JP3664307B2

JP3664307B2 - 交換局、及び、交換局輻輳制御方法

Info

Publication number: JP3664307B2
Application number: JP2002247651A
Authority: JP
Inventors: 貴宏黒岩; 政吾沼尻
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP2004088502A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は交換局、及び、交換局輻輳制御方法に関し、特に輻輳時に移動局に対する通信規制を行う交換局、及び、交換局輻輳制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、交換局が輻輳した場合、移動局からのデータ信号に対して、輻輳中を示す信号を返却する。図５には、移動局ＭＳと交換局１とを含んで構成される通信システムにおいて、ＯＳＩ(開放系システム相互間接続)のレイヤ２にＬＡＰＤＭ（ＬｉｎｋＡｃｃｅｓｓＰｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒＤｉｇｉｔａｌＭｏｂｉｌｅＣｈａｎｎｅｌ）を使用している例が示されている。同図(Ａ）に示されるように、移動局ＭＳから交換局１へＩフレームが送信されて、情報転送が行われる。同図（Ｂ）には、同じシステムにおいて、交換局１が輻輳した場合における、移動局ＭＳと交換局１との通信の様子が示されている。交換局１は、輻輳すると、通信手順制御を行うために参照するＬＡＰＤＭ手順制御の自局ビジー状態フラグに「自受信ビジー状態」を設定する。それ以降に、移動局ＭＳが交換局１に対してＩフレームを送出すると、交換局１は輻輳中を示すＲＮＲ（ＲｅｃｅｉｖｅＮｏｔＲｅａｄｙ）を全移動局ＭＳ−１〜ＭＳ−４に対して返却する。これにより、交換局１の通信処理負荷を軽減し、交換局の輻輳制御を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、交換局は、輻輳した場合にはその輻輳の程度、すなわち輻輳レベルを問わずに、輻輳中を示す信号を全移動局に対して通知する。又、非輻輳時には、いずれの移動局に対してもそのような信号を通知することなく、Ｉフレームを受信する。すなわち、全ての移動局に対して「通知する」もしくは全ての移動局に対して「通知しない」というように、２段階の制御方式を用いている。このような制御方式を用いると、例えば、輻輳レベルが低い時には、直ちに輻輳状態が回復するなど、輻輳レベルによって輻輳状態の回復時間が大幅に変化することとなる。このため、例えば、低レベルな輻輳状態が連続する場合など、通信網の状態によっては、輻輳状態と非輻輳状態との間をきわめて頻繁に遷移するような現象が生じ得る。このような場合には、頻繁に通信制御も切り換えなければならないため、交換局に通常以上の負荷がかかる可能性がある。
【０００４】
本発明の目的は、輻輳レベルに応じて最適な確率で移動局との通信を規制することにより、輻輳状態と非輻輳状態との間をきわめて頻繁に遷移するような場合にも適切に輻輳制御可能な交換局、及び、交換局輻輳制御方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の請求項１による交換局は、輻輳時になされた移動局からのデータ送信を拒否することにより、通信処理の負荷を抑止して該輻輳を制御する交換局であって、
輻輳レベルと輻輳レベルに応じて段階的に設定される通信拒否率との対応関係を予め定めた通信拒否率対応テーブルと、前記通信拒否率対応テーブルを参照することにより、移動局からのデータ送信時の輻輳レベルに基づいて、通信拒否率を決定する通信拒否率決定手段と、前記通信拒否率決定手段により決定された通信拒否率に従って、前記移動局からのデータ送信を拒否するか否かを判定する規制判定手段と、前記規制判定手段による判定結果に従って該通信を規制する規制手段と、前記移動局と該移動局についての前記規制判定手段による判定結果との対応を定めた端末判定結果対応テーブルと、を備え、さらに、前記規制手段は、前記端末判定結果対応テーブルに基づいて、輻輳中の同一の移動局からの再度のデータ送信に対しては、前記同一の移動局からの最初のデータ送信に対して行った規制結果に従って、規制を行うことを特徴とする。
