WO2014083960A1 - Packet transfer control device and communications system - Google Patents

Packet transfer control device and communications system Download PDF

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WO2014083960A1
WO2014083960A1 PCT/JP2013/078396 JP2013078396W WO2014083960A1 WO 2014083960 A1 WO2014083960 A1 WO 2014083960A1 JP 2013078396 W JP2013078396 W JP 2013078396W WO 2014083960 A1 WO2014083960 A1 WO 2014083960A1
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WO
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packet
transfer control
congestion
control device
packet transfer
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Application number
PCT/JP2013/078396
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
一範 小澤
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/12Avoiding congestion; Recovering from congestion
    • H04L47/122Avoiding congestion; Recovering from congestion by diverting traffic away from congested entities
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/26Flow control; Congestion control using explicit feedback to the source, e.g. choke packets
    • H04L47/263Rate modification at the source after receiving feedback
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0284Traffic management, e.g. flow control or congestion control detecting congestion or overload during communication

Definitions

  • the present invention relates to a packet transfer control device that performs packet transfer while controlling communication quality for each packet, and a communication system including the same.
  • LTE Long Term Evolution
  • EPC Evolved Packet Core
  • circuit switching for voice calls and videophone calls and packet switching for sending data are configured as separate systems.
  • voice call data, videophone data, content distribution data, and so-called data signals are sent together on the same packet communication path. It is characterized by.
  • so-called smart devices such as smartphones and tablets as well as conventional so-called Galapagos mobiles is accelerating.
  • Patent Document 1 discloses a packet transfer control device that performs packet transfer rate control.
  • the packet transfer control device disclosed in Patent Document 1 includes a line congestion state determination unit, a transfer rate control determination unit, and a packet processing unit.
  • the line congestion state determination unit determines whether the backbone line is congested based on the accumulated packet total amount that is the accumulated value of the packet size for a plurality of packets.
  • the transfer rate control determination unit selects one or more IP (Internet Protocol) flows having a hop count value lower than the threshold value.
  • the packet processing unit determines whether the IP flow selected by the transfer rate control determination unit is a TCP (Transmission Control Protocol) packet.
  • TCP Transmission Control Protocol
  • the packet processing unit performs the following three types of packet processing. Apply. Specifically, 1) In the case of an outgoing packet from the server, the CE (Consultation Experience) bit of ECN (Explicit Connection Notification) is set in the TCP header. 2) In the case of a reply packet returned from the client, the advertisement window size of the TCP header is reduced and changed. 3) In the case of an acknowledgment (Ack) packet, the transmission timing of the packet to the backbone line is delayed. If it is not a TCP packet, the packet is discarded.
  • JP 2004-320452 A ([0051] to [0057])
  • packet transfer control devices for example, EPC P-GW: Packet data network Gateway and S-GW: Serving Gateway
  • QCI Quality Class Identifier Bit
  • MBR Maximum Bit RateRit, GitRiteGitRite, Git
  • QoS Quality of Service
  • An object of the present invention is to provide a packet transfer control device capable of avoiding QoE degradation.
  • One aspect of the present invention is a packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal, the congestion detecting unit detecting congestion of the network, And when the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and the QoS information, a notification requesting an appropriate rate of content is sent in the upstream direction, and the QoS information And a transfer control unit that controls packet transfer based on Another embodiment of the present invention is a packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal, the congestion detecting unit detecting congestion of the network And when the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and the QoS information, a notification requesting content of an appropriate file size is sent in the upstream direction, and And a transfer control unit that controls packet transfer based on QoS information.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a connection configuration of a communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a packet transfer control device used in the communication system shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a rate control unit used in the packet transfer control device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a connection configuration of a communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a packet transfer control device used in the communication system shown in FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a mobile terminal used in the communication system shown in FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • a packet transfer control device 190 shows a configuration using P-GW (Packet data network Gateway) or S-GW (Serving Gateway) or both.
  • the mobile terminal is assumed to be a so-called Galapagos mobile phone, a smartphone, or a tablet.
  • P-GW Packet data network Gateway
  • S-GW Serving Gateway
  • a user A uses a first mobile terminal 170 ⁇ / b> _ ⁇ b> 1 through a mobile network 150 and an IMS (IP Multimedia Subsystem) network 130 via a counterpart network (not shown). VoIP voice communication with a terminal (not shown).
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • VoIP voice communication with a terminal (not shown).
  • a configuration in which the user B downloads Web content from the Web server using the second portable terminal 170_2 during the same time period is illustrated.
  • FIG. 1 shows a configuration for detecting congestion by receiving congestion information by ECN (Explicit Congestion Notification) for an upstream packet sent from a terminal.
  • ECN Exlicit Congestion Notification
  • the eNodeB device 194 detects a congestion state in the wireless network
  • the eNodeB device 194 sets a predetermined value in the ECN field of the IP (internet protocol) header of the downlink packet from the eNodeB device to the mobile terminal, and Send to terminal.
  • the ECN of the IP header part of the upstream packet from the mobile terminal When the mobile terminal detects that the CE (Congestion Experience) bit is set in the ECN field of the IP header part in the packet received from the eNodeB, the ECN of the IP header part of the upstream packet from the mobile terminal to the packet transfer control device It is assumed that the packet transfer control device is notified of the congestion state by setting the CE bit in the field.
  • the first mobile terminal 170_1 sends out the IP address and RTP (real-time transport protocol) port number of the partner terminal from the first mobile terminal 170_1 as a connection request signal for a voice call.
  • connection request signal is transmitted via the eNodeB device 194 and the packet transfer control device 190 to the SIP (Session Initiation Protocol) server 110 disposed in the IMS (IP Multimedia Subsystem) network 130 and the PCRF (Policy and Charging Rules Function). ) Is transferred to at least one of the devices 191. Further, the first mobile terminal 170_1 adds at least one parameter of parameters such as voice call traffic, desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR (Guaranteed Bit Rate) to the connection request signal, The connection request signal to which the parameter is added can be notified to at least one of the SIP server 110 and the PCRF device 191 via the packet transfer control device 190.
  • SIP Session Initiation Protocol
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • PCRF Policy and Charging Rules Function
  • the SIP server 110 receives a connection request signal for a voice call and sends a connection request signal to a partner terminal (not shown) via a partner network (not shown).
  • the SIP server 110 transmits the Ack signal to the first portable terminal 170_1 via the packet transfer control device 190 and the eNodeB device 194.
  • the first portable terminal 170_1 receives this, control signals for voice call are exchanged.
  • the destination terminal not only the IP address and RTP port number of the first portable terminal 170_1 but also the parameters of voice call traffic, desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR (Guaranteed Bit Rate) At least one can be added and sent out.
  • the PCRF device 191 inputs the voice call traffic, the IP address of the first portable terminal 170_1, and the port number from the packet transfer control device 190 for at least one of the upstream and downstream directions. If necessary, the PCRF device 191 also inputs parameters such as a desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR (Guaranteed Bit Rate), etc. from the packet transfer control device 190 as QoS information. Furthermore, the PCRF device 191 identifies a user from the IP address of the mobile terminal, and reads user profile information from the user database owned by the PCRF device 191.
  • the user profile information includes, for example, user contract information.
  • the user contract information includes, as an example, a signal indicating whether the member is a premium member or a standard member, a signal indicating whether or not QoS can be downgraded during network congestion, the model name of the terminal used, and the terminal screen Information such as resolution is used.
  • the PCRF device 191 generates a QoS parameter for QoS control based on the user profile information and the QoS information.
  • the QoS parameter for QoS control is at least one of QCI (Quality Class Identifier) which is a value for identifying a QoS class, ARP (Allocation and Retention Priority) indicating the priority of resource reservation and retention, MBR, and GBR. is there.
  • QCI Quality Class Identifier
  • ARP Allocation and Retention Priority
  • MBR Resource reservation and retention
  • GBR GBR
  • the MBR and the GBR are used as they are when received from the packet transfer control device 190, and are generated by the PCRF device 191 when there is no reception.
  • the PCRF device 191 generates at least one of these four types of QoS parameters for each of the uplink direction and the downlink direction, and sends the generated parameter to the packet transfer control device 190.
  • the user profile is “Premier Member”, “QoS is not allowed to be downgraded during network congestion”, and the traffic is a voice call.
  • QCI 1 (Conversational Voice)
  • ARP 2
  • GBR 12.2 kbps
  • an AMR-NB Adaptive Multi-Rate Narrowband
  • an AMR-WB Adaptive Multi-Rate Wideband
  • the second portable terminal 170_2 designates the URL (uniform resource locator) of the Web server 145 and sends a connection request signal.
  • the connection request signal is transferred to the Web server 145 via the eNodeB device 194 and the packet transfer control device 190, the second portable terminal 170_2 starts downloading desired content data from the Web server.
  • the packet transfer control device 190 can also send the connection request signal with parameters such as Web traffic, desired QoS class, MBR, and GBR added to the PCRF device 191.
  • the PCRF device 191 provides Web traffic, desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR to the user B using the second mobile terminal 170_2, if necessary.
  • the PCRF device 191 reads the user profile information of the second portable terminal 170_2 from the user database, and generates a QoS parameter for QoS control.
  • the QoS parameters are QCI (Quality Class Identifier) which is a value for identifying a QoS class, ARP (Allocation and Retention Priority) indicating the priority of resource reservation and retention, MBR, and GBR.
  • QCI Quality Class Identifier
  • ARP Allocation and Retention Priority
  • the PCRF device 191 generates at least one of these four types of QoS parameters in the downlink direction, and sends the generated QoS parameters to the packet transfer control device 190.
  • the packet transfer control device 190 includes a packet transfer unit 176, a transfer control unit 188, a congestion detection unit 200, a control unit 211, and a rate control unit 230.
  • the control unit 211 relays a control signal from the first mobile terminal 170_1 to the SIP server 110, and relays a control signal and an Ack signal from the SIP server 110 to the first mobile terminal 170_1.
  • the control unit 211 receives a connection request signal from the second portable terminal 170_2, and exchanges a control signal with the Web server 145. Further, the control unit 211 inputs at least one of four types of QoS parameters of QCI, ARP, MBR, and GBR for each traffic data from the PCRF device 191.
  • the control unit 211 controls the uplink and downlink directions of the voice call traffic. At least one of the four types of QoS parameters and at least one of the four types of QoS parameters for the downlink direction of the download data traffic are input from the PCRF device 191. The control unit 211 sends these QoS parameters to the rate control unit 230.
  • the congestion detection unit 200 checks the ECN (Explicit Congestion Notification) field of the IP header for the upstream packet transmitted from the first mobile terminal 170_1 and the second mobile terminal 170_2 via the packet transfer unit 176. .
  • the congestion detection unit 200 detects that the downlink direction from the eNodeB device 194 to the mobile terminal is in a congestion state, and provides downlink detection information indicating the detection result. To the control unit 211 and the rate control unit 230. The control unit 211 sends the congestion detection information to the PCRF device 191 in FIG.
  • the PCRF device 191 in FIG. 1 inputs the congestion detection information from the control unit 211 in FIG. 2, the user profile for each of the first mobile terminal 170_1 and the second mobile terminal 170_2 currently connected to the eNodeB device 194 is obtained.
  • the case where both are checked is shown as an example.
  • QCI 6 (TCP-based www)
  • the PCRF device 191 sends the QoS parameter and the change flag related to the first mobile terminal 170_1 to the control unit 211 of the packet transfer control device 190. Furthermore, the PCRF device 191 sends the QoS parameter and the change flag related to the second portable terminal 170_2 to the control unit 211 of the packet transfer control device 190.
  • the rate control unit 230 inputs congestion detection information from the congestion detection unit 200, and inputs a QoS parameter and a change flag from the control unit 211.
  • the configuration of the rate control unit 230 will be described with reference to FIG.
  • the rate control unit 230 includes a congestion identification unit 231, a flag identification unit 232, a QoS parameter identification unit 233, and a rate change setting unit 234.
  • the congestion identifying unit 231 receives the congestion detection information, identifies that congestion has occurred in the downlink direction, and sends an instruction to change the rate setting in the downlink direction to the rate change setting unit 234.
  • the flag identifying unit 232 inputs a change flag related to the QoS parameter for the first mobile terminal 170_1 and a change flag related to the QoS parameter for the second mobile terminal 170_2, and indicates that there is a change in the QoS parameter for the second mobile terminal 170_2.
  • the QoS parameter identification unit 233 inputs the QoS parameter for the first mobile terminal 170_1 and the QoS parameter for the second mobile terminal 170_2, and there is no change in the QoS parameter for the first mobile terminal 170_1.
  • the QoS parameter identification unit 233 sends these QoS parameters for the second portable terminal 170_2 to the rate change setting unit 234.
  • the request for an appropriate rate is a rate reduction request.
  • the rate change setting unit 234 Based on the input values from the congestion control unit 231, the flag identification unit 232, and the QoS parameter identification unit 233, the rate change setting unit 234 has a downlink rate for the second portable terminal 170_2 exceeding 256 kbps set by GBR.
  • the rate reduction request is output to the transfer control unit 188 in FIG. 2 so that the maximum rate does not exceed 512 kbps set by the MBR.
  • the packet transfer unit 176 sets the content rate for the uplink request of the second portable terminal 170_2. Change to 256 kbps or less.
  • the transfer control unit 188 specifies an appropriate file when specifying a bit rate of 256 kbps or less in the case of a request by, for example, HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), or holding a plurality of files having different bit rates for the same content
  • the packet transfer unit 176 is instructed to specify a file name having a bit rate of 256 kbps or less as a size specification or to notify a file name having a file size of 256 kbps or less.
  • the packet transfer unit 176 in FIG. 2 receives the instruction signal from the transfer control unit 188 and operates as follows.
  • the packet transfer control device 190 can input congestion information directly from the eNodeB device 194. Specifically, when the eNodeB device 194 detects downlink congestion, an egress packet from the first mobile terminal 170_1 or the second mobile terminal 170_2 is stored in the ECN field of the IP header of the packet.
  • the congestion detection unit 200 of the packet transfer control device 190 can detect congestion.
  • the congestion detection unit 200 and the rate control unit 230 are built in the packet transfer control device 190, they can be external devices. Further, the function of the PCRF device 191 can be built in the packet transfer device 190.
  • the mobile network 150 may be a 3G network
  • the packet transfer control device 190 may be an SGSN (Serving GPRS Support Node) or a GGSN (Gateway GPRS Support Node).
  • the packet transfer control device 190 can be realized by a program executed by a computer. That is, the packet transfer control device 190 may be composed of a packet transfer control processor (not shown) and a storage device (not shown).
