すフローチャートである。なお、図４では、ユーザ端末１０は、セルラ接続状態であるものとする。ここで、セルラ接続状態とは、ユーザ端末１０がＬＴＥ／３Ｇシステムに接続している状態、すなわち、ユーザ端末１０とゲートウェイ装置（例えば、ＰＤＮ ＧＷ）との間でコネクション（例えば、ＰＤＮ（Packet Data Network）コネクション）が確立されている状態である。
図４に示すように、ユーザ端末１０のポリシー管理部１４１は、ポリシーを記憶しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。上述のように、ポリシーは、例えば、混雑エリアのセルＩＤ、規制時刻、各種閾値（例えば、受信信号強度、温度、電池残量、帯域幅など）などを含んでもよい。ポリシー管理部１４１は、ポリシーを記憶していない場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３を介して、ポリシーを取得する（ステップＳ１０２）。
ユーザ端末１０の判定部１５５は、表示部１２がオン状態又はロック解除（unlock）状態であるかを判定する（ステップＳ１０３）。表示部１２がオン状態又はロック解除状態である場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、判定部１５５は、ユーザ端末１０の温度が所定の閾値より高いか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、ユーザ端末１０の温度は、端末本体の温度であってもよいし、端末本体に搭載される電池の温度であってもよい。
ユーザ端末１０の温度が所定の閾値以下である場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、判定部１５５は、電池残量が所定の閾値よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ１０５）。電池残量が所定の閾値以上である場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、判定部１５５は、在圏セルのセルＩＤが特定のセルＩＤに含まれるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、特定のセルＩＤは、例えば、混雑エリアのセルＩＤである。
在圏セルのセルＩＤが特定のセルＩＤに含まれる場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、判定部１５５は、現在時刻が規制時刻に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、規制時刻は、例えば、１７時以降などの混雑する時間帯である。なお、ステップＳ１０７において、ユーザ端末１０は、現在日時が規制日時（例えば、平日の１７時以降など）に含まれるか否かを判定してもよい。
在圏セルのセルＩＤが特定のセルＩＤに含まれない場合（ステップＳ１０６；ＮＯ）、又は、在圏セルのセルＩＤが特定のセルＩＤに含まれるが（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）現在時刻が規制時刻に含まれない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、判定部１５５は、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方に接続する（同時接続モード）と判定する（ステップＳ１０８）。
ユーザ端末１０の温度が所定の閾値より高い場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、又は、ユーザ端末１０の電池残量が所定の閾値よりも少ない場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、又は、在圏セルのセルＩＤが特定のセルＩＤに含まれるとともに（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）現在時刻が規制時刻に含まれる場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、判定部１５５は、ＬＴＥ／３Ｇシステム又はＷｉ−Ｆｉシステムのいずれか一方に接続する（単体接続モード）と判定する（ステップＳ１０９）。
以上のように、ユーザ端末１０の判定部１５５は、ユーザ端末１０の端末状態に基づいて、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムに接続するか否かを判定するので、ユーザ端末１０の電池残量の低下や、発熱に伴うユーザ端末への悪影響（例えば、熱暴走、故障、寿命低下）を防止できる。この結果、ユーザ体感を向上させることができる。
（単体利用判定動作）
図５は、本実施の形態に係る単体利用判定動作を示すフローチャートである。図５では、図４のステップＳ１０９において判定部１５５が、ＬＴＥ／３Ｇシステム又はＷｉ−Ｆｉシステムのいずれか一方に接続する（単体接続モード）と判定するものとする。
図５に示すように、単体接続モードのユーザ端末１０の接続制御部１５６は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４を介して、Ｗｉ−Ｆｉスキャンを行う（ステップＳ２０１）。具体的には、接続制御部１５６は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４を介して所定の周波数帯域をスキャンする。
