WO2015178138A1 - 無線通信システム、第１アクセスノード、第２アクセスノード、及び通信制御方法 - Google Patents

無線通信システム、第１アクセスノード、第２アクセスノード、及び通信制御方法 Download PDF

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WO2015178138A1
WO2015178138A1 PCT/JP2015/061907 JP2015061907W WO2015178138A1 WO 2015178138 A1 WO2015178138 A1 WO 2015178138A1 JP 2015061907 W JP2015061907 W JP 2015061907W WO 2015178138 A1 WO2015178138 A1 WO 2015178138A1
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user
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connection
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康史 森岡
芳文 森広
浩人 安田
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株式会社Ｎｔｔドコモ
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a first access node, a second access node, and a communication control method.
  • a configuration for offloading traffic of a cellular phone network using a wireless LAN (WLAN / Wi-Fi) is adopted (for example, Patent Document 1).
  • the wireless LAN service as described above is often provided free of charge based on the management policy of the mobile phone operator.
  • the transmission speed of the above wireless LAN service (for example, the transmission speed of 433 Mbps of IEEE 802.11ac) exceeds the transmission speed of the mobile phone network (for example, the transmission speed of 150 Mbps of LTE UE UE Category 4).
  • the wireless LAN is generally used preferentially over the mobile phone network.
  • the user station simply uses the wireless LAN preferentially, (1) the user station is connected to the wireless LAN even if the electric field strength of the wireless LAN is weaker than the cellular phone network.
  • the user station is connected to the wireless LAN even when it is congested, and (3) ping-pong is likely to occur between the wireless LAN and the mobile phone network.
  • an object of the present invention is to appropriately select a connection destination of a user station.
  • a wireless communication system of the present invention includes a user station that conforms to a first communication standard and a second communication standard, a first network that includes a first access node that wirelessly communicates with the user station according to the first communication standard, And a second network including a second access node that wirelessly communicates with the user station according to a second communication standard.
  • the user station transmits / receives a data signal to / from the external network via the first access node, and a first data communication unit that transmits / receives a data signal to / from the external network via the second access node. 2 data communication units.
  • the first access node includes a first control communication unit that transmits and receives a first control message according to the first communication standard, and the second access node receives a second control message according to the second communication standard.
  • a second control communication unit that transmits and receives and an access node control communication unit that is communicable according to the first communication standard and transmits and receives the first control message to and from the first access node.
  • the first access node of the present invention includes a wireless communication unit that wirelessly communicates according to a first communication standard, a first control communication unit that transmits and receives a first control message according to the first communication standard, and a wireless communication state of the first access node
  • the first state information from the user station based on one or both of the first state information regarding the second communication state and the second state information regarding the wireless communication state of the second access node wirelessly communicating with the user station according to the second communication standard.
  • a connection determination message for controlling the wireless connection of the user station based on a result of the connection determination by the user connection determination unit and a user connection determination unit that executes a connection determination of a wireless connection to the access node or the second access node
  • a user connection control unit for transmitting to the user station.
  • the second access node of the present invention includes a first wireless communication unit that performs wireless communication according to a first communication standard, an access node control communication unit that transmits and receives a first control message according to the first communication standard, and a first access node; A second wireless communication unit that wirelessly communicates according to two communication standards, a second control communication unit that transmits and receives a second control message according to the second communication standard, first state information and first state information regarding a wireless communication state of the first access node
  • User connection determination for performing a wireless connection connection determination from the user station to the first access node or the second access node based on one or both of the second state information regarding the wireless communication state of the two access nodes
  • connection control for controlling wireless connection of the user station based on the result of the connection determination by the user connection determination unit It generates a message and a user connection control unit to be transmitted to said user station.
  • the communication control method of the present invention includes a user station that conforms to a first communication standard and a second communication standard, a first network that includes a first access node that wirelessly communicates with the user station according to the first communication standard, A communication control method for a wireless communication system including a second network including a second access node that wirelessly communicates with the user station according to a second communication standard.
  • the user station transmits / receives the data signal to / from an external network via the first access node, and the external network and the data signal via the second access node.
  • the first control message according to the first communication standard at the first access node and the second control message according to the second communication standard at the second access node with respect to the control plane. And transmitting / receiving the first control message to / from the first access node according to the first communication standard.
  • the network to which the user station is connected is appropriately switched.
  • FIG. 2 is a configuration block diagram of a radio base station according to the first embodiment. It is a block diagram of the configuration of the access point of the first embodiment. It is an example of the operation
  • the access node to which the user station US should be connected is determined according to the wireless communication state of the access node (wireless base station eNB, access point AP).
  • a control interface used for transmission and reception of control messages is provided between the radio base station eNB belonging to the first network NW1 and the access point AP belonging to the second network NW2.
  • FIG. 1 is a diagram showing a radio communication system CS according to a first embodiment of the present invention.
  • the radio communication system CS includes a user station US, a radio base station eNB, an access point AP, a management node MME, and a gateway GW.
  • the radio base station eNB, the management node MME, and the gateway GW belong to the first network NW1 (mobile phone network), and the access point AP belongs to the second network NW2 (wireless LAN).
  • NW1 mobile phone network
  • NW2 wireless LAN
  • the elements in the first network NW1 and the user station US perform communication in accordance with a cellular communication standard (for example, LTE / SAE (Long Term Evolution / March Architecture® Evolution) standard included in 3GPP (Third Generation Partnership Project) standard).
  • a cellular communication standard for example, LTE / SAE (Long Term Evolution / March Architecture® Evolution) standard included in 3GPP (Third Generation Partnership Project) standard.
  • the user station US is User Equipment
  • the radio base station eNB is evolved Node B
  • the management node MME Mobility Management Entity
  • the gateway GW is PDN / Serving Gateway.
  • the elements in the second network NW2 and the user station US execute communication according to a non-cellular communication standard (for example, IEEE 802.11 wireless LAN standard).
  • a non-cellular communication standard for example, IEEE 802.11 wireless LAN standard.
  • the user station US is Station (STA)
  • the access point AP is Access Point.
  • a data signal interface (user plane path) and a control signal interface (control plane path) are set independently.
  • a broken line between elements indicates a control plane path according to the cellular communication standard
  • an alternate long and short dash line between elements indicates a control plane path according to the non-cellular communication standard.
  • a solid line between elements indicates a user plane route regardless of the communication standard.
  • a control interface (control plane path) conforming to the cellular communication standard exists between the radio base station eNB and the access point AP, but there is no user plane path.
  • the radio base station eNB and the access point AP are preferably connected wirelessly.
  • the user station US of the present embodiment is a mobile terminal that conforms to both the cellular communication standard and the non-cellular communication standard.
  • the user station US includes a first interface (first radio communication unit 100) corresponding to a radio base station eNB that is an access node (first access node) of the cellular communication standard, and an access node (second radio communication standard 100). And a second interface (second wireless communication unit 110) corresponding to the access point AP which is an access node).
  • the above two interfaces can be activated simultaneously.
  • the user station US can transmit and receive data according to the non-cellular communication standard while waiting in the cellular communication standard, and the non-cellular communication standard while performing a VoLTE (Voice over LTE) call in the cellular communication standard. It is also possible to send and receive data.
  • VoLTE Voice over LTE
  • FIG. 2 is a diagram showing the coverage of each access node.
  • the radio base station eNB forms a first cell C1 (macro cell) around it, and the access point AP forms a second cell C2 (WLAN cell) around it.
  • the first cell C1 and the second cell C2 are drawn on different planes, but are actually formed on the same plane (such as the ground surface).
  • the size of the first cell C1 exceeds the size of the second cell C2.
  • the second cell C2 is formed in multiple layers (overlaid) inside the first cell C1.
  • the radio base station eNB that forms the first cell C1 controls the access point AP that forms the second cell C2 in the first cell C1. Therefore, the user station US can wirelessly connect to at least one of the wireless base station eNB and the access point AP that are connected to each other in the control plane.
  • the user station US wirelessly connects to the access point AP
  • the user station US receives control related to the cellular communication standard from the radio base station eNB that controls the access point AP.
  • FIG. 3 is a configuration block diagram of the user station US according to the first embodiment.
  • the user station US includes a first wireless communication unit 100, a second wireless communication unit 110, a storage unit 120, and a control unit 130. Illustrations of an output device that outputs audio, video, and the like, an input device that receives an instruction from a user, and the like are omitted for convenience.
  • the first radio communication unit 100 is an element for communicating with the radio base station eNB according to the cellular communication standard
  • the second radio communication unit 110 is an element for communicating with the access point AP according to the non-cellular communication standard.
  • Each of the above wireless communication units conforms to the corresponding communication standard, and is a wireless transmission / reception antenna, a receiving circuit that receives a radio signal (radio wave) and converts it into an electric signal, and an electric signal such as a control signal / user signal. And a transmission circuit that converts the signal (radio wave) and transmits the signal.
  • the control unit 130 includes a first data communication unit 132, a first control communication unit 134, a second data communication unit 136, and a second control communication unit 138.
  • the first data communication unit 132 transmits and receives data signals to and from the Internet IN via the radio base station eNB.
  • the first control communication unit 134 transmits and receives a first control message according to the cellular communication standard to and from the radio base station eNB.
  • the second data communication unit 136 transmits / receives data signals to / from the Internet IN via the access point AP.
  • the second control communication unit 138 transmits and receives a second control message according to the non-cellular communication standard to and from the access point AP.
  • FIG. 4 is a configuration block diagram of the radio base station eNB according to the first embodiment.
  • the radio base station eNB includes a radio communication unit 200, a wired communication unit 210, a storage unit 220, and a control unit 230.
  • the wireless communication unit 200 is an element for communicating with the user station US and the access point AP, and is configured similarly to the first wireless communication unit 100.
  • the wired communication unit 210 is an element for communicating with other nodes (management node MME, gateway GW, etc.) in the first network NW1, and transmits and receives electrical signals by wire.
  • the control unit 230 includes a first data communication unit 232, a first control communication unit 234, a user connection determination unit 236, and a user connection control unit 238.
  • the first data communication unit 232 relays transmission / reception of data signals between the user station US and the Internet IN.
  • the first control communication unit 234 transmits and receives the first control message to and from the user station US, the access point AP, and the management node MME.
  • the user connection determination unit 236 performs a connection determination of the wireless connection of the user station US.
  • the user connection control unit 238 generates a connection control message for controlling the wireless connection of the user station US based on the result of the above connection determination.
  • the above connection control message is a kind of first control message.
  • FIG. 5 is a configuration block diagram of the access point AP according to the first embodiment.
  • the access point AP includes a first wireless communication unit 300, a second wireless communication unit 310, a wired communication unit 320, a storage unit 330, and a control unit 340.
