JP4588365B2 - Edge node and mobile communication system - Google Patents
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Description
本発明は、異なる複数の無線アクセス方式のネットワークシステム間で、他の利用可能な無線アクセス方式に切り替えることが可能な異種無線システム間の移動通信システムおよびこれに用いるエッジ・ノードに関するものである。 The present invention relates to a mobile communication system between different types of radio access systems that can be switched to another available radio access mode among a plurality of different radio access mode network systems, and an edge node used therefor.
従来、有線・セルラ系を含めた無線システム(IEEE802.11b、11a、11g、3Gセルラ、PHS)が多数存在している。そして現在、さらに新たな無線システムが検討・規格化されている。これらの通信システムはそれぞれ異なる特徴を持ち、例えば最大通信速度、通信エリア、移動特性等において相違点があるため、今後も目的やエリアによって各通信システムは住み分けがなされていくと考えられる。このような状況下において、近年、複数の有線・無線システムとの通信機能を保持する移動端末が登場し、目的や状況に応じてこれらの通信システムを選択することが可能とされている。 Conventionally, many wireless systems (IEEE802.11b, 11a, 11g, 3G cellular, PHS) including wired and cellular systems exist. Currently, new wireless systems are being studied and standardized. Each of these communication systems has different characteristics. For example, since there are differences in the maximum communication speed, communication area, movement characteristics, etc., it is considered that each communication system will be divided according to the purpose and area. Under such circumstances, in recent years, mobile terminals having a communication function with a plurality of wired / wireless systems have appeared, and it is possible to select these communication systems according to the purpose and situation.
また、端末の移動を支援する機能として、現在、モバイルIP(Internet Protocol)プロトコルの仕様が規定されつつある(たとえば非特許文献1参照)。モバイルIPによって、端末が移動し、別ネットワークに接続されても端末に割り当てられたIPアドレスをそのまま使用し、通信を継続することが可能である。そして、このIPアドレスは、異なる通信システムで構成される別ネットワーク(異種メディア)間であっても利用可能である。 In addition, as a function for supporting the movement of a terminal, specifications of a mobile IP (Internet Protocol) protocol are currently being defined (for example, see Non-Patent Document 1). With the mobile IP, even if the terminal moves and is connected to another network, it is possible to continue communication by using the IP address assigned to the terminal as it is. This IP address can be used even between different networks (heterogeneous media) configured by different communication systems.
しかしながら、このような異種メディア間のハンドオーバでは、端末とアクセスポイント(Access Point)間の最大(実効)リンク帯域等が異なるため、End-to-EndにおけるIPの上位レイヤ(アプリケーション)において輻輳時のようなバースト的なパケット廃棄および超過遅延、遅延ジッタが発生するという問題がある。 However, in such a handover between different types of media, the maximum (effective) link bandwidth between the terminal and the access point (Access Point) is different, so in the upper layer (application) of IP at the end-to-end There is a problem that bursty packet discard, excess delay, and delay jitter occur.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動通信システムにおけるハンドオーバ時の通信性能に優れたエッジ・ノードおよびこれを備えた移動通信システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an edge node excellent in communication performance at the time of handover in a mobile communication system and a mobile communication system including the edge node.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるエッジ・ノードは、アクセスポイントを有する異なる無線アクセス方式でパケットデータ通信を行う複数の無線アクセスネットワークと他のネットワークとがコアネットワークを介して接続される移動通信システムに用いられるエッジ・ノードであって、コアネットワークおよびアクセスネットワークとパケットの送受信を行う通信部と、アクセスネットワークおよび他のエッジ・ノードから通知されるモバイル・ノードおよびアクセスポイントに関するネットワーク情報を管理・保持するネットワーク情報管理部と、通信部で受信したパケットの宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード宛であるか否かを判定するハンドオーバ対象判定部と、ハンドオーバ対象判定部で宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード宛であると判定されたパケットについて、ネットワーク情報管理部で保持しているモバイル・ノードのハンドオーバ前後のアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅を比較する帯域比較部と、帯域比較部での比較において、ハンドオーバ後のアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅が、ハンドオーバ前のアクセスポイントの帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅よりも小さい場合に、通信部で受信したパケットの上位レイヤを解析してパケットがTCPパケット、RTPパケット、またはその他のパケットであるかを判定する上位レイヤ解析部と、受信部で受信したパケットがTCPパケットである場合に、該パケットの廃棄処理を行う廃棄処理部と、受信部で受信したパケットがRTPパケットである場合に、該パケットを所定の一定のレートで送出するシェーピング処理を行うシェーピング部と、を備え、廃棄処理部が、ハンドオーバ前のモバイル・ノードが収容されるアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅と、ハンドオーバ後のモバイル・ノードが収容されるアクセスポイントの帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅と、のリンク帯域幅比に応じてTCPパケットの廃棄率を変動させること、を特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the edge node according to the present invention includes a plurality of radio access networks that perform packet data communication using different radio access schemes having an access point, and other networks as a core network. An edge node used in a mobile communication system connected via a communication unit for transmitting and receiving packets to and from a core network and an access network, a mobile node notified from the access network and other edge nodes, and A network information management unit that manages and holds network information related to an access point, a handover target determination unit that determines whether a destination of a packet received by the communication unit is addressed to a mobile node after handover, and a handover target determination unit At destination Compare the link bandwidth of the access point before and after the handover of the mobile node held by the network information management unit or the effective link bandwidth of the mobile node for packets determined to be addressed to the mobile node after the handover In the comparison between the bandwidth comparison unit and the bandwidth comparison unit, the link bandwidth of the access point after handover or the effective link bandwidth of the mobile node is equal to the bandwidth of the access point before handover or the effective link bandwidth of the mobile node. The upper layer analysis unit that analyzes the upper layer of the packet received by the communication unit to determine whether the packet is a TCP packet, an RTP packet, or another packet, and the packet received by the reception unit If it is a TCP packet, the packet And discarding processing unit that performs disposal processing, if the packet received by the receiving portion is an RTP packet, and a shaping unit that performs shaping of transmitting the packet at a predetermined constant rate, discarding processing unit The link bandwidth of the access point where the mobile node before the handover is accommodated or the effective link bandwidth of the mobile node, and the bandwidth of the access point where the mobile node is accommodated after the handover or the effective link of the mobile node The TCP packet discard rate is varied in accordance with the link bandwidth ratio with the bandwidth .
この発明によれば、ハンドオーバ前後のモバイル・ノードおよびアクセスポイントに関するネットワーク情報をエッジ・ノードが保持し、該ネットワーク情報を用いてパケットのハンドリング、すなわちパケットの処理を適宜変更する。 According to the present invention, the edge node holds network information related to the mobile node and the access point before and after the handover, and packet handling, that is, packet processing is appropriately changed using the network information.
この発明によれば、ハンドオーバ前後のモバイル・ノードおよびアクセスポイントに関するネットワーク情報をエッジ・ノードが保持し、該ネットワーク情報を用いてIPパケットのハンドリングを適宜変更するため、上位レイヤに応じたパケットハンドリング、トラヒック制御を行ってネットワーク輻輳を回避・緩和し、輻輳時のようなバースト的なパケット廃棄および超過遅延、遅延ジッタの発生を防止し、ハンドオーバ時の通信性能を改善することができる。したがって、この発明によれば、移動通信システムにおけるハンドオーバ時の通信性能に優れたエッジ・ノードを得ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, the edge node holds the network information about the mobile node and the access point before and after the handover, and appropriately changes the handling of the IP packet using the network information. By performing traffic control, network congestion can be avoided / mitigated, bursty packet discard, excess delay, and delay jitter can be prevented as in congestion, and communication performance during handover can be improved. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an edge node having excellent communication performance during handover in a mobile communication system.
