特開 2024-175305 通信制御装置、通信制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175305

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】通信制御装置、通信制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 48/06 20090101AFI20241211BHJP

   H04W 28/10 20090101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

H04W48/06

H04W28/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092986

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】591280485

【氏名又は名称】ソフトバンクグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100139066

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】孫 正義

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA28

5K067DD11

5K067EE02

5K067EE10

(57)【要約】

【課題】混雑するエリアにおいて、より適切に通信速度を制御することを可能にする技術を提供すること。
【解決手段】無線通信のトラフィックデータを取得する取得部と、前記トラフィックデータに基づいて、前記無線通信が混雑するエリアを検知する検知部と、前記無線通信が混雑するエリアに存在する端末に対して、無線通信が混雑する時間帯の間、通信速度の上限を設定する制御部と、を有する通信制御装置を提供する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信のトラフィックデータを取得する取得部と、
前記トラフィックデータに基づいて、前記無線通信が混雑するエリアを検知する検知部と、
前記無線通信が混雑するエリアに存在する端末に対して、無線通信が混雑する時間帯の間、通信速度の上限を設定する制御部と、
を有する、通信制御装置。

【請求項2】

前記検知部は、前記トラフィックデータに基づいて、更に、前記無線通信が混雑する時間帯を予測する、
請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項3】

前記取得部は、地域属性に関するデータを取得し、
前記検知部は、前記取得部で取得された地域属性に関するデータと前記トラフィックデータとに基づいて、前記無線通信が混雑するエリア及び前記無線通信が混雑する時間帯を予測する、
請求項２に記載の通信制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記端末に対して、前記無線通信が混雑する時間帯の間、前記端末が存在するエリアの地域属性に応じた前記通信速度の上限を設定する、
請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記端末に対して、前記無線通信が混雑する時間帯の間、前記端末が受信又は送信するデータ種別に応じた前記通信速度の上限を設定する、
請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記端末に対して、前記無線通信が混雑する時間帯の間、前記端末が契約する通信キャリアに応じた前記通信速度の上限を設定する、
請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記通信速度の上限を設定することを、コアネットワーク装置、又は、前記無線通信が混雑するエリアに対応する基地局に指示する、
請求項１に記載の通信制御装置。

【請求項8】

無線通信のトラフィックデータを取得するステップと、
前記トラフィックデータに基づいて、前記無線通信が混雑するエリアを検知するステップと、
前記無線通信が混雑するエリアに存在する端末に対して、無線通信が混雑する時間帯の間、通信速度の上限を設定するステップと、
を含む、通信制御装置が実行する通信制御方法。

【請求項9】

無線通信のトラフィックデータを取得するステップと、
前記トラフィックデータに基づいて、前記無線通信が混雑するエリアを検知するステップと、
前記無線通信が混雑するエリアに存在する端末に対して、無線通信が混雑する時間帯の間、通信速度の上限を設定するステップと、
を含む、コンピュータに実行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、通信制御装置、通信制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、ＭＮＯ（Mobile Network Operator）やＭＶＮＯ（Mobile Virtual Network Operator）を含む様々な無線通信キャリアが、様々な無線通信サービスを提供している。例えば、特許文献１には、携帯電話網の通信状況に応じて自動でプロファイルを切り替える技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第７２８４８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

無線通信は、有限なリソースである無線を利用していることから、同一のエリアで多数の端末が同時に通信を行うと、端末あたりの通信速度が低下してしまう。

【0005】

そこで、本発明は、混雑するエリアにおいて、より適切に通信速度を制御することを可能にする技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る通信制御装置は、無線通信のトラフィックデータを取得する取得部と、前記トラフィックデータに基づいて、前記無線通信が混雑するエリアを検知する検知部と、前記無線通信が混雑するエリアに存在する端末に対して、無線通信が混雑する時間帯の間、通信速度の上限を設定する制御部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、混雑するエリアにおいて、より適切に通信速度を制御することを可能にする技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る無線通信システムの一例を示す図である。

【図2】通信制御装置のハードウェア構成例を示す図である。

【図3】通信制御装置の機能ブロック構成例を示す図である。

【図4】通信制御装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

【0010】

＜システム構成＞
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の一例を示す図である。無線通信システム１は、端末１０に対し無線通信サービスを提供するシステムであり、１以上の基地局２０、コアネットワーク３０、通信制御装置４０及びＮＷ管理システム５０を含む。無線通信システム１は、例えば、３ＧＰＰ（登録商標）（Third Generation Partnership Project）で規定される、３Ｇ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、５Ｇ及び６Ｇ以降の無線通信技術に対応してもよい。