  • the storage device stores a packet transfer control program.
  • the packet transfer control processor performs the above-described packet transfer control operation according to the packet transfer control program stored in the storage device.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the packet transfer control device 190A.
  • the packet transfer control device 190A is the same as the packet transfer control device 190 shown in FIG. 2 except that the bandwidth measuring unit 205 is added and the operation of the congestion detection unit is changed as will be described later. It has a configuration.
  • reference numeral 210 is assigned to the congestion detection unit.
  • the bandwidth measuring unit 205 calculates at least one bandwidth of the network to which the first mobile terminal 170_1 and the second mobile terminal 170_2 are connected at the time of session connection or at predetermined time intervals.
  • the bandwidth measuring unit 205 uses the transmission packet from the packet transfer unit 176 and the return packet from the mobile terminal 170 to determine the upstream bandwidth and the downstream bandwidth for the network connected to the mobile terminal 170. At least one is measured. In the present embodiment, a configuration in the case of measuring both upstream and downstream bands will be described. First, the bandwidth measuring unit 205 instructs the packet transfer unit 176 to send a plurality of specific packets (probe packets) at a predetermined timing. In accordance with the instruction, the packet transfer unit 176 directs a plurality of specific packets to the first portable terminal 170_1 or the second portable terminal 170_2 at the timing when the instruction is received, and continuously in a predetermined order. And send it out.
  • the bandwidth measuring unit 205 instructs the packet transfer unit 176 to send a plurality of specific packets (probe packets) at a predetermined timing. In accordance with the instruction, the packet transfer unit 176 directs a plurality of specific packets to the first portable terminal 170_1 or the second
  • the plurality of packets indicates two or more packets.
  • the sending order is a predetermined order. For example, packets are sent in order from a packet having a small data size to a packet having a large data size.
  • the time interval between the packet and the next packet is a predetermined time interval.
  • RTP / UDP (user datagram protocol) / IP is used as the protocol.
  • the packet transfer unit 176 receives a reply packet from the first portable terminal 170_1 or the second portable terminal 170_2 as a result of sending the plurality of packets.
  • the reply packet from the first portable terminal 170_1 will be described, but the reply packet from the second portable terminal 170_2 has the same configuration.
  • the reply packet includes, for example, the first mobile terminal 170_1, the packet number that can be received below the threshold with respect to the differential delay, the data size of the packet, the time when the packet was transmitted from the server, Information such as the time when the packet is received by the mobile terminal is included.
  • the packet transfer unit 176 from the reply signal received from the first mobile terminal 170_1, the number of the packet that the first mobile terminal 170_1 has received below the delay difference threshold, the transmission time from the server, the mobile terminal Are received, and are sent to the bandwidth measuring unit 205.
  • the bandwidth measuring unit 205 receives the above information from the packet transfer unit 176 and calculates the network bandwidth.
  • the bandwidth measuring unit 205 uses the first mobile terminal 170_1 to receive the packet number that has been received below the delay difference threshold, the data size of the packet, the transmission time of the packet from the server, and the mobile terminal of the packet. Is received, and the downstream bandwidth W_d is calculated according to the following equation (1).
  • D (N) / W_d R (N) -R (N-1) (1)
  • D (N) represents the data size of the Nth packet transmitted from the packet transfer unit 176.
  • N and D (N) indicate the number and data size of a packet that can be received by the first portable terminal 170_1 below the delay difference threshold value, respectively.
  • R (N) is the reception time at the first portable terminal 170_1 of the Nth packet sent from the server, and R (N-1) is the number of the (N-1) th packet sent from the server. Each reception time at one mobile terminal 170_1 is shown.
  • the bandwidth measuring unit 205 smoothes the downstream bandwidth measurement value W_d temporally according to the following equation (2) to calculate B (n) _d.
  • B (n) _d (l ⁇ ) * B (n ⁇ 1) _d + ⁇ W_d (2)
  • B (n) _d indicates a downstream band measurement value after smoothing at the nth time
  • is a constant in a range of 0 ⁇ ⁇ 1.
  • a plurality of specific packets are directed to the packet transfer control device 190A at any timing after the connection request or when the reply signal is transmitted.
  • the upstream band is measured in the packet transfer control device 190A.
  • the sending order is a predetermined order. For example, packets are sent in order from a packet having a small data size to a packet having a large data size.
  • the time interval between the packet and the next packet is a predetermined time interval.
  • RTP / UDP / IP is used as the protocol.
  • the bandwidth measuring unit 205 receives a plurality of packets sent from the first portable terminal 170_1 from the packet transfer unit 176, and receives the packet number that has been received below the delay difference threshold, the data size of the packet, Information on the transmission time of the packet from the portable terminal and the reception time of the packet at the packet transfer unit 176 is input, and the upstream bandwidth W_u is calculated according to the following equation (3).
  • D (M) / W_u P (M) -P (M-1) (3)
  • the bandwidth measuring unit 205 smoothes the bandwidth measurement value W_u in the upstream direction temporally according to the following equation (4) to calculate B (n) _u.
  • B (n) _u (l ⁇ ) * B (n ⁇ 1) _u + ⁇ W_u (4)
  • the packet transfer unit 176 sends information necessary for network bandwidth measurement to the portable terminal 170 only at the time of session connection or at predetermined time intervals based on the time of session connection and session connection, for example.
  • a response signal is received from the mobile terminal.
  • the bandwidth measuring unit 205 calculates B (n) _d and B (n) _u, for example, at predetermined time intervals, and outputs these to the congestion detection unit 210.
  • the congestion detection unit 210 performs the following determination to detect congestion.
  • the congestion detection unit 210 determines the same as in 1) and 3) above, and notifies the PCRP device 191 whether or not congestion is detected.
  • the PCRP apparatus 191 receives the congestion detection information from the congestion detection unit 210 in FIG. 5, the user profile information and the QoS parameter of each of the first portable terminal 170_1 and the second portable terminal 170_2. Check at least one.
  • the PCRP device 191 shows that the first mobile terminal 170_1 has priority over the second mobile terminal 170_2.
  • the PCRF device 191 further refers to the user profile information, recognizes that the first portable terminal 170_1 is a “premier member”, and “does not allow downgrade at the time of network congestion”.
  • the QoS parameter for the portable terminal 170_1 is not changed.
  • the PCRF device 191 changes the QoS parameter for the second mobile terminal 170_2 because it recognizes that the second mobile terminal 170_2 is a “standard member” and “allows downgrade when network congestion occurs.
  • the changed QoS parameters are sent to the packet transfer control device 190 A. Specifically, the changed QoS parameters are sent to the rate control unit 230 via the control unit 211 of FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the first mobile terminal 170_1.
  • the second portable terminal 170_2 has the same configuration, and thus description thereof is omitted.
  • the first portable terminal 170_1 includes a packet transmission / reception unit 250, a text decoder 251, an image codec 252, an audio codec 253, a delay difference determination unit 255, and a screen display unit 256.
  • the packet transmitting / receiving unit 250 generates a reply packet for the received probe packet and sends the generated reply packet to the network.
  • the reply packet is generated as follows, for example.
  • the packet transmission / reception unit 250 receives each of the plurality of probe packets transmitted from the packet transfer unit 176 in FIG. 5 and outputs the received packet to the delay difference determination unit 255.
  • the delay difference determination unit 255 measures the delay time T (n) for each packet by the following equation (5).
  • T (n) R (n) -S (n) (5)
  • T (n), R (n), and S (n) indicate the delay time of the nth packet, the reception time of the nth packet, and the transmission time of the nth packet, respectively.
  • the delay difference determination unit 255 calculates the delay difference ⁇ (n) between the packets by the following equation (6).
  • ⁇ (n) T (n) ⁇ T (n ⁇ 1) (6)
  • ⁇ (n) represents the delay difference of the nth packet.
  • the delay difference determination unit 255 uses ⁇ (n) to determine whether or not the delay difference exceeds a predetermined threshold value. If ⁇ (n) ⁇ Th3, the delay difference determination unit 255 determines that the delay difference has exceeded the threshold value in the nth packet.
  • Th3 is a predetermined threshold value. Then, the delay difference determination unit 255 sends the packet number N immediately after the delay difference exceeds the threshold value to the packet transmitting / receiving unit 250.
  • the packet transmission / reception unit 250 receives the packet number N from the delay difference determination unit 255, the packet number N immediately after the delay difference exceeds the threshold, the data size of the Nth packet, the (N ⁇ 1) th
  • the data size of each packet, the reception time and transmission time of each packet are stored in the payload of the reply packet, and then transmitted to the packet transfer control device 190A via the eNodeB device 194 in FIG.
  • the threshold value Th3 may be determined in advance, or may be determined each time after looking at a series of values of ⁇ (n).
  • other methods can be used as the discrimination method. For example, T (n) may be compared with a threshold value, and n when the threshold value is exceeded may be set to N. In FIG.
  • a voice codec 253 is used during a voice call.
  • the text decoder 251 and the image codec 252 are used for decoding Web contents in which text and images are mixed.
  • the text decoder 251 and the image codec 252 decode the text and images and output them to the screen display unit 256.
  • the screen display unit 256 displays on the mobile terminal display. To do. This is the end of the description of the configuration of the second exemplary embodiment of the present invention, but various modifications are possible.
  • another algorithm can be used as the band measurement algorithm in the band measurement unit 205 of FIG.
  • the bandwidth measuring unit 205 calculates the bandwidth based on the response signal from the mobile terminal, but the bandwidth measuring unit 205 measures the amount of delay with the mobile terminal and based on this, It can also be calculated.
  • the bandwidth measuring unit 205 does not measure the bandwidth by sending a probe packet for bandwidth measurement from the packet transfer unit, but uses a response signal from the mobile terminal without using the probe packet. It can also be used. In this case, the delay difference determination unit 255 in FIG. 6 is unnecessary.
  • the bandwidth measurement unit 205, the congestion detection unit 210, and the rate control unit 230 are built in the packet transfer control device 190A, but at least one of them is an external device. You can also.
  • the packet transfer control device 190A can be realized by a program executed by a computer. That is, the packet transfer control device 190A may be composed of a packet transfer control processor (not shown) and a storage device (not shown). The storage device stores a packet transfer control program. In this case, the packet transfer control processor performs the above-described packet transfer control operation according to the packet transfer control program stored in the storage device. Next, effects of the second exemplary embodiment of the present invention will be described.
  • the bandwidth of the LTE / EPC network changes in time depending on the change in the amount of traffic over time, and when an unexpected event or popular content
  • the traffic changes significantly compared to the statistical value due to the input or the start of new use by the heavy user
  • QoE Quality of Experience
  • a packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal, A congestion detection unit for detecting congestion of the network; When the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and QoS information, a notification requesting an appropriate rate of content is sent in the upstream direction, and the QoS information is included in the QoS information.
  • a packet transfer control device comprising: (Appendix 2) The packet transfer control device according to appendix 1, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from an upstream packet and detects congestion of the network.
  • (Appendix 3) Based on a reply response signal from the terminal to the packet sent from the packet transfer control device, further comprising a bandwidth measuring unit that calculates the bandwidth of the network as a calculated value, The packet transfer control device according to appendix 1, wherein the congestion detection unit detects congestion of the network based on the calculated value.
  • a communication system comprising: the packet transfer control device according to any one of appendices 1 to 4; and the terminal connected to the packet transfer control device via the network.
  • (Appendix 6) A PCRF device for generating a QoS parameter for QoS control based on at least one of the user profile information and the QoS information; When the congestion detection unit detects congestion in the network, the transfer control unit sends a notification requesting the content with the appropriate rate based on the QoS parameter in the upstream direction, and sets the QoS parameter to 6.
  • (Appendix 7) The communication system according to appendix 6, wherein the QoS parameter is at least one of QCI, ARP, MBR, and GBR.
  • a packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal, A congestion detection unit for detecting congestion of the network; When the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and the QoS information, a notification requesting content having an appropriate file size is sent in the upstream direction, and the QoS information
  • a transfer control unit for controlling the transfer of the packet based on:
  • a packet transfer control device comprising: (Appendix 9) 9. The packet transfer control device according to appendix 8, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from an upstream packet and detects congestion of the network.
  • (Appendix 13) A PCRF device for generating a QoS parameter for QoS control based on at least one of the user profile information and the QoS information;
  • the transfer control unit sends a notification requesting the content of the appropriate file size based on the QoS parameter in the upstream direction, and the QoS parameter 13.
  • the communication system according to appendix 12, which controls transfer of the packet based on (Appendix 14)
  • the communication system according to attachment 13, wherein the QoS parameter is at least one of QCI, ARP, MBR, and GBR.
  • a packet transfer control method including: (Appendix 16) 16. The packet transfer control method according to supplementary note 15, wherein the congestion detection step extracts congestion information from an upstream packet and detects congestion of the network.
  • a transfer control procedure for controlling the transfer A computer-readable recording medium for executing (Appendix 24)
  • a computer-readable recording medium recording a packet transfer control program for transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal to a computer connected to the terminal via a network, wherein the packet transfer control program is To the computer,
  • a congestion detection procedure for detecting congestion of the network; When the congestion of the network is detected, a notification requesting content of an appropriate file size is sent in the upstream direction based on at least one of the user profile information and the QoS information, and the packet based on the QoS information is sent
  • a transfer control procedure that controls the transfer of A computer-readable recording medium for executing

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Abstract

A packet transfer control device that, in order to avoid deterioration in Quality of Experience (QoE), connects a terminal via a network and transfers packets storing media data, using a request from the terminal, comprises: a congestion detection unit that detects network congestion; and a transfer control unit that, if the congestion detection unit has detected network congestion, sends in the upstream direction a notification requesting content having an appropriate rate or a notification requesting content having an appropriate file size, on the basis of at least either user profile information or Quality of Service (QoS) information, and also controls the transfer of packets on the basis of the QoS information.

Description

パケット転送制御装置および通信システムPacket transfer control device and communication system
 本発明は、パケット毎に通信品質を制御しながらパケット転送を行なうパケット転送制御装置およびそれを備えた通信システムに関する。 The present invention relates to a packet transfer control device that performs packet transfer while controlling communication quality for each packet, and a communication system including the same.
