JP2008118432A - System, method, and program for flow control - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フロー制御システム、フロー制御方法及びフロー制御プログラムに関し、例えば、複数の無線局で構成されたマルチホップ無線通信システムにおいて、ネットワークで輻輳が発生した際に、その要因となる特定の無線局や無線端末のフローを制御するシステムに適用し得る。 The present invention relates to a flow control system, a flow control method, and a flow control program. For example, in a multi-hop wireless communication system including a plurality of wireless stations, a specific wireless that causes the congestion when the network is congested. It can be applied to a system for controlling the flow of a station or a wireless terminal.
マルチホップ無線ネットワークでは、パケット中継機能を有する複数の無線局でネットワークを構成し、隣接した無線局間で互いにパケットを中継することにより、直接電波の届かない無線局までパケットを転送することができる。 In a multi-hop wireless network, a network can be configured with a plurality of wireless stations having a packet relay function, and packets can be transferred to adjacent wireless stations by relaying packets between adjacent wireless stations. .
このマルチホップ中継機能を無線LANに適用し、無線LANの基地局であるAP(Access Point)間の接続を無線化することで、従来APの設置に必要とされていた有線ネットワークの敷設コストを削減することが可能となる。 By applying this multi-hop relay function to a wireless LAN and wirelessly connecting the APs (Access Points) that are the base stations of the wireless LAN, it is possible to reduce the cost of installing a wired network that has been conventionally required for the installation of APs. It becomes possible to reduce.
このようなマルチホップ機能を有した無線LANに関する技術は、特許文献1に開示されている。特許文献1には、APが無線端末から受信したフレームをIPパケットでカプセル化し、IP層のルーティングプロトコルを用いて所望のAPに向けてパケット中継を実現する技術が開示されている。しかし、特許文献1に記載の技術を用いると、カプセル化によるオーバーヘッドの増加や、無線局でのカプセル化/カプセル化解除の処理遅延などにより、スループットが低下するおそれがある。 A technique related to a wireless LAN having such a multi-hop function is disclosed in Patent Document 1. Patent Document 1 discloses a technique in which a frame received by an AP from a wireless terminal is encapsulated with an IP packet, and packet relay is realized toward a desired AP using an IP layer routing protocol. However, when the technique described in Patent Document 1 is used, there is a risk that the throughput may decrease due to an increase in overhead due to encapsulation, a processing delay in encapsulation / decapsulation at the radio station, and the like.
そのため、無線LANの標準化組織であるIEEE802.11委員会では、無線LANのメッシュ拡張のための標準化がIEEE802.11sとして進められており、この標準化の中にはMAC層でのマルチホップルーティング機能が含まれている。
上述したマルチホップ無線通信ネットワークシステムにおいて、中継トラフィック量が増大することで、無線局の転送能力を超えたトラフィックが到着する場合がある。その結果、パケットを一時的に保持するバッファの許容量を超えてしまい、バッファオーバーフローによるパケットの廃棄が発生してしまうおそれがある。 In the above-described multi-hop wireless communication network system, traffic exceeding the transfer capability of the wireless station may arrive due to an increase in the amount of relay traffic. As a result, the allowable capacity of the buffer that temporarily holds the packet may be exceeded, and the packet may be discarded due to a buffer overflow.
そのため、IEEE802.11sの草案では、局所的な輻輳発生時には、周辺の無線局に対して転送レートを抑制するような制御信号を出すことが検討されている。この制御信号を受信した周辺無線局は、指示された転送レートに変更することで、局所的な輻輳を抑えることが可能となる。 Therefore, in the IEEE802.11s draft, it is considered that a control signal that suppresses the transfer rate is sent to the surrounding wireless stations when local congestion occurs. The peripheral wireless station that has received this control signal can suppress local congestion by changing to the instructed transfer rate.
しかしながら、バッファオーバーフローの要因となるトラフィックが必ずしも周辺の無線局から発生しているとは限らない。なぜならばマルチホップ中継により数ポップ先の無線局のトラフィックが輻輳に影響を与えている場合があるからである。 However, traffic that causes buffer overflow does not necessarily occur from neighboring radio stations. This is because the traffic of a radio station several pops away from the multi-hop relay may affect the congestion.
このため、輻輳の要因となっている無線局を検出し、その無線局の転送レートを抑制するフロー制御の実現が望まれている。 For this reason, it is desired to realize a flow control that detects a radio station that causes congestion and suppresses the transfer rate of the radio station.
また、IEEE802.11sの草案では、転送レートを抑制する制御信号を受信した無線局において、その転送レートを抑制する具体的な方法は明記されておらず、標準の範疇外としている。 In the IEEE802.11s draft, a specific method for suppressing the transfer rate is not specified in the radio station that has received the control signal for suppressing the transfer rate, and is outside the standard range.
