JP5729310B2 - 移動体通信システム、その構成装置、トラヒック平準化方法およびプログラム - Google Patents

Description

［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２００９−２８７１９０号（２００９年１２月１８日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、移動体通信システム、その構成装置、トラヒック平準化方法およびプログラムに関し、トラヒック量の監視機能を備えた移動体通信システム、その構成装置、トラヒック平準化方法およびプログラムに関する。

特許文献１に、自局の圏内に位置する移動局数や各移動局の状態（使用中，受信待受中，位置登録後電源切断中）を収集する基地局と、前記基地局から受信した通信トラフィック情報を受け取り、トラフィック密度の限界を把握し、その情報に基づいて基地局の通信サポート範囲（カバーエリア）を調整するための制御情報を供給する上位制御局と、を用いて、移動局が一部に偏在した場合に、基地局のカバーエリアを調整して、通信不可能状態を低減する構成が開示されている。

特許文献２に、ＩＰＧＷへのアクセス数やＣＰＵ負荷を計測する負荷計測部を備えたＩＰＧＷ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ＧａｔｅＷａｙ）から負荷状態に変化が生じたことを通知されると、移動端末から近くのＩＰＧＷでなく、軽負荷のＩＰＧＷをアクセス先とするように移動体加入者交換機（ＭＳＣ）に指示を出す管理システムを備えた構成が開示されている。

特許文献３に、複数の基地制御局と複数の基地局との全てに直接的または間接的に接続され、すべての基地制御局のトラヒック負荷情報を取得して、ネットワークシステム全体として最適な呼接続先の優先順位をそれぞれの基地局に向けて送信するノード選択情報管理機能部を備えた無線ネットワークシステムが開示されている。

また、非特許文献１には、オープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）という技術が提案されている。オープンフローは、通信をエンドツーエンドのフローとして捉え、フロー単位で経路制御、障害回復、負荷分散、最適化を行うものである。転送ノードとして機能するオープンフロースイッチは、オープンフロープロトコルに従ってオープンフローコントローラにより追加・更新されるフローテーブルに従って動作する。フローテーブルには、パケットを特定するパケットマッチングルールと、特定のポートに出力する、廃棄する、ヘッダを書き換えるといったアクションの組がフローエントリとして登録される。オープンフロースイッチは、該当するエントリがあった場合、エントリに記載されたアクションに従って受信パケットの処理を行い、該当エントリがない場合は、オープンフロープロトコルにパケットの受信を通知する。

非特許文献２は、オープンフローコンソーシアム作成の仕様書であり、４頁「３．２ Ｃｏｕｎｔｅｒｓ」の項に、オープンフロースイッチが備えるカウンタ機能の詳細が記載されている。また、同仕様書９頁「４．１．１ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ−ｔｏ−Ｓｗｉｔｃｈ」の項に、オープンフローコントローラが、各オープンフロースイッチから前記カウンタ機能にて記録された統計情報を収集する機能を備える点が記載されている（Ｒｅａｄ−Ｓｔａｔｅの項参照）。

特開２００３−１１１１３３号公報 特開２００１−０６９１７６号公報 特開２００８−２３６０３７号公報

Nick McKeownほか７名、"OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks"、［online］、［平成21年7月17日検索］、インターネット〈URL：http://www.openflowswitch.org//documents/openflow-wp-latest.pdf〉 OpenFlow Switch Specification" Version 0.9.0. (Wire Protocol 0x98) ［平成21年12月7日検索］ 、インターネット〈URL：http://www.openflowswitch.org/documents/openflow-spec-v0.9.0.pdf〉

上記特許文献１−３および非特許文献１、２の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。
以下の分析は、本発明によってなされたものである。
移動体ネットワークにおける呼を処理するノード選択方法については呼数（セッション数）により負荷分散する仕組みは考えられている。例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）において、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）が、接続中のセッション数を考慮し、Ｕ−Ｐｌａｎｅ（ユーザプレーン）パス接続を確立するＳ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧａｔｅＷａｙ）を選択することは可能であり、接続したセッションに関して、最低保証通信帯域や最大通信帯域等のＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）制御を実施することも可能である。

また、ネットワークの冗長という側面では、ＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）／ＣＳ（Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ）・ＰＳ（Ｐａｃｋｅｔ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ）ドメインにおけるＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）／ＭＳＣ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｗｉｔｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ）間のＩｕ−Ｆｌｅｘ機能やＬＴＥ／ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）網におけるＳ１−Ｆｌｅｘ機能により位置登録を実施するコアノードの冗長をとることは可能である。なお、「Ｓ１」とは、移動体ネットワークノードと基地局（ｅＮＢ）間のインタフェースであり、“Ｓ１−Ｆｌｅｘ”とは、その冗長構成であり、それぞれ３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）にて仕様化されている。また、“Ｉｕ−Ｆｌｅｘ”は、 “Ｓ１−Ｆｌｅｘ”のＬＴＥ方式以前における移動体通信システムで採用されていたものである。

しかしながら、移動体ネットワークにおいて、呼を処理するノードの選択時に、トラヒックは考慮に入れておらず、通信帯域の面では平準化したノード選択ができず、移動体ネットワークのノード間において通信帯域不足が起こりうるという問題点がある。例えば、ＬＴＥでは、ＭＭＥが複数のセルで構成されたトラッキングエリア（ＴＡ）毎に、Ｓ−ＧＷを選択することにより負荷を分散しており、あるノード間での帯域不足が生じることが考えられる。このため、移動体ネットワークは、ＱｏＳ制御による最低保障通信帯域の確保のため、上記のようなノード間の通信帯域不足が起きないように過剰なデータ通信帯域（ネットワークノード）を確保する必要が生じている。

図１５は、移動体ネットワークにおいてボトルネックとなる可能性のあるポイントを示した図である。ポイントＡは、Ｐ−ＧＷ（ＰＤＮ ＧａｔｅＷａｙ）におけるＰＤＮ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）向け通信帯域、ポイントＢは、Ｐ−ＧＷにおけるＳ−ＧＷ向け通信帯域、ポイントＣは、Ｓ−ＧＷにおけるＰ−ＧＷ向け通信帯域、ポイントＤは、Ｓ−ＧＷにおけるｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢ）向け通信帯域、ポイントＥはｅＮＢにおけるＳ−ＧＷ向け通信帯域を示している。なお、ｅＮＢにおける端末向け通信帯域については、別途ＳＯＮ（Ｓｅｌｆ Ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）という技術が提案されている。

なお、特許文献１には、通信トラフィック情報を基に、通信サポート範囲を調整すると記載されているが、特許文献１でいうところの「通信トラフィック情報」は、明細書中の（１）式に表されたような各状態の移動局の数に、それぞれ所定の係数を乗じたものであり、実際のトラヒックを測定しているものではない。また、特許文献２、３の技術も、それぞれＩＰＧＷへのアクセス数やＣＰＵの負荷を測定しているものであり、実際に流れるデータ量を測定するものではない。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、移動体ネットワークにおけるトラヒックを平準化させることのできる移動体通信システム、その構成装置、トラヒック平準化方法およびプログラムを提供することにある。

