(57)【要約】【課題】非連続カバレッジネットワークに属する端末にコンテンツサーバからサービスを提供するための方法を提供すること。【解決手段】前記端末は非ラジオカバレッジゾーンを通って第１のラジオカバレッジゾーンから第２のラジオカバレッジゾーンに移動する。前記非連続カバレッジネットワークアーキテクチャには、アクセスコントローラとラジオアクセスポイントが含まれ、アクセスコントローラとラジオアクセスポイントの各ペアはラジオカバレッジゾーンを定義する。本発明によれば、この方法には以下のステップが含まれる。前記端末が前記第２のラジオカバレッジゾーンのカバレッジの外部にあるときに、前記第２のラジオカバレッジゾーンの少なくとも１つのラジオアクセスポイントのキャッシュメモリに第１のアクセスコントローラからデータを事前に送信するステップ。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非連続カバレッジネットワークに属する端末にコンテンツサーバからサービスを提供する方法であって、前記端末は非ラジオカバレッジゾーンを通って第１のラジオカバレッジゾーンから第２のラジオカバレッジゾーンに移動し、前記非連続カバレッジネットワークのアーキテクチャにはアクセスコントローラとラジオアクセスポイントが含まれ、アクセスコントローラとラジオアクセスポイントの各ペアはラジオカバレッジゾーンを定義し、前記方法は
前記端末が前記非ラジオカバレッジゾーンにあるときに、第１のアクセスコントローラの近隣にある少なくとも１つの第２のアクセスコントローラのキャッシュメモリに、前記コンテンツサーバから受信したデータをマルチキャスト要素から事前に送信するステップと、
前記端末が前記非ラジオカバレッジゾーンにあるときに、前記第２のラジオカバレッジゾーンの少なくとも１つのラジオアクセスポイントのキャッシュメモリに、前記マルチキャスト要素から受信したデータを前記第２のアクセスコントローラから事前に送信するステップとを含む方法。
【請求項２】
第１レベルのアドレスは前記コンテンツサーバと前記マルチキャスト要素の間で扱われ、第２レベルのアドレスは前記マルチキャスト要素と前記アクセスコントローラの間で扱われるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コンテンツサーバによって前記端末に提供されるサービスはストリーミングサービスである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
非ラジオカバレッジゾーンを通って第１のラジオカバレッジゾーンから第２のラジオカバレッジゾーンに移動するように構成された端末にコンテンツサーバからサービスを提供するように構成された非連続カバレッジのラジオアクセスネットワークに属するマルチキャスト要素であって、前記マルチキャスト要素は複数のアクセスコントローラを制御する前記非連続カバレッジのアクセスネットワークの中央エンティティであって、前記マルチキャスト要素は、
前記端末が前記非ラジオカバレッジゾーンにあるときに、ラジオカバレッジゾーンを制御する少なくとも１つのアクセスコントローラのキャッシュメモリに、前記端末に宛てられた前記コンテンツサーバからのデータを事前に送信するための手段を含むことを特徴とするマルチキャスト要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非連続カバレッジネットワークにおいてモビリティを改善させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非連続カバレッジネットワークとは、ＧＳＭやＵＭＴＳのような従来の第２または第３世代のラジオアクセスネットワークとは反対に連続的なラジオカバレッジを提供しないラジオアクセスネットワークである。このような非連続カバレッジネットワークは、非常に高いビットレートと出力の弱いセルをサポートするカバレッジの島から構成される。このようなネットワークは通常、第４世代のアクセスネットワークと呼ばれる。これらはビデオ／オーディオストリーミングサービスと大量データの高速ダウンロードまたはアップロードを提供する。
【０００３】
それにも関わらず、これらの島は非ラジオカバレッジのゾーンによって分離されるため、一般的なテクニックによってセル間での通常のハンドオーバーを実現することはできない。
【０００４】
