JP6574159B2 - 無線端末及び無線基地局割当方法 - Google Patents

Description

本開示は、無線通信時の通信相手となる無線基地局を決定して割り当てる無線端末及び無線基地局割当方法に関する。

従来、スマートフォンやタブレット端末型コンピュータに代表される通信可能な携帯移動端末の通信履歴に基づいて、携帯移動端末を所持したユーザの利用した移動手段（例えばバスや鉄道の路線）を推定する技術が存在する（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、路線推定装置は、移動端末が通信を行った位置と例えば鉄道路線の位置との距離の代表値（例えば平均値）に基づいて、移動端末を所持したユーザの使用路線を推定する。

また近年、無線端末と無線基地局装置とがネットワークに接続された無線通信システムにおいて、比較的セル半径の小さいスモールセルと比較的セル半径の大きいマクロセルとが面的に重畳したヘテロジニアスネットワークの検討がなされている。このヘテロジニアスネットワークでは、マクロセルでのスループット（ｂｐｓ）に比較してスモールセルのスループット（ｂｐｓ）は桁違いに大きいことが想定される。

例えばマクロセルがＬＴＥ（Long Term Evolution）であり、セルスループットを３００Ｍｂｐｓとする。マクロセルに接続する無線端末数が１００だとすると１端末あたりのスループットは３Ｍｂｐｓとなる。一方、スモールセルが５Ｇ（第５世代移動通信システム）であり、セルスループットを１０Ｇｂｐｓとする。スモールセルに接続する無線端末数が１００でも１端末あたりのスループットは１００Ｍｂｐｓ、スモールセルに接続する無線端末数が１０なら１端末あたりのスループットは１Ｇｂｐｓ、スモールセルに接続する無線端末数が２なら１端末あたりのスループットは５Ｇｂｐｓとなり、マクロセルに比べて桁違いに大きい。従って、ヘテロジニアスネットワークでは、動き回る無線端末を極力、スモールセルに接続することが望まれる。

特開２０１６−１３４７３１号公報

無線端末は、無線通信する際、自己が無線接続する通信相手となる無線基地局と、また必要に応じて自己が無線通信に用いる無線周波数（言い換えると、キャリア周波数又は無線チャネル）を決定して割り当てる。しかし、上述した特許文献１では、携帯移動端末の通信履歴を用いて、無線端末が無線通信する際に必要となる無線基地局や無線周波数を決定する事は考慮されていないので、そのような決定を行う事が困難である。

また、上述したヘテロジニアスネットワークにおいて、スモールセルエリアの全エリアに対する比率は小さく、動き回る無線端末が各位置における最適セル（言い換えると、高速なスループットが得られるスモールセル）への接続機会を逃す確率は、セル選択に要する時間が長い程、増大してしまう。そこで、ヘテロジニアスネットワークのカバーエリア全体をあるサイズのエリアブロックに区切り、無線端末の位置をエリアブロック番号に対応付けし、エリアブロック番号毎の通信履歴を用いて最適セルへの接続を試みる方式が提案されている。無線端末は、例えば自己の現在の位置情報及びエリアブロック番号毎に保存した通信履歴を基に、その位置及びエリアブロックにおいて過去に接続して無線通信を実行した無線基地局を検索する。

しかし、この方式ではエリアブロックが大きければ（例えば１ｋｍ×１ｋｍ）エリアブロック毎の通信履歴を多く蓄積できるが、無線端末の現在のピンポイントの位置での接続に最も適した基地局（言い換えると、セル）を見誤る確率が大きくなる。一方で、エリアブロックが小さければ（例えば５ｍ×５ｍ）エリアブロック数が膨大となり、通信履歴の蓄積が過度に細分化されるためエリアブロック毎の通信履歴が過少になり、同様に無線端末の現在のピンポイントの位置での接続に最も適した基地局（言い換えると、セル）を選択することが困難となる。従って、無線端末の位置精度（測位精度）及び位置特定所要時間への要求も高くなる。更に、上述方式では、エリアブロックの大小に拘わらず、ヘテロジニアスネットワークのカバーエリア全体をエリアブロックに分割するための事前作業量も膨大となる。

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、自己の現在位置における通信履歴に基づいて、無線通信の接続要求時に通信相手となる無線基地局を決定して割り当て、最適なセルへの接続確率の劣化を抑制する無線端末及び無線基地局割当方法を提供する。

本開示は、複数の無線通信方式が混在して利用されるネットワークを介して、複数の無線基地局との間で通信可能な無線端末であって、それぞれの前記無線基地局との間の過去の通信時における、少なくとも前記無線端末の位置情報と前記無線基地局に関する情報とを通信履歴として蓄積する蓄積部と、前記無線端末の位置情報を取得する取得部と、取得された前記無線端末の位置情報と前記蓄積部に蓄積された前記通信履歴とに基づいて、前記複数の無線基地局から、データ通信に用いる無線基地局としての接続基地局を導出する導出部と、導出された前記接続基地局との間で前記データ通信を行う通信部と、を備え、前記無線端末の位置情報は、緯度、経度及び高度を有し、前記導出部は、前記緯度、経度及び高度のうち、前記高度を優先して、取得された前記無線端末の位置情報と前記通信履歴に含まれる前記無線端末の位置情報とに基づく距離を導出し、前記距離が小さい所定数の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局を優先して前記接続基地局を導出する、無線端末を提供する。

また、本開示は、複数の無線通信方式が混在して利用されるネットワークを介して、複数の無線基地局との間で通信可能な無線端末における無線基地局割当方法であって、それぞれの前記無線基地局との間の過去の通信時における、少なくとも前記無線端末の位置情報と前記無線基地局に関する情報とを通信履歴として蓄積部に蓄積するステップと、前記無線端末の位置情報を取得するステップと、取得された前記無線端末の位置情報と前記蓄積部に蓄積された前記通信履歴とに基づいて、前記複数の無線基地局から、データ通信に用いる無線基地局としての接続基地局を導出するステップと、導出された前記接続基地局との間で前記データ通信を行うステップと、を有し、前記無線端末の位置情報は、緯度、経度及び高度を有し、前記接続基地局を導出するステップは、前記緯度、経度及び高度のうち、前記高度を優先して、取得された前記無線端末の位置情報と前記通信履歴に含まれる前記無線端末の位置情報とに基づく距離を導出し、前記距離が小さい所定数の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局を優先して前記接続基地局を導出する、無線基地局割当方法を提供する。

本開示によれば、自己の現在位置における通信履歴に基づいて、無線通信の接続要求時に通信相手となる無線基地局を決定して割り当てできるので、最適なセルへの接続確率の劣化を抑制できる。

本実施の形態の無線通信システムにより構成されるヘテロジニアスネットワークの一例を示す模式図 本実施の形態の無線端末の内部構成の一例を詳細に示すブロック図 無線端末の位置毎の通信履歴を保持した累計通信履歴テーブルＴ１の一例を示す模式図 上位ｎ個の距離Ｄｉと無線資源（無線基地局−無線周波数）との対応関係を示す上位通信履歴テーブルＴ２の一例を示す模式図 本実施の形態の無線端末に通信接続要求が発生した場合の動作手順の一例を詳細に説明するフローチャート 本実施の形態の無線端末に通信接続要求が発生した場合の動作手順の一例を詳細に説明するフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る無線端末及び無線基地局割当方法を具体的に開示した本実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

図１は、本実施の形態の無線通信システム１０により構成されるヘテロジニアスネットワーク２０の一例を示す模式図である。無線通信システム１０は、少なくとも一つの無線端末１００及び複数の無線基地局２００を含む構成である。無線端末１００とそれぞれの無線基地局２００とは、無線通信回線を介して接続される。なお図１では、説明を簡単にするために、無線端末１００は１台のみ図示され、図１紙面の左右方向にＸ軸、同紙面の上下方向にＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸にともに垂直な方向にＺ軸方向が規定される。

