(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局からブロードキャストされたシグナリング情報を受信したときに、モバイル・デバイスのユーザがネットワーク通信事業者を切り換えることを可能にするためのシステムであって、
前記システムは、複数のネットワーク・プロバイダからサービス情報を集めるためのサービス・アグリゲータを備え、
前記サービス・アグリゲータは、
前記モバイル・デバイスが新しい通信事業者のネットワークに切り換えることを決定したときに、前記モバイル・デバイスからハンドオーバ開始メッセージを受信し、
前記新しい通信事業者のネットワークにおいて、認証およびネットワーク・リソースへのアクセスを獲得し、
前記新しいネットワークのサービス・ゲートウェイへのトンネルを確立し、
現在の通信事業者のネットワークを介してハンドオーバ準備完了メッセージを送信するように構成され、
前記モバイル・デバイスは、切り替えモジュールを備え、
前記切り替えモジュールは、
前記サービス・アグリゲータから、集められたサービス情報を受信し、
切り換えに関する前記新しいネットワークの適切性を判定するために、前記サービス情報を復号し、
前記新しいネットワークとの関連付けを求めて、前記サービス・アグリゲータに前記ハンドオーバ開始メッセージを送信するように構成されている、システム。
【請求項２】
前記システムは、前記モバイル・デバイスが接続されている現在のネットワークを介して、前記ハンドオーバ開始メッセージを受信するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムは、アプリケーション毎に、前記モバイル・デバイスの前記ユーザによって選択されたすべてのインターフェースについて、切り換えを実行するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記サービス・アグリゲータは、前記認証を獲得するために、媒体無依存事前認証フレームワークを利用するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記サービス・アグリゲータは、各アプリケーションを前記モバイル・デバイスについて切り換えるために、前記新しいネットワーク通信事業者の前記サービス・ゲートウェイへのトンネルを確立するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記サービス・アグリゲータは、前記新しいネットワーク通信事業者の前記サービス・ゲートウェイへのトンネルが確立されたときに、複製パケットを転送するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記モバイル・デバイスは、前記サービス情報を受信し、
前記サービス情報は、利用可能なネットワーク、ユーザ・エクスペリエンス、価格詳細、各ネットワーク上の負荷のうちの少なくとも１つについての情報を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記システムは、静止ユーザ、モバイル・ユーザのうちの少なくとも一方のための切り換えを可能にするように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
複数の基地局からブロードキャストされたシグナリング情報を受信したときに、モバイル・デバイスのユーザがネットワーク通信事業者を切り換えることを可能にするための方法であって、
切り換えに関する新しい通信事業者のネットワークの適切性を判定するために、前記モバイル・デバイスにより、複数のネットワーク・プロバイダからサービス情報を集めるためのサービス・アグリゲータから獲得したサービス情報を復号するステップと、
前記モバイル・デバイスにより、新しい通信事業者のネットワークに切り換えることを決定したときに、前記サービス・アグリゲータにハンドオーバ開始メッセージを送信するステップと、
前記新しい通信事業者のネットワークにおいて、前記サービス・アグリゲータにより、認証およびネットワーク・リソースへのアクセスを獲得するステップと、
前記サービス・アグリゲータにより、前記新しいネットワークのサービス・ゲートウェイへのトンネルを確立するステップと、
前記サービス・アグリゲータにより、現在の通信事業者のネットワークを介してハンドオーバ準備完了メッセージを送信するステップとを具備する方法。
【請求項１０】
前記ハンドオーバ開始メッセージを受信するステップは、前記モバイル・デバイスが接続されている現在のネットワークを介して行われる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記切り換えは、アプリケーション毎に、前記モバイル・デバイスの前記ユーザによって選択されたすべてのインターフェースについて実行される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記サービス・アグリゲータは、さらに、前記認証を獲得するために、媒体無依存事前認証フレームワークを利用する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記サービス・アグリゲータは、さらに、各アプリケーションを前記モバイル・デバイスについて切り換るために、前記新しいネットワーク通信事業者の前記サービス・ゲートウェイへのトンネルを確立する、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記サービス・アグリゲータは、前記新しいネットワーク通信事業者の前記サービス・ゲートウェイへのトンネルが確立されたときに、複製パケットを転送する、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記サービス情報は、利用可能なネットワーク、ユーザ・エクスペリエンス、価格詳細、各ネットワーク上の負荷のうちの少なくとも１つについての情報を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記方法は、静止ユーザ、モバイル・ユーザのうちの少なくとも一方のための切り換えをさらに可能にする、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
複数のネットワーク・プロバイダからサービス情報を集めることによって、ユーザがネットワーク通信事業者を切り換えることを可能にするためのサービス・アグリゲータであって、
モバイル・デバイスのユーザが新しい通信事業者のネットワークに切り換えることを決定したときに、前記モバイル・デバイスからハンドオーバ開始メッセージを受信し、
前記新しい通信事業者のネットワークにおいて、認証およびネットワーク・リソースへのアクセスを獲得し、
前記新しいネットワークのサービス・ゲートウェイへのトンネルを確立し、
現在の通信事業者のネットワークを介してハンドオーバ準備完了メッセージを送信するように構成されている、サービス・アグリゲータ。
【請求項１８】
前記アグリゲータは、前記モバイル・デバイスが接続されている現在のネットワークを介して、前記ハンドオーバ開始メッセージを受信するように構成されている、請求項１７に記載のサービス・アグリゲータ。
【請求項１９】
前記アグリゲータは、アプリケーション毎に、前記モバイル・デバイスの前記ユーザによって選択されたすべてのインターフェースについて、切り換えを実行するように構成されている、請求項１７に記載のサービス・アグリゲータ。
【請求項２０】
