移動に基づくコンテンツ配信を含む無線通信システム
【課題】無線通信リンクを介するコンテンツの配信が、無線トランシーバのモビリティ状態に基づいて行われるようにする。
【解決手段】システムは、特定のコンテンツに対する各加入者のモビリティに基づく享受権に相当する料金段階を利用する。すなわち、静止したユーザと同一のサービス品質を移動式ユーザが維持するためには、移動式ユーザにオプション料金が課される。したがって、移動式加入者としては、帯域幅の減少を経験することによって、または、より高い加入料金を負担することによって、モビリティの影響を被る。コンテンツ配信を制限することで、無線資源全体に対する移動と類似の現象による影響を緩和する。
【解決手段】システムは、特定のコンテンツに対する各加入者のモビリティに基づく享受権に相当する料金段階を利用する。すなわち、静止したユーザと同一のサービス品質を移動式ユーザが維持するためには、移動式ユーザにオプション料金が課される。したがって、移動式加入者としては、帯域幅の減少を経験することによって、または、より高い加入料金を負担することによって、モビリティの影響を被る。コンテンツ配信を制限することで、無線資源全体に対する移動と類似の現象による影響を緩和する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテンツ配信を含む無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置および無線通信サービスに対する需要が、世界中で前例のない速度で増加し続けている。このようなシステムは、ますます、社会の成長部門にとって、音声およびデータ通信を提供するのに一般に利用される。これらのシステムは元はアナログ信号送受信技術に依存していたが、将来のシステムは種々のデジタル信号暗号化方式に基づいたものになるであろうとの点で、大方の意見が一致している。
【０００３】
典型的な無線通信システムはポイント・ツー・マルチポイント型であり、１つの中央の基地局が、セルとして知られている受信可能範囲のローカル地理領域内に配置された複数の遠隔ユニットと通信する。このシステムは多重通信を提供し、フォワード方向（順方向）（基地局から遠隔ユニットへの方向）およびリバース方向（逆方向）（移動式遠隔ユニットから基地局への方向）の両方に信号を送ることができる。公衆交換機電話網（Public Switched Telephone Network, ＰＳＴＮ）のようなネットワーク、および遠隔ユニット、またはインターネットのようなデータ・ネットワークの間の通信をサポートするために、無線システムは、種々の論理構成要素と機能実体を規定しなければならない。
【０００４】
現在広く使われている符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式や時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式を検討してみる。いずれの方式も、フォワード・リンクおよびリバース・リンクを構成する無線チャネルの一定の論理形式を規定する。特に、フォワード・リンク・チャネルは、多くの場合、パイロット・チャネル、ページング・チャネル、および多数のフォワード・リンク・トラフィック・チャネルを有する。トラフィック・チャネルは、基地局と移動式ユニットとの間でペイロード・データを搬送するのに使われる。また、パイロット・チャネルは、一般に遠隔ユニットが基地局と同期した状態を維持するのに必要なものである。ページング・チャネルは、基地局が遠隔ユニットに対して、特定の接続と加入者ユニットのいずれか、または両方に対するフォワード・トラフィック・チャネルの割当てのような制御情報を通知するための仕組みを提供する。
【０００５】
同様に、アクセス・チャネルがリバース方向にもリバース方向トラフィック・チャネルに加えて備わっている。アクセス・チャネルにより、遠隔ユニットは基地局に制御情報を伝達できる。例えば、要求されたように接続の割当てまたは割当て解除の必要を通知するメッセージを送信する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線通信システムの性能は種々の環境条件によって影響を受ける。これらの環境条件には大気圏での信号路損失が挙げられ、これによりフェージングや干渉が起こる。このフェージングには、セル内での特定の地勢によりもたらされるフェージングのみならず、受信信号強度の変動をもたらす建物のような特定の形体からの信号反射に起因する多重伝送路フェージングなども含まれる。遠隔ユニットが特に自動車で用いられる携帯電話機のように高速度で動作する可能性のある移動式ユニットであるシステムは、多重伝送路フェージングの影響を受けやすい。このような環境では、信号路が頻繁に高速度で切り替わる。
【０００７】
加入者ユニットが基地局に対して移動しても、同様の影響がシステム性能に及ぶ。一旦動けば、基地局は加入者ユニットの位置を正確に見つけるのは困難である。その上、信号路は移動速度に比例する速度で絶えず切り替わっている。無線リンクを維持するためには、移動式加入者に対して余分のパワーとトラフィック・チャネルとを割り当てることが考えられる。このように無線資源を余分に割り当てると、他の加入者に割り当てることのできる資源まで奪ってしまうことになる。他の加入者に対するこのような有害な影響は、急速に移動している間や、無線リンクにおいてデータ・レートを高水準に維持するような場合に、無視できないものと感じられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、総じて無線ユーザの地域における移動および類似の現象によってもたらされる影響を緩和する。本発明のシステムは、特定のコンテンツに対する各加入者のモビリティ（移動）に基づく享受権に相当する料金段階を用いる。すなわち、静止したユーザと同一のサービス品質を移動式ユーザが維持するためには、当該移動式ユーザにオプション料金が課される。したがって、移動式加入者としては、帯域幅の減少を経験することによって、または、より高い加入料金を負担することによって、モビリティの影響を被る。
【０００９】
本発明の特定の実施形態は、ポータブル式（移動できる）無線装置にコンテンツを配信する方法を含む。無線通信リンクが、ポータブル装置と基地局との間に確立される。この無線通信リンクは符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルを含むことができる。
【００１０】
さらに、ポータブル装置のモビリティ状態を検出する。詳述すれば、このモビリティ状態は、静止、歩行、移動の少なくとも３種類のモビリティ状態から選ばれる。
【００１１】
検出されたモビリティ状態に基づいて、限られたコンテンツが通信リンク上を送信される。各モビリティ状態は、複数の利用可能な料金プランのうちの少なくとも一つの料金プランに関連付けられている。これは、料金プランごとに、モビリティ状態に基づく配信可能なコンテンツ種類のセットの決定を含むことができる。
【００１２】
また、配信可能なコンテンツの種類は、ポータブル式無線トランシーバのユーザに対してディスプレイを介して表示される。
【００１３】
本発明の構成は、無線通信リンク上でのコンテンツの送信に影響を及ぼすコンピュータ・システムで具現化できる。ここで、ポータブル式無線トランシーバが無線通信リンクと通信する。ポータブル式無線トランシーバは、そのサービス・レベルおよびモビリティ状態を有する。コンピュータのプログラム・ルーチンが、サービス・レベルおよびモビリティ状態を管理して、無線通信リンク上を送信されるデータ速度に影響を及ぼす。
【００１４】
サービス・レベルは、ポータブル式無線トランシーバの料金プランに基づく。詳細には、サービスの・レベルが、無線通信リンク上を送信できる複数の許容されるコンテンツの種類を特定できる。各許容されるコンテンツの種類は、対応するサービス・ポート番号、対応するプロトコル識別子、または対応するファイル形式によって特定されてもよい。
【００１５】
モビリティ状態は、少なくとも３種類のモビリティ状態から選ばれることができる。また、このモビリティ状態は、無線通信リンクに関連する量（metric）、または、ポータブル式無線トランシーバにおけるモビリティ・データから算出できる。
【００１６】
コンピュータのプログラム・ルーチンが許容されない送信を判定する。次に、コンピュータのプログラム・ルーチンは、無線通信リンク上の許容されない送信の送信をブロックする。
【００１７】
より具体的な通信システムは、無線基地局トランシーバと、該無線基地局トランシーバと無線通信リンク上を通信するポータブル式無線トランシーバとを有する。コンピュータが、ポータブル式無線トランシーバに接続されることができる。ポータブル式無線トランシーバはその料金プランを有することができる。データは、無線リンクを介してトランシーバ間を伝送される。
