特開 2023-97631 無線通信システム、及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023097631

(43)【公開日】2023-07-10

(54)【発明の名称】無線通信システム、及び方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 48/16 20090101AFI20230703BHJP

   H04W 48/18 20090101ALI20230703BHJP

【ＦＩ】

H04W48/16 135

H04W48/18 111

H04W48/18 115

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021213850

(22)【出願日】2021-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】鳥居 陵二

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA13

5K067AA23

5K067EE02

5K067EE10

(57)【要約】

【課題】 より効率的な無線通信を行うことが可能な無線通信システムを提供する。
【解決手段】 実施形態の無線通信システムは、通信端末と、第１通信網と、第１通信網よりエリアの小さい第２通信網とを用いて、通信端末と通信を行うコアネットワーク装置と、コアネットワーク装置に接続され、第１通信網及び第２通信網の通信状況を監視するサーバ装置とを含む。通信端末は、周波数帯域幅の情報を含む通信要求をコアネットワーク装置に送信する。サーバ装置は、通信要求を前記コアネットワーク装置から取得する。サーバ装置は、第２通信網における周波数帯域幅の使用率が閾値以下である場合、第２通信網を用いて通信を行うように通信端末に通知する。サーバ装置は、第２通信網における周波数帯域幅の使用率が閾値より大きい場合、第１通信網を用いて通信を行うように通信端末に通知する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信端末と、
第１通信網と、前記第１通信網よりエリアの小さい第２通信網とを用いて、前記通信端末と通信を行うコアネットワーク装置と、
前記コアネットワーク装置に接続され、前記第１通信網及び前記第２通信網の通信状況を監視するサーバ装置と、
を具備し、
前記通信端末は、周波数帯域幅の情報を含む通信要求を前記コアネットワーク装置に送信し、
前記サーバ装置は、
前記通信要求を前記コアネットワーク装置から取得し、
前記第２通信網における前記周波数帯域幅の使用率が閾値以下である場合、前記第２通信網を用いて通信を行うように前記通信端末に通知し、
前記第２通信網における前記周波数帯域幅の使用率が前記閾値より大きい場合、前記第１通信網を用いて通信を行うように前記通信端末に通知する
無線通信システム。

【請求項2】

前記サーバ装置は、前記コアネットワーク装置から前記通信状況の情報を取得し、前記通信状況の情報に基づいて、監視動作を行う監視部を含む
請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

前記サーバ装置は、前記通信状況の情報に基づいて、前記使用率を判定する判定部を含む
請求項２に記載の無線通信システム。

【請求項4】

前記サーバ装置は、前記使用率が前記閾値以下であるか否かを判定し、判定結果に基づいて通信網を決定する決定部を含む
請求項１乃至３の何れか１項に記載の無線通信システム。

【請求項5】

通信端末と、
第１通信網と、前記第１通信網よりエリアの小さい第２通信網とを用いて、前記通信端末と通信を行うコアネットワーク装置と、
前記コアネットワーク装置に接続されたサーバ装置と、
を具備し、
前記通信端末は、第１通信プロトコルの情報、又は前記第１通信プロトコルと異なる第２通信プロトコルの情報を含む通信要求を前記コアネットワーク装置に送信し、
前記サーバ装置は、
前記通信要求を前記コアネットワーク装置から取得し、
前記通信要求が前記第１通信プロトコルである場合、前記第１通信網を用いて通信を行うように前記通信端末に通知し、
前記通信要求が前記第２通信プロトコルである場合、前記第２通信網を用いて通信を行うように前記通信端末に通知する
無線通信システム。

【請求項6】

前記第１通信プロトコルは、相対的に遅い転送速度が要求されるプロトコルであり、
前記第２通信プロトコルは、相対的に速い転送速度が要求されるプロトコルである
請求項５に記載の無線通信システム。

【請求項7】

前記通信端末は、ユーザデータの通信を行う前に、前記通信要求を生成する生成部を含む
請求項１乃至６の何れか１項に記載の無線通信システム。

【請求項8】

前記通信端末は、前記サーバ装置により前記第２通信網が指定された場合、前記第２通信網を用いてユーザデータの通信を行い、前記サーバ装置により前記第１通信網が指定された場合、前記第１通信網を用いてユーザデータの通信を行う通信部を含む
請求項１乃至７の何れか１項に記載の無線通信システム。

