(57)【要約】【課題】ネットワーク障害が発生していることを、迅速に（リアルタイムで）知ることができる移動端末およびネットワークシステムを提供する。【解決手段】本発明にかかる移動端末１５０の代表的な構成は、基地局１２０およびコアネットワーク１００を介してアプリケーションサーバ１１０と所定のプロトコルを用いて通信を行う移動端末であって、通信のプロトコルログを収集するログ収集部１５６と、プロトコルログから異常を解析してネットワーク障害を検出するエラー検出部１５８と、ネットワーク障害が検出された場合にアラーム情報およびプロトコルログを基地局に送信するアラーム通知部１６０とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局およびコアネットワークを介してアプリケーションサーバと所定のプロトコルを用いて通信を行う移動端末であって、
通信のプロトコルログを収集するログ収集部と、
プロトコルログから異常を解析してネットワーク障害を検出するエラー検出部と、
ネットワーク障害が検出された場合にアラーム情報およびプロトコルログを前記基地局に送信するアラーム通知部とを備えることを特徴とする移動端末。
【請求項２】
前記移動端末は、さらにプロトコルログを記録するログ記録部を備え、ネットワーク障害が検出された場合にのみ前記ログ記録部にプロトコルログを記録することを特徴とする請求項１に記載の移動端末。
【請求項３】
移動端末とアプリケーションサーバが基地局およびコアネットワークを介して通信を行うネットワークシステムであって、
前記移動端末は、
プロトコルログを収集するログ収集部と、
プロトコルログから異常を解析してネットワーク障害を検出するエラー検出部と、
ネットワーク障害が検出された場合にアラーム情報を前記基地局に送信するアラーム通知部とを有し、
前記ネットワークシステムは、
基地局監視端末、コアネットワーク監視端末、アプリケーションサーバ監視端末を含む保守ネットワークを備え、
前記基地局は、前記移動端末から送信されたアラーム情報を前記保守ネットワークに送信し、
前記保守ネットワークにおいて基地局監視端末、コアネットワーク監視端末、アプリケーションサーバ監視端末は、前記アラーム情報に自己の管轄する設備におけるネットワーク障害が含まれていた場合に、オペレータに報知することを特徴とするネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク障害を迅速に検知することが可能な移動端末およびネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムの健全性を担保する手段の一つとして、移動端末におけるログを事業者側が取得することが考えられている。移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、ユーザが所持する無線端末を使用して、無線環境の測定及び収集を自動化する技術であるＭＤＴ（Minimization of Drive Test）の仕様策定が進められている（非特許文献１及び２参照）。ＭＤＴは、移動端末において基地局との間の無線品質を測定し、測定内容を移動端末内に保存し、保存したログを基地局に報告する機能である。
【０００３】
特許文献１には、移動体通信システムにおける通信サービス異常時にサービス以上スイッチを押すことにより、その直前に実行された接続制御にかかるデータをメモリにセーブする端末装置が記載されている。メモリにセーブされたデータは、基地局から到来する制御信号に従って基地局に送信される。
【０００４】
特許文献２には、移動局が試験信号を下り回線方向で受信し、既知の形式の試験信号と比較して、試験信号内で検出したエラーに関する情報を上り回線方向で送信する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１７７０８１
【特許文献２】特表２００２−５４０７４７
【非特許文献１】3GPP TR 36.805 V9.0.0 “Study on Minimization of drive-tests in Next Generation Networks”, 2009-12
【非特許文献２】3GPP TS 37.320 v0.7.0, “Radio measurement collection for Minimization of Drive Tests (MDT)”, 2010-07
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ネットワークシステムにおいてエラーが発生すると、基本的には監視端末によってエラーが検知される。しかし実際には、エラーとして検知できない障害が発生する場合があり、サイレント障害と呼ばれている。サイレント障害はネットワーク経路上のアプリケーションサーバやＤＮＳサーバ、ゲートウェイ、ルータなど至る所で発生する可能性があり、サイレント障害の発生箇所を特定することは難しい。このようなネットワーク障害を知るための手段の一つとして、実際に通信を行っている移動端末におけるログを事業者側が取得することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、ＭＤＴでは移動局と基地局の間の無線品質に関してのログを移動端末内に保存しようとしているが、無線品質以外のログについては考慮されていない。したがって、基地局の無線品質は測定できるが、基地局、基地局より上位のコアネットワーク、更に上位のアプリケーションサーバなどのネットワーク障害（データ通信の障害）については検出できない。
