JP2015033135A - ネットワークノードを選択するための方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ネットワークノードの選択を行う改善された方法、システム及び装置等を提供すること。
【解決手段】本方法は、移動端末との間で無線通信のコネクションを設定すべきネットワークノードを選択する。本方法は、コネクションを設定するために移動端末に利用可能なネットワークノードのランクリストを生成するステップであって、利用可能なネットワークノードの各々は、ネットワークノードの複数の異なる無線特性に関する履歴データと複数の異なる無線特性に関連付けられている重み付け因子とに基づいてランク付けされ、重み付け因子の各々は、１つ以上の移動端末の利用特性に関する履歴データに基づいて決定される値を有する、ステップと、ネットワークノードのランクリストに基づいて、移動端末との間でコネクションを設定するネットワークノードを選択するステップとを有する。
【選択図】図１

Description

開示される実施の形態は、一般に無線ネットワークにおけるネットワークノード等に関連し、特にマルチRATネットワークにおけるネットワークノードの選択に関連するが、これには限定されない。
何らかの無線アクセス技術(RAT)を利用してカバレッジエリアの範囲内で端末、移動局又はユーザ装置(便宜上、端末又は移動端末と言及される)が基地局又はアクセスポイント(便宜上、ネットワークノードと言及される)と無線通信を行う無線通信システムが知られている。様々な無線アクセス技術(RAT)の具体例は、GSM(登録商標)、GPRS、UMTS及びLTE等を含む3GPPファミリだけでなく、WiMax(IEEE802.16)、CDMA及びWiFi(IEEE802.11)等も含む。
しばしば、複数のネットワークノードが同じ場所で利用可能である場合がある。従って移動端末は複数のネットワークノードのうちの何れかに接続することができる。そして、移動端末は典型的にはデフォルトのスキャニング及び選択の処理を実行し、適切なネットワークノードを決定する。しかしながら、多くの場合、そのような処理はバッテリの電力を急速に消耗させるだけでなく、おそらくは接続時間も長くしてしまう。一方、無線アクセス技術や利用可能なネットワークノードの無線特性は様々である。例えば、WiFiレイテンシはセルラレイテンシより短いかもしれないが、レイテンシの一貫性はセルラアクセスの方が優れているかもしれない。レイテンシは、遅延待ち時間、待ち時間等と言及されてもよい。これは要求されるサービスのパフォーマンスに影響を及ぼすおそれがある。
IEEE802.11標準規格 IEEE802.16標準規格
実施の形態の一側面に関する課題は、ネットワークノードの選択を行う改善された方法、システム及び装置等を提供することである。
実施の形態の一側面による方法は、
移動端末との間で無線通信のコネクションを設定すべきネットワークノードを選択するための方法であって、
前記コネクションを設定するために前記移動端末に利用可能なネットワークノードのランクリストを生成するステップであって、前記利用可能なネットワークノードの各々は、前記ネットワークノードの複数の異なる無線特性に関する履歴データと前記複数の異なる無線特性に関連付けられている重み付け因子とに基づいてランク付けされ、前記重み付け因子の各々は、１つ以上の移動端末の利用特性に関する履歴データに基づいて決定される値を有する、ステップと、
ネットワークノードの前記ランクリストに基づいて、前記移動端末との間で前記コネクションを設定するネットワークノードを選択するステップと
を有する方法である。
ネットワークノードの選択を効率的に行うことが可能になる。
実施の形態が使用されるマルチRAT無線通信ネットワークを示す図。 実施の形態による図1に示すマルチRAT無線通信ネットワークの空間的な一部分を示す図。 ネットワークノードを選択する実施の形態による処理を示すフローチャート。 ネットワークノードのランクリストを生成する実施の形態による処理を示すフローチャート。 ネットワークノードのランクリストを利用してネットワークノードを選択する実施の形態による処理を示すフローチャート。 様々な実施の形態に関する移動端末、中央サーバ及びネットワークノードを示す機能ブロック図。 実施の形態が使用されるコンピュータ装置を示す図。
＜実施の形態の概要＞
一実施形態により提供される方法は、
移動端末との間で無線通信のコネクションを設定すべきネットワークノードを選択するための方法であって、
前記コネクションを設定するために前記移動端末に利用可能なネットワークノードのランクリストを生成するステップであって、前記利用可能なネットワークノードの各々は、前記ネットワークノードの複数の異なる無線特性に関する履歴データと前記複数の異なる無線特性に関連付けられている重み付け因子とに基づいてランク付けされ、前記重み付け因子の各々は、１つ以上の移動端末の利用特性に関する履歴データに基づいて決定される値を有する、ステップと、
ネットワークノードの前記ランクリストに基づいて、前記移動端末との間で前記コネクションを設定するネットワークノードを選択するステップと
を有する方法である。
履歴データを利用することは、移動端末がネットワークスキャン(すなわち、ディスカバリの処理)を実行する必要なしに、適切なネットワークノードが選択されることを可能にする。これは、接続時間を節約できるだけでなく、移動端末のバッテリ寿命も延ばすことができる。更に、実施の形態は、貧弱な無線通信しか行えないネットワークノードと既に接続している移動端末が、コネクションは既に設定されているけれども、優れた無線品質を行う可能性がある別のネットワークノードに対するコネクションを試みるような状況に対処することが可能である。重み付け因子を利用することは、特定の無線特性を他の無線特性よりも優先させることを可能にし、コネクションに最も相応しいネットワークノードを特定できるようにする。
