JP2013509125A

JP2013509125A - セルラ通信に基づいたｐ２ｐネットワークを管理する方法

Info

Publication number: JP2013509125A
Application number: JP2012535880A
Authority: JP
Inventors: ムガズリ，ヤシーヌエル; タブレット，フランソワ
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2030-11-04
Also published as: KR20120087164A; US20130005389A1; JP5384745B2; EP2320624A1; KR101392796B1; CN102640473A; WO2011054913A1

Abstract

本発明は、少なくとも１つの供給するピア（１０４_２）に資源の送信を要求するピア（１０４_１）が、前記資源をホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）のリスト（１０８）から前記供給するピア（１０４_２）を選択しなければならない、Ｐ２Ｐネットワーク（１００）を管理する方法であって、前記要求するピア（１０４_１）および前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）がセルラ（１０２、１０３、１０５、１２０）ネットワークにリンクされた移動端末であり、
− 前記要求するピア（１０４_１）および前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）それぞれを、セルラ（１０２、１０３、１０５、１２０）ネットワーク内のそれらの物理的な位置に関連づけるステップと、
− 要求するピア（１０４_１）とホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）それぞれとの間の距離を、セルラ・ネットワーク（１０２、１０３、１０５、１２０）内のそれらの物理的な位置に基づいて決定するステップと、
− 要求するピア（１０４_１）とホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）それぞれとの間の決定された距離を考慮に入れる距離基準に従って、供給するピア（１０４_２）を選択するステップとを含むことを特徴とする方法に関する。

Description

本発明は、セルラ通信に基づいたＰ２Ｐネットワークを管理する方法に関する。

Ｐ２Ｐネットワークとも呼ばれるピアツーピア・ネットワークは、ピア間でアプリケーション資源を分散させることが可能になるため、ますます使用されてきている。

より正確には、各ピアはこれらアプリケーション資源の一部分のみをホストし、この部分は、一般に、公平な仕組みによって規定され、それにより各ピアが同様の量の資源をホストする。

１つのピアがアプリケーションを実装したいと望む場合、足りない資源を、その資源をホストしている１つの（またはいくつかの）ピアから取り出すことができる。そのために、各ピアは、分散された資源と、分散された資源を取り出すことができるピアとを参照する、「分散ハッシュ・テーブル」を表すＤＨＴを処理する。

本発明は、セルラ通信ネットワークの特殊性を考慮に入れた、すなわちセルラ通信ネットワークにおけるピア間の物理的な距離を考慮に入れた、Ｐ２Ｐネットワークを管理する方法を対象とする。

これらの利点を獲得するために、また本明細書に記載され広く述べられている本発明の目的に従って、本発明は、少なくとも１つの供給するピアに資源の送信を要求するピアが、前記資源をホストするピアのリストから前記供給するピアを選択しなければならない、Ｐ２Ｐネットワークを管理する方法であって、前記要求するピアおよび前記ホストするピアが、セルラ・ネットワークにリンクされた移動端末であり、
− 前記要求するピアおよび前記ホストするピアそれぞれを、セルラ・ネットワーク内のそれらの物理的な位置に関連づけるステップと、
− 要求するピアとホストするピアそれぞれとの間の距離を、セルラ・ネットワーク内のそれらの物理的な位置に基づいて決定するステップと、
− 要求するピアとホストするピアそれぞれとの間の決定された距離を考慮に入れる距離基準に従って、供給するピアを選択するステップと
を含むことを特徴とする方法に関する。

これにより、本発明による方法は、従来のＰ２Ｐ動作方式を、ピア間の距離がピア間の送信効率に多大な影響を与える、セルラ通信ネットワークの特殊性に適応させる。

したがって、そのような距離を短縮させることによりピア間の資源の送信を最適化するために、距離基準−実装するネットワークの性質によって厳しさが異なる−を実装することが可能である。

一実施形態では、この方法は、前記要求するピアがセルラ・ネットワークの管理サーバに識別パラメータを送信し、管理サーバが前記識別パラメータをネットワーク内の要求するピアの位置に関連づけるステップをさらに含む。