前記アグリゲータは、前記認証を獲得するために、媒体無依存事前認証フレームワークを利用するように構成されている、請求項１７に記載のサービス・アグリゲータ。
【請求項２１】
前記アグリゲータは、各アプリケーションを前記モバイル・デバイスについて切り換えるために、前記新しいネットワーク通信事業者の前記サービス・ゲートウェイへのトンネルを確立するように構成されている、請求項１７に記載のサービス・アグリゲータ。
【請求項２２】
前記アグリゲータは、前記新しいネットワーク通信事業者の前記サービス・ゲートウェイへのトンネルが確立されたときに、複製パケットを転送するように構成されている、請求項１７に記載のサービス・アグリゲータ。
【請求項２３】
前記アグリゲータは、認証認可課金（ＡＡＡ）、追跡および呼び出し、ならびにモバイルＩＰのうちの少なくとも１つを含む機能のために構成されている、請求項１７に記載のサービス・アグリゲータ。
【請求項２４】
ユーザがネットワーク通信事業者を切り換えることを可能にするためのモバイル・デバイスであって、
前記モバイル・デバイスは、切り換えモジュールを備え、
前記切り換えモジュールは、
サービス・アグリゲータから、集められたサービス情報を受信し、
切り換えに関する前記新しいネットワークの適切性を判定するために、前記サービス情報を復号し、
前記新しいネットワークとの接続を求めて、前記サービス・アグリゲータにハンドオーバ開始メッセージを送信するように構成されている、モバイル・デバイス。
【請求項２５】
前記デバイスは、ユーザを切り換えるように構成され、前記ユーザは、静止ユーザ、モバイル・ユーザのうちの少なくとも一方である、請求項２４に記載のモバイル・デバイス。
【請求項２６】
前記デバイスは、前記サービス情報を復号するように構成され、前記サービス情報は、利用可能なネットワーク、ユーザ・エクスペリエンス、価格詳細、各ネットワーク上の負荷のうちの少なくとも１つについての情報を含む、請求項２４に記載のモバイル・デバイス。
【請求項２７】
前記デバイスは、切り換えが実行されるべきアプリケーションおよびインターフェースを決定するための関連付け決定モジュールをさらに備える、請求項２４に記載のモバイル・デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークに関し、より詳細には、通信ネットワークにおける通信事業者の切り換えに関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル・アクセス・ネットワークは、基地局コントローラ（ＢＳＣ）および／または移動通信交換局（ＭＳＣ）などの交換ノードを用いて互いに接続された、複数の基地局（ＢＳ）から成る、セルラ・ネットワークとしてしばしば設計される。さらに、各基地局は、セルとして知られるエリアを覆うカバレージを提供する。通信中のモバイル・デバイスが、そのようなセルのカバレージ・エリアの外に移動すると、モバイル・デバイスには、そのセルの無線リソースがもはや利用可能でなくなる。そのようなシナリオでは、モバイル・デバイスは、ハンドオーバまたはハンドオフを用いて、リソースが通信のために利用可能な別のセルに接続を切り換える。別のセルは異なるネットワーク通信事業者に属することがあり、そのネットワーク通信事業者がモバイル・デバイスの現在の通信事業者と契約を結んでいる場合もある。新しい通信事業者は、現在の通信事業者のサービスが利用可能ではないエリアにおいて、サービスを提供していることがある。このようなケースはローミングにおいて見られ、モバイル・デバイスは、今までのネットワークがカバレージを提供しない別のエリアに入った場合、新しい通信事業者にハンドオフする。このようなことが起こる主な理由は、各ネットワーク通信事業者には一定の限られた無線周波数スペクトルが提供され、このスペクトルによって提供されるカバレージの外にモバイル・デバイスが移動した場合、切り換えが必須になることにある。
【０００３】
さらに、モバイル・データ世界における新たに出現したトレンドを受けて、モバイル・データが急速に増加している。モバイル・データの増加に伴って、モバイル・トラフィックの密度も増大している。結果として、ネットワークＸ上のトラフィックの密度が巨大であり得るために、特定のネットワークＸを用いた場合のユーザ・エクスペリエンスが好ましいものではあり得ない場合が起こり得る。ユーザは、ビデオ通話およびダウンロードなど、より高いデータ・レートを必要とするサービスにアクセスしたいことがあり、そのような場合、現在のネットワークＸは、ユーザのサービス要件をサポートすることができない。ネットワークＸを用いてそのようなサービスにアクセスを試みることは、貧弱なユーザ・エクスペリエンスをもたらす。結果として、今必要とされているのは、ユーザのアプリケーション／サービス要件に基づいてユーザにサービスできるサービス・モデルである。
【０００４】
現在、ネットワークを切り換えるメカニズムが働くのは、１つのネットワークが、その特定のカバレージ・エリアにおいて、もはや完全には利用可能でないときに限る。これは、ネットワーク通信事業者の選択、またはネットワーク状態に従って、切り換えが行われることを意味し、モバイル・デバイスは、それまでの通信事業者でハンドオーバが行われてはじめて、別の通信事業者のネットワークに移される。利用可能なネットワーク・サービスを集め、モバイル・デバイス上でユーザに知らせるためのメカニズムは存在しない。モバイル・デバイス・ユーザは、自分が望むときに、１つの利用可能なネットワークから別のネットワークに切り換えたいことがある。切り換えを実行するのには、いくつかの理由があり得る。理由の１つに挙げ得るのは、ある場所および価格などでは、１つのネットワークのカバレージが他のネットワークよりも良好なことである。例えば、特定の場所では、通信事業者Ｘのネットワークの方が通信事業者Ｙのネットワークよりも良好であることに、ユーザが気づく可能性があり得る。そのような場合に、ビデオ通話などを行うなど、あるサービスのために、より良好なネットワークをユーザが使用したくても、既存のシステムには、ユーザがネットワークＸからネットワークＹに切り換えるための手段がない。ネットワーク状態に基づいてユーザが選択した通信事業者に切り換え、モバイル・ユーザの選択に従ってハンドオーバを実行するといった柔軟性が、ユーザに提供されていない。
【０００５】
さらに、今日の市場では、デュアルＳＩＭフォンの人気が非常に高まっている。これが原因で、ユーザが１つのタイムスケールにおいて通信事業者を選択する際に、より大きな選択の幅を求めるという興味深いトレンドが生じている。これは、ユーザが、自らの要件に従った信号品質および価格プランに基づいて、通信事業者を切り換えることを可能にする。今日のネットワーク配備では、異なる通信事業者が異なる性能メトリックを最適化するように自らのネットワークを配備するという興味深い事態が生じている。これは、所在地およびアプリケーション要件に応じて、ユーザが選択する最良の通信事業者が異なり得ることを意味する。
【０００６】
加えて、静止ユーザの要件は、モバイル・ユーザの要件とは異なる。例えば、静止ユーザに対して有効な技法が、モバイル・ユーザにも有効であると仮定することはできない。静止ユーザは、フェムトｅノードＢを介してビデオ・ストリーミング・アプリケーションを実行したいことがあろうが、他方、モバイル・ユーザは、マクロｅノードＢを用いることで、より優れた性能を経験することができる。結果として、無線リソース要件は、ユーザのタイプに基づいて、異なることがある。
【０００７】
