(57)【要約】【課題】  最大通信速度が大きく異なる二つの基地局の間で加入者の携帯電話端末が最大通信速度の低い側の基地局へハンドオーバーした際にモバイル網で発生するトラフィック輻輳を抑制することを目的とする。【解決手段】  トラフィック管理サーバが、モバイルネットワークを構成するネットワークノード間を流れる制御メッセージに基づいて、最大通信速度が低い基地局への携帯電話端末のハンドオーバーが発生する基地局を特定し、当該基地局に在圏する携帯電話端末の最大利用可能帯域幅を制限するよう制御装置へ指示する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大通信速度が低い基地局への端末のハンドオーバーが発生する基地局を、エリア境界基地局として特定し、
前記エリア境界基地局に在圏する端末を特定し、
前記特定された端末の最大利用可能帯域幅を制限するよう、モバイルネットワークを構成する制御装置へ指示することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
【請求項２】
請求項１に記載のトラフィック管理サーバであって、
前記モバイルネットワークを構成する第１のネットワークノードと第２のネットワークノード間の制御メッセージを取得し、
前記制御メッセージから前記ハンドオーバーの発生情報を取得し、
前記ハンドオーバーの発生情報に基づいて、前記エリア境界基地局を特定することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
【請求項３】
請求項２に記載のトラフィック管理サーバであって、
前記最大通信速度が低い基地局はeHRPD基地局であり、前記eHRPD基地局へのハンドオーバーが発生する基地局はLTE基地局であり、
前記第１のネットワークノードはMMEであり、前記第２のネットワークノードはSGWであり、
前記MMEと前記SGWを接続するS11インタフェースから取得された前記制御メッセージに基づいて、前記LTE基地局から前記eHRPD基地局への前記ハンドオーバーの発生情報を取得することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
【請求項４】
請求項２に記載のトラフィック管理サーバであって、
前記最大通信速度が低い基地局はHSPA+基地局であり、前記HSPA+基地局へのハンドオーバーが発生する基地局はLTE基地局であり、
前記第１のネットワークノードはMMEであり、前記第２のネットワークノードはSGW及びSGSNであり、
前記MMEと前記SGWを接続するS11インタフェース、及び、前記MMEと前記SGSNを接続するS4インタフェースから取得された前記制御メッセージに基づいて、前記LTE基地局から前記HSPA+基地局への前記ハンドオーバーの発生情報を取得することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
【請求項５】
請求項２に記載のトラフィック管理サーバであって、
前記ハンドオーバーが発生する基地局は、前記第１のモバイル事業者が管理する第１の基地局であり、
前記最大通信速度が低い基地局は、第１のモバイル事業者とは異なる第２のモバイル事業者が管理する第２の基地局であり、
前記ハンドオーバーの発生情報として、前記第１の基地局から前記第２の基地局へのローミングの発生情報を取得することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
【請求項６】
請求項５に記載のトラフィック管理サーバであって、
前記第１の基地局はLTE基地局であり、前記第２の基地局はeHRPD基地局であり、
前記第１のネットワークノードはMME及びPGWであり、前記第２のネットワークノードはSGW及びHSGWであり、
前記MMEと前記SGWを接続するS11インタフェース、及び、前記PGWと前記HSGWを接続するS2aインタフェースから取得された前記制御メッセージに基づいて、前記LTE基地局から前記HSGW基地局への前記ローミングの発生情報を取得することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
【請求項７】
請求項１に記載のトラフィック管理サーバであって、
前記端末が対応する通信方式を示す端末種別情報と、前記最大通信速度が低い基地局の通信方式に基づいて、前記制限する帯域幅を設定することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
【請求項８】
請求項１に記載のトラフィック管理サーバであって、
前記モバイルネットワークを構成する第１のネットワークノードと第２のネットワークノードの間を流れる、前記端末の新規接続を示す制御メッセージ及び２の基地局間のハンドオーバーを示す制御メッセージを取得し、
前記新規接続を示す制御メッセージ及び前記ハンドオーバーを示す制御メッセージに基づいて、前記エリア境界基地局の一覧を作成し、
前記新規接続を示す制御メッセージ及び前記ハンドオーバーを示す制御メッセージに基づいて、前記モバイルネットワークへ接続中の端末ごとの接続先基地局の一覧を作成し、
前記エリア境界基地局の一覧及び前記接続先基地局の一覧に基づいて、前記エリア境界基地局に接続中の端末の一覧を作成することで、前記エリア境界基地局に在圏する端末を特定することを特徴とするトラフィック管理サーバ。
【請求項９】
トラフィック管理サーバにおいて実行される管理プログラムであって、
最大通信速度が低い基地局への端末のハンドオーバーが発生する基地局を、エリア境界基地局として特定し、
前記エリア境界基地局に在圏する端末を特定し、
前記特定された端末の最大利用可能帯域幅を制限するよう、モバイルネットワークを構成する制御装置へ指示することを特徴とする管理プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の管理プログラムであって、
前記モバイルネットワークを構成する第１のネットワークノードと第２のネットワークノード間の制御メッセージを取得し、
前記制御メッセージから前記ハンドオーバーの発生情報を取得し、
前記ハンドオーバーの発生情報に基づいて、前記エリア境界基地局を特定することを特徴とする管理プログラム。
【請求項１１】
請求項９に記載の管理プログラムであって、
前記端末が対応する通信方式を示す端末種別情報と、前記最大通信速度が低い基地局の通信方式に基づいて、前記制限する帯域幅を設定することを特徴とする管理プログラム。
【請求項１２】
請求項９に記載の管理プログラムであって、
前記モバイルネットワークを構成する第１のネットワークノードと第２のネットワークノードの間を流れる、前記端末の新規接続を示す制御メッセージ及び２の基地局間のハンドオーバーを示す制御メッセージを取得し、
前記新規接続を示す制御メッセージ及び前記ハンドオーバーを示す制御メッセージに基づいて、前記エリア境界基地局の一覧を作成し、
前記新規接続を示す制御メッセージ及び前記ハンドオーバーを示す制御メッセージに基づいて、前記モバイルネットワークへ接続中の端末ごとの接続先基地局の一覧を作成し、
前記エリア境界基地局の一覧及び前記接続先基地局の一覧に基づいて、前記エリア境界基地局に接続中の端末の一覧を作成することで、前記エリア境界基地局に在圏する端末を特定することを特徴とする管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークのトラフィック分析及びトラフィック制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話サービス事業者（以下、モバイル事業者）の携帯電話通信網（以下、モバイル網）は、複数のネットワークノードから構成される。そして、携帯電話サービス加入者（以下、加入者）の携帯電話端末は、それら複数のネットワークノードを経由して、例えばインターネット等の外部のネットワークとの間でパケットデータを送受信する。
【０００３】
