JP7716634B2 - 制御システム、制御方法、コントローラ、及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、アクセスネットワーク内の通信帯域を割り当てる制御システム、制御方法、コントローラ、及びプログラムに関する。

近年、同一のネットワーク基盤上に様々なネットワーク要件をもつ複数のサービスやアプリケーションを収容する検討が進められている。そのためには、“端末から端末まで”や“端末からアプリケーションサーバまで”のＥｎｄ－Ｅｎｄ区間において、同一ＮＷに収容された各サービスやアプリケーションが要求する品質を保証しなければならない。

ネットワークのＥｎｄ－Ｅｎｄは、無線と有線の区間にわけることができる。その中でも無線区間では、既存技術としてＩＥＥＥ８０２．１１のＥｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ（ＥＤＣＡ）と呼ばれる優先制御機能が存在する（非特許文献１、２）。

ＥＤＣＡは端末（宛先）単位での制御であり、サービスおよびアプリケーション単位での品質制御を可能とするようなトラフィックフロー単位でのパケット送信制御が困難である。非特許文献３に記載の技術を適用することで、トラフィックフロー単位でのパケット送信制御が可能となり、サービスおよびアプリケーション単位での品質制御を実現することができる。

一方で、スマートフォンや携帯電話、パーソナルコンピュータ、ロボットなど端末に該当する装置が利用するアプリケーションやそのステートは時々刻々と変化し、それに伴い必要となる通信要件も変動する。

非特許文献３に記載の技術では、前述したような通信要件の変動に追従する機能が存在しない。そのため、実態に沿わないスケジューリングを行う可能性がある。例えば、要求する帯域がスケジューリングで与えられた帯域よりも大きい場合、パケットロス、遅延及びジッタの原因となる。また、要求する帯域がスケジューリングで与えられた帯域よりも小さい場合、パケットロス、遅延及びジッタは発生しないが、無線ネットワークの帯域利用効率が低下する。以上より、コントローラは時間変化に伴うアプリケーションの通信要件の変化を把握する必要がある。

ＩＥＥＥ ８０２．１１ｅ－２００５ － ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－－Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ－－Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ－－Ｐａｒｔ １１： Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ － Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ８： Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ "ＱｏＳを実現する無線ＬＡＮ規格 ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ" 映像情報メディア学会誌 Ｖｏｌ． ５７， Ｎｏ． １１ （２００３） "無線ＮＷに依存しない集中制御による品質制御技術の提案"， ２０２１年電子情報通信学会総合大会， Ｂ－６－５ （２０２１）．

前記課題を解決するために、本開示は、アプリケーションの通信要件に応じてバッファ毎にパケット送信制御を行うことを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示は、各バッファに蓄積されたパケット量及びアプリケーションの通信要件に基づいてパケット送信制御を行う。

具体的には、本開示に係る制御システムは、
無線ネットワークのトラフィックを制御する制御システムであって、
バッファに蓄積されたパケットを、前記無線ネットワークを介して相互に伝送する端末及びアクセスポイントと、
前記端末及び前記アクセスポイントに対して送信制御を行うコントローラと、
を備えており、
前記コントローラは、前記端末及び前記アクセスポイントのバッファに蓄積されたパケット量及び前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件に基づいて、前記端末と前記アクセスポイントとの間のパケット送信を前記バッファ毎に制御する。

具体的には、本開示に係る制御方法は、
無線ネットワークのトラフィックを制御する制御方法であって、
前記制御方法は、前記無線ネットワークを介してパケットを相互に伝送する端末及びアクセスポイントに対してコントローラが行う送信制御であって、
前記端末及び前記アクセスポイントのバッファに蓄積されたパケット量及び前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件に基づいて、前記端末と前記アクセスポイントとの間のパケット送信を前記バッファ毎に制御する。

具体的には、本開示に係るコントローラは、
無線ネットワークのトラフィックを制御するコントローラであって、
前記コントローラは、前記無線ネットワークを介してパケットを相互に伝送する端末及びアクセスポイントに対して送信制御を行う装置であって、
前記端末及び前記アクセスポイントのバッファに蓄積されたパケット量及び前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件に基づいて、前記端末と前記アクセスポイントとの間のパケット送信を前記バッファ毎に制御する。

