JP4270397B2 - 通信制御システム - Google Patents

Description

本発明は、パケット通信等の通信の制御を行う通信制御システムに関するものである。

従来、パケット通信の通信速度はユーザ端末毎に予め定められており、ネットワーク状況やユーザの利便性を考慮して通信速度を決定することができなかった。このため、例えば、サーバからユーザ端末に動画コンテンツ等の大容量コンテンツを配信する際に長時間を要していた。一方、データ量が小さいコンテンツをユーザ端末に配信する場合にも一律の通信速度で配信するため、ネットワークの負荷が増大していた。
従来においては、通信アプリケーションや通信方式に基づいて適切な通信速度を決定する技術も存在する（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１２７２１８号公報

しかしながら、ネットワークが混雑している時にも一律に決定した通信速度で通信を行う場合、ネットワークに大きな負荷がかかってしまう。ネットワークの状況やユーザの利便性を適切に考慮して、柔軟に通信制御を行う仕組みが必要である。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、ネットワーク資源を有効に利用しながらユーザの利便性を考慮して、柔軟に通信制御を行う通信制御システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ユーザ端末と接続先装置との通信を中継する通信制御システムにおいて、料金レートと前記通信の通信クラス又は通信速度を表す通信制御条件との対応関係を示す情報を記憶する料金対応通信制御条件記憶手段と、前記ユーザ端末が加入している通信サービスの契約内容と料金レートとの対応関係を表す情報、接続先装置と料金レートとの対応関係を表す情報、及び、前記通信のアプリケーション種別と料金レートとの対応関係を表す情報、の少なくとも１を記憶する料金レート決定用情報記憶手段と、料金レート間の優先度を記憶する優先度記憶手段と、前記ユーザ端末から前記接続先装置に対して接続要求メッセージが送信された場合に、前記料金レート決定用情報記憶手段に記憶されている情報に基づいて料金レートを決定し、該決定した料金レートと前記料金対応通信制御条件記憶手段に記憶されている情報とに基づいて前記通信制御条件を決定する通信制御条件決定手段と、前記通信制御条件決定手段により決定された通信制御条件に基づいて前記通信を制御する通信制御手段とを備え、前記通信制御条件決定手段は、前記料金レート決定用情報記憶手段に記憶されている情報に基づいて料金レートを決定する際に料金レートの候補が複数存在する場合、前記優先度記憶手段に記憶されている情報に基づいて前記料金レートの候補の中から最も優先度が高い料金レートを選択することを特徴とする通信制御システムを提供する。

この発明によれば、料金レートの候補が複数存在する場合、料金レート間の優先度を考慮して適切な料金レートを決定することができ、料金レートに対応する妥当な通信制御条件に基づいて柔軟な通信制御を行うことが可能となる。

この発明によれば、通信制御システムは、ユーザ端末と接続先装置との通信が開始される時に通信制御条件を決定し、該決定された通信制御条件に基づいて通信を制御するため、ネットワーク資源を有効に利用しながらユーザの利便性を考慮して、柔軟に通信制御を行うことが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
［１．１．構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る通信制御システム１の全体構成を示す図である。同図に示すように、通信制御システム１は、ユーザが使用するユーザ端末としての移動機１０と、通信制御装置２０と、通信判別装置３０と、コンテンツプロバイダ４０とを含んで構成される。これらの装置は、移動通信網、インターネット等の通信ネットワークによって通信可能に接続されている。通信制御装置２０及び通信判別装置３０は、移動機１０とコンテンツプロバイダ４０との間の通信を中継する。

移動機１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、無線通信インターフェース、操作キー等のハードウェアを備えている。メモリに記憶されるソフトウェアには、ＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）通信を行うためのプログラムが含まれている。移動機１０は、コンテンツプロバイダ４０との間でＨＴＴＰ要求／ＨＴＴＰ応答を送受信することにより、要求したコンテンツをコンテンツプロバイダ４０から受信する。