  • the first radio communication unit 300 is an element for communicating with the radio base station eNB according to the cellular communication standard, and is configured in the same manner as the first radio communication unit 100.
  • the second wireless communication unit 310 is an element for communicating with the user station US according to the non-cellular communication standard, and is configured similarly to the second wireless communication unit 110.
  • the first wireless communication unit 300 is an M2M (Machine-to-Machine) module that performs wireless communication according to LTE, for example.
  • the wired communication unit 320 is an element for executing communication in the second network, and transmits and receives electrical signals by wire.
  • the control unit 340 includes a second data communication unit 342, a second control communication unit 344, and an access node control communication unit 346.
  • the second data communication unit 342 relays transmission / reception of data signals between the user station US and the Internet IN.
  • the second control communication unit 344 transmits and receives the second control message to and from the user station US.
  • the access node control communication unit 346 is an element that can communicate according to the cellular communication standard, and transmits and receives the first control signal to and from the radio base station eNB.
  • control units 130, 230, 340
  • elements included in the control units are configured by each CPU (not shown) in each node (US, eNB, AP) and each storage unit (120, 220, 330). Is a functional block realized by executing the computer program stored in the computer and functioning according to the computer program.
  • connection Determination Operation An example of the connection determination operation in the first embodiment will be described below.
  • the user connection determination unit 236 of the radio base station eNB performs a connection determination operation.
  • FIG. 6 shows an operation flow when the user station US connected to the first network NW1 switches the connection destination to the second network NW2.
  • the user station US initially communicates with the Internet IN via the connected radio base station eNB.
  • the first control communication unit 134 of the user station US transmits a connectable AP discovery message including information on the discovered access point AP to the wireless base station eNB ( S102).
  • the connectable AP discovery message is a kind of the first control message, and indicates at least an identifier for identifying the discovered access point AP (for example, a BSSID equal to the MAC address of the access point AP).
  • the connectable AP discovery message may further indicate other information, for example, the field strength of the discovered access point AP.
  • the first control communication unit 234 of the radio base station eNB transmits an AP information request message to the access point AP specified by the connectable AP discovery message (S104).
  • the access node control communication unit 346 of the access point AP transmits an AP information notification message (second state message) indicating second state information regarding the wireless communication state of the identified access point AP to the wireless base station. It transmits to the station eNB (S106).
  • the wireless communication state indicated by the above second state information includes, for example, the number of user stations US wirelessly connected to the specified access point AP, and the usage rate of the radio resource (resource block) at the specified access point AP. Communication parameters.
  • the AP information request message and the AP information notification message are a kind of first control message.
  • the first control communication unit 234 of the radio base station eNB receives the AP information notification message and supplies it to the user connection determination unit 236.
  • the user connection determination unit 236 performs connection determination based on the second state information indicated by the AP information notification message (S108). More specifically, the user connection determination unit 236 compares one or more communication parameters indicated by the second state information with one or more predetermined threshold values, and whether the connection permission criterion at the specified access point AP is satisfied. Determine whether or not.
  • the above connection determination may be executed based on, for example, one communication parameter, may be executed based on a total value of a plurality of weighted communication parameters, or may be executed based on a plurality of communication parameters and a predetermined threshold value. And may be executed based on a plurality of comparison results obtained by comparing each of the above.
  • the user connection determination unit 236 supplies the result of the above connection determination to the user connection control unit 238.
  • the determination result indicates whether to permit or reject the wireless connection to the specified access point AP.
  • the user connection control unit 238 transmits an AP connection instruction message for instructing wireless connection to the identified access point AP to the user station US (S110).
  • the user connection control unit 238 transmits an AP connection rejection message indicating that the wireless connection to the specified access point AP is rejected to the user station US (not shown). .
  • the connection between the user station US and the radio base station eNB is maintained, and the operation ends.
  • the above-described AP connection instruction message and AP connection rejection message are connection control messages that are types of the first control message.
  • the second control communication unit 138 performs association processing for the identified access point AP to establish a wireless connection.
  • the above association processing is an operation according to the IEEE 802.11 standard.
  • the wireless connection is established as described above, the second data communication unit 136 of the user station US starts communication with the Internet IN via the access point AP.
  • FIG. 7 shows an operation flow when the user station US connected to the second network NW2 switches the connection destination to the first network NW1.
  • the user station US initially communicates with the Internet IN via the connected access point AP.
  • the access node control communication unit 346 of the access point AP sends an AP information update message (second state message) indicating second state information regarding the wireless communication state to the wireless base station. It transmits to eNB (S120).
  • the wireless communication state indicated by the second state information described above includes communication parameters for the access point AP exemplified in item 1 (3) -1, and communication parameters indicating the communication quality of the user station US being wirelessly connected (electric field strength). Packet loss rate, throughput, etc.).
  • the AP information update message is a kind of first control message.
  • the access node control communication unit 346 may intermittently (for example, periodically) transmit the AP information update message to the radio base station eNB regardless of whether or not the second state information has been updated. Moreover, you may transmit AP information update message according to the request message from the radio base station eNB.
  • the first control communication unit 234 of the radio base station eNB receives the AP information update message and supplies it to the user connection determination unit 236.
  • the user connection determination unit 236 performs connection determination based on the second state information indicated by the AP information update message (S122). As in step S108 described above, based on one or more communication parameters and one or more predetermined threshold values, it is determined whether or not the connection permission criterion at the access point AP is satisfied.
  • the above connection determination may be executed based on, for example, one communication parameter, may be executed based on a total value of a plurality of weighted communication parameters, or may be executed based on a plurality of communication parameters and a predetermined threshold value. And may be executed based on a plurality of comparison results obtained by comparing each of the above.
  • the user connection control unit 238 transmits an AP maintenance instruction message instructing maintenance of the wireless connection to the connected access point AP to the user station US (not shown). In the above case, the connection between the user station US and the access point AP is maintained, and the operation ends. On the other hand, if the above determination result indicates connection rejection, the user connection control unit 238 transmits an AP disconnection instruction message instructing disconnection of the connection to the access point AP to the user station US (S124).
  • the above AP maintenance instruction message and AP disconnection instruction message are each a kind of first control message.
  • the second control communication unit 138 performs disassociation processing on the connected access point AP, and disconnects the wireless connection.
  • the above disassociation process is an operation according to the IEEE 802.11 standard.
  • the user station US resumes communication with the Internet IN via the radio base station eNB.
  • the user station US is connected to the radio base station eNB in the control plane even during connection to the access point AP. I don't need it.
  • connection determination and connection disconnection operations steps S120 to S124
  • the radio base station eNB when receiving the AP information update message (S120), the radio base station eNB repeatedly executes connection determination (S122) and connection disconnection (S124) for the identified access point AP.
  • step S122 when the determination result in step S122 is connection rejection (NO), the user connection control unit 238 selects one of the user stations US wirelessly connected to the identified access point AP. Then, an AP disconnection instruction message is transmitted (S124). After the selected user station US is disconnected, the user connection determination unit 236 performs connection determination again (S122). Through the above repeating operation, the disconnection instruction to the user station US connected to the access point AP is repeated until the determination result in step S122 is connection permission (YES).
  • connection rejection NO
  • the user connection control unit 238 selects one of the user stations US wirelessly connected to the identified access point AP. Then, an AP disconnection instruction message is transmitted (S124). After the selected user station US is disconnected, the user connection determination unit 236 performs connection determination again (S122). Through the above repeating operation, the disconnection instruction to the user station US connected to the access point AP is repeated until the determination result in step S122 is connection permission (YES).
  • the criterion for selecting one user station US in step S124 is arbitrary.
  • the user station US having the highest or lowest throughput may be selected, the user station US having the highest or lowest packet loss rate may be selected, and the user station US having the largest or smallest amount of transmission data may be selected. It may be selected.
  • any standard can be adopted.
  • FIG. 9 is a configuration block diagram of a radio base station eNB according to the second embodiment.
  • the control unit 230 according to the second embodiment does not include the user connection determination unit 236 and the user connection control unit 238.
  • FIG. 10 is a configuration block diagram of an access point AP according to the second embodiment.
  • the control unit 340 according to the second embodiment further includes a user connection determination unit 348 and a user connection control unit 350.
  • connection determination operation An example of the connection determination operation in the second embodiment will be described below.
  • the user connection determination unit 348 of the access point AP executes a connection determination operation.
  • FIG. 11 shows an operation flow when the user station US connected to the first network NW1 switches the connection destination to the second network NW.
  • the user station US initially communicates with the Internet IN via the connected radio base station eNB.
  • the second control communication unit 138 of the user station US performs an association process on the discovered access point AP to establish a wireless connection (S200).
  • the access node control communication unit 346 of the access point AP transmits an eNB information request message to the radio base station eNB that manages the access node control communication unit 346 (S202).
  • the first control communication unit 234 of the radio base station eNB sends an eNB information notification message (first status message) indicating the first status information regarding the radio communication status of the radio base station eNB to the access point AP.
  • the wireless communication state indicated by the above first state information is the same communication parameter as the second state information of the first embodiment.
  • the eNB information request message and the eNB information notification message are a kind of first control message.
  • the access node control communication unit 346 of the access point AP receives the eNB information notification message and supplies it to the user connection determination unit 348.
  • the user connection determination unit 348 performs connection determination based on the first state information indicated by the eNB information notification message and the wireless communication state (second state information) of the access point AP (S206). The specific operation is the same as step S108 of the first embodiment.
  • the user connection determination unit 348 supplies the result of the above connection determination to the user connection control unit 350.
  • the determination result indicates whether communication via the access point AP is permitted or rejected. If the determination result indicates that the connection is permitted, the user connection control unit 350 maintains the established association (wireless connection) and performs settings necessary for the user station US to connect to the Internet IN (IP address assignment, etc.). To do. Thereafter, the second data communication unit 136 of the user station US starts communication with the Internet IN via the access point AP.
  • the user connection control unit 350 transmits a connection rejection message indicating that communication via the access point AP is rejected to the user station US (not shown).
  • the user station US continues communication with the Internet IN via the radio base station eNB.
  • the above connection rejection message is a kind of second control message.
  • FIG. 12 shows an operation flow when the user station US connected to the second network NW2 switches the connection destination to the first network NW1.
  • the user station US initially communicates with the Internet IN via the connected access point AP.
  • the first control communication unit 234 of the radio base station eNB accesses an eNB information update message (first status message) indicating first status information regarding the radio communication status. It is transmitted to the point AP (S210).
  • the wireless communication state indicated by the above first state information includes the communication parameters for the wireless base station eNB exemplified in item 2 (2) -1 and the user station US exemplified in item 1 (3) -2. Communication parameters.
