ネットワーク負荷による帯域幅の適合
モビリティマネージャは、通信サービスに対するアプリケーションサーバに加入しているモバイルノードのモビリティ管理を提供する。アプリケーションサーバは、モビリティ管理モバイルノードが取付けられるアクセスポイントからモビリティマネージャによってモビリティ管理モバイルノードに対するアプリケーションサーバに割当てられる帯域幅に従って通信サービス内に提供される通信セッションレベルを制御するように配置される。モビリティマネージャは、アクセスネットワーク内でトラフィックシェーパーからトラフィック形成報告メッセージを受信する。トラフィック形成報告は、モビリティマネージャによって制御されない非モビリティ管理モバイルノードによる帯域幅の現在の使用について、複数の異なるトラフィックの種類毎に報告する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信システム及び方法に関し、そして複数のアクセスネットワークを介してモバイルノードにモバイルインターネットプロトコル関連サービスを提供するように通信システム内で動作可能なモビリティマネージャに関する。
【背景技術】
【0002】
モバイル関連サービスをモバイルノードに提供できる各種モバイル無線ネットワークがある。例えば、グローバルシステムフォーモバイル(GSM)ネットワークは、固定容量無線通信チャンネルを介してデータ及び音声通信に関する機能を提供する。他方で、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)は、セルラーアーキテクチャによって可能となったモバイル通信に関する機能を現在提供する一方、モバイルノードに対して比較的高いデータ転送速度が得られる改善された柔軟性を提供する。他方で、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)標準、例えばWIFIと呼ばれるIEEE802.11Bは、いわゆるWLANホットスポット内で高速データ通信に関する機能を提供する。そのようなWLANは、GPRS及びUMTS等のセルラー方式無線アーキテクチャを介して提供できるデータ転送速度よりも実質的に速いデータ転送速度を提供する。また、WLANはしばしば、単独のモバイルノードが他のモバイルノードよりも利用可能なデータ通信帯域幅の高い割合を占めることができる点で制限されない。
【0003】
多くのアプリケーションは、インターネットプロトコルを利用して、例えばマルチメディアサービス等のデータ通信に対応する。そのように、通信サービスは、さまざまの異なるネットワークを介してインターネットプロトコルパケットを伝達することによって提供されることができる。アプリケーションは、インターネットプロトコルパケットが伝達されているネットワークの種類を認識することができない。故に、無線通信の場合、アプリケーションは、GPRS又はWLANネットワークを介してインターネットパケットを伝達することができる。しかし、モバイル無線ネットワークのこれらの異なる種類が実質的に異なる通信帯域幅をもたらすので、対応可能なサービス品質は、モバイルアクセスネットワークによって提供される通信帯域幅に従って異なる。そのように、通信サービスは、異なる通信セッションレベルを用いて提供されることができ、各レベルは、モバイルノードが現在通信するアクセスネットワークによって決定される異なるサービス品質を提供する。通信セッションレベル毎に、異なる種類のメディアは、伝達されることができる。故に例えば、一方の通信セッションレベルではビデオに対応できるが、他方のレベルでは音声にしか対応できない。
【0004】
欧州特許EP1435748は、モバイルノードがインターネットデータパケットを現在伝達するアクセスネットワークに従ってモバイルノードに提供される通信セッションを制御するようにモビリティマネージャが配置されている通信システムを開示する。アプリケーションサーバは、モバイルノードに通信サービスを提供する。アプリケーションサーバとともにモビリティマネージャは、一方のアクセスネットワークから他方のアクセスネットワークへの所属の変化に関連付けられる通信帯域幅の変化に従ってモバイルノードに提供されるサービス内で通信セッションレベルにおける変化について協議する。第1モバイルネットワーク及び第2モバイルネットワーク間で利用可能な通信帯域幅における相対的な変化に従って、通信セッションを介して提供されるサービス品質における変化が影響を受けることがあり、故にユーザが加入したサービスのレベルを維持する。
【0005】
国際特許出願WO03/047296は、モバイルIPV6インターネットプロトコルの一部を形成するメッセージが拡張されてモバイルノード及びモビリティマネージャに関する機能を提供してリンク品質関連メッセージを伝達する配置を開示する。特に、モバイルノードは、その現在の通信モバイルアクセスネットワーク上のリンク品質が減少する時のみ、ハンドオーバの要求を送信することにより、シームレスなモビリティが達成されるが有効になるサービス品質がないことについて開示されている。
【0006】
国際特許出願WO04/017395は、異なるトラフィックの種類とプロトコルとが用いるアクセスポイントから利用可能な帯域幅の量を制御するように動作可能なトラフィックシェーパーを開示する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によると、通信サービスに対するアプリケーションサーバに加入したモバイルノードのモビリティ管理を提供するためのモビリティマネージャが提供される。アプリケーションサーバは、モビリティ管理モバイルノードが取付けられるアクセスポイントからモビリティマネージャによってモビリティ管理モバイルノードに対するアプリケーションサーバに割当てられる帯域幅に従って通信サービス内に提供される通信セッションのレベルを制御するように配置される。モビリティマネージャは、アクセスポイントが一部を形成するアクセスネットワーク内でトラフィックシェーパーからトラフィック形成報告メッセージを受信する。トラフィック形成報告は、モビリティマネージャが管理しない一つ以上の非モビリティ管理モバイルノードによる現在の帯域幅の使用に関して、複数の異なるトラフィックの種類毎に報告する。また、トラフィック形成報告メッセージは、モビリティマネージャが管理する一つ以上のモビリティ管理モバイルノードによって使用される帯域幅に関して報告する。モビリティマネージャは、トラフィック形成報告に応答して、非モビリティ管理モバイルノードによる異なるトラフィックの種類の帯域幅の現在の使用に従ってトラフィックパターンを適合し、適合されたトラフィックパターンに従ってアクセスポイントの帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達するように動作可能である。
【0008】
故に、モビリティマネージャは、非モビリティ管理モバイルノードと呼ばれるモビリティマネージャが制御しないモバイルノードによって使用される帯域幅の量を制御することができる。アクセスネットワークに利用可能な帯域幅は、非モビリティ管理モバイルノードに対するそれぞれ複数の異なるトラフィックの種類の間で、及びアクセスポイントに現在取付けられているモビリティ管理モバイルノードの間で分割される。モビリティ管理モバイルノードは、アプリケーションサーバからの要求を介してモビリティマネージャから帯域幅の割当を受ける。モビリティマネージャに未加入でeメール又はウェブ閲覧等の異なるサービスを使用している非モビリティ管理モバイルノードは、アクセスポイント上で使用できる帯域幅の量が、トラフィックパターンが提供する割当に従って制御される程度にトラフィックシェーパーによって制御される。故に、モビリティマネージャMMに未加入なこれらのモバイルノードに対する帯域幅は、トラフィックシェーパーによって異なるトラフィックの種類から制御される。
【0009】
モビリティマネージャは、これらのモバイルノードが、アクセスポイントから利用可能な帯域幅の不均衡な量を消費しない程度に、非モビリティ管理モバイルノードに割当てられる帯域幅を制御する。結果として、モバイルマネージャが帯域幅を割当ててハンドオーバを制御するアプリケーションサーバから通信サービスを受けているモバイルノードは、アクセスポイントから利用可能な帯域幅の比較的公平な共有を受けることができる。帯域幅の割当がモビリティマネージャによって制御されるアプリケーションサーバから通信サービスを受けているモバイルノードは、モビリティ管理モバイルノードと呼ばれる。
【0010】
上記の通り、モビリティマネージャは、複数のアクセスネットワークを介してモバイルノードにモバイルインターネットプロトコル関連通信サービスを提供することができる。しかし、本発明によるモビリティマネージャは、モビリティマネージャを備えた通信システムの以前に提案された配置に関連して認知されている技術的な問題に取組むことを目的とする。同時係属の欧州特許出願番号04292921.6で開示されているモビリティマネージャは、輻輳制御とともにインターネットワークハンドオーバを制御する一方、最高の通信セッションレベルを維持するための機能を提供する。輻輳制御及びインターネットワークハンドオーバは、モバイルノードが加入するサービスレベルに従って優先順位が決められる。しかし、サービスレベル加入ベースの輻輳制御及びハンドオーバ管理は、このハンドオーバ及び輻輳制御を制御するためのモビリティマネージャに加入しているアプリケーションサーバから通信サービスを使用しているモバイルノードに提供されるだけである。
【0011】
eメール又はウェブ閲覧等の他のアプリケーションが提供するサービスは、モビリティマネージャに加入するアプリケーションサーバがそのようなサービスを提供しないので、考慮に入れられていない。結果として、そのようなサービスは、モビリティマネージャに加入するアプリケーションサーバからの通信セッションが提供されているモバイルノードを犠牲にして、アクセスポイントから利用可能な帯域幅の不均衡な量を消費しうる。このため、本発明の実施形態は、アクセスネットワークの一つ以上のアクセスポイントに取付けられるモバイルノードだけでなく、それぞれ複数の異なるトラフィックの種類によって消費される帯域幅の量を制御するためのトラフィックシェーパーをアクセスネットワークが備える通信システムを提供することができる。トラフィックシェーパーは、それぞれ複数の異なるトラフィックの種類に従って非モビリティ管理モバイルノードによって、及びトラフィックパターンに従ってアクセスポイントに取付けられたモビリティ管理モバイルノードによって消費される帯域幅の量を制御するように配置される。トラフィックパターンは、非モビリティ管理モバイルノード及びモビリティ管理モバイルノードに対するそれぞれ異なるトラフィックの種類に割当てられた帯域幅の量を特定する。モバイルノードに帯域幅を提供するために、異なるトラフィックの種類毎の優先度に従ってトラフィックパターンを適合することによって、及びトラフィックの種類か又はアプリケーションサーバからの要求の何れか一方に対する帯域幅の要求と組合せてモバイルノードを適合することによって、利用可能な帯域幅の使用における相対的な均衡をもたらすことができる。そのように、他のモビリティ管理モバイルノードを犠牲にして、利用可能な帯域幅の量に不均衡な方法で、非モビリティ管理モバイルノードによって消費されている任意の一つのトラフィックの種類の可能性は、低減される。従って、強化されたモビリティマネージャの概念は、動的なトラフィック形成で提案される。IEEE802.11WLANは、ネットワークによって資源がモバイルノードに割当てられるGSM、GPRS又はUMTS等のセルラーシステムとは対照的に、スペクトルが制限されず、かつフリーフォーオール(Free For All)である点で、制限されない無線アクセスネットワークの一例を提供する。残念な結果としては、ただ一つのモバイルノードのトラフィックが全ての他のモバイルノードの全ての性能に影響しうることである。例えば、UDPビデオストリーミングを受信し、WLANホットスポットのサービス範囲の境にあるモバイルノードの一つは、利用可能な通信帯域幅のかなりの量を消費しうる。品質リンクが悪化する結果、ホットスポットの処理量は、ゼロまで下がることがある。
【0012】
本発明の実施形態は、モビリティマネージャを提供することができ、そのモビリティマネージャにおいて、
・全種類のアプリケーションに供するQoSの制御を提供でき、最低レベルがMMクライアントのために保証され、アプリケーションサーバにリンクされ、又はリンクされないようにすることができる。
・MMクライアント及び非MMクライアント間で共有する帯域幅の制御を提供することができる。
・異なるアクセスネットワーク上でのユーザの正確な配分は、オペレータのポリシーに従って実行されることができる。
【0013】
本発明の実施形態は、以下を利用する。
・トラフィックシェーパーを利用する通信システムに対して強化されたアーキテクチャ
・“トラフィック形成要求”(TSR)と呼ばれるモビリティマネージャへトラフィックシェーパーが送信するメッセージ、及びこのメッセージによって開始されるアクション
・“トラフィック形成応答”(TSRe)と呼ばれるトラフィックシェーパーへモビリティマネージャが送信するメッセージ、及びこのメッセージによって開始されるアクション
・モビリティマネージャが実行してTSRメッセージ上の決定を受けるトラフィック形成アルゴリズム
【0014】
本発明のさまざまなさらなる実施形態及び特徴は、添付の特許請求の範囲に定義され、複数のアクセスネットワークを介してモバイルノードにモバイルインターネットプロトコル関連通信サービスを提供するモビリティマネージャ及び方法を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明の一つの実施形態を形成する要素に関する一般システムのアーキテクチャは、図1に示される。図1において、アプリケーションサーバASは、例えばモバイルノードMNにマルチメディア通信サービスを提供するための応用層プログラムを実行するよう配置される。アプリケーションサーバASは、マルチメディア通信セッションを提供するが、サービスが提供される通信リンクは、通信チャンネルに対応するインターネットプロトコルを利用し、通信チャンネルは、多数の異なるモバイル通信アクセスネットワーク4、6、8、10を介して達成されうる。後に説明するように、サービスレベルは、モバイルノードが通信するアクセスネットワークの種類に従って変化しうる。なぜなら、通信帯域幅は、アクセスネットワークによって提供されることができ、アクセスネットワークの種類に従って異なるからである。また、帯域幅は、ネットワークの混雑量及び/又は無線送受信状態の変化に従って、アクセスネットワークに取付けられるモバイルノードに対して異なることがある。モビリティマネージャMMは、通信セッション、具体的には一つのアクセスネットワークから他のアクセスネットワークへのモバイルノードのハンドオーバを制御するために提供される。
【0016】
欧州特許出願04292921.6で説明されるように、モビリティマネージャMMは、ユーザプロファイル情報に基づいてアクセスネットワーク4、6、8、10の混雑とハンドオーバとを制御する。ユーザプロファイル情報は、モビリティマネージャレジスタ12によって提供され、モバイルノードMNのユーザが契約したサービス品質レベルの表示を含むことができる。
【0017】
図1では、各アクセスネットワーク4、6、8に対して、アクセスゲートウェイAGが提供され、それを介して全てのインバウンド及びアウトバウンドインターネットパケットがモバイルノードMNに対して伝達される。また、アクセスゲートウェイAGは、モバイルノードMNが属する一つ以上のアクセスポイントAPに関連付けられる。各アクセスポイントAPに対して、一定量の通信帯域幅が提供され、その量は、モバイルノードとの無線通信が達成される無線アクセスインタフェースの種類に従って変化する。故に、第1及び第2アクセスネットワーク4、6に対して、2つのアクセスポイントAPが提供される一方、第3アクセスネットワークに対して、単独のアクセスポイントAPが提供される。モバイルノードMNは、アクセスネットワーク内のアクセスポイント間をハンドオーバ(イントラネットワークハンドオーバ)することができ、又はトラフィックシェーパーメーティング4、6、8により、一つのアクセスネットワーク上の一方のアクセスポイントから他の一つのアクセスネットワーク上のもう一方のアクセスポイントへのハンドオーバ(インターネットワークハンドオーバ)をすることができる。イントラネットワークハンドオーバは、モビリティマネージャによって制御されないが、ネットワークそれ自体によって制御される一方、セッションレベルは、リンク品質の変化に従って変化することがある。一例では、第1及び第2アクセスネットワーク4、6は、IEEE802.11bに従って動作するWLANにすることができる一方、第3アクセスネットワーク8は、GSMネットワークにすることができる。
【0018】
アクセスネットワーク上の現在の負荷に従って各種アクセスネットワーク4、6、8、10間におけるモバイルノードの所属の変更(ハンドオーバ)を制御するために、モビリティマネージャMMは、アクセスゲートウェイAGからアクセスネットワーク評価メッセージ(ANEag)を受信する。また、モバイルノードは、現在受けているような品質について報告するモバイルノード評価(MNE)メッセージを伝達するので、モビリティマネージャは、オペレータポリシーに従ってアルゴリズムアプリケーションを提供するようにハンドオーバを制御することができる。モビリティマネージャは、モバイルノードが契約したサービスレベルとアクセスポイント上の混雑量とに従って、モバイルノードに割当てられた帯域幅を適合し、利用可能な最大通信セッションレベルを提供する。制御されたハンドオーバ及びネットワーク混雑緩和を実行するモビリティマネージャの動作は、欧州特許出願04292921.6に詳述されている。
【0019】
