知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-05
(45)【発行日】2024-12-13
(54)【発明の名称】複数のセッションを確立する通信方法及びシステム
(51)【国際特許分類】
H04W 76/15 20180101AFI20241206BHJP
H04W 92/10 20090101ALI20241206BHJP
H04W 92/24 20090101ALI20241206BHJP
【ＦＩ】
H04W76/15
H04W92/10
H04W92/24
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2022031697
(22)【出願日】2022-03-02
(65)【公開番号】P2023127793
(43)【公開日】2023-09-14
【審査請求日】2024-01-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000208891
【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100135068
【弁理士】
【氏名又は名称】早原 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 陽登
【審査官】山岸 登
(56)【参考文献】
【文献】特表２０２２－５０６１９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１０／０５２９８８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】Study on enhancement of Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) support in the 5G Core network (5GC) (Release 16)，3GPP TR 23.725 V16.2.0 (2019-06)，2019年06月11日，[検索日2024.11.05], インターネット＜https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.725/23725-g20.zip＞，p.12-15,44-47,91
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ７／２４－７／２６
Ｈ０４Ｗ４／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
端末が、制御装置を用いて、複数のアクセスポイント及び複数のゲートウェイとプロキシサーバとを介して、アプリケーションサーバと通信する通信方法において、端末が、１つのアプリケーションサーバと通信するために、接続可能な複数のアクセスポイント識別子を含むセッション確立要求を、制御装置へ送信し、
制御装置が、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせを選択し、当該組み合わせのリストを含むアクセスポイント接続要求を、端末へ送信し、
端末が、当該組み合わせ毎に、アクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバとの間でセッションを確立する第１のステップと、
端末が、１ストリームのパケット系列を複数のセッションに分岐して、セッション毎にアクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバへ送信する第２のステップと、
プロキシサーバが、複数のセッションを介して複数のゲートウェイから受信したパケットを１ストリームに統合し、統合した１ストリームをアプリケーションサーバへ転送する第３のステップと
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項2】
第１のステップついて、端末が送信するセッション確立要求は、アプリケーションサーバアドレスを更に含み、
制御装置は、プロキシサーバへ、アプリケーションサーバアドレスを通知し、
プロキシサーバは、アプリケーションサーバアドレスに基づくアプリケーションサーバとの間でコネクションを確立し、
第３のステップについて、プロキシサーバは、統合した１ストリームを、確立したコネクションを介してアプリケーションサーバへ転送する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項3】
第１のステップについて、制御装置は、端末が接続可能な複数のアクセスポイントと、当該アクセスポイントとプロキシサーバとの間で中継可能な複数のゲートウェイとの全ての組み合わせ（フルメッシュ）の中から、全部又は一部の組み合わせを選択する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信方法。
【請求項4】
アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせの数は、端末あたりの上限セッション数を超えないように選択することを特徴とする請求項３に記載の通信方法。
【請求項5】
アクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせの中で、処理負荷率又は通信誤り率が所定閾値を超えるアクセスポイント又はゲートウェイを含まない組み合わせを選択することを特徴とする請求項３又は４に記載の通信方法。
【請求項6】
アクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせの中で、処理負荷率又は通信誤り率の平均値から所定率以上高く乖離しているアクセスポイント又はゲートウェイを含まない組み合わせを選択することを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
【請求項7】
１ストリームは、冗長度ｎの複数のサブストリームから構成されており、複数のサブストリームは、１ストリームのパケット系列を複製したものであり、
複数のサブストリームはそれぞれ、アクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせが異なるセッションへ送信され、
プロキシサーバは、異なるサブストリームのいずれかから任意のシーケンス番号のパケットを最初に受信した際に、当該シーケンス番号のパケットの受信完了とみなす
