JP2018157439A - 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通信ネットワークにおいて、効果的に制御信号に基づく解析を行うことができる情報処理装置などを提供する。【解決手段】端末装置を含むネットワークにおいて通信される制御信号に関する情報を取得する制御信号情報取得部と、前記制御信号情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得する状態遷移情報取得部と、を備える情報処理装置。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法およびプログラムに関する。

高速通信サービスとしてＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のサービスが知られている。ＬＴＥのサービスを提供する一般なテレコミュニケーションネットワークでは、一台のＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）に対して、多数の基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ：ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ）が収容されている。また、それぞれのｅＮｏｄｅＢには、多数の端末装置（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）が収容されている。

このため、それぞれのｅＮｏｄｅＢとＭＭＥとを相互接続するＳ１−ＭＭＥのインタフェースでは、それぞれのｅＮｏｄｅＢに収容されている多数の端末装置に関する膨大な数のデータ・パケットが通信されている。これらのデータ・パケットは、それぞれの端末装置の状態の変化（遷移）を契機に発生する。状態の変化としては、例えば、アタッチ、ハンドオフ、あるいは、アイドル状態への遷移などがある。
このようなデータ・パケットを監視する装置（モニタリング装置）では、多数の端末装置により通信されるデータ・パケットが混在した状態で観測される。なお、個々のデータ・パケットから、直接、端末装置を特定すること、あるいは、端末装置の状態を特定することはできない。

特許文献１には、Ｓ１−ＭＭＥのインタフェースを流れるデータ・パケットを監視して、当該データ・パケットに基づいて得られる制御信号を端末装置ごとの単位でマッピングする技術が記載されている（特許文献１参照。）。マッピングされた制御信号のシーケンスを解析することで、端末装置の状態を管理することが可能である。ＩＭＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を用いることで端末装置を特定することも可能であるが、端末装置の識別を目的とする際にはＴＭＳＩ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）単位で状態を管理することも考えられる。

非特許文献１には、Ｓ１ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎのプロトコルについて記載されている（非特許文献１参照。）。
非特許文献２には、プロトコルの正常性を確認する手法が記載されており、ｃｏｎｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇと呼ばれている（非特許文献２参照。）。この技術は、端末装置の状態の遷移を標準化仕様と比較することで、実装されているネットワークが仕様通りに動作するか否かを検証する方式として、広く利用されている。しかしながら、この技術では、仕様通りに実装されているネットワークにおいて発生する品質劣化ならびに異常を捉えることはできない。

また、一般的に、ネットワーク機器が正常に運用されているか否かを監視するために、通信キャリアについて、設備のログを監視し、あわせてコールログを監視している。このような監視において、エラーログの発生に基づいて、ネットワークの異常を検出している。しかしながら、エラーが生成されない品質の劣化については、迅速に捉えることが容易ではない。

さらに、一般的に、異常検出システムは、事前に「異常」を定義して、当該定義における特徴に基づいて異常を抽出する。このような異常検出システムは、ルールベースシステムあるいはエキスパートシステムと呼ばれている。しかしながら、異常が顕在化する前に当該異常を定義することが困難である。例えば、ＬＴＥのネットワークにおける通信品質の監視においては、使用者（客などのユーザ）の申告を未然に防ぐことが困難である。このため、正しく実装されたネットワークを運用する通信キャリアにおいても、継続的に高品質の通信サービスを提供することが困難な場合があった。

特開２０１６−１５２５２８号公報

３ＧＰＰ ＴＳ ３６．４１３ Ｖ１２．５．０ （２０１５−０３） Ｓ１ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ （Ｓ１ＡＰ） Ｌｅｅ，Ｄ．；Ｄｏｎｇｌｕｏ Ｃｈｅｎ；Ｒｕｉｂｉｎｇ Ｈａｏ；Ｍｉｌｌｅｒ，Ｒ．Ｅ．；Ｊｉａｎｐｉｎｇ Ｗｕ；Ｘｉａ Ｙｉｎ，"Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ−Ａ Ｆｏｒｍａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ Ｗｉｔｈ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ"，ＩＥＥＥ／ＡＣＭ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＮＥＴＷＯＲＫＩＮＧ，ＶＯＬ．１４，ＮＯ．２，ｐｐ．４２４−４３７，ＡＰＲＩＬ ２００６

上述のように、通信ネットワークにおいて、制御信号に基づく解析を行う技術には、未だに不十分な点があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、通信ネットワークにおいて、効果的に制御信号に基づく解析を行うことができる情報処理装置、情報処理方法およびプログラムを提供することを課題とする。