インバウンド及びアウトバウンドインターネットパケットは、アクセスゲートウェイからモバイルノードへ、モバイルノードMNが取付けられたアクセスポイントAPを介してルートされ、さらにトラフィックシェーパーTSによってパススルー及び分析される。本発明に従って後に説明するように、トラフィックシェーパーTSは、第1ルータRの後に各アクセスネットワークに提供される。ルータRは、アクセスネットワークに提供されて、インターネットプロトコル(例えばIPv4、IPv6)に従ってネットワークの各種部分間でインターネットパケットの交信を可能にする。故に、第1ルータRは、第1のルータであり、それを介して、インターネットパケットは、外部ネットワークに対して送受信され、故にアクセスネットワーク内外にインターネットパケットをルートするように提供される。故に、ルータRは、アクセスゲートウェイAGに関連付けられる。後に説明するように、図1に示された通信システムは、モバイルノードMNによって使用される帯域幅の量を制御するように配置される。これは、モビリティマネージャMMによって帯域幅の使用が制御されるそれらモビリティ管理モバイルノードを対象とするだけでなく、モビリティマネージャに契約し、アプリケーションサーバから通信サービスを受信しないそれら非モビリティ管理モバイルノードも対象とする。非モビリティマネージャ契約者であるこれらモバイルノードMNが帯域幅をあまり消費しない程度まで帯域幅が制御され、それは、利用可能な帯域幅の公平な配分をモビリティ管理モバイルノードが受信するのを防ぐ。モビリティ管理アーキテクチャの詳細な説明は、図2に示される。
【0020】
図2において、モビリティマネージャMMは、セクション22内のモビリティマネージャレジスタ10及びアクセスゲートウェイノード20を備えて示され、そのセクションは、モビリティ管理ネットワークのオペレータによって制御される。上記のように、サービスプロバイダが制御する領域24内に提供されたアプリケーションサーバASは、モバイルノードMNに通信サービスを提供するように配置される。通信サービスは、異なるセッションレベルを通信セッション内にもたらすマルチメディア通信を提供することができ、各セッションレベルは、そのレベルが要求するサービス品質を用いて伝達可能な異なる種類のメディアに対応する。モビリティマネージャMMは、アクセスポイントが対応可能なリンク上に提供されるサービス品質に対応する最大通信サービスレベルが可能な場所を提供する程度まで、アクセスネットワーク間、及びアクセスネットワーク内のアクセスポイント間でこれらモバイルノードのハンドオーバを制御する。
【0021】
エンドユーザ26が制御するモバイルノードMNは、アクセスネットワーク30のうち一つのアクセスポイント28のうち一つに取付けられる。アクセスネットワーク30は、複数のアクセスポイントAPを含むことができ、それは、ネットワーク30のアクセスゲートウェイ(図示せず)によって制御される。アクセスネットワーク30内にはルータ32があり、それを介して、全インターネットパケットがアクセスネットワーク30に対して流出及び流入し、これらは、信号データ又は制御プレーンデータの何れか一方に関する。図2に示す破線は、ユーザプレーンデータの経路を示し、実線は、制御プレーンデータの伝達を示す。
【0022】
また、アクセスネットワーク30の一部として、トラフィックシェーパー34が提供される。トラフィックシェーパー34は、アクセスポイントから利用できる帯域幅の量を制御し、それは、それぞれ複数の異なる種類のトラフィックに対する非モビリティ管理モバイルノードと、ネットワーク及びアクセスポイントに取付けられたモビリティ管理モバイルノードとによって使用される。トラフィックシェーパー34は、トラフィックパターンに従って帯域幅の配分を制御する。後に説明するように、トラフィックパターンは、モビリティマネージャによって動的に適合される。故に、トラフィックシェーパー34は、それぞれ異なる種類のトラフィックとアクセスポイントに取付けられたモビリティ管理モバイルノードとに提供される帯域幅の量を、適合されたトラフィックパターンに従って制御することができる。しかし、アクセスネットワーク内のアクセスゲートウェイに関連付けることができるアクセスポイントAPの数は、動的に変わることができる。そのように、トラフィックシェーパーは、アクセスネットワーク内でアクセスポイントを発見するように、及びこれらのアクセスポイントをアクセスゲートウェイに知らせるように本発明の一例に従って配置されうる。また、トラフィックシェーパー34は、アクセスポイントのリストが変わる時、アクセスポイントデータベース110で保持されるアクセスポイントのリストを更新することができる。本発明によるアクセスネットワークの形式に関する詳細は、図3に示される。
【0023】
図3には、モビリティマネージャMMが示され、仮想通信パス100を介してモバイルノードMNに対して制御データを提供するインターネットパケットを伝達する。アクセスネットワークは、モビリティマネージャからインターネットパケットを受信し、ルータ102を介してモビリティマネージャにインターネットパケットを伝達する。また、これらのインターネットパケットは、図2で上述したようにトラフィックシェーパー104を通過する。しかし、図3を詳しく検討すると、トラフィックシェーパー104は、アクセスゲートウェイ106を含み、さらにモビリティマネージャアクセスネットワーク評価トラフィックシェーパー(MM ANETS)モジュール108及びアクセスポイントデータベース110を含む。また、アクセスネットワークは、アクセスネットワークの一部を形成するアクセスポイントAP1、AP2、APNに対してインターネットパケットをルートするスイッチ(レイヤー2−OSI)112、114、116を含む。
【0024】
欧州特許出願番号04292921.6で説明されるように、モバイルノードの混雑及びハンドオーバを制御するために、モバイルノードMNは、モバイルノードが受けた現在のリンク品質について報告するモビリティマネージャMMにモバイルノード評価メッセージMNEを伝達する。モバイルノード評価メッセージ(MNE)は、モバイルノードが検出できる全アクセスポイントAPに関する情報を提供する。モバイルノード評価メッセージMNEは、モビリティマネージャMMに伝達される前にMM ANETSモジュール108を通過する。故に、MM ANETSモジュール108は、MNEメッセージを分析し、モバイルノードMNがMNEメッセージを伝達したアクセスネットワーク内でアクセスポイントAPnを識別する情報を抽出することができる。アクセスポイントを識別したら、MM ANETSモジュール108は、アクセスゲートウェイ106によってさらに利用されるアクセスポイントデータベース110に、識別されたアクセスポイントを伝達する。故に要約すれば、アクセスゲートウェイは、無線アクセスネットワーク内に含まれるアクセスポイントのリストを有する必要がある。モビリティマネージャの影響下で通信サービスを受信するようにアプリケーションサーバによって制御されるモビリティ管理モバイルノードMNは、モバイルノードによって見なされるアクセスポイントに関する情報を含むモバイルノード評価(MNE)メッセージをモビリティマネージャに送信する。MNEメッセージは、トラフィックシェーパーを介してモビリティマネージャMMに送信される。そして、トラフィックシェーパー104のMM ANETSモジュールは、MNEメッセージからアクセスポイント情報を抽出し、アクセスポイントのリストをコンパイルし、アクセスポイントデータベース110にこれを蓄積する。そして、トラフィックシェーパーは、アクセスポイントに取付けられたモバイルノードを出入りするインターネットパケットを分析することによってアクセスポイントから帯域幅の使用を監視することができる。インターネットパケットを分析することによって、トラフィックシェーパーは、生成されているインターネットパケットに関してプロトコルを決定することができる。そして、トラフィックシェーパーは、トラフィックの種類によって各プロトコルに使用されている帯域幅の量を決定することができる。
【0025】
一例では、図3に示したアクセスネットワークは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)であり、例えば11Mb/sの通信帯域幅を提供する一つのアクセスポイントだけを有することができる。しかし、実際の最大帯域幅は、7.1Mb/sだけでもよい。この帯域幅は、送信トラフィック及び受信トラフィック間で分割され、例えば帯域幅の分割は、例えば図4の概略ブロック図で示される。図4に示すように、各受信及び送信トラフィックは、分割されている。受信トラフィックに対して、全最低帯域幅が2.55Mb/s保証される一方、実際に使用される帯域幅は、丁度5.8Mb/sにすることができる。対照的に、送信トラフィックは、550kb/sの全最低帯域幅の保証を有し、送信トラフィックに使用する実際の帯域幅を1.3Mb/sにすることができる。
【0026】
上記のように、アクセスネットワークに利用可能な帯域幅は、非モビリティ管理モバイルノードに対するそれぞれ複数の異なるトラフィックの種類間、及びアクセスポイントに現在取付けられたモビリティ管理モバイルノード間で分割される。モビリティ管理モバイルノードは、アプリケーションサーバを介してモビリティマネージャMMから帯域幅の割当を受け、又はモビリティ管理モバイルノードは、未契約でeメールやウェブ閲覧等の各種サービスを用いるモバイルノードでもよい。故に、モビリティマネージャMMに契約していないこれらモバイルノードに対する帯域幅は、異なるトラフィックの種類から制御される。受信及び送信トラフィックに利用可能な帯域幅の割当ては、トラフィックパターン、一つは受信トラフィック、及び一つは送信トラフィックに従ってトラフィックシェーパー104によって制御される。WLANに関する受信トラフィックパターン及び送信トラフィックパターンの一例は、それぞれ図5及び6に示される。図4及び5において、トラフィックパターンは、4つのカラムを含む。第1カラム202、204において、プロトコルは、アクセスポイントに許可されず拒絶されたと識別される。第2カラム206、208において、非モビリティ管理サービスのリストが提供される。これらは、eメール、ウェブ閲覧、仮想プロトコルネットワーク(EPN)、ダウンロード、及び他の非モビリティ管理サービスのような項目を含む。各プロトコルに関して図示される通り、そのプロトコルに保証される最低帯域幅は、そのプロトコルに与えられる現在の実際の帯域幅と共に示される。また、そのトラフィックの種類に与えられる優先度が示される。故に、第2カラム206、208の各エントリーは、異なる複数のトラフィックの種類のうち一つを提供する。各トラフィックの種類は、トラフィックシェーパーによって制御されるパラメータに関して識別される。受信トラフィック206の第2カラムにおけるウェブ閲覧の例に対して、保証される最低帯域幅は、1Mb/sである一方、現在使用される実際の帯域幅は、1Mb/sであり、このトラフィックの種類は、3の優先度を有する。
【0027】
受信及び送信トラフィックパターンの第3カラム210、212において、モビリティ管理サービスを使用するモバイルノードのエントリーからなるリストが提供される。故に、図5及び6の第3カラム210、212の各セグメントは、現在の帯域幅の割当てと共にモビリティ管理ユーザを識別し、他のトラフィックの種類に関してそのユーザに与えられる優先度を識別する。故に、第3カラム210で図4の受信トラフィックパターンにおいて、モバイルユーザ45は、200kb/sが割当てられ、優先度4を有する。
【0028】
図5及び6に示した受信及び送信トラフィックパターンの第4カラム214、216において、保護されたプロトコルを識別する複数のセグメントが示される。これらのプロトコルは、最高の優先度を取り、プロトコルの種類に対して所定の帯域幅が保証される。故に、第4カラム216の送信トラフィックパターンで示すように、ボイスオーバIPプロトコルは、最高の優先度を備えた250kb/sの帯域幅が割当てられる。矢印218、220で示す通り、トラフィックパターンのカラムは、ページ上を右から左へ移動するにつれて増大する優先度で配置される。
【0029】
以上の通り、本発明によると、トラフィックシェーパーTSに対するトラフィックパターンは、それぞれ異なるトラフィックの種類に対する非モビリティ管理モバイルノードの要求と、モビリティ管理モバイルノードに割当てられる帯域幅に対するモビリティマネージャへのアプリケーションサーバによる要求とに従って適合される。故に、本発明によると、モビリティマネージャMMは、トラフィック形成アルゴリズムを実行してトラフィックパターンを適合し、各トラフィックシェーパーに対してトラフィックパターンを維持する。モビリティマネージャMMは、トラフィックシェーパー報告メッセージにおける各トラフィックシェーパーから受信した情報に従ってトラフィックパターンを適合し、トラフィックシェーパー報告メッセージは、トラフィックシェーパーからモビリティマネージャへ伝達される。本発明に従って、トラフィックシェーパー、モビリティマネージャ、モビリティマネージャレジスタ、及びアプリケーションサーバ間で伝達されるメッセージは、図6に示される。
【0030】
図6において、トラフィック形成アルゴリズムに含まれる各要素は、メッセージフローについて示される。故に、モバイルノードMNは、メッセージM1を用いてトラフィックシェーパーTS内でアクセスゲートウェイにモバイルノード評価メッセージMNEを伝達する。そしてトラフィックシェーパーTSは、それぞれ異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用から評価し、モバイルノードは、アクセスポイントの利用可能な帯域幅の再割当てを要求するトラフィック形成要求メッセージM2を形成し、モビリティマネージャMMにTSRメッセージを伝達する。アプリケーションサーバASは、トラフィック形成パターンの全体的な更新に参加しない一方、後に説明するように、アプリケーションサーバASは、トラフィック形成アルゴリズム310もトリガするモビリティマネージャから特定のモバイルノードに対する帯域幅の変更を要求することができる。そのように、アプリケーションサーバASは、一つ以上のモビリティ管理モバイルノードが、それが取付けられたアクセスポイントから帯域幅割当の増加又は減少を要求することを決定することができる。図6に示すように、故に、アプリケーションサーバASは、モビリティマネージャにアプリケーションサーバメッセージM3を送信して一つ以上のモバイルノードに対する帯域幅割当の変更を要求する。
【0031】
メッセージ交換M4で示すように、モビリティマネージャMMはその後、特定のアクセスポイントを介して伝達するモバイルノードが使用する現在の帯域幅でモビリティマネージャレジスタ300を更新する。モビリティマネージャレジスタ300は、コンテクスト情報を示す更新を確認する。メッセージ交換M5に従って、モビリティマネージャMMは、トラフィック形成アルゴリズムが実行されるアクセスポイントに取付けられるモバイルノードに対する現在のコンテクスト情報についてモビリティマネージャレジスタ300に問合せる。モビリティマネージャレジスタ300は、現在の最低帯域幅と特定のアクセスポイントに取付けられるモバイルノードが使用する現在のサービスに関連付けられた他の情報とで応答する。矢印310で示す通り、モビリティマネージャMMはその後、トラフィック形成アルゴリズムを実行してアクセスポイントに関連付けられたトラフィックパターンを更新する。そしてモビリティマネージャMMは、トラフィックシェーパー応答エンフォースメント(TSRe)M6を用いて、適合されたトラフィックパターンでトラフィックシェーパーを更新する。
【0032】
IPバージョンとは無関係のモビリティマネージャトラフィック形成プロトコルを作成するために、図6に示したメッセージは、応用層に書込まれることができるので、例えばメッセージは、TCP/IP又はUDP/IP上のXMLメッセージにすることができる。
【0033】
上記の通り、トラフィック形成アルゴリズムに必要な2つのメッセージは:
・トラフィックシェーパー報告(TSR);トラフィックシェーパーは、アクセスポイントに接続されたモバイルノードのセッションに関する情報を収集し、モビリティマネージャに送信すべきモバイルノードセッションに関する情報を含むメッセージを提供する要素である。
・トラフィックシェーパー応答エンフォースメント(TSRe)であって、これは、モビリティマネージャによってトラフィックシェーパーに送信されて特定のアクセスポイントに取付けられた異なるモバイルノード間の資源の共有に関する決定を実行する。
【0034】
トラフィックパターンを更新するトラフィック形成アルゴリズムの動作
図7を参照して上述した通り、モビリティマネージャは、トラフィック形成報告を受信後、トラフィック形成アルゴリズムを実行してアクセスポイント毎にトラフィックパターンを更新する。トラフィックシェーパー毎にトラフィックパターンを更新する一般的な過程は、図8に示す。図8は、以下のように要約される。
S1:モビリティマネージャMMは、それぞれ異なるトラフィックの種類に対して非モビリティ管理モバイルノードによって、及びモビリティマネージャMMが管理する各モビリティ管理モバイルノードによって使用される現在の帯域幅に関する情報を提供するアクセスポイントからTSRメッセージを受信する。
S2:各アクセスポイントに対して、未使用の帯域幅(Un−usedBW)の量は、各自の最大割当帯域幅を使用しなかったそれぞれのトラフィックの種類から決定される。故に、モビリティマネージャは、現在割当てられた帯域幅を、現在割当てられた帯域幅より大きい帯域幅と最低保証帯域幅とで比較する。割当てられた帯域幅が現在使用される最大帯域幅及び最低保証帯域幅よりも大きい場合、その後未使用の帯域幅が計算される。故に、各トラフィックの種類及び各モバイルノードに対して、現在割当てられた帯域幅(AllocatedBW)と、現在使用される最大帯域幅(currentBW)と、最低保証帯域幅(Minguaranteed)とは、以下の式で計算される。
【0035】
【数1】
【0036】
S4:モビリティマネージャは、ステップS2の計算結果として、異なるトラフィックの種類の間で再割当されるのに利用可能な任意の帯域幅があるかを判断する。
S6:利用可能な帯域幅がない場合、その後トラフィックパターンは、更新されず、トラフィックシェーパーから次のTSRメッセージを受信するまでループする過程となる。
S8:しかし、利用可能な帯域幅がある場合、その後各アクセスポイントに対するモビリティマネージャは、その割当てられた帯域幅を使用しなかったそれぞれのトラフィックの種類に、現在使用される最大帯域幅と最低保証帯域幅とを割当てる。故に、モビリティマネージャは再び、各トラフィックの種類に割当てられた帯域幅を、現在使用される最大帯域幅と最低保証帯域幅とで比較する。割当てられた帯域幅が最大割当帯域幅及び最低保証帯域幅を超える場合、モビリティマネージャは、割当てられた帯域幅を現在使用される最大帯域幅と最低保証帯域幅とに設定する。これは、以下の式で計算される。
