JP7048251B2 - LTE communication system and communication control method - Google Patents
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Description
本発明は、LTE(Long Term Evolution)通信方式に従って通信するLTE通信システム及び通信制御方法に関する。 The present invention relates to an LTE communication system and a communication control method that communicate according to an LTE (Long Term Evolution) communication system.
従来、モバイル通信を高速化させる通信方式として、LTE(Long Term Evolution)通信が利用されている。LTE通信を行うLTE通信システムは、EPC(Evolved Packet Core)装置、eNB(eNodeB)装置、端末、等を有する。EPC装置は、SGW(Serving GateWay)及びPGW(PDN(Packet data network) GateWay)を有する。PGWは、Gxインタフェースにより、PCRF(Policy and Charging Rule Function)から通知されたポリシ制御情報に従って、IPパケットの伝送品質制御などを行う(非特許文献1参照)。ポリシ制御情報には、PCCルール(Policy and Charging Control Rule)が含まれる。PCCルールには、LTE通信の通信経路(ベアラ)における最大ビットレートの規定が含まれる(非特許文献2参照)。 Conventionally, LTE (Long Term Evolution) communication has been used as a communication method for speeding up mobile communication. The LTE communication system that performs LTE communication includes an EPC (Evolved Packet Core) device, an eNB (eNodeB) device, a terminal, and the like. The EPC device has an SGW (Serving GateWay) and a PGW (PDN (Packet data network) GateWay). The PGW controls the transmission quality of IP packets according to the policy control information notified from the PCRF (Policy and Charging Rule Function) by the Gx interface (see Non-Patent Document 1). The policy control information includes a PCC rule (Policy and Charging Control Rule). The PCC rule includes a provision of the maximum bit rate in the communication path (bearer) of LTE communication (see Non-Patent Document 2).
EPC装置は、PCRFから通知されたポリシ制御情報(例えばPCC(Policy and Charging Control)ルール)に従って、各ベアラの最大ビットレート(MBR:Maximum Bit Rate)を制御できる。しかし、このMBRは、各ベアラにおける通信状況を十分に反映していない。例えば、EPC装置とeNBとの間の通信ネットワークの通信状況が変化し、各ベアラのMBRの統計値と通信ネットワークの通信可能容量との間に乖離が生じると、LTE通信に係るネットワーク利用効率が低下することがある。例えば、各ベアラのMBRの総計値が下位層(例えば物理層)の通信可能容量を上回ると、輻輳が発生し、ネットワーク利用効率が低下する。 The EPC device can control the maximum bit rate (MBR) of each bearer according to the policy control information (for example, PCC (Policy and Charging Control) rule) notified from the PCRF. However, this MBR does not fully reflect the communication status of each bearer. For example, if the communication status of the communication network between the EPC device and the eNB changes and there is a discrepancy between the MBR statistics of each bearer and the communicable capacity of the communication network, the network utilization efficiency related to LTE communication will increase. May decrease. For example, if the total MBR value of each bearer exceeds the communicable capacity of the lower layer (for example, the physical layer), congestion occurs and the network utilization efficiency decreases.
本発明は、上述した従来の状況に鑑みてなされたものであり、LTE通信に係るネットワーク利用効率の低下を抑制できるLTE通信システム及び通信制御方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and provides an LTE communication system and a communication control method capable of suppressing a decrease in network utilization efficiency related to LTE communication.
本発明の一態様は、LTE(Long Term Evolution)通信方式に従って通信するコアネットワーク装置を備え、ルータ装置及び制御装置を備えるLTE通信システムであって、LTE通信システムであって、前記ルータ装置は、前記コアネットワーク装置と1つ以上の基地局装置とを接続する通信回線の回線容量の変化を検出し、前記制御装置は、前記通信回線の変化後の回線容量の情報を取得し、前記コアネットワーク装置と前記基地局装置に接続された複数の端末とを接続する複数の通信経路の通信可能容量の情報を取得し、前記通信回線の変化後の回線容量と複数の前記通信経路の通信可能容量の比率とに基づいて、複数の前記通信経路の通信可能容量を変更し、前記コアネットワーク装置は、複数の前記通信経路の変更後の通信可能容量を前記制御装置から取得し、変更後の通信可能容量の情報を保持する、LTE通信システムである。 One aspect of the present invention is an LTE communication system including a core network device that communicates according to an LTE (Long Term Evolution) communication method, and a router device and a control device. The router device is an LTE communication system. The control device detects a change in the line capacity of a communication line connecting the core network device and one or more base station devices, and the control device acquires information on the line capacity after the change in the communication line, and the core network. Information on the communicable capacity of a plurality of communication paths connecting the device and the plurality of terminals connected to the base station device is acquired, and the line capacity after the change of the communication line and the communicable capacity of the plurality of the communication paths are acquired. The communicable capacity of the plurality of communication paths is changed based on the ratio of the above, and the core network device acquires the changed communicable capacity of the plurality of the communication paths from the control device and communicates after the change. It is an LTE communication system that holds information on possible capacity.