本開示は、前記コントローラとしてコンピュータを機能させるためのプログラムである。前記コントローラは、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

本開示によれば、アプリケーションの通信要件に応じてバッファ毎にパケット送信制御を行うことができる。

本開示の制御システムの基本構成の一例を示す。 本開示の制御システムのシステム構成の一例を示す。 コントローラが備えるデータベースが保持する情報の一例である。 本開示に係る制御方法を説明する図である。 本開示に係るデータベースの一例を示す。 本開示に係るスケジューリングの一例を示す。 本開示の効果を説明する図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（基本構成）
まず、本実施形態の制御システムの基本構成を説明する。図１は、本実施形態の制御システム３００を説明する図である。
制御システム３００は、無線ネットワーク１５のトラフィックを制御する制御システムであって、
無線ネットワーク１５を介してパケットを相互に伝送する端末１１及びアクセスポイント１２と、
端末１１及びアクセスポイント１２に対して送信制御を行うコントローラ１３と、
を備える。

本開示の制御システム３００では、
各端末１１およびアクセスポイント１２は、フロー単位バッファ部を単一ないし複数保持し、各アプリケーションと紐づけされており、
コントローラ１３は、事前に各端末１１およびアクセスポイント１２が保持するフロー単位バッファ部のバッファ番号とアプリケーション毎の通信要件を紐づけてデータベース部に記録する。
コントローラ１３は、データベース部を参照し、端末１１及びアクセスポイント１２のフロー単位バッファ部毎に、フロー単位バッファ部に蓄積されたパケット量及びフロー単位バッファ部（ＦＢ１、ＦＢ２）と紐づくアプリケーション（ＡＰ１）に基づいて、端末１１とアクセスポイント１２との間のパケット送信を制御する。

ここで、通信要件は、端末１１のフロー単位バッファ部及びアクセスポイント１２のフロー単位バッファ部のそれぞれと紐づくアプリケーションの要求帯域、要求遅延時間及び要求遅延揺らぎ時間（要求ジッタ）を含む。要求帯域は、アプリケーションＡＰ１を実行するために必要な、無線ネットワーク１５における通信帯域である。本実施形態では送信時間を用いて要求帯域を実現する例を示すが、本開示における要求帯域は時間軸に限らず、波長軸を用いて達成されてもよい。要求遅延時間は、アプリケーションＡＰ１を実行するために必要な、パケットの遅延時間の許容値である。要求ジッタは、アプリケーションＡＰ１を実行するために必要な、パケットの遅延揺らぎ時間の許容値である。

端末１１においては利用するアプリケーションＡＰ１が任意のタイミングで変更になる。そのため、本開示は、端末１１において実行されるアプリケーションに応じて、フロー単位バッファ部に紐づくアプリケーションの情報を更新する。この更新方法は任意であり、例えば、通知部がフロー単位バッファ部に紐づくアプリケーションの情報を、コントローラ１３に通知してもよい。また、コントローラ１３は、外部からの入力信号により、データベースＤＢ３に記憶した通信要件を新たな通信要件に更新してもよい。さらには、コントローラ１３は、外部からの入力信号により、データベースＤＢ３に新たな通信要件を追加して記憶してもよい。

（実施形態１）
図２は、本実施形態の制御システムを説明する図である。本実施形態の制御システム３０１は、Ｎ台の端末１１、これらの端末１１と通信を行うアクセスポイント１２、端末１１の通信帯域（以下、「通信帯域」を「帯域」と略記する。）を割り当てるコントローラ１３、を備える。端末１１、アクセスポイント１２及びコントローラ１３は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