そしてモバイルサービス事業者は、モバイル網のトラフィック分析及びトラフィック制御により、加入者のパケットデータ通信の体感品質の維持に取り組んでいる。例えば特許文献１には、モバイル網での輻輳を検知すると、モバイル網を構成するRNCの無線リンク数を削減することで輻輳を発生させている携帯電話端末からのトラフィック流入量を削減し、それにより上記輻輳を抑制し、他の携帯電話端末によるモバイル網への接続性を向上させる無線ネットワーク制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2003-111135号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、加入者のパケットデータ通信の体感品質の低下には、携帯電話端末の送信トラフィックの増加に起因したモバイル網でのトラフィック輻輳以外にも要因がある。例えば、ハンドオーバーに伴うパケットデータ通信の体感品質の低下が挙げられる。具体的には、加入者がパケットデータ通信を実行しながら場所を移動すると、接続中の携帯電話基地局（以下、基地局）から隣接する基地局へ携帯電話端末が接続先を変更するハンドオーバーが発生する。
【０００６】
そして上記ハンドオーバーの際、接続先変更後の基地局と携帯電話端末との間の最大通信速度が接続先変更前の最大通信速度よりも低い場合、モバイル網のコアネットワーク（以下、コア網）とモバイル網の無線アクセスネットワーク（アクセス網）との間、あるいは携帯電話端末と基地局との間で大量のパケットロスが発生する。そして、このパケットロスを検知した携帯電話端末あるいはネットワークノード、外部ネットワークのサーバがパケットを再送することで、トラフィック輻輳が発生する。それにより、加入者からはパケットデータ通信が実行されていないように見えるため、加入者のパケットデータ通信の体感品質が大きく低下する。
【０００７】
そこで本発明は、最大通信速度が大きく異なる二つの基地局の間で加入者の携帯電話端末が最大通信速度の低い側の基地局へハンドオーバーした際にモバイル網で発生するトラフィック輻輳を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【０００９】
最大通信速度が低い基地局への端末のハンドオーバーが発生する基地局をエリア境界基地局として特定し、エリア境界基地局に在圏する端末を特定し、特定された端末の最大利用可能帯域幅を制限するようモバイルネットワークを構成する制御装置へ指示することを特徴とするトラフィック管理サーバである。
【００１０】
また、トラフィック管理サーバにおいて実行される管理プログラムであって、最大通信速度が低い基地局への端末のハンドオーバーが発生する基地局をエリア境界基地局として特定し、エリア境界基地局に在圏する端末を特定し、特定された端末の最大利用可能帯域幅を制限するようモバイルネットワークを構成する制御装置へ指示することを特徴とする管理プログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
上記トラフィック管理サーバにより、モバイル事業者は、最大通信速度が大きく異なる二つの基地局の間で加入者の携帯電話端末が最大通信速度の低い側の基地局へハンドオーバーした際にモバイル網で発生するトラフィック輻輳を抑制可能となる。これによりモバイル事業者は、上記ハンドオーバーする携帯電話端末を使用している加入者のパケットデータ通信の体感品質を向上させることができる。
【００１２】
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】
【００１３】
【図１】システム構成例
【図２】セル構成例
【図３】セル構成例
【図４】セル構成例
【図５】トラフィック管理サーバの構成例
【図６】ハンドオーバー履歴情報の構成例
【図７】エリア境界基地局情報の構成例
【図８】基地局在圏加入者情報の構成例
【図９】エリア境界基地局在圏加入者情報の構成例
【図１０】帯域制限加入者情報の構成例
【図１１】端末種別情報の構成例
【図１２】端末在圏状態の例
【図１３】エリア境界基地局判定処理に伴うメッセージシーケンスの例
【図１４】基地局在圏加入者情報更新処理フローの例
【図１５】エリア境界基地局判定処理フローの例
【図１６】エリア境界基地局在圏加入者判定処理に伴うメッセージシーケンスの例
【図１７】エリア境界基地局在圏加入者判定処理フローの例
【図１８】実施例適用前の加入者のスループットの例
【図１９】実施例適用後の加入者のスループットの例
【図２０】システム構成例
【図２１】セル構成例
【図２２】ハンドオーバー履歴情報の構成例
【図２３】エリア境界基地局判定処理に伴うメッセージシーケンスの例
【図２４】エリア境界基地局判定処理フローの例
【図２５】システム構成例
【図２６】帯域制限加入者情報の構成例
【図２７】システム構成例
【図２８】ローミング履歴情報の構成例
【図２９】基地局在圏加入者情報の構成例
【図３０】エリア境界基地局情報の構成例
【図３１】ローミング事業者情報の構成例
【図３２】エリア境界基地局判定処理に伴うメッセージシーケンスの例
【図３３】エリア境界基地局判定処理フローの例
【図３４】エリア境界基地局判定処理フローの例
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
なお、以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００１６】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００１７】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップなどを含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００１８】
本実施例のトラフィック管理サーバの特徴の概略を簡単に説明すれば、以下の通りである。トラフィック管理サーバは、モバイル網を構成するネットワークノードの間を流れる携帯電話端末の新規接続を表す制御メッセージ及び二つの基地局間でのハンドオーバーを表す制御メッセージを取得する。トラフィック管理サーバは、上記制御メッセージに含まれる情報に基づいて、最大通信速度が低い基地局へのハンドオーバーが発生する基地局（以下、エリア境界基地局）の一覧を作成する。トラフィック管理サーバは、上記制御メッセージに基づいて、モバイル網へ接続中の携帯電話端末ごとの接続先基地局の一覧を作成する。トラフィック管理サーバは、上記エリア境界基地局の一覧及び上記接続先基地局の一覧に基づいて、上記モバイル網へ接続中の携帯電話端末のうちエリア境界基地局に接続中の携帯電話端末の一覧を作成する。トラフィック管理サーバは、上記エリア境界基地局に接続中の携帯電話端末それぞれの最大利用可能帯域幅を制限するよう、モバイル網のネットワークノードへ指示する。
【００１９】
本実施例では、加入者の携帯電話端末が3GPP規定のE-UTRAN無線アクセス網から3GPP2規定のeHRPD方式無線アクセス網へハンドオーバーする場合のトラフィック管理サーバの実施例を示す。
【００２０】
図1は本実施例のネットワークシステム全体の構成例を表す。本システムはトラフィック管理サーバ100（以下、TMS）、パケット詳細解析装置101（以下、DPI）、モバイルコア網102、携帯電話端末を収容するE-UTRAN無線アクセス網103（以下、E-UTRAN）、携帯電話端末を収容するeHRPD無線アクセス網104（以下、eHRPD網）、パケットデータネットワーク105（以下、PDN）から構成される。さらにモバイルコア網はMME106（Mobility  Management  Entity）、SGW107(Serving  Gateway)、PGW108(Packet  data  network  Gateway)、HSGW109（HRPD Serving Gateway）から構成される。MMEは、1又は複数の基地局を収容し、モビリティ制御を提供する通信装置である。MMEは、携帯電話端末とPGWとの間のベアラを管理する。MMEは、携帯電話端末のアタッチ及びハンドオーバーにおいて当該端末のためのSGWを選択する。SGW及びHSGWは、１又は複数の基地局を収容し、PGWと基地局との間において、ユーザデータを伝送するゲートウェイである。PGWは、PDNとのインタフェースを持つゲートウェイである。PGWは、携帯電話端末に、ＩＰアドレスを付与する。