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項8】
アクセスポイントとゲートウェイとの組み合わせからなるセッション毎に、伝送速度を計測し、セッション数ｋよりもサブストリーム冗長度ｎが小さい場合（k＞n）、kＣn通りの組み合わせの中で、１ストリームあたりの複数のセッションにおける伝送速度の和が最も高い組み合わせを選択する
ことを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
【請求項9】
端末が、制御装置を用いて、複数のアクセスポイント及び複数のゲートウェイとプロキシサーバとを介して、アプリケーションサーバと通信するように構成されたシステムにおいて、端末が、１つのアプリケーションサーバと通信するために、接続可能な複数のアクセスポイント識別子を含むセッション確立要求を、制御装置へ送信し、
制御装置が、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせを選択し、当該組み合わせのリストを含むアクセスポイント接続要求を、端末へ送信し、
端末が、当該組み合わせ毎に、アクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバとの間でセッションを確立し、
端末が、１つのアプリケーションサーバと通信するために、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせ毎に、プロキシサーバとの間でセッションを確立し、
端末が、１ストリームのパケット系列を複数のセッションに分岐して、セッション毎にアクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバへ送信し、
プロキシサーバが、複数のセッションを介して複数のゲートウェイから受信したパケットを１ストリームに統合し、統合した１ストリームを、アプリケーションサーバへ転送する
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、移動通信システムのモバイルネットワークコアシステムにおけるセッションを確立する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、移動通信システムによれば、端末は、ＲＡＮ(Radio Access Network)を介して、通信事業者のモバイルネットワークコアシステムへ収容される（例えば非特許文献１及び２参照）。これは、コントロールプレーンとユーザプレーンとから構成される。
近年、第６世代移動体通信システムとして、「Cell-free Massive MIMO(Multi Input Multi Output)」の実用化が期待されている（例えば非特許文献３及び４参照）。５Ｇでも提供されているMassive MIMOは、移動中の端末に対して常にスポットライトのようなカバレッジエリアを構築する。そのMassive MIMOを更に、Cell-freeという概念で実現するものであって、１つの基地局ＣＰＵ(Central Processing Unit)と複数のアクセスポイントによって構築される。
近年、第６世代移動体通信システムとして、「Cell-free Massive MIMO(Multi Input Multi Output)」の実用化が期待されている（例えば非特許文献３及び４参照）。５Ｇでも提供されているMassive MIMOは、移動中の端末に対して常にスポットライトのようなカバレッジエリアを構築する。そのMassive MIMOを更に、Cell-freeという概念で実現するものであって、１つの基地局ＣＰＵ(Central Processing Unit)と複数のアクセスポイントによって構築される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】3GPP TS 23.501 V17.2.0, “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; System architecture for the 5G System (5GS); Stage 2 (Release 17)”
【文献】3GPP TS 23.502 V17.2.1, “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Procedures for the 5G System (5GS); Stage 2 (Release 17)”
【文献】IEEE Transactions on Wireless Communications ( Volume: 16, Issue: 3, March 2017), "Cell-Free Massive MIMO Versus Small Cells"
【文献】「Beyond 5G／6G時代のライフスタイルを実現する技術とは？」、KDDI総合研究所、[online]、［令和４年２月２３日検索］、インターネット＜URL:https://www.itmedia.co.jp/mobile/articles/2106/16/news052.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前述したCell-free Massive MIMOによれば、端末は、基地局ＣＰＵによって管理される複数のアクセスポイントと、同時に無線リンクを接続することができる。
しかしながら、端末との間のセッションが、複数のアクセスポイントを介してどのようなゲートウェイとの間で確立すべきかについては、実装上の問題とされているに過ぎない。
端末とアプリケーションサーバとの間のセッションがいずれのノードを経由するかは、スループットに大きく影響する。特に、複数のセッションを同時に確立することができる場合、セッション数のみならず、経由するアクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせの影響も大きい。
例えば、端末が1Tbps程度のスループットを実現しようとする場合、一般的に複数のデータフローが必要となると想定される。しかしながら、これらデータフローが、モバイルネットワークコアシステムにおけるユーザプレーンのいずれのノードを経由するかによって、そのスループットに与える影響も大きい。