制御システム３０１は、端末１１及びアクセスポイント１２からのパケット量の通知に基づいて端末１１とアクセスポイント１２との間のパケット送信の制御を行う機能を備える。具体的には、以下の構成を備える。
端末１１は、主信号送受信部ＭＴＲ１、主信号バッファ部ＭＢ１、フロー単位バッファ部ＦＢ１＃１～＃Ｌ、アプリケーションＡＰ１＃１～＃Ｌ、スケジューラ部ＳＣＨ１、通知部ＮＴＦ１、制御信号送受信部ＣＴＲ１を備える。
アクセスポイント１２は、主信号送受信部（下位）ＭＴＲ２、主信号バッファ部ＭＢ２、フロー単位バッファ部ＦＢ２＃１～＃Ｋ、主信号送受信部（上位）ＭＴＲＵ、通知部ＮＴＦ２、スケジューラ部ＳＣＨ２、制御信号送受信部ＣＴＲ２を備える。
コントローラ１３は、データベース部ＤＢ３、スケジューリング部ＳＣＨ３、制御信号送受信部ＣＴＲ３を備える。

端末１１及びアクセスポイント１２のそれぞれは、
送信パケットをトラフィックフロー毎に蓄積するバッファ（ＦＢ１、ＦＢ２）と、
バッファ（ＦＢ１、ＦＢ２）に蓄積されたトラフィックフロー毎の前記送信パケットの蓄積量をコントローラ１３に送信し、コントローラ１３からトラフィックフロー毎の前記送信パケットの送信開始タイミングおよび送信時間を受信する装置側送受信部（ＣＴＲ１、ＣＴＲ２）と、
前記送信開始タイミングおよび前記送信時間に従ってバッファ（ＦＢ１、ＦＢ２）内のトラフィックフロー毎の前記送信パケットを無線ネットワーク１５に送信する主信号送信部（ＭＴＲ１、ＭＴＲ２）と、
を備える。

コントローラ１３は、
端末１１及びアクセスポイント１２のそれぞれから前記蓄積量を受信し、端末１１及びアクセスポイント１２のそれぞれへ前記送信開始タイミングおよび前記送信時間を送信する制御信号送受信部ＣＴＲ３と、
端末１１が備えるアプリケーションＡＰ１の通信要件及び受信した前記蓄積量に基づいてトラフィックフロー毎の前記送信パケットの前記送信開始タイミング及び前記送信時間を決定するスケジューリング部ＳＣＨ３と、
を備える。

制御システム３０１は、主信号（トラフィックのパケット）の通信手段とは別の通信手段でコントローラ１３とアクセスポイント１２／端末１１との間の制御信号を通信する。具体的には、制御信号は、端末１１の制御信号送受信部ＣＴＲ１とコントローラ１３の制御信号送受信部ＣＴＲ３との間、及びアクセスポイント１２の制御信号送受信部ＣＴＲ２とコントローラ１３の制御信号送受信部ＣＴＲ３との間で送受される。

各端末１１およびアクセスポイント１２は、定期的にフロー単位バッファ部（ＦＢ１、ＦＢ２）に蓄積されたパケット量を、制御信号を用いてコントローラ１３に通知する。
端末１１は各アプリケーションＡＰ１から送信されたパケットをアプリケーション毎（フロー毎）にフロー単位バッファ部ＦＢ１に蓄積する。通知部ＮＴＦ１は、定期的に各フロー単位バッファ部ＦＢ１のパケット蓄積量を確認し、各フロー単位バッファ部ＦＢ１に蓄積されているパケット量を、制御信号を用いて制御信号送受信部ＣＴＲ１を介してコントローラ１３へ通知する。本開示では、このパケット蓄積量を通知するための制御信号を「パケット量通知」と称する。パケット量通知には、端末１１又はアクセスポイント１２の情報、フロー単位バッファ部（ＦＢ１、ＦＢ２）の情報も含まれる。
なお、フロー単位バッファ部ＦＢ１をアプリケーションＡＰ１が所有していてもよい。

