JP2004214865A

JP2004214865A - Mobility control node, radio resource control method, communication system, and radio resource control program

Info

Publication number: JP2004214865A
Application number: JP2002380770A
Authority: JP
Inventors: Koji Omae; 浩司大前; Arashi Chin; 嵐陳; Ichiro Okajima; 一郎岡島; Seishi Umeda; 成視梅田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP4099385B2

Abstract

【課題】既存のＩＰベース移動通信システムヘの導入を容易とし、協調制御のために要する無線リソースの消費を抑える。
【解決手段】ＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６に基づいて複数のアクセスルータ（ＡＲ）を管理するモビリティ制御ノード（ＭＡＰ）２０において、ＡＲ配下の移動ノード（ＭＮ）のＩＰアドレスと、ＭＮが接続しているＡＲを特定可能なプレフィクス情報を含んだＭＮの気付アドレスとを記憶したバインディングキャッシュ２２と、当該キャッシュ２２に記憶されたＭＮの気付アドレスに基づいて、当該気付アドレス内のプレフィクス情報により特定される各ＡＲのトラヒック混雑度を把握する混雑度把握手段（リソース管理部２６）と、トラヒック混雑度が所定の基準以上と把握されたＡＲの周辺ＡＲから、ＭＮへのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する制御手段（リソース管理部２６及びルーチング部２３）とを備えた。
【選択図】図２The present invention facilitates introduction into an existing IP-based mobile communication system, and suppresses consumption of radio resources required for cooperative control.
In a mobility control node (MAP) managing a plurality of access routers (AR) based on Hierarchical Mobile IPv6, an IP address of a mobile node (MN) under the AR and an AR connected to the MN are determined. A binding cache 22 storing a care-of address of the MN including prefix information that can be specified, and each of the binding caches 22 specified by the prefix information in the care-of address based on the care-of address of the MN stored in the cache 22. A congestion degree grasping means (resource management unit 26) for grasping the AR traffic congestion degree, and temporarily restricting transmission of a packet to the MN from an AR surrounding the AR whose traffic congestion degree is more than a predetermined reference. Control means (the resource management unit 26 and the routing unit 23) With the door.
[Selection] Fig. 2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モバイルＩＰ又はその拡張方式に関する技術であり、モビリティ制御ノード、無線リソース制御方法、通信システム及び無線リソース制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤＭＡを用いた移動通信システムでは、基地局単位で優先度の高いパケットと低いパケットの送信順序制御を行い、優先度の高い（遅延値に関して言えば、最大許容遅延が短い）パケットを優先的に送信するなどで、下りチャネルの実効容量を増大させる技術があった。しかし、基地局間のリソース利用（送信電力利用）に協調制御がないため、システム全体として実効容量が最大になっているとは限らなかった。
【０００３】
これに対し、非特許文献１では、移動局および基地局が主導で、混雑している基地局に隣接する基地局で優先度の低いパケット送信を停止し、隣接セル干渉を低減した上で、混雑している基地局における高優先度パケットを送信する、という技術であり、システム全体としての実効容量最大化を実現する。
【０００４】
【非特許文献１】
「基地局管理ソースの協調を図ったワイヤレスＱｏＳ」２００２年電子情報通信学会総合大会Ｂ−５−７１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、非特許文献１の技術では、移動局、基地局のいずれもが基地局間協調制御のためのプロトコルを実装している必要があるので、既存のＩＰベース移動通信システムヘの導入が容易ではないという欠点がある。
【０００６】
また、基地局と移動局の間で、協調制御のためのパケット伝送が必要であり、そのために余計な無線リソースを消費せざるをえないという欠点もある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、既存のＩＰベース移動通信システムヘの導入が容易で、協調制御のために要する無線リソースの消費を抑えることができるモビリティ制御ノード、無線リソース制御方法、通信システム及び無線リソース制御プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るモビリティ制御ノードは、請求項１に記載したように、モバイルＩＰ又はその拡張方式に基づいて複数のアクセスルータを管理するモビリティ制御ノードであって、少なくともアクセスルータ配下の移動ノードのアドレスと、移動ノードが接続しているアクセスルータを特定可能なプレフィックス情報を含んだ移動ノードの気付アドレスとを記憶したバインディングキャッシュと、バインディングキャッシュに記憶された移動ノードの気付アドレスに基づいて、当該気付アドレス内のプレフィックス情報により特定される各アクセスルータのトラヒック混雑度を把握する混雑度把握手段と、トラヒック混雑度が所定の基準以上と把握されたアクセスルータの周辺アクセスルータから、移動ノードへのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る無線リソース制御方法は、請求項９に記載したように、モバイルＩＰ又はその拡張方式に基づいて複数のアクセスルータを管理し、少なくともアクセスルータ配下の移動ノードのアドレスと、移動ノードが接続しているアクセスルータを特定可能なプレフィックス情報を含んだ移動ノードの気付アドレスとを記憶したバインディングキャッシュを備えたモビリティ制御ノードによって、複数のアクセスルータの無線リソースを制御する無線リソース制御方法であって、バインディングキャッシュに記憶された移動ノードの気付アドレスに基づいて、当該気付アドレス内のプレフィックス情報により特定される各アクセスルータのトラヒック混雑度を把握する混雑度把握工程と、トラヒック混雑度が所定の基準以上と把握されたアクセスルータの周辺アクセスルータから、移動ノードへのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する制御工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る通信システムは、請求項１３に記載したように、複数のアクセスルータと、モバイルＩＰ又はその拡張方式に基づいてアクセスルータを管理するモビリティ制御ノードとを含んで構成される通信システムであって、モビリティ制御ノードは、少なくともアクセスルータ配下の移動ノードのアドレスと、移動ノードが接続しているアクセスルータを特定可能なプレフィックス情報を含んだ移動ノードの気付アドレスとを記憶したバインディングキャッシュと、バインディングキャッシュに記憶された移動ノードの気付アドレスに基づいて、当該気付アドレス内のプレフィックス情報により特定される各アクセスルータのトラヒック混雑度を把握する混雑度把握手段と、トラヒック混雑度が所定の基準以上と把握されたアクセスルータの周辺アクセスルータへの当該周辺アクセスルータ宛パケットの転送を制限することにより、当該周辺アクセスルータから移動ノードへのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する制御手段とを備え、制御手段による制御により、周辺アクセスルータから移動ノードへのパケットの送信が一時的に制限されることで、トラヒック混雑度が所定の基準以上のアクセスルータから移動ノードへのパケット送信に対する干渉が低減されることを特徴とする。
【００１１】
以上のように本発明では、全ての制御（例えば、後述のパケットの優先度まで含めた混雑度把握や低優先度パケットの送信抑制など）をモビリティ制御ノードが行うことを特徴とし、既存ＩＰベースの移動通信システムにおけるアクセスルータ（例えば基地局）や移動ノード（例えば移動局）は従来の仕組みをそのまま用いることができるので、導入が容易である。また、全ての制御をモビリティ制御ノードで行うため、アクセスルータ〜移動ノード間に新たに必要になる信号は無く、制御のための無線リソースの消費が無い。
【００１２】
このように本発明によれば、既存のＩＰベース移動通信システムヘの導入が容易で、協調制御のために要する無線リソースの消費を抑えることができる。
【００１３】
また、移動ノードに新たな動作が必要となることも無く、移動ノードにおける処理負担も軽い。また、本発明はＩＰベース移動通信システムにおけるモビリティ制御ノードに関するので、モビリティ制御ノードが扱うパケットは全てＩＰパケットであり、移動ノードのアドレス管理もＩＰアドレスベースで行われる。このように、本発明は、ＩＰアドレスの構造上の特徴を活かし、各移動ノードが接続するアクセスルータを、該移動ノードが移動先で取得したＩＰアドレスから特定することができ、また、ＩＰヘッダのフィールドに含まれるＤｉｆｆｓｅｒｖＣｏｄｅＰｏｉｎｔや、ＵＤＰ／ＴＣＰの上位プロトコル識別番号を利用することで、各ＩＰパケットの優先度を知ることが可能となる。これは元来ＩＰアドレスや、ＩＰヘッダが様々な情報を含んでいることに起因し、本発明は、これらのＩＰアドレスおよび各パケットのＩＰヘッダが含む情報だけを最大限に利用して、複数のアクセスルータ間の無線リソース制御を行うことをねらいとする。
【００１４】
ところで、本発明に係るモビリティ制御ノードについては、以下のような構成態様を採ることができる。
【００１５】
混雑度把握手段は、請求項２に記載したように、各アクセスルータと接続している移動ノードの数に基づいて、各アクセスルータのトラヒック混雑度を把握してもよいし、請求項３に記載したように、各アクセスルータと接続している移動ノード宛に転送されたパケット数又は総パケット長に基づいて、各アクセスルータのトラヒック混雑度を把握してもよい。なお、混雑度把握手段は、請求項４に記載したように、各アクセスルータのトラヒック混雑度を、さらに優先度のクラスごとに把握してもよい。
【００１６】
制御手段は、請求項５に記載したように、当該モビリティ制御ノードから周辺アクセスルータへの当該周辺アクセスルータ宛パケットの転送を制限することにより、当該周辺アクセスルータから移動ノードへのパケットの送信を一時的に制限することを特徴とする。このとき、制御手段は、請求項６に記載したように、周辺アクセスルータ宛パケットの転送を制限する場合、優先度が所定レベル以下のパケットの転送を制限してもよい。
【００１７】
また、本発明に係るモビリティ制御ノードは、より具体的には、以下のように構成することができる。即ち、請求項７に記載したように、本発明に係るモビリティ制御ノードは、モバイルＩＰ又はその拡張方式に基づいて複数のアクセスルータを管理するモビリティ制御ノードであって、少なくともアクセスルータ配下の移動ノードのアドレスと、移動ノードが接続しているアクセスルータを特定可能なプレフィックス情報を含んだ移動ノードの気付アドレスとを記憶したバインディングキャッシュと、移動ノード宛のパケットにおける優先度クラスを表す所定フィールドの値に基づいて、当該パケットが低優先度クラスのパケットであるか否かを判断する判断手段と、当該パケットの転送先アドレスに基づいて転送先のアクセスルータを特定し、当該アクセスルータへのパケットの転送データレートを算出するレート算出手段と、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第１の割合分を超えるか否かを判定する第１の判定手段と、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第１の割合分を超えたとき、転送先のアクセスルータの周辺アクセスルータに対し、低優先度クラスのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する第１の制御手段とを備えたことを特徴とする。また、上記モビリティ制御ノードは、請求項８に記載したように、転送データレートが、所定の無線チャネル容量における第１の割合分よりも小さい第２の割合分を超えたとき、転送先のアクセスルータに対し、低優先度クラスのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する第２の制御手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００１８】
同様に、本発明に係る無線リソース制御方法も、より具体的には、以下のように構成することができる。即ち、請求項１０に記載したように、本発明に係る無線リソース制御方法は、モバイルＩＰ又はその拡張方式に基づいて複数のアクセスルータを管理し、少なくともアクセスルータ配下の移動ノードのアドレスと、移動ノードが接続しているアクセスルータを特定可能なプレフィックス情報を含んだ移動ノードの気付アドレスとを記憶したバインディングキャッシュを備えたモビリティ制御ノードによって、複数のアクセスルータの無線リソースを制御する無線リソース制御方法であって、移動ノード宛のパケットにおける優先度クラスを表す所定フィールドの値に基づいて、当該パケットが低優先度クラスのパケットであるか否かを判断する判断工程と、当該パケットの転送先アドレスに基づいて転送先のアクセスルータを特定し、当該アクセスルータへのパケットの転送データレートを算出するレート算出工程と、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第１の割合分を超えたか否かを判定する第１の判定工程と、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第１の割合分を超えたとき、転送先のアクセスルータの周辺アクセスルータに対し、低優先度クラスのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する第１の制御工程とを有することを特徴とする。また、上記無線リソース制御方法は、請求項１１に記載したように、転送データレートが、所定の無線チャネル容量における第１の割合分よりも小さい第２の割合分を超えたか否かを判定する第２の判定工程と、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第２の割合分を超えたとき、転送先のアクセスルータに対し、低優先度クラスのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する第２の制御工程をさらに有することが望ましい。
