(57)【要約】【課題】導入コストを増加させることなく、通信の体感品質（ＱｏＥ）低下を軽減する。【解決手段】制御装置は、基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定するための情報を取得し、取得した情報に基づいて、基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定し、混雑していると判定された基地局に収容される端末を、前記プロキシ装置が通信を制御する端末として特定し、プロキシ装置は、データが受信側に到達したか否かを示す応答確認を行うプロトコルを用いて、基地局とサーバとの間の通信を制御し、特定された端末による通信が廃棄される廃棄率を、プロトコルで用いる応答確認パケットを利用して算出し、算出された廃棄率分低減された送信帯域によって、特定された端末による通信を中継する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末によって送受信されるデータを転送する通信システムであって、
前記端末と無線によって通信する基地局と、
前記端末にサービスを提供するサーバと、
前記基地局と前記サーバとの間の通信を制御するプロキシ装置と、
前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定するための情報を取得する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記取得した情報に基づいて、前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定し、
前記混雑していると判定された基地局に収容される端末を、前記プロキシ装置が通信を制御する端末として特定し、
前記プロキシ装置は、
前記データが受信側に到達したか否かを示す応答確認を行うプロトコルを用いて、前記基地局とサーバとの間の通信を制御し、
前記特定された端末による通信が廃棄される廃棄率を、前記プロトコルで用いる応答確認パケットを利用して算出し、
前記算出された廃棄率分低減された送信帯域によって、前記特定された端末による通信を中継することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記制御装置は、
前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定するための情報として、前記経路におけるベアラの情報を取得し、
前記取得したベアラの情報に基づいて、前記基地局が収容するベアラ数を算出し、
前記算出されたベアラ数が所定の閾値を超える場合、前記基地局が収容する通信が混雑していると判定することを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記制御装置は、
前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定するための情報として、前記経路において前記基地局が用いる帯域を取得し、
前記取得した帯域が所定の閾値を超える場合、前記基地局が収容する通信が混雑していると判定することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記プロキシ装置は、
送信されたパケットの数ｓｎｄと、前記送信されたパケットが受信側に到達したことを示す応答確認パケットの数ａｃｋと、前記送信されたパケットの再送が要求されたパケットの数ｒｔｓと、前記応答確認パケットに付随し、かつ、受信側におけるパケットの不連続部分の始端と終端とを示す選択的応答パケットにおいて、前記応答確認パケットが保持する値が直前に受信した選択的応答パケットの保持する値と同じである場合の前記選択的応答パケットの数ｓａｃｋ．ｄｕｐと、を前記プロトコルを用いて取得し、
ｓｎｄ＞ａｃｋ＋ｒｔｓである場合、ｒｔｓ／ｓｎｄを、前記廃棄率として算出し、
ｓｎｄ＜＝ａｃｋ＋ｒｔｓである場合、１−（ａｃｋ−ｓａｃｋ．ｄｕｐ）／ｓｎｄを、前記廃棄率として算出することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記制御装置は、
前記プロキシ装置によって通信を制御される端末を示す端末情報を保持し、
前記取得した情報と、前記端末情報とに基づいて、前記プロキシ装置が通信を制御する前記端末を特定し、
前記端末情報が、前記送信帯域の上限値を含む場合、
前記制御装置は、前記特定された端末を示す識別子と、前記特定された端末の送信帯域の上限値と、を前記プロキシ装置に設定し、
前記プロキシ装置は、前記算出された廃棄率分低減された送信帯域が、前記制御装置が設定した上限値を超える場合、前記制御装置が設定した上限値によって、前記特定された端末による通信を中継することを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の通信システムであって、
前記制御装置は、
前記端末におけるＳ／Ｎ比を取得し、
前記特定された端末の前記Ｓ／Ｎ比が所定の閾値よりも低く、かつ、前記端末情報が送信帯域の上限値を含む場合、前記端末情報が含む前記特定された端末の上限値を所定の割合減じた値を、前記プロキシ装置に設定する上限値に決定することを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項５に記載の通信システムであって、
前記通信システムは、前記基地局と前記サーバとの間に設置されるゲートウェイを有し、
前記制御装置は、
前記ゲートウェイにおける回線の利用率を取得し、
前記取得したゲートウェイにおける回線の利用率に基づいて、前記プロキシ装置が通信を制御する端末を特定し、
前記端末情報が送信帯域の上限値を含む場合、前記ゲートウェイにおける回線の利用率に基づいて特定された端末の通信を制御するため、前記端末情報が含む前記特定された端末の送信帯域の上限値を所定の割合減じた値を、前記プロキシ装置に設定する上限値に決定することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記制御装置は、
前記プロキシ装置によって通信が制御されるサービスを示すサービス情報を保持し、
前記特定された端末を示す識別子と、前記サービス情報とを前記プロキシ装置に設定し、
前記プロキシ装置は、
前記特定された端末による通信のうち、前記サービス情報が示すサービスによる通信を抽出し、
前記算出された廃棄率分低減された送信帯域によって、前記抽出された通信を中継することを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項８に記載の通信システムであって、
前記サービス情報は、前記送信帯域の上限値を含み、
前記プロキシ装置は、前記算出された廃棄率分低減された送信帯域が、前記サービス情報が示す上限値を超える場合、前記サービス情報が示す上限値によって、前記抽出された通信を中継することを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記通信システムは、前記基地局と前記サーバとの間に設置されるゲートウェイを有し、
前記プロキシ装置は、前記ゲートウェイとネットワークインタフェースを介して接続され、
前記ゲートウェイは、
前記特定された端末を示す識別子を、前記制御装置から受信し、
前記受信した識別子に基づいて、前記特定された端末による通信を前記プロキシ装置に転送することを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記通信システムは、前記基地局と前記サーバとの間に設置されるゲートウェイを有し、
前記プロキシ装置は、前記ゲートウェイに備わり、
前記ゲートウェイは、
前記特定された端末を示す識別子を、前記制御装置から受信し、
前記受信した識別子に基づいて、前記特定された端末による通信を前記プロキシ装置に転送することを特徴とする通信システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記通信システムは、前記基地局と前記サーバとを接続する公衆データ網と、前記公衆データ網と前記基地局との間に設置されるゲートウェイを有し、
前記プロキシ装置は、前記ゲートウェイと前記公衆データ網との間に設置されることを特徴とする通信システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記通信システムは、前記基地局と前記サーバとを接続する公衆データ網と、前記サーバが設置されるデータセンタとを有し、
前記プロキシ装置は、前記公衆データ網と前記データセンタとの間、又は、前記データセンタに設置されることを特徴とする通信システム。
【請求項１４】
端末によって送受信されるデータを転送する通信システムによる制御方法であって、
前記通信システムは、
前記端末と無線によって通信する基地局と、
前記端末にサービスを提供するサーバと、
前記基地局と前記サーバとの間の通信を制御するプロキシ装置と、
前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定するための情報を取得する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、第１のプロセッサを有し、
前記プロキシ装置は、第２のプロセッサを有し、
前記方法は、
前記第１のプロセッサが、前記取得された情報に基づいて、前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定する手順と、
前記第１のプロセッサが、前記混雑していると判定された基地局に収容される端末を、前記プロキシ装置が通信を制御する端末として特定する手順と、
前記第２のプロセッサが、前記データが受信側に到達したか否かを示す応答確認を行うプロトコルを用いて、前記基地局とサーバとの間の通信を制御する手順と、
前記第２のプロセッサが、前記特定された端末による通信が廃棄される廃棄率を、前記プロトコルで用いる応答確認パケットを利用して算出する手順と、
前記第２のプロセッサが、前記算出された廃棄率分低減された送信帯域によって、前記特定された端末による通信を中継する手順と、を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１５】
端末によって送受信されるデータを転送する通信システムに備わる制御装置であって、
前記通信システムは、
前記端末と無線によって通信する基地局と、
前記端末にサービスを提供するサーバと、
前記基地局と前記サーバとの間の通信を制御するプロキシ装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定するための情報を取得し、
前記取得した情報に基づいて、前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定し、
