JP2016036061A - ネットワークシステム、トラフィック管理サーバ、及び基地局管理サーバ - Google Patents

Abstract

【課題】基地局においては、携帯端末に起因するアプリケーションの特徴や違いに関わらず、一律に、基地局のシステムパラメータを変更し、コアネットワーク側においては、無線エリアの特徴に関わらず、一律に、加入者の契約形態等に応じたポリシー制御を行っており、アプリケーション特性や無線エリア特性を考慮した制御ができない問題があった。【解決手段】トラフィック管理サーバにおいて、アプリケーション情報に応じた基地局制御を指示し、基地局管理サーバから算出される無線エリアに関する情報と連携して特定のユーザの特定のアプリケーションに対するトラフィックをコアネットワーク側で制御することを指示することにより、加入者の携帯端末に対して体感品質の向上を実現する。【選択図】 図１

Description

本発明は、通信ネットワークのトラフィック分析及びトラフィック制御技術に関する。

携帯電話事業者（以下、モバイル事業者）の携帯電話通信網（以下、モバイル網）は、複数のネットワークノードから構成される。そして、携帯電話サービス加入者（以下、加入者）の携帯端末は、それら複数のネットワークノードを経由して、例えばインターネット等の外部のネットワークとの間でパケットデータを送受信する。

特開2012-70067号公報

加入者のパケットデータ通信の体感品質の維持のためには、モバイル網でのトラフィック輻輳の箇所の推定にとどまらず、必要に応じてトラフィックの制御を行う必要がある。トラフィックの制御方法には、主に2つあり、一つは無線区間の品質向上の観点から基地局におけるシステムパラメータ変更を行う方法、もう一つは、コアネットワーク側に設置されるポリシー制御サーバを介し、課金体系やQoS(Quality of Service)設定に基づいて、加入者単位でトラフィックの優先度を制御する方法である。

しかし、基地局においては、個々の携帯端末が使用するアプリケーションを識別することができず、アプリケーションの特長や違いに関わらず、一律に、基地局のシステムパラメータを変更し、その基地局と携帯端末間の無線品質（電波強度等）の向上を図っている。

この場合、例えば、基地局のサービスエリア境界にいる携帯端末のアプリケーションが超低速で帯域をほとんど使用しないアプリケーションであったとしても、その境界の携帯端末が快適にファイルダウンロードできるようにアンテナの指向性をその携帯端末のいる方向に合わせたり、システムパラメータを変更するなどしてしまう。そのため、アプリケーションを考慮したエリア最適化ができず、同一サービスエリア内においてより帯域を必要とするアプリケーションを使用中の携帯端末に対する体感品質の向上が困難であった。

さらにコアネットワーク側においては、ポリシー制御サーバ（PCRF: Policy and Charging Rules Function）においては、無線区間の状況を把握した動的な制御ではなく、加入者の契約形態等に応じたポリシー制御により、加入者毎にトラフィックの優先度を制御している。

この場合、例えば、基地局のサービスエリア境界にいる携帯端末の電波状況が悪く、優先度制御を行うことによる効果（他の携帯端末と比較して多くの帯域を割り当てるなど）が見込めない場合においても、契約形態やポリシーに基づいて制御を行う。そのため、無線状況を考慮したエリア最適化、つまり同一サービスエリア内の無線状況に応じてより効果的な帯域割り当てができず、ユーザの体感品質の向上が困難であった。

また、特許文献１では、基地局におけるアプリケーションの性能劣化の検出とその要因分析を行い、その結果を表示することが開示されている。しかしながら、アプリケーションや無線状況を考慮したエリア最適化については、述べられていない。

そこで、本発明は、無線品質の向上の観点での基地局制御、契約形態のポリシー等に基づくコアネットワーク側でのトラフィック制御に対し、より多くのエリアで、より多くの加入者の携帯端末に対して体感品質の向上を図ることを目的とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。すなわち、
複数の端末装置と、前記複数の端末装置を収容する基地局と、複数の前記基地局を管理する基地局管理サーバと、前記複数の基地局に接続されるコアネットワーク側装置と、前記複数の基地局と前記コアネットワーク側装置との間のパケットを取得する解析装置と、前記解析装置に接続されるトラフィック管理サーバと、を備えるネットワークシステムである。前記基地局管理サーバと前記トラフィック管理サーバとが接続され、前記基地局管理サーバは前記基地局の制御を行い、前記コアネットワーク側装置は特定の前記端末装置に対するトラフィック制御を行い、前記トラフィック管理サーバは前記パケットに基づいて前記端末装置が使用しているアプリケーションの情報を取得し、前記アプリケーションの情報に基づいて、前記基地局の制御、又は、前記特定の端末装置に対するトラフィック制御の少なくとも何れかを行うことを特徴とするネットワークシステムである。

また、複数の端末装置と、前記複数の端末装置を収容する基地局と、複数の前記基地局を管理する基地局管理サーバと、前記複数の基地局に接続されるコアネットワーク側装置と、前記複数の基地局と前記コアネットワーク側装置との間のパケットを取得する解析装置と、前記解析装置に接続されるトラフィック管理サーバと、を備えるネットワークシステムにおけるトラフィック管理サーバである。前記基地局の制御を行う前記基地局管理サーバと接続され、前記パケットに基づいて前記端末装置が使用しているアプリケーションの情報を取得し、前記アプリケーションの情報に基づいて、前記基地局管理サーバに対して前記基地局の制御を行うよう指示するか、又は、前記コアネットワーク側装置に対して特定の前記端末装置に対するトラフィック制御を行うよう指示するか、少なくとも何れかを行うことを特徴とするトラフィック管理サーバである。

また、複数の端末装置と、前記複数の端末装置を収容する基地局と、複数の前記基地局を管理する基地局管理サーバと、前記複数の基地局と接続されるコアネットワーク側装置と、前記複数の基地局と前記コアネットワーク側装置との間のパケットを取得する解析装置と、前記解析装置に接続されるトラフィック管理サーバと、を備えるネットワークシステムである。前記基地局管理サーバは、前記基地局のサービスエリアの情報を収集して、前記トラフィック管理サーバに送信し、前記トラフィック管理サーバは、前記パケットに基づいて、前記端末装置が使用しているアプリケーションの情報と前記端末装置の品質情報を取得し、前記トラフィック管理サーバは、前記端末装置の品質情報から、前記端末装置が使用しているアプリケーションごとに体感品質指標を算出し、前記トラフィック管理サーバは、前記サービスエリアの情報と、前記体感品質指標が所定値を超える端末装置の数と、前記アプリケーションを使用している端末装置の数に基づいて、前記基地局ごとかつ前記アプリケーションごとに、前記アプリケーションのサービスエリアを算出して表示させることを特徴とするネットワークシステムである。

また、複数の端末装置と、前記複数の端末装置を収容する基地局と、複数の前記基地局を管理する基地局管理サーバと、前記複数の基地局に接続されるコアネットワーク側装置と、前記複数の基地局と前記コアネットワーク側装置との間のパケットを取得する解析装置と、前記解析装置に接続されるトラフィック管理サーバと、を備えるネットワークシステムにおける基地局管理サーバである。前記トラフィック管理サーバと接続され、前記パケットに基づいて取得される、前記端末装置が使用しているアプリケーションの情報に基づいて前記トラフィック管理サーバから指示を受信すると、前記基地局の制御を行うことを特徴とする基地局管理サーバである。

本発明により、加入者の携帯端末の体感品質の向上を図ることが可能となる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本実施例によるシステム構成例 本実施例による別のシステム構成例 実施例１におけるユーザ情報テーブルの例 実施例１におけるアプリ分布情報テーブルの例 実施例３における制御方法管理テーブルの例 実施例１の動作概念 実施例１における基地局管理サーバの構成例 実施例１におけるトラフィック管理サーバの構成例 実施例１におけるアプリ分布更新プログラムの処理フローの例 実施例１におけるＲＡＮ制御判定プログラムの処理フローの例 実施例１における処理シーケンスの例 実施例１及び実施例３における基地局管理サーバとトラフィック管理サーバとの間のインタフェースの例 実施例２の動作概念 実施例２における基地局管理サーバの構成例 実施例２におけるトラフィック管理サーバの構成例 実施例２における帯域制限指示処理プログラムの処理フローの例 実施例２における処理シーケンスの例 実施例２における基地局管理サーバとトラフィック管理サーバとの間のインタフェースの例 実施例３の動作概念 実施例３における基地局管理サーバの構成例 実施例３におけるトラフィック管理サーバの構成例 実施例３における処理シーケンスの例 実施例４の動作概念 実施例４における基地局管理サーバの構成例 実施例４におけるトラフィック管理サーバの構成例 実施例４におけるアプリケーションカバレッジ算出プログラムの処理フロー例 実施例４における基地局管理サーバとトラフィック管理サーバとの間のインタフェースの例 実施例５の動作概念 実施例５における基地局管理サーバの構成例 実施例５におけるトラフィック管理サーバの構成例 実施例５におけるＲＡＮ制御および帯域制限判定プログラムの処理フローの例 実施例１におけるＲＡＮ制御指標テーブルの例 実施例４における基地局情報テーブルの例 実施例４におけるユーザ情報テーブルの例 実施例５におけるＲＡＮ制御指標テーブルの例