一構成例として、端末装置を含むネットワークにおいて通信される制御信号に関する情報を取得する制御信号情報取得部と、前記制御信号情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得する状態遷移情報取得部と、を備える情報処理装置である。
一構成例として、情報処理装置において、前記状態遷移情報取得部は、前記端末装置ごとの情報を取得する、構成が用いられてもよい。
一構成例として、情報処理装置において、前記遷移確率に関する情報または前記滞留時間に関する情報のうちの一方または両方は、数値を用いた統計量の情報である、構成が用いられてもよい。
一構成例として、情報処理装置において、前記状態遷移情報取得部により取得された情報に基づいて、表示情報を生成する表示情報生成部を備える、構成が用いられてもよい。
一構成例として、情報処理装置において、前記状態遷移情報取得部は、取得された情報に基づいて、所定の異常を検出する、構成が用いられてもよい。

一構成例として、制御信号情報取得部が、端末装置を含むネットワークにおいて通信される制御信号に関する情報を取得し、状態遷移情報取得部が、前記制御信号情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得する、情報処理方法である。

一構成例として、制御信号情報取得部が、端末装置を含むネットワークにおいて通信される制御信号に関する情報を取得するステップと、状態遷移情報取得部が、前記制御信号情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、通信ネットワークにおいて、効果的に制御信号に基づく解析を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る通信システムの概略的な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る情報処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る状態テーブルの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る遷移内容テーブルの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る状態遷移に関する統計量の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る状態遷移表示情報の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
以下の実施形態は、ＬＴＥを例として説明するが、例えば、ＬＴＥ以外のネットワークに適用されてもよい。

［通信システム］
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システム１の概略的な構成を示すブロック図である。
本実施形態では、ＬＴＥのネットワークに適用した場合を示す。
ＬＴＥのネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれる無線のネットワークと、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）と呼ばれるコアネットワークから構成されている。

Ｅ−ＵＴＲＡＮは、基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）２１−１〜２１−３のみで構成される。
ＥＰＣは、ＭＭＥ装置３１、Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）装置４１、Ｐ−ＧＷ（ＰＤＮ（Ｐａｃｋｅｔ ｄａｔａ ｎｅｔｗｏｒｋ）−Ｇａｔｅｗａｙ）装置４２、図示していないＨＳＳ装置など、複数の装置群によって構成される。

本実施形態に係る通信システム１は、さらに、端末装置（ＵＥ）１１−１〜１１−３を備える。
本実施形態に係る通信システム１は、さらに、ＰＤＮあるいはインターネットなどのネットワーク４３、記憶装置３２、情報処理装置５１を備える。
なお、端末装置１１−１〜１１−３、基地局装置２１−１〜２１−３、ＭＭＥ装置３１、Ｓ−ＧＷ装置４１あるいはＰ−ＧＷ装置４２は、それぞれ、例えば、多数備えられており、図１では、一部のみが示されている。

各端末装置１１−１〜１１−３は、例えば、スマートホンなどの装置である。各端末装置１１−１〜１１−３は、人（例えば、ユーザ）により携帯されるなどして、移動可能である。
各端末装置１１−１〜１１−３と、基地局装置２１−１〜２１−３との間で、無線により通信を行う。
２個以上の基地局装置２１−１〜２１−３の間で、信号の通信を行う。

各基地局装置２１−１〜２１−３と、ＭＭＥ装置３１とは、Ｓ１−ＭＭＥのインタフェースの回線１０１〜１０３を介して、通信を行う。各基地局装置２１−１〜２１−３は、回線１０１〜１０３を介して、例えば、端末装置１１−１〜１１−３の状態に関する情報をＭＭＥ装置３１に送信する。回線１０１〜１０３は、コントロールプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ−ｐｌａｎｅ）である。
各基地局装置２１−１〜２１−３と、Ｓ−ＧＷ装置４１とは、インタフェースの回線１１１〜１１３を介して、通信を行う。回線１１１〜１１３は、ユーザプレーン（Ｕｓｅｒ−ｐｌａｎｅ）である。
ＭＭＥ装置３１と、Ｓ−ＧＷ装置４１とは、Ｓ１１のインタフェースの回線１０４を介して、通信を行う。Ｓ−ＧＷ装置４１は、回線１０４を介して、例えば、端末装置１１−１〜１１−３の状態に関する情報をＭＭＥ装置３１に送信する。回線１０４は、コントロールプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ−ｐｌａｎｅ）である。

Ｓ−ＧＷ装置４１と、Ｐ−ＧＷ装置４２とは、Ｓ５／Ｓ８のインタフェースの回線１２１、１２２を介して、通信を行う。回線１２１は、コントロールプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ−ｐｌａｎｅ）である。回線１２２は、ユーザプレーン（Ｕｓｅｒ−ｐｌａｎｅ）である。
Ｐ−ＧＷ装置４２は、インタフェースの回線１３１を介して、ネットワーク４３との間で通信を行う。回線１３１は、ユーザプレーン（Ｕｓｅｒ−ｐｌａｎｅ）である。

