JP2009522826A - 確認および迅速なQoS確立方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】NAP(104)は、MT(106)が利用するネットワーク・リソースを測定し、測定結果を示すQoS履歴情報ユニットを生成する。AAA(140)は、NAP(104)で生成されたQoS履歴情報ユニットに対して認証を行う。NAP(104)は、認証を受けたQoS履歴情報ユニットをMT(106)に送信する。MT(106)は、NAP(104)からNAP(304)に通信相手を切り替える場合、NAP(304)にリソース確立を要求し、QoS履歴情報ユニットを送信する。NAP(304)は、MT(106)からリソース確立の要求を受けた場合、AAA(140)にQoS履歴情報ユニットの信憑性を確認し、QoS履歴情報ユニットに基づいてMT(106)に対してネットワーク・リソースを割り付ける。
【選択図】図3
Description
モバイル・ワイヤレス・ユーザが異なる通信ネットワークの技術間で切り替えるとき、その様々な特徴および条件がユーザおよびそのアプリケーションに対するサービスの質(QoS)の性能を変える。例えば、オフィス用IEEE802.11WLANからセルラー3Gネットワークに切り替えるとき、ユーザは、低スループット、同時に、減少したパケット損失率、および、より短い無線アクセス遅延に直面する。従って、ユーザがストリーミング・ビデオ・アプリケーションを使用している場合、ネットワーク切り替えの後にビデオの質の突然の乱れまたは劣化が起こる。アプリケーション・性能は、あるタイプのネットワーク技術から別のものに切り替えるときシームレスであることが好ましい。あるいは、アプリケーション・性能は、主なネットワーク条件および特徴に少しずつ適合されなくてはならない。
更に、通信ネットワーク間の切り替えによって生ずるリンク特性の変化により、モバイル端末装置は、既存のQoS要件を新しいリンク特性および条件にマッピングしなくてはならない。これは、限定された電源を有するモバイル端末装置にとっては集中的で時間のかかるタスクである。ユーザが頻繁に切り替えると、QoS要件のマッピングがQoS性能に悪影響を及ぼす処理オーバーヘッドとなる。追加的には、新しい通信ネットワークにおいてQoSリソースをネゴシエートするために必要なシグナリングも、モバイル端末装置には知られていない適当なQoS要件を承認し確立するためにより大きい交換が必要となるため、時間がかかる。
異なる通信ネットワークの技術間での切り替えから生ずる別の問題は、移動度条件における差によりQoSリソースが効率的に割り付けられない点である。例えば、一人目のユーザがセルラー3Gネットワークから、二人目のユーザが別のIEEE802.11WLANからと、二人のユーザがIEE802.11WLANに切り替えるとき、二人共新しいIEEE802.11WLANに対して同一のQoSリソース・リクエストを行う。しかしながら、セルラー3Gネットワークからの一人目のユーザは、ユーザのより低いスループットのセルラー3Gネットワークでの過去の履歴により、実質的により低い実際のスループット要件を有する。従って、両方のリクエストに対して同一のQoSリソースを割り付けることは、セルラー3Gからの一人目のユーザが完全に利用しないため、非効率的である。この問題は、異なるタイプの前の通信ネットワークからIEEE802.11WLANに移動するユーザが多いときに悪化する。
非効率的なリソース割り付けの問題に関連して、不正確なQoSリソース・リクエストの問題が存在する。現存の技術および従来技術に基づいて、通信ネットワークがユーザのQoSリソース・リクエストの正確な性質を確認することが可能でない。その結果、通信ネットワークは、ユーザが前の通信ネットワークにおいて実質的により低いリソースを利用していた場合でもリクエストしたQoSリソース全体を割り付けなくてはならない。例えば、ユーザが第1から第2の通信ネットワークに切り替えるとき、ユーザがどのタイプのネットワークから切り替えたか、第1のネットワークにおけるリソース利用のレベル、および、第1のネットワークで費やした時間分を確認することが可能でない。その結果、第2の通信ネットワークは、最適レベルのQoSリソースを割り付けることができない。従って、合法的または非合法的であっても不正確なリソース・リクエストは既存の通信ネットワークの技術によって確認されない。
