JP6468564B2 - Wireless communication system and communication control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、複数の無線技術を用いた無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system using a plurality of wireless technologies.
近年、モバイル通信は急速に普及しており、3G(3rd Generation)やLTE(Long Term Evolution)といった規格のセルラー無線通信や無線LAN(Local Area Network)を備えたスマートフォン、タブレット端末が使われている。今後モバイル通信は更に発展していくが、その方向性の1つとして、HetNet(Heterogeneous Network)が挙げられる(非特許文献1参照)。このHetNetは、単一の技術ではなく異なる技術や様々な大きさの無線セル、様々なバンドを組み合わせてネットワークを形成する方式である。複数の無線技術を組み合わせてHetNetを形成することはMulti−RAT(Radio Access Technology)環境とも呼ばれる。図1は、Multi−RAT環境下におけるセルの様子を示すものであり、マクロセル10内に、スモールセル20、Wi−Fi(登録商標)によるセル30、高周波RATによるセル(ミリ波等)40が形成されている例を示す。このような環境では、端末および基地局は複数の無線技術(RAT)やバンドを同時に使用して、通信を統合することが主流となる。
In recent years, mobile communication has spread rapidly, and smart phones and tablet terminals equipped with cellular wireless communication and wireless LAN (Local Area Network) such as 3G (3rd Generation) and LTE (Long Term Evolution) are used. . Mobile communication will be further developed in the future, and one of the directions is HetNet (Heterogeneous Network) (see Non-Patent Document 1). This HetNet is not a single technology, but a system that forms a network by combining different technologies, wireless cells of various sizes, and various bands. Combining a plurality of radio technologies to form a HetNet is also called a Multi-RAT (Radio Access Technology) environment. FIG. 1 shows a state of a cell in a multi-RAT environment. In a
複数のRATのトラフィックを統合して使用するためには、ネットワーク上での統合ポイントを設ける必要があるが、その統合ポイントは複数考えられる。ネットワーク上で統合する方式や技術としては、図2に示すように、サーバにおいて、トランスポート層のプロトコルで統合するMPTCP(MultiPath Transmission Control Protocol)を配備する形態(図2(c))や、それを用いてネットワーク上に統合のためのMPTCP Proxyを配備する形態(図2(d))、または、モバイル通信の標準化技術である3GPP(Third Generation Partnership Project)で規定されている、ネットワーク上のEPC(Evolved Packet Core)における複数のRATのシームレス接続/統合技術であるePDG(evolved Packet Data Gateway)、SaMOG(S2a Mobility based on GTP)で統合する形態(図2(c))、あるいは、基地局のPDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤで統合するDual Connectivity技術が(図2(a))ある。 In order to integrate and use the traffic of a plurality of RATs, it is necessary to provide an integration point on the network, but a plurality of integration points can be considered. As shown in FIG. 2, as a method and technology for integration on the network, a form (FIG. 2 (c)) in which MPTCP (MultiPath Transmission Control Protocol) that integrates using a transport layer protocol is deployed in the server, An EPC on the network defined by MPGP Proxy for integration on the network (Fig. 2 (d)) or 3GPP (Third Generation Partnership Project), which is a standard technology for mobile communication (Evolved Packet Core) ePDG (evolved Packet Data Gateway), which is a seamless connection / integration technology of multiple RATs, a form of integration with SaMOG (S2a Mobility based on GTP) (FIG. 2 (c)), or a base station Dual Connectivity technology that integrates at the PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer is shown in FIG. a)) there.
