JP2016134820A - 通信管理装置、通信システム及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線区間の通信品質（スループット）を正確に推定する。【解決手段】通信システムのトラフィックを管理する通信管理装置であって、前記通信システムは、端末と通信する無線基地局と、前記無線基地局と接続されたゲートウェイ装置とを有し、前記ゲートウェイ装置が送受信するデータから取得した通信品質情報を用いて、前記無線基地局と前記端末との間の無線区間のスループットの推定値を計算する。【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムのトラフィックを管理する通信管理装置に関する。

セルラ通信システムなどの無線通信システムでは、通信管理サーバ（ＴＭＳ）を設けて、システム内のトラフィックを監視及び制御している。そして、通信管理サーバが基地局の輻輳状態を判定している。

本技術の背景技術として、特開２０１３−１７９４１５号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、基地局ｅＮＢは、データベアラの確立後に起動された待ちタイマが満了した後に、音声ベアラが確立されている場合には音声輻輳レベルに基づいてユーザ装置ＵＥの接続先基地局ＴｅＮＢを選択して当該ユーザ装置に指示し、音声ベアラが確立されていない場合にはデータ輻輳レベルに基づいてユーザ装置ＵＥの接続先基地局ＴｅＮＢを選択して当該ユーザ装置ＵＥに指示する無線通信システムが記載されている（要約参照）。

特開２０１３−１７９４１５号公報

一般的に、無線通信システムでは、無線区間のスループットがボトルネックとなるが、無線区間のスループットを短周期で直接計測することは困難である。また、前述した通信管理サーバは、基地局毎の接続端末数及び基地局毎の転送データ量を用いて基地局のトラフィックを短周期（例えば、１０秒毎）で監視している。そして、通信管理サーバは、基地局毎の接続端末数及び基地局毎の転送データ量が所定の閾値を超えると基地局が輻輳状態であると判定する。しかし、基地局は、その構成や設置環境によって負荷が異なるため、基地局毎に最適な輻輳判定閾値を設定することが困難である。このため、基地局の構成や設置環境に依存しない指標である、無線区間のユーザごとのスループットをリアルタイム（数秒〜数十秒毎）で取得し、基地局の輻輳を判定することが求められている。

さらに、基地局の輻輳状態を判定するための指標と、無線通信システム内でトラフィックを制御するための基準指標とが異なると、各ノードが、整合性がとれない制御を実行する可能性がある。例えば、ユーザの帯域を制限する制御を実行する場合において、ユーザのスループットではなく接続端末数を用いて基地局の輻輳状態を判定すると、ユーザの実際のスループットが１００ｋｂｐｓにも関わらず、５００ｋｂｐｓに帯域を制限する制御を実行する可能性がある。このため、無線通信システム全体で一つの基準指標でトラフィックを制御し、無線通信システム内で整合性がとれない制御を防止する技術が求められている。

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、通信システムのトラフィックを管理する通信管理装置であって、前記通信システムは、端末と通信する無線基地局と、前記無線基地局と接続されたゲートウェイ装置とを有し、前記ゲートウェイ装置が送受信するデータから取得した通信品質情報を用いて、前記無線基地局と前記端末との間の無線区間のスループットの推定値を計算する。

本発明の代表的な形態によれば、無線区間の通信品質（スループット）をリアルタイムに推定することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

第１実施例の無線通信システムの構成を示す図である。 第１実施例のパケット詳細解析装置の構成を示す図である。 第１実施例のユーザ情報管理テーブルの構成例を示す図である。 第１実施例の基地局情報管理テーブルの構成例を示す図である。 第１実施例のセッションレコードの構成例を示す図である。 第１実施例のユーザ在圏情報更新処理のフローチャートである。 第１実施例の基地局情報更新処理のフローチャートである。 第１実施例のセッションレコード更新処理のフローチャートである。 第１実施例の通信品質計測契機を示す図である。 第１実施例のトラフィック管理サーバの構成を示す図である。 第１実施例の基地局通信品質管理テーブルの構成例を示す図である。 第１実施例のトラフィック制御指示管理テーブルの構成例を示す図である。 第１の実施例のトラフィック制御指示管理プログラムのフローチャートである。 第２実施例の無線通信システムの構成を示す図である。 第２実施例のパラメータサーバの構成を示す図である。 第２実施例の算出パラメータ管理テーブルの構成例を示す図である。 第２実施例のＰＭ統計管理テーブルの構成例を示す図である。 第２実施例のＤＰＩ統計管理テーブルの構成例を示す図である。 第２実施例の無線区間スループット推定パラメータ生成処理のフローチャートである。 第３実施例の無線通信システムの構成を示す図である。 第３実施例のフィルタサーバの構成を示す図である。 第３の実施例の生成フィルタ管理テーブルの構成例を示す図である。 第３の実施例のフィルタ生成処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

なお、以下の実施例において、説明の便宜上必要があるときは、複数のセクションまたは実施例に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部又は全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下の実施例において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよいものとする。

さらに、以下の実施例において、その構成要素（要素ステップなどを含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

本実施例では、無線通信システムの例として３ＧＰＰで標準化されているＬＴＥを用いたセルラ通信システムの実施例を示す。

図１は、第１実施例の無線通信システムの構成を示す図である。

第１実施例の無線通信システムは、基地局装置であるｅＮｏｄｅＢ１１１、ゲートウェイ装置であるＳ−ＧＷ１３１とＰ−ＧＷ１３３、パケット詳細解析装置であるＤＰＩ１４１、及び、トラフィック管理サーバ１４３を有する。無線通信システムは、動画圧縮装置１４５を有してもよい。ｅＮｏｄｅＢ１１１には、ユーザ端末であるＵＥ１０１が接続される。

Ｓ−ＧＷ１３１は、ユーザプレーンのトラフィック転送機能を有する。Ｐ−ＧＷ１３３は、ユーザへのサービスを提供するパケットデータネットワークであるＰＤＮ１３４とのインタフェースを有する。Ｐ−ＧＷ１３３は、ＰＣＥＦ（Policy and Charging Enforcement Function）を有してもよい。ＰＣＥＦは、所定のポリシーに従って、ポリシー制御を実施する。Ｓ−ＧＷ１３１及びＰ−ＧＷ１３３は互いに接続されており、コアネットワーク（ＥＰＣ）１１５を構成する。

パケット詳細解析装置１４１は、ネットワーク上を転送されるパケットを取得する装置であり、ｅＮｏｄｅＢ１１１とＳ−ＧＷ１３１との間で送受信されるトラフィック又はシグナリングを取得する。パケット詳細解析装置１４１は、取得したトラフィック又はシグナリングの情報を、トラフィック管理サーバ１４３へ送信する。トラフィック管理サーバ１４３は、パケット詳細解析装置１４１から取得した情報を用いて、ｅＮｏｄｅＢ１１１と端末１０１との間の無線区間のトラフィックの状態（例えば、輻輳状態）を推定する。

動画圧縮装置１４５は、動画配信サーバ（図示省略）から送信される動画の圧縮方法や解像度を変えることによって、ＵＥ１０１へ送信される動画データの量を制御する。動画圧縮装置１４５は、ＥＰＣ１１５の外部に図示したが、ＥＰＣ１１５の内部に設けてもよい。