【００１９】
上記の発明では、モビリティ制御ノードは、移動ノード宛のパケットにおける優先度クラスを表す所定フィールドの値に基づいて当該パケットが低優先度クラスのパケットであるか否かを判断するとともに、当該パケットの転送先アドレスに基づいて転送先のアクセスルータを特定し当該アクセスルータへのパケットの転送データレートを算出し、当該転送データレートが所定の無線チャネル容量の第１の割合分（例えば、１００％）を超えるか否かを判定する。ここで、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第１の割合分を超えたとき、モビリティ制御ノードは、転送先のアクセスルータの周辺アクセスルータに対し、低優先度クラスのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する。
【００２０】
これにより、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第１の割合分（例えば、１００％）を超えた転送先アクセスルータの周辺アクセスルータにおいて、当該周辺アクセスルータから移動ノードへの低優先度クラスのパケットの送信が一時的に制限されるため、転送先アクセスルータから移動ノードへのパケット送信に対する干渉が低減され、アクセスルータ間の無線リソースの消費を低減することができる。また、全ての制御をモビリティ制御ノードで行うため、アクセスルータ〜移動ノード間に新たに必要になる信号は無く、制御のための無線リソースの消費が無い。また、前述と同様に、既存ＩＰベースの移動通信システムにおけるアクセスルータ（例えば基地局）や移動ノード（例えば移動局）は従来の仕組みをそのまま用いることができるので、導入が容易である。このように本発明によれば、既存のＩＰベース移動通信システムヘの導入が容易で、協調制御のために要する無線リソースの消費を抑えることができる。
【００２１】
なお、より具体的には、上記の第１の制御工程又は第２の制御工程では、請求項１２に記載したように、低優先度クラスのパケットをメモリに記憶しておき、所定時間後にメモリから低優先度クラスのパケットを取り出して送信することにより、低優先度クラスのパケットの送信を一時的に制限するよう制御することを特徴とする。
【００２２】
ところで、本発明は、無線リソース制御プログラムに係る発明として、以下のように記述することができる。即ち、本発明に係る無線リソース制御プログラムは、請求項１４に記載したように、モバイルＩＰ又はその拡張方式に基づいて複数のアクセスルータを管理し、少なくともアクセスルータ配下の移動ノードのアドレスと、移動ノードが接続しているアクセスルータを特定可能なプレフィックス情報を含んだ移動ノードの気付アドレスとを記憶したバインディングキャッシュを備えたモビリティ制御ノード、に内蔵されたコンピュータに、請求項９〜１２の何れか１項に記載の無線リソース制御方法の各工程を実行させることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る一実施形態について説明する。
【００２４】
［システム構成］
図１には、本実施形態の通信システム１の構成図を示す。同図に示すように、通信システム１は、ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６の拡張方式であるＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６に準拠したパケット通信が行われ、移動ノード（ＭＮ）３０と、ＭＮ３０がパケット通信ネットワークに接続するリンクを提供するアクセスルータ（ＡＲ）と、ＭＮ３０の移動を管理するモビリティアンカーポイント（ＭＡＰ）２０とを含んで構成されている。ここではＭＡＰ２０Ａ、２０Ｂ…を総称してＭＡＰ２０といい、ＭＡＰ２０が本発明のモビリティ制御ノードに相当する。なお、図１にて点線で描いた領域範囲４５は、各ＡＲがアクセスリンクを提供する範囲を示す。各領域範囲４５の中心に位置するＡＲを、例えば図１のようにＡＲ１〜ＡＲ１９とする。これらＡＲ１〜ＡＲ１９は有線又は無線の回線を介してＭＡＰ２０Ａに接続される。
【００２５】
上記のようなＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６に準拠した通信システム１では、ホームエージェント（ＨＡ：ＨｏｍｅＡｇｅｎｔ）１０はＭＮ宛パケットをＭＡＰ２０に一旦転送し、ＭＡＰ２０が該パケットをＭＮ３０の現在位置へ転送する。
【００２６】
図１において、ＡＲ１〜ＡＲ１９は、それぞれに接続中の全ＭＮ３０に対し、ＭＡＰ２０ＡのアドレスをＲｏｕｔｅｒａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔメッセージに含めて通知している。何れかのＡＲに接続中のＭＮ３０はＭＡＰ２０Ａにリンク気付アドレス（ＬＣｏＡ）を通知しており、ＭＡＰ２０Ａは各ＭＮ宛のパケットを受信した場合、それぞれのＬＣｏＡ宛に当該パケットを転送する。さらに、一般の移動ノードＭＮｈは、あるアクセスルータＡＲｊに接続した場合、該ＡＲｊのプレフィクスＰｒｅｊ（６４ｂｉｔ）に、インターフェースのハードウェアアドレスなどを用いたノードに一意のトークンＮｏｈ（６４ｂｉｔ）を付加した気付アドレスＬＣｏＡｊｈを使用する（ステートレスアドレス自動設定ＲＦＣ２４６２）。
【００２７】
ここではＡＲとは無線インターフェースを持った基地局相当のルータであり、その無線リンクにはＣＤＭＡが採用されている。下り方向の無線チャネル容量は各ＡＲの最大送信電力により決まっている。即ち、周辺のＡＲの送信電力が低減されると、周辺のＡＲの送信に起因した干渉が低減し、ＭＮ（移動局相当）３０の１台あたりに必要な送信電力が低減されるため、定められた最大送信電力内でより多くのＭＮ３０にパケットを送信することができ、下り無線チャネル容量が増大することとなる。
【００２８】
図２には、ＭＡＰ２０の構成を示す。同図に示すように、ＭＡＰ２０は、データの送受信を行う送受信インターフェース２４と、パケットを一時的に記憶するためのパケットバッファ部２１と、ＭＮ宛てパケットのカプセリング処理やパケットのルーチング等を行うルーチング部２３と、図３のように各ＭＮ毎の転送先アドレス（即ち、気付アドレス（ＬＣｏＡ））及びＴＣＰ転送停止フラグを記憶したバインディングキャッシュ２２と、図４のように各ＡＲ毎の隣接ＡＲアドレスやＵＤＰ転送レート等を記憶したＡＲ管理テーブル２５と、ルーチング部２３が行うカプセリング処理やＡＲ管理テーブル２５を監視するリソース管理部２６とを含んで構成されている。
【００２９】
上記のバインディングキャッシュ２２には、図３に示すテーブル２２Ａが記憶されており、このテーブル２２Ａは、ＭＮのＩＰアドレス、当該ＭＮに関する気付アドレス（ＬＣｏＡ）及びＴＣＰ転送停止フラグの各情報を含んでいる。例えば、図３のテーブル２２Ａにおいて、ＩＰアドレスがＭＮ２であるＭＮについては、ＬＣｏＡがＬＣｏＡ６２であり、ＴＣＰ転送停止フラグがオンである。よって、ＭＮ２宛のパケットはアドレスＬＣｏＡ６２宛に転送されるが、該パケットがＴＣＰパケットであれば、該パケットの送信は一時的に停止される。その具体的な処理については後述する。
【００３０】
図４に示すように、ＡＲ管理テーブル２５は、ＡＲのＩＰアドレス、ＡＲを特定する識別子の働きをするプレフィクス、ＡＲからＭＮへの下り方向の通信容量、当該ＡＲの隣接ＡＲのアドレス及びＵＤＰパケットの転送レートの各情報を含んでいる。例えば、ＩＰアドレスがＡＲ１０であるＡＲ（以下「ＡＲ１０」という。）については、ＵＤＰパケットの転送レートが２．３３Ｍｂｐｓで下り容量の２Ｍｂｐｓを超えている。そのため、当該ＡＲ１０の隣接ＡＲ（即ち、ＡＲ５、ＡＲ６、ＡＲ９、ＡＲ１１、ＡＲ１４、ＡＲ１５）に接続しているＭＮのＴＣＰ転送停止フラグ（図３参照）がオンに設定される。その具体的な処理については後述する。
【００３１】
［処理内容］
本発明は、前述したように、全ての制御（例えばパケットの優先度まで含めた混雑度把握や低優先度パケットの送信抑制など）をＭＡＰ２０が行うことを特徴とする。以下では、ＭＡＰ２０における処理として、図９のルーチング部２３における処理及び図１０のリソース管理部２６における処理を説明する。
【００３２】
ルーチング部２３では、図９のように、まず、送受信インターフェース２４から、受信されたパケットを受信し（Ｓ０１）、バインディングキャッシュ２２内のテーブル２２Ａのエントリに従い、登録されているＭＮ宛のパケットを、登録されたＬＣｏＡ宛のＩＰヘッダでカプセリングする（Ｓ０２）。そして、カプセリング処理を施されたパケットを、再び送受信インターフェース２４から送信する（Ｓ０３）。
【００３３】
なお、ルーチング部２３は、上述のようにＭＮ宛パケットのカプセリング処理を行う際にバインディングキャッシュ２２内のテーブル２２Ａ（図３）を参照するが、ＴＣＰ転送停止フラグがセットされているＭＮ宛に転送するＴＣＰパケットは、一時的にパケットバッファ部２１にバッファする。そして、ルーチング部２３は、テーブル２２Ａにて該ＭＮのＴＣＰ転送フラグが有効時間経過後に解除されたら、パケットバッファ部２１にバッファしていた該ＭＮ宛ＴＣＰパケットを取り出し、テーブル２２Ａに従いカプセル処理を行い送受信インターフェース２４へ伝送する。
【００３４】
リソース管理部２６では、図１０のように、ルーチング部２３が行うカプセリング処理を監視しており（Ｓ１１）、カプセルされるＩＰパケットの次ヘッダフィールドの値により該パケットがＴＣＰであるかＵＤＰであるかを判断する（Ｓ１２）。そして、ＡＲ管理テーブル２５を参照することにより、転送先のＩＰアドレスのプレフィクスと一致するプレフィクスのＡＲアドレスを特定し、各ＡＲへのＵＤＰパケットの転送データレート又はＴＣＰパケットの転送データレートを、Ｓ１２の判定で得られたパケット種別毎に計算する（Ｓ１３、Ｓ１４）。そして、転送データレートの計算結果はＡＲ管理テーブル２５に記憶される（Ｓ１５）。なお、図１０の処理とは別にＡＲ管理テーブル２５は、１００ｍｓｅｃ毎に更新される。
【００３５】
また、リソース管理部２６は、ＡＲ管理テーブル２５を監視しており（Ｓ１６）、ＡＲ管理テーブル２５にてＡＲのＵＤＰ転送レートが、該ＡＲの下り無線チャネル容量の７０％を超過したか否かを判定する（Ｓ１７）。ＡＲのＵＤＰ転送レートが、該ＡＲの下り無線チャネル容量の７０％を超過していれば、該ＡＲに接続する全ＭＮのエントリに有効時間１００ｍｓｅｃのＴＣＰ転送停止フラグを立てる（Ｓ１８）。これにより、ＡＲのＵＤＰ転送レートが該ＡＲの下り無線チャネル容量の７０％を超過したとき、該ＡＲに接続する全ＭＮあてのＴＣＰパケットは、ルーチング部２３により一時的に（有効時間１００ｍｓｅｃが経過するまでの間）パケットバッファ部２１にバッファされることとなる。これは当該ＡＲの自局内でＴＣＰパケットに対しＵＤＰパケットを優先的に送信するものである。
【００３６】
さらに、リソース管理部２６は、ＡＲ管理テーブル２５にてＡＲのＵＤＰ転送レートが、該ＡＲの下り無線チャネル容量の１００％を超過したか否かを判定する（Ｓ１９）。ＡＲのＵＤＰ転送レートが、該ＡＲの下り無線チャネル容量の１００％を超過していれば、バインディングキャッシュ２２上で、該ＡＲに隣接するＡＲに接続する全ＭＮのエントリに対し有効時間１００ｍｓｅｃのＴＣＰ転送停止フラグを立てる（Ｓ２０）。これにより、ＡＲのＵＤＰ転送レートが該ＡＲの下り無線チャネル容量の１００％を超過したとき、該ＡＲの隣接ＡＲに接続する全ＭＮあてのＴＣＰパケットは、ルーチング部２３により一時的に（有効時間１００ｍｓｅｃが経過するまでの間）パケットバッファ部２１にバッファされることとなる。これは基地局間協調処理によりＴＣＰパケットに対しＵＤＰパケットを優先的に送信するものである。
【００３７】
上記図９、図１０の処理の効果を説明する。今、図１のＭＡＰ２０Ａから図５に示すＡＲ１０へ、該ＡＲ１０の下り容量の１００％を越えたＵＤＰパケットが送信されていたとする。このままでは図６（ｂ）のように、ＡＲ１０において全てのＵＤＰパケットＡ〜Ｄを送信するために最大送信電力以上の電力が必要となってしまい、送信されない一部のＵＤＰパケットＤはＡＲ１０内のバッファオーバーフローによって破棄されてしまうことが考えられる。この一方で、ＡＲ１１では図６（ａ）のようにＵＤＰパケットＥ及びＴＣＰパケットＦ、Ｇの全てを送信する場合でも最大送信電力以下の電力で済むため、これらＵＤＰパケットＥ及びＴＣＰパケットＦ、Ｇの全てを送信している。
【００３８】
ここで、上記図９、図１０の処理を適用すると、図１０のＳ２０の処理により、ＡＲ１０に隣接するＡＲ１１へのＴＣＰパケット転送が図７にて破線で示すように一時的に停止されるため、図８（ａ）に示すようにＡＲ１１の送信電力は低下する。その結果、ＡＲ１１のパケット送信に起因するＡＲ１０への干渉が低減することとなり、ＡＲ１０が各パケットの送信に必要とされる電力は低減され、結果的に図８（ｂ）に示すようにＡＲ１０は全てのＵＤＰパケットＡ〜Ｄの送信が可能となる。
【００３９】
以上のようにして、ＡＲ間の無線リソースの協調制御を円滑に行うことができ、協調制御のために要する無線リソースの消費を抑えることができる。また、全ての制御をＭＡＰが行うことを特徴とし、既存ＩＰベースの通信システムにおけるＡＲやＭＮは従来の仕組みをそのまま用いることができるので、導入が容易である。
【００４０】
なお、図１０のＳ１８、Ｓ２０の処理によりＭＡＰ２０のパケットバッファ部２１にバッファされているＡＲ１０およびＡＲ１１に接続中のＭＮ宛ＴＣＰパケットは、ＡＲ１０から送信されるＵＤＰパケットのレートが減少した時点でバッファが解除され、改めてＡＲ１０、ＡＲ１１にルーチングされることとなる。また、上記では、ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６の拡張方式であるＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６に準拠したパケット通信が行われる通信システムの例を説明したが、本発明はＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６に準拠したパケット通信が行われる通信システムにも適用可能である。その場合、ホームエージェント（ＨＡ：ＨｏｍｅＡｇｅｎｔ）が本発明のモビリティ制御ノードに相当し、上記のＭＡＰ２０と同様の動作を行う。また、本実施形態は、ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ６に限定されるものではなく、ＭｏｂｉｌｅＩＰｖ４及び他のインターネットプロトコルであっても良い。
【００４１】
［無線リソース制御プログラムの構成］
最後に、上述した無線リソース制御に関する処理をＭＡＰ２０に実行させるための無線リソース制御プログラムについて説明する。ここでは、請求項９の無線リソース制御方法に関連する図１１の第１の態様と、請求項１０、１１の無線リソース制御方法に関連する図１２の第２の態様とを説明する。
【００４２】
図１１、図１２に示すように無線リソース制御プログラム５１は、記録媒体５０に形成されたプログラム格納領域５０ａ内に格納されている。
【００４３】
