JP2014022803A - 通信パケット多重化システムおよび通信パケット多重化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信パケットを多重化して送信先に送信する際に、ゲートウェイやサーバ等の装置の処理負荷やネットワークの負荷を抑制させる。
【解決手段】複数の無線端末から送信される通信パケットを多重化して送信先に送信する通信パケット多重化システム１０００であって、複数の無線端末のそれぞれは、無線端末を跨った所定の単位で多重化するための多重化単位情報を含む通信パケットを、通信パケットを多重化する多重化装置に送信する無線通信部を備え、多重化装置は、受信した通信パケットに含まれる多重化単位情報を読み取り、無線端末のそれぞれから受信した通信パケットの数を多重化単位情報ごとに加算して、通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したか否かを判定し、多重化単位情報ごとの通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したと判定した場合に、多重化単位情報に示された単位で通信パケットを多重化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムにおける通信パケット多重化システムおよび通信パケット多重化装置に関するものである。

昨今、スマートフォンに代表される無線端末の利用が拡大している。無線端末の利用が拡大するに伴って通信パケット数も増加するため、ネットワークの負荷をかけないように、例えば、送信データを複数のパケットに分割や圧縮したり、あるいは分割や圧縮したパケットを無線端末ごとに纏めて１つのデータとして送受信している。分割や圧縮、纏めの対象となるデータは、例えば、利用者がサイトからダウンロードする動画、音楽等の各種のユーザデータだけでなく、利用者に課金するための課金データも含まれる。

例えば、特許文献１では、同一無線端末が異なる無線通信システム間を移動して複数の課金請求が発生した場合に、それらに共通の識別子を付与することによって複数の課金データを１つの課金データに纏めている。

特開２００４−３１８８８８号公報

上述した特許文献１に開示された技術では、無線端末ごとにパケットを纏めることによりネットワークの負荷を軽減させている。しかしながら、無線端末が通信を切断する度に、モバイルゲートウェイにその無線端末の課金パケットを生成し、課金サーバへの送信を行っている。したがって、無線端末数の増加により、課金パケットのような小サイズのパケットであってもその量が増加し、モバイルゲートウェイと課金サーバ間の通信量が増大してしまう。その結果、モバイルゲートウェイや課金サーバの処理負荷やその間のネットワーク負荷が高くなってしまうという問題があった。

本発明の目的は、上記に鑑みてなされたものであって、通信パケットを多重化して送信先に送信する際に、ゲートウェイやサーバ等の装置の処理負荷やネットワークの負荷を抑制させることが可能な通信パケット多重化システムおよび通信パケット多重化装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信パケット多重化システムは、複数の無線端末から送信される通信パケットを多重化して送信先に送信する通信パケット多重化システムであって、前記複数の無線端末のそれぞれは、前記無線端末を跨った所定の単位で多重化するための多重化単位情報を含む前記通信パケットを、前記通信パケットを多重化する多重化装置に送信する無線通信部を備え、前記多重化装置は、前記無線端末のそれぞれから前記通信パケットを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記通信パケットに含まれる前記多重化単位情報を読み取り、前記無線端末のそれぞれから受信した前記通信パケットの数を前記多重化単位情報ごとに加算して、加算した前記多重化単位情報ごとの通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したか否かを判定する多重化判定部と、前記多重化判定部が、前記多重化単位情報ごとの通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したと判定した場合に、前記多重化単位情報に示された単位で前記通信パケットを多重化する多重化部と、前記多重化部が多重化した前記通信パケットを前記送信先に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、複数の無線端末から送信される通信パケットを多重化して送信先に送信する通信パケット多重化システムにおいて前記通信パケットを多重化する通信パケット多重化装置であって、前記無線端末のそれぞれから前記無線端末を跨った所定の単位で多重化するための多重化単位情報を含む通信パケットを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記通信パケットに含まれる前記多重化単位情報を読み取り、前記無線端末のそれぞれから受信した前記通信パケットの数を前記多重化単位情報ごとに加算して、加算した前記多重化単位情報ごとの通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したか否かを判定する多重化判定部と、前記多重化判定部が、前記多重化単位情報ごとの通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したと判定した場合に、前記多重化単位情報に示された単位で前記通信パケットを多重化する多重化部と、前記多重化部が多重化した前記通信パケットを前記送信先に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、通信パケットを多重化して送信先に送信する際に、ゲートウェイやサーバ等の装置の処理負荷やネットワークの負荷を抑制させることが可能な通信パケット多重化システムおよび通信パケット多重化装置を提供することができる。

本発明の実施の形態における通信パケット多重化システムの構成を示す図である。 モバイルゲートウェイの機能的な構成を示すブロック図である。 多重化情報テーブルの例を示す図である（実施例１）。 パケット課金処理の処理手順を示すシーケンス図である。 課金パケット生成処理の処理手順を示すフローチャートである（実施例１）。 送信パケット生成部が生成する課金パケットの例を示す図である。 多重化された課金パケット（多重化課金パケット）の例を示す図である。 送信パケット生成部が生成する課金パケットの例を示す図である（従量課金制の判定）。 課金パケット生成処理の処理手順を示すフローチャートである（実施例２）。 多重化情報テーブルの例を示す図である（実施例２）。 多重化判定処理の処理手順を示すフローチャートである（実施例２）。 圧縮率計算テーブルの例を示す図である。 多重化判定処理の処理手順を示すフローチャートである（実施例３）。 履歴データベースの例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる通信パケット多重化システムおよび通信パケット多重化装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では通信パケットとして課金パケットを例に説明しているが、課金パケットに限らず端末トレース情報などの小パケットにも適用することができる。