判定部１５５は、Ｗｉ−Ｆｉスキャン結果に基づいて、接続可能なアクセスポイント３０があるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、判定部１５５は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４によってアクセスポイント３０からのプローブ応答が受信される場合、接続可能なアクセスポイント３０があると判定する。
接続可能なアクセスポイント３０がある場合（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、接続制御部１５６は、当該アクセスポイント３０からの受信信号強度が所定の閾値より良いか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ここで、受信信号強度は、ＲＳＳＩなどによって示されてもよい。また、受信信号強度に代えて、受信信号品質（例えば、ＳＩＮＲ、ＳＮＲなど）が用いられてもよい。
アクセスポイント３０からの受信信号強度が所定の閾値よりも良い場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、接続制御部１５６は、Ｗｉ−Ｆｉシステムに対する接続処理を行う（ステップＳ２０４）。例えば、接続制御部１５６は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４を介して、アクセスポイント３０に接続要求（Association Request）を送信したり、アクセスポイント３０から応答（Association Response）を受信したりしてもよい。
Ｗｉ−Ｆｉシステムに対する接続処理が完了すると、ＬＴＥ／３Ｇシステムを用いずに、Ｗｉ−Ｆｉシステム経由で通信が行われる（ステップＳ２０５）。例えば、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１から入力される要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）を、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４に出力する（ステップＳ２０５）。なお、ステップＳ２０５において、ＬＴＥ／３Ｇシステムに対する接続は中止されてもよい。
一方、接続可能なアクセスポイント３０がない場合（ステップＳ２０２；ＮＯ）、又は、アクセスポイント３０からの受信信号強度が所定の閾値以下である場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）、Ｗｉ−Ｆｉシステムに対する接続処理を行わずに、ＬＴＥ／３Ｇシステム経由で通信が行われる（ステップＳ２０６）。例えば、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１から入力される要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）を、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３に出力する。
以上のように、単体接続モードの場合、無線状態などに基づいてＬＴＥ／３Ｇシステム又はＷｉ−Ｆｉシステムのいずれを経由して通信を行うか否かが選択される。このため、無線接続の切断や帯域幅の低下が起こる無線アクセスシステムで通信が行われるのを防止でき、ユーザ体感を向上させることができる。
（同時利用判定動作）
図６は、本実施の形態に係る同時利用判定動作を示すフローチャートである。図６では、図４のステップＳ１０８において判定部１５５が、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方に接続する（同時接続モード）と判定するものとする。
図６に示すように、単体接続モードのユーザ端末１０の接続制御部１５６は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４を介して、Ｗｉ−Ｆｉスキャンを行う（ステップＳ３０１）。接続制御部１５６は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４によるＷｉ−Ｆｉスキャン結果に基づいて、接続可能なアクセスポイント３０があるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。
接続可能なアクセスポイント３０がない場合（ステップＳ３０２；ＮＯ）、Ｗｉ−Ｆｉシステムに対する接続処理を行わずに、ＬＴＥ／３Ｇシステム経由で通信が行われる（ステップＳ３０３）。接続可能なアクセスポイント３０がある場合（ステップＳ３０２；ＹＥＳ）、接続制御部１５６は、Ｗｉ−Ｆｉシステムに対する接続処理を行う（ステップＳ３０４）。なお、ステップＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０４の詳細は、図５のステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０４と同様であるため、説明を省略する。
Ｗｉ−Ｆｉシステムに対する接続処理が完了すると、判定部１５５は、ポリシー管理部１５１で管理されるポリシーがユーザ体感向上モードを示すか否かを判定する（ステップＳ３０５）。ここで、ユーザ体感向上モードとは、移動中等Ｗｉ−Ｆｉの通信状態変化が大きいと想定される状況において、Ｗｉ−Ｆｉの通信状態悪化に伴うタイムアウト発生等によるユーザ体感悪化を未然に防止するモードである。なお、判定部１５５は、ポリシーの代わりに、ユーザ端末のＵＩに基づいてユーザ端末１０がユーザ体感向上モードであるか否かを判定してもよい。