コンテンツプロバイダ４０は、コンテンツ提供者が所有するサーバであり、データベースに蓄積しているコンテンツを移動機１０に配信する。コンテンツプロバイダ４０は、移動機１０からのＨＴＴＰ要求に応答して通信判別装置３０経由でＨＴＴＰ応答を返信する。
通信判別装置３０は、ＣＰＵ、メモリ及び通信インターフェースを備え、一般的なコンピュータのハードウェア構成を有している。メモリには、コンテンツ種別毎の通信制御条件決定用のプログラムや各種データ格納用のデータベースが記憶されている。通信制御装置２０も一般的なコンピュータのハードウェア構成を備えている。通信制御装置２０のメモリには、通信制御用のプログラムが記憶されている。

（機能構成）
通信制御装置２０及び通信判別装置３０が備えるハードウェア及びソフトウェア資源によって、図２に示す通信制御システム１の機能構成が実現される。以下、各構成要素について説明する。
コンテンツ対応通信制御条件記憶部１１は、通信判別装置３０が備えており、コンテンツの種別と通信制御条件との対応関係を示す情報を記憶する。

図３には、コンテンツ対応通信制御条件記憶部１１に記憶される情報の一例を示す。ここで、「コンテンツ種別」としては、例えば、動画、Ｗｅｂページ、画像、音声等の種別が存在する。また、「通信制御条件」は、通信クラス又は通信速度を表す情報である。
ここで、通信クラスとは、所定の通信帯域を共有する度合いを表している。図４は、通信帯域を共有する度合いを概念的に示す図である。図４（ａ）には、所定の通信帯域（例えば３８４ｋｂｐｓの帯域）を１人のユーザが使用する１つの移動機１０が専有する場合を示す。図４（ｂ）は、所定の通信帯域をユーザＡが使用する移動機１０とユーザＢが使用する移動機１０とが共有する場合を示す。

通信帯域を共有する度合いが低いほど通信速度が速くなる。また、通信帯域を共有する度合いが同じであってもネットワークが混雑しているときは通信速度が遅くなる。このように、通信クラスは固定の通信速度を表す情報ではなく、相対的な通信速度を表しているといえる。以下では、通信帯域を共有する度合いが小さい通信クラスを「上位の通信クラス」といい、通信帯域を共有する度合いが大きい通信クラスを「下位の通信クラス」という。

例えば、コンテンツ対応通信制御条件記憶部１１は、動画、画像、音声ファイル等の比較的データ量が大きいコンテンツ種別に対しては、コンテンツプロバイダ４０から移動機１０にコンテンツをダウンロードするのに長時間を要しないように、上位の通信クラス又は速い速度を対応付けて記憶している。一方、通常のＷｅｂページのような比較的データ量が小さいコンテンツ種別に対しては、下位の通信クラス又は遅い速度を対応付けて記憶している。

図２に戻り、保証速度記憶部１２は通信判別装置３０が備えており、コンテンツの種別に応じた通信保証速度を記憶する。図５には、保証速度記憶部１２に記憶されるデータ例を示す。同図に示すように、保証速度記憶部１２には、コンテンツ種別と通信保証速度とが対応付けられて記憶されている。
図２に戻り、通信制御条件決定部１３は通信判別装置３０が備えており、移動機１０とコンテンツプロバイダ４０との通信が開始される時やコンテンツのダウンロード要求が発生した時に、当該通信の通信制御条件を決定する。

具体的には、通信制御条件決定部１３は、移動機１０からのコンテンツを要求するためのコンテンツ要求メッセージ（ＨＴＴＰ要求、Ｗｅｂページ等の受信要求、及び、動画、画像、音声等のダウンロード要求を含む）に応答して、コンテンツプロバイダ４０からＨＴＴＰ応答を受信した時に、ＨＴＴＰ応答のヘッダ情報に基づいて、移動機１０から要求されたコンテンツの種別を判定する。そして、通信制御条件決定部１３は、当該判定したコンテンツの種別に対応する通信クラス又は通信速度を、コンテンツ対応通信制御条件記憶部１１から検索し取得する。そして、通信制御条件決定部１３は、取得した通信クラス又は通信速度を通信制御条件として決定する。なお、上述した、コンテンツ種別をＨＴＴＰ応答のヘッダ情報に基づいて判定する方法は一例に過ぎず、例えば、可能であれば、移動機１０から送信されるメッセージに含まれる情報に基づいてコンテンツ種別を判定してもよい。