図１は、本発明の実施の形態における通信パケット多重化システム１０００の構成を示す図である。図１に示すように、通信パケット多重化システム１０００は、複数の無線端末１００と、複数の基地局２００と、モバイルゲートウェイサーバ３００と、認証サーバ４００と、課金サーバ５００と、複数の送信先ドメイン６００とを有して構成されている。図１では、２つの無線端末１００ａ、および１００ｂと、３つの基地局２００ａ、２００ｂ、および２００ｃと、３つの送信先ドメイン６００ａ、６００ｂ、および６００ｃを有した場合について示しているが、特にこの数に限定されるものではない。また、複数の基地局２００とモバイルゲートウェイサーバ３００とは、一般的な無線通信ネットワーク網Ｎ１を介して互いに接続され、モバイルゲートウェイサーバ３００と複数の送信先ドメイン６００とは、一般的なインターネット網Ｎ２を介して互いに接続されている。また、以下では特に図示していないが、各端末、装置、サーバは互いに通信するためのモデム、ＮＩＣ（Network Interface Card）等の通信部を有しているものとする。

後述するように、モバイルゲートウェイサーバ３００は、基地局２００を介して無線端末１００からの通信の切断要求を受信すると、課金パケットＰ１〜Ｐ３を生成する。そして、モバイルゲートウェイサーバ３００は、生成した課金パケットを、送信先ドメイン６００ごとに多重化した多重化課金パケットＰ１３を生成し、その多重化課金パケットＰ１３を課金サーバ５００に送信する。なお、図１では３つの課金パケットが生成される場合について説明しているが、特にその数に限定されることはない。

無線端末１００は、スマートフォンや携帯電話機、タブレット等の無線通信機能を有した一般的な端末である。なお、本実施の形態では、無線端末１００は通信機能を有した端末である前提で説明しているが、例えば、通信機能を備えた自動販売機等の備え付けの装置であってもよい。無線端末１００は、利用者からの操作に従って、動画、音楽等の各種のユーザデータをパケット単位で送受信し、または利用者に課金するための課金データをパケット単位で送受信する。

基地局２００は、無線端末１００との間での無線通信を司るとともに、無線通信ネットワーク網の末端に配備された装置であり、無線端末１００と無線通信ネットワーク網やモバイルゲートウェア３００との間での通信を中継する一般的な装置である。基地局２００は、無線端末１００からパケットを受信すると、受信したパケットをモバイルゲートウェイ３００に送信する。

モバイルゲートウェイ３００は、無線通信ネットワーク網Ｎ１とインターネット網Ｎ２とを接続するサーバである。図２は、モバイルゲートウェイ３００の機能的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、モバイルゲートウェイ３００は、受信部３０１と、メッセージ解析部３０２と、状態判定部３０３と、タイマ管理部３０４と、多重化単位決定部３０５と、送信パケット生成部３０６と、パケット多重化部３０７と、多重化データベース３０８と、送信バッファ３０９と、送信部３１０とを有して構成されている。

受信部３０１は、基地局２００から、無線端末１００が送信した通信パケットを受信する。メッセージ解析部３０２は、受信部３０１が受信したパケットに含まれる各種情報を読み取り、パケットが正常に受信されたか否かを判定する。状態判定部３０３は、メッセージ解析部３０２が読み取ったパケットに含まれる無線端末１００の状態を示す状態情報に記載された内容（例えば、接続開始、接続中等の接続状態や通信速度、通信時間等の情報）に従って、無線端末１００の状態を判定する。状態判定部３０３は後述する課金パケット生成処理で主に処理を実行していないが、例えば、モバイルゲートウェイサーバ３００が課金パケット生成処理を実行する際に、状態判定部３０３が通信時間が所定の時間に達した場合にのみ課金パケット生成処理を行うこととしてもよい。この場合、課金パケット生成処理の処理回数が減るため、モバイルゲートウェイサーバ３００の負荷を軽減させることができる。

タイマ管理部３０４は、送信パケット生成部３０６が生成した送信パケットの送信タイミングを管理する。多重化単位決定部３０５は、多重化データベース３０８に記憶されている課金パケットの多重化単位を参照し、送信パケット生成部３０６が生成する送信パケットの多重化単位を決定する。送信パケット生成部３０６は、モバイルゲートウェイサーバ３００の多重化機能がＯＮ状態となっているか否かを判定して受信部３０１が受信したパケットから送信パケットを生成する。パケット多重化部３０７は、多重化単位決定部３０５が決定した多重化単位で送信パケットを多重化する。多重化データベース３０８は、送信パケットの多重化単位を示す多重化情報テーブル（後述）を記憶する。送信バッファ３０９は、多重化された送信パケットを一時的に記憶するバッファである。送信部３１０は、送信バッファ３０９に記憶されている多重化された送信パケットを、タイマ管理部３０４が定めたタイミングで送信する。なお、これらの各部が行う具体的な処理については、シーケンス図やフローチャートを用いて後述する。

