JP2009077121A - リソース管理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モバイル端末がセル間（基地局間）を移動する際にも連続的に通信品質を保証できるようにする。
【解決手段】通信ネットワークに属する複数の基地局の位置関係を示す基地局情報を記憶するデータベース部１３と、基地局情報を参照し、モバイル端末が現在収容される基地局に隣接する隣接基地局を特定する基地局特定部（経路特定部）１２２と、特定した隣接基地局とモバイル端末の通信相手との間の経路についてリソースの確保が可能か否かを判定し、リソースの確保が可能な経路についてリソースを確保するリソース管理部１２３とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、通信ネットワークにおけるリソースを管理するリソース管理及び方法に関し、特に、移動体通信に対するリソースを管理するリソース管理及び方法に関する。

通信ネットワーク、特にＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを利用して音声や映像等のコンテンツを固定端末に提供する場合には、通信路の容量を超える利用要求によって輻輳が発生すると、パケットの損失等にともない通信品質が劣化してしまう。このような通信品質の劣化を防ぐことを目的として、ネットワークレイヤにおけるリソース管理が研究されている。この種のリソース管理の１つに、通信ネットワークを構成するルータとは独立したリソース管理サーバを用いて、通信ネットワークを構成するノード間のリンクのリソース量とその利用状況を管理するとともに、ユーザ端末等からのリソース確保要求に対して適切なリソースを払い出す方式がある。その従来例を以下に説明する。

通信ネットワークの運用開始前に、まず、その通信ネットワーク内のルーティング情報を収集する。このルーティング情報には、通信ネットワーク中の各リンクのリソース量及び接続情報が含まれている。ついで、各リンクの接続情報を基に、固定端末を収容するエッジノード間でパケットが通過する経路を計算し、その計算結果を基に経路情報テーブルを作成する。また、各リンクのリソース容量から、リンク情報テーブルを作成する。このリンク情報テーブルによって、各リンクの総リソース量と、利用可能な残リソース量が管理される。

通信ネットワークの運用開始後にあっては、リソース管理サーバにおいて、固定端末より通信サービスの利用要求（リソース確保要求）を受け付けると、要求された通信の発着ＩＰアドレスを基に、経路情報テーブルを参照して通信の経路及びそれを構成するリンクを特定する。そして、リンク情報テーブルを参照して、特定されたリンクのそれぞれについて当該通信に必要な容量が利用可能か否かをチェックする。

その結果、特定されたすべてのリンクについて十分な容量が利用可能である場合には、リソース確保が可能であると判定し、リソース確保要求に対して許諾応答するとともに、リソースを確保する処理を行う。具体的には、リンク情報テーブルにおいて、特定されたリンクの残リソース量から当該通信に割り当てられる容量を減算する。逆に、いずれかのリンクについて利用可能な容量が不足する場合には、リソース確保が不可能であると判定し、リソース確保要求に対して拒絶応答する（例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照）。

リソース確保要求の許諾応答を受けて通信サービスを利用することによって、通信品質が保証される。
その後、通信サービスの利用終了時には、それまで確保していたリソースを速やかに解放する。

特開２００３−２５８８５５号公報 矢口他、「大規模ＩＰ網における管理サーバを用いたリソース管理方式の一提案と具体例」、信学総合大会、Ｂ−６−３１（２００２）

しかし、従来の技術は、固定端末間の通信に対するリソース管理が前提であり、モバイル端末を用いた移動体通信については全く考慮されていない。すなわち、リソース確保されたユーザのモバイル端末が移動体通信のセル間を移動し基地局を切り替えて通信を継続する場合、移動後のセルの基地局から通信相手までの経路についてはリソースが確保されていないので、セル間を移動してからリソース確保処理が完了するまで、通信品質が保証されない期間が発生することになる。その結果、例えばトラフィックが集中する駅前などをユーザが通過したとたんに通信が途切れるといった障害が不意に発生することになる。この問題はユーザが高速で移動するほど顕著になる。

また、モバイル端末を用いた移動体通信においてはこれまでモバイル端末と基地局の間の無線区間でもチャネル確保が重要であった。均等なリソースを必要とする音声の帯域量を扱う場合にはチャネルの積み上げを単純に数をカウントするだけでよかったが、マルチチャネルを利用する場合や映像通信などを行う場合はチャネル毎に均一のリソースではなく、それぞれの映像コーディックや映像トラフィックの特性にマッチした帯域を確保する必要がある。加えて、モバイル端末と基地局間だけでなく、それよりもＮＷ側でのリソースを確保することが重要である。

さらに、リソース管理サーバでは、要求されたリソース量の管理だけでなく、複数のリソース要求に対して、優先制御を行うことで有料ユーザの付加価値を高めるために、リソースの種類（発着ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコル）に対する選択的なピンホール制御を行うことが可能である。従来の技術では、リソースの種類を特定したトラフィックをユーザの契約状態など場合によって排除したり許可したりするということはできなかった。この制御によって、より厳密に消費リソースを管理し、また、不正なトラフィックを排除することでＮＷ全体のトラフィックコントロールを実現してＮＷリソースの有効活用をする。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モバイル端末がセル間（基地局間）を移動する際にも連続的に通信品質を保証できるようにすることにある。

このような目的を達成するために、本発明にかかるリソース管理装置は、通信ネットワークに属する複数の基地局の位置関係を示す基地局情報を記憶する基地局情報記憶手段と、基地局情報を参照し、モバイル端末が現在収容される基地局に隣接する隣接基地局を特定する基地局特定手段と、特定した少なくとも１つの隣接基地局とモバイル端末の通信相手との間の経路についてリソースの確保が可能か否かを判定し、リソースの確保が可能な経路についてリソースを確保するリソース確保手段とを備えることを特徴とする。ここで、ある基地局に隣接する隣接基地局とは、ある基地局のセルに隣接するセルの基地局のことをいう。

リソース確保手段は、隣接基地局と通信相手との間の経路のうち、リソースが既に確保されているモバイル端末が現在収容される基地局と通信相手との間の経路と異なる部分について、リソースの確保が可能か否かの判定及びリソースの確保を行うものであってもよい。

また、リソース確保手段は、特定したすべての隣接基地局と通信相手との間のすべての経路について、リソースの確保が可能か否かの判定及びリソースの確保を行うものであってもよい。

また、上述したリソース管理装置は、モバイル端末の位置情報を取得する位置情報取得手段と、取得された位置情報を時刻とともに記憶する位置情報記憶手段と、位置情報記憶手段から異なる時刻の２以上の位置情報を読み出し、読み出した位置情報に基づきモバイル端末の移動方向を予測し、モバイル端末が現在収容される基地局から移動する可能性が高い隣接基地局を選択する移動先予測手段とをさらに備え、リソース確保手段は、選択された隣接基地局と通信相手との間の経路について、リソースの確保が可能か否かの判定及びリソースの確保を行うものであってもよい。

また、上述したリソース管理装置は、リソースの確保が不可能な経路がある場合に、この経路につながる隣接基地局をモバイル端末に通知する通知手段をさらに備えていてもよい。
さらに、モバイル端末が基地局間を移動したとき、移動後の基地局に隣接しない基地局につながる経路についてリソースが確保されている場合に、このリソースを解放するリソース解放手段をさらに備えていてもよい。

また、本発明にかかるリソース管理方法は、通信ネットワークに属する複数の基地局の位置関係を示す基地局情報を参照し、モバイル端末が現在収容される基地局に隣接する隣接基地局を特定するステップと、特定した少なくとも１つの隣接基地局とモバイル端末の通信相手との間の経路についてリソースの確保が可能か否かを判定するステップと、リソースの確保が可能な経路についてリソースを確保するステップとを備えることを特徴とする。

ここで、判定するステップは、隣接基地局と通信相手との間の経路のうち、リソースが既に確保されているモバイル端末が現在収容される基地局と通信相手との間の経路と異なる部分について、リソースの確保が可能か否かを判定することもできる。

また、判定するステップは、特定したすべての隣接基地局と通信相手との間のすべての経路について、リソースの確保が可能か否かを判定するようにしてもよい。

また、上述したリソース管理方法は、モバイル端末の位置情報を取得するステップと、取得された位置情報を時刻とともに記憶するステップと、異なる時刻の２以上の位置情報を読み出し、読み出した位置情報に基づきモバイル端末の移動方向を予測し、モバイル端末が現在収容される基地局から移動する可能性が高い隣接基地局を選択するステップとをさらに備え、判定するステップは、選択された隣接基地局と通信相手との間の経路について、リソースの確保が可能か否かを判定するようにしてもよい。

また、上述したリソース管理方法は、リソースの確保が不可能な経路がある場合に、この経路につながる隣接基地局をモバイル端末に通知するステップをさらに備えていてもよい。
さらに、モバイル端末が基地局間を移動したとき、移動後の基地局に隣接しない基地局につながる経路についてリソースが確保されている場合に、このリソースを解放するステップをさらに備えていてもよい。

