JP4679495B2 - COMMUNICATION CONTROL DEVICE, RADIO COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION CONTROL METHOD, AND RADIO COMMUNICATION METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、複数の異なる無線通信経路が利用可能で、使用するリアルタイム性を有するアプリケーション(以下、適宜、アプリと略称する)の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足する帯域を他の無線通信経路を用いて補完して通信を実行することが可能な新規な通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法に関するものである。 According to the present invention, a plurality of different wireless communication paths can be used, and a bandwidth that is insufficient in one wireless communication path is compared to a required bandwidth of an application having real-time characteristics (hereinafter, abbreviated as an application as appropriate). The present invention relates to a novel communication control device, a wireless communication device, a communication control method, and a wireless communication method that can complement and execute communication using other wireless communication paths.
例えば、インターネットプロトコル(IP)群が用いられる無線通信ネットワーク(以下、“無線IPネットワーク”と適宜省略する)では、無線通信装置のモビリティを向上させるため、いわゆるモバイルIPが規定されている(例えば、非特許文献1)。 For example, in a wireless communication network using an Internet protocol (IP) group (hereinafter, appropriately abbreviated as “wireless IP network”), so-called mobile IP is defined in order to improve mobility of a wireless communication device (for example, Non-patent document 1).
モバイルIPでは、無線通信装置の位置に応じて動的に割り当てられる気付けIPアドレス(Care of Address)が用いられる。
ところで、昨今では、無線通信装置が複数の無線IPネットワーク(例えば、携帯電話ネットワークと無線LANネットワーク)を用いることができる環境が提供されつつある。 By the way, recently, an environment in which a wireless communication apparatus can use a plurality of wireless IP networks (for example, a mobile phone network and a wireless LAN network) is being provided.
このような環境が提供されれば、一の無線IPネットワークで不足する帯域を他の無線IPネットワークで補完するように、複数の無線IPネットワークを同時に用いて通信を実行することが考えられる。 If such an environment is provided, it is conceivable to perform communication using a plurality of wireless IP networks at the same time so as to supplement the bandwidth shortage of one wireless IP network with another wireless IP network.
しかしながら、一の無線IPネットワークをマスタ経路とし、他の無線IPネットワークをスレーブ経路として、マスタ経路で不足する帯域をスレーブ経路で補完する場合、補完を要する帯域に対してスレーブ経路における許容帯域が満たないと、スレーブ経路に送出する補完帯域分のパケットは、帯域が不足しているために、経路上に存在するバッファに一時的に蓄積されて順次送出されることになる。このため、受信側においては、マスタ経路を介して受信したパケットとスレーブ経路を介して受信したパケットとの間に遅延を生じることになる。この遅延は、VoIPパケットにおいては、SN(シーケンス番号)の追い越しとして現れる。 However, when one wireless IP network is used as a master route, another wireless IP network is used as a slave route, and the bandwidth that is insufficient in the master route is supplemented by the slave route, the allowable bandwidth in the slave route satisfies the bandwidth that needs to be supplemented. Otherwise, the packets corresponding to the supplementary bandwidth to be transmitted to the slave path are temporarily stored in a buffer existing on the path and sequentially transmitted because the bandwidth is insufficient. For this reason, on the receiving side, a delay occurs between the packet received via the master path and the packet received via the slave path. This delay appears as an overtaking of SN (sequence number) in VoIP packets.
VoIPなどのリアルタイムアプリでは、ネットワーク内でのパケットの追い越し等の揺らぎを吸収するために、ジッタバッファを設けるが、経路間の遅延が大きくなって、ジッタバッファのバッファ容量を超えると、容量を超えて遅延したパケットは、受信しても廃棄されることになる。このため、許容帯域を超えるパケットの送出を継続させると、経路上に存在するバッファに蓄積されるパケット量が増大して(バッファの限界量まで)、蓄積量に応じた遅延差を生じることになり、ついには、補完のつもりで送出したパケットのすべてが、受信側で破棄されることになる。 In real-time applications such as VoIP, a jitter buffer is provided to absorb fluctuations such as packet overtaking in the network. However, if the delay between paths increases and exceeds the buffer capacity of the jitter buffer, the capacity will be exceeded. If the packet is delayed, it is discarded even if it is received. For this reason, if the transmission of packets exceeding the allowable bandwidth is continued, the amount of packets accumulated in the buffer existing on the path will increase (up to the limit amount of the buffer), resulting in a delay difference corresponding to the accumulation amount. Eventually, all the packets sent out as a complement will be discarded at the receiving end.
特に無線通信経路においては、許容帯域がフェージング等の伝搬環境の変化に依存するため、伝搬環境が悪い状態で正常な場合と同様のパケットの送出を行うと、遅延差を生じることになる。 In particular, in the wireless communication path, the allowable bandwidth depends on a change in the propagation environment such as fading. Therefore, if a packet is transmitted in the same way as when the propagation environment is bad and normal, a delay difference is generated.
一方、VoIPなどのリアルタイムアプリにおけるジッタバッファ容量は、1つの経路のみにて通信を行う場合には、その経路のみに依存してパケットは遅延するので、その経路のみに合わせて設定することができる。 On the other hand, the jitter buffer capacity in a real-time application such as VoIP can be set according to only the route because the packet is delayed depending on only that route when communication is performed using only one route. .
しかしながら、無線通信方式が異なる2つ以上の経路が存在する場合、単に複数の経路を選択し、そのうちの1つをマスタ経路、他をスレーブ経路として、マスタ経路で不足する帯域をスレーブ経路で補完しようとすると、各々の経路における伝搬特性が異なるため、マスタ経路よりも遅延特性が大きいスレーブ経路が選択されたり、マスタ経路よりも遅延特性が非常に小さいスレーブ経路が選択されたりする場合がある。 However, if there are two or more routes with different wireless communication methods, simply select multiple routes, one of which is the master route, the other is the slave route, and the slave route supplements the bandwidth shortage in the master route. When trying to do so, the propagation characteristics of each path are different, so that a slave path having a delay characteristic larger than that of the master path may be selected, or a slave path having a delay characteristic much smaller than that of the master path may be selected.
このため、マスタ経路よりも遅延特性が大きいスレーブ経路が選択された場合には、スレーブ経路を介して到達したパケットは、ジッタバッファ以上の遅延を有することとなって、到達しても破棄される可能性が高くなり、また、マスタ経路よりも遅延特性が非常に小さいスレーブ経路が選択された場合には、ジッタバッファのバッファ容量以上にパケットが早く到達することとなって、オーバーフローとして破棄される可能性が高くなることが懸念される。 For this reason, when a slave path having a delay characteristic larger than that of the master path is selected, a packet that has arrived via the slave path has a delay equal to or greater than that of the jitter buffer, and is discarded even if it arrives. When a slave route with a higher delay characteristic than the master route is selected, the packet arrives earlier than the buffer capacity of the jitter buffer and is discarded as an overflow. There is a concern that the possibility is high.
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、アプリケーションに最適な複数の異なる無線通信経路を選択して、一の無線通信経路で不足する帯域を他の無線通信経路で補完して通信を実行でき、到達したパケットが破棄されるのを効率よく低減できる通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to select a plurality of different wireless communication paths that are most suitable for an application, and perform communication by complementing a band that is insufficient in one wireless communication path with another wireless communication path. The present invention provides a communication control device, a wireless communication device, a communication control method, and a wireless communication method that can effectively reduce the amount of packets that have been discarded.
上記目的を達成する請求項1に係る発明は、無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路を選択して、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路で不足する帯域を他の無線通信経路で補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御装置であって、
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、当該無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出する算出手段と、
前記無線通信装置から送信される前記アプリケーションにおける受信パケットの揺らぎ吸収時間を受信して記憶する記憶手段と、
前記算出手段で算出した前記各無線通信経路における理想受信タイミングおよび許容限界タイミングに基づいて演算される揺らぎ要求時間が、前記記憶手段に記憶した前記アプリケーションにおける揺らぎ吸収時間を超えないように、前記複数の異なる無線通信経路を選択する選択手段と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 1, which achieves the above object, selects a plurality of different wireless communication paths with a wireless communication apparatus and uses one wireless communication path for a requested bandwidth of an application having real-time characteristics. A communication control device for controlling the communication between the wireless communication device and the communication destination by supplementing the insufficient bandwidth with another wireless communication path,
Based on a packet received via each wireless communication path, calculating means for calculating the ideal reception timing and allowable limit timing of the received packet in the wireless communication path;
Storage means for receiving and storing fluctuation absorption time of a received packet in the application transmitted from the wireless communication device;
In order that the fluctuation request time calculated based on the ideal reception timing and the allowable limit timing in each wireless communication path calculated by the calculation means does not exceed the fluctuation absorption time in the application stored in the storage means Selecting means for selecting different wireless communication paths;
It is characterized by having.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の通信制御装置において、
前記選択手段は、前記選択する複数の異なる無線通信経路のうち、前記算出手段で算出された許容限界タイミングが最も遅い無線通信経路を前記一の無線通信経路として選択することを特徴とするものである。
The invention according to claim 2 is the communication control apparatus according to claim 1,
The selecting means is configured to select, as the one wireless communication path, a wireless communication path with the latest allowable limit timing calculated by the calculating means from among the plurality of different wireless communication paths to be selected. is there.
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の通信制御装置において、
前記選択手段は、前記選択する複数の異なる無線通信経路のうち、前記算出手段で算出された最も遅い許容限界タイミングから最も早い理想受信タイミングを減算して前記揺らぎ要求時間を得ることを特徴とするものである。
The invention according to claim 3 is the communication control apparatus according to claim 1 or 2,
The selection unit subtracts the earliest ideal reception timing from the latest allowable limit timing calculated by the calculation unit among the plurality of different wireless communication paths to be selected, and obtains the fluctuation request time. Is.
さらに、上記目的を達成する請求項4に係る発明は、通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路を選択して、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路で不足する帯域を他の無線通信経路で補完して、前記通信制御装置を介して通信先と無線通信する無線通信装置であって、
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、当該無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出する算出手段と、
前記アプリケーションにおける受信パケットの揺らぎ吸収時間を記憶する記憶手段と、
前記算出手段で算出した前記各無線通信経路における理想受信タイミングおよび許容限界タイミングに基づいて演算される揺らぎ要求時間が、前記記憶手段に記憶されている前記アプリケーションにおける揺らぎ吸収時間を超えないように、前記複数の異なる無線通信経路を選択する選択手段と、
を有することを特徴とするものである。
Furthermore, in the invention according to claim 4 that achieves the above object, a plurality of different wireless communication paths are selected with the communication control device, and a single wireless is used for a requested bandwidth of an application having real-time characteristics. A wireless communication device that complements a bandwidth that is insufficient in a communication path with another wireless communication route and wirelessly communicates with a communication destination via the communication control device,
Based on a packet received via each wireless communication path, calculating means for calculating an ideal reception timing and an allowable limit timing of a received packet in the wireless communication path;
Storage means for storing fluctuation absorption time of received packets in the application;
The fluctuation request time calculated based on the ideal reception timing and the allowable limit timing in each wireless communication path calculated by the calculation means so as not to exceed the fluctuation absorption time in the application stored in the storage means. Selecting means for selecting the plurality of different wireless communication paths;
It is characterized by having.