記憶装置３２は、端末装置１１−１〜１１−３の状態に関する情報を記憶する。
本実施形態では、ＭＭＥ装置３１が各基地局装置２１−１〜２１−３あるいはＳ−ＧＷ装置４１から受信した情報、または、当該情報を用いて得られる情報が、記憶装置３２に記憶される。
ここで、記憶装置３２に記憶される情報は、例えば、ＭＭＥ装置３１が各基地局装置２１−１〜２１−３から受信した情報と、ＭＭＥ装置３１がＳ−ＧＷ装置４１から受信した情報とのうちの任意の一方に基づいてもよく、または、両方に基づいてもよい。
一般に、Ｓ１−ＭＭＥのインタフェースの回線１０１〜１０３を流れる信号に基づいて、各端末装置１１−１〜１１−３の位置の情報が、各基地局装置２１−１〜２１−３ごとの単位で、記憶装置３２に記憶（記録）される。

情報処理装置５１は、記憶装置３２に記憶された情報に基づいて、端末装置１１−１〜１１−３の状態などを管理する処理を行う。
情報処理装置５１は、例えば、人（管理者など）により操作されて動作してもよく、または、あらかじめ定められた規則にしたがって（自動的に）動作してもよい。

［情報処理装置］
図２は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置５１の概略的な構成を示すブロック図である。
本実施形態では、情報処理装置５１が独立な装置として、通信システム１に備えられている。または、情報処理装置５１の機能が、通信システム１におけるいずれかの装置（例えば、ＭＭＥ装置３１または他の装置）に備えられてもよい。または、情報処理装置５１の機能が、通信システム１における２個以上の装置に分散されて備えられてもよい。

情報処理装置５１は、入力部２１１と、出力部２１２と、記憶部２１３と、制御部２１４を備える。
制御部２１４は、制御信号情報取得部２３１と、状態遷移情報取得部２３２と、表示情報生成部２３３を備える。

入力部２１１は、情報を入力する。入力部２１１は、例えば、他の装置から情報を入力してもよく、または、操作部を有し、人により行われた当該操作部の操作の情報を受け付けて入力してもよい。
出力部２１２は、情報を出力する。出力部２１２は、例えば、他の装置に情報を出力してもよく、一例として、ディスプレイ装置などの表示装置の画面に情報を表示出力してもよい。
記憶部２１３は、情報を記憶する。
制御部２１４は、各種の処理あるいは制御を行う。
一例として、記憶部２１３は制御プログラムおよびパラメータを記憶し、制御部２１４はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えて当該ＣＰＵにより当該パラメータを用いて当該制御プログラムを実行することで、各種の処理あるいは制御を行ってもよい。

制御信号情報取得部２３１は、制御信号に関する情報（制御信号情報）を取得する。本実施形態では、制御信号情報取得部２３１は、記憶装置３２に記憶された制御信号情報を取得する。
ここで、図１に示される通信システム１におけるネットワークに流れる制御信号には、例えば、プロトコルのメッセージを有する信号が含まれる。このようなメッセージに基づいて、それぞれの端末装置１１−１〜１１−３の状態、および状態の遷移が把握され得る。
なお、制御信号情報取得部２３１により制御信号情報を取得する手法としては、任意であってもよく、例えば、既に記憶された制御信号情報（例えば、ログの情報）を取得する手法が用いられてもよく、あるいは、リアルタイムなどで、通信されるデータ・パケット（信号）をパッシブで観測してキャプチャする手法が用いられてもよい。

状態遷移情報取得部２３２は、制御信号情報取得部２３１により取得された情報に基づいて、端末装置１１−１〜１１−３の状態の遷移に関する情報（状態遷移情報）を取得する。
表示情報生成部２３３は、表示装置の画面に表示するための情報（表示情報）を生成する。当該表示情報は、例えば、出力部２１２によって、表示装置の画面に表示出力される。

ここで、状態遷移情報取得部２３２は、端末装置１１−１〜１１−３の状態の検出（推定的な検出でもよい。）を行う機能を有する。本実施形態では、状態遷移情報取得部２３２は、記憶装置３２に記憶された情報（入力部２１１により入力された当該情報）に基づいて、Ｓ１−ＭＭＥとＳ１１の一方または両方のシグナリング解析を行い、これにより、端末装置１１−１〜１１−３の状態を検出する。