本発明の第１の視点によれば、移動体ネットワークの所定のノード間に配置されて、ノード間のトラヒック量を監視するトラヒック監視装置と、前記トラヒック監視装置からの報告に基づいて、所定のノードに対し、前記トラヒック量を平準化するよう制御情報を出力するトラヒック制御装置とを、備える移動体通信システムであって、前記トラヒック監視装置は、移動体ネットワークの異なる種類のノード間の、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視し、前記トラヒック制御装置は、トラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散するよう制御情報を出力する移動体通信システムが提供される。

本発明の第２の視点によれば、移動体ネットワークの所定のノード間に配置されて、ノード間のトラヒック量を監視するトラヒック監視装置と接続され、前記トラヒック監視装置からの報告に基づいて、所定のノードに対し、前記トラヒック量を平準化するよう制御情報を出力するトラヒック制御装置であって、移動体ネットワークの異なる種類のノード間に配置され、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視するトラヒック監視装置と接続され、前記各トラヒック監視装置から報告されたトラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散するよう制御情報を出力するトラヒック制御装置が提供される。

本発明の第３の視点によれば、移動体ネットワークの所定のノード間に配置されて、ノード間のトラヒック量を監視するとともに、上記したトラヒック制御装置に対し、前記監視したトラヒック量を報告するトラヒック監視装置が提供される。

本発明の第４の視点によれば、上記したトラヒック制御装置空の制御情報に基づいてトラヒックの平準化動作を行うＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）およびアクセスノードが提供される。

本発明の第５の視点によれば、移動体ネットワークの所定のノード間に配置したトラヒック監視装置を用いて、ノード間のトラヒック量を監視するステップと、前記トラヒック監視装置からの報告に基づいて、トラヒック制御装置が、所定のノードに対し、前記トラヒック量を平準化するよう制御情報を出力するステップと、を含むトラヒック平準化方法であって、前記トラヒック監視装置は、移動体ネットワークの異なる種類のノード間の、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視し、前記トラヒック制御装置は、トラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散するよう制御情報を出力するトラヒック平準化方法が提供される。本方法は、トラヒック制御装置という、特定の機械に結びつけられている。

本発明の第６の視点によれば、移動体ネットワークの所定のノード間に配置したトラヒック監視装置から、ノード間のトラヒック量を収集する処理と、前記トラヒック監視装置からの報告に基づいて、所定のノードに対し、前記トラヒック量を平準化するよう制御情報を出力する処理と、をトラヒック制御装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、前記制御情報として、移動体ネットワークの異なる種類のノード間に配置され、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視するトラヒック監視装置から報告されたトラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散させる制御情報を生成するプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明によれば、移動体ネットワークにおけるトラヒック量を平準化することが可能になる。その理由は、移動体ネットワークの所定のノード間に配置したトラヒック監視装置からの報告に基づいて、所定のノードに対し、制御情報を出力するトラヒック制御装置を備えたことにある。

本発明の概要を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動体通信システムの構成を表した図である。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック監視装置とトラヒック制御装置の構成を表した図である。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック監視装置の配置位置を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック制御装置のトラヒック分析部の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック制御装置のトラヒック分析部の動作を説明するための第２の図である。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック制御装置の動作を表したフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック制御装置のハンドオーバー起動部の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック制御装置のハンドオーバー起動部の動作を説明するための第２の図である。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック制御装置の動作を表した第２のフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック制御装置の選択比率算出部の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック制御装置の選択比率算出部の動作を説明するための第２の図である。 本発明の第１の実施形態に係るトラヒック制御装置の動作を表した第３のフローチャートである。 選択比率算出処理の具体例を説明するためのフローチャートである。 移動体ネットワークにおいてボトルネックとなる可能性のあるポイントを示した図である。

はじめに、図１を参照して本発明の概要を説明する。移動体ネットワークの使用状況を監視する装置（トラヒック監視装置；図１のＴＣ６０１）と、移動体ネットワークが保持する通信帯域を有効活用するためネットワークノードを制御する装置（トラヒック制御装置；図１のＴＥＳ６０２）とをそれぞれ配置して、移動体ネットワークを流れるトラヒックを平準化するものである。なお、この概要に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、図示の態様に限定することを意図するものではない。

トラヒック監視装置（図１のＴＣ６０１）は、移動体ネットワークの異なる種類のノード間に配置され、移動体ネットワークの使用状況を監視し、Ｕ−Ｐｌａｎｅを流れるデータ量やＩＰアドレスなどの情報を収集し、トラヒック制御装置（図１のＴＥＳ６０２）に報告する。また、トラヒック制御装置（図１のＴＥＳ６０２）は、各トラヒック監視装置からの報告内容に基づいて、移動体ネットワークにおけるトラヒックの発生状況を把握し、例えば、特定の箇所にトラヒックが偏在（集中）している場合、当該トラヒックの偏在状況に応じて、アクセスノード２０やノード１０の中から、当該トラヒックが集中しているノードと同一のノードで余力のあるノードを求め、当該ノードにトラヒックを分散させるよう制御情報を出力する。

制御情報およびその送信先ノードは、当該トラヒックの偏在状況に応じて選択され、例えば次のようなものが考えられる。例えば、図１５の場合、ポイントＥにおけるトラヒック量の集中状況に応じて、ｅＮＢ ａ５０１のカバーエリアを縮小し、隣接するｅＮＢ ｂ５０２のカバーエリアを拡大させる制御情報を送出することで、ポイントＥにおけるトラヒック量を同一階層の他のノードに分散し、全体として平準化させることが可能になる。

また例えば、図１５において、ポイントＣ、Ｄにおけるトラヒック量の集中状況に応じて、Ｓ−ＧＷ ａ３０１およびＳ−ＧＷ ｂ３０２に対して、Ｓ−ＧＷ ａ３０１に収容されている１以上の呼を、Ｓ−ＧＷ ｂ３０２に収容するよう指示する制御情報を送出することで、図１５のポイントＣ、Ｄにおけるトラヒック量を同一階層の他のノードに分散し、全体として平準化させることが可能になる。