【００１８】
また、基地局におけるモビリティ処理ルーチンが、ポータブル式無線トランシーバのモビリティ状態を格納できる。このモビリティ状態は、基地局のプロセッサによって算出される。特に、モビリティ状態は、無線通信リンクの性能から得られるデータ、または、ポータブル式無線トランシーバが提供するデータから算出される。
【００１９】
コンテンツ・フィルタを設けて、料金プランおよびモビリティ状態に基づいて、データが無線リンク上を送信されるのをブロックするようにしてもよい。コンテンツ・フィルタは、さらに、データのコンテンツの種類に基づいてデータをブロックできる。コンテンツの種類は、サービス・ポート番号、メッセージのプロトコル、またはファイル形式によって表される。
【００２０】
さらに、ゲートウェイが、基地局と広域ネットワークとの間に配置されることができる。このゲートウェイはコンテンツ・フィルタを有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態を実現するのに適した特定の通信システムのブロック図である。
【図２Ａ】特定のフォワード無線リンク２４０のブロック図である。
【図２Ｂ】特定のリバース無線リンク２６０のブロック図である。
【図３】図１のサービス権テーブルの一例を示す説明図である。
【図４】ＯＳＩアーキテクチャ・モデルにおけるインターネット・プロトコルのブロック図である。
【図５】図１のモビリティ・データベースの概略図である。
【図６】特定のモビリティ状態処理ルーチンのフローチャートである。
【図７】特定のパケット処理ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
移動に基づくコンテンツ配信を含む無線通信システムの前述およびその他の目的、特徴、および利点は、添付図面に示す本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明で明らかになるであろう。図面では、同一参照符号は異なる図面においても同一部品を指す。図面は必ずしも縮尺通りでなく、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【００２３】
図１は、本発明の各実施形態を実現するのに適した特定の通信システムを示す概略図である。図示のように、一つ以上のサーバ２が、インターネット５のような広域ネットワーク（ＷＡＮ）と通信する。各ネットワーク・サーバ２は、一般に、情報コンテンツ４を格納するデータ・ストア３を備える。このネットワーク・サーバ２は、ネットワーク５を介して、遠隔クライアントと通信し情報を交換する。このために、ネットワーク・サーバ２は、エンドユーザにウェブ・コンテンツを提供するウェブ・サーバを有してもよい。
【００２４】
通信システム１は、一つ以上のゲートウェイ・プロセッサ１０を介してＷＡＮ５へのインタフェースを提供する。各ゲートウェイ１０は、通常、権限のないパケットから通信システム１を保護するファイアウォール１１と、一つ以上の基地局２０へのメッセージおよび基地局２０からのメッセージを方向付けるルータまたはスイッチとを備える。また、ゲートウェイ１０は、コンテンツ４’を格納するコンテンツ・データベース３’を有するローカルなネットワーク・サーバ２’と、サービス権データベース１００（後述）およびモビリティ・データベース１９０（後述）のようなデータを格納するデータベースすなわちウェアハウス１９を有するデータ・サーバ１８とへのメッセージおよびこれらからのメッセージのルーティングを行ってもよい。
【００２５】
各基地局２０は、無線通信リンクを介して複数の加入者アクセス・ユニット（ＳＡＵ）３０と通信する無線トランシーバ２３を制御する基地局プロセッサ２１を備える。図においては例示のために、無線通信リンク２５を有する加入者アクセス・ユニット３０は一つしか図示していない。無線通信リンク２５は、基地局２０から加入者アクセス・ユニット３０へのフォワード・リンク２４と、加入者アクセス・ユニット３０から基地局２０へのリバース・リンク２６とを有する。
【００２６】
加入者アクセス・ユニット３０は移動可能であり、無線リンク２５を介して通信するための無線トランシーバ３３を制御する加入者用プロセッサ３１を備える。加入者アクセス・ユニット３０は、ラップトップ・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、ＰＤＡ（携帯情報端末）、インターネット・アプライアンス、またはその他の適当な装置のようなコンピュータ装置４０と通信できる。加入者アクセス・ユニット３０とコンピュータ装置４０とは、インターネットが可能な電話のような一つのパッケージに一体化されてもよいことは、当業者には容易に理解されるところである。また、加入者アクセス・ユニット３０それぞれが同一でなくてもよいことも、当業者には容易に理解されるところである。
【００２７】
通信システム１は、デマンド・アクセス型ポイント・ツー・マルチポイントの無線通信システムである。すなわち、コンピュータ４０は、フォワード・リンク２４とリバース・リンク２６上で実現される双方向無線通信を介してネットワーク・サーバ２，２’に対してデータの送受信を行う。なお、図示のポイント・ツー・マルチポイントの多重アクセス無線通信システム１において、特定の基地局２０は、携帯電話通信ネットワークと同様の態様で、多数の異なった加入者アクセス・ユニット３０との通信をサポートするのが一般的と理解すべきである。
【００２８】
また、前述したように、ゲートウェイ１０は複数の基地局２０と通信できる。当業者には、各基地局２０は、該当するゲートウェイ１０を介してＷＡＮ５へのインタフェースとなることが容易に理解されるところである。この場合、複数のゲートウェイ１０がトンネリング・プロトコルを利用して、加入者アクセス・ユニット３０が一つの基地局から他の基地局へと移る際に加入者データを交換するものであってもよい。
【００２９】
本発明の特定の実施形態によれば、無線通信リンク２５は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルのような標準的なデジタル無線プロトコルを遵守する。ここで述べる技術は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）プロトコルを含むその他の無線プロトコルにも適用できる。また、本発明を実施するに当たっては、その他の標準的なプロトコルまたは独自プロトコル（proprietary protocol）を利用してもよいことは、当業者には容易に理解されるところである。
【００３０】
図２Ａは、特定のフォワード無線リンク２４０の概略ブロック図である。ＣＤＭＡ技術に従い、フォワード・リンクは、パイロット・チャネル２４２と、ページング・チャネル２４４と、複数のフォワード・トラフィック・チャネル２４６−１，…，２４６−Ｎとを有する。基地局２０は、サービス品質（QOS）パラメータに基づいて、フォワード・トラフィック・チャネル２４６を加入者アクセス・ユニット３０に割り当てる。特に、加入者アクセス・ユニット３０は、所望のビット・レートを維持するために、フォワード・トラフィック・チャネル２４６の数を増やすことを要求してもよい。
【００３１】
図２Ｂは、特定のリバース無線リンク２６０の概略ブロック図である。ＣＤＭＡ技術に従い、リバース・リンクは、アクセス・チャネル２６２と、複数のリバース・トラフィック・チャネル２６６−１，…，２６６−Mとを有する。フォワード・トラフィック・チャネル２４６と同様に、リバース・トラフィック・チャネル２６６の数は所望のビット・レートに応じて変わる。
【００３２】
ＣＤＭＡアーキテクチャにおいて、特定の加入者アクセス・ユニット３０に対してより多くのチャネルを割り当てると、他の加入者アクセス・ユニットが利用できる資源が減少する。これにより、他の利用者に提供されるサービス品質が劣化する。加入者アクセス・ユニットが追加のトラフィック・チャネルを要求する一つの原因は移動環境下である。加入者アクセス・ユニット３０が移動するのに伴い、静止した基地局２０は、当該加入者アクセス・ユニット３０に対してデータを提供するのが困難になってくる。これに対する対処策として、基地局はパワーを上げて、追加のトラフィック・チャネルを無線通信リンク２５に割り当てる。これに対して、静止した加入者アクセス・ユニット３０は、より低いパワーおよびより少ないトラフィック・チャネルを消費しながら、同一のデータ・レートを達成できる。基地局２０としては、一つ以上の移動式ユニットにサービスを提供するために、安定している、すなわち、より一層静止している加入者に対してペナルティを課すのは望ましくない。しかし、静止した加入者アクセス・ユニット３０に限られる種々の電磁界の干渉、または、無線リンク２５における種々の電磁界の干渉により、静止した加入者でさえ基地局にとって移動しているものと見えることがある。