一実施形態では、管理サーバは、セルラ・ネットワークの登録センタと通信して、前記識別パラメータをセルラ・ネットワーク内の要求する端末の位置に関連づける。

一実施形態では、この方法は、前記要求するピアが、加入者識別モジュール内に格納された情報を、識別パラメータとして管理サーバに送信するステップをさらに含む。

一実施形態では、送信される識別パラメータは、
− 国際移動電話加入者識別番号すなわちＩＭＳＩ、
− 国際移動局総合サービス・デジタル通信番号すなわちＭＳＩＳＤＮ、
− ＰＳドメインおよびＣＳドメイン用臨時移動電話加入者識別番号（ＴＭＳＩおよびＰ−ＴＭＳＩ）、
− ロケーション・エリア識別子、
− ルーティング・エリア識別子
の少なくとも１つに関する。

一実施形態では、この方法は、管理サーバが、前記Ｐ２Ｐネットワークにアクセスする任意の移動端末用の識別パラメータを格納するステップをさらに含む。

一実施形態では、この方法は、前記管理サーバが距離基準を実装することができるように、要求するピアが、ホストするピアのリストを管理サーバに送信するステップをさらに含む。

一実施形態では、本発明は、ネットワークの各ピアをセルラ・ネットワーク内のその物理的な位置に関連づけるために、管理サーバがセルラ・ネットワークの位置特定（ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）サーバと通信するステップをさらに含む。

また、本発明は、少なくとも１つの供給するピアに資源の送信を要求するピアが、前記資源をホストするピアのリストから前記供給するピアを選択しなければならない、Ｐ２Ｐネットワーク用の管理サーバであって、前記要求するピアおよび前記ホストするピアが、セルラ・ネットワークにリンクされた移動端末であり、
− 前記要求するピアおよび前記ホストするピアそれぞれを、セルラ・ネットワーク内のそれらの物理的な位置に関連づける手段と、
− 前述の実施形態のいずれかによる方法を実施するために、要求するピアとホストするピアそれぞれとの間の物理的な距離を、セルラ・ネットワーク内のそれらの物理的な位置に基づいて決定する手段と
を含むことを特徴とする管理サーバに関する。

サーバは、要求するピアとホストするピアそれぞれとの間の決定された物理的な距離を考慮に入れる距離基準に従って、ホストするピアのリスト内で供給するピアを選択する手段を含むことができる。

本発明によるＰ２Ｐ無線セルラ・ネットワークを示す図である。

Ｐ２Ｐの管理を最適化するために、インターネット・エンジニアリング・タスクフォース（ＩＥＴＦ）は、例えばアプリケーション層トラフィック最適化（ＡＬＴＯ）などの方法を開発する。これは、ピア間のデータ送信の性能および効率を改善するためのガイダンスを提供する。

現在、ピアツーピア・サービスを無線セルラ・ネットワークに実装するためにこのようなガイダンスが考慮されるが、本発明は、このような考慮が、無線セルラ・ネットワークのモデルとはかなり異なる有線モデルに直接基づいているという知見に由来する。

実際、従来の有線ネットワークでは、ピア間の距離は、ピアの固定アドレス、典型的にはインターネット・プロトコル（ＩＰ）ネットワーク内のＩＰアドレスに基づいてアルゴリズムを使用して計算されるが、無線セルラ・ネットワークでは、ピア間の距離は、ピアの変化するアドレス、すなわちピアが登録されるセルに基づいて計算され得る。

言い換えれば、セルラ・ネットワーク内のピアのセルラ登録情報を使用することは、ＩＰアドレスに基づいた複雑な計算よりも、ピア間の距離を評価する容易かつ効率的な方法となる。

セルラ・ネットワーク内のピアの位置特定に基づいたこのような方法を実装することにより、本発明は、ネットワーク内のより良い伝送速度をもたらす。何故なら、ピア間の距離が最適化され、ＩＰ情報が複雑な計算のために送信されないはずであるからである。

添付図面は、本発明によるＰ２Ｐ無線セルラ・ネットワークを示しているが、本発明をさらに理解するために含まれており、本発明の実施形態を示すために、かつ記述と共に本発明の原理を説明するために、本明細書に組み込まれ、その一部となっている。

