(57)【要約】  所定の通信品質を満足する端末数を増加させる。基地局は、２以上の端末と無線通信を行う、パケット送受信部と、各端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する、指標算出部と、２以上の端末に対応する、品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の端末に無線資源を割り当てる、無線資源割り当て部とを備える。
2019017402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の端末と無線通信を行う、パケット送受信部と、
各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する、指標算出部と、
２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる、無線資源割り当て部と、
を備える基地局。
【請求項２】
前記指標算出部は、残余通信量と、通信時間と、送信レートと、通信端末数とに基づいて、前記品質指標値を算出する、請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記端末に対して送信予定のパケット量を、前記残余通信量として算出する、残余通信量算出部をさらに備える、請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記残余通信量算出部は、前記端末毎に、前記残余通信量の予測値を算出し、
前記指標算出部は、前記予測値を利用して、前記品質指標値の期待値を算出し、
前記無線資源割り当て部は、算出した前記期待値の変化量に基づいて、前記無線資源を割り当てる対象とする、前記端末を決定する、請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記無線資源割り当て部は、前記残余通信量算出部が前記予測値を算出できない場合、前記予測値を算出できない端末に、前記無線資源を割り当てる、請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
前記端末とは異なる装置から、前記端末に対応する、通信情報を受信する、通信情報受信部を備え、
前記指標算出部は、前記通信情報受信部が受信した前記通信情報を利用して、前記品質指標値を算出する、請求項２乃至５のいずれか一に記載の基地局。
【請求項７】
前記通信情報は、前記残余通信量、通信開始時刻、アプリケーションが要求する通信品質に応じた値の少なくともいずれかを含む、請求項６に記載の基地局。
【請求項８】
前記通信情報は、前記残余通信量の第２の予測値を含み、前記指標算出部は、前記第２の予測値を利用して、前記品質指標値の第２の期待値を算出し、前記無線資源割り当て部は、算出した前記第２の期待値の変化量に基づいて、前記無線資源を割り当てる対象とする、前記端末を決定する、請求項６に記載の基地局。
【請求項９】
前記端末に対して、無線資源の単位量当たりに送信可能なパケット量を、前記送信レートとして算出する、送信レート算出部をさらに備える、請求項２乃至８のいずれか一に記載の基地局。
【請求項１０】
端末との通信が開始してから経過した時間を、前記通信時間として算出する、通信時間算出部をさらに備える、請求項２乃至９のいずれか一に記載の基地局。
【請求項１１】
自基地局と通信中である、前記端末の数を、前記通信端末数として算出する、端末数算出部をさらに備える、請求項２乃至１０のいずれか一に記載の基地局。
【請求項１２】
２以上の端末と、
前記端末と通信する基地局と、
を含んで構成され、
前記基地局は、
２以上の前記端末と無線通信を行う、パケット送受信部と、
各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する、指標算出部と、
２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる、無線資源割り当て部と、
を備える通信システム。
【請求項１３】
通信監視装置をさらに含んで構成され、
前記基地局は、前記端末とサーバ装置間の通信を中継し、
前記通信監視装置は、
前記基地局と前記サーバ装置間の通信を監視し、前記端末と前記サーバ装置間の通信に関する通信情報を生成し、前記基地局は、前記通信監視装置から、前記端末に対応する、通信情報を受信する、通信情報受信部をさらに備え、
前記指標算出部は、前記通信情報受信部が受信した前記通信情報を利用して、前記品質指標値を算出する、請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１４】
２以上の端末と無線通信を行い、
各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出し、
２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる、通信制御方法。
【請求項１５】
２以上の端末と無線通信を行う処理と、
各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する処理と、
２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる処理と、
を、基地局を制御するコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２０１７−１４０１５５号（２０１７年７月１９日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、基地局、通信システム、通信制御方法、及び通信制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン等、携帯通信機器の普及に伴い、携帯通信網を介した通信量は、増大の一途をたどっている。しかし、基地局から短時間当たりに送信可能なパケット量は、限りがある。そのため、ターミナル駅等、混雑している場所において、一つの基地局に対して送信要求が集中した場合、基地局から送信可能なパケット量に対して、過剰なトラフィックが発生することは少なくない。そのような場合、スマートフォン等を使用するユーザの通信品質が劣化する。【０００３】
そこで、通信品質を確保するために、ＬＴＥ（Long Term Evolution）のような無線通信技術においては、例えば、プロポーショナルフェアネス方式が提案されている（非特許文献１）。プロポーショナルフェアネス方式は、端末自身の平均的な電波品質と比べ、相対的に電波品質が高い端末に対して、無線資源の割り当ての優先度を高く設定する方式である。それにより、プロポーショナルフェアネス方式は、無線資源の利用効率を改善するとともに、通信品質において端末間の公平性を確保できる。【０００４】
特許文献１においては、アプリケーションプログラム（以下、アプリケーションと呼ぶ）に要求される性能要件に応じて設定された、パケットの許容遅延に応じて、端末に対する無線資源の割り当て優先度を変更する技術が記載されている。特許文献１に記載された技術においては、アプリケーションに応じて、端末に対する無線資源の割り当て優先度を変更することで、アプリケーションに要求される通信品質を満たす可能性を向上できる。【０００５】
特許文献２においては、各端末から、アプリケーションに関連するパケットが格納された、パケットの伝送遅延に関する要求条件を取得し、要求条件に関する満足度を表す満足度関数の最小値を最大化するように、無線リソースの割り当てを行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０８６２１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０６３１６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“ワイヤレス・ブロードバンドＨＳＰＡ＋／ＬＴＥ／ＳＡＥ教科書”、服部武、藤岡雅宣編著、インプレスＲ＆Ｄ、インプレスコミュニケーションズ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
なお、上記先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。【０００９】
一般的には、スマートフォン等、携帯通信機器を利用する通信においては、ユーザは、待ち時間が所定の時間（例えば、３秒）を越えた場合、通信の完了を待ちきれなくなり、通信を中断する場合がある。そのため、所定の通信品質を満たす端末数の割合が減少すると、通信に対して不満を感じるユーザが増加する。【００１０】
非特許文献１に記載された技術では、基地局は、無線資源の利用効率と、各端末に対する無線資源割り当ての公平性を考慮して、各端末に対する無線資源の割り当てを実行する。しかし、非特許文献１に記載された技術では、各端末と基地局間の通信が、所定の通信品質を満たすか否かを考慮しない。そのため、混雑した場所等において、一つの基地局に対して送信要求が集中した場合、端末に対して割り当てられる無線資源量が不足するという事態に陥る場合がある。この場合、所定の通信品質を満たすことができず、所定の通信品質を満足する端末数が減少する。【００１１】
特許文献１に記載された技術では、基地局は、アプリケーションに要求される許容遅延に応じて、パケットの優先度を設定する。例えば、複数の端末が、同じアプリケーションを実行する場合、基地局は、複数の端末に対して、パケットの優先度として、同一の優先度を設定する。しかし、特許文献１に記載された技術においても、各端末と基地局間の通信が、所定の通信品質を満たすか否かを考慮しない。そのため、特許文献１に記載された技術においては、同じアプリケーションを実行する端末が、一様に、所定の通信品質を満たさない恐れがある。その結果、特許文献１に記載された技術においては、所定の通信品質を満足する端末数を増加させることができない恐れがある。【００１２】
また、端末の電波品質が極端に悪い場合には、その端末に無線資源を割り当てたとしても、所定の通信品質を満たさない可能性がある。しかし、特許文献２に記載された技術では、端末の電波品質が極端に悪い場合であっても、その端末に優先的に無線資源を割り当てる。また、特許文献２に記載された技術では、所定の通信品質を満たす端末であっても、無線資源を割り当てる。従って、特許文献２に記載された技術では、所定の通信品質を満足する端末数を増加させることができない恐れがある。【００１３】
そこで、本発明は、所定の通信品質を満足する端末数を増加させることに貢献する基地局、通信システム、通信制御方法、及び通信制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の視点によれば、基地局が提供される。前記基地局は、２以上の端末と無線通信を行う、パケット送受信部を備える。
さらに、前記基地局は、各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する、指標算出部を備える。
さらに、前記基地局は、２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる、無線資源割り当て部を備える。【００１５】
