JP2010506457A - 通信システムにおけるサービス品質を決定するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】ネットワークのサービス品質を決定する方法および装置が開示される。ネットワーク用のサービス品質を決定するために開示される手順は、通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定することを含んでいる。評価指標はその後、それぞれの閾値と比較され、ネットワーク用のサービス品質は、評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいて決定される。手順を実行することに対応する装置もまた開示される。
【選択図】

Description

この開示は、一般的に、ネットワークの品質を決定する方法と装置に関し、より詳細には、送信音声データ（例えば、ボイスオーバーＩＰ）用に関連したネットワークバックホールリンクおよび特定のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のサービス品質（ＱｏＳ）を決定することに関する。一例として、送信音声データはＱｏＳのための特定パラメータが満たされないとき、ＱｏＳを改善するための是正措置の実行に使用されてもよい。

本特許出願は、２００６年９月２８日に出願されたアメリカ仮出願６０／８４８，４１４、６０／８４８，４１５、６０／９４５，０５４、のそれぞれ“Handoff Triggers for WLAN and VoWLAN”、“Estimation of the Path Quality to Assist Handoff Decision”、および“Handoff Algorithms for VoIP over WLAN”への優先権を要求し、これに関して譲受人に割り当てられ、ここで言及することによりここに組み込まれる。

通信システムにおいて、エンドツーエンドのボイスオーバーＩＰ呼び出しのような、インターネットプロトコル（ＩＰ）電話方式の利用は増え続けている。

そのようなＶｏＩＰ呼び出しに含まれるエンドポイント間のルーティングは、典型的には、多数の異なる通信ネットワーク技術の任意の１つまたは組み合わせを通してＩＰネットワーク（例えば、インターネット）にアクセスする。使用されるネットワーク技術の種類の例は、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ ｓｔｄ．８０２．１１）およびフェムトセルのような無線ローカルエリアネットワーク、または１Ｘ−ＥＶＤＯ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、およびＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）のような他のＷＷＡＮｓのようなセルラネットワークを含む無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、および他の様々な既知および将来定義されうるネットワーク技術を含んでもよい。従って、ＶｏＩＰトラフィックは、エンドポイント間のルーティングにおいて多数のネットワーク上で交換されてもよい。例えば、居住環境におけるユーザＡとユーザＢの間のエンドツーエンドＶｏＩＰ呼び出しにおいては、ＶｏＩＰパケットは、ユーザＡのＷｉ−Ｆｉアクセスネットワーク、ユーザＡのＤＳＬまたはケーブルブロードバンド、ＩＰコアネットワーク、ユーザＢのＤＳＬまたはケーブルブロードバンド、およびユーザＢのＷｉ−Ｆｉアクセスネットワークを潜在的に横断してもよい。多数のネットワークがエンドポイント間の音声パケットをリンクするために使用されるとき、これらのネットワークリンクのどの部分においてもサービス品質についての障害が、呼び出しのための全体的なサービス品質に影響することは自明である。

従って、通信リンクのサービス品質（ＱｏＳ）評価指標を決定することが知られており、音声呼び出し連続性を維持するために、ＱｏＳの低下が認められる通信リンクから他の通信リンクへ末端装置のためにハンドオフのトリガを介するような、ＱｏＳを改善するための措置をとるためにＱｏＳ決定を採用することがさらに知られている。そのようなシステムでは、そのような装置は呼び出しを送るために利用される特定のネットワーク内のいかなる場所にも生じるＱｏＳ劣化によって影響を受けるので、ＱｏＳは、典型的には、音声呼び出し（例えば、携帯電話またはコンピュータ）のエンドポイントでの装置の両方または１つによりモニタされる。

無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるＱｏＳを決定するための既知の評価指標は、無線アクセスポイント（ＡＰ）からＡＰに無線でリンクされた通信装置への、ダウンリンクにおける受信信号電力の決定または測定である。従って、受信信号電力が閾値以下に落ちる場合、端末装置は、例えば、利用可能ならば、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）または別の無線ローカルエリアネットワークのような、別のネットワークへのハンドオフをトリガするかもしれない。しかし、この物理（ＰＨＹ）層評価指標のみでは、すべての状況および層のための完全な経路品質を決定するために効果的ではない。例えば、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）において生じているあるＶｏＩＰ呼び出しを考えると、ダウンリンク無線信号強度は高いＱｏＳを維持するのに適しているにもかかわらず、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）またはアプリケーション層での損失パケットは、実際のＱｏＳに悪影響を及ぼす。その上、たとえＷＬＡＮ無線信号強度が基準を満たしても、ＷＬＡＮアクセスポイントから呼び出し終端装置までのバックホールリンクにおける劣化は、さらにＱｏＳに悪影響を及ぼす。さらにアクセスポイントは、ダウンリンクでの質のよいリンクおよびアップリンクでの質の悪いリンクが装置によって検出されることができない結果、通信装置から同様の電力レベルを受信しない可能性がある。例えば、ＷＬＡＮまたは付随のバックホールリンクが障害のサインを示すとすぐに、よいＷＬＡＮ品質は、様々な障害発生時点（つまり様々な評価指標）の完全なモニタリングおよび別の無線通信技術へのハンドオフのトリガを必要とする。従って、メカニズムが、呼び出し経路に影響を及ぼしている様々な評価指標のために通信端末において正確にＱｏＳを評価することが必要であり、このようなメカニズムが、複数のネットワークおよび／または複数のプロトコルの間のシームレスな移行を提供するために、ユーザに最良の通信プロトコルでの収束および最適化を利用可能にする。

ある態様によれば、通信ネットワークのためのサービス品質を決定する方法は開示される。方法は、通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定すること、少なくとも２つの評価指標とそれぞれの閾値とを比較することを含んでいる。方法は、少なくとも２つの評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいてネットワーク用のサービス品質を決定することをさらに含んでいる。

別の態様によれば、通信システムにおいて操作可能な通信装置が開示される。装置は、通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定するための第１モジュールを持つプロセッサを含んでいる。プロセッサはまた、少なくとも２つの評価指標をそれぞれの閾値と比較する第２モジュール、少なくとも２つの評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいてネットワーク用のサービス品質を決定する第３モジュールを含む。

さらに別の態様によれば、通信リンクの品質を決定するための装置が開示される。装置は、通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定する手段を含んでいる。装置は、少なくとも２つの評価指標をそれぞれの閾値と比較する手段、少なくとも２つの評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいてネットワーク用のサービス品質を決定する手段をさらに含んでいる。

さらに別の態様によれば、コンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品が開示される。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータに通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定させるコードを含んでいる。媒体は、コンピュータに少なくとも２つの評価指標とそれぞれの閾値とを比較させるコード、コンピュータに少なくとも２つの評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいてネットワーク用のサービス品質を決定させるコードをさらに含んでいる。

サービス品質を改善するための動作のトリガおよび品質決定を採用する通信システムの図。 通信システムにおいて品質決定またはモニタリング評価指標が実行されるレベルを示すブロック図。 通信システムにおける通信リンク品質を決定するための方法のフローチャート。 品質に基づいて是正措置を決定する、および通信リンクのサービス品質を決定するための典型的な装置。

ある態様によれば、方法および装置は、通信リンクの品質を決定し、およびその決定に基づくハンドオフのトリガについて開示される。品質の決定は、ＰＨＹ、ＭＡＣまたはアプリケーション層のような、少なくとも２つ以上のプロトコルの異なる層からダウンリンクおよびアップリンク評価指標をモニタすることを含んでもよい。さらなる態様によれば、異なるネットワーク間でハンドオフをトリガすることは、品質決定に基づいて達成される。

図１は、品質決定に基づいて、ハンドオフのような、品質を改善するために付随する是正措置の実行および品質決定を採用する典型的な通信システム１００の図である。詳述されるように、システム１００は、２つのエンドポイント（例えば、２つの通信端末または局）間のＶｏＩＰ呼び出しを行うことに使用可能である。システム１００は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）１０２のようなローカルエリアネットワーク１０２を含んでいてもよい。それは、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ規格８０２．１１）のような多数の無線ネットワーキング規格のうちの任意の１つによって動作してもよい。ローカルエリアネットワーク１０２は、コンピュータ１０８を含むモバイル装置１０６または他の電子機器のような、通信端末エンドポイントと通信するワイヤレスアクセスポイント（ＡＰ）１０４を含んでいる。ＡＰ１０４は、そしてまた、バックホールリンク１１０と通信している。