具体例として、状態遷移情報取得部２３２は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースとＳ１１インタフェースの一方または両方を流れるデータ・パケットをモニタリング（監視）してキャプチャした結果（当該データ・パケット）に基づいて、端末装置１１−１〜１１−３ごとの単位で制御信号をマッピングして当該制御信号のシーケンスを解析することで、端末装置１１−１〜１１−３ごとの状態を検出する。端末装置１１−１〜１１−３ごとの状態には、例えば、端末装置１１−１〜１１−３ごとの位置の情報および移動に関する情報などが含まれてもよい。ここで、解析としては、例えば、Ｓ１ＡＰプロトコルとＧＴＰｖ２プロトコルの一方または両方の解析が用いられてもよい。また、端末装置１１−１〜１１−３の特定を目的とせず識別を目的とする場合には、ＩＭＳＩの単位でなく、ＴＭＳＩの単位で、端末装置１１−１〜１１−３の状態が検出および管理されてもよい。

なお、本実施形態では、設備ログを用いてＥ−ＵＴＲＡＮおよびＥＰＣのなかにおけるすべての監視が行われている。また、本実施形態では、コールログを用いてＳ１−Ｕインタフェースを流れるユーザデータについて監視が行われている。

［情報処理装置において行われる処理］
図３〜図６を参照して、情報処理装置５１において行われる処理を説明する。
図３は、本発明の一実施形態に係る状態テーブル１０１１の一例を示す図である。
本実施形態では、情報処理装置５１は、記憶部２１３に、状態テーブル１０１１を記憶する。

状態テーブル１０１１は、端末装置１１−１〜１１−３に関して、状態（Ｓｔａｔｅｓ）の番号と、状態とを対応付けて格納する。状態の番号は、便宜上の番号であり、任意であってもよい。状態は、端末装置１１−１〜１１−３ごとの状態である。
本実施形態では、状態テーブル１０１１の内容は、非特許文献１に記載された仕様に基づいて定義されている。他の構成例として、状態テーブル１０１１の内容は、任意に定義されてもよい。
本実施形態では、すべての端末装置１１−１〜１１−３は、電源がオンにされているときには、状態テーブル１０１１に示される複数の状態のうちのいずれかの状態にある。

図３の例では、状態テーブル１０１１において、番号「１」と状態「Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ」とが対応付けられており、番号「２」と状態「Ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｔｅｘｔ ｓｅｔｕｐ」とが対応付けられており、番号「３」と状態「Ｓｅｔｕｐ ｂｅａｒｅｒ」とが対応付けられており、図３に示される以降も同様である。

図４は、本発明の一実施形態に係る遷移内容テーブル１１１１の一例を示す図である。
本実施形態では、情報処理装置５１は、記憶部２１３に、遷移内容テーブル１１１１を記憶する。

遷移内容テーブル１１１１は、端末装置１１−１〜１１−３に関して、現在の状態（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｔｓｔｅ）と、次の状態（Ｎｅｘｔ Ｓｔａｔｅ）と、記述（Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）とを対応付けて格納する。状態は、端末装置１１−１〜１１−３ごとの状態である。なお、図４の例では、図を簡易化するために、図３の例における「Ｈａｎｄｏｖｅｒ」を「ＨＯ」と略してある。また、図４の例では、図面を簡易化するために、すべての状態遷移のうちの一部の状態遷移のみを記載してあるが、他の状態遷移（つまり、図４の例では記載されていない状態遷移）についても同様な情報が格納される。
本実施形態では、遷移内容テーブル１１１１の内容は、非特許文献１に記載された仕様に基づいて定義されている。他の構成例として、遷移内容テーブル１１１１の内容は、任意に定義されてもよい。

図４の例では、遷移内容テーブル１１１１において、現在の状態「Ｘ２ ＨＯ ｓｕｃｃｅｅｄｅｄ」と、次の状態「Ｘ２ ＨＯ ｉｎｉｔｉａｔｅｄ」と、記述「ＰＡＴＨ ＳＷＩＴＣＨ ＲＥＱＵＥＳＴ ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥ」とが対応付けられており、また、現在の状態「Ｓ１ ＨＯ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ」と、次の状態「Ｓ１ ＨＯ ａｌｌｏｃａｔｅｄ」と、記述「ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＲＥＱＵＥＳＴ ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥ」とが対応付けられており、また、現在の状態「Ｓ１ ＨＯ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ」と、次の状態「Ｓ１ ＨＯ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｆａｉｌｅｄ」と、記述「ＨＡＮＤＯＶＥＲ ＦＡＩＬＵＲＥ」とが対応付けられており、図４に示される他も同様である。

ここで、遷移内容テーブル１１１１では、現在の状態と、次の状態と、記述とのうちの２つが定められると、他の１つが定められる。例えば、現在の状態と次の状態が定められると記述が定まり、また、現在の状態と記述が定められると次の状態が定まり、他も同様である。

