JP6792543B2 - 通信不可時間推定装置、通信不可時間推定方法、及びプログラム - Google Patents

通信不可時間推定装置、通信不可時間推定方法、及びプログラム Download PDF

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本発明は、無線通信において、端末の移動や混雑状況の変化等により、通信が不可能となる時間を考慮することにより、アプリケーションと端末間のメッセージ交換を効果的、かつ、効率的に行うための、通信不可時間の推定技術に関連するものである。
無線通信を行う端末においては、省電力モード等により通信可能な時間を制限したり、高頻度の移動によって電波の受信状態が度々変化したりすることによって、通信可能な状態が安定しないケースが多い。これにより、アプリケーションから端末へのメッセージ送信が正常に行えない事象が発生してしまう可能性がある。アプリケーション側にメッセージ送信を繰り返し行う再送制御を実装していたとしても、再送回数/タイムアウト値を超えた時点で送信失敗となってしまう場合もある。
上記の課題を解決するための技術が特許文献1に開示されている。当該技術では、図1に示すように、アプリケーション10から通信不可能な状態の端末30に向けてメッセージが送信された場合、当該メッセージをネットワーク装置20にて一時的にバッファし、端末30が通信可能な状態に遷移した際に当該メッセージを転送する。
特開2017−041714号公報
従来技術では、アプリケーションからのメッセージを端末に"必ず到達させること"を主眼においている。しかしながら、アプリケーションや端末の種類によっては、メッセージを、"即時に"、もしくは、"一定の経過時間までに"到達させることが困難であることを即座に把握したいケースが存在する。
例えば、必ず到達させたい時間内にメッセージを到達させることが難しい場合は、当該メッセージの再送信を即座に中止して、別の端末に対して別のメッセージの送信をするケースである。
このようなケースにおいて、従来技術を適用することは好ましくない。すなわち、アプリケーションからのメッセージを端末に"必ず到達させること"よりも、"いつまでに到達させることが可能であるか"という観点が重要となり、通信不可能な状態の端末が通信可能な状態に遷移するまでにどれくらいの時間を要するのかを明確にすることが必要となる。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、通信不可能な状態の端末が通信可能な状態に遷移するまでに要する時間を推定することを可能とする技術を提供することを目的とする。
開示の技術によれば、複数の端末の通信不可時間の実績値を格納するデータベースと、
特定の端末が通信不可になったことを検出し、当該特定の端末の通信不可の経過時間を計測する経過時間計測手段と、
前記特定の端末が通信不可である状態において、アプリケーションサーバから前記特定の端末へのメッセージを受信した場合に、前記データベースに格納された実績値に基づいて、前記特定の端末が通信不可の状態に遷移した時点から、通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間を推定し、当該通信不可時間から前記経過時間を減算することにより、前記メッセージを受信した時点から、前記特定の端末が通信可能な状態に遷移するまでにかかる時間を算出する通信不可時間算出手段と
を備えることを特徴とする通信不可時間推定装置が提供される。
開示の技術によれば、通信不可能な状態の端末が通信可能な状態に遷移するまでに要する時間を推定することが可能となる。
従来技術を示す図である。 本発明の実施の形態におけるシステムの全体構成図である。 通信不可時間推定装置100の機能構成例を示す図である。 通信不可時間の実績値を集計する手順のフローチャートである。 通信不可時間推定・通知の手順のフローチャートである。 通信不可時間推定装置100のハードウェア構成例を示す図である。 システム全体の動作例を説明するための図である。 端末通信不可時間(実績値)DB112に格納されるデータのイメージを示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態(本実施の形態)を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
(実施の形態の概要)
本実施の形態では、通信不可時間推定装置が、アプリケーションから通信不可能な状態の端末に向けてメッセージが送信された場合において、当該端末が通信可能な状態に遷移するまでに要する時間を、端末の属性情報(通信方式や使用環境等)に基づいて分類された通信不可能な状態の継続時間の履歴情報に統計処理を行うことにより、推定し通知する。以下、本実施の形態を詳細に説明する。
