(57)【要約】【課題】  移動通信網における通信品質の指標の測定結果に対し、その統計的信頼度を考慮して異常度を算出し、異常度に応じた保全をおこなう。【解決手段】  移動通信網におけるネットワーク管理装置は、正常稼動時における通信品質の指標を保持し、無線基地局制御装置から定期的に通信品質の測定結果の入力を受ける。測定結果として、無線セル毎の接続要求回数aに対する接続失敗回数fが得られた場合、正常時の呼損率をp0として接続失敗回数がfよりも大きくなる二項分布の上側確率Bを求める（ステップ５２４）。この上側確率Bの負対数を異常度のスコアとし（ステップ５２５）、異常度のスコアが予め定めた閾値を上回る場合には通信の異常と検出する（ステップ５２６、５２７）。この後、算出した異常度のスコアに応じた保全制御がおこなわれ、通信システムの障害が適切に回避される。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信網の正常稼動時における通信品質の指標の確率分布に基づき、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣化する上側確率を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出することを特徴とする異常検出方法。
【請求項２】
通信の試行に対する失敗率を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における通信の平均失敗率p0が与えられた場合、測定期間における通信の試行回数a、および測定期間における通信の失敗回数fから失敗回数がf以上となる二項分布の上側確率B(a,f,p0)を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出することを特徴とする異常検出方法。
【請求項３】
通信の試行に対する失敗率や平均転送遅延量などの連続値を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における指標の平均値q0および指標の分散qvが与えられた場合、測定期間における測定回数eと測定した通信品質の指標の平均値dから、通信品質の指標が平均値dよりも劣化する正規分布の上側確率N(d,q0,qv/e)を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出することを特徴とする異常検出方法。
【請求項４】
提供すべき通信品質の目標値が異なる複数の加入者群を収容する通信網において、加入者群毎に通信品質の指標を測定し、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率を求め、その上側確率の値を用いて当該加入者群に対する通信品質の劣化を検出することを特徴とする請求項１、２または３記載の異常検出方法。
【請求項５】
複数の通信品質の指標について、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、各々の通信品質の指標に対する異常度のスコアの重み付け加算によって通信網の異常を検出することを特徴とする請求項１、２または３記載の異常検出方法。
【請求項６】
通信品質の指標を一定の間隔で複数回測定して時系列の異常度のスコアを求め、得られた時系列データを自己回帰モデルにあてはめた場合の係数を推定し、推定された係数が自己回帰モデルの定常条件を満たさない場合に通信網を異常と判定することを特徴とする請求項１、２または３記載の異常検出方法。
【請求項７】
移動通信網において、移動端末が、通信品質の指標を測定して通信品質を管理するサーバに対して測定結果を定期的に送信し、通信品質を管理するサーバが、提供する通信品質の目標値が等しい加入者群毎に通信品質の指標の測定結果を集計し、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、その異常度のスコアに応じて当該加入者群に対する通信品質の劣化を検出することを特徴とする請求項１、２または３記載の異常検出方法。
【請求項８】
前記通信品質の指標には、移動通信網の無線セル毎に測定した、接続要求回数に対する接続失敗回数、ハンドオーバ要求回数に対するハンドオーバ失敗回数、パケット転送スループット、パケット転送遅延、パケット損失率のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１、２または３記載の異常検出方法。
【請求項９】
請求項１、２または３記載の異常検出方法を用いて異常の検出をおこなう通信網において、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更することによって通信品質の改善を図ることを特徴とする保全方法。
【請求項１０】
請求項１、２または３記載の異常検出方法を用いて異常の検出をおこなう通信網において、通信品質の指標を一定の間隔で複数回測定して時系列の異常度のスコアを求め、得られた時系列データを自己回帰モデルにあてはめた場合の係数を推定し、推定された係数を用いて次の測定時刻における異常度のスコアを予測し、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアの予測値を用いて異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更することによって通信品質の改善を図ることを特徴とする保全方法。
【請求項１１】
請求項１、２または３記載の異常検出方法を用いて異常の検出をおこなう通信網において、移動端末が、通信品質の指標を測定して通信品質を管理するサーバに対して測定結果を定期的に送信し、通信品質を管理するサーバが、提供する通信品質の目標値が等しい加入者群毎に通信品質の指標の測定結果を集計し、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、その異常度のスコアに応じて当該加入者群に対する通信品質の劣化を検出し、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更することによって、当該加入者群に対する通信品質の改善を図ることを特徴とする保全方法。
【請求項１２】
請求項１、２または３記載の異常検出方法を用いて異常の検出をおこなう移動通信網において、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、無線基地局のパイロットチャネル送信電力、無線基地局から移動端末へ送信する下りデータに対するアウターループ送信電力、移動端末から無線基地局へ送信する上りデータに対するアウターループ送信電力、移動端末の呼接続時またはハンドオーバ時に参照する呼受付制御閾値、移動端末がハンドオーバ時に参照する無線リンク追加しきい値受信電力、無線リンク削除しきい値受信電力、および無線リンク置換しきい値受信電力、のうち少なくとも１つを含むネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更することによって通信品質の改善を図ることを特徴とする保全方法。
【請求項１３】
通信網の正常稼動時における通信品質の指標の確率分布を記憶する記憶手段と、前記記憶された確率分布に基づき、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣化する上側確率を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出する手段とを備えることを特徴とする異常検出システム。
【請求項１４】
通信の試行に対する失敗率を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における通信の平均失敗率p0を記憶する記憶手段と、測定期間における通信の試行回数a、および測定期間における通信の失敗回数fから失敗回数がf以上となる二項分布の上側確率B(a,f,p0)を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出する手段とを備えることを特徴とする異常検出システム。
【請求項１５】
通信の試行に対する失敗率や平均転送遅延量などの連続値を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における指標の平均値q0および指標の分散qvを記憶する記憶手段と、測定期間における測定回数eと測定した通信品質の指標の平均値dから、通信品質の指標が平均値dよりも劣化する正規分布の上側確率N(d,q0,qv/e)を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出する手段とを備えることを特徴とする異常検出システム。
