JP2007221568A - Transfer delay control method and radio terminal - Google Patents

Transfer delay control method and radio terminal Download PDF

Info

Publication number
JP2007221568A
JP2007221568A JP2006041061A JP2006041061A JP2007221568A JP 2007221568 A JP2007221568 A JP 2007221568A JP 2006041061 A JP2006041061 A JP 2006041061A JP 2006041061 A JP2006041061 A JP 2006041061A JP 2007221568 A JP2007221568 A JP 2007221568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
transfer delay
route
transmission
transmitted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006041061A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Kayama
英俊 加山
Seishi Umeda
成視 梅田
Yuan-An Liu
ユアンアン リュウ
Chun-Jiang Wang
チュンチィアン ワン
Wenbo Wang
ウエンボ ワン
Hai Liu
ハイ リュウ
Ju Gu
ジュ グ
Uei Shuan
ウエイ シュアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Docomo Inc
Original Assignee
NTT Docomo Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTT Docomo Inc filed Critical NTT Docomo Inc
Priority to JP2006041061A priority Critical patent/JP2007221568A/en
Publication of JP2007221568A publication Critical patent/JP2007221568A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To guarantee a delay of end-to-end data transfer in a network for performing a communication mutually after a plurality of radio terminals are performed self-organization. <P>SOLUTION: A plurality of routs are to be searched between a transmission source terminal and a designated terminal relating to data to be transmitted, then one of a plurality of the searched routes is to be transmitted after being selected. Transmission priority is to be raised relating to the data when transfer delay cannot satisfy a request while transfer route is to be switched when the request does not be further satisfied, and route search is to be retried when the request does not be still further satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は無線ネットワーク内でのエンド・エンド間のデータ転送に関する。特に、実時間トラヒックのデータ伝送における遅延を保障する技術に関する。   The present invention relates to end-to-end data transfer within a wireless network. In particular, the present invention relates to a technique for guaranteeing a delay in data transmission of real-time traffic.

本発明は特に、アドホック・ネットワークでの利用に適する。「アドホック・ネットワーク」とは、パーソナル・コンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末(PDA)などの無線端末が自己組織化された自立分散型の無線ネットワークという。類似する用語として「マルチホップ無線ネットワーク」もあるが、こちらは基地局などの固定施設が介在する場合を含む。本発明において「アドホック・ネットワーク」とは、いかなる固定施設も介在せずに端末同士が通信を行う純粋な分散ネットワークに限定される。   The present invention is particularly suitable for use in ad hoc networks. An “ad hoc network” is a self-distributed wireless network in which wireless terminals such as personal computers, mobile phones, and personal digital assistants (PDAs) are self-organized. There is a similar term “multi-hop wireless network”, but this includes a case where a fixed facility such as a base station is interposed. In the present invention, an “ad hoc network” is limited to a pure distributed network in which terminals communicate with each other without any fixed facilities.

アドホック・ネットワークを構築するための技術として、多重アクセスを可能にするためのCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)プロトコル、マルチホップ通信のためのDSR(Dynamic Source Routing)アルゴリズム(非特許文献1参照)やAODV(Adhoc On-Demand Distance Vector)ルーティング・アルゴリズム(非特許文献2参照)など、多数の無線技術、プロトコルおよびアルゴリズムが研究されてきた。   As technologies for constructing an ad hoc network, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) protocol for enabling multiple access and DSR (Dynamic Source Routing) algorithm for multi-hop communication (non-patent literature) 1) and AODV (Adhoc On-Demand Distance Vector) routing algorithm (see Non-Patent Document 2), many wireless technologies, protocols and algorithms have been studied.

しかし、アドホック・ネットワーク内でのエンド・エンド間のサービスの質(QoS:Quality of Service)を確保するための技術については、これまで、ほとんど研究されていない。実際、エンド・エンド間QoSを確保することは、アドホック・ネットワーク本来の動的トポロジおよび機動性と相容れない部分があり、有線ネットワークやセルラネットワークで用いられている従来の方法、例えばネットワーク上で送信先までの帯域を予約して通信品質を確保するリソースリザベーションは、そのままアドホック・ネットワークで採用することはできない。
Internet Draft, “The dynamic source routing protocol for mobile ad hoc networks (DSR).”, http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-manet-dsr-10.txt RFC3561, “Ad hoc on demand distance vector (AODV) routing.”, http://www.ietf.org/rfc/rfc3561.txt IEEE802.11e “Part 11: Wireless Medium Access Control (MAC) 6 and Physical Layer (PHY) specifications: Medium Access Control (MAC) Enhancements for Quality of Service (QoS)”
However, until now, little research has been conducted on techniques for ensuring quality of service (QoS) between end-to-end within an ad hoc network. In fact, securing end-to-end QoS is incompatible with the dynamic topology and mobility inherent in ad hoc networks, and is a conventional method used in wired networks and cellular networks, such as destinations on the network. Resource reservation that reserves the bandwidth up to this point and secures communication quality cannot be used in an ad hoc network as it is.
Internet Draft, “The dynamic source routing protocol for mobile ad hoc networks (DSR).”, Http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-manet-dsr-10.txt RFC3561, “Ad hoc on demand distance vector (AODV) routing.”, Http://www.ietf.org/rfc/rfc3561.txt IEEE802.11e “Part 11: Wireless Medium Access Control (MAC) 6 and Physical Layer (PHY) specifications: Medium Access Control (MAC) Enhancements for Quality of Service (QoS)”

アドホック・ネットワークでエンド・エンド間QoSを確保するためには、ある特定の性能メトリックがあらかじめ決められたしきい値以下または以上に維持されるように、資源を動的に修正することが基本となる。   In order to ensure end-to-end QoS in ad hoc networks, it is essential to dynamically modify resources so that a particular performance metric is maintained below or above a predetermined threshold. Become.