例として、IEEE802.11eで規定されているカテゴリ毎に分類されたフレームの送信待ち時間を変更する方法が挙げられているが、無線局がIEEE802.11eの機能をサポートしていない場合は正常に動作しない。そのため、IEEE802.11の標準的な機能で動作可能な転送レートの抑制手法の実現が要望されている。 As an example, there is a method of changing the transmission waiting time of frames classified for each category defined in IEEE802.11e, but if the wireless station does not support the IEEE802.11e function, Do not work. Therefore, it is desired to realize a transfer rate suppression method that can operate with the standard functions of IEEE 802.11.
そのため、パケット中継手段を有する無線局を複数有して備える無線ネットワークにおいて、ネットワークで輻輳が発生した際に、その要因となる無線局や無線端末を特定することができ、その特定の無線局や無線端末に対し、トラフィックフローを制御することができるフロー制御システム、フロー制御方法及びフロー制御プログラムが求められている。 Therefore, in a wireless network including a plurality of wireless stations having packet relay means, when congestion occurs in the network, it is possible to identify the wireless station or wireless terminal that is the cause of the congestion. There is a need for a flow control system, a flow control method, and a flow control program that can control a traffic flow for a wireless terminal.
かかる課題を解決するために、第1の本発明のフロー制御システムは、パケット中継手段を有する無線局を複数有して構成される無線ネットワークで、各無線局におけるトラフィックフローを制御するフロー制御システムにおいて、各無線局が、(1)受信フレームを一時的に保持するフレーム保持手段と、(2)フレーム保持手段に保持されているフレームに基づいて、トラフィック輻輳の要因の送信元端末と接続している無線局を特定するフロー制御対象特定手段と、(3)フロー制御対象特定手段により特定された無線局に対し、接続している無線端末からの転送レートを抑制させる転送レート制御フレームを送信する転送レート制御フレーム送信手段と、(4)転送レート制御フレームを受けると、接続している無線端末に対し、所定期間の送信フレームの送信を抑制させる送信抑制フレームを送信する送信抑制フレーム送信手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve this problem, a flow control system according to a first aspect of the present invention is a flow control system for controlling traffic flow in each wireless station in a wireless network configured by including a plurality of wireless stations having packet relay means. (1) Frame holding means for temporarily holding a received frame, and (2) a connection with a transmission source terminal that causes traffic congestion based on the frame held in the frame holding means. A flow control target specifying means for specifying a connected wireless station, and (3) transmitting a transfer rate control frame for suppressing the transfer rate from the connected wireless terminal to the wireless station specified by the flow control target specifying means A transfer rate control frame transmitting means for performing (4) a transfer rate control frame, and upon receiving the transfer rate control frame, Characterized in that it comprises a transmission suppression frame transmitting means for transmitting a transmission suppression frame to suppress the transmission period transmission frame.
第2の本発明のフロー制御方法は、パケット中継手段を有する無線局を複数有して構成される無線ネットワークで、各無線局におけるトラフィックフローを制御するフロー制御方法において、各無線局が、フレーム保持手段と、フロー制御対象特定手段と、転送レート制御フレーム送信手段と、送信抑制フレーム送信手段とを備え、(1)フロー制御対象特定手段が、フレーム保持手段に保持されているフレームに基づいて、トラフィック輻輳の要因の送信元端末と接続している無線局を特定するフロー制御対象特定工程と、(2)転送レート制御フレーム送信手段が、フロー制御対象特定手段により特定された無線局に対し、接続している無線端末からの転送レートを抑制させる転送レート制御フレームを送信する転送レート制御フレーム送信工程と、(3)送信抑制フレーム送信手段が、転送レート制御フレームを受けると、接続している無線端末に対し、所定期間の送信フレームの送信を抑制させる送信抑制フレームを送信する送信抑制フレーム送信工程とを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a flow control method for controlling a traffic flow in each wireless station in a wireless network including a plurality of wireless stations having packet relay means. A holding means, a flow control target specifying means, a transfer rate control frame transmitting means, and a transmission suppression frame transmitting means. (1) The flow control target specifying means is based on a frame held in the frame holding means. A flow control target specifying step for specifying a radio station connected to the transmission source terminal of the cause of traffic congestion, and (2) a transfer rate control frame transmitting means for the radio station specified by the flow control target specifying means A transfer rate control frame that transmits a transfer rate control frame that suppresses the transfer rate from the connected wireless terminal And (3) a transmission suppression frame for transmitting a transmission suppression frame for suppressing transmission of a transmission frame for a predetermined period to a connected wireless terminal when the transmission suppression frame transmission means receives the transfer rate control frame. A transmission step.
