JP2011061535A - 通信トラヒック制御装置及び通信トラヒック制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信トラヒック制御をより迅速で的確に行うことができる通信トラヒック制御装置を提供する。
【解決手段】通信トラヒック量取得部６０１が、分割エリア毎の通信トラヒック量を継続的に取得する。予測トラヒック量推定部６０３は、分割エリアのうち制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び制御対象エリアの周辺エリアの通信トラヒック量の変化量を算出する。更に、予測トラヒック量推定部６０３は、算出された制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び周辺エリアの通信トラヒック量の変化量に基づいて、制御対象エリアの今後の予測トラヒック量を推定する。通信トラヒック制御部６０４は、予測トラヒック量推定部によって推定された予測トラヒック量に基づいて、制御対象エリアに対し通信トラヒック制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信トラヒック量を制御する通信トラヒック制御装置及び通信トラヒック制御方法に関する。

従来、移動機と無線基地局等との間の通信トラヒック量を測定し、測定結果に基づいて通信トラヒック制御を行う技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。ここでは、所定の位置登録エリア内における移動機の通信トラヒック量を測定し、測定結果に基づいて位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させることによって通信トラヒック制御を行っている。

特開２００３−１７４６６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、測定された現在の通信トラヒック量に基づいて通信トラヒック制御を行うものであり、通信トラヒック量が急激に変化する状況では、迅速で的確な通信トラヒック制御を行うことが困難な場合があった。例えば、通信トラヒック量の多いエリアが時間とともに移動しており、通信トラヒック量の多いエリアの移動によって所定のエリアの通信トラヒック量が急激に増えた場合には、通信トラヒック量の測定が行われた時点で既に膨大な量の通信トラヒックが当該エリアに発生しており、通信トラヒック制御が間に合わないといった問題があった。

そこで本発明は、上記課題に鑑み、通信トラヒック制御をより迅速で的確に行うことができる通信トラヒック制御装置及び通信トラヒック制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の通信トラヒック制御装置は、移動機が在圏するセクタを制御する基地局を制御する無線ネットワーク制御装置と通信可能な状態で接続された通信トラヒック制御装置であって、予め定められた分割エリア毎の前記移動機の通信トラヒック量を継続的に取得する通信トラヒック量取得部と、前記通信トラヒック量取得部によって継続的に取得された前記分割エリア毎の通信トラヒック量に基づいて、前記分割エリアのうち制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び前記制御対象エリアの周辺エリアの通信トラヒック量の変化量を算出し、算出された前記制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び周辺エリアの通信トラヒック量の変化量に基づいて、前記制御対象エリアの今後の予測トラヒック量を推定する予測トラヒック量推定部と、前記予測トラヒック量推定部によって推定された前記予測トラヒック量に基づいて、前記制御対象エリアに対し通信トラヒック制御を行う通信トラヒック制御部と、を備える。

また、本発明の通信トラヒック制御方法は、移動機が在圏するセクタを制御する基地局を制御する無線ネットワーク制御装置と通信可能な状態で接続された通信トラヒック制御装置、により実行される通信トラヒック制御方法であって、予め定められた分割エリア毎の前記移動機の通信トラヒック量を継続的に取得する通信トラヒック量取得ステップと、前記通信トラヒック量取得ステップにより継続的に取得された前記分割エリア毎の通信トラヒック量に基づいて、前記分割エリアのうち制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び前記制御対象エリアの周辺エリアの通信トラヒック量の変化量を算出し、算出された前記制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び周辺エリアの通信トラヒック量の変化量に基づいて、前記制御対象エリアの今後の予測トラヒック量を推定する予測トラヒック量推定ステップと、前記予測トラヒック量推定ステップにより推定された前記予測トラヒック量に基づいて、前記制御対象エリアに対し通信トラヒック制御を行う通信トラヒック制御ステップと、を備える

この発明によれば、制御対象エリア及び周辺エリアの通信トラヒック量の変化量に基づいて制御対象エリアの今後の予測トラヒック量を推定し、推定された予測トラヒック量に基づいて制御対象エリアに対し通信トラヒック制御を行うことにより、周辺エリアの通信トラヒック量の変化量をも考慮して制御対象エリアの通信トラヒック制御を行うことが可能となり、より迅速で的確な通信トラヒック制御を実行することができる。

なお、通信トラヒック制御部による通信トラヒック制御として、輻輳状態を未然に防止するための通信トラヒック規制制御、または、消費電力を最小化するための縮退運転制御を挙げることができる。