無線通信システム１０は、無線端末１００が無線通信の際に接続する通信相手となるそれぞれの無線基地局２００が異なる無線規格方式に準拠した無線通信をそれぞれ実行可能なヘテロジニアスネットワーク２０を構成する。無線端末１００は、無線基地局２００との間で通信する。つまり、ヘテロジニアスネットワーク２０では、複数の異なる無線通信方式（例えば無線アクセス技術（ＲＡＴ：Radio Access Technology）やセル半径）に対応した複数の無線基地局２００が混在する。ヘテロジニアスネットワーク２０では、例えば複数種類の無線規格が混在することを含め、セル半径の異なる無線基地局２００が面的に重畳している。ＲＡＴは、例えば無線通信規格、無線周波数の情報を含む。

ヘテロジニアスネットワーク２０は、Ｃ／Ｕ分離型のネットワークでなくてもよいし、Ｃ／Ｕ分離型のネットワークであってもよい。本実施の形態では、Ｃ／Ｕ分離型ではないネットワークを例示する。つまり、無線通信システム１０では、制御データに係る通信とユーザデータに係る通信とが同じ無線基地局２００により実施される。

無線基地局２００は、マクロセル無線基地局２００Ａと、スモールセル無線基地局２００Ｂとを含む。無線端末１００は、マクロセル無線基地局２００Ａ及びスモールセル無線基地局２００Ｂのいずれとの間においても、制御データを通信し、ユーザデータを通信する。制御データは、Ｃ（Ｃｏｎｔｒｏｌ）−Ｐｌａｎｅに係るデータを含む。ユーザデータは、Ｕ（Ｕｓｅｒ）−Ｐｌａｎｅに係るデータを含む。ユーザデータは、例えば画像データ（例えば動画、静止画）、音声データを含み、データ量の多いデータを含み得る。

Ｃ−ｐｌａｎｅは、無線通信における呼接続や無線資源割当の制御データを通信するための通信プロトコルである。Ｕ−ｐｌａｎｅは、無線端末１００と無線基地局２００との間で、割り当てられた無線資源を使用して実際に通信（例えば映像通信、音声通信、データ通信）するための通信プロトコルである。

マクロセル無線基地局２００Ａのセル半径は、例えば１ｋｍ〜数ｋｍであり、比較的大きい。マクロセル無線基地局２００Ａが採用可能なＲＡＴは、例えば１種類（例えばＬＴＥ）である。セル半径は、無線基地局２００の最大伝送距離に相当する。

スモールセル無線基地局２００Ｂのセル半径は、例えば１０ｍ〜１００ｍであり、比較的小さい。スモールセル無線基地局２００Ｂが採用可能なＲＡＴは、多様であり、複数種類存在する。なお例えば、山間部、砂漠地帯、森林地帯においてセル半径が１００ｍ以上であってもよいし、マクロセル無線基地局２００Ａのセル半径よりも大きいことも考えられる。つまり、ここでは、マクロセル無線基地局２００Ａ，スモールセル無線基地局２００Ｂの区別は、セル半径の大きさを意識していない。

図１では、「ＭＢＳ」（▲）がマクロセル無線基地局２００Ａを示し、「ＳＢＳ」（△）がスモールセル無線基地局２００Ｂを示し、「Ｔ」が無線端末１００を示す。マクロセル無線基地局２００Ａを囲む線が、そのマクロセル無線基地局２００Ａによる通信可能範囲を示す。スモールセル無線基地局２００Ｂを囲む線が、そのスモールセル無線基地局２００Ｂによる通信可能範囲を示す。無線基地局２００の通信可能範囲は、例えば無線基地局２００の位置とセル半径に応じて定まる。

無線端末１００及び無線基地局２００は、それぞれが採用可能なＲＡＴ（例えば無線通信規格、無線周波数）から無線通信に用いるＲＡＴを設定し、設定されたＲＡＴを用いて無線通信する。それぞれの無線端末１００及び無線基地局２００は、１つ以上のＲＡＴを採用可能である。

無線通信規格は、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunication）、３Ｇ（第３世代移動通信システム）、４Ｇ（第４世代移動通信システム）、５Ｇ（第５世代移動通信システム）を含む。

ＲＡＴの具体的な情報として、例えば以下のＲＡＴ１〜ＲＡＴ５を含む。ＲＡＴ１は、例えば無線周波数帯が７００ＭＨｚ〜３ＧＨｚのＬＴＥである。ＲＡＴ２は、例えば無線周波数帯が１５ＧＨｚのＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄである。ＲＡＴ３は、例えば無線周波数帯が５ＧＨｚの無線ＬＡＮ通信である。ＲＡＴ４は、例えば無線周波数帯が１５ＧＨｚ帯の無線通信方式であり、第５世代移動通信方式である。ＲＡＴ５は、例えば無線周波数帯が６０ＧＨｚ帯の無線通信方式（例えばミリ波通信）（例えばＷｉＧｉｇ）である。

図２は、本実施の形態の無線端末１００の内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。無線端末１００は、プロセッサ１５０、メモリ１６０、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナ１０１、ＧＰＳ受信部１０２、送信アンテナ１０８、受信アンテナ１０９、ＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）アンテナ１２１及びＢＬＥ受信部１２２を含む構成である。

プロセッサ１５０は、メモリ１６０と協働して、各種処理や制御を行う。具体的には、プロセッサ１５０は、メモリ１６０に保持されたプログラム及びデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、以下の各部の機能を実現する。この各部は、位置情報生成部１０３、基地局導出部１０４、無線資源割当管理部１０５、送信パケット生成部１０６、無線送信部１０７、無線受信部１１０、受信パケット復号部１１１を含む。

メモリ１６０は、例えば無線端末１００の処理時に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）と、無線端末１００の動作を規定したプログラム及びデータを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）とを有する。ＲＡＭには、各種データや情報が一時的に保存される。ＲＯＭには、無線端末１００の動作（例えば、本実施の形態に係る無線基地局割当方法として行われるべき処理（ステップ））を規定したプログラムが書き込まれている。

また、蓄積部の一例としてのメモリ１６０は、後述する累計通信履歴テーブルＴ１や、上位通信履歴テーブルＴ２を保存する。なお図１では、メモリ１６０は、プロセッサ１５０とは別構成として示されているが、プロセッサ１５０に内蔵されてもよい。メモリ１６０は、一次記憶装置とともに、二次記憶装置を含んでもよい。

ＧＰＳアンテナ１０１は、複数（例えば３つ又は４つ）のＧＰＳ衛星５０から発信された時刻及び各ＧＰＳ衛星５０の位置（座標）を示す複数の信号を受信してＧＰＳ受信部１０２に出力する。それぞれのＧＰＳ衛星５０は、時刻及び各ＧＰＳ衛星５０の位置（座標）を示す信号を発信する。

取得部の一例としてのＧＰＳ受信部１０２は、ＧＰＳアンテナ１０１により受信された複数の信号に基づいて、ＧＰＳ受信部１０２の位置情報（つまり、無線端末１００自身の位置情報（自己の位置情報））を算出して取得する。この算出により得られた位置の情報は、例えば屋外に位置する無線端末１００の現在位置を示す。なお、ＧＰＳ受信部１０２は、プロセッサ１５０内に設けられても構わない。ＧＰＳ受信部１０２は、算出により得られた無線端末１００の位置情報をプロセッサ１５０に出力する。なお、ＧＰＳ受信部１０２の位置情報の算出は、ＧＰＳ受信部１０２の代わりに、プロセッサ１５０の位置情報生成部１０３により行われてもよい。この場合、位置情報生成部１０３には、ＧＰＳアンテナ１０１が受信した複数の信号に含まれる時刻及び各ＧＰＳ衛星５０の位置を示す情報が、ＧＰＳ受信部１０２を介して入力される。