また、トラフィック管理サーバ１４３とＰ−ＧＷ１３３との間にポリシー制御装置（ＰＣＲＦ：Policy and Charging Rule Function）を設けてもよい。ＰＣＲＦは、トラフィック管理サーバ１４３が推定した無線区間のスループットに従って、ＵＥ１０１のトラフィックをＰ−ＧＷ１３３が制御するためのポリシーを決定する。

本実施例では、ＤＰＩ１４１はＳ−ＧＷ１３１毎に設置され、リファレンスポイントＳ１−Ｕ及びＳ１１で転送されるトラフィックを取得する。一つのＤＰＩ１４１が複数のＳ−ＧＷ１３１を収容してもよいし、複数のＤＰＩ１４１が一つのＳ−ＧＷ１３１を収容してもよい。また、ＤＰＩ１４１及びトラフィック管理サーバ１４３が一つの計算機に収容されてもよい。

図２は、第１実施例のパケット詳細解析装置（ＤＰＩ）１４１の構成を示す図である。

ＤＰＩ１４１の機能は、一般的なコンピュータの補助記憶装置２０２にプログラム（ソフトウェア）の形で格納され、ＣＰＵ２０４が、補助記憶装置２０２から読み出したプログラムをメモリ２０３上に展開して、実行する。ＤＰＩ１４１は、ネットワークＩ／Ｆ２０５を介して、各リファレンスポイントで転送されるトラフィックを取得する。また、ＤＰＩ１４１は、ネットワークＩ／Ｆ２０５を介して、トラフィック管理サーバ１４３と通信する。ＤＰＩ１４１のメモリ２０３は、ユーザ在圏情報更新処理プログラム２１１及び基地局情報更新処理プログラム２１２を格納する。さらに、ＤＰＩ１４１のメモリ２０３は、ユーザ情報管理テーブル２２１（図３参照）、基地局情報管理テーブル２２２（図４参照）及びセッションレコード管理テーブル２２３（図５参照）を格納する。

ＤＰＩ１４１は、生成したユーザ情報管理テーブル２２１及び基地局情報管理テーブル２２２をトラフィック管理サーバ１４３に送信する。

ＣＰＵ２０４が実行するプログラムは、リムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介してＤＰＩ１４１に提供され、非一時的記憶媒体である補助記憶装置２０２に格納される。このため、ＤＰＩ１４１は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインタフェースを有するとよい。

ＤＰＩ１４１は、物理的に一つの計算機上で、又は、論理的又は物理的に複数の計算機上で構成される計算機システムであり、前述したプログラムが、同一の計算機上で別個のスレッドで動作してもよく、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。

第１実施例のＤＰＩ１４１の特徴の概略を簡単に説明すれば、以下の通りである。すなわち、ＤＰＩ１４１は、Ｓ１１インタフェースでＳ−ＧＷ１３１に入出力されるシグナリングトラフィック及びＳ１−Ｕインタフェースで転送されるユーザトラフィックを取得し、ユーザトラフィックをＵＥ１０１毎かつセッション毎に分類し、ユーザ情報管理テーブル２２１及び基地局情報管理テーブル２２２を更新し、更新されたユーザ情報及び基地局情報をトラフィック管理サーバ１４３へ送信する。

図３は、第１実施例のユーザ情報管理テーブル２２１の構成例を示す図である。

ユーザ情報管理テーブル２２１は、無線通信システムに接続しているＵＥ１０１の情報を格納する。具体的には、ユーザ情報管理テーブル２２１は、ＵＥ１０１を一意に識別するためのＩＭＳＩ２２１１と、当該ＵＥ１０１が収容されているｅＮｏｄｅＢ１１１を一意に識別するための識別情報（例えば、ＥＣＧＩ）２２１２と、Ｓ１１インタフェースを一意に識別するための識別情報（Ｆ−ＴＥＩＤ）２２１３と、Ｓ１−Ｕインタフェースを一意に識別するための識別情報（Ｆ−ＴＥＩＤ）２２１４と、当該ＵＥ１０１が利用しているアプリケーションプログラムの識別情報２２１５とを含む。Ｆ−ＴＥＩＤ２２１３及び２２１４は、ＩＰアドレスとトンネルの識別子であるＴＥＩＤとを含む。

図４は、第１実施例の基地局情報管理テーブル２２２の構成例を示す図である。

基地局情報管理テーブル２２２は、無線通信システム内のｅＮｏｄｅＢ１１１の情報を格納する。具体的には、基地局情報管理テーブル２２２は、無線通信システムに設けられるｅＮｏｄｅＢ１１１の情報を格納する。具体的には、基地局情報管理テーブル２２２は、ｅＮｏｄｅＢ１１１を一意に識別するための識別情報（例えば、ＥＣＧＩ）２２２１と、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１の統計情報２２２２と、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１の通信品質情報２２２３とを含む。

統計情報２２２２は、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１に接続しているＵＥ１０１の数、及び当該ｅＮｏｄｅＢ１１１が所定時間に転送している上り及び下りのデータ量（例えば、バイト数）を含む。通信品質情報２２２３は、品質値及び品質値の計測時に使用したサンプル数を含む。品質値は、スループット（ｂｐｓ）、ＲＴＴなどがある。品質値がスループットである場合、サンプル数は、スループットの計測に使用したセッション数である。ＲＴＴの品質値としては、所定値（例えば、５０ミリ秒）以下のセッションの割合や、平均値などの統計値がある。

図５は、第１実施例のセッションレコード管理テーブル２２３の構成例を示す図である。

セッションレコード管理テーブル２２３は、継続中のセッションに関する情報を保持する。具体的には、セッションレコード管理テーブル２２３は、ＵＥ１０１の識別情報（例えば、ＩＭＳＩ）２２３１と、当該ＵＥ１０１を収容するｅＮｏｄｅＢ１１１の識別情報２２３２と、当該ＵＥ１０１が通信しているセッションの情報２２３３と、当該セッションの統計情報２２３４とを含む。

セッション情報２２３３は、セッションの開始時刻、終了時刻及び通信開始向きに関する情報を含む。通信開始向きは、当該セッションのうち最初に受信したパケットの送信元によって、ＵＥ発かサーバ発かを判定して記録する。また、セッション情報２２３３は、セッションを識別するための情報として、ＵＥ側のポート番号、サーバ側のＩＰアドレス、サーバ側のポート番号、ホスト名及びＨＴＴＰのメソッドを含む。さらに、セッション情報９０３は、当該セッションを使用するアプリケーションの識別情報を含む。統計情報２２３４は、上り及び下りの転送バイト数、上り及び下りの転送パケット数及び通信品質（スループット、ＲＡＮ ＲＴＴなど）を含む。

図６は、第１実施例のユーザ在圏情報更新処理のフローチャートである。ユーザ在圏情報更新処理プログラム２１１は、Ｓ１１インタフェースのメッセージを受信するとユーザ在圏情報更新処理を実行し、ユーザ情報管理テーブル２２１を更新する。