ポリシーがユーザ体感向上モードである場合（ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、ユーザ端末１０の移動状態が移動中であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ここで、ユーザ端末１０の移動状態は、端末状態取得部１５２によって加速度センサ（不図示）で取得される加速度情報によって示されてもよい。また、ユーザ端末１０の移動状態は、無線基地局２０又はアクセスポイント３０からの受信信号強度又は受信信号品質の変動幅に基づいて、推定されてもよい。
ここで、受信信号強度又は受信信号品質の変動幅（変動量）に基づく移動状態の判定方法について詳述する。例えば、判定部１５５は、下記式（１）で算出されるｆが所定の閾値より小さい場合、移動中でないと判定し、ｆが所定の閾値以上である場合、移動中であると判定してもよい。
Figure 0006211856
 なお、式（１）において、Ｔは、例えば、３０−６０秒程度の時間又はサンプル数である。また、Ｐ（ｔ）は、測定タイミングｔにおける受信信号強度（例えば、ＲＳＳＩなど）又は受信信号品質（例えば、ＳＩＮＲ、ＳＮＲなど）である。ｆは、前回の測定タイミングｔ−１と今回の測定タイミングｔとの受信信号強度又は受信信号品質の変動量（ここでは、差）の絶対値を、時間Ｔだけ加算した値である。
ポリシーがユーザ体感向上モードでない場合（ステップＳ３０５；ＮＯ）、又は、ユーザ端末１０の移動状態が移動中でない場合（ステップＳ３０６；ＮＯ）、判定部１５５は、無線基地局２０又はアクセスポイント３０からの受信信号強度の変動幅が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ここで、受信信号強度の変動幅は、ＲＳＳＩなどの所定期間における変動値である。なお、当該変動幅は、２時点間における受信信号強度の変動幅であってもよいし、一定時間（例えば、一分程度）における受信信号強度の変化量（絶対値）の加算値であってもよい。また、受信信号強度に代えて、受信信号品質（例えば、ＳＩＮＲ、ＳＮＲなど）が用いられてもよい。
ユーザ端末１０の移動状態が移動中である場合（ステップＳ３０６；ＹＥＳ）、又は、アクセスポイント３０からの受信信号強度の変動幅が所定の閾値よりも大きい場合（ステップＳ３０７；ＹＥＳ）、判定部１５５は、Ｗｉ−Ｆｉシステム経由で通信を行わずに、ＬＴＥ／３Ｇシステム経由で通信を行うと判定する（ステップＳ３０８）。この場合、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１から入力される要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）を、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３に出力する。
このように、ステップＳ３０６では、ユーザ端末１０は、ＬＴＥ／３ＧシステムとＷｉ−Ｆｉシステムとの双方に接続していても、ＬＴＥ／３Ｇシステムだけで通信が行われる。これにより、ユーザ端末１０が移動中である場合や、アクセスポイント３０からの安定的な受信信号強度を確保できない場合に、ＬＴＥ／３ＧシステムとＷｉ−Ｆｉシステムとの双方を用いることがなく、ユーザ体感を向上させることができる。
アクセスポイント３０からの受信信号強度の変動幅が所定の閾値以下である場合（ステップＳ３０７；ＮＯ）、判定部１５５は、ユーザ端末１０によって検出されたアクセスポイント３０の識別情報が特定のアクセスポイント３０の識別情報に含まれるか否かを判定する（ステップＳ３０９）。ここで、アクセスポイント３０の識別情報は、例えば、ＳＳＩＤ（Service Set Identifier）、ＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）などである。特定のアクセスポイント３０は、例えば、自宅や会社に設置されるアクセスポイント３０である。
アクセスポイント３０の識別情報が特定のアクセスポイント３０の識別情報に含まれない場合（ステップＳ３０９；ＹＥＳ）、判定部１５５は、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方を用いて通信を行うと判定する（同時利用１）（ステップＳ３１０）。
アクセスポイント３０の識別情報が特定のアクセスポイント３０の識別情報に含まれる場合（ステップＳ３０９；ＹＥＳ）、判定部１５５は、Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅が閾値２以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１１）。ここで、閾値２は、Ｗｉ−Ｆｉシステム単体で通信するのに十分な帯域幅であるか否かを示す閾値であり、後述する閾値１よりも大きい。
Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅が閾値２以上である場合（ステップＳ３１１；ＹＥＳ）、判定部１５５は、ＬＴＥ／３Ｇシステム経由で通信を行わずに、Ｗｉ−Ｆｉシステム経由で通信を行うと判定する（ステップＳ３１２）。このように、ステップＳ３１２では、ユーザ端末１０は、ＬＴＥ／３ＧシステムとＷｉ−Ｆｉシステムとの双方に接続していても、Ｗｉ−Ｆｉシステムだけで通信を行う。これにより、Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅がＷｉ−Ｆｉシステム単体で通信するのに十分な帯域幅である場合、Ｗｉ−Ｆｉシステムへのオフロードを図ることができる。
Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅が閾値２未満である場合（ステップＳ３１１；ＮＯ）、判定部１５５は、主にＬＴＥ／３Ｇシステムを経由して通信を行い、特定の通信を行う場合にＷｉ−Ｆｉシステムを経由して通信を行うと判定する（同時利用２）（ステップＳ３１３）。ここで、特定の通信とは、例えば、会社に設置されたアクセスポイント３０を介して会社のリソースにアクセスする場合や、自宅に設置されたアクセスポイント３０を介してビデオの録画映像を取得する場合などである。
