JP5452406B2 - 通信システムおよび方法、通信装置 - Google Patents
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通信システムであって、
第1の通信装置と、
前記第1の通信装置に接続される第2の通信装置と、
を備え、
前記第1の通信装置は、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される第1の帯域残量テーブルと、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される第1の送信先テーブルと、を保持し、
第1の端末から、帯域割り当てを要求する該第1の端末のMS識別子、該第1の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第1の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第1の要求メッセージを、受信し、
前記第1の通信装置は、前記第1の帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第1の要求メッセージに基づき、前記第1の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第1の通信装置は、前記第1の送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第1の要求メッセージに含まれたMS識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第2の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信し、
前記第1の通信装置は、所定時間内に、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第1の通信装置は、前記第1の帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記第1の帯域残量テーブルを更新し、
前記第1の通信装置は、前記第1の端末に対して、MS識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信し、
前記第2の通信装置は、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される第2の帯域残量テーブルと、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される第2の送信先テーブルと、を保持し、
前記第1の通信装置から前記第2の要求メッセージを受信すると、受信した前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第2の要求メッセージ内のMS識別子の前記第1の端末以外の第2の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定し、
該サービスに対する前記第2の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記第2の通信装置は、前記第2の帯域残量テーブルを参照し、前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第2の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定し、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、前記第2の通信装置は、各端末の優先度及び/又は要求発生時間に基づき、前記第1の通信装置からの前記第2の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第2の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定し、
前記第1の通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、前記第2の通信装置は、拒否となった前記第1の通信装置に、前記第1の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記第2の通信装置は、前記第2の送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の前記他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第2の端末のMS識別子、前記第2の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第2の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第3の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する、
前記通信システムが提供される。
サービスごとに割り当て可能な帯域の残量を第1の通信装置と第2の通信装置を含む複数の通信装置間で共有して管理する通信方法であって、
前記第1の通信装置と前記第2の通信装置のぞれぞれは、
サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される帯域残量テーブルと、
サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される送信先テーブルと、を保持し、
前記第1の通信装置は、第1の端末から、帯域割り当てを要求する該第1の端末のMS識別子、該第1の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第1の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第1の要求メッセージを、受信し、
前記第1の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第1の要求メッセージに基づき、前記第1の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第1の通信装置は、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第1の要求メッセージに含まれたMS識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第2の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信し、