第１の態様の無線リソース制御プログラム５１は、図１１に示すように無線リソース制御処理を統括的に制御するメインモジュール５１ａと、バインディングキャッシュに記憶されたＭＮの気付アドレスに基づいて、当該気付アドレス内のプレフィックス情報により特定される各ＡＲのトラヒック混雑度を把握する処理をＭＡＰ２０に実行させる混雑度把握モジュール５１ｂと、トラヒック混雑度が所定の基準以上と把握されたＡＲに隣接するＡＲから、ＭＮへのパケット送信を一時的に制限するよう制御する処理をＭＡＰ２０に実行させる制御モジュール５１ｃとを備えて構成される。
【００４４】
第２の態様の無線リソース制御プログラム５１は、図１２に示すように無線リソース制御処理を統括的に制御するメインモジュール５１ａと、ＭＮ宛のパケットにおける優先度クラスを表す所定フィールドの値に基づいて、当該パケットが低優先度クラスのパケット（例えばＴＣＰパケット）であるか否かを判断する処理をＭＡＰ２０に実行させる判断モジュール５１ｄと、当該パケットの転送先のＡＲを特定し、当該ＡＲへのパケットの転送データレートを算出する処理をＭＡＰ２０に実行させるレート算出モジュール５１ｅと、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第１の割合分（例えば１００％）を超えたか否かを判定する処理をＭＡＰ２０に実行させる第１の判定モジュール５１ｆと、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第１の割合分を超えたとき、転送先ＡＲの隣接ＡＲに対し、低優先度クラスのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する処理をＭＡＰ２０に実行させる第１の制御モジュール５１ｇと、転送データレートが、所定の無線チャネル容量における第１の割合分よりも小さい第２の割合分（例えば７０％）を超えたか否かを判定する処理をＭＡＰ２０に実行させる第２の判定モジュール５１ｈと、転送データレートが所定の無線チャネル容量の第２の割合分を超えたとき、転送先ＡＲに対し、低優先度クラスのパケットの送信を一時的に制限するよう制御する処理をＭＡＰ２０に実行させる第２の制御モジュール５１ｉとを備えて構成される。
【００４５】
なお、上記２つの態様の無線リソース制御プログラム５１は、その一部若しくは全部が、有線若しくは無線の通信回線等の伝送媒体を介して他の機器に伝送され、又はメモリスティック等の記録媒体を介して他の機器に複写されて、当該他の機器において記録（インストールを含む）される構成としてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、全ての制御（例えば、パケットの優先度まで含めた混雑度把握や低優先度パケットの送信抑制など）をモビリティ制御ノードが行うことを特徴とし、既存ＩＰベースの移動通信システムにおけるアクセスルータや移動ノードは従来の仕組みをそのまま用いることができるので、導入が容易である。また、全ての制御をモビリティ制御ノードで行うため、アクセスルータ〜移動ノード間に新たに必要になる信号は無く、制御のための無線リソースの消費が無い。このため本発明によれば、既存のＩＰベース移動通信システムヘの導入が容易で、協調制御のために要する無線リソースの消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施形態における通信システムの構成図である。
【図２】ＭＡＰの構成図である。
【図３】バインディングキャッシュに記憶されたテーブルの一例を示す表である。
【図４】ＡＲ管理テーブルの一例を示す表である。
【図５】ＭＡＰからＡＲ１０へ容量の１００％を超えたＵＤＰパケットが送信されていた状態を示す図である。
【図６】（ａ）は図５のＡＲ１１における無線リソース消費状況を示す図であり、（ｂ）は図５のＡＲ１０における無線リソース消費状況を示す図である。
【図７】図５の状態に本発明を適用した後の状態を示す図である。
【図８】（ａ）は図７のＡＲ１１における無線リソース消費状況を示す図であり、（ｂ）は図７のＡＲ１０における無線リソース消費状況を示す図である。
【図９】ルーチング部における処理の内容を示す流れ図である。
【図１０】リソース管理部における処理の内容を示す流れ図である。
【図１１】本発明に係る無線リソース制御プログラムの第１の構成態様を示す図である。
【図１２】本発明に係る無線リソース制御プログラムの第２の構成態様を示す図である。
【符号の説明】
１…通信システム、１０…ホームエージェント、２０…モビリティ制御ノード、２１…パケットバッファ部、２２…バインディングキャッシュ、２２Ａ…テーブル、２３…ルーチング部、２４…送受信インターフェース、２５…ＡＲ管理テーブル、２６…リソース管理部、３０…移動ノード、４０…アクセスルータ、４５…領域範囲、５０…記録媒体、５０ａ…プログラム格納領域、５１…無線リソース制御プログラム、５１ａ…メインモジュール、５１ｂ…混雑度把握モジュール、５１ｃ…制御モジュール、５１ｄ…判断モジュール、５１ｅ…レート算出モジュール、５１ｆ…第１の判定モジュール、５１ｇ…第１の制御モジュール、５１ｈ…第２の判定モジュール、５１ｉ…第２の制御モジュール。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology related to mobile IP or an extension system thereof, and relates to a mobility control node, a radio resource control method, a communication system, and a radio resource control program.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a mobile communication system using CDMA, transmission order control of a high-priority packet and a low-priority packet is performed for each base station, and a high-priority packet (in terms of delay value, a maximum allowable delay is short) is prioritized. There has been a technique for increasing the effective capacity of a downlink channel by, for example, transmitting the data in a targeted manner. However, since there is no cooperative control in resource utilization (transmission power utilization) between base stations, the effective capacity is not always maximized as a whole system.
[0003]
On the other hand, in Non-Patent Document 1, a mobile station and a base station take the initiative, stop transmitting low-priority packets at a base station adjacent to a congested base station, and reduce adjacent cell interference. This is a technique of transmitting a high-priority packet in a congested base station, and realizes the maximum effective capacity of the entire system.
[0004]
[Non-patent document 1]
"Wireless QoS with Coordination of Base Station Management Sources" 2002 IEICE General Conference B-5-71
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technology of Non-Patent Document 1, since both the mobile station and the base station need to implement a protocol for cooperative control between base stations, introduction into an existing IP-based mobile communication system is easy. There is a disadvantage that it is not.
[0006]
In addition, there is a drawback that packet transmission for cooperative control is required between the base station and the mobile station, so that unnecessary radio resources must be consumed.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is a mobility control node that can be easily introduced into an existing IP-based mobile communication system and that can suppress consumption of radio resources required for cooperative control. It is an object to provide a radio resource control method, a communication system, and a radio resource control program.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a mobility control node according to the present invention is a mobility control node that manages a plurality of access routers based on Mobile IP or an extension method thereof, as described in claim 1, A binding cache storing an address of the mobile node under the access router and a care-of address of the mobile node including prefix information capable of identifying the access router to which the mobile node is connected; Congestion degree grasping means for grasping the traffic congestion degree of each access router specified by the prefix information in the care-of address, based on the care-of address, and peripheral access of the access router whose traffic congestion degree is grasped to be higher than a predetermined reference. From router to mobile node Characterized in that a control means for controlling so as to temporarily limit the transmission of packets.
[0009]
Also, the radio resource control method according to the present invention manages a plurality of access routers based on a mobile IP or an extension method thereof, at least an address of a mobile node under the access router, and A radio resource control method for controlling radio resources of a plurality of access routers by a mobility control node having a binding cache storing a care-of address of a mobile node including prefix information capable of specifying an access router to which the node is connected A congestion degree grasping step of grasping the traffic congestion degree of each access router specified by the prefix information in the care-of address based on the care-of address of the mobile node stored in the binding cache; and It is grasped that it exceeds a certain standard From peripheral access router of the access routers, and having a control step of controlling so as to temporarily limit the transmission of packets to the mobile node.
[0010]