【請求項9】

前記第１通信網は、ＬＴＥ通信網であり、
前記第２通信網は、ローカル５Ｇ通信網である
請求項１乃至８の何れか１項に記載の無線通信システム。

【請求項10】

無線通信システムの方法であって、
コアネットワーク装置が、第１通信網と、前記第１通信網よりエリアの小さい第２通信網とを用いて、通信端末と通信を行い、
サーバ装置が、前記第１通信網及び前記第２通信網の通信状況を監視し、
前記通信端末が、周波数帯域幅の情報を含む通信要求を前記コアネットワーク装置に送信し、
前記サーバ装置が、
前記通信要求を前記コアネットワーク装置から取得し、
前記第２通信網における前記周波数帯域幅の使用率が閾値以下である場合、前記第２通信網を用いて通信を行うように前記通信端末に通知し、
前記第２通信網における前記周波数帯域幅の使用率が前記閾値より大きい場合、前記第１通信網を用いて通信を行うように前記通信端末に通知する
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、無線通信システム、及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）（登録商標）では、超高速（ｅＭＢＢ：enhanced mobile broadband）、超低遅延（ＵＲＬＬＣ：ultra-reliable and low latency communication）、及び多数同時接続（ｍＭＴＣ：massive machine type communication）を実現するために、第５世代移動通信システム（５Ｇ：5th generation mobile communication system）の検討が進んでいる。５Ｇでは、１０Ｇｂｐｓ以上のスループットを実現しつつ無線区間の遅延を１ｍｓ以下にするという要求条件を満たすために、様々な無線技術の検討が行われている。

【0003】

また、建物や土地の管理者が自前で５Ｇの免許を取得し、Ｗｉ－Ｆｉのように自営網として５Ｇを利用し、工場などの限られたエリアなら誰でも５Ｇ通信事業者になれるローカル５Ｇも制度化されている。

【0004】

ローカル５Ｇの構成として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）のコアネットワークによりＬＴＥの基地局と５Ｇの基地局とを連携させて動作させるＮＳＡ（Non Stand Alone）方式がある。ＮＳＡ方式では、ＬＴＥ通信網を制御信号用のアンカーとして用い、ローカル５Ｇ通信網を用いてユーザデータの通信を行う。

【0005】

ローカル５Ｇは超高速、超低遅延、及び多数同時接続を特徴としているが、機能拡張段階の状況で全ての機能を提供できる状況にはない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－４０２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、より効率的な無線通信を行うことが可能な無線通信システム、及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態に係る無線通信システムは、通信端末と、第１通信網と、前記第１通信網よりエリアの小さい第２通信網とを用いて、前記通信端末と通信を行うコアネットワーク装置と、前記コアネットワーク装置に接続され、前記第１通信網及び前記第２通信網の通信状況を監視するサーバ装置とを具備する。前記通信端末は、周波数帯域幅の情報を含む通信要求を前記コアネットワーク装置に送信する。前記サーバ装置は、前記通信要求を前記コアネットワーク装置から取得し、前記第２通信網における前記周波数帯域幅の使用率が閾値以下である場合、前記第２通信網を用いて通信を行うように前記通信端末に通知し、前記第２通信網における前記周波数帯域幅の使用率が前記閾値より大きい場合、前記第１通信網を用いて通信を行うように前記通信端末に通知する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態に係る無線通信システムの構成を説明する図である。

【図2】図２は、無線通信システムの模式的なブロック図である。

【図3】図３は、図１に示した通信端末の構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、図１に示したサーバ装置の構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る無線通信システムの動作を説明するシーケンス図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係るサーバ装置の伝送路判定処理を説明するフローチャートである。

【図7】図７は、第２実施形態に係るサーバ装置の伝送路判定処理を説明するフローチャートである。

【図8】図８は、第３実施形態に係るサーバ装置のブロック図である。

【図9】図９は、第３実施形態に係る無線通信システムの動作を説明するシーケンス図である。

【図10】図１０は、第３実施形態に係るサーバ装置の伝送路判定処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。各機能ブロックは、ハードウェア及びソフトウェアのいずれかまたは両者を組み合わせたものとして実現することができる。各機能ブロックが以下の例のように区別されていることは必須ではない。例えば、一部の機能が例示の機能ブロックとは別の機能ブロックによって実行されてもよい。さらに、例示の機能ブロックがさらに細かい機能サブブロックに分割されていてもよい。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0011】