本願で使用されているように、「履歴データ」という用語は、一般に、時間的に先行する時点又は期間(例えば、前日)に取得されたデータを示す。少なくとも、移動端末の利用に関連する履歴データは、その移動端末に特有であるかもしれない(すなわち、その移動端末のユーザに特有であると思われる)。このように、ネットワークノードのランキングは、過去のユーザの行為(又は操作又は動作等)を考慮している。「ランクリスト」という用語は、一般に、複数のネットワークノードの中で好ましい順序を示す。ランクリストは、事前に作成されて適切な何らかのフォーマットで保存されていてもよいし、或いはコネクションが設定される場合に生成することも可能である。
無線特性は送信特性及び/又は受信特性であってもよい。利用特性は、利用時間、利用された通信サービスのタイプ、利用中の移動端末の移動度、及び利用場所のうちの1つ又は任意の複数個の組み合わせを含んでもよい。
この場合における「通信サービスのタイプ」は、移動端末に提供されることが可能な任意のタイプの通信機能を包含するように意図されている。例えば、トラフィックのタイプ(例えば、音声、データ、ビデオ、VoIP等)、加入のタイプ、通信プロトコルのタイプ(例えば、信頼性の低い又はベストエフォートのプロトコル、信頼性の高いプロトコル)、及び無線アクセス技術のタイプのうちの1つ又は任意の複数個の組み合わせであってもよい。本願で使用されているように、データサービスは、ウェブサービス、電子メールサービス、ゲームサービス、ストリーミグサービス、情報サービス等のような複数の様々なサービスのうちの任意の何れかを示してよい。しかしながら、通信サービスのタイプは、様々なサービスプロバイダ、標準化団体、ネットワークオペレータ等によりしばしば別の仕方で分類されてよいことが、理解されるであろう。
履歴データのうち全部又は一部が使用されてよい。例えば、履歴データは、日、週、月及び/又は年のような特定の期間に対応してもよい。一例として、履歴データは、コネクションが設定されるべき日時に対応していてもよい。従って、移動端末のユーザが一日のうちの大半及びほとんどの時間を典型的な形で過ごしている場合、何らかの特定の時間及び場所において同じネットワークノードをアクセスに利用できる可能性が高い。別の例として、履歴データは、１日のうちの変動する複数の時間間隔のうちの何れかに対応してもよい。例えば、データは、昼間は短期間しか利用しておらず(例えば、5分間のタイムスロット)、夜間に長期間利用しているかもしれない(例えば、15分間のタイムスロット)。これらの時間の長さは単なる一例に過ぎないことが理解されるであろう。
一実施形態において、ランクリストを生成するステップは、前記複数の異なる無線特性の各々について、前記利用可能なネットワークノードの各々のランクレートを決定する処理と、前記無線特性に関連付けられている前記重み付け因子によりランクレート各々に重みを付ける処理とを有する。従ってランキングは細かい緻密なレベル(粒度)で設定できる。ネットワークノードの最終的なランキングは、重み付けされたランクレートの合計であってもよい。
履歴データは異なる装置により実行された測定に基づいていてもよい。例えば、前記履歴データのうちの少なくとも幾つかが、前記ネットワークノードにより実行された測定に基づいていてもよい。代替的又は追加的に、前記履歴データのうちの少なくとも幾つかが、前記移動端末を含む１つ以上の移動端末により実行された測定に基づいていてもよい。従って、履歴データは、ネットワークノード、移動端末、又はそれらの組み合わせにより実行された測定値から取得されてもよい。そのようなデータは保存のために中央装置に送信され、必要に応じて中央装置から受信されてもよい。従って、中央装置は移動端末及び/又はネットワークノードからのデータを蓄積し、ネットワーク環境全体の情報を増やしてもよい。従って、中央装置は、利用可能なネットワークノードのランクリストを生成すること及び/又は保存される履歴データを必要に応じて分散することに適していてもよい。一実施形態において、履歴データは、移動端末にローカルに保存された履歴データに基づいてランクリストを生成する。これは、中央サーバに保存されている履歴データにより補足又は補完されてもよい。「中央装置(central entity)」という用語は、移動端末から離れてはいるがアクセスすることが可能であり、データストレージを有し、かつネットワークノードの選択を支援する機能を有する任意のコンピュータ装置(例えば、サーバ)を示すように意図されている。
一実施形態において、選択されるネットワークノードの前記複数の異なる無線特性のうちの１つ以上に関する新たなデータ、及び/又は移動端末が前記コネクションで使用する新たなデータが、前記中央装置に送信されてもよい。データ量が増えるにつれて、利用可能なネットワークノードの「理想的な」ランクリストに収束することが期待される。
一実施形態において、前記履歴データは履歴時間ウィンドウに対応していてもよい。
「ネットワークノード」という用語は、一般に、ネットワーク内の通信局であって特定の無線アクセス技術を利用する通信を支援する通信局を示す。異なる無線アクセス技術を利用するネットワークノードは、物理的に別々の装置に設けられてもよいし、或いは物理的には同じ装置に設けられてもよい。更に、ネットワークノードは、様々な無線アクセス技術とともに使用するために再設定可能であってもよい。前記利用可能なネットワークノードは複数の異なる無線アクセス技術のうちの少なくとも1つを利用するように形成されていてもよい。従って、上記の選択は、同じ無線アクセス技術を利用する複数のネットワークノード間でなされてもよいし、或いは異なる無線アクセス技術を利用するネットワークノード間でなされてもよい。
一実施形態により提供される装置は選択手段を有し、前記選択手段は、
移動端末との間で無線通信のコネクションを設定すべきネットワークノードを、前記コネクションを設定するために前記移動端末に利用可能なネットワークノードのランクリストに基づいて選択するように形成され、