前記混雑していると判定された基地局に収容される端末を、前記プロキシ装置が通信を制御する端末として特定することを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン及びタブレット端末等が急速に普及した結果、ネットワークにおいてモバイルトラフィックが急激に増加している。このような状況を受け、モバイルトラフィックを転送する無線網では、３Ｇに代わってＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）及びＷｉＭＡＸ等の高速無線通信が普及し始めている。そして、このような高速無線通信を用いた場合、無線リンクエラー（パケットロス）が発生しにくい環境、又は、アクセスが混雑していない環境において、ユーザは、従来の有線並みの快適な通信を享受できる。
【０００３】
一方で、無線網が、無線リンクエラー（パケットロス）が発生しやすい環境、又は、アクセスが混雑する環境である場合、高速無線通信が用いられていても、一般的に用いられるＴＣＰ/ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ/Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）通信の特性上、無線網において送信スループットが減少し、体感品質（ＱｏＥ：Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）が低下してしまう。
【０００４】
体感品質を改善するためには、無線網における通信帯域の確保と、確保された通信帯域を混雑状況においても上限まで利用できる状態にすることとが重要である。このような重要性に鑑みて、従来、「データフローの特性に応じてサービス品質を制御することができ、同種のアプリケーションサービスを利用するユーザ間のユーザ体感品質の公平性を向上する無線リソース割当方法を提供する」という課題が提起されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１には、解決手段として、「基地局装置を備えるネットワークは、ユーザが要求する所要ユーザ体感品質を推定する所要ユーザ体感品質決定部と、データフローの特性を解析するデータフロー特性解析部と、所要ユーザ体感品質とデータフロー特性とに基づいて目標サービス品質を決定する目標サービス品質決定部と、目標サービス品質に基づいて無線リソース量を決定する無線リソース割当部を備える」が記載されている。
【０００６】
また、従来、「伝送制御方法において、環境に応じて通信スループットを向上させることを目的とする」という課題が提起されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献２には、解決手段として、「送信元と送信先の通信装置それぞれにおいて、複数の輻輳制御方式にそれぞれ対応する複数の輻輳制御機能を含む伝送制御プロトコルを有し、該伝送制御プロトコルを用いて互いに通信を行う伝送制御方法であって、前記送信元と送信先の通信装置で第１の輻輳制御機能から第２の輻輳制御機能に切り替えを行う際に、前記伝送制御プロトコルが保持している第１の輻輳制御機能における動作状態を表す複数のパラメタのうち少なくとも１つを前記第２の輻輳制御機能における動作状態を表すパラメタに引き継ぐ」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１９１３７２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７５５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された技術を用い、かつ、無線網においてＴＣＰ／ＩＰのようなプロトコルが用いられていた場合、パケットの再送が過剰になった場合の送信スループットの低下を防ぐことができない。
【００１０】
また、特許文献２に記載された技術を用いた場合、すべての無線端末及びすべてのサーバに特許文献２による機能を実装する必要があり、導入コストが増大する。
【００１１】
無線網を快適に利用するためには、ユーザの体感品質（ＱｏＥ）を損なわないことが重要である。一方で、無線網を提供するネットワークオペレータの設備投資資金には限りがあるため、ユーザの体感品質改善のためとはいえ、ネットワークオペレータが過剰な導入コストをかけることは現実的ではない。多くの場合、非混雑状況においてはＬＴＥなどの高速無線通信を用いた近年の無線網は有線並みの快適な体感品質が得られやすいため、混雑時に問題を制限しても構わない。
【００１２】
本発明の目的は、無線網において、過剰な導入コストをかけることなく、混雑時でもユーザの体感品質（ＱｏＥ）低下を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の代表的な一形態によると、端末によって送受信されるデータを転送する通信システムであって、前記端末と無線によって通信する基地局と、前記端末にサービスを提供するサーバと、前記基地局と前記サーバとの間の通信を制御するプロキシ装置と、前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定するための情報を取得する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記取得した情報に基づいて、前記基地局が収容する通信が混雑しているか否かを判定し、前記混雑していると判定された基地局に収容される端末を、前記プロキシ装置が通信を制御する端末として特定し、前記プロキシ装置は、前記データが受信側に到達したか否かを示す応答確認を行うプロトコルを用いて、前記基地局とサーバとの間の通信を制御し、前記特定された端末による通信が廃棄される廃棄率を、前記プロトコルで用いる応答確認パケットを利用して算出し、前記算出された廃棄率分低減された送信帯域によって、前記特定された端末による通信を中継する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一実施形態によると、導入コストを増加させることなく、通信の体感品質（ＱｏＥ）低下を軽減することが可能となる。
【００１５】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施例１の通信システムを示すブロック図である。
【図２】本実施例１の高ＱｏＥ通信の適用処理及び解除処理を示すフローチャートである。
【図３】本実施例１の通信情報及び混雑情報を示す説明図である。
【図４】本実施例１の制御サーバが有する端末契約情報とプロキシ装置が有する適用情報を示す説明図である。
【図５】本実施例１のＰ−ＧＷ及びプロキシ装置の物理的な構成を示すブロック図である。
【図６】本実施例１のインライン構成のＰ−ＧＷ及びプロキシ装置を示すブロック図である。
【図７】本実施例１のインライン構成におけるプロキシ装置の設置位置を示す説明図である。
【図８】本実施例２のサービス提供者契約情報を示す説明図である。
【図９】本実施例２の高ＱｏＥ通信の適用処理及び解除処理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】
【００１７】
以下、本発明の実施形態の例を添付図面に基づき説明する。各図において同一の符号を付された対象は、同一の対象又は同じ機能を有する対象を示す。説明の都合上、符号に添え字を追加して区別することがある。
【実施例１】
【００１８】
本実施例では、通信の体感品質（ＱｏＥ）低下を軽減するために通信を最適化するプロキシ装置を導入する。そして、本実施例の通信システムは、このプロキシ装置を導入する台数（導入コスト）を増加させることなく、通信の体感品質（ＱｏＥ）を改善することによって、通信品質を制御する。
【００１９】
図１は、本実施例１の通信システムを示すブロック図である。
【００２０】
本実施例１の通信システムは、モバイルバックホール１０、パケットコア２０、インターネット３０及び少なくとも一つのサーバ２００を含む。モバイルバックホール１０及びパケットコア２０は、例えば、ＬＴＥ等の高速無線通信技術を用いたネットワークシステムを構成する。インターネット３０は、例えば、ＰＤＮ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｄａｔａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。サーバ２００は、サービスを提供する計算機である。
【００２１】
モバイルバックホール１０は、少なくとも一つの無線端末１００を収容する少なくとも一つの基地局１１と、基地局１１をパケットコア２０に接続するための複数のスイッチ（図示なし）とによって構成される。
【００２２】
パケットコア２０は、少なくとも一つのＳ−ＧＷ２２、少なくとも一つのＰ−ＧＷ２１、ＭＭＥ２３、ＰＣＲＦ２４、制御サーバ２６、及び、少なくとも一つのプロキシ装置３００を含む。
【００２３】
Ｓ−ＧＷ２２は、基地局１１とＰ−ＧＷ２１との間に設置され、ユーザデータを転送する。Ｐ−ＧＷ２１は、Ｓ−ＧＷ２２とインターネット３０との間に設置され、ユーザデータを転送する。
【００２４】
ＭＭＥ２３は、無線端末１００の移動管理及び認証（セキュリティ制御）、並びに、ユーザデータ伝経路の設定を行う。ＰＣＲＦ２４は、Ｐ−ＧＷ２１及びＳ−ＧＷ２２における通信品質制御を行うためのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）及び課金方法などのポリシーを決定する。
【００２５】
Ｐ−ＧＷ２１及びＳ−ＧＷ２２は、無線網におけるゲートウェイの役割を有し、ＭＭＥ２３及びＰＣＲＦ２４は、無線網における管理装置の役割を有する。
【００２６】
制御サーバ２６及びプロキシ装置３００は、本実施例において通信の体感品質を制御するための装置である。制御サーバ２６は、基地局１１が収容する通信が混雑しているか否かを判定するための情報を、問合せ５１を出力することによって取得する。
【００２７】
そして、制御サーバ２６は、取得された情報に基づいて、基地局１１が収容する通信が混雑しているか否かを判定し（混雑判定５２）、混雑判定５２に基づいて、後述する高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００を特定する。そして、制御サーバ２６は、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００を示す情報を、Ｐ−ＧＷ２１に送信する（設定５３）。
【００２８】
プロキシ装置３００は、無線端末１００への通信の品質を制御する装置である。図１に示すプロキシ装置３００は、Ｐ−ＧＷ２１にアウトオブライン構成によって接続され、Ｐ−ＧＷ２１を介してデータを送受信する。
【００２９】
