JP6065916B2 - 通信挙動の解析が可能な情報処理装置、移動端末制御方法、およびコンピュータ・プログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、マクロセル内に小規模なマイクロセルが設けられる階層型セル構造の無線通信ネットワーク（以下、本願では「無線ネットワーク」または「ネットワーク」と略称する）に接続された移動端末、を制御するサーバ装置に関する。特に、本発明は、移動端末が接続する基地局を選定するための制御に関する。

スマートフォンおよびタブレット端末のような移動端末の利用が増大し、それらの移動端末において利用されるアプリケーションが多様化している。移動端末の利用の増加と多様化に伴って、無線ネットワークにおける膨大な通信トラフィックの負荷と、アクセス数の急激な増加とが、発生している。

係るアプリケーションの中には、ビデオストリームのような、特に高トラフィックを発生させるアプリケーションがある。一方、係るアプリケーションの中には、チャットや無料通話のような、比較的低トラフィックであるがアクセス回数を増大させるアプリケーションもある。かつては、前者のアプリケーションの利用が増加したことによって、トラフィックが増大するという問題が、顕在化した。しかしながら、近年では、さらに後者のアプリケーションの利用が増加したことによって、アクセス数の肥大化の問題が見られる。このようなトラフィックの増大とアクセス数の肥大化とが、無線ネットワークの輻輳を生じさせることによって、大きな問題となっている。

係る問題に対する解決策の一つとして、階層的セル構造（Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｃｅｌｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ。階層型ネットワークとも呼ばれる。以下、本願では「ＨＣＳ」と言う。）が検討されている。ＨＣＳは、広いエリアをカバーするマクロセル基地局（以下、単に「マクロセル」と言う。）と、より狭いエリアをカバーするマイクロセル基地局（以下、単に「マイクロセル」と言う。）とを組み合わせた無線ネットワークの構造である。なお、本願では、マイクロセルを、マクロセルより比較的小規模なセルを総称する言葉として用いる。すなわち、マイクロセルには、フェムトセルやピコセルなども含む。

例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、またはＬＴＥの後継となるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（以下、「ＬＴＥ−Ａ」と称する。）の無線ネットワークにおけるＨＣＳが、標準化団体３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）によって標準化されている。係るＨＣＳは、ＨｅｔＮｅｔ（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ、ヘテロジーニアスネットワーク）と呼ばれる。

元々、ＨＣＳは無線ネットワークにおけるエリアカバレッジを上げるための技術であった。しかしながら、近年、ＨＣＳは、無線ネットワークの輻輳を防ぐ際にも活用されている。例えば、ＨｅｔＮｅｔでは、広域をカバーするマクロセル網のエリア内において、マイクロセルが、カフェや学校のような高トラフィックが発生する局所的な場所（ホットスポット）に設置される。このようにして、より狭いエリアをカバーするマイクロセルに、局所的な高トラフィックを逃がすことができるので、特に高トラフィックが原因となる輻輳が、防止されている。

しかしながら、無線ネットワークの基地局を選定する際、一般的な方法では、基地局からの電波強度（ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ））がより強い方に移動端末を接続させる。したがって、ある種のアプリケーションを利用するユーザが集まる場合、低トラフィックであるがアクセス回数が多い移動端末が、マイクロセルに対して極端に多く接続してしまうことがある。例えば、カフェのようなホットスポットに、チャットを利用するユーザが集まった場合、多数の係る移動端末が、そのホットスポットをカバーするマイクロセルに集中的に接続する状況となる。その結果、当該マイクロセルにおける同時に複数のアクセスを処理する能力（同時接続数）が、限界に達してしまうことがある。係るマイクロセルに対しては、当該マイクロセルにおけるトラフィックを処理する能力には十分に余裕があっても、新たな移動端末がアタッチ（接続、アクセス）できなくなる。

すなわち、上記のようなアクセス数が過多になった状況において、マイクロセルは、期待されているトラフィックの量を処理できない。したがって、ＨＣＳが、高トラフィックによる輻輳を防ぐという効果を設計どおりには発揮できないという問題が生じる。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされた。本発明の主たる目的は、低トラフィックかつ多数回のアクセスを行うアプリケーションを実行する多数の移動端末が、特定のマイクロセルがカバーするエリアへ集中した場合などに、アクセス数が過剰になることを原因とする無線ネットワークの輻輳を防止する挙動解析サーバ装置等を提供することである。

上記目的を達成すべく、本発明の一形態である情報処理装置は、マクロセル内に小規模なマイクロセルが設けられる階層型セル構造の無線ネットワークにおいて、前記無線ネットワークに接続する各移動端末のデータパケットを所定の解析時間以内に解析して通信挙動を表す情報を通信挙動情報として生成する解析手段と、前記通信挙動情報を記録する記録手段と、前記通信挙動情報が所定の挙動タイプ判定条件に適合するかどうかにより特性を判定するタイプ判定手段と、前記特性に応じて、前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信を行った移動端末を、所定のセルに接続させる通知情報を送信する結果処理手段とを備える。

また、同目的を達成する他の見知として、本発明の他の形態である移動端末制御方法は、マクロセル内に小規模なマイクロセルが設けられる階層型セル構造の無線ネットワークに接続された各移動端末の挙動を解析する移動端末制御方法において、前記無線ネットワークに接続する前記各移動端末のデータパケットを所定の解析時間以内に解析し、通信挙動を表す情報を通信挙動情報として生成し、前記通信挙動情報を記録手段に記録し、前記通信挙動情報が所定の挙動タイプ判定条件に適合するかどうかにより特性を判定し、前記特性に応じて、前記判定において前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信を、行った移動端末を所定のセルに接続させる判定結果処理を実行する。