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

なお、以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップなどを含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではない。

さらに、以下に示した実施の形態は単独で適用してもよいし、複数もしくはすべての実施の形態を組み合わせて適用してもかまわない。

本実施例のシステム構成及び動作概念を図１及び図６を用いて説明する。

本実施例では、例えば、基地局に接続中の加入者の携帯端末のうち、大部分を音声通話中の加入者の携帯端末が占めているとわかった場合、各携帯端末に割り当てるチャネルの広帯域化よりもエリア拡大化を図ることを目的とする。そこで、アプリケーション分布特性に基づき、基地局のアンテナ指向性やシステムパラメータを変更してエリア最適化を図ることを特徴とする。

本システムは図１に示すように、トラフィック管理サーバ101（以下、TMSサーバ）、パケット詳細解析装置110、111（以下、DPI）、モバイルコア網115（以下EPC）、携帯端末を収容する無線アクセス網114（以下、RAN）、パケットデータネットワーク107（以下、PDN）、複数の端末装置を収容する基地局109を管理する基地局管理サーバ102（以下、EMSサーバ）から構成される。さらにモバイルコア網はスイッチ108を介して複数の基地局109と接続し、MME103（Mobility Management Entity）、S-GW104(Serving Gateway)、P-GW105(Packet data network Gateway)、から構成される。MME103は、1又は複数の基地局109を収容し、モビリティ制御を提供する通信装置である。MME103は、携帯電話端末とP-GW105との間のベアラを管理する。MME103は、携帯電話端末のアタッチ及びハンドオーバにおいて当該端末のためのS-GW104を選択する。S-GW104は、１又は複数の基地局109を収容し、P-GW105と基地局109との間において、ユーザデータを伝送するゲートウェイである。P-GW105は、PDN107とのインタフェースを持つゲートウェイである。P-GW105は、携帯端末に、IPアドレスを付与する。また、P-GW105は、PCEF106(Policy and Charging Enforcement Function)を有する。PCEF106は、TMSサーバからの指示に基づいて、ポリシー制御を行い、特定の端末装置に対するトラフィック制御等を行う。

DPIは、ネットワーク上のパケットを解析する解析装置である。CP-DPI 110(C-Plane DPI)は基地局109とMME103を接続するS1インタフェース（S1-MME）を監視する。UP-DPI 111(U-Plane DPI)は、基地局109とS-GW104を接続するS1インタフェース（S1-U）を監視する。そして、CP-DPI 110及びUP-DPI 111は、このI/Fで取得した各種メッセージや統計情報をTMSサーバ101へ転送する。

なお、本実施例ではTMSサーバ101がモバイル網のシステム挙動を監視するための手段としてDPIがS1インタフェースを監視する構成を例に挙げている。この構成は、DPIがRAN側の全ての基地局を監視する場合と比較して、モバイル事業者が監視点の数を少なく抑え、それにより監視作業に掛かる設備費用及び運用費用を抑制できる効果がある。

さて、TMSサーバ101は、DPI110、111から受信した各種メッセージや統計情報に基づいて、各携帯端末が使用しているアプリケーションの種別を特定し、これを基地局109ごとに集計して基地局109ごとのアプリケーション分布を算出する。

次に、算出したアプリケーション分布に基づいてエリア最適化のために必要な制御を判定し、EMSサーバ102とのインタフェース113を介して、基地局109のアンテナのチルト角やその他のシステムパラメータの設定変更をするよう、EMSサーバ102に指示する。

ここでアプリケーション分布とエリア最適化のための制御との関係を、図６を用いて説明する。DPIを用いた各種統計情報の収集を行い、TMSサーバ101において、基地局109ごとに、その基地局109に接続している全携帯端末の全アプリケーションのセッションの総数601のうち、各アプリケーションの利用ユーザ数を算出し、その分布を算出する。602は接続している全携帯端末のうち、そのほとんどが音声通話のアプリケーションを利用している状況を示している。604は接続している全携帯端末のうち、そのほとんどが高速の通信速度を用いるストリーミング受信しているユーザやウェブブラウジングなどのリッチコンテンツのアプリケーションを使用しているユーザで占められている状況を示している。

602のような状況の場合、高速通信を必要とする携帯端末の割合が低いことから、エリアのほとんどの場所において低速な通信で十分であり、音声通話の携帯端末の体感品質を向上させるために、携帯端末の移動に伴う基地局間ハンドオーバの機会を減らして安定した通信品質を確保するように制御を指示する。制御の例としては、603に示すようにその基地局109のアンテナのチルト角を現状よりも少し水平方向に変えるように制御を指示し、その基地局109のエリアを拡大化するなどが挙げられる。

一方、604のような状況の場合、高速通信を必要とする携帯端末の割合が高いことから、特に基地局の境界付近のもっとも電波強度の低いエリアの無線通信品質を改善するように制御を指示する。制御の例としては、その基地局109の送信電力を増大させて携帯端末の受信電力を増加させる方法や、605に示すようにアンテナのチルト角を現状よりも少し垂直方向に変えるように制御を指示し、その基地局109のエリアを縮小化し、基地局109の境界付近の携帯端末の受信電力を増加させる方法などが挙げられる。

図２はTMSサーバが基地局109に対して、アンテナチルト角やその他基地局109のシステムパラメータの変更を指示する際、EMSサーバ102に対して直接指示するのではなく、SONサーバ201を経由してEMSサーバ102に指示する例を示している。SONサーバは複数のEMSサーバ102と接続され、複数のEMSサーバ102に対して、基地局を制御するための制御方針を指示したり、あるいは互いに異なるEMSサーバに接続されている複数の基地局間での制御の調停を行う。またTMSサーバ101からPCEF106に、インタフェース112を介して直接ポリシー制御を指示するのではなく、PCRF202を経由してPCEF106にポリシー制御を指示する例を示している。この場合、TMSサーバ101から制御指示を出すインタフェース203と205が新規に規定され、SONサーバ201とEMSサーバ102との間のインタフェース204やPCRF202とPCEF106との間のインタフェース206は、現存のモバイル網におけるインタフェースを流用して構わない。

図７に本実施例のEMSサーバ701の構成例を示す。本実施例におけるEMSサーバ７０１の機能は、一般的なコンピュータの外部記憶装置402にプログラムソフトウェアの形で格納され、メモリ403上に展開されてCPU404により実行される。また、EMSサーバ701はネットワークI/F405を介して各基地局109と通信する。EMSサーバ701のメモリ403は、基地局のアラーム検出プログラム406、基地局の特性把握プログラム407、基地局設定の変更有無の判断や基地局設定内容を決定するプログラム411及び、複数の基地局間で制御を行う際に調停を行うオーケストレータプログラム410を格納する。さらにEMSサーバ701のメモリ403は、基地局109のアラームの検出閾値等を格納するアラーム指標テーブル408と、各基地局109の運用状況を格納する基地局情報テーブル409を格納する。さらに、EMSサーバ701は、ネットワークI/F405を介してTMSサーバ801と接続され、またこのインタフェース405を介して、基地局109のシステムパラメータの設定変更指示を受け付けるプログラム702を有する。

図８に本実施例のTMSサーバ801の構成例を示す。本実施例のTMSサーバ801の機能は、一般的なコンピュータの外部記憶装置402にプログラムソフトウェアの形で格納され、メモリ403上に展開されてCPU404により実行される。また、TMSサーバ801はネットワークI/F405を介してEMSサーバ701、DPI110、111及びP-GW105と通信する。PCRF202などその他の制御装置809に対する通信機能を備えてもよい。TMSサーバ801のメモリ403は、ユーザ在圏情報更新プログラム802、アプリ分布更新処理プログラム803、RAN制御の判定プログラム804を格納する。さらにTMSサーバ801のメモリは、各ユーザのIPアドレスや接続先、使用中アプリケーションを紐付けて管理するユーザ情報テーブル806、基地局109ごとのアプリケーション分布を保持するアプリ分布情報テーブル807、及びRAN制御の指標となるRAN制御指標テーブル808を格納する。

なお、本実施例では上記プログラム及び上記情報を単一のコンピュータのメモリ上に格納する構成を示した。しかし、上記情報を外部記憶装置に格納し、上記プログラムの処理のつど上記情報を上記外部記憶装置から読み込み、それぞれの処理が完了するごとに外部記憶装置に格納する構成を取ることも可能である。