Ｐ−ＧＷ２１は、設定５３に従って、無線端末１００による通信を、サーバ２００、プロキシ装置３００又はＳ−ＧＷ２２に転送する。プロキシ装置３００は、後述する方法によって、転送された通信を制御することによって、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００による通信の実効スループットを向上させる。
【００３０】
なお、制御サーバ２６は、プロセッサ２６１及びメモリ２６２を有する計算機であり、機能部として混雑判定部２６０を有する。混雑判定部２６０は、問合せ５１、混雑判定５２及び設定５３を実行する。
【００３１】
混雑判定部２６０は、少なくとも一つのプログラムによって実装されるが、少なくとも一つの物理的な装置によって実装されてもよい。
【００３２】
また、実施例１の制御サーバ２６は、メモリ２６２に、通信情報４００、混雑情報４１０及び端末契約情報４２０を有する。また、実施例２の制御サーバ２６は、さらにサービス提供者契約情報４３０を有する。実施例１の制御サーバ２６は、サービス提供者契約情報４３０を有する必要はない。
【００３３】
通信情報４００は、問合せ５１によって取得される情報である。混雑情報４１０は、混雑判定５２の結果を示す。端末契約情報４２０は、高ＱｏＥ通信サービスを契約したユーザの無線端末１００を示す情報であり、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００を示す。
【００３４】
本実施例の通信システムは、少なくとも一つのサービス提供者からサービスの提供を受けるために、ユーザが利用するシステムである。一つのサービス提供者は、少なくとも一つのサーバ２００を有する。図１に示すサーバ２００は、説明の簡易化のため、一つのサービス提供者が有する一つのサーバ２００である。
【００３５】
また、無線端末１００も複数存在してよいが、図１は、説明簡易化のために二台の無線端末１００（１００−１、１００−２）を示す。また、本実施例の通信システムは、基地局１１、Ｓ−ＧＷ２２、Ｐ−ＧＷ２１及びプロキシ装置３００を複数含んでもよいが、図１に示す通信システムには、説明簡易化のためそれぞれ１台のみを示す。
【００３６】
ユーザが無線端末１００を用いてサービス提供者のサーバ２００が提供するウェブサイトなどを閲覧する場合、ＴＣＰ／ＩＰ通信が無線端末１００−２とサーバ２００との間で発生する。
【００３７】
このＴＣＰ／ＩＰ通信は、ＬＴＥシステムが提供するベアラと呼ばれる論理パスを介して行われる。ベアラは、Ｐ−ＧＷ２１とＳ−ＧＷ２２との間のＧＴＰ（ＧＰＲＳ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）トンネル６２、Ｓ−ＧＷ２２と基地局１１との間のＧＴＰトンネル６１、及び、基地局１１と無線端末１００との間の無線リンク６０によって構成される。
【００３８】
尚、無線端末１００の電源は投入されており、かつ、無線端末１００がデータ通信を行っていない状況において、ＧＴＰトンネル６２は維持され、さらに、無線リンク６０及びＧＴＰトンネル６１は解放される。このため、無線リンク６０の数、又は、ＧＴＰトンネル６１の数は、本実施例において、データ通信を行っているアクティブなベアラの数を示す通信ベアラ数として用いられる。
【００３９】
ＴＣＰ／ＩＰ通信は、サーバ２００から無線端末１００への下りＴＣＰ通信７０（７０−１、７０−２）と、無線端末１００からサーバ２００への上りＴＣＰ通信７１（７１−１、７１−２）とによって構成される。下りＴＣＰ通信７０は、ダウンリンク通信であり、上りＴＣＰ通信７１は、アップリンク通信である。
【００４０】
ＬＴＥを用いた場合、通信システムは、前世代の３ＧＰＰに比べて通信スループットが大きく改善され、ＬＴＥの仕様上、有線網並みの最大スループットが得られることが多い。
【００４１】
しかしながら、ＬＴＥなどを用いた高速無線網を実際に利用する際に、ユーザにとって重要なことは、瞬間的な最大スループットではなく、平常時の実効的なスループットである。ＬＴＥなどの高速無線網では、瞬間最大スループットが向上したために、状況によっては、体感品質ＱｏＥが大きく低下する問題が顕著になる。具体的には、この問題は、実効スループットが最大スループットに比べて著しく低くなることによって発生し、このような問題は、狭帯域の無線網では発生しない問題である。
【００４２】
特に、データが確実に転送されることをトランスポートレイヤで保証するＴＣＰ／ＩＰ通信において、この実効スループットが最大スループットに比べて著しく低くなる問題が生じる可能性が高い。
【００４３】
ＴＣＰ／ＩＰ通信は、ＩＰパケットをＴＣＰと呼ぶトランスポートプロトコルで送受信する通信である。ＴＣＰの主要な特徴は、未到達パケットを再送することでデータの到達保証を実現することであり、また、輻輳制御によって過剰なパケット送信を避けることである。
【００４４】
ＴＣＰのこの輻輳制御は、定率で送信帯域を減少させる制御である。このため、長距離で通信する場合、又は、パケットロスが一つの通信経路において多発する場合、ＴＣＰの輻輳制御によって、送信帯域が複数回定率に減少するため、実効的なスループットが著しく低下する問題が生じる。
【００４５】
例えば、ＬＴＥの無線網において、基地局１１に少数の無線端末１００が収容される場合、無線リンク６０で混雑が発生しにくい。このため混雑に起因するパケットロスが生じにくく、ＬＴＥ本来のスループットを享受しやすい。一方で、基地局１１に多数の無線端末１００が収容される場合、無線リンク６０が混雑するため、パケットロスが生じやすく、実効スループットが低下しやすい。
【００４６】
本実施例では、無線網における前述のようなＴＣＰ／ＩＰ通信の実効スループット低下、すなわち、体感品質ＱｏＥの低下を抑制するために、ＴＣＰによる送信を最適化する機能を有するプロキシ装置３００を用いる。
【００４７】
本実施例のプロキシ装置３００は、ＴＣＰの輻輳制御時に送信帯域を定率的に減少させずに、送信帯域からパケットの廃棄率分のみを減じることで実効スループットの低下を抑止する。
【００４８】
無線網においてＴＣＰが用いられる場合、プロキシ装置３００は、送信されたパケットが受信側に到達したことを示す確認応答パケットであるＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）と、受信側が受信したパケットのうち、不連続部分の始端と終端とを示すＳＡＣＫ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）とを用いて、パケットの廃棄率を算出する。
【００４９】
ＡＣＫ及びＳＡＣＫは、受信側から送信側に送られるパケットであり、ＳＡＣＫは、ＡＣＫに付随する。
【００５０】
ＴＣＰ／ＩＰ通信のパケットの送信側、すなわち、本実施例のプロキシ装置３００が、パケット廃棄率を算出する方法を以下に説明する。パケット廃棄率を算出するための変数には、送信側が送信したパケットの数ｓｎｄ、送信側が受信したＡＣＫのパケットの数ａｃｋ、送信側が再送を要求されたパケットの数ｒｔｓ、送信側が受信したＳＡＣＫパケットのＳＡＣＫの値が直前に受信したＳＡＣＫの値と同じであるＳＡＣＫのパケットの数ｓａｃｋ．ｄｕｐの４種類がある。
【００５１】
パケット廃棄率が低い場合、ｓｎｄ＞ａｃｋ＋ｒｔｓが成立する。プロキシ装置３００は、ｓｎｄ＞ａｃｋ＋ｒｔｓである場合、ｒｔｓ／ｓｎｄ（式１）を、パケット廃棄率ｌｏｓｓ＿ｒａｔｉｏとして算出する。
【００５２】
一方、パケット廃棄率が高い場合、ｓｎｄ＜＝ａｃｋ＋ｒｔｓが成立する。プロキシ装置３００は、ｓｎｄ＜＝ａｃｋ＋ｒｔｓである場合、１−（ａｃｋ−ｓａｃｋ．ｄｕｐ）／ｓｎｄ（式２）を、パケット廃棄率ｌｏｓｓ＿ｒａｔｉｏとして算出する。
【００５３】
ｓｎｄ、ａｃｋ、ｒｔｓ及びｓａｃｋ．ｄｕｐは、所定の期間において取得される数であり、プロキシ装置３００は、任意の時間間隔においてパケット廃棄率を算出する。算出後、ｓｎｄ、ａｃｋ、ｒｔｓ及びｓａｃｋ．ｄｕｐの値をゼロに戻し、次の所定の期間においてパケットの数を測定する。
【００５４】
そして、本実施例のプロキシ装置３００は、算出されたパケット廃棄率分だけ送信帯域（送信データ量）を低減することによって、過剰に送信帯域を低減することなく、送信帯域を定率削減する方法よりも高い実効スループットを実現することができる。
【００５５】
本実施例のプロキシ装置３００が適用された場合、前述のパケット廃棄率を用いた方法によって、プロキシ装置３００から所望の宛先までの通信、例えば、サーバ２００から無線端末１００へ向けたパケットの送信が最適化される。このため、本実施例によれば、通信経路においてパケットロスが生じた場合も、送信帯域を定率削減するＴＣＰ／ＩＰ通信に比べ、実効スループットが向上する。
【００５６】
本実施例における方法によって実効スループットを向上させたＴＣＰ／ＩＰ通信を、以下において、高ＱｏＥ通信と呼ぶ。また、高ＱｏＥ通信を適用するための制御を、本実施例において、ＴＣＰ送信最適化制御と呼ぶ。また、高ＱｏＥ通信をユーザに提供するサービスを、高ＱｏＥ通信サービスと記載する。
【００５７】
また、プロキシ装置３００は、内蔵するメモリ（後述）上に複数のＴＣＰ／ＩＰ通信を管理することで、複数のＴＣＰ／ＩＰ通信セッションに対してＴＣＰ送信最適化制御を適用できる。例えば、本実施例のプロキシ装置３００を１台設置することによって、６０００セッション又は１２０００セッション分の通信に対して、ＴＣＰ送信最適化制御が可能である。セッション数は、プロキシ装置３００が搭載するプロセッサの処理能力とメモリ量とに依存する。
【００５８】
ここで、無線網を運用するネットワークオペレータの立場からすると、本実施例のプロキシ装置３００は、然るべき対価を払う高ＱｏＥ通信を契約したユーザの無線端末１００のみに適用されるのが合理的である。これは、プロキシ装置３００がすべての無線端末１００の通信を処理する場合、プロキシ装置３００を導入するコストが高くなるためである。また、全通信の実効スループットを向上させた場合、無線網の混雑が助長されてしまうためである。
【００５９】
さらに、ＬＴＥのような高速無線網において、混雑が生じていない場合、実効スループットは低下しにくい。このため、導入するコストを合理的に低減するため、混雑が生じている場合のみに高ＱｏＥ通信を適用するようなプロキシ装置３００が求められる。
【００６０】
例えば、全無線端末１００が恒常的に混雑を起こすようなケースは稀な事象であり、通常、混雑が生じるのは通勤時又はイベント発生時など、無線端末１００を携帯する人々が多数密集する場合である。また、そのような場合、無線網全体が混雑するのではなく、特定の基地局１１が混雑するケースが多い。
【００６１】
そこで、以下に示すプロキシ装置３００は、収容する通信が混雑状況であると判定された基地局１１に収容される無線端末１００のうち、高ＱｏＥ通信サービスを契約したユーザの無線端末１００を特定し、特定された無線端末１００のみに高ＱｏＥ通信を適用する。そして、本実施例のプロキシ装置３００は、特定された無線端末１００が混雑していない基地局１１の通信圏内に移動した場合、高ＱｏＥ通信を解除する。これによって、プロキシ装置３００は、ＴＣＰ送信最適化制御のための資源を他の高ＱｏＥ通信を契約したユーザの無線端末１００に適用できるようにする。