【0037】
【数2】
【0038】
S10:モビリティマネージャは、各アクセスポイントに対して、現在使用される帯域幅(currentBW)の相対的部分に従って異なるトラフィックの種類毎に非モビリティ管理モバイルノードに未使用の帯域幅(UnusedBW)と、以下の式に従ってモバイルノード及びトラフィックの種類に割当てられた所定の優先度(priority)とを再度割当てる。
【0039】
【数3】
【0040】
S12:そしてトラフィックパターンは、新たに割当てられた帯域幅に従ってモビリティマネージャによって適合されてトラフィックパターンを形成する。そしてモビリティマネージャは、各アクセスポートで使用される帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する。
【0041】
図9A及び9Bは、例えばウェブ閲覧、ファイル転送プロトコル(FTP)及び仮想プロトコルネットワーク(VPN)の3つと、モビリティ管理(MM)モバイルノードMMユーザ1及びMMユーザ2の2つとに関する、モビリティマネージャによって実行される、アクセスポイントに対するトラフィックパターンの更新を説明する図である。図9Aに示すように、各トラフィックの種類は、現在割当てられる帯域幅と、優先度と、TSRメッセージによって提供された現在使用される帯域幅の表示と、最低保証帯域幅とを含む。従って、ウェブ閲覧の例では、現在割当てられる帯域幅は、1Mb/sで、優先度が3で、使用される帯域幅が1Mb/sで、最低保証帯域幅が600kb/sである。故に、上記ステップS2に従って、モビリティマネージャは、ウェブ閲覧プロトコルから再割当される帯域幅がないかを判断する。なぜなら、割当てられた1Mb/sの全帯域幅は、現在使用されているからである。対照的に、ファイル転送プロトコル(FTP)のトラフィック種類について、割当てられた2Mb/sの帯域幅から、1Mb/sのみ使用されるので、1Mb/sは、FTPから再割当されることができる。図9Bに示す通り、1Mb/sは、各プロトコルに与えられる相対的優先度と使用された帯域幅の量とに従って、FTPサービスからウェブ閲覧及び仮想プライベートネットワーク(VPN)プロトコルに再割当される。ステップS10によると、ウェブ閲覧プロトコルは、900kb/sを受け、VPNは100kb/sを受けるので、割当てられた全帯域幅は、ウェブ閲覧及びVPNそれぞれに対して1.9Mb/s及び390kb/sである。
【0042】
モビリティ管理されたモバイルノードについて、割当てられた帯域幅は、MMユーザ1に対して1Mb/sで、優先度が4で、現在使用される帯域幅が500kb/sである。しかし、帯域幅は、モビリティ管理モバイルノードから再割当されない。なぜなら、モバイルノードへの帯域幅の割当ては、アプリケーションサーバによって管理されるからである。モビリティマネージャは、アプリケーションサーバからの要求でモビリティ管理モバイルノードに帯域幅を割当てるだけである。
【0043】
図9Bは、モビリティマネージャによるパターンの更新後、トラフィック形成パターンの説明を示す。図示の通り、計算された未使用の帯域幅は、相対的優先度及び帯域幅の量に従ってトラフィックの種類の間で分配され、それは、ステップS8で提供された式に従って先に使用されたものである。故に、600kb/sの最低保証帯域幅に関してウェブ閲覧に提供される未使用の帯域幅の共有は、割当てられた帯域幅1.9Mb/sをなす900kb/sである。対照的に、割当てられた2Mb/sの帯域幅のFTPトラフィックの種類について、1Mb/sだけが、現在使用されており、それで1.0Mb/sの帯域幅が割当てられる。
【0044】
アプリケーションサーバからの要求後にトラフィック形成を実行するモビリティマネージャ
図10、11、12及び13は、通信セッションに関してモバイルノードへの要求を満たすために帯域幅の増加をアプリケーションサーバが要求する場合に、トラフィック形成アルゴリズムを実行する時の、モビリティマネージャの動作を説明するフローチャートを示す。図10、11、12及び13のフローチャートは、トラフィック形成アルゴリズムの異なる結果に対するモビリティマネージャの動作を示す。トラフィック形成アルゴリズムにおける共通のフローは、以下のように要約された図10で示される。
S100:モビリティマネージャは、モバイルノードに割当てられる帯域幅の要求を受信してアプリケーションサーバからモバイルノードに通信サービスを提供する。帯域幅の要求は、モバイルノードがアクセスポイントにハンドオーバできるようにするものでもあり、そのアクセスポイントからの帯域幅を必要とし、又は帯域幅の要求は、モバイルノードがユーザによってスイッチオンされ、通信を開始するためにアクセスポイントからの帯域幅を要求するものでもある。代わりに、帯域幅の要求は、アクセスポイントに既に取付けられたモバイルノードを提供することであり、それによりモバイルノードがサービスレベルを高めて、例えば音声から映像材料等の、異なるメディアの種類を伝達できるものでもある。このように要求された帯域幅は、セッション帯域幅として以下の説明、及び図10から13に示される。
S102:モビリティマネージャは、このトラフィックの種類に現在割当てられた帯域幅(Allocatedtraffic)に関して最低保証帯域幅(Minguaranteed)にトラフィックの種類毎に帯域幅割当を設定することによって、それぞれ異なるトラフィックの種類tから、どれだけ帯域幅の回復が可能か(AvailableBW)を判断する。これは、以下の式によって示される。
【0045】
【数4】
【0046】
S104:モビリティマネージャは、各トラフィックの種類から利用可能な帯域幅が、要求されたセッション帯域幅を満たすのに十分かを判断する。利用可能な帯域幅が、要求されたセッション帯域幅を満たすのに十分な場合、過程はポイントAから、後に説明する図11のフローチャートに移行する。
S106:異なるトラフィックの種類から利用可能な帯域幅が、要求されたセッション帯域幅を満たすのに不十分な場合、その後モビリティマネージャは、要求されたセッション帯域幅が、新たな通信セッションに必要とされるか、即ち帯域幅が、モバイルノードに対するサービスレベルを増やすために要求されないかを判断する。
S108:セッション通信帯域幅が新たな通信セッションに必要とされない場合、その後モビリティマネージャは、セッション帯域幅がモバイルノードに割当てられないという結論に達し、故にセッション帯域幅の要求が否定されることをアプリケーションサーバに知らせる。故に、トラフィックパターンは、更新されず、過程は、ステップS110に移行する。対照的に、帯域幅が新たな通信セッションに必要とされた場合、その後過程は、図12及び13のフローチャートに従ってポイントbを介して移行する。
S110:そして、トラフィック形成アルゴリズムは、終了する。
S112:代わりに、ステップS104に示す通り、セッション帯域幅を提供するのに十分な帯域幅がある場合、その後帯域幅は、割当てられ、任意の残存帯域幅は、図11のフローチャートで示す過程のように再割当てされる。
S114:アプリケーションサーバが必要とする帯域幅が新たな通信セッションに割当てられる場合、その後新たな通信セッションが確立されるモバイルノードよりも低い優先度を有する一つ以上の他のモビリティ管理モバイルノードがあるかを判断する過程に移行する。一つ以上の比較的低い優先度のモバイルノードがある場合、その後これらのモバイルノードに対する通信セッションが閉じられ、帯域幅は、図12及び13のフローチャートに示すように再割当される。
【0047】
ポイントAから実行される過程によって図10に示す選択肢を参照すると、この過程は、図11のフローチャートに図示される。トラフィック形成アルゴリズム内のこの選択肢によると、モビリティマネージャは、アプリケーションサーバにセッション帯域幅を割り当て、そして各トラフィックの種類に割当てられた帯域幅を更新する。図11のフローチャートは、以下のように要約される。
S120:モビリティマネージャは、モバイルノードに対するアプリケーションサーバにセッション帯域幅を割当てる。
S122:その後、モビリティマネージャは、セッション帯域幅が相対量に比例して割当てられた後に残存する帯域幅に従って、各トラフィックの種類の帯域幅を再計算し、そのトラフィックの種類は、要求されたセッション帯域幅をモバイルノードに割当てるために降伏(surrender)(oldBWAllocated(t)−Minguaranteed(t))しなければならなかった。モビリティマネージャは、以下の式に従ってトラフィックの種類毎に新たな帯域幅を計算する。
【0048】
【数5】
【0049】
S124:トラフィックパターンは、異なるトラフィックの種類に対する割当てられた帯域幅と、要求されたセッション帯域幅が割当てられたモバイルノードとに従って適合される。
S126:適合されたトラフィックパターンは、その後モバイルノードが取付けられるアクセスポイント上で使用される帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに伝達される。
【0050】
図10の分岐について、割当てられた帯域幅は、要求されたセッション帯域幅を提供するのに不十分であるが、帯域幅は、新たな通信セッションに必要とされ、過程は、その後図12及び13に示す通りポイントBから移行する。図12及び13は、以下のように要約される。
S140:モビリティマネージャは、要求されたセッション帯域幅が割当てられるモバイルノードが、そのアクセスポイントに現在取付けられた他のモバイルノードよりも高い優先度を有するかを判断する。優先度は、モバイルノードのユーザが加入した加入レベル(subscription level)に従って予め決められ、それは、モビリティマネージャレジスタ10、300に記憶され、モビリティマネージャMMによって読み出される。
S142:アクセスポイントに取り付けられた他のモバイルノードよりも新たなモバイルノードが高い優先度を有していない場合、その後B´からの過程に移行し、それは、分岐を介して図10に示すステップS108に通じる。
S144:アクセスポイントに取付けられる他のモバイルノードよりも新たなモバイルノードが高い優先度を有していない場合、その後その比較的低い優先度のモバイルノードに対する通信セッションが閉じられ、故に新たなモバイルノードへ付される帯域幅を自由にする。そしてモビリティマネージャは、自由にされた全帯域幅(FreedBW)を決定する。自由にされた全帯域幅は、最低保証帯域幅に各トラフィックの種類を設定することによって回復された帯域幅と組合せて、比較的低い優先度のモバイルノードに対する通信セッションを閉じることによって自由にされた帯域幅から決定される(ステップS102参照)。
S146:その後モビリティマネージャは、新たなモバイルノードからのセッション帯域幅の要求を満たすのに十分な帯域幅があるかを判断する。要求されたセッション帯域幅を満たすのに十分な帯域幅ではない場合、その後の過程は、ステップS140に戻る。
S148:比較的低い優先度のモバイルノードに対する通信セッションを閉じることによって自由にされた帯域幅が、要求されたセッション帯域幅を満たすのに十分な場合、その後モビリティマネージャは、そのモバイルノードに対するアプリケーションサーバに、要求されたセッション帯域幅を割当てる。
S150:そして、モビリティマネージャは、要求されたセッション帯域幅を満たすように割当てられた任意の残存帯域幅を再配分する程度にトラフィックの種類毎に帯域幅を再計算する。帯域幅は、自由にされた全帯域幅(FreedBW)から、割当てられたセッション帯域幅(sessionBW)を減算することによって残存帯域幅を計算することによって、及び新たなモバイルノードに対する十分な帯域幅を自由にするために各トラフィックの種類が諦める必要があった帯域幅の相対量に比例して、この残存帯域幅を割当てることによって、割当てられる。これは、以下の式に従って計算される。
【0051】
【数6】
【0052】
図13に示すように、過程は、図12のポイントCから移行し、その後トラフィックパターンは、異なるトラフィックの種類に対して再割当された帯域幅と、要求されたセッション帯域幅が割当てられた新たなモバイルノードとに従って適合される。
S154:そして、適合されたトラフィックパターンは、トラフィックシェーパーに伝達され、モバイルノードが取付けられるアクセスポイント上の帯域幅を制御するのに使用される。
S156:そして、トラフィック形成アルゴリズムは、現在のトラフィック形成要求で終了する。
【0053】
図14A及び14Bは、新たなモバイルノードがモビリティマネージャからアクセスポイントに取付けられる命令を受けた場合、アクセスポイントに対するトラフィックパターンの適合を図示するものである。新たなモバイルノードMMユーザ3は、破線の外郭で図14Aに示される一方、モバイルノードMMユーザ1、MMユーザ2は、既存のトラフィックパターンのセグメントを示すために実線の外郭を有する。異なるトラフィックの種類に対応するセグメントは、特に示す場合を除き、図9A及び9Bに示すものと同一である。図14Bに示す通り、最低保証帯域幅に各トラフィックの種類を設定した結果、1.7Mb/sの帯域幅が自由にされ、新たなモビリティ管理モバイルノードMMユーザ3が要求した500kb/sを容易に超える。そして結果として、1.2Mb/sは、各トラフィックの種類の間で再配分され、前回の割当てに関して減少するが最低保証帯域幅よりも大きい割当てとなる。
【0054】
通信セッションを減少又は閉じるモビリティマネージャのためのトラフィック形成アルゴリズム
アプリケーションサーバが通信セッションのレベルを閉じるか又は減少する時にモビリティマネージャによって実行されるトラフィック形成アルゴリズムのさらなる一例は、図15のフローチャートに提供される。図15は、モビリティ管理モバイルノードからの通信セッションが閉じた後、異なるトラフィックの種類の間で帯域幅を再割当する一例を提供する。しかし、図15のフローチャートで示す例は、モビリティ管理モバイルノードに対する通信セッションレベルが減少する時に帯域幅が自由にされるという例に相応して適合できることが分かる。図15は、以下のように要約される。
S200:トラフィック形成アルゴリズムを実行する時のモビリティマネージャは、モバイルノードに対する通信セッションが閉じられたか又は減少したことについてアプリケーションサーバからメッセージを受ける。
S202:そして、モビリティマネージャは、モビリティ管理モバイルノードが取付けられたアクセスポイントを識別し、そこでは、通信セッションに対する帯域幅の要求が減少したか、又は通信セッションが閉じており、通信セッションを閉じるか又は減らすことによって自由にされた帯域幅の量を計算する。
S204:そして、モビリティマネージャは、図8のフローチャートのステップS2で実行される計算により他のトラフィックの種類から再割当される任意の帯域幅があるかを判断する。各トラフィックの種類から再割当される帯域幅がある場合、その後これは、自由にされた全帯域幅を形成するために閉じたか又は減少した通信セッションに対する帯域幅を閉じるか又は減らすことによって開放された帯域幅に結合される。
S206:モビリティマネージャは、以下の式から、所定の優先度(priority)と現在使用している帯域幅(currentBW)とに従って自由にされた帯域幅(FreeBW)の共有を決定することによって、自分に割当てられた全帯域幅を消費したトラフィックの種類毎に帯域幅の割当てを再計算し(AllocatedBWtraffic(t))、それは、ステップS10に対応する。
【0055】
【数7】
【0056】
ここで、上記式のrは、自分に関連する全ての最低保証帯域幅を使用しているトラフィックの種類の数字である(割当られたBW=現在使用されたBW)。
S208:そして、モビリティマネージャは、アクセスポイントが取付けられた非モビリティ管理モバイルノードによって使用される異なるトラフィックの種類に対して割当てられた帯域幅に従ってトラフィックパターンを適合する。モビリティマネージャは、アプリケーションサーバが丁度通信セッションを閉じたモバイルノードが取付けられたアクセスポイント上で使用される帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する。
【0057】
図16A及び16Bは、通信セッションがモバイルノードMNユーザ1に対して閉じられる前後の、トラフィックパターンの適合を図示するものである。図16Aから分かるように、モバイルノードMNユーザ1は、1Mb/sの帯域幅を割当てた。1Mb/sは、FTPトラフィックの種類から自由にされた1Mb/sに結合されて2Mb/sの再割当てされるべき自由にされた全帯域幅を形成する。図16Bに示す通り、2Mb/sは、これらの各トラフィックの種類と現在使用されている帯域幅との相対的な優先度に従って、ウェブ閲覧とVPNとのトラフィックの種類間で配分される。例えば結果として、ウェブ閲覧は、1.8Mb/sの増分割当を受けて2.8Mb/sの割当を提供し、VPNは、200kb/sの帯域幅割当における増分を受けて481Kb/sの割当を提供する。
【0058】
トラフィック形成メッセージの提示
上記の通り、インターネットプロトコルバージョンとは関係なく、トラフィック形成要求を伝達するために、及びある程度モビリティマネージャに対してメッセージを応答するために、これらは、応用層に書込まれる。実際、これらのメッセージは、TCP/IP又はUDP/IP上でいくつかのXMLメッセージにすることができる。これらのメッセージの例を以下に示す。
【0059】
トラフィック形成要求(TSR)メッセージ
トラフィック形成要求メッセージ(TSR)は、トラフィックシェーパーからモビリティマネージャに送信されてアクセスネットワークに接続されたユーザのセッションに関する情報を提供する。TSRのヘッダーは、以下の情報を含む。
メッセージの種類(1バイト):05は、トラフィック形成要求メッセージを識別する。
シーケンス番号(1バイト):この値は、TSRが送信される毎に更新される。
ライフタイム(1バイト):この値は、メッセージの有効時間を与える。
送信側の識別子(6バイト):この値は、メッセージを送信するトラフィックシェーパーを独自に識別し、それはそのMACアドレスである。
【0060】
アクセスポイントの部分は、以下の情報を含む。
アクセスネットワークの種類(1バイト):アクセスネットワークの種類を識別(01=セルラー;02=802.11...)
