JP4029670B2 - Congestion control method and system for wireless access - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線アクセスの輻輳制御方法に関し。とくに輻輳時に、無線基地局から端末への送信データレートを制御して、輻輳時におけるリアルタイム信号のパケットの欠落を回避することができる無線アクセスの輻輳制御方法並びに輻輳制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
図13に従来のインターネットと無線アクセスを介したコンテンツ配信の構成を示す。端末11は、無線LANのアクセスポイントAP12経由でWebにアクセスし、Web上から希望するストリーミングコンテンツを選択する。選択されたコンテンツを蓄積しているコンテンツサーバー13から無線LAN経由でストリーミングコンテンツが配信される。
【0003】
現在、無線LANの主流となっている規格であるIEEE 802.11bでは、下りの最大転送速度は11Mbpsであるため、ある1つのAPにアクセスする端末の数が増加し、そのAPから各端末への下り転送速度の合計が11Mbpsを超えると、伝送レートの低下を引き起こす。この伝送レートの低下による影響は、端末への配信情報がメールやWebの閲覧や蓄積タイプの画像であれば、転送時間が長くなったり、Webの画面表示に時間がかかるなどの不具合が生じることになる。
一方、端末への配信情報が、ライブ映像のストリーミングなどのリアルタイム性を要求されるデータの場合は、画像データを一定間隔で再生しなければならないため、これは前者のように単なるダウンロードの遅延ではなく、パケットロスが生じ、画像が劣化することになる。したがって、ライブ映像配信のようなリアルタイム性が要求される配信情報に関しては、アクセスしているAPが輻輳した場合に、その遅れを補償する手段が必要となってくる。
またVoIPやTVoIP(IP上での音声と画像の双方向通信を本明細書ではTVoIPと呼ぶことにする)の場合、音声の片側の許容遅延はおよそ200msecといわれており、それ以上の遅延が生じると会話に不具合が生じることになる。さらに、リアルタイム信号と非リアルタイム信号を同時に受信している場合、例えば、VoIPで会話している途中でWebを閲覧する場合などには、無線LANの輻輳時でもリアルタイム信号の遅延を小さく抑えるため帯域を確保し、非リアルタイム信号の帯域を抑えることが必要になってくる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、現在主流となっているIEEE802.11bまたは802.11aには上記のような輻輳制御や、QoS制御の機能はない。本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、無線基地局への流入量制御、無線区間の輻輳検出、輻輳制御やトランスコーダ(機能)を付加することで、無線LANの輻輳時にもリアルタイム信号の遅延を抑えることができる、無線アクセスの輻輳制御方法並びにシステムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の無線アクセスにおける輻輳制御方法は、無線基地局から無線端末へ無線アクセスを経由して、リアルタイム性が要求されるデータ信号とリアルタイム性が要求されないデータ信号との両方を同時に転送する情報配信システムにおける輻輳制御方法において、前記無線基地局が第 1 の輻輳を検出し、前記無線基地局において前記リアルタイム性が要求されないデータ信号の転送を制限する第1の輻輳制御を実行し、前記第1の輻輳制御の実行の後、前記無線端末が第2の輻輳を検出して当該第2の輻輳を前記無線基地局へ送信し、前記無線基地局が前記第2の輻輳通知を受信すると、前記無線基地局において前記リアルタイム性が要求されるデータ信号の転送を制限する第2の輻輳制御を実行するものである。
また、前記第1の輻輳制御は前記無線基地局に流入するデータ量を制限するフロー制御であり、前記第2の輻輳制御は前記無線端末に転送するビットレートを変換する制御である。
【0006】
また、本発明の無線アクセスにおける輻輳制御システムは、無線基地局から無線端末へ無線アクセスを経由して、リアルタイム性が要求されるデータ信号とリアルタイム性が要求されないデータ信号との両方を同時に転送する情報配信システムにおいて、前記無線基地局は第1の輻輳を検出する第1の輻輳検出部を備え、前記無線端末は第2の輻輳を検出すると当該第2の輻輳検出通知を前記無線基地局へ送信する第2の輻輳検出部を備え、前記無線基地局は、前記第1の輻輳を検出すると前記リアルタイム性が要求されないデータ信号の転送を制限する第1の輻輳制御を実行する第1輻輳制御部と、前記第1の輻輳制御の実行の後、前記無線基地局から前記第2の輻輳検出通知を受信すると前記リアルタイム性が要求されるデータ信号の転送を制限する第2の輻輳制御を実行する第2の輻輳制御部とを有するものである。