こうしたネットワークでは、携帯端末のモビリティが減少する。これらは、接続を失わないでラジオカバレッジエリアを離れることはできない。
【０００５】
この問題を解決するために、高速モバイルＩＰソリューションが現在ＩＥＴＦで調査されている。モバイルＩＰソリューションは、コンテンツサーバとアクセスコントローラの間にホームエージェントを導入することで成り立つ。移動する端末のＩＰアドレスは、端末移動中に変更される。移動する端末の現在のＩＰアドレスは、パーマネントＩＰアドレスとともにホームエージェントに格納される。パーマネントＩＰアドレスにコンテンツを送信するコンテンツサーバにとって、モビリティは完全にトランスペアレントである。中継（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）は、移動する端末が現在位置しているカバレッジのもとにあるアクセスコントローラを次に識別するホームエージェントで実行される。このソリューションは、ＩＰネットワークのモビリティをサポートすることが可能となっている。それにも関わらず、プロセスの速度が上がっても、このようなソリューションは、ラジオカバレッジゾーンを一時的に離れる移動中の端末に非常に高速なストリーミングサービスを提供するというニーズに対する効率的な解決策はもたらさない。
【０００６】
米国特許出願２００３／０２３５１６３号明細書には、セルラー無線ネットワークとインターネットとのインターフェイスとして機能しているルーターが、セルラー無線通信ネットワークにおいて、パケット遅延を最小限に抑えるために機先を制してネットワークの複数セルにデータを送信するハンドオーバー方法が開示されている。
【０００７】
ＩＥＥＥ文献「Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｅｌｌｓ  −  ａ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ−ｂａｓｅｄ  Ａｐｐｒｏａｃｈ」には、ピコセルネットワークにおけるハンドオーバー方法が開示されている。ピコセルネットワークのソース基地局に携帯電話が登録され、ＭＡＣ層の受取確認通知を受け取らないと、ソース基地局はその携帯電話が入る見込みがある新しい基地局グループにデータパケットをマルチキャストする。
【特許文献１】米国特許出願２００３／０２３５１６３号明細書
【非特許文献１】ＩＥＥＥ文献「Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｅｌｌｓ  −  ａ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ−ｂａｓｅｄ  Ａｐｐｒｏａｃｈ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の具体的な目的は、非連続カバレッジネットワークという状況で連続的なストリーミングサービスを供給できるようにする方法を提供することである。
【０００９】
本発明のもう１つの目的は、この方法をサポートするラジオアクセスネットワークのエンティティを提供することである。
【００１０】
以下に示されているこれらの目的と他の目的は、請求項１に記載の非連続カバレッジネットワークに属する端末にサービスを提供するための方法と請求項４に記載のマルチキャスト要素によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、この方法は、移動中の端末が次に訪れる見込みのあるアクセスコントローラおよび／またはラジオアクセスポイントのキャッシュメモリに事前に情報を与えることで成り立つ。この方法では、適切なラジオカバレッジの島に移動中の端末が入ったらすぐにその適切なラジオカバレッジの島で中断なしのストリーミングサービスに必要なコンテンツが利用できるように、携帯端末の可能な行き先を予測することを必要とする。
【００１２】
本発明による方法は、非連続カバレッジネットワークに属する携帯端末にシームレスなミクロモビリティとシームレスなマクロモビリティを提供するという利点を提示する。
【００１３】
さらに、本発明による方法は、連続的ストリーミングサービスをサポートするという利点を提示する。
【００１４】
本発明のさらなる有利な特徴は、従属請求項で定義されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の他の特徴と利点は、限定されない図解と添付の図面を通して示されている一実施形態についての以下の説明を読むと明らかになるであろう。
