JP2017073578A

JP2017073578A - 管理装置、ネットワークシステムおよび通信制御方法

Info

Publication number: JP2017073578A
Application number: JP2014002834A
Authority: JP
Inventors: 邦彦東村; Kunihiko Higashimura; 前島　康仁; Yasuhito Maejima; 康仁前島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2017-04-13
Also published as: WO2015105015A1

Abstract

【課題】ユーザの状態に適したトラフィック制御を行い、ユーザ体感品質を向上させること、を目的とする。【解決手段】端末と通信する基地局を有するネットワークシステムに接続された管理装置が、収集装置から取得した基地局を特定する基地局特定情報と、基地局にどのくらいのトラフィックが流れているかを示す混雑度の情報と、端末が通信しているアプリケーションの情報を取得し、取得した情報を用いて端末への通信の制御方法を決定し、配信制御装置に決定した制御方法を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、モバイル網を中心としたネットワーク上でのトラフィック制御に関するものである。

モバイル網を流れるトラフィックは年1.5〜2倍のペースで増加しており、特に最繁時間帯のトラフィックの増加率が大きい。このため、最繁時間帯のトラフィックと平均トラフィックの差は広がる一方であり、最繁時間帯に合わせたネットワークの設備投資を続けると、網の平均利用率は低下し採算悪化の原因となる。
これを改善するために、トラフィックのピークを削減し平準化をする制御機能が必要とされている。

特許文献１では、無線エリア内の通信品質が悪い端末を検出し、それらの端末が使用するアプリケーションや有線区間でのトラフィック量を分析し、端末のコネクションを切断する方法、が開示されている。このようにコネクションを切断することで、エリア内の帯域を確保することが可能である。

特開2013-143625号公報

特許文献１には、トラフィックを制御する方法が記載されている。特許文献１の方法は、端末の受信電力が低い、またはスループットが悪い等の状況が起きたときに、特定のアプリケーションを使用するユーザを対象としてコネクションを切断している。この結果、コネクションが切断されなかったユーザは帯域が確保される可能性が高くなり、通信品質が向上する可能性があるが、コネクションが切断されたユーザは利用していたサービスが利用できなくなってしまうため、当該ユーザの体感品質は低下する。

また、コネクションの切断を行わずにエリア内の帯域を確保するため、特許文献１の方法を用いて帯域制限等の通信制御を行った場合を考える。特許文献１では、制御対象となる端末はトラフィック量や特定のアプリケーションを利用している端末としているが、その特定のアプリケーションの決め方は開示されていない。そのため許容遅延が大きいアプリケーションを利用している通信と許容遅延が小さいアプリケーションを利用しているアプリケーションの区別がされずに制御される。その結果、許容遅延が小さいアプリケーションを利用する通信では、サービスが利用できなくなる虞がある。これによりユーザ体感品質は低下することとなる。したがって、通信制御を行う場合も、アプリケーションの許容遅延等のユーザの状態を考慮する必要がある。そして、ユーザの状態を考慮した通信制御により、ユーザの体感品質の向上が可能になる。

このような事象を鑑みて、本発明では、回線の混雑状況等の網の状態にくわえて送受信者が使用するアプリケーションの許容遅延に適した形でトラフィック制御を行い、ユーザ体感品質を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は端末と通信する基地局を有するネットワークシステムに接続された管理装置であって、収集装置から取得した前記基地局に流れているトラフィックの量に基づいた混雑度の情報に応じて、複数のアプリケーションそれぞれに対して、前記端末への通信制御方法を対応づける制御方法決定テーブルを記録する記録部と、前記端末が通信しているアプリケーションの情報と、前記制御方法決定テーブルを用いて前記端末への通信制御方法を決定する処理部と、前記端末への通信の制御を行う配信制御装置に前記決定した通信制御方法を出力する出力部を有することを特徴とする管理装置を有する。

本発明によれば、回線の混雑状況等の網の状態にくわえて送受信者の使用しているアプリケーションの許容遅延、送受信者の位置、送受信者の速度の状態に適した形でトラフィック制御を行うことで、ユーザの体感品質を向上させることが可能となる。上述した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。

