JP6590372B2 - System and method for improving resource utilization efficiency in radio section, and program - Google Patents
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本発明は、基地局と端末間で送受信されるパケットの中で低遅延通信パケットを優先制御するシステムが導入された場合に、無線区間のリソース利用効率を向上させるシステムおよびその方法に関する。 The present invention relates to a system and a method for improving resource utilization efficiency in a radio section when a system for preferentially controlling low-latency communication packets among packets transmitted and received between a base station and a terminal is introduced.
5G通信の特徴的なサービスの一つに、低遅延性を活かしたMission Criticalサービスが想定されている。一方で、通信業界全体でIoT(Internet of Things)の活用が促進される背景もあり、低遅延通信を用いた早期のサービス実現形態として、例えばドローン端末の遠隔制御を既存のLTE網上で実施する検討も開始されている(非特許文献1参照)。ドローン端末のモバイル網での制御に要求されるエンドツーエンドでの遅延時間は片道で50ms未満とされており、アプリケーションやコアNW(Network)での遅延を考慮すると、無線アクセス区間での遅延時間は10ms程度が要求条件になると考えられる。 As one of the characteristic services of 5G communication, a Mission Critical service utilizing low latency is assumed. On the other hand, there is a background that the use of IoT (Internet of Things) is promoted in the entire communication industry, and as an early service realization form using low-delay communication, for example, remote control of drone terminals is performed on the existing LTE network Studies have been started (see Non-Patent Document 1). The end-to-end delay time required for drone terminal mobile network control is less than 50 ms in one way. Considering the delay in the application and core NW (Network), the delay time in the radio access section Is considered to be about 10 ms.
この要求条件を満足させるために提案されている手法の一つとして、伝搬遅延の低遅延化に有効と考えられるエッジコンピューティングの概念が挙げられる(非特許文献2参照)。これまでのクラウドコンピューティング(図1(a))とは異なり、エッジコンピューティング(図1(b))とは、多数の小規模データセンタ(エッジサーバ)をユーザ近接地に配置し、近隣で発生するデータを各エッジサーバで分散処理した上で、インターネット上に集約されたクラウドコンピューティングと連携させるものである。エッジコンピューティングでは物理的にユーザに近い場所でデータ処理を行うため、ネットワークの上位階梯(インターネット、クラウド)を通して通信を行う場合と比べて伝搬遅延を短縮することが可能となる。 One of the methods proposed to satisfy this requirement is the concept of edge computing that is considered to be effective for reducing the propagation delay (see Non-Patent Document 2). Unlike conventional cloud computing (Fig. 1 (a)), edge computing (Fig. 1 (b)) has a large number of small data centers (edge servers) located near the user, The generated data is distributed to each edge server and then linked to cloud computing that is aggregated on the Internet. In edge computing, data processing is performed at a location physically close to the user, so that it is possible to reduce the propagation delay compared to the case where communication is performed through the upper layer (Internet, cloud) of the network.
一方で、ネットワークサービスを円滑に提供するための仕組みとして、トラフィックのクラス分けにより優先度を決定し、パケットルーティングを制御することでQoS(Quality of Service)を保証するDiffServがある(非特許文献3参照)。 On the other hand, as a mechanism for smoothly providing a network service, there is DiffServ that guarantees QoS (Quality of Service) by determining priority by classifying traffic and controlling packet routing (Non-patent Document 3). reference).
DiffServでは図2に示すように、はじめにルーターに到着したパケットがクラシファイアによってクラス分けされる。通常のIPパケットでは、ソースアドレス、ソースポート、ディステネーションアドレス、ディステネーションポート、プロトコルの5つの値を使って、パケットのクラス分けを実施(ファイアウォールのパケットフィルタと同様)するが、このクラス分け手法は検索コストが高いため、DiffServのクラス分けではIPヘッダの中のTOS(Type Of Services)フィールドを定義し、それが利用される。 In DiffServ, as shown in FIG. 2, the packet that first arrives at the router is classified by the classifier. In normal IP packets, packet classification is performed using the five values of source address, source port, destination address, destination port, and protocol (similar to the packet filter of a firewall). Since the search method has a high search cost, DiffServ classifying defines and uses a TOS (Type Of Services) field in the IP header.
