JP4959726B2 - マルチメディア通信セッションの適応的シームレスモビリティに関する方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、モビリティ管理の分野、および、マルチメディア通信セッションをあるタイプのネットワークから別のタイプのネットワークへセッションのロスなく転送することに関する。

本特許出願は、ユーザーがＷｉＦｉアクセスネットワークとセルラー（ＣＤＭＡ／ＧＳＭ）アクセスネットワークとの間をローミングすることを可能にする新たなワイヤレスデュアルモード電話に関連する。デュアルモード電話がＷｉＦｉネットワークの範囲内にあるとき、該電話は、ＷｉＦｉモードで動作し、ネットワークアクセスにＷｉＦｉを使用する。デュアルモード電話が、ＷｉＦｉサービスエリアから離れてローミングするときはいつでも、該電話は、セルラーネットワークを通して通信を開始することになる。すなわち、デュアルモード電話はＷｉＦｉモードからセルラーモードに切り替わる。デュアルモード電話のユーザーが、セルラーネットワークにいた後、家／建物のＷｉＦｉネットワークに戻ると、該電話は、自動的にＷｉＦｉネットワークの使用を開始する。すなわち、デュアルモード電話は、セルラーモードからＷｉＦｉモードに切り替わる。

デュアルモード電話のユーザーがＷｉＦｉモードで操作していようとセルラー（ＣＤＭＡ／ＧＳＭ）モードで操作していようと、単一のディレクトリナンバー（ＤＮ）がデュアルモード電話に使用される。デュアルモード電話への／デュアルモード電話からの電話は、現在の電話のモードに応じてＷｉＦｉまたはセルラーネットワークを通して送られることになる。デュアルモード電話が通話中の間にモードを切り替えると、モード（アクセスネットワーク）は、電話の会話を妨げることなく、ユーザーに対して透過的に切り替えられることになる。

デュアルモード電話のＷｉＦｉアクセスネットワークおよびセルラー（ＣＤＭＡ／ＧＳＭ）アクセスネットワークの通信属性は、異なる可能性が高い。例えば、デュアルモード電話は、デュアルモード電話がどのアクセスネットワークを使用するかに応じて、異なる帯域幅へのアクセスを有する可能性がある。本特許出願の目的は、アクセスネットワークの機能（capabilities）に適するように通信セッション／呼（call）の属性を適合させることによって、デュアルモード電話のユーザーが十分に、利用可能なアクセスネットワークを利用できるようにする、適応的シームレスモビリティ（adaptive seamless mobility）のメカニズムを説明することである。例えば、デュアルモード電話がセルラーモードのときに、ビデオ機能のある電話（video capable phone）が、ビデオ機能のある該デュアルモード電話との呼を確立する場合を想定されたい。セルラーネットワークは、十分なアクセススピードを提供せず、適切にリアルタイムビデオ通信をサポートしないことが想定されるため、デュアルモード電話は、オーディオのみの呼を確立することになる。しかし、本発明によると、デュアルモード電話が、モードをブロードバンドＷｉＦｉモードに切り替えると、ユーザーの許可を取得した後、該デュアルモード電話は、オーディオ呼（audio call）を妨げることなく、自動的に１つまたは２つの方法のビデオ通信を追加することになる。対照的に、デュアルモード電話が、ＷｉＦｉモードからセルラーモードに切り替わると、呼のビデオ部分は除去され、オーディオ呼はそのまま残ることになる。

適応的シームレスモビリティは、ユーザーおよびサービスプロバイダーの両方に利益がある。ユーザーは、アクセス可能なワイヤレスネットワークが高機能の通信をサポートすることができるときはいつでも、改善された通信モードへのアクセスを獲得する。一方、サービスプロバイダーは、高帯域幅のメディアストリームを移送するのにセルラーネットワークのリソースに負担をかけることなく、セルラーネットワークと統合される高機能の通信サービスを生み出す源（revenue）を提供することが可能になる。上記のメカニズムを、他のアクセスネットワーク、例えばＥＤＣＥ、および双方向ビデオ通信以外の他のアプリケーション、例えばビデオの品質／サイズを利用可能なアクセスネットワークに適用する、ライブビデオストリーミングに汎用化することができることに留意されたい。