上述したように、本発明では、モバイル端末が現在収容される基地局と通信相手との間の経路だけでなく、現在収容される基地局に隣接する隣接基地局と通信相手との間の経路についても、予めリソースを確保しておく。これにより、モバイル端末が隣接基地局に移動したときには既にリソース確保が完了した状態になっているので、連続的に通信品質の保証ができるようになる。
また、隣接基地局につながる経路のうち、既にリソースが確保されている経路と異なる部分についてのみ新たにリソースを確保することにより、リソースの重複確保を防止し、リソースの有効活用が可能になる。

ここで、モバイル端末が現在収容される基地局に隣接するすべての隣接基地局について予めリソースを確保しておくことにより、今後モバイル端末がどの方向に移動した場合でも、連続的に通信品質を保証することができる。
一方、モバイル端末の移動方向を予測し、モバイル端末が移動する可能性が高い隣接基地局について予めリソースを確保しておくことにより、モバイル端末が移動する可能性が低い隣接基地局についてのリソース確保が不要となり、リソースの有効活用が可能となる。

また、リソースの確保が不可能な経路がある場合に、この経路につながる隣接基地局をモバイル端末に通知することにより、ユーザはこのまま移動を続けると通信が途切れる可能性があることを知ることができ、通信の担保のための移動停止や移動方向の変更が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
１．第１の実施の形態
１−１．概要
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるリソース管理サーバが適用されるシステムの全体構成を示すブロック図である。
図１に示すリソース管理サーバ（ＲＭＳ）１は、通信ネットワークＮＷのリソースを管理するリソース管理装置である。

管理対象となる通信ネットワークＮＷは、インターネットプロトコル（ＩＰ）に基づく通信ネットワークであり、複数のノードと、ノード間を接続する通信回線とから構成されている。図１には、ノードとして、ルータＲ（Ｒ１〜Ｒ４）、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等のモバイル端末Ｍの接続を制御する基地局ＢＳ（ＢＳ１〜ＢＳ４）、複数の基地局ＢＳを収容してルータＲに接続するスイッチングハブＳＷ（ＳＷ１，ＳＷ２）が示されている。ルータＲ間の通信回線をリンクＬ（Ｌ１〜Ｌ３）、基地局ＢＳとスイッチングハブＳＷとの間及び固定端末Ｔ（Ｔ１〜Ｔ３）とルータＲとの間の通信回線をアクセスラインＡＬ（ＡＬ１〜ＡＬ４，ＡＬ１１〜ＡＬ１３）、スイッチングハブＳＷとルータＲとの間の通信回線をアクセス集線ラインＡＬＣ（ＡＬＣ１〜ＡＬＣ３）という。

モバイル端末Ｍで通信可能なエリアは、複数のセルＣ（Ｃ１１〜Ｃ１３，Ｃ２１〜Ｃ２３，Ｃ３１〜Ｃ３３，Ｃ４１〜Ｃ４３）に分割され、離れたセルで同じ周波数の電波を繰り返し使えるようになっている。ここでは、各基地局ＢＳがそれぞれ３つのセルを担当するものとする。具体的には、基地局ＢＳ１がセルＣ１１〜Ｃ１３を、基地局ＢＳ２がセルＣ２１〜Ｃ２３を、基地局ＢＳ３がセルＣ３１〜Ｃ３３を、基地局ＢＳ４がセルＣ４１〜Ｃ４３を担当するものとする。

通信ネットワークＮＷのリソースとは、通信を行う２つの端末間の経路を構成するリンク、アクセスライン、アクセス集線ラインにおいて、課金によって所定時間払い出される容量のことをいう。連続課金によって容量の払い出しを継続することができる。

リソース管理サーバ１は、モバイル端末Ｍ及びこのモバイル端末Ｍを収容する基地局ＢＳからの各種メッセージを、アプリケーションサーバ（ＡＳ）２を介して受け付ける。これらのメッセージには、モバイル端末Ｍと他の端末との間で行う通信に必要なリソースの確保を要求するリソース確保要求メッセージ、モバイル端末Ｍがあるセルから他のセルに移動したことを通知する端末移動通知メッセージ、確保されたリソースの解放を要求するリソース解放要求メッセージ等がある。

リソース確保要求メッセージには、メッセージの種類を示すメッセージ番号、通信を行う２つの端末の識別子（例えばＩＰアドレス）、モバイル端末Ｍを収容する基地局ＢＳの識別子（例えば基地局ＩＤ）、通信に必要な容量、モバイル端末Ｍが現在属するセルを表すプレーブ情報等の情報が付加される。
端末移動通知メッセージには、メッセージの種類を示すメッセージ番号、モバイル端末Ｍが移動後に属するセルを表すプレーブ情報、リソース確保要求に応じて確保されたリソースを特定する識別子（例えばリソースＩＤ、ユーザＩＤ）等の情報が付加される。
リソース解放要求メッセージには、メッセージの種類を示すメッセージ番号、リソース確保要求に応じて確保されたリソースを特定する識別子（例えばリソースＩＤ、ユーザＩＤ）等の情報が付加される。

１−２．リソース管理サーバ１の構成
リソース管理サーバ１は、通信機能を有するコンピュータからなる。以下に説明するリソース管理サーバ１の諸機能は、演算装置（ＭＰＵ）や記憶装置（ＲＯＭ及びＲＡＭ等の内部メモリの他、ＨＤＤ等の外部記憶装置を含む）等のコンピュータのハードウェア資源とこのコンピュータにインストールされたコンピュータ・プログラム（ソフトウェア）とが協働することによって実現される。

図２は、リソース管理サーバ１の機能ブロック図である。
図２に示すように、リソース管理サーバ１は、送受信部１１と、制御部１２と、データベース部１３とを有する。
ここで、送受信部１１は、通信インターフェースを備え、アプリケーションサーバ２との間で各種メッセージを送信及び受信する。具体的には、アプリケーションサーバ２から送られてくるリソース確保要求、端末移動通知、リソース解放要求等のメッセージを受信し、その応答のメッセージをアプリケーションサーバ３に送信する。
制御部１２は、受信されたメッセージに応じて、通信ネットワークＮＷのリソース管理を行う。
データベース部１３は、制御部１２によるリソース管理に必要な各種情報を記憶する。

１−２−１．制御部１２
制御部１２は、メッセージ解析部１２１と、経路特定部１２２と、リソース管理部１２３と、応答処理部１２４とを有する。
ここで、メッセージ解析部１２１は、送受信部１１で受信したメッセージから各種情報を抽出して解析する。

経路特定部１２２は、メッセージ解析部１２１による解析結果に基づき、リソース確保が要求された経路を特定する。リソース確保を要求した端末がモバイル端末Ｍである場合には、まずこのモバイル端末Ｍが現在属するセル（例えばセルＣ４２）の基地局ＢＳ（例えば基地局ＢＳ４）を特定し、特定した基地局ＢＳから通信相手（例えば端末Ｔ１）までの経路を特定する。さらに、上記モバイル端末Ｍが現在属するセルに隣接するすべての隣接セル（例えばセルＣ１３，Ｃ２１，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ４３，Ｃ４１）の基地局ＢＳ（例えば基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ４）を特定し、これらの基地局ＢＳから通信相手（例えば端末Ｔ１）までの経路を特定する。

リソース管理部１２３は、経路特定部１２２によって特定された経路についてリソース確保が可能か否かを判定し、リソース確保が可能な経路についてリソースを確保する。リソース確保を要求した端末がモバイル端末Ｍである場合には、上述したモバイル端末Ｍが現在属するセルの基地局ＢＳにつながる経路と、隣接セルの基地局ＢＳにつながるすべての経路の両方についてリソースを確保する。また、メッセージ解析部１２１による解析結果に基づき、要求された経路に確保されているリソースを解放する。

応答処理部１２４は、リソース管理部１２３によるリソース確保可否の判定に応じて、リソース確保要求を許諾する旨の応答又は拒絶する旨の応答を行う。さらに、リソース確保を要求した端末がモバイル端末Ｍである場合に、隣接セルの基地局ＢＳにつながる経路の中にリソースの確保が不可能な経路があれば、この経路に対応する隣接セルをモバイル端末Ｍに通知する。

１−２−２．データベース部１３
データベース部１３は、アドレスリストと、経路情報テーブルと、通信回線情報テーブルと、セル情報テーブルと、リソース管理テーブルとを記憶する。
ここで、アドレスリストは、通信ネットワークＮＷ内の固定端末Ｔ１〜Ｔ３のＩＰアドレスのリストである。例えば図３に示すアドレスリスト１３１のように、固定端末Ｔ１〜Ｔ３のＩＰアドレス「端末ＩＰアドレス」、各固定端末を収容するエッジノードの識別子「端末収容エッジノードＩＤ」（例えば、固定端末Ｔ１を収容するルータＲ３のＩＤ）からなる。

