JP7206920B2 - 情報処理装置及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、情報処理装置及びプログラムに関する。
ネットワーク等の通信回線が複数のユーザによって利用される場合に各ユーザに帯域幅を割り当てる技術が知られている。
特許文献１には、ユーザのリクエストに応じたパケットのインデックスを用いてデータフローの評価値を算出し、この評価値を用いて各データフローの優先度を決定し、各データフローの優先度に基づいて各データフローに帯域を割り当てる装置が記載されている。
特許文献２には、各ユーザのアクセス履歴に基づいて優先度を決定する技術が記載されている。
特開平１０－２４３０１８号公報 特表２００３－５３６２８７号公報
本発明の目的は、複数のユーザが利用可能な通信回線が利用される場合において、ユーザの要求が反映された帯域幅がユーザに割り当てられるようにすることにある。
請求項１に係る発明は、複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段と、前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段と、前記ユーザによって指定された優先度に代えて、前記通信回線において予め定められた通信の品質を保持するために必要な優先度を決定する優先度決定手段と、を有し、前記割当帯域幅決定手段は、前記優先度決定手段によって決定された優先度を用いて前記割当帯域幅を決定し、前記優先度決定手段は、前記通信回線を利用して提供されるサービスの呼損率に基づいて、通信の品質を保持するために必要な優先度を決定する、情報処理装置である。
請求項２に係る発明は、複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段と、前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段と、減算手段と、を有し、前記ユーザには、優先度を指定するための優先権束が割り当てられており、前記減算手段は、通信が優先される度合に応じた値を前記優先権束から減算する、情報処理装置である。
請求項３に係る発明は、前記値は、他のユーザが指定した優先対象の帯域幅に応じて変動する、ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置である。
請求項４に係る発明は、複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段と、前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段と、を有し、前記割当帯域幅決定手段は、更に、前記ユーザに割り当てられた割当帯域幅が、前記通信回線における有効帯域幅を超える場合、前記割当帯域幅が前記有効帯域幅を超えないように、前記ユーザの通信要求に係る通信の時間を変更する、情報処理装置置である。
請求項５に係る発明は、コンピュータを、複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段、前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段、前記ユーザによって指定された優先度に代えて、前記通信回線において予め定められた通信の品質を保持するために必要な優先度を決定する優先度決定手段、として機能させ、前記割当帯域幅決定手段は、前記優先度決定手段によって決定された優先度を用いて前記割当帯域幅を決定し、前記優先度決定手段は、前記通信回線を利用して提供されるサービスの呼損率に基づいて、通信の品質を保持するために必要な優先度を決定する、プログラムである。
請求項６に係る発明は、コンピュータを、複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段、前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段、減算手段、として機能させ、前記ユーザには、優先度を指定するための優先権束が割り当てられており、前記減算手段は、通信が優先される度合に応じた値を前記優先権束から減算する、プログラムである。
請求項７に係る発明は、コンピュータを、複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段、前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段、として機能させ、前記割当帯域幅決定手段は、更に、前記ユーザに割り当てられた割当帯域幅が、前記通信回線における有効帯域幅を超える場合、前記割当帯域幅が前記有効帯域幅を超えないように、前記ユーザの通信要求に係る通信の時間を変更する、プログラムである。
請求項１，５に係る発明によれば、複数のユーザが利用可能な通信回線が利用される場合において、ユーザの要求が反映された帯域幅がユーザに割り当てられる。
請求項１，５に係る発明によれば、予め定められた通信の品質を保持して通信を行うことができる。
請求項２，３，６に係る発明によれば、ユーザに割り当てられた優先権束の限度で優先度を指定して通信を行うことができる。
請求項４，７に係る発明によれば、割当帯域幅が有効帯域幅を超える場合であっても、ユーザの要求する通信を行うことができる。
本実施形態に係る通信管理システムの構成を示すブロック図である。 通信回線において使用される帯域幅の概念を説明するための模式図である。 本実施形態に係る通信管理装置の構成を示すブロック図である。 通信回線において使用される帯域幅の概念を説明するための模式図である。 呼損率に基づいて優先度を決定する処理に関するフローチャートを示す図である。 割当帯域幅の一例を示す図である。 優先度の分布を示す図である。 優先度の分布に基づく割当割合（割当量）を示す図である。 削減帯域幅の一例を示す図である。 変形例１に係る処理に関するフローチャートである。 通信回線の使用状態を示す図である。 各ユーザのトラフィックパターンを示す模式図である。 各ユーザのトラフィックパターンの合計パターンを示す模式図である。