【００３３】
本発明の実施形態によれば、加入者のサービス品質は料金プランまたはレベルに応じて決まる。すなわち、移動するユーザに対して、静止したユーザと同一のサービス品質を維持するためにオプション料金を課す。本発明の特定の実施形態によれば、３種類のモビリティ・レベル、すなわち、静止、歩行、移動を規定している。この３種類のモビリティ・レベルの定義と技術的な違いについては、ホストの無線通信システムの特色に基づく技術上の選択事項である。同様に、料金プランの詳細についても、通信システムの技術的パラメータと顧客のデモグラフィックス（平均年齢、収入、教育水準などを分析した統計的データ）に基づく技術上および営業活動上の選択事項である。
【００３４】
サービス権テーブルの一例を図３に示す。図示のように、表１００には３種類の規定されたモビリティ状態１１０、静止、歩行、移動を示す３つの縦列がある。横行は、利用可能な料金プラン１２０を表す。表のデータ欄が、加入者のサービス権を特定する。特定の実施形態において、データ欄はサービス権のビット・マップである。
【００３５】
このような簡単な例において、加入者は歩行状態と移動状態において三階層のサービス、すなわち、完全サービス、部分サービス、サービス無しのいずれかを得ることができる。例えば、料金プランIIにあっては、加入者は静止時に完全サービスを、歩行レベルで動作しているときは制限付きサービスを、また、完全に移動しているときはサービス無しを受ける。これら３種類のモビリティ状態にわたって、コンテンツをいかに配分するかという問題が生じる。
【００３６】
本発明の特定の実施形態において、コンテンツは、開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルを遵守するプロトコルにしたがって加入者アクセス・ユニットに提供される。詳細には、通信システム１は、ＴＣＰ/ＩＰ規格を遵守する。よって、コンテンツの選択の仕方は、ＴＣＰ／ＩＰ規格とインターネットの手法に従う。
【００３７】
図４は、ＯＳＩアーキテクチャ・モデルにおけるインターネット・プロトコルのブロック図を示す。図示のように、ＯＳＩアーキテクチャ５０は、物理層５１、データ・リンク層５２、ネットワーク層５３、トランスポート層５４、セッション層５５、プレゼンテーション層５６、アプリケーション層５７の７つのプロトコル層を有する。各層は、それぞれ複数のプロトコルを含むことができる。一般に、コンテンツはアプリケーション層５７のアプリケーション間で交換される。受信側アプリケーションにコンテンツを送信するために、コンテンツは、特定のアプリケーションのプロトコルにしたがってフォーマットされ、下位のプロトコルによりカプセル化される。宛て先で受信されると、下位のプロトコルが取り省かれてコンテンツが現れる。ネットワークにおけるコンピュータ間で伝送されるメッセージのサイズを減らすために、コンテンツは小さい単位に分割されてパケットとして配信される。インターネット５全体にわたって、これらのパケットはインターネット・プロトコル（ＩＰ）を遵守する。現に、ゲートウェイ１０はＴＣＰ／ＩＰ規格を利用して、ローカル・ネットワーク・サーバ２’、データ・サーバ１８および基地局とも通信できる。
【００３８】
パワーやチャネル割当てのような無線資源が比較的長時間にわたって高速データ・レートを要求する加入者に取られると、他の加入者に対する影響が極めて大きくなるため、要求された帯域幅に応じて、提供されるサービスが選択されるか、除外される。このような場合、パワー、チャネルおよび特定のセルにおけるユーザ飽和度の結果として無線量（wireless metric）を選択してもよい。現に、加入者のモビリティが、サービス権テーブル１００に基づいて当該加入者にパワーおよびチャネル割当てを与えるのに用いることができる。
【００３９】
しかし、このような方法では、個々のパケットにおけるペイロード・コンテンツを認識しなければならない。また、ゲートウェイ１０は、パケットを他の加入者に配信する影響を評価する必要が生ずる場合もある。このようなタスクは、パケットがバラバラになった状態で到着するという事実により複雑である。通常、すべてのパケットが受信されたか否かの判断やペイロード・コンテンツの最終的なサイズの判断は、宛て先のホスト・コンピュータ（すなわち、コンピュータ４０）に任されている。宛て先ホストから流れてきたこのデータを分析することは、ゲートウェイ１０に対して余分で、しかもおそらくは冗長な処理を課することになる。
【００４０】
別の方法として、ファイル形式のようなコンテンツの概略的な特性に基づいて配信選択を行うことが挙げられる。ある種のファイル形式では、帯域幅および他のファイル形式を一層要求していることが、知られている。例えば、スクリプトは一般にほとんどコンテンツを有することなく、既にコンピュータ４０上にあるソフトウェアに対して、予め定義づけた機能を実行するように命令する。テキスト形式のコンテンツも、このテキストがＨＴＭＬ形式のファイルの一部、電子メールのメッセージ、またはショート・メッセージのいずれであろうとも、集約度の大きい帯域幅（bandwidth intensive）、つまり高い帯域幅をほとんど必要としない。これに対して、音声および映像のコンテンツのストリーミングは、高い帯域幅を必要とする。
【００４１】
ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）により転送されるファイルは、さらに複雑である。
第１に、このようなファイルはサイズが不定である。第２に、このようなファイルはアプリケーション・プログラムにより圧縮されているので、そのファイル形式がパケット化された情報からでは判断できない。
【００４２】
下位のプロトコルが上位のプロトコルをカプセル化しているので、各プロトコルはパケット内で識別できる。例えば、ＨＴＭＬファイルは、アプリケーション層５７においてハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）を遵守する。同様に、ストリーミング・データはアプリケーション層５７においてリアルタイム・ストリーミング・プロトコル（ＲＴＳＰ）を遵守する。受信したＩＰパケットをアンパックすることで、通信システム１は内在するアプリケーションのプロトコルを識別することができる。
【００４３】
すべてのパケットをアンパックすることは、それ自体は効果的ではあるが、コンピュータシステム１のゲートウェイ１０および基地局２０のノードに余分な処理を強いることになる。幸い、パケットのペイロード・コンテンツの別の概略的な指標が、中間コンピュータ、特にゲートウェイ１０によって通常検査されるサービス・ポート番号により提供される。例えば、ポート８０は一般にＨＴＴＰすなわちブラウザ・アクティビティを示している。
【００４４】
本発明の特定の実施形態によれば、ゲートウェイ１０がコンテンツをそのルーティングまたはファイアウォール処理の一部の際中に識別する。その後、ゲートウェイ１０が、加入者の対応する基地局２０に対してパケットを配信すべきか否かを判断する責任を持つ。
この処理を促進するために、モビリティ・テーブル１９０がゲートウェイ１０と基地局２０により維持されている。モビリティ・テーブル１９０はデータ・サーバ１８のウェアハウス１９にリレーショナル・データベース・テーブルとして格納されている。
【００４５】
図５は、モビリティ・データベース１９０の概略図である。図示のように、３つのフィールド、すなわち、加入者識別フィールド１９２、料金プラン識別フィールド１９４およびモビリティ・レベル識別フィールド１９６を有する。各加入者に対する料金プランはシステム管理者によって定められているので、料金データ識別フィールド１９４は、サービス権テーブル１００に反映されている加入者が選んだ料金プランを示す。これに対して、モビリティ・レベルは変動する。現在のところ特定の加入者が関わる基地局は、加入者アクセス・ユニット３０の現在のモビリティ状態に基づいてモビリティ・データベース１９０におけるモビリティ・レベル識別フィールド１９６を定期的に更新する。
【００４６】
特定のモビリティ状態処理ルーチンのフローチャートを図６に示す。基地局プロセッサ２０がユーザのモビリティ状態を検出する。ルーチン２１０は、各加入者アクセス・ユニットのモビリティ状態を定期的に算出する。ステップ２１１におけるタイマ割込みによって、各繰返しが開始される。
【００４７】
モビリティ状態の判定には、加入者アクセス・ユニット３０でのモビリティ検出（たとえば、水銀スイッチによるもの）、およびリバース方向アクセス・チャネル２６２またはリバース方向トラフィック・チャネル２６６からの算出したデータなどを含む適当な技法を利用することができる。ステップ２１３では、システムと加入者アクセス・ユニット３０とで利用する実用方法に特有なモビリティ量を測定する。
【００４８】