情報処理装置５１において、状態遷移情報取得部２３２は、制御信号情報取得部２３１により取得された制御信号情報に基づいて、すべての端末装置１１−１〜１１−３のそれぞれごとに、通信される制御信号を監視して、状態を検出し、２つの状態の間の遷移（遷移元の状態から遷移先の状態への遷移）を検出する。
そして、状態遷移情報取得部２３２は、検出された遷移について、所定の統計量を検出（演算）する。当該統計量としては、任意の値が用いられてもよく、本実施形態では、遷移確率と、滞留時間が用いられる。遷移確率は、２つの状態の間の遷移（遷移元の状態から遷移先の状態への遷移）が発生する確率である。滞留時間は、遷移元の状態（本実施形態では、現在の状態）から遷移先の状態（本実施形態では、次の状態）へ遷移する場合における、当該遷移元の状態に滞留する時間（当該遷移元の状態が継続する時間）である。

一例として、状態遷移情報取得部２３２は、ある端末装置１１−１〜１１−３により通信される制御信号に基づいて、現在の状態と記述を検出（判定）することで、遷移内容テーブル１１１１に基づいて、検出された現在の状態と記述に対応する次の状態を検出（特定）することができ、これにより、状態および２つの状態の間の遷移を検出（特定）することができる。
他の例として、状態遷移情報取得部２３２は、ある端末装置１１−１〜１１−３により通信される制御信号に基づいて、現在の状態と次の状態を検出（判定）することで、状態および２つの状態の間の遷移を検出（特定）することができる。

ここで、本実施形態では、情報処理装置５１は、通信システム１に備えられたすべての端末装置１１−１〜１１−３を監視の対象としている。他の構成例として、情報処理装置５１は、通信システム１に備えられた一部の端末装置１１−１〜１１−３を監視の対象としてもよく、この場合、少なくとも、当該一部の端末装置１１−１〜１１−３に関する制御信号情報を処理の対象とする。

次に、状態遷移情報取得部２３２は、それぞれの端末装置１１−１〜１１−３ごとに、状態遷移に関する統計量を取得（演算）する。
図５は、本発明の一実施形態に係る状態遷移に関する統計量の一例を示す図である。具体的には、図５には、統計量テーブル１２１１を示してある。なお、図５の例では、図面を簡易化するために、すべての状態遷移のうちの一部の状態遷移のみを記載してあるが、他の状態遷移（つまり、図５の例では記載されていない状態遷移）についても同様な情報が格納される。
統計量テーブル１２１１は、１個の端末装置（例えば、端末装置１１−１あるいは他の端末装置）について、遷移元の状態（図５の例では、縦軸の欄）と、遷移先の状態（図５の例では、横軸の欄）と、所定の統計量とを対応付けて格納する。図５の例では、統計量テーブル１２１１において、遷移元の状態と遷移先の状態とが交差する位置に、当該遷移元の状態から当該遷移先の状態へ遷移する場合における当該所定の統計量が格納されている。また、図５の例では、遷移元の状態および遷移先の状態は、それぞれ、図３に示される番号を用いて示されている。

具体的に、図５の例では、遷移元の状態が番号「１」に相当し、遷移先の状態が番号「２」に相当する場合には、統計量は「０．００５６３９」であり、また、遷移元の状態が番号「２」に相当し、遷移先の状態が番号「１」に相当する場合には、統計量は「０．０１３０１６」であり、他についても同様である。なお、本実施形態では、同じ状態どうしの遷移は発生しない。
なお、図５の例では、当該統計量について、９０パーセンタイルより大きい値、および１０パーセンタイルより小さい値のそれぞれに、所定の模様を付してある。

本実施形態では、当該所定の統計量は、遷移確率、あるいは、滞留時間である。図５の例に係る統計量テーブル１２１１では、例えば、当該所定の統計量は、遷移確率である。そして、所定の統計量が滞留時間である場合における統計量テーブル（図示せず）についても、図５に示される統計量テーブル１２１１と同様な枠組みで格納される。なお、図５に示される統計量の数値は、例示であって、任意であってもよい。

本実施形態では、状態遷移情報取得部２３２は、制御信号情報取得部２３１により取得された制御信号情報に基づいて、それぞれの端末装置１１−１〜１１−３ごとに、任意の遷移元の状態から任意の遷移先の状態へ遷移する場合における遷移確率、および滞留時間を取得（検出）する。
ここで、状態遷移情報取得部２３２は、例えば、ある所定の遷移元の状態から他の所定の遷移先の状態へ遷移したという情報が取得されなかった場合には、遷移確率をゼロ（０）とし、滞留時間をゼロ（０）またはデータ無し（空）とする。
また、状態遷移情報取得部２３２は、例えば、ある所定の遷移元の状態から他の所定の遷移先の状態へ遷移したという情報が複数回分取得された場合には、滞留時間として平均値などを用いてもよい。

