JP2007259368A - 交換機の負荷制御方法、負荷制御システム及び負荷制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の交換機の負荷制御方式では、トラヒック量上昇の時間が極端に短く急激に上昇した場合、システムがトラヒック量上昇を認識する前にトラヒック量が交換機の許容量を超えることがあり、システムダウンを起こす危険性がある。
【解決手段】トラヒック収集部１１は、交換機に加わるトラヒックを例えば５分毎に収集する。トラヒックモデル作成部１３は、蓄積部１２に１年から３年程度蓄積されたトラヒック情報が示す年、月、日等の各要素を考慮し、その交換機に加わるトラヒック量をモデル化したトラヒックモデルを予め作成して保持している。規制発動判定部１４は、交換機に現在加わっているトラヒック量がトラヒックモデルが示す許容範囲内あるかを判断し、許容範囲内になければ、交換機に対し異常なトラヒックが発生していると判断して発信規制や保守者に対するアラーム発動をかける。
【選択図】図１

Description

本発明は交換機の負荷制御方法、負荷制御システム及び負荷制御プログラムに係り、特に移動体交換システムにおける交換機のトラヒック量に応じた負荷制御を行う交換機の負荷制御方法、負荷制御システム及び負荷制御プログラムに関する。

従来の移動体交換システムにおける交換機のトラヒック量に応じた負荷制御（トラヒック制御）では、交換機の受信できる限界点を設定しておき、その限界点に達してから発信規制等のリアクションを起こしている。しかし、交換機に加わるトラヒックは平常には特定モデルのトラヒック量となっているが、災害が発生した場合や、大人数が参加するイベントがあった場合、予想を超えるトラヒックが交換機に加わる可能性を秘めている。

しかし、上記の従来の交換機の負荷制御方式では、トラヒック量が急激に増加した場合、限界点を大きく超えたトラヒックを受信した後に発信規制等のリアクションを起こすことになっているため、発信規制を実施した時点で既に交換機の処理能力を大きく上回るトラヒックが加わっており、高トラヒックからの回避ができず、システムダウンを起こす可能性がある。

一方、ネットワークにおける過去のトラヒック量から将来のトラヒック量を予測するトラヒック予測方法が従来知られている（例えば、特許文献１参照）。このトラヒック予測方法は、ネットワークにおける各種のトラヒック量を、周期変動を考慮した特定の連続した等間隔の周期時間に区分し、各周期時間をｎ個（ｎは１以上の整数）の時間区分に分割して、時間区分及び周期時間毎のトラヒック量を収集し、過去の任意の数の周期時間内のトラヒック量の平均値である相似元変動パターンを所定の式から求めて、その相似元変動パターンに対する最新のトラヒック量の比の平均値である相似係数を求め、その相似係数と前記相似元変動パターンの最大値との積を周期時間の最大のトラヒック予測値とする方法である。

また、移動体交換システムにおける無線基地局が保守者から制御無しで自動的に無線区間及びネットワークのトラヒック状況から判断して呼接続の規制を行う方法も従来知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２には、基地局が、測定単位時間毎にトラヒック量を測定し、この測定値としきい値との比較を行い、しきい値をオーバーした時に、発振規制処理を行う自動規正方法が開示されている。

特開２０００−６９１６５号公報 特開平１０−１３９４９号公報

しかしながら、上記の従来の交換機の負荷制御方式では、トラヒック量の上昇を検出してから発呼規制を実施しているが、このトラヒック量上昇の時間が極端に短く急激に上昇した場合、システムがトラヒック量上昇を認識する前にトラヒック量が交換機の許容量を超えることがあり、この場合は交換機では発呼規制が間に合わず、システムダウンを起こす危険性がある。

また、高負荷の検出はこれまでの技術で可能であったが、負荷が低くなった場合の検出はこれまでの技術では検出できなかった。更に、交換機には、処理能力を超えるトラヒックが加わった際にそれを未然に防ぐ機能が備わっているが、バースト的なトラヒック増加に対しては対応できていなかった。