【００２１】
上記DPIは、ネットワーク上のパケットを解析する解析装置であり、上記MMEと上記SGWを接続するS11 I/Fを監視する。そして、このI/Fで取得した制御メッセージをTMSへ転送する。
【００２２】
また、上記TMSは、DPIから受信した制御メッセージに基づいて、E-UTRANからeHRPD網へのハンドオーバーが発生している基地局に在圏する携帯電話端末を判定し、それらの携帯電話端末ごとの利用可能帯域幅を制限するよう、PGWに指示する。
【００２３】
なお、本実施例ではTMSがモバイル網のシステム挙動を監視するための手段としてDPIがS11 I/Fを監視する構成を例に挙げた。この構成は、DPIがE-UTRANの全ての基地局を監視する場合と比較して、モバイル事業者が監視点の数を少なく抑え、それにより監視作業に掛かる設備費用及び運用費用を抑制できる効果がある。
【００２４】
図２は、本実施例におけるモバイル事業者の基地局配置構成の例を表す。この例では、LTE対応基地局が配置されたセル（以下、LTEセル）を中心として、その外部にeHRPD基地局が配置されたセル（以下、eHRPDセル）が分布している様子を表している。ここでは上記eHRPDセルに隣接するLTEセルをエリア境界基地局配置セル（以下、エリア境界セル）と定義して表示している。これらエリア境界基地局配置セルの基地局（以下、エリア境界基地局）では、eHRPDセルと隣接することから、加入者の携帯電話端末のLTE基地局からeHRPD基地局へのハンドオーバーが一般的に発生しやすい。
【００２５】
図３は、図２で示したモバイル事業者の基地局配置が変化した様子を表している。例えば、モバイル事業者がLTE方式対応基地局の増設を続けると、図２のeHRPDセルがLTEセルへと置き換わる。すると、従来エリア境界セルと定義されたセルのうちeHRPDセルと隣接しなくなるセルが発生する場合がある。このような場合、eHRPDセルから新たにLTEセルに置き換わったセルがエリア境界セルとなる場合が多い。
【００２６】
図４は、図３で示したモバイル事業者の基地局配置をより実態に即して更新した様子を表す。モバイル事業者の実際の無線アクセス網では、セル配置としてはeHRPDセルと直接隣接しているように見えるLTEセルであるにも関わらず、実際にはLTE基地局からeHRPD基地局へのハンドオーバーの発生頻度が低い場合もある。例えばそれは、LTEセルとeHRPDセルの間に山や川が存在して携帯電話端末の物理的な移動がほとんど発生しない場合である。このような場合、基地局の物理的配置の情報だけからハンドオーバーの発生確率を予測することは難しいという問題がある。そのため、エリア境界セルを自動的に判定する手段が求められる。
【００２７】
図５は、本実施例のTMSの構成例を示す。本実施例のTMSの機能は、一般的なコンピュータの外部記憶装置にプログラムソフトウェアの形で格納され、メモリ上に展開されてCPUにより実行される。また、TMSはネットワークI/Fを介して前記DPI及びPGWと通信する。TMSのメモリは、エリア境界基地局判定処理プログラム、基地局在圏加入者情報更新プログラム、エリア境界基地局在圏加入者検出・帯域制限プログラムを格納する。さらにTMSのメモリは、ハンドオーバー履歴情報、ローミング履歴情報、端末種別情報、エリア境界基地局情報、エリア境界基地局在圏加入者情報、基地局在圏加入者情報、帯域制限加入者情報を格納する。
【００２８】
なお、本実施例では上記プログラム及び上記情報を単一のコンピュータのメモリ上に格納する構成を示した。しかし、上記情報を外部記憶装置に格納し、上記プログラムの処理のつど上記情報を上記外部記憶装置から読み込み、それぞれの処理が完了するごとに外部記憶装置に格納する構成を取ることも可能である。
【００２９】
また、上記プログラム及び上記情報を複数のコンピュータに分散して格納することも可能である。例えば上記情報をそれぞれリレーショナルデータベースのテーブルとして実装してTMSとは異なるデータベースサーバに格納し、TMS上で実行された上記プログラムがデータベースサーバ上の上記情報を参照及び更新することも可能である。
【００３０】
また、上記情報をTMSとは異なる分散型のKey-Value Storeサーバに格納し、TMS上で実行された上記プログラムがKey-Value Storeサーバ上の上記情報を参照及び更新することも可能である。
【００３１】
以上のような上記情報の格納方法の違いは、本発明の本質には影響を与えない。
【００３２】
図６は、本実施例のTMSのハンドオーバー履歴情報の構成例を表す。TMSはモバイル事業者の基地局のうちどの基地局で加入者の携帯電話端末のハンドオーバーが発生したかを管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、エントリが新規作成された時刻又はTMSが加入者の携帯電話のハンドオーバーを検知した時刻、加入者の携帯電話端末の識別子（以下、IMSI）、加入者の携帯電話端末の移動元基地局の識別子（ECGI）、加入者の携帯電話端末の移動先基地局の無線アクセス技術（RAT: Radio Access Technology）の種別の組み合わせにより構成される。
【００３３】
この実施例では、全てのエントリの移動先基地局の無線アクセス技術が”Non-3GPP”であり、TMSによる監視が開始されてから３台の加入者の携帯電話端末全てがLTEセルからeHRPDセルにハンドオーバーしたことを表している。
【００３４】
図７は、本実施例のTMSのエリア境界基地局情報の構成例を表す。TMSはモバイル事業者の基地局のうちどの基地局がエリア境界基地局であるかを管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、エントリが新規作成された時刻、エリア境界基地局と判定された基地局の識別子、エントリに対応するエリア境界基地局で既定時間内に発生したeHRPD基地局へのハンドオーバーの発生回数、エントリに対応するエリア境界基地局で既定時間内に発生したハンドオーバーの回数に対するeHRPD基地局へのハンドオーバーの回数の比率の組み合わせにより構成される。
【００３５】
図８は、本実施例のTMSの基地局在圏加入者情報の構成例を表す。TMSは加入者の携帯電話端末がどの基地局下に在圏しているかを管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、TMSが加入者の在圏を検知した時刻、加入者の携帯電話端末の識別子、S11 I/FのMME側のトンネル終端点識別子（以下、TEID）、加入者の携帯電話端末に割り当てられたIPアドレス、加入者の携帯電話端末が在圏する基地局の識別子（ECGI）の組み合わせにより構成される。
【００３６】
図９は、本実施例のTMSのエリア境界基地局在圏加入者情報の構成例を表す。TMSは、エリア境界基地局下に在圏している加入者の携帯電話端末を管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、TMSがエントリを作成あるいは更新した時刻、エリア境界基地局下に在圏している加入者の携帯電話端末のIMSI、エリア境界基地局下に在圏している加入者の携帯電話端末に割り当てられたIPアドレス、加入者の携帯電話端末が在圏するエリア境界基地局のECGIの組み合わせにより構成される。
【００３７】
図１０は、本実施例のTMSの帯域制限加入者情報の構成例を表す。TMSは、エリア境界基地局下に在圏しており、PGWによる帯域制限の対象となる加入者の携帯電話端末を管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、TMSがエントリを作成あるいは更新した時刻、PGWによる帯域制限の対象となる加入者の携帯電話端末のIMSI、加入者の携帯電話端末に割り当てられたIPアドレスの組み合わせにより構成される。
【００３８】