まず、ＤＰＩ１４１のＣＰＵ２０４は、Ｓ１１インタフェースで受信したメッセージの種別を判定する。受信したメッセージがCreate Session Requestメッセージであれば、新しいＵＥ１０１がｅＮｏｄｅＢ１１１に接続されたので、ステップ６０２に進む。受信したメッセージがModify Bearer Requestメッセージであれば、異なるｅＮｏｄｅＢ１１１にＵＥ１０１が接続された（例えば、ハンドオーバした）ので、ステップ６１１に進む。受信したメッセージがいずれでもなければ、ユーザ在圏情報更新処理を終了する。

ステップ６０２では、受信したCreate Session RequestメッセージからＩＭＳＩ、ＥＣＧＩ、Ｓ１１ Ｆ−ＴＥＩＤ、Ｓ１−Ｕ Ｆ−ＴＥＩＤを抽出する。そして、ステップ６０３で、ユーザ情報管理テーブル２２１に新規ユーザエントリを作成し、ＩＭＳＩ、ＥＣＧＩ、Ｓ１１ Ｆ−ＴＥＩＤ及びＳ１−Ｕ ＴＥＩＤをユーザ情報管理テーブル２２１に格納する。

一方、ステップ６１１では、受信したModify Bearer RequestメッセージからＥＣＧＩ及びＳ１１ Ｆ−ＴＥＩＤを抽出する。そして、ステップ６１２で、ユーザ情報管理テーブル２２１に記録されている既存ユーザエントリのうちＳ１１ Ｆ−ＴＥＩＤが一致するエントリのＥＣＧＩを更新する。

図７は、第１実施例の基地局情報更新処理のフローチャートである。基地局情報更新処理プログラム２１２は、Ｓ１−Ｕインタフェースのメッセージを受信すると基地局情報更新処理を実行し、基地局情報管理テーブル２２２及びセッションレコード管理テーブル
２２３を更新する。

まず、ＤＰＩ１４１のＣＰＵ２０４は、Ｓ１−Ｕインタフェースで受信したメッセージによって基地局情報管理テーブル２２２の基本統計情報２２２２を更新する（７０１）。例えば、ＤＰＩ１４１は、Ｓ１−ＵインタフェースのユーザトラフィックからＴＥＩＤを抽出し、新しいＵＥ１０１の接続を検出すると、接続ＵＥ数を増加する。また、ＵＥ１０１の接続の解放を検出すると、接続ＵＥ数を減少する。さらに、ＤＰＩ１４１は、Ｓ１−ＵインタフェースでＳ−ＧＷ１３１が転送したデータ量を計数する。

また、ＤＰＩ１４１のＣＰＵ２０４は、Ｓ１−Ｕインタフェースで受信したメッセージによってセッションレコード管理テーブル２２３を更新する（７１１）。セッションレコード管理テーブル２２３を更新する処理の詳細は図８を用いて詳述する。

その後、品質情報の計測が完了したかを判定し（７１２）、品質情報の計測が完了していれば、基地局情報管理テーブル２２２の通信品質情報２２２３を更新する（７１３）。

さらに、ＵＥ１０１が利用しているアプリケーションプログラムが識別されたか及びセッションが終了したかを判定し（７１４）、アプリケーションプログラムが識別された又はセッションが終了した場合、ユーザ情報管理テーブル２２１の利用アプリ２２１４を更新する（７１５）。

図８は、第１実施例のセッションレコード更新処理のフローチャートである。

まず、ＤＰＩ１４１のＣＰＵ２０４は、ユーザ情報管理テーブル２２１を参照し、Ｓ１−Ｕインタフェースのユーザトラフィックから抽出されたＴＥＩＤからＵＥ１０１（例えば、ＩＭＳＩ）を特定する（８０１）。

そして、特定されたＩＭＳＩ、及びＳ１−Ｕインタフェースのユーザトラフィックから抽出された５ｔｕｐｌｅ（送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号、プロトコルタイプ）を用いてセッションレコードを検索する（８０２）。

検索の結果、Ｓ１−Ｕインタフェースで取得したユーザトラフィックが新規セッションのものであれば（８０３でＹＥＳ）、当該セッションをセッションレコード管理テーブル２２３に新たに登録する（８０４）。一方、Ｓ１−Ｕインタフェースで取得したユーザトラフィックが既存セッションのものであれば（８０３でＮＯ）、当該ユーザトラフィックの情報を用いてセッションレコード管理テーブル２２３を更新する（８０５）。

その後、Ｓ１−Ｕインタフェースで取得したユーザトラフィックにＨＴＴＰメソッドの情報が含まれているかを判定する（８０６）。当該ユーザトラフィックにＨＴＴＰメソッドの情報が含まれていれば、セッションレコード管理テーブル２２３のＨＴＴＰメソッドのフィールドを更新する（８０７）。

その後、Ｓ１−Ｕインタフェースで取得したユーザトラフィックのアプリケーションプログラムが識別されているかを判定する（８０８）。アプリケーションプログラムが識別されていなければ、当該ユーザトラフィックのアプリケーションプログラムを識別するアプリ識別処理を実行する（８０９）。

その後、Ｓ１−Ｕインタフェースで取得したユーザトラフィックが通信品質計測対象であるかを判定する（８１０）。ユーザトラフィックが通信品質計測対象であれば、通信品質を計測し、セッションレコード管理テーブル２２３の通信品質フィールドを更新する（８１１）。

図９は、第１実施例の通信品質計測契機を示す図である。

本実施例で計測される通信品質は、ＵＥ１０１とＰＤＮ１３４に設けられたサーバとの間で送受信されるパケットをネットワーク上のパケット取得点で取得し、代表的には以下の四つで測定される。

１．ＳＹＮパケットを用いたＲＡＮ ＲＴＴ計測（９０１）
ＳＹＮ＋Ａｃｋパケットと、対応するＡｃｋパケットとの時間差
２．Ｄａｔａパケットを用いたＲＡＮ ＲＴＴ計測（９０２）
Ｄａｔａパケットと、対応するＡｃｋパケットとの時間差
３．ＨＴＴＰセッションスループット計測（９０３）
Ｒｅｑｕｅｓｔパケットと、対応するＨＴＴＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅパケットとの時間差
４．ＴＣＰセッションスループット計測（９０４）
ＳＹＮパケットと、対応するＦｉｎパケットとの時間差

なお、図示は省略したが、所定のデータ転送量（例えば、１００ｋｂ）毎に、スループットを計測してもよい。

図１０は、第１実施例のトラフィック管理サーバ１４３の構成を示す図である。

トラフィック管理サーバ１４３の機能は、一般的なコンピュータの補助記憶装置２０２にプログラム（ソフトウェア）の形で格納され、ＣＰＵ２０４が、補助記憶装置２０２から読み出したプログラムをメモリ上に展開して、実行する。トラフィック管理サーバ１４３は、ネットワークＩ／Ｆ２０５を介して、ＤＰＩ１４１と通信する。トラフィック管理サーバ１４３のメモリ２０３は、無線区間スループット推定プログラム１０１１及びトラフィック制御指示管理プログラム１０１２を格納する。さらに、トラフィック管理サーバ１４３のメモリ２０３は、基地局通信品質管理テーブル１０２１（図１１参照）及びトラフィック制御指示管理テーブル１０２２（図１２参照）を格納する。