これらのネットワーク統合では、ネットワーク上の統合ポイントのノード/プロトコルにおいて、複数のRATに送信するIP(Internet Protocol)パケットを、内部のスケジューリング機能がそのアルゴリズムにより配分する。一般的な統合ノード/プロトコルにおける統合機能部の実装の動作イメージを図3に示す。統合機能部50は送信バッファ51があり、送信パケットは一旦このバッファに溜められ、スケジューラ52の指示により、パケット制御部53が、各送信経路に分配し、それぞれの経路の送信バッファ54にパケットが移行される。各経路、すなわち、各RAT、もしくはネットワーク、フローに対応する送信バッファ54の残量を監視し、残バッファ量が少ないRAT(もしくはネットワーク、フロー)に対してはその後の送信バッファへ54の配分量を減らす等、スケジューラ52が配分量を決定することが行われる。また、一定時間送信バッファ54に入れたパケットが送信されなかった場合、該当パケットを別のRAT(もしくはネットワーク、フロー)において送り直す制御が行われる。
In these network integrations, an IP (Internet Protocol) packet to be transmitted to a plurality of RATs in an integration point node / protocol on the network is distributed by an internal scheduling function. FIG. 3 shows an operation image of the integration function unit implemented in a general integration node / protocol. The integrated
ネットワーク上のノードのスケジューラが配分量の制御を行うにあたり、無線通信が利用されていると特有の課題が生じる。無線通信の環境は、有線通信と異なり刻々と変化するため、変化に追随した配分量の割り当てを行う必要がある。しかし、ネットワーク上のノードは無線環境の変化を通常は知る手段がない。特に将来のHetNet環境においては、ユーザは移動しながら、様々に特性(通信速度、セルサイズ、周波数等)が異なる無線セルを、追加/削除しながら統合して使用していく環境となるため、この変化への追随が極めて重要となる。変化への追随ができなければ、適切な配分でない割り当てが行われたRATで送信が進まず、別のRATで再送信させる必要があるなどの制御が必要で、その際には、パケット送達の遅延、ジッタの増大につながり、アプリケーションによっては、ユーザのQoE(Quality of Experience)が著しく劣化することになる。 When the scheduler of a node on the network controls the distribution amount, a specific problem occurs when wireless communication is used. Since the environment of wireless communication changes every moment unlike wired communication, it is necessary to allocate a distribution amount that follows the change. However, nodes on the network usually have no way of knowing changes in the wireless environment. Especially in the future HetNet environment, since the user moves, it becomes an environment where wireless cells having different characteristics (communication speed, cell size, frequency, etc.) are integrated and used while being added / deleted. Following this change is extremely important. If it is not possible to keep up with the change, it is necessary to perform control such that transmission does not proceed in a RAT that has been assigned with an inappropriate allocation, and re-transmission must be performed in another RAT. This leads to an increase in delay and jitter, and depending on the application, the user's QoE (Quality of Experience) is significantly deteriorated.
ネットワーク上のノードが無線環境の変化を取得する手段について、従来技術としては以下のようなものがある。トランスポート層のプロトコルを拡張し、無線の予測スループットをオプションフィールドに付加する方式がIETF(Internet Engineering Task Force)のDraftとして提案されている(非特許文献2参照)。また、出願人は、同様にトランスポート層のプロトコルを拡張し、RATのセルサイズ等の情報をパケットに付加し、また、アプリケーションからの使用RATの希望をトランスポート層のオプションフィールドに付加してネットワークのノードに伝える技術を提案している。 As a means for a node on the network to acquire a change in the wireless environment, there are the following as conventional techniques. A method of extending the protocol of the transport layer and adding the predicted wireless throughput to the option field has been proposed as an IETF (Internet Engineering Task Force) Draft (see Non-Patent Document 2). Similarly, the applicant also extends the transport layer protocol to add information such as the RAT cell size to the packet, and adds the RAT request from the application to the transport layer option field. We are proposing a technology to communicate to the nodes of the network.
先行技術によって、HetNet環境における無線の速度やセル半径、無線技術の種別をネットワークノードが取得するとともに、アプリケーションの送信RATの希望を取得し、スケジューリングを行うことが可能となる。しかし、それだけでは最適なスケジューリングに不十分である。すなわち、端末は移動しながら通信するため、端末の移動速度によっては、安定した品質の無線セルであっても、セル半径が小さい場合には比較的早期にセルの外に出てしまう可能性があり、その際に、そのRATに対してトラフィックのスケジューリングを行っていた場合には、再送が必要となり遅延が生じることになる。 The prior art enables the network node to acquire the wireless speed, cell radius, and wireless technology type in the HetNet environment, and to acquire the application transmission RAT request and perform scheduling. However, that alone is insufficient for optimal scheduling. That is, since the terminal communicates while moving, depending on the moving speed of the terminal, there is a possibility that even if the radio cell has a stable quality, the cell may go out of the cell relatively early if the cell radius is small. In this case, if traffic scheduling is performed for the RAT, retransmission is necessary and a delay occurs.
このため、端末の移動速度や発見したセルの予測滞在時間を、予め知り、その情報を元に、アプリケーションのスケジューラはRATの割当配分を決定することが、ユーザ体感の品質向上に繋がる。しかし、現状ではネットワーク上のノードは、一般的には、特別な通信経路や手段を設定しない限り不可能である。 For this reason, knowing the moving speed of the terminal and the estimated stay time of the discovered cell in advance, and determining the allocation allocation of the RAT based on the information leads to improvement in the quality of the user experience. However, at present, a node on the network is generally impossible unless a special communication path or means is set.
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、Multi−RAT環境において最適なトラフィック統合を行うことができる無線通信システム及びその制御方法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 radio communication system capable of performing optimal traffic integration in a Multi-RAT environment and a control method thereof.