ani_length(1バイト):この値は、バイトでANIの長さを与える。
アクセスネットワーク識別子(1から32バイト):この値は、アクセスネットワークを独自に識別する。それは、GPRSに対してPLMNであり、WLANに対してSSIDである。
アクセスポイント識別子(0〜6バイト):この値は、アクセスネットワークのアクセスポイントを独自に識別し、それはそのMACアドレスである。
セグメントの数(1バイト):この値は、メッセージで報告されたセグメントの数を与える。
【0061】
セグメントの部分は、以下の情報を含む。
セグメント識別子(1バイト):この値は、帯域幅のセグメントを独自に識別する。
使用される帯域幅(4バイト):この値は、kb/sでセグメントに使用される実際の帯域幅を識別する。
【0062】
トラフィック形成応答メッセージ(TSRe)
トラフィック形成応答(TSRe)は、モビリティマネージャによってトラフィックシェーパーに送信されてアクセスネットワークの異なるユーザ間における資源の共有に関する決定を実行する。TSReメッセージのフォーマットは、以下の情報を含む。
メッセージの種類(1バイト):06は、トラフィック形成応答メッセージを識別する。
シーケンス番号(1バイト):この値は、TSReが送信される毎に更新される。
【0063】
アクセスポイントの部分は、以下の情報を含む。
アクセスネットワークの種類(1バイト):アクセスネットワークの種類を識別(01=セルラー;02=802.11...)
ani_length(1バイト):この値は、バイトでANIの長さを与える。
アクセスネットワーク識別子(1〜32バイト):この値は、アクセスネットワークを独自に識別する。それは、GPRSに対してPLMNであり、WLANに対してSSIDである。
アクセスポイント識別子(0〜6バイト):この値は、アクセスネットワークのアクセスポイントを識別し、それはそのMACアドレスである。
命令の数(1バイト):この値は、メッセージで報告された命令の数を与える。
【0064】
命令の部分は、以下の情報を含む。
セグメント識別子(1バイト):この値は、帯域幅のセグメントを独自に識別する。
新たな長さ(4バイト):この値は、kb/sでセグメントの新たな長さを識別する。
セグメントサービス(4バイト):この値は、IPMMサービスを識別する。
セグメントソースアドレス(4バイト):この値は、IPMMサービスに送信されたパケットのIPソースアドレスを与える。
セグメント目的地アドレス(4バイト):この値は、IPMMサービスに送信されたパケットのIP目的地アドレスを与える。
【0065】
注意:3つの上記フィールドは、新たなセグメントがモビリティ管理サービスに対して生成される時に使用されるのみである。フィールドは、フィルターを定義してトラフィックシェーパーのIPMMサービスのトラフィックを認識することができる。
【0066】
各種変更は、本発明の範囲から逸脱することなく上記実施形態に対して行うことができる。例えば、実施形態は、IEEE802.11標準に従ってWLANに関して説明したが、WLAN標準や、GSM及びUMTS以外のセルラー方式無線ネットワークだけでなく、他のIEEE標準にも適することが分かる。
【0067】
例えば、モビリティマネージャは、各トラフィックの種類に割当てられた帯域幅が、保証された最小値に設定された時、トラフィックの種類によって失った帯域幅の量に比例してそれぞれ異なるトラフィックの種類に、残存する帯域幅を配分することによって、自由にされた帯域幅がアプリケーションサーバに割当てられた後に残存する任意の帯域幅を再割当してセッション帯域幅で要求される増分を提供するよう動作可能である。
【0068】
モビリティマネージャは、アプリケーションサーバからの要求に応答してモビリティ管理モバイルノードの通信セッションレベルを減らすか又は閉じ、減らされた通信セッションレベル又は閉じられた通信セッションの結果として自由にされた帯域幅の量を判断し、現在使用されている相対的な帯域幅とそれぞれ異なるトラフィックの種類に提供される所定の優先度とに比例してトラフィックの種類の間に自由にされた帯域幅を割当て、未使用の帯域幅の割当てに従ってトラフィックパターンを適合することができる。
【0069】
トラフィックシェーパーは、一つより多いアクセスポイントに対するモビリティ管理及び非モビリティ管理モバイルノードが使用する帯域幅を制御することができ、各アクセスポイントは、トラフィックパターンを有し、モビリティマネージャは、モビリティ管理及び非モビリティ管理モバイルノードが使用する帯域幅の制御でトラフィックシェーパーが用いるトラフィックパターンを適合するよう動作可能である。
【0070】
コンピュータプログラム製品は、モビリティマネージャに対するコンピュータプログラムを示す情報信号をその上に記録したコンピュータ読取可能な媒体を有する。
【0071】
トラフィック形成応答メッセージは、トラフィックパターンを適合するためのトラフィックシェーパーに対してモビリティマネージャから情報を提供して、モビリティマネージャが管理しているモバイルノードがアクセスポイントで用いる帯域幅の量と、それぞれ複数のトラフィックの種類に対するモビリティマネージャが管理しないモバイルノードが用いる帯域幅の量とを制御する。
【0072】
トラフィック形成要求メッセージ又はトラフィック形成応答メッセージは、応用層で特に生成される。
【0073】
さらに、本発明のさまざまな実施形態及び特徴は、添付の特許請求の範囲で定義される。
【0074】
本発明の実施形態は、一例として添付図面のみを参照して説明され、類似の部分は、対応する参照英数字で示される。
【図面の簡単な説明】
【0075】
【図1】図1は、アプリケーションサーバによって複数のアクセスネットワークを用いるインターネットプロトコル通信サービスをモバイルノードが備え、モビリティは、モビリティマネージャによって制御される、通信システムの概略ブロック図である。
【図2】図2は、モビリティマネージャの動作に関連付けられた一部を図示する、図1に示す通信システムの一部の概略ブロック図である。
【図3】図3は、図2に示す通信システムの一部を詳細に示す概略ブロック図である。
【図4】図4は、送受信トラフィックのためのアクセスポイントから利用可能な帯域幅の量を識別する包括的なトラフィックパターンの具体的な代表図である。
【図5】図5は、図4に示す包括的なトラフィックパターンに対応するアクセスポイントに対する受信トラフィックのトラフィックパターンの具体的な代表図である。
【図6】図6は、図4に示す包括的なトラフィックパターンに対応するアクセスポイントに対する送信トラフィックのトラフィックパターンの具体的な代表図である。
【図7】図7は、アクセスポイントからの帯域幅の現在の使用に関する情報を、図1、2及び3に示すモビリティマネージャに提供するように実行されるメッセージフロー及び処理ステップの概略代表図である。
【図8】図8は、モビリティマネージャによってトラフィックシェーパーのトラフィックパターンを動的に適合する過程を図示するフローチャートである。
【図9A】図9Aは、モビリティマネージャによる適合の前に、トラフィックパターンの一例を提供する図である。
【図9B】図9Bは、モビリティマネージャによる適合の後に、トラフィックパターンを提供する図である。
【図10】図10は、アプリケーションサーバからの要求に応答してアプリケーションサーバに帯域幅を割当てるためにモビリティマネージャが実行する過程の第1の部分を示すフローチャートである。
【図11】図11は、要求されたセッション帯域幅が複数の異なるトラフィックの種類から回復されることができ、トラフィックの種類へ任意の残存帯域幅が再割当されることができる、図10に示す過程のさらに一部を示すフローチャートである。
【図12】図12は、要求されたセッション帯域幅が比較的低い優先度のモバイルノードからの通信セッションを閉じることによって、及び要求されたセッション通信帯域幅を提供するために自由にされた帯域幅を割当てることによって提供される、図10に示す過程のさらに一部を示すフローチャートである。
【図13】図13は、図12に示す過程のさらに一部を示すフローチャートである。
【図14A】図14Aは、モビリティマネージャがアプリケーションサーバに帯域幅を提供して新たに作用するモバイルノードに通信サービスを提供する場合、モビリティマネージャによる適合の前のトラフィックパターンの一例を提供する図である。
【図14B】図14Bは、モビリティマネージャによる適合の後のトラフィックパターンを提供する図である。
【図15】図15は、モビリティ管理モバイルノードに提供される通信セッションが減少するか又は閉じられた後、複数の異なるトラフィックの種類に帯域幅を再割当するようにモビリティマネージャが実行する過程を示すフローチャートである。
【図16A】図16Aは、アプリケーションサーバがモビリティ官吏モバイルノードに提供する通信セッションが閉じた時に複数の異なるトラフィックの種類の間でモビリティマネージャが帯域幅を再割当する場合、モビリティマネージャによる適合の前のトラフィックパターンの一例を提供する図である。
【図16B】図16Bは、モビリティマネージャによる適合の後のトラフィックパターンを提供する図である。
【符号の説明】
【0076】
22 ネットワークオペレータ
24 サービスプロバイダ
26 エンドユーザ
30 企業ネットワーク
34 トラフィックシェーパー
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信システム及び方法に関し、そして複数のアクセスネットワークを介してモバイルノードにモバイルインターネットプロトコル関連サービスを提供するように通信システム内で動作可能なモビリティマネージャに関する。
【背景技術】
【0002】
モバイル関連サービスをモバイルノードに提供できる各種モバイル無線ネットワークがある。例えば、グローバルシステムフォーモバイル(GSM)ネットワークは、固定容量無線通信チャンネルを介してデータ及び音声通信に関する機能を提供する。他方で、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)は、セルラーアーキテクチャによって可能となったモバイル通信に関する機能を現在提供する一方、モバイルノードに対して比較的高いデータ転送速度が得られる改善された柔軟性を提供する。他方で、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)標準、例えばWIFIと呼ばれるIEEE802.11Bは、いわゆるWLANホットスポット内で高速データ通信に関する機能を提供する。そのようなWLANは、GPRS及びUMTS等のセルラー方式無線アーキテクチャを介して提供できるデータ転送速度よりも実質的に速いデータ転送速度を提供する。また、WLANはしばしば、単独のモバイルノードが他のモバイルノードよりも利用可能なデータ通信帯域幅の高い割合を占めることができる点で制限されない。
【0003】
多くのアプリケーションは、インターネットプロトコルを利用して、例えばマルチメディアサービス等のデータ通信に対応する。そのように、通信サービスは、さまざまの異なるネットワークを介してインターネットプロトコルパケットを伝達することによって提供されることができる。アプリケーションは、インターネットプロトコルパケットが伝達されているネットワークの種類を認識することができない。故に、無線通信の場合、アプリケーションは、GPRS又はWLANネットワークを介してインターネットパケットを伝達することができる。しかし、モバイル無線ネットワークのこれらの異なる種類が実質的に異なる通信帯域幅をもたらすので、対応可能なサービス品質は、モバイルアクセスネットワークによって提供される通信帯域幅に従って異なる。そのように、通信サービスは、異なる通信セッションレベルを用いて提供されることができ、各レベルは、モバイルノードが現在通信するアクセスネットワークによって決定される異なるサービス品質を提供する。通信セッションレベル毎に、異なる種類のメディアは、伝達されることができる。故に例えば、一方の通信セッションレベルではビデオに対応できるが、他方のレベルでは音声にしか対応できない。
【0004】
欧州特許EP1435748は、モバイルノードがインターネットデータパケットを現在伝達するアクセスネットワークに従ってモバイルノードに提供される通信セッションを制御するようにモビリティマネージャが配置されている通信システムを開示する。アプリケーションサーバは、モバイルノードに通信サービスを提供する。アプリケーションサーバとともにモビリティマネージャは、一方のアクセスネットワークから他方のアクセスネットワークへの所属の変化に関連付けられる通信帯域幅の変化に従ってモバイルノードに提供されるサービス内で通信セッションレベルにおける変化について協議する。第1モバイルネットワーク及び第2モバイルネットワーク間で利用可能な通信帯域幅における相対的な変化に従って、通信セッションを介して提供されるサービス品質における変化が影響を受けることがあり、故にユーザが加入したサービスのレベルを維持する。
【0005】
国際特許出願WO03/047296は、モバイルIPV6インターネットプロトコルの一部を形成するメッセージが拡張されてモバイルノード及びモビリティマネージャに関する機能を提供してリンク品質関連メッセージを伝達する配置を開示する。特に、モバイルノードは、その現在の通信モバイルアクセスネットワーク上のリンク品質が減少する時のみ、ハンドオーバの要求を送信することにより、シームレスなモビリティが達成されるが有効になるサービス品質がないことについて開示されている。
【0006】
国際特許出願WO04/017395は、異なるトラフィックの種類とプロトコルとが用いるアクセスポイントから利用可能な帯域幅の量を制御するように動作可能なトラフィックシェーパーを開示する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によると、通信サービスに対するアプリケーションサーバに加入したモバイルノードのモビリティ管理を提供するためのモビリティマネージャが提供される。アプリケーションサーバは、モビリティ管理モバイルノードが取付けられるアクセスポイントからモビリティマネージャによってモビリティ管理モバイルノードに対するアプリケーションサーバに割当てられる帯域幅に従って通信サービス内に提供される通信セッションのレベルを制御するように配置される。モビリティマネージャは、アクセスポイントが一部を形成するアクセスネットワーク内でトラフィックシェーパーからトラフィック形成報告メッセージを受信する。トラフィック形成報告は、モビリティマネージャが管理しない一つ以上の非モビリティ管理モバイルノードによる現在の帯域幅の使用に関して、複数の異なるトラフィックの種類毎に報告する。また、トラフィック形成報告メッセージは、モビリティマネージャが管理する一つ以上のモビリティ管理モバイルノードによって使用される帯域幅に関して報告する。モビリティマネージャは、トラフィック形成報告に応答して、非モビリティ管理モバイルノードによる異なるトラフィックの種類の帯域幅の現在の使用に従ってトラフィックパターンを適合し、適合されたトラフィックパターンに従ってアクセスポイントの帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達するように動作可能である。
【0008】
故に、モビリティマネージャは、非モビリティ管理モバイルノードと呼ばれるモビリティマネージャが制御しないモバイルノードによって使用される帯域幅の量を制御することができる。アクセスネットワークに利用可能な帯域幅は、非モビリティ管理モバイルノードに対するそれぞれ複数の異なるトラフィックの種類の間で、及びアクセスポイントに現在取付けられているモビリティ管理モバイルノードの間で分割される。モビリティ管理モバイルノードは、アプリケーションサーバからの要求を介してモビリティマネージャから帯域幅の割当を受ける。モビリティマネージャに未加入でeメール又はウェブ閲覧等の異なるサービスを使用している非モビリティ管理モバイルノードは、アクセスポイント上で使用できる帯域幅の量が、トラフィックパターンが提供する割当に従って制御される程度にトラフィックシェーパーによって制御される。故に、モビリティマネージャMMに未加入なこれらのモバイルノードに対する帯域幅は、トラフィックシェーパーによって異なるトラフィックの種類から制御される。
【0009】
モビリティマネージャは、これらのモバイルノードが、アクセスポイントから利用可能な帯域幅の不均衡な量を消費しない程度に、非モビリティ管理モバイルノードに割当てられる帯域幅を制御する。結果として、モバイルマネージャが帯域幅を割当ててハンドオーバを制御するアプリケーションサーバから通信サービスを受けているモバイルノードは、アクセスポイントから利用可能な帯域幅の比較的公平な共有を受けることができる。帯域幅の割当がモビリティマネージャによって制御されるアプリケーションサーバから通信サービスを受けているモバイルノードは、モビリティ管理モバイルノードと呼ばれる。
【0010】
上記の通り、モビリティマネージャは、複数のアクセスネットワークを介してモバイルノードにモバイルインターネットプロトコル関連通信サービスを提供することができる。しかし、本発明によるモビリティマネージャは、モビリティマネージャを備えた通信システムの以前に提案された配置に関連して認知されている技術的な問題に取組むことを目的とする。同時係属の欧州特許出願番号04292921.6で開示されているモビリティマネージャは、輻輳制御とともにインターネットワークハンドオーバを制御する一方、最高の通信セッションレベルを維持するための機能を提供する。輻輳制御及びインターネットワークハンドオーバは、モバイルノードが加入するサービスレベルに従って優先順位が決められる。しかし、サービスレベル加入ベースの輻輳制御及びハンドオーバ管理は、このハンドオーバ及び輻輳制御を制御するためのモビリティマネージャに加入しているアプリケーションサーバから通信サービスを使用しているモバイルノードに提供されるだけである。
【0011】