［１］ 第１実施形態
［１－１］ 無線通信システム１の構成
本実施形態の無線通信システム１は、ＮＳＡ（Non Stand Alone）方式の無線通信システムである。本実施形態の無線通信システム１は、第１無線通信エリアを提供する第１通信網と、第１無線通信エリアに含まれかつ第１無線通信エリアより狭い第２無線通信エリアを提供する第２通信網（ローカル通信網）とを含む。

【0012】

第１通信網は、典型的には、ＬＴＥ（Long Term Evolution）で通信を行うことが可能なＬＴＥ通信網である。本実施形態では、第１通信網をＬＴＥ通信網と呼ぶ。ＬＴＥには、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＬＴＥ－Ａ Ｐｒｏ（LTE-Advanced Pro）、及びＥ-ＵＴＲＡ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）が含まれる。ＬＴＥは、４Ｇ（第４世代移動通信システム：4th generation mobile communication system）とも呼ばれる。

【0013】

第２通信網は、典型的には、５Ｇ（第５世代移動通信システム：5th generation mobile communication system）で通信を行うことが可能なローカル通信網である。本実施形態では、第２通信網をローカル５Ｇ通信網（Ｌ５Ｇ通信網と表記する場合もある）と呼ぶ。ローカル５Ｇとは、個人、企業、又は自治体などが限られた範囲で利用するために構築する自営の５Ｇネットワークである。

【0014】

図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１の構成を説明する図である。無線通信システム１は、通信端末１００、第１通信網としてのＬＴＥ通信網２００、第２通信網としてのＬ５Ｇ通信網３００、コアネットワーク装置４００、及びサーバ装置５００を備える。

【0015】

ＬＴＥ通信網２００は、基地局２０１を含む。基地局２０１をＬＴＥ基地局と呼ぶ場合もある。基地局２０１は、セルを提供し、自セルと接続を確立した通信端末と無線通信を行う。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を意味する。図１には、１つのＬＴＥ通信網２００に１つの基地局を示しているが、ＬＴＥ通信網２００に複数の基地局が設けられてもよい。

【0016】

Ｌ５Ｇ通信網３００は、基地局３０１を含む。基地局３０１をＬ５Ｇ基地局と呼ぶ場合もある。基地局３０１は、セルを提供し、自セルと接続を確立した通信端末と無線通信を行う。図１には、１つのＬ５Ｇ通信網３００に１つの基地局を示しているが、Ｌ５Ｇ通信網３００に複数の基地局が設けられてもよい。また、ＬＴＥ通信網２００の中に、複数のＬ５Ｇ通信網を備えていてもよい。基地局３０１は、基地局２０１に接続される。

【0017】

通信端末１００は、セルラ通信を行う機能を有する。通信端末１００は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、通信モジュール（モバイルルーターを含む）、又はデジタルカメラなどの撮像装置などを含む。通信端末１００は、ＵＥ（user equipment）と呼ばれる。通信端末１００は、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カードを備える。ＳＩＭカードには、加入者識別番号（ＩＭＳＩ：International Mobile Subscriber Identity）などを含む個体識別情報、及び暗号化のための情報などが記憶される。なお、図１では、１個の通信端末１００を図示しているが、実際には、複数の通信端末がＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００に接続される。

【0018】

コアネットワーク装置４００は、基地局２０１、及び基地局３０１に接続される。コアネットワーク装置４００は、ＬＴＥ用のコアネットワーク、及び５Ｇ用のコアネットワークを構成するための装置である。コアネットワーク装置４００は、ＬＴＥ用のコアネットワーク装置であるＥＰＣ（Evolved Packet Core）と、５Ｇ用のコアネットワーク装置である５ＧＣ（5G Core Network）とを含む。すなわち、コアネットワーク装置４００は、ＮＳＡ方式を実現可能である。