また、上記プログラム及び上記情報を複数のコンピュータに分散して格納することも可能である。例えば上記情報をそれぞれリレーショナルデータベースのテーブルとして実装してTMSサーバ801とは異なるデータベースサーバに格納し、TMSサーバ801上で実行された上記プログラムがデータベースサーバ上の上記情報を参照及び更新することも可能である。

また、上記情報をTMSサーバ801とは異なる分散型のKey-Value Storeサーバに格納し、TMSサーバ801上で実行された上記プログラムがKey-Value Storeサーバ上の上記情報を参照及び更新することも可能である。

以上のような上記情報の格納方法の違いは、本発明の本質には影響を与えない。

図３は、TMSサーバ801が保持するユーザ情報テーブル806の例である。TMSサーバは、DPI110および111から取得した、ユーザごとのユーザ情報を、ユーザ情報テーブル806へ格納する。ユーザ情報は、ユーザ識別子301、基地局識別子302、アプリ種別303から成る。ユーザ識別子301は、ユーザを一意に識別するために用いられる。ユーザ情報テーブル806は、ユーザ識別子301として少なくとも１種類の識別子を格納する。図３の例では、ユーザ識別子301として、ユーザＩＰアドレスとＩＭＳI（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｄｉｔｙ）を採用する。基地局識別子302は、ユーザが在圏する基地局を、一意に識別するために用いられる。図３の例では、基地局識別子３０２として、ｅＮＢ ＩＤを採用する。アプリ種別303は、ユーザが使用しているアプリケーションの種別である。ユーザが複数のアプリケーションを同時に利用している場合、アプリ種別303に複数の項目を格納する、もしくは同一ユーザで複数行作成する。これらのユーザ識別子３０１、基地局識別子３０２、アプリ種別識別３０３はそれぞれDPI110及びDPI111からそれぞれ直接取得し、図３に示すユーザ情報テーブルの形で、ユーザ識別子にそれぞれを対応づけて格納する。ユーザ在圏情報更新処理プログラム802は、DPI110及びDPI111からの出力タイミングに合わせて、周期的に、もしくはユーザが接続する在圏基地局の変更や使用しているアプリの変更などのイベントに応じてこのテーブル806の情報を更新する。

図９に、TMSサーバ801が実施する、アプリ分布更新プログラム803の具体的な処理フロー例を示す。TMSサーバは801、各基地局109について、アプリ分布更新プログラム803を実施する。TMSサーバ801は、例えば、アプリ分布更新プログラム８０３を、一定の時間周期で実施する。ステップ901において、TMSサーバ801は、ユーザ情報テーブル806から、対象としている基地局109の基地局識別子302を持つユーザ情報を選別する。次に、ステップ902において、TMSサーバ801は、ステップ901で選別したユーザ情報から、アプリ種別毎の使用ユーザ数をカウントし、さらに、各アプリ種別を使用するユーザの割合を算出する。ステップ903において、TMSサーバ801は、ステップ902で得られた、基地局識別子Ａにおける各アプリ種別を使用するユーザの割合を、アプリ分布情報テーブル807へ格納する。

図４は、TMSサーバ801が保持するアプリ分布情報テーブル807、の例である。アプリ分布情報テーブル807は、基地局毎に、アプリ分布情報を保持する。アプリ分布情報は、基地局識別子401と、各アプリ種別を使用するユーザの割合402から成る。

図１０に、TMSサーバ801が実施する、RAN制御判定プログラム804の具体的な処理フロー例を示す。TMSサーバは801、各基地局109について、ＲＡＮ制御判定プログラム804を実施する。TMSサーバ801は、例えば、アプリ分布更新プログラム803を、一定の時間周期で実施してもよく、あるいは、アプリ分布更新プログラム803の完了を契機として実施してもよい。ステップ１００２において、TMSサーバ801は、アプリ分布情報テーブル807から、当該基地局のアプリ分布情報を取得する。次に、ステップ１００３において、TMSサーバ801は、ステップ１００２で取得したアプリ分布情報を、ＲＡＮ制御指標テーブルに照らし合わせ、当該基地局の制御指針を決定する。

RAN制御指標テーブルの一例を図３２の1001に示す。

ここでは算出されたアプリケーション分布（表の左列）と、体感品質を維持あるいは向上させたいアプリケーションの種別を指定する列（表の中央列）と、その2つの情報からRAN側に対して行う具体的な制御の例を記載する列（表の右列）が対応づけられている。RAN制御指標テーブル1001は、例えば、保守者により設定される。体感品質を維持あるいは向上させたいアプリケーションの種別は、別途、システム毎あるいは基地局毎に、保守者により設定される。1001の例では、RANに対する制御としてエリア拡大や収容ユーザ数の増加など、大まかな制御指針を記載しているが、エリア拡大や収容ユーザ数の増加という指針に基づく制御として、例えば、基地局のアンテナチルト角を上げる、基地局の送信電力を増加させる、基地局でユーザ接続制限を緩和する、といったことが挙げられる。エリア縮小や収容ユーザ数の制限という指針に基づく制御として、例えば、基地局のアンテナチルト角を下げる、基地局の送信電力を減少させる、基地局でユーザ接続制限を強化する、といったことが挙げられる。また、1001で、ＲＡＮに対する制御において、制御度合いの大小を記載しているが、これは、例えば基地局のアンテナチルト角を上げ下げする際のチルト角変更量の大小を示し、あるいは基地局の送信電力を増減させる際の送信電力変更量の大小を示し、あるいは基地局のユーザ接続制限を強化または緩和する場合の制限割合の変更量の大小を示す。

図４で、ｅＮＢ ＩＤ＝44100000000000000001の基地局を例として、ステップ１００３のＲＡＮ制御判定の具体例を説明する。図４のアプリ分布情報を、ＲＡＮ制御指標テーブル１００１に照らし合わせると、ｅＮＢ ＩＤ＝44100000000000000001の基地局は、アプリ分布Ｖｏｉｃｅ＞８０％に該当する。体感品質を維持あるいは向上させたいアプリケーションの選択方法としては、運用する通信事業者などの運用ポリシーに基づいて一意に決定する方法や、そのエリアで使用しているアプリケーションが最も多いアプリケーションを向上させたいアプリケーションとして選択する、などの方法が例として考えられる。体感品質を維持あるいは向上させたいアプリケーションの種別がＶｏｉｃｅである場合、ＲＡＮ側に対する制御は、ＲＡＮ制御指標テーブル１００１から、「エリア拡大、収容ユーザ数増加(制御度合い：大)」と判定される。一方、体感品質を維持あるいは向上させたいアプリケーションの種別がＷｅｂである場合、ＲＡＮ側に対する制御は、ＲＡＮ制御指標テーブル１００１から、「エリア縮小、収容ユーザ数減少 (制御度合い：大)」と判定される。

なお、アプリ分布情報を、ＲＡＮ制御指標テーブル１００１に照らし合わせた結果、該当しなかった場合は、ＲＡＮ側に対する制御は行わないと判定される。

図１１にEMSサーバ701とTMSサーバ801との間で行われる一連の処理シーケンスを示す。シーケンス１１０１は、ＲＡＮ制御判定プログラム８０４で行われるＲＡＮ制御判定処理である。シーケンス１１０１のＲＡＮ制御判定処理の結果、ＲＡＮ側に対する制御を行うと判定された場合、TMSサーバ801は、シーケンス１１０２において、制御対象の基地局109の識別子（ｅＮＢ ＩＤ）と、制御指針や制御内容を、EMSサーバ701へ通知する。EMSサーバ701は、シーケンス１１０３において、制御対象の基地局109の識別子（ｅＮＢ ＩＤ）と、制御指針や制御内容を受信する。EMSサーバ701は、基地局設定の変更の有無を判断し、基地局設定内容を決定し（シーケンス１１０４）、基地局109へ設定変更の指示を行う（シーケンス１１０５）。基地局109は、シーケンス１１０６において、設定変更の指示を受信する。基地局109は、受信した設定変更内容に基づき、基地局109の設定変更を実行し（シーケンス１１０７）、実行結果をEMSサーバ701へ通知する（シーケンス１１０８）。EMSサーバ701は、シーケンス１１０９において、基地局109の設定変更の実行結果を受信する。EMSサーバ701は、基地局109の設定変更の実行結果をTMSサーバ801へ通知する（シーケンス１１１０）。TMSサーバ801は、シーケンス１１１１において、基地局109の設定変更の実行結果を受信する。

なお、シーケンス1102からシーケンス1111までの一連のシーケンスを、基地局制御シーケンス1100と呼ぶ。基地局制御シーケンス1100では、eNB IDと、制御指針や制御内容を入力とし実行される。