【0011】

端末１０は、例えば、スマートフォン、携帯電話、パーソナルコンピュータ、車載端末、車載装置、テレマティクス制御ユニット（TCU : Telematics control unit）等である。端末１０は、ＵＥ（User Equipment）と呼ばれてもよい。

【0012】

基地局２０は、アンテナを備えており、１以上のセルを形成する。基地局２０は、NB（NodeB）、eNB（enhanced NodeB）、gNB（gNodeB）などと呼ばれてもよい。

【0013】

コアネットワーク３０は、外部ネットワークに接続されており、端末１０が存在する位置の管理、端末１０と外部ネットワーク間を流れるデータのルーティング制御、ＱｏＳ（Quality of Service）制御、ユーザの契約情報の管理等を行う装置である。コアネットワーク３０は、複数の物理装置群から構成されていてもよいし、複数の論理機能群から構成されていてもよい。外部ネットワークは、インターネット及び企業内ネットワーク等を含む。

【0014】

通信制御装置４０は、エリアの混雑状況、ユーザの契約情報、基地局２０及びコアネットワーク３０の負荷状況等に基づいて、端末１０の通信速度を制御する。なお、図１の例では、通信制御装置４０はコアネットワーク３０とは別のものとして図示されているが、本実施形態がこの態様に限定されるものではない。通信制御装置４０は、コアネットワーク３０とは異なる装置であってもよいし、コアネットワーク３０の一部であってもよい。また、コアネットワーク３０の一部である場合、通信制御装置４０は、３ＧＰＰ（登録商標）で規定されるＰＧＷ（Packet data network Gateway）又はＵＰＦ（User Plane Function）であってもよい。

【0015】

ＮＷ管理システム５０は、基地局２０及びコアネットワーク３０の状態監視及び基地局２０及びコアネットワーク３０に対する各種制御を行う。ＮＷ管理システム５０は、例えば、過去及び現在のトラフィックデータを、セル単位、基地局２０単位、コアネットワーク３０単位（より詳細にはＰＧＷ単位及びＵＰＦ単位）で管理するようにしてもよい。

【0016】

＜ハードウェア構成＞
図２は、通信制御装置４０のハードウェア構成例を示す図である。通信制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）等のプロセッサ１１、メモリ（例えばＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory））、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）及び／又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置１２、有線又は無線通信を行うネットワークＩＦ（Network Interface）１３、入力操作を受け付ける入力装置１４、及び情報の出力を行う出力装置１５を有する。入力装置１４は、例えば、キーボード、タッチパネル、マウス及び／又はマイク等である。出力装置１５は、例えば、ディスプレイ、タッチパネル及び／又はスピーカ等である。

【0017】

＜機能ブロック構成＞
図３は、通信制御装置４０の機能ブロック構成例を示す図である。通信制御装置４０は、記憶部１００と、取得部１０１と、検知部１０２と、制御部１０３とを含む。記憶部１００は、通信制御装置４０が備える記憶装置１２を用いて実現することができる。また、取得部１０１と、検知部１０２と、制御部１０３とは、通信制御装置４０のプロセッサ１１が、記憶装置１２に記憶されたプログラムを実行することにより実現することができる。また、当該プログラムは、記憶媒体に格納することができる。当該プログラムを格納した記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体（Non-transitory computer readable medium）であってもよい。非一時的な記憶媒体は特に限定されないが、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ又はＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）等の記憶媒体であってもよい。

【0018】

記憶部１００は、取得部１０１が取得した各種のデータを格納する。

【0019】

取得部１０１は、無線通信の混雑状況に関するトラフィックデータを、基地局２０、コアネットワーク３０及び／又はＮＷ管理システム５０から取得する。

【0020】

検知部１０２は、取得部１０１で取得されたトラフィックデータに基づいて、無線通信が混雑するエリア（以下、「混雑エリア」という）を検知する。例えば、検知部１０２は、取得部１０１で取得された最新のトラフィックデータに基づいて、現在の混雑エリアをリアルタイムで検知するようにしてもよい。つまり、検知部１０２は、現在混雑しているエリアを検知するようにしてもよい。

