JP5415625B2 - 通信ネットワークにおけるデータトラフィック制御 - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークにおけるデータトラフィック制御の分野に関するものである。

移動通信ネットワークは、そのユーザと別のユーザとが通信するための方法としてますます一般的になってきる。移動体加入者の数は、加入者に利用可能なアプリケーションおよびメディアコンテンツの増加に伴い増えており、各加入者が送受信するデータトラフィックの量も増えている。加入者の数の増加とデータトラフィックの増加は、移動通信ネットワークに負担をかけるものである。移動ネットワークは、地理的エリア（例えば、セル）毎にその容量に制限があるので、データトラフィックのためのリソースの分散には注意を要する。

移動ネットワーク内のデータトラフィックの量が一定の限界を超えると、移動ネットワークは輻輳状態になり得る。これは、利用可能な無線リソースばかりか他のリソースも有限であるからである。データが欠落するあるいは遅延する場合には、輻輳は、加入者が受けるサービスの品質に影響を与える。また、輻輳は、ネットワークによって搬送されるトラフィックの全体量に影響を与え得る。これは、ピーク時のアクセスレートをより低くするアプリケーションでは、空き容量が存在する場合には、時折、補償することができなくなる可能性があるからである。

いくつかのクライアントアプリケーションは、数秒、数分あるいは数時間までさえの遅延を許容することができる。例えば、加入者は、後で視聴するために映画をダウンロードしたい場合がある。加入者は、ダウンロード開始前のネットワーク内の輻輳が存在しない時点まで待機して、より高速のダウンロードレートを得ることを補償することができる。マシーン間（Ｍ２Ｍ）アプリケーションでは、ネットワーク内に輻輳が存在しない場合の期間に対する送信を遅延するための計測結果をレポートするセンサを許容することができる。第３の例には、キープアライブメッセージを定期的に生成するアプリケーションがある。キープアライブメッセージは数時間、遅延することはできないが、典型的には、アプリケーションに悪影響を与えることなく、数秒間遅延することはできる。遅延を許容することができるデータトラフィックの更なる例には、加入者に対する通常のニュースの更新がある。

ネットワークリソースを最適に利用するために、また、加入者が遅延を許容できないデータトラフィック（例えば、ライブメディアストリーム）を送受信する場合に要求される最高のサービス品質（ＱｏＳ）をすべての加入者が受けることを補償するために、輻輳期間にある程度の遅延を許容することができるデータトラフィックの送信を回避することによって輻輳を低減し、かつ、代わりに、低トラフィック期間にそのようなデータトラフィックを送信することが有用となる。

輻輳の問題に対処する単純な方法は、ネットワークオペレータに対して、自身のネットワークを更新させ、そして、データトラフィックの増加に対処するためのより広い帯域幅とハードウェアを提供することである。このソリューションは、費用がかかる。

この問題に対処するための別の周知の方法は、帯域幅集約として知られる一定のタイプのデータトラフィックを制限することである。例えば、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）データトラフィックは、典型的には、大量のリソースを消費して、ウェブブラウジングのような他のアプリケーションのためのリソースを利用不可能にしてしまう。そのため、オペレータは、通常は、自身のシステムに一定のツール／ロジック／ポリシーをインストールする。このシステムでは、一定時間の輻輳中にはＰ２Ｐトラフィックを抑制する。これは、Ｐ２Ｐトラフィックに利用可能な総帯域幅量を、一定時間の輻輳期間中に特定のセルのユーザにすべてに対して相対的に低い値に制限することによって機能する。

Ｐ２Ｐの抑制に伴う問題は、トラフィックのクラス全体に実行されてしまうこと、また、個々の加入者、セル、あるいは時刻単位で実行されないことである。代わりに、この抑制は、一定時間期間中にすべてのセル内のすべての加入者に適用される。Ｐ２Ｐトラフィックは動的に抑制されないので、輻輳を考慮することができない、あるいは一定時間期間外の期間のＱｏＳ低下を考慮することができない。

国際公開第２００５／０２２９４１号に記載される、輻輳の問題を軽減するための別の方法は、さほど緊急を要さないオブジェクトのダウンロードに対するダウンロード時間を明示的に定義することである。このダウンロード時間は、ユーザによって手動で、例えば、輻輳が低い可能性が高い夜間に前もって設定される。いくつかのオペレータは、トラフィックが低い期間にデータトラフィックをスケジュールするユーザに対しては報奨金を提供している。例えば、分単位で課金を行う移動ネットワークでは、日中よりも輻輳が低い可能性が高い夜間に、価格がより低くなっているのが通常である。

多くの加入者は、手動で、単純に、低トラフィック時間期間に自身のデータトラフィックをスケジュールして、高速のデータトラフィックレートを獲得している。例えば、データ転送速度は早朝の時間帯がより速いことに気付いているＰ２Ｐユーザは、それに従って、自身のＰ２Ｐアプリケーションをスケジュールすることができる。