バックホールリンク１１０は、デジタル加入者線（ＤＳＬ）またはケーブルブロードバンド接続のようなネットワーク接続のいくつかの種類のうちのいずれか１つを具備してもよい。バックホールリンク１１０は、インターネットバックボーン１１２のようなワイドエリアネットワークとローカルエリアネットワーク１０２を結合する働きをする。特に、バックホールリンクは、インターネットバックボーン１１２と通信する呼び出し終端ユニット（call termination unit）１１４で終端される。インターネットバックボーン１１２は、エンドツーエンド接続の別の末端端末（図示せず）へＶｏＩＰパケットを送信するために使用される。

システム１００はさらに、端末１０６と、例えば呼び出し終端１１４との間の通信リンクのＱｏＳを決定するのを支援するために使用される、経路品質モニタリング機能サーバ１１６を含んでもよい。より詳細にここに記述されるように、経路品質モニタ機能（頭文字「ＰＱＭＦ」としてもここに言及される）は、端末または局（例えば、モバイル通信装置１０６）によって達成されてもよい。端末または局は、ＶｏＩＰ接続におけるネットワークで、近くに位置する品質モニタリングサーバ１１６または破線の長方形１１７により図式的に表されるような呼び出し終端ユニットの中へパケット情報を送信する。端末からのパケットに応じて、例えば、品質モニタリングサーバ１１６は、経路品質の決定のために局または端末へパケット情報を返す。ＰＱＭＦの概念およびＰＱＭＦの典型的な実装は、同時係属の出願である、継続中の出願であるＤｅｓｈｐａｎｄｅらによる、“METHODS AND APPARATUS FOR DETERMINING COMMUNICATION LINK QUALITY”に完全に記述され、この出願は、代理人整理番号０７００１８番をもち、これとともに出願され、これに関して譲受人に割り当てられ、ここで言及することによりここに明確に組み込まれる。

システム１００はさらに、ＷＬＡＮ１０２またはバックホールリンク１１０の品質が劣化する場合には、通信端末または局にハンドオフする、１つ以上の代替ネットワークを含んでいてもよい。例えば、端末１０６は、基地局１１８によって例証されるようなＷＷＡＮネットワークへハンドオフしてもよい。ＷＷＡＮネットワークは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＷｉＭａｘ（ＩＥＥＥ８０２．１６）、ＬＴＥ、ＵＭＢ、１ｘ−ＥＶＤＯ、ＵＭＴＳ、ＨＳＰＡ、ネットワークを含むセルラネットワーク、または他の適切な無線または有線ネットワークのような幾つかの適切なネットワークのうちのいずれかから成ってもよい。基地局１１８は、順に、呼び出し終端ユニット１１４へトラフィックの送信（つまり、音声トラフィック）用のインターネットリンク１１２である。

通信端末１０６の範囲内にある場合、別の代替ハンドオフネットワークは別のＷＬＡＮアクセスポイントＡＰ１２２でもよい。ＡＰ１２２はその後、例えば、呼び出し終端ユニット１１４へ向けてインターネット１１２へ対応するバックホールリンク１２４を経由して、通信端末１０６からのトラフィックを接続する。図示しないが、ＶｏＩＰ呼び出し終端はまた、サーバ１１６と同様に、関連したＰＱＭＦサーバの近くに位置してもよい。

システム１００は、単一の簡単なネットワーク構成の例証である。しかし、多くの付加的で、より複雑なシステム１００の構成が、代替となる電子機器、および様々な無線および有線ネットワーキングプロトコルを含めて検討される。さらに、システム１００におけるコンポーネントは、移動通信端末機１０６を、例えば別のネットワークへ、端末１０６によって現在利用されているＡＰの間でシームレスに切り替えることを容易にするように構成されてもよい。その上、システムは音声データ（ＶｏＩＰ）用のＱｏＳ決定に関連して特に記述されるが、ＱｏＳ決定は、ブロードバンドデータサービスのような、バックホールでの他のパケット伝送のために利用されてもよいことが検討される。

図２は、図１におけるシステム１００のような、通信システムにおいて品質決定またはモニタリング評価指標が実行されるプロトコル層を示すブロック図を示す。ＶｏＩＰ呼び出しに参加するエンドポイント端末２０２は、ＱｏＳに影響する様々な層で異なる評価指標をモニタするように構成されてもよい。記述されるように、通信端末２０２は、ＶｏＩＰ呼び出し終端２０６と同様に、物理層（ＰＨＹ）、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）層、およびアプリケーション層パラメータのようなプロトコル層パラメータまたは端末２０２とアクセスポイント２０４と間のリンクでの評価指標をモニタすることができる。通信端末２０２は、図１に示された通信端末装置１０６または１０８と同様である。

ＰＨＹ層２０８では、１つの測定された評価指標は、例えば、アクセスポイント（ＡＰ）２０４から受信した無線信号の信号電力を含んでいてもよい。特にワイヤレスアクセスポイントについては、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）は、この評価指標の決定のために利用されてもよい。一例によれば、Ｗｉ−Ｆｉ ８０２．１１無線ＬＡＮにおいて、所定の期間（Ｔ_ＰＷＲとしてここに名付けられる）に受信されたＲＳＳＩサンプルの平均は、決定されてもよいし計算されてもよい。この平均は、ダウンリンク電力（ＤＬ＿ＰＷＲ）としてここに定義され、図２において参照番号２１０によって示される。ＶｏＩＰ呼び出しでのダウンリンクで通信がない（silence）間では、ＲＳＳＩ更新はＶｏＩＰストリームのデータフレームによって提供されることができないことに留意する。しかし、通信端末２０２によって集められたＲＳＳＩサンプルは、ＶｏＩＰデータフレームだけではなくアクセスポイント（ＡＰ）２０４によって発生する任意の種類のフレームに対応してもよい。加えて端末２０２は、ＲＳＳＩを更新するためにそれ自体に予定されないフレームを使用してもよい。利用可能な場合、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）が使用されてもよい。それはフレームを復号する能力に影響する干渉および雑音についての評価を提供する。

所定の閾値を超える場合、端末２０２は、ハンドオフまたはデータ若しくは符号化レートを変化させるような他の是正措置をトリガする目的のために、ダウンリンク電力またはＳＩＮＲ評価指標を利用するように構成される。Ｗｉ−Ｆｉ ８０２．１１アクセスポイントの場合には、例えば、閾値は、端末２０２におけるＡＰ２０４のデータレートおよび受信機ハードウェアの感度に基づいて経験的に確立されることが可能である。

層２１０によって示されるように、端末２０２はＭＡＣ層のモニタリングを含んでもよい。ＭＡＣレベルでは、端末２０２でダウンリンクおよびアップリンク評価指標の両方を決定することが可能である。

ＭＡＣ層ダウンリンク評価指標に関して、いくつかの別個の評価指標は、ＱｏＳを決定するために検討される。図２における矢印２１４および矢印２１６によって示されるこれらの評価指標は、一般に、ダウンリンクにとっては、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）誤差、および欠落フレームまたは再送信されるフレームを決定することに関し、アップリンクにとっては、損失レートおよび再送信レートを決定することに関する。加えて、バッファオーバーフローを含むローカルバッファからの情報と同様に、これらの評価指標は８０２．１１ＭＡＣ管理情報ベース（ＭＩＢ）を使用して実装されうることに留意する。

利用されてもよい第１ダウンリンク評価指標は、ＦＣＳ誤差と一緒に受信されるフレームの数をモニタすることに関係する。この評価指標は、ダウンリンクチャネル状況での表示を提供してもよい。評価指標は、ダウンリンクパケット損失が生じる前にチャネル劣化を検出するために使用されることが可能であり、ハンドオフターゲット用の検索をできる限り加速してもよいし、リンク品質を改善するために他の何らかの動作を開始してもよい。しかし、この評価指標は、非常に急激に変化するシナリオに警告を発しないことがあることに留意する。シナリオでは、経路損失または干渉レベルでの急速な増加の後に、フレームがＰＨＹ層によって検出さえされない可能性があり、従ってＦＣＳ誤りが発生しない。

Ｗｉ−Ｆｉネットワーク（ＩＥＥＥ８０２．１１）における一例によれば、ここに「ＷＬＡＮ＿ＤＬ＿ＦＣＳ」と名付けた、ダウンリンクＦＣＳ誤差カウントにおける変化の、総受信フラグメントカウントにおける変化に対する比は、定量的に以下のように定義することができる。