【００６２】
本実施例のプロキシ装置３００は、基地局１１とサーバ２００との間の経路上に設置されてもよい（インライン方法）。また、本実施例のプロキシ装置３００は、前述の経路上からパケットをリダイレクトし、その後、経路上にパケットを戻すことができるような、Ｏｎｅ  Ａｒｍ接続によって設置されてもよい。Ｏｎｅ  Ａｒｍ接続による構成は、アウトオブライン構成である。
【００６３】
プロキシ装置３００がアウトオブライン構成である場合、Ｐ−ＧＷ２１又は前述の経路上のスイッチが、自らのルーティング設定によって、高ＱｏＥ通信を適用する通信がプロキシ装置３００を経由するように変更又は解除する。これによってプロキシ装置３００による高ＱｏＥ通信の適用及び解除（非適用）が実現するため、プロキシ装置３００は、高ＱｏＥ通信を適用するか否かを通信ごとに判定する必要がない。この結果、プロキシ装置３００における処理の負荷が低減する。
【００６４】
以下に示す実施例において、プロキシ装置３００及びＰ−ＧＷ２１は、主に、Ｏｎｅ  Ａｒｍ接続によるアウトオブライン構成である。それ以外の構成については、後述する。
【００６５】
制御サーバ２６は、高ＱｏＥ通信を適用する通信又は解除（非適用）する通信を特定する。制御サーバ２６は、図１ではパケットコア２０内に設置されるが、必ずしも、パケットコア２０内に設置される必要はない。
【００６６】
図２は、本実施例１の高ＱｏＥ通信の適用処理及び解除処理を示すフローチャートである。
【００６７】
制御サーバ２６は、図２に示すフローチャートに従って、本実施例における高ＱｏＥ通信の適用処理及び解除処理を行う。最初に、ネットワークオペレータが、高ＱｏＥ通信の適用及び解除のための時間粒度（タイムスライス）を設定する（Ｓ５００）。
【００６８】
ユーザが一定量以上のパケットを送信した後に、ユーザは体感品質を判断する。このため、図２に示す処理を実行するための時間粒度（タイムスライス）は、最低でも数秒程度以上である。また、時間粒度は、混雑状況が変化した際にも、図２に示す処理が適切に追従して実行されるように１５分以内程度であることが望ましい。例えば、時間粒度は、５分程度であることが望ましい。
【００６９】
Ｓ５００において設定されたタイムスライスの間隔において、問合せ５１、混雑判定５２及び設定５３が実行される。
【００７０】
タイムスライスが設定された場合、制御サーバ２６の混雑判定部２６０は、混雑状況を判定するための情報を問い合せる（Ｓ５０１）。例えば、混雑判定部２６０は、ＭＭＥ２３に問合せ５１を送信し、無線端末１００のベアラ番号と、無線端末１００が収容される基地局１１との情報を、ＭＭＥ２３から少なくとも取得する。なお、一つの無線端末１００は複数のベアラを収容してもよい。
【００７１】
また、混雑判定部２６０は、Ｓ５０１において、基地局１１の各々に問合せ５１を送信し、基地局１１の各々から通信情報４００の情報を取得してもよい。また、基地局１１の各々が混雑情報４１０に相当する情報を提供可能であれば、混雑判定部２６０は、問合せ５１を基地局１１の各々に送信することによって、その情報を取得してもよい。
【００７２】
混雑判定部２６０は、Ｓ５０１において取得された情報を、通信情報４００に格納する。
【００７３】
Ｓ５０１の後、混雑判定部２６０は、通信情報４００の基地局番号４０３が示す基地局１１の各々に、Ｓ５０２〜Ｓ５０５の処理を実行する。Ｓ５０２〜Ｓ５０５を実行される基地局１１を、以下において、基地局１１ａと記載する。
【００７４】
混雑判定部２６０は、Ｓ５０２において、通信情報４００に基づき、各基地局１１の混雑状況を示す混雑情報４１０を生成又は更新する。また、混雑判定部２６０は、混雑していると判定される基地局１１の各々が、高ＱｏＥ通信サービスを契約しているユーザの無線端末１００を収容するか否かを判定する（Ｓ５０２）。
【００７５】
図３は、本実施例１の通信情報４００及び混雑情報４１０を示す説明図である。
【００７６】
通信情報４００は、端末４０１、ベアラ番号４０２及び基地局番号４０３を含む。
【００７７】
端末４０１は、無線端末１００の識別子を示す。ベアラ番号４０２は、端末４０１が示す無線端末１００が収容するベアラの識別子を示す。基地局番号４０３は、無線端末１００が収容される基地局１１の識別子を示す。
【００７８】
また、混雑情報４１０は、基地局番号４１１、ベアラ数４１２及び混雑判定４１３を含む。
【００７９】
基地局番号４１１は、基地局１１の識別子を示す。ベアラ数４１２は、基地局１１が収容するベアラの数を示す。混雑判定４１３は、通信情報４００に基づいて混雑しているか否かを判定した判定結果を示す。
【００８０】
図２に示す混雑判定４１３は、ベアラ数４１２が示す数が所定の閾値以上である場合に、「混雑」を示し、ベアラ数４１２が示す数が所定の閾値より低い場合に、「非混雑」を示す。
【００８１】
ベアラ番号４０２が示すベアラは、無線端末１００がサーバ２００からのサービスの提供を目的にデータを通信している際に利用されるアクティブなベアラである。より具体的には、ベアラ番号４０２が示すベアラは、図１の例では、無線リンク６０、ＧＴＰトンネル６１及びＧＴＰトンネル６２が全て設定されているベアラである。
【００８２】
Ｓ５０２における処理を具体的に示す。混雑判定部２６０は、通信情報４００の基地局番号４０３が基地局１１ａを示すエントリの数を算出する。そして、混雑判定部２６０は、基地局１１ａを示す基地局番号４１１の混雑情報４１０のエントリのベアラ数４１２を、算出された数によって更新する。
【００８３】
そして、混雑判定部２６０は、基地局１１ａのベアラ数４１２の値が所定の閾値（例えば、１００ベアラ）以上である場合、基地局１１ａにおける通信は混雑状況であると判定し、「混雑」を示す識別子によって混雑判定４１３を更新する。
【００８４】
混雑判定部２６０は、基地局１１ａに収容されるベアラ数に基づいて混雑状況を判定することによって、アクティブな通信に関する正確な情報に基づいて、より正確に混雑状況を判定できる。
【００８５】
なお、混雑判定部２６０が、基地局１１から混雑情報４１０に相当する情報を取得していた場合、取得した情報を混雑情報４１０として制御サーバ２６のメモリに格納する。
【００８６】
また、混雑判定部２６０は、Ｓ５０２において、基地局１１からサーバ２００までの通信の経路における帯域を用いて、基地局１１ａが収容する通信の混雑状況を判定してもよい。具体的には、基地局１１aが収容するベアラの帯域を取得し、基地局１１aが収容するベアラの総帯域が所定の閾値を超える場合、基地局１１ａが収容する通信が混雑状況であると判定してもよい。
【００８７】
また、混雑判定部２６０は、Ｓ５０２において、Ｐ−ＧＷ２１を通過する通信の混雑状況を用いて高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００を特定してもよい。例えば、混雑判定部２６０は、Ｐ−ＧＷ２１における回線の利用率を、Ｐ−ＧＷ２１から取得してもよい。
【００８８】
そして、混雑判定部２６０は、取得した情報に基づいて、Ｐ−ＧＷ２１のダウンリンク側（Ｓ−ＧＷ２２側）の回線において、帯域の利用率が全体の帯域の９０％を超える回線を抽出し、抽出された回線に収容される無線端末１００のうち、高ＱｏＥ通信を契約したユーザの無線端末１００を特定してもよい。そして、混雑判定部２６０は、特定された無線端末１００をプロキシ装置３００による高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００に決定してもよい。
【００８９】
混雑判定部２６０は、ベアラの帯域、又は、Ｐ−ＧＷ２１における帯域の利用率等を用いて混雑状況を判定することによって、より正確に混雑状況を判定できる。
【００９０】
Ｓ５０２において混雑状況を判定した後、混雑判定部２６０は、基地局１１ａの混雑判定４１３が混雑していることを示し、かつ、基地局１１ａに収容される無線端末１００に高ＱｏＥ通信サービスを契約した無線端末１００があるか否かを、通信情報４００及び端末契約情報４２０に基づいて判定する。
【００９１】
図４は、本実施例１の制御サーバ２６が有する端末契約情報４２０とプロキシ装置３００が有する適用情報３６５とを示す説明図である。
【００９２】
図４（ａ）は、本実施例１の端末契約情報４２０を示す説明図である。
【００９３】
端末契約情報４２０は、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００を示す情報であり、あらかじめネットワークオペレータによって設定される。端末契約情報４２０は、ユーザ４２１及び高ＱｏＥ契約４２２を少なくとも含む。また、端末契約情報４２０は、必要に応じて、高ＱｏＥ上限帯域４２３、及び、オプション４２４を含んでもよい。
【００９４】
ユーザ４２１は、無線端末１００を示す。ユーザ４２１は、通信情報４００の端末４０１に相当する識別子を示し、例えば、無線端末１００のＩＰアドレスを示す。
【００９５】
高ＱｏＥ契約４２２は、ユーザ４２１が示す無線端末１００が、高ＱｏＥ通信サービスを契約したユーザの無線端末１００であるか否かを示す。図４に示す高ＱｏＥ契約４２２が「あり」を示す場合、ユーザ４２１が示す無線端末１００には高ＱｏＥ通信が適用され、高ＱｏＥ契約４２２が「なし」を示す場合、ユーザ４２１が示す無線端末１００には高ＱｏＥ通信が適用されない。
【００９６】
本実施例の高ＱｏＥ通信は、ＴＣＰ送信最適化制御によって実現されるため、本実施例の端末契約情報４２０は、高ＱｏＥ上限帯域４２３を有する。高ＱｏＥ上限帯域４２３は、ＴＣＰ送信最適化制御で保証する上限帯域を示す。
【００９７】
本実施例のＴＣＰ送信最適化制御が行われることによって、高ＱｏＥ通信を契約した無線端末１００以外の無線端末１００の通信帯域が奪取され、それらの無線端末１００の体感品質が更に低下する可能性がある。このようなＴＣＰ送信最適化制御による影響の可能性を極力低減するため、プロキシ装置３００は、高ＱｏＥ通信を契約する無線端末１００の通信に高ＱｏＥ通信を適用する場合、高ＱｏＥ上限帯域４２３で示す帯域を上限にしてＴＣＰ送信最適化制御を行う。
【００９８】
このように、端末契約情報４２０が高ＱｏＥ上限帯域４２３を含むことにより、プロキシ装置３００は、高ＱｏＥ通信サービスを契約したユーザの体感品質の劣化を改善しつつ、高ＱｏＥ通信サービスを契約していないユーザの体感品質の更なる劣化を極力避けることができる。
【００９９】
オプション４２４は、高ＱｏＥ通信を適用する対象、目的、内容又は条件等を示す。図４のオプション４２４は、無線端末１００による通信の中で、高ＱｏＥ通信が適用される通信の目的及び内容等を示し、例えば、サーバ２００が提供するアプリケーションサービスを示す。
【０１００】