前記利用可能なネットワークノードの各々は、前記ネットワークノードの複数の異なる無線特性に関する履歴データと前記複数の異なる無線特性に関連付けられている重み付け因子とに基づいてランク付けされ、
前記重み付け因子の各々は、１つ以上の移動端末の利用特性に関する履歴データに基づいて決定される値を有する、装置である。
一実施形態において、本装置は履歴データを保存するように形成された記憶媒体を有する。
一実施形態において、本装置は移動端末又は中央装置である。
上記いずれの実施形態においても、様々な特徴はハードウェアで実現されてもよいし、或いは1つ以上のプロセッサ上で動作するソフトウェアモジュールとして実現されてもよい。ある実施形態の特徴は別の任意の実施形態に適用されてもよい。
実施の形態は、本願で説明される任意の方法を実行することに関連するコンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクトを提供することに加えて、本願で説明される任意の方法を実行するプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体(コンピュータで読み取ることが可能な記憶媒体)等も提供する。本発明を利用するコンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に保存されてもよく、或いはインターネットウェブサイトから提供されるダウンロード可能な信号のような信号形式で存在してもよく、或いはその他任意の形式で存在してもよい。
＜実施の形態の詳細な説明＞
以下、添付図面を参照しながら単なる例示として具体的な実施の形態を詳細に説明する。
以下の説明において、LTEネットワーク(マクロセル又は小セル(マイクロセル、ピコセル及びフェムトセル等)を使用するシステム)とWiFi(IEEE802.11)ネットワークとを含むマルチRATネットワークの観点から、実施の形態が説明され、ある装置は何れのネットワークのネットワークノードとも通信することが可能である。「マルチRAT無線通信ネットワーク」は、文脈上別意で使用される場合を除いて、所与の地理的領域の中で移動端末に利用可能な併存する無線通信ネットワーク(群)を示すように一般的に使用される。LTEでは、移動端末はユーザ装置(UE)と呼ばれ、ネットワークノードは基地局又はeNodeB(eNB)と呼ばれているが、WiFiではネットワークノードはアクセスポイント(AP)と呼ばれている。説明の便宜上、移動端末及びネットワークノードという用語が以下の説明において使用される。しかしながら、説明される実施の形態は、1つの無線アクセス技術を利用するネットワークだけでなく、他の無線アクセス技術を利用するネットワークにも適用可能であり、限定ではなく例示として、GSM、GPRS及びUMTSを含む3GPPファミリの標準規格の他の部分に加えてWiMAX(IEEE802.16)、CDMA及びブルートゥース(登録商標)を利用することも可能である。従って以下の説明で使用されている用語は限定的に解釈されるようには意図されていない。
図1はLTEネットワーク及びWiFiネットワーク(ホットスポット)を有するマルチRAT無線通信ネットワーク100を図示している。LTEネットワークは適切に配置された基地局106-1、106-2、106-3、106-4を有し、隣接及び/又は重複するセルとともに事実上シームレスに広い地理的領域をカバーするネットワークを形成する。WiFiネットワークはアクセスポイント108-1、108-2、108-3を有する。この例の場合、アクセスポイント108-1、108-2はオフィス110の中に設けられ、アクセスポイント108-3は家庭112の中に設けられている。便宜上、基地局106-1、106-2、106-3、106-4のカバレッジ領域は6角形で示され、アクセスポイント108-1、108-2、108-3のカバレッジ領域は円形で示されている。しかしながら、実際には、カバレッジ領域は、場所、ユーザ密度、地形等に依存する可能性がある様々な形状を有することが、理解されるであろう。
図1から分かるように、場所によっては、複数のネットワークノードが移動端末のコネクションに利用可能である。スキャニング及びコネクションに関する従来の手段の一例を説明する。次のことを仮定する。移動端末はWiFi及びLTE方式の双方を使用できるものとする。WiFi及びセルラデータサービスの双方が「アクティブ」モードであるように移動端末の設定がなされているとする。更に、移動端末のユーザは1週間のうち規則的に日中の労働時間の間は従業者であるとする。夕方及び週末に、ユーザは家庭及び他の場所(職場以外の場所)で時間を費やす。ユーザはデータ及び音声サービスの双方を規則的に使用している。
家庭112において、データサービスのためのコネクションが必要とされる場合、移動端末は、WiFiアクセスポイント108-3及びLTE基地局106-4をスキャンにより発見し、例えば必要なサービスに基づいて、WiFiネットワークを利用すること(すなわち、WiFiアクセスポイント108-3に接続すること)を選択するかもしれない。しかしながら、WiFiネットワークと比較してLTEネットワークの方がより良い選択肢である場合もあり、例えば、データトラフィック密度、すなわち負荷率(loading factor)がWiFiアクセスポイント108-1について高い値を示す場合がある。従って、サービスタイプのみに基づくRAT選択は、最適ではないネットワークノードへのコネクションをもたらすかもしれない。音声サービスのためにコネクションが必要とされる場合、移動端末はWiFiアクセスポイント108-3及びLTE基地局106-5をスキャンにより発見し、例えばサービス及び信号強度に基づいて、LTEネットワークを利用すること(すなわち、基地局106-5に接続すること)を選択するかもしれない。