ＦＣＳ誤差カウントおよび受信フラグメントカウントの両方のΔまたは変化は、過去のＭＩＢ時間（Ｔ_ＭＩＢ）間隔にわたってＭＡＣ ＭＩＢカウンタ値で計算される。新しいフレームが受信されず、ＭＡＣ ＭＩＢカウンタもまた変化しないので、ＷＬＡＮ＿ＤＬ＿ＦＣＳは通信のない間は無効になる。Ｄｏｔ１１ＦＣＳＥｒｒｏｒＣｏｕｎｔは、ＦＣＳ誤差を数えるＭＡＣ ＭＩＢ値である。Ｄｏｔ１１ＲｅｃｅｉｖｅｄＦｒａｇｍｅｎｔＣｏｕｎｔは受信したフラグメントの数を数えるＭＡＣ ＭＩＢ値である。

使用されてもよい第２ＭＡＣダウンリンク評価指標は、適切に送られないパケット（つまり、欠落パケット）の比のより低いＭＡＣ計算である。これはどんなアプリケーションが使用されていても、ＭＡＣダウンリンクはモニタされることを保証する。“ＷＬＡＮ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳ”と名付けられる評価指標は、下位のＭＡＣ層から上位のＭＡＣ層に送られないＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ）の比として定義される。この比率は次の関係によって定義されてもよい。

ΔＭＳＤＵ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅ＿ｎｕｍｂｅｒはＭＳＤＵの固定ウィンドウサイズを表わし、ΔｎｏｔＲｅｃｅｉｖｅｄＭＳＤＵは、ΔＭＳＤＵ＿ｓｅｑｕｅｎｃｅ＿ｎｕｍｂｅｒのウィンドウ内で受信しないフレームの数である。ＷＬＡＮ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳを実装する際に、送り手（例えばＡＰ２０４）は、各送信先端末のためにそれぞれ新しいＭＳＤＵについて１つ（または少なくとも１つの固定既知量）だけインクリメントされるＭＡＣシーケンス番号を使用することに留意する。チャネルが急速に劣化する場合、新しいフレームが受信されないかもしれないので、この評価指標は損失パケットを正確に評価しないかもしれないことに留意する。補足説明として、新しいシーケンス番号またはＭＤＳＵは通信のない間に検出されないので、ＷＬＡＮ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳ評価指標はまた、呼び出し通信のない間に無効されてもよい。

８０２．１１のようなレート適応を特徴とするシステムでは、リンク品質を測定するために利用可能な３番目のＭＡＣ評価指標は、アクセスポイントによって現在選択されるレートである。低レートは、リンクが劣化されることを示唆してもよい。

上述したＭＡＣ層評価指標は、通信リンク品質を改善するための是正措置を取るために使用されてもよい。一例を挙げれば、もう１つのトリガ閾値が超される場合は、是正措置は、端末２０２のハンドオフをトリガすることを含んでいてもよい。例として、ＷＬＡＮ＿ＤＬ＿ＦＣＳ用のトリガ閾値は５０％にセットされうる。それは、受信フレームの半分がＦＣＳに失敗すれば、是正措置がトリガされるということを意味する。音声呼び出し用のＷＬＡＮ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳ評価指標のためのトリガは、例えば、知覚音声品質の基準である平均オピニオン評点（ＭＯＳ）が著しく劣化することで、規定の割合を超えることでもよい。データセッションに関して、これは、例えば転送制御プロトコル（ＴＣＰ）が適度なスループットを達成できないことで規定の割合を超えることでもよい。

規定の割合を確立する方法の一例として、典型的なコーデック出力は５０フレーム／秒であり、また、平均ウィンドウサイズは１秒であることに留意する。従って、例えば、ＷＬＡＮ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳの閾値の割合が６％でセットされれば、これは１秒のウィンドウ当たり３つの欠落パケットに対応し、バースト誤りに対するいくらかの耐性を可能にするだろう。

上記のＭＡＣダウンリンク評価指標は、データがダウンロードされないので、呼び出し通信のない期間に必ずしも使用可能ではないことにまた留意する。従って、一例において、信頼性は、品質決定をするための呼び出し通信のない期間中に、ＭＡＣダウンリンク評価指標に加えて他の評価指標による。別の例において、ＭＡＣダウンリンク評価指標は、固有の制限のせいで是正措置をトリガするために使用されないが、他の付加的な評価指標に基づいてトリガすることを単に通知する。制限は、例えば、ＦＣＳ評価指標が非常に急速に変換するシナリオに警告を発しないことがあることを含み、シナリオでは、経路損失における急速な増加の後に、フレームがＰＨＹによって検出さえされない可能性があり、従ってＦＣＳ誤差が発生しない。

加えて、アクセスポイント（ＡＰｓ）が不連続ＭＡＣシーケンス番号を備えたパケットを送る場合、ＭＳＤＵベースの評価指標は使用されるべきではない。従って、局は、評価指標を可能にする前にＡＰ２０４が連続シーケンス番号を送るかどうかを最初に検出しなければならない。

末端端末２０２から他の音声呼び出しの末端における端末へのアップリンク経路に沿って（図示せず）、ＷＬＡＮアップリンク、ブロードバンドバックホール、オペレータネットワーク（例えば、ＩＰネットワーク）および他の末端端末への最終リンクのような、潜在的障害または劣化の多数のポイントが存在する。端末２０２によるＷＬＡＮアップリンクのモニタリングは、リンクの他の部分と比べて比較的容易である。その上、ＷＬＡＮアップリンクをモニタリングすることは、ＷＬＡＮの過負荷またはＷＬＡＮアクセスポイント（例えば、ＡＰ２０４）に近い干渉者位置によって引き起こされる損失による劣化を見いだすことができる。従って、図２における矢印２１６によって示されるように、現在の装置および方法はさらに、ＭＡＣ層で端末２０２によってアップリンク評価指標のモニタリングを提供する。

特定の態様によれば、現在開示された装置および方法は、以下のように定義された、構築されたＷＬＡＮアップリンク損失（ＷＬＡＮ＿ＵＬ＿ＬＯＳＳ）評価指標を利用してもよい。
ＷＬＡＮ＿ＵＬ＿ＬＯＳＳ＝ＵＬ＿ＨＯＳＴ＿ＬＯＳＳ＋ＷＬＡＮ＿ＵＬ＿ＭＡＣ＿ＬＯＳＳ （３）
上記式（３）内のＵＬ＿ＨＯＳＴ＿ＬＯＳＳは、過去の時間間隔（Ｔ_ＭＩＢ）にわたって計算される、ホスト（例えば、端末２０２）バッファ（例えば、バッファオーバフロー）において失われるフレームの割合を表す。定量的に、ＵＬ＿ＨＯＳＴ＿ＬＯＳＳは次の関係によって決定されうる。

Ｎ_{ＥｘｐｅｃｔｅｄＦｒａｍｅｓ}は、１つのＴ_ＭＩＢ間隔の間での、端末コーデックによるフレーム出力の期待数を表す。端末２０２においてＶｏＩＰトラフィックキューイング（queuing）に使用されるバッファは、発信データの時間閾値は、例えば、データの約１２フレームに対応する約２４０ミリ秒のような、発信データの時間閾値よりも大きいものを含まないことに留意する。データがこのキュー量を超過すれば、遅延は大きすぎ、遅延を超過するフレームは欠落する。それら欠落したフレームは記録され、その変化は、ΔＭＳＤＵ＿ｌｏｓｔ＿ｈｏｓｔによって上記の式（４）に表わされる。

上記の式（３）内の値ＷＬＡＮ＿ＵＬ＿ＭＡＣ＿ＬＯＳＳは、空中で損失したフレームの割合を表す。それはＴ_ＭＩＢごとに以下のように計算される。

方程式（５）におけるそれぞれの場合に、フェイルドカウント（Ｆａｉｌｅｄｃｏｕｎｔ）およびトランスミッティドフレームカウント（ＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｄＦｒａｍｅＣｏｕｎｔ）のΔは、過去のＴ_ＭＩＢ間隔にわたってＭＡＣ ＭＩＢカウンタ値で計算される。Ｄｏｔ１１ＦａｉｌｅｄＣｏｕｎｔは、最大試行数の後に送信に失敗したフレームの数を数えるＭＡＣ ＭＩＢカウンタの名前である。Ｄｏｔ１１ＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｄＦｒａｍｅＣｏｕｎｔは、局によって送信されるフレームの数を数えるＭＡＣ ＭＩＢカウンタの名前である。