本発明の第２の視点によれば、通信システムが提供される。前記通信システムは、２以上の端末と、前記端末と通信する基地局と、を含んで構成される。
前記基地局は、２以上の前記端末と無線通信を行う、パケット送受信部を備える。
さらに、前記基地局は、各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する、指標算出部を備える。
さらに、前記基地局は、２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる、無線資源割り当て部を備える。【００１６】
本発明の第３の視点によれば、通信制御方法が提供される。前記通信制御方法は、２以上の端末と無線通信を行う工程を含む。
さらに、前記通信制御方法は、各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する工程を含む。
さらに、前記通信制御方法は、２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる工程を含む。
なお、本方法は、２以上の端末と通信を行う基地局という、特定の機械に結び付けられている。【００１７】
本発明の第４の視点によれば、プログラムが提供される。前記プログラムは、基地局を制御するコンピュータに実行させるプログラムである。前記プログラムは、２以上の端末と無線通信を行う処理を、前記コンピュータに実行させる。
さらに、前記プログラムは、前記端末の夫々に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する処理を、前記コンピュータに実行させる。
さらに、前記プログラムは、２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる処理を、前記コンピュータに実行させる。
なお、本プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント（non-transient）なものとすることができる。本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の各視点によれば、所定の通信品質を満足する端末数を増加させることに貢献する基地局、通信システム、通信制御方法、及び通信制御プログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態の概要を説明するための図である。
【図２】第１の実施形態に係る通信システム１の全体構成の一例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る基地局２０の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る基地局２０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図５】通信識別情報と、通信開始時刻とを対応付けた情報の一例を示す図である。
【図６】パケットを送信した時刻と、送信レートとを対応付けた情報の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る基地局２０の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る基地局２０の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係る基地局２０の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係る通信システム１ａの全体構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】通信情報の一例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態に係る基地局２１の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施形態に係る基地局２１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】第２の実施形態に係る基地局２１の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態に係る基地局２１の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
初めに、図１を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。また、各ブロック図のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。さらに、明示は省略するが、各ブロックの各接続線との接続部には、入力ポート及び出力ポートが各接続線の入力端及び出力端のそれぞれに存在する。入出力インターフェースも同様である。
【００２１】
上述の通り、所定の通信品質を満足する端末数を増加させることに貢献する基地局が望まれる。
【００２２】
そこで、一例として、図１に示す基地局１０００を提供する。基地局１０００は、パケット送受信部１００１と、指標算出部１００２と、無線資源割り当て部１００３とを備える。
【００２３】
パケット送受信部１００１は、２以上の端末と無線通信を行う。
【００２４】
指標算出部１００２は、各端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する。
【００２５】
無線資源割り当て部１００３は、２以上の端末に対応する、品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の端末に無線資源を割り当てる。例えば、無線資源割り当て部１００３は、２以上の端末に対応する、品質指標値の変化量の総和が最大となるように、少なくとも一の端末に無線資源を割り当ててもよい。なお、品質指標値の変化量とは、無線資源の割り当て前から無線資源の割り当て後において、品質指標値が変化する量を意味する。以下の説明では、品質指標値の変化量を品質指標差分とも呼ぶ。
【００２６】
基地局１０００は、品質指標差分を利用することで、例えば、電波品質が極端に悪く、所定の通信品質を満たす可能性が低い端末に対して、無線資源を割り当てることを防止することに貢献する。また、基地局１０００は、品質指標差分を利用することで、端末に対して、所定の通信品質を越えて、過剰に無線資源を割り当てることを防止することに貢献する。従って、基地局１０００は、所定の通信品質を満たす端末数を増加させることに貢献する。また、基地局１０００は、無線資源の利用効率を向上させることに貢献する。
【００２７】
［第１の実施形態］
第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る通信システム１の全体構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る通信システム１は、端末１０（１０−１、１０−２、１０−３）と、基地局２０と、サーバ装置３０と、ネットワーク４０とを含んで構成される。端末（１０−１、１０−２、１０−３）は、夫々、区別する必要がない場合には、端末１０と表記する。なお、図２は、３つの端末１０を示すが、これは、端末１０の数を３つに限定する趣旨ではない。本実施形態に係る通信システム１は、２又は４以上の端末１０を含んで構成されてもよい。
【００２９】
端末１０は、通信機能を備える移動体である。端末１０は、基地局２０を介してサーバ装置３０と通信する。端末１０は、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等、モバイル通信規格に準拠した無線通信を介して、基地局２０と通信する。
【００３０】
端末１０は、アプリケーションプログラム（以下、アプリケーションと呼ぶ）を含んで構成され、インターネット上に配置されたサーバ装置３０から、アプリケーションの動作に必要な情報を取得する。
【００３１】
基地局２０は、端末１０とサーバ装置３０間の通信を中継する。また、基地局２０は、ネットワーク４０を介して、サーバ装置３０と通信する。ネットワーク４０の通信方式は各種あるが、その詳細は問わない。
【００３２】
また、基地局２０は、サーバ装置３０から送信されたパケットを端末１０に転送する場合に、端末１０に対する無線資源の割り当てを制御する処理を行う。
【００３３】
例えば、ＬＴＥにおいては、基地局２０は、ＲＢ（Resource Block）を、どの端末１０に割り当てるかを決定する。そして、基地局２０は、ＲＢ毎に、端末１０宛に、パケットを送信する。なお、以下の説明では、基地局２０が端末１０に対して割り当てる無線資源の単位として、ＲＢを例示して説明する。ただし、これは、基地局２０が端末１０に対して割り当てる無線資源の単位を、ＲＢに限定する趣旨ではない。
【００３４】
サーバ装置３０は、端末１０に対してパケットを送信する。例えば、サーバ装置３０は、ＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）サーバであってもよい。例えば、サーバ装置３０がＨＴＴＰサーバである場合、サーバ装置３０は、端末１０からＧＥＴリクエストを受信し、受信したＧＥＴリクエストに対する応答として、該ＧＥＴリクエストに記述されたコンテンツを、端末１０に返信する。なお、以下の説明では、サーバ装置３０が、ＨＴＴＰサーバである場合を例示して説明する。ただし、これは、サーバ装置３０をＨＴＴＰサーバに限定する趣旨ではない。例えば、サーバ装置３０は、ＨＴＴＰＳ（Hypertext Transfer Protocol Secure）サーバ、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）サーバ、又は、他のプロトコルを用いて通信するサーバであってもよい。
【００３５】
図３は、本実施形態に係る基地局２０の内部構成の一例を示すブロック図である。基地局２０は、パケット送受信部２０１と、残余通信量算出部２０２と、通信時間算出部２０３と、送信レート算出部２０４と、端末数算出部２０５と、指標算出部２０６と、無線資源割り当て部２０７とを含んで構成される。
【００３６】
図４は、本実施形態に係る基地局２０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、図４は、基地局２０のハードウェア構成の一例であり、基地局２０のハードウェア構成を図４に示す構成に限定する趣旨ではない。
【００３７】
パケット送受信部２０１は、２以上の端末１０と無線通信を行う。図４に示すように、パケット送受信部２０１は、通信インターフェース２０１１と、プロセッサ２０１２と、メモリ２０１３とを用いて実現してもよい。
【００３８】
具体的には、パケット送受信部２０１は、無線通信を介して、端末１０からパケットを受信し、サーバ装置３０に対してパケットを転送する。また、パケット送受信部２０１は、無線通信を介して、サーバ装置３０からパケットを受信し、端末１０に対してパケットを転送する。
【００３９】