しかしながら、端末との間のセッションが、複数のアクセスポイントを介してどのようなゲートウェイとの間で確立すべきかについては、実装上の問題とされているに過ぎない。
端末とアプリケーションサーバとの間のセッションがいずれのノードを経由するかは、スループットに大きく影響する。特に、複数のセッションを同時に確立することができる場合、セッション数のみならず、経由するアクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせの影響も大きい。
例えば、端末が1Tbps程度のスループットを実現しようとする場合、一般的に複数のデータフローが必要となると想定される。しかしながら、これらデータフローが、モバイルネットワークコアシステムにおけるユーザプレーンのいずれのノードを経由するかによって、そのスループットに与える影響も大きい。
【0005】
そこで、本発明によれば、端末が１つのアプリケーションサーバとの間で大容量の通信を実現するために適した、複数のアクセスポイント及びゲートウェイを介する複数のセッションを確立する通信方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によれば、端末が、制御装置を用いて、複数のアクセスポイント及び複数のゲートウェイとプロキシサーバとを介して、アプリケーションサーバと通信する通信方法において、
端末が、１つのアプリケーションサーバと通信するために、接続可能な複数のアクセスポイント識別子を含むセッション確立要求を、制御装置へ送信し、
制御装置が、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせを選択し、当該組み合わせのリストを含むアクセスポイント接続要求を、端末へ送信し、
端末が、当該組み合わせ毎に、アクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバとの間でセッションを確立する第１のステップと、
端末が、１ストリームのパケット系列を複数のセッションに分岐して、セッション毎にアクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバへ送信する第２のステップと、
プロキシサーバが、複数のセッションを介して複数のゲートウェイから受信したパケットを１ストリームに統合し、統合した１ストリームをアプリケーションサーバへ転送する第３のステップと
を有することを特徴とする。
端末が、１つのアプリケーションサーバと通信するために、接続可能な複数のアクセスポイント識別子を含むセッション確立要求を、制御装置へ送信し、
制御装置が、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせを選択し、当該組み合わせのリストを含むアクセスポイント接続要求を、端末へ送信し、
端末が、当該組み合わせ毎に、アクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバとの間でセッションを確立する第１のステップと、
端末が、１ストリームのパケット系列を複数のセッションに分岐して、セッション毎にアクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバへ送信する第２のステップと、
プロキシサーバが、複数のセッションを介して複数のゲートウェイから受信したパケットを１ストリームに統合し、統合した１ストリームをアプリケーションサーバへ転送する第３のステップと
を有することを特徴とする。
【0007】
本発明の通信方法における他の実施形態によれば、
制御装置を更に有し、
第１のステップについて、
端末が、接続可能な複数のアクセスポイント識別子を含むセッション確立要求を、制御装置へ送信し、
制御装置が、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせを選択し、当該組み合わせのリストを含むアクセスポイント接続要求を、端末へ送信し、
端末が、当該組み合わせ毎に、アクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバとの間でセッションを確立する
ことも好ましい。
制御装置を更に有し、
第１のステップについて、
端末が、接続可能な複数のアクセスポイント識別子を含むセッション確立要求を、制御装置へ送信し、
制御装置が、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせを選択し、当該組み合わせのリストを含むアクセスポイント接続要求を、端末へ送信し、
端末が、当該組み合わせ毎に、アクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバとの間でセッションを確立する
ことも好ましい。
【0008】
本発明の通信方法における他の実施形態によれば、
第１のステップついて、
端末が送信するセッション確立要求は、アプリケーションサーバアドレスを更に含み、
制御装置は、プロキシサーバへ、アプリケーションサーバアドレスを通知し、
プロキシサーバは、アプリケーションサーバアドレスに基づくアプリケーションサーバとの間でコネクションを確立し、
第３のステップについて、プロキシサーバは、統合した１ストリームを、確立したコネクションを介してアプリケーションサーバへ転送する
ことも好ましい。
第１のステップついて、
端末が送信するセッション確立要求は、アプリケーションサーバアドレスを更に含み、
制御装置は、プロキシサーバへ、アプリケーションサーバアドレスを通知し、
プロキシサーバは、アプリケーションサーバアドレスに基づくアプリケーションサーバとの間でコネクションを確立し、
第３のステップについて、プロキシサーバは、統合した１ストリームを、確立したコネクションを介してアプリケーションサーバへ転送する
ことも好ましい。
【0009】
本発明の通信方法における他の実施形態によれば、
第１のステップについて、
制御装置は、端末が接続可能な複数のアクセスポイントと、当該アクセスポイントとプロキシサーバとの間で中継可能な複数のゲートウェイとの全ての組み合わせ（フルメッシュ）の中から、全部又は一部の組み合わせを選択する
ことも好ましい。
第１のステップについて、
制御装置は、端末が接続可能な複数のアクセスポイントと、当該アクセスポイントとプロキシサーバとの間で中継可能な複数のゲートウェイとの全ての組み合わせ（フルメッシュ）の中から、全部又は一部の組み合わせを選択する