eメール又はウェブ閲覧等の他のアプリケーションが提供するサービスは、モビリティマネージャに加入するアプリケーションサーバがそのようなサービスを提供しないので、考慮に入れられていない。結果として、そのようなサービスは、モビリティマネージャに加入するアプリケーションサーバからの通信セッションが提供されているモバイルノードを犠牲にして、アクセスポイントから利用可能な帯域幅の不均衡な量を消費しうる。このため、本発明の実施形態は、アクセスネットワークの一つ以上のアクセスポイントに取付けられるモバイルノードだけでなく、それぞれ複数の異なるトラフィックの種類によって消費される帯域幅の量を制御するためのトラフィックシェーパーをアクセスネットワークが備える通信システムを提供することができる。トラフィックシェーパーは、それぞれ複数の異なるトラフィックの種類に従って非モビリティ管理モバイルノードによって、及びトラフィックパターンに従ってアクセスポイントに取付けられたモビリティ管理モバイルノードによって消費される帯域幅の量を制御するように配置される。トラフィックパターンは、非モビリティ管理モバイルノード及びモビリティ管理モバイルノードに対するそれぞれ異なるトラフィックの種類に割当てられた帯域幅の量を特定する。モバイルノードに帯域幅を提供するために、異なるトラフィックの種類毎の優先度に従ってトラフィックパターンを適合することによって、及びトラフィックの種類か又はアプリケーションサーバからの要求の何れか一方に対する帯域幅の要求と組合せてモバイルノードを適合することによって、利用可能な帯域幅の使用における相対的な均衡をもたらすことができる。そのように、他のモビリティ管理モバイルノードを犠牲にして、利用可能な帯域幅の量に不均衡な方法で、非モビリティ管理モバイルノードによって消費されている任意の一つのトラフィックの種類の可能性は、低減される。従って、強化されたモビリティマネージャの概念は、動的なトラフィック形成で提案される。IEEE802.11WLANは、ネットワークによって資源がモバイルノードに割当てられるGSM、GPRS又はUMTS等のセルラーシステムとは対照的に、スペクトルが制限されず、かつフリーフォーオール(Free For All)である点で、制限されない無線アクセスネットワークの一例を提供する。残念な結果としては、ただ一つのモバイルノードのトラフィックが全ての他のモバイルノードの全ての性能に影響しうることである。例えば、UDPビデオストリーミングを受信し、WLANホットスポットのサービス範囲の境にあるモバイルノードの一つは、利用可能な通信帯域幅のかなりの量を消費しうる。品質リンクが悪化する結果、ホットスポットの処理量は、ゼロまで下がることがある。
【0012】
本発明の実施形態は、モビリティマネージャを提供することができ、そのモビリティマネージャにおいて、
・全種類のアプリケーションに供するQoSの制御を提供でき、最低レベルがMMクライアントのために保証され、アプリケーションサーバにリンクされ、又はリンクされないようにすることができる。
・MMクライアント及び非MMクライアント間で共有する帯域幅の制御を提供することができる。
・異なるアクセスネットワーク上でのユーザの正確な配分は、オペレータのポリシーに従って実行されることができる。
【0013】
本発明の実施形態は、以下を利用する。
・トラフィックシェーパーを利用する通信システムに対して強化されたアーキテクチャ
・“トラフィック形成要求”(TSR)と呼ばれるモビリティマネージャへトラフィックシェーパーが送信するメッセージ、及びこのメッセージによって開始されるアクション
・“トラフィック形成応答”(TSRe)と呼ばれるトラフィックシェーパーへモビリティマネージャが送信するメッセージ、及びこのメッセージによって開始されるアクション
・モビリティマネージャが実行してTSRメッセージ上の決定を受けるトラフィック形成アルゴリズム
【0014】
本発明のさまざまなさらなる実施形態及び特徴は、添付の特許請求の範囲に定義され、複数のアクセスネットワークを介してモバイルノードにモバイルインターネットプロトコル関連通信サービスを提供するモビリティマネージャ及び方法を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明の一つの実施形態を形成する要素に関する一般システムのアーキテクチャは、図1に示される。図1において、アプリケーションサーバASは、例えばモバイルノードMNにマルチメディア通信サービスを提供するための応用層プログラムを実行するよう配置される。アプリケーションサーバASは、マルチメディア通信セッションを提供するが、サービスが提供される通信リンクは、通信チャンネルに対応するインターネットプロトコルを利用し、通信チャンネルは、多数の異なるモバイル通信アクセスネットワーク4、6、8、10を介して達成されうる。後に説明するように、サービスレベルは、モバイルノードが通信するアクセスネットワークの種類に従って変化しうる。なぜなら、通信帯域幅は、アクセスネットワークによって提供されることができ、アクセスネットワークの種類に従って異なるからである。また、帯域幅は、ネットワークの混雑量及び/又は無線送受信状態の変化に従って、アクセスネットワークに取付けられるモバイルノードに対して異なることがある。モビリティマネージャMMは、通信セッション、具体的には一つのアクセスネットワークから他のアクセスネットワークへのモバイルノードのハンドオーバを制御するために提供される。
【0016】
欧州特許出願04292921.6で説明されるように、モビリティマネージャMMは、ユーザプロファイル情報に基づいてアクセスネットワーク4、6、8、10の混雑とハンドオーバとを制御する。ユーザプロファイル情報は、モビリティマネージャレジスタ12によって提供され、モバイルノードMNのユーザが契約したサービス品質レベルの表示を含むことができる。
【0017】
図1では、各アクセスネットワーク4、6、8に対して、アクセスゲートウェイAGが提供され、それを介して全てのインバウンド及びアウトバウンドインターネットパケットがモバイルノードMNに対して伝達される。また、アクセスゲートウェイAGは、モバイルノードMNが属する一つ以上のアクセスポイントAPに関連付けられる。各アクセスポイントAPに対して、一定量の通信帯域幅が提供され、その量は、モバイルノードとの無線通信が達成される無線アクセスインタフェースの種類に従って変化する。故に、第1及び第2アクセスネットワーク4、6に対して、2つのアクセスポイントAPが提供される一方、第3アクセスネットワークに対して、単独のアクセスポイントAPが提供される。モバイルノードMNは、アクセスネットワーク内のアクセスポイント間をハンドオーバ(イントラネットワークハンドオーバ)することができ、又はトラフィックシェーパーメーティング4、6、8により、一つのアクセスネットワーク上の一方のアクセスポイントから他の一つのアクセスネットワーク上のもう一方のアクセスポイントへのハンドオーバ(インターネットワークハンドオーバ)をすることができる。イントラネットワークハンドオーバは、モビリティマネージャによって制御されないが、ネットワークそれ自体によって制御される一方、セッションレベルは、リンク品質の変化に従って変化することがある。一例では、第1及び第2アクセスネットワーク4、6は、IEEE802.11bに従って動作するWLANにすることができる一方、第3アクセスネットワーク8は、GSMネットワークにすることができる。
【0018】
アクセスネットワーク上の現在の負荷に従って各種アクセスネットワーク4、6、8、10間におけるモバイルノードの所属の変更(ハンドオーバ)を制御するために、モビリティマネージャMMは、アクセスゲートウェイAGからアクセスネットワーク評価メッセージ(ANEag)を受信する。また、モバイルノードは、現在受けているような品質について報告するモバイルノード評価(MNE)メッセージを伝達するので、モビリティマネージャは、オペレータポリシーに従ってアルゴリズムアプリケーションを提供するようにハンドオーバを制御することができる。モビリティマネージャは、モバイルノードが契約したサービスレベルとアクセスポイント上の混雑量とに従って、モバイルノードに割当てられた帯域幅を適合し、利用可能な最大通信セッションレベルを提供する。制御されたハンドオーバ及びネットワーク混雑緩和を実行するモビリティマネージャの動作は、欧州特許出願04292921.6に詳述されている。
【0019】
インバウンド及びアウトバウンドインターネットパケットは、アクセスゲートウェイからモバイルノードへ、モバイルノードMNが取付けられたアクセスポイントAPを介してルートされ、さらにトラフィックシェーパーTSによってパススルー及び分析される。本発明に従って後に説明するように、トラフィックシェーパーTSは、第1ルータRの後に各アクセスネットワークに提供される。ルータRは、アクセスネットワークに提供されて、インターネットプロトコル(例えばIPv4、IPv6)に従ってネットワークの各種部分間でインターネットパケットの交信を可能にする。故に、第1ルータRは、第1のルータであり、それを介して、インターネットパケットは、外部ネットワークに対して送受信され、故にアクセスネットワーク内外にインターネットパケットをルートするように提供される。故に、ルータRは、アクセスゲートウェイAGに関連付けられる。後に説明するように、図1に示された通信システムは、モバイルノードMNによって使用される帯域幅の量を制御するように配置される。これは、モビリティマネージャMMによって帯域幅の使用が制御されるそれらモビリティ管理モバイルノードを対象とするだけでなく、モビリティマネージャに契約し、アプリケーションサーバから通信サービスを受信しないそれら非モビリティ管理モバイルノードも対象とする。非モビリティマネージャ契約者であるこれらモバイルノードMNが帯域幅をあまり消費しない程度まで帯域幅が制御され、それは、利用可能な帯域幅の公平な配分をモビリティ管理モバイルノードが受信するのを防ぐ。モビリティ管理アーキテクチャの詳細な説明は、図2に示される。
【0020】
図2において、モビリティマネージャMMは、セクション22内のモビリティマネージャレジスタ10及びアクセスゲートウェイノード20を備えて示され、そのセクションは、モビリティ管理ネットワークのオペレータによって制御される。上記のように、サービスプロバイダが制御する領域24内に提供されたアプリケーションサーバASは、モバイルノードMNに通信サービスを提供するように配置される。通信サービスは、異なるセッションレベルを通信セッション内にもたらすマルチメディア通信を提供することができ、各セッションレベルは、そのレベルが要求するサービス品質を用いて伝達可能な異なる種類のメディアに対応する。モビリティマネージャMMは、アクセスポイントが対応可能なリンク上に提供されるサービス品質に対応する最大通信サービスレベルが可能な場所を提供する程度まで、アクセスネットワーク間、及びアクセスネットワーク内のアクセスポイント間でこれらモバイルノードのハンドオーバを制御する。
【0021】
エンドユーザ26が制御するモバイルノードMNは、アクセスネットワーク30のうち一つのアクセスポイント28のうち一つに取付けられる。アクセスネットワーク30は、複数のアクセスポイントAPを含むことができ、それは、ネットワーク30のアクセスゲートウェイ(図示せず)によって制御される。アクセスネットワーク30内にはルータ32があり、それを介して、全インターネットパケットがアクセスネットワーク30に対して流出及び流入し、これらは、信号データ又は制御プレーンデータの何れか一方に関する。図2に示す破線は、ユーザプレーンデータの経路を示し、実線は、制御プレーンデータの伝達を示す。
【0022】
また、アクセスネットワーク30の一部として、トラフィックシェーパー34が提供される。トラフィックシェーパー34は、アクセスポイントから利用できる帯域幅の量を制御し、それは、それぞれ複数の異なる種類のトラフィックに対する非モビリティ管理モバイルノードと、ネットワーク及びアクセスポイントに取付けられたモビリティ管理モバイルノードとによって使用される。トラフィックシェーパー34は、トラフィックパターンに従って帯域幅の配分を制御する。後に説明するように、トラフィックパターンは、モビリティマネージャによって動的に適合される。故に、トラフィックシェーパー34は、それぞれ異なる種類のトラフィックとアクセスポイントに取付けられたモビリティ管理モバイルノードとに提供される帯域幅の量を、適合されたトラフィックパターンに従って制御することができる。しかし、アクセスネットワーク内のアクセスゲートウェイに関連付けることができるアクセスポイントAPの数は、動的に変わることができる。そのように、トラフィックシェーパーは、アクセスネットワーク内でアクセスポイントを発見するように、及びこれらのアクセスポイントをアクセスゲートウェイに知らせるように本発明の一例に従って配置されうる。また、トラフィックシェーパー34は、アクセスポイントのリストが変わる時、アクセスポイントデータベース110で保持されるアクセスポイントのリストを更新することができる。本発明によるアクセスネットワークの形式に関する詳細は、図3に示される。
【0023】
図3には、モビリティマネージャMMが示され、仮想通信パス100を介してモバイルノードMNに対して制御データを提供するインターネットパケットを伝達する。アクセスネットワークは、モビリティマネージャからインターネットパケットを受信し、ルータ102を介してモビリティマネージャにインターネットパケットを伝達する。また、これらのインターネットパケットは、図2で上述したようにトラフィックシェーパー104を通過する。しかし、図3を詳しく検討すると、トラフィックシェーパー104は、アクセスゲートウェイ106を含み、さらにモビリティマネージャアクセスネットワーク評価トラフィックシェーパー(MM ANETS)モジュール108及びアクセスポイントデータベース110を含む。また、アクセスネットワークは、アクセスネットワークの一部を形成するアクセスポイントAP1、AP2、APNに対してインターネットパケットをルートするスイッチ(レイヤー2−OSI)112、114、116を含む。
【0024】
欧州特許出願番号04292921.6で説明されるように、モバイルノードの混雑及びハンドオーバを制御するために、モバイルノードMNは、モバイルノードが受けた現在のリンク品質について報告するモビリティマネージャMMにモバイルノード評価メッセージMNEを伝達する。モバイルノード評価メッセージ(MNE)は、モバイルノードが検出できる全アクセスポイントAPに関する情報を提供する。モバイルノード評価メッセージMNEは、モビリティマネージャMMに伝達される前にMM ANETSモジュール108を通過する。故に、MM ANETSモジュール108は、MNEメッセージを分析し、モバイルノードMNがMNEメッセージを伝達したアクセスネットワーク内でアクセスポイントAPnを識別する情報を抽出することができる。アクセスポイントを識別したら、MM ANETSモジュール108は、アクセスゲートウェイ106によってさらに利用されるアクセスポイントデータベース110に、識別されたアクセスポイントを伝達する。故に要約すれば、アクセスゲートウェイは、無線アクセスネットワーク内に含まれるアクセスポイントのリストを有する必要がある。モビリティマネージャの影響下で通信サービスを受信するようにアプリケーションサーバによって制御されるモビリティ管理モバイルノードMNは、モバイルノードによって見なされるアクセスポイントに関する情報を含むモバイルノード評価(MNE)メッセージをモビリティマネージャに送信する。MNEメッセージは、トラフィックシェーパーを介してモビリティマネージャMMに送信される。そして、トラフィックシェーパー104のMM ANETSモジュールは、MNEメッセージからアクセスポイント情報を抽出し、アクセスポイントのリストをコンパイルし、アクセスポイントデータベース110にこれを蓄積する。そして、トラフィックシェーパーは、アクセスポイントに取付けられたモバイルノードを出入りするインターネットパケットを分析することによってアクセスポイントから帯域幅の使用を監視することができる。インターネットパケットを分析することによって、トラフィックシェーパーは、生成されているインターネットパケットに関してプロトコルを決定することができる。そして、トラフィックシェーパーは、トラフィックの種類によって各プロトコルに使用されている帯域幅の量を決定することができる。
【0025】
一例では、図3に示したアクセスネットワークは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)であり、例えば11Mb/sの通信帯域幅を提供する一つのアクセスポイントだけを有することができる。しかし、実際の最大帯域幅は、7.1Mb/sだけでもよい。この帯域幅は、送信トラフィック及び受信トラフィック間で分割され、例えば帯域幅の分割は、例えば図4の概略ブロック図で示される。図4に示すように、各受信及び送信トラフィックは、分割されている。受信トラフィックに対して、全最低帯域幅が2.55Mb/s保証される一方、実際に使用される帯域幅は、丁度5.8Mb/sにすることができる。対照的に、送信トラフィックは、550kb/sの全最低帯域幅の保証を有し、送信トラフィックに使用する実際の帯域幅を1.3Mb/sにすることができる。
【0026】
上記のように、アクセスネットワークに利用可能な帯域幅は、非モビリティ管理モバイルノードに対するそれぞれ複数の異なるトラフィックの種類間、及びアクセスポイントに現在取付けられたモビリティ管理モバイルノード間で分割される。モビリティ管理モバイルノードは、アプリケーションサーバを介してモビリティマネージャMMから帯域幅の割当を受け、又はモビリティ管理モバイルノードは、未契約でeメールやウェブ閲覧等の各種サービスを用いるモバイルノードでもよい。故に、モビリティマネージャMMに契約していないこれらモバイルノードに対する帯域幅は、異なるトラフィックの種類から制御される。受信及び送信トラフィックに利用可能な帯域幅の割当ては、トラフィックパターン、一つは受信トラフィック、及び一つは送信トラフィックに従ってトラフィックシェーパー104によって制御される。WLANに関する受信トラフィックパターン及び送信トラフィックパターンの一例は、それぞれ図5及び6に示される。図4及び5において、トラフィックパターンは、4つのカラムを含む。第1カラム202、204において、プロトコルは、アクセスポイントに許可されず拒絶されたと識別される。第2カラム206、208において、非モビリティ管理サービスのリストが提供される。これらは、eメール、ウェブ閲覧、仮想プロトコルネットワーク(EPN)、ダウンロード、及び他の非モビリティ管理サービスのような項目を含む。各プロトコルに関して図示される通り、そのプロトコルに保証される最低帯域幅は、そのプロトコルに与えられる現在の実際の帯域幅と共に示される。また、そのトラフィックの種類に与えられる優先度が示される。故に、第2カラム206、208の各エントリーは、異なる複数のトラフィックの種類のうち一つを提供する。各トラフィックの種類は、トラフィックシェーパーによって制御されるパラメータに関して識別される。受信トラフィック206の第2カラムにおけるウェブ閲覧の例に対して、保証される最低帯域幅は、1Mb/sである一方、現在使用される実際の帯域幅は、1Mb/sであり、このトラフィックの種類は、3の優先度を有する。