また、上記の特許文献１及び２記載の技術を組み合わせた場合、トラヒック量を予測して無線基地局が、予測トラヒック量がしきい値を超えるような場合は、トラヒックを未然に防ぐことができるだけであり、しきい値は予め定めた固定値であり、バースト的なトラヒック増加に対しては対応できず、また、負荷が低くなった場合の検出には対応できない。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、交換機に加わるトラヒック量が異常になったことを直ちに検出することにより、トラヒック量が予想値よりも大きい場合だけでなく、予想値よりも小さい場合にも最適な負荷制御を行い得ると共に、バースト的なトラヒック増加に対しても対応可能な交換機の負荷制御方法、負荷制御システム及び負荷制御プログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の交換機の負荷制御方法は、交換機の負荷として加わるトラヒックを制御する交換機の負荷制御方法において、交換機に加わる一定時刻毎のトラヒック情報を収集する第１のステップと、収集したトラヒック情報を予め定めた期間蓄積する第２のステップと、第２のステップで蓄積したトラヒック情報に基づいて、トラヒック量の許容範囲を示すトラヒックモデルを作成する第３のステップと、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量と、トラヒックモデルが示す許容範囲とを比較し、トラヒック量が許容範囲を超えたときは異常トラヒックと判断して所定の発動を行う第４のステップとを含むことを特徴とする。

この発明では、収集したトラヒック情報に基づいて作成したトラヒック量の許容範囲を示すトラヒックモデルを使用して、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量が許容範囲内であるかどうかを判定するようにしたため、トラヒック量の異常を直ちに判定することができる。

ここで、上記の第４のステップは、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量が、トラヒックモデルが示す許容範囲を超える大なる値であるときは、発信規制を発動してトラヒック制御を行うことを特徴とする。この発明では、トラヒック量が突発的に増加するような場合は、直ちに発信規制をかけてトラヒック量を低下させることができる。

また、上記の第４のステップは、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量が、トラヒックモデルが示す許容範囲を超える小なる値であるときは、保守者に対してアラームを発動することを特徴とする。この発明では、トラヒック量が突発的に減少するような場合は、直ちにアラームを発動することにより、保守者により回線の状態確認等を通知することができる。

また、上記の第３のステップは、１年〜３年程度蓄積されたトラヒック情報に基づいて、月、日、曜日、時間帯等の要素毎に、トラヒック量の許容範囲を示すトラヒックモデルを作成し、上記の第４のステップは、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量を、トラヒックモデルが示す許容範囲とを要素毎に比較し、トラヒック量が許容範囲を超えたときは所定の発動をかけることを特徴とする。この発明では、月、日、曜日、時間帯等の要素毎のトラヒック量が、許容範囲であるかどうかを判定できるため、きめ細かなトラヒック制御（交換機の負荷制御）ができる。

また、上記の目的を達成するため、第２の発明の交換機の負荷制御システムは、交換機の負荷として加わるトラヒックを制御する交換機の負荷制御システムにおいて、交換機は、交換機に加わる一定時刻毎のトラヒック情報を収集するトラヒック収集手段と、収集したトラヒック情報を予め定めた期間蓄積する蓄積手段と、蓄積手段に蓄積されたトラヒック情報に基づいて、トラヒック量の許容範囲を示すトラヒックモデルを作成するトラヒックモデル作成手段と、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量と、トラヒックモデルが示す許容範囲とを比較し、トラヒック量が許容範囲を超えたときは異常トラヒックと判断して所定の発動を行う発動手段とを有することを特徴とする。

この発明では、収集したトラヒック情報に基づいて作成したトラヒック量の許容範囲を示すトラヒックモデルを使用して、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量が許容範囲内であるかどうかを判定するようにしたため、トラヒック量の異常を直ちに判定することができる。

また、上記の第２の発明の発動手段は、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量が、トラヒックモデルが示す許容範囲を超える大なる値であるときは、発信規制を発動することを特徴とする。この発明では、トラヒック量が突発的に増加するような場合は、直ちに発信規制をかけてトラヒック量を低下させることができる。

また、上記の第２の発明の発動手段は、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量が、トラヒックモデルが示す許容範囲を超える小なる値であるときは、保守者に対してアラームを発動することを特徴とする。この発明では、トラヒック量が突発的に減少するような場合は、直ちにアラームを発動することにより、保守者により回線の状態確認等を通知することができる。