パケット送受信部２０１は、端末１０にパケットを送信する時、無線資源割り当て部２０７が割り当てた、無線資源を用いて、パケットを転送する。例えば、無線資源割り当て部２０７が、端末１０−１に無線資源（ＲＢ）を割り当てると決定した場合、パケット送受信部２０１は、当該無線資源（ＲＢ）を用いて、端末１０−１に対してパケットを送信する。無線資源割り当て部２０７の詳細は後述する。
【００４０】
残余通信量算出部２０２は、端末１０に対して送信予定であって未送信のパケット量を、残余通信量として算出する。図４に示すように、残余通信量算出部２０２は、通信インターフェース２０２１と、プロセッサ２０２２と、メモリ２０２３とを用いて実現してもよい。
【００４１】
残余通信量算出部２０２は、算出した残余通信量を、指標算出部２０６に通知する。さらに、残余通信量算出部２０２は、算出した残余通信量を、残余通信量算出部２０２のメモリ２０２３に格納する。ここで、残余通信量とは、基地局２０から端末１０に送信予定であって未送信のパケット量（パケットサイズ）を意味する。
【００４２】
残余通信量算出部２０２は、サーバ装置３０から送信されたパケットに含まれる、ＨＴＴＰヘッダに基づいて、残余通信量を算出してもよい。
【００４３】
例えば、残余通信量算出部２０２は、端末１０−１に対応する残余通信量を算出するとする。その場合、残余通信量算出部２０２は、サーバ装置３０から端末１０−１に送信されたパケットに含まれる、ＨＴＴＰレスポンスヘッダのＣｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドを参照する。ここで、サーバ装置３０から端末１０−１に送信されたパケットに含まれる、ＨＴＴＰレスポンスヘッダのＣｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドには、サーバ装置３０から端末１０−１に送信予定のパケット量が記載されている。そこで、残余通信量算出部２０２は、Ｃｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドに記載された値に基づいて、残余通信量を算出してもよい。
【００４４】
パケット送受信部２０１が端末１０に対してパケットを送信する度に、残余通信量算出部２０２は、パケット送受信部２０１が端末１０に対して送信したパケット量を、残余通信量から差し引くことで、残余通信量を更新する。なお、以下の説明では、パケット送受信部２０１が端末１０に対して送信したパケット量を、送信パケット量と呼ぶ。
【００４５】
また、残余通信量が０になる前に、基地局２０が、端末１０宛てのＨＴＴＰレスポンスヘッダを含むパケットを受信したとする。その場合、残余通信量算出部２０２は、当該ＨＴＴＰレスポンスヘッダのＣｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドを参照し、当該Ｃｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドに記載された値を、当該端末１０に対応する残余通信量に積算する。その結果、基地局２０が、２以上のＨＴＴＰセッションを用いて、パケットを送信する場合であっても、残余通信量算出部２０２は、正しい残余通信量を算出できる。
【００４６】
また、端末１０とサーバ装置３０間の通信が暗号化通信であり、残余通信量算出部２０２が、端末１０に対応する残余通信量を求めることが困難である場合がある。その場合、残余通信量算出部２０２は、過去の通信量の分布に基づいて、残余通信量の予測値を算出してもよい。例えば、残余通信量算出部２０２は、端末１０に対応する、過去の通信量の分布と、通信開始後に送信した送信パケット量とに基づいて、残余通信量の確率分布を算出してもよい。そして、残余通信量算出部２０２は、残余通信量の確率分布に基づいて、残余通信量の予測値を算出してもよい。そして、残余通信量算出部２０２は、残余通信量の予測値を、指標算出部２０６に通知してもよい。
【００４７】
なお、残余通信量算出部２０２が、残余通信量の予測値を算出する場合、所定の期間、対象の端末１０とサーバ装置３０間において通信を行った実績があることが好ましい。そこで、残余通信量算出部２０２は、サーバ装置３０と基地局２０間の通信回数に基づいて、残余通信量の予測値を算出できるか否かを判断してもよい。サーバ装置３０と基地局２０間の通信回数が、所定の回数を越える場合、残余通信量算出部２０２は、残余通信量の予測値を算出できると判断する。一方、サーバ装置３０と基地局２０間の通信回数が、所定の回数以下である場合、残余通信量算出部２０２は、残余通信量の予測値を算出できないと判断する。
【００４８】
通信時間算出部２０３は、端末１０との通信が開始してから経過した時間を、通信時間として算出する。図４に示すように、通信時間算出部２０３は、通信インターフェース２０３１と、プロセッサ２０３２と、メモリ２０３３とを用いて実現してもよい。
【００４９】
具体的には、通信時間算出部２０３は、基地局２０から端末１０に対してパケットの送信を開始してから経過した時間を、通信時間として算出する。また、通信時間算出部２０３は、算出した通信時間を指標算出部２０６に通知する。
【００５０】
さらに、通信時間算出部２０３は、現在時刻と、端末１０と基地局２０間の通信開始時刻との差分を、該端末１０と基地局２０間の通信時間として算出する。
【００５１】
例えば、通信時間算出部２０３は、基地局２０が端末１０宛てのパケットの送信を開始した時刻を、該端末１０と基地局２０間の通信開始時刻として決定してもよい。具体的には、通信時間算出部２０３は、端末１０の残余通信量が０である状態から０より大きい値に変化した時刻を、該端末１０と基地局２０間の通信開始時刻として決定してもよい。
【００５２】
または、端末１０の残余通信量が０である状態が、所定の時間（例えば、３００ミリ秒）を越えて継続した後、残余通信量が０より大きくなったとする。その場合、通信時間算出部２０３は、残余通信量が０より大きくなった時刻を、通信開始時刻として決定してもよい。
【００５３】
また、端末１０の残余通信量が０である状態が、所定の時間以下、継続した後、残余通信量が０より大きくなったとする。通信時間算出部２０３は、直前の通信に対応する通信開始時刻を、新たな通信の通信開始時刻として決定してもよい。なお、通信開始時間を決定する方法は各種あるが、その詳細は問わない。
【００５４】
例えば、サーバ装置３０がＷｅｂページを提供するとする。そして、端末１０が、サーバ装置３０が提供するＷｅｂページにアクセスするとする。その場合、端末１０は、ＨＴＭＬ（Hypertext Markup Language）形式のパケットをサーバ装置３０からダウンロードし、ダウンロードしたパケットの内容に基づいて、該パケットに関連するコンテンツのダウンロードを開始する。その場合、端末１０がＨＴＭＬ形式のパケットのダウンロードを終了後、関連コンテンツをダウンロードする前の時点では、該端末１０の残余通信量は０になる。
【００５５】
ここで、端末１０がＨＴＭＬ形式のパケットのダウンロードを終了後、関連コンテンツのダウンロードを開始するまでの時間が、所定の時間以下であるとする。その場合、通信時間算出部２０３は、ＨＴＭＬ形式のパケットをダウンロードする処理（通信処理）の通信開始時刻を、関連コンテンツをダウンロードする処理（通信処理）の通信開始時刻として決定してもよい。そうすることで、基地局２０は、ＨＴＭＬ形式のパケットをダウンロードする処理（通信処理）と、関連コンテンツをダウンロードする処理（通信処理）とを、一連の処理（一連の通信処理）であるものとして判断してもよい。
【００５６】
通信時間算出部２０３は、決定した通信開始時刻を、通信時間算出部２０３のメモリ２０３３に格納する。通信時間算出部２０３は、端末１０を識別する情報（以下、端末識別情報と呼ぶ）と、通信開始時刻とを対応付けた情報を、通信時間算出部２０３のメモリ２０３３に格納してもよい。例えば、通信時間算出部２０３は、端末識別情報と、通信開始時刻とを対応付けた情報を、テーブル形式で、通信時間算出部２０３のメモリ２０３３に格納してもよい。
【００５７】
端末識別情報は、端末１０のＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ＲＮＴＩ（Radio Network Temporary Identifier）等であってもよい。つまり、通信時間算出部２０３は、端末１０のＭＡＣアドレスと、通信開始時刻とを対応付けた情報を、通信時間算出部２０３のメモリ２０３３に格納してもよい。
【００５８】
または、通信時間算出部２０３は、端末１０のＩＰアドレスと、通信開始時刻とを対応付けた情報を、通信時間算出部２０３のメモリ２０３３に格納してもよい。または、通信時間算出部２０３は、端末１０のＲＮＴＩと、通信開始時刻とを対応付けた情報を、通信時間算出部２０３のメモリ２０３３に格納してもよい。
【００５９】
図５は、通信識別情報と、通信開始時刻とを対応付けた情報の一例を示す図である。例えば、図５の１行目（タイトル行は０行目とする）は、端末識別情報「１」に対応する端末１０と基地局２０間の通信開始時刻が、１３時１１分３４．３１９秒（「１３：１１：３４．３１９」）であることを示す。図５の２行目は、端末識別情報「２」に対応する端末１０と基地局２０間の通信開始時刻が、１３時１１分１２．９８４秒（「１３：１１：１２．９８４」）であることを示す。図５の３行目は、端末識別情報「３」に対応する端末１０と基地局２０間の通信開始時刻が、１３時１０分５２．５３２秒（「１３：１０：５２．５３２」）であることを示す。
【００６０】
例えば、現在時刻が、１３時１１分３５．７５８秒（「１３：１１：３５．７５８」）であるとする。その場合、図５に示す端末識別情報「１」に対応する端末１０に関して、通信時間算出部２０３は、１．４３９秒（＝１３時１１分３５．７５８秒−１３時１１分３４．３１９秒）を、通信時間として算出する。
【００６１】
送信レート算出部２０４は、端末１０に対して、無線資源の単位量当たりに送信可能なパケット量を、送信レートとして算出する。図４に示すように、送信レート算出部２０４は、通信インターフェース２０４１と、プロセッサ２０４２と、メモリ２０４３とを用いて実現してもよい。
【００６２】
例えば、ＬＴＥにおいては、送信レート算出部２０４は、端末１０に対して、ＲＢ１つ当たりに送信可能なパケット量を、該端末１０に対応する送信レートとして算出する。以下、無線資源の基準となる単位量を、単位無線資源と呼ぶ。また、以下、単位無線資源を基準とする無線資源の数を、無線資源数と呼ぶ。
【００６３】
送信レート算出部２０４は、算出した送信レートを、指標算出部２０６に通知する。パケット送受信部２０１は、送信レート算出部２０４が算出した送信レートに基づいて、端末１０に対して、パケットを送信する。
【００６４】
無線通信においては、端末１０が電波を受信する時の受信品質（以下、受信電波品質と呼ぶ）に応じて、基地局２０が、単位無線資源を用いて、端末１０に対して送信可能なパケット量は異なる。つまり、無線通信においては、端末１０の受信電波品質に応じて、該端末１０に対応する送信レートは異なる。
【００６５】
以下、送信レート算出部２０４が送信レートを算出する処理の一例について説明する。
【００６６】