図１２にEMSサーバ701とTMSサーバ801との間で通信されるメッセージの具体的な例を示す。本実施例においては、1201に示すように、TMSサーバ801からEMSサーバ701に対してメッセージが送信されることとなる。なおそのメッセージに対する応答など、EMSサーバ701からTMSサーバ801へ対するメッセージがあってもよい。この時に送信されるメッセージのフォーマットは、TMSサーバ801から具体的に基地局109のシステムパラメータを設定する場合、1202に示すように基地局109のIDとパラメータの種類、そしてそのパラメータに設定する値をセットにして送信する。一つの基地局109に対して複数のシステムパラメータ変更を指示する必要があると判断した場合には、1203のように複数のパラメータ変更を連接して送信してもよい。一方、TMSサーバ801からは具体的な基地局109のシステムパラメータの設定は行わず、制御ポリシーを指示するのみで、EMSサーバ701において具体的なシステムパラメータ設定を決定する場合には、1204に示すように、基地局109のIDと制御ポリシーを送信する。

本実施例では、EMSサーバ1401において検出された様々なアラームをトリガとして、この情報をTMSサーバ1501に通知し、TMSサーバ1501において、そのアラームを軽減するように、特定基地局の特定ユーザに対するトラフィック制御をかけることを特長とする。

図１３は本実施例の動作概念の例を示す。ここでは、一例としてEMSサーバにおいて直接計測している、もしくは接続している基地局を経由して計測している統計情報の一つとして、コネクション失敗数に注目し、そのコネクション失敗数の閾値超えをトリガとするアラームを検出した場合について説明する。図１３は基地局109にて取得するコネクション失敗数の時系列グラフであり、アラーム送信の閾値を1301に示している。アラーム閾値1301は予め管理者により設定される。基地局109のコネクション失敗数がアラーム閾値1301を超えた時(1302)、EMSサーバ1401はアラーム情報をTMSサーバ1501へと送信する。TMSサーバ1501がコネクション失敗をリソース不足によるアラームと判定すると、PCEF106へ該当基地局109に流れるトラフィックの制御を指示する。PCEF106への制御適用後、TMSサーバ1501はコネクション失敗数のアラーム状況を監視し、コネクション失敗数がアラーム閾値を下回ることを確認すると(1303)、PCEF106でのトラフィック制御を解除する。

このように、EMSサーバ1401から取得した情報を基にトラフィックを制限することで、通信品質の改善を図る。

図１４に本実施例のEMSサーバ1401の構成例を示す。本実施例におけるEMSサーバ1401の機能は、ネットワークI/F405を介して接続される装置にTMSサーバ1501が加わること、またこのインタフェースを介して、基地局109におけるアラームを検出した際、その基地局109のIDをTMSサーバ801に送信するプログラム1402を有する点が特徴である。基地局109におけるアラームの検出は、基地局のアラーム検出プログラム406により実行され、基地局109のアラームの検出閾値は、アラーム指標テーブル408に格納されている。

図１５に本実施例のTMSサーバ1501の構成例を示す。本実施例のTMSサーバ1501の機能は、一般的なコンピュータの外部記憶装置402にプログラムソフトウェアの形で格納され、メモリ403上に展開されてCPU404により実行される。また、TMSサーバ1501はネットワークI/F405を介してDPI110、111及びP-GW105と通信する。PCRF202などその他の制御装置 809に対する通信機能を備えてもよい。TMSサーバ1501のメモリ403は、ユーザ在圏情報更新プログラム802、アプリ分布更新処理プログラム803に加え、EMSサーバ1401側から制御すべき基地局のIDを受信するプログラム1502、該当する基地局に接続するユーザの中でトラフィック制御すべきユーザを判定して制御指示を行う帯域制限指示処理プログラム1503を格納する。さらにTMSサーバ1501のメモリ403は、各ユーザのIPアドレスや接続先、使用中アプリケーションを紐付けて管理するユーザ情報テーブル806、基地局ごとのアプリケーション分布を保持するアプリ分布情報テーブル807を格納する。

図１６に帯域制限指示処理プログラム1503の具体的な処理フロー例を示す。帯域制限指示プログラム1503は、EMSサーバ1401から受信したアラーム情報の取得を契機に実行される(1601)。帯域制御プログラム1503は、受信したアラーム情報と、ユーザ情報テーブル806とアプリ分布情報テーブル807から取得した情報とから、アラームを上げた要因の分析を行う(1602)。具体的にはアラームを上げた要因がU-planeトラフィックであるか否かについて、例えば受信したアラーム情報がコネクションなどの呼制御に直接関連するアラームであるかあるいは基地局の混雑やスループットの低下など呼制御に関係なく起こり得るアラームであるかなどアラーム情報を分析する。分析の結果、アラームを上げた要因がU-Planeトラフィックではないと判定された場合(1603)、処理を終了する(1609)。アラームを上げた要因がU-Planeのトラフィックあると判定した場合(1603)、該当基地局109のアプリの分布を取得し(1604)、制限をかけるアプリを1つ、もしくは複数特定する(1605)。制御対象アプリの特定方法の一例として、基地局全体で最も帯域幅を消費している順で特定する方法や、事前に管理者より設定した優先度に従い特定する方法、それらを組み合わせてして特定する方法等がある。制御対象となるアプリを特定した後(1605)、帯域制限指示プログラム1503はユーザ情報テーブル806を用い、該当アプリを使用しているユーザを特定する(1606)。ここで、特定したユーザとアプリについて既に帯域制限指示済みのものを除外し(1607)、PCEF106もしくはPCRF202へ帯域制限を指示して(1608)、処理を終了する(1609)。制御ポリシーの例としては図３５の３５０４のPCEF側の欄にも記載されているように、帯域制限する度合いを複数のレベルで設定できるようにしておき、帯域制限の度合いが少ない場合には最大帯域を500kbps、帯域制限の度合いが大きい場合には最大帯域を200kbpsにする、などが考えられる。

図１７に、EMSサーバ1401からのアラーム検出をトリガとして実施する、EMSサーバ1401とTMSサーバ1501との間で行われる一連の処理シーケンスを示す。

ここでの一連の処理シーケンスは、EMSサーバ1401におけるアラーム検出を契機として実行される(1701)。EMSサーバ1401におけるアラーム検出は、基地局109から送られてくるアラームを検出する場合(トラップ)と、基地局109から定期的に送られてくる統計情報（例えば、コネクション失敗数）からEMSサーバ1401が問題ありと判定しアラームを検出する場合の2つがある。EMSサーバ1401は、アラームを検出すると、アラーム対象である基地局109を特定し(1702)、基地局IDとアラーム情報とをTMSサーバ1501へと送信する(1703)。なお、後述するように、EMSサーバ1401は、基地局IDのみをTMSサーバ1501へ送信してもよい。TMSサーバ1501はEMSサーバ1401からアラーム情報を受信すると(1704)、帯域制限指示処理プログラム1503により制御対象（特定のアプリケーションを使用している端末装置）を特定し(1705)、制御対象と制御ポリシーをPCEF106へ送信する(1706)。PCEF106は、TMSサーバ1501から制御対象と制御ポリシーを受信すると(1707)、制御対象へ制御ポリシーを適用する(1708)。そして、PCEF106は設定変更結果をTMSサーバ1501へ通知する(1709)。TMSサーバ1501は、設定変更結果を受信する(1710)。

なお、シーケンス1706からシーケンス1710までの一連のシーケンスを、PCEF制御シーケンス1700と呼ぶ。PCEF制御シーケンス1700は、制御対象と、制御ポリシーやあるいは、帯域制限するアプリとユーザ、帯域制限の度合いの指定など具体的な制御内容を入力とし実行される。

図１８にEMSサーバ1401とTMSサーバ1501との間で通信されるメッセージの具体的な例を示す。本実施例においては、1801に示すように、EMSサーバ1401からTMSサーバ1501に対してメッセージが送信されることとなる。なおそのメッセージに対する応答など、TMSサーバ1501からEMSサーバ1401へ対するメッセージがあってもよい。この時に送信されるメッセージのフォーマットは、EMSサーバ1401から具体的に基地局109のアラーム内容を送信する場合、1802に示すように基地局109のIDとアラームの種別、そしてそのアラームの具体的な計測値をセットにして送信する。一つの基地局に対して複数のアラームが検出された場合には、1803のように複数のアラーム情報を連接して送信してもよい。あるいは、EMSサーバからは具体的なアラーム内容は送信せず、1804に示すように、アラームの上がった基地局のIDのみを送信してもよい。