開示するシステムを適用したモバイル網の概略を例示する。端末101の構成を例示する。配信制御装置105の構成を例示する。管理装置107の構成を例示する。位置情報履歴テーブル210の構成を例示する。実施例１の基地局情報登録前の制御方法決定テーブル403の構成を例示する。実施例１の基地局情報登録後の制御方法決定テーブル403の構成を例示する。制御方法決定テーブル403の更新方法のフローチャートを例示する。実施例1の代表シーケンス図を例示する。実施例1でのサービス利用開始時の許諾画面を例示する。実施例3のパケットフォーマットを例示する。制御条件テーブル303の構成を例示する。セッション管理テーブル304の構成を例示する。網情報テーブル404の構成を例示する。実施例２の基地局情報登録前の制御方法決定テーブル1401の構成を例示する。実施例２の基地局情報登録後の制御方法決定テーブル1401の構成を例示する。

以下、図面を用いて実施例を説明する。

図1に、本発明を用いたネットワークシステムの構成例を示す。端末101は、基地局102、モバイルバックホール103、ゲートウェイ装置104、配信制御装置105を介してサービス提供装置106に接続する。端末101は基地局102とのデータの送受信を行なう。基地局102はインターネットに接続し、端末101とデータの送受信を行なう。ゲートウェイ装置104は無線側のネットワークとインターネット側の接続点となりプロトコルの変換を行なう。配信制御装置105は特定のセッションの帯域の制限・制御を行なう。サービス提供装置106は端末101から要求された情報の転送を行なう。また管理装置107は、ゲートウェイ装置104と配信制御装置105の間のネットワークに接続しており、他の構成要素と互いに通信可能である。DPI(Deep Packet Inspection)装置108は、ゲートウェイ装置104と基地局102の間を通過するパケットを抽出し、各基地局102における収容端末数、トラフィック量を集計する機能を持ち、管理装置107に接続されている。また、管理装置107はPCRF(Policy and Charging Rule Function)装置109を経由して、配信制御装置105へ特定の端末101の帯域制御方法を指示する。PCRF109は課金やポリシの制御を行なう。

本実施例のシステム全体の動作を説明する。管理装置107はDPI装置108を介して、基地局102の混雑度の情報と基地局102を識別する基地局特定情報を取得する。次に端末101、またはDPI装置108から、端末101が通信しているアプリケーションの情報を取得する。管理装置107は取得した基地局102の混雑度の情報と基地局特定情報、アプリケーションの情報を用いて、端末101の制御方法を決定する。管理装置107は決定した制御方法と制御対象となる端末101のセッションの情報を制御条件として配信制御装置105に通知する。配信制御装置105は通知された制御条件からセッション情報と制御方法を抽出し、抽出した制御方法を用いて抽出したセッションを制御する。以上の処理により、端末101の通信をアプリケーションの種類に応じて制御することが可能になる。

本システムでは、ネットワークを管理している管理装置107に端末情報を送ることにより、端末101に近い基地局102がボトルネックとなっている通信に対して、配信制御装置105で制御をかけることができる。これにより、配信装置105と基地局102の間の通信量を削減することができ、ゲートウェイ104の処理負荷を軽減することができる。この結果、その区間における輻輳の発生を防ぐことや、他の通信のために帯域を確保することが可能になり、ユーザ体感品質を向上させることができる。

図2に、端末101の構成図を示す。端末101は、情報処理部201、記憶部202、入力部203、出力部204、通信インタフェース部205、位置情報取得部206を備えており、記憶部202には、混雑検出プログラム207、端末状態管理プログラム208、情報送受信プログラム209および位置情報履歴テーブル210が格納されている。位置情報履歴テーブル210の一例を図5に示す。位置情報履歴テーブル210には、端末101の位置を示す緯度、経度、位置情報の取得時刻が格納されている。端末101の位置情報は、GPS機能を使って特定することができる。

各機能の実現は、記憶部202に格納された各プログラムを情報処理部201が読み取って実行することによってなされる。例えば、「混雑検出プログラムを読み込んだ情報処理部201が混雑検出を実行する」という記述の煩雑さを避けるため、以下の記述では便宜上「プログラム」を主語として扱い、「混雑検出プログラムが混雑検出を実行する」と表現する。

図3に、配信制御装置105の構成図を示す。配信制御装置105は、情報処理部306、記憶部305、入力部307、出力部308、通信インタフェース部309を備え、記憶部308には遅延・帯域制御プログラム301および制御方法受信プログラム302、制御条件テーブル303およびセッション管理テーブル304が格納されている。制御条件テーブル303の一例を図11に示す。図11では、端末のポートIP、サービス提供装置のポートIP、使用しているプロトコル、制御方法、の情報が格納されている。セッション管理テーブル304の一例を図12に示す。図12では、端末のポートIP、サービス提供装置のポートIP、使用しているプロトコル、制御方法、の情報が格納されている。