In addition, a communication system according to the present invention includes a plurality of access routers and a mobility control node that manages the access routers based on a mobile IP or an extension method thereof, as described in claim 13. A mobility control node, comprising: a binding cache storing at least an address of a mobile node under an access router and a care-of address of the mobile node including prefix information capable of specifying an access router connected to the mobile node. A congestion degree grasping means for grasping the traffic congestion degree of each access router specified by the prefix information in the care-of address based on the care-of address of the mobile node stored in the binding cache; and Accesses that are determined to exceed the standard Control means for controlling transfer of packets addressed to the peripheral access router to the peripheral access router of the router to temporarily limit transmission of packets from the peripheral access router to the mobile node, the control means comprising: , The transmission of packets from the peripheral access router to the mobile node is temporarily restricted, thereby reducing the interference with the packet transmission from the access router to the mobile node with a traffic congestion level equal to or higher than a predetermined criterion. It is characterized by.
[0011]
As described above, the present invention is characterized in that the mobility control node performs all the control (for example, grasping the congestion degree including the packet priority described later and suppressing the transmission of the low-priority packet). An access router (for example, a base station) and a mobile node (for example, a mobile station) in the mobile communication system of (1) can use the conventional mechanism as it is, so that introduction is easy. In addition, since all the control is performed by the mobility control node, there is no newly required signal between the access router and the mobile node, and there is no consumption of radio resources for control.
[0012]
As described above, according to the present invention, introduction into an existing IP-based mobile communication system is easy, and consumption of radio resources required for cooperative control can be suppressed.
[0013]
Also, no new operation is required for the mobile node, and the processing load on the mobile node is light. Also, since the present invention relates to a mobility control node in an IP-based mobile communication system, all packets handled by the mobility control node are IP packets, and the address management of the mobile node is also performed on an IP address basis. As described above, the present invention makes it possible to specify the access router to which each mobile node connects from the IP address acquired by the mobile node at the destination by taking advantage of the structural characteristics of the IP address. The priority of each IP packet can be known by using the Diffserv Code Point included in the field of “.” And the upper protocol identification number of UDP / TCP. This is because the IP address and the IP header originally include various information, and the present invention makes full use of only the information included in the IP address and the information included in the IP header of each packet. The purpose is to perform radio resource control between access routers.
[0014]
By the way, the mobility control node according to the present invention can adopt the following configuration.
[0015]
The congestion degree grasping means may grasp the traffic congestion degree of each access router based on the number of mobile nodes connected to each access router, as described in claim 2. As described, the traffic congestion degree of each access router may be grasped based on the number of packets or the total packet length transferred to the mobile node connected to each access router. The congestion degree grasping means may further grasp the traffic congestion degree of each access router for each priority class, as described in claim 4.
[0016]
The control means restricts the transfer of the packet addressed to the peripheral access router from the mobility control node to the peripheral access router, thereby transmitting the packet from the peripheral access router to the mobile node. It is characterized by temporary restriction. At this time, when restricting the transfer of the packet addressed to the peripheral access router as described in claim 6, the control means may restrict the transfer of the packet having the priority lower than the predetermined level.
[0017]
Further, the mobility control node according to the present invention can be more specifically configured as follows. That is, as described in claim 7, the mobility control node according to the present invention is a mobility control node that manages a plurality of access routers based on Mobile IP or its extension method, and at least a mobile node under the access router. And a binding cache storing a care-of address of the mobile node including prefix information capable of specifying an access router to which the mobile node is connected, and a value of a predetermined field indicating a priority class in a packet addressed to the mobile node A determination unit that determines whether or not the packet is a low-priority class packet based on the packet, and a destination access router based on the destination address of the packet. Rate calculation means for calculating a transfer data rate, and transfer data A first determining means for determining whether or not the transfer rate exceeds a first ratio of the predetermined wireless channel capacity; and a transfer function when the transfer data rate exceeds the first ratio of the predetermined wireless channel capacity. A first control unit for temporarily controlling transmission of a low-priority class packet to a peripheral access router of the previous access router. Further, the mobility control node, when the transfer data rate exceeds a second rate smaller than the first rate in the predetermined radio channel capacity, accesses the transfer destination as described in claim 8. It is preferable that the router further includes a second control unit that controls the router to temporarily limit transmission of packets of the low priority class.
[0018]
Similarly, the radio resource control method according to the present invention can be more specifically configured as follows. That is, as described in claim 10, the radio resource control method according to the present invention manages a plurality of access routers based on a mobile IP or an extension method thereof, and at least an address of a mobile node under the access router and a mobile node. A radio resource control method for controlling radio resources of a plurality of access routers by a mobility control node having a binding cache storing a care-of address of a mobile node including prefix information capable of specifying an access router to which the node is connected A determining step of determining whether or not the packet is a low-priority class packet based on a value of a predetermined field indicating a priority class in the packet addressed to the mobile node; and a transfer destination address of the packet. Destination router based on the A rate calculating step of calculating a transfer data rate of a packet to the access router; a first determining step of determining whether the transfer data rate exceeds a first ratio of a predetermined wireless channel capacity; A first control step of temporarily limiting transmission of a low priority class packet to a neighboring access router of a destination access router when a predetermined ratio of a wireless channel capacity exceeds a first ratio; And characterized in that: Further, the wireless resource control method determines whether the transfer data rate has exceeded a second rate smaller than the first rate in the predetermined wireless channel capacity, as described in claim 11. A second determining step, when the transfer data rate exceeds a second ratio of the predetermined wireless channel capacity, temporarily limit transmission of the low priority class packet to the transfer destination access router. It is desirable to further include a second control step of controlling.