請求項5に係る発明は、請求項4に記載の無線通信装置において、
前記選択手段は、前記選択する複数の異なる無線通信経路のうち、前記算出手段で算出された許容限界タイミングが最も遅い無線通信経路を前記一の無線通信経路として選択することを特徴とするものである。
The invention according to claim 5 is the wireless communication apparatus according to claim 4,
The selecting means is configured to select, as the one wireless communication path, a wireless communication path with the latest allowable limit timing calculated by the calculating means from among the plurality of different wireless communication paths to be selected. is there.
請求項6に係る発明は、請求項4または5に記載の無線通信装置において、
前記選択手段は、前記選択する複数の異なる無線通信経路のうち、前記算出手段で算出された最も遅い許容限界タイミングから最も早い理想受信タイミングを減算して前記揺らぎ要求時間を得ることを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 is the wireless communication device according to claim 4 or 5,
The selection unit subtracts the earliest ideal reception timing from the latest allowable limit timing calculated by the calculation unit among the plurality of different wireless communication paths to be selected, and obtains the fluctuation request time. Is.
さらに、上記目的を達成する請求項7に係る発明は、無線通信装置との間で複数の異なる無線通信経路を選択して、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路で不足する帯域を他の無線通信経路で補完して、前記無線通信装置と通信先との通信を制御する通信制御方法であって、
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、当該無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出するステップと、
前記無線通信装置から送信される前記アプリケーションにおける受信パケットの揺らぎ吸収時間を受信して記憶するステップと、
前記算出した前記各無線通信経路における理想受信タイミングおよび許容限界タイミングに基づいて演算される揺らぎ要求時間が、前記記憶した前記アプリケーションにおける揺らぎ吸収時間を超えないように、前記複数の異なる無線通信経路を選択するステップと、
を有することを特徴とするものである。
Furthermore, the invention according to claim 7 that achieves the above object is to select a plurality of different wireless communication paths with a wireless communication apparatus and use one wireless for a required bandwidth of an application having real-time characteristics. A communication control method for controlling a communication between the wireless communication apparatus and a communication destination by supplementing a bandwidth that is insufficient in a communication path with another wireless communication path,
Calculating ideal reception timing and allowable limit timing of a received packet in the wireless communication path based on a packet received via each wireless communication path;
Receiving and storing fluctuation absorption time of a received packet in the application transmitted from the wireless communication device; and
The plurality of different wireless communication paths are set such that the fluctuation request time calculated based on the ideal reception timing and allowable limit timing in each of the calculated wireless communication paths does not exceed the fluctuation absorption time in the stored application. A step to choose;
It is characterized by having.
さらに、上記目的を達成する請求項8に係る発明は、通信制御装置との間で複数の異なる無線通信経路を選択して、使用するリアルタイム性を有するアプリケーションの要求帯域に対して、一の無線通信経路で不足する帯域を他の無線通信経路で補完して、前記通信制御装置を介して通信先と無線通信する無線通信方法であって、
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、当該無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出するステップと、
前記算出した前記各無線通信経路における理想受信タイミングおよび許容限界タイミングに基づいて演算される揺らぎ要求時間が、予め設定された前記アプリケーションにおける揺らぎ吸収時間を超えないように、前記複数の異なる無線通信経路を選択するステップと、
を有することを特徴とするものである。
Furthermore, the invention according to claim 8 that achieves the above object is to select a plurality of different wireless communication paths with the communication control apparatus and use one wireless for a requested bandwidth of an application having real-time characteristics. A wireless communication method for supplementing a bandwidth that is insufficient in a communication path with another wireless communication path and performing wireless communication with a communication destination via the communication control device,
Calculating ideal reception timing and allowable limit timing of a received packet in the wireless communication path based on a packet received via each wireless communication path;
The plurality of different wireless communication paths so that the fluctuation request time calculated based on the ideal reception timing and allowable limit timing in each of the calculated wireless communication paths does not exceed the fluctuation absorption time in the preset application. A step of selecting
It is characterized by having.
本発明によれば、各無線通信経路における許容限界タイミングに基づいて演算される揺らぎ要求時間が、アプリケーションにおける揺らぎ吸収時間を超えないように、アプリケーションに最適な複数の異なる無線通信経路を選択して、一の無線通信経路で不足する帯域を他の無線通信経路で補完して通信を実行でき、到達したパケットが破棄されるのを効率よく低減できる通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法を提供することができる。 According to the present invention, a plurality of different wireless communication paths that are optimal for an application are selected so that the fluctuation request time calculated based on the allowable limit timing in each wireless communication path does not exceed the fluctuation absorption time in the application. , A communication control device, a wireless communication device, a communication control method, and a communication control device capable of performing communication by complementing a shortage of bandwidth in one wireless communication route with another wireless communication route, and efficiently reducing discard of packets that have arrived A wireless communication method can be provided.
次に、本発明の一実施の形態について、図を参照して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(通信システムの全体概略構成)
図1は、本実施の形態に係る通信システム1の全体概略構成図である。図1に示すように、通信システム1には、無線通信装置であるモバイルノード300(以下、MN300と省略する)が利用可能な複数の異なる無線通信経路として、無線IPネットワーク10Aおよび無線IPネットワーク10Bが含まれる。無線IPネットワーク10Aは、IPパケットを伝送することができるIPネットワークである。無線IPネットワーク10Aでは、MN300の位置に応じて気付けIPアドレスA1が動的にMN300に割り当てられる。この無線IPネットワーク10Aは、例えば無線通信方式としてCDMA(具体的には、3GPP2の規格であるHRPD)を用いる携帯電話ネットワークである。
(Overall schematic configuration of communication system)
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a communication system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the communication system 1 includes a wireless IP network 10A and a wireless IP network 10B as a plurality of different wireless communication paths that can be used by a mobile node 300 (hereinafter abbreviated as MN 300) that is a wireless communication device. Is included. The wireless IP network 10A is an IP network that can transmit IP packets. In the wireless IP network 10A, the care-of IP address A1 is dynamically assigned to the MN 300 according to the position of the MN 300. The wireless IP network 10A is a mobile phone network that uses, for example, CDMA (specifically, HRPD, which is a 3GPP2 standard) as a wireless communication system.
無線IPネットワーク10Bは、無線IPネットワーク10Aと同様にIPパケットを伝送することができる。無線IPネットワーク10Bでは、気付けIPアドレスA2がMN300に割り当てられる。この無線IPネットワーク10Bは、例えば無線通信方式としてIEEE802.16eの規定に準拠したモバイルWiMAXである。 The wireless IP network 10B can transmit IP packets in the same manner as the wireless IP network 10A. In the wireless IP network 10B, the care-of IP address A2 is assigned to the MN 300. The wireless IP network 10B is, for example, a mobile WiMAX that conforms to the specification of IEEE 802.16e as a wireless communication method.
気付けIPアドレスA1は、MN300が無線IPネットワーク10Aに接続した際に、無線IPネットワーク10Aから付与される。同様に、気付けIPアドレスA2は、MN300が無線IPネットワーク10Bに接続した際に、無線IPネットワーク10Bから付与される。また、気付けIPアドレスA1および気付けIPアドレスA2は、ホームIPアドレスAH(仮想アドレス)と対応付けられる。 The care-of IP address A1 is given from the wireless IP network 10A when the MN 300 is connected to the wireless IP network 10A. Similarly, the care-of IP address A2 is given from the wireless IP network 10B when the MN 300 is connected to the wireless IP network 10B. The care-of IP address A1 and the care-of IP address A2 are associated with the home IP address AH (virtual address).
なお、図1では、図面を簡略化するために、2つの無線IPネットワーク10Aおよび無線IPネットワーク10Bを示しているが、MN300が利用可能な異なる無線通信経路は、これら2つの無線IPネットワーク10Aおよび無線IPネットワーク10Bに限らず、より多くの無線IPネットワークが利用可能な場合もある。 In FIG. 1, for simplification of the drawing, two wireless IP networks 10A and 10B are shown, but different wireless communication paths that can be used by the MN 300 are the two wireless IP networks 10A and 10A. Not only the wireless IP network 10B but also more wireless IP networks may be available.
無線IPネットワーク10Aおよび無線IPネットワーク10Bを含む複数の無線IPネットワークは、インターネット20に接続される。また、インターネット20には、MN300との無線通信経路を制御する通信制御装置を構成するスイッチングサーバ100が接続される。 A plurality of wireless IP networks including the wireless IP network 10 </ b> A and the wireless IP network 10 </ b> B are connected to the Internet 20. The Internet 20 is connected to a switching server 100 that constitutes a communication control device that controls a wireless communication path with the MN 300.
スイッチングサーバ100は、IPパケットのルーティング処理を実行するVPNルータ機能を有しており、MN300とスイッチングサーバ100との間にVPN(IPSec)によるトンネルを確立することによって、OSI第3層の仮想化を実現して、MN300のIPモビリティを確保する。 The switching server 100 has a VPN router function for performing routing processing of IP packets, and by establishing a tunnel by VPN (IPSec) between the MN 300 and the switching server 100, virtualization of the OSI third layer To secure the IP mobility of the MN 300.
すなわち、本実施の形態は、モバイルIP(例えば、RFC2002)とは異なり、MN300は、アプリに応じて複数の無線IPネットワーク、例えば無線IPネットワーク10Aおよび無線IPネットワーク10Bを選択し、その選択された複数の無線IPネットワークのなかから所要の一の無線IPネットワーク、例えば無線IPネットワーク10Aをマスタ経路とし、残りの無線IPネットワーク10Bをスレーブ経路として、これら複数の無線IPネットワークを同時に用いて、アプリの要求帯域に対してマスタ経路で不足する帯域をスレーブ経路で補完しながら、通信先(具体的には、IP電話端末40)との通信を実行する。 That is, in this embodiment, unlike mobile IP (for example, RFC2002), the MN 300 selects a plurality of wireless IP networks, for example, the wireless IP network 10A and the wireless IP network 10B, according to the application, and the selected One of the plurality of wireless IP networks, for example, the wireless IP network 10A is used as a master route, and the remaining wireless IP network 10B is used as a slave route. Communication with the communication destination (specifically, the IP telephone terminal 40) is executed while complementing the bandwidth that is deficient in the master route with respect to the requested bandwidth with the slave route.