（分配動作）
次に、図７及び８を参照し、ユーザ端末１０がＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方を用いて通信を行う場合（図６のステップＳ３１０）における要求信号の分配動作を詳述する。なお、以下では、要求信号がＨＴＴＰリクエストである場合の分配動作を説明するが、本分配動作は、ＦＴＰ、ＲＴＰなどＨＴＴＰ以外の各種プロトコルにも適用可能である。
図７は、本実施の形態に係る同時利用時の分配動作を示すフローチャートである。図７に示すように、アプリケーション処理部１１で生成される要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）を受信すると、分配制御部１５７は、Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅が閾値１以上であるか否かを判定する（ステップＳ４００）。ここで、Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅とは、Ｗｉ−Ｆｉシステムにおいてユーザ端末１０が利用可能な帯域幅である。また、閾値１は、Ｗｉ−Ｆｉシステムにおいて最低限通信可能な帯域幅を示す閾値であり、上述の閾値２よりも小さい。
なお、Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４又は端末状態取得部１５２から取得されるＷｉ−Ｆｉ通信のリンクスピードに基づいて推定されてもよい。また、Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅は、アクセスポイント３０からの受信信号強度（例えば、ＲＳＳＩなど）又は受信信号品質（例えば、ＳＩＮＲなど）に基づいて推定されてもよい。また、Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅は、直近の実測値に基づいて推定されてもよい。また、Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅は、ＰｉｎｇなどのテストパケットのＲＴＴ（Round Trip Time）に基づいて推定されてもよい。
Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅が閾値１未満である場合（ステップＳ４００；ＮＯ）、分配制御部１５７は、Ｗｉ−Ｆｉシステム経由で通信を行わずに、ＬＴＥ／３Ｇシステム経由で通信を行うと判定する（ステップＳ４０５）。この場合、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１から入力される要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）を、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３に出力する。
Ｗｉ−Ｆｉ帯域幅が閾値１以上である場合（ステップＳ４００；ＹＥＳ）、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１で生成される要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）のヘッダにＲＡＴ（Radio Access Technology）指定が含まれるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ここで、ＲＡＴ指定とは、要求信号の送信に用いる無線アクセスシステムを指定するヘッダ情報である。
要求信号のヘッダにおいてＲＡＴ指定がある場合（ステップＳ４０１；ＹＥＳ）、分配制御部１５７は、ＲＡＴ指定が”自動”であるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。ＲＡＴ指定が”自動”でない場合（ステップＳ４０２；ＮＯ）、分配制御部１５７は、ＲＡＴ指定がセルラシステム（例えば、ＬＴＥ／３Ｇシステム）であるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。
ＲＡＴ指定がセルラシステムでない場合（ステップＳ４０３；ＮＯ）、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１で生成された要求信号をＷｉ−Ｆｉシステムを用いて送信することを決定する（ステップＳ４０４）。この場合、要求信号は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部１４に出力されて、アクセスポイント３０を経由して、サーバ５０に送信される。
ＲＡＴ指定がセルラシステムである場合（ステップＳ４０３；ＹＥＳ）、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１で生成された要求信号を、ＬＴＥ−３Ｇシステムを用いて送信することを決定する（ステップＳ４０５）。この場合、要求信号は、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３に出力されて、無線基地局２０を経由して、サーバ５０に送信される。
要求信号のヘッダにおいてＲＡＴ指定がない場合（ステップＳ４０１；ＮＯ）、又は、要求信号のヘッダにおけるＲＡＴ指定が“自動”である場合（ステップＳ４０２；ＹＥＳ）、分配制御部１５７は、レンジ分割に適合するか否かを判定する（ステップＳ４０６）。ここで、レンジ分割とは、あるコンテンツを、レンジ（範囲）を指定して要求することをいう。図８を参照し、レンジ分割の適合判定動作を詳述する。
