JP4307889B2 - 異種ネットワーク環境における、前認証、サービス適合、プリキャッシュ、およびハンドオーバのためのコンテキストアウェアなアプリケーション層でのトリガリングメカニズム - Google Patents
異種ネットワーク環境における、前認証、サービス適合、プリキャッシュ、およびハンドオーバのためのコンテキストアウェアなアプリケーション層でのトリガリングメカニズム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日の無線ネットワークはどれも同種のものからなっている。今日、多くの利用可能な無線ネットワークがあるが、その中には、第２．５世代や第３世代の携帯網、ＩＥＥＥ８０２．１１規格やHIPERLANとして知られる無線ＬＡＮ、また、ブルートゥース（Bluetooth登録商標）として知られる近距離無線ネットワークなどがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのネットワーク間には相互運用性がない。つまり、あるネットワークを利用しているユーザは、他のタイプのネットワークへシームレスにハンドオーバすることができない。本発明においては、将来的には、異なったネットワーク間をシームレスにハンドオーバすることができるようになるとみている。このような異種ネットワーク環境においては、異なったネットワーク間をシームレスに移行できるメカニズムが必要となる。
【０００４】
従来、ネットワーク間のハンドオーバは、ネットワーク側か携帯端末側で測定された受信信号強度に基づいて開始されていた。しかしながら、本発明においては、将来の異種ネットワーク環境では、ハンドオーバをいつどこで行うかの決定は、アプリケーション層でなされることが多くなるとみている。これは特に垂直ハンドオーバ（アクセス技術間）の場合にそうである。
【０００５】
そのようなシームレスな環境に対応するために、異種ネットワーク間でシームレスに装置をハンドオーバさせることができ、変化するネットワーク状況にサービスを適応させることができるメカニズムを必要としている。本発明は、シームレスなハンドオーバを実現するさまざまな技術を含むものであるが、本発明の明細書では、シームレスなモビリティのためのアプリケーションレベルトリガリングメカニズムを重点的に取り扱う。
【０００６】
図１に、典型的な異種ネットワーク環境１００の概要を示す。このネットワーク環境は、セル式電話１０２のような携帯端末を含んでいる。このセル式電話１０２は、ＷＣＤＭＡ無線基地局１０６およびＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）／ＷＣＤＭＡネットワーク１０８を介して、ＩＰバックボーン１０４に接続する。なお、ＵＭＴＳネットワークは欧州で使用され、ＷＣＤＭＡネットワークは日本で使用される。携帯端末は、最初にＷＣＤＭＡ無線基地局１０６に接続され、携帯端末によるトラフィックは、ＷＣＤＭＡネットワーク１０８を介してインターネットへと送信される。異種ネットワーク環境においては、携帯端末１０２がハンドオーバ可能な、異なるアクセス技術を使用する多くの基地局がある。図１に示すように、そのような異種ネットワーク環境には以下のものが含まれる。（１）ＣＤＭＡ２０００無線基地局１１０とＣＤＭＡ２０００ネットワーク１１２、（２）ブルートゥース用の無線基地局１１４、（３）無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａもしくはＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）ネットワーク用の無線基地局１１６。
【０００７】
ハンドオーバプロセスを、携帯端末から手動で行うことも可能であるが、ハンドオーバが自動で行われプロセスが進むのが好ましい。ハンドオーバを自動で行う場合、図１に示す異種ネットワーク環境において携帯端末１０２がハンドオーバするタイミングとネットワークの決定が非常に重要である。ハンドオーバの決定は多くの要素に基づいてなされることが知られている。
【０００８】
第１の要因として、ネットワークトポロジーとターゲット基地局の情報が必要である。この中には、近隣の基地局のカバーするエリアの情報、ターゲット基地局が対応しているサービスの種類、利用可能なバンド幅、利用可能なセキュリティメカニズム、ＱｏＳ（サービス品質）、ネットワークへのアクセスコストなどがある。これらの情報は、一定の地域に属する基地局の情報を継続的に更新する位置サーバにより、携帯端末に提供される。ネットワークトポロジーは、以下に示す文献に記載の方法で決定することも可能である。（１）特許文献１の、ワタナベ氏他による「無線通信装置において、パワー節約のためにサブネット関係を使用する（Using subnet relations to conserve power in a wireless communication device）」。（２）G・Wu氏、P.J.M.Havinga氏、水野氏による２００２年２月ＩＥＥＥ通信委員会マガジン、「異種ネットワークのための将来のアーキテクチャ（MIRAI architecture for heterogeneous network）」（非特許文献１参照）
【０００９】
第２の考慮すべき要因は、携帯端末においてローカルに利用可能な情報である。このような情報として、携帯端末の位置情報、現時点の接続点における信号強度、ターゲットのネットワークの信号強度、現在動作しているアプリケーションのタイプ、およびアプリケーションに固有のＱｏＳ要件、バンド幅要件、セキュリティ要件、バッテリ消費レベルなどがある。
【００１０】
第３の考慮すべき要因は、効果的なトリガ決定を行うためにユーザコンテキスト情報が必要であることである。このコンテキスト情報には、場所、時間、周囲の人々、バッテリ量のようなさまざまな要因に基づくサービスやネットワークに対するユーザの嗜好、ユーザのスケジュールやアジェンダ、ジョギング中、散歩中、車を運転中であるといったユーザの行動、および過去の使用状況が含まれる。このコンテキスト情報は、携帯端末に記憶されていてもよいし、ネットワーク内のデータベースに保存されてもよい。
【００１１】
なお、インターネット技術標準化委員会（ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force））のSeamoby作業部会は、シームレスなモビリティを提供するために、モバイルノードの転送路とともに、ＩＰレベルコンテキスト転送を提案している（参照非特許文献２：http://www.ietf.org/html.charters/seamoby-charter.html）。その標準化過程において、Seamobyは、モバイル端末が異なるＩＰサブネット間を移動するときの、ＡＡＡサーバ間のＡＡＡコンテキスト転送を論じている。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１タスクグループは、アクセスポイント間プロトコルＩＡＰＰ（Inter Access Point Protocol）を標準化した。このアクセスポイント間プロトコルでは、旧アクセスポイントＡＰと新アクセスポイントＡＰ間でユーザコンテキスト情報を交換する（参照非特許文献３：２００１年７月、ＩＥＥＥ標準８０２．１１ｆ／Ｄ２．０、ＩＥＥＥ８０２．１１に対応しているシステム間を越えるアクセスポイント間プロトコルによるマルチベンダアクセスポイント相互運用性のための推奨ドラフト）。なおここで、アクセスポイントとは、無線によりイントラネットやインターネットへの接続を提供する基地局機能のことである。
【００１２】
第４の要因は、ユーザ携帯端末上で、新しいネットワーク状態に適合しなければならない各種サービスを使っているかもしれないことである。たとえば、セル式ネットワーク上で２人の携帯端末のユーザがテレビ電話を使っているときのパラメータは、この２人が無線ＬＡＮネットワークへハンドオーバしてテレビ電話を使っているときのパラメータとは異なる。モバイルＩＰは、セッションの連続性を保証するが、サービス適合を提供していない（参照、非特許文献４：D. Johson氏とC. Perkins氏「ＩＰｖ６におけるモビリティサポートhttp://search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-15.txt」）。
【００１３】
第５の要因は、携帯デバイスでは、バッテリの容量に制限があるので、バッテリリソースが重要であることである。これまでに、バッテリ性能の向上や機器をバッテリ容量に配慮したものにするための取り組みが、数多くなされてきた。異種ネットワーク環境においては、１つの携帯デバイスが接続可能なネットワークは数多くある。ソフトウェア無線が、この種の接続を提供する場合の重要な技術であろう（参照、非特許文献５：K.C. Chen氏, R. Prasad氏, H.V. Poor氏、ＩＥＥＥ１９９４年８月第６巻４号「ソフトウェア無線」）。問題は、携帯デバイスが、どのタイプのネットワークをいつスキャンするのかをいかにして決定するかである
【００１４】
以上のシステムに基づくと、次世代無線ネットワークにおいて他のネットワークにシームレスにハンドオーバできる技術は、現時点ではない。
【００１５】
【特許文献１】
米国特許出願出願番号１０／１２０１６４号明細書
【非特許文献１】
G・Wu氏、P.J.M.Havinga氏、水野氏、「異種ネットワークのための将来のアーキテクチャ（MIRAI architecture for heterogeneous network）」、２００２年２月ＩＥＥＥ通信委員会マガジン
【非特許文献２】
パット・カルホーン他、「コンテキスト転送、ハンドオーバ候補ディスカバリ、および待機モードホストアラート、（Context Transfer, Handoff Candidate Discovery, and Dormant Mode Host Alerting (seamoby)）」インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/html.charters/seamoby-charter.html＞
【非特許文献３】
ＩＥＥＥ標準８０２．１１ｆ／Ｄ２．０、「ＩＥＥＥ８０２．１１に対応しているシステム間を越えるアクセスポイント間プロトコルによるマルチベンダアクセスポイント相互運用性のための推奨ドラフト」、２００１年７月
【非特許文献４】
D. Johson氏とC. Perkins氏、「ＩＰｖ６におけるモビリティサポートhttp://search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-15.txt」、インターネット、＜ＵＲＬ：http://search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-15.txt＞
【非特許文献５】
K.C. Chen氏, R. Prasad氏, H.V. Poor氏、「ソフトウェア無線」、ＩＥＥＥ、１９９４年８月、第６巻４号
【特許文献２】
米国特許仮出願出願番号６０／３５４５６８号明細書
【特許文献３】
米国特許出願出願番号１０／１１９５５８号明細書
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自機において動作中のアプリケーションに固有のＱｏＳ情報を評価する評価手段と、前記評価手段による評価に基づいてハンドオーバトリガ信号を生成する生成手段とを備え、前記ハンドオーバトリガ信号は、異種ネットワーク間のハンドオーバのトリガ信号であることを特徴とする携帯端末を提供する。
【００１７】
本発明はまた、携帯端末が、自機において動作中のアプリケーションに固有のＱｏＳ情報を評価する評価ステップと、前記携帯端末が、前記評価ステップによる評価に基づいてハンドオーバトリガ信号を生成する第１の生成ステップとを備え、前記ハンドオーバトリガ信号は、異種ネットワーク間のハンドオーバのトリガ信号であることを特徴とするハンドオーバ制御方法を提供する。
【００１８】
本発明により、携帯端末が、効果的なハンドオーバ決定を行うのに必要な情報を得るという利点が得られる。
【００１９】
本発明により、ＩＥＴＦのSeamoby作業部会により提案されたコンテキスト転送メカニズムに役立つようなトリガリングメカニズムを提供できる。
【００２０】