また、アクセスポイント１２は上位ネットワーク装置５０からのパケットをアプリケーション毎（フロー毎）にフロー単位バッファ部ＦＢ２に蓄積する。通知部ＮＴＦ２は、定期的に各フロー単位バッファ部ＦＢ２のパケット蓄積量を確認し、制御信号を用いて制御信号送受信部ＣＴＲ２を介してコントローラ１３へ通知する。

コントローラ１３は、通知されたパケット蓄積量、端末１１、アクセスポイント１２、及びフロー単位バッファ部（ＦＢ１、ＦＢ２）の情報を記録する。そして、端末１１のアプリケーションＡＰ１の通信要件及びパケット蓄積量を元にフロー単位バッファ部（ＦＢ１、ＦＢ２）毎の送信開始タイミングと送信時間を決定し、各端末１１およびアクセスポイント１２へ、制御信号を用いて通知する。

コントローラ１３の制御信号送受信部ＣＴＲ３は、各端末１１とアクセスポイント１２から制御信号を受信し、制御信号に含まれるパケット蓄積量、端末１１、アクセスポイント１２、及びフロー単位バッファ部（ＦＢ１、ＦＢ２）の情報をデータベースＤＢ３に整理する。加えて、コントローラ１３は、アプリケーションＡＰ１の通信要件もデータベースＤＢ３で管理する。

図３は、データベースＤＢ３に整理された情報の一例を説明する図である。
本データベースＤＢ３は、次の５つの情報を整理する。
項番は、端末１１とアクセスポイント１２の全てのフロー単位バッファ部（ＦＢ１、ＦＢ２）に対する通し番号である。
ノード番号は、アクセスポイント１２又は端末１１の番号である。
バッファ番号は、各端末１１が保有するフロー単位バッファ部ＦＢ１の番号、又はアクセスポイント１２保有するフロー単位バッファ部ＦＢ２の番号である。
パケット量は、それぞれのバッファ番号を持つフロー単位バッファ部が保持するパケット蓄積量である。例えば、項番Ｋ＋２は、端末１１＃１が持つフロー単位バッファ部ＦＢ１＃２のパケット蓄積量であり、その量は“Ｂ１２”であることを意味する。
通信要件は、フロー単位バッファ部（ＦＢ１、ＦＢ２）に紐づくアプリケーションＡＰ１の通信要件である。なお、図３の通信要件における「帯域」は「要求帯域」を、「遅延」は「要求遅延時間」を、「ジッタ」は「要求ジッタ」を略記したものである。

コントローラ１３のスケジューリング部ＳＣＨ３は、後述するスケジューリング方式を利用し、データベース部ＤＢ３の内容からフロー単位バッファ部毎の送信開始タイミングと送信時間を決定する。そして、スケジューリング部ＳＣＨ３は、決定した送信開始タイミングと送信時間を、制御信号を用いて、制御信号送受信部ＣＴＲ３から端末１１やアクセスポイント１２へ送信する。

各端末１１およびアクセスポイント１２は、通知された送信開始タイミングに、と通知された送信時間に相当するパケット量をフロー単位バッファ部（ＦＢ１、ＦＢ２）から読み出し、主信号バッファ部（ＭＢ１、ＭＢ２）へ入力する。主信号送受信部（ＭＴＲ１、ＭＴＲ２）は、主信号バッファ部（ＭＢ１、ＭＢ２）のパケットを、通知された送信時間にわたって無線ネットワーク１５へ送信する。