また、上記の目的を達成するため、第３の発明の交換機の負荷制御プログラムは、交換機の負荷として加わるトラヒックを制御する交換機の負荷制御をコンピュータにより実行させるための負荷制御プログラムであって、コンピュータに、第１の発明の各ステップを順次実行させることを特徴とする。

本発明によれば、収集したトラヒック情報に基づいて作成したトラヒック量の許容範囲を示すトラヒックモデルを使用して、予め定めた時刻毎に交換機に加わるトラヒック量が許容範囲内であるかどうかを判定することにより、トラヒック量の異常を直ちに検出することができるため、トラヒック量が突発的に増加するような場合は、直ちに発信規制をかけてトラヒック量を低下させることができ、これにより、発信規制の遅れによるシステムダウンを防止でき、一方、トラヒック量が突発的に減少するような場合は、直ちにアラームを発動することにより、保守者により回線の状態確認等を通知することができるため、回線の障害発生などに対して、適切な対策を迅速に講じることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる交換機の負荷制御システムの一実施の形態のブロック図を示す。同図中、移動体交換システムにおける交換機は、トラヒック収集部１１、蓄積部１２、トラヒックモデル作成部１３及び規制発動判定部１４を含んでいる。なお、交換機は移動体通信システムに適用した場合、多数の無線基地局の上位の移動通信交換機である。トラヒック収集部１１は、交換機に加わる日々のトラヒックを例えば５分毎に収集する。交換機に対し発信要請があり、通話相手と接続を開始してから終了するまでの時間情報をトラヒック収集部１１は測定する。

蓄積部１２は、トラヒック収集部１１が例えば５分毎に収集したトラヒック情報を蓄積する。このトラヒック情報には、トラヒックが発生した年情報、月情報、日情報、時刻情報、曜日情報、祝日情報がある。トラヒックモデル作成部１３は、蓄積部１２に１年から３年程度蓄積されたトラヒック情報が示す年、月、日、時刻、曜日、祝日の各要素を考慮し、その交換機に加わるトラヒック量をモデル化したトラヒックモデルを予め作成して保持している。

規制発動判定部１４は、トラヒックモデル作成部１３にて作成されたトラヒックモデルを参照し、交換機に現在加わっているトラヒック量が予想されたトラヒックモデルが示すトラヒック量の許容範囲内にあるかを判断する。許容範囲内になければ、交換機に対し異常な負荷が加わっていると判断する。すなわち、この実施の形態では、規制発動判定部１４が、交換機に加わっている現状のトラヒック量が、トラヒックモデルから外れた時点で異常トラヒックと判断して発信規制や保守者に対するアラーム発動をかけるので、従来に比べて短時間で発信規制やアラーム発動をかけることができる。

次に、本発明の交換機のトラヒック負荷制御方法の一実施の形態について説明する。本実施の形態のトラヒック負荷制御方法は、図２のフローチャートに示すトラヒックモデルを作成する方法と、図３のフローチャートに示すトラヒックモデルが出来上がった後の、異常負荷を検出する方法とからなる。すなわち、本発明方法は、交換機にかかる異常なトラヒックを検出することが目的の一つであるが、それを達成するために２段階の構成をとる。第１の段階は交換機に加わるトラヒックのモデルを図２のフローチャートに従って作成するデータ収集期であり、第２の段階はトラヒックモデルが完成してから、交換機に加わるトラヒック量を図３のフローチャートに従って監視し始める異常負荷検出期である。

次に、本実施の形態のトラヒック負荷制御方法について、図１〜図３を併せ参照して説明する。図１のトラヒック収集部１１は日常的に交換機に対して発生するトラヒック情報を５分単位で測定する（図２のステップＳ１）。トラヒック収集部１１は、図示しない移動体端末からの発信の回数を発信の開始と終了の情報から、何月何日何時何分から何時何分までの通話であったかをトラヒック情報として判断する。

図１の蓄積部１２はトラヒック収集部１１で収集されたトラヒック情報を、交換機にかかる通話の状況を判断するためのデータとして蓄積する（図２のステップＳ２）。図１のトラヒックモデル作成部１３は、蓄積部１２で蓄積されたトラヒック情報を基に、交換機に加わるトラヒックモデルを作成する（図２のステップＳ３）。