ことも好ましい。
【0010】
本発明の通信方法における他の実施形態によれば、
アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせの数は、端末あたりの上限セッション数を超えないように選択する
ことも好ましい。
アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせの数は、端末あたりの上限セッション数を超えないように選択する
ことも好ましい。
【0011】
本発明の通信方法における他の実施形態によれば、
アクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせの中で、処理負荷率又は通信誤り率が所定閾値を超えるアクセスポイント又はゲートウェイを含まない組み合わせを選択する
ことも好ましい。
アクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせの中で、処理負荷率又は通信誤り率が所定閾値を超えるアクセスポイント又はゲートウェイを含まない組み合わせを選択する
ことも好ましい。
【0012】
本発明の通信方法における他の実施形態によれば、
アクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせの中で、処理負荷率又は通信誤り率の平均値から所定率以上高く乖離しているアクセスポイント又はゲートウェイを含まない組み合わせを選択する
ことも好ましい。
アクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせの中で、処理負荷率又は通信誤り率の平均値から所定率以上高く乖離しているアクセスポイント又はゲートウェイを含まない組み合わせを選択する
ことも好ましい。
【0013】
本発明の通信方法における他の実施形態によれば、
１ストリームは、冗長度ｎの複数のサブストリームから構成されており、
複数のサブストリームは、１ストリームのパケット系列を複製したものであり、
複数のサブストリームはそれぞれ、アクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせが異なるセッションへ送信され、
プロキシサーバは、異なるサブストリームのいずれかから任意のシーケンス番号のパケットを最初に受信した際に、当該シーケンス番号のパケットの受信完了とみなす
ことも好ましい。
１ストリームは、冗長度ｎの複数のサブストリームから構成されており、
複数のサブストリームは、１ストリームのパケット系列を複製したものであり、
複数のサブストリームはそれぞれ、アクセスポイント及びゲートウェイの組み合わせが異なるセッションへ送信され、
プロキシサーバは、異なるサブストリームのいずれかから任意のシーケンス番号のパケットを最初に受信した際に、当該シーケンス番号のパケットの受信完了とみなす
ことも好ましい。
【0014】
本発明の通信方法における他の実施形態によれば、
アクセスポイントとゲートウェイとの組み合わせからなるセッション毎に、伝送速度を計測し、
セッション数ｋよりもサブストリーム冗長度ｎが小さい場合（k＞n）、kＣn通りの組み合わせの中で、１ストリームあたりの複数のセッションにおける伝送速度の和が最も高い組み合わせを選択する
ことも好ましい。
アクセスポイントとゲートウェイとの組み合わせからなるセッション毎に、伝送速度を計測し、
セッション数ｋよりもサブストリーム冗長度ｎが小さい場合（k＞n）、kＣn通りの組み合わせの中で、１ストリームあたりの複数のセッションにおける伝送速度の和が最も高い組み合わせを選択する
ことも好ましい。
【0015】
本発明によれば、端末が、制御装置を用いて、複数のアクセスポイント及び複数のゲートウェイとプロキシサーバとを介して、アプリケーションサーバと通信するように構成されたシステムにおいて、
端末が、１つのアプリケーションサーバと通信するために、接続可能な複数のアクセスポイント識別子を含むセッション確立要求を、制御装置へ送信し、
制御装置が、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせを選択し、当該組み合わせのリストを含むアクセスポイント接続要求を、端末へ送信し、
端末が、当該組み合わせ毎に、アクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバとの間でセッションを確立し、
端末が、１つのアプリケーションサーバと通信するために、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせ毎に、プロキシサーバとの間でセッションを確立し、
端末が、１ストリームのパケット系列を複数のセッションに分岐して、セッション毎にアクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバへ送信し、
プロキシサーバが、複数のセッションを介して複数のゲートウェイから受信したパケットを１ストリームに統合し、統合した１ストリームを、アプリケーションサーバへ転送する
ことを特徴とする。
端末が、１つのアプリケーションサーバと通信するために、接続可能な複数のアクセスポイント識別子を含むセッション確立要求を、制御装置へ送信し、
制御装置が、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせを選択し、当該組み合わせのリストを含むアクセスポイント接続要求を、端末へ送信し、
端末が、当該組み合わせ毎に、アクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバとの間でセッションを確立し、
端末が、１つのアプリケーションサーバと通信するために、アクセスポイント及びゲートウェイの任意の組み合わせ毎に、プロキシサーバとの間でセッションを確立し、
端末が、１ストリームのパケット系列を複数のセッションに分岐して、セッション毎にアクセスポイント及びゲートウェイを介してプロキシサーバへ送信し、
プロキシサーバが、複数のセッションを介して複数のゲートウェイから受信したパケットを１ストリームに統合し、統合した１ストリームを、アプリケーションサーバへ転送する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明における通信方法及びシステムによれば、端末が１つのアプリケーションサーバとの間で大容量の通信を実現するために適した、複数のアクセスポイント及びゲートウェイを介する複数のセッションを確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明における移動通信システムの構成図である。