クラシファイアによって転送されるパケットがトラフィックのプロファイルに対応するかどうかをメーターが判定し、規定以上のパケット入力がないかをポリサーが監視するとともに、もし規定以上の入力があった場合には超過パケットを破棄する。続いて、マーカーが、送られてきたパケットにDiffServ(DS)フィールドを設定する。DSフィールドは、DSCP(DiffServ Code Point)を書き込むためのパケット内領域であり、DSCPはDiffServにおいてパケットのクラス分けを行った結果の値を示す。 The meter determines whether the packet forwarded by the classifier corresponds to the traffic profile, and the policer monitors for packet input that exceeds the specified value. Discard. Subsequently, the marker sets a DiffServ (DS) field in the transmitted packet. The DS field is an in-packet area for writing DSCP (DiffServ Code Point), and DSCP indicates a value obtained as a result of classifying packets in DiffServ.
最後に、スケジューラーによって、パケットが属するクラスに応じたレートでパケットルーティングが実施される。このとき、トラフィックの流れを当該トラフィックのプロファイルに準拠させるため、そのトラフィック内のパケットの一部あるいは全てを遅らせる、すなわちシェーピングも行われる。このため、この役割に着目した場合、スケジューラーはシェイパーと呼ばれることもある。シェイパーのバッファーサイズは限られているため、遅延パケットを保持するためのスペースがない場合は、結果的にパケットが廃棄される場合もある。 Finally, packet routing is performed by the scheduler at a rate corresponding to the class to which the packet belongs. At this time, in order to make the traffic flow comply with the traffic profile, some or all of the packets in the traffic are delayed, that is, shaping is also performed. For this reason, when focusing on this role, the scheduler is sometimes called a shaper. Since the buffer size of the shaper is limited, if there is no space to hold the delayed packet, the packet may be discarded as a result.
第3.9世代移動通信システムであるLTE(Long Term Evolution)回線を利用した音声通話システムであるVoLTE(Voice over LTE)では、このQoS制御機構を活用している。例えば、音声通話に関しては、9段階設定されたQCI(QoS Class Identifier)の1(遅延許容値100msかつ帯域保証型)にクラス分けされた通信として扱われるため、安定した低遅延通信を利用した通話が可能であるとされている。 This QoS control mechanism is utilized in VoLTE (Voice over LTE), which is a voice call system using an LTE (Long Term Evolution) line, which is a 3.9th generation mobile communication system. For example, a voice call is handled as a communication classified into nine QCI (QoS Class Identifier) 1 (delay tolerance 100 ms and bandwidth guarantee type), and thus a call using stable low-delay communication. Is supposed to be possible.
エッジコンピューティングを導入することによって伝搬遅延を低遅延化できたとしても、ユーザ端末(UE:User Equipment)とデータを送受信する基地局内で通信パケット量が増加した場合、エンドツーエンドの遅延において基地局内のパケットキューイングによる遅延時間が支配的要因になりうるため、安定した低遅延通信を継続的に行うことができなくなるケースが想定される。一方、VoLTEのように低遅延通信を利用したサービスのQoSを保証するためにDiffServを導入すると、優先度の高いパケットは常に低遅延となるものの、あらかじめ決められたポリシーに従ってパケットのクラス分けや廃棄を実施するだけである。このため、優先度の高いパケットが発生していないときにもあらかじめ決められたポリシーに従って無線区間のリソースを確保しておく必要があるので、リソースの利用効率が低下してしまう。 Even if the propagation delay can be reduced by introducing edge computing, if the amount of communication packets increases in a base station that transmits and receives data to and from a user equipment (UE: User Equipment), the end-to-end delay Since delay time due to in-station packet queuing can be a dominant factor, it is assumed that stable low-delay communication cannot be performed continuously. On the other hand, when DiffServ is introduced to guarantee QoS of services using low-latency communication such as VoLTE, high priority packets always have low delay, but packet classification and discard according to a predetermined policy. Just implement. For this reason, even when a packet with high priority is not generated, it is necessary to secure resources in the wireless section according to a predetermined policy, so that resource utilization efficiency is lowered.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、継続的な低遅延通信の実施と無線区間のリソースの利用効率を向上することができるシステム及び方法並びにプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a system, a method, and a program capable of improving continuous efficiency of low-delay communication and resource utilization in a wireless section. There is to do.