また、同目的は、上記の各構成を有する挙動解析サーバ装置、並びに対応する方法を、コンピュータによって実現するコンピュータ・プログラム、及びそのコンピュータ・プログラムが格納されている、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体によっても達成される。

本発明によれば、低トラフィックかつ多数回のアクセスを行うアプリケーションを利用する多数の移動端末が、特定のマイクロセルがカバーするエリアへ集中した場合に、アクセス数が過多であることを原因とする無線ネットワークの輻輳を防止する挙動解析サーバ装置等を実現することができる。

本発明の実施形態におけるシステム構成を示す概念図である。 本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態におけるモニタ部２００の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態におけるユーザ挙動解析サーバ１００の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における結果処理部２０３の動作を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

以下では、ＬＴＥ、または、ＬＴＥ−Ａシステムの階層型ネットワークであるＨｅｔＮｅｔを用いた形態を一例として説明する。

図１は、本発明の実施形態におけるシステム構成を示す概念図である。

図１を参照すると、本実施形態におけるＨｅｔＮｅｔシステムは、ユーザ１、移動端末２、マクロセル基地局１０、マクロセルサービス提供領域１１、マイクロセル基地局２０、マイクロセルサービス提供領域２１、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）３０、ユーザ挙動解析サーバ１００、インターネット１０００およびバックホール１００１から構成される。インターネット１０００は、通信手段の一例である。

ユーザ１は、移動端末２を携行しながら移動しつつ、移動端末２上で各種アプリケーションを実行させる利用者である。ユーザ１が実行させるアプリケーションは、インターネット１０００を通じてアプリケーションサーバ（図示せず）と通信を行う。

移動端末２は、ユーザ１が携行する端末である。移動端末２は、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話などにより実現される端末装置である。移動端末２では、無料ＩＰ電話やチャット、ビデオストリーミングなどの各種アプリケーションを実行することができる。

マクロセル基地局１０は、広いエリアをカバーする比較的大型の基地局である。マクロセル基地局１０は、例えば、半径数キロのエリアに対してネットワークサービス提供が可能であると仮定する。また、マクロセル基地局１０が同時にアタッチさせることのできる移動端末２の数を示す同時接続数は、例えば、数千人程度であると仮定する。

マクロセルサービス提供領域１１は、移動端末２がマクロセル基地局１０からネットワークサービスを享受できるカバレッジエリアである。

マイクロセル基地局２０は、マクロセル基地局１０に比べて、小型の基地局である。マイクロセル基地局２０は、例えば、半径数百メートルのエリアに対してネットワークサービスが提供可能であると仮定する。また、マイクロセル基地局２０における同時接続数は、例えば、数百人程度であると仮定する。

マイクロセルサービス提供領域２１は、移動端末２がマイクロセル基地局２０からネットワークサービスを享受できるカバレッジエリアである。

本実施形態におけるＨｅｔＮｅｔシステムは、大規模なマクロセル基地局１０のサービス提供領域１１内に、相対的に小規模なマイクロセル基地局２０を配置した構成である。すなわち、マイクロセルサービス提供領域２１では、マクロセル基地局１０とマイクロセル基地局２０との両方からネットワークサービスを受けることが可能である。

ただし、マイクロセルサービス提供領域２１内では、マイクロセル基地局２０が最も近く電波強度の強い基地局となる。したがって、後述するＥＰＣ３０は、通常、基地局選定の際に、、マイクロセルサービス提供領域２１内にある移動端末２に対して、アタッチする基地局としてマイクロセル基地局２０を選定する。すなわち、通常は、マクロセルサービス提供領域１１からマイクロセルサービス提供領域２１へ移動してきた移動端末２は、ＥＰＣ３０によって、マイクロセル基地局２０へ接続先を変更（ハンドオーバ）される。

ＥＰＣ３０は、階層型ネットワークを構成する基地局を制御する、共通の基地局制御装置（コアネットワーク機器）である。ＥＰＣ３０は、バックホール１００１を通じて、マクロセル基地局１０およびマイクロセル基地局２０と接続され、それらの基地局を制御する。

バックホール１００１は、コアネットワーク機器と携帯電話の基地局とを結ぶ大容量回線である。すなわち、バックホール１００１は、ＥＰＣ３０と、マクロセル基地局１０およびマイクロセル基地局２０との間を結ぶ回線である。

ＬＴＥおよびＬＴＥ−ＡにおけるＥＰＣ３０は、ＬＴＥ網だけでなく、既存の２Ｇ網および３Ｇ網なども含めて収容する能力を持つ。また、ＥＰＣ３０は、多様な無線アクセスシステム（回線網、アクセスネットワーク）を集約することができる。したがって、本実施形態において、特にマクロセル基地局１０とマイクロセル基地局２０とを取り上げているが、本技術は、コアネットワーク機器に収容された多様な無線アクセスシステムとの間においても同様に適用できる。

以下に、図２を参照して、実施形態の各構成を詳細に説明する。図２は、本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、ＥＰＣ３０は、コアモジュール３１、モニタ部２００、転送テーブル２０１、データ記憶領域２０２および結果処理部２０３を有する。