送信レート算出部２０４は、端末１０毎に、過去の送信レートの実績値に基づいて、送信レートを算出してもよい。具体的には、以下の数１を用いて、端末１０毎に、現在時刻ｔｋにおける、送信レートｒを算出してもよい。ここで、以下の数１において、ｒｉは、時刻ｔｉにおける送信レートを表すものとする（ｉ、ｋ、ｎ：整数、ｉ＜ｎ＜ｋ、ｔｉ＜ｔｋ、ｔｉ−１＜ｔｉ）。つまり、ｒｉは、過去の送信レートを表すものとする。また、以下の数１において、ｎは、移動平均を行う区間（例えば、ｎ＝３）を表すものとする。
【００６７】
［数１］
2019017402.tif 000003
【００６８】
つまり、送信レート算出部２０４は、上記の数１に示すように、過去の送信レートの移動平均を、現在時刻ｔｋの送信レートｒとして算出してもよい。例えば、時刻ｔｉと、時刻ｔｉ−１との時間差は、１ｍｓ（millisecond）であってもよい。
【００６９】
送信レート算出部２０４は、パケットを送信した時刻と、当該パケットを送信した時の送信レートとを対応付けた情報を、送信レート算出部２０４のメモリ２０４３に格納する。具体的には、送信レート算出部２０４は、パケットを送信した時刻と、当該パケットを送信した時の送信レートとを対応付けた情報を、テーブル形式で、送信レート算出部２０４のメモリ２０４３に格納してもよい。
【００７０】
図６は、パケットを送信した時刻と、当該パケットを送信した時の送信レートとを対応付けた情報の一例を示す図である。具体的には、図６は、時刻ｔｉ−１、時刻ｔｉ−２、時刻ｔｉ−３（ｉ：整数、ｔｉ−３＜ｔｉ−２＜ｔｉ−１）にパケットを送信した時の送信レートを示す。例えば、図６の１行目（タイトル行は０行目とする）は、時刻ｔｉ−１に、端末１０に、基地局２０がパケットを送信した時の送信レートが、３０バイト／ＲＢであったことを示す。
【００７１】
端末１０の受信電波品質の変動に応じて、基地局２０から端末１０に対する、パケットの送信レートは時々刻々と変化する。しかし、送信レート算出部２０４は、過去の送信レートの移動平均に基づいて、現在時刻における送信レートを算出することで、現在時刻ｔｉにおける適切な送信レートを算出できる。
【００７２】
または、送信レート算出部２０４は、過去の送信レートの指数移動平均に基づいて、現在時刻における送信レートを算出してもよい。
【００７３】
または、送信レート算出部２０４は、端末１０と基地局２０間の直近の通信における送信レートに基づいて、現在時刻における送信レートを算出してもよい。
【００７４】
あるいは、基地局２０が、端末１０の受信電波品質を示す情報（以下、受信電波品質指標と呼ぶ）を受信した場合、送信レート算出部２０４は、受信した受信電波品質指標に基づいて、現在時刻の送信レートを算出してもよい。例えば、基地局が、端末１０からＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を受信した場合、送信レート算出部２０４は、受信したＣＱＩに基づいて、該端末１０に対応する送信レートを算出してもよい。なお、上記の送信レートの算出方法は一例であり、送信レートの算出方法を上記の方法に限定する趣旨ではない。
【００７５】
端末数算出部２０５は、基地局２０と通信中である、端末の数（以下、通信端末数と呼ぶ）を算出する。図４に示すように、端末数算出部２０５は、通信インターフェース２０５１と、プロセッサ２０５２と、メモリ２０５３とを用いて実現してもよい。
【００７６】
端末数算出部２０５は、算出した通信端末数を指標算出部２０６に通知する。端末数算出部２０５は、算出した通信端末数を、端末数算出部２０５のメモリ２０５３に格納する。
【００７７】
例えば、端末数算出部２０５は、パケット送受信部２０１が保有するパケットを参照し、該パケットの宛先及び／又は送信元に対応する、端末の数に基づいて、通信端末数を算出してもよい。
【００７８】
または、端末数算出部２０５は、残余通信量算出部２０２が算出した、各端末１０に対する残余通信量を利用して、通信端末数を算出してもよい。具体的には、端末数算出部２０５は、残余通信量が０を越える、端末の数を、通信端末数として算出してもよい。
【００７９】
また、端末数算出部２０５は、上記の方法を用いて算出した通信端末数に関して、過去の所定の回数分の平均値を算出し、算出した平均値を、通信端末数として決定してもよい。通信端末数は、時々刻々と変化する。そのため、端末数算出部２０５は、平均をとることで、通信端末数の変動を抑制して、通信端末数を算出できる。
【００８０】
指標算出部２０６は、各端末１０に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する。図４に示すように、指標算出部２０６は、通信インターフェース２０６１と、プロセッサ２０６２と、メモリ２０６３とを用いて実現してもよい。
【００８１】
具体的には、指標算出部２０６は、各端末１０に対応する、残余通信量と、通信時間と、送信レートと、通信端末数とに基づいて、各端末１０に対応する品質指標値を算出する。
【００８２】
上記の通り、残余通信量算出部２０２は、算出した残余通信量を、指標算出部２０６に通知する。通信時間算出部２０３は、算出した通信時間を、指標算出部２０６に通知する。送信レート算出部２０４は、算出した送信レートを、指標算出部２０６に通知する。端末数算出部２０５は、算出した通信端末数を、指標算出部２０６に通知する。指標算出部２０６は、通知された残余通信量と、通信時間と、送信レートと、通信端末数とに基づいて、品質指標値を算出する。
【００８３】
また、上記の通り、品質指標値は、所定の通信品質を満たす確率を示す。つまり、品質指標値は、値が大きくなるほど、端末１０と基地局２０間の通信が所定の通信品質を満たす可能性が向上することを示す。以下の説明において、品質指標値は、０から１の間を取る値であるものとする。
【００８４】
例えば、所定の時間内（例えば、３秒以内）に、端末１０と基地局２０間の通信が終了する場合、端末１０と基地局２０間の通信が所定の通信品質を満たすものとしてもよい。ここで、基地局２０が、端末１０と基地局２０間の通信を許容する時間内に、残余通信量分のパケットを端末１０に送信可能である場合、所定の時間内に、端末１０と基地局２０間の通信が終了するものとする。
【００８５】
一方、基地局２０が、端末１０と基地局２０間の通信を許容する時間内に、残余通信量分のパケットを端末１０に送信可能ではない場合、所定の時間内に、端末１０と基地局２０間の通信が終了できないものとする。なお、以下の説明においては、端末１０と基地局２０間の通信を許容する時間を、該端末１０に対応する残余通信時間と呼ぶ。
【００８６】
または、送信レートや通信遅延等から推定したＭＯＳ（Mean Opinion Score）が所定の閾値を越える場合、端末１０と基地局２０間の通信が所定の通信品質を満たすものとしてもよい。指標算出部２０６は、端末１０と基地局２０間の通信が所定の通信品質を満たすか否かを、ＭＯＳに基づいて判断することで、ユーザの体感を反映した通信品質を評価することができる。なお、これは、通信品質の判断方法の一例であり、通信品質の判断方法を限定する趣旨ではない。
【００８７】
基地局２０が、受信電波品質が極端に悪い端末１０に対して、無線資源を割り当てたとしても、該端末１０と基地局２０間の通信品質は向上しない。つまり、受信電波品質が極端に悪い端末１０に関しては、該端末１０と基地局２０間の通信が、所定の通信品質を満たし得ない可能性がある。そこで、指標算出部２０６は、所定の通信品質を満たす可能性が小さくなるほど、端末１０に対して無線資源を割り当てた場合における、該端末１０に対応する品質指標値の増加量が小さくなるように、品質指標値を算出する。
【００８８】
また、端末１０と基地局２０間の通信が、所定の通信品質を満たす可能性が十分に高い場合、基地局２０が、該端末１０に対して割り当てられる無線資源の増減による、該端末１０と基地局２０間の通信が、所定の通信品質を満たす可能性に対する変化量は微小になる。そこで、指標算出部２０６は、所定の通信品質を満たす可能性が小さくなるほど、端末１０に対して無線資源を割り当てた場合における、該端末１０に対応する品質指標値の増加量が小さくなるように、品質指標値を算出する。
【００８９】
以下、品質指標値の算出方法について詳細に説明する。なお、以下の説明では、所定の時間内（例えば、３秒以内）に、端末１０と基地局２０間の通信が終了する場合、端末１０と基地局２０間の通信が所定の通信品質を満たすものとする。つまり、以下の説明では、基地局２０と端末１０間において、通信が開始した後、所定の期限（以下、通信終了期限と呼ぶ）までに通信が終了する場合、端末１０と基地局２０間の通信が所定の通信品質を満たすものとする。
【００９０】
指標算出部２０６は、残余通信時間を算出する。具体的には、指標算出部２０６は、通信開始時刻から通信時間が経過した後の時刻と、通信終了期限との差分を、残余通信時間として算出する。指標算出部２０６は、端末１０毎に、残余通信時間を算出するものとする。
【００９１】
指標算出部２０６は、残余通信時間内に、基地局２０から端末１０に対して送信可能なパケット量ｄを算出する。
【００９２】
例えば、指標算出部２０６は、基地局２０から端末１０−ｋ（ｋ：１以上の自然数）に対して残余通信時間内に送信可能なパケット量ｄｋを算出するとする。その場合、指標算出部２０６は、残余通信時間に割り当てられた無線資源数ＮＲと、端末１０―ｋにパケットを送信する際の送信レートＲと、基地局２０に接続する端末数ＮＴとに基づいて、端末１０−ｋに対して残余通信時間内に送信可能なパケット量ｄｋを算出する。
【００９３】
具体的には、指標算出部２０６は、端末１０−ｋに対して残余通信時間内に送信可能なパケット量ｄｋ＝ＮＲＲ／ＮＴを算出する。
【００９４】
さらに、指標算出部２０６は、余剰無線資源数を算出する。具体的には、以下の数２を用いて、指標算出部２０６は、端末１０−ｋに対応する余剰無線資源数ＮSを算出する。
【００９５】
［数２］
2019017402.tif 000004
【００９６】
余剰無線資源数ＮSは、残余通信時間内に送信可能なパケット量ｄｋのうち、残余通信量Ｄに対して余剰な無線資源の数である。
【００９７】
端末１０−ｋに関して、余剰無線資源数ＮSが大きいほど、通信終了期限までに、端末１０−ｋと基地局２０間の通信が終了している可能性が向上する。そこで、指標算出部２０６は、端末１０−ｋに対応する余剰無線資源数ＮSが大きいほど、端末１０−ｋに対応する品質指標値が高くなるように、品質指標値を算出する。
【００９８】
ただし、余剰無線資源数ＮSが過度に多い場合には、余剰無線資源数ＮSが異なっても、通信終了期限までに、端末１０−ｋと基地局２０間の通信が終了している可能性は大きく変化しない（即ち、飽和する）。同様に、余剰無線資源数ＮSが過度に少ない場合には、余剰無線資源数ＮSが異なっても、通信終了期限までに、端末１０−ｋと基地局２０間の通信が終了している可能性は大きく変化しない（即ち、飽和する）。そのため、余剰無線資源数ＮSが所定の範囲外である場合、指標算出部２０６は、所定の値を、品質指標値として算出してもよい。
【００９９】
例えば、指標算出部２０６は、以下の数３を用いて、端末１０−ｋに対応する品質指標値Ｉｋを算出してもよい。以下の数３において、Ｃは定数とする。
【０１００】
［数３］
2019017402.tif 000005