図4に、管理装置107の構成図を示す。管理装置107は、情報処理部406、記憶部405、入力部407、出力部408、通信インタフェース部409を備え、記憶部405には制御方法決定プログラム401および網情報収集プログラム402、および制御方法決定テーブル403および網情報テーブル404が格納されている。

サービス提供装置106は、一般的な情報処理装置によって構成されたWebサーバであり、HTTPの要求を受けてコンテンツを返答する機能を持つ。また、ゲートウェイ装置104は、LTEのP-GWを想定しており、本実施例ではモバイルバックホール103と配信制御装置105の間におかれたルータの役割を行なう。このため、これら2つの構成に関しては省略する。

[実施例1]
本実施例では、Webサーバあるいはメールサーバに対して、端末側からコンテンツのダウンロードを要求する場合に、基地局102の混雑状態に関する情報と端末101の端末情報にしたがって帯域制御を行うシステムを、端末101と通信する基地局102とサービス提供装置106からなるネットワークに適用する例について説明する。

基地局102の混雑状態に関する情報とは、各基地局102の収容可能帯域に対してどれくらいのトラフィック量が流れているか、といった状態に関する情報であり、以降、混雑度と表記する。端末情報とは端末101が接続したTCPコネクションの情報や端末101の現在の位置情報等である。TCPコネクションの情報とは、端末101側とサービス提供106装置側のIPアドレスとポート、使用プロトコル、アプリケーション名等である。また、本実施例では基地局特定情報として基地局102の位置情報を使用する。

実施例１では、端末101の位置情報と端末101が使用しているアプリケーションの情報を用いて、端末101の通信の制御を行なう実施例について説明する。端末101が使用するアプリケーションの情報を使用することで、許容遅延の大きい小さいといったそれぞれの特性を考慮した適切な制御が可能になる。したがって、許容遅延が大きいアプリケーションではサービスが提供できる範囲で制御を行い、許容遅延が小さいアプリケーションではサービスが提供できるように制御を行わない、といった制御方法が可能である。その結果、それぞれの端末でサービスが維持できるように帯域を保つことができる。つまり、通信が制御されたために、サービスを受けることができない、というユーザ数が少なくなり、ユーザ体感品質を向上させることができる。

本実施例を図8を用いて説明する。また適宜他の図を参照しながら説明する。

管理装置107の動作について説明する。

管理装置107はDPI装置108から基地局102の位置情報と基地局102ごとの混雑度を取得する（S801）。基地局102の位置情報と基地局102の混雑度の取得はDPI装置108から混雑度が入力されるタイミング、またはオペレータによって指示されたタイミングで取得することができる。DPI装置108からの入力は、あらかじめオペレータによって設定された周期的なタイミングで行なわれる。

この時、必ずしもリアルタイムの混雑度を収集する必要はなく、過去の統計情報から現在時刻の混雑度を推測するようにしてもよい。この場合、過去の統計情報は、曜日ごとや時間ごとに記憶部202に記憶しておき、推測する時刻と曜日に対応した統計情報を用いて推測することができる。曜日や時間を対応させて推測することで、曜日や時間を区別せずに集計した過去の統計情報を用いて推測する場合よりも、正確な混雑度の予測が可能である。

管理装置107はDPI装置108からの入力を契機に、取得した混雑度と、基地局102の位置を対応づけて網情報テーブル404に記録する（S802）。混雑度とは、各基地局102の収容可能帯域に対する流れているトラフィック量の割合であり、その基地局にどの程度のトラフィックが流れているかを示す情報である。網情報テーブル404の例を図13に示す。本実施例では、基地局102の緯度と経度で表された位置ごとの混雑度をテーブルで管理している。網情報収集プログラム402は、網情報テーブル404の混雑度をもとに制御方法決定テーブル403の基地局情報の欄に基地局102の位置情報を登録し、制御方法決定テーブル403を更新する。このとき、DPI装置108から基地局102ごとの基地局識別子を取得していれば、基地局識別子と混雑度を対応付けて記録してもよい。

次に端末の動作について説明する。

端末の端末状態管理プログラム208は、端末101の位置状態を管理する。このために、あらかじめユーザによって定められた時間間隔で、位置情報履歴テーブル210に、その時点の端末101の位置情報を格納する（S803）。

位置情報履歴テーブル210に格納される位置情報は、たとえば位置情報取得部206でGPSを用いて取得した端末位置の緯度および経度、または通信インタフェース部205が接続しているセルIDであり、端末の位置やセルIDが変化するごとに記録する。セルIDは例えば端末が接続している基地局から通知されることで取得することができる。