図１を参照して、本発明の実施形態に係る情報処理システムである通信管理システムについて説明する。図１は、本実施形態に係る通信管理システムの構成の一例を示す。
本実施形態に係る通信管理システムは、一例として、情報処理装置である通信管理装置１０と、１又は複数の端末組織１２とを含む。各端末組織１２は、１又は複数の端末装置１４を含む。通信管理装置１０と各端末装置１４とは、通信回線Ｃ（通信チャネルＣ）に接続されている。通信管理装置１０と各端末装置１４とは、複数の通信回線Ｃに接続されてもよい。
通信回線Ｃは、無線回線であってもよいし、有線回線であってもよいし、無線回線及び有線回線の両方を含む回線であってもよい。通信回線Ｃの種類は特に限定されるものではなく、通信回線Ｃとして、例えば、インターネット回線や携帯電話回線や他のネットワーク（例えばＬＡＮ等）等が用いられてもよい。
通信管理装置１０は、通信回線Ｎを利用するユーザに割り当てられる通信の帯域幅を制御するように構成された装置である。
端末組織１２は、例えば、企業や団体や地域等のように１又は複数のユーザを含む組織である。もちろん、これら以外の組織が端末組織１２であってもよい。各端末組織１２には、１又は複数の通信回線Ｃが割り当てられている。図１に示す例では、各端末組織１２に１つの通信回線Ｃが割り当てられているが、複数の通信回線Ｃが割り当てられてもよい。
端末装置１４は、通信機能を有する装置であり、例えば、スマートフォンやタブレットＰＣや携帯電話等の携帯端末装置、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、又は、その他の機器（情報処理機能と通信機能とを有する機器）である。
本実施形態では、各ユーザによって通信回線Ｃの利用が要求され、更に、各ユーザによって通信の優先度と優先対象の帯域幅とが指定され、当該優先度と当該優先対象の帯域幅との評価に基づいて、各ユーザに割り当てられる割当帯域幅が決定される。
以下、図２を参照して、通信回線Ｃにおいて使用される帯域幅について説明する。図２は、その帯域幅の概念を示す。
ここで、サンプリング時間長さが任意の単位時間Δｔのときの通信回線Ｃにおける有効帯域幅を、Ｃ（Δｔ）［Ｍｂｐｓ］と定義する。通信ＤＢｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ）にて使用される帯域幅を、ＤＢｎ（Δｔ）［Ｍｂｐｓ］と定義する。以下の式（１）によって表される条件を満たす場合、つまり、帯域幅ＤＢｎ（Δｔ）の合計が、有効帯域幅Ｃ（Δｔ）以下である場合、通信ＤＢｎは帯域の制限を受けない。一方、帯域幅ＤＢｎ（Δｔ）の合計が、有効帯域幅Ｃ（Δｔ）を超える場合、通信ＤＢｎは帯域の制限を受ける。
Figure 0007206920000001
以下、図３を参照して、通信管理装置１０の構成について詳しく説明する。図３は、通信管理装置１０の構成の一例を示す。
受付部１８は、ユーザによる通信回線Ｃの利用要求を示す情報と、通信回線Ｃを利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、当該ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付けるように構成されている。優先度は、通信回線Ｃを優先的に利用するために指定される。優先度が高いほど、当該優先度を指定したユーザは、通信回線Ｃを優先的に利用することができる。例えば、優先度が高いほど、当該優先度を指定したユーザに帯域幅が優先的に割り当てられる。優先対象の帯域幅は、ユーザが利用を要求する帯域幅である。ユーザは、優先対象の帯域幅として、ユーザが利用を要求する通信量（例えば通信対象となる配信データの容量）を指定してもよい。例えば、ユーザが、端末装置１４を用いて通信の優先度と帯域幅を指定すると共に通信回線Ｃの利用を要求すると、利用要求を示す情報、その優先度を示す情報、及び、その帯域幅を示す情報が、当該端末装置１４から通信管理装置１０に送信されて受付部１８によって受け付けられる。受付部１８は、各ユーザの利用要求を示す情報を受け付け、更に、各ユーザによって指定された優先度と帯域幅を示す情報を受け付ける。
各ユーザには、優先度を指定するための優先権束が割り当てられており、各ユーザは、自身に割り当てられた優先権束を用いて優先度を指定する。例えば、優先権束は有料であり、ユーザが優先権束を購入することで、当該ユーザに優先権束が割り当てられる。例えば、料金に応じた優先権束が、購入ユーザに割り当てられる。また、各ユーザは、料金を支払うことで優先権束を補充することができる。
優先度決定部２０は、通信回線Ｃにおいて予め定められた通信の品質を保持するために必要な優先度を決定するように構成されている。例えば、優先度決定部２０は、ユーザによって指定された優先度に代えて、通信回線Ｃにおいて予め定められた通信の品質を保持するために必要な優先度を自動的に決定する。優先度決定部２０は、例えば、通信回線Ｃを利用して提供されるサービスの呼損率に基づいて、通信の品質を保持するために必要な優先度を決定する。
有効帯域幅取得部２２は、通信回線Ｃの有効帯域幅を取得するように構成されている。有効帯域幅取得部２２は、例えば、任意の単位時間において利用可能な通信回線Ｃの帯域幅を、当該単位時間における通信回線Ｃの有効帯域幅として取得する。有効帯域幅は、例えば、本実施形態に係る通信管理システム以外のユーザ（例えば業者等）による通信回線Ｃの利用帯域幅を除いた残りの帯域幅のことであり、本実施形態に係る通信管理システムが利用できると期待できる帯域幅のことである。