オフィス110において、データサービスのためのコネクションが必要とされる場合、移動端末はWiFiアクセスポイント108-1、108-2のうちの双方又は一方とLTE基地局106-1とをスキャンにより発見し、例えばサービス及び信号強度に基づいて、WiFiアクセスポイント108-1に接続することを試みるかもしれない。しかしながら、オフィス110内のWiFiネットワークが業務用専用に制限されている場合、移動端末はそのWiFiネットワークに関して認証されないかもしれない。従ってその場合コネクションの最初の試みは認証の段階で失敗してしまう。移動端末は、他のWiFiアクセスポイント108-2又はLTE基地局106-1である次に利用可能なネットワークノードに対するコネクション(接続)を試みる。基地局106-1に対するコネクションが最終的に成功するかもしれない。しかしながら、移動端末は、以後の全てのデータコネクションについてスキャンを継続し、WiFiアクセスポイント108-1、108-2の何れかに対する接続を試みるかもしれない。音声サービスについてコネクションが必要とされる場合、再び移動端末はWiFiアクセスポイント108-1、108-2のうちの双方又は一方とLTE基地局106-1とをスキャンにより発見し、例えばサービス及び信号強度に基づいて、基地局106-1を利用することを選択する。
このような従来の方法は、接続時間の遅延を招き、移動端末のバッテリ電力を消耗させてしまうことは、明らかである。移動端末の能力は発展及び増加しつつあるので、移動端末の電力消費を抑制し、処理に必要な時間を増やすことが望ましい。
実施の形態では、特定の時間及び場所におけるネットワークノードの利用についての情報が移動端末に提供され、多くの場合、移動端末により典型的に実行されていたスキャニング処理は、ネットワークノードを発見する目的では必要とされなくなる。更に、利用可能なネットワークノード各々の無線特性に関する情報が移動端末に提供され、スキャン処理を実行することなく、サービスタイプに基づいて最高ランクにランク付けされたネットワークノードに対して移動端末が直接的に接続を試みることができるようにする。
以下に詳細に説明する特定の実施の形態では、ネットワークノードの選択は収集データに基づいており、収集データは、「マップフィンガープリントデータ(map fingerprint data)」と言及され、多くの測定値が追加されるように、継続的に更新及び発展し続ける。これは、最良レベルのサービスを提供する適切なネットワークノードが選択される可能性(又は見込み又は確からしさ)を改善する。
「マップ」という用語は、移動端末のユーザが頻繁に訪れる場所の全ての位置座標を或る期間にわたって記録することにより作成された空間的な地図を示す。そのようなマップは次のような地域又は領域を含むであろう：
・家庭の一部分(又は部屋)の座標；
・職場の机、会議室、廊下の座標；
・家庭及び職場間の通勤に使用されている経路；
・酒場、パブ、公園等のような訪問先；
・買い物の場所。
マップは所定の分解能に基づいて更に細かい「ビン(bin)」(ロケーション)の格子に変換される。格子又はグリッドの一例は図2の破線により示されている。図2に示すもの以外のグリッドの分解能又は解像度が使用されてもよいことが理解されるであろう。
「フィンガープリントデータ」という用語は、地図又はマップ上のビン各々に関連するデータを示す。データは例えば次のような事項を含んでもよい：
・コネクションに利用可能な範囲内にあるネットワークノードのリスト；
・利用可能なネットワークノードに関する無線特性を示すデータ＜例えば、受信信号強度インジケータ(RSSI)、信号対干渉プラス雑音比(SINR)、スループット、サービス品質及び負荷率等を含んでよいが、これらに限定されない＞；
・利用特性に関するデータ＜使用さえるサービスのタイプ(例えば、音声又はデータ)、使用される無線アクセス技術、移動パターン(静止、歩行、高速移動)、接続時間、接続の期間等を含んでよいが、これらに限定されない＞。
好ましくは、マップの各ビンのフィンガープリントデータは、複数の時間スロットに分割された期間(例えば、進行中の期間)にわたって収集される。そのような期間の持続時間又は長さは、数秒ないし数時間の範囲内にあってもよい。更に粒度又は細かさはその日の内の様々な時間によって異なってもよい。例えば、データは、昼間の間は5分間隔で利用可能であり、夜中は一時間毎に頻度を減らしてもよい。
従って、図2に示す場所114に関し、その日及び週の各タイムスロットについてのフィンガープリントデータは、ネットワークノード106-1、108-1、108-2の識別子、それらの無線特性に関するデータ、及び利用特性に関するデータ(ユーザの行動を反映するデータ)を含んでもよい。こうして、ネットワークノードの選択は、無線特性だけでなく、ユーザの行動にも依存してなされる可能性がある。
図3を参照しながら、上記のフィンガープリントデータを利用してネットワークノードを選択する方法を説明する。ステップS302において、フィンガープリントデータが、移動端末、移動端末にアクセス可能な中央装置、又はそれら双方に保存される。次に、ステップS304において、コネクションが設定されるべき場合に、移動端末の場所、好ましくはコネクションに必要な通信のタイプ及び時間も特定される。ステップS306において、利用可能なネットワークノードのランクリストが、収集されたフィンガープリントデータに基づいて生成される。生成プロセスについては後述される。しかしながら、例えば、フィンガープリントデータが収集される場合に、移動端末、移動端末にアクセス可能な中央装置、又はそれら双方に保存されたランクリストとともに、ランクリストを生成するプロセスが実行されてもよいことに留意を要する。従ってステップS304及びS306の順序は逆であってもよい。ステップS308において、コネクションが設定されるべき場合に、利用可能なネットワークノードのランクリストに従って、ネットワークノードが選択される。