モビリティ量から、ステップ２１５においてモビリティ状態を算出する。さらに、加入者アクセス・ユニットの実際の動き、または、干渉に起因する性能の劣化を、算出した状態に反映してもよい。ステップ２１７において、算出したモビリティ状態がモビリティ・テーブル１９０の加入者モビリティ・フィールドに格納される。
【００４９】
加入者が移動していないこともあることから、ルーチン２１０ではステップ２１９において加入者アクセス・ユニット３０にメッセージを送出して、現在のモビリティ状態およびサービス・レベルを知らせる。この情報は、コンピュータ４０を利用する加入者のディスプレイに表示される。特に、現在のモビリティ状態を表すアイコン４５（図１）が加入者のコンピュータのディスプレイ４２上に表示される。加入者としては、このアイコンを選択することで、現在のサービス・レベルの詳細を表示させることができる。
【００５０】
図７は、特定のパケット処理ルーチンを示す。ゲートウェイ１０（図１）のファイアウォール処理の間に、当該ゲートウェイ１０が各パケットを処理できる。このパケット処理ルーチン１２０は、宛て先の加入者アクセス・ユニット３０のモビリティ状態を判定するステップ１２１からスタートする。このモビリティ状態の判定は、加入者の識別子をキーとして用いてモビリティ・テーブル１９０にアクセスし、その後、レコードからモビリティ状態１９６および料金プラン１９４を取り出すことにより達成できる。
【００５１】
ステップ１２３では、取り出された料金プランおよびモビリティ状態の値に基づいて、サービス権テーブル１００から、許容されるサービスを調べる。
【００５２】
許容されるサービスが特定されると、コンテンツをフィルタリングするために、対応するビットマップが使われる。ステップ１２５では、許容されるサービスのビットマップと、パケットからのコンテンツ形式との論理和が取られる。加入者アクセス・ユニット３０がこのコンテンツの受信を許容されれば（論理和の結果が１）、ステップ１２７においてフォワード・トラフィック・チャネル上を加入者アクセス・ユニットにパケットが転送される。しかし、加入者アクセス・ユニット３０にパケットを送出できない場合（論理和の結果が０）、ゲートウェイ１０がステップ１２９において許容されないパケットに応じてさらなる処理を行う。
【００５３】
許容されないパケットに応じて、ゲートウェイ１０は、加入者アクセス・ユニット３０に後で配信されるように、データ・ウェアハウス１９においてパケットを待ち行列につなげる。この場合、待ち行列のデータ・パケットを格納して管理するのに余分なオーバーヘッドを伴う。インターネットの手法により適った別の方法としては、インターネット制御メッセージをコンテンツのソース側ホストに戻して、ソースに対して以後のコンテンツ配信を停止するように要請することが考えられる。これは、例えばインターネット制御メッセージ・プロトコル（ＩＣＭＰ）における宛て先到達不能メッセージを利用することにより達成できる。代わりに、ソース側サーバ２，２’にＩＣＭＰ発信抑制（squelch）メッセージを送って、パケットのスループットを減少させて加入者アクセス・ユニット３０に割り当てた無線帯域幅により厳密に一致させる。
【００５４】
パケット処理ルーチン１２０はゲートウェイ１０により処理されるものとして説明したが、このルーチンは、その全部または一部が加入者アクセス・ユニット３０と通信する基地局のプロセッサ２０で実行されるようにしてもよい。現に、ゲートウェイ１０に大きな負荷をかけることと、当該ゲートウェイ１０と基地局プロセッサ２０の間のデータ路に大きな負荷をかけることとのいずれを採るか、これについては技術的な見地から選択が行われる。ゲートウェイ１０に余分な処理が加わっても、コンテンツのスループットに対して極めて大きく待ち時間が増加するようなことはないと期待される。このことは、各基地局２０が専用ゲートウェイ１０と通信している場合に特に該当する。
【００５５】
前述の実施形態の説明は、加入者アクセス・ユニット３０に送出されるコンテンツに焦点を合わせている。加入者アクセス・ユニット３０から要求を送る場合にも、前述のシステムを適用できるのが好ましい。すなわち、基地局２０が、サービス権テーブル１００から判定して加入者の現在のサービス・レベルと一致しないコンテンツに対する要求を廃棄できる。例えば、移動レベルＩの加入者は、例示のサービス権テーブル１００によれば、いかなるコンテンツの受信または要求もできない。したがって、加入者からのＨＴＴＰ要求はいずれも、要求がサーバ２，２’によって提供されるのを待ってコンテンツをブロックすることなく、基地局によりブロックされる。加入者のモビリティ状態は要求の送信後に変更することがあるので、当該要求が送信された時におけるモビリティ状態に関係なく、コンテンツはなおブロックされ得る状態にある。
【００５６】
したがって、本発明の特定の実施形態では、フォワード方向（ＳＡＵ３０への方向）へのパケットのみならず、リバース方向（ＳＡＵ３０から離れる方向）へのパケットを検証する。詳述すれば、許容されないサービス・ポートのアクティビティは、メッセージのソースとは無関係にブロックされる。この処理は、ゲートウェイ１０と基地局２０のノードで統合される。
【００５７】
フォワード・トラフィックを制限することで、すべての利用者が、容認できるサービス品質を維持できる。このことは、リバース・トラフィック・チャネル上を短いユニバーサル・リソース・ロケータ（ＵＲＬ）ストリングの転送を要求するのみである、ウェブのブラウジングを加入者が行う場合に、特に該当する。しかし、加入者がリバース・トラフィック・チャネル上を大量のデータ・ファイルを送信しようと試みる状態もある。その一例としてはＦＴＰファイル転送が挙げられる。
【００５８】
リバース・トラフィック・チャネルを保つために、図７に示したパケット処理ルーチン１２０の少なくとも一部が、加入者アクセス・ユニット３０で再現される。サービス権は基地局２０で算出され、加入者アクセス・ユニット３０に転送されて利用者に表示されるので、サービス権の算出処理は加入者アクセス・ユニット３０において必要とされない。
【００５９】
再び図７を参照して、加入者アクセス・ユニット３０における処理はステップ１２５から開始する。ここで、許容されるサービスのビットマップとパケットからのコンテンツ形式との論理和が取られる。加入者アクセス・ユニットからこのコンテンツの送信が許容されれば（論理和の結果が１）、ステップ１２７においてリバース・トラフィック・チャネル上を基地局にパケットが転送される。しかし、パケットが転送できない場合（論理和の結果が０）、ステップ１２９において加入者アクセス・ユニットは許容されないパケットを転送しない。
【００６０】
モビリティに基づくコンテンツ配信を含む無線通信システムは、コンピュータで利用可能な媒体を含むコンピュータ・プログラム製品として実現できることは、当業者には容易に理解されるところである。例えば、このようなコンピュータで利用可能な媒体としては、固体メモリ装置、ハード・ドライブ装置、ＣＤ―ＲＯＭ、ＤＶＤ―ＲＯＭまたはコンピュータ・ディスケットのような読取り可能メモリ装置が挙げられ、これらにはコンピュータで読取り可能なプログラムのコード・セグメントが格納されている。コンピュータ読取り可能媒体には、光学式、有線式もしくは無線式のバスもしくは通信リンクのような通信または転送媒体が含まれ、デジタル・データ信号もしくはアナログ・データ信号としてプログラムのコード・セグメントが運ばれる。
【００６１】
以上、特定の実施形態について通信システムを詳述するとともに、図示したが、当業者には、特許請求の範囲で規定の本発明の範囲から逸脱しなくとも、種々の改変などが容易に考えられるところである。例えば、本発明の方法は種々の環境に適用できるものであり、したがって本願明細書で説明した環境に限られるものではない。特に、通信システム１における共有チャネル資源は無線用チャネルとして説明した。しかし、本願明細書で説明した技術は、アクセスがデマンド駆動で許可される、電話接続、コンピュータ・ネットワーク接続、ケーブル接続およびその他の物理媒体のような無線用チャネルとは別の媒体への共有アクセスを認める場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００６２】
２０…基地局、２３…無線トランシーバ、２５…無線通信リンク、３３…ポータブル式無線トランシーバ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテンツ配信を含む無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置および無線通信サービスに対する需要が、世界中で前例のない速度で増加し続けている。このようなシステムは、ますます、社会の成長部門にとって、音声およびデータ通信を提供するのに一般に利用される。これらのシステムは元はアナログ信号送受信技術に依存していたが、将来のシステムは種々のデジタル信号暗号化方式に基づいたものになるであろうとの点で、大方の意見が一致している。