割当帯域幅決定部２４は、ユーザによって指定された優先度と優先対象の帯域幅との評価に基づいて、ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定するように構成されている。例えば、受付部１８は、同一の通信回線Ｃを利用する各ユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、当該各ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける。割当帯域幅決定部２４は、優先度の分布に基づいて、各ユーザの割当割合（割当量）を評価値として算出し、各ユーザによって指定された優先対象の帯域幅と各ユーザの割当割合とに基づいて、各ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する。例えば、割当帯域幅決定部２４は、ユーザ毎に、ユーザによって指定された優先対象の帯域幅に、当該ユーザの割当割合を乗算することで、当該ユーザに割り当てられる割当帯域幅を算出する。優先度の分布は、例えば、各ユーザによって指定された優先度の分布であってもよいし、優先度決定部２０によって決定された優先度の分布であってもよいし、予め定められた統計的な分布であってもよい。例えば、統計的に定められた優先度のガウス分布（世紀分布）が、優先度の分布として用いられてもよい。ユーザに割り当てられた割当帯域幅は、当該ユーザが利用可能な通信の帯域幅であり、各ユーザは、自身に割り当てられた割当帯域幅を利用して通信することができる。
減算部２６は、ユーザの通信が優先される度合に応じた値を当該ユーザの優先権束から減算するように構成されている。減算部２６は、例えば、ユーザによって高い優先度が指定されるほど、より多くの値を優先権束から減算してもよいし、広い割当帯域幅が割り当てられるほど、より多くの値を優先権束から減算してもよい。優先権束から減算される値は、例えば、他のユーザが指定した優先対象の帯域幅に応じて変動してもよいし、有効帯域幅に応じて変動してもよい。
記憶部２８は、各種の情報（データやプログラム等）を格納する１又は複数の格納領域である。各格納領域は、通信管理装置１０に設けられている１又は複数の記憶装置（例えばハードディスクドライブやメモリ等の物理ドライブ）として定義されてもよいし、１又は複数の記憶装置に設定された論理パーティション又は論理ドライブとして定義されてもよい。例えば、各ユーザに割り当てられている優先権束を示す情報が、記憶部２８に格納される。
以下、図４を参照して、優先度が指定された場合の帯域幅について説明する。図４は、その帯域幅の概念を示す。
ここで、サンプリング時間長さが任意の単位時間Δｔのときの通信回線Ｃにおける有効帯域幅を、Ｃ（Δｔ）［Ｍｂｐｓ］と定義する。通信ＤＢｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ）にて使用される帯域幅を、ＤＢｎ（Δｔ）［Ｍｂｐｓ］と定義する。通信回線Ｃを利用するユーザの数をＮと定義する。優先度（プライムチケット）をＰＴｎ（Δｔ）（ｎ＝１，・・・，Ｎ）と定義する。ＰＴｎ（Δｔ）の範囲は以下に示す通りである。「１」が最も優先度が高い値であり、「０」が最も優先度が低い値である。
０＜ＰＴｎ（Δｔ）≦１
以下の式（２）によって表される条件を満たす場合、通信ＤＢｎは帯域の制限を受けない。換言すると、帯域幅ＤＢｎ（Δｔ）及びＰＴｎ（Δｔ）は、式（２）によって表される条件を満たすように定められる必要がある。
Figure 0007206920000002
以下、呼損率の算出方法について説明する。「呼」は、通信回線に対する接続要求である。「呼数」は、単位時間に発生する「呼」の回数である。「呼量」は、単位時間当たりに通信回線Ｃが利用される量である。「呼損率」は、「呼」が発生したときに通信回線Ｃを利用できない確率である。例えば、公知のErlang B Formula（アーランＢ式）に従って、以下の式（３）によって表されるように、呼量と通信回線数とに基づいて呼損率が算出される。ｎは通信回線数であり、ｅは呼量（アーラン）であり、Ｂは呼損率である。なお、各通信の発生確率はポアソン分布に従うものとする。
Figure 0007206920000003
以下、図５を参照して、呼損率に基づいて優先度を決定する処理について説明する。図５は、当該処理に関するフローチャートを示す。
ここで、通信回線Ｃにおける任意の単位時間における有効帯域幅をＡＢと定義する。ユーザの識別子をｉｄ（ｉ）（ｉ＝１，・・・，Ｎ）と定義する。同一の通信回線Ｃを同時に利用するユーザの数はＮである。各ユーザが指定する優先対象の帯域幅をＢ（ｉｄ）と定義する。Ｂ（ｉｄ）は、ユーザが要求する通信量（例えば配信データの容量）に相当する。通信サービス全体の呼損率をＬと定義する。複数の異なる通信サービスが利用される場合、最も低い呼損率がＬの値として設定される。各ユーザの優先度の範囲は以下の式で表される。
０＜Ｐｔ（ｉｄ（ｉ））≦１
ｉ＝１，・・・，Ｎ
まず、優先度決定部２０は、通信回線Ｃを利用するＮ人のユーザの優先対象の帯域幅Ｂ（ｉｄ）の合計を算出する。
帯域幅Ｂ（ｉｄ）の合計が有効帯域幅ＡＢ以下である場合（Ｓ０１，Ｎｏ）、優先度決定部２０による処理は終了する。この場合、各ユーザによって指定された優先対象の帯域幅Ｂ（ｉｄ）が各ユーザに割り当てられ、各ユーザは、自身に割り当てられた帯域幅Ｂ（ｉｄ）を利用して通信を行う。
帯域幅Ｂ（ｉｄ）の合計が有効帯域幅ＡＢを超えている場合において（Ｓ０１，Ｙｅｓ）、利用要求がある通信の種類におけるサービスの呼損率の最小値が、サービス全体の呼損率Ｌ未満である場合（Ｓ０２，Ｙｅｓ）、処理は、割当帯域幅決定部２４による処理へ移行する。
帯域幅Ｂ（ｉｄ）の合計が有効帯域幅ＡＢを超えている場合において（Ｓ０１，Ｙｅｓ）、サービスの呼損率の最小値が、呼損率Ｌ以上である場合（Ｓ０２，Ｎｏ）、優先度決定部２０は、呼損率Ｌ未満となる通信量の最小値を算出し、その最小値についての優先度を最大とする（Ｓ０３）。そして、優先度決定部２０は、ＡＢを「ＡＢ－当該通信量」に更新する（Ｓ０４）。処理はＳ０１に移行する。
