JP2017143336A - Communication device and control method and program therefor, and communication system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication device capable of responding quickly to rapid changes, and to provide a control method therefor and a communication system.SOLUTION: The transport layer of an OSI7 layer model is divided vertically, multiple transport protocol processing units 800 are placed in a lower layer, and an integrated management function unit 900 is provided in an upper layer. The integrated management function unit 900 includes a communication environment monitoring unit 910 for monitoring the communication environment of communication by the transport protocol, and a communication system selection unit 920 for selecting one or more transport protocol processing units 800 suitable for a changed communication environment when the communication environment monitoring unit 910 detects change of the communication environment, and switching to communication by the one or more transport protocol processing units 800 thus selected.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、パケット通信システムに関する。   The present invention relates to a packet communication system.

２０１５年現在普及しているＬＴＥ（Long Term Evolution）は、３ＧＰＰ（The 3rd Generation Partnership Project）で標準化され、移動通信システムのオールＩＰ（Internet Protocol）化、下り最大１００Ｍｂｐｓ、上り最大５０Ｍｂｐｓ以上をミニマム要件にするなど、従来の移動通信システムをより高速、高機能化したものである。   LTE (Long Term Evolution), which is popular as of 2015, has been standardized by 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project), making mobile communication systems all IP (Internet Protocol), maximum downlink 100Mbps, maximum uplink 50Mbps or more minimum requirements The conventional mobile communication system is made faster and more functional.

ＩＥＥＥ８０２．１１規格のＷｉ−Ｆｉ（登録商標）は、利用する周波数帯や通信方式により様々な規格があり、多くの規格ではアンライセンスドバンド（免許不要の周波数帯）を用いることが特徴である。２０１４年に規格化されたＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、５ＧＨｚ帯を利用し、利用帯域幅の拡大やＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）技術により１Ｇｂｐｓを超える最大速度を実現する。   The IEEE 802.11 standard Wi-Fi (registered trademark) has various standards depending on the frequency band and communication method to be used, and many standards are characterized by the use of an unlicensed band (unlicensed frequency band). IEEE 802.11ac standardized in 2014 uses the 5 GHz band, and realizes a maximum speed exceeding 1 Gbps by expanding the use bandwidth and MIMO (Multi-Input Multi-Output) technology.

また現在、３ＧＰＰではＷｉ−Ｆｉで用いられているような２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯といったアンライセンスバンドを用いてＬＴＥによる通信を行うＬＡＡ（Licensed-Assisted Access using LTE）や、次世代移動通信システムの５Ｇ（第５世代移動通信システム）が検討されている。５Ｇでは、既存移動通信システムよりも、さらに高速、低遅延、省電力化が要求条件として掲げられており、ミリ波のような６０ＧＨｚ以上の周波数帯利用も検討されている。   In addition, in 3GPP, LAA (Licensed-Assisted Access using LTE) for performing LTE communication using an unlicensed band such as 2.4 GHz band and 5 GHz band as used in Wi-Fi, and next generation mobile communication system 5G (5th generation mobile communication system) is being studied. In 5G, higher speed, lower delay, and lower power consumption are listed as requirements than existing mobile communication systems, and use of a frequency band of 60 GHz or higher such as millimeter waves is also being considered.

一方で、一般的なインターネットのＥｎｄ ｔｏ Ｅｎｄの通信ではＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）のプロトコルが標準的に用いられている。   On the other hand, TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) protocol is typically used in general end-to-end communication of the Internet.

現在Ｌｉｎｕｘ（登録商標）で標準となっているＴＣＰの輻輳制御アルゴリズムであるＣＵＢＩＣ（非特許文献１参照）は、一度にパケットを送れる量を表す輻輳ウィンドウサイズが、ＲＴＴ（Round Trip Time）依存ではなく、パケットロスからの経過時間に依存するため、高遅延環境でのスループットを改善する。   CUBIC (see Non-Patent Document 1), which is a TCP congestion control algorithm that is currently standard in Linux (registered trademark), has a congestion window size that represents the amount of packets that can be sent at one time, depending on RTT (Round Trip Time). Since it depends on the elapsed time from packet loss, the throughput in a high-delay environment is improved.

ＴＣＰには輻輳制御アルゴリズムの他に様々な制御が提案されており、オプションとして利用することができる。   Various controls other than the congestion control algorithm have been proposed for TCP, and can be used as an option.

Ｑｕｉｃｋ−Ｓｔａｒｔ（非特許文献２参照）は、送信側の要求するスループットを送受信間の全てのノードが承認すれば、要求するスループットに対応するウィンドウサイズに変更する手法である。このオプションを利用するには、送受信間の全ノードがＱｕｉｃｋ−Ｓｔａｒｔに対応している必要があるが、急速にスループットを上げることが可能となる。   Quick-Start (see Non-Patent Document 2) is a method of changing the window size corresponding to the requested throughput if all nodes between transmission and reception approve the requested throughput on the transmission side. In order to use this option, all nodes between transmission and reception need to support Quick-Start, but the throughput can be increased rapidly.

ＭＰＴＣＰ（Multipath TCP）（非特許文献３参照）はＴＣＰによる通信をサブフローに分割し、複数パスを利用することでスループット向上や冗長性を高める手法である。   MPTCP (Multipath TCP) (see Non-Patent Document 3) is a technique for improving throughput and redundancy by dividing TCP communication into subflows and using a plurality of paths.

また非特許文献４では、ネットワーク特性やアプリケーション特性に応じてＴＣＰの他に、ＲＰＳ（Random Packet System）、ＵＮＡＰ（Universal Network Acceleration Protocol）といった独自プロトコルを切り替える手法が提案されている。   Non-Patent Document 4 proposes a method of switching a unique protocol such as RPS (Random Packet System) or UNAP (Universal Network Acceleration Protocol) in addition to TCP in accordance with network characteristics and application characteristics.

Injong Rhee, and Lisong Xu, "CUBIC: A New TCP-Friendly High-Speed TCP Variant", 2008Injong Rhee, and Lisong Xu, "CUBIC: A New TCP-Friendly High-Speed TCP Variant", 2008 S. Floyd, 他３名, "Quick-Start for TCP and IP", IETF, RFC4782, 2007年1月S. Floyd, 3 others, "Quick-Start for TCP and IP", IETF, RFC4782, January 2007 A. Ford, 他３名, " TCP Extensions for Multipath Operation with Multiple Addresses", IETF, RFC6824, 2013年1月A. Ford, 3 others, "TCP Extensions for Multipath Operation with Multiple Addresses", IETF, RFC6824, January 2013 武藤亮一，小口直樹，高野陽介，朝長博，"通信環境の応じた通信プロトコルの適応的選択技術の検討"，IEICE Technical Report，IN2012-184(2013-03)Ryoichi Muto, Naoki Oguchi, Yosuke Takano, Hiroshi Tomonaga, "Examination of adaptive selection technique of communication protocol according to communication environment", IEICE Technical Report, IN2012-184 (2013-03)

