(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファジー論理によって、ユーザが第１のネットワークおよび第２のネットワークをまたがっているときに、前記第１のネットワークとの通信および前記第２のネットワークとの通信の間で無線ユーザを切り替える方法であって、
ａ）  ユーザコストおよびネットワークコストのバランスをとる切り替え決定を行うのに使用される複数の入力を選択するステップであって、前記入力は、
ユーザのアプリケーションサービス品質（ＱＯＳ）要求を含むユーザコストに影響を与える入力、
ユーザサービス申し込み詳細、並びに、
前記第１のネットワークの状態、前記第２のネットワークの状態、および現在ユーザにサービスをしているネットワークである前記第１のネットワークからもう１つのネットワークである前記第２のネットワークへ切り替えるコストを含むネットワークコストに影響を与える入力
から構成されるグループの中から選択されていることと、
ｂ）  ステップ（ａ）において選択された入力を、メンバーシップ値へ分類するステップであって、前記メンバーシップ値は０から１までの範囲の値を持つメンバーシップ関数の結果値であり、前記メンバーシップ関数に対応するファジー集合に属する度合いを示しており、前記複数の入力の各々に対する言語表現の変数に関連付けられていることと、
ｃ）  前記メンバーシップ値に対して、あらかじめ定められた一組のルールを適用することによって、切り替えの必要性を表す出力メンバーシップデータを生成するステップであって、前記メンバーシップデータは前記切り替えの前記必要性を表す言語によるファジー推論結果であることと、
ｄ）  ステップ（ｃ）において得られた前記出力メンバーシップデータに基づいて実行可能な出力を与えるステップであって、前記切り替え決定は前記実行可能な出力に応答していることと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）は、遅延、忠実性および安全性を含む前記アプリケーションＱＯＳ要求を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ａ）は、優先順位および追加コストを含む前記ユーザサービス申し込み詳細を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（ａ）は、前記第１のネットワークおよび前記第２のネットワークの各々の前記状態に対して、負荷および所望のＱＯＳに対するコストを選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ａ）は、前記切り替えるコストの中において、アプリケーション実行における遅延および移行時におけるチャネル使用率の非効率性を含む入力をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ａ）は、前記入力を保存するステップをさらに備え、前記ステップ（ｄ）は保存された過去の入力と現在の入力との比較にさらに基づいて実行可能な出力を与えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ファジー論理によって、ユーザがネットワーク間をまたがっているときに、第１のネットワークとの通信から第２のネットワークとの通信へ無線ユーザを切り替える妥当性を判断する装置であって、
ａ）  前記第１のネットワークと前記第２のネットワークの入力状態に関連した入力を受信するユニットと、
ｂ）  切り替え動作を実行する前記妥当性を決定する要因となる現在の入力状態に基づいて、メンバーシップ値を生成するファジー化手段であって、前記入力の１つはユーザサービス申し込み詳細であり、前記入力の少なくとももう１つはネットワーク要因と関連しており、アプリケーションサービス品質（ＱＯＳ）要求、前記第１のネットワークの状態、前記第２のネットワークの状態、ユーザにサービスをしているネットワークである前記第１のネットワークからもう１つのネットワークである前記第２のネットワークへ切り替えるコストからなるグループの中から選択され、前記メンバーシップ値は０から１までの範囲の値を持つメンバーシップ関数の結果値であって、前記メンバーシップ関数に対応するファジー集合に属する度合いを示しており、前記複数の入力の各々に対する言語表現の変数に関連付けられていることと、
ｃ）  前記ファジー化する手段からの前記メンバーシップ値にあらかじめ定められた一組のルールを適応し、ユーザ要因およびネットワーク要因のバランスをとって、切り替えの必要性を表す出力メンバーシップデータを生成するルール段階であって、前記メンバーシップデータは前記切り替えの前記必要性を表す言語によるファジー推論結果であることと、