通信の種類によって呼損率が定められることがある。例えば、ＶｏＩＰのトラフィックが含まれる場合、呼損率を０．１５（１５％）未満にする必要がある。この場合、呼損率が、ＶｏＩＰの通信について定められた呼損率未満になるように優先度が決定される。
以下、図６から図８を参照して、割当帯域幅決定部２４による処理について説明する。図６は、割当帯域幅の一例を示す。図７は、優先度の分布としてのガウス分布（正規分布）を示す。図８は、優先度の分布に基づく割当割合（割当量）の一例を示す。
一例として、受付部１８が、５人のユーザから同一の通信回線Ｃの利用要求を受け付け、当該５人のユーザが同時に同一の通信回線Ｃを利用するものとする。なお、同時に通信回線Ｃを利用するという概念の範疇には、各ユーザによる通信回線Ｃの利用期間が互いに完全に一致する状況、及び、各ユーザによる通信回線Ｃの利用期間が互いに部分的に重なる状況が含まれる。各ユーザの利用期間は、各ユーザによって予約されてもよい。もちろん、ユーザは利用期間を予約せずに、通信回線Ｃの利用を要求してもよい。
図６には、各ユーザによって指定された通信の優先度と、優先対象の帯域幅［Ｍｂｐｓ］が示されている。優先対象の帯域幅として、ユーザが要求する通信量が指定されてもよい。例えば、ユーザ１によって、優先度として「１．０」が指定され、優先対象の帯域幅として「３」が指定されている。これらの値は、当該ユーザ１が要求する値である。なお、「１」が最も優先度が高い値であり、「０」が最も優先度が低い値である。つまり、ユーザ１は、３［Ｍｂｐｓ］の帯域幅を、最も高い優先度で（最優先で）利用することを要求している。他のユーザについても同様に、各ユーザが要求する優先度と帯域幅が各ユーザによって指定されている。なお、各ユーザの優先度として、優先度決定部２０によって決定された優先度が用いられてもよい。
まず、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザによって指定された優先度の合計、優先度の平均値、及び、優先度の標準偏差を算出する。優先度の合計は、３．３（＝１．０＋０．５＋０．５＋０．３＋１．０）であり、優先度の平均値は、０．６６（＝３．３／５）であり、優先度の標準偏差σは０．２９である。
次に、割当帯域幅決定部２４は、優先度の分布に基づいて、各ユーザの割当割合（割当量）を算出する。例えば図７に示すように、各ユーザによって指定された優先度の分布がガウス分布（正規分布）を形成する場合、割当帯域幅決定部２４は、当該ガウス分布に基づいて、各ユーザの割当割合を算出する。図７において、横軸は確率変数としての優先度（ＰＴ）を示しており、縦軸は優先度の確率密度を示している。
図８には、図７に示されているガウス分布に基づく割当量（割当割合）［％］が示されている。例えば、優先度の確率密度［％］に応じた割当量が予め定められている。割当帯域幅決定部２４は、優先度の標準偏差σに従って、ユーザによって指定された優先度が高くなるほど割当量が多くなるように、優先度と割当量とを互いに紐付ける。例えば、優先度の標準偏差は０．２９であるため、１σ毎に優先度が０．２９だけ変わるように、優先度と確率密度と割当量とが互いに紐付けられている。
次に、割当帯域幅決定部２４は、割当量と優先度との対応関係に基づいて、各ユーザの優先度に対応する割当量（割当割合）を決定する。例えば、ユーザ１が指定した優先度は「１．０」であり、その優先度は、図８中の「０．９５」～「１．２４」の範囲に含まれる値である。その優先度の範囲には、割当量（割当割合）「９７．６％」が対応付けられているため、優先度「１．０」に対応する割当量（割当割合）は、「９７．６％」である。割当帯域幅決定部２４は、他のユーザについても同様に、優先度に対応する割当量（割当割合）を決定する。
次に、割当帯域幅決定部２４は、ユーザ毎に、ユーザによって指定された優先対象の帯域幅に、当該ユーザの割当量（割当割合）を乗算することで、当該ユーザに割り当てられる割当帯域幅を算出する。ユーザ１の割当量は「９７．６％」であるため、当該ユーザに割り当てられる割当帯域幅は、「２．９２［Ｍｂｐｓ］」である。割当帯域幅決定部２４は、他のユーザについても同様に、割当帯域幅を決定する。図６には、各ユーザの割当量（割当割合）と割当帯域幅［Ｍｂｐｓ］が示されている。
次に、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザの割当帯域幅の合計（ＡＩＢ［Ｍｂｐｓ］）を算出する。
割当帯域幅の合計ＡＩＢが、任意の単位時間における有効帯域幅ＡＢ以下であれば、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザに割当帯域幅を割り当てる。これにより、各ユーザは、自身に割り当てられた割当帯域幅を用いて通信することができる。
割当帯域幅の合計ＡＩＢが有効帯域幅ＡＢを超える場合、割当帯域幅決定部２４は、割当帯域幅の合計ＡＩＢが有効帯域幅ＡＢ以下となるように、各ユーザの割当帯域幅を削減する。例えば、図６に示す例では、合計ＡＩＢは「１０．５６［Ｍｂｐｓ］」である。一例として、有効帯域幅ＡＢが「９．０［Ｍｂｐｓ］」である場合、合計ＡＩＢは有効帯域幅ＡＢを超えるため、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザの割当帯域幅を削減する。この例では、割当帯域幅決定部２４は、１０．５６－９＝１．５６の帯域幅を削減する。
この削減処理について、図９を参照して説明する。図９には、各ユーザが指定した優先度と割当帯域幅が示されている。
まず、割当帯域幅決定部２４は、ユーザ毎に、ユーザの割当割合（割当量）に基づいて、当該ユーザについての削減割合［％］を決定する。削減割合は、割当帯域幅から削減される帯域幅の割合である。具体的には、割当帯域幅決定部２４は、ユーザ毎に、１００［％］からユーザの割当割合を減算することで、当該ユーザについての削減割合を算出する。例えば、ユーザ１の割当割合は９７．６［％］であるため、当該ユーザの削減割合は、２．４［％］（＝１００－９７．６）である。