【０００８】
また、ＭＤＴでは移動端末から基地局に対するログ転送機能は存在するが、障害が発生していることを通信事業者が知るためにはログを解析する必要があるため、即時性に乏しいという問題がある。
【０００９】
特許文献１に記載の技術においては、移動端末で「サービス異常スイッチ」を押下した場合に、基地局に対してエラー情報または呼処理ログ情報を送信する。「サービス異常スイッチ」は移動端末を操作する人が押下するため、障害があっても通報されなかったり、誤判定による通報がされたりするおそれがあり、情報の信頼性が低いという問題がある。
【００１０】
特許文献２に記載の技術においては、移動端末と基地局の間の無線品質の測定および最適化を目的としている。このためＭＤＴと同様に、基地局より上位のコアネットワークやアプリケーションサーバなどにおけるネットワーク障害については考慮されていないという問題がある。また、エラー内容を基地局に保存するが、障害が発生していることを通信事業者が知るためにはエラー内容を解析する必要があるため即時性に欠ける。さらに、無線品質を測定するために特別の試験信号を使用しているため、特定の環境でないと実施できない。
【００１１】
そこで本発明は、基地局、コアネットワーク、アプリケーションサーバのいずれかにおいて障害が発生していることを、迅速に（リアルタイムで）知ることができる移動端末およびネットワークシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明にかかる移動端末の代表的な構成は、基地局およびコアネットワークを介してアプリケーションサーバと所定のプロトコルを用いて通信を行う移動端末であって、通信のプロトコルログを収集するログ収集部と、プロトコルログから異常を解析してネットワーク障害を検出するエラー検出部と、ネットワーク障害が検出された場合にアラーム情報およびプロトコルログを基地局に送信するアラーム通知部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
移動端末は、さらにプロトコルログを記録するログ記録部を備え、ネットワーク障害が検出された場合にのみログ記録部にプロトコルログを記録することが好ましい。
【００１４】
また本発明にかかるネットワークシステムの代表的な構成は、移動端末とアプリケーションサーバが基地局およびコアネットワークを介して通信を行うネットワークシステムであって、移動端末は、プロトコルログを収集するログ収集部と、プロトコルログから異常を解析してネットワーク障害を検出するエラー検出部と、ネットワーク障害が検出された場合にアラーム情報を基地局に送信するアラーム通知部とを有し、ネットワークシステムは、基地局監視端末、コアネットワーク監視端末、アプリケーションサーバ監視端末を含む保守ネットワークを備え、基地局は、移動端末から送信されたアラーム情報を保守ネットワークに送信し、保守ネットワークにおいて基地局監視端末、コアネットワーク監視端末、アプリケーションサーバ監視端末は、アラーム情報に自己の管轄する設備におけるネットワーク障害が含まれていた場合に、オペレータに報知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基地局、コアネットワーク、アプリケーションサーバのいずれかにおいて障害が発生していることを、迅速に（リアルタイムで）知ることができる移動端末およびネットワークシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ネットワークシステムの全体構成を説明する図である。
【図２】移動端末の構成を説明する図である。
【図３】移動端末およびネットワークシステムの動作を説明するシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
図１はネットワークシステムの全体構成を説明する図である。図１に示すネットワークシステムにおいて、コアネットワーク１００は広域ネットワークであり、多数のノード１０２と原則として有線のリンク（通信ケーブル）から構成されている。ノード１０２の例としては、ゲートウェイやルータ、ブリッジ、リピータなどが挙げられる。
【００１９】
アプリケーションサーバ１１０は、コアネットワーク１００に接続されて、移動端末１５０に対して各種のサービスを提供するサーバである。アプリケーションサーバ１１０の例としては、ＤＮＳサーバ、プロキシサーバ、メールサーバ、ウェブサーバ、ＦＴＰサーバなどが挙げられる。
【００２０】
基地局１２０は、移動端末１５０と無線通信を行う。基地局１２０はネットワーク経路上のノードの１つであるが、ここではコアネットワーク１００とは別に説明する。コアネットワーク１００には複数（多数）の基地局１２０が接続され、広域で無線通信環境を提供する。基地局１２０は移動端末１５０を通信事業者の管理端末に対して位置登録し、音声通信の発呼および着呼、およびパケット通信のルーティングを行う。
【００２１】