第3の本発明のフロー制御プログラムは、パケット中継手段を有する無線局を複数有して構成される無線ネットワークで、各無線局におけるトラフィックフローを制御するフロー制御プログラムにおいて、各無線局のコンピュータに、(1)受信フレームを一時的に保持するフレーム保持手段、(2)フレーム保持手段に保持されているフレームに基づいて、トラフィック輻輳の要因の送信元端末と接続している無線局を特定するフロー制御対象特定手段、(3)フロー制御対象特定手段により特定された無線局に対し、接続している無線端末からの転送レートを抑制させる転送レート制御フレームを送信する転送レート制御フレーム送信手段、(4)転送レート制御フレームを受けると、接続している無線端末に対し、所定期間の送信フレームの送信を抑制させる送信抑制フレームを送信する送信抑制フレーム送信手段として機能させるプログラム。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a flow control program for controlling a traffic flow in each radio station in a radio network including a plurality of radio stations having packet relay means. (1) Frame holding means for temporarily holding a received frame, (2) Identifying a radio station connected to the transmission source terminal of the traffic congestion factor based on the frame held in the frame holding means Flow control target specifying means; (3) a transfer rate control frame transmitting means for transmitting a transfer rate control frame for suppressing a transfer rate from a connected wireless terminal to a radio station specified by the flow control target specifying means; (4) When a transfer rate control frame is received, a transmission frame for a predetermined period is transmitted to the connected wireless terminal. Program to function as a transmission suppression frame transmitting means for transmitting a transmission suppression frame to suppress the transmission of the beam.
本発明によれば、パケット中継手段を有する無線局を複数有して備える無線ネットワークにおいて、ネットワークで輻輳が発生した際に、その要因となる無線局や無線端末を特定することができ、その特定の無線局や無線端末に対し、トラフィックフローを制御することができる。 According to the present invention, in a wireless network including a plurality of wireless stations having packet relay means, when congestion occurs in the network, it is possible to identify the wireless station and the wireless terminal that are the cause, and the identification It is possible to control the traffic flow for the wireless stations and wireless terminals.
(A)第1の実施形態
以下では、本発明のフロー制御システム、フロー制御方法及びフロー制御プログラムの第1の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a flow control system, a flow control method, and a flow control program of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1の実施形態は、マルチホップ無線通信システムを構成する無線局に、本発明のフロー制御システム、フロー制御方法及びフロー制御プログラムを適用し、トラフィックの輻輳要因とする無線局や無線端末を特定して転送レートを制御する実施形態を説明する。 In the first embodiment, the flow control system, the flow control method, and the flow control program of the present invention are applied to the wireless stations that constitute the multi-hop wireless communication system, and the wireless stations and wireless terminals that are traffic congestion factors are specified. An embodiment for controlling the transfer rate will be described.
(A−1)第1の実施形態の構成
図2は、第1の実施形態のマルチホップ無線通信システム(ネットワーク)を含むネットワークの構成を示す構成図である。
(A-1) Configuration of the First Embodiment FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a network including the multi-hop wireless communication system (network) of the first embodiment.
図2において、第1の実施形態のネットワーク200は、無線局201〜204、無線端末211〜214、ルータ205、IPネットワーク206を少なくとも有して構成される。
In FIG. 2, the network 200 according to the first embodiment includes at least
無線局201〜204は、無線端末と無線接続するものである。無線局201〜204は、受信したフレームを送信先に向けて隣接無線局に中継する中継機能を有するものである。これにより、直接電波が届かない無線局までフレームを転送することができる。
The
また、無線局201〜204は、トラフィックの輻輳状態を検出する機能、輻輳状態の検出の際に輻輳要因となっている無線局及び又は無線端末を特定する機能、輻輳要因となっている特定の無線局及び又は無線端末に対しフロー制御に係る指示をする機能、フロー制御に係る指示を受けたときに、接続する無線端末に対し転送レートを制御する機能等を備える。なお、無線局201〜204が実現する機能構成の詳細な説明については後述する。
The
また、無線局201は、IPネットワーク206と接続するゲートウェイ機能を更に備えるものである。これにより、無線端末とIPネットワーク206との間の通信も実現することができる。
The
無線端末211〜214は、無線局201〜204と無線接続をするものである。図2では、無線端末211は無線局202と接続し、無線端末212は無線局203と接続し、無線端末213及び214は無線局204と接続しているものとする。