(システム構成、動作概要)
図2に本実施の形態におけるシステムの全体構成例を示す。図2に示すように、本実施の形態におけるシステムは、アプリケーション300及び端末200が接続される通信ネットワーク400上に通信不可時間推定装置100が備えられた構成を有する。
アプリケーション300は、アプリケーションサーバと称してもよい。アプリケーション300は、端末200に対してメッセージを送信したり、端末200からのメッセージを受信したりする。また、アプリケーション300は、サービス事業者によって提供され、通信ネットワーク400を介して端末と通信を行う。
通信ネットワーク400は、TCP/IPのプロトコルスタックをサポートするネットワークである。端末200は、無線で通信ネットワーク400に接続し、アプリケーション300からメッセージを受信したり、アプリケーション300にメッセージを送信したりする装置であり、通信ネットワーク400を介してアプリケーション300と通信を行う。なお、本実施の形態では、端末200は無線で通信を行うことを想定しているが、端末200が有線で通信を行う場合でも本発明を適用することが可能である。
通信不可時間推定装置100は、端末200の通信不可時間を推定し、それを通知する機能を有する装置である。
図3に、通信不可時間推定装置100の機能構成例を示す。図3に示すように、通信不可時間推定装置100は、端末通信不可時間集計部110、通信不可時間推定部120、通信部130を有する。
図4に示した通信不可時間推定装置100の機能構成は一例に過ぎない、図4に示した構成以外の構成を採用することも可能である。また、通信不可時間推定装置100は、通信ネットワーク上の1つのノード装置として実装されてもよいし、複数のノード装置からなる装置(システム)であってもよい。各機能部には、実装上の制約等はない。なお、通信部130は、他の機能部から共通的に利用される機能部である。以下、各機能部を詳細に説明する。
<端末通信不可時間集計部110の構成>
端末通信不可時間集計部110は、端末通信不可経過時間計測部111と、端末通信不可時間(実績値)DB112を有する。
端末通信不可経過時間計測部111は、端末200が通信不可能な状態に遷移してから通信可能な状態に遷移するまでの経過時間を計測する機能を有する。端末通信不可時間(実績値)DB112は、端末200が通信不可能な状態に遷移してから通信可能な状態に遷移するまでの実績時間を保持するデータベースである。端末通信不可時間(実績値)DB112には、端末200の属性情報(通信方式や使用環境等)も合わせて保持される。
<通信不可時間推定部120の構成>
通信不可時間推定部120は、端末通信状態判定部121と、端末通信不可時間(推定値)算出部122を有する。
端末通信状態判定部121は、通信不可時間推定装置100に接続される端末200が通信可能な状態であるか、通信不可能な状態であるかを判定するための機能を有する。端末通信不可時間(推定値)算出部122は、アプリケーション300から端末200へのメッセージを受信した時点(この時点では、端末は通信不可能な状態にある)から、端末200が通信可能な状態に遷移するまでの推定時間を算出する機能を有する。
<通信部130の構成>
通信部130は、アプリケーションメッセージ受信・転送部131、通信不可時間送信部132、端末通信状態確認メッセージ送受信部133を有する。
アプリケーションメッセージ受信・転送部131は、アプリケーション300からのメッセージを受信する機能、及び、アプリケーション300からのメッセージを宛先の端末200に転送する機能を有する。
通信不可時間送信部132は、通信不可時間推定部120にて算出される、"端末が通信可能な状態に遷移するまでに要する時間"を送信する機能を有する。
端末通信状態確認メッセージ送受信部133は、通信不可時間推定装置100に接続される端末200が通信可能な状態であるか、通信不可能な状態であるかを確認するためにメッセージを送信する機能、及び、当該送信したメッセージに対する端末200からの応答メッセージを受信する機能を有する。
<通信不可時間の実績値を集計する手順>
図4のフローチャートを参照して、通信不可時間の実績値を集計する手順の概要について説明する。下記の手順において、メッセージ等の送受信のために適宜通信部130が利用されている。
S(ステップ)101において、端末通信状態判定部121が、端末200の通信状態判定を行う。判定の結果、通信不可能である場合(S102のYes)、S103に進み、端末通信不可経過時間計測部111が、端末200の通信不可経過時間を計測する。当該通信不可経過時間は端末通信不可時間(実績値)DB112に記録される。