ＣＰＵ２０４が実行するプログラムは、リムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介してトラフィック管理サーバ１４３に提供され、非一時的記憶媒体である補助記憶装置２０２に格納される。このため、トラフィック管理サーバ１４３は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインタフェースを有するとよい。

トラフィック管理サーバ１４３は、物理的に一つの計算機上で、又は、論理的又は物理的に複数の計算機上で構成される計算機システムであり、前述したプログラムが、同一の計算機上で別個のスレッドで動作してもよく、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。

第１実施例のトラフィック管理サーバ１４３の特徴の概略を簡単に説明すれば、以下の通りである。すなわち、トラフィック管理サーバ１４３は、ＤＰＩ１４１からユーザ情報及び基地局情報を取得し、取得したユーザ情報及び基地局情報に基づいて、Ｐ−ＧＷ１３３や動画圧縮装置１４５にトラフィック制御指示を送信する。

図１１は、第１実施例の基地局通信品質管理テーブル１０２１の構成例を示す図である。

基地局通信品質管理テーブル１０２１は、ＵＥ１０１の通信品質の推定結果を記録するテーブルである。具体的には、基地局通信品質管理テーブル１０２１は、ｅＮｏｄｅＢ１１１を一意に識別するための識別情報（例えば、ＥＣＧＩ）１０２１１と、ＤＰＩ１４１から取得した統計情報１０２１２と、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１の通信品質情報１０２１３とを含む。

統計情報１０２１２は、基地局情報管理テーブル２２２の統計情報２２２２と同じであり、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１に接続しているＵＥ１０１の数、及び当該ｅＮｏｄｅＢ１１１が所定時間に転送している上り及び下りのデータ量（例えば、バイト数）を含む。通信品質情報１０２１３は、品質値及び無線区間のスループット推定値を含む。品質値は、基地局情報管理テーブル２２２の通信品質情報２２２３の品質値（ＨＴＴＰセッションスループット、ＴＣＰセッションスループット、ＲＡＮ ＲＴＴ）と同じである。無線区間のスループット推定値は、トラフィック管理サーバ１４３のＣＰＵ２０４が、以下に説明する方法によって計算する。

まず、式（１）を用いて、ＨＴＴＰセッションスループットから無線区間のスループットを推定できる。
無線区間スループット＝http_throughput×係数 …（１）
係数＝exp（β０＋β１×http_throughput＋β２×転送バイト数＋β３×接続ＵＥ数）
通信品質情報にＨＴＴＰセッションスループットを用いることによって、下位レイヤを使用できない場合でも、アプリケーション層のセッションを用いて無線区間のスループットを推定できる。

また、式（２）を用いて、ＴＣＰセッションスループットから無線区間のスループットを推定できる。
無線区間スループット＝tcp_throughput×係数 …（２）
係数＝exp（β０＋β１×tcp_throughput＋β２×転送バイト数＋β３×接続ＵＥ数）
通信品質情報にＴＣＰセッションスループットを用いることによって、上位層の多様なプロトコルによる通信の情報を用いて無線区間のスループットを推定できる。

さらに、式（３）を用いて、ＲＴＴから無線区間のスループットを推定できる。
無線区間スループット＝exp（β０＋β１×RAN_RTT） …（３）
通信品質情報に無線区間のＲＡＮ ＲＴＴを用いることによって、簡易に無線区間のスループットを推定できる。

式（１）〜（３）におけるβ０〜β３は所定のパラメータであり、ユーザが定めた定数でも、後述する第２実施例のように過去の通信品質の統計情報に基づいて定められた定数でもよい。さらに、パラメータβ０〜β３は、無線通信システムで共通の値でも、ｅＮｏｄｅＢ１１１の種別（例えば、セクタ数）によって異なる値でも、ｅＮｏｄｅＢ１１１毎に異なる値でもよい。

なお、無線区間のスループット推定値の計算方法は、前述したいずれかの方法のうち、ユーザが指定した方法を用いても、複数の方法で計算した推定値を統計処理した値を用いても、その時々の状況において誤差が少ない方法を用いてもよい。

図１２は、第１実施例のトラフィック制御指示管理テーブル１０２２の構成例を示す図である。

トラフィック制御指示管理テーブル１０２２は、トラフィック管理サーバ１４３がＰ−ＧＷ１３３や動画圧縮装置１４５にトラフィックの制御を指示する内容を格納する。具体的には、トラフィック制御指示管理テーブル１０２２は、ＵＥ１０１を一意に識別するための識別情報（例えば、ＩＭＳＩ）１０２２１と、当該ＵＥ１０１が利用しているアプリケーションプログラムの識別情報１０２２２と、ｅＮｏｄｅＢ１１１を一意に識別するための識別情報（例えば、ＥＣＧＩ）１０２２３と、当該ＵＥ１０１とｅＮｏｄｅＢ１１１との間の無線区間のスループット推定値１０２２４と、当該ＵＥ１０１のトラフィックの制御状態１０２２５とを含む。

アプリケーションプログラムの識別情報１０２２２は、ＤＰＩ１４１がＳ１−Ｕインタフェースで受信したメッセージから識別され、ユーザ情報管理テーブル２２１に記録されたアプリケーションプログラムである。スループット推定値１０２２４は、トラフィック管理サーバ１４３が計算して、基地局通信品質管理テーブル１０２１に記録された値である。

図１３は、第１の実施例のトラフィック制御指示管理処理のフローチャートである。

トラフィック制御指示管理プログラム１０１２は、トラフィック制御指示管理テーブル１０２２の更新タイミングで（具体的には、ＤＰＩ１３１からユーザ情報及び／又は基地局情報を受信すると）、トラフィック制御指示管理処理を実行し、トラフィック制御指示管理テーブル１０２２を更新する。なお、トラフィック制御指示管理プログラム１０１２は、所定のタイミング（例えば、所定時間間隔）でトラフィック制御指示管理処理を実行してもよい。

まず、トラフィック管理サーバ１４３のＣＰＵ２０４は、ＤＰＩ１３１から受信したユーザ情報を用いて、トラフィック制御指示管理テーブル１０２２のアプリケーションプログラムの識別情報１０２２２及び基地局ＩＤ１０２２３を更新する（１３０１）。そして、ＤＰＩ１４１から受信した基地局情報を用いてトラフィック制御指示管理テーブル１０２２の無線区間スループット推定値１０２２４を更新する（１３０２）。

その後、ＵＥ１０１毎に、ステップ１３０３〜１３０４の処理を繰り返し実行する。ループ内では、制御帯域を更新するかを、以下の条件によって判定する（１３０３）。
条件１：制御帯域≧無線区間スループット推定値×閾値１
条件２：制御帯域≦無線区間スループット推定値×閾値２
条件１、２において、閾値１、２は、制御帯域を更新する範囲を定めるための閾値であり、ユーザが任意に設定すればよい。