トラヒックモデル作成部１３は、交換機に対し、曜日単位に各時刻毎にどれくらいのトラヒックが加わるかを複数のトラヒック情報から算出する。また、祝日の各時間毎のトラヒック情報を検索し、複数ある祝日の時刻毎のトラヒックモデルを算出する。先の曜日毎のトラヒックモデルはさらに月毎の特徴を含んでいる可能性があるため、蓄積部１２から月毎の各曜日の各時刻毎のトラヒック情報を検索し、月毎にトラヒックモデルを作成する。トラヒック情報の収集周期は少なくとも１年、好ましくは３年程度実施したほうがよい。一例として、平成１８年３月３１日午後３時の収集トラヒック量は、平成１９年３月３１日午後３時のトラヒックモデルとして使用される。

その後、交換機は、トラヒックモデル作成部１３で作成されたトラヒックモデルを使用し、各時刻毎に交換機に加わっているトラヒック量が正常な値であるかどうかを規制発動判定部１４で判断する。すなわち、規制発動判定部１４は、まず、トラヒックモデル作成部１３で作成されたトラヒックモデルを収集する（図３のステップＳ１１）。このトラヒックモデルは、前述したように、月毎、日毎、及び曜日毎などの本来のトラヒック量の許容範囲を示す。

続いて、規制発動判定部１４は、各時刻毎に交換機に現在加わっているトラヒック量が、収集したトラヒックモデルが示す許容範囲内かどうかを判定する（図３のステップＳ１２）。規制発動判定部１４は、トラヒック量が収集したトラヒックモデルが示す許容範囲内であるときは、トラヒック量が正常であると判断して何も処理を行わないが、上記の許容範囲より大きなトラヒック量が交換機に加わっていることを検出した場合は、発信規制を直ちに発動する（図３のステップＳ１３）。これにより、交換機に加わるトラヒック量は減少することになる。

すなわち、本実施の形態では、トラヒックモデルを使用して、常に交換機に加わるトラヒック量が許容範囲内かどうかを判定しているため、トラヒックモデルが示す許容範囲をトラヒック量が超えた時は、そのことを異常として直ちに検出することができるため、災害が発生したり、大人数が参加するイベントがあったりしたような場合に、予想を超えるトラヒック量が交換機に加わるバースト的な（突発的な）トラヒック量の急激な増加があっても、従来に比べて遥かに短時間で発信規制をかけて交換機に加わるトラヒック量を減少させることができるため、発信規制の遅れによるシステムダウンを防止できる。

また、ステップＳ１２で上記の許容範囲より小さなトラヒック量しか加わっていないと判定した場合は、基地局の障害や、回線の障害の可能性があるため、保守者に対しアラームを発動する（図３のステップＳ１４）。アラームを検出した保守者は、基地局の状態や、回線の状態を確認する。すなわち、本実施の形態では、従来は検出されていなかった許容範囲より小さなトラヒック量しか加わっていない、バースト的なトラヒック減少に対してもアラームを発動することにより、適切な対策を迅速に講じることができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図２や図３のフローチャートに従った手順を、コンピュータにより実行させるコンピュータプログラム（交換機の負荷制御プログラム）も本発明に包含するものである。このコンピュータプログラムは、記録媒体に記録されていてもよいし、ネットワークを介して配信されてもよい。

本発明の交換機の負荷制御システムの一実施の形態のブロック図である。 図１の動作説明用フローチャート（その１）である。 図１の動作説明用フローチャート（その２）である。

符号の説明

１１ トラヒック収集部
１２ 蓄積部
１３ トラヒックモデル作成部
１４ 規制発動判定部

Claims (11)