遅延を行うダウンロードメカニズムは、加入者による、輻輳が低い時間の知識、あるいは分単位の課金が低い時間の知識に依存する。ダウンロード時間が前もって設定されている場合、その設定されている時間に輻輳が発生しないことの保証はない。

本発明の目的は、遅延を許容することができるデータトラフィックの送受信をスケジューリングするためのメカニズムを改良することによって、移動ネットワークの加入者に対する輻輳を低減し、かつＱｏＳを維持することである。

本発明の第１の態様に従えば、通信ネットワークにおいて使用するためのクライアントデバイスが提供される。このクライアントデバイスは、遅延耐性データトラフィックを取り扱うためのアプリケーションと、前記通信ネットワークに配置されているサーバから許可付与メッセージを受信するための受信機が提供される。この許可遅延メッセージは、遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されていることを前記アプリケーションに通知する。前記アプリケーションは、前記許可付与メッセージを受信することの結果として、遅延耐性データトラフィックを送受信するように構成されている。このようにして、遅延耐性としてマークされているデータトラフィックだけが、クライアントデバイスがサーバからの許可を受信する場合にそのクライアントデバイスによって送受信され、そうすることで、輻輳が最初化される。これは、サーバは、その輻輳期間中に許可を付与しなくて済むことになるからである。

オプションとして、前記クライアントデバイスは、前記クライアントデバイスが属するクライアントデバイスのセットを識別する情報を、前記許可付与メッセージが含んでいるかどうかを判定し、前記許可付与メッセージが前記クライアントデバイスが属するクライアントデバイスのセットを識別する情報を含んでいる場合には、前記アプリケーションに遅延耐性データトラフィックを取り扱うことを許可するように構成されているプロセッサを有する。これは、サーバに、どのクライアントが遅延耐性トラフィックを送受信することができるかどうかを「マスク」することを可能にし、そうすることによって、遅延耐性データを同時に送受信することによってネットワークがフラッディングしてしまうことをすべてのクライアントデバイスから防止する。

遅延耐性トラフィックは、遅延耐性としてクライアントデバイスのユーザによってマークされても良い。選択的には、トラフィックのクラス全体が、クライアントデバイスのユーザによって選択される加入あるいはその他のオプションに依存して遅延耐性としてマークされても良い。

クライアントデバイスの例には移動端末があるが、クライアントデバイスはデータを送受信する任意のタイプのクライアントデバイスであっても良いことが理解されるであろう。このクライアントデバイスには、例えば、パーソナルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント、セットトップボックス、マシーン間ネットワークデバイス等がある。

本発明の第２の態様に従えば、通信ネットワークにおいて使用するためのサーバが提供される。このサーバには、ネットワーク状態が遅延耐性データトラフィックを送信するために適していることを判定するためのネットワーク判定機能が提供される。適切な状態には、例えば、耐用可能な輻輳あるいはパケット損失の度合いが含まれる。遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されていることをクライアントデバイスへ通知するための許可メッセージを生成するためのメッセージ生成機能が提供され、また、前記許可メッセージを前記クライアントデバイスへ送信するための送信機が提供される。

前記メッセージ生成機能は、オプションとして、前記許可メッセージに更なる情報を含めるように構成されている。前記更なる情報の例には、許可時間期間、アップリンク方向及びダウンリンク方向の少なくとも一方における最大データレート、アップリンク方向及びダウンリンク方向の少なくとも一方における遅延耐性データトラフィックによって使用可能な最大帯域幅、遅延耐性データトラフィックのタイプ、及び遅延耐性データトラフィックが送受信され得る位置を含んでいる。前記位置は、地理的位置、地域、及び１つ以上のネットワークセルの内の１つから選択される。

遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可される場合のネットワークのフラッディングを軽減するために、サーバには、オプションとして、クライアントデバイスの大規模プールからクライアントデバイスのセットを選択し、また、前記許可メッセージを前記選択されたセットのクライアントデバイスへ送信する、あるいは、前記クライアントデバイスのセットを識別する情報を前記許可メッセージに含めるためのクライアントデバイスマスキング機能が提供され、そうすることで、前記許可メッセージがブロードキャストされる場合に、前記許可メッセージは、前記選択されたクライアントデバイスのセットに属する前記クライアントデバイスに対してのみ有効になる。

前記サーバは、オプションとして、前記クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示す指示を前記クライアントデバイスから受信するための受信機と、前記クライアントデバイスのアイデンティティと、前記クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示す指示とを記憶するためのメモリとを備える。これは、前記クライアントデバイスに、送受信するための遅延耐性データトラフィックを有していることを前記サーバに登録することを可能にし、そうすることで、前記サーバの前記送信機は、データベースにおいて識別される前記クライアントデバイスにのみ前記許可メッセージを送信するように構成することしか必要としない。これは、シグナリングを削減する。

前記サーバはスタンドアローンサーバであっても良く、基地局のような他のネットワーク要素の一部であっても良い。

本発明の第３の態様に従えば、通信ネットワークにおけるデータトラフィックを制御する方法が提供される。前記サーバは、ネットワーク状態が、遅延耐性データトラフィックを送信するために適していることを判定し、前記判定の結果として、遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されていることを通知する前記許可メッセージを、少なくとも１つのクライアントデバイスへ送信する。