ｄ）  前記ルール段階からの前記出力メンバーシップデータに応答して、前記第１のネットワークとの通信から前記第２のネットワークとの通信へ無線ユーザの前記切り替え動作を決定する非ファジー予測である実行可能な出力を生成する非ファジー化手段と
を備えたこと特徴とする装置。
【請求項８】
切り替え要求に応答して、前記非ファジー化手段によって決定された動作を実行する制御装置をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記受信するユニットは、入力を保存するユニットをさらに含み、
前記ファジー化手段は、前記メンバーシップ値を生成するのをさらに助けるために、前記保存された入力と現在の入力とを比較するユニットをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記入力は、アプリケーションサービス品質（ＱＯＳ）要求、ユーザサービス申し込み詳細を含む加入者データ、ならびに前記第１のネットワークの状態、前記第２のネットワークの状態、および現在ユーザにサービスをしているネットワークである前記第１のネットワークからもう１つのネットワークである前記第２のネットワークへ切り替えるコストを含むデータから構成されるグループの中から選択されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記アプリケーションサービスＱＯＳ要求は、遅延、忠実性および安全性を含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ユーザサービス申し込み詳細は、優先順位および追加コストを含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
ネットワークの前記状態に対して、選択することは、負荷と所望のＱＯＳに対するコストを含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記入力は、前記切り替えるコストの中において、アプリケーション実行における遅延および移行時におけるチャネル使用率の非効率性を含む入力をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
ファジー論理によって、第１のネットワークとの通信から第２のネットワークとの通信へ無線ユーザを切り替える装置であって、
切り替え決定を行うのに使用される複数の入力を選択するユニットであって、前記入力の１つは、ユーザ要因に関連するユーザサービス申し込み詳細であり、前記入力の少なくとももう１つは、ネットワーク事項に関連する要因であって、アプリケーションサービス品質（ＱＯＳ）要求、前記第１のネットワークの状態、前記第２のネットワークの状態、現在ユーザにサービスをしているネットワークである前記第１のネットワークから他のネットワークである前記第２のネットワークへ切り替えるコストから構成されるグループの中から選択されていることと、
前記入力を選択するユニットおいて選択された入力を、メンバーシップ値へ分類するユニットであって、前記メンバーシップ値は０から１までの範囲の値を持つメンバーシップ関数の結果値であり、前記メンバーシップ関数に対応するファジー集合に属する度合いを示しており、前記複数の入力の各々に対する言語表現の変数に関連付けられていることと、
前記メンバーシップ値にあらかじめ定められた一組のルールを適用することによって、切り替えの必要性を表す出力メンバーシップデータを与えるユニットであって、前記メンバーシップデータは前記切り替えの前記必要性を表す言語によるファジー推論結果であることと、
前記メンバーシップデータに基づいて実行可能な出力を与えるユニットであって、前記切り替えは前記実行可能な出力に応答していることと
を備えたことを特徴とする装置。
【請求項１６】