資源を動的に修正する方法として、伝送速度、伝送範囲、伝送確率などの種々の無線資源のマッピングを無線環境に適合するように修正することが考えられる。しかし、それらのパラメータはそれぞれが特定のアクセス技術や物理的技術に関連しており、それを修正できるのは特定の利用形態に限られる。例えば伝送範囲の修正は、端末がその送信パワーを種々の送信範囲で変更することができるネットワークには適するが、IEEE 802.11シリーズで標準化されているアドホック・ネットワークのような固定送信パワーのネットワーク、すなわち送信範囲および送信パワーがすべての端末および送信で固定されている固定送信パワーのネットワークでは、採用することができない。強固なプロトコルを設計するためには、無線環境を適応的に修正するための共通のパラメータを開発する必要がある。   As a method for dynamically correcting resources, it is conceivable to modify mapping of various radio resources such as transmission speed, transmission range, transmission probability, and the like so as to suit the radio environment. However, each of these parameters is related to a specific access technology or physical technology, and it can be modified only in a specific usage pattern. For example, the modification of the transmission range is suitable for a network in which a terminal can change its transmission power in various transmission ranges, but a network with a fixed transmission power such as an ad hoc network standardized in the IEEE 802.11 series. That is, it cannot be adopted in a network having a fixed transmission power in which the transmission range and transmission power are fixed in all terminals and transmissions. In order to design a robust protocol, it is necessary to develop common parameters for adaptively modifying the wireless environment.

また、アドホック・ネットワークにおいては、リンクあるいはポイント・ポイント間でQoSを確保しても、エンド・エンド間でのQoSを確保できるとは限らない。例えば、IEEE802.11e(非特許文献3参照)で規定されたEDCFのようなQoS MAC(Media Access Control)プロトコルは、リンクの質を保障することができる。しかし、リンクを組み合わせて構成されるエンド・エンド間のパスの質については、個々の端末のQoS MACプロトコルによって保障されるものではない。QoS MACプロトコルでエンド・エンドQoSを確保するには、パス内のすべての端末が互いに協力する必要がある。しかも、動的ネットワーク内ですべてのエンド・エンド間QoSの要求を満たすために、リンクの個々のQoSパラメータをどのように割り当てるかが非常に重要である。QoS MACプロトコルは、アプリオリに定義された遅延または速度などのQoSパラメータを必要とする。例えば、エンド・エンド遅延をどのようにリンクの遅延要求に分割するかである。一方、遅延の最適分割は無線環境により種々に変化するため、分割を動的に修正する必要があり、非常に困難である。   In an ad hoc network, even if QoS is secured between links or points, it is not always possible to secure QoS between end and end. For example, a QoS (Media Access Control) protocol such as EDCF defined in IEEE802.11e (see Non-Patent Document 3) can guarantee link quality. However, the end-to-end path quality configured by combining links is not guaranteed by the QoS MAC protocol of each terminal. To ensure end-to-end QoS with the QoS MAC protocol, all terminals in the path need to cooperate with each other. Moreover, it is very important how to allocate the individual QoS parameters of the link in order to satisfy all end-to-end QoS requirements within the dynamic network. The QoS MAC protocol requires QoS parameters such as a priori defined delay or speed. For example, how to divide end-to-end delays into link delay requirements. On the other hand, since the optimum division of delay varies depending on the radio environment, it is necessary to dynamically modify the division, which is very difficult.

エンド・エンド間のQoSの要求を満足するルートまたはパスを見つけるためのルーティング・アルゴリズムも開発されているが、これらのアルゴリズムは一般に、複雑なルート維持アルゴリズムおよびネットワーク資源管理プロトコルに依存している。このため、適応修正がどれだけ可能かは、これらのアルゴリズムに制限される。   Routing algorithms have also been developed to find routes or paths that satisfy end-to-end QoS requirements, but these algorithms generally rely on complex route maintenance algorithms and network resource management protocols. For this reason, how much adaptive correction is possible is limited to these algorithms.

本発明は、このような課題を解決し、各種アルゴリズムあるいはプロトコルに依存せずにエンド・エンド間のデータ転送の遅延を保障することのできる転送遅延制御方法およびそのための無線端末を提供することを目的とする。   The present invention solves such problems and provides a transfer delay control method capable of guaranteeing a delay in data transfer between end and end without depending on various algorithms or protocols, and a wireless terminal therefor. Objective.

本発明の転送遅延制御方法は、複数の無線端末が自己組織化されて互いに通信を行うネットワーク上でエンド・エンド間の転送遅延を保障する方法において、送信すべきデータに対して送信元端末と宛先端末との間で複数のルートを検索する第一のステップと、検索された複数のルートのひとつを選択して前記送信すべきデータを前記送信元端末から前記宛先端末へ送信する第二のステップと、前記送信すべきデータに対して前記送信元端末から前記宛先端末への転送遅延が要求を満足できなかったときにはそのデータに対する送信優先度を上げる第三のステップと、送信優先度を上げても前記要求が満足されないときには前記送信元端末から前記宛先端末への転送ルートを前記第一のステップで検索された複数のルートのうちの別のルートに切り替える第四のステップとを含み、前記第四のステップにより転送ルートを切り替えても前記要求が満足されないときには前記第一のステップからやり直すことを特徴とする。   The transfer delay control method of the present invention is a method for guaranteeing transfer delay between end-to-end on a network in which a plurality of wireless terminals are self-organized and communicate with each other. A first step of searching for a plurality of routes with a destination terminal; a second step of selecting one of the searched plurality of routes and transmitting the data to be transmitted from the source terminal to the destination terminal; And a third step of increasing the transmission priority for the data to be transmitted when the transfer delay from the transmission source terminal to the destination terminal does not satisfy the request, and increasing the transmission priority. However, when the request is not satisfied, another route out of the plurality of routes searched in the first step for a transfer route from the transmission source terminal to the destination terminal Switching first includes fourth and steps, when the even switching the transfer route by the fourth step the request is not satisfied, characterized in that to start from the first step.