図３は、多重化情報テーブルの例を示す図である。図３に示すように、多重化情報テーブルは、送信パケットを多重化する単位を示す多重化単位と、その多重化単位の具体的な内容を示す詳細単位と、その詳細単位で多重化される送信パケット数の閾値を示す送信パケット閾値とが対応付けて記憶する。図３に示す例では、多重化単位として「送信先ドメイン」が定められ、「詳細単位」として「ｈｉｔａｃｈｉ」、「ｘｘｘｘｘｘ」、「ｙｙｙｙｙｙ」の３つの送信先ドメイン名が定められている。また、各送信先ドメイン６００宛に送信されるパケットがそれぞれ「１００」、「２０」、「１」となった場合に、送信パケットが多重化されることを示している。また、「多重化単位」として「基地局ＩＤ」が定められ、「詳細単位」として「基地局ＩＤ１０」、「基地局ＩＤ２０」、「基地局ＩＤ３０」の３つの基地局が定められ、各送信先ドメイン６００宛に送信されるパケットがそれぞれ、「３０」、「１５」、「１０」となった場合に、送信パケットが多重化されることを示している。なお、以下では、各送信先ドメイン６００宛に送信されるパケットが送信パケット閾値に達した場合に課金パケットを多重化する前提で説明しているが、例えば、モバイルゲートウェイ３００全体での課金パケットの数を全体の閾値として設定し、あるいは多重化単位毎の閾値を設定し、課金パケットの数がこれらの閾値を超過した場合に適宜課金パケットを送信することとしてもよい。続いて、図１に戻って、認証サーバ４００について説明する。

認証サーバ４００は、無線端末１００が送信先ドメイン６００に接続要求をした場合に、その認証を行う。また、認証サーバ４００は、無線端末１００に対して送信先ドメイン６００への接続を許可した場合に、その無線端末１００の課金タイプ情報（例えば、従量課金タイプであるか、定額タイプであるかを示す情報）を、モバイルゲートウェイ３００に送信する。

課金サーバ５００は、モバイルゲートウェイ３００から課金タイプ情報を受信した場合に、その課金タイプ情報に示された課金タイプに従って、無線端末１００に対して課金する。また、課金サーバ５００は、モバイルゲートウェイ３００から無線端末１００の送信先ドメイン６００への切断要求を受信すると、それまでの無線端末１００に対する課金を停止する。

送信先ドメイン６００は、無線端末１００からの送信先となるドメインであり、各ドメイン内に設置されているサーバ等の装置に、上述した動画、音楽等の各種のユーザデータが記憶される。

続いて、図１に示した通信パケット多重化システム１０００で行われるパケット課金処理の手順について説明する。以下では、代表的に無線端末１００を例に説明しているが、このような課金処理は、図１に示した無線端末１００ａ〜１００ｃのそれぞれについて行われる。また、以下では、送信パケットとして課金パケットを例に説明しているが特にこれに限定されることはない。

図４は、パケット課金処理の処理手順を示すシーケンス図である。図４に示すように、パケット課金処理では、まず、無線端末１００は、利用者からの操作に従って、所望のドメインへの接続を要求する（ステップＳ４０１）。例えば、無線端末１００は、自身の端末を識別するための端末ＩＤ（IDentification）、送信先ドメイン名を含む接続要求を送信する。

接続要求が送信されると、基地局２００は受信した接続要求をモバイルゲートウェイサーバ３００に転送し（ステップＳ４０２）、モバイルゲートウェイサーバ３００の受信部３０１は、受信した接続要求から端末ＩＤおよび送信先ドメイン名を取得する（ステップＳ４０３）。

その後、モバイルゲートウェイサーバ３００の送信部３１０は、端末ＩＤおよび送信先ドメイン名を認証サーバ４００に送信して、無線端末１００の認証を要求し（ステップＳ４０４）、認証サーバ４００が無線端末１００の認証を許可した場合、その無線端末１００に対する課金タイプ（例えば、従量課金制であるか定額制であるかを示す情報。）および認証結果をモバイルゲートウェイ３００に送信する（ステップＳ４０６）。

モバイルゲートウェイサーバ３００の受信部３０１が認証サーバ４００から課金タイプおよび認証結果を受信すると、送信部３１０は課金タイプを取得するとともに認証結果を基地局２００に送信する（ステップＳ４０７）。基地局２００は、モバイルゲートウェイサーバ３００から受信した認証結果を無線端末１００に転送し（ステップＳ４０８）、無線端末１００は、送信先ドメイン６００に接続する（ステップＳ４０９）。その後、無線端末１００は、利用者の操作に従って、動画、音楽等の各種のユーザデータをダウンロードしたり、閲覧したりすることとなる。

ステップＳ４０６において、モバイルゲートウェイサーバ３００の受信部３０１が課金タイプを受信すると、送信部３１０は課金サーバ５００に無線端末１００への課金を要求する（ステップＳ４１０）。例えば、送信部３１０は、受信した課金タイプおよびステップＳ４０３で取得した端末ＩＤを含む課金要求を課金サーバ５００に送信する。課金サーバ５００は、モバイルゲートウェイサーバ３００から課金要求を受信すると、無線端末１００への課金を開始する（ステップＳ４１１）。

ステップＳ４０９以降、ユーザデータのダウンロードや閲覧が終了すると、無線端末１００は、利用者からの操作を受けて、送信先ドメイン６００への接続の切断要求をする（ステップＳ４１２）。例えば、無線端末１００は、ダウンロードしたユーザデータのサイズや閲覧した時間等の各種の接続情報、および端末ＩＤ、送信先ドメイン名を含む切断要求を送信する。基地局２００は、無線端末１００から切断要求を受信すると、受信した切断要求をモバイルゲートウェイサーバ３００に転送する（ステップＳ４１３）。