さらに、例えば、オプション４２４は、高ＱｏＥ通信を適用する対象として、各無線端末１００の全通信ではなく、特定のサービス提供者（Ｏｖｅｒ  Ｔｈｅ  Ｔｏｐ（ＯＴＴ））へのアクセス（特定ＵＲＬ：Ｕｎｉｆｏｒｍ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｌｏｃａｔｏｒ）全て、又は、特定のアプリケーションアクセス（Ｗｅｂブラウジング、ビデオ視聴、ゲーム、メール、又は、Ｗｅｂアプリケーション等）などを示してもよい。
【０１０１】
Ｓ５０２において、混雑判定４１３が基地局１１ａは混雑していることを示し、かつ、基地局１１ａに収容される無線端末１００が高ＱｏＥ通信サービスを契約した無線端末１００であると判定された場合、混雑判定部２６０は、基地局１１ａに収容され、かつ、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００を、通信情報４００、混雑情報４１０及び端末契約情報４２０を用いて特定する。
【０１０２】
なお、混雑判定部２６０は、特定された無線端末１００に関する情報を、次回のタイムスライスにおけるＳ５０４の処理のために保持する。
【０１０３】
混雑判定部２６０は、特定された無線端末１００に関する情報を、Ｐ−ＧＷ２１に送信する。これによって混雑判定部２６０は、プロキシ装置３００に、混雑状況にある基地局１１ａに収容され、高ＱｏＥ通信サービスの適用を契約した無線端末１００の通信にＴＣＰ送信最適化制御を適用させる（Ｓ５０３）。
【０１０４】
Ｓ５０３において、混雑判定部２６０がＰ−ＧＷ２１に送信する情報は、基地局１１ａに収容され、かつ、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００を示す識別子（通信情報４００の端末４０１、及び、端末契約情報４２０のユーザ４２１に対応）を少なくとも含む。また、Ｐ−ＧＷ２１に送信する情報は、必要に応じて、端末契約情報４２０の高ＱｏＥ上限帯域４２３又はオプション４２４を含む。
【０１０５】
Ｐ−ＧＷ２１は、制御サーバ２６から受信した情報に基づいて、受信したパケットをプロキシ装置３００に転送する。
【０１０６】
混雑判定部２６０がＰ−ＧＷ２１に送信する情報に、高ＱｏＥ上限帯域４２３及びオプション４２４の少なくとも一つが含まれる場合、Ｐ−ＧＷ２１は、混雑判定部２６０から受信した情報をプロキシ装置３００に転送する。そして、プロキシ装置３００は、混雑判定部２６０から受信した情報によって、自らが保持する高ＱｏＥ通信を適用するための設定（後述する適用情報３６５）を更新する。
【０１０７】
図４（ｂ）は、本実施例１のプロキシ装置３００が有する適用情報３６５を示す説明図である。
【０１０８】
プロキシ装置３００は、自らが有するメモリに適用情報３６５を有する。適用情報３６５は、高ＱｏＥ通信を契約したユーザの無線端末１００に適用する、高ＱｏＥ通信に関する情報を示す。適用情報３６５は、あらかじめネットワークオペレータ等によって設定されてもよく、また、制御サーバ３６から送信される情報に基づいて更新されてもよい。
【０１０９】
適用情報３６５は、ユーザ３６５１、高ＱｏＥ上限帯域３６５２及びオプション３６５３を含む。ユーザ３６５１は、無線端末１００の識別子を示し、端末契約情報４２０のユーザ４２１に対応する。高ＱｏＥ上限帯域３６５２は、ＴＣＰ送信最適化制御で保証する上限帯域を示し、端末契約情報４２０の高ＱｏＥ上限帯域４２３に対応する。オプション３６５３は、高ＱｏＥ通信を適用する対象、目的、内容又は条件等を示し、端末契約情報４２０のオプション４２４に対応する。
【０１１０】
図２に示すＳ５０２において、混雑判定４１３が基地局１１ａは混雑していないことを示す場合、又は、基地局１１ａに収容される無線端末１００に高ＱｏＥ通信サービスを契約した無線端末１００が一つもないと判定された場合、混雑判定部２６０は、Ｓ５０４を実行する。
【０１１１】
混雑判定部２６０は、Ｓ５０４において、基地局１１ａに収容される無線端末１００の中で、基地局１１ａに実行された前回のタイムスライスにおいて、ＴＣＰ送信最適化制御を適用された無線端末１００があるか否かを判定する。具体的には、基地局１１ａに実行された前回のＳ５０３において、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００として、Ｐ−ＧＷ２１に送信された無線端末１００に関する情報を送信した場合、混雑判定部２６０は、ＴＣＰ送信最適化制御を適用された無線端末１００があると判定する。
【０１１２】
前回のＳ５０３において、ＴＣＰ送信最適化制御を適用された無線端末１００がある場合、現時点では基地局１１ａにおける混雑状況が解消されているため、混雑判定部２６０は、基地局１１ａに収容され、前回ＴＣＰ送信最適化制御を適用された無線端末１００への高ＱｏＥ通信適用を解除する（Ｓ５０５）。
【０１１３】
具体的には、混雑判定部２６０は、基地局１１ａに収容され、前回ＴＣＰ送信最適化制御を適用された無線端末１００の識別子をＰ−ＧＷ２１に送信する。Ｐ−ＧＷ２１は、当該無線端末１００による通信をプロキシ装置３００に転送していた状態で、混雑判定部２６０から無線端末１００の識別子を受信した場合、当該無線端末１００による通信をプロキシ装置３００に転送しないように自らの設定を変更する。
【０１１４】
これによって、プロキシ装置３００のリソースが解放されるため、別の混雑状況の基地局１１に収容される、高ＱｏＥ通信サービスを契約した無線端末１００のために、解放されたリソースを利用することができる。
【０１１５】
Ｓ５０４において、基地局１１ａに実行された前回のタイムスライスにおいて、ＴＣＰ送信最適化制御を適用された無線端末１００がない場合、基地局１１ａに収容される無線端末１００の通信について、プロキシ装置３００の処理を変更する必要がない。このため、混雑判定部２６０は、他の基地局１１にＳ５０２〜Ｓ５０５の処理を実行する。
【０１１６】
なお、Ｓ５０２及びＳ５０４は、混雑判定５２に相当する。また、Ｓ５０３及びＳ５０５は、設定５３に相当する。
【０１１７】
Ｓ５０２〜Ｓ５０５に該当する処理を、全基地局１１に実行した後、混雑判定部２６０は、次回のタイムスライスまで待つ（Ｓ５０６）。次回のタイムスライスにおいて、混雑判定部２６０は、再び、Ｓ５０１を実行する。
【０１１８】
図２に示すＳ５０５において、高ＱｏＥ通信を解除することによって、プロキシ装置３００の限られた資源を高ＱｏＥ通信が必要な無線端末１００に使うことができるため、導入コストを増加させることなく、通信の体感品質（ＱｏＥ）低下を軽減する効果を得ることができる。
【０１１９】
なお、端末契約情報４２０の高ＱｏＥ上限帯域４２３は、例えば、ＱＣＩ（Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｃｌａｓｓ  ＩＤ）において規定される割当帯域（Ｎｏｎ−ＧＢＲ（Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）のＡＰＮ−ＡＭＢＲ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ  Ｎａｍｅ−Ａｇｇｒｅｇａｔｅ  Ｍａｘ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ））の上限帯域（図４の例では１５Ｍｂｐｓ）であってもよい。
【０１２０】
さらに、本実施例の混雑判定部２６０は、Ｐ−ＧＷ２１に送信する高ＱｏＥ上限帯域４２３の値を、無線端末１００及びサーバ２００間の通信状況に応じて新たに定めてもよい。以下に、その具体例を記載する。
【０１２１】
基地局１１の各々における無線端末１００のＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比は一定ではない。特に、Ｓ／Ｎ比が所定の閾値より小さい、すなわち、Ｓ／Ｎ比が悪い場合、無理に実効スループットを上げても多量のパケットロスが発生するため、必然的に実効スループットは低下しやすい。
【０１２２】
そこで、本実施例の混雑判定部２６０は、無線端末１００におけるＳ／Ｎ比に応じて上限帯域を定めてもよい。例えば、混雑判定部２６０は、無線端末１００におけるＳ／Ｎ比を基地局１１から取得する。そして、Ｓ／Ｎ比が所定の閾値よりも小さい無線端末１００の識別子を、Ｓ５０３において、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００に関する情報として送信する場合、混雑判定部２６０は、当該無線端末１００の高ＱｏＥ上限帯域４２３の値の５０％を、Ｐ−ＧＷ２１に送信する高ＱｏＥ上限帯域４２３として定めてもよい。
【０１２３】
プロキシ装置３００は、高ＱｏＥ上限帯域４２３の値の５０％を上限とする送信帯域によって、Ｓ／Ｎ比が悪い無線端末１００が送受信するパケットを送信する。これによって、プロキシ装置３００は、Ｓ／Ｎ比が悪い無線端末１００に高い帯域を割り当てることによって帯域が無駄になることを回避し、より最適な実効スループットを実現できる。
【０１２４】
また、混雑判定部２６０は、Ｐ−ＧＷ２１を通過する通信状況によって、上限帯域を定めてもよい。具体的には、Ｐ−ＧＷ２１における回線の利用率に基づいて、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００が特定された場合、混雑判定部２６０は、特定された無線端末１００の端末契約情報４２０のエントリの、高ＱｏＥ上限帯域４２３から所定の割合分減じた値を、設定５３によってＰ−ＧＷ２１に送信する高ＱｏＥ上限帯域４２３の値に定めてもよい。
【０１２５】
そして、混雑判定部２６０は、Ｐ−ＧＷ２１における回線の利用率に基づいて特定された無線端末１００の通信に、定められた高ＱｏＥ上限帯域４２３の値による高ＱｏＥ通信を適用させてもよい。これによって、Ｐ−ＧＷ２１における通信状況に従って、プロキシ装置３００が高ＱｏＥ通信を適用する通信の送信帯域を上限値によって制限することができ、より最適な実効スループットを実現できる。
【０１２６】
図５は、本実施例１のＰ−ＧＷ２１及びプロキシ装置３００の物理的な構成を示すブロック図である。
【０１２７】
図５に示すＰ−ＧＷ２１及びプロキシ装置３００は、Ｏｎｅ  Ａｒｍ接続するアウトオブライン構成である。
【０１２８】
Ｐ−ＧＷ２１は、受信したパケットを転送するための計算機であり、例えば、ネットワークインタフェースカード３２０と、転送ユニット３２１と、サービスカード３２２とを有する。ネットワークインタフェースカード３２０は、外部ネットワークと接続するためのインタフェースである。転送ユニット３２１は、受信パケットの送信先を決定する。サービスカード３２２は、所定の情報処理を行う。
【０１２９】
転送ユニット３２１は、転送エンジン３２３、転送テーブル３２４及びリダイレクトテーブル３２５を有する。転送テーブル３２４は、受信したパケットに含まれる宛先ＩＰアドレスから送信先を決定するための情報を有する。
【０１３０】