以下に、本発明にかかるエッジ・ノードおよびこれを備えた移動通信システムの好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 Exemplary embodiments of an edge node and a mobile communication system having the edge node according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1にかかる異種無線システム間の移動通信システムの概略構成を示す図である。また、図2は、本発明にかかるエッジ・ノードであるパケット転送装置の内部要部構成を示す構成図である。図1では、2種類の異なる無線アクセス方式が適用される場合における異種無線システム間の移動通信システムを例に挙げている。このシステムでは、異なる無線アクセス方式の通信システムとして、無線LAN(Wireless LAN:WLAN 11a、11b、11g等)方式の通信システムと3rd Generation(3G)方式の通信システムとが適用されているものとする。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a mobile communication system between different types of radio systems according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the main part of the packet transfer apparatus which is an edge node according to the present invention. FIG. 1 shows an example of a mobile communication system between different types of radio systems when two different types of radio access schemes are applied. In this system, a wireless LAN (Wireless LAN: WLAN 11a, 11b, 11g, etc.) communication system and a 3rd Generation (3G) communication system are applied as communication systems using different wireless access methods. .
図1に示すように本実施の形態にかかる移動通信システムは、モバイル・ノード(MN:Mobile Node)2と、無線LANアクセスポイント(AP:Access Point)4と、3Gアクセスポイント8と、アクセスネットワーク(Access Network)12と、エッジ・ノード(Edge Node)14と、コアネットワーク(Core Network)16と、エッジ・ノード(Edge Node)18と、コレスポンデント・ノード(CN:Correspondent Node)20と、を有して構築されている。
As shown in FIG. 1, a mobile communication system according to the present embodiment includes a mobile node (MN) 2, a wireless LAN access point (AP) 4, a
ここで、モバイル・ノード2はハンドオーバを行う移動端末である。無線LANアクセスポイント4および3Gアクセスポイント8は、無線LAN(11a、11b、11g等)の基地局、3Gの基地局、有線等の各種通信システムにアクセスするための接続ポイントである。エッジ・ノード12、18は、本実施の形態にかかるパケット転送装置である。アクセスネットワーク12は、WLANアクセスポイント4および3Gアクセスポイント8と、エッジ・ノード12間を接続するIPネットワークである。コアネットワーク16は、各エリアのアクセスネットワーク間を接続するIPネットワークである。コレスポンデント・ノード20は、モバイル・ノード2の通信相手である。なお、コレスポンデント・ノード20は移動端末であっても問題ない。
Here, the mobile node 2 is a mobile terminal that performs handover. The wireless
なお、図1において点線矢印22は、ネットワーク情報(下流のアクセスネットワークにあるアクセスポイント数、エリア、最大リンク帯域幅およびそのアクセスポイントに接続中の端末(モバイル・ノード)数、実効リンク帯域幅、端末移動速度等の情報)の流れを示し、実線矢印26は、トラヒック経路の流れを示す。
In FIG. 1, dotted
また、無線LAN方式の通信システムでは、所定のエリア(無線LANアクセスポイントエリア6)の範囲内においてモバイル・ノード2との間で無線アクセス方式で無線通信を行う無線LANアクセスポイント4を備えており、この無線LANアクセスポイント4がアクセスネットワーク12を介してエッジ・ノード14と接続される。
The wireless LAN communication system includes a wireless
同様に、3G方式の通信システムでは、所定のエリア(3Gアクセスポイントエリア10)の範囲内においてモバイル・ノード2との間で3G方式で無線通信を行う3Gアクセスポイント8を備えており、この3Gアクセスポイント8がアクセスネットワーク12を介してエッジ・ノード14と接続される。
Similarly, the 3G communication system includes a
エッジ・ノード14は、図2に示すように第1の通信部101と、ハンドオーバ対象判定部102と、帯域比較部103と、上位レイヤ解析部104と、ネットワーク情報管理部105と、廃棄処理部106と、シェーピング部107と、第2の通信部108を有している。ここで、第1の通信部101は、アクセスネットワーク12とデータ通信を行う機能を有する。ハンドオーバ対象判定部102は、受信したIPパケットの宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード2宛であるか否かを検証し、判定する機能を有する。帯域比較部103は、受信したIPパケットがハンドオーバ対象パケットである場合に、ネットワーク情報管理部105で保持している移動前後のアクセスポイントの最大リンク帯域幅(または端末の実効リンク帯域幅)を比較する機能を有する。
As shown in FIG. 2, the
上位レイヤ解析部104は、受信したIPパケットの上位レイヤ(TCP、RTP)を解析する機能を有する。ネットワーク情報管理部105は、下流のアクセスネットワークおよび他のエッジ・ノードから通知されるネットワーク情報を管理・保持する機能を有する。廃棄処理部106は、TCPパケットハンドリングのためのネットワーク情報を元に廃棄特性を変動させる機能を有する。シェーピング部107は、RTPパケットハンドリングのために送信先のネットワークにデータを送出する際に、指定した一定のレートで送出する機能を有する。そして、第2の通信部108は、コアネットワーク16とデータ通信を行う機能を有する。
The upper
つぎに、上記のように構築された本実施の形態にかかる移動通信システムの動作について説明する。まず、モバイル・ノード2とコレスポンデント・ノード20とがIPによる通信を行う場合について説明する。モバイル・ノード2とコレスポンデント・ノード20とが無線LAN方式の通信システムでIPによる通信中である場合、この通信中であるモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイントは、上流にあるエッジ・ノードに対してネットワーク情報を通知している。図1においては、無線LANアクセスポイント(AP)4が上流にあるエッジ・ノード14に対してアクセスネットワーク12を介してネットワーク情報を通知している。
Next, the operation of the mobile communication system according to the present embodiment constructed as described above will be described. First, a case where the mobile node 2 and the
このネットワーク情報には、アクセスポイントに関する最大リンク帯域幅、エリア範囲、収容端末数、輻輳状態、およびそのアクセスポイントが収容している端末に関する実効リンク帯域幅、トラヒック量、移動速度、滞留時間、IPアドレスが含まれている。したがって、この場合に無線LANアクセスポイント(AP)4が上流にあるエッジ・ノード14に対して通知するネットワーク情報には、無線LANアクセスポイント(AP)4に関する最大リンク帯域幅、エリア範囲、収容端末数、輻輳状態、および無線LANアクセスポイント(AP)4が収容しているモバイル・ノード2に関する実効リンク帯域幅、トラヒック量、移動速度、滞留時間、IPアドレスが含まれている。
This network information includes the maximum link bandwidth for the access point, area range, number of accommodated terminals, congestion state, effective link bandwidth for the terminal accommodated by the access point, traffic volume, moving speed, residence time, IP The address is included. Accordingly, in this case, the network information notified to the
そして、上流のエッジ・ノード14では、無線LANアクセスポイント(AP)4から通知されたこれらのネットワーク情報をネットワーク情報管理部105においてアクセスポイント毎に管理・保持する。