前記選択するユニットは、遅延、忠実性および安全性を含む前記アプリケーションＱＯＳ要求を選択するように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記選択するユニットは、優先順位および追加コストを含む前記ユーザサービス申し込み詳細を選択するように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記選択するユニットは、前記第１のネットワークおよび前記第２のネットワークの各々の前記状態に対して、負荷および所望のＱＯＳのためのコストデータを選択するように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記選択するユニットは、前記切り替えるコストの中で、アプリケーション実行における遅延および移行時におけるチャネル使用率の非効率性を含む入力をさらに選択するように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記選択するユニットは、前記入力を保存するように構成され、前記実行可能な出力を与えるユニットは、保存された過去の入力と現在の入力との比較をするユニットにさらに基づいていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＬＡＮ−ＷＡＮ間の切り替えに関する。特に、本発明はオペレータ基準とユーザ基準とバランスを考慮した上記切り替えを手助けする方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザおよびサービス運用者は、通信システムにおいてリンク資源を最適に使用するために対立する視点を持っている。例えば、ユーザはその視点からすれば、最も安いコストでしかし最高のサービス品質（ＱＯＳ）を望む。一方、サービス運用者の視点からすれば、典型的には最も安いか最小の費用ですむサービスを提供し、大多数の加入者が満足するようにほどほどのＱＯＳとセキュリティを提供することを望む。サービス運用者とユーザとの間においては、その目的において対立しているのに加え、これらのグループ内の各々においても、現にそれぞれの要求に従った対立がある。例えば、ユーザにとって最低コストはあまり安全ではないだろう。同様に、ユーザアプリケーションをサポートする「ほどほどのＱＯＳ」は、サービス提供者の観点から収益を最大化する全体的な目標を達成するのには、最適ではないだろう。
【０００３】
今日、システムは、システム間において切り替えをすべきかどうかについての固定された切り替えのトリガー条件を仮定するように制限されている。このようないつ切り替えるかまた切り替えないかの固定された条件は、予期される動作シナリオの数少ない特定のシミュレーションの上に、置かれている。このような切り替え判断は、システムの負荷が軽い場合やネットワークがモデル化したシナリオ通りに動作している場合には、適切である。一方、このような固定された条件は、負荷のかかった現実のシステムにおいて起こる無数の他のシナリオや、発達しているサービスアプリケーションを考慮していない。
【０００４】
リンクを決定する一つの典型的な方法は、入力と出力とこれらの複雑な関係の間の正確な数学的関係を決定することを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パラメータが使用された式の範囲外になった場合は、システムは非常に非効率的になり、最悪の場合ネットワークは例えば過剰な切り替えや低い資源利用率によって不安定になり得る。システムの安定性を維持し、ある最適化目標に向けて努力するための調整は、非常に複雑であり時間がかかる。本質的に安定であり、変化しているまたは予測できない状態にも敏感に反応し、必要なときには簡単に修正できる決定プロセスを必要としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの特性が、ＷＬＡＮとＷＡＮの間の切り替えを制御する方法及び装置を提供することにより実現される。入力データがファジー化プロセスを経ることにより、入力を言語による変数が関連付けられたメンバーシップ値に分類するファジー論理設計によって実装されている。ルールエンジンは、メンバーシップ値に対して動作して、出力メンバーシップデータを出力する。ルールエンジンの出力は、実行可能な結果を生成するために、非ファジー化を経る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明およびその目的、その効果は、以下の図面を参照することによって最もよく理解されるだろう。以下の図面においては、同じ要素には、同じ数字が付されている。
図１は、ネットワークＡとネットワークＢとの間で切り替えを行うような判定プロセスを達成するファジー論理設計システムを示す図である。入力データは、ファジー化プロセス１２に入力される。典型的な入力データ１２ａは、以下のタイプの情報が、これには限られないが、含まれる。
【０００８】
アプリケーションサービス品質（ＱＯＳ）要求条件、例えば、遅延、忠実性、安全性。
【０００９】
ユーザのサービス申し込み詳細、例えば、優先順位、追加費用。
【００１０】
ネットワークＡの状態、例えば、負荷や要求されるＱＯＳに対するコスト。
【００１１】