また例えば、図１５において、ポイントＡ〜Ｄにおけるトラヒック量の集中状況に応じて、新規呼の接続に際して、トラヒックが集中しているＳ−ＧＷ ａ３０１やＰ−ＧＷ ａ２０１が選択されにくくなるように制御することで、図１のポイントＡ〜Ｄにおけるトラヒック量を同一階層の他のノードに分散し、全体として平準化させることが可能になる。
本発明において以下の形態が可能である。
［形態１］
前記第１の視点に記載の移動体通信システムのとおり。
［形態２］
前記トラヒック監視装置は、移動体ネットワークの異なる種類のノード間の、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視し、
前記トラヒック制御装置は、トラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散するよう制御情報を出力することが好ましい。
［形態３］
前記トラヒック制御装置がトラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、あるアクセスノードと上位ノードとの間のトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記アクセスノードに対しカバーエリアの縮小を指示するとともに、前記アクセスノードに隣接するアクセスノードに対し、カバーエリアの拡大を指示するものであることが好ましい。
［形態４］
前記トラヒック制御装置がトラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、あるノードのトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記ノードが収容している呼を、前記呼を収容可能な他のノードにハンドオーバさせるものであることが好ましい。
［形態５］
前記トラヒック制御装置がトラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、前記各ノード間のトラヒック量に基づいて、新規呼の接続時にあるノードが選択する上位ノードの選択比率を変更するものであることが好ましい。
［形態６］
前記トラヒック制御装置が、あるアクセスノードと上位ノードとの間のトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記アクセスノードに対しカバーエリアの縮小を指示するとともに、前記アクセスノードに隣接するアクセスノードに対し、カバーエリアの拡大を指示するトラヒック分析部と、
あるノードのトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記ノードが収容している呼を、前記呼を収容可能な他のノードにハンドオーバさせるハンドオーバ起動部と、
前記各ノード間のトラヒック量に基づいて、新規呼の接続時にあるノードが選択する上位ノードの選択比率を変更する選択比率算出部と、を備えることが好ましい。
［形態７］
前記トラヒック監視装置は、前記所定のノードの入出力ポートに接続されてトラヒック量を監視することが好ましい。
［形態８］
前記トラヒック監視装置は、監視するデータの送信元ＩＰアドレスと、送信先ＩＰアドレスを監視するＩＰアドレス監視部と、
前記ＩＰアドレスに対応するＵＲＬ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｃａｔｏｒ）を取得するＵＲＬ分析部と、
前記取得したＵＲＬ毎にデータをキャッシュし、一定期間にあるＵＲＬへのアクセスが集中した際に前記キャッシュしたデータを要求元に返すデータキャッシュ部と、を備えることが好ましい。
［形態９］
前記トラヒック監視装置は、監視しているトラヒック量が所定の閾値を超えた場合に前記トラヒック制御装置に対しトラヒック量の報告を行うことが好ましい。
［形態１０］
前記第２の視点に記載のトラヒック制御装置のとおり。
［形態１１］
前記トラヒック制御装置は、移動体ネットワークの異なる種類のノード間に配置され、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視を監視するトラヒック監視装置と接続され、前記各トラヒック監視装置から報告されたトラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散するよう制御情報を出力することが好ましい。
［形態１２］
前記トラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、あるアクセスノードと上位ノードとの間のトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記アクセスノードに対しカバーエリアの縮小を指示するとともに、前記アクセスノードに隣接するアクセスノードに対し、カバーエリアの拡大を指示するものであることが好ましい。
［形態１３］
前記トラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、あるノードのトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記ノードが収容している呼を、前記呼を収容可能な他のノードにハンドオーバさせるものであることが好ましい。
［形態１４］
前記トラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、前記各ノード間のトラヒック量に基づいて、新規呼の接続時にあるノードが選択する上位ノードの選択比率を変更するものであることが好ましい。
［形態１５］
前記トラヒック制御装置は、あるアクセスノードと上位ノードとの間のトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記アクセスノードに対しカバーエリアの縮小を指示するとともに、前記アクセスノードに隣接するアクセスノードに対し、カバーエリアの拡大を指示するトラヒック分析部と、
あるノードのトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記ノードが収容している呼を、前記呼を収容可能な他のノードにハンドオーバさせるハンドオーバ起動部と、
前記各ノード間のトラヒック量に基づいて、新規呼の接続時にあるノードが選択する上位ノードの選択比率を変更する選択比率算出部と、を備えることが好ましい。
［形態１６］
前記第３の視点に記載のトラヒック監視装置のとおり。
［形態１７］
前記トラヒック監視装置は、
監視するデータの送信元ＩＰアドレスと、送信先ＩＰアドレスを監視するＩＰアドレス監視部と、
前記ＩＰアドレスに対応するＵＲＬ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｃａｔｏｒ）を取得するＵＲＬ分析部と、
前記取得したＵＲＬ毎にデータをキャッシュし、一定期間にあるＵＲＬへのアクセスが集中した際に前記キャッシュしたデータを要求元に返すデータキャッシュ部と、を備えることが好ましい。
［形態１８］
前記第４の視点に記載のモビリティ管理エンティティのとおり。
［形態１９］
前記第４の視点に記載のアクセスノードのとおり。
［形態２０］
前記第５の視点に記載のトラヒック平準化方法のとおり。
［形態２１］
前記第６の視点に記載のプログラムのとおり。

［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る移動体通信システムの構成を表した図である。図２を参照すると、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）／ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）網で構成された移動体ネットワークのノード間に、トラヒック監視装置（トラヒックカウンタ；以下、「ＴＣ」とする。）６０１が複数配置されている。なお、図１の例では、ＬＴＥ／ＥＰＣ網の例を挙げているが、その他移動体ネットワークにも適用可能である。

ＴＣ６０１は、移動体ネットワークを流れるＵ−Ｐｌａｎｅ（ユーザ・プレーン）データのデータ量やＩＰアドレスなどの情報を収集する機能を備えた装置である。ＴＣ６０１は、ｅＮＢ５０１〜５０３とＳ−ＧＷ３０１、３０２の間や、Ｓ−ＧＷ３０１、３０２とＰ−ＧＷ２０１、２０２、Ｐ−ＧＷ２０１、２０２とＰＤＮ１０１の間といった移動体ネットワークの異なる種類のノード間の、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視するよう、それぞれ必要数設置される。また、本実施形態におけるＴＣ６０１は、ＵＲＬ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｃａｔｏｒ）と対応付けてＵ−Ｐｌａｎｅデータを、一定期間保持（キャッシュ）するデータキャッシュ部（図３のデータキャッシュ部７０４参照）を備え、一定時間に特定ＵＲＬへのアクセスが集中した場合に、当該ＵＲＬに対応するＨＴＴＰサーバまでＵ−Ｐｌａｎｅデータを流さず、キャッシュデータを返す機能を備えている。

トラヒック制御装置（トラヒックエンジニアリングサーバ；以下、「ＴＥＳ」とする。）６０２は、Ｍ−Ｐｌａｎｅ（管理・プレーン）を介して、ＴＣ６０１から情報を収集し、移動体ネットワーク全体のトラヒックを平準化するため、ｅＮＢ５０１〜５０３やＭＭＥ４０１と連携する。ＴＥＳ６０２は、上記した機能を備えるものとして構成してもよいが、ＳＯＮ（Ｓｅｌｆ Ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）サーバとしての機能を備えるものとしてもよい。

Ｐ−ＧＷ２０１、２０２は、ＰＤＮ１０１との接続点となるゲートウェイであり、Ｓ−ＧＷ３０１、３０２は、呼を収容しデータの伝送を行うゲートウェイである。また、ＭＭＥ４０１は、Ｃ−Ｐｌａｎｅ（コントロールプレーン）を介して、Ｓ−ＧＷ３０１、３０２やｅＮＢ５０１〜５０３と接続され、携帯端末の位置登録や着信時の端末呼び出し処理、無線基地局間ハンドオーバといったモビリティ管理を行う装置である。ｅＮＢ５０１〜５０３は、それぞれカバーエリアを有し、それぞれのカバーエリアに位置する携帯端末からアクセスを受け付ける基地局装置である。

