JP2018037782A - System and method thereof for estimating available band in communication network - Google Patents
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Description
本発明は、通信網の可用帯域を推定するシステム及びその方法に関するものである。 The present invention relates to a system and method for estimating an available bandwidth of a communication network.
従来、送信装置から受信装置へパケットサイズが順次に線形増加または減少する複数の計測パケットを所定の送信間隔で送信し、送信装置から受信装置までの通信経路の利用可能帯域（以下「可用帯域」という。）を計測するネットワーク帯域計測方法が知られている（特許文献１参照）。この方法では、送信装置から送信された計測パケットを受信装置で受信して計測パケットの受信間隔を計測する。そして、可用帯域を超えた場合には、パケット詰まりによる遅延（以下「キューイング遅延」という。）が発生するためにパケット間隔が広がることにより可用帯域を推定できる。すなわち、受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて可用帯域を計算している。 Conventionally, a plurality of measurement packets whose packet sizes are linearly increased or decreased sequentially from a transmission device to a reception device are transmitted at a predetermined transmission interval, and an available bandwidth of a communication path from the transmission device to the reception device (hereinafter “available bandwidth”). There is known a network bandwidth measurement method for measuring (refer to Patent Document 1). In this method, the measurement packet transmitted from the transmission device is received by the reception device, and the reception interval of the measurement packet is measured. When the available bandwidth is exceeded, a delay due to packet clogging (hereinafter referred to as “queuing delay”) occurs, so that the available bandwidth can be estimated by increasing the packet interval. That is, the available bandwidth is calculated using the measurement packet having the largest packet size among the measurement packets having the same reception interval and transmission interval.
上記ネットワーク帯域計測方法では、受信間隔の変動の原因がパケット詰まりによるキューイング遅延のみである通信網（例えば、有線の固定データ通信網）を想定した方法であり、以下に示すように一定の送信時間間隔でデータを送信する通信網（例えば、無線通信路を含む移動体通信網）については可用帯域を正確に測定することができないという課題がある。無線通信路を含む移動体通信網（例えば、ＬＴＥ(Long Term Evolution)/ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（以下、「ＬＴＥ/ＬＴＥ−Ａ」という。）を用いた移動体通信網）では、一定の送信時間間隔（ＴＴＩ: Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）毎に基地局から受信装置へデータが送信される。このとき、ＴＴＩ毎の送信可能なデータ量（ＴＢＳ: Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｂｌｏｃｋ Ｓｉｚｅ）がパケットサイズよりも大きい場合は、複数のパケットを結合し、一度に送信する。このため、上記従来のネットワーク帯域計測方法で測定する受信間隔は、上記一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）毎のパケット送信のためのパケット送信待ち時間や上記パケットを結合するためのパケット結合処理時間によって変動し、上記のパケット送信待ち時間やパケット結合処理時間と、キューイング遅延を区別できない。従って、上記ネットワーク帯域計測方法では、送信装置から受信装置までの通信経路に移動体通信網を含む場合の可用帯域（以下「移動体通信網の可用帯域」という。）を正確に推定することができない。 The above network bandwidth measurement method assumes a communication network (for example, a wired fixed data communication network) in which the cause of fluctuation in the reception interval is only a queuing delay due to packet clogging. A communication network that transmits data at time intervals (for example, a mobile communication network including a wireless communication path) has a problem that an available bandwidth cannot be measured accurately. In a mobile communication network including a wireless communication path (for example, a mobile communication network using LTE (Long Term Evolution) / LTE-Advanced (hereinafter referred to as “LTE / LTE-A”)), a fixed transmission time interval Data is transmitted from the base station to the receiving apparatus for each (TTI: Transmission Time Interval). At this time, if the transmittable data amount (TBS: Transport Block Size) for each TTI is larger than the packet size, a plurality of packets are combined and transmitted at a time. For this reason, the reception interval measured by the conventional network bandwidth measurement method depends on the packet transmission waiting time for packet transmission and the packet combination processing time for combining the packets at each constant transmission time interval (TTI). The packet transmission waiting time and the packet combining processing time cannot be distinguished from the queuing delay. Therefore, in the above-described network bandwidth measurement method, it is possible to accurately estimate the available bandwidth (hereinafter referred to as “available bandwidth of the mobile communication network”) when the mobile communication network is included in the communication path from the transmitting device to the receiving device. Can not.