上述した理由のため、ユーザに選択肢があれば、ユーザは、通信事業者配備におけるこの多様性の利益を得ることが可能であり、より優れたユーザ・エクスペリエンスを享受できることは明らかである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述のことに鑑みて、本明細書の一実施形態は、複数の基地局からブロードキャストされたシグナリング情報を受信したときに、モバイル・デバイスのユーザがネットワーク通信事業者を切り換えることを可能にするためのシステムを提供する。システムは、複数のネットワーク・プロバイダからサービスを集めるためのサービス・アグリゲータ（service aggregator）を備え、さらに、アグリゲータは、モバイル・デバイスが新しい通信事業者のネットワークに切り換えることを決定したときに、モバイル・デバイスからハンドオーバ開始メッセージを受信し、新しい通信事業者のネットワークにおいて、認証およびネットワーク・リソースへのアクセスを獲得し、新しいネットワークのサービス・ゲートウェイへのトンネルを確立し、現在の通信事業者のネットワークを介してハンドオーバ準備完了メッセージを送信するように構成される。モバイル・デバイスは、サービス・アグリゲータから、集められたサービス情報を受信し、切り換えに関する新しいネットワークの適切性を判定するために、サービス情報を復号し、新しいネットワークとの関連付けを求めて、前記サービス・アグリゲータに前記ハンドオーバ開始メッセージを送信するように構成される。システムは、モバイル・デバイスが接続されている現在のネットワークを介して、ハンドオーバ開始メッセージを受信するように構成される。システムは、アプリケーション毎に、モバイル・デバイスのユーザによって選択されたすべてのインターフェースについて、切り換えを実行するように構成されるサービス・アグリゲータは、認証を獲得するために、媒体無依存事前認証（media independent pre authentication）フレームワークを利用するように構成される。サービス・アグリゲータは、各アプリケーションを前記モバイル・デバイスについて切り換えるために、新しいネットワーク通信事業者のサービス・ゲートウェイへのトンネルを確立するように構成される。サービス・アグリゲータは、新しいネットワーク通信事業者のサービス・ゲートウェイへのトンネルが確立されたときに、複製パケットを転送するように構成される。モバイル・デバイスは、サービス情報を受信し、サービス情報は、利用可能なネットワーク、ユーザ・エクスペリエンス、価格詳細、各ネットワーク上の負荷のうちの少なくとも１つについての情報を含む。システムは、静止ユーザ、モバイル・ユーザのうちの少なくとも一方のための切り換えを可能にするように構成される。
【０００９】
実施形態は、複数の基地局からブロードキャストされたシグナリング情報を受信したときに、モバイル・デバイスのユーザがネットワーク通信事業者を切り換えることを可能にするための方法をさらに開示する。方法は、切り換えに関する新しい通信事業者のネットワークの適切性を判定するために、モバイル・デバイスがサービス・アグリゲータから獲得したサービス情報を復号するステップと、モバイル・デバイスが新しい通信事業者のネットワークに切り換えることを決定したときに、サービス・アグリゲータにハンドオーバ開始メッセージを送信するステップと、新しい通信事業者のネットワークにおいて、サービス・アグリゲータが認証およびネットワーク・リソースへのアクセスを獲得するステップと、サービス・アグリゲータが新しいネットワークのサービス・ゲートウェイへのトンネルを確立するステップと、サービス・アグリゲータが現在の通信事業者のネットワークを介してハンドオーバ準備完了メッセージを送信するステップとを含む。ハンドオーバ開始メッセージを送信するステップが、モバイル・デバイスが接続されている現在のネットワークを介して行われる。切り換えが、アプリケーション毎に、モバイル・デバイスのユーザによって選択されたすべてのインターフェースについて実行される。サービス・アグリゲータはさらに、認証を獲得するために、媒体無依存事前認証フレームワークを利用する。サービス・アグリゲータはさらに、各アプリケーションをモバイル・デバイスについて切り換るために、新しいネットワーク通信事業者のサービス・ゲートウェイへのトンネルを確立する。サービス・アグリゲータは、新しいネットワーク通信事業者のサービス・ゲートウェイへのトンネルが確立されたときに、複製パケットを転送することを含む。サービス情報は、利用可能なネットワーク、ユーザ・エクスペリエンス、価格詳細、各ネットワーク上の負荷のうちの少なくとも１つについての情報を含む。方法は、静止ユーザ、モバイル・ユーザのうちの少なくとも一方のための切り換えをさらに可能にする。
【００１０】
本明細書の実施形態は、複数のネットワーク・プロバイダからサービスを集めることによって、ユーザがネットワーク通信事業者を切り換えることを可能にするためのサービス・アグリゲータも開示する。アグリゲータは、モバイル・デバイスのユーザが新しい通信事業者のネットワークに切り換えることを決定したときに、モバイル・デバイスからハンドオーバ開始メッセージを受信し、新しい通信事業者のネットワークにおいて、認証およびネットワーク・リソースへのアクセスを獲得し、新しいネットワークのサービス・ゲートウェイへのトンネルを確立し、現在の通信事業者のネットワークを介してハンドオーバ準備完了メッセージを送信するように構成される。サービス・アグリゲータは、モバイル・デバイスが接続されている現在のネットワークを介して、ハンドオーバ開始メッセージを受信するように構成される。サービス・アグリゲータは、アプリケーション毎に、モバイル・デバイスのユーザによって選択されたすべてのインターフェースについて、切り換えを実行するように構成される。サービス・アグリゲータは、認証を獲得するために、媒体無依存事前認証フレームワークを利用するように構成される。サービス・アグリゲータは、各アプリケーションをモバイル・デバイスについて切り換えるために、新しいネットワーク通信事業者のサービス・ゲートウェイへのトンネルを確立するように構成される。サービス・アグリゲータは、新しいネットワーク通信事業者のサービス・ゲートウェイへのトンネルが確立されたときに、複製パケットを転送するように構成される。サービス・アグリゲータは、静止ユーザ、モバイル・ユーザのうちの少なくとも一方のための切り換えを可能にするように構成される。サービス・アグリゲータは、認証認可課金（ＡＡＡ）、追跡および呼び出し、ならびにモバイルＩＰのうちの少なくとも１つを含む機能のために構成される。
【００１１】
また、本明細書では、ユーザがネットワーク通信事業者を切り換えることを可能にするためのモバイル・デバイスが開示され、モバイル・デバイスは、切り換えモジュールを備える。切り換えモジュールは、サービス・アグリゲータから、集められたサービス情報を受信し、切り換えに関する新しいネットワークの適切性を判定するために、サービス情報を復号し、新しいネットワークとの関連付けを求めて、サービス・アグリゲータにハンドオーバ開始メッセージを送信するように構成される。モバイル・デバイスは、ユーザを切り換えるように構成され、ユーザは、静止ユーザ、モバイル・ユーザのうちの少なくとも一方である。モバイル・デバイスは、サービス情報を復号するように構成され、サービス情報は、利用可能なネットワーク、ユーザ・エクスペリエンス、価格詳細、各ネットワーク上の負荷のうちの少なくとも１つについての情報を含む。モバイル・デバイスは、切り換えが実行されるべきアプリケーションおよびインターフェースを決定するための関連付け決定モジュールをさらに備える。