上記目的を達成するために、本願発明は、それぞれ所定エリアに無線セルを形成する複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局により形成された複数の無線セルを経路とする複数のトラフィックを統合する第1統合機能部を備えた無線端末装置と、前記無線端末装置との間の複数のトラフィックを統合する第2統合機能部を備えた無線通信システムにおいて、前記無線端末装置が第1無線セル内に圏在中に更に第2無線セルに圏在した際の第2無線セルにおける無線通信端末の予想滞在時間情報を算出する予想滞在時間情報算出手段を備え、前記無線端末装置の第1統合機能部及び前記第2統合機能部は、前記予想滞在時間情報算出手段により算出された予想滞在時間情報に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分量を算出して前記配分量に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of radio base stations each forming a radio cell in a predetermined area, and a plurality of traffics routed through the plurality of radio cells formed by the plurality of radio base stations. In a wireless communication system including a wireless terminal device including a first integrated function unit that integrates and a second integrated function unit that integrates a plurality of traffics between the wireless terminal devices, the wireless terminal device includes a first wireless device. An expected stay time information calculating means for calculating expected stay time information of the wireless communication terminal in the second wireless cell when the second wireless cell is in the second area while being in the cell; The integrated function unit and the second integrated function unit calculate a distribution amount of transmission packets to each traffic based on the expected stay time information calculated by the expected stay time information calculating unit, and And performing allocation of transmission packets to each traffic based on the amount.
本発明によれば、無線通信端末の予想滞在時間情報に基づき複数RAT間のトラフィックの割り当てを制御することで、ユーザの体感品質を向上させることが可能である。例えば、高速移動かつ狭小なセルを発見した場合で、アプリケーションが遅延やジッタを嫌う特性を持ったものであった場合には、そのRATにはフローを割り振らない等の細やかな制御が可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to improve a user's bodily sensation quality by controlling the allocation of the traffic between several RAT based on the estimated stay time information of a radio | wireless communication terminal. For example, when a small cell is found that moves at high speed, and the application has characteristics that hate delay and jitter, fine control such as not allocating a flow to the RAT becomes possible. .
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムについて図面を参照して説明する。図4は第1の実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。
(First embodiment)
A radio communication system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a configuration diagram of the radio communication system according to the first embodiment.
本実施の形態に係る無線通信システムは、図4に示すように、無線端末(UE)100と、複数の無線基地局200a,200bと、それぞれ無線基地局200a,200bを収容するネットワーク300a,300bと、どちらのネットワーク300a,300bからもアクセス可能な位置に配置された統合ノード400とを備えた状況を想定する。本実施の形態に係る無線通信システムは、統合ノード400に接続したRAT DB500を更に備える。
As shown in FIG. 4, the radio communication system according to the present embodiment includes a radio terminal (UE) 100, a plurality of
なお、本願の以下の説明では、前記複数の無線基地局を総合して呼称する場合には単に「無線基地局200」のように添え字は省略するものとする。他の複数の構成要素(例えばネットワークなど)についても同様とする。 In the following description of the present application, when the plurality of radio base stations are collectively referred to, the suffix is simply omitted as “radio base station 200”. The same applies to other components (for example, a network).
各無線基地局200a、200bはそれぞれRATにより無線セル201a,201bを形成する。ここで、無線基地局200aと無線基地局200bとではRATの種類・特性等が異なっており、少なくとも無線基地局200aと無線基地局200bの形成する無線セル201a,201bの大きさが異なっている。具体的には、無線基地局200aのRAT1により形成される無線セル201aは無線基地局200bのRAT2により形成される無線セルbの一部又は全部を包含している。各無線セル201はID(識別情報)により識別可能となっている。なお本実施の形態では、無線基地局200が2つの場合を例示するが、2つに限定されたものではなく、それ以上の数の無線基地局200及び無線セル201の想定も可能である。