【０００３】
典型的な無線通信システムはポイント・ツー・マルチポイント型であり、１つの中央の基地局が、セルとして知られている受信可能範囲のローカル地理領域内に配置された複数の遠隔ユニットと通信する。このシステムは多重通信を提供し、フォワード方向（順方向）（基地局から遠隔ユニットへの方向）およびリバース方向（逆方向）（移動式遠隔ユニットから基地局への方向）の両方に信号を送ることができる。公衆交換機電話網（Public Switched Telephone Network, ＰＳＴＮ）のようなネットワーク、および遠隔ユニット、またはインターネットのようなデータ・ネットワークの間の通信をサポートするために、無線システムは、種々の論理構成要素と機能実体を規定しなければならない。
【０００４】
現在広く使われている符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式や時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式を検討してみる。いずれの方式も、フォワード・リンクおよびリバース・リンクを構成する無線チャネルの一定の論理形式を規定する。特に、フォワード・リンク・チャネルは、多くの場合、パイロット・チャネル、ページング・チャネル、および多数のフォワード・リンク・トラフィック・チャネルを有する。トラフィック・チャネルは、基地局と移動式ユニットとの間でペイロード・データを搬送するのに使われる。また、パイロット・チャネルは、一般に遠隔ユニットが基地局と同期した状態を維持するのに必要なものである。ページング・チャネルは、基地局が遠隔ユニットに対して、特定の接続と加入者ユニットのいずれか、または両方に対するフォワード・トラフィック・チャネルの割当てのような制御情報を通知するための仕組みを提供する。
【０００５】
同様に、アクセス・チャネルがリバース方向にもリバース方向トラフィック・チャネルに加えて備わっている。アクセス・チャネルにより、遠隔ユニットは基地局に制御情報を伝達できる。例えば、要求されたように接続の割当てまたは割当て解除の必要を通知するメッセージを送信する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線通信システムの性能は種々の環境条件によって影響を受ける。これらの環境条件には大気圏での信号路損失が挙げられ、これによりフェージングや干渉が起こる。このフェージングには、セル内での特定の地勢によりもたらされるフェージングのみならず、受信信号強度の変動をもたらす建物のような特定の形体からの信号反射に起因する多重伝送路フェージングなども含まれる。遠隔ユニットが特に自動車で用いられる携帯電話機のように高速度で動作する可能性のある移動式ユニットであるシステムは、多重伝送路フェージングの影響を受けやすい。このような環境では、信号路が頻繁に高速度で切り替わる。
【０００７】
加入者ユニットが基地局に対して移動しても、同様の影響がシステム性能に及ぶ。一旦動けば、基地局は加入者ユニットの位置を正確に見つけるのは困難である。その上、信号路は移動速度に比例する速度で絶えず切り替わっている。無線リンクを維持するためには、移動式加入者に対して余分のパワーとトラフィック・チャネルとを割り当てることが考えられる。このように無線資源を余分に割り当てると、他の加入者に割り当てることのできる資源まで奪ってしまうことになる。他の加入者に対するこのような有害な影響は、急速に移動している間や、無線リンクにおいてデータ・レートを高水準に維持するような場合に、無視できないものと感じられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、総じて無線ユーザの地域における移動および類似の現象によってもたらされる影響を緩和する。本発明のシステムは、特定のコンテンツに対する各加入者のモビリティ（移動）に基づく享受権に相当する料金段階を用いる。すなわち、静止したユーザと同一のサービス品質を移動式ユーザが維持するためには、当該移動式ユーザにオプション料金が課される。したがって、移動式加入者としては、帯域幅の減少を経験することによって、または、より高い加入料金を負担することによって、モビリティの影響を被る。
【０００９】
本発明の特定の実施形態は、ポータブル式（移動できる）無線装置にコンテンツを配信する方法を含む。無線通信リンクが、ポータブル装置と基地局との間に確立される。この無線通信リンクは符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルを含むことができる。
【００１０】
さらに、ポータブル装置のモビリティ状態を検出する。詳述すれば、このモビリティ状態は、静止、歩行、移動の少なくとも３種類のモビリティ状態から選ばれる。
【００１１】
検出されたモビリティ状態に基づいて、限られたコンテンツが通信リンク上を送信される。各モビリティ状態は、複数の利用可能な料金プランのうちの少なくとも一つの料金プランに関連付けられている。これは、料金プランごとに、モビリティ状態に基づく配信可能なコンテンツ種類のセットの決定を含むことができる。
【００１２】
また、配信可能なコンテンツの種類は、ポータブル式無線トランシーバのユーザに対してディスプレイを介して表示される。
【００１３】
本発明の構成は、無線通信リンク上でのコンテンツの送信に影響を及ぼすコンピュータ・システムで具現化できる。ここで、ポータブル式無線トランシーバが無線通信リンクと通信する。ポータブル式無線トランシーバは、そのサービス・レベルおよびモビリティ状態を有する。コンピュータのプログラム・ルーチンが、サービス・レベルおよびモビリティ状態を管理して、無線通信リンク上を送信されるデータ速度に影響を及ぼす。
【００１４】
サービス・レベルは、ポータブル式無線トランシーバの料金プランに基づく。詳細には、サービスの・レベルが、無線通信リンク上を送信できる複数の許容されるコンテンツの種類を特定できる。各許容されるコンテンツの種類は、対応するサービス・ポート番号、対応するプロトコル識別子、または対応するファイル形式によって特定されてもよい。
【００１５】
モビリティ状態は、少なくとも３種類のモビリティ状態から選ばれることができる。また、このモビリティ状態は、無線通信リンクに関連する量（metric）、または、ポータブル式無線トランシーバにおけるモビリティ・データから算出できる。
【００１６】
コンピュータのプログラム・ルーチンが許容されない送信を判定する。次に、コンピュータのプログラム・ルーチンは、無線通信リンク上の許容されない送信の送信をブロックする。
【００１７】
より具体的な通信システムは、無線基地局トランシーバと、該無線基地局トランシーバと無線通信リンク上を通信するポータブル式無線トランシーバとを有する。コンピュータが、ポータブル式無線トランシーバに接続されることができる。ポータブル式無線トランシーバはその料金プランを有することができる。データは、無線リンクを介してトランシーバ間を伝送される。
【００１８】
また、基地局におけるモビリティ処理ルーチンが、ポータブル式無線トランシーバのモビリティ状態を格納できる。このモビリティ状態は、基地局のプロセッサによって算出される。特に、モビリティ状態は、無線通信リンクの性能から得られるデータ、または、ポータブル式無線トランシーバが提供するデータから算出される。
【００１９】
コンテンツ・フィルタを設けて、料金プランおよびモビリティ状態に基づいて、データが無線リンク上を送信されるのをブロックするようにしてもよい。コンテンツ・フィルタは、さらに、データのコンテンツの種類に基づいてデータをブロックできる。コンテンツの種類は、サービス・ポート番号、メッセージのプロトコル、またはファイル形式によって表される。
【００２０】
さらに、ゲートウェイが、基地局と広域ネットワークとの間に配置されることができる。このゲートウェイはコンテンツ・フィルタを有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態を実現するのに適した特定の通信システムのブロック図である。
【図２Ａ】特定のフォワード無線リンク２４０のブロック図である。
【図２Ｂ】特定のリバース無線リンク２６０のブロック図である。
【図３】図１のサービス権テーブルの一例を示す説明図である。
【図４】ＯＳＩアーキテクチャ・モデルにおけるインターネット・プロトコルのブロック図である。
【図５】図１のモビリティ・データベースの概略図である。
【図６】特定のモビリティ状態処理ルーチンのフローチャートである。
【図７】特定のパケット処理ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