品質決定およびトリガ用の評価指標のＷＬＡＮ＿ＵＬ＿ＬＯＳＳの閾値に関して、ほぼ６％の値より上回って、ＶｏＩＰの平均オピニオン評点（ＭＯＳ）が著しく低下することが経験的に知られていることに留意する。従って、典型的なコーデック出力が５０ｆｐｓであり、平均ウィンドウが１秒であるので、アップリンク損失評価指標に対する典型的な値を６％にセットすることができる。それは３つの欠落パケットに対応し、バースト誤りに対するいくらかの耐性を許容する。

通信のない期間中に、送信されるフレームのわずかな数から、アップリンク損失レートを正確に推定することは困難であることに留意する。例えば、通信のない期間中の３つのフレームのうちの１フレームの損失は、過度に悲観的な３３％アップリンク損失レートを示す。補償するために、Ｔ_ＭＩＢ間隔の間に、閾値よりも少ない数のパケットが観測される場合に、ＰＱＭＦはリンク品質をテストするために使用される。

特定の態様によれば、現在開示された装置および方法は、フレームを送信するために要求される再送信の平均数と、アップリンクでの少なくとも１つの再送信を要求するフレームの割合を利用してもよい。

８０２．１１ＭＡＣ ＭＩＢが、アップリンクＱｏＳをモニタするのに役立つ多くの他の評価指標、例えば、確認応答失敗および再試行されるパケット用のカウンタを含むことに留意する。これらの評価指標は、上で説明された失敗したカウントと同じ方法で、ハンドオフトリガを定義するために使用することができる。

実装がＭＡＣ ＭＩＢ値を使用して記述される一方、同じ実装がＭＡＣ ＭＩＢを問い合わせることなしに成し遂げられてもよいことに留意する。代わりに、評価指標は、ＭＡＣ内で直接計算されてもよい。その上、アップリンクデータレートは、ダウンリンクについて上述される使用法と類似して、同様に使用されうる。

上述されるように、特にＷＬＡＮの場合には、端末２０２は、無線リンクが劣化するかどうかを決定するためにＰＨＹ層およびＭＡＣ層の評価指標をモニタしてもよい。しかし、他のネットワーク病理学にとっては、より高いレベルでのモニタリングは、端末（２０２）が、例えばバックホールにおいて問題が存在するかどうかを決定するのに役立つことができる。従って、端末２０２はさらに、「アプリケーション」またはＲＴＰ層２１８として示される、ＭＡＣのサービスを使用してプロトコルの評価指標をモニタしてもよい。図２の特定の例では、モニタされるアプリケーション層評価指標は、図２にＶＯＩＰ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳ ２２０として示される、ＶｏＩＰトラフィックのダウンリンク損失のモニタリングに関する。

アプリケーション層ダウンリンク損失評価指標ＶＯＩＰ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳの目的は、ユーザによって聴取されたオーディオストリームの品質を反映することである。よって、評価指標は、ジッタバッファの出力において、オーディオ復号器によって感受されるように消去されるパケットの一部分をモニタするように構成される。別の言い方をすれば、この評価指標は、所定時間間隔で最後まで送信するのに間に合うように復号器に達しないパケットのパーセンテージとみなすことができる。このコンテキストにおいて「パケット」は、ＲＴＰパケットのペイロードとして定義され、「フレーム」は、コーデックを使用したフレーミングユニットの内容を参照することに留意すべきである。パケットは例えば、無音パケット（silence packet）のようないくつかのフレームを再構成するために使用される情報を含んでいてもよい。

特に、この評価指標は、次の関係によって定量的に定義されてもよい。

Ｎ_{ＥｘｐｅｃｔｅｄＦｒａｍｅｓ}は測定時間間隔Ｔ_ＶＯＩＰでの復号器によって期待されるフレームの数のカウントであり、Ｎ_{ＲｅｃｅｉｖｅｄＦｒａｍｅｓ}は実際に受信されたフレームの数のカウントである。これらのフレームカウントは両方とも、ジッタバッファ出力で起用されるパケットのＲＴＰシーケンス番号に基づいて更新されてもよい。

評価指標ＶＯＩＰ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳは、Ｎ_{ＥｘｐｅｃｔｅｄＦｒａｍｅｓ}が各測定間隔Ｔ_ＶＯＩＰで同じである、Ｇ．７１１のような連続的なコーデックとよく連動することに留意する。ＡＭＲ、ＥＶＲＣおよびＥＶＲＣ−Ｂのような周期的に無音フレームを備えた不連続のコーデックについては、フレームカウンタは、通信のない期間中にゆっくりインクリメントしてもよく、これにより、ダウンリンク品質のそれほど正確でない推定をもたらすかもしれない。例えば、通信のない間に３つのフレームのうちの１つを失うことは、過度に悲観的な３３％損失レートを示すだろう。ＶＯＩＰ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳ評価指標は、通信のない間にフレームを送信することを完全にやめるコーデックについて全く更新せず、それによってＧ．７１１のある実装のような、ＲＦＣ ３５５１の推薦には適合しない。そのような場合、現在の装置および方法は、正確にリンク品質をモニタするために、（ＴＶＯＩＰ間隔において期待される僅かな数のフレームに基づく）ＶＯＩＰ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳ評価指標と、ＰＱＭＦでのような、どこか他のところでの信頼性とを無視するようにさらに構成されてもよい。

ハンドオフをトリガするかどうかを決定することを支援する上記の評価指標の使用が、ＱｏＳを改善しないかもしれず、さらに不必要なオーバーヘッドを招く可能性がある場合がまだあるかもしれないことに留意する。例えば、品質問題の原因が遠隔側（つまり、呼び出し終端２０６の後）で生じていると仮定すれば、たとえローカルＬＡＮおよびバックホールリンクがよくても、アプリケーション層評価指標は、それにもかかわらず多くのダウンロードパケット損失を示すかもしれない。そのように、問題がリモート端にあるので、そのような検出の結果として別のネットワークへのハンドオフをトリガすることは改善をもたらさないだろう。そのようなハンドオフは、不必要なオーバーヘッドを招き、ＬＡＮ上で呼び出しを保つという潜在的な利点を除去する。加入者は、性能理由と同様に、コストのためにＬＡＮ上で呼び出しを保つことを好むかもしれない。反対に、遠隔側に問題が生じることによりバックホールアップリンクが劣化される間、アプリケーション層評価指標は、無視できるダウンロードパケット損失を示してもよい。従って、ローカルＬＡＮから離れてトリガされたハンドオフの不足は、遠隔側にとってＱｏＳの継続的な劣化を招くだろう。今のところ別の例では、ＷＡＮからローカルＬＡＮへのハンドオフは、適切に検出されるＲＳＳＩに基づいて示されてもよい。しかし、バックホール品質が劣化すれば、ローカルＬＡＮへのハンドオフは、そのような場合におけるハンドオフの後にパケット損失を引き起こすだろう。加えて、上述された評価指標の多くは通信のない間に無効になる。

従って、図２に示されるように経路品質モニタリング機能（ＰＱＭＦ）２２２は、品質決定およびトリガハンドオフをより正確に評価するために利用されてもよい。経路品質劣化を検出する機能性は、端末（例えば、２０２）に存在し、ソフトウェア、ハードウェアまたはそれらの組合せを通じて実装されてもよい。端末２０２は、呼び出し終端２０６近くのアップストリームに位置されるＰＱＭＦサーバ２２４とパケットを交換する。アップストリームブロードバンド終端におけるＰＱＭＦサーバ２２４の配置は、効果的なブロードバンドモニタリング（すなわちバックホールのモニタリング）を容易にし、端末２０２から生じる全てのトラフィック（ベアラ（bearer）と同様にシグナリングも）は、呼び出し終端２０６を通して行き来することが保証される。

別の評価指標がハンドオフのための品質の正確な評価を提供しなくてもよい上記に指摘される状況を回復することに加え、ＰＱＭＦが通信のない間ロバストであることに留意する。さらにＰＱＭＦの詳細な説明は、同時係属の出願である、Ｄｅｓｈｐａｎｄｅらによる“ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＬＩＮＫ ＱＵＡＬＩＴＹ”で利用可能であり、この出願は、代理人整理番号０７０００１８番を持ち、ここで言及することによりここに組み込まれる。