上記課題を解決するために、本発明の無線区間のリソース利用効率向上システムは、基地局内にBestEffort(BE)通信用のキューと低遅延通信用のキューとを具備し、またDiffServの仕組みを利用することを特徴とする。さらに、低遅延通信用キューから送出されるパケットが占有する無線区間のリソース量と遅延時間、パケットロス率をリアルタイムに監視し、その結果をポリシングおよびスケジューリングにフィードバックすることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the resource utilization efficiency improvement system of the wireless section of the present invention comprises a queue for BestEffort (BE) communication and a queue for low delay communication in the base station, and uses the mechanism of DiffServ. It is characterized by doing. Further, the present invention is characterized by monitoring in real time the resource amount, delay time, and packet loss rate in the wireless section occupied by packets sent from the low-delay communication queue, and feeding back the results to policing and scheduling.
より具体的には、本発明の無線区間のリソース利用効率向上システムは、基地局内にBestEffort(BE)通信用のキューと低遅延通信用のキューとを具備するとともに、BE通信パケットと低遅延通信パケットを分類するクラシファイアと、トラフィックの性質と分量、低遅延通信用キューから送出されるパケットが占有する無線区間のリソース量と遅延時間、パケットロス率をリアルタイムに監視するメーターと、メーターからの指示に従ってパケットを廃棄するポリサーと、クラシファイアで分類された結果を通信パケットにマークとして書き込むマーカーと、通信パケットに書き込まれたマークとメーターからの指示に応じたレートでキューからパケットを出力させるスケジューラーとで構成されるQoS制御機能を具備し、メーターが取得した情報をポリサーによるポリシングおよびスケジューラーによるスケジューリングにリアルタイムにフィードバックすることで、BE通信に割り当てる無線区間のリソースをリアルタイムに変化させられる点を特徴とする。 More specifically, the system for improving resource utilization efficiency in a wireless section of the present invention comprises a queue for best effort (BE) communication and a queue for low delay communication in a base station, and also includes a BE communication packet and low delay communication. A classifier that classifies packets, the nature and amount of traffic, the amount and delay time of the wireless section occupied by packets sent from the low-delay communication queue, a meter that monitors the packet loss rate in real time, and instructions from the meter A policer that discards the packet according to the above, a marker that writes the result classified by the classifier as a mark in the communication packet, and a scheduler that outputs the packet from the queue at a rate according to the mark written in the communication packet and the instruction from the meter With a configured QoS control function Meter are fed back in real time scheduling by policing and scheduler according policers is the information obtained, which is characterized in that is varied resources in the wireless section to be allocated to the BE communication in real time.
換言すれば、本発明は、ユーザ端末を収容する基地局と、基地局を収容するコアネットワークとを備えた移動網において、ユーザ端末と基地局間の無線区間におけるリソース利用効率を向上させるシステムであって、前記基地局は、低遅延通信パケットを収容する低遅延通信用キューと、BestEffort(BE)通信パケットを収容するBE通信用キューと、サーバから受信したパケットを少なくとも低遅延通信パケットとBE通信パケットとに分類するパケット分類部と、前記パケット分類部で分類されたパケットを廃棄するパケット廃棄部と、前記パケット廃棄部で廃棄されなかったパケットに対して前記パケット分類部で分類された分類結果をマーキングして前記低遅延用通信用キュー又は前記BE通信用キューに入力するパケットマーキング部と、前記低遅延用通信用キュー及び前記BE通信用キューからパケットを取り出すパケットスケジューリング部と、無線通信区間における低遅延通信パケットの通信状態をリアルタイムに測定するパケット状態測定部と、低遅延通信パケットに要求される遅延時間及びパケットロス率を満たすよう、前記パケット状態測定部による測定結果に基づき、BE通信パケットに新たに割り当て可能な無線区間のリソースを算出し、該算出結果に基づき前記パケット廃棄部に対してBE通信パケットのパケット廃棄ポリシーを指示するとともに前記パケットスケジューリング部に対してBE通信パケットのスケジューリングを指示するパケット監視部とを備えたことを特徴とする。 In other words, the present invention is a system for improving resource utilization efficiency in a radio section between a user terminal and a base station in a mobile network including a base station that accommodates a user terminal and a core network that accommodates the base station. The base station includes a low-delay communication queue for accommodating low-delay communication packets, a BE-communication queue for accommodating BestEffort (BE) communication packets, and packets received from a server at least for low-delay communication packets and BE. A packet classifying unit for classifying into communication packets, a packet discarding unit for discarding packets classified by the packet classifying unit, and a classification classified by the packet classifying unit for packets not discarded by the packet discarding unit A packet to be marked and input to the low-delay communication queue or the BE communication queue And preparative marking unit, a packet scheduling unit to retrieve the packets from the low-delay communication queue and the BE communication queue, a packet measurement unit that measures the communication status of the low-delay communication packet in the radio communication section in real time, low Based on the measurement result by the packet state measurement unit so as to satisfy the delay time and the packet loss rate required for the delayed communication packet, the wireless section resource that can be newly allocated to the BE communication packet is calculated, and based on the calculation result And a packet monitoring unit for instructing a packet discard policy of a BE communication packet to the packet discard unit and instructing scheduling of the BE communication packet to the packet scheduling unit .