図4を参照しながら、ネットワークノードのランクリストを生成する方法を詳細に説明する。先ず本方法の概要を以下に説明する。本方法は3つの段階を有する段階的なアプローチに基づいている。
第1の段階では、ネットワークノードのランキングに影響を及ぼす一群の無線特性(RSSI、SINR等)が決定される。これらは、無線特性各々によりランキングすることでネットワークノードを順序付ける際に使用される一次基準を決定する。
第2の段階では、無線特性に重み付け因子が指定される。重み付け因子は、無線特性がネットワークノードのランキングに影響を及ぼす程度又は強さを決定する。言い換えれば、これは所与の無線特性がネットワークノードのランキング処理にどの程度重要であるかを定量化できるようにする。例えば、データ量が多い場合、負荷率はRSSIより重要であろう。しかしながら、ユーザの加入プランに基づくデータ許容量に制限がある場合、通信サービスのタイプはスループットよりも重要な役割を演じるであろう(例えば、従量制のセルラよりも無料のWiFiの方が相応しい場合がある)。従って、ネットワークのランキング処理を決定する無線特性に優先順位を付けることが重要になる。
第3の段階では、1つ以上の利用特性の関数として重み付け因子が決定される。特に、フィンガープリントデータの一部である利用特性に関するデータを考慮するために、重み付け因子の値、従って無線特性の優先度が決定される。これは、記録されたフィンガープリントデータの信頼度、移動の予測性、及び/又は、所定の場所及び好ましくは所定の時間におけるユーザの利用可能性パターン等を考慮できるようにする。重み付け因子は常に又は何処ででも(全ての時間又は場所で)一定でなくてもよいことが予想される。例えば、平日の日中に所定の無線アクセス技術に対するアクセスは制限されるという情報に基づくと、RSSIに基づくランキングはより効率的である。すなわち、RSSIに関連する重み付け因子は、無線アクセス技術に関する重み付け因子より高くかつ時間及び場所の関数として決定される。週末の所定の時間においてユーザがカフェテリアを訪れて公の無料WiFiアクセスを頻繁に利用していることが分かっている場合、負荷率に基づくランキングは無線アクセス技術に基づくランキングより大きな論理値となり、これは特にサービスが長時間のウェブブラウジングの場合に有用である。従って、この場合の重み付け因子は、サービスタイプの関数となるべきである。従って、サービスレベルを改善することに加えて、途絶してしまう危険性を最小化しつつ、接続するネットワークノードをランキングするために、利用時間、利用場所及びサービス等のような利用特性の関数として、重み付け因子の値を指定し直すことが可能になる。
図4に関する以下の説明において、全てのフィンガープリントデータは、任意の時間「t」において移動端末に利用可能であり、かつ場所「I」により記録されると仮定する。タイムスタンプは、月、週、時、分、秒のうちの1つ又は任意の複数個の組み合わせを有してよい。場所スタンプ又はロケーションスタンプは、地球座標/地面に対する相対位置、部屋の「タグ」(例えば、リビングルーム(居間)/バスルーム(風呂場)/ベッドルーム(寝室)/キッチン(台所)等のような家庭のタグ、オフィス/会議室/階のようなオフィスや企業の建物のタグ)及び建物の座標のうちの1つ又は任意の複数個の組み合わせを有してよい。場所又はロケーションは、所定のタイムスタンプに対する記録された値でもよいし、リアルタイムに測定された値でもよいし、それら双方を含んでもよい。「S」は使用される通信サービスを示す。
ステップS402：
一群のNNListにより通信サービス「S」を提供することが可能な所定の時間「t」及び場所「I」において利用可能なネットワークノードのリストを決定することにより、利用可能なネットワークノード(NN)にインデックスを付ける(すなわち、所望の無線通信接続を設定するために移動端末の場所で利用可能なネットワークを特定する)：
NNList(t,I)={NN1,NN2,...,NNn} (1)
NNList(t,I)に属するネットワークノードを指定するインデックスを「i」とする：
i∈{1,2,...,n} (2)
ここで、「n」はリストのサイズである。
ステップS404：
ネットワークノードのランキングに影響を及ぼす無線特性各々の値を記録する。無線特性は、一例として次のものが挙げられるが、これらに限定されない：
1．SS(t,I,i)により指定されるRSSI(dBm)
2．IF(t,I,i)により指定される干渉(dB)
3．TP(t,I,i)により指定されるスループット(kbps)
4．LD(t,I,i)により指定される帯域幅負荷率(％)
ステップS406：
無線特性の各々について、対応する重み付け因子を決定し、その値はパラメータのランキングを決定する。これらの重み付け因子は次のように表現される：
1．WFSS
2．WFIF
3．WFTP
4．WFLD
ステップS408：
サービス「S」、時間「t」、場所「I」だけでなく定数「k」のような移動端末の利用特性に関するフィンガープリントデータに基づいて、重み付け因子各々の値を指定する：
1．WFSS=fSS(S,t,I)+kSS
2．WFIF=fIF(S,t,I)+kIF
3．WFTP=fTP(S,t,I)+kTP
4．WFLD=fLD(S,t,I)+kLD
重み付け因子の値を決定する具体的な方法は、実施形態に応じて異なってよい。単なる一例として、各々の重み付け因子(WFSS,WFIF,WFTP,WFLD)の利用特性(「S」,「t」及び「I」)に或る数値が指定され、重み付け因子各々の値は、個々の利用特性の数値の合計であってもよい。
ステップS410：
各自対応する値を降順又は小さい順に並べることにより、上記の重み付け因子のランクリストを作成する。このリストは、WFRankedListにより示される。
ステップS412：
NNList(t,I)に属する利用可能なネットワークノードのランクリストを各々のパラメータとともに作成する：