リダイレクトテーブル３２５は、受信したパケットをリダイレクトするか否かを決定するための情報を示す。リダイレクトテーブル３２５は、例えば、リダイレクトするパケットのヘッダに含まれる、少なくとも一つのフィールドの値を示す。本実施例におけるリダイレクト先は、プロキシ装置３００である。
【０１３１】
転送エンジン３２３は、受信したパケットに含まれる情報と、転送テーブル３２４及びリダイレクトテーブル３２５の内容とを参照することによって、受信したパケットの送信先又はリダイレクト先を決定する。受信したパケットに含まれる情報が、転送テーブル３２４及びリダイレクトテーブル３２５の両方に合致する場合、本実施例の転送エンジン３２３は、リダイレクトテーブル３２５のリダイレクト先を優先し、受信したパケットをプロキシ装置３００にリダイレクトする。
【０１３２】
本実施例のリダイレクトテーブル３２５は、本実施例の高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００宛の通信を、プロキシ装置３００にリダイレクトするために用いる。
【０１３３】
受信したパケットヘッダの一部が、リダイレクトテーブル３２５に記載された条件に合致する場合、転送エンジン３２３は、受信したパケットをプロキシ装置３００にリダイレクトする。
【０１３４】
サービスカード３２２は、プロセッサ３２６とメモリ３２７とを備える。プロセッサ３２６は、メモリ３２７上にＰ−ＧＷ２１で実行すべきモバイル処理部３２８及び適用処理部３２９を展開しておく。また、プロセッサ３２６は、受信したパケットにモバイル処理部３２８を実行する。
【０１３５】
モバイル処理部３２８及び適用処理部３２９は、プログラムによって実装されてもよいし、物理的な装置によって実装されてもよい。
【０１３６】
Ｐ−ＧＷ２１が制御サーバ２６から、設定５３により無線端末１００に関する情報を受信した場合、適用処理部３２９は、受信した無線端末１００のパケットヘッダの一部をリダイレクト条件として、また、送信先をプロキシ装置３００としてリダイレクトテーブル３２５に書きこむ。また、受信した情報に高ＱｏＥ上限帯域４２３及びオプション４２４に相当する情報が含まれる場合、適用処理部３２９は、受信した情報を、プロキシ装置３００に転送する。
【０１３７】
プロキシ装置３００は、ネットワークインタフェース３０１とプロセッサ３０２とメモリ３０３とを備える計算機である。メモリ３０３には、ＴＣＰ送信最適化制御を実現するためのプロキシ処理部３４０が展開される。
【０１３８】
プロキシ処理部３４０は、少なくとも一つのプログラムによって実装されてもよく、また、少なくとも一つの物理的な装置によって実装されてもよい。
【０１３９】
プロキシ処理部３４０は、ダウンリンクインタフェース３４２、アップリンクインタフェース３４１、高速化側送信バッファ３５１、受信処理部３５０、標準側送信バッファ３６１、受信処理部３６０、送信処理部３５２、パケットカウント部３６３、廃棄率算出部３６４、送信処理部３６２及び適用情報３６５を有する。
【０１４０】
アップリンクインタフェース３４１は、プロキシ装置３００が下りＴＣＰ通信７０を受信し、また、プロキシ装置３００が上りＴＣＰ通信７１を送信するためのインタフェースである。ダウンリンクインタフェース３４２は、プロキシ装置３００が上りＴＣＰ通信７１を受信し、また、プロキシ装置３００が下りＴＣＰ通信７０を送信するためのインタフェースである。
【０１４１】
高速化側送信バッファ３５１及び標準側送信バッファ３６１は、パケットを一時的に格納するバッファである。受信処理部３５０は、アップリンクインタフェース３４１からパケットを受信し、高速化側送信バッファ３５１に受信したパケットを積む。受信処理部３６０は、ダウンリンクインタフェース３４２からパケットを受信し、標準側送信バッファ３６１に受信したパケットを積む。
【０１４２】
送信処理部３５２は、標準側送信バッファ３６１に保持されたパケットを標準的なＴＣＰの輻輳制御方法に基づいて送信する。パケットカウント部３６３は、送信処理部３５２が受信したパケットをカウントする。
【０１４３】
具体的には、パケットカウント部３６３は、プロキシ装置３００が送信したパケットの数ｓｎｄ、プロキシ装置３００が受信したＡＣＫのパケットの数ａｃｋ、プロキシ装置３００が再送を要求されたパケットの数ｒｔｓ、プロキシ装置３００が受信したＳＡＣＫパケットのＳＡＣＫの値が直前に受信したＳＡＣＫの値と同じであるＳＡＣＫのパケットの数ｓａｃｋ．ｄｕｐをカウントする。
【０１４４】
そして、廃棄率算出部３６４は、ｓｎｄ、ａｃｋ、ｒｔｓ、及び、ｓａｃｋ．ｄｕｐから、前述の式１及び式２を用いて、ダウンリンク通信におけるパケット廃棄率ｌｏｓｓ＿ｒａｔｉｏ（以下、単にパケット廃棄率と記載）を算出する。これによって、廃棄率算出部３６４は、ＴＣＰを用いてパケット廃棄率を算出できる。
【０１４５】
廃棄率算出部３６４は、算出されたパケット廃棄率を、送信処理部３６２に通知する。送信処理部３６２は、算出されたパケット廃棄率に従って、高速化側送信バッファ３５１に保持されたパケットを送信する。
【０１４６】
ここで、下りＴＣＰ通信７０−２が高ＱｏＥ通信サービスを契約したユーザの無線端末１００−２への通信であり、かつ、無線端末１００−２が収容される基地局１１ａの通信が混雑状況にあると判定された場合における、Ｐ−ＧＷ２１及びプロキシ装置３００の処理を以下に示す。
【０１４７】
この場合、リダイレクトテーブル３２５には、制御サーバ２６の設定５３によって、無線端末１００−２を示す識別子が格納される。Ｐ−ＧＷ２１が下りＴＣＰ通信７０−２をサーバ２００から受信した場合、ネットワークインタフェースカード３２０を介して、転送ユニット３２１の転送エンジン３２３が下りＴＣＰ通信７０−２を受信する。
【０１４８】
下りＴＣＰ通信７０−２のパケットの宛先は、リダイレクトテーブル３２５が示す無線端末１００−２の識別子と一致するため、転送エンジン３２３は、リダイレクトテーブル３２５による検索結果を優先し、下りＴＣＰ通信７０−２のパケットをプロキシ装置３００にリダイレクトする。
【０１４９】
なお、基地局１１ａにおける混雑状況が解消した場合、適用処理部３２９は、制御サーバ２６による設定５３によって、リダイレクトテーブル３２５の無線端末１００−２を示すエントリを無効化する。例えば、適用処理部３２９は、無線端末１００−２を示すエントリを削除することによって、エントリを無効化する。このエントリの無効化によって、下りＴＣＰ通信７０−２のプロキシ装置３００へのリダイレクト処理が停止し、結果として、下りＴＣＰ通信７０−２への高ＱｏＥ通信の適用が解除される。
【０１５０】
下りＴＣＰ通信７０−２のパケットを受信した場合、プロキシ装置３００のネットワークインタフェース３０１は、メモリ３０３上にパケットを格納する。メモリ３０３にパケットが格納された場合、アップリンクインタフェース３４１は、アップリンクインタフェース３４１のメモリ空間を経由して受信処理部３５０に下りＴＣＰ通信７０−２のパケットを入力する。
【０１５１】
受信処理部３５０が、入力されたパケットを高速化側送信バッファ３５１に積んだ後、送信処理部３６２は、パケット廃棄率に基づいて算出された送信帯域を上限として、パケットを送信する。具体的には、送信処理部３６２は、受信したパケットの送信帯域から、廃棄率算出部３６４から通知されたパケット廃棄率を減じた送信帯域を算出する。
【０１５２】
そして、送信処理部３６２は、算出された送信帯域までを上限として、高速化側送信バッファ３５１に積まれたパケットをダウンリンクインタフェース３４２のメモリ空間に格納する。これによって、送信処理部３６２は、下りＴＣＰ通信７０−２に高ＱｏＥ通信を適用し、さらに、下りＴＣＰ通信７０−２のパケットを中継する。
【０１５３】
なお、プロキシ処理部３４０が適用情報３６５を有し、適用情報３６５に高ＱｏＥ上限帯域３６５２が含まれる場合、送信処理部３６２は、無線端末１００−２の高ＱｏＥ上限帯域３６５２が示す帯域を送信帯域の上限として、パケットを送信する。
【０１５４】
ダウンリンクインタフェース３４２は、格納された下りＴＣＰ通信７０−２のパケットを、再びネットワークインタフェース３０１を介してＰ−ＧＷ２１に送信する。そして、Ｐ−ＧＷ２１のネットワークインタフェースカード３２０は、プロキシ装置３００から送信された下りＴＣＰ通信７０−２のパケットを、転送ユニット３２１の転送エンジン３２３へ送信する。ここでＰ−ＧＷ２１に送信された下りＴＣＰ通信７０−２には、高ＱｏＥ通信が適用され、本実施例のＴＣＰ送信最適化制御が実行されている。
【０１５５】
なお、適用情報３６５をプロキシ処理部３４０が有し、適用情報３６５にオプション３６５３が含まれる場合、受信処理部３５０は、入力されたパケットが、高ＱｏＥ通信を適用する対象であるか否か判定するため、入力されたパケットの内容を検査する。例えば、オプション３６５３が高ＱｏＥ通信を適用するサービス提供者を示す場合、受信処理部３５０は、入力されたパケットのレイヤ３に記録される送信元ＩＰアドレスが、オプション３６５３が示すサービス提供者のサーバ２００に該当するか否かを検査する。
【０１５６】
また、オプション３６５３がアプリケーションを示す場合、受信処理部３５０は、入力されたパケットのレイヤ４に記録されるポート番号、又は、レイヤ７のペイロードに記録されるアプリケーション特有のセッションＩＤ等が、オプション３６５３が示すアプリケーションに該当するか否かを検査する。
【０１５７】
検査の結果、該当すると判定された場合、受信処理部３５０は、入力されたパケットに高ＱｏＥ通信を適用することを意味するフラグを付加し（又は、付加されたフラグを有効にし）、フラグを付加されたパケットを、高速化側送信バッファ３５１に積む。
【０１５８】
送信処理部３６２は、高速化側送信バッファ３５１からパケットを取りだした際に、パケットに前述のフラグが付加されている場合（又は、前述のフラグが有効である場合）、本実施例のパケット廃棄率に基づいた送信帯域によってパケットを送信する。前述のフラグがパケットに付加されていない場合（又は、前述のフラグが無効である場合）、送信処理部３６２は、従来のＴＣＰの輻輳制御に基づいてパケットを送信する。
【０１５９】
プロキシ装置３００からパケットを受信した場合、転送エンジン３２３は、転送テーブル３２４を参照する。ここで、転送エンジン３２３は、パケットはプロキシ装置３００から転送されたため、転送テーブル３２４の内容を優先して転送先を決定する。そして、転送エンジン３２３は、下りＴＣＰ通信７０−２のパケットをサービスカード３２２のモバイル処理部３２８に入力する。
【０１６０】
モバイル処理部３２８は、プロセッサ３２６を利用して、下りＴＣＰ通信７０−２のパケットに所定のモバイル処理を行い、転送エンジン３２３にパケットを出力する。その後、転送エンジン３２３は、モバイル処理されたパケットを、ネットワークインタフェースカード３２０を経由してＳ−ＧＷ２２へ転送する。
【０１６１】