The
ルータ205は、IPネットワーク206とゲートウェイとして機能する無線局201との間でIPパケットを中継処理を行うものである。
The
IPネットワーク206は、例えばインターネットやイントラネット等のように、IP(インターネットプロトコル)を採用したネットワークである。なお、IPネットワーク206は、有線ネットワーク、無線ネットワーク、又は、これらを結合したネットワークなどを適用することができる。
The
図1は、無線局201〜204(図1では無線局100と示す)の中継機能の内部構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing an internal configuration of a relay function of
図1において、無線局100は、アンテナ部101、増幅器102、無線送受信部103、フレーム解析部104、ルーティングテーブル部105、中継バッファ部106、バッファ監視部107、転送レート制御フレーム生成部108、CTS(Clear To Send)送信部109、を少なくとも有して構成される。
In FIG. 1, a radio station 100 includes an antenna unit 101, an
アンテナ部101は、無線信号を送受信するものであり、無線信号を受信したときには受信した無線信号を無線送受信部103に与え、無線信号を送信するときには増幅器102から電波の信号強度が高められた送信信号を送出するものである。
The antenna unit 101 transmits and receives radio signals. When receiving a radio signal, the antenna unit 101 gives the received radio signal to the
増幅器102は、送信信号を送信する際、無線送受信部103から送信信号を受け取り、電波の信号強度を高めてアンテナ部101を介して送信させるものである。
When transmitting a transmission signal, the
無線送受信部103は、変復調処理や周波数変換処理などを行うものである。すなわち、無線送受信部103は、無線信号の受信の際には、受信信号に対し、復調可能なレベルまで周波数変換を行い、所定の復調処理を施し、この復調処理により得られた復調信号をフレーム解析部104に与え、また送信信号の送信の際には、送信信号に対し、所定の変調処理を施し、増幅器102に与えるものである。
The wireless transmission /
フレーム解析部104は、無線送受信部103から復調信号(受信フレーム)を受け取ると、受信フレームのヘッダ部を解析するものである。
When the
ルーティングテーブル部105は、無線局及び各無線端末への経路情報を有するものである。この経路情報は、現在どの無線端末がどの無線局に接続しているかを示す経路情報を含むものである。ルーティングテーブル部105が経路情報を作成する方法としては、種々の方法を用いることができるが、例えば、無線局間で制御パケットを交換しあうことで実現することができる。
The
中継バッファ部106は、受信したフレームを一時的に保持するものである。また、中継バッファ部106は、フレームを一時的に保持すると無線送受信部103に与え、当該フレームを中継させるものである。
The
バッファ監視部107は、中継バッファ部106の使用状態を監視するものである。バッファ監視部107が中継バッファ部106の停留状態を監視することにより、当該無線局100が輻輳状態であるか否かを判断することができる。輻輳状態の判断方法としては、中継バッファ部106に停留しているフレーム数(又はデータ量)が閾値を超えた場合、輻輳状態であると判断する。また、バッファ監視部107は、輻輳状態の場合、中継バッファ部106に停留しているフレームのヘッダ情報に基づいて当該フレームの送信元を確認することで、中継バッファ部106におけるフレームの占有割合を調査し、トラフィックの多い無線端末と接続する無線局を特定するものである。
The
転送レート制御フレーム生成部108は、当該無線局100が輻輳状態である場合、転送レートを抑えることを要求する転送レート制御フレームを生成し、バッファ監視部107により特定された無線局に対し、転送レート制御フレームを送信させるものである。
When the wireless station 100 is in a congested state, the transfer rate control
CTS送信部109は、他の無線局から転送レート制御フレームを受信すると、一定周期でCTS制御フレームを送信するものである。
When the
(A−2)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態のネットワーク200におけるフロー制御処理の動作を図面を参照しながら詳細に説明する。
(A-2) Operation of First Embodiment Next, the flow control processing operation in the network 200 of the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
図3は、第1の実施形態のフロー制御処理の動作を示すシーケンス図である。なお、図3では、無線局を代表して無線局202がフロー制御を指示する場合を例に挙げて説明する。
FIG. 3 is a sequence diagram illustrating an operation of a flow control process according to the first embodiment. In FIG. 3, a case where the
図3において、無線端末212は無線局203との間で無線接続し、また無線端末213及び214は無線局204との間で無線接続しているものとする。そして、無線局間で無線信号を中継しあうことで、それぞれの所望の送信先端末との間の通信を実現しているものとする。
In FIG. 3, it is assumed that the
まず、無線局202において、到来した無線信号は無線送受信部103により所定の復調処理や周波数変換処理等が施され、復調された信号がフレーム解析部104に与えられる。そして、復調された信号は、フレーム解析部104により、フレームのヘッダ情報が解析され、ルーティングテーブル部105を参照して、当該フレームの次の転送先が割り出され、ルーティング処理がなされた当該フレームが中継バッファ部106に一時的に保持される。
First, in the
無線局202では、バッファ監視部107が中継バッファ部106のフレームの停留状態を監視し、閾値の比較により輻輳状態であるか否かを判断する(ステップS301)。
In the
バッファ監視部107が輻輳状態であると判断すると、バッファ監視部107は、中継バッファ部107に保持されているフレームに基づいてトラフィック量が多い無線端末及びその無線端末が接続している無線局を調査し、輻輳要因の無線局を選定する(ステップS302)。
When the
ここで、輻輳要因の無線局の選定方法については、図4を参照して説明する。図4は中継バッファ部106においてフレームが保持されている様子を示す図である。図4において、多数の黒点を有するフレームは無線端末212からのフレームを示し、黒塗りのフレームは無線端末214からのフレームを示し、斜線のフレームは無線端末213からのフレームを示す。
Here, a method of selecting a radio station that is a congestion factor will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing how frames are held in the