【図3】本発明におけるシーケンス図である。
【図4】アクセスポイント及びゲートウェイの負荷率に応じたセッションの選択を表す説明図である。
【図5】ストリームとサブストリームとの関係を表す説明図である。
【図6】複数のサブストリームの組み合わせを表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【0022】
図１は、本発明における移動通信システムの構成図である。
【0023】
図１によれば、端末(User Equipment)２は、ＲＡＮ(Radio Access Network)における複数のアクセスポイント(Access Point)３を介して、モバイルネットワークコアシステムに収容される。複数のアクセスポイント３は、１つの基地局ＣＰＵに接続されているものとする。端末２は、モバイルネットワークコアシステムを介して１つのアプリケーションサーバ６と通信する。
【0024】
また、図１のモバイルネットワークコアシステムによれば、コントロールプレーンとしての制御装置１と、ユーザプレーンとしての複数のゲートウェイ(Gateway)４及びプロキシ(Proxy)サーバ５とが配置されている。
端末２は同時に、複数のアクセスポイント３及び複数のゲートウェイ４とプロキシサーバ５とを介して、１つのアプリケーションサーバ６と通信する。
端末２は同時に、複数のアクセスポイント３及び複数のゲートウェイ４とプロキシサーバ５とを介して、１つのアプリケーションサーバ６と通信する。
【0025】
端末２は、複数のアクセスポイント３に対して無線リンクを同時に接続すると共に、複数のセッションを同時に確立することができる。このような端末２に予めインストールされた機能は、複数のセッションに対する端末側終端ノードとなり、例えば「バルク(bulk)ＴＣＰクライアント」とも称する。この機能は、ユーザによって１つのアプリケーションサーバ６に対する大容量通信の開始操作をトリガとして起動する。
【0026】
制御装置１は、コントロールプレーンとして複数のファンクションによって構成された、通信確立などの制御信号を送受信するネットワーク装置群である。
制御装置１は、端末２とアプリケーションサーバ６との間のセッション管理を担う。勿論、それに限られず、端末に対する一元的に登録管理、接続管理及び移動管理や、端末に対するＩＰ(Internet Protocol)アドレスの割り当ても担う。
特に、本発明によれば、制御装置１は、端末が１つのアプリケーションサーバ６と通信する際に、複数のアクセスポイント及びゲートウェイを介する複数のセッションの確立を制御する。
制御装置１は、端末２とアプリケーションサーバ６との間のセッション管理を担う。勿論、それに限られず、端末に対する一元的に登録管理、接続管理及び移動管理や、端末に対するＩＰ(Internet Protocol)アドレスの割り当ても担う。
特に、本発明によれば、制御装置１は、端末が１つのアプリケーションサーバ６と通信する際に、複数のアクセスポイント及びゲートウェイを介する複数のセッションの確立を制御する。
【0027】
複数のゲートウェイ４は、任意の複数のアクセスポイント３と、プロキシサーバ５との間で、セッションを介して中継する。セッションは、アクセスポイント３とゲートウェイ４との組み合わせによって特定される。尚、図１によれば、アクセスポイント数＝３と、ゲートウェイ数＝４として構成されている。
【0028】
プロキシサーバ５は、端末２との間で確立された複数のセッションを終端すると共に、アプリケーションサーバ６との間でＴＣＰ(Transmission Control Protocol)コネクションを確立する。そして、端末２から複数のセッションを介して受信したユーザデータを、アプリケーションサーバ６へ転送すると共に、アプリケーションサーバ６から受信したユーザデータを、複数のセッションを介して端末２へ転送する。プロキシサーバ５は、端末２との間で確立された複数のセッションに対するモバイルコア側終端ノードとなり、例えば「バルクＴＣＰプロキシ」とも称する。
【0029】
また、図１によれば、端末２が接続可能な複数のアクセスポイント３と、当該アクセスポイント３とプロキシサーバ５との間で中継可能な複数のゲートウェイ４との全ての組み合わせ（フルメッシュ）は、１２本となる。複数のセッションは、これら１２本の中から選択される。
【0030】
【0031】
端末２は、複数のＰＤＵ(Protocol Data Unit)セッションを介して、１つのアプリケーションサーバ６との間で、ユーザデータを送受信する。ＰＤＵセッションは、端末２に付与されたＩＰアドレスによって識別される。
図２によれば、以下のように３本のＰＤＵセッション#1～#3が確立されている。
端末－AP#1－GW#1－プロキシサーバ－アプリケーションサーバ
－AP#2－GW#2－
－AP#2－GW#4－
アクセスポイント３からみて、少なくとも、物理的に接続されたゲートウェイ４のみが、候補ノードとなる。
図２によれば、以下のように３本のＰＤＵセッション#1～#3が確立されている。
端末－AP#1－GW#1－プロキシサーバ－アプリケーションサーバ
－AP#2－GW#2－
－AP#2－GW#4－
アクセスポイント３からみて、少なくとも、物理的に接続されたゲートウェイ４のみが、候補ノードとなる。
【0032】
図３は、本発明におけるシーケンス図である。
【0033】
＜第１のステップ＞
（Ｓ１１）端末２は、アプリケーションサーバ６のＩＰアドレスを予め取得しているものとする。例えば、端末２に予めインストールされたアプリケーションに事前設定されているものであってもよい。また、例えば、端末２は、ＤＮＳ(Domain name Server)にアクセスすることによって、アプリケーションサーバ６のＩＰアドレスを取得するものであってもよい。端末２は、電源の投入時や、機内モードの解除の際に、少なくとも１本のＰＤＵセッションを常時確立しており、インターネットに接続可能な状態となるものとする。