 近年、モバイルネットワークでも大容量化、高速化が進展し、LTE(Long Term Evolution)やEPC(Evolved Packet Core)などのシステムが導入開始されている。
 従来の通信システムでは、音声通話やTV電話を行なう回線交換と、データを流すパケット交換は別々のシステムから構成されていた。これに対して、LTE/EPCシステムでは、同じパケット通信路に、音声通話データやTV電話データやコンテンツ配信データなどといわゆるデータ信号(アプリケーションデータ、ドキュメントデータ、写真データなど)とを一緒に流すことを特徴とする。さらに、携帯端末としては、従来型のいわゆるガラパゴス携帯だけでなく、スマートフォンやタブレットなどの、いわゆるスマートデバイスの普及が加速化している。
 これにより、LTE/EPCシステムでは、従来の通信システムとは比較にならない膨大なデータ量のパケットがパケット通信路を流れることになる。
 そのため、LTE/EPCシステムにおいては、パケット転送レート制御を行う必要がある。例えば、特開2004−320452号公報(特許文献1)は、パケット転送レート制御を行うパケット転送制御装置を開示している。
 この特許文献1に開示されたパケット転送制御装置は、回線輻輳状態判定部と、転送レート制御決定部と、パケット加工処理部とを備える。回線輻輳状態判定部は、複数パケットに対しパケットサイズの累積値である累積パケット総量にもとづき、バックボーン回線が輻輳かどうかを判別する。転送レート制御決定部は、バックボーン回線が輻輳状態との判定のときは、しきい値を下回るホップカウント値を有する1以上のIP(Internet Protocol)フローを選択する。パケット加工処理部は、転送レート制御決定部で選択されたIPフローに対し、TCP(Transmission Control Protocol)パケットか否かを判別し、TCPパケットの場合は、次に述べる3種のパケット加工処理を施す。
 具体的には、1)サーバからの発信パケットの場合は、TCPヘッダにECN(Explicit Congestion Notification)のCE(Congestion Experience)ビットをセットする。2)クライアントから返信される返信パケットの場合は、TCPヘッダの広告ウィンドゥサイズを縮小変更する。3)確認応答(Ack)パケットの場合は、当該パケットのバックボーン回線に対する送出タイミングを遅らせる。なお、TCPパケットでない場合は、パケットを廃棄する。
In recent years, the capacity and speed of mobile networks have been increased, and systems such as LTE (Long Term Evolution) and EPC (Evolved Packet Core) have begun to be introduced.
In conventional communication systems, circuit switching for voice calls and videophone calls and packet switching for sending data are configured as separate systems. In contrast, in the LTE / EPC system, voice call data, videophone data, content distribution data, and so-called data signals (application data, document data, photo data, etc.) are sent together on the same packet communication path. It is characterized by. Furthermore, as mobile terminals, the spread of so-called smart devices such as smartphones and tablets as well as conventional so-called Galapagos mobiles is accelerating.
Thereby, in the LTE / EPC system, a packet with a huge amount of data that cannot be compared with the conventional communication system flows through the packet communication path.
Therefore, in the LTE / EPC system, it is necessary to perform packet transfer rate control. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2004-320452 (Patent Document 1) discloses a packet transfer control device that performs packet transfer rate control.
The packet transfer control device disclosed in Patent Document 1 includes a line congestion state determination unit, a transfer rate control determination unit, and a packet processing unit. The line congestion state determination unit determines whether the backbone line is congested based on the accumulated packet total amount that is the accumulated value of the packet size for a plurality of packets. When determining that the backbone line is in a congested state, the transfer rate control determination unit selects one or more IP (Internet Protocol) flows having a hop count value lower than the threshold value. The packet processing unit determines whether the IP flow selected by the transfer rate control determination unit is a TCP (Transmission Control Protocol) packet. In the case of a TCP packet, the packet processing unit performs the following three types of packet processing. Apply.
Specifically, 1) In the case of an outgoing packet from the server, the CE (Consultation Experience) bit of ECN (Explicit Connection Notification) is set in the TCP header. 2) In the case of a reply packet returned from the client, the advertisement window size of the TCP header is reduced and changed. 3) In the case of an acknowledgment (Ack) packet, the transmission timing of the packet to the backbone line is delayed. If it is not a TCP packet, the packet is discarded.
特開2004−320452号公報([0051]~[0057])JP 2004-320452 A ([0051] to [0057])
 パケット転送制御装置(例えば、EPCのP−GW:Packet data network GateWayやS−GW:Serving GateWay)では、これまでは、QCI(Quality Class Identifier)、MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(Guaranteed Bit Rate)などのパラメータを設定して、パケット毎にQoS(Quality of Service)を制御している。
 しかしながら、LTE/EPCシステム全体のネットワークの帯域幅は、トラヒック量の時間的な変動に依存して時間的に変動するため、トラヒックの集中などによりネットワークが輻輳する恐れがあった。
 そこで、従来では、事前に統計的手法により、ネットワークが混雑する曜日や混雑する時間帯などを調べておき、これらの曜日や時間帯情報にあてはまる場合に特定パケットに対するQoSパラメータの設定を変更する(とりわけ、QCIの優先度を下げたり、MBRやGBRなどを絞る)ことにより、輻輳を回避しようとしていた。
 しかしながらこのような制御では、突発的なイベントや、人気コンテンツの投や、ヘビイユーザの新規使用開始などにより、トラヒックが統計値に比べ大幅に変化したり、増大するというケースに対応することができないという課題があった。その結果、例えば、コンテンツのダウンロード時間が非常に長くなったり、最悪の場合は端末で画面がフリーズする、音が途切れる、などといった、QoE(Quality of Experience)の劣化に関する課題が発生していた。
 さらに、今後、LTE/EPCシステムのパケット通信路を用いて高音質VoIP(Voice Over IP)や高解像度TV電話などのリアルタイム通信サービスとして開始された状況において、ネットワークが輻輳すると、最悪には、VoIPによる音声通話の際に端末で音が途切れたり、TV電話の際に端末で映像が乱れたりあるいはフリーズしたりする、といった、端末側のQoEの劣化に関する課題が発生する恐れがあった。
 特許文献1に開示されたパケット転送制御装置は、バックボーン回線が輻輳状態のときに、しきい値を下回るホップカウント値を有する1以上のIPフローを選択する技術思想を開示しているに過ぎない。すなわち、特許文献1では、上述したQoEの劣化に関する課題の認識がない。
 本発明の目的は、QoEの劣化を回避することができる、パケット転送制御装置を提供することにある。
Until now, packet transfer control devices (for example, EPC P-GW: Packet data network Gateway and S-GW: Serving Gateway), QCI (Quality Class Identifier Bit), MBR (Maximum Bit RateRit, GitRiteGitRite, Git ) And the like are set to control QoS (Quality of Service) for each packet.
However, since the network bandwidth of the entire LTE / EPC system varies with time depending on the temporal variation of the traffic volume, the network may be congested due to traffic concentration or the like.
Therefore, conventionally, by using a statistical method, the day of the week and the time zone in which the network is congested is examined, and the QoS parameter setting for a specific packet is changed when the day of the week or time zone information is applicable ( In particular, attempts have been made to avoid congestion by lowering the priority of QCI or narrowing down MBR and GBR.
However, such control cannot handle cases where traffic changes significantly or increases compared to statistical values due to sudden events, popular content postings, or new use by heavy users. There was a problem. As a result, there has been a problem relating to quality of experience (QoE) degradation, such as, for example, a very long content download time, or, in the worst case, the screen freezes on the terminal or the sound is interrupted.
Further, in the future, when the network is congested in a situation where it is started as a real-time communication service such as high-quality VoIP (Voice Over IP) or high-resolution videophone using the packet communication path of the LTE / EPC system, the worst case is VoIP. There is a risk of problems relating to deterioration of QoE on the terminal side, such as sound being interrupted at the terminal during a voice call, or video being disturbed or frozen at the terminal during a videophone call.
The packet transfer control device disclosed in Patent Document 1 merely discloses a technical idea of selecting one or more IP flows having a hop count value lower than a threshold value when the backbone line is congested. . That is, Patent Document 1 does not recognize the above-described problem relating to the deterioration of QoE.
An object of the present invention is to provide a packet transfer control device capable of avoiding QoE degradation.
 本発明の一形態は、ネットワークを介して端末を接続し、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送するパケット転送制御装置であって、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なレートのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいてパケットの転送を制御する転送制御部と、を備えることを特徴とする。
 本発明の別の形態は、ネットワークを介して端末を接続し、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送するパケット転送制御装置であって、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なファイルサイズのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいてパケットの転送を制御する転送制御部と、を備えることを特徴とする。
One aspect of the present invention is a packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal, the congestion detecting unit detecting congestion of the network, And when the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and the QoS information, a notification requesting an appropriate rate of content is sent in the upstream direction, and the QoS information And a transfer control unit that controls packet transfer based on
Another embodiment of the present invention is a packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal, the congestion detecting unit detecting congestion of the network And when the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and the QoS information, a notification requesting content of an appropriate file size is sent in the upstream direction, and And a transfer control unit that controls packet transfer based on QoS information.
 本発明によれば、トラヒックが統計値に比べ大幅に変化した場合でも、輻輳状態を回避することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to avoid a congestion state even when the traffic changes significantly compared to the statistical value.
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムの接続構成を示すブロック図である。
 図2は、図1に示した通信システムに使用される、パケット転送制御装置の構成を示すブロック図である。
 図3は、図2に示したパケット転送制御装置に使用される、レート制御部の構成を示すブロック図である。
 図4は、本発明の第2の実施形態に係る通信システムの接続構成を示すブロック図である。
 図5は、図4に示した通信システムに使用される、パケット転送制御装置の構成を示すブロック図である。
 図6は、図4に示した通信システムに使用される、携帯端末の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a connection configuration of a communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a packet transfer control device used in the communication system shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a rate control unit used in the packet transfer control device shown in FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a connection configuration of a communication system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a packet transfer control device used in the communication system shown in FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a mobile terminal used in the communication system shown in FIG.
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態と動作について詳細に説明する。
[第1の実施形態]
 図1は本発明の第1の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。ここでは、ネットワークとしてはモバイルLTE/EPCパケットネットワーク150を用いる場合の構成を示している。
 また図1の通信システムにおいては、後述するパケット転送制御装置190は、P−GW(Packet data network GateWay)またはS−GW(Serving GateWay)またはそれらの両者を用いる場合の構成を示している。また携帯端末は、いわゆるガラパゴス携帯、スマートフォン、タブレットを想定している。