[0019]
In the above invention, the mobility control node determines whether or not the packet is a low-priority class packet based on a value of a predetermined field indicating a priority class in the packet addressed to the mobile node, and A destination access router is specified based on the destination address, a transfer data rate of a packet to the access router is calculated, and the transfer data rate is equal to a first ratio of a predetermined wireless channel capacity (for example, 100%). Is determined. Here, when the transfer data rate exceeds the first ratio of the predetermined wireless channel capacity, the mobility control node temporarily transmits the low-priority class packet to the neighboring access routers of the transfer destination access router. Control to restrict
[0020]
As a result, in a peripheral access router of a destination access router whose transfer data rate exceeds a first ratio (for example, 100%) of a predetermined wireless channel capacity, a low priority class from the peripheral access router to the mobile node is set. Since the transmission of the packet is temporarily restricted, interference with the packet transmission from the transfer destination access router to the mobile node is reduced, and the consumption of radio resources between the access routers can be reduced. In addition, since all the control is performed by the mobility control node, there is no newly required signal between the access router and the mobile node, and there is no consumption of radio resources for control. Also, as described above, the access router (for example, a base station) and the mobile node (for example, a mobile station) in the existing IP-based mobile communication system can use the conventional mechanism as it is, so that the introduction is easy. As described above, according to the present invention, introduction into an existing IP-based mobile communication system is easy, and consumption of radio resources required for cooperative control can be suppressed.
[0021]
More specifically, in the first control step or the second control step, a low-priority class packet is stored in a memory as described in claim 12, and the memory is stored after a predetermined time. , By taking out a low-priority class packet and transmitting it, the transmission of the low-priority class packet is controlled so as to be temporarily restricted.
[0022]
By the way, the present invention can be described as an invention relating to a radio resource control program as follows. That is, the wireless resource control program according to the present invention manages a plurality of access routers based on Mobile IP or its extension method, and at least addresses mobile nodes under the access routers, 13. A computer built in a mobility control node having a binding cache storing a care-of address of a mobile node including prefix information capable of specifying an access router to which the node is connected, according to any one of claims 9 to 12, Each step of the radio resource control method according to claim 1 is executed.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
[System configuration]
FIG. 1 shows a configuration diagram of a communication system 1 of the present embodiment. As shown in the figure, the communication system 1 performs packet communication conforming to Hierarchical Mobile IPv6, which is an extension of Mobile IPv6, and provides a link for connecting the mobile node (MN) 30 and the MN 30 to a packet communication network. And a mobility anchor point (MAP) 20 that manages the movement of the MN 30. Here, MAPs 20A, 20B... Are collectively referred to as MAP 20, and MAP 20 corresponds to the mobility control node of the present invention. An area range 45 drawn by a dotted line in FIG. 1 indicates a range in which each AR provides an access link. ARs located at the center of each region range 45 are, for example, AR1 to AR19 as shown in FIG. These AR1 to AR19 are connected to the MAP 20A via a wired or wireless line.
[0025]
In the communication system 1 based on Hierarchical Mobile IPv6 as described above, the home agent (HA) 10 temporarily transfers a packet addressed to the MN to the MAP 20, and the MAP 20 transfers the packet to the current location of the MN 30.
[0026]
In FIG. 1, AR1 to AR19 notify all MNs 30 connected to each other by including the address of the MAP 20A in a Router advertisement message. The MN 30 connected to one of the ARs notifies the MAP 20A of the link care-of address (LCoA). When the MAP 20A receives a packet addressed to each MN, the MAP 20A transfers the packet to each LCoA. Further, when the general mobile node MNh is connected to a certain access router ARj, a unique token Noh (64 bits) is added to the prefix Prej (64 bits) of the ARj to the node using the hardware address of the interface or the like. The care-of address LCoAjh is used (stateless address automatic setting RFC 2462).
[0027]
Here, AR is a router equivalent to a base station having a wireless interface, and CDMA is adopted for the wireless link. The downlink channel capacity is determined by the maximum transmission power of each AR. That is, when the transmission power of the peripheral AR is reduced, interference due to the transmission of the peripheral AR is reduced, and the transmission power required for one MN (equivalent to a mobile station) 30 is reduced. Packets can be transmitted to more MNs 30 within the maximum transmission power thus set, and the downlink radio channel capacity increases.
[0028]
FIG. 2 shows the configuration of the MAP 20. As shown in the figure, the MAP 20 includes a transmission / reception interface 24 for transmitting / receiving data, a packet buffer unit 21 for temporarily storing packets, and a routing unit for performing packet encapsulation processing for MN, routing of packets, and the like. 23, a binding cache 22 storing a transfer destination address (ie, a care-of address (LCoA)) and a TCP transfer stop flag for each MN as shown in FIG. 3, an adjacent AR address for each AR as shown in FIG. The configuration includes an AR management table 25 storing a UDP transfer rate and the like, and a resource management unit 26 monitoring the encapsulation processing performed by the routing unit 23 and the AR management table 25.