【0027】
受信及び送信トラフィックパターンの第3カラム210、212において、モビリティ管理サービスを使用するモバイルノードのエントリーからなるリストが提供される。故に、図5及び6の第3カラム210、212の各セグメントは、現在の帯域幅の割当てと共にモビリティ管理ユーザを識別し、他のトラフィックの種類に関してそのユーザに与えられる優先度を識別する。故に、第3カラム210で図4の受信トラフィックパターンにおいて、モバイルユーザ45は、200kb/sが割当てられ、優先度4を有する。
【0028】
図5及び6に示した受信及び送信トラフィックパターンの第4カラム214、216において、保護されたプロトコルを識別する複数のセグメントが示される。これらのプロトコルは、最高の優先度を取り、プロトコルの種類に対して所定の帯域幅が保証される。故に、第4カラム216の送信トラフィックパターンで示すように、ボイスオーバIPプロトコルは、最高の優先度を備えた250kb/sの帯域幅が割当てられる。矢印218、220で示す通り、トラフィックパターンのカラムは、ページ上を右から左へ移動するにつれて増大する優先度で配置される。
【0029】
以上の通り、本発明によると、トラフィックシェーパーTSに対するトラフィックパターンは、それぞれ異なるトラフィックの種類に対する非モビリティ管理モバイルノードの要求と、モビリティ管理モバイルノードに割当てられる帯域幅に対するモビリティマネージャへのアプリケーションサーバによる要求とに従って適合される。故に、本発明によると、モビリティマネージャMMは、トラフィック形成アルゴリズムを実行してトラフィックパターンを適合し、各トラフィックシェーパーに対してトラフィックパターンを維持する。モビリティマネージャMMは、トラフィックシェーパー報告メッセージにおける各トラフィックシェーパーから受信した情報に従ってトラフィックパターンを適合し、トラフィックシェーパー報告メッセージは、トラフィックシェーパーからモビリティマネージャへ伝達される。本発明に従って、トラフィックシェーパー、モビリティマネージャ、モビリティマネージャレジスタ、及びアプリケーションサーバ間で伝達されるメッセージは、図6に示される。
【0030】
図6において、トラフィック形成アルゴリズムに含まれる各要素は、メッセージフローについて示される。故に、モバイルノードMNは、メッセージM1を用いてトラフィックシェーパーTS内でアクセスゲートウェイにモバイルノード評価メッセージMNEを伝達する。そしてトラフィックシェーパーTSは、それぞれ異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用から評価し、モバイルノードは、アクセスポイントの利用可能な帯域幅の再割当てを要求するトラフィック形成要求メッセージM2を形成し、モビリティマネージャMMにTSRメッセージを伝達する。アプリケーションサーバASは、トラフィック形成パターンの全体的な更新に参加しない一方、後に説明するように、アプリケーションサーバASは、トラフィック形成アルゴリズム310もトリガするモビリティマネージャから特定のモバイルノードに対する帯域幅の変更を要求することができる。そのように、アプリケーションサーバASは、一つ以上のモビリティ管理モバイルノードが、それが取付けられたアクセスポイントから帯域幅割当の増加又は減少を要求することを決定することができる。図6に示すように、故に、アプリケーションサーバASは、モビリティマネージャにアプリケーションサーバメッセージM3を送信して一つ以上のモバイルノードに対する帯域幅割当の変更を要求する。
【0031】
メッセージ交換M4で示すように、モビリティマネージャMMはその後、特定のアクセスポイントを介して伝達するモバイルノードが使用する現在の帯域幅でモビリティマネージャレジスタ300を更新する。モビリティマネージャレジスタ300は、コンテクスト情報を示す更新を確認する。メッセージ交換M5に従って、モビリティマネージャMMは、トラフィック形成アルゴリズムが実行されるアクセスポイントに取付けられるモバイルノードに対する現在のコンテクスト情報についてモビリティマネージャレジスタ300に問合せる。モビリティマネージャレジスタ300は、現在の最低帯域幅と特定のアクセスポイントに取付けられるモバイルノードが使用する現在のサービスに関連付けられた他の情報とで応答する。矢印310で示す通り、モビリティマネージャMMはその後、トラフィック形成アルゴリズムを実行してアクセスポイントに関連付けられたトラフィックパターンを更新する。そしてモビリティマネージャMMは、トラフィックシェーパー応答エンフォースメント(TSRe)M6を用いて、適合されたトラフィックパターンでトラフィックシェーパーを更新する。
【0032】
IPバージョンとは無関係のモビリティマネージャトラフィック形成プロトコルを作成するために、図6に示したメッセージは、応用層に書込まれることができるので、例えばメッセージは、TCP/IP又はUDP/IP上のXMLメッセージにすることができる。
【0033】
上記の通り、トラフィック形成アルゴリズムに必要な2つのメッセージは:
・トラフィックシェーパー報告(TSR);トラフィックシェーパーは、アクセスポイントに接続されたモバイルノードのセッションに関する情報を収集し、モビリティマネージャに送信すべきモバイルノードセッションに関する情報を含むメッセージを提供する要素である。
・トラフィックシェーパー応答エンフォースメント(TSRe)であって、これは、モビリティマネージャによってトラフィックシェーパーに送信されて特定のアクセスポイントに取付けられた異なるモバイルノード間の資源の共有に関する決定を実行する。
【0034】
トラフィックパターンを更新するトラフィック形成アルゴリズムの動作
図7を参照して上述した通り、モビリティマネージャは、トラフィック形成報告を受信後、トラフィック形成アルゴリズムを実行してアクセスポイント毎にトラフィックパターンを更新する。トラフィックシェーパー毎にトラフィックパターンを更新する一般的な過程は、図8に示す。図8は、以下のように要約される。
S1:モビリティマネージャMMは、それぞれ異なるトラフィックの種類に対して非モビリティ管理モバイルノードによって、及びモビリティマネージャMMが管理する各モビリティ管理モバイルノードによって使用される現在の帯域幅に関する情報を提供するアクセスポイントからTSRメッセージを受信する。
S2:各アクセスポイントに対して、未使用の帯域幅(Un−usedBW)の量は、各自の最大割当帯域幅を使用しなかったそれぞれのトラフィックの種類から決定される。故に、モビリティマネージャは、現在割当てられた帯域幅を、現在割当てられた帯域幅より大きい帯域幅と最低保証帯域幅とで比較する。割当てられた帯域幅が現在使用される最大帯域幅及び最低保証帯域幅よりも大きい場合、その後未使用の帯域幅が計算される。故に、各トラフィックの種類及び各モバイルノードに対して、現在割当てられた帯域幅(AllocatedBW)と、現在使用される最大帯域幅(currentBW)と、最低保証帯域幅(Minguaranteed)とは、以下の式で計算される。
【0035】
【数1】
【0036】
S4:モビリティマネージャは、ステップS2の計算結果として、異なるトラフィックの種類の間で再割当されるのに利用可能な任意の帯域幅があるかを判断する。
S6:利用可能な帯域幅がない場合、その後トラフィックパターンは、更新されず、トラフィックシェーパーから次のTSRメッセージを受信するまでループする過程となる。
S8:しかし、利用可能な帯域幅がある場合、その後各アクセスポイントに対するモビリティマネージャは、その割当てられた帯域幅を使用しなかったそれぞれのトラフィックの種類に、現在使用される最大帯域幅と最低保証帯域幅とを割当てる。故に、モビリティマネージャは再び、各トラフィックの種類に割当てられた帯域幅を、現在使用される最大帯域幅と最低保証帯域幅とで比較する。割当てられた帯域幅が最大割当帯域幅及び最低保証帯域幅を超える場合、モビリティマネージャは、割当てられた帯域幅を現在使用される最大帯域幅と最低保証帯域幅とに設定する。これは、以下の式で計算される。
【0037】
【数2】
【0038】
S10:モビリティマネージャは、各アクセスポイントに対して、現在使用される帯域幅(currentBW)の相対的部分に従って異なるトラフィックの種類毎に非モビリティ管理モバイルノードに未使用の帯域幅(UnusedBW)と、以下の式に従ってモバイルノード及びトラフィックの種類に割当てられた所定の優先度(priority)とを再度割当てる。
【0039】
【数3】
【0040】
S12:そしてトラフィックパターンは、新たに割当てられた帯域幅に従ってモビリティマネージャによって適合されてトラフィックパターンを形成する。そしてモビリティマネージャは、各アクセスポートで使用される帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する。
【0041】
図9A及び9Bは、例えばウェブ閲覧、ファイル転送プロトコル(FTP)及び仮想プロトコルネットワーク(VPN)の3つと、モビリティ管理(MM)モバイルノードMMユーザ1及びMMユーザ2の2つとに関する、モビリティマネージャによって実行される、アクセスポイントに対するトラフィックパターンの更新を説明する図である。図9Aに示すように、各トラフィックの種類は、現在割当てられる帯域幅と、優先度と、TSRメッセージによって提供された現在使用される帯域幅の表示と、最低保証帯域幅とを含む。従って、ウェブ閲覧の例では、現在割当てられる帯域幅は、1Mb/sで、優先度が3で、使用される帯域幅が1Mb/sで、最低保証帯域幅が600kb/sである。故に、上記ステップS2に従って、モビリティマネージャは、ウェブ閲覧プロトコルから再割当される帯域幅がないかを判断する。なぜなら、割当てられた1Mb/sの全帯域幅は、現在使用されているからである。対照的に、ファイル転送プロトコル(FTP)のトラフィック種類について、割当てられた2Mb/sの帯域幅から、1Mb/sのみ使用されるので、1Mb/sは、FTPから再割当されることができる。図9Bに示す通り、1Mb/sは、各プロトコルに与えられる相対的優先度と使用された帯域幅の量とに従って、FTPサービスからウェブ閲覧及び仮想プライベートネットワーク(VPN)プロトコルに再割当される。ステップS10によると、ウェブ閲覧プロトコルは、900kb/sを受け、VPNは100kb/sを受けるので、割当てられた全帯域幅は、ウェブ閲覧及びVPNそれぞれに対して1.9Mb/s及び390kb/sである。
【0042】
モビリティ管理されたモバイルノードについて、割当てられた帯域幅は、MMユーザ1に対して1Mb/sで、優先度が4で、現在使用される帯域幅が500kb/sである。しかし、帯域幅は、モビリティ管理モバイルノードから再割当されない。なぜなら、モバイルノードへの帯域幅の割当ては、アプリケーションサーバによって管理されるからである。モビリティマネージャは、アプリケーションサーバからの要求でモビリティ管理モバイルノードに帯域幅を割当てるだけである。
【0043】
図9Bは、モビリティマネージャによるパターンの更新後、トラフィック形成パターンの説明を示す。図示の通り、計算された未使用の帯域幅は、相対的優先度及び帯域幅の量に従ってトラフィックの種類の間で分配され、それは、ステップS8で提供された式に従って先に使用されたものである。故に、600kb/sの最低保証帯域幅に関してウェブ閲覧に提供される未使用の帯域幅の共有は、割当てられた帯域幅1.9Mb/sをなす900kb/sである。対照的に、割当てられた2Mb/sの帯域幅のFTPトラフィックの種類について、1Mb/sだけが、現在使用されており、それで1.0Mb/sの帯域幅が割当てられる。
【0044】
アプリケーションサーバからの要求後にトラフィック形成を実行するモビリティマネージャ
図10、11、12及び13は、通信セッションに関してモバイルノードへの要求を満たすために帯域幅の増加をアプリケーションサーバが要求する場合に、トラフィック形成アルゴリズムを実行する時の、モビリティマネージャの動作を説明するフローチャートを示す。図10、11、12及び13のフローチャートは、トラフィック形成アルゴリズムの異なる結果に対するモビリティマネージャの動作を示す。トラフィック形成アルゴリズムにおける共通のフローは、以下のように要約された図10で示される。
S100:モビリティマネージャは、モバイルノードに割当てられる帯域幅の要求を受信してアプリケーションサーバからモバイルノードに通信サービスを提供する。帯域幅の要求は、モバイルノードがアクセスポイントにハンドオーバできるようにするものでもあり、そのアクセスポイントからの帯域幅を必要とし、又は帯域幅の要求は、モバイルノードがユーザによってスイッチオンされ、通信を開始するためにアクセスポイントからの帯域幅を要求するものでもある。代わりに、帯域幅の要求は、アクセスポイントに既に取付けられたモバイルノードを提供することであり、それによりモバイルノードがサービスレベルを高めて、例えば音声から映像材料等の、異なるメディアの種類を伝達できるものでもある。このように要求された帯域幅は、セッション帯域幅として以下の説明、及び図10から13に示される。
S102:モビリティマネージャは、このトラフィックの種類に現在割当てられた帯域幅(Allocatedtraffic)に関して最低保証帯域幅(Minguaranteed)にトラフィックの種類毎に帯域幅割当を設定することによって、それぞれ異なるトラフィックの種類tから、どれだけ帯域幅の回復が可能か(AvailableBW)を判断する。これは、以下の式によって示される。
【0045】
【数4】
【0046】
S104:モビリティマネージャは、各トラフィックの種類から利用可能な帯域幅が、要求されたセッション帯域幅を満たすのに十分かを判断する。利用可能な帯域幅が、要求されたセッション帯域幅を満たすのに十分な場合、過程はポイントAから、後に説明する図11のフローチャートに移行する。
S106:異なるトラフィックの種類から利用可能な帯域幅が、要求されたセッション帯域幅を満たすのに不十分な場合、その後モビリティマネージャは、要求されたセッション帯域幅が、新たな通信セッションに必要とされるか、即ち帯域幅が、モバイルノードに対するサービスレベルを増やすために要求されないかを判断する。
S108:セッション通信帯域幅が新たな通信セッションに必要とされない場合、その後モビリティマネージャは、セッション帯域幅がモバイルノードに割当てられないという結論に達し、故にセッション帯域幅の要求が否定されることをアプリケーションサーバに知らせる。故に、トラフィックパターンは、更新されず、過程は、ステップS110に移行する。対照的に、帯域幅が新たな通信セッションに必要とされた場合、その後過程は、図12及び13のフローチャートに従ってポイントbを介して移行する。
S110:そして、トラフィック形成アルゴリズムは、終了する。
S112:代わりに、ステップS104に示す通り、セッション帯域幅を提供するのに十分な帯域幅がある場合、その後帯域幅は、割当てられ、任意の残存帯域幅は、図11のフローチャートで示す過程のように再割当てされる。
S114:アプリケーションサーバが必要とする帯域幅が新たな通信セッションに割当てられる場合、その後新たな通信セッションが確立されるモバイルノードよりも低い優先度を有する一つ以上の他のモビリティ管理モバイルノードがあるかを判断する過程に移行する。一つ以上の比較的低い優先度のモバイルノードがある場合、その後これらのモバイルノードに対する通信セッションが閉じられ、帯域幅は、図12及び13のフローチャートに示すように再割当される。
【0047】
ポイントAから実行される過程によって図10に示す選択肢を参照すると、この過程は、図11のフローチャートに図示される。トラフィック形成アルゴリズム内のこの選択肢によると、モビリティマネージャは、アプリケーションサーバにセッション帯域幅を割り当て、そして各トラフィックの種類に割当てられた帯域幅を更新する。図11のフローチャートは、以下のように要約される。
S120:モビリティマネージャは、モバイルノードに対するアプリケーションサーバにセッション帯域幅を割当てる。
S122:その後、モビリティマネージャは、セッション帯域幅が相対量に比例して割当てられた後に残存する帯域幅に従って、各トラフィックの種類の帯域幅を再計算し、そのトラフィックの種類は、要求されたセッション帯域幅をモバイルノードに割当てるために降伏(surrender)(oldBWAllocated(t)−Minguaranteed(t))しなければならなかった。モビリティマネージャは、以下の式に従ってトラフィックの種類毎に新たな帯域幅を計算する。
【0048】
【数5】
【0049】
S124:トラフィックパターンは、異なるトラフィックの種類に対する割当てられた帯域幅と、要求されたセッション帯域幅が割当てられたモバイルノードとに従って適合される。
S126:適合されたトラフィックパターンは、その後モバイルノードが取付けられるアクセスポイント上で使用される帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに伝達される。
【0050】
図10の分岐について、割当てられた帯域幅は、要求されたセッション帯域幅を提供するのに不十分であるが、帯域幅は、新たな通信セッションに必要とされ、過程は、その後図12及び13に示す通りポイントBから移行する。図12及び13は、以下のように要約される。
S140:モビリティマネージャは、要求されたセッション帯域幅が割当てられるモバイルノードが、そのアクセスポイントに現在取付けられた他のモバイルノードよりも高い優先度を有するかを判断する。優先度は、モバイルノードのユーザが加入した加入レベル(subscription level)に従って予め決められ、それは、モビリティマネージャレジスタ10、300に記憶され、モビリティマネージャMMによって読み出される。
S142:アクセスポイントに取り付けられた他のモバイルノードよりも新たなモバイルノードが高い優先度を有していない場合、その後B´からの過程に移行し、それは、分岐を介して図10に示すステップS108に通じる。
S144:アクセスポイントに取付けられる他のモバイルノードよりも新たなモバイルノードが高い優先度を有していない場合、その後その比較的低い優先度のモバイルノードに対する通信セッションが閉じられ、故に新たなモバイルノードへ付される帯域幅を自由にする。そしてモビリティマネージャは、自由にされた全帯域幅(FreedBW)を決定する。自由にされた全帯域幅は、最低保証帯域幅に各トラフィックの種類を設定することによって回復された帯域幅と組合せて、比較的低い優先度のモバイルノードに対する通信セッションを閉じることによって自由にされた帯域幅から決定される(ステップS102参照)。