また本実施形態では、ＭＭＥ４０１起動のハンドオーバー処理を行うため、ｅＮＢ５０１〜５０３は、無線側のＵ−Ｐｌａｎｅパスをそのまま継続させ、Ｓ−ＧＷ向けＵ−Ｐｌａｎｅパスを張り替える能力を備えているものとする。

図３は、上記ＴＣ６０１と、ＴＥＳ６０２の詳細構成を表したブロック図である。図３を参照すると、ＴＣ６０１は、トラヒック量監視部７０１と、ＩＰアドレス監視部７０２と、ＵＲＬ分析部７０３と、データキャッシュ部７０４と、ＴＥＳ間通信部７０５とを備えている。これらはそれぞれ次のように動作する。

トラヒック量監視部７０１は、移動体ネットワークノード間を流れるＵ−Ｐｌａｎｅデータのデータ量を観測する。

ＩＰアドレス監視部７０２は、Ｕ−Ｐｌａｎｅデータの送信元ＩＰアドレスと送信先ＩＰアドレスを監視する。この情報により移動体ネットワークのどのノードが送信、受信しているデータなのかを判別することが可能となる。

ＵＲＬ分析部７０３は、前記ＩＰアドレス監視部７０２にて取得されたＩＰアドレスに基づいて、ユーザがアクセスしているＵＲＬを分析する。データキャッシュ部７０４は、ＵＲＬ分析部７０３で分析したＵＲＬに対して一定時間キャッシュデータを保持、返送する処理を行う。このようなＵＲＬ分析部７０３およびデータキャッシュ部７０４を備えることにより、一時的に特定ＵＲＬへのアクセスが集中した場合に、当該ＵＲＬに対応するＨＴＴＰサーバまでアクセスせず、ＴＣ６０１側でキャッシュデータを返すことが可能となる。これにより、ネットワークに流れるデータ量を低減することが可能になる。

ＴＥＳ間通信部７０５は、トラヒック量監視部７０１、ＩＰアドレス監視部７０２で収集したデータをＴＥＳ６０２にアップロード（報告）する。

なお、上記したトラヒック量監視部７０１と、ＩＰアドレス監視部７０２と、ＵＲＬ分析部７０３と、データキャッシュ部７０４における処理は、ＴＣ６０１を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、それぞれ各部に対応する処理を実行させるプログラムにて実現することができる。

また、上記トラヒック量監視部７０１、ＩＰアドレス監視部７０２およびＴＥＳ間通信部７０５に相当する機能は、フローテーブルに格納されたフローエントリとのマッチングにより統計情報を収集し、上位装置（オープンフローコントローラ）に送信する、非特許文献１、２のオープンフロースイッチと同等の仕組みにて実現することもできる。この場合、ＴＣ６０１自体が転送機能を持つことになりコスト上の利点がある。また、特定のフローを監視対象から外すなど、細かいトラヒックの監視が可能になるといった利点もある。

図４は、上記したＴＣ６０１の配置位置を説明するための図である。ＴＣ６０１は、図４の位置（Ａ）〜（Ｃ）のいずれにも設置することが可能であるが、望ましくは、図４の位置（Ａ）、（Ｃ）のように、他の転送ノード２１１を経由せずに、Ｐ−ＧＷａ２０１、Ｓ−ＧＷａ３０１の入出力ポートに接続される。このようにすることにより、Ｐ−ＧＷａ２０１、Ｓ−ＧＷａ３０１のそれぞれの入出力データ量を計測することが可能になる。また、（Ｂ）の位置であってもよく、ＩＰアドレス監視部７０２と連携することにより、トラヒックを送受信したノードを判別し、Ｐ−ＧＷａ２０１、Ｓ−ＧＷａ３０１それぞれの入出力データ量を計測することになる。

再度図３を参照して、ＴＥＳ６０２の構成について説明する。ＴＥＳ６０２は、トラヒック分析部８０１と、選択比率算出部８０２と、ハンドオーバー起動部８０３と、統計データ蓄積部８０４と、ＴＣ／ノード間通信部８０５とを備えている。これらはそれぞれ次のように動作する。

トラヒック分析部８０１は、ＴＣ６０１から収集したデータ量やＩＰアドレスの情報から移動体ネットワークのノード毎の使用している通信帯域、即ち、トラヒックの分布をチェックし、必要があれば、ｅＮＢカバーエリア最適化の指示を行う（図５〜図７参照）。また、本実施形態では、トラヒック分析部８０１は、ｅＮＢ間の自動的な協調制御を実現するＳＯＮサーバとして必要な処理も行うものとする。

選択比率算出部８０２は、新規呼接続時に、移動体ネットワークのノード毎の使用している通信帯域を考慮したＳ−ＧＷ／Ｐ−ＧＷ選択比率データを算出する。このＳ−ＧＷ／Ｐ−ＧＷ選択比率データは、ＭＭＥ４０１が、Ｓ−ＧＷ３０１〜３０２またはＰ−ＧＷ２０１〜２０２を選択する際に、参照される。このＳ−ＧＷ／Ｐ−ＧＷ選択比率データにより、ＭＭＥ４０１は使用している通信帯域の少ないＳ−ＧＷ３０１〜３０２またはＰ−ＧＷ２０１〜２０２をそれぞれ選択することが可能となる。

ハンドオーバー起動部８０３は、トラヒック分析部８０１で分析した移動体ネットワークのノードごとの使用している通信帯域から、特定ノードの通信帯域を減らすためハンドオーバーを起動する呼を決定し、ＭＭＥ４０１にハンドオーバー起動を指示する。

統計データ蓄積部８０４は、保守者向けの長期的なネットワーク構成の最適化に向けた参考データとして、トラヒック分析部８０１で分析したデータを蓄積する。

ＴＣ／ノード間通信部８０５は、ＴＣ６０１との通信や、トラヒック分析部８０１からｅＮＢ５０１〜５０３へのカバーエリア変更の通知、選択比率算出部８０２からＭＭＥ４０１へのＳ−ＧＷ／Ｐ−ＧＷ選択比率データの通知、ハンドオーバー起動部８０３からＭＭＥ４０１へのハンドオーバー処理起動の通知を行う。

なお、上記したトラヒック分析部８０１と、選択比率算出部８０２と、ハンドオーバー起動部８０３と、統計データ蓄積部８０４は、ＴＥＳ６０２を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、それぞれ各部に対応する処理を実行させるプログラムにて実現することができる。

また、トラヒック分析部８０１、統計データ蓄積部８０４およびＴＣ／ノード間通信部８０５に相当する機能は、各オープンフロースイッチから統計情報を取得し、経路設定を行う非特許文献１、２のオープンフローコントローラと同等の仕組みにて実現することもできる。この場合、ＴＥＳ６０２自体が後記するいくつかのトラヒック平準化処理とは別に、移動体ネットワークを流れるフローの経路制御機能を持つことになる。また、これら収集されたトラヒック状況をＴＥＳ６０２における経路設定に役立てることも可能になる。