また、前記第1の輻輳制御は前記無線基地局に流入するデータ量を制限するフロー制御であり、前記第2の輻輳制御は前記無線端末に転送するビットレートを変換する制御である。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、無線アクセスの1つである無線LANの場合を考え、無線LANを経由したリアルタイム信号の情報配信サービスとして、(1)無線LANを利用したストリーミング配信サービス、(2)無線LANを利用したVoIPサービス、(3)無線LANを利用したTVoIPサービスの場合を挙げる。また、リアルタイム信号と非リアルタイム信号の同時配信のサービスとして、(4)無線LANを利用したVoIPとWeb閲覧の同時配信サービスの場合を挙げる。
本発明の基本構成を図1に示す。本発明は、インターネットgと無線基地局aと端末cの無線区間を介してコンテンツサーバーhからのコンテンツ配信において、無線基地局aと端末cとの無線区間における輻輳監視手段として、図1に示す輻輳検出部dを持つ。輻輳検出時に、無線基地局へのデータの流入量を制御する手段として、フロー制御部fを持つ。また、無線基地局と端末間のデータフローの帯域を変化させる手段として、トランスコーダeを持つ。
【0008】
実施形態の構成について説明する。
(1)ストリーミング配信の場合
図2に、本発明のストリーミング配信の場合の構成を示す。本発明では、従来の図13の構成と比較して、AP1内に輻輳制御部2を持ち、また端末4内に輻輳検出部5を持ち、更にAP1には、トランスコーダ3が接続されている。輻輳制御部2および輻輳検出部5は、それぞれAP内部および端末内部にハードを追加して機能追加する場合と、ソフトによる機能追加が考えられる。また、フロー制御部6では、インターネット網からAP1へ流入する信号の帯域を変化させ、APでの輻輳を制御する。
(2)VoIPの場合
図3に、VoIP端末をAP経由で使用する場合の構成を示す。VoIP端末の通話相手は、固定電話の場合と携帯端末の場合がある。AP21の横には、トランスコーダ23を配置する。端末24は、輻輳検出部25を持つ。AP21が備える輻輳制御部22では、端末24が備える輻輳検出部25からの通知を受け、トランスコーダ23に対してビットレートの変換を指示する。トランスコーダ23は、APからの指示により、音声コーデック(例えばAMR:Adaptive Multi Rate)のビットレートを変換し、音声通話の使用帯域を無線区間のトラフィック状態に応じてビットレートを調整する。AMRの場合は、ビットレートが12.2kbpsから4.75kbpsの間で8段階に可変可能である。また、フロー制御部26では、AP21へ流入する信号の帯域を変化させ、APでの輻輳を制御する。
(3)TVoIPの場合
TVoIP端末をAP経由で使用する場合の構成は図3と同じである。TVoIP端末の通話相手は、固定電話の場合、携帯端末の場合がある。AP21の横にはトランスコーダ23を配置する。VoIPの場合との違いは、トランスコーダ23の機能であり、トランスコーダ23は、AP21からの指示により、音声コーデック(例えばAMR)のビットレート[bps]を変換する機能(VoIPと同じ)に加え、画像のビットレートと画像のフレーム速度[fps]の変換、または画面サイズの変更を行い、TV電話で使用する帯域を無線区間のトラフィック状態に応じて調整する。
(4)リアルタイム信号と非リアルタイム信号を同時転送する場合
リアルタイム信号と非リアルタイム信号をAP経由で使用する場合の構成を図4に示す。図4でフロー制御部76では、APへ流入する非リアルタイム信号の速度制御を行う。トランスコーダ73は、APからの指示により、音声コーデック(例えばAMR)のビットレート[bps]を変換する機能(VoIPと同じ)に加え、画像のビットレートと画像のフレーム速度[fps]の変換、または画面サイズの変更を行う。
【0009】
次に、実施形態の動作について説明する。
(1)ストリーミング配信の場合
ストリーミング配信の場合の動作について、図5の輻輳制御フローを参照して説明する。
ストリーミング配信サービスにおいて、受信側端末で正常にストリーミングが再生できるためには、画像データが一定間隔で再生されなければならない。無線区間の輻輳による遅延が原因で次に再生すべきデータが到着しない場合に配信映像に乱れが生じる。
端末4の輻輳検出部5では、リアルタイムに音声や動画を送受信するためのプロトコル(RTP:Real−time Transport Protocol)に基づく、RTPパケットのヘッダのシーケンスナンバーをチェックして、シーケンスナンバーnとシーケンスナンバーn+1のRTPパケットの間隔が一定間隔から遅れた場合に、輻輳が発生していると判断する(S1)。APの輻輳制御部は、輻輳の通知をうけると(S2)、トランスコーダ3にビットレートの変換を指示して(S3)、レートを低く抑える。
輻輳していたAPでの使用帯域が減り、輻輳状態が解消されると、APの送信レート検出部が輻輳の解消を検出し(S4)、トランスコーダに対して、ビットレートを元に戻すように指示する(S5)。
(2)VoIPの場合
VoIPの場合の動作について、図6の輻輳制御フローを参照して説明する。
VoIPの場合、片側200msecまでの音声の遅延は許容されるが、それ以上の遅延が生じると会話に不具合をきたす。音声がRTPパケット上で転送される場合、端末の輻輳検出部でRTPパケットヘッダのシーケンスナンバーをチェックして、シーケンスナンバーnとn+1(nは任意の整数)のRTPパケットの間隔が一定のしきい値、例えば、音声コーデックのフレーム長×N(Nは任意の整数)msec以上になった場合、輻輳が発生していると判断する(S11)。または、パケットロス率があるしきい値を超えた場合、輻輳が発生していると判断する。端末で、輻輳を検出した場合、APは輻輳の通知をうけると(S12)トランスコーダに対し、音声コーデック(例えばAMR)のビットレートを抑えるように指示する(S13)。