５Ｇ時代では、ヘテロジーニアス（異種混合）環境と呼ばれる、利用周波数帯やセル半径などの特性が異なる複数のＲＡＴ（Radio Access Technology）を混合して用いることが想定されている（図１参照）。利用するＲＡＴは、既存のＬＴＥやＷｉ−Ｆｉに加え、例えば、高周波のミリ波を用いた超広帯域だがセル半径が小さいものや、アンライセンスバンドを用いた安価だが高エラーレートのものが考えられる。このようなヘテロジーニアス環境では、セル半径数メートルから数百メートルのスモールセルが点在するため、電車や車での移動に伴うセルの切り替わりによって通信環境の変化が頻発すると考えられる。   In the 5G era, it is assumed that a plurality of RATs (Radio Access Technology) having different characteristics such as a used frequency band and a cell radius, which are referred to as a heterogeneous (heterogeneous mixed) environment, are used in combination (see FIG. 1). In addition to the existing LTE and Wi-Fi, the RAT to be used may be, for example, an ultra-wideband using a high-frequency millimeter wave but a small cell radius, or an inexpensive but high error rate using an unlicensed band. . In such a heterogeneous environment, small cells with a cell radius of several meters to several hundred meters are scattered, and therefore, it is considered that the communication environment frequently changes due to the switching of cells accompanying movement by train or car.

前述したＴＣＰ輻輳制御アルゴリズムのＣＵＢＩＣは、大陸間通信等で課題であった広帯域でかつ高遅延な環境におけるスループットを改善しつつ、ＲＴＴや他のＴＣＰフローとの公平性を高めた手法であり、通信環境の急激な変化に合わせるように設計されたものではない。このため、ＣＵＢＩＣによる通信中にセル半径数メートルの超広帯域ＲＡＴに切り替わったとしても、輻輳が起きないようにするため急激にスループットを上げることは行わない。したがって移動中であれば帯域を十分に使い切る前にセルから抜けてしまうことが課題として挙げられる。またＣＵＢＩＣはパケットロスを輻輳と判断するため、高エラーレートのアンライセンスバンドを用いる際は、エラーによるパケットロスが頻発して不必要にスループットを下げてしまうことが課題である。   CUBIC of the TCP congestion control algorithm mentioned above is a technique that improves the fairness with RTT and other TCP flows while improving the throughput in a broadband and high-delay environment, which has been a problem in intercontinental communication, etc. It is not designed to adapt to sudden changes in the communication environment. For this reason, even if switching to an ultra-wideband RAT with a cell radius of several meters during communication by CUBIC, the throughput is not increased rapidly in order to prevent congestion. Therefore, if it is moving, the problem is that the cell comes out of the cell before the band is fully used up. In addition, since CUBIC determines that packet loss is congestion, when using an unlicensed band with a high error rate, there is a problem that packet loss due to errors frequently occurs and throughput is unnecessarily lowered.

ＭＰＴＣＰは複数のネットワークを用いることができるため、冗長性を確保することはできるが、フローを分割する際は公平性を考慮して消極的な輻輳制御を行うことや、ネゴシエーションやコネクション確立などのオーバーヘッドが存在するため、急激にスループットを上げる効果は期待できない。   Since MPTCP can use multiple networks, redundancy can be ensured, but when dividing a flow, passive congestion control is performed in consideration of fairness, negotiation, connection establishment, etc. Since overhead exists, the effect of rapidly increasing throughput cannot be expected.

広帯域セルに切り替わった際は、Ｑｕｉｃｋ−Ｓｔａｒｔや、輻輳制御をしないＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いることで、短時間でスループットを向上させることができるが、広帯域セルを抜けると輻輳を起こす可能性がある。また高エラーレートのセルに変わった際は、パケットロスに過剰に反応しないような制御をすればスループットを保つことができる。このように環境ごとに適したプロトコルや制御は存在するが、あらゆる環境変化に全て対応できるトランスポート技術はないことが課題である。   When switching to a broadband cell, the throughput can be improved in a short time by using Quick Start and UDP (User Datagram Protocol) without congestion control, but there is a possibility that congestion will occur if the broadband cell is exited. There is. Further, when the cell is changed to a high error rate cell, the throughput can be maintained by controlling so as not to react excessively to the packet loss. Although there are protocols and controls suitable for each environment as described above, there is a problem that there is no transport technology that can cope with all environmental changes.

前記非特許文献４に記載の手法は、環境に応じてプロトコルを変更することはできるが、ヘテロジーニアス環境などで複数のネットワークを利用する仕組みは考慮されていない．   The technique described in Non-Patent Document 4 can change the protocol according to the environment, but does not consider a mechanism that uses multiple networks in a heterogeneous environment or the like.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、通信環境の急激な変化に即応することができる通信装置及びその制御方法並びに通信システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a communication apparatus, a control method thereof, and a communication system that can quickly respond to a sudden change in the communication environment.

上記目的を達成するために、本願発明は、パケットの送受信を行う通信装置において、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection reference model）７階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した１つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した１つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention divides a transport layer of an OSI (Open Systems Interconnection reference model) 7-layer model into an upper layer and a lower layer in a communication device that transmits and receives packets. A plurality of transport protocol processing units are arranged, and an upper layer includes an integrated management function unit that integrally manages communication by the plurality of transport protocol processing units, and the integrated management function unit is based on the transport protocol processing unit. A communication environment monitoring unit that monitors a communication environment of communication, and one or more transport protocol processing units that are suitable for the changed communication environment are selected and selected when the communication environment monitoring unit detects a change in the communication environment. Communication method selector that switches to communication using the transport protocol processor above Characterized by comprising a.

本発明によれば、ＲＡＴ等の通信環境の変化を検知したとき、環境に合ったトランスポートプロトコルに切り替えることで、超広帯域になった際は短時間でスループットを最大化する、高エラーレートになった際は不必要にスループットを下げないといった、それぞれの環境下でＱｏＳを最大化する制御が可能となる。超広帯域を短時間で利用できることにより、移動中でもスモールセルを利用して大容量ファイルのダウンロード等が実現できる。スモールセルを有効利用することで通信トラフィックを分散させることができ、ＬＴＥのようなライセンスバンドの混雑を避けることができる。また複数のＲＡＴを併用することで冗長性が高く、移動時にセルの切り替えが頻発するヘテロジーニアス環境においても安定した通信を維持することができる。   According to the present invention, when a change in a communication environment such as RAT is detected, switching to a transport protocol suitable for the environment enables a high error rate to maximize throughput in a short time when the bandwidth becomes ultra-wideband. In such a case, it is possible to perform control for maximizing QoS in each environment such that the throughput is not unnecessarily lowered. The ability to use ultra-broadband in a short time makes it possible to download large files using small cells while moving. By effectively utilizing the small cell, communication traffic can be distributed, and congestion of license bands such as LTE can be avoided. Further, by using a plurality of RATs together, redundancy is high, and stable communication can be maintained even in a heterogeneous environment where cell switching frequently occurs during movement.