本発明により、実際のハンドオーバが起こる前に、携帯端末をターゲットネットワークに前もって認証するという利点が得られる。
【００２１】
本発明により、元のネットワークのＡＡＡサーバとターゲットのネットワークのＡＡＡサーバ間で、コンテキスト転送を認証するという利点が得られる。
【００２２】
本発明により、稼動しているサービスが新しいネットワーク状況に適合できるという利点が得られる。
【００２３】
本発明により、サービスプロバイダと一番近いキャッシュサーバとの間での直接に前もってキャッシュするため、もしくはキャッシュハンドオーバメカニズムのために、トリガすることができる。
【００２４】
本発明により、実際にハンドオーバが起こる前に、前認証、プリキャッシュ、およびサービス適合をトリガすることにより、ユーザによりシームレスなハンドオーバを提供することができる。
【００２５】
本発明により、携帯端末のバッテリリソースの節約ができる利点が得られる。
【００２６】
本発明は、添付の図面と以下の発明の詳細な説明を参照することにより、より正しく理解することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の方法を説明する。この説明は、図１に示す環境１００のような異種ネットワーク環境を例にして行う。しかし、本発明は他の環境にも適用することができる。
【００２８】
本発明では、ラップトップコンピュータ、ＰＤＡ、もしくは図１に示すセル式電話１０２等の携帯端末に変更が加えられ、トリガ決定（生成するトリガの決定）を行うためにネットワークトポロジ情報を得るようになっている。あるネットワークの無線カバーエリアの情報を持っていても、マルチパスフェーディング、輻輳、干渉など多くの要因のために、無線接続が必ずしも保証されないので、エラー耐性が必要となる。このための１つの方法は、ターゲットとなるネットワークへのハンドオーバを行う前に、携帯端末がそのネットワークの信号レベルを調べることである。
【００２９】
アプリケーション層トリガリングメカニズムのためのアルゴリズムを図２に示す。以下で説明するが、アプリケーション層トリガリングメカニズム２００は、環境に応じて必要とされるトリガのタイプを決定し、そのトリガをアプリケーションに提供する。
【００３０】
考えられるトリガには４種類ある。
（１）前認証トリガ信号（ＰＴ）２０２：ハンドオーバのターゲットネットワークに対する携帯端末の事前認証をトリガする。
（２）サービス適合トリガ信号（ＳＴ）２０４：ハンドオーバが差し迫っているとの予想に基づいて、アプリケーションは必要な適合を行うことができる旨をアプリケーションに知らせる。
（３）プリキャッシュトリガ信号（ＣＴ）２０６：ターゲット基地局に最も近いキャッシュサーバに、コンテンツを前もってキャッシュしておくために、キャッシュ管理システムにトリガ信号を送る。
（４）ハンドオーバトリガ信号（ＨＴ）２０８：ターゲットネットワークへのハンドオーバプロセスを開始する。
【００３１】
上述のトリガ信号を１つ以上送信するには、あるセットになっている基準が満たされなければならない。この基準セットは、トリガ決定を行う前に考慮されるべき多くの点に該当している。トリガリングメカニズム２００は、これらの基準を平行して評価する。この評価結果はまとめられ、総合トリガリング基準となる。この総合トリガリング基準が満たされるものであった場合、トリガリングメカニズム２００は、リモート（ターゲット）ネットワークの信号基準を調べ、この信号基準も満たされていた場合、状況または事前の設定にもよるが、ユーザからの入力のあるなしにかかわらず、トリガ信号を生成させる。
【００３２】
トリガリングメカニズム２００は、ステップ２１０から開始する。そして、アプリケーション基準２１２が、トリガを生成するために満たされなければならないアプリケーション固有の条件のセットとして決められる。アプリケーション固有条件２１２を決めるとすぐに、トリガリングメカニズム２００は、特定のアプリケーション状態があるかどうかに関して、ステップ２１４で問い合わせを実行する。例えば、アプリケーション状態が「どのアプリケーションも動作していない」で「Ａ０００」が指定された場合、トリガリングシステムは、ステップ２１６でアプリケーション状態情報を保存する。「Ａ０００」が指定された場合、前認証トリガ、サービス適合トリガ、プリキャッシュトリガは不要である。これらは、アプリケーションが動作中の場合にのみ関連するものであるからである。
【００３３】
リアルタイムアプリケーションであるなしに関わらず、通信アプリケーションの場合、携帯端末は常に、呼び出しメカニズムを有するアクセスネットワークに接続する。現在、携帯通信システムは、呼び出しに対応しているので、携帯端末は待機中に携帯通信システムに常時接続していることが保証される。この結果、すべての通信アプリケーションは、携帯通信システムを介して携帯端末に届き、上述のアプリケーション要求に従って、適当なアクセスネットワークが選択される。
【００３４】
アプリケーション状態が、「リアルタイムでないアプリケーションが動作中」で「Ａ１００」が指定された場合、他のアプリケーション固有の基準（コスト基準２１８、ＱｏＳ基準２２０など）が並行して評価される。アプリケーション状態が「リアルタイムアプリケーションが動作中」で「Ａ３００」が指定された場合、コスト基準２１８とＱｏＳ基準２２０に平行して、位置基準２２２が評価される。リアルタイムアプリケーションの例として、オーディオやビデオのストリーミング、音声電話やテレビ電話などがある。
【００３５】
位置基準２２２は、トリガ決定を行うために、位置関連の情報に基づいて評価される。位置基準では、以下のような要因について調べられる。
●携帯端末の位置
●現接続点のカバーエリアに対する携帯端末の位置
●携帯端末の状態（静止しているか移動中か）
●移動中の場合、携帯端末の移動スピードと方向、また接続点に近づいているか接続点から離れているか
●他の近隣ネットワークとオーバラップしたカバーエリアに対する携帯端末の位置
【００３６】
図２に示すように、位置基準２２２は、リアルタイムアプリケーションが検出された場合にのみ評価される。この理由は、リアルタイムアプリケーションは、シームレスな動作を確保するために、適合に時間がかかるからである。
【００３７】
例えば、リアルタイムアプリケーションが動作中であり、ユーザが現在の接続点からある速度で離れていき、無線のカバーエリアの端に到達しそうな場合、トリガリングメカニズム２００は、ステップ２２４で位置基準が満たされた場合、前認証トリガ信号２０２、サービス適合トリガ信号２０４、およびプリキャッシュトリガ信号２０６をトリガすることができる。位置基準が満たされない場合、アプリケーション状態情報がステップ２２６で保存される。
【００３８】
コスト基準２１８は、各ネットワークによって異なるアプリケーション固有のコストに基づいて評価される。例えば、コスト基準２１８では、以下の要因について調べられる。
●現在の接続点でアプリケーションを動作させるコスト
●他の利用可能なネットワークでアプリケーションを動作させるコスト
リアルタイムとリアルタイムでないものも含めて、全ての動作中のアプリケーションに関して、コスト基準２１８がステップ２２８で評価される。現時点の接続点に比べて、ターゲットのネットワークでアプリケーションを動作させる方が安い場合、コスト基準２１８は満たされる。アプリケーションがコスト基準を満たさない場合、アプリケーション状態情報が、ステップ２３０で保存される。
【００３９】
ＱｏＳ基準２２０は、アプリケーション固有のＱｏＳ情報に基づいて評価される。現実には、ＱｏＳ情報は、ユーザ数や使用されているサービスの種類などの要因によって、常に変化している。例えば、空港の無線ＬＡＮネットワークでは、ネットワークを使用している人数および時間帯（ラッシュ時など）などに応じて、ＱｏＳ情報は常に変化している。よって、ハンドオーバがＱｏＳ情報に基づいて決定され、ハンドオーバ後にＱｏＳが急激に悪化すると、携帯端末が、より良いＱｏＳを求めて異なるネットワークに頻繁にハンドオーバすることになり、ピンポン効果と呼ばれるものがおきてしまう。この問題は、多くの携帯端末がＱｏＳ情報に基づいて同時にハンドオーバしようとするといっそう悪化する。これは、そのエリアで利用可能なネットワークにより動的にＱｏＳ情報が変化することになるからである。
【００４０】
上述の問題を避けるためには、２つ解決法がありうる。第１は、ターゲット基地局が、ハンドオーバに関わりそうな携帯端末に、最高と最低と平均のＱｏＳ情報、さらに、ＱｏＳ情報の安定度を知らせる方法である。これで、携帯端末はこの情報に基づいてハンドオーバの決定を行うことができる。第２は、基地局をリソース予約方式に対応させ、特定のＱｏＳ要件をもっている携帯端末に対して、バンド幅を取っておく方法である。これで、ＱｏＳ情報に基づいてハンドオーバした携帯端末は、ターゲットネットワークでバンド幅が保証される。
【００４１】
このような解決法を考慮し、ＱｏＳ基準２２０では、次のような点について調べられる。
●現接続点でのアプリケーション固有のＱｏＳ情報
●利用可能なネットワークで期待されるアプリケーション固有のＱｏＳ情報
●ターゲットネットワークでのＱｏＳ安定度
【００４２】
図２に示すように、ステップ２３２において、リアルタイムもそうでないものも含めて全ての動作中のアプリケーションに関して、ＱｏＳ基準２２０が評価される。アプリケーションが、ターゲットネットワークで現在の接続点より良いＱｏＳをもてるなら、もしくは、ターゲットネットワークが現在の接続点より安定したＱｏＳを持つなら、ＱｏＳ基準２２０は満たされる。ＱｏＳ基準２２０が、アプリケーションで満たされないなら、アプリケーション状態情報が、ステップ２３４で保存される。
【００４３】
図２に示すように、トリガリングメカニズム２００は、他の基準も評価する。これには、ネットワーク基準２３６、ユーザコンテキスト基準２３８、ローカル信号基準２４０、バッテリ基準２４２などがあり、アプリケーション基準２１２と並行して評価される。
【００４４】
ネットワーク基準２３６は、ハンドオーバのためにターゲットネットワークを評価する。ネットワーク基準２３６の重要な要因には以下のものがある。
●ターゲットネットワークにアクセスする場合のコスト
●ターゲットネットワークのオペレータ関係
●ターゲットネットワークが提供するセキュリティ体系とサービス
【００４５】
ネットワーク基準２３６はステップ２４４で評価され、ターゲットネットワークが現在のネットワークより良ければ満たされる。ネットワーク基準２３６が満たされなければ、アプリケーション状態情報が、ステップ２４６で保存される。
【００４６】
ユーザコンテキスト基準２３８は、ユーザコンテキスト情報に基づいて評価される。このユーザコンテキスト情報には以下のものがある。
●位置固有のサービスおよびネットワークに対するユーザの嗜好
●一般的なサービスおよびネットワークに対するユーザの嗜好
●ユーザのスケジュールとアジェンダ
●ユーザの活動
●ユーザの過去の行動
【００４７】
ユーザコンテキスト基準２３８は、さまざまなトリガから１つを選ぶのに適したものである。例えば、ユーザの嗜好が、仕事で携帯端末を使用している時（例えば、ユーザが会社にいる場合や、上司と話しているとき）は、よりバンド幅が広くＱｏＳが最高のネットワークへハンドオーバすることを望み、また仕事以外で携帯端末を使用している時（例えば、ユーザが家にいる場合や、ユーザが休日を過ごしている場合）は、一番安いネットワークを選択することを望んでいる場合に、ステップ２４８でこれらの基準が満たされるなら、必要なハンドオーバトリガと他の追加のトリガが選択される。トリガ決定をするのに、コンテキスト情報がどのように解釈されるかは、ユーザ自身によって（手動で）決定されてもよいし、過去の履歴や他のヒューリスティックスに基づいて、事業者によって決定されてもよい。もし、ユーザコンテキスト基準２３８が満たされなければ、アプリケーション状態情報が、ステップ２５０で保存される。
【００４８】
ローカル信号基準２４０は、現在の接続点での信号強度に基づいて評価される。信号強度の状態には以下のものがありうる。
（１）ＳＬ０００−無信号
（２）ＳＬ１００−とても弱い信号
（３）ＳＬ２００−弱い信号
（４）ＳＬ３００−容認できる信号
（５）ＳＬ４００−強い信号
（６）ＳＬ５００−とても強い信号
ローカル信号基準２４０は、ステップ２５２で評価され、現在の接続点での信号強度が弱くなったり無信号になったら（信号強度＜ＳＬ３００）、満たされる。