図８は、本実施の形態に係るレンジ分割の適合判定動作を示すフローチャートである。図８に示すように、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１から受信した要求信号の要求ＵＲＩ（例えば、ＨＴＴＰリクエストのリクエストＵＲＩ）に特定の拡張子が含まれるか否かを判定する（ステップＳ５０１）。ここで、要求ＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）とは、要求信号によって要求されるコンテンツの識別情報である。また、特定の拡張子とは、例えば、ｚｉｐ、ｍｐ４、ａｐｋなど、レンジ分割に適したファイルの拡張子である。
要求信号の要求ＵＲＩに特定の拡張子が含まれる場合（ステップＳ５０１；ＹＥＳ）、分配制御部１５７は、ＨＥＡＤメソッドが指定された要求信号（以下、制御用要求信号という）をサーバ５０に送信させ、当該ＨＥＡＤリクエストに応じてサーバ５０から受信されたＨＴＴＰレスポンスを取得する（ステップＳ５０２）。
ここで、制御用要求信号とは、ペイロードを含まない応答信号を要求する要求信号（例えば、ＨＥＡＤメソッドのＨＴＴＰリクエスト）である。この制御用要求信号は、応答信号（例えば、ＨＴＴＰレスポンス）に含まれるヘッダによって、サーバ５０の情報（例えば、後述するレンジ指定の対応有無）を取得するために送信される。なお、制御用要求信号は、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３又はＷｉ−Ｆｉ通信部１４のいずれを介してサーバ５０に送信されてもよい。
分配制御部１５７は、サーバ５０がレンジ分割（レンジ指定）に対応するか否かを判定する（ステップＳ５０３）。例えば、分配制御部１５７は、ステップＳ５０２で取得されたＨＴＴＰレスポンスのAccept-Rangesフィールドに基づいて、サーバ５０がレンジ分割に対応するか否かを判定してもよい。
サーバ５０がレンジ分割に対応する場合（ステップＳ５０３；ＹＥＳ）、分配制御部１５７は、上記要求ＵＲＩで識別されるコンテンツのサイズ（Content-Length）が所定の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ５０４）。例えば、分配制御部１５７は、ステップＳ５０２で取得されたＨＴＴＰレスポンスのContent-Lengthフィールドに基づいて、上記リソースのサイズが所定の閾値より大きいか否かを判定してもよい。
上記要求ＵＲＩで識別されるコンテンツのサイズが所定の閾値より大きい場合（ステップＳ５０４；ＹＥＳ）、分配制御部１５７は、レンジ分割に適合すると判定する（ステップＳ５０５）。
一方、要求ＵＲＩに特定の拡張子を含まない場合（ステップＳ５０１；ＮＯ）、又は、サーバ５０がレンジ分割に対応しない場合（ステップＳ５０３；ＮＯ）、又は、上記要求ＵＲＩで識別されるコンテンツのサイズが所定の閾値以下である場合（ステップＳ５０４；ＮＯ）、分配制御部１５７は、レンジ分割に適合しないと判定する（ステップＳ５０６）。
以上のように、図７のステップＳ４０６において、分配制御部１５７は、レンジ分割に適合するか否かを判定する。なお、分配制御部１５７は、アプリケーションの種別に応じて、レンジ分割に適合するか否かを判定してもよい。例えば、分配制御部１５７は、ソフトウェア更新を要求する要求信号の場合、レンジ分割に適合すると判定してもよい。
レンジ分割に適合する場合（ステップＳ４０６；ＹＥＳ）、分割ダウンロードが行われる（ステップＳ４０７）。具体的には、分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１で生成される１つの要求信号（例えば、ＧＥＴメソッドのＨＴＴＰリクエスト）を異なるレンジ指定の複数の要求信号に分割し、分割された複数の要求信号をＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムに分配して送信する。なお、当該複数の要求信号に対応する複数の応答信号は、結合制御部１５８で結合されて、アプリケーション処理部１１に出力される。
一方、レンジ分割に適合しない場合（ステップＳ４０６；ＮＯ）、分配制御部１５７は、ラウンドロビン、各無線アクセスシステムで利用可能な帯域幅の比率、各要求信号で要求するファイルの属性、各要求信号を生成するアプリケーションの種別の少なくとも一つに基づいて、アプリケーション処理部１１によって生成される複数の要求信号をＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムに分配して送信する（ステップＳ４０８）。
例えば、分配制御部１５７は、サイズが相対的に大きいコンテンツ（例えば、画像や動画など）を要求する要求信号をＷｉ−Ｆｉシステムに分配し、サイズが相対的に小さいコンテンツ（例えば、テキスト）を要求する要求信号をＬＴＥ／３Ｇシステムに分配してもよい。また、分配制御部１５７は、通話アプリなどペイロードが相対的に小さい要求信号をＬＴＥ／３Ｇシステムに分配し、クラウドとの同期アプリなどペイロードが相対的に大きい要求信号をＷｉ−Ｆｉシステムに分配してもよい。
また、分配制御部１５７は、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３及びＷｉ−Ｆｉ通信部１４のいずれか一方に分配された要求信号を送信してから該要求信号に対する応答信号を受信するまでの時間、当該一方の無線アクセスシステムの帯域幅、接続状態の少なくとも一つに基づいて、前記要求信号を他方の無線アクセスシステムに再分配してもよい。例えば、分配制御部１５７は、あるコンテンツを指定する要求信号をＷｉ−Ｆｉ通信部１４（又はＬＴＥ／３Ｇ通信部１３）に出力してから所定期間（例えば、５秒程度のタイムアウトよりも短い時間）経過後に、ＬＴＥ／３Ｇ通信部１３（又はＷｉ−Ｆｉ通信部１４）に出力してもよい。