1. NNRankedList(SS):NNList(t,I)に属する要素がSS(t,I,i)の大きい順に並べられている。
2. NNRankedList(IF):NNList(t,I)に属する要素がIF(t,I,i)の小さい順に並べられている。
3. NNRankedList(TP):NNList(t,I)に属する要素がTP(t,I,i)の大きい順に並べられている。
4. NNRankedList(LD):NNList(t,I)に属する要素がLD(t,I,i)の小さい順に並べられている。
ステップS414：
ランクレートマトリクス(rank rating matrix：RRM)を決定する。NNList(t,I)のサイズが「n」であった場合、ネットワークノード各々に対するランクレート(rank rating：RR)が、次の規則により各パラメータに関して決定される：ランクリストの中で最高ランク数には値「n」のランクレートが与えられ、リスト中の後続の番号は1つずつ減少する。この場合、NNに対するRRMは、次のようになる：
RRMi={RRi(SS),RRi(IF),RRi(TP),RRi(LD)} (3)
i∈{1,2,...,n}
ステップS416：
ランクレート及び重み付け因子に基づいて、NNList(t,I)に属するネットワークノード各々についてランク値(rank value：RV)を次のようにして計算する：
RVi=(RVi(SS)*WFSS)+(RVi(IF)*WFIF)+(RVi(TP)*WFTP)+(RVi(LD)*WFLD) (4)
ステップS418：
RViの各自対応する値を降順に並べることにより、NNList(t,I)に属するネットワークノードのランクリストを作成する。このリストはNNRankedListと言及される。
図5を参照しながら、上記のプロセスに従って生成されたリストNNRankedListを利用してネットワークノードを選択する処理を詳細に説明する。
ステップS502：
カウンタの値「C」を1に設定する。
ステップS504：
NNRankedList(図5では、NODERankedList)うちのC番目のネットワークノードNNC(図5では、NODEC)に対するコネクション(接続)を試みる。
ステップS506：
ステップ504におけるコネクションが成功した場合、処理は終了する。コネクション設定の試みが失敗した場合、本方法はステップS508に進む。
ステップS508：
カウンタ値「C」を1つ増やす。
ステップS510：
カウンタ値が図4のステップS402で決定したリストサイズより大きかった場合(すなわち、C＞nであった場合)、ステップS512に進む。そうでなかった場合、ステップS504に進む。
ステップS512：
移動端末のデフォルトのスキャニング及びコネクション法に戻る。
図6には、上記の方法を使用するシステムの機能ブロック図が示されている。
システム600は、移動端末610、中央装置620及びネットワークノード630を有する。移動端末610、中央装置620及びネットワークノード630の各々は、信号を送信及び受信するための通信インタフェース614、624、634をそれぞれ有する。そのような信号は、無線により通信されてもよいし、及び/又は中央装置620とネットワークノード630との間では有線回線を介して通信されてもよい。更に、中央装置620は、ネットワークノード630と共存し、必要に応じて、コネクションが存在している間にフィンガープリントデータを移動端末に送信する。更に、通信インタフェースが1つ以上の無線アクセス技術を利用し、移動端末610及び/又はネットワークノード630がマルチRAT機能を有するようにしてもよい。コネクション処理モジュール612、622の各々は、上述したようなコネクション処理機能を提供する。本明細書で説明されている実施形態から明らかであるように、移動端末610及び中央装置620のうちの双方又は一方がそのような機能を備えていてもよい。同様に、移動端末610及び中央装置620のうちの双方又は一方がデータストレージ装置618、628にフィンガープリントデータをそれぞれ保存してもよい。移動端末610はフィンガープリントデータを取得するための1つ以上のデータ収集ユニット616も含んでいる。そのようなユニットは、例えば、位置センサ(例えば、GPSセンサ)、タイミングユニット、信号測定部(及び/又は信号品質測定部)等を含んでいてもよい。ネットワークノード630も同様に例えばタイミングユニット、信号測定部等を含んでいてもよい。
一実施形態において、ネットワークノードのランキングは、複数のネットワークノードによりカバーされる地域に存在する移動端末が判定したフィンガープリントデータを考慮に入れてもよい。特に、各々の移動端末は、その移動端末が動作している場所及び時間についてのその移動端末のフィンガープリントデータ(例えば、推定されるデータレート、接続遅延、干渉、ネットワーク負荷等)を決定してもよい。従って、フィンガープリントデータは、場所及び時間の関数として記録されることが可能である。そしてフィンガープリントデータは中央装置に送信され、個々の移動端末からのフィンガープリントデータが中央装置に保存される。これは、例えば、既存のデータを最近のデータに置換する処理、既存のデータと最近のデータとを組み合わせる処理(例えば、移動平均を更新する処理)、或いはそれ以外の既存のデータを修正する処理を含んでもよい。このようにしてデータを収集することにより、様々な場所及び時間について、利用可能なネットワークノードのランクリストを生成できるように、ネットワーク環境全体の情報を取得することが可能である。従って、このように、利用可能なネットワークノードのランクリストを中央装置が生成することは有利である。ランクリストは、コネクションを設定する時点より前に、移動端末に利用可能にされていてもよい。