S101における判定の結果、通信不可能でない場合(S102のNo)、S104に進み、端末通信不可経過時間計測部111が、通信不可経過時間が0でなければ(S104のYes)、端末通信不可時間(実績値)を端末通信不可時間(実績値)DB112に登録(格納)する(S105)。S104において、通信不可経過時間が0の場合は処理を終了する。
<通信不可時間推定、通知の手順>
次に、図5のフローチャートを参照して、通信不可時間推定装置100がアプリケーション300からメッセージを受信した際に、転送先である端末200が通信不可状態であった場合の通信不可時間推定、及び、当該時間の通知の手順を説明する。
S201において、アプリケーションメッセージ受信・転送部131は、アプリケーション300からメッセージを受信する。当該メッセージを端末200に転送できる場合(S202のNo)、メッセージを転送する(S207)。
転送不可能である場合(S202のYes)、S203に進み、端末通信不可経過時間(推定値)計測部122が、端末通信不可時間を算出する(S203)。端末通信不可時間(推定値)算出部122は、端末通信不可時間(実績値)DB112を参照することで、通信不可経過時間を取得し(S204)、通信不可状態残り時間を算出し(S205)、通信部130を介して通信不可状態残り時間を送信する(S206)。
(ハードウェア構成例)
上述した通信不可時間推定装置100は例えば、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、通信不可時間推定装置100は、コンピュータに内蔵されるCPUやメモリ等のハードウェア資源を用いて、通信不可時間推定装置100で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(可搬メモリ等)に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。
図6は、本実施の形態における上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図6のコンピュータは、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置150、補助記憶装置152、メモリ装置153、CPU154、インターフェース装置155、表示装置156、及び入力装置157等を有する。
当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、CD−ROM又はメモリカード等の記録媒体151によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体151がドライブ装置150にセットされると、プログラムが記録媒体151からドライブ装置150を介して補助記憶装置152にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体151より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置152は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
メモリ装置153は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置152からプログラムを読み出して格納する。CPU154は、メモリ装置153に格納されたプログラムに従って通信不可時間推定装置100に係る機能を実現する。インターフェース装置155は、ネットワークに接続するためのインターフェースとして用いられる。表示装置156はプログラムによるGUI(Graphical User Interface)等を表示する。入力装置157はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。なお、ユーザとのインターフェースを必要としない場合は、表示装置156や入力装置157を備えないこととしてもよい。
(システムの動作例)
次に、図7に示す手順に沿って、本実施の形態に係るシステム全体の動作例を詳細に説明する。なお、図7に示す手順において、図4、図5のフローに基づいて、一部、並行処理を行っている手順が存在しているが、説明の便宜上、S301〜S309として順番に手順を説明する。なお、S301〜S305は図4に示すフローに対応し、S306〜S309は図5のフローに対応する。
<S301>
ここでは、端末200が通信不可状態であるとする。端末通信状態確認メッセージ送受信部133は、端末200が通信不可能な状態で、端末通信状態確認メッセージの送信を行う。
