JP6894167B2 - 通信装置及び通信方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る通信システム10の構成について示す概略図である。この図に示されるように、通信システム10は、サーバ装置11と、インターネット12と、モバイルコアネットワーク13と、通信装置100と、無線基地局14と、端末50とにより構成されている。サーバ装置11、通信装置100、無線基地局14及び端末50は、それぞれ、主に半導体装置で構成され、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等の揮発性記憶装置、ハードディスクやフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置、及び外部との通信のための接続を行う通信インターフェースを有する、いわゆる情報処理機器として構成されていてもよい。
図4は、キュー分類部110の機能の詳細を示すブロック図である。この図に示されるように、キュー分類部110は、オプション確認部111及び要求確認部113を有している。通信装置100は、更にキュー分類部110と通信するキュー要求データベース112を有していてもよい。キュー要求データベース112は、通信フロー情報とキュー要求情報との対応付けを記憶する。オプション確認部111は、パケットのオプション領域にキュー要求情報が付加されているかどうかを判定し、キュー要求情報が付加されている場合にはキュー要求データベース112に登録し、対応するキューにパケットを送信する。要求確認部113は、通信フローが登録されているかどうかを参照し、登録されている場合には対応するキューにパケットを送信する。つまり、キュー分類部110は、受信したパケットに保存されたキュー要求情報に基づいて、パケットをいずれかのキューに振り分けることができる。また、キュー分類部110は、キュー要求データベース112に保存された情報に基づいて、通信フロー情報に対応するパケットを振り分けることができる。
図11は、キュー分類部110の第1変形例の機能構成について示すブロック図である。この図に示されるようにキュー分類部110の第1変形例はオプション確認部111を有している。オプション確認部111は、パケットのオプション領域21又は22のキュー要求情報を確認し、対応するキューにパケットを振り分ける。つまり、キュー分類部110は、受信したパケットに保存されたキュー要求情報に基づいて、パケットをいずれかのキューに振り分けることができる。
図13は、通信システム10の変形例の構成について示す概略図である。この通信システム10の変形例の構成は、図1の構成と比較して、インターネット12及びモバイルコアネットワーク13に接続された通信管理装置200を更に有する点で異なっている。他の構成については図1の構成と同様であるため、重複する説明を省略する。通信管理装置200は、主に半導体装置で構成され、CPU、RAM等の揮発性記憶装置、ハードディスクやフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置、及び外部との通信のための接続を行う通信インターフェースを有する、いわゆる情報処理機器として構成されていてもよい。通信管理装置200は、例えば端末50又はサーバ装置11からの要求により、通信装置100のキュー要求データベース112を更新する。
図16は、キュー管理部130の機能構成の一例を示すブロック図である。この図に示されるように、キュー管理部130は、タイムスタンプ部131と、通信フロー数計測部132と、キューq1〜q5と、キュー滞在時間判定部134と、パケット破棄部135と、輻輳マーキング部136と、を有している。タイムスタンプ部131は、受信したパケットのパケット到達時刻のタイムスタンプ値を記憶させる。通信フロー数計測部132は、キューq1〜q5の種類の数だけあり、例えばそれぞれのキューq1〜q5を利用する通信フローの数を計測する。キューq1〜q5は、キュー毎に設定された処理規則に基づいてパケットを蓄積及び排出する。キュー滞在時間判定部134は、許容キューイング遅延の時間を超えているかどうかを判定する。パケット破棄部135はパケットを破棄する。輻輳マーキング部136はパケットにマーキングを行う。キューq1〜q5は、それぞれ目的の異なる複数クラスが独立して管理される。例えば、低遅延の処理を行う低遅延通信キュー、高スループットの処理を行う高スループットキュー、高ジッタに対応した処理を行う高ジッタキュー、通常の処理を行うデフォルトキュー等のクラスに分けることができる。各キューは、それぞれ目的に合わせて異なる許容キューイング遅延とキューイング遅延計測間隔とが定められている。
1.パケットの5tupleをハッシュ化し、ハッシュテーブルを参照。ハッシュテーブルにはフローの有無を示す1ビットと、タイムスタンプ値が保存される。
2.ハッシュテーブルのタイムスタンプ値を更新し、通信フローが無ければ、フラグを立て、通信フロー数に1を加算する。
3.一定時間タイムスタンプ値の更新がない場合、通信フロー数から1を減算し、フラグを0に戻す。
4.T_flow経過時の通信フロー数をキューを利用する通信フロー数とする。
図23は、キュー管理部130の第1変形例の機能構成を示すブロック図である。この図に示されるように、キュー管理部130は、タイムスタンプ部131と、端末識別部137と、通信フロー識別部138と、キューq1〜q4と、キュー滞在時間判定部134と、パケット破棄部135と、輻輳マーキング部136と、を有している。タイムスタンプ部131、キュー滞在時間判定部134、パケット破棄部135及び輻輳マーキング部136は、図16及びその対応する説明で説明したものと同様であるため、重複する説明を省略する。
図24は、キュー管理部130の第2変形例の機能構成を示すブロック図である。この図に示されるように、キュー管理部130は、タイムスタンプ部131と、端末識別部137と、通信フロー識別部138と、通信フロー数計測部132と、キューq1〜q4と、キュー滞在時間判定部134と、パケット破棄部135と、輻輳マーキング部136と、を有している。タイムスタンプ部131、通信フロー数計測部132、キュー滞在時間判定部134、パケット破棄部135及び輻輳マーキング部136は、図16のキュー管理部130の実施形態で説明したものと同様であるため、重複する説明を省略する。端末識別部137及び通信フロー識別部138については、図23のキュー管理部130の第1変形例において説明したものと同様であるため、重複する説明を省略する。