ここで、無線端末１００が屋外に位置する場合には、上述した複数のＧＰＳ衛星５０からの信号に基づいて算出された無線端末１００の位置情報の信頼性は相当に高い。しかし、無線端末１００が屋内（例えば建物内又は地下街とするがこれらに限定されない。以下同様。）、又は屋外と屋内との境界付近に位置する場合には、上述した複数のＧＰＳ衛星５０からの信号に基づいて算出された無線端末１００の位置情報は一定の誤差を含む場合がある。このように、無線端末１００が屋内、又は屋外と屋内との境界付近に位置する場合には、無線端末１００は、屋内に設置された複数のＢＬＥビーコン６０から発信された時刻及び各ＢＬＥビーコン６０の位置（座標）を示す複数の信号に基づいて、現在の無線端末１００自身の位置情報（自己の位置情報）を算出して取得する。無線端末１００は、例えばＢＬＥビーコン６０からの信号の受信電界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）が所定の閾値より大きいと判断した場合には、屋内、又は屋外と屋内との境界付近に位置すると判断し、複数のＢＬＥビーコン６０から発信された信号に基づいて、自己の位置情報を算出する。なお、無線端末１００が屋内、又は屋外と屋内との境界付近に位置すると判断する方法は、上述した受信電界強度と所定の閾値との比較結果に基づく方法に限定されない。

ＢＬＥアンテナ１２１は、複数（例えば２つ）のＢＬＥビーコン６０から発信された時刻及び各ＢＬＥビーコン６０の位置（座標）を示す複数の信号を受信してＢＬＥ受信部１２２に出力する。それぞれのＢＬＥビーコン６０は、時刻及び各ＢＬＥビーコン６０の位置（座標）を示す信号を発信する。また、それぞれのＢＬＥビーコン６０間の距離は既知である。それぞれの無線端末１００は、それぞれのＢＬＥビーコン６０間の距離情報を予め取得していてもよいし、直接又はネットワーク（不図示）を介して外部装置（不図示。例えば他の無線端末、距離情報管理サーバ）から取得してもよい。

取得部の一例としてのＢＬＥ受信部１２２は、ＢＬＥアンテナ１２１により受信された複数の信号に基づいて、例えば三角測量法を用いてＢＬＥ受信部１２２の位置情報（つまり、無線端末１００自身の位置情報（自己の位置情報））を算出して取得する。この算出により得られた位置の情報は、屋内又は屋外と屋内との境界付近に位置する無線端末１００の現在位置を示す。

なお、ＢＬＥ受信部１２２は、ＢＬＥアンテナ１２１により受信された複数の信号と公知の方法（例えばＰＤＲ（Pedestrian Dead Reckoning）やＰＭＭ（Pedestrian Map Matching））とを組み合わせ用い、無線端末１００の屋内、又は屋外と屋内との境界付近における位置情報を算出してもよい。

ここで、それぞれのＢＬＥビーコン６０の設置位置は、緯度、経度及び高度の情報を有すると言えるので、無線端末１００が屋外に位置する場合と同様に、無線端末１００が屋内、又は屋外と屋内との境界付近に位置する場合でも、屋外での位置情報の取得方法は屋内に拡張できて、緯度、経度及び高度と同様の位置情報を取得できる。なお、ＢＬＥ受信部１２２は、プロセッサ１５０内に設けられても構わない。ＢＬＥ受信部１２２は、算出により得られた無線端末１００の位置情報をプロセッサ１５０に出力する。なお、ＢＬＥ受信部１２２の位置情報の算出は、ＢＬＥ受信部１２２の代わりに、プロセッサ１５０の位置情報生成部１０３により行われてもよい。この場合、位置情報生成部１０３には、ＢＬＥアンテナ１２１が受信した複数の信号に含まれる時刻及び各ＢＬＥビーコン６０の位置を示す情報が、ＢＬＥ受信部１２２を介して入力される。

図３は、無線端末１００の位置毎の通信履歴を保持した累計通信履歴テーブルＴ１の一例を示す模式図である。累計通信履歴テーブルＴ１は、無線端末１００が複数の無線基地局２００のうちいずれかの無線基地局（以下、「接続基地局」ともいう）との間で過去に無線通信した時の累計の通信履歴（通信実績）の情報を保持する。接続基地局は、無線端末１００と通信接続された無線基地局２００である。この累計通信履歴テーブルＴ１は、それぞれの無線端末１００のメモリ１６０に保持される。

累計通信履歴テーブルＴ１が保持する通信履歴は、例えば無線端末１００が接続基地局との間で無線通信した時の順番（順序ｉ）を示す情報と、その無線通信時の無線端末１００の位置（緯度Ｘ、経度Ｙ、高度Ｚ）を示す情報と、接続基地局の識別番号ｍを示す情報及び無線周波数ｎ（キャリア周波数）を示す情報とを対応付けて有する。例えば第１回目の接続基地局との間の通信接続時では、無線端末１００は、位置（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）に存在しており、番号３の接続基地局との間で、番号１の無線周波数（キャリア周波数）を用いて無線通信を行ったことを意味する。接続基地局（無線基地局）及び無線周波数（キャリア周波数）の各番号は、図１に示すヘテロジニアスネットワーク２０を利用する各無線端末１００においてそれぞれ既知であり、例えばメモリ１６０に予め保持されている。図３では、過去の累計として、例えば１００回分の通信履歴が示されている。なお、過去の累計として、例えば３００回分の通信履歴が使用されてもよい。

なお、図３では示されていないが、通信履歴は、接続基地局が採用するＲＡＴ（例えばＬＴＥ）、接続基地局との通信回数（無線接続回数）、及び接続基地局との通信に係る通信量（通信データ量）の情報を含んでもよい。

本実施の形態では、無線端末１００と接続基地局との通信履歴は累計通信履歴テーブルＴ１としてメモリ１６０に管理される。また、後述する基地局導出部１０４により導出された接続基地局との間で通信接続がトライされて成功すると、通信履歴は更新部の一例としての無線資源割当管理部１０５によって更新される（例えば後述する図６のステップＳ１２参照）。

位置情報生成部１０３は、例えば無線端末１００が屋外に位置する場合には、ＧＰＳ受信部１０２からの情報を基に、無線端末１００の位置情報（つまり、現在の無線端末１００の位置情報）を生成して基地局導出部１０４に出力する。位置情報生成部１０３は、例えば無線端末１００が屋内、又は屋外と屋内との境界付近に位置する場合には、ＢＬＥ受信部１２２からの情報を基に、無線端末１００の位置情報（つまり、現在の無線端末１００の位置情報）を生成して基地局導出部１０４に出力する。

導出部の一例としての基地局導出部１０４は、位置情報生成部１０３により生成された無線端末１００の位置情報（つまり、無線端末１００の現在の位置情報）と、メモリ１６０の累計通信履歴テーブルＴ１とに基づいて、ヘテロジニアスネットワーク２０内の複数の無線基地局２００から、データ（例えば制御データ、ユーザデータ）の通信に用いる候補の接続基地局及び無線周波数を導出する。基地局導出部１０４は、無線資源（例えば、（１）無線基地局の識別番号、又は（２）無線基地局の識別番号及び無線周波数（キャリア周波数）の識別番号）の導出結果を無線資源割当管理部１０５に出力する。

具体的には、基地局導出部１０４は、無線端末１００の現在の位置情報と通信履歴の無線端末１００の位置情報とに基づく距離Ｄｉが小さい所定数（ｋ：既定値）の通信履歴の中で、無線通信に割り当てた回数が多い無線基地局（接続基地局）及び無線周波数から優先して接続基地局及び無線周波数を導出する。

図４は、上位ｎ個の距離Ｄｉと無線資源（無線基地局−無線周波数）との対応関係を示す上位通信履歴テーブルＴ２の一例を示す模式図である。上位通信履歴テーブルＴ２は、基地局導出部１０４により生成される。上位通信履歴テーブルＴ２は、累計通信履歴テーブルＴ１の通信履歴の中で、無線端末１００の現在の位置情報と過去の接続基地局との間で無線通信を行った時の無線端末１００の位置情報との間の距離Ｄｉが小さい上位所定数（ｋ）個の通信履歴が抽出されたものである。この上位通信履歴テーブルＴ２は、それぞれの無線端末１００のメモリ１６０に保持される。