図１１は、本実施例のTMSの端末種別情報の構成例を表す。TMSは、加入者の携帯電話端末それぞれについて対応する無線アクセス網種別を管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、IMSI、LTE-Aへの対応有無を表す識別子、LTEへの対応有無を表す識別子、HSPA+への対応有無を表す識別子、eHRPDへの対応有無を表す識別子の組み合わせにより構成される。
【００３９】
図１１では、１つ目のエントリの携帯電話端末はLTEとHSPA+に対応していることを表す。つまり、この携帯電話端末はLTEセルからHSPA+対応基地局のセルにハンドオーバーする。一方、２つ目のエントリの携帯電話端末はLTEとeHRPDに対応していることを表す。つまり、この携帯電話端末はLTEセルからeHRPDセルへハンドオーバーする。
【００４０】
TMSはこの端末種別情報を参照することにより、エリア境界基地局下に在圏する加入者の携帯電話端末の端末種別に応じて選択的に利用可能帯域幅を指定可能となる。例えば、eHRPD方式よりも理論最大通信速度が高いHSPA+方式の携帯電話端末に対して、eHRPD方式の携帯電話端末よりも広い制限帯域幅を適用できる。
【００４１】
図１２は、本実施例での加入者の携帯電話端末の基地局下の在圏状態の例を表す。E-UTRAN 1201の１つ目のLTE基地局1203下には３台の加入者の携帯電話端末1204-1206が在圏している。また、E-UTRAN 1201の２つ目のLTE基地局1207下には１台の加入者の携帯電話端末1208が在圏している。また、eHRPD網1202のeHRPD基地局1209下には３台の加入者の携帯電話端末1210-1212が在圏している。この例でeHRPD網1202の３台の加入者の携帯電話端末1210-1212は、本図が表す時点よりも前にE-UTRAN 1201の１つ目のLTE基地局1203からeHRPD網1202のeHRPD基地局1209へハンドオーバーしたものとする。
【００４２】
図１３は、モバイル網に配備されている基地局のうちどれがエリア境界基地局であるかを本実施例のTMSが判定する際の、モバイル網の構成要素間でやり取りされるメッセージのシーケンスの例を表す。
【００４３】
（新規接続時）加入者の携帯電話端末（図中UE）がE-UTRANのLTE基地局へAttach 
Requestメッセージを送信して接続処理（Attach Procedure）を開始すると、LTE基
地局（図中eNB）を介しつつ、加入者の携帯電話端末とMMEが認証手順（Authentication Procedure）とセキュリティ確保手順（Security Procedure）を実行する。続いてMMEはS-GWへCreate Session Requestメッセージを送信する。DPIは上記Create Session Requestメッセージを複製し、TMSへ転送する。そして、TMSは上記Create Session Requestメッセージを受信すると、上記Create Session Requestメッセージに含まれるIMSI、ECGI、TEIDを抽出し、これらの情報に基づいて基地局在圏加入者情報更新処理を実行し、E-UTRANに接続した加入者の携帯電話端末がどのLTE基地局下に在圏しているかを管理する。
【００４４】
（LTE-LTEハンドオーバー時）１つのE-UTRAN内の異なるLTE基地局の間で加入者の携帯電話端末がハンドオーバーすると、加入者の携帯電話端末とMMEが移動手順（Mobility Procedure）を実行する。続いてMMEはS-GWへModify Bearer Requestメッセージを送信する。DPIは上記Modify Bearer Requestメッセージを複製し、TMSへ転送する。そして、TMSは上記Modify Bearer Requestメッセージを受信すると、上記Modify Bearer Requestメッセージに含まれるTEIDとECGIを抽出し、上記基地局在圏加入者情報更新処理を実行し、E-UTRAN内で移動した加入者の携帯電話端末がどのLTE基地局下に在圏しているかを管理する。
【００４５】
（LTE-eHRPDハンドオーバー時）加入者の携帯電話端末がE-UTRANのLTE基地局からeHRPD網のeHRPD基地局へハンドオーバーすると、ハンドオーバー手順（Handover Procedure）の実行に続き、SGWがMMEへDelete Bearer Requestメッセージを送信する。DPIは上記Delete Bearer Requestメッセージを複製し、TMSへ転送する。そして、TMSは上記Delete Bearer Requestメッセージを受信すると、上記Delete Bearer Requestメッセージの内容と基地局在圏加入者情報に基づいてエリア境界基地局判定処理を実行し、エリア境界基地局情報を更新する。これにより、モバイル網内の基地局のうちどの基地局がエリア境界基地局に該当するかを管理する。
【００４６】
なお、本実施例では加入者の携帯電話端末がActive状態でLTE基地局間をハンドオーバーしたことでMMEがSGWへModify Bearer Requestメッセージを送信する例を示した。しかし、加入者の携帯電話端末がIdle状態で異なる基地局の下へ移動する場合もある。この場合もIdleモードのMobility Procedureが実行されてMMEがSGWへModify Bearer Requestメッセージを送信する。そのため、Active状態でのハンドオーバーの場合と同様の手順でTMSはModify Bearer Requestメッセージから移動先の基地局のECGIを取得でき、基地局在圏加入者情報を更新できる。
【００４７】
また、加入者の携帯電話端末がTracking Area Update Procedureを実行した場合も同様にMMEがS-GWへModify Bearer Requestメッセージを送信するため、上記Active状態でのハンドオーバーの場合と同様の手順でTMSはModify Bearer Requestメッセージから移動先の基地局のECGIを取得でき、基地局在圏加入者情報を更新できる。
【００４８】
図１４は、本実施例のTMSの基地局在圏加入者情報更新処理の処理フローの例を表す。TMSは、本処理フローを開始すると、DPIからの受信メッセージを保持するメッセージキューから未処理の最も古い受信メッセージを読み込む（1401）。続いてTMSは受信メッセージのメッセージ種別を調べ（1402）、S11 Create Session Requestメッセージの場合、TMSは受信メッセージのペイロードからS11 TEID、IMSI、及びECGIを取得する（1403）。そしてTMSは、メッセージ受信時刻とこれら３つの情報から構成される新規エントリを基地局在圏加入者情報（図８）に新規作成する（1404）。そして最後にTMSはメッセージキューから受信メッセージを削除し、処理フローを終了する（1405）。これらの処理により、E-UTRANのLTE基地局に新たに接続した加入者の携帯電話端末がTMSの管理下に追加されたこととなる。
【００４９】
一方、DPIからの受信メッセージのメッセージ種別がS11 Modify Bearer Requestの場合、TMSはまず受信メッセージのペイロードからS11 TEID及びECGIを取得する（1406）。そしてTMSは、上記取得したS11 TEIDと一致するTEIDを保持するエントリを基地局在圏情報から検索する（1407）。そしてTMSは上記検索したエントリのECGIを上記受信メッセージのペイロードから取得したECGIに置き換える（1408）。そして最後にTMSはメッセージキューから受信メッセージを削除し、処理フローを終了する（1405）。
【００５０】