【請求項１６】
提供すべき通信品質の目標値が異なる複数の加入者群を収容する通信網において、加入者群毎に通信品質の指標を測定し、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率を求め、その上側確率の値を用いて当該加入者群に対する通信品質の劣化を検出することを特徴とする請求項１３、１４または１５記載の異常検出システム。
【請求項１７】
複数の通信品質の指標について、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、各々の通信品質の指標に対する異常度のスコアの重み付け加算によって通信網の異常を検出することを特徴とする請求項１３、１４または１５記載の異常検出システム。
【請求項１８】
通信品質の指標を一定の間隔で複数回測定して時系列の異常度のスコアを求め、得られた時系列データを自己回帰モデルにあてはめた場合の係数を推定し、推定された係数が自己回帰モデルの定常条件を満たさない場合に通信網を異常と判定することを特徴とする請求項１３、１４または１５記載の異常検出システム。
【請求項１９】
移動通信網において、移動端末が、通信品質の指標を測定して通信品質を管理するサーバに対して測定結果を定期的に送信する手段を備え、通信品質を管理するサーバが、提供する通信品質の目標値が等しい加入者群毎に通信品質の指標の測定結果を集計し、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、その異常度のスコアに応じて当該加入者群に対する通信品質の劣化を検出することを特徴とする請求項１３、１４または１５記載の異常検出システム。
【請求項２０】
前記通信品質の指標には、移動通信網の無線セル毎に測定した、接続要求回数に対する接続失敗回数、ハンドオーバ要求回数に対するハンドオーバ失敗回数、パケット転送スループット、パケット転送遅延、パケット損失率のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１３、１４または１５記載の異常検出システム。
【請求項２１】
請求項１３、１４または１５記載の異常検出システムを用いる通信網において、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更することによって通信品質の改善を図ることを特徴とする保全システム。
【請求項２２】
請求項１３、１４または１５記載の異常検出システムを用いる通信網において、通信品質の指標を一定の間隔で複数回測定して時系列の異常度のスコアを求め、得られた時系列データを自己回帰モデルにあてはめた場合の係数を推定し、推定された係数を用いて次の測定時刻における異常度のスコアを予測し、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアの予測値を用いて異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更することによって通信品質の改善を図ることを特徴とする保全システム。
【請求項２３】
請求項１３、１４または１５記載の異常検出システムを用いる通信網において、移動端末が、通信品質の指標を測定して通信品質を管理するサーバに対して測定結果を定期的に送信する手段を備え、通信品質を管理するサーバが、提供する通信品質の目標値が等しい加入者群毎に通信品質の指標の測定結果を集計し、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、その異常度のスコアに応じて当該加入者群に対する通信品質の劣化を検出し、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更することによって、当該加入者群に対する通信品質の改善を図ることを特徴とする保全システム。
【請求項２４】
請求項１３、１４または１５記載の異常検出システムを用いる移動通信網において、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、無線基地局のパイロットチャネル送信電力、無線基地局から移動端末へ送信する下りデータに対するアウターループ送信電力、移動端末から無線基地局へ送信する上りデータに対するアウターループ送信電力、移動端末の呼接続時またはハンドオーバ時に参照する呼受付制御閾値、移動端末がハンドオーバ時に参照する無線リンク追加しきい値受信電力、無線リンク削除しきい値受信電力、および無線リンク置換しきい値受信電力、のうち少なくとも１つを含むネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更することによって通信品質の改善を図ることを特徴とする保全システム。
【請求項２５】
通信網の正常稼動時における通信品質の指標の確率分布を記憶する第１の記憶手段と、測定期間における通信品質の指標を記憶する第２の記憶手段と、前記記憶された確率分布と前記通信品質の指標に基づき、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣化する上側確率を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出する手段とを備えることを特徴とするネットワーク管理装置。
【請求項２６】
通信の試行に対する失敗率を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における通信の平均失敗率p0を記憶する第１の記憶手段と、測定期間における通信の試行回数a、および測定期間における通信の失敗回数fを記憶する第２の記憶手段と、前記記憶された平均失敗率p0，試行回数aおよび失敗回数fから失敗回数がf以上となる二項分布の上側確率B(a,f,p0)を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出する手段とを備えることを特徴とするネットワーク管理装置。
【請求項２７】
通信の試行に対する失敗率や平均転送遅延量などの連続値を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における指標の平均値q0および指標の分散qvを記憶する第１の記憶手段と、測定期間における測定回数eと測定した通信品質の指標の平均値dを記憶する第２の記憶手段と、前記記憶された平均値q0，分散qv，測定回数eおよび平均値dから、通信品質の指標が平均値dよりも劣化する正規分布の上側確率N(d,q0,qv/e)を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出する手段とを備えることを特徴とするネットワーク管理装置。
【請求項２８】
通信網の正常稼動時における通信品質の指標の確率分布を記憶する第１の記憶手段と、測定期間における通信品質の指標を記憶する第２の記憶手段とを備えたネットワーク管理装置を構成するコンピュータを、前記記憶された確率分布と前記通信品質の指標に基づき、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣化する上側確率を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出する手段、として機能させるためのプログラム。
【請求項２９】
通信の試行に対する失敗率を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における通信の平均失敗率p0を記憶する第１の記憶手段と、測定期間における通信の試行回数a、および測定期間における通信の失敗回数fを記憶する第２の記憶手段とを備えたネットワーク管理装置を構成するコンピュータを、前記記憶された平均失敗率p0，試行回数aおよび失敗回数fから失敗回数がf以上となる二項分布の上側確率B(a,f,p0)を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出する手段、として機能させるためのプログラム。
【請求項３０】
通信の試行に対する失敗率や平均転送遅延量などの連続値を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における指標の平均値q0および指標の分散qvを記憶する第１の記憶手段と、測定期間における測定回数eと測定した通信品質の指標の平均値dを記憶する第２の記憶手段とを備えたコンピュータを、前記記憶された平均値q0，分散qv，測定回数eおよび平均値dから、通信品質の指標が平均値dよりも劣化する正規分布の上側確率N(d,q0,qv/e)を求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を検出する手段、として機能させるためのプログラム。