前記許可メッセージは、オプションとして、特定のクライアントデバイスへのユニキャスト、特定の複数のクライアントデバイスへのマルチキャスト、前記サーバによってサービスが提供されている前記通信ネットワークにおけるクライアントデバイスのすべてへのブロードキャストの内の１つとして送信される。

オプションとして、前記許可メッセージは、更なる情報を含んでいる。前記更なる情報の例には、許可時間期間、アップリンク方向及びダウンリンク方向の少なくとも一方における最大データレート、アップリンク方向及びダウンリンク方向の少なくとも一方における遅延耐性データトラフィックによって使用可能な最大帯域幅、遅延耐性データトラフィックのタイプ、及び遅延耐性データトラフィックが送受信され得る位置を含んでいる。前記位置は、地理的位置、地域、及び１つ以上のネットワークセルの内の１つから選択される。

オプションとして、前記許可メッセージを送信する前に、前記サーバは、クライアントデバイスの大規模プールからクライアントデバイスのセットを選択し、また、前記許可メッセージを前記選択されたクライアントデバイスのセットへ送信し、あるいは、前記クライアントデバイスのセットを識別する情報を前記許可メッセージに含め、そうすることで、前記許可メッセージは、前記選択されたクライアントデバイスのセットに属する前記クライアントデバイスに対してのみ有効になる。これは、すべてのクライアントデバイスが、遅延耐性データトラフィックを同時に送受信することを試行することによって生じる輻輳のリスクを軽減する。

オプションとして、前記サーバは、ネットワーク状態が、これ以上、遅延耐性データトラフィックを送信するために適切でないことを判定し、前記判定の結果として、前記少なくとも１つのクライアントデバイスへ、遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されないことを前記クライアントデバイスへ通知する停止メッセージを送信する。これは、許可期間の満了前にネットワーク状態が悪化する場合でも、前記サーバが遅延耐性データトラフィックを送受信するための許可を早期に取り消すことができることを保証する。

この方法は、オプションとして、前記クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示す指示を前記クライアントデバイスから受信し、前記クライアントデバイスのアイデンティティと、前記クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示す指示とをデータベースに記憶し、データベースにおいて識別されるクライアントデバイスにのみ前記許可メッセージを送信することを有する。これは、前記サーバに登録されているクライアントデバイスだけが許可メッセージを受信することを保証することによって、不必要なシグナリングを削減する。

本発明の第４の態様に従えば、クライアントデバイス上で動作する場合に、該クライアントデバイスを、本発明の上述の第１の態様の実施形態で記載されるように動作させる、コンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラムが提供される。

本発明の第５の態様に従えば、サーバ上で動作する場合に、該サーバを、本発明の上述の第２の態様の実施形態で記載されるように動作させる、コンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラムが提供される。

本発明の第６の態様に従えば、本発明の第３の態様あるいは第４の態様の実施形態に記載される、コンピュータ可読コンピュータプログラムを有するコンピュータプログラム製品が提供される。ここで、コンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体に記憶されている。

本発明の実施形態に従うネットワークアーキテクチャを示すブロック図である。 本発明の実施形態に従うステップ群を示すフロー図である。 本発明の実施形態に従うクライアントデバイスを示すブロック図である。 本発明の実施形態に従うネットワークサーバを示すブロック図である。

図１を参照すると、クライアントデバイスユーザ機器（ＵＥ）１とネットワーク（ＮＷ）２の両方におけるネットワークアーキテクチャが示されている。遅延耐性トラフィック（ＤＴＴ：Delay Tolerant Traffic）サーバ３がネットワークに配置されていて、これは、遅延耐性トラフィックを送信するできる場合の制御に関係する。ＤＴＴサーバ３は継続的にネットワーク２上のデータトラフィック負荷を継続的にモニタして、低データトラフィックの期間を経験する期間と位置（例えば、移動通信ネットワーク内のセル）を識別する。

特定のセルが低データトラフィックを経験するとＤＴＴサーバ３が判定する場合、ＤＴＴサーバ３は、遅延に耐性があると判定されているデータトラフィックの送受信を開始することの許可をクライアントデバイス１に与えるメッセージをクライアントデバイス１へ送信する。この方法では、遅延耐性データトラフィックは、動的にモニタされているネットワーク状態が可能である場合にのみ送信される。

ＤＴＴサーバ３は、１つの論理的な機能であるが、分散された形式で実現することもできる。例えば、１つのサーバエンティティはネットワーク領域内のサーバであっても良く、また、例えば、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）あるいはアクセスゲートウェイのような他のネットワーク機能と一緒に配置されるあるいは統合されていても良い。