スイッチングサーバ100は、インターネット20に接続された通信ネットワーク10Cを経由して、IP電話端末40と接続される。IP電話端末40は、音声信号とVoIPパケットとを相互に変換したり、IPパケットを送受信したりする。 The switching server 100 is connected to the IP telephone terminal 40 via a communication network 10 </ b> C connected to the Internet 20. The IP telephone terminal 40 mutually converts voice signals and VoIP packets, and transmits / receives IP packets.
具体的には、スイッチングサーバ100(通信制御装置)は、MN300(無線通信装置)が、選択した複数の異なる無線IPネットワークを用いて、IP電話端末40(通信先)に向けて所定の周期(20ms)で補完しながら送信したIPパケット(VoIPパケット)を受信して、IP電話端末40に中継するとともに、IP電話端末40がMN300に向けて所定の周期(20ms)で送信したIPパケット(VoIPパケット)を受信して、選択した複数の異なる無線IPネットワークを用いて補完しながらMN300に中継する。 Specifically, the switching server 100 (communication control device) uses a plurality of different wireless IP networks selected by the MN 300 (wireless communication device) toward the IP telephone terminal 40 (communication destination) for a predetermined period ( The IP packet (VoIP packet) transmitted while complementing at 20 ms) is received and relayed to the IP telephone terminal 40, and the IP packet (VoIP) transmitted by the IP telephone terminal 40 to the MN 300 at a predetermined cycle (20 ms). Packet) and relay to MN 300 while complementing using a plurality of different selected wireless IP networks.
本実施の形態では、MN300側からスイッチングサーバ100に対してセッションを確立する場合には、実際のアプリの実行に先立って、MN300から利用可能な全ての無線IPネットワークを介してスイッチングサーバ100に制御メッセージを送出する。なお、利用可能な無線IPネットワークの少なくとも1つ、例えばアプリに対応して予め設定した無線IPネットワークに送出する制御メッセージには、当該アプリにおける受信パケットの揺らぎ吸収時間であるジッタバッファの許容時間(Tapr)を含むアプリ情報を挿入する。 In this embodiment, when a session is established from the MN 300 side to the switching server 100, the switching server 100 is controlled via all the wireless IP networks available from the MN 300 prior to the actual application execution. Send a message. Note that a control message sent to at least one of the available wireless IP networks, for example, a wireless IP network set in advance corresponding to an application, includes a jitter buffer allowable time (a fluctuation absorption time of received packets in the application). Insert application information including Tapr).
また、スイッチングサーバ100では、MN300から送信された制御メッセージを受信して、アプリ情報に含まれる許容時間(Tapr)を記憶するとともに、制御メッセージの受信パケットに基づいて、各無線IPネットワークにおける受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出する。そして、これら算出した各無線IPネットワークにおける理想受信タイミングおよび許容限界タイミングと許容時間(Tapr)とに基づいて、揺らぎ要求時間、すなわち、どの無線IPネットワークから到達したパケットも破棄されないジッタバッファの蓄積要求時間(Tjit)が、許容時間(Tapr)を超えないアプリに最適な複数の無線IPネットワークを選択する。この選択した無線IPネットワークの情報は、許容帯域とともに送信経路選択メッセージ(Msg)としてMN300に送信し、これによりスイッチングサーバ100およびMN300において、選択された複数の無線IPネットワークを同時に用いて帯域を補完しながらアプリを実行する。 In addition, the switching server 100 receives the control message transmitted from the MN 300, stores the allowable time (Tapr) included in the application information, and receives the received packet in each wireless IP network based on the received packet of the control message. The ideal reception timing and allowable limit timing are calculated. Based on the calculated ideal reception timing and allowable limit timing and allowable time (Tapr) in each wireless IP network, a fluctuation request time, that is, a jitter buffer accumulation request that does not discard any packet arriving from any wireless IP network. A plurality of wireless IP networks that are optimal for the application whose time (Tjit) does not exceed the allowable time (Tapr) are selected. The information on the selected wireless IP network is transmitted to the MN 300 as a transmission route selection message (Msg) together with the allowable bandwidth, whereby the switching server 100 and the MN 300 supplement the bandwidth by using the plurality of selected wireless IP networks simultaneously. While running the app.
一方、スイッチングサーバ100側からMN300に対してセッションを確立する場合には、同様に、実際のアプリの実行に先立って、スイッチングサーバ100から利用可能な全ての無線IPネットワークを介してMN300に制御メッセージを送出する。 On the other hand, when a session is established from the switching server 100 side to the MN 300, similarly, prior to execution of the actual application, a control message is sent to the MN 300 via all the wireless IP networks available from the switching server 100. Is sent out.
MN300には、アプリ毎の許容時間(Tapr)を予め記憶しておき、スイッチングサーバ100から送信された制御メッセージを受信することにより、実行するアプリに対応する許容時間(Tapr)を読み出す。したがって、この場合には、スイッチングサーバ100から送出する制御メッセージのアプリ情報に許容時間(Tapr)を含ませる必要はない。また、MN300では、各無線IPネットワークを介して受信した制御メッセージのパケットに基づいて、各無線IPネットワークにおける受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出し、その算出した各無線IPネットワークにおける理想受信タイミングおよび許容限界タイミングと、読み出したアプリの許容時間(Tapr)とに基づいて、揺らぎ要求時間であるジッタバッファの蓄積要求時間(Tjit)が、許容時間(Tapr)を超えないアプリに最適な複数の無線IPネットワークを選択する。この選択した無線IPネットワークの情報は、許容帯域とともに送信経路選択メッセージ(Msg)としてスイッチングサーバ100に送信し、これによりMN300およびスイッチングサーバ100において、選択された複数の無線IPネットワークを同時に用いて帯域を補完しながらアプリを実行する。 The MN 300 stores an allowable time (Tapr) for each application in advance, and receives the control message transmitted from the switching server 100, thereby reading the allowable time (Tapr) corresponding to the application to be executed. Therefore, in this case, it is not necessary to include the allowable time (Tapr) in the application information of the control message transmitted from the switching server 100. In addition, the MN 300 calculates the ideal reception timing and allowable limit timing of the received packet in each wireless IP network based on the control message packet received via each wireless IP network, and the calculated ideal in each wireless IP network. Based on the reception timing and allowable limit timing, and the read application allowable time (Tapr), the jitter buffer accumulation request time (Tjit) that is the fluctuation request time is optimal for applications that do not exceed the allowable time (Tapr) Select multiple wireless IP networks. The information of the selected wireless IP network is transmitted to the switching server 100 as a transmission route selection message (Msg) together with the allowable bandwidth, whereby the MN 300 and the switching server 100 simultaneously use the plurality of selected wireless IP networks. Run the app while complementing.
次に、通信システム1の機能ブロック構成について説明する。具体的には、通信システム1に含まれるスイッチングサーバ100およびMN300の機能ブロック構成について説明する。なお、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、スイッチングサーバ100およびMN300は、当該装置としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した論理ブロック(電源部など)を備える場合があることに留意されたい。 Next, the functional block configuration of the communication system 1 will be described. Specifically, functional block configurations of the switching server 100 and the MN 300 included in the communication system 1 will be described. Hereinafter, portions related to the present invention will be mainly described. Therefore, it should be noted that the switching server 100 and the MN 300 may include a logic block (a power supply unit or the like) that is not shown in the drawing or that is omitted in description in order to realize the function as the device.
(スイッチングサーバ100)
図2は、スイッチングサーバ100の要部の構成を示す機能ブロック図である。スイッチングサーバ100は、MN300との通信インターフェース(I/F)101、受信部103、経路選択手段105、記憶手段107、送信経路選択Msg(メッセージ)生成手段109、パケット送信経路制御手段111、送信経路選択Msg(メッセージ)解析手段113、送信部115、IP電話端末40との通信I/F117を有している。
(Switching server 100)
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a configuration of a main part of the switching server 100. The switching server 100 includes a communication interface (I / F) 101 with the MN 300, a receiving unit 103, a route selection unit 105, a storage unit 107, a transmission route selection Msg (message) generation unit 109, a packet transmission route control unit 111, and a transmission route. A selection Msg (message) analysis unit 113, a transmission unit 115, and a communication I / F 117 with the IP telephone terminal 40 are included.
通信I/F101は、利用可能な複数の無線IPネットワーク(無線通信経路)に対応する通信I/Fを構成するもので、例えばIEEE802.3abによって規定される1000BASE−Tによって構成され、インターネット20に接続されて、異なる無線通信経路に接続される。 The communication I / F 101 constitutes a communication I / F corresponding to a plurality of available wireless IP networks (wireless communication paths). For example, the communication I / F 101 is configured by 1000BASE-T defined by IEEE 802.3ab and connected to the Internet 20. Connected and connected to different wireless communication paths.
本実施の形態では、上述したようにIPSecによるVPNが設定されるため、通信I/F101が送受信するパケット、具体的には、スイッチングサーバ100とMN300との間において送受信されるVoIPパケット(具体的には、MN300が送信するVoIPパケット)は、図3(a)に示す構成を有する。すなわち、VoIPパケットは、ホームIPヘッダ(ホームIPアドレスAH)、TCP/UDPヘッダおよびペイロードがカプセル化されて、気付けIPアドレスが付加される。 In the present embodiment, as described above, since VPN based on IPSec is set, packets transmitted / received by the communication I / F 101, specifically, VoIP packets transmitted / received between the switching server 100 and the MN 300 (specifically, The VoIP packet transmitted by the MN 300 has the configuration shown in FIG. That is, a VoIP packet encapsulates a home IP header (home IP address AH), a TCP / UDP header, and a payload, and a care-of IP address is added.
なお、スイッチングサーバ100とMN300との間において送受信されるアクセス制御パケットは、図3(b)に示す構成を有する。すなわち、アクセス制御パケットは、データリンク層ヘッダ、気付けIPアドレス、TCPヘッダおよび制御コードによって構成される。 The access control packet transmitted / received between the switching server 100 and the MN 300 has the configuration shown in FIG. That is, the access control packet includes a data link layer header, a care-of IP address, a TCP header, and a control code.
通信I/F117は、通信ネットワーク10Cに対応する通信I/Fを構成するもので、インターネット20に接続されてIP電話端末40との通信の実行に用いられる。 The communication I / F 117 constitutes a communication I / F corresponding to the communication network 10C, and is connected to the Internet 20 and used to execute communication with the IP telephone terminal 40.
図2に示したスイッチングサーバ100は、MN300との間で通信I/F101を介して6つの異なる無線通信経路が利用可能である。このため、受信部103は、6つの無線通信経路に対応する6つの受信手段131を有しており、送信部115も6つの無線通信経路に対応する6つの送信手段141を有している。 The switching server 100 illustrated in FIG. 2 can use six different wireless communication paths with the MN 300 via the communication I / F 101. For this reason, the receiving unit 103 has six receiving units 131 corresponding to six wireless communication paths, and the transmitting unit 115 also has six transmitting units 141 corresponding to six wireless communication paths.