またコアネットワーク１００には、保守ネットワーク１８０が接続されている。保守ネットワーク１８０には、基地局１２０の動作の制御および障害の検出を行う基地局監視端末１８２、ノード１０２の動作の制御および障害の検出を行うコアネットワーク監視端末１８４、アプリケーションサーバ１１０の動作の制御および障害の検出を行うアプリケーションサーバ監視端末１８６が含まれる。各監視端末において検出された障害はオペレータＰ１、Ｐ２、Ｐ３に通知される。オペレータＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、障害が通知されれば修復することができる。
【００２２】
基地局監視端末１８２、コアネットワーク監視端末１８４、アプリケーションサーバ監視端末１８６は、それぞれが対象とする設備に適した方法で障害の検出を行う。従って例えば、対象とする設備から送信されるエラー通知を監視端末で受信する場合もあれば、監視端末から何らかの信号を送信して応答を見る場合もある。本発明では、このような監視端末による障害の検出ができない、サイレント障害を対象としている。
【００２３】
図２は移動端末１５０の構成を説明する図である。移動端末１５０は、基地局１２０およびコアネットワーク１００を介してアプリケーションサーバ１１０と所定のプロトコルを用いて通信を行う。所定のプロトコルとは、基地局に対してはPHY、MAC、RLC、PDCP、RRC、X2-interfaceなどを例示することができ、コアネットワークに対してはNAS、S1-U-interface、S1-MME-interfaceなどを例示することができ、アプリケーションサーバに対してはhttp、ftp、udp、dns、VoIPなどを例示することができる。ＯＳＩ参照モデルで説明すれば、物理層（無線はここに含まれる）を除く、データリンク層からアプリケーション層までの各層で様々なプロトコルが用いられる。
【００２４】
図２に示すように、移動端末１５０は、当該端末の全体的な動作を制御する主制御部１５２と、無線通信部１５４、ログ記録部１６２とを備えている。さらに本実施形態の特徴的な構成として、移動端末１５０は、ログ収集部１５６と、エラー検出部１５８と、アラーム通知部１６０を備えている。
【００２５】
ログ収集部１５６は、無線通信部１５４または主制御部１５２から、通信に用いられる各種のプロトコルのログ（以下、プロトコルログという）を収集する。プロトコルログは無限に収集する必要はなく、エラーの検出に足りる程度を収集すればよい。したがってログ用のバッファは、例えば１０Ｋバイトとしたり、コマンド数十行分としたりして、古いものから順次削除することができる。
【００２６】
エラー検出部１５８は、ログ収集部１５６が収集したプロトコルログから異常を解析して、ネットワーク障害を検出する。異常には、移動端末１５０が発する異常と、アプリケーションサーバ１１０から通知される異常がある。移動端末１５０が発する異常とは、タイムアウト（応答遅延や無応答）や通信品質（ＢＥＲ、ＰＥＲなど）の低下による自発的な切断が挙げられる。アプリケーションサーバ１１０から通知される異常とは切断信号の通知が挙げられる。
【００２７】
またエラー検出部１５８は、プロトコルログを解析して異常を発見したときに、さらにエラーを確認する処理を行ってもよい。例えば、タイムアウトが発生した場合にアプリケーションサーバ１１０宛のtracerouteコマンドを発して、ネットワーク経路上の各ノード１０２までの所要時間を調べる。これにより、アプリケーションサーバ１１０に異常があるのか、経路上のいずれかのノード１０２に異常があるのかを知ることができる。
【００２８】
エラー検出部１５８は、ネットワーク障害を検出すると、アラーム情報を生成する。アラーム情報として特定のフォーマットを設定することにより、保守ネットワーク１８０においてこの特定のフォーマットのメッセージをアラーム情報と認識することができる。
【００２９】
アラーム情報には、異常を生じた装置、すなわち基地局１２０、コアネットワーク１００（ノード１０２）、またはアプリケーションサーバ１１０を特定する情報が含まれる。エラー検出部１５８は、プロトコルログを解析することによって異常を生じた装置を特定することができる。装置を特定する情報としては、ＭＡＣアドレス（データリンク層）、ＩＰアドレス（ネットワーク層）、ＵＲＬ（アプリケーション層）などを用いることができる。
【００３０】
アラーム通知部１６０は、エラー検出部１５８によってネットワーク障害が検出された場合に、基地局１２０にアラーム情報およびプロトコルログを送信する。このとき送信するプロトコルログは、基本的には異常のあった行のみでよいが、異常のあった行とその前後の数行を含めてもよい。アラーム通知部１６０は、ネットワーク障害が検出されると、原則として即座に送信を行う。ただし基地局１２０の異常であった場合には送信することができないため、その場合は基地局１２０との接続が回復してから送信を行う。
【００３１】
ログ記録部１６２は、エラー検出部１５８によってネットワーク障害が検出された場合に、プロトコルログを記録する。記録するプロトコルログは、送信するときと同様に、基本的には異常のあった行のみでよいが、異常のあった行とその前後の数行を含めてもよい。ログ記録部１６２に記録したプロトコルログは、ネットワーク障害から即座に送信するものではなく、定期的に、または所定の条件下で（回線の帯域に余裕があるときなど）基地局１２０に送信する。