  • the eNB information update message is a kind of first control message.
  • the first control communication unit 234 may transmit the eNB information update message to the access point AP intermittently (for example, periodically) regardless of whether or not the first state information is updated. Moreover, you may transmit an eNB information update message according to the request message from access point AP.
  • the access node control communication unit 346 of the access point AP receives the eNB information update message and supplies it to the user connection determination unit 348.
  • the user connection determination unit 348 performs connection determination based on the first state information indicated by the eNB information update message and the wireless communication state (second state information) of the access point AP (S212).
  • the above connection determination is executed in the same manner as the above-described operation (for example, step S122).
  • the user connection control unit 350 If the determination result indicates that the connection is permitted, the user connection control unit 350 maintains the connection established with the user station US, and the operation ends (not shown). On the other hand, if the above determination result indicates connection rejection, the user connection control unit 350 transmits a disconnection instruction message instructing disconnection of the connection to the access point AP to the user station US (S214).
  • the disconnection instruction message is a kind of second control message.
  • the second control communication unit 138 of the user station US executes disassociation processing similar to that of the first embodiment on the connected access point AP, and disconnects the wireless connection (S216). . Thereafter, the user station US resumes communication with the Internet IN via the radio base station eNB.
  • FIG. 13 is a configuration block diagram of the management node MME according to the third embodiment.
  • the management node MME includes a wired communication unit 410, a storage unit 420, and a control unit 430.
  • the control unit 430 includes a node control unit 432, a first key acquisition unit 434, a first authentication management unit 436, a first access key acquisition unit 438, and a second key acquisition unit 440.
  • the node control unit 432 transmits / receives control messages to / from other nodes.
  • the first key acquisition unit 434 acquires the first key K ASME used in the first authentication method from the subscriber server HSS.
  • the first authentication management unit 436 performs first authentication according to the first authentication method and establishes the first encryption path.
  • the first access key acquisition unit 438 generates a first access key K eNB used in the first authentication technique based on the first key K ASME and supplies the first access key K eNB to the radio base station eNB in response to the request.
  • the second key acquisition unit 440 generates a second key PMK, which is a Pairwise Master Key used in the second authentication method, based on the first key K ASME .
  • FIG. 14 is a configuration block diagram of a subscriber server HSS according to the third embodiment.
  • the subscriber server HSS is an element belonging to the first network NW1.
  • the subscriber server HSS includes a wired communication unit 510, a storage unit 520, and a control unit 530.
  • the control unit 530 includes a location registration unit HLR and an authentication unit AuC.
  • the location registration unit HLR manages location registration information of the user station US.
  • the authentication unit AuC generates a first key K ASME from the highest key K stored in the storage unit 520 and supplies it to the management node MME in response to a request.
  • the subscriber server HSS is Home ⁇ Subscriber Server
  • the location registration unit HLR is Home Location Register
  • the authentication unit AuC is Authentication Center.
  • the authentication unit AuC may be provided independently of the subscriber server HSS.
  • control units (430, 530) and the elements included in the control units are computer programs stored in the storage units (420, 520) by CPUs (not shown) in the respective nodes (MME, HSS). Is a functional block realized by functioning according to the computer program.
  • the user station US and the subscriber server HSS in the first network NW1 share the highest key K in advance.
  • the highest key K is stored in a USIM (Universal Subscriber Identity Module) that is a part of the storage unit 120.
  • USIM Universal Subscriber Identity Module
  • the first control communication unit 134 of the user station US and the authentication unit AuC of the subscriber server HSS each generate the first key K ASME from the highest key K.
  • the key generation and sharing described above is, for example, 6.1.1 AKA in 3GPP TS 33.401 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; 3GPP System Architecture Evolution (SAE); Security architecture (Release 12), 2013/12. It is executed as described in procedure and 6.1.2 Distribution of authentication data from HSS to serving network.
  • the first key K ASME is used for encryption and decryption at the non-access layer (NAS) level. In other words, the non-access layer encryption path is set between the nodes sharing the first key K ASME .
  • the message described in 7.2.4.4 NAS security mode command procedure in the above document is transmitted and received through the above encrypted path.
  • the first control communication unit 134 of the user station US and the first access key acquisition unit 438 of the management node MME each generate a first access key K eNB from the first key K ASME .
  • the first access key K eNB is used for encryption and decryption at the access layer (AS) level.
  • AS access layer
  • the encryption path of the access layer is set between the nodes sharing the first access key K eNB .
  • a lower key corresponding to the application can be generated.
  • the encryption key K NASenc and the integrity guarantee key K NASint may be generated based on the first key K ASME .
  • the access point AP shares the highest key K with the subscriber server HSS in advance, like the user station US of item 3 (2).
  • the highest key K is stored in the USIM that is part of the storage unit 220.
  • the USIM may be configured by hardware (SIM card) or may be configured by rewritable software SIM (embedded SIM).
  • the access node control communication unit 346 of the access point AP generates the first key K ASME from the highest key K, and performs the first authentication in cooperation with the first authentication management unit 436 of the management node MME via the radio base station eNB. Execute.
  • the encryption path for the non-access layer is set as described above. Also for the access layer, an encryption path is set between the access point AP and the radio base station eNB as described above. Thereafter, the access node control communication unit 346 acquires the second key PMK generated by the second key acquisition unit 440 of the management node MME based on the first key K ASME via the encryption path of the non-access layer.
  • the second control communication unit 138 of the user station US performs an association process on the discovered access point AP to establish a wireless connection (S300).
  • the second control communication unit 344 of the access point AP and the second control communication unit 138 of the user station US cooperate to execute challenge / response authentication based on the second key PMK (S302). More specifically, the second control communication unit 344 of the access point AP transmits a challenge sentence to the user station US.
  • the second control communication unit 138 of the user station US generates a response sentence by processing the second key PMK generated based on the first key K ASME and the challenge sentence based on a predetermined algorithm, and accesses it. Send to point AP.
  • the second control communication unit 344 of the access point AP determines whether or not the response sentence generated by itself based on the second key PMK and the challenge sentence matches the response sentence transmitted from the user station US.
  • the user station US is authenticated, and an encryption path is set between the user station US and the access point AP.
  • the second data communication unit 136 of the user station US executes communication with the Internet IN using the set encryption path.
  • the user station US is not authenticated.
  • the encryption key for the non-cellular communication standard is distributed using the encryption path established in accordance with the cellular communication standard, so that secure key distribution is realized. Is done. Further, after the establishment of an encryption path according to the cellular communication standard, the encryption key for the non-cellular communication standard can be delivered to the access point without waiting for access from the user station. Therefore, the time required for authentication is shortened as compared with a general authentication sequence for acquiring information necessary for authentication after access from the user station.
  • the radio base station eNB and the access point AP are connected via the radio interface.
  • the radio base station eNB and the access point AP may be connected via a wired interface.
  • the radio base station eNB performs connection determination and connection control
  • the access point AP performs connection determination and connection control
  • the access point AP may execute connection control after the radio base station eNB executes connection determination.
  • the control unit 230 of the radio base station eNB includes a user connection determination unit 236, and the control unit 340 of the access point AP includes a user connection control unit 350.
  • the radio base station eNB may perform connection control after the access point AP performs connection determination.
  • the control unit 340 of the access point AP includes a user connection determination unit 348
  • the control unit 230 of the radio base station eNB includes a user connection control unit 238.
  • the user connection determination unit (236, 348) and the user connection control unit (238, 350) transmit and receive control messages via the access node control communication unit 346.
  • the radio base station eNB performs the above-described connection determination and connection control for the user station US connected to the radio base station eNB and the user station US for the user station US connected to the access point AP, respectively. It is also possible to adopt a configuration that does this.
  • the radio base station eNB determines whether to permit or reject the connection of the user station US to the access point AP based on the second status information indicating the radio communication status of the access point AP (step S108, S122). However, the radio base station eNB may perform the above connection determination in consideration of the first state information indicating the radio communication state of the radio base station eNB itself in addition to the second state information.
  • the method of reflecting the first state information in the connection determination is arbitrary. For example, as the degree of congestion of the radio base station eNB indicated by the first state information is higher, the connection to the access point AP is more likely to be permitted (or the connection to the radio base station eNB is more likely to be rejected).
  • the threshold values of steps S108 and S122 may be set.
  • the access point AP performs connection determination based on the first state information and the second state information (steps S206, S212).
  • the access point AP may perform the above connection determination based only on the second state information.
  • the radio base station eNB or the access point AP may execute the connection determination (S122, S212) based only on the first state information indicating the radio communication state of the radio base station eNB. For example, when the usage rate of the resource block in the radio base station eNB indicated by the first state information is below a predetermined threshold, connection from the user station US to the radio base station eNB is permitted regardless of the second state information ( That is, it may be determined that the connection to the access point AP is rejected).
  • both the radio base station eNB and the access point AP can transmit a control message to the user station US.
  • a configuration in which only one of the radio base station eNB and the access point AP transmits a control message to the user station US may be employed. In that case, the access node that does not transmit the control message transmits the control message to the user station US via the other access node.
  • the user station US is an arbitrary device capable of wireless communication with the radio base station eNB and the access point AP.
  • the user station US may be, for example, a mobile phone terminal such as a feature phone or a smartphone, a tablet terminal, a desktop personal computer, a laptop personal computer, a UMPC (Ultra-Mobile Personal Computer), or a mobile phone. It may be a game machine or other wireless terminal.
  • Each function executed by the CPU in each element (user station US, radio base station eNB, access point AP, management node MME, and subscriber server HSS) in the radio communication system CS is executed by hardware instead of the CPU. Alternatively, it may be executed by a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or a DSP (Digital Signal Processor).
  • a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or a DSP (Digital Signal Processor).