本発明は、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システムを表すＵＭＴＳ、（ロング・ターム・エボリューションを表す）ＬＴＥ、または（ワイヤレス・フィデリティを表す）Ｗｉｆｉなどの、さまざまな種類のセルラ技術に実装することができる。

さらに、本発明は、ＵＭＴＳ（セル１０２およびセル１０３）、Ｗｉｆｉ（セル１２０）、およびＬＴＥ（セル１０５）などの異なるセルラ技術を組み合わせるＰ２Ｐネットワーク１００を考慮して、実装することができる。

そのために、Ｐ２Ｐネットワーク１００は、アンテナからインターネットへのデータの搬送を担当するＬＴＥネットワーク基盤である、発展型パケットコア（ＥｖｏｌｖｅｄＰａｃｋｅｔＣｏｒｅ／ＥＰＣ）サブネットワーク１０６を含む。このように、サブネットワーク１０６は、異なるセル１０２、１０３、１０５および１２０の間のデータ送信を行う。

移動端末１０４_１、１０４_２、・・・１０４_５および１２２は、Ｐ２Ｐネットワーク１００のピアであり、１つ１つが、少なくとも別のピアに資源の送信を従来の形で要求することができる。

そのために、要求するピアは、前記資源をホストするピアのリストから、前記供給するピアを選択しなければならない。この実施形態では、ピアの前記リスト１０８が、ピア交換サーバ、分散ハッシュ・テーブル（ＤＨＴ）および／またはＰ２Ｐトラッカを介して、要求するピア−例えばピア１０４_１−により、従来の形で構築される。

例えば、ピア１０４_１が所与のビデオ・プログラムに関する資源の送信を要求する場合を考えると、ピア１０４_１は専用のトラッカにコンタクトし、その結果前記トラッカは、所与のビデオ・プログラムの要求された資源をすでに利用しているピアのリスト１０８を提供することができる。

例えば、ピア１０４_２、１０４_５および１２２が要求するピア１０４_１に要求された資源を配信することができると考えると、ホストするピア１０４_２、１０４_５および１２２の間での供給するピアの選択が、Ｐ２Ｐネットワーク内の要求された資源の物理的な送信距離を最適化する距離基準に従って行われる。

そのために、要求するピア１０４_１ならびにホストするピア１０４_２、１０４_５および１２２は、セルラ・ネットワーク内のそれらの物理的な位置に関連づけられる。

通常、この関連づけは、セルラ・ネットワーク内で従来使用されるホーム・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ）などの登録センタ１１２によって実行することができ、登録センタ１１２は、セルラ・コア・ネットワーク１０６を使用する権限を与えられた移動端末加入者それぞれの詳細を含む、中央データベースとして動作する。

ＨＬＲ１１２は、移動端末毎に移動端末オペレータによって発行された加入者識別モジュール（ＳＩＭ）に含まれる情報を格納する。例えば、ＨＬＲ１１２は、ＳＩＭの一意の識別子、または国際移動電話加入者識別番号（ＩＭＳＩ）を格納することができ、これは各ＨＬＲレコードへの１次キーである。

また、ＨＬＲ１１２は、国際移動局総合サービス・デジタル通信番号、すなわちＭＳＩＳＤＮを格納することができ、これは通信を確立するために移動端末によって使用されるコンタクト番号である。

１次ＭＳＩＳＤＮは、一般に、ショート・メッセージ標準に従って、音声通話およびスクリプトを作成かつ受信するために使用されるが、ＳＩＭがファックスおよびデータ呼用に他の２次ＭＳＩＳＤＮを持つことが可能である。

端末位置の別の例は、ビジタ・ロケーション・レジスタ（ＶＬＲ）を使用するが、これは、ＶＬＲがサービスする移動通信交換局（ＭＳＣ）にリンクされた移動端末に関する情報を格納する。より正確には、このようなＶＬＲは、移動端末が現在どの基地局の制御下にあるかを識別する、現在のロケーション・エリア識別子（ＬＡＩ）に関する情報を格納する。