以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、判定部１５５がＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方に接続するか否かを判定する（同時接続判定）ことにより、ユーザ端末の端末状態が適切でない場合には複数の無線アクセスシステムに対する接続が行われないので、ユーザ体感を向上させることができる。
また、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、判定部１５５がＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方を用いて通信を行うか否かを判定することにより、ユーザ端末が複数の無線アクセスシステムに接続していても、無線状態が適切でない無線アクセスシステムを用いた通信は行われないので、ユーザ体感を向上させることができる。
また、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方に接続して通信を行う場合に、サーバ５０に対する要求信号が当該複数の無線アクセスシステムに分配されるので、ロードバランスを図ることができる。
（変更例）
図９を参照し、本実施の形態に係るユーザ端末の動作の変更例を説明する。変更例では、図７のステップＳ４０８において、ユーザ端末１０の分配制御部１５７は、ラウンドロビン、各無線アクセスシステムで利用可能な帯域幅の比率、各要求信号で要求するファイルの属性、各要求信号を生成するアプリケーションの種別の少なくとも一つに加えて又は代えて、各無線アクセスシステムとの接続確立時間に基づいて、アプリケーション処理部１１によって生成される複数の要求信号をＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムに分配して送信する。
図９は、変更例に係るユーザ端末１０の接続確立時間の取得動作の説明図である。なお、図９では、ユーザ端末１０とサーバ５０の接続がＴＣＰを用いて確立される場合を説明するが、ＴＣＰ以外のプロトコルを用いて接続が確立されてもよい。
図９Ａに示すように、ユーザ端末１０は、ＬＴＥ／３Ｇシステム又はＷｉ−Ｆｉシステムを経由して、サーバ５０に対して、ＳＹＮパケット（接続要求）を送信する（ステップＳ６０１）。上述のように、ＳＹＮパケットは、サーバ５０に対する接続要求を意味する。ユーザ端末１０は、ＳＹＮパケットに応じてサーバ５０から送信されるＳＹＮ−ＡＣＫパケット（接続許可）を、ＬＴＥ／３Ｇシステム又はＷｉ−Ｆｉシステムを経由して受信する（ステップＳ６０２）。ユーザ端末１０は、サーバ５０からのＳＹＮ−ＡＣＫパケットに応じて、ＡＣＫパケットをＬＴＥ／３システム又はＷｉ−Ｆｉシステムを経由してサーバ５０に送信する（ステップＳ６０３）。
図９Ａにおいて、接続確立時間とは、ステップＳ６０１においてユーザ端末１０がＳＹＮパケットをＬＴＥ／３Ｇシステム又はＷｉ−Ｆｉシステム経由で送信してから、ステップＳ６０３においてユーザ端末１０がＬＴＥ／３Ｇシステム又はＷｉ−Ｆｉシステム経由でＳＹＮ−ＡＣＫパケットを受信するまでの時間であり、ＲＴＴ（Round Trip Time）とも呼ばれる。
ユーザ端末１０の接続制御部１５６は、無線アクセスシステム毎に所定数（例えば、１０−３０）のＲＴＴを保持しておく。例えば、図９Ｂでは、接続制御部１５６は、ＲＴＴＣｅｌｌと、ＲＴＴＷｉ−Ｆｉとを保持する。ＲＴＴＣｅｌｌは、ＬＴＥ／３Ｇシステム経由の直近の所定数（例えば、１０−３０個）のＲＴＴである。また、ＲＴＴＷｉＦｉは、Ｗｉ−Ｆｉシステム経由の直近の所定数（例えば、１０−３０個）のＲＴＴである。
分配制御部１５７は、アプリケーション処理部１１から要求信号（例えば、ＨＴＴＰリクエスト）が入力されると、無線アクセスシステム毎にＲＴＴの移動平均値を算出する。具体的には、分配制御部１５７は、ＬＴＥ／３ＧシステムのＲＴＴの移動平均値（すなわち、ＲＴＴＣｅｌｌの平均値）と、Ｗｉ−ＦｉシステムのＲＴＴの移動平均値（すなわち、ＲＴＴＷｉ−Ｆｉの平均値）と、を算出する。
例えば、ＬＴＥ／３ＧシステムのＲＴＴの移動平均値は下記式（２）で算出され、Ｗｉ−ＦｉシステムのＲＴＴの移動平均値は下記式（３）で算出されてもよい。
Figure 0006211856
 式（２）（３）において、ｘは、平均値が算出されるＲＴＴの数（例えば、１０−３０個）である。なお、ｘは、Ｔ＜ｘの場合、ｘ＝Ｔとする。また、Ｔは、サーバ５０に対する接続回数であり、図９ＡのＲＴＴを記録する毎に、Ｔは１加算される。なお、Ｔは、サーバ５０に対するアクセスが所定期間ない場合、初期化されてもよい。
また、分配制御部１５７は、各無線アクセスシステムのＲＴＴの移動平均値に基づいて選択される無線アクセスシステムに、アプリケーション処理部１１から入力された要求信号を分配する。具体的には、分配制御部１５７は、ＬＴＥ／３ＧシステムのＲＴＴの移動平均値及びＷｉ−ＦｉシステムのＲＴＴの移動平均値の比率に基づいて、ＬＴＥ／３ＧシステムのメトリックＭＣｅｌｌと、Ｗｉ−ＦｉシステムのメトリックＭＷｉ−Ｆｉと、を算出し、算出結果に基づいて、ＬＴＥ／３Ｇシステム又はＷｉ−Ｆｉシステムのいずれかに、アプリケーション処理部１１から入力された要求信号を分配して送信する。
例えば、ＬＴＥ／３ＧシステムのメトリックＭＣｅｌｌは下記式（４）で算出され、Ｗｉ−ＦｉシステムのメトリックＭＷｉ−Ｆｉは下記式（５）で算出されてもよい。
Figure 0006211856