【０１０１】
なお、上記の数３は一例であり、品質指標値の算出方法を限定する趣旨ではない。例えば、指標算出部２０６は、シグモイド関数、ｔａｎｈ関数等を用いて、品質指標値を算出してもよい。
【０１０２】
無線資源割り当て部２０７は、指標算出部２０６が算出した、端末１０毎の品質指標値に基づいて、端末１０に無線資源を割り当てる。
【０１０３】
具体的には、指標算出部２０６は、端末１０毎に、無線資源を割り当てた場合における、品質指標差分を算出する。例えば、指標算出部２０６は、以下の数４を用いて、端末１０−ｋ（ｋ：１以上の自然数）に対応する品質指標差分ΔＩｋを算出してもよい。以下の数４において、Ｃは定数とする。なお、以下の数４は一例であり、品質指標差分の算出方法を限定する趣旨ではない。
［数４］
2019017402.tif 000006
【０１０４】
無線資源割り当て部２０７は、２以上の端末１０に対応する、品質指標差分に基づいて、少なくとも一の端末１０に無線資源を割り当てる。図４に示すように、無線資源割り当て部２０７は、通信インターフェース２０７１と、プロセッサ２０７２と、メモリ２０７３とを用いて実現してもよい。
【０１０５】
具体的には、無線資源割り当て部２０７は、品質指標差分が所定の条件（以下、第１の条件と呼ぶ）を満たす端末１０に、無線資源を割り当てることを決定する。そして、無線資源割り当て部２０７は、無線資源を割り当てる対象となる、端末１０に、パケットを送信する。
【０１０６】
例えば、無線資源割り当て部２０７は、２以上の対象端末のうち、品質指標差分が相対的に最大の端末１０に、無線資源を割り当てることを決定してもよい。なお、これは、無線資源を割り当てる対象となる、端末１０を決定する基準の一例であり、無線資源を割り当てる対象となる、端末１０を決定する基準を限定する趣旨ではない。無線資源割り当て部２０７は、品質指標差分を用いていれば、他の基準に基づいて、無線資源を割り当てる対象とする、端末１０を決定してもよい。
【０１０７】
また、２以上の端末１０に対応する品質指標差分が、第１の条件を満たすとする。その場合、無線資源割り当て部２０７は、第１の条件を満たす端末１０のうち、第２の条件を満たす端末１０に、無線資源を割り当てることを決定してもよい。
【０１０８】
例えば、無線資源割り当て部２０７は、第１の条件を満たす端末１０のうち、通信開始時刻が相対的に最も古い端末１０に、無線資源を割り当てることを決定してもよい。これにより、通信が完了するまでの時間を平準化することができる。
【０１０９】
ここで、端末１０−１に対応する品質指標差分が１である、と指標算出部２０６が算出したとする。また、端末１０−２、１０−３に対応する品質指標差分が０である、と指標算出部２０６が算出したとする。そして、無線資源割り当て部２０７は、２以上の対象端末のうち、品質指標差分が相対的に最大の端末１０に、無線資源を割り当てるとする。その場合、無線資源割り当て部２０７は、端末１０−１に無線資源を割り当てることを決定する。
【０１１０】
端末１０とサーバ装置３０間の通信が暗号化通信である場合に、基地局２０が、残余通信量の予測値に基づいて、品質指標値の期待値を算出したとする。その場合、基地局２０は、算出した品質指標値の期待値を利用して、無線資源を割り当てる対象とする端末１０を決定してもよい。その結果、基地局２０は、端末１０とサーバ装置３０間の通信が暗号化通信である場合であっても、所定の通信品質を満たす端末数を増加させることに貢献する。
【０１１１】
また、無線資源割り当て部２０７は、通信量算出部が残余通信量の予測値を算出できない場合、残余通信量の予測値を算出できない端末１０に、優先的に、無線資源を割り当ててもよい。無線資源割り当て部２０７が、残余通信量の予測値を算出できない端末１０に、優先的に、無線資源を割り当てることで、基地局２０は、早期に予測に必要な情報を収集することができるようになる。
【０１１２】
次に、図７、図８、図９を参照しながら、本実施形態に係る基地局２０の動作について説明する。
【０１１３】
図７は、基地局２０が、サーバ装置３０から端末１０宛てのパケットを受信した際の処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、基地局２０が、サーバ装置３０から端末１０−１宛てのパケットを受信した場合を例示して説明する。
【０１１４】
ステップＳ１００１において、パケット送受信部２０１は、サーバ装置３０からパケットを受信する。具体的には、パケット送受信部２０１は、サーバ装置３０から端末１０−１宛てのパケットを受信する。
【０１１５】
ステップＳ１００２において、受信したパケットがＨＴＴＰヘッダを含むか否かを、残余通信量算出部２０２は判断する。受信したパケットがＨＴＴＰヘッダを含む場合（ステップＳ１００２のＹｅｓ分岐）には、ステップＳ１００３に遷移する。一方、受信したパケットがＨＴＴＰヘッダを含まない場合（ステップＳ１００２のＮｏ分岐）には、ステップＳ１００６に遷移する。
【０１１６】
ステップＳ１００３において、残余通信量算出部２０２は、受信したパケットの宛先の端末１０−１に対応する、残余通信量を更新する（ステップＳ１００３）。具体的には、残余通信量算出部２０２は、受信したパケットに含まれる、ＨＴＴＰヘッダのＣｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドを参照する。そして、残余通信量算出部２０２は、残余通信量算出部２０２が記憶する、端末１０−１の残余通信量に、参照したＣｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドの値を積算する。
【０１１７】
例えば、端末１０−１の残用通信量が１３００であるとする。また、受信したパケットに含まれる、ＨＴＴＰヘッダのＣｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドの値が、５６００であるとする。その場合、残余通信量算出部２０２は、端末１０−１の残余通信量が６９００（＝１３００＋５６００）であると算出する。
【０１１８】
ステップＳ１００４において、受信したパケットの宛先の端末１０−１に対応する、残余通信量が０であるか否かを、残余通信量算出部２０２は判断する。受信したパケットの宛先の端末１０−１に対応する、残余通信量が０である場合（ステップＳ１００４のＹｅｓ分岐）には、ステップＳ１００５に遷移する。一方、受信したパケットの宛先の端末１０−１に対応する、残余通信量が０ではない場合（ステップＳ１００４のＮｏ分岐）には、ステップＳ１００６に遷移する。
【０１１９】
ステップＳ１００５において、通信時間算出部２０３は、受信したパケットの宛先の端末１０−１と基地局２０間の通信開始時刻を更新する。具体的には、通信時間算出部２０３は、現在時刻を、通信開始時刻として決定する。
【０１２０】
例えば、現在時刻が、１３時１１分３４．３１９秒であるとする。その場合、通信時間算出部２０３は、端末１０−１と基地局２０間の通信開始時刻を、１３時１１分３４．３１９秒に決定する。そして、通信時間算出部２０３は、決定した通信開始時刻を、通信時間算出部２０３のメモリ２０３３に格納する。例えば、通信時間算出部２０３は、端末１０−１の端末識別情報と、通信開始時刻とを対応付けた情報を、通信時間算出部２０３のメモリ２０３３に格納してもよい。
【０１２１】
ステップＳ１００６において、通信時間算出部２０３は、受信したパケットを、パケット送受信部２０１に渡す。パケット送受信部２０１は、端末１０−１に対して、無線資源の割り当てがなされるまで、受信したパケットを保持する。
【０１２２】
図８は、基地局２０が、受信したパケットを端末１０に送信する際の処理の一例を示すフローチャートである。
【０１２３】
ステップＳ１１０１において、無線資源割り当て部２０７は、無線資源を割り当てる対象とする、端末１０を決定する。なお、無線資源を割り当てる対象とする、端末１０を決定する処理の詳細は、後述する。以下の説明では、無線資源割り当て部２０７が、端末１０−１を、無線資源を割り当てる対象として決定した場合を例示して説明する。
【０１２４】
ステップＳ１１０２において、無線資源割り当て部２０７は、決定した端末１０に、無線資源を割り当てる。具体的には、無線資源割り当て部２０７は、端末１０−１に、無線資源を割り当てる。
【０１２５】
ステップＳ１１０３において、パケット送受信部２０１は、決定した端末１０−１に、無線通信を介して、パケットを送信する。パケット送受信部２０１は、端末１０−１にパケットを送信した場合、端末１０−１に対する送信パケット量を、残余通信量算出部２０２に通知する。
【０１２６】
ステップＳ１１０４において、残余通信量算出部２０２は、決定した端末１０−１に対応する、残余通信量を更新する。具体的には、残余通信量算出部２０２は、端末１０−１に対する送信パケット量に基づいて、端末１０−１の残余通信量を算出する。例えば、残余通信量算出部２０２は、パケットを送信前の残余通信量から、送信パケット量を引いた値を、パケットを送信後の残余通信量として算出する。
【０１２７】
また、残余通信量算出部２０２は、端末１０−１に割り当てた無線資源数と、送信パケット量とを、送信レート算出部２０４に通知する。
【０１２８】
ここで、端末１０−１の残余通信量が５６３０バイトであるとする。また、端末１０−１に対する送信パケット量が、１５００バイトであるとする。その場合、残余通信量算出部２０２は、パケットを送信前の残余通信量（即ち、５６３０バイト）から、送信パケット量（即ち、１５００バイト）を引いた値（即ち、４１３０バイト）を、パケットを送信後の残余通信量として算出する。
【０１２９】
ステップＳ１１０５において、送信レート算出部２０４は、決定した端末１０−１に対応する、送信レートを更新する。具体的には、送信レート算出部２０４は、端末１０−１に割り当てた無線資源と、端末１０−１に対する送信パケット量とに基づいて、端末１０−１に対応する、送信レートを更新する。例えば、送信レート算出部２０４は、送信パケット量を、端末１０−１に割り当てた無線資源数で割った値を、端末１０−１に対応する送信レートとして算出する。
【０１３０】
ここで、単位無線資源がＲＢである場合に、端末１０−１に割り当てた無線資源数が、５０であるとする。つまり、無線資源として、端末１０−１に割り当てられたＲＢの数が、５０であるとする。その場合、送信レート算出部２０４は、送信パケット量（即ち、１５００バイト）を、端末１０−１に割り当てた無線資源数（即ち、ＲＢの数が５０）で割った値（１５００／５０＝３０）を、端末１０−１に対応する送信レートとして算出する。
【０１３１】
図９は、品質指標値を算出する処理の一例を示すフローチャートである。基地局２０は、端末１０に対して、無線資源を割り当てる度に、図９に示す処理を実行するものとする。例えば、基地局２０と端末１０とが、ＬＴＥを介して通信するとする。その場合、基地局２０は、ＴＴＩ（Transmission Time Interval）毎に、図９に示す処理を実行するものとする。
【０１３２】