経路情報テーブルは、ネットワークＮＷ内のあるエッジノードから他のエッジノードに至る経路を示すテーブルである。固定端末Ｔ１〜Ｔ３を収容するエッジルータの他、モバイル端末Ｍを収容する基地局ＢＳもエッジノードとなり得る。例えば図４に示す経路情報テーブル１３２のように、通信ネットワークＮＷ内の全経路の識別子「経路ＩＤ」、経路の起点となるエッジノードの識別子「発側エッジノードＩＤ」、経路の終点となるエッジノードの識別子「着側エッジノードＩＤ」、経路を構成する各通信回線（リンクＬ、アクセスラインＡＬ、アクセス集線ラインＡＬＣ）の識別子「通信回線ＩＤのリスト」からなる。

通信回線情報テーブルは、通信ネットワークＮＷ内の通信回線の情報を示すテーブルである。例えば図５に示す通信回線情報テーブル１３３のように、通信ネットワークＮＷ内の全通信回線（リンクＬ、アクセスラインＡＬ、アクセス集線ラインＡＬＣ）の識別子「通信回線ＩＤ」、通信回線の総リソース量「総リソース量」、通信回線の使用可能な残リソース量「残リソース量」からなる。

セル情報テーブルは、通信ネットワークＮＷ内の基地局ＢＳのセルの情報を示すテーブルである。例えば図６に示すセル情報テーブル１３４のように、セルの識別子「セルＩＤ」、セルの範囲を経度緯度で示す情報「位置情報」、セルの基地局の識別子「基地局ＩＤ」、当該セルに隣接する隣接セルの識別子「隣接セルＩＤのリスト」からなる。

リソース管理テーブルは、リソースの確保状況を示すテーブルである。例えば図７に示すリソース管理テーブル１３５のように、リソース確保要求に応じて確保されたリソースを特定する識別子「リソースＩＤ」、確保要求されたリソース量「要求リソース量」、「セルＩＤ」、「経路ＩＤ」、「隣接セルの帯域予約情報」からなる。

ここで、「セルＩＤ」は、確保要求した端末がモバイル端末Ｍである場合に書き込まれる情報であり、そのモバイル端末Ｍが現在属するセルのＩＤである。
「経路ＩＤ」は、確保要求された経路のＩＤである。確保要求した端末がモバイル端末Ｍである場合には、このモバイル端末Ｍを収容する基地局ＢＳと通信相手との間の経路の識別子となる。
「隣接セルの帯域予約情報」は、確保要求した端末がモバイル端末Ｍである場合に書き込まれる情報であり、そのモバイル端末Ｍが現在属するセルに隣接する隣接セルの帯域予約状況を示す。ここで、隣接セルの帯域予約とは、隣接セルの基地局ＢＳと通信相手との間の経路についてリソースを確保することをいう。例えば、帯域予約に成功した隣接セルのＩＤと、この隣接セルの基地局ＢＳにつながる経路のＩＤが書き込まれる。

１−３．リソース管理サーバ１の動作
１−３−１．最初にリソースを確保するときの動作
まず、図８及び図９を参照し、モバイル端末Ｍが固定端末（以下「配信サーバ」という）Ｔ１による映像配信サービスを利用する際に、リソース管理サーバ１が通信ネットワークＮＷにおいて必要な容量のリソースを確保する動作について説明する。

図１に示したように、ユーザがセルＣ４２内にいるとき（すなわちユーザのモバイル端末ＭがセルＣ４２に属するとき）、モバイル端末Ｍから配信サーバＴ１による映像配信サービスの利用要求を送信すると、この利用要求はセルＣ４２の基地局ＢＳ４を介してアプリケーションサーバ２に届けられる。
この利用要求を受けたアプリケーションサーバ２は、リソース確保要求メッセージを作成し、リソース管理サーバ１に送信する。このリソース確保要求メッセージには、このメッセージがリソース確保要求であることを示すメッセージ番号、映像配信を行う発端末としての配信サーバＴ１のＩＰアドレス、映像配信を受ける着端末としてのモバイル端末ＭのＩＰアドレス、モバイル端末Ｍを収容する基地局ＢＳ４の基地局ＩＤ、映像配信に必要な容量（要求リソース量）、モバイル端末Ｍが現在セルＣ４２に属することを表すプレーブ情報が付加されている。

リソース確保要求メッセージを送受信部１１で受信したリソース管理サーバ１では、制御部１２の各部１２１〜１２４が次のように動作する（ステップＳ１，ＹＥＳ）。
まず、メッセージ解析部１２１が、受信したメッセージに付加されているメッセージ番号から、このメッセージが「リソース確保要求」であると判断する（ステップＳ２，ＹＥＳ）。さらに、メッセージに付加されているその他の情報を抽出する（ステップＳ３）。

ついで、経路特定部１２２が、図３に示したアドレスリスト１３１を参照し、メッセージから抽出された配信サーバＴ１のＩＰアドレスをキーにして、配信サーバＴ１を収容するエッジノードを検索し、発側エッジノードがルータＲ３であることを知る。モバイル端末Ｍは基地局ＢＳ４に収容されているから、着側エッジノードは基地局ＢＳ４であることがわかる。そこで、図４に示した経路情報テーブル１３２を参照し、ルータＲ３と基地局ＢＳ４との間の通信ネットワークＮＷにおける経路を検索し、この経路がリンクＬ２、リンクＬ１、アクセス集線ラインＡＬＣ１、アクセスラインＡＬ４からなることを知る（ステップＳ４）。

ついで、リソース管理部１２３が、図５に示した通信回線情報テーブル１３３から通信回線Ｌ２，Ｌ１，ＡＬＣ１，ＡＬ４のそれぞれの現在の残リソース量を読み出し、要求リソース量との大小を比較する。その結果、通信回線Ｌ２，Ｌ１，ＡＬＣ１，ＡＬ４のすべての残リソース量が要求リソース量よりも大きい場合には、リソース確保が可能であると判定する（ステップＳ５，ＹＥＳ）。

この場合には、リソース管理部１２３が、ルータＲ３と基地局ＢＳ４との間の経路について、リソースを確保する処理を行う（以下「ルータＲ３と基地局ＢＳとの間の経路」を「基地局ＢＳにつながる経路」と略記する場合がある）。具体的には、まず、リンクＬ２の現在の残リソース量から要求リソース量を減算し、その減算結果をリンクＬ２の新たな残リソース量として通信回線情報テーブル１３３に書き込む。リンクＬ１、アクセス集線ラインＡＬＣ１、アクセスラインＡＬ４についても同様の処理を行う。これにより、映像配信に必要な容量のリソースが確保される（ステップＳ６）。

このとき、リソース管理部１２３が、確保したリソースに対してリソースＩＤを付与し、このリソースＩＤととも要求リソース量、セルＣ４２のＩＤ、及び、セルＣ４２の基地局ＢＳ４とルータＲ３との間の経路のＩＤを図７に示したリソース管理テーブル１３５に書き込む。

その後、応答処理部１２４が、リソース確保を許諾する旨の応答メッセージを作成し、送受信部１１からアプリケーションサーバ２に送信する（ステップＳ７）。この応答メッセージには、リソースＩＤが付加される。
許諾応答を受けたアプリケーションサーバ２は、応答メッセージに付加されたリソースＩＤをモバイル端末Ｍに通知するとともに、配信サーバＴ１による映像配信サービスの利用を許可し、その通信品質を保証する。これにより、配信サーバＴ１からモバイル端末Ｍへの高品質な映像配信が開始される。

このようにリソース管理サーバ１において、ユーザが現在いるセルＣ４２の基地局ＢＳ４につながる経路についてリソース確保に成功した場合には、ユーザがセルＣ４２からその隣接セルへの移動時に連続的な通信品質の保証を受けられるように、隣接セルの帯域予約を行う。

まず、経路特定部１２２が、図６に示したセル情報テーブル１３４を参照し、ユーザのモバイル端末Ｍが現在属するセルＣ４２をキーにして、セルＣ４２に隣接する隣接セル及びその基地局ＢＳを検索する。これにより、セルＣ４２にはセルＣ１３，Ｃ２１，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ４３，Ｃ４１が隣接し、セルＣ１３の基地局がＢＳ１、セルＣ２１，Ｃ２３の基地局がＢＳ２、セルＣ３１の基地局がＢＳ３、セルＣ４３，Ｃ４１の基地局がＢＳ４であることを知る（ステップＳ８）。

これらの基地局ＢＳのうち、基地局ＢＳ４はモバイル端末Ｍが現在属するセルＣ４２の基地局であり、基地局ＢＳ４につながる経路については既にリソースが確保されている。従って、その他の基地局ＢＳ１〜ＢＳ３につながる経路についてリソース確保を試みる（ステップＳ９〜Ｓ１４）。なお、ここでリソース確保を試みる経路は３つあるから、ステップＳ１３のｎは「３」となる。

第１に、基地局ＢＳ１につながる経路についてリソース確保を試みる（ステップＳ９）。
具体的には、まず、経路特定部１２２が、図４に示した経路情報テーブル１３２を参照し、配信サーバＴ１を収容するルータＲ３と基地局ＢＳ１との間の通信ネットワークＮＷにおける経路を検索し、この経路がリンクＬ２、リンクＬ１、アクセス集線ラインＡＬＣ１、アクセスラインＡＬ１からなることを知る（ステップＳ１０）。