上位通信履歴テーブルＴ２が保持する通信履歴は、例えば無線端末１００が接続基地局との間で無線通信した時の順番（順序ｉ）を示す情報と、その無線通信時の無線端末１００の位置（緯度Ｘ、経度Ｙ、高度Ｚ）と現在の無線端末１００の位置（緯度Ｘ、経度Ｙ、高度Ｚ）との間の距離Ｄｉを示す情報と、接続基地局の識別番号ｍを示す情報及び無線周波数ｎ（キャリア周波数）を示す情報とを対応付けて有する。図４では、所定数（ｋ）は１０の例が示されている。つまり、距離Ｄｉ「０．０７」が最小値（つまり、無線端末１００の現在の位置に最も近い、過去の通信実績がある位置）であり、距離Ｄｉ「０．８９」が最大値（つまり、上位１０個の通信履歴の中で、無線端末１００の現在の位置から最も離れた、過去の通信実績がある位置）である。例えば、距離Ｄｉが最も小さい「０．０７」の時に、無線端末１００は番号３の接続基地局との間で、番号２の無線周波数（キャリア周波数）を用いて無線通信を行ったことを意味する。同様に、距離Ｄｉが最も大きい「０．８９」の時に、無線端末１００は番号３の接続基地局との間で、番号２の無線周波数（キャリア周波数）を用いて無線通信を行ったことを意味する。

なお、累計通信履歴テーブルＴ１，上位通信履歴テーブルＴ２は、上り回線２１用と下り回線２２用とで別個に設けられてもよいし、共通して設けられてもよい。また、累計通信履歴テーブルＴ１，上位通信履歴テーブルＴ２に保持される無線基地局２００が採用可能なＲＡＴは、無線端末１００も採用可能なＲＡＴである。

なお、上り回線２１は、無線端末１００から無線基地局２００に向かう無線回線である。下り回線２２は、無線基地局２００から無線端末１００に向かう無線回線である。無線回線は、様々な公衆回線、携帯電話回線、広域無線回線等を広く含む。

ここで、図３及び図４を参照して基地局導出部１０４が接続基地局及び無線周波数を導出（算出）する例を具体的に説明する。図３により、過去に１００回分の通信履歴が累計通信履歴テーブルＴ１に保持されており、無線端末１００に１０１回目の通信接続の要求が位置（Ｘｋ、Ｙｋ、Ｚｋ）にて発生したとする。

基地局導出部１０４は、図３の累計通信履歴テーブルＴ１を参照し、無線端末１００の現在の位置（Ｘｋ、Ｙｋ、Ｚｋ）と通信履歴の無線端末１００の位置（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）とに基づく距離Ｄｉを、数式（１）に従って算出する。ここでは、ｉ＝１〜１００となる。なお、距離Ｄｉの算出例は数式（１）のハミング距離に限定されず、数式（２）のユークリッド距離であってもよい。

基地局導出部１０４は、数式（１）又は数式（２）により算出したそれぞれの距離Ｄｉの中で、上位１０（例えばｎ＝１０の場合）個の順序ｉと、接続基地局の識別番号ｍを示す情報及び無線周波数ｎ（キャリア周波数）を示す情報とを抽出することで、図４の上位通信履歴テーブルＴ２を生成する。図４の上位通信履歴テーブルＴ２により、無線資源（例えば接続基地局の識別番号−無線周波数の識別番号）として、無線資源（３−２）が４回、無線資源（２−１）が３回、無線資源（９−２）が１回、無線資源（７−３）が１回、無線資源（４−２）が１回、使用（割り当て）されたことが判明可能となる。

そこで、基地局導出部１０４は、１０１回目の新たな通信接続の要求に対し、割り当てるべき無線資源の優先順位として、無線資源（３−２）→無線資源（２−１）→無線資源（９−２）→無線資源（７−３）→無線資源（４−２）と決定（導出）する。このように割り当てるべき無線資源の候補の優先順位が決定されるが、現在の無線端末１００にとって、必ずしも無線資源（３−２）がベストな無線資源の候補とならないことも想定される。これは、ヘテロジニアスネットワーク２０内に存在する他の無線端末によって、無線資源（３−２）が占有されていることがあり得るためである。重要なのは、基地局導出部１０４によって、割り当てるべき無線資源の優先順位が絞り込まれたことである。

ここで、無線資源（９−２）、無線資源（７−３）、無線資源（４−２）の順は、距離Ｄｉが小さい順に対応している。これにより、基地局導出部１０４は、無線端末１００の過去の無線通信の実績が多い順に接続基地局及び無線周波数を割り当て可能となり、無線端末１００の現在の位置においてより安定した通信環境の中で快適にデータ通信を行い易くできる。

ここでは、基地局導出部１０４は、無線資源の候補として、接続基地局の識別番号ｍを示す情報と無線周波数ｎ（キャリア周波数）を示す情報との両方を抽出すると説明したが、例えば接続基地局の識別番号ｍを示す情報のみを抽出してもよく、以下同様である。つまり、以下の説明において、無線資源には、（１）接続基地局の識別番号ｍを示す情報と無線周波数ｎ（キャリア周波数）を示す情報との両方、（２）接続基地局の識別番号ｍを示す情報のみの２パターンが含まれるとする。

なお、基地局導出部１０４は、数式（１）や数式（２）のように、３次元要素を有する距離Ｄｉを算出しているが、数式（１）や数式（２）におけるＺ座標を考慮に入れない２次元要素を有する距離Ｄｉを算出してもよい。これにより、距離Ｄｉとして２次元要素のみを考慮すればいい場合（例えば過去の全ての無線通信時と同じ高度の位置で新たに通信接続を要求する時）には、上位通信履歴テーブルＴ２を生成する時の基地局導出部１０４の計算負荷が軽減される。

なお、基地局導出部１０４は、上述した距離Ｄｉの算出において、累計通信履歴テーブルＴ１の全ての通信履歴を用いて上位通信履歴テーブルＴ２を生成したが、累計通信履歴テーブルＴ１のうち所定数（例えば１０又は３０）のみの通信履歴を用いて上位通信履歴テーブルＴ２を生成してもよい。これにより、上位通信履歴テーブルＴ２を生成する時の基地局導出部１０４の計算負荷が軽減される。

また、基地局導出部１０４は、無線端末１００に新たな通信接続の要求が発生した時点の時間帯と同一の時間帯における通信履歴から所定数個の通信履歴を用いて上位通信履歴テーブルＴ２を生成してもよい。これにより、基地局導出部１０４は、例えば昼間の時間帯や夜間の時間帯のように、時間帯毎に異なる通信環境に応じた通信履歴を有する上位通信履歴テーブルＴ２を生成できる。

また、基地局導出部１０４は、距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈ（既定値）以下となる通信履歴のみから所定数（ｋ）個の通信履歴を抽出することで、上位通信履歴テーブルＴ２を生成してもよい。これにより、距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈより大きい通信履歴（言い換えると、無線端末１００の過去の無線通信時の位置と現在の位置とが大きく離れている場合の通信履歴）を排除して上位通信履歴テーブルＴ２の生成が可能となるので、無線端末１００は、現在の位置の周囲に設けられたネットワーク環境に沿う、より適切な無線資源の割り当てを行うことができる。

なお、基地局導出部１０４は、上位通信履歴テーブルＴ２の中で無線資源（接続基地局の識別番号−無線周波数の識別番号）の割り当て回数が多い接続基地局及び無線周波数を優先して接続基地局及び無線周波数を導出すると説明したが、導出方法はこれに限定されない。例えば、基地局導出部１０４は、上位通信履歴テーブルＴ２の通信履歴に通信データ量が含まれている場合に、この通信データ量（言い換えると、送受信データバイト数）が多い接続基地局及び無線周波数を優先して接続基地局及び無線周波数を導出してもよい。これにより、無線端末１００は、例えばヘテロジニアスネットワーク２０に５Ｇ（第５世代移動通信システム）のような高速なスループットが得られるスモールセル（言い換えると、通信データ量が多い可能性が高いセル）を提供可能な接続基地局及び無線周波数を優先して割り当てることが可能となり、快適な通信データ量を行い易くなる。

