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公開番号2025047801
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023156517
出願日2023-09-21
発明の名称災害情報に基づいてネットワーク機能の制御を行う制御装置、制御方法、及びプログラム
出願人KDDI株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H04W 28/16 20090101AFI20250326BHJP(電気通信技術)
要約【課題】移動通信システムにおいて、通信トラフィックの処理に必要なリソースの割当を通信の需要に応じて行うこと。
【解決手段】第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)のセルラ通信規格におけるユーザプレーンファンクション(UPF)が実装される処理装置のリソースを制御する制御装置は、災害の発生を特定する災害情報を取得し、前記災害情報に基づいて、災害の影響を受ける地域を特定し、特定された地域に関連付けられた、又は、当該地域に位置する端末に関連付けられるUPFに割り当てるリソースを増加するように処理装置のリソースの設定を行う。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のセルラ通信規格におけるユーザプレーンファンクション（ＵＰＦ）が実装される処理装置のリソースを制御する制御装置であって、
災害の発生を特定する災害情報を取得する取得手段と、
前記災害情報に基づいて、前記災害の影響を受ける地域を特定する特定手段と、
前記ＵＰＦのために割り当てる前記処理装置のリソースの設定を行う設定手段であって、前記災害情報により災害の発生が検出された場合に、前記特定手段により特定された地域に関連付けられた、又は、当該地域に位置する端末に関連付けられる前記ＵＰＦに割り当てる前記リソースを増加するように前記設定を行う前記設定手段と、を有する
ことを特徴とする制御装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記設定手段は、前記特定手段により特定された地域に関する所定の条件が満たされた場合に、前記ＵＰＦに割り当てるリソースを増加する
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記所定の条件は、前記特定手段により特定された地域に位置する前記端末の数が所定の数を超えたことを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記所定の条件は、前記特定手段により特定された地域に位置する前記端末により送信されることが予測される通信トラフィック量である潜在トラフィック量が、前記ＵＰＦの処理能力に基づく第１の閾値を超えたことを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記所定の条件は、前記特定手段により特定された地域に位置する前記端末により送信されることが予測される通信トラフィック量である潜在トラフィック量と、他のＵＰＦから前記ＵＰＦに流入することが予測される流入トラフィック量との合計が、前記ＵＰＦの処理能力に基づく第１の閾値を超えたことを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記特定手段により特定された地域に位置する前記端末の数と、災害の大きさに関連付けられた係数とを用いて前記潜在トラフィック量を推定する
ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項７】
前記設定手段は、前記他のＵＰＦが正常に動作していることが検出された場合に、前記流入トラフィック量を処理するために割り当てた量のリソースを前記ＵＰＦのリソースから解放する
ことを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項８】
前記設定手段は、前記災害情報により災害の発生が検出されたことに基づいて前記ＵＰＦに割り当てるリソースを増加した後に、前記ＵＰＦに割り当てられたリソースの利用率が第２の閾値以下となった場合に、増加した量の前記ＵＰＦのリソースを解放する
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のセルラ通信規格におけるユーザプレーンファンクション（ＵＰＦ）を実行する処理装置のリソースを制御する制御装置により実行される制御方法であって、
災害の発生を特定する災害情報を取得する取得工程と、
前記災害情報に基づいて、前記災害の影響を受ける地域を特定する特定工程と、
前記ＵＰＦのために割り当てる前記処理装置のリソースの設定を行う設定工程であって、前記災害情報により災害の発生が検出された場合に、前記特定工程により特定された地域に関連付けられた、又は、当該地域に位置する端末に関連付けられる前記ＵＰＦに割り当てる前記リソースを増加するように前記設定を行う前記設定工程と、を有する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のセルラ通信規格におけるユーザプレーンファンクション（ＵＰＦ）を実行する処理装置のリソースを制御する制御装置に備えられたコンピュータに、