本発明の一態様は、LTE通信方式に従って通信するLTE通信システムにおける通信制御方法であって、前記コアネットワーク装置と1つ以上の基地局装置とを接続する通信回線の回線容量の変化を検出し、前記通信回線の変化後の回線容量の情報を取得し、前記コアネットワーク装置と前記基地局装置に接続された複数の端末とを接続する複数の通信経路の通信可能容量の情報を取得し、前記通信回線の変化後の回線容量と複数の前記通信経路の通信可能容量の比率とに基づいて、複数の前記通信経路の通信可能容量を変更し、複数の前記通信経路の変更後の通信可能容量に基づいて、複数の前記通信経路を介した通信を制御する、通信制御方法である。 One aspect of the present invention is a communication control method in an LTE communication system that communicates according to an LTE communication system, and detects a change in the line capacity of a communication line connecting the core network device and one or more base station devices. , Acquires information on the line capacity after the change of the communication line, and acquires information on the communicable capacity of a plurality of communication paths connecting the core network device and the plurality of terminals connected to the base station device. Based on the ratio of the line capacity after the change of the communication line and the communicable capacity of the plurality of the communication paths, the communicable capacity of the plurality of the communication paths is changed, and the communication is possible after the change of the plurality of the communication paths. It is a communication control method that controls communication via a plurality of the communication paths based on the capacity.
本発明によれば、LTE通信に係るネットワーク利用効率の低下を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in network utilization efficiency related to LTE communication.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下の実施形態では、LTE通信システム及び通信制御方法は、LTE(Long Term Evolution)通信方式で通信を行うLTE通信システムに適用される。LTE通信方式は、無線LAN(Local Area Network)を介してLTEプロトコルに従って通信する方式(例えばLTE over Wifi)を含んでよい。LTE over Wifiについては、例えば、参考特許文献1に開示されている。
(参考特許文献1:特表2016-507993号公報)
In the following embodiments, the LTE communication system and the communication control method are applied to the LTE communication system that communicates by the LTE (Long Term Evolution) communication method. The LTE communication method may include a method of communicating according to the LTE protocol via a wireless LAN (Local Area Network) (for example, LTE over Wifi). LTE over Wifi is disclosed in, for example, Reference Patent Document 1.
(Reference Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-509793)
このLTE over Wifiの技術は、WAN(Wide Area Network)を介してLTEプロトコルに従って通信する方式に適用可能である。つまり、LTE通信方式は、WANを介してLTEプロトコルに従って通信する方式を含んでよい。 This LTE over Wifi technology is applicable to a method of communicating according to the LTE protocol via a WAN (Wide Area Network). That is, the LTE communication method may include a method of communicating according to the LTE protocol via the WAN.
(実施形態)
図1は実施形態におけるLTE通信システム5の概略構成を示す図である。LTE通信システム5は、複数のUE(User Equipment)10と、1つ以上のeNB20と、SD-WAN(Software Defined WAN)ルータ30と、制御装置40と、EPC装置50と、を有する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the
UE10は、ユーザによって所持され、LTE通信に係る処理を行う。LTE通信は、例えばVoLTE通信を含む。図1では、複数のUE10をUE10A,UE10B,UE10C、…と表記している。
The UE 10 is possessed by the user and performs processing related to LTE communication. LTE communication includes, for example, VoLTE communication. In FIG. 1, a plurality of
eNB20は、自装置であるeNB20の配下のUE10を管理し、UE10とEPC装置50との間で行われる通信を中継するeNB20は、例えば、屋外に設置されてもよいし、ビル毎に設置されてもよい。eNB20は、複数存在してよく、複数のeNB20の配下それぞれに、1つ以上のUE10が存在してよい。
The eNB 20 manages the UE 10 under the eNB 20 which is its own device, and the eNB 20 which relays the communication performed between the UE 10 and the
SD-WANルータ30は、SD-WAN30Dを介した通信の通信制御を行う。SD-WANルータ30は、SD-WAN30NのEPC装置50側の端部及びSD-WAN30NのeNB20側の端部に接続され得る。本実施形態では、図1のように、SD-WANルータ30がEPC装置50側の端部のみに接続されてよい。EPC装置50側において、例えば通信量や通信速度を制御することで、SD-WAN30Nを通るデータを好適に制御可能なためである。SD-WANルータ30は、WANルータがAPI(Application Programing Interface)を有するような構成でよい。
The SD-
SD-WAN30Dは、通信ネットワーク回線(通信回線)の一例である。SD-WAN30Dは、有線回線でもよいし、無線回線でもよい。有線回線は、例えば光回線でもよいし、その他の有線回線でもよい。無線回線は、例えば衛星回線でもよいし、その他の無線回線もよい。 SD-WAN30D is an example of a communication network line (communication line). The SD-WAN30D may be a wired line or a wireless line. The wired line may be, for example, an optical line or another wired line. The wireless line may be, for example, a satellite line or another wireless line.
SD-WAN30Dは、物理的なWAN回線がソフトウェアで運用され、利用され易くなっている。SD-WAN30Dにより、WAN回線とWAN回線が用いられるシステム(ここではLTE通信システム5)との連動が柔軟になる。SD-WAN30Dを用いると、例えば拠点毎にトラフィック要求量が変化する場合でも、動的にトラフィック量を分配でき、LTE通信を安定化できる。なお、本実施形態では、SD-WAN30D以外のネットワーク回線が用いられてもよい。 In SD-WAN30D, the physical WAN line is operated by software, and it is easy to use. The SD-WAN30D makes it possible to flexibly link the WAN line with the system in which the WAN line is used (here, the LTE communication system 5). When the SD-WAN30D is used, for example, even if the traffic demand amount changes for each base, the traffic amount can be dynamically distributed and LTE communication can be stabilized. In this embodiment, a network line other than SD-WAN30D may be used.