【請求項３１】
移動通信網の正常稼動時における通信品質の指標の確率分布を記憶する第１の記憶手段と、移動端末から定期的に送信される測定期間における通信品質の指標を移動端末ごとに記憶する第２の記憶手段と、前記記憶された確率分布と前記通信品質の指標に基づき、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣化する上側確率を移動端末ごとに求め、上側確率の値を用いて通信品質の劣化を移動端末ごとに検出する手段とを備えることを特徴とする通信品質監視装置。
【請求項３２】
通信の試行に対する失敗率を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における通信の平均失敗率p0を移動端末ごとに記憶する第１の記憶手段と、移動端末から定期的に送信される測定期間における通信の試行回数a、および測定期間における通信の失敗回数fを移動端末ごとに記憶する第２の記憶手段と、前記記憶された平均失敗率p0，試行回数aおよび失敗回数fから失敗回数がf以上となる二項分布の上側確率B(a,f,p0)を移動端末ごとに求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を移動端末ごとに検出する手段とを備えることを特徴とする通信品質監視装置。
【請求項３３】
通信の試行に対する失敗率や平均転送遅延量などの連続値を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における指標の平均値q0および指標の分散qvを移動端末ごとに記憶する第１の記憶手段と、移動端末から定期的に送信される測定期間における測定回数eと測定した通信品質の指標の平均値dを移動端末ごとに記憶する第２の記憶手段と、前記記憶された平均値q0，分散qv，測定回数eおよび平均値dから、通信品質の指標が平均値dよりも劣化する正規分布の上側確率N(d,q0,qv/e)を移動端末ごとに求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を移動端末ごとに検出する手段とを備えることを特徴とする通信品質監視装置。
【請求項３４】
移動通信網の正常稼動時における通信品質の指標の確率分布を記憶する第１の記憶手段と、移動端末から定期的に送信される測定期間における通信品質の指標を移動端末ごとに記憶する第２の記憶手段とを備えた通信品質監視装置を構成するコンピュータを、前記記憶された確率分布と前記通信品質の指標に基づき、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣化する上側確率を移動端末ごとに求め、上側確率の値を用いて通信品質の劣化を移動端末ごとに検出する手段、として機能させるためのプログラム。
【請求項３５】
通信の試行に対する失敗率を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における通信の平均失敗率p0を移動端末ごとに記憶する第１の記憶手段と、移動端末から定期的に送信される測定期間における通信の試行回数a、および測定期間における通信の失敗回数fを移動端末ごとに記憶する第２の記憶手段とを備えた通信品質監視装置を構成するコンピュータを、前記記憶された平均失敗率p0，試行回数aおよび失敗回数fから失敗回数がf以上となる二項分布の上側確率B(a,f,p0)を移動端末ごとに求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を移動端末ごとに検出する手段、として機能させるためのプログラム。
【請求項３６】
通信の試行に対する失敗率や平均転送遅延量などの連続値を通信品質の指標とする通信網において、通信網の正常稼動時における指標の平均値q0および指標の分散qvを移動端末ごとに記憶する第１の記憶手段と、移動端末から定期的に送信される測定期間における測定回数eと測定した通信品質の指標の平均値dを移動端末ごとに記憶する第２の記憶手段とを備えた通信品質監視装置を構成するコンピュータを、前記記憶された平均値q0，分散qv，測定回数eおよび平均値dから、通信品質の指標が平均値dよりも劣化する正規分布の上側確率N(d,q0,qv/e)を移動端末ごとに求め、上側確率の値を用いて通信網の異常を移動端末ごとに検出する手段、として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信網における異常検出と保全に関し、特に統計的な信頼度に基づく異常の度合いの定量化と、異常の度合いに基づく保全のための制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信網では、一般に通信事業者が通信機器から通信品質に関する指標を取得し、その指標を予め定められた閾値と比較することによってネットワークの稼動状況の異常を検出する。異常が検出された場合、対応する原因の分析をおこない、運用パラメータの変更などによって保全を実行する。例えば、3GPP(3rd Generation Partnership Program)の仕様に基づく移動通信網の場合、無線基地局制御装置において無線セル毎に定期的に取得すべき通信品質の指標としては、無線アクセスベアラの確立試行回数に対する確立失敗回数の割合、無線アクセスベアラの確立成功回数に対する異常解放回数の割合などがあり、これらは非特許文献１において規定されている。
【０００３】
これらの通信品質の指標は、通信網の構成や測定条件によって動的に変化する。特に携帯電話のような移動通信網の場合、必ずしも通信需要が高くない地域であっても、利用者の利便性を高めるために面的なサービスエリアに抜けが無いように無線基地局を設置することがあるため、トラフィックの地域依存性および時間依存性が高い。従って、通信網の異常を検出するには、異常判定のための閾値を適切に設定するだけでなく、個々の通信品質の測定値が統計的に信頼できる必要がある。異常判定のための閾値は経験的手法によって設定されることが多いが、これを自動的に適切な値に設定する従来の手法として、非特許文献２に記載されている適応閾値設定(Adaptive Thresholding)がある。
【０００４】
適応閾値設定は異常判定の閾値を固定的に設定するのではなく、過去の品質履歴に基づき適切な閾値を自動的に選択するものであるが、それが機能するためには参照する過去の品質履歴の変動がある程度緩やかであり、かつ各々の測定結果が統計的に等しく信頼できる必要がある。その条件が満たされない場合は、異常を誤判定してしまう可能性が高い。
【０００５】
また、従来の統計的な異常検出システムとしては、特許文献１に記載された"外れ値度計算装置及びそれに用いる確率密度推定装置並びに忘却型ヒストグラム計算装置"がある。この特許文献１では、測定されたデータを追加することによる確率密度分布の変化の大きさをもとにその測定データの異常度を統計的に計算する方法が開示されている。同手法は個々の測定データの統計的信頼度が十分であれば有効であるが、統計的信頼度の低いデータが混在する場合には異常を誤判定してしまう可能性がある。
【０００６】
さらに、通信網における従来の異常検出システムとしては、特許文献２に記載された"通信網における疎通状況判定装置"がある。この特許文献２では、単位時間あたりの呼の接続要求数に対する呼の接続完了数から算出される接続成功率を通信品質の指標とした場合、呼の接続要求数が少ない場合には客観的な品質が悪くないにも関わらず異常と判定されてしまう問題を回避するための一つの異常判定方法について述べられている。特許文献２による異常検出は、通信網の正常時と異常時の接続成功率をそれぞれ仮定し、測定された接続要求回数と接続成功回数の組から二項確率の計算式を用いて一点尤度を求め、正常モデルの尤もらしさよりも異常モデルの尤もらしさが十分に大きい場合に異常と判定することによっておこなわれる。特許文献２では、異常判定において測定値の統計的信頼度が考慮されているが、原理上異常時の接続成功率も仮定しなければならない。通信網はほとんどの時間帯において正常に稼動しているので正常時の接続成功率は比較的容易に仮定できるが、異常時の接続成功率を仮定することは難しい。そのため、特許文献２の図4、図5に示されているように、感度パラメータεの設定によって判定結果がかなり異なり、専門家による感度パラメータのチューニングが必要であるという課題があった。