The
つぎに、モバイル・ノード2が、モバイル・ノード2が無線LANアクセスポイントエリア6の範囲内から3Gアクセスポイントエリア10の範囲内に移動し(図1においては点線24の方向に移動)、異なるアクセスポイント及びネットワークに切り替わる(ハンドオーバする)。図1においてはモバイル・ノード2を収容するアクセスポイントが無線LANアクセスポイント(AP)4から3Gアクセスポイント8に切り替わる。
Next, the mobile node 2 moves from the range of the wireless LAN
この場合、移動した先のモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイント(移動先アクセスポイント)は、移動する(ハンドオーバする)前のモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイント(移動前アクセスポイント)と同様に上流エッジ・ノード14に対してネットワーク情報を通知する。図1においては移動先アクセスポイントが3Gアクセスポイント8であり、移動前アクセスポイントが無線LANアクセスポイント(AP)4である。したがって、移動先アクセスポイントである3Gアクセスポイント8が上流エッジ・ノード14に対してネットワーク情報を通知する。
In this case, the access point (moving destination access point) accommodating the moved mobile node 2 is the access point accommodating the mobile node 2 before moving (handover) (pre-moving access point). Similarly, the network information is notified to the
ここで、移動先アクセスポイントである3Gアクセスポイント8が上流エッジ・ノード14に対して通知するネットワーク情報は、上記と同様の情報を含んでいる。これにより、上流のエッジ・ノード14は、移動前後のアクセスポイントのネットワーク情報(無線LANアクセスポイント(AP)4および3Gアクセスポイント8)と端末(エッジ・ノード14)のネットワーク情報とを、ネットワーク情報管理部105において保持・管理することができる。なお、端末の識別子としては、たとえばHoA(Home Address)およびCoA(Care of Address)を使用する。
Here, the network information notified to the
つぎに、ハンドオーバ後にコレスポンデント・ノード20からモバイル・ノード2宛のIPパケットをエッジ・ノード14が受信する場合を想定し、この場合の処理について図3に示すフローチャートを用いて説明する。
Next, assuming that the
まずエッジ・ノード14は、通常のルータと同様にIPパケットをコアネットワーク16を介してコレスポンデント・ノード20から受信する(ステップS1)。エッジ・ノード14は、ハンドオーバ対象の判定を行う。すなわち、エッジ・ノード14は、受信したIPパケットの宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード宛であるか否かを検証し、判定する(ステップS2)。この時、IPパケットの宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード2宛ではない場合には(ステップS2否定)、ルーティングテーブルに従ってアクセスネットワーク12に対して通常パケット転送を実行し(ステップS5)、処理が終了する。
First, the
一方、IPパケットの宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード2宛である場合には(ステップS2肯定)、すなわち受信したIPパケットがハンドオーバ対象パケットである場合には、エッジ・ノード14ではつぎの処理に移り、ネットワーク情報管理部105で保持している移動前後のアクセスポイントの最大リンク帯域幅(または端末の実効リンク帯域幅)を比較する(ステップS3)。
On the other hand, when the destination of the IP packet is addressed to the mobile node 2 after the handover (Yes at Step S2), that is, when the received IP packet is the handover target packet, the
ここで、移動後アクセスポイント(無線LANアクセスポイント(AP)4)の最大リンク帯域幅(または端末の実効リンク帯域幅)が、移動前アクセスポイント(3Gアクセスポイント8)のリンク帯域幅よりも大きい場合には(ステップS3否定)、エッジ・ノード14ではアクセスネットワーク12に対して通常パケット転送を実行(ステップS5)し、処理が終了する。一方、移動後アクセスポイント(無線LANアクセスポイント(AP)4)の最大リンク帯域幅(または端末の実効リンク帯域幅)が、移動前アクセスポイント(3Gアクセスポイント8)の帯域幅よりも小さい場合には(ステップS3肯定)、エッジ・ノード14ではつぎの処理に移り、上位レイヤ解析部104において、受信したIPパケットの上位レイヤを解析してIPパケットの上位レイヤがTCP、RTP、TCP・RTP以外のその他であるかを判定する上位レイヤ判定を実行する(ステップS4)。
Here, the maximum link bandwidth of the access point after movement (wireless LAN access point (AP) 4) (or the effective link bandwidth of the terminal) is larger than the link bandwidth of the access point before movement (3G access point 8). In this case (No at Step S3), the
上位レイヤ判定において、受信したIPパケットの上位レイヤがTCP・RTP以外のその他である場合には、エッジ・ノード14ではアクセスネットワーク12に対して通常パケット転送を実行し(ステップS5)処理を終了する。なお、上位レイヤの判定としてIPv4ヘッダ内のプロトコル番号、IPv6ヘッダ内のNext Header値を使用するが、IPヘッダ内のToS(IPv4)またはTraffic Class(IPv6)フィールドを識別子として利用(マッピング)することも可能である。
In the upper layer determination, when the upper layer of the received IP packet is other than TCP / RTP, the
また、上位レイヤ判定において、受信したIPパケットの上位レイヤがTCPである場合には、エッジ・ノード14では廃棄処理部106においてIPパケットの廃棄処理を実行し(ステップS6)、処理が終了する。そして、上位レイヤ判定において、受信したIPパケットの上位レイヤがRTPである場合には、エッジ・ノード14ではシェーピング部107においてシェーピング処理を実行してアクセスネットワーク12に対してパケット転送を行い(ステップS7)、処理が終了する。
In the upper layer determination, when the upper layer of the received IP packet is TCP, the
図4は、受信したIPパケットの上位レイヤがTCPである場合の、廃棄処理部106におけるIPパケットの廃棄処理におけるパケット廃棄特性を示す特性図である。ここでのパケット廃棄特性のイメージはRED(Random Early Detection)であり、横軸をハンドオーバ前後のアクセスポイントの最大リンク帯域幅比とし、リンク帯域幅比に応じて確率的にIPパケットを廃棄する。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a packet discard characteristic in the discard process of the IP packet in the discard
また、ネットワーク情報管理部105が保持するハンドオーバ前後のリンク帯域幅比と廃棄処理部106におけるバッファ管理アルゴリズムを組み合わせ、図4に示すようにハンドオーバ後の滞留時間によって廃棄率を減少させることで、リンク帯域幅比に応じて予期されるハンドオーバ直後の輻輳状態を判断し、IPパケットの廃棄率を変動させることができる。ハンドオーバ後のアクセスポイントでの廃棄が予想されるトラヒックを事前にエッジ・ノード14でIPパケットを廃棄することで、アクセスネットワーク12に過剰なトラヒックが流入することを防ぐことが可能となる。これにより、輻輳時のようなバースト的なパケット廃棄および超過遅延、遅延ジッタの発生を防止することができる。
Further, the link bandwidth ratio before and after handover held by the network
さらに、自エッジ・ノードの下流でありハンドオーバ後のアクセスポイントで収容している端末数および該端末の通信トラヒックを考慮してIPパケットの廃棄率を変動させ、全トラヒックが許容トラヒックを超える場合には全端末のトラヒックが略均等になるようにIPパケットの廃棄率を高く変動させることができる。また、モバイル・ノード数2の移動速度、アクセスポイントの通信エリアを考慮して廃棄率を変動させることができる。さらに、端末までの到達性が低い場合には廃棄率を高く変動させる。以上のようにエッジ・ノード14においてIPパケットをフィルタリングすることで過剰なトラヒックがアクセスネットワーク12に流入させないようにし、輻輳を回避・緩和することができる。
