JP2005525748A - 通信システムにおけるデータのフローを制御する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信システムにおけるデータのフローを制御する方法及び装置。
【解決手段】種々のプロトコルレイヤにわたるデータの効率的な通信に関する制御システム（９００，１１００）及び種々の方法及び装置が、開示される。一般に、本発明の種々の態様は、１つの通信プロトコルレイヤから他の１の通信プロトコルレイヤへデータの受信のＴＣＰ承認メッセージの遅延を効率的に制御することによって通信システム（１００）における通信リソースの効率的な使用を提供する。さらに、ＴＣＰ承認メッセージ及びメッセージの遅延は、特に、暗号化された通信の場合において、ソースエンドから宛て先エンドへのデータの効率的かつ首尾一貫したフローをもたらすために制御される可能性がある。

Description

本発明は、一般に通信の分野に係り、特に、通信システムにおけるデータ通信に関する。

通信システムにおいて、ユーザによる不必要で過剰な送信は、システム能力を減少させることに加えて他のユーザに対する干渉を引き起こす可能性がある。不必要で過剰な送信は、通信システムにおけるデータの非効率的なフローによって引き起こされる可能性がある。２つのエンドユーザ間で通信されたデータは、システムを通るデータの適切なフローを確実にするためにプロトコルのいくつかのレイヤを通過する可能性がある。少なくとも１の態様においてデータの適切な配信は、データの各パケット中のエラーに関してチェックすること、及び許容できないエラーがデータのパケット中に検出されるのであれば、同一のデータのパケットの再送信を要求するシステムを通して確実にされる。１つのプロトコルレイヤから他のプロトコルレイヤへデータを渡すことは、一度にデータパケットのグループに対して実施される可能性がある。１つのプロトコルレイヤから他のプロトコルレイヤへデータパケットのグループを渡すことは、下位のプロトコルレイヤにおいてグループ中のデータの選択されたパケットの再送信に対するプロセスが完了するまで起こらない可能性がある。その結果、１つのプロトコルレイヤでの再送信プロセスは、システム中の異なるプロトコルレイヤ間のデータのフローを遅くする可能性がある。付け加えると、プロトコルのより上位のレイヤは、グループ中のデータの全てのパケットの再送信を要求する可能性があり、１つのプロトコルレイヤから他のプロトコルレイヤへのデータのフローが遅くなっている若しくは立て続けに高速から低速へ変化している場合に、通信リソースの極めて非効率な使用に帰結する。

このために他と同様に、通信システムにおけるデータのフローを効率的に制御する方法及び装置に関するニーズがある。

［サマリー］
種々のプロトコルレイヤにわたるデータの効率的な通信に関するシステム及び種々の方法及び装置が、開示される。一般に、発明の種々の態様は、１つの通信プロトコルレイヤから他のレイヤへデータの受信の承認メッセージの遅延を効率的に制御することによって通信システムにおける通信リソースの効率的な使用を提供する。さらに、承認メッセージ及びメッセージの遅延は、特に、暗号化された通信の場合に、ソースエンドから宛て先エンドへのデータの効率的で首尾一貫したフローをもたらすように制御される可能性がある。

本発明の特徴、目的、及び利点は、図面を使用して以下に述べる詳細な説明から、さらに明確になるであろう。図面では、一貫して対応するものは同じ参照符号で識別する。

一般的に述べると、新奇で改善された方法及び装置は、１つの通信プロトコルレイヤから他のレイヤへのデータの受信の承認メッセージの遅延を効率的に制御することによって通信システムにおける通信リソースの効率的な使用を提供する。さらに、承認メッセージ及びメッセージの遅延は、ソースエンドから宛て先エンドへのデータの効率的で首尾一貫したフローをもたらすように制御される可能性がある。特に、暗号化された通信の場合には、承認メッセージ及びメッセージの両者の遅延が、制御される可能性がある。ここに説明された１若しくはそれより多いイグゼンプラリな実施形態は、ディジタルワイアレスデータ通信システムの関係において述べられる。この関係の中での使用は、有利であるが、本発明の異なる実施形態は、異なる環境若しくは構成に組み込まれる可能性がある。一般に、ここに説明された種々のシステムは、ソフトウェア制御されたプロセッサ、集積回路、若しくは個別ロジックを使用して形成される可能性がある。出願全体を通して参照される可能性がある、データ、指示、命令、情報、信号、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場若しくは磁力粒子、光場若しくは光粒子、若しくはこれらの任意の組み合わせによって有効に表わされる。さらに、各ブロック図に示されたブロックは、ハードウェア若しくは方法のステップを表す可能性がある。

さらに具体的に、本発明の種々の実施形態は、コード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）技術にしたがって動作するワイアレス通信システムにおいて組み込まれる可能性がある。ＣＤＭＡ技術は、テレコミュニケーションズインダストリーアソシエーション（ＴＩＡ：Telecommunications Industry Association）及び他の標準組織によって発行された種々の標準に開示され、説明されてきている。そのような標準は、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５標準、ＴＩＡ／ＥＩＡ−ＩＳ−２０００標準、ＩＭＴ−２０００標準、ＵＭＴＳ及びＷＣＤＭＡ標準を含み、全て引用文献としてここに組み込まれている。データの通信に関するシステムは、“ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６ｃｄｍａ２０００高レートパケットデータエアーインターフェース仕様”にも詳細に述べられており、ここに引用文献として組み込まれている。標準のコピーは、ワールドワイドウェブのアドレス：http ://www.3gpp2.orgにアクセスすることによって、若しくはＴＩＡ，標準及び技術部、（TIