JP2015065602A

JP2015065602A - 解析サーバおよびモバイルネットワークシステム

Info

Publication number: JP2015065602A
Application number: JP2013199143A
Authority: JP
Inventors: 誠也工藤; Seiya Kudo; 雅人福井; Masahito Fukui
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-04-09
Also published as: US20150085651A1

Abstract

【課題】モバイルネットワークにおいて、基地局の輻輳を判定する際、基地局の仕様によって決められた設計上の最大スループットを理論上のスループットとして、その値を元に閾値を決め、その閾値を超えた場合に基地局が輻輳状態にあると判断ため、高精度な輻輳判定が行えない。【解決手段】理論上のトラヒック量を元に基地局の輻輳判定を行うのではなく、当該基地局が当該基地局が設定されている環境下において、送受信することができる実効的なトラヒック量を元に、より精度の高い輻輳判定を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、解析サーバおよびモバイルネットワークシステムに関し、特に基地局の混雑状況をもとにネットワークの帯域を制御する技術に関する。

モバイルネットワークの基地局等を管理するモバイルオペレータは、スマートフォンの急増に伴い増加するトラヒックを処理することに苦慮している。一般的に、モバイルオペレータはトラヒックの増加に伴い、設備を増強する。しかしながら、ユーザー一人当たりの収益が伸び悩む状況下において、設備を増強することは費用対効果に見合わない。そこで、モバイルオペレータは設備を増強するだけではなく、既設の設備を有効活用することを課題として捉え、既設の設備特に、基地局で処理できるトラヒック量を向上させ、エンドユーザー一人あたりの体感品質、例えばユーザースループット、をあげるシステムを構築している。このシステムを用いることによって、モバイルオペレータは基地局の輻輳状態を把握し、輻輳状態にあるときには、帯域を占有している特定のユーザー、例えば動画像データをダウンロードしているユーザー、のトラヒックを制御する、もしくは動画サービス等の特定のアプリケーションに対して規制をかけている。

上述のシステムにおいて、基地局の輻輳を判定する際、基地局の仕様によって決められた設計上の最大スループットを理論上のスループットとして、その値を元に閾値を決め、その閾値を超えた場合に基地局が輻輳状態にあると判断する。そして、このようにして輻輳状態であると判定された基地局にいるユーザーもしくはアプリケーションに対してトラヒック量を制御する方法が一般的である。

また、他の従来技術として、特許文献１では、モバイルネットワークにおいて規制による輻輳制御を行う方法を示しているが、輻輳を判定した後にどのように制御を行うかという点に焦点があてられている。また、特許文献２では、事前に輻輳状態になる事例、例えば、お正月やコンサート等のイベントに対する輻輳制御を示している。いずれの従来技術も、輻輳を判定する際にどのように判定すればよいか開示するものではない。

特開２００７−４３３１１号公報特開２０１２−２３１１３５号公報

しかしながら、基地局には色々なタイプがあり、また、設置されている環境、人口の密集度合い、隣接する建造物の影響、通信している時間帯等により必ずしも設計上の最大スループット、つまり理論上のトラヒック量による通信ができるとは限らない。通常、当該基地局で送受信されているトラヒック量は理論上のトラヒック量よりも低いトラヒック量で通信している。よって、理論上のトラヒック量によって輻輳状態を判定しているシステムにおいては、本来輻輳状態にあるにもかかわらず、輻輳状態と判断されずに通信を行っているユーザーがいる可能性がある。その結果、ユーザーの体感品質が下がることになる。

このような課題を解決するために、本発明では、基地局を含むモバイルネットワークシステムにおける解析サーバであって、基地局が送受信するパケットをもとに基地局の処理能力を示す統計量を算出し、統計量に基づいて基地局の実効処理能力を示す実効統計量を計算する計算部と、実効統計量に基づいて、基地局が送受信するパケットのトラフィックを制御するためのポリシーを作成するポリシー作成部とを有する解析サーバを提供する。