さらに、トランスポート層でプロトコル切り替えの制御を行うため、アプリケーション側で通信環境の変化に応じた制御を行う必要がなくなる。   Furthermore, since protocol switching is controlled in the transport layer, there is no need to perform control according to changes in the communication environment on the application side.

ヘテロジーニアス環境を説明する図Illustration explaining the heterogeneous environment 無線通信システムの構成図Configuration diagram of wireless communication system 他の例に係る無線通信システムの構成図Configuration diagram of wireless communication system according to another example トランスポート処理部の構成図Configuration diagram of the transport processing unit パケットヘッダの構成例Packet header configuration example 通信方式データベースの構成例Configuration example of communication method database 統合管理機能部の動作を説明するフローチャートFlow chart explaining operation of integrated management function unit 統合管理機能部によりＵＤＰで再送処理を実施する場合のイメージ図Image diagram when resending process is performed by UDP by the integrated management function unit 実施例１に係る無線通信システムの構成図及びシーケンス図Configuration diagram and sequence diagram of wireless communication system according to embodiment 1 実施例２に係る無線通信システムの構成図及びシーケンス図Configuration diagram and sequence diagram of wireless communication system according to embodiment 2 実施例３に係る無線通信システムの構成図及びシーケンス図Configuration diagram and sequence diagram of wireless communication system according to embodiment 3

本発明の一実施の形態に係る通信システムについて図面を参照して説明する。図２及び図３は本実施の形態に係る通信システムのシステム構成図である。   A communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 and 3 are system configuration diagrams of the communication system according to the present embodiment.

本実施の形態に係る通信システムは、図２に示すように、複数の通信方式に対応した端末１００と、各通信方式で端末１００を収容するための複数のアクセス機能２００と、各通信方式における複数のパケットコアネットワーク３００と、各パケットコアネットワーク３００と接続したＩＰサービスネットワーク４００と、端末１００との通信相手先でありＩＰサービスネットワーク４００に接続したサーバ５００とを備えている。他の変形例としては、図３に示すように、端末１００はプロキシ６００を介してサーバ５００と通信を行う構成が考えられる。   As shown in FIG. 2, the communication system according to the present embodiment includes a terminal 100 that supports a plurality of communication methods, a plurality of access functions 200 for accommodating the terminal 100 in each communication method, A plurality of packet core networks 300, an IP service network 400 connected to each packet core network 300, and a server 500 connected to the IP service network 400, which is a communication partner with the terminal 100. As another modification, a configuration in which the terminal 100 communicates with the server 500 via the proxy 600 as illustrated in FIG.

本願発明の特徴点は、後述するように、ＯＳＩ参照モデルのトランスポート層処理部７００であって、端末１００とサーバ５００又はプロキシ６００との間のトランポート層コネクションを終端するものの機能にある。当該トランスポート層処理部７００は、図２の構成例の場合は端末１００及びサーバ５００に実装され、図３の構成例の場合は端末１００及びプロキシ６００のＩＰサービスネットワーク４００側（端末１００側）に実装される。プロキシ６００を利用する場合、サーバ５００には改造・変更等を加えることなく本発明を実施することができる点で有利である。   As will be described later, the feature of the present invention resides in the function of the transport layer processing unit 700 of the OSI reference model that terminates the transport layer connection between the terminal 100 and the server 500 or the proxy 600. The transport layer processing unit 700 is implemented in the terminal 100 and the server 500 in the configuration example of FIG. 2, and in the configuration example of FIG. 3, the IP service network 400 side (terminal 100 side) of the terminal 100 and the proxy 600. To be implemented. When the proxy 600 is used, it is advantageous in that the present invention can be implemented without modifying or changing the server 500.

アクセス機能２００・パケットコアネットワーク３００・ＩＰサービスネットワーク４００の構成、及び、各装置による全体構成については従来周知のものである。前記複数の通信方式としては、例えばＬＴＥ、Ｗｉ−Ｆｉ、有線イーサネット（登録商標）などが挙げられる。前記複数のアクセス機能２００は、それぞれの通信方式に対応するものであり、例えばＬＴＥの場合には無線区間のネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）を構成するｅＮｏｄｅＢなどの各装置が含まれる。前記複数のパケットコアネットワーク３００も、それぞれの通信方式に対応するものであり、例えばＬＴＥの場合にはＥＰＣ（Evolved Packet Core）である。なお、１つのパケットコアネットワーク３００に通信方式の異なる又は同じ複数のアクセス機能２００が収容される場合もある点に留意されたい（例えば、キャリアアグリケーションやデュアルコネクティビティが適用されている場合）。   The configuration of the access function 200, the packet core network 300, and the IP service network 400 and the overall configuration of each device are well known. Examples of the plurality of communication methods include LTE, Wi-Fi, and wired Ethernet (registered trademark). The plurality of access functions 200 correspond to respective communication methods. For example, in the case of LTE, each device such as an eNodeB constituting an E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) which is a network in a radio section. Is included. The plurality of packet core networks 300 also correspond to the respective communication methods, for example, EPC (Evolved Packet Core) in the case of LTE. It should be noted that a plurality of access functions 200 having different or the same communication methods may be accommodated in one packet core network 300 (for example, when carrier aggregation or dual connectivity is applied).

トランスポート層処理部７００は、図２及び図３に示すように、ＯＳＩ参照モデルのトランスポート層における通信の両終端に位置するトランスポート層処理部７００を上位層と下位層に分割し、下位層には複数のトランスポートプロトコル処理部８００を並列配置し、上位層には複数のトランスポートプロトコル処理部８００を統合管理する統合管理機能部９００を配置した。なお、このトランスポート層処理部７００は、基本的な構成は、端末１００・サーバ５００・プロキシ６００とで共通である。また、端末１００・サーバ５００・プロキシ６００において、ＯＳＩ参照モデルのトランスポート層以外の層の構成は任意であり、従来周知の構成をとることができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the transport layer processing unit 700 divides the transport layer processing unit 700 located at both ends of communication in the transport layer of the OSI reference model into an upper layer and a lower layer. A plurality of transport protocol processing units 800 are arranged in parallel in the layer, and an integrated management function unit 900 that integrates and manages the plurality of transport protocol processing units 800 is arranged in the upper layer. The transport layer processing unit 700 has a basic configuration common to the terminal 100, the server 500, and the proxy 600. Further, in the terminal 100, the server 500, and the proxy 600, the configuration of layers other than the transport layer of the OSI reference model is arbitrary, and a conventionally known configuration can be adopted.