次に、割当帯域幅決定部２４は、ユーザ毎に、ユーザの割当帯域幅に削減割合を乗算することで、当該ユーザの削減帯域幅［Ｍｂｐｓ］を算出する。例えば、ユーザ１の削減帯域幅は「０．０７［Ｍｂｐｓ］」である。
次に、割当帯域幅決定部２４は、ユーザ毎に、ユーザの割当帯域幅から当該ユーザの削減帯域幅を減算することで、削減後の割当帯域幅を算出する。
各ユーザの削減後の割当帯域幅の合計が有効帯域幅ＡＢ以下であれば、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザに削減後の割当帯域幅を割り当てる。これにより、各ユーザは、自身に割り当てられた削減後の割当帯域幅を用いて通信することができる。
各ユーザの削減後の割当帯域幅の合計が有効帯域幅ＡＢを超える場合、割当帯域幅決定部２４は、再度、削減処理を行う。つまり、割当帯域幅決定部２４は、ユーザ毎に、ユーザの削減後の割当帯域幅に削減割当を乗算することで、削減帯域幅を算出し、削減後の割当帯域幅から削減帯域幅を減算する。割当帯域幅決定部２４は、各ユーザの削減後の割当帯域幅の合計が有効帯域幅以下となるまで、この削減処理を繰り返す。
割当帯域幅決定部２４は、全ユーザを対象とせずに、特定のユーザを対象として、割当帯域幅から削減帯域幅を減算し、特定のユーザ以外のユーザについては、割当帯域幅から削減帯域幅を減算しなくてもよい。例えば、割当帯域幅決定部２４は、高い優先度を指定したユーザよりも、低い優先度を指定したユーザを特定のユーザとして、当該特定のユーザの割当帯域幅から削減帯域幅を減算する。より詳しく説明すると、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザの割当帯域幅の合計が有効帯域幅以下となるまで、低い優先度を指定したユーザからより高い優先度を指定したユーザにかけて順番に、割当帯域幅から削減帯域幅を減算する。図９に示す例では、ユーザ２の優先度は「０．５」であり、削減帯域幅は「０．５０」である。また、ユーザ４の優先度は「０．３」であり、削減帯域幅は「１．０６」である。これらの削減帯域幅の合計は「１．５６」であるため、この値は、割当帯域幅の合計を有効帯域幅ＡＢ以下にするために必要な帯域幅の条件を満たす。また、全ユーザの中で、ユーザ４の優先度は最も低い優先度であり、ユーザ２の優先度は２番目に低い優先度である。この場合、割当帯域幅決定部２４は、ユーザ２とユーザ４を特定のユーザとして定め、ユーザ２とユーザ４のそれぞれの割当帯域幅から削減帯域幅を減算する。こうすることで、より優先度の高いユーザの割当帯域幅を削減せずに、割当帯域幅の合計を有効帯域幅以下に削減することができる。
また、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザに割り当てられる割当帯域幅が決定された後に、通信回線Ｃにおいて有効帯域幅が余っている場合、つまり、各ユーザの割当帯域幅の合計が有効帯域幅未満となっている場合、その余っている帯域幅を、当該各ユーザに更に割り当ててもよい。例えば、ユーザ１に着目すると、優先対象の帯域幅は「３」であり、割当帯域幅は「２．９２」であり、その差は「０．０８」である。この場合、割当帯域幅決定部２４は、その差「０．０８」に割当割合（割当量）を乗算することで、再割当の帯域幅を算出し、その再割当の帯域幅をユーザ１に割り当てる。他のユーザについても同様である。この場合も、再割当後の各ユーザの割当帯域幅の合計が有効帯域幅を超える場合、割当帯域幅決定部２４は、上記の削減処理を実行する。
なお、図６に示されている優先度は、ユーザによって指定された優先度であるが、優先度決定部２０によって決定された優先度であってもよい。また、ユーザによって指定された優先度と、優先度決定部２０によって決定された優先度とが混在してもよい。つまり、ユーザによっては、ユーザ自身によって指定された優先度が用いられてもよいし、優先度決定部２０によって決定された優先度が用いられてもよい。
上記のようにして各ユーザに割当帯域幅が割り当てられると、減算部２６は、ユーザ毎に、ユーザの通信が優先される度合に応じた値を当該ユーザの優先権束から減算する。減算部２６は、例えば、より高い優先度を指定したユーザほど、より多くの値を優先権束から減算する。図９に示す例では、減算部２６は、ユーザ１とユーザ５のそれぞれの優先権束から最も多くの値を減算し、ユーザ２とユーザ３のそれぞれの優先権束から次に多くの値を減算し、ユーザ４の優先権束から最も少ない値を減算する。
別の例として、減算部２６は、ユーザ毎に、ユーザに実際に割り当てられた割当帯域幅に基づいて決定された値を、当該ユーザの優先権束から減算してもよい。例えば、減算部２６は、広い割当帯域幅が割り当てられるユーザほど、より多くの値を優先権束から減算する。ユーザに実際に割り当てられる割当帯域幅は、他のユーザが指定した優先度、他のユーザが指定した優先対象の帯域幅、及び、有効帯域幅に応じて変動するため、優先権束から減算される値は、他のユーザが指定した優先度や優先対象の帯域幅や有効帯域幅に応じて変動することになる。
なお、優先度決定部２０によって優先度が自動的に決定された場合も、減算部２６は、決定された優先度、又は、その優先度に基づいて決定された割当帯域幅に応じた値を、優先権束から減算する。
上記のように優先権束が減算されることで優先権束が減少し、優先権束の残量が、優先度を指定するために必要な値（優先度や割当帯域幅に応じた値）を満たさない場合、当該優先権束を有するユーザは、優先度を指定することが禁止される、又は、通信回線Ｃを用いた通信が禁止される。ユーザが優先権束を購入することで優先権束が補充され、優先権束の残量が、優先度を指定するために必要な値（優先度や割当帯域幅に応じた値）を満たす場合、当該優先権束を有するユーザは、優先度を指定することが許可される、又は、通信回線Ｃを用いた通信が許可される。