【００１２】
本明細書の実施形態の上述および他の態様は、以下の説明および添付の図面と併せて検討されたときに、より良く認識および理解されよう。
【００１３】
本明細書の実施形態は、図面を参照する以下の詳細な説明からより良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書の一実施形態による、モバイル交換ネットワークのアーキテクチャを示す図である。
【図２】本明細書の一実施形態による、サービス・アグリゲータを示す図である。
【図３】本明細書の一実施形態による、モバイル・デバイスを示す図である。
【図４】本明細書の一実施形態による、サービス・アグリゲータを利用する切り換えのプロセスを示すフロー図である。
【図５】本明細書の一実施形態による、サービス・アグリゲータを用いない切り換えの代替プロセスを示すフロー図である。
【図６】本明細書の一実施形態による、異なるユーザのための切り換えプロセスを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書の実施形態、ならびにそれらの様々な特徴および有利な細部が、添付の図面に図示され、以下の説明で詳述される、非限定的な実施形態を参照して、より十分に説明される。よく知られた構成要素および処理技法の説明は、不必要に本明細書の実施形態を埋没させないようにするために省略される。本明細書で使用される例は、本明細書の実施形態を実施できる方法の理解を深めること、さらには、当業者が本明細書の実施形態を実施できるようにすることを意図しているにすぎない。したがって、例を、本明細書の実施形態の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【００１６】
本明細書の実施形態は、ネットワーク通信事業者を切り換えるためのメカニズムを、そのシステムおよび方法を提供することによって開示する。今から図面を参照して、より具体的には図１から図６を参照して、実施形態が示されるが、類似の参照文字は、どの図であろうとも一貫して、対応する特徴を示す。
【００１７】
モバイル通信ネットワークにおいてネットワーク通信事業者をシームレスに切り換えるための方法が開示される。方法には切り換え機能を実行するためのシステムが提供される。サービス・アグリゲータと呼ばれるネットワーク要素が提供される。サービス・アグリゲータは、通信事業者のネットワーク内に存在し、モバイル・ユーザと通信事業者の間の仲介者の役割を務める。加えて、ユーザのモバイル・デバイス上に、切り換えを実行するためにサービス・アグリゲータと対話する、切り換えモジュールが提供される。基地局は、モバイル・デバイスにシグナリング情報を継続的にブロードキャストする。サービス・アグリゲータは、利用可能な異なるネットワーク通信事業者についての情報を集め、このサービス・メッセージをモバイル・デバイスに送信する。受信したそのようなシグナリングおよびサービス情報に基づいて、モバイル・デバイスは、別の通信事業者のネットワークに切り替えたいかどうかを決定する。その後、モバイル・デバイスは、サービス・アグリゲータに切り換え要求を送信する。サービス・アグリゲータは、新しいネットワークのサービス・ゲートウェイとの接続を確立する。さらに、サービス・アグリゲータは、ハンドオーバ信号を送信し、モバイル・デバイスは、新しい通信事業者のネットワークにシームレスに切り換える。
【００１８】
図１は、本明細書の一実施形態による、モバイル交換ネットワークのアーキテクチャを示している。ネットワークは、モバイル通信事業者および技術に依存しないアクセス（ＭＯＴＡ：Mobile Operator and Technology Agnostic Access）サービス・モデルと呼ばれることもある。ＭＯＴＡネットワークは、複数のモバイル・デバイス１０１ａ、１０１ｂと、２つの通信事業者ネットワーク１０２、１０５と、サービス・ゲートウェイ１０８とから成る。通信事業者ネットワーク１０２、１０５は、基地局１０３、１０６と、パケット・ゲートウェイ１０４、１０７とからさらに成る。一実施形態では、ネットワークは、説明目的で必須要素のみを示しているが、出願の範囲をこれらの要素のみに限定する意図はない。
【００１９】
モバイル・デバイス１０１ａ、１０１ｂは、セルフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ボイス・オーバ・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話などから成ることができる。モバイル・デバイス１０１は、静止していてもよく、または動き続けていてもよい。モバイル・デバイス１０１には、その内部に存在する切り換えモジュールが備えられる。切り換えモジュールは、シグナリング情報を復号し、サービス・アグリゲータ１０８と対話する。さらに、モバイル・デバイスは、サービス・アグリゲータ１０８から信号を獲得したときに、新しい通信事業者ネットワークとの接続を確立する。
【００２０】
通信事業者ネットワーク１０２、１０５は、モバイル・デバイス１０１に現時点でサービスを提供しているネットワークとすることができる。別の実施形態では、通信事業者ネットワーク１０２、１０５は、モバイル・デバイス１０１がそちらに切り換えたいネットワークとすることができる。通信事業者ネットワーク１０２は、基地局１０３ａ、１０３ｂ、１０６ａ、１０６ｂと、パケット・ゲートウェイ１０４、１０７とから成る。基地局１０３ａ、１０３ｂ、１０６ａ、１０６ｂは、モバイル・デバイス１０１とネットワークとの間のデータ・トラフィックおよびシグナリングを処理する。基地局１０３ａ、１０３ｂ、１０６ａ、１０６ｂは、モバイル・デバイス１０１にシグナリング情報をブロードキャストする。シグナリング情報は、ネットワーク上の負荷、価格情報、ユーザ・エクスペリエンス、過去のユーザ・エクスペリエンスなど、詳細を含む。このシグナリング情報は、別のネットワークへの切り換えを実行したならば、より優れたエクスペリエンスをユーザが得られるかどうかを、ユーザに示す。パケット・ゲートウェイ１０４、１０７は、基地局１０３ａ、１０３ｂ、１０６ａ、１０６ｂからモバイル・デバイス１０１にシグナリング・パケットを送信することを担当する。ＩＰベースのサービスの場合、パケットは、復号動作を実行するために、パケット・ゲートウェイ１０４、１０７に送信される。
【００２１】
サービス・アグリゲータ１０８は、ＭＯＴＡネットワークのコア・モジュールである。サービス・アグリゲータ１０８は、切り換え機能をシームレスに実行することを主として担当する。サービス・アグリゲータ１０８は、モバイル・デバイス１０１と基地局１０３、１０６との間でインターフェースを取る。サービス・アグリゲータ１０８は、利用可能な異なるネットワーク通信事業者についての情報を集め、このサービス・メッセージをモバイル・デバイス１０１に送信する。モバイル・デバイス１０１が新しいネットワークに切り換えたい場合、サービス・アグリゲータ１０８は、新しいネットワークとの接続を確立する。サービス・アグリゲータ１０８は、新しいネットワークに対して認証を行い、新しいネットワークのサービス・ゲートウェイとの接続を確立する。その後、サービス・アグリゲータ１０８は、ハンドオーバ信号を送信し、モバイル・デバイス１０１を新しいネットワークに接続する。一実施形態では、サービス・アグリゲータ１０８は、認証および請求、追跡および呼び出し、ならびに他の様々なモバイルＩＰベースのサービスなどの機能にも対処する。