別の実施形態において、移動端末は、利用可能なネットワークノードのランクリストを生成するために各自自身のフィンガープリントデータを利用してもよい。これは、上記の実施形態とは異なり、特定の移動端末のランクリストが、他の移動端末から収集されたフィンガープリントデータに基づいて、中央装置により生成される場合である。しかしながらそれらの実施形態を組み合わせることが可能なことは認められるであろう。例えば、移動端末は、中央装置から取得した最近のデータにより、自身のデータ保存内容又はアーカイブ(おそらくは古いデータ)を置換、組み合わせ又は修正してもよい。更に、移動端末は、中央装置から取得したフィンガープリントデータにより、自身のフィンガープリントデータの保存内容を補足してもよい。そのようなデータは、例えば過去に訪れていない場所に対応していてもよい。上記の実施形態と同様に、移動端末は、コネクションを設定する時点より前に、中央装置からデータを取得してもよい。
上記の実施形態各々の組み合わせを含む更に別の実施形態において、移動端末がネットワークノードを選択する場合に、選択されるネットワークノードに関するフィンガープリントデータが中央装置に送信されてもよい。すなわち、選択されるネットワークノードの1つ以上の無線特性に関するデータと、設定されるコネクションに関する移動端末の通信利用情報に関するデータ(例えば、移動端末の場所、接続時間、使用される通信サービス等)とが、中央装置に送信されてもよい。選択されるネットワークノードに関する情報であって複数の移動端末からの情報を蓄積することにより、中央装置は、例えば付加情報やネットワークノードの利用パターン等に関する総合的な情報を取得することができる。そのような情報を取得することで、中央装置はネットワークノードに関するフィンガープリントデータを反復的な方法で更新することが可能である。この反復的な処理は、ネットワークノードのランキングを収束させることが予想される。その理由は、ネットワークノードのランキングがネットワークノードの以後の選択に影響を及ぼし、それが今度はネットワークノードのランキングをより確からしくするからである。従って、典型的ではない選択(的外れなフィンガープリントデータ)は、ネットワークノードのランキングに大きくは影響を及ぼさなくなる。全ての移動端末によるネットワークノードの選択肢(すなわち、ネットワークノードのランキング)が収束して変動が止まると、反復処理は完了したと考えられる。言い換えれば、ネットワークノードの選択肢は、所与の場所、時間及び通信サービスに関し、ある特定のネットワークノードに収束する。
更に別の実施形態は、移動端末の利用状態又は移動パターンが変化してもよいこと、新たなユーザがネットワークに追加されてもよいこと、及び既存のユーザがネットワークから立ち去ってもよいこと、という認識に基づいてもよい。言い換えれば、移動端末の利用状態又は移動パターンは常に同じではなく、上記の実施形態で説明したようなネットワークノードの「静的な」ランキングに至る収束は、常には達成できない。そこで、評価ウィンドウが指定され、行われる判断が、選択されるネットワークノードのランクリストに関する移動端末の瞬時的なフィードバックには依存せず、履歴データのウィンドウ内にあるものに依存するようにしてもよい。例えば、評価ウィンドウは週又は月の期間に及んでいてもよい。
図7は、コンピュータ装置700のブロック図を示し、コンピュータ装置700に上記の任意の1つ以上の方法を実行させる一群の命令が使用される。コンピュータ装置700波動装置であってもよく、例えば、セルラ電話機、ラップトップコンピュータ、PDA、ネットワークノード、サーバーコンピュータ等であってもよく、或いはコンピュータ装置700により行われる処理を指定する一群の命令(又はシーケンス)を実行することが可能な任意のコンピュータ装置であってもよい。
コンピュータ装置700は、プロセッサ702(例えば、中央処理ユニット(CPE)、グラフィックス処理ユニット(GPU)、又はそれら双方)、ワーキングメモリ704、大容量ストレージ装置714を含み、これらは全て汎用バス701を介して互いに通信する。コンピュータ装置700は1つ以上の通信ユニット708及び入力/出力装置710を更に含む。入力装置は、例えば、ディスプレイ、キーボード、マウス又はその他のポインティングデバイス、タッチスクリーン、生体認証手段等を含んでいてもよく、或いはユーザ入力を認識してデータ信号に変換することが可能な他の任意の手段を含んでいてもよい。出力装置は、例えばオーディオ/ビジュアル出力ハードウェア装置を含み、例えば、視覚的表示装置、ビジュアルディスプレイユニット、スピーカ、その他の任意の情報を提示することが可能な装置を含んでいてもよい。
大容量ストレージ装置714は、本願で説明された任意の1つ以上の方法又はきのうを実現するマシンコード命令712(すなわち、ソフトウェア)を保存する。マシンコード命令712は、コンピュータ700による実行中に、ワーキングメモリ712及び/又はプロセッサ702内に完全に又は少なくとも部分的に常駐する。マシンコード命令712は通信ユニット708を介してネットワークから受信されてもよい。保存されているマシンコード命令がコンピュータ装置700に転送できるように、記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品がコンピュータ装置700に組み込まれていてもよい。更に、任意のコンピュータプログラムが新たなスタンドアローンプログラムとして又は既存のコンピュータプログラムに対するプラグインとして使用されるように、オペレーティングシステム(例えば、アドロイド、iOS、Mac OS、MS Windows(登録商標)(MSウィンドウズ)、ユニックス(登録商標) (Unix)又はリナックス(登録商標)(Linux))のような既存のソフトウェアがコンピュータ装置700に提供されていてもよいことが、認められるであろう。
通信ユニット708は、汎用バス701に接続され、1つ以上のアンテナに接続された無線通信ユニット、及び/又は有線通信ユニットを有する。従って、TCP/IP、HTTP、イーサネット(登録商標)、802.11x、WiMax、LTE等を含む様々な有線及び/又は無線方式が使用されてよい。