本発明の一態様に係るシステムは、一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）でデータが伝送される通信路を含む通信網において可用帯域を推定するシステムであって、前記通信網を介してデータを送受信可能な送信装置及び受信装置を備え、前記送信装置は、前記一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）ごとに一又は複数のパケットからなる複数のパケット群を含み且つ該パケット群のパケットサイズの合計が順次増加又は減少するパケットトレインを生成するパケット生成部と、前記パケットトレインのパケット群ごとに、該パケット群の所定のパケットに送信時刻を付加する送信時刻付加部と、前記送信時刻が付加されたパケットトレインを、前記通信網を介して前記受信装置へ送信するパケット送信部と、を備え、前記受信装置は、前記送信装置から送信されたパケットトレインを、前記通信網を介して受信するパケット受信部と、前記受信したパケットトレインの各パケット群の受信時刻を記憶する受信時刻記憶部と、前記パケットトレインのパケット群ごとに、該パケット群の受信時刻とそのパケット群に付加されている送信時刻とに基づいて伝送遅延を計算する伝送遅延計算部と、前記パケットトレインにおける前記パケット群の伝送遅延の変動に基づいて、前記可用帯域計算部と、を備える。
前記システムにおいて、前記可用帯域計算部は、前記パケットトレインの複数のパケット群のうち、前記伝送遅延の変動が発生し始めた直前に受信されたパケット群のパケットサイズ、又は、前記伝送遅延が減少しなくなったときに受信されたパケット群のパケットサイズを用いて、前記可用帯域を計算することを特徴とするシステム。
また、前記システムにおいて、前記パケット生成部は、前記パケット群の複数のパケットを連続して送信するように前記パケットトレインを生成してもよいし、前記パケット群の複数のパケットを一定間隔で送信するように前記パケットトレインを生成してもよい。
また、前記システムにおいて、前記複数のパケットのパケットサイズは一定サイズであってもよいし、上限サイズ内で可変であってもよい。
ここで、前記パケット生成部は、前記パケット群に含まれるパケットの数を第１優先として上限個数の範囲内で順次増加又は減少させ、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを第２優先として上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成してもよい。また、前記パケット群に含めるパケットの数が一定であり、前記パケット生成部は、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成してもよい。また、前記前記パケット生成部は、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを第１優先として上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させ、前記パケット群に含まれるパケットの個数を第２優先として上限個数の範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成してもよい。
A system according to an aspect of the present invention is a system that estimates an available bandwidth in a communication network including a communication path through which data is transmitted at a constant transmission time interval (TTI), and transmits and receives data via the communication network. Including a plurality of packet groups including one or a plurality of packets for each predetermined transmission time interval (TTI), and the total packet size of the packet groups is sequentially A packet generator for generating an increasing or decreasing packet train, a transmission time adding unit for adding a transmission time to a predetermined packet of the packet group for each packet group of the packet train, and a packet to which the transmission time is added A packet transmission unit that transmits a train to the reception device via the communication network, and the reception device transmits the train from the transmission device. A packet reception unit that receives the received packet train via the communication network, a reception time storage unit that stores a reception time of each packet group of the received packet train, and a packet group of the packet train, A transmission delay calculation unit that calculates a transmission delay based on a reception time of the packet group and a transmission time added to the packet group; and based on a variation in the transmission delay of the packet group in the packet train, the available bandwidth And a calculation unit.
In the system, the available bandwidth calculation unit decreases a packet size of a packet group received immediately before the transmission delay starts to change among a plurality of packet groups of the packet train or the transmission delay decreases. A system characterized in that the usable bandwidth is calculated using a packet size of a packet group received when the packet is no longer used.
In the system, the packet generation unit may generate the packet train so as to continuously transmit a plurality of packets of the packet group, or transmit the plurality of packets of the packet group at regular intervals. The packet train may be generated as described above.
In the system, the packet size of the plurality of packets may be a fixed size or may be variable within an upper limit size.
Here, the packet generation unit sequentially increases or decreases the number of packets included in the packet group within the range of the upper limit number as the first priority, and sets the packet size of the packets included in the packet group as the second priority. The packet train may be generated so as to increase or decrease sequentially within an upper limit size range. In addition, the number of packets included in the packet group is constant, and the packet generation unit increases the packet train so as to sequentially increase or decrease the packet size of the packets included in the packet group within a range of an upper limit size. It may be generated. Further, the packet generation unit sequentially increases or decreases the packet size of the packets included in the packet group within a range of the upper limit size as the first priority, and sets the number of packets included in the packet group as the second priority. The packet train may be generated so as to increase or decrease sequentially within the range of the upper limit number.