トランスポート層処理部７００の構成について、図４を参照して説明する。トランスポート層処理部７００の上位層である統合管理機能部９００は、複数の異なるトランスポートプロトコルを管理し、通信環境にあったトランスポートプロトコルを動的に切り替える機能を有する。特性に合ったプロトコルの決定方法は、例えばデータベースに登録しておく方法がある。また、統合管理機能部９００は、トランスポート層におけるフローを分割し、複数の異なるネットワークの利用を可能とする機能を有する。ここで、分割したフローは、それぞれ別々のプロトコルを割り当てることができる。また、統合管理機能部９００は、異なるプロトコル間で継続性を担保できる仕組みを持つ。具体的には、共通のシーケンス番号と、サブフロー毎のサブシーケンス番号を割り振る機能、ＴＣＰにおける輻輳ウィンドウサイズなどのパケット伝送レートを通知する機能を備える。通信方式変更のネゴシエーションはプロトコルヘッダで行う。また、統合管理機能部９００は、ＵＤＰのような再送制御を持たないプロトコルを、ＴＣＰ等の他のプロトコルにより再送する制御をトランスポート層で実施する機能を有する。   The configuration of the transport layer processing unit 700 will be described with reference to FIG. The integrated management function unit 900, which is an upper layer of the transport layer processing unit 700, has a function of managing a plurality of different transport protocols and dynamically switching the transport protocol suitable for the communication environment. For example, a method for determining a protocol suitable for the characteristics is registered in a database. In addition, the integrated management function unit 900 has a function of dividing a flow in the transport layer and enabling use of a plurality of different networks. Here, different protocols can be assigned to the divided flows. The integrated management function unit 900 has a mechanism that can ensure continuity between different protocols. Specifically, it has a function of allocating a common sequence number and a sub-sequence number for each subflow, and a function of notifying a packet transmission rate such as a congestion window size in TCP. Communication protocol change negotiation is performed using the protocol header. In addition, the integrated management function unit 900 has a function of performing control in the transport layer to retransmit a protocol that does not have retransmission control, such as UDP, using another protocol such as TCP.

以上の機能の実装例を図４に示す。統合管理機能部９００は、図４に示すように、通信環境の変化を検知する通信環境監視部９１０と、変化後の環境に適したプロトコルを選択する通信方式選択部９２０と、複数ＲＡＴを利用する際に、サブフローの追加・削除を行うサブフロー制御部９３０と、複数フローを用いる際の共通するシーケンス番号を割り当てるシーケンス番号管理部９４０と、ＵＤＰ等の再送制御を持たないプロトコルを利用する際の再送制御を行う再送制御部９５０と、通信環境と通信方式を関連付ける通信方式データベース９６０と、送信バッファ９７０と、受信バッファ９８０とを備える。なお、後述するように、本通信システムにおける実施例によって前記通信方式データベース９６０は、端末１００側或いはサーバ５００又はプロキシ６００側にのみ備えればよい。   An implementation example of the above functions is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the integrated management function unit 900 uses a communication environment monitoring unit 910 that detects a change in the communication environment, a communication method selection unit 920 that selects a protocol suitable for the changed environment, and a plurality of RATs. A subflow control unit 930 that adds and deletes subflows, a sequence number management unit 940 that assigns a common sequence number when using multiple flows, and a protocol that does not have retransmission control such as UDP. A retransmission control unit 950 that performs retransmission control, a communication method database 960 that associates a communication environment with a communication method, a transmission buffer 970, and a reception buffer 980 are provided. As will be described later, the communication method database 960 may be provided only on the terminal 100 side, the server 500, or the proxy 600 side according to the embodiment of the present communication system.

統合管理機能部９００の下位層に配置された複数のトランスポートプロトコル処理部８００は、従来周知のものを含めて任意のプロトコル及びそのオプションを用いることができる。例えば、ＴＣＰ Ｒｅｎｏ、 ＣＵＢＩＣ、ＨｉｇｈＳｐｅｅｄ ＴＣＰ、ＦＡＳＴ ＴＣＰなど任意の輻輳制御アルゴリズム、Ｑｕｉｃｋ−Ｓｔａｒｔ、ＭＰＴＣＰ、ＳＡＣＫ（Selective Acknowledgement）等のＴＣＰオプションなど種々の形態のＴＣＰの他、ＵＤＰ、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）、ＱＵＩＣ（Quick UDP Internet Connections）等のＴＣＰ以外のトランスポートプロトコルが挙げられる。ここで、前述したように、統合管理機能部９００は再送制御部９５０を備えているため、ＵＤＰ等の再送制御を持たないプロトコルもトランスポートプロトコル処理部８００として実装可能である。   The plurality of transport protocol processing units 800 arranged in the lower layer of the integrated management function unit 900 can use arbitrary protocols and their options including those conventionally known. For example, any congestion control algorithm such as TCP Reno, CUBIC, High Speed TCP, FAST TCP, TCP options such as Quick-Start, MPTCP, SACK (Selective Acknowledgment), and other forms of TCP, UDP, SCTP (Stream Control Transmission) Protocol), transport protocols other than TCP, such as QUIIC (Quick UDP Internet Connections). Here, since the integrated management function unit 900 includes the retransmission control unit 950 as described above, a protocol that does not have retransmission control such as UDP can also be implemented as the transport protocol processing unit 800.

上記統合管理機能部９００により通信方式を変更する方法について詳述する。なお、ここで通信方式の変更とは、あるトランスポートプロトコル処理部８００から他のトランスポートプロトコル処理部８００に切り替えることを意味するだけでなく、あるトランスポートプロトコル処理部８００を用いた通信中に他のトランスポートプロトコル処理部８００のフローを追加することも含む。すなわち、ある時点の前後でトランスポートプロトコル処理部８００の利用状況が異なること全てが「通信方式の変更」を意味する。以下の説明では、フローを追加した場合、当該追加フローのことをサブフローと呼ぶ。   A method for changing the communication method by the integrated management function unit 900 will be described in detail. Here, the change of the communication method not only means switching from one transport protocol processing unit 800 to another transport protocol processing unit 800, but also during communication using a certain transport protocol processing unit 800. It also includes adding a flow of another transport protocol processing unit 800. That is, all that the usage status of the transport protocol processing unit 800 is different before and after a certain point in time means “change of communication method”. In the following description, when a flow is added, the additional flow is referred to as a subflow.

本発明では、通信環境監視部９１０による通信環境の変化の検知は、既存の手法を用いる。受信側で感知する、あるいはアクセス機能２００の基地局から情報を送信側で取得する等が考えられる。   In the present invention, the detection of a change in the communication environment by the communication environment monitoring unit 910 uses an existing method. For example, sensing on the receiving side or acquiring information from the base station of the access function 200 on the transmitting side can be considered.

通信方式の変更は送信側の通信方式選択部９２０が決定する場合と、受信側の通信方式選択部９２０が通信方式を要求する場合が考えられる。   The communication method can be changed when the transmission-side communication method selection unit 920 determines, or when the reception-side communication method selection unit 920 requests a communication method.

通信方式の通知、要求、ネゴシエーション等は各トランスポートプロトコル処理部８００におけるプロトコルヘッダのオプション領域を用いて行う方法と、本願の統合管理機能専用のヘッダを用いて行う方法が考えられる。各プロトコルヘッダのオプション領域を利用する場合、ＵＤＰ等のオプション領域がないものはヘッダの拡張を行う必要がある。ヘッダの構成例を図５に示す。タイプ番号には、ネゴシエーション時、パケット転送時、などオプション領域の利用方法を識別する番号が入る。ネゴシエーション時には、送受信ＩＰアドレス、利用ＲＡＴ、利用プロトコルなどの通知を行い、パケット転送時にはサブシーケンス番号の管理を行う。   Communication method notification, request, negotiation, and the like can be performed using a protocol header option area in each transport protocol processing unit 800, or using a header dedicated to the integrated management function of the present application. When using the option area of each protocol header, it is necessary to expand the header if there is no option area such as UDP. A configuration example of the header is shown in FIG. The type number includes a number for identifying how to use the option area, such as during negotiation and packet transfer. At the time of negotiation, notification of transmission / reception IP address, usage RAT, usage protocol, etc. is performed, and at the time of packet transfer, the subsequence number is managed.