制御装置40は、SD-WANに係る通信状況や設定情報とLTEプロトコルに係る通信状況や設定情報とを調整し、SD-WANにおける通信品質とLTE通信の通信品質とを整合する。制御装置40は、他の装置から独立して設けられてもよい。制御装置40は、EPC装置50の内部に設けられてよく、つまりEPC装置50が制御装置40の機能を有してもよい。制御装置40は、SD-WANルータ30の内部に設けられてよく、つまりSD-WANルータ30が制御装置40の機能を有してもよい。
The
EPC装置50は、LTEのコアネットワークに配置される装置であり、LTEプロトコルに従ってeNB20と、通信ネットワーク(例えばSD-WAN30D)を介して通信接続する。
The
EPC装置50は、PGW51、PCRF52、SGW53、MME(Mobility Management Entity)54、及びHSS(Home Subscriber Server)55を備える。PGW51、PCRF52、SGW53、MME54、及びHSS55の各ノードは、論理ノードでもよいし、物理ノードでもよい。つまり、1つの装置に機能が集約されてもよいし、複数の個別の装置に機能が分散されてもよい。なお、EPC装置50は、この構成には限定されず、他の付随的な要素を含むことができる。
The
MME54と、HSS55と、PCRF52は、制御信号であるCプレーンデータを処理する。SGW53及びPGW51は、ユーザデータであるUプレーンデータの伝送を処理する。したがって、例えば、外部ネットワーク(EPC装置50よりも上流側)からUE10AへのUプレーンデータつまりUプレーンのトラフィックは、外部ネットワークからEPC装置50に到達すると、PGW52、SGW53、SD-WANルータ30、及びeNB20を介して、UE10Aへ伝送される。
The
MME54は、移動制御などを提供するノードであり、位置登録、ページング、ハンドオーバー等の移動制御およびベアラ(データの通信経路)BRの確立又は削除を行う。
The
ベアラBRは、LTE通信により通信されるデータが経由する経路であり、例えば、PGW52、SGW53、SD-WANルータ30、eNB20及び各UE10を結ぶ経路である。この場合、ベアラBRは、UE10A,10B,10Cのそれぞれで、異なる通信経路となる。よって、ベアラBRを識別する場合、UE10がUE10A,10B,10Cのいずれであるかを識別すればよい。
The bearer BR is a route through which data communicated by LTE communication passes, and is, for example, a
HSS55は、LTEにおける加入者管理データベースを有するノードであり、加入者の契約情報、認証情報、位置情報等の管理を行う。MME54は、HSS55から通知される認証情報に基づき、ユーザ認証を実施する。
The HSS55 is a node having a subscriber management database in LTE, and manages subscriber contract information, authentication information, location information, and the like. The
SGW53は、3GPPアクセスシステムを収容し、UE10やPGW51へデータを伝送するゲートウェイである。
The
PGW51は、外部ネットワーク(PDN)との接続点において、UE10へのIPアドレスの割り当てやパケット転送等を行うゲートウェイである。PGW51は、PCRF52と連携することで、PCRF52が有するポリシ(ポリシ制御情報)に従って、動作してよい。PGW51は、通信中(LTE通信中)に、PCRF52が有するポリシを取得してよい。よって、PGW51は、通信中でも通信制御のポリシを動的に変更して、UE10の通信を制御できる。
The
PGW51は、PCRG52が有するポリシに従って、各ベアラBRを介して通信される通信量や通信速度を制御してよい。PGW51が各ベアラBRの通信量や通信速度を制御することで、この通信量や通信速度をUE10やeNB20が実施する場合と比較して、処理負荷を低減できる。下位層の通信可能容量を超えた通信によって生じる輻輳・再送制御の処理が抑止されるためである。また、PGW51が、通信量や通信速度を制御することで、下位側のネットワークや装置においても、この通信量や通信速度に応じて通信制御が行われることになる。
The
PCRF52は、ユーザデータ転送のQoS(Quality of Service;パケットの優先転送等、通信の品質の制御)及び課金の為の制御を行うノードである。PCRF52が決定したQoS値は、PGW51及びSGW53に通知される。PGW51及びSGW53は、通知されたQoS値に従って、Uプレーンデータに対してQoS制御を実施する。QoS値は、例えば、ポリシの制御情報に含まれる設定値でよい。
The
ポリシは、ベアラBRを介した通信におけるMBR値を含んでよい。MBR値は、上り回線用のMBR値(UL-MBR値)及び下り回線用のMBR値(DL-MBR値)を含んでよい。MBR値は、各ベアラBRを介した通信における最大ビットレートを示す。そのため、MBR値は、SD-WAN30Dとともに、より下流側のネットワーク回線(例えばeNB20とUE10との間の通信回線)のビットレートも考慮された値でよい。ポリシは、ベアラBR毎に、MBR値を保持してよい。
The policy may include the MBR value in communication via the bearer BR. The MBR value may include an MBR value (UL-MBR value) for an uplink and an MBR value (DL-MBR value) for a downlink. The MBR value indicates the maximum bit rate in communication via each bearer BR. Therefore, the MBR value may be a value in which the bit rate of the network line on the downstream side (for example, the communication line between the
ポリシは、動的に変更されてよい。例えば、変更されたポリシは、PGW51及びSGW53に通知され、PGW51及びSGW53による通信制御に反映される。
The policy may be changed dynamically. For example, the changed policy is notified to the