（Ｓ１１）端末２は、アプリケーションサーバ６のＩＰアドレスを予め取得しているものとする。例えば、端末２に予めインストールされたアプリケーションに事前設定されているものであってもよい。また、例えば、端末２は、ＤＮＳ(Domain name Server)にアクセスすることによって、アプリケーションサーバ６のＩＰアドレスを取得するものであってもよい。端末２は、電源の投入時や、機内モードの解除の際に、少なくとも１本のＰＤＵセッションを常時確立しており、インターネットに接続可能な状態となるものとする。
【0034】
端末２は、ＲＡＮとして接続可能な複数のアクセスポイントから、アクセスポイントＩＤ（識別子）及び電波強度を検知する。そして、端末２は、１つのアクセスポイント３を介して、それらアクセスポイントＩＤを含む「セッション確立要求」を、制御装置１へ送信する。このセッション確立要求は、「バルクＰＤＵセッション確立要求」とも称する。セッション確立要求は、例えば以下の情報を含むものであってもよい。
・アプリケーションサーバアドレス
・所望通信速度
・方向（上り方向／下り方向／双方向）
・リスト［接続可能アクセスポイントＩＤ、接続状態、電波強度］
・アプリケーションサーバアドレス
・所望通信速度
・方向（上り方向／下り方向／双方向）
・リスト［接続可能アクセスポイントＩＤ、接続状態、電波強度］
【0035】
尚、端末２から同時に確立される複数のセッションは、「バルクＰＤＵセッション」とも称する。また、端末２からバルクＰＤＵセッションを介した通信を、「バルクＰＤＵ通信」とも称する。
【0036】
（Ｓ１２）制御装置１は、確立するＰＤＵセッション数を決定すると共に、アクセスポイント３及びゲートウェイ４の任意の組み合わせを選択する。
制御装置１は、端末２が接続可能な複数のアクセスポイント３と、当該アクセスポイント３とプロキシサーバ５との間で中継可能な複数のゲートウェイ４との全ての組み合わせ（フルメッシュ）の中から、全部又は一部の組み合わせを選択する。例えば前述した図１によれば、３台のアクセスポイント３と、４台のゲートウェイ４との間では、フルメッシュのセッションの候補は、１２本となる。
制御装置１は、端末２が接続可能な複数のアクセスポイント３と、当該アクセスポイント３とプロキシサーバ５との間で中継可能な複数のゲートウェイ４との全ての組み合わせ（フルメッシュ）の中から、全部又は一部の組み合わせを選択する。例えば前述した図１によれば、３台のアクセスポイント３と、４台のゲートウェイ４との間では、フルメッシュのセッションの候補は、１２本となる。
【0037】
（Ｓ１３）制御装置１は、複数のアクセスポイント３と複数のゲートウェイ４との組み合わせのリストを含む「アクセスポイント接続要求」を、端末２へ送信する。
【0038】
（Ｓ１４）端末２は、アクセスポイント接続要求に含まれるリストに記述された複数のアクセスポイント３に対して、無線リンクを同時に接続する。
【0039】
（Ｓ１５）そして、端末２は、制御装置１へ、「アクセスポイント接続応答」を返信する。
【0040】
（Ｓ１６）端末２は、１つのアプリケーションサーバ６と通信するために、リストの任意の組み合わせ毎に、アクセスポイント３及びゲートウェイ４を介してプロキシサーバ５との間でセッションを確立する。図３によれば、図２と同様に、以下のように３本のＰＤＵセッション#1～#3が確立されている。
端末－AP#1－GW#1－プロキシサーバ－アプリケーションサーバ
－AP#2－GW#2－
－AP#2－GW#4－
端末－AP#1－GW#1－プロキシサーバ－アプリケーションサーバ
－AP#2－GW#2－
－AP#2－GW#4－
【0041】
（Ｓ１７）制御装置１は、プロキシサーバ５へ、アプリケーションサーバアドレスを通知する。
【0042】
（Ｓ１８）プロキシサーバ５は、端末２から要求されたアプリケーションサーバアドレスに基づくアプリケーションサーバ６との間で、コネクションを確立する。このコネクションは、例えばＴＣＰであってもよい。
【0043】
＜第２のステップ＞
端末２は、１ストリームのパケット系列を複数のセッションに分岐して、セッション毎にアクセスポイント３及びゲートウェイ４を介してプロキシサーバ５へ送信する。
端末２は、１ストリームのパケット系列を複数のセッションに分岐して、セッション毎にアクセスポイント３及びゲートウェイ４を介してプロキシサーバ５へ送信する。
【0044】
＜第３のステップ＞
プロキシサーバ５は、複数のセッションを介して複数のゲートウェイ４から受信したパケットを１ストリームに統合し、統合した１ストリームを、確立したコネクションを介してアプリケーションサーバ６へ転送する。
プロキシサーバ５は、複数のセッションを介して複数のゲートウェイ４から受信したパケットを１ストリームに統合し、統合した１ストリームを、確立したコネクションを介してアプリケーションサーバ６へ転送する。
【0045】
図４は、アクセスポイント及びゲートウェイの負荷率に応じたセッションの選択を表す説明図である。
【0046】
制御装置１は、アクセスポイント３及びゲートウェイ４の任意の組み合わせの数を、端末あたりの上限セッション数（例えば１５本）を超えないように選択する。上限セッション数は、オペレータによって静的な値として設定されるものであってもよいし、アクセスポイント３及び／又はゲートウェイ４の収容状況に応じて動的な値として更新されるものであってもよい。
【0047】
また、制御装置１は、アクセスポイント３及びゲートウェイ４の負荷率を、常に検知しているものとする。負荷率は、例えば輻輳の頻度や、帯域の空き割合によって認識することができる。
【0048】
（１）任意のアクセスポイント３及び／又はゲートウェイ４について、処理負荷率又は通信誤り率が所定閾値を超えるアクセスポイント３及び／又はゲートウェイ４は、ＰＤＵセッションの候補ノードから除外する。所定閾値は、オペレータによって静的な値として設定されるものであってもよいし、アクセスポイント３及び／又はゲートウェイ４の収容状況に応じて動的な値として更新されるものであってもよい。
また、他の実施形態として、アクセスポイント３及びゲートウェイ４の組み合わせの中で、処理負荷率又は通信誤り率の平均値から所定率以上高く乖離しているアクセスポイント３又はゲートウェイ４を含まない組み合わせを選択するものであってもよい。
また、他の実施形態として、アクセスポイント３及びゲートウェイ４の組み合わせの中で、処理負荷率又は通信誤り率の平均値から所定率以上高く乖離しているアクセスポイント３又はゲートウェイ４を含まない組み合わせを選択するものであってもよい。
【0049】
（２）次に、候補ノードのアクセスポイント３とゲートウェイ４とをフルメッシュで接続した場合の本数を算出する。フルメッシュの本数が、端末あたりの上限セッション数を超えている場合、負荷率の低い通信経路から順に、ＰＤＵセッションを選択する。