通信制御部１４は通信制御装置２０が備えており、通信制御条件決定部１３により決定された通信制御条件に基づいて、移動機１０とコンテンツプロバイダ４０との通信を制御する。このとき、上り回線のみ、下り回線のみ、或いは、両方の通信回線を制御してもよいし、移動機１０とコンテンツプロバイダ４０との間の一部の区間のみの通信を制御してもよいし、全体の区間を制御してもよい。

さらに、通信制御部１４は、保証速度記憶部１２に記憶されている通信保証速度を保証するよう通信速度を制御する。具体的には、通信制御部１４は、現在のトラヒック量が所定量以上の場合は、通信の速度が保証速度記憶部１２に記憶されている通信保証速度となるように制御する。また、現在のトラヒック量が所定量未満の場合は、通信の速度が高速（通信保証速度より速い速度）となるように制御する。

［１．２．動作］
次に、図６を参照して、上記構成における通信制御システム１の動作について説明する。
まず、ユーザは移動機１０を操作して、所望のコンテンツの取得を要求する。
これにより、移動機１０は、コンテンツを要求するためのＨＴＴＰ要求を送信する（ステップＳ１）。
コンテンツプロバイダ４０はＨＴＴＰ要求を受信すると、要求されたコンテンツをデータベースから取得する。コンテンツプロバイダ４０は、取得したコンテンツを含み、かつ、ヘッダにコンテンツの種別を記述したＨＴＴＰ応答を生成する。コンテンツプロバイダ４０は生成したＨＴＴＰ応答を返信する（ステップＳ２）。

通信判別装置３０の通信制御条件決定部１３は、コンテンツプロバイダ４０から受信したＨＴＴＰ応答のヘッダに記述されている情報に基づいて、コンテンツ種別を判別する。通信制御条件決定部１３は、判別したコンテンツ種別に対応する通信制御条件を、コンテンツ対応通信制御条件記憶部１１から検索する（ステップＳ３）。通信判別装置３０は、検索した通信制御条件を通信制御装置２０に送信する（ステップＳ４）。
通信制御装置２０の通信制御部１４は、通知された通信制御条件を元にユーザが利用するコンテンツの通信を制御する（ステップＳ５）。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
［２．１．構成］
図７は、本発明の第２実施形態に係る通信制御システム２の全体構成を示す図である。同図に示すように、通信制御システム２は、移動機１１０と、通信制御装置１２０と、通信判別装置１３０と、図示せぬ接続先装置とを含んで構成される。これらの装置は、移動通信網、インターネット等の通信ネットワークにより通信可能に接続されている。通信制御装置１２０及び通信判別装置１３０は、移動機１１０と接続先装置との間の通信を中継する。

移動機１１０は、第１の実施形態に係る移動機１０と同様のハードウェアを備えている。メモリに記憶されるソフトウェアには、ユーザＩＤ、接続先情報、端末能力及びアプリケーション種別を含む接続要求メッセージを生成するためのプログラムが含まれている。ここで、アプリケーション種別とは、パケット通信用ソフトウェア（電子メール、Ｗｅｂ）、大容量ブラウザ、ストリーミング再生用ソフトウェア等のアプリケーションの種別をいう。

通信制御装置１２０は、第１の実施形態に係る通信制御装置２０と同様のハードウェア及びソフトウェアを備えている。
通信判別装置１３０は、第１実施形態に係る通信判別装置３０と同様のハードウェアを備えている。通信判別装置１３０が備えるソフトウェアとしては、移動機１１０から接続要求メッセージを受信した際に、当該接続要求メッセージに含まれる情報に基づいて通信制御条件を決定するためのプログラムや、通信制御条件を決定するために用いられる各種データベースが含まれている。

（機能構成）
通信制御装置１２０と通信判別装置１３０とが備えるハードウェア及びソフトウェアによって、図８に示す通信制御システム２の機能構成が実現される。同図に示す通信クラス対応付記憶部２１から通信制御条件決定部２５までの構成要素は通信判別装置１３０が備えており、通信制御部２６は通信制御装置１２０が備えている。以下、各構成要素について説明する。