図１５は、本実施例のTMSのエリア境界基地局判定処理の処理フローの例を表す。TMSは、処理フローを開始すると、DPIからの受信メッセージを保持するメッセージキューから未処理の最も古い受信メッセージを読み込む（1501）。続いてTMSは受信メッセージのメッセージ種別を調べる（1502）。そしてメッセージ種別がS11 Delete Bearer Requestメッセージの場合、TMSはさらにメッセージに含まれるcause情報要素の値が”RAT changed from 3GPP to Non-3GPP”と等しいかを調べ（1503）、両者が等しい場合、受信メッセージのペイロードからTEIDを取得する（1504）。続いてTMSは、上記取得したTEIDと一致するTEIDを持つエントリを基地局在圏加入者情報から検索する（1505）。そしてTMSは上記検索結果のエントリからIMSIとECGIを取得する（1506）。そしてTMSは、上記Delete Bearer Requestメッセージの受信時刻、上記取得したIMSI、上記取得したECGI、RAT種別の値”Non-3GPP”の組み合わせからなる新たなエントリをハンドオーバー履歴情報（図６）に追加する（1507）。そしてTMSは、上記ハンドオーバー履歴情報から、上記メッセージ受信時刻から既定時間だけ前の時刻までの期間にハンドオーバー履歴情報にエントリが存在する基地局のECGIを抽出する。そして、それぞれの基地局について上記期間のハンドオーバー発生回数をハンドオーバー履歴情報の該当するエントリの数から算出し、本シーケンス実行時点の時刻、上記ECGI、及びハンドオーバー発生回数の組み合わせからなるエントリをエリア境界基地局情報（図７）に追加する。また同時に、登録時刻が本シーケンス実行時点よりも上記期間だけ前の時点以前のエントリをエリア境界基地局情報から削除する（1508）。最後にTMSは上記メッセージキューから上記受信メッセージを削除し（1509）、本処理を終了する。このように、所定期間内にハンドオーバー履歴情報にエントリが存在する基地局をエリア境界基地局として登録する。これにより、eHRPD基地局へのハンドオーバーが高頻度で発生するLTE基地局を、エリア境界基地局として特定し、更新することができる。
【００５１】
また、TMSが、上記エリア境界基地局情報にエリア境界基地局を登録する際にeHRPD基地局へのハンドオーバー発生回数に加えて、LTE基地局へのハンドオーバーも含めた全てのハンドオーバー回数に占めるeHRPD基地局へのハンドオーバー回数の比率を登録することも可能である。そして、TMSが後述のエリア境界基地局在圏加入者情報処理フローを実行する際、このハンドオーバー回数の比率があらかじめモバイル事業者の運用管理者が指定した値以上のエリア境界基地局上のエントリのみ、加入者の携帯電話端末の帯域制限制御の対象とするよう判定することも可能である。これにより、モバイル事業者が、LTE基地局からLTE基地局へのハンドオーバーに対してLTE基地局からeHRPD基地局へのハンドオーバーの回数が相対的に非常に低いエリア境界基地局を加入者の携帯電話端末への帯域制限処理の対象外とするよう調整することが可能である。
【００５２】
一方、受信メッセージのメッセージ種別がS11 Delete Bearer Request以外の場合、及び受信したS11 Delete Bearer Requestメッセージのcause情報要素の値が”RAT changed from 3GPP to Non-3GPP”とは異なる場合、TMSは本処理を終了する。
【００５３】
このように本実施例のTMSは、エリア境界基地局判定処理フローを実行することで、自動的にエリア境界基地局情報を更新できる。これによりモバイル事業者は、LTE基地局の増設及び減設や設定パラメータの変更によるLTE基地局の動作特性の変更に対して、本実施例のTMSサーバへのパラメータ設定等の運用手順を踏む必要がないという利点がある。
【００５４】
なお、本実施例ではTMSが図１５に示すエリア境界基地局判定処理フローを実行することで自動的にエリア境界基地局情報を更新する例を示した。しかし、モバイル事業者の運用者から入力されるエリア境界基地局を指定した情報に基づいて、TMSがエリア境界基地局を設定、更新することも可能である。例えば、モバイル事業者の運用者が前述のLTE基地局の動作特性の変更が発生するタイミングに合わせてエリア境界基地局情報を手作業で更新し、TMSサーバによる帯域制限の対象となるLTE基地局を変更することも可能である。
【００５５】
図１６は、本実施例のTMSがエリア境界基地局下に在圏しているユーザを判定する際の、モバイル網の構成要素間でやり取りされるメッセージのシーケンスの例を表す。
【００５６】
（新規接続時）本図のシーケンス1からシーケンス9は加入者の携帯電話端末（図中UE）がE-UTRANのLTE基地局へ接続する際のメッセージシーケンスを表す。このメッセージシーケンスは図13のシーケンス1からシーケンス9までと同一である。また、このとき実行されるTMSの基地局在圏加入者情報更新処理の処理フローも図１４で示された処理フローと同一である。そのため、ここでは説明を省略する。
【００５７】
（LTE-LTEハンドオーバー時）本図のシーケンス10からシーケンス14は加入者の携帯電話端末が１つのE-UTRAN内の異なるLTE基地局の間で加入者の携帯電話端末がハンドオーバーする際のメッセージシーケンスを表す。このメッセージシーケンスは図13のシーケンス10からシーケンス14までと同一である。また、このとき実行されるTMSの基地局在圏加入者情報更新処理の処理フローも図１４で示された処理フローと同一である。そのため、ここでは説明を省略する。
【００５８】
本図のシーケンス1からシーケンス14までが実行された後、基地局在圏加入者情報にはE-UTRANの基地局下に在圏する加入者の携帯電話端末1204-1206に該当するエントリが記録されている。
【００５９】
（エリア境界基地局在圏判定）TMSは、既定の時間間隔ごとに、あるいは基地局在圏加入者情報が更新されるごとに、エリア境界基地局在圏判定処理を実行する。そして、基地局在圏加入者情報に在圏状態が記録されている加入者の携帯電話端末のうち、エリア境界基地局下に在圏している加入者の携帯電話端末の一覧を作成し、帯域制限加入者情報（図１０）を更新する（1615）。そして、TMSはPCRFへ、上記エリア境界基地局下に在圏している加入者の携帯電話端末の一覧を送信し、本一覧の加入者の携帯電話端末の利用可能帯域幅を制限するようPCRFへ指示する（1616）。PGWは、このTMSからの指示をPCRFから取得し、指示内容に基づいて該当するトラフィックフローの利用可能帯域幅を制限する（1617）。なお、PCRF(policy and charging rules function)は、PGWに接続され、QoSなどのポリシー制御や課金制御ルールを決定するポリシー制御である。図1ではPGWに内蔵されるPCEFと合わせ、図示を省略している。また、PCRF及びPCEFに対する帯域制御実行の指示はモバイル網では一般的に利用される技術であるため、説明を省略する。
【００６０】
図１７は、本実施例のTMSのエリア境界基地局在圏加入者判定処理フローの例を表す。TMSは、本処理フローを開始すると、基地局在圏加入者情報の先頭エントリを読み込み（1701）、読み込んだエントリのECGIを取得する（1702）。そしてTMSは、上記取得したECGIと一致するECGIを持つエントリがエリア境界基地局情報中に存在するかを調べる（1703）。エントリが存在する場合、つまり、上記読み込んだエントリに該当する加入者の携帯電話端末がエリア境界基地局下に在圏すると判定された場合、TMSは上記読み込んだエントリの時刻及びIMSIから構成されるエントリを新たにエリア境界基地局在圏加入者情報（図９）へ追加する（1704）。一方、上記取得したECGIと一致するECGIを持つエントリがエリア境界基地局情報中に存在しない場合、TMSは上記エリア境界基地局在圏加入者情報への新規エントリ追加処理を実行せずに次の処理へ進む。続いてTMSは、基地局在圏加入者情報に次のエントリが存在するかを調べ（1705）、次のエントリが存在する場合は次のエントリを読み込み（1706）、本処理フローの2つ目のシーケンス（1702）へ戻り、同様の処理を繰り返す。そしてTMSは、基地局在圏加入者情報に次のエントリがない、つまり基地局下に在圏する全ての加入者の携帯電話端末の判定を終了した場合、本処理フローを終了する。なお、ステップ1703において、エリア境界基地局情報中に存在し、かつ、ハンドオーバーの回数に対するeHRPD基地局へのハンドオーバーの回数の比率が所定値以上のエントリが存在するか調べてもよい。これにより、より高頻度にeHRPD基地局へハンドオーバーするエリア境界基地局に在圏する加入者を抽出することができる。