前記第1の通信装置は、所定時間内に、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第1の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記帯域残量テーブルを更新し、
前記第1の通信装置は、前記第1の端末に対して、MS識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信し、
前記第2の通信装置は、前記第1の通信装置から前記第2の要求メッセージを受信すると、受信した前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第2の要求メッセージ内のMS識別子の前記第1の端末以外の第2の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定し、
該サービスに対する前記第2の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記第2の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照し、前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第2の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定し、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、前記第2の通信装置は、各端末の優先度及び/又は要求発生時間に基づき、前記第1の通信装置からの前記第2の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第2の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定し、
前記第1の通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、前記第2の通信装置は、拒否となった前記第1の通信装置に、前記第1の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記第2の通信装置は、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の前記他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第2の端末のMS識別子、前記第2の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第2の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第3の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する、ことを特徴とする通信方法が提供される。
通信装置であって、
サービス識別子に対応して、サービス毎の割り当て可能帯域残量が記憶される帯域残量テーブルと、
サービス識別子に対応して、サービス毎の割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される送信先テーブルと、を記憶する記憶部と、
第1の端末から、帯域割り当てを要求する該第1の端末のMS識別子、該第1の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第1の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第1の要求メッセージを、受信する要求メッセージ受信部と、
前記帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第1の要求メッセージに基づき、前記第1の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定する帯域残量超過判定部と、
超えていない場合、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第1の要求メッセージに含まれたMS識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第2の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する第1の要求メッセージ送信部と、
所定時間内に、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記帯域残量テーブルを更新する更新部と、
前記第1の端末に対して、MS識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信する帯域残量変更メッセージ送信部と、
ある通信装置から前記第1の要求メッセージに含まれたMS識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第2の要求メッセージを受信すると、受信した前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第2の要求メッセージ内のMS識別子の前記第1の端末以外の第2の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定する帯域割り当て要求有無判定部と、
該サービスに対する前記第2の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記帯域残量テーブルを参照し、前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第2の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定する帯域残量判定部と、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、各端末の優先度及び/又は要求発生時間に基づき、前記ある通信装置からの前記第2の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第2の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定する要求許可部と、