通信クラス対応付記憶部２１は、接続先装置と通信クラスとの対応関係を示す情報と、アプリケーション種別と通信クラスとの対応関係を示す情報との少なくとも一方を記憶する。図９には、接続先と通信クラスとの対応関係を示す情報の一例を示し、図１０には、アプリケーション種別と通信クラスとの対応関係を示す情報の一例を示す。これらの情報は、接続先装置毎、又は、アプリケーション毎に通信クラスを決定する際に使用される。

図８に戻り、料金対応通信制御条件記憶部２２は、料金レートと通信制御条件との対応関係を示す情報を記憶する。ここで、料金レートとは、契約内容、接続先、アプリケーション種別等に応じて決定されるパケット通信サービスの利用料金のレートである。図１１には、料金対応通信制御条件記憶部２２に記憶されるデータの一例を示す。
図８に戻り、料金レート決定用情報記憶部２３は、料金レートを決定するための情報を記憶する。図１２には、料金レート決定用情報記憶部２３に記憶される情報の一例を示す。図１２（ａ）は、契約内容と料金レートとの対応関係を示す情報である。図１２（ｂ）は、接続先と料金レートとの対応関係を示す情報である。図１２（ｃ）は、アプリケーション種別と料金レートとの対応関係を示す情報である。

図８に戻り、優先度記憶部２４は、料金レート間の優先度を記憶する。この料金レート間の優先度は、料金レートの候補が複数存在する場合に、料金レートの候補の中から１つの料金レートを決定する際に用いられる。
通信制御条件決定部２５は、移動機１１０から接続先装置に対して接続要求メッセージが送信された場合に、移動機１１０に関わる情報と料金レート決定用情報記憶部２３に記憶されている情報とに基づいて料金レートを決定する。

ここで、移動機１１０に関わる情報には、移動機１１０が加入している通信サービスの契約内容、接続先装置の識別情報、及び、通信のアプリケーション種別が含まれる。図１３（ａ）は、料金レートが契約内容、接続先、及び、アプリケーション種別によって算出される様子を示す図である。
また、通信制御条件決定部２５は、料金レート決定用情報記憶部２３に記憶されている情報に基づいて料金レートを決定する際に、料金レートの候補が複数存在した場合は、優先度記憶部２４に記憶されている情報を参照して、最も優先度が高い料金レートを選択する。

ここで、図１４を参照して、通信制御条件決定部２５が、料金レートの優先度を考慮して料金レートを決定する手順を説明する。
ここでは、移動機１１０を使用するユーザの「契約内容」が“プランＭ”であり、“プランＭ”に対応する「料金レート」として、料金レート決定用情報記憶部２３に“レートＢ”が記憶されている場合を考える。また、優先度記憶部２４には、料金レート間の優先度として「レートＡ＞レートＢ＞レートＣ」が記憶されているものとする。また、料金対応通信制御条件記憶部２２には、料金レートに対して、レートＡ＞レートＢ＞レートＣの順に上位の通信クラスが対応付けられて記憶されているものとする。

料金レート決定用情報記憶部２３において、移動機１１０の「接続先」に対応する「料金レート」がレートＡである場合（ステップＳ１１）、「契約内容」に対応するレートＢと「接続先」に対応するレートＡとの優先度を比較し、レートＡの優先度の方が高いため、レートＡを選択する。
一方、移動機１１０「接続先」に対応する「料金レート」が契約内容通り、又は、レートＢ，Ｃの場合（ステップＳ１２）、これらのレートと「契約内容」に対応するレートＢとの優先度を比較し、優先度が高い方のレートＢを選択する。

次に、「契約内容」と「接続先」との比較においてレートＢが選択された場合に、レートＢと「アプリケーション種別」に対応するレートとを比較する。
「アプリケーション種別」に対応する「料金レート」がレートＡの場合（ステップＳ１３）、現在選択されているレートＢと「アプリケーション種別」に対応するレートＡとの優先度を比較し、優先度が高いレートＡを選択する。