先行技術は、問題の一部分を解決するが本開示で説明される全ての解決策は提供しない技術に限定される。例えば、音声通話（voice call）に関する従来のワイヤレス（ＣＤＭＡまたはＧＳＭ）ネットワークとＩＰネットワーク（典型的にはＷｉＦｉ）との間のモビリティは、現段階では活発な産業活動を対象としている。以下の４つの取り組みが最も顕著である。
・３ＧＰＰのＶＣＣ（Ｖｏｉｃｅ Ｃａｌｌ Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ）
・３ＧＰＰ２のＶＣＩ（Ｖｏｉｃｅ Ｃａｌｌ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ）
・ＣａｂｌｅＬａｂｓのＰａｃｋｅｔＣａｂｌｅ２．０ ＶＣＩ
・３ＧＰＰのＵＭＡ（Ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）

ばらばらな先行技術のアプローチの問題の一部の例は、次の通りである。ユーザーがネットワークまたはデバイスをより良い機能に変更する場合、進行中のセッションは改善されない。一般に、ユーザーは、既存のセッションを終了させ、新しいネットワークまたはデバイスを使用して新しいセッションを開始する必要があるであろう。例えば、ある人が、ビデオをサポートしないセル方式の電話（cell phone）を使用するあるユーザーにビデオ呼（video call）を開始する。該ユーザーは（会話を通じて）、その人がビデオ呼に参加したいことがわかる。該ユーザーは、その人に、電話を切って、ビデオをサポートするデバイス（ビデオソフト電話など）にかけ直すように求める。したがって、本発明の目的は、以下の点を含む、この先行技術のアプローチの不都合な点を克服することである。
・上記の人とユーザーとの間の会話が中断される。
・新たな呼を始める不便さが、改善された通信（ビデオ通話など）の魅力を減少させる可能性がある。
・通信が２回の呼を必要とするので、上記の人またはユーザーは、１回の呼と比べて追加の料金を負担する可能性がある。
・ネットワークの状態は、１回目の呼と２回目の呼の間で変わることがあるため、２回目の呼が完了しない可能性がある。一般に、ネットワークが混雑している状態においては、進行中の呼が新しい呼の試みより優先される。
同様に、ユーザーがネットワークまたはデバイスをより劣る機能に変更する場合にも、先行技術には不都合な点が存在する。この解決なしには、セッションの改善された態様は、上記の人またはユーザーに対する通知なしにしばしば失敗するであろう。このアプローチの不都合な点には以下の点が含まれる。
・（変更していない）遠端のユーザーが、「改善されていない（unenhanced）」態様がまだ動作中であったとしても、変更を失敗と気づきセッションを終了させることがある。
・セッションの「改善された（enhanced）」態様が失敗するときにネットワークのリソースが適切にクリアされない場合のネットワークリソースの非効率的な使用。
・セッションに関してネットワークによって生成される課金データに、セッションの「改善された」部分が失敗したことが反映されない場合、両方のユーザーのうちの一方が不正確な請求（例えば、超過請求）をされることがある。
したがって、本出願の目的は、問題全体としてではないが問題の一部分のみを対処することにおいて、この先行技術の制限を克服することである。

本発明は、１つまたはそれ以上の異機種ネットワークを接続するバックボーンネットワークにおける適応的シームレスモビリティコントローラー（Adaptive Seamless Mobility Controller）の導入を通じて、異機種ネットワークにおけるマルチメディア通信の適応的シームレスモビリティのシステムおよび方法を説明する。このモビリティコントローラーは、１つまたはそれ以上の上記異機種ネットワーク間を遷移する、呼に関するシグナルおよび呼の状態を管理する。

本発明を、図１に示される適応的シームレスモビリティに関するアーキテクチャの抽象モデルの文脈に当てはめると理解することができる。２つのアクセスネットワークが示されている。ネットワークＹ１０は、ナローバンドであり、制限通信セッションの属性（limited communication session attribute）を許可する。例えば、ネットワークＹ１０は、ユーザー間のオーディオセッション（標準の音声通話）を可能にするセルラーＧＳＭネットワークを表すことができる。ネットワークＸ２０は、ブロードバンドであり、拡張通信セッションの属性（expanded communication session attribute）を許可する。例えば、ネットワークＸ２０は、ユーザー間のビデオおよびオーディオセッションを可能にするＷｉＦｉベースのブロードバンドＩＰネットワークを表すことができる。アクセスネットワーク１０および２０は、バックボーンＩＰネットワーク３０に接続される。アクセスネットワークがＩＰベースでない場合（例えば、ＧＳＭネットワーク）、２つのアクセスネットワークに及ぶ通信セッションのシグナル（signaling）およびメディアをブリッジするために、アクセスネットワーク２０とバックボーンネットワーク３０の間にゲートウェイ要素４０が必要とされる。