【特許文献１】特開2001-101154号公報
【特許文献２】特開平10-308824号公報
【非特許文献１】3GPPTS32.403、"Telecommunication management;Performance Management(PM);Performance measurements-UMTS and combined UMTS/GSM(Release5)"、2004.［平成17年5月27日検索］、インターネット＜URL:http://www.3gpp.org/ftp/Specs/2004-12/Rel-5/32_series/32403-590.zip＞
【非特許文献２】Lucent Technologies,"VitalSQM Service Quality Management Software Brochure"、Nov.05,2003.［平成17年5月27日検索］、インターネット＜URL:http://www.lucent.com/livelink/09009403800552e4_Brochure_datasheet.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、従来の異常検出システムでは、通信機器から取得した通信品質の指標の統計的信頼度が不十分な場合に異常の誤判定を生じたり、判定のためのパラメータ調整が困難であるという問題があった。また、従来の異常検出システムでは、通信品質の指標の統計的信頼度に応じた異常の度合いが定量化されておらず、複数の通信品質の指標を参照して総合的に異常を判定することができなかった。さらに、検出された異常に対し、その保全のための補正制御をどの程度おこなうべきかについては明らかでないという問題があった。
【０００８】
『発明の目的』
そこで、本発明の目的は、通信網における一つ以上の通信品質の指標の測定結果に対し、その統計的信頼度を考慮して異常度を算出し得るようにすることにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、通信網における一つ以上の通信品質の指標の測定結果に対しその統計的信頼度を考慮して算出した異常度に応じた保全をおこなうことにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、提供すべき通信品質の目標値が異なる複数の加入者群を収容する通信網において、移動端末または他の通信機器によって測定された通信品質の指標に基づき加入者群毎に通信品質の劣化を検出し、保全をおこなう機能を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に基づく異常検出システムは、通信網の正常稼動時における通信品質の指標の確率分布を記憶する記憶手段と、前記記憶された確率分布に基づき、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣化する上側確率を求め、この上側確率の値、好ましくは上側確率の値から算出した異常度のスコアに基づいて、通信網の異常を検出する手段とを備え、本発明に基づく保全システムは、これらの手段に加えてさらに、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更する手段を有する。
【００１２】
また、本発明に基づく異常検出システムは、通信網の正常稼動時における通信の平均失敗率p0を記憶する記憶手段と、測定期間における通信の試行回数a、および測定期間における通信の失敗回数fから失敗回数がf以上となる二項分布の上側確率B(a,f,p0)を求め、この上側確率の値、好ましくは上側確率の値の負対数-log(B(a,f,p0))である異常度のスコアに基づいて、通信網の異常を検出する手段とを備え、本発明に基づく保全システムは、これらの手段に加えてさらに、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更する手段を有する。
【００１３】
ここで、二項分布の上側確率を参照して異常度を算出する統計的理由は以下のとおりである。一般に、一組の標本における比率の統計的検定において、一組の標本の比率が母集団の比率よりも劣化したか否かを調べるには、非特許文献３「武藤真介、"統計解析ハンドブック"、朝倉書店、pp.172-173、1995.」に示されているようにF分布を用いた片側検定がおこなわれる。
【００１４】
例えば、測定期間における通信の試行回数aに対する失敗回数fの比率pが、正常稼動時における通信の平均失敗率p0よりも劣化したか否かを検定するには、
［数１］
t=2*(a-f+1)、u=2*f
として
［数２］
v=u*(1-p0)/(t*p0)
を計算し、有意水準(通常5％または1％が用いられる)をαとしてF分布表から、
［数３］
F*=Fα(t,u)
を求め、v<F*の場合に劣化したとみなす。数１から数３の計算は、実際には二項分布の上側確率が有意水準を超過したか否かを判定しているのと等価であるため、システムの異常の度合いを判定するには上側確率の値を直接用いたほうが適切である。また上側確率の負対数をとることにより、通信品質の劣化が著しいほど異常度のスコアが増すことになるので、これが異常の度合いや品質の劣化の程度を示すのに適切であるといえる。
【００１５】
また、本発明に基づく異常検出システムは、通信網の正常稼動時における指標の平均値q0および指標の分散qvを記憶する記憶手段と、測定期間における測定回数eと測定した通信品質の指標の平均値dから、通信品質の指標が平均値dよりも劣化する正規分布の上側確率N(d,q0,qv/e)を求め、この上側確率の値、好ましくはその負対数-log(N(d,q0,qv/e))である異常度のスコアに基づいて、通信網の異常を検出する手段とを備え、本発明に基づく保全システムは、これらの手段に加えてさらに、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更する手段を有する。二項分布は、標本の数が十分に大きく、平均比率p0が1に比べて十分小さい場合には正規分布に近づくことが知られており、正規分布のほうが簡便に上側確率を計算することができる。また、通信品質の指標として、転送遅延量のように二項分布でモデル化できない統計量を用いる場合にも、正規分布の上側確率をもとに異常を検出するのが有効である。ここで、上側確率を求める際に分散値qvをeで割っているのは、平均値q0、分散qvの正規分布の母集団からe個の標本を無作為に抽出した際、その標本の平均値の確率変数は平均値q0、分散qv/eの正規分布に従うからである。
【００１６】
また、本発明に基づく異常検出システムは、提供すべき通信品質の目標値が異なる複数の加入者群毎に通信品質の指標を測定し、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率を加入者群毎に求め、その上側確率の値、好ましくは上側確率の値から算出した異常度のスコアに基づいて、当該加入者群に対する通信品質の劣化を検出する手段を備え、本発明に基づく保全システムは、これらの手段に加えてさらに、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更する手段を有する。
【００１７】
また、本発明に基づく異常検出システムは、複数の通信品質の指標について、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、各々の通信品質の指標に対する異常度のスコアの重み付け加算によって通信網の異常を検出する手段を備え、本発明に基づく保全システムは、これらの手段に加えてさらに、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更する手段を有する。複数の通信品質の指標が互いに関連を持つ場合、重み付け加算によって総合的な異常の度合いを判断することができる。
【００１８】
また、本発明に基づく異常検出システムは、通信品質の指標を一定の間隔で複数回測定して時系列の異常度のスコアを求め、得られた時系列データを自己回帰モデルにあてはめた場合の係数を推定し、推定された係数が自己回帰モデルの定常条件を満たさない場合に通信網を異常と判定する手段を備え、本発明に基づく保全システムは、これらの手段に加えてさらに、通信網を異常と判定した場合には、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアの予測値を用いて異常度に対して負の帰還が生じるように変更する手段を有する。
【００１９】