ネットワークＢの状態、これは、実質的にはネットワークＡの状態と同じタイプの基準が組み込まれている。
【００１２】
現在のネットワーク、例えばネットワークＡから、別のネットワーク、例えばネットワークＢへ切り替えるコスト。これらのコストは、例えばアプリケーション実行の遅延や移行時のチャネル使用率の非効率性などを含む。
【００１３】
入力データは、ファジー化プロセス１２に入る。入力データは。関連する言語による変数に関連付けられたメンバーシップ値へ分類される。入力データは、ファジー化ステージ１２に関連付けられた記憶手段（示されていない）に記憶され、例えば、現在の値と過去の値との比較が行われる。
【００１４】
図２は、入力メンバーシップ集合を示している。入力メンバーシップ関数は、以下を含む。
【００１５】
現在のネットワークにおいて使用できる（usable in present network）
可能なネットワークにおいて使用できる（usable in possible network）
コスト対ユーザに関しては、図３は、ネットワークに対する現在のコストと可能なコストとの比を示している。コスト対ネットワークに関しては、図３は、現在のコストと可能なコストとの比も示している。
【００１６】
ルールエンジン１４は、メンバーシップ値に作用して、出力メンバーシップデータを生成する。図４は、切り替える必要性の有用性(usability need to switch）を示している。
【００１７】
下記のルールは、ルールエンジン１４の一例である（典型的には言語によるルールと呼ばれる）。
【００１８】
ルールの結果を初期化して、切り替える必要性の有用性（usability need to switch）は低いと仮定する。
【００１９】
適用されるルール：
ＩＦ（現在のネットワークにおいて使用可能である  が低い（図２）  ＡＮＤ  可能なネットワークにおいて使用可能である  が中程度または高い（図２））  ＴＨＥＮ  切り替える必要性の有用性は  高い
ＩＦ（現在のネットワークにおいて使用可能である  が中程度である  ＡＮＤ  可能なネットワークにおいて使用可能である  が高い）  ＴＨＥＮ  切り替える必要性の有用性は  中程度である
ルールエンジン１４の出力は、「非ファジー化」プロセス１６の段階を経て、１６ａで
実行可能な結果を生成する。
【００２０】
以下に一例を示す。
【００２１】
判定を初期化する
切り替えの判定  ＩＳ  いいえ（集合のクリスプバイナリ変数｛はい、いいえ｝）
判定が  はい  に設定されるべきかを決定する
ＩＦ  （切り替える必要性の有用性  ＩＳ  高い）  
ＴＨＥＮ  切り替え判定  ＩＳ  はい；  ＥＸＩＴ
ＩＦ  （切り替える必要性の有用性  ＩＳ  中程度である）
ＩＦ  （ユーザに対するコスト  ＩＳ  より低い  ＯＲ  ネットワークに対するコスト  ＩＳ  より低い）
ＴＨＥＮ  切り替え判定  ＩＳ  はい；ＥＸＩＴ
ＥＬＳＥ  いずれに対してもコスト便益ではない  ＥＸＩＴ
ＥＬＳＥ  切り替える必要性の有用性  ＩＳ  低い
ＩＦ  （ユーザに対するコスト  ＩＳ  より低い  ＡＮＤ  制御ネットワークはより低い）
ＴＨＥＮ  切り替え判定  ＩＳ  はい：  ＥＸＩＴ
ＥＬＳＥ  両方に対してコスト便益でない数  ；  ＥＸＩＴ
【００２２】
上記で概説したメンバーシップ集合とルールは、可能性の一例である。ファジー論理は、要求されるシステム動作をすばやく強化できるように、さらに追加の入力、ルールおよび出力を直接的な方法で使用することが簡単にできる。
【００２３】
このタイプのシステムは、ユーザとシステム運用者の両方に対して、各々の最も重要な動作特性を決定する手段を提供するのにも役立つ。これらの目標が相反するものであっても、適切なメンバーシップ関数の集合がシステムの合理的な安定した動作をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ファジー論理設計を採用し、本発明の原理を実現した装置のブロック図である。
【図２】現在のネットワークにおいて使用できるおよび可能なネットワークにおいて使用できるとメンバーシップ関数の関係を示すプロットである。
【図３】現コスト対ユーザとコスト対ネットワークと、メンバーシップ関数の関係を示すプロットである。
【図４】切り替える必要性の有用性に対するメンバーシップ関数に関係するプロットである。
【図１】
0004227096.tif 000002
【図２】
0004227096.tif 000003
【図３】
0004227096.tif 000004
【図４】
0004227096.tif 000005