【００２２】
図２は、本明細書の一実施形態による、サービス・アグリゲータを示している。サービス・アグリゲータ１０８は、ＭＯＴＡサービス・モデルの中核構成要素である。サービス・アグリゲータ１０８は、通信事業者ネットワーク１０２、１０５とモバイル・デバイス１０１との間に存在する。サービス・アグリゲータは、利用可能な異なるネットワーク通信事業者についての情報を集め、このサービス・メッセージをモバイル・デバイスに送信する。一実施形態では、該サービス・メッセージは、利用可能なネットワーク、各ネットワーク上でのユーザ・エクスペリエンス、ネットワーク上の負荷など、詳細を含むことができる。サービス・アグリゲータ１０８は、認証および請求、追跡および呼び出し、ならびに他の様々なモバイルＩＰベースのサービスなど、ネットワーク通信事業者の機能のいくつかを引き継ぐ。サービス・アグリゲータ１０８は、ＡＡＡサーバ２０１、追跡および呼び出し２０２、およびモバイルＩＰＶ６処理モジュール２０３などのモジュールから成る。
【００２３】
ＡＡＡサーバ２０１は、認証、認可、および課金機能を処理する。ＡＡＡサーバ２０１は、リソースへのアクセスを求めるユーザ要求を処理し、認証、認可、および課金（ＡＡＡ）サービスを提供する。ＡＡＡサーバは、一般に、ネットワーク・アクセスおよびゲートウェイ・サーバと、およびユーザ情報を格納するデータベースおよびディレクトリと対話する。ユーザがネットワークの切り換えを実行したい場合、ＡＡＡサーバ２０１は、新しいネットワーク通信事業者のサービス・ゲートウェイに対して認証を行い、その後、切り換えを実行する。
【００２４】
追跡および呼び出しモジュール２０２は、必要な場合に、モバイル・デバイス１０１の追跡機能を処理する。呼び出しは、モバイル・デバイス１０１と基地局との間の１対１通信である。ブロードキャスト情報の最も重要な使用は、呼び出しのためのチャネルを設定することである。どのセルラ・システムも、そのような情報を複数のモバイル・デバイスに分配するためのブロードキャスト・メカニズムを有する。しかし、今のシナリオでは、この機能は、追跡および呼び出しモジュール２０２によって引き継がれる。
【００２５】
モバイルＩＰＶ６処理モジュール２０３は、永続的ＩＰアドレスを維持しながら、ユーザが１つのネットワークから別のネットワークに移ったときに、モバイル・デバイス１０１のＩＰサービスを処理する。モバイルＩＰプロトコルは、インターネット上でＩＰデータグラムのロケーション無依存のルーティングを可能にする。各モバイル・ノードは、インターネット内の現在のロケーションに係わらず、ホーム・アドレスによって識別される。結果として、１つのネットワーク通信事業者から別のネットワーク通信事業者に切り換えたとしても、モバイル・デバイス１０１には、シームレスおよび持続的なインターネット・サービスが提供される。
【００２６】
図３は、本明細書の一実施形態による、モバイル・デバイスを示している。モバイル・デバイス１０１は、モバイル・デバイス１０１を構成する他のモジュールとともに、追加の切り換えモジュールを備える。示されるように、モバイル・デバイス１０１は、アプリケーション・レイヤ３０１と、切り換えモジュール３０２と、オペレーティング・システムおよびハードウェア３０５と、加速度計３０６とを備える。切り換えモジュール３０２は、ネットワーク通信事業者の切り換えを実行することを担当する中核構成要素である。切り換えモジュール３０２は、ブロードキャスト信号処理モジュール３０３と、関連付け決定モジュール３０４とをさらに備える。一実施形態では、モバイル・デバイスは、ＩＥＥＥ８０２．２１シグナリング情報を理解するように構成される。
【００２７】
アプリケーション・レイヤ３０１は、モバイル・デバイス・ユーザにサービスを提供するために、他のネットワーク・モジュールとの通信を円滑化する。モバイル・アプリケーション・パート（Mobile Application Part）は、ホーム・ロケーション・レジスタ、在圏ロケーション・レジスタ、移動通信交換局、機器識別情報レジスタ（Equipment Identity Register）、認証センタ、ショート・メッセージ・サービス・センタ、およびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）にアクセスするために使用される、アプリケーション・レイヤ・プロトコルである。通話、モビリティ・サービス、運用保守および付加サービスなど、異なるサービスがモバイル・デバイスに提供されるのは、アプリケーション・レイヤ３０１を介してである。
【００２８】
切り換えモジュール３０２は、基地局から受信したシグナリング情報を復号することを担当し、ネットワーク切り換えを実行するためのコマンドを送信する。切り換えモジュール３０２は、決定を下すために、下位レイヤおよび加速度計と対話する。切り換えモジュール３０２は、ブロードキャスト・シグナリング・モジュール３０３と、関連付け決定モジュール３０４とをさらに備える。ブロードキャスト・シグナリング・モジュール３０３は、基地局からシグナリング情報を、およびサービス・アグリゲータからサービス情報を受信し、この情報を復号する。該情報は、その後、関連付け決定モジュール３０４に送られる。関連付け決定モジュール３０４は、シグナリング・メッセージに格納された詳細を参照する。該詳細は、価格、ユーザ・エクスペリエンス、その特定の基地局上のトラフィックなどを含む。これらの詳細を決定すると、関連付け決定モジュール３０４は、新しいネットワーク通信事業者に切り換えるかどうかについて決定を下す。一実施形態では、決定は、ユーザの選択に依存する。ユーザからのコマンドを獲得すると、関連付け決定モジュール３０４は、切り換えのためのコマンドを発行する。
【００２９】
オペレーティング・システムおよびハードウェア３０５は、モバイル・デバイスのオペレーティング・システムと、関連する他のハードウェア・モジュールとから成る。加速度計３０６は、モバイル・デバイス１０１が静止しているか、または動いているかを決定することを担当する。この表示に基づいて、ネットワーク通信事業者を切り換えるプロセスを実行することができる。
【００３０】
図４は、本明細書の一実施形態による、サービス・アグリゲータを利用する切り換えのプロセスを示すフロー図である。一実施形態では、通信事業者切り換え中に配慮すべき主要事項は、認証、接続確立、およびネットワーク・モビリティ（ＩＰアドレス変更など）に起因するシームレスな切り換え（すなわちメイク・ビフォー・ブレーク（make before break））、および待ち時間である。基地局は、ＩＥＥＥおよび３ＧＰＰ規格のためにＩＥＥＥ８０２．２１において提案されたシグナリング・メッセージを使用して、シグナリング情報を継続的にブロードキャストする（４０１）。モバイル・デバイス１０１は、その情報を獲得し、切り換え決定を下す。Ｉを、通信事業者を切り換える必要があるインターフェースの集合とする。Ａを、おそらくはインターフェースを切り換えることによって、新しい通信事業者を割り当てられるアプリケーションの集合とする。その後、モバイル・デバイスは、現在の通信事業者ネットワークを介して、サービス・アグリゲータ１０８にハンドオーバ開始メッセージを送信する（４０２）。一実施形態では、ハンドオーバ・メッセージは、ＩＥＥＥ８０２．２１などに準拠した形式を取ることができる。
【００３１】