本発明の一実施形態を説明するために、ネットワークＸ２０がＩＰベースであり、ネットワークＹ１０がＩＰベースではないと仮定する。したがって、図１に示される１つのゲートウェイ要素４０のみが存在する。我々は、ネットワーク間の通信セッションのハンドオーバーを調整（orchestrate）するために、適応的シームレスモビリティコントローラー５０が、バックボーンネットワーク４０内に配置され、ユーザーデバイス５０および６０、およびゲートウェイの間のシグナルおよびコントロールを提供することを紹介する。

図１は、適応的シームレスモビリティのサービスに加入する２人のユーザー、ユーザーＡとユーザーＢのデバイスを示す。各ユーザー５０および６０は、２つの要素からなる複合デバイス（composite device）７０および８０を備えている。すなわち、それぞれデバイスＸ７２および８２、ならびにデバイスＹ７１および８１からなる、複合デバイス７０および８０を備えている。デバイスＹ７１および８１は、ネットワークＹで動作して、ネットワークＹに接続することができ、シグナルおよびメディアをネットワークＹ上で交換することができる。デバイスＹ７１および８１は、ネットワークＹ１０の制限された機能に従ってユーザーに関してネットワークＹ１０をトラバースする、通信セッションのコンテンツを処理することができる。同様に、デバイスＸ７２および８２は、ネットワークＸ２０で動作して、ネットワークＸ２０に接続することができ、シグナルおよびメディアをネットワークＸ２０上で交換することができる。デバイスＸ７２および８２は、ネットワークＸ２０の拡張された機能に従ってユーザーに関してネットワークＸ２０をトラバースする、通信セッションのコンテンツを処理することができる。

複合デバイスは、２つの形式をとることができることに留意されたい。すなわち、デバイスＸおよびＹがその中に組み込まれた実際の物理的デバイス、または２つの物理的デバイスの論理的なグループ化にすぎないもの、の２つの形式をとることができる。前者の場合、デバイスＸおよびＹは、ユーザーに対して可視ではなく、単一の複合デバイス（例えば、デュアルモード電話）のコンポーネントとして実装される。後者の場合、ユーザーは、連携して適応的シームレスモビリティサービスをユーザーに提供する、２つの別個のデバイスＸおよびＹを取り扱う。例えば、デバイスＹは通常の携帯電話とし、デバイスＸはユーザーのＰＣにインストールされたビデオソフト電話とすることができる。

各ユーザーがネットワークＸまたはＹへのアクセスを有するか否かに応じて、ユーザーＡとＢとの間の通信セッションには４つの可能なタイプがある。すなわち、両方のユーザーがネットワークＹに接続している場合、ユーザーＡがネットワークＸ、ユーザーＢがネットワークＹに接続している場合、ユーザーＡがネットワークＹ、ユーザーＢがネットワークＸに接続している場合、両方のユーザーがネットワークＸに接続している場合の４つである。

２人のユーザー間のエンドツーエンドの通信セッションの属性は、ユーザーがアクセスしたネットワークによって提供される機能の交点（intersection）によって決定される。例えば、オーディオをサポートするネットワークＹ１０と、ビデオおよびオーディオをサポートするネットワークＸ２０との場合において、機能の交点は、２つのネットワークの機能の最小公分母（common lowest denominator）と同等である。両方のユーザーがネットワークＸ２０に接続している場合、ビデオおよびオーディオが可能である。いずれかのユーザーがネットワークＹに接続している場合、他のユーザーは高速のネットワークＸに接続している可能性があるという事実にもかかわらず、オーディオのみがエンドツーエンドが可能である。この議論は、２つのネットワークの機能に依存する、オーディオまたはビデオ以外の他の形式の通信に当てはまる。