本発明によれば、精度の高い基地局の輻輳判定を行うことができる。

モバイルネットワークシステムの構成例を示す図である。ＤＰＩ装置の機能ブロック図である。呼処理信号パケットの例を示す図である。ユーザーデータパケットの例を示す図である。端末通信ログを送信するためのパケットの例を示す図である。ＤＰＩ装置で生成されるＤＰＩログの例を示す図である。通信端末が通知する通信端末ログの例を示す図である。通信ログサーバの機能ブロック図である。解析サーバの機能ブロック図である。同一基地局内のユーザーのＤＰＩログならびに通信端末ログより生成されたユーザーデータ集計テーブル例である。同一基地局内のユーザーデータ集計テーブルから生成された基地局集計テーブル例である。異なる基地局を遷移したユーザーのＤＰＩログならびに通信端末ログより生成されたユーザーデータ集計テーブル例である。異なる基地局を遷移したユーザーのＤＰＩログならびに通信端末ログより生成された基地局集計テーブルの第１例である。異なる基地局を遷移したユーザーのＤＰＩログならびに通信端末ログより生成された基地局集計テーブル第２例である。異なる基地局を遷移したユーザーのＤＰＩログならびに通信端末ログより生成された基地局集計テーブル第３例である。解析サーバの処理を示すフローチャートである。トラヒックが制御される例を示す図である。

図１は、本実施形態におけるモバイルネットワークシステムの構成例を示す図である。無線端末１０１は基地局１０２を経由してサービスの提供をうける。無線端末１０１が通信を開始するとき、基地局１０２に対してセッション確立するためのメッセージ信号を送信する。無線端末１０１からのセッション確立のメッセージ信号を受信した基地局１０２は呼処理制御装置１０３に対して当該メッセージ信号を送信し、当該信号を受信した呼処理制御装置１０３はユーザーデータを送受信するためのセッションを確立させる。無線端末１０１からサービスを受けるためのデータの送受信が可能になるためのセッションが確立されたのち、無線端末１０１は当該サービスを提供されるためにアプリケーションサーバ１０５にユーザデータを送信する。無線端末１０１から送信されたユーザーデータは基地局１０２を経由して、ユーザーデータ制御装置１０４に転送される。基地局１０２からのユーザーデータを受信したユーザーデータ制御装置１０４はユーザーデータのヘッダフォーマットを変換して、インターネット網を経由してアプリケーションサーバ１０５に転送する。

このように、無線端末１０１から送信されたデータならびに無線端末１０１へ送信されるデータは基地局１０２と呼処理制御装置１０３間のインタフェースもしくは基地局１０２とユーザーデータ制御装置１０４間のインタフェースを経由する。そのため、基地局１０２と呼処理制御装置１０３間、基地局１０２とユーザーデータ制御装置１０４間を通過するすべてのパケットを取得することにより、無線端末１０１が“いつ”、“どこで”、“どのようなアプリケーションを用いて”、“どのように感じたか”を把握することができる。そこで、基地局１０２と呼処理制御装置１０３間に分岐装置１０６を、基地局１０２とユーザーデータ制御装置１０４間に分岐装置１０７を設置し、当該経路を通過するパケットをすべてコピーする。

図１に示す当該システムにて輻輳を判定するために、基地局１０２と呼処理制御装置１０３の間を流れるパケットを分岐装置１０６で、基地局１０２とユーザーデータ制御装置１０４の間を流れるパケットを分岐装置１０７でそれぞれコピーし、ＤＰＩ（ＤｅｅｐＰａｃｋｅｔＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）装置１０８に転送する。分岐装置１０６からＤＰＩ装置１０８に転送されたパケットには、無線端末１０１がセッションを確立するために必要な情報が含まれている。また、分岐装置１０７からＤＰＩ装置に１０８に転送されたパケットには、無線端末１０１とアプリケーションサーバ１０５間のユーザーデータに関する情報が含まれている。ＤＰＩ装置１０８は分岐装置１０６から転送されてきたパケットから端末ＩＤ、端末機種ＩＤ、基地局ＩＤ等を抽出し、分岐装置１０７から転送されてきたパケットから使用しているアプリケーション、アプリケーションによって必要となる緯度、経度のＧＰＳ情報等を抽出する。ＤＰＩ装置１０８は分岐装置１０６と分岐装置１０７から転送されたきたパケットを結合し、無線端末１０１が使用しているアプリケーションもしくはサービスを特定し、ユーザー体感品質の基礎データとなるＤＰＩログを作成する。作成されたＤＰＩログは通信ログサーバ１０９内の通信ログＤＢ１０９１に格納される。