EPC装置50は、処理部、記憶部、通信部、を有する。EPC装置50の各ノードが論理ノードである場合には、1つの装置に処理部、記憶部、及び通信部が設けられてよい。EPC装置50の各ノードが物理ノードである場合、各ノードに処理部、記憶部、及び通信部が設けられてよい。
The
EPC装置50の処理部は、プロセッサ(例えばCPU(Central Processing Unit))がメモリに保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。EPC装置50の記憶部は、例えばROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)や各種ストレージ(例えばHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive))を有してよく、各種情報、データ、プログラムを保持する。EPC装置50の通信部は、SD-WANルータ30や制御装置40や外部ネットワークにおける各種装置との間で通信(有線通信又は無線通信)する。
The processing unit of the
図2Aは、SD-WANルータ30の構成例を示す図である。SD-WANルータ30は、処理部31、記憶部32、及び通信部33を有する。
FIG. 2A is a diagram showing a configuration example of the SD-
処理部31は、プロセッサがメモリに保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。処理部31は、SD-WANルータ30の各部の動作を制御する。例えば、処理部31は、SD-WAN30Dの通信パラメータを管理し、SD-WAN30Dの通信を制御してよい。処理部31は、SD-WAN30Dの回線状況を監視し、SD-WAN30Dの回線容量が変化(例えば低下、増加)したことを検出してよい。
The
記憶部32は、例えばROMやRAMや各種ストレージを有してよく、各種情報、データ、プログラムを保持する。
The
通信部33は、SD-WAN30Dを介して1つ以上のeNB20と通信(有線通信又は無線通信)する。通信部33は、EPC装置50のSGW53及びMME54と通信(例えば有線通信又は無線通信)する。
The
図2Bは、制御装置40の構成例を示す図である。制御装置40は、処理部410、記憶部42、及び通信部430を有する。
FIG. 2B is a diagram showing a configuration example of the
処理部410は、プロセッサがメモリに保持されたプログラムを実行することで、各種機能を実現する。処理部41は、制御装置40の各部の動作を制御する。例えば、処理部41は、SD-WAN30Dの回線容量が変化した場合における、SD-WAN30Dの変化後の回線容量の情報を取得してよい。SD-WAN30Dを経由する各ベアラBRの現在の(設定中の)MBR値を取得してよい。処理部41は、各ベアラBRの現在のMBR値の比を基に、SD-WAN30Dの変化後の回線容量を按分して、新たなMBR値を算出してよい。
The processing unit 410 realizes various functions by executing a program held in the memory by the processor. The
記憶部42は、例えばROMやRAMや各種ストレージを有してよく、各種情報、データ、プログラムを保持する。
The
通信部43は、SD-WANルータ30と通信(例えば有線通信又は無線通信)する。通信部43は、EPC装置50のPCRF52と通信(例えば有線通信又は無線通信)する。
The
次に、LTE通信システム5の動作について説明する。
図3は、LTE通信システム5の動作例を示すシーケンス図である。
Next, the operation of the
FIG. 3 is a sequence diagram showing an operation example of the
図3では、UE10(UE10A,10B,10C)とEPC装置50との間で、ベアラBR(BR1,BR2,BR3)が確立されている(S11,S12,S13)。これらのベアラBR(BR1,BR2,BR3)は、UE10(UE10A,10B,10Cのいずれか1つ)、eNB20、SD-WANルータ30、制御装置40、SGB53、及びPGW51を通る通信経路である。
In FIG. 3, bearer BRs (BR1, BR2, BR3) are established between the UE 10 (UE10A, 10B, 10C) and the EPC device 50 (S11, S12, S13). These bearer BRs (BR1, BR2, BR3) are communication paths that pass through the UE 10 (any one of
SD-WANルータ30では、処理部31は、回線容量の変化(閾値th以上の回線容量の変化)を検出すると(S14)、通信部33は、新規容量の情報を制御装置40へ通知する(S15)。新規容量は、変化後のSD-WAN30Dの回線容量でもよいし、変化前後のSD-WAN30Dの回線容量の差分でもよい。
In the SD-
回線容量の変化は、回線容量の低下や増加を含んでよい。例えば、良天候(例えば晴天)から悪天候(例えば雨天)に変化した場合、SD-WAN30Dの回線容量が低下し得る。例えば、SD-WAN30Dに衛星回線やLWA(Lte Wifi Link Aggregation)を適用すると、悪天候によりスループットが低下し易い。また、悪天候から良天候に変化した場合、SD-WAN30Dの回線容量が改善し、増加し得る。また、通信量が変化することが想定されるイベントの開始又は終了に伴って、回線容量が低下又は増加してよい。また、SD-WANルータ30の設定を調整するための操作部へのユーザ操作に基づく入力に伴って、回線容量が低下又は増加してよい。