ステップＳ１２０１において、パケット送受信部２０１は、未送信のパケットの宛先に対応する端末１０を、対象端末として特定する。つまり、パケット送受信部２０１は、保持するパケットのうち、そのパケットの宛先に対応する端末１０を、対象端末として決定する。ここで、パケット送受信部２０１は、１又は２以上の端末１０を、対象端末として決定してもよい。なお、以下の説明では、パケット送受信部２０１が、対象端末として、端末１０−１、１０−２、１０−３を特定した場合を例示して説明する。
【０１３３】
ステップＳ１２０２において、全ての対象端末に関して、品質指標差分を算出したか否かを、指標算出部２０６は判断する。具体的には、全ての対象端末に関して、対象端末に無線資源を割り当てた場合における、各対象端末の品質指標差分を算出したか否かを、指標算出部２０６は判断する。
【０１３４】
指標算出部２０６が、全ての対象端末に関して、品質指標差分を算出した場合（ステップＳ１２０２のＹｅｓ分岐）には、ステップＳ１２０９に遷移する。一方、指標算出部２０６が、全ての対象端末に関して、品質指標差分を算出していない場合（ステップＳ１２０２のＮｏ分岐）には、ステップＳ１２０３に遷移する。
【０１３５】
ステップＳ１２０３において、指標算出部２０６は、品質指標値を算出する、対象となる端末１０を選択する。具体的には、指標算出部２０６は、品質指標値を算出していない、１又は２以上の端末１０の中から、１つの端末１０を選択する。以下の説明では、指標算出部２０６は、端末１０−１を選択した場合を例示して説明する。
【０１３６】
ステップＳ１２０４において、残余通信量算出部２０２は、選択した端末１０−１に対応する、残余通信量を算出する。具体的には、残余通信量算出部２０２は、端末１０−１に対応する、残余通信量を算出する。そして、残余通信量算出部２０２は、算出した残余通信量を、指標算出部２０６に通知する。
【０１３７】
ステップＳ１２０５において、通信時間算出部２０３は、選択した端末１０−１に対応する、通信時間を算出する。具体的には、通信時間算出部２０３は、端末１０−１と基地局２０間の通信開始時刻を、通信時間算出部２０３のメモリ２０３３から取得する。さらに、通信時間算出部２０３は、現在時刻を取得する。通信時間算出部２０３は、取得した現在時刻と通信開始時刻との差分を、端末１０−１に対応する通信時間として算出する。そして、通信時間算出部２０３は、算出した通信時間を、指標算出部２０６に通知する。
【０１３８】
例えば、端末１０−１と基地局２０間の通信開始時刻が、１３時１１分３４．３１９秒であるとする。また、現在時刻が、１３時１１分３５．６５７秒であるとする。その場合、通信時間算出部２０３は、取得した現在時刻と通信開始時刻との差分（１３時１１分３５．６５７秒―１３時１１分３４．３１９秒＝１．３３８秒）を、端末１０−１に対応する通信時間として算出する。
【０１３９】
ステップＳ１２０６において、送信レート算出部２０４は、選択した端末に対応する、送信レートを算出する。具体的には、送信レート算出部２０４は、送信レート算出部２０４のメモリ２０４３から、端末１０−１に対応する、過去の送信レートの実績値を抽出する。送信レート算出部２０４は、端末１０−１に対応する、過去の送信レートの実績値に基づいて、現在時刻における送信レートを算出する。そして、送信レート算出部２０４は、算出した送信レートを、指標算出部２０６に通知する。
【０１４０】
ステップＳ１２０７において、端末数算出部２０５は、基地局と通信中の端末数を、通信端末数として算出する。そして、端末数算出部２０５は、算出した通信端末数を、指標算出部２０６に通知する。
【０１４１】
ステップＳ１２０８において、指標算出部２０６は、選択した端末１０−１に対応する、品質指標差分を算出する。具体的には、指標算出部２０６は、端末１０−１に対応する、余剰無線資源数を算出する。そして、指標算出部２０６は、算出した余剰無線資源数を用いて、品質指標値を算出する。そして、指標算出部２０６は、端末１０−１に対応する品質指標差分を算出する。そして、ステップＳ１２０２に戻り、処理を継続する。
【０１４２】
例えば、端末１０−１に対応する残余通信量が４１１キロバイトである、と残余通信量算出部２０２が算出したとする。さらに、端末１０−１と基地局２０間の通信時間が、１．３３８秒である、と通信時間算出部２０３が算出したとする。さらに、送信レート算出部２０４は、過去３回の送信レートの実績値に基づいて、現在時刻における送信レートを、３０バイト／ＲＢと算出したとする。さらに、通信端末数が３である、と端末数算出部２０５が算出したとする。
【０１４３】
さらに、通信終了期限が３秒であるとする。また、通信時間が１．３３８秒であるとする。また、単位無線資源を、１ＲＢであるとする。また、１ミリ秒あたりの無線資源の数を、５０ＲＢであるとする。その場合に、指標算出部２０６が、上記の数２を用いて、余剰無線資源数を算出するとする。その場合、指標算出部２０６は、残余通信時間が１．６６２秒（＝３−１．３３８）であると算出する。そして、指標算出部２０６は、無線資源数ＮＲが８３１００（＝１．６６２×１０００×５０）であると算出する。さらに、指標算出部２０６は、上記の数２を用いて、余剰無線資源数ＮSが１４０００（＝（８３１００×３０／３―４１１×１０００）／３０）であると算出する。
【０１４４】
また、指標算出部２０６が、上記の数３を用いて、品質指標値を算出するとする。ここで、上記の数３、数４における、定数Ｃが３００００であるとする。その場合、定数Ｃ＞＝余剰無線資源数ＮSである。そのため、指標算出部２０６は、上記の数３を用いて、端末１０−１に対応する品質指標値Ｉ１が１であると算出する。さらに、指標算出部２０６は、上記の数４を用いて、端末１０−１に対応する品質指標差分が１であると算出する。
【０１４５】
指標算出部２０６が、端末１０−１に対応する、品質指標差分を算出した場合、ステップＳ１２０２に戻り、処理を継続する。具体的には、基地局２０は、端末１０−２、端末１０−３に対応する品質指標差分を算出する。
【０１４６】
指標算出部２０６が、全ての対象端末（例えば、端末１０−１、端末１０−２、端末１０−３）に対応する品質指標差分を算出した場合（即ち、ステップＳ１２０２のＹｅｓ分岐）には、ステップＳ１２０９に遷移する。
【０１４７】
ステップ１２０９において、無線資源割り当て部２０７は、品質指標差分に基づいて、無線資源を割り当てる対象となる、端末１０を決定する。
【０１４８】
［変形例１］
本実施形態に係る基地局２０の変形例１として、無線資源割り当て部２０７は、次回のＴＴＩにおいて品質指標差分が増加する端末１０を、無線資源を割り当てる対象として優先してもよい。つまり、無線資源割り当て部２０７は、次回に無線資源を割り当てるとき（次回のＴＴＩ）に、品質指標値の無線資源数に対する二階微分値が増加する端末１０を、無線資源を割り当てる対象として優先してもよい。
【０１４９】
例えば、２以上の端末１０に対応する、品質指標差分が同一であるとする。その場合に、次回に無線資源を割り当てるときにおける、品質指標値の無線資源数に対する二階微分値を考慮することで、無線資源割り当て部２０７は、次回に無線資源を割り当てる際に、端末１０毎の品質指標値の総和が大きくなるように、端末１０に無線資源を割り当てることができる。
【０１５０】
［変形例２］
本実施形態に係る基地局２０の変形例２として、無線資源割り当て部２０７は、端末１０間での品質指標差分を考慮して、無線資源を割り当てる対象とする、端末１０を決定してもよい。無線資源割り当て部２０７は、端末１０間での品質指標差分を考慮することで、端末１０間の公平性を考慮しつつ、所定の通信品質を満たす端末数を増加させることに貢献する。
【０１５１】
以上のように、本実施形態に係る通信システム１においては、基地局２０は、品質指標差分が所定の条件を満たす端末１０に、無線資源を割り当てることを決定する。基地局２０は、品質指標差分を利用することで、例えば、電波品質が極端に悪く、所定の通信品質を満たす可能性が低い端末１０に対して、無線資源を割り当てることを防止できる。また、基地局２０は、品質指標差分を利用することで、端末１０に対して、所定の通信品質を越えて、過剰に無線資源を割り当てることを防止できる。従って、本実施形態に係る通信システム１は、所定の通信品質を満たす端末数を増加させることに貢献する。また、本実施形態に係る通信システム１は、無線資源の利用効率を向上させることに貢献する。
【０１５２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
【０１５３】
本実施形態は、基地局が残余通信量及び通信時間を受信する形態である。なお、本実施形態における説明では、上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。さらに、本実施形態における説明では、上記の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本実施形態における説明では、上記の実施形態と同一の作用効果についても、その説明を省略する。
【０１５４】
図１０は、本実施形態に係る通信システム１ａの全体構成の一例を示す図である。図１０を参照すると、通信システム１ａは、端末１０（１０−１、１０−２、１０−３）と、基地局２１と、サーバ装置３０と、通信監視装置５１とを含んで構成される。図１０に示す通信システム１ａと、図２に示す通信システム１との相違点は、図１０に示す通信システム１ａは、通信監視装置５１を含んで構成される点である。さらに、図１０に示す通信システム１ａは、図２に示す基地局２０に替えて、基地局２１を含んで構成される。なお、図１０は、３つの端末１０を示すが、これは、端末の数を３つに限定する趣旨ではない。本実施形態に係る通信システム１ａは、２又は４以上の端末１０を含んで構成されてもよい。
【０１５５】
基地局２１と、サーバ装置３０は、ネットワーク４０を介して接続する。また、通信監視装置５１は、ネットワーク４０に接続し、サーバ装置３０と基地局２１間の通信を監視する。
【０１５６】
具体的には、通信監視装置５１は、端末１０宛てのパケットを含む通信を監視する。そして、通信監視装置５１は、端末１０宛てのパケットを含む通信を監視することで、各端末１０に対応する、残余通信量と、通信時間とを算出する。なお、通信監視装置５１は、第１の実施形態に係る基地局２０と同様の方法を用いて、残余通信量と、通信時間とを算出してもよい。
【０１５７】
例えば、通信監視装置５１は、端末１０宛てのパケットに含まれる、ＨＴＴＰヘッダから、Ｃｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドの値を取得してもよい。そして、通信監視装置５１は、取得したＣｏｎｔｅｎｔ−Ｌｅｎｇｔｈフィールドの値に基づいて、端末１０に対応する残余通信量を算出してもよい。
【０１５８】
例えば、通信監視装置５１は、端末１０の残余通信量が０である状態から０より大きい値に変化した時刻を、該端末１０と基地局２１間の通信開始時刻として決定してもよい。そして、通信監視装置５１は、基地局２１から端末１０に対して、通信開始時刻から経過した時間を、通信時間として算出してもよい。
【０１５９】
通信監視装置５１は、端末識別情報と、端末識別情報に対応する残余通信量と、端末識別情報に対応する通信時間とを少なくとも対応付けた、通信情報を生成する。そして、通信監視装置５１は、生成した通信情報を、基地局２１に通知する。
【０１６０】