ここで、リンクＬ２、リンクＬ１、アクセス集線ラインＡＬＣ１については既にリソースが確保されているので、まだリソースが確保されていないアクセスラインＡＬ１についてのみリソース確保を試みる。すなわち、リソース管理部１２３が、図５に示した通信回線情報テーブル１３３からアクセスラインＡＬ１の現在の残リソース量を読み出し、要求リソース量との大小を比較する。その結果、アクセスラインＡＬ１の残リソース量が要求リソース量よりも大きい場合には、リソース確保が可能であると判定する（ステップＳ１１，ＹＥＳ）。この場合には、アクセスラインＡＬ１の残リソース量から要求リソース量を減算し、その減算結果で通信回線情報テーブル１３３のアクセスラインＡＬ１の残リソース量を更新する。これにより、基地局ＢＳ１につながる経路についてのリソースを確保でき、基地局ＢＳ１のセルＣ１３の帯域予約が完了する（ステップＳ１２）。

このように、隣接セルの帯域予約に成功した場合には、帯域予約に成功したセルＣ１３のＩＤと、そのセルＣ１３の基地局ＢＳ１につながる経路のＩＤを、図７に示したリソース管理テーブル１３５のリソースＩＤに対応する「隣接セルの帯域予約情報」に書き込む。

第２に、基地局ＢＳ２につながる経路についてリソース確保を試みる（ステップＳ１３，ＮＯ、ステップＳ１４）。この経路については、既にリソースが確保されている基地局ＢＳ４につながる経路とはアクセス集線ラインＡＬＣ２、アクセスラインＡＬ２が異なるので、この部分のみについてリソース確保を試みることになる。リソースを確保できた場合には、基地局ＢＳ２のセルＣ２１，Ｃ２３の帯域予約が完了する（ステップＳ１０〜Ｓ１２）。

第３に、基地局ＢＳ３につながる経路についてリソース確保を試みる（ステップＳ１３，ＮＯ、ステップＳ１４）。基地局ＢＳ２につながる経路についてリソースが確保されなかった場合には、アクセス集線ラインＡＬＣ２、アクセスラインＡＬ３について、また基地局ＢＳ３につながる経路についてリソースが確保された場合には、アクセスラインＡＬ３のみについてリソース確保を試みることになる。これらのリソースを確保できた場合には、基地局ＢＳ３のセルＣ３１の帯域予約が完了する（ステップＳ１０〜Ｓ１２）。

このようにして３つの経路についてリソース確保を試みた結果（ステップＳ１３，ＹＥＳ）、リソースを確保できず帯域予約に失敗した隣接セルがある場合には（ステップＳ１５，ＹＥＳ）、帯域予約に失敗した隣接セルのＩＤを付加した帯域予約失敗メッセージを応答処理部１２４が作成し、送受信部１１からアプリケーションサーバ２に送信する（ステップＳ１６）。例えば、セルＣ３１の帯域予約に失敗した場合には、セルＣ３１のＩＤを付加したメッセージを作成して送信する。
アプリケーションサーバ２は、受信した帯域予約失敗メッセージを、モバイル端末Ｍに転送する。

なお、ステップＳ５において通信回線Ｌ２，Ｌ１，ＡＬＣ１，ＡＬ４の残リソース量と要求リソース量との大小を比較した結果、いずれかの通信回線の残リソース量が要求リソース量よりも小さいときには、リソース管理部１２３はリソース確保が不可能であると判定する（ステップＳ５，ＮＯ）。

この場合には、応答処理部１２４が、リソース確保を拒絶する旨の応答メッセージを作成し、送受信部１１からアプリケーションサーバ２に送信する（ステップＳ１７）。拒絶応答を受けたアプリケーションサーバ２は、モバイル端末Ｍに対し、通信品質を保証した映像配信サービスの利用を拒絶する。
以上により、最初にリソース確保するとき一連の処理が終了する。

以上のように、モバイル端末Ｍが現在属するセルＣ４２の隣接セルの帯域を予約しておくことにより、その隣接セルにユーザが移動したときには、隣接セルの基地局ＢＳにつながる経路について既にリソース確保が完了した状態になっているので、ユーザは連続的な通信品質の保証を受けることができる。

特に、すべての隣接セルＣ１３，Ｃ２１，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ４３，Ｃ４１の帯域を予約しておくことにより、今後ユーザがどの方向に移動した場合でも、連続的な通信品質の保証を受けることが可能となる。

また、隣接セルの帯域予約の際に、隣接セルＣ１３，Ｃ２１，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ４３，Ｃ４１の基地局ＢＳ１〜ＢＳ４につながる経路のうち、既にリソースが確保されている基地局ＢＳ４につながる経路と異なる部分についてのみ新たにリソースを確保することにより、リソースの重複確保を防止し、リソースの有効活用が可能になる。

さらに、帯域予約に失敗した隣接セルがある場合に、この隣接セルをモバイル端末Ｍに通知することにより、ユーザはこのまま移動を続けると通信が途切れる可能性があることを知ることができ、通信の担保のための移動停止や移動方向の変更が可能となる。

ユーザのモバイル端末Ｍが携帯電話や無線ＬＡＮやセンサを併用するマルチプルシステムの場合には、セル間移動の際の通信手段の切り替え（例えば、携帯電話から無線ＬＡＮへの切り替え）の可能性も示唆することができる。

１−３−２．ユーザがセル間を移動したときの動作
次に、図８〜図１０を参照し、ユーザがセル間を移動したときのリソース管理サーバ１の動作について説明する。

ユーザがセルＣ４２からセルＣ２３に移動したとすると、ユーザのモバイル端末ＭからセルＣ２３の基地局ＢＳ２にリソースＩＤが送付される。なお、ユーザと基地局の間では定期的にポーリングを行っているので、そのポーリングの際に、リソース確保中は定期的にリソースＩＤを送信してもよい。このリソースＩＤは、図８のステップＳ７でリソース管理サーバ１から送信された応答メッセージに付加されたものである。

リソースＩＤを付加したメッセージを送信された基地局ＢＳ２は、送付されたリソースＩＤを付加した端末移動通知メッセージを作成し、アプリケーションサーバ２を介してリソース管理サーバ１に送信する。端末移動通知メッセージには、リソースＩＤの他に、このメッセージが端末移動通知であることを示すメッセージ番号、移動後にモバイル端末Ｍを収容する基地局ＢＳ２の基地局ＩＤ、モバイル端末Ｍが移動後にセルＣ２３に属することを表すプレーブ情報が付加されている。

端末移動通知メッセージを送受信部１１で受信したリソース管理サーバ１では、制御部１２の各部１２１〜１２４が次のように動作する（ステップＳ１，ＹＥＳ）。
まず、メッセージ解析部１２１が、受信したメッセージに付加されているメッセージ番号から、このメッセージが「端末移動通知」であると判断する（ステップＳ２，ＮＯ、ステップＳ２１，ＹＥＳ）。さらに、メッセージに付加されているその他の情報を抽出する（ステップＳ２２）。

ついで、リソース管理部１２３が、図７に示したリソース管理テーブル１３５を参照し、メッセージから抽出されたリソースＩＤをキーにして、モバイル端末Ｍからのリソース確保要求によって帯域予約された隣接セルを検索し、移動後のセルＣ２３の帯域が予約済みであるか否かをチェックする。

その結果、セルＣ２３の帯域が予約済みである場合には（ステップＳ２３，ＹＥＳ）、移動前のセルＣ４２と移動後のセルＣ２３との間で、モバイル端末Ｍが現在属するセルとその隣接セルという立場が入れ替わったので、これが反映されるようにリソース管理テーブル１３５の内容を更新する。具体的には、まず、当該リソースＩＤに対応する「セルＩＤ」をセルＣ２３のＩＤに書き換え、「経路ＩＤ」をセルＣ２３の基地局ＢＳ２につながる経路のＩＤに書き換える。また、「隣接セルの帯域予約情報」に書き込まれているセルＣ２３のＩＤ及び対応する経路のＩＤを、セルＣ４２のＩＤ及び対応する経路のＩＤに書き換える。後は、セルＣ２３に隣接する隣接セルについての帯域予約処理を行えばよい。

まず、経路特定部１２２が、図６に示したセル情報テーブル１３４を参照し、セルＣ２３のＩＤをキーにして、セルＣ２３に隣接する隣接セル及びその基地局ＢＳを検索する。その結果、セルＣ２３にはセルＣ２１，Ｃ２２，Ｃ３２，Ｃ３１，Ｃ４２等が隣接し、セルＣ２１，Ｃ２２の基地局がＢＳ２、セルＣ３２，Ｃ３１の基地局がＢＳ３、セルＣ４２の基地局がＢＳ４であることを知る（ステップＳ２４）。これにより、移動前に隣接セルであったセルＣ１３が隣接セルではなくなり、セルＣ１３の帯域予約が不要になったことがわかる。