一方、ＤＰＩログはモバイルネットワークを流れているパケットから生成されるデータである。そのため、必ずしも緯度、経度のＧＰＳ情報や端末機種ＩＤが含まれているとは限らない。そこで、当該システムの精度をより一層あげるために、無線端末１０１は無線端末１０１と基地局１０２との間の端末通信ログを定期的に通信ログサーバ１０９へ送信することを可能とする。無線端末１０１が当該ログを送信するためのアプリケーション等を予め組み込み、無線端末１０１が通信を行っている際に当該アプリケーションで収拾した情報、例えば、緯度、経度のＧＰＳ情報、端末ＩＤ、端末機種ＩＤ、使用しているアプリケーション、通信を行っている基地局１０２のＩＤを通信ログサーバ１０９宛に送信する。当該ログ情報を受信した通信ログサーバ１０９は当該ログを通信ログＤＢ１０９１格納する。

解析サーバ１１０は通信ログＤＢ１０９１に格納されているＤＰＩログと端末通信ログを取得し、ユーザー毎、基地局毎に統計情報を集計する。ユーザー毎、基地局毎に集計された統計情報を元に、解析サーバ１１０は実効トラヒック量を計算する。さらに、当該実効トラヒック量を元に、輻輳判定を行う。輻輳判定の結果は図１の基地局１０２、呼処理制御装置１０３、ユーザーデータ制御装置１０４ならびにトラヒック制御装置１１０のすべてもしくはいずれかに転送され、基地局１０２、呼処理制御装置１０３、ユーザーデータ制御装置１０４ならびにトラヒック制御装置１１１のすべてもしくはいずれかによって制御される。

図２は、ＤＰＩ装置１０８の機能ブロック図である。分岐装置１０６ならびに分岐装置１０７よりコピー、転送されたパケットを受信したＤＰＩ装置１０８は、パケット解析部２０１にて受信したパケットが分岐装置１０６から転送されてきたパケットか分岐装置１０７から転送されてきたパケットかを解析する。パケット解析部２０１はＤＰＩ装置１０８の入力ポートを分けることによって分岐装置１０６もしくは分岐装置１０７から転送されてきたパケットかを判断することも可能である。パケット解析部２０１にてパケットを分類した後、ユーザーＩＤ抽出部２０１１にて分岐装置１０６から転送されたパケットに含まれる端末ＩＤ（ユーザー識別子）等を抽出し、ユーザーデータ抽出部２０１２にて分岐装置１０７から転送されたパケットに含まれるユーザーデータ等を抽出する。

図３は、分岐装置１０６から転送された呼処理信号パケットのパケットフォーマット例を示す図である。呼処理信号パケットは、図３に示すように、ヘッダ３０１、基地局ＩＤ３０２、端末ＩＤ３０２、通信端末の機種を示す機種ＩＤ３０４、呼処理信号パケットとユーザーデータパケットを紐付けるための共通識別子３０５ならびにその他の呼処理情報３０６から構成される。

図４は、分岐装置１０７から転送されたユーザーデータパケットのパケットフォーマット例を示す図である。ユーザーデータパケットは、図４に示すように、ヘッダ４０１、基地局ＩＤ４０２、呼処理信号パケットと紐付けるための共通識別子４０３、アプリケーションに関する情報４０４ならびにその他のユーザーデータ４０６から構成される。アプリケーションによっては、緯度経度等のＧＰＳ情報４０５がアプリケーションのフィールド４０４に含まれる場合もある。これらのデータを結合するために、いずれのパケットにも含まれる基地局１０２のＩＰアドレスやトンネルＩＤ等の共通識別子を用いる。当該識別子は通信システムによって異なる。図３に示す共通識別子３０５と図４に示す共通識別子４０３は同じ値が含まれるために、当該共通識別子をキーとして、呼処理信号パケットとユーザーデータパケットを紐付ける。