【００６１】
図１８は、本実施例を適用する前と本実施例を適用した後での加入者の携帯電話端末のスループットの変化の例を表す。本実施例の適用前は、図１８に示すように、エリア境界基地局であるLTE基地局1203からeHPRD基地局1209へ加入者の携帯電話端末がハンドオーバーすると、これら２つの基地局の間の最大通信速度の差が原因となり、大量のパケットロスが発生し、加入者のパケットデータ通信の体感品質を損なう。
【００６２】
一方、本実施例の適用後は、図１９に示すように、エリア境界基地局であるLTE基地局1203からeHRPD基地局1209へ加入者の携帯電話端末がハンドオーバーすると、あらかじめエリア境界基地局で加入者の携帯電話端末の最大通信速度が制限されているため、エリア境界基地局であるLTE基地局1203とeHRPD基地局の最大通信速度の差が本実施例適用前の場合の差よりも小さくなる。
【００６３】
したがって、本実施例の適用により、モバイル事業者は、ハンドオーバーに伴うパケットロスが少なくなり、本実施例適用前と比較して加入者のパケットデータ通信の体感品質を向上させられるという効果を得る。
【００６４】
なお、エリア境界基地局下に在圏している端末の利用可能帯域幅を制限する際、制限する帯域幅は任意に設定可能である。例えば、エリア境界基地局における最大利用可能帯域幅が、LTE基地局における最大利用可能帯域幅とeHRPD基地局における最大利用可能帯域幅の中間値になるように設定してもよい。
【００６５】
また、図１９では、利用可能帯域幅を１回で制限する例を示したが、複数回に分けて段階的に制限してもよい。
【００６６】
本実施例では、TMSがLTE基地局からeHRPD基地局へのハンドオーバーが高頻度で発生する2つの基地局の組み合わせのうちLTE基地局の側をエリア境界基地局として一覧する例を示した。
【００６７】
一方、LTE基地局の中でも周囲のLTE基地局に対して加入者の携帯電話端末のスループットが恒常的に低いLTE基地局も存在する。例えば、LTE基地局が山頂に配置され、加入者の携帯電話端末との距離が平均的に大きい場合が挙げられる。また、LTE基地局に在圏する加入者の携帯電話端末の数が常時周囲のLTE基地局と比較して多数であり、恒常的に混雑している場合も挙げられる。また、キャリア集約機能を搭載したLTE基地局にキャリア集約機能を非搭載のLTE基地局がその周辺に存在する場合も挙げられる。
【００６８】
そのため、後者のスループットが恒常的に低いLTE基地局への加入者の携帯電話端末のハンドオーバーが発生すると、ハンドオーバー後にその加入者の携帯電話端末に大量のパケットロスが発生し、加入者のパケットデータ通信の体感品質が低下するという問題点がある。
【００６９】
そこで、TMSがハンドオーバー履歴情報に代えて、LTE基地局ごとの平均加入者スループットを常時計測して保持し、さらに基地局の配備地点情報を保持し、平均加入者スループットが低いLTE基地局の周囲に配置されたLTE基地局を抽出してエリア境界基地局と判定することで、TMSが図１７に示したエリア境界基地局在圏加入者判定フローに従い、本実施例を実施することが可能となる。
【実施例２】
【００７０】
本実施例では、加入者の携帯電話端末が3GPP規定のE-UTRAN無線アクセス網から3GPP規定のUTRAN無線アクセス網へハンドオーバーする場合のトラフィック管理サーバの実施例を示す。
【００７１】
図２０は、本実施例のネットワークシステム全体の構成例を表す。本システムはトラフィック管理サーバ（以下、TMS）、パケット詳細解析装置（以下、DPI）、モバイルコア網、携帯電話端末を収容するE-UTRAN無線アクセス網（以下、E-UTRAN）、携帯電話端末を収容するUTRAN無線アクセス網（以下、UTRAN）、パケットデータネットワーク（以下、PDN）から構成される。さらにモバイルコア網はMME（Mobility  Management  Entity）、SGW(Serving  Gateway)、PGW(Packet  data  network  Gateway)、SGSN（Serving GPRS Support Node）から構成される。MME、SGW、PGWは実施例１と同様であるため、説明を省略する。SGSNは、MMEと同様に3G無線アクセス網における端末の移動管理や認証（セキュリティ制御）などを行う装置である。また、SGSNは、LTE-3G無線切り替え時に通信を継続するため、LTE/3Gデュアル端末の通信経路の設定時にはSGSNよりSGWへ接続する機能を提供する。
【００７２】
上記DPIは、上記MMEと上記SGWを接続するS11 I/F、及び上記MMEと上記SGSNを接続するS4 I/Fを監視する。そして、これら2つのI/Fで取得した制御メッセージをTMSへ転送する。
【００７３】
また、上記TMSは、DPIから受信した制御メッセージに基づいて、E-UTRANからUTRANへのハンドオーバーが発生している基地局に在圏する携帯電話端末を判定し、それらの携帯電話端末ごとの利用可能帯域幅を制限するよう、PGWに指示する。
【００７４】
図２１は、本実施例におけるモバイル事業者の基地局配置構成の例を表す。この例では、LTE対応基地局が配置されたセル（以下、LTEセル）を中心として、その外部にHSPA+基地局が配置されたセル（以下、3Gセル）が分布している様子を表している。ここでは上記3Gセルに隣接するLTEセルをエリア境界基地局配置セル（以下、エリア境界セル）と定義して表示している。これらエリア境界基地局配置セルの基地局（以下、エリア境界基地局）では、3Gセルと隣接することから、加入者の携帯電話端末のLTE基地局からHSPA+基地局へのハンドオーバーが一般的に発生しやすい。
【００７５】
図２２は、本実施例のTMSのハンドオーバー履歴情報の構成例を表す。TMSはモバイル事業者の基地局のうちどの基地局で加入者の携帯電話端末のハンドオーバーが発生したかを管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、エントリが新規作成された時刻又はTMSが加入者の携帯電話のハンドオーバーを検知した時刻、加入者の携帯電話端末の識別子（IMSI）、加入者の携帯電話端末の移動元基地局の識別子（ECGI）、加入者の携帯電話端末の移動先基地局の無線アクセス技術（RAT: Radio Access Technology）の種別の組み合わせにより構成される。
【００７６】
この実施例では、全てのエントリの移動先基地局の無線アクセス技術が”UTRAN”であり、TMSによる監視が開始されてから３台の加入者の携帯電話端末全てがLTEセルから3Gセルにハンドオーバーしたことを表している。
【００７７】
図２３は、モバイル網に配備されている基地局のうちどれがエリア境界基地局であるかを本実施例のTMSが判定する際の、モバイル網の構成要素間でやり取りされるメッセージのシーケンスの例を表す。
【００７８】
本実施例におけるメッセージのシーケンスのうち、LTE基地局に接続した加入者の携帯電話端末の在圏情報を管理する基地局在圏加入者情報を作成するとともに、加入者の携帯電話端末が異なるLTE基地局間でハンドオーバーした際に上記基地局在圏加入者情報を更新するステップ1は、前述の実施例１の図１３のステップ1からステップ14と同一である。そのため、ここでは説明を省略する。
【００７９】
上記ステップ1によりTMSが基地局在圏加入者情報を更新した後、加入者の携帯電話端末がLTE基地局からeHRPD基地局へハンドオーバーすると、ハンドオーバー手順（Handover Procedure）の実行に続き、SGSNがSGWへModify Bearer Requestメッセージを送信する。DPIは上記Modify Bearer Requestメッセージを複製し、TMSへ転送する。そして、TMSは上記Modify Bearer Requestメッセージを受信すると、上記Modify Bearer Requestメッセージの内容と基地局在圏加入者情報に基づいてエリア境界基地局判定処理を実行し、エリア境界基地局情報を更新する。これにより、モバイル網内の基地局のうちどの基地局がエリア境界基地局に該当するかを管理する。
【００８０】