そこで、リソース管理部１２３が、図７に示したリソース管理テーブル１３５を参照し、帯域予約が不要となったセルＣ１３の帯域が予約済みであるか否かをチェックする。具体的には、当該リソースＩＤに対応する「隣接セルの帯域予約情報」に、セルＣ１３のＩＤが書き込まれているか否かによって、判断することができる。

セルＣ１３の帯域が予約済みである場合には（ステップＳ２５，ＹＥＳ）、帯域予約を解除する。すなわち、セルＣ１３の基地局ＢＳ１につながる経路について確保されているリソースを解放する。このとき、基地局ＢＳ１につながる経路のうち、移動後のセルＣ２３又はその隣接セルの基地局につながる経路のいずれとも異なる部分、すなわちアクセスラインＡＬ１に確保されたリソースのみを解放する。具体的には、図５に示した通信回線情報テーブル１３３から読み出したアクセスラインＡＬ１の現在の残リソース量に、リソース管理テーブル１３５の当該リソースＩＤの欄から読み出した要求リソース量を加算し、その加算結果で通信回線情報テーブル１３３を更新する（ステップＳ２６）。

ついで、ユーザの移動によって新たに隣接セルとなったセル（例えば、セルＣ２２，Ｃ３２）や、前回の帯域予約処理（図９のステップＳ８〜Ｓ１４）で帯域予約に失敗した隣接セルなど、未予約の隣接セルがある場合には、これらの隣接セルの帯域予約を行う。具体的な処理は上述した図９のステップＳ９〜Ｓ１６と同様であるから、その説明は省略する。

一方、ステップＳ２３においてモバイル端末Ｍが移動したセル２３の帯域が予約済みでない場合には（ステップＳ２３，ＮＯ）、セル２３の基地局ＢＳ２と配信サーバＴ１を収容するルータＲ３との間の経路について、リソースを確保する処理を行う（ステップＳ２８〜Ｓ３２）。具体的な処理は上述した図８のステップＳ４〜Ｓ７，Ｓ１７と同様である。ただし、リソースの重複確保を避けるため、既にリソースが確保されている経路と異なる部分についてのみリソースを確保すればよい。

また、移動前のセルＣ４２は移動後のセルＣ２３の隣接セルとなるので、当該リソースＩＤに対応する「隣接セルの帯域予約情報」にセルＣ４２のＩＤ及び対応する経路のＩＤを書き込む。その後、上述したセルＣ２３に隣接する隣接セルについての帯域予約処理を行う（ステップＳ２４〜Ｓ２７）。
以上により、モバイル端末Ｍのユーザがセル間を移動したときの一連の処理が終了する。

１−３−３．確保されたリソースを解放するときの動作
次に、図８〜図１１を参照し、配信サービスＴ１からモバイル端末Ｍへの映像配信が終了した後に、リソース管理サーバ１が映像配信のために確保されていたリソースを解放する動作について説明する。

ユーザがセルＣ２３内にいるとき、ユーザのモバイル端末Ｍから配信サーバＴ１による映像配信の終了通知を送信すると、この終了通知はセルＣ２３の基地局ＢＳ２を介してアプリケーションサーバ２に届けられる。

この終了通知を受けたアプリケーションサーバ２は、リソース解放要求メッセージを作成し、リソース管理サーバ１に送信する。このリソース解放要求メッセージには、このメッセージがリソース解放要求であることを示すメッセージ番号、及びリソースＩＤが付加されている。このリソースＩＤは、図８のステップＳ７でリソース管理サーバ１から送信された応答メッセージに付加されたものである。

このリソース解放要求メッセージを送受信部１１で受信したリソース管理サーバ１では、制御部１２の各部が次のように動作する（ステップＳ１，ＹＥＳ）。
まず、メッセージ解析部１２１が、受信したメッセージに付加されているメッセージ番号から、このメッセージが「リソース解放要求」であると判断する（ステップＳ２，ＮＯ、ステップＳ２１，ＮＯ、ステップＳ４１，ＹＥＳ）。さらに、メッセージに付加されているリソースＩＤを抽出する。

ついで、リソース管理部１２３が、現在確保されているすべてのリソースを解放する処理を行う。

具体的には、まず、図７に示したリソース管理テーブル１３５を参照し、リソース解放要求メッセージから抽出したリソースＩＤに対応する「経路ＩＤ」、すなわちモバイル端末Ｍが現在属するセルＣ２３の基地局ＢＳ２につながる経路のＩＤを取得する。また、当該リソースＩＤに対応する「隣接セルの帯域予約情報」から、セルＣ２３に隣接する隣接セルのうち、帯域予約済みのセルの基地局ＢＳにつながる経路のＩＤを取得する。
そして、図４に示した経路情報テーブル１３２を参照し、取得したすべての経路ＩＤをキーにして、これらの経路を構成する通信回線を検索する。

さらに、検索したすべての通信回線について、図５に示した通信回線情報テーブル１３３から現在の残リソース量を読み出し、これらの残リソース量にリソース管理テーブル１３５から読み出した要求リソース量を加算し、その加算結果をそれぞれの通信回線の新たな残リソース量として通信回線情報テーブル１３３に書き込む。例えば、モバイル端末Ｍが現在属するセルＣ２３に隣接するセルＣ２１，Ｃ２２，Ｃ３２，Ｃ３１，Ｃ４２のすべてが帯域予約済みの場合には、リンクＬ１，Ｌ２、アクセス集線ラインＡＬＣ１，ＡＬＣ２、アクセスラインＡＬ２〜ＡＬ４のそれぞれの残リソース量に要求リソース量を加算し、その加算結果で通信回線情報テーブル１３３の内容を更新する。

その後、リソース管理テーブル１３５から、当該リソースＩＤ及びこのリソースＩＤに対応する各情報を削除する。
これにより、モバイル端末Ｍが現在属するセルＣ２３の基地局ＢＳ２と配信サーバＴ１を収容するルータＲ３との間の経路に確保されていたリソースを解放する処理と、セルＣ２３に隣接する隣接セルへの帯域予約を解除する処理が完了し（ステップＳ４２）、一連の解放処理が終了する。

なお、ユーザが一定期間以上移動しない場合、一定期間利用しない場合、又は、一時的に電波状態が悪くなった場合を考慮して、リソース予約時間は、コンフィグレーションで定められた一定期間としてもよい。その場合、一定期間満了した予約リソースは、タイムアウトする。タイムアウトした場合には、これらのリソースを開放する。タイムアウト後のリソースの継続確保は新規要求と同一とする。タイムアウト前や、再度リソース要求をする場合は、重複リソースの判定を行い予約済みであるか否か、又は、確保済みか否かをチェックする。また、前回の帯域予約処理で失敗した隣接セルなど、未予約の隣接セルがある場合には、これらの隣接セルの帯域予約を行う。２本目のリソース要求に対しては、リソースの種類（発着ＩＰアドレス、ポート番号、プロトコル）が異なる場合は異なるリソースＩＤとして扱う。

１−４．変形例
１−４−１．経路の残リソースフラグ
図８のステップＳ５（及び図９のステップＳ１１）のリソース確保が可能か否かの判定に、経路の残リソースフラグを用いることができる。この残リソースフラグは、経路の残リソース量と予め設定された閾値との大小を表す。閾値は、残リソース量に十分余裕があるとされる最小の値であり、リソース管理サーバ１の保守者によって適宜設定される。各経路の残リソースフラグは経路情報テーブル１３２に設定され、例えば残リソース量が閾値よりも小さい通信回線を含む経路には残リソースフラグがセットされ、残リソース量が閾値以上の通信回線しか含まない場合には残リソースフラグがリセットされる。

経路特定部１２２が、図８のステップＳ４（及び図９のステップＳ１０）で経路を特定したとき、その経路の残リソースフラグがリセットされている場合には、残リソース量に十分余裕があるから、要求リソース量にかかわらず、リソース確保可能であると判定することができる。従って、経路を構成するすべての通信回線について残リソース量をチェックせずに、短時間でリソース確保が可能と判定し、直ちにリソース確保を許諾する旨の応答メッセージを送信できる。これにより、配信サーバＴ１からモバイル端末Ｍへの映像配信開始時間を早くできる。このため、例えばザッピングを行って映像コンテンツを選択する場合にも、ユーザに不快感を与えなくて済むようになる。

ただし、経路の残リソースフラグを用いる場合には、図８のステップＳ６及び図９のステップＳ１２のリソース確保処理を行ったときに、必要に応じて残リソースフラグを更新しなければならない。すなわち、リソース確保処理の結果、経路を構成するいずれかの通信回線の残リソース量が閾値を下回ったときには、その経路に残リソースフラグをセットする。

また、残リソースフラグのセットされている経路について図１１のステップＳ４２及び図１０のステップＳ２６のリソース解放処理を行ったときにも、必要に応じて残リソースフラグを更新しなければならない。すなわち、リソース解放処理の結果、経路を構成するすべての通信回線の残リソース量が閾値以上となったときには、その経路に残リソースフラグをリセットする。