また、本発明の他の態様に係る方法は、一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）でデータが伝送される通信路を含む通信網において可用帯域を推定する方法であって、送信装置が、前記一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）ごとに一又は複数のパケットからなる複数のパケット群を含み且つ該パケット群のパケットサイズの合計が順次増加又は減少するようにパケットトレインを生成することと、前記送信装置が、前記パケットトレインのパケット群ごとに、該パケット群の所定のパケットに送信時刻を付加することと、前記送信装置が、前記送信時刻が付加されたパケットトレインを、前記通信網を介して前記受信装置へ送信することと、受信装置が、前記送信装置から送信されたパケットトレインを受信することと、前記受信装置が、前記受信したパケットトレインの各パケット群の受信時刻を記憶することと、前記受信装置が、前記パケットトレインのパケット群ごとに、該パケット群の受信時刻とそのパケット群に付加されている送信時刻とに基づいて伝送遅延を計算することと、前記受信装置が、前記パケットトレインにおける前記パケット群の伝送遅延の変動に基づいて、前記可用帯域を計算することとを含む。
前記方法において、前記パケットトレインの複数のパケット群のうち、前記伝送遅延の変動が発生し始めた直前に受信されたパケット群のパケットサイズ、又は、前記伝送遅延が減少しなくなったときに受信されたパケット群のパケットサイズを用いて、前記可用帯域を計算してもよい。
また、前記方法において、前記パケット群の複数のパケットは連続して送信されてもよいし、前記パケット群の複数のパケットは一定間隔で送信されてもよい。
また、前記方法において、前記複数のパケットのパケットサイズは、一定サイズであってもよいし、上限サイズ内で可変であってもよい。
ここで、前記パケット群に含まれるパケットの数を第１優先として上限個数の範囲内で順次増加又は減少させ、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを第２優先として上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成してもよい。また、前記パケット群に含めるパケットの数が一定であり、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成してもよい。また、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを第１優先として上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させ、前記パケット群に含まれるパケットの個数を第２優先として上限個数の範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成してもよい。
A method according to another aspect of the present invention is a method for estimating an available bandwidth in a communication network including a communication path through which data is transmitted at a constant transmission time interval (TTI), wherein the transmission apparatus Generating a packet train that includes a plurality of packet groups of one or a plurality of packets at every transmission time interval (TTI) and so that the total packet size of the packet groups sequentially increases or decreases, and Adding a transmission time to a predetermined packet of the packet group for each packet group of the packet train, and the transmitting device transmits the packet train to which the transmission time is added via the communication network. Transmitting to the receiving device, receiving the packet train transmitted from the transmitting device, and receiving the packet received by the receiving device. Storing the reception time of each packet group of the to-train, and transmitting the receiver for each packet group of the packet train based on the reception time of the packet group and the transmission time added to the packet group Calculating a delay, and the receiving device calculating the available bandwidth based on a variation in transmission delay of the packet group in the packet train.
In the method, the packet size of a packet group received immediately before the start of fluctuation of the transmission delay among the plurality of packet groups of the packet train, or received when the transmission delay does not decrease. The available bandwidth may be calculated using the packet size of the packet group.
In the method, a plurality of packets in the packet group may be transmitted continuously, or a plurality of packets in the packet group may be transmitted at regular intervals.
In the method, the packet size of the plurality of packets may be a fixed size or may be variable within an upper limit size.
Here, the number of packets included in the packet group is sequentially increased or decreased within the range of the upper limit number as the first priority, and the packet size of the packet included in the packet group is set as the second priority within the range of the upper limit size. The packet train may be generated so as to increase or decrease sequentially. The packet train may be generated so that the number of packets included in the packet group is constant, and the packet size of the packets included in the packet group is sequentially increased or decreased within the upper limit size range. Further, the packet size of the packets included in the packet group is sequentially increased or decreased within the range of the upper limit size as the first priority, and the number of packets included in the packet group is sequentially increased within the range of the upper limit number as the second priority. The packet train may be generated to increase or decrease.
本発明によれば、一定の送信時間間隔でデータが伝送される通信路を含む通信網において、可用帯域を精度よく推定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately estimate the available bandwidth in a communication network including a communication path through which data is transmitted at a constant transmission time interval.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、可用帯域を推定する通信網がＬＴＥ/ＬＴＥ−Ａを用いた移動体通信網である場合について説明するが、可用帯域を推定する通信網は、一定の送信時間間隔でデータが伝送される通信網であれば、他の移動体通信システムを用いた移動体通信網または、移動体通信網以外の通信網であってもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, the case where the communication network for estimating the available bandwidth is a mobile communication network using LTE / LTE-A will be described. However, the communication network for estimating the available bandwidth has a fixed transmission time interval. As long as it is a communication network through which data is transmitted, it may be a mobile communication network using another mobile communication system or a communication network other than the mobile communication network.
図１は、本発明の一実施形態に係る送信装置及び受信装置を含む可用帯域推定システムの概略構成の一例を示す説明図である。
本実施形態に係る可用帯域推定システムは、一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）でデータが伝送される無線通信路を含む移動体通信網２００を介してデータを送受信可能な複数の送信装置１１０及び受信装置１２０を備え、移動体通信網２００の可用帯域を推定するシステムである。送信装置１１０及び受信装置１２０は例えばＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを利用して時間同期されていてもよい。また、送信装置１１０及び受信装置１２０は、通信機能を有するパーソナルコンピュータやサーバなどのコンピュータ装置であってもよいし、移動通信網２００の基地局や移動局（ユーザ装置）であってもよい。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a schematic configuration of an available bandwidth estimation system including a transmission device and a reception device according to an embodiment of the present invention.