共通識別子を用いて紐付けた呼処理信号パケットおよびユーザーデータパケットに含まれる情報にさらにＤＰＩ装置１０８が各パケットを受信した時刻を追加することによって、図６に示す、時刻、緯度、経度、端末ＩＤ、機種ＩＤ、使用アプリケーション、基地局ＩＤの各情報をＤＰＩログとして抽出することができる。また、ＤＰＩ装置１０８が単位時間当たりに受信したパケット長やＨＴＴＰ等のプロトコルによって規定されているシーケンス番号から、図６に示す、当該ユーザーのスループットやレスポンスタイム等の統計情報を計算することが可能となる。なお、統計情報は、基地局１０２の処理能力を示す情報であればよく、スループットやレスポンスタイム以外の情報でもよい。

ＤＰＩ装置１０８は共通識別子を用いて、データ結合部２０２で端末ＩＤ（ユーザー識別子）等とユーザーデータ等を結合することにより、当該端末が“いつ”、“どのようなアプリケーションを用いて”、“どのように感じたか”を把握することが可能になる。ユーザーの体感品質（ユーザーがどのように感じたか）はネットワークの統計情報たとえば、当該ユーザーのスループットやアプリケーションの反応速度をレスポンスタイムで代替することによって把握するが可能である。

場所に関しては使用しているアプリケーションにより必ずしも通知するとは限らないが、ＧＰＳ情報を通知するアプリケーションを利用していれば、当該パケットより緯度、経度等の位置情報を収集することは可能である。ＤＰＩ装置１０８はデータ結合部２０２によって結合されたデータを用いて、統計データ作成部２０３にて当該端末が実際使用しているアプリケーションにおけるユーザースループットやアプリケーションサーバ１０５間とのレスポンスタイム等の統計情報を生成する。ＤＰＩ装置１０８によって、作成されたＤＰＩログ８１は出力部２０４より通信ログサーバ１０９へ転送される。

上述したように、ＤＰＩ装置１０８によって生成されるＤＰＩログ８１には緯度経度等の位置情報が必ずしも含まれているとは限らない。そこで、無線端末１０１が通信を行っている際に無線端末１０１と基地局１０２間にて行っている通信中のログを端末通信ログ８２として通信ログサーバ１０９へ転送するアプリケーションを無線端末１０１に実装することにより、ＤＰＩログ８１を補完することが可能である。当該端末通信ログ８２の転送は、あらかじめ無線端末１０１に特定のアプリケーション等を実装することによって可能となる。

図５は、通信端末ログ８２を生成するために無線端末１０１に実装されたアプリケーションから送信されるパケット例を示す図である。通信端末ログ８２を生成するためのパケットは、ヘッダ５０１、当該パケットを送信した時刻５０２、基地局ＩＤ５０３、端末ＩＤ５０４、端末ＧＰＳ情報５０５、通信端末ログを生成するために使用しているアプリケーションではなく、当該ユーザーが当該時刻に受けているサービスにおいて利用しているアプリケーション５０６から構成される。当該パケットを受信した通信ログサーバ１０９は当該パケットより図７に示す通信端末ログ８２を生成する。

図８は、通信ログサーバ１０９の構成を示すブロック図である。通信ログサーバ１０９は、通信ログＤＢ１０９１を備え、ＤＰＩログ８１と端末通信ログ８２を格納している。

図６は、通信ログサーバ１０９内に格納されているＤＰＩログ８１の例をに示す図である。図６に示すＤＰＩログ８１の例には、時刻、端末ＩＤ（ユーザー識別子）、機種ＩＤ、使用アプリケーション、基地局ＩＤ、統計情報（本例においてはスループット）が含まれている。緯度経度のＧＰＳ情報はアプリケーションによって、収集可能であれば収集し、格納する。図６のテーブルにおいて、６０１と６０４、６０２と６０５ならびに６０３と６０６が対になっている。便宜的に、二つの表に分けて記載している。６０１と６０４の行においては時刻、端末ＩＤ（ユーザー識別子）、機種ＩＤ、使用アプリケーション、基地局ＩＤ、統計情報が格納されている。緯度経度情報に関しては当該パケットより収集できなかっため欠損データとして扱われている。同一ユーザーは６０３、６０６においてもログを生成しているが、このときはＧＰＳ情報をパケットより収集できたため、当該テーブルに記載されている。