図１および図２を参照して、ネットワークへハンドオフするかどうかを決定するとき、通信端末１０６または２０２は、他の潜在的なハンドオフネットワークの最も近い基地局（例えば、１１８）への信号強度を測定することが構成されうることに留意する。従って、代替セルラーシステムが利用可能で、ＷＡＮ信号強度が信号対雑音比閾値ＳＮＲ_{ＡｄｄＴｈｒｅｓｈｏｌｄ}を超えていると仮定すると、ハンドオフアルゴリズム符号化は以下のようになりうる。

Ｉｆ（ＲＳＳＩ＜ＲＳＳＩ_{ＤｒｏｐＴｈｒｅｓｈｏｌｄ}）
Ｗｉ−Ｆｉ信号強度が低いためにハンドオフ
Ｅｌｓｅ ｉｆ（ＷＬＡＮ＿ＵＬ＿ＬＯＳＳ＞ＰＥＲ_{ＥｘｉｔＴｈｒｅｓｈｏｌｄ}）
Ｉｆ（ＵＬパケットが送信された数＜Ｎ_{ＭｉｎＵＬＰａｃｋｅｔＳａｍｐｌｅｓ}）
Ｔ_{ＦａｓｔＩｎｔｅｒｖａｌ}ごとに時間をあけて、Ｎ_Ｆａｓｔ ＰＱＭＦパケットを送信しそれらのＲＴＴを測定する
Ｎ_{ＦａｓｔＬｏｓｓＴｈｒｅｓｈｏｌｄ}よりも多くのパケットがＲＴＴ＞Ｔ_{ＦａｓｔＴｉｍｅｏｕｔ}であればハンドオフ
Ｅｌｓｅ
低ローカルＷｉ−Ｆｉアップリンクのためにハンドオフ
Ｅｎｄ
Ｅｌｓｅ ｉｆ（ＶＯＩＰ＿ＤＬ＿ＬＯＳＳ＞ＰＥＲ_{ＥｘｉｔＴｈｒｅｓｈｏｌｄ} またはＰＱＭＦ ＲＴＴ＞Ｔ_{ＳｌｏｗＴｉｍｅｏｕｔ}）
Ｔ_{ＦａｓｔＩｎｔｅｒｖａｌ}ごとに時間をあけて、Ｎ_Ｆａｓｔ ＰＱＭＦパケットを送信し、それらのＲＴＴを測定する
Ｎ_{ＦａｓｔＬｏｓｓＴｈｒｅｓｈｏｌｄ}よりも多くのパケットがＲＴＴ＞Ｔ_{ＦａｓｔＴｉｍｅｏｕｔ}であればハンドオフ
Ｅｌｓｅ
Ｗｉ−Ｆｉでの呼び出しを保持
Ｅｎｄ
ＲＴＴはＰＱＭＦパケットまたはフレームのラウンドトリップ時間である。

ＰＱＭＦの使用と同様に、上記のアルゴリズムは、ＰＨＹ（ダウンリンク）、ＭＡＣ（アップリンク）およびアプリケーション（ダウンリンク）プロトコル層からの評価指標を利用することに留意する。しかし、ここで開示された装置および方法の実践のための２つのプロトコル層のみから評価指標の利用が検討される。例えば、ＰＨＹ層およびＭＡＣ層からの評価指標は、ＱｏＳおよびハンドオフ決定を含むこれに伴う是正措置を決定するために利用されてもよい。他の例において、ＰＨＹ層およびアプリケーション層（ＰＱＭＦを含む）からの評価指標は、コンサートにおいて使用されてもよいし、または、ＭＡＣ層およびアプリケーション層それだけで、品質および是正措置決定のために利用されてもよい。このように、図３は、上述された評価指標が通信システムにおいてどのように同時に利用されてもよいかに関して包括的な手順を示す。

図３は、図１または図２におけるシステムのような通信システムにおいて達成されてもよい通信システムにおける、通信リンク品質を決定する方法３００のフローチャートである。より詳しくは、方法３００は、端末１０６、１０８、または２０２のような通信端末によって実行されてもよい。例えばＰＱＭＦは方法３００で使用され、サーバ１１６または２２４のようなＰＱＭＦサーバの支援、または、等価な装置または機能性が採用されてもよいことに留意する。

初期化の後に、方法３００は、ブロック３０２に示されるような通信端末における通信システムパラメータを反映する少なくとも２つの異なるプロトコル層から少なくとも２つの評価指標を決定する。プロトコル層は、ＰＨＹ層、ＭＡＣ層およびアプリケーション（それはＰＱＭＦを含んでいてもよい）層の少なくとも２つであり、決定は通信端末（例えば、１０６または２０２）によって実行されてもよいことに留意する。加えて、評価指標は、これまでにここに記述された評価指標のうちの少なくともいずれかを含んでいる。どの２つの層が利用されるかどうかの決定は、通信端末内のロジックによって決定される。

ブロック３０２における少なくとも２つの評価指標の決定後、決定された評価指標は、ブロック３０４に示されるようなそれぞれの閾値と比較される。上記に詳細に記述されるように、それぞれの評価指標のための異なる閾値は、特定の通信ネットワークに依存する理論的決定と同様に、十分なＱｏＳを構成するものの経験的考察に基づいて予め定められてもよい。閾値は、その代わりに通信システム内の条件に適応できると決定されてもよい。

評価指標と閾値とを比較した後に、フローは判定ブロック３０６に進む。ブロック３０６では、ブロック３０４の比較は１つ以上の所定の閾値の超過を示すかどうかで決定がなされる。言いかえれば、ＱｏＳ決定は、評価指標の１つ以上が所定の閾値を越えたかどうかに基づいてなされる。少なくとも１つの閾値が超えられる場合、フローはブロック３０８に進み、ＱｏＳを改善するために適切な処置が取られる。ある例では、取られる処置は、別のネットワークが利用可能であるという条件で、現在のネットワーク（例えば、ＷＬＡＮ）から別のネットワーク（例えば、ＷＷＡＮ）にハンドオフをトリガする端末を含んでいてもよい。ＱｏＳを改善するための是正または適切な措置の他の例は、符号化レートおよび変調を適用すること、干渉を管理すること、送信電力を増加すること、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）を可能にすること、呼び出しを欠落すること、および、呼び出しサービスプロバイダまたはブロードバンドプロバイダからより高いＱｏＳを要求することを含む。それらのうちのいくつかは以下の説明により詳細に記述される。

変調および符号化レートを適用することは、アップリンク送信のためにそれ自身での通信端末（例えば、１０６または２０２）によって成し遂げられてもよい。ダウンリンクについては、端末は、ＱｏＳを改善するためにどのような変調および符号化が適応されるべきかをアクセスポイントへ示すために特別メッセージを使用してもよい。利用可能な場合、閉ループレート制御は、リンクのＱｏＳを最大限にするために使用されてもよい。

干渉を管理することは、別の無線チャネルへの送信を再配置することにより成し遂げられてもよい。端末は、８０２．１１ｖ仕様においてサポートされるような、現在のチャネルを変更するようにアクセスポイントに要求してもよい。端末はさらに干渉除去として知られている手法を用いてもよい。しかし、常に干渉除去を使用しない理由は、ＣＰＵに負担がかかり、従ってバッテリ寿命を減らすからである。これはモバイル装置において特に懸念されることである。干渉を管理することはまた、送信要求（ＲＴＳ）および送信許可 （ＣＴＳ）メッセージによって実行されるような、送信のための媒体を用意しておくことにより使用されてもよい。端末は、同様に干渉を低減するために、ポイントコーディネーションファンクション（ＰＣＦ）または８０２．１１のパワーセーブマルチポール（ＰＳＭＰ）のように、集中型のケジューリング方式を使用するようにアクセスポイントに要求してもよい。

同様に、ＭＩＭＯ送信を可能にすることは、ＣＰＵ処理、帯域幅、プロトコルオーバーヘッドにおいて見込まれるより高いコストを有するより信頼できるリンクを提供してもよい。その上、より高いＱｏＳを要求することは、通信に使用される無線ベアラの再ネゴシエーションとなって現れてもよい。システムに依存して、これは通話料無料サービスから課金サービスまで呼び出しを転送することを意味するかもしれない。ＷＬＡＮ＿ＵＬ＿ＭＡＣ＿ＬＯＳＳが増加するときのような、アップリンクが機能停止状態に直面していることを発見すれば、送信電力も、端末によって状況に合わせて適応されてもよい。増加した送信パワーは、受信機でより高いＳＩＮＲを生じ、一般的にリンクのＱｏＳを増加させる。さらに、局が、ＤＬ＿ＬＯＳＳが上がる場合のようなダウンリンク機能停止を検出する場合、局は特別メッセージとともに増加した送信電力を使用するようにアクセスポイントに要求してもよい。