端末101の位置情報のように、端末側で効率よく収集できる情報は端末側で管理することにより、ネットワーク側での情報収集負荷を低減することが可能となる。

端末101はサービス提供装置106とTCPコネクションを接続する（S804）。端末101の情報送受信プログラム209は、入力部203を介した端末101のユーザの入力に応じてサービス提供装置106に対してHTTPの要求を送信する（S805）。サービス提供装置106は端末101に応答メッセージを送信する（S806）。本実施例ではHTTPはトランスポートプロトコルとしてTCPを使っていることを想定しているが、それ以外のプロトコル(例えばSSL/TLS, SCTP, SPDYなど)を使ってもよい。端末101はTCPコネクションをサービス提供装置106と確立するが、その際、通信経路上にある配信制御装置105は当該端末101のIPアドレスとポート番号、サービス提供装置106のIPアドレスとポート番号、使用しているプロトコルをセッション管理テーブル304に記憶する。配信制御装置105は、当該TCPコネクションが切断されるまでこれらの情報の組をセッション管理テーブル304内で管理し、セッション切断を検知した時点で消去する。セッション管理テーブル304の一例を図12に示す。

端末101の混雑検出プログラム207は、通信インタフェース部205を監視し、端末101が通信している装置との間のネットワークの混雑状態を調べる。混雑していることの検出は以下の場合に混雑と判断する。TCPのシーケンス番号が不連続でパケット喪失が検出された場合に混雑と判断する。また、通信が混雑しているときに記録されるECN（Explicit Congestion Notification）情報がIPパケットに含まれていることを検出した場合に混雑と判断してもよい。ECN情報は装置内のパケットキュー長が基準値を超えた場合に、各装置によってパケットに付加されるものである。また、通信インタフェース部205が監視している無線部における通信品質を示すCQI（channel quality indicator）、電波強度、平均ダウンロード速度などを監視し、CQI、電波強度、平均ダウンロード速度などがオペレータなどによって定められた所定の値以下になった場合に混雑と判断してもよい。しかし、混雑状態の検出、判断はこれらの方法に限定するものではなく一般的な端末101において利用可能なものであれば何を用いても実施可能である。図8は、端末101がHTTPでコンテンツを受信し（S807、S809）、それに対して受信成功の応答を返している際に（S808）、基地局102あるいはゲートウェイ装置104で混雑を示すECN情報がセットされた場合を示している（S810）。端末はこれに対して、受信成功を示す返答を送信する（S811）。

端末101が前述した方法を用いて混雑を検出すると、混雑検出プログラム207は、現在送受信プログラム209が通信を行っているTCPコネクションの情報を収集する。TCPコネクション情報は、基地局102から取得することができる。また、位置情報履歴テーブル210から端末101の現在位置を求める。そして、混雑検出プログラム207は端末101の端末情報を管理装置に送信する（S812）。

端末101が管理装置107に対して端末情報を送る手法として、管理装置107に情報を送信する方法のほかに、通信中のセッション自体に端末情報を付加し、その情報を端末101からサービス提供装置106の通信経路上にある配信制御装置105で抽出し、配信制御装置105が管理装置107に、抽出した情報と抽出元のセッション情報を送るとしてもよい。また、DPI装置108が監視した結果から取得し、管理装置107に入力してもよい。

管理装置107が端末101から端末情報を受信したときは、端末情報に基づいて制御方法決定テーブル403を検索し、更新する（S813）。

制御方法決定テーブル403の更新方法を図7を用いて説明する。管理装置は、図6Aに示すように、混雑度、基地局情報、対象範囲、アプリケーション情報に対応付けられた制御方法を格納した、制御方法決定テーブル403を保持している。図6Aにおける混雑度の値や対象範囲、制御方法はオペレータやサービス提供装置によってあらかじめ定められている。

制御方法決定テーブルの更新方法は以下の手順で更新される。

管理装置は、網情報テーブル404に格納した基地局102ごとの混雑度と位置情報を取得する（S701）。取得した混雑度が、制御方法決定テーブルに登録されているか検索する（S702）。登録されていない場合、その基地局102に接続している端末101は制御対象とせずに、処理を終了する。登録されている場合、対応する混雑度の基地局情報の欄に、取得した基地局102の位置情報を登録する（S703）。登録後の制御方法決定テーブルが、図6Bである。登録した基地局102の位置情報と、制御方法決定テーブルの対象範囲から、制御対象となる範囲を特定する（S704）。これにより、位置ごとのトラフィック制御方法を決定する。端末の位置情報、および端末が使用するアプリケーション情報を取得したか調べ（S705）、端末の位置情報、端末が使用するアプリケーションの情報を取得した場合（S706）、取得した端末の位置情報を対象範囲に含む項目があるか調べる（S707）。さらに端末101の位置情報を対象範囲に含む項目があった場合、その対象範囲内で、端末101から取得したアプリケーションの情報に対応する項目があるか検索する（S708）。対応するアプリケーションの情報があった場合、そのアプリケーションの情報に対応する制御方法を特定する（S709）。特定した制御方法で端末101が通信しているセッションを制御するように制御指示を配信制御装置に出力する（S710）。この制御方法により、端末101の位置情報とアプリケーションの情報に基づいて制御方法を設定することで、端末101およびネットワークシステムにとって、適切な制御を行なうことができる。