【0010】
APにて輻輳解消を検出した場合(S14)、トランスコーダに対して音声コーデックのビットレートを元に戻すように指示する(S15)。
(3)TVoIPの場合
TVoIPの場合の動作について、図7の輻輳制御フローを参照して説明する。TVoIPの場合、VoIPの場合と同じく、音声通話に200msec以上の遅延が生じると会話に不具合をきたす。上記と同じく、端末の輻輳検出部でRTPパケットヘッダのシーケンスナンバーをチェックして、シーケンスナンバーnとn+1のRTPパケットの間隔が一定のしきい値以上になった場合、輻輳が発生していると判断する(S21)。APは輻輳の通知をうけると(S22)トランスコーダに対し、音声コーデックのビットレートと画像データの送信レートを低く抑えるように指示する(S23)。音声の方は、トランスコーダで音声コーデックのビットレートを12.2kbpsから7.95kbpsの低レートに変換し、画像はトランスコーダで1秒あたりのコマ数fpsを間引く方法(図6では10fpsから5fpsの低フレーム数に変換)(S24)と、コマ数はそのままで、トランスコーダにて画像サイズ表示を小さなものへ(CIF→QSIF)と変換することで、転送速度を低く抑える方法がある。
【0011】
APにて輻輳解消を検出した場合(S25)、トランスコーダに対して音声コーデックのビットレートと画像のコマ数または画像サイズを元に戻すように指示する(S26)。
(4)リアルタイム信号と非リアルタイム信号の同時転送の場合
リアルタイム信号と非リアルタイム信号の同時転送の場合動作について、図8の輻輳制御フローを参照して説明する。
上記(2)や(3)の動作において、通話中に、ファイルの転送またはWebの閲覧といったように、リアルタイム信号と非リアルタイム信号を同時に転送する場合がある。この場合に、輻輳に対する処置がないと、リアルタイム信号も非リアルタイム信号も同じように転送レートの低下につながる。Webの閲覧など非リアルタイム信号の転送には帯域を小さくし、多少時間がかかっても、リアルタイム信号に帯域はできるだけ確保して、遅延を小さく抑える必要があるので、APの輻輳により、例えば通信速度が1/2に低下した場合、リアルタイム信号と非リアルタイム信号をそれぞれ半分にするのではなく、非リアルタイム信号を大幅に抑え、リアルタイム信号の通信速度低下を緩和する。
【0012】
非リアルタイム信号の帯域を小さくし、リアルタイム信号を優先にしてもなお輻輳が発生する場合には、トランスコーダを用いて音声コーデックまたは画像コーデックのレートを抑える。このため、図8では2段階の輻輳制御をしており、輻輳検出も2段階になっている。最初の輻輳検出は、非リアルタイム信号の輻輳をAPにて検出して制御し、次の輻輳制御は、リアルタイム信号の輻輳検出を端末にて行う。
図8では、VoIPで会話をしながらWebを閲覧している。VoIPとWeb閲覧の下り合計速度は64kbpsであり、音声の帯域が12.2kbps、Webのデータ帯域が51.8kbpsとなっている。最初の輻輳検出は、非リアルタイム信号の輻輳をAP71の輻輳制御部72にて検出し(S31)、フロー制御部76へ輻輳を通知する(S32)。フロー制御部76では、AP71への流入量を監視し、APからの下り速度(例えばIEEE802.11bならば11Mbps、802.11aならば54Mbps)以上の流入がないようにする(S33)。それ以上の速度でデータが到達した場合には、まず、Webの転送速度を51.8kbpsから24kbpsに抑えて、音声の帯域には影響がないよう制御する(S34)。
しかし、Webのデータ転送帯域を抑えてもなお端末74の輻輳検出部で音声データの大きな遅延を検出した場合(S35)には、AP71へ輻輳を通知し(S36)、AP71は、トランスコーダ73にビットレートの変換を指示する(S37)。ビットレートの変換指示を受けたトランスコーダは、音声コーデックを12.2kbpsから7.95kbpsに変換して端末に送信することにより(S38)、音声の遅延を最小限に抑える。
【0013】
上記の実施例における輻輳検出や信号速度制御の機能や構成は、変形することもできる。
ストリーミング配信の場合の構成である図2において、輻輳検出を端末4の輻輳検出部5で行うのではなく、AP1の輻輳制御部2で端末4への転送レートが低下したことを検出し、トランスコーダ3にレート変換を指示する方法が考えられる。また、図5の制御フローにおいて、ストリーミングのレートを抑えるのではなく、優先制御によりストリーミング配信用の通信速度を低下させないで、他の遅延を許容できるサービスの帯域をしぼる方法が考えられる。
【0014】
また、ビットレート変換用のトランスコーダをAPの横にハードとして追加するのではなく、APにソフト的にトランスコーダ機能を追加する方法も考えられる。
図1のストリーミング配信における輻輳制御部2の機能を、図9に示すようにAPの外に輻輳制御部32として実装することも可能である。また、図3のVoIPやTVoIPにおける輻輳制御部22の機能を、図10に示すように、APの外に輻輳制御部42として実装することも可能である。