コアモジュール３１は、移動端末２のハンドオーバや位置登録などの移動の制御、移動端末２とインターネット１０００との間で通信を行う際の接続（ベアラ）や認証の制御、および、移動端末２上のアプリケーションとインターネット１０００との間で受発信されるユーザデータパケットの伝送などを行う。

モニタ部２００は、ＥＰＣ３０が伝送するユーザデータパケット（以下、単に「データパケット」または「パケット」と言う。）および付加情報を監視（モニタリング）することにより、ユーザ挙動の解析を開始する条件を満たす通信を検出する。また、モニタ部２００は、転送テーブル２０１へ解析対象となる通信を表す情報を登録する。さらに、モニタ部２００は、所定の解析時間に亘って、解析対象である通信に含まれるパケットの複製および付加情報をユーザ挙動解析サーバ１００へ転送する。

ここで、付加情報とは、解析対象の通信に関する情報である。例えば、付加情報には、新たな接続の確立や移動端末のセル間移動などの事象を示す通信ステータス情報や、ユーザを識別する情報などが含まれることがある。付加情報には、さらに詳細な情報が存在することもある。例えば、付加情報には、ソースＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、およびプロトコルタイプなど、当該パケットのＩＰヘッダから得られる情報が含まれることがある。また、例えば、付加情報には、ソースポート番号、宛先ポート番号、およびシーケンス番号など、ＴＣＰやＵＤＰ等のプロトコルヘッダから得られる情報が含まれることがある。さらに、付加情報には、ＵＲＩ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｒｅ）、およびＣｏｎｔｅｎｔ−Ｔｙｐｅなど、アプリケーションレイヤのヘッダから得られる情報などが含まれることがある。これらの情報は、当該パケットを直接解析して得ても良いが、ＬＴＥおよびＬＴＥ−ＡにおけるＥＰＣ３０の場合であれば、ＤＰＩ（Ｄｅｅｐ Ｐａｃｋｅｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）と呼ばれるパケット解析機能を利用して得ることも可能である。ＤＰＩによって得られる情報には、解析対象となっているパケットよりも前に伝送されたパケットなどから得られた情報をも含むことがある。

転送テーブル２０１は、ユーザ挙動の解析対象である通信を示す登録情報を保持するデータベースである。転送テーブル２０１は、データ記憶領域２０２に記憶される。

転送テーブル２０１に保持される登録情報は、ＥＰＣ３０が伝送するデータパケットの中から解析対象のパケットを表す識別情報（パケットの識別情報）、および、所定の解析時間を判別する際の情報（解析時間の判別情報）を含む。パケットの識別情報には、例えば、通信を行っているユーザを識別する際のＩＤ情報、接続中の基地局に関する情報、およびパケットのソースや送信先のアドレス情報（ＩＰアドレス、ポート番号）などがある。解析時間の判別情報には、例えば、解析の開始時刻または終了予定時刻などがある。

データ記憶領域２０２は、例えば、半導体メモリ装置やディスク装置により実現される。

結果処理部２０３は、ユーザ挙動解析サーバ１００から、判定したアプリケーションタイプおよび判定対象の通信の識別情報を含む結果通知を受信する。また、結果処理部２０３は、転送テーブル２０１から結果通知に対応する登録情報を削除する。さらに、結果処理部２０３は、結果通知の内容に応じて、移動端末２をハンドオーバさせることを示すハンドオーバ通知を送信する。

次に、ユーザ挙動解析サーバ１００の構成について、図２を参照して説明する。

ユーザ挙動解析サーバ１００は、パケット解析部１１０、ユーザ挙動記録部１１１、ユーザ挙動データベース１１２、データ記憶領域１１３およびアプリケーションタイプ判定部１１４を有する。

パケット解析部１１０は、モニタ部２００から受信したパケットの複製および付加情報を解析することによってユーザ挙動データを生成する。パケット解析部１１０は、生成したユーザ挙動データをユーザ挙動記録部１１１に送る。ユーザ挙動データとは、解析対象となった受信パケットおよび付加情報から得られた情報である。ユーザ挙動データには、例えば、通信の接続元と宛先とを示すアドレス情報およびユーザ識別子などの通信を示す識別情報と、パケットのデータ量と、パケット受信時刻など通信の時間に関する情報と、ユーザデータの内容と、付加情報の内容などとを含めてもよい。

ユーザ挙動記録部１１１は、パケット解析部１１０が生成したユーザ挙動データをユーザ挙動データベース１１２に保存する。また、ユーザ挙動記録部１１１は、それまでに解析が行われた通信に属する一連のパケットに関するユーザ挙動データから、通信パターンを表す情報を算出する。通信パターンを表す情報は、例えば、解析を開始してから解析対象とした全パケットにおけるデータ長の合計、パケットの通信間隔の平均値や間隔の最大値、通信回数、平均トラフィック、および、これらを送受信で区別した情報などを含めてもよい。すなわち、通信パターンを表す情報には、一つのパケットから得られる情報に加えて、複数のパケットに関するユーザ挙動データを分析することによって得られる情報も含めることができる。

ユーザ挙動データベース１１２は、上記のユーザ挙動データおよび通信パターンを表す情報を含む。ユーザ挙動データベース１１２は、データ記憶領域１１３に記憶される。

データ記憶領域１１３は、例えば、半導体メモリ装置やディスク装置により実現される。

アプリケーションタイプ判定部１１４は、ユーザ挙動データベース１１２に含まれる情報に基づいて、解析対象である受信パケットが属する通信を行っているアプリケーションのタイプを判定する。アプリケーションタイプ判定部１１４は、結果処理部２０３へ、判定したアプリケーションのタイプを示す情報を含む結果通知を送信する。