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Abstract

　無線通信システムが、ユーザ局と、第１アクセスノードを含む第１ネットワークと、第２アクセスノードを含む第２ネットワークとを備える。ユーザプレーンに関して、ユーザ局は、第１アクセスノードおよび第２アクセスノードを介して外部ネットワークと通信する。制御プレーンに関して、第１アクセスノードは、第１通信規格に従う第１制御メッセージを送受信し、第２アクセスノードは、第２通信規格に従う第２制御メッセージを送受信するとともに、第１制御メッセージを第１アクセスノードと送受信する。

Description

無線通信システム、第１アクセスノード、第２アクセスノード、及び通信制御方法
　本発明は、無線通信システム、第１アクセスノード、第２アクセスノード、及び通信制御方法に関する。
　近年、インターネット上のウェブコンテンツ（web content）の大容量化及びスマートフォンを始めとする携帯端末の高性能化に伴い、携帯電話ネットワーク（セルラーネットワーク）におけるトラフィックが増大している。以上のトラフィック増大は、携帯電話ネットワークにおける通信容量の逼迫を引き起こしている。
　以上の通信容量の逼迫に対応するため、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ／Ｗｉ－Ｆｉ）を併用して携帯電話ネットワークのトラフィックをオフロードさせる構成が採用されている（例えば、特許文献１）。以上のような無線ＬＡＮサービスは、携帯電話事業者の経営施策に基づき、しばしば無料で提供される。また、以上の無線ＬＡＮサービスの伝送速度（例えば、IEEE 802.11acの伝送速度433Mbps）は、携帯電話ネットワークの伝送速度（例えば、LTE UE Category 4の伝送速度150Mbps）を上回る。
特許第４２８４２７５号
　無線ＬＡＮを使用したオフロード技術においては、一般的に、携帯電話ネットワークよりも無線ＬＡＮが優先的に使用される。しかしながら、ユーザ局が無線ＬＡＮを単に優先的に使用する構成においては、（１）無線ＬＡＮの電界強度が携帯電話ネットワークより弱くてもユーザ局が無線ＬＡＮに接続される、（２）無線ＬＡＮが混雑していてもユーザ局が無線ＬＡＮに接続される、（３）無線ＬＡＮと携帯電話ネットワークとの間でバタツキ（ping-pong）が生じ易い、等の課題がある。
　なお、以上の課題は、携帯電話ネットワーク及び無線ＬＡＮの組合せに限定して存在するものではなく、特性（ネットワーク構成、伝送速度など）が互いに異なるネットワークの組合せにおいて普遍的に存在することは、当然に理解される。
　以上の事情を考慮して、本発明は、ユーザ局の接続先を適切に選択することを目的とする。
　本発明の無線通信システムは、第１通信規格と第２通信規格とに適合するユーザ局と、前記第１通信規格に従って前記ユーザ局と無線通信する第１アクセスノードを含む第１ネットワークと、前記第２通信規格に従って前記ユーザ局と無線通信する第２アクセスノードを含む第２ネットワークとを備える。ユーザプレーンに関して、前記ユーザ局は、前記第１アクセスノードを介して外部ネットワークとデータ信号を送受信する第１データ通信部と、前記第２アクセスノードを介して前記外部ネットワークとデータ信号を送受信する第２データ通信部とを備える。制御プレーンに関して、前記第１アクセスノードは、前記第１通信規格に従う第１制御メッセージを送受信する第１制御通信部を備え、前記第２アクセスノードは、前記第２通信規格に従う第２制御メッセージを送受信する第２制御通信部と、前記第１通信規格に従って通信可能であり、前記第１制御メッセージを前記第１アクセスノードと送受信するアクセスノード制御通信部とを備える。
　本発明の第１アクセスノードは、第１通信規格に従って無線通信する無線通信部と、前記第１通信規格に従う第１制御メッセージを送受信する第１制御通信部と、第１アクセスノードの無線通信状態に関する第１状態情報、及び、第２通信規格に従ってユーザ局と無線通信する第２アクセスノードの無線通信状態に関する第２状態情報のいずれか一方又は双方に基づいて、前記ユーザ局からの前記第１アクセスノード又は前記第２アクセスノードに対する無線接続の接続判定を実行するユーザ接続判定部と、前記ユーザ接続判定部による前記接続判定の結果に基づいて、前記ユーザ局の無線接続を制御する接続制御メッセージを生成し前記ユーザ局に対して送信するユーザ接続制御部とを備える。
　本発明の第２アクセスノードは、第１通信規格に従って無線通信する第１無線通信部と、前記第１通信規格に従う第１制御メッセージを第１アクセスノードと送受信するアクセスノード制御通信部と、第２通信規格に従って無線通信する第２無線通信部と、前記第２通信規格に従う第２制御メッセージを送受信する第２制御通信部と、前記第１アクセスノードの無線通信状態に関する第１状態情報及び第２アクセスノード自身の無線通信状態に関する第２状態情報のいずれか一方又は双方に基づいて、ユーザ局からの前記第１アクセスノード又は前記第２アクセスノードに対する無線接続の接続判定を実行するユーザ接続判定部と、前記ユーザ接続判定部による前記接続判定の結果に基づいて、前記ユーザ局の無線接続を制御する接続制御メッセージを生成し前記ユーザ局に対して送信するユーザ接続制御部とを備える。
　本発明の通信制御方法は、第１通信規格と第２通信規格とに適合するユーザ局と、前記第１通信規格に従って前記ユーザ局と無線通信する第１アクセスノードを含む第１ネットワークと、前記第２通信規格に従って前記ユーザ局と無線通信する第２アクセスノードを含む第２ネットワークとを備える無線通信システムの通信制御方法である。この通信制御方法は、ユーザプレーンに関して、前記ユーザ局において、前記第１アクセスノードを介して外部ネットワークと前記データ信号を送受信することと、前記第２アクセスノードを介して前記外部ネットワークと前記データ信号を送受信することと、制御プレーンに関して、前記第１アクセスノードにおいて、前記第１通信規格に従う第１制御メッセージを送受信することと、前記第２アクセスノードにおいて、前記第２通信規格に従う第２制御メッセージを送受信することと、前記第１制御メッセージを前記第１アクセスノードと前記第１通信規格に従って送受信することとを備える。
　本発明によれば、ユーザ局が接続するネットワークが適切に切り替えられる。
第１実施形態に係る無線通信システムを示す図である。 第１実施形態に係る各アクセスノードのカバレッジを示す図である。 第１実施形態のユーザ局の構成ブロック図である。 第１実施形態の無線基地局の構成ブロック図である。 第１実施形態のアクセスポイントの構成ブロック図である。 ユーザ局の接続先を切り替える際の動作フローの一例である。 ユーザ局の接続先を切り替える際の動作フローの一例である。 接続判定および接続切断の動作の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の無線基地局の構成ブロック図である。 第２実施形態のアクセスポイントの構成ブロック図である。 ユーザ局の接続先を切り替える際の動作フローの一例である。 ユーザ局の接続先を切り替える際の動作フローの一例である。 第３実施形態の管理ノードの構成ブロック図である。 第３実施形態の加入者サーバの構成ブロック図である。 第３実施形態に係る第１ネットワークの暗号化経路の説明図である。 第３実施形態に係る鍵配送の説明図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態においては、アクセスノード（無線基地局ｅＮＢ，アクセスポイントＡＰ）の無線通信状態に応じて、ユーザ局ＵＳが接続すべきアクセスノードが判定される。以上の判定を実現するため、第１ネットワークＮＷ１に属する無線基地局ｅＮＢと第２ネットワークＮＷ２に属するアクセスポイントＡＰとの間に、制御メッセージの送受信に用いられる制御用インタフェースが設けられる。
１．　第１実施形態
１（１）．　無線通信システムの概略
　図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムＣＳを示す図である。無線通信システムＣＳは、ユーザ局ＵＳと無線基地局ｅＮＢとアクセスポイントＡＰと管理ノードＭＭＥとゲートウェイＧＷとを備える。無線基地局ｅＮＢと管理ノードＭＭＥとゲートウェイＧＷは第１ネットワークＮＷ１（携帯電話ネットワーク）に属し、アクセスポイントＡＰは第２ネットワークＮＷ２（無線ＬＡＮ）に属する。
　第１ネットワークＮＷ１内の要素及びユーザ局ＵＳは、セルラー通信規格（例えば、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格に含まれるＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution / System Architecture Evolution）規格）に従って通信を実行する。３ＧＰＰ規格に規定された用語に従うと、ユーザ局ＵＳはUser Equipmentであり、無線基地局ｅＮＢはevolved Node Bであり、管理ノードＭＭＥはMobility Management Entityであり、ゲートウェイＧＷはPDN/Serving Gatewayである。
　第２ネットワークＮＷ２内の要素及びユーザ局ＵＳは、非セルラー通信規格（例えば、IEEE 802.11系の無線ＬＡＮ規格）に従って通信を実行する。無線ＬＡＮ規格に規定された用語に従うと、ユーザ局ＵＳはStation（STA）であり、アクセスポイントＡＰはAccess Pointである。
　無線通信システムＣＳにおいては、データ信号用のインタフェース（ユーザプレーン経路）と制御信号用のインタフェース（制御プレーン経路）とが独立して設定される。図１において、要素間の破線はセルラー通信規格に従う制御プレーン経路を示し、要素間の一点鎖線は非セルラー通信規格に従う制御プレーン経路を示す。要素間の実線は、通信規格を問わずユーザプレーン経路を示す。図示されるように、無線基地局ｅＮＢとアクセスポイントＡＰとの間にはセルラー通信規格に従う制御インタフェース（制御プレーン経路）が存在する一方、ユーザプレーン経路は存在しない。無線基地局ｅＮＢとアクセスポイントＡＰとは無線で接続されると好適である。
　本実施形態のユーザ局ＵＳは、セルラー通信規格と非セルラー通信規格との双方に適合するモバイル端末である。ユーザ局ＵＳは、セルラー通信規格のアクセスノード（第１アクセスノード）である無線基地局ｅＮＢに対応する第１のインタフェース（第１無線通信部１００）と、非セルラー通信規格のアクセスノード（第２アクセスノード）であるアクセスポイントＡＰに対応する第２のインタフェース（第２無線通信部１１０）とを備える。