さらに、Ｉ内の各インターフェースについて、サービス・アグリゲータは、新しい通信事業者のネットワークにおいて、認証、ＩＰアドレス、およびネットワーク・リソース（例えば、予備リソース、またはＰＧＷとサービス・ゲートウェイとの間のベアラ経路）を獲得するために、ＩＲＴＦの媒体無依存事前認証（ＭＰＡ）フレームワークを使用する（４０３）。今度は、Ａ内の各アプリケーションについて、サービス・アグリゲータ１０８は、新しいネットワークのサービス・ゲートウェイへのトンネルを同時に確立するために（４０４）、ＭＩＰｖ６における高速ハンドオーバなどのメカニズムを使用し、複製パケットを転送する。切り換えが行われるべきすべてのアプリケーションについて、ステップ４０４が完了すると、サービス・アグリゲータ１０８は、既存のネットワークを介して、Ｉ内の各インターフェースに対して、ハンドオーバ準備完了メッセージを送信する（４０５）。その後、モバイル・デバイス１０１は、Ｉ内のインターフェースおよびＡ内のアプリケーションを新しいネットワークに切り換える（４０６）。方法４００内の様々なアクションは、提示された順序で、異なる順序で、または同時に実行することができる。さらに、いくつかの実施形態では、図４に挙げられたアクションのいくつかは、省くことができる。
【００３２】
図５は、本明細書の一実施形態による、サービス・アグリゲータを用いない切り換えの代替プロセスを示すフロー図である。本明細書で説明されるプロセスは、サービス・アグリゲータに対する一代替実施形態を提案し、すなわち、この場合、サービス・アグリゲータは存在せず、したがって、サービス・アグリゲータの機能は、ネットワーク通信事業者モジュールによって実行される。この場合の通信事業者ネットワークは、モバイル・デバイス・ユーザが望むように、切り換えを実行するために構成される。基地局は、モバイル・デバイス１０１にシグナリング情報を継続的にブロードキャストする（５０１）。シグナリング情報は、ネットワーク・モジュールを介して送信される。モバイル・デバイス１０１は、別のネットワーク通信事業者に切り換える決定を下した場合、ネットワーク通信事業者にハンドオーバ開始メッセージを送信する（５０２）。一実施形態では、ハンドオーバ・メッセージは、ＩＥＥＥ８０２．２１などに準拠した形式を取ることができる。さらに、Ｉ内の各インターフェースについて、新しい通信事業者のネットワークにおいて、認証、ＩＰアドレス、およびネットワーク・リソース（例えば、予備リソース、またはＰＧＷとサービス・ゲートウェイとの間のベアラ経路）を獲得するために、媒体無依存事前認証（ＭＰＡ）フレームワークが使用される（５０３）。今度は、Ａ内の各アプリケーションについて、新しいネットワークのサービス・ゲートウェイへのトンネルを用いて、接続が確立され、複製パケットが転送される。切り換えが行われるべきすべてのアプリケーションについて、ステップ５０３が完了すると、既存のネットワークを介して、Ｉ内の各インターフェースに対して、ハンドオーバ準備完了メッセージが送信される（５０４）。その後、モバイル・デバイス１０１は、Ｉ内のインターフェースおよびＡ内のアプリケーションを新しいネットワークに切り換える（５０５）。方法５００内の様々なアクションは、提示された順序で、異なる順序で、または同時に実行することができる。さらに、いくつかの実施形態では、図５に挙げられたアクションのいくつかは、省くことができる。
【００３３】
図６は、本明細書の一実施形態による、異なるユーザのための切り換えプロセスを示すフロー図である。一実施形態では、本明細書の方法は、静止ユーザおよびモバイル・ユーザを扱い、それらのサービス要件にしかるべく対処することが可能である。モバイル・デバイス１０１は、各基地局からブロードキャストされたシグナリング情報を受信する（６０１）。シグナリング情報は、価格およびユーザ・エクスペリエンスなどの表示を与える。シグナリング情報から、モバイル・デバイス１０１上の切り換えモジュール３０２は、モバイル・デバイスのユーザが静止しているかどうかを判定する（６０２）。ユーザが静止している場合、切り換えを実行するための静止用アルゴリズムが、ユーザに適用される（６０３）。他方、デバイスが静止として示されない場合、ブロードキャストされたメッセージが、モバイル・ユーザ用の迅速化レート（expedited rate）を含むかどうかがチェックされる（６０４）。加えて、モバイル・デバイス上の加速度計も、ユーザが動いているかどうかを判定する際の助けとなる。迅速化レートを含む場合、モバイル・ユーザ用のアルゴリズムが適用され、切り換えがしかるべく実行される。方法６００内の様々なアクションは、提示された順序で、異なる順序で、または同時に実行することができる。さらに、いくつかの実施形態では、図６に挙げられたアクションのいくつかは、省くことができる。
【００３４】
一実施形態では、アルゴリズムを説明するために、以下の記号が使用される。
【００３５】
【表１】
0005873177.tif 000002
【００３６】
静止ユーザに対するネットワーク・シグナリングは、各基地局ｊについて、負荷Ｗｊが価格Ｐｊで送信されることを示す。任意のユーザｕについて、関連付け問題は、以下のように述べることができる。Ｐａ２Ａｕ∪（Ｒａ；ｐａ）を最大化するように、完全関連付けおよび技術当たり単一の通信事業者という制約（integral association and single operator per technology constraint）に従って、各アプリケーションを適切な基地局に関連付ける。各基地局は１つの通信事業者に関連付けられるので、インターフェースのために１つの基地局を選択することは、そのインターフェースのために通信事業者を選択することと等価であることに留意されたい。上述の問題を解決するための素朴な力ずくの手法は、以下の理由で計算的に重くなり得る。ユーザｕが、Ｋ個の無線インターフェースと、インターフェース当たりＪ個の基地局選択と、実行中のＡｕ個のアプリケーションとを有すると仮定する。その場合、力ずく手法の複雑度は、Ｏ（ＫＡｕ＋Ｊ）である。したがって、ユーザが数個のアプリケーションしか実行していなくても、最適な関連付けを求める複雑度は、膨大になり得る。事実、この問題は、ＮＰ困難（ＮＰ−ｈａｒｄ５）である。したがって、我々は、定数因子近似保証（constant factor approximation guarantee）を用いて、アルゴリズムを工夫する。このスキームでは、各基地局は、ユーザがそれに基づいて関連付けを実行する、現在の重みをブロードキャストする。アプリケーションａのスループットが、
【数１】
0005873177.tif 000003
ように表現できるという、事実１を使用する。
【００３７】
このようになる理由は、ｕのアプリケーションの基地局ｊへの関連付けは、現在の重みを
【数２】
0005873177.tif 000004
に増加させるためである。明らかに、０または１を取る関連付け変数（0-1 association variables）ｘａｊの１つだけが、値１を取ることができ、すなわち、Σｊｘａｊ＝１である。
【００３８】
Ｒａについての上記の式を使用すると、今度は次式が得られる。
【数３】
0005873177.tif 000005
【００３９】
上式の第２の量には最適化変数ｘａｊが含まれないので、
【数４】
0005873177.tif 000006
の最大化は、
【数５】
0005873177.tif 000007
の最大化と等価であり、ここで、
【数６】
0005873177.tif 000008
である。
【００４０】
ｓｊはｕとｊの両方に依存するが、関心があるのはｕの決定であるので、我々は、ｓｊのｕに対する依存性を隠した。以下では、（５）によって与えられる式を最大化するｘａｊを見つけるためのアルゴリズムについて説明する。
