JP6329402B2 - 通信システム、輻輳制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
図1は、通信システムの装置構成の一例を示すブロック図である。
この例に示されるように、本実施形態に係る通信システムS1は、UE1と、無線アクセス部S2と、PGW2と、PCRF3と、外部ネットワークであるPDN(Packet Data Network)4と、を備える。
UE1は、端末装置であり、例えば、携帯電話、スマートフォン、PHS(Personal Handy−phone System)、PDA(Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータ、タブレットなどである。UE1は、PGW2との間にベアラを確立し、通信を行う。
eNB5は、UE1が接続する基地局装置である。
MME6は、LTEアクセスシステムの無線ゾーン内に存在するUE1と通信するためのインタフェースを備え、UE1の移動の管理、UE1の認証、およびUE1のIP(Internet Protocol)伝達経路の設定制御を行う。
SGW8は、MME6による設定に基づいて、IPパケットの伝達制御を行う。SGW8は、eNB5との通信を介して、UE1にIPパケットを伝達する。
PGW2は、PDN4との接続点を有し、PDN4からUE1に送信されるパケットを受け付け、UE1に送信する。また、PGW2は、UE1からPDN4に送信されるパケットを受け付け、PDN4に送信する。また、PGW2は、UE1の通信により発生する輻輳を制御する輻輳制御装置である。本実施形態において、PGW2は、例えば、UE1の通信の流量を制限したり、制限を緩和したりすることにより輻輳を制御する。PGW2が有する輻輳制御機能であるPCEF(Policy Charging Enforcement Function)は、PCRFが管理する情報に基づき実現される。
PCRF3は、UE1のユーザの加入者情報や課金情報などのユーザ情報に基づくQoS(Quality of Service)などの通信制御ポリシーや課金制御の情報を記憶するサーバ装置である。
この図において、PDN4、MME6、およびHSS7は、省略されている。この図に示される通信システムS1は、UE1とeNB5とをそれぞれ複数備える。複数のeNB51、52、…は、それぞれ、eNB5であり、以下ではeNB5の一例として、eNB51が備える構成について説明する。eNB51には、複数のUE1であるUE111、112、…が接続している。以下では、複数のUB111、112、…全体をUE11とする。eNB52には、複数のUE1であるUE121、122、…が接続している。以下では、複数のUE121、122、…全体をUE12とする。複数のUE111、112、…、121、122、…は、それぞれ、UE1である。
識別情報記憶部5111が記憶する端末識別情報は、eNB51に接続するUE11各々を識別する情報であり、例えば、IPアドレスである。また、識別情報記憶部5111は、eNB51が実行する仮想端末処理において用いる端末識別情報であり、自装置を識別する端末識別情報である仮想端末識別情報を記憶する。
閾値情報は、リソース監視部513による輻輳の検知の判定に利用する輻輳閾値を示す情報と、輻輳の解消の判定に利用する非輻輳閾値を示す情報とを含む。
リソース監視部513は、リソース監視機能を実現する。リソース監視部513は、UE11各々のトラヒックを監視し、UE11による周波数帯域の使用率を示す帯域使用率を算出する。ここで、帯域使用率は、輻輳の程度を示す情報の一例である。算出した帯域使用率が輻輳閾値より大きい場合、リソース監視部513は、輻輳の発生を検知したと判定し、輻輳通知を仮想端末処理部514に出力する。算出した帯域使用率が非輻輳閾値より小さい場合、リソース監視部513は、輻輳の解消を検知したと判定し、非輻輳通知を仮想端末処理部514に出力する。
ベアラスイッチ部515は、UE11各々によって確立されたベアラと仮想端末処理部514によって確立されたベアラとを切り替えることにより通信を制御する。なお、ベアラスイッチ部515は、通信部512に内蔵されていてもよい。
記憶部21は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM、ROM、またはRAMなどを備え、ファームウェアやアプリケーションプログラムなど、PGW2が備えるCPUが実行するための各種プログラムやCPUが実行した処理の結果などを記憶する。輻輳制御部23は、例えば、PGW2の備えるCPUが記憶部21に記憶されているプログラムを実行することによって機能する。
識別情報記憶部211が記憶する端末識別情報は、eNB51、52、…各々に接続するUE1各々を識別する情報である。また、識別情報記憶部211は、eNB51、52、…各々の仮想端末識別情報を記憶する。
輻輳制御部23は、通信部22を介して、eNB51、52、…から輻輳制御情報を取得し、取得した輻輳制御情報とPCRF3から取得する制御規則情報とに基づいて輻輳制御を実行する。ここで、制御規則情報は、通信制御ポリシーを示す。eNB51、52、…から取得した輻輳制御情報が含む輻輳判定フラグが輻輳の発生を示す場合、輻輳制御部23は、輻輳制御情報が含む端末識別情報が示すUE1の通信の流量を制限する。また、eNB51、52、…から取得した輻輳制御情報が含む輻輳判定フラグが輻輳の解消を示す情報を含む場合、輻輳制御部23は、輻輳制御情報が含む端末識別情報が示すUE1の通信の流量制限を解除する。