 図1の通信システムでは、ユーザAとユーザBとが同じ屋外型LTE無線基地局装置(eNodeB装置)194の圏内で通信を行なう例を示している。ここでは簡単のために、ユーザ数は2人としたが、1人の場合も、3人以上の場合も、同じ構成で対応できることは言うまでもない。
 図1の通信システムでは、ユーザAが第1の携帯端末170_1を用いて、モバイルネットワーク150およびIMS(IP Multimedia Subsystem)網130を介して、相手先ネットワーク(図示せず)を経由して相手先の端末(図示せず)とVoIP音声通信を行なう。また、同一時間帯に、ユーザBが第2の携帯端末170_2を用いてWebサーバからWebコンテンツをダウンロードする場合の構成を示している。音声通信(音声電話)の代わりにTV電話でもよいが、図1では音声通信とする。
 図1では、輻輳検出の一例として、端末から送出された上り方向のパケットに対しECN(Explicit Congestion Notification)による輻輳情報を受信して輻輳を検出する構成について示す。なお、ここでは、eNodeB装置194が無線ネットワークでの輻輳状態を検出すると、eNodeB装置から携帯端末への下り方向のパケットのIP(internet protocol)ヘッダ部のECNフィールドに所定の値をたて、携帯端末に送出する。携帯端末では、eNodeBから受信したパケットにおいてIPヘッダ部のECNフィールドにCE(Congestion Experience)ビットがたっていることを検出した場合は、携帯端末からパケット転送制御装置への上りパケットのIPヘッダ部のECNフィールドにCEビットをたてることにより、パケット転送制御装置に輻輳状態であることを通知することを想定している。
 図1の通信システムにおいて、第1の携帯端末170_1は、音声通話の接続要求信号として、第1の携帯端末170_1から相手先端末のIPアドレス、RTP(real−time transport protocol)ポート番号を送出すると、その接続要求信号は、eNodeB装置194ならびにパケット転送制御装置190を経由して、IMS(IP Multimedia Subsystem)網130に配置されたSIP(Session Initiation Protocol)サーバ110ならびに、PCRF(Policy and Charging Rules Function)装置191、の少なくとも一方に転送される。さらに、第1の携帯端末170_1は、接続要求信号に、音声通話トラヒック、希望QoSクラス、MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(Guaranteed Bit Rate)などのパラメータのうちの少なくとも一つのパラメータを追加し、そのパラメータを追加した接続要求信号を、パケット転送制御装置190経由で、SIPサーバ110ならびにPCRF装置191の少なくとも一方に通知することもできる。
 SIPサーバ110は、音声通話の接続要求信号を受け取り、相手先端末(図示せず)に対し相手先ネットワーク(図示せず)を経由して接続要求信号を送出する。SIPサーバ110は、相手先端末からAck信号を受け取ると、当該Ack信号をパケット転送制御装置190ならびにeNodeB装置194を経由して第1の携帯端末170_1に送出する。第1の携帯端末170_1でこれを受信することで、音声通話のための制御信号のやりとりが行なわれる。ここで、相手先端末からは、第1の携帯端末170_1のIPアドレス、RTPポート番号だけでなく、音声通話トラヒック、希望QoSクラス、MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(Guaranteed Bit Rate)のパラメータの少なくとも一つを追加して送出することもできる。これらのパラメータは、SIPサーバ110だけでなくPCRF装置191に伝えることできる。
 PCRF装置191は、上りならびに下り方向の少なくとも一方に対して、音声通話トラヒック、第1の携帯端末170_1のIPアドレス、ポート番号をパケット転送制御装置190から入力する。さらに必要であれば、PCRF装置191は、希望QoSクラス、MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(Guaranteed Bit Rate)などのパラメータもQoS情報としてパケット転送制御装置190から入力する。さらにPCRF装置191は、携帯端末のIPアドレスからユーザを特定し、自身が保有するユーザデータベースから、ユーザプロファイル情報を読み出す。ここで、ユーザプロファイル情報としては、例えば、ユーザの契約情報がある。ここでは、ユーザの契約情報としては、一例として、プレミアムメンバかスタンダードメンバかを示す信号、ネットワーク輻輳時にQoSをダウングレードしてよいか否かを示す信号、使用する端末の機種名、端末の画面解像度などの情報を用いるものとする。しかしながら、ユーザの契約情報として、他の情報、例えば、パケットデータ量の上限値、端末の能力情報など、を用いることもできる。
 次に、PCRF装置191は、ユーザプロファイル情報やQoS情報に基づいて、QoS制御のためのQoCパラメータを生成する。QoS制御のためのQoSパラメータは、QoSクラスを識別する値であるQCI(Quality Class Identifier)、リソースの確保と保持の優先度を表すARP(Allocation and Retention Priority)、MBR、GBRの少なくとも一つである。ここで、MBRとGBRは、パケット転送制御装置190から受信する場合はそのまま使い、受信がない場合はPCRF装置191が生成する。
 PCRF装置191は、上り方向ならびに下り方向の各々に対し、これら4種類のQoSパラメータの少なくとも一つを生成し、生成したパラメータをパケット転送制御装置190に送出する。第1の携帯端末170_1に対しては、ユーザプロファイルが「プレミアメンバ」であること、「ネットワーク輻輳時にQoSのダウングレードは許可していない」こと、トラヒックが音声通話であることから、QoSパラメータの値は、具体的には、例えば、上り、下りともに、QCI=1(Conversational Voice)、ARP=2、GBR=12.2kbps、MBR=22.8kbps、と設定する。ここでは、一例として携帯端末でAMR−NB(Adaptive Multi−Rate Narrowband)音声コーデックを用いるものと想定して、上記のパラメータ値を用いることとする。別の構成として、AMR−WB(Adaptive Multi−Rate Wideband)音声コーデックを用いることもできるが、この場合は、GBRの数値を変更することができる。
 次に、第2の携帯端末170_2は、Webサーバ145のURL(uniform resource locator)を指定し、接続要求信号を送出する。前記接続要求信号がeNodeB装置194、パケット転送制御装置190を経由して、Webサーバ145に転送されると、第2の携帯端末170_2は、前記Webサーバから希望するコンテンツデータのダウンロードを開始する。このときにパケット転送制御装置190は、PCRF装置191に対し、接続要求信号にWebトラヒック、希望QoSクラス、MBR、GBRなどのパラメータを追加して送出することもできる。
 PCRF装置191は、第2の携帯端末170_2を用いるユーザBに対し、携帯端末のIPアドレス、ポート番号に加えて、必要であれば、Webトラヒック、希望QoSクラス、MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(Guaranteed Bit Rate)などのパラメータを、パケット転送制御装置190から入力する。PCRF装置191は、第2の携帯端末170_2のユーザプロファイル情報をユーザデータベースから読み出し、QoS制御のためのQoSパラメータを生成する。
 具体的には、このQoSパラメータは、QoSクラスを識別する値であるQCI(Quality Class Identifier)、リソースの確保と保持の優先度を表すARP(Allocation and Retention Priority)、MBR、GBRである。ここで、MBRとGBRは、パケット転送制御装置190から受信する場合はそのまま使い、受信がない場合は、PCRF装置191が生成する。
 PCRF装置191は、下り方向に対し、これら4種類のQoSパラメータの少なくとも一つを生成し、生成したQoSパラメータをパケット転送制御装置190に送出する。第2の携帯端末170_2に対しては、ユーザプロファイルが「スタンダードメンバ」であること、「ネットワーク輻輳時にQoSのダウングレードを許可」していること、Webトラヒックであること、から、PCRF装置191は、下り方向のこれらのQoSパラメータの値としては、例えば、QCI=6(TCP−based www)、ARP=6、GBR=512kbps、MBR=1Mbpsと設定する。
 次に、図2を参照して、パケット転送制御装置190の構成について説明する。図2に示されるように、パケット転送制御装置190は、パケット転送部176と、転送制御部188と、輻輳検出部200と、制御部211と、レート制御部230とから構成される。
 図2において、制御部211は、第1の携帯端末170_1からの制御信号をSIPサーバ110に中継するとともに、SIPサーバ110からの制御信号やAck信号を第1の携帯端末170_1へ中継する。また、制御部211は、第2の携帯端末170_2から接続要求信号を受信し、Webサーバ145と制御信号をやりとりする。さらに、制御部211は、PCRF装置191から、トラヒックデータ毎に、QCI、ARP、MBR、GBRの4種のQoSパラメータの少なくとも一つを入力する。
 ここで、本第1の実施の形態では、音声通話トラヒックならびに、Webコンテンツのダウンロードデータトラヒックの2種類のトラヒックが発生するので、制御部211は、音声通話トラヒックの上り方向ならびに下り方向の各々に対する4種類のQoSパラメータの少なくとも一つ、及び、ダウンロードデータトラヒックの下り方向に対する4種類のQoSパラメータの少なくとも一つを、PCRF装置191から入力する。制御部211はこれらのQoSパラメータをレート制御部230に送出する。
 輻輳検出部200は、パケット転送部176を介して、第1の携帯端末170_1および第2の携帯端末170_2から送出された上りパケットに対し、IPヘッダ部のECN(Explicit Congestion Notification)フィールドをチェックする。輻輳検出部200は、ECNフィールドに所定の値がたっている場合に、eNodeB装置194から携帯端末までの下り方向が輻輳状態であることを検出し、その検出結果を示す下り方向の輻輳検出情報を、制御部211とレート制御部230とに送出する。制御部211は前記輻輳検出情報を図1のPCRF装置191に送出する。
 図1のPCRF装置191は、図2の制御部211から輻輳検出情報を入力すると、現在eNodeB装置194に接続している第1の携帯端末170_1および第2の携帯端末170_2の各々について、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一方をチェックする。ここでは一例として両者をチェックする場合を示す。
 ユーザプロファイル情報によれば、PCRF装置191は、第1の携帯端末170_1が、「プレミアメンバ」であること、「ネットワーク輻輳時のダウングレードは許可しない」ことを認識する。第1の携帯端末170_1のQoSパラメータは、前述のように、上り、下りともに、QCI=1(Conversational Voice)、ARP=2、GBR=12.2kbps、MBR=22.8kbpsである。一方、第2の携帯端末170_2に対しては、ユーザプロファイル情報によれば、PCRF装置191は、第2の携帯端末170_2が、「スタンダードメンバ」であること、「ネットワーク輻輳時にQoSのダウングレードを許可する」ことを認識する。第2の携帯端末170_2のQoSパラメータは、前述のように、下り方向、QCI=6(TCP−based www)、ARP=6、MBR=1Mbpsである。
 従って、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報のうちの、とりわけ、QCI、ARPを比較することにより、PCRF装置191は、第1の携帯端末170_1に対するQoSパラメータを変更せずに変更フラグ=0と設定し、第2の携帯端末170_2に対するQoSパラメータを変更することと判断する。ここでは一例として、第2の携帯端末170_2に対し、QCI=6(TCP−based www)、ARP=6、BBR=256kbps、MBR=512bpsと変更し、変更フラグ=1と設定する。そして、PCRF装置191は、第1の携帯端末170_1に関するQoSパラメータならびに変更フラグをパケット転送制御装置190の制御部211に送出する。さらに、PCRF装置191は、第2の携帯端末170_2に関するQoSパラメータならびに変更フラグをパケット転送制御装置190の制御部211に送出する。
 図2に戻って、レート制御部230は、輻輳検出部200から輻輳検出情報を入力し、制御部211からQoSパラメータと変更フラグとを入力する。
 ここで、図3を参照して、レート制御部230の構成について説明する。レート制御部230は、輻輳識別部231と、フラグ識別部232と、QoSパラメータ識別部233と、レート変更設定部234とから構成されている。
 図3において、輻輳識別部231は、輻輳検出情報を入力し、下り方向で輻輳が発生していることを識別し、下り方向についてレート設定を変更する指示をレート変更設定部234に送出する。
 フラグ識別部232は、第1の携帯端末170_1に対するQoSパラメータに関する変更フラグおよび第2の携帯端末170_2に対するQoSパラメータに関する変更フラグを入力し、第2の携帯端末170_2に対するQoSパラメータについて変更があることを認識し、第2の携帯端末170_2に対するレート設定を変更する指示をレート変更設定部234に送出する。
 QoSパラメータ識別部233は、第1の携帯端末170_1に対するQoSパラメータと第2の携帯端末170_2に対するQoSパラメータとを入力し、第1の携帯端末170_1に対するQoSパラメータには変更がないが、第2の携帯端末170_2に対するQoSパラメータのうち、GBRとMBRが変更(削減)されていることを認識する。そして、QoSパラメータ識別部233は、第2の携帯端末170_2に対するこれらのQoSパラメータをレート変更設定部234に送出する。
 本例では、適切なレートの要求とは、レート削減要求であるものとする。
 レート変更設定部234は、輻輳制御部231、フラグ識別部232、QoSパラメータ識別部233からの入力値にもとづき、第2の携帯端末170_2に対する下り方向のレートが、GBRで設定された256kbpsを超えないように、また最大のレートがMBRで設定された512kbpsを超えないように、レート削減要求を図2の転送制御部188に出力する。
 図2の転送制御部188は、第1の携帯端末170_1のパケットに対してはQoSパラメータの変更がないためこれまでのまま転送制御を行なう指示を出し、第2の携帯端末170_2のパケットに対しては、下り方向のGRBの変更(削減)およびMBRの変更(削減)に適合させるように、パケット転送部176に対して、第2の携帯端末170_2の上り方向の要求に対しコンテンツのレートを256kbps以下に変更する。例えば、転送制御部188は、第2の携帯端末170_2からのコンテンツの要求にSIP/SDP(Session Description Protocol)またはRTSP(Real Time Streaming Protocol)/SDPを用いる場合は、SDPの部分の”b=”フィールドを256kbps以下の数値に変更するよう、パケット転送部176に指示する。
 また、転送制御部188は、例えばHTTP(HyperText Transfer Protocol)による要求の場合は、256kbps以下のビットレートを指定するか、同一コンテンツに対しビットレートの異なるファイルを複数保有する場合は、適切なファイルサイズの指定として、256kbps以下のビットレートを有するファイル名を指定するか、ファイルサイズが256kbps以下であるファイル名を通知するよう、パケット転送部176に指示する。
 図2のパケット転送部176は、転送制御部188から指示信号を入力し、次のように動作する。
 すなわち、パケット転送部176は、第1の携帯端末170_1に対しては変更なく、上り方向および下り方向のパケットに対しては、QCI=1(Conversational Voice)、ARP=2、GBR=12.2kbps、MBR=22.8kbpsで優先的にパケットの転送を行なう。
 一方、パケット転送部176は、第2の携帯端末170_2に対しては、上り方向のパケットに対しては、パケット転送部176で中継するパケットについて、例えば、コンテンツの要求にSIP/SDPまたはRTSP/SDPを用いる場合は、SDPの部分の”b=”フィールドを256kbps以下の数値に書き換えた上で送出する。また、パケット転送部176は、例えばHTTPによる要求の場合は、256kbps以下のビットレートを指定するか、ビットレートによりファイル名が異なる場合は256kbps以下のビットレートを有するファイル名を指定するよう書き換えた上で送出する。
 また、パケット転送部176は、下り方向のパケットに対しては、QCI=6(TCP−based www)、ARP=6はそのままであるが、GBRとMBRを、GBR=256kbps、MBR=512bpsに変更した上で、パケットの転送を行なう。
 以上で本発明の第1の実施形態の構成の説明を終えるが、種々の変形が可能である。
 本第1の実施形態では、音声通話とWebコンテンツのダウンロードを行なう場合について示したが、リアルタイムコミュニケーションとデータダウンロードであれば、同じ構成で他のサービスにも使うことができる。例えば、TV電話とコンテンツダウンロードなどに対しても同じ構成で対応することができる。
 なお、上記第1の実施形態では、輻輳の検出はECN情報を用いているが、他の情報を用いることも出来る。また、別の構成として、パケット転送制御装置190がeNodeB装置194から直接、輻輳情報を入力することもできる。具体的には、eNodeB装置194が下り方向の輻輳を検出した場合に、第1の携帯端末170_1または第2の携帯端末170_2からの上りのパケットに対して、当該パケットのIPヘッダのECNフィールドにCEビットを設定した上でパケット転送制御装置190に向け送出することにより、パケット転送制御装置190の輻輳検出部200において、輻輳を検出することができる。
 輻輳検出部200ならびにレート制御部230はパケット転送制御装置190に内蔵させたが、これらを外付けの装置とすることもできる。
 また、PCRF装置191の機能をパケット転送装置190に内蔵させることもできる。
 また、モバイルネットワーク150は、3Gネットワークとすることもできるし、パケット転送制御装置190に、SGSN(Serving GPRS Support Node)やGGSN(Gateway GPRS Support Node)を用いることも出来る。
 尚、パケット転送制御装置190は、コンピュータによって実行されるプログラムによって実現され得る。すなわち、パケット転送制御装置190は、パケット転送制御プロセッサ(図示せず)と記憶装置(図示せず)とから構成されてよい。記憶装置は、パケット転送制御プログラムを記憶する。この場合、パケット転送制御プロセッサは、記憶装置に記憶されたパケット転送制御プログラムに従って上述したパケット転送制御動作を行う。
 次に、本発明の第1の実施形態の効果について説明する。
 本発明の第1の実施形態によれば、LTE/EPCネットワークの帯域幅が、時間的なトラヒック量の変動に依存して時間的に変動した場合に、また、突発的なイベントや人気コンテンツの投入やヘビイユーザの新規使用開始などによりトラヒックが統計値に比べ大幅に変化した場合に、従来の制御方式では回避が難しかった輻輳状態を回避することが可能となる。その結果、優先的なユーザに対しては、端末で、音が途切れる、画面がフリーズする、といったQoE(Quality of Experience)の劣化を回避することができるという効果がある。さらに、今後、LTE/EPCシステムのパケット通信路を用いて、高音質VoIPや高解像度TV電話などのサービスがして開始されても、端末側のQoEの劣化を回避することができるという効果がある。
[第2の実施形態]
 次に、図4を参照して、本発明の第2の実施形態に係る通信システムの構成について説明する。図示の通信システムは、後述するように、パケット転送制御装置のみの構成が異なり、他の構成は図1に示す第1の実施形態に係る通信システムの構成と同じである。従って、パケット転送制御装置に190Aの参照符号を付してある。
 図5は、パケット転送制御装置190Aの構成を示すブロック図である。図5において、図2と同じ番号を付した構成要素は図2と同じ動作を行うので、それらの説明は省略する。
 パケット転送制御装置190Aは、帯域計測部205が追加されていると共に、輻輳検出部の動作が後述するように変更されている点を除いて、図2に示したパケット転送制御装置190と同様の構成を有する。従って、輻輳検出部に210の参照符号を付してある。
 図5において、帯域計測部205は、セッション接続時、またはあらかじめ定められた時間間隔毎に、第1の携帯端末170_1と第2の携帯端末170_2が接続されるネットワークの少なくとも一方の帯域を算出する。
 帯域計測部205は、パケット転送部176からの送信パケットならびに携帯端末170からの返信パケット、の両者を用いて、携帯端末170に接続されるネットワークに対し、上り方向の帯域及び下り方向の帯域の少なくとも一方を計測する。本実施の形態では、上りと下りの両方の帯域を計測する場合の構成を説明する。
 帯域計測部205は、まず、あらかじめ定められたタイミングで、パケット転送部176に対し、複数個の特定のパケット(プローブパケット)を送出する指示を出す。パケット転送部176は、前記指示に従い、指示を受けたタイミングで複数個の特定のパケットを第1の携帯端末170_1または第2の携帯端末170_2に向け、あらかじめ定められた順番で、時間的に連続して送出する。
 ここで、複数個のパケットとは2パケット以上を示す。また、送出する順番はあらかじめ定められた順番とし、例えば、データサイズの小さいパケットからデータサイズの大きなパケットまで、順番に送出するものとする。さらに、パケットと次のパケットの間の時間間隔はあらかじめ定められた時間区間とする。ここで、プロトコルとしては、例えばRTP/UDP(user datagram protocol)/IPを使用する。