本実施例では、TMSサーバ2101において特定のエリア（基地局）の特定のアプリケーションに対するトラフィック制御を行った場合でも、そのエリアの通信品質の改善が困難である場合、EMSサーバ2001に対して、基地局109のシステムパラメータを変更するように制御を指示することを特徴する。これにより、トラフィック制御のみの場合と比べてユーザの通信品質が向上し、さらに、運用中の基地局のシステムパラメータの変更の回数を減らせることで、基地局のシステムパラメータ変更に伴うエリア全体の品質変動を最小限に抑えることも可能となる。

図１９は本実施例の動作概念の例を示す。この例ではEMSサーバ2001において取得できる制御信号側の情報の例としてコネクション失敗数、TMSサーバ2101においてDPI経由で取得できるユーザトラフィック側の情報の例として基地局スループットを取得した場合の動作概念の例を示している。基地局スループットが直接DPIから取得できない場合は、例えば図３のテーブルにおける基地局識別子３０２を用いて、計測した全トラフィックを基地局ごとに仕分けし、さらにその基地局に接続している各ユーザに関連するトラフィックをユーザ識別子を用いて抽出し、抽出した該当ユーザの単位時間当たりのトラフィック量の総和により、基地局スループットを算出することも可能である。

コネクション失敗数を監視する例(1901)では、品質劣化の度合いを２段階で評価し、制御の度合いを調整する。つまり、軽度の品質劣化が検出された場合、すなわちコネクション失敗数が、第一の品質劣化閾値(1904)を上回るが、第二の品質劣化閾値(1903)を下回る場合、PCEF106によるトラフィック制御を行うことで品質劣化の解消を図る。トラフィック制御により品質劣化が解消した場合は制御を解除する(1912)。一方で、品質劣化が進み第二の品質劣化閾値(1903)を上回った場合、更に、EMSサーバ2001へ基地局の設定変更を指示することで、品質劣化の改善を図る。ここで、PCEF106へのトラフィック制御とは、実施例２に記載の方法を含み、基地局109の設定変更指示は実施例１に記載の方法を含む。

基地局スループットを監視する例(1902)も同様に品質劣化の度合いを２段階で評価し制御の方法を決定する。

上記の2つの例では、2つの品質劣化閾値を用い、品質劣化を2段階で評価し制御方法を変える例を示したが、2つ以上の指標を組み合わせることで制御方法を決定する方法を用いても良い。例えば、コネクション失敗数と基地局スループットの両指標とも品質劣化と判定された場合は、EMSサーバを介し、基地局の設定変更指示を行い、一つの指標のみ品質劣化と判定された場合は、PCEF106へのトラフィック制御を実施する。

なお、本実施例では、軽度の品質劣化状態ではPCEF106でのトラフィック制御を、重度の品質劣化状態では基地局設定を変更する例を示したが、制御の順序を入れ替えても良い。すなわち、軽度の品質劣化状態では基地局設定を変更し、重度の品質劣化状態ではPCEF106でのトラフィック制御を実施する方式を用いても良い。

図２０に本実施例のEMSサーバ2001の構成例を示す。本実施例におけるEMSサーバの機能は、図７で示した実施例１の機能に加え、実施例２で追加した基地局IDを外部I/Fを介して送信するプログラム1402を有する点が特徴である。

図２１に本実施例のTMSサーバ2101の構成例を示す。本実施例のTMSサーバ2101の機能は、一般的なコンピュータの外部記憶装置にプログラムソフトウェアの形で格納され、メモリ上に展開されてCPUにより実行される。また、TMSサーバ2101はネットワークI/Fを介して前記DPI110、111及びP-GW105と通信する。PCRFなどその他の制御装置 809に対する通信機能を備えてもよい。TMSサーバ2101のメモリは、ユーザ在圏情報更新プログラム802、アプリ分布更新処理プログラム803、RAN側から基地局IDを受信するプログラム1502に加え、EMSサーバ2001から取得した情報やDPI110、111から取得した品質指標を基に制御方法を決定する制御方法管理プログラム2102を格納する。さらに、PCEFを制御する場合に、基地局に接続するユーザの中でトラフィック制御すべきユーザを判定して制御指示を行う帯域制限指示処理プログラム1503と、RANを制御するためのRAN制御判定プログラム804を格納する。さらにTMSのメモリは、各ユーザのIPアドレスや接続先、使用中アプリケーションを紐付けて管理するユーザ情報テーブル806、基地局ごとのアプリケーション分布を保持するアプリ分布情報テーブル807、RAN制御の指標となるRAN制御指標テーブル808、品質指標値に対応する制御方法を格納した制御方法管理テーブル2103を格納する。

図５に本実施例のTMSサーバ2101のメモリに格納される制御方法管理テーブル2103の一例を示す。制御方法管理テーブル2103は、1つ以上の監視品質指標４０１と、その指標値を基にした制御発動条件５０２と、制御ポリシー５０３を含む。監視品質指標には、コネクション失敗数や基地局スループット値等の品質指標を一意に識別する項目名が格納され、制御発動条件５０２は、劣化の度合いを判断する該当指標値の値が格納され、制御ポリシー５０３には、全ての監視指標値において制御発動条件を満たした時の制御ポリシーや制御内容が格納される。

図２２に制御方法管理プログラム2102の処理フローの例を示す。制御方法管理プログラム2102はEMSサーバ2001、もしくはDPI 110、 111から品質指標を取得することを契機に処理を開始する。もしくは、周期的に処理を開始するようにしても良い。

制御方法管理プログラム2102は、EMSサーバ2001、もしくはDPI110、111、もしくはその両方から監視している基地局Xについての品質指標値を取得(2202)し、制御方法管理テーブルの制御発動条件を満たすか判定することで、品質劣化の有無を判定する(2203)。該当基地局の品質劣化が検出されない場合(2203)、該当基地局の処理を終了する。品質劣化が検出された場合(2203)、該当基地局についての品質改善待ちタイマが停止しているかを確認する(2204)。品質改善待ちタイマとは、制御実施後(ステップ2210)にセットされるタイマであり、制御実施の効果を評価する時間をタイマ値として設定しタイマ起動中には再度の制御を抑制するために使うタイマである。品質改善待ちタイマが停止している場合(2204)、監視品質指標値を基に制御方法管理テーブル2103を検索することで、制御ポリシーを取得する(2205)。制御ポリシーの取得は、制御発動条件を満たす全ての制御ポリシーを取得する方法や、制御発動条件が最も厳しい制御ポリシーのみを取得する方法や、制御発動条件を満たすエントリの中で最上位の制御ポリシーのみを取得する方法等があり、管理者により予め指定しておく。取得した制御ポリシーが、トラフィック制御であった場合(2206)、制御対象を特定しPCEFへトラフィック制御の制御ポリシーを通知する(2207)。ここで、制御対象の特定処理は、帯域制限指示処理プログラムのステップ1604からステップ1607の処理フローに該当する。取得した制御ポリシーがトラフィック制御でない場合(2206)、EMSサーバへ基地局の制御ポリシーを通知する(2208)。なお、PCEFへの制御ポリシー通知(2207)では、TMSサーバ2101とPCEF間でPCEF制御シーケンス1700が実行され、EMSサーバへの制御ポリシー通知(2208)では、TMSサーバ2101とEMSサーバ2001間で基地局制御シーケンス1100が実行される。ステップ2205で取得した全ての制御ポリシーについて通知が完了すると(2209)、該当基地局についての品質改善待ちタイマを起動し(2210)、該当基地局の処理を終了する。全ての基地局について処理が完了すると(2211)、制御方法管理プログラムは終了する(2212)。

EMSサーバとTMSサーバ間のインタフェース及びやり取りされるメッセージのフォーマットについては、実施例１で記載したものと同一でよい。TMSサーバから具体的に特定の基地局に対して具体的なシステムパラメータとその設定値を通知する場合と、TMSサーバからEMSサーバに対して制御ポリシーを伝えるのみで、具体的なシステムパラメータやその設定値はEMSサーバが決定する場合の2種類がある。

本実施例は、EMSサーバ経由で各基地局のサービスエリアの情報を取得し、これとトラフィック管理サーバで取得した各基地局のアプリケーション分布を組み合わせることで、各アプリケーションの実効的なサービスエリアを可視化することを特徴とする。これにより、基地局の設備投資をする際に設置すべき場所を、単なる電波状況だけでなく、使用しているアプリケーションの利用実態に即して決定することができるため、効率的な設備投資の検討が可能となる。

図２３に本実施例において可視化されるアプリケーションごとのサービスエリアの例を示す。EMSサーバ経由で取得される各基地局のサービスエリア（サービス圏内）は2301に示す範囲となっている。この図では基地局を中心とした同心円で可視化しているが、地形や実測の基づく、現実に即したサービスエリア表示であってもよい。2302、2303は、各基地局において音声通信が快適に行える音声サービスエリアを示しており、eNB#1ではサービス圏内のほぼ全域で音声サービスが快適に使用できるのに対し、eNB#2ではサービス圏内の約半分の半径の同心円エリアでのみ音声サービスが快適に使用できる例を示している。また別のアプリケーションでは、快適に使用できる体感品質の指標が異なるため、例えば2304、2305のようにアプリケーションのサービスエリアが違う大きさとして表示される例を示している。