移動に基づくコンテンツ配信を含む無線通信システムの前述およびその他の目的、特徴、および利点は、添付図面に示す本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明で明らかになるであろう。図面では、同一参照符号は異なる図面においても同一部品を指す。図面は必ずしも縮尺通りでなく、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【００２３】
図１は、本発明の各実施形態を実現するのに適した特定の通信システムを示す概略図である。図示のように、一つ以上のサーバ２が、インターネット５のような広域ネットワーク（ＷＡＮ）と通信する。各ネットワーク・サーバ２は、一般に、情報コンテンツ４を格納するデータ・ストア３を備える。このネットワーク・サーバ２は、ネットワーク５を介して、遠隔クライアントと通信し情報を交換する。このために、ネットワーク・サーバ２は、エンドユーザにウェブ・コンテンツを提供するウェブ・サーバを有してもよい。
【００２４】
通信システム１は、一つ以上のゲートウェイ・プロセッサ１０を介してＷＡＮ５へのインタフェースを提供する。各ゲートウェイ１０は、通常、権限のないパケットから通信システム１を保護するファイアウォール１１と、一つ以上の基地局２０へのメッセージおよび基地局２０からのメッセージを方向付けるルータまたはスイッチとを備える。また、ゲートウェイ１０は、コンテンツ４’を格納するコンテンツ・データベース３’を有するローカルなネットワーク・サーバ２’と、サービス権データベース１００（後述）およびモビリティ・データベース１９０（後述）のようなデータを格納するデータベースすなわちウェアハウス１９を有するデータ・サーバ１８とへのメッセージおよびこれらからのメッセージのルーティングを行ってもよい。
【００２５】
各基地局２０は、無線通信リンクを介して複数の加入者アクセス・ユニット（ＳＡＵ）３０と通信する無線トランシーバ２３を制御する基地局プロセッサ２１を備える。図においては例示のために、無線通信リンク２５を有する加入者アクセス・ユニット３０は一つしか図示していない。無線通信リンク２５は、基地局２０から加入者アクセス・ユニット３０へのフォワード・リンク２４と、加入者アクセス・ユニット３０から基地局２０へのリバース・リンク２６とを有する。
【００２６】
加入者アクセス・ユニット３０は移動可能であり、無線リンク２５を介して通信するための無線トランシーバ３３を制御する加入者用プロセッサ３１を備える。加入者アクセス・ユニット３０は、ラップトップ・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、ＰＤＡ（携帯情報端末）、インターネット・アプライアンス、またはその他の適当な装置のようなコンピュータ装置４０と通信できる。加入者アクセス・ユニット３０とコンピュータ装置４０とは、インターネットが可能な電話のような一つのパッケージに一体化されてもよいことは、当業者には容易に理解されるところである。また、加入者アクセス・ユニット３０それぞれが同一でなくてもよいことも、当業者には容易に理解されるところである。
【００２７】
通信システム１は、デマンド・アクセス型ポイント・ツー・マルチポイントの無線通信システムである。すなわち、コンピュータ４０は、フォワード・リンク２４とリバース・リンク２６上で実現される双方向無線通信を介してネットワーク・サーバ２，２’に対してデータの送受信を行う。なお、図示のポイント・ツー・マルチポイントの多重アクセス無線通信システム１において、特定の基地局２０は、携帯電話通信ネットワークと同様の態様で、多数の異なった加入者アクセス・ユニット３０との通信をサポートするのが一般的と理解すべきである。
【００２８】
また、前述したように、ゲートウェイ１０は複数の基地局２０と通信できる。当業者には、各基地局２０は、該当するゲートウェイ１０を介してＷＡＮ５へのインタフェースとなることが容易に理解されるところである。この場合、複数のゲートウェイ１０がトンネリング・プロトコルを利用して、加入者アクセス・ユニット３０が一つの基地局から他の基地局へと移る際に加入者データを交換するものであってもよい。
【００２９】
本発明の特定の実施形態によれば、無線通信リンク２５は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルのような標準的なデジタル無線プロトコルを遵守する。ここで述べる技術は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）プロトコルを含むその他の無線プロトコルにも適用できる。また、本発明を実施するに当たっては、その他の標準的なプロトコルまたは独自プロトコル（proprietary protocol）を利用してもよいことは、当業者には容易に理解されるところである。
【００３０】
図２Ａは、特定のフォワード無線リンク２４０の概略ブロック図である。ＣＤＭＡ技術に従い、フォワード・リンクは、パイロット・チャネル２４２と、ページング・チャネル２４４と、複数のフォワード・トラフィック・チャネル２４６−１，…，２４６−Ｎとを有する。基地局２０は、サービス品質（QOS）パラメータに基づいて、フォワード・トラフィック・チャネル２４６を加入者アクセス・ユニット３０に割り当てる。特に、加入者アクセス・ユニット３０は、所望のビット・レートを維持するために、フォワード・トラフィック・チャネル２４６の数を増やすことを要求してもよい。
【００３１】
図２Ｂは、特定のリバース無線リンク２６０の概略ブロック図である。ＣＤＭＡ技術に従い、リバース・リンクは、アクセス・チャネル２６２と、複数のリバース・トラフィック・チャネル２６６−１，…，２６６−Mとを有する。フォワード・トラフィック・チャネル２４６と同様に、リバース・トラフィック・チャネル２６６の数は所望のビット・レートに応じて変わる。
【００３２】
ＣＤＭＡアーキテクチャにおいて、特定の加入者アクセス・ユニット３０に対してより多くのチャネルを割り当てると、他の加入者アクセス・ユニットが利用できる資源が減少する。これにより、他の利用者に提供されるサービス品質が劣化する。加入者アクセス・ユニットが追加のトラフィック・チャネルを要求する一つの原因は移動環境下である。加入者アクセス・ユニット３０が移動するのに伴い、静止した基地局２０は、当該加入者アクセス・ユニット３０に対してデータを提供するのが困難になってくる。これに対する対処策として、基地局はパワーを上げて、追加のトラフィック・チャネルを無線通信リンク２５に割り当てる。これに対して、静止した加入者アクセス・ユニット３０は、より低いパワーおよびより少ないトラフィック・チャネルを消費しながら、同一のデータ・レートを達成できる。基地局２０としては、一つ以上の移動式ユニットにサービスを提供するために、安定している、すなわち、より一層静止している加入者に対してペナルティを課すのは望ましくない。しかし、静止した加入者アクセス・ユニット３０に限られる種々の電磁界の干渉、または、無線リンク２５における種々の電磁界の干渉により、静止した加入者でさえ基地局にとって移動しているものと見えることがある。
【００３３】
本発明の実施形態によれば、加入者のサービス品質は料金プランまたはレベルに応じて決まる。すなわち、移動するユーザに対して、静止したユーザと同一のサービス品質を維持するためにオプション料金を課す。本発明の特定の実施形態によれば、３種類のモビリティ・レベル、すなわち、静止、歩行、移動を規定している。この３種類のモビリティ・レベルの定義と技術的な違いについては、ホストの無線通信システムの特色に基づく技術上の選択事項である。同様に、料金プランの詳細についても、通信システムの技術的パラメータと顧客のデモグラフィックス（平均年齢、収入、教育水準などを分析した統計的データ）に基づく技術上および営業活動上の選択事項である。
【００３４】
サービス権テーブルの一例を図３に示す。図示のように、表１００には３種類の規定されたモビリティ状態１１０、静止、歩行、移動を示す３つの縦列がある。横行は、利用可能な料金プラン１２０を表す。表のデータ欄が、加入者のサービス権を特定する。特定の実施形態において、データ欄はサービス権のビット・マップである。
【００３５】
このような簡単な例において、加入者は歩行状態と移動状態において三階層のサービス、すなわち、完全サービス、部分サービス、サービス無しのいずれかを得ることができる。例えば、料金プランIIにあっては、加入者は静止時に完全サービスを、歩行レベルで動作しているときは制限付きサービスを、また、完全に移動しているときはサービス無しを受ける。これら３種類のモビリティ状態にわたって、コンテンツをいかに配分するかという問題が生じる。
【００３６】