前記第三のステップにおいて、前記送信すべきデータに対して転送遅延が必要以上に小さいときには、そのデータに対する送信優先度を下げることが望ましい。   In the third step, when the transfer delay for the data to be transmitted is smaller than necessary, it is desirable to lower the transmission priority for the data.

具体的には、前記ネットワーク上で転送されるデータにそれぞれそのデータに要求される実時間性に応じてトラヒック・レベルを設定し、前記第三のステップでは、前記送信すべきデータのトラヒック・レベルに対して転送遅延が満足されているか否かを判断する。それぞれのトラヒック・レベルには、そのレベルのデータが許容できる最大の遅延量と、それより小さい遅延までは必要としない最小の遅延量とを割り当てる。それぞれのトラヒック・レベルに対して、個々に1または複数の送信優先度を割り当てる。   Specifically, a traffic level is set for each data transferred on the network according to the real-time property required for the data, and in the third step, the traffic level of the data to be transmitted is set. It is determined whether or not the transfer delay is satisfied. Each traffic level is assigned a maximum amount of delay that the level of data can tolerate and a minimum amount of delay that is not required until a smaller delay. One or more transmission priorities are individually assigned to each traffic level.

前記第二のステップで前記送信すべきデータを送信する前に、選択したルートが実際に転送遅延要求を満足できるかどうか確認するための擬似データを送信することが望ましい。   Before transmitting the data to be transmitted in the second step, it is desirable to transmit pseudo data for confirming whether the selected route can actually satisfy the transfer delay request.

本発明によるとさらに、上記のネットワークで用いられる無線端末が提供される。すなわち、この無線端末は、ネットワーク上の宛先端末との間でルートを検索する手段と、検索されたルートにデータを送信する手段とを備えた無線端末において、前記検索する手段は複数のルートを検索してルート・テーブルに蓄える手段を含み、前記送信する手段は、送信したデータに対する転送遅延要求が満足されなかったことを宛先端末から通知されたときには、そのデータに対する送信優先度を上げるか、あるいは、それ以上に上げることができない場合には前記ルート・テーブルに蓄えられた別のルートに転送ルートを切り替える手段を含むことを特徴とする。   According to the present invention, there is further provided a wireless terminal used in the above network. That is, the wireless terminal includes a means for searching for a route with a destination terminal on the network and a means for transmitting data to the searched route. The means for searching includes a plurality of routes. Means for searching and storing in a route table, wherein the means for transmitting increases the transmission priority for the data when notified from the destination terminal that the transfer delay request for the transmitted data is not satisfied, Alternatively, it is characterized by including means for switching the transfer route to another route stored in the route table when it cannot be raised further.

前記送信する手段は、送信したデータの転送遅延が必要以上に小さいことを宛先端末から通知されたときには、そのデータに対する送信優先度を下げる手段を含むことが望ましい。   The means for transmitting preferably includes means for lowering the transmission priority for the data when notified from the destination terminal that the transfer delay of the transmitted data is less than necessary.

送信元端末からのデータを受信してその転送遅延を測定する手段と、測定された転送遅延がそのデータに要求される範囲を満たしていない場合にはそれを前記送信元端末に通知する手段とをさらに備えることが望ましい。   Means for receiving data from the source terminal and measuring the transfer delay; and means for notifying the source terminal of the measured transfer delay if it does not satisfy the range required for the data; It is desirable to provide further.

本発明では、送信すべきデータに送信優先度を与え、要求される転送遅延を満足できなくなったときにはその送信優先度を上げる。それでも満足できない場合には、ルートを切り替える。送信優先度は特別のQoSスキームではなく、種々のプロトコルやアルゴリズムに適合させて、MACまたは物理層内のトラヒックの優先度を設定することができる。これにより、不必要なルート検索を行う必要なく、システム容量の範囲内でエンド・エンド間の所要転送遅延を満足することが可能となる。   In the present invention, transmission priority is given to data to be transmitted, and when the required transfer delay cannot be satisfied, the transmission priority is increased. If you are still not satisfied, switch the route. The transmission priority is not a special QoS scheme, but can be adapted to various protocols and algorithms to set the priority of traffic in the MAC or physical layer. As a result, it is possible to satisfy the required transfer delay between end and end within the range of the system capacity without needing to perform unnecessary route search.

ここで注意すべきことは、本発明における「送信優先度」は、送信すべきデータに要求される転送遅延と直接関係するパラメータではなく、転送遅延が満たされないときに修正すべきパラメータであることである。したがって、転送遅延が満たされる限りデータを低優先度で転送し、その分だけ資源を他のデータ転送に利用して、ユーザ間で資源を効率的に共有することができる。   It should be noted that “transmission priority” in the present invention is not a parameter directly related to the transfer delay required for data to be transmitted, but a parameter to be corrected when the transfer delay is not satisfied. It is. Therefore, as long as the transfer delay is satisfied, data can be transferred with a low priority, and resources can be efficiently shared among users by using the resources for other data transfers.