このように、個々のデータ送信を特定の確率で拒否することにより、交換局において同時に係属する通信処理の全体的な割合を抑制し、その負荷を軽減して、輻輳を沈静化することができる。このとき、輻輳レベルに応じて、多段階の輻輳制御を可能とすることにより、従来における輻輳状態と非輻輳状態とが頻繁に遷移するような状態を招くことなく、適切な輻輳制御を行うことができる。また、輻輳レベルが高い場合には高確率で、輻輳レベルが低い場合には低確率で輻輳を制御することにより、輻輳レベルに応じた最適な確率で輻輳制御を行うことができる。更に、輻輳レベルの時間変化に応じて、随時その輻輳レベルに応じた通信拒否率に切り替えることにより、処理負荷の急激な変化を防ぐと共に、規制される通信の数を最小限に抑制することができる。
尚、通信拒否率対応テーブル以外に、例えば、輻輳レベル値の関数によって、通信拒否率を導出するなどの手法を用いてもよい。
また、本発明の請求項２による交換局は、輻輳時になされた移動局からのデータ送信を拒否することにより、通信処理の負荷を抑止して該輻輳を制御する交換局の輻輳制御方法であって、
輻輳レベルと輻輳レベルに応じて段階的に設定される通信拒否率との対応関係を予め定めた通信拒否率対応テーブルを参照することにより、移動局からのデータ送信時の輻輳レベルに基づいて、通信拒否率を決定する通信拒否率決定ステップと、前記通信拒否率決定ステップにおいて決定された通信拒否率に従って、前記移動局からのデータ送信を拒否するか否かを判定する規制判定ステップと、前記規制判定ステップにおける判定結果に従って該通信を規制する規制ステップと、輻輳中の同一の移動局からの再度のデータ送信に対しては、前記前記移動局と該移動局についての前記規制判定ステップにおける判定結果との対応を定めた端末判定結果対応テーブルに基づいて、前記同一の移動局からの最初のデータ送信に対して行った規制結果に従って、規制を行う再規制ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図においては、他の図と同等の部分が同一符号によって示されている。
図１には、本実施の形態における交換局輻輳制御システムによって実現される輻輳制御の様子が示されている。同図に示されるように、交換局輻輳制御システムは、移動局ＭＳと、交換局１と、を含んで構成されている。同図においては、交換局１の輻輳状態を、そのレベルの低い順に、第１輻輳〜第４輻輳として表している。同図（Ａ）は、第１輻輳状態において２５％規制が行われる様子が示されている。同図（Ａ）においては、４つの移動局ＭＳ−１〜ＭＳ−４のそれぞれから情報転送を行うＩフレームが送信されている。このうち、１の移動局ＭＳ−１から送信されたＩフレームに対してのみ、ＲＮＲが返却され、データ送信が拒否されている。すなわち、各移動局ＭＳに対して２５％の通信拒否率で規制を行った結果、データ送信を行った移動局ＭＳ全体の２５％にあたる移動局ＭＳが通信を拒否されている。同図（Ｂ）においては、第２輻輳状態において５０％規制が行われる様子が示されており、各移動局ＭＳに対して５０％の通信拒否率で規制を行った結果、データ送信を行った移動局ＭＳ全体の５０％にあたる移動局ＭＳがデータ送信を拒否されている。同様に、同図（Ｃ）には、第３輻輳状態において各移動局ＭＳに対して７５％の通信拒否率で規制が行われ、同図（Ｄ）には、第４輻輳状態において各移動局ＭＳに対して１００％の通信拒否率で規制が行われる様子が示されている。すなわち、輻輳レベルが低い場合には低確率でＲＮＲが返却され、輻輳レベルが高い場合には高確率でＲＮＲが返却される。
【００１２】
次に、本実施の形態において用いられる交換局の構成を、図２を参照して説明する。同図に示されているように、交換局１は、受信部１ａと、判定部１ｂと、データ保持部１ｃと、規制部１ｄと、を含んで構成されている。
受信部１ａは、移動局に接続されて、移動局からの信号を受信する。
判定部１ｂは、移動局からのデータ送信を拒否するか否かの判定を行う機能を有する。本実施の形態においては、データ保持部１ｃに保持される通信拒否率対応テーブルを参照することにより、交換局１における輻輳レベルに応じた通信拒否率を特定し、特定された通信拒否率でデータ送信を拒否するか否かの判定を行う。この判定は、例えば、乱数を発生させる乱数発生手段と、乱数値が奇数であるときは通信を拒否する等の各通信拒否率毎に設けられる乱数値と判定結果とを対応させたテーブルと、を用いて行う。
【００１３】
データ保持部１ｃは、規制時に必要なデータ、本実施の形態においては、通信拒否率対応テーブルと、規制の判定結果テーブルと、を保持している。
規制部１ｄは、判定部１ｂによる判定結果を受信して、通信拒否の判定がなされたときは、通信拒否の信号を移動局に送信する。
