WO2016194498A1 - 通信速度制限ユーザ抽出装置、スループット推定装置、通信速度制限ユーザ抽出方法、スループット推定方法、通信速度制限ユーザ抽出プログラム、及びスループット推定プログラム - Google Patents

通信速度制限ユーザ抽出装置、スループット推定装置、通信速度制限ユーザ抽出方法、スループット推定方法、通信速度制限ユーザ抽出プログラム、及びスループット推定プログラム Download PDF

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山本　浩司
一道 佐藤
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    • H04W72/21—Control channels or signalling for resource management in the uplink direction of a wireless link, i.e. towards the network

Definitions

  • the present invention relates to a communication speed limited user extraction apparatus, a throughput estimation apparatus, a communication speed limited user extraction method, a throughput estimation method, a communication speed limited user extraction program, and a throughput estimation program, and more particularly to a user whose communication speed is limited.
  • the present invention relates to an identification technique and a throughput estimation technique in consideration of a user whose communication speed is limited.
  • Network communication speed measurement technology Information on how much communication speed is generated in a network to be used is information that greatly affects the determination of a network operator to be contracted and the application to be used. However, network operators do not disclose information on how much communication speed is actually generated. This is because the network service for mass is a best-effort service, so only the maximum speed according to the standard is determined, and how many people can be accommodated in each base station or accommodation station. Because it depends on whether or not it can be guaranteed.
  • Non-Patent Document 1 a docomo (registered trademark) speed test that is a smartphone application. This type of service performs communication between a speed measurement server installed by a service provider and a user terminal, and displays the actually measured communication speed.
  • MVNOs mobile virtual network operators
  • MNO lines many of these operators offer high-speed communication instead of low network service contracts.
  • Differentiated from MNO by providing a network service that has little or no usable data communication volume (a low communication speed is limited from the beginning) see Non-Patent Document 3).
  • the network weather service a distributed resource performance forecasting service for metacomputing. Future Gener. Comput. Syst. 15, 5-6 (October 1999), 757-768.
  • the problem to be solved by the invention is that when estimating the communication speed described in “c. Throughput estimation technique” in the background art, the communication speed control as described in “b. This happens when the communication speed of some users is limited.
  • the current LTE (Long Term Evolution) communication speed order is several Mbps to several tens Mbps, but if the communication speed is limited, it will be several hundred Kbps.
  • the communication speed of a user whose communication speed is limited is about 1/10 to 1/100 of the communication speed of a user who is not limited, so when estimating the communication speed
  • the average value of the measured communication speed may be greatly pushed down, and an accurate estimate of the communication speed cannot be calculated. It becomes.
  • An object of the present invention is to propose a method for extracting a user who is restricted in communication speed from a communication history and a method for estimating a throughput in consideration of a user who is restricted in communication speed.
  • a communication speed limit user extraction device that extracts a user who has received a communication speed limit from a communication history, A communication history storage unit for storing a communication history including throughput information for each user; A communication speed that extracts a communication history that matches the communication environment at a communication date and time within a predetermined period from the communication history storage unit, and determines that a user with a different distribution of throughput is a user who is limited in communication speed A restricted user determination unit; It is characterized by having.
  • a throughput estimation device is A throughput estimation device that estimates throughput from a communication history, A communication history storage unit for storing communication history for each user; A communication speed that extracts a communication history that matches the communication environment at a communication date and time within a predetermined period from the communication history storage unit, and determines that a user with a different distribution of throughput is a user who is limited in communication speed A restricted user determination unit; In consideration of users who are limited in communication speed, a communication speed prediction unit that predicts throughput related to communication speed, It is characterized by having.
  • a communication speed limited user extraction method is as follows.
  • a communication speed limit user extraction method in a communication speed limit user extraction device for extracting a user who has received a communication speed limit from a communication history, Extracting a communication history that matches the communication environment at a communication date and time within a predetermined period from a communication history storage unit that stores a communication history including throughput information for each user; Determining users with different throughput distributions as users who are limited in communication speed; It is characterized by having.
  • a throughput estimation method includes: A throughput estimation method in a throughput estimation device that estimates throughput from a communication history, Extracting a communication history that matches the communication environment at a communication date and time within a predetermined period from a communication history storage unit that stores a communication history for each user; Determining users with different throughput distributions as users who are limited in communication speed; Taking into account users who are limited in communication speed, predicting throughput related to communication speed; It is characterized by having.
  • a communication speed limit user extraction program is provided.
  • Communication history storage means for storing communication history including throughput information for each user, and users having different throughput distributions by extracting from the communication history storage means a communication history having a matching communication environment at a communication date and time within a predetermined period
  • Communication speed limit user determination means for determining that the user is subjected to the communication speed limit, It is made to function as.
  • a throughput estimation program is In order to estimate the throughput from the communication history, Communication history storage means for storing communication history for each user; A communication speed that extracts communication histories that match the communication environment at a communication date and time within a predetermined period from the communication history storage means, and determines that a user with a different distribution of throughput is a user who is limited in communication speed A communication speed prediction unit that predicts a throughput related to a communication speed in consideration of a user who has received a restriction on the communication speed; It is made to function as.