災害の発生を特定する災害情報を取得する取得させ、
前記災害情報に基づいて、前記災害の影響を受ける地域を特定する特定させ、
前記ＵＰＦのために割り当てる前記処理装置のリソースの設定であって、前記災害情報により災害の発生が検出された場合に、前記特定された地域に関連付けられた、又は、当該地域に位置する端末に関連付けられる前記ＵＰＦに割り当てる前記リソースを増加するように設定をさせる
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、ネットワーク機能のリソース制御を行う技術に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
移動通信システムが通信基盤から生活基盤へと進化しており、移動通信システムに対する信頼性の確保が求められている。特に、日本では数年に一度の頻度で大規模な地震等の災害が発生しており、移動通信システム又はサービスへの地震等による被害の影響を抑えるために、様々なシステムが開発されている。例えば、特許文献１には、地震情報における震度の予測値に基づいて、通信経路を切り替える技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１３５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、実際に災害が生じた場合、災害の影響を受けた地域において、一時的に大量の通信トラフィックが生じる可能性がある。特許文献１の技術は、このような状況には対応できない。本発明は、移動通信システムにおいて、通信トラフィックの処理に必要なリソースの割当を通信の需要に応じて行う技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様による制御装置は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のセルラ通信規格におけるユーザプレーンファンクション（ＵＰＦ）が実装される処理装置のリソースを制御する制御装置であって、災害の発生を特定する災害情報を取得する取得手段と、前記災害情報に基づいて、前記災害の影響を受ける地域を特定する特定手段と、前記ＵＰＦのために割り当てる前記処理装置のリソースの設定を行う設定手段であって、前記災害情報により災害の発生が検出された場合に、前記特定手段により特定された地域に関連付けられた、又は、当該地域に位置する端末に関連付けられる前記ＵＰＦに割り当てる前記リソースを増加するように前記設定を行う前記設定手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、移動通信システムにおいて、通信トラフィックの処理に必要なリソースの割当を通信の需要に応じて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
移動通信システムの構成例を示す図である。
管理サーバのハードウェア構成の一例を示す図である。
管理サーバの機能構成の一例を示す図である。
管理サーバの動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち２つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【０００９】
（システム構成）
図１に、本実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す。移動通信システムは、例えば、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ（登録商標））のセルラ通信規格に準拠したセルラ通信システムである。ただし、これに限られず、任意の無線通信規格に準拠した移動通信システムにおいて、以下の議論を適用することができる。移動通信システムは、例えば、端末１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６及び１０７、基地局１１１、１１２、１１３、１１４、１１５及び１１６、ＵＰＦ１２１、１２２及び１２３、データネットワーク１３０、ＴＡ１４１、１４２及び１４３、ＡＭＦ１５０、ＳＭＦ１６０、管理サーバ１７０、及び、災害情報サーバ１８０を含んで構成される。ＵＰＦ、ＴＡ、ＡＭＦ及びＳＭＦは、それぞれ、ＵｓｅｒＰｌａｎｅＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＴｒａｃｋｉｎｇＡｒｅａ、ＡｃｃｅｓｓａｎｄＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＳｅｓｓｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＦｕｎｃｔｉｏｎの略語である。なお、端末１０１～１０７を総称して、端末１００と呼ぶことがある。また、基地局１１１～１１６を総称して、基地局１１０と呼ぶことがある。さらに、ＵＰＦ１２１～１２３を総称して、ＵＰＦ１２０と呼ぶことがある。また、ＴＡ１４１～１４３を総称して、ＴＡ１４０と呼ぶことがある。