次に、図３、及び、図４を参照して、交換局輻輳制御システムにおける通信シーケンスと交換局の具体的な動作について説明する。
【００１４】
図３のステップＳ１０１においては、移動局ＭＳ−１から交換局にＩフレームが送信される。
同図のステップＳ１０２においては、交換局において、通信要求を拒否するか否かの判定を行う。ここで、交換局は、現在輻輳中であり、その輻輳レベルは「２」であることから、通信拒否率対応テーブル２に基づいて、通信拒否率を特定する。同図においては、通信拒否率は、「５０％」と特定される。その後、「５０％」の確率に従って、上述のように例えば乱数を用いて、データ受信を拒否するか否かの判定を行う。同図においては、判定結果は、「規制」、すなわち、データ送信拒否の判定がなされている。この判定結果は、規制の判定結果テーブル３に記録する。判定結果テーブル３は、同図に示されるように、移動局と、当該移動局に対して行った判定の結果と、の対応関係を保持する。移動局を識別するための情報としては、移動局からのデータ送信時に交換局において取得可能な情報、例えば、移動局の電話番号、あるいは、各移動局に割り当てられる移動局番号などを用いる。
【００１５】
ステップＳ１０３においては、ステップＳ１０２の判定結果に基づいて、移動局ＭＳ−１にはＲＮＲが返却されて、データ送信が拒否される。
ステップＳ１０４においては、今度は、移動局ＭＳ−２から交換局へＩフレームが送信される。
ステップＳ１０５においては、ステップＳ１０２と同様に、Ｉフレームの受信に基づいて、当該データ送信を拒否するか否かの判定が行われる。同図においては、データ送信拒否を行わない判定がなされる。ゆえに、移動局ＭＳ−２からのデータ送信は許容される。この判定結果についても、規制の判定結果テーブル３に「ＯＫ」が記録される。
【００１６】
ステップＳ１０６においては、移動局ＭＳ−３からデータ送信が行われる。
ステップＳ１０７においては、上述と同様に、当該データ送信を拒否するか否かの判定が行われ、データ送信が許容される旨の判定が行われ、当該判定結果が記録される。
ステップＳ１０８においては、移動局ＭＳ−４からＩフレームが送信されて、当該データ送信に対する判定が行われ（ステップＳ１０９）、判定結果が記録される。ステップＳ１１０においては、ステップＳ１０９の判定の結果に基づいて、ＲＮＲ信号が返却されて、移動局ＭＳ−４からのデータ送信は拒否される。
【００１７】
このように、輻輳レベル「２」の状態において、各移動局ＭＳ−１〜ＭＳ−４からのデータ送信に対して、通信拒否率５０％で規制を行った結果、移動局ＭＳ−１及びＭＳ−４からのデータ送信が拒否されている。
図４には、図３において定められた通信拒否率によって規制した後の通信シーケンス、及び、交換局の動作フローが示されている。
【００１８】
図４のステップＳ２０１においては、図３の輻輳中に１度規制対象とされ、通信が拒否された移動局ＭＳ−１から再びＩフレームが送信されている。ここで、交換局は、規制の判定結果テーブル３を参照して、移動局ＭＳ−１からのデータ送信が輻輳中に行われたことがあるか否かを確認する。図４においては、既に当該輻輳中にデータ送信が行われ、拒否されていることが判明するため、この結果に従って、ステップＳ２０１のデータ送信に対してもＲＮＲ信号を返却して、受信を拒否する。
【００１９】
これにより、図３における判定結果を維持し、輻輳中に１度行った規制結果に従って、規制を行うことができる。すなわち、１つの通信に対して、何度も累積的に判定が行われるのを防ぎ、定められた通信拒否率によって当該通信を拒否、あるいは、維持することができる。また、このように、移動局に対する判定結果を維持することにより、Ｉフレームが送信されるたびに判定処理を行なうことなく、迅速にかつ低処理負荷で、規制を行うことができる。
【００２０】
ステップＳ２０３以降においても、同様に、規制の判定結果テーブル３を参照して、１度データ送信が許容されている場合には、当該移動局ＭＳ−２，ＭＳ−３からのデータ送信を許容し（ステップＳ２０３，Ｓ２０４）、Ｉフレームを受信する。規制対象となっている場合には、当該移動局ＭＳ−４からＩフレームが送信されても（ステップＳ２０５）、ＲＮＲを返却する（ステップＳ２０６）。
【００２１】
これにより、最終的に、移動局ＭＳ−２、ＭＳ−３からの通信のみが許容され、拒否される通信の割合も輻輳レベルに応じたものに維持することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる交換局、及び、交換局輻輳制御方法によれば、従来における輻輳状態と非輻輳状態とが頻繁に遷移するような状態を招くことなく、適切な輻輳制御を行うことができる。更に、輻輳レベルの時間的変化に応じた通信拒否率の切り替えなども行えば、処理負荷の急激な変化を防いだシームレスな輻輳制御、規制される通信の数を最小限に抑制した効率的な通信サービスの提供を行うことができる。