本実施形態においては、アプリケーションタイプの種類を表す情報や判定条件を表す情報は、あらかじめタイプ判定条件テーブルとして定義しておくことと仮定する。なお、タイプ判定条件テーブルは、、アプリケーションタイプ判定部１１４において保持される。判定条件を表す情報とは、ユーザ挙動データを表す情報、および通信パターンを表す情報の中に含まれる１つ以上の情報に関して、特定の閾値、または値の範囲を指定したものである。アプリケーションのタイプを区別する条件は、アプリケーションが行う通信における挙動の特徴に依存する。例えば、アプリケーションによっては、送信先ポート番号や宛先のＵＲＩなど、ある一つのパケットのヘッダだけで区別できることがある。また、他のアプリケーションの例では、通信されるパケットの順番、平均トラフィック、通信間隔、通信回数など、複数のパケットのやりとりの状態から区別するものもある。なお、アプリケーションタイプ判定部１１４は、接続先の無線アクセスシステムを決定する際に必要な特性が把握できればよい。したがって、アプリケーションタイプ判定部１１４は、固有のアプリケーション名を特定するとは限らない。

ユーザ挙動解析サーバ１００は、ＥＰＣ３０と構内ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信ネットワークを介して通信可能である。

ＥＰＣ３０およびユーザ挙動解析サーバ１００は、コンピュータ・プログラム制御により動作する一般的な情報処理装置（コンピュータ）によって構成されても良いし、または、専用のハードウェアで構成されても良い。

次に、上述した構成を含む本実施形態の動作について詳細に説明する。

まず、図３を参照して、モニタ部２００のモニタリング動作を説明する。図３は、本発明の実施形態におけるモニタ部２００の動作を示すフローチャートである。

まず、ＥＰＣ３０が起動した後に、モニタ部２００は、ＥＰＣ３０を通じて送受信される、ユーザ１が携行する移動端末２が行う通信に関連するデータパケットの監視を開始する（ステップＳ１０１）。

移動端末２で動作するアプリケーションと、インターネット１０００を通じて接続するアプリケーションサーバ（図示せず）との間で通信が行われると、モニタ部２００は、コアモジュール３１を介して当該通信のデータパケットおよび付加情報を受信する。モニタ部２００は、転送テーブル２０１に基づいて、当該通信が転送の対象かどうかをチェックする（ステップＳ１０２）。

モニタ部２００は、チェックに際して、初めに、転送テーブル２０１に含まれる登録情報におけるパケットの識別情報と、受信したデータパケットおよび付加情報から得られる識別情報を比較する。そして、それらが一致する場合、モニタ部２００は、当該通信が登録されていると判断する。当該通信が登録されていると判断した場合、次に、モニタ部２００は、対応する登録情報に含まれる解析時間の判別情報と、現在時刻とに基づいて、解析の終了を判定する。モニタ部２００は、解析がまだ終了していないと判断した場合、当該通信を転送処理の対象と認識する。

当該通信が転送処理対象である場合、モニタ部２００は、解析対象である当該パケットの複製および付加情報をユーザ挙動解析サーバ１００へ転送する（ステップＳ１０５）。なお、データパケットの複製および付加情報を送られた後のユーザ挙動解析サーバ１００の動作については後述する。

なお、ステップＳ１０２において、転送テーブル２０１に当該通信が登録されているが、所定の解析時間をすでに経過していた場合、モニタ部２００は、転送テーブル２０１から当該通信を示す登録情報を消去した後に、ユーザ挙動の解析を終了する。すなわち、これは、所定の解析時間の間、モニタ部２００が当該通信のモニタリングを実施しユーザ挙動解析サーバ１００が挙動解析を実施したが、解析対象のパケットが属する通信に関するアプリケーションが、アプリケーションタイプの判定条件のいずれにも適合せずに終わったということを意味する。したがって、モニタ部２００は、当該通信のユーザ挙動解析をそのまま終了する。そして、当該通信を行っている移動端末２は、そのままマイクロセル基地局２０に接続され続ける。

一方、ステップＳ１０２において、転送テーブル２０１に当該通信が登録されていなかった場合、モニタ部２００は、新たに解析を開始するかどうかに関してチェックする（ステップＳ１０３）。ここで、解析を開始する条件（開始条件）とは、例えば、新たな通信が開始された場合と、移動端末２が他のセルのサービス提供領域からマイクロセルサービス提供領域２１に移動した場合などである。当該チェックに際して、モニタ部２００は、付加情報に含まれる通信ステータス情報および、パケットのデータ構造解析などを参照する。

ステップＳ１０３において、上述した開始条件のいずれの場合でもないとき、モニタ部２００は、解析開始の必要がないと判断する。そして、モニタ部２００は、ここで当該パケットおよび当該付加情報の処理を終了する。この判断処理により、モニタ部２００は、一度ユーザ挙動の解析を実施した後に、そのままマイクロセル基地局２０に接続され続けることになった通信を、再び解析対象とすることを回避する。

一方、ステップＳ１０３において、上述した開始条件のいずれかを満たすことを検出すると、モニタ部２００は、当該通信の解析を開始することを決定する。そして、モニタ部２００は、現在時刻を解析開始時刻として、転送テーブル２０１に当該通信を示す情報を登録する（ステップＳ１０４）。すなわち、モニタ部２００は、解析対象を表すパケットの識別情報、および、解析時間の判別情報を登録する。