なお、図１では、３つのＵＰＦ１２１～１２３が、有線ネットワークにより、１つのデータネットワーク１３０に接続されている例を示しているが、ＵＰＦ１２０は、１つ又は２つであってもよく、又は４つ以上であってもよい。また、ＵＰＦ１２０が接続するデータネットワーク１３０が、２つ以上あってもよく、ＵＰＦ１２０のそれぞれが、互いに異なるデータネットワーク１３０に接続していてもよい。同様に、ＵＰＦ１２０に接続している基地局１１０は、それぞれ代表として２つずつが例示されているが、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。また、各ＴＡ１４０を構成する基地局１１０は、それぞれ代表として２つずつが例示されているが、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。さらに、各ＴＡ１４０に対応するＵＰＦ１２０として、それぞれ１つずつが例示されているが、２つ以上があってもよい。各基地局１１０に接続する端末１００は、ゼロ以上であってよく、１つの端末１００が、複数の基地局１１０に同時に接続してもよい。ＡＭＦ１５０、ＳＭＦ１６０、管理サーバ１７０、及び、災害情報サーバ１８０は、それぞれ代表として１つずつが例示されているが、いずれも２つ以上があってよい。各装置間は、有線ネットワーク又は無線ネットワークにより、相互に接続されうる。移動通信システムにおいて、通信のための処理を行う機能のそれぞれは、ネットワーク機能と呼ばれうる。本実施形態において、基地局１１０、ＵＰＦ１２０、ＡＭＦ１５０、ＳＭＦ１６０等は、ネットワーク機能の一例である。
【００１０】
端末１００は、ユーザにより利用される端末であり、無線媒体を介して基地局１１０と無線信号の交換を行う。端末１００は、ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ（ＵＥ）と呼ばれうる。端末１００は、例えば、スマートフォン、モバイルフォン、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、ウェアラブル端末、ＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）端末等を含む。基地局１１０は、無線媒体を介して端末１００と無線信号の交換を行う。基地局１１０は、例えば、ｇＮＢ（ｎｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＮｏｄｅＢ）、ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ）等を含む。ＵＰＦ１２０は、端末１００から送信されたユーザプレーンデータをデータネットワーク１３０へ転送し、データネットワーク１３０から受信したユーザプレーンデータを宛先となる端末１００へ転送するためのルーティング等の接続点機能を提供する。ユーザプレーンデータは、端末１１０とデータネットワーク１３０との間で交換される情報であり、本実施形態において、データと呼ばれることがある。基地局１１０とデータネットワーク１３０との間において、データを転送する際に、複数のＵＰＦ１２０が介在してもよい。データネットワーク１３０は、端末１００に対して、データサービスを提供するネットワークであり、例えば、公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）のＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）サービスネットワーク、インターネット、企業ネットワーク等を含む。ＴＡ１４０は、端末１００の位置登録に用いられるエリアの単位である。ＴＡ１４０は、１つ以上のセルにより構成されうる。セルは、各基地局１１０がカバーする通信可能な範囲である。端末１００は、いずれかのＴＡ１４０内に存在するものとして、その位置がＴＡ１４０と関連付けられて管理されうる。本実施形態において、端末１００がＴＡ１４０内に存在することを、端末１００がＴＡ１４０内に在圏するとも表現する。一例として、ある端末１００を宛先とする通信トラフィックが発生すると、この端末１００と関連付けられて登録されているＴＡ１４０を構成する全ての基地局１１０が、この端末１００に対する呼び出しを行う。ＡＭＦ１５０は、端末１００のネットワークへの登録、接続、移動等の手続きや管理を行う。ＳＭＦ１６０は、端末１００がデータをデータネットワークに送信する際に、セッション管理の機能を提供する。例えば、ＳＭＦ１６０は、端末１００に対するＩＰアドレスの割当、接続先となるＵＰＦ１２０の選択、ＰＤＵ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＵｎｉｔ）のセッション管理等を行う。管理サーバ１７０は、移動通信システムにおけるリソースの管理等を行う。災害情報サーバ１８０は、移動通信システムを構成する各装置に対して災害情報を提供する。災害情報サーバ１８０は、例えば、気象庁により提供される緊急地震速報を提供するサーバである。なお、災害情報サーバ１８０は、津波警報、火災警報、全国瞬時警報等の警報を提供するサーバであってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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