図1を参照するに、通信ネットワーク(CN)(100)は、単一のまたは複数の移動端末(MT)、例えば、MT(106)にサービスを提供する。CN(100)は、ネットワーク・コントローラ(NC)(102)と、単一のまたは複数のネットワーク・アタッチメント・ポイント(NAP)、例えば、(NAP)(104)を有する。CN(100)は、単一のまたは複数の他の通信ネットワーク、例えば、インターネットにインタフェースされてもよい。
NC(102)、NAP(14)、AAA(140)、および、MT(106)間の一連の動作は、図2を補助として以下に説明する。追加的には、図14は、本発明において交換されるメッセージの構造(1400)を例示するために使用される。各メッセージは、値がメッセージの性質に対応する1ビットのタイプ・フィールド(1405)から始められる。メッセージの後続する説明はそれぞれのタイプ(1405)値を含む。Cフィールド(1410)は、メッセージがネットワーク・コントローラに向けられているかネットワーク・コントローラから発せられている場合に示される。「0」値は、NCからのメッセージを示し、「1」値は、NCへのメッセージを示す。後続する長さフィールド(1415)は、メッセージの全長を示す。後続するメッセージ・エレメント・フィールド(1420)は、メッセージ・タイプに対する様々なパラメータおよび設定を有する。
一実施例では、QoS履歴情報ユニットは、異質な通信ネットワーク間での移行中にシグナリングおよび処理動作を減少させ、シームレスな通信を向上させるために使用される。上述したとおり、通信ネットワーク間の移行期間は重要であり、モバイル・ワイヤレス・ユーザが可能な限りシームレスな通信サービスを受けることを確実にしなくてはならない。このため、本実施例では、モバイル端末と新しいネットワークとの間で要求される最初のシグナリングが、QoS履歴情報ユニットを送ることでバイパスされる。新しい通信ネットワークは、時間のかかるシグナリング動作を必要とすることなく情報ユニットを確認し、必要なリソースおよび状態情報を確立する。
IETF CAPWAPアーキテクチャに関連する実施例では、CN(300)はIETF CAPWAP有効通信ネットワークを表す。尚、NAP(304)およびNC(302)は、それぞれCAPWAP有効ワイヤレス・ターミナル・ポイント(WTP)およびWLANコントローラを表す。図10は、本発明によるメッセージ・シーケンス(1000)を例示する。メッセージ・シーケンス(1000)は、ローカルMAC WTPとスプリットMAC WTPとに対して分けられる。
QoS実施例の迅速な確立に対する動作のシーケンスは、図4を補助として以下に説明される。動作は、モバイル端末MT(106)が第1の通信ネットワークCN(100)から第2の通信ネットワークCN(300)にステップ(405)において移動するときに開始される。移動は、通信ネットワーク間のソフト・ハンドオーバでもよく、あるいは、CN(100)との明確な切断の後にCN(300)と接続されてもよい。本発明は、モバイル端末がある通信ネットワークから別のものに移動する全ての場合に適用される。
効率的なQoSリソース利用に関わる本発明の別の実施例では、QoS履歴情報は、モバイル端末に一貫したまたはシームレスな通信性能を伝えるために適当なレベルのQoSおよびネットワーク・リソースを割り付けるために使用される。
IETF NSISフレームワークに対応する本発明の別の実施例において、QoS履歴情報の使用は、移動するMTに対するサービス確立を向上させ、初期のシグナリング・オーバーヘッドを減少させる。実施例は、図6におけるCN(600)、図15のメッセージ・シーケンス(1500)を参照して以下に説明される。尚、MT(608)は、NSIS有効NAP(604)を通じてCN(600)に最初に取り付けられるNSIS有効モバイル端末である。MT(608)は、その目的DST(610)で確立されるNSISパスを有する。DST(610)は、CN(600)内または外である。