本発明の特定の実施形態において、コンテンツは、開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルを遵守するプロトコルにしたがって加入者アクセス・ユニットに提供される。詳細には、通信システム１は、ＴＣＰ/ＩＰ規格を遵守する。よって、コンテンツの選択の仕方は、ＴＣＰ／ＩＰ規格とインターネットの手法に従う。
【００３７】
図４は、ＯＳＩアーキテクチャ・モデルにおけるインターネット・プロトコルのブロック図を示す。図示のように、ＯＳＩアーキテクチャ５０は、物理層５１、データ・リンク層５２、ネットワーク層５３、トランスポート層５４、セッション層５５、プレゼンテーション層５６、アプリケーション層５７の７つのプロトコル層を有する。各層は、それぞれ複数のプロトコルを含むことができる。一般に、コンテンツはアプリケーション層５７のアプリケーション間で交換される。受信側アプリケーションにコンテンツを送信するために、コンテンツは、特定のアプリケーションのプロトコルにしたがってフォーマットされ、下位のプロトコルによりカプセル化される。宛て先で受信されると、下位のプロトコルが取り省かれてコンテンツが現れる。ネットワークにおけるコンピュータ間で伝送されるメッセージのサイズを減らすために、コンテンツは小さい単位に分割されてパケットとして配信される。インターネット５全体にわたって、これらのパケットはインターネット・プロトコル（ＩＰ）を遵守する。現に、ゲートウェイ１０はＴＣＰ／ＩＰ規格を利用して、ローカル・ネットワーク・サーバ２’、データ・サーバ１８および基地局とも通信できる。
【００３８】
パワーやチャネル割当てのような無線資源が比較的長時間にわたって高速データ・レートを要求する加入者に取られると、他の加入者に対する影響が極めて大きくなるため、要求された帯域幅に応じて、提供されるサービスが選択されるか、除外される。このような場合、パワー、チャネルおよび特定のセルにおけるユーザ飽和度の結果として無線量（wireless metric）を選択してもよい。現に、加入者のモビリティが、サービス権テーブル１００に基づいて当該加入者にパワーおよびチャネル割当てを与えるのに用いることができる。
【００３９】
しかし、このような方法では、個々のパケットにおけるペイロード・コンテンツを認識しなければならない。また、ゲートウェイ１０は、パケットを他の加入者に配信する影響を評価する必要が生ずる場合もある。このようなタスクは、パケットがバラバラになった状態で到着するという事実により複雑である。通常、すべてのパケットが受信されたか否かの判断やペイロード・コンテンツの最終的なサイズの判断は、宛て先のホスト・コンピュータ（すなわち、コンピュータ４０）に任されている。宛て先ホストから流れてきたこのデータを分析することは、ゲートウェイ１０に対して余分で、しかもおそらくは冗長な処理を課することになる。
【００４０】
別の方法として、ファイル形式のようなコンテンツの概略的な特性に基づいて配信選択を行うことが挙げられる。ある種のファイル形式では、帯域幅および他のファイル形式を一層要求していることが、知られている。例えば、スクリプトは一般にほとんどコンテンツを有することなく、既にコンピュータ４０上にあるソフトウェアに対して、予め定義づけた機能を実行するように命令する。テキスト形式のコンテンツも、このテキストがＨＴＭＬ形式のファイルの一部、電子メールのメッセージ、またはショート・メッセージのいずれであろうとも、集約度の大きい帯域幅（bandwidth intensive）、つまり高い帯域幅をほとんど必要としない。これに対して、音声および映像のコンテンツのストリーミングは、高い帯域幅を必要とする。
【００４１】
ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）により転送されるファイルは、さらに複雑である。
第１に、このようなファイルはサイズが不定である。第２に、このようなファイルはアプリケーション・プログラムにより圧縮されているので、そのファイル形式がパケット化された情報からでは判断できない。
【００４２】
下位のプロトコルが上位のプロトコルをカプセル化しているので、各プロトコルはパケット内で識別できる。例えば、ＨＴＭＬファイルは、アプリケーション層５７においてハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）を遵守する。同様に、ストリーミング・データはアプリケーション層５７においてリアルタイム・ストリーミング・プロトコル（ＲＴＳＰ）を遵守する。受信したＩＰパケットをアンパックすることで、通信システム１は内在するアプリケーションのプロトコルを識別することができる。
【００４３】
すべてのパケットをアンパックすることは、それ自体は効果的ではあるが、コンピュータシステム１のゲートウェイ１０および基地局２０のノードに余分な処理を強いることになる。幸い、パケットのペイロード・コンテンツの別の概略的な指標が、中間コンピュータ、特にゲートウェイ１０によって通常検査されるサービス・ポート番号により提供される。例えば、ポート８０は一般にＨＴＴＰすなわちブラウザ・アクティビティを示している。
【００４４】
本発明の特定の実施形態によれば、ゲートウェイ１０がコンテンツをそのルーティングまたはファイアウォール処理の一部の際中に識別する。その後、ゲートウェイ１０が、加入者の対応する基地局２０に対してパケットを配信すべきか否かを判断する責任を持つ。
この処理を促進するために、モビリティ・テーブル１９０がゲートウェイ１０と基地局２０により維持されている。モビリティ・テーブル１９０はデータ・サーバ１８のウェアハウス１９にリレーショナル・データベース・テーブルとして格納されている。
【００４５】
図５は、モビリティ・データベース１９０の概略図である。図示のように、３つのフィールド、すなわち、加入者識別フィールド１９２、料金プラン識別フィールド１９４およびモビリティ・レベル識別フィールド１９６を有する。各加入者に対する料金プランはシステム管理者によって定められているので、料金データ識別フィールド１９４は、サービス権テーブル１００に反映されている加入者が選んだ料金プランを示す。これに対して、モビリティ・レベルは変動する。現在のところ特定の加入者が関わる基地局は、加入者アクセス・ユニット３０の現在のモビリティ状態に基づいてモビリティ・データベース１９０におけるモビリティ・レベル識別フィールド１９６を定期的に更新する。
【００４６】
特定のモビリティ状態処理ルーチンのフローチャートを図６に示す。基地局プロセッサ２０がユーザのモビリティ状態を検出する。ルーチン２１０は、各加入者アクセス・ユニットのモビリティ状態を定期的に算出する。ステップ２１１におけるタイマ割込みによって、各繰返しが開始される。
【００４７】
モビリティ状態の判定には、加入者アクセス・ユニット３０でのモビリティ検出（たとえば、水銀スイッチによるもの）、およびリバース方向アクセス・チャネル２６２またはリバース方向トラフィック・チャネル２６６からの算出したデータなどを含む適当な技法を利用することができる。ステップ２１３では、システムと加入者アクセス・ユニット３０とで利用する実用方法に特有なモビリティ量を測定する。
【００４８】
モビリティ量から、ステップ２１５においてモビリティ状態を算出する。さらに、加入者アクセス・ユニットの実際の動き、または、干渉に起因する性能の劣化を、算出した状態に反映してもよい。ステップ２１７において、算出したモビリティ状態がモビリティ・テーブル１９０の加入者モビリティ・フィールドに格納される。
【００４９】
加入者が移動していないこともあることから、ルーチン２１０ではステップ２１９において加入者アクセス・ユニット３０にメッセージを送出して、現在のモビリティ状態およびサービス・レベルを知らせる。この情報は、コンピュータ４０を利用する加入者のディスプレイに表示される。特に、現在のモビリティ状態を表すアイコン４５（図１）が加入者のコンピュータのディスプレイ４２上に表示される。加入者としては、このアイコンを選択することで、現在のサービス・レベルの詳細を表示させることができる。
【００５０】
図７は、特定のパケット処理ルーチンを示す。ゲートウェイ１０（図１）のファイアウォール処理の間に、当該ゲートウェイ１０が各パケットを処理できる。このパケット処理ルーチン１２０は、宛て先の加入者アクセス・ユニット３０のモビリティ状態を判定するステップ１２１からスタートする。このモビリティ状態の判定は、加入者の識別子をキーとして用いてモビリティ・テーブル１９０にアクセスし、その後、レコードからモビリティ状態１９６および料金プラン１９４を取り出すことにより達成できる。
【００５１】
ステップ１２３では、取り出された料金プランおよびモビリティ状態の値に基づいて、サービス権テーブル１００から、許容されるサービスを調べる。
【００５２】