受信部103において、各受信手段131は、受信パケット監視手段133、理想受信タイミング生成手段135、および許容域算出手段137を有しており、対応する無線通信経路を介してMN300から送信されたパケットを、通信I/F101を介して受信パケット監視手段133で受信する。 In the receiving unit 103, each receiving unit 131 includes a received packet monitoring unit 133, an ideal reception timing generating unit 135, and an allowable range calculating unit 137, and packets transmitted from the MN 300 via the corresponding wireless communication path. Is received by the received packet monitoring means 133 via the communication I / F 101.
受信パケット監視手段133は、通信I/F101で受信したパケットのジッタを吸収するジッタバッファを有しており、この受信パケット監視手段133で受信したパケットは、パケットの種別に応じて振り分ける。すなわち、受信パケットが、MN300からのセッション開始によって送出された制御メッセージの場合には、その受信パケットを理想受信タイミング生成手段135および許容域算出手段137に供給するとともに、少なくとも一つの無線通信経路を介して受信した制御メッセージに含まれるアプリ情報は記憶手段107に供給して、該記憶手段107に実行しようとするアプリにおける許容時間(Tapr)を格納する。また、受信パケットが、スイッチングサーバ100からのセッション開始によってMN300から送出された送信経路選択メッセージ(Msg)の場合には、その送信経路選択メッセージ(Msg)を送信経路選択Msg解析手段113に供給する。さらに、受信パケットが、アプリ実行後のパケットの場合には、その受信パケットを、通信I/F119を経てIP電話端末40に送信する。 The received packet monitoring unit 133 has a jitter buffer that absorbs jitter of the packet received by the communication I / F 101. The packet received by the received packet monitoring unit 133 is distributed according to the type of packet. That is, when the received packet is a control message sent by the session start from the MN 300, the received packet is supplied to the ideal reception timing generating unit 135 and the allowable range calculating unit 137, and at least one wireless communication path is set. The application information included in the control message received via the application is supplied to the storage unit 107, and the storage unit 107 stores the allowable time (Tapr) for the application to be executed. If the received packet is a transmission route selection message (Msg) sent from the MN 300 when the session from the switching server 100 is started, the transmission route selection message (Msg) is supplied to the transmission route selection Msg analysis means 113. . Further, when the received packet is a packet after application execution, the received packet is transmitted to the IP telephone terminal 40 via the communication I / F 119.
理想受信タイミング生成手段135は、受信パケット監視手段133からの受信パケットに基づいて、MN300から送信されたパケットの当該無線通信経路における理想受信タイミングを生成し、その生成した理想受信タイミングを許容域算出手段137に供給するとともに、経路選択手段105に供給する。この理想受信タイミングの生成方法については、後述する。 The ideal reception timing generation unit 135 generates an ideal reception timing in the wireless communication path of the packet transmitted from the MN 300 based on the received packet from the reception packet monitoring unit 133, and calculates the generated ideal reception timing as an allowable range. This is supplied to the means 137 and supplied to the route selection means 105. A method for generating the ideal reception timing will be described later.
許容域算出手段137は、受信パケット監視手段133からの受信パケットと、理想受信タイミング生成手段135からの理想受信タイミングとに基づいて、当該無線通信経路におけるパケットの理想受信タイミングからの許容域を算出し、その算出した許容域を経路選択手段105に供給する。この許容域の算出方法については、後述する。 Based on the received packet from the received packet monitoring unit 133 and the ideal reception timing from the ideal reception timing generation unit 135, the allowable range calculation unit 137 calculates the allowable range from the ideal reception timing of the packet in the wireless communication path. Then, the calculated allowable range is supplied to the route selection means 105. A method for calculating the allowable range will be described later.
経路選択手段105は、各無線通信経路に対応する受信手段131から得られる理想受信タイミングおよび許容域に基づいて許容限界タイミングを算出し、その算出した各無線通信経路の許容限界タイミングと、記憶手段107に記憶した実行するアプリにおける許容時間(Tapr)とに基づいて、揺らぎ要求時間、すなわち、どの無線通信経路から到達したパケットも破棄されないジッタバッファの蓄積要求時間(Tjit)が、許容時間(Tapr)を超えないアプリに最適な複数の無線通信経路を選択し、その結果を送信経路選択Msg生成手段109およびパケット送信経路制御手段111に供給する。 The route selection unit 105 calculates the allowable limit timing based on the ideal reception timing and the allowable range obtained from the receiving unit 131 corresponding to each wireless communication path, the calculated allowable limit timing of each wireless communication path, and the storage unit Based on the allowable time (Tapr) of the application to be executed stored in 107, the fluctuation request time, that is, the jitter buffer accumulation request time (Tjit) in which packets arriving from any wireless communication path are not discarded is determined as the allowable time (Tapr). ) Is selected and the result is supplied to the transmission route selection Msg generation means 109 and the packet transmission route control means 111.
したがって、本実施の形態では、各無線通信経路の理想受信タイミング生成手段135および許容域算出手段137と、経路選択手段105とにより、各無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出する算出手段を構成し、経路選択手段105によりジッタバッファの蓄積要求時間(Tjit)が、アプリの許容時間(Tapr)を超えないように、複数の無線通信経路を選択する選択手段を構成している。なお、この経路選択手段105の動作を含む具体的な経路の選択動作については、後述する。 Therefore, in the present embodiment, the ideal reception timing generation unit 135, the allowable range calculation unit 137, and the route selection unit 105 of each wireless communication path set the ideal reception timing and allowable limit timing of the received packet in each wireless communication path. The calculation means for calculating is configured, and the path selection means 105 is configured to select a plurality of wireless communication paths so that the jitter buffer accumulation request time (Tjit) does not exceed the allowable time (Tapr) of the application. ing. A specific route selection operation including the operation of the route selection means 105 will be described later.
送信経路選択Msg生成手段109では、経路選択手段105で選択された無線通信経路の情報に基づいて、選択された各無線通信経路の許容帯域情報を含む送信経路選択Msgを作成する。なお、各無線通信経路の許容帯域は、例えば当該無線通信経路の理想受信タイミングにおける単位時間内の受信パケット数に基づいて算出する。この送信経路選択Msgは、送信部115に供給して、パケット送信経路制御手段111の制御のもとに、例えばアプリに応じて設定された所定の送信手段141、あるいは任意の送信手段141から通信I/F101を経てMN300に送信する。なお、この送信経路選択Msgは、図3(b)に示したアクセス制御パケットを用いて送信する。 The transmission route selection Msg generation unit 109 creates a transmission route selection Msg including the allowable bandwidth information of each selected wireless communication route based on the information on the wireless communication route selected by the route selection unit 105. Note that the allowable bandwidth of each wireless communication path is calculated based on the number of received packets within a unit time at the ideal reception timing of the wireless communication path, for example. This transmission route selection Msg is supplied to the transmission unit 115 and communicated from, for example, a predetermined transmission unit 141 or an arbitrary transmission unit 141 set according to the application under the control of the packet transmission path control unit 111. The data is transmitted to the MN 300 via the I / F 101. The transmission route selection Msg is transmitted using the access control packet shown in FIG.
また、送信経路選択Msg解析手段113は、スイッチングサーバ100からのセッション開始によって、受信パケット監視手段133から供給されたMN300からの送信経路選択Msgに基づいて、MN300において選択された無線通信経路およびその各無線通信経路の許容帯域を解析し、それらの情報をパケット送信経路制御手段111に供給する。 Further, the transmission route selection Msg analysis unit 113 starts the session from the switching server 100, and based on the transmission route selection Msg from the MN 300 supplied from the received packet monitoring unit 133, the wireless communication route selected by the MN 300 and its The allowable bandwidth of each wireless communication path is analyzed, and the information is supplied to the packet transmission path control unit 111.
パケット送信経路制御手段111は、スイッチングサーバ100からMN300に対してセッションを確立する場合には、実際のアプリの実行に先立って、スイッチングサーバ100からMN300に対して、送信部115の利用可能な全ての送信手段141を介して制御メッセージを送出するように制御する。 When establishing a session from the switching server 100 to the MN 300, the packet transmission path control unit 111 sends all available transmission units 115 from the switching server 100 to the MN 300 prior to execution of the actual application. Control is performed so that a control message is transmitted via the transmission means 141.
また、実際のアプリの実行にあたっては、パケット送信経路制御手段111は、経路選択手段105で選択された複数の無線通信経路の情報に基づいて、あるいは、送信経路選択Msg解析手段113で解析されたMN300が選択した複数の無線通信経路の情報に基づいて、送信部115の対応する送信手段141を制御して、通信I/F117を経て受信したIP電話端末40からのVoIPパケットを、選択された複数の無線通信経路を用いて各無線通信経路の許容帯域に応じて割り振り(補完し)ながら、通信I/F101を経てMN300に送信する。なお、送信部115の各送信手段141は、通信I/F117が受信したパケットのジッタを吸収するジッタバッファを有している。 In actual application execution, the packet transmission path control unit 111 is analyzed based on information on a plurality of wireless communication paths selected by the path selection unit 105 or by the transmission path selection Msg analysis unit 113. Based on the information of the plurality of wireless communication paths selected by the MN 300, the corresponding transmission unit 141 of the transmission unit 115 is controlled, and the VoIP packet from the IP telephone terminal 40 received via the communication I / F 117 is selected. While allocating (complementing) according to the allowable bandwidth of each wireless communication path using a plurality of wireless communication paths, the data is transmitted to the MN 300 via the communication I / F 101. Each transmission unit 141 of the transmission unit 115 includes a jitter buffer that absorbs jitter of a packet received by the communication I / F 117.
具体的には、選択された各送信手段141は、IP電話端末40から受信したホームIPアドレスAHを含むIPパケットに、対応する気付けIPアドレスを付加して、その気付けIPアドレスが付加されたIPパケットを、通信I/F101から対応する無線IPネットワークに送信する。 Specifically, each selected transmission means 141 adds the corresponding care-of IP address to the IP packet including the home IP address AH received from the IP telephone terminal 40, and the IP to which the care-of IP address is added. The packet is transmitted from the communication I / F 101 to the corresponding wireless IP network.