バッファ監視部107は、中継バッファ部106中のフレームのヘッダ情報に基づいて、各フレームの送信元を確認し、中継バッファ部106における各フレームの占有比率を求め、どの無線端末からのフレームが占有しているかを求める。すなわち、図4の例の場合、無線端末213からのフレームが5割であり、無線端末212からのフレームが3割であり、無線端末214からのフレームが2割であることが分かる。
The
このようにして中継バッファ部107の使用状況を求めると、バッファ監視部107は、ルーティングテーブル部105を参照しながら、各無線端末がどの無線局に接続しているからを調査し、どの無線局からのトラフィック量が一番多いかを求めて、トラフィック量が一番多い無線局をフロー制御の対象として選定する。すなわち、図4の例の場合、バッファ監視部107は、無線端末213及び214を収容する無線局4を選定する。
When the usage status of the
バッファ監視部107によりフロー制御対象の無線局が選定されると、転送レート制御フレーム生成部108により、無線局204を宛先とする転送レート制御フレームが生成され、送信される(ステップS303)。なお、この転送レート制御フレームは、無線局203によりマルチホップ中継される。ここで、転送レート制御フレームには、目標とする転送レートや、転送レートを抑制する期間などの情報が記載されている。
When the flow monitoring target radio station is selected by the
無線局202からの転送レート制御フレームが無線局204に与えられると、無線局204のフレーム解析部104により、転送レート制御フレームに記載されている情報が解析され、その内容に基づく転送レートの制御条件が設定される(ステップS304)。
When the transfer rate control frame from the
次に、無線局204では、収容する無線端末213及び214からの送信レートを制御するために、CTS送信部109が、無線局204のMACアドレスを受信局アドレスとするCTS制御フレームを、無線端末213及び214が有するインターフェースに対し送信する。(ステップS305)。
Next, in the
ここで、通常、CTS制御フレームは、隠れ端末問題の対策としてRTS(Request To Send)制御フレームとペアで使用され、無線端末や無線局に送信したいフレームがある場合に、送信期間を予約する目的で使用されているものである。また、RTS/CTS制御フレームには、NAV(Network Allocation Vector)と呼ばれる無線端末が送信を禁止する期間を記載されている。 Here, normally, the CTS control frame is used as a pair with an RTS (Request To Send) control frame as a countermeasure for the hidden terminal problem, and when there is a frame to be transmitted to a wireless terminal or a wireless station, the purpose is to reserve a transmission period. It is used in. The RTS / CTS control frame describes a period during which a wireless terminal called NAV (Network Allocation Vector) prohibits transmission.
そこで、第1の実施形態では、無線局204のCTS送信部109が、NAVが記載されたCTS制御フレームを、無線端末213及び214に送信するようにする。これにより、無線端末213及び214は、送信禁止期間においてはフレームを送信することができなくなる。
Therefore, in the first embodiment, the
なお、CTS制御フレームの受信局アドレスには無線局204のMACアドレスが記載されているが、RTS制御フレームにより送信期間を予約されたわけではないため、無線局からデータフレームを送信する必要はない。
Note that although the MAC address of the
その後、無線局204は、ステップS304で設定された転送レート制御期間が終了する条件まで、定期的にCTS制御フレームを送信することで無線端末213及び214からのフレーム送信を抑制する(ステップS306)。
After that, the
また、無線局202においては、バッファ監視部107が中継バッファ部106の使用状態を監視し続けており、まだ輻輳状態が解消されていない場合、2番目に多く中継バッファ106を占有していた無線端末212からのトラフィックを抑制するために、無線端末212を収容する無線局203に対し、転送レート制御フレームを送信する(ステップS307)。
In the
その後、ステップS304〜S306と同様に、無線局203のMACアドレスを受信局アドレスとしたCTS制御フレームを無線端末212に対し定期的に送信することで、無線端末212からのフレーム送信を抑制できるので、送信レートを制御する(ステップS308〜S310)。
After that, as in steps S304 to S306, by periodically transmitting a CTS control frame with the MAC address of the
なお、無線端末を収容する無線チャネルと、無線局間の中継用の無線チャネルを異なる周波数チャネルを用いることで、無線局間の中継スループットを低下させることなく無線端末の送信レートを抑制することが可能となる。 Note that by using different frequency channels for the radio channel accommodating the radio terminal and the radio channel for relaying between the radio stations, the transmission rate of the radio terminal can be suppressed without reducing the relay throughput between the radio stations. It becomes possible.
また、第1の実施形態では、中継バッファ部106の監視状態に基づいて無線局及び無線端末の選定を行ったが、無線局に到着したトラフィックの統計値に基づいて転送レートを抑制する無線端末や無線局を選定してもよい。
In the first embodiment, the radio station and the radio terminal are selected based on the monitoring state of the
(A−3)第1の実施形態の効果
以上のように、第1の実施形態によれば、当該無線局において輻輳状態である場合に、当該無線局がトラフィック量の多い無線局に対しフロー制御指示を行い、このトラフィック量の多い無線局が、収容する無線端末を抑止することができるので、当該無線局のバッファオーバーフローによる輻輳を回避することができる。
(A-3) Effect of First Embodiment As described above, according to the first embodiment, when the wireless station is in a congested state, the wireless station flows to a wireless station with a large amount of traffic. Since a radio station with a large amount of traffic can be controlled by issuing a control instruction, congestion due to a buffer overflow of the radio station can be avoided.