一方、送信すべきデータに要求される転送遅延と直接関係するパラメータとして、各データにトラヒック・レベルが設定される。各トラヒック・レベルには、1または複数の送信優先度が割り当てられる。このとき、各トラヒック・レベルには、そのトラヒック・レベルに要求される転送遅延にしたがって、他のトラヒック・レベルとは異なる最大送信優先度が割り当てられる。実時間性が要求される音声や映像などのデータには高いトラヒック・レベルを割り当てておくことで、輻輳時にも他のデータより高い送信優先度を得ることができ、転送遅延をできるだけ保障することができる。   On the other hand, a traffic level is set for each data as a parameter directly related to the transfer delay required for the data to be transmitted. Each traffic level is assigned one or more transmission priorities. At this time, a maximum transmission priority different from other traffic levels is assigned to each traffic level according to a transfer delay required for the traffic level. By assigning a high traffic level to data such as voice and video that require real-time performance, it is possible to obtain a higher transmission priority than other data even during congestion, and to guarantee transfer delay as much as possible. Can do.

また、転送遅延が必要以上に小さいときにそのデータに対する送信優先度を下げることで、ユーザ間で資源を効率的に共有することができ、ネットワーク全体のパフォーマンスを向上させることができる。   Further, when the transfer delay is unnecessarily small, the transmission priority for the data is lowered, so that resources can be efficiently shared between users, and the performance of the entire network can be improved.

図1は本発明を実施する無線ネットワークの構成例を示す図であり、図2は本発明による転送遅延制御方法の手順を簡単に示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless network implementing the present invention, and FIG. 2 is a diagram simply showing a procedure of a transfer delay control method according to the present invention.

この無線ネットワークはアドホック・ネットワークを形成し、パーソナル・コンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末などの無線端末11〜16が、自己組織化されて互いに通信を行う。図1では、無線端末11から無線端末15へのデータが無線端末13を経由して転送される例を示す。   This wireless network forms an ad hoc network, and wireless terminals 11 to 16 such as personal computers, mobile phones, and portable information terminals are self-organized and communicate with each other. FIG. 1 shows an example in which data from the wireless terminal 11 to the wireless terminal 15 is transferred via the wireless terminal 13.

ここで、エンド・エンド間の転送遅延を保障する方法について、図2を参照し、無線端末21から無線端末26にデータを転送する場合を例に説明する。送信すべきデータに対して送信元の無線端末21と宛先の無線端末26との間で複数のルートを検索する。ここでは、無線端末23、24を経由するルートと、無線端末25を経由するルートとが見つかったものとする。送信元の無線端末21は、検索されたルートのひとつ、この場合は無線端末23、24を経由するルートを選択して、データを無線端末26に向けてパケットにより送信する。無線端末26は受信データの平均遅延を求め、その値が要求を満足していない場合には、それを無線端末21に通知する。無線端末21は、無線端末26からの通知を受取ると、そのデータに対する送信優先度を上げる。送信優先度を上げても要求が満足されないときには、無線端末21から無線端末26への転送ルートを別のルート、この例では無線端末25を経由するルートに切り替える。それでも遅延要求が満足されないときには、ルートを再探索する。   Here, a method for guaranteeing an end-to-end transfer delay will be described with reference to FIG. 2 as an example in which data is transferred from the wireless terminal 21 to the wireless terminal 26. A plurality of routes are searched for between data to be transmitted between the source wireless terminal 21 and the destination wireless terminal 26. Here, it is assumed that a route passing through the wireless terminals 23 and 24 and a route passing through the wireless terminal 25 are found. The transmission source wireless terminal 21 selects one of the searched routes, in this case, the route passing through the wireless terminals 23 and 24, and transmits the data to the wireless terminal 26 in a packet. The wireless terminal 26 obtains the average delay of the received data, and if the value does not satisfy the request, notifies the wireless terminal 21 of it. When receiving the notification from the wireless terminal 26, the wireless terminal 21 increases the transmission priority for the data. If the request is not satisfied even if the transmission priority is raised, the transfer route from the wireless terminal 21 to the wireless terminal 26 is switched to another route, in this example, the route via the wireless terminal 25. If the delay request is still not satisfied, the route is searched again.

詳しい実施例について以下に説明する。   Detailed examples will be described below.

図3は本発明による優先度モデルを用いてエンド・エンド遅延を保障する方法のフローチャートである。ここではルーティング・アルゴリズムとして単純なものを例示するが、本発明はルーティング・アルゴリズムに限定されるものではなく、他の複雑な、または効率のよいルーティング・アルゴリズムを利用してもよい。   FIG. 3 is a flowchart of a method for ensuring end-to-end delay using a priority model according to the present invention. Although a simple routing algorithm is illustrated here, the present invention is not limited to the routing algorithm, and other complicated or efficient routing algorithms may be used.