スケーラブル・オーディオ・ビデオ(AV)に対応する本発明の一実施例では、QoS履歴情報ユニットは、ストリーミング・オーディオまたはストリーミング・ビデオのようなストリーミング・アプリケーションの性能を向上させるために使用される。本実施例は、図3および図16のメッセージ・シーケンス(1600)に関連して説明される。ここでは、CN(100)は、高いスループットを伝えることができるIEEE802.11 WLANと考えられ、CN(300)は比較的低いスループットを伝えることができるセルラー3G通信ネットワークと考えられる。MT(106)は、ストリーミング・アプリケーションを用いると考えられる。
図7を参照して以下に説明する実施例は、複数の移動するモバイル端末間の効率的なリソース割り付けを強調する。三つの異質の通信ネットワークが存在する。本実施例では、CN(100)はセルラー3G通信ネットワークと考えられ、CN(300)およびCN(700)はIEEE802.11WLANとして考えられる。図17のメッセージ・シーケンス(1700)は、本発明の動作が異質の通信ネットワークから複数のMTのためにどのようにして簡単に拡張されるかを示す。
図8は、モバイル端末のQoS履歴に基づいてQoSおよびネットワーク・リソースを割り当てる際にネットワーク・コントローラ(NC)によって実施されるステップのフローチャート(800)を示す。最初に、ステップ(805)において、現在の通信ネットワーク(CN)のNCが前のCNから現在のCNに入るモバイル端末(MT)から受信したQoS履歴情報ユニットを確認する。ステップ(805)は、AAAサーバとの情報ユニットの確認コードの確認、および、情報ユニットのタイム・スタンプの確認を含む。一実施例では、確認ステップ(805)は、MTから受信した確認コートとAAAサーバで維持されるものとの比較を含む。別の実施例では、確認ステップ(805)は、MTから受信したQoS履歴情報に対してハッシュ関数を実施すること、および、結果として生ずる固定長のハッシュをMTから受信した確認コードと比較することを含む。
ネットワーク・スループット(820)に関して、NCは、ステップ(821)において、参加するMTが前のCTで実現するスループットが現在のCNにおいて実現可能なスループットと同等か否かを確認する。通信ネットワーク間で実現可能なネットワーク・スループットにおける差は、IEEE802.11およびGPRSのような技術における差、および、MTからCNへの距離における差を含む。比較ステップ(821)が正である場合、NCは、ステップ(822)において、現在のCNにおいて実現可能なスループットと前のCNにおいて参加するMTによって実現されたスループットとの間で一貫性を維持するよう最初のリソース・レベルを決定する。
パケット損失率(830)に関して、NCは、ステップ(831)において、参加するMTが前のCNで直面したパケット損失率が現在のCNにおいて直面し得るパケット損失率と同等か否かを確認する。通信ネットワーク内で直面するパケット損失率における差は、IEEE802.11およびGPRSのような技術における差、混信のような無線チャネル条件における差を含む。比較ステップ(831)が正である場合、NCは、ステップ(832)において、前のCNにおいて参加するMTが直面したパケット損失率と現在のCNにおいて直面し得るパケット損失率との間で一貫性を維持するよう最初のリソース・レベルを決定する。
ネットワーク遅延(840)について、NCは、ステップ(841)において、参加するMTが前のCNで直面したネットワーク遅延が現在のCNで直面し得るネットワーク遅延と同等か否かを確認する。通信ネットワーク内で直面するネットワーク遅延における差は、住居用およびオフィス用IEEE802.11WLANのような負荷レベルにおける差、および、混信のような無線チャネル条件における差を含む。比較ステップ(841)が正の場合、NCは、ステップ(842)において、前のCNで参加するMTが直面したネットワーク遅延と現在のCNで直面し得るネットワーク遅延との間で一貫性を維持するよう最初のリソース・レベルを決定する。
Claims (10)