[0029]
The table 22A shown in FIG. 3 is stored in the binding cache 22. The table 22A includes information on the IP address of the MN, a care-of address (LCoA) related to the MN, and a TCP transfer stop flag. . For example, in the table 22A of FIG. 3, for the MN whose IP address is MN2, the LCoA is LCoA 62 and the TCP transfer stop flag is on. Therefore, the packet addressed to the MN2 is transferred to the address LCoA 62, but if the packet is a TCP packet, the transmission of the packet is temporarily stopped. The specific processing will be described later.
[0030]
As shown in FIG. 4, the AR management table 25 includes an IP address of the AR, a prefix serving as an identifier for specifying the AR, a downstream communication capacity from the AR to the MN, an address of an AR adjacent to the AR, and a UDP. It contains each information of the packet transfer rate. For example, for an AR having an IP address of AR10 (hereinafter referred to as “AR10”), the transfer rate of the UDP packet is 2.33 Mbps, which exceeds the downlink capacity of 2 Mbps. Therefore, the TCP transfer stop flag (see FIG. 3) of the MN connected to the ARs adjacent to the AR 10 (that is, AR5, AR6, AR9, AR11, AR14, AR15) is set to ON. The specific processing will be described later.
[0031]
[Processing content]
As described above, the present invention is characterized in that the MAP 20 performs all controls (for example, grasping the congestion degree including the priority of a packet and suppressing transmission of a low-priority packet). Hereinafter, as the processing in the MAP 20, the processing in the routing unit 23 in FIG. 9 and the processing in the resource management unit 26 in FIG. 10 will be described.
[0032]
As shown in FIG. 9, the routing unit 23 first receives the received packet from the transmission / reception interface 24 (S01), and according to the entry of the table 22A in the binding cache 22, converts the packet addressed to the registered MN into Encapsulation is performed using the registered IP header addressed to the LCoA (S02). Then, the packet subjected to the encapsulation processing is transmitted again from the transmission / reception interface 24 (S03).
[0033]
The routing unit 23 refers to the table 22A (FIG. 3) in the binding cache 22 when encapsulating a packet addressed to the MN as described above, but transfers the packet to the MN for which the TCP transfer stop flag is set. The TCP packet to be buffered is temporarily buffered in the packet buffer unit 21. Then, when the TCP transfer flag of the MN is released after the expiration of the valid time in the table 22A, the routing unit 23 extracts the TCP packet addressed to the MN buffered in the packet buffer unit 21 and performs the encapsulation processing according to the table 22A. The data is transmitted to the transmission / reception interface 24.
[0034]
The resource management unit 26 monitors the encapsulation process performed by the routing unit 23 as shown in FIG. 10 (S11), and the packet is TCP or UDP according to the value of the next header field of the encapsulated IP packet. Is determined (S12). Then, by referring to the AR management table 25, the AR address of the prefix that matches the prefix of the transfer destination IP address is specified, and the transfer data rate of the UDP packet or the transfer data rate of the TCP packet to each AR is determined. , Calculated for each packet type obtained in the determination of S12 (S13, S14). Then, the calculation result of the transfer data rate is stored in the AR management table 25 (S15). The AR management table 25 is updated every 100 msec separately from the processing in FIG.
[0035]
Further, the resource management unit 26 monitors the AR management table 25 (S16), and determines whether or not the UDP transfer rate of the AR exceeds 70% of the downlink radio channel capacity of the AR in the AR management table 25. Is determined (S17). If the UDP transfer rate of the AR exceeds 70% of the downlink radio channel capacity of the AR, a TCP transfer stop flag with a valid time of 100 msec is set in the entries of all MNs connected to the AR (S18). Thus, when the UDP transfer rate of the AR exceeds 70% of the downlink radio channel capacity of the AR, the TCP packets destined for all MNs connected to the AR are temporarily (effective time 100 msec elapses) by the routing unit 23. Until that time, the packet is buffered in the packet buffer unit 21. This is to transmit a UDP packet preferentially to a TCP packet in the own station of the AR.
[0036]
Further, the resource management unit 26 determines whether or not the UDP transfer rate of the AR has exceeded 100% of the downlink radio channel capacity of the AR in the AR management table 25 (S19). If the UDP transfer rate of the AR exceeds 100% of the downlink radio channel capacity of the AR, a TCP with an effective time of 100 msec for the entries of all MNs connected to the AR adjacent to the AR on the binding cache 22. A transfer stop flag is set (S20). Thereby, when the UDP transfer rate of the AR exceeds 100% of the downlink radio channel capacity of the AR, the TCP packets destined for all MNs connected to the AR adjacent to the AR are temporarily (effective time) by the routing unit 23. The packet is buffered in the packet buffer unit 21 (until 100 msec elapses). This is to transmit a UDP packet preferentially with respect to a TCP packet by coordination processing between base stations.
[0037]
The effect of the processing of FIGS. 9 and 10 will be described. Assume that a UDP packet exceeding 100% of the downlink capacity of the AR 10 has been transmitted from the MAP 20A of FIG. 1 to the AR 10 of FIG. In this state, as shown in FIG. 6B, the power of the maximum transmission power is required to transmit all the UDP packets A to D in the AR 10, and some of the untransmitted UDP packets D are not transmitted in the AR 10. It may be discarded due to buffer overflow. On the other hand, in the AR 11, even if all of the UDP packet E and the TCP packets F and G are transmitted as shown in FIG. Of all are sent.
[0038]
Here, when the processing of FIGS. 9 and 10 is applied, the transfer of the TCP packet to the AR 11 adjacent to the AR 10 is temporarily stopped by the processing of S 20 of FIG. 10, as indicated by the broken line in FIG. As shown in FIG. 8A, the transmission power of the AR 11 decreases. As a result, interference with the AR 10 due to the packet transmission of the AR 11 is reduced, and the power required for the AR 10 to transmit each packet is reduced. As a result, as shown in FIG. Transmission of all UDP packets A to D becomes possible.
[0039]
As described above, cooperative control of radio resources between ARs can be performed smoothly, and consumption of radio resources required for cooperative control can be suppressed. Further, the MAP performs all controls, and the AR and MN in the existing IP-based communication system can use the conventional mechanism as it is, so that the introduction is easy.