そして、モニタ部２００は、当該パケットの複製および当該付加情報をユーザ挙動解析サーバ１００へ転送する（ステップＳ１０５）。

次に、図４を参照して、データパケットの複製および付加情報を送られた後のユーザ挙動解析サーバ１００の挙動解析動作を説明する。図４は、本発明の実施形態におけるユーザ挙動解析サーバ１００の動作を示すフローチャートである。

まず、パケット解析部１１０が、モニタ部２００から転送されたデータパケットの複製（以下、単に「パケット」と言う。）および付加情報を受信する（ステップＳ２０１）。

次に、パケット解析部１１０は、受信したパケットおよび付加情報を解析することにより、ユーザ挙動データを生成する（ステップＳ２０２）。ユーザ挙動データは、当該パケットおよび当該付加情報から得られるすべての情報を含んでも良い。また、ユーザ挙動データは、後述するアプリケーションタイプの判定処理に必要な一部のデータ種別を表す情報だけであっても良い。

次に、ユーザ挙動記録部１１１が、パケット解析部１１０によって生成されたユーザ挙動データと同じ通信に関する過去のユーザ挙動データを、ユーザ挙動データベース１１２から読み出す。さらに、ユーザ挙動記録部１１１は、生成されたユーザ挙動データと過去のユーザ挙動データとに基づいて、通信パターンを表す情報を算出する。ユーザ挙動記録部１１１は、算出した通信パターンを表す情報を、生成されたユーザ挙動データと共にユーザ挙動データベース１１２に保存する（ステップＳ２０３）。通信パターンを表す情報は、一例として、当該通信に関連する全パケットのデータ長の合計、パケット通信間隔の平均値、および通信回数が算出されたこととする。

次に、アプリケーションタイプ判定部１１４は、ユーザ挙動データベース１１２から抽出した、当該受信パケットと同じ通信に関するユーザ挙動データおよび通信パターンを表す情報を使い、その情報のタイプ判定条件テーブルの条件に対する適合性を判定する。以下では、いずれかの条件に対して適合した場合を、「タイプ判定が成功した（できた）」とも言う（ステップＳ２０４）。

タイプ判定ができた場合、アプリケーションタイプ判定部１１４は、判定したアプリケーションタイプを示す情報、および判定対象である通信を示す識別情報を含む結果通知を、ＥＰＣ３０に送信する（ステップＳ２０５）。結果通知を送られた後のＥＰＣ３０の動作については、後述する。

一方、ステップ２０４において、いずれの条件にも一致せず、タイプ判定ができなかった場合、アプリケーションタイプ判定部１１４は、アプリケーションタイプの判定をそのまま終了する。この場合、当該通信における後続のパケットに対して、上述したモニタリングおよび解析における一連の処理が繰り返される。すなわち、モニタ部２００が、解析対象の通信の次のパケットを受信（図１のステップＳ１０１）した後に、転送テーブル２０１をチェックする（図１のステップＳ１０２）。すると、モニタ部２００は、転送テーブル２０１に当該通信を示す登録情報があるので、所定の解析時間を経過していなければ、新たに受信したパケットの複製と付加情報をユーザ挙動解析サーバ１００へ転送する（図１のステップＳ１０５）。それ以降のユーザ挙動解析サーバ１００の動作は、上述の通りである。

以下に、ステップＳ２０４におけるタイプ判定条件の具体例を、３つ説明する。まず、タイプ判定条件の１つ目の具体例として、宛先ＩＰアドレスと宛先ポートの範囲を指定する場合を説明する。この場合、アプリケーションタイプ判定部１１４は、通信の１つ目のパケットを受信した際に、そのヘッダ情報を参照することにより、即時に判定条件に適合することがわかる。このようにして、１つ目の具体例において、タイプ判定が成功する。

タイプ判定条件の２つ目の例として、アプリケーションサーバによる認証が終了した後に、移動端末２において動作するアプリケーションが、接続を求める宛先ＵＲＩを条件として指定する場合を説明する。この場合は、１つ目のパケットの受信時点では、まだ認証が終了していないため、このようなタイプ判定条件は満たされない。したがって、認証が終了するまで、後続する送受信パケットについてモニタリングおよび解析の各処理が継続する。最終的には、判定部１１４は、宛先ＵＲＩに対して接続を要求するパケットが解析対象となった時点で、２つめの条件に適合することを検出する。このようにして、２つ目の具体例において、判定部１１４は、タイプ判定に成功する。

タイプ判定条件の３つ目の例として、全パケットのデータ長の合計（Ｄ）、パケット通信間隔の平均値（Ｔ）、および通信回数（Ｃ）のそれぞれに対し閾値範囲を設定し、それらの全ての閾値範囲に含まれる場合に適合とみなす条件を指定する場合を説明する。例えば、Ｄ＜１（メガバイト）、かつ、Ｔ＞１００（ミリ秒）、かつ、Ｃ＞１０（回）のような形式である。このような条件は、所定の解析時間において、間隔を空けた多数回の通信で少量のデータを送る（すなわち、低トラフィックかつアクセス回数が多い）という挙動のアプリケーションを検出することが可能な条件である。