【００２３】
また、本発明にかかる交換局、及び、交換局輻輳制御方法によれば、通信拒否率対応テーブルを用いることにより、例えば、データ送信時の輻輳レベルによって、適切な通信拒否率を特定して、該通信の規制を行うことができる。尚、輻輳レベルは該データ送信時の輻輳レベルに限られず、例えば、輻輳発生当初の輻輳レベルに対応する通信拒否率によって、輻輳が沈静化されるまでになされるデータ送信に対する規制を行ってもよい。但し、上述のように、輻輳レベルの時間変化に応じて、通信拒否率も対応する適切な通信拒否率に切り替えることにより、よりシームレスな輻輳制御等が可能になる。
【００２４】
さらに、本発明にかかる交換局、及び、交換局輻輳制御方法によれば、１つの通信に対して、何度も累積的に判定が行われるのを防ぎ、定められた通信拒否率によって当該通信を拒否、あるいは、維持することができる。また、このように、移動局に対する判定結果を維持することにより、データ送信されるたびに判定処理を行なうことなく、迅速にかつ低処理負荷で、規制を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本実施の形態にかかる交換局輻輳制御システムにおいて、第１輻輳状態における輻輳制御の様子を説明する図、（Ｂ）は、第２輻輳状態における輻輳制御の様子を説明する図、（Ｃ）は、第３輻輳状態における輻輳制御の様子を説明する図、（Ｄ）は、第４輻輳状態における輻輳制御の様子を説明する図である。
【図２】本実施の形態にかかる交換局の構成を説明するブロック図である。
【図３】本実施の形態にかかる交換局輻輳制御システムにおいて、輻輳レベルに応じた通信拒否率で通信を拒否する通信シークエンスを説明するための図である。
【図４】本実施の形態にかかる交換局輻輳制御システムにおいて、輻輳中に通信拒否率を維持して通信を拒否するための通信シークエンスを説明するための図である。
【図５】（Ａ）は、移動局と交換局とを含んで構成される通信システムにおいて、交換局が非輻輳状態の様子を説明する図、（Ｂ）は、従来の交換局の輻輳制御の様子を説明する図である。
【符号の説明】
１交換局
１ａ受信部
１ｂ判定部
１ｃデータ保持部
１ｄ規制部
２通信拒否率対応テーブル
３規制の判定結果テーブル
ＭＳ移動局

Claims

輻輳時になされた移動局からのデータ送信を拒否することにより、通信処理の負荷を抑止して該輻輳を制御する交換局であって、
輻輳レベルと輻輳レベルに応じて段階的に設定される通信拒否率との対応関係を予め定めた通信拒否率対応テーブルと、前記通信拒否率対応テーブルを参照することにより、移動局からのデータ送信時の輻輳レベルに基づいて、通信拒否率を決定する通信拒否率決定手段と、前記通信拒否率決定手段により決定された通信拒否率に従って、前記移動局からのデータ送信を拒否するか否かを判定する規制判定手段と、前記規制判定手段による判定結果に従って該通信を規制する規制手段と、前記移動局と該移動局についての前記規制判定手段による判定結果との対応を定めた端末判定結果対応テーブルと、を備え、さらに、前記規制手段は、前記端末判定結果対応テーブルに基づいて、輻輳中の同一の移動局からの再度のデータ送信に対しては、前記同一の移動局からの最初のデータ送信に対して行った規制結果に従って、規制を行うことを特徴とする交換局。
輻輳時になされた移動局からのデータ送信を拒否することにより、通信処理の負荷を抑止して該輻輳を制御する交換局の輻輳制御方法であって、
輻輳レベルと輻輳レベルに応じて段階的に設定される通信拒否率との対応関係を予め定めた通信拒否率対応テーブルを参照することにより、移動局からのデータ送信時の輻輳レベルに基づいて、通信拒否率を決定する通信拒否率決定ステップと、前記通信拒否率決定ステップにおいて決定された通信拒否率に従って、前記移動局からのデータ送信を拒否するか否かを判定する規制判定ステップと、前記規制判定ステップにおける判定結果に従って該通信を規制する規制ステップと、輻輳中の同一の移動局からの再度のデータ送信に対しては、前記前記移動局と該移動局についての前記規制判定ステップにおける判定結果との対応を定めた端末判定結果対応テーブルに基づいて、前記同一の移動局からの最初のデータ送信に対して行った規制結果に従って、規制を行う再規制ステップと、を備えることを特徴とする交換局の輻輳制御方法。