また、図1の3に示すトランスコーダを、図11に示すように、APの内部にトランスコーダ機能53として実装することも可能である。同様に図3に示すトランスコーダ23を、図12に示すようにAPの内部にトランスコーダ機能63として実装することも可能である。
【0015】
【発明の効果】
本発明を用いることで、1つのAPへの接続が集中し輻輳が発生した場合にも、リアルタイム信号の遅延を最小限にし、ストリーミング配信であれば画像の乱れをなくし、VoIPやTVoIPであれば、遅延による通話の不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態のストリーミング配信における輻輳制御方法を実施するネットワーク構成を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施形態のVoIP並びに第3の実施形態のTVoIPにおける輻輳制御方法を実施するネットワーク構成を示す図である。
【図4】本発明の第4の実施形態のリアルタイム信号/非リアルタイム信号同時転送における輻輳制御方法を実施するネットワーク構成を示す図である。
【図5】本発明の第1の実施形態のストリーミング配信における輻輳制御フローを示す図である。
【図6】本発明の第2の実施形態のVoIPにおける輻輳制御フローを示す図である。
【図7】本発明の第3の実施形態のTVoIPにおける輻輳制御フローを示す図である。
【図8】本発明の第4の実施形態のリアルタイム信号/非リアルタイム信号同時転送における輻輳制御フローを示す図である。
【図9】図2の別なる実施例を示す図である。
【図10】図4の別なる実施例を示す図である。
【図11】図2の更に別なる実施例を示す図である。
【図12】図4の更に別なる実施例を示す図である。
【図13】従来の輻輳制御方法を実施するネットワークの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 AP
2 輻輳制御部
3 トランスコーダ
4 端末
5 輻輳検出部
6 フロー制御部
21 AP
22 輻輳制御部
23 トランスコーダ
24 端末
25 輻輳検出部
26 フロー制御部
11 端末
12 AP
13 コンテンツサーバー
21 AP
22 輻輳制御部
23 トランスコーダ
24 端末
25 輻輳検出部
26 フロー制御部
71 AP
76 フロー制御部
74 端末
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a congestion control method for wireless access. In particular, the present invention relates to a congestion control method and a congestion control system for radio access that can control a transmission data rate from a radio base station to a terminal during congestion to avoid missing real-time signal packets during congestion.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows a conventional content distribution configuration via the Internet and wireless access. The terminal 11 accesses the Web via the wireless LAN access point AP12 and selects desired streaming content from the Web. Streaming content is distributed from the content server 13 storing the selected content via the wireless LAN.
[0003]
Currently, in IEEE 802.11b, which is the mainstream standard for wireless LAN, the maximum downlink transfer rate is 11 Mbps, so the number of terminals accessing a certain AP increases, and from that AP to each terminal. If the total downlink transfer rate exceeds 11 Mbps, the transmission rate is lowered. The effect of this decrease in transmission rate is that if the delivery information to the terminal is a mail or web browsing or storage type image, there will be problems such as a long transfer time or a long screen display on the web. become.