自己回帰モデルは時系列解析および予測の分野で標準的に用いられている手法であり、非特許文献４「尾崎統、北川源四郎編、"時系列解析の方法"、朝倉書店、pp.61-71、1998.」に述べられている。異常度のスコアの時系列{x(s)}をM次の自己回帰モデルで表現すると、係数をg(m)、予測誤差をh(s)として、
【数４】
2006340050.tif 000003
となる。自己回帰モデルの係数の推定法としてはバーグ(Burg)法、ユールウォーカー(Yule-Walker)法、最小二乗法などが知られており、時系列の特性に応じて適当な方法を用いれば良い。推定された係数{g(m)}と、M回の測定に基づき計算された異常度のスコアの時系列{x(s)}から、次の測定時刻における異常度のスコアの予測値は、
【数５】
2006340050.tif 000004
となる。ここで、自己回帰モデルの定常条件、すなわち時刻が無限大となる極限においてx(s)が0に収束するためには、特性方程式
【数６】
2006340050.tif 000005
のM個の根の絶対値がすべて１より大であることが必要条件である。この定常条件が満たされない場合、通信品質の著しい変動の兆しが検出されたことを意味するため、保全をおこなう必要がある。
【００２０】
なお、自己回帰モデルの定常条件の崩れから異常を検出する手法自体は、非特許文献５「Cynthia S.Hood,Chuanyi Ji,"Proactive Network-Fault Detection",IEEE Transactions on Reliability,Vol.46,No.3,pp.333-341,Sep.1997.」などにおいて知られており、本発明の特徴は上側確率に基づき異常度を算出することと、異常度のスコアに応じて保全動作をおこなうことである。
【００２１】
また、本発明に基づく異常検出システムは、移動端末が、通信品質の指標を測定して通信品質を管理するサーバに対して測定結果を定期的に送信する手段を備え、通信品質を管理するサーバが、提供する通信品質の目標値が等しい加入者群毎に通信品質の指標の測定結果を集計し、測定期間における通信品質の指標が測定値よりも劣る上側確率に基づき異常度のスコアを求め、その異常度のスコアに応じて当該加入者群に対する通信品質の劣化を検出する手段を備えており、本発明に基づく保全システムは、これらの手段に加えてさらに、通信品質の指標に関わるネットワーク運用パラメータを、異常度のスコアの予測値を用いて異常度のスコアに対して負の帰還が生じるように変更する手段とを有する。
【００２２】
本発明に基づく異常検出システムが取得する通信品質の指標としては、例えば、移動通信網の無線セル毎に測定した以下のデータのうち少なくとも一つが含まれる。
○接続要求回数に対する接続失敗回数
○ハンドオーバ要求回数に対するハンドオーバ失敗回数
○パケット転送スループット
○パケット転送遅延
○パケット損失率
【００２３】
本発明に基づく保全システムが変更すべきネットワーク運用パラメータとしては、例えば、移動通信網における以下のパラメータのうち少なくとも一つが含まれる。
○無線基地局のパイロットチャネル送信電力
○無線基地局から移動端末へ送信する下りデータに対するアウターループ送信電力
○移動端末から無線基地局へ送信する上りデータに対するアウターループ送信電力
○移動端末の呼接続時またはハンドオーバ時に参照する呼受付制御閾値
○移動端末がハンドオーバ時に参照する無線リンク追加しきい値受信電力、無線リンク削除しきい値受信電力、および無線リンク置換しきい値受信電力
【００２４】
『作用』
上側確率の値は通信品質の指標が測定値よりも劣化する確からしさがどの程度であるかを表すため、換言すれば、上側確率の値は通信品質の指標が測定値以下となる珍しさを示すため、上側確率の値が小さいほど、通常の運用環境では滅多に起こらない珍しい状況であり、システムが異常であるといえる。また、二項分布の場合も正規分布の場合も、測定値が同じ場合は測定回数が多いほど上側確率が小さくなる傾向があるため、測定回数が少ない場合の異常の誤検出が少なくなり、統計的信頼度を考慮した異常検出が可能となる。上側確率の値の負対数をとると、システムが異常であるほど大きな値となるので異常度のスコアとして使うことができ、複数の指標に対する同時確率を加算によって得ることができるために計算が容易となる。さらに、異常度のスコアの時系列が定常条件を満たさなくなることから異常の予兆を検出することができ、システムの異常やその予兆を検出した際には、異常度のスコアの大小に応じてネットワーク運用パラメータを変更することによって保全を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、移動通信網の通信品質の指標の測定結果に対し、その統計的信頼度を考慮して異常度を算出し、異常度に応じた保全をおこなうことが可能である。また、本発明によれば、提供すべき通信品質の目標値が異なる複数の加入者群を収容する通信網において、移動端末または他の通信機器によって測定された通信品質の指標に基づき加入者群毎に通信品質の劣化や障害の予兆を検出し、保全をおこなうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
『構成の説明』
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
『第1の実施の形態』
図1を参照すると、本発明の第1の実施の形態としての移動通信網が示されている。
【００２８】
移動端末10、11は無線基地局30と無線リンク20、21を介して接続し、移動端末12は無線基地局31と無線リンク22を介して接続し、移動端末13、14は無線基地局32と無線リンク23、24を介して接続している。無線基地局制御装置50は、移動通信コア網60とは有線リンク43を介して、また配下の無線基地局30、31、32とは有線リンク40、41、42を介して、通信トラフィックおよび制御トラフィックの送受信をおこなう。ネットワーク管理装置90は、無線基地局制御装置50および移動通信コア網60内部の図示しない交換局やサーバ装置と有線リンク44、45を介して接続され、ネットワーク障害監視や通信サービス品質のモニタ等をおこなう。3GPPの仕様に従う移動通信網では、非特許文献１ほかで定義されているように、無線基地局制御装置50が通信品質の指標の測定をおこない、その結果を定期的にネットワーク管理装置90に送信する。通信の呼受付制御および無線資源の割り当ては、移動端末の初期接続時および無線セル間のハンドオーバ時においておこなわれる。
【００２９】
図2に無線基地局制御装置50の内部構成を示す。無線基地局制御装置50は、配下の移動端末10〜14および無線基地局30〜32における通信リソースの割り当てを管理し、移動端末10〜14の接続、切断およびハンドオーバ処理をおこない、移動通信コア網60との間でデータの転送処理をおこなう。
【００３０】
送受信器100は、配下の無線基地局30〜32、移動通信コア網60の交換機(図示せず)およびネットワーク管理装置90との間でやりとりする信号の変復調をおこなう。データ転送手段101は、受信した信号のあて先に向けて信号の転送処理をおこない、あて先が無線基地局制御装置50の制御信号であれば制御信号処理手段102に出力する。
【００３１】
移動端末10〜14から無線基地局30〜32への上り方向の無線信号の通信品質は、送受信器100から通信品質測定手段103に通知される。一方、無線基地局30〜32から移動端末10〜14への下り方向の無線信号の通信品質は、移動端末から送信された制御信号を制御信号処理手段102が受けて通信品質測定手段103に出力する。
【００３２】
制御信号処理手段102は、移動端末10〜14、移動通信コア網60およびネットワーク管理装置90から制御信号を受信すると、制御信号の種類に応じて接続要求処理手段104、ハンドオーバ要求処理手段105、切断要求処理手段106、または運用パラメータ設定手段107に振り分け処理をおこなう。
【００３３】
接続要求処理手段104およびハンドオーバ要求処理手段105は、配下の移動端末10〜14からの発信および着信接続要求やハンドオーバ要求を受けて、呼受付制御手段108に必要な通信リソースが確保可能かどうかを問い合わせる。通信リソースが確保可能な場合は、転送レート割当手段110が呼の種別と要求する通信レートに応じて通信チャネルレートを決定し、拡散符号割当手段111は所要通信レートに応じて拡散符号を割り当て、送信電力割当手段109は所要通信レートと所要エラー率に応じた送信電力を移動端末と無線基地局に割り当て、これらの設定に応じて通信チャネル割当手段112がデータ転送用チャネルおよび制御用のチャネルを割り当てる。呼受付制御の結果、通信リソースが確保不可能な場合、接続要求処理手段104およびハンドオーバ要求処理手段105は、配下の移動端末10〜14に対して接続不可またはハンドオーバ不可を通知する。切断要求処理手段106が通信の終了を検知した場合、それまで確保していた通信チャネル、拡散符号、送信電力などの通信リソースを解放する。