例えば、もしアプリケーションを利用中のユーザがマイクロサービス提供領域２１に外から侵入してきた場合、上述した２つ目の判定条件のようにアプリケーション開始後すぐに行われる特定の動作を対象とした判定条件には適合しない可能性がある。なぜなら、上述した２つ目のタイプ判定条件の説明における「宛先ＵＲＩに接続する」段階を過ぎてしまってからユーザ１が移動した場合、、２つ目の判定条件では、タイプ判定ができない。すなわち、アプリケーションの利用が既に開始されて相当の時間を経過していると、モニタ部２００は、アプリケーション開始後の初期の通信にだけ特有に現れるアプリケーションの特徴が得られないことがある。したがって、判定部１１４は、判定に使える付加情報が少ない可能性がある。そのような場合にも、３つ目のタイプ判定条件であれば、判定部１１４は、ステップＳ２０３の処理において算出した通信パターンを表す情報が判定条件を満たした時点で、タイプ判定に成功する。

次に、図５を参照して、アプリケーションタイプ判定の結果通知を送られた後のＥＰＣ３０の移動制御動作を説明する。図５は、本発明の実施形態における結果処理部２０３の動作を示すフローチャートである。

まず、結果処理部２０３が、判定したアプリケーションタイプを示す情報および判定対象である通信を示す識別情報を含む結果通知を、アプリケーションタイプ判定部１１４から受信する（ステップＳ３０１）。

次に、結果処理部２０３は、転送テーブル２０１から判定対象である通信に関する登録情報を削除した後、それ以降のデータパケットの転送を終了させる（ステップＳ３０２）。

次に、結果処理部２０３は、結果通知をチェックすることにより、ハンドオーバが必要かどうかを判断する（ステップＳ３０３）。例えば、判定されたアプリケーションタイプが無料通話やチャットのような低トラフィックかつアクセス回数の多いタイプである場合、ハンドオーバが必要と判断する。

本実施形態においては、一例として、上記以外の場合に、結果処理部２０３は、ハンドオーバ不要と判断し、処理を終了する。このようにして、早期にハンドオーバ不要なアプリケーションタイプを検出するので、無用なユーザ挙動解析が行われることを止めることができる。

ハンドオーバが必要と判断した場合、結果処理部２０３は、当該通信を示す識別情報を含むハンドオーバ通知をＥＰＣ３０のコアモジュール３１に送信する（ステップＳ３０４）。

コアモジュール３１は、ハンドオーバ通知を受信した後、ハンドオーバ通知に含まれる、通信を示す識別情報に基づいて、当該通信を行っている移動端末２を割り出す。そして、コアモジュール３１は、移動端末２の接続先をマイクロセル基地局２０からマクロセル基地局１０へ移動（ハンドオーバ）させる（ステップＳ３０５）。

このようにして、本実施形態では、低トラフィックかつアクセス回数の多いアプリケーションを実行している移動端末２を、マイクロセルからマクロセルに移動させることができる。そのため、アクセス数過多の状況であるマイクロセル基地局２０において、同時接続数とトラフィック量との負荷のバランスを制御することができる。

以上説明したように、本実施形態には、低トラフィックかつ多数回にわたるアクセスを行う多数のアプリケーション利用者がマイクロセルへ集中的に接続することにより、アクセス数が過剰になることを原因とする無線ネットワークの輻輳を防止できるという効果がある。

その理由は、ユーザが利用するアプリケーションが行う通信の挙動に応じて、移動端末がアタッチする基地局を変更させることができるからである。

なお、移動端末のハンドオーバは、マイクロセル基地局２０の処理能力に余裕がある場合には行われなくてもよい。また、移動端末のハンドオーバは、マクロセル基地局１０の処理能力に余裕がない場合には行われなくてもよい。

すなわち、図３のステップＳ１０２またはステップＳ１０３において、モニタ部２００は、マイクロセル基地局２０やマクロセル基地局１０の稼動状況に応じて、データパケットの複製と付加情報とをユーザ挙動解析サーバ１００へ転送するかどうかを判断してもよい。または、図５のステップＳ３０３において、結果処理部２０３が、マイクロセル基地局２０やマクロセル基地局１０の稼動状況に応じて、移動端末２のハンドオーバを行うかどうかを判断してもよい。この場合は、モニタ部２００は、モニタリングと挙動解析動作は常に実施する。または、マイクロセル基地局２０やマクロセル基地局１０の稼動状況に応じて、アプリケーションタイプ判定部１１４が、保持するタイプ判定条件テーブルの条件を変動させる。その結果、アプリケーション判定部１１４は、タイプ判定に適合する通信の数を増減させることにより、結果的にハンドオーバされる移動端末の数を増減させることができる。また、これらの処理は、組み合わせて実施されても良い。

なお、上述したマイクロセル基地局２０やマクロセル基地局１０の稼動状況に関する情報は、コアモジュール３１、または、ＥＰＣ３０の外部の装置（図示せず）などから得る。

また、本実施形態では、マイクロセル基地局２０にアタッチしている各移動端末２が制御の対象であったが、マクロセル基地局１０にアタッチしている各移動端末２が対象となってもよい。この場合、図５のステップＳ３０５において、コアモジュール３１は、ハンドオーバ通知を受信した後、ハンドオーバ通知に含まれる、通信を示す識別情報に基づいて識別した移動端末２に対して、マイクロセル基地局２０へアタッチすることを阻止するように動作する。すなわち、コアモジュール３１は、ハンドオーバ通知に含まれる情報を保持しておき、その後、もし当該移動端末２がマイクロセルサービス提供領域２１に移動した場合に、マイクロセル基地局２０へハンドオーバすることを中止させる。