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細説明する。

［ｅＮＢカバーエリア可変化］
まず、トラヒック分析部８０１によるｅＮＢ５０１〜５０３のカバーエリアの変更処理について説明する。

図５、図６は、上記ＴＥＳ６０２のトラヒック分析部８０１の動作を説明するための図である。図５は、トラヒック分析部８０１によるカバーエリア変更指示が行われる前の状態を示している。

図５の例では、ｅＮＢａ５０１とｅＮＢｂ５０２は、ともにＳ１−ＦｌｅｘによりＳ−ＧＷａ３０１とＳ−ＧＷｂ３０２双方に収容されている。また、図５の例では、ｅＮＢａ５０１配下に携帯端末（通信モジュールを含む。）が多数存在し、かつ、通信中でありｅＮＢａ５０１のＳ−ＧＷ向け通信帯域が輻輳している（トラヒック量が所定のしきい値を超えている。）状態を示している。

図６は、トラヒック分析部８０１によるカバーエリア変更指示と、それによるカバーエリアの変化した状態を示している。図５に示したような輻輳を検出すると、トラヒック分析部８０１は、ｅＮＢａ５０１におけるトラヒック量をｅＮＢｂ５０２に移してトラヒックを平準化できるよう、ｅＮＢａ５０１およびｅＮＢｂ５０２に指示するカバーエリアを算出し、図６に示すとおり、ｅＮＢａ５０１およびｅＮＢｂ５０２にそれぞれカバーエリアの変更を指示する。図６の例では、ｅＮＢａ５０１のカバーエリアを小さくし、ｅＮＢｂ５０２のカバーエリアを大きくするカバーエリアの変更指示が行われている。

前記カバーエリアの変更の結果、ｅＮＢａ５０１に収容されていた携帯端末のうち、ｅＮＢｂ５０２のカバーエリアに位置することになった携帯端末は、ハンドオーバー処理を起動し、Ｕ−ＰｌａｎｅパスをｅＮＢｂ５０２経由に張り替える。この結果、ｅＮＢａ５０１とｅＮＢｂ５０２のＳ−ＧＷ向け通信帯域が平準化される

図７は、上記ｅＮＢのカバーエリアの変更指示が行われるまでの処理フローを表した図である。図７に示すように、ｅＮＢ５０１〜５０３とＳ−ＧＷ３０１、３０２の間に設置されているＴＣ６０１は、Ｕ−Ｐｌａｎｅデータのデータ量、ＩＰアドレス等の情報を監視（収集）し（ステップＳ００１）、一定時間おき、一定時刻、トラヒック量の急激な変化などの所定の報告タイミングで、ＴＥＳ６０２に報告する。

ＴＥＳ６０２は、ＴＣ６０１から受信したトラヒック情報を分析する。ここでは、トラヒック分析の結果、ｅＮＢａ５０１のＳ−ＧＷ向け通信帯域が輻輳していることを検出したものとする（ステップＳ００２）。なお、トラヒック分析の結果、カバーエリアの変更が不要であると判定した場合には、後続する処理は省略される（但し、後記するハンドオーバー起動または選択比率の算出が必要な場合には、それぞれ該当する処理が行われる。）。

次に、ＴＥＳ６０２は、ｅＮＢａ５０１に隣接しているｅＮＢの状況を調査し、通信帯域に余裕のあるｅＮＢおよびそのＳ−ＧＷ向け空き帯域を検出する。ここでは、ｅＮＢａ５０１に隣接しているｅＮＢｂ５０２が検出されたものとする（ステップＳ００３）。

次に、ＴＥＳ６０２は、ステップＳ００２にて分析したトラヒックの状況と、ステップＳ００３にて検出したＳ−ＧＷ向け空き帯域に基づいて、２つのｅＮＢのＳ−ＧＷ向けの通信帯域を平準化できるよう、ｅＮＢａ５０１とｅＮＢｂ５０２のカバーエリアをそれぞれ算出する（ステップＳ００４）。

次に、ＴＥＳ６０２は、ｅＮＢａ５０１およびｅＮＢｂ５０２に対して、前記算出したカバーエリア情報を含むカバーエリアの変更を指示する（ステップＳ００５）。ここでは、ｅＮＢａ５０１にて輻輳が検出されているため、ｅＮＢａ５０１に対してカバーエリアの縮小が指示され、ｅＮＢｂ５０２に対してカバーエリアの拡大が指示される。

前記指示を受け取ったｅＮＢａ５０１およびｅＮＢｂ５０２は、それぞれＴＥＳ６０２からの指示に従って、カバーエリアを変更する（ステップＳ００６）。

変化したカバーエリアに収容されている携帯端末、つまり、ｅＮＢａ５０１のカバーエリアに位置していたがｅＮＢｂ５０２のカバーエリアに位置することになった携帯端末は、ハンドオーバー処理を起動する。このようにｅＮＢのカバーエリアを変化させることでｅＮＢのＳ−ＧＷ向け通信帯域の輻輳を避け、トラヒックを平準化することが可能となる。

なお、上記した例では、ｅＮＢのＳ−ＧＷ向け通信帯域が輻輳している例を挙げて説明したが、Ｓ−ＧＷのｅＮＢ向け通信帯域が輻輳している場合や、Ｓ−ＧＷのＰ−ＧＷ向け通信帯域が輻輳している場合にも、同様にｅＮＢのカバーエリアを変化させることが有効である。その理由は、携帯端末のハンドオーバーの起動により、後述するように、トラヒック状況に基づいて算出された選択比率によるノードの再選択が行われ、結果として、上位ノードの輻輳の平準化できるからである。

なお、上記した例では、ｅＮＢａ５０１における輻輳をｅＮＢｂ５０２を用いて平準化するものとして説明したが、３つ以上のｅＮＢを用いて、それぞれのトラヒックを平準化するようにしてもよい。例えば、ｅＮＢｂ５０２における帯域不足をｅＮＢａ５０１およびｅＮＢｃ５０３でカバーするようにしてもよいし、あるいは、ｅＮＢａ５０１およびｅＮＢｃ５０３における帯域不足をｅＮＢｂ５０２でカバーするようにしてもよい。

［ハンドオーバー起動］
次に、ハンドオーバー起動部８０３による収容している呼のハンドオーバー処理について説明する。

図８、図９は、上記ＴＥＳ６０２のハンドオーバー起動部８０３の動作を説明するための図である。図８は、ハンドオーバー起動部８０３によるハンドオーバー処理起動が行われる前の状態を示している。

図８の例では、ｅＮＢａ５０１とｅＮＢｂ５０２、ｅＮＢｃ５０３は、ともにＳ１−ＦｌｅｘによりＳ−ＧＷａ３０１とＳ−ＧＷｂ３０２との双方に収容されている。ｅＮＢａ５０１、ｅＮＢｂ５０２、ｅＮＢｃ５０３の配下に携帯端末がそれぞれ存在している。図８の例では、Ｓ−ＧＷｂ３０２よりもＳ−ＧＷａ３０１との間にＵ−Ｐｌａｎｅパスを設定し、通信中である携帯端末が多く、Ｓ−ＧＷａ３０１のｅＮＢ向け通信帯域が輻輳（トラヒック量が所定のしきい値を超えている。）している。