【0019】

コアネットワーク装置４００は、通信端末と基地局との間のネットワーク接続を管理する。コアネットワーク装置４００は、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００に接続された通信端末の認証を行う。コアネットワーク装置４００は、認証された通信端末ごとに、サービス種別（周波数帯域幅及び遅延時間を含む）に応じた通信を行う。コアネットワーク装置４００は、自身が提供するコアネットワークと外部ネットワーク（インターネットなど）とを繋ぐゲートウェイとなり、ユーザデータの転送を行う中継装置としての機能を有する。本実施形態では、制御信号の通信は、ＬＴＥ通信網２００を用いて行われる。ユーザデータの通信は、ＬＴＥ通信網２００又はＬ５Ｇ通信網３００を用いて行われる。

【0020】

サーバ装置５００は、コアネットワーク装置４００に接続される。サーバ装置５００は、コアネットワーク装置４００から提供される情報に基づいて、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況を監視する。また、サーバ装置５００は、通信状況に基づいて、通信端末が通信を行う伝送路を決定する。

【0021】

図２は、無線通信システム１の模式的なブロック図である。

【0022】

通信端末１００は、ＬＴＥ基地局２０１と通信を行う。通信端末１００は、ＬＴＥ基地局２０１と無線の伝送路で接続され、ＬＴＥ基地局２０１との間で制御信号及びユーザデータの送受信を行う。

【0023】

また、通信端末１００は、Ｌ５Ｇ基地局３０１と通信を行う。通信端末１００は、Ｌ５Ｇ基地局３０１と無線の伝送路で接続され、Ｌ５Ｇ基地局３０１との間でユーザデータの送受信を行う。

【0024】

コアネットワーク装置４００は、ＬＴＥ基地局２０１との間で、ＬＴＥ通信網２００の伝送路を制御する。また、コアネットワーク装置４００は、Ｌ５Ｇ基地局３０１との間で、Ｌ５Ｇ通信網３００の伝送路を制御する。

【0025】

サーバ装置５００は、コアネットワーク装置４００から通信状況に関する情報を受信し、受信した情報に基づいて、通信端末１００の通信状況を監視する。

【0026】

［１－２］ 通信端末１００の構成
図３は、通信端末１００の構成を示すブロック図である。通信端末１００は、制御部１１０、記憶部１２０、通信部１３０、アンテナ１３１、入力部１４０、及び表示部１５０を備える。制御部１１０、記憶部１２０、通信部１３０、入力部１４０、及び表示部１５０は、バス１６０を介して互いにデータの送受信が可能である。

【0027】

制御部１１０は、通信端末１００の動作を統括的に制御する。制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の１つ以上のプロセッサにより構成される。制御部１１０は、記憶部１２０に格納されたプログラムを実行することで各種機能を実現する。

【0028】

制御部１１０は、通信要求生成部１１１、及び伝送路設定部１１２を備える。通信要求生成部１１１は、ユーザデータの通信を行う前に、サービス種別（周波数帯域幅及び遅延時間を含む）に関する通信要求を生成する。伝送路設定部１１２は、サーバ装置５００の指示に基づいて、ユーザデータの通信を行う伝送路としてＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００のいずれかを設定する。

【0029】

記憶部１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、及びＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性記憶装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びレジスタ等の揮発性記憶装置とを含む。記憶部１２０は、制御部１１０が実行するプログラムを格納する。また、記憶部１２０は、制御部１１０の制御に必要な各種データを格納する。記憶部１２０は、ＳＩＭカードの情報を格納してもよい。記憶部１２０は、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリの他に、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、不揮発性のメモリカード、及びＤＶＤなどの記憶媒体を含んで構成されてもよい。

【0030】

また、記憶部１２０は、専用アプリケーション１２１を格納する。制御部１１０は、専用アプリケーション１２１を実行することで、通信要求の生成処理を実行可能である。

【0031】

通信部１３０は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）規格に準拠するＬＴＥ及び５Ｇのセルラ通信と、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格シリーズに準拠した無線ＬＡＮの通信とを行うことが可能である。通信部１３０は、セルラ通信と無線ＬＡＮとのそれぞれのための無線インタフェース（無線Ｉ／Ｆ）を含み、各無線Ｉ／Ｆは、例えばＲＦ（無線周波数）回路及びベースバンド回路などを含んで構成される。通信部１３０は、上りリンクの無線信号をアンテナ１３１へ出力し、アンテナ１３１を介して外部へ無線信号を送信する。また、通信部１３０は、アンテナ１３１を介して外部から下りリンクの無線信号を受信し、その無線信号に含まれるデータを取得することが可能である。アンテナ１３１は、通信部１３０の各無線Ｉ／Ｆに対応したアンテナで構成される。