なお、本実施の形態のスイッチングサーバ100は、上記の機能の他にも、各無線通信経路を経由してMN300とIP電話端末40との間において送受信されるIPパケットの順序を、VoIPパケットに含まれるRTP(real-time transport protocol)のシーケンス番号(SN)を用いてチェックする機能も有している。また、スイッチングサーバ100は、中継するIPパケットの統計情報(例えば、パケットロス、スループット、ジッタバッファのアンダーランカウントおよびオーバランカウント)を取得して、取得した情報をMN300に送信する機能も有している。 In addition to the above functions, the switching server 100 according to the present embodiment converts the order of IP packets transmitted and received between the MN 300 and the IP telephone terminal 40 via each wireless communication path into VoIP packets. It also has a function of checking using the included RTP (real-time transport protocol) sequence number (SN). The switching server 100 also has a function of acquiring statistical information (for example, packet loss, throughput, jitter buffer underrun count and overrun count) of the relayed IP packet and transmitting the acquired information to the MN 300. Yes.
さらに、スイッチングサーバ100は、IP電話端末40が送信したIPパケットに含まれるホームIPアドレスAHと、インターネット20を介してアクセス可能なホームエージェント(図示せず)に登録されているホームIPアドレスとの照合を行う機能を有しており、これによりホームIPアドレスAHが、何れの通信事業者によってMN300に割り当てられたホームIPアドレスであるかを判定することができるようになっている。 Further, the switching server 100 includes a home IP address AH included in the IP packet transmitted by the IP telephone terminal 40 and a home IP address registered in a home agent (not shown) accessible via the Internet 20. It has a function of collating, so that it is possible to determine which home IP address AH is the home IP address assigned to the MN 300 by which carrier.
(MN300)
図4は、MN300の要部の構成を示す機能ブロック図である。このMN300は、スイッチングサーバ100と同様に、複数(ここでは、最大6つ)の無線通信経路を同時に用いて通信を実行することができる。以下、上述したスイッチングサーバ100と同様の機能ブロックについては、適宜説明を省略する。
(MN300)
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a configuration of a main part of the MN 300. Similar to the switching server 100, the MN 300 can execute communication using a plurality of (here, a maximum of six) wireless communication paths simultaneously. Hereinafter, description of functional blocks similar to those of the switching server 100 described above will be omitted as appropriate.
図4に示すように、MN300は、通信I/F301、受信部303、経路選択手段305、送信経路選択Msg生成手段309、パケット送信経路制御手段311、送信経路選択Msg解析手段313、送信部315、アプリ処理手段317を有している。 As illustrated in FIG. 4, the MN 300 includes a communication I / F 301, a reception unit 303, a route selection unit 305, a transmission route selection Msg generation unit 309, a packet transmission route control unit 311, a transmission route selection Msg analysis unit 313, and a transmission unit 315. Application processing means 317 is provided.
通信I/F301は、MN300が利用可能な複数の無線通信経路においてMN300に割り当てられた対応する気付けIPアドレスに基づいてIPパケットを送受信する。 The communication I / F 301 transmits and receives IP packets based on the corresponding care-of IP addresses assigned to the MN 300 in a plurality of wireless communication paths that can be used by the MN 300.
受信部303は、6つの無線通信経路に対応する6つの受信手段331を有しており、送信部315も6つの無線通信経路に対応する6つの送信手段341を有している。なお、図4では、図面を簡略化するために、受信部303に6つの受信手段331を設け、送信部315にも6つの送信手段341を設けているが、各無線通信経路に対応する受信手段331および送信手段341は、着脱自在な無線通信カードで構成することもできる。 The reception unit 303 includes six reception units 331 corresponding to six wireless communication paths, and the transmission unit 315 also includes six transmission units 341 corresponding to six wireless communication paths. In FIG. 4, in order to simplify the drawing, six receiving units 331 are provided in the receiving unit 303 and six transmitting units 341 are also provided in the transmitting unit 315, but reception corresponding to each wireless communication path is provided. The means 331 and the transmission means 341 can also be configured with a detachable wireless communication card.
受信部303において、各受信手段331は、受信パケット監視手段333、理想受信タイミング生成手段335および許容域算出手段337を有しており、対応する無線通信経路を介してスイッチングサーバ100から送信されたパケットを、通信I/F301を介して受信パケット監視手段333で受信する。 In the reception unit 303, each reception unit 331 includes a reception packet monitoring unit 333, an ideal reception timing generation unit 335, and an allowable range calculation unit 337, and is transmitted from the switching server 100 via a corresponding wireless communication path. The received packet monitoring unit 333 receives the packet via the communication I / F 301.
受信パケット監視手段333は、通信I/F301で受信したパケットのジッタを吸収するジッタバッファを有しており、この受信パケット監視手段333で受信したパケットは、パケットの種別に応じて振り分ける。すなわち、受信パケットが、スイッチングサーバ100からのセッション開始によって送出された制御メッセージの場合には、その受信パケットを理想受信タイミング生成手段335および許容域算出手段337に供給する。また、受信パケットが、MN300からのセッション開始によってスイッチングサーバ100から送出された送信経路選択メッセージ(Msg)の場合には、その送信経路選択メッセージ(Msg)を送信経路選択Msg解析手段313に供給する。さらに、受信パケットが、アプリ実行後のパケットの場合には、その受信パケットをアプリ処理手段317に供給する。 The received packet monitoring unit 333 has a jitter buffer that absorbs jitter of the packet received by the communication I / F 301, and the packet received by the received packet monitoring unit 333 is distributed according to the type of packet. That is, when the received packet is a control message sent out by starting a session from the switching server 100, the received packet is supplied to the ideal reception timing generation unit 335 and the allowable range calculation unit 337. If the received packet is a transmission route selection message (Msg) sent from the switching server 100 when the session from the MN 300 is started, the transmission route selection message (Msg) is supplied to the transmission route selection Msg analysis means 313. . Further, when the received packet is a packet after application execution, the received packet is supplied to the application processing means 317.
理想受信タイミング生成手段335は、スイッチングサーバ100の理想受信タイミング生成手段135と同様にして、スイッチングサーバ100から送信されたパケットの当該無線通信経路における理想受信タイミングを生成し、その生成した理想受信タイミングを許容域算出手段337に供給するとともに、経路選択手段305に供給する。 The ideal reception timing generation unit 335 generates the ideal reception timing in the wireless communication path of the packet transmitted from the switching server 100 in the same manner as the ideal reception timing generation unit 135 of the switching server 100, and the generated ideal reception timing Is supplied to the allowable range calculation means 337 and also to the route selection means 305.
許容域算出手段337は、スイッチングサーバ100の許容域算出手段137と同様にして、当該無線通信経路におけるパケットの理想受信タイミングからの許容域を算出し、その算出した許容域を経路選択手段305に供給する。 The allowable range calculation unit 337 calculates the allowable range from the ideal reception timing of the packet in the wireless communication path in the same manner as the allowable range calculation unit 137 of the switching server 100, and sends the calculated allowable range to the route selection unit 305. Supply.
アプリ処理手段317は、アプリに応じて受信部303からの受信パケットを処理するとともに、アプリに従ってパケット(例えば、VoIPパケット)を生成して送信部315に送出する。なお、アプリ処理手段317には、記憶手段307を設けて、MN300が利用可能な各無線通信経路における気付けIPアドレスに対応付けられるMN300のホームIPアドレスAHを記憶するとともに、アプリに対応する受信パケットの揺らぎ吸収時間であるジッタバッファの許容時間(Tapr)を記憶する。 The application processing unit 317 processes a received packet from the receiving unit 303 according to the application, generates a packet (for example, a VoIP packet) according to the application, and sends the packet to the transmitting unit 315. The application processing means 317 is provided with a storage means 307 for storing the home IP address AH of the MN 300 associated with the care-of IP address in each wireless communication path that can be used by the MN 300 and receiving packets corresponding to the application. The jitter buffer allowable time (Tapr), which is the fluctuation absorption time, is stored.
経路選択手段305は、各無線通信経路に対応する受信手段331から得られる理想受信タイミングおよび許容域に基づいて許容限界タイミングを算出し、その算出した各無線通信経路の許容限界タイミングと、記憶手段307に記憶された実行するアプリにおける許容時間(Tapr)とに基づいて、スイッチングサーバ100の経路選択手段105と同様にして、ジッタバッファの蓄積要求時間(Tjit)が許容時間(Tapr)を超えないアプリに最適な複数の無線通信経路を選択し、その結果を送信経路選択Msg生成手段309およびパケット送信経路制御手段311に供給する。 The route selection unit 305 calculates the allowable limit timing based on the ideal reception timing and the allowable range obtained from the reception unit 331 corresponding to each wireless communication path, and the calculated allowable limit timing of each wireless communication path and the storage unit Based on the allowable time (Tapr) in the application to be executed stored in 307, the jitter buffer accumulation request time (Tjit) does not exceed the allowable time (Tapr) in the same manner as the path selection unit 105 of the switching server 100. A plurality of radio communication paths optimal for the application are selected, and the results are supplied to the transmission path selection Msg generation means 309 and the packet transmission path control means 311.
したがって、上述したスイッチングサーバ100の場合と同様に、本実施の形態では、各無線通信経路の理想受信タイミング生成手段335および許容域算出手段337と、経路選択手段305とにより、各無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出する算出手段を構成し、経路選択手段305によりジッタバッファの蓄積要求時間(Tjit)が、アプリの許容時間(Tapr)を超えないように、複数の無線通信経路を選択する選択手段を構成している。 Therefore, as in the case of the switching server 100 described above, in the present embodiment, the ideal reception timing generation unit 335, the allowable range calculation unit 337, and the route selection unit 305 of each wireless communication route The calculation means for calculating the ideal reception timing and the allowable limit timing of the received packet is configured, and the path selection means 305 includes a plurality of jitter buffer accumulation request times (Tjit) that do not exceed the application allowable time (Tapr). Selection means for selecting a wireless communication path is configured.
送信経路選択Msg生成手段309では、スイッチングサーバ100の送信経路選択Msg生成手段109と同様にして、経路選択手段305で選択された無線通信経路の情報に基づいて、選択された各無線通信経路の許容帯域情報を含む送信経路選択メッセージ(Msg)を作成して、パケット送信経路制御手段311の制御のもとに、図3(b)に示したアクセス制御パケットを用いて、送信部315から通信I/F301を経てスイッチングサーバ100に送信する。 In the transmission route selection Msg generation unit 309, in the same manner as the transmission route selection Msg generation unit 109 of the switching server 100, based on the information on the wireless communication route selected by the route selection unit 305, A transmission route selection message (Msg) including allowable bandwidth information is created, and communication is performed from the transmission unit 315 using the access control packet shown in FIG. 3B under the control of the packet transmission route control means 311. The data is transmitted to the switching server 100 via the I / F 301.
また、送信経路選択Msg解析手段313は、MN300からのセッション開始によって、受信パケット監視手段333から供給されたスイッチングサーバ100からの送信経路選択メッセージ(Msg)に基づいて、スイッチングサーバ100において選択された無線通信経路およびその各無線通信経路の許容帯域を解析し、それらの情報をパケット送信経路制御手段311に供給する。 The transmission route selection Msg analysis unit 313 is selected by the switching server 100 based on the transmission route selection message (Msg) from the switching server 100 supplied from the received packet monitoring unit 333 when the session from the MN 300 starts. The wireless communication path and the allowable bandwidth of each wireless communication path are analyzed, and the information is supplied to the packet transmission path control means 311.