 次に、パケット転送部176は、前記複数個のパケットを送出した結果として、第1の携帯端末170_1または第2の携帯端末170_2から返信パケットを受信する。以降では、第1の携帯端末170_1からの返信パケットについて説明するが、第2の携帯端末170_2からの返信パケットも同じ構成である。
 ここで、返信パケットには、例えば、第1の携帯端末170_1において、差分遅延に対してしきい値以下で受信できたパケットの番号、当該パケットのデータサイズ、当該パケットをサーバから送信した時刻、当該パケットを携帯端末で受信した時刻、などの情報を含めておく。
 パケット転送部176は、第1の携帯端末170_1から受信した返信信号から、第1の携帯端末170_1が遅延差分のしきい値以下で受信できたパケットの番号、サーバからの送信時刻、携帯端末での受信時刻の情報を抽出し、これらを帯域計測部205に送出する。
 帯域計測部205は、パケット転送部176から上記の情報を入力し、ネットワークの帯域を算出する。
 帯域計測部205は、第1の携帯端末170_1において、遅延差分のしきい値以下で受信できたパケットの番号、当該パケットのデータサイズ、当該パケットのサーバからの送信時刻、当該パケットの携帯端末での受信時刻の情報を入力し、次の(1)式に従い、下り方向の帯域W_dを算出する。
 D(N)/W_d = R(N) − R(N−1)     (1)
 上記(1)式で、D(N)は、パケット転送部176からN番目に送出したパケットのデータサイズを示す。ここで、N、D(N)は、それぞれ、第1の携帯端末170_1において遅延差分のしきい値以下で受信できたパケットの番号、データサイズを示す。また、R(N)は、サーバからN番目に送出したパケットの第1の携帯端末170_1での受信時刻を、R(N−1)はサーバから(N−1)番目に送出したパケットの第1の携帯端末170_1での受信時刻を、それぞれ、示す。
 次に、帯域計測部205は、下り方向の帯域計測値W_dを下記の式(2)により時間的に平滑化し、B(n)_dを算出する。
 B(n)_d = (l−β)*B(n−1)_d + βW_d  (2)
ここで、B(n)_dは、第n時刻の平滑化後の、下り方向の帯域計測値を示し、βは0<β<1の範囲の定数である。なお、式(2)よる時間方向平滑化は、不要な場合は、施さなくても良い。
 次に、第1の携帯端末170_1からは、接続要求後、または前記返信信号送出時のいずれかのタイミングで、複数個の特定のパケットを、パケット転送制御装置190Aに向け、あらかじめ定められた順番で、時間的に連続して送出することにより、パケット転送制御装置190Aにおいて上り方向の帯域を計測する。ここで、複数個のパケットとは2パケット以上を示す。また、送出する順番はあらかじめ定められた順番とし、例えば、データサイズの小さいパケットからデータサイズの大きなパケットまで、順番に送出するものとする。さらに、パケットと次のパケットの間の時間間隔はあらかじめ定められた時間区間とする。ここで、プロトコルとしては、例えばRTP/UDP/IPを使用する。
 帯域計測部205は、パケット転送部176から、第1の携帯端末170_1が送出した複数個のパケットを受け取り、遅延差分のしきい値以下で受信できたパケットの番号、当該パケットのデータサイズ、当該パケットの携帯端末からの送信時刻、当該パケットのパケット転送部176での受信時刻の情報を入力し、次の(3)式に従い、上り方向の帯域W_uを算出する。
 D(M)/W_u = P(M) − P(M−1)   (3)
 次に、帯域計測部205は、上り方向の帯域計測値W_uを下記の式(4)により時間的に平滑化し、B(n)_uを算出する。
 B(n)_u = (l−β)*B(n−1)_u + βW_u  (4)
 パケット転送部176は、ネットワーク帯域計測に必要な情報を、例えばセッション接続時のみ、またはセッション接続時ならびにセッション接続時を基点としあらかじめ定められた時間間隔毎に携帯端末170に送出するとともに、定期的に携帯端末から応答信号を受信する。
 帯域計測部205は、例えばあらかじめ定められた時間間隔毎に、B(n)_dとB(n)_uを算出し、これらを輻輳検出部210に出力する。
 輻輳検出部210は、以下の判別を行って、輻輳を検出する。
 1) 下り方向の帯域算出B(n)_d ≧ 第1の携帯端末170_1による音声通話の下り方向のGBR+α の場合、輻輳検出部210は、第1の携帯端末170_1に対する下り方向のQoSパラメータは何も変更しないことを、制御部211を介して、図4のPCRF装置191に伝える。ここで、αはマージンでありあらかじめ定められた値を用いる。またこの場合は、輻輳検出部210は、第2の携帯端末170_2に対してもQoSパラメータは変更しないことをPCRF装置191に伝える。
 2) 第1の携帯端末170_1による音声通話の下り方向のGBR+α < B(n)_d < 第2の携帯端末170_2によるWebコンテンツに関するGBR+γ (ここでγは予め定められた値)の場合、輻輳検出部210は、第2の携帯端末170_2に対しては輻輳であると判断し、PCRF装置191に通知する。
 3) B(n)_d <音声通話の下り方向のGBR+α の場合、輻輳検出部210は、輻輳を検出し、輻輳である情報をPCRF装置191に通知する。
 4) 上り方向についても、輻輳検出部210は、上記1)および3)と同様に判別し、輻輳検出したか否かをPCRP装置191に通知する。
 図4にもどって、PCRP装置191は、図5の輻輳検出部210から輻輳検出情報を入力すると、第1の携帯端末170_1ならびに第2の携帯端末170_2の各々について、ユーザプロファイル情報ならびにQoSパラメータの少なくとも一方をチェックする。
 第1の携帯端末170_1に対するQoSパラメータは、前述のように、上り、下りともに、QCI=1(Conversational Voice)、ARP=2、GBR=12.2kbps、MBR=22.8kbpsであり、第2の携帯端末170_2に対するQoSパラメータは、前述のように、下り方向、QCI=6(TCP−based www)、ARP=6、MBR=1Mbpsであった。これらのパラメータのうち、とりわけ、QCI、ARPを比較すると、PCRP装置191は、第1の携帯端末170_1が、第2の携帯端末170_2より優先であることがわかる。
 従って、PCRF装置191は、さらにユーザプロフィル情報も参照し、第1の携帯端末170_1が、「プレミアメンバ」であること、「ネットワーク輻輳時のダウングレードは許可しない」ことを認識し、第1の携帯端末170_1に対するQoSパラメータを変更しない。一方、第2の携帯端末170_2が「スタンダードメンバ」であること、「ネットワーク輻輳時にダウングレード許可することからを認識するので、PCRF装置191は、第2の携帯端末170_2に対するQoSパラメータを変更する。ここでは一例として、PCRF装置191は、第2の携帯端末170_2に対し、QCI=6(TCP−based www)、ARP=6、GBR=256kbps、MBR=512bbsと変更する。そして、PCRF装置191は、変更したQoSパラメータをパケット転送制御装置190Aに送出する。具体的には、図5の制御部211を経由してレート制御部230に送出する。
 図6は、第1の携帯端末170_1の構成を示すブロック図である。第2の携帯端末170_2も同じ構成であるので、説明は省略する。
 第1の携帯端末170_1は、パケット送受信部250と、テキストデコーダ251と、画像コーデック252と、音声コーデック253と、遅延差分判別部255と、画面表示部256とを備える。
 図6において、パケット送受信部250は、受信したプローブパケットに対し、返信パケットを生成し、生成した返信パケットをネットワークに送出する。ここで、返信パケットは、例えば、以下のように生成する。
 パケット送受信部250は、図5のパケット転送部176から送出された複数個のプローブパケットの各々を受信し、遅延差分判別部255に出力する。
 遅延差分判別部255は、各パケットに対する遅延時間T(n)を下記の式(5)により計測する。
 T(n) = R(n) − S(n)       (5)
ここで、T(n)、R(n)、S(n)は、それぞれ、第n番目のパケットの遅延時間、第n番目のパケットの受信時刻、第n番目のパケットの送信時刻、を示す。
 さらに、遅延差分判別部255は、各パケット間の遅延差分τ(n)を下記の式(6)により算出する。
 τ(n)=T(n) − T(n−1)       (6)
ここで、τ(n)はn番目のパケットの遅延差分を示す。
 次に、遅延差分判別部255は、τ(n)を用いて、遅延差分があらかじめ定められたしきい値を超えるか否かを判別する。もし、τ(n) ≧ Th3の場合、遅延差分判別部255は、n番目のパケットで遅延差分がしきい値を超えたと判別する。ここで、Th3はあらかじめ定められたしきい値である。そして、遅延差分判別部255は、遅延差分がしきい値をこえた直後のパケットの番号Nをパケット送受信部250に送出する。
 パケット送受信部250は、遅延差分判別部255からパケット番号Nを入力し、遅延差分がしきい値をこえた直後のパケットの番号N、第N番目のパケットのデータサイズ、(N−1)番目のパケットのデータサイズ、おのおののパケットの受信時刻、送信時刻を、返信パケットのペイロードに格納した上で、図4のeNodeB装置194を経由してパケット転送制御装置190Aに向け送出する。
 ここで、しきい値Th3はあらかじめ定めておいても良いし、τ(n)の一連の数値を見た上でその都度決定してもよい。
 また、判別法としては、他の方法を用いることも出来る。たとえば、T(n)をしきい値と比較し、しきい値をこえた時点のnをNとするようにしてもよい。
 図6において、音声コーデック253は音声通話の際に使用する。テキストデコーダ251および画像コーデック252は、テキスト・画像が混在するWebコンテンツのデコードに使用し、テキストおよび画像をデコードした上で画面表示部256に出力し、画面表示部256で携帯端末ディスプレイへの表示を行なう。
 以上で本発明の第2の実施形態の構成の説明を終えるが、種々の変形が可能である。
 例えば、図5の帯域計測部205における帯域計測アルゴリズムには、別のアルゴリズムを用いることも出来る。上記実施形態では、帯域計測部205は携帯端末からの応答信号をもとに帯域を算出したが、帯域計測部205は携帯端末との間の遅延量を計測し、これをもとに帯域を算出することもできる。
 なお、帯域計測部205はパケット転送部から帯域計測用のプローブパケットを送出することにより帯域計測するのではなく、プローブパケットを用いずに、携帯端末からの応答信号を用いて帯域推定する方法を用いることも出来る。この場合は、図6における遅延差分判別部255は不要となる。
 なお、本第2の実施の形態では、帯域計測部205と輻輳検出部210とレート制御部230とをパケット転送制御装置190Aに内蔵させたが、それらの少なくとも一つを外付け装置とすることもできる。
 尚、パケット転送制御装置190Aは、コンピュータによって実行されるプログラムによって実現され得る。すなわち、パケット転送制御装置190Aは、パケット転送制御プロセッサ(図示せず)と記憶装置(図示せず)とから構成されてよい。記憶装置は、パケット転送制御プログラムを記憶する。この場合、パケット転送制御プロセッサは、記憶装置に記憶されたパケット転送制御プログラムに従って上述したパケット転送制御動作を行う。
 次に、本発明の第2の実施形態の効果について説明する。
 本発明の第2の実施形態によれば、LTE/EPCネットワークの帯域幅が、時間的なトラヒック量の変動に依存して時間的に変動した場合に、また、突発的なイベントや人気コンテンツの投入やヘビイユーザの新規使用開始などによりトラヒックが統計値に比べ大幅に変化した場合に、従来の制御方式では回避が難しかった輻輳状態を回避することが可能となる。その結果、優先的なユーザに対しては、端末で、音が途切れる、画面がフリーズする、といったQoE(Quality of Experience)の劣化を回避することができるという効果がある。さらに、今後、LTE/EPCシステムのパケット通信路を用いて、高音質VoIPや高解像度TV電話などのサービスがして開始されても、端末側のQoEの劣化を回避することができるという効果がある。
 以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
 ネットワークを介して端末を接続し、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送するパケット転送制御装置であって、
 前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、
 前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なレートのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいて前記パケットの転送を制御する転送制御部と、
を備えることを特徴とするパケット転送制御装置。
(付記2)
 前記輻輳検出部は、上り方向のパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする付記1に記載のパケット転送制御装置。
(付記3)
 前記パケット転送制御装置から送出したパケットに対する前記端末からの返信応答信号に基づいて、前記ネットワークの帯域を算出値として算出する帯域計測部を更に備え、
 前記輻輳検出部は、前記算出値に基づいて前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする付記1に記載のパケット転送制御装置。
(付記4)
 前記メディアデータが、音声データ、映像データ、テキストデータ及びコンテンツデータの少なくとも一つからなる、付記1乃至3のいずれか1つに記載のパケット転送制御装置。
(付記5)
 付記1乃至4のいずれか1つに記載のパケット転送制御装置と、前記ネットワークを介して前記パケット転送制御装置に接続された前記端末と、を含む通信システム。
(付記6)
 前記ユーザプロファイル情報及び前記QoS情報の少なくとも一つに基づいて、QoS制御のためのQoSパラメータを生成するPCRF装置を更に含み、
 前記転送制御部は、前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記QoSパラメータに基づいて、前記適切なレートのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoSパラメータに基づいて前記パケットの転送を制御する、付記5に記載の通信システム。
(付記7)
 前記QoSパラメータは、QCI、ARP、MBR及びGBRの少なくとも一つである、付記6に記載の通信システム。
(付記8)
 ネットワークを介して端末を接続し、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送するパケット転送制御装置であって、
 前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、
 前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なファイルサイズのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいて前記パケットの転送を制御する転送制御部と、
を備えることを特徴とするパケット転送制御装置。
(付記9)
 前記輻輳検出部は、上り方向のパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする付記8に記載のパケット転送制御装置。
(付記10)
 前記パケット転送制御装置から送出したパケットに対する前記端末からの返信応答信号に基づいて、前記ネットワークの帯域を算出値として算出する帯域計測部を更に備え、
 前記輻輳検出部は、前記算出値に基づいて前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする付記8に記載のパケット転送制御装置。
(付記11)
 前記メディアデータが、音声データ、映像データ、テキストデータ及びコンテンツデータの少なくとも一つからなる、付記8乃至10のいずれか1つに記載のパケット転送制御装置。
(付記12)
 付記8乃至11のいずれか1つに記載のパケット転送制御装置と、前記ネットワークを介して前記パケット転送制御装置に接続された前記端末と、を含む通信システム。
(付記13)
 前記ユーザプロファイル情報及び前記QoS情報の少なくとも1つに基づいて、QoS制御のためのQoSパラメータを生成するPCRF装置を更に含み、
 前記転送制御部は、前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記QoSパラメータに基づいて、前記適切なファイルサイズのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoSパラメータに基づいて前記パケットの転送を制御する、付記12に記載の通信システム。
(付記14)
 前記QoSパラメータは、QCI、ARP、MBR及びGBRの少なくとも一つである、付記13に記載の通信システム。
(付記15)
 ネットワークを介して端末を接続し、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送するパケット転送制御装置におけるパケット転送制御方法であって、
 前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出ステップと、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なレートのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいて前記パケットの転送を制御する転送制御ステップと、
を含むパケット転送制御方法。
(付記16)
 前記輻輳検出ステップは、上り方向のパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、付記15に記載のパケット転送制御方法。
(付記17)
 前記パケット転送制御装置が送出したパケットに対する前記端末からの返信応答信号に基づいて、前記ネットワークの帯域を算出値として算出する帯域計測ステップを更に備え、
 前記輻輳検出ステップは、前記算出値に基づいて前記ネットワークの輻輳を検出する、付記15に記載のパケット転送制御方法。
(付記18)
 前記メディアデータが、音声データ、映像データ、テキストデータ及びコンテンツデータの少なくとも一つからなる、付記15乃至17のいずれか1つに記載のパケット転送制御方法。
(付記19)
 ネットワークを介して端末を接続し、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送するパケット転送制御装置におけるパケット転送制御方法であって、
 前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出ステップと、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なファイルサイズのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいて前記パケットの転送を制御する転送制御ステップと、
を含むパケット転送制御方法。
(付記20)
 前記輻輳検出ステップは、上り方向のパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、付記19に記載のパケット転送制御方法。
(付記21)
 前記パケット転送制御装置から送出したパケットに対する前記端末からの返信応答信号に基づいて、前記ネットワークの帯域を算出値として算出する帯域計測ステップを更に備え、
 前記輻輳検出ステップは、前記算出値に基づいて前記ネットワークの輻輳を検出する、付記19に記載のパケット転送制御方法。
(付記22)
 前記メディアデータが、音声データ、映像データ、テキストデータ及びコンテンツデータの少なくとも一つからなる、付記19乃至21のいずれか1つに記載のパケット転送制御方法。
(付記23)
 ネットワークを介して端末に接続されたコンピュータに、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送させるパケット転送制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記パケット転送制御プログラムは、前記コンピュータに、
 前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出手順と、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なレートのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいて前記パケットの転送を制御する転送制御手順と、
を実行させるコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(付記24)
 ネットワークを介して端末に接続されたコンピュータに、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送するパケット転送制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記パケット転送制御プログラムは、前記コンピュータに、
 前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出手順と、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なファイルサイズのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいて前記パケットの転送を制御する転送制御手順と、
を実行させるコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
Hereinafter, embodiments and operations of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication system according to the first embodiment of the present invention. Here, a configuration in which the mobile LTE / EPC packet network 150 is used as the network is shown.