なお、図８のステップＳ４（及び図９のステップＳ１０）で経路を特定したとき、その経路に残リソースフラグがセットされている場合には、通常どおりリソース確保の可否判定を行う。

１−４−２．経路の輻輳状態フラグ
図８のステップＳ５（及び図９のステップＳ１１）のリソース確保が可能か否かの判定に、経路の輻輳状態フラグを用いることができる。この輻輳状態フラグは、輻輳状態を数値化した指数（輻輳指数）と予め設定された閾値との大小を表す。輻輳指数のデータは、通信ネットワークＮＷの各ノードからリソース管理サーバ１に送られてくる。閾値は、輻輳状態ではないとされる最大の値であり、リソース管理サーバ１の保守者によって適宜設定される。各経路の輻輳状態フラグは経路情報テーブル１３２に設定され、例えば輻輳指数が閾値よりも大きい通信回線を含む経路には輻輳状態フラグがセットされ、輻輳指数が閾値以下の通信回線しか含まない場合には輻輳状態フラグがリセットされる。

経路特定部１２２が、図８のステップＳ４（及び図９のステップＳ１０）で経路を特定したとき、その経路の輻輳状態フラグがリセットされている場合には、輻輳状態ではないから、要求リソース量にかかわらず、リソース確保可能であると判定することができる。従って、経路を構成するすべての通信回線について残リソース量をチェックせずに、短時間でリソース確保が可能と判定し、直ちにリソース確保を許諾する旨の応答メッセージを送信できる。図８のステップＳ６のリソース確保処理は、応答メッセージを送信した後に行えばよい。
なお、図８のステップＳ４（及び図９のステップＳ１１）で経路を特定したとき、その経路に輻輳状態フラグがセットされている場合には、通常どおりリソース確保の可否判定を行う。

上述した残リソースフラグ及び輻輳状態フラグをリソース管理サーバ１の保守端末にＧＵＩ表示できるようにしてもよいし、またユーザのモバイル端末Ｍに通知できるようにしてもよい。

２．第２の実施の形態
上述した本発明の第１の実施の形態では、すべての隣接セルについて帯域予約処理を行っているが、第２の実施の形態では、リソース管理サーバでモバイル端末Ｍの移動方向を予測し、モバイル端末Ｍが現在属するセルから移動する可能性が高い隣接セルを選択して帯域予約処理を行うものである。

リソース管理サーバでモバイル端末Ｍの移動方向を予測するには、モバイル端末Ｍの時系列的な位置情報が必要となる。よって、本実施の形態では、モバイル端末Ｍがその時々の位置及び時刻の情報を定期的にリソース管理サーバに送信する機能を有するものとする。例えば、モバイル端末ＭがＧＰＳ（Global Positioning Systems）による位置測定機能を有する場合には、この機能によって得られた経度緯度情報をモバイル端末Ｍの位置情報として用いることができる。

図１２は、本実施の形態にかかるリソース管理サーバの機能ブロック図である。この図では、図２に示した構成要素と同一部分を、図２と同一符号で示している。図１２に示すリソース管理サーバ１Ａは、送受信部１１と、制御部１２Ａと、データベース部１３Ａとを有する。制御部１２Ａはさらに、メッセージ解析部１２１Ａと、経路特定部１２２と、リソース管理部１２３と、応答処理部１２４と、移動先予測部１２５とを有する。

ここで、メッセージ解析部１２１Ａは、第１の実施の形態におけるメッセージ解析部１２１の機能に加えて、モバイル端末Ｍから定期的に送られてくる位置及び時刻の情報を取得し、データベース１３Ａの位置情報テーブルに書き込む機能を有する。位置情報テーブル１３Ａは、それぞれのモバイル端末に対して個別に作成される。例えば図１３に示す位置情報テーブル１３６のように、モバイル端末Ｍの位置情報「位置情報」、位置情報がモバイル端末Ｍで生成された時刻「時刻」からなる。モバイル端末から位置及び時刻の情報が送られてくる度に、これらの情報が位置情報テーブル１３６に順次追加されていく。

移動先予測部１２５は、位置情報テーブル１３６から異なる時刻の２以上の位置情報を読み出し、読み出した位置情報に基づきモバイル端末Ｍの移動方向を予測し、モバイル端末Ｍが現在属するセルから移動する可能性が高い隣接セルを選択し、移動先セルと予測する。

移動先予測部１２５は、隣接セルの帯域予約処理を行うときに動作する。具体的には、モバイル端末Ｍからの映像配信サービスの利用要求に基づくリソース確保要求メッセージを受けたときと、モバイル端末Ｍのセル間移動に基づく端末移動通知メッセージを受けたときである。

リソース確保要求メッセージを受けたときには、移動先予測部１２５は、位置情報テーブル１３６に２以上の位置情報が書き込まれるのを待ち、２以上の位置情報が書き込まれたときにこれらの位置情報を読み出し、読み出した位置情報からモバイル端末Ｍの過去の移動方向を計算し、その結果からモバイル端末Ｍの今後の移動方向を予測する。

ついで、図９のステップＳ８と同様に、図６に示したセル情報テーブル１３４を参照し、モバイル端末Ｍが現在属するセルＣ４２のＩＤをキーにして、セルＣ４２に隣接する隣接セル及びその基地局ＢＳを検索する。さらに、セルＣ４２の位置情報とすべての隣接セルの位置情報を読み出し、セルＣ４２を中心にしたそれぞれの隣接セルの位置関係を計算する。そして、モバイル端末Ｍの移動方向の予測結果に基づき、モバイル端末ＭがセルＣ４２から移動する可能性の高い隣接セルを選択し、移動先セルと予測する。例えば図１において、モバイル端末Ｍが白抜き矢印方向（右方向）に移動すると予測した場合には、セルＣ４２から見てその方向にあたるセルＣ２３を移動先セルと予測する。白抜き矢印を基準に上下それぞれ６０°の角度範囲に移動すると予測した場合には、セルＣ２１，Ｃ２３，Ｃ３１を移動先セルと予測する。

本実施の形態では、このようにして移動先セルと予測されたセルについて、図９のステップＳ９〜Ｓ１４に相当する帯域予約処理が行われる。

一方、端末移動通知メッセージを受けたときには、移動先予測部１２５は、位置情報テーブル１３６から２以上の位置情報を時刻が若い方から順に読み出す。後はリソース確保要求メッセージと受けたときと同様に、読み出した位置情報に基づきモバイル端末Ｍの今後の移動方向を予測し、モバイル端末Ｍが移動する可能性が高い隣接セルを選択し、移動先セルと予測する。
このような移動先セルの予測結果に基づいて、図１０のステップＳ２５，Ｓ２６に相当する帯域予約解除処理、図１０のステップＳ２７ないし図９のステップＳ９〜Ｓ１４に相当する帯域予約処理が行われる。

例えばユーザがセルＣ４２からＣ２３に移動したとすると、移動後に移動前のセルＣ４２の基地局ＢＳ４のすべてのセルが移動先セルと予測されなかった場合には、この基地局ＢＳ４につながる経路について確保されていたリソースを解放する処理を行う。ただし、基地局ＢＳ４につながる経路のうち、移動後のセルＣ２３又は移動先セルと予測された隣接セルの基地局につながる経路のいずれとも異なる部分のみ解放すればよい。
その他の部分については、第１の実施の形態とほぼ同じであるから、説明を省略する。

以上のように、モバイル端末Ｍが移動する可能性が高い隣接セルのみ帯域を予約しておくことにより、モバイル端末が移動する可能性が低い隣接セルの基地局につながる経路についてのリソース確保が不要となり、リソースの有効活用が可能となる。また、モバイル端末Ｍが移動する可能性が高い隣接セルについては帯域予約されるので、ユーザは高い確率で連続的な通信品質の保証を受けることができる。なお、本実施の形態ではモバイル端末Ｍの位置情報としてＧＰＳによる位置測定機能によって得られた経度緯度情報を用いる例を示したが、上述したプレーブ情報をモバイル端末Ｍの位置情報として用いることも可能である。

ここで、モバイル端末Ｍが移動する可能性が高い隣接セルの算出に用いられる分布関数Ｐ（θ）を求める方法について説明する。
図１に示すように進行方向として６通り（図中の矢印）ある。太い白矢印で示された最も確率の高い進行方向に対して基地局ノードはＢＳ２とＢＳ３が存在する。モバイル端末ＭがＣ２３にすすむ場合は、ＢＳ２のノードに収容され、Ｃ３１にすすむ場合はＢＳ３のノードに収容される必要があり、それぞれＡＬ２及びＡＬ３のリリースを確保する必要がある。現在収容されるＳＷが異なるため、いずれの方向にすすむにしろ、ＡＬＣ２のリソースを確保する必要がある。
まず、最も確率の高い進行方向を決定する方法の例を示す。