上記のように、ユーザが指定した優先度や優先対象の帯域幅が考慮されて当該ユーザに割り当てられる割当帯域幅が決定されるので、当該ユーザの要求が反映された帯域幅が当該ユーザに割り当てられる。
なお、通信回線Ｃの利用要求が突発的に発生した場合、割当帯域幅決定部２４は、その都度、その利用要求を含めて各ユーザの割当帯域幅を決定する。例えば、上記の５人のユーザに加えて新たなユーザ（６人目のユーザ）が、同一の通信回線Ｃの利用を要求した場合、割当帯域幅決定部２４は、当該新たなユーザが指定した優先度と優先対象の帯域幅とを考慮して、各ユーザの割当帯域幅を再計算する。再計算された割当帯域幅が各ユーザに割り当てられる。
（変形例１）
以下、変形例１について説明する。変形例１では、割当帯域幅決定部２４は、ユーザに割り当てられた割当帯域幅が通信回線Ｃの有効帯域幅を超える場合、その超えた分の通信を、帯域幅に空きのある他の通信回線Ｃに割り当てる。例えば、割当帯域幅決定部２４は、超過分の配信データを他の通信回線Ｃに割り当てる。当該超過分の配信データは、当該他の通信回線Ｃを利用して配信されることになる。より詳しく説明すると、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザに割り当てられた割当帯域幅の合計が通信回線Ｃの有効帯域幅を超える場合、各ユーザの超過分の配信データを他の通信回線Ｃに割り当てる。
以下、図１０を参照して、変形例１に係る処理について詳しく説明する。図１０は、変形例１に係る処理に関するフローチャートを示す。一例として、図６に示すように、５人のユーザが同一の通信回線Ｃ１を同時に利用する場合において、各ユーザに割り当てられた割当帯域幅の合計が当該通信回線Ｃ１の有効帯域幅を超えているものとする。
まず、割当帯域幅決定部２４は、当該５人のユーザが利用可能な他の通信回線Ｃが存在するか否かを確認する（Ｓ１０）。例えば、当該５人のユーザが属する端末組織１２に複数の通信回線Ｃが割り当てられている場合、割当帯域幅決定部２４は、利用可能な他の通信回線Ｃが存在すると判断する。当該端末組織１２に通信回線Ｃ１のみが割り当てられている場合、割当帯域幅決定部２４は、利用可能な他の通信回線Ｃは存在しないと判断する。利用可能な他の通信回線Ｃが存在しない場合（Ｓ１０，Ｎｏ）、処理は終了する。この場合、例えば、上述した削減処理が実行されて通信が実行される。
利用可能な他の通信回線Ｃが存在する場合（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、有効帯域幅取得部２２は、通信回線Ｃ１を対象として割当帯域幅を算出したときに対象となった単位時間と同じ単位時間における、当該他の通信回線Ｃの有効帯域幅ＡＢを取得する（Ｓ１１）。ここでは、有効帯域幅取得部２２は、当該他の通信回線Ｃの有効帯域幅ＡＢとして通信回線Ｃ２の有効帯域幅ＡＢを取得したものとする。
割当帯域幅決定部２４は、通信回線Ｃ１を利用する５人のユーザの優先対象の帯域幅（ｉｄ）の合計を算出し、その合計が通信回線Ｃ２の有効帯域幅ＡＢ以下である場合（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、超過分の通信要求を通信回線Ｃ２に割り当てる（Ｓ１３）。つまり、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザの超過分の配信データを通信回線Ｃ２に割り当てる。この場合、各ユーザの未超過分の配信データは、通信回線Ｃ１によって送信又は受信され、各ユーザの超過分の配信データは、通信回線Ｃ２によって送信又は受信される。別の例として、割当帯域幅決定部２４は、通信回線Ｃ１に割り当てる予定であった当該５人のユーザの全通信要求を通信回線Ｃ２に割り当ててもよい。つまり、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザの未超過分の配信データと、各ユーザの超過分の配信データとの両方を通信回線Ｃ２に割り当ててもよい。この場合、各ユーザの全配信データが、通信回線Ｃ２によって送信又は受信される。
更に別の例として、割当帯域幅決定部２４は、当該５人のユーザの超過分の帯域幅の合計を算出し、その超過分の帯域幅の合計が、通信回線Ｃ２の有効帯域幅ＡＢ以下である場合（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、超過分の通信要求を通信回線Ｃ２に割り当ててもよい（Ｓ１３）。この場合も、各ユーザの未超過分の配信データは、通信回線Ｃ１によって送信又は受信され、各ユーザの超過分の配信データは、通信回線Ｃ２によって送信又は受信される。
５人のユーザの優先対象の帯域幅（ｉｄ）の合計が、通信回線Ｃ２の有効帯域幅ＡＢを超える場合（Ｓ１２，Ｎｏ）、処理はＳ１０に戻る。更に別の通信回線（例えば通信回線Ｃ３）が存在する場合、Ｓ１１以降の処理が実行される。別の例として、５人のユーザの超過分の帯域幅の合計が、通信回線Ｃ２の有効帯域幅ＡＢを超える場合（Ｓ１２，Ｎｏ）、処理はＳ１０に戻ってもよい。
なお、割当帯域幅決定部２４は、超過分の帯域幅を複数の他の通信回線に分散して割り当ててもよい。
以下、図１１を参照して、変形例１について具体例を挙げて説明する。図１１は、通信回路の使用状態を示す。図１１には、通信回線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のそれぞれの通信状態が示されている。横軸は時間を示し、縦軸は通信回線の使用割合［％］を示している。ハッチングの部分は、通信回線が使用されていることを示している。