図２４は、本実施例のTMSの基地局在圏加入者情報更新処理の処理フローの例を表す。TMSは、本処理フローを開始すると、DPIからの受信メッセージを保持するメッセージキューから未処理の最も古い受信メッセージを読み込む（2301）。続いてTMSは受信メッセージのメッセージ種別を調べ（2302）、S4 Modify Bearer Requestメッセージの場合、さらに受信したS4 Modify Bearer RequestメッセージのRAT Type情報要素の値が”UTRAN”であるかを調べる（2303）。RAT Type情報要素の値が”UTRAN”である場合、TMSは受信メッセージのペイロードからS4 TEIDを取得する（2304）。続いてTMSは、上記取得したS4 TEIDと一致するTEIDを持つエントリを基地局在圏加入者情報から検索する（2305）。そしてTMSは上記検索結果のエントリからIMSIとECGIを取得する（2306）。そしてTMSは、上記S4 Modify Bearer Requestメッセージの受信時刻、上記取得したIMSI、上記取得したECGI、RAT種別の値”UTRAN”の組み合わせからなる新たなエントリをハンドオーバー履歴情報に追加する（2307）。そしてTMSは、上記ハンドオーバー履歴情報から、上記メッセージ受信時刻から既定時間だけ前の時刻までの期間にハンドオーバー履歴情報にエントリが存在する基地局のECGIを抽出する。そして、それぞれの基地局について上記期間のハンドオーバー発生回数をハンドオーバー履歴情報の該当するエントリの数から算出し、本シーケンス実行時点の時刻、上記ECGI、及びハンドオーバー発生回数の組み合わせからなるエントリをエリア境界基地局情報に追加する。また同時に、登録時刻が本シーケンス実行時点よりも上記期間だけ前の時点以前のエントリをエリア境界基地局情報から削除する（2308）。最後にTMSは上記メッセージキューから上記受信メッセージを削除し（2309）、本処理を終了する。
【００８１】
一方、受信メッセージのメッセージ種別がS4 Modify Bearer Request以外の場合、及び受信したS4 Modify Bearer RequestメッセージのRAT Type情報要素の値が”UTRAN”とは異なる場合、TMSは本処理を終了する。
【００８２】
このように本実施例のTMSは、エリア境界基地局判定処理フローを実行することで、自動的にエリア境界基地局情報を更新できる。これによりモバイル事業者は、LTE基地局の増設及び減設や設定パラメータの変更によるLTE基地局の動作特性の変更に対して、本実施例のTMSサーバへのパラメータ設定等の運用手順を踏む必要がないという利点がある。
【００８３】
なお、S11 I/FとS4 I/FのGTPv2トンネルのTEIDは特定のIMSIに対して常に同一のTEIDが割り当てられる。そのため、TEIDが一致する基地局在圏加入者情報のエントリを検索することで、上記S4 Modify Bearer Requestメッセージの対象となる加入者の携帯電話端末を特定できる。
【００８４】
なお、TMSが、エリア境界基地局に在圏する携帯電話端末ごとの利用可能帯域幅を制限するようPGWに指示する処理フローについては、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【実施例３】
【００８５】
本実施例では、加入者の携帯電話端末が3GPP規定のE-UTRAN無線アクセス網から3GPP2規定のeHRPD方式無線アクセス網または3GPP規定のUTRAN無線アクセス網へハンドオーバーする場合のトラフィック管理サーバの実施例を示す。
【００８６】
図２５は、本実施例のネットワークシステム全体の構成例を表す。本システムはトラフィック管理サーバ（以下、TMS）、パケット詳細解析装置（以下、DPI）、モバイルコア網、携帯電話端末を収容するE-UTRAN無線アクセス網（以下、E-UTRAN）、携帯電話端末を収容するUTRAN無線アクセス網（以下、UTRAN）、携帯電話端末を収容するeHRPD無線アクセス網（以下、eHRPD網）、パケットデータネットワーク（以下、PDN）から構成される。さらにモバイルコア網はMME（Mobility  Management  Entity）、SGW(Serving  GateWay)、PGW(Packet  data  network  GateWay)、SGSN（Serving GPRS Support Node）、HSGW（HRPD Serving Gateway）から構成される。
【００８７】
上記DPIは、上記MMEと上記SGWを接続するS11 I/F、及び上記MMEと上記SGSNを接続するS4 I/Fを監視する。そして、これらのI/Fで取得した制御メッセージをTMSへ転送する。
【００８８】
また、上記TMSは、DPIから受信した制御メッセージに基づいて、E-UTRANからUTRANへのハンドオーバーあるいはE-UTRANからeHRPD網へのハンドオーバーが発生している基地局に在圏する携帯電話端末を判定し、それらの携帯電話端末ごとの利用可能帯域幅を制限するよう、PGWに指示する。
【００８９】
図２６は、本実施例の帯域制限加入者情報の構成例を表す。実施例1のTMSの帯域制限加入者情報との違いは、各エントリに制限帯域幅を指定するための欄を追加した点である。TMSは端末種別情報（図１１）に基づいて端末ごとにハンドオーバー先の基地局の無線アクセス方式の最大通信速度に応じた制限帯域幅を指定する。
【００９０】
例えば、本実施例のTMSは、LTEとHSPA+に対応している1つ目のエントリの加入者の携帯電話端末の制限帯域幅を10Mbpsに、LTEとeHRPDに対応している2つ目のエントリの加入者の携帯電話端末の制限帯域幅を5Mbpsに設定する。
【００９１】
このようにTMSがエリア境界基地局に在圏する加入者の携帯電話端末に対してそれらの対応無線アクセス方式の違いに応じた制限帯域幅を設定できると、加入者の携帯電話端末がエリア境界基地局以外のLTE基地局から、エリア境界基地局を経由して、HSPA+基地局あるいはeHRPD基地局へハンドオーバーする際に、加入者の携帯電話端末の利用可能帯域幅の変化率を一定にし、パケットロスの総量を最小化できる。これにより、加入者のパケットデータ通信の体感品質の劣化を最小限に抑えられる効果がある。
【００９２】
なお、TMSがエリア境界基地局を判定する処理フロー、及び、エリア境界基地局に在圏する携帯電話端末ごとの利用可能帯域幅を制限するようPGWに指示する処理フロー、については、実施例１、２と同様であるため、説明を省略する。
【実施例４】
【００９３】
本実施例では、加入者の携帯電話端末が第一のモバイル事業者の3GPP規定のE-UTRAN無線アクセス網から、第二のモバイル事業者の3GPP2規定のeHRPD方式無線アクセス網へローミングする場合のトラフィック管理サーバの実施例を示す。
【００９４】
図２７は、本実施例のネットワークシステム全体の構成例を表す。本システムはトラフィック管理サーバ（以下、TMS）、パケット詳細解析装置（以下、DPI）、モバイルコア網、携帯電話端末を収容するE-UTRAN無線アクセス網（以下、E-UTRAN）、携帯電話端末を収容するeHRPD無線アクセス網（以下、eHRPD網）、パケットデータネットワーク（以下、PDN）から構成される。さらにモバイルコア網はMME（Mobility  Management  Entity）、SGW(Serving  GateWay)、PGW(Packet  data  network  GateWay)、訪問先モバイルコア網はHSGW（HRPD Serving Gateway）から構成される。
【００９５】
上記DPIは、上記MMEと上記SGWを接続するS11 I/F、および上記PGWと上記HSGWを接続するS2a I/Fを監視する。そして、これら2つのI/Fで取得した制御メッセージをTMSへ転送する。
【００９６】
また、上記TMSは、DPIから受信した制御メッセージに基づいて、第一のモバイル事業者のE-UTRANから第二のモバイル事業者eHRPD網へのローミングが発生している基地局に在圏する携帯電話端末を判定し、それらの携帯電話端末ごとの利用可能帯域幅を制限するよう、PGWに指示する。