これによって、下りＴＣＰ通信７０−２には、高ＱｏＥ通信が適用され、ユーザの無線端末１００に到達する。以上が、Ｐ−ＧＷ２１に対してプロキシ装置３００をＯｎｅ  Ａｒｍ接続するアウトオブライン構成におけるダウンリンク通信の処理例である。
【０１６２】
以下に、本実施例１の通信システムにおけるプロキシ装置３００の構成例を示す。
【０１６３】
Ｐ−ＧＷ２１は、Ｐ−ＧＷ２１の内部にアウトオブライン構成によってプロキシ装置３００を備えてもよい。この場合、プロキシ処理部３４０、アップリンクインタフェース３４１及びダウンリンクインタフェース３４２は、サービスカード３２２のメモリ３２７上に展開してもよい。そして、転送エンジン３２３は、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００が通信するパケットを、サービスカード３２２のメモリ３２７上に展開されたプロキシ処理部３４０等のプログラムにリダイレクトしてもよい。
【０１６４】
それ以外の動作に関しては、Ｏｎｅ  Ａｒｍ接続したアウトオブライン構成と同じである。なお、サービスカード３２２は、図５では説明簡易化のため１枚しか図示していないが、Ｐ−ＧＷ２１は、モバイル処理部３２８、及び、プロキシ処理部３４０などの用途別に複数枚のサービスカード３２２を備えてもよい。
【０１６５】
Ｐ−ＧＷ２１にプロキシ処理部３４０を実装させることによって、プロキシ装置３００を新たに設置する導入コストが低減する。
【０１６６】
また、Ｐ−ＧＷ２１に対してプロキシ装置３００の接続構成には、前述のアウトオブライン構成の他、基地局１１とサーバ２００との通信経路上にプロキシ装置３００を配置するインライン構成がある。
【０１６７】
図６は、本実施例１のインライン構成のＰ−ＧＷ２１及びプロキシ装置３００を示すブロック図である。
【０１６８】
Ｐ−ＧＷ２１及びプロキシ装置３００がインライン構成である場合、Ｐ−ＧＷ２１は、プロキシ装置３００へのパケットのリダイレクトをせず、すべてのパケットをプロキシ装置３００に送信する。このため、Ｐ−ＧＷ２１がリダイレクトテーブル３２５にプロキシ装置３００にリダイレクトする無線端末１００の識別子を有する必要はない。このため、制御サーバ２６は、プロキシ装置３００のみに設定５３を行う。
【０１６９】
インライン構成におけるプロキシ装置３００は、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００を示す適用リスト（図示しない）を有する。プロキシ処理部３４０は、プロキシ装置３００が制御サーバ２６から無線端末１００に関する情報を受信した場合、受信した情報に基づいて適用リストを更新する。
【０１７０】
そして、受信処理部３５０は、下りＴＣＰ通信７０のパケットを入力された場合、適用リストを参照する。そして、受信処理部３５０は、入力されたパケットの送信先が適用リストの示す無線端末１００である場合、高ＱｏＥ通信を適用することを示すフラグを、入力されたパケットに付加する。そして、受信処理部３５０は、入力されたパケットを高速化側送信バッファ３５１に格納する。送信処理部３６２は、パケットに付加されたフラグに従って、パケットに高ＱｏＥ通信を適用する。
【０１７１】
図７は、本実施例１のインライン構成におけるプロキシ装置３００の設置位置を示す説明図である。
【０１７２】
図７に示すサーバ２００は、データセンタ４１に備わる。図７に示すサーバ２００は、基地局１１から送信されたパケットを、モバイルバックホール１０、パケットコア２０、インターネット３０、キャリア有線網４０及びデータセンタ４１を介して受信する。
【０１７３】
図７に示す位置５０Ａ、位置５０Ｂ及び位置５０Ｃは、プロキシ装置３００が設置される位置の主な例である。ネットワークオペレータが自由にプロキシ装置３００を増設したり、減設したり、メンテナンスしたりするため、また、接続されるサービス提供者のサーバ２００を限定しないためには、プロキシ装置３００は、位置５０Ａに設置されるべきである。一方で、運用形態又はサービス形態の観点から、位置５０Ｂ位置又は位置５０Ｃに設置される場合がある。
【０１７４】
位置５０Ａは、パケットコア２０のインターネット３０に対する出入口を示す。プロキシ装置３００を位置５０Ａに設置した場合、プロキシ装置３００は、下りＴＣＰ通信７０において、インターネット３０を通過する距離に依存して生じる体感品質の劣化を、ＴＣＰ送信最適化制御によって解消できない。
【０１７５】
しかし、位置５０Ａに設置された場合、プロキシ装置３００は、無線網においてＴＣＰ／ＩＰ通信を劣化させる主因であるパケットロスの影響を最小化でき、かつ、サービス提供者を限定することなく、ユーザの体感品質を改善できる。
【０１７６】
なお、位置５０Ａに設置された場合、プロキシ装置３００は、上りＴＣＰ通信７０において、インターネット３０を通過する距離に従って生じる体感品質のすべての劣化を、ＴＣＰ送信最適化制御によって解消できる。
【０１７７】
位置５０Ｂは、サービス提供者のサーバ２００近傍のキャリア有線網４０を示す。多くの場合は、キャリア有線網４０の管理者は、データセンタ４１の管理者と異なる。
【０１７８】
位置５０Ｂに設置された場合、プロキシ装置３００は、無線端末１００へのダウンリンク方向の通信において、インターネット３０を通過する距離に依存して生じる体感品質の劣化の解消と、無線網におけるＴＣＰ／ＩＰ通信を劣化させる主因であるパケットロスの影響の低減と、をＴＣＰ送信最適化制御によって実現することができる。そして、これによって、プロキシ装置３００は、ユーザの体感品質を向上できる。
【０１７９】
しかし、多くの場合、サーバ２００を含むデータセンタ４１は多数存在するため、ネットワークオペレータは、各データセンタ４１の近くのキャリア有線網４０にプロキシ装置３００をそれぞれ設置する必要がある。このため、プロキシ装置３００を設置する導入コストが増加する。
【０１８０】
また、一部のデータセンタ４１の近くのキャリア有線網４０のみにプロキシ装置３００を設置する場合、複数のサーバ２００のうち、プロキシ装置３００を介さずに基地局１１と通信しないサーバ２００が発生する。プロキシ装置３００を介さない通信には、本実施例の高ＱｏＥ通信が適用されないため、高ＱｏＥ通信を適用するサービス提供者が限定されてしまう。
【０１８１】
位置５０Ｃは、サービス提供者のサーバ２００が備わるデータセンタ４１の、キャリア有線網４０に対する出入口に位置する。プロキシ装置３００を位置５０Ｃに設置した場合、プロキシ装置３００は、無線端末１００へのダウンリンク通信において、インターネット３０を通過する距離に依存して生じる体感品質の劣化の解消と、無線網でＴＣＰ／ＩＰ通信を劣化させる主因であるパケットロスの影響の低減と、をＴＣＰ送信最適化制御によって実現することができる。そして、これによって、プロキシ装置３００は、ユーザの体感品質を向上できる。
【０１８２】
しかし、多くの場合、サーバ２００を含むデータセンタ４１は多数存在し、ネットワークオペレータは、複数のデータセンタ４１ごとにプロキシ装置３００を設置する必要がある。このため、プロキシ装置３００を設置する導入コストが増加する。また、位置５０Ｃに設置されるプロキシ装置３００は、設置されたデータセンタ４１に備わるサービス提供者のサーバ２００の通信のみに高ＱｏＥ通信を適用するため、すべてのサーバ２００による通信に高ＱｏＥ通信を適用することができない。
【０１８３】
なお、前述の実施例では、主に、プロキシ装置３００が下りＴＣＰ通信７０に、高ＱｏＥ通信を適用することにより、ダウンリンク方向の実効スループットを向上する例を記載した。しかし、本実施例のプロキシ装置３００は、上りＴＣＰ通信７１に高ＱｏＥ通信を適用することにより、アップリンク方向の実効スループットを向上してもよい。
【０１８４】
上りＴＣＰ通信７１に高ＱｏＥ通信を適用するため、プロキシ装置３００は、プロキシ処理部３４０の機能をアップリンク通信に適用したプロキシ処理部を有してもよい。そして、Ｐ−ＧＷ２１及びプロキシ装置３００がアウトオブライン構成である場合、Ｐ−ＧＷ２１の転送エンジン３２３は、リダイレクトテーブル３２５が示す無線端末１００を、送信元として含むパケットを、プロキシ装置３００に転送してもよい。
【０１８５】
尚、上りＴＣＰ通信７１に高ＱｏＥ通信を適用する場合、プロキシ装置３００は、基地局１１に近く設置されるほど、各ネットワークを通過するために生じる体感品質の劣化の解消等を実現できる。例えば、Ｐ−ＧＷ２１よりも基地局１１に近いＳ−ＧＷ２２の近くに設置した方が高い効果を得られる。しかしながら、一般的にＳ−ＧＷ２２はＰ−ＧＷ２１より多数設置されるため、プロキシ装置３００の設置台数が増加する懸念がある。このため、特に混雑が予想される都市部の送受信を担当する地域のＳ−ＧＷ２２の近くにプロキシ装置３００を設置するのが望ましい。
【０１８６】
実施例１によれば、プロキシ装置３００は、混雑状況にある基地局１１を介して通信するユーザに、ＴＣＰ送信最適化制御を適用する。すべての通信にＴＣＰ送信最適化制御を適用するわけではないため、プロキシ装置３００の導入台数、すなわち、導入コストを必要以上に増加させることなく、通信の体感品質（ＱｏＥ）の低下を軽減することが可能となる。
【０１８７】
また、プロキシ装置３００は、パケット廃棄率分を減じた送信帯域によってパケットを中継するため、必要以上に送信帯域を低減することなく、実効スループットを向上することができる。
【実施例２】
【０１８８】
実施例２の通信システムは、実施例１と同じく、契約済のユーザの通信に対して高ＱｏＥ通信を適用し、さらに、実施例１と異なり、所定のサービス提供者の通信に高ＱｏＥ通信を適用する。
【０１８９】
実施例２の通信システムは、ネットワークオペレータが高ＱｏＥ通信サービスを提供することによって、ユーザから課金収入を得るだけではなく、サービス提供者からも課金収入を得ることができる。サービス提供者は、自らが無線端末１００に提供するサービス（例えば、サイト）への通信に対して高ＱｏＥ通信サービスを適用することによって、快適なアクセスを無線端末１００に提供することができる。結果として、提供するサービスの品質において、他のサービス提供者のサービスと差別化を図ることができ、多数のユーザに自らが提供するサービスを利用してもらうことができる。
【０１９０】
実施例２の通信システムのシステム構成図は、図１と同じである。ただし、実施例２の制御サーバ２６は、サービス提供者契約情報４３０を有する点において、実施例１の制御サーバ２６と異なる。また、実施例２の制御サーバ２６が、図２に示す処理の代わりに、図９に示す処理によって、問合せ５１、混雑判定５２及び設定５３を実行する点において、実施例２は実施例１と異なる。
【０１９１】
なお、以下に示すプロキシ装置３００及びＰ−ＧＷ２１は、図１に示すＯｎｅ  Ａｒｍ接続かつアウトオブライン構成であるが、実施例２のプロキシ装置３００及びＰ−ＧＷ２１は、図６に示すインライン構成であってもよい。また、実施例２のプロキシ装置３００は、図７に示す位置５０Ａ、位置５０Ｂ又は位置５０Ｃのいずれに設置されてもよい。