【００４９】
ローカル信号基準２４０は、アクセス技術固有の定量的な基準から得られる定性的な基準である。例えば、強い信号強度とは、無線システム毎に、メーカや事業者によって決められる（例えば、６．１デシベル）。なお、ローカル信号基準２４０が満たされなければ、アプリケーション状態情報が、ステップ２５４で保存される。
【００５０】
バッテリ基準２４２は、トリガ決定をするために、バッテリ使用情報をみる。バッテリ基準２４２は、以下のような要因をみる。
●現在の接続点での予想されるバッテリ消費
●現在のネットワークでの、アプリケーションに固有の予想されるバッテリ消費
●ターゲットネットワークでの、予想されるバッテリ消費
●ターゲットネットワークでの、アプリケーションに固有のバッテリ消費
【００５１】
バッテリ基準２４２はステップ２５６で評価され、異なるネットワークへハンドオーバすることにより、バッテリ使用時間が伸びるなら、バッテリ基準２４２は満たされる。バッテリ基準２４２が満たされないならば、アプリケーション状態情報がステップ２５８で保存される。
【００５２】
基準２１２、２２２、２１８、２２０、２３６、２３８、２４０、２４２の評価は常に行われ、この評価の結果は、総合トリガセレクタ２７２へ送られる。そして総合トリガセレクタ２７２は、どのタイプのトリガが必要であるかを決定する。総合トリガセレクタ２７２が１つ以上のトリガが必要であると決定した場合のみ、ターゲットネットワーク信号基準２６０が評価される。このことにより、携帯端末はターゲットネットワークを常にスキャンする必要がなくなるので、携帯端末のバッテリリソースを節約することができる。特に、ターゲットネットワーク信号基準２６０では、ターゲットとなる接続点での信号強度が調べられる。ターゲットネットワーク信号基準２６０では、ターゲットネットワークの信号状態が定義されている。このターゲットネットワークの信号状態は例えば以下のものである。
●ＳＲ０００：信号なし
●ＳＲ１００：特に弱い信号
●ＳＲ２００：弱い信号
●ＳＲ３００：容認できる信号
●ＳＲ４００：強い信号
●ＳＲ５００：特に強い信号
【００５３】
ターゲットネットワーク信号基準２６０は、ターゲットネットワークにおける接続点の信号強度が満足なものである場合（信号強度＞ＳＲ２００）、満たされる。この信号基準は、アクセス技術固有の定量的な基準から得られる定性的な基準である。
【００５４】
ターゲットネットワーク信号基準２６０が満たされなかった場合、ステップ２６２で、次の利用可能なネットワークが特定されて、そのネットワークにターゲットネットワーク信号基準２６０が適用される。ターゲットネットワーク信号基準２６０が満たされる場合、ハンドオーバコスト基準２６４が適用される。
【００５５】
ハンドオーバコスト基準２６４では、ハンドオーバを行うのに必要な労力と、ターゲットのネットワークにハンドオーバした場合の利点とを比較する。この基準は、ユーザ主導によるハンドオーバ要求では評価されない。この基準は、現在のネットワークとターゲットのネットワークが似ている場合に効果的である。例えば、携帯端末がある事業者のＷＣＤＭＡ基地局に現在接続していて、他の事業者による他のＷＣＤＭＡ基地局のＱｏＳがわずかに優れている場合、この基準ではハンドオーバ要求が拒否される。ハンドオーバ要求が拒否された場合、ステップ２６２で次の利用可能なネットワークが特定され、そのネットワークに、上述の方法で、ターゲットネットワーク信号基準２６０とハンドオーバコスト基準２６４が適用される。ステップ２６４でハンドオーバ要求が認められると、ステップ２６６で、トリガリングプロセスが自動で行われるか手動で行われるかが決定される。トリガリングプロセスが手動で行われる場合、ユーザがいつどのネットワークにハンドオーバするかを決定して、ステップ２４９でハンドオーバを開始する。手動ハンドオーバのための入力は、ステップ２６８でユーザインターフェイスを介して行われる。実際のシステムでは、ハンドオーバトリガしかない場合、ユーザはたいてい手動での選択を要求される。
【００５６】
手動もしくは自動でトリガする旨の入力がなされると、トリガ生成がステップ２７０で開始され、前認証トリガ２０２、サービス適合トリガ２０４、プリキャッシュトリガ２０６、もしくはハンドオーバトリガ２０８の生成が開始される。
【００５７】
なお、上述の例は、全ての基準が満たされた場合の状況を考えたものである。しかし、そのような状況はそれほど頻繁に起こるわけではない。代わりに、基準がお互いに競合する状況がしばしば発生する。よって、さまざまな基準の評価結果を評価して、その時点で必要なトリガ決定することができる総合トリガセレクタ２７２が必要である。
【００５８】
さまざまな基準評価部は、（ハンドオーバをするべきとの結果にせよ、するべきでないとの結果にせよ）総合トリガセレクタ２７２に評価結果を送り、総合トリガセレクタ２７２は、ステップ２７４で基準が満たされたかによって最終決定を行う。基準が満たされていない場合、ステップ２７６からステップ２１０に戻る。図２に示されるように、自動もしくは手動でトリガリングプロセスを始める前に、総合トリガセレクタ２７２は、ターゲットネットワーク信号基準２６０とハンドオーバコスト基準２６４を評価する。
【００５９】
下の表１は、ハンドオーバに対するさまざまな基準の優先度一覧サンプルである。基準優先度は、その基準の相対的な重要度を数量化した０から１００の数字と、依存関係とからなる。基準優先度は、競合する基準間の競合を解消するのに使用される。また、いくつかの基準は、他の基準より重要である。それぞれの基準に優先度を割り当てることは、競合の解消と、正しいトリガ決定に役立つ。基準優先度の初期値は、事業者による広範囲なテスト、シミュレーション、更に統計的な分析を行ってから決められる。しかしながら、基準優先度は、ユーザ自身の嗜好およびコンテキストにより、時間とともに変化しうる。
【００６０】
表１：ハンドオーバのための基準の優先度
【表１】
【００６１】
異なった基準に対する、このような優先度の体系は動的なものであり、事業者によって、またユーザの嗜好やコンテキストによって決まるものである。
もし、ハンドオーバがユーザ主導によるものであれば、ターゲットネットワークの信号レベルが、許容できるものであるかどうかが調べられる。もし許容できるものであれば、他の基準にかかわらず、新しいネットワークへのハンドオーバが行われる。ハンドオーバがユーザ主導でない場合では、現在のネットワークに留まるか他のネットワークへハンドオーバするかは、以下の式によって得られるNAFT(i)とNAFLに基づいて決定される。
【００６２】
【数１】
【００６３】
NAFT(i)は、ターゲットネットワーク「i」に対するネットワーク接続ファクタであり、ターゲットネットワーク「i」に接続することの総合的な価値の数的な尺度である。NAFT(i)は、ハンドオーバのターゲットとなるネットワークおのおのに対して計算される。また、NAFT(i)は、ターゲットネットワーク信号基準に基づいている。
CP(k)は、表１に記載された基準（ｋ）のうちのどれか１つの基準優先度である。
CF(k)は、表１に記載された基準（ｋ）のどれかの確信度（Confidence Factor）である。CF(k)は、図２の基準評価中に決定されるものであり、各基準それぞれの評価結果に含まれる確信度の数的尺度である。確信度は、基準ごとに事業者によって設定される。例えば、ローカル信号基準とターゲットネットワーク信号基準では、信号強度計測の精度が高ければ、確信度は高くなる。同様に、位置基準では、位置計測の精度が高ければ、確信度は高くなる。
【００６４】
【数２】
【００６５】
NAFLは、現在のネットワークに対するネットワーク接続ファクタであり、現在のネットワークに留まることの総合的な価値の数的な尺度である。NAFLはローカル信号基準によるので、NAFT(i)とは異なる。
CP(k)は、表１に記載された基準（ｋ）のうちのどれか１つの基準優先度である。
CF(k)は、表１に記載された基準（ｋ）のどれかの確信度である。CF(k)は、図２の基準評価中に決定されるものであり、各基準それぞれの評価結果に含まれる確信度の数的尺度である。
【００６６】
ターゲットネットワークが「Ｎ」個あると仮定した場合、ハンドオーバのターゲット選択のアルゴリズムは以下のようになる。なお、TSFiは、ターゲットネットワーク「ｉ」のターゲットネットワーク信号ファクタであり、かつターゲットネットワーク「ｉ」の信号強度の数的表現である。
ｉ＝１〜Ｎにおいて、NAFt(i)＞NAFLならば、そのネットワーク（ｉ）を許容できるターゲット（ｉ）リストに追加して、このターゲットリストを降順にソートする。つまり、上位にリストされるネットワークは、高いNAFT値を持っている。
ハンドオーバ先として許容できるターゲットネットワークが「Ｙ」個あると仮定した場合、ｉ＝１〜Ｙにおいて、許容できるターゲットネットワーク「ｉ」に対して、NAFt(i)×TSFi＞NAFLならば、ハンドオーバトリガおよび必要なトリガを生成する。つまり、式を満たす最初のネットワークにハンドオーバが行われる。
【００６７】
図３に、アクセスネットワーク３００を示す。アクセスネットワーク３００は、アクセスネットワークシステムサーバ３０２、外部データベースサーバ３０４、前認証アレンジコントローラ３０６、ネットワークコンテキスト情報データベース３０８、キャッシュサーバ３１０とを有している。他のアクセスネットワークと契約しているサービスオペレータ３１２は、外部データベースサーバ３０４、キャッシュサーバ３１０、前認証アレンジコントローラ３０６などの多くのサーバを有している。また、これらの要素は、他のアクセスネットワーク、コンテキストサービスプロバイダ、そしてサービスオペレータと共有されうる。
【００６８】
前認証アレンジコントローラ３０６は、ラップトップコンピュータ３１４などの携帯端末がアクセスネットワークと接続する前に、さまざまなアクセスネットワークやコンテンツサービスプロバイダとの認証を手配することができる。したがって、前認証アレンジコントローラ３０６は、ユーザに関して必要な情報を前もって、他のアクセスネットワークやコンテンツサービスプロバイダに送ることができる。キャッシュサーバ３１０は、シームレスなハンドオーバを行い、ＱｏＳを保つために、ハンドオーバが起きる前に、現在のアプリケーションのコンテンツやデータをキャッシュする。
【００６９】
外部データベースサーバ３０４は、アクセスネットワーク位置地図情報とネットワークコンテキスト情報とを保存する。外部データベースサーバ３０４は、ハンドオーバやモバイルＩＰバインディング（ホームエージェントとフォーリンエージェントの）情報を扱う毎に、ネットワーク位置地図情報とネットワークコンテキスト情報とを更新する。更に、外部データベースサーバ３０４は、位置とコンテキストの情報を更新するために、異なるアクセスネットワークと通信することができる。アクセスネットワーク位置地図としては、以下の特許出願に開示されている、モバイルＩＰバインディング更新を元にしたおおよその位置地図が考えられる。渡辺富士雄氏他発明の「異種アクセスネットワークにおいて、位置検出、呼び出し、認証、アソシエーションおよびアクセスネットワーク起動の方法と装置」（米国仮出願番号６０／３５４５６８、２００２年２月２日出願、特許文献２参照）。「無線通信装置においてエネルギーを節約するためにサブネット関係を利用するシステム及び方法」（米国出願番号１０／１２０１６４、２００２年４月１０日出願、特許文献１参照）。「無線通信装置において呼び出しエリアを決定するためにサブネット関係を利用するシステム及び方法」（米国出願番号１０／１１９５５８、２００２年４月１０日出願、特許文献３参照）。
【００７０】
ハンドオーバ前に前認証、サービス適合、プリキャッシュなどを手配をしておくために、図４に示すトリガモジュールコンポーネント４００によって、以下のプロセスが行われれ、トリガが決定される。トリガモジュールコンポーネント４００は、図６に示されるように携帯端末の中に備えられている。トリガモジュールコンポーネント４００は、最初に、アプリケーション検出コンポーネント４０４により、携帯端末でどんなアプリケーション４０２が動作しているかを検出する。図５に示されるように、アプリケーション検出コンポーネント４０４は、オペレーティングシステムのプロセステーブル５００、アプリケーションポート番号５０２、ＩＰサービスタイプ（ＴＯＳ）フィールド５０４、アプリケーションによる明示的な通知５０６に含まれる情報を持っている。この保存された情報により、アプリケーションの種類またはクラス（例えば、リアルタイム、非リアルタイム、ＱｏＳ要件を持つアプリケーション）が、アプリケーションクラス検出ユニット５０８で調べられる。