Furthermore, when the total number of traffic exceeds the allowable traffic by changing the discard rate of the IP packet in consideration of the number of terminals accommodated in the access point after handover and the communication traffic of the terminals downstream of the edge node. Can change the IP packet discard rate to be high so that the traffic of all terminals is substantially equal. Further, the discard rate can be changed in consideration of the moving speed of the mobile node number 2 and the communication area of the access point. Further, when the reachability to the terminal is low, the discard rate is changed to be high. As described above, by filtering IP packets at the
図5は、受信したIPパケットの上位レイヤがRTPである場合のシェーピング処理を説明する図である。図5に示すように、ネットワーク情報管理部105が保持するハンドオーバ後のリンク帯域幅がハンドオーバ前のリンク帯域幅よりも小さく、受信したIPパケットの上位レイヤがRTPである場合に、ハンドオーバ後のアクセスポイントのリンク帯域幅に合ったシェーピング処理(レート制御処理)を実行する。
FIG. 5 is a diagram for explaining the shaping process when the upper layer of the received IP packet is RTP. As shown in FIG. 5, when the link bandwidth after handover held by the network
このような処理を行うことにより、バースト的なIPパケットの廃棄を防止し、ストリーミングのようなアプリケーションに対する悪影響を回避することができる。さらに、ハンドオーバ後のアクセスポイントでの最大リンク帯域超過によって廃棄されるような過剰なトラヒックを速やかに減少させる効果も得られる。また、下流のアクセスポイント毎のフローに集約し、シェーピングすることで各RTPフローを管理することなくトラヒック制御が可能となる。 By performing such processing, bursty IP packet discarding can be prevented and adverse effects on applications such as streaming can be avoided. In addition, it is possible to quickly reduce excessive traffic that is discarded due to excess of the maximum link bandwidth at the access point after handover. Also, traffic control can be performed without managing each RTP flow by collecting and shaping the flows for each downstream access point.
図5を用いてシェーピング処理の一例について説明する。図5では、一例として上位レイヤ解析部104からのIPパケット30を所定の基準により振り分ける振り分け部109をエッジ・ノード14が有する場合について示している。この場合の処理を、図6を用いて説明する。なお、図5において点線矢印はネットワーク情報の流れを示しており、実線矢印はIPパケットの流れを示している。
An example of the shaping process will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a case where the
まず、振り分け部109が上位レイヤ解析部104からIPパケット30を受け取る(ステップS21)。つぎに、振り分け部109は、ネットワーク情報管理部105からネットワーク情報を収集し(ステップS22)、該ネットワーク情報とIPパケットに予め設定された通信条件とに基づいてIPパケット30の振り分けを行う(ステップS23)。図5においては、IPパケットのサービス・タイプに予め設定された通信速度を用いてIPパケット30の振り分けを行っている。そして、振り分けられたIPパケット30は、所定の振り分け単位でシェーピング部107に送られ、シェーピング処理が実行される(ステップS24)。
First, the
また、図4に示したような廃棄率の制御と、図5に示したようなシェーピング処理を組み合わせることにより、端末(モバイル・ノード2)において設定された要求仕様(優先度)に対応したパケットハンドリングを行うことも可能である。 Further, by combining the discard rate control as shown in FIG. 4 and the shaping process as shown in FIG. 5, the packet corresponding to the required specification (priority) set in the terminal (mobile node 2). It is also possible to handle.
以上において説明したように、本実施の形態においては、ハンドオーバ前後の端末(モバイル・ノード)およびアクセスポイントに関するネットワーク情報をエッジ・ノードが保持し、該ネットワーク情報を用いてIPパケットのハンドリングを適宜変更することにより、上位レイヤに応じたパケットハンドリング、トラヒック制御を行ってネットワーク輻輳を回避・緩和することができるため、輻輳時のようなバースト的なパケット廃棄および超過遅延、遅延ジッタの発生が防止され、ハンドオーバ時の通信性能を改善することができるという効果を奏する。 As described above, in the present embodiment, the edge node holds network information related to the terminal (mobile node) and the access point before and after the handover, and appropriately changes the handling of the IP packet using the network information. By doing so, network handling can be avoided and alleviated by performing packet handling and traffic control according to higher layers, so that bursty packet discard, excess delay, and delay jitter are prevented as in congestion. The communication performance at the time of handover can be improved.
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2にかかる異種無線システム間の移動通信システムの概略構成を示す図である。実施の形態1においてはハンドオーバ時の各アクセスポイントの上流のエッジ・ノードが同一エッジ・ノードである場合について説明したが、本実施の形態においてはハンドオーバ時の上流エッジ・ノードが異なる場合について説明する。図7においては、図1と同じ構成については図1と同じ符号を付すことで、ここでは詳細な説明は省略する。したがって、ここでは、本実施の形態にかかる異種無線システム間の移動通信システムが実施の形態1にかかる異種無線システム間の移動通信システムと異なる点について説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a mobile communication system between different types of radio systems according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the case where the upstream edge node of each access point at the time of handover is the same edge node has been described. However, in this embodiment, the case where the upstream edge node at the time of handover is different will be described. . 7, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted here. Therefore, here, differences between the mobile communication system between different types of radio systems according to the present embodiment and the mobile communication system between different types of radio systems according to the first embodiment will be described.