【0021】

また、検知部１０２は、取得部１０１で取得されたトラフィックデータに基づいて、混雑エリア及び無線通信が混雑する時間帯（以下、「混雑時間帯」という）を検知するようにしてもよい。つまり、検知部１０２は、過去及び／又は最新のトラフィックデータの傾向から、将来混雑すると考えられるエリア及び時間帯を検知するようにしてもよい。

【0022】

制御部１０３は、混雑エリアに存在する端末１０に対して、混雑時間帯の間、通信速度の上限を設定する。例えば、検知部１０２が現在の混雑エリアをリアルタイムで検知する場合、制御部１０３は、検知部１０２によって当該混雑エリアが混雑していると検知されている時間帯の間、当該混雑エリアに存在する端末１０に対して通信速度の上限を設定する。一方、検知部１０２が、将来の混雑時間帯を予測する場合、制御部１０３は、検知された混雑時間帯の間、混雑エリアに存在する端末１０に対して通信速度の上限を設定する。

【0023】

＜処理手順＞
図４は、通信制御装置４０が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0024】

ステップＳ１０で、取得部１０１は、コアネットワーク３０又はＮＷ管理システム５０から、トラフィックデータを取得する。トラフィックデータは、時間推移、すなわち、過去から現在までのトラフィック量を所定間隔（例えば１分毎等）で表すデータであってもよい。トラフィックデータは、例えば、無線通信エリア（例えばセル）ごとのトラフィック量（上りデータ量及び／又は下りデータ量等）を示すデータ、基地局２０ごとのトラフィック量を示すデータ、無線通信エリアに存在（在圏）する端末１０の数を示すデータ、同一の無線通信エリアに存在する複数の端末１０の平均トラフィック量（例えば、上りデータ及び下りデータの平均通信速度）の時間推移を示すデータ、及び／又は、基地局２０の処理負荷（ＣＰＵ使用率、メモリ使用率等）を示すデータ等であってもよい。なお、上りデータは、端末１０から外部ネットワークに向かって流れるデータを意味し、下りデータは、外部ネットワークから端末１０に向かって流れるデータを意味する。

【0025】

また、取得部１０１は、無線通信エリアの地域属性に関するデータ（以下、「地域属性データ」という）を取得するようにしてもよい。地域属性の例として、例えば、駅周辺のエリアである、住宅地である、ショッピングセンターが存在するエリアである、企業が多いエリアである、お祭りが開催されるエリアである等が挙げられる。また、取得部１０１は、天候予測データ、イベント開催予定データ、及び／又は、人流予測データを取得してもよい。天候予測データは、例えば天気予報であってもよい。イベント開催予定データは、将来開催されるイベントについての開催日時及び場所を示す。人流予測データは、時間の経過とともに人の流れが変化する様子を予測したデータである。

【0026】

ステップＳ１１で、検知部１０２は、ステップＳ１０で取得したトラフィックデータ等から、混雑エリア及び混雑時間帯を検知する。

【0027】

例えば、検知部１０２は、所定期間前（特に限定されないが、例えば１０分前など）から現在までのトラフィック量が所定の閾値以上である無線通信エリアを、混雑エリアであると検知するようにしてもよい。例えば、検知部１０２は、同一の無線通信エリアに位置する全端末１０の端末１０ごとの平均通信速度が所定の閾値以下である無線通信エリアを、混雑エリアであると検知するようにしてもよい。検知部１０２が検知する混雑エリアの単位は、セル単位であってもよいし、複数のセルを含む単位（例えば都道府県単位及び／又は市区町村単位等）であってもよい。

【0028】

また、検知部１０２は、取得部１０１により取得された無線通信エリアの地域属性データとトラフィックデータとに基づいて、混雑エリア及び混雑時間帯を検知するようにしてもよい。例えば、ショッピングセンターＡが存在するセルの１７時～１９時までのトラフィック量は、１４時～１５時のトラフィック量の２倍になるという傾向が存在すると仮定する。この場合、検知部１０２は、エリアＡにはショッピングセンターＡが存在し、エリアＡの現在（１５時）のトラフィック量を考慮すると、夕方の１７時～１９時の間のトラフィック量は所定の閾値を超えることから、エリアＡは、１７時～１９時の間、混雑エリアに該当するなどと判断するようにしてもよい。