このようにして、マイクロセル基地局２０へアタッチさせたくない挙動をとるアプリケーションを利用している移動端末２は、マクロセル基地局１０に接続したままになる。したがって、マイクロセル基地局２０に一旦ハンドオーバした後に挙動解析を実施する本実施形態に比べて、上述のような動作を行う場合は、ハンドオーバ回数が少なくて済むという効果がある。なお、コアモジュール３１は、ハンドオーバ通知に含まれる情報を保持した後、通知の対象である通信を監視し続ける。そして、当該通信が終了した場合（すなわち、ユーザがアプリケーションの利用を終了した場合）、コアモジュール３１は、当該通信に関するハンドオーバ通知に含まれる情報の保持を止める。

また、本実施形態は、ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａの無線ネットワークシステムを対象としたが、それには限らない。すなわち、本実施形態は、階層的セル構造を持ち、通信データの監視および各セル間のハンドオーバを制御するコアネットワーク機器に相当する機能がある無線ネットワークシステムであれば、適用することができる。 なお、本発明は上述した実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下の付記に限定されるものではない。

（付記１）
マクロセル内に小規模なマイクロセルが設けられる階層型セル構造の無線ネットワークにおいて、
前記無線ネットワークに接続する各移動端末の通信パケットを所定の時間以内に解析して通信挙動を表す情報を通信挙動情報として生成する挙動解析手段と、
前記通信挙動情報を記録する記録手段と、
前記通信挙動情報が所定の挙動タイプ判定条件に適合するかどうかを判定し、前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信を行った移動端末を、所定のセルに接続させる通知情報を送信するタイプ判定手段と
を備える挙動解析サーバ装置。

（付記２）
前記通信挙動情報は、解析時間内における通信データ量の合計とアクセス回数とを表す情報を含み、
前記挙動タイプ判定条件は、通信データ量の合計とアクセス回数とに関する閾値に基づくものである
付記１記載の挙動解析サーバ装置。

（付記３）
前記挙動タイプ判定条件は、特定のアプリケーションを識別するための条件を含み、
前記タイプ判定手段は、識別された特定のアプリケーションの種別に応じて、前記識別された特定のアプリケーションを実行している移動端末を所定のセルに接続させる通知情報を送信する
付記１または付記２記載の挙動解析サーバ装置。

（付記４）
前記タイプ判定手段は、前記通知情報に基づき、前記マクロセルまたはマイクロセルの基地局の稼動状況に応じて、前記移動端末を接続させるセルを選択する判定結果処理手段に接続する
付記１乃至付記３のいずれかに記載の挙動解析サーバ装置。

（付記５）
前記判定結果処理手段は、前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信が継続している間、当該通信を行っている移動端末が所定のセルに接続しないように制御する
付記４記載の挙動解析サーバ装置。

（付記６）
マクロセル内に小規模なマイクロセルが設けられる階層型セル構造の無線ネットワークに接続された各移動端末の挙動を解析する移動端末制御方法において、
前記無線ネットワークに接続する前記各移動端末の通信パケットを所定の時間以内に解析して通信挙動を表す情報を通信挙動情報として生成する挙動解析ステップと、
前記通信挙動情報を記録手段に記録する記録ステップと、
前記通信挙動情報が所定の挙動タイプ判定条件に適合するかどうかを判定するタイプ判定ステップと、
前記タイプ判定ステップにおける判定において、前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信を行った移動端末を所定のセルに接続させる判定結果処理ステップと
を含む移動端末制御方法。

（付記７）
前記通信挙動情報は、解析時間内における通信データ量の合計とアクセス回数とを表す情報を含み、
前記挙動タイプ判定条件は、通信データ量の合計とアクセス回数とに関する閾値に基づくものである
付記６記載の移動端末制御方法。

（付記８）
前記挙動タイプ判定条件は、特定のアプリケーションを識別するための条件を含み、
前記判定結果処理ステップにおいて、識別された特定のアプリケーションの種別に応じて、前記識別された特定のアプリケーションを実行している移動端末を所定のセルに接続させる
付記６または付記７記載の移動端末制御方法。

（付記９）
前記判定結果処理ステップにおいて、前記マクロセルまたはマイクロセルの基地局の稼動状況に応じて、前記移動端末を接続させるセルを選択する
付記６乃至付記８のいずれかに記載の移動端末制御方法。

（付記１０）
前記判定結果処理ステップにおいて、前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信が継続している間、当該通信を行っている移動端末が所定のセルに接続しないように制御する
付記６乃至付記９のいずれかに記載の移動端末制御方法。

（付記１１）
マクロセル内に小規模なマイクロセルが設けられる階層型セル構造の無線ネットワークに接続された各移動端末の挙動を解析する移動端末制御プログラムにおいて、
前記無線ネットワークに接続する前記各移動端末の通信パケットを所定の時間以内に解析して通信挙動を表す情報を通信挙動情報として生成する挙動解析処理と、
前記通信挙動情報を記録手段に記録する記録処理と、
前記通信挙動情報が所定の挙動タイプ判定条件に適合するかどうかを判定し、前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信を行った移動端末を所定のセルに接続させる通知情報を送信するタイプ判定処理と
をコンピュータに実行させる移動端末制御プログラム。

（付記１２）
前記通信挙動情報は、解析時間内における通信データ量の合計とアクセス回数とを表す情報を含み、
前記挙動タイプ判定条件は、通信データ量の合計とアクセス回数とに関する閾値に基づくものである
付記１１記載の移動端末制御プログラム。