【００９７】
図２８は、本実施例のTMSのローミング履歴情報の構成例を表す。TMSはエリア境界基地局下に在圏しており、ローミングした加入者の携帯電話端末を管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、TMSがエントリを作成あるいはTMSが加入者の携帯電話のローミングを検知した時刻、ローミングした加入者の携帯電話端末のIMSI、ローミング先のHSGWを識別するHSGW ID(IP Address)の組み合わせにより構成される。
【００９８】
この実施例では、TMSによる監視が開始されてから３台の加入者の携帯電話端末全てがローミングし、そのローミング先のHSGWがすべて同じであったことを表している。
【００９９】
図２９は、本実施例のTMSの基地局在圏加入者情報の構成例を表す。TMSは加入者の携帯電話端末がどの基地局下に在圏しているかを管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、TMSが加入者の在圏を検知した時刻、加入者の携帯電話端末のIMSI、S11 I/FのMME側のTEID、加入者の携帯電話端末に割り当てられたIPアドレス、加入者の携帯電話端末が在圏する基地局のECGIの組み合わせにより構成される。
【０１００】
図３０は、本実施例のTMSのエリア境界基地局情報の構成例を表す。TMSはモバイル事業者の基地局のうちで加入者の携帯電話端末のローミングが発生したかを管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、エントリが新規作成された時刻又はTMSが加入者の携帯電話のローミングを検知した時刻、エリア境界基地局と判定された基地局の識別子、１時間あたりのローミング回数、発生したハンドオーバーのうちローミングが発生した比率の組み合わせにより構成される。
【０１０１】
図３１は、本実施例のTMSのローミング事業者情報の構成例を表す。TMSは、ローミング事業者それぞれについて対応する無線アクセス網種別を管理するために本情報を使用する。本情報の各エントリは、ローミング事業者のネットワークを表すIPアドレスのブロック、オペレータ名、LTE-Aへの対応有無を表す識別子、LTEへの対応有無を表す識別子、HSPA+への対応有無を表す識別子、eHRPDへの対応有無を表す識別子の組み合わせにより構成される。
【０１０２】
この実施例では、ローミング事業者はeHRPDに対応していることを表す。つまり、このローミング事業者へローミングする際はLTEセルからeHRPD対応基地局のセルにハンドオーバーする。
【０１０３】
TMSはこのローミング事業者情報を参照することにより、ローミング先の無線アクセス網種別に応じて選択的に利用可能帯域幅を指定可能となる。例えば、eHRPD方式よりも理論最大通信速度が高いHSPA+方式の携帯電話端末に対して、eHRPD方式の携帯電話端末よりも広い制限帯域幅を適用できる。
【０１０４】
図３２は、本実施例のTMSのエリア境界基地局判定に伴うメッセージシーケンスの例を表す。シーケンス１からシーケンス１４は図１３と同様である。
【０１０５】
シーケンス１５にてハンドダウンの実施が判断され、シーケンス１６でハンドダウン処理が実施される。シーケンス１７にてeHRPDからProxy Binding UpdateメッセージがPGWに送信される。このときTMSはDPI経由でProxy Binding Updateメッセージを取得し、後述の図３３および図３４のフローによりローミング判定を実施する。
【０１０６】
シーケンス１８によりシーケンス１７への応答が行われ、シーケンス１９により移動元のリソースが解放される。シーケンス２０によりS-GWからリソースを解放するDelete Bearer RequestメッセージがMMEへ送信される。このときTMSはDPI経由で当該Delete Bearer Requestメッセージを取得し、後述の図３３のフローによりエリア境界基地局の判定を実施する。
【０１０７】
シーケンス２１およびシーケンス２２により、シーケンス１９およびシーケンス２０への応答が行われ、シーケンス２３、シーケンス２４、シーケンス２５によりLTEの無線リソースの解放が行われる。
【０１０８】
図３３は、本実施例のTMSのエリア境界基地局判定フローの例を表す。ステップ３２０１にてTMSは、DPIからの受信メッセージをキューから読み込みこみ、ステップ３２０２にて当該受信メッセージのヘッダ情報によりメッセージ種別を判定する。
【０１０９】
TMSは、メッセージ種別をS11 Delete Bearer Requestと判定すると、ステップ３２０３にて当該メッセージの情報要素であるcauseがRAT changed from 3GPP to Non-3GPPであるかを判定する。Noであった場合、本処理フローは終了する。YESであった場合、ステップ３２０４にてTMSは当該メッセージのペイロードからS11 TEIDを取得し、ステップ３２０５にて基地局在圏加入者情報からTEIDが上記取得したS11 TEIDを一致するエントリを検索する。ステップ３２０６にてTMSは上記取得したエントリのIMSIおよびECGIを取得し、ステップ３１０７にてDPIでのメッセージ受信時刻、上記取得したIMSIおよびECGI、RAT種別”Non-3GPP”のエントリをハンドオーバー履歴情報に追加する。ステップ３２０８にてTMSはハンドオーバー履歴情報から一定時間内の非3GPPハンドオーバー回数を算出し、メッセージ受信時刻と合わせてエリア境界基地局情報を更新する。ステップ３２０９にてTMSは上記DPIからの受信メッセージをキューから削除する。
【０１１０】
TMSは、ステップ３２０２でメッセージ種別をS2a GTP: Create Session RequestまたはS2a PMIP: Proxy Binding Updateと判定すると後述の図３４の処理フローを実施する。その他と判定すると本処理フローは終了する。
【０１１１】
図３４は、本実施例のTMSのエリア境界基地局判定フローのメッセージ種別がS2a GTP: Create Session RequestまたはS2a PMIP: Proxy Binding Updateの場合の例を表す。
【０１１２】
TMSはステップ３３０１にてメッセージの外部IPヘッダから送信元IPアドレスを取得するし、ステップ３３０２にて上記取得したIPアドレスがHome PLMNのIPアドレスブロックに含まれるか判定する。含まれなかった場合、本処理フローは終了する。
【０１１３】
TMSはステップ３３０２にて上記取得したIPアドレスがVisited PLMN（訪問先モバイル事業者）のIPアドレスブロックに含まれると判定した場合、ステップ３３０３にてDPIでのメッセージ受信時刻、メッセージに含まれるIMSI、上記取得したIPアドレスの組み合わせからなるエントリをローミング履歴情報に追加する。
【０１１４】
TMSはステップ３３０４にてローミング履歴情報と基地局在圏加入者情報から、ローミングが発生した基地局ごとにローミングの発生回数をカウントし、現在時刻、ECGI、上記ローミング発生回数の組み合わせからなるエントリをエリア境界基地局情報に追加する。
【０１１５】
TMSはステップ３３０５にて上記DPIからの受信メッセージをキューから削除し、本処理フローを終了する。
【０１１６】
なお、TMSが、エリア境界基地局に在圏する携帯電話端末ごとの利用可能帯域幅を制限するよう、PGWに指示する処理フローについては、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  トラフィック管理サーバ
１０１  パケット詳細解析装置
１０２  モバイルコア網
１０３  E-UTRAN無線アクセス網
１０４  eHRPD無線アクセス網
１０５  パケットデータネットワーク
１０６  MME
１０７  SGW
１０８  PGW
１０９  HSGW
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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