The available bandwidth estimation system according to the present embodiment includes a plurality of
ここで、「可用帯域」（実行速度、スループット）は、移動体通信網２００の物理的な通信容量である物理帯域（例えば１００Ｍｂｐｓ）のうち、利用中の帯域（例えば３０Ｍｂｐｓ）を除く、使用可能な帯域（例えば７０Ｍｂｐｓ）である。また、通信網が複数の通信路から構成される場合における通信網の可用帯域とは、複数の通信路の中で最も可用帯域が低い通信路の可用帯域である。（最も可用帯域が低い通信路のことをボトルネックと呼ぶ。一般的に、移動体通信網においては無線通信路がボトルネックとなる。）一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）でデータが伝送される無線通信路を含む移動体通信網２００において、無線通信路がボトルネックになる場合の可用帯域を前述の特許文献１に記載されている従来方法で推定しようとしても、次のように精度よく推定することができない。
Here, the “available bandwidth” (execution speed, throughput) can be used excluding the bandwidth in use (for example, 30 Mbps) out of the physical bandwidth (for example, 100 Mbps) that is the physical communication capacity of the
図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、比較例に係る可用帯域推定システムにおける送信装置から送信されるパケットトレイン４００の一例を示す説明図、及び、そのパケットトレイン４００が移動体通信網を介して受信装置で受信されるときのパケットトレイン４００の一例を示す説明図である。
図２（ａ）に示すように、本比較例の可用帯域推定システムで用いられるパケットトレイン４００は、パケットサイズが順次に線形増加する複数のパケット４１１で構成され、この複数のパケット４１１が所定の送信間隔ΔＴで送信される。そして、送信装置から送信されたパケットトレイン４００を受信装置で受信してパケット４１１の受信間隔を計測し、受信間隔と送信間隔とが等しいパケット４１１のうちでパケットサイズが最大のパケット４１１を用いて可用帯域を計算している。すなわち、パケット４１１の受信間隔の変動に基づいて可用帯域を推定している。
2 (a) and 2 (b) are explanatory diagrams showing an example of a
As shown in FIG. 2A, the
しかしながら、上記比較例に係る可用帯域推定システムにおいて、送信装置から送信されたパケットトレイン４００が、一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）でデータを送信する移動体通信網を介して受信装置に受信される場合、図２（ｂ）に示すように互いに隣り合う複数のパケット４１１が結合され一度に送信されるため、一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）毎に隣り合う複数のパケット４１１がまとめて受信される。このため、受信装置で測定する受信間隔が、上記一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）毎のパケット送信のためのパケット送信待ち時間や上記パケットを結合するためのパケット結合処理時間によって変動する。すなわち、パケット詰まりによるキューイング遅延と、上記のパケット送信待ち時間やパケット結合処理時間を区別できないため、移動体通信網の可用帯域を精度よく推定することができない。
However, in the available bandwidth estimation system according to the comparative example, the
そこで、本実施形態では、以下に示すように、送信装置１１０から受信装置１２０に送信するパケットトレインとして、一定のＴＴＩ（ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａでは１ｍｓ）ごとに一又は複数のパケットからなる複数のパケット群３１０を含み且つそのパケット群３１０のパケットサイズの合計が順次増加又は減少するパケットトレイン３００を生成して用いることにより、移動体通信網２００の可用帯域を精度よく推定できる。
Therefore, in the present embodiment, as shown below, as a packet train transmitted from the
図１において、送信装置１１０は、パケット生成部１１２と送信時刻付加部１１４とパケット送信部１１６とを備える。パケット生成部１１２は、後述のように、一定のＴＴＩごとに一又は複数のパケットからなる複数のパケット群を含み且つそのパケット群のパケットサイズの合計が順次増加又は減少するパケットトレイン３００を生成する。送信時刻付加部１１４は、パケットトレイン３００のパケット群ごとに、パケット群の所定のパケット（例えば、パケット群の先頭のパケット）に送信時刻を付加する。パケット送信部は、移動体通信網２００を介して受信装置１２０に、送信時刻を付加したパケットトレイン３００を送信する。
In FIG. 1, the
受信装置１２０は、パケット受信部１２２と受信時刻記憶部１２４と伝送遅延計算部１２６と可用帯域計算部１２８とを備える。パケット受信部１２２は、移動体通信網２００を介して送信装置１１０から送信されたパケットトレイン３００を受信する。受信時刻記憶部１２４は、パケット受信部１２２で受信したパケットトレイン３００の各パケット群の受信時刻を記憶する。伝送遅延計算部１２６は、パケットトレインのパケット群ごとに、パケット群の受信時刻とそのパケット群に付加されている送信時刻とに基づいて伝送遅延を計算する。可用帯域計算部１２８は、パケットトレイン３００におけるパケット群の伝送遅延の変動に基づいて、移動体通信網２００の可用帯域を計算する。
The receiving
図３は、本実施形態に係る可用帯域推定システムにおける送信装置１１０から送信されるパケットトレイン３００の一例を示す説明図である。