Changes in line capacity may include a decrease or increase in line capacity. For example, when the weather changes from good weather (for example, fine weather) to bad weather (for example, rainy weather), the line capacity of the SD-WAN30D may decrease. For example, when a satellite line or LWA (Lte Wifi Link Aggregation) is applied to SD-WAN30D, the throughput tends to decrease due to bad weather. Further, when the weather changes from bad weather to good weather, the line capacity of the SD-WAN30D may be improved and increased. In addition, the line capacity may decrease or increase with the start or end of an event in which the amount of communication is expected to change. Further, the line capacity may decrease or increase with the input based on the user operation to the operation unit for adjusting the setting of the SD-
制御装置40では、処理部41は、既に確立されている各ベアラBRの情報を取得する。ベアラBRの情報は、例えば、SD-WAN30Dを使用する各ベアラBRに対応するeNB20とUE10との対応付け情報であってよい。対応付け情報は、eNB20の識別情報(例えばeNB ID)とこのeNB20に接続されたUE10の識別情報(例えばUE ID)とを基づいてよい。ベアラBRの情報は、制御装置40において事前設定され、記憶部42に保持されていてよい。ベアラBRの情報は、通信部43を介してEPC装置50から取得されてよい。これにより、制御装置40は、EPC装置50の外部に配置されていても、SD-WAN30Dの内部にどのベアラBRが確立されているかを認識できる。
In the
制御装置40では、通信部43は、SD-WANルータ30からの新規容量の情報を受信して取得する(S15)。通信部43は、EPC装置50のPCRF52に対し、各ベアラBR1,BR2,BR3の現在のMBR値を問い合わせる(S16)。なお、制御装置40は、各ベアラBR1,BR2,BR3を、上述したベアラBRの情報を基に識別可能である。
In the
EPC装置50では、PCRF52は、各ベアラBR1,BR2,BR3の現在のMBR値の問い合わせを受信すると(S16)、記憶部等に保持された各ベアラBR1,BR2,BR3のMBRの現在のMBR値を読み出す。PCRF2は、各ベアラBR1,BR2,BR3の現在のMBR値を制御装置40へ通知する(S17)。
In the
制御装置40では、通信部43は、SD-WANルータ30からの各ベアラBR1,BR2,BR3の現在のMBR値の通知を受ける(S17)。処理部41は、各ベアラBR1,BR2,BR3のMBRの現在のMBR値と、変化後のSD-WAN30Dの回線容量と、を比較する。処理部41は、変化後のSD-WAN30Dの回線容量を、各ベアラBR1,BR2,BR3の現在のMBR値の比率に基づいて、各ベアラBR1,BR2,BR3の新規の(変化後の)MBR値を算出する。例えば、処理部41は、各ベアラBR1,BR2,BR3の現在のMBR値の比率に基づいて、変化後のSD-WAN30Dの回線容量を分配し、分配結果を各ベアラBR1,BR2,BR3の新規のMBR値として取得する。通信部43は、各ベアラBR1,BR2,BR3の新規のMBR値を設定すべく、各ベアラBR1,BR2,BR3の新規のMBR値をEPC装置50のPCRF52へ通知する(S18)。
In the
例えば、ベアラBR1,BR2,BR3の現在のMBR値が20Mbps、15Mbps、10Mbpsであり、SD-WAN30Dの回線容量が45Mbpsから36Mbpsした場合、ベアラBR1,BR2,BR3の新規のMBR値は、16Mbps、12Mbps、8Mbpsとなってよい。例えば、ベアラBR1,BR2,BR3の現在のMBR値が16Mbps、12Mbps、8Mbpsであり、SD-WAN30Dの回線容量が36Mbpsから45Mbpsした場合、ベアラBR1,BR2,BR3の新規のMBR値は、20Mbps、15Mbps、10Mbpsとなってよい。なお、新規のMBR値は、現在のMBR値の比率を忠実に再現されたものでなく、新規のMBR値の比率が現在のMBR値の比率と多少異なってもよい。 For example, if the current MBBR values of bearers BR1, BR2, BR3 are 20 Mbps, 15 Mbps, 10 Mbps, and the line capacity of SD-WAN30D is from 45 Mbps to 36 Mbps, the new MBBR values of bearers BR1, BR2, BR3 are 16 Mbps, It may be 12 Mbps and 8 Mbps. For example, if the current MBBR values of the bearers BR1, BR2, and BR3 are 16 Mbps, 12 Mbps, and 8 Mbps, and the line capacity of the SD-WAN30D is from 36 Mbps to 45 Mbps, the new MBR values of the bearers BR1, BR2, and BR3 are 20 Mbps. It may be 15 Mbps and 10 Mbps. The new MBR value is not a faithful reproduction of the ratio of the current MBR value, and the ratio of the new MBR value may be slightly different from the ratio of the current MBR value.
EPC装置50では、PCRF52は、各ベアラBR1,BR2,BR3の新規のMBR値を制御装置40から受信する(S18)。PCRF52は、ポリシを参照し、ポリシのパラメータに含まれる現在のMBR値を新規のMBR値で置換することで、ポリシを変更する。PCRF52は、変更されたポリシを各ベアラBR1,BR2,BR3に適用する。つまり、PCRF52は、新規のMBR値を各ベアラBR1,BR2,BR3に反映する(S19)。
In the
新規のMBR値が各ベアラBR1,BR2,BR3に反映されると、PGW51は、各ベアラBR1,BR2,BR3の通信に係るビットレートがそれぞれの新規のMBR値を超過しないように、各ベアラBR1,BR2,BR3を介した通信を制御する。
When the new MBBR value is reflected in each bearer BR1, BR2, BR3, the