On the other hand, if the distribution information to the terminal is data that requires real-time performance, such as streaming live video, the image data must be played back at regular intervals. Packet loss occurs and the image deteriorates. Therefore, for delivery information that requires real-time performance such as live video delivery, a means for compensating for the delay when the AP being accessed is congested is required.
In addition, in the case of VoIP and TVoIP (two-way communication between voice and image over IP is referred to as TVoIP in this specification), the allowable delay on one side of voice is said to be approximately 200 msec, and a delay beyond that is If it happens, it will cause trouble in the conversation. Furthermore, when receiving a real-time signal and a non-real-time signal at the same time, for example, when browsing the Web in the middle of a VoIP conversation, the bandwidth is used to reduce the delay of the real-time signal even when the wireless LAN is congested. It is necessary to secure non-real time signal bandwidth.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, IEEE 802.11b or 802.11a, which is currently mainstream, does not have the functions of congestion control and QoS control as described above. The present invention has been made in view of such a conventional problem. The object of the present invention is to control the amount of flow into a radio base station, to detect congestion in a radio section, to control congestion and to transcoder (function). It is an object of the present invention to provide a wireless access congestion control method and system capable of suppressing a delay of a real-time signal even when wireless LAN is congested.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the congestion control method in wireless access of the present invention is a data signal that requires real-time property and a data signal that does not require real-time property through wireless access from a wireless base station to a wireless terminal. In the congestion control method in the information distribution system for simultaneously transferring both of the first and the second , the radio base station detects the first congestion, and the radio base station limits the transfer of the data signal that does not require the real-time property. After performing the first congestion control, the wireless terminal detects the second congestion and transmits the second congestion to the wireless base station, and the wireless base station performs the first congestion control. When the second congestion notification is received, the wireless base station executes second congestion control that restricts transfer of the data signal that requires the real-time property. The
The first congestion control is flow control for limiting the amount of data flowing into the radio base station, and the second congestion control is control for converting a bit rate transferred to the radio terminal.
[0006]
The congestion control system for wireless access according to the present invention simultaneously transfers both a data signal that requires real-time property and a data signal that does not require real-time property from the wireless base station to the wireless terminal via wireless access. In the information distribution system , the wireless base station includes a first congestion detection unit that detects first congestion, and when the wireless terminal detects the second congestion, the second congestion detection notification is sent to the wireless base station. A first congestion control unit configured to perform a first congestion control that restricts transfer of a data signal that does not require real-time performance when the first congestion is detected; And when the second congestion detection notification is received from the radio base station after the execution of the first congestion control, the data signal for which the real-time property is required is transferred. Performing a second congestion control for limiting those having a second congestion control unit.
The first congestion control is flow control for limiting the amount of data flowing into the radio base station, and the second congestion control is control for converting a bit rate transferred to the radio terminal.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, considering the case of a wireless LAN which is one of wireless access, (1) a streaming distribution service using a wireless LAN and (2) a wireless LAN as an information distribution service for real-time signals via the wireless LAN. A case of using a VoIP service and (3) a TVVoIP service using a wireless LAN will be described. Further, as a service for simultaneous delivery of real-time signals and non-real-time signals, (4) a case of a simultaneous delivery service for VoIP and Web browsing using a wireless LAN will be given.
A basic configuration of the present invention is shown in FIG. The present invention is shown in FIG. 1 as congestion monitoring means in the wireless section between the wireless base station a and the terminal c in the content distribution from the content server h via the wireless section of the Internet g, the wireless base station a, and the terminal c. It has a congestion detection unit d. A flow control unit f is provided as means for controlling the amount of data flowing into the radio base station when congestion is detected. Also, a transcoder e is provided as means for changing the data flow band between the radio base station and the terminal.
[0008]
The configuration of the embodiment will be described.
(1) In the case of streaming distribution FIG. 2 shows a configuration in the case of streaming distribution according to the present invention. In the present invention, compared to the conventional configuration of FIG. 13, the AP 1 has a congestion control unit 2, the terminal 4 has a congestion detection unit 5, and a transcoder 3 is connected to the AP 1. . The congestion control unit 2 and the congestion detection unit 5 may be added with functions by adding hardware inside the AP and inside the terminal, and may be added by software. The flow control unit 6 controls the congestion at the AP by changing the bandwidth of the signal flowing from the Internet network to the AP 1.
(2) In the case of VoIP FIG. 3 shows a configuration when a VoIP terminal is used via an AP. The call partner of the VoIP terminal may be a fixed telephone or a portable terminal. A transcoder 23 is arranged next to the AP 21. The terminal 24 has a congestion detection unit 25. The congestion control unit 22 included in the AP 21 receives a notification from the congestion detection unit 25 included in the terminal 24 and instructs the transcoder 23 to convert the bit rate. In response to an instruction from the AP, the transcoder 23 converts a bit rate of a voice codec (for example, AMR: Adaptive Multi Rate), and adjusts a bit rate of a voice call use band according to a traffic state in a wireless section. In the case of AMR, the bit rate can be varied in 8 steps between 12.2 kbps and 4.75 kbps. The flow control unit 26 controls the congestion at the AP by changing the band of the signal flowing into the AP 21.