ＤＴＴサーバ３は、加入単位あるいはブロードキャスト単位で動作することができる。加入単位の場合とは、クライアントデバイス１は、更新のための加入登録を送受信するための遅延耐性トラフィックを有している場合である。ブロードキャスト単位の場合とは、ＤＴＴサーバ３は、ブロードキャストメッセージで許可付与を、ＤＴＴサーバ３によってサービスが提供されるセル内のすべてのクライアントデバイスへ送信する場合である。ＤＴＴサーバ３が加入単位で動作している場合、ＤＴＴサーバ３は、加入しているクライアントデバイス１のデータベースを維持することができる。

ＤＴＴサーバ３は、ネットワーク状態についての情報をインタフェースＢを介して取得する。この情報は、ローカル情報４、予測機能５からの情報（ＤＴＴサーバ３と一緒に配置されていても良い）、他の情報ソース６からの情報を含むことができる。

インタフェースＢを介して受信される入力に基づいて、また、データベース内の加入しているクライアントデバイス１（適用可能である場合）にも基づいて、ＤＴＴサーバ３は、遅延耐性データトラフィックを送受信するための許可をいつどこでクライアントデバイス１へ付与するかを決定する。例えば、取り得るアルゴリズムは、各基地局において、無線リソース利用が５０％を下回る場合に、遅延耐性データトラフィックを可能にする。より洗練されたアルゴリズムでは、様々なネットワークコンポーネント（無線、コア、トランスポート等）の負荷に加えて、トラフィック予測を考慮しても良い。

ＤＴＴサーバ３は、遅延耐性トラフィックを許可する場合には、インタフェースＡを使用して、許可付与メッセージをクライアントデバイス１へ送信する。加えて、インタフェースＣは、ＤＴＴサーバ３が実施機能７を制御することを可能にする。この実施機能７は、ＤＴＴサーバ３と一緒に配置されていても良い。

クライアントデバイス１が遅延耐性データトラフィックを送受信するためのリクエストをＤＴＴサーバ３へ登録する場合、クライアントデバイス１は、ＤＴＴクライアント８を使用してインタフェースＡを介して登録リクエストを送信する。最も単純な場合では、登録リクエストは、クライアントデバイス１が送信するための遅延耐性データトラフィックを有していることの表示を単に示している。しかしながら、このリクエストは、例えば、以下のような遅延耐性データトラフィックについてのより多くの詳細情報を含むことができる。：
・ データトラフィックがアップロードあるいはダウンロードであるかどうか
・ 推定トラフィック量
・ データトラフィックに耐性を持たせることができる遅延量
・ 等
インタフェースＡは、許可付与をクライアントデバイス群（遅延耐性トラフィックの待機中となっている登録済のクライアントデバイス、あるいはＤＴＴサーバ３によってサービスが提供されるセル内のすべてのクライアントデバイス）へ送信するためにＤＴＴサーバ３によって使用される。クライアントデバイス２がＤＴＴサーバ３に登録されている場合、許可付与メッセージは、ユニキャスト、マルチキャストあるいはブロードキャストメッセージを使用して送信することができる。クライアントデバイス１をＤＴＴサーバ３に登録する必要がない場合、許可付与メッセージはすべてのクライアントデバイスへブロードキャストされる。

許可付与メッセージは、遅延耐性データトラフィックの最大許容量と最大許容レートに加えて、遅延耐性データトラフィックを送受信することができる間での許可付与の最小継続期間についての情報を保持することができる。許可付与期間が規定される場合、満了前に定期的に更新されても良い。例えば、許可付与が１５分間有効とされる場合、必要であれば、また、ネットワーク状態が許されれば、許可付与をリフレッシュすることができる。許可付与満了時間が規定されない場合、ＤＴＴサーバ３は、明示的な遅延耐性データトラフィック許可メッセージを送信することができる。いくつかの状況では、例えば、ネットワーク状態が悪化する場合、ＤＴＴサーバ３は、先に規定されている許可期間が満了する前でも許可終了メッセージを送信することができる。

インタフェースＡは、移動通信ネットワーク内の既存のインタフェースの適切な拡張、例えば、ＰＤＰコンテキストセットアップリクエスト／応答メッセージによって、ネットワーク内に実装することができる。

上述のように、ＤＴＴサーバ３は、様々なネットワークリソースにおける負荷レベルに関する入力を、インタフェースＢを介して他のネットワークエンティティから受信する。例えば、通常の時間間隔では、各基地局は、無線リソース利用をレポート（報告）するローカル情報４を各セルに提供することができる。別の例では、移動コアネットワーク内に配置されているデータトラフィックモニタリング機能は、コアネットワーク内で搬送される総データトラフィックをレポートすることができる。第３の例として、予測機能５は、現在及び従前の測定値に基づいてトラフィック予測を作成して、ＤＴＴサーバへレポートすることができる。

インタフェースＢは、ポーリングに基づくことができる。換言すれば、ＤＴＴサーバ３は、ネットワーク状態についての情報を受信するために他のネットワークエンティティとコンタクトをとる。選択的には、情報は、ＤＴＴサーバがその情報をリクエストすることなく、他のネットワークエンティティによって、ＤＴＴサーバ３に向けてプッシュすることができる。