本実施の形態にかかる異種無線システム間の移動通信システムが、実施の形態1にかかる異種無線システム間の移動通信システムとことなる点は、異なるアクセスポイントの上流には異なるアクセスネットワークおよびエッジ・ノードが設けられていることである。すなわち、本実施の形態にかかる移動通信システムは、図7に示すようにモバイル・ノード(MN:Mobile Node)2と、無線LANアクセスポイント(AP:Access Point)4と、3Gアクセスポイント8と、アクセスネットワーク(Access Network)40と、アクセスネットワーク(Access Network)42と、エッジ・ノード(Edge Node)44と、エッジ・ノード(Edge Node)46と、コアネットワーク(Core Network)16と、エッジ・ノード(Edge Node)18と、コレスポンデント・ノード(CN:Correspondent Node)20と、を有して構築されている。
The mobile communication system between the different types of radio systems according to the present embodiment is different from the mobile communication system between the different types of radio systems according to the first embodiment, because different access networks and edge nodes are located upstream of different access points. Is provided. That is, the mobile communication system according to the present embodiment includes a mobile node (MN) 2, a wireless LAN access point (AP) 4, a
ここで、エッジ・ノード44、46は、実施の形態1におけるエッジ・ノード14と同様の機能を保持する。また、アクセスネットワーク40は、WLANアクセスポイント4とエッジ・ノード44との間を接続するIPネットワークである。アクセスネットワーク42は、3Gアクセスポイント8と、エッジ・ノード46との間を接続するIPネットワークである。
Here, the
また、本実施の形態における無線LAN方式の通信システムでは、所定のエリア(無線LANアクセスポイントエリア6)の範囲内においてモバイル・ノード2との間で無線アクセス方式で無線通信を行う無線LANアクセスポイント4を備えており、この無線LANアクセスポイント4がアクセスネットワーク40を介してエッジ・ノード44と接続される。
In addition, in the wireless LAN communication system according to the present embodiment, a wireless LAN access point that performs wireless communication with the mobile node 2 using a wireless access method within a predetermined area (wireless LAN access point area 6). The wireless
同様に、3G方式の通信システムでは、所定のエリア(3Gアクセスポイントエリア10)の範囲内においてモバイル・ノード2との間で3G方式で無線通信を行う3Gアクセスポイント8を備えており、この3Gアクセスポイント8がアクセスネットワーク42を介してエッジ・ノード46と接続される。
Similarly, the 3G communication system includes a
なお、図7において点線矢印22は、ネットワーク情報(下流のアクセスネットワークにあるアクセスポイント数、エリア、最大リンク帯域幅およびそのアクセスポイントに接続中の端末数、実効リンク帯域幅、端末移動速度等の情報)の流れを示し、実線矢印は、トラヒック経路の流れを示す。
In FIG. 7, dotted
つぎに、上記のように構築された本実施の形態にかかる移動通信システムの動作について図8を用いて説明する。図8は、モバイル・ノード2が上流のエッジ・ノードが異なるアクセスポイントにハンドオーバする場合の移動通信システムの動作の一部を示したフローチャートである。まず、モバイル・ノード2とコレスポンデント・ノード20とがIPによる通信中である場合について説明する。モバイル・ノード2とコレスポンデント・ノード20とが無線LAN方式の通信システムでIPによる通信中である場合、この通信中であるモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイントは、上流にあるエッジ・ノードに対してネットワーク情報を通知している。図7においては、無線LANアクセスポイント(AP)4が上流にあるエッジ・ノード44に対してネットワーク情報をアクセスネットワーク40を介して通知している。
Next, the operation of the mobile communication system according to the present embodiment constructed as described above will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a part of the operation of the mobile communication system when the mobile node 2 is handed over to a different access point by the upstream edge node. First, a case where the mobile node 2 and the
このネットワーク情報には、アクセスポイントに関する最大リンク帯域幅、エリア範囲、収容端末数、輻輳状態、およびそのアクセスポイントが収容している端末に関する実効リンク帯域幅、トラヒック量、移動速度、滞留時間、IPアドレスが含まれている。したがって、この場合に無線LANアクセスポイント(AP)4が上流にあるエッジ・ノード44に対して通知するネットワーク情報には、無線LANアクセスポイント(AP)4に関する最大リンク帯域幅、エリア範囲、収容端末数、輻輳状態、および無線LANアクセスポイント(AP)4が収容しているモバイル・ノード2に関する実効リンク帯域幅、トラヒック量、移動速度、滞留時間、IPアドレスが含まれている。
This network information includes the maximum link bandwidth for the access point, area range, number of accommodated terminals, congestion state, effective link bandwidth for the terminal accommodated by the access point, traffic volume, moving speed, residence time, IP The address is included. Accordingly, in this case, the network information notified to the
つぎに、モバイル・ノード2が、モバイル・ノード2が無線LANアクセスポイントエリア6の範囲内から3Gアクセスポイントエリア10の範囲内に移動し(図7においては点線24の方向に移動)、上流のエッジ・ノードが異なるアクセスポイント及びネットワークに切り替わる(ハンドオーバする、ステップS41))。図1においてはモバイル・ノード2を収容するアクセスポイントが、上流のエッジ・ノードがエッジ・ノード44である無線LANアクセスポイント(AP)4から、3上流のエッジ・ノードがエッジ・ノード46であるGアクセスポイント8に切り替わる。
Next, the mobile node 2 moves from the range of the wireless LAN
このとき、移動した先のモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイント(移動先アクセスポイント)は、移動する(ハンドオーバする)前のモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイント(移動前アクセスポイント)と同様に上流のエッジ・ノードに対してネットワーク情報を通知する。この場合、移動先アクセスポイントは、移動前アクセスポイントがネットワーク情報を通知していたエッジ・ノードではなく、自身の上流のエッジ・ノードに対してネットワーク情報を通知する(ステップS42)。図7においては移動先アクセスポイントが3Gアクセスポイント8であり、移動前アクセスポイントが無線LANアクセスポイント(AP)4である。したがって、移動先アクセスポイントである3Gアクセスポイント8が自身の上流のエッジ・ノード46に対してネットワーク情報を通知する。
At this time, the access point (moving destination access point) accommodating the moved mobile node 2 is moved to the access point (pre-moving access point) accommodating the mobile node 2 before moving (handed over). Similarly, the network information is notified to the upstream edge node. In this case, the destination access point notifies the network information not to the edge node to which the pre-movement access point has notified the network information, but to the upstream edge node of itself (step S42). In FIG. 7, the destination access point is the
このように、移動先のアクセスポイントの上流エッジ・ノード46がネットワーク情報を通知されることで、該エッジ・ノード46はモバイル・ノード2の移動前アクセスポイントが自身の下流の管理下ではなく、移動前のネットワーク情報がないことを認識する。そして、モバイル・ノード2の移動先のエッジ・ノード46では、ネットワーク情報管理部105が隣接するエッジ・ノードに対してハンドオーバした端末および移動前アクセスポイントに関するネットワーク情報を保持しているか否かの問い合わせを実行する(ステップS43)。なお、ここでは問い合わせをネットワーク情報管理部105で行っているが、専用のネットワーク情報収集手段を有し、該手段が上記の処理を行う形態とすることも可能である。
In this way, the
この問い合わせを受信した隣接エッジ・ノードは、自身のネットワーク管理部105に対して指定端末を検索する。そして、ネットワーク管理部105において対象端末の履歴が発見された場合には、隣接エッジ・ノードのネットワーク情報管理部105は問い合わせに対する応答として、ハンドオーバした端末および移動前アクセスポイントに関するネットワーク情報をエッジ・ノード46に対して通知する。また、ネットワーク管理部において対象端末の履歴が発見されない場合には、隣接エッジ・ノードのネットワーク情報管理部105は問い合わせに対する応答として、ネットワーク情報を保持していない旨の通知をエッジ・ノード46に対して行う(ステップS44)。なお、上記の処理についてもネットワーク情報管理部105で行っているが、専用の手段を有し、該手段が上記の処理を行う形態とすることも可能である。
The adjacent edge node that has received this inquiry searches the
これにより、モバイル・ノード2が移動した後の上流のエッジ・ノード46は、移動前後のアクセスポイントのネットワーク情報と端末のネットワーク情報とを、上述した実施の形態1と同様にネットワーク情報管理部105において保持・管理することができる。そしてこれ以降は、実施の形態1の場合と同様の動作(図3のフローチャート参照)が行われる。
As a result, the
以上により、本実施の形態においては、上流のエッジ・ノードが異なるハンドオーバを行う場合であっても、モバイル・ノード2の移動先の上流エッジ・ノード46は移動前後のネットワーク情報に基づいてアクセスネットワーク12への過剰なトラヒックを制御し、ネットワーク輻輳を回避・緩和することが可能である。
As described above, in the present embodiment, even when the upstream edge node performs different handover, the
実施の形態3.