  • limiting user extraction apparatus which concerns on the Example of this invention The block diagram which shows the structure of the throughput estimation apparatus which concerns on the Example of this invention.
  • Diagram showing an example of throughput distribution Detailed block diagram of the communication speed limit user determination unit Detailed block diagram of the corresponding history extractor Detailed block diagram of outlier calculator The figure which shows the example of the communication speed restriction user list Detailed block diagram of the communication speed prediction unit
  • a communication speed limited user extraction device that extracts a user who is limited in communication speed from a communication history
  • a throughput estimation apparatus that estimates throughput based on the result of extracting users who are limited in communication speed will also be described.
  • FIG. 1 shows a configuration of a communication speed limited user extraction device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the communication speed limit user extraction device 100 is a device for extracting a user who is restricted by the communication speed from the communication history, and determines the user who is restricted by the communication speed by inputting the performance at the time of communication.
  • FIG. 2 shows a configuration of a throughput estimation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention, which is an example in which the communication speed limited user extraction apparatus 100 of FIG. 1 is applied to a network estimation technique.
  • the throughput estimation device 200 is a device for estimating the throughput from the communication history, and in addition to the communication speed limit user determination unit 110, the communication history DB 120, and the communication speed limit user list 130, the user who is limited by the communication speed.
  • a communication speed prediction unit 210 that estimates the throughput based on the determination result.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the communication speed limited user extraction device 100 or the throughput estimation device 200 according to the embodiment of the present invention.
  • the communication speed limited user extraction device 100 and the throughput estimation device 200 include a CPU (Central Processing Unit) 151 such as a processor, a memory device 152 such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory), and a storage device 153 such as a hard disk. It may be a computer composed of such as.
  • the functions and processes of the communication speed limited user extraction device 100 and the throughput estimation device 200 are realized by the CPU 151 executing data and programs stored in the storage device 153 or the memory device 152.
  • Information necessary for the communication speed limit user extraction apparatus 100 and the throughput estimation apparatus 200 is input from the input / output interface apparatus 154, and the results obtained in the communication speed limit user extraction apparatus 100 and the throughput estimation apparatus 200 are input / output. It may be output from the interface device 154.
  • the communication speed limit user determination unit 110 determines whether or not the user is subjected to a communication speed limit from the communication history that is a record of communication. Specifically, the communication speed limit user determination unit 110 receives a communication history including throughput information for each user and stores it in the communication history DB 120. Then, the communication speed limit user determination unit 110 extracts a communication history that matches the communication environment at the communication date and time within a predetermined period from the communication history DB 120, and allows users with different throughput distributions to receive communication speed restrictions. The communication speed limit user list 130 is updated.
  • the communication history format includes communication date / time, user ID, throughput information, carrier information, and network information for each communication history.
  • Carrier information is an identifier (ID) indicating a network operator to be used.
  • the network information is, for example, a base station ID in a mobile network, which is an ID indicating a point where a user who is not limited by the communication speed becomes a bottleneck. This may be a combination of one base station and time zone when the base station ID is divided by time zone.
  • Corresponding communication history as a method to determine whether a certain user target is restricted in communication speed in the network carrier
  • d j is to extract the m matter within th time from the current time currenttime (and j 1 ... j m). Then the history of other users who are using the same network for their history
  • the degree of deviation from the throughput distribution t k of the network formed is determined.
  • Departure is done by testing and checking the upper value.
  • the logarithmic normal distribution is assumed for the distribution of throughput. In that case, after performing logarithmic conversion of the data, various tests (such as Smirnov-Grubbs test) for outliers of the normal distribution can be confirmed. Is possible.
  • a mechanism may be used that detects when a lower constant value is entered.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of throughput distribution.
  • the horizontal axis indicates the throughput, and the vertical axis indicates the frequency at which the throughput is measured.
  • the throughput distribution of the communication speed limited user is different from the throughput distribution of the user who is not limited by the communication speed.
  • the communication speed limited user can be detected by verification or confirmation of the upper value as described above.
  • the throughput is greatly limited regardless of where it is used within the same carrier, and there is a high possibility that the throughput is not within the throughput distribution in the network. Therefore, if the communication history up to j 1 ... j m is out of range by a certain number set by the threshold r th or a certain ratio or more, the user is limited in communication speed. Judge that The threshold r th is manually set by the operator of the communication speed limit user extraction device 100 or the throughput estimation device 200 with reference to the communication speed limit value, the degree of spread, etc., from the market service.
  • the communication speed limited user determination unit 110 determines whether or not the communication speed is limited, and updates the communication speed limited user list 130.
  • the communication speed prediction unit 210 predicts a throughput related to the communication speed in consideration of a user who is restricted by the communication speed.
  • the communication speed prediction unit 210 predicts the throughput by excluding the communication history of the user who is restricted by the communication speed. For example, when the user makes a communication speed inquiry including the user ID and carrier information in order to inquire about the communication speed of the network operator, the communication speed prediction unit 210 determines that the user is not restricted by the communication speed. Predicts throughput by eliminating the communication history of users who are limited in communication speed.
  • the throughput including the restriction on communication speed can be reduced by using only their own throughput data without referring to other users who are not restricted in communication speed. Estimation is possible.