ＭＳＣは、その動作領域内に新しい移動端末を検出するたびに、ＶＬＲに新しいレコードを作成し、ＨＬＲ１１２を更新する。その結果両レジスタを使用し、移動端末をネットワーク内のその位置に関連づけることができる。

この実施形態では、要求するピア１０４_１は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）内に格納された情報を、登録すべき識別情報として、格納されるように管理データベース１１０に送信する。

実施形態に応じて、送信される加入者識別モジュール内に格納された情報は、
− 国際移動電話加入者識別番号すなわちＩＭＳＩ、
− 国際移動局総合サービス・デジタル通信番号すなわちＭＳＩＳＤＮ、
− ＰＳドメインおよびＣＳドメイン用臨時移動電話加入者識別番号（ＴＭＳＩおよびＰ−ＴＭＳＩ）、
− ロケーション・エリア識別子（ＬＡＩ）および／またはルーティング・エリア識別子（ＲＡＩ）
の１つまたは複数に関し、ここで、
− ＬＡＩは回線モードで使用されるが、ＲＡＩはパケット・モードで使用される。パケット・トラフィックの性質から、ＲＡＩは、通常、ＬＡＩの下位区分である。言い換えれば、通常、１つのＬＡＩがいくつかのＲＡＩをカバーし、したがってＲＡＩが、ピア・リストを構築するための関連パラメータである。

ＴＭＳＩは、ネットワーク内の移動機を識別するために使用される。ＴＭＳＩは、ＶＬＲにより移動機に一時的に割り当てられるというセキュリティの理由から、移動ノードを識別する好ましいメカニズムである。ＴＭＳＩは、移動機に関する情報を取り出すために使用されるが、直接その位置を特定するためには使用されない。同様に、Ｐ−ＴＭＳＩは、「ルーティング・エリア」内の移動ノードを識別するために使用され、その結果このパラメータは、端末内のピアの関連する位置特定を提供することができる。

管理サーバ１１０は、登録センタ１１２へアクセスすることができるので、要求するピア１０４_１とホストするピア１０４_２、１０４_５および１２２それぞれとの間の距離を決定することが可能である。

決定された距離に基づいて、管理サーバ１１０は、例えば、要求された通信を送信するために最も接近したホストする端末１０４_２が選択されるという簡単な基準など、距離基準を最適化するために、ホストする端末のどれを選択すべきかを要求する端末１０４_１に指示する。

この例では、要求するピアとホストするピアとの間の物理的な距離が、ピア１０４_２は要求するピア１０４_１と同じセルの中に存在するが、ホストするピア１０４_５および１２２は離れたセル１０５および１２０の中に存在するという、セルの関係において確立されることを強調しなければならない。

本発明は、例えば、ピア間の距離とサービス品質などの別のパラメータとを考慮に入れる距離基準を適用する、さまざまな実施形態に応じて実装することができる。

他の実施形態は、
− 管理サーバ１１０および登録センタ１１２を、単一のサーバに組み合わせることができる、ならびに／または
− リスト１０８が、管理サーバ１１０および／もしくは登録センタ１１２によって構築される
点で上記の実施形態とは異なり得る。

説明した通り、本発明は、セルラ・ネットワーク（例えばＧＳＭ／ＵＭＴＳ／ＬＴＥ）内で既存の位置特定パラメータを使用し、例えば、それに応じてＡＬＴＯプロトコルを拡張することに関する。このように、ピア選択をセルラ無線ネットワーク内で最適化し、ＩＰアドレスをベースとするアルゴリズムを使用することよりも良好かつ容易に結果を得ることができる。

一実施形態では、ＩＰベースのアルゴリズムの代わりに、全地球測位システムのデータも使用することができる。反対に、セルの位置特定を使用することの利点は、この情報が、接続された移動機から常に利用可能であることである。さらに、セルの識別は、地理座標よりも適切なパラメータである。例えば、異なるセルに接続された２台の接近した移動端末を考えると、ネットワークの観点から、同じセルに属するピアを選択する方が良い。