なお、図3では、確立されているベアラBRの情報を基に、新規のMBR値が導出され、PCRF52が変更されることを例示した。なお、このベアラの情報は、確立済みのベアラに係る情報だけでなく、ベアラを確立可能であって未確立のベアラに係る情報を含んでもよい。したがって、確立済み及び未確立のベアラ(つまり接続し得るUE10、eNB20配下の全UE10)を基に、新規のMBR値が導出され、PCRF52が変更されてもよい。
It should be noted that FIG. 3 illustrates that a new MBR value is derived and PCRF52 is changed based on the established bearer BR information. The information on the bearer may include not only the information on the established bearer but also the information on the bearer that can establish the bearer but has not been established. Therefore, a new MBR value may be derived and the
図3の動作例によれば、LTE通信システム5は、新規のMBR値をPCRF52に設定し、このMBR値を各ベアラBRに反映することで、SD-WAN30Dの回線容量の変化に対応した通信品質を実現できる。よって、例えばSD-WAN30Dの回線容量が低下した場合には、LTE通信システム5は、現在のMBR値が低下した回線容量に対して過度に大きいために、各ベアラBRにおいて輻輳が発生することを抑制できる。また、例えばSD-WAN30Dの回線容量が増加した場合には、LTE通信システム5は、現在のMBR値が増加した回線容量に対して過度に小さいために、各ベアラBRの利用効率が過小となることを抑制できる。
According to the operation example of FIG. 3, the
また、PCRF52のポリシに含まれるMBR値は、SD-WAN30Dの回線品質と各ベアラBR(例えばeNB20配下の各UE10)とに応じて、好適に調整(例えば最適化)される。したがって、LTE通信システム5は、ポリシのMBR値の設定を、UE10毎に個別に生成することを不要化できる。よって、LTE通信システム5は、MBR値生成に係るLTE通信システム5を使用するユーザの手間を省き、ユーザの利便性を向上できる。
Further, the MBR value included in the policy of PCRF52 is appropriately adjusted (for example, optimized) according to the line quality of SD-WAN30D and each bearer BR (for example, each
図4は、比較例におけるLTE通信システム5Xの構成を示す図である。LTE通信システム5Xは、複数のUE10X(10X1,10X2,10X3,…)と、eNB20Xと、EPC装置50Xと、を有する。EPC装置50Xは、PGW51X、PCRF52X、SGW53X、MME54X、及びHSS55Xを備える。eNB20XとEPC装置50Xとの間の通信回線は、SD-WANではなく物理的なWAN回線N1であり、ソフトウェアの運用は考慮されていない。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the
WAN回線N1を用いる場合、SD-WANルータ30を備えないので、WAN回線N1の回線状況が監視されておらず、通信量の設定等の柔軟性が本実施形態と比較して劣る。また、LTE通信システム5Xは、制御装置40を備えていない。したがって、WAN回線N1の回線状況に変化が生じても、LTE通信に係るパラメータに反映されない。そのため、LTE通信が好適な状況で使用することができない場合がある。
When the WAN line N1 is used, since the SD-
これに対し、LTE通信システム5は、制御装置40を備えることで、SD-WAN30Dの回線品質の変化に応じて、PCRF52のポリシを変更できる。PGW51は、PCRF52のポリシに従って、UE10のLTE通信を制御できる。したがって、PGW51は、SD-WAN30Dの回線品質の変化に対応して、UE10のLTE通信を制御できる。また、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dのスペック(例えば回線容量)が動的に変化する場合でも、LTE通信システム5におけるSD-WAN30Dの利用効率を一定に維持し易くなる。
On the other hand, the
また、LTE通信システム5は、LTE通信にSD-WAN30Dを用いることで、LTE通信とWAN回線を介した通信との連動性を高くできる。従来のLTE通信では、電話会社が管理する電話通信等が多く、事前にLTE通信においてどの程度のトラフィックが必要となるかが把握されていることが多い。そのため、図4に示すように、WAN回線の回線容量が固定的に設定されていることが多い。一方、ユーザ要求によって回線の使用予定量が大きく変化する場合、WAN回線の回線容量を動的に変更可能とすることが望ましい。例えば、イベントが開催されるためにトラフィックが多くなることが予想される場合、本実施形態のように、SD-WAN30Dの設定が変更されることで、SD-WAN30Dの回線容量が増大され得る。
Further, in the
ここで、SD-WAN30Dの回線容量の増大とLTE通信の通信容量とは別個のものである。したがって、SD-WAN30Dの情報とLTE通信の情報とを特別に連携しない場合、SD-WAN30Dの回線状況とLTE通信の通信容量とは対応付けされない。 Here, the increase in the line capacity of the SD-WAN30D and the communication capacity of the LTE communication are separate. Therefore, if the SD-WAN30D information and the LTE communication information are not particularly linked, the SD-WAN30D line status and the LTE communication communication capacity are not associated with each other.