本動作例では、端末通信状態確認メッセージ送受信部133は、当該メッセージを端末200に一定の時間間隔で送信し続け、端末200から当該メッセージに対する応答がない場合において、端末通信状態判定部121は、通信不可能な状態と判定し、応答がある場合は通信可能な状態として判定しているが、端末200の通信状態を判定できる他の手段を用いても構わない。S301では、端末通信状態確認メッセージに対する応答がないため、端末200が通信不可能な状態であると判定される。
<S302>
端末通信不可経過時間計測部111は、端末200が通信不可能な状態に遷移してからの経過時間の計測を開始する。S303に進むまで、一定の時間間隔でS301のメッセージを送信し続け、当該時間を計測し続ける。
<S303>
時間経過により、端末200が通信可能な状態に遷移したとする。端末通信状態確認メッセージ送受信部133が端末通信状態確認メッセーを送信する。
<S304>
端末通信状態確認メッセージ送受信部133は、端末200から、端末通信状態確認メッセージの応答を受信する。
<S305>
端末通信不可経過時間計測部111は、端末200が通信不可能な状態に遷移してからの経過時間を端末通信不可時間(実績値)DB112に登録する。本動作例では、端末200の属性情報(通信方式や使用環境等)は端末通信不可時間(実績値)DB112に予め登録されており、当該時間との関連付けも行われているものとしている。
なお、図7では、1つの端末200に対する処理を示しているが、端末200は多くの端末の中の代表を例示しているに過ぎず、実際には多くの端末に対してS301〜S305の処理は行われている。
また、端末通信状態確認メッセージによる端末通信状態の確認は、各端末に対して所定時間間隔で行われ、端末通信不可時間(実績値)DB112には、各端末について、現時点で通信可能か不可かを示す情報と、現時点で通信不可の場合は、不可になった時点からの経過時間を示す情報が記録されている。つまり、端末通信不可時間(実績値)DB112には、各端末についての、通信不可時間の実績値(不可になった時点から可能になった時点までの時間)とともに、ある時点で通信不可である端末についての、通信不可になった時点からの経過時間を示す情報も格納されている。また、端末通信不可時間(実績値)DB112には、集計した情報を格納することとしてもよい。
<S306>
通信不可時間推定装置100のアプリケーションメッセージ受信・転送部131は、アプリケーション300から、端末200宛てのアプリケーションメッセージを受信する。
<S307>
ここでは、端末200が通信不可能な状態であるとする。アプリケーションメッセージ受信・転送部131は、アプリケーションメッセージを転送するが、通信不可能な状態であるため、転送に失敗する。
<S308>
端末通信不可時間(推定値)算出部122は、端末200が、通信不可能な状態に遷移してから、通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間を推定する。
本動作例では、端末通信不可時間(推定値)算出部122は、端末通信不可時間(実績値)DB112に集計されている通信不可能な状態の継続時間の履歴情報を属性情報にフィルタをかけて統計処理を行うことにより、通信不可時間(推定値)を算出する。つまり、例えば、推定対象の端末200の属性情報と同じ属性情報(あるいは、複数の属性のうちの一部が重複するもの)の履歴情報に統計処理を行うことにより通信不可時間(推定値)を算出する。
図8に、端末通信不可時間(実績値)DB112に集計して格納されている履歴情報のイメージを示す。図8に示すように、端末種別毎に、通信方式、使用場所、通信端末不可時間(実績値)が格納されている。なお、無線LANは、例えばWiFi(登録商標)である。ここで、「端末種別」は、例えば、端末を識別する情報である。
端末通信不可時間(推定値)算出部122は、ここで算出された端末通信不可時間から、S302で計測されている、端末200が通信不可能な状態に遷移してからの経過時間を減算することにより、アプリケーションメッセージを受信した時から通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間を算出する。
<S308における通信不可時間の推定方法の例>
以下、端末通信不可時間(推定値)算出部122により実行される、端末が通信不可能な状態に遷移してから通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間の算出方法の例を説明する。
以下の説明に登場する記号の意味は下記のとおりである。
T:通信不可時間(推定値)
:通信不可時間(実績値)
n:通信不可時間(実績値)のデータ数
F(T):通信不可時間(推定値)がTとなる確率