【0050】
（３）フルメッシュの本数が、端末あたりの上限セッション数未満である場合、フルメッシュで、ＰＤＵセッションを確立する。
【0051】
図４によれば、アクセスポイントAP#1～#3について、以下のような負荷率であるとする。
AP#1：負荷率30%
AP#2：負荷率50%
AP#3：負荷率70%
平均負荷率＝（30%＋50%＋70%）／3＝50%
また、平均負荷率からの乖離閾値として「＋10%」が設定されているとする。
この場合、負荷率60%（＝50%＋10%）を超えるAP#3を、ＰＤＵセッションから除外するようにする。
AP#1：負荷率30%
AP#2：負荷率50%
AP#3：負荷率70%
平均負荷率＝（30%＋50%＋70%）／3＝50%
また、平均負荷率からの乖離閾値として「＋10%」が設定されているとする。
この場合、負荷率60%（＝50%＋10%）を超えるAP#3を、ＰＤＵセッションから除外するようにする。
【0052】
また、図４によれば、ゲートウェイGW#1～#4について、以下のような負荷率であるとする。
GW#1：負荷率30%
GW#2：負荷率50%
GW#3：負荷率70%
GW#4：負荷率40%
平均負荷率＝（30%＋50%＋70%＋40%）／4＝47.5%
また、平均負荷率からの乖離閾値として「＋10%」が設定されているとする。
この場合、負荷率57.5%（＝47.5%＋10%）を超えるGW#3を、ＰＤＵセッションから除外するようにする。
GW#1：負荷率30%
GW#2：負荷率50%
GW#3：負荷率70%
GW#4：負荷率40%
平均負荷率＝（30%＋50%＋70%＋40%）／4＝47.5%
また、平均負荷率からの乖離閾値として「＋10%」が設定されているとする。
この場合、負荷率57.5%（＝47.5%＋10%）を超えるGW#3を、ＰＤＵセッションから除外するようにする。
【0053】
図４のように、ランダムなパケット損失が発生しやすい無線通信環境であっても、ＴＣＰ型（ＡＩＭＤ型の配送データ欠損回避・順序維持）のマルチパス通信を実現しつつ、モバイルネットワークコアシステムにおけるゲートウェイで管理する情報量を抑制し、中継処理の負荷をできる限り低減させることができる。
【0054】
＜ストリームから複数のサブストリームに分岐させた他の実施形態＞
端末２とアプリケーションサーバ６との間で大容量通信を実行した場合、データフローが増加することになる。これは、モバイルネットワークコアシステムのユーザプレーンにおけるゲートウェイ４に大きな負荷がかかることとなる。ゲートウェイ４は、データフローを識別するためのフローテーブルを管理するが、このフローテーブルのサイズが増大する。ゲートウェイ４が管理及び識別すべきデータフロー数が増大すると、中継時のフローテーブルの検索処理に大きな負荷がかかる。
そこで、他の実施形態として、ストリームから複数のサブストリームに分岐させると共に、できる限り負荷が低いＰＤＵセッションを通過させるシーケンスを適用する。
端末２とアプリケーションサーバ６との間で大容量通信を実行した場合、データフローが増加することになる。これは、モバイルネットワークコアシステムのユーザプレーンにおけるゲートウェイ４に大きな負荷がかかることとなる。ゲートウェイ４は、データフローを識別するためのフローテーブルを管理するが、このフローテーブルのサイズが増大する。ゲートウェイ４が管理及び識別すべきデータフロー数が増大すると、中継時のフローテーブルの検索処理に大きな負荷がかかる。
そこで、他の実施形態として、ストリームから複数のサブストリームに分岐させると共に、できる限り負荷が低いＰＤＵセッションを通過させるシーケンスを適用する。
【0055】
図５は、ストリームとサブストリームとの関係を表す説明図である。
【0056】
図５によれば、端末２が送信すべき１ストリームは、パケット１～５によって構成されているとする。ストリームは、端末２の送信元ポート番号によって識別される。端末２は、１ストリームから、複数のサブストリームを生成する。
ここで、１ストリームは、冗長度ｎとなるｎ本サブストリームから構成されているとする。また、複数のサブストリームは、１ストリームのパケット系列を複製したものである。サブストリームは、端末のＩＰアドレス及び送信元ポート番号の組によって識別される。
ここで、１ストリームは、冗長度ｎとなるｎ本サブストリームから構成されているとする。また、複数のサブストリームは、１ストリームのパケット系列を複製したものである。サブストリームは、端末のＩＰアドレス及び送信元ポート番号の組によって識別される。
【0057】
図５によれば、１ストリームは、冗長度２として２本のサブストリームから構成されている。
端末２は、１ストリームから２本のサブストリームへ複製し、サブストリームそれぞれを、ＰＤＵセッションを介してプロキシサーバ５へ送信する。同一のストリームから複製された２本のサブストリームはそれぞれ、異なるＰＤＵセッションへ分岐される。これによって、通信路が別々となり、サブストリーム同士で損失発生のタイミングの相関性を低くすることができる。
端末２は、１ストリームから２本のサブストリームへ複製し、サブストリームそれぞれを、ＰＤＵセッションを介してプロキシサーバ５へ送信する。同一のストリームから複製された２本のサブストリームはそれぞれ、異なるＰＤＵセッションへ分岐される。これによって、通信路が別々となり、サブストリーム同士で損失発生のタイミングの相関性を低くすることができる。
【0058】
尚、端末２は、１つのアプリケーションにおける大容量のトラヒックを、複数のストリームに割り振る。そして、ストリーム単位で、ウィンドウサイズを管理する。例えば、ウィンドウサイズの空きが大きいストリームから順に、アプリケーションのトラフィックを割り振るものであってもよい。その上で、各ストリームそれぞれから、複数のサブストリームを生成する。
【0059】
サブストリームの受信側となるプロキシサーバ５は、異なるサブストリームのいずれかから任意のシーケンス番号のパケットを最初に受信した際に、当該シーケンス番号のパケットの受信完了とみなす。このとき、そのサブストリームに紐付く１ストリームについて、ウィンドウサイズを増加させるように動作する。これによって、見かけ上のパケット損失率を低減し、より少ないデータフロー数で大容量通信を実現すると共に、ゲートウェイ４などの通信装置の処理負荷を低減することができる。
【0060】