通信方式選択部９２０による通信方式の決定法は、例えば通信環境とプロトコルを関連付ける通信方式データベース９６０を利用する方法がある。通信方式データベース９６０の構成例を図６に示す。   As a method of determining a communication method by the communication method selection unit 920, for example, there is a method of using a communication method database 960 that associates a communication environment with a protocol. A configuration example of the communication method database 960 is shown in FIG.

送信側（ダウンロードの際はサーバ５００又はプロキシ６００、アップロードの際は端末１００）の統合管理機能部９００が通信方式を選択する場合は、図７の処理を行う。   When the integrated management function unit 900 on the transmission side (server 500 or proxy 600 when downloading, terminal 100 when uploading) selects the communication method, the processing of FIG. 7 is performed.

すなわち、図７に示すように、統合管理機能部９００は、通信環境監視部９１０により利用可能なＲＡＴの状況などの通信環境を監視して通信環境の変化を検知すると（ステップＳ１）、通信方式データベース９６０を参照する（ステップＳ２）。そして、通信方式選択部９２０が、通信方式の変更を行うか否かを判定し（ステップＳ３）、変更がない場合には元の通信を継続する（ステップＳ４）。一方、変更がある場合、サブフローを利用する場合には（ステップＳ５）、フロー追加のネゴシエーション処理を行い（ステップＳ６）、シーケンス番号管理部９４０によりシーケンス割当を行い（ステップＳ７）、通信方式を変更する（ステップＳ８）。サブフローを利用しない場合にも、通信方式を変更する（ステップＳ９）。   That is, as shown in FIG. 7, when the integrated management function unit 900 detects a change in the communication environment by monitoring the communication environment such as the RAT status that can be used by the communication environment monitoring unit 910 (step S1), the communication method The database 960 is referred to (Step S2). Then, the communication method selection unit 920 determines whether or not to change the communication method (step S3). If there is no change, the original communication is continued (step S4). On the other hand, when there is a change, when using a subflow (step S5), a flow addition negotiation process is performed (step S6), sequence assignment is performed by the sequence number management unit 940 (step S7), and the communication method is changed. (Step S8). Even when the subflow is not used, the communication method is changed (step S9).

受信側の統合管理機能部９００で通信方式を選択する場合は、図７において通信方式変更の代わりに受信側の統合管理機能部９００から送信側の統合管理機能部９００へ通信方式変更要求を行う。送信側の統合管理機能部９００が承認すれば、方式を変更して通信を行う。   When the communication method is selected by the reception-side integrated management function unit 900, a communication method change request is made from the reception-side integrated management function unit 900 to the transmission-side integrated management function unit 900 instead of the communication method change in FIG. 7. . If the integrated management function unit 900 on the transmission side approves, the communication is performed by changing the method.

次に、上記統合管理機能部９００により異なるプロトコル間の継続性を担保する方法について詳述する。   Next, a method for ensuring continuity between different protocols by the integrated management function unit 900 will be described in detail.

異なるプロトコルを切り替えても通信の継続性を担保するために、統合管理機能部９００はプロトコルヘッダを利用して次のことを行う。   In order to ensure continuity of communication even when different protocols are switched, the integrated management function unit 900 uses the protocol header to perform the following.

・全プロトコル共通のシーケンス番号とサブフロー毎のサブシーケンス番号割当
・フロー追加・削除やプロトコル変更のネゴシエーション
・パケット伝送レートなど現在設定されているパラメータを変更後の通信方式への引き継ぎ
・再送制御のないプロトコルを利用する場合の到達確認 ・ Sequence number common to all protocols and subsequence number allocation for each subflow ・ Flow addition / deletion and protocol change negotiation ・ Transfer to the communication method after changing currently set parameters such as packet transmission rate ・ No retransmission control Confirmation of arrival when using protocol

また、上記統合管理機能部９００によりＵＤＰ等の再送がないプロトコルをＴＣＰ等で補完する機能について詳述する。   Further, a function for complementing a protocol without retransmission such as UDP by the integrated management function unit 900 with TCP or the like will be described in detail.

ＵＤＰではパケットの到達順序を保障しないので、統合管理機能部９００に受信バッファ９８０を設け、再送制御部９５０においてパケットの整列及び到達確認応答を行う。到達確認応答は信頼性の高いＴＣＰ等を用いて行い、確認の頻度はバッファ容量に応じて変更する。ＴＣＰとＵＤＰを併用している際は、ＴＣＰのＡＣＫパケットを用いてＵＤＰの確認応答を行うことで、効率化できる。図８に端末１００とプロキシ６００に統合管理機能部９００を具備した場合の再送のイメージを示す。   Since UDP does not guarantee the arrival order of packets, the integrated management function unit 900 is provided with a reception buffer 980, and the retransmission control unit 950 performs packet alignment and arrival confirmation response. The arrival confirmation response is performed using highly reliable TCP or the like, and the frequency of confirmation is changed according to the buffer capacity. When TCP and UDP are used together, efficiency can be improved by performing a UDP confirmation response using a TCP ACK packet. FIG. 8 shows an image of retransmission when the terminal 100 and the proxy 600 include the integrated management function unit 900.

本発明の実施例１について図９を参照して説明する。本実施例は、他事業者ネットワークのサーバ又はプロキシ側で通信方式決定する場合の例である。また、ここでは端末１００とプロキシ６００側とが通信する場合であって、プロキシ６００から端末１００にパケットを送信する場合を例にとって説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example when the communication method is determined on the server or proxy side of the other provider network. Here, a case where the terminal 100 and the proxy 600 communicate with each other and a packet is transmitted from the proxy 600 to the terminal 100 will be described as an example.

図９に示すように、アクセス機能２００であるＲＡＴ１及びＲＡＴ２は、それぞれ異なるパケットコアネットワーク３００に収容されているものとする。ここで、ＲＡＴ１のセルは広いが通信帯域が狭く、ＲＡＴ２のセルはＲＡＴ１より狭く且つＲＡＴ１のセルに包含されるとともに、ＲＡＴ１よりも通信帯域が広いものとする。端末１００及びプロキシ６００は、統合管理機能部９００を備えているものとする。本例では、プロキシ６００の統合管理機能部９００の通信方式データベース９６０を参照する。   As shown in FIG. 9, it is assumed that RAT1 and RAT2 which are access functions 200 are accommodated in different packet core networks 300, respectively. Here, it is assumed that the RAT1 cell is wide but the communication band is narrow, the RAT2 cell is narrower than RAT1 and included in the RAT1 cell, and has a wider communication band than RAT1. The terminal 100 and the proxy 600 are assumed to include an integrated management function unit 900. In this example, the communication method database 960 of the integrated management function unit 900 of the proxy 600 is referred to.