(3) In the case of TVoIP The configuration when a TVoIP terminal is used via an AP is the same as that in FIG. The call partner of the TVoIP terminal may be a fixed telephone or a mobile terminal. A transcoder 23 is arranged next to the AP 21. The difference from the case of VoIP is the function of the transcoder 23. The transcoder 23, in addition to the function of converting the bit rate [bps] of the voice codec (for example, AMR) in accordance with an instruction from the AP 21, is the same as VoIP. The image bit rate and the image frame rate [fps] are converted or the screen size is changed, and the band used for the TV phone is adjusted according to the traffic state of the wireless section.
(4) When Real-Time Signal and Non-Real-Time Signal are Transferred Simultaneously FIG. 4 shows a configuration when a real-time signal and a non-real-time signal are used via an AP. In FIG. 4, the flow control unit 76 performs speed control of the non-real time signal flowing into the AP. The transcoder 73 converts the bit rate [bps] of an audio codec (for example, AMR) in accordance with an instruction from the AP (in addition to conversion of the bit rate of the image and the frame rate [fps] of the image), Or change the screen size.
[0009]
Next, the operation of the embodiment will be described.
(1) In the case of streaming distribution The operation in the case of streaming distribution will be described with reference to the congestion control flow of FIG.
In the streaming distribution service, image data must be reproduced at regular intervals so that streaming can be normally reproduced at the receiving terminal. When the next data to be reproduced does not arrive due to delay due to congestion in the wireless section, the distribution video is disturbed.
The congestion detection unit 5 of the terminal 4 checks the sequence number of the header of the RTP packet based on the protocol (RTP: Real-time Transport Protocol) for transmitting and receiving voice and video in real time, and the sequence number n and the sequence number When the interval of n + 1 RTP packets is delayed from a certain interval, it is determined that congestion has occurred (S1). When receiving the congestion notification (S2), the AP congestion control unit instructs the transcoder 3 to convert the bit rate (S3), and keeps the rate low.
When the bandwidth used by the congested AP decreases and the congestion state is resolved, the AP transmission rate detection unit detects the resolution of the congestion (S4), and returns the bit rate to the transcoder. (S5).
(2) In the case of VoIP The operation in the case of VoIP will be described with reference to the congestion control flow of FIG.
In the case of VoIP, a voice delay of up to 200 msec on one side is allowed, but if a delay of more than that occurs, the conversation is troubled. When voice is transferred on an RTP packet, the congestion detection unit of the terminal checks the sequence number of the RTP packet header, and the interval between the sequence numbers n and n + 1 (n is an arbitrary integer) has a constant threshold. If the value is, for example, the frame length of the voice codec × N (N is an arbitrary integer) msec or more, it is determined that congestion has occurred (S11). Alternatively, when the packet loss rate exceeds a certain threshold, it is determined that congestion has occurred. When congestion is detected at the terminal, the AP, when notified of congestion (S12), instructs the transcoder to suppress the bit rate of the voice codec (for example, AMR) (S13).
[0010]
If the AP detects congestion elimination (S14), it instructs the transcoder to restore the voice codec bit rate (S15).
(3) In the case of TVoIP The operation in the case of TVoIP will be described with reference to the congestion control flow of FIG. In the case of TVoIP, as in the case of VoIP, if a delay of 200 msec or more occurs in a voice call, a problem occurs in the conversation. Similarly to the above, when the sequence number of the RTP packet header is checked by the congestion detection unit of the terminal and the interval between the RTP packets of the sequence numbers n and n + 1 is equal to or greater than a certain threshold, congestion is occurring. Judgment is made (S21). Upon receiving notification of congestion (S22), the AP instructs the transcoder to keep the bit rate of the audio codec and the transmission rate of the image data low (S23). For audio, the transcoder converts the bit rate of the audio codec from 12.2 kbps to a low rate of 7.95 kbps, and the image is thinned out from the frame rate per second by the transcoder (in FIG. 6, from 10 fps to 5 fps). (S24), and the number of frames remains unchanged, and the transcoder converts the image size display to a smaller one (CIF → QSIF), thereby reducing the transfer rate.
[0011]
When congestion elimination is detected at the AP (S25), the transcoder is instructed to restore the bit rate of the audio codec and the number of frames or the image size (S26).
