JP5306596B2 - 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 - Google Patents
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C. Perkins、"IP Mobility Support (RFC2002)"、[online]、1996年10月、IETF、[平成18年3月15日検索]、インターネット<URL: http: //www.ietf.org /rfc/rfc2002.txt
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、対応する無線通信経路の帯域状態を監視する受信パケット監視手段と、
該受信パケット監視手段の監視結果に基づいて、狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路の予測許容帯域を、当該無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて解析する許容帯域解析手段と、
前記受信パケット監視手段の監視結果に基づいて、前記狭帯域化した無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に制限させるための送信帯域制限情報を前記無線通信装置に送信するとともに、前記許容帯域解析手段の解析結果に基づいて、パケットの送信帯域の広帯域化が可能な無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に広帯域化させるための送信帯域制御情報を前記無線通信装置に送信する送信制御手段と、
を有することを特徴とするものである。
前記受信パケット監視手段は、前記各無線通信経路を経て受信されるパケットの許容受信タイミング域と、対応する無線通信経路を経て受信したパケットの受信タイミングとに基づいて帯域状態を監視し、
前記許容帯域解析手段は、前記狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路において、所定のタイミング以外のタイミングで送信されたパケットの受信タイミングと、当該無線通信経路に対応する前記許容受信タイミング域との比較に基づいて、当該無線通信経路の予測許容帯域を解析する、
ことを特徴とするものである。
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、対応する無線通信経路の帯域状態を監視する受信パケット監視手段と、
該受信パケット監視手段の監視結果に基づいて、狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路の予測許容帯域を、当該無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて解析する許容帯域解析手段と、
前記受信パケット監視手段の監視結果に基づいて、前記狭帯域化した無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に制限させるための送信帯域制限情報を前記通信制御装置に送信するとともに、前記許容帯域解析手段の解析結果に基づいて、パケットの送信帯域の広帯域化が可能な無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に広帯域化させるための送信帯域制御情報を前記通信制御装置に送信する送信制御手段と、
を有することを特徴とするものである。
前記受信パケット監視手段は、前記各無線通信経路を経て受信されるパケットの許容受信タイミング域と、対応する無線通信経路を経て受信したパケットの受信タイミングとに基づいて帯域状態を監視し、
前記許容帯域解析手段は、前記狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路において、所定のタイミング以外のタイミングで送信されたパケットの受信タイミングと、当該無線通信経路に対応する前記許容受信タイミング域との比較に基づいて、当該無線通信経路の予測許容帯域を解析する、
ことを特徴とするものである。
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、対応する無線通信経路の帯域状態を監視するステップと、
その監視結果に基づいて、狭帯域化した無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に制限させるための送信帯域制限情報を前記無線通信装置に送信するとともに、前記狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路の予測許容帯域を、当該無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて解析して、パケットの送信帯域の広帯域化が可能な無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に広帯域化させるための送信帯域制御情報を前記無線通信装置に送信するステップと、
を有することを特徴とするものである。
各無線通信経路を経て受信されるパケットに基づいて、対応する無線通信経路の帯域状態を監視するステップと、
その監視結果に基づいて、狭帯域化した無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に制限させるための送信帯域制限情報を前記通信制御装置に送信するとともに、前記狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路の予測許容帯域を、当該無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて解析して、パケットの送信帯域の広帯域化が可能な無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に広帯域化させるための送信帯域制御情報を前記通信制御装置に送信するステップと、
を有することを特徴とするものである。
さらに、上記目的を達成する請求項7に係る通信制御装置の発明は、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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、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、
狭帯域化した無線通信経路が検出された場合、当該狭帯域化した無線通信経路以外の無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に広帯域化させるよう制御する制御手段
を有することを特徴とするものである。
さらに、上記目的を達成する請求項8に係る無線通信装置の発明は、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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と通信する無線通信装置であって、
狭帯域化した無線通信経路が検出された場合、当該狭帯域化した無線通信経路以外の無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に広帯域化させるよう制御する制御手段
を有することを特徴とするものである。