【００３４】
運用パラメータ設定手段107は、ネットワーク管理装置90より運用パラメータの設定および変更を指示された場合、呼受付制御の閾値の設定変更であれば呼受付制御手段108に、送信電力割り当て方法の変更であれば送信電力割当手段109に、その他の通信リソース割り当て方法の変更であれば変更の内容に応じて送信電力割当手段109、転送レート割り当て手段110、拡散符号割当手段111、または通信チャネル割当手段112に対して、その内容を出力する。
【００３５】
次にネットワーク管理装置90の内部構成例を図3に示す。ネットワーク管理装置90では、移動通信システム内の各装置における運用パラメータのプロビジョニング(運用パラメータを迅速に制御できるよう事前準備し且つ実際に制御すること)、ネットワーク障害監視、および通信サービス品質のモニタ等をおこなう。
【００３６】
無線エリア設計手段207は、サービス対象エリアの地形情報や電波伝搬条件等の入力をもとに、提供可能な通信サービスの品質を推定し、運用パラメータ設定手段204に対して最適な運用パラメータを出力する。ネットワーク監視情報が監視情報入力手段203を介して入力されると、通信品質監視手段205はネットワーク障害の有無を判定し、障害があった場合には障害表示手段202に障害の内容を表示する。また、障害の有無によらず、一定時間毎に監視した通信品質の内容は通信品質統計記憶手段208に保存する。さらに、通信品質監視手段205は異常度算出手段206から障害の検出を通知された場合にも、障害表示手段202に障害の内容を表示する。異常度算出手段206は、無線セル毎に測定した通信品質の指標と、正常時通信品質記憶手段209に保持されている正常稼動時の通信品質の値を用いて通信システムの異常度を計算し、異常度のスコアが高い場合には通信品質監視手段205に異常を示すとともに、運用パラメータ設定手段204に対して適宜補正すべきパラメータを出力する。
【００３７】
図4に通信品質統計記憶手段208において保持する通信品質統計情報300の内容例を示す。各行は取得した統計項目を表し、この例では接続要求回数301、接続失敗回数302、通信正常完了回数303、通信異常完了回数304、平均転送遅延量305、転送フレーム数306が定義されている。また、図4の各列は加入者が利用可能な通信サービスの種類を表し、回線交換音声通話320、回線交換TV電話321、回線交換データ転送322、およびパケット交換データ転送323が定義されている。各々の要素には、監視期間における当該イベントの発生回数の累計値や平均値が記録される。
【００３８】
図5に正常時通信品質記憶手段209が保持する正常時通信品質情報330の内容例を示す。各行は通信品質の統計項目を表し、この例では呼損率331、通信異常完了率332、平均転送遅延量333、転送遅延量分散334が規定されている。図5の各列は移動通信事業者が利用者に提供する各々の通信サービスに対応する。これらの値は、通信網の正常稼動時において長時間平均をとることによって算出可能である。また、正常稼動時の実測値をもとにする方法以外にも、加入者に対して通信品質の保証をおこなう場合には、通信品質の保証値を用いても良く、その場合には目標とする通信品質から実際の測定結果がどの程度乖離しているかを調べることになる。
【００３９】
以上本発明の第１の実施の形態の構成を述べたが、図1の移動端末10〜14、および無線基地局30〜32は、当業者にとってよく知られているので、その詳細な構成は省略する。
【００４０】
『動作の説明』
次にネットワーク管理装置90における通信品質監視手段205がおこなう通信品質監視処理の動作フローを図6に示す。通信品質監視手段205は、通信サービス品質データを含む監視情報が入力されると(ステップ500,501)、その監視情報にネットワーク障害情報が含まれるかどうかの判定をおこない(ステップ502)、障害情報が含まれれば障害表示手段202に障害情報を出力し(ステップ503)、障害情報が含まれていなければステップ502をスキップして、通信品質統計記憶手段208に監視情報に含まれる通信サービス品質を保存し(ステップ504)、処理を終了する(ステップ505)。
【００４１】
ネットワーク管理装置90の異常度算出手段206がおこなう異常度算出処理の動作を図7および図8を参照して説明する。ここでは、通信品質の指標の例として呼損率を用いて説明する。
【００４２】
図7において、異常度算出手段206は、通信品質監視手段205からの要請時、または予め定められた周期毎に、無線セル毎の異常度の算出をおこなう(ステップ520)。まず異常度の計算をおこなう無線セルを選択する(ステップ521)。次に正常時通信品質記憶手段209から、正常稼動時の呼損率p0を参照する(ステップ522)。次に通信品質統計記憶手段208から測定期間中の接続要求回数aと接続失敗回数fを取得する(ステップ523)。例えば、回線交換の音声通話サービスの場合、図5よりp0=0.02、図4よりa=60,f=2となる。このとき、接続失敗回数がf以上となる二項分布の上側確率は図8の斜線で囲まれた領域となり、次式で計算できる(ステップ524)。
【数７】
2006340050.tif 000006
但し、Ip0(f,a-f+1)は不完全ベータ関数である。通信品質の異常度は、このようにして求めた上側確率の負対数-log(B(a,f,p0))として求められる(ステップ525)。二項分布の確率密度関数の形状は標本数(通信の試行回数)に応じて変わり、測定の結果が同じ呼損率であっても通信の試行回数が多いほうが異常度が高くなる傾向にある。従って、異常度のスコアには測定結果の統計的信頼度が考慮されていることになる。異常度が予め定められた閾値を超過した場合には(ステップ526)、通信品質監視手段205に障害の発生を通知し(ステップ527)、次の無線セルの異常度の計算に移る。すべての無線セルの異常度の計算を終了すると、処理を終了する(ステップ528)。
【００４３】
このように、二項分布の上側確率を用いることによって、測定結果の統計的信頼度を考慮した異常の検出をおこなうことができる。
【００４４】
また、平均転送遅延量のように比率ではない連続値に対する異常度を算出する際の動作フローを図9に示す。ここでは通信品質の指標としてパケット交換サービスにおけるフレームの平均転送遅延量を用いる。異常度を計算する無線セルを選択し(ステップ540,541)、正常時通信品質記憶手段209から、正常稼動時の平均転送遅延量q0と転送遅延量分散qvを参照する(ステップ542)。次に通信品質統計記憶手段208から測定期間中の平均転送遅延量dと転送フレーム数eを取得する(ステップ543)。例えば、パケット交換のデータ転送サービスの場合、図5よりq0=200ms、qv=40ms、図4よりd=240ms,e=1.2*105となる。このとき、平均転送遅延量がd以上となる正規分布の上側確率は、次式で与えられ、これは不完全ガンマ関数を用いて計算できる(ステップ544)。
【数８】
2006340050.tif 000007
【００４５】
通信品質の異常度は、このようにしてもとめた上側確率の負対数-log(N(d,q0,qv/e))として求められる(ステップ545)。従って、同じ平均転送遅延であっても、測定期間における転送フレーム数が多いほど異常度が高くなるため、異常度のスコアには測定結果の統計的信頼度が考慮されていることになる。異常度が予め定められた閾値を超過した場合には(ステップ546)、通信品質監視手段205に障害の発生を通知し(ステップ547)、次の無線セルの異常度の計算に移る。すべての無線セルの異常度の計算を終了すると処理を終了する(ステップ548)。
【００４６】
このように、正規分布の上側確率を用いることにより、測定結果の統計的信頼度を考慮した異常の検出をおこなうことができる。
【００４７】
『第2の実施の形態』