次の実施形態として、確立された複数のＰＤＵセッションに対して、１ストリームから生成された複数のサブストリームをどのように配置するかが問題となる。
【0061】
図６は、複数のサブストリームの組み合わせを表す説明図である。
【0062】
図６によれば、３本のＰＤＵセッションに対して、冗長度２となる２本のサブストリームを配置するべく、以下のように３つのパターンが表されている。
（第１の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#1－GW#1
サブストリーム#2： AP#2－GW#2
（第２の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#1－GW#1
サブストリーム#2： AP#2－GW#4
（第３の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#2－GW#2
サブストリーム#2： AP#2－GW#4
尚、前述した図４のように、乖離率以上に負荷率が高いAP#3及びGW#3は、既に除外されているとする。
（第１の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#1－GW#1
サブストリーム#2： AP#2－GW#2
（第２の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#1－GW#1
サブストリーム#2： AP#2－GW#4
（第３の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#2－GW#2
サブストリーム#2： AP#2－GW#4
尚、前述した図４のように、乖離率以上に負荷率が高いAP#3及びGW#3は、既に除外されているとする。
【0063】
このように、端末２は、複数のサブストリーム#1及び#2をそれぞれ、アクセスポイント３及びゲートウェイ４の組み合わせが異なるＰＤＵセッションへ送信する。
プロキシサーバ５は、異なるサブストリーム#1及び#2のいずれかから任意のシーケンス番号のパケットを最初に受信した際に、当該シーケンス番号のパケットの受信完了とみなす。
プロキシサーバ５は、異なるサブストリーム#1及び#2のいずれかから任意のシーケンス番号のパケットを最初に受信した際に、当該シーケンス番号のパケットの受信完了とみなす。
【0064】
また、制御装置１は、アクセスポイント３とゲートウェイ４との組み合わせからなるＰＤＵセッション毎に、伝送速度を計測しているとする。
（第１の配置パターン） ：伝送速度の和
サブストリーム#1： AP#1－GW#1 ：100Mbps ：150Mbps
サブストリーム#2： AP#2－GW#2 ：50Mbps
（第２の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#1－GW#1 ：100Mbps ：110Mbps
サブストリーム#2： AP#2－GW#4 ：10Mbps
（第３の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#2－GW#2 ：50Mbps ：60Mbps
サブストリーム#2： AP#2－GW#4 ：10Mbps
尚、伝送速度は「速度期待値」であって、制御装置１によって常に計測され、更新されているものとする。
また、複数のサブストリームにおける伝送速度の和は、１ストリームあたりの速度期待値と比例関係にあるとする。
（第１の配置パターン） ：伝送速度の和
サブストリーム#1： AP#1－GW#1 ：100Mbps ：150Mbps
サブストリーム#2： AP#2－GW#2 ：50Mbps
（第２の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#1－GW#1 ：100Mbps ：110Mbps
サブストリーム#2： AP#2－GW#4 ：10Mbps
（第３の配置パターン）
サブストリーム#1： AP#2－GW#2 ：50Mbps ：60Mbps
サブストリーム#2： AP#2－GW#4 ：10Mbps
尚、伝送速度は「速度期待値」であって、制御装置１によって常に計測され、更新されているものとする。
また、複数のサブストリームにおける伝送速度の和は、１ストリームあたりの速度期待値と比例関係にあるとする。
【0065】
その上で、セッション数ｋ（＝３）よりもサブストリーム冗長度ｎ（＝２）が小さい場合（k＞n）、kＣn通りの組み合わせの中で、１ストリームあたりの複数のセッションにおける伝送速度の和が最も高い組み合わせを選択する。図６によれば、伝送速度の和が最も高い第１の配置パターンが選択される。
勿論、伝送速度に限られず、遅延時間であってもよいし、パケット損失率であってもよい。
勿論、伝送速度に限られず、遅延時間であってもよいし、パケット損失率であってもよい。
【0066】
図６のようにして決定されたサブストリームの配置は、制御装置１から、端末２及びプロキシサーバ５へ通知される。
ストリーム
・ポート番号
・冗長度（２）
・ＰＤＵセッションリスト
サブストリーム#1： AP#1－GW#1
サブストリーム#2： AP#2－GW#2
ストリーム
・ポート番号
・冗長度（２）
・ＰＤＵセッションリスト
サブストリーム#1： AP#1－GW#1
サブストリーム#2： AP#2－GW#2
【0067】
以上、詳細に説明したように、本発明における通信方法及びシステムによれば、端末が１つのアプリケーションサーバとの間で大容量の通信を実現するために適した、複数のアクセスポイント及びゲートウェイを介する複数のセッションを確立することができる。
【0068】
尚、これにより、例えば「端末がアプリケーションサーバと大容量通信をする際であっても、モバイルネットワークコアシステムにおける中継の処理負荷を低減することができる」ことから、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。
【0069】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【0070】
１ 制御装置
２ 端末
３ アクセスポイント
４ ゲートウェイ
５ プロキシサーバ
６ アプリケーションサーバ
２ 端末
３ アクセスポイント
４ ゲートウェイ
５ プロキシサーバ
６ アプリケーションサーバ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】