それでも、例えばピアがセルラでないアクセスを使用するとき、ＧＰＳ座標は、セルの位置を補う、かつ／またはそれに置き代わることができる。

Claims

少なくとも１つの供給するピア（１０４_２）に資源の送信を要求するピア（１０４_１）が、前記資源をホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）のリスト（１０８）から前記供給するピア（１０４_２）を選択しなければならない、Ｐ２Ｐネットワーク（１００）を管理する方法であって、前記要求するピア（１０４_１）および前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）がセルラ（１０２、１０３、１０５、１２０）ネットワークにリンクされた移動端末であり、
前記要求するピア（１０４_１）および前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）それぞれを、前記セルラ（１０２、１０３、１０５、１２０）ネットワーク内のそれらの物理的な位置に関連づけるステップと、
前記要求するピア（１０４_１）と前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）それぞれとの間の物理的な距離を、前記セルラ・ネットワーク（１０２、１０３、１０５、１２０）内のそれらの物理的な位置に基づいて決定するステップと、
前記要求するピア（１０４_１）と前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）それぞれとの間の前記決定された物理的な距離を考慮に入れる距離基準に従って、前記供給するピア（１０４_２）を選択するステップと
を含むことを特徴とする方法。
前記要求するピア（１０４_１）が、前記セルラ・ネットワークの管理サーバ（１１０）に識別パラメータを送信し、前記管理サーバが前記識別パラメータを前記ネットワーク内の前記要求する端末の位置に関連づけるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記管理サーバが、前記セルラ（１０２、１０３、１０５、１２０）ネットワークの登録センタ（１１２）と通信して、前記識別パラメータを前記セルラ・ネットワーク内の前記要求する端末の位置に関連づける、請求項２に記載の方法。
前記要求するピア（１０４_１）が、加入者識別モジュール内に格納された情報を、前記識別パラメータとして前記管理サーバ（１１０）に送信するステップをさらに含む、請求項２または３に記載の方法。
前記送信される識別パラメータが、
国際移動電話加入者識別番号すなわちＩＭＳＩ、
国際移動局総合サービス・デジタル通信番号すなわちＭＳＩＳＤＮ、
ＰＳドメインおよびＣＳドメイン用臨時移動電話加入者識別番号（ＴＭＳＩおよびＰ−ＴＭＳＩ）、
ロケーション・エリア識別子、
ルーティング・エリア識別子
の少なくとも１つに関する、請求項３に記載の方法。
前記管理サーバ（１１０）が、前記Ｐ２Ｐネットワーク（１００）にアクセスする任意の移動端末用の識別パラメータを格納するさらなるステップを含む、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の方法。
前記管理サーバ（１１０）が前記距離基準を実装することができるように、前記要求するピア（１０４_１）が、前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）の前記リスト（１０８）を前記管理サーバ（１１０）に送信するさらなるステップを含む、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の方法。
少なくとも１つの供給するピア（１０４_２）に資源の送信を要求するピア（１０４_１）が、前記資源をホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）のリスト（１０８）から前記供給するピア（１０４_２）を選択しなければならない、Ｐ２Ｐネットワーク（１００）用の管理サーバ（１１０）であって、前記要求するピア（１０４_１）および前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）がセルラ（１０２、１０３、１０５、１２０）ネットワークにリンクされた移動端末であり、
前記要求するピア（１０４_１）および前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）それぞれを、前記セルラ（１０２、１０３、１０５、１２０）ネットワーク内のそれらの物理的な位置に関連づける手段と、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法を実施するために、前記要求するピア（１０４_１）と前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）それぞれとの間の物理的な距離を、前記セルラ・ネットワーク（１０２、１０３、１０５、１２０）内のそれらの物理的な位置に基づいて決定する手段と
を含むことを特徴とする管理サーバ。
前記要求するピア（１０４_１）と前記ホストするピア（１０４_２、１０４_５、１２２）それぞれとの間の前記決定された物理的な距離を考慮に入れる距離基準に従って、ホストするピアの前記リスト（１０８）内で前記供給するピア（１０４_２）を選択する手段を含む、請求項８に記載のサーバ。