【００７１】
アプリケーションの種類またはクラスが調べられた後、トリガリング基準が、コンテキスト外部情報データベース４０６と、コンテキストローカル情報データベース４０８そして現アクセスネットワーク信号レベル測定部４０９とにより調べられる。なお、現アクセスネットワーク信号レベル測定部４０９は、現在アクティブであるネットワークの信号レベルを計測するものである。コンテキスト外部情報データベース４０６は、図３のアクセスネットワークにある外部データベースサーバ３０４から得た必要な情報を保存する。コンテキスト外部情報データベース４０６は、ユーザコンテキスト４１０、ネットワークコスト４１２、アプリケーションコスト４１４、アクセスネットワーク位置地図４１６、そしてアクセスネットワークＱｏＳ４１８を有している。
【００７２】
ユーザコンテキスト４１０には、ユーザ嗜好、ユーザ認証情報、ユーザ課金情報、現在のアプリケーション要件が含まれている。ネットワークコスト４１２には、使用していない場合でもかかる最低基本料金などの加入サービス費用が含まれている。アプリケーションコスト４１４とは、アプリケーション固有のコストを意味していて、この中には、トラフィック量、パケット交換機や回線交換機などの使用料などが含まれている。アクセスネットワーク位置地図４１６は、携帯端末の位置情報を提供し、携帯端末は近隣でどのネットワークが利用可能であるかを知ることができる。アクセスネットワークＱｏＳ４１８は、現在のアクセスネットワークの状態とサポートされているＱｏＳを示す。例えば、トラフィック量が多いためにパケット遅延が大きい場合、アクセスネットワークＱｏＳ４１８は、現在おこりそうなパケット遅延を示す。
【００７３】
コンテキストローカル情報データベース４０８は、アプリケーションバッテリ消費検査データ４２０、ユーザコンテキスト４２２、アプリケーションコスト４２４、アプリケーションＱｏＳ要件４２６などの、ローカルに利用可能な携帯端末情報を保存する。アプリケーションバッテリ消費検査データ４２０は、コーディングやアクセスネットワークカード使用、ＣＰＵ使用などに基づいて、特定のアプリケーションがどの程度バッテリを消費するかを示している。ユーザコンテキスト４２２には、ユーザが嗜好するネットワーク、アプリケーション、および方法などのユーザ嗜好が含まれる。アプリケーションコスト４２４は、使用するアプリケーションのコストを示している。アプリケーションＱｏＳ要件４２６は、特定のアプリケーションに対応するために必要なＱｏＳ要件のレベルと種類を示している。
【００７４】
各基準が評価された後、評価結果が総合決定部４２８に送られて、そこで最終評価とトリガ決定が行われる。総合トリガリング基準が満たされた場合、総合的な評価に基づいて、アクセスネットワークへの要求を生成することができる。ある規準は満たされるのに、他の基準が満たされない場合がしばしばある。そのような場合は、総合決定部４２８がトリガ要求を送る決定をして、トリガ要求が、携帯端末、アクセスネットワーク、サービスオペレータまたはコンテンツサービスプロバイダなどの上で動作しているアプリケーションに送られる。
【００７５】
ユーザが、ハンドオーバ要求、前認証要求、サービス適合要求、プリキャッシュ要求を出すようにしても良い。これらのユーザによる明白な要求は、ユーザ要求部４３０により処理される。総合決定部４２８により決定がなされた後、基準を満たしているネットワークインターフェイスカード（ＮＩＣ）が、ＮＩＣ選択部４３２で選択される。ＮＩＣ選択部４３２は１つ以上のＮＩＣを選択することができる。選択されたＮＩＣにおいて、信号レベルが十分でない場合は、他アクセスネットワーク信号レベル測定部４３４において、他のネットワークの信号レベルが調べられる。更に、ハンドオーバコスト検査部４３６は、ハンドオーバに要求される労力と、他のアクセスネットワークにハンドオーバを行う利点とを、前述の方法で比較する。最終的に、ユーザは、ユーザネットワーク選択部４３８で、どのアクセスネットワークを使うかを選択する。
【００７６】
ＮＩＣ選択部４３２と協調して、ＮＩＣスイッチオンオフ部４３９は、特定のアクセスネットワーク用のＮＩＣをオンしたりオフしたりする。ＮＩＣをオン／オフしたことは、Ｔｘ／Ｒｘ４４１に連絡される。なおＴｘ／Ｒｘ４４１は、送受信機であり、異なるアクセスネットワークとパケットの送受信を行う。
【００７７】
ユーザが、ＮＩＣ選択を自動にしていた場合、自動ネットワーク選択部４４０が、最良のアクセスネットワークを選択する。
【００７８】
総合決定部４２８の決定に基づいて、要求情報コンポーネント４４２から以下の要求のうち１つが、メッセージ解析／生成部４５２を介して適切なあて先へと送られる。この要求とは、前認証要求４４４、サービス適合要求４４６、ハンドオーバ開始要求４４８、プリキャッシュ要求４５０などである。適切なあて先が意味するのは、前認証要求４４４の場合、例えば、前認証アレンジセンタ３２０に送られるということである。図３と６に示すように、サービス適合要求４４６は、このサービス適合をどのコンポーネントが扱うかによるが、アプリケーションインターフェイス６００、サービスオペレータ３１２、コンテンツサービスプロバイダ３１６、アクセスネットワークシステムサーバ３０２、もしくはピアエンティティを通して、アプリケーションのうち１つに送られる。ハンドオーバ開始要求４４８は、ハンドオーバが処理されるアクセスネットワークシステムサーバ３０２に送られる。更に、このハンドオーバ要求４４８は、サービスオペレータ３１２に送られるようにしてもよい。これは、ネットワークレベルでのハンドオーバが行われなければならないからである。プリキャッシュ要求４５０は、アクセスネットワーク３００またはサービスオペレータ３１２にあるキャッシュサーバ３１０に送られる。トリガ要求が送られた場合は、トリガモジュールコンポーネント４００が、アプリケーションインターフェイス６００を介して、このトリガ要求についてアプリケーションに伝える。
【００７９】
コンテキスト外部情報データベース４０６とコンテキストローカル情報データベース４０８とを更新するために、セル式電話１０２、ラップトップコンピュータ３１４などのトリガモジュールコンポーネント４００を有している携帯端末は、図３と７に示すアクセスネットワーク３００にあるネットワークコンテキスト情報データベース３０８と、サービスオペレータ３１２にある外部データベースサーバ３０４とから情報を得る。外部データベースサーバ３０４は、サービスオペレータ３１２以外の場所に位置していてもよい。
【００８０】
図３と７に示すように、アクセスネットワーク３００に位置するネットワークコンテキスト情報データベース３０８には、現在のアクティブユーザの数や対応可能なＱｏＳレベルなどの現在のアクセスネットワーク状態情報を有するネットワーク状態情報７００が保存されている。ネットワークコスト情報７０２には、現在のアクセスネットワークの接続コストが保存されている。ユーザコンテキスト情報７０４は、認証情報、使用状況、ユーザ嗜好などユーザに関連する情報を保存する。アプリケーションコスト情報７０６は、アプリケーション毎のコスト情報である。例えば、特定のアプリケーションのコストには、ＱｏＳと多量の送信などを満足するためのコストが含まれる。
【００８１】
外部データベースサーバ３０４には、アクセスネットワーク位置地図情報７０８とネットワークコンテキスト情報７１０が保存されている。アクセスネットワーク位置地図情報７０８は、アクセスネットワーク事業者と携帯端末のＧＰＳから得たネットワーク構成の情報をもっている。ネットワークコンテキスト情報７１０は、アクセスネットワークの状態情報を持っていて、またサービスオペレータ３１２と通信を行う。セル式電話１０２やラップトップコンピュータ３１４などの携帯端末は、現在のアクセスネットワークとサービスオペレータ３１２を介して、ターゲットのアクセスネットワークのネットワークコンテキスト情報を得ることができる。
【００８２】
本発明の好適な実施形態を説明したが、以上の説明は例示のためであり、本発明を限定しようとするものではない。請求の範囲に記載された本発明の意図および範囲から逸脱することなく、本発明に対して種々の変更を行うことが可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ネットワーク選択のためのトリガリングメカニズムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 異種のネットワークを含む、携帯端末のための環境を示す図である。
【図２】 本発明によるトリガリングメカニズムの一実施形態であるフローチャートを示す図である。
【図３】 本発明によるアクセスネットワークの一実施形態の概要図である。
【図４】 本発明によるトリガモジュールコンポーネントの一実施形態を示す図である。
【図５】 図４のトリガモジュールコンポーネントで使用される、本発明によるアプリケーション検出コンポーネントの一実施形態の概要図である。
【図６】 図４のトリガモジュールコンポーネントとアプリケーションとの間に位置する、本発明によるアプリケーションインターフェイスの一実施形態の概要図である。
【図７】 図３のアクセスネットワークと外部データベースサーバとの間の、情報を示す図である。
【符号の説明】
１００……異種ネットワーク環境、１０２……セル式電話（携帯端末）、１０４……ＩＰバックボーン、１０６……ＷＣＤＭＡ無線基地局、１０８……ＷＣＤＭＡネットワーク、１１０……ＣＤＭＡ２０００無線基地局、１１２……ＣＤＭＡ２０００ネットワーク、１１４……無線基地局、１１６……無線基地局、３００……アクセスネットワーク、３０２……アクセスネットワークシステムサーバ、３０４……外部データベースサーバ、３０６……前認証アレンジコントローラ、３０８……ネットワークコンテキスト情報データベース、３１０……キャッシュサーバ、３１２……サービスオペレータ、３１４……ラップトップコンピュータ、３１６……コンテンツサービスプロバイダ、３２０……前認証アレンジセンタ、４００……トリガモジュールコンポーネント、４０２……アプリケーション、４０４……アプリケーション検出コンポーネント、４０６……コンテキスト外部情報データベース、４０８……コンテキストローカル情報データベース、４１０……ユーザコンテキスト、４１２……ネットワークコスト、４１４……アプリケーションコスト、４１６……アクセスネットワーク位置地図、４１８……アクセスネットワークＱｏＳ、４２０……アプリケーションバッテリ消費検査データ、４２２……ユーザコンテキスト、４２４……アプリケーションコスト、４２６……アプリケーションＱｏＳ要求、４２８……総合決定部、４３０……ユーザ要求部、４３２……ＮＩＣ選択部、４３４……他アクセスネットワーク信号レベル測定部、４３６……ハンドオーバコスト検査部、４３８……ユーザネットワーク選択部、４３９……ＮＩＣスイッチオンオフ部、４４０……自動ネットワーク選択部、４４１……Ｔｘ／Ｒｘ（送受信機）、４４２……要求情報コンポーネント、４４４……前認証要求、４４６……サービス適合要求、４４８……ハンドオーバ開始要求、４５０……プリキャッシュ要求、４５２……メッセージ解析／生成部、５００……オペレーティングシステムのプロセステーブル、５０２……アプリケーションポート番号、５０４……ＩＰサービスタイプ（ＴＯＳ）フィールド、５０６……アプリケーションによる通知、６００……アプリケーションインターフェイス
【発明の属する技術分野】
本発明は無線ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日の無線ネットワークはどれも同種のものからなっている。今日、多くの利用可能な無線ネットワークがあるが、その中には、第２．５世代や第３世代の携帯網、ＩＥＥＥ８０２．１１規格やHIPERLANとして知られる無線ＬＡＮ、また、ブルートゥース（Bluetooth登録商標）として知られる近距離無線ネットワークなどがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのネットワーク間には相互運用性がない。つまり、あるネットワークを利用しているユーザは、他のタイプのネットワークへシームレスにハンドオーバすることができない。本発明においては、将来的には、異なったネットワーク間をシームレスにハンドオーバすることができるようになるとみている。このような異種ネットワーク環境においては、異なったネットワーク間をシームレスに移行できるメカニズムが必要となる。