例えば、任意の単位時間（ｔ７～ｔ１１）においては、通信回線Ｃ４の使用割合は１００％であり、通信回線Ｃ４には通信容量（帯域幅）の空きはない。一方で、当該単位時間（ｔ７～ｔ１１）においては、通信回線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３には通信容量に空きがある。この場合において、通信回線Ｃ４を主に利用するユーザによる通信要求が発生し、その通信要求に対応する割当帯域幅が、通信回線Ｃ４の未使用の帯域幅を超えて通信回線Ｃ４に割り当てることができない場合、割当帯域幅決定部２４は、当該割当帯域幅を、通信回線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のいずれかの通信回線に割り当てる。具体的には、割当帯域幅決定部２４は、通信回線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の中で未使用の帯域幅が当該割当帯域幅以下となる通信回線に、当該割当帯域幅を割り当てる。こうすることで、当該ユーザは、当該通信回線を利用して通信を行うことができる。
なお、特開２０１３－２３６１８２号公報に記載されているチッピング・スイッチング制御が、変形例１に適用されてもよい。チッピング・スイッチング制御は、超過分の通信量（例えばパケット群）を切り取り（チッピング）、その切り取られた通信量の通信に用いられる通信回線を、帯域幅に空きのある別の通信回線に切り替える（スイッチング）制御である。この制御は、例えば、割当帯域幅決定部２４によって行われてもよい。
（変形例２）
以下、変形例２について説明する。変形例２では、割当帯域幅決定部２４は、ユーザに割り当てられた割当帯域幅が通信回線Ｃの有効帯域幅を超える場合、当該割当帯域幅が当該有効帯域幅を超えないように、当該ユーザの通信要求に係る通信の時間を変更する。より詳しく説明すると、割当帯域幅決定部２４は、同一の時間に各ユーザに割り当てられた割当帯域幅の合計が通信回線Ｃの有効帯域幅を超える場合、各時間において割当帯域幅の合計が有効帯域幅を超えないように、１又は複数のユーザの通信要求に係る通信の時間を変更する。このように、割当帯域幅決定部２４は、１又は複数のユーザの通信要求に係る通信の時間をシフトすることで、割当帯域幅の合計が通信回線Ｃの有効帯域幅を超えることを防止する。
以下、変形例２について詳しく説明する。各ユーザのトラフィックパターンが生成され、そのデータが記憶部２８に格納される。ユーザのトラフィックパターンは、当該ユーザが通信回線Ｃを用いて行う通信のトラフィック量の時間的な変化を示すパターンである。例えば、ユーザ毎に、予め定められた期間（例えば１日、１週間、１ヶ月、１年等）におけるトラフィック量が計測されてトラフィックパターンが生成される。トラフィックパターンは、通信管理装置１０によって生成されてもよいし、サーバ等の他の装置によって生成されてもよい。例えば、通信管理装置１０に計測部が設けられ、当該計測部は、各ユーザ（各端末装置１４）が行う通信のトラフィック量を計測し、その計測結果を統計的に処理することでトラフィックパターンを生成する。
図１２に、ユーザ１，２，３のそれぞれのトラフィックパターンの一例を示す。なお、各トラフィックパターンは模式的に表現されている。各トラフィックパターンは、例えば、１日２４時間の平均的なトラフィックパターンである。横軸は０時～２４時までの時刻を示し、縦軸はトラフィック量（ユーザが使用する帯域幅）を示す。ユーザ１，２，３のそれぞれのトラフィックパターンにおいては、トラフィック量のピーク時刻とパターンの広がり幅が互いに異なっている。ユーザ１，２，３のそれぞれのトラフィックパターンのデータが、記憶部２８に格納されている。
また、トラフィックパターンの特徴量が算出されて、特徴量のデータがトラフィックパターンのデータと共に記憶部２８に格納されてもよい。例えば、トラフィック量のピーク時刻とピークトラフィック量とが特徴量として算出されて、それらのデータが記憶部２８に格納されてもよい。また、ピーク時刻とピークトラフィック量とを成分とする特徴ベクトルが特徴量として算出されて、その特徴ベクトルを示す情報が記憶部２８に格納されてもよい。特徴量の算出は、通信管理装置１０の計測部によって行われてもよいし、サーバ等の他の装置によって行われてもよい。
なお、新規のユーザが通信回線Ｃを利用する場合には、当該ユーザのトラフィックパターンが生成されていないため、予め生成されたデフォルトのトラフィックパターンのデータが、当該ユーザのトラフィックパターンのデータとして記憶部２８に仮に格納されてもよい。当該ユーザが通信し、その通信履歴に基づいてトラフィックパターンが生成された場合、仮のトラフィックパターンのデータに代えて、通信履歴に基づいて生成されたトラフィックパターンのデータを記憶部２８に格納してもよい。
割当帯域幅決定部２４は、各ユーザのトラフィックパターンの合計パターンが、通信回線Ｃの有効帯域幅を超えないように、各ユーザの通信要求に係る通信の時間を変更する。例えば、割当帯域幅決定部２４は、各ユーザの超過分の配信データ（例えばパケット）の通信を遅延（後の時間へシフト）させる。割当帯域幅決定部２４は、各時間におけるトラフィック量の合計（割当帯域幅の合計）が有効帯域幅以下となるまで、超過分の配信データの配信を遅延させる。
ユーザ毎にシフト可能な時間帯が定義されていてもよい。この場合、割当帯域幅決定部２４は、ユーザ毎に、超過分の配信データの通信を、当該ユーザのシフト可能な時間帯に割り当てる。シフト可能な時間帯は、例えば、ユーザによって指定される。
図１３には、ユーザ１，２，３のそれぞれのトラフィックパターンの合計パターン３０が示されている。合計パターン３０の一部は、通信回線Ｃの有効帯域幅を超過している（図１３中の「超過分」）。この場合、割当帯域幅決定部２４は、その超過分の通信量に相当する配信データ（例えばパケット）の通信を遅延させる。
なお、特開２０１３－２３６１８２号公報に記載されているトラフィックシェーピング制御が、変形例２に適用されてもよい。トラフィックシェーピング制御は、割当帯域幅の合計が通信回線の有効帯域幅を超えないように、配信データ（例えばパケット）の通信を遅延（後の時間へシフト）させる制御である。この制御は、例えば、割当帯域幅決定部２４によって行われてもよい。
変形例１，２を組み合わせてもよい。例えば、割当帯域幅決定部２４は、変形例１，２の両方に係る処理を実行してもよいし、変形例１，２のいずれか一方の処理を実行しても超過分の通信量が発生する場合に他方の処理を実行してもよい。