Further, in the communication system of FIG. 1, a packet transfer control device 190 (to be described later) shows a configuration using P-GW (Packet data network Gateway) or S-GW (Serving Gateway) or both. The mobile terminal is assumed to be a so-called Galapagos mobile phone, a smartphone, or a tablet.
In the communication system of FIG. 1, an example is shown in which user A and user B communicate within the same outdoor LTE radio base station apparatus (eNodeB apparatus) 194. Here, for the sake of simplicity, the number of users is two, but it goes without saying that the same configuration can be used for both one and three or more users.
In the communication system of FIG. 1, a user A uses a first mobile terminal 170 </ b> _ <b> 1 through a mobile network 150 and an IMS (IP Multimedia Subsystem) network 130 via a counterpart network (not shown). VoIP voice communication with a terminal (not shown). In addition, a configuration in which the user B downloads Web content from the Web server using the second portable terminal 170_2 during the same time period is illustrated. A TV phone may be used in place of the voice communication (voice call), but in FIG.
As an example of congestion detection, FIG. 1 shows a configuration for detecting congestion by receiving congestion information by ECN (Explicit Congestion Notification) for an upstream packet sent from a terminal. Here, when the eNodeB device 194 detects a congestion state in the wireless network, the eNodeB device 194 sets a predetermined value in the ECN field of the IP (internet protocol) header of the downlink packet from the eNodeB device to the mobile terminal, and Send to terminal. When the mobile terminal detects that the CE (Congestion Experience) bit is set in the ECN field of the IP header part in the packet received from the eNodeB, the ECN of the IP header part of the upstream packet from the mobile terminal to the packet transfer control device It is assumed that the packet transfer control device is notified of the congestion state by setting the CE bit in the field.
In the communication system of FIG. 1, when the first mobile terminal 170_1 sends out the IP address and RTP (real-time transport protocol) port number of the partner terminal from the first mobile terminal 170_1 as a connection request signal for a voice call. The connection request signal is transmitted via the eNodeB device 194 and the packet transfer control device 190 to the SIP (Session Initiation Protocol) server 110 disposed in the IMS (IP Multimedia Subsystem) network 130 and the PCRF (Policy and Charging Rules Function). ) Is transferred to at least one of the devices 191. Further, the first mobile terminal 170_1 adds at least one parameter of parameters such as voice call traffic, desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR (Guaranteed Bit Rate) to the connection request signal, The connection request signal to which the parameter is added can be notified to at least one of the SIP server 110 and the PCRF device 191 via the packet transfer control device 190.
The SIP server 110 receives a connection request signal for a voice call and sends a connection request signal to a partner terminal (not shown) via a partner network (not shown). When the SIP server 110 receives the Ack signal from the counterpart terminal, the SIP server 110 transmits the Ack signal to the first portable terminal 170_1 via the packet transfer control device 190 and the eNodeB device 194. When the first portable terminal 170_1 receives this, control signals for voice call are exchanged. Here, from the destination terminal, not only the IP address and RTP port number of the first portable terminal 170_1 but also the parameters of voice call traffic, desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR (Guaranteed Bit Rate) At least one can be added and sent out. These parameters can be transmitted not only to the SIP server 110 but also to the PCRF device 191.
The PCRF device 191 inputs the voice call traffic, the IP address of the first portable terminal 170_1, and the port number from the packet transfer control device 190 for at least one of the upstream and downstream directions. If necessary, the PCRF device 191 also inputs parameters such as a desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR (Guaranteed Bit Rate), etc. from the packet transfer control device 190 as QoS information. Furthermore, the PCRF device 191 identifies a user from the IP address of the mobile terminal, and reads user profile information from the user database owned by the PCRF device 191. Here, the user profile information includes, for example, user contract information. Here, the user contract information includes, as an example, a signal indicating whether the member is a premium member or a standard member, a signal indicating whether or not QoS can be downgraded during network congestion, the model name of the terminal used, and the terminal screen Information such as resolution is used. However, other information such as the upper limit value of the packet data amount, terminal capability information, and the like can be used as the user contract information.
Next, the PCRF device 191 generates a QoS parameter for QoS control based on the user profile information and the QoS information. The QoS parameter for QoS control is at least one of QCI (Quality Class Identifier) which is a value for identifying a QoS class, ARP (Allocation and Retention Priority) indicating the priority of resource reservation and retention, MBR, and GBR. is there. Here, the MBR and the GBR are used as they are when received from the packet transfer control device 190, and are generated by the PCRF device 191 when there is no reception.
The PCRF device 191 generates at least one of these four types of QoS parameters for each of the uplink direction and the downlink direction, and sends the generated parameter to the packet transfer control device 190. For the first mobile terminal 170_1, the user profile is “Premier Member”, “QoS is not allowed to be downgraded during network congestion”, and the traffic is a voice call. Specifically, for example, QCI = 1 (Conversational Voice), ARP = 2, GBR = 12.2 kbps, and MBR = 22.8 kbps are set for both uplink and downlink. Here, as an example, assuming that an AMR-NB (Adaptive Multi-Rate Narrowband) audio codec is used in a mobile terminal, the above parameter values are used. As another configuration, an AMR-WB (Adaptive Multi-Rate Wideband) audio codec can be used. In this case, the value of GBR can be changed.
Next, the second portable terminal 170_2 designates the URL (uniform resource locator) of the Web server 145 and sends a connection request signal. When the connection request signal is transferred to the Web server 145 via the eNodeB device 194 and the packet transfer control device 190, the second portable terminal 170_2 starts downloading desired content data from the Web server. At this time, the packet transfer control device 190 can also send the connection request signal with parameters such as Web traffic, desired QoS class, MBR, and GBR added to the PCRF device 191.
In addition to the IP address and port number of the mobile terminal, the PCRF device 191 provides Web traffic, desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR to the user B using the second mobile terminal 170_2, if necessary. Parameters such as (Guaranteed Bit Rate) are input from the packet transfer control device 190. The PCRF device 191 reads the user profile information of the second portable terminal 170_2 from the user database, and generates a QoS parameter for QoS control.
Specifically, the QoS parameters are QCI (Quality Class Identifier) which is a value for identifying a QoS class, ARP (Allocation and Retention Priority) indicating the priority of resource reservation and retention, MBR, and GBR. Here, the MBR and GBR are used as they are when received from the packet transfer control device 190, and are generated by the PCRF device 191 when there is no reception.
The PCRF device 191 generates at least one of these four types of QoS parameters in the downlink direction, and sends the generated QoS parameters to the packet transfer control device 190. For the second portable terminal 170_2, since the user profile is “standard member”, “allows QoS downgrade during network congestion”, and because it is Web traffic, the PCRF device 191 As the values of these QoS parameters in the downlink direction, for example, QCI = 6 (TCP-based www), ARP = 6, GBR = 512 kbps, and MBR = 1 Mbps are set.
Next, the configuration of the packet transfer control device 190 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the packet transfer control device 190 includes a packet transfer unit 176, a transfer control unit 188, a congestion detection unit 200, a control unit 211, and a rate control unit 230.
In FIG. 2, the control unit 211 relays a control signal from the first mobile terminal 170_1 to the SIP server 110, and relays a control signal and an Ack signal from the SIP server 110 to the first mobile terminal 170_1. In addition, the control unit 211 receives a connection request signal from the second portable terminal 170_2, and exchanges a control signal with the Web server 145. Further, the control unit 211 inputs at least one of four types of QoS parameters of QCI, ARP, MBR, and GBR for each traffic data from the PCRF device 191.
Here, in the first embodiment, since two types of traffic, that is, voice call traffic and Web content download data traffic, are generated, the control unit 211 controls the uplink and downlink directions of the voice call traffic. At least one of the four types of QoS parameters and at least one of the four types of QoS parameters for the downlink direction of the download data traffic are input from the PCRF device 191. The control unit 211 sends these QoS parameters to the rate control unit 230.
The congestion detection unit 200 checks the ECN (Explicit Congestion Notification) field of the IP header for the upstream packet transmitted from the first mobile terminal 170_1 and the second mobile terminal 170_2 via the packet transfer unit 176. . When the ECN field has a predetermined value, the congestion detection unit 200 detects that the downlink direction from the eNodeB device 194 to the mobile terminal is in a congestion state, and provides downlink detection information indicating the detection result. To the control unit 211 and the rate control unit 230. The control unit 211 sends the congestion detection information to the PCRF device 191 in FIG.
When the PCRF device 191 in FIG. 1 inputs the congestion detection information from the control unit 211 in FIG. 2, the user profile for each of the first mobile terminal 170_1 and the second mobile terminal 170_2 currently connected to the eNodeB device 194 is obtained. Check at least one of information and QoS information. Here, the case where both are checked is shown as an example.
According to the user profile information, the PCRF device 191 recognizes that the first portable terminal 170_1 is a “premier member” and “does not allow downgrade during network congestion”. As described above, the QoS parameters of the first mobile terminal 170_1 are QCI = 1 (Conversational Voice), ARP = 2, GBR = 12.2 kbps, and MBR = 22.8 kbps for both uplink and downlink. On the other hand, for the second mobile terminal 170_2, according to the user profile information, the PCRF device 191 confirms that the second mobile terminal 170_2 is a “standard member” and “downgrade QoS when network congestion occurs. Recognize that you allow. As described above, the QoS parameters of the second portable terminal 170_2 are the downlink direction, QCI = 6 (TCP-based www), ARP = 6, and MBR = 1 Mbps.
Therefore, by comparing QCI and ARP among user profile information and QoS information, in particular, the PCRF device 191 sets the change flag = 0 without changing the QoS parameter for the first mobile terminal 170_1, It is determined to change the QoS parameter for the second portable terminal 170_2. Here, as an example, QCI = 6 (TCP-based www), ARP = 6, BBR = 256 kbps, MBR = 512 bps are changed and the change flag = 1 is set for the second portable terminal 170_2. Then, the PCRF device 191 sends the QoS parameter and the change flag related to the first mobile terminal 170_1 to the control unit 211 of the packet transfer control device 190. Furthermore, the PCRF device 191 sends the QoS parameter and the change flag related to the second portable terminal 170_2 to the control unit 211 of the packet transfer control device 190.
Returning to FIG. 2, the rate control unit 230 inputs congestion detection information from the congestion detection unit 200, and inputs a QoS parameter and a change flag from the control unit 211.
Here, the configuration of the rate control unit 230 will be described with reference to FIG. The rate control unit 230 includes a congestion identification unit 231, a flag identification unit 232, a QoS parameter identification unit 233, and a rate change setting unit 234.
In FIG. 3, the congestion identifying unit 231 receives the congestion detection information, identifies that congestion has occurred in the downlink direction, and sends an instruction to change the rate setting in the downlink direction to the rate change setting unit 234.