本発明によれば、予測トラヒック量推定部が、推定対象エリアとその周辺の周辺エリアにおける通信トラヒック量の変化量に基づいて今後の予測トラヒック量を推定し、通信トラヒック制御部が、推定された予測トラヒック量に基づいて通信トラヒック制御を行うため、より迅速で的確な通信トラヒック制御を実行することができる。

実施形態の通信システムの機能構成を示す図である。 通信トラヒック量予測処理の流れを示すフローチャートである。 通信トラヒック量の変化を示す図である。 通信トラヒック制御処理の流れを示すフローチャートである。 通信トラヒック制御処理の流れを示すフローチャートである。

添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

［通信システムの構成］
図１は、本実施形態の通信システム１０のシステム構成を示す図である。図１に示すように、この通信システム１０は、複数のＢＴＳ（基地局）２００それぞれが制御するセクタに在圏する複数の移動機１００と、ＢＴＳ２００を制御するＲＮＣ３００（無線ネットワーク制御装置）と、通信接続処理を行う交換機４００と、通信トラヒック制御装置６００と、を含んで構成される。

通信トラヒック制御装置６００は、後述する通信トラヒック量取得部６０１、通信トラヒック量記憶部６０２、予測トラヒック量推定部６０３、通信トラヒック制御部６０４を含んで構成されている。

通信トラヒック制御装置６００の通信トラヒック量取得部６０１は、交換機４００を介して、予め定められた分割エリア毎の通信トラヒック量を継続的に取得するものである。また、通信トラヒック量取得部６０１は、取得した通信トラヒック量の情報を、随時通信トラヒック量記憶部６０２内に格納する。ここで、地理的にトラヒック量を把握する方法として、各ＢＴＳ２００、ＲＮＣ３００、交換機４００の設置位置を装置位置情報として管理し、各装置から取得するトラヒック量と装置位置情報とを関連付けすることにより、地理的にトラヒック量を把握する方法などがある。

予測トラヒック量推定部６０３は、通信トラヒック量記憶部６０２に格納された通信トラヒック量に基づいて、分割エリアの中で通信トラヒック量の推定を行う推定対象エリアにおける通信トラヒック量の変化量や、推定対象エリアの周辺エリアにおける通信トラヒック量の変化量を算出するものである。更に、予測トラヒック量推定部６０３は、算出した通信トラヒック量の変化量に基づいて、推定対象エリアの今後の通信トラヒック量を推定するものである(以下、推定された今後の通信トラヒック量を、予測トラヒック量ともいう)。通信トラヒック制御部６０４は、予測トラヒック量推定部６０３で推定された今後の予測トラヒック量に基づいて、対応する分割エリアの通信トラヒック制御を行う部分である。通信トラヒック制御処理については、例えば、輻輳状態を未然に防止するための通信トラヒック規制制御と、消費電力を最小化するための縮退運転制御とを、図４、図５に基づき、後に説明する。

［通信トラヒック量予測処理］
次に、図２、図３を用いて、予測トラヒック量推定部６０３にて実行される通信トラヒック量予測処理について説明する。図２は、通信トラヒック量予測処理の流れを示すフローチャートであり、図３は、通信トラヒック量が多い分割エリアが移動する様子を示す図である。ここでは、図３に示す分割エリアＡを、予測トラヒック量の推定を行う推定対象エリアとし、分割エリアＡについて通信トラヒック量の予測を行う場合について説明する。

予測トラヒック量推定部６０３は、通信トラヒック量記憶部６０２より、分割エリアＡ及びその周辺の周辺エリアについて、Ｘ分前の通信トラヒック量を収集する（ステップＳ１１）。次に、予測トラヒック量推定部６０３は、通信トラヒック量記憶部６０２より、分割エリアＡ及びその周辺の周辺エリアについて、現在の通信トラヒック量を収集する（ステップＳ１２）

次に、予測トラヒック量推定部６０３は、収集した通信トラヒック量に基づいて、分割エリアＡ及び周辺エリアのそれぞれについて、Ｘ分前から現在までの通信トラヒック量の変化量を算出する（ステップＳ１３）。ここで、算出された通信トラヒック量の変化量のうち、分割エリアＡにおける通信トラヒック量の変化量を変化量Ｚとする。

次に、予測トラヒック量推定部６０３は、ステップＳ１３で算出された分割エリアＡ及び周辺エリアにおける通信トラヒック量の変化量に基づいて、分割エリアＡにおけるＸ分後の通信トラヒック量の予測を行う（ステップＳ１４）。

この予測は、例えば、分割エリアＡにおける現在の通信トラヒック量をＴ１とした場合、分割エリアＡにおけるＸ分後の通信トラヒック量を、以下の式（１）によって求めることができる。
現在の通信トラヒック量Ｔ１＋変化量Ｚ＋地理的補正係数α （１）