μ:通信不可時間(実績値)の平均値
σ:通信不可時間(実績値)の標準偏差
ここで、「n:通信不可時間(実績値)のデータ数」とは、算出対象の端末の属性情報(例:通信方式、使用場所)と同じ属性情報を有するデータ数である。
以下、算出方法例a)〜d)を説明する。
a)下記の式で算出される平均値を通信不可時間(推定値)とする。
Figure 0006792543
b)下記の式で算出される中央値を通信不可時間(推定値)とする。
対象データを小さい順に並び替えたものをt、t、....、tとしたとき
Figure 0006792543
c)経験分布関数に基づいて、Tについて数値計算をする、又は、経験分布関数に対して近似関数を求め、Tについて解析的に解く。通信不可時間(推定値)がTとなる確率F(T)は、下記のとおり算出したい確率を任意に指定する。
Figure 0006792543
d)Tがある確率分布に従うものと仮定し、累積分布関数に基づき、Tについて数値計算をする。
例として、正規分布に従った場合の確率密度関数を以下に示す。また、c)と同様、通信不可時間(推定値)がTとなる確率F(T)は、算出したい確率を任意に指定する。
Figure 0006792543
<S309>
通信不可時間送信部132は、S308で算出されたアプリケーションメッセージを受信時から通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間(推定値)をアプリケーション300に送信する。また、S308において、c)、又は、d)の算出方法を用いた場合、通信不可時間(推定値)と併せて、算出に使用した確率も送信する。
なお、通信不可時間(推定値)をアプリケーション300に送信することは一例である。通信不可時間(推定値)をエンドユーザ側の端末に送信してもよいし、オペレーションシステム等に送信してもよい。
(実施の形態の効果)
本実施の形態により、無線通信において、端末の移動や混雑状況の変化等によって通信が不可能となる時間の実績値に対し、統計処理を行うことによって通信不可能な状態の継続時間を推定することができる。
従来、アプリケーションは、「メッセージを到達させたい時間まで再送し続ける」、もしくは、「従来技術がメッセージ送信を支援する場合、メッセージを到達させたい時間まで待機する」必要があった。しかしながら、通信不可能な状態の継続時間を即座に把握できることにより、従来通り、メッセージを到達させたい時間まで再送、もしくは、待機するだけでなく、例えば、メッセージを到達させたい時間が経過するよりも前に、再送信を即座に中止し別端末に別メッセージの送信をするという選択肢を取ることが可能になる。
(実施の形態のまとめ)
以上、説明したように、本実施の形態により、複数の端末の通信不可時間の実績値を格納するデータベースと、特定の端末が通信不可になったことを検出し、当該特定の端末の通信不可の経過時間を計測する経過時間計測手段と、前記特定の端末が通信不可である状態において、アプリケーションサーバから前記特定の端末へのメッセージを受信した場合に、前記データベースに格納された実績値に基づいて、前記特定の端末が通信不可の状態に遷移した時点から、通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間を推定し、当該通信不可時間から前記経過時間を減算することにより、前記メッセージを受信した時点から、前記特定の端末が通信可能な状態に遷移するまでにかかる時間を算出する通信不可時間算出手段とを備えることを特徴とする通信不可時間推定装置が提供される。
端末通信不可時間(実績値)DB112は上記データベースの例である。また、端末通信不可時間集計部110は上記経過時間計測手段の例であり、通信不可時間推定部120は上記通信不可時間算出手段の例である。
前記通信不可時間推定装置は、端末に状態確認メッセージを送信し、状態確認メッセージに対する応答メッセージがない状態の時点から、当該端末に状態確認メッセージを送信し、状態確認メッセージに対する応答メッセージを受信する状態になるまでの時間を、当該端末についての通信不可時間の実績値として前記データベースに格納する通信不可時間計測手段を更に備えることとしてもよい。
前記データベースは、端末の属性情報とともに実績値を格納しており、前記通信不可時間算出手段は、前記特定の端末の属性に該当する属性の実績値に統計処理を施すことにより、前記特定の端末が通信不可の状態に遷移した時点から、通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間を推定することとしてもよい。
以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
100 通信不可時間推定装置
200 端末