The
統合ノード400としては、例えばMPTCPをサポートしたサーバ、MPTCP Proxy、3GPPで規定されるePDGやSaMOG等の方式におけるWi−Fi(登録商標)とモバイル通信の統合のGW(Gateway)装置、Dual Connectivityを行う基地局装置の例がある。統合ノード400は、外部ネットワークであるインターネット401に接続されている。
As the
図5に、RAT DBの機能構成の一例を示す。図5に示すように、RAT DB500は、各無線セル201におけるUE100の予想滞在時間情報を提供するものであり、通信部510と、各無線セル201におけるUE100の予想滞在時間情報を格納するデータ格納部520と、前記格納部520の予想滞在時間情報の更新や取得などの管理を行う予想滞在時間情報管理部530とを備える。予想滞在時間情報としては、過去に当該無線セル201に係る無線基地局200に接続したUE100の接続時間の平均値、および接続時間の分散値に代表される統計値が挙げられる。データ格納部520に格納される予想滞在時間情報の格納形態や、予想滞在時間情報管理部530における予想滞在時間情報の算出方法については後述する。
FIG. 5 shows an example of the functional configuration of the RAT DB. As shown in FIG. 5, the RAT
図6にUEの機能構成の一例を示す。図6に示すように、UE100はそれぞれ異なるRATに対応した複数のRAT I/F部110a,110b…と、RAT I/F部110の上位レイヤに位置する通信プロトコル部120と、通信プロトコル部120の上位レイヤに位置して通信の主体となるアプリケーション部130と、UE100の位置情報を取得する位置情報取得部140とを備えている。前記通信プロトコル部120は、複数のRATのトラフィックの統合制御を行う統合機能部121を備えている。統合機能部121は、図3を参照して前述したように、少なくとも、送信パケットのスケジューリングを行うスケジューラ(図示省略)を備える。前記位置情報取得部140が位置情報を取得する手段としては、GPS(Global Positioning System)などの衛星測位システムや、電波強度による3点測量などの例が考えられる。
FIG. 6 shows an example of the functional configuration of the UE. As shown in FIG. 6, the
図7に統合ノードの構成例を示す。図7は、MPTCPをサポートしたサーバの例である。この場合、統合ノード400は、アプリケーション部410と、アプリケーション部410の下位レイヤに位置する通信プロトコル部420と、通信プロトコル部420の下位レイヤに位置する通信I/F部430を備えている。前記通信プロトコル部420は、複数のRATのトラフィックの統合制御を行う統合機能部421と、それぞれ異なるRATに対応した複数のサブフロー管理部422a,422b,・・・を備えている。統合機能部421は、図3を参照して前述したように、少なくとも、送信パケットのスケジューリングを行うスケジューラ(図示省略)を備える。
FIG. 7 shows a configuration example of the integration node. FIG. 7 shows an example of a server that supports MPTCP. In this case, the
また、図8には統合ノードの例を、MPTCP Proxyや、GW装置の例で示す。この場合、統合ノード400は、上位側の通信I/F部460と、通信プロトコル部420と、下位側の複数の通信I/F部470a,470b,・・・から構成される。ここで、通信プロトコル部420は、図7の統合ノード400と同様の機能を有する。なお、下位側の通信I/F部470は複数の場合を例示したが、単独の場合もある。
FIG. 8 shows an example of an integration node using an example of MPTCP Proxy or a GW apparatus. In this case, the
次に、本実施の形態に係る無線通信システムの動作の一例について前述の図4及び図9のシーケンス図を参照して説明する。ここでは、図4に示すようにUE100は広域な無線セル201aを形成するRAT1に係る無線基地局200aに接続されており、統合ノード400を経由してインターネット401と通信を行う。UE100は移動しながらもう一つのRAT2の無線セル201bのエリアに入る状況を想定する。
Next, an example of the operation of the wireless communication system according to the present embodiment will be described with reference to the sequence diagrams of FIGS. 4 and 9 described above. Here, as shown in FIG. 4, the
図9に示すように、UE100は、無線セル201aを形成する無線基地局200aとの通信が確立している状況において(ステップS1)、無線基地局200bからのRAT2に係るブロードキャスト信号の検出により他の無線セル201bを発見すると(ステップS2,S3)、RAT2に係る無線基地局200bとの無線接続を確立し、統合ノード400との間で複数のRATによるトラフィックを統合したフロー統合を確立する(ステップS4,S5)。
As shown in FIG. 9, in a situation where communication with the
次にUE100は、現在の位置情報を取得し、取得した位置情報、及び、発見した無線セル201bのID情報を、既に接続を確立している無線回線(この場合無線基地局200aとの通信回線)を経由して、統合ノード400に送信する(ステップS6)。該情報を受信した統合ノード400は、RAT DB500に対して、前記ID情報及び位置情報を送信し、予想滞在時間情報の問い合わせを行う(ステップS7)。RAT DB500は、その端末の位置情報に基づき前記ID情報のセルに接続したときの予想滞在時間情報をデータ格納部520から取得して(ステップS8)、統合ノード400に回答する(ステップS9)。統合ノード400は、取得した予想滞在時間情報をUE100に送信する。統合ノード400のスケジューラは、取得した予想滞在時間情報を用いて、UE100への送信パケットを各無線セル201に配分する配分量(配分割合)を算出し、算出した配分量に基づき送信パケットを各無線セル201に係る無線基地局200に送信するよう制御する(ステップS10)。また統合ノード400は、予想滞在時間情報をUE100に送信し(ステップS11)、UE100のスケジューラにおいても統合ノード400と同様の処理を行う(ステップS12)。本実施の形態では、予想滞在時間情報の取得による配分量の算出は、無線セル201の発見時(無線セル201に係る無線基地局200への接続時と実質的に同義)に行われる点が特徴である。
Next, the
以上の処理は、図2を参照して上述したフロー統合の形態を問わず適用可能である。次に、フロー統合のプロトコルとしてMPTCPを用いる場合の例について図10を参照して説明する。 The above processing can be applied regardless of the form of flow integration described above with reference to FIG. Next, an example in which MPTCP is used as a flow integration protocol will be described with reference to FIG.