図１は、２つの代表的な場合のユーザーＡとＢの間の通信セッションの遷移を示す。元の状態では、ネットワークＹ１０に接続しているユーザーＡおよびネットワークＸ２０に接続しているユーザーＢとの間に、進行中の通信セッション１２がある。この通信セッション１２は、図１では実線で示されている。上述したように、通信セッションの属性は、ネットワークＹの機能（例えば、オーディオのみ）によって決定される。ユーザーＡは、ユーザーＡのデバイスＹによってネットワークＹに接続しているように表されており、同様にユーザーＢは、ユーザーＢのデバイスＸによってネットワークＸに接続されているように表されている。通信セッション中のあるポイントにおいて、ユーザーＡがネットワークＸ１０のサービスエリアに入る（例えば、ＷｉＦｉホットスポットに入る）。このことは、バックボーンネットワーク３０に配置された適応的シームレスモビリティコントローラー５０によって調整されるシグナルを介して実装される変換（transformation）を、トリガする。このシグナルのハイレベルな表示を図２に示す。図１は、この変換の最終的な結果、すなわち、同じネットワークＸ２０における２人のユーザー間の適応済み通信セッション（adapted communication session）を示す。ユーザーＡは、ユーザーＡのデバイスＸ７２によって適応セッション２２内に表されており、デバイスＹ７１はもはやユーザーＡの通信をサポートしてない。適応セッション２２は、図１では太実線で図示されている。元の線と適応済みのものの線との太さの違いは、拡張通信セッションの属性を表す。

適応的な変換の主旨および本発明の要点は、適応的シームレスモビリティコントローラー５０を使用して、通信セッションが自動的に拡張し、ユーザーがネットワークＸ２０へのアクセスを獲得する前は不可能であった（ビデオコンポーネントなどの）新しい属性を含むことを可能にすることである。このことは、新しいエンドツーエンドネットワークパスの異なる（改良された）機能を利用することなく同じ通信セッション属性を維持することを目指す、先行技術のモビリティ技法とは対照的である。

本発明の一実施形態では、セッション属性を、完全に自動化された手法に適合させることができるが、別の実施形態では、セッション属性を、そうすることにユーザーの許可を必要とする手法に適合させることができる。処理を許容する許可を最適化して、サービスをより人間工学的なもの、例えば、ユーザーのデバイスに対するシングルクリックのみを必要とするものにすることができる。代替的には、処理を許容する許可を、ユーザーにより予め設定されたポリシーによって管理して、ハンドオーバー中にユーザー介入なく自動的に生じさせることができる。

ユーザーＡがネットワークＸ２０のサービスエリアを離れると、逆変換（reverse transformation）が起こることとなり、適応的シームレスモビリティコントローラーによって再び調整される。該変換の最終的な結果は、ネットワークＹの機能によってサポートされる通信セッション属性を縮小させることになる（例えば、ビデオコンポーネントを除去して、オーディオコンポーネントを維持する）。

これらの２つの事例（ユーザーＢはネットワークＸに接続しており、ユーザーＡはネットワークＹからＸに移動して戻る）は、本発明、すなわちシームレスモビリティの適応的な態様を表現するのに十分である。他の事例は、通信セッション属性が同じままであり適応しない従来のシームレスモビリティに該当する。例えば、このことは、ユーザーＡおよびＢが両方ともネットワークＹに接続しており、ユーザーＡがネットワークＸに移動するときの事例を指す。本発明にかかる本適応的シームレスモビリティコントローラー５０によって使用される特定のシグナルは、ネットワークＸ２０およびＹ１０の属性および特性に依存することとなる。

図２は、機能性を表すフローを図示する。図２は、元の通信セッション（ステップ１、実線）および適応通信セッション（ステップ８、太実線）を示す。この間には、ユーザーデバイスと、適応的シームレスモビリティコントローラー５０と、ゲートウェイ４０との間で交換される抽象シグナルメッセージ（abstract signaling message）がある。ネットワークＸおよびＹに利用される具体的な技術への実際のマッピングは、さらなるメッセージ（例えば、確認応答（acknowledgement））の追加を必要とすることがあることに留意されたい。しかしながら、これらの追加の具体的なメッセージは、本発明に関連するフローの本質には影響を与えないであろう。ネットワークＸがＩＰベースであり、ネットワークＹがＩＰベースでないと仮定しているので、適応的シームレスモビリティコントローラー５０は、デバイスＸ７２および８２に直接、デバイスＹ７１および８１にゲートウェイ４０を介して間接的にシグナル通知をすることに留意されたい。

図２に注目すると、適応的ハンドオーバーは、ユーザーＡのデバイスＸ７２によって開始される。実際の実装においてこのステップは、コントローラーが、シグナルの長さ、サービスの品質、ハンドオーバーとハンドバックのサイクルの揺れを防止するしきい値レベルなどの問題を考慮して、デバイスがハンドオーバーの開始の決定に達することを助けることを通して、ユーザーのデバイスと適応的シームレスモビリティコントローラー５０との間のメッセージの交換によって始まることがある。いずれにしても、ユーザーのデバイスが最終的に、通信セッション属性と適応されたセッションをサポートするアドレス情報とを適応させる要求を含むハンドオーバー要求を、適応的シームレスモビリティコントローラー５０に送出すること次第である。該デバイスは、そのような適応が望まれない場合、適応なしに従来のシームレスモビリティ・ハンドオーバーを要求することもある。適応は、該デバイスが、技術的理由のために適応済み通信セッションの属性（例えば、ビデオ）をサポートすることができない場合、またはユーザーのポリシーが、適応が起こるべきではないと示している場合に望まれないことがある。