モバイルゲートウェイサーバ３００の受信部３０１が切断要求を受信すると、モバイルゲートウェイサーバ３００は、課金パケット生成処理を行い（ステップＳ４１４）、送信部３１０は、生成した課金パケットを課金サーバ５００に送信する（ステップＳ４１５）。課金サーバ５００は、課金パケットを受信すると、無線端末１００に対する課金を停止する（ステップＳ４１６）。課金パケット生成処理とは、モバイルゲートウェイサーバ３００が無線端末１００からの切断要求を受信した場合に、各無線端末１００に対する課金パケットを生成するための処理であるが、具体的な処理についてはフローチャートを用いて後述する。

そして、受信部３０１が切断要求を受信すると、送信先ドメイン６００内に設置されているサーバ等は無線端末１００との間の接続を切断する（ステップＳ４１７）。このステップＳ４１７の処理が終了すると、図４に示したパケット課金処理が終了する。

続いて、図４のステップＳ４１４における課金パケット生成処理について説明する。図５は、実施例１における課金パケット生成処理の処理手順を示すフローチャートである。

図５に示すように、課金パケット生成処理では、まず、受信部３０１が基地局２００から転送された無線端末の切断要求を受信すると、送信パケット生成部３０６が、モバイルゲートウェイサーバ３００の多重化機能がＯＮ状態となっているか否かを判定する（ステップＳ５０１）。多重化機能がＯＮ状態となっているか否かは、多重化データベース３０８にあらかじめ記憶されている多重化フラグが「ＯＮ」となっているか否かにより判定する。なお、この多重化フラグは、モバイルゲートウェイサーバ３００のオペレータ等によってあらかじめ設定されているものとする。

そして、送信パケット生成部３０６は、モバイルゲートウェイサーバ３００の多重化機能がＯＮ状態となっていないと判定した場合（ステップＳ５０１；Ｎｏ）、切断要求と同様の課金パケットを生成し、送信バッファ３０９を介して送信部３１０がその課金パケットを送信する（ステップＳ５０７）。

図６は、送信パケット生成部３０６が生成する課金パケットの例を示す図である。図６に示すように、送信パケット生成部３０６が生成する課金パケットは、端末ＩＤ、端末アドレス、送信先ドメイン名、基地局名のほか、通信パケット数、接続時間等の各種の接続情報を含んでいる。これらの各項目は、無線端末１００から送信された切断要求に含まれている情報である。図４では、代表的な１つの無線端末１００について説明しているが、図１に示した無線端末１００ａ〜１００ｃごと、および各無線端末において切断要求がされる都度、課金パケットが生成される。

一方、メッセージ解析部３０２が、モバイルゲートウェイサーバ３００の多重化機能がＯＮ状態となっていると判定した場合（ステップＳ５０１；Ｙｅｓ）、送信パケット生成部３０６は、図６に示したような課金パケットを生成する（ステップＳ５０２）。そして、多重化単位決定部３０５は、多重化データベース３０８にアクセスし、多重化情報テーブルの中から多重化単位および詳細単位を参照するとともに、生成された課金パケットを分析して多重化する単位を決定し、課金パケットの多重化単位および詳細単位ごとに課金パケットの数を加算する（ステップＳ５０３）。例えば、多重化単位決定部３０５は、多重化情報テーブルに記憶された多重化単位および詳細単位「ドメイン」および「ｈｉｔａｃｈｉ」を参照するとともに、生成された課金パケットを分析して送信先ドメイン名として設定されている「ｈｉｔａｃｈｉ」を読み取り、「ｈｉｔａｃｈｉ」ドメインへの課金パケットの数を加算する。

なお、多重化単位決定部３０５がどの多重化単位で課金パケットを多重化するかについてはあらかじめオペレータ等によって定めたり、または多重化効率のよい方を選択して定めることができる。例えば、多重化単位決定部３０５は、「送信先ドメイン名」および「基地局ＩＤ」が多重化単位として設定されている場合、それまでに送信バッファ３０９に格納された課金パケットの数が多重化情報テーブルに記憶された送信パケット閾値に近い多重化単位で課金パケットを多重化する。このように、より送信パケット閾値に近い多重化単位で課金パケットを多重化することにより、より速やかに課金パケットを送信することができ、課金サーバ５００側での課金処理をスムーズに行うことができる。

多重化単位決定部３０５は、多重化単位を決定すると、課金パケットの数が多重化情報テーブルに記憶された送信パケット閾値を超過したか否かを判定する（ステップＳ５０４）。例えば、多重化単位決定部３０５は、多重化単位が「送信先ドメイン名」として定められている場合には、送信先ドメインが「ｈｉｔａｃｈｉ」ドメインとなっている課金パケットの数が「１００」を超過しているか否かを判定する。

そして、多重化単位決定部３０５は、課金パケットの数が多重化情報テーブルに記憶された送信パケット閾値を超過していないと判定した場合（ステップＳ５０４；Ｎｏ）、生成された課金パケットを送信バッファ３０９に格納する（ステップＳ５０５）。一方、多重化単位決定部３０５が、課金パケットの数が多重化情報テーブルに記憶された送信パケット閾値を超過したと判定した場合（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、パケット多重化部３０７は、それまでに送信バッファ３０９に格納されている課金パケットを定められた多重化単位で多重化し（ステップＳ５０６）、送信部３１０が多重化された課金パケットを送信する（ステップＳ５０７）。このステップＳ５０７の処理が終了すると、図５に示した課金パケット生成処理が終了する。