送信元端末がデータを送信したい時には、最初に、ルートを問い合わせるための要求メッセージPREQを送信する(S11)。このPREQには宛先アドレスおよび送信時刻が付されており、可能なあらゆるルートで転送される。宛先端末がPREQを受信すると直ちに、確認メッセージRREPを返信し(S21)、PREQと逆ルートで転送される。その一方で、RREPは、ルート遅延を推定するため、受信PREQに付された時間情報を使用する。送信元がRREPを受信すると、RREPに付されたルート情報を得、そのルートを送信元のルート・テーブルに保存する(S12)。ただし、送信元がこのルートを直ぐに使用してデータを送信するのではなく、予備ルートのための別のルート情報が付されたRREQを受信するまで、ある時間待機する。同時に、送信元はRREPに付された時刻情報をRREPの受信時刻と比較して、ルートの遅延を計算する。待機時間が過ぎ、ルート・テーブルが少なくともひとつのルートを含むとき、送信元は、遅延の制約を考慮して、適切なルートを用いてデータを送信する。   When the transmission source terminal wants to transmit data, it first transmits a request message PREQ for inquiring about the route (S11). This PREQ has a destination address and a transmission time, and is transferred by every possible route. As soon as the destination terminal receives the PREQ, it sends back a confirmation message RREP (S21), and is transferred by the reverse route to the PREQ. On the other hand, RREP uses the time information attached to the received PREQ in order to estimate the route delay. When the transmission source receives the RREP, the route information attached to the RREP is obtained and the route is stored in the transmission source route table (S12). However, the transmission source does not immediately use this route to transmit data, but waits for a certain period of time until it receives an RREQ with other route information for the backup route. At the same time, the transmission source compares the time information attached to the RREP with the reception time of the RREP, and calculates the delay of the route. When the waiting time has passed and the route table includes at least one route, the source transmits data using an appropriate route in consideration of delay constraints.

本発明者らの解析およびシミュレーションによると、RREQ/RREPパケットは、種々のネットワークやアクセス・プロトコル内で、データ・パケットとは異なる遅延を受けることが観測された。詳細な差異については、現在のところわかっていない。そこで送信元端末は、データ・パケットの遅延を調べるため、そのデータに許容される最大の優先度で擬似データを送信する(S13)。最大の優先度を用いる理由は、そのルートで遅延要求を満足できるかどうかを確認することが目的だからである。擬似データを受信した宛先端末は、確認メッーセージACKを返送する(S22)。返送されたACKにより擬似データの受信を確認すると、送信元端末は、ルートの遅延がそのデータにとって満足できるものであるかどうかを計算する(S14)。そして、データの遅延要求を満足するルートのうち最も適切なルートを選択し(S15)、最も低い優先度でデータを送信する(S16)。要求を満たすルートが存在しない場合には、新たなルートを見つける処理から繰り返す。   According to our analysis and simulation, it has been observed that RREQ / RREP packets are subject to different delays than data packets in various networks and access protocols. Detailed differences are currently unknown. Therefore, the source terminal transmits pseudo data with the maximum priority allowed for the data in order to check the delay of the data packet (S13). The reason for using the maximum priority is to confirm whether or not the delay request can be satisfied by the route. The destination terminal that has received the pseudo data returns a confirmation message ACK (S22). When the reception of the pseudo data is confirmed by the returned ACK, the transmission source terminal calculates whether the delay of the route is satisfactory for the data (S14). Then, the most appropriate route is selected from the routes satisfying the data delay request (S15), and the data is transmitted with the lowest priority (S16). If there is no route that satisfies the request, the process is repeated from finding a new route.

ネットワーク状態は動的に変化し、トラヒックはそれ自身をネットワーク環境に適合させる必要がある。このため、宛先端末においてトラヒックの遅延を記録し続け、トラヒックの平均遅延を計算する(S23)。平均遅延が遅延要求より大きいか、あるいは最小しきい値より小さい場合(S24)、宛先端末は送信元端末にMark ACKを送信する(S25)。Mark ACKを受信した後、送信元端末はデータの送信優先度を修正する(S17)。優先度の修正がQoS要求を満足できない場合には、送信元端末はルート・テーブルから他のルートを選択し(S19、S110)、データを送信する(S16)。優先度の修正の詳細については後述する。   Network conditions change dynamically and traffic needs to adapt itself to the network environment. Therefore, the destination terminal continues to record the traffic delay and calculates the average traffic delay (S23). When the average delay is larger than the delay request or smaller than the minimum threshold (S24), the destination terminal transmits a Mark ACK to the transmission source terminal (S25). After receiving the Mark ACK, the source terminal modifies the data transmission priority (S17). If the priority correction cannot satisfy the QoS request, the source terminal selects another route from the route table (S19, S110), and transmits data (S16). Details of the priority correction will be described later.

図4はトラヒック・レベルと送信優先度との関係を示す。本発明では、ネットワーク上で転送されるデータにそれぞれ、そのデータに要求される実時間性に応じてトラヒック・レベルが設定される。それぞれのトラヒック・レベルには、個々に、1または複数の送信優先度が割り当てられる。トラヒック・レベルがM段階、優先度のレベルがN段階あるとすると、従来技術ではひとつの優先度がひとつのトラヒック・レベルに対応してN=Mであるのに対し、本発明では、N>Mである。   FIG. 4 shows the relationship between traffic level and transmission priority. In the present invention, the traffic level is set for each data transferred on the network according to the real-time property required for the data. Each traffic level is individually assigned one or more transmission priorities. Assuming that there are M traffic levels and N priority levels, in the prior art, one priority corresponds to one traffic level and N = M. In the present invention, N> M.

それぞれのトラヒック・レベルには、そのレベルのデータが許容できる最大の遅延量(これを「最大遅延制約」という)と、それより小さい遅延までは必要としない最小しきい値の遅延量(これを「最小遅延制約」という)とが割り当てられる。図5に、トラヒック・レベルと遅延制約との関係を示す。これについては後で詳しく説明する。   Each traffic level has a maximum amount of delay that the data at that level can accept (this is called the “maximum delay constraint”) and a minimum threshold amount of delay that is not required until a smaller delay (this is "Minimum delay constraint"). FIG. 5 shows the relationship between the traffic level and the delay constraint. This will be described in detail later.