一方、「アプリケーション種別」に対応する「料金レート」が契約内容通り、又は、レートＢ，Ｃの場合（ステップＳ１４）、これらのレートと現在選択されているレートＢとを比較し、優先度が高い方のレートＢを選択する。
さらに、通信制御条件決定部２５は、料金対応通信制御条件記憶部２２に記憶されている情報に基づいて、決定した料金レートに対応する通信制御条件を選択する。

また、さらに、通信制御条件決定部２５は、移動機１１０の端末能力の許容範囲内で通信制御条件を決定する機能を備えている。具体的には、通信制御条件決定部２５は、前記決定した料金レートに対応する通信制御条件を上限として、移動機１１０の端末能力が許容する最も上位の通信制御条件を選択する。図１３（ｂ）には、料金レートに対応する通信制御条件から、移動機１１０の端末能力を考慮して通信制御条件を算出する手順の概念図を示す。

［２．２．動作］
次に、図１５を参照して、上記構成における通信制御システム２の動作について説明する。
まず、移動機１１０は、接続先装置に接続するために、ユーザＩＤ、接続先情報、端末能力、及び、アプリケーション種別を含むパケット接続要求メッセージを通信判別装置１３０に送信する（ステップＳ２１）。
通信判別装置１３０の通信制御条件決定部２５は、受信したパケット接続要求メッセージに含まれる情報に基づいて通信制御条件を決定する（ステップＳ２２）。具体的には、通信制御条件決定部２５は、まず、パケット接続要求メッセージに含まれるユーザＩＤに基づいてユーザの契約内容を確認する。通信制御条件決定部２５は、ユーザの契約内容と、パケット接続要求メッセージに含まれる接続先装置及びアプリケーション種別と、料金レート決定用情報記憶部２３に記憶されている情報とを元に料金レートを算出する。そして、通信制御条件決定部２５は、算出した料金レートに対応する通信制御条件を料金対応通信制御条件記憶部２２から取得し、移動機１１０の端末能力の許容範囲内で通信制御条件を決定する。

通信判別装置１３０は、ステップＳ２２で決定した通信制御条件を通信制御装置１２０に通知する（ステップＳ２３）。
通信制御装置１２０は、通知された通信制御条件で表される通信クラス又は通信速度を元に、移動機１１０と接続先装置との通信を制御する（ステップＳ２４）。
以上のような通信制御を行うことで、例えば、付加価値の高い通信サービス契約を締結しているユーザが使用する移動機１１０の通信速度が速くなるように通信制御条件を決定することができる。また、データ通信量の小さいアプリケーション通信を行う場合、通信速度が比較的遅くなるように通信制御条件を決定することができる。また、大容量のデータを扱う接続先装置と通信を行う場合には速い通信速度となるように通信制御条件を決定することができる。

また、契約内容、接続先、アプリケーション種別等の様々な料金レートの対応表から料金レートを決定し、決定した料金レートに対応する適切な通信制御条件を決定することができ、適切な通信制御条件に基づいて柔軟に通信を制御することができる。
以上説明したように、移動機１１０が要求するコンテンツの種別、通信のアプリケーション種別、移動機１１０が加入する通信サービス契約の契約内容、移動機１０の接続先、移動機１１０の能力等、移動機１１０に関わる各種情報に基づいて、移動機１１０毎に適切な通信制御条件（通信クラス又は通信速度）を決定することができる。従って、決定した適切な通信制御条件に基づいて、ネットワークを有効に利用し、かつ、ユーザの利便性を考慮しながら、柔軟に通信制御を行うことが可能となる。

なお、上述した第１実施形態においては、通信制御システム１は通信制御装置２０と通信判別装置３０とを含んで構成されているとして説明したが、通信制御システム１の装置構成はこれに限定されることはなく、通信制御装置２０及び通信判別装置３０を、これらの装置両方の機能を備えた１つの装置に置き換えてもよいし、通信制御システム１が備える機能を多数の装置に分散配置してもよい。第２実施形態に係る通信制御システム２の装置構成についても同様である。

また、上述した実施形態においては、ユーザは移動機１０，１１０を用いてコンテンツプロバイダ４０等の接続先装置に接続するとして説明したが、ユーザが使用するユーザ端末は移動機１０，１１０に限定されることはなく、例えば、ユーザ端末はパーソナルコンピュータであってもよい。また、通信制御システム１，２が制御する通信はパケット通信に限定されることはなく、音声通信等あらゆる通信が含まれる。