[0040]
Note that the TCP packets addressed to the MNs connected to the AR 10 and the AR 11 buffered in the packet buffer unit 21 of the MAP 20 by the processing of S 18 and S 20 in FIG. Is released, and routing to AR10 and AR11 is performed again. In the above description, an example of a communication system in which packet communication is performed in accordance with Hierarchical Mobile IPv6, which is an extension method of Mobile IPv6, has been described. However, the present invention is also applicable to a communication system in which packet communication is performed in accordance with Mobile IPv6. It is possible. In that case, a home agent (HA) corresponds to the mobility control node of the present invention, and performs the same operation as the MAP 20 described above. Further, the present embodiment is not limited to Mobile IPv6, but may be Mobile IPv4 or another Internet protocol.
[0041]
[Configuration of Radio Resource Control Program]
Lastly, a description will be given of a wireless resource control program for causing the MAP 20 to execute the above-described processing related to wireless resource control. Here, the first mode of FIG. 11 relating to the radio resource control method of claim 9 and the second mode of FIG. 12 relating to the radio resource control method of claims 10 and 11 will be described.
[0042]
As shown in FIGS. 11 and 12, the radio resource control program 51 is stored in a program storage area 50a formed on the recording medium 50.
[0043]
As shown in FIG. 11, the radio resource control program 51 according to the first embodiment includes a main module 51a that comprehensively controls the radio resource control processing, and a care-of address based on the care-of address of the MN stored in the binding cache. From the congestion degree grasping module 51b for causing the MAP 20 to execute a process for grasping the traffic congestion degree of each AR specified by the prefix information within the AR, And a control module 51c that causes the MAP 20 to execute a process of temporarily restricting packet transmission to the MAP 20.
[0044]
As shown in FIG. 12, the radio resource control program 51 according to the second embodiment is based on a main module 51a that comprehensively controls radio resource control processing and a value of a predetermined field indicating a priority class in a packet addressed to the MN. A determination module 51d that causes the MAP 20 to execute a process of determining whether or not the packet is a low-priority class packet (for example, a TCP packet), and an AR to which the packet is transferred, and a packet to the AR A rate calculation module 51e that causes the MAP 20 to execute a process of calculating the transfer data rate of the MAP 20; and a process of determining whether the transfer data rate exceeds a first ratio (for example, 100%) of a predetermined wireless channel capacity. A first determination module 51f to be executed by a wireless channel having a predetermined transfer data rate. A first control module 51g that causes the MAP 20 to execute a process of temporarily restricting transmission of a low-priority class packet to an AR adjacent to the transfer destination AR when the capacity exceeds the first ratio. And a second determination module for causing the MAP 20 to execute a process of determining whether the transfer data rate exceeds a second ratio (for example, 70%) smaller than the first ratio in the predetermined wireless channel capacity. 51h, when the transfer data rate exceeds the second ratio of the predetermined wireless channel capacity, the MAP 20 performs processing to control the transfer destination AR to temporarily limit transmission of low priority class packets. And a second control module 51i to be executed.
[0045]
Note that the wireless resource control program 51 of the above two aspects is partially or entirely transmitted to another device via a transmission medium such as a wired or wireless communication line, or via a recording medium such as a memory stick. And may be copied to another device and recorded (including installation) in the other device.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the mobility control node performs all controls (for example, grasping the congestion degree including the priority of packets and suppressing transmission of low-priority packets). The access router and the mobile node in the IP-based mobile communication system can use the conventional mechanism as it is, so that the introduction is easy. In addition, since all the control is performed by the mobility control node, there is no newly required signal between the access router and the mobile node, and there is no consumption of radio resources for control. Therefore, according to the present invention, introduction into existing IP-based mobile communication systems is easy, and consumption of radio resources required for cooperative control can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a MAP.
FIG. 3 is a table showing an example of a table stored in a binding cache.
FIG. 4 is a table showing an example of an AR management table.
FIG. 5 is a diagram illustrating a state where a UDP packet exceeding 100% of the capacity is transmitted from the MAP to the AR10.
6 (a) is a diagram showing a wireless resource consumption situation in AR11 of FIG. 5, and FIG. 6 (b) is a diagram showing a wireless resource consumption situation in AR10 of FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a state after applying the present invention to the state of FIG. 5;
8A is a diagram illustrating a radio resource consumption status in AR11 of FIG. 7, and FIG. 8B is a diagram illustrating a radio resource consumption status in AR10 of FIG. 7;
FIG. 9 is a flowchart showing the contents of processing in a routing unit.
FIG. 10 is a flowchart showing the contents of processing in a resource management unit.
FIG. 11 is a diagram showing a first configuration mode of a radio resource control program according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a second configuration mode of the radio resource control program according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Communication system, 10 ... Home agent, 20 ... Mobility control node, 21 ... Packet buffer part, 22 ... Binding cache, 22A ... Table, 23 ... Routing part, 24 ... Transmission / reception interface, 25 ... AR management table, 26 ... Resource Management unit, 30 mobile node, 40 access router, 45 area range, 50 recording medium, 50a program storage area, 51 radio resource control program, 51a main module, 51b congestion degree grasp module, 51c Control module, 51d: determination module, 51e: rate calculation module, 51f: first determination module, 51g: first control module, 51h: second determination module, 51i: second control module.