１つは、ユーザ情報とＧＰＳの移動履歴を点と線で保存したもの（ＧＰＳによる位置情報はＮａｔｉｏｎａｌ Ｍａｒｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）ＮＭＥＡ０１８３ｓｔａｎｄａｒｄに従ってって出力される情報を用いることができる。）地下鉄の入出履歴を記録したものなどをユーザ情報に結びつけた行動履歴に基づく、行動モデルを用いて決定する方法がある。
その行動モデルに基づく方法の例としては、隠れマルコフモデルに基づく推定方法がある。

以下に、隠れマルコフモデルを適用するための構成要素を示す。
（１）入力記号列
行動モデルの属性は、実際にユーザが収容されることで有限のリソースが消費される基地局ノードが変わることで表現される。ユーザの移動にともない、属性遷移を属性Ａ→属性Ｂという遷移とする。

（２）遷移確率
あるノードから、次に遷移するノードへの確率を示す。ユーザの行動に基づいてノードからノードへ遷移する確率が変化する。例えば、ノードＡからノードＢへの遷移する確率Ｐ_A（Ｂ｜Ａ）の計算式を次に示す。

Ｐ_A（Ｂ｜Ａ）＝（ＡからＢへ遷移した回数）／（Ａから遷移した回数）

（３）内部状態
基地局ノードがカバーするセルの番号と回数を正規化して保存する。ノードＡからノードＢ内のセルｂ₁へ遷移する確率Ｐ₁の計算式を次に示す。

Ｐ₁（ｂ₁｜Ｂ）＝Ｐ_A（Ｂ｜Ａ）×（ｂ₁に収容された回数）／Ｂへ収容された回数）

（４）出力確率
ある属性の場所から、次に収容される属性又は次に収容されるセルへ到着する確率を示す。次にノードＡからノードＢのセルｂへ遷移する確率Ｐ₂の計算式を次に示す。

Ｐ₂＝Ｐ_A（Ｂ｜Ａ）×Ｐ₁（ｂ₁｜Ｂ）

このようにしてセルｂ₁への侵入角度θの分布関数Ｐ（θ）を得る。図１４及び図１５にモデル図を示す。

次に、合成ベクトルによる進行方向推測の方法について説明する。
記録されている移動履歴の最初の点（０，０）から点（ｘ₁、ｙ₁）への移動ベクトル、もしくは基準となる方向からの角度θより、ｘ₁＝ｒ₁ｃｏｓθ、ｙ₁＝ｒ₁ｓｉｎθでもよい。

次の移動点への移動ベクトルと速度の比率ａを加味して、（ａｘ₂、ａｙ₂）として、２点（ｘ₁、ｙ₁）と（ａｘ₂、ａｙ₂）の合成ベクトルを求めて、その結果を進行方向とする。この進行方向の角度θを中心とする、分布関数Ｐ（θ）を得る。
この分布関数Ｐ（θ）は、これら２つのモデルを組み合わせた関数や、進行する方向の連続率を加味した関数や、道路や線路などのパス情報を加味するモデルでもよい。

次に、これらの分布関数Ｐ（θ）から隣接セルの予約をするか否かを決定する方法を説明する。

ここで、地点（ｘ₁、ｙ₁）からの進行方向の分布は、ある分布関数Ｐ（θ）に従うとする。この分布関数Ｐ（θ）は、正規分布、二項分布、ポアソン分布などに従うものとしてよい。その場合、Ｐ（θ）は、進行方向の角度θの確率密度関数であり、θ₁＜θ＜θ₂の確率Ｐ（θ）が、図１６のＰ（θ）テーブルのどの範囲にあるか、又は、確率密度関数Ｐ（θ）の精度が図１７のどの信頼区間にあるかで、θ₁が０〜π／３、π／３〜２π／３、２π／３〜πでの確率を求めて比較し、予め設定した確率を上回っている場合に予約を行うとしてもよい。θ₁が０〜π／３、π／３〜２π／３、２π／３〜πとしているが、３はＣｎで与えられ、あるセルを中心として考えたとき、周囲にあるセル数の１／２で、今回は図１のようにセル数６でＣｎ＝３を想定している。これにより、θ₁とその確率によってセルが決定できる。

このように求めた確率密度関数Ｐ（θ）の確率や精度、信頼性によって、予約確保を行うかどうかを選択することができるが、さらにＮＷ構成の分岐ツリーを考慮して予約をするか否かを決定する例を示す。
リソース管理サーバでは、ＮＷ構成ツリーの分岐情報（リンク及び回線の収束状態）を持つ。アクセスラインとして管理する部分に関して分岐の段数を持つ。この分岐情報を元に、予め確保するリソースを段数によって、シェアできる数の少ない、より枝に近い方のリソースを優先的に確保することができる。
実際のＮＷ構成ツリーを考慮した下記の数式（４）を用いて決定する。図１では２段である。

Ｋｐ（θ）≧ｚを予約確保するものとして、ｚをコンフィグレーションで設定変更可能とする。Ｋは収束状態によって決定する数である。
「ａ）５段目まで収束しているうちの１段目まで確保が必要な場合
→Ｐ（θ）＝０．９ならばｚ＝５×０．９＝４．５
ｂ）５段目まで収束しているうちの２段目まで確保が必要な場合
→Ｐ（θ）＝０．８ならばｚ＝５／２×０．８＝２
ｃ）３段目まで収束しているうちの１段目まで確保が必要な場合
→Ｐ（θ）＝０．９ならばｚ＝３×０．９＝２．７
ｄ）３段目まで収束しているうちの２段目まで確保が必要な場合
→Ｐ（θ）＝０．８ならばｚ＝３／２×０．８＝１．２」…数式（４）
なお、コンフィグレーションでｚ＝１．５とすることで、数式（４）のａ）、ｂ）、ｃ）は、予約確保を行うとしてもよい。

３．第３の実施の形態
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態で説明したすべての隣接セルの帯域を予約するサービスＡと、第２の実施の形態で説明したモバイル端末Ｍが移動する可能性の高い隣接セルの帯域を予約するサービスＢと、隣接セルの帯域予約を行わないサービスＣとを、ユーザが選択的に受けられるようにするものである。

図１８は、本実施の形態にかかるリソース管理サーバの機能ブロック図である。この図では、図２及び図１２に示した構成要素と同一部分を、図２及び図１２と同一符号で示している。

図１８に示すリソース管理サーバ１Ｂは、送受信部１１と、制御部１２Ｂと、データベース部１３Ｂと、契約サービス判別部１４とを有する。
制御部１２Ｂはさらに、メッセージ解析部１２１Ｂと、経路特定部１２２と、リソース管理部１２３と、応答処理部１２４と、移動先予測部１２５とを有する。

データベース部１３Ｂは、上述したアドレスリスト１３１、経路情報テーブル１３２、通信回線情報テーブル１３３、セル情報テーブル１３４、リソース管理テーブル１３５及び位置情報テーブル１３６に加えて、さらにサービス契約テーブルを記憶する。このサービス契約テーブルには、ユーザが契約したサービスが登録されており、ユーザのＩＤと、ユーザが契約したサービスの種別（Ａ，Ｂ，Ｃ）とが対応付けて記憶されている。

次に、図１９を参照し、リソース管理サーバ１Ｂの動作について説明する。本実施の形態では、ユーザが契約したサービスの種別を判別するため、リソース確保要求メッセージにユーザＩＤが付加されているものとする。

送受信部１１でリソース確保要求メッセージを受信すると（ステップＳ５１，ＹＥＳ）、メッセージ解析部１２１Ｂは、リソース確保要求メッセージからユーザＩＤを抽出し、契約サービス判別部１４に出力する。契約サービス判別部１４は、入力されたユーザＩＤに基づき、ユーザが契約したサービスの種別を判別する。具体的には、サービス契約テーブルを参照し、ユーザＩＤをキーにして、ユーザが契約したサービスの種別を検索する（ステップＳ５２）。

その結果、ユーザがサービスＡを契約している場合には（ステップＳ５３，ＹＥＳ）、リソース管理サーバ１Ｂは第１の実施の形態で説明したように動作する。すなわち、ユーザのモバイル端末Ｍが現在属するセルの基地局ＢＳと配信サーバＴ１を収容するルータＲ３との間の経路についてリソースを確保する処理と、モバイル端末Ｍが現在属するセルに隣接するすべての隣接セルの帯域を予約する処理を行う（ステップＳ５４）。

また、ユーザがサービスＢを契約している場合には（ステップＳ５３，ＮＯ、ステップＳ５５，ＹＥＳ）、リソース管理サーバ１Ｂは第２の実施の形態で説明したように動作する。すなわち、ユーザのモバイル端末Ｍが現在属するセルの基地局ＢＳと配信サーバＴ１を収容するルータＲ３との間の経路についてリソースを確保する処理と、モバイル端末Ｍが今後移動する可能性の高い隣接セルのみの帯域を予約する処理を行う（ステップＳ５６）。

また、ユーザがサービスＣを契約している場合には（ステップＳ５３，ＮＯ、ステップＳ５５，ＮＯ、ステップＳ５７，ＹＥＳ）、リソース管理サーバ１Ｂは、ユーザのモバイル端末Ｍが現在属するセルの基地局ＢＳと配信サーバＴ１を収容するルータＲ３との間の経路についてリソースを確保する処理のみを行い、隣接セルの帯域を予約する処理を行わない（ステップＳ５８）。