【００１６】
図１は、ミクロモビリティをサポートする非連続カバレッジのラジオアクセスネットワークの状況における本発明の一実施態様を示す。図１には、本発明を実施することが可能なこのような第４世代のラジオアクセスネットワークのネットワークアーキテクチャの例が示されている。ラジオアクセスネットワークには、コンテンツサーバ１１、アクセスコントローラ１４、ラジオアクセスポイント１６１、１６２、および端末１７が含まれる。コンテンツサーバ１１とアクセスコントローラ１４はＩＰネットワーク１３に接続され、アクセスコントローラ１４とラジオアクセスポイント１６１、１６２は送信ネットワーク１５に接続されている。端末１７はエアインターフェイスを介してラジオアクセスポイント１６１、１６２からアクセスすることができる。
【００１７】
それぞれのペア（アクセスコントローラ、ラジオアクセスポイント）（１４、１６１）、（１４、１６２）は、ラジオカバレッジのゾーンを定義する。以下に説明されている実施例では、ラジオカバレッジは連続していないため、２つのラジオカバレッジエリア（１４、１６１）、（１４、１６２）の間に非ラジオカバレッジエリアが残される。当業者は、本発明が連続と非連続が混在するネットワークにも適用することができることを理解するであろう。
【００１８】
図１Ａは、端末１７がラジオカバレッジエリア（１４、１６１）の下にある状況を示している。図１Ｂは、端末１７がどのラジオカバレッジエリア下にもない状況を示している。図１Ｃは、端末１７がカバレッジエリア（１４、１６２）に入っていく状況を示している。この状況はミクロダイバシティの状況を示している（つまり、端末１７が訪れる２つの連続したカバレッジエリアが、同じアクセスコントローラ１４によってサービスの提供を受けている）。
【００１９】
本発明によれば、アクセスコントローラ１４は、端末１７がさらに移動したときに入っていくと見込まれるラジオアクセスポイントのセットを判断する。アクセスコントローラは次に、コンテンツサーバ１１から受信したデータを複製して、このラジオアクセスポイントのセットに属するすべてのラジオアクセスポイント１６１、１６２にこのデータを送信する。この結果、端末１７が近い将来これらのラジオアクセスポイントの１つに入ると、すぐにデータを使用することが可能になる。
【００２０】
図１Ａでは、端末１７はラジオアクセスポイント１６１のラジオカバレッジの下にあり、アクセスコントローラ１４は同じデータをラジオアクセスポイント１６１と１６２の両方に送信する。ラジオアクセスポイント１６１に送信されるデータは端末１７がこのラジオアクセスポイントのカバレッジの下に入るとすぐに使用される一方、ラジオアクセスポイント１６２に送信されるデータは端末１７が近い将来このラジオアクセスポイントのカバレッジに入る事態になった場合に備えて事前に送信される。
【００２１】
図１Ｂでは、端末１７がどのラジオカバレッジ下にもなく、アクセスコントローラ１４が引き続き同じデータをラジオアクセスポイント１６１と１６２の両方に送信している。データは、端末１７が近い将来にこれらのラジオアクセスポイントの１つのカバレッジに入る事態になった場合に備えて事前に送信される。データはすぐには使用されないで、キャッシュメモリに格納される。
【００２２】
図１Ｃでは、端末１７はラジオアクセスポイント１６２のラジオカバレッジの下にあり、アクセスコントローラ１４は同じデータをラジオアクセスポイント１６１と１６２の両方に送信する。ラジオアクセスポイント１６２に送信されるデータは端末１７がこのラジオアクセスポイントのカバレッジの下に入るとすぐに使用される一方、ラジオアクセスポイント１６１に送信されるデータは端末１７が近い将来このラジオアクセスポイントのカバレッジに入る事態になった場合に備えて事前に送信される。
【００２３】
事前に送信されてすぐに使用されないデータは、端末１７がどのカバレッジ下にもない期間に受信された全部のデータをキャッシュメモリから確実に利用できるようにするだけの十分な大きさを持つ適切なキャッシュメモリに格納される必要がある。キャッシュメモリは、例えば、アクセスコントローラ１４とラジオアクセスポイント１６１および１６２間のリンクの平均データスループット、または端末１７の非カバレッジ期間の平均期間といったパラメータを使って、必要なサイズに調整する必要がある。
【００２４】