この場合、図9のシーケンスにおいてステップS5のフロー統合確立の処理として、MP_JOINのサブタイプのパケットを送信してフローの統合を開始することになる(ステップ25)。本例では、このMP_JOINのサブタイプのパケットに、前記位置情報及び無線セル201のID情報を付加して送信する。また、予想滞在時間情報の回答は、ACKサブタイプのパケットに付加して送信する実装が考えられる(ステップS30)。図11に、MPTCPのパケットに位置情報及び無線セル201のID情報を付加する場合のパケット構成の例を示す。また、図12に、MPTCPのパケットに予想滞在時間情報を付加する場合のパケット構成の例を示す。 In this case, in the sequence of FIG. 9, as the flow integration establishment process in step S5, the MP_JOIN subtype packet is transmitted to start the flow integration (step 25). In this example, the location information and the ID information of the wireless cell 201 are added to the MP_JOIN subtype packet and transmitted. In addition, it is conceivable that the expected stay time information response is added to the ACK subtype packet and transmitted (step S30). FIG. 11 shows an example of a packet configuration when position information and ID information of the wireless cell 201 are added to an MPTCP packet. FIG. 12 shows an example of a packet configuration when expected stay time information is added to an MPTCP packet.
次に、UEが滞在時間の結果を登録する手順について図13を参照して説明する。図13に示すように、UE100が無線セル201bを離脱した場合(ステップS41)、統合ノード400がフローの統合を終了したタイミングで(ステップS42)、UE100の接続開始時における位置情報、無線セル201bのID情報、無線セル201bでの滞在時間をRAT DB500に対して報告する(ステップS43)。RAT DB500の予想滞在時間情報管理部530は、取得した各情報に基づき平均滞在時間などの統計値を算出し、算出結果をデータ格納部520に格納された予想滞在時間情報を更新する(ステップS44)。
Next, the procedure in which the UE registers the result of the stay time will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 13, when the
図14にRAT DBの予想滞在時間情報管理部における予想滞在時間情報の提供処理のフローチャートを例示する。また、図15に、RAT DBの予想滞在時間情報管理部530における予想滞在時間情報の更新フローを例示する。
FIG. 14 illustrates a flowchart of a process for providing expected stay time information in the expected stay time information management unit of the RAT DB. FIG. 15 illustrates a flow of updating the expected stay time information in the expected stay time
以上のような動作により、UE100および統合ノード400は無線セル201を発見した位置において、その無線セル201をその位置から過去に使用したUE100の履歴による予想滞在時間情報を取得できる。また、無線セル201の利用を終えた場合にその履歴をRAT DB500に追加しデータを更新できる。ユーザの移動の経路はある程度地理的な位置や建物によって履歴との相関が高い場所があり、そのような場所では予想滞在時間が当たる精度は高くなる。
By the operation as described above, the
このような予想滞在時間情報により、統合ノード400やUE100における統合機能部121,421のスケジューラは、パケットの配分アルゴリズムを変更することが可能である。その一例としては、予想滞在時間が予め定められた値以下の場合、該RATへの経路には、パケットを配分しないことを特徴とするスケジューラ実装が考えられる。
Based on such expected stay time information, the schedulers of the
図16に、RAT DB500のデータ格納部520のデータベース構造の例を示す。無線基地局200を中心として、一定範囲の地理的な範囲を緯度、経度でグリッドに分割する。そのグリッド毎に、その中でその無線セルで接続を開始した場合の、平均滞在時間と分散値などの予想滞在時間情報を格納する。グリッドのサイズは例えば数mといった例が考えられる。RAT DB500はこのデータベースを用いて平均滞在時間から予想滞在時間を回答する。分散値は、その平均滞在時間のデータの偏りを判断するために使用する。例えば、分散値が一定値より高い場合、その無線セルの滞在時間はランダム性が高いと判断し、RAT DBは予想滞在時間について、予想できないことを示す特別なデータを回答することが考えられる。
FIG. 16 shows an example of the database structure of the
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムについて図面を参照して説明する。本実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、UEの位置情報は用いない点、及び、過去におけるUEの接続時間情報をUEではなく無線基地局から収集する点にある。なお、本実施の形態に係る無線通信システムの全体構成は、図4を参照して上述した第1の実施の形態と同様である。
(Second Embodiment)
A radio communication system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is different from the first embodiment in that UE location information is not used and in the past, UE connection time information is collected from a radio base station, not a UE. The overall configuration of the radio communication system according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above with reference to FIG.