図４は、以上で説明した動作をフローチャートで説明した図である。本実施形態の制御方法は、無線ネットワーク１５のトラフィックを制御する制御方法であって、
本開示に係る制御方法は、無線ネットワーク１５を介してパケットを相互に伝送する端末１１及びアクセスポイント１２に対してコントローラ１３が行う送信制御であって、
端末１１及びアクセスポイント１２のそれぞれのバッファ（ＦＢ１、ＦＢ２）にトラフィックフロー毎に送信パケットを蓄積すること（ステップＳ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１２１，Ｓ１２２）、
それぞれのバッファ（ＦＢ１、ＦＢ２）に蓄積されたトラフィックフロー毎の送信パケットの蓄積量をコントローラ１３に送信すること（ステップＳ１１３、Ｓ１２３）、
コントローラ１３にて、端末１１及びアクセスポイント１２のそれぞれから受信した蓄積量に基づいてトラフィックフロー毎の送信パケットの送信開始タイミング及び送信時間を決定すること（ステップＳ１３１、Ｓ１３２）、
コントローラ１３から端末１１及びアクセスポイント１２のそれぞれへ送信開始タイミングおよび送信時間を送信すること（ステップＳ１３３）、及び
送信開始タイミングおよび送信時間に従って端末１１及びアクセスポイント１２のそれぞれのバッファ（ＦＢ１、ＦＢ２）からトラフィックフロー毎の送信パケットを無線ネットワーク１５に送信すること（ステップＳ１１４、Ｓ１２４）
を特徴とする。

［スケジューリング方式］
ここで、コントローラ１３のスケジューリング部ＳＣＨ１３が行うスケジューリング方式を説明する。
フロー単位バッファ部ＦＢ１＃１～３を備える２台の端末１１＃１、１１＃２と、フロー単位バッファ部ＦＢ２＃１～３を備える１台のアクセスポイント１２で構成される制御システム３０１のスケジューリングの例を示す。なお、理解が容易になるよう、無線ネットワーク１５の周波数軸でのスループットは固定とする。また、コントローラ１３は周期Ｔ_ｃ毎にスケジューラを端末１１＃１及び１１＃２並びにアクセスポイント１２へ通知するものとする。

本例のデータベースＤＢ３を図５に示す。まず、スケジューリング部ＳＣＨ１３は、フロー単位バッファ部ＦＢ１及びＦＢ２のそれぞれについて、通信要件の要求帯域に基づく最低限の送信時間を決定する。例えば、項番＃７の場合、要求帯域がＲＢ_２１である。この場合、スケジューリング部ＳＣＨ１３は、ＲＢ_２１に相当する送信時間を項番＃７に割り当てる。このようにして、図６に示すように、各項番の送信時間が割り当てられる。また、設定したスループット及び送信時間では、蓄積された全パケット量を送信できないフロー単位バッファ部ＦＢ１又はＦＢ２が存在する場合がある。この場合は、スケジューリング部ＳＣＨ１３は、全パケット量を送信できなかったフロー単位バッファ部ＦＢ１又はＦＢ２については、次のスケジューリングで残りのパケット量についてスケジューリングを行ってもよい。ここで、スケジューリング部ＳＣＨ１３は、送信できなかった残りのパケット量を、スループット、送信時間及びパケット量を用いて計算してもよい。

また、スケジューリング部ＳＣＨ１３は、フロー単位バッファ部ＦＢ１及びＦＢ２のそれぞれについて、パケット量及びスループットを考慮し、蓄積されたパケット量の送信が可能である、要求帯域に基づく送信時間よりも短い送信時間を割り当ててもよい。パケット量に応じた送信時間を割り当てることで、より効率的なスケジューリングを行うことができる。

そして、スケジューリング部ＳＣＨ１３は、通信要件の要求遅延時間が短いフロー単位バッファ部の送信開始タイミングが先となるように各フロー単位バッファ部の送信開始タイミングを決定する。例えば、図５に示す各フロー単位バッファ部の要求遅延時間について、ＲＤ_０１＜ＲＤ_１１＜ＲＤ_２１＜ＲＤ_０２＜ＲＤ_１２＜ＲＤ_２２＜ＲＤ_０３＜ＲＤ_１３＜ＲＤ_２３の関係が成立するとする。この場合、送信開始タイミングの順番は、図６に示すように、項番＃１（ＲＤ_０１）、項番＃４（ＲＤ_１１）、項番＃７（ＲＤ_２１）、項番＃２（ＲＤ_０２）、項番＃５（ＲＤ_１２）、項番＃８（ＲＤ_２２）、項番＃３（ＲＤ_０３）、項番＃６（ＲＤ_１３）、項番＃９（ＲＤ_２３）となる。