- 互いに異なる第1の通信ネットワーク及び第2の通信ネットワークと、これらのネットワークと通信を行うモバイル・ワイヤレス・ユーザと、を具備する無線通信システムであって、
前記モバイル・ワイヤレス・ユーザが利用するネットワーク・リソースを測定し、測定結果を示すQoS履歴情報ユニットを生成し、前記モバイル・ワイヤレス・ユーザに送信する前記第1の通信ネットワークと、
前記第1の通信ネットワークから前記第2の通信ネットワークに通信相手を切り替える場合、前記第2の通信ネットワークにリソース確立を要求し、前記QoS履歴情報ユニットを送信する前記モバイル・ワイヤレス・ユーザと、
前記モバイル・ワイヤレス・ユーザからリソース確立の要求を受けた場合、前記QoS履歴情報ユニットに基づいて前記モバイル・ワイヤレス・ユーザに対してネットワーク・リソースを割り付ける前記第2の通信ネットワークと、
を具備する無線通信システム。 - 前記第1の通信ネットワークで生成された前記QoS履歴情報ユニットに対して認証を行う外部エンティティを具備し、
前記第2の通信ネットワークは、前記モバイル・ワイヤレス・ユーザからリソース確立の要求を受けた場合、前記外部エンティティに前記QoS履歴情報ユニットの信憑性を確認する、
請求項1記載の無線通信システム。 - 前記外部エンティティは、前記QoS履歴情報ユニットに対して認証を行うとともにタイム・スタンプを付し、
前記第2の通信ネットワークは、前記タイム・スタンプを分析することで、前記QoS履歴情報ユニットの信憑性を最初に確認する、
請求項2記載の無線通信システム。 - 前記第1の通信ネットワークは、前記モバイル・ワイヤレス・ユーザが受ける通信ネットワーク・サービスを要約して前記QoS履歴情報ユニットを生成する請求項1記載の無線通信システム。
- 前記第2の通信ネットワークは、前記第1の通信ネットワークが前記モバイル・ワイヤレス・ユーザに与えたサービスレベルと同一になるようにネットワーク・リソースを割り付ける請求項1記載の無線通信システム。
- モバイル・ワイヤレス・ユーザが第1の通信ネットワークから第2の通信ネットワークに通信相手を切り替える場合のリソース確立方法であって、
前記第1の通信ネットワークが、前記モバイル・ワイヤレス・ユーザのリソース利用を測定する第1ステップと、
前記第1の通信ネットワークが、測定結果を示すQoS履歴情報ユニットを生成し、前記モバイル・ワイヤレス・ユーザに送信する第2ステップと、
前記モバイル・ワイヤレス・ユーザが、前記第2の通信ネットワークにリソース確立を要求し、前記QoS履歴情報ユニットを送信する第3ステップと、
前記第2の通信ネットワークが、前記QoS履歴情報ユニットに基づいて前記モバイル・ワイヤレス・ユーザに対してネットワーク・リソースを割り付ける第4ステップと、
を具備するリソース確立方法。 - 前記第2ステップにおいて、外部エンティティが、前記第1の通信ネットワークで生成された前記QoS履歴情報ユニットに対して認証を行い、
前記第4ステップにおいて、前記第2の通信ネットワークが、前記モバイル・ワイヤレス・ユーザからリソース確立の要求を受けた場合、前記外部エンティティに前記QoS履歴情報ユニットの信憑性を確認する、
請求項6記載のリソース確立方法。 - 前記第2ステップにおいて、前記外部エンティティが、前記QoS履歴情報ユニットに対して認証を行うとともにタイム・スタンプを付し、
前記第4ステップにおいて、前記第2の通信ネットワークが、前記タイム・スタンプを分析することで、前記QoS履歴情報ユニットの信憑性を最初に確認する、
請求項7記載のリソース確立方法。 - 前記第2ステップにおいて、前記第1の通信ネットワークが、前記モバイル・ワイヤレス・ユーザが受ける通信ネットワーク・サービスを要約して前記QoS履歴情報ユニットを生成する請求項6記載のリソース確立方法。
- 前記第4ステップにおいて、前記第2の通信ネットワークは、前記第1の通信ネットワークが前記モバイル・ワイヤレス・ユーザに与えたサービスレベルと同一になるようにネットワーク・リソースを割り付ける請求項6記載のリソース確立方法。
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