インタフェースＣは、実施機能７を制御するためにＤＴＴサーバ３によって使用される。実施機能７は、非遅延耐性データトラフィックから遅延耐性データトラフィックを分離する。遅延耐性データトラフィックに対しては、特別の課金レコード（記録）が作成されても良い。例えば、加入者は、自身がトラフィックに遅延耐性としてマークすることに同意する場合に、より低い課金率を提案してもらうことができる。実施機能７は、許可付与メッセージをＤＴＴサーバ３から受信することで、遅延耐性データトラフィックを識別することが可能になる。実施機能７は許可期間外に送信される遅延耐性トラフィックのすべてをブロックするが、許可期間の最後に、短い耐性期間を許容することができる。

クライアントデバイス１のアプリケーション９は、遅延耐性データトラフィックの送受信を担当し、そして、クライアントデバイス１のＤＴＴクライアント８を介して、ＤＴＴサーバ３からの遅延耐性データトラフィック制御シグナリングを受信する。これは、クライアントデバイス１において動作するオペレーティングシステムに依存する、様々な方法でのアプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）としてクライアントデバイス１において実現することができる。

アプリケーション９は、ＡＰＩが開始期間をトリガーするときはいつでも、遅延耐性データトラフィックの送受信を開始することができる。また、アプリケーション９は、ＤＴＴ許可時間期間が遅延耐性データトラフィックを送受信するために十分であるかどうかを評価することができる。許可期間が満了すると、アプリケーション９は、進行中のトランザクションを終了するために必要な短時間（典型的には、数回のラウンドトリップ時間、約１秒）内に、遅延耐性データトラフィックの送受信を停止しなければならない。もちろん、一部のダウンロードが管理されても良く、また、アプリケーション９は、どの遅延耐性データトラフィックが送受信されるべきかを優先付けする機能を有することもできる。例えば、アプリケーション９がショートメッセージを送信することが必要であり、また、大きなファイルをダウンロードする必要があり、そして、許可時間期間が短いことに気付いている場合、その大きなファイルをダウンロードする前にショートメッセージを送信することを優先することがより良い場合がある。同様に、長い許可時間期間が許容される限りまでは、大きなファイルのダウンロードを留保しても良い。

クライアントデバイス１をＤＴＴサーバ３に登録しなければならない場合、ＡＰＩはその登録プロセスを取り扱う。

実施形態に基づく登録は、ＤＴＴサーバ３が、遅延耐性データトラフィックを送信／受信することができることの可能性について、どのクライアントデバイスが更新することを予約購読しているかを知っている必要がある。これは、当業者には明らかなように、様々な方法で達成することができる。

１つの方法には、クライアントデバイス１による遅延耐性トラフィック要求に対して、特別な「スリーピング（sleeping）」しているパケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテキストをセットアップすることである。ＤＴＴサーバ３はクライアントデバイス１をウェイクアップし、クライアントデバイス１に対して利用可能な遅延データトラフィックがスケジュールされる場合のリソースを許可することになる。別の方法は、クライアントデバイス１に対して、遅延耐性データトラフィックに対する要求をＤＴＴサーバ３に登録することである。このＤＴＴサーバ３は、その要求を内部的に保持する。ＤＴＴサーバ３は、ＰＤＰセットアップが行われた後、遅延耐性データトラフィックの送受信を開始することができる場合を、クライアントデバイス１に信号送信する。

データトラフィックに遅延耐性があると判定することができる方法にはいくつか存在する。第１の方法は、加入者に対して、トラフィックをマークすることである。例えば、加入者が映画をダウンロードすることを要望する場合、ユーザは、遅延耐性を選択するかどうかが提案される。加入者は、ダウンロードが遅延耐性があることを受け入れるかどうかを決定することができ、そして、受け入れる場合に、低価格で与えられるかを決定することができる。

別のオプションは、ネットワークオペレータに対するものであり、これは、データトラフィックのクラスをすべて遅延耐性としなければならないことを判定することである。例えば、特定のネットワークでの映画はすべて、遅延耐性トラフィック制御を使用して送信されなければならない。

更なる方法は、オペレータに対するものであり、これは、加入者が一定の料金表（タリフ）に従っている場合、一定のクラスのトラフィックは遅延耐性としなければならないことを判定することである。例えば、加入者が割増の料金表に従っている場合、自身のトラフィックのどれにも遅延耐性としてマークされない。一方、加入者が割引の料金表に従っている場合は、一定のクラスのトラフィックは、遅延耐性としてマークされても良い。トラフィックに遅延耐性があると判定することができる、その他の方法が存在することは明らかであろう。

異なる無線アクセス技術（ＲＡＴ）間に、提案されるシステムを使用することが可能である。このシステムは、２．５Ｇ（ＥＤＧＥ）から３Ｇへスイッチすること、あるいはその逆のことを提案することができ、あるいは、クライアントデバイスが複数のＲＡＴを使用することができるイベントにおいては、３Ｇに代えて、最新のＬＴＥ技術を使用することができる。この方法では、１つのＲＡＴが、遅延耐性トラフィックの送受信を可能にするためには混雑が集中しすぎているが、他のＲＡＴは混雑していない場合、クライアントデバイスは、遅延耐性データトラフィックを送受信するためにその混雑していないＲＡＴへスイッチすることができる。