本発明によって、端末１７が非カバレッジエリアである程度の時間を費やした後で新しいカバレッジエリアに入ったときに、必要なデータを端末１７に迅速に再読み込みすることができる。この迅速な再読み込みは、必要なデータがすでにラジオアクセスポイント１６１、１６２のキャッシュメモリに存在するために行うことができる。端末１７の位置を特に考慮して適切なキャッシュメモリ管理を実行する必要があることは、当業者には明らかであろう。
【００２５】
図２は、マクロモビリティをサポートするモバイルＩＰベースの非連続カバレッジのラジオアクセスネットワークの状況における本発明の一実施態様を示す。図２には、本発明を実施することが可能なこのような第４世代のラジオアクセスネットワークのネットワーク構成の例が示されている。ラジオアクセスネットワークには、コンテンツサーバ１１、アクセスコントローラ１４１、１４２、ラジオアクセスポイント１６１、１６２、１６３、１６４が含まれる。コンテンツサーバ１１とアクセスコントローラ１４１、１４２はＩＰネットワーク１３に接続され、ＩＰネットワーク１３は、それぞれが１つのアクセスコントローラに関連付けられているホームエージェント（ＨＡ）１２と外部エージェント（ＦＡ）のおかげでモバイルＩＰ機能をサポートする。ＨＡはコンテンツサーバ１１によって提供されるサービスに関連付けられており、コンテンツサーバ１１から見える端末に固有のＩＰアドレスを提供する。ＦＡは、ＨＡに置かれているテーブルに更新情報を送信することによって、端末のモビリティを担当するように構成されている。この更新情報は、端末１７が現在位置しているアクセスコントローラ１４１、１４２の制御のもとで登録される。この結果、コンテンツサーバ１１が使用する固有のＩＰアドレスとローカルＩＰアドレスの間の変換を実行することが可能になり、端末１７に宛てられたデータは適切なアクセスコントローラ１４１、１４２にルーティングされる。
【００２６】
アクセスコントローラ１４１、１４２とラジオアクセスポイント１６１、．．．、１６４は、送信ネットワーク１５に接続されている。端末１７はエアインターフェイスを介してラジオアクセスポイント１６１、．．．、１６４からアクセスすることができる。
【００２７】
アクセスコントローラとラジオアクセスポイントの各ペア（１４１、１６１）、（１４１、１６２）、（１４２、１６３）、（１４２、１６４）は、ラジオカバレッジのゾーンを定義する。以下に説明されている例では、ラジオカバレッジは連続していないため、２つのラジオカバレッジエリアの間に非ラジオカバレッジエリアが残される。当業者は、本発明が連続と非連続が混在するネットワークにも適用することができることを理解するであろう。
【００２８】
図２Ａは、端末１７がカバレッジエリア（１４１、１６２）のラジオカバレッジの下にある状況を示している。図２Ｂは、端末１７が新しいカバレッジエリア（１４２、１６３）に移動した状況を示している。この状況は、マクロダイバシティの状況を示している（つまり、端末１７が訪れる連続したカバレッジエリアが、異なるアクセスコントローラ１４１、１４２のサービスを受ける）。
【００２９】
本発明によれば、サービスを提供するアクセスコントローラ１４１は、端末１７がさらに移動したときにそれが制御されると見込まれるアクセスコントローラのセットを判断する。
【００３０】
サービスを提供するアクセスコントローラ１４１はデータを複製して、アクセスコントローラのセットに属するすべてのアクセスコントローラ１４２にこれらを事前に送信する。次にアクセスコントローラ１４２は、近い将来このラジオアクセスポイントの１つに端末１７が入ったらすぐにデータが使用できるようにするために、ラジオアクセスポイント１６３にデータを転送する。
【００３１】
図２Ａでは、端末１７はペア（アクセスコントローラ１４１、ラジオアクセスポイント１６２）のラジオカバレッジの下にあり、アクセスコントローラ１４１は同じデータをラジオアクセスポイント１６１と１６２の両方に送信する（ミクロダイバシティ）。さらにアクセスコントローラ１４１は同じデータをアクセスコントローラ１４２に送信し（マクロダイバシティ）、アクセスコントローラ１４２は次にこれらのデータをラジオアクセスポイント１６３に転送する。ラジオアクセスポイント１６３に送信されるデータは、端末１７が近い将来このラジオアクセスポイントのカバレッジに入る事態になった場合に備えて事前に送信される。
【００３２】
ホームエージェントは、サービスを提供するアクセスコントローラの変更の検出を担当し、事前送信メカニズムの変更をトリガする。