　以上２つのインタフェースは同時にアクティブ化され得る。例えば、ユーザ局ＵＳは、セルラー通信規格において待ち受けを行いつつ非セルラー通信規格でデータの送受信を行うことが可能であるし、セルラー通信規格においてＶｏＬＴＥ（Voice over LTE）通話を行いつつ非セルラー通信規格でデータの送受信を行うことも可能である。
　図２は、各アクセスノードのカバレッジを示す図である。無線基地局ｅＮＢはその周囲に第１セルＣ１（マクロセル）を形成し、アクセスポイントＡＰはその周囲に第２セルＣ２（ＷＬＡＮセル）を形成する。作図の便宜上、第１セルＣ１と第２セルＣ２は異なる平面に描かれているが、実際には同一の平面（地表等）に形成される。第１セルＣ１の大きさは第２セルＣ２の大きさを上回る。第２セルＣ２は第１セルＣ１の内部に重層的に形成される（オーバレイされる）。
　以上の構成では、第１セルＣ１を形成する無線基地局ｅＮＢが、その第１セルＣ１内の第２セルＣ２を形成するアクセスポイントＡＰを制御する。そのため、ユーザ局ＵＳは、制御プレーンにおいて相互に接続された無線基地局ｅＮＢ及びアクセスポイントＡＰの少なくともいずれかと無線接続することができる。ユーザ局ＵＳは、アクセスポイントＡＰと無線接続する場合、そのアクセスポイントＡＰを制御する無線基地局ｅＮＢからセルラー通信規格に関する制御を受ける。
１（２）．　各ノードの構成
１（２）－１．　ユーザ局の構成
　図３は、第１実施形態に係るユーザ局ＵＳの構成ブロック図である。ユーザ局ＵＳは、第１無線通信部１００と第２無線通信部１１０と記憶部１２０と制御部１３０とを備える。音声・映像等を出力する出力装置およびユーザからの指示を受け付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。
　第１無線通信部１００はセルラー通信規格に従って無線基地局ｅＮＢと通信するための要素であり、第２無線通信部１１０は非セルラー通信規格に従ってアクセスポイントＡＰと通信するための要素である。以上の各無線通信部は対応する通信規格に適合しており、送受信アンテナと、無線信号（電波）を受信して電気信号に変換する受信回路と、制御信号・ユーザ信号等の電気信号を無線信号（電波）に変換して送信する送信回路とを含む。
　制御部１３０は、第１データ通信部１３２と第１制御通信部１３４と第２データ通信部１３６と第２制御通信部１３８とを備える。第１データ通信部１３２は、無線基地局ｅＮＢを介してインターネットＩＮとデータ信号を送受信する。第１制御通信部１３４は、セルラー通信規格に従う第１制御メッセージを無線基地局ｅＮＢと送受信する。第２データ通信部１３６は、アクセスポイントＡＰを介してインターネットＩＮとデータ信号を送受信する。第２制御通信部１３８は、非セルラー通信規格に従う第２制御メッセージをアクセスポイントＡＰと送受信する。
１（２）－２．　無線基地局の構成
　図４は、第１実施形態に係る無線基地局ｅＮＢの構成ブロック図である。無線基地局ｅＮＢは、無線通信部２００と有線通信部２１０と記憶部２２０と制御部２３０とを備える。無線通信部２００はユーザ局ＵＳおよびアクセスポイントＡＰと通信するための要素であり、第１無線通信部１００と同様に構成される。有線通信部２１０は第１ネットワークＮＷ１内の他ノード（管理ノードＭＭＥ，ゲートウェイＧＷ等）と通信するための要素であり、電気信号を有線で送受信する。
　制御部２３０は、第１データ通信部２３２と第１制御通信部２３４とユーザ接続判定部２３６とユーザ接続制御部２３８とを備える。第１データ通信部２３２は、ユーザ局ＵＳとインターネットＩＮとの間のデータ信号の送受信を中継する。第１制御通信部２３４は、ユーザ局ＵＳ、アクセスポイントＡＰ及び管理ノードＭＭＥと第１制御メッセージを送受信する。ユーザ接続判定部２３６は、ユーザ局ＵＳの無線接続の接続判定を実行する。ユーザ接続制御部２３８は、以上の接続判定の結果に基づいて、ユーザ局ＵＳの無線接続を制御する接続制御メッセージを生成する。以上の接続制御メッセージは、第１制御メッセージの一種である。
１（２）－３．　アクセスポイントの構成
　図５は、第１実施形態に係るアクセスポイントＡＰの構成ブロック図である。アクセスポイントＡＰは、第１無線通信部３００と第２無線通信部３１０と有線通信部３２０と記憶部３３０と制御部３４０とを備える。第１無線通信部３００はセルラー通信規格に従って無線基地局ｅＮＢと通信するための要素であり、第１無線通信部１００と同様に構成される。第２無線通信部３１０は非セルラー通信規格に従ってユーザ局ＵＳと通信するための要素であり、第２無線通信部１１０と同様に構成される。第１無線通信部３００は、例えばＬＴＥに従って無線通信を実行するＭ２Ｍ（Machine-to-Machine）モジュールである。有線通信部３２０は第２ネットワークにおける通信を実行するための要素であり、電気信号を有線で送受信する。
　制御部３４０は、第２データ通信部３４２と第２制御通信部３４４とアクセスノード制御通信部３４６とを備える。第２データ通信部３４２は、ユーザ局ＵＳとインターネットＩＮとの間のデータ信号の送受信を中継する。第２制御通信部３４４は、第２制御メッセージをユーザ局ＵＳと送受信する。アクセスノード制御通信部３４６は、セルラー通信規格に従って通信可能な要素であり、第１制御信号を無線基地局ｅＮＢと送受信する。
１（２）－４．　共通事項
　以上の各制御部（１３０，２３０，３４０）及び各制御部に含まれる要素は、各ノード（ＵＳ，ｅＮＢ，ＡＰ）内の不図示のＣＰＵが各記憶部（１２０，２２０，３３０）に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
１（３）．　接続判定動作
　第１実施形態における接続判定動作の一例を以下に説明する。第１実施形態では、無線基地局ｅＮＢのユーザ接続判定部２３６が接続判定動作を実行する。
１（３）－１．　第１ネットワークから第２ネットワークへの切替え
　図６は、第１ネットワークＮＷ１に接続しているユーザ局ＵＳが第２ネットワークＮＷ２に接続先を切り替える際の動作フローを示す。以上の動作フローにおいて、ユーザ局ＵＳは当初、接続中の無線基地局ｅＮＢを介してインターネットＩＮと通信している。
　無線接続可能なアクセスポイントＡＰを発見すると（S100）、ユーザ局ＵＳの第１制御通信部１３４は、発見されたアクセスポイントＡＰに関する情報を含む接続可能ＡＰ発見メッセージを無線基地局ｅＮＢに送信する（S102）。接続可能ＡＰ発見メッセージは第１制御メッセージの一種であり、少なくとも、発見されたアクセスポイントＡＰを特定する識別子（例えば、アクセスポイントＡＰのMACアドレスと等しいBSSID等）を示す。接続可能ＡＰ発見メッセージが、その他の情報、例えば、発見されたアクセスポイントＡＰの電界強度を更に示してもよい。
　接続可能ＡＰ発見メッセージを受信すると、無線基地局ｅＮＢの第１制御通信部２３４は、接続可能ＡＰ発見メッセージが特定するアクセスポイントＡＰに対し、ＡＰ情報要求メッセージを送信する（S104）。ＡＰ情報要求メッセージを受信すると、アクセスポイントＡＰのアクセスノード制御通信部３４６は、特定されたアクセスポイントＡＰの無線通信状態に関する第２状態情報を示すＡＰ情報通知メッセージ（第２状態メッセージ）を無線基地局ｅＮＢに送信する（S106）。以上の第２状態情報が示す無線通信状態とは、例えば、特定されたアクセスポイントＡＰに無線接続しているユーザ局ＵＳの数、特定されたアクセスポイントＡＰにおける無線リソース（リソースブロック）の使用率などの通信パラメータである。なお、ＡＰ情報要求メッセージおよびＡＰ情報通知メッセージは、第１制御メッセージの一種である。
　その後、無線基地局ｅＮＢの第１制御通信部２３４は、ＡＰ情報通知メッセージを受信してユーザ接続判定部２３６に供給する。ユーザ接続判定部２３６は、ＡＰ情報通知メッセージが示す第２状態情報に基づいて接続判定を実行する（S108）。より具体的には、ユーザ接続判定部２３６は、第２状態情報が示す１以上の通信パラメータと１以上の所定閾値とを比較し、特定されたアクセスポイントＡＰにおける接続許可基準が充足されるか否かを判定する。以上の接続判定は、例えば、１つの通信パラメータに基づいて実行されてもよいし、重み付けされた複数の通信パラメータの合計値に基づいて実行されてもよいし、複数の通信パラメータと所定の閾値とをそれぞれ比較して得られた複数の比較結果に基づいて実行されてもよい。
　ユーザ接続判定部２３６は、以上の接続判定の結果をユーザ接続制御部２３８に供給する。判定結果は、特定されたアクセスポイントＡＰへの無線接続を許可するか拒否するかを示す。判定結果が接続許可を示す場合、ユーザ接続制御部２３８は、特定されたアクセスポイントＡＰへの無線接続を指示するＡＰ接続指示メッセージをユーザ局ＵＳに送信する（S110）。
　一方、判定結果が接続拒否を示す場合、ユーザ接続制御部２３８は、特定されたアクセスポイントＡＰへの無線接続が拒否されたことを示すＡＰ接続拒否メッセージをユーザ局ＵＳに送信する（不図示）。以上の場合、ユーザ局ＵＳと無線基地局ｅＮＢとの接続が維持され、動作が終了する。上述のＡＰ接続指示メッセージおよびＡＰ接続拒否メッセージは、それぞれ、第１制御メッセージの一種である接続制御メッセージである。
　ユーザ局ＵＳの第１制御通信部１３４がＡＰ接続指示メッセージを受信すると、第２制御通信部１３８は、特定されたアクセスポイントＡＰに対してアソシエーション処理を実行し、無線接続を確立する。以上のアソシエーション処理は、IEEE 802.11系規格に従う動作である。以上のように無線接続が確立されると、ユーザ局ＵＳの第２データ通信部１３６は、アクセスポイントＡＰを介したインターネットＩＮとの通信を開始する。
１（３）－２．　第２ネットワークから第１ネットワークへの切替え
　図７は、第２ネットワークＮＷ２に接続しているユーザ局ＵＳが第１ネットワークＮＷ１に接続先を切り替える際の動作フローを示す。以上の動作フローにおいて、ユーザ局ＵＳは当初、接続中のアクセスポイントＡＰを介してインターネットＩＮと通信している。