UE100は、図17に示すように、第1の実施の形態のUE100から位置情報取得部140を取り除いたものと同等である。統合ノード400の構成例は第1の実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 17, the
図18に無線基地局の機能構成を示す。無線基地局200は、図18に示すように、ネットワーク機能部210と、レイヤ3に相当しC−Plane処理を行う接続管理部220と、レイヤ3に相当しU−Plane処理を行うパケット処理部230と、レイヤ2に相当するMAC部240と、レイヤ1に相当する無線送信部250及び送信アンテナ251並びに無線受信部260及び受信アンテナ261とを備えている。本実施の形態では、C−Plane処理を行う接続管理部220は、UE100の接続時間を管理する機能を有する。
FIG. 18 shows a functional configuration of the radio base station. As illustrated in FIG. 18, the radio base station 200 includes a
次に、本実施の形態に係る無線通信システムの動作の一例について前述の図4及び図19のシーケンス図を参照して説明する。ここでは、図4に示すようにUE100は広域な無線セル201aを形成するRAT1に係る無線基地局200aに接続されており、統合ノード400を経由してインターネット401と通信を行う。UE100は移動しながらもう一つのRAT2の無線セル201bのエリアに入る状況を想定する。
Next, an example of the operation of the radio communication system according to the present embodiment will be described with reference to the sequence diagrams of FIG. 4 and FIG. Here, as shown in FIG. 4, the
図19に示すように、UE100は、無線セル201aを形成する無線基地局200aとの通信が確立している状況において(ステップS51)、無線基地局200bからのRAT2に係るブロードキャスト信号の検出により他の無線セル201bを発見すると(ステップS65,S53)、RAT2に係る無線基地局200bとの無線接続を確立し、統合ノード400との間で複数のRATによるトラフィックを統合したフロー統合を確立する(ステップS54,S55)。
As shown in FIG. 19, in a situation where communication with the
次にUE100は、発見した無線セル201bのID情報を、既に接続を確立している無線回線(この場合無線基地局200aとの通信回線)を経由して、統合ノード400に送信する(ステップS56)。該情報を受信した統合ノード400は、RAT DB500に対して、前記ID情報を送信し、予想滞在時間情報の問い合わせを行う(ステップS57)。RAT DB500は、前記ID情報のセルに接続したときの予想滞在時間情報をデータ格納部520から取得して(ステップS58)、統合ノード400に回答する(ステップS59)。統合ノード400は、取得した予想滞在時間情報をUE100に送信する。統合ノード400のスケジューラは、取得した予想滞在時間情報を用いて、UE100への送信パケットを各無線セル201に配分する配分量(配分割合)を算出し、算出した配分量に基づき送信パケットを各無線セル201に係る無線基地局200に送信するよう制御する(ステップS60)。また統合ノード400は、予想滞在時間情報をUE100に送信し(ステップS61)、UE100のスケジューラにおいても統合ノード400と同様の処理を行う(ステップS62)。本実施の形態では、予想滞在時間情報の取得による配分量の算出は、無線セル201の発見時(無線セル201に係る無線基地局200への接続時と実質的に同義)に行われる点が特徴である。
Next, the
次に、無線基地局が予想滞在時間情報である平均滞在時間を計算、保持、RAT DBに報告する手順について図20を参照して説明する。UE100が無線セル201bを離脱した場合(ステップS71)、その無線基地局200の無線通信を終了した場合において、無線基地局200の接続管理部220は、無線基地局200のUE100の平均滞在時間、分散値を更新し保持する(ステップS72)。無線基地局は定期的に平均滞在時間、分散値をRAT DB500に対して報告する(ステップS73)。RAT DB500の予想滞在時間情報管理部530は、取得した各情報に基づきデータ格納部520に格納された予想滞在時間情報を更新する(ステップS44)。
Next, a procedure for the wireless base station to calculate, hold, and report to the RAT DB the average stay time that is the expected stay time information will be described with reference to FIG. When the
以上のような動作により、UE100および統合ノード400は無線セル201を発見した位置において、UE100の履歴による予想滞在時間情報を取得できる。また、無線セル201の利用を終えた場合にその履歴をRAT DB500に追加しデータを更新できる。
Through the operation as described above, the
このような予想滞在時間情報により、統合ノード400やUE100における統合機能部121,141のスケジューラは、パケットの配分アルゴリズムを変更することが可能である。その一例としては、予想滞在時間が予め定められた値以下の場合、該RATへの経路には、パケットを配分しないことを特徴とするスケジューラ実装が考えられる。
Based on such expected stay time information, the schedulers of the
図21に、本実施例におけるRAT DBのデータベース構造の例を示す。各無線セル201のID毎に平均滞在時間、および分散値をテーブルで格納する。RAT DBはこのデータベースを用いて平均滞在時間から予想滞在時間を回答する。分散値は、その平均滞在時間のデータの偏りを判断するために使用する。例えば、分散値が一定値より高い場合、その無線セルの滞在時間はランダム性が高いと判断し、RAT DB500は予想滞在時間について、予想できないことを示す特別なデータを回答することが考えられる。本実施の形態は第1の実施の形態と比較して精度は劣るが、UE100による位置情報の取得が必要なくシグナリングを削減でき、また、RAT DB500においても位置情報毎の予想滞在時間情報の管理が必要無いという利点がある。