  • Non-Patent Document 4 the communication speed is measured for each area (station, landmark, etc.) to be measured, and the statistical values such as average / maximum / minimum of those results are measured. Has been reported. In this way, when the representative value is calculated from the measurement result of the communication speed, if the data whose communication speed is limited is mixed, it may be underestimated by the amount that the communication speed is limited. is there. Therefore, the throughput can be estimated with high accuracy by calculating the representative value after eliminating the user whose communication speed is limited by the above method.
  • Non-Patent Document 4 since the reporter decides the experimental condition so that data with limited communication speed is not mixed, such a problem does not occur.
  • Non-Patent Document 6 When taking a form in which communication speed measurement is delegated to a general user, the problem raised this time becomes obvious.
  • FIG. 5 is a detailed block diagram of the communication speed limit user determination unit 110.
  • the communication speed limit user determination unit 110 includes a syntax analysis unit 111, a history input unit 112, a corresponding history extraction unit 113, and an outlier calculation unit 114.
  • the input of the communication speed limit user determination unit 110 is a communication history.
  • the communication history includes communication date / time, user ID, throughput information, carrier information, and network information.
  • the parsing unit 111 decomposes the communication history input with a structure such as json (JavaScript (registered trademark) Object Notation), xml (Extensible Markup Language), extracts the individual elements, and sends the individual elements to the history input unit 112 input.
  • json JavaScript (registered trademark) Object Notation
  • xml Extensible Markup Language
  • the history input unit 112 shapes and inputs the communication history extracted as individual elements into the communication history DB 120. Further, the shaped communication history is input to the corresponding history extraction unit 113.
  • the corresponding history extraction unit 113 acquires a communication history group for outlier calculation. As shown in FIG. 6, the corresponding history extraction unit 113 includes a corresponding user communication history extraction unit 115 and a calculation target communication history extraction unit 116.
  • the corresponding user communication history extraction unit 115 stores all communication histories from the communication history DB 120 that have the same user ID and carrier information included in the communication history input from the history input unit 112 and whose communication date and time is within th time. Extracted and input to the calculation target communication history extraction unit 116.
  • the calculation target communication history extraction unit 116 for each of the obtained communication history groups j i , communication history k i, 1 , k i, 2 , k i, carrier information c i and network information n i match . 3 Throughput information is acquired and the outlier calculation unit 114 receives the throughput information.
  • the outlier calculation unit 114 includes a test unit 117 and a list update unit 118.
  • the test unit 117 determines that t i is
  • the Smirnov-Grubbs test is used to verify whether this is an outlier with respect to the distribution created by.
  • the users of the communication history group j i are users who are limited in communication speed. Note that a user who is limited in communication speed is likely to have an outlier in throughput even if the network information is different within the same carrier. For this reason, the communication speed is not determined by determining a user whose communication speed is limited by one outlier, but by determining a user whose throughput is equal to or greater than a certain threshold within the same carrier. This makes it possible to improve the determination of a user who is subject to this limitation.
  • the list updating unit 118 updates the communication speed limited user list 130 based on u i , c i , average (t i ) determined by the test unit 117 that the communication speed is determined to be more than a certain threshold for each i. Update. Note that average (t i ) is an average value of communication speed. If it is not determined that the communication speed is restricted, and u i and c i are included in the communication speed restriction user list 130, the communication speed restriction user list 130 is deleted and updated.
  • the user ID, carrier information, and communication speed are accumulated in the communication speed limited user list 130.
  • the communication history matching the conditions is extracted from one communication history, but the communication history whose communication date and time is within th time is directly extracted from the communication history DB 120, and an outlier is obtained. Can also be calculated.
  • the communication speed prediction unit 210 includes a syntax analysis unit 211, a communication speed limit user confirmation unit 212, a communication speed calculation unit 213, and a response unit 214.
  • the communication speed prediction unit 210 decomposes the communication speed query into elements of user IDu i , carrier information c i , and network information n i through the syntax analysis unit 211. Thereafter, the communication speed limit user confirmation unit 212 determines whether the user is subjected to the communication speed limit based on u i and c i . If included in the communication speed limit user list 130, the response unit 214 returns the throughput described in the communication speed limit user list 130 as a communication speed response to the communication speed inquiry.
  • the communication speed calculation unit 213 extracts a communication history group j i in which c i and n i included in the communication history DB 120 match (however, the communication speed limit is limited). If the user's c i is included, the communication history is not included). After that, the throughput information included in the extracted communication history group j i
  • a representative value such as an average value of these is calculated and returned as a communication speed response to the communication speed inquiry via the response unit 214.
  • ⁇ Effect of the embodiment of the present invention> it is possible to extract a user who is restricted by the communication speed from the communication history, and it is possible to estimate the throughput in consideration of the user who is restricted by the communication speed.
  • the communication speed limited user extraction apparatus and the throughput estimation apparatus according to the embodiment of the present invention are described using functional block diagrams, but the communication speed limited user extraction apparatus and the throughput estimation apparatus according to the embodiment of the present invention and
  • the throughput estimation device may be realized by hardware, software, or a combination thereof.
  • a program that causes a computer to realize the functions of the communication speed limited user extraction device and the throughput estimation device according to the embodiment of the present invention. It may be realized by a program or the like that executes each procedure.