本発明によれば、基地局内にBE通信用のキューと低遅延通信用のキューを具備し、DiffServの仕組みを利用しているので、ユーザ端末とデータを送受信する基地局内でBE通信パケット量が増加した場合に生じうるパケットキューイングによる遅延時間を回避して、低遅延通信を継続的に実施できる。また、低遅延通信用キューから送出されるパケットが占有する無線区間のリソース量と遅延時間、パケットロス率をリアルタイムに監視し、その結果をポリシングおよびスケジューリングにフィードバックしているので、BE通信に割り当てる無線区間のリソースをリアルタイムに変化させることを可能にする。これにより、低遅延通信パケットの優先制御システムが導入された場合においても、無線区間のリソース利用効率を低下させずに、低遅延通信とBE通信を両立できる。BE通信に対する無線区間のリソース割り当てのリアルタイム制御により、無線区間のリソース利用効率の低下の課題を克服する。 According to the present invention, a BE communication queue and a low-delay communication queue are provided in the base station, and the DiffServ mechanism is used. Therefore, the amount of BE communication packets in the base station that transmits and receives data to and from the user terminal is small. By avoiding a delay time due to packet queuing that may occur when the number increases, low delay communication can be continuously performed. In addition, the resource amount, delay time, and packet loss rate in the wireless section occupied by packets sent from the low-delay communication queue are monitored in real time, and the results are fed back to policing and scheduling, so they are assigned to BE communication. It is possible to change the resources of the radio section in real time. Thus, even when a low-delay communication packet priority control system is introduced, both low-delay communication and BE communication can be achieved without reducing resource utilization efficiency in the wireless section. The real-time control of resource allocation in the radio section for BE communication overcomes the problem of reduction in resource utilization efficiency in the radio section.
本発明の一実施の形態に係る無線区間のリソース利用効率向上システムについて図面を参照して説明する。図3に本発明における無線区間のリソース利用効率向上システムの構成図を示し、図4に本発明における無線区間のリソース利用効率向上システムの機能ブロック図を示す。 A wireless section resource utilization efficiency improving system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows a configuration diagram of a radio section resource utilization efficiency improvement system in the present invention, and FIG. 4 shows a functional block diagram of the radio section resource utilization efficiency improvement system in the present invention.
本発明は、無線通信端末であるユーザ端末1を収容する基地局10と、各基地局10を収容するコアネットワーク(図示省略)とを有する移動網を前提とする。移動網は、例えばLTE(Long Term Evolution)など周知の種々のアーキテクチャを用いることができる。コアネットワークは、外部ネットワークの1つであるインターネットと所定のゲートウェイを介して接続することができる。
The present invention is based on a mobile network having a
ユーザ端末1の通信相手先であるサーバ20の配備位置は不問である。すなわち、サーバ20は、インターネット上のサーバ(インターネットに接続されたクラウド上のサーバを含む)であってもよいし、図1を参照して前述したエッジコンピューティング(EC)の概念を導入したエッジサーバであってもよい。 The deployment position of the server 20 that is the communication partner of the user terminal 1 is not questioned. That is, the server 20 may be a server on the Internet (including a server on the cloud connected to the Internet), or an edge that introduces the concept of edge computing (EC) described above with reference to FIG. It may be a server.