FIG. 21 shows an example of the database structure of the RAT DB in this embodiment. The average stay time and the variance value are stored in a table for each ID of each wireless cell 201. The RAT DB uses this database to answer the expected stay time from the average stay time. The variance value is used to determine the data bias of the average stay time. For example, when the variance value is higher than a certain value, it is considered that the stay time of the wireless cell is highly random, and the
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る無線通信システムについて図面を参照して説明する。本実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、UEの位置情報ではなく移動速度を用いる点にある。なお、本実施の形態に係る無線通信システムの全体構成は、図4を参照して上述した第1の実施の形態からRAT DB500を取り除いたものと同様である。
(Third embodiment)
A radio communication system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the moving speed is used instead of the UE position information. The overall configuration of the radio communication system according to the present embodiment is the same as that obtained by removing
UE100は、図23に示すように、第1の実施の形態のUE100から位置情報取得部140を取り除く一方、移動速度取得部190を備えたものと同等である。統合ノード400の構成例は第1の実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 23, the
本実施の形態に係る無線通信システムの動作イメージについて図22を参照して説明する。UE100は自身の移動速度を内部で測定し、該移動速度情報を統合ノード400に通知する。通知方法としては、専用のシグナリングにより通知する方法や、UE100から統合ノード400に送信されるパケットのトランスポート層のオプションフィールドに移動速度情報を付加して送信し、統合ノード400で該情報を読み取ることで通知する方法などが挙げられる。図24にはトランスポート層のオプションフィールドに移動速度情報を付加する際のパケットの構成例を示す。統合ノード400のスケジューラは、該移動速度情報と、別途入手した無線セルのサイズ情報を用いて、予想滞在時間を算出し、この予想滞在時間を用いて、UE100への送信パケットを各無線セル201に配分する配分量(配分割合)を算出し、算出した配分量に基づき送信パケットを各無線セル201に係る無線基地局200に送信するよう制御する。なお、無線セルサイズ情報の取得方法としては、例えばトランスポート層のパケットのヘッダ部に当該無線セルサイズ情報を記載するものが挙げられる。
An operation image of the radio communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The
以上、本発明の第1〜第3の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、予想滞在時間情報の算出処理に必要な各手段(算出に必要な情報の取得位置も含む)の実装位置や実装形態、予想滞在時間情報を含む各種情報の授受に用いられる通信経路等は、ネットワーク構成やトラフィック統合形態に応じて種々の変形例が考えられる。すなわち、トラフィック統合処理を行う統合処理部において予想滞在時間情報を取得可能であれば、その実装形態は不問である。 As mentioned above, although the 1st-3rd embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to this. For example, the mounting position and mounting form of each means (including the acquisition position of information necessary for calculation) necessary for the calculation process of the expected stay time information, the communication path used for exchanging various information including the expected stay time information, etc. Various modifications are conceivable depending on the network configuration and traffic integration mode. That is, as long as the expected staying time information can be acquired by the integrated processing unit that performs the traffic integrating process, the mounting form is not limited.
また、上記実施の形態では、予想滞在時間情報として平均滞在時間や分散値などを例示したが、他の中央値や最頻値などの他の統計値を用いてもよいし、さらに地理的情報や時間特徴などを加味して予想滞在時間を算出するなど、その算出方法やアルゴリズムは不問である。 Moreover, in the said embodiment, although average stay time, a variance value, etc. were illustrated as expected stay time information, other statistical values, such as another median and mode value, may be used, and also geographical information The calculation method and algorithm are not required, such as calculating the expected stay time taking into account the time characteristics and the like.
100…UE(無線端末)
121…統合機能部
200…無線基地局
201…無線セル
300…ネットワーク
400…統合ノード
421…統合機能部
500…RAT DB
520…データ格納部
530…予想滞在時間情報管理部
100 ... UE (wireless terminal)
121 ... Integrated function unit 200 ... Radio base station 201 ...
520 ...