本解決策は、ユーザーが使用中の特定のデバイスの機能だけでなく、セッションに関与している各ユーザーに役立つアクセスネットワークの機能に関する概観（view）を提示する、ネットワークベースの適応的シームレスモビリティコントローラー５０を提供する。ユーザー装置が、異なるアクセスネットワークおよび対応するデバイスを使用することにより、例えば音声接続にビデオ接続を加えることを含むセッションの適応を通して通信を改善する機会を識別すると、ネットワークベースの適応的シームレスモビリティコントローラーは、ドメインを越えたシームレスハンドオーバーを提供することに加えて、セッションに必要なエンドツーエンド機能を決定し、セッション特性の適応を調整する。

本発明の原理を適用することができる様々な実施形態の概観において、説明される実施形態は例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものとして受け取られるべきものではないことを理解されたい。例えば、図２に図示されるステップは、説明した以外の他の順序とすることができる。特許請求の範囲は、説明される順番または要素を限定してその趣旨を提示したものとして読まれるべきである。したがって、特許請求の範囲の範囲内および精神内にある全ての実施形態、およびこれらと等価なものを、本発明として特許請求する。

本発明にかかる適応的シームレスモビリティに関するハイレベルなアーキテクチャを示す図である。 セッション属性の適応を用いた通信セッションのハンドオーバーを示すハイレベルな呼出しのフローを示す図である。

Claims (4)

1. ある通信属性のセットを有する第一のネットワークから、異なる通信属性のセットを有する第二のネットワークへ、セッションのロスなくマルチメディア通信セッションの転送を可能にする方法であって、
   前記第一のネットワークのユーザーのデバイスから、前記第一のネットワーク上の前記通信セッションを前記第二のネットワークにハンドオーバーする要求を受け取るステップと、
   前記通信セッションの通信属性を前記第二のネットワークの機能に適応する通信属性へと修正することを、前記第二のネットワークのユーザーのデバイスが許可するかどうかを確認するステップと、
   前記第二のネットワークに前記通信セッションをハンドオーバーするステップであって、前記第二のネットワークのユーザーのデバイスによって前記通信属性の修正が許可されたとき、前記第二のネットワークの機能と一致するように前記通信セッションの前記通信属性を修正して、前記第二のネットワークに前記通信セッションをハンドオーバーし、前記通信属性の修正が拒否されたとき、前記通信セッションの前記通信属性を修正することなく、前記第二のネットワークに前記通信セッションをハンドオーバーするステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. デュアルモード携帯電話を第一のモードで操作している第一のユーザーと、デュアルモード携帯電話を第二のモードで操作している第二のユーザーとの間に通信セッションが確立されているとき、前記第一および第二のユーザーの間に確立された前記通信セッションをシームレスに移動させる方法であって、
   前記第一のユーザーが、前記第二のモードによるアクセスが可能なネットワークの環境内に移動すると、前記通信セッションを前記第二のモードを使用する第二のネットワークに移動させるように、前記ネットワークに要求を送信するステップと、
   前記通信セッションの通信属性を前記第二のネットワークの機能に適応する通信属性へと修正することを、前記第二のユーザーが許可するかどうかを確認するステップと、
   前記第二のユーザーによって前記通信属性の修正が許可されたとき、前記ネットワーク内のモビリティコントローラーにおいて、前記第二のネットワークの機能に適応するように前記通信セッションの通信属性を修正し、前記第一のユーザーの前記携帯電話に対して前記第二のモードが使用可能になるように、前記通信セッションを前記第二のネットワークに移動させるステップと、
   前記第二のユーザーによって前記通信属性の修正が拒否されたとき、前記通信セッションの前記通信属性を修正することなく、前記通信セッションを前記第二のネットワークに移動させるステップと
   を含むことを特徴とする方法。
3. 前記第一のネットワークは、セルラーアクセスネットワークであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記第二のネットワークは、ＷｉＦｉネットワークであることを特徴とする請求項３に記載の方法。

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