さらに、上記目的を達成する請求項9に係る通信制御方法の発明は、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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、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、
狭帯域化した無線通信経路が検出された場合、当該狭帯域化した無線通信経路以外の無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に広帯域化させるよう制御するステップ
を有することを特徴とするものである。
さらに、上記目的を達成する請求項10に係る無線通信方法の発明は、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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と通信する無線通信方法であって、
狭帯域化した無線通信経路が検出された場合、当該狭帯域化した無線通信経路以外の無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に広帯域化させるよう制御するステップ
を有することを特徴とするものである。
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が含まれている。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。
図2に示すように、スイッチングサーバ100は、受信インターフェース部(I/F A)101Rx、受信インターフェース部(I/F B)103Rx、受信インターフェース部(I/F C)105Rx、送信インターフェース部(I/F A)101Tx、送信インターフェース部(I/F B)103Tx、送信インターフェース部(I/F C)105Tx、受信パケット監視手段107、許容帯域解析手段109、メッセージ解析手段111、パケット送出経路制御手段113、送信経路選択手段115を有している。
MN300は、スイッチングサーバ100と同様に、無線IPネットワーク10Aおよび無線IPネットワーク10B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。
次に、各無線IPネットワークの狭帯域化を検出する帯域状態の監視方法について、説明する。なお、帯域状態の監視方法は、スイッチングサーバ100側およびMN300側において同様であるので、ここではスイッチングサーバ100の受信パケット監視手段107で実行する場合を代表して説明する。
許容域に基づいて狭帯域化を検出するには、先ず、許容域を算出する。この許容域は、パケットの送信タイミングに対する理想受信タイミングからの許容受信タイミング域として設定する。理想受信タイミングの算出に当たっては、先ず、図4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算出する。
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。
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。
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4のI′に相当)を理想受信タイミングとする。
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。
帯域配分率に基づいて狭帯域化を検出する場合には、各無線IPネットワークにおける帯域配分率を、例えばアプリのパケット送信間隔と所定時間内での受信パケット数とに基づいて判定し、その判定された帯域配分率に反比例する監視期間内で、対応する無線IPネットワークを経て受信される順次のパケットの受信タイミングに基づいて、当該無線IPネットワークにおける許容帯域の狭帯域化を検出する。
次に、上述したスイッチングサーバ100側およびMN300側での予測許容帯域の解析方法について、図9を参照して説明する。なお、予測許容帯域の解析方法は、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側で行う無線IPネットワーク10Aの上りの予測許容帯域の解析方法を代表して説明する。
次に、本実施の形態に係る通信システムによる狭帯域化対応処理の概略動作について、図10に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、狭帯域化対応処理は、スイッチングサーバ100側およびMN300側において同様であるので、ここではスイッチングサーバ100側で実行する場合を代表して説明する。
10A,10B 無線IPネットワーク
10C 通信ネットワーク
20 ネットワーク
40 IP電話端末
100 スイッチングサーバ
101Rx,103Rx,105Rx 受信インターフェース部
101Tx,103Tx,105Tx 送信インターフェース部
107 受信パケット監視手段
109 許容帯域解析手段
111 メッセージ解析手段
113 パケット送出経路制御手段
115 送信経路選択手段
300 モバイルノード(MN)
301Rx,303Rx 受信インターフェース部
301Tx,303Tx 送信インターフェース部
305 アプリケーション(アプリ)処理手段
307 受信パケット監視手段
309 許容帯域解析手段
311 メッセージ解析手段
313 パケット送出経路制御手段
315 送信経路選択手段
Claims (10)
- 無線通信装置との間で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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、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、対応する無線通信経路の帯域状態を監視する受信パケット監視手段と、
該受信パケット監視手段の監視結果に基づいて、狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路の予測許容帯域を、当該無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて解析する許容帯域解析手段と、
前記受信パケット監視手段の監視結果に基づいて、前記狭帯域化した無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に制限させるための送信帯域制限情報を前記無線通信装置に送信するとともに、前記許容帯域解析手段の解析結果に基づいて、パケットの送信帯域の広帯域化が可能な無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に広帯域化させるための送信帯域制御情報を前記無線通信装置に送信する送信制御手段と、
を有することを特徴とする通信制御装置。 - 前記受信パケット監視手段は、前記各無線通信経路を経て受信されるパケットの許容受信タイミング域と、対応する無線通信経路を経て受信したパケットの受信タイミングとに基づいて帯域状態を監視し、