  • the functional units may be used in combination as necessary.
  • the method according to the embodiment of the present invention may be performed in an order different from the order shown in the embodiment.

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Abstract

通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出する通信速度制限ユーザ抽出装置は、ユーザ別のスループット情報を含む通信履歴を格納する通信履歴記憶部と、前記通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定する通信速度制限ユーザ判定部とを有する。

Description

通信速度制限ユーザ抽出装置、スループット推定装置、通信速度制限ユーザ抽出方法、スループット推定方法、通信速度制限ユーザ抽出プログラム、及びスループット推定プログラム
　本発明は、通信速度制限ユーザ抽出装置、スループット推定装置、通信速度制限ユーザ抽出方法、スループット推定方法、通信速度制限ユーザ抽出プログラム、及びスループット推定プログラムに関し、特に、通信速度を制限されているユーザの識別技術と、通信速度を制限されたユーザを考慮したスループットの推定技術に関する。
　背景技術として、「ａ．ネットワークの通信速度測定技術」、「ｂ．通信速度制御技術」、「ｃ．スループットの推定技術」について説明し、その後、通信速度制御技術がスループットの推定技術に与える影響ついて説明する。
　ａ．ネットワークの通信速度測定技術
　利用するネットワークでどの程度の通信速度が出るかという情報は、契約するネットワーク事業者を決定する際や、利用するアプリケーションを決定する際に大きく影響を与える情報である。しかしながら、実際にどの程度の通信速度が出るかという情報をネットワーク事業者は公開していない。なぜならば、マス向けのネットワークサービスはベストエフォートのサービスであるため、規格上の最大速度のみが決定しており、実際の通信速度は、それぞれの基地局や収容局にどの程度の人数が収容されているかに依存しているため、保証することはできないためである。
　しかしながら、ユーザはネットワーク事業者の選択や、利用するサービスを選択する際に、実際にどの程度の通信速度が出るかという情報を必要としている。そのため、多くのサービス、メディアで通信速度の測定し、測定した結果の公開を行っている。たとえば、スマートフォンのアプリであるdocomo(登録商標)スピードテストがある（非特許文献１参照）。この種類のサービスは、サービス提供者が設置した速度測定のサーバとユーザ端末との間で通信を行い、その際に実測した通信速度を表示するものである。
　ｂ．通信速度制御技術
　現在、主にモバイルネットワークの事業者は、アプリケーションが使用するデータ通信量の増加に伴い、一定期間にユーザが利用できる総データ通信量に上限を付けることがある。たとえば、現在の主要のMNO（mobile network operator）は各社とも、契約内容に応じて使用できるデータ通信量の上限値を付けており、この上限値を超えた場合の通信速度が制限がされるようになっている。例えば、あるネットワークサービスでは月に上限5GBのデータ通信量までは基地局の規格値に応じたベストエフォートサービスであり、当該上限量超過後は128kbpsといった、非常に低速な通信速度に制限されるといったような動作をしている（非特許文献２参照）。また、MVNO（mobile virtual network operator）という、MNOの回線を使用した仮想ネットワーク事業者も存在しており、これらの事業者の多くはネットワークサービスの契約額が安価である代わりに、高速な通信が使えるデータ通信量が少ないか、全く無い（最初から低速な通信速度の制限が行われている）ネットワークサービスを提供してMNOとの差別化を図っている（非特許文献３参照）。
　ｃ．スループットの推定技術
　これから出るであろう通信速度を推定する場合に、過去の同じ環境下での通信履歴を参考に推定する手法が存在している。この手法はネットワークの時間的、場所的な定常性を利用している。これらの手法の活用例として、通信速度の測定情報を集計し、地域や事業者別に公表をしているメディア（非特許文献４参照）や、ネットワーク装置のトラヒック量の情報等を用いてクラウドコンピューティング等のリソース配置に用いようとする検討が存在している（非特許文献５参照）。
　これらの推定技術では、時間や場所等の条件を設定し、各条件について通信速度の測定を複数回行い、その平均値を公表している。現在のネットワークのボトルネックは、モバイルネットワークでは基地局、固定回線はISP（Internet Service Provider）とキャリアの間や、ISPとISPの間の接続点に要因がある事が多いため、それらの条件別に通信速度を測定するようになっている。
ドコモスピードテストアプリ, インターネット, ＜URL　https://www.nttdocomo.co.jp/support/area/speed_test/＞, 2015年4月22日取得 ドコモ料金プラン, インターネット, ＜URL　https://www.nttdocomo.co.jp/charge/new_plan/bill_plan/index.html＞, 2015年4月22日取得 IIJmio サービス内容, インターネット, ＜URL　https://www.iijmio.jp/hdd/service/about.jsp?l=0m401b＞, 2015年4月22日取得 全国主要500駅 LTE/4G通信速度調査, インターネット, ＜URL　http://consult.nikkeibp.co.jp/consult/news/2014/1023lte/＞, 2015年4月22日取得 Rich Wolski, Neil T. Spring, and Jim Hayes. 1999. The network weather service: a distributed resource performance forecasting service for metacomputing. Future Gener. Comput. Syst. 15, 5-6 (October 1999), 757-768. NTIA&FCC  National Broadband Map, インターネット, ＜URL　http://www.broadbandmap.gov/＞, 2015年4月22日取得