Claims

A mobility control node that manages a plurality of access routers based on Mobile IP or an extension method thereof,
A binding cache storing at least an address of the mobile node under the access router and a care-of address of the mobile node including prefix information that can specify an access router to which the mobile node is connected;
Congestion degree grasping means for grasping the traffic congestion degree of each access router specified by the prefix information in the care-of address based on the care-of address of the mobile node stored in the binding cache,
Control means for controlling to temporarily limit the transmission of packets to the mobile node from the peripheral access routers of the access routers whose traffic congestion degree is determined to be equal to or higher than a predetermined reference,
Mobility control node with.

The congestion degree grasping means,
2. The mobility control node according to claim 1, wherein the degree of traffic congestion of each access router is determined based on the number of mobile nodes connected to each access router.

The congestion degree grasping means,
The mobility control node according to claim 1, wherein the traffic congestion degree of each access router is grasped based on the number of packets or the total packet length transferred to a mobile node connected to each access router.

The congestion degree grasping means,
4. The mobility control node according to claim 2, wherein the traffic congestion degree of each access router is further grasped for each priority class.

The control means,
The transmission of packets from the peripheral access router to the mobile node is temporarily restricted by restricting transfer of a packet addressed to the peripheral access router from the mobility control node to the peripheral access router. The mobility control node according to any one of claims 1 to 4.

The control means,
6. The mobility control node according to claim 5, wherein when restricting the transfer of a packet addressed to a peripheral access router, the transfer of a packet having a priority lower than a predetermined level is restricted.

A mobility control node that manages a plurality of access routers based on Mobile IP or an extension method thereof,
A binding cache storing at least an address of the mobile node under the access router and a care-of address of the mobile node including prefix information that can specify an access router to which the mobile node is connected;
Determining means for determining whether or not the packet is a packet of a low priority class based on a value of a predetermined field indicating a priority class in a packet addressed to the mobile node;
Rate calculation means for specifying a transfer destination access router based on the transfer destination address of the packet and calculating a transfer data rate of the packet to the access router;
First determining means for determining whether the transfer data rate exceeds a first ratio of a predetermined wireless channel capacity;
When the transfer data rate exceeds a first ratio of the predetermined wireless channel capacity, control is performed to temporarily limit transmission of low-priority class packets to peripheral access routers around the transfer destination access router. 1 control means;
Mobility control node with.

When the transfer data rate exceeds a second rate smaller than the first rate in the predetermined wireless channel capacity, transmission of the low priority class packet to the transfer destination access router is temporarily stopped. The mobility control node according to claim 7, further comprising a second control unit that controls so as to limit the mobility.

A plurality of access routers are managed based on the mobile IP or its extension method, and at least the address of the mobile node under the access router and a mobile node including prefix information capable of specifying the access router to which the mobile node is connected. A mobility control node having a binding cache storing a care-of address and a radio resource control method for controlling radio resources of the plurality of access routers,
A congestion degree grasping step of grasping a traffic congestion degree of each access router specified by the prefix information in the care-of address based on the care-of address of the mobile node stored in the binding cache;
A control step of controlling to temporarily limit the transmission of packets to the mobile node from the peripheral access router of the access router whose traffic congestion degree is grasped as being equal to or higher than a predetermined reference,
A radio resource control method comprising:

A plurality of access routers are managed based on the mobile IP or its extension method, and at least the address of the mobile node under the access router and a mobile node including prefix information capable of specifying the access router to which the mobile node is connected. A mobility control node having a binding cache storing a care-of address and a radio resource control method for controlling radio resources of the plurality of access routers,
A determining step of determining whether or not the packet is a low-priority class packet based on a value of a predetermined field indicating a priority class in the packet addressed to the mobile node;
A rate calculation step of specifying a transfer destination access router based on a transfer destination address of the packet and calculating a transfer data rate of the packet to the access router;
A first determining step of determining whether or not the transfer data rate has exceeded a predetermined ratio of a predetermined wireless channel capacity;
When the transfer data rate exceeds a first ratio of the predetermined wireless channel capacity, control is performed to temporarily limit transmission of low-priority class packets to peripheral access routers around the transfer destination access router. 1 control process;
A radio resource control method comprising:

A second determining step of determining whether or not the transfer data rate has exceeded a second rate smaller than the first rate in a predetermined wireless channel capacity;
A second control step of controlling the transfer destination access router to temporarily limit transmission of low priority class packets when the transfer data rate exceeds a second ratio of the predetermined wireless channel capacity; The radio resource control method according to claim 10, further comprising:

In the first control step or the second control step,
The low-priority class packets are stored in the memory, and after a predetermined time, the low-priority class packets are taken out from the memory and transmitted, whereby the transmission of the low-priority class packets is controlled so as to be temporarily restricted. The radio resource control method according to claim 10 or 11, wherein:

A communication system comprising a plurality of access routers and a mobility control node that manages the access router based on Mobile IP or an extension method thereof,
The mobility control node includes:
A binding cache storing at least an address of the mobile node under the access router and a care-of address of the mobile node including prefix information that can specify an access router to which the mobile node is connected;
Congestion degree grasping means for grasping the traffic congestion degree of each access router specified by the prefix information in the care-of address based on the care-of address of the mobile node stored in the binding cache,
By restricting the forwarding of packets addressed to the peripheral access router to the peripheral access router of an access router whose traffic congestion is determined to be equal to or higher than a predetermined standard, transmission of packets from the peripheral access router to the mobile node is temporarily stopped. Control means for controlling to limit,
By the control by the control means, the transmission of packets from the peripheral access router to the mobile node is temporarily restricted, so that the traffic congestion does not interfere with the packet transmission from the access router to the mobile node at a predetermined level or more. Reduced,
A communication system, comprising:

A plurality of access routers are managed based on the mobile IP or its extension method, and at least the address of the mobile node under the access router and a mobile node including prefix information capable of specifying the access router to which the mobile node is connected. A computer built in a mobility control node with a binding cache storing a care-of address and
A radio resource control program for executing each step of the radio resource control method according to any one of claims 9 to 12.