 式（４）において、ＮＣｅｌｌは、ＬＴＥ／３Ｇシステムにおける現在の接続数（アクティブな接続数）である。また、ｋＣｅｌｌは、補正係数であり、ＬＴＥ／３Ｇシステムの電波状態が悪化しているなどＬＴＥ／３Ｇシステムに要求信号を分配すると支障がある場合などに、０＜ｋｃｅｌｌの値を代入する。また、式（５）において、ＮＷｉ−Ｆｉは、Ｗｉ−Ｆｉシステムにおける現在の接続数（アクティブな接続数）である。また、ｋＷｉ−Ｆｉは、補正係数であり、Ｗｉ−Ｆｉシステムの電波状態が悪化しているなどＷｉ−Ｆｉシステムに要求信号を分配すると支障がある場合などに、０＜ｋＷｉ−Ｆｉの値を代入する。なお、ＮＣｅｌｌ、ＮＷｉ−Ｆｉは、それぞれ、各無線アクセスシステムにおける直近一定期間内の接続カウント数であってもよい。
或いは、ＬＴＥ／３ＧシステムのメトリックＭＣｅｌｌは上記式（４）の代わりに下記式（４）’で算出されもよい。また、Ｗｉ−ＦｉシステムのメトリックＭＷｉ−Ｆｉは、上記式（５）の代わりに、下記式（５）’で算出されてもよい。
Figure 0006211856
 式（４）’において、ＮＣｅｌｌは、ＬＴＥ／３Ｇシステムにおける現在の接続数（アクティブな接続数）である。また、ｋＣｅｌｌは、補正係数であり、ＬＴＥ／３Ｇシステムの電波状態が悪化しているなどＬＴＥ／３Ｇシステムに要求信号を分配すると支障がある場合などに、０＜ｋｃｅｌｌの値を代入する。また、式（５）’において、ＮＷｉ−Ｆｉは、Ｗｉ−Ｆｉシステムにおける現在の接続数（アクティブな接続数）である。また、ｋＷｉ−Ｆｉは、補正係数であり、Ｗｉ−Ｆｉシステムの電波状態が悪化しているなどＷｉ−Ｆｉシステムに要求信号を分配すると支障がある場合などに、０＜ｋＷｉ−Ｆｉの値を代入する。なお、ＮＣｅｌｌ、ＮＷｉ−Ｆｉは、それぞれ、各無線アクセスシステムにおける直近一定期間内の接続カウント数であってもよい。
分配制御部１５７は、ＬＴＥ／３ＧシステムのメトリックＭＣｅｌｌと、Ｗｉ−ＦｉシステムのメトリックＭＷｉ−Ｆｉとの比較結果に基づいて、要求信号が分配される無線アクセスシステムを選択する。要求信号が分配される無線アクセスシステムは、例えば、下記式（６）により選択されてもよい。
Figure 0006211856
 なお、式（６）では、ＬＴＥ／３ＧシステムのメトリックＭＣｅｌｌがＷｉ−ＦｉシステムのメトリックＭＷｉ−Ｆｉより小さい場合に、ＬＴＥ／３Ｇシステムが選択されるが、これに限られない。ＬＴＥ／３ＧシステムのメトリックＭＣｅｌｌがＷｉ−ＦｉシステムのメトリックＭＷｉ−Ｆｉ以下である場合に、ＬＴＥ／３Ｇシステムが選択されてもよい。この場合、ＬＴＥ／３Ｇシステムが、Ｗｉ−Ｆｉシステムよりも優先して選択される。
上述のように、変更例では、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方を同時利用する場合、分配制御部１５７が、各無線アクセスシステムとの接続確立時間に基づいて、要求信号を各無線アクセスシステムに分配する。このため、図９に示すように、Ｗｉ−Ｆｉシステム（バックホール回線）が混雑している場合に、Ｗｉ−Ｆｉシステムだけを利用する場合と比較して、Ｗｉ−ＦｉシステムとＬＴＥ／３Ｇシステムとを同時利用する場合に、上記表示時間を短縮できる。このように、変更例では、ＬＴＥ／３Ｇシステム及びＷｉ−Ｆｉシステムの双方を同時利用する場合に、表示時間を短縮しながら、無線アクセスシステム間でロードバランスをより適切に図ることができる。
なお、各無線アクセスシステムとの接続確立時間は、図６で説明した同時利用判定動作で用いられてもよい。例えば、図６のステップＳ３１１におけるＷｉ−Ｆｉ帯域幅に加えて又は代えて、上記接続確立時間に基づいて、ＬＴＥ／３ＧシステムとＷｉ−Ｆｉシステムとの同時利用を行うかを決定してもよい。また、各無線アクセスシステムとの接続確立時間は、図７のステップＳ４００におけるＷｉ−Ｆｉ帯域幅に加えて又は代えて、用いられてもよい。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
１…無線通信システム
１０…ユーザ端末
２０…無線基地局
３０…アクセスポイント
４０…インターネット
５０…サーバ
１１…アプリケーション処理部
１２…表示部
１３…ＬＴＥ／３Ｇ通信部
１４…Ｗｉ−Ｆｉ通信部
１５…通信制御部
１５１…ポリシー管理部
１５２…端末状態取得部
１５３…日時取得部
１５４…無線状態取得部
１５５…判定部
１５６…接続制御部
１５７…分配制御部
１５８…結合制御部

Claims (9)

  1. 複数の無線アクセスシステムを含む無線通信システムで用いられるユーザ端末であって、
    サーバに対する要求信号を生成する生成部と、
    前記複数の無線アクセスシステムに接続するか否かを判定する同時接続判定部と、
    前記複数の無線アクセスシステムに接続する場合、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うか否かを判定する同時利用判定部と、
    前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行う場合、前記要求信号を前記複数の無線アクセスシステムに分配して前記サーバに送信する送信部と、を具備し、
    前記複数の無線アクセスシステムは、第１の無線通信システム及び第２の無線通信システムであり、
    前記送信部は、前記第１の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第１の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第１の無線通信システムのメトリックと、前記第２の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第２の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第２の無線通信システムのメトリックと、を比較し、前記比較の結果に基づいて、前記第１の無線通信システム又は前記第２の無線通信システムへ前記要求信号を分配することを特徴とするユーザ端末。