本発明の第2の実施の形態として、その基本的構成は上記の通りであるが、通信網が提供すべき通信品質の目標値が異なる複数の加入者群を収容する場合、各々の加入者群の通信品質の劣化を検出する際にも活用できる。図10に、本発明の第2の実施の形態において通信品質統計記憶手段208が保持する加入者群毎通信品質統計情報400を示す。提供すべき通信品質の目標値をサービスクラスA、B、Cの3種類とした場合、各々のサービスクラスを契約した加入者群毎に統計情報410、420、430を取得する。これらの統計情報のフォーマットは、第1の実施の形態における通信品質統計情報300と同様である。また、各々のサービスクラスに対し、図11に示すように正常時通信品質記憶手段209は加入者群毎目標通信品質情報450を保持する。加入者群毎の目標品質情報451、452、453の内容は、第1の実施の形態における正常時通信品質情報330と同様である。これらの情報を用いて、加入者群毎の通信品質に対する異常度の算出をおこなうことにより、当該加入者に対する品質の劣化を検出することが可能となる。
【００４８】
『第3の実施の形態』
次に本発明の第3の実施の形態として、複数の通信品質の指標に対する異常度の重み付け加算によって通信網の異常を検出する際の異常度算出手段206の動作フローを図12に示す。
【００４９】
図12では、呼損率と異常完了率からなる２つの通信品質の指標について、各々の異常度の重みを等しくとっている。図12におけるステップ560〜564については、第1の実施の形態の図7におけるステップ520〜524と同様である。第3の実施例では、さらに正常時通信品質記憶手段209から正常稼動時の通信異常完了率p1を参照し(ステップ565)、通信品質統計記憶手段208から測定期間中の接続要求回数aと通信異常完了回数f2を取得し(ステップ566)、これらを基に通信異常完了回数がf2以上となる二項分布の上側確率B2(a,f2,p1)を算出する(ステップ567)。異常度の算出は、呼損率に対する異常度-log(B(a,f,p0))と異常完了率に対する異常度-log(B2(a,f2,p1))を足し合わせることによっておこない(ステップ568)、異常度が予め定められた閾値を超過した場合(ステップ569)には、通信品質監視手段205に障害の発生を通知し(ステップ570)、次の無線セルの異常度の計算に移る。すべての無線セルの異常度の計算を終了すると処理を終了する(ステップ571)。
【００５０】
このように、複数の通信品質の指標に基づく異常度を算出することにより、通信網の異常検出を総合的かつより高い信頼性をもっておこなうことが可能となる。
【００５１】
『第4の実施の形態』
図13に本発明の第4の実施の形態における異常度算出手段206の動作フローを示す。第4の実施の形態では、時系列解析により通信システムの異常の予兆を検出する。異常の予兆は、通信品質の指標が定常状態から大きく揺らいだ際に検出できる。
【００５２】
まず、第1の実施の形態と同様に呼損率の測定結果から二項分布の上側確率を用いて異常度を算出し、時系列の異常度の配列{x(s)}を取得する(ステップ580〜584)。次に時系列の異常度をM次の自己回帰モデルにあてはめ、Burg法などを用いて係数{g(m)}の推定をおこなう(ステップ585)。このようにして推定された係数{g(m)}に対し、特性方程式のM個の根の絶対値がすべて1より大であるかを調べ(ステップ586、587)、その定常条件が満たされない場合には障害の予兆の発生を通信品質監視手段205に通知する(ステップ588)。すべての無線セルについて時系列解析を完了すると処理を終わる(ステップ589)。
【００５３】
このように、異常度の時系列を自己回帰モデルにあてはめ、それが定常条件を満たさなくなるかどうかを調べることによって障害の予兆を検出することができる。
【００５４】
『第5の実施の形態』
第1から第4の実施の形態では通信品質の指標の測定と解析は通信事業者がおこなうことを前提としていたが、これらは加入者と外部事業者がおこなうこともできる。このとき、外部事業者は通信事業者からサービス品質監視業務の委託を受けることになる。図14は、本発明の第5の実施の形態における移動通信網および通信品質監視装置の構成である。
【００５５】
外部事業者は移動端末10〜14が生成する通信品質監視結果1010,1011を通信品質監視装置1030において収集し、異常の検出と分析をおこなう。この通信品質監視結果1010,1011に含まれる情報は、第1の実施の形態の図4において無線セル毎に取得する通信品質統計情報300と同様であり、第5の実施の形態では移動端末毎の統計情報となる。第1から第4の実施の形態では、品質監視処理の負荷増大に伴うネットワーク管理装置90のトラフィック交換性能劣化の可能性があるため、加入者単位での通信品質計測をおこなうのは難しいが、本実施の形態では移動端末10〜14から外部事業者の通信品質監視装置1030に対して直接品質監視結果を送付するため、加入者単位での品質監視が可能となる。
【００５６】
通信品質監視装置1030は、図3に示した第1の実施の形態におけるネットワーク管理装置90内の通信品質監視手段205、異常度算出手段206、通信品質統計記憶手段208、正常時通信品質記憶手段209と同等の手段と、移動端末10〜14からの通信品質監視結果1010,1011の受信やネットワーク管理装置90への通信品質劣化端末情報1020の送信などをおこなう送受信器とを備え、測定された通信品質の異常度の計算をおこなうことによって端末毎の通信品質の劣化を検出する。通信品質の劣化が検出された端末の情報は、通信品質監視装置1030からネットワーク管理装置90に対して通信品質劣化端末情報1020によって通知される。通信事業者のネットワーク管理装置90では通信品質劣化端末情報1020を受信すると、通信品質を回復すべく保全制御をおこなう。
【００５７】
外部事業者の通信品質監視装置1030は、このように保全の必要な移動端末を通信事業者に通知するだけでなく、異常がない場合も定期的に監視結果をネットワーク管理装置90あるいは図示しない通信事業者の端末および移動端末10〜14あるいは図示しない加入者端末に送付するようにしても良い。例えば、通信事業者が法人の加入者群との間で月毎の通信品質に関する保証契約をおこなう場合、通信品質監視装置1030あるいは外部事業者の図示しない端末において同一の法人に属する加入者群の監視結果を集計し、当月期間における異常の有無や保証すべき通信品質との比較結果などを要約して通信事業者の端末および加入者の端末に送付する。このように、外部事業者の通信品質監視装置1030において移動端末から品質監視結果を収集し、異常度の分析をおこなうことによって、移動通信事業者のネットワーク構成を変えることなく（無線基地局に負荷をかけることなく）加入者毎の通信品質の異常検出と保全制御をおこなうことができる。さらに、外部事業者の通信品質監視装置1030が、第1から第4の実施の形態のように通信事業者が所有する無線基地局制御装置50などのネットワーク装置から収集した通信品質の指標の分析をあわせておこなうようにしても良く、その場合、通信事業者と加入者による通信品質の相互監視が可能となる。
【００５８】
『第6の実施の形態』
また、通信品質の異常が検出された際、その異常度のスコアに応じて負の帰還が生じるように、すなわち異常度が減少する方向に保全を実行することも可能である。本発明の第6の実施の形態では、異常度のスコアに応じた呼受付制御閾値の補正処理をおこなう。他に異常度に応じた保全の対象となり得るネットワーク運用パラメータとしては、無線基地局のパイロットチャネル送信電力、無線基地局から移動端末へ送信する下りデータに対するアウターループ送信電力、移動端末から無線基地局へ送信する上りデータに対するアウターループ送信電力、移動端末がハンドオーバ時に参照する無線リンク追加しきい値受信電力、無線リンク削除しきい値受信電力、および無線リンク置換しきい値受信電力などがある。
【００５９】
図15に本発明の第6の実施の形態において無線基地局制御装置50がおこなう呼受付制御処理の動作フローを示す。無線基地局制御装置50は移動端末10〜14に対する発着信接続要求またはハンドオーバ要求の入力を受けた場合(ステップ700、701、702)、呼の種別と通信レート、所要フレームエラー率等から呼を受け付けた場合に生じる負荷増分Δηを算出する(ステップ705)。通常、この負荷の計算および受付制御は上りと下りで独立におこなわれる。この負荷増分をもとに、現在の負荷の値ηに対して呼を受け付けた場合に負荷の上限値ηthを超過しないかを調べ(ステップ706)、問題がなければさらに拡散符号、送信電力、通信チャネルの転送レート、通信チャネルの割り当てをおこない(ステップ707〜710)、負荷を更新した後(ステップ711)、接続・ハンドオーバ要求の受付応答を送信(ステップ712)して終了する(ステップ713)。ステップ706〜ステップ708のいずれかで問題が生じた場合は、接続・ハンドオーバ要求の拒否応答を作成して送信し(ステップ714)、終了する(ステップ715)。
【００６０】