図4では、各トラヒック・レベルの最小の送信優先度を同じ値「1」としている。これは、各トラヒック・レベルに対して同一の最小送信優先度「1」でデータを送信することを意味する。ただし、本発明は各トラヒック・レベルの最小送信優先度が同一であることに限定されるものではなく、トラヒック・レベル毎に異なる最小送信優先度を割り当てることもできる。   In FIG. 4, the minimum transmission priority of each traffic level is the same value “1”. This means that data is transmitted with the same minimum transmission priority “1” for each traffic level. However, the present invention is not limited to the same minimum transmission priority for each traffic level, and a different minimum transmission priority may be assigned for each traffic level.

各データの送信優先度は、遅延制約を満足するかぎり、最小送信優先度と最大送信優先度との間のどの値をとることもできる。本願発明者らの解析によれば、トラヒック負荷が軽いときには送信優先度は低く維持され、トラヒック負荷が高いときには送信優先度が最大送信優先度に近くなる。したがって、すべてのトラヒック・レベルに対して最小送信優先度を同一の「1」にしておくことにより、トラヒックが軽く資源が十分なときには、低優先度のトラヒックで資源を占有することができる。   The transmission priority of each data can take any value between the minimum transmission priority and the maximum transmission priority as long as the delay constraint is satisfied. According to the analysis by the present inventors, the transmission priority is kept low when the traffic load is light, and the transmission priority is close to the maximum transmission priority when the traffic load is high. Therefore, by setting the minimum transmission priority to the same “1” for all traffic levels, when the traffic is light and the resources are sufficient, the resources can be occupied by the low priority traffic.

図5に示すように、各トラヒック・レベルには、ひとつの最大遅延制約とひとつの最小遅延制約とが設定される。最大遅延制約は、トラヒックの違いに対して従来から用いられるパラメータである。例えば音声または映像トラヒックの最大遅延制約は、それ以外のデータのトラヒックによりはるかに小さい。これに対して最小遅延制約は、トラヒックの違いに対するものではなく、資源の最適割り当てのためのものである。トラヒックの平均遅延が最小遅延制約より小さいときには、トラヒックがその要求より多くの資源を消費し、その優先度が少し高いか、または高過ぎることを意味する。そこで、そのトラヒックに対するデータの送信優先度を減少させ、同時に、許容できる遅延に維持する。間接的に解放された資源は他のトラヒックで利用でき、最適な資源の割り当てが達成される。図5では、最小遅延制約が最大遅延制約より各トラヒック・レベルで同じ値だけ小さく、しかもその差が小さいものとしている。本発明はこのような場合に限定されるものではなく、最大遅延制約と最小遅延制約との最適割り当ては適宜設定すべきである。   As shown in FIG. 5, one maximum delay constraint and one minimum delay constraint are set for each traffic level. The maximum delay constraint is a parameter conventionally used for a difference in traffic. For example, the maximum delay constraint for voice or video traffic is much smaller for other data traffic. In contrast, the minimum delay constraint is not for traffic differences but for optimal allocation of resources. When the average traffic delay is less than the minimum delay constraint, it means that the traffic is consuming more resources than the request and its priority is a little higher or too high. Therefore, the transmission priority of data for the traffic is reduced, and at the same time, an acceptable delay is maintained. Indirectly released resources can be used by other traffic to achieve optimal resource allocation. In FIG. 5, it is assumed that the minimum delay constraint is smaller than the maximum delay constraint by the same value at each traffic level, and the difference is small. The present invention is not limited to such a case, and optimal allocation of the maximum delay constraint and the minimum delay constraint should be set as appropriate.

図6は送信優先度の修正の詳細を示すフローチャートである。送信元は、Mark ACKを受信すると、そのMark ACKにより伝えられた情報にしたがって、データの送信優先度を修正する。まず、宛先端末により計算されMark ACKパケットで伝達された平均遅延が最大遅延制約より大きい場合(S31)、送信優先度がそのデータのトラヒック・レベルにおける最大優先度より小さければ(S32)、送信元端末はそのデータに対する送信優先度を高める(S33)。さもなければ、ルート・テーブルから他のルートを検索し(S37)、予備ルートが存在すればそれを選択する(S38)。平均遅延が最小遅延制約より小さい場合(S34)、そのデータの送信優先度が最小優先度より大きければ(S35)、送信元端末はそのデータの送信優先度を下げる(S36)。送信優先度を下げることで、高優先度のトラヒックによる過剰な資源の占有を解放し、トラヒック負荷を平衡させることができる。   FIG. 6 is a flowchart showing details of correction of transmission priority. When the transmission source receives the Mark ACK, the transmission source modifies the transmission priority of the data in accordance with the information conveyed by the Mark ACK. First, when the average delay calculated by the destination terminal and transmitted in the Mark ACK packet is larger than the maximum delay constraint (S31), if the transmission priority is lower than the maximum priority at the traffic level of the data (S32), the transmission source The terminal increases the transmission priority for the data (S33). Otherwise, another route is searched from the route table (S37), and if a spare route exists, it is selected (S38). When the average delay is smaller than the minimum delay constraint (S34), if the transmission priority of the data is greater than the minimum priority (S35), the transmission source terminal lowers the transmission priority of the data (S36). By lowering the transmission priority, it is possible to release the excessive resource occupancy caused by high priority traffic and balance the traffic load.