そして、条件１又は２のいずれかを満たす場合、ステップ１３０４で、適用する制御帯域をスループット推定値×αへ更新する。αは制御帯域のスループット推定値からの余裕を示す係数である。

その後、全てのＵＥ１０１についてスループット推定値の更新処理が終了すると、制御帯域を更新したエントリを制御装置（例えば、ＰＣＲＦ、Ｐ−ＧＷ１３３内に設けられたＰＣＥＦ、動画圧縮装置１４５等）へ通知する（１３０５）。

以上に説明したように、第１実施例によると、Ｓ−ＧＷ１３１がＳ１１インタフェースで送受信するメッセージ及びＳ１−Ｕインタフェースで送受信するパケットを用いて、ｅＮｏｄｅＢ１１１が提供する無線区間の通信品質（スループット）をリアルタイムに推定することができる。

特に、ｅＮｏｄｅＢ１１１は無線区間の通信品質を長周期（例えば、１５分）で測定するので、短周期（数秒〜数十秒毎）の帯域制御に適さなかった。しかし、第１実施例によると、ｅＮｏｄｅＢ１１１の種別（例えば、セクタ数、帯域幅）による性能差によらない、ｅＮｏｄｅＢ１１１毎に無線区間の通信品質を遅滞なく推定することができ、ｅＮｏｄｅＢ１１１毎に輻輳を遅滞なく判定できる。また、無線区間の通信品質に合わせた端末毎の帯域制御が可能となる。さらに、動画圧縮装置１４５が、無線区間の通信品質に合わせて動画の圧縮方法や解像度を変えることによって、ＵＥ１０１へ送信される動画データの量を制御することができる。

特に、第１実施例では、ｅＮｏｄｅＢ１１１の種別（例えば、セクタ数、帯域幅）による性能差によらない、無線区間のユーザごとのスループットをｅＮｏｄｅＢ１１１毎に推定することができる。

また、無線通信システム全体で一つの基準指標でトラフィックを制御することができ、システム内で整合性がとれない制御を防止することができる。

本発明の第２実施例について図１４から図１９を用いて説明する。第２実施例は、無線通信システムがパラメータサーバ１４６を有する点で第１実施例と異なる。第２実施例では、前述した第１実施例との相違点のみを説明し、第１実施例と同一の構成及び処理は同じ符号を付し、それらの説明を省略する。無線区間のスループットを推定するために使用するパラメータβ０〜β３は、第１実施例ではユーザが固定的に設定する定数であるが、第２実施例では過去の通信品質の統計情報に基づいて定められる。第１実施例のスループット推定方法では、ユーザがパラメータβ０〜β３を任意に設定するため、無線区間のスループットの推定値の精度が低い場合があるが、第２実施例では、スループットの推定精度を高めることができる。

図１４は、第２実施例の無線通信システムの構成を示す図である。

第２実施例の無線通信システムは、基地局装置であるｅＮｏｄｅＢ１１１、ゲートウェイ装置であるＳ−ＧＷ１３１とＰ−ＧＷ１３３、通信制御装置であるＭＭＥ１３２、ＥＭＳサーバ１３５、パケット詳細解析装置であるＤＰＩ１４１、トラフィック管理サーバ１４３、及び、パラメータサーバ１４６を有する。ｅＮｏｄｅＢ１１１には、ユーザ端末であるＵＥ１０１が接続される。なお、図１４では図示を省略したが、第２実施例の無線通信システムが動画圧縮装置１４５を有してもよい。

ＭＭＥ１３２は、ＵＥ１０１のモビリティを管理する装置であり、制御プレーンのシグナリングを送受信する。ＥＭＳサーバ１３５は、無線通信システムに備わるノードを管理するエレメント・マネジメント・システムである。具体的には、ＥＭＳサーバ１３５は、各ノードの統計情報（ｅＮｏｄｅＢ１１１が転送するデータ量、ｅＮｏｄｅＢ１１１が測定した無線区間のスループット等）を収集する。

パラメータサーバ１４６は、ＥＭＳサーバ１３５から取得したＰＭ統計（ｅＮｏｄｅＢ１１１が測定した統計情報）及びＤＰＩ１４１から取得したＤＰＩ統計（Ｓ１１インタフェースで送受信されるメッセージ及びＳ１−Ｕインタフェースで送受信されるメッセージの統計値）を用いて、無線区間のスループットを推定するために使用するパラメータβ０〜β３を計算して、トラフィック管理サーバ１４３に出力する。トラフィック管理サーバ１４３は、パラメータサーバ１４６が計算したパラメータβ０〜β３を使用して無線区間のスループットの推定値を計算する。

図１５は、第２実施例のパラメータサーバ１４６の構成を示す図である。

パラメータサーバ１４６の機能は、一般的なコンピュータの補助記憶装置２０２にプログラム（ソフトウェア）の形で格納され、ＣＰＵ２０４が、補助記憶装置２０２から読み出したプログラムをメモリ上に展開して、実行する。パラメータサーバ１４６は、ネットワークＩ／Ｆ２０５を介して、ＥＭＳサーバ１３５、ＤＰＩ１４１及びトラフィック管理サーバ１４３と通信する。パラメータサーバ１４６のメモリ２０３は、無線区間スループット推定プログラム１５１１を格納する。さらに、パラメータサーバ１４６のメモリ２０３は、算出パラメータ管理テーブル１５２１（図１６参照）、ＰＭ統計管理テーブル１５２２（図１７参照）及びＤＰＩ統計管理テーブル１５２３（図１８参照）を格納する。

ＣＰＵ２０４が実行するプログラムは、リムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介してパラメータサーバ１４６に提供され、非一時的記憶媒体である補助記憶装置２０２に格納される。このため、パラメータサーバ１４６は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインタフェースを有するとよい。

パラメータサーバ１４６は、物理的に一つの計算機上で、又は、論理的又は物理的に複数の計算機上で構成される計算機システムであり、前述したプログラムが、同一の計算機上で別個のスレッドで動作してもよく、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。

第２実施例のパラメータサーバ１４６の特徴の概略を簡単に説明すれば、以下の通りである。すなわち、パラメータサーバ１４６は、ＥＭＳサーバ１３５から取得したｅＮｏｄｅＢ１１１の通信品質情報の実測値（例えば、無線区間のスループット）及びＤＰＩ１４１から取得した通信品質情報（例えば、接続ＵＥ数、転送データ量）を用いて、無線区間のスループットを推定するために使用するパラメータβ０〜β３を計算し、トラフィック管理サーバ１４３に出力する。

図１６は、第２実施例の算出パラメータ管理テーブル１５２１の構成例を示す図である。

算出パラメータ管理テーブル１５２１は、パラメータサーバ１４６が算出したパラメータβ０〜β３を記録するテーブルである。具体的には、算出パラメータ管理テーブル１５２１は、ｅＮｏｄｅＢ１１１を一意に識別するための識別情報（例えば、ＥＣＧＩ）１５２１１と、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１の種別１５２１２と、計算されたパラメータ１５２１３とを含む。