図７は、通信ログサーバ１０９が格納する端末通信ログ８２の例をに示す図である。図７に示す端末通信ログの例には、時刻、緯度経度、端末ＩＤ、機種ＩＤ、使用アプリケーション、基地局ＩＤが含まれる。当該ログは、無線端末１０１より特定のアプリケーション等を用いて、収集したログであり、無線端末１０１が行っている通信データをアプリケーション利用時に定期的に通信ログサーバ１０９へ送信している。図７のテーブルにおいて、７０１と７０４、７０２と７０５ならびに７０３と７０６が対になっている。便宜的に二つの表に分けて記載している。

図９は、解析サーバ１１０の構成を示すブロック図である。解析サーバ１１０は、ログ結合部９０１、ユーザーデータ集計部９０２、基地局データ集計部９０３、実効トラヒック量計算部９０４、制御ポリシー作成部９０５、制御部９０６から構成され、通信ログサーバ１０９に格納されたＤＰＩログ８１ならび端末通信ログ８２を定期的に収集し、実効トラヒック量を計算する。

なお、図２、図８、図９で説明したＤＰＩ装置１０８、通信ログサーバ１０９、解析サーバ１１０はいずれも一般的なサーバ装置で実現されており、図示していないが、ＣＰＵやメモリ、ハードディスク、他装置と通信するための通信インタフェース等を備えている。パケット解析部２０１やログ結合部９０１などの各機能部は、例えばメモリに格納されているプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。また、ＤＰＩログ８１や端末通信ログ８２を格納する通信ログＤＢ１０９１は、例えばハードディスクにより実現される。

解析サーバ１１０は収集したＤＰＩログ８１と端末通信ログ８２をログ結合部９０１で結合し、ユーザーデータ集計部９０２にて同じ端末ＩＤ（ユーザー識別子）毎、基地局データ集計部９０３にて同じ基地局毎に集計する。ユーザーデータ集計部９０２ならびに基地局データ集計部９０３にてＤＰＩログ８１ならびに端末通信ログを結合する際に、端末ＩＤ、機種ＩＤ、通信している基地局ＩＤ等いずれのデータにおいても共通項目になっているデータを元に結合する。その上でいずれか一方のログにしかない情報、例えば、統計情報、位置情報等を付加する。これらの集計されたデータを元に、実効トラヒック量計算部９０４にて当該ユーザーが通信を行う際、もしくは当該基地局を経由して通信を行う際の実効的な統計量を計算する。実効トラヒック量計算部９０４にて計算された実行トラヒック量を元に、制御ポリシー作成部９０５にてトラヒック制御装置１１１等で実際制御を行うための制御ポリシーを作成する。制御ポリシー作成部９０５で制御するポリシーは制御部９０６を経由して、トラヒック制御装置１１１等へ通知する。

図１０は、ユーザーデータ集計部９０２がＤＰＩログ８１ならびに端末通信ログ８２から生成したユーザーデータ集計テーブル１００１、１００２ならびに１００３の例を示す図である。ユーザーデータ集計テーブル１００１、１００２ならびに１００３の各列には、時刻、使用アプリケーション、統計情報（本例ではユーザースループット）、接続先基地局の情報を格納している。各行には所定の単位時間（本例では１秒）毎の集計結果が格納されている。上記情報をユーザーＡ１００１、ユーザーＢ１００２ならびにユーザーＣ１００３毎に集計している。ここでいうユーザーとは、ＤＰＩログ８１や通信端末ログ８２の端末ＩＤに相当するものであり、端末ＩＤ毎に各データを集計している。

図１１は、基地局データ集計部９０３がユーザーデータ集計テーブル１００１を元に同じ基地局毎にデータを集計して生成した、基地局データ集計テーブル１１０１の例を示す図である。図１１に示す基地局データ集計テーブル１１０１にて列挙した各項目は一例である。基地局データ集計テーブル１１０１の各列に記載されている項目は、ユーザーＡ，ユーザーＢ、ユーザーＣの各々の統計情報、本例ではユーザースループットならびにユーザーＡ、ユーザーＢ、ユーザーＣ３名の合計のユーザースループットを記載している。各行には所定の単位時間（本例では１秒）毎の集計結果が格納されている。