本発明の構成上の特徴点は、図3に示すように、基地局10にBestEffort(BE)通信用のキュー101と低遅延通信用のキュー102とを具備したこと、低遅延通信パケットの優先制御を行ってQoSを保証するためにDiffServの仕組みを導入したことである。すなわち、基地局10は、BE通信パケットと低遅延通信パケットを分類するクラシファイア110と、トラフィックの性質と分量、低遅延通信用キューから送出されるパケットが占有する無線区間のリソース量と遅延時間、パケットロス率をリアルタイムに監視するメーター120と、メーター120からの指示に従ってパケットを廃棄するとともにクラシファイアで分類された結果を通信パケットにマークとして書き込むポリサー/マーカー130と、通信パケットに書き込まれたマークとメーター120からの指示に応じたレートでキューからパケットを出力させるスケジューラー140とで構成されるQoS制御機能を具備している。
As shown in FIG. 3, the configuration feature of the present invention is that the
次に、本発明のより具体的な構成及び機能について図4を参照して説明する。本発明に係るリソース利用効率向上システムは、図4に示すように、BE通信用キュー101及び低遅延通信用キュー102と、サーバ20からパケットを受信するパケット受信部210と、受信したパケットを少なくとも低遅延通信パケットとBE通信パケットとに分類するパケット分類部220と、パケット分類部で分類されたパケットを廃棄するパケット廃棄部230と、パケット廃棄部230で廃棄されなかったパケットに対して前記分類結果をマーキングして低遅延用通信用キュー102又はBE通信用キュー101に入力するパケットマーキング部240と、低遅延用通信用キュー102及びBE通信用キュー101からパケットを取り出すパケットスケジューリング部250と、取り出されたパケットをユーザ端末1に向けて送出するパケット送出部260を備えている。
Next, a more specific configuration and function of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the resource utilization efficiency improving system according to the present invention includes a
さらに、本発明に係るリソース利用効率向上システムは、無線通信区間における低遅延通信パケットの通信状態をリアルタイムに測定する手段として、リソース占有量測定部271と、遅延時間測定部272と、パケットロス率測定部273とを備えている。また、本発明に係るリソース利用効率向上システムは、リソース占有量測定部271・遅延時間測定部272・パケットロス率測定部273による測定結果に基づきパケット廃棄部230に対してパケット廃棄ポリシーを指示するとともにパケットスケジューリング部250に対してスケジューリングを指示するパケット監視部280を備えている。
Furthermore, the resource utilization efficiency improving system according to the present invention is a means for measuring a communication state of a low-delay communication packet in a wireless communication section in real time, as a resource occupancy measuring
上記の各構成は、ハードウェアとして実装してもよいし、プログラムをコンピュータにインストールすることにより実装してもよい。 Each of the above configurations may be implemented as hardware, or may be implemented by installing a program in a computer.