【００４１】
我々のアルゴリズムは、特定の無線インターフェースに関連付けられたすべてのアプリケーションの重みの合計が分かれば、無線インターフェースがそのインターフェースにとって最良の基地局を決定することは簡単であるという見解の上に構築されている。その場合、この見解を使用し、貪欲アルゴリズム（greedy algorithm）を実行して、各無線インターフェースのための通信事業者を選択し、各アプリケーションのためのインターフェースを選択する。ある技術に対する基地局を選択するためのサブルーチン：ｗを、基地局ｊに関連付けられたユーザｕのすべてのアプリケーションの重みの合計、すなわち、ｗ＝Σａｘａｊｗａであると仮定する。
【００４２】
その場合、Ｖ（｛ｘａｊ：ａ∈Ａｕ，ｊ∈Ｊ｝）に対する基地局ｊの総寄与が、
【数７】
0005873177.tif 000009
によって与えられることが、（５）から容易に分かる。
【００４３】
しかし、ある技術からはただ１つの基地局しか選択できないことを定める制約がある。上述したことから、この選択は、その技術に関連付けたユーザｕのすべてのアプリケーションの重みの合計ｗに依存することが分かる。特に、技術ｌに対して、最良の基地局は、
【数８】
0005873177.tif 000010
によって与えられる。
【００４４】
一実施形態では、静止用のアルゴリズムは、以下の通りである。
------------------------------------------------------------------------
アルゴリズム１  ＭＯＴＡ−ＳＴＡＴＩＣ：
無線インターフェースへのアプリケーションの割り当て、およびインターフェースへの通信事業者の割り当て
１：初期化：ユーザｕのアプリケーションの重みｗａ、ｉ＝１，２，．．．，ｎを、ｗ１≦ｗ２≦ｗ３≦．．．となるように並べる。Δｌを、インターフェースｌに関連付けられたすべてのアプリケーションの重みの合計とする。Δｌ＝０、∀ｌと設定する。
２：ｆｏｒ  ｒ＝１，．．．，ｎ  ｄｏ
３：  以下のように、アプリケーションｒに重みｗｒを割り当てる。ｌｒ＝ａｒｇｍａｘｌ｛（Δｌ＋ｗｒ）Ｇｌ（Δｌ＋ｗｒ）−ΔｌＧｌ（Δｌ）｝
４：
【数９】
0005873177.tif 000011
５：  ｅｎｄ  ｆｏｒ
６：すべてのｌについて
【数１０】
0005873177.tif 000012
を返す。
------------------------------------------------------------------------
【００４５】
ここでは、ｊ＊ｌ（ｗ）が、技術ｌに関連付けられたユーザｕのすべてのアプリケーションの重みの合計である、ｗに依存することが明示的に示された。この目的を達成するために、各技術ｌについて、関数Ｇｌ（ｗ）を
【数１１】
0005873177.tif 000013
のように定義する。
【００４６】
したがって、このサブルーチンは、与えられたｗ、また対応する最良の基地局ｊ＊ｌ（ｗ）に対して、関数Ｇｌ（ｗ）を計算する。
【００４７】
貪欲アプリケーション関連付け：アルゴリズム１において、ＭＯＴＡ−ＳＴＡＴＩＣアルゴリズムが説明された。初期化ステップ１において、最初にユーザｕのアプリケーションを昇順に並べる。さらに、インターフェースｌに割り当てられるすべてのアプリケーションの重みの合計である量Δｌを定義し、これをゼロに初期化する。次に、重みの昇順に並んだアプリケーション毎に繰り返す。ステップ３は、最初のｒ−１個のアプリケーションの現在の割り当てに対して効用の最大増加をもたらす、アプリケーションｒが割り当てられるべきインターフェースｌｒが決定される、貪欲ステップである。ステップ４は、適切なインターフェースの重みの合計を単に更新する。すべてのアプリケーションがインターフェースに割り当てられたならば、式（６）を使用して、各インターフェースにとって最良の基地局を決定する。
【００４８】
一実施形態では、モバイル・ユーザ用のアルゴリズムは、以下の通りである。
------------------------------------------------------------------------
アルゴリズム２  ＭＯＴＡ−ＭＯＢＩＬＥ：
無線インターフェースへのユーザｕのアプリケーションの割り当て、およびインターフェースへの基地局（通信事業者）の割り当て
１：初期化：すべてのアプリケーションをインターフェースにランダムに割り当て、すべてのインターフェースのために基地局をランダムに選択する。Ｓｌｊを、通信事業者ｊに関連付けられたユーザｕのアプリケーションの集合とする。ｖ（ａ）を、アプリケーションａの限界効用とする。０または１を取る変数ｘａｊは、アプリケーションａが基地局ｊに関連付けられる場合に限って、ｘａｊ＝１である。０または１を取る変数ｚａｌは、アプリケーションａが技術ｌのある基地局に関連付けられる場合に限って、ｚａｌ＝１である。
２：ｆｏｒ
【数１２】
0005873177.tif 000014
繰り返し  ｄｏ
３：  ｆｏｒ  ｌ∈Ｌ  ｄｏ
４：    ｆｏｒ  ｊ∈Ｊｌ  ｄｏ
５：      以下のように、Ｓｌｊを構成し、Δｌｊを計算する。
Ｓｌｊ＝｛ａ：ｚａｌ＝１、またはδｌｊａ＞０｝
【数１３】
0005873177.tif 000015
６：    ｅｎｄ  ｆｏｒ
７：
【数１４】
0005873177.tif 000016
を計算する。
８：  ｅｎｄ  ｆｏｒ
９：
【数１５】
0005873177.tif 000017
１０：  すべての
【数１６】
0005873177.tif 000018
について、
【数１７】
0005873177.tif 000019
と設定し、
ｚａｌを適切に更新する。
１１：ｅｎｄ  ｆｏｒ
１２：関連付け決定を返す。
------------------------------------------------------------------------
【００４９】
モバイルの場合、切り換え決定が下されると、アプリケーションが受け取る効用は、確率変数であるばかりでなく、モバイル・ユーザは現在のセル（関連付け決定が下されたセル）から通信事業者の別のセルにハンドオフされるので、変化もする。ユーザ・モビリティ経路上の次のセルの識別情報および状態（負荷）は、関連付け決定を下すユーザ・モジュールの観点からは、確率変数である。したがって、我々は、
【数１８】
0005873177.tif 000020
を最大化し、ここで、
【数１９】
0005873177.tif 000021
は、アプリケーションａの時間平均効用を表す。
【００５０】
今から、ユーザが以下のことを、すなわち、（ｉ）各技術とどのアプリケーションの集合を関連付けるべきか、および（ｉｉ）各技術のためにどの基地局を選択すべきかを、どのように決定するかについての問題を考える。これらの問題には明らかに結び付きがある。各基地局は通信事業者に対応し、そのため、技術インターフェースのための１つの基地局を選択することによって、必然的に、技術インターフェースのための１つの通信事業者を選択することになることに留意されたい。最適な関連付けを実行したいユーザｕについて考える。Ｕｊ（ａ）を、ユーザｕがアプリケーションａを（ある通信事業者の）基地局ｊに関連付けた場合に、アプリケーションａが達成することが期待される効用とする。先のサブセクションにおいて、基地局シグナリングに基づいて、Ｕｊ（ａ）をどのように計算できるかについて説明した。ｘａｊを、ａが基地局ｊに関連付けられている場合に１に設定される、０または１を取る変数であると仮定する。
【００５１】