図３に戻って、ブロック３０６の代わりに、閾値のどれもが超えられていない場合、これは現在のネットワークＱｏＳがネットワークトラフィック（例えば、ＶｏＩＰトラフィック）を満たすのに十分であり、その時に是正措置はなされないことを示す。ブロック３０６および３０８のプロセスはまた、少なくとも２つの評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいて、ネットワーク用のＱｏＳを単に決定することとして特徴付けられてもよいことに留意する。

ブロック３０６またはブロック３０８のどちらかのプロセスの後、フローは、絶えずＱｏＳを決定またはモニタするためにプロセス３００の繰り返しのためにブロック３０２へ戻る。プロセスは、遅延期間（図示せず）がブロック３０６またはブロック３０８のどちらかからブロック３０２にループバックする間に生じるところで、周期的でもよいことに留意する。別の代替案では、プロセス３００は単に一度実行されてもよい。

図４は、通信リンクのＱｏＳを決定し、品質に基づいたハンドオフを決定するための典型的な装置を示す。装置４００は、図１および図２における端末１０６、端末１０８、または端末２０２のような通信端末、または、プロセッサまたは通信端末内での使用のための同様な装置のいずれかとして構成されてもよいことに留意する。図示したように、装置４００は、ＰＨＹ層、ＭＡＣ層またはアプリケーション層からの評価指標のような、少なくとも２つの異なるプロトコル層から少なくとも２つの評価指標を決定するモジュール４０２を含んでいる。図４で見られるように、モジュール４０２からの出力およびモジュール４０２への入力の矢印は、サーバ２２４のようなＰＱＭＦサーバへのパケットの送信、およびＰＱＭＦサーバから反応のよいパケットの受信を含む、ＰＨＹ（ダウンリンク）層、ＭＡＣ（アップリンクおよびダウンリンク）層、およびアプリケーション（ダウンリンク）層における評価指標の決定およびモニタリングの典型的な表示である。

モジュール４０２によって決定される少なくとも２つの評価指標に関する情報は、バス４０４または同様な通信結合を経て、モジュール４０６へ通信される。図２に関連して詳細に議論されるように、モジュール４０６は、少なくとも２つの評価指標をそれぞれ所定の閾値と比較するために使用される。比較に基づいて、ＱｏＳの決定は獲得されてもよい。閾値との比較に基づいて得られたＱｏＳは、その後、バス４０４を通して、モジュール４０６から決定された品質に基づいた、モジュール４０８の是正措置の実行に、渡されてもよい。以前に議論されたように、是正措置の例は、しかし限定されずに、ハンドオフ、符号化レートおよび変調を適用すること、干渉を管理すること、送信電力を増加させること、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）を可能にすること、呼び出しを欠落すること、および、電話サービスプロバイダまたはブロードバンドプロバイダからより高いＱｏＳを要求すること、を含む。

更に、装置４００はオプショナルにプロセッサ４１４を含んでいてもよい。プロセッサ４１４は、装置４００が端末装置になる場合、モジュールによって実行されるプロセスのスケジューリングおよび初期化を達成してもよい。同様に、装置４００が端末装置として実装されており、単にそのような装置において使用のためのプロセッサだけではない場合に、装置は、オプショナルのプロセッサ４００としてここに開示された方法またはモジュールのプロセスを達成するコンピュータ読み取り可能な命令を格納するために構成される、オプショナルのコンピュータ読み取り可能な媒体またはメモリ装置４１２を含んでもよい。

装置４００は、少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが低サービス品質を示す場合、経路品質モニタリング機能（ＰＱＭＦ）を実行するためのモジュール４１４をさらに含んでもよいことに留意する。その上、ＰＱＭＦを使用して通信システムの一部分が不十分または低品質の原因であるかどうかを決定するモジュール４１６、さらに別のモジュール４１８もまた、経路が十分な品質であるときにモジュール４０８によって始められる是正措置のような、是正措置の実行を防ぐために、含まれてもよい。つまり、低品質は、通信システムの一部分に起因しないとしてＰＱＭＦによって決定される。

上記の議論の観点から、現在開示された方法および装置は、ＱｏＳの正確な決定を提供することは高く評価される。それは同様に、ハンドオフ決定のような、より正確な是正措置を提供する。特に、通信端末における少なくとも２つの異なる層のための評価指標を決定することによって、さらに高い精度が生じる。

開示されたプロセスにおけるステップの特定の順序または階層は、典型的な手法の一例であることが理解される。設計優先に基づいて、現在の開示の範囲内で残存する間、プロセスにおけるステップの特定の順序または階層が再調整されてもよいことが理解される。付随する方法は、サンプルの命令において様々なステップの現在の要素を提示し、提示される特定の順序または階層に限定されることを意味しない。

当業者は、情報と信号が様々な異なる技術および手法のうちのどれを用いて表わされてもよいことを認識するだろう。例えば、上記の説明の全体にわたって参照されてもよいデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁気的な場または粒子、光的な場または粒子、またはそれらの任意の組合せによって表わされてもよい。

当業者は、様々な実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびここに開示された実施形態に関連して記述されるアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組み合わせとして実装されてもよいことをさらに認識するだろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明白に示すために、様々な実例となるコンポーネント、ブロック、モジュール、回路およびステップは、それらの機能性の点から一般的に上述されている。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実装されるかどうかは、全体のシステムに与えられる設計制約および特定のアプリケーションに依存する。熟練した職人は、各特定のアプリケーション用に様々な方法で記述される機能性を実装してもよい。しかし、そのような実装決定は、現在の開示の範囲からの逸脱を引き起こすとは解釈されるべきでない。

ここに開示された実施形態に関連して記述される様々な実例となる論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラム可能な論理装置、離散ゲートまたはトランジスタロジック、離散ハードウェアコンポーネント、または、ここに記述される機能を実行するために設計されるそれらの任意の組合せで実装または実行されてもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサでもよいが、その代わりに、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械でもよい。プロセッサはまた、計算装置の組み合わせとして実装されてもよい。例えば、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの組合せ、複数個のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する１つ以上のマイクロプロセッサ、または他のそのような構成である。

ここに開示された実施形態に関連して記述される方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、または２つの組合せで直接具体化されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、またはその技術分野で知られている記憶媒体のどんな他の形式において存在してもよい。典型的な記憶媒体（図示せず）は、記憶媒体から情報を読み、記憶媒体へ情報を書くことができるプロセッサのようなプロセッサに結合してもよい。別の方法では、記憶媒体は、プロセッサに不可欠になる可能性がある。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣに備わっていてもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末に存在してもよい。別の方法では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末において個別部品として備わっていてもよい。

上述した例は単に典型的であり、当業者は、ここに開示された発明概念から逸脱しないで上述した例の数多くの使用、およびこの例からの出発をしてもよい。これらの例への様々な変更は、当業者にとっては即座に明白である可能性があり、ここに定義される包括的な原理は、他の例に、例えば、インスタントメッセージングサービスまたは任意の一般的な無線データ通信アプリケーションにおいて、ここに記述される新規な態様の範囲または精神から逸脱せずに適用されてもよい。従って、この開示の範囲は、ここに示される例に限定されるようには意図されていないが、ここに開示された新規な特徴と原理とに一致する最も広い範囲を受ける。用語「典型的な」は、「一例、事例、または例証として役立つ」ことを意味するために、ここではもっぱら使用されることに留意する。「典型的な」としてここに記述された例は、必ずしも他の例よりも推奨するまたは有利であるとして解釈される必要はない。従って、ここに記述された新しい態様は、以下の特許請求の範囲によってもっぱら定義されることになる。

Claims (64)