【０１９２】
図８は、本実施例２のサービス提供者契約情報４３０を示す説明図である。
【０１９３】
サービス提供者契約情報４３０は、通信に高ＱｏＥ通信を適用するサービスを示し、高ＱｏＥ通信をあらかじめ契約したユーザを示す。サービス提供者契約情報４３０は、ネットワークオペレータによってあらかじめ設定される。
【０１９４】
サービス提供者契約情報４３０は、少なくとも、サービス提供者４３１及びネットワーク識別子４３２を含み、必要に応じて、高ＱｏＥ上限帯域４３３及びオプション４３４を含む。
【０１９５】
サービス提供者４３１は、サーバ２００を用いるサービス提供者の識別子を示し、高ＱｏＥ通信を適用するサービスを示す。
【０１９６】
ネットワーク識別子４３２は、ネットワークにおいて識別可能なサービスの識別子を示す。具体的には、サーバ２００、又は、サーバ２００が提供するサービスのＵＲＬ又はＩＰアドレスを示す。
【０１９７】
実施例２においても、高ＱｏＥ通信サービスはＴＣＰ送信最適化制御によって実現されるため、サービス提供者契約情報４３０は、高ＱｏＥ上限帯域４３３を含んでもよい。高ＱｏＥ上限帯域４３３は、ＴＣＰ送信最適化制御において一つの無線端末１００に対する通信（例えば、一つのベアラ）あたりに保証する上限帯域である。
【０１９８】
また、オプション４３４は、高ＱｏＥ通信を適用する対象又は条件等を示す。例えば、オプション４３４は、例えば、アプリケーションアクセス（Ｗｅｂブラウジング、ビデオ視聴、ゲーム、メール、Ｗｅｂアプリケーション等）を示す識別子を含んでもよい。これによって、実施例２のプロキシ装置３００は、オプション４３４に示すアプリケーションアクセスに関する通信のみに、高ＱｏＥ通信を適用してもよい。
【０１９９】
図９は、本実施例２の高ＱｏＥ通信の適用処理及び解除処理を示すフローチャートである。
【０２００】
図９に示すＳ５００〜Ｓ５０３は、図２に示すＳ５００〜Ｓ５０３と同じである。
【０２０１】
図２に示すフローチャートとの違いを以下に示す。混雑判定部２６０は、Ｓ５０２において、混雑判定４１３が基地局１１ａは混雑していないことを示す場合、又は、基地局１１ａに収容される無線端末１００に高ＱｏＥ通信の適用を契約した無線端末１００が一つもないと判定された場合、Ｓ５１２を実行する。
【０２０２】
Ｓ５１２において、混雑判定部２６０は、基地局１１ａの混雑判定４１３が混雑していることを示し、かつ、サービス提供者契約情報４３０にエントリが格納されているか否かを判定する。Ｓ５１２において、基地局１１ａの混雑判定４１３が混雑していることを示し、かつ、サービス提供者契約情報４３０にエントリが格納されている場合、混雑判定部２６０は、サービス提供者契約情報４３０と、基地局１１ａに収容されるすべての無線端末１００の識別子とを含む無線端末１００に関する情報を、Ｐ−ＧＷ２１に送信する（Ｓ５１３）。
【０２０３】
Ｓ５１３によって、混雑判定部２６０は、混雑状況にある基地局１１ａが収容する無線端末１００による通信であって、サービス提供者契約情報４３０が示すサービス提供者のサービスを提供するための通信に、実施例２における高ＱｏＥ通信を適用することができる。
【０２０４】
なお、Ｐ−ＧＷ２１の適用処理部３２９は、制御サーバ２６から受信した無線端末１００に関する情報に基づいて、リダイレクトテーブル３２５を更新する。リダイレクトテーブル３２５は、実施例１と同じく、高ＱｏＥ通信を適用する無線端末１００の識別子を示す。転送エンジン３２３は、リダイレクトテーブル３２５が示す無線端末１００に関する情報を、プロキシ装置３００のプロキシ処理部３４０にリダイレクトする。
【０２０５】
また、Ｐ−ＧＷ２１の適用処理部３２９は、受信した無線端末１００に関する情報のうち、サービス提供者契約情報４３０に相当する情報（以下において、単にサービス提供者契約情報）を、プロキシ装置３００に転送し、プロキシ処理部３４０は、サービス提供者契約情報を保持する。
【０２０６】
そして、プロキシ装置３００の受信処理部３５０は、パケットを受信した場合、受信したパケットがサービス提供者契約情報のネットワーク識別子４３２を示す場合、高ＱｏＥ通信を適用することを示すフラグを受信したパケットに付加し、高速化側送信バッファ３５１にパケットを格納する。送信処理部３６２は、パケットに付加されたフラグに従って、パケットに高ＱｏＥ通信を適用する。
【０２０７】
Ｓ５１２において、基地局１１ａの混雑判定４１３が混雑していないことを示すか、又は、サービス提供者契約情報４３０にエントリが格納されていない場合、混雑判定部２６０は、Ｓ５０４を実行する。実施例２のＳ５０４〜Ｓ５０６は、実施例１のＳ５０４〜Ｓ５０６と同じである。
【０２０８】
なお、ネットワークオペレータは、端末契約情報４２０の高ＱｏＥ上限帯域４２３と、サービス提供者契約情報４３０の高ＱｏＥ上限帯域４３３とを同程度の値としてもよい。また、ネットワークオペレータは、ユーザからの課金収入の増加を期待して、ユーザ用の端末契約情報４２０の高ＱｏＥ上限帯域４２３をサービス提供者契約情報４３０の高ＱｏＥ上限帯域４３３より大きくしてもよい。図４に示す端末契約情報４２０及び図８に示すサービス提供者契約情報４３０は、高ＱｏＥ上限帯域４２３を高ＱｏＥ上限帯域４３３より大きくした例である。
【０２０９】
図４に示す端末契約情報４２０は、高ＱｏＥ通信サービスを契約しているユーザとして、ユーザＡ及びユーザＣを示す。また、ユーザＡは、全通信に対して、上限帯域が１５Ｍｂｐｓの高ＱｏＥ通信サービスを契約している。また、ユーザＣは、サービス提供者２へのアクセスにのみ、上限帯域が１５Ｍｂｐｓの高ＱｏＥ通信サービスを契約している。
【０２１０】
一方、図８に示す４３０は、サービス提供者１が、自サイトへのアクセス全般に対して、１ユーザあたり上限帯域が１０Ｍｂｐｓである高ＱｏＥ通信サービスを契約しており、サービス提供者２が、自サイトへのアクセス全般に対して、１ユーザあたり上限帯域が５Ｍｂｐｓである高ＱｏＥ通信サービスを契約していることを示す。
【０２１１】
このとき、混雑状況である基地局１１にユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの各々の無線端末１００が収容され、いずれの無線端末１００もサービス提供者１のサイトへアクセスした場合、ユーザＡは全アクセスに対する高ＱｏＥ通信サービスを契約しているため、端末契約情報４２０に従って、ユーザＡによる通信には、上限帯域１５Ｍｂｐｓで高ＱｏＥ通信が適用される。
【０２１２】
一方、ユーザＢは、高ＱｏＥ通信サービスを契約しておらず、また、ユーザＣは高ＱｏＥ通信サービスを契約しているものの、サービス提供者１のサイトへのアクセス契約はしていない。このため、ユーザＣ及びユーザＢがサービス提供者１のサイトへのアクセスには、実施例１だけであれば高ＱｏＥ通信サービスは適用されない。しかし、実施例２を用いる場合、サービス提供者１が高ＱｏＥ通信サービスを契約しているため、ユーザＢ及びユーザＣの無線端末１００のサービス提供者１のサイトへの通信にも、上限帯域１０Ｍｂｐｓである高ＱｏＥ通信が適用される。
【０２１３】
実施例２によれば、プロキシ装置３００が、混雑状況の基地局１１に収容され、高ＱｏＥ通信サービスを契約した無線端末１００による通信、又は、混雑状況の基地局１１に収容され、高ＱｏＥ通信サービスを契約したサーバ２００による通信に、ＴＣＰ送信最適化制御を適用する。このため、通信最適化プロキシ装置の導入台数、すなわち、導入コストを増加させることなく、サービス提供者の要求に従って、特定のサービスの通信の体感品質（ＱｏＥ）低下を軽減することができる。
【０２１４】
また、サービス提供者契約情報４３０の高ＱｏＥ上限帯域４２３を用いることによって、プロキシ装置３００は、高ＱｏＥ通信を適用する通信が過剰になった場合に、かえって実効スループットが低減するような事態を回避することができる。
【０２１５】
なお、前述の端末契約情報４２０及びサービス提供者契約情報４３０は、ユーザ及びネットワークオペレータ間、並びに、サービス提供者及びネットワークオペレータ間の契約に基づいて生成されたが、具体的な契約に限らず、本実施例のＴＣＰ送信最適化制御の対象となる無線端末１００又はサービスを限定するものであれば、いかなる方法によって生成されてもよい。
【０２１６】
また、本実施例におけるプロキシ装置３００の制御ではＴＣＰを用いたが、データが受信側に到達したか否かを示す応答確認を行うプロトコルであれば、いかなるプロトコルを用いてもよい。
【０２１７】
また、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【０２１８】
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除又は置換をすることが可能である。
【０２１９】
また、前述の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、前述の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル又はファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク若しくはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード又はＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【０２２０】
また、制御線及び情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【０２２１】
また、特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。
【０２２２】
（１）端末情報が、通信を制御する対象を含む場合、制御装置は、特定された端末の通信を制御する対象をプロキシ装置に設定し、プロキシ装置は、前記特定された端末による通信から、前記設定された制御する対象を示す通信を抽出し、算出された廃棄率分低減された送信帯域によって、前記抽出された通信を中継することを特徴とする通信システム。
【０２２３】
（２）（１）に記載の通信システムであって、前記通信を制御する対象は、アクセス先のサイトを示すＵＲＬ、又は、ＩＰアドレス、若しくは、アプリケーションの種類であることを特徴とする通信システム。
【符号の説明】
【０２２４】
１０  モバイルバックホール
１１  基地局
２０  パケットコア
２１  Ｐ−ＧＷ
２２  Ｓ−ＧＷ
２３  ＭＭＥ
２４  ＰＣＲＦ
２６  制御サーバ
３０  インターネット
１００  無線端末
２００  サーバ
３００  プロキシ装置
【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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