[論文レビュー] Pricing Agreement between Service and Content Providers: A Net Neutrality Issue

Alexandre Reiffers-Masson, Yézékaël Hayel+1 more|arXiv (Cornell University)|May 13, 2015

ICT Impact and Policies参考文献 3被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、インターネット利用者とコンテンツプロバイダー（CPs）の間の階層的ゲームをモデル化し、ISPとCP間の定価契約の分析を行う。この契約は、利用者の認識するアクセスコストを低下させることで利用者コストを削減するが、逆説的であるがCPの収益は改善された利用者結果にもかかわらず減少する。これは、利用者は利益を得るがCPは得られないネットネutralityのトレードオフを示している。

ABSTRACT

The Net Neutrality issue has been at the center of debate worldwide lately. Some countries have established laws so that principles of Net Neutrality are respected, the Netherlands being the latest country in Europe. Among the questions that have been discussed in these debates are whether to allow agreements between service and content providers, i.e. to allow some preferential treatment by an operator to traffic from some subset of providers. Our goal in this paper is to analyze the impact of non neutral pricing and agreements on the Internet users and on the content providers. Each one of several Internet users have to decide in which way to split their demand among several content providers. The cost for an Internet user depends on whether the content providers have an agreement with the Internet Service Provider in which the Internet user is connected to. In addition, the requests coming from users depend on the preference of the consumer in the different CP. We model the choice of how to split the demands and the pricing aspects faced by the content providers as a hierarchical game model composed of a congestion game at the lower level and a noncooperative pricing game at the upper level. We show that agreement between providers have a positive impact on the equilibrium performance of the Internet users. We further show that at equilibrium, the content provider on the contrary, does not benefit from the agreement.

研究の動機と目的

• インターネットサービスプロバイダー（ISP）とコンテンツプロバイダー（CP）間の定価契約がインターネット利用者およびCPに与える経済的影響を検討すること。
• 混雑と非協力的価格設定を伴う2段階の階層的ゲームとして、ユーザー需要の分割とCPの価格設定をモデル化すること。
• このような契約がユーザー体験およびCPの利益性を向上させるか、悪化させるかを評価すること。
• 中立的および非中立的市場構造下での均衡結果を調査すること。

提案手法

• 混雑に依存するコストを伴うアトミック自己利益ルーティングゲームとしてユーザー需要の分割をモデル化する。
• 2段階の階層的ゲームを導入：下位段階は混雑ゲーム（ユーザーのルーティング）、上位段階は非協力的価格設定ゲーム（CPが価格を決定）。
• 明示的なコスト関数および収益関数を用いる：ユーザーのコスト $ C_n(ℓ{x},ℓ{p}) = \phi^2 a N $、CPの収益 $ \Pi_m(ℓ{p},ℓ{x}) = (N-1)\phi^2 a $。
• ISP-CP間の契約有無における均衡結果を比較し、契約があるとISPの加入者に対してアクセスが無料になる。
• 多項式不等式の代数的解析を用いて、ユーザーコストおよびCP収益の比較において契約結果の優位性を証明する。
• パrameter $ N $, $ a $, および $ \phi $ を用いたパラメトリック表現により、両シナリオ下でのユーザーコストおよびCP収益の均衡条件を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ISPとCP間の定価契約は、インターネット利用者が認識するコストを低下させるか？
• RQ2 このような契約は、関与するコンテンツプロバイダーの収益を増加させるか？
• RQ3 契約が導入された場合、ユーザーおよびCPの均衡行動はどのように変化するか？
• RQ4 ISPとCPの両者にとって相互に利益となる契約を、利用者への利益を維持したまま実現できるか？

主な発見

• ISPとCP間の定価契約は、インターネット利用者が認識するコストを低下させる。すべての $ N $, $ a $, および $ \phi $ に対して $ C_n^v < C_n $ が成り立つ。
• 利用者への利益にもかかわらず、コンテンツプロバイダーは契約下で収益が低下する。すべての $ N $, $ a $, および $ \phi $ に対して $ \Pi_m^v < \Pi_m $ が成り立つ。
• 契約下でのユーザーの均衡コストは $ C_n^v = \phi^2 a + 2a\phi^2 \left(\frac{N-1}{3N-1}\right)^2 \left(\frac{N+1}{N}\right) $ であり、これは中立的状況よりも厳密に小さい。
• 契約下でのCPの収益は $ \Pi_m^v = 2a\phi^2 \left(\frac{N-1}{3N-1}\right)^2 \left(\frac{N+1}{N}\right) $ であり、中立的状況の $ (N-1)\phi^2 a $ よりも小さい。
• 小さな手数料 $ c $ を導入することで、CPの収益を契約有無で同等に保つことができ、ISPとCPの両者にとって相互に利益となる契約が可能になる。
• 結果はすべての $ N $, $ a $, および $ \phi $ に対して成り立つため、システムパラメータにわたる強固な妥当性が示されている。