　発明が解決しようとする課題は、背景技術の「ｃ．スループットの推定技術」で説明した、通信速度を推定する際に、「ｂ．通信速度制御技術」で説明したような通信速度制御により、一部のユーザの通信速度が制限されているケースで起こる。
　モバイルネットワークを例にすると、現在のLTE（Long Term Evolution）の通信速度のオーダは数Mbps～数十Mbpsとなっているのに対して、通信速度の制限が起こると、数百Kbpsとなる。つまり、通信速度の制限がされているユーザの通信速度は、通信速度の制限がされていないユーザの通信速度の1/10～1/100程度になってしまうため、通信速度の推定をする際に、通信速度の制限がされているユーザ１人が参考データに含まれた場合、測定した通信速度の平均値を大きく押し下げてしまう原因となり、正確な通信速度の推定値の算出が出来ないこととなる。
　また、通信速度の制限を受けている人が、実際に通信速度の制限を受けているが、そのことを知らない場合に、公表された通信速度の情報を信用すると、過大な情報となってしまう、という課題もある。
　従って、スループットの推定等のために、通信速度の制限を受けているユーザを抽出することが必要とされる。本発明は、通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出する方式、及び通信速度の制限を受けているユーザを考慮してスループットを推定する方式を提案することを目的とする。
　本発明の一形態に係る通信速度制限ユーザ抽出装置は、
　通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出する通信速度制限ユーザ抽出装置であって、
　ユーザ別のスループット情報を含む通信履歴を格納する通信履歴記憶部と、
　前記通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定する通信速度制限ユーザ判定部と、
　を有することを特徴とする。
　本発明の一形態に係るスループット推定装置は、
　通信履歴からスループットを推定するスループット推定装置であって、
　ユーザ別の通信履歴を格納する通信履歴記憶部と、
　前記通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定する通信速度制限ユーザ判定部と、
　通信速度の制限を受けているユーザを考慮して、通信速度に関するスループットを予測する通信速度予測部と、
　を有することを特徴とする。
　本発明の一形態に係る通信速度制限ユーザ抽出方法は、
　通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出する通信速度制限ユーザ抽出装置における通信速度制限ユーザ抽出方法であって、
　ユーザ別のスループット情報を含む通信履歴を格納する通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出するステップと、
　スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定するステップと、
　を有することを特徴とする。
　本発明の一形態に係るスループット推定方法は、
　通信履歴からスループットを推定するスループット推定装置におけるスループット推定方法であって、
　ユーザ別の通信履歴を格納する通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出するステップと、
　スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定するステップと、
　通信速度の制限を受けているユーザを考慮して、通信速度に関するスループットを予測するステップと、
　を有することを特徴とする。
　本発明の一形態に係る通信速度制限ユーザ抽出プログラムは、
　通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出するために、コンピュータを、
　ユーザ別のスループット情報を含む通信履歴を格納する通信履歴記憶手段、及び
　前記通信履歴記憶手段から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定する通信速度制限ユーザ判定手段、
　として機能させることを特徴とする。
　本発明の一形態に係るスループット推定プログラムは、
　通信履歴からスループットを推定するために、コンピュータを、
　ユーザ別の通信履歴を格納する通信履歴記憶手段、
　前記通信履歴記憶手段から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定する通信速度制限ユーザ判定手段、及び
　通信速度の制限を受けているユーザを考慮して、通信速度に関するスループットを予測する通信速度予測手段、
　として機能させることを特徴とする。
　本発明によれば、通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出することが可能になる。
本発明の実施例に係る通信速度制限ユーザ抽出装置の構成を示すブロック図 本発明の実施例に係るスループット推定装置の構成を示すブロック図 本発明の実施例に係る通信速度制限ユーザ抽出装置又はスループット推定装置のハードウェア構成の例を示す図 スループットの分布の一例を示す図 通信速度制限ユーザ判定部の詳細ブロック図 該当履歴抽出部の詳細ブロック図 外れ値計算部の詳細ブロック図 通信速度制限ユーザリストの例を示す図 通信速度予測部の詳細ブロック図
　以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
　本発明の実施例では、一例として、通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出する通信速度制限ユーザ抽出装置について説明する。また、通信速度の制限を受けているユーザを抽出した結果に基づいて、スループットを推定するスループット推定装置につても説明する。