また、スケジューリング部ＳＣＨ１３は、各フロー単位バッファ部について、同一フロー単位バッファ部におけるパケット送信間隔、すなわち、送信完了タイミングから次の送信開始タイミングまでの時間が通信要件の要求ジッタ以下となるように各フロー単位バッファ部の送信開始タイミングを決定する。例えば、図６に示す項番＃７のフロー単位バッファ部については、送信完了タイミングｔ_２から次の送信開始タイミングｔ_３までの時間が要求ジッタＲＪ_２１以下となるようにスケジューリングを行う。他の項番のフロー単位バッファ部についても同様である。ここで、スケジューリング部ＳＣＨ１３は、通信要件の要求遅延時間により送信開始タイミングが通信要件の要求ジッタを満たさない場合には、通信要件の要求遅延時間を無視して、通信要件の要求ジッタを満たすように送信開始タイミングを決定する。

アプリケーションの通信要件が時間変化する場合がある。例えば、映像通信の場合、映像の変化が大きい時は通信するパケット量も増大するが、映像の変化が小さい時は通信するパケット量が減少する。このような場合、同じアプリケーションでも時間によって通信要件が変化することが考えられる。そこで、本実施形態に係る制御システム３０１は、通信要件が変化したことを検知する監視部を備えていてもよい。変化した通信要件について以下の方法で対処することが可能である。

例えば、端末１１のアプリケーションＡＰ１が監視部として機能してもよい。この場合、アプリケーション１１は、自身の通信要件が変化した場合に、通知部ＮＴＦ１を通して変化した通信要件をコントローラ１３へ通知してもよい。

アプリケーションによってはそのアプリケーションを制御し、監視するアプリケーションマネージャが存在するため、そのアプリケーションマネージャが監視部として機能してもよい。この場合、アプリケーションマネージャがアプリケーションの通信要件が変化したことを検知し、アプリケーションマネージャが変化した通信要件をコントローラ１３へ直接通知してもよい。

ロボットなどの端末１１では、客観的に状態変化がわかるものが存在する。そこで、端末１１は、客観的に状態変化を検知するために、監視部として、加速度センサやサーモセンサなど各種センサ、もしくはカメラなどを備えてもよい。端末１１は、これらの各種センサ又はカメラから間接的に自身の状態変化を確認し、状態変化によって変化した通信要件をコントローラ１３へ通知する。

無線ネットワークではトラフィックを監視することが可能である。そこで、制御システムは、監視部として、ネットワーク監視部をさらに備えてもよい。ネットワーク監視部は、トラフィックの変化を確認し、変化した通信要件をコントローラ１３へ通知する。トラフィックの変化の具体例としては、例えば、スループット、遅延時間、ジッタ、パケットロス等がある。ここでは、そのトラフィックの変化に伴い、アプリケーションなどが変化したと推定し、その推定されたアプリケーションなどに合わせた通信要件をコントローラ１３へ通知する。

コントローラ１３は、前述した監視部から通知があった場合に、前記データベースに記憶されている通信要件を通知された通信要件に更新する。通信要件の更新の一例について図５を用いて説明する。例えば、項番４に記載の端末１１＃１のフロー単位バッファ部ＦＢ１＃１に紐づくアプリケーションＡＰ１＃１が送信するパケット量が急増した場合を想定する。そして、これに伴いアプリケーションＡＰ１＃１の要求帯域がＲＢ_１１からＲＢ′_１１に変更されたとする。この場合、コントローラ１３は、項番４の要求帯域がＲＢ_１１からＲＢ′_１１に変更された旨の通知を端末１１＃１から受け、データベースＤＢ３の項番４の要求帯域をＲＢ_１１からＲＢ′_１１に更新する。