1. 通信ネットワーク用のサービス品質を決定する方法であって、
   通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定し、
   前記少なくとも２つの評価指標を、それぞれの閾値と比較し、
   前記少なくとも２つの評価指標と前記それぞれの閾値との比較に基づいて、前記ネットワーク用のサービス品質を決定することを具備することを特徴とする方法。
2. 前記サービス品質の決定に基づいて、ＱｏＳを改善する是正措置を実行することをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 是正措置を実行することは、前記通信ネットワークから別の通信ネットワークへの通信端末のハンドオフを初期化すること、前記符号化レートおよび変調を適応すること、干渉を管理すること、送信電力を増加させること、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）を可能にすること、現在の呼び出しを欠落すること、および、呼び出しサービスプロバイダからより高いＱｏＳを要求することのうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記別の通信ネットワークは、無線ワイドエリアネットワークまたは無線ローカルエリアネットワークの１つであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記少なくとも２つの評価指標はそれぞれ、物理層、ＭＡＣ層、アプリケーション層、および、端末から終端までの通信経路の経路品質モニタリングのうちの２つを表す評価指標を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 物理層を示す前記評価指標は、受信される多くのサンプルでの受信信号電力または信号対干渉雑音比の測定を含み、前記サンプルは、アクセスポイントによって発する管理フレーム、データフレーム、または制御フレームの少なくとも１つに対応することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. ＭＡＣ層を表す前記評価指標は、前記ＭＡＣ層のダウンリンクを含み、誤差をもって受信されるフレームの一部を測定すること、および適切に受信されないパケットの比率を計算することの１つ以上をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. ＭＡＣ層を表す前記評価指標は、ＭＡＣ層のアップリンクを含み、通信端末のアプリケーションまたはバッファにおいて損失したフレームの割合、空中で損失したフレームの割合、１フレームを送信することを要求される再送信の平均数、および、少なくとも１つの再送信を要求するフレームの割合を計算することをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
9. 前記アプリケーション層を表す前記評価指標は、所定時間間隔で送信のために間に合うように復号器に達しないパケットの割合を計算することを含むアプリケーション層のダウンリンクを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
10. 端末から終端までの通信経路の経路品質モニタリングを具備する前記評価指標は、経路品質サーバへの所定の種類の１つ以上の第１フレームの送信、前記１つ以上の第１フレームに応答する前記サーバからの１つ以上の第２フレームの受信、および、前記受信された１つ以上の第２フレームに基づくフレーム送信特性の計算を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
11. サービス品質を決定するためにそれぞれの閾値に対して前記少なくとも２つの評価指標を評価し、
    少なくとも１つの評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいて是正措置を実行することをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記ネットワークは、実時間プロトコルネットワークであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記通信ネットワークは、少なくとも無線ローカルエリアネットワークおよびバックホールリンクを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 経路品質サーバへの所定の種類の１つ以上の第１フレームの送信、前記１つ以上の第１フレームに応答する前記サーバから１つ以上の第２フレームの受信、および、前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが決定できないとき前記受信された１つ以上の第２フレームに基づくフレーム送信特性の計算を含む、端末から終端まで通信経路の経路品質モニタリングを実行することさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. 前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが低サービス品質を示すときに経路品質モニタリング機能を実行し、
    前記経路品質モニタリング機能を使用して前記低品質の原因となる前記通信システムの一部を決定することをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが低サービス品質を示すときに経路品質モニタリング機能を実行し、
    前記経路品質モニタリング機能を使用して、前記通信システムの一部分が前記低品質の原因であるかどうかを決定し、
    前記低品質が前記通信システムの一部によって引き起こされないとして決定される場合に、是正措置の実行を防ぐことをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の方法。
17. 通信システムにおいて操作可能な通信装置であって、
    前記通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定する第１モジュールと、
    前記少なくとも２つの評価指標を、それぞれの閾値と比較する第２モジュールと、
    前記少なくとも２つの評価指標と前記それぞれの閾値との比較に基づいて、前記ネットワーク用のサービス品質を決定する第３モジュールと、を含むプロセッサを具備することを特徴とする装置。
18. 前記プロセッサは、前記サービス品質の決定に基づいて、ＱｏＳを改善する是正措置を実行する第４モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
19. 前記是正措置は、前記通信ネットワークから別の通信ネットワークへの通信端末のハンドオフを初期化すること、符号化レートを変更すること、干渉を管理すること、送信電力を増加させること、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）を可能にすること、現在の呼び出しを欠落すること、および、呼び出しサービスプロバイダからより高いＱｏＳを要求することのうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項１８に記載の通信装置。
20. 前記別の通信ネットワークは、無線ワイドエリアネットワークまたは無線ローカルエリアネットワークの１つであることを特徴とする請求項１９に記載の通信装置。
21. 前記少なくとも２つの評価指標はそれぞれ、物理層、ＭＡＣ層、アプリケーション層、および、端末から終端までの通信経路の経路品質モニタリングのうちの２つを表す評価指標を含むことを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
22. 物理層を示す前記評価指標は、受信される多くのサンプルでの受信信号電力または信号対干渉雑音比の測定を含み、前記サンプルは、アクセスポイントによって発する管理フレーム、データフレーム、または制御フレームの少なくとも１つに対応することを特徴とする請求項２１に記載の通信装置。
23. ＭＡＣ層を表す前記評価指標は、前記ＭＡＣ層のダウンリンクを含み、誤差をもって受信されるフレームの一部を測定すること、および適切に受信されないパケットの比率を計算することの１つ以上をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の通信装置。
24. ＭＡＣ層を表す前記評価指標は、ＭＡＣ層のアップリンクを含み、通信端末のアプリケーションまたはバッファにおいて損失したフレームの割合、空中で損失したフレームの割合、フレームを送信することを要求される再送信の平均数、および、少なくとも１つの再送信を要求するフレームの割合を計算することをさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の通信装置。
25. 前記アプリケーション層を表す前記評価指標は、所定時間先間隔で送信のために間に合うように復号器に達しないパケットの割合を計算することを含むアプリケーション層のダウンリンクを含むことを特徴とする請求項２１に記載の通信装置。
26. 端末から終端まで通信経路の経路品質モニタリングを具備する前記評価指標は、経路品質サーバへの所定の種類の１つ以上の第１フレームの送信、前記１つ以上の第１フレームに応答する前記サーバからの１つ以上の第２フレームの受信、および、前記受信された１つ以上の第２フレームに基づくフレーム送信特性の計算を含むことを特徴とする請求項２１に記載の通信装置。
27. 前記プロセッサは、サービス品質を決定するためにそれぞれの閾値に対して前記少なくとも２つの評価指標を評価する第４モジュールと、
    少なくとも１つの評価指標とそれぞれの閾値の比較に基づいて是正措置を実行する第５モジュールとをさらに具備することを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
28. 前記ネットワークは、実時間プロトコルネットワークであることを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
29. 前記通信ネットワークは、少なくとも無線ローカルエリアネットワークおよびバックホールリンクを含むことを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
30. 前記プロセッサは、経路品質サーバへの所定の種類の１つ以上の第１フレームの送信、前記１つ以上の第１フレームに応答する前記サーバから１つ以上の第２フレームの受信、および、前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが決定できないとき前記受信された１つ以上の第２フレームに基づくフレーム送信特性の計算を含む、端末から終端まで通信経路の経路品質モニタリングを実行する第４モジュールをさらに具備することを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
31. 前記プロセッサは、前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが低サービス品質を示すときに経路品質モニタリング機能の実行する第４モジュールと、
    前記経路品質モニタリング機能を使用して前記低品質の原因となる前記通信システムの一部を決定する第５モジュールとをさらに具備することを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
32. 前記プロセッサは、前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが低サービス品質を示すときに経路品質モニタリング機能を実行する第４モジュールと、
    前記経路品質モニタリング機能を使用して、前記通信システムの一部分が前記低品質の原因であるかどうかを決定する第５モジュールと、
    前記低品質が前記通信システムの一部によって引き起こされないとして決定される場合に、是正措置の実行を防ぐ第６モジュールと、をさらに具備することを特徴とする請求項１８に記載の通信装置。