(4) In the case of simultaneous transfer of real-time signal and non-real-time signal The operation in the case of simultaneous transfer of real-time signal and non-real-time signal will be described with reference to the congestion control flow of FIG.
In the operations (2) and (3), a real-time signal and a non-real-time signal may be simultaneously transferred during a call, such as file transfer or Web browsing. In this case, if there is no measure against congestion, the transfer rate of the real-time signal and the non-real-time signal is similarly reduced. Even if it takes a little time to transfer non-real-time signals such as web browsing, it is necessary to secure the bandwidth for real-time signals as much as possible and keep the delay small. Is reduced to ½, the real-time signal and the non-real-time signal are not halved, but the non-real-time signal is significantly suppressed, and the communication speed reduction of the real-time signal is alleviated.
[0012]
If congestion occurs even when the bandwidth of the non-real-time signal is reduced and the real-time signal is prioritized, the rate of the audio codec or the image codec is suppressed using a transcoder. For this reason, in FIG. 8, congestion control is performed in two stages, and congestion detection is also performed in two stages. The first congestion detection is performed by detecting congestion of a non-real-time signal at the AP, and the next congestion control is performed by detecting the congestion of the real-time signal at the terminal.
In FIG. 8, the Web is browsed while having a conversation with VoIP. The total downlink speed of VoIP and Web browsing is 64 kbps, the voice band is 12.2 kbps, and the Web data band is 51.8 kbps. In the first congestion detection, the congestion control unit 72 of the AP 71 detects congestion of the non-real-time signal (S31), and notifies the flow control unit 76 of the congestion (S32). The flow control unit 76 monitors the amount of inflow to the AP 71 so that there is no inflow exceeding the downlink speed from the AP (for example, 11 Mbps for IEEE802.11b, 54 Mbps for 802.11a) (S33). If the data arrives at a higher speed, first, the Web transfer speed is controlled from 51.8 kbps to 24 kbps so as not to affect the voice bandwidth (S34).
However, if a large delay in the voice data is detected by the congestion detection unit of the terminal 74 even if the Web data transfer band is suppressed (S35), the AP 71 is notified of the congestion (S36), and the AP 71 transmits the transcoder 73. Is instructed to convert the bit rate (S37). Upon receiving the bit rate conversion instruction, the transcoder converts the audio codec from 12.2 kbps to 7.95 kbps and transmits it to the terminal (S38), thereby minimizing the audio delay.
[0013]
The functions and configurations of congestion detection and signal speed control in the above embodiment can be modified.
In FIG. 2, which is a configuration in the case of streaming distribution, congestion detection is not performed by the congestion detection unit 5 of the terminal 4, but a decrease in the transfer rate to the terminal 4 is detected by the congestion control unit 2 of the AP1, A method for instructing the coder 3 to perform rate conversion is conceivable. In addition, in the control flow of FIG. 5, there may be a method of narrowing the service bandwidth that can tolerate other delay without reducing the communication speed for streaming delivery by priority control instead of suppressing the streaming rate.
[0014]
In addition, a method of adding a transcoder function to the AP in a soft manner instead of adding a transcoder for bit rate conversion as hardware next to the AP is also conceivable.
The function of the congestion control unit 2 in the streaming delivery of FIG. 1 can be implemented as a congestion control unit 32 outside the AP as shown in FIG. In addition, the function of the congestion control unit 22 in VoIP and TVoIP in FIG. 3 can be implemented as a congestion control unit 42 outside the AP as shown in FIG.
Further, the transcoder shown at 3 in FIG. 1 can be mounted as a transcoder function 53 inside the AP as shown in FIG. Similarly, the transcoder 23 shown in FIG. 3 can be mounted as a transcoder function 63 inside the AP as shown in FIG.
[0015]
【The invention's effect】
By using the present invention, even when the connection to one AP is concentrated and congestion occurs, the delay of the real-time signal is minimized, and the streaming is not disturbed, and the VoIP or TVoIP is used. In this way, it is possible to solve the problem of the call due to delay.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a principle configuration of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a network configuration for implementing a congestion control method in streaming delivery according to the first embodiment of this invention.
FIG. 3 is a diagram showing a network configuration for implementing a congestion control method in VoIP according to the second embodiment of the present invention and TVoIP according to the third embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a network configuration for implementing a congestion control method in real-time signal / non-real-time signal simultaneous transfer according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a congestion control flow in streaming delivery according to the first embodiment of this invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a congestion control flow in VoIP according to the second embodiment of this invention.