状態遷移情報取得部２３２は、すべての端末装置１１−１〜１１−３のそれぞれごとに、定められた１種類以上の統計量のそれぞれについて、図５に示されるような情報（統計量テーブルの情報）を取得し、当該情報を記憶部２１３に記憶する。ここで、当該１種類以上の統計量は、例えば、情報処理装置５１に、あらかじめ設定されてもよく、あるいは、人（管理者など）または他の装置から入力された指示に基づいて設定されてもよい。
また、状態遷移情報取得部２３２は、それぞれの端末装置１１−１〜１１−３を区別せずに、すべての端末装置１１−１〜１１−３をまとめた全体について、定められた１種類以上の統計量のそれぞれについて、図５に示されるような情報（統計量テーブルの情報）を取得し、当該情報を記憶部２１３に記憶する。
状態遷移情報取得部２３２は、例えば、通信のプロトコルに基づく解析を行ってもよい。

次に、情報処理装置５１では、状態遷移情報取得部２３２により取得された情報（状態遷移情報）に基づいて、表示情報生成部２３３は、端末装置１１−１〜１１−３の状態の遷移に関する表示のための情報（状態遷移表示情報）を生成して、当該状態遷移表示情報を出力部２１２によって表示装置の画面に表示出力する。

図６は、本発明の一実施形態に係る状態遷移表示情報１３１１の一例を示す図である。
ここで、図６の例では、状態遷移表示情報１３１１は、すべての端末装置１１−１〜１１−３をまとめた全体について取得された情報（統計量）に基づいている。他の構成例として、それぞれの端末装置１１−１〜１１−３ごとに取得された情報（統計量）に基づく状態遷移表示情報（図示せず）が用いられてもよい。

状態遷移表示情報１３１１は、複数のノード３１１〜３１４と、遷移元と遷移先の関係を有する２個のノードを接続するエッジ４１１〜４１３、４２１〜４２２、４３１〜４３２、４４１〜４４２を有する。
それぞれのノード３１１〜３１４は、端末装置１１−１〜１１−３の状態を表しており、図６の例では、所定の図形（例えば、丸）で表されている。図６の例では、ノード３１１は所定の状態Ｚａを表わしており、ノード３１２は所定の状態Ｚｂを表わしており、ノード３１３は所定の状態Ｚｃを表わしており、ノード３１４は所定の状態Ｚｄを表わしている。本実施形態では、それぞれの状態Ｚａ〜Ｚｄは、互いに異なる状態であり、図３に示されるいずれかの状態を表わしている。

それぞれのエッジ４１１〜４１３、４２１〜４２２、４３１〜４３２、４４１〜４４２は、遷移元の状態を表す１個のノードと遷移先の状態を表す他の１個のノードとを接続する一方向の矢印で表されている。当該矢印の元が遷移元に対応し、当該矢印の先が遷移先に対応する。
また、図６の例では、それぞれのエッジ４１１〜４１３、４２１〜４２２、４３１〜４３２、４４１〜４４２は、線の太さの情報と、線の色または模様の情報を有する。
図６の例では、それぞれのエッジ４１１〜４１３、４２１〜４２２、４３１〜４３２、４４１〜４４２は、線の太さによって、遷移確率を表わしている。具体例として、線の太さが太いほど、例えば比例などの関係で、遷移確率が大きいことを表わしている。
また、図６の例では、それぞれのエッジ４１１〜４１３、４２１〜４２２、４３１〜４３２、４４１〜４４２は、線の色または模様によって、滞留時間を表わしている。具体例として、線の色または模様が同じである場合には、滞留時間が同じであること、あるいは、滞留時間が互いに近い所定の範囲に収まっていること、を表わしている。なお、色および模様としては、例えば、滞留時間を区別するために、任意の一方が用いられてもよく、または、両方が用いられてもよい。
なお、図６の例は、実際の測定結果に基づくものではなく、説明のためにイメージを表したものであり、厳密な情報を提示するものではない。

ここで、本実施形態では、それぞれのエッジ４１１〜４１３、４２１〜４２２、４３１〜４３２、４４１〜４４２を表す線の色、模様、あるいは太さによって、統計量を表したが、他の任意の視認可能な情報によって統計量が表されてもよい。
また、他の構成例として、それぞれのノード３１１〜３１４の色、模様、あるいは大きさなどによって、所定の情報を表わしてもよい。当該所定の情報としては、例えば、それぞれのノード３１１〜３１４において、端末装置１１−１〜１１−３が、コネクション接続されていること、コネクション接続されていないこと（つまり、アイドルであること）、あるいは、これらのいずれでもよいこと、を表す情報が用いられてもよい。