　アクセスポイントＡＰのアクセスノード制御通信部３４６は、当該アクセスポイントＡＰの無線通信状態が更新されると、無線通信状態に関する第２状態情報を示すＡＰ情報更新メッセージ（第２状態メッセージ）を無線基地局ｅＮＢに送信する（S120）。以上の第２状態情報が示す無線通信状態は、項目１（３）－１で例示されたアクセスポイントＡＰについての通信パラメータと、無線接続中のユーザ局ＵＳの通信品質を示す通信パラメータ（電界強度、パケットロス率、スループット等）とを含む。ＡＰ情報更新メッセージは第１制御メッセージの一種である。
　なお、アクセスノード制御通信部３４６は、第２状態情報が更新されたか否かに関わらず、ＡＰ情報更新メッセージを無線基地局ｅＮＢに間欠的に（例えば、周期的に）送信してもよい。また、無線基地局ｅＮＢからの要求メッセージに応じてＡＰ情報更新メッセージを送信してもよい。
　その後、無線基地局ｅＮＢの第１制御通信部２３４は、ＡＰ情報更新メッセージを受信してユーザ接続判定部２３６に供給する。ユーザ接続判定部２３６は、ＡＰ情報更新メッセージが示す第２状態情報に基づいて接続判定を実行する（S122）。前述のステップS108と同様、１以上の通信パラメータと１以上の所定閾値とに基づいて、アクセスポイントＡＰにおける接続許可基準が充足されるか否かが判定される。以上の接続判定は、例えば、１つの通信パラメータに基づいて実行されてもよいし、重み付けされた複数の通信パラメータの合計値に基づいて実行されてもよいし、複数の通信パラメータと所定の閾値とをそれぞれ比較して得られた複数の比較結果に基づいて実行されてもよい。
　判定結果が接続許可を示す場合、ユーザ接続制御部２３８は、接続中のアクセスポイントＡＰへの無線接続の維持を指示するＡＰ維持指示メッセージをユーザ局ＵＳに送信する（不図示）。以上の場合、ユーザ局ＵＳとアクセスポイントＡＰとの接続が維持され、動作が終了する。一方、以上の判定結果が接続拒否を示す場合、ユーザ接続制御部２３８は、アクセスポイントＡＰへの接続を切断することを指示するＡＰ切断指示メッセージをユーザ局ＵＳに送信する（S124）。なお、以上のＡＰ維持指示メッセージおよびＡＰ切断指示メッセージは、それぞれ、第１制御メッセージの一種である。
　ユーザ局ＵＳの第１制御通信部１３４がＡＰ切断指示メッセージを受信すると、第２制御通信部１３８は、接続中のアクセスポイントＡＰに対してディスアソシエーション処理を実行し、無線接続を切断する。以上のディスアソシエーション処理は、IEEE 802.11系規格に従う動作である。その後、ユーザ局ＵＳは、無線基地局ｅＮＢを介したインターネットＩＮとの通信を再開する。なお、項目１（３）－１とは異なり、アクセスポイントＡＰとの接続中にもユーザ局ＵＳは無線基地局ｅＮＢと制御プレーンにおいて接続しているため、通信再開に際して新たな無線接続の確立は要さない。
　以下、図８を参照して、接続判定および接続切断の動作（ステップS120～S124）の一例を説明する。概略的には、無線基地局ｅＮＢは、ＡＰ情報更新メッセージを受信すると（S120）、特定されたアクセスポイントＡＰについて接続判定（S122）および接続切断（S124）を繰り返し実行する。
　より具体的には、ステップS122の判定結果が接続拒否（NO）である場合、ユーザ接続制御部２３８は、特定されたアクセスポイントＡＰに無線接続しているユーザ局ＵＳのうち１つを選択して、ＡＰ切断指示メッセージを送信する（S124）。選択されたユーザ局ＵＳが切断された後、ユーザ接続判定部２３６は、再度、接続判定を実行する（S122）。以上の繰り返し動作により、ステップS122の判定結果が接続許可（YES）となるまで、アクセスポイントＡＰに接続しているユーザ局ＵＳに対する切断指示が繰り返される。
　ステップS124において１つのユーザ局ＵＳを選択する基準は任意である。例えば、スループットが最も高い又は低いユーザ局ＵＳが選択されてもよいし、パケットロス率が最も高い又は低いユーザ局ＵＳが選択されてもよいし、伝送データ量が最も多い又は少ないユーザ局ＵＳが選択されてもよい。その他、任意の基準が採用され得る。
１（４）．　本実施形態の効果
　以上の本実施形態の構成によれば、アクセスポイントＡＰの無線通信状態（第２状態情報）に基づいて、アクセスポイントＡＰに対するユーザ局ＵＳの接続を許可するか拒否するかが判定される。したがって、無線通信状態に関わらずアクセスポイントＡＰ（無線ＬＡＮ）への接続を優先する構成と比較して、ユーザ局ＵＳの接続先がより適切に選択され得る。
２．　第２実施形態
　本発明の第２実施形態を以下に説明する。以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。
２（１）．　各ノードの構成
２（１）－１．　無線基地局の構成
　図９は、第２実施形態に係る無線基地局ｅＮＢの構成ブロック図である。第２実施形態の制御部２３０は、ユーザ接続判定部２３６とユーザ接続制御部２３８とを備えない。
２（１）－２．　アクセスポイントの構成
　図１０は、第２実施形態に係るアクセスポイントＡＰの構成ブロック図である。第２実施形態の制御部３４０は、さらにユーザ接続判定部３４８とユーザ接続制御部３５０とを備える。
２（２）．　判定接続動作
　第２実施形態における接続判定動作の一例を以下に説明する。第２実施形態では、アクセスポイントＡＰのユーザ接続判定部３４８が接続判定動作を実行する。
２（２）－１．　第１ネットワークから第２ネットワークへの切替え
　図１１は、第１ネットワークＮＷ１に接続しているユーザ局ＵＳが第２ネットワークＮＷに接続先を切り替える際の動作フローを示す。以上の動作フローにおいて、ユーザ局ＵＳは当初、接続中の無線基地局ｅＮＢを介してインターネットＩＮと通信している。
　無線接続可能なアクセスポイントＡＰを発見すると、ユーザ局ＵＳの第２制御通信部１３８は、発見されたアクセスポイントＡＰに対してアソシエーション処理を実行し、無線接続を確立する（S200）。
　以上のアソシエーション処理が完了すると、アクセスポイントＡＰのアクセスノード制御通信部３４６は、当該アクセスノード制御通信部３４６を管理する無線基地局ｅＮＢに対して、ｅＮＢ情報要求メッセージを送信する（S202）。ｅＮＢ情報要求メッセージを受信すると、無線基地局ｅＮＢの第１制御通信部２３４は、無線基地局ｅＮＢの無線通信状態に関する第１状態情報を示すｅＮＢ情報通知メッセージ（第１状態メッセージ）をアクセスポイントＡＰに送信する（S204）。以上の第１状態情報が示す無線通信状態は、第１実施形態の第２状態情報と同様の通信パラメータである。なお、ｅＮＢ情報要求メッセージおよびｅＮＢ情報通知メッセージは、第１制御メッセージの一種である。
　その後、アクセスポイントＡＰのアクセスノード制御通信部３４６は、ｅＮＢ情報通知メッセージを受信してユーザ接続判定部３４８に供給する。ユーザ接続判定部３４８は、ｅＮＢ情報通知メッセージが示す第１状態情報及び当該アクセスポイントＡＰの無線通信状態（第２状態情報）に基づいて接続判定を実行する（S206）。具体的な動作は第１実施形態のステップS108と同様である。
　ユーザ接続判定部３４８は、以上の接続判定の結果をユーザ接続制御部３５０に供給する。判定結果は、当該アクセスポイントＡＰ経由の通信を許可するか拒否するかを示す。判定結果が接続許可を示す場合、ユーザ接続制御部３５０は確立中のアソシエーション（無線接続）を維持し、ユーザ局ＵＳがインターネットＩＮに接続するために必要な設定（ＩＰアドレスの割当て等）を実行する。その後、ユーザ局ＵＳの第２データ通信部１３６が、アクセスポイントＡＰを介したインターネットＩＮとの通信を開始する。
　一方、判定結果が接続拒否を示す場合、ユーザ接続制御部３５０は、当該アクセスポイントＡＰを介した通信が拒否されたことを示す接続拒否メッセージをユーザ局ＵＳに送信する（不図示）。以上の場合、ユーザ局ＵＳは無線基地局ｅＮＢを介したインターネットＩＮとの通信を継続する。なお、以上の接続拒否メッセージは、第２制御メッセージの一種である。
２（２）－２．　第２ネットワークから第１ネットワークへの切替え
　図１２は、第２ネットワークＮＷ２に接続しているユーザ局ＵＳが第１ネットワークＮＷ１に接続先を切り替える際の動作フローを示す。以上の動作フローにおいて、ユーザ局ＵＳは当初、接続中のアクセスポイントＡＰを介してインターネットＩＮと通信している。
　無線基地局ｅＮＢの第１制御通信部２３４は、当該無線基地局ｅＮＢの無線通信状態が更新されると、無線通信状態に関する第１状態情報を示すｅＮＢ情報更新メッセージ（第１状態メッセージ）をアクセスポイントＡＰに送信する（S210）。以上の第１状態情報が示す無線通信状態は、項目２（２）－１で例示された無線基地局ｅＮＢについての通信パラメータと、項目１（３）－２で例示されたユーザ局ＵＳについての通信パラメータとを含む。ｅＮＢ情報更新メッセージは第１制御メッセージの一種である。
　なお、第１制御通信部２３４は、第１状態情報が更新されたか否かに関わらず、ｅＮＢ情報更新メッセージをアクセスポイントＡＰに間欠的に（例えば、周期的に）送信してもよい。また、アクセスポイントＡＰからの要求メッセージに応じてｅＮＢ情報更新メッセージを送信してもよい。
　その後、アクセスポイントＡＰのアクセスノード制御通信部３４６は、ｅＮＢ情報更新メッセージを受信してユーザ接続判定部３４８に供給する。ユーザ接続判定部３４８は、ｅＮＢ情報更新メッセージが示す第１状態情報及び当該アクセスポイントＡＰの無線通信状態（第２状態情報）に基づいて接続判定を実行する（S212）。以上の接続判定は、前述の動作（例えばステップS122）と同様に実行される。
　判定結果が接続許可を示す場合、ユーザ接続制御部３５０は、ユーザ局ＵＳに確立されている接続を維持し、動作が終了する（不図示）。一方、以上の判定結果が接続拒否を示す場合、ユーザ接続制御部３５０は、アクセスポイントＡＰへの接続を切断することを指示する切断指示メッセージをユーザ局ＵＳに送信する（S214）。切断指示メッセージは第２制御メッセージの一種である。
　ユーザ局ＵＳの第２制御通信部１３８は、切断指示メッセージを受信すると、接続中のアクセスポイントＡＰに対して第１実施形態と同様のディスアソシエーション処理を実行し、無線接続を切断する（S216）。その後、ユーザ局ＵＳは、無線基地局ｅＮＢを介したインターネットＩＮとの通信を再開する。
２（３）．　本実施形態の効果
　以上の本実施形態の構成によれば、第１実施形態と同様な作用効果が奏される。また、接続判定動作がアクセスポイントＡＰにて実行されるので、無線基地局ｅＮＢの処理負荷が低減される。
３．　第３実施形態
　本発明の第３実施形態を以下に説明する。第３実施形態では、セルラー通信規格に従って確立されるセキュアな経路を利用して、非セルラー通信規格にて使用される暗号鍵を配送する。
３（１）．　各ノードの構成
３（１）－１．　管理ノードの構成