実施の形態3においては、モバイル・ノードのハンドオーバの有無およびモバイル・ノードのハンドオーバ先のアクセスポイントをエッジ・ノードが予測可能である異種無線システム間の移動通信システムについて説明する。本実施の形態におけるネットワーク構成は、上述した実施の形態2の場合と同様であるため、図7および実施の形態2における説明を参照することとして詳細な説明は省略する。また、エッジ・ノードは実施の形態1において説明した機能を保持する。したがって、図3および実施の形態1における説明を参照することとして、詳細な説明は省略する。以下では、本実施の形態にかかる移動通信システムの動作について図9を用いて説明する。図9は、モバイル・ノードのハンドオーバの有無およびモバイル・ノードのハンドオーバ先のアクセスポイントをエッジ・ノードが予測可能である移動通信システムの動作の一部を示したフローチャートである。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a mobile communication system between different types of radio systems in which an edge node can predict whether or not a mobile node is handed over and an access point to which the mobile node is handed over will be described. Since the network configuration in the present embodiment is the same as that in the second embodiment described above, detailed description will be omitted with reference to FIG. 7 and the description in the second embodiment. The edge node holds the function described in the first embodiment. Therefore, the detailed description is omitted by referring to the description in FIG. 3 and the first embodiment. Below, operation | movement of the mobile communication system concerning this Embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 9 is a flowchart showing a part of the operation of the mobile communication system in which the edge node can predict the presence / absence of handover of the mobile node and the access point to which the mobile node is handed over.
まず、モバイル・ノード2とコレスポンデント・ノード20とがIPによる通信を行う場合について説明する。モバイル・ノード2とコレスポンデント・ノード20とが無線LAN方式の通信システムでIPによる通信中である場合、この通信中であるモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイントは、上流にあるエッジ・ノードに対してネットワーク情報を通知している。図7においては、無線LANアクセスポイント(AP)4が上流にあるエッジ・ノード14に対してアクセスネットワーク12を介してネットワーク情報を通知している。
First, a case where the mobile node 2 and the
つぎにモバイル・ノード2のハンドオーバの有無およびハンドオーバ先のアクセスポイントをエッジ・ノード14が予測する。ここで、モバイル・ノード2のハンドオーバの有無およびモバイル・ノード2のハンドオーバ先のアクセスポイントの予測は、たとえば無線LANアクセスポイント(AP)4がモバイル・ノード2のハンドオーバ先のアクセスポイントの予測を行うための位置検出部を有し、また、エッジ・ノード14が図10に示すようにモバイル・ノードの移動(ハンドオーバ)の有無及び移動(ハンドオーバ)先を予測する移動予測部109を有することにより行うことができる。
Next, the
すなわち、まず無線LANアクセスポイント(AP)4が、位置検出部でモバイル・ノード2の位置検出を所定の時間間隔で行う(ステップS61)。そして、無線LANアクセスポイント(AP)4は、検出したモバイル・ノード2の位置検出結果を上述したネットワーク情報と共にエッジ・ノード14に通知する(ステップS62)。エッジ・ノード14では、移動予測部109においてこのモバイル・ノード2の位置検出結果を記憶し、さらに過去の検出位置と最新の検出位置とに基づいて、モバイル・ノード2のハンドオーバの有無およびこれからモバイル・ノード2が移動するであろうエリアと該エリアにおいてモバイル・ノード2を収容するアクセスポイントを予測する。そして、アクセスポイントを予測することにより、移動後のモバイル・ノード2が収容されるアクセスポイントの上流のエッジ・ノードを予測することができる(ステップS63)。
That is, the wireless LAN access point (AP) 4 first detects the position of the mobile node 2 at a predetermined time interval by the position detection unit (step S61). Then, the wireless LAN access point (AP) 4 notifies the
この場合、位置検出部においては、特に高い検出精度は必要なく、所定の間隔をおいてモバイル・ノード2の位置を検出し、モバイル・ノード2が移動する方向が特定できる程度の精度を有していれば良い。なお、モバイル・ノード2のハンドオーバの有無およびモバイル・ノード2のハンドオーバ先のアクセスポイントの予測方法は、これに限定されるものではなく、種々の手法を用いることが可能である。 In this case, the position detection unit does not require a particularly high detection accuracy, and has an accuracy that can detect the position of the mobile node 2 at a predetermined interval and specify the direction in which the mobile node 2 moves. It should be. In addition, the presence or absence of the handover of the mobile node 2 and the method of predicting the access point of the handover destination of the mobile node 2 are not limited to this, and various methods can be used.
本実施の形態においては、上記の処理を行うことによりエッジ・ノード44は、モバイル・ノード2のハンドオーバが行われる予測する。そして、エッジ・ノード44は、モバイル・ノード2が移動するであろうエリアが3Gアクセスポイントエリア10であり、該エリアにおいてモバイル・ノード2を収容するアクセスポイントが3Gアクセスポイント8であると予測する。これにより、エッジ・ノード44は、移動後のモバイル・ノード2が収容されるアクセスポイントの上流のエッジ・ノードがエッジ・ノード46であると予測することができる。
In the present embodiment, by performing the above processing, the
つぎに、移動前の上流エッジ・ノードであるエッジ・ノード44は、予測した移動先の上流エッジ・ノードであるエッジ・ノード46に対して予めネットワーク情報を通知する(ステップS64)。そして、モバイル・ノード2がハンドオーバした後には、移動先のモバイル・ノード2を収容している移動先アクセスポイントである3Gアクセスポイント8が、上流エッジ・ノード46に対してネットワーク情報を通知する(ステップS65)。これにより、上流のエッジ・ノード46は、モバイル・ノード2の移動前後のアクセスポイントのネットワーク情報と端末のネットワーク情報とを、上述した実施の形態1および実施の形態2と同様にネットワーク情報管理部105において保持・管理することができる。そしてこれ以降、実施の形態1の場合と同様の動作(図3のフローチャート参照)が行われる。
Next, the
以上により、本実施の形態においては、ハンドオーバ直後においても移動先の上流エッジ・ノードは移動前後のネットワーク情報に基づいてアクセスネットワークへの過剰なトラヒックを制御し、ネットワーク輻輳を回避・緩和することが可能である。また、廃棄処理部106は、予測した移動先のモバイル・ノードのハンドオーバ後のアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅と、ハンドオーバ前のモバイル・ノードが収容されるアクセスポイントの帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅と、のリンク帯域幅比に応じてTCPパケットの廃棄率を変動させることができる。また、廃棄処理部106は、前記のリンク帯域幅比からモバイル・ノード2における輻輳状態(キュー長)を予測し、輻輳時には廃棄処理部における廃棄率を高く変動させる該輻輳状態に応じてTCPパケットの廃棄率を変動させることができる。
As described above, in the present embodiment, even immediately after a handover, the upstream edge node of the destination can control excessive traffic to the access network based on the network information before and after the movement, and avoid or alleviate network congestion. Is possible. Further, the discard
また、廃棄処理部106は、予測したモバイル・ノード2における収容モバイル・ノード数、および該モバイル・ノードのトラヒック量に応じてTCPパケットの廃棄率を変動させることができる。このような操作を行うことにより、ハンドオーバによる輻輳の緩和を効果的に行うことができる。さらに、予測した移動先のエッジ・ノード内の収容端末数や各端末の実トラヒックを考慮し、ハンドオーバ後に全端末のトラヒックが許容トラヒックを超える場合には、予測したエッジ・ノードにおける各収容モバイル・ノードのトラヒック量が略均等となるように廃棄率を高く変動させることが可能である。以上のような操作を行うことにより、ハンドオーバによる輻輳の緩和を効果的に行うことができる。
Further, the discard
実施の形態4.