本発明では、前記リソース占有量測定部271が低遅延通信用キュー102のリソース占有量を常時測定し、遅延時間測定部272が低遅延通信用キュー102の遅延時間を常時測定し、パケットロス率測定部273が低遅延通信用キュー102のパケットロス率を測定している。
In the present invention, the resource
パケット監視部280は、前記測定結果を基に、低遅延通信パケットに要求される遅延時間とパケットロス率を達成しつつ、使用していない無線区間のリソースをBE通信に割り当てられるようにするため、パケット分類部220から低遅延通信パケットおよびBE通信パケットの流量を把握し、パケット廃棄部230に廃棄するパケット量を指示し、パケットマーキング部240からパケット廃棄後の低遅延通信パケットおよびBE通信パケットの流量を確認し、パケットスケジューリング部250にパケットの送出レートを指示する。
Based on the measurement result, the
また、パケット監視部280は、パケット流量と無線区間のリソース占有量、遅延時間、パケットロス率の関係をあらかじめデータベース(図示省略)化して保持しており、そのデータベースとリソース占有量測定部271、遅延時間測定部272およびパケットロス率測定部273から送られてくる測定結果を照合することで、パケット廃棄部230に指示するパケット廃棄量およびパケットスケジューリング部250に指示するパケットの送出レートを決定する。
In addition, the
次に、サーバ20からユーザ端末1に基地局10経由で低遅延通信パケットが送信されているときに、BE通信パケットに割り当てられる無線区間のリソース量を変化させる際のフローを説明する。図5に無線区間のリソース利用効率を向上させるシステムのフロー図、図6にはパケット監視部の作動フロー図を示す。
Next, the flow when changing the resource amount of the radio section allocated to the BE communication packet when the low delay communication packet is transmitted from the server 20 to the user terminal 1 via the
図5に示すように、まずサーバから送信された低遅延通信パケットが基地局10のパケット受信部210によって受信される(ステップS1)。受信された低遅延通信パケットはパケット分類部220によってBEパケットと区別される(ステップS2)。その後、パケット廃棄部230がパケット監視部280の指示に従って要求されている遅延時間、パケットロス率を満たすようにパケットを廃棄し(ステップS3)、パケットマーキング部240によって低遅延通信パケットのマーキング、低遅延通信用キュー102への収容が行われる(ステップS4)。
As shown in FIG. 5, first, the low-delay communication packet transmitted from the server is received by the
低遅延通信用キュー102に収容された低遅延通信パケットは、パケットスケジューリング部250によって、パケット監視部280に指示された送出レートでパケット送出部260に優先的に転送され(ステップS5)、パケット送出部260がユーザ端末1に対して低遅延通信パケットを送信する(ステップS6)。
The low-delay communication packet accommodated in the low-
リソース占有量測定部271と遅延時間測定部272、パケットロス率測定部273は、低遅延通信用キュー102へのパケット入力と出力からリソース占有量と遅延時間、パケットロス率を算出し、計算結果をパケット監視部280にフィードバックする(ステップS7)。パケット監視部280は、送られてきた計算結果から使用していない無線区間のリソースを算出し(ステップS8)、そのリソースをBE通信に割り当てられるように、パケット廃棄部230とパケットスケジューリング部250にBE通信パケットの廃棄率と送出レートを指示する(ステップS9)。パケット廃棄部230及びパケットスケジューリング部250は、パケット監視部280からの指示に従い、それぞれパケットの廃棄率、送出レートを変更する(ステップS10)。
The resource
前記ステップS8及びS9におけるパケット監視部280の動作の詳細について説明する。図6に示すように、パケット監視部280は、リソース占有量測定部271から低遅延通信パケットの無線区間のリソース占有量を受領すると(ステップS21)、BE通信パケットに使用できる無線区間のリソースがあるか否かを判定する(ステップS22)。リソースがある場合、パケット監視部280は、BE通信パケットに新たに割り当て可能な無線区間のリソースを考慮したパケット廃棄率と送出レートを、パケット廃棄部230とパケットスケジューリング部250に指示する(ステップS23)。リソースがない場合、処理を終了する。
Details of the operation of the
また、パケット監視部280は、遅延時間測定部272から低遅延通信用キュー102の遅延時間を受領すると(ステップS31)、当該遅延時間が要求される遅延時間以下であるか否かを判定する(ステップS32)。そして測定した遅延時間が要求される遅延時間以下の場合、パケット監視部280は、前述のステップS23の処理を行う。一方、測定した遅延時間が要求される遅延時間より大きい場合、パケット監視部280は、要求される遅延時間・パケットロス率を達成するパケット流量となるようパケット廃棄部230にパケットの廃棄を指示する(ステップS33)。
When the
また、パケット監視部280は、パケットロス率測定部273から低遅延通信用キュー102のパケットロス率を受領すると(ステップS41)、当該パケットロス率が要求されるパケットロス率以下であるかを判定する(ステップS42)。そして測定したパケットロス率が要求されるパケットロス率以下の場合、パケット監視部280は、前述のステップS23の処理を行う。一方、測定したパケットロス率が要求されるパケットロス率より大きい場合、パケット監視部280は、前述のステップS33の処理を行う。
When the
以上により、パケット監視部280が低遅延通信パケットのリソース占有量と遅延時間、パケットロス率をリアルタイムに把握し、把握した情報を基にパケットのポリシングとスケジューリングを実施する役割を果たすため、低遅延通信パケットは常に要求される遅延時間とパケットロス率を達成した状態でサーバ20からユーザ端末1に送信され、さらに無線区間のリソースを未使用状態で放置せずにBE通信パケットに割り当てて使用されている状態を実現できる。
As described above, since the
このように本実施の形態によれば、基地局10内にBE通信用のキュー101と低遅延通信用のキュー102を具備し、DiffServの仕組みを利用しているので、ユーザ端末1とデータを送受信する基地局10内でBE通信パケット量が増加した場合に生じうるパケットキューイングによる遅延時間を回避して、低遅延通信を継続的に実施できる。また、低遅延通信用キュー102から送出されるパケットが占有する無線区間のリソース量と遅延時間、パケットロス率をリアルタイムに監視し、その結果をポリシングおよびスケジューリングにフィードバックしているので、BE通信に割り当てる無線区間のリソースをリアルタイムに変化させることを可能にする。これにより、低遅延通信パケットの優先制御システムが導入された場合においても、無線区間のリソース利用効率を低下させずに、低遅延通信とBE通信を両立できる。BE通信に対する無線区間のリソース割り当てのリアルタイム制御により、無線区間のリソース利用効率の低下の課題を克服する。