端末１００とプロキシ６００との間で、マクロセルのＲＡＴ１を介してＴＣＰ１による通信中に（ステップＳ１，Ｓ２）、端末１００の統合管理機能部９００で広帯域セルのＲＡＴ２を検知すると（ステップＳ３）、端末１００の統合管理機能部９００はその旨をプロキシ６００の統合管理機能部９００に通知し（ステップＳ４）、プロキシ６００の統合管理機能部９００は通信方式データベース９６０を参照する（ステップＳ５）。なお、端末１００とプロキシ６００との通信中又は通信開始時には、予め、両者で統合管理機能部９００が利用可能である旨を確認しておく（ステップＳ２）。   If the integrated management function unit 900 of the terminal 100 detects the RAT2 of the wideband cell during the communication by the TCP1 via the RAT1 of the macro cell between the terminal 100 and the proxy 600 (step S1, S2), the terminal The integrated management function unit 900 of 100 notifies the fact to the integrated management function unit 900 of the proxy 600 (step S4), and the integrated management function unit 900 of the proxy 600 refers to the communication method database 960 (step S5). Note that, during communication between the terminal 100 and the proxy 600 or when communication is started, it is confirmed in advance that the integrated management function unit 900 can be used by both of them (step S2).

そしてプロキシ６００の統合管理機能部９００は、例えばＲＡＴ１ではＴＣＰ１による通信、ＲＡＴ２ではＵＤＰによる通信をする方式を選択すると、方式変更のネゴシエーションを行う（ステップＳ６）。具体的には、プロキシ６００の統合管理機能部９００でサブフローの生成とシーケンスの分配を行い、端末１００側に利用する通信方式を通知する。そして、端末１００の統合管理機能部９００は、新たな通信方式が利用可能であればポート解放、コネクション確立を行う。この際、予めＲＡＴ１による通信においてｃｏｏｋｉｅの取得などのネゴシエーションを行っておくことでコネクション確立を短縮することができる。   The integrated management function unit 900 of the proxy 600 negotiates a method change when, for example, a communication method using TCP1 is selected for RAT1 and a communication method using UDP is used for RAT2 (step S6). Specifically, the integrated management function unit 900 of the proxy 600 performs subflow generation and sequence distribution, and notifies the terminal 100 side of the communication method to be used. Then, the integrated management function unit 900 of the terminal 100 performs port release and connection establishment if a new communication method is available. At this time, the establishment of the connection can be shortened by performing negotiation such as acquisition of cookie in communication by RAT1 in advance.

なお、シーケンスの分配方法は、単純にシーケンス番号の連続したパケットを割り当てる方法や、数パケット毎にブロックを構成し、ブロック毎にフローに割り当てる方法などが考えられる。   As a sequence distribution method, a method of simply allocating packets with consecutive sequence numbers, a method of configuring a block for every several packets, and allocating to a flow for each block can be considered.

以降の送信パケットは、ＲＡＴ２を介したＵＤＰによるフローと、ＲＡＴ１を介したＴＣＰ１によるフローにより送信される（ステップＳ７〜Ｓ９）。ここで、ＵＤＰは再送制御を行わないので、ＲＡＴ１を介したＴＣＰ１のＡＣＫパケットでＴＣＰ１及びＵＤＰフローの確認応答を行い（ステップＳ１０）、必要に応じてＲＡＴ１を介してＴＣＰ１によりパケットの再送を行う（ステップＳ１１）。   Subsequent transmission packets are transmitted by a UDP flow through RAT2 and a TCP1 flow through RAT1 (steps S7 to S9). Here, since UDP does not perform retransmission control, the TCP1 and UDP flow are acknowledged with an ACK packet of TCP1 via RAT1 (step S10), and the packet is retransmitted by TCP1 via RAT1 as necessary. (Step S11).

本発明の実施例２について図１０を参照して説明する。本実施例は、他事業者ネットワークの端末側で通信方式決定する場合の例である。また、ここでは端末１００とプロキシ６００側とが通信する場合であって、プロキシ６００から端末１００にパケットを送信する場合を例にとって説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example when the communication method is determined on the terminal side of the other provider network. Here, a case where the terminal 100 and the proxy 600 communicate with each other and a packet is transmitted from the proxy 600 to the terminal 100 will be described as an example.

図１０に示すように、アクセス機能２００であるＲＡＴ１及びＲＡＴ２は、それぞれ異なるパケットコアネットワーク３００に収容されているものとする。ここで、ＲＡＴ１のセルは広いが通信帯域が狭く、ＲＡＴ２のセルはＲＡＴ１より狭く且つＲＡＴ１のセルに包含されるとともに、ＲＡＴ１よりも通信帯域が広いものとする。端末１００及びプロキシ６００は、統合管理機能部９００を備えているものとする。本例では、端末１００の統合管理機能部９００の通信方式データベース９６０を参照する。   As shown in FIG. 10, it is assumed that RAT1 and RAT2 which are access functions 200 are accommodated in different packet core networks 300, respectively. Here, it is assumed that the RAT1 cell is wide but the communication band is narrow, the RAT2 cell is narrower than RAT1 and included in the RAT1 cell, and has a wider communication band than RAT1. The terminal 100 and the proxy 600 are assumed to include an integrated management function unit 900. In this example, the communication method database 960 of the integrated management function unit 900 of the terminal 100 is referred to.

端末１００とプロキシ６００との間で、マクロセルのＲＡＴ１を介してＴＣＰ１による通信中に（ステップＳ２１，Ｓ２２）、端末１００の統合管理機能部９００で広帯域セルのＲＡＴ２を検知すると（ステップＳ２３）、端末１００の統合管理機能部９００は通信方式データベース９６０を参照する（ステップＳ２４）。なお、端末１００とプロキシ６００との通信中又は通信開始時には、予め、両者で統合管理機能部９００が利用可能である旨を確認しておく（ステップＳ２２）。   If the integrated management function unit 900 of the terminal 100 detects the RAT2 of the broadband cell during communication by TCP1 between the terminal 100 and the proxy 600 via the RAT1 of the macro cell (steps S21 and S22), the terminal 100 (step S23). The integrated management function unit 900 of 100 refers to the communication method database 960 (step S24). Note that, during communication between the terminal 100 and the proxy 600 or when communication is started, it is confirmed in advance that the integrated management function unit 900 can be used by both of them (step S22).

端末１００の統合管理機能部９００は、例えばＲＡＴ１ではＴＣＰ１による通信、ＲＡＴ２ではＵＤＰによる通信をする方式を選択すると、通信方式変更の要求をプロキシ６００の統合管理機能部９００に通知する（ステップＳ２５）。プロキシ６００の統合管理機能部９００は、通信方式の変更が可能であるかを確認すると（ステップＳ２６）、端末１００の統合管理機能部９００に対して通信方式変更を承認する（ステップＳ２７）。   The integrated management function unit 900 of the terminal 100, for example, selects a communication method using TCP1 for RAT1 and UDP communication for RAT2, and notifies the integrated management function unit 900 of the proxy 600 of a communication method change request (step S25). . When the integrated management function unit 900 of the proxy 600 confirms whether the communication method can be changed (step S26), the integrated management function unit 900 of the terminal 100 approves the communication method change (step S27).