遅延耐性データトラフィックシグナリングに対するタイムスケール（時間的尺度）は、秒から時間でのネットワーク状態に依存して変化し得る。

いくつかの環境では、多くの加入者が、送受信するための遅延耐性トラフィックを有している場合、遅延耐性トラフィック時間期間の許可は、ネットワークの急激な輻輳を生じする可能性がある。この場合、ＤＴＴサーバ３は、許可付与メッセージに、クライアントデバイス１が遅延耐性データトラフィックで送受信することができる制限を含めることができる。例えば、許可付与メッセージは、末尾に番号「１」が付いている国際移動加入者アイデンティティ（ＩＭＳＩ）を有するクライアントデバイスだけに送受信することを許可することができる。許可付与時間期間が終了する場合、次の許可を、末尾に番号「２」が付いているＩＭＳＩを有するクライアントデバイスに付与することができ、以降、同様である。どのクライアントデバイスに許可付与を適用するかの「マスキング」は、ＤＴＴサーバ３によってサービスが提供されるネットワーク内のすべてのクライアントデバイスにブロードキャストで送信することができる。あるいは、選択されたクライアントデバイスだけにユニキャストあるいはマルチキャストで送信することができる。もちろん、クライアントデバイスのマスキングを実行することができる多くの別の方法が存在し、また、上述の内容は例示するためだけに示されているものである。

本発明の実施形態のステップ群は図２でまとめられ、以下の番号付けは、図２の番号付けに対応し、破線は、上述の代替の実施形態によるステップ群を示している。

Ｓ１ クライアントデバイス１をＤＴＴサーバ３に登録する場合の実施形態では、クライアントデバイス１が、遅延耐性データトラフィックを送受信して、そして、信号をＤＴＴサーバ３へ送信したいことを判定する。

Ｓ２ ＤＴＴサーバ３は、信号を受信して、クライアントデバイスのアイデンティティをデータベースへ記憶する。

Ｓ３ ＤＴＴサーバ３は、他のソースから、ネットワーク状態についての情報を受信する。

Ｓ４ ネットワーク状態についての情報に基づいて、サーバは、遅延耐性データトラフィックの送信を許可するかどうかを決定する。許可しない場合、この方法はステップＳ３に戻る。許可する場合、この方法は、ステップＳ５に進む。

Ｓ５ クライアントデバイス１をＤＴＴサーバ３に登録する場合の実施形態では、ＤＴＴサーバ３は、自身のデータベースで識別されるクライアントデバイスから許可付与メッセージを送信するためのクライアントデバイスのリストを判定する。

Ｓ６ 許可メッセージはそのリストのクライアントデバイスへ送信される。あるいは、クライアントデバイス１をＤＴＴサーバ３に登録しない実施形態の場合は、許可メッセージは、ＤＴＴサーバ３によってサービスが提供されるネットワーク内のクライアントデバイスのすべてにブロードキャストされる。上述のように、許可メッセージは、更なる情報として、例えば、許可時間期間、最大データレート、遅延耐性データトラフィックで使用可能な最大帯域幅、遅延耐性データトラフィックのタイプを含むことができる。また、遅延耐性データトラフィックを送受信することができる位置を含んでも良い。更なる実施形態では、許可メッセージは、遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されている特定のクライアントデバイスを識別する情報を含めることができる。

Ｓ７ ＤＴＴサーバ３は、遅延耐性データトラフィックを送受信するための許可を無効にするために停止メッセージ（ブロードキャストによって、あるいは選択されたクライアントデバイスによって）を送信することができる場合に、ネットワーク状態が破壊されていることを判定することができる。

図３に戻り、クライアントデバイス１には、遅延耐性データトラフィックを取り扱うアプリケーション９が提供されている。これは、例えば、ダウンロードマネージャ、電子メールアプリケーション、あるいは、データを送受信しなければならない任意のタイプのアプリケーションがある。ＤＴＴサーバ３からの許可付与メッセージを受信するための受信機１０が提供されている。許可付与メッセージは、アプリケーション９に、遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されていることを通知する。アプリケーションは、許可付与メッセージの受信の結果として、遅延耐性データトラフィックを送受信するように構成されている。クライアントデバイスには、また、送信する前の遅延耐性データトラフィックを記憶するためのバッファ部１２を有するメモリ１１が提供されるが、これは、すべてのアプリケーションに対して必須ではない。クライアントデバイス１は、更に、一実施形態では、データトラフィックが遅延耐性と見なされるべきかどうかについての指示をユーザ入力することを可能にするためのユーザ入力デバイス１３が提供されても良い。

もちろん、クライアントデバイスは、ＤＴＴクライアント８を使用するいくつかの異なるアプリケーションを有することができ、また、上述のように、ＤＴＴクライアント８を使用して、遅延耐性データトラフィックを送受信するためのリクエストをＤＴＴサーバ３に登録することができる。ＤＴＴクライアント８は、ＤＴＴサーバ３から許可付与メッセージを一旦受信すると、アプリケーション（群）に、アプリケーション自身の遅延耐性データトラフィックの送受信を開始することができることを通知する。