(B)第2の実施形態
次に、本発明のフロー制御システム、フロー制御方法及びフロー制御プログラムの第2の実施形態を図面を参照しながら説明する。
(B) Second Embodiment Next, a second embodiment of the flow control system, the flow control method, and the flow control program of the present invention will be described with reference to the drawings.
第2の実施形態も、第1の実施形態と同様に、マルチホップ無線通信システムを構成する無線局に、本発明のフロー制御システム、フロー制御方法及びフロー制御プログラムを適用し、トラフィックの輻輳要因とする無線局や無線端末を特定して転送レートを制御する実施形態を説明する。 Similarly to the first embodiment, the second embodiment applies the flow control system, the flow control method, and the flow control program of the present invention to the radio stations that constitute the multi-hop wireless communication system, and causes traffic congestion. An embodiment for specifying a wireless station and a wireless terminal and controlling the transfer rate will be described.
第2の実施形態は、有線ネットワークに接続する無線局(図2の無線局201に相当するもの)におけるフロー制御処理に関する。
The second embodiment relates to a flow control process in a wireless station (corresponding to the
(B−1)第2の実施形態の構成
図5は、第2の実施形態の無線局400の中継機能の機能構成を示す機能ブロック図である。図5において、第2の実施形態の無線局400は、アンテナ部101、増幅器102、無線送受信部103、フレーム解析部104、ルーティングテーブル部105、中継バッファ部106、バッファ監視部107、転送レート制御フレーム生成部108、CTS(Clear To Send)送信部109、有線NW送受信部110、流量制御部111、を少なくとも有して構成される。
(B-1) Configuration of Second Embodiment FIG. 5 is a functional block diagram showing a functional configuration of a relay function of the radio station 400 of the second embodiment. In FIG. 5, the radio station 400 of the second embodiment includes an antenna unit 101, an
図1に示す第1の実施形態の無線局100の構成と異なる点は、図5の第2の実施形態無線局400が、有線NW送受信部110と流量制御部111とを追加した点である。
The difference from the configuration of the radio station 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 is that the second embodiment radio station 400 of FIG. 5 adds a wired NW transmission /
有線NW送受信部110は、接続する有線ネットワーク206との間で信号を送受信するものである。すなわち、有線NW送受信部110は、有線ネットワーク206から与えられた受信信号を、流量制御部111を介して、フレーム解析部104に与えるものである。また、有線ネットワーク206への送信信号を、中継バッファ部106から流量制御部111を介して受け取り有線ネットワーク206に送信するものである。
The wired NW transmission /
流量制御部111は、有線ネットワークとの間で授受されるフレームを一旦バッファで保持し、無線ネットワークへの流量の制限を行うものである。
The flow
(B−2)第2の実施形態の動作
次に、第2の実施形態のネットワークにおけるフロー制御処理の動作について図面を参照しながら説明する。
(B-2) Operation of Second Embodiment Next, the flow control processing operation in the network of the second embodiment will be described with reference to the drawings.
図6は、第2の実施形態のフロー制御処理の動作を示すシーケンス図である。図6では、無線局203が、第1の実施形態と同様にして、輻輳状態を検出し、無線局201、202を輻輳要因として選定し、無線局201、202に対し転送レート制御フレームを送信する場合を例に挙げて説明する。
FIG. 6 is a sequence diagram illustrating an operation of a flow control process according to the second embodiment. In FIG. 6, the
まず、無縁局203では、第1の実施形態と同様にして(図4のステップS301、S302)、バッファ監視部107が、中継バッファ部106のフレームの停留状態から、無線局203が輻輳状態にあるものと判断し、輻輳要因となる無線局を選定する(ステップS601、S602)。
First, in the
ここでは、ルータ205から転送されるトラフィックが一番多いものとする。これは、各無線端末がIPネットワーク206にアクセスし、Webトラフィックなどのダウンロード系の通信サービスが実施された場合が想定される。
Here, it is assumed that the traffic transferred from the
次に、無線局203は、転送レート制御フレーム生成部108を用いて、無線局201を宛先とした転送レート制御フレームを送信する。この制御フレームは無線局202によりマルチホップ中継される(ステップS603)。
Next, the
この転送レート制御フレームには、目標とする転送レートや、転送レートを抑制する期間などの情報が記載される。この転送レート制御フレームを受信した無線局201は、このフレームに記載された内容に基づき、どの程度の転送レートを制御するかの制御条件を設定する(ステップS604)。
The transfer rate control frame describes information such as a target transfer rate and a period during which the transfer rate is suppressed. The
第1の実施形態と異なるのは、フロー制御対象となるのが無線端末から送信されるトラフィックではなく、有線ネットワークから流入するトラフィックである点である。そこで無線局201においては、流量制御部111が、有線ネットワーク送受信部110から受信したトラフィックの無線ネットワークへの流入を制限する(ステップS605)。
The difference from the first embodiment is that the flow control target is not the traffic transmitted from the wireless terminal but the traffic flowing in from the wired network. Therefore, in the
ここで、流量制限の方法としては、例えば、トークンバケットなどの用いた手法が考えられ、例えば文献:特開2005−217894号公報等に記載された既存の方法を適用することができる。この有線ネットワークからの流量制限は、ステップS604で設定された制御条件まで続けられる(ステップS606)。 Here, as a method of restricting the flow rate, for example, a method using a token bucket or the like is conceivable, and for example, an existing method described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-217894 can be applied. This flow restriction from the wired network is continued up to the control condition set in step S604 (step S606).