以降の送信パケットは、ＲＡＴ２を介したＵＤＰによるフローと、ＲＡＴ１を介したＴＣＰ１によるフローにより送信される（ステップＳ２８〜Ｓ３０）。ここで、ＵＤＰは再送制御を行わないので、ＲＡＴ１を介したＴＣＰ１のＡＣＫパケットでＴＣＰ１及びＵＤＰフローの確認応答を行い（ステップＳ３１）、必要に応じてＲＡＴ１を介してＴＣＰ１によりパケットの再送を行う（ステップＳ３２）。   Subsequent transmission packets are transmitted by a UDP flow via RAT2 and a TCP1 flow via RAT1 (steps S28 to S30). Here, since UDP does not perform retransmission control, the TCP1 and UDP flow are acknowledged with the TCP1 ACK packet via RAT1 (step S31), and the packet is retransmitted by TCP1 via RAT1 as necessary. (Step S32).

本発明の実施例３について図１１を参照して説明する。本実施例は、同一事業者ネットワークでＣＡ（キャリアアグリゲーション）やＤＣ（デュアルコネクティビティ）を行う場合の例である。すなわち、複数のアクセス機能２００が同一のパケットコアネットワーク３００に収容され、複数のアクセス機能２００を使ってトラフィックを統合する環境が既に構築されている場合において、本願発明を適用する例である。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example in the case where CA (carrier aggregation) and DC (dual connectivity) are performed in the same carrier network. That is, this is an example in which the present invention is applied in a case where a plurality of access functions 200 are accommodated in the same packet core network 300 and an environment for integrating traffic using the plurality of access functions 200 has already been constructed.

このようにＣＡ・ＤＣの場合、統合管理機能部９００でフローを分割しても、アクセス機能２００内の基地局のＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤで無線リソースの割当が行われてしまう。したがって、基地局の特性を考慮してフローの分割を行う場合、ＰＤＣＰレイヤと連携してフローのルーティングをする必要がある。ＣＡ・ＤＣの場合でも、帯域やエラー率の変化を検知して、プロトコルを選択することでＱｏＳ（Quality of Service）の改善を行うことは可能である。   As described above, in the case of CA / DC, even if the integrated management function unit 900 divides the flow, radio resources are allocated in the PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer of the base station in the access function 200. Therefore, when the flow is divided in consideration of the characteristics of the base station, it is necessary to route the flow in cooperation with the PDCP layer. Even in the case of CA / DC, it is possible to improve QoS (Quality of Service) by detecting a change in bandwidth and error rate and selecting a protocol.

図１１は、ＴＣＰ１からＴＣＰ２へ変更するシーケンスを示している。図１１に示すように、端末１００とプロキシ６００との間で、マクロセルのＲＡＴ１を介してＴＣＰ１による通信中に（ステップＳ４１，Ｓ４２）、端末１００の統合管理機能部９００が当該通信の帯域追加を検知すると（ステップＳ４３）、通信方式データベース９６０を参照する（ステップＳ４４）。なお、端末１００とプロキシ６００との通信中又は通信開始時には、予め、両者で統合管理機能部９００が利用可能である旨を確認しておく（ステップＳ４２）。   FIG. 11 shows a sequence for changing from TCP1 to TCP2. As shown in FIG. 11, during communication using TCP1 between the terminal 100 and the proxy 600 via the RAT1 of the macro cell (steps S41 and S42), the integrated management function unit 900 of the terminal 100 adds a band for the communication. When detected (step S43), the communication method database 960 is referred to (step S44). Note that, during communication between the terminal 100 and the proxy 600 or when communication is started, it is confirmed in advance that the integrated management function unit 900 can be used by both of them (step S42).

端末１００の統合管理機能部９００は、ＴＣＰ１からＴＣＰ２への通信方式の変更要求をプロキシ６００の統合管理機能部９００に通知する（ステップＳ４５）。プロキシ６００の統合管理機能部９００は、通信方式の変更が可能であるかを確認すると（ステップＳ４６）、端末１００の統合管理機能部９００に対して通信方式変更を承認する（ステップＳ４７）。   The integrated management function unit 900 of the terminal 100 notifies the integrated management function unit 900 of the proxy 600 of a request for changing the communication method from TCP1 to TCP2 (step S45). When the integrated management function unit 900 of the proxy 600 confirms whether the communication method can be changed (step S46), the integrated management function unit 900 of the terminal 100 approves the communication method change (step S47).

以降の送信パケットは、ＴＣＰ２によるフローにより送信される（ステップＳ４８，Ｓ４９）。   Subsequent transmission packets are transmitted by a flow based on TCP2 (steps S48 and S49).

以上のように、本実施の形態に係る通信システムによれば、ＲＡＴ等の通信環境の変化を検知したとき、環境に合ったトランスポートプロトコルに切り替えることで、超広帯域になった際は短時間でスループットを最大化する、高エラーレートになった際は不必要にスループットを下げないといった、それぞれの環境下でＱｏＳを最大化する制御が可能となる。超広帯域を短時間で利用できることにより、移動中でもスモールセルを利用して大容量ファイルのダウンロード等が実現できる。スモールセルを有効利用することで通信トラフィックを分散させることができ、ＬＴＥのようなライセンスバンドの混雑を避けることができる。また複数のＲＡＴを併用することで冗長性が高く、移動時にセルの切り替えが頻発するヘテロジーニアス環境においても安定した通信を維持することができる。   As described above, according to the communication system according to the present embodiment, when a change in the communication environment such as RAT is detected, switching to a transport protocol suitable for the environment allows a short time when an ultra-wideband is achieved. Thus, it is possible to control to maximize the QoS in each environment, such as maximizing the throughput with the above, and not reducing the throughput unnecessarily when the error rate becomes high. The ability to use ultra-broadband in a short time makes it possible to download large files using small cells while moving. By effectively utilizing the small cell, communication traffic can be distributed, and congestion of license bands such as LTE can be avoided. Further, by using a plurality of RATs together, redundancy is high, and stable communication can be maintained even in a heterogeneous environment where cell switching frequently occurs during movement.

さらに、トランスポート層でプロトコル切り替えの制御を行うため、アプリケーション側で通信環境の変化に応じた制御を行う必要がなくなる．
以上、本発明の実施の形態及びその実施例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、上記実施の形態で列挙したトランスポートプロトコルはその一例であって、他のトランスポートプロトコルであっても本発明を実施できる。また、例えば通信環境の変化の検出手法や、通信方式データベースのデータ構造などについても、上記実施の形態に限定されるものではない。 In addition, because the protocol switching is controlled in the transport layer, there is no need to perform control according to changes in the communication environment on the application side.
As mentioned above, although embodiment of this invention and its Example were explained in full detail, this invention is not limited to this. For example, the transport protocols listed in the above embodiment are merely examples, and the present invention can be implemented even with other transport protocols. Further, for example, the detection method of the communication environment change and the data structure of the communication method database are not limited to the above embodiment.