図6Bに制御方法決定テーブルの一例を示す。広域にわたって混雑度が高い(半径1km以内の混雑度70%以上の地域が出現した)場合は（この時、半径1km混雑度70％以上の地域の出現は、混雑度が70％以上である基地局のオペレータにとって設定された通信範囲とすることで、検出できる）、混雑している範囲(例: 北緯47.47度、東経19.5度を中心とした半径1km)でWebを閲覧する(例: アプリケーションがWeb)ユーザに対して帯域制限を行う、また、混雑している地域(例: 北緯48.32度、東経19.11度を中心とした半径400mで混雑度70%以上)のユーザに対しては、遅延が許容できるアプリケーション(例: アプリケーションがメール)に対して一時的に配信を保留する、等のポリシを作成する。このときの半径の条件やポリシの条件、アプリケーションの条件は、オペレータが設定することができる。また、この時混雑地域の判断は、基地局102に流れるトラフィックの量から判断することができる。

上述のポリシにおいて、オペレータは、混雑度に応じて対象範囲と制御方法を決定することができる。これにより、たとえば混雑度が低いときは対象範囲を狭めることで制御対象端末を減らし、体感品質が低下するユーザを減らすことができる。

制御方法の例として、サービス提供装置106から端末101に向かう通信を配信制御装置105が中継する際に、中継処理を管理装置107から指示された時刻まで保留する方法がある。この制御方法は許容遅延が大きいメールなどに適用できる。これにより、混雑している地域にいるほかの端末の通信に帯域を割り当てることが可能になり、帯域を多く割り当てられた端末のユーザの体感品質を向上させることができる。

あるいは別の制御方法として、サービス提供装置106から端末101に向かう通信を配信制御装置105が中継する際に、当該通信が消費する帯域を管理装置107から指示された帯域に制限する、という方法がある。この制御方法は、Ｗｅｂなどに適用できる。

さらに、別の制御方式として、音声やビデオなどの許容遅延が小さいアプリケーションに対しては、制御をしない、とすることができる。これにより、制御された結果、サービスが利用できなくなった、という事態を防ぐことができ、ユーザの体感品質の低下を防ぐことができる。

また、保留の制御を指示した通信に対して、該制御された通信をしている端末101が移動した結果、制御方法決定テーブル403に登録されている所定の混雑度以上の基地局102の対象範囲にいない場合、制御を解除し制御されていた通信を送信する方法も考えられる。これにより、制御された端末101が移動し混雑している基地局と通信していない場合、すなわち閑散基地局と通信する場合に、制御されていた通信が速やかに再開されるため、ユーザの体感品質が向上する。さらに、トラフィック量が多いときに保留にしておいたトラフィックを、トラフィック量が少ないときに流すことになるので、トラフィックの平準化を実現することができる。

図8の説明に戻る。

管理装置107は、更新した制御方法決定テーブル403に格納されている制御条件をPCRF装置109を介して配信制御置105に送信する（S814）。制御条件には、制御対象となった端末101のセッションの情報と、制御方法が含まれている。端末101のセッションの情報には、端末側のIPアドレスとサービス提供装置側のIPアドレスと使用プロトコルが含まれている。

配信制御装置105の制御方法受信部302が、PCRF装置109を経由して管理装置107から制御条件を受信すると、受信した条件から、セッションの情報と制御方法を抽出し、制御条件テーブル303を更新する（S815）。制御条件テーブルの更新方法は次の手順で行なわれる。管理装置から特定端末のセッションの制御条件を受信すると、配信制御装置105は制御条件から端末のIPアドレス、サービス提供装置106のIPアドレス、プロトコルを抽出し、制御条件テーブルに抽出した端末101のIPアドレス、サービス提供装置106のIPアドレス、プロトコルに対応する項目があるかを検索する。検索した結果、対応する項目があれば、該当項目の制御方法の欄に、抽出した制御方法を登録する。抽出した端末101のIPアドレス、サービス提供装置106のIPアドレス、プロトコルに対応する項目が無ければ、抽出した端末101のIPアドレス、サービス提供装置106のIPアドレス、プロトコルと制御方法を新たに登録する。これにより、端末101のセッションと制御方法を対応付けることができる。