図７は、多重化された課金パケット（多重化課金パケット）の例を示す図である。図７に示すように、多重化課金パケットは、２件目から送信パケット閾値である１００件目までの課金パケットに含まれる送信先ドメイン名が削除された１つの多重化課金パケットとなっている。パケット多重化部３０７は、送信先バッファ３０９に格納されている課金パケットの中で同じ送信先ドメイン名を含むものを特定し、そのうち１つの課金パケットにのみ送信先ドメイン名を設定した多重化課金パケットを生成する。このような多重化課金パケットを生成することにより、各課金パケットに含まれている送信先ドメイン名のバイト数分だけ容量を圧縮した上で課金パケットを送信することができるため、モバイルゲートウェイサーバ３００による課金パケットの送信頻度が減ることによって処理の負荷を軽減することができるとともに、モバイルゲートウェイサーバ３００および課金サーバ５００間のネットワークの負荷を軽減することができる。

なお、上述した例では、多重化課金パケットの送信タイミングは、課金パケットの数が送信パケット閾値を越えた場合に送信されているが、図５のＳ５０７において、パケット多重化部３０７が、所定の周期（例えば、タイマ管理部３０４が送信タイミングを「３分」に設定している場合には、その周期）で多重化パケットを送信してもよい。この場合、そのタイミングでしか多重化課金パケットが送信されないので、処理やネットワークの負荷が高くなるタイミングを予測することができ、他の処理をそのタイミングでは実行させない等、他の処理の実行タイミングを制御することが容易となる。

さらに、無線端末１００を利用した通信の課金タイプ（従量課金制、定額制等）によっては、多重化課金パケットを生成することなく、即課金サーバ５００へ通知するサービスも考えられる。この場合、送信パケット生成部３０６は、図４のステップＳ４０６で認証サーバ４００から取得した課金タイプ、またはモバイルゲートウェイサーバ３００において送信先ドメイン６００単位で予め定められたパラメータとして定められた課金タイプを参照し、例えば、図８に示すように、従量課金制であるか否かを判定し（ステップＳ８０１）、従量課金制であると判定した場合（ステップＳ８０１；Ｙｅｓ）には以降の処理を行って課金パケットを多重化する一方、従量課金制でないと判定した場合（ステップＳ８０１；Ｎｏ）にはステップＳ５０８に進み、多重化せずに課金パケットを送信する。このように、課金タイプによって課金パケットを多重化するか否かを判定することによって、その課金タイプに見合った適切なパケット送信方式を提供することが可能となる。

上述した実施例１では、課金パケットが送信パケット閾値を越えた場合に多重化課金パケットを生成することとした。しかし、送信パケット数の多寡を判定した上で、さらにどの程度まで圧縮可能かを判定して課金パケットを多重化した方が、モバイルゲートウェイサーバ３００の処理負荷の観点、あるいはモバイルゲートウェイサーバ３００および課金サーバ５００間のネットワークの負荷の観点から望ましい場合もある。そこで、そのような場合に備え、以下では、課金パケットの内容を分析し、多重化すべき単位を決定して課金パケットを多重化する場合について説明する。なお、以下の説明では、上述した実施例１と同一の構成要素や処理ステップには同一の符号を付してその説明を省略している。

図９は、実施例２における課金パケット生成処理の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、ステップＳ５０３において、多重化単位決定部３０５が、課金パケットの多重化単位および詳細単位ごとに課金パケットの数を加算すると、多重化単位決定部３０５は、課金パケットの数が多重化情報テーブルに記憶された全体送信パケット閾値を超過したか否かを判定する（ステップＳ９０１）。

図１０は、実施例２における多重化情報テーブルの例を示す図である。図１０に示すように、実施例２における多重化情報テーブルは、実施例１における多重化情報テーブルに加え、モバイルゲートウェイサーバ３００全体として送信を許容するパケット数の閾値である全体送信パケット閾値が、他の項目に対応付けて記憶されている。図１０に示す例では、各多重化単位および各詳細単位で加算された課金パケットの数が、各送信パケット閾値に達していない場合であっても、モバイルゲートウェイサーバ３００全体として５００の課金パケットが生成された場合には、それまで生成された課金パケットが多重化されることを表している。

そして、多重化単位決定部３０５は、課金パケットの数が多重化情報テーブルに記憶された全体送信パケット閾値を超過していないと判定した場合（ステップＳ９０１；Ｎｏ）、実施例１の場合と同様に、ステップＳ５０５に進んで、生成された課金パケットを送信バッファ３０９に格納する。

一方、多重化単位決定部３０５は、課金パケットの数が多重化情報テーブルに記憶された全体送信パケット閾値を超過したと判定した場合（ステップＳ９０１；Ｙｅｓ）、多重化判定処理を開始する（ステップＳ９０２）。図１１は、多重化判定処理の処理手順を示すフローチャートである。

図１１に示すように、多重化判定処理では、多重化単位決定部３０５は、全ての多重化単位および詳細単位について圧縮率を計算したか否かを判定し（ステップＳ１１０１）、全ての多重化単位および詳細単位について圧縮率を計算したと判定した場合（ステップＳ１１０１；Ｙｅｓ）、処理を終了させる。

一方、多重化単位決定部３０５は、全ての多重化単位および詳細単位について圧縮率を計算していないと判定した場合（ステップＳ１１０１；Ｎｏ）、全ての多重化単位および詳細単位について圧縮率が計算されるまでステップＳ１１０２〜Ｓ１１０４の処理を繰り返す。

ステップＳ１１０２において、多重化単位決定部３０５は、圧縮率計算テーブルを参照し、多重化単位および詳細単位について圧縮率を計算する（ステップＳ１１０２）。図１２は、圧縮率計算テーブルの例を示す図である。