図25は、キュー管理部130の第3変形例の機能構成を示すブロック図である。キュー管理部130の第3変形例では、送信スループットに基づいて最大キューサイズを決定することとすることができる。この図に示されるように、キュー管理部130は、パケット破棄部135と、輻輳マーキング部136と、通信フロー数計測部132、キューq1及びq2と、パケット排出量計測部151と、キューサイズ算出部152と、を有している。パケット破棄部135、輻輳マーキング部136及び通信フロー数計測部132は、図16のキュー管理部130の実施形態で説明したものと同様であるため、重複する説明を省略する。
従って、通信フローが平等にパケットを排出する場合の各キューの平均パケット排出量は、式(2)のようになる。
これにより、各キューの最大サイズは、以下の式(3)で計算される。
また、別の例としては、無線アクセス情報を受信した通信装置100や通信管理装置200は、MCSの変動量を測定し、変動が大きいほど電波受信品質の変動が大きいことを示すため、該当キューの遅延測定間隔、または最大キューサイズの拡張を行い、無線アクセス区間の遅延揺らぎによるパケットロスを削減することとしてもよい。図27は、この方法により制御した場合のキューイング遅延の例について示すグラフである。このグラフに示されるように測定間隔Aでは、遅延は常に許容キューイング遅延未満なのでパケット破棄されない。測定間隔Bでは、許容キューイング遅延を一度超えているが、キューイング遅延の平均値は許容キューイング遅延未満なのでパケットは破棄されない。測定間隔Cでは、常に許容キューイング遅延を上回るため、パケットは破棄される。測定間隔Dでは平均値が許容キューイング遅延を超えているため、パケットは破棄される。測定間隔Eでは、測定間隔を拡張したことで、平均値が許容キューイング遅延を下回り、パケットは破棄されない。つまり、キューイング遅延の測定間隔を延長することで、一時的なキューイング遅延の増加が生じても輻輳による恒常的な遅延の増加が生じなければパケットが破棄されにくくなる。このように端末50の無線アクセス情報に基づいて遅延判定が行われる間隔を変更することにより、より効率的にパケットを転送することができる。
1.インターネットアクセス可能な通信管理装置200に送信する。
2.通信装置100にて品質情報パケットを取り出すローカルブレイクアウト処理を行う。
3.LTEにおけるRxインターフェースを用い、PCRFから通信装置100へポリシー情報を送る。
11…サーバ装置
12…インターネット
13…モバイルコアネットワーク
14…無線基地局
50…端末
100…通信装置
101…パケット受信部
102…パケット送信部
105…ローカルブレイクアウト判定部
106…端末品質管理部
110…キュー分類部
111…オプション確認部
112…キュー要求データベース
113…要求確認部
130…キュー管理部
131…タイムスタンプ部
132…通信フロー数計測部
134…キュー滞在時間判定部
135…パケット破棄部
136…輻輳マーキング部
137…端末識別部
138…通信フロー識別部
151…パケット排出量計測部
152…キューサイズ算出部
160…スケジューリング部
200…通信管理装置
Claims (6)
- 受信したパケットを、端末及びサーバ並びにアプリケーションの何れかによるキュー要求に関するキュー要求情報に基づいて、いずれかのキューに振り分けるキュー分類部と、
前記キュー毎に異なる条件により、前記キューに蓄積された前記パケットの破棄又は輻輳マーキングするかどうかの遅延判定を行うキュー管理部と、
所定の計測間隔の間にキューに追加された通信フローの種類をフロー数として算出するとともに、各キューの通信フロー数から算出される重みに基づいて、いずれのキューに蓄積されたパケットを排出するかどうかを決定するスケジューリング部と、を備え、
前記異なる条件は、許容キューイング遅延の条件、及び最大キューサイズの条件のいずれかである
ことを特徴とする通信装置。 - 前記キュー管理部は、端末から取得したMCS(Modulation and channel Coding Scheme)の変動を測定し、前記MCSの変動が大きい場合には前記遅延判定が行われる間隔を長くする
ことを特徴とする請求項1記載の通信装置。 - 前記キュー管理部は、送信スループットに基づいて最大キューサイズを決定する
ことを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の通信装置。 - 前記キュー分類部は、受信したパケットに保存された前記キュー要求情報に基づいて、前記パケットをいずれかのキューに振り分ける
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の通信装置。 - 通信フロー情報とキュー要求情報との対応付けを記憶したキュー要求データベースを更に備え、
前記キュー分類部は、前記キュー要求データベースに保存された情報に基づいて、前記通信フロー情報に対応するパケットを振り分ける
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の通信装置。 - 受信したパケットを、端末及びサーバ並びにアプリケーションの何れかによるキュー要求に関するキュー要求情報に基づいて、いずれかのキューに振り分けるステップと、
前記キュー毎に異なる条件により、前記キューに蓄積された前記パケットの破棄又は輻輳マーキングするかどうかの遅延判定を行うステップと、
所定の計測間隔の間にキューに追加された通信フローの種類をフロー数として算出するとともに、各キューの通信フロー数から算出される重みに基づいて、いずれのキューに蓄積されたパケットを排出するかどうかを決定するステップと、を備え、
前記異なる条件は、許容キューイング遅延の条件、及び最大キューサイズの条件のいずれかである
ことを特徴とする通信方法。
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JP2017153420A JP6894167B2 (ja) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 通信装置及び通信方法 |
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JP2017153420A Active JP6894167B2 (ja) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 通信装置及び通信方法 |
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2017
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