ｅＮｏｄｅＢの種別１５２１２は、ｅＮｏｄｅＢ１１１に実装されたセクタ数や帯域幅などである。パラメータ１５２１３は、β０、β１、β２及びβ３を含む。

なお、図示した算出パラメータ管理テーブル１５２１は、ｅＮｏｄｅＢの識別情報１５２１１及びｅＮｏｄｅＢの種別１５２１２を含むが、ｅＮｏｄｅＢの識別情報１５２１１又はｅＮｏｄｅＢの種別１５２１２の一方を含むものでもよい。ｅＮｏｄｅＢの識別情報１５２１１のみを含む場合、パラメータ１５２１３はｅＮｏｄｅＢ毎に計算される。また、ｅＮｏｄｅＢの種別１５２１２のみを含む場合、パラメータ１５２１３はｅＮｏｄｅＢの種別毎に計算される。

図１７は、第２実施例のＰＭ統計管理テーブル１５２２の構成例を示す図である。

ＰＭ統計管理テーブル１５２２は、ＥＭＳサーバ１３５から取得したｅＮｏｄｅＢ１１１の情報を記録するテーブルである。具体的には、ＰＭ統計管理テーブル１５２２は、ｅＮｏｄｅＢ１１１を一意に識別するための識別情報（例えば、ＥＣＧＩ）１５２２１と、無線区間のスループットの計測期間１５２２２と、無線区間のスループット１５２２３とを含む。

スループット１５２２３は、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１で実測された無線区間のスループット１５２２３である。計測期間１５２２２と、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１で無線区間のスループット１５２２３を計測した期間である。

図１８は、第２実施例のＤＰＩ統計管理テーブル１５２３の構成例を示す図である。

ＤＰＩ統計管理テーブル１５２３は、ＤＰＩ１４１から取得したｅＮｏｄｅＢ１１１の情報を記録するテーブルである。具体的には、ＤＰＩ統計管理テーブル１５２３は、ｅＮｏｄｅＢ１１１を一意に識別するための識別情報（例えば、ＥＣＧＩ）１５２３１と、基本統計情報及び通信品質情報の計測期間１５２３２と、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１の統計情報１５２３３と、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１の通信品質情報１５２３４とを含む。

パラメータサーバ１４６は、ｅＮｏｄｅＢ１１１の情報をＤＰＩ１４１から所定期間毎に取得した場合、当該所定期間が計測期間１５２３２に記録される。統計情報１５２３３は、当該ｅＮｏｄｅＢ１１１に接続しているＵＥ１０１の数、及び当該ｅＮｏｄｅＢ１１１が所定時間に転送している上り及び下りのデータ量（例えば、バイト数）を含む。通信品質情報１５２３４は、品質値及び品質値の計測時に使用したサンプル数を含む。品質値は、スループット（ｂｐｓ）、ＲＴＴなどがある。品質値がスループットである場合、サンプル数は、スループットの計測に使用したセッション数である。ＲＴＴの品質値としては、所定値（例えば、５０ミリ秒）以下の割合や、平均値などの統計値がある。

図１９は、第２実施例の無線区間スループット推定パラメータ生成処理のフローチャートである。

無線区間スループット推定プログラム１５１１は、所定のタイミング（例えば、所定時間毎、ユーザが指定した時刻）に無線区間スループット推定パラメータ生成処理を実行し、算出パラメータ管理テーブル１５２１を更新する。なお、無線区間スループット推定プログラム１５１１は、ＰＭ統計管理テーブル１５２２及び／又はＤＰＩ統計管理テーブル１５２３が更新されたタイミングで無線区間スループット推定パラメータ生成処理を実行してもよい。

まず、パラメータサーバ１４６のＣＰＵ２０４は、パラメータ算出に用いる期間Ｔを取得する（１９０１）。期間Ｔは、ユーザによって指定されたり、無線区間スループット推定パラメータ生成処理の実行間隔（所定時間）でもよい。

次に、パラメータを計算する対象の基地局のリストを取得する（１９０２）。基地局リストは、例えば、ＤＰＩ統計管理テーブル１５２３の基地局ＩＤ１５２３１や、ｅＮｏｄｅＢ１１１を管理しているサーバ（例えば、ＥＭＳサーバ１３５）から取得することができる。

その後、取得した基地局リストから一つのｅＮｏｄｅＢ１１１を選択し、ステップ１９０３〜１９０７の処理を繰り返す。

ステップ１９０３では、基地局ＩＤがＸｉであり、計測期間Ｔに含まれるＰＭ統計及びＤＰＩ統計を、それぞれ、ＰＭ統計管理テーブル１５２２及びＤＰＩ統計管理テーブル１５２３から取得する。そして、基地局ＩＤ及び計測期間を用いて、ＰＭ統計とＤＰＩ統計とを対応付ける（１９０４）。さらに、ＰＭ統計及びＤＰＩ統計にフィルタ処理を実行する（１９０５）。フィルタ処理では、例えば、サンプル数が所定の閾値より少ない統計や、接続ユーザ数が所定の閾値より少ない統計を除外することによって、異常値によるパラメータのブレを少なくすることができる。

そして、無線区間スループット値を目的変数とし、基本統計情報及び通信品質情報を説明変数とした最尤推定によってパラメータを計算し（１９０６）、計算したパラメータを算出パラメータ管理テーブル１５２１へ記録する（１９０７）。

全てのｅＮｏｄｅＢ１１１についてのパラメータの計算が終了した後、計算されたパラメータをトラフィック管理サーバ１４３に出力する（１９０８）。

なお、ｅＮｏｄｅＢ１１１毎の繰り返し処理を省略し、無線通信システムで共通のパラメータβ０〜β３の値を計算してもよい。さらに、ｅＮｏｄｅＢ１１１の種別（例えば、セクタ数）毎に繰り返し処理を実行し、ｅＮｏｄｅＢ１１１の種別によってパラメータβ０〜β３の異なる値を計算してもよい。

以上に説明したように、第２実施例によると、パラメータサーバ１４６が、ＥＭＳサーバ１３５から取得したＰＭ統計及びＤＰＩ１４１から取得したＤＰＩ統計を用いて、無線区間のスループットを推定するために使用するパラメータβ０〜β３を計算するので、ｅＮｏｄｅＢ１１１の設置環境（例えば、ＵＥ１０１がセルエッジに多いか、セル中心に多いかの傾向）による差を考慮してスループット推定値を計算して、スループット推定の精度を向上することができる。そして、より適切な帯域制御をすることができる。

本発明の第３実施例について図２０から図２３を用いて説明する。第３実施例は、無線通信システムがフィルタサーバ１４７を有する点で第１実施例と異なる。第３実施例では、前述した実施例との相違点のみを説明し、第１実施例及び第２実施例と同一の構成及び処理は同じ符号を付し、それらの説明を省略する。第３実施例では、無線区間のスループットと相関性が高い通信品質を抽出するフィルタを生成し、生成したフィルタによって選択された通信品質を用いて無線区間のスループットを推定する。このため、通信品質の推定精度を向上することができる。