図11は、この発明の実施の形態4にかかる異種無線システム間の移動通信システムの概略構成を示す図である。上述した実施の形態1においてはコレスポンデント・ノード20からコアネットワーク16に送られたIPパケットのハンドオーバ制御について説明したが、本実施の形態においてはコレスポンデント・ノード20からコアネットワーク16に流入するIPパケットのハンドオーバ制御について説明する。図11において図1と同じ構成については図1と同じ符号を付すことで、ここでは詳細な説明は省略する。したがって、ここでは、本実施の形態にかかる異種無線システム間の移動通信システムが実施の形態1にかかる異種無線システム間の移動通信システムと異なる点について説明する。
FIG. 11: is a figure which shows schematic structure of the mobile communication system between the heterogeneous radio
図11に示すように本実施の形態にかかる移動通信システムは、モバイル・ノード(MN:Mobile Node)2と、無線LANアクセスポイント(AP:Access Point)4と、3Gアクセスポイント8と、アクセスネットワーク(Access Network)12と、エッジ・ノード(Edge Node)14と、コアネットワーク(Core Network)16と、エッジ・ノード(Edge Node)48と、コレスポンデント・ノード(CN:Correspondent Node)20と、を有して構築されている。
As shown in FIG. 11, the mobile communication system according to the present embodiment includes a mobile node (MN) 2, a wireless LAN access point (AP) 4, a
本実施の形態におけるエッジ・ノード48は実施の形態1および形態2で説明した機能を保持するが、さらにネットワーク情報管理部105においてモバイル・ノード2と通信中のコレスポンデント・ノード20の情報も管理する。なお、本実施の形態においては第1の通信部101は、コレスポンデント・ノード20とデータ通信を行う機能を有する。また、本実施の形態においては第2の通信部108は、コアネットワーク16とデータ通信を行う機能を有する。
The
つぎに、上記のように構築された本実施の形態にかかる移動通信システムの動作について説明する。まず、モバイル・ノード2とコレスポンデント・ノード20とがIPによる通信を行う場合について説明する。モバイル・ノード2とコレスポンデント・ノード20とが無線LAN方式の通信システムでIPによる通信中である場合、この通信中であるモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイントは、上流にあるエッジ・ノードに対してネットワーク情報を通知している。図11においては、無線LANアクセスポイント(AP)4が上流にあるエッジ・ノード14に対してアクセスネットワーク12を介してネットワーク情報を通知している。
Next, the operation of the mobile communication system according to the present embodiment constructed as described above will be described. First, a case where the mobile node 2 and the
そして、上流のエッジ・ノード14では、無線LANアクセスポイント(AP)4から通知されたこれらのネットワーク情報をネットワーク情報管理部105においてアクセスポイント毎に管理・保持する。
The
つぎに、モバイル・ノード2が、モバイル・ノード2が無線LANアクセスポイントエリア6の範囲内から3Gアクセスポイントエリア10の範囲内に移動し(図11においては点線24の方向に移動)、異なるアクセスポイント及びネットワークに切り替わる(ハンドオーバする)。図11においてはモバイル・ノード2を収容するアクセスポイントが無線LANアクセスポイント(AP)4から3Gアクセスポイント8に切り替わる。
Next, the mobile node 2 moves from the range of the wireless LAN
この場合、移動した先のモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイント(移動先アクセスポイント)は、移動する(ハンドオーバする)前のモバイル・ノード2を収容しているアクセスポイント(移動前アクセスポイント)と同様に上流エッジ・ノード14に対してネットワーク情報を通知する。図11においては移動先アクセスポイントが3Gアクセスポイント8であり、移動前アクセスポイントが無線LANアクセスポイント(AP)4である。したがって、移動先アクセスポイントである3Gアクセスポイント8が上流エッジ・ノード14に対してネットワーク情報を通知する。
In this case, the access point (moving destination access point) accommodating the moved mobile node 2 is the access point accommodating the mobile node 2 before moving (handover) (pre-moving access point). Similarly, the network information is notified to the
ここで、移動先アクセスポイントである3Gアクセスポイント8が上流エッジ・ノード14に対して通知するネットワーク情報は、上記と同様の情報を含んでいる。これにより、上流のエッジ・ノード14は、移動前後のアクセスポイントのネットワーク情報(無線LANアクセスポイント(AP)4および3Gアクセスポイント8)と端末(エッジ・ノード14)のネットワーク情報とを、ネットワーク情報管理部105において保持・管理することができる。なお、端末の識別子としては、たとえばHoA(Home Address)およびCoA(Care of Address)を使用する。
Here, the network information notified to the
そして、アクセスポイントの上流のエッジ・ノード14は、モバイル・ノード2と通信中であるコレスポンデント・ノード20の上流のエッジ・ノード48に対してネットワーク情報を通知する。これにより、コレスポンデント・ノード20の上流のエッジ・ノード48は、移動前後のアクセスポイントのネットワーク情報(無線LANアクセスポイント(AP)4および3Gアクセスポイント8)と端末(エッジ・ノード14)のネットワーク情報とを、ネットワーク情報管理部105において保持・管理することができる。また、ネットワーク情報管理部105はコレスポンデント・ノード20からネットワーク情報の通知を受け、これを保持・管理する。
Then, the
ここで、ハンドオーバ後にコレスポンデント・ノード20からモバイル・ノード2宛のIPパケットをエッジ・ノード48が受信する場合を想定すると、エッジ・ノード48では、エッジ・ノード14をエッジ・ノード48に置き換えてエッジ・ノード48がIPパケットをコレスポンデント・ノード20から受信することと、エッジ・ノード48でのIPパケットの転送先がアクセスネットワーク12ではなくコアネットワーク16であること以外は、実施の形態1において図3を用いて説明した処理が行われる。
Here, assuming that the
以上により、本実施の形態においては、エッジ・ノードがコアネットワークへの流入する以前に過剰なトラヒックを制御し、コアネットワークのおけるネットワーク輻輳を回避・緩和することが可能である。 As described above, in the present embodiment, it is possible to control excessive traffic before the edge node flows into the core network, and to avoid / mitigate network congestion in the core network.
以上のように、本発明にかかるエッジ・ノードは、無線アクセス方式でパケットデータ通信を行う移動通信システムに有用であり、特に異なる無線アクセス方式でパケットデータ通信を行う複数の無線アクセスネットワークと他のネットワークとがコアネットワークを介して接続される移動通信システムに適している。 As described above, the edge node according to the present invention is useful for a mobile communication system that performs packet data communication using a radio access scheme, and in particular, a plurality of radio access networks that perform packet data communication using different radio access schemes and other It is suitable for a mobile communication system in which a network is connected via a core network.