上記の通信管理装置１０は、一例としてハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される。具体的には、通信管理装置１０は、図示しないＣＰＵ等の１又は複数のプロセッサを備えている。当該１又は複数のプロセッサが、図示しない記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、通信管理装置１０の各部の機能が実現される。上記プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤ等の記録媒体を経由して、又は、ネットワーク等の通信経路を経由して、記憶装置に記憶される。別の例として、通信管理装置１０の各部は、例えばプロセッサ、電子回路又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア資源により実現されてもよい。その実現においてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。更に別の例として、通信管理装置１０の各部は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって実現されてもよい。
１０ 通信管理装置、１２ 端末組織、１４ 端末装置、１８ 受付部、２０ 優先度決定部、２２ 有効帯域幅取得部、２４ 割当帯域幅決定部、２６ 減算部、２８ 記憶部。

Claims (7)

  1. 複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段と、
    前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段と、
    前記ユーザによって指定された優先度に代えて、前記通信回線において予め定められた通信の品質を保持するために必要な優先度を決定する優先度決定手段と、
    を有し、
    前記割当帯域幅決定手段は、前記優先度決定手段によって決定された優先度を用いて前記割当帯域幅を決定し、
    前記優先度決定手段は、前記通信回線を利用して提供されるサービスの呼損率に基づいて、通信の品質を保持するために必要な優先度を決定する、
    情報処理装置。
  2. 複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段と、
    前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段と、
    減算手段と、
    を有し、
    前記ユーザには、優先度を指定するための優先権束が割り当てられており、
    前記減算手段は、通信が優先される度合に応じた値を前記優先権束から減算する、
    情報処理装置。
  3. 前記値は、他のユーザが指定した優先対象の帯域幅に応じて変動する、
    ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
  4. 複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段と、
    前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段と、
    を有し、
    前記割当帯域幅決定手段は、更に、前記ユーザに割り当てられた割当帯域幅が、前記通信回線における有効帯域幅を超える場合、前記割当帯域幅が前記有効帯域幅を超えないように、前記ユーザの通信要求に係る通信の時間を変更する、
    情報処理装置。
  5. コンピュータを、
    複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段、
    前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段、
    前記ユーザによって指定された優先度に代えて、前記通信回線において予め定められた通信の品質を保持するために必要な優先度を決定する優先度決定手段、
    として機能させ、
    前記割当帯域幅決定手段は、前記優先度決定手段によって決定された優先度を用いて前記割当帯域幅を決定し、
    前記優先度決定手段は、前記通信回線を利用して提供されるサービスの呼損率に基づいて、通信の品質を保持するために必要な優先度を決定する、
    プログラム。
  6. コンピュータを、
    複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段、
    前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段、
    減算手段、
    として機能させ、
    前記ユーザには、優先度を指定するための優先権束が割り当てられており、
    前記減算手段は、通信が優先される度合に応じた値を前記優先権束から減算する、
    プログラム。
  7. コンピュータを、
    複数のユーザが利用可能な通信回線を利用するユーザによって指定された通信の優先度を示す情報と、前記ユーザによって指定された優先対象の帯域幅を示す情報とを受け付ける受付手段、
    前記優先度と前記優先対象の帯域幅との評価に基づいて、前記ユーザに割り当てられる割当帯域幅を決定する割当帯域幅決定手段、
    として機能させ、
    前記割当帯域幅決定手段は、更に、前記ユーザに割り当てられた割当帯域幅が、前記通信回線における有効帯域幅を超える場合、前記割当帯域幅が前記有効帯域幅を超えないように、前記ユーザの通信要求に係る通信の時間を変更する、
    プログラム。
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