また、切断要求を受信した場合には(ステップ703)、負荷の更新をおこない(ステップ716)、拡散符号、送信電力、通信チャネルなど各種通信リソースを解放してから(ステップ717〜719)、切断応答を送信して(ステップ720)、処理を終了する(ステップ721)。
【００６１】
さらに、運用パラメータ設定要求を受信した場合には(ステップ704)、呼受付制御の閾値(ηth)の変更を指示されているならば閾値を更新し(ステップ722)、処理を終了する(ステップ723)。図15から明らかなように、呼受付制御の閾値ηthが高いほどリソース不足による呼損や異常完了が小さくなるが、閾値を上げすぎると無線回線の電力制御マージンがなくなり、システムが不安定になるので、閾値の調整はリソース不足時にのみ限定的におこなうことが好ましい。
【００６２】
図16に本発明の第6の実施の形態における異常度算出手段206の動作フローを示す。正常稼動時の呼損率と測定値に基づき異常度を算出し、異常が検出された際に通信品質監視手段205に障害の発生を通知する過程(ステップ600〜607)は第1の実施の形態と同様である。第6の実施の形態では、異常が検出された際、その異常の主な原因は無線のリソース不足による呼損である認められた場合(ステップ608)、呼受付制御の閾値ηthを異常度xに対してほぼ比例するように増加させる(ステップ609)。ステップ609の結果、閾値が上限を超過してしまった場合には(ステップ610)、閾値を上限値ηth(max)に設定する(ステップ611)。閾値を更新した場合には運用パラメータ設定手段204に対して通知し(ステップ612)、すべての無線セルに対する異常検出および閾値更新を終えると処理を完了する(ステップ613)。
【００６３】
このように、異常度のスコアに応じた呼受付制御閾値の修正をおこなうことにより、通信の障害に対する保全制御を適切におこなうことができる。
【００６４】
なお、本発明では通信に関する指標が計測された値よりも劣化する上側確率を用いた異常検出方法および保全制御について示したが、これを異常の程度を測る他の方法、例えば指標が計測された値に一致する一点確率を用いる方法に置き換えることは当業者にとって容易である。しかし、一点確率は確率密度そのものであるのに対し、上側確率は確率密度の積分値であるため、上側確率を用いる方が確率分布の形状によらずに安定して異常を検出することが可能である。
【００６５】
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明は以上の実施の形態にのみ限定されず、その他各種の付加変更が可能である。また、ネットワーク管理装置90および通信品質監視装置1030は、その有する機能をハードウェア的に実現することは勿論、コンピュータとプログラムとで実現することができる。ネットワーク管理装置90用のプログラムは、磁気ディスクや半導体メモリ等のコンピュータ可読記録媒体に記録されて提供され、ネットワーク管理装置90を構成するコンピュータの立ち上げ時などにコンピュータに読み取られ、そのコンピュータの動作を制御することにより、そのコンピュータを前述した各実施の形態におけるネットワーク管理装置90として機能させる。同様に、通信品質監視装置1030用のプログラムは、磁気ディスクや半導体メモリ等のコンピュータ可読記録媒体に記録されて提供され、通信品質監視装置1030を構成するコンピュータの立ち上げ時などにコンピュータに読み取られ、そのコンピュータの動作を制御することにより、そのコンピュータを前述した各実施の形態における通信品質監視装置1030として機能させる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における移動通信網の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における無線基地局制御装置の内部構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるネットワーク管理装置の内部構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における通信品質統計情報の内容を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における正常時通信品質情報の内容を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における通信品質監視処理の動作フローを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における呼損率の異常度算出処理の動作フローを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における異常度算出処理における上側確率を説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における平均転送遅延量の異常度算出処理の動作フローを示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における加入者群毎通信品質統計情報の内容を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における加入者群毎目標通信品質情報の内容を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における異常度算出処理の動作フローを示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態における異常度算出処理の動作フローを示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態における移動通信網および通信品質監視装置の構成図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態における呼受付制御処理の動作フローを示す図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態におけ異常度算出処理の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
10〜14：移動端末
20〜24：無線リンク
30〜32：無線基地局
40〜46：有線リンク
50：無線基地局制御装置
60：移動通信コア網
70：外部網
80〜82：無線セル
90：ネットワーク管理装置
100、200：送受信器
101、201：データ転送手段
102：制御信号処理手段
103：通信品質測定手段
104：接続要求処理手段
105：ハンドオーバ要求処理手段
106：切断要求処理手段
107：運用パラメータ設定手段
108：呼受付制御手段
109：送信電力割当手段
110：転送レート割当手段
111：拡散符号割当手段
112：通信チャネル割当手段
202：障害表示手段
203：監視情報入力手段
204：運用パラメータ設定手段
205：通信品質監視手段
206：異常度算出手段
207：無線エリア設計手段
208：通信品質統計記憶手段
209：正常時通信品質記憶手段
300：通信品質統計情報
301：接続要求回数統計項目
302：接続失敗回数統計項目
303：通信正常完了回数統計項目
304：通信異常完了回数統計項目
305：平均転送遅延量統計項目
306：転送フレーム数統計項目
320：回線交換音声通話サービス
321：回線交換TV電話サービス
322：回線交換データ転送サービス
323：パケット交換データ転送サービス
330：正常時通信品質情報
331：呼損率
332：通信異常完了率
333：平均転送遅延量
334：転送遅延量分散
400：加入者群毎通信品質統計情報
410：サービスクラスA加入者群統計情報
420：サービスクラスB加入者群統計情報
430：サービスクラスC加入者群統計情報
450：加入者群毎目標通信品質情報
451：サービスクラスA加入者群目標品質情報
452：サービスクラスB加入者群目標品質情報
453：サービスクラスC加入者群目標品質情報
500〜505:通信品質監視処理ステップ
520〜528、540〜548、560〜571、580〜589、600〜613:異常度算出処理ステップ
700〜723：呼受付制御処理ステップ
1000:移動通信網
1010、1011:通信サービス品質監視結果
1020:通信品質劣化端末情報
1030:通信品質監視装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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