このようなサービスの選択機能を設けることにより、ユーザは隣接セルの帯域予約について希望のサービスを受けることが可能となる。なお、予めユーザが契約したサービスを登録しておかなくても、リソース確保要求メッセージにサービス種別の情報を付加し、この情報に基づいてサービス種別を判別することによって、同様の機能を実現できる。

４．その他
上述した実施の形態においては、モバイル端末Ｍからリソース確保要求によってこのモバイル端末Ｍが属するセルに隣接する隣接セルの帯域を予約する場合について説明したが、当該モバイル端末Ｍの通信相手が別のモバイル端末である場合に、この通信相手のモバイル端末Ｍが属するセルに隣接する隣接セルの帯域予約を行うことも可能である。同様に、リソース確保要求を行った固定端末の通信相手がモバイル端末である場合に、このモバイル端末Ｍが属するセルに隣接する隣接セルの帯域予約を行うことも可能である。

また、上述したように、隣接セルの帯域予約は、その隣接セルの基地局ＢＳとモバイル端末Ｍの通信相手との間の経路のリソース確保に他ならない。従って、ある基地局のセルに隣接するセルの基地局をその基地局の隣接基地局と定義すれば、隣接セルの帯域予約は、隣接基地局の帯域予約と捉えることができる。隣接基地局の帯域予約には、基地局同士の位置関係を表すテーブルが必要となる。図６に示したセル同士の位置関係を示すセル情報テーブル１３４から基地局同士の位置関係を知ることができることは言うまでもないが、必ずしもセル単位の情報までは必要ない。例えば、基地局のＩＤと、その基地局とセル同士が隣接する隣接基地局のＩＤとが対応付けられたテーブルを用いることができる。

本発明は、例えばモバイル端末にコンテンツを配信するサービス等に利用可能である。

本発明の第１の実施の形態にかかるリソース管理サーバが適用されるシステムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるリソース管理サーバの機能ブロック図である。 図２に示すデータベース部に記録されるアドレスリストのデータ構造の一例を示す図である。 図２に示すデータベース部に記録される経路情報テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図２に示すデータベース部に記録される通信回線情報テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図２に示すデータベース部に記録されるセル情報テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図２に示すデータベース部に記録されるリソース管理テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 モバイル端末が属するセルの基地局につながる経路についてリソースを確保する処理の流れを示すフローチャートである。 モバイル端末が属するセルに隣接するすべての隣接セルの帯域を予約する処理の流れを示すフローチャートである。 モバイル端末がセル間を移動する際の処理の流れを示すフローチャートである。 確保されていたリソースを解放する処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態にかかるリソース管理サーバの機能ブロック図である。 図１２に示すデータベース部に記録される位置情報テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 隠れマルコフモデルにおける遷移確率を示す図である。 隠れマルコフモデルにおける移動確率を示す図である。 確率密度関数Ｐ（θ）の分布を示す図である。 確率密度関数Ｐ（θ）の精度を示す図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるリソース管理サーバの機能ブロック図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるリソース管理サーバの動作の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ…リソース管理サーバ、２…アプリケーションサーバ、１１…送受信部、１２，１２Ａ，１２Ｂ…制御部、１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ…メッセージ解析部、１２２…経路特定部、１２３…リソース管理部、１２４…応答処理部、１２５…移動先予測部、１３，１３Ａ，１３Ｂ…データベース部、１３１…アドレスリスト、１３２…経路情報テーブル、１３３…通信回線情報テーブル、１３４…セル情報テーブル、１３５…リソース管理テーブル、１３６…位置情報テーブル、１４…契約サービス判別部、ＡＬ１〜ＡＬ４，ＡＬ１１〜ＡＬ１３…アクセスライン、ＡＬＣ１，ＡＬＣ２…アクセス集線ライン、ＢＳ１〜ＢＳ４…基地局、Ｃ１１〜Ｃ１３，Ｃ２１〜Ｃ２３，Ｃ３１〜Ｃ３３，Ｃ４１〜Ｃ４３…セル、Ｌ１〜Ｌ３…リンク、Ｍ…モバイル端末、ＮＷ…通信ネットワーク、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチングハブ、Ｒ１〜Ｒ４…ルータ、Ｔ１〜Ｔ３…端末（Ｔ１…配信サーバ）。

Claims (12)

1. モバイル端末とその通信相手との通信に必要な容量のリソースを通信ネットワーク上で確保するリソース管理装置であって、
   前記通信ネットワークに属する複数の基地局の位置関係を示す基地局情報を記憶する基地局情報記憶手段と、
   前記基地局情報を参照し、前記モバイル端末が現在収容される基地局に隣接する隣接基地局を特定する基地局特定手段と、
   特定した少なくとも１つの隣接基地局と前記通信相手との間の経路についてリソースの確保が可能か否かを判定し、リソースの確保が可能な経路についてリソースを確保するリソース確保手段と
   を備えることを特徴とするリソース管理装置。
2. 請求項１に記載のリソース管理装置において、
   前記リソース確保手段は、前記隣接基地局と前記通信相手との間の経路のうち、リソースが既に確保されている前記モバイル端末が現在収容される前記基地局と前記通信相手との間の経路と異なる部分について、リソースの確保が可能か否かの判定及びリソースの確保を行うことを特徴とするリソース管理装置。
3. 請求項１又は２に記載のリソース管理装置において、
   前記リソース確保手段は、特定したすべての隣接基地局と前記通信相手との間のすべての経路について、リソースの確保が可能か否かの判定及びリソースの確保を行うことを特徴とするリソース管理装置。
4. 請求項１又は２に記載のリソース管理装置において、
   前記モバイル端末の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   取得された前記位置情報を時刻とともに記憶する位置情報記憶手段と、
   前記位置情報記憶手段から異なる時刻の２以上の位置情報を読み出し、読み出した前記位置情報に基づき前記モバイル端末の移動方向を予測し、前記モバイル端末が現在収容される前記基地局から移動する可能性が高い隣接基地局を選択する移動先予測手段とをさらに備え、
   前記リソース確保手段は、選択された前記隣接基地局と前記通信相手との間の経路について、リソースの確保が可能か否かの判定及びリソースの確保を行うことを特徴とするリソース管理装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のリソース管理装置において、
   リソースの確保が不可能な経路がある場合に、この経路につながる隣接基地局を前記モバイル端末に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とするリソース管理装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のリソース管理装置において、
   前記モバイル端末が基地局間を移動したとき、移動後の基地局に隣接しない基地局につながる経路についてリソースが確保されている場合に、このリソースを解放するリソース解放手段をさらに備えることを特徴とするリソース管理装置。
7. モバイル端末とその通信相手との通信に必要な容量のリソースを通信ネットワーク上で確保するリソース管理方法であって、
   前記通信ネットワークに属する複数の基地局の位置関係を示す基地局情報を参照し、前記モバイル端末が現在収容される基地局に隣接する隣接基地局を特定するステップと、
   特定した少なくとも１つの隣接基地局と前記通信相手との間の経路についてリソースの確保が可能か否かを判定するステップと、
   リソースの確保が可能な経路についてリソースを確保するステップと
   を備えることを特徴とするリソース管理方法。
8. 請求項７に記載のリソース管理方法において、
   前記判定するステップは、前記隣接基地局と前記通信相手との間の経路のうち、リソースが既に確保されている前記モバイル端末が現在収容される前記基地局と前記通信相手との間の経路と異なる部分について、リソースの確保が可能か否かを判定することを特徴とするリソース管理方法。
9. 請求項７又は８に記載のリソース管理方法において、
   前記判定するステップは、特定したすべての隣接基地局と前記通信相手との間のすべての経路について、リソースの確保が可能か否かを判定することを特徴とするリソース管理方法。
10. 請求項７又は８に記載のリソース管理方法において、
    前記モバイル端末の位置情報を取得するステップと、
    取得された前記位置情報を時刻とともに記憶するステップと、
    異なる時刻の２以上の位置情報を読み出し、読み出した前記位置情報に基づき前記モバイル端末の移動方向を予測し、前記モバイル端末が現在収容される前記基地局から移動する可能性が高い隣接基地局を選択するステップとをさらに備え、
    前記判定するステップは、選択された前記隣接基地局と前記通信相手との間の経路について、リソースの確保が可能か否かを判定することを特徴とするリソース管理方法。
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載のリソース管理方法において、
    リソースの確保が不可能な経路がある場合に、この経路につながる隣接基地局を前記モバイル端末に通知するステップをさらに備えることを特徴とするリソース管理方法。
12. 請求項７〜１１のいずれか１項に記載のリソース管理方法において、
    前記モバイル端末が基地局間を移動したとき、移動後の基地局に隣接しない基地局につながる経路についてリソースが確保されている場合に、このリソースを解放するステップをさらに備えることを特徴とするリソース管理方法。

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