S146:その後モビリティマネージャは、新たなモバイルノードからのセッション帯域幅の要求を満たすのに十分な帯域幅があるかを判断する。要求されたセッション帯域幅を満たすのに十分な帯域幅ではない場合、その後の過程は、ステップS140に戻る。
S148:比較的低い優先度のモバイルノードに対する通信セッションを閉じることによって自由にされた帯域幅が、要求されたセッション帯域幅を満たすのに十分な場合、その後モビリティマネージャは、そのモバイルノードに対するアプリケーションサーバに、要求されたセッション帯域幅を割当てる。
S150:そして、モビリティマネージャは、要求されたセッション帯域幅を満たすように割当てられた任意の残存帯域幅を再配分する程度にトラフィックの種類毎に帯域幅を再計算する。帯域幅は、自由にされた全帯域幅(FreedBW)から、割当てられたセッション帯域幅(sessionBW)を減算することによって残存帯域幅を計算することによって、及び新たなモバイルノードに対する十分な帯域幅を自由にするために各トラフィックの種類が諦める必要があった帯域幅の相対量に比例して、この残存帯域幅を割当てることによって、割当てられる。これは、以下の式に従って計算される。
【0051】
【数6】
【0052】
図13に示すように、過程は、図12のポイントCから移行し、その後トラフィックパターンは、異なるトラフィックの種類に対して再割当された帯域幅と、要求されたセッション帯域幅が割当てられた新たなモバイルノードとに従って適合される。
S154:そして、適合されたトラフィックパターンは、トラフィックシェーパーに伝達され、モバイルノードが取付けられるアクセスポイント上の帯域幅を制御するのに使用される。
S156:そして、トラフィック形成アルゴリズムは、現在のトラフィック形成要求で終了する。
【0053】
図14A及び14Bは、新たなモバイルノードがモビリティマネージャからアクセスポイントに取付けられる命令を受けた場合、アクセスポイントに対するトラフィックパターンの適合を図示するものである。新たなモバイルノードMMユーザ3は、破線の外郭で図14Aに示される一方、モバイルノードMMユーザ1、MMユーザ2は、既存のトラフィックパターンのセグメントを示すために実線の外郭を有する。異なるトラフィックの種類に対応するセグメントは、特に示す場合を除き、図9A及び9Bに示すものと同一である。図14Bに示す通り、最低保証帯域幅に各トラフィックの種類を設定した結果、1.7Mb/sの帯域幅が自由にされ、新たなモビリティ管理モバイルノードMMユーザ3が要求した500kb/sを容易に超える。そして結果として、1.2Mb/sは、各トラフィックの種類の間で再配分され、前回の割当てに関して減少するが最低保証帯域幅よりも大きい割当てとなる。
【0054】
通信セッションを減少又は閉じるモビリティマネージャのためのトラフィック形成アルゴリズム
アプリケーションサーバが通信セッションのレベルを閉じるか又は減少する時にモビリティマネージャによって実行されるトラフィック形成アルゴリズムのさらなる一例は、図15のフローチャートに提供される。図15は、モビリティ管理モバイルノードからの通信セッションが閉じた後、異なるトラフィックの種類の間で帯域幅を再割当する一例を提供する。しかし、図15のフローチャートで示す例は、モビリティ管理モバイルノードに対する通信セッションレベルが減少する時に帯域幅が自由にされるという例に相応して適合できることが分かる。図15は、以下のように要約される。
S200:トラフィック形成アルゴリズムを実行する時のモビリティマネージャは、モバイルノードに対する通信セッションが閉じられたか又は減少したことについてアプリケーションサーバからメッセージを受ける。
S202:そして、モビリティマネージャは、モビリティ管理モバイルノードが取付けられたアクセスポイントを識別し、そこでは、通信セッションに対する帯域幅の要求が減少したか、又は通信セッションが閉じており、通信セッションを閉じるか又は減らすことによって自由にされた帯域幅の量を計算する。
S204:そして、モビリティマネージャは、図8のフローチャートのステップS2で実行される計算により他のトラフィックの種類から再割当される任意の帯域幅があるかを判断する。各トラフィックの種類から再割当される帯域幅がある場合、その後これは、自由にされた全帯域幅を形成するために閉じたか又は減少した通信セッションに対する帯域幅を閉じるか又は減らすことによって開放された帯域幅に結合される。
S206:モビリティマネージャは、以下の式から、所定の優先度(priority)と現在使用している帯域幅(currentBW)とに従って自由にされた帯域幅(FreeBW)の共有を決定することによって、自分に割当てられた全帯域幅を消費したトラフィックの種類毎に帯域幅の割当てを再計算し(AllocatedBWtraffic(t))、それは、ステップS10に対応する。
【0055】
【数7】
【0056】
ここで、上記式のrは、自分に関連する全ての最低保証帯域幅を使用しているトラフィックの種類の数字である(割当られたBW=現在使用されたBW)。
S208:そして、モビリティマネージャは、アクセスポイントが取付けられた非モビリティ管理モバイルノードによって使用される異なるトラフィックの種類に対して割当てられた帯域幅に従ってトラフィックパターンを適合する。モビリティマネージャは、アプリケーションサーバが丁度通信セッションを閉じたモバイルノードが取付けられたアクセスポイント上で使用される帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する。
【0057】
図16A及び16Bは、通信セッションがモバイルノードMNユーザ1に対して閉じられる前後の、トラフィックパターンの適合を図示するものである。図16Aから分かるように、モバイルノードMNユーザ1は、1Mb/sの帯域幅を割当てた。1Mb/sは、FTPトラフィックの種類から自由にされた1Mb/sに結合されて2Mb/sの再割当てされるべき自由にされた全帯域幅を形成する。図16Bに示す通り、2Mb/sは、これらの各トラフィックの種類と現在使用されている帯域幅との相対的な優先度に従って、ウェブ閲覧とVPNとのトラフィックの種類間で配分される。例えば結果として、ウェブ閲覧は、1.8Mb/sの増分割当を受けて2.8Mb/sの割当を提供し、VPNは、200kb/sの帯域幅割当における増分を受けて481Kb/sの割当を提供する。
【0058】
トラフィック形成メッセージの提示
上記の通り、インターネットプロトコルバージョンとは関係なく、トラフィック形成要求を伝達するために、及びある程度モビリティマネージャに対してメッセージを応答するために、これらは、応用層に書込まれる。実際、これらのメッセージは、TCP/IP又はUDP/IP上でいくつかのXMLメッセージにすることができる。これらのメッセージの例を以下に示す。
【0059】
トラフィック形成要求(TSR)メッセージ
トラフィック形成要求メッセージ(TSR)は、トラフィックシェーパーからモビリティマネージャに送信されてアクセスネットワークに接続されたユーザのセッションに関する情報を提供する。TSRのヘッダーは、以下の情報を含む。
メッセージの種類(1バイト):05は、トラフィック形成要求メッセージを識別する。
シーケンス番号(1バイト):この値は、TSRが送信される毎に更新される。
ライフタイム(1バイト):この値は、メッセージの有効時間を与える。
送信側の識別子(6バイト):この値は、メッセージを送信するトラフィックシェーパーを独自に識別し、それはそのMACアドレスである。
【0060】
アクセスポイントの部分は、以下の情報を含む。
アクセスネットワークの種類(1バイト):アクセスネットワークの種類を識別(01=セルラー;02=802.11...)
ani_length(1バイト):この値は、バイトでANIの長さを与える。
アクセスネットワーク識別子(1から32バイト):この値は、アクセスネットワークを独自に識別する。それは、GPRSに対してPLMNであり、WLANに対してSSIDである。
アクセスポイント識別子(0〜6バイト):この値は、アクセスネットワークのアクセスポイントを独自に識別し、それはそのMACアドレスである。
セグメントの数(1バイト):この値は、メッセージで報告されたセグメントの数を与える。
【0061】
セグメントの部分は、以下の情報を含む。
セグメント識別子(1バイト):この値は、帯域幅のセグメントを独自に識別する。
使用される帯域幅(4バイト):この値は、kb/sでセグメントに使用される実際の帯域幅を識別する。
【0062】
トラフィック形成応答メッセージ(TSRe)
トラフィック形成応答(TSRe)は、モビリティマネージャによってトラフィックシェーパーに送信されてアクセスネットワークの異なるユーザ間における資源の共有に関する決定を実行する。TSReメッセージのフォーマットは、以下の情報を含む。
メッセージの種類(1バイト):06は、トラフィック形成応答メッセージを識別する。
シーケンス番号(1バイト):この値は、TSReが送信される毎に更新される。
【0063】
アクセスポイントの部分は、以下の情報を含む。
アクセスネットワークの種類(1バイト):アクセスネットワークの種類を識別(01=セルラー;02=802.11...)
ani_length(1バイト):この値は、バイトでANIの長さを与える。
アクセスネットワーク識別子(1〜32バイト):この値は、アクセスネットワークを独自に識別する。それは、GPRSに対してPLMNであり、WLANに対してSSIDである。
アクセスポイント識別子(0〜6バイト):この値は、アクセスネットワークのアクセスポイントを識別し、それはそのMACアドレスである。
命令の数(1バイト):この値は、メッセージで報告された命令の数を与える。
【0064】
命令の部分は、以下の情報を含む。
セグメント識別子(1バイト):この値は、帯域幅のセグメントを独自に識別する。
新たな長さ(4バイト):この値は、kb/sでセグメントの新たな長さを識別する。
セグメントサービス(4バイト):この値は、IPMMサービスを識別する。
セグメントソースアドレス(4バイト):この値は、IPMMサービスに送信されたパケットのIPソースアドレスを与える。
セグメント目的地アドレス(4バイト):この値は、IPMMサービスに送信されたパケットのIP目的地アドレスを与える。
【0065】
注意:3つの上記フィールドは、新たなセグメントがモビリティ管理サービスに対して生成される時に使用されるのみである。フィールドは、フィルターを定義してトラフィックシェーパーのIPMMサービスのトラフィックを認識することができる。
【0066】
各種変更は、本発明の範囲から逸脱することなく上記実施形態に対して行うことができる。例えば、実施形態は、IEEE802.11標準に従ってWLANに関して説明したが、WLAN標準や、GSM及びUMTS以外のセルラー方式無線ネットワークだけでなく、他のIEEE標準にも適することが分かる。
【0067】
例えば、モビリティマネージャは、各トラフィックの種類に割当てられた帯域幅が、保証された最小値に設定された時、トラフィックの種類によって失った帯域幅の量に比例してそれぞれ異なるトラフィックの種類に、残存する帯域幅を配分することによって、自由にされた帯域幅がアプリケーションサーバに割当てられた後に残存する任意の帯域幅を再割当してセッション帯域幅で要求される増分を提供するよう動作可能である。
【0068】
モビリティマネージャは、アプリケーションサーバからの要求に応答してモビリティ管理モバイルノードの通信セッションレベルを減らすか又は閉じ、減らされた通信セッションレベル又は閉じられた通信セッションの結果として自由にされた帯域幅の量を判断し、現在使用されている相対的な帯域幅とそれぞれ異なるトラフィックの種類に提供される所定の優先度とに比例してトラフィックの種類の間に自由にされた帯域幅を割当て、未使用の帯域幅の割当てに従ってトラフィックパターンを適合することができる。
【0069】
トラフィックシェーパーは、一つより多いアクセスポイントに対するモビリティ管理及び非モビリティ管理モバイルノードが使用する帯域幅を制御することができ、各アクセスポイントは、トラフィックパターンを有し、モビリティマネージャは、モビリティ管理及び非モビリティ管理モバイルノードが使用する帯域幅の制御でトラフィックシェーパーが用いるトラフィックパターンを適合するよう動作可能である。
【0070】
コンピュータプログラム製品は、モビリティマネージャに対するコンピュータプログラムを示す情報信号をその上に記録したコンピュータ読取可能な媒体を有する。
【0071】
トラフィック形成応答メッセージは、トラフィックパターンを適合するためのトラフィックシェーパーに対してモビリティマネージャから情報を提供して、モビリティマネージャが管理しているモバイルノードがアクセスポイントで用いる帯域幅の量と、それぞれ複数のトラフィックの種類に対するモビリティマネージャが管理しないモバイルノードが用いる帯域幅の量とを制御する。
【0072】
トラフィック形成要求メッセージ又はトラフィック形成応答メッセージは、応用層で特に生成される。
【0073】
さらに、本発明のさまざまな実施形態及び特徴は、添付の特許請求の範囲で定義される。
【0074】
本発明の実施形態は、一例として添付図面のみを参照して説明され、類似の部分は、対応する参照英数字で示される。
【図面の簡単な説明】
【0075】
【図1】図1は、アプリケーションサーバによって複数のアクセスネットワークを用いるインターネットプロトコル通信サービスをモバイルノードが備え、モビリティは、モビリティマネージャによって制御される、通信システムの概略ブロック図である。
【図2】図2は、モビリティマネージャの動作に関連付けられた一部を図示する、図1に示す通信システムの一部の概略ブロック図である。
【図3】図3は、図2に示す通信システムの一部を詳細に示す概略ブロック図である。
【図4】図4は、送受信トラフィックのためのアクセスポイントから利用可能な帯域幅の量を識別する包括的なトラフィックパターンの具体的な代表図である。
【図5】図5は、図4に示す包括的なトラフィックパターンに対応するアクセスポイントに対する受信トラフィックのトラフィックパターンの具体的な代表図である。
【図6】図6は、図4に示す包括的なトラフィックパターンに対応するアクセスポイントに対する送信トラフィックのトラフィックパターンの具体的な代表図である。
【図7】図7は、アクセスポイントからの帯域幅の現在の使用に関する情報を、図1、2及び3に示すモビリティマネージャに提供するように実行されるメッセージフロー及び処理ステップの概略代表図である。
【図8】図8は、モビリティマネージャによってトラフィックシェーパーのトラフィックパターンを動的に適合する過程を図示するフローチャートである。
【図9A】図9Aは、モビリティマネージャによる適合の前に、トラフィックパターンの一例を提供する図である。
【図9B】図9Bは、モビリティマネージャによる適合の後に、トラフィックパターンを提供する図である。
【図10】図10は、アプリケーションサーバからの要求に応答してアプリケーションサーバに帯域幅を割当てるためにモビリティマネージャが実行する過程の第1の部分を示すフローチャートである。
【図11】図11は、要求されたセッション帯域幅が複数の異なるトラフィックの種類から回復されることができ、トラフィックの種類へ任意の残存帯域幅が再割当されることができる、図10に示す過程のさらに一部を示すフローチャートである。
【図12】図12は、要求されたセッション帯域幅が比較的低い優先度のモバイルノードからの通信セッションを閉じることによって、及び要求されたセッション通信帯域幅を提供するために自由にされた帯域幅を割当てることによって提供される、図10に示す過程のさらに一部を示すフローチャートである。
【図13】図13は、図12に示す過程のさらに一部を示すフローチャートである。
【図14A】図14Aは、モビリティマネージャがアプリケーションサーバに帯域幅を提供して新たに作用するモバイルノードに通信サービスを提供する場合、モビリティマネージャによる適合の前のトラフィックパターンの一例を提供する図である。
【図14B】図14Bは、モビリティマネージャによる適合の後のトラフィックパターンを提供する図である。
【図15】図15は、モビリティ管理モバイルノードに提供される通信セッションが減少するか又は閉じられた後、複数の異なるトラフィックの種類に帯域幅を再割当するようにモビリティマネージャが実行する過程を示すフローチャートである。
【図16A】図16Aは、アプリケーションサーバがモビリティ官吏モバイルノードに提供する通信セッションが閉じた時に複数の異なるトラフィックの種類の間でモビリティマネージャが帯域幅を再割当する場合、モビリティマネージャによる適合の前のトラフィックパターンの一例を提供する図である。
【図16B】図16Bは、モビリティマネージャによる適合の後のトラフィックパターンを提供する図である。
【符号の説明】
【0076】
22 ネットワークオペレータ
24 サービスプロバイダ
26 エンドユーザ
30 企業ネットワーク
34 トラフィックシェーパー
【特許請求の範囲】
【請求項1】
通信サービスに加入したモバイルノードのモビリティ管理を提供するのに用いるモビリティマネージャであって、通信サービス内で提供される通信セッションのレベルは、モビリティ管理モバイルノードが取付けられるアクセスポイントからモビリティマネージャによってモビリティ管理モバイルノードに割当てられる帯域幅に従って制御され、モビリティマネージャは、
モビリティマネージャによって制御されない一つ以上の非モビリティ管理モバイルノードによるそれぞれ複数の異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用に関して報告し、及びモビリティマネージャによって管理される一つ以上のモビリティ管理モバイルノードによって使用される帯域幅に関して報告するトラフィック形成報告メッセージをアクセスポイントが部分的に形成するアクセスネットワーク内でトラフィックシェーパーからトラフィック形成報告メッセージを受信し、
非モビリティ管理モバイルノードによる異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用に従ってトラフィックパターンを適合し、及び
適合されたトラフィックパターンに従ってアクセスポイントの帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する