図１２に示すように、圧縮率計算テーブルには、送信パケットを多重化する単位を示す多重化単位と、その多重化単位の具体的な内容を示す詳細単位と、その詳細単位で多重化される送信パケット数と、その送信パケット数での課金パケットの圧縮サイズを示す圧縮可能サイズと、その送信パケット数での課金パケットが圧縮された程度を示す圧縮率と、モバイルゲートウェイサーバ３００やモバイルゲートウェイサーバ３００および課金サーバ５００間のネットワークの負荷をかけない程度の圧縮率で課金パケットを多重化するか否かを判定するための圧縮率閾値とが対応付けて記憶されている。多重化単位および詳細単位は、実施例１の場合と同様のものである。また、送信パケット数は、ステップＳ５０５において送信バッファに格納されている課金パケットの数である。この送信パケット数は、多重化単位決定部３０５が、ステップＳ５０５において、生成された課金パケットを送信バッファ３０９に格納する際に、これと併せて値を更新される。図１２では、例えば、「ｈｉｔａｃｈｉ」ドメインが送信先となっている課金パケットの数は、現時点で１０１であることを示している。

また、多重化単位決定部３０５は、その送信パケット数と、課金パケットに含まれている送信先ドメイン名が記憶されている項目のバイト数とから、圧縮可能なサイズを算出する。例えば、多重化単位決定部３０５は、送信先ドメイン名が「ｈｉｔａｃｈｉ」ドメインである課金パケットの圧縮可能なサイズを計算する場合、課金パケットの送信先ドメイン名のバイト数（例えば、送信先ドメイン名の場合は１６バイト、基地局ＩＤの場合は４バイト）に、送信パケット数から１を減算した数（例えば、１０１−１＝１００）を乗算し、１６００バイトを圧縮可能なサイズとして算出し、圧縮率計算テーブルの圧縮可能サイズに書き込む。

そして、多重化単位決定部３０５は、圧縮率計算テーブルの圧縮可能サイズに書き込んだ圧縮可能サイズと、その多重他単位および詳細単位の全ての課金パケットのサイズとを比較し、課金パケットが圧縮された程度を示す圧縮率を求め、その値を圧縮率計算テーブルに書き込む。図１２では、例えば、送信先ドメイン名が「ｈｉｔａｃｈｉ」ドメインである課金パケットの圧縮率が２０％であることを示している。

多重化単位決定部３０５は、多重化単位および詳細単位について圧縮率を計算すると、計算した圧縮率が圧縮率計算テーブルに記載された圧縮率閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１１０３）、計算した圧縮率が圧縮率計算テーブルに記載された圧縮率閾値以上でないと判定した場合（ステップＳ１１０３；Ｎｏ）、図９のステップＳ５０５に進む。

一方、多重化単位決定部３０５が、計算した圧縮率が圧縮率計算テーブルに記載された圧縮率閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１１０３；Ｎｏ）、パケット多重化部３０７は、その多重化単位および詳細単位の課金パケットを多重化し、図７に示したような多重化課金パケットを生成する（ステップＳ１１０４）。このステップＳ１１０４の処理が終了すると、図１１に示した多重化判定処理の全ての処理が終了する。そして、多重化判定処理が終了すると、実施例１の場合と同様に、送信部３１０が多重化された課金パケットを送信し（ステップＳ５０７）、課金パケット生成処理が終了する。

このように、圧縮率を考慮して、閾値を越えて圧縮が可能な課金パケットのみを多重化することにより、さらにモバイルゲートウェイサーバ３００の処理負荷を軽減でき、あるいはモバイルゲートウェイサーバ３００および課金サーバ５００間のネットワークの負荷を軽減することができる。

上述した実施例２では、課金パケットの圧縮率を考慮した上で課金パケットを多重化するか否かを判断することとした。しかし、モバイルゲートウェイサーバ３００の性能が低い場合や他の処理の実行等によってさらに負荷を軽減したい場合もある。そこで、そのような場合に備え、以下では、一定の期間内で圧縮率を計算し、その期間内で圧縮率が高い課金パケットについては、以降の処理においてその都度圧縮率を計算することなく、課金パケットを多重化する場合について説明する。なお、以下の説明では、上述した実施例１、２と同一の構成要素や処理ステップには同一の符号を付してその説明を省略している。

図１３は、実施例３における多重化判定処理の処理手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、実施例３における多重化判定処理では、多重化単位決定部３０５は、計算した圧縮率が圧縮率計算テーブルに記載された圧縮率閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１１０３）、計算した圧縮率が圧縮率計算テーブルに記載された圧縮率閾値以上でないと判定した場合（ステップＳ１１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１３０２に進む。

一方、多重化単位決定部３０５は、計算した圧縮率が圧縮率計算テーブルに記載された圧縮率閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１１０３；Ｙｅｓ）、その多重化単位を履歴データベースに登録する（ステップＳ１３０１）。

図１４は、履歴データベースの例を示す図である。図１４に示すように、履歴データベースは、圧縮率を算出した曜日およびその曜日の属性と、その曜日において所定の間隔で区切られた分類時間とが対応付けて記憶されている。図１４に示す例では、ある週の日曜日の「００：００」〜「００：０５」までの間で圧縮率が圧縮率閾値を越えた多重化単位は「ｈｉｔａｃｈｉ」ドメインであり、その次のサイクル「００：０５」〜「００：１０」までの間で圧縮率が圧縮率閾値を越えた多重化単位は「ｈｉｔａｃｈｉ」のほかに「／ｘｘｘｘｘｘ」ドメインがあると判定されたことがわかる。そして、その次のサイクル「００：１５〜００：２０」では、前のサイクルで圧縮率が圧縮率閾値を越えた多重化単位は「ｈｉｔａｃｈｉ」のほかに「／ｘｘｘｘｘｘ」ドメインがあると判定されているので、多重化単位決定部３０５は、同じドメインを登録していることが分かる。図１４に示した例では、履歴データベースが曜日単位および各曜日について５分毎に分類時間が設定されている場合を示しているが、カレンダーのように日々分類時間を設定したり、分類時間を１時間毎とする等、多重化の頻度に応じて適宜設定することができる。このように、詳細に履歴で情報を保持することによって、より傾向を細かく把握することが可能となる。