（請求項１１の効果）
なお、基地局導出部１０４は、距離Ｄｉの算出時に、無線端末１００の位置（緯度、経度、高度）のうち特定の要因（例えば高度）に重み付け係数を乗じてもよい（数式（３）参照）。数式（３）において、｜Ｚｋ−Ｚｉ｜の係数の１０はあくまで重み付け係数の一例である。無線端末１００の位置情報の中で緯度や経度が同じでも、高度が異なると通信環境が大きく異なる場合がある。このような場合、高度に上述した重み付け係数（例えば１０）を考慮（具体的には、乗算）することで、基地局導出部１０４は、無線端末１００の現在の位置に相応しい通信環境を提供可能な接続基地局及び無線周波数を導出することができる。

無線資源割当管理部１０５は、基地局導出部１０４から出力された無線資源の導出結果を取得する。この無線資源の導出結果には、基地局導出部１０４により導出された無線資源としての接続基地局及び無線周波数の優先順位の他に、例えば候補の接続基地局と無線端末１００との間で使われている無線通信規格が何であるかという情報や、周波数帯域に関する情報が含まれてもよい。

無線資源割当管理部１０５は、接続基地局と協働して、接続基地局との無線通信に用いられる無線資源を割り当て、管理する。この無線資源は、例えば無線通信に使用される無線周波数、無線周波数のリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）を含む。リソースブロックは、例えば無線周波数（例えばサブキャリア周波数）の周波数軸及び時間軸（例えばタイムスロット）で分割された、無線周波数の割り当ての単位を指す。

無線資源割当管理部１０５は、無線周波数の割り当て候補のリソースブロックが割り当て可能か否かを、接続基地局に問い合わせる。接続基地局では、無線周波数の割り当て候補に基づいて、この無線周波数のリソースブロックの割り当て状況を検索し、リソースブロックが割り当て可能か否かを判定し、判定結果を無線端末１００へ送信する。無線資源割当管理部１０５は、この判定結果を参照し、割り当て候補の無線周波数のリソースブロックが割り当て可能か否かを判定する。判定結果は、例えばリソースブロックの割り当て可否の情報や、リソースブロックを割り当て可能な場合に割り当てられる無線周波数のリソースブロックの情報を含む。

無線資源割当管理部１０５は、上述判定結果に基づいて、接続基地局との通信に用いる無線周波数の未割り当てのリソースブロックを割り当てる。また、無線資源割当管理部１０５は、リソースブロックの割り当てるとともに、ＡＭＣ（Adaptive Modulation and Coding）を指定してもよい。

なお、無線資源割当管理部１０５は、割当候補の無線周波数を割当不可能な場合、無線周波数を次の優先順位のものに変更し、その次の優先順位の割当候補の無線周波数から新たに無線周波数を選定する。無線資源割当管理部１０５は、接続基地局に対してリソースブロックを割当可能な無線周波数が存在しない場合、接続基地局を次の優先順位のものに変更し、その次の優先順位の割当候補の接続基地局から新たに接続基地局を選定する。

また、無線資源割当管理部１０５は、送信パケット生成部１０６又は受信パケット復号部１１から無線資源の使用履歴の情報を取得する。この使用履歴の情報は、例えば無線端末１００と無線通信した接続基地局の情報と、その接続基地局との通信に使用された無線周波数の情報と、この無線周波数を用いて通信された通信量の情報とが含まれる。更新部の一例としての無線資源割当管理部１０５は、例えば取得された使用履歴の情報に含まれる無線周波数と一致する累計通信履歴テーブルＴ１の無線周波数に対して、使用履歴の情報に含まれる通信量を加算し、累計通信履歴テーブルＴ１を更新してもよい。

無線資源割当管理部１０５は、割り当てられた無線資源の情報、つまり接続基地局との通信に用いる無線周波数及びリソースブロックの情報を、無線送信部１０７又は無線受信部１１０へ送る。この場合、無線資源割当管理部１０５は、割り当てられた上り回線２１用の無線資源の情報を無線送信部１０７へ送る。また、無線資源割当管理部１０５は、割り当てられた下り回線２２用の無線資源の情報を、無線受信部１１０へ送る。

送信パケット生成部１０６は、入力されるアップリンクデータ（UL Data）を用いて、無線基地局２００へ送信されるパケット（送信パケット）を生成する。送信パケットは、上り回線２１のデータを含む。上り回線２１のデータ（例えば制御データ、ユーザデータ）は、例えばメモリ１６０、記憶装置等の外部装置（不図示）、各種ソフトウェアの処理部（不図示）から得られる。

送信パケット生成部１０６は、送信パケットの通信に係る無線資源の使用履歴の情報を、無線資源割当管理部１０５へ送る。

通信部の一例としての無線送信部１０７は、送信パケット生成部１０６により生成された送信パケットを、無線資源割当管理部１０５により割り当てられた無線資源を用いて、送信アンテナ１０８及び上り回線２１を介して、無線資源割当管理部１０５から指示された接続基地局に送信する。

通信部の一例としての無線受信部１１０は、接続基地局からのパケット（受信パケット）を、無線資源割当管理部１０５により割り当てられた無線資源を用いて、下り回線２２及び受信アンテナ１０９を介して受信する。

受信パケット復号部１１１は、無線受信部１１０により受信された受信パケットを復号して復号データを得る。復号データは、下り回線２２のデータを含む。下り回線２２のデータ（例えば制御データ、ユーザデータ）は、例えばメモリ１６０、記憶装置や表示装置等の外部装置（不図示）、各種ソフトウェアの処理部（不図示）に渡される。

また、下り回線２２のデータは、公知の方法で選定された接続候補基地局の情報が含まれる場合がある。この接続候補基地局の情報は、無線資源割当管理部１０５へ送られる。

また、下り回線２２のデータは、無線資源の割り当てに関する制御情報を含むことがある。この制御情報は、無線資源割当管理部１０５へ送られる。この制御情報は、例えば接続基地局によりリソースブロックを割当可能か否かが判定された判定結果が含まれる。

また、受信パケット復号部１１１は、受信パケットの通信に係る無線資源の使用履歴の情報を、無線資源割当管理部１０５へ送る。

次に、本実施の形態の無線通信システム１０の無線端末１００に新たな通信接続要求が発生した時の動作手順について、図５及び図６を参照して説明する。

図５及び図６は、本実施の形態の無線端末１００に通信接続要求が発生した場合の動作手順の一例を詳細に説明するフローチャートである。図５及び図６では、説明を簡単にするために、無線端末１００が屋外に位置する場合を例示して説明するが、無線端末１００が屋内、又は屋外と屋内との境界付近に位置する場合でも同様である。

図５において、無線端末１００の無線受信部１１０又は無線送信部１０７は、新たな接続要求が発生したか否かを判定する（Ｓ１）。この接続要求は、例えば無線端末１００から無線基地局２００への接続要求、又は無線基地局２００から無線端末１００への接続要求を含む。例えば、無線端末１００がコンテンツサーバ（不図示）上の動画データを取得して再生する場合、無線端末１００から無線基地局２００への接続要求が発生する。例えば、他の無線端末から無線端末１００へ電話がかかってくる場合、いずれかの無線基地局２００から無線端末１００への接続要求が発生する。

ＧＰＳ受信部１０２は、ＧＰＳアンテナ１０１により受信された複数の信号に基づいて、ＧＰＳ受信部１０２の位置情報（つまり、無線端末１００自身の位置情報（自己の位置情報））を算出して取得する（Ｓ２）。ＧＰＳ受信部１０２は、算出により得られた無線端末１００の位置情報をプロセッサ１５０に出力する。位置情報生成部１０３は、例えば無線端末１００が屋外に位置する場合には、ＧＰＳ受信部１０２からの情報を基に、無線端末１００の位置情報（つまり、現在の無線端末１００の位置情報）を生成して基地局導出部１０４に出力する。