許容されるサービスが特定されると、コンテンツをフィルタリングするために、対応するビットマップが使われる。ステップ１２５では、許容されるサービスのビットマップと、パケットからのコンテンツ形式との論理和が取られる。加入者アクセス・ユニット３０がこのコンテンツの受信を許容されれば（論理和の結果が１）、ステップ１２７においてフォワード・トラフィック・チャネル上を加入者アクセス・ユニットにパケットが転送される。しかし、加入者アクセス・ユニット３０にパケットを送出できない場合（論理和の結果が０）、ゲートウェイ１０がステップ１２９において許容されないパケットに応じてさらなる処理を行う。
【００５３】
許容されないパケットに応じて、ゲートウェイ１０は、加入者アクセス・ユニット３０に後で配信されるように、データ・ウェアハウス１９においてパケットを待ち行列につなげる。この場合、待ち行列のデータ・パケットを格納して管理するのに余分なオーバーヘッドを伴う。インターネットの手法により適った別の方法としては、インターネット制御メッセージをコンテンツのソース側ホストに戻して、ソースに対して以後のコンテンツ配信を停止するように要請することが考えられる。これは、例えばインターネット制御メッセージ・プロトコル（ＩＣＭＰ）における宛て先到達不能メッセージを利用することにより達成できる。代わりに、ソース側サーバ２，２’にＩＣＭＰ発信抑制（squelch）メッセージを送って、パケットのスループットを減少させて加入者アクセス・ユニット３０に割り当てた無線帯域幅により厳密に一致させる。
【００５４】
パケット処理ルーチン１２０はゲートウェイ１０により処理されるものとして説明したが、このルーチンは、その全部または一部が加入者アクセス・ユニット３０と通信する基地局のプロセッサ２０で実行されるようにしてもよい。現に、ゲートウェイ１０に大きな負荷をかけることと、当該ゲートウェイ１０と基地局プロセッサ２０の間のデータ路に大きな負荷をかけることとのいずれを採るか、これについては技術的な見地から選択が行われる。ゲートウェイ１０に余分な処理が加わっても、コンテンツのスループットに対して極めて大きく待ち時間が増加するようなことはないと期待される。このことは、各基地局２０が専用ゲートウェイ１０と通信している場合に特に該当する。
【００５５】
前述の実施形態の説明は、加入者アクセス・ユニット３０に送出されるコンテンツに焦点を合わせている。加入者アクセス・ユニット３０から要求を送る場合にも、前述のシステムを適用できるのが好ましい。すなわち、基地局２０が、サービス権テーブル１００から判定して加入者の現在のサービス・レベルと一致しないコンテンツに対する要求を廃棄できる。例えば、移動レベルＩの加入者は、例示のサービス権テーブル１００によれば、いかなるコンテンツの受信または要求もできない。したがって、加入者からのＨＴＴＰ要求はいずれも、要求がサーバ２，２’によって提供されるのを待ってコンテンツをブロックすることなく、基地局によりブロックされる。加入者のモビリティ状態は要求の送信後に変更することがあるので、当該要求が送信された時におけるモビリティ状態に関係なく、コンテンツはなおブロックされ得る状態にある。
【００５６】
したがって、本発明の特定の実施形態では、フォワード方向（ＳＡＵ３０への方向）へのパケットのみならず、リバース方向（ＳＡＵ３０から離れる方向）へのパケットを検証する。詳述すれば、許容されないサービス・ポートのアクティビティは、メッセージのソースとは無関係にブロックされる。この処理は、ゲートウェイ１０と基地局２０のノードで統合される。
【００５７】
フォワード・トラフィックを制限することで、すべての利用者が、容認できるサービス品質を維持できる。このことは、リバース・トラフィック・チャネル上を短いユニバーサル・リソース・ロケータ（ＵＲＬ）ストリングの転送を要求するのみである、ウェブのブラウジングを加入者が行う場合に、特に該当する。しかし、加入者がリバース・トラフィック・チャネル上を大量のデータ・ファイルを送信しようと試みる状態もある。その一例としてはＦＴＰファイル転送が挙げられる。
【００５８】
リバース・トラフィック・チャネルを保つために、図７に示したパケット処理ルーチン１２０の少なくとも一部が、加入者アクセス・ユニット３０で再現される。サービス権は基地局２０で算出され、加入者アクセス・ユニット３０に転送されて利用者に表示されるので、サービス権の算出処理は加入者アクセス・ユニット３０において必要とされない。
【００５９】
再び図７を参照して、加入者アクセス・ユニット３０における処理はステップ１２５から開始する。ここで、許容されるサービスのビットマップとパケットからのコンテンツ形式との論理和が取られる。加入者アクセス・ユニットからこのコンテンツの送信が許容されれば（論理和の結果が１）、ステップ１２７においてリバース・トラフィック・チャネル上を基地局にパケットが転送される。しかし、パケットが転送できない場合（論理和の結果が０）、ステップ１２９において加入者アクセス・ユニットは許容されないパケットを転送しない。
【００６０】
モビリティに基づくコンテンツ配信を含む無線通信システムは、コンピュータで利用可能な媒体を含むコンピュータ・プログラム製品として実現できることは、当業者には容易に理解されるところである。例えば、このようなコンピュータで利用可能な媒体としては、固体メモリ装置、ハード・ドライブ装置、ＣＤ―ＲＯＭ、ＤＶＤ―ＲＯＭまたはコンピュータ・ディスケットのような読取り可能メモリ装置が挙げられ、これらにはコンピュータで読取り可能なプログラムのコード・セグメントが格納されている。コンピュータ読取り可能媒体には、光学式、有線式もしくは無線式のバスもしくは通信リンクのような通信または転送媒体が含まれ、デジタル・データ信号もしくはアナログ・データ信号としてプログラムのコード・セグメントが運ばれる。
【００６１】
以上、特定の実施形態について通信システムを詳述するとともに、図示したが、当業者には、特許請求の範囲で規定の本発明の範囲から逸脱しなくとも、種々の改変などが容易に考えられるところである。例えば、本発明の方法は種々の環境に適用できるものであり、したがって本願明細書で説明した環境に限られるものではない。特に、通信システム１における共有チャネル資源は無線用チャネルとして説明した。しかし、本願明細書で説明した技術は、アクセスがデマンド駆動で許可される、電話接続、コンピュータ・ネットワーク接続、ケーブル接続およびその他の物理媒体のような無線用チャネルとは別の媒体への共有アクセスを認める場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００６２】
２０…基地局、２３…無線トランシーバ、２５…無線通信リンク、３３…ポータブル式無線トランシーバ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポータブル式無線トランシーバにコンテンツを配信するシステムであって、
無線通信リンクを介して第２無線トランシーバと通信する第１無線トランシーバであって、少なくとも１つの無線トランシーバがポータブル式無線トランシーバである、第１無線トランシーバと、
前記ポータブル式無線トランシーバのモビリティ状態と、
モビリティ状態に基づいて、前記通信リンク上のコンテンツ送信を制限するモジュールとを備えたコンテンツ配信システム。
【請求項１】
ポータブル式無線トランシーバにコンテンツを配信するシステムであって、
無線通信リンクを介して第２無線トランシーバと通信する第１無線トランシーバであって、少なくとも１つの無線トランシーバがポータブル式無線トランシーバである、第１無線トランシーバと、
前記ポータブル式無線トランシーバのモビリティ状態と、
モビリティ状態に基づいて、前記通信リンク上のコンテンツ送信を制限するモジュールとを備えたコンテンツ配信システム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１０５９７１（Ｐ２００９−１０５９７１Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６４５２（Ｐ２００９−２６４５２）
【出願日】平成２１年２月６日（２００９．２．６）
【分割の表示】特願２００２−５８６６５０（Ｐ２００２−５８６６５０）の分割
【原出願日】平成１４年４月３０日（２００２．４．３０）
【出願人】（５０４４０７１０３）アイピーアール ライセンシング インコーポレイテッド (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月６日（２００９．２．６）
【分割の表示】特願２００２−５８６６５０（Ｐ２００２−５８６６５０）の分割
【原出願日】平成１４年４月３０日（２００２．４．３０）
【出願人】（５０４４０７１０３）アイピーアール ライセンシング インコーポレイテッド (51)
【Ｆターム（参考）】
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