これに対し、本実施形態では、制御装置40は、SD-WAN30Dの回線容量の変化をSD-WANルータ30から通知され、回線容量の変化に基づくPCRF52のポリシ(例えばMBR値)の変更指示をPCRF52へ行う。これにより、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dの回線容量の変化に伴い、PCRF52のポリシを変更するためのユーザ操作を不要にできる。よって、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dを介した通信とLTE通信とを整合して最適化でき、SD-WAN30Dの回線状況に好適に対応して、LTE通信するためのポリシを自動的に設定できる。そのため、LTE通信システム5は、例えばユーザ操作に基づくSD-WAN30DとLTE通信との不整合が発生することも抑制できる。
On the other hand, in the present embodiment, the
逆に、制御装置40は、PCRF52のポリシ(例えばMBR値)の変更をEPC装置50から通知され、ポリシの変更に基づくSD-WAN30Dの回線容量の変更指示をSD-WANルータ30へ行ってもよい。これにより、LTE通信システム5は、PCRF52のポリシを変更に伴い、SD-WAN30Dの回線容量を変更するためのユーザ操作を不要にできる。よって、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dを介した通信とLTE通信とを整合して最適化でき、LTE通信するためのポリシの内容に柔軟に対応して、SD-WAN30Dの回線容量を自動的に設定できる。そのため、LTE通信システム5は、例えばユーザ操作に基づくSD-WAN30DとLTE通信との不整合が発生することも抑制できる。
On the contrary, even if the
また、物理的なWAN回線を、LTE通信システム5を管理する管理者以外の第三者が用意する場合、WAN回線を利用したSD-WAN30Dの回線品質を保証することが困難である。この場合でも、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dの回線品質の変化に応じて、PCRF52のポリシを変更でき、LTE通信におけるネットワーク利用効率の低下を抑制できる。
Further, when the physical WAN line is prepared by a third party other than the administrator who manages the
以上のように、本実施形態のLTE通信システム5は、LTE通信方式に従って通信するEPC装置50を備え、SD-WANルータ30及び制御装置40を備える。SD-WANルータ30は、EPC装置50と1つ以上のeNB20とを接続するSD-WAN30Dの回線容量の変化を検出する。制御装置40は、SD-WAN30Dの変化後の回線容量の情報を取得する。制御装置40は、EPC装置50とeNB20に接続された複数のUEとを接続する複数のベアラBRの通信可能容量の情報を取得する。制御装置40は、SD-WAN30Dの変化後の回線容量と複数のベアラBRの通信可能容量の比率とに基づいて、複数のベアラBRの通信可能容量を変更する。EPC装置50は、複数のベアラBRの変更後の通信可能容量を制御装置40から取得し、変更後の通信可能容量の情報を保持する。
As described above, the
なお、SD-WANルータ30は、ルータ装置の一例である。EPC装置50は、コアネットワーク装置の一例である。eNB20は、基地局装置の一例である。UE10は、端末の一例である。ベアラBRは、通信経路の一例である。SD-WAN30Dは、通信回線の一例である。
The SD-
これにより、LTE通信システム5は、制御装置40を備えることで、SD-WAN30Dの回線容量の変化に応じて、複数のベアラBRの通信可能容量を変更できる。LTE通信システム5は、EPC装置50が複数のベアラBRの変更後の通信可能容量を参照することで、SD-WAN30Dの回線容量の変化に応じた通信の制御を実施でき、SD-WAN30Dの回線容量の変化に対応した通信品質を実現できる。また、LTE通信システム5は、UE10毎に個別に通信可能容量を生成し設定することを不要化できる。よって、LTE通信システム5は、ベアラBRの通信可能容量の生成に係るLTE通信システム5を使用するユーザの手間を省き、ユーザの利便性を向上できる。また、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dの回線品質が動的に変化する場合でも、LTE通信システム5におけるSD-WAN30Dの利用効率を一定に維持し易くなる。このように、LTE通信システム5は、LTE通信に係るネットワーク利用効率の低下を抑制できる。
As a result, the
また、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dを介してLTE通信することで、SD-WANルータ30により回線容量等の回線状況を監視し易くなる。そして、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dのトラフィック要求量が変化する場合でも、動的にトラフィック量を分配でき、LTE通信を安定化できる。
Further, the
SD-WAN30Dの回線容量の変化は、SD-WAN30Dの回線容量の低下を含んでよい。 The change in the line capacity of the SD-WAN30D may include a decrease in the line capacity of the SD-WAN30D.
これにより、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dの回線容量が低下した場合でも、低下した回線容量に応じて各ベアラBRの通信可能容量を小さくでき、各ベアラBRにおいて輻輳が発生することを抑制できる。
As a result, even if the line capacity of the SD-WAN30D is reduced, the
SD-WAN30Dの回線容量の変化は、SD-WAN30Dの回線容量の増加を含んでよい。 The change in the line capacity of the SD-WAN30D may include an increase in the line capacity of the SD-WAN30D.
これにより、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dの回線容量が増加した場合でも、増加した回線容量に応じて各ベアラBRの通信可能容量を大きくでき、各ベアラBRの利用効率が過小となることを抑制できる。
As a result, even if the line capacity of the SD-WAN30D increases, the
通信可能容量の情報は、最大ビットレート(MBR値)の情報を含んでよい。 The information on the communicable capacity may include information on the maximum bit rate (MBR value).
これにより、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dの回線容量の変化に応じて、MBR値を変更できる。
As a result, the
EPC装置50は、PGW51を備えてよい。最大ビットレートの情報は、PCRF52のポリシに含まれてよい。ポリシは、制御装置40からの変更後のMBR値に基づいて変更されてよい。PGW51は、変更されたポリシに従って、複数のベアラBRを介した通信を制御してよい。
The
これにより、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dの回線容量の変化に応じて、複数のベアラBRにおける、PCRFのポリシに含まれるパラメータの1つであるMBR値を変更できる。よって、LTE通信システム5は、SD-WAN30Dの回線状況とLTEプロトコルに係るパラメータとを連携して管理でき、変更後のMBR値を用いてベアラBRを介した通信を制御できる。
As a result, the
EPC装置50は、制御装置40を備えてよい。
The
これにより、LTE通信システム5は、制御装置40を別途設ける必要なく、LTE通信システム5の構成を簡素化できる。LTE通信システム5は、単体の装置でも、SD-WAN30Dの回線容量に変化に応じた各ベアラBRの通信可能容量の変更を実施できる。
As a result, the
LTE通信方式は、WANを介して仮想的にLTEプロトコルに従って通信する方式を含んでよい。 The LTE communication method may include a method of virtually communicating according to the LTE protocol via the WAN.
これにより、eNB20は、物理的にLTE回線を用いてLTE通信を行う場合に限らず、LTE回線以外の通信回線上に仮想的にLTEプロトコルに従った通信を行う場合でも、LTE通信システム5は、通信回線の回線容量に変化に応じた各ベアラBRの通信可能容量の変更を実施できる。
As a result, the
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, which naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、LTE通信に係るネットワーク利用効率の低下を抑制できるLTE通信システム及び通信制御方法等に有用である。 The present invention is useful for LTE communication systems, communication control methods, and the like that can suppress a decrease in network utilization efficiency related to LTE communication.