【0032】

入力部１４０は、ユーザの入力操作を受け付ける。入力部１４０は、キーボード、マウス、ボタン、及びタッチパネル等の入力装置を用いて構成される。ユーザは、入力部１４０を用いて、通信端末１００に情報を入力することが可能である。

【0033】

表示部１５０は、液晶表示装置、又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の表示装置を用いて構成され、各種のデータを画面に表示する。

【0034】

［１－３］ サーバ装置５００の構成
図４は、サーバ装置５００の構成を示すブロック図である。サーバ装置５００は、制御部５１０、記憶部５２０、通信部５３０、入力部５４０、及び表示部５５０を備える。制御部５１０、記憶部５２０、通信部５３０、入力部５４０、及び表示部５５０は、バス５６０を介して互いにデータの送受信が可能である。

【0035】

制御部５１０は、サーバ装置５００の動作を統括的に制御する。制御部５１０は、ＣＰＵやＭＰＵ等の１つ以上のプロセッサにより構成される。制御部５１０は、記憶部５２０に格納されたプログラムを実行することで各種機能を実現する。

【0036】

制御部５１０は、通信状況監視部５１１、周波数帯域幅取得部５１２、通信状況判定部５１３、及び伝送路決定部５１４を備える。

【0037】

通信状況監視部５１１は、コアネットワーク装置４００から提供される通信状況に関する情報に基づいて、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況を監視する。

【0038】

周波数帯域幅取得部５１２は、通信端末１００から送信された通信要求から周波数帯域幅を取得する。

【0039】

通信状況判定部５１３は、コアネットワーク装置４００から取得したＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況に関する情報に基づいて、周波数帯域幅取得部５１２が取得した周波数帯域幅におけるＬ５Ｇ通信網３００の使用率を判定する。

【0040】

伝送路決定部５１４は、Ｌ５Ｇ通信網３００の使用率に基づいて、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００のうち、ユーザデータの通信に用いる伝送路を決定する。

【0041】

記憶部５２０は、ＲＯＭ、ＨＤＤ、及びＳＳＤ等の不揮発性記憶装置と、ＲＡＭ、及びレジスタ等の揮発性記憶装置とを含む。記憶部５２０は、制御部５１０が実行するプログラムを格納する。また、記憶部５２０は、制御部５１０の制御に必要な各種データを格納する。記憶部５２０は、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリの他に、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、不揮発性のメモリカード、及びＤＶＤなどの記憶媒体を含んで構成されてもよい。

【0042】

通信部５３０は、コアネットワーク装置４００と通信を行う。サーバ装置５００とコアネットワーク装置４００との通信は、有線であってもよいし、無線であってもよい。また、通信部５３０は、ネットワークを介して外部と通信可能なように構成されてもよい。

【0043】

入力部５４０は、ユーザの入力操作を受け付ける。入力部５４０は、キーボード、マウス、ボタン、及びタッチパネル等の入力装置を用いて構成される。ユーザは、入力部５４０を用いて、サーバ装置５００に情報を入力することが可能である。

【0044】

表示部５５０は、液晶表示装置、又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の表示装置を用いて構成され、各種のデータを画面に表示する。

【0045】

［１－４］ 動作
次に、上記のように構成された無線通信システム１の動作について説明する。図５は、無線通信システム１の動作を説明するシーケンス図である。

【0046】

通信端末１００は、ＬＴＥ基地局２０１を介して、アタッチ要求をコアネットワーク装置４００に送信する（ステップＳ１００）。アタッチ要求には、加入者識別番号が含まれる。コアネットワーク装置４００は、アタッチ要求に基づいて、通信端末１００の認証処理、及び位置登録処理を行う（ステップＳ１０１）。続いて、コアネットワーク装置４００は、ＬＴＥ基地局２０１を介して、アタッチ完了通知を通信端末１００に送信する（ステップＳ１０２）。通信端末１００は、アタッチ完了通知を受信することで、ＬＴＥ通信網２００、Ｌ５Ｇ通信網３００、及びコアネットワーク装置４００と通信可能であることを認識する。