As described above, according to the present embodiment, the
以上、本発明の一実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記実施の形態では、説明の簡単のため、受信パケットをBE通信パケットと低遅延通信パケットとの2つにクラス分けしていたが、BE通信や低遅延通信のそれぞれにおいて、さらに細かいクラス分けを行うようにしてもよい。これにより、更にきめ細かな優先制御が可能となる。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to this. For example, in the above embodiment, for the sake of simplicity of explanation, received packets are classified into two types, BE communication packets and low-delay communication packets. May be performed. As a result, finer priority control is possible.
1…ユーザ端末
10…基地局
20…サーバ
101…BE通信用キュー
102…低遅延通信用キュー
110…クラシファイア
120…メーター
130…ポリサー/マーカー
140…スケジューラー
210…パケット受信部
220…パケット分類部
230…パケット廃棄部
240…パケットマーキング部
250…パケットスケジューリング部
260…パケット送出部
271…リソース占有量測定部
272…遅延時間測定部
273…パケットロス率測定部
280…パケット監視部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
前記基地局は、
低遅延通信パケットを収容する低遅延通信用キューと、
BestEffort(BE)通信パケットを収容するBE通信用キューと、
サーバから受信したパケットを少なくとも低遅延通信パケットとBE通信パケットとに分類するパケット分類部と、
前記パケット分類部で分類されたパケットを廃棄するパケット廃棄部と、
前記パケット廃棄部で廃棄されなかったパケットに対して前記パケット分類部で分類された分類結果をマーキングして前記低遅延用通信用キュー又は前記BE通信用キューに入力するパケットマーキング部と、
前記低遅延用通信用キュー及び前記BE通信用キューからパケットを取り出すパケットスケジューリング部と、
無線通信区間における低遅延通信パケットの通信状態をリアルタイムに測定するパケット状態測定部と、
低遅延通信パケットに要求される遅延時間及びパケットロス率を満たすよう、前記パケット状態測定部による測定結果に基づき、BE通信パケットに新たに割り当て可能な無線区間のリソースを算出し、該算出結果に基づき前記パケット廃棄部に対してBE通信パケットのパケット廃棄ポリシーを指示するとともに前記パケットスケジューリング部に対してBE通信パケットのスケジューリングを指示するパケット監視部とを備えた
ことを特徴とする無線区間のリソース利用効率向上システム。 In a mobile network including a base station that accommodates a user terminal and a core network that accommodates the base station, a system for improving resource utilization efficiency in a wireless section between the user terminal and the base station,
The base station
A low-delay communication queue for accommodating low-delay communication packets;
A BE communication queue that accommodates BestEffort (BE) communication packets;
A packet classification unit for classifying packets received from the server into at least low-latency communication packets and BE communication packets;
A packet discard unit for discarding the packets classified by the packet classification unit;
A packet marking unit that marks a classification result classified by the packet classification unit with respect to a packet that is not discarded by the packet discard unit, and inputs the result into the low-delay communication queue or the BE communication queue;
A packet scheduling unit that extracts packets from the low-latency communication queue and the BE communication queue;
A packet state measurement unit that measures the communication state of low-latency communication packets in a wireless communication section in real time;
Based on the measurement result by the packet state measurement unit so as to satisfy the delay time and the packet loss rate required for the low-delay communication packet, the wireless section resource that can be newly allocated to the BE communication packet is calculated, and the calculation result And a packet monitoring unit for instructing a packet discard policy for a BE communication packet to the packet discard unit and for instructing scheduling for the BE communication packet to the packet scheduling unit. Usage efficiency improvement system.