　図１３は、第３実施形態に係る管理ノードＭＭＥの構成ブロック図である。管理ノードＭＭＥは、有線通信部４１０と記憶部４２０と制御部４３０とを備える。制御部４３０は、ノード制御部４３２と第１鍵取得部４３４と第１認証管理部４３６と第１アクセス鍵取得部４３８と第２鍵取得部４４０とを備える。ノード制御部４３２は、他ノードと制御メッセージを送受信する。第１鍵取得部４３４は、第１認証手法において使用される第１鍵ＫＡＳＭＥを、加入者サーバＨＳＳから取得する。第１認証管理部４３６は、第１認証手法に従う第１認証を実行して第１暗号化経路を確立する。第１アクセス鍵取得部４３８は、第１認証手法において使用される第１アクセス鍵ＫｅＮＢを、第１鍵ＫＡＳＭＥに基づいて生成し、要求に応じて無線基地局ｅＮＢに供給する。第２鍵取得部４４０は、第２認証手法において使用されるPairwise Master Keyである第２鍵ＰＭＫを、第１鍵ＫＡＳＭＥに基づいて生成する。
３（１）－２．　加入者サーバの構成
　図１４は、第３実施形態に係る加入者サーバＨＳＳの構成ブロック図である。加入者サーバＨＳＳは、第１ネットワークＮＷ１に属する要素である。加入者サーバＨＳＳは、有線通信部５１０と記憶部５２０と制御部５３０とを備える。制御部５３０は、位置登録部ＨＬＲと認証部ＡｕＣとを備える。位置登録部ＨＬＲは、ユーザ局ＵＳの位置登録情報を管理する。認証部ＡｕＣは、記憶部５２０に記憶されている最上位鍵Ｋから第１鍵ＫＡＳＭＥを生成し、要求に応じて管理ノードＭＭＥに供給する。
　３ＧＰＰ規格に規定された用語に従うと、加入者サーバＨＳＳはHome Subscriber Serverであり、位置登録部ＨＬＲはHome Location Registerであり、認証部ＡｕＣはAuthentication Centerである。認証部ＡｕＣは、加入者サーバＨＳＳとは独立して設けられてもよい。
３（１）－３．　共通事項
　以上の各制御部（４３０，５３０）及び各制御部に含まれる要素は、各ノード（ＭＭＥ，ＨＳＳ）内の不図示のＣＰＵが各記憶部（４２０，５２０）に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
３（２）．　第１ネットワークにおける暗号化経路
　図１５を参照して、第１ネットワークＮＷ１にて確立される暗号化経路について説明する。概略的には、第１ネットワークＮＷ１においては、同一の又は対応する鍵（暗号鍵）を有するノード同士が、その（又はそれらの）鍵を用いて暗号化された通信を行う。鍵は階層的に生成される。すなわち、上位の鍵に基づいて下位の鍵が生成される。
　ユーザ局ＵＳと、第１ネットワークＮＷ１内の加入者サーバＨＳＳとは、最上位鍵Ｋを予め共有している。ユーザ局ＵＳにおいて、最上位鍵Ｋは、記憶部１２０の一部であるＵＳＩＭ（Universal Subscriber Identity Module）に記憶される。
　ユーザ局ＵＳの第１制御通信部１３４および加入者サーバＨＳＳの認証部ＡｕＣは、それぞれ、最上位鍵Ｋから第１鍵ＫＡＳＭＥを生成する。以上の鍵生成及び共有は、例えば、3GPP TS 33.401 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; 3GPP System Architecture Evolution (SAE); Security architecture (Release 12), 2013/12内の6.1.1 AKA procedure及び6.1.2 Distribution of authentication data from HSS to serving networkに記載の通りに実行される。第１鍵ＫＡＳＭＥは、非アクセス層（ＮＡＳ）レベルにおける暗号化及び復号化に使用される。換言すると、第１鍵ＫＡＳＭＥを共有するノード間に、非アクセス層の暗号化経路が設定される。以上の暗号化経路を介して、上記の文献の7.2.4.4 NAS security mode command procedureに記載のメッセージが送受信される。
　ユーザ局ＵＳの第１制御通信部１３４および管理ノードＭＭＥの第１アクセス鍵取得部４３８は、それぞれ、第１鍵ＫＡＳＭＥから第１アクセス鍵ＫｅＮＢを生成する。第１アクセス鍵ＫｅＮＢは、アクセス層（ＡＳ）レベルにおける暗号化及び復号化に使用される。換言すると、第１アクセス鍵ＫｅＮＢを共有するノード間に、アクセス層の暗号化経路が設定される。
　なお、以上の各鍵について、用途に応じた下位鍵が生成され得る。例えば、非アクセス層において、暗号化用の鍵ＫＮＡＳｅｎｃと完全性保証用の鍵ＫＮＡＳｉｎｔとが第１鍵ＫＡＳＭＥに基づいて生成されてもよい。
３（３）．　鍵配送
　図１６を参照して、本実施形態の鍵配送について説明する。アクセスポイントＡＰは、項目３（２）のユーザ局ＵＳと同様に、最上位鍵Ｋを加入者サーバＨＳＳと予め共有している。アクセスポイントＡＰにおいて、最上位鍵Ｋは、記憶部２２０の一部であるＵＳＩＭに記憶される。ＵＳＩＭは、ハードウェア（ＳＩＭカード）により構成されてもよいし、書換え可能なソフトウェアＳＩＭ（エンベデッドＳＩＭ）により構成されてもよい。
　アクセスポイントＡＰのアクセスノード制御通信部３４６は、最上位鍵Ｋから第１鍵ＫＡＳＭＥを生成し、無線基地局ｅＮＢ経由で管理ノードＭＭＥの第１認証管理部４３６と協働して第１認証を実行する。以上の第１認証の結果、前述と同様に、非アクセス層の暗号化経路が設定される。アクセス層についても、前述と同様にアクセスポイントＡＰと無線基地局ｅＮＢとに暗号化経路が設定される。その後、アクセスノード制御通信部３４６は、管理ノードＭＭＥの第２鍵取得部４４０が第１鍵ＫＡＳＭＥに基づいて生成した第２鍵ＰＭＫを、非アクセス層の暗号化経路を介して取得する。
　無線接続可能なアクセスポイントＡＰを発見すると、ユーザ局ＵＳの第２制御通信部１３８は、発見されたアクセスポイントＡＰに対してアソシエーション処理を実行し、無線接続を確立する（S300）。
　その後、アクセスポイントＡＰの第２制御通信部３４４およびユーザ局ＵＳの第２制御通信部１３８が協働して、第２鍵ＰＭＫに基づいてチャレンジ・レスポンス認証を実行する（S302）。より具体的には、アクセスポイントＡＰの第２制御通信部３４４がチャレンジ文をユーザ局ＵＳに送信する。ユーザ局ＵＳの第２制御通信部１３８は、第１鍵ＫＡＳＭＥに基づいて生成される第２鍵ＰＭＫとチャレンジ文とを所定のアルゴリズムに基づいて処理することによりレスポンス文を生成して、アクセスポイントＡＰに送信する。アクセスポイントＡＰの第２制御通信部３４４は、第２鍵ＰＭＫとチャレンジ文とに基づいて自ら生成したレスポンス文と、ユーザ局ＵＳから送信されたレスポンス文とが一致するか否かを判定する。
　レスポンス文が一致する場合にはユーザ局ＵＳが認証され、ユーザ局ＵＳとアクセスポイントＡＰとに暗号化経路が設定される。ユーザ局ＵＳの第２データ通信部１３６は、設定された暗号化経路を用いてインターネットＩＮと通信を実行する。他方、レスポンス文が一致しない場合にはユーザ局ＵＳが認証されない。
３（４）．　本実施形態の効果
　以上の本実施形態の構成によれば、セルラー通信規格に従って確立される暗号化経路を利用して非セルラー通信規格用の暗号鍵が配送されるので、安全な鍵配送が実現される。また、セルラー通信規格による暗号化経路の確立後であれば、ユーザ局からのアクセスを待たずに非セルラー通信規格用の暗号鍵をアクセスポイントに配送できる。したがって、ユーザ局からのアクセス後に認証に必要な情報を取得する一般的な認証シーケンスと比較して、認証に要する時間が短縮される。
４．　変形例　
　以上の実施形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以上の実施の形態および以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
４（１）．　変形例１
　以上の実施形態では、無線基地局ｅＮＢとアクセスポイントＡＰとが無線インタフェースを介して接続される。しかし、無線基地局ｅＮＢとアクセスポイントＡＰとが有線インタフェースを介して接続されてもよい。
４（２）．　変形例２
　第１実施形態では無線基地局ｅＮＢが接続判定及び接続制御を実行し、第２実施形態ではアクセスポイントＡＰが接続判定及び接続制御を実行する。しかしながら、無線基地局ｅＮＢが接続判定を実行した後にアクセスポイントＡＰが接続制御を実行してもよい。その場合、無線基地局ｅＮＢの制御部２３０がユーザ接続判定部２３６を備え、アクセスポイントＡＰの制御部３４０がユーザ接続制御部３５０を備える。また、アクセスポイントＡＰが接続判定を実行した後に無線基地局ｅＮＢが接続制御を実行してもよい。その場合、アクセスポイントＡＰの制御部３４０がユーザ接続判定部３４８を備え、無線基地局ｅＮＢの制御部２３０がユーザ接続制御部２３８を備える。本変形例において、ユーザ接続判定部（２３６，３４８）とユーザ接続制御部（２３８，３５０）とはアクセスノード制御通信部３４６を介して制御メッセージの送受信を行う。
　なお、無線基地局ｅＮＢに接続しているユーザ局ＵＳについては無線基地局ｅＮＢが、アクセスポイントＡＰに接続しているユーザ局ＵＳについてはアクセスポイントＡＰが、前述の接続判定及び接続制御をそれぞれ実行する構成も採用可能である。
４（３）．　変形例３
　第１実施形態では、無線基地局ｅＮＢが、アクセスポイントＡＰの無線通信状態を示す第２状態情報に基づいて、アクセスポイントＡＰに対するユーザ局ＵＳの接続を許可するか拒否するかを判定する（ステップS108, S122）。しかしながら、無線基地局ｅＮＢは、第２状態情報に加えて、無線基地局ｅＮＢ自体の無線通信状態を示す第１状態情報も考慮して、以上の接続判定を行ってもよい。
　第１状態情報を接続判定に反映させる手法は任意である。例えば、第１状態情報が示す無線基地局ｅＮＢの輻輳度合が高いほど、アクセスポイントＡＰへの接続が許可されやすくなるように（又は、無線基地局ｅＮＢへの接続が拒否されやすくなるように）ステップS108, S122の閾値が設定されてもよい。
　他方、第２実施形態では、アクセスポイントＡＰが、第１状態情報と第２状態情報とに基づいて接続判定が実行される（ステップS206, S212）。しかしながら、アクセスポイントＡＰは、第２状態情報のみに基づいて以上の接続判定を行ってもよい。
４（４）．　変形例４