また、図５および図６の例では、遷移元の状態と遷移先の状態とが連続した関係にある状態遷移（１ホップの状態遷移）に関する処理を示したが、他の構成例として、ｎを２以上の整数として、遷移元の状態と遷移先の状態との間に（ｎ−１）個の別の状態が存在する状態遷移（ｎホップの状態遷移）に関する処理について同様な処理が行われてもよい。但し、例えば、ＬＴＥでは、プロトコルにより規定される状態の数は２０以上であることから、これらの組み合わせを考慮すると、計算量は大きくなると考えられる。

なお、本実施形態では、状態遷移情報取得部２３２は、それぞれの端末装置１１−１〜１１−３ごと、および、すべての端末装置１１−１〜１１−３をまとめた全体について、図５に示されるような情報（統計量テーブルの情報）を取得するが、他の構成例として、いずれか任意の一方（のみ）を取得する構成が用いられてもよい。当該他の構成例では、表示情報生成部２３３は、例えば、状態遷移情報取得部２３２により取得された情報に基づいて、表示情報を生成する。

＜異常の検出＞
例えば、人（管理者など）は、図６に示される状態遷移表示情報１３１１を見て、（例えば、視覚的に）統計量の比較を行うことで、異常を検出（判定）することが可能である。
他の構成例として、情報処理装置５１は、異常を検出（判定）するための処理手順を記憶部２１３に記憶していてもよく、これにより、図６に示される状態遷移表示情報１３１１（あるいは、それに対応する情報）などに基づいて、自動的に、異常を検出してもよい。

例えば、線の太さが非常に細いエッジに対応する遷移は、遷移確率が非常に小さい遷移であり、異常な遷移として検出されてもよい。情報処理装置５１は、線の太さを判定する場合には、例えば、閾値が記憶部２１３に記憶され、線の太さが当該閾値以上であるか、または、当該閾値未満であるかを判定する。つまり、端末装置１１−１〜１１−３の状態の遷移に関する統計量（ここの例では、遷移確率）を数値化して解析（分析）し、例えば、頻繁に行われている状態遷移と、ほとんど行われない状態遷移とを区別することなどが可能である。

例えば、線の色または模様に対応する滞留時間が所定の閾値（上限閾値）を超える場合または所定の閾値（下限閾値）未満である遷移が、異常な遷移として検出されてもよい。情報処理装置５１は、滞留時間を判定する場合には、例えば、閾値（上限閾値、下限閾値）が記憶部２１３に記憶され、滞留時間が、当該上限閾値を超えるか否か、または、当該下限閾値未満であるか否かを判定する。なお、上限閾値および下限閾値としては、例えば、いずれか任意の一方（のみ）が用いられてもよく、または、両方が用いられてもよい。つまり、端末装置１１−１〜１１−３の状態の遷移に関する統計量（ここの例では、滞留時間）を数値化して解析（分析）し、例えば、通常程度の長さの滞留時間である状態遷移と、通常程度の長さから外れて短いまたは長い滞留時間である状態遷移とを区別することなどが可能である。

なお、異常を検出する手法としては、任意の手法が用いられてもよく、例えば、取得された複数の統計量を比較することで異常を検出する手法、あるいは、取得された統計量を特徴量として扱い、当該特徴量に関して端末装置１１−１〜１１−３のクラスタ化を行い、当該クラスタ化の結果に基づいて異常を抽出する手法などが用いられてもよい。
また、状態の遷移に関する情報の分布は、例えば、正規分布であってもよく、または、他の分布であってもよい。また、通常、通信システム１における制御信号の通信量は膨大であるため、状態の遷移に関する情報について、十分な量のサンプルを取得することが可能である。これらに鑑みると、順序統計に基づいた判定が行われる構成が好ましい一例である。

［実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係る通信システム１では、情報処理装置５１により、ネットワークを流れる制御信号に基づいて、それぞれの端末装置１１−１〜１１−３の状態、および状態の遷移を管理する。
本実施形態に係る通信システム１では、情報処理装置５１により、当該制御信号に基づいて、端末装置１１−１〜１１−３の状態および状態の遷移に関する統計量（例えば、数値）を演算（算出）し、当該統計量に関する情報を表示する。
本実施形態に係る通信システム１では、情報処理装置５１により、当該統計量に基づいて、異常を検出する。