The flag identifying unit 232 inputs a change flag related to the QoS parameter for the first mobile terminal 170_1 and a change flag related to the QoS parameter for the second mobile terminal 170_2, and indicates that there is a change in the QoS parameter for the second mobile terminal 170_2. Recognizing and sending an instruction to change the rate setting for the second portable terminal 170_2 to the rate change setting unit 234.
The QoS parameter identification unit 233 inputs the QoS parameter for the first mobile terminal 170_1 and the QoS parameter for the second mobile terminal 170_2, and there is no change in the QoS parameter for the first mobile terminal 170_1. Of the QoS parameters for portable terminal 170_2, it is recognized that GBR and MBR have been changed (reduced). Then, the QoS parameter identification unit 233 sends these QoS parameters for the second portable terminal 170_2 to the rate change setting unit 234.
In this example, it is assumed that the request for an appropriate rate is a rate reduction request.
Based on the input values from the congestion control unit 231, the flag identification unit 232, and the QoS parameter identification unit 233, the rate change setting unit 234 has a downlink rate for the second portable terminal 170_2 exceeding 256 kbps set by GBR. The rate reduction request is output to the transfer control unit 188 in FIG. 2 so that the maximum rate does not exceed 512 kbps set by the MBR.
The transfer control unit 188 in FIG. 2 issues an instruction to perform transfer control as it is to the packet of the first portable terminal 170_1 because there is no change in the QoS parameter, and the packet of the second portable terminal 170_2 Thus, in order to adapt to the change (reduction) of the GRB in the downlink direction and the change (reduction) of the MBR, the packet transfer unit 176 sets the content rate for the uplink request of the second portable terminal 170_2. Change to 256 kbps or less. For example, when the SIP / SDP (Session Description Protocol) or the RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP is used for the content request from the second portable terminal 170_2, the transfer control unit 188 uses “B = "The packet transfer unit 176 is instructed to change the field to a numerical value of 256 kbps or less.
In addition, the transfer control unit 188 specifies an appropriate file when specifying a bit rate of 256 kbps or less in the case of a request by, for example, HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), or holding a plurality of files having different bit rates for the same content The packet transfer unit 176 is instructed to specify a file name having a bit rate of 256 kbps or less as a size specification or to notify a file name having a file size of 256 kbps or less.
The packet transfer unit 176 in FIG. 2 receives the instruction signal from the transfer control unit 188 and operates as follows.
That is, the packet transfer unit 176 does not change the first portable terminal 170_1, and for the uplink and downlink packets, QCI = 1 (Conversational Voice), ARP = 2, GBR = 12.2 kbps. , MBR = 22.8 kbps is preferentially transferred.
On the other hand, for the second mobile terminal 170_2, the packet transfer unit 176, for the upstream packet, for the packet relayed by the packet transfer unit 176, for example, SIP / SDP or RTSP / When SDP is used, it is transmitted after rewriting the “b =” field of the SDP portion to a numerical value of 256 kbps or less. Also, the packet transfer unit 176 has been rewritten to specify a bit rate of 256 kbps or less in the case of, for example, an HTTP request, or to specify a file name having a bit rate of 256 kbps or less when the file name differs depending on the bit rate. Send out above.
Further, the packet transfer unit 176 changes QBR = MB (256-kbps, MBR = 512 bps) with QCI = 6 (TCP-based www) and ARP = 6 as it is for the downstream packet. After that, the packet is transferred.
Although the description of the configuration of the first embodiment of the present invention has been completed above, various modifications are possible.
In the first embodiment, the case of performing a voice call and downloading Web contents has been described, but real-time communication and data download can be used for other services with the same configuration. For example, the same configuration can be applied to a TV phone and content download.
In the first embodiment, ECN information is used to detect congestion, but other information can also be used. As another configuration, the packet transfer control device 190 can input congestion information directly from the eNodeB device 194. Specifically, when the eNodeB device 194 detects downlink congestion, an egress packet from the first mobile terminal 170_1 or the second mobile terminal 170_2 is stored in the ECN field of the IP header of the packet. By setting the CE bit and sending it to the packet transfer control device 190, the congestion detection unit 200 of the packet transfer control device 190 can detect congestion.
Although the congestion detection unit 200 and the rate control unit 230 are built in the packet transfer control device 190, they can be external devices.
Further, the function of the PCRF device 191 can be built in the packet transfer device 190.
The mobile network 150 may be a 3G network, and the packet transfer control device 190 may be an SGSN (Serving GPRS Support Node) or a GGSN (Gateway GPRS Support Node).
The packet transfer control device 190 can be realized by a program executed by a computer. That is, the packet transfer control device 190 may be composed of a packet transfer control processor (not shown) and a storage device (not shown). The storage device stores a packet transfer control program. In this case, the packet transfer control processor performs the above-described packet transfer control operation according to the packet transfer control program stored in the storage device.
Next, effects of the first exemplary embodiment of the present invention will be described.
According to the first embodiment of the present invention, when the bandwidth of the LTE / EPC network changes in time depending on the change in the amount of traffic over time, and when an unexpected event or popular content is When the traffic changes significantly compared to the statistical value due to the input or the start of new use by the heavy user, it becomes possible to avoid a congestion state that is difficult to avoid with the conventional control method. As a result, there is an effect that it is possible to avoid QoE (Quality of Experience) degradation such as sound being interrupted or screen being frozen at a terminal for a preferential user. Furthermore, even if services such as high sound quality VoIP and high resolution TV phone are started in the future using the packet communication path of the LTE / EPC system, it is possible to avoid deterioration of QoE on the terminal side. is there.
[Second Embodiment]
Next, the configuration of a communication system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As will be described later, the illustrated communication system is different only in the packet transfer control device, and the other configuration is the same as the configuration of the communication system according to the first embodiment shown in FIG. Accordingly, reference numeral 190A is assigned to the packet transfer control device.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the packet transfer control device 190A. In FIG. 5, the constituent elements having the same numbers as those in FIG. 2 perform the same operations as those in FIG.
The packet transfer control device 190A is the same as the packet transfer control device 190 shown in FIG. 2 except that the bandwidth measuring unit 205 is added and the operation of the congestion detection unit is changed as will be described later. It has a configuration. Accordingly, reference numeral 210 is assigned to the congestion detection unit.
In FIG. 5, the bandwidth measuring unit 205 calculates at least one bandwidth of the network to which the first mobile terminal 170_1 and the second mobile terminal 170_2 are connected at the time of session connection or at predetermined time intervals. .
The bandwidth measuring unit 205 uses the transmission packet from the packet transfer unit 176 and the return packet from the mobile terminal 170 to determine the upstream bandwidth and the downstream bandwidth for the network connected to the mobile terminal 170. At least one is measured. In the present embodiment, a configuration in the case of measuring both upstream and downstream bands will be described.
First, the bandwidth measuring unit 205 instructs the packet transfer unit 176 to send a plurality of specific packets (probe packets) at a predetermined timing. In accordance with the instruction, the packet transfer unit 176 directs a plurality of specific packets to the first portable terminal 170_1 or the second portable terminal 170_2 at the timing when the instruction is received, and continuously in a predetermined order. And send it out.
Here, the plurality of packets indicates two or more packets. The sending order is a predetermined order. For example, packets are sent in order from a packet having a small data size to a packet having a large data size. Further, the time interval between the packet and the next packet is a predetermined time interval. Here, for example, RTP / UDP (user datagram protocol) / IP is used as the protocol.
Next, the packet transfer unit 176 receives a reply packet from the first portable terminal 170_1 or the second portable terminal 170_2 as a result of sending the plurality of packets. Hereinafter, the reply packet from the first portable terminal 170_1 will be described, but the reply packet from the second portable terminal 170_2 has the same configuration.
Here, the reply packet includes, for example, the first mobile terminal 170_1, the packet number that can be received below the threshold with respect to the differential delay, the data size of the packet, the time when the packet was transmitted from the server, Information such as the time when the packet is received by the mobile terminal is included.
The packet transfer unit 176, from the reply signal received from the first mobile terminal 170_1, the number of the packet that the first mobile terminal 170_1 has received below the delay difference threshold, the transmission time from the server, the mobile terminal Are received, and are sent to the bandwidth measuring unit 205.
The bandwidth measuring unit 205 receives the above information from the packet transfer unit 176 and calculates the network bandwidth.
The bandwidth measuring unit 205 uses the first mobile terminal 170_1 to receive the packet number that has been received below the delay difference threshold, the data size of the packet, the transmission time of the packet from the server, and the mobile terminal of the packet. Is received, and the downstream bandwidth W_d is calculated according to the following equation (1).
D (N) / W_d = R (N) -R (N-1) (1)
In the above equation (1), D (N) represents the data size of the Nth packet transmitted from the packet transfer unit 176. Here, N and D (N) indicate the number and data size of a packet that can be received by the first portable terminal 170_1 below the delay difference threshold value, respectively. R (N) is the reception time at the first portable terminal 170_1 of the Nth packet sent from the server, and R (N-1) is the number of the (N-1) th packet sent from the server. Each reception time at one mobile terminal 170_1 is shown.
Next, the bandwidth measuring unit 205 smoothes the downstream bandwidth measurement value W_d temporally according to the following equation (2) to calculate B (n) _d.
B (n) _d = (l−β) * B (n−1) _d + βW_d (2)
Here, B (n) _d indicates a downstream band measurement value after smoothing at the nth time, and β is a constant in a range of 0 <β <1. Note that the time direction smoothing according to the equation (2) may not be performed if unnecessary.
Next, from the first portable terminal 170_1, a plurality of specific packets are directed to the packet transfer control device 190A at any timing after the connection request or when the reply signal is transmitted. Thus, by continuously sending out in time, the upstream band is measured in the packet transfer control device 190A. Here, the plurality of packets indicates two or more packets. The sending order is a predetermined order. For example, packets are sent in order from a packet having a small data size to a packet having a large data size. Further, the time interval between the packet and the next packet is a predetermined time interval. Here, for example, RTP / UDP / IP is used as the protocol.
The bandwidth measuring unit 205 receives a plurality of packets sent from the first portable terminal 170_1 from the packet transfer unit 176, and receives the packet number that has been received below the delay difference threshold, the data size of the packet, Information on the transmission time of the packet from the portable terminal and the reception time of the packet at the packet transfer unit 176 is input, and the upstream bandwidth W_u is calculated according to the following equation (3).
D (M) / W_u = P (M) -P (M-1) (3)
Next, the bandwidth measuring unit 205 smoothes the bandwidth measurement value W_u in the upstream direction temporally according to the following equation (4) to calculate B (n) _u.
B (n) _u = (l−β) * B (n−1) _u + βW_u (4)
The packet transfer unit 176 sends information necessary for network bandwidth measurement to the portable terminal 170 only at the time of session connection or at predetermined time intervals based on the time of session connection and session connection, for example. A response signal is received from the mobile terminal.
The bandwidth measuring unit 205 calculates B (n) _d and B (n) _u, for example, at predetermined time intervals, and outputs these to the congestion detection unit 210.
The congestion detection unit 210 performs the following determination to detect congestion.
1) Downlink bandwidth calculation B (n) _d ≧ If GBR + α in the downlink direction of the voice call by the first portable terminal 170_1, the congestion detection unit 210 determines what is the downlink QoS parameter for the first portable terminal 170_1. Is also notified to the PCRF apparatus 191 in FIG. 4 via the control unit 211. Here, α is a margin, and a predetermined value is used. In this case, the congestion detection unit 210 notifies the PCRF device 191 that the QoS parameter is not changed even for the second portable terminal 170_2.
2) Congestion detection in the case of GBR + α <B (n) _d <GBR + γ related to Web content by the second portable terminal 170_2 (where γ is a predetermined value) in the downlink direction of voice call by the first portable terminal 170_1 The unit 210 determines that the second portable terminal 170_2 is congested, and notifies the PCRF device 191.
3) If B (n) _d <GBR + α in the downlink direction of the voice call, the congestion detection unit 210 detects the congestion and notifies the PCRF device 191 of the information indicating the congestion.
4) Concerning the uplink direction, the congestion detection unit 210 determines the same as in 1) and 3) above, and notifies the PCRP device 191 whether or not congestion is detected.
Returning to FIG. 4, when the PCRP apparatus 191 receives the congestion detection information from the congestion detection unit 210 in FIG. 5, the user profile information and the QoS parameter of each of the first portable terminal 170_1 and the second portable terminal 170_2. Check at least one.
As described above, the QoS parameters for the first mobile terminal 170_1 are QCI = 1 (Conversational Voice), ARP = 2, GBR = 12.2 kbps, MBR = 22.8 kbps for both the uplink and downlink, As described above, the QoS parameters for the portable terminal 170_2 are the downlink direction, QCI = 6 (TCP-based www), ARP = 6, and MBR = 1 Mbps. Among these parameters, in particular, when QCI and ARP are compared, the PCRP device 191 shows that the first mobile terminal 170_1 has priority over the second mobile terminal 170_2.
Accordingly, the PCRF device 191 further refers to the user profile information, recognizes that the first portable terminal 170_1 is a “premier member”, and “does not allow downgrade at the time of network congestion”. The QoS parameter for the portable terminal 170_1 is not changed. On the other hand, the PCRF device 191 changes the QoS parameter for the second mobile terminal 170_2 because it recognizes that the second mobile terminal 170_2 is a “standard member” and “allows downgrade when network congestion occurs. Here, as an example, the PCRF device 191 changes the QCI = 6 (TCP-based www), ARP = 6, GBR = 256 kbps, MBR = 512 bbs with respect to the second portable terminal 170_2. The changed QoS parameters are sent to the packet transfer control device 190 A. Specifically, the changed QoS parameters are sent to the rate control unit 230 via the control unit 211 of FIG.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the first mobile terminal 170_1. The second portable terminal 170_2 has the same configuration, and thus description thereof is omitted.
The first portable terminal 170_1 includes a packet transmission / reception unit 250, a text decoder 251, an image codec 252, an audio codec 253, a delay difference determination unit 255, and a screen display unit 256.
In FIG. 6, the packet transmitting / receiving unit 250 generates a reply packet for the received probe packet and sends the generated reply packet to the network. Here, the reply packet is generated as follows, for example.
The packet transmission / reception unit 250 receives each of the plurality of probe packets transmitted from the packet transfer unit 176 in FIG. 5 and outputs the received packet to the delay difference determination unit 255.
The delay difference determination unit 255 measures the delay time T (n) for each packet by the following equation (5).
T (n) = R (n) -S (n) (5)
Here, T (n), R (n), and S (n) indicate the delay time of the nth packet, the reception time of the nth packet, and the transmission time of the nth packet, respectively. .