2 モバイル・ノード
4 無線LANアクセスポイント
6 無線LANアクセスポイントエリア
8 3Gアクセスポイント
10 3Gアクセスポイントエリア
12 アクセスネットワーク
14 エッジ・ノード
16 コアネットワーク
18 エッジ・ノード
20 コレスポンデント・ノード
30 IPパケット
40 アクセスネットワーク
42 アクセスネットワーク
44 エッジ・ノード
46 エッジ・ノード
48 エッジ・ノード
101 第1の通信部
102 ハンドオーバ対象判定部
103 帯域比較部
104 上位レイヤ解析部
105 ネットワーク情報管理部
106 廃棄処理部
107 シェーピング部
108 第2の通信部
109 振り分け部
2
Claims (20)
前記コアネットワークおよび前記アクセスネットワークとパケットの送受信を行う通信部と、
前記アクセスネットワークおよび他のエッジ・ノードから通知される前記モバイル・ノードおよび前記アクセスポイントに関するネットワーク情報を管理・保持するネットワーク情報管理部と、
前記通信部で受信したパケットの宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード宛であるか否かを判定するハンドオーバ対象判定部と、
前記ハンドオーバ対象判定部で宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード宛であると判定されたパケットについて、前記ネットワーク情報管理部で保持している前記モバイル・ノードのハンドオーバ前後のアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅を比較する帯域比較部と、
前記帯域比較部での比較において、ハンドオーバ後のアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅が、ハンドオーバ前のアクセスポイントの帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅よりも小さい場合に、前記通信部で受信したパケットの上位レイヤを解析してパケットがTCPパケット、RTPパケット、またはその他のパケットであるかを判定する上位レイヤ解析部と、
前記受信部で受信したパケットがTCPパケットである場合に、該パケットの廃棄処理を行う廃棄処理部と、
前記受信部で受信したパケットがRTPパケットである場合に、該パケットを所定の一定のレートで送出するシェーピング処理を行うシェーピング部と、
を備え、
前記廃棄処理部が、ハンドオーバ前の前記モバイル・ノードが収容されるアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅と、ハンドオーバ後のモバイル・ノードが収容されるアクセスポイントの帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅と、のリンク帯域幅比に応じて前記TCPパケットの廃棄率を変動させること、
を特徴とするエッジ・ノード。 An edge node used in a mobile communication system in which a plurality of radio access networks that perform packet data communication using different radio access methods having access points and other networks are connected via a core network,
A communication unit that transmits and receives packets to and from the core network and the access network;
A network information management unit that manages and holds network information about the mobile node and the access point notified from the access network and other edge nodes;
A handover target determination unit that determines whether a destination of a packet received by the communication unit is addressed to a mobile node after handover;
For a packet whose destination is determined to be destined for the mobile node after the handover by the handover target determination unit, the link bandwidth or mobile of the access point before and after handover of the mobile node held by the network information management unit A bandwidth comparator that compares the effective link bandwidth of the node;
In the comparison by the bandwidth comparison unit, the link bandwidth of the access point after the handover or the effective link bandwidth of the mobile node is smaller than the bandwidth of the access point before the handover or the effective link bandwidth of the mobile node An upper layer analysis unit that analyzes an upper layer of a packet received by the communication unit and determines whether the packet is a TCP packet, an RTP packet, or another packet;
When the packet received by the receiving unit is a TCP packet, a discard processing unit that performs discard processing of the packet;
When the packet received by the receiving unit is an RTP packet, a shaping unit that performs a shaping process of sending the packet at a predetermined constant rate;
Equipped with a,
The discard processing unit includes a link bandwidth of an access point accommodating the mobile node before handover or an effective link bandwidth of the mobile node, and a bandwidth of an access point accommodating the mobile node after handover, or Varying the discard rate of the TCP packet according to the link bandwidth ratio with the effective link bandwidth of the mobile node;
An edge node characterized by
前記無線アクセスネットワークと異なる他のネットワークと、
前記複数の無線アクセスネットワークと前記他のネットワークとを接続するコアネットワークと、
前記コアネットワークと、前記複数の無線アクセスネットワークまたは前記他のネットワークとを接続するエッジ・ノードと、
を備えて構築される移動通信システムであって、
前記エッジ・ノードが、
前記コアネットワークおよび前記アクセスネットワークとパケットの送受信を行う通信部と、
前記アクセスネットワークおよび他のエッジ・ノードから通知される前記モバイル・ノードおよび前記アクセスポイントに関するネットワーク情報を管理・保持するネットワーク情報管理部と、
前記通信部で受信したパケットの宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード宛であるか否かを判定するハンドオーバ対象判定部と、
前記ハンドオーバ対象判定部で宛先がハンドオーバ後のモバイル・ノード宛であると判定されたパケットについて、前記ネットワーク情報管理部で保持している前記モバイル・ノードのハンドオーバ前後のアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅を比較する帯域比較部と、
前記帯域比較部での比較において、ハンドオーバ後のアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅が、ハンドオーバ前のアクセスポイントの帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅よりも小さい場合に、前記通信部で受信したパケットの上位レイヤを解析してパケットがTCPパケット、RTPパケット、またはその他のパケットであるかを判定する上位レイヤ解析部と、
前記受信部で受信したパケットがTCPパケットである場合に、該パケットの廃棄処理を行う廃棄処理部と、
前記受信部で受信したパケットがRTPパケットである場合に、該パケットを所定の一定のレートで送出するシェーピング処理を行うシェーピング部と、
を備え、
前記廃棄処理部が、ハンドオーバ前の前記モバイル・ノードが収容されるアクセスポイントのリンク帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅と、ハンドオーバ後のモバイル・ノードが収容されるアクセスポイントの帯域幅またはモバイル・ノードの実効リンク帯域幅と、のリンク帯域幅比に応じて前記TCPパケットの廃棄率を変動させること、
を特徴とする移動通信システム。 A plurality of radio access networks performing packet data communication by different radio access methods having an access point;
Another network different from the radio access network;
A core network connecting the plurality of radio access networks and the other network;
An edge node connecting the core network and the plurality of radio access networks or the other networks;
A mobile communication system constructed with
The edge node is
A communication unit that transmits and receives packets to and from the core network and the access network;
A network information management unit that manages and holds network information about the mobile node and the access point notified from the access network and other edge nodes;
A handover target determination unit that determines whether a destination of a packet received by the communication unit is addressed to a mobile node after handover;
For the packet whose destination is determined by the handover target determining unit to be addressed to the mobile node after the handover, the link bandwidth or mobile of the access point before and after handover of the mobile node held by the network information management unit A bandwidth comparator that compares the effective link bandwidth of the node;
In the comparison by the bandwidth comparison unit, the link bandwidth of the access point after the handover or the effective link bandwidth of the mobile node is smaller than the bandwidth of the access point before the handover or the effective link bandwidth of the mobile node An upper layer analysis unit that analyzes an upper layer of a packet received by the communication unit and determines whether the packet is a TCP packet, an RTP packet, or another packet;
When the packet received by the receiving unit is a TCP packet, a discard processing unit that performs discard processing of the packet;
When the packet received by the receiving unit is an RTP packet, a shaping unit that performs a shaping process of sending the packet at a predetermined constant rate;
Equipped with a,
The discard processing unit includes a link bandwidth of an access point accommodating the mobile node before handover or an effective link bandwidth of the mobile node, and a bandwidth of an access point accommodating the mobile node after handover, or Varying the discard rate of the TCP packet according to the link bandwidth ratio with the effective link bandwidth of the mobile node;
A mobile communication system.
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