前記許容帯域解析手段は、前記狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路において、所定のタイミング以外のタイミングで送信されたパケットの受信タイミングと、当該無線通信経路に対応する前記許容受信タイミング域との比較に基づいて、当該無線通信経路の予測許容帯域を解析する、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信制御装置。 - 通信制御装置との間で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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と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、対応する無線通信経路の帯域状態を監視する受信パケット監視手段と、
該受信パケット監視手段の監視結果に基づいて、狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路の予測許容帯域を、当該無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて解析する許容帯域解析手段と、
前記受信パケット監視手段の監視結果に基づいて、前記狭帯域化した無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に制限させるための送信帯域制限情報を前記通信制御装置に送信するとともに、前記許容帯域解析手段の解析結果に基づいて、パケットの送信帯域の広帯域化が可能な無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に広帯域化させるための送信帯域制御情報を前記通信制御装置に送信する送信制御手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 - 前記受信パケット監視手段は、前記各無線通信経路を経て受信されるパケットの許容受信タイミング域と、対応する無線通信経路を経て受信したパケットの受信タイミングとに基づいて帯域状態を監視し、
前記許容帯域解析手段は、前記狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路において、所定のタイミング以外のタイミングで送信されたパケットの受信タイミングと、当該無線通信経路に対応する前記許容受信タイミング域との比較に基づいて、当該無線通信経路の予測許容帯域を解析する、
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。 - 無線通信装置との間で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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、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、対応する無線通信経路の帯域状態を監視するステップと、
その監視結果に基づいて、狭帯域化した無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に制限させるための送信帯域制限情報を前記無線通信装置に送信するとともに、前記狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路の予測許容帯域を、当該無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて解析して、パケットの送信帯域の広帯域化が可能な無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に広帯域化させるための送信帯域制御情報を前記無線通信装置に送信するステップと、
を有することを特徴とする通信制御方法。 - 通信制御装置との間で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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と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、対応する無線通信経路の帯域状態を監視するステップと、
その監視結果に基づいて、狭帯域化した無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に制限させるための送信帯域制限情報を前記通信制御装置に送信するとともに、前記狭帯域化した無線通信経路を除く無線通信経路の予測許容帯域を、当該無線通信経路を経て受信したパケットに基づいて解析して、パケットの送信帯域の広帯域化が可能な無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に広帯域化させるための送信帯域制御情報を前記通信制御装置に送信するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。 - 無線通信装置との間で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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、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、
狭帯域化した無線通信経路が検出された場合、当該狭帯域化した無線通信経路以外の無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に広帯域化させるよう制御する制御手段
を有することを特徴とする通信制御装置。 - 通信制御装置との間で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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と通信する無線通信装置であって、
狭帯域化した無線通信経路が検出された場合、当該狭帯域化した無線通信経路以外の無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に広帯域化させるよう制御する制御手段
を有することを特徴とする無線通信装置。 - 無線通信装置との間で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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、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、
狭帯域化した無線通信経路が検出された場合、当該狭帯域化した無線通信経路以外の無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記無線通信装置に広帯域化させるよう制御するステップ
を有することを特徴とする通信制御方法。 - 通信制御装置との間で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の要求帯域に対して、一の無線通信経路にて不足した帯域を他の無線通信経路を用いて補完して、前記通信制御装置を介して通信先と通信する無線通信方法であって、
狭帯域化した無線通信経路が検出された場合、当該狭帯域化した無線通信経路以外の無線通信経路に対するパケットの送信帯域を前記通信制御装置に広帯域化させるよう制御するステップ
を有することを特徴とする無線通信方法。
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