図２４に本実施例のEMSサーバ2401の構成例を示す。本実施例におけるEMSサーバ2401は、ネットワークI/Fを介してTMSサーバ2501が接続されること、またこのインタフェースを介して、基地局のIDや、基地局のサービスエリアに関連する情報をTMSサーバ側に送信するプログラム1402、2403を有する点が特徴である。さらにEMSサーバ2401は、基地局との接続インタフェースを介して基地局のシステムパラメータをはじめとする基地局のサービスエリアに関する情報を基地局から直接取得し、基地局のサービスエリアに関連する情報を格納する基地局情報テーブル2404を有する。

図２５に本実施例のTMSサーバの構成例を示す。本実施例のTMSサーバの機能は、一般的なコンピュータの外部記憶装置にプログラムソフトウェアの形で格納され、メモリ上に展開されてCPUにより実行される。また、TMSはネットワークI/Fを介して前記EMSサーバ2401、DPI110、111及びP-GW105と通信する。PCRFなどその他の制御装置809に対する通信機能を備えてもよい。TMSサーバのメモリは、ユーザ在圏情報更新プログラム802、アプリ分布更新処理プログラム803に加え、基地局ごとのサービスエリア情報を受信するプログラム2502と、基地局ごとのサービスエリア情報と基地局ごとのアプリケーション分布から、アプリケーションごとのサービスエリアを算出するアプリケーションカバレッジ算出プログラム2503を格納する。さらにTMSサーバのメモリは、各ユーザのIPアドレスや接続先、使用中アプリケーションを紐付けて管理するユーザ情報テーブル2505、基地局ごとのアプリケーション分布を保持するアプリ分布情報テーブル807、各基地局の情報を格納する基地局情報テーブル2504を格納する。

図３３に、TMSサーバ2501が保持する、基地局情報テーブル2504の例を示す。基地局情報テーブル2504は、各基地局の識別子（ｅＮＢ ＩＤ）、接続ユーザ数、および、サービスエリア情報を保持する。図３３の例では、サービスエリアは、緯度経度で表わされる基地局の設置場所とセル半径から成る。

図３４は、TMSサーバ2501が保持する、ユーザ情報テーブル2505の例である。TMSサーバ2501は、DPI 110および111から取得した、ユーザごとのユーザ情報を、ユーザ情報テーブル2505へ格納する。ユーザ情報は、ユーザ識別子３４０１、基地局識別子３４０２、アプリ種別３４０３、品質情報３４０４から成る。ユーザ識別子３０１は、ユーザを一意に識別するために用いられる。ユーザ情報テーブル２５０５は、ユーザ識別子３４０１として少なくとも１種類の識別子を格納する。図３４の例では、ユーザ識別子３４０１として、ユーザＩＰアドレスとＩＭＳＩを採用する。基地局識別子３４０２は、ユーザが在圏する基地局を、一意に識別するために用いられる。図３４の例では、基地局識別子３４０２として、ｅＮＢ ＩＤを採用する。アプリ種別３４０３は、ユーザが使用しているアプリケーションの種別である。図３４の例では、品質情報３４０４は、データレートと遅延から成る。ここでのデータレートおよび遅延は、それぞれ、DPIが計測した、各ユーザのトラフィックのデータレートおよび遅延である。これらの値は直接DPIから出力されることを想定しているが、DPIが各ユーザのトラフィックの粒度で出力しない場合には、図３に示したユーザ識別子３０１を用いてトラフィックをユーザ毎に仕分けし、各ユーザの単位時間あたりのトラフィック量やその所要時間から、ユーザ毎のトラフィックや遅延を算出してもよい。

図２６に、TMSサーバ２５０１が基地局ごとに行う、アプリカバレッジ算出処理２５０３のフローを示す。まず、TMSサーバ２５０１は、ステップ2601において算出する基地局を指定する。その上でステップ2602において、TMSサーバ２５０１は、基地局情報テーブル２５０４から、当該基地局のサービスエリア（サービス圏内エリア）の情報を読み込む。ステップ２６０３において、TMSサーバ２５０１は、基地局情報テーブル２５０４から、当該基地局の接続ユーザ数を読み込む。ステップ２６０４において、TMSサーバ２５０１は、ユーザ情報テーブル２５０５から、当該基地局に接続するユーザを選択し、選択した各ユーザの品質情報を読み込む。その後、TMSサーバ２５０１は、各アプリケーション種別について、一定の品質を満たすユーザ数をカウントする（ステップ２６０５から２６０８）。ステップ２６０６において、TMSサーバ２５０１は、あるユーザについて品質指標（ＱｏＥ）を算出する。ＱｏＥは、ステップ２６０４で読み込んだ品質情報を引数として定義される関数であり、あらかじめ設定される。ステップ２６０７において、TMSサーバ２５０１は、ステップ２６０６で算出したＱｏＥが閾値を超えるか否かを判定する。ステップ２６０７で使用される閾値は、アプリケーション種別ごとに、あらかじめ設定される。ＱｏＥが閾値を超える場合（ステップ２６０７のＹｅｓ）、ステップ２６０８において、TMSサーバ２５０１は、ユーザ数をカウントアップする。当該基地局に接続する全ユーザに対してステップ２６０６から２６０８が実施された後、ステップ２６０９において、TMSサーバ２５０１は、各アプリケーション種別について、アプリケーションカバレッジを計算する。アプリケーションカバレッジは、ステップ２６０２で取得したサービスエリアと、各アプリケーション種別のＱｏＥ満足率から算出される。ＱｏＥ満足率は、ステップ２６０５から２６０８の結果得られる、各アプリケーション種別においてＱｏＥが閾値を超えたユーザ数を、各アプリケーション種別を使用するユーザ数で除したものである。その後、ステップ２６１０において、TMSサーバ２５０１は、算出したアプリケーションカバレッジの情報を外部表示装置に出力することにより、図２３に示すように、アプリケーションカバレッジの可視化を行う。

図２７にEMSサーバとTMSサーバとの間で通信されるメッセージの具体的な例を示す。本実施例においては、2701に示すように、EMSサーバからTMSサーバに対してメッセージが送信されることとなる。なおそのメッセージに対する応答など、TMSからEMSサーバへ対するメッセージがあってもよい。この時に送信されるメッセージのフォーマットは、EMSサーバから各基地局の位置とそのおおよそのサービスエリアの半径を送信する場合、2702のようになる。サービスエリアを距離として提示できない場合には、別の例として、2703に示すように基地局ごとに基地局の位置と、その基地局の送信電力、基地局の受信感度、基地局で実際に受信している受信電力値などの情報を送信してもよい。この場合は、TMSサーバ側においてこれらの電力値からサービスエリアの距離を概算することになり、電力値から距離を概算する方法については本発明の本質ではないので割愛する。メッセージフォーマット2702、2703の場合は、基地局のサービスエリアは基本的に基地局の位置を中心とした同心円として描くことになる。

実態に即したサービスエリアを把握する方法として3GPPで規定されているMDT (Minimization of Drive Tests)の仕組みを用い、この結果を用いてサービスエリアを算出してもよい。具体的には、3GPP TS 37.320に基づき、CONNECTED状態の端末からreportするImmediate MDTという方式を用いて、無線チャネルの受信特性に相当するRSRP、RSRQや、端末（ＵＥ）の位置を端末から基地局eNB経由で最終的にEMSサーバに集約し、その集約された情報2704、2705をトラフィック管理サーバに送信する。トラフィック管理サーバでは、これらの情報を地図上にマッピングし最低受信感度以上となっているエリアをサービスエリアとして描く。

本実施例では、実施例４によって算出された各アプリケーションカバレッジや、アプリケーションの利用比率が基地局ごとに異なることに基づいて、ユーザ体感品質向上のための制御を行うことを特徴とする。これにより、個々のユーザの通信品質向上と、ユーザが満足してアプリケーションを使用できるエリアを拡大することが可能となる。

図２８に本実施例の動作概念を示す。2801は基地局#1の音声のアプリケーションカバレッジ(基地局のサービスエリアを100%とした場合の相対値)とウェブブラウジングカバレッジ(基地局のサービスエリアを100%とした場合の相対値)が時間的に変動する様子を示している。2802は基地局#2における同様の様子を示している。この例では音声とウェブブラウジングの2つのアプリケーションをグラフ化しているが、その他のアプリケーションについても同様にグラフ化が可能である。