FIG. 7 is a diagram showing a congestion control flow in TVoIP according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a congestion control flow in real-time signal / non-real-time signal simultaneous transfer according to the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a diagram showing another embodiment of FIG. 2;
10 is a diagram showing another embodiment of FIG. 4;
FIG. 11 is a view showing still another embodiment of FIG. 2;
FIG. 12 is a diagram showing still another embodiment of FIG. 4;
FIG. 13 is a diagram showing a network configuration for implementing a conventional congestion control method.
[Explanation of symbols]
1 AP
2 Congestion control unit 3 Transcoder 4 Terminal 5 Congestion detection unit 6 Flow control unit 21 AP
22 Congestion Control Unit 23 Transcoder 24 Terminal 25 Congestion Detection Unit 26 Flow Control Unit 11 Terminal 12 AP
13 Content server 21 AP
22 Congestion Control Unit 23 Transcoder 24 Terminal 25 Congestion Detection Unit 26 Flow Control Unit 71 AP
76 Flow control unit 74 terminal

Claims (4)

無線基地局から無線端末へ無線アクセスを経由して、リアルタイム性が要求されるデータ信号とリアルタイム性が要求されないデータ信号との両方を同時に転送する情報配信システムにおける輻輳制御方法において、
前記無線基地局が第 1 の輻輳を検出し、前記無線基地局において前記リアルタイム性が要求されないデータ信号の転送を制限する第1の輻輳制御を実行し、
前記第1の輻輳制御の実行の後、前記無線端末が第2の輻輳を検出して当該第2の輻輳を前記無線基地局へ送信し、
前記無線基地局が前記第2の輻輳通知を受信すると、前記無線基地局において前記リアルタイム性が要求されるデータ信号の転送を制限する第2の輻輳制御を実行する
ことを特徴とする無線アクセスにおける輻輳制御方法。
In a congestion control method in an information distribution system for simultaneously transferring both a data signal that requires real-time property and a data signal that does not require real-time property via wireless access from a wireless base station to a wireless terminal,
The radio base station detects a first congestion, perform the first congestion control for limiting the transfer of the said real time is not required in the radio base station data signals,
After the execution of the first congestion control, the wireless terminal detects the second congestion and transmits the second congestion to the wireless base station,
When the radio base station receives the second congestion notification, the radio base station executes second congestion control that restricts transfer of a data signal that requires the real-time property. Congestion control method for wireless access.
前記第1の輻輳制御は前記無線基地局に流入するデータ量を制限するフロー制御であり、前記第2の輻輳制御は前記無線端末に転送するビットレートを変換する制御であることを特徴とする請求項1に記載の輻輳制御方法。 The first congestion control is flow control for limiting a data amount flowing into the radio base station, and the second congestion control is control for converting a bit rate transferred to the radio terminal. The congestion control method according to claim 1. 無線基地局から無線端末へ無線アクセスを経由して、リアルタイム性が要求されるデータ信号とリアルタイム性が要求されないデータ信号との両方を同時に転送する情報配信システムにおいて、In an information distribution system that simultaneously transfers both a data signal that requires real-time property and a data signal that does not require real-time property via wireless access from a wireless base station to a wireless terminal,
前記無線基地局は第1の輻輳を検出する第1の輻輳検出部を備え、前記無線端末は第2の輻輳を検出すると当該第2の輻輳検出通知を前記無線基地局へ送信する第2の輻輳検出部を備え、The radio base station includes a first congestion detection unit that detects first congestion, and the radio terminal transmits a second congestion detection notification to the radio base station when the second congestion is detected. Congestion detector
前記無線基地局は、The radio base station is
前記第1の輻輳を検出すると前記リアルタイム性が要求されないデータ信号の転送を制限する第1の輻輳制御を実行する第1輻輳制御部と、A first congestion control unit that executes first congestion control that restricts transfer of a data signal that does not require the real-time property when detecting the first congestion;
前記第1の輻輳制御の実行の後、前記無線基地局から前記第2の輻輳検出通知を受信すると前記リアルタイム性が要求されるデータ信号の転送を制限する第2の輻輳制御を実行する第2の輻輳制御部とAfter the execution of the first congestion control, the second congestion control is executed to limit the transfer of the data signal that requires the real-time property upon receiving the second congestion detection notification from the radio base station. Congestion control unit and
を有することを特徴とする無線アクセスにおける輻輳制御システム。A congestion control system for wireless access, comprising:
前記第1の輻輳制御は前記無線基地局に流入するデータ量を制限するフロー制御であり、前記第2の輻輳制御は前記無線端末に転送するビットレートを変換する制御であることを特徴とする請求項3に記載の無線アクセスにおける輻輳制御システム。The first congestion control is flow control for limiting a data amount flowing into the radio base station, and the second congestion control is control for converting a bit rate transferred to the radio terminal. The congestion control system for wireless access according to claim 3.
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