図３のパケットトレイン３００は、ＴＴＩごとに一又は複数のパケット３１１からなる複数のパケット群３１０を含み且つそのパケット群３１０のパケットサイズの合計が１パケット単位で順次増加するように構成されている。すなわち、図示の例では、ＴＴＩごとに、パケット群３１０に含まれるパケット３１１の個数が１個ずつ増えるように、パケットトレイン３００が構成されている。また、各パケット群３１０の先頭のパケット３１１には送信時刻が付加される。そして、送信装置１１０から送信されたパケットトレイン３００が移動体通信網２００を介して受信装置１２０に受信される。このとき、パケット群の間には予めＴＴＩの間隔があいているため、パケット群の合計サイズがＴＢＳを超えなければ、パケット送信待ち時間やパケット結合処理時間の影響を受けず、パケット群の間隔はＴＴＩで変わらない。一方、パケット群の合計サイズがＴＢＳを超える場合には、パケット詰まりが発生するため、ＴＢＳを超えた部分が以降のＴＴＩで送信され、パケット群の間隔がＴＴＩの２倍またはそれ以上に広くなる。以上により、ＴＴＩ毎に送信する無線区間が含まれていても、パケット詰まりにより発生するキューイング遅延のみを検知することができるため、正確な可用帯域の推定が可能である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a
The
図４は、本実施形態に係る可用帯域推定システムにおける送信装置１１０から送信されるパケットトレイン３００の他の例を示す説明図である。
図３のパケットトレイン３００では、複数のパケット３１１が含まれるパケット群３１０のそれぞれにおいて、複数のパケット３１１は連続して送信されているが、図４のパケットトレイン３００に示すように、パケット群３１０のそれぞれにおいて、複数のパケット３１１は一定間隔Ｔ０で送信してもよい。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating another example of the
In the
図５は、本実施形態に係る可用帯域推定システムにおける送信装置１１０から送信されるパケットトレイン３００の更に他の例を示す説明図である。
図５の例では、パケット群３１０に含まれるパケット３１２ａの数を第１優先として上限個数（図示の例では３個）の範囲内で順次増加させている。そして、パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを第２優先として上限サイズ（図示の例では例えば２ΔＰ）の範囲内で順次ΔＰ増加させるように第１のパケットサイズ（例えばΔＰ）のパケット３１２ａを第２のパケットサイズ（例えば２ΔＰ）のパケット３１２ｂに入れ替えている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing still another example of the
In the example of FIG. 5, the number of
図６は、本実施形態に係る可用帯域推定システムにおける送信装置１１０から送信されるパケットトレイン３００の更に他の例を示す説明図である。
図６の例では、パケット群３１０に含めるパケットの数が一定（図示の例では３個）であり、パケット群３１０に含まれるパケット３１３ａ〜３１３ｅのパケットサイズを上限サイズの範囲内で順次増加させるように、パケットトレイン３００を生成している。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing still another example of the
In the example of FIG. 6, the number of packets included in the
図７は、本実施形態に係る可用帯域推定システムにおける送信装置１１０から送信されるパケットトレイン３００の更に他の例を示す説明図である。
図７の例では、パケット群３１０に含まれるパケット３１３ａ〜３１３ｃのパケットサイズを第１優先として上限サイズ（例えば３ΔＰ）の範囲内で順次ΔＰ増加させている。そして、パケット群３１０に含まれるパケットの個数を第２優先として上限個数の範囲内で順次増加させるように、パケットトレイン３００を生成してもよい。例えば、図７に示すように、パケット群３１０の１番目のパケットのサイズをパケット３１３ａ〜３１３ｃのように増加させ、１番目のパケット３１３ｃのサイズが上限サイズに達したら、２番目のパケットを追加し、その２番目のパケットのサイズをパケット３１３ａ〜３１３ｃのように増加させていく。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing still another example of the
In the example of FIG. 7, the packet sizes of the
以上示した図３〜図７のパケットトレイン３００のいずれにおいても、ＴＴＩごとに送信される複数のパケット群３１０のパケットサイズの合計を順次増加させることができる。
In any of the packet trains 300 shown in FIGS. 3 to 7 as described above, the total packet size of the plurality of
なお、図３〜図７のパケットトレイン３００の例では、パケット群３１０のパケットサイズの合計が順次増加するようにパケットトレイン３００を生成しているが、パケット群のパケットサイズの合計が順次減少するようにパケットトレイン３００を生成してもよい。
In the example of the
図８は、本実施形態に係る可用帯域推定システムにおける移動体通信網の可用帯域の推定手順の一例を示すシーケンスフロー図である。
図８において、まず、送信装置１１０は、図３〜図７に例示したいずれかのパケットトレイン３００を生成し（Ｓ１０１）、パケットトレイン３００に含まれる複数のパケット群３１０（１），３１０（２），・・・，３１０（ｎ），・・・，３１０（Ｎ）のそれぞれの先頭のパケットに送信時刻（送信予定時刻）ｔ１（１），ｔ１（２），・・・，ｔ１（ｎ），・・・，ｔ１（Ｎ）を付加する（Ｓ１０２）。ここで、パケット群３１０（ｎ）及びｔ１（ｎ）はパケットトレイン３００の先頭からｎ番目のパケット群及びその送信時刻である。また、Ｎはパケットトレイン３００に含まれるパケット群の総数である。また、パケット群３１０（１），３１０（２），・・・，３１０（ｎ），・・・，３１０（Ｎ）のそれぞれのパケットサイズの合計［ｂｙｔｅ］を、Ｓ（１），Ｓ（２），・・・，Ｓ（ｎ），・・・，Ｓ（Ｎ）とする。
FIG. 8 is a sequence flow diagram showing an example of the procedure for estimating the available bandwidth of the mobile communication network in the available bandwidth estimation system according to the present embodiment.