パケット送信経路制御手段311は、MN300からスイッチングサーバ100に対してセッションを確立する場合には、実際のアプリの実行に先立って、アプリ処理手段317からスイッチングサーバ100に対して、送信部315の利用可能な全ての送信手段341を介して制御メッセージを送出するように制御する。なお、少なくとも1つの送信手段341から送出する制御メッセージには、アプリ処理手段317の記憶手段309に記憶されている当該アプリにおける受信パケットの揺らぎ吸収時間であるジッタバッファの許容時間(Tapr)を含むアプリ情報を挿入する。 When establishing a session from the MN 300 to the switching server 100, the packet transmission path control unit 311 uses the transmission unit 315 from the application processing unit 317 to the switching server 100 prior to execution of the actual application. Control is performed so that a control message is transmitted via all possible transmission means 341. Note that the control message transmitted from at least one transmission unit 341 includes a jitter buffer allowable time (Tapr) that is a fluctuation absorption time of received packets in the application stored in the storage unit 309 of the application processing unit 317. Insert app information.
また、実際のアプリの実行にあたっては、パケット送信経路制御手段311は、経路選択手段305で選択された複数の無線通信経路の情報に基づいて、あるいは、送信経路選択Msg解析手段313で解析されたスイッチングサーバ100が選択した複数の無線通信経路の情報に基づいて、送信部315の対応する送信手段341を制御して、アプリ処理手段317からのパケット(例えば、VoIPパケット)を、選択された複数の無線通信経路を用いて各無線通信経路の許容帯域に応じて割り振り(補完し)ながら、通信I/F301を経てスイッチングサーバ100に送信する。 In actual application execution, the packet transmission path control unit 311 is analyzed based on information on a plurality of wireless communication paths selected by the path selection unit 305 or by the transmission path selection Msg analysis unit 313. Based on the information of the plurality of wireless communication paths selected by the switching server 100, the corresponding transmission unit 341 of the transmission unit 315 is controlled, and a packet (for example, a VoIP packet) from the application processing unit 317 is selected. The wireless communication path is allocated (complemented) according to the allowable bandwidth of each wireless communication path and transmitted to the switching server 100 via the communication I / F 301.
具体的には、選択された各送信手段341は、アプリ処理手段317からのホームIPアドレスAHを含むIPパケットに、対応する気付けIPアドレスを付加して、その気付けIPアドレスが付加されたIPパケットを、通信I/F301から対応する無線IPネットワークに送信する。 Specifically, each selected transmission unit 341 adds the corresponding care-of IP address to the IP packet including the home IP address AH from the application processing unit 317, and the IP packet to which the care-of IP address is added. Is transmitted from the communication I / F 301 to the corresponding wireless IP network.
なお、本実施の形態のMN300は、スイッチングサーバ100と同様に、IP電話端末40との間において送受信されるIPパケットの順序を、VoIPパケットに含まれるRTPのシーケンス番号(SN)を用いてチェックする機能も有している。 Note that the MN 300 according to the present embodiment checks the order of IP packets transmitted / received to / from the IP telephone terminal 40 using the RTP sequence number (SN) included in the VoIP packet, similarly to the switching server 100. It also has a function to do.
(理想受信タイミングの生成方法および許容域の算出方法)
次に、上述したスイッチングサーバ100側およびMN300側での理想受信タイミングの生成方法および許容域の算出方法について説明する。なお、これら理想受信タイミングの生成方法および許容域の算出方法は、スイッチングサーバ100側およびMN300側において同様なので、ここでは、スイッチングサーバ100側で行う場合を代表して説明する。
(Ideal reception timing generation method and tolerance calculation method)
Next, an ideal reception timing generation method and an allowable range calculation method on the switching server 100 side and the MN 300 side described above will be described. Note that the ideal reception timing generation method and the allowable range calculation method are the same on the switching server 100 side and the MN 300 side, and therefore, here, a case where it is performed on the switching server 100 side will be described as a representative.
理想受信タイミングの生成に当たっては、先ず、図5に示すように、MN300が送信するパケットの送信時刻(t)とシーケンス番号(SN)との関係(t−SN)を示す傾斜角αの直線Iを求める。例えば、パケットの送出間隔が20msの場合には、α=50(SN/s)の直線Iを求める。次に、受信パケットは、直線Iに対して遅れの方向に位置するものとして、受信パケットをSN−tの図面上にプロットした場合に、直線Iを左から右に移動して、移動後の位置の左側に受信パケットのプロットが存在せず、かつ、最も右側に移動した位置の直線I′を理想受信タイミングとして生成する。 In generating the ideal reception timing, first, as shown in FIG. 5, the straight line I of the inclination angle α indicating the relationship (t−SN) between the transmission time (t) of the packet transmitted by the MN 300 and the sequence number (SN). Ask for. For example, when the packet transmission interval is 20 ms, a straight line I with α = 50 (SN / s) is obtained. Next, assuming that the received packet is located in the direction of delay with respect to the straight line I, when the received packet is plotted on the SN-t drawing, the straight line I is moved from left to right, A plot of the received packet does not exist on the left side of the position, and a straight line I ′ at the position moved to the rightmost side is generated as an ideal reception timing.
この場合の理想受信タイミングの具体的な算出例について、以下に説明する。先ず、図5の直線Iに相当する基準直線(SN−tstd)を、下式のように仮定する。
SN=αstd・tstd、tstd=SN/αstd
ここで、αstdはパケットの送出間隔によって定まる傾斜であり、例えば、パケットの送出間隔が20msの場合には、1SN/20ms(50SN/s)である。
A specific example of calculating the ideal reception timing in this case will be described below. First, a reference straight line (SN-tstd) corresponding to the straight line I in FIG.
SN = αstd · tstd, tstd = SN / αstd
Here, αstd is a slope determined by the packet transmission interval. For example, when the packet transmission interval is 20 ms, it is 1 SN / 20 ms (50 SN / s).
次に、基準直線と受信パケットとの時間差(Tstdsub(s))を下式により算出する。
Tstdsub(s)=t(s)−tstd(s)
例えば、s番目に受信したパケットのシーケンス番号をSN(s)とすると、
Tstdsub(s)=t(s)−{SN(s)/αstd}
となる。ここで、受信パケット(s)のうち、時間差(Tstdsub)の最小値(Tsubmin)を求める。
Next, the time difference (Tstdsub (s)) between the reference line and the received packet is calculated by the following equation.
Tstdsub (s) = t (s) -tstd (s)
For example, if the sequence number of the sth received packet is SN (s),
Tstdsub (s) = t (s) − {SN (s) / αstd}
It becomes. Here, the minimum value (Tsubmin) of the time difference (Tstdsub) in the received packet (s) is obtained.
Tsubminを基準とした直線を理想受信タイミング(SN−tass)とすると、
tass=(SN/αstd)+Tsubmin
となる。つまり、受信パケットのうち、(受信時刻−送信時刻)が最小となるパケットを基準とした直線(図5のI′に相当)を理想受信タイミングとする。
If a straight line based on Tsubmin is the ideal reception timing (SN-tass),
tass = (SN / αstd) + Tsubmin
It becomes. That is, a straight line (corresponding to I ′ in FIG. 5) based on a packet having the smallest (reception time−transmission time) among reception packets is set as an ideal reception timing.
また、許容域は、例えば、対応する無線通信経路における通信方式に応じて、あるいは使用する変調方式や送信帯域に応じて、理想受信タイミングから一義的に許容限界タイミングを算出して求めることもできるが、本実施の形態では、生成した理想受信タイミングと実際のパケットの受信タイミングとに基づいて、例えば以下のようにして許容域を算出する。 Further, for example, the allowable range can be obtained by uniquely calculating the allowable limit timing from the ideal reception timing according to the communication method in the corresponding wireless communication path or according to the modulation method or transmission band to be used. However, in the present embodiment, based on the generated ideal reception timing and the actual packet reception timing, for example, the allowable range is calculated as follows.
すなわち、理想受信タイミングを生成したら、所定期間において、例えば、下式により受信パケットの受信時刻trecと理想受信タイミングにおける受信時刻tideとの差分時間Tsubを算出する。
Tsub(s)=trec(s)−tide(s)
次に、下式により、差分時間Tsubの平均値、すなわち受信パケットの遅れ時間の拡がりの平均値(平均受信タイミング)に基づいて許容域Tpを算出する。なお、下式において、sは所定期間に受信したパケットに割り振られた受信番号、βは係数、meanは平均化処理を示している。
That is, when the ideal reception timing is generated, the difference time Tsub between the reception time trec of the received packet and the reception time tide at the ideal reception timing is calculated in a predetermined period, for example, by the following equation.
Tsub (s) = trec (s) -tide (s)
Next, the allowable range Tp is calculated based on the average value of the difference time Tsub, that is, the average value of the spread of the delay time of the received packet (average reception timing) by the following equation. In the following equation, s is a reception number assigned to a packet received during a predetermined period, β is a coefficient, and mean is an averaging process.
このようにして、理想受信タイミングおよび許容域を求めたら、理想受信タイミングに許容域を加算することにより、当該無線通信経路の許容限界タイミングを算出することができる。 In this way, when the ideal reception timing and the allowable range are obtained, the allowable limit timing of the wireless communication path can be calculated by adding the allowable range to the ideal reception timing.
図6は、理想受信タイミングの生成結果および許容域の算出結果の一例を示すもので、横軸は時刻(t)を、縦軸はシーケンス番号(SN)をそれぞれ表している。ここでは、経路Aおよび経路Bの2つの無線通信経路における理想受信タイミングの生成結果と許容域の算出結果とを示している。 FIG. 6 shows an example of an ideal reception timing generation result and an allowable range calculation result. The horizontal axis represents time (t) and the vertical axis represents a sequence number (SN). Here, the generation result of the ideal reception timing and the calculation result of the allowable range in the two wireless communication routes of route A and route B are shown.
図6において、直線Iは送信タイミングを、直線Rは想定再生タイミングをそれぞれ示している。また、Tpaは、経路Aの許容域(期間)を、Tpbは、経路Bの許容域(期間)をそれぞれ示している。ここで、経路Aの許容限界タイミングは、許容域Tpaの下限となり、経路Bの許容限界タイミングは、許容域Tpbの下限となる。また、Tabは、経路Aと経路Bとの遅延差を、Tjitは、経路Aおよび経路Bによるジッタバッファの蓄積要求時間をそれぞれ示している。 In FIG. 6, a straight line I indicates a transmission timing, and a straight line R indicates an assumed reproduction timing. Tpa indicates the allowable range (period) of the route A, and Tpb indicates the allowable range (period) of the route B. Here, the allowable limit timing of the route A is the lower limit of the allowable range Tpa, and the allowable limit timing of the route B is the lower limit of the allowable range Tpb. Tab indicates a delay difference between the path A and the path B, and Tjit indicates a jitter buffer accumulation request time for the path A and the path B, respectively.