遅延・帯域制御プログラム301は、現在のセッション管理テーブル304内に制御条件テーブル303内の条件にマッチするものがあるかを検索し、該当するセッションがある場合は該当するセッションに対する制御方法を更新する（S816）。該当するセッションがない場合は、セッション管理テーブル304に追加する。そして、制御が必要なセッションに対しての制御を開始する。その後、制御が終了したらセッション管理テーブル304から削除してもよい。

図8では、セッションの制御として、サービス提供装置106から端末101に送られるコンテンツの配信を一時保留する、という制御を行なっている（S821）。

制御の期間、コンテンツはサービス提供装置106から配信制御装置105に送信され（S817、S819）、その都度端末101が受信成功を示す応答を返す（S818、S820）。そして制御の期間が終わったタイミングで、配信制御装置105から順番に端末101に送信され（S822、S824、S826）、端末101はその都度受信成功を示す応答を返す（S823、S825、S827）。その後コネクションが解放される（S828）。

このように、端末情報をネットワーク側での制御方法の決定に使うことによって、端末101を使うユーザにとってより良い制御方法をネットワーク側で選ぶことが可能となる。

上述した各装置の動作は、DPI装置108からの混雑度の入力がある度に周期的に行なうことができる。

一部の端末101のみが端末情報の管理装置107に送付する場合は、プレミアムサービスとしてユーザと契約することができる。つまり、端末情報を送付しない端末101に対しては従来通りに、端末が使用するアプリケーションを考慮せずに制御方法を決定する。この場合当該端末のユーザのうち、許容遅延が小さいアプリケーションを使用しているユーザはサービスが受けられなくなる可能性がある。一方、端末情報を送付する端末101に対しては本実施例を用いた制御方法を適用する。これにより、契約したユーザは、使用しているアプリケーションに適した制御が為されるので、許容遅延が小さいアプリケーションを使用している場合でもサービスの利用をできる可能性が高くなる。

この契約を実施する場合には、端末101のユーザのプライバシに関する情報を送付するために、必要に応じてサービス利用時にユーザに許諾を得ることも考えられる。許諾時の画面イメージの例を図9に示す。許諾時には図9に示すようなメッセージを、ユーザが利用する端末のディスプレイに表示する。

さらに、本発明はオペレータがユーザに新たな課金体系を提供することになるので、オペレータに対して新しい収入源を提供することができる。

また、本実施例では端末101の位置情報、および端末101が使用するアプリケーションの情報を端末101が送信することで取得していたが、DPI装置108が端末101の通信を監視することによって取得することも可能である。このようにして取得した情報でも、上記で説明した処理と同様の処理が可能である。

この実施例により、端末情報および網情報にしたがって、適切なトラフィック制御が実現され、混雑度が高い位置でのトラフィックが平準化される。これにより、ユーザの体感品質が向上する。さらにモバイルオペレータにおいては、トラフィックの平準化によってネットワークの利用効率が向上し、基地局設備などの増設に比べて低いコストでネットワークを安定させることができる。
[実施例2]
本実施例では、端末情報として、端末が使用するアプリケーションの情報と端末101の位置情報のほかに、更に端末101の移動情報を用いて帯域制御方法を決定する実施例について説明する。実施例１との違いについてのみ、説明する。

本実施例における、制御方法決定テーブル1401は、実施例1の制御方法決定テーブル403に端末101の移動速度の欄が追加されたものである。追加された制御方法決定テーブル1401を図14Aに示す。また、制御方法決定テーブル1401に基地局情報が登録されたものを図14Bに示す。そして、端末101の位置情報が対象範囲に含まれる端末において、速度の欄とアプリケーションの欄が一致する項目の制御方法を、当該端末101が通信しているセッションの制御方法とする。

次に端末の動作における違いについて説明する。

端末101の端末状態管理プログラム208が、端末101の位置情報を取得する際に、端末101が所定の距離を移動したという特定のイベントが発生したこと、を契機に取得することができる。

端末101が混雑を検出すると、位置情報履歴テーブル210から端末101の移動履歴を収集する。この移動履歴に基づいて、端末101の現在位置と端末101の移動速度を求める。端末101の移動速度は、情報処理部201が位置情報履歴テーブル210から端末101の少なくとも２つの位置情報と時刻情報を取得し、その位置の距離をその変化に要した時間で割ることで算出できる。そして、混雑検出プログラム207は、TCPコネクションの情報、端末101の現在位置および移動速度の組を端末情報として管理装置に送信する。