上記の通り、端末識別情報は、端末１０のＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ＲＮＴＩ等であってもよい。つまり、通信監視装置５１は、端末１０のＭＡＣアドレスと、残余通信量と、通信時間とを少なくとも対応付けた、通信情報を生成してもよい。または、通信監視装置５１は、端末１０のＩＰアドレスと、残余通信量と、通信時間とを少なくとも対応付けた、通信情報を生成してもよい。または、通信監視装置５１は、端末１０のＲＮＴＩと、残余通信量と、通信時間とを少なくとも対応付けた、通信情報を生成してもよい。
【０１６１】
端末識別情報が、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ＲＮＴＩ等、通信に用いられる情報である場合、通信監視装置５１、基地局２１等は、端末１０を識別するために、新たな情報を端末１０に割り振る必要がない。
【０１６２】
また、通信情報は、通信パケットの種別（動画、静止画、音声パケット等）を特定する情報をさらに含んで構成されてもよい。その場合、通信監視装置５１は、端末識別情報と、端末識別情報に対応する残余通信量と、端末識別情報に対応する通信時間と、通信パケットの種別を特定する情報とを対応付けた、通信情報を生成してもよい。
【０１６３】
または、通信情報は、監視対象のパケットの宛先の端末１０において動作する、アプリケーションを特定する情報をさらに含んで構成されてもよい。その場合、通信監視装置５１は、監視する通信内容に基づいて、監視対象のパケットの宛先の端末１０において動作する、アプリケーションを推測してもよい。
【０１６４】
例えば、通信監視装置５１は、ＨＴＴＰ通信を監視するとする。その場合、通信監視装置５１は、監視するＨＴＴＰ通信における、ＵＲＬ（Uniform Resource Locator）のドメインを特定する。そして、通信監視装置５１は、特定したドメインに基づいて、監視対象のパケットの宛先の端末１０において動作する、アプリケーションを推測してもよい。そして、通信監視装置５１は、監視対象のパケットの宛先の端末１０において動作する、アプリケーションが要求する通信品質に応じた値と、該端末１０に対応する残余通信量と、該端末１０と基地局２１間の通信時間とを対応付けた、通信情報を生成してもよい。以下の説明では、アプリケーションが要求する通信品質に応じた値を、アプリケーション推測値と呼ぶ。
【０１６５】
例えば、通話アプリケーションは、電子メールアプリケーションより、高い通信品質で動作することが望ましい。そこで、通信監視装置５１は、電子メールアプリケーションに対応するアプリケーション推測値より大きな値を、通話アプリケーションに対応するアプリケーション推測値として決定してもよい。
【０１６６】
また、端末１０とサーバ装置３０間の通信が暗号化通信であり、通信監視装置５１が、端末１０に対応する残余通信量を求めることが困難であるとする。その場合、通信監視装置５１は、残余通信量に替えて、残余通信量の確率分布に基づいて、残余通信量の予測値（第２の予測値とも呼ぶ）を算出してもよい。例えば、通信監視装置５１は、端末１０に対応する、過去の通信量の分布に基づいて、残余通信量の確率分布を算出してもよい。そして、通信監視装置５１は、残余通信量の確率分布に基づいて、残余通信量の予測値（第２の予測値）を算出してもよい。そして、通信監視装置５１は、端末識別情報と、端末識別情報に対応する、残余通信量の予測値（第２の予測値）と、端末識別情報に対応する通信時間とを対応付けた、通信情報を生成してもよい。つまり、通信情報は、残余通信量の予測値（第２の予測値）を含んでもよい。
【０１６７】
図１１は、通信情報の一例を示す図である。図１１（ａ）は、端末識別情報と、端末識別情報に対応する残余通信量と、端末識別情報に対応する通信時間とを対応付けた、通信情報の一例を示す。例えば、図１１（ａ）の１行目（タイトル行は０行目とする）は、端末識別情報「１」の端末１０に対応する残余通信量が、５６９３０２バイトであることを示す。さらに、図１１（ａ）の１行目は、端末識別情報「１」の端末１０と基地局２１間の通信時間が、１．４３５秒であることを示す。
【０１６８】
また、図１１（ｂ）に示すように、通信監視装置５１は、端末識別情報と、残余通信量と、通信時間とが「，（カンマ）」を用いて区切られたデータフォーマットの通信情報を生成してもよい。例えば、図１１（ｂ）の一行目に示す情報は、図１１（ａ）の１行目（タイトル行は０行目とする）に示す情報と同一である。なお、図１１は、通信情報の一例であり、通信情報の形式を限定する趣旨ではない。
【０１６９】
図１２は、本実施形態に係る基地局２１の内部構成の一例を示すブロック図である。基地局２１は、パケット送受信部２０１と、送信レート算出部２０４と、端末数算出部２０５と、指標算出部２１６と、無線資源割り当て部２０７と、通信情報受信部２１１とを含んで構成される。なお、第１の実施形態に係る基地局２０と同一の構成要素については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１７０】
図１３は、本実施形態に係る基地局２１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、図１３は、基地局２１のハードウェア構成の一例であり、基地局２１のハードウェア構成を図１３に示す構成に限定する趣旨ではない。
【０１７１】
通信情報受信部２１１は、通信監視装置５１から、端末１０に対応する、通信情報を受信する。そして、通信情報受信部２１１は、受信した通信情報を、指標算出部２１６に通知する。図１３に示すように、通信情報受信部２１１は、通信インターフェース２１１１と、プロセッサ２１１２と、メモリ２１１３とを用いて実現してもよい。
【０１７２】
指標算出部２１６は、通信情報受信部２１１が受信した通信情報を利用して、品質指標値を算出する。図１３に示すように、指標算出部２１６は、通信インターフェース２１６１と、プロセッサ２１６２と、メモリ２１６３とを用いて実現してもよい。
【０１７３】
具体的には、指標算出部２１６は、通信情報と、送信レートと、通信端末数とに基づいて、品質指標値を算出する。ここで、上記の通り、送信レート算出部２０４は、算出した送信レートを、指標算出部２１６に通知する。また、端末数算出部２０５は、算出した通信端末数を、指標算出部２１６に通知する。
【０１７４】
そして、指標算出部２１６は、品質指標値を算出する対象とする端末１０に対応する、残余通信量と通信時間とを、通知された通信情報から抽出する。そして、指標算出部２１６は、通信情報から抽出した残余通信量と、通信情報から抽出した通信時間と、送信レートと、通信端末数とに基づいて、対象とする端末１０の品質指標値を算出する。そして、無線資源割り当て部２０７は、算出した品質指標値の変化量（品質指標差分）に基づいて、無線資源を割り当てる対象とする、端末１０を決定する。
【０１７５】
または、指標算出部２１６は、通信情報に含まれる、残余通信量の予測値（第２の予測値）を利用して、品質指標値の期待値（第２の期待値とも呼ぶ）を算出してもよい。その場合、無線資源割り当て部２０７は、算出した第２の期待値の変化量に基づいて、無線資源を割り当てる対象とする、端末１０を決定する。
【０１７６】
次に、図１４、図１５を参照しながら、本実施形態に係る基地局２１の動作について説明する。
【０１７７】
図１４は、基地局２１が通信監視装置５１から通信情報を受信する際の動作の一例を示すフローチャートとである。
【０１７８】
ステップＳ２００１において、通信情報受信部２１１は、通信情報の受信を待ち受ける。具体的には、通信情報受信部２１１は、通信監視装置５１から送信される通信情報の受信を待ち受ける。
【０１７９】
ステップＳ２００２において、通信情報を受信したか否かを、通信情報受信部２１１は判断する。通信情報を受信していない場合（ステップＳ２００２のＮｏ分岐）には、ステップＳ２００１に戻り、処理を継続する。一方、通信情報を受信した場合（ステップＳ２００２のＹｅｓ分岐）には、通信情報受信部２１１は、通信情報を指標算出部２１６に通知し、通信情報を記憶する（ステップＳ２００３）。具体的には、通信情報受信部２１１は、通信情報を指標算出部２１６に通知し、通信情報受信部２１１のメモリ２１１３に、通信情報を記憶する。なお、通信情報受信部２１１のメモリ２１１３に、既に、通信情報が記憶されている場合、通信情報受信部２１１は、記憶されている通信情報を削除し、通信情報受信部２１１のメモリ２１１３に、新たに受信した通信情報を記憶してもよい。そして、ステップＳ２００１に戻り、処理を継続する。
【０１８０】
図１５は、各端末１０に対応する品質指標差分を算出し、端末１０に対して無線資源を割り当てる際の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１２０１からステップＳ１２０３までの動作は、第１の実施形態に係る基地局２０の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１８１】
指標算出部２１６が、品質指標値を算出する、対象となる端末１０を選択した場合（ステップＳ１２０３）には、ステップＳ２２０１に遷移する。以下の説明では、指標算出部２１６が、端末１０−１を選択した場合を例示して説明する。
【０１８２】
ステップＳ２２０１において、指標算出部２１６は、通信情報から、選択した端末１０−１に対応する、残余通信量と、通信時間とを抽出する。そして、ステップＳ１２０６に遷移する。ステップＳ１２０６からステップＳ１２０９までの処理は、第１の実施形態に係る基地局２０の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１８３】
なお、通信情報がアプリケーション推測値を含む場合、指標算出部２１６は、通信情報に含まれるアプリケーション推測値に応じて、品質指標値の重みを変更してもよい。具体的には、指標算出部２１６は、上記の数３を利用して算出する、品質指標値Ｉｋに、アプリケーション推測値αを乗じて、αＩｋを品質指標値として算出してもよい。
【０１８４】
ここで、通信監視装置５１が、アプリケーションが要求する通信品質に応じた値を、アプリケーション推測値αとして決定したとする。特に、通信監視装置５１が、アプリケーションが要求する通信品質が高くなるほど、アプリケーション推測値αが大きくなるように、アプリケーション推測値αを決定したとする。さらに、指標算出部２１６は、上記のαＩｋを品質指標値として算出するとする。その場合、アプリケーションが要求する通信品質が高くなるほど、品質指標値が大きくなるように、指標算出部２１６は、品質指標値αＩｋを算出することになる。
【０１８５】
また、通信情報が残余通信量の予測値を含む場合、指標算出部２１６は、残余通信量の予測値を利用して、品質指標値を算出してもよい。具体的には、指標算出部２１６は、通信情報に含まれる残余通信量の予測値に基づいて、品質指標値の期待値を算出してもよい。そして、指標算出部２１６は、品質指標値の期待値に基づいて、品質指標差分を算出してもよい。
【０１８６】
端末１０とサーバ装置３０間の通信が暗号化通信であり、通信監視装置５１が、端末１０に対応する残余通信量を求めることが困難である場合がある。しかし、基地局２１は、残余通信量の予測値を利用して、品質指標値の期待値を算出することで、適切な端末１０に無線資源を割り当てることに貢献する。その結果、基地局２１は、端末１０とサーバ装置３０間の通信が暗号化通信である場合であっても、所定の通信品質を満たす端末数を増加させることに貢献する。