このように、本実施形態に係る通信システム１では、情報処理装置５１により、ネットワーク（通信ネットワーク）において、効果的に制御信号に基づく解析を行うことができる。
本実施形態に係る通信システム１では、情報処理装置５１により、例えば、遷移確率あるいは滞留時間などについて取得された統計量に基づいて、エラーを伴わない通信品質劣化（エラーを発生しない通信品質劣化）を検出することが可能である。ここで、エラーを伴わない通信品質劣化は、例えば、端末装置１１−１〜１１−３の使用者（顧客）に影響を与えるようなエラーを伴わない通信品質劣化（例えば、当該顧客の申告によって初めて顕在化するような通信品質劣化）を含む。
また、本実施形態に係る通信システム１では、情報処理装置５１により、例えば、正しく実装されたネットワークにおいて、異常を検出することが可能である。
なお、本実施形態では、通信品質の監視を例として説明したが、本実施形態と同様な構成および動作を、一般的な時系列データに適用することも可能である。

一構成例として、端末装置（本実施形態では、端末装置１１−１〜１１−３）を含むネットワーク（本実施形態では、図１に示される通信システム１におけるネットワーク）において通信される制御信号に関する情報を取得する制御信号情報取得部（本実施形態では、制御信号情報取得部２３１）と、制御信号情報取得部により取得された情報に基づいて、端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得する状態遷移情報取得部（本実施形態では、状態遷移情報取得部２３２）と、を備える情報処理装置（本実施形態では、情報処理装置５１）である。
一構成例として、情報処理装置において、状態遷移情報取得部は、端末装置ごとの情報を取得する。
一構成例として、情報処理装置において、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方は、数値を用いた統計量の情報である。
一構成例として、情報処理装置において、状態遷移情報取得部により取得された情報に基づいて、表示情報を生成する表示情報生成部（本実施形態では、表示情報生成部２３３）を備える。
一構成例として、情報処理装置において、状態遷移情報取得部は、取得された情報に基づいて、所定の異常を検出する。

一構成例として、制御信号情報取得部が、端末装置を含むネットワークにおいて通信される制御信号に関する情報を取得し、状態遷移情報取得部が、前記制御信号情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得する、情報処理方法（本実施形態では、情報処理装置５１において行われる情報処理の方法）である。
一構成例として、制御信号情報取得部が、端末装置を含むネットワークにおいて通信される制御信号に関する情報を取得するステップと、状態遷移情報取得部が、前記制御信号情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム（本実施形態では、情報処理装置５１を構成するコンピュータにおいて実行されるプログラム）である。

以上に示した実施形態に係る各装置（例えば、情報処理装置５１など）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体（記憶媒体）に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。

なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）あるいは電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１…通信システム、１１−１〜１１−３…端末装置、２１−１〜２１−３…基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）、３１…ＭＭＥ装置、３２…記憶装置、４１…Ｓ−ＧＷ装置、４２…Ｐ−ＧＷ装置、４３…ネットワーク、５１…情報処理装置、１０１〜１０４、１１１〜１１３、１２１〜１２２、１３１…回線、２１１…入力部、２１２…出力部、２１３…記憶部、２１４…制御部、２３１…制御信号情報取得部、２３２…状態遷移情報取得部、２３３…表示情報生成部、３１１〜３１４…ノード、４１１〜４１３、４２１〜４２２、４３１〜４３２、４４１〜４４２…エッジ、１０１１…状態テーブル、１１１１…遷移内容テーブル、１２１１…統計量テーブル、１３１１…状態遷移表示情報

Claims (7)

1. 端末装置を含むネットワークにおいて通信される制御信号に関する情報を取得する制御信号情報取得部と、
   前記制御信号情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得する状態遷移情報取得部と、
   を備える情報処理装置。
2. 前記状態遷移情報取得部は、前記端末装置ごとの情報を取得する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記遷移確率に関する情報または前記滞留時間に関する情報のうちの一方または両方は、数値を用いた統計量の情報である、
   請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の情報処理装置。
4. 前記状態遷移情報取得部により取得された情報に基づいて、表示情報を生成する表示情報生成部を備える、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
5. 前記状態遷移情報取得部は、取得された情報に基づいて、所定の異常を検出する、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
6. 制御信号情報取得部が、端末装置を含むネットワークにおいて通信される制御信号に関する情報を取得し、
   状態遷移情報取得部が、前記制御信号情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得する、
   情報処理方法。
7. 制御信号情報取得部が、端末装置を含むネットワークにおいて通信される制御信号に関する情報を取得するステップと、
   状態遷移情報取得部が、前記制御信号情報取得部により取得された前記情報に基づいて、前記端末装置の状態の遷移について、遷移確率に関する情報または滞留時間に関する情報のうちの一方または両方を取得するステップと、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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