ここで、地理的補正係数αは、所定時間前から現在までの周辺エリアの通信トラヒック量の変化が、将来における推定対象エリアの通信トラヒック量に与える影響を考慮するためのものである。具体的には、例えば図３に示すように、Ｘ分前の時点において分割エリアＣの通信トラヒック量が分割エリアＡ，Ｂに対して多く、現在の時点において分割エリアＢの通信トラヒック量が分割エリアＡ，Ｃに対して多い場合、通信トラヒック量が多いエリアが分割エリアＡ側に移動してきているため、分割エリアＡに近い将来大量の通信トラヒック量が発生することが予測される。この場合には、地理的補正係数αを大きな値に設定する。

以上のように、推定対象エリアの通信トラヒック量の変化量のみならず、周辺エリアにおける通信トラヒック量の変化が推定対象エリアの通信トラヒック量にあたえる影響も考慮して、推定対象エリアの通信トラヒック量を予測することができる。

［通信トラヒック制御処理：通信トラヒック規制制御］
次に、通信トラヒック制御部６０４が行う通信トラヒック制御として、予測された通信トラヒック量に基づく通信トラヒック規制制御について説明する。なお、「基地局単位」での通信トラヒック規制制御を以下に例示するが、「交換機単位」で通信トラヒック規制制御を行ってもよい。図４は、通信トラヒック制御部６０４が行う通信トラヒック規制制御の処理の流れを示す図である。図４に示すように、通信トラヒック制御部６０４は、予測トラヒック量推定部６０３において推定された予測トラヒック量を参照し（ステップＳ２１）、ある分割エリアの予測トラヒック量が第１の閾値Ｘ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。なお、予測トラヒック量が第１の閾値Ｘ以上である分割エリアが、後述のステップＳ２４，ステップＳ２５においてアクセス規制を行う対象となり、特許請求の範囲における制御対象エリアとなる。

分割エリアの予測トラヒック量が第１の閾値Ｘ未満であれば、分割エリアにおける通信トラヒック量が、通信トラヒック制御を要するレベルにまで増加する可能性は低いと予想されるため、アクセス規制制御は行わずに、処理を終了する。

一方、分割エリアの予測トラヒック量が第１の閾値Ｘ以上であれば、第１の閾値Ｘより大きい第２の閾値Ｙを用いて、分割エリアの予測トラヒック量が第２の閾値Ｙ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、分割エリアの予測トラヒック量が第２の閾値Ｙ以上であれば、分割エリアにおける通信トラヒック量がかなり増加する可能性が高いと予想されるため、規制レベルの高いアクセス規制制御（yy％のアクセス規制）を行う（ステップＳ２４）。一方、分割エリアの予測トラヒック量が第２の閾値Ｙ未満（即ち、第１の閾値Ｘ以上で第２の閾値Ｙ未満）であれば、分割エリアにおける通信トラヒック量がある程度増加し、多少のアクセス規制制御を要する事態となる可能性が高いと予想されるため、規制レベルの低いアクセス規制制御（yy％よりも低いxx％のアクセス規制）を行う（ステップＳ２５）。

以上のようにして、分割エリアの予測トラヒック量に基づく通信トラヒック規制制御が行われる。なお、図４の処理は、予め定められた単位時間おきに繰り返される。また、図４の処理は、通信トラヒック制御の実施時の処理であり、通信トラヒック制御の解除についても同様のロジックで実行される。

［通信トラヒック制御処理：縮退運転制御］
次に、通信トラヒック制御部６０４が行う通信トラヒック制御として、予測された通信トラヒック量に基づく縮退運転制御について説明する。なお、「基地局単位」での縮退運転制御を以下に例示するが、「交換機単位」で縮退運転制御を行ってもよい。また、ここでの「縮退運転」とは、例えば仮想化技術を利用してネットワーク全体のリソース量を必要分のみに縮退して運転すること、無線チャネルのうち不要な無線チャネルを一時的に停波すること、一部の基地局の出力を上げてエリアを広げることで周辺基地局の運転そのものを停止することなどを示している。但し、これらに限定するものではない。

図５は、通信トラヒック制御部６０４が行う縮退運転制御の処理の流れを示す図である。図５に示すように、通信トラヒック制御部６０４は、予測トラヒック量推定部６０３において推定された予測トラヒック量を参照し（ステップＳ２１）、ある分割エリアの予測トラヒック量が第１の閾値Ｘ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。なお、予測トラヒック量が第１の閾値Ｘ以上である分割エリアが、後述のステップＳ２６，ステップＳ２７において縮退運転制御を行う対象となり、特許請求の範囲における制御対象エリアとなる。