  2. 前記同時接続判定部は、前記ユーザ端末の表示画面のオン／オフ状態、前記ユーザ端末の温度、前記ユーザ端末の電池残量、前記ユーザ端末の在圏セルの識別情報、現在時刻、現在日時の少なくとも一つに基づいて、前記複数の無線アクセスシステムに接続するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  3. 前記同時利用判定部は、各無線アクセスシステムで利用可能な帯域幅、各無線アクセスシステムにおける受信信号強度又は受信信号品質の変動幅、前記ユーザ端末の移動状態、各無線アクセスシステムにおける接続セルの識別情報、前記要求信号のヘッダ情報、各無線アクセスシステムとの接続確立時間の少なくとも一つに基づいて、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うか否かを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のユーザ端末。
  4. 前記送信部は、前記生成部によって生成される一つの要求信号を異なるレンジ指定の複数の要求信号に分割し、分割された前記複数の要求信号を前記複数の無線アクセスシステムに分配することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のユーザ端末。
  5. 前記第１の無線通信システムのメトリックが前記第２の無線通信システムのメトリックよりも小さい場合、前記送信部は、前記第１の無線通信システムへ前記要求信号を分配することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のユーザ端末。
  6. 前記送信部は、一方の無線アクセスシステムに分配された要求信号を送信してから該要求信号に対する応答信号を受信するまでの時間、前記一方の無線アクセスシステムの帯域幅、前記一方の無線アクセスシステムとの間の接続状態の少なくとも一つに基づいて、前記要求信号を他方の無線アクセスシステムに再分配することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のユーザ端末。
  7. 前記複数の無線アクセスシステムは、セルラ方式の無線アクセスシステム、無線ＬＡＮ方式の無線アクセスシステム、パーソナルエリアネットワーク方式の無線アクセスシステムを含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のユーザ端末。
  8. ユーザ端末が接続可能な複数の無線アクセスシステムを含む無線通信システムであって、
    前記ユーザ端末は、サーバに対する要求信号を生成する生成部と、前記複数の無線アクセスシステムに接続するか否かを判定する同時接続判定部と、前記複数の無線アクセスシステムに接続する場合、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うか否かを判定する同時利用判定部と、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行う場合、前記要求信号を前記複数の無線アクセスシステムに分配して前記サーバに送信する送信部と、を具備し、
    前記サーバは、前記要求信号を受信する受信部と、前記要求信号に対する応答信号を送信する第２送信部と、を具備し、
    前記複数の無線アクセスシステムは、第１の無線通信システム及び第２の無線通信システムであり、
    前記送信部は、前記第１の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第１の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第１の無線通信システムのメトリックと、前記第２の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第２の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第２の無線通信システムのメトリックと、を比較し、前記比較の結果に基づいて、前記第１の無線通信システム又は前記第２の無線通信システムへ前記要求信号を分配することを特徴とする無線通信システム。
  9. 複数の無線アクセスシステムを含む無線通信システムにおける通信制御方法であって、
    ユーザ端末において、
    サーバに対する要求信号を生成する工程と、
    前記複数の無線アクセスシステムに接続するか否かを判定する工程と、
    前記複数の無線アクセスシステムに接続する場合、前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行うか否かを判定する工程と、
    前記複数の無線アクセスシステムを用いて通信を行う場合、前記要求信号を前記複数の無線アクセスシステムに分配して前記サーバに送信する工程と、
    を有し、
    前記複数の無線アクセスシステムは、第１の無線通信システム及び第２の無線通信システムであり、
    前記ユーザ端末は、前記第１の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第１の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第１の無線通信システムのメトリックと、前記第２の無線通信システムのラウンドトリップタイムの移動平均値及び前記第２の無線通信システムの現在の接続数に基づく前記第２の無線通信システムのメトリックと、を比較し、前記比較の結果に基づいて、前記第１の無線通信システム又は前記第２の無線通信システムへ前記要求信号を分配することを特徴とする通信制御方法。
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