従来の制御システムでは、コントローラ１３が端末１１及びアクセスポイント１２のフロー単位バッファ部に蓄積されたパケット量のみに基づいてスケジューリングを行っていた。そのため、従来の制御システムでは、通信要件が変更された場合に、変更後の通信要件に対応してスケジューリングを行うことができなかった。しかし、本開示では、コントローラ１３がフロー単位バッファ部と紐づけてアプリケーションの通信要件を管理しているため、通信要件を考慮してスケジューリングを行うことができる。したがって、図７に示すように、端末１１＃１の利用するアプリケーションがアプリケーションＡＰ１からＡＰ２に変更されて通信要件が通信要件＃１から通信要件＃２に変更されても、通信要件＃２を満たすようにスケジューリングを行うことができる。

以上説明したように、本開示により、アプリケーションの通信要件に応じてバッファ毎にパケット送信制御を行うことができる。

本開示は情報通信産業に適用することができる。

１１：端末
１２：アクセスポイント
１３：コントローラ
１５：無線ネットワーク
５０：上位ネットワーク装置
３００、３０１：制御システム

Claims (9)

1. 無線ネットワークのトラフィックを制御する制御システムであって、
   バッファに蓄積されたパケットを、前記無線ネットワークを介して相互に伝送する端末及びアクセスポイントと、
   前記端末及び前記アクセスポイントに対して送信制御を行うコントローラと、
   を備えており、
   前記コントローラは、
   前記端末と前記アクセスポイントが持つ全てのバッファをフロー単位で管理しており、
   前記端末及び前記アクセスポイントのそれぞれの前記バッファに蓄積されたパケット量及びそれぞれの前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件に基づいて、それぞれの前記バッファのパケットの送信開始タイミングと送信時間をスケジューリングすること
   を特徴としており、さらに、
   前記端末は、前記アプリケーションの通信要件に変化があった場合に、変化後の通信要件を前記コントローラに通知し、
   前記コントローラは、前記端末及び前記アクセスポイントのバッファ毎に、前記バッファに蓄積されたパケット量及び前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件を記憶したデータベースを、前記端末から通知された通信要件に更新する
   ことを特徴とする制御システム。
2. 無線ネットワークのトラフィックを制御する制御システムであって、
   バッファに蓄積されたパケットを、前記無線ネットワークを介して相互に伝送する端末及びアクセスポイントと、
   前記端末及び前記アクセスポイントに対して送信制御を行うコントローラと、
   を備えており、
   前記コントローラは、
   前記端末と前記アクセスポイントが持つ全てのバッファをフロー単位で管理しており、
   前記端末及び前記アクセスポイントのそれぞれの前記バッファに蓄積されたパケット量及びそれぞれの前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件に基づいて、それぞれの前記バッファのパケットの送信開始タイミングと送信時間をスケジューリングすること
   を特徴としており、さらに、
   前記無線ネットワークのトラフィックを監視し、前記トラフィックに変化があった場合に、前記トラフィックの変化から前記アプリケーションの通信要件の変化を推定し、変化後の通信要件を前記コントローラに通知するネットワーク監視部を備え、
   前記コントローラは、前記端末及び前記アクセスポイントのバッファ毎に、前記バッファに蓄積されたパケット量及び前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件を記憶したデータベースを、前記ネットワーク監視部から通知された通信要件に更新する
   ことを特徴とする制御システム。
3. 前記通信要件は、前記アプリケーションを実行するために必要なパケットの遅延揺らぎ時間の許容値を示す要求ジッタを含み、
   前記コントローラは、同一の前記アプリケーションに紐づけられたバッファに蓄積されたパケット送信間隔が前記要求ジッタ以下となるように、スケジューリングを行う
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記通信要件は、前記アプリケーションの要求帯域及び要求遅延時間を含み、
   前記コントローラは、前記アプリケーションの前記要求遅延時間が短い順に、前記アプリケーションの要求帯域を、前記バッファ毎に割り当てる
   ことを特徴とする請求項３に記載の制御システム。
5. 無線ネットワークのトラフィックを制御する制御方法であって、
   前記制御方法は、前記無線ネットワークを介してパケットを相互に伝送する端末及びアクセスポイントに対してコントローラが行う送信制御であって、