前記ある通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、拒否となった前記ある通信装置に、前記第1の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第2の端末のMS識別子、前記第2の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第2の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第3の要求メッセージを、該ひとつ又は複数の通信装置へ送信する第2の要求メッセージ送信部、とを有することを特徴とする通信装置が提供される。
図2は、割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づく帯域割り当て機能を有する移動体無線通信システムの一例(ポリシーサーバとゲートウェイが別ノードの場合)である。
本発明の実施の形態のひとつは、移動体無線通信システムにおいて、各無線端末(以下、MS:Mobile Station)5の基地局(以下、BS:Base Station)4〜MS5間およびBS4〜ゲートウェイ装置(なお、本明細書において単にゲートウェイと称することもある。以下、GW:GateWayと記す)2およびGW2〜サービス提供サーバ(以下、SS:Service Server)1間の帯域の割り当てを行うポリシーサーバ(以下、PCRF:Policy and Charging Control Function)3が、収集したSS1〜GW2間またはBS4〜GW2間の各サービスまたは各ノードで割り当て可能な帯域の残量を基に、該サービスの帯域を使用する各MS5に割り当てる帯域を設定できるシステムを提供する。このとき、各PCRF3間は、図1に示すように、互いに接続されてメッセージの送受信が可能な構成となっている。
図3に示すように、本発明の実施の形態の変形例として、PCRF3とGW2は同一ノードであってもよい。この場合、移動体無線通信システムにおいて、各MS5のBS4〜MS5間およびBS4〜GW2間およびGW2〜SS1間の帯域の割り当てを行うGW2が、収集した収集したSS1〜GW2間またはBS4〜GW2間の各サービスまたは各ノードで割り当て可能な帯域の残量を基に、該サービスの帯域を使用する各MS5に割り当てる帯域を設定できるシステムを提供する。このとき、各GW2間は、互いに接続されてメッセージの送受信が可能な構成となっている。
なお、各実施の形態のシステムは移動体通信に限らず、無線区間を有する無線通信システムであってもよい。また、各実施の形態のシステムは無線通信に限らず、有線区間のみで構成された通信システムであってもよい。
本発明の実施の形態は、各サービスで割り当て可能な帯域の残量の現在の値に基づく帯域割り当てに関するものであり、各MS5の該サービスに対する帯域割り当て要求を受信したPCRF3における該MS5のBS4〜MS5間およびBS4〜GW2間およびGW2〜SS1間の帯域の割り当ての一例を示す。
また、本実施の形態では、PCRF3またはGW2が、あるサービスの帯域割り当てを要求する各MS5に帯域を割り当てる場合、各要求の総合的な優先度Pを帯域割り当て要求が複数のMS5で発生した時刻の差Xと複数のユーザ優先度UPの差Yとに基づいて決定し、Pに基づいて各要求に対する応答を決定することができる。また、本実施の形態では、前記各要求の総合的な優先度Pの算出の際に、帯域割り当て要求のMS5における発生時刻の代わりに、GW2の帯域割り当て要求受信時刻、またはPCRF3の帯域割り当て要求受信時刻を用いてもよい。
[本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例]
本実施の形態の移動体無線通信システムのアーキテクチャの一例は、概要で説明した通りである。
2−2−1.PCRF3
[本実施の形態のPCRF3の一例]
図4に、本実施の形態で使用するPCRF3の機能ブロック図の一例を示す。図14に、ポリシーサーバのメモリ部のブロック図の一例を示す。また、図15に、ポリシーサーバの処理部のブロック図の一例を示す。
PCRF3は、例えば、GWインタフェース部31と、PCRFインタフェース部32と、メモリ部33と、処理部34とを有する。なお、変形例として、GW2がPCRF3一体型ノードの場合、PCRF3は省略されてもよい。
図6に、本実施の形態のPCRF3のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別割り当て可能帯域残量テーブルを示す。
サービス別割り当て可能帯域残量テーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される。
サービス識別子は、GW2が接続するSS1が提供するサービスの識別子である。割り当て可能帯域残量は、各MS5に現在割り当てが可能な帯域の残量である。
サービス別割り当て可能帯域残量送信先PCRFテーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先PCRFが記憶される。
サービス識別子は、GW2が接続するSS1が提供するサービスの識別子である。割り当て可能帯域残量送信先PCRFは、該サービスの割り当て可能帯域残量の変化を通知する必要があるPCRF3の識別子またはIPアドレスなどの宛先情報である。
PCRF別送信先アドレステーブルは、例えば、PCRF識別子と送信先アドレスが対応して記憶される。
PCRF識別子は、各PCRF3の識別子である。送信先PCRFアドレスは、該PCRFのIPアドレスなどの宛先情報である。サービス別割り当て可能帯域残量送信先PCRFテーブルの割り当て可能帯域残量送信先PCRFに、IPアドレスなどの宛先情報が設定される場合、本テーブルは不要である。
MS別UPテーブルは、例えば、MS識別子に対応して、MS毎のUPが記憶される。
MS識別子は、MS5の識別子である。UPは、各ユーザに割り当てられた優先度の高さを示す値で、例えば値が小さいほど優先度が高いことを示す。
サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、帯域割り当て要求総合優先度算出に用いる要求発生時刻差の重みaとUP差の重みbとが、それぞれ記憶される。