【0029】

また、検知部１０２は、取得部１０１により取得された天候予測データ、イベント開催予測データ及び人流予測データのうち少なくとも１つと、トラフィックデータとに基づいて、混雑エリア及び混雑時間帯を推定するようにしてもよい。例えば、検知部１０２は、エリアＡのトラフィック量は常に所定の閾値未満であるが、１７時～１８時にイベントが開催されることを考慮すると、１７時～１８時のエリアＡは混雑エリアに該当するなどと判断するようにしてもよい。また、エリアＡのトラフィック量は常に所定の閾値未満であるが、人流予測データによれば、エリアＡには１２月３１日午後９時～１月１日午前３時の間に人の数が増加すると予想されていると仮定する。この場合、検知部１０２は、１２月３１日午後９時～１月１日午前３時のエリアＡは混雑エリアに該当するなどと判断するようにしてもよい。

【0030】

また、検知部１０２は、混雑エリアにおける混雑度合い（混雑レベル）を、混雑エリアごとに複数の段階で検知するようにしてもよい。例えば、トラフィック量がＡ以上Ｂ未満の場合は混雑度合い１、トラフィック量がＢ以上Ｃ未満の場合は混雑度合い２、トラフィック量がＣ以上Ｄ未満の場合は混雑度合い３、トラフィック量がＤ以上の場合は混雑度合い４であると定義されているものとする。この場合、検知部１０２は、エリアＡのトラフィック量がＢ以上Ｃ以上である場合、エリアＡは混雑エリアであり混雑度合いは２であると判断するようにしてもよい。

【0031】

また、検知部１０２は、推定した混雑エリアを、カラーマップ等を用いてディスプレイ等に表示するようにしてもよい。

【0032】

ステップＳ１２で、制御部１０３は、現在時刻が、ステップＳ１１で推定した混雑時間帯に該当する間、ステップＳ１１で推定された混雑エリアに存在する端末１０に対し、通信速度の上限を設定する。例えば、検知部１０２が、混雑エリアＡにおける混在時間帯は１０時～１２時であると予測した場合、制御部１０３は、１０時～１２時の間、混雑エリアＡに存在する端末１０に対し、通信速度の上限を設定する。

【0033】

また、制御部１０３は、検知部１０２がリアルタイムで混雑エリアを検知する場合、検知部１０２より当該エリアが混雑していると検知されている間、当該混雑エリアに存在する端末１０に対し、通信速度の上限を設定する。例えば、検知部１０２がエリアＢは混雑エリアに該当すると判断している間、制御部１０３は、エリアＢに存在する端末１０に対して通信速度の上限を設定し続ける。また、検知部１０２がエリアＢは混雑エリアに該当しなくなったと判断した場合、通信速度の上限の設定を解除する。

【0034】

制御部１０３が設定する通信速度の上限は、例えば、１Ｍｂｐｓ、３Ｍｂｐｓ、５Ｍｂｐｓ、１０Ｍｂｐｓなど、混雑していないエリアにおける通信速度（例えばＬＴＥの場合は７５Ｍｂｐｓ～１００Ｍｂｐｓ程度）よりも低い値に設定される。

【0035】

また、制御部１０３は、混雑エリアの混雑度合いに応じて通信速度の上限を変更するようにしてもよい。この場合、制御部１０３は、混雑エリアに存在する端末１０に対し、混雑エリアの混雑度合いに応じて予め設定された通信速度の上限に従って、通信速度の上限を設定するようにしてもよい。例えば、混雑度合い１に対応する通信速度の上限は１０Ｍｂｐｓ、混雑度合い２に対応する通信速度の上限は５Ｍｂｐｓ、混雑度合い３に対応する通信速度の上限は１Ｍｂｐｓと定められているものとする。この場合、制御部１０３は、混雑度合いが２である混雑エリアに存在する端末１０に対して、通信速度の上限を５Ｍｂｐｓに設定し、混雑度合いが１である混雑エリアに存在する端末１０に対して、通信速度の上限を１０Ｍｂｐｓに設定するようにしてもよい。

【0036】

また、制御部１０３は、混雑エリアに存在する端末１０に対し、各端末１０を利用するユーザの契約条件に関わらず、通信速度の上限を同一値に設定するようにしてもよい。例えば、制御部１０３は、データ量を無制限に利用可能な料金プランの端末１０と、利用可能なデータ量に上限が設定されている料金プランの端末１０とに対し、通信速度の上限を同一値に設定するようにしてもよい。