   前記端末と前記アクセスポイントが持つ全てのバッファをフロー単位で管理すること、及び
   前記端末及び前記アクセスポイントのそれぞれの前記バッファに蓄積されたパケット量及びそれぞれの前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件に基づいて、それぞれの前記バッファのパケットの送信開始タイミングと送信時間をスケジューリングすること
   を特徴とし、さらに
   前記端末が、前記アプリケーションの通信要件に変化があった場合に、変化後の通信要件を前記コントローラに通知しており、
   前記コントローラが、前記端末及び前記アクセスポイントのバッファ毎に、前記バッファに蓄積されたパケット量及び前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件を記憶したデータベースを、前記端末から通知された通信要件に更新する
   ことを特徴とする制御方法。
6. 無線ネットワークのトラフィックを制御する制御方法であって、
   前記制御方法は、前記無線ネットワークを介してパケットを相互に伝送する端末及びアクセスポイントに対してコントローラが行う送信制御であって、
   前記端末と前記アクセスポイントが持つ全てのバッファをフロー単位で管理すること、及び
   前記端末及び前記アクセスポイントのそれぞれの前記バッファに蓄積されたパケット量及びそれぞれの前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件に基づいて、それぞれの前記バッファのパケットの送信開始タイミングと送信時間をスケジューリングすること
   を特徴とし、さらに
   ネットワーク監視部が、前記無線ネットワークのトラフィックを監視し、前記トラフィックに変化があった場合に、前記トラフィックの変化から前記アプリケーションの通信要件の変化を推定し、変化後の通信要件を前記コントローラに通知しており、
   前記コントローラが、前記端末及び前記アクセスポイントのバッファ毎に、前記バッファに蓄積されたパケット量及び前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件を記憶したデータベースを、前記ネットワーク監視部から通知された通信要件に更新する
   ことを特徴とする制御方法。
7. 無線ネットワークのトラフィックを制御するコントローラであって、
   前記コントローラは、前記無線ネットワークを介してパケットを相互に伝送する端末及びアクセスポイントに対して送信制御を行う装置であって、
   前記端末と前記アクセスポイントが持つ全てのバッファをフロー単位で管理すること、及び
   前記端末及び前記アクセスポイントのそれぞれの前記バッファに蓄積されたパケット量及びそれぞれの前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件に基づいて、それぞれの前記バッファのパケットの送信開始タイミングと送信時間をスケジューリングすること
   を特徴としており、さらに
   前記端末が、前記アプリケーションの通信要件に変化があった場合に、変化後の通信要件を前記コントローラに通知しており、
   前記コントローラは、前記端末及び前記アクセスポイントのバッファ毎に、前記バッファに蓄積されたパケット量及び前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件を記憶したデータベースを、前記端末から通知された通信要件に更新する
   ことを特徴とするコントローラ。
8. 無線ネットワークのトラフィックを制御するコントローラであって、
   前記コントローラは、前記無線ネットワークを介してパケットを相互に伝送する端末及びアクセスポイントに対して送信制御を行う装置であって、
   前記端末と前記アクセスポイントが持つ全てのバッファをフロー単位で管理すること、及び
   前記端末及び前記アクセスポイントのそれぞれの前記バッファに蓄積されたパケット量及びそれぞれの前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件に基づいて、それぞれの前記バッファのパケットの送信開始タイミングと送信時間をスケジューリングすること
   を特徴としており、さらに
   ネットワーク監視部が、前記無線ネットワークのトラフィックを監視し、前記トラフィックに変化があった場合に、前記トラフィックの変化から前記アプリケーションの通信要件の変化を推定し、変化後の通信要件を前記コントローラに通知しており、
   前記コントローラは、前記端末及び前記アクセスポイントのバッファ毎に、前記バッファに蓄積されたパケット量及び前記バッファと紐づくアプリケーションの通信要件を記憶したデータベースを、前記ネットワーク監視部から通知された通信要件に更新する
   ことを特徴とするコントローラ。
9. 請求項７又は８に記載のコントローラとしてコンピュータを機能させるためのプログラム。