　図１は、本発明の実施例に係る通信速度制限ユーザ抽出装置１００の構成を示す。通信速度制限ユーザ抽出装置１００は、通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出するための装置であり、通信時の実績を投入して通信速度の制限を受けているユーザを判定するための通信速度制限ユーザ判定部１１０と、通信履歴を蓄積するための通信履歴DB１２０と、通信速度の制限を受けているユーザであるかを示す通信速度制限ユーザリスト１３０とを有する。
　図２は、図１の通信速度制限ユーザ抽出装置１００をネットワーク推定技術へ適用した例である、本発明の実施例に係るスループット推定装置２００の構成を示す。スループット推定装置２００は、通信履歴からスループットを推定するための装置であり、通信速度制限ユーザ判定部１１０、通信履歴DB１２０及び通信速度制限ユーザリスト１３０に加えて、通信速度の制限を受けているユーザの判定結果を元にしたスループットの推定を行う通信速度予測部２１０を有する。
　図３は、本発明の実施例に係る通信速度制限ユーザ抽出装置１００又はスループット推定装置２００のハードウェア構成の例を示す図である。通信速度制限ユーザ抽出装置１００及びスループット推定装置２００は、プロセッサ等のＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリ装置１５２、ハードディスク等の記憶装置１５３等から構成されたコンピュータでもよい。例えば、通信速度制限ユーザ抽出装置１００及びスループット推定装置２００の機能及び処理は、記憶装置１５３又はメモリ装置１５２に格納されているデータやプログラムをＣＰＵ１５１が実行することによって実現される。また、通信速度制限ユーザ抽出装置１００及びスループット推定装置２００に必要な情報は、入出力インタフェース装置１５４から入力され、通信速度制限ユーザ抽出装置１００及びスループット推定装置２００において求められた結果は、入出力インタフェース装置１５４から出力されてもよい。
　まず、図１を参照して、通信速度の制限を受けているユーザを抽出する方式について説明する。
　通信速度制限ユーザ判定部１１０は、通信時の実績である通信履歴から、通信速度の制限を受けているユーザであるかどうかを判定する。具体的には、通信速度制限ユーザ判定部１１０は、ユーザ別のスループット情報を含む通信履歴を受け取り、通信履歴DB１２０に格納する。そして、通信速度制限ユーザ判定部１１０は、通信履歴DB１２０から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定し、通信速度制限ユーザリスト１３０を更新する。
　通信履歴のフォーマットとして、通信履歴毎に、通信日時、ユーザID、スループット情報、キャリア情報、ネットワーク情報があることを前提とする。キャリア情報とは、使用するネットワーク事業者を示す識別子（ID）である。ネットワーク情報とは、例えば、モバイルネットワークでは基地局IDと言った、通信速度の制限を受けていないユーザがボトルネックとなるポイントを示すIDである。これは、基地局IDを時間帯で分割した場合の一つの基地局と時間帯の組み合わせであっても良い。
　通信履歴iをViewlogiとして、その通信履歴iに含まれる通信日時d、ユーザIDu、スループット情報t、キャリア情報c、ネットワーク情報nとしたときに、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 と定義する。
　あるユーザtargetがネットワーク事業者carrierにおいて通信速度の制限を受けているかどうかを判定する方式として、該当する通信履歴
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 について、djが現在の時刻currenttimeからthtime以内のm件を抽出する（j1...jmとする)。その後、それらの履歴に対して同じネットワークを使用している他のユーザの履歴
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 より形成される該ネットワークのスループットの分布tkとの外れ具合を判定する。
　外れ具合は検定や上位値の確認により行う。例えば、スループットの分布については、対数正規分布が想定されるが、その場合には、データを対数変換した後に、正規分布の外れ値に関する各種検定（スミルノフ・グラブス検定など）を行うことで確認が可能である。また、単純に下位の定数値に入った場合に検出するという仕組みでも良い。
　図４は、スループットの分布の一例を示す図である。横軸はスループットを示し、縦軸はスループットが測定された頻度を示す。図４に示すように、通信速度制限ユーザのスループットの分布は、通信速度の制限を受けていないユーザのスループットの分布とは異なる。通信速度制限ユーザは、上記のように検定や上位値の確認により検出可能である。
　該ユーザtargetについて、仮に通信速度の制限を受けているとすると、同じキャリア内であればどこで使用していてもスループットが大きく制限されて、該ネットワーク内のスループット分布とは外れる可能性が高い。そのため、j1...jmまでの通信履歴に対して、閾値rthで設定される一定の数、または一定の比率以上が外れ値であれば、そのユーザが通信速度の制限がされていると判断する。なお、この閾値rthについては、市場のサービスから、通信速度の制限の値や、普及度等を参考にして、通信速度制限ユーザ抽出装置１００又はスループット推定装置２００のオペレータが手動で設定する。
　次に、図２を参照して、上記の方式をスループット推定技術へ適用する方法を説明する。
　通信速度制限ユーザ判定部１１０は、図１を参照して説明したように、通信速度の制限を受けているかどうかを判定し、通信速度制限ユーザリスト１３０を更新する。通信速度予測部２１０は、通信速度の制限を受けているユーザを考慮して、通信速度に関するスループットを予測する。通信速度に関するスループットの代表値を予測する場合には、通信速度予測部２１０は、通信速度の制限を受けているユーザの通信履歴を排除してスループットを予測する。例えば、ユーザがネットワーク事業者の通信速度を問い合わせるために、ユーザID、キャリア情報を含む通信速度問合せを行った場合、通信速度予測部２１０は、当該ユーザが通信速度の制限を受けていない場合には、通信速度の制限を受けているユーザの通信履歴を排除してスループットを予測する。一方、通信速度の制限を受けているユーザについては、通信速度の制限を受けていない他のユーザを参考とせずに、自身のスループットデータのみを用いることで、通信速度の制限を含めたスループットの推定が可能となる。