図９は、ハンドオーバー起動部８０３によるハンドオーバー起動処理が行われた状態を示している。図８に示したような輻輳を検出すると、ハンドオーバー起動部８０３は、Ｓ−ＧＷａ３０１におけるｅＮＢａ向けトラヒック量をＳ−ＧＷｂ３０２に移してトラヒックを平準化できるよう、ＭＭＥ４０１にハンドオーバー起動を指示する。これにより図９の矢印に示すように、Ｓ−ＧＷａ３０１に収容されていたＵ−Ｐｌａｎｅパス（太破線）が、Ｓ−ＧＷｂ３０２に収容される（同図太実線参照）。

図１０は、上記ハンドオーバー起動が行われるまでの処理フローを表した図である。図１０に示すように、ｅＮＢ５０１〜５０３とＳ−ＧＷ３０１、３０２の間に設置されているＴＣ６０１は、Ｕ−Ｐｌａｎｅデータのデータ量、ＩＰアドレス等の情報を監視（収集）し（ステップＳ００１）、一定時間おき、一定時刻、トラヒック量の急激な変化などの所定の報告タイミングで、ＴＥＳ６０２に報告する。なお、この報告は、前述したカバーエリアの変更処理のための報告を兼ねていてもよい。

ＴＥＳ６０２は、ＴＣ６０１から受信したトラヒック情報を分析する。ここでは、トラヒック分析の結果、Ｓ−ＧＷａ３０１のｅＮＢ向け通信帯域が輻輳していることを検出したものとする（ステップＳ１０１）。なお、トラヒック分析の結果、ハンドオーバー起動が不要であると判定した場合には、後続する処理は省略される（但し、前述したカバーエリアの変更または後記する選択比率の算出が必要な場合には、それぞれ該当する処理が行われる。）。

次に、ＴＥＳ６０２は、Ｓ−ＧＷａ３０１が収容しているｅＮＢと同じｅＮＢを収容しているＳ−ＧＷの状況を調査し、通信帯域に余裕のあるＳ−ＧＷおよびｅＮＢ向け空き帯域を検出する。ここでは、Ｓ−ＧＷａ３０１が収容しているｅＮＢと同じｅＮＢを収容しているＳ−ＧＷｂ３０２が検出されたものとする（ステップＳ１０２）。

次に、ＴＥＳ６０２は、ステップＳ１０１にて分析したトラヒックの状況と、ステップＳ１０２にて検出したｅＮＢ向け空き帯域に基づいて、２つのＳ−ＧＷのｅＮＢ向けの通信帯域を平準化できるよう、Ｓ−ＧＷａ３０１が収容しているＵ−Ｐｌａｎｅパスのうち、ハンドオーバーの対象とするＵ−Ｐｌａｎｅパスを算出する（ステップＳ１０３）。

次に、ＴＥＳ６０２は、ＭＭＥ４０１に対して、前記算出したＵ−Ｐｌａｎｅパスを指定してハンドオーバー起動を指示する（ステップＳ１０４）。ここでは、ｅＮＢａ５０１にて輻輳が検出されているため、ｅＮＢａ５０１に対してカバーエリアの縮小が指示され、ｅＮＢｂ５０２に対してカバーエリアの拡大が指示される。

ＭＭＥ４０１は、前記指定された呼に対してハンドオーバー処理を起動する（ステップＳ１０５）。これにより、Ｓ−ＧＷａ３０１およびＳ−ＧＷｂ３０２は、ｅＮＢと連携し、Ｓ−ＧＷａ３０１に収容されているＵ−Ｐｌａｎｅパスのうち指定されたＵ−Ｐｌａｎｅパスを、Ｓ−ＧＷｂ３０２に変える。

このようにＭＭＥ４０１からハンドオーバー処理を起動することで、携帯端末を接続したままで、Ｓ−ＧＷのｅＮＢ向け通信帯域の輻輳を避け、トラヒックを平準化することが可能となる。

［ノード選択比率変更］
続いて、選択比率算出部８０２による新規呼の接続の際のノード選択比率の変更処理について説明する。

図１１、図１２は、上記ＴＥＳ６０２の選択比率算出部８０２の動作を説明するための図である。図１１は、選択比率算出部８０２によるノード選択比率算出が行われる前の状態を示している。

図１１の例では、Ｓ−ＧＷａ３０１のＰ−ＧＷ向け帯域使用率が２０％であり、Ｓ−ＧＷｂ３０２のＰ−ＧＷ向け帯域使用率が８０％である状態を示している。今後、新規呼が、Ｓ−ＧＷｂ３０２経由で接続される場合、Ｓ−ＧＷｂ３０２のＰ−ＧＷ向け帯域が不足する可能性がある。

そこで、本実施形態のＴＥＳ６０２の選択比率算出部８０２は、図１２に示すように、上記帯域使用率を考慮して、上記２つのＳ−ＧＷのＰ−ＧＷ向け帯域が平準化されるように、上記２つのＳ−ＧＷの選択比率を算出し、ＭＭＥ４０１に対し通知する。例えば、図１２の例では、上記した帯域使用率に基づき、Ｓ−ＧＷａ３０１の選択が優先されるような選択比率が算出され、その結果として、Ｓ−ＧＷａ３０１を経由してパスが設定された状態を示している。

図１３は、上記選択比率の変更が行われるまでの処理フローを表した図である。図１３に示すように、ｅＮＢ５０１〜５０３とＳ−ＧＷ３０１、３０２の間、Ｓ−ＧＷ３０１、３０２とＰ−ＧＷ２０１、２０２との間およびＰ−ＧＷ２０１、２０２とＰＤＮ１０１との間に設置されているＴＣ６０１は、Ｕ−Ｐｌａｎｅデータのデータ量、ＩＰアドレス等の情報を監視（収集）し（ステップＳ００１）、一定時間おき、一定時刻、トラヒック量の急激な変化などの所定の報告タイミングで、ＴＥＳ６０２に報告する。なお、この報告は、前述したカバーエリアの変更処理やハンドオーバー起動処理のための報告を兼ねていてもよい。

ＴＥＳ６０２は、ＴＣ６０１から受信したトラヒック情報に基づいて、各ネットワークノードの使用している通信帯域を集計し、輻輳状況を分析する（ステップＳ２０１）。なお、トラヒック分析の結果、いずれのノード間においてもノード選択比率の変更の必要ないと判定した場合には、後続する処理は省略される（但し、前述したカバーエリアの変更または後記する選択比率の算出が必要な場合には、それぞれ該当する処理が行われる。）。

次に、ＴＥＳ６０２は、前記分析の結果に基づいて、ＭＭＥ４０１が新規呼を接続するＳ−ＧＷおよびＰ−ＧＷを選択する場合に、Ｓ−ＧＷ／Ｐ−ＧＷ選択比率を算出する（ステップＳ２０２）。