（付記１３）
前記挙動タイプ判定条件は、特定のアプリケーションを識別するための条件を含み、
前記タイプ判定処理において、識別された特定のアプリケーションの種別に応じて、前記識別された特定のアプリケーションを実行している移動端末を所定のセルに接続させる通知情報を送信する
付記１１または付記１２記載の移動端末制御プログラム。

（付記１４）
前記タイプ判定処理において、前記通知情報に基づき、前記マクロセルまたはマイクロセルの基地局の稼動状況に応じて、前記移動端末を接続させるセルを選択する判定結果処理に接続する
付記１１乃至付記１３のいずれかに記載の移動端末制御プログラム。

（付記１５）
前記判定結果処理において、前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信が継続している間、当該通信を行っている移動端末が所定のセルに接続しないように制御する
付記１４記載の移動端末制御プログラム。

以上、上記実施形態等を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

この出願は、２０１２年９月２５日に出願された日本出願特願２０１２−２１０２６１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ ユーザ
２ 移動端末
１０ マクロセル基地局
１１ マクロセルサービス提供領域
２０ マイクロセル基地局
２１ マイクロセルサービス提供領域
３０ ＥＰＣ
３１ コアモジュール
１００ ユーザ挙動解析サーバ
１１０ パケット解析部
１１１ ユーザ挙動記録部
１１２ ユーザ挙動データベース
１１３ データ記憶領域
１１４ アプリケーションタイプ判定部
２００ モニタ部
２０１ 転送テーブル
２０２ データ記憶領域
２０３ 結果処理部
１０００ インターネット
１００１ バックホール

Claims (10)

1. マクロセル内に小規模なマイクロセルが設けられる階層型セル構造の無線ネットワークにおいて、
   前記無線ネットワークに接続する各移動端末のデータパケットを所定の解析時間以内に解析して通信挙動を表す情報を通信挙動情報として生成する解析手段と、
   前記通信挙動情報を記録する記録手段と、
   前記通信挙動情報が所定の挙動タイプ判定条件に適合するかどうかにより特性を判定するタイプ判定手段と、
   前記特性に応じて、前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信を行った移動端末を、所定のセルに接続させる通知情報を送信する結果処理手段と
   を備える情報処理装置。
2. 前記通信挙動情報は、解析時間内における通信データ量の合計とアクセス回数とを表す情報を含み、
   前記挙動タイプ判定条件は、通信データ量の合計とアクセス回数とに関する閾値に基づくものである
   請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記挙動タイプ判定条件は、特定のアプリケーションを識別するための条件を含み、
   前記結果処理手段は、識別された特定のアプリケーションの種別に応じて、前記識別された特定のアプリケーションを実行している移動端末を所定のセルに接続させる通知情報を送信する
   請求項１または請求項２記載の情報処理装置。
4. 前記結果処理手段は、前記特性に基づき、前記マクロセルまたは前記マイクロセルの基地局の稼動状況に応じて、前記移動端末を接続させるセルを選択する
   請求項１乃至３のいずれか１つに記載の情報処理装置。
5. 前記結果処理手段は、前記通信が継続している間、前記移動端末が所定のセルに接続しないように制御する
   請求項１乃至４のいずれか１つに記載の情報処理装置。
6. マクロセル内に小規模なマイクロセルが設けられる階層型セル構造の無線ネットワークに接続された各移動端末の挙動を解析する移動端末制御方法において、
   前記無線ネットワークに接続する前記各移動端末のデータパケットを所定の解析時間以内に解析し、
   通信挙動を表す情報を通信挙動情報として生成し、
   前記通信挙動情報を記録手段に記録し、
   前記通信挙動情報が所定の挙動タイプ判定条件に適合するかどうかにより特性を判定し、
   前記特性に応じて、前記判定において前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信を、行った移動端末を所定のセルに接続させる結果処理を実行する
   移動端末制御方法。
7. 前記通信挙動情報は、解析時間内における通信データ量の合計とアクセス回数とを表す情報を含み、
   前記挙動タイプ判定条件は、通信データ量の合計とアクセス回数とに関する閾値に基づくものである
   請求項６記載の移動端末制御方法。
8. 前記挙動タイプ判定条件は、特定のアプリケーションを識別するための条件を含み、
   前記結果処理において、識別された特定のアプリケーションの種別に応じて、前記識別された特定のアプリケーションを実行している移動端末を所定のセルに接続させる
   請求項６または請求項７記載の移動端末制御方法。
9. マクロセル内に小規模なマイクロセルが設けられる階層型セル構造の無線ネットワークに接続された各移動端末の挙動を解析する移動端末制御プログラムにおいて、
   前記無線ネットワークに接続する前記各移動端末のデータパケットを所定の解析時間以内に解析して通信挙動を表す情報を通信挙動情報として生成する挙動解析処理と、
   前記通信挙動情報を記録手段に記録する記録処理と、
   前記通信挙動情報が所定の挙動タイプ判定条件に適合するかどうかにより特性を判定するタイプ判定処理と、
   前記特性に応じて、前記挙動タイプ判定条件に適合した通信挙動情報に対応する通信を行った移動端末を所定のセルに接続させる通知情報を送信する結果処理と
   をコンピュータに実行させるプログラム。
10. 前記結果処理において、前記特性に基づき、前記マクロセルまたは前記マイクロセルの基地局の稼動状況に応じて、前記移動端末を接続させるセルを選択する
    請求項９記載のプログラム。

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