本発明がハードウェアの実施形態あるいはソフトウェアの実施形態で実現されても良いことは明らかであろう。本発明がソフトウェアとして実現される場合、ソフトウェアプログラム１４がコンピュータ可読メモリ１１に記憶され、プロセッサ１５がそのソフトウェアプログラム１４を実行するために提供される。

図４に戻り、ＤＴＴサーバ３にはネットワーク判定機能１６が提供される。このネットワーク判定機能１６は、ネットワーク状態が遅延耐性データトラフィックを送信するために適していることを判定する。適している状態には、例えば、耐用できる輻輳あるいはパケット損失の度合いが含まれる。クライアントデバイス１へ通知するための許可メッセージを生成するためのメッセージ生成機能１７が提供される。この許可メッセージは、遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されていることを示すものである。また、クライアントデバイスへ許可メッセージを送信するための送信機１８が提供される。

一実施形態では、ＤＴＴサーバ３にはクライアントデバイスマスキング機能１９が提供される。このクライアントデバイスマスキング機能１９は、クライアントデバイスの大規模プールからクライアントデバイスのセットを選択し、許可メッセージをその選択されたクライアントデバイスのセットへ送信する、あるいは許可メッセージにクライアントデバイスのセットを識別する情報を含める。そうすることで、許可メッセージをブロードキャストする場合に、その許可メッセージが、選択されたクライアントのセットに属するクライアントデバイスに対してのみ有効となる。

クライアントデバイス１をＤＴＴサーバ３に登録しなければならない場合、ＤＴＴサーバ３には、受信機２０とメモリ２０とが提供される。受信機２０は、クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示すメッセージを受信する。メモリ２０は、クライアントデバイスのアイデンティティと、クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示す指示を、クライアントデバイスデータベース２１へ記憶する。

上述のサーバ機能がハードウェア機能あるいはソフトウェア機能となるように、本発明は実現されても良い。ソフトウェアを使用して本発明が実現される場合、プログラム２２がコンピュータ可読メモリ２０に記憶され、そして、プロセッサ２３がそのプログラムを実行するために提供されることは明らかであろう。

ＤＴＴサーバ３はスタンドアローンサーバであっても良く、あるいは、基地局のような別のネットワーク要素の一部であっても良いことは明らかであろう。

本発明を使用することができる例の以下のリストは、包括的なリストではない。

・ 特定のシグナリングを有するチャットアプリケーション
・ 所与の満了時間で、キャッシュのリフレッシュを行うニュースアプリケーション。この例では、ニュースは、一定の最大上限値までの遅延耐性があっても良い。例えば、ニュースは、１時間以上古いものとすることはできないが、そうでなければ、直ちに送信される必要はないので、システムは、満了期間内に最新のニュースで自身のアプリケーションを更新するための適切な時間を選択することになる。

・ 大量の種類のマシーン間通信、例えば、センサ情報のアップロード等。

・ オペレータが所有するトラッカー（追跡）が、受信するピアをもう一方のピアＸに提案することがない場合のＰ２Ｐ調整（throttling）ポリシー。これは、受信ピアが輻輳状態のネットワークに配置されている場合、あるいは受信ピアが所定の使用協定を既に超えてしまっている場合に、受信ピアのＰ２Ｐデータトラフィックが遅延耐性データトラフィックを介して進行することが実施される場合である。

・ 緊急性のないソフトウェア更新スケジューリング
・ 大規模ファイルダウンロード、例えば、映画
本発明は、所与の時間に未使用リソースを提案し、ネットワークが完全に利用される場合に拒否されるトラフィックの量を削減することによって、ネットワークリソース利用を改善する。本発明の上述のシステムを確立し実行することによって、将来のトラフィックの増加によって生じる問題が軽減されることになる。これは、データトラフィック負荷を、時間と地理的エリアの両方の観点で、より均等に分散することができるからである。オペレータと加入者はともに、本発明の恩恵を受けることになる。これは、より多くのトラフィックが生じるとしても、ネットワークはより効率的に利用され、また、加入者に対するコストを削減できるからである。

添付の請求項で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、上述の実施形態に様々な変形を行うことができることを当業者は理解するであろう。

Claims (12)