[本実施の形態のGW2の一例]
図5に、本実施の形態で使用するGW2の機能ブロック図の一例を示す。
GW2は、例えば、SSインタフェース部21と、BSインタフェース部22と、PCRFインタフェース部23と、GWインタフェース部24と、メモリ部25と、処理部26とを有する。なお、GW2がPCRF3と別ノードの場合、GWインタフェース部24は省略されてもよい。
また、変形例として、GW2がPCRF3一体型ノードの場合、PCRFインタフェース部23は省略されてもよい。
本実施の形態の変形例として、GW2がPCRF3一体型ノードの場合、メモリ部25は、例えば図16のように、サービス別割り当て可能帯域残量テーブル251と、サービス別割り当て可能帯域残量送信先GWテーブル252と、GW別送信先アドレステーブル253と、MS別UPテーブル254と、サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブル255とを有し、各サービスの割り当て可能帯域残量、各サービスの割り当て可能帯域残量送信先GW、各GW2の送信先アドレス、各MS5のUP、各サービスの帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータなどの情報を管理することができる。なお、各テーブルの詳細は後述する。
図6に(前述)、本実施の形態の変形例としてGW2がPCRF3一体型ノードの場合、GW2のメモリ部が保持する情報の一例として、サービス別割り当て可能帯域残量テーブルを示す。
サービス別割り当て可能帯域残量テーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される。
なお、これらの情報の初期値は、例えばGW2にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばSS1から取得した値や、オペレータがGW2に追加設定した値や、MS5の初期登録時にBS4を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
サービス別割り当て可能帯域残量送信先GWテーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先GWが記憶される。
なお、これらの情報の初期値は、例えばGW2にオペレータが予め設定して記憶させることができる。また、これらの情報は、例えばSS1から取得した値や、オペレータがGW2に追加設定した値や、MS5の初期登録時にBS4を経由して取得したりした値によって、更新させることができる。
GW別送信先アドレステーブルは、例えば、GW識別子と送信先アドレスが対応して記憶される。
MS別UPテーブルは、例えば、MS識別子に対応して、MS毎のUPが記憶される。
MS識別子は、MS5の識別子である。UPは、各ユーザに割り当てられた優先度の高さを示す値で、例えば値が小さいほど優先度が高いことを示す。
サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブルは、例えば、サービス識別子に対応して、帯域割り当て要求総合優先度算出に用いる要求発生時刻差の重みaとUP差の重みbとが、それぞれ記憶される。
[本実施の形態であるGW2がPCRF3と別ノードの場合におけるPCRF3による帯域割り当ての一例]
図13に、帯域割り当てにおけるPCRF3の処理の一例として、GW2から帯域割り当て要求メッセージを受信した場合の処理を示す。ここでは、図1のPCRF#2の処理を例に示す。
PCRF#2の処理部34は、ステップS301で、GW#1からMSのあるサービスに対する帯域割り当てを要求するメッセージを受信する。該メッセージには、送信先アドレス(ここではPCRF#2のアドレス)、帯域を要求するMSの識別子、MSが帯域を要求するサービスの識別子、MSが割り当てを要求する帯域、割り当て要求メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。また、該メッセージには、要求発生時刻を含むことができる。例えば、帯域割り当て要求の優先度決定にMSの要求発生時刻を用いる場合、GW#1がMSからBS経由で取得したMSの要求発生時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にGW#1の要求受信時刻を用いる場合、GW#1がBSから該MSの要求を取得した時刻も含まれる。ここでは、例えば帯域割り当て要求の優先度決定にMSの要求発生時刻を用いる場合で、MSの識別子をMS#1、サービスの識別子をService#1、MSが割り当てを要求する帯域を8kbps、MSの要求発生時刻を2010年1月1日12時00分00秒とする。
PCRF#2の処理部34は、ステップS302で、サービス別割り当て可能帯域残量テーブル331を参照して、ステップS301で受信したMS#1のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域の残量を超えていないか判定する。
超えていない場合、PCRF#2の処理部34は、ステップS303Nで、サービス別割り当て可能帯域残量送信先PCRFテーブル332および/またはPCRF別送信先アドレステーブル333に基づいて、該サービスに対応するPCRF3(Destination)全てへそれぞれ帯域割り当てを要求するメッセージを送信する。ここでは、処理部34は、Service#1に対する割り当て可能帯域残量(Remain)が15kbpsなので、超えていないと判断し、Service#1に対応するPCRF#1、PCRF#3にそれぞれメッセージを送信する。該メッセージには、送信元アドレス(ここではPCRF#2のアドレス)、サービス別割り当て可能帯域残量送信先PCRFテーブル332および/またはPCRF別送信先アドレステーブル333から取得した送信先アドレスを設定し、帯域を要求するMSの識別子、MSが帯域を要求するサービスの識別子、MSが割り当てを要求する帯域、割り当て要求メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。また、該メッセージには、要求発生時刻を含むことができる。例えば、帯域割り当て要求の優先度決定にMSの要求発生時刻を用いる場合、GW#1がMSからBS経由で取得したMSの要求発生時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にGW#1の要求受信時刻を用いる場合、GW#1がBSから該MSの要求メッセージを受信した時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にPCRF#2の要求受信時刻を用いる場合、PCRF#2がGW#1から該MSの要求メッセージを受信した時刻も含まれる。ここでは、例えば帯域割り当て要求の優先度決定にMSの要求発生時刻を用いる場合で、MSの識別子をMS#1、サービスの識別子をService#1、MSが割り当てを要求する帯域を8kbps、MSの要求発生時刻を2010年1月1日12時00分00秒とする。