ジッタバッファの蓄積要求時間Tjitを算出するにあたっては、先ず、各無線通信経路の許容限界タイミングのうち、最も遅い許容限界タイミングを想定再生タイミングRとして求める。図6では、この想定再生タイミングRが、経路Bの許容限界タイミングと一致している。次に、各無線通信経路の理想受信タイミングのうち、想定再生タイミングRから、最も早い(送信タイミングに対して遅延が最も小さい)理想受信タイミングを差し引いた値を、蓄積要求時間Tjitとして算出する。図6では、蓄積要求時間Tjitは、経路Aの許容域Tpaおよび経路Bの許容域Tpbと重なっている。 In calculating the jitter buffer accumulation request time Tjit, first, the latest allowable limit timing among the allowable limit timings of each wireless communication path is obtained as the assumed reproduction timing R. In FIG. 6, the assumed reproduction timing R matches the allowable limit timing of the path B. Next, among the ideal reception timings of the wireless communication paths, a value obtained by subtracting the earliest ideal reception timing (the smallest delay with respect to the transmission timing) from the assumed reproduction timing R is calculated as the accumulation request time Tjit. In FIG. 6, the accumulation request time Tjit overlaps the allowable range Tpa of the route A and the allowable range Tpb of the route B.
ここで、算出した蓄積要求時間Tjitが、アプリにおけるジッタバッファの許容時間Tapr以下の場合には、アプリによる再生が想定再生タイミングR内で行われると仮定すると、経路Aの許容域Tpa内および経路Bの許容域Tpb内にてそれぞれ受信される全てのパケットは、破棄されることなく、アプリの再生に用いられることになる。 Here, if the calculated accumulation request time Tjit is less than or equal to the allowable time Tapr of the jitter buffer in the application, assuming that the reproduction by the application is performed within the assumed reproduction timing R, and within the allowable range Tpa of the path A and the path All packets respectively received within the allowable range Tpb of B are used for application playback without being discarded.
図7は、理想受信タイミングおよび許容域のシミュレーション結果の一例を示すものである。この例では、経路Aの許容限界タイミングと、経路Bの理想受信タイミングとがほぼ一致している。また、経路Aと経路Bとによる蓄積要求時間Tjitは、約218.6[ms](図からの実測)となる。したがって、この場合には、アプリによるジッタバッファの許容時間Taprが218.6[ms]以上であれば、この2つの経路A,Bを用いて補完しながら通信を行うことにより、経路Aの許容域Tpa内および経路Bの許容域Tpb内にてそれぞれ受信したパケットは、破棄されることなく再生されることとなる。 FIG. 7 shows an example of simulation results of ideal reception timing and allowable range. In this example, the allowable limit timing of the route A and the ideal reception timing of the route B substantially coincide. Further, the accumulation request time Tjit for the route A and the route B is about 218.6 [ms] (actual measurement from the drawing). Therefore, in this case, if the allowable time Tapr of the jitter buffer by the application is 218.6 [ms] or more, by performing communication while complementing using these two paths A and B, the allowable path A can be obtained. Packets received within the area Tpa and within the allowable area Tpb of the path B are reproduced without being discarded.
(経路選択動作)
次に、図8に示すフローチャートを参照して、本実施の形態による無線通信経路の選択動作について説明する。なお、この経路選択動作は、スイッチングサーバ100側およびMN300側において同様なので、ここでは、スイッチングサーバ100側で行う場合を代表して説明する。
(Route selection operation)
Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 8, the operation of selecting a wireless communication path according to this embodiment will be described. Since this route selection operation is the same on the switching server 100 side and the MN 300 side, here, a case where it is performed on the switching server 100 side will be described as a representative.
先ず、MN300からのセッション開始によって、MN300から送信される制御メッセージに含まれる当該アプリの許容時間(Tapr)を記憶手段107に設定する(ステップS1)。次に、利用可能な全ての無線通信経路(L)の各々について、理想受信タイミング生成手段135で理想受信タイミングを算出し(ステップS2)、さらに許容域算出手段137で許容域を算出し(ステップS3)、その後、経路選択手段105で理想受信タイミングに許容域を加えて許容限界タイミングを算出する(ステップS4)。 First, when the session starts from the MN 300, the allowable time (Tapr) of the application included in the control message transmitted from the MN 300 is set in the storage unit 107 (step S1). Next, for each of all available wireless communication paths (L), ideal reception timing generation means 135 calculates ideal reception timing (step S2), and allowable range calculation means 137 calculates an allowable range (step S2). S3) After that, the route selection unit 105 adds an allowable range to the ideal reception timing and calculates an allowable limit timing (step S4).
各無線通信経路における許容限界タイミングの算出が終了したら、次に、経路選択手段105において、図6で説明したように、各無線通信経路の許容限界タイミングのうち、最も遅い許容限界タイミングを想定再生タイミングとし、その想定再生タイミングから最も早い理想受信タイミングを差し引いて、ジッタバッファの蓄積要求時間(Tjit)を算出する(ステップS5)。なお、この蓄積要求時間(Tjit)の具体的な算出方法については、後述する。 When the calculation of the permissible limit timing in each wireless communication path is completed, the path selection unit 105 next assumes and reproduces the latest permissible limit timing of each wireless communication path, as described with reference to FIG. The jitter buffer accumulation request time (Tjit) is calculated by subtracting the earliest ideal reception timing from the assumed reproduction timing (step S5). A specific method of calculating the accumulation request time (Tjit) will be described later.
次に、算出した蓄積要求時間(Tjit)と、ステップS1で設定したアプリの許容時間(Tapr)とを比較し(ステップS6)、Tjit≦Taprであれば、蓄積要求時間(Tjit)の算出に用いた無線通信経路の全てを使用可能として選択して、その許容限界タイミングの遅い順、すなわち遅延が大きい順に優先度が高い無線通信経路とする(ステップS7)。 Next, the calculated accumulation request time (Tjit) is compared with the allowable time (Tapr) of the application set in step S1 (step S6). If Tjit ≦ Tapr, the accumulation request time (Tjit) is calculated. All of the used wireless communication paths are selected as usable, and the wireless communication paths with higher priority are set in the order of late tolerance limit timing, that is, in order of increasing delay (step S7).
一方、ステップS6で、Tjit>Taprの場合には、許容限界タイミングが最も遅い無線通信経路(Llst)を除いた無線通信経路の集合から蓄積要求時間(Tjit(Llst))を算出し(ステップS8)、さらに、理想受信タイミングが最も早い無線通信経路(Lfst)を除いた無線通信経路の集合から蓄積要求時間(Tjit(Lfst))を算出して(ステップS9)、Tjit(Llst)とTjit(Lfst)とを比較する(ステップS10)。 On the other hand, if Tjit> Tapr in step S6, the accumulation request time (Tjit (Llst)) is calculated from the set of wireless communication paths excluding the wireless communication path (Llst) with the slowest allowable limit timing (step S8). Further, the accumulation request time (Tjit (Lfst)) is calculated from the set of wireless communication paths excluding the wireless communication path (Lfst) with the earliest ideal reception timing (step S9), and Tjit (Llst) and Tjit ( Lfst) is compared (step S10).
その結果、Tjit(Llst)≦Tjit(Lfst)の場合には、無線通信経路の集合から許容限界タイミングが最も遅い無線通信経路(Llst)を除いて算出した蓄積要求時間Tjit(Llst)をTjit=Tjit(Llst)とし(ステップS11)、その他の場合には、無線通信経路の集合から理想受信タイミングが最も早い無線通信経路(Lfst)を除いて算出した蓄積要求時間(Tjit(Lfst))をTjit=Tjit(Lfst)として(ステップS12)、ステップS6に移行し、再度、蓄積時間(Tjit)とアプリの許容時間(Tapr)の比較を行う。 As a result, in the case of Tjit (Llst) ≦ Tjit (Lfst), the accumulation request time Tjit (Llst) calculated by excluding the wireless communication path (Llst) with the slowest allowable limit timing from the set of wireless communication paths is calculated as Tjit = Tjit (Llst) is set (step S11). In other cases, the accumulation request time (Tjit (Lfst)) calculated by excluding the wireless communication path (Lfst) with the earliest ideal reception timing from the set of wireless communication paths is defined as Tjit. = Tjit (Lfst) (step S12), the process proceeds to step S6, and the accumulation time (Tjit) is compared with the allowable time (Tapr) of the application again.
このように、ステップS6において、アプリの許容時間(Tapr)以下の蓄積要求時間(Tjit)を満たす無線通信経路の集合を選択することにより、選択される無線通信経路を多くして補完通信を行うことができるので、破棄パケットをより効率よく低減することが可能となる。 As described above, in step S6, by selecting a set of wireless communication paths that satisfy the accumulation request time (Tjit) that is equal to or less than the allowable time (Tapr) of the application, the number of selected wireless communication paths is increased and complementary communication is performed. Therefore, it is possible to reduce the discarded packets more efficiently.
図9は、図8のステップS5で算出する蓄積要求時間(Tjit)の具体的な算出方法を示すフローチャートである。先ず、対象とする無線通信経路の集合に対して、許容限界タイミングの遅い順に無線通信経路をソーティングして(ステップS21)、最も遅い許容限界タイミングをアプリにおける想定再生タイミングとする(ステップS22)。 FIG. 9 is a flowchart showing a specific method for calculating the accumulation request time (Tjit) calculated in step S5 of FIG. First, for the set of target wireless communication paths, the wireless communication paths are sorted in the order of late allowable limit timing (step S21), and the latest allowable limit timing is set as an assumed reproduction timing in the application (step S22).
次に、対象とする無線通信経路の集合に対して、理想受信タイミングの早い順に経路をソーティングして(ステップS23)、想定再生タイミングから最も早い理想受信タイミングを差し引いた値をジッタバッファの蓄積要求時間(Tjit)として算出する(ステップS24)。 Next, the routes are sorted in order of the ideal reception timing with respect to the set of target wireless communication routes (step S23), and the value obtained by subtracting the earliest ideal reception timing from the assumed reproduction timing is used as the jitter buffer accumulation request. Calculated as time (Tjit) (step S24).