In FIG. 8, the transmitting
次に、送信装置１１０は、移動体通信網２００を介して受信装置１２０にパケットトレイン３００を送信する（Ｓ１０３）。具体的には、パケットトレイン３００に含まれる複数のパケット群３１０（１），３１０（２），・・・，３１０（ｎ），・・・，３１０（Ｎ）のそれぞれについて、送信時刻（送信予定時刻）ｔ１（１），ｔ１（２），・・・，ｔ１（ｎ），・・・，ｔ１（Ｎ）が到来したら順次送信する。
Next, the
一方、受信装置１２０は、移動体通信網２００を介して送信装置１１０から送信されたパケットトレイン３００を受信し、受信したパケットトレイン３００の各パケット群３１０（１），３１０（２），・・・，３１０（ｎ），・・・，３１０（Ｎ）の先頭のパケットの受信時刻ｔ２（１），ｔ２（２），・・・，ｔ２（ｎ），・・・，ｔ２（Ｎ）を記憶する（Ｓ２０１）。
On the other hand, the receiving
次に、受信装置１２０は、パケットトレイン３００のパケット群３１０（ｎ）ごとに、パケット群３１０（ｎ）の受信時刻ｔ２（ｎ）とそのパケット群３１０（ｎ）に付加されている送信時刻ｔ１（ｎ）とに基づいて伝送遅延ＤＴ（ｎ）［ｓ］計算する（Ｓ２０２）。伝送遅延ＤＴ（ｎ）は、例えば次式（１）により計算することができる。
次に、受信装置１２０は、パケットトレイン３００におけるパケット群の伝送遅延ＤＴ（ｎ）の変動に基づいて、移動体通信網２００の可用帯域Ａ［ｂｐｓ］を計算する（Ｓ２０３）。具体的には、パケットトレイン３００の複数のパケット群３１０のうち、伝送遅延の変動が発生し始めた直前に受信されたパケット群が第ｎ番目のパケット群３１０（ｎ）であり、そのパケットサイズがＳ（ｎ）［ｂｙｔｅ］であり、移動体通信網２００でのデータの送信時間間隔がＴＴＩ［ｓ］であるとすると、移動体通信網２００の可用帯域Ａ［ｂｐｓ］は次式（２）を用いて計算することができる。
以上、上記実施形態によれば、移動体通信網２００を介して送信装置１１０から受信装置１２０に、上記所定のパケット群３１０を含むパケットトレイン３００を送信することにより、実トラフィックへの影響を抑制しつつ移動体通信網２００の可用帯域を推定することができる。
As described above, according to the embodiment, by transmitting the
なお、伝送遅延ＤＴ（ｎ）の計算（Ｓ２０２）および可用帯域Ａの計算（Ｓ２０３）は、パケット群３１０（Ｎ）の受信後に行ってもよいし、各パケット群３１０（ｎ）が受信するたびに行ってもよい。 The calculation of transmission delay DT (n) (S202) and the calculation of available bandwidth A (S203) may be performed after reception of packet group 310 (N) or whenever each packet group 310 (n) is received. You may go to
また、パケット群のパケットサイズの合計が順次減少するようにパケットトレイン３００を生成して送信する場合は、パケットトレイン３００の複数のパケット群３１０のうち、伝送遅延が低下しなくなったとき（変動しなくなったとき）に受信されたパケット群のパケットサイズＳを用いて、上記式（２）により、移動体通信網２００の可用帯域Ａを計算することができる。
Further, when the
また、本明細書で説明された送信装置１１０及び受信装置１２０等における処理工程及び構成要素は、前述の手段のほか、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの処理工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
Further, the processing steps and components in the
ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、ＮｏｄｅＢ、サーバ、ゲートウェイ、交換機、コンピュータ、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。 For hardware implementation, a processing unit used to realize the above steps and components in an entity (for example, various wireless communication devices, NodeBs, servers, gateways, exchanges, computers, hard disk drive devices, or optical disk drive devices) Such means include one or more application specific IC (ASIC), digital signal processor (DSP), digital signal processor (DSPD), programmable logic device (PLD), field programmable gate array (FPGA), processor, controller, microcontroller, microprocessor, electronic device, other electronic unit designed to perform the functions described herein, a computer, or combinations thereof It may be implemented in.
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。 Also, for firmware and / or software implementation, means such as processing units used to implement the above components may be programs (eg, procedures, functions, modules, instructions) that perform the functions described herein. , Etc.). In general, any computer / processor readable medium that specifically embodies firmware and / or software code is means such as a processing unit used to implement the steps and components described herein. May be used to implement For example, the firmware and / or software code may be stored in a memory, for example, in a control device, and executed by a computer or processor. The memory may be implemented inside the computer or processor, or may be implemented outside the processor. The firmware and / or software code may be, for example, random access memory (RAM), read only memory (ROM), nonvolatile random access memory (NVRAM), programmable read only memory (PROM), electrically erasable PROM (EEPROM) ), FLASH memory, floppy disk, compact disk (CD), digital versatile disk (DVD), magnetic or optical data storage, etc. Good. The code may be executed by one or more computers or processors, and may cause the computers or processors to perform the functional aspects described herein.