まず、UE1は、PGW2との間に通信用のベアラを確立する(ステップS101)。次に、UE1は、PDN4上のサーバと通信を開始する(ステップS102)。次に、eNB5は、輻輳の発生を検知する(ステップS103)。eNB5は、例えば、帯域使用率を算出し、算出した帯域使用率が輻輳閾値よりも大きい場合に、輻輳の発生を検知したと判定する。次に、eNB5は、仮想端末処理によりPGW2との間にベアラを確立する(ステップS104)。次に、eNB5は、輻輳判定フラグが輻輳の検知を示す輻輳制御情報をPGW2に送信する(ステップS105)。
eNB5は、システムの立ち上げ後、以下に示すステップS201からS208の処理を、例えば、所定時間毎に周期的に行う。まず、eNB5は、自装置に接続しているUE1の帯域使用率を算出する(ステップS201)。次に、eNB5は、算出した帯域使用率が輻輳閾値より大きいか否かを判定する(ステップS202)。帯域使用率が輻輳閾値より大きい場合(ステップS202;YES)、仮想端末処理によりベアラを確立済みか否かを判定する(ステップS203)。仮想端末処理によりベアラを確立済みではない場合(ステップS203;NO)、eNB5は、仮想端末処理によりベアラを確立し(ステップS204)、輻輳判定フラグが輻輳の発生を示す輻輳制御情報をPGW2に送信する(ステップS205)。そして、eNB5は、処理を終了する。また、仮想端末処理によりベアラを確立済みである場合(ステップS203;YES)、eNB5は、ステップS205の処理を実行する。
まず、PGW2は、eNB5から輻輳制御情報を取得する(ステップS301)。次に、PGW2は、取得した輻輳制御情報が含む輻輳判定フラグが輻輳の発生を示すか否かを判定する(ステップS302)。輻輳判定フラグが輻輳の発生を示す場合(ステップS302;YES)、PGW2は、帯域使用率が所定の目標値となるようにUE1の流量を制限する(ステップS303)。具体的には、PGW2は、例えば、輻輳を検知したeNB5に接続するUE1に対して、通信量を((帯域使用率の目標値)/(現在の帯域使用率))とするように要求する。そして、PGW2は、処理を終了する。
この図に示す例において、縦軸は、eNB5が算出した帯域使用率を示す。横軸は、時間を示す。また、輻輳閾値は、Z[%]である。帯域使用率の所定の目標値である目標帯域使用率は、Y[%]である。また、非輻輳閾値は、X[%]である。また、直線のグラフは、輻輳制御を行った場合の帯域使用率の経時変化の一例を示す。また、破線のグラフは、輻輳制御を行わなかった場合の帯域使用率の経時変化の一例を示す。
Claims (6)
- 輻輳制御装置と、当該輻輳制御装置とベアラを確立して通信する端末装置が接続する基地局装置とを備える通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記端末装置による通信の輻輳についての情報を示す輻輳制御情報を取得するリソース監視部と、
前記輻輳制御装置とのベアラの確立および当該ベアラを介した通信において前記端末装置が行う処理を実行し、前記リソース監視部が取得した輻輳制御情報を前記ベアラを介して前記輻輳制御装置に送信する仮想端末処理部と、
を備え、
前記輻輳制御装置は、
前記基地局装置から送信された輻輳制御情報に基づいて、輻輳制御を実行する輻輳制御部、
を備えることを特徴とする通信システム。 - 前記輻輳制御情報は、前記端末装置の通信が輻輳しているか否かを示す情報を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記輻輳制御情報は、前記端末装置の識別情報を含む、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信システム。 - 前記輻輳制御部は、通信制御ポリシーを示す制御規則情報を記憶する記憶部から前記制御規則情報を読み出し、読み出した制御規則情報が示す通信制御ポリシーに基づいて、輻輳制御を実行する、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の通信システム。 - 輻輳制御装置と、当該輻輳制御装置とベアラを確立して通信する端末装置が接続する基地局装置とを備える通信システムにおける輻輳制御方法であって、
前記基地局装置が、前記端末装置による通信の輻輳についての情報を示す輻輳制御情報を取得するリソース監視過程と、
前記基地局装置が、前記輻輳制御装置とのベアラの確立および当該ベアラを介した通信において前記端末装置が行う処理を実行し、前記リソース監視過程において取得した輻輳制御情報を確立したベアラを介して前記輻輳制御装置に送信する仮想端末処理過程と、
前記輻輳制御装置が、前記基地局装置から送信された輻輳制御情報に基づいて、輻輳制御を実行する輻輳制御過程と、
を含むことを特徴とする輻輳制御方法。 - 輻輳制御装置と、当該輻輳制御装置とベアラを確立して通信する端末装置が接続する基地局装置とを備える通信システムにおいて、
前記基地局装置のコンピュータに、
前記端末装置による通信の輻輳についての情報を示す輻輳制御情報を取得するリソース監視手順、
前記輻輳制御装置とのベアラの確立および当該ベアラを介した通信において前記端末装置が行う処理を実行し、前記リソース監視手順において取得した輻輳制御情報を確立したベアラを介して前記輻輳制御装置に送信する仮想端末処理手順、
を実行させるためのプログラム。
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