1. 交換機の負荷として加わるトラヒックを制御する交換機の負荷制御方法において、
   前記交換機に加わる一定時刻毎のトラヒック情報を収集する第１のステップと、
   収集した前記トラヒック情報を予め定めた期間蓄積する第２のステップと、
   前記第２のステップで蓄積したトラヒック情報に基づいて、トラヒック量の許容範囲を示すトラヒックモデルを作成する第３のステップと、
   予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量と、前記トラヒックモデルが示す許容範囲とを比較し、前記トラヒック量が前記許容範囲を超えたときは異常トラヒックと判断して所定の発動を行う第４のステップと
   を含むことを特徴とする交換機の負荷制御方法。
2. 前記第４のステップは、予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量が、前記トラヒックモデルが示す許容範囲を超える大なる値であるときは、発信規制を発動してトラヒック制御を行うことを特徴とする請求項１記載の交換機の負荷制御方法。
3. 前記第４のステップは、予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量が、前記トラヒックモデルが示す許容範囲を超える小なる値であるときは、保守者に対してアラームを発動することを特徴とする請求項１記載の交換機の負荷制御方法。
4. 前記第３のステップは、１年〜３年程度蓄積された前記トラヒック情報に基づいて、月、日、曜日、時間帯等の要素毎に、トラヒック量の許容範囲を示す前記トラヒックモデルを作成し、前記第４のステップは、予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量を、前記トラヒックモデルが示す許容範囲とを前記要素毎に比較し、前記トラヒック量が前記許容範囲を超えたときは前記所定の発動をかけることを特徴とする請求項１記載の交換機の負荷制御方法。
5. 端末間で通信を行わせるための交換機に対して、負荷として加わる前記端末とのトラヒックを制御する交換機の負荷制御システムにおいて、
   前記交換機は、
   前記交換機に加わる一定時刻毎のトラヒック情報を収集するトラヒック収集手段と、
   収集した前記トラヒック情報を予め定めた期間蓄積する蓄積手段と、
   前記蓄積手段に蓄積された前記トラヒック情報に基づいて、トラヒック量の許容範囲を示すトラヒックモデルを作成するトラヒックモデル作成手段と、
   予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量と、前記トラヒックモデルが示す許容範囲とを比較し、前記トラヒック量が前記許容範囲を超えたときは異常トラヒックと判断して所定の発動を行う発動手段と
   を有することを特徴とする交換機の負荷制御システム。
6. 前記発動手段は、予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量が、前記トラヒックモデルが示す許容範囲を超える大なる値であるときは、発信規制を発動することを特徴とする請求項５記載の交換機の負荷制御システム。
7. 前記発動手段は、予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量が、前記トラヒックモデルが示す許容範囲を超える小なる値であるときは、保守者に対してアラームを発動することを特徴とする請求項５記載の交換機の負荷制御システム。
8. 交換機の負荷として加わるトラヒックを制御する交換機の負荷制御をコンピュータにより実行させるための負荷制御プログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記交換機に加わる一定時刻毎のトラヒック情報を収集する第１のステップと、
   収集した前記トラヒック情報を予め定めた期間蓄積する第２のステップと、
   前記第２のステップで蓄積したトラヒック情報に基づいて、トラヒック量の許容範囲を示すトラヒックモデルを作成する第３のステップと、
   予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量と、前記トラヒックモデルが示す許容範囲とを比較し、前記トラヒック量が前記許容範囲を超えたときは異常トラヒックと判断して所定の発動を行う第４のステップと
   を実行させることを特徴とする交換機の負荷制御プログラム。
9. 前記第４のステップは、予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量が、前記トラヒックモデルが示す許容範囲を超える大なる値であるときは、発信規制を発動してトラヒック制御を行うことを特徴とする請求項８記載の交換機の負荷制御プログラム。
10. 前記第４のステップは、予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量が、前記トラヒックモデルが示す許容範囲を超える小なる値であるときは、保守者に対してアラームを発動することを特徴とする請求項８記載の交換機の負荷制御プログラム。
11. 前記第３のステップは、１年〜３年程度蓄積された前記トラヒック情報に基づいて、月、日、曜日、時間帯等の要素毎に、トラヒック量の許容範囲を示す前記トラヒックモデルを作成し、前記第４のステップは、予め定めた時刻毎に前記交換機に加わるトラヒック量を、前記トラヒックモデルが示す許容範囲とを前記要素毎に比較し、前記トラヒック量が前記許容範囲を超えたときは前記所定の発動をかけることを特徴とする請求項８記載の交換機の負荷制御プログラム。
    
    
    
    

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