【０００４】
従来、ネットワーク間のハンドオーバは、ネットワーク側か携帯端末側で測定された受信信号強度に基づいて開始されていた。しかしながら、本発明においては、将来の異種ネットワーク環境では、ハンドオーバをいつどこで行うかの決定は、アプリケーション層でなされることが多くなるとみている。これは特に垂直ハンドオーバ（アクセス技術間）の場合にそうである。
【０００５】
そのようなシームレスな環境に対応するために、異種ネットワーク間でシームレスに装置をハンドオーバさせることができ、変化するネットワーク状況にサービスを適応させることができるメカニズムを必要としている。本発明は、シームレスなハンドオーバを実現するさまざまな技術を含むものであるが、本発明の明細書では、シームレスなモビリティのためのアプリケーションレベルトリガリングメカニズムを重点的に取り扱う。
【０００６】
図１に、典型的な異種ネットワーク環境１００の概要を示す。このネットワーク環境は、セル式電話１０２のような携帯端末を含んでいる。このセル式電話１０２は、ＷＣＤＭＡ無線基地局１０６およびＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）／ＷＣＤＭＡネットワーク１０８を介して、ＩＰバックボーン１０４に接続する。なお、ＵＭＴＳネットワークは欧州で使用され、ＷＣＤＭＡネットワークは日本で使用される。携帯端末は、最初にＷＣＤＭＡ無線基地局１０６に接続され、携帯端末によるトラフィックは、ＷＣＤＭＡネットワーク１０８を介してインターネットへと送信される。異種ネットワーク環境においては、携帯端末１０２がハンドオーバ可能な、異なるアクセス技術を使用する多くの基地局がある。図１に示すように、そのような異種ネットワーク環境には以下のものが含まれる。（１）ＣＤＭＡ２０００無線基地局１１０とＣＤＭＡ２０００ネットワーク１１２、（２）ブルートゥース用の無線基地局１１４、（３）無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａもしくはＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）ネットワーク用の無線基地局１１６。
【０００７】
ハンドオーバプロセスを、携帯端末から手動で行うことも可能であるが、ハンドオーバが自動で行われプロセスが進むのが好ましい。ハンドオーバを自動で行う場合、図１に示す異種ネットワーク環境において携帯端末１０２がハンドオーバするタイミングとネットワークの決定が非常に重要である。ハンドオーバの決定は多くの要素に基づいてなされることが知られている。
【０００８】
第１の要因として、ネットワークトポロジーとターゲット基地局の情報が必要である。この中には、近隣の基地局のカバーするエリアの情報、ターゲット基地局が対応しているサービスの種類、利用可能なバンド幅、利用可能なセキュリティメカニズム、ＱｏＳ（サービス品質）、ネットワークへのアクセスコストなどがある。これらの情報は、一定の地域に属する基地局の情報を継続的に更新する位置サーバにより、携帯端末に提供される。ネットワークトポロジーは、以下に示す文献に記載の方法で決定することも可能である。（１）特許文献１の、ワタナベ氏他による「無線通信装置において、パワー節約のためにサブネット関係を使用する（Using subnet relations to conserve power in a wireless communication device）」。（２）G・Wu氏、P.J.M.Havinga氏、水野氏による２００２年２月ＩＥＥＥ通信委員会マガジン、「異種ネットワークのための将来のアーキテクチャ（MIRAI architecture for heterogeneous network）」（非特許文献１参照）
【０００９】
第２の考慮すべき要因は、携帯端末においてローカルに利用可能な情報である。このような情報として、携帯端末の位置情報、現時点の接続点における信号強度、ターゲットのネットワークの信号強度、現在動作しているアプリケーションのタイプ、およびアプリケーションに固有のＱｏＳ要件、バンド幅要件、セキュリティ要件、バッテリ消費レベルなどがある。
【００１０】
第３の考慮すべき要因は、効果的なトリガ決定を行うためにユーザコンテキスト情報が必要であることである。このコンテキスト情報には、場所、時間、周囲の人々、バッテリ量のようなさまざまな要因に基づくサービスやネットワークに対するユーザの嗜好、ユーザのスケジュールやアジェンダ、ジョギング中、散歩中、車を運転中であるといったユーザの行動、および過去の使用状況が含まれる。このコンテキスト情報は、携帯端末に記憶されていてもよいし、ネットワーク内のデータベースに保存されてもよい。
【００１１】
なお、インターネット技術標準化委員会（ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force））のSeamoby作業部会は、シームレスなモビリティを提供するために、モバイルノードの転送路とともに、ＩＰレベルコンテキスト転送を提案している（参照非特許文献２：http://www.ietf.org/html.charters/seamoby-charter.html）。その標準化過程において、Seamobyは、モバイル端末が異なるＩＰサブネット間を移動するときの、ＡＡＡサーバ間のＡＡＡコンテキスト転送を論じている。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１タスクグループは、アクセスポイント間プロトコルＩＡＰＰ（Inter Access Point Protocol）を標準化した。このアクセスポイント間プロトコルでは、旧アクセスポイントＡＰと新アクセスポイントＡＰ間でユーザコンテキスト情報を交換する（参照非特許文献３：２００１年７月、ＩＥＥＥ標準８０２．１１ｆ／Ｄ２．０、ＩＥＥＥ８０２．１１に対応しているシステム間を越えるアクセスポイント間プロトコルによるマルチベンダアクセスポイント相互運用性のための推奨ドラフト）。なおここで、アクセスポイントとは、無線によりイントラネットやインターネットへの接続を提供する基地局機能のことである。
【００１２】
第４の要因は、ユーザ携帯端末上で、新しいネットワーク状態に適合しなければならない各種サービスを使っているかもしれないことである。たとえば、セル式ネットワーク上で２人の携帯端末のユーザがテレビ電話を使っているときのパラメータは、この２人が無線ＬＡＮネットワークへハンドオーバしてテレビ電話を使っているときのパラメータとは異なる。モバイルＩＰは、セッションの連続性を保証するが、サービス適合を提供していない（参照、非特許文献４：D. Johson氏とC. Perkins氏「ＩＰｖ６におけるモビリティサポートhttp://search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-15.txt」）。
【００１３】
第５の要因は、携帯デバイスでは、バッテリの容量に制限があるので、バッテリリソースが重要であることである。これまでに、バッテリ性能の向上や機器をバッテリ容量に配慮したものにするための取り組みが、数多くなされてきた。異種ネットワーク環境においては、１つの携帯デバイスが接続可能なネットワークは数多くある。ソフトウェア無線が、この種の接続を提供する場合の重要な技術であろう（参照、非特許文献５：K.C. Chen氏, R. Prasad氏, H.V. Poor氏、ＩＥＥＥ１９９４年８月第６巻４号「ソフトウェア無線」）。問題は、携帯デバイスが、どのタイプのネットワークをいつスキャンするのかをいかにして決定するかである
【００１４】
以上のシステムに基づくと、次世代無線ネットワークにおいて他のネットワークにシームレスにハンドオーバできる技術は、現時点ではない。
【００１５】
【特許文献１】
米国特許出願出願番号１０／１２０１６４号明細書
【非特許文献１】
G・Wu氏、P.J.M.Havinga氏、水野氏、「異種ネットワークのための将来のアーキテクチャ（MIRAI architecture for heterogeneous network）」、２００２年２月ＩＥＥＥ通信委員会マガジン
【非特許文献２】
パット・カルホーン他、「コンテキスト転送、ハンドオーバ候補ディスカバリ、および待機モードホストアラート、（Context Transfer, Handoff Candidate Discovery, and Dormant Mode Host Alerting (seamoby)）」インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/html.charters/seamoby-charter.html＞
【非特許文献３】
ＩＥＥＥ標準８０２．１１ｆ／Ｄ２．０、「ＩＥＥＥ８０２．１１に対応しているシステム間を越えるアクセスポイント間プロトコルによるマルチベンダアクセスポイント相互運用性のための推奨ドラフト」、２００１年７月
【非特許文献４】
D. Johson氏とC. Perkins氏、「ＩＰｖ６におけるモビリティサポートhttp://search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-15.txt」、インターネット、＜ＵＲＬ：http://search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-15.txt＞
【非特許文献５】
K.C. Chen氏, R. Prasad氏, H.V. Poor氏、「ソフトウェア無線」、ＩＥＥＥ、１９９４年８月、第６巻４号
【特許文献２】
米国特許仮出願出願番号６０／３５４５６８号明細書
【特許文献３】
米国特許出願出願番号１０／１１９５５８号明細書
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自機において動作中のアプリケーションに固有のＱｏＳ情報を評価する評価手段と、前記評価手段による評価に基づいてハンドオーバトリガ信号を生成する生成手段とを備え、前記ハンドオーバトリガ信号は、異種ネットワーク間のハンドオーバのトリガ信号であることを特徴とする携帯端末を提供する。
【００１７】
本発明はまた、携帯端末が、自機において動作中のアプリケーションに固有のＱｏＳ情報を評価する評価ステップと、前記携帯端末が、前記評価ステップによる評価に基づいてハンドオーバトリガ信号を生成する第１の生成ステップとを備え、前記ハンドオーバトリガ信号は、異種ネットワーク間のハンドオーバのトリガ信号であることを特徴とするハンドオーバ制御方法を提供する。
【００１８】
本発明により、携帯端末が、効果的なハンドオーバ決定を行うのに必要な情報を得るという利点が得られる。
【００１９】
本発明により、ＩＥＴＦのSeamoby作業部会により提案されたコンテキスト転送メカニズムに役立つようなトリガリングメカニズムを提供できる。
【００２０】
本発明により、実際のハンドオーバが起こる前に、携帯端末をターゲットネットワークに前もって認証するという利点が得られる。
【００２１】
本発明により、元のネットワークのＡＡＡサーバとターゲットのネットワークのＡＡＡサーバ間で、コンテキスト転送を認証するという利点が得られる。
【００２２】
本発明により、稼動しているサービスが新しいネットワーク状況に適合できるという利点が得られる。
【００２３】
本発明により、サービスプロバイダと一番近いキャッシュサーバとの間での直接に前もってキャッシュするため、もしくはキャッシュハンドオーバメカニズムのために、トリガすることができる。
【００２４】
本発明により、実際にハンドオーバが起こる前に、前認証、プリキャッシュ、およびサービス適合をトリガすることにより、ユーザによりシームレスなハンドオーバを提供することができる。
【００２５】
本発明により、携帯端末のバッテリリソースの節約ができる利点が得られる。
【００２６】
本発明は、添付の図面と以下の発明の詳細な説明を参照することにより、より正しく理解することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の方法を説明する。この説明は、図１に示す環境１００のような異種ネットワーク環境を例にして行う。しかし、本発明は他の環境にも適用することができる。