また、履歴データベースのデータを毎週蓄積することによって、例えば、多重化単位決定部３０５は、どの曜日のどの時間帯に、「ｈｉｔａｃｈｉ」ドメインへの課金パケットが多いかについて、その傾向を判断することができ、送信バッファ３０９の使用量を抑えることができる。

このように、多重化単位決定部３０５が、圧縮率が圧縮率閾値を越えた多重化単位を履歴データベースに登録することによって、例えば、次サイクル（例えば、次週）以降等の多重化判定処理では、あらためて圧縮率を算出することなく多重化すべき課金パケットを予測し、履歴データベースに登録された多重化単位の送信先ドメイン名を有した課金パケットのみを多重化することが可能となり、モバイルゲートウェイサーバ３００での処理を効率よく実行させることができる。

そして、多重化単位が履歴データベースに登録されると、多重化単位決定部３０５は、ステップＳ１３０２以降の処理を実行する。まず、多重化単位決定部３０５は、多重化データベース３０８の多重化情報テーブルに、モバイルゲートウェイサーバ３００のオペレータが予め指定した多重化単位が記憶されているか否かを判定し（ステップＳ１３０２）、モバイルゲートウェイサーバ３００のオペレータが予め指定した多重化単位が記憶されていると判定した場合（ステップＳ１３０２；Ｙｅｓ）、指定された多重化単位を選択する（ステップＳ１３０３）。例えば、多重化単位決定部３０５は、図３に示したような多重化データベース３０８の多重化情報テーブルに、オペレータによって指定された多重化単位および詳細単位が設定されているような場合には、送信パケット閾値や圧縮率閾値、多重化単位の履歴にかかわらず、設定されている多重化単位および詳細単位（例えば、「／ｘｘｘｘｘｘ」）を選択する。このように、あらかじめオペレータが設定した多重化単位がある場合にはその多重化単位を優先させることで、緊急時など、管理者の所望の単位で課金パケットを多重化する等の柔軟な対応が可能となる。

一方、多重化単位決定部３０５は、モバイルゲートウェイサーバ３００のオペレータが予め指定した多重化単位が記憶されていないと判定した場合（ステップＳ１３０２；Ｎｏ）、履歴データベースに蓄積された多重化単位を選択する（ステップＳ１３０４）。例えば、多重化単位決定部３０５は、図１４に示した例において、ある週の日曜日の「００：０５」に処理を実行する場合には、履歴データベースに記憶されている送信先ドメイン名「ｈｉｔａｃｈｉ」ドメインを多重化するドメインとして選択する。

そして、ステップＳ１３０３またはステップＳ１３０４において多重化単位が選択されると、図１１のＳ１１０４の場合と同様に、その多重化単位で課金パケットを多重化し、処理を終了する。

なお、上述した例では、圧縮率が圧縮率閾値を越えた多重化単位を履歴データベースに登録し、次のサイクルでは、あらためて圧縮率を算出することなく多重化すべき課金パケットを予測したが、圧縮効果が低い送信先ドメイン名が分かっている場合には、そのドメインについては課金パケットを多重化することなく、そのまま課金サーバ５００に送信してもよい。このようにすることにより、送信バッファ３０９の使用率を抑制することができるとともに、処理を効率よく実行させることができ、サーバへの負荷が軽減される。例えば、図１２に示した例では、送信先ドメイン名の詳細単位が「ｙｙｙｙｙｙ」である場合、その圧縮率閾値「５０％」に対して実際の圧縮率が「５％」となっており、閾値の１割程度の圧縮率にとどまっているため、このように圧縮効果が極端に低い（圧縮効果の下限値を示す所定の閾値よりも低い）場合には、そのドメインの課金パケットを多重化することなく課金サーバ５００に送信することとしてもよい。

これらの各実施例に示したように、無線端末数及び小サイズのパケット数が増加している無線通信システムにおいて、モバイルゲートウェイサーバ２００の処理負荷及び課金サーバ５００との間のネットワーク負荷を軽減できるため、安定した無線通信サービスを提供することができる。また、多重化単位を選択可能とすることで、オペレータがサービスに沿った多重化単位を利用できる。さらに、多重化単位を自動で判別する機能も具備することで、サービス内容の変更時にはオペレータが介入せずとも順応できる。

より具体的には、課金パケットや端末トレース情報などの小サイズのパケットを、無線端末を跨って多重化することにより、モバイルゲートウェイサーバ３００と課金サーバ５００間の通信量を抑制することができる。例えば、多重化する単位として、無線端末１００の管理情報である送信先ドメイン名や基地局ＩＤを用いることで、ベンダー単位やエリア単位に、無線端末を跨ってパケットを多重化することができる。また、パケットを多重化する単位はオペレータによって選択可能とし、サービスや目的に沿った多重化を提供することができる。さらに、モバイルゲートウェイサーバ３００がパケットの傾向を分析し、その情報を蓄積することで、多重化する単位を自動で判別し、実環境の変化に追従したパケットの多重化を提供することができる。