基地局導出部１０４は、メモリ１６０の累計通信履歴テーブルＴ１を参照し（Ｓ３）、ステップＳ２で得られた無線端末１００の現在の位置情報とステップＳ３で得られた通信履歴の無線端末１００の位置情報とに基づく距離Ｄｉを、数式（１）〜数式（３）のうちいずれか（例えば数式（１））に従って算出する（Ｓ４）。いずれの数式が使用されるかは、それぞれの無線端末１００において予め設定される。基地局導出部１０４は、無線端末１００の現在の位置情報と通信履歴の無線端末１００の位置情報とに基づく距離Ｄｉが小さい所定数（ｋ：既定値）の通信履歴を抽出して取得する（Ｓ５）。ステップＳ５により抽出された結果は、例えば図４に示す上位通信履歴テーブルＴ２である。

基地局導出部１０４は、ステップＳ５において抽出された上位ｎ個全ての通信履歴に対応するそれぞれの距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈより大きいかどうかを判定する（Ｓ６）。所定の閾値Ｄｔｈは例えば３００（メートル）である。上位ｎ個全ての通信履歴に対応するそれぞれの距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈより大きい訳では無い場合には（Ｓ６、ＮＯ）、基地局導出部１０４は、距離Ｄｉ≦所定の閾値Ｄｔｈを満たす通信履歴に含まれる無線資源（無線基地局、無線周波数（キャリア周波数））を把握（認識）する（Ｓ７）。

図６において、ステップＳ７の後、基地局導出部１０４は、ヘテロジニアスネットワーク２０内の複数の無線基地局２００の中で、データ（例えば制御データ、ユーザデータ）の通信をトライするべき候補となる接続基地局及び無線周波数の優先順位を決定する（Ｓ８）。無線資源割当管理部１０５は、ステップＳ８において決定された優先順位の中で、最も優先順位の高い無線資源（接続基地局の識別番号−無線周波数の識別番号）を無線送信部１０７及び無線受信部１１０に割り当て、その接続基地局への通信接続をトライする（Ｓ９）。例えば、送信パケット生成部１０６は、上り回線２１のデータを含む送信パケットを生成する。無線送信部１０７は、決定された接続基地局へ、送信パケットを無線送信する。また、例えば、無線受信部１１０は、決定された接続基地局から、受信パケットを無線受信する。受信パケット復号部１１１は、受信パケットを復号し、下り回線２２のデータを得る。

つまり、無線端末１００は、通信接続をトライする候補の接続基地局に対し、無線端末１００との無線通信において無線周波数のリソースブロックの割り当てが可能であるか否かを問い合わせる。接続基地局は、無線端末１００からの問い合わせに対し、無線周波数のリソースブロックの割り当てが可能であると判断した場合に、通信接続に成功した旨のメッセージを無線端末１００に送信する。

通信接続が成功した場合（Ｓ１０、ＹＥＳ）、無線端末１００の無線送信部１０７や無線受信部１１０は、その接続基地局との間でデータ（例えば制御データ、ユーザデータ）の通信を行う（Ｓ１１）。更に、更新部の一例としての無線資源割当管理部１０５は、通信接続が成功した接続基地局との間の通信履歴（具体的には、少なくとも接続基地局である無線基地局２００の識別番号、及び無線周波数（キャリア周波数）の識別番号）を、累計通信履歴テーブルＴ１に書き込むことで更新する（Ｓ１２）。

なお、ステップＳ１０やステップＳ１９の通信接続のトライは、双方向通信でも、送信又は受信のいずれか一方でもよい。従って、ステップＳ１２の累計通信履歴テーブルＴ１の更新についても、送信時又は受信時のいずれか一方でもよい。

ここで、通信が終了すれば（Ｓ１３、ＹＥＳ）、無線端末１００の処理は終了する。

一方、通信が終了しなくて（Ｓ１３、ＮＯ）、かつ無線端末１００に新たな通信接続の要求があった場合には（Ｓ１４、ＹＥＳ）、無線端末１００の処理はステップ２に戻る。なお、無線通信中に無線端末１００が移動する等で、現在接続中の接続基地局（無線基地局２００）との間の通信回線状況が劣化した場合には、ステップＳ１４のように、無線端末１００は、新たな通信接続の要求を発生する。

また、通信が終了しなくて（Ｓ１３、ＮＯ）、かつ無線端末１００に新たな通信接続の要求がなかった場合（Ｓ１４、ＮＯ）、無線端末１００はステップＳ１１において通信を開始した接続基地局（無線基地局２００）との間の通信を継続する（Ｓ１１）。

また、ステップＳ１０において通信接続が失敗した場合（Ｓ１０、ＮＯ）、基地局導出部１０４は、最初に抽出したｎ個の通信履歴の中から通信接続が失敗した通信履歴を除外する（Ｓ１５）。ステップＳ１５の後、基地局導出部１０４は、ステップＳ１５において除外（取り除かれた）残り全ての通信履歴（例えば（ｎ−１）個の通信履歴）に対応するそれぞれの距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈより大きいかどうかを判定する（Ｓ６）。このステップＳ６以降の処理は同様となるので、詳細な説明を省略する。

また、基地局導出部１０４は、ステップＳ５において抽出された上位ｎ個全ての通信履歴に対応するそれぞれの距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈより大きいと判定した場合には（Ｓ６、ＮＯ）、公知の方法により、自己（無線端末１００）の近傍の、通信接続が可能となり得る無線基地局２００の候補を探索（セルサーチ）する（Ｓ１６）。この場合、基地局導出部１０４は、無線端末１００の近傍に所在する無線基地局２００の探索結果に基づいて、接続候補となり得る無線基地局を決定する。

この公知の方法では、例えば基地局導出部１０４が、ＲＡＴ１〜５を使用する無線基地局２００を順に探索し、無線送信部１０７が、探索の結果を所定の基地局へ通知する。所定の基地局は、通知された探索の結果に応じて、接続候補となり得る無線基地局を選定し、その無線基地局の情報を無線端末１００へ送信する。基地局導出部１０４は、無線受信部１１０により受信され、受信パケット復号部１１１により復号された受信パケットから接続候補となり得る無線基地局の情報を取得し、接続候補の無線基地局として決定する。

なお、ここでは公知の方法として、セルサーチ結果を所定の無線基地局に通知して、所定の無線基地局が接続候補となり得る無線基地局の情報を無線端末１００に伝達することを例示した。この代わりに、セルサーチ結果を所定の無線基地局に通知せずに、無線端末１００が自ら、セルサーチ結果を基に接続候補となり得る無線基地局を決定してもよい。ステップＳ１６において接続可能性のある無線資源を有する無線基地局２００が存在しない場合には（Ｓ１７、ＮＯ）、無線端末１００に接続可能な無線基地局２００が存在しないことになるため、無線端末１００は通信不可となり処理が終了する。

ステップＳ１６において接続可能性のある無線資源を有する無線基地局２００が存在する場合（Ｓ１７、ＹＥＳ）、基地局導出部１０４は、この無線基地局２００を接続候補基地局として決定する。なお、接続候補となり得る無線基地局は、１つだけ決定されてもよいし、複数決定されてもよい。また、接続候補基地局が複数決定される場合、基地局導出部１０４は、複数の接続候補基地局の優先順位を設定してもよい。例えば、基地局導出部１０４は、通信量の多い接続候補基地局の優先順位を高く設定する。

接続候補となり得る無線基地局が決定されると、無線資源割当管理部１０５は、決定された無線基地局が１つである場合、この無線基地局２００を接続基地局に選定する。また、無線資源割当管理部１０５は、決定された接続候補となり得る無線基地局が複数存在する場合、複数の接続候補となり得る無線基地局のうちの１つを選定する。例えば、無線資源割当管理部１０５は、過去の通信において通信量が最多である接続候補基地局を、接続基地局に選定してもよい。