様々な無線アクセス技術を利用する2つ(又はそれ以上)のネットワークノードの中で移動端末が選択を行う様々な実施形態が説明されてきたが、本願で説明される方式は、同じ無線アクセス技術(又はマルチRATネットワークノードにおける無線アクセス技術)をそれぞれが使用するネットワークノードの中で選択を行う場合に等しく適用されてよいことが、認められるであろう。
本願発明の対象は、何らかの課題を解決する実施形態、或いは上述したような環境でのみ動作する実施形態に限定されない。そうではなく、上記の説明は、開示される実施形態が使用されてもよい具体的な技術分野を説明するために提供されているに過ぎない。
本願で示されている具体例及び条件付きの言葉は、発明者等により従来技術に対してなされた貢献及び発明の理解を促すように意図されており、そのように具体的に登場した具体例及び条件に限定することなく解釈されるべきである。以上、実施の形態が詳細に説明されてきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変形例、置換例及び代替例がなされてもよいことが、理解されるべきである。
100 マルチRAT無線通信ネットワーク
106-1、106-2、106-3、106-4 LTEネットワークの基地局WiFi
108-1、108-2、108-3 ネットワークのアクセスポイント

Claims (15)

  1. 移動端末との間で無線通信のコネクションを設定すべきネットワークノードを選択するための方法であって、
    前記コネクションを設定するために前記移動端末に利用可能なネットワークノードのランクリストを生成するステップであって、前記利用可能なネットワークノードの各々は、前記ネットワークノードの複数の異なる無線特性に関する履歴データと前記複数の異なる無線特性に関連付けられている重み付け因子とに基づいてランク付けされ、前記重み付け因子の各々は、１つ以上の移動端末の利用特性に関する履歴データに基づいて決定される値を有する、ステップと、
    ネットワークノードの前記ランクリストに基づいて、前記移動端末との間で前記コネクションを設定するネットワークノードを選択するステップと
    を有する方法。
  2. 前記移動端末の利用特性は、利用時間、利用された通信サービスのタイプ、利用中の移動端末の移動度、及び利用場所のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記履歴データは、前記コネクションが設定されるべき日時に対応している、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記履歴データは、１日のうちの変動する複数の時間間隔のうちの何れかに対応する、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の方法。
  5. 前記ランクリストを生成するステップにおいて、前記複数の異なる無線特性の各々について、前記利用可能なネットワークノードの各々のランクレートを決定する処理と、前記無線特性に関連付けられている前記重み付け因子によりランクレート各々に重みを付ける処理とを実行する、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の方法。
  6. 前記履歴データのうちの少なくとも幾つかが、前記ネットワークノードにより実行された測定に基づいている、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載の方法。
  7. 前記履歴データのうちの少なくとも幾つかが、前記移動端末を含む１つ以上の移動端末により実行された測定に基づいている、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載の方法。
  8. 前記履歴データが、移動端末にアクセス可能な中央装置に保存されている、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載の方法。
  9. 前記ランクリストが、前記中央装置により生成される、請求項８に記載の方法。
  10. 前記ランクリストが、前記移動端末により実行された測定により得られた履歴データ、及び/又は前記中央装置に保存されている履歴データを利用して、前記移動端末により生成される、請求項７又は８に記載の方法。
  11. 選択されるネットワークノードの前記複数の異なる無線特性のうちの１つ以上に関する新たなデータ、及び/又は移動端末が前記コネクションで使用する新たなデータが、前記中央装置に送信される、請求項１〜１０のうち何れか１項に記載の方法。
  12. 前記履歴データは履歴時間ウィンドウに対応している、請求項１〜１１のうち何れか１項に記載の方法。
  13. 前記利用可能なネットワークノードは複数の異なる無線アクセス技術を利用するように形成されている、請求項１〜１２のうち何れか１項に記載の方法。
  14. 選択手段を有する装置であって、前記選択手段は、
    移動端末との間で無線通信のコネクションを設定すべきネットワークノードを、前記コネクションを設定するために前記移動端末に利用可能なネットワークノードのランクリストに基づいて選択するように形成され、
    前記利用可能なネットワークノードの各々は、前記ネットワークノードの複数の異なる無線特性に関する履歴データと前記複数の異なる無線特性に関連付けられている重み付け因子とに基づいてランク付けされ、
    前記重み付け因子の各々は、１つ以上の移動端末の利用特性に関する履歴データに基づいて決定される値を有する、装置。
  15. 当該装置が移動端末又は中央装置である、請求項１４に記載の装置。
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