【００２８】
本発明では、ラップトップコンピュータ、ＰＤＡ、もしくは図１に示すセル式電話１０２等の携帯端末に変更が加えられ、トリガ決定（生成するトリガの決定）を行うためにネットワークトポロジ情報を得るようになっている。あるネットワークの無線カバーエリアの情報を持っていても、マルチパスフェーディング、輻輳、干渉など多くの要因のために、無線接続が必ずしも保証されないので、エラー耐性が必要となる。このための１つの方法は、ターゲットとなるネットワークへのハンドオーバを行う前に、携帯端末がそのネットワークの信号レベルを調べることである。
【００２９】
アプリケーション層トリガリングメカニズムのためのアルゴリズムを図２に示す。以下で説明するが、アプリケーション層トリガリングメカニズム２００は、環境に応じて必要とされるトリガのタイプを決定し、そのトリガをアプリケーションに提供する。
【００３０】
考えられるトリガには４種類ある。
（１）前認証トリガ信号（ＰＴ）２０２：ハンドオーバのターゲットネットワークに対する携帯端末の事前認証をトリガする。
（２）サービス適合トリガ信号（ＳＴ）２０４：ハンドオーバが差し迫っているとの予想に基づいて、アプリケーションは必要な適合を行うことができる旨をアプリケーションに知らせる。
（３）プリキャッシュトリガ信号（ＣＴ）２０６：ターゲット基地局に最も近いキャッシュサーバに、コンテンツを前もってキャッシュしておくために、キャッシュ管理システムにトリガ信号を送る。
（４）ハンドオーバトリガ信号（ＨＴ）２０８：ターゲットネットワークへのハンドオーバプロセスを開始する。
【００３１】
上述のトリガ信号を１つ以上送信するには、あるセットになっている基準が満たされなければならない。この基準セットは、トリガ決定を行う前に考慮されるべき多くの点に該当している。トリガリングメカニズム２００は、これらの基準を平行して評価する。この評価結果はまとめられ、総合トリガリング基準となる。この総合トリガリング基準が満たされるものであった場合、トリガリングメカニズム２００は、リモート（ターゲット）ネットワークの信号基準を調べ、この信号基準も満たされていた場合、状況または事前の設定にもよるが、ユーザからの入力のあるなしにかかわらず、トリガ信号を生成させる。
【００３２】
トリガリングメカニズム２００は、ステップ２１０から開始する。そして、アプリケーション基準２１２が、トリガを生成するために満たされなければならないアプリケーション固有の条件のセットとして決められる。アプリケーション固有条件２１２を決めるとすぐに、トリガリングメカニズム２００は、特定のアプリケーション状態があるかどうかに関して、ステップ２１４で問い合わせを実行する。例えば、アプリケーション状態が「どのアプリケーションも動作していない」で「Ａ０００」が指定された場合、トリガリングシステムは、ステップ２１６でアプリケーション状態情報を保存する。「Ａ０００」が指定された場合、前認証トリガ、サービス適合トリガ、プリキャッシュトリガは不要である。これらは、アプリケーションが動作中の場合にのみ関連するものであるからである。
【００３３】
リアルタイムアプリケーションであるなしに関わらず、通信アプリケーションの場合、携帯端末は常に、呼び出しメカニズムを有するアクセスネットワークに接続する。現在、携帯通信システムは、呼び出しに対応しているので、携帯端末は待機中に携帯通信システムに常時接続していることが保証される。この結果、すべての通信アプリケーションは、携帯通信システムを介して携帯端末に届き、上述のアプリケーション要求に従って、適当なアクセスネットワークが選択される。
【００３４】
アプリケーション状態が、「リアルタイムでないアプリケーションが動作中」で「Ａ１００」が指定された場合、他のアプリケーション固有の基準（コスト基準２１８、ＱｏＳ基準２２０など）が並行して評価される。アプリケーション状態が「リアルタイムアプリケーションが動作中」で「Ａ３００」が指定された場合、コスト基準２１８とＱｏＳ基準２２０に平行して、位置基準２２２が評価される。リアルタイムアプリケーションの例として、オーディオやビデオのストリーミング、音声電話やテレビ電話などがある。
【００３５】
位置基準２２２は、トリガ決定を行うために、位置関連の情報に基づいて評価される。位置基準では、以下のような要因について調べられる。
●携帯端末の位置
●現接続点のカバーエリアに対する携帯端末の位置
●携帯端末の状態（静止しているか移動中か）
●移動中の場合、携帯端末の移動スピードと方向、また接続点に近づいているか接続点から離れているか
●他の近隣ネットワークとオーバラップしたカバーエリアに対する携帯端末の位置
【００３６】
図２に示すように、位置基準２２２は、リアルタイムアプリケーションが検出された場合にのみ評価される。この理由は、リアルタイムアプリケーションは、シームレスな動作を確保するために、適合に時間がかかるからである。
【００３７】
例えば、リアルタイムアプリケーションが動作中であり、ユーザが現在の接続点からある速度で離れていき、無線のカバーエリアの端に到達しそうな場合、トリガリングメカニズム２００は、ステップ２２４で位置基準が満たされた場合、前認証トリガ信号２０２、サービス適合トリガ信号２０４、およびプリキャッシュトリガ信号２０６をトリガすることができる。位置基準が満たされない場合、アプリケーション状態情報がステップ２２６で保存される。
【００３８】
コスト基準２１８は、各ネットワークによって異なるアプリケーション固有のコストに基づいて評価される。例えば、コスト基準２１８では、以下の要因について調べられる。
●現在の接続点でアプリケーションを動作させるコスト
●他の利用可能なネットワークでアプリケーションを動作させるコスト
リアルタイムとリアルタイムでないものも含めて、全ての動作中のアプリケーションに関して、コスト基準２１８がステップ２２８で評価される。現時点の接続点に比べて、ターゲットのネットワークでアプリケーションを動作させる方が安い場合、コスト基準２１８は満たされる。アプリケーションがコスト基準を満たさない場合、アプリケーション状態情報が、ステップ２３０で保存される。
【００３９】
ＱｏＳ基準２２０は、アプリケーション固有のＱｏＳ情報に基づいて評価される。現実には、ＱｏＳ情報は、ユーザ数や使用されているサービスの種類などの要因によって、常に変化している。例えば、空港の無線ＬＡＮネットワークでは、ネットワークを使用している人数および時間帯（ラッシュ時など）などに応じて、ＱｏＳ情報は常に変化している。よって、ハンドオーバがＱｏＳ情報に基づいて決定され、ハンドオーバ後にＱｏＳが急激に悪化すると、携帯端末が、より良いＱｏＳを求めて異なるネットワークに頻繁にハンドオーバすることになり、ピンポン効果と呼ばれるものがおきてしまう。この問題は、多くの携帯端末がＱｏＳ情報に基づいて同時にハンドオーバしようとするといっそう悪化する。これは、そのエリアで利用可能なネットワークにより動的にＱｏＳ情報が変化することになるからである。
【００４０】
上述の問題を避けるためには、２つ解決法がありうる。第１は、ターゲット基地局が、ハンドオーバに関わりそうな携帯端末に、最高と最低と平均のＱｏＳ情報、さらに、ＱｏＳ情報の安定度を知らせる方法である。これで、携帯端末はこの情報に基づいてハンドオーバの決定を行うことができる。第２は、基地局をリソース予約方式に対応させ、特定のＱｏＳ要件をもっている携帯端末に対して、バンド幅を取っておく方法である。これで、ＱｏＳ情報に基づいてハンドオーバした携帯端末は、ターゲットネットワークでバンド幅が保証される。
【００４１】
このような解決法を考慮し、ＱｏＳ基準２２０では、次のような点について調べられる。
●現接続点でのアプリケーション固有のＱｏＳ情報
●利用可能なネットワークで期待されるアプリケーション固有のＱｏＳ情報
●ターゲットネットワークでのＱｏＳ安定度
【００４２】
図２に示すように、ステップ２３２において、リアルタイムもそうでないものも含めて全ての動作中のアプリケーションに関して、ＱｏＳ基準２２０が評価される。アプリケーションが、ターゲットネットワークで現在の接続点より良いＱｏＳをもてるなら、もしくは、ターゲットネットワークが現在の接続点より安定したＱｏＳを持つなら、ＱｏＳ基準２２０は満たされる。ＱｏＳ基準２２０が、アプリケーションで満たされないなら、アプリケーション状態情報が、ステップ２３４で保存される。
【００４３】
図２に示すように、トリガリングメカニズム２００は、他の基準も評価する。これには、ネットワーク基準２３６、ユーザコンテキスト基準２３８、ローカル信号基準２４０、バッテリ基準２４２などがあり、アプリケーション基準２１２と並行して評価される。
【００４４】
ネットワーク基準２３６は、ハンドオーバのためにターゲットネットワークを評価する。ネットワーク基準２３６の重要な要因には以下のものがある。
●ターゲットネットワークにアクセスする場合のコスト
●ターゲットネットワークのオペレータ関係
●ターゲットネットワークが提供するセキュリティ体系とサービス
【００４５】
ネットワーク基準２３６はステップ２４４で評価され、ターゲットネットワークが現在のネットワークより良ければ満たされる。ネットワーク基準２３６が満たされなければ、アプリケーション状態情報が、ステップ２４６で保存される。
【００４６】
ユーザコンテキスト基準２３８は、ユーザコンテキスト情報に基づいて評価される。このユーザコンテキスト情報には以下のものがある。
●位置固有のサービスおよびネットワークに対するユーザの嗜好
●一般的なサービスおよびネットワークに対するユーザの嗜好
●ユーザのスケジュールとアジェンダ
●ユーザの活動
●ユーザの過去の行動
【００４７】
ユーザコンテキスト基準２３８は、さまざまなトリガから１つを選ぶのに適したものである。例えば、ユーザの嗜好が、仕事で携帯端末を使用している時（例えば、ユーザが会社にいる場合や、上司と話しているとき）は、よりバンド幅が広くＱｏＳが最高のネットワークへハンドオーバすることを望み、また仕事以外で携帯端末を使用している時（例えば、ユーザが家にいる場合や、ユーザが休日を過ごしている場合）は、一番安いネットワークを選択することを望んでいる場合に、ステップ２４８でこれらの基準が満たされるなら、必要なハンドオーバトリガと他の追加のトリガが選択される。トリガ決定をするのに、コンテキスト情報がどのように解釈されるかは、ユーザ自身によって（手動で）決定されてもよいし、過去の履歴や他のヒューリスティックスに基づいて、事業者によって決定されてもよい。もし、ユーザコンテキスト基準２３８が満たされなければ、アプリケーション状態情報が、ステップ２５０で保存される。
【００４８】
ローカル信号基準２４０は、現在の接続点での信号強度に基づいて評価される。信号強度の状態には以下のものがありうる。
（１）ＳＬ０００−無信号
（２）ＳＬ１００−とても弱い信号
（３）ＳＬ２００−弱い信号
（４）ＳＬ３００−容認できる信号
（５）ＳＬ４００−強い信号
（６）ＳＬ５００−とても強い信号
ローカル信号基準２４０は、ステップ２５２で評価され、現在の接続点での信号強度が弱くなったり無信号になったら（信号強度＜ＳＬ３００）、満たされる。
【００４９】
ローカル信号基準２４０は、アクセス技術固有の定量的な基準から得られる定性的な基準である。例えば、強い信号強度とは、無線システム毎に、メーカや事業者によって決められる（例えば、６．１デシベル）。なお、ローカル信号基準２４０が満たされなければ、アプリケーション状態情報が、ステップ２５４で保存される。
【００５０】
バッテリ基準２４２は、トリガ決定をするために、バッテリ使用情報をみる。バッテリ基準２４２は、以下のような要因をみる。
●現在の接続点での予想されるバッテリ消費
●現在のネットワークでの、アプリケーションに固有の予想されるバッテリ消費
●ターゲットネットワークでの、予想されるバッテリ消費
●ターゲットネットワークでの、アプリケーションに固有のバッテリ消費
【００５１】
バッテリ基準２４２はステップ２５６で評価され、異なるネットワークへハンドオーバすることにより、バッテリ使用時間が伸びるなら、バッテリ基準２４２は満たされる。バッテリ基準２４２が満たされないならば、アプリケーション状態情報がステップ２５８で保存される。
【００５２】