【0047】

続いて、サーバ装置５００の通信状況監視部５１１は、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況に関する情報を取得するための要求（通信状況要求）を、コアネットワーク装置４００に送信する（ステップＳ１０３）。通信状況は、周波数帯域幅ごとのデータ通信量（トラフィックともいう）を含む。データ通信量とは、一定時間内に伝送路でやり取りされるデータ量を意味する。コアネットワーク装置４００は、通信状況要求に応じて、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況に関する情報を、サーバ装置５００に送信する（ステップＳ１０４）。以後、サーバ装置５００は、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況に関する情報を、サーバ装置５００から常時、又は所定の間隔で取得する。そして、通信状況監視部５１１は、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況を監視している（ステップＳ１０５）。

【0048】

続いて、通信端末１００は、ユーザデータを通信する前に、ＬＴＥ基地局２０１及びコアネットワーク装置４００を介して、通信要求をサーバ装置５００に送信する（ステップＳ１０６）。通信要求は、通信要求生成部１１１により生成される。通信要求は、周波数帯域幅、及び遅延時間を含む。周波数帯域幅が大きくなるにつれて、通信速度（単位はｂｐｓ）が速くなる。通信を行うための複数の周波数帯域幅は、通信規格で予め決められており、例えば、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、及び２０ＭＨｚなどを含む。また、遅延時間の上限も通信規格で予め決められている。

【0049】

続いて、サーバ装置５００は、伝送路判定処理を実行する（ステップＳ１０７）。図６は、サーバ装置５００の伝送路判定処理を説明するフローチャートである。

【0050】

周波数帯域幅取得部５１２は、通信端末１００から送信された通信要求から周波数帯域幅を取得する（ステップＳ２００）。

【0051】

続いて、通信状況判定部５１３は、コアネットワーク装置４００から取得したＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況に関する情報に基づいて、ステップＳ２００で取得した周波数帯域幅におけるＬ５Ｇ通信網３００の使用率を判定する（ステップＳ２０１）。使用率は、周波数帯域幅ごとの最大データ通信量に対する現在のデータ通信量の割合である。基準となる最大データ通信量は、任意に設定可能である。

【0052】

続いて、伝送路決定部５１４は、ステップＳ２０１で判定した使用率が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。閾値は、例えば、最大データ通信量の８０％などに設定される。閾値は、任意に設定可能である。使用率が閾値以下であるとは、通信量に余裕があることを意味する。使用率が閾値より大きいとは、通信量に余裕がないことを意味する。

【0053】

使用率が閾値以下である場合（ステップＳ２０２＝Ｙｅｓ）、伝送路決定部５１４は、伝送路をＬ５Ｇ通信網３００に決定する（ステップＳ２０３）。一方、通信状況が閾値より大きい場合（ステップＳ２０２＝Ｎｏ）、伝送路決定部５１４は、伝送路をＬＴＥ通信網２００に決定する（ステップＳ２０４）。

【0054】

図５に戻り、サーバ装置５００は、コアネットワーク装置４００に、ステップＳ２０３及びＳ２０４で決定した伝送路を通知する（ステップＳ１０８）。コアネットワーク装置４００は、サーバ装置５００から通知された伝送路を設定する（ステップＳ１０８）。続いて、コアネットワーク装置４００は、ＬＴＥ基地局２０１を介して、伝送路を通信端末１００に通知する（ステップＳ１１０）。

【0055】

通信端末１００の伝送路設定部１１２は、ステップＳ１１０で通知された伝送路がＬ５Ｇ通信網３００である場合、Ｌ５Ｇ通信網３００でデータ通信を行うように通信部１３０を制御する（ステップＳ１１１）。一方、伝送路設定部１１２は、ステップＳ１１０で通知された伝送路がＬＴＥ通信網２００である場合、ＬＴＥ通信網２００でデータ通信を行うように通信部１３０を制御する（ステップＳ１１２）。

【0056】

以後、通信端末１００は、異なる通信を開始するごとに、ステップＳ１０６以降の処理を繰り返す。

【0057】

［１－５］ 第１実施形態の効果
第１実施形態では、ＬＴＥ通信網２００を制御信号の通信に用いるとともに、ユーザデータの通信をＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００から選択して通信する。また、Ｌ５Ｇ通信網３００の使用率が閾値以下である場合、通信端末１００は、Ｌ５Ｇ通信網３００を用いてユーザデータを通信する。一方、Ｌ５Ｇ通信網３００の使用率が閾値より大きい場合、通信端末１００は、ＬＴＥ通信網２００を用いてユーザデータを通信する。