次にこの時間的に変動する各アプリケーションのサービスエリアを、アプリケーションカバレッジチャートにマッピングする。図２８の2803は、アプリケーションカバレッジチャートの一例である。アプリケーションカバレッジチャート２８０３は、４つの領域に分割される。基地局#1は、音声アプリケーションのカバレッジが小さく、ウェブブラウジングのカバレッジが小さい、領域＃１にマッピングされる。基地局#2は、音声アプリケーションのカバレッジが小さく、かつウェブブラウジングのカバレッジが大きい、領域＃３にマッピングされる。図２８の例では音声とウェブブラウジングの2つのアプリケーションを用いているため2軸のグラフとなっているが、3つ以上のアプリケーションがあった場合についてもN次元のグラフ化をについても同様にグラフ化が可能である。また、図２８の例ではアプリケーションカバレッジチャートを４つの領域に分割したが、領域の個数として４以外の値を取ってもよい。領域の個数を多く取ることで、よりきめ細やかな制御が可能となる。

次にアプリケーションカバレッジチャート上での位置、および、基地局に接続するユーザのアプリケーション分布を考慮して、ユーザの体感品質向上に向けた制御指針を決定する。図２８の例では、基地局#１は、比較的帯域を多く必要としない音声アプリケーションですらそのカバレッジが小さいため、まずは音声アプリケーションのカバレッジを向上させるよう、すなわち、２８０４に示すようにアプリケーションカバレッジチャートの領域＃２を目指して、制御を行う。また、基地局＃２は、ウェブブラウジングのカバレッジが大きいものの、多数のユーザが使用する音声アプリケーションのカバレッジが小さいため、音声アプリケーションのカバレッジを向上させるよう、すなわち、２８０４に示すようにアプリケーションカバレッジチャートの領域＃２（あるいは領域＃４）を目指して、制御を行う。

図２９に本実施例のEMSサーバ2901の構成例を示す。本実施例におけるEMSサーバは、ネットワークI/Fを介してTMSサーバ801に接続されること、またこのインタフェースを介して基地局のIDを送信するプログラム1402や、基地局のサービスエリアに関連する情報をTMSサーバ側に送信するプログラム2403を有すること、及び、TMSサーバ801からの基地局の設定変更指示を受け付けるプログラム702を有することが特徴である。さらに、EMSサーバ２９０１は、基地局のサービスエリアに関連する情報を格納する基地局情報テーブル2404を有する。

図３０に本実施例のTMSサーバの構成例を示す。本実施例のTMSサーバの機能は、一般的なコンピュータの外部記憶装置にプログラムソフトウェアの形で格納され、メモリ上に展開されてCPUにより実行される。また、TMSサーバはネットワークI/Fを介して前記EMSサーバ2901、DPI110、111及びP-GW105と通信する。PCRFなどその他の制御装置 809に対する通信機能を備えてもよい。TMSサーバのメモリは、ユーザ在圏情報更新プログラム802、アプリ分布更新処理プログラム803に加え、EMSサーバ2901から取得した各基地局のサービスエリアに関する情報を受信するプログラム2502と、基地局ごとのサービスエリア情報と基地局ごとのアプリケーション分布から、アプリケーションごとのサービスエリアを算出するアプリケーションカバレッジ算出プログラム2503を格納する。さらに、RAN制御および帯域制限判定プログラム3002を格納する。さらにTMSサーバのメモリは、各ユーザのIPアドレスや接続先、使用中アプリケーションを紐付けて管理するユーザ情報テーブル806、基地局ごとのアプリケーション分布を保持するアプリ分布情報テーブル807、各基地局の情報を格納する基地局情報テーブル2504を格納する。さらに、TMSサーバは、ＲＡＮ制御指標テーブル3003を格納する。

図３５は、TMSサーバ３００１が保持する、ＲＡＮ制御指標テーブル３００３の一例である。ＲＡＮ制御指標テーブル３００３は、アプリケーションカバレッジチャートにおける領域３５０１、アプリケーション分布３５０２、制御ポリシー３５０３、制御指示３５０４を持つ。制御ポリシー３５０３は、制御結果として目指すべき、アプリケーションカバレッジチャートの領域である。制御指示３５０４は、ＲＡＮおよびＰＣＥＦそれぞれに対する制御指示である。図３５では、ＲＡＮへの制御は、例として「エリア拡大、収容ユーザ数増加」などとしているが、具体的な制御指示は、例えば、第１の実施例のＲＡＮ制御指標テーブル１００１で説明したような、基地局のアンテナチルト角を上げる、基地局の送信電力を増加させる、基地局でユーザ接続制限を緩和する、といったことが挙げられる。図３５では、ＰＣＥＦへの制御の例として、「帯域制限（制御度合い：小）」などとしているが、これは例えば、当該基地局に在圏する、動画アプリケーションを使用するユーザに対して帯域制限を適用することであり、制御度合いが小さいというは、帯域制限の際のデータレート上限値が大きい（制限が緩い）ことを表す。ＲＡＮ制御指標テーブル３００３は、例えば、あらかじめ設定しておく。RAN側で制御するか、あるいはPCEF側で制御するかについては、まずは制御の粒度として短い時間（例えば秒のオーダー）で動作するPCEF側での複数のユーザに対する制御を行い、その後に、制御の粒度が比較的長い時間（例えば数時間のオーダー）で動作するRAN側での制御を行う。

図３１は、TMSサーバ３００１がＲＡＮ制御および帯域制限判定プログラム３００２である。TMSサーバ３００１は、各基地局について、アプリ分布更新プログラム８０３を実施する。TMSサーバ３００１は、ＲＡＮ制御および帯域制限判定プログラム３００２を、例えば、一定の時間周期で実行する。ステップ３１０１において、TMSサーバ３００１は、対象とする基地局を指定する。ステップ３１０２において、TMSサーバ３００１は、当該基地局のＱｏＥ満足率を取得し、当該基地局が、アプリケーションカバレッジチャートのどの領域に当てはまるかを判定する。なおＱｏＥ満足率は、第４の実施例で説明した各アプリケーション種別のＱｏＥ満足率であり、アプリカバレッジ算出プログラム２５０３により算出される。ステップ３１０３において、TMSサーバ３００１は、当該基地局のアプリ分布情報を取得する。なお、アプリ分布情報は、第１の実施例で説明したアプリ分布情報であり、アプリ分布情報テーブル８０７において保持される。ステップ３１０４において、TMSサーバ３００１は、ステップ３１０２で決定したアプリケーションカバレッジチャートの領域およびステップ３１０３で取得したアプリ分布情報を、ＲＡＮ制御指標テーブル２５０４のアプリケーションカバレッジチャートにおける領域３５０１およびアプリケーション分布３５０２に照らし合わせる。該当する項目がある場合（ステップ３１０４のＹｅｓ）、該当する項目に従い制御ポリシーおよび制御指示を決定する（ステップ３１０６）。該当する項目がない場合（ステップ３１０４のＮｏ）、制御は実施しない（ステップ３１０７）。

TMSサーバ３００１は、制御指示を決定した後、ＲＡＮへの制御がある場合はＲＡＮへの制御を、ＰＣＥＦへの制御がある場合はＰＣＥＦへの制御を、実施する。ＲＡＮへの制御手順は実施例１におけるＲＡＮへの制御手順（１１００）と同様であり、ＰＣＥＦへの制御手順は実施例２で説明した制御手順（１７００）と同様である。

EMSサーバとTMSサーバとの間で通信されるメッセージは、EMSサーバとTMSサーバとの間で双方向にメッセージが送信されることとなることが特徴である。この時に送信されるメッセージのフォーマットは、実施例１、３、４に示したものと同一でよい。

１０１ トラフィック管理サーバ（TMSサーバ）
１０２ 基地局管理サーバ（EMSサーバ）
１０３ MME
１０４ SGW
１０５ PGW
１０６ PCEF
１０７ パケットデータネットワーク
１０８ スイッチ
１０９ eNB (基地局装置)
１１０ パケット詳細解析装置（制御信号側）
１１１ パケット詳細解析装置（ユーザトラフィック信号側）
１１２ TMSサーバ-PCEF間インタフェース
１１３ TMSサーバ-EMSサーバ間インタフェース
１１４ 無線アクセス網
１１５ モバイルコア網

Claims (15)