33. 通信リンクの前記品質を決定する装置であって、
    前記通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定する手段と、
    前記少なくとも２つの評価指標を、それぞれの閾値と比較する手段と、
    前記少なくとも２つの評価指標と前記それぞれの閾値との比較に基づいて、前記ネットワーク用のサービス品質を決定する手段と、を具備することを特徴とする装置。
34. 前記サービス品質の決定に基づいて、ＱｏＳを改善する是正措置を実行する手段をさらに具備することを特徴とする請求項３３に記載の装置。
35. 前記是正措置は、前記通信ネットワークから別の通信ネットワークへの通信端末のハンドオフを初期化すること、符号化レートを変更すること、干渉を管理すること、送信電力を増加させること、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）を可能にすること、現在の呼び出しを欠落すること、および、呼び出しサービスプロバイダからより高いＱｏＳを要求することのうちの１つ以上を含むことを特徴する請求項３４に記載の装置。
36. 前記別の通信ネットワークは、無線ワイドエリアネットワークまたは無線ローカルネットワークの１つであることを特徴とする請求項３５に記載の装置。
37. 前記少なくとも２つの評価指標はそれぞれ、物理層、ＭＡＣ層、アプリケーション層、および、端末から終端までの通信経路の経路品質モニタリングのうちの２つを表す評価指標を含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
38. 物理層を示す前記評価指標は、受信される多くのサンプルでの受信信号電力または信号対干渉雑音比の測定を含み、前記サンプルは、アクセスポイントによって発する管理フレーム、データフレーム、または制御フレームの少なくとも１つに対応することを特徴とする請求項３７に記載の装置。
39. ＭＡＣ層を表す前記評価指標は、前記ＭＡＣ層のダウンリンクを含み、誤差をもって受信されるフレームの一部を測定すること、および適切に受信されないパケットの比率を計算することの１つ以上をさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の装置。
40. ＭＡＣ層を表す前記評価指標は、ＭＡＣ層のアップリンクを含み、通信端末のアプリケーションまたはバッファにおいて損失したフレームの割合、空中で損失したフレームの割合、１フレームを送信することを要求される再送信の平均数、および、少なくとも１つの再送信を要求するフレームの割合を計算することをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の装置。
41. 前記アプリケーション層を表す前記評価指標は、所定時間先間隔で送信のために間に合うように復号器に達しないパケットの割合を計算することを含むアプリケーション層のダウンリンクを含むことを特徴とする請求項３７に記載の装置。
42. 端末から終端まで通信経路の経路品質モニタリングを具備する前記評価指標は、経路品質サーバへの所定の種類の１つ以上の第１フレームの送信、前記１つ以上の第１フレームに応答する前記サーバからの１つ以上の第２フレームの受信、および、前記受信された１つ以上の第２フレームに基づくフレーム送信特性の計算を含むことを特徴とする請求項３７に記載の装置。
43. サービス品質を決定するためにそれぞれの閾値に対して前記少なくとも２つの評価指標を評価する手段と、少なくとも１つの評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいて是正措置を実行する手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項３３に記載の装置。
44. 前記ネットワークは、実時間プロトコルネットワークであることを特徴とする請求項３３に記載の装置。
45. 前記通信ネットワークは、少なくとも無線ローカルエリアネットワークおよびバックホールリンクを含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
46. 経路品質サーバへの所定の種類の１つ以上の第１フレームの送信、前記１つ以上の第１フレームに応答する前記サーバから１つ以上の第２フレームの受信、および、前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが決定できないとき前記受信された１つ以上の第２フレームに基づくフレーム送信特性計算を含む、端末から終端まで通信経路の経路品質モニタリングを実行する手段をさらに具備することを特徴とする請求項３３に記載の装置。
47. 前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが低サービス品質を示すときに経路品質モニタリング機能の実行する手段と、前記経路品質モニタリング機能を使用して前記低品質の原因となる前記通信システムの一部を決定する手段とをさらに具備することを特徴とする請求項３３に記載の装置。
48. 前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが低サービス品質を示す場合に経路品質モニタリング機能を実行する手段と、
    前記経路品質モニタリング機能を使用して、前記通信システムの一部分が前記低品質の原因であるかどうかを決定する手段と、
    前記低品質が前記通信システムの一部によって引き起こされないとして決定される場合に、是正措置の実行を防ぐ手段とをさらに具備することを特徴とする請求項３４に記載の装置。
49. 前記通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定させるコードと、
    コンピュータに前記少なくとも２つの評価指標を、それぞれの閾値と比較させるコードと、
    コンピュータに前記少なくとも２つの評価指標と前記それぞれの閾値との比較に基づいて、前記ネットワーク用のサービス品質を決定させるコードと、を具備するコンピュータ読み取り可能な媒体を具備することを特徴とするコンピュータプログラム製品。
50. 前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、前記サービス品質の決定に基づいて、ＱｏＳを改善する是正措置を実行する手段をさらに具備することを特徴とする請求項４９に記載のコンピュータプログラム製品。
51. 前記是正措置は、前記通信ネットワークから別の通信ネットワークへの通信端末のハンドオフを初期化すること、符号化レートを変更すること、干渉を管理すること、送信電力を増加させること、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）を可能にすること、現在の呼び出しを欠落すること、および、呼び出しサービスプロバイダからより高いＱｏＳを要求することのうちの１つ以上を含むことを特徴する請求項４９に記載のコンピュータプログラム製品。
52. 前記別の通信ネットワークは、無線ワイドエリアネットワークまたは無線ローカルネットワークの１つであることを特徴とする請求項５１に記載のコンピュータプログラム製品。
53. 前記少なくとも２つの評価指標はそれぞれ、物理層、ＭＡＣ層、アプリケーション層、および、端末から終端までの通信経路の経路品質モニタリングのうちの２つを表す評価指標を含むことを特徴とする請求項４９に記載のコンピュータプログラム製品
54. 物理層を示す前記評価指標は、受信される多くのサンプルでの受信信号電力または信号対干渉雑音比の測定を含み、前記サンプルは、アクセスポイントによって発する管理フレーム、データフレーム、または制御フレームの少なくとも１つに対応することを特徴とする請求項５３に記載のコンピュータプログラム製品。
55. ＭＡＣ層を表す前記評価指標は、前記ＭＡＣ層のダウンリンクを含み、誤差をもって受信されるフレームの一部を測定すること、および適切に受信されないパケットの比率を計算することの１つ以上をさらに含むことを特徴とする請求項５３に記載のコンピュータプログラム製品。
56. ＭＡＣ層を表す前記評価指標は、ＭＡＣ層のアップリンクを含み、通信端末のアプリケーションまたはバッファにおいて損失したフレームの割合、空中で損失したフレームの割合、１フレームを送信することを要求される再送信の平均数、少なくとも１つの再送信を要求するフレームの割合を計算することをさらに含むことを特徴とする請求項５３に記載のコンピュータプログラム製品。
57. 前記アプリケーション層を表す前記評価指標は、所定時間先間隔で送信のために間に合うように復号器に達しないパケットの割合を計算することを含むアプリケーション層のダウンリンクを含むことを特徴とする請求項５３に記載のコンピュータプログラム製品。
58. 端末から終端まで通信経路の経路品質モニタリングを具備する前記評価指標は、経路品質サーバへの所定の種類の１つ以上の第１フレームの送信、前記１つ以上の第１フレームに応答する前記サーバからの１つ以上の第２フレームの受信、および、前記受信された１つ以上の第２フレームに基づくフレーム送信特性の計算を含むことを特徴とする請求項５３に記載のコンピュータプログラム製品。
59. 前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータにサービス品質を決定するためにそれぞれの閾値に対して前記少なくとも２つの評価指標を評価させるコードと、
    コンピュータに少なくとも１つの評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいて是正措置を実行させるコードと、を含むことを特徴とする請求項４９に記載のコンピュータプログラム製品。
60. 前記ネットワークは、実時間プロトコルネットワークであることを特徴とする請求項４９に記載のコンピュータプログラム製品。
61. 前記通信ネットワークは、少なくとも無線ローカルエリアネットワークおよびバックホールリンクを含むことを特徴とする請求項４９に記載のコンピュータプログラム製品。
62. コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータに、経路品質サーバへの所定の種類の１つ以上の第１フレームの送信、前記１つ以上の第１フレームに応答する前記サーバから１つ以上の第２フレームの受信、および、前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが決定できないとき前記受信された１つ以上の第２フレームに基づくフレーム送信特性計算を含む、端末から終端まで通信経路の経路品質モニタリングを実行させるコードをさらに具備することを特徴とする請求項４９に記載のコンピュータプログラム製品。
63. コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータに前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが低サービス品質を示すときに経路品質モニタリング機能を実行させるコードと、
    コンピュータに前記経路品質モニタリング機能を用いて、前記低品質の原因となる前記通信システムの一部を決定させるコードとをさらに含むことを特徴とする請求項４９に記載のコンピュータプログラム製品。
64. 前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータに前記少なくとも２つの評価指標の少なくとも１つが低サービス品質を示す場合に経路品質モニタリング機能を実行させるコードと、
    コンピュータに前記経路品質モニタリング機能を使用して、前記通信システムの一部分が前記低品質の原因であるかどうかを決定させるコードと、
    コンピュータに前記低品質が前記通信システムの一部によって引き起こされないとして決定される場合に、是正措置の実行を防がせるコードと、をさらに具備することを特徴とする請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。

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