ステップS305Yで、ステップS303Nでメッセージを送信したPCRFのうち、応答メッセージを受信していないPCRFがひとつ以上ある場合、PCRF#2の処理部34は、ステップS307Nで、ステップS304に戻って応答メッセージの返信を待つ。
この例では、PCRF#2から、図13のステップS303Nにより帯域割り当てを要求するメッセージが送信された場合、PCRF#3の処理部34は、ステップS311で、PCRF#2からMS#1が要求したあるサービスに対する帯域割り当てを要求するメッセージを受信する。該メッセージには、送信元アドレス(ここではPCRF#2のアドレス)、PCRF#2がサービス別割り当て可能帯域残量送信先PCRFテーブル332またはPCRF別送信先アドレステーブル332から取得した送信先アドレスが設定され、帯域を要求するMSの識別子、MSが帯域を要求するサービスの識別子、MSが割り当てを要求する帯域、割り当て要求メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。また、該メッセージには、要求発生時刻を含むことができる。帯域割り当て要求の優先度決定にMSの要求発生時刻を用いる場合、GW#1がMSからBS経由で取得したMSの要求発生時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にGW#1の要求受信時刻を用いる場合、GW#1がBSから該MSの要求メッセージを受信した時刻も含まれる。また、帯域割り当て要求の優先度決定にPCRF#2の要求受信時刻を用いる場合、PCRF#2がGW#1から該MSの要求メッセージを受信した時刻も含まれる。ここでは、例えば帯域割り当て要求の優先度決定にMSの要求発生時刻を用いる場合で、MSの識別子をMS#1、サービスの識別子をService#1、MSが割り当てを要求する帯域を8kbps、MSの要求発生時刻を2010年1月1日12時00分00秒とする。
ステップS311で受信したMS#1のあるサービスに対する他MSの帯域割り当て要求がない場合、処理部34は、ステップS313Nで、サービス別割り当て可能帯域残量テーブル331を参照してステップS311で受信したMS#1のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域の残量(Remain)を超えていないか判定する。
超えていない場合、処理部34は、ステップS314Nで、ステップS311で受信した帯域割り当てを要求するメッセージを送信してきたPCRF#2へ許可を示すメッセージを送信して処理を終了する。該メッセージには、送信元アドレス(ここではPCRF#3のアドレス)、受信メッセージの送信元アドレスから取得した送信先アドレスを設定し、帯域を要求するMSの識別子、MSが帯域を要求するサービスの識別子、MSが割り当てを要求する帯域、割り当て許可メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
[式1]
P=aX+bY
ステップS311でPCRF#2から受信した帯域割り当て要求が、全ての判定処理で許可となった場合、ステップS318Yで、PCRF#3の処理部34は、PCRF#2から受信した帯域割り当て要求に対する許可メッセージを送信元のPCRF#2へ返信する。該メッセージには、送信元アドレス(ここではPCRF#3のアドレス)、送信先アドレス(ここではPCRF#2のアドレス)、帯域割り当てを許可するMSの識別子、帯域割り当てを許可するサービスの識別子、割り当てを許可する帯域、割り当て許可メッセージを示すフラグなどの情報が含まれる。
PCRF#3の処理部34は、ステップS322で自身が記憶している該サービスの割り当て可能帯域の残量を更新して処理を終了する。PCRF#3の処理部34は、メモリ部33のサービス別割り当て可能帯域残量テーブル331のうち、ステップS321で受信した帯域残量更新メッセージで指定されたサービスに対応する割り当て可能帯域残量を、ステップS321で受信した帯域残量更新メッセージで指定された値に更新する。
GW2がPCRF3一体型ノードの場合、前記帯域割り当てをPCRF3の代わりにGW2で行う。図6、図7の代わりにそれぞれ図11、図12を用いる点、各メッセージの送信元および送信先のノードがGWではなくBSなどGWが帯域割り当て要求を受信するノードとなり、PCRFではなくGWとなる点が異なるだけで、帯域割り当ての処理は前記のフローと同様に行われる。
上述の実施の形態によると、ポリシーサーバまたはゲートウェイ間でサービス毎の割り当て可能な帯域の現在の値が共有されるため、ポリシーサーバやゲートウェイが複数存在する環境下でも、サービス毎に割り当て可能な帯域の残量を超えて帯域を割り当てることが防がれ、ゲートウェイで課金パケットとしてカウントしたパケットがサービスプロバイダや基地局で破棄されて誤課金が発生したり、各回線や各ノードの容量を超えるパケットが送受信されることで輻輳による遅延などのサービス品質低下を招いたりすることがなくなる。
また、帯域の割り当て要求が複数のポリシーサーバまたは複数のゲートウェイでほぼ同時に発生した場合についても、要求間の優先度算出をサービスごとに行うことができる。これにより、サービスの運用ポリシーに適したパラメータを重視した柔軟な要求間の優先制御が可能となる。
また、本発明は、PCRF、GW以外の各種の通信装置に適用することができる。また、基地局〜端末間および基地局〜ゲートウェイ間およびゲートウェイ〜サービス提供サーバ間の端末ごとのユーザ単位あるいはユーザかつサービス単位の帯域を、ポリシーサーバが管理するサービスごとの割り当て可能な帯域の残量情報に基づいて、ポリシーサーバまたはゲートウェイが設定し、ゲートウェイまたは基地局等が帯域制御を行う通信システムおよび方法、ポリシーサーバ装置およびゲートウェイ装置等の通信装置に関する。
2 ゲートウェイ