1. 複数の端末装置と、
   前記複数の端末装置を収容する基地局と、
   複数の前記基地局を管理する基地局管理サーバと、
   前記複数の基地局に接続されるコアネットワーク側装置と、
   前記複数の基地局と前記コアネットワーク側装置との間のパケットを取得する解析装置と、
   前記解析装置に接続されるトラフィック管理サーバと、を備えるネットワークシステムであって、
   前記基地局管理サーバと前記トラフィック管理サーバとが接続され、
   前記基地局管理サーバは、前記基地局の制御を行い、
   前記コアネットワーク側装置は、特定の前記端末装置に対するトラフィック制御を行い、
   前記トラフィック管理サーバは、前記パケットに基づいて前記端末装置が使用しているアプリケーションの情報を取得し、
   前記アプリケーションの情報に基づいて、前記基地局の制御、又は、前記特定の端末装置に対するトラフィック制御の少なくとも何れかを行うことを特徴とするネットワークシステム。
2. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記トラフィック管理サーバは、
   前記パケットに基づいて前記端末装置が使用しているアプリケーションの種別を特定し、
   前記アプリケーションの種別を前記基地局ごとに集計して、前記基地局におけるアプリケーション分布を算出し、
   前記アプリケーション分布に基づいて、前記基地局の制御を行うよう前記基地局管理サーバに指示することを特徴とするネットワークシステム。
3. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記基地局管理サーバは、特定の前記基地局からアラームを検出した場合、前記特定の基地局の情報を前記トラフィック管理サーバに送信し、
   前記トラフィック管理サーバは、前記特定の基地局に接続している端末装置が使用しているアプリケーションの種別から、前記特定の基地局におけるアプリケーション分布を算出し、
   前記トラフィック管理サーバは、前記アプリケーション分布に基づいて、特定のアプリケーションを使用している端末装置に対するトラフィック制御を行うよう、前記コアネットワーク側装置に指示することを特徴とするネットワークシステム。
4. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記トラフィック管理サーバは、
   品質が劣化している基地局を特定し、
   前記特定された基地局に接続している端末装置が使用しているアプリケーションの種別から、前記特定の基地局におけるアプリケーション分布を算出し、
   前記アプリケーション分布に基づいて、前記特定された基地局の制御を行うよう前記基地局管理サーバに指示を行い、かつ、特定のアプリケーションを使用している端末装置に対するトラフィック制御を行うよう前記コアネットワーク側装置に指示することを特徴とするネットワークシステム。
5. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記基地局管理サーバは、前記基地局のサービスエリアの情報を収集して、前記トラフィック管理サーバに送信し、
   前記トラフィック管理サーバは、前記端末装置の品質情報から、前記端末装置が使用しているアプリケーションごとに体感品質指標を算出し、
   前記トラフィック管理サーバは、前記サービスエリアの情報と、前記体感品質指標が所定値を超える端末装置の数と、前記アプリケーションを使用している端末装置の数に基づいて、前記基地局ごとかつ前記アプリケーションごとに、前記アプリケーションのサービスエリアを算出して表示させることを特徴とするネットワークシステム。
6. 請求項５に記載のネットワークシステムであって、
   前記トラフィック管理サーバは、前記基地局ごとに、複数のアプリケーションそれぞれのサービスエリアを１つのグラフにプロットし、
   前記プロットされたグラフ内の領域と前記基地局におけるアプリケーション分布に基づいて、前記基地局の制御、又は、前記特定の端末装置に対するトラフィック制御の少なくとも何れかを行うことを特徴とするネットワークシステム。
7. 複数の端末装置と、前記複数の端末装置を収容する基地局と、複数の前記基地局を管理する基地局管理サーバと、前記複数の基地局に接続されるコアネットワーク側装置と、前記複数の基地局と前記コアネットワーク側装置との間のパケットを取得する解析装置と、前記解析装置に接続されるトラフィック管理サーバと、を備えるネットワークシステムにおけるトラフィック管理サーバであって、
   前記基地局の制御を行う前記基地局管理サーバと接続され、
   前記パケットに基づいて前記端末装置が使用しているアプリケーションの情報を取得し、
   前記アプリケーションの情報に基づいて、前記基地局管理サーバに対して前記基地局の制御を行うよう指示するか、又は、前記コアネットワーク側装置に対して特定の前記端末装置に対するトラフィック制御を行うよう指示するか、少なくとも何れかを行うことを特徴とするトラフィック管理サーバ。
8. 請求項７に記載のトラフィック管理サーバであって、
   前記パケットに基づいて前記端末装置が使用しているアプリケーションの種別を特定し、
   前記アプリケーションの種別を前記基地局ごとに集計して、前記基地局におけるアプリケーション分布を算出し、
   前記アプリケーション分布に基づいて、前記基地局の制御を行うよう前記基地局管理サーバに指示することを特徴とするネットワークシステム。
9. 請求項７に記載のトラフィック管理サーバであって、
   特定の前記基地局からアラームを検出した前記基地局管理サーバから、前記特定の基地局の情報を受信し、
   前記特定の基地局に接続している端末装置が使用しているアプリケーションの種別から、前記特定の基地局におけるアプリケーション分布を算出し、
   前記アプリケーション分布に基づいて、特定のアプリケーションを使用している前記端末装置に対するトラフィック制御を行うよう、前記コアネットワーク側装置に指示することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
10. 請求項７に記載のトラフィック管理サーバであって、
    品質が劣化している基地局を特定し、
    前記特定された基地局に接続している端末装置が使用しているアプリケーションの種別から、前記特定の基地局におけるアプリケーション分布を算出し、
    前記アプリケーション分布に基づいて、前記特定された基地局の制御を行うよう前記基地局管理サーバに指示を行い、かつ、特定のアプリケーションを使用している端末装置に対するトラフィック制御を行うよう前記コアネットワーク側装置に指示することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
11. 請求項７に記載のトラフィック管理サーバであって、
    前記基地局管理サーバから前記基地局のサービスエリアの情報を受信し、
    前記端末装置の品質情報から、前記端末装置が使用しているアプリケーションごとに体感品質指標を算出し、
    前記サービスエリアの情報と、前記体感品質指標が所定値を超える端末装置の数と、前記アプリケーションを使用している端末装置の数に基づいて、前記基地局ごとかつ前記アプリケーションごとに、前記アプリケーションのサービスエリアを算出して表示させることを特徴とするトラフィック管理サーバ。
12. 請求項１１に記載のトラフィック管理サーバであって、
    前記基地局ごとに、複数のアプリケーションそれぞれのサービスエリアを１つのグラフにプロットし、
    前記プロットされたグラフ内の領域と前記基地局におけるアプリケーション分布に基づいて、前記基地局管理サーバに対して前記基地局の制御を行うよう指示するか、又は、前記コアネットワーク側装置に対して特定の前記端末装置に対するトラフィック制御を行うよう指示するか、少なくとも何れかを行うことを特徴とするトラフィック管理サーバ。
13. 複数の端末装置と、
    前記複数の端末装置を収容する基地局と、
    複数の前記基地局を管理する基地局管理サーバと、
    前記複数の基地局と接続されるコアネットワーク側装置と、
    前記複数の基地局と前記コアネットワーク側装置との間のパケットを取得する解析装置と、
    前記解析装置に接続されるトラフィック管理サーバと、を備えるネットワークシステムであって、
    前記基地局管理サーバは、前記基地局のサービスエリアの情報を収集して、前記トラフィック管理サーバに送信し、
    前記トラフィック管理サーバは、前記パケットに基づいて、前記端末装置が使用しているアプリケーションの情報と前記端末装置の品質情報を取得し、
    前記トラフィック管理サーバは、前記端末装置の品質情報から、前記端末装置が使用しているアプリケーションごとに体感品質指標を算出し、
    前記トラフィック管理サーバは、前記サービスエリアの情報と、前記体感品質指標が所定値を超える端末装置の数と、前記アプリケーションを使用している端末装置の数に基づいて、前記基地局ごとかつ前記アプリケーションごとに、前記アプリケーションのサービスエリアを算出して表示させることを特徴とするネットワークシステム。
14. 請求項１３に記載のネットワークシステムであって、
    前記トラフィック管理サーバは、前記基地局ごとに、複数のアプリケーションそれぞれのサービスエリアを１つのグラフにプロットし、
    前記トラフィック管理サーバは、前記プロットされたグラフ内の領域と前記基地局におけるアプリケーション分布に基づいて、前記基地局管理サーバに対して前記基地局の制御を行うよう指示するか、又は、前記コアネットワーク側装置に対して特定の前記端末装置に対するトラフィック制御を行うよう指示するか、少なくとも何れかを行うことを特徴とするネットワークシステム。
15. 複数の端末装置と、前記複数の端末装置を収容する基地局と、複数の前記基地局を管理する基地局管理サーバと、前記複数の基地局に接続されるコアネットワーク側装置と、前記複数の基地局と前記コアネットワーク側装置との間のパケットを取得する解析装置と、前記解析装置に接続されるトラフィック管理サーバと、を備えるネットワークシステムにおける基地局管理サーバであって、
    前記トラフィック管理サーバと接続され、
    前記パケットに基づいて取得される、前記端末装置が使用しているアプリケーションの情報に基づいて前記トラフィック管理サーバから指示を受信すると、前記基地局の制御を行うことを特徴とする基地局管理サーバ。

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