続いて、実効トラヒック量計算部９０４が、図１１に示す基地局データ集計テーブル１１０１のデータを元に当該基地局における時間平均のユーザースループット１１０１１と当該ユーザースループットの標準偏差１１０１２を求める。また、時間平均ユーザースループット１１０１１ならびにユーザースループット標準偏差１１０１２を用いて、実効ユーザースループット１１０１３を求める。図１１に示す例においては、実効ユーザースループット１１０１３は時間平均ユーザースループット１１０１１にユーザースループット標準偏差の３倍を加えた値としている。実効ユーザースループット１１０１３は上述以外の方法によって他の関数を用いることによって計算することも可能である。

ここでいう実効ユーザースループット１１０１３とは、当該基地局を通じて通信行っているユーザーが通信可能な最大のスループットを意味している。通常、基地局の設置環境や時間帯、天候等により基地局の理論上のスペック以下の通信速度でしか通信を行うことができない。その条件を加味したうえで、ユーザーが通信可能な最大のスループットである。“実効”ユーザースループットのような“実効”的な統計量は設計仕様以下の値であるが、その値が実際ユーザーが体感することができる現実的な値を意味している。本実施例で用いている実効ユーザースループットは、実際のネットワークを流れているパケットやユーザー端末からのログを元に当該ユーザーが体感しているスループットを求め、当該スループットの変動を考慮した（３倍の標準偏差を加算している）スループットを実効スループットと定義している。

図１２は、ユーザーデータ集計テーブルの別の例を示す図である。図１２ではユーザーが時間ごとに異なる基地局と通信したり、もしくは通信していない時間を含んでいるケースを想定している。図１２のユーザーＤならびにユーザーＥは二つの基地局を移動しているユーザーの例であり、ユーザーＦは基地局を移動している場合に加え、一部通信を行っていない時間を含んだ例である。ユーザーＤはユーザーデータ集計テーブル１２０１の時刻００：００：０５に接続先の基地局がβからδに変わっている。ユーザーＥはユーザーデータ集計テーブル１２０２の時刻００：００：０５に接続先の基地局がβからγに変わっている。ユーザーＦはユーザーデータ集計テーブル１２０３において時刻００：００：０２までは通信を行っておらず、時刻００：００：０３から基地局γにて通信を開始し、時刻００：００：０５に基地局γからδに変わっている。

この３人のユーザーに対して基地局毎に集計した基地局集計テーブルが図１３の１３０１、図１４の１４０１、ならびに図１５の１５０１である。図１１と同様、図１３においては基地局βのユーザーのデータを集計し、図１４においては基地局γのユーザーのデータを集計し、図１５においては基地局δのユーザーのデータを集計している。

各基地局において時間平均ユーザースループットを求めるとき、実際ユーザーが通信を行った時間で除する。つまり、基地局βに置いては、時刻００：００：０１におけるトータルユーザースループット１３０１１、時刻００：００：０２におけるトータルユーザースループット１３０１２、時刻００：００：０３におけるトータルユーザースループット１３０１３ならびに時刻００：００：０４におけるトータルユーザースループット１３０１４を加算して、通信時間の４で除する。つまり、「（１１＋８＋１０＋７）／４＝９」となり、９Ｍｂｐｓが時間平均ユーザースループット１３０１５となる。同様に平均値回りの二次モーメントから分散を計算し、分散の平方根としてユーザースループット標準偏差１３０１６を求める。図１１と同様に実効ユーザースループット１３０１７は時間平均ユーザースループット１３０１５にユーザースループット標準偏差１３０１６の３倍を加算して計算する。

同様に基地局γに関しては図１４の基地局集計テーブル１４０１にて時間平均ユーザースループット１４０１１、ユーザースループット標準偏差１４０１２ならびに実効ユーザースループット１４０１３を計算し、基地局δに関しては図１５の基地局集計テーブル１５０１にて時間平均ユーザースループット１５０１１、ユーザースループット標準偏差１５０１２ならびに実効ユーザースループット１５０１３を計算する。