　以上の実施形態において、無線基地局ｅＮＢまたはアクセスポイントＡＰが、無線基地局ｅＮＢの無線通信状態を示す第１状態情報のみに基づいて接続判定（S122, S212）を実行してもよい。例えば、第１状態情報が示す無線基地局ｅＮＢにおけるリソースブロックの使用率が所定閾値を下回る場合には、第２状態情報に関わらず、ユーザ局ＵＳから無線基地局ｅＮＢへの接続を許可する（すなわち、アクセスポイントＡＰへの接続を拒否する）と判定してもよい。
４（５）．　変形例５
　以上の実施形態では、無線基地局ｅＮＢとアクセスポイントＡＰとの双方がユーザ局ＵＳに対して制御メッセージを送信できる。しかしながら、無線基地局ｅＮＢとアクセスポイントＡＰとのいずれか一方のみがユーザ局ＵＳに対して制御メッセージを送信する構成も採用され得る。その場合、制御メッセージを送信しないアクセスノードは、もう一方のアクセスノードを経由してユーザ局ＵＳに制御メッセージを送信する。
４（６）．　変形例６
　以上の実施形態では、無線基地局ｅＮＢとアクセスポイントＡＰとの切替えが実現される。以上の実施形態の構成は、アクセスポイントＡＰ同士の切替えにも適用可能である。より具体的には、あるアクセスポイントＡＰに接続しているユーザ局ＵＳについて、ユーザ接続判定部（２３６，３４８）およびユーザ接続制御部（２３８，３５０）が、他のアクセスポイントＡＰに接続すべきか否かを判定し、その判定結果に応じて接続先を切り替えるように制御することが可能である。
４（７）．　変形例７
　ユーザ局ＵＳは、無線基地局ｅＮＢおよびアクセスポイントＡＰと無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ局ＵＳは、例えば、フィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、タブレット端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。
４（８）．　変形例８
　無線通信システムＣＳ内の各要素（ユーザ局ＵＳ、無線基地局ｅＮＢ、アクセスポイントＡＰ、管理ノードＭＭＥ、及び加入者サーバＨＳＳ）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
　ＵＳ……ユーザ局、１００……第１無線通信部、１１０……第２無線通信部、１２０……記憶部、１３０……制御部、１３２……第１データ通信部、１３４……第１制御通信部、１３６……第２データ通信部、１３８……第２制御通信部、ｅＮＢ……無線基地局、２００……無線通信部、２１０……有線通信部、２２０……記憶部、２３０……制御部、２３２……第１データ通信部、２３４……第１制御通信部、２３６……ユーザ接続判定部、２３８……ユーザ接続制御部、ＡＰ……アクセスポイント、３００……第１無線通信部、３１０……第２無線通信部、３２０……有線通信部、３３０……記憶部、３４０……制御部、３４２……第２データ通信部、３４４……第２制御通信部、３４６……アクセスノード制御通信部、３４８……ユーザ接続判定部、３５０……ユーザ接続制御部、ＭＭＥ……管理ノード、４１０……有線通信部、４２０……記憶部、４３０……制御部、４３２……ノード制御部、４３４……第１鍵取得部、４３６……第１認証管理部、４３８……第１アクセス鍵取得部、４４０……第２鍵取得部、ＨＳＳ……加入者サーバ、５１０……有線通信部、５２０……記憶部、５３０……制御部、ＡｕＣ……認証部、ＨＬＲ……位置登録部、Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）……セル、ＣＳ……無線通信システム、ＧＷ……ゲートウェイ、ＩＮ……インターネット、Ｋ……最上位鍵、ＫＡＳＭＥ……第１鍵、ＫｅＮＢ……第１アクセス鍵、ＮＷ（ＮＷ１，ＮＷ２）……ネットワーク、ＰＭＫ……第２鍵。
 

Claims (9)

  1. 　第１通信規格と第２通信規格とに適合するユーザ局と、
    　前記第１通信規格に従って前記ユーザ局と無線通信する第１アクセスノードを含む第１ネットワークと、
    　前記第２通信規格に従って前記ユーザ局と無線通信する第２アクセスノードを含む第２ネットワークとを備え、
    　ユーザプレーンに関して、
    　　前記ユーザ局は、
    　　前記第１アクセスノードを介して外部ネットワークとデータ信号を送受信する第１データ通信部と、
    　　前記第２アクセスノードを介して前記外部ネットワークとデータ信号を送受信する第２データ通信部とを備え、
    　制御プレーンに関して、
    　　前記第１アクセスノードは、
    　　前記第１通信規格に従う第１制御メッセージを送受信する第１制御通信部を備え、
    　　前記第２アクセスノードは、
    　　前記第２通信規格に従う第２制御メッセージを送受信する第２制御通信部と、
    　　前記第１通信規格に従って通信可能であり、前記第１制御メッセージを前記第１アクセスノードと送受信するアクセスノード制御通信部とを備える
    　無線通信システム。
  2. 　前記第１アクセスノードの無線通信状態に関する第１状態情報及び前記第２アクセスノードの無線通信状態に関する第２状態情報のいずれか一方又は双方に基づいて、前記ユーザ局からの当該第１アクセスノード又は当該第２アクセスノードに対する無線接続の接続判定を実行するユーザ接続判定部と、
    　前記ユーザ接続判定部による前記接続判定の結果に基づいて、前記ユーザ局の無線接続を制御する接続制御メッセージを生成するユーザ接続制御部とを備え、
    　前記ユーザ局は、前記接続制御メッセージに従って無線接続を設定する
    　請求項１の無線通信システム。
  3. 　前記第１アクセスノードが前記ユーザ接続判定部を備え、
    　前記アクセスノード制御通信部は、前記第２状態情報を示す第２状態メッセージを前記第１アクセスノードに送信し、
    　前記第１制御通信部は、前記第２状態メッセージを受信して前記ユーザ接続判定部に供給し、
    　前記ユーザ接続判定部は、少なくとも前記第２状態情報に基づいて前記接続判定を実行する
    　請求項２の無線通信システム。
  4. 　前記ユーザ局は、無線接続可能な前記第２アクセスノードを発見すると、当該第２アクセスノードに関する情報を含む発見メッセージを送信する制御通信部を備え、
    　前記ユーザ接続判定部は、前記発見メッセージが示す前記第２アクセスノードについての前記第２状態情報に基づいて、前記接続判定を実行する
    　請求項３の無線通信システム。
  5. 　前記第２アクセスノードが前記ユーザ接続判定部を備え、
    　前記第１制御通信部は、前記第１状態情報を示す第１状態メッセージを前記第２アクセスノードに送信し、
    　前記アクセスノード制御通信部は、前記第１状態メッセージを受信して前記ユーザ接続判定部に供給し、
    　前記ユーザ接続判定部は、少なくとも前記第１状態情報に基づいて前記接続判定を実行する
    　請求項２の無線通信システム。
  6. 　第１認証手法において使用される第１鍵を取得する第１鍵取得部と、
    　前記第１認証手法に従う第１認証を実行して第１暗号化経路を確立する第１認証管理部と、
    　第２認証手法において使用される第２鍵を、前記第１鍵に基づいて取得する第２鍵取得部と
    　を備える管理ノードを備え、
    　前記第２アクセスノードの前記アクセスノード制御通信部は、
    　前記第１アクセスノード経由で前記第１認証管理部と協働して前記第１認証を実行し、確立された前記第１暗号化経路を介して前記管理ノードから前記第２鍵を取得し、
    　前記第２アクセスノードの前記第２制御通信部は、
    　前記第２鍵に基づいて、前記第２認証手法に従う第２認証を前記ユーザ装置と協働して実行し、第２暗号化経路を確立する第２認証部を備える
    　請求項１から５のいずれかに記載の無線通信システム。
  7. 　第１通信規格に従って無線通信する無線通信部と、
    　前記第１通信規格に従う第１制御メッセージを送受信する第１制御通信部と、
    　第１アクセスノードの無線通信状態に関する第１状態情報、及び、第２通信規格に従ってユーザ局と無線通信する第２アクセスノードの無線通信状態に関する第２状態情報のいずれか一方又は双方に基づいて、前記ユーザ局からの前記第１アクセスノード又は前記第２アクセスノードに対する無線接続の接続判定を実行するユーザ接続判定部と、
    　前記ユーザ接続判定部による前記接続判定の結果に基づいて、前記ユーザ局の無線接続を制御する接続制御メッセージを生成し前記ユーザ局に対して送信するユーザ接続制御部とを備える
    　第１アクセスノード。
  8. 　第１通信規格に従って無線通信する第１無線通信部と、
    　前記第１通信規格に従う第１制御メッセージを第１アクセスノードと送受信するアクセスノード制御通信部と、
    　第２通信規格に従って無線通信する第２無線通信部と、
    　前記第２通信規格に従う第２制御メッセージを送受信する第２制御通信部と、
    　前記第１アクセスノードの無線通信状態に関する第１状態情報及び第２アクセスノード自身の無線通信状態に関する第２状態情報のいずれか一方又は双方に基づいて、ユーザ局からの前記第１アクセスノード又は前記第２アクセスノードに対する無線接続の接続判定を実行するユーザ接続判定部と、
    　前記ユーザ接続判定部による前記接続判定の結果に基づいて、前記ユーザ局の無線接続を制御する接続制御メッセージを生成し前記ユーザ局に対して送信するユーザ接続制御部とを備える
    　第２アクセスノード。
  9. 　第１通信規格と第２通信規格とに適合するユーザ局と、
    　前記第１通信規格に従って前記ユーザ局と無線通信する第１アクセスノードを含む第１ネットワークと、
    　前記第２通信規格に従って前記ユーザ局と無線通信する第２アクセスノードを含む第２ネットワークとを備える無線通信システムの通信制御方法であって、
    　ユーザプレーンに関して、
    　　前記ユーザ局において、前記第１アクセスノードを介して外部ネットワークと前記データ信号を送受信することと、前記第２アクセスノードを介して前記外部ネットワークと前記データ信号を送受信することと、
    　制御プレーンに関して、
    　　前記第１アクセスノードにおいて、前記第１通信規格に従う第１制御メッセージを送受信することと、前記第２アクセスノードにおいて、前記第２通信規格に従う第２制御メッセージを送受信することと、前記第１制御メッセージを前記第１アクセスノードと前記第１通信規格に従って送受信することとを備える
    　通信制御方法。
     
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