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。 Also, descriptions of embodiments disclosed herein are provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to the present disclosure will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other variations without departing from the spirit or scope of the disclosure. The present disclosure is therefore not limited to the examples and designs described herein, but should be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
１１０ 送信装置
１１２ パケット生成部
１１４ 送信時刻付加部
１１６ パケット送信部
１２０ 受信装置
１２２ パケット受信部
１２４ 受信時刻記憶部
１２６ 伝送遅延計算部
１２８ 可用帯域計算部
２００ 移動体通信網
３００ パケットトレイン
３１０ パケット群
３１１ パケット
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記通信網を介してデータを送受信可能な送信装置及び受信装置を備え、
前記送信装置は、
前記一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）ごとに一又は複数のパケットからなる複数のパケット群を含み且つ該パケット群のパケットサイズの合計が順次増加又は減少するパケットトレインを生成するパケット生成部と、
前記パケットトレインのパケット群ごとに、該パケット群の所定のパケットに送信時刻を付加する送信時刻付加部と、
前記送信時刻が付加されたパケットトレインを、前記通信網を介して前記受信装置へ送信するパケット送信部と、を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信されたパケットトレインを、前記通信網を介して受信するパケット受信部と、
前記受信したパケットトレインの各パケット群の受信時刻を記憶する受信時刻記憶部と、
前記パケットトレインのパケット群ごとに、該パケット群の受信時刻とそのパケット群に付加されている送信時刻とに基づいて伝送遅延を計算する伝送遅延計算部と、
前記パケットトレインにおける前記パケット群の伝送遅延の変動に基づいて、前記可用帯域を計算する可用帯域計算部と、を備えることを特徴とするシステム。 A system for estimating an available bandwidth in a communication network including a communication path through which data is transmitted at a constant transmission time interval (TTI),
A transmission device and a reception device capable of transmitting and receiving data via the communication network;
The transmitter is
A packet generation unit that generates a packet train that includes a plurality of packet groups of one or a plurality of packets for each predetermined transmission time interval (TTI), and in which the total packet size of the packet groups sequentially increases or decreases;
A transmission time adding unit that adds a transmission time to a predetermined packet of the packet group for each packet group of the packet train;
A packet transmission unit that transmits the packet train to which the transmission time is added to the reception device via the communication network, and
The receiving device is:
A packet receiving unit that receives the packet train transmitted from the transmission device via the communication network;
A reception time storage unit for storing the reception time of each packet group of the received packet train;
For each packet group of the packet train, a transmission delay calculation unit that calculates a transmission delay based on the reception time of the packet group and the transmission time added to the packet group;
A usable bandwidth calculating unit that calculates the usable bandwidth based on a variation in transmission delay of the packet group in the packet train.
前記可用帯域計算部は、前記パケットトレインの複数のパケット群のうち、前記伝送遅延の変動が発生し始めた直前に受信されたパケット群のパケットサイズ、又は、前記伝送遅延が減少しなくなったときに受信されたパケット群のパケットサイズを用いて、前記可用帯域を計算することを特徴とするシステム。 The system of claim 1, wherein
The available bandwidth calculation unit, when a packet size of a packet group received just before the transmission delay variation starts to occur, or when the transmission delay does not decrease among a plurality of packet groups of the packet train The available bandwidth is calculated using the packet size of the packet group received in the above.
前記パケット生成部は、前記パケット群の複数のパケットを連続して送信するように前記パケットトレインを生成することを特徴とするシステム。 The system of claim 1 or 2,
The packet generation unit generates the packet train so as to continuously transmit a plurality of packets of the packet group.
前記パケット生成部は、前記パケット群の複数のパケットを一定間隔で送信するように前記パケットトレインを生成することを特徴とするシステム。 The system of claim 1 or 2,
The packet generation unit generates the packet train so as to transmit a plurality of packets of the packet group at regular intervals.
前記複数のパケットのパケットサイズは一定サイズであることを特徴とするシステム。 The system according to any one of claims 1 to 4,
The system characterized in that a packet size of the plurality of packets is a fixed size.
前記複数のパケットのパケットサイズは上限サイズ内で可変であることを特徴とするシステム。 The system according to any one of claims 1 to 4,
The packet size of the plurality of packets is variable within an upper limit size.
前記パケット生成部は、前記パケット群に含まれるパケットの数を第１優先として上限個数の範囲内で順次増加又は減少させ、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを第２優先として上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成することを特徴とするシステム。 The system of claim 6, wherein
The packet generation unit sequentially increases or decreases the number of packets included in the packet group within the range of the upper limit number as the first priority, and sets the packet size of the packets included in the packet group as the second priority. The system generates the packet train to increase or decrease sequentially within a range.
前記パケット群に含めるパケットの数が一定であり、
前記パケット生成部は、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成することを特徴とするシステム。 The system of claim 6, wherein
The number of packets included in the packet group is constant,
The packet generation unit generates the packet train so as to sequentially increase or decrease a packet size of a packet included in the packet group within a range of an upper limit size.