また、無線局203においては、バッファ監視部107が中継バッファ部106の使用状態を監視し続けており、まだ輻輳状態が解消されていない場合、2番目に多く中継バッファ106を占有していた無線端末211からのトラフィックを抑制するために、無線端末211を収容する無線局202に対し、転送レート制御フレームを送信する(ステップS607)。
In the
その後、第1の実施形態のステップS304〜S306と同様に、無線局202のMACアドレスを受信局アドレスとしたCTS制御フレームを無線端末211に対し定期的に送信することで、無線端末211からのフレーム送信を抑制できるので、送信レートを制御する(ステップS608〜S610)。
Thereafter, similarly to steps S304 to S306 of the first embodiment, a CTS control frame with the MAC address of the
(B−3)第2の実施形態の効果
以上のように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ると共に、輻輳要因となる端末が無線局が収容する無線端末でない場合でも、無線局に到着するトラフィックを抑制することができ、無線局のバッファオーバーフローによる輻輳を回避することができる。
(B-3) Effect of Second Embodiment As described above, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and a terminal that becomes a congestion factor is accommodated in the radio station. Even when the terminal is not a wireless terminal, traffic arriving at the wireless station can be suppressed, and congestion due to the buffer overflow of the wireless station can be avoided.
(C)他の実施形態
(C−1)上述した第1及び第2の実施形態で説明した無線局の中継機能の各種機能構成は、コンピュータによるソフトウェア処理により実現されるものである。勿論、ハードウェアにより実現できるのであれば、ハードウェアにより実現されるものとしてもよい。
(C) Other Embodiments (C-1) Various functional configurations of the relay function of the wireless station described in the first and second embodiments described above are realized by software processing by a computer. Of course, if it can be realized by hardware, it may be realized by hardware.
(C−2)第1及び第2の実施形態において、自無線局が収容している無線端末が輻輳要因の無線端末である場合にも適用できる。この場合、転送レート制御フレームが、自無線局内のフレーム解析部104に与えられることで、CTS送信部109の機能を実行することができる。
(C-2) In the first and second embodiments, the present invention can also be applied to a case where the wireless terminal accommodated by the own wireless station is a wireless terminal causing congestion. In this case, the transfer rate control frame is given to the
(C−3)第1及び第2の実施形態では、輻輳要因の無線端末を収容している無線局が、一般に隠れ端末問題を解決するCTS制御フレームを利用して、無線端末のフレーム送信を抑制させる場合を説明した。しかしながら、無線端末のフレーム送信を抑制させることができれば、独自の制御フレームである送信抑制フレームを与えるようにしてもよい。 (C-3) In the first and second embodiments, a wireless station accommodating a wireless terminal that is a congestion factor generally uses a CTS control frame that solves the hidden terminal problem to transmit a frame of the wireless terminal. The case of suppressing was explained. However, if it is possible to suppress the frame transmission of the wireless terminal, a transmission suppression frame that is a unique control frame may be provided.
また、第1及び第2の実施形態では、一定の送信禁止期間(NAV)が記載されているCTS制御フレームを、設定された制御条件を満たす期間だけ連続して送信する場合を説明した。しかしながら、制御フレームに記載する送信禁止期間を、設定された制御条件に応じた期間とするようにしても良い。 In the first and second embodiments, the case has been described where CTS control frames in which a certain transmission prohibition period (NAV) is described are continuously transmitted for a period that satisfies a set control condition. However, the transmission prohibition period described in the control frame may be a period according to the set control condition.
200…ネットワーク、201〜204…無線局、205…ルータ、206…IPネットワーク、211〜214…無線端末、100…無線局、101…アンテナ部、102…増幅器、103…無線送受信部、104…フレーム解析部、105…ルーティングテーブル部、106…中継バッファ部、107…バッファ監視部、108…転送レート制御フレーム生成部、109…CTS送信部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Network, 201-204 ... Wireless station, 205 ... Router, 206 ... IP network, 211-214 ... Wireless terminal, 100 ... Wireless station, 101 ... Antenna part, 102 ... Amplifier, 103 ... Wireless transmission / reception part, 104 ...