300 アプリケーション
400 通信ネットワーク
110 端末通信不可時間集計部
111 端末通信不可経過時間計測部
112 端末通信不可時間(実績値)DB
120 通信不可時間推定部
121 端末通信状態判定部
122 端末通信不可時間(推定値)算出部
130 通信部
131 アプリケーションメッセージ受信・転送部
132 通信不可時間送信部
133 端末通信状態確認メッセージ送受信部
150 ドライブ装置
151 記録媒体
152 補助記憶装置
153 メモリ装置
154 CPU
155 インターフェース装置
156 表示装置
157 入力装置

Claims (7)

  1. 複数の端末の通信不可時間の実績値を格納するデータベースと、
    特定の端末が通信不可になったことを検出し、当該特定の端末の通信不可の経過時間を計測する経過時間計測手段と、
    前記特定の端末が通信不可である状態において、アプリケーションサーバから前記特定の端末へのメッセージを受信した場合に、前記データベースに格納された実績値に基づいて、前記特定の端末が通信不可の状態に遷移した時点から、通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間を推定し、当該通信不可時間から前記経過時間を減算することにより、前記メッセージを受信した時点から、前記特定の端末が通信可能な状態に遷移するまでにかかる時間を算出する通信不可時間算出手段と
    を備えることを特徴とする通信不可時間推定装置。
  2. 端末に状態確認メッセージを送信し、状態確認メッセージに対する応答メッセージがない状態の時点から、当該端末に状態確認メッセージを送信し、状態確認メッセージに対する応答メッセージを受信する状態になるまでの時間を、当該端末についての通信不可時間の実績値として前記データベースに格納する通信不可時間計測手段
    を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の通信不可時間推定装置。
  3. 前記データベースは、端末の属性情報とともに実績値を格納しており、前記通信不可時間算出手段は、前記特定の端末の属性に該当する属性の実績値に統計処理を施すことにより、前記特定の端末が通信不可の状態に遷移した時点から、通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間を推定する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信不可時間推定装置。
  4. 通信不可時間を推定する通信不可時間推定装置が実行する通信不可時間推定方法であって、
    前記通信不可時間推定装置は、複数の端末の通信不可時間の実績値を格納するデータベースを備えており、
    特定の端末が通信不可になったことを検出し、当該特定の端末の通信不可の経過時間を計測する経過時間計測ステップと、
    前記特定の端末が通信不可である状態において、アプリケーションサーバから前記特定の端末へのメッセージを受信した場合に、前記データベースに格納された実績値に基づいて、前記特定の端末が通信不可の状態に遷移した時点から、通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間を推定し、当該通信不可時間から前記経過時間を減算することにより、前記メッセージを受信した時点から、前記特定の端末が通信可能な状態に遷移するまでにかかる時間を算出する通信不可時間算出ステップと
    を備えることを特徴とする通信不可時間推定方法。
  5. 端末に状態確認メッセージを送信し、状態確認メッセージに対する応答メッセージがない状態の時点から、当該端末に状態確認メッセージを送信し、状態確認メッセージに対する応答メッセージを受信する状態になるまでの時間を、当該端末についての通信不可時間の実績値として前記データベースに格納する通信不可時間計測ステップ
    を更に備えることを特徴とする請求項4に記載の通信不可時間推定方法。
  6. 前記データベースは、端末の属性情報とともに実績値を格納しており、前記通信不可時間算出ステップにおいて、前記通信不可時間推定装置は、前記特定の端末の属性に該当する属性の実績値に統計処理を施すことにより、前記特定の端末が通信不可の状態に遷移した時点から、通信可能な状態に遷移するまでの通信不可時間を推定する
    ことを特徴とする請求項4又は5に記載の通信不可時間推定方法。
  7. コンピュータを、請求項1ないし3のうちいずれか1項に記載の通信不可時間推定装置における各手段として機能させるためのプログラム。
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