各無線端末においてデータをその送信優先度に従って送信するには、優先度毎にバッファを設けて優先度の高いバッファに蓄積されているデータから順に送信するなど、従来の技術を利用することができる。ただし、従来は各データの最大遅延制約に対応して異なる優先度のバッファを設け、データの種類とバッファとの対応を固定していたのに対し、本発明でこのような技術を利用する場合には、データの種類(トラヒック・レベル)とバッファとには直接の対応関係をもたせず、各データに対して適応的に設定される送信優先度に従って、そのデータを対応する優先度のバッファに振り分けるようにする。   In order to transmit data according to the transmission priority in each wireless terminal, it is possible to use a conventional technique such as providing a buffer for each priority and sequentially transmitting data stored in a buffer with a high priority. . However, in the past, when a buffer having a different priority was provided corresponding to the maximum delay constraint of each data and the correspondence between the type of data and the buffer was fixed, this technique is used in the present invention. Does not have a direct correspondence between the data type (traffic level) and the buffer, and the data is transferred to the corresponding priority buffer according to the transmission priority set adaptively for each data. Try to distribute.

本発明を実施する無線ネットワークの構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the wireless network which implements this invention. 本発明による転送遅延制御方法の手順を簡単に示す図。The figure which shows simply the procedure of the transfer delay control method by this invention. エンド・エンド遅延を保障する方法のフローチャート。Flowchart of a method for ensuring end-to-end delay. トラヒック・レベルと送信優先度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a traffic level and transmission priority. トラヒック・レベルと遅延制約との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a traffic level and a delay constraint. 送信優先度の修正の詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of correction of transmission priority.

符号の説明Explanation of symbols

11〜16、21〜26 無線端末   11-16, 21-26 Wireless terminal

Claims (9)

複数の無線端末が自己組織化されて互いに通信を行うネットワーク上でエンド・エンド間の転送遅延を保障する転送遅延制御方法において、
送信すべきデータに対して送信元端末と宛先端末との間で複数のルートを検索する第一のステップと、
検索された複数のルートのひとつを選択して前記送信すべきデータを前記送信元端末から前記宛先端末へ送信する第二のステップと、
前記送信すべきデータに対して前記送信元端末から前記宛先端末への転送遅延が要求を満足できなかったときにはそのデータに対する送信優先度を上げる第三のステップと、
送信優先度を上げても前記要求が満足されないときには前記送信元端末から前記宛先端末への転送ルートを前記第一のステップで検索された複数のルートのうちの別のルートに切り替える第四のステップと
を含み、
前記第四のステップにより転送ルートを切り替えても前記要求が満足されないときには前記第一のステップからやり直す
ことを特徴とする転送遅延制御方法。
In a transfer delay control method for guaranteeing end-to-end transfer delay on a network in which a plurality of wireless terminals are self-organized and communicate with each other,
A first step of searching for a plurality of routes between a source terminal and a destination terminal for data to be transmitted;
A second step of selecting one of a plurality of searched routes and transmitting the data to be transmitted from the transmission source terminal to the destination terminal;
A third step of increasing the transmission priority for the data to be transmitted when the transfer delay from the transmission source terminal to the destination terminal fails to satisfy the request;
Fourth step of switching the transfer route from the source terminal to the destination terminal to another route among the plurality of routes searched in the first step when the request is not satisfied even if the transmission priority is increased. Including and
A transfer delay control method, comprising: starting from the first step when the request is not satisfied even if the transfer route is switched in the fourth step.
前記第三のステップにおいて、前記送信すべきデータに対して転送遅延が必要以上に小さいときには、そのデータに対する送信優先度を下げる請求項1記載の転送遅延制御方法。   The transfer delay control method according to claim 1, wherein, in the third step, when a transfer delay is smaller than necessary for the data to be transmitted, the transmission priority for the data is lowered. 前記ネットワーク上で転送されるデータにそれぞれそのデータに要求される実時間性に応じてトラヒック・レベルが設定され、
前記第三のステップでは、前記送信すべきデータのトラヒック・レベルに対して転送遅延が満足されているか否かを判断する
請求項1または2記載の転送遅延制御方法。
A traffic level is set for each data transferred on the network according to a real-time property required for the data,
The transfer delay control method according to claim 1, wherein in the third step, it is determined whether a transfer delay is satisfied with respect to a traffic level of the data to be transmitted.
それぞれのトラヒック・レベルには、そのレベルのデータが許容できる最大の遅延量と、それより小さい遅延までは必要としない最小の遅延量とが割り当てられる請求項3記載の転送遅延制御方法。   4. The transfer delay control method according to claim 3, wherein each traffic level is assigned a maximum delay amount that can be accepted by the data of the level and a minimum delay amount that is not required until a smaller delay. それぞれのトラヒック・レベルに対して個々に1または複数の送信優先度が割り当てられる請求項3記載の転送遅延制御方法。   4. The transfer delay control method according to claim 3, wherein one or a plurality of transmission priorities are individually assigned to each traffic level. 前記第二のステップで前記送信すべきデータを送信する前に、選択したルートが実際に転送遅延要求を満足できるかどうか確認するための擬似データを送信する請求項1記載の転送遅延制御方法。   2. The transfer delay control method according to claim 1, wherein before transmitting the data to be transmitted in the second step, pseudo data for confirming whether the selected route can actually satisfy the transfer delay request is transmitted. ネットワーク上の宛先端末との間でルートを検索する手段と、
検索されたルートにデータを送信する手段と
を備えた無線端末において、
前記検索する手段は複数のルートを検索してルート・テーブルに蓄える手段を含み、
前記送信する手段は、送信したデータに対する転送遅延要求が満足されなかったことを宛先端末から通知されたときには、そのデータに対する送信優先度を上げるか、あるいは、それ以上上げることができない場合には前記ルート・テーブルに蓄えれられた別のルートに転送ルートを切り替える手段を含む
ことを特徴とする無線端末。
Means for searching for a route with a destination terminal on the network;
In a wireless terminal equipped with means for transmitting data to the searched route,
The means for searching includes means for searching a plurality of routes and storing them in a route table;
When the transmission means is notified from the destination terminal that the transfer delay request for the transmitted data is not satisfied, the transmission means increases the transmission priority for the data, or if the transmission priority cannot be further increased, A wireless terminal comprising means for switching a transfer route to another route stored in a route table.
前記送信する手段は、送信したデータの転送遅延が必要以上に小さいことを宛先端末から通知されたときには、そのデータに対する送信優先度を下げる手段を含む請求項7記載の無線端末。   8. The wireless terminal according to claim 7, wherein the means for transmitting includes means for lowering the transmission priority for the data when notified from the destination terminal that the transfer delay of the transmitted data is unnecessarily small. 送信元端末からのデータを受信してその転送遅延を測定する手段と、
測定された転送遅延がそのデータに要求される範囲を満たしていない場合にはそれを前記送信元端末に通知する手段と
をさらに備えた請求項7または8記載の無線端末。
Means for receiving data from the source terminal and measuring its transfer delay;
The wireless terminal according to claim 7 or 8, further comprising: means for notifying the transmission source terminal of the measured transfer delay when the data does not satisfy a range required for the data.
JP2006041061A 2006-02-17 2006-02-17 Transfer delay control method and radio terminal Pending JP2007221568A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006041061A JP2007221568A (en) 2006-02-17 2006-02-17 Transfer delay control method and radio terminal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006041061A JP2007221568A (en) 2006-02-17 2006-02-17 Transfer delay control method and radio terminal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007221568A true JP2007221568A (en) 2007-08-30