図２０は、第３実施例の無線通信システムの構成を示す図である。

第３実施例の無線通信システムは、基地局装置であるｅＮｏｄｅＢ１１１、ゲートウェイ装置であるＳ−ＧＷ１３１とＰ−ＧＷ１３３、通信制御装置であるＭＭＥ１３２、ＥＭＳサーバ１３５、パケット詳細解析装置であるＤＰＩ１４１、トラフィック管理サーバ１４３、及び、フィルタサーバ１４７を有する。ｅＮｏｄｅＢ１１１には、ユーザ端末であるＵＥ１０１が接続される。なお、図２０では図示を省略したが、第３実施例の無線通信システムが動画圧縮装置１４５を有してもよい。

フィルタサーバ１４７は、ＥＭＳサーバ１３５から取得したＰＭ統計及びＳ−ＧＷ１３１から取得したセッションログ情報を用いて、通信品質情報を選択するためのフィルタを生成し、ＤＰＩ１４１に出力する。ＤＰＩ１４１は、フィルタサーバ１４７から取得したフィルタを用いてセッション情報を選択し、通信品質を計測する。

図２１は、第３実施例のフィルタサーバ１４７の構成を示す図である。

フィルタサーバ１４７の機能は、一般的なコンピュータの補助記憶装置２０２にプログラム（ソフトウェア）の形で格納され、ＣＰＵ２０４が、補助記憶装置２０２から読み出したプログラムをメモリ上に展開して、実行する。フィルタサーバ１４７は、ネットワークＩ／Ｆ２０５を介して、ＥＭＳサーバ１３５及びＤＰＩ１４１と通信する。フィルタサーバ１４７のメモリ２０３は、フィルタ生成プログラム２１１１を格納する。さらに、フィルタサーバ１４７のメモリ２０３は、生成フィルタ管理テーブル２１２１（図２２参照）、ＰＭ統計管理テーブル２１２２及びＤＰＩセッションログ管理テーブル２１２３を格納する。

ＰＭ統計管理テーブル２１２２は、第２実施例のパラメータサーバ１４６が保持するＰＭ統計管理テーブル１５２２と同じである。ＤＰＩセッションログ管理テーブル２１２３は、ＤＰＩ１４１が保持するセッションレコード管理テーブル２２３と同じである。

ＣＰＵ２０４が実行するプログラムは、リムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介してフィルタサーバ１４７に提供され、非一時的記憶媒体である補助記憶装置２０２に格納される。このため、フィルタサーバ１４７は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインタフェースを有するとよい。

フィルタサーバ１４７は、物理的に一つの計算機上で、又は、論理的又は物理的に複数の計算機上で構成される計算機システムであり、前述したプログラムが、同一の計算機上で別個のスレッドで動作してもよく、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。

第３実施例のフィルタサーバ１４７の特徴の概略を簡単に説明すれば、以下の通りである。すなわち、フィルタサーバ１４７は、ＥＭＳサーバ１３５から取得したｅＮｏｄｅＢ１１１の通信品質情報の実測値（例えば、無線区間のスループット）及びＤＰＩ１４１から取得したセッションログ情報を用いて、通信品質情報を選択するためのフィルタを生成する。

図２２は、第３の実施例の生成フィルタ管理テーブル２１２１の構成例を示す図である。

生成フィルタ管理テーブル２１２１は、フィルタサーバ１４７が生成したフィルタを記録するテーブルである。具体的には、生成フィルタ管理テーブル２１２１は、セッションを終端するサーバを一意に識別するためのサーバ情報２１２１１と、当該サーバのホスト名２１２１２と、当該セッションのＨＴＴＰメソッド２１２１３と、当該セッションのアプリケーションプログラムを識別するための識別情報２１２１４と、当該セッションで転送されるデータ量２１２１５とを含む。

サーバ情報２１２１１は、セッションを終端するサーバのＩＰアドレスとポート番号とを含む。転送データ量２１２１５には、セッション毎に転送されるデータ量の範囲や下限値が記録される。

図２３は、第３の実施例のフィルタ生成処理のフローチャートである。

まず、フィルタサーバ１４７のＣＰＵ２０４は、パラメータ算出に用いる期間Ｔを取得し、フィルタ条件に含まれる１以上の項目ｉを取得する（２３０１）。期間Ｔは、ユーザによって指定されたり、無線区間スループット推定パラメータ生成処理の実行間隔（所定時間）でもよい。フィルタ条件に含まれる項目は、ユーザが任意に指定することができる。

そして、フィルタ条件に項目ｉの値が一致するセッションの数を計数し、計数されたセッション数が所定数以上となる項目ｉの値をフィルタ候補に決定し、フィルタ候補群を生成する（２３０２）。セッション数が少ないフィルタ処理を除外することによって、有意な統計値が得られるフィルタ条件を選択することができる。また、生成されるフィルタの数を抑制することによって、ＤＰＩ１４１におけるフィルタリング処理の負荷を軽減することができる。

その後、フィルタ候補群からフィルタ候補Ｆｉを一つ選択し、ステップ２３０３〜２３０７の処理を繰り返す。

ステップ２３０３では、基地局ＩＤ及び計測期間Ｔの組み合わせ毎にフィルタ候補Ｆｉの条件を満たすセッションレコードから通信品質値の代表値を計算する（２３０３）。代表値は、計測期間内の通信品質値を統計処理した値で、例えば、平均値や中央値を用いることができる。

そして、基地局ＩＤ及び計測期間を用いて、ＰＭ統計（無線区間のスループットの実測値）と通信品質値の代表値とを対応付ける（２３０４）。

そして、無線区間のスループットの実測値と通信品質値の代表値との相関係数を計算し（２３０５）、相関係数と所定の閾値とを比較判定する（２３０６）。その結果、相関係数が所定の閾値以上であれば、フィルタ候補Ｆｉの条件はスループット値と相関があり、フィルタ候補Ｆｉは有効なフィルタであるので、フィルタ候補Ｆｉを生成フィルタ管理テーブル２１２１に記録する（２３０７）。

全てのフィルタ候補Ｆｉについて無線区間のスループットの実測値との相関係数の判定が終了した後、生成したフィルタ条件をＤＰＩ１４１に出力する（２３０８）。

ＤＰＩ１４１は、基地局情報更新処理（図７）のステップ７１３で受信したフィルタ条件に一致したセッションを用いて計測した通信品質を基地局情報管理テーブル２２２に追加する。基地局情報管理テーブル２２２は、フィルタ条件に拘わらず一つだけ設けてもよい。また、フィルタ条件毎に異なるテーブルを設けてもよい。フィルタ条件によって、トラフィック制御の効き方が異なることから、フィルタ条件毎に異なるテーブルを設けることによって、多様なトラフィック制御を実現することができる。

以上に説明したように、第３実施例によると、無線区間のスループットの実測値と相関性が高い通信品質情報を抽出するフィルタを生成し、生成したフィルタによって選択された通信品質情報を用いて無線区間のスループットを推定する。このため、無線区間のスループットの推定精度を向上することができる。