１０００ 通信パケット多重化システム
１００ａ〜ｃ 無線端末
２００ａ〜ｃ 基地局
３００ モバイルゲートウェイサーバ
４００ 認証サーバ
５００ 課金サーバ
６００ａ〜ｃ 送信先ドメイン
３０１ 受信部
３０２ メッセージ解析部
３０３ 状態判定部
３０４ タイマ管理部
３０５ 多重化単位決定部
３０６ 送信パケット生成部
３０７ パケット多重化部
３０８ 多重化データベース
３０９ 送信バッファ
３１０ 送信部
Ｎ１ 無線通信ネットワーク網
Ｎ２ インターネット網。

Claims (8)

1. 複数の無線端末から送信される通信パケットを多重化して送信先に送信する通信パケット多重化システムであって、
   前記複数の無線端末のそれぞれは、
   前記無線端末を跨った所定の単位で多重化するための多重化単位情報を含む前記通信パケットを、前記通信パケットを多重化する多重化装置に送信する無線通信部を備え、
   前記多重化装置は、
   前記無線端末のそれぞれから前記通信パケットを受信する受信部と、
   前記受信部が受信した前記通信パケットに含まれる前記多重化単位情報を読み取り、前記無線端末のそれぞれから受信した前記通信パケットの数を前記多重化単位情報ごとに加算して、加算した前記多重化単位情報ごとの通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したか否かを判定する多重化判定部と、
   前記多重化判定部が、前記多重化単位情報ごとの通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したと判定した場合に、前記多重化単位情報に示された単位で前記通信パケットを多重化する多重化部と、
   前記多重化部が多重化した前記通信パケットを前記送信先に送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする通信パケット多重化システム。
2. 前記多重化判定部は、前記多重化単位情報で示された多重化単位毎に前記通信パケットの圧縮率を求め、前記圧縮率が所定の圧縮閾値を越えているか否かを判定し、
   前記多重化部は、前記多重化判定部が前記圧縮率が所定の圧縮閾値を越えていると判定した場合に、前記多重化単位情報に示された単位で前記通信パケットを多重化する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信パケット多重化システム。
3. 前記多重化装置は、あらかじめ指定された前記通信パケットの多重化単位を示す指定多重化単位情報と、前記圧縮率が所定の圧縮閾値を越えていると判定された多重化単位情報とを記憶する記憶部をさらに備え、
   前記多重化判定部は、前記記憶部に前記指定多重化単位情報を記憶したか否かを判定し、
   前記多重化部は、前記多重化判定部が前記記憶部に前記指定多重化単位情報を記憶したと判定した場合には、前記指定多重化単位で示された多重化単位で前記通信パケットを多重化し、前記多重化判定部が前記記憶部に前記指定多重化単位情報を記憶していないと判定した場合には、前記圧縮率が所定の圧縮閾値を越えていると判定された多重化単位情報で示された多重化単位で前記通信パケットを多重化する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信パケット多重化システム。
4. 前記多重化部は、前記多重化判定部が、前記記憶部に前記圧縮率が所定の圧縮閾値を越えていると判定された多重化単位情報を記憶したと判定した場合、前記多重化単位情報に示された多重化単位で前記課金パケットが多重化される傾向があると判断し、前記記憶部に記憶されている前記多重化単位情報に基づいて前記課金パケットを多重化する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信パケット多重化システム。
5. 前記多重化装置は、前記通信パケットによる前記無線端末への通信の課金を管理する課金サーバに接続され、
   前記多重化装置は、前記無線端末が送信先への接続を要求した場合にその認証を行う認証サーバから前記無線端末に対する課金タイプを取得するパケット生成部を有し、
   前記多重化判定部は、前記課金タイプが従量制であるか否かを判定し、前記課金タイプが従量制であると判定した場合に、前記課金パケットを多重化する、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信パケット多重化システム。
6. 前記多重化判定部は、前記多重化単位情報で示された多重化単位毎に前記通信パケットの圧縮率を求め、前記圧縮率の下限値を示す所定の閾値よりも低いか否かを判定し、
   前記多重化部は、前記多重化判定部が前記圧縮率の下限値を示す所定の閾値よりも低いと判定した場合、前記課金パケットを多重化せずに前記送信部が前記課金パケットを送信する、
   ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の通信パケット多重化システム。
7. 前記多重化部は、前記多重化単位情報として、前記無線端末の送信先ドメイン名、または前記無線端末と前記多重化装置との間の通信を経由させる基地局を識別するための基地局識別情報の単位で前記通信パケットを多重化する、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信パケット多重化システム。
8. 複数の無線端末から送信される通信パケットを多重化して送信先に送信する通信パケット多重化システムにおいて前記通信パケットを多重化する通信パケット多重化装置であって、
   前記無線端末のそれぞれから前記無線端末を跨った所定の単位で多重化するための多重化単位情報を含む通信パケットを受信する受信部と、
   前記受信部が受信した前記通信パケットに含まれる前記多重化単位情報を読み取り、前記無線端末のそれぞれから受信した前記通信パケットの数を前記多重化単位情報ごとに加算して、加算した前記多重化単位情報ごとの通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したか否かを判定する多重化判定部と、
   前記多重化判定部が、前記多重化単位情報ごとの通信パケットの数が所定のパケット閾値に達したと判定した場合に、前記多重化単位情報に示された単位で前記通信パケットを多重化する多重化部と、
   前記多重化部が多重化した前記通信パケットを前記送信先に送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする通信パケット多重化装置。

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