【０１８７】
以上のように、本実施形態に係る通信システム１ａにおいては、基地局２１は、通信監視装置５１から、端末１０の通信に関する通信情報を受信する。そして、本実施形態に係る通信システム１ａにおいては、基地局２１は、受信した通信情報に基づいて、各端末１０に対応する品質指標値を算出し、適切な端末１０に対して、無線資源を割り当てる。従って、本実施形態に係る通信システム１ａは、所定の通信品質を満たす端末数を増加させることに貢献するとともに、基地局２１に対する負荷を軽減することに貢献する。
【０１８８】
また、基地局２１が、端末１０に対応する残余通信量等を算出するために、十分な処理性能を有していない場合がある。しかし、本実施形態に係る通信システム１ａにおいては、通信監視装置５１が、端末１０に対応する残余通信量等を算出する。そのため、本実施形態に係る通信システム１ａは、基地局２１が、端末１０に対応する残余通信量等を算出するために、十分な処理性能を有していない場合であっても、所定の通信品質を満たす端末数を増加させることに貢献する。
【０１８９】
また、本実施形態に係る通信システム１ａにおいては、基地局２１は、端末１０に動作中のアプリケーションが要求する通信品質に応じて、品質指標値を算出してもよい。そして、本実施形態に係る通信システム１ａにおいては、基地局２１は、端末１０に動作中のアプリケーションが要求する通信品質に応じて、端末１０に無線資源を割り当てる。従って、本実施形態に係る通信システム１ａは、アプリケーション毎に要求される、通信品質の違いを考慮しつつ、所定の通信品質を満たす端末数を増加させることに貢献する。
【０１９０】
上述の実施形態の一部又は全部は、以下の形態のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【０１９１】
（形態１）上記第１の視点に係る基地局の通りである。
【０１９２】
（形態２）前記指標算出部は、残余通信量と、通信時間と、送信レートと、通信端末数とに基づいて、前記品質指標値を算出する、好ましくは形態１に記載の基地局。
【０１９３】
（形態３）前記端末に対して送信予定であって未送信のパケット量を、前記残余通信量として算出する、通信量算出部をさらに備える、好ましくは形態２に記載の基地局。
【０１９４】
（形態４）前記残余通信量算出部は、前記端末毎に、前記残余通信量の予測値を算出し、前記指標算出部は、前記予測値を利用して、前記品質指標値の期待値を算出し、前記無線資源割り当て部は、算出した前記期待値の変化量に基づいて、前記無線資源を割り当てる対象とする、前記端末を決定する、好ましくは形態３に記載の基地局。
【０１９５】
（形態５）前記無線資源割り当て部は、前記通信量算出部が残余通信量の前記予測値を算出できない場合、前記残余通信量の予測値を算出できない端末に、前記無線資源を割り当てる、好ましくは形態４に記載の基地局。
【０１９６】
（形態６）前記端末とは異なる装置から、前記端末に対応する、通信情報を受信する、通信情報受信部を備え、前記指標算出部は、前記通信情報受信部が受信した前記通信情報を利用して、前記品質指標値を算出する、好ましくは形態２乃至５のいずれか一に記載の基地局。
【０１９７】
（形態７）前記通信情報は、前記残余通信量、通信開始時刻、アプリケーションが要求する通信品質に応じた値の少なくともいずれかを含む、好ましくは形態６に記載の基地局。
【０１９８】
（形態８）前記通信情報は、前記残余通信量の第２の予測値を含み、前記指標算出部は、前記第２の予測値を利用して、前記品質指標値の第２の期待値を算出し、前記無線資源割り当て部は、算出した前記第２の期待値の変化量に基づいて、前記無線資源を割り当てる対象とする、前記端末を決定する、好ましくは形態６に記載の基地局。
【０１９９】
（形態９）前記端末に対して、無線資源の単位量当たりに送信可能なパケット量を、前記送信レートとして算出する、送信レート算出部をさらに備える、好ましくは形態２乃至８のいずれか一に記載の基地局。
【０２００】
（形態１０）端末との通信が開始してから経過した時間を、前記通信時間として算出する、通信時間算出部をさらに備える、好ましくは形態２乃至９のいずれか一に記載の基地局。
【０２０１】
（形態１１）自基地局と通信中である、前記端末の数を、前記通信端末数として算出する、端末数算出部をさらに備える、好ましくは形態２乃至１０のいずれか一に記載の基地局。
【０２０２】
（形態１２）上記第２の視点に係る通信システムの通りである。
【０２０３】
（形態１３）通信監視装置をさらに含んで構成され、前記基地局は、前記端末とサーバ装置間の通信を中継し、前記通信監視装置は、前記基地局と前記サーバ装置間の通信を監視し、前記端末と前記サーバ装置間の通信に関する通信情報を生成し、前記基地局は、前記通信監視装置から、前記端末に対応する、通信情報を受信する、通信情報受信部をさらに備え、前記指標算出部は、前記通信情報受信部が受信した前記通信情報を利用して、前記品質指標値を算出する、好ましくは形態１２に記載の通信システム。
【０２０４】
（形態１４）上記第３の視点に係る通信制御方法の通りである。
【０２０５】
（形態１５）上記第４の視点に係るプログラムの通りである。
【０２０６】
なお、上記の形態１２、１４、１５に示す形態は、形態１に示す形態と同様に、形態２乃至１１に示す形態に展開することが可能である。
【０２０７】
なお、上記の特許文献及び非特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択（部分的削除を含む）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。本発明で、アルゴリズム、ソフトウエア、ないしフローチャート或いは自動化されたプロセスステップが示された場合、コンピュータが用いられることは自明であり、またコンピュータにはプロセッサ及びメモリないし記憶装置が付設されることも自明である。よってその明示を欠く場合にも、本願には、これらの要素が当然記載されているものと解される。
【符号の説明】
【０２０８】
１、１ａ  通信システム
１０、１０−１、１０−２、１０−３  端末
２０、２１、１０００  基地局
３０  サーバ装置
４０  ネットワーク
５１  通信監視装置
２０１、１００１  パケット送受信部
２０２  残余通信量算出部
２０３  通信時間算出部
２０４  送信レート算出部
２０５  端末数算出部
２０６、２１６、１００２  指標算出部
２０７、１００３  無線資源割り当て部
２１１  通信情報受信部
２０１１、２０２１、２０３１、２０４１、２０５１、２０６１、２０７１、２１１１、２１６１  通信インターフェース
２０１２、２０２２、２０３２、２０４２、２０５２、２０６２、２０７２、２１１２、２１６２  プロセッサ
２０１３、２０２３、２０３３、２０４３、２０５３、２０６３、２０７３、２１１３、２１６３  メモリ
【図１】
2019017402.tif 000007
【図２】
2019017402.tif 000008
【図３】
2019017402.tif 000009
【図４】
2019017402.tif 000010
【図５】
2019017402.tif 000011
【図６】
2019017402.tif 000012
【図７】
2019017402.tif 000013
【図８】
2019017402.tif 000014
【図９】
2019017402.tif 000015
【図１０】
2019017402.tif 000016
【図１１】
2019017402.tif 000017
【図１２】
2019017402.tif 000018
【図１３】
2019017402.tif 000019
【図１４】
2019017402.tif 000020
【図１５】
2019017402.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月17日(2020.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の端末と無線通信を行う、パケット送受信部と、
各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する、指標算出部と、
２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる、無線資源割り当て部と、
を備える基地局。
【請求項２】
前記指標算出部は、残余通信量と、通信時間と、送信レートと、通信端末数とに基づいて、前記品質指標値を算出する、請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記端末に対して送信予定のパケット量を、前記残余通信量として算出する、残余通信量算出部をさらに備える、請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記残余通信量算出部は、前記端末毎に、前記残余通信量の予測値を算出し、
前記指標算出部は、前記予測値を利用して、前記品質指標値の期待値を算出し、
前記無線資源割り当て部は、算出した前記期待値の変化量に基づいて、前記無線資源を割り当てる対象とする、前記端末を決定する、請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記無線資源割り当て部は、前記残余通信量算出部が前記予測値を算出できない場合、前記予測値を算出できない端末に、前記無線資源を割り当てる、請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
前記端末とは異なる装置から、前記端末に対応する、通信情報を受信する、通信情報受信部を備え、
前記指標算出部は、前記通信情報受信部が受信した前記通信情報を利用して、前記品質指標値を算出する、請求項２乃至５のいずれか一に記載の基地局。
【請求項７】
前記通信情報は、前記残余通信量、通信開始時刻、アプリケーションが要求する通信品質に応じた値の少なくともいずれかを含む、請求項６に記載の基地局。
【請求項８】
前記端末に対して、無線資源の単位量当たりに送信可能なパケット量を、前記送信レートとして算出する、送信レート算出部をさらに備える、請求項２乃至７のいずれか一に記載の基地局。
【請求項９】
２以上の端末と無線通信を行い、
各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出し、
２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる、通信制御方法。
【請求項１０】
２以上の端末と無線通信を行う処理と、
各前記端末に関して、所定の通信品質を満たす確率を示す、品質指標値を算出する処理と、
２以上の前記端末に対応する、前記品質指標値の変化量に基づいて、少なくとも一の前記端末に無線資源を割り当てる処理と、
を、基地局を制御するコンピュータに実行させるプログラム。
【国際調査報告】
2019017402.tif 000022
2019017402.tif 000023