特に、通信品質情報にＴＣＰセッションスループットを用いると、多様なプロトコルの通信の情報を用いて、無線区間のスループット推定値を計算することになる。このため、無線区間のスループットと相関が高いセッションをフィルタを用いて選択して無線区間のスループット推定値を計算するとよい。例えば、無線区間のスループットの推定は、ファイルダウンロードのようなデータ転送量が大きいセッションが適するが、ＴＣＰセッションスループットを用いると、データ転送量が少ないセッションの情報も使用することになる。第３実施例によると、無線区間のスループットを推定するために使用する通信品質情報をフィルタによって選択することができる。また、アプリケーションレイヤでスループットを制御するアプリケーションによるセッションを除外して、無線区間のスループットを推定することができる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

１０１ ユーザ端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）
１１１ 基地局（ｅＮｏｄｅＢ：Ｅ−ＵＴＲＡＮ ＮｏｄｅＢ）
１３１ Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ）
１３３ Ｐ−ＧＷ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ）
１３４ ＰＤＮ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）
１３５ ＥＭＳ（Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）サーバ
１４１ パケット詳細解析装置（ＤＰＩ）
１４３ トラフィック管理サーバ
１４５ 動画圧縮装置
１４６ パラメータサーバ
１４７ フィルタサーバ

Claims (15)

1. 通信システムのトラフィックを管理する通信管理装置であって、
   前記通信システムは、端末と通信する無線基地局と、前記無線基地局と接続されたゲートウェイ装置とを有し、
   前記ゲートウェイ装置が送受信するデータから取得した通信品質情報を用いて、前記無線基地局と前記端末との間の無線区間のスループットの推定値を計算することを特徴とする通信管理装置。
2. 請求項１に記載の通信管理装置であって、
   前記通信品質情報は、前記ゲートウェイ装置が送受信するデータのラウンドトリップタイムであることを特徴とする通信管理装置。
3. 請求項１に記載の通信管理装置であって、
   前記通信品質情報は、前記ゲートウェイ装置が送受信するＴＣＰセッションのスループットであり、
   前記通信管理装置は、前記通信品質情報と、前記ゲートウェイ装置が転送するデータの量と、前記無線基地局に接続されている端末の数とを用いて、前記無線基地局と前記端末との間の無線区間のスループットの推定値を計算することを特徴とする通信管理装置。
4. 請求項１に記載の通信管理装置であって、
   前記通信品質情報は、前記ゲートウェイ装置が送受信するＨＴＴＰセッションのスループットであり、
   前記通信管理装置は、前記通信品質情報と、前記ゲートウェイ装置が転送するデータの量と、前記無線基地局に接続されている端末の数とを用いて、前記無線基地局と前記端末との間の無線区間のスループットの推定値を計算することを特徴とする通信管理装置。
5. 請求項１に記載の通信管理装置であって、
   前記通信システムは、前記端末に許容される帯域を制御する制御装置を有し、
   前記通信管理装置は、前記計算された無線区間のスループットに基づいて、前記端末に適用する制御内容を決定し、前記制御装置に通知することを特徴とする通信管理装置。
6. 請求項５に記載の通信管理装置であって、
   前記計算された無線区間のスループットに所定値を乗じて定められた閾値と現在の制御帯域を比較して、前記端末に適用する帯域を更新するかを決定し、
   前記帯域を更新すると決定された場合、前記計算された無線区間のスループットに所定の係数を乗じて定められた帯域を前記制御装置に通知することを特徴とする通信管理装置。
7. 端末との間でユーザデータを送受信する通信システムであって、
   トラフィックを管理する通信管理装置と、
   前記トラフィックを解析する解析装置とを備え、
   前記解析装置は、前記端末と通信する無線基地局と接続されたゲートウェイ装置が送受信するデータを取得し、
   前記通信管理装置は、前記解析装置が取得したデータから取得した通信品質情報を用いて、前記無線基地局と前記端末との間の無線区間のスループットの推定値を計算することを特徴とする通信システム。
8. 請求項７に記載の通信システムであって、
   前記通信品質情報は、前記ゲートウェイ装置が送受信するデータのラウンドトリップタイムであることを特徴とする通信システム。
9. 請求項７に記載の通信システムであって、
   前記通信品質情報は、前記ゲートウェイ装置が送受信するＴＣＰセッションのスループットであり、
   前記通信管理装置は、前記通信品質情報と、前記ゲートウェイ装置が転送するデータの量と、前記無線基地局に接続されている端末の数とを用いて、前記無線基地局と前記端末との間の無線区間のスループットの推定値を計算することを特徴とする通信システム。
10. 請求項７に記載の通信システムであって、
    前記通信品質情報は、前記ゲートウェイ装置が送受信するＨＴＴＰセッションのスループットであり、
    前記通信管理装置は、前記通信品質情報と、前記ゲートウェイ装置が転送するデータの量と、前記無線基地局に接続されている端末の数とを用いて、前記無線基地局と前記端末との間の無線区間のスループットの推定値を計算することを特徴とする通信システム。
11. 請求項７に記載の通信システムであって、
    前記端末に許容される帯域を制御する制御装置を有し、
    前記通信管理装置は、前記計算された無線区間のスループットに基づいて、前記端末に適用する制御内容を決定し、前記制御装置に通知することを特徴とする通信システム。
12. 請求項１１に記載の通信システムであって、
    前記通信管理装置は、
    前記計算された無線区間のスループットに所定値を乗じて定められた閾値と現在の制御帯域を比較して、前記端末に適用する帯域を更新するかを決定し、
    前記帯域を更新すると決定された場合、前記計算された無線区間のスループットに所定の係数を乗じて定められた帯域を前記制御装置に通知することを特徴とする通信システム。
13. 請求項７に記載の通信システムであって、
    前記無線区間のスループットの推定値を計算するために使用するパラメータを計算するパラメータ計算装置を備え、
    前記パラメータ計算装置は、前記無線基地局が測定した無線区間のスループットの実測値と、前記ゲートウェイ装置が送受信するデータの量と、前記無線基地局に接続されている端末の数とを用いて、前記パラメータを計算することを特徴とする通信システム。
14. 請求項７に記載の通信システムであって、
    前記無線区間のスループットの推定値を計算するために使用する通信品質情報を選択するためのフィルタを生成するフィルタ生成装置を備え、
    前記フィルタ生成装置は、前記無線基地局が測定した無線区間のスループットの実測値と、前記ゲートウェイ装置が取得した通信品質情報とを用いて、前記フィルタを生成することを特徴とする通信システム。
15. 通信システムのトラフィックを管理する通信管理装置で実行されるプログラムであって、
    前記通信システムは、端末と通信する無線基地局と、前記無線基地局と接続されたゲートウェイ装置とを有し、
    前記通信管理装置は、前記プログラムを実行するプロセッサと、前記プログラムを格納するメモリとを有し、
    前記プログラムは、
    前記ゲートウェイ装置が送受信するデータから取得した通信品質情報を取得する手順と、
    前記取得した通信品質情報を用いて、前記無線基地局と前記端末との間の無線区間のスループットの推定値を計算する手順とを前記プロセッサに実行させることを特徴とするプログラム。

Images