【0058】

従って第１実施形態によれば、ＬＴＥ通信網２００をユーザデータの通信にも用いることができる。これにより、より効率的な無線通信が可能な無線通信システム１を実現できる。

【0059】

また、Ｌ５Ｇ通信網の通信量が増大して、伝送遅延や伝送エラーが発生するのを抑制できる。

【0060】

［２］ 第２実施形態
第２実施形態は、ＬＴＥ通信網２００の使用率と、Ｌ５Ｇ通信網３００の使用率とを比較する。そして、Ｌ５Ｇ通信網３００の使用率がＬＴＥ通信網２００の使用率より大きい場合、ＬＴＥ通信網２００を用いてユーザデータを送受信するようにしている。

【0061】

第２実施形態において、通信端末１００のブロック図、サーバ装置５００のブロック図、及び無線通信システム１の動作を説明するシーケンス図は、第１実施形態と同じである。

【0062】

サーバ装置５００の通信状況監視部５１１は、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況を監視している。サーバ装置５００は、通信端末１００からの通信要求に基づいて、伝送路判定処理を実行する。

【0063】

図７は、第２実施形態に係るサーバ装置５００の伝送路判定処理を説明するフローチャートである。図７の処理は、図５のステップＳ１０７に対応する。

【0064】

サーバ装置５００の周波数帯域幅取得部５１２は、通信端末１００から送信された通信要求から周波数帯域幅を取得する（ステップＳ３００）。

【0065】

続いて、通信状況判定部５１３は、コアネットワーク装置４００から取得したＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況に関する情報に基づいて、ステップＳ３００で取得した周波数帯域幅におけるＬＴＥ通信網２００の使用率及びＬ５Ｇ通信網３００の使用率を判定する（ステップＳ３０１）。

【0066】

続いて、伝送路決定部５１４は、ＬＴＥ通信網２００の使用率とＬ５Ｇ通信網３００の使用率とを比較し、Ｌ５Ｇ通信網３００の使用率がＬＴＥ通信網２００の使用率以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

【0067】

Ｌ５Ｇ通信網３００の使用率がＬＴＥ通信網２００の使用率以下である場合（ステップＳ３０２＝Ｙｅｓ）、伝送路決定部５１４は、伝送路をＬ５Ｇ通信網３００に決定する（ステップＳ３０３）。一方、Ｌ５Ｇ通信網３００の使用率がＬＴＥ通信網２００の使用率より大きい場合（ステップＳ３０２＝Ｎｏ）、伝送路決定部５１４は、伝送路をＬＴＥ通信網２００に決定する（ステップＳ４０４）。

【0068】

以後、通信端末１００は、サーバ装置５００により通知された伝送路でユーザデータの送受信を行う。

【0069】

第２実施形態においても、より効率的な無線通信が可能な無線通信システム１を実現できる。

【0070】

［３］ 第３実施形態
第３実施形態は、通信端末から提供される通信プロトコルに関する情報に基づいて、伝送路を選択するようにしている。

【0071】

［３－１］ 無線通信システム１の構成
図８は、第３実施形態に係るサーバ装置５００のブロック図である。制御部５１０は、通信プロトコル取得部５１５、及び伝送路決定部５１４を備える。

【0072】

通信プロトコル取得部５１５は、通信端末１００から送信された通信要求から通信プロトコルの情報を取得する。

【0073】

伝送路決定部５１４は、通信プロトコルの情報に基づいて、ＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００のうち、ユーザデータの通信に用いる伝送路を決定する。

【0074】

その他の構成は、第１実施形態と同じである。

【0075】

［３－２］ 動作
次に、上記のように構成された無線通信システム１の動作について説明する。

【0076】

図９は、第３実施形態に係る無線通信システム１の動作を説明するシーケンス図である。ステップＳ１００～Ｓ１０２の動作は、第１実施形態と同じである。第３実施形態では、サーバ装置５００による通信状況を監視する処理は省略される。