Claims (7)
前記無線端末装置が第1無線セル内に圏在中に更に第2無線セルに圏在した際の第2無線セルにおける無線通信端末の予想滞在時間情報を算出する予想滞在時間情報算出手段を備え、
前記無線端末装置の第1統合機能部及び前記第2統合機能部は、前記予想滞在時間情報算出手段により算出された予想滞在時間情報に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分量を算出して前記配分量に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分を行う
ことを特徴とする無線通信システム。 A radio terminal comprising a plurality of radio base stations each forming a radio cell in a predetermined area and a first integration function unit for integrating a plurality of traffics routed through a plurality of radio cells formed by the plurality of radio base stations In a wireless communication system comprising a device and a second integration function unit that integrates a plurality of traffics between the wireless terminal device,
Expected stay time information calculating means for calculating expected stay time information of the wireless communication terminal in the second wireless cell when the wireless terminal device is in the second wireless cell while being in the first wireless cell. ,
The first integrated function unit and the second integrated function unit of the wireless terminal device calculate a distribution amount of transmission packets to each traffic based on the expected stay time information calculated by the expected stay time information calculating unit, and A wireless communication system, characterized in that transmission packets are distributed to each traffic based on a distribution amount.
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 The first integrated function unit and the second integrated function unit of the wireless terminal device pass through the second wireless cell when the expected stay time information calculated by the expected stay time information calculating unit is equal to or less than a predetermined threshold. The wireless communication system according to claim 1, wherein an amount of transmission packets allocated to traffic to be transmitted is set to zero.
前記無線端末装置は、現在の位置情報を取得する位置情報取得手段を備え、第2無線セルに圏在したことを検出時に位置情報及び第2無線セルの識別情報を予想滞在時間情報算出手段に送信し、
前記予想滞在時間情報算出手段は、前記無線端末装置から取得した位置情報及び第2無線セルの識別情報に基づき予想滞在時間情報を算出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信システム。 The expected stay time information calculating means includes storage means for storing the expected stay time information at each position in the radio cell for each radio cell,
The wireless terminal device includes position information acquisition means for acquiring current position information, and the position information and the identification information of the second wireless cell are detected as expected stay time information calculation means upon detection of being located in the second wireless cell. Send
3. The wireless communication according to claim 1, wherein the expected stay time information calculating unit calculates expected stay time information based on position information acquired from the wireless terminal device and identification information of a second wireless cell. system.
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。 4. The wireless communication according to claim 3, wherein a predetermined area in the wireless cell centered on the wireless base station is geographically divided into grids, and predicted staying time information is stored in a storage unit for each grid. 5. system.
前記予想滞在時間情報算出手段は、前記無線端末装置から取得した第2無線セルの識別情報に基づき予想滞在時間情報を算出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信システム。 The expected stay time information calculating means includes storage means for storing the expected stay time information for each radio cell,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the expected stay time information calculating unit calculates expected stay time information based on identification information of the second wireless cell acquired from the wireless terminal device.
前記予想滞在時間情報算出手段は、前記無線端末装置から取得した移動速度に基づき予想滞在時間情報を算出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信システム。 The wireless terminal device includes a traveling speed acquisition unit that acquires the traveling speed of the wireless terminal device, and transmits the traveling speed to the expected staying time information calculating unit while being in the second wireless cell;
The wireless communication system according to claim 1, wherein the expected stay time information calculating unit calculates expected stay time information based on a moving speed acquired from the wireless terminal device.
予想滞在時間情報算出手段が、前記無線端末装置が第1無線セル内に圏在中に更に第2無線セルに圏在した際の第2無線セルにおける無線通信端末の予想滞在時間情報を算出し、
前記無線端末装置の第1統合機能部及び前記第2統合機能部が、前記予想滞在時間情報算出手段により算出された予想滞在時間情報に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分量を算出して前記配分量に基づき各トラフィックへの送信パケットの配分を行う
ことを特徴とする無線通信システムにおける通信制御方法。 A radio terminal comprising a plurality of radio base stations each forming a radio cell in a predetermined area and a first integration function unit for integrating a plurality of traffics routed through a plurality of radio cells formed by the plurality of radio base stations A communication control method in a wireless communication system comprising a device and a second integration function unit that integrates a plurality of traffics between the wireless terminal device,
The expected staying time information calculating means calculates the expected staying time information of the wireless communication terminal in the second wireless cell when the wireless terminal device is in the first wireless cell and further in the second wireless cell. ,
The first integrated function unit and the second integrated function unit of the wireless terminal device calculate the distribution amount of transmission packets to each traffic based on the expected stay time information calculated by the expected stay time information calculating unit, and A communication control method in a radio communication system, characterized in that a transmission packet is allocated to each traffic based on a distribution amount.
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