基準２１２、２２２、２１８、２２０、２３６、２３８、２４０、２４２の評価は常に行われ、この評価の結果は、総合トリガセレクタ２７２へ送られる。そして総合トリガセレクタ２７２は、どのタイプのトリガが必要であるかを決定する。総合トリガセレクタ２７２が１つ以上のトリガが必要であると決定した場合のみ、ターゲットネットワーク信号基準２６０が評価される。このことにより、携帯端末はターゲットネットワークを常にスキャンする必要がなくなるので、携帯端末のバッテリリソースを節約することができる。特に、ターゲットネットワーク信号基準２６０では、ターゲットとなる接続点での信号強度が調べられる。ターゲットネットワーク信号基準２６０では、ターゲットネットワークの信号状態が定義されている。このターゲットネットワークの信号状態は例えば以下のものである。
●ＳＲ０００：信号なし
●ＳＲ１００：特に弱い信号
●ＳＲ２００：弱い信号
●ＳＲ３００：容認できる信号
●ＳＲ４００：強い信号
●ＳＲ５００：特に強い信号
【００５３】
ターゲットネットワーク信号基準２６０は、ターゲットネットワークにおける接続点の信号強度が満足なものである場合（信号強度＞ＳＲ２００）、満たされる。この信号基準は、アクセス技術固有の定量的な基準から得られる定性的な基準である。
【００５４】
ターゲットネットワーク信号基準２６０が満たされなかった場合、ステップ２６２で、次の利用可能なネットワークが特定されて、そのネットワークにターゲットネットワーク信号基準２６０が適用される。ターゲットネットワーク信号基準２６０が満たされる場合、ハンドオーバコスト基準２６４が適用される。
【００５５】
ハンドオーバコスト基準２６４では、ハンドオーバを行うのに必要な労力と、ターゲットのネットワークにハンドオーバした場合の利点とを比較する。この基準は、ユーザ主導によるハンドオーバ要求では評価されない。この基準は、現在のネットワークとターゲットのネットワークが似ている場合に効果的である。例えば、携帯端末がある事業者のＷＣＤＭＡ基地局に現在接続していて、他の事業者による他のＷＣＤＭＡ基地局のＱｏＳがわずかに優れている場合、この基準ではハンドオーバ要求が拒否される。ハンドオーバ要求が拒否された場合、ステップ２６２で次の利用可能なネットワークが特定され、そのネットワークに、上述の方法で、ターゲットネットワーク信号基準２６０とハンドオーバコスト基準２６４が適用される。ステップ２６４でハンドオーバ要求が認められると、ステップ２６６で、トリガリングプロセスが自動で行われるか手動で行われるかが決定される。トリガリングプロセスが手動で行われる場合、ユーザがいつどのネットワークにハンドオーバするかを決定して、ステップ２４９でハンドオーバを開始する。手動ハンドオーバのための入力は、ステップ２６８でユーザインターフェイスを介して行われる。実際のシステムでは、ハンドオーバトリガしかない場合、ユーザはたいてい手動での選択を要求される。
【００５６】
手動もしくは自動でトリガする旨の入力がなされると、トリガ生成がステップ２７０で開始され、前認証トリガ２０２、サービス適合トリガ２０４、プリキャッシュトリガ２０６、もしくはハンドオーバトリガ２０８の生成が開始される。
【００５７】
なお、上述の例は、全ての基準が満たされた場合の状況を考えたものである。しかし、そのような状況はそれほど頻繁に起こるわけではない。代わりに、基準がお互いに競合する状況がしばしば発生する。よって、さまざまな基準の評価結果を評価して、その時点で必要なトリガ決定することができる総合トリガセレクタ２７２が必要である。
【００５８】
さまざまな基準評価部は、（ハンドオーバをするべきとの結果にせよ、するべきでないとの結果にせよ）総合トリガセレクタ２７２に評価結果を送り、総合トリガセレクタ２７２は、ステップ２７４で基準が満たされたかによって最終決定を行う。基準が満たされていない場合、ステップ２７６からステップ２１０に戻る。図２に示されるように、自動もしくは手動でトリガリングプロセスを始める前に、総合トリガセレクタ２７２は、ターゲットネットワーク信号基準２６０とハンドオーバコスト基準２６４を評価する。
【００５９】
下の表１は、ハンドオーバに対するさまざまな基準の優先度一覧サンプルである。基準優先度は、その基準の相対的な重要度を数量化した０から１００の数字と、依存関係とからなる。基準優先度は、競合する基準間の競合を解消するのに使用される。また、いくつかの基準は、他の基準より重要である。それぞれの基準に優先度を割り当てることは、競合の解消と、正しいトリガ決定に役立つ。基準優先度の初期値は、事業者による広範囲なテスト、シミュレーション、更に統計的な分析を行ってから決められる。しかしながら、基準優先度は、ユーザ自身の嗜好およびコンテキストにより、時間とともに変化しうる。
【００６０】
表１：ハンドオーバのための基準の優先度
【表１】
異なった基準に対する、このような優先度の体系は動的なものであり、事業者によって、またユーザの嗜好やコンテキストによって決まるものである。
もし、ハンドオーバがユーザ主導によるものであれば、ターゲットネットワークの信号レベルが、許容できるものであるかどうかが調べられる。もし許容できるものであれば、他の基準にかかわらず、新しいネットワークへのハンドオーバが行われる。ハンドオーバがユーザ主導でない場合では、現在のネットワークに留まるか他のネットワークへハンドオーバするかは、以下の式によって得られるNAFT(i)とNAFLに基づいて決定される。
【００６２】
【数１】
NAFT(i)は、ターゲットネットワーク「i」に対するネットワーク接続ファクタであり、ターゲットネットワーク「i」に接続することの総合的な価値の数的な尺度である。NAFT(i)は、ハンドオーバのターゲットとなるネットワークおのおのに対して計算される。また、NAFT(i)は、ターゲットネットワーク信号基準に基づいている。
CP(k)は、表１に記載された基準（ｋ）のうちのどれか１つの基準優先度である。
CF(k)は、表１に記載された基準（ｋ）のどれかの確信度（Confidence Factor）である。CF(k)は、図２の基準評価中に決定されるものであり、各基準それぞれの評価結果に含まれる確信度の数的尺度である。確信度は、基準ごとに事業者によって設定される。例えば、ローカル信号基準とターゲットネットワーク信号基準では、信号強度計測の精度が高ければ、確信度は高くなる。同様に、位置基準では、位置計測の精度が高ければ、確信度は高くなる。
【００６４】
【数２】
NAFLは、現在のネットワークに対するネットワーク接続ファクタであり、現在のネットワークに留まることの総合的な価値の数的な尺度である。NAFLはローカル信号基準によるので、NAFT(i)とは異なる。
CP(k)は、表１に記載された基準（ｋ）のうちのどれか１つの基準優先度である。
CF(k)は、表１に記載された基準（ｋ）のどれかの確信度である。CF(k)は、図２の基準評価中に決定されるものであり、各基準それぞれの評価結果に含まれる確信度の数的尺度である。
【００６６】
ターゲットネットワークが「Ｎ」個あると仮定した場合、ハンドオーバのターゲット選択のアルゴリズムは以下のようになる。なお、TSFiは、ターゲットネットワーク「ｉ」のターゲットネットワーク信号ファクタであり、かつターゲットネットワーク「ｉ」の信号強度の数的表現である。
ｉ＝１〜Ｎにおいて、NAFt(i)＞NAFLならば、そのネットワーク（ｉ）を許容できるターゲット（ｉ）リストに追加して、このターゲットリストを降順にソートする。つまり、上位にリストされるネットワークは、高いNAFT値を持っている。
ハンドオーバ先として許容できるターゲットネットワークが「Ｙ」個あると仮定した場合、ｉ＝１〜Ｙにおいて、許容できるターゲットネットワーク「ｉ」に対して、NAFt(i)×TSFi＞NAFLならば、ハンドオーバトリガおよび必要なトリガを生成する。つまり、式を満たす最初のネットワークにハンドオーバが行われる。
【００６７】
図３に、アクセスネットワーク３００を示す。アクセスネットワーク３００は、アクセスネットワークシステムサーバ３０２、外部データベースサーバ３０４、前認証アレンジコントローラ３０６、ネットワークコンテキスト情報データベース３０８、キャッシュサーバ３１０とを有している。他のアクセスネットワークと契約しているサービスオペレータ３１２は、外部データベースサーバ３０４、キャッシュサーバ３１０、前認証アレンジコントローラ３０６などの多くのサーバを有している。また、これらの要素は、他のアクセスネットワーク、コンテキストサービスプロバイダ、そしてサービスオペレータと共有されうる。
【００６８】
前認証アレンジコントローラ３０６は、ラップトップコンピュータ３１４などの携帯端末がアクセスネットワークと接続する前に、さまざまなアクセスネットワークやコンテンツサービスプロバイダとの認証を手配することができる。したがって、前認証アレンジコントローラ３０６は、ユーザに関して必要な情報を前もって、他のアクセスネットワークやコンテンツサービスプロバイダに送ることができる。キャッシュサーバ３１０は、シームレスなハンドオーバを行い、ＱｏＳを保つために、ハンドオーバが起きる前に、現在のアプリケーションのコンテンツやデータをキャッシュする。
【００６９】
外部データベースサーバ３０４は、アクセスネットワーク位置地図情報とネットワークコンテキスト情報とを保存する。外部データベースサーバ３０４は、ハンドオーバやモバイルＩＰバインディング（ホームエージェントとフォーリンエージェントの）情報を扱う毎に、ネットワーク位置地図情報とネットワークコンテキスト情報とを更新する。更に、外部データベースサーバ３０４は、位置とコンテキストの情報を更新するために、異なるアクセスネットワークと通信することができる。アクセスネットワーク位置地図としては、以下の特許出願に開示されている、モバイルＩＰバインディング更新を元にしたおおよその位置地図が考えられる。渡辺富士雄氏他発明の「異種アクセスネットワークにおいて、位置検出、呼び出し、認証、アソシエーションおよびアクセスネットワーク起動の方法と装置」（米国仮出願番号６０／３５４５６８、２００２年２月２日出願、特許文献２参照）。「無線通信装置においてエネルギーを節約するためにサブネット関係を利用するシステム及び方法」（米国出願番号１０／１２０１６４、２００２年４月１０日出願、特許文献１参照）。「無線通信装置において呼び出しエリアを決定するためにサブネット関係を利用するシステム及び方法」（米国出願番号１０／１１９５５８、２００２年４月１０日出願、特許文献３参照）。
【００７０】
ハンドオーバ前に前認証、サービス適合、プリキャッシュなどを手配をしておくために、図４に示すトリガモジュールコンポーネント４００によって、以下のプロセスが行われれ、トリガが決定される。トリガモジュールコンポーネント４００は、図６に示されるように携帯端末の中に備えられている。トリガモジュールコンポーネント４００は、最初に、アプリケーション検出コンポーネント４０４により、携帯端末でどんなアプリケーション４０２が動作しているかを検出する。図５に示されるように、アプリケーション検出コンポーネント４０４は、オペレーティングシステムのプロセステーブル５００、アプリケーションポート番号５０２、ＩＰサービスタイプ（ＴＯＳ）フィールド５０４、アプリケーションによる明示的な通知５０６に含まれる情報を持っている。この保存された情報により、アプリケーションの種類またはクラス（例えば、リアルタイム、非リアルタイム、ＱｏＳ要件を持つアプリケーション）が、アプリケーションクラス検出ユニット５０８で調べられる。
【００７１】
アプリケーションの種類またはクラスが調べられた後、トリガリング基準が、コンテキスト外部情報データベース４０６と、コンテキストローカル情報データベース４０８そして現アクセスネットワーク信号レベル測定部４０９とにより調べられる。なお、現アクセスネットワーク信号レベル測定部４０９は、現在アクティブであるネットワークの信号レベルを計測するものである。コンテキスト外部情報データベース４０６は、図３のアクセスネットワークにある外部データベースサーバ３０４から得た必要な情報を保存する。コンテキスト外部情報データベース４０６は、ユーザコンテキスト４１０、ネットワークコスト４１２、アプリケーションコスト４１４、アクセスネットワーク位置地図４１６、そしてアクセスネットワークＱｏＳ４１８を有している。
【００７２】