図１６は、解析サーバが基地局毎の実効ユーザースループットを計算し、制御ポリシーを作成する一連の処理を示すフローチャートである。図１６は、図１０〜図１５を用いて説明した一連の処理を一般化したフローチャートでもある。

データ集計を行うにあたり、測定時間を決定するために基準時間Ｔ１およびＴ２を決定し、当該時間内において集計された基地局数をカウントする（ステップ１６０１）。次に測定時間をｎ分割し、単位時間Δｔを計算する（ステップ１６０２）。ステップ１６０３からステップ１６０９が各基地局毎の実効ユーザ統計量を求めるループになる。当該ループにおいて、まずΔｔごとにユーザー毎の統計データＳ_tを集計する（ステップ１６０４）。本ステップは、例えば図１１における時刻００：００：０１〜００：００：０６までのユーザーＡ，Ｂ，Ｃのスループットおよびトータルユーザースループットを集計する処理に該当する。次に測定時間内Ｔ１〜Ｔ２間のユーザー毎の統計データの平均Ｅ（Ｓ_t）と標準偏差σ（Ｓ_t）を計算する（ステップ１６０５）。本ステップは、例えば図１１における時間平均ユーザースループット１１０１１およびユーザースループット標準偏差１１０１２を計算する処理に該当する。Ｅ（Ｓ_t）とσ（Ｓ_t）を元に実効ユーザー統計量を算出する（ステップ１６０６）。本ステップは、例えば図１１における実効ユーザースループット１１０１３を算出する処理に該当する。ここで、本実施例においては実効ユーザー統計量をＥ（Ｓ_t）＋３σ（Ｓ_t）で算出しているが、ステップ１６０６にて計算される実行ユーザー統計量は一例であり、汎用的な関数として扱うことも可能である。ステップ１６０６で計算された実効ユーザー統計量が理論的な統計量よりも大きい場合は、実効ユーザー統計量は理論ユーザー統計量に置き換える（ステップ１６０７、ステップ１６０８）。理論ユーザー統計量とは、当該装置、例えば基地局の仕様によって決められた設計上理論的に達成しうる数値、例えばスループットやレスポンスタイムである。この処理を全ての基地局に対しておこなう（ステップ１６０９）。

本実施例においては、統計量の例としてユーザースループットを用いているが、ユーザースループット以外の統計量、たとえば、通信端末１０１とアプリケーションサーバ１０５間のレスポンスタイムや通信時間等を当該統計量として選択することも可能である。全ての基地局において計算し終えたら、当該基地局毎の実効ユーザー統計量を元に呼処理制御装置１０３、ユーザーデータ制御装置１０４ならびにトラヒック制御装置１１１等が制御するための制御ポリシーを生成する（１６１０）。当該制御ポリシーが解析サーバ１１０から通知されると、当該制御ポリシーを元に、呼処理制御装置１０３、ユーザーデータ制御装置１０４ならびにトラヒック制御装置１１１等が当該基地局に対してトラヒックを制御したり、基地局自身が無線端末１０１からのトラフィックを制御する。

図１７は、呼処理制御装置１０３、ユーザーデータ制御装置１０４ならびにトラヒック制御装置１１１等によってトラフィックが制御される例を示す図である。図１７では実測されたスループット１７０１を元に当該時間における平均スループット１７０３ならびに実効スループット１７０４を計算する。また理論上のスループット１７０２は既知の値であり、本例においては、実効スループット１７０４より高い値である。このとき、当該基地局において達成しうる最大スループットは実効スループット１７０４であると考え、当該実効スループット１７０４を元に基地局の混雑度合い、輻輳度合いを判断する。

例えば、実効スループットの９０％の値を規制スループットと定めることや、実効スループット１７０４は平均スループット１７０３に標準偏差の３倍を加算したスループットであるため、平均スループット１７０３に標準偏差の２倍を加算したスループットを規制スループット１７０５と定めることが考えられる。当該規制スループットを超えた場合に当該基地局１０２もしくは隣接のトラヒック制御装置１１１に対して、制御ポリシーを通知して規制をかける。