次に、ＴＥＳ６０２は、前記算出したＳ−ＧＷ／Ｐ−ＧＷ選択比率をＭＭＥ４０１に通知する（ステップＳ２０３）。

ＭＭＥ４０１は、新規呼接続時に、前記通知されたＳ−ＧＷ／Ｐ−ＧＷ選択比率に従い、通信帯域に余裕のあるＳ−ＧＷ／Ｐ−ＧＷを優先的に選択し、Ｓ−ＧＷ／Ｐ−ＧＷの通信帯域を平準化する。

図１４は、Ｓ−ＧＷａ３０１のＰ−ＧＷ向け帯域使用率が２０％であり、Ｓ−ＧＷｂ３０２のＰ−ＧＷ向け帯域使用率が８０％であるという集計結果が得られた場合のＳ−ＧＷ選択比率の算出フローを示す図である。図１４の例では、ステップＳ２０２ａにおいて、上記帯域使用率が均等になるように、Ｓ−ＧＷａ３０１の選択比率を８０とし、Ｓ−ＧＷｂ３０２の選択比率を２０とする選択比率が算出される。

このように、ＭＭＥ４０１が新規呼の接続する際に参照するノード選択比率を変更することでトラヒックを平準化することが可能である。また、ノード選択比率の変更契機は適宜変更可能であり、例えば、帯域使用率の細かい変動に応じて、ノード選択比率を変更するようにすれば、輻輳の発生を未然に防止できるような細かい制御も可能となる。

また本実施形態では、上記ＴＥＳ６０２によるトラヒック平準化処理に加えて、ＴＣ６０１のＵＲＬ分析部７０３とデータキャッシュ部７０４により、一定時間に特定ＵＲＬへの大量アクセスが発生した場合に、当該ＵＲＬに対応するＨＴＴＰサーバまでＵ−Ｐｌａｎｅデータを流さず、ＴＣ６０１にてキャッシュデータを返す処理が行われる。

従って、移動体ネットワークのあるノードにトラヒックが集中するような事態が生じた場合には、キャッシュデータの返送処理が行われるとともに、その発生箇所に応じて、上記したカバーエリアの変更、ハンドオーバーの起動、ノード選択比率の変更が追随して行われるため、ユーザに帯域の不足を感じさせることなく、可及的速やかにトラヒックを平準化することが可能になる。

また、上記した実施形態からも明らかなように、本発明によれば、移動体通信事業者は、必要以上に冗長なネットワークノードを用意する必要な無くなり、ＣＡＰＥＸ（ｃａｐｉｔａｌ ｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅ）／ＯＰＥＸ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅ）を低減することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、上記した実施形態では、ＬＴＥ／ＥＰＣに適用した例を挙げて説明したが、ＵＴＲＡＮ／ＣＳ・ＰＳドメインなど移動体ネットワークであればシステムに依存せず活用することが可能である。また、ＴＣの機能は、各ネットワークノード内に内蔵することも可能である。

また例えば、上記した実施形態では、ＴＣ６０１に、トラヒック量監視部７０１、ＩＰアドレス監視部７０２、ＵＲＬ分析部７０３、データキャッシュ部７０４とのそれぞれ独立した機能ブロックがあるものとして説明したが、これらのいくつかを統合してもよい。また、ＴＣ６０１に求められる機能に応じて、いくつかの機能ブロックを省略することも可能である。例えば、データキャッシュ機能が不要であれば、少なくともＵＲＬ分析部７０３、データキャッシュ部７０４を省略することができる。また、ＴＣ６０１が監視対象のノードの入力ポート（または出力ポート）に接続され、入力トラヒック（または出力トラヒック）を監視すればよいケースなど、Ｕ−Ｐｌａｎｅデータの送信元ＩＰアドレス／送信先ＩＰアドレスの監視を必要としない場合には、ＩＰアドレス監視部７０２を省略することが可能である。

また例えば、上記した実施形態では、ＴＥＳ６０２に、トラヒック分析部８０１、選択比率算出部８０２、ハンドオーバー起動部８０３、統計データ蓄積部８０４とのそれぞれ独立した機能ブロックがあるものとして説明したが、これらのいくつかを統合または省略してもよい。例えば、ハンドオーバー起動機能が不要であれば、ハンドオーバー起動部８０３を省略することができ、選択比率の変更機能が不要であれば、選択比率算出部８０２省略することができる、あるいは、トラヒックの偏在状況を判断し、前記各機能ブロックに指示を与える制御部（トラヒック偏在状況判断部）を設ける構成も採用可能である。

また例えば、上記した実施形態では、ＴＣ６０１は、所定の報告タイミングで、ＴＥＳ６０２にトラヒック状況を報告するものとして説明したが、監視しているトラヒック量が所定の閾値を超えた場合に、ＴＥＳ６０２に対しトラヒック量の報告を行うようにしてもよい。これにより、ネットワークにおける負荷を軽減するとともに、ＴＥＳ６０２におけるトラヒック分析を簡略化することができる。

また例えば、上記した実施形態では、カバーエリアの拡大・縮小を行うものとして説明したが、基地局がアダプティブアレイアンテナ等の指向性アンテナを備えている場合には、ＳＯＮにて種々提案されているようにアンテナチルトの変更、送信電力の増大により、局所的にカバーエリアを変更する構成も採用可能である。

また例えば、上記した実施形態は、次のようなトラヒック平準化方法として捉えることが可能である。
［付記１］
移動体ネットワークの異なる種類のノード間間に配置したトラヒック監視装置を用いて、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視するステップと、
トラヒック制御装置が、前記各トラヒック監視装置からのトラヒック量を収集し、トラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散するよう制御情報を出力するステップと、を含むトラヒック平準化方法。

［付記２］
上記したトラヒック平準化方法において、前記トラヒック制御装置があるアクセスノードと上位ノードとの間のトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記アクセスノードに対しカバーエリアの縮小を指示するとともに、前記アクセスノードに隣接するアクセスノードに対し、カバーエリアの拡大を指示することにより、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散することができる。

［付記３］
上記したトラヒック平準化方法において、あるノードのトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記ノードが収容している呼を、前記呼を収容可能な他のノードにハンドオーバさせることにより、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散することができる。

［付記４］
上記したトラヒック平準化方法において、前記各ノード間のトラヒック量に基づいて、新規呼の接続時にあるノードが選択する上位ノードの選択比率を変更することにより、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散することができる。

なお、前述の非特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲および図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲および図面の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１０ ノード
２０ アクセスノード
１０１ パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）
２０１、２０２ ＰＤＮ・ゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）
２１１ 転送ノード
３０１、３０２ サービング・ゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）
４０１ モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）
５０１〜５０３ ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）
６０１ トラヒック監視装置（ＴＣ）
６０２ トラヒック制御装置（ＴＥＳ）
７０１ トラヒック量監視部
７０２ ＩＰアドレス監視部
７０３ ＵＲＬ分析部
７０４ データキャッシュ部
７０５ ＴＥＳ間通信部
８０１ トラヒック分析部
８０２ 選択比率算出部
８０３ ハンドオーバー起動部
８０４ 統計データ蓄積部
８０５ ＴＣ／ノード間通信部

Claims (19)