1. 通信ネットワークにおいて使用するためのクライアントデバイス（１）であって、
   遅延耐性データトラフィックを取り扱うためのアプリケーション（９）と、
   前記通信ネットワークにおいてサーバ（３）から、遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されていることを前記アプリケーションに通知する許可付与メッセージを受信するための受信機（１０）と、
   前記クライアントデバイスが属するクライアントデバイスのセットを識別する情報を、前記許可付与メッセージが含んでいるかどうかを判定し、前記許可付与メッセージが前記クライアントデバイスが属するクライアントデバイスのセットを識別する情報を含んでいる場合には、前記アプリケーションに遅延耐性データトラフィックを取り扱うことを許可するように構成されているプロセッサ（１４）と
   を備えることを特徴とするクライアントデバイス。
2. 通信ネットワークにおいて使用するためのサーバ（３）であって、
   ネットワーク状態が、遅延耐性データトラフィックを送信するために適していることを判定するネットワーク判定機能（１６）と、
   遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されていることをクライアントデバイスへ通知するための許可メッセージを生成するためのメッセージ生成機能（１７）と、
   前記許可メッセージを前記クライアントデバイスへ送信するための送信機（１８）と、
   クライアントデバイスの大規模プールからクライアントデバイスのセットを選択するためのクライアントデバイスマスキング機能（１９）と
   前記送信機は、前記許可メッセージを前記選択されたセットのクライアントデバイスへ送信するように構成されている、あるいは、前記メッセージ生成機能（１７）は、前記クライアントデバイスのセットを識別する情報を前記許可メッセージに含めるように構成されていて、そうすることで、前記許可メッセージは、前記選択されたクライアントデバイスのセットに属する前記クライアントデバイスに対してのみ有効になる
   ことを特徴とするサーバ。
3. 前記メッセージ生成機能（１７）は、前記許可メッセージに更なる情報を含めるように構成されていて、
   前記更なる情報は、許可時間期間、アップリンク方向及びダウンリンク方向の少なくとも一方における最大データレート、アップリンク方向及びダウンリンク方向の少なくとも一方における遅延耐性データトラフィックによって使用可能な最大帯域幅、遅延耐性データトラフィックのタイプ、及び遅延耐性データトラフィックが送受信され得る位置のいずれか１つから選択され、
   前記位置は、地理的位置、地域、及び１つ以上のネットワークセルの内の１つから選択される
   ことを特徴とする請求項２に記載のサーバ。
4. 前記クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示す指示を前記クライアントデバイスから受信するための受信機（２０）と、
   前記クライアントデバイスのアイデンティティと、前記クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示す指示とを記憶するためのメモリ（２０）とを更に備え、
   前記送信機（１８）は、前記メモリにおいて識別されるクライアントデバイスにのみ前記許可メッセージを送信するように構成されている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のサーバ。
5. 通信ネットワークにおけるデータトラフィックを制御する方法であって、
   サーバにおいて、ネットワーク状態が、遅延耐性データトラフィックを送信するために適していることを判定するステップ（Ｓ３−Ｓ４）と、
   前記判定の結果として、遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されていることを通知する許可メッセージを、少なくとも１つのクライアントデバイスへ送信するステップ（Ｓ６）と、
   前記許可メッセージを送信する前に、クライアントデバイスの大規模プールからクライアントデバイスのセットを選択し、及び前記許可メッセージを前記選択されたクライアントデバイスのセットへ送信し、あるいは、前記クライアントデバイスのセットを識別する情報を前記許可メッセージに含め、そうすることで、前記許可メッセージは、前記選択されたクライアントデバイスのセットに属する前記クライアントデバイスに対してのみ有効になる、ステップと
   を有することを特徴とする方法。
6. 前記許可メッセージは、特定のクライアントデバイスへのユニキャスト、特定の複数のクライアントデバイスへのマルチキャスト、前記サーバによってサービスが提供されている前記通信ネットワークにおけるクライアントデバイスのすべてへのブロードキャストの内の１つとして送信される
   ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記許可メッセージは、更なる情報を含み、
   前記更なる情報は、許可時間期間、アップリンク方向及びダウンリンク方向の少なくとも一方における最大データレート、アップリンク方向及びダウンリンク方向の少なくとも一方における遅延耐性データトラフィックによって使用可能な最大帯域幅、遅延耐性データトラフィックのタイプ、及び遅延耐性データトラフィックが送受信され得る位置のいずれか１つから選択され、
   前記位置は、地理的位置、地域、及び１つ以上のネットワークセルの内の１つから選択される
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
8. 前記サーバにおいて、ネットワーク状態が、これ以上、遅延耐性データトラフィックを送信するために適切でないことを判定するステップと、
   前記判定の結果として、前記少なくとも１つのクライアントデバイスへ、遅延耐性データトラフィックを送受信することが許可されないことを前記クライアントデバイスへ通知する停止メッセージを送信するステップ（Ｓ７）と
   を更に有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示す指示を前記クライアントデバイスから受信するステップ（Ｓ１）と、
   前記クライアントデバイスのアイデンティティと、前記クライアントデバイスが遅延耐性データトラフィックを送受信したいことを示す指示とをデータベースに記憶するステップ（Ｓ２）と、
   前記データベースにおいて識別されるクライアントデバイスにのみ前記許可メッセージを送信するステップと
   を更に有することを特徴とする請求項５乃至８いずれか１項に記載の方法。
10. クライアントデバイス上で動作する場合に、該クライアントデバイスを、請求項１に記載のクライアントデバイスとして動作させる、コンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラム。
11. サーバ上で動作する場合に、該サーバを、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のサーバとして動作させる、コンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラム。
12. 請求項１０または１１に記載のコンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読媒体。

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