Claims (7)
上記各無線局が、
受信フレームを一時的に保持するフレーム保持手段と、
上記フレーム保持手段に保持されているフレームに基づいて、トラフィック輻輳の要因の送信元端末と接続している無線局を特定するフロー制御対象特定手段と、
上記フロー制御対象特定手段により特定された上記無線局に対し、接続している無線端末からの転送レートを抑制させる転送レート制御フレームを送信する転送レート制御フレーム送信手段と、
上記転送レート制御フレームを受けると、接続している無線端末に対し、所定期間の送信フレームの送信を抑制させる送信抑制フレームを送信する送信抑制フレーム送信手段と
を備えることを特徴とするフロー制御システム。 In a flow control system for controlling the traffic flow in each wireless station in a wireless network having a plurality of wireless stations having packet relay means,
Each of the above radio stations
Frame holding means for temporarily holding received frames;
Based on the frame held in the frame holding means, a flow control target specifying means for specifying a radio station connected to the transmission source terminal of the traffic congestion factor,
A transfer rate control frame transmitting means for transmitting a transfer rate control frame for suppressing a transfer rate from a connected wireless terminal to the wireless station specified by the flow control target specifying means;
A flow control system comprising: a transmission suppression frame transmission unit that transmits a transmission suppression frame that suppresses transmission of a transmission frame for a predetermined period to a connected wireless terminal when receiving the transfer rate control frame. .
上記フロー制御対象特定手段が、上記ルーティングテーブルを参照して、上記フレーム保持手段におけるフレーム占有割合の多い送信元端末と接続する上記無線局を特定することを特徴とする請求項2に記載のフロー制御システム。 Each wireless station comprises a routing table storage means for storing a routing table indicating a wireless terminal connected to each wireless station constituting the wireless network,
3. The flow according to claim 2, wherein the flow control target specifying unit specifies the wireless station connected to a transmission source terminal having a large frame occupation ratio in the frame holding unit with reference to the routing table. Control system.
トラフィックの輻輳要因が上記有線ネットワークからのトラフィックである場合に、上記有線ネットワークからのトラフィックフローを制限するフロー制限手段を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のフロー制御システム。 Of the above wireless stations, wireless stations connected to the wired network
The flow control system according to claim 1, further comprising a flow restriction unit that restricts a traffic flow from the wired network when a traffic congestion factor is traffic from the wired network. .
上記各無線局が、フレーム保持手段と、フロー制御対象特定手段と、転送レート制御フレーム送信手段と、送信抑制フレーム送信手段とを備え、
上記フロー制御対象特定手段が、上記フレーム保持手段に保持されているフレームに基づいて、トラフィック輻輳の要因の送信元端末と接続している無線局を特定するフロー制御対象特定工程と、
上記転送レート制御フレーム送信手段が、上記フロー制御対象特定手段により特定された上記無線局に対し、接続している無線端末からの転送レートを抑制させる転送レート制御フレームを送信する転送レート制御フレーム送信工程と、
上記送信抑制フレーム送信手段が、上記転送レート制御フレームを受けると、接続している無線端末に対し、所定期間の送信フレームの送信を抑制させる送信抑制フレームを送信する送信抑制フレーム送信工程と
を備えることを特徴とするフロー制御方法。 In a flow control method for controlling a traffic flow in each wireless station in a wireless network including a plurality of wireless stations having packet relay means,
Each of the radio stations includes a frame holding unit, a flow control target specifying unit, a transfer rate control frame transmitting unit, and a transmission suppression frame transmitting unit.
The flow control target specifying unit specifies a radio station connected to the transmission source terminal of the traffic congestion factor based on the frame held in the frame holding unit;
The transfer rate control frame transmission means transmits a transfer rate control frame for suppressing a transfer rate from a connected wireless terminal to the radio station specified by the flow control target specifying means. Process,
When the transmission suppression frame transmission means receives the transfer rate control frame, the transmission suppression frame transmission unit transmits a transmission suppression frame that suppresses transmission of a transmission frame for a predetermined period to a connected wireless terminal. A flow control method characterized by the above.
上記各無線局のコンピュータに、
受信フレームを一時的に保持するフレーム保持手段、
上記フレーム保持手段に保持されているフレームに基づいて、トラフィック輻輳の要因の送信元端末と接続している無線局を特定するフロー制御対象特定手段、
上記フロー制御対象特定手段により特定された上記無線局に対し、接続している無線端末からの転送レートを抑制させる転送レート制御フレームを送信する転送レート制御フレーム送信手段、
上記転送レート制御フレームを受けると、接続している無線端末に対し、所定期間の送信フレームの送信を抑制させる送信抑制フレームを送信する送信抑制フレーム送信手段
として機能させるフロー制御プログラム。 In a flow network for controlling a traffic flow in each wireless station in a wireless network including a plurality of wireless stations having packet relay means,
In each wireless station computer,
Frame holding means for temporarily holding received frames;
Based on the frame held in the frame holding means, a flow control target specifying means for specifying a radio station connected to the transmission source terminal of the traffic congestion factor,
A transfer rate control frame transmitting means for transmitting a transfer rate control frame for suppressing a transfer rate from a connected wireless terminal to the wireless station specified by the flow control target specifying means;
A flow control program that, when receiving the transfer rate control frame, functions as a transmission suppression frame transmission unit that transmits a transmission suppression frame that suppresses transmission of a transmission frame for a predetermined period to a connected wireless terminal.
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