　非特許文献４に示すような測定結果の集計においては、測定対象となった地域（駅やランドマークなど）ごとに通信速度の測定を行い、それらの結果の平均／最大/最小等の統計値を報告している。この様に、通信速度の測定結果から代表値を計算する際に、仮に通信速度を制限されているデータが混ざってしまった場合には、通信速度を制限した分だけ過小評価されてしまう事がある。そのため、上記の方式で通信速度を制限されているユーザを排除した上での代表値を計算することで、スループットを高精度に推定できる。
　非特許文献４では、報告者が実験条件を決定する際に、通信速度を制限されたデータが混ざらないようにしているため、このような問題は起こらないが、非特許文献６に示すように、通信速度の測定を一般のユーザに委任するような形態を取る場合には、今回提起した問題が顕在化してくる。
　以下、各機能部について更に詳細に説明する。
　図５は、通信速度制限ユーザ判定部１１０の詳細ブロック図である。通信速度制限ユーザ判定部１１０は、構文解析部１１１と、履歴投入部１１２と、該当履歴抽出部１１３と、外れ値計算部１１４とで構成される。
　まず、通信速度制限ユーザ判定部１１０の入力は通信履歴となる。通信履歴は、通信日時、ユーザID、スループット情報、キャリア情報、ネットワーク情報が含まれている。
　構文解析部１１１は、json（JavaScript（登録商標） Object Notation）、xml（Extensible Markup Language）等の構造で入力された通信履歴を分解し、上記の個別の要素を抽出し、履歴投入部１１２へ入力する。
　履歴投入部１１２は、通信履歴DB１２０へ個別要素に抽出された通信履歴を整形し投入する。また、整形された通信履歴を該当履歴抽出部１１３に入力する。
　該当履歴抽出部１１３は、外れ値計算のための通信履歴群を取得する。図６に示す通り、該当履歴抽出部１１３は、該当ユーザ通信履歴抽出部１１５と、計算対象通信履歴抽出部１１６とで構成されている。
　まず、該当ユーザ通信履歴抽出部１１５は、履歴投入部１１２から入力された通信履歴に含まれるユーザIDとキャリア情報が一致し、通信日時がthtime以内である通信履歴を、通信履歴DB１２０よりすべて抽出し、計算対象通信履歴抽出部１１６に入力する。次に、計算対象通信履歴抽出部１１６は、得られた通信履歴群jiそれぞれについて、キャリア情報ci、ネットワーク情報niが一致する通信履歴ki,1,ki,2,ki,3...のスループット情報を取得し、外れ値計算部１１４にスループット情報
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 を入力する。
　図７に示す通り、外れ値計算部１１４は、検定部１１７と、リスト更新部１１８とで構成されている。
　検定部１１７は、各iについて、tiが
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 が作る分布に対する外れ値となっているかをスミルノフ・グラブス検定で検証する。ただし、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 は対数正規分布になると仮定しているため、すべてのtについて対数変換を行った後に実行する。
　tiが外れ値となっている場合には、通信履歴群jiのユーザが通信速度の制限を受けているユーザであることが分かる。なお、通信速度の制限を受けているユーザは、同じキャリア内であればネットワーク情報が異なっていてもスループットが外れ値になる可能性が高い。このため、１つの外れ値によって通信速度の制限を受けているユーザを判定するのではなく、同じキャリア内でスループットが一定の閾値以上の外れ値となっているユーザを判定することで、通信速度の制限を受けているユーザの判定を向上させることができる。
　リスト更新部１１８は、検定部１１７で、各iについて、一定の閾値以上通信速度の制限を受けていると判定されたui,ci,average(ti)で通信速度制限ユーザリスト１３０を更新する。なお、average(ti)は通信速度の平均値である。また、通信速度の制限を受けていると判定されなかった場合で、通信速度制限ユーザリスト１３０にui,ciが含まれていれば、通信速度制限ユーザリスト１３０から削除し更新する。
　図８に示すように、通信速度制限ユーザリスト１３０には、ユーザID、キャリア情報、通信速度が蓄積される。
　なお、図５及び図６では、１つの通信履歴から、条件が一致する通信履歴を抽出しているが、通信日時がthtime以内である通信履歴を通信履歴DB１２０から直接抽出して、外れ値を計算することも可能である。
　次に、通信速度予測部２１０について説明する。図９に示すように、通信速度予測部２１０は、構文解析部２１１と、通信速度制限ユーザ確認部２１２と、通信速度計算部２１３と、応答部２１４とで構成される。
　通信速度予測部２１０は、通信速度制限ユーザ判定部１１０と同様に、構文解析部２１１を通して、通信速度問合せをユーザIDui、キャリア情報ci、ネットワーク情報niの要素に分解する。その後、通信速度制限ユーザ確認部２１２で、ui、ciをもとに通信速度の制限を受けているユーザであるかを判定する。通信速度制限ユーザリスト１３０に含まれていた場合には、応答部２１４で通信速度制限ユーザリスト１３０に記載されているスループットを、通信速度問合せに対する通信速度応答として返す。通信速度制限ユーザリスト１３０に含まれていなかった場合、通信速度計算部２１３で、通信履歴DB１２０に含まれるci、niが一致する通信履歴群jiを抽出する（ただし、通信速度の制限を受けているユーザのciが含まれている場合には、その通信履歴は含めない)。その後、抽出された通信履歴群jiに含まれているスループット情報
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 の平均値等の代表値を計算し応答部２１４を経由して、通信速度問合せに対する通信速度応答として返す。
　＜本発明の実施例の効果＞
　本発明の実施例によれば、通信履歴から、通信速度の制限を受けているユーザを抽出が可能となり、通信速度の制限を受けているユーザを考慮したスループットの推定が可能となる。