1. 移動体ネットワークの所定のノード間に配置されて、ノード間のトラヒック量を監視するトラヒック監視装置と、
   前記トラヒック監視装置からの報告に基づいて、所定のノードに対し、前記トラヒック量を平準化するよう制御情報を出力するトラヒック制御装置とを、備える移動体通信システムであって、
   前記トラヒック監視装置は、移動体ネットワークの異なる種類のノード間の、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視し、
   前記トラヒック制御装置は、トラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散するよう制御情報を出力する移動体通信システム。
2. 前記トラヒック制御装置がトラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、あるアクセスノードと上位ノードとの間のトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記アクセスノードに対しカバーエリアの縮小を指示するとともに、前記アクセスノードに隣接するアクセスノードに対し、カバーエリアの拡大を指示するものである請求項１の移動体通信システム。
3. 前記トラヒック制御装置がトラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、あるノードのトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記ノードが収容している呼を、前記呼を収容可能な他のノードにハンドオーバさせるものである請求項１又は２の移動体通信システム。
4. 前記トラヒック制御装置がトラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、前記各ノード間のトラヒック量に基づいて、新規呼の接続時にあるノードが選択する上位ノードの選択比率を変更するものである請求項１から３いずれか一の移動体通信システム。
5. 前記トラヒック制御装置が、あるアクセスノードと上位ノードとの間のトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記アクセスノードに対しカバーエリアの縮小を指示するとともに、前記アクセスノードに隣接するアクセスノードに対し、カバーエリアの拡大を指示するトラヒック分析部と、
   あるノードのトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記ノードが収容している呼を、前記呼を収容可能な他のノードにハンドオーバさせるハンドオーバ起動部と、
   前記各ノード間のトラヒック量に基づいて、新規呼の接続時にあるノードが選択する上位ノードの選択比率を変更する選択比率算出部と、を備える請求項１から４いずれか一の移動体通信システム。
6. 前記トラヒック監視装置は、前記所定のノードの入出力ポートに接続されてトラヒック量を監視する請求項１から５いずれか一の移動体通信システム。
7. 前記トラヒック監視装置は、監視するデータの送信元ＩＰアドレスと、送信先ＩＰアドレスを監視するＩＰアドレス監視部と、
   前記ＩＰアドレスに対応するＵＲＬ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｃａｔｏｒ）を取得するＵＲＬ分析部と、
   前記取得したＵＲＬ毎にデータをキャッシュし、一定期間にあるＵＲＬへのアクセスが集中した際に前記キャッシュしたデータを要求元に返すデータキャッシュ部と、を備える請求項１から６いずれか一の移動体通信システム。
8. 前記トラヒック監視装置は、監視しているトラヒック量が所定の閾値を超えた場合に前記トラヒック制御装置に対しトラヒック量の報告を行う請求項１から７いずれか一の移動体通信システム。
9. 移動体ネットワークの所定のノード間に配置されて、ノード間のトラヒック量を監視するトラヒック監視装置と接続され、
   前記トラヒック監視装置からの報告に基づいて、所定のノードに対し、前記トラヒック量を平準化するよう制御情報を出力するトラヒック制御装置であって、
   移動体ネットワークの異なる種類のノード間に配置され、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視するトラヒック監視装置と接続され、
   前記各トラヒック監視装置から報告されたトラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散するよう制御情報を出力するトラヒック制御装置。
10. 前記トラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、あるアクセスノードと上位ノードとの間のトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記アクセスノードに対しカバーエリアの縮小を指示するとともに、前記アクセスノードに隣接するアクセスノードに対し、カバーエリアの拡大を指示するものである請求項９のトラヒック制御装置。
11. 前記トラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、あるノードのトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記ノードが収容している呼を、前記呼を収容可能な他のノードにハンドオーバさせるものである請求項９又は１０のトラヒック制御装置。
12. 前記トラヒックの偏在状況に応じて選択する制御情報の種類および送信先の一つは、前記各ノード間のトラヒック量に基づいて、新規呼の接続時にあるノードが選択する上位ノードの選択比率を変更するものである請求項９から１１いずれか一のトラヒック制御装置。
13. あるアクセスノードと上位ノードとの間のトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記アクセスノードに対しカバーエリアの縮小を指示するとともに、前記アクセスノードに隣接するアクセスノードに対し、カバーエリアの拡大を指示するトラヒック分析部と、
    あるノードのトラヒックが所定の閾値を超えたときに、前記ノードが収容している呼を、前記呼を収容可能な他のノードにハンドオーバさせるハンドオーバ起動部と、
    前記各ノード間のトラヒック量に基づいて、新規呼の接続時にあるノードが選択する上位ノードの選択比率を変更する選択比率算出部と、を備える請求項９から１２いずれか一のトラヒック制御装置。
14. 移動体ネットワークの所定のノード間に配置されて、ノード間のトラヒック量を監視するとともに、
    請求項９から１３いずれか一のトラヒック制御装置に対し、前記監視したトラヒック量を報告するトラヒック監視装置。
15. さらに、
    監視するデータの送信元ＩＰアドレスと、送信先ＩＰアドレスを監視するＩＰアドレス監視部と、
    前記ＩＰアドレスに対応するＵＲＬ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｃａｔｏｒ）を取得するＵＲＬ分析部と、
    前記取得したＵＲＬ毎にデータをキャッシュし、一定期間にあるＵＲＬへのアクセスが集中した際に前記キャッシュしたデータを要求元に返すデータキャッシュ部と、を備える 請求項１４のトラヒック監視装置。
16. 請求項９から１３いずれか一のトラヒック制御装置からの制御情報に基づいて、トラヒックの平準化動作を行うモビリティ管理エンティティ。
17. 請求項９から１３いずれか一のトラヒック制御装置からの制御情報に基づいて、トラヒックの平準化動作を行うアクセスノード。
18. 移動体ネットワークの所定のノード間に配置したトラヒック監視装置を用いて、ノード間のトラヒック量を監視するステップと、
    前記トラヒック監視装置からの報告に基づいて、トラヒック制御装置が、所定のノードに対し、前記トラヒック量を平準化するよう制御情報を出力するステップと、を含むトラヒック平準化方法であって、
    前記トラヒック監視装置は、移動体ネットワークの異なる種類のノード間の、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視し、
    前記トラヒック制御装置は、トラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散するよう制御情報を出力するトラヒック平準化方法。
19. 移動体ネットワークの所定のノード間に配置したトラヒック監視装置から、ノード間のトラヒック量を収集する処理と、
    前記トラヒック監視装置からの報告に基づいて、所定のノードに対し、前記トラヒック量を平準化するよう制御情報を出力する処理と、をトラヒック制御装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記制御情報として、
    移動体ネットワークの異なる種類のノード間に配置され、少なくとも一方のノードが異なる２以上のパスのトラヒック量を監視するトラヒック監視装置から報告されたトラヒックの偏在状況に応じて制御情報の種類および送信先ノードを選択し、トラヒックが偏在しているノードのトラヒック量を、当該ノードと同一種類のノードに分散させる制御情報を生成するプログラム。

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