ユーザコンテキスト４１０には、ユーザ嗜好、ユーザ認証情報、ユーザ課金情報、現在のアプリケーション要件が含まれている。ネットワークコスト４１２には、使用していない場合でもかかる最低基本料金などの加入サービス費用が含まれている。アプリケーションコスト４１４とは、アプリケーション固有のコストを意味していて、この中には、トラフィック量、パケット交換機や回線交換機などの使用料などが含まれている。アクセスネットワーク位置地図４１６は、携帯端末の位置情報を提供し、携帯端末は近隣でどのネットワークが利用可能であるかを知ることができる。アクセスネットワークＱｏＳ４１８は、現在のアクセスネットワークの状態とサポートされているＱｏＳを示す。例えば、トラフィック量が多いためにパケット遅延が大きい場合、アクセスネットワークＱｏＳ４１８は、現在おこりそうなパケット遅延を示す。
【００７３】
コンテキストローカル情報データベース４０８は、アプリケーションバッテリ消費検査データ４２０、ユーザコンテキスト４２２、アプリケーションコスト４２４、アプリケーションＱｏＳ要件４２６などの、ローカルに利用可能な携帯端末情報を保存する。アプリケーションバッテリ消費検査データ４２０は、コーディングやアクセスネットワークカード使用、ＣＰＵ使用などに基づいて、特定のアプリケーションがどの程度バッテリを消費するかを示している。ユーザコンテキスト４２２には、ユーザが嗜好するネットワーク、アプリケーション、および方法などのユーザ嗜好が含まれる。アプリケーションコスト４２４は、使用するアプリケーションのコストを示している。アプリケーションＱｏＳ要件４２６は、特定のアプリケーションに対応するために必要なＱｏＳ要件のレベルと種類を示している。
【００７４】
各基準が評価された後、評価結果が総合決定部４２８に送られて、そこで最終評価とトリガ決定が行われる。総合トリガリング基準が満たされた場合、総合的な評価に基づいて、アクセスネットワークへの要求を生成することができる。ある規準は満たされるのに、他の基準が満たされない場合がしばしばある。そのような場合は、総合決定部４２８がトリガ要求を送る決定をして、トリガ要求が、携帯端末、アクセスネットワーク、サービスオペレータまたはコンテンツサービスプロバイダなどの上で動作しているアプリケーションに送られる。
【００７５】
ユーザが、ハンドオーバ要求、前認証要求、サービス適合要求、プリキャッシュ要求を出すようにしても良い。これらのユーザによる明白な要求は、ユーザ要求部４３０により処理される。総合決定部４２８により決定がなされた後、基準を満たしているネットワークインターフェイスカード（ＮＩＣ）が、ＮＩＣ選択部４３２で選択される。ＮＩＣ選択部４３２は１つ以上のＮＩＣを選択することができる。選択されたＮＩＣにおいて、信号レベルが十分でない場合は、他アクセスネットワーク信号レベル測定部４３４において、他のネットワークの信号レベルが調べられる。更に、ハンドオーバコスト検査部４３６は、ハンドオーバに要求される労力と、他のアクセスネットワークにハンドオーバを行う利点とを、前述の方法で比較する。最終的に、ユーザは、ユーザネットワーク選択部４３８で、どのアクセスネットワークを使うかを選択する。
【００７６】
ＮＩＣ選択部４３２と協調して、ＮＩＣスイッチオンオフ部４３９は、特定のアクセスネットワーク用のＮＩＣをオンしたりオフしたりする。ＮＩＣをオン／オフしたことは、Ｔｘ／Ｒｘ４４１に連絡される。なおＴｘ／Ｒｘ４４１は、送受信機であり、異なるアクセスネットワークとパケットの送受信を行う。
【００７７】
ユーザが、ＮＩＣ選択を自動にしていた場合、自動ネットワーク選択部４４０が、最良のアクセスネットワークを選択する。
【００７８】
総合決定部４２８の決定に基づいて、要求情報コンポーネント４４２から以下の要求のうち１つが、メッセージ解析／生成部４５２を介して適切なあて先へと送られる。この要求とは、前認証要求４４４、サービス適合要求４４６、ハンドオーバ開始要求４４８、プリキャッシュ要求４５０などである。適切なあて先が意味するのは、前認証要求４４４の場合、例えば、前認証アレンジセンタ３２０に送られるということである。図３と６に示すように、サービス適合要求４４６は、このサービス適合をどのコンポーネントが扱うかによるが、アプリケーションインターフェイス６００、サービスオペレータ３１２、コンテンツサービスプロバイダ３１６、アクセスネットワークシステムサーバ３０２、もしくはピアエンティティを通して、アプリケーションのうち１つに送られる。ハンドオーバ開始要求４４８は、ハンドオーバが処理されるアクセスネットワークシステムサーバ３０２に送られる。更に、このハンドオーバ要求４４８は、サービスオペレータ３１２に送られるようにしてもよい。これは、ネットワークレベルでのハンドオーバが行われなければならないからである。プリキャッシュ要求４５０は、アクセスネットワーク３００またはサービスオペレータ３１２にあるキャッシュサーバ３１０に送られる。トリガ要求が送られた場合は、トリガモジュールコンポーネント４００が、アプリケーションインターフェイス６００を介して、このトリガ要求についてアプリケーションに伝える。
【００７９】
コンテキスト外部情報データベース４０６とコンテキストローカル情報データベース４０８とを更新するために、セル式電話１０２、ラップトップコンピュータ３１４などのトリガモジュールコンポーネント４００を有している携帯端末は、図３と７に示すアクセスネットワーク３００にあるネットワークコンテキスト情報データベース３０８と、サービスオペレータ３１２にある外部データベースサーバ３０４とから情報を得る。外部データベースサーバ３０４は、サービスオペレータ３１２以外の場所に位置していてもよい。
【００８０】
図３と７に示すように、アクセスネットワーク３００に位置するネットワークコンテキスト情報データベース３０８には、現在のアクティブユーザの数や対応可能なＱｏＳレベルなどの現在のアクセスネットワーク状態情報を有するネットワーク状態情報７００が保存されている。ネットワークコスト情報７０２には、現在のアクセスネットワークの接続コストが保存されている。ユーザコンテキスト情報７０４は、認証情報、使用状況、ユーザ嗜好などユーザに関連する情報を保存する。アプリケーションコスト情報７０６は、アプリケーション毎のコスト情報である。例えば、特定のアプリケーションのコストには、ＱｏＳと多量の送信などを満足するためのコストが含まれる。
【００８１】
外部データベースサーバ３０４には、アクセスネットワーク位置地図情報７０８とネットワークコンテキスト情報７１０が保存されている。アクセスネットワーク位置地図情報７０８は、アクセスネットワーク事業者と携帯端末のＧＰＳから得たネットワーク構成の情報をもっている。ネットワークコンテキスト情報７１０は、アクセスネットワークの状態情報を持っていて、またサービスオペレータ３１２と通信を行う。セル式電話１０２やラップトップコンピュータ３１４などの携帯端末は、現在のアクセスネットワークとサービスオペレータ３１２を介して、ターゲットのアクセスネットワークのネットワークコンテキスト情報を得ることができる。
【００８２】
本発明の好適な実施形態を説明したが、以上の説明は例示のためであり、本発明を限定しようとするものではない。請求の範囲に記載された本発明の意図および範囲から逸脱することなく、本発明に対して種々の変更を行うことが可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ネットワーク選択のためのトリガリングメカニズムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 異種のネットワークを含む、携帯端末のための環境を示す図である。
【図２】 本発明によるトリガリングメカニズムの一実施形態であるフローチャートを示す図である。
【図３】 本発明によるアクセスネットワークの一実施形態の概要図である。
【図４】 本発明によるトリガモジュールコンポーネントの一実施形態を示す図である。
【図５】 図４のトリガモジュールコンポーネントで使用される、本発明によるアプリケーション検出コンポーネントの一実施形態の概要図である。
【図６】 図４のトリガモジュールコンポーネントとアプリケーションとの間に位置する、本発明によるアプリケーションインターフェイスの一実施形態の概要図である。
【図７】 図３のアクセスネットワークと外部データベースサーバとの間の、情報を示す図である。
【符号の説明】
１００……異種ネットワーク環境、１０２……セル式電話（携帯端末）、１０４……ＩＰバックボーン、１０６……ＷＣＤＭＡ無線基地局、１０８……ＷＣＤＭＡネットワーク、１１０……ＣＤＭＡ２０００無線基地局、１１２……ＣＤＭＡ２０００ネットワーク、１１４……無線基地局、１１６……無線基地局、３００……アクセスネットワーク、３０２……アクセスネットワークシステムサーバ、３０４……外部データベースサーバ、３０６……前認証アレンジコントローラ、３０８……ネットワークコンテキスト情報データベース、３１０……キャッシュサーバ、３１２……サービスオペレータ、３１４……ラップトップコンピュータ、３１６……コンテンツサービスプロバイダ、３２０……前認証アレンジセンタ、４００……トリガモジュールコンポーネント、４０２……アプリケーション、４０４……アプリケーション検出コンポーネント、４０６……コンテキスト外部情報データベース、４０８……コンテキストローカル情報データベース、４１０……ユーザコンテキスト、４１２……ネットワークコスト、４１４……アプリケーションコスト、４１６……アクセスネットワーク位置地図、４１８……アクセスネットワークＱｏＳ、４２０……アプリケーションバッテリ消費検査データ、４２２……ユーザコンテキスト、４２４……アプリケーションコスト、４２６……アプリケーションＱｏＳ要求、４２８……総合決定部、４３０……ユーザ要求部、４３２……ＮＩＣ選択部、４３４……他アクセスネットワーク信号レベル測定部、４３６……ハンドオーバコスト検査部、４３８……ユーザネットワーク選択部、４３９……ＮＩＣスイッチオンオフ部、４４０……自動ネットワーク選択部、４４１……Ｔｘ／Ｒｘ（送受信機）、４４２……要求情報コンポーネント、４４４……前認証要求、４４６……サービス適合要求、４４８……ハンドオーバ開始要求、４５０……プリキャッシュ要求、４５２……メッセージ解析／生成部、５００……オペレーティングシステムのプロセステーブル、５０２……アプリケーションポート番号、５０４……ＩＰサービスタイプ（ＴＯＳ）フィールド、５０６……アプリケーションによる通知、６００……アプリケーションインターフェイス
Claims (6)
- 自機において動作中のアプリケーションに固有のＱｏＳ情報を評価する評価手段と、
前記評価手段による評価に基づいてハンドオーバトリガ信号を生成する生成手段と
を備え、
前記ハンドオーバトリガ信号は、異種ネットワーク間のハンドオーバのトリガ信号であることを特徴とする携帯端末。 - 前記アプリケーションは、リアルタイムアプリケーションであることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
- 前記生成手段は、前記ハンドオーバトリガ信号に加えて、プリキャッシュトリガ信号を生成し、
前記生成手段によりプリキャッシュトリガ信号が生成された場合に、キャッシュサーバに対し、前記アプリケーションのデータをキャッシュするよう要求するメッセージを送信するメッセージ送信手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の携帯端末。 - 携帯端末が、自機において動作中のアプリケーションに固有のＱｏＳ情報を評価する評価ステップと、
前記携帯端末が、前記評価ステップによる評価に基づいてハンドオーバトリガ信号を生成する第１の生成ステップと
を備え、
前記ハンドオーバトリガ信号は、異種ネットワーク間のハンドオーバのトリガ信号であることを特徴とするハンドオーバ制御方法。 - 前記アプリケーションは、リアルタイムアプリケーションであることを特徴とする請求項４に記載のハンドオーバ制御方法。
- 前記携帯端末が、前記評価ステップによる評価に基づいてプリキャッシュトリガ信号を生成する第２の生成ステップと、
前記携帯端末が、前記第２の生成ステップによりプリキャッシュトリガ信号が生成された場合に、キャッシュサーバに対し、前記アプリケーションのデータをキャッシュするよう要求するメッセージを送信するメッセージ送信ステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載のハンドオーバ制御方法。
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