また、上記実施の形態では、アクセス機能２００について主に無線アクセス機能について例示したが、アクセス機能２００及びアクセス機能２００と接続したパケットコアネットワーク３００の形態は不問であり、例えば光ファイバなど有線アクセス機能が混在していても本発明を実施することができる。   In the above embodiment, the access function 200 is mainly exemplified for the wireless access function. However, the access function 200 and the form of the packet core network 300 connected to the access function 200 are not limited, for example, a wired access function such as an optical fiber. The present invention can be carried out even if there is a mixture.

１００…端末
２００…アクセス機能
３００…パケットコアネットワーク
４００…ＩＰサービスネットワーク
５００…サーバ
６００…プロキシ
７００…トランスポート層処理部
８００…トランスポートプロトコル処理部
９００…統合管理機能部
９１０…通信環境監視部
９２０…通信方式選択部
９３０…サブフロー制御部
９４０…シーケンス番号管理部
９５０…再送制御部
９６０…通信方式データベース
９７０…送信バッファ９７０
９８０…受信バッファ９８０ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Terminal 200 ... Access function 300 ... Packet core network 400 ... IP service network 500 ... Server 600 ... Proxy 700 ... Transport layer processing part 800 ... Transport protocol processing part 900 ... Integrated management function part 910 ... Communication environment monitoring part 920 ... Communication method selection unit 930 ... Subflow control unit 940 ... Sequence number management unit 950 ... Retransmission control unit 960 ... Communication method database 970 ... Transmission buffer 970
980... Reception buffer 980

Claims (8)

パケットの送受信を行う通信装置において、
ＯＳＩ７階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、
前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した１つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した１つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部とを備えた
ことを特徴とする通信装置。 In a communication device that transmits and receives packets,
The transport layer of the OSI 7 hierarchical model is divided into an upper layer and a lower layer, a plurality of transport protocol processing units are arranged in the lower layer, and communication by a plurality of transport protocol processing units is integrated and managed in the upper layer With integrated management function
The integrated management function unit includes a communication environment monitoring unit that monitors a communication environment of communication performed by a transport protocol processing unit, and one or more suitable for the changed communication environment when the communication environment monitoring unit detects a change in the communication environment. A communication apparatus comprising: a communication method selection unit that selects a transport protocol processing unit and switches to communication by one or more selected transport protocol processing units. 前記統合管理機能部は、前記通信方式選択部が複数のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替えた際に各トランスポートプロトコル処理部によるフローに係るパケットに共通のシーケンス番号を割り当てるシーケンス番号管理部を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。 The integrated management function unit includes a sequence number management unit that assigns a common sequence number to packets related to a flow by each transport protocol processing unit when the communication method selection unit switches to communication by a plurality of transport protocol processing units. The communication apparatus according to claim 1, further comprising: 前記統合管理機能部は、前記通信方式選択部が第１のトランスポートプロトコル処理部による通信から第１及び第２のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替えた際に既存の第１のトランスポートプロトコル処理部によるフローに対して第２のトランスポートプロトコル処理部によるサブフローを追加するサブフロー追加部を備えた
ことを特徴とする請求項１又は２記載の通信装置。 The integrated management function unit is configured such that when the communication method selection unit switches from communication by the first transport protocol processing unit to communication by the first and second transport protocol processing units, the existing first transport protocol The communication apparatus according to claim 1, further comprising: a subflow adding unit that adds a subflow by the second transport protocol processing unit to a flow by the processing unit. 前記統合管理機能部は、前記通信方式選択部が選択した第１のトランスポートプロトコル処理部が再送制御を有しない場合に第２のトランスポートプロトコル処理部に係る通信経路を利用して前記第１のトランスポートプロトコル処理部におけるパケットの再送制御を行う再送制御部を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の通信装置。 The integrated management function unit uses the communication path related to the second transport protocol processing unit when the first transport protocol processing unit selected by the communication method selection unit does not have retransmission control. The communication apparatus according to claim 1, further comprising: a retransmission control unit that performs retransmission control of a packet in the transport protocol processing unit. 前記統合管理機能部は、通信環境とトランスポートプロトコル処理部とを関連づけた情報を記憶する通信方式記憶部を備え、
前記通信方式選択部は、前記通信方式記憶部に記憶された関連情報に基づき１つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択する
ことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項記載の通信装置。 The integrated management function unit includes a communication method storage unit that stores information relating a communication environment and a transport protocol processing unit,
The communication apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the communication method selection unit selects one or more transport protocol processing units based on related information stored in the communication method storage unit. . パケットの送受信を行う通信装置における通信制御方法であって、
ＯＳＩ７階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを設け、
前記統合管理機能部の通信環境監視部が、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視し、
前記統合管理機能部の通信方式選択部が、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した１つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した１つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える
ことを特徴とする通信装置における通信制御方法。 A communication control method in a communication device that transmits and receives packets,
The transport layer of the OSI 7 hierarchical model is divided into an upper layer and a lower layer, a plurality of transport protocol processing units are arranged in the lower layer, and communication by a plurality of transport protocol processing units is integrated and managed in the upper layer With an integrated management function
The communication environment monitoring unit of the integrated management function unit monitors the communication environment of communication by the transport protocol processing unit,
When the communication method selection unit of the integrated management function unit detects a change in the communication environment by the communication environment monitoring unit, the communication method selection unit selects and selects one or more transport protocol processing units suitable for the changed communication environment. A communication control method in a communication apparatus, characterized by switching to communication by a transport protocol processing unit. コンピュータを、請求項１乃至５の何れか１項に記載の統合管理機能部として動作させるためのプログラム。   A program for causing a computer to operate as the integrated management function unit according to any one of claims 1 to 5. パケットの送受信を行う端末と、アクセス機能により前記端末を収容したネットワークと、端末のトランスポート層における通信相手先となる通信装置と備えた通信システムであって、
前記端末及び通信装置は、
ＯＳＩ７階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、
前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した１つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した１つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部とを備えた
ことを特徴とする通信システム。 A communication system comprising a terminal that transmits and receives packets, a network that accommodates the terminal by an access function, and a communication device that is a communication partner in a transport layer of the terminal,
The terminal and the communication device are:
The transport layer of the OSI 7 hierarchical model is divided into an upper layer and a lower layer, a plurality of transport protocol processing units are arranged in the lower layer, and communication by a plurality of transport protocol processing units is integrated and managed in the upper layer With integrated management function
The integrated management function unit includes a communication environment monitoring unit that monitors a communication environment of communication performed by a transport protocol processing unit, and one or more suitable for the changed communication environment when the communication environment monitoring unit detects a change in the communication environment. A communication system selection unit that selects a transport protocol processing unit and switches to communication by one or more selected transport protocol processing units.
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