【００３２】
図３は移動端末およびネットワークシステムの動作を説明するシーケンス図である。まず移動端末１５０のログ収集部１５６は、通信開始を契機としてプロトコルログの収集を開始する（２０２）。プロトコルログは、基地局１２０、コアネットワーク１００、またはアプリケーションサーバ１１０それぞれに対するものを収集する。
【００３３】
移動端末１５０のエラー検出部１５８が収集されたプロトコルログを解析し、ネットワーク障害が発生したことを検出する（２０２）。するとアラーム通知部１６０は、基地局１２０にアラーム情報およびプロトコルログを送信する（２０４）。
【００３４】
またエラー検出部１５８がネットワーク障害発生を検出した場合、ログ記録部１６２がプロトコルログを記録する（２０６）。
【００３５】
ログ収集部１５６は、通信終了を契機としてプロトコルログの収集を終了する（２０８）。通信終了は、ネットワーク障害によって通信が切断した場合（異常終了）と、ユーザが移動端末を操作して切断した場合（手動終了）と、通信を行っていたアプリケーションが処理を完了して切断した場合（正常終了）を含む。
【００３６】
基地局１２０は、移動端末１５０から送信されたアラーム情報およびプロトコルログを、保守ネットワーク１８０に送信する（２１０）。保守ネットワーク１８０においてアラーム情報とプロトコルログは、各監視端末が受け取って自分の管轄の装置についての障害であるか否かを判断し、管轄のものであればオペレータに通報し、管轄外であれば次の監視端末に転送する。
【００３７】
本実施形態では、基地局監視端末１８２が始めにアラーム情報およびプロトコルログを受信する。基地局監視端末１８２はアラーム情報およびプロトコルログを参照し、基地局１２０における障害であると判断した場合には、オペレータＰ１に通知する（２１２）。基地局１２０の障害ではないと判断した場合には、コアネットワーク監視端末１８４にアラーム情報およびプロトコルログを送信する（２１４）。
【００３８】
コアネットワーク監視端末１８４はアラーム情報およびプロトコルログを参照し、コアネットワーク１００における障害であると判断した場合には、オペレータＰ２に通知する（２１６）。コアネットワーク１００の障害ではないと判断した場合には、アプリケーションサーバ監視端末１８６にアラーム情報およびプロトコルログを送信する（２１８）。
【００３９】
アプリケーションサーバ監視端末１８６はアラーム情報およびプロトコルログを参照し、アプリケーションサーバ１１０における障害であると判断した場合には、オペレータＰ３に通知する（２２０）。
【００４０】
上記説明したように、本実施形態の構成によれば、移動端末１５０において、プロトコルログを解析してアラーム情報を生成する。そして移動端末１５０は、ネットワーク障害が発生したときに、即座にアラーム情報とプロトコルログを送信（アップロード）する。したがって、基地局１２０、コアネットワーク１００、アプリケーションサーバ１１０のいずれかにおいて障害が発生していることを、迅速に（リアルタイムで）知ることができる。迅速に障害を知ることができることから、使用者から問合せが来る前にオペレータが障害を認識し、事前に対処（修復）することができる。
【００４１】
また直近の基地局１２０との無線品質ではなく、通信のプロトコルログを解析することから、上位のネットワークを含めた通信の経路上にある全ての装置（ノードやサーバ）についてネットワーク障害を検出することができる。
【００４２】
また、移動端末１５０においてネットワーク障害を解析しているので、基地局１２０にデータ処理の負荷がかかることがない。したがって、容易に既存のインフラに導入することが可能である。
【００４３】
またログ記録部１６２に、ネットワーク障害が検出された場合にのみプロトコルログを記録するようにしたため、平時はログ記録部の容量を消費することがなく、移動端末のメモリ資源を有効に利用することができる。
【００４４】
ログ記録部１６２に記録されたプロトコルログは、所定のタイミングで基地局１２０に送信する（２２４）。基地局１２０は受信したプロトコルログを事業者が有するデータベースに転送する（２２６）。事業者はこのプロトコルログを参照して、さらに詳細な問題解析に役立てることができる。
【００４５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、ネットワーク障害を迅速に検知することが可能な移動端末およびネットワークシステムとして利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
Ｐ１…オペレータ、Ｐ２…オペレータ、Ｐ３…オペレータ、１００…コアネットワーク、１０２…ノード、１１０…アプリケーションサーバ、１２０…基地局、１５０…移動端末、１５２…主制御部、１５４…無線通信部、１５６…ログ収集部、１５８…エラー検出部、１６０…アラーム通知部、１６２…ログ記録部、１８０…保守ネットワーク、１８２…基地局監視端末、１８４…コアネットワーク監視端末、１８６…アプリケーションサーバ監視端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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