Further, the delay difference determination unit 255 calculates the delay difference τ (n) between the packets by the following equation (6).
τ (n) = T (n) −T (n−1) (6)
Here, τ (n) represents the delay difference of the nth packet.
Next, the delay difference determination unit 255 uses τ (n) to determine whether or not the delay difference exceeds a predetermined threshold value. If τ (n) ≧ Th3, the delay difference determination unit 255 determines that the delay difference has exceeded the threshold value in the nth packet. Here, Th3 is a predetermined threshold value. Then, the delay difference determination unit 255 sends the packet number N immediately after the delay difference exceeds the threshold value to the packet transmitting / receiving unit 250.
The packet transmission / reception unit 250 receives the packet number N from the delay difference determination unit 255, the packet number N immediately after the delay difference exceeds the threshold, the data size of the Nth packet, the (N−1) th The data size of each packet, the reception time and transmission time of each packet are stored in the payload of the reply packet, and then transmitted to the packet transfer control device 190A via the eNodeB device 194 in FIG.
Here, the threshold value Th3 may be determined in advance, or may be determined each time after looking at a series of values of τ (n).
Also, other methods can be used as the discrimination method. For example, T (n) may be compared with a threshold value, and n when the threshold value is exceeded may be set to N.
In FIG. 6, a voice codec 253 is used during a voice call. The text decoder 251 and the image codec 252 are used for decoding Web contents in which text and images are mixed. The text decoder 251 and the image codec 252 decode the text and images and output them to the screen display unit 256. The screen display unit 256 displays on the mobile terminal display. To do.
This is the end of the description of the configuration of the second exemplary embodiment of the present invention, but various modifications are possible.
For example, another algorithm can be used as the band measurement algorithm in the band measurement unit 205 of FIG. In the above embodiment, the bandwidth measuring unit 205 calculates the bandwidth based on the response signal from the mobile terminal, but the bandwidth measuring unit 205 measures the amount of delay with the mobile terminal and based on this, It can also be calculated.
The bandwidth measuring unit 205 does not measure the bandwidth by sending a probe packet for bandwidth measurement from the packet transfer unit, but uses a response signal from the mobile terminal without using the probe packet. It can also be used. In this case, the delay difference determination unit 255 in FIG. 6 is unnecessary.
In the second embodiment, the bandwidth measurement unit 205, the congestion detection unit 210, and the rate control unit 230 are built in the packet transfer control device 190A, but at least one of them is an external device. You can also.
The packet transfer control device 190A can be realized by a program executed by a computer. That is, the packet transfer control device 190A may be composed of a packet transfer control processor (not shown) and a storage device (not shown). The storage device stores a packet transfer control program. In this case, the packet transfer control processor performs the above-described packet transfer control operation according to the packet transfer control program stored in the storage device.
Next, effects of the second exemplary embodiment of the present invention will be described.
According to the second embodiment of the present invention, when the bandwidth of the LTE / EPC network changes in time depending on the change in the amount of traffic over time, and when an unexpected event or popular content When the traffic changes significantly compared to the statistical value due to the input or the start of new use by the heavy user, it becomes possible to avoid a congestion state that is difficult to avoid with the conventional control method. As a result, there is an effect that it is possible to avoid QoE (Quality of Experience) degradation such as sound being interrupted or screen being frozen at a terminal for a preferential user. Furthermore, even if services such as high sound quality VoIP and high resolution TV phone are started in the future using the packet communication path of the LTE / EPC system, it is possible to avoid deterioration of QoE on the terminal side. is there.
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(Appendix 1)
A packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal,
A congestion detection unit for detecting congestion of the network;
When the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and QoS information, a notification requesting an appropriate rate of content is sent in the upstream direction, and the QoS information is included in the QoS information. A transfer control unit for controlling the transfer of the packet based on;
A packet transfer control device comprising:
(Appendix 2)
The packet transfer control device according to appendix 1, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from an upstream packet and detects congestion of the network.
(Appendix 3)
Based on a reply response signal from the terminal to the packet sent from the packet transfer control device, further comprising a bandwidth measuring unit that calculates the bandwidth of the network as a calculated value,
The packet transfer control device according to appendix 1, wherein the congestion detection unit detects congestion of the network based on the calculated value.
(Appendix 4)
The packet transfer control device according to any one of appendices 1 to 3, wherein the media data includes at least one of audio data, video data, text data, and content data.
(Appendix 5)
A communication system comprising: the packet transfer control device according to any one of appendices 1 to 4; and the terminal connected to the packet transfer control device via the network.
(Appendix 6)
A PCRF device for generating a QoS parameter for QoS control based on at least one of the user profile information and the QoS information;
When the congestion detection unit detects congestion in the network, the transfer control unit sends a notification requesting the content with the appropriate rate based on the QoS parameter in the upstream direction, and sets the QoS parameter to 6. The communication system according to appendix 5, which controls transfer of the packet based on the above.
(Appendix 7)
The communication system according to appendix 6, wherein the QoS parameter is at least one of QCI, ARP, MBR, and GBR.
(Appendix 8)
A packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal,
A congestion detection unit for detecting congestion of the network;
When the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and the QoS information, a notification requesting content having an appropriate file size is sent in the upstream direction, and the QoS information A transfer control unit for controlling the transfer of the packet based on:
A packet transfer control device comprising:
(Appendix 9)
9. The packet transfer control device according to appendix 8, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from an upstream packet and detects congestion of the network.
(Appendix 10)
Based on a reply response signal from the terminal to the packet sent from the packet transfer control device, further comprising a bandwidth measuring unit that calculates the bandwidth of the network as a calculated value,
9. The packet transfer control device according to appendix 8, wherein the congestion detection unit detects congestion of the network based on the calculated value.
(Appendix 11)
The packet transfer control device according to any one of appendices 8 to 10, wherein the media data includes at least one of audio data, video data, text data, and content data.
(Appendix 12)
A communication system including the packet transfer control device according to any one of appendices 8 to 11 and the terminal connected to the packet transfer control device via the network.
(Appendix 13)
A PCRF device for generating a QoS parameter for QoS control based on at least one of the user profile information and the QoS information;
When the congestion detection unit detects congestion of the network, the transfer control unit sends a notification requesting the content of the appropriate file size based on the QoS parameter in the upstream direction, and the QoS parameter 13. The communication system according to appendix 12, which controls transfer of the packet based on
(Appendix 14)
The communication system according to attachment 13, wherein the QoS parameter is at least one of QCI, ARP, MBR, and GBR.
(Appendix 15)
A packet transfer control method in a packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal,
A congestion detection step of detecting congestion of the network;
When congestion of the network is detected, a notification requesting an appropriate content rate is sent based on at least one of the user profile information and QoS information, and the packet information is sent based on the QoS information. A transfer control step for controlling the transfer;
A packet transfer control method including:
(Appendix 16)
16. The packet transfer control method according to supplementary note 15, wherein the congestion detection step extracts congestion information from an upstream packet and detects congestion of the network.
(Appendix 17)
Based on a reply response signal from the terminal to the packet transmitted by the packet transfer control device, further comprising a bandwidth measuring step for calculating the bandwidth of the network as a calculated value,
The packet transfer control method according to appendix 15, wherein the congestion detection step detects congestion of the network based on the calculated value.
(Appendix 18)
18. The packet transfer control method according to any one of appendices 15 to 17, wherein the media data includes at least one of audio data, video data, text data, and content data.
(Appendix 19)
A packet transfer control method in a packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal,
A congestion detection step of detecting congestion of the network;
When the congestion of the network is detected, a notification requesting content of an appropriate file size is sent in the upstream direction based on at least one of the user profile information and the QoS information, and the packet based on the QoS information is sent A transfer control step for controlling the transfer of
A packet transfer control method including:
(Appendix 20)
20. The packet transfer control method according to appendix 19, wherein the congestion detection step detects congestion of the network by extracting congestion information from an upstream packet.
(Appendix 21)
Based on a reply response signal from the terminal to the packet transmitted from the packet transfer control device, further comprising a bandwidth measurement step of calculating the bandwidth of the network as a calculated value,
The packet transfer control method according to appendix 19, wherein the congestion detection step detects congestion of the network based on the calculated value.
(Appendix 22)
The packet transfer control method according to any one of appendices 19 to 21, wherein the media data includes at least one of audio data, video data, text data, and content data.
(Appendix 23)
A computer-readable recording medium recorded with a packet transfer control program for transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal to a computer connected to the terminal via a network, the packet transfer control program comprising: To the computer,
A congestion detection procedure for detecting congestion of the network;
When congestion of the network is detected, a notification requesting an appropriate content rate is sent based on at least one of the user profile information and QoS information, and the packet information is sent based on the QoS information. A transfer control procedure for controlling the transfer;
A computer-readable recording medium for executing
(Appendix 24)
A computer-readable recording medium recording a packet transfer control program for transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal to a computer connected to the terminal via a network, wherein the packet transfer control program is To the computer,
A congestion detection procedure for detecting congestion of the network;
When the congestion of the network is detected, a notification requesting content of an appropriate file size is sent in the upstream direction based on at least one of the user profile information and the QoS information, and the packet based on the QoS information is sent A transfer control procedure that controls the transfer of
A computer-readable recording medium for executing
 110 SIPサーバ
 130 IMS網
 140 インターネット網
 145 Webサーバ
 150 モバイルネットワーク
 170_1、170_2 携帯端末
 176 パケット転送部
 188 転送制御部
 190、190A パケット転送制御装置
 191 PCRF装置
 194 eNodeB装置
 205 帯域計測部
 200、210 輻輳検出部
 211 制御部
 230 レート制御部
 250 パケット送受信部
 251 テキストデコーダ
 252 画像コーデック
 253 音声コーデック
 255 遅延差分判別部
 256 画面表示部
 この出願は、2012年11月29日に出願された、日本特許出願第2012−260635号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
110 SIP server 130 IMS network 140 Internet network 145 Web server 150 Mobile network 170_1, 170_2 Portable terminal 176 Packet transfer unit 188 Transfer control unit 190, 190A Packet transfer control device 191 PCRF device 194 eNodeB device 205 Bandwidth measurement unit 200, 210 Congestion detection Unit 211 control unit 230 rate control unit 250 packet transmission / reception unit 251 text decoder 252 image codec 253 audio codec 255 delay difference determination unit 256 screen display unit This application is filed on November 29, 2012, Japanese Patent Application No. 2012 Claims priority based on -260635, the entire disclosure of which is incorporated herein.

Claims (10)

  1.  ネットワークを介して端末を接続し、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送するパケット転送制御装置であって、
     前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、
     前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なレートのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいて前記パケットの転送を制御する転送制御部と、
    を備えることを特徴とするパケット転送制御装置。
    A packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal,
    A congestion detection unit for detecting congestion of the network;
    When the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and QoS information, a notification requesting an appropriate rate of content is sent in the upstream direction, and the QoS information is included in the QoS information. A transfer control unit for controlling the transfer of the packet based on;
    A packet transfer control device comprising:
  2.  前記輻輳検出部は、上り方向のパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする請求項1に記載のパケット転送制御装置。 2. The packet transfer control device according to claim 1, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from an upstream packet and detects congestion of the network.
  3.  前記パケット転送制御装置から送出したパケットに対する前記端末からの返信応答信号に基づいて、前記ネットワークの帯域を算出値として算出する帯域計測部を更に備え、
     前記輻輳検出部は、前記算出値に基づいて前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする請求項1に記載のパケット転送制御装置。
    Based on a reply response signal from the terminal to the packet sent from the packet transfer control device, further comprising a bandwidth measuring unit that calculates the bandwidth of the network as a calculated value,
    The packet transfer control device according to claim 1, wherein the congestion detection unit detects congestion of the network based on the calculated value.
  4.  前記メディアデータが、音声データ、映像データ、テキストデータ及びコンテンツデータの少なくとも一つからなる、請求項1乃至3のいずれか1つに記載のパケット転送制御装置。 The packet transfer control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the media data includes at least one of audio data, video data, text data, and content data.
  5.  請求項1乃至4のいずれか1つに記載のパケット転送制御装置と、前記ネットワークを介して前記パケット転送制御装置に接続された前記端末と、を含む通信システム。 A communication system including the packet transfer control device according to any one of claims 1 to 4 and the terminal connected to the packet transfer control device via the network.
  6.  ネットワークを介して端末を接続し、前記端末からの要求によりメディアデータを格納したパケットを転送するパケット転送制御装置であって、
     前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、
     前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、ユーザプロファイル情報ならびにQoS情報の少なくとも一つに基づいて、適切なファイルサイズのコンテンツを要求する通知を上り方向に送出するとともに、前記QoS情報に基づいて前記パケットの転送を制御する転送制御部と、
    を備えることを特徴とするパケット転送制御装置。
    A packet transfer control device for connecting a terminal via a network and transferring a packet storing media data in response to a request from the terminal,
    A congestion detection unit for detecting congestion of the network;
    When the congestion detection unit detects congestion of the network, based on at least one of the user profile information and the QoS information, a notification requesting content having an appropriate file size is sent in the upstream direction, and the QoS information A transfer control unit for controlling the transfer of the packet based on:
    A packet transfer control device comprising:
  7.  前記輻輳検出部は、上り方向のパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする請求項6に記載のパケット転送制御装置。 The packet transfer control device according to claim 6, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from an uplink packet and detects congestion of the network.
  8.  前記パケット転送制御装置から送出したパケットに対する前記端末からの返信応答信号に基づいて、前記ネットワークの帯域を算出値として算出する帯域計測部を更に備え、
     前記輻輳検出部は、前記算出値に基づいて前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする請求項6に記載のパケット転送制御装置。
    Based on a reply response signal from the terminal to the packet sent from the packet transfer control device, further comprising a bandwidth measuring unit that calculates the bandwidth of the network as a calculated value,
    The packet transfer control device according to claim 6, wherein the congestion detection unit detects congestion of the network based on the calculated value.
  9.  前記メディアデータが、音声データ、映像データ、テキストデータ及びコンテンツデータの少なくとも一つからなる、請求項6乃至8のいずれか1つに記載のパケット転送制御装置。 The packet transfer control device according to any one of claims 6 to 8, wherein the media data includes at least one of audio data, video data, text data, and content data.
  10.  請求項6乃至8のいずれか1つに記載のパケット転送制御装置と、前記ネットワークを介して前記パケット転送制御装置に接続された前記端末と、を含む通信システム。 A communication system including the packet transfer control device according to any one of claims 6 to 8 and the terminal connected to the packet transfer control device via the network.
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