無線資源割当管理部１０５は、接続候補となり得る無線基地局との通信に用いる無線資源を割り当て、その無線基地局への通信接続をトライする（Ｓ１８）。無線資源の割り当ては、公知の方法により行われる。公知の方法では、例えば無線端末１００又は接続候補となり得る無線基地局により、無線周波数毎の回線品質（干渉量）が測定され、無線端末１００と接続候補となり得る無線基地局との通信に使用される無線周波数が割り当られる。

ステップＳ１８に関して、具体的には、無線端末１００は、通信接続をトライする候補の接続基地局に対し、無線端末１００との無線通信において無線周波数のリソースブロックの割り当てが可能であるか否かを問い合わせる。接続基地局は、無線端末１００からの問い合わせに対し、無線周波数のリソースブロックの割り当てが可能であると判断した場合に、通信接続に成功した旨のメッセージを無線端末１００に送信する。

通信接続が成功した場合（Ｓ１９、ＹＥＳ）、無線端末１００の無線送信部１０７や無線受信部１１０は、その接続基地局との間でデータ（例えば制御データ、ユーザデータ）の通信を行う（Ｓ１１）。一方、通信接続が失敗した場合（Ｓ１９、ＮＯ）、無線端末１００に接続可能な無線基地局２００が存在しないことになるため、無線端末１００は通信不可となり処理が終了する。

以上により、本実施の形態の無線通信システム１０において、無線端末１００は、複数の無線通信方式が混在して利用されるヘテロジニアスネットワーク２０を介して、複数の無線基地局２００との間で通信可能である。無線端末１００は、それぞれの無線基地局２００との間の過去の通信時における、少なくとも無線端末１００の位置情報と無線基地局２００に関する情報（例えば、少なくとも接続基地局の識別番号）とを通信履歴として蓄積し、現在の無線端末１００の位置情報を取得する。無線端末１００は、現在の無線端末１００の位置情報と過去の通信履歴とに基づいて、複数の無線基地局２００から、データ通信に用いる無線基地局としての接続基地局を導出し、その接続基地局との間でデータ通信を行う。

これにより、無線端末１００は、自己の現在位置における過去の通信履歴に基づいて、新たな無線通信の接続要求時に通信相手となる無線基地局を決定して割り当てできるので、最適なセルへの接続確率の劣化を抑制できる。従って、無線端末１００は、いずれかの無線基地局２００を接続基地局として導出できるので、例えば公知の方法で無線基地局２００を検索（セルサーチ、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）する必要がない。つまり、無線端末１００は、採用可能な無線通信方式（ＲＡＴ）を順次スキャンし、無線端末１００の近傍に位置する無線基地局２００を検索する必要がない。この場合、無線端末１００は、ヘテロジニアスネットワークに存在するＲＡＴの数と同数分のセルサーチを行う必要がない。そのため、無線端末１００は、接続先の無線基地局２００を探索するための処理負荷及び処理時間を低減できる。

また、例えば上述したように、従来技術として、ヘテロジニアスネットワークのカバーエリア全体をあるサイズのエリアブロックに区切り、無線端末１００の位置をエリアブロック番号に対応付けし、エリアブロック番号毎の通信履歴を用いて最適セルへの接続を試みる方式が提案されている。しかしこの方式では、エリアブロックの大小に拘わらず、ヘテロジニアスネットワークのカバーエリア全体をエリアブロックに分割するための事前作業量も膨大であり、無線端末のメモリ容量も増大してしまう。一方、本実施の形態では、無線端末１００は、新たな通信接続を要求する際に、現在の無線端末１００の位置と過去の通信履歴に含まれる無線端末１００の位置とに基づいて、データ通信に適する無線基地局２００（接続基地局）を導出できる。このため、本実施の形態では、上述した提案方式に比べて、ヘテロジニアスネットワークのカバーエリア全体をエリアブロック（例えば３次元の位置情報を考慮したエリアブロック）に区切るという事前の煩雑な作業も必要無く、無線端末１００のメモリ１６０の容量増大も無い。

また、無線端末１００は、現在の無線端末１００の位置情報と過去の通信履歴に含まれる無線端末１００の位置情報とに基づく距離Ｄｉが小さい所定数（ｋ）個の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局を優先して接続基地局を導出する。これにより、無線端末１００は、距離Ｄｉが小さい（言い換えると、現在の位置と過去の無線通信時の位置とが近い）時の通信履歴の中で使用回数が多かった無線基地局を接続基地局として通信でき、現在の位置において通信実績のある適切な接続基地局と安定的に通信を行うことができる。

また、無線端末１００は、距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈ以下である場合に、過去の所定数（ｋ）個の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局を優先して接続基地局を導出する。これにより、距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈより大きい通信履歴（言い換えると、無線端末１００の過去の無線通信時の位置と現在の位置とが大きく離れている場合の通信履歴）を排除して上位通信履歴テーブルＴ２の生成が可能となるので、無線端末１００は、現在の位置の周囲に設けられたネットワーク環境に沿う、より適切な無線資源（例えば無線基地局の識別番号）の割り当てを行うことができる。

また、無線端末１００は、接続基地局との間のデータ通信量の情報を通信履歴として更に蓄積し、距離Ｄｉが小さい所定数（ｋ）個の過去の通信履歴の中で、データ通信量が多い無線基地局を優先して接続基地局を導出する。これにより、例えばヘテロジニアスネットワーク２０に５Ｇ（第５世代移動通信システム）のような高速なスループットが得られるスモールセル（言い換えると、通信データ量が多い可能性が高いセル）を提供可能な接続基地局を優先して割り当てることが可能となり、快適な通信データ量を行い易くなる。

また、無線端末１００は、導出された接続基地局との間でデータ通信が行われると、データ通信に関する接続基地局に関する情報を、現在の無線端末１００の位置情報に対応付けた通信履歴としてメモリ１６０に蓄積する。これにより、無線端末１００は、無線通信を実際に行ったことの通信実績として、その通信相手である接続基地局の識別番号を通信時の位置と対応付けた通信履歴をメモリ１６０に蓄積して学習できる。

また、無線端末１００は、接続基地局との間のデータ通信に用いる無線周波数の情報を通信履歴として更に蓄積し、通信履歴に含まれる無線周波数の情報を用いて、接続基地局との間のデータ通信に用いる無線周波数を導出する。無線端末１００は、導出された無線周波数を用いて、導出された接続基地局との間でデータ通信を行う。これにより、無線端末１００は、無線資源として、接続基地局の識別番号だけでなく、無線通信時の無線周波数（キャリア周波数）の識別番号も位置情報と対応付けて管理できるので、新たな通信接続の要求があった時に適切な接続基地局及び無線周波数を導出でき、無駄なく迅速に通信を行うことができる。

また、無線端末１００は、距離Ｄｉが小さい所定数（ｋ）個の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局及び無線周波数を優先して接続基地局及び無線周波数を導出する。これにより、無線端末１００は、距離Ｄｉが小さい（言い換えると、現在の位置と過去の無線通信時の位置とが近い）時の通信履歴の中で使用回数が多かった無線周波数を用いて、現在の位置において通信実績のある適切な接続基地局と安定的に通信を行うことができる。

また、無線端末１００は、距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈ以下である場合に、所定数（ｋ）個の過去の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局及び無線周波数を優先して接続基地局及び無線周波数を導出する。これにより、距離Ｄｉが所定の閾値Ｄｔｈより大きい通信履歴（言い換えると、無線端末１００の過去の無線通信時の位置と現在の位置とが大きく離れている場合の通信履歴）を排除して上位通信履歴テーブルＴ２の生成が可能となるので、無線端末１００は、現在の位置の周囲に設けられたネットワーク環境に沿う、より適切な無線資源（例えば無線基地局の識別番号及び無線周波数の識別番号）の割り当てを行うことができる。