【0077】

続いて、通信端末１００は、ユーザデータを通信する前に、ＬＴＥ基地局２０１及びコアネットワーク装置４００を介して、通信要求をサーバ装置５００に送信する（ステップＳ４００）。通信要求は、通信要求生成部１１１により生成される。通信要求は、データを転送するための通信プロトコルの情報を含む。本実施形態では、通信プロトコルは、相対的に転送速度が速い第１通信プロトコルと、相対的に転送速度が遅い第２通信プロトコルとを含む。第１通信プロトコルは、例えば、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）である。ＲＴＰは、リアルタイムでデータ転送を実現するプロトコルである。第２通信プロトコルは、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）、又はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）である。ＴＣＰは、信頼性の高いデータ転送を実現するプロトコルである。本実施形態では、第１通信プロトコルとしてＲＴＰ、第２通信プロトコルとしてＵＤＰを例に挙げて説明する。

【0078】

続いて、サーバ装置５００は、伝送路判定処理を実行する（ステップＳ４０１）。図１０は、サーバ装置５００の伝送路判定処理を説明するフローチャートである。

【0079】

通信プロトコル取得部５１５は、通信端末１００から送信された通信要求から通信プロトコルの情報を取得する（ステップＳ５００）。

【0080】

続いて、通信状況判定部５１３は、コアネットワーク装置４００から取得したＬＴＥ通信網２００及びＬ５Ｇ通信網３００の通信状況に関する情報に基づいて、ステップＳ２００で取得した周波数帯域幅の通信状況を判定する（ステップＳ２０１）。通信状況は、周波数帯域幅ごとの最大通信量に対する現在の通信量の割合である。

【0081】

続いて、伝送路決定部５１４は、ステップＳ５００で取得した通信プロトコルがＲＴＰであるか否かを判定する（ステップＳ５０１）。

【0082】

通信プロトコルがＲＴＰである場合（ステップＳ５０１＝Ｙｅｓ）、伝送路決定部５１４は、伝送路をＬ５Ｇ通信網３００に決定する（ステップＳ５０２）。一方、通信プロトコルがＲＴＰでない、すなわち、ＵＤＰである場合（ステップＳ５０１＝Ｎｏ）、伝送路決定部５１４は、伝送路をＬＴＥ通信網２００に決定する（ステップＳ５０３）。

【0083】

図９に戻り、サーバ装置５００は、コアネットワーク装置４００に伝送路を通知する（ステップＳ４０２）。コアネットワーク装置４００は、サーバ装置５００から通知された伝送路を設定する（ステップＳ４０３）。続いて、コアネットワーク装置４００は、ＬＴＥ基地局２０１を介して、伝送路を通信端末１００に通知する（ステップＳ４０４）。

【0084】

通信端末１００の伝送路設定部１１２は、ステップＳ４０４で通知された伝送路がＬ５Ｇ通信網３００である場合、Ｌ５Ｇ通信網３００でデータ通信を行うように通信部１３０を制御する（ステップＳ４０５）。一方、伝送路設定部１１２は、ステップＳ４０４で通知された伝送路がＬＴＥ通信網２００である場合、ＬＴＥ通信網２００でデータ通信を行うように通信部１３０を制御する（ステップＳ４０６）。

【0085】

以後、通信端末１００は、異なる通信を開始するごとに、ステップＳ４００以降の処理を繰り返す。

【0086】

［３－３］ 第３実施形態の効果
第３実施形態では、相対的に速い転送速度が要求されるデータ通信には、Ｌ５Ｇ通信網３００が選択され、相対的に遅い転送速度でのデータ通信には、ＬＴＥ通信網２００が選択される。第３実施形態においても、より効率的な無線通信が可能な無線通信システム１を実現できる。

【0087】

上述した実施形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。また、プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、及びＤＶＤなどを用いることができる。

【0088】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0089】

１…無線通信システム、１００…通信端末、１１０…制御部、１２０…記憶部、１３０…通信部、１３１…アンテナ、１４０…入力部、１５０…表示部、１６０…バス、２００…ＬＴＥ通信網、２０１…基地局、３００…ローカル５Ｇ通信網、３０１…基地局、４００…コアネットワーク装置、５００…サーバ装置、５１０…制御部、５２０…記憶部、５３０…通信部、５４０…入力部、５５０…表示部、５６０…バス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】