以降の処理は、各処理において端末101の移動情報をアプリケーションの情報と同様に扱えばよい。

端末101の移動情報を使うことで、同じアプリケーションを使用する端末でも、次のように異なる制御が可能になる。端末101が混雑地域を移動している場合、一定時間後には混雑地域から出ることが考えられるので、混雑地域から出ていると考えられる所定時間後まで送信保留を行なう。混雑地域にとどまっている端末は、一定時間後でも混雑地域にいることが考えられるので、送信保留ではなく帯域を制限する。これにより、端末のセッションの制御をより適切に行なうことができる。

また、移動情報と混雑地域の分布から、特定のユーザが何分後に混雑地域から出るかを予測し、その予測結果に基づいて保留時間を決定してもよい。これにより、閑散地域へ移動したタイミングで保留が解除され、通信が再開されるので、トラフィックを平準化させることができる。

[実施例3]
本実施例では、端末101から管理装置107への端末情報を、混雑が検知されたセッションに重畳して送信する実施例を説明する。

図10に、IPv4パケット1001に端末情報を重畳した場合のパケットフォーマットの例を示す。IPv4パケット1001にはSource IP Address、Destination IP Address、データを格納する部分や、オプション部がある。オプション部には、端末位置、速度、アプリケーションの情報を格納することができる。セッション情報に関しては、このオプションが含まれているパケットのデータ部にあるTCP/UDPヘッダ部から抽出すればよいため、本オプション部に格納しなくてもよい。

本実施例と実施例1との差異は、端末101が混雑を検出した直後のサーバへの返答に、端末位置などの情報をオプションとして重畳している点である。サーバへの返答を通信経路上で転送する配信制御装置105は、オプション部が含まれるIPパケットを受信すると、そのパケットのオプション部に加えてデータ部の含まれるTCPヘッダから端末101とサービス提供装置106のIPアドレスおよびポート番号を抽出する。そして、配信制御装置105は、端末位置、速度、セッション情報を含んだメッセージを管理装置107に送る。

本実施例の利点は、端末101側が管理装置107へメッセージを送信するための機能や設定を持つことなく、通常交換するパケットに情報を付加することにより網側で適切に情報が転送されるという点である。ただし、一つのパケットに付加できる情報は限られているため、一つのパケットに収まらない情報は、複数パケットに情報を分割して送るなどの工夫が必要となる。たとえば、一つ目のパケットには端末101の位置のみ、二つ目のパケットには端末101の速度のみ、という形で分割するという方法を適用してもよい。

ここまで述べた実施例での機能配分は一例であり、それぞれの機能がどのような装置に分担されるかに関しては任意である。たとえば、管理装置107と配信制御装置105の持つ機能を単一の装置に実装してもよいし、また、配信制御の機能をゲートウェイ104上に実現してもよい。

１０１：端末、１０２：基地局、１０３：モバイルバックホール、１０４：ゲートウェイ装置、１０５：配信制御装置、１０６：サービス提供装置、１０７:管理装置、１０８：DPI装置、１０９：PCRF装置、２０１：情報処理部、２０２：記憶部、２０３：入力部、２０４：出力部、２０５：通信インタフェース部、２０６：位置情報取得部、２０７：混雑検出プログラム、２０８：端末状態管理プログラム、２０９：情報送受信プログラム、２１０：位置情報履歴テーブル、３０１：遅延・帯域制御プログラム、３０２：制御方法受信プログラム、３０３：制御条件テーブル、３０４：セッション管理テーブル、４０１：制御方法決定部、４０２：網情報収集部、４０３：制御方法決定テーブル、４０４：網情報テーブル、９０１：許諾画面、１００１：IPv4パケットフォーマット