21 SSインタフェース部
22 BSインタフェース部
23 PCRFインタフェース部
24 GWインタフェース部
25 メモリ部
251 サービス別割り当て可能帯域残量テーブル
252 サービス別割り当て可能帯域残量送信先PCRFテーブル
253 PCRF別送信先アドレステーブル
254 MS別UPテーブル
255 サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブル
26 処理部
261 メモリ管理部
262 送受信管理部
263 帯域割り当て処理部
264 計時部
3 ポリシーサーバ
ステップS301〜ステップS307 割り当て可能な帯域の残量に基づく帯域設定における端末からの帯域割り当て要求メッセージを受信したポリシーサーバによる処理フローのステップ
ステップS311〜ステップS319 割り当て可能な帯域の残量に基づく帯域設定における他ポリシーサーバからの帯域割り当て要求メッセージを受信したポリシーサーバによる処理フローのステップ
ステップS321〜ステップS322 割り当て可能な帯域の残量に基づく帯域設定における他ポリシーサーバからの帯域残量更新メッセージを受信したポリシーサーバによる処理フローのステップ
31 GWインタフェース部
32 PCRFインタフェース部
33 メモリ部
331 サービス別割り当て可能帯域残量テーブル
332 サービス別割り当て可能帯域残量送信先PCRFテーブル
333 PCRF別送信先アドレステーブル
334 MS別UPテーブル
335 サービス別帯域割り当て要求総合優先度算出用パラメータテーブル
34 処理部
341 メモリ管理部
342 送受信管理部
343 帯域割り当て処理部
344 計時部
4 基地局
5 端末
Claims (11)
- 通信システムであって、
第1の通信装置と、
前記第1の通信装置に接続される第2の通信装置と、
を備え、
前記第1の通信装置は、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される第1の帯域残量テーブルと、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される第1の送信先テーブルと、を保持し、
第1の端末から、帯域割り当てを要求する該第1の端末のMS識別子、該第1の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第1の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第1の要求メッセージを、受信し、
前記第1の通信装置は、前記第1の帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第1の要求メッセージに基づき、前記第1の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第1の通信装置は、前記第1の送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第1の要求メッセージに含まれたMS識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第2の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信し、
前記第1の通信装置は、所定時間内に、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第1の通信装置は、前記第1の帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記第1の帯域残量テーブルを更新し、
前記第1の通信装置は、前記第1の端末に対して、MS識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信し、
前記第2の通信装置は、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される第2の帯域残量テーブルと、サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される第2の送信先テーブルと、を保持し、
前記第1の通信装置から前記第2の要求メッセージを受信すると、受信した前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第2の要求メッセージ内のMS識別子の前記第1の端末以外の第2の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定し、
該サービスに対する前記第2の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記第2の通信装置は、前記第2の帯域残量テーブルを参照し、前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第2の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定し、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、前記第2の通信装置は、各端末の優先度及び/又は要求発生時間に基づき、前記第1の通信装置からの前記第2の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第2の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定し、
前記第1の通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、前記第2の通信装置は、拒否となった前記第1の通信装置に、前記第1の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記第2の通信装置は、前記第2の送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の前記他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第2の端末のMS識別子、前記第2の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第2の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第3の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する、