分割エリアの予測トラヒック量が第１の閾値Ｘ未満であれば、縮退運転制御は行わずに、処理を終了する。

一方、分割エリアの予測トラヒック量が第１の閾値Ｘ以上であれば、第１の閾値Ｘより大きい第２の閾値Ｙを用いて、分割エリアの予測トラヒック量が第２の閾値Ｙ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、分割エリアの予測トラヒック量が第２の閾値Ｙ以上であれば、分割エリアにおける通信トラヒック量が突発的に増加する可能性があると予想されるため、縮退させる率を最小限にして縮退運転制御（縮退させる率がbb％の縮退運転制御）を行う（ステップＳ２６）。一方、分割エリアの予測トラヒック量が第２の閾値Ｙ未満（即ち、第１の閾値Ｘ以上で第２の閾値Ｙ未満）であれば、分割エリアにおける通信トラヒック量はある程度増加するものの、突発的に増加する可能性は低いと予想されるため、縮退させる率を最大限にして縮退運転制御（縮退させる率がaa％（bb％よりも高い率）の縮退運転制御）を行う（ステップＳ２７）。

以上のようにして、分割エリアの予測トラヒック量に基づく縮退運転制御が行われる。なお、図５の処理は、予め定められた単位時間おきに繰り返される。また、図５の処理は、通信トラヒック制御の実施時の処理であり、通信トラヒック制御の解除についても同様のロジックで実行される。

以上説明した実施形態によれば、予測トラヒック量推定部６０３が、推定対象エリアとその周辺の周辺エリアにおける通信トラヒック量の変化量を算出し、算出結果に基づいて推定対象エリアの今後の予測トラヒック量を推定する。通信トラヒック制御部６０４は、推定された予測トラヒック量に基づいて通信トラヒック制御を行う。これにより、周辺エリアの通信トラヒック量の変化量をも考慮して制御対象となる分割エリアの通信トラヒック制御を行うことが可能となり、より迅速で的確な通信トラヒック制御を実行することができる。そのため、例えば、通信トラヒック規制制御によって輻輳状態を未然に防止でき、縮退運転制御によって、消費電力を最小化することができる。

１０…通信システム、１００…移動機、２００…ＢＴＳ、３００…ＲＮＣ、４００…交換機、６００…通信トラヒック制御装置、６０１…通信トラヒック量取得部、６０２…通信トラヒック量記憶部、６０３…予測トラヒック量推定部、６０４…通信トラヒック制御部。

Claims (3)

1. 移動機が在圏するセクタを制御する基地局を制御する無線ネットワーク制御装置と通信可能な状態で接続された通信トラヒック制御装置であって、
   予め定められた分割エリア毎の前記移動機の通信トラヒック量を継続的に取得する通信トラヒック量取得部と、
   前記通信トラヒック量取得部によって継続的に取得された前記分割エリア毎の通信トラヒック量に基づいて、前記分割エリアのうち制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び前記制御対象エリアの周辺エリアの通信トラヒック量の変化量を算出し、算出された前記制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び周辺エリアの通信トラヒック量の変化量に基づいて、前記制御対象エリアの今後の予測トラヒック量を推定する予測トラヒック量推定部と、
   前記予測トラヒック量推定部によって推定された前記予測トラヒック量に基づいて、前記制御対象エリアに対し通信トラヒック制御を行う通信トラヒック制御部と、
   を備える通信トラヒック制御装置。
2. 前記通信トラヒック制御部は、前記通信トラヒック制御として、通信トラヒック規制制御、または、縮退運転制御を行う請求項１に記載の通信トラヒック制御装置。
3. 移動機が在圏するセクタを制御する基地局を制御する無線ネットワーク制御装置と通信可能な状態で接続された通信トラヒック制御装置、により実行される通信トラヒック制御方法であって、
   予め定められた分割エリア毎の前記移動機の通信トラヒック量を継続的に取得する通信トラヒック量取得ステップと、
   前記通信トラヒック量取得ステップにより継続的に取得された前記分割エリア毎の通信トラヒック量に基づいて、前記分割エリアのうち制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び前記制御対象エリアの周辺エリアの通信トラヒック量の変化量を算出し、算出された前記制御対象エリアの通信トラヒック量の変化量及び周辺エリアの通信トラヒック量の変化量に基づいて、前記制御対象エリアの今後の予測トラヒック量を推定する予測トラヒック量推定ステップと、
   前記予測トラヒック量推定ステップにより推定された前記予測トラヒック量に基づいて、前記制御対象エリアに対し通信トラヒック制御を行う通信トラヒック制御ステップと、
   を備える通信トラヒック制御方法。

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