例えば基地局１０２の中には複数のユーザーが存在し、その一部のユーザーが大量のデータを通信している場合があり、当該ユーザーを特定することができれば当該ユーザーのみ帯域を絞るように指示する制御ポリシーを基地局１０２へ通知することも可能である。また、平均して全てのユーザーが通信を行っているような場合は、一律に発信規制をかけるように指示する制御ポリシーを基地局１０２へ通知することも可能である。

また、規制スループットを超えた場合に、当該規制スループット以上のトラフィックを基地局１０２へ送信しないように指示する制御ポリシーをトラヒック制御装置１１１へ通知することも可能である。

このように本実施形態によれば、理論上のトラヒック量を元に基地局の輻輳判定を行うのではなく、当該基地局が当該基地局が設定されている環境下において、送受信することができる実効的なトラヒック量を元に、よりユーザ体感に近い精度の高い、輻輳判定を行うことが可能となる。

また、本実施形態によれば、輻輳を判定する精度を向上させ、基地局等の装置の利用効率をあげることができる。装置の利用効率があがることによりオペレータは設備投資を抑制することができる一方、ユーザはエリア、時間によらずその時々で享受できるもっともよいサービスを受けることができる。ユーザの体感品質を把握、制御することよりオペレータはさらに顧客を分類し、プレミアムサービス等を実現することも可能となる。

１０１：無線端末、１０２：基地局、１０３：呼処理制御装置、１０４：ユーザーデータ制御装置、１０５：アプリケーションサーバ、１０６：分岐装置、１０７：分岐装置、１０８：ＤＰＩ装置、１０９：通信ログサーバ、１０９１：通信ログＤＢ、１１０：解析サーバ、１１１：トラヒック制御装置、２０１：パケット解析部、２０１１：ユーザーＩＤ抽出部、２０１２：ユーザーデータ抽出部、２０２：データ結合部、２０３：統計データ作成部、２０４：出力部、８１：ＤＰＩログ、８２：通信端末ログ、９０１：ログ結合部、９０２：ユーザーデータ集計部、９０３：基地局データ集計部、９０４：実効トラヒック量計算部、９０５：制御ポリシー作成部、９０６：制御部

Claims

基地局を含むモバイルネットワークシステムにおける解析サーバであって、
前記基地局が送受信するパケットをもとに前記基地局の処理能力を示す統計量を算出し、前記統計量に基づいて前記基地局の実効処理能力を示す実効統計量を計算する計算部と、
前記実効統計量に基づいて、前記基地局が送受信するパケットのトラフィックを制御するためのポリシーを作成するポリシー作成部と
を有することを特徴とする解析サーバ。
請求項１に記載の解析サーバであって、
前記計算部は、前記統計量としてユーザースループットを算出し、前記実効統計量として実効ユーザースループットを算出することを特徴とする解析サーバ。
請求項２に記載の解析サーバであって、
前記計算部は、単位時間あたりの前記ユーザースループットの平均値と標準偏差に基づいて、前記実効ユーザースループットを算出することを特徴とする解析サーバ。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の解析サーバであって、
前記実効処理能力が前記基地局の仕様によって決められる理論処理能力を超える場合、前記計算部は、前記理論処理能力を前記実効統計量として計算することを特徴とする解析サーバ。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の解析サーバであって、
ポリシー作成部は、前記実効統計量に基づいて、トラフィックを制御するための規制統計量を算出することを特徴とする解析サーバ。
請求項５に記載の解析サーバであって、
前記基地局が送受信するパケットのトラフィックが前記規制統計量を超えた場合に、前記基地局および前記基地局に接続されるトラフィック制御装置の少なくとも一方に前記ポリシーを通知する制御部を備えることを特徴とする解析サーバ。
請求項６に記載の解析サーバであって、
前記制御部は、前記基地局に接続される無線端末の通信帯域を絞る、もしくは、前記無線端末からの発信を規制するように指示するポリシーを前記基地局へ通知することを特徴とする解析サーバ。
請求項６または請求項７に記載の解析サーバであって、
前記制御部は、前記規制統計量を超えるトラフィックを前記基地局へ送信しないように指示するポリシーを前記トラフィック制御装置へ通知することを特徴とする解析サーバ。