前記通信システム。 - 請求項1記載の通信システムであって、
前記第2の通信装置は、さらに、所定時間内に、前記第3の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第2の通信装置は、前記第2の帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記第2の帯域残量テーブルを更新し、
前記第2の通信装置は、前記第2の端末に対して、MS識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第3の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信する
ことを特徴とする通信システム。 - 請求項1記載の通信システムであって、
前記第2の通信装置は、前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第2の端末から割り当て要求された割り当て要求帯域との合計が前記帯域残量を超えていない場合、前記第2の通信装置は、前記第2の要求メッセージを送信してきた前記第1の通信装置へ許可を示すメッセージを送信することを特徴とする通信システム。 - 請求項1記載の通信システムであって、
前記第2の通信装置は、
帯域割り当てを要求された前記サービスに対する前記第2の端末からの帯域割り当て要求がない場合、前記第2の帯域残量テーブルを参照して、前記サービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域の残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第2の要求メッセージの送信元の前記第1の通信装置へ許可を示す応答メッセージを送信し、一方、超えている場合は拒否のメッセージを送信する
ことを特徴とする通信システム。 - 請求項1記載の通信システムであって、
前記第2の通信装置は、
前記第1の通信装置から受信した帯域割り当て要求が許可と判定された場合、前記第2の通信装置は、前記第2の要求メッセージを送信した前記第1の通信装置に前記第1の端末に対する帯域割り当ての許可メッセージを返信することを特徴とする通信システム。 - 請求項1記載の通信システムであって、
前記第2の通信装置は、
前記第3の要求メッセージを、拒否となった前記第2の要求メッセージを送信した前記第1の通信装置に前記第1の端末に対する帯域割り当ての前記拒否メッセージとマージして、ヘッダを共有する一つのメッセージとして送信することを特徴とする通信システム。 - 請求項1記載の通信システムであって、
前記第2の通信装置は、
さらに、MS識別子に対応して、MS毎の優先度が記憶される第1の優先度テーブルを備え、
前記第1及び第2及び第3の要求メッセージは、帯域割り当てを要求した要求発生時刻をさらに含み、
前記第2の通信装置は、前記第1の端末と前記第2の端末に関する帯域割り当て要求発生時刻と、前記第1の優先度テーブルを参照して求めた、前記第1の端末と前記第2の端末に関するユーザ優先度UPと、に基づいて、前記第1の通信装置からの帯域割り当て要求メッセージを許可できるか判定する、ことを特徴とする通信システム。 - 請求項7記載の通信システムであって、
前記第2の通信装置は、
前記帯域割り当て要求発生時刻の差Xと前記ユーザ優先度UPの差Yと、サービス識別子に対応して予め定められた要求発生時刻差の重みaと、サービス識別子に対応して予め定められた優先度差の重みbの値とを基に、
P=aX+bY
に基づいて、要求の総合的な優先度の差Pを決定して、その正負で前記第1の通信装置からの帯域割り当て要求メッセージを許可できるか判定することを特徴とする通信システム。 - 請求項1記載の通信システムであって、
前記第2の通信装置は、前記第1の通信装置からMSのあるサービスに対する、帯域残量を更新するサービスの識別子、変更後の帯域残量を含む帯域残量を更新するメッセージを受信すると、前記第2の通信装置は、前記第2の帯域残量テーブルのうち、受信した帯域残量更新メッセージで指定されたサービスに対応する割り当て可能帯域残量を、受信した帯域残量更新メッセージで指定された値に更新することを特徴とする通信システム。 - サービスごとに割り当て可能な帯域の残量を第1の通信装置と第2の通信装置を含む複数の通信装置間で共有して管理する通信方法であって、
前記第1の通信装置と前記第2の通信装置のぞれぞれは、
サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量が記憶される帯域残量テーブルと、
サービス識別子に対応して、割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される送信先テーブルと、を保持し、
前記第1の通信装置は、第1の端末から、帯域割り当てを要求する該第1の端末のMS識別子、該第1の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第1の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第1の要求メッセージを、受信し、
前記第1の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第1の要求メッセージに基づき、前記第1の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定し、
超えていない場合、前記第1の通信装置は、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第1の要求メッセージに含まれたMS識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第2の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信し、
前記第1の通信装置は、所定時間内に、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記第1の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記帯域残量テーブルを更新し、