以上のようにして、複数の無線通信経路を選択したら、その選択した無線通信経路の情報を、許容帯域の情報とともに送信経路選択メッセージ(Msg)としてMN300に送信する。これにより、スイッチングサーバ100およびMN300において、選択された複数の無線通信経路を同時に用い、許容限界タイミングの遅延が最も大きい(優先度が最も高い)無線通信経路を主経路(一の無線通信経路)として、主経路で不足する帯域を他の無線通信経路で補完するように、許容帯域に応じてアプリの要求帯域を割り振ってアプリを実行する。 When a plurality of wireless communication paths are selected as described above, information on the selected wireless communication paths is transmitted to the MN 300 as a transmission path selection message (Msg) together with information on the allowable bandwidth. Thereby, in the switching server 100 and the MN 300, a plurality of selected wireless communication paths are used at the same time, and the wireless communication path having the largest allowable limit timing delay (the highest priority) is set as the main path (one wireless communication path). As described above, the application is executed by allocating the requested bandwidth of the application according to the allowable bandwidth so that the bandwidth shortage in the main route is supplemented by another wireless communication route.
本実施の形態によれば、利用可能な複数の無線通信経路を介して受信した制御メッセージのパケットに基づいて、各無線通信経路における受信パケットの許容限界タイミングを算出し、その算出した各無線通信経路における許容限界タイミングと、アプリにおける受信パケットの揺らぎ吸収時間であるジッタバッファの許容時間(Tapr)とに基づいて、利用可能な複数の無線通信経路の中から、揺らぎ要求時間であるジッタバッファの蓄積要求時間(Tjit)が、許容時間(Tapr)を超えない複数の無線通信経路を選択するようにしたので、通信開始時の無線伝搬環境を考慮したアプリに最適な複数の無線通信経路を選択して、補完通信を実行することができ、到達したパケットが破棄されるのを効率よく低減することができる。 According to the present embodiment, the allowable limit timing of the received packet in each wireless communication path is calculated based on the packet of the control message received via a plurality of available wireless communication paths, and each calculated wireless communication Based on the allowable limit timing in the path and the jitter buffer allowable time (Tapr) that is the fluctuation absorption time of the received packet in the application, the jitter buffer that is the fluctuation request time is selected from a plurality of available wireless communication paths. Select multiple wireless communication paths whose accumulation request time (Tjit) does not exceed the allowable time (Tapr), so select the optimal wireless communication paths for the application considering the radio propagation environment at the start of communication. Thus, complementary communication can be executed, and discarding of arrived packets can be efficiently reduced.
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、セッション確立時に相手側に送出した制御メッセージにより、相手側で経路の選択動作を実行させて、その結果を受信するようにしたが、逆に、セッション確立時に相手側から受信した制御メッセージにより、自装置側で経路の選択動作を実行して、その結果を相手側に送信することもできる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the above embodiment, the path selection operation is executed on the partner side by the control message sent to the partner side when the session is established, and the result is received. It is also possible to execute a route selection operation on the own device side according to the control message received from the mobile station and transmit the result to the other side.
また、無線通信経路の選択動作は、セッションの確立時に限らず、アプリの実行中にも行うこともできる。この場合には、選択中の無線通信経路については、アプリの受信パケットに基づいて理想受信タイミングおよび許容域を算出して許容限界タイミングを算出し、非選択中の無線通信経路については、必要に応じて適宜の周期で制御メッセージを送受信するようにして、その受信パケットに基づいて理想受信タイミングおよび許容域を算出して許容限界タイミングを算出することにより、アプリに最適な複数の無線通信経路を動的に選択して、その時点の許容帯域に応じて補完通信を実行する。 The operation of selecting a wireless communication path is not limited to when a session is established, but can also be performed while an application is being executed. In this case, for the wireless communication path that is selected, the ideal reception timing and allowable range are calculated based on the received packet of the application to calculate the allowable limit timing, and for the wireless communication path that is not selected, it is necessary. Accordingly, by transmitting / receiving the control message at an appropriate cycle and calculating the ideal reception timing and allowable range based on the received packet and calculating the allowable limit timing, it is possible to select a plurality of wireless communication paths optimal for the application. Dynamic selection is performed, and complementary communication is executed according to the allowable bandwidth at that time.
このようにすれば、通信中に伝搬環境が変化して、選択中の無線通信経路の許容帯域が変動した場合にも、ほぼリアルタイムで対処することができるので、通信の信頼性をより向上することができる。なお、このように複数の無線通信経路を動的に選択する場合には、非選択の無線通信経路に対しては、セッションを切断することもできるが、好ましくは、セッションを維持した状態で、次の選択動作までパケットの送信を停止するように制御する。このようすれば、次の選択動作を迅速に実行することが可能となる。 In this way, even when the propagation environment changes during communication and the allowable bandwidth of the selected wireless communication path fluctuates, it can be dealt with almost in real time, thereby further improving communication reliability. be able to. In addition, in the case of dynamically selecting a plurality of wireless communication paths in this way, a session can be disconnected for a non-selected wireless communication path, but preferably, while maintaining the session, Control is made to stop packet transmission until the next selection operation. In this way, it is possible to quickly execute the next selection operation.
1 通信システム
10A,10B 無線IPネットワーク
10C 通信ネットワーク
20 インターネット
40 IP電話端末
100 スイッチングサーバ
101,301 通信I/F
103,303 受信部
105,305 経路選択手段
107,307 記憶手段
109,309 送信経路選択Msg生成手段
111,311 パケット送信経路制御手段
113,313 送信経路選択Msg解析手段
115,315 送信部
117 通信I/F
131,331 受信手段
133,333 受信パケット監視手段
135,335 理想受信タイミング生成手段
137,337 許容域算出手段
141,341 送信手段
317 アプリ処理手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Communication system 10A, 10B Wireless IP network 10C Communication network 20 Internet 40 IP telephone terminal
100 switching server 101, 301 communication I / F
103,303 Receiving unit 105,305 Route selection unit 107,307 Storage unit 109,309 Transmission route selection Msg generation unit 111,311 Packet transmission path control unit 113,313 Transmission route selection Msg analysis unit 115,315 Transmission unit 117 Communication I / F
131,331 receiving means 133,333 received packet monitoring means 135,335 ideal reception timing generating means 137,337 allowable range calculating means 141,341 transmitting means 317 application processing means
Claims (8)
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、当該無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出する算出手段と、
前記無線通信装置から送信される前記アプリケーションにおける受信パケットの揺らぎ吸収時間を受信して記憶する記憶手段と、
前記算出手段で算出した前記各無線通信経路における理想受信タイミングおよび許容限界タイミングに基づいて演算される揺らぎ要求時間が、前記記憶手段に記憶した前記アプリケーションにおける揺らぎ吸収時間を超えないように、前記複数の異なる無線通信経路を選択する選択手段と、
を有することを特徴とする通信制御装置。 Select a plurality of different wireless communication paths with the wireless communication device, and supplement the bandwidth that is lacking in one wireless communication path with the other wireless communication paths with respect to the requested bandwidth of the application that has real-time characteristics. A communication control device for controlling communication between the wireless communication device and a communication destination,
Based on a packet received via each wireless communication path, calculating means for calculating an ideal reception timing and an allowable limit timing of a received packet in the wireless communication path;
Storage means for receiving and storing fluctuation absorption time of a received packet in the application transmitted from the wireless communication device;
In order that the fluctuation request time calculated based on the ideal reception timing and the allowable limit timing in each wireless communication path calculated by the calculation means does not exceed the fluctuation absorption time in the application stored in the storage means Selecting means for selecting different wireless communication paths;
A communication control device comprising:
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、当該無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出する算出手段と、
前記アプリケーションにおける受信パケットの揺らぎ吸収時間を記憶する記憶手段と、
前記算出手段で算出した前記各無線通信経路における理想受信タイミングおよび許容限界タイミングに基づいて演算される揺らぎ要求時間が、前記記憶手段に記憶されている前記アプリケーションにおける揺らぎ吸収時間を超えないように、前記複数の異なる無線通信経路を選択する選択手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 Multiple different wireless communication paths are selected with the communication control device, and the bandwidth that is insufficient in one wireless communication path is supplemented by other wireless communication paths with respect to the required bandwidth of the application having real-time characteristics to be used. A wireless communication device that wirelessly communicates with a communication destination via the communication control device,
Based on a packet received via each wireless communication path, calculating means for calculating an ideal reception timing and an allowable limit timing of a received packet in the wireless communication path;
Storage means for storing fluctuation absorption time of received packets in the application;
The fluctuation request time calculated based on the ideal reception timing and the allowable limit timing in each wireless communication path calculated by the calculation means so as not to exceed the fluctuation absorption time in the application stored in the storage means. Selecting means for selecting the plurality of different wireless communication paths;
A wireless communication apparatus comprising:
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、当該無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出するステップと、
前記無線通信装置から送信される前記アプリケーションにおける受信パケットの揺らぎ吸収時間を受信して記憶するステップと、
前記算出した前記各無線通信経路における理想受信タイミングおよび許容限界タイミングに基づいて演算される揺らぎ要求時間が、前記記憶した前記アプリケーションにおける揺らぎ吸収時間を超えないように、前記複数の異なる無線通信経路を選択するステップと、
を有することを特徴とする通信制御方法。 Select a plurality of different wireless communication paths with the wireless communication device, and supplement the bandwidth that is lacking in one wireless communication path with the other wireless communication paths with respect to the requested bandwidth of the application that has real-time characteristics. A communication control method for controlling communication between the wireless communication device and a communication destination,
Calculating ideal reception timing and allowable limit timing of a received packet in the wireless communication path based on a packet received via each wireless communication path;
Receiving and storing fluctuation absorption time of a received packet in the application transmitted from the wireless communication device; and
The plurality of different wireless communication paths are set such that the fluctuation request time calculated based on the ideal reception timing and allowable limit timing in each of the calculated wireless communication paths does not exceed the fluctuation absorption time in the stored application. A step to choose;
A communication control method characterized by comprising:
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、当該無線通信経路における受信パケットの理想受信タイミングおよび許容限界タイミングを算出するステップと、
前記算出した前記各無線通信経路における理想受信タイミングおよび許容限界タイミングに基づいて演算される揺らぎ要求時間が、予め設定された前記アプリケーションにおける揺らぎ吸収時間を超えないように、前記複数の異なる無線通信経路を選択するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。 Multiple different wireless communication paths are selected with the communication control device, and the bandwidth that is insufficient in one wireless communication path is supplemented by other wireless communication paths with respect to the required bandwidth of the application having real-time characteristics to be used. A wireless communication method for wirelessly communicating with a communication destination via the communication control device,
Calculating ideal reception timing and allowable limit timing of a received packet in the wireless communication path based on a packet received via each wireless communication path;
The plurality of different wireless communication paths so that the fluctuation request time calculated based on the ideal reception timing and allowable limit timing in each of the calculated wireless communication paths does not exceed the fluctuation absorption time in the preset application. A step of selecting
A wireless communication method comprising:
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