【００３３】
図２Ｂでは、ホームエージェントは、端末１７がアクセスコントローラ１４２によって制御されるラジオアクセスポイント１６３のラジオカバレッジに移動したためにサービスを提供するアクセスコントローラが１４１から１４２に変更されたことを検出している。アクセスコントローラ１４２は、「事前送信」メカニズムを制御する必要があることを通知される。この結果、これは、複製されたデータを事前に送信する必要があるアクセスコントローラ１４１のセットを判断する。
【００３４】
事前に送信されてすぐに使用されないデータは、端末１７がどのカバレッジ下にもない期間に受信された全部のデータをメモリで確実に利用できるようにするだけの十分な大きさを持つ、アクセスコントローラ１４１、１４２の適切なキャッシュメモリに格納される必要がある。キャッシュメモリは、例えば、アクセスコントローラ１４１、１４２とラジオアクセスポイント１６１、１６２の間のリンクの平均データスループット、ならびに端末１７の非カバレッジ期間の平均持続期間といったパラメータを使って、必要なサイズに調整する必要がある。
【００３５】
本発明の一実施形態では、ネットワークトポロジーはラジオアクセスネットワークに分散して格納されるため、それぞれのアクセスコントローラはそれに関連するラジオアクセスポイントとそのラジオアクセスポイントの場所についての知識を有する。この結果これは、事前にデータを送信する必要がある近隣のラジオアクセスポイントを判断することができる（ミクロダイバシティ）。マクロダイバシティの場合は、どのアクセスコントローラに複製データを送信する必要があるかを知ることができるように、アクセスコントローラはその近隣アクセスコントローラのＩＤを知る必要がある。
【００３６】
図３は、マクロモビリティをサポートする４Ｇ専用の非連続カバレッジのラジオアクセスネットワークの状況における本発明の一実施態様を示す。図３は、図２と同じラジオアクセスネットワークアーキテクチャを示す。異なる点は、この実施形態ではモバイルＩＰ機能に依存しないで、ホームエージェントエンティティと外部エージェントエンティティの代わりにマルチキャスト要素１２を含む４Ｇ専用ソリューションに依存していることである。「事前送信」機能はマルチキャスト要素１２によって制御され、マルチキャスト要素１２は、コンテンツサーバ１１から来た複製データをアクセスコントローラ１４１、１４２のどちらに送信する必要があるかを判断する。
【００３７】
この実施形態は、マルチキャスト要素がマクロダイバシティを制御するラジオアクセスネットワークの中央要素であるという利点を示している。この結果、アクセスコントローラ１４１、１４２の複雑さが減少する可能性がある。それにも関わらずミクロダイバシティは、図２と関連して説明されているモバイルＩＰの実施形態の場合と同じように、アクセスコントローラ１４１、１４２の制御下にとどまる。
【００３８】
携帯電話の局在性情報はラジオアクセスポイントからもたらされる。パフォーマンスを向上させるために、１つのセルに以下の２つのゾーンが定義される。
データ転送が可能なゾーン
存在が検出される可能性があるより大きなゾーン
この情報は、事前送信を行う必要がある上位装置（中央集中または分散アーキテクチャ）に与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ミクロモビリティをサポートする非連続カバレッジのラジオアクセスネットワークの状況における本発明の一実施態様を示す図である。
【図２】マクロモビリティをサポートするモバイルＩＰベースの非連続カバレッジのラジオアクセスネットワークの状況における本発明の一実施態様を示す図である。
【図３】マクロモビリティをサポートする４Ｇ専用の非連続カバレッジのラジオアクセスネットワークの状況における本発明の一実施態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  コンテンツサーバ
１２  ホームエージェント（ＨＡ）
１２  マルチキャスト要素
１３  ＩＰネットワーク
１４、１４１、１４２  アクセスコントローラ
１５  送信ネットワーク
１６１、１６２、１６３、１６４  ラジオアクセスポイント
１７  端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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