JP2008532447A - ネットワーク負荷による帯域幅の適合 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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

Claims (10)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

Images