その場合、
【数２０】
0005873177.tif 000022
を最大化することが目標になる。ある技術からはただ１つの通信事業者しか選択できないという制約を受ける。この問題は、以下の理由で静止ケースとは異なることに留意されたい。静止ケースでは、複数のアプリケーションが１つの基地局に関連付けられる場合、複数のアプリケーションは、それらの重みに比例した効用を取得する。我々は、静止ケースにおけるアルゴリズムＭＯＴＡ−ＳＴＡＴＩＣを得るために、この構造を利用した。残念ながら、このモバイル・ケースでは、アプリケーションの期待効用は、アプリケーションの持続時間、およびアプリケーションが後でハンドオフされるセルに対する複雑な依存性を有するので、そのような構造は存在しない。それにも係わらず、モバイル・ケースにおいて
【数２１】
0005873177.tif 000023
を最大化する問題は、ボール（アプリケーション）をビン（技術）に割り当てる、最大一般化割り当て問題（ＧＡＰ：generalized assignment problem）［２２］の問題に類似している。我々の問題における主な相違は、インターフェースに割り当てることができる（これらのアプリケーション内の）アイテムの集合に制約がないことである。さらに、各インターフェースのために通信事業者を選択しなければならないという追加の要素が存在する。我々は、局所探索アルゴリズムに適切な変更を施す。
【００５２】
初期化（ステップ１）：最初に、すべてのインターフェースは、通信事業者を任意に選択し、各アプリケーションは、インターフェースの通信事業者の選択が最良の期待効用を提供する、インターフェースを選択する。局所探索反復（ステップ２〜１１）：各アプリケーションａについて、ｖ（ａ）を、ある反復ステップにおける現在の効用とする。ｘａｊは、ａが適切なインターフェースを介して基地局ｊに関連付けられる場合に値１を取る、０または１を取る変数であることを思い出されたい。各反復の後、ｘａｊの部分集合が更新される。便宜的に、アプリケーションａが技術ｌを提供するある基地局に関連付けられる場合に値１を取る、０または１を取る変数として（すなわち、あるｊ∈Ｊｌについてｘａｊ＝１である場合、ｚａｌ＝１）、変数ｚａｌも定義する。先行する反復からの関連付けが与えられた場合に、アプリケーションａがその現在の割り当てに関してインターフェースｌおよび通信事業者ｊに割り当てられるならば、すべてのｊ∈Ｊｌについて、以下のように、アプリケーションａの限界効用を定義する。
【００５３】
【数２２】
0005873177.tif 000024
【００５４】
すべてのｌについて、以下のように、集合Ｓｌ；ｊを構成する。Ｓｌ；ｊ＝｛ａ：ｚａｌ＝１、またはδｌｊａ＞０｝
【数２３】
0005873177.tif 000025
とする。ここで、Δｌｊは、いくつかのアプリケーションが、他の何らかのインターフェースから技術インターフェースｌの基地局ｊに再割り当てされた場合の、効用の増分を表す。
【数２４】
0005873177.tif 000026
とする。
【００５５】
基地局ｊ＿（ｌ）は、この反復において限界効用を最大化するための、技術ｌの最良の基地局である。先行する反復からの関連付けに基づいて、最大の
【数２５】
0005873177.tif 000027
を有する技術インターフェースｌｂｅｓｔを獲得し、そのインターフェース上で、ｊ＊（ｌｂｅｓｔ）についてｘａｊを更新し、ｖ（ａ）も更新するというように、局所探索の各反復を説明することは今では容易である。
【００５６】
本出願の例示的な一実施形態について本明細書で説明する。ＬＴＥ用に１つ、３Ｇ用に１つ、およびＷｉ−Ｆｉ用に１つの、３つの無線インターフェースを有するモバイル・ガジェットについて考える。実行中のアプリケーションは、ビデオ・ストリーミングを含む。今から、新しいアプリケーションが始動したときに起こることについてのシナリオを説明する。通信事業者：通信事業者１および通信事業者２はともに、３ＧおよびＬＴＥを提供する。Ｗｉ−Ｆｉは、ユーザの自宅に属する。仮定：ＱｏＳが高いサービスであるビデオ・ストリーミングは、重み４を有し、ＶｏＩＰは、重み２を有し、ファイル・ダウンロードは重み＝１を有する。
【００５７】
ステップ：１．初期関連付け：各通信事業者は、最も近いＬＴＥ  ｅノードＢの重みの合計をブロードキャストし、３Ｇについても同様のことを行う。ここで、ユーザがビデオ・ストリーミング・アプリケーションを起動したと仮定する。この情報は、適切な技術または通信事業者を選択するために、ユーザ・ガジェットによって使用される。ミドルウェアが、ＭＯＴＡ−ＳＴＡＴＩＣに基づいて、Ｗｉ−Ｆｉアクセス・ポイントを選択すると仮定する。
【００５８】
２．新しいアプリケーション：ここで、ユーザがファイル・ダウンロードを起動したと仮定する。ミドルウェアは、直ちにファイル・ダウンロードを３Ｇに関連付ける。次の瞬間、ユーザは、ＶｏＩＰ通話を行うことに決め、ＭＯＴＡ−ＳＴＡＴＩＣは、これを通信事業者２の３Ｇを介してルーティングすることに決定する。
【００５９】
３．モビリティ：ＶｏＩＰ通話が終了し、ユーザは、ビデオ・ストリーミングおよびファイル・ダウンロードを実行しながら、自宅を出て、バスに乗る。ミドルウェアは、（加速度計と対話することによって）ユーザが動いていることを検出し、ＭＯＴＡ−ＭＯＢＩＬＥアルゴリズムを呼び出すことによって、再関連付けを実行し、再関連付けの結果、ビデオ・ストリーミング・アプリケーションは、通信事業者１のＬＴＥに関連付けられ、一方、ファイル・ダウンロードは、通信事業者２の３Ｇ上で継続される。これは、各アプリケーションが適切なインターフェースおよび適切な通信事業者を使用することを保証する。
【００６０】
本明細書で開示された実施形態は、少なくとも１つのハードウェア・デバイス上で動作し、ネットワーク要素を制御するためにネットワーク管理機能を実行する、少なくとも１つのソフトウェア・プログラムを用いて実施することができる。図１、図２、および図３に示されるネットワーク要素は、ハードウェア・デバイス、またはハードウェア・デバイスとソフトウェア・モジュールの組み合わせの少なくとも１つとすることができるブロックを含む。
【００６１】
特定の実施形態の上述の説明は、現在の知識を適用することによって、他の者が様々なアプリケーション向けに容易に変更すること、および／または適合させることができる、本明細書の実施形態の一般的な性質を十分に明らかにしており、そのような特定の実施形態は、一般的概念から逸脱しておらず、したがって、そのような適合および変更は、開示される実施形態の意味内および均等物の範囲内に含まれるべきであり、含まれることが意図されている。本明細書で利用される表現および用語は、説明を目的としており、限定を目的としていないことを理解されたい。したがって、好ましい実施形態に関して、本明細書の実施形態を説明したが、本明細書の実施形態は、本明細書で説明されるような特許請求の範囲の主旨およびその範囲内で変更を施して実施できることを当業者は理解されよう。
【図１】
0005873177.tif 000028
【図２】
0005873177.tif 000029
【図３】
0005873177.tif 000030
【図４】
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【図５】
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【図６】
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