【0037】

また、制御部１０３は、混雑エリアに存在する端末１０に対し、混雑時間帯の間、端末１０が存在するエリアの地域属性に応じた通信速度の上限を設定するようにしてもよい。例えば、制御部１０３は、駅周辺のエリア、ショッピングモールが存在するエリア、コンサートが開催されているエリア、ビール祭りが開催されているエリアなど、通信速度の上限を、地域属性に応じて異なる値に設定するようにしてもよい。一例として、制御部１０３は、駅周辺には動画を視聴するユーザが多いと予想されることから通信速度の上限を１０Ｍｂｐｓに設定し、ビール祭り会場は、ユーザ数は多いもののユーザ一人当たりのデータ使用量は多くないと予想されることから、通信速度の上限を１Ｍｂｐｓに設定するというように、地域属性に応じた通信速度の上限を設定するようにしてもよい。

【0038】

また、制御部１０３は、混雑エリアに存在する端末１０に対して、混雑時間帯の間、当該端末１０が受信又は送信するデータ種別に応じた通信速度の上限を設定するようにしてもよい。つまり、通信するデータの中身に応じて、端末１０ごとに通信速度の上限を設定するようにしてもよい。なお、データ種別の例として、例えば、動画データ、音楽データ、Ｗｅｂデータ、ＳＮＳデータ、特定のアプリケーションのデータが挙げられる。

【0039】

例えば、画質が中程度の動画であれば、１分あたり５Ｍｂｙｔｅのデータ量であるから、理論上は、８３ｋｂｐｓの通信速度があれば足りる。そこで、制御部１０３は、中程度の動画を視聴しているユーザの端末１０には、通信速度の上限を３Ｍｂｐｓに設定するようにしてもよい。一方で、大人数でテレビ会議を実施しているユーザの端末１０には、テレビ会議が安定するように、通信速度の上限を１０Ｍｂｐｓに設定するようにしてもよい。また、単にＷｅｂブラウジングを行っているユーザの端末１０には、通信速度の上限を１Ｍｂｐｓに設定するようにしてもよい。また、地図アプリケーションを利用しているユーザの端末１０には、地図の更新がスムーズに行われるようにするため、通信速度の上限を３Ｍｂｐｓに設定するようにしてもよい。

【0040】

また、制御部１０３は、混雑エリアに存在する端末１０に対して、混雑時間帯の間、端末１０が契約する通信キャリアに応じた通信速度の上限を設定するようにしてもよい。ここで、同一の無線通信システム１を利用する複数の通信キャリアＡ及びＢが存在するものとする。この場合、制御部１０３は、通信キャリアＡと契約しているユーザの端末１０に対しては、通信速度の上限を１Ｍｂｐｓに設定し、通信キャリアＢと契約しているユーザの端末１０に対しては、通信速度の上限を５Ｍｂｐｓに設定するようにしてもよい。

【0041】

制御部１０３は、以上説明した通信速度の制御方法を任意に組み合わせるようにしてもよい。例えば、制御部１０３は、通信キャリアＡと契約しており、かつ、データ種別が中画質の動画を視聴しているユーザの端末１０については３Ｍｂｐｓに設定し、通信キャリアＢと契約しており、かつ、データ種別が中画質の動画を視聴しているユーザの端末１０については１０Ｍｂｐｓに設定するようにしてもよい。また、制御部１０３は、通信キャリアＡと契約しており、かつ、データ種別がＷｅｂブラウジングであるユーザの端末１０については１Ｍｂｐｓに設定し、通信キャリアＢと契約しており、かつ、データ種別がＷｅｂブラウジングであるユーザの端末１０については２Ｍｂｐｓに設定するようにしてもよい。

【0042】

また、制御部１０３は、通信速度の上限を設定することを、コアネットワーク３０、又は、混雑エリアに対応する基地局２０に指示するようにしてもよい。例えば、制御部１０３は、混雑エリアを構成するセルの識別子と通信速度の上限値とをコアネットワーク３０又は基地局２０に送信することで、混雑エリアに存在する端末１０の通信速度が上限以下になるように制御してもよい。

【0043】

＜まとめ＞
以上説明した実施形態によれば、混雑するエリアにおいて、より適切に通信速度を制御することを可能にすることが可能になる。

【0044】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態で説明したフローチャート、シーケンス、実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0045】

１ 無線通信システム、１０ 端末、１１ プロセッサ、１２ 記憶装置、１３ ネットワークＩＦ、１４ 入力装置、１５ 出力装置、２０ 基地局、３０ コアネットワーク、４０ 通信制御装置、５０ ＮＷ管理システム、１００ 記憶部、１０１ 取得部、１０２ 検知部、１０３ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】