Claims

端末と通信する基地局を有するネットワークシステムに接続された管理装置であって、
収集装置から取得した前記基地局に流れているトラフィックの量に基づいた混雑度の情報に応じて、複数のアプリケーションそれぞれに対して、前記端末への通信制御方法を対応づける制御方法決定テーブルを記録する記録部と、
前記端末が通信しているアプリケーションの情報と、前記制御方法決定テーブルを用いて前記端末への通信制御方法を決定する処理部と、
前記端末への通信の制御を行う配信制御装置に前記決定した通信制御方法を出力する出力部を有することを特徴とする管理装置。
請求項１に記載の管理装置であって、
前記制御方法決定テーブルで前記複数のアプリケーションそれぞれに対して対応づけられている通信制御方法は、
前記アプリケーション毎の許容遅延に基づいて設定されることを特徴とする管理装置。
請求項２に記載の管理装置であって、
前記制御方法決定テーブルで前記複数のアプリケーションそれぞれに対して対応づけられている通信制御方法は、さらに前記端末から取得した前記端末の移動情報に基づいて設定されることを特徴とする管理装置。
請求項３に記載の管理装置であって、
前記制御方法決定テーブルで前記複数のアプリケーションそれぞれに対して対応づけられている通信制御方法は、さらに対象範囲の情報に基づいて設定されることを特徴とする管理装置。
請求項２に記載の管理装置であって、
前記処理部は、前記アプリケーションの情報が許容遅延の高いアプリケーションであった場合、前記通信制御方法を所定の時間保留する通信制御方法に設定することを特徴とする管理装置。
請求項１に記載の管理装置であって、
前記端末が通信する前記基地局の混雑度が所定の値以下の場合、前記処理部は前記端末への通信のうち制御した通信を送信することを特徴とする管理装置。
端末と通信する基地局と
前記端末の通信を監視し、前記基地局に流れているトラフィックの量に基づいた混雑度の情報を収集する収集装置と、
前記収集装置から取得した前記混雑度の情報に応じて、複数のアプリケーションそれぞれに対して、前記端末への通信制御方法を対応付ける制御方法決定テーブルと、前記端末が通信しているアプリケーションの情報を用いて前記端末への通信制御方法を決定し、前記端末への通信の制御を行う配信制御装置に、前記決定した通信制御方法を出力する管理装置と、
前記管理装置から出力された前記通信制御方法に従って前記端末への通信を制御する配信制御装置を有することを特徴とするネットワークシステム。
請求項７に記載のネットワークシステムであって、
前記制御方法決定テーブルで前記複数のアプリケーションそれぞれに対して対応づけられている通信制御方法は、前記アプリケーション毎の許容遅延に基づいて設定されることを特徴とするネットワークシステム。
請求項８に記載のネットワークシステムであって、
前記制御方法決定テーブルで前記複数のアプリケーションそれぞれに対して対応づけられている通信制御方法は、さらに前記端末から取得した前記端末の移動情報に基づいて設定されることを特徴とするネットワークシステム。
請求項９に記載のネットワークシステムであって、
前記制御方法決定テーブルで前記複数のアプリケーションそれぞれに対して対応づけられている通信制御方法は、さらに対象範囲の情報に基づいて設定されることを特徴とするネットワークシステム。
請求項７に記載のネットワークシステムであって、
前記端末は、
前記端末が前記通信の混雑を検出したタイミング、前記端末の位置情報が変化したタイミングで、前記端末が通信に使用している前記アプリケーションの情報を前記管理装置に送信する端末であることを特徴とするネットワークシステム。
請求項１１に記載のネットワークシステムであって、
前記端末への通信を中継する中継装置を有し、
前記端末は、
前記通信のパケットキュー長が前記中継装置にあらかじめ定められた基準値を超えた場合に、前記中継装置によってパケットに付加されるECN情報を検出したこと、またはパケット喪失を前記端末側で検出したこと、または前記基地局からの前記端末における電波強度、前記端末における平均ダウンロード速度、前記端末におけるCQI、が所定の値以下になったこと、のいずれか、あるいはこれらの組合せを検出したこと、によって混雑を検出したと判断することを特徴とするネットワークシステム。
請求項９に記載のネットワークシステムであって、
前記端末は、
前記端末の移動情報の送信可否を問い合わせるメッセージを表示するディスプレイを有することを特徴とするネットワークシステム。
請求項７に記載のネットワークシステムであって、
前記配信制御装置は、前記端末の識別子と前記端末の通信制御方法を対応付けた管理テーブルを有することを特徴とするネットワークシステム。
端末と、前記端末と通信する複数のネットワーク装置を有するネットワークシステムにおける通信制御方法であって、
前記アプリケーションの種類ごとに、前記アプリケーションと前記アプリケーションの許容遅延に基づいて設定される制御方法とを対応付けた対応情報を記憶し、
前記記憶した対応情報と前記端末が通信しているアプリケーションの情報を用いて、
前記ネットワークシステムを流れるトラフィック量が平準化されるように前記端末への通信の制御方法を決定し、
前記決定した制御方法で前記端末への通信を制御することでユーザの体感品質を向上させることを特徴とする通信制御方法。