ように動作可能であることを特徴とするモビリティマネージャ。
【請求項2】
モビリティマネージャは、非モビリティ管理モバイルノードによってそれぞれ異なるトラフィックの種類に使用される現在の帯域幅を提供するトラフィック形成報告に応答し、
任意のトラフィックの種類に対する非モビリティ管理モバイルノードによって使用されていないアクセスポイントの任意の帯域幅があるかを識別し、任意の帯域幅が使用されていない場合、
現在使用されている相対的な帯域幅とそれぞれ異なるトラフィックの種類に提供される所定の優先度とに比例してトラフィックの種類の間に未使用の帯域幅を割当て、及び
未使用の帯域幅の割当てに従ってトラフィックパターンを適合することを特徴とする請求項1に記載のモビリティマネージャ。
【請求項3】
モビリティマネージャは、アプリケーションサーバによって要求されるセッション帯域幅における増分の要求に応答して、モビリティ管理モバイルノード又は新たに作用するモビリティ管理モバイルノードの一つに提供される通信サービスに対するセッション帯域幅における増分を提供し、
自由にされた帯域幅を提供するために異なるトラフィックの種類に割当てられた帯域幅の量を低減することによって、非モビリティ管理モバイルノードが使用する異なるトラフィックの種類に割当てられる帯域幅に優先して、モビリティ管理モバイルノード又は新たに作用するモビリティ管理モバイルノードが用いるアプリケーションサーバに、要求されたセッション帯域幅を割当て、
異なるトラフィックの種類に対する低減された帯域幅の割当てと、モビリティ管理モバイルノード又は新たに作用するモビリティ管理モバイルノードに必要とされる帯域幅の割当てとを可能にするようトラフィックパターンを適合する
ように動作可能であることを特徴とする請求項2に記載のモビリティマネージャ。
【請求項4】
モビリティマネージャは、それぞれ異なるトラフィックの種類に対する保証最低帯域幅を確保する一方、異なるトラフィックの種類に割当てられる帯域幅の量を低減することによって、異なるトラフィックの種類に割当てられる帯域幅に優先して増分セッション帯域幅を割当てるように動作可能であることを特徴とする請求項3に記載のモビリティマネージャ。
【請求項5】
異なるトラフィックの種類に割当てられる帯域幅の量を低減することによって自由にされる帯域幅が、セッション帯域幅で必要な増分未満である場合、モビリティマネージャは、
モビリティ管理モバイルノードが他のモビリティ管理モバイルノードよりも高いサービスのレベルに加入したかを判断し、加入していた場合、
他の比較的低い優先度のモビリティ管理モバイルノードに対する通信セッションに割当てられる帯域幅の量を減らして他の比較的低い優先度のモビリティ管理モバイルノードによって通信セッションで使用されていた帯域幅を開放し、
非モビリティ管理モバイルノードによって使用される異なるトラフィックの種類に対する帯域幅を低減することによって獲得される帯域幅と、自由にされた全帯域幅の量を他の比較的低い優先度のモビリティ管理モバイルノードから開放した帯域幅とを組合せて提供し、
自由にされた全帯域幅から、要求されるセッション帯域幅の増分を提供し、そうでなければ、
要求されるセッション帯域幅に対するアプリケーションサーバからの要求を拒絶する
ように動作可能であることを特徴とする請求項3又は4のうち何れか1項に記載のモビリティマネージャ。
【請求項6】
アクセスポイントに取付けられるモバイルノードがインターネットパケットを伝達することができる一つ以上のアクセスポイントを含むアクセスネットワークであって、それぞれ一つ以上のアクセスポイントは、利用可能な通信帯域幅の量を提供する、アクセスネットワークと、
通信サービスに加入し、かつアクセスポイントに現在属している一つ以上のモバイルノードが用いるアクセスネットワークの少なくとも一つのアクセスポイントから帯域幅を割当てるように動作可能なモビリティマネージャであって、一つ以上のモバイルノードは、モビリティ管理モバイルノードである、モビリティマネージャと、
トラフィックパターンに従ってアクセスポイントから利用可能な帯域幅の量の使用を制御するように動作可能なトラフィックシェーパーであって、トラフィックパターンは、モビリティ管理モバイルノードに取付けられるアクセスポイント帯域幅の量と、他のモバイルノードが使用するアクセスポイントを介して伝達されるそれぞれ複数のトラフィックの異なる種類に割当てられる帯域幅とを識別する、トラフィックシェーパーと
を具備する通信システムであって、モビリティマネージャは、
それぞれ異なるトラフィックの種類の他のモバイルノードとモビリティ管理モバイルノードとによる帯域幅の現在の使用に関する報告をする、トラフィックシェーパーからのトラフィック形成報告メッセージに応答して、異なるトラフィックの種類及びモビリティ管理モバイルノードに対する帯域幅の現在の使用に従ってトラフィックパターンを適合し、
適合されたトラフィックパターンに従ってアクセスポイントの帯域幅の使用を制御するように動作可能なトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する
ように動作可能であることを特徴とする通信システム。
【請求項7】
アクセスネットワークは、インターネットパケットがアクセスネットワークに対して出入りするアクセスゲートウェイを含み、トラフィックシェーパーは、
モバイルノードが属するアクセスポイントの識別とともに、モビリティ管理モバイルノードがアクセスポイントから現在受けるリンク品質の表示を提供するモバイルノード評価メッセージ(MNE)を分析し、
アクセスネットワーク内で現在利用可能なアクセスポイントをモバイルノード評価メッセージ(MNE)から識別し、
それぞれについてトラフィックパターンが提供されるアクセスゲートウェイにアクセスネットワーク上で現在利用可能な各アクセスポイントの識別を提供する
ように動作可能であることを特徴とする請求項6に記載の通信システム。
【請求項8】
モビリティ管理モバイルノードが取付けられるアクセスポイントからモビリティ管理モバイルノードへ割当てられる帯域幅に従って制御される通信セッションレベルを提供するための通信サービスに加入するモバイルノードのモビリティ管理を提供する方法であって、
アクセスポイントがトラフィック形成報告メッセージを一部形成するアクセスネットワーク内でトラフィックシェーパーからトラフィック形成報告メッセージを受信する過程であって、トラフィック形成報告メッセージは、モビリティマネージャによって制御されない非モビリティ管理モバイルノードによるそれぞれ複数の異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用に関して報告し、かつモビリティマネージャによって管理される一つ以上のモビリティ管理モバイルノードによって使用される帯域幅に関する報告をする、受信過程と、
非モビリティ管理モバイルノードによる異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用に従ってトラフィックパターンを適合する過程と、
適合されたトラフィックパターンに従ってアクセスポイントの帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する過程と
を具備することを特徴とする方法。
【請求項9】
データプロセッサ上に搭載される時、請求項8による方法をデータプロセッサに実行させるコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュータプログラム。
【請求項10】
情報は、モビリティマネージャによって管理されているモバイルノードによって使用される帯域幅の量と、それぞれ複数のトラフィックの種類に対するモビリティマネージャによって管理されないモバイルノードによって使用される帯域幅の量との表示を提供する請求項1から5のうち何れか1項によるモビリティマネージャに、トラフィックシェーパーから情報を提供するトラフィック形成要求メッセージ。
【請求項1】
通信サービスに加入したモバイルノードのモビリティ管理を提供するのに用いるモビリティマネージャであって、通信サービス内で提供される通信セッションのレベルは、モビリティ管理モバイルノードが取付けられるアクセスポイントからモビリティマネージャによってモビリティ管理モバイルノードに割当てられる帯域幅に従って制御され、モビリティマネージャは、
モビリティマネージャによって制御されない一つ以上の非モビリティ管理モバイルノードによるそれぞれ複数の異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用に関して報告し、及びモビリティマネージャによって管理される一つ以上のモビリティ管理モバイルノードによって使用される帯域幅に関して報告するトラフィック形成報告メッセージをアクセスポイントが部分的に形成するアクセスネットワーク内でトラフィックシェーパーからトラフィック形成報告メッセージを受信し、
非モビリティ管理モバイルノードによる異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用に従ってトラフィックパターンを適合し、及び
適合されたトラフィックパターンに従ってアクセスポイントの帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する
ように動作可能であることを特徴とするモビリティマネージャ。
【請求項2】
モビリティマネージャは、非モビリティ管理モバイルノードによってそれぞれ異なるトラフィックの種類に使用される現在の帯域幅を提供するトラフィック形成報告に応答し、
任意のトラフィックの種類に対する非モビリティ管理モバイルノードによって使用されていないアクセスポイントの任意の帯域幅があるかを識別し、任意の帯域幅が使用されていない場合、
現在使用されている相対的な帯域幅とそれぞれ異なるトラフィックの種類に提供される所定の優先度とに比例してトラフィックの種類の間に未使用の帯域幅を割当て、及び
未使用の帯域幅の割当てに従ってトラフィックパターンを適合することを特徴とする請求項1に記載のモビリティマネージャ。
【請求項3】
モビリティマネージャは、アプリケーションサーバによって要求されるセッション帯域幅における増分の要求に応答して、モビリティ管理モバイルノード又は新たに作用するモビリティ管理モバイルノードの一つに提供される通信サービスに対するセッション帯域幅における増分を提供し、
自由にされた帯域幅を提供するために異なるトラフィックの種類に割当てられた帯域幅の量を低減することによって、非モビリティ管理モバイルノードが使用する異なるトラフィックの種類に割当てられる帯域幅に優先して、モビリティ管理モバイルノード又は新たに作用するモビリティ管理モバイルノードが用いるアプリケーションサーバに、要求されたセッション帯域幅を割当て、
異なるトラフィックの種類に対する低減された帯域幅の割当てと、モビリティ管理モバイルノード又は新たに作用するモビリティ管理モバイルノードに必要とされる帯域幅の割当てとを可能にするようトラフィックパターンを適合する
ように動作可能であることを特徴とする請求項2に記載のモビリティマネージャ。
【請求項4】
モビリティマネージャは、それぞれ異なるトラフィックの種類に対する保証最低帯域幅を確保する一方、異なるトラフィックの種類に割当てられる帯域幅の量を低減することによって、異なるトラフィックの種類に割当てられる帯域幅に優先して増分セッション帯域幅を割当てるように動作可能であることを特徴とする請求項3に記載のモビリティマネージャ。
【請求項5】
異なるトラフィックの種類に割当てられる帯域幅の量を低減することによって自由にされる帯域幅が、セッション帯域幅で必要な増分未満である場合、モビリティマネージャは、
モビリティ管理モバイルノードが他のモビリティ管理モバイルノードよりも高いサービスのレベルに加入したかを判断し、加入していた場合、
他の比較的低い優先度のモビリティ管理モバイルノードに対する通信セッションに割当てられる帯域幅の量を減らして他の比較的低い優先度のモビリティ管理モバイルノードによって通信セッションで使用されていた帯域幅を開放し、
非モビリティ管理モバイルノードによって使用される異なるトラフィックの種類に対する帯域幅を低減することによって獲得される帯域幅と、自由にされた全帯域幅の量を他の比較的低い優先度のモビリティ管理モバイルノードから開放した帯域幅とを組合せて提供し、
自由にされた全帯域幅から、要求されるセッション帯域幅の増分を提供し、そうでなければ、
要求されるセッション帯域幅に対するアプリケーションサーバからの要求を拒絶する
ように動作可能であることを特徴とする請求項3又は4のうち何れか1項に記載のモビリティマネージャ。
【請求項6】
アクセスポイントに取付けられるモバイルノードがインターネットパケットを伝達することができる一つ以上のアクセスポイントを含むアクセスネットワークであって、それぞれ一つ以上のアクセスポイントは、利用可能な通信帯域幅の量を提供する、アクセスネットワークと、
通信サービスに加入し、かつアクセスポイントに現在属している一つ以上のモバイルノードが用いるアクセスネットワークの少なくとも一つのアクセスポイントから帯域幅を割当てるように動作可能なモビリティマネージャであって、一つ以上のモバイルノードは、モビリティ管理モバイルノードである、モビリティマネージャと、
トラフィックパターンに従ってアクセスポイントから利用可能な帯域幅の量の使用を制御するように動作可能なトラフィックシェーパーであって、トラフィックパターンは、モビリティ管理モバイルノードに取付けられるアクセスポイント帯域幅の量と、他のモバイルノードが使用するアクセスポイントを介して伝達されるそれぞれ複数のトラフィックの異なる種類に割当てられる帯域幅とを識別する、トラフィックシェーパーと
を具備する通信システムであって、モビリティマネージャは、
それぞれ異なるトラフィックの種類の他のモバイルノードとモビリティ管理モバイルノードとによる帯域幅の現在の使用に関する報告をする、トラフィックシェーパーからのトラフィック形成報告メッセージに応答して、異なるトラフィックの種類及びモビリティ管理モバイルノードに対する帯域幅の現在の使用に従ってトラフィックパターンを適合し、
適合されたトラフィックパターンに従ってアクセスポイントの帯域幅の使用を制御するように動作可能なトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する
ように動作可能であることを特徴とする通信システム。
【請求項7】
アクセスネットワークは、インターネットパケットがアクセスネットワークに対して出入りするアクセスゲートウェイを含み、トラフィックシェーパーは、
モバイルノードが属するアクセスポイントの識別とともに、モビリティ管理モバイルノードがアクセスポイントから現在受けるリンク品質の表示を提供するモバイルノード評価メッセージ(MNE)を分析し、
アクセスネットワーク内で現在利用可能なアクセスポイントをモバイルノード評価メッセージ(MNE)から識別し、
それぞれについてトラフィックパターンが提供されるアクセスゲートウェイにアクセスネットワーク上で現在利用可能な各アクセスポイントの識別を提供する
ように動作可能であることを特徴とする請求項6に記載の通信システム。
【請求項8】
モビリティ管理モバイルノードが取付けられるアクセスポイントからモビリティ管理モバイルノードへ割当てられる帯域幅に従って制御される通信セッションレベルを提供するための通信サービスに加入するモバイルノードのモビリティ管理を提供する方法であって、
アクセスポイントがトラフィック形成報告メッセージを一部形成するアクセスネットワーク内でトラフィックシェーパーからトラフィック形成報告メッセージを受信する過程であって、トラフィック形成報告メッセージは、モビリティマネージャによって制御されない非モビリティ管理モバイルノードによるそれぞれ複数の異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用に関して報告し、かつモビリティマネージャによって管理される一つ以上のモビリティ管理モバイルノードによって使用される帯域幅に関する報告をする、受信過程と、
非モビリティ管理モバイルノードによる異なるトラフィックの種類に対する帯域幅の現在の使用に従ってトラフィックパターンを適合する過程と、
適合されたトラフィックパターンに従ってアクセスポイントの帯域幅を制御するのに用いるトラフィックシェーパーに、適合されたトラフィックパターンを伝達する過程と
を具備することを特徴とする方法。
【請求項9】
データプロセッサ上に搭載される時、請求項8による方法をデータプロセッサに実行させるコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュータプログラム。
【請求項10】
情報は、モビリティマネージャによって管理されているモバイルノードによって使用される帯域幅の量と、それぞれ複数のトラフィックの種類に対するモビリティマネージャによって管理されないモバイルノードによって使用される帯域幅の量との表示を提供する請求項1から5のうち何れか1項によるモビリティマネージャに、トラフィックシェーパーから情報を提供するトラフィック形成要求メッセージ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【公表番号】特表2008−532447(P2008−532447A)
【公表日】平成20年8月14日(2008.8.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−500109(P2008−500109)
【出願日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【国際出願番号】PCT/EP2006/002071
【国際公開番号】WO2006/094757
【国際公開日】平成18年9月14日(2006.9.14)
【出願人】(591034154)フランス テレコム (290)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成20年8月14日(2008.8.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【国際出願番号】PCT/EP2006/002071
【国際公開番号】WO2006/094757
【国際公開日】平成18年9月14日(2006.9.14)
【出願人】(591034154)フランス テレコム (290)
【Fターム(参考)】
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