Family

ID=38498305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006041061A Pending JP2007221568A (en) 2006-02-17 2006-02-17 Transfer delay control method and radio terminal

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007221568A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010044187A1 (en) 2008-10-15 2010-04-22 パナソニック株式会社 Communication terminal and communication method
WO2011037218A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 日本電気株式会社 Radio transmitting apparatus, radio transmitting method and program
JP2016116178A (en) * 2014-12-17 2016-06-23 ソニー株式会社 Communication device and communication method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010044187A1 (en) 2008-10-15 2010-04-22 パナソニック株式会社 Communication terminal and communication method
US8427957B2 (en) 2008-10-15 2013-04-23 Panasonic Corporation Communication terminal and communication method
WO2011037218A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 日本電気株式会社 Radio transmitting apparatus, radio transmitting method and program
CN102577137A (en) * 2009-09-28 2012-07-11 日本电气株式会社 Radio transmitting apparatus, radio transmitting method and program
RU2508596C2 (en) * 2009-09-28 2014-02-27 Нек Корпорейшн Wireless transmission apparatus, wireless transmission method and computer program
US8761693B2 (en) 2009-09-28 2014-06-24 Nec Corporation Wireless transmission apparatus, wireless transmission method and computer program
CN102577137B (en) * 2009-09-28 2014-10-29 日本电气株式会社 Radio transmitting apparatus and radio transmitting method
JP2016116178A (en) * 2014-12-17 2016-06-23 ソニー株式会社 Communication device and communication method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100957920B1 (en) System and method for utilizing multiple radios to increase the capacity of a wireless communication network
JP5037120B2 (en) Optimal routing in ad hoc wireless communication networks
US7414977B2 (en) Power and delay sensitive ad-hoc communication networks
US7480248B2 (en) Apparatus and method for determining aggregated link costs in a mobile ad hoc network
US8982708B1 (en) Priority aware dynamic routing protocol for ad-hoc networks
CN1679359A (en) Multi-channel mobile ad hoc network
CN105577547A (en) Multi-Qos based route selection method in mobile self-organizing network
Yitayal et al. A balanced battery usage routing protocol to maximize network lifetime of MANET based on AODV
Kush et al. Energy efficient Routing for MANET
KR20050104409A (en) Method and base station for the transmission of information in a cellular radio communication system extended by means of ad-hoc connections
CN105578555A (en) Routing method of wireless ad hoc network, node apparatus and system
JP4627465B2 (en) Wireless communication terminal and QoS information collecting method
JP2010507265A (en) System and method for mobility in a multi-hop network
GB2411549A (en) Route discovery with quality of service check in ad hoc network
CN111510982B (en) Data transmission method and device
JP2008109213A (en) Communication route selection controller, radio apparatus, and communication route selecting method
JP2007221568A (en) Transfer delay control method and radio terminal
Jasani Quality of Service Evaluations of On Demand Mobile Ad-Hoc Routing Protocols
Manoharan et al. A novel multi-hop B3G architecture for adaptive gateway management in heterogeneous wireless networks
Zheng et al. A switch agent for wireless sensor nodes with dual interfaces: Implementation and evaluation
CN110213801B (en) Heterogeneous network communication method and equipment
Selvakanmani et al. Overview and literature survey on routing protocols for mobile cognitive radio ad hoc networks
Ramakrishnan et al. Mathematical modeling of routing protocol selection for optimal performance of MANET
Zhou et al. A new multi-metric QoS routing protocol in wireless mesh network
Lee et al. On-demand energy-efficient routing for delay-constrained service in power-controlled multihop cellular network