　説明の便宜上、本発明の実施例に係る通信速度制限ユーザ抽出装置及びスループット推定装置は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明の実施例に係る通信速度制限ユーザ抽出装置及びスループット推定装置は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。例えば、本発明の実施例は、コンピュータに対して本発明の実施例に係る通信速度制限ユーザ抽出装置及びスループット推定装置の各機能を実現させるプログラム、コンピュータに対して本発明の実施例に係る方法の各手順を実行させるプログラム等により、実現されてもよい。また、各機能部が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。また、本発明の実施例に係る方法は、実施例に示す順序と異なる順序で実施されてもよい。
　以上、通信履歴から、通信速度の制限を受けているユーザを抽出するための手法について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。
　本国際出願は２０１５年６月２日に出願した日本国特許出願２０１５－１１２６３４号に基づく優先権を主張するものであり、２０１５－１１２６３４号の全内容を本国際出願に援用する。
　１００　通信速度制限ユーザ抽出装置
　１１０　通信速度制限ユーザ判定部
　１１１　構文解析部
　１１２　履歴投入部
　１１３　該当履歴抽出部
　１１４　外れ値計算部
　１１５　該当ユーザ通信履歴抽出部
　１１６　計算対象通信履歴抽出部
　１１７　検定部
　１１８　リスト更新部
　１２０　通信履歴DB
　１３０　通信速度制限ユーザリスト
　２００　スループット推定装置
　２１０　通信速度予測部
　２１１　構文解析部
　２１２　通信速度制限ユーザ確認部
　２１３　通信速度計算部
　２１４　応答部

Claims (8)

  1. 　通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出する通信速度制限ユーザ抽出装置であって、
    　ユーザ別のスループット情報を含む通信履歴を格納する通信履歴記憶部と、
    　前記通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定する通信速度制限ユーザ判定部と、
    　を有する通信速度制限ユーザ抽出装置。
  2. 　前記通信速度制限ユーザ判定部は、
    　ユーザ識別子、キャリア識別子、ネットワーク識別子、スループット情報及び通信日時を前記通信履歴記憶部に投入する履歴投入部と、
    　前記通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時においてキャリア識別子及びネットワーク識別子が一致するスループット情報を取得する該当履歴抽出部と、
    　取得されたスループット情報により形成されるスループットの分布に対する外れ値となっているユーザのスループット情報を判定し、外れ値の判定結果に基づいて通信速度制限ユーザリストを更新する外れ値計算部と、
    　を有する、請求項１に記載の通信速度制限ユーザ抽出装置。
  3. 　通信履歴からスループットを推定するスループット推定装置であって、
    　ユーザ別の通信履歴を格納する通信履歴記憶部と、
    　前記通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定する通信速度制限ユーザ判定部と、
    　通信速度の制限を受けているユーザを考慮して、通信速度に関するスループットを予測する通信速度予測部と、
    　を有するスループット推定装置。
  4. 　前記通信速度予測部は、通信速度に関するスループットの代表値を予測する場合、通信速度の制限を受けているユーザの通信履歴を排除してスループットを予測し、通信速度の制限を受けているユーザのスループットを予測する場合、当該通信速度の制限を受けているユーザの通信履歴を用いてスループットを予測する、請求項３に記載のスループット推定装置。
  5. 　通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出する通信速度制限ユーザ抽出装置における通信速度制限ユーザ抽出方法であって、
    　ユーザ別のスループット情報を含む通信履歴を格納する通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出するステップと、
    　スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定するステップと、
    　を有する通信速度制限ユーザ抽出方法。
  6. 　通信履歴からスループットを推定するスループット推定装置におけるスループット推定方法であって、
    　ユーザ別の通信履歴を格納する通信履歴記憶部から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出するステップと、
    　スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定するステップと、
    　通信速度の制限を受けているユーザを考慮して、通信速度に関するスループットを予測するステップと、
    　を有するスループット推定方法。
  7. 　通信履歴から通信速度の制限を受けているユーザを抽出するために、コンピュータを、
    　ユーザ別のスループット情報を含む通信履歴を格納する通信履歴記憶手段、及び
    　前記通信履歴記憶手段から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定する通信速度制限ユーザ判定手段、
    　として機能させるための通信速度制限ユーザ抽出プログラム。
  8. 　通信履歴からスループットを推定するために、コンピュータを、
    　ユーザ別の通信履歴を格納する通信履歴記憶手段、
    　前記通信履歴記憶手段から、所定の期間内の通信日時において通信環境が一致する通信履歴を抽出し、スループットの分布が異なるユーザを、通信速度の制限を受けているユーザであると判定する通信速度制限ユーザ判定手段、及び
    　通信速度の制限を受けているユーザを考慮して、通信速度に関するスループットを予測する通信速度予測手段、
    　として機能させるためのスループット推定プログラム。
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