また、無線端末１００は、接続基地局との間のデータ通信に用いる無線周波数の情報と接続基地局との間のデータ通信量の情報とを通信履歴として更に蓄積し、距離Ｄｉが小さい所定数（ｋ）個の通信履歴の中で、データ通信量が多い無線基地局及び無線周波数を優先して接続基地局及び無線周波数を導出する。これにより、例えばヘテロジニアスネットワーク２０に５Ｇ（第５世代移動通信システム）のような高速なスループットが得られるスモールセル（言い換えると、通信データ量が多い可能性が高いセル）を提供可能な接続基地局及び無線周波数を優先して割り当てることが可能となり、快適な通信データ量を行い易くなる。

また、無線端末１００は、導出された接続基地局との間でデータ通信が行われると、データ通信に関する接続基地局に関する情報及び無線周波数の情報を、現在の無線端末１００の位置情報に対応付けた通信履歴としてメモリ１６０に蓄積する。これにより、無線端末１００は、無線通信を実際に行ったことの通信実績として、その通信相手である接続基地局の識別番号及び無線周波数の識別番号を通信時の位置と対応付けた通信履歴をメモリ１６０に蓄積して学習できる。

また、無線端末１００の位置情報は例えば屋外で有効な（緯度、経度、高度）の情報の組み合わせであり、無線端末１００は、緯度、経度及び高度のうち、例えば高度を優先して距離Ｄｉを導出する。無線端末１００の位置情報の中で緯度や経度が同じでも、高度が異なると通信環境が大きく異なる場合がある。従って、無線端末１００は、高度を優先して距離Ｄｉを算出することで、自己の現在の位置に相応しい通信環境を提供可能な接続基地局及び無線周波数を導出することができる。

また、本実施の形態では、無線端末１００が屋内、又は屋外と屋内との境界付近に位置する場合に、無線端末１００の位置情報は、屋内に設置された複数のＢＬＥビーコン６０からの相対的な距離によって求められる位置情報であってもよい。これにより、無線端末１００は、屋外に位置する場合には例えばＧＰＳ受信部１０２により算出される（緯度、経度、高度）の情報で位置を特定できる上、一方、屋内、又は屋外と屋内との境界付近に位置する場合には例えばＢＬＥ受信部１２２により算出される、ＢＬＥビーコン６０からの相対距離の情報で位置を特定できる。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示は、自己の現在位置における通信履歴に基づいて、無線通信の接続要求時に通信相手となる無線基地局を決定して割り当て、最適なセルへの接続確率の劣化を抑制する無線端末及び無線基地局割当方法として有用である。

１０ 無線通信システム
２０ ヘテロジニアスネットワーク
２１ 上り回線（アップリンク）
２２ 下り回線（ダウンリンク）
５０ ＧＰＳ衛星
６０ ＢＬＥビーコン
１００ 無線端末
１０１ ＧＰＳアンテナ
１０２ ＧＰＳ受信部
１０３ 位置情報生成部
１０４ 基地局導出部
１０５ 無線資源割当管理部
１０６ 送信パケット生成部
１０７ 無線送信部
１０８ 送信アンテナ
１０９ 受信アンテナ
１１０ 無線受信部
１１１ 受信パケット復号部
１２１ ＢＬＥアンテナ
１２２ ＢＬＥ受信部
１５０ プロセッサ
１６０ メモリ
２００ 無線基地局
Ｔ１ 累計通信履歴テーブル
Ｔ２ 上位通信履歴テーブル

Claims (10)

1. 複数の無線通信方式が混在して利用されるネットワークを介して、複数の無線基地局との間で通信可能な無線端末であって、
   それぞれの前記無線基地局との間の過去の通信時における、少なくとも前記無線端末の位置情報と前記無線基地局に関する情報とを通信履歴として蓄積する蓄積部と、
   前記無線端末の位置情報を取得する取得部と、
   取得された前記無線端末の位置情報と前記蓄積部に蓄積された前記通信履歴とに基づいて、前記複数の無線基地局から、データ通信に用いる無線基地局としての接続基地局を導出する導出部と、
   導出された前記接続基地局との間で前記データ通信を行う通信部と、を備え、
   前記無線端末の位置情報は、緯度、経度及び高度を有し、
   前記導出部は、前記緯度、経度及び高度のうち、前記高度を優先して、取得された前記無線端末の位置情報と前記通信履歴に含まれる前記無線端末の位置情報とに基づく距離を導出し、前記距離が小さい所定数の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局を優先して前記接続基地局を導出する、
   無線端末。
2. 前記導出部は、前記距離が所定の閾値以下である場合に、前記所定数の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局を優先して前記接続基地局を導出する、
   請求項１に記載の無線端末。
3. 前記蓄積部は、前記接続基地局との間のデータ通信量の情報を前記通信履歴として更に蓄積し、
   前記導出部は、取得された前記無線端末の位置情報と前記通信履歴に含まれる前記無線端末の位置情報とに基づく距離が小さい所定数の通信履歴の中で、前記データ通信量が多い無線基地局を優先して前記接続基地局を導出する、
   請求項１に記載の無線端末。
4. 導出された前記接続基地局との間で前記データ通信が行われると、前記データ通信に関する前記接続基地局に関する情報を、取得された前記無線端末の位置情報に対応付けた通信履歴として前記蓄積部に蓄積する更新部、を更に備える、
   請求項１に記載の無線端末。
5. 前記蓄積部は、前記接続基地局との間のデータ通信に用いる無線周波数の情報を前記通信履歴として更に蓄積し、
   前記導出部は、前記通信履歴に含まれる前記無線周波数の情報を用いて、前記接続基地局との間のデータ通信に用いる無線周波数を導出し、
   前記通信部は、導出された前記無線周波数を用いて、導出された前記接続基地局との間で前記データ通信を行う、
   請求項１に記載の無線端末。
6. 前記導出部は、取得された前記無線端末の位置情報と前記通信履歴に含まれる前記無線端末の位置情報とに基づく距離が小さい所定数の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局及び無線周波数を優先して前記接続基地局及び前記無線周波数を導出する、
   請求項５に記載の無線端末。
7. 前記導出部は、前記距離が所定の閾値以下である場合に、前記所定数の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局及び無線周波数を優先して前記接続基地局及び前記無線周波数を導出する、
   請求項６に記載の無線端末。
8. 前記蓄積部は、前記接続基地局との間のデータ通信に用いる無線周波数の情報と前記接続基地局との間のデータ通信量の情報とを前記通信履歴として更に蓄積し、
   前記導出部は、取得された前記無線端末の位置情報と前記通信履歴に含まれる前記無線端末の位置情報とに基づく距離が小さい所定数の通信履歴の中で、前記データ通信量が多い無線基地局及び無線周波数を優先して前記接続基地局及び前記無線周波数を導出する、
   請求項１に記載の無線端末。
9. 導出された前記接続基地局との間で前記データ通信が行われると、前記データ通信に関する前記接続基地局に関する情報及び前記無線周波数の情報を、取得された前記無線端末の位置情報に対応付けた通信履歴として前記蓄積部に蓄積する更新部、を更に備える、
   請求項５に記載の無線端末。
10. 複数の無線通信方式が混在して利用されるネットワークを介して、複数の無線基地局との間で通信可能な無線端末における無線基地局割当方法であって、
    それぞれの前記無線基地局との間の過去の通信時における、少なくとも前記無線端末の位置情報と前記無線基地局に関する情報とを通信履歴として蓄積部に蓄積するステップと、
    前記無線端末の位置情報を取得するステップと、
    取得された前記無線端末の位置情報と前記蓄積部に蓄積された前記通信履歴とに基づいて、前記複数の無線基地局から、データ通信に用いる無線基地局としての接続基地局を導出するステップと、
    導出された前記接続基地局との間で前記データ通信を行うステップと、を有し、
    前記無線端末の位置情報は、緯度、経度及び高度を有し、
    前記接続基地局を導出するステップは、前記緯度、経度及び高度のうち、前記高度を優先して、取得された前記無線端末の位置情報と前記通信履歴に含まれる前記無線端末の位置情報とに基づく距離を導出し、前記距離が小さい所定数の通信履歴の中で、割り当て回数が多い無線基地局を優先して前記接続基地局を導出する、
    無線基地局割当方法。

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