前記第1の通信装置は、前記第1の端末に対して、MS識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信し、
前記第2の通信装置は、前記第1の通信装置から前記第2の要求メッセージを受信すると、受信した前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第2の要求メッセージ内のMS識別子の前記第1の端末以外の第2の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定し、
該サービスに対する前記第2の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記第2の通信装置は、前記帯域残量テーブルを参照し、前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第2の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定し、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、前記第2の通信装置は、各端末の優先度及び/又は要求発生時間に基づき、前記第1の通信装置からの前記第2の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第2の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定し、
前記第1の通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、前記第2の通信装置は、拒否となった前記第1の通信装置に、前記第1の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記第2の通信装置は、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の前記他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第2の端末のMS識別子、前記第2の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第2の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第3の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する、ことを特徴とする通信方法。 - 通信装置であって、
サービス識別子に対応して、サービス毎の割り当て可能帯域残量が記憶される帯域残量テーブルと、
サービス識別子に対応して、サービス毎の割り当て可能帯域残量送信先のひとつ又は複数の通信装置が記憶される送信先テーブルと、を記憶する記憶部と、
第1の端末から、帯域割り当てを要求する該第1の端末のMS識別子、該第1の端末が帯域を要求するサービスのサービス識別子、該第1の端末が割り当てを要求する要求帯域を含むあるサービスに対する帯域割り当てを要求する第1の要求メッセージを、受信する要求メッセージ受信部と、
前記帯域残量テーブルを参照して、受信した前記第1の要求メッセージに基づき、前記第1の端末のあるサービスに対する割り当て要求帯域が、該サービスの割り当て可能帯域残量を超えていないか判定する帯域残量超過判定部と、
超えていない場合、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の他の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、前記第1の要求メッセージに含まれたMS識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第2の要求メッセージを、ひとつ又は複数の該他の通信装置へ送信する第1の要求メッセージ送信部と、
所定時間内に、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置から許可メッセージを受信した場合、前記帯域残量テーブルを参照して、要求されたサービスのサービス識別子に対する割り当て可能帯域残量から要求帯域を差し引いて変更後の割り当て帯域残量を計算し、該帯域残量により前記帯域残量テーブルを更新する更新部と、
前記第1の端末に対して、MS識別子、サービス識別子、要求帯域、を含む割り当てを許可する許可メッセージを送信し、且つ、前記第2の要求メッセージを送信した全ての前記他の通信装置に、帯域残量を変更するサービス識別子、変更後の割り当て帯域残量を含む帯域残量変更メッセージを送信する帯域残量変更メッセージ送信部と、
ある通信装置から前記第1の要求メッセージに含まれたMS識別子、サービス識別子、要求帯域を含む第2の要求メッセージを受信すると、受信した前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対して、前記第2の要求メッセージ内のMS識別子の前記第1の端末以外の第2の端末からの帯域割り当て要求の有無を判定する帯域割り当て要求有無判定部と、
該サービスに対する前記第2の端末の帯域割り当て要求がある場合、前記帯域残量テーブルを参照し、前記第2の要求メッセージに含まれるサービス識別子のサービスに対する割り当て要求帯域と、該サービスに対して前記第2の端末から要求された割り当て要求帯域との合計が、該サービスの割り当て可能な帯域残量以下かどうかを判定する帯域残量判定部と、
前記合計が前記帯域残量を超える場合、各端末の優先度及び/又は要求発生時間に基づき、前記ある通信装置からの前記第2の要求メッセージによる帯域割り当てと前記第2の端末からの帯域割り当て要求のうち、どちらを許可できるか判定する要求許可部と、
前記ある通信装置から受信した帯域割り当て要求が拒否と判定された場合、拒否となった前記ある通信装置に、前記第1の端末に対する帯域割り当ての拒否メッセージを返信し、及び、前記送信先テーブルに基づいて該サービスに対応するひとつ又は複数の通信装置の送信先アドレスを設定し、且つ、許可となった前記第2の端末のMS識別子、前記第2の端末が帯域を要求するサービス識別子、前記第2の端末の割り当て要求帯域を含む帯域割り当てを要求する第3の要求メッセージを、該ひとつ又は複数の通信装置へ送信する第2の要求メッセージ送信部、とを有することを特徴とする通信装置。
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