ことを特徴とする請求項1記載の無線区間のリソース利用効率向上システム。 The resource utilization efficiency of the radio section according to claim 1, wherein the packet state measuring unit measures a communication state of a low-delay communication packet in a radio communication section based on a packet input / output state with respect to the low-delay communication queue. Improvement system.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の無線区間のリソース利用効率向上システム。 The packet state measuring unit includes a resource occupancy measuring unit that measures a resource occupying amount of a low-delay communication packet in a radio section, a delay time measuring unit that measures a delay time, and a packet loss rate measurement that measures a packet loss rate. The resource utilization efficiency improvement system of the radio | wireless area of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記基地局は、低遅延通信パケットを収容する低遅延通信用キューと、BestEffort(BE)通信パケットを収容するBE通信用キューとを備え、
パケット分類部が、サーバから受信したパケットを少なくとも低遅延通信パケットとBE通信パケットとに分類する第1のステップと、
パケット廃棄部が、前記第1のステップで分類されたパケットを廃棄する第2のステップと、
パケットマーキング部が、前記第2のステップで廃棄されなかったパケットに対して前記第1のステップで分類された分類結果をマーキングして前記低遅延用通信用キュー又は前記BE通信用キューに入力する第3のステップと、
パケットスケジューリング部が、前記低遅延用通信用キュー及び前記BE通信用キューからパケットを取り出す第4のステップと、
パケット状態測定部が、無線通信区間における低遅延通信パケットの通信状態をリアルタイムに測定する第5のステップと、
パケット監視部が、低遅延通信パケットに要求される遅延時間及びパケットロス率を満たすよう、前記第5のステップによる測定結果に基づき、BE通信パケットに新たに割り当て可能な無線区間のリソースを算出し、該算出結果に基づき前記パケット廃棄部に対してBE通信パケットのパケット廃棄ポリシーを指示するとともに前記パケットスケジューリング部に対してBE通信パケットのスケジューリングを指示する第6のステップとを備えた
ことを特徴とする無線区間のリソース利用効率向上方法。 In a mobile network including a base station that accommodates a user terminal and a core network that accommodates the base station, a system for improving resource utilization efficiency in a wireless section between the user terminal and the base station,
The base station includes a low-delay communication queue that accommodates low-delay communication packets, and a BE communication queue that accommodates BestEffort (BE) communication packets.
A first step in which a packet classification unit classifies packets received from a server into at least low-latency communication packets and BE communication packets;
A second step in which the packet discarding unit discards the packet classified in the first step;
The packet marking unit marks the classification result classified in the first step with respect to the packet not discarded in the second step, and inputs it to the low-delay communication queue or the BE communication queue. A third step;
A packet scheduling unit for extracting a packet from the low-latency communication queue and the BE communication queue;
A fifth step in which the packet state measurement unit measures the communication state of the low-delay communication packet in the wireless communication section in real time;
Based on the measurement result of the fifth step, the packet monitoring unit calculates the radio section resources that can be newly allocated to the BE communication packet so that the delay time and the packet loss rate required for the low-delay communication packet are satisfied. And a sixth step of instructing a packet discard policy of a BE communication packet to the packet discard unit based on the calculation result and instructing scheduling of the BE communication packet to the packet scheduling unit. A method of improving resource utilization efficiency in a wireless section
ことを特徴とする無線区間のリソース利用効率向上プログラム。 A non-transitory resource use efficiency improvement program for causing a computer to function as each unit in the base station according to claim 1.
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