5,5X LTE通信システム
10,10A,10B,10C,10X,10X1,10X2,10X3 UE
20,20X eNB
30 SD-WANルータ
30D SD-WAN
31 処理部
32 記憶部
33 通信部
40 制御装置
41 処理部
42 記憶部
43 通信部
50,50X EPC装置
51,51X PWG
52,52X PCRF
53,53X SGW
54,54X MME
55,55X HSS
BR,BR1 ベアラ
N1 WAN回線
5,5X
20,20X eNB
30 SD-
31
52, 52X PCRF
53,53X SGW
54,54X MME
55,55X HSS
BR, BR1 Beara N1 WAN line
Claims (7)
前記ルータ装置は、前記コアネットワーク装置と1つ以上の基地局装置とを接続する通信回線の回線容量の変化を検出し、
前記制御装置は、
前記通信回線の変化後の回線容量の情報を取得し、
前記コアネットワーク装置と前記基地局装置に接続された複数の端末とを接続する複数の通信経路の各々の通信可能容量の情報を取得し、
前記通信回線の変化後の回線容量と、複数の前記通信経路の各々の通信可能容量の比率と、に基づいて、複数の前記通信経路の各々の通信可能容量を変更し、
前記コアネットワーク装置は、
複数の前記通信経路の各々の変更後の通信可能容量を前記制御装置から取得し、
前記変更後の通信可能容量の情報を保持し、
前記通信回線は、SD-WAN(Software Defined - Wide Area Network)である、
LTE通信システム。 An LTE communication system including a core network device that communicates according to an LTE (Long Term Evolution) communication method, and a router device and a control device.
The router device detects a change in the line capacity of a communication line connecting the core network device and one or more base station devices.
The control device is
Obtaining information on the line capacity after the change in the communication line,
Information on the communicable capacity of each of the plurality of communication paths connecting the core network device and the plurality of terminals connected to the base station device is acquired.
Based on the line capacity after the change of the communication line and the ratio of the communicable capacity of each of the plurality of communication paths, the communicable capacity of each of the plurality of communication paths is changed.
The core network device is
The changed communicable capacity of each of the plurality of communication paths is acquired from the control device, and the communicable capacity is acquired from the control device.
Retains the information on the communicable capacity after the change,
The communication line is SD-WAN (Software Defined --Wide Area Network).
LTE communication system.
前記通信回線の回線容量の変化は、前記通信回線の回線容量の低下を含む、
LTE通信システム。 The LTE communication system according to claim 1.
The change in the line capacity of the communication line includes a decrease in the line capacity of the communication line.
LTE communication system.
前記通信回線の回線容量の変化は、前記通信回線の回線容量の増加を含む、
LTE通信システム。 The LTE communication system according to claim 1 or 2.
The change in the line capacity of the communication line includes an increase in the line capacity of the communication line.
LTE communication system.
前記通信可能容量の情報は、最大ビットレートの情報を含む、
LTE通信システム。 The LTE communication system according to any one of claims 1 to 3.
The information on the communicable capacity includes information on the maximum bit rate.
LTE communication system.
前記コアネットワーク装置は、PGW(Packet data network GateWay)を備え、
前記最大ビットレートの情報は、PCRF(Policy and Charging Rule Function)のポリシに含まれ、
前記ポリシは、前記制御装置からの前記通信可能容量に基づいて変更され、
前記PGWは、変更された前記ポリシに従って、複数の前記通信経路を介した通信を制御する、
LTE通信システム。 The LTE communication system according to claim 4.
The core network device includes a PGW (Packet data network GateWay).
The maximum bit rate information is included in the PCRF (Policy and Charging Rule Function) policy.
The policy is modified based on the communicable capacity from the controller.
The PGW controls communication via the plurality of communication paths according to the changed policy.
LTE communication system.
前記コアネットワーク装置は、前記制御装置を備える、
LTE通信システム。 The LTE communication system according to any one of claims 1 to 5 .
The core network device includes the control device.
LTE communication system.
コアネットワーク装置と1つ以上の基地局装置とを接続する通信回線の回線容量の変化を検出し、
前記通信回線の変化後の回線容量の情報を取得し、
前記コアネットワーク装置と前記基地局装置に接続された複数の端末とを接続する複数の通信経路の各々の通信可能容量の情報を取得し、
前記通信回線の変化後の回線容量と、複数の前記通信経路の各々の通信可能容量の比率と、に基づいて、複数の前記通信経路の各々の通信可能容量を変更し、
複数の前記通信経路の変更後の各々の通信可能容量に基づいて、複数の前記通信経路を介した通信を制御し、
前記通信回線は、SD-WANである、
通信制御方法。 It is a communication control method in an LTE communication system that communicates according to the LTE communication system.
Detects changes in the line capacity of the communication line connecting the core network device and one or more base station devices,
Obtaining information on the line capacity after the change in the communication line,
Information on the communicable capacity of each of the plurality of communication paths connecting the core network device and the plurality of terminals connected to the base station device is acquired.
Based on the line capacity after the change of the communication line and the ratio of the communicable capacity of each of the plurality of communication paths, the communicable capacity of each of the plurality of communication paths is changed.
Based on each communicable capacity after the change of the plurality of communication paths, communication via the plurality of communication paths is controlled .
The communication line is SD-WAN.
Communication control method.
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