また、通信制御条件決定部１３，２５は、ネットワーク状況に柔軟に対応するために、各種条件に応じて、通信帯域を共有する度合い（通信クラス）を決定するか、固定の通信速度を決定するかを選択できるようにしてもよい。例えば、トラヒック量が多いときは通信クラスを選択し、トラヒック量が少ないときは固定の通信速度を選択するようにようにしてもよい。また、特定の移動機１０と特定のコンテンツプロバイダ４０との通信の場合にのみ、固定の通信速度を決定するようにしてもよい。

本発明は、ネットワーク資源を有効に利用しながらユーザの利便性を考慮して、柔軟に通信制御を行う必要のあるあらゆる通信システムの制御に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る通信制御システムの全体構成を示す図である。 同実施の形態に係る通信制御システムの機能構成を示す図である。 同実施の形態に係るコンテンツ対応通信制御条件記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。 同実施の形態に係る通信クラスを説明するための図である。 同実施の形態に係る保証速度記憶部に記憶されるデータ例を示す図である。 同実施の形態に係る通信制御システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態に係る通信制御システムの全体構成を示す図である。 同実施の形態に係る通信制御システムの機能構成を示す図である。 同実施の形態に係る接続先と通信クラスとの対応関係を示す情報の一例を示す図である。 同実施の形態に係るアプリケーション種別と通信クラスとの対応関係を示す情報の一例を示す図である。 同実施の形態に係る料金対応通信制御条件記憶部に記憶されるデータの一例を示す図である。 同実施の形態に係る料金レート決定用情報記憶部に記憶されるデータの一例を示す図である。 （ａ）は、料金レート算出方法を示す図である。（ｂ）は、料金レートに対応する通信制御条件から、移動機の端末能力を考慮して通信制御条件を算出する手順を示す図である。 同実施の形態に係る優先度を考慮した料金レートの決定手順を示す図である。 同実施の形態に係る通信制御システムの動作を示すシーケンス図である。

符号の説明

１，２ 通信制御システム
１０，１１０ 移動機
２０，１２０ 通信制御装置
３０，１３０ 通信判別装置
４０ コンテンツプロバイダ
１１ コンテンツ対応通信制御条件記憶部
１２ 保証速度記憶部
１３ 通信制御条件決定部
１４ 通信制御部
２１ 通信クラス対応付記憶部
２２ 料金対応通信制御条件記憶部
２３ 料金レート決定用情報記憶部
２４ 優先度記憶部
２５ 通信制御条件決定部
２６ 通信制御部

Claims (1)

1. ユーザ端末と接続先装置との通信を中継する通信制御システムにおいて、
   料金レートと前記通信の通信クラス又は通信速度を表す通信制御条件との対応関係を示す情報を記憶する料金対応通信制御条件記憶手段と、
   前記ユーザ端末が加入している通信サービスの契約内容と料金レートとの対応関係を表す情報、接続先装置と料金レートとの対応関係を表す情報、及び、前記通信のアプリケーション種別と料金レートとの対応関係を表す情報、の少なくとも１を記憶する料金レート決定用情報記憶手段と、
   料金レート間の優先度を記憶する優先度記憶手段と、
   前記ユーザ端末から前記接続先装置に対して接続要求メッセージが送信された場合に、前記料金レート決定用情報記憶手段に記憶されている情報に基づいて料金レートを決定し、該決定した料金レートと前記料金対応通信制御条件記憶手段に記憶されている情報とに基づいて前記通信制御条件を決定する通信制御条件決定手段と、
   前記通信制御条件決定手段により決定された通信制御条件に基づいて前記通信を制御する通信制御手段とを備え、
   前記通信制御条件決定手段は、
   前記料金レート決定用情報記憶手段に記憶されている情報に基づいて料金レートを決定する際に料金レートの候補が複数存在する場合、前記優先度記憶手段に記憶されている情報に基づいて前記料金レートの候補の中から最も優先度が高い料金レートを選択することを特徴とする通信制御システム。

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