前記パケット生成部は、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを第１優先として上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させ、前記パケット群に含まれるパケットの個数を第２優先として上限個数の範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成することを特徴とするシステム。 The system of claim 6, wherein
The packet generation unit sequentially increases or decreases the packet size of the packets included in the packet group within the range of the upper limit size as the first priority, and sets the number of packets included in the packet group as the second priority. The system generates the packet train to increase or decrease sequentially within a range.
送信装置が、前記一定の送信時間間隔（ＴＴＩ）ごとに一又は複数のパケットからなる複数のパケット群を含み且つ該パケット群のパケットサイズの合計が順次増加又は減少するようにパケットトレインを生成することと、
前記送信装置が、前記パケットトレインのパケット群ごとに、該パケット群の所定のパケットに送信時刻を付加することと、
前記送信装置が、前記送信時刻が付加されたパケットトレインを、前記通信網を介して前記受信装置へ送信することと、
受信装置が、前記送信装置から送信されたパケットトレインを、前記通信網を介して受信することと、
前記受信装置が、前記受信したパケットトレインの各パケット群の受信時刻を記憶することと、
前記受信装置が、前記パケットトレインのパケット群ごとに、該パケット群の受信時刻とそのパケット群に付加されている送信時刻とに基づいて伝送遅延を計算することと、
前記受信装置が、前記パケットトレインにおける前記パケット群の伝送遅延の変動に基づいて、前記可用帯域を計算することとを含むことを特徴とする方法。 A method for estimating an available bandwidth in a communication network including a communication path through which data is transmitted at a constant transmission time interval (TTI),
The transmitting apparatus generates a packet train including a plurality of packet groups including one or a plurality of packets at each predetermined transmission time interval (TTI) and sequentially increasing or decreasing the total packet size of the packet groups. And
The transmitter adds a transmission time to a predetermined packet of the packet group for each packet group of the packet train;
The transmission device transmits the packet train to which the transmission time is added to the reception device via the communication network;
Receiving a packet train transmitted from the transmitting device via the communication network;
The receiving device stores a reception time of each packet group of the received packet train;
For each packet group of the packet train, the receiving device calculates a transmission delay based on a reception time of the packet group and a transmission time added to the packet group;
The receiving apparatus includes calculating the available bandwidth based on a variation in transmission delay of the packet group in the packet train.
前記パケットトレインの複数のパケット群のうち、前記伝送遅延の変動が発生し始めた直前に受信されたパケット群のパケットサイズ、又は、前記伝送遅延が減少しなくなったときに受信されたパケット群のパケットサイズを用いて、前記可用帯域を計算することを特徴とする方法。 The method of claim 10, wherein:
Of the plurality of packet groups of the packet train, the packet size of the packet group received immediately before the start of fluctuation of the transmission delay, or the packet group received when the transmission delay does not decrease A method of calculating the available bandwidth using a packet size.
前記パケット群の複数のパケットを連続して送信するように前記パケットトレインを生成することを特徴とする方法。 12. The method of claim 10 or 11,
The method of generating the packet train so as to continuously transmit a plurality of packets of the packet group.
前記パケット群の複数のパケットを一定間隔で送信するように前記パケットトレインを生成することを特徴とする方法。 12. The method of claim 10 or 11,
The method of generating the packet train to transmit a plurality of packets of the packet group at regular intervals.
前記複数のパケットのパケットサイズは一定サイズであることを特徴とする方法。 14. A method according to any of claims 10 to 13,
The packet size of the plurality of packets is a fixed size.
前記複数のパケットのパケットサイズが上限サイズ内で可変であることを特徴とする方法。 A method according to any of claims 1 to 13,
The method according to claim 1, wherein a packet size of the plurality of packets is variable within an upper limit size.
前記パケット群に含まれるパケットの数を第１優先として上限個数の範囲内で順次増加又は減少させ、前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを第２優先として上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成することを特徴とする方法。 The method of claim 15, wherein
The number of packets included in the packet group is sequentially increased or decreased within the range of the upper limit number as the first priority, and the packet size of the packets included in the packet group is sequentially increased within the range of the upper limit size as the second priority or Generating the packet train to reduce.
前記パケット群に含めるパケットの数が一定であり、
前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成することを特徴とする方法。 The method of claim 15, wherein
The number of packets included in the packet group is constant,
The method of generating the packet train so as to sequentially increase or decrease a packet size of a packet included in the packet group within a range of an upper limit size.
前記パケット群に含まれるパケットのパケットサイズを第１優先として上限サイズの範囲内で順次増加又は減少させ、前記パケット群に含まれるパケットの個数を第２優先として上限個数の範囲内で順次増加又は減少させるように、前記パケットトレインを生成することを特徴とする方法。 The method of claim 15, wherein
The packet size of the packets included in the packet group is sequentially increased or decreased within the range of the upper limit size as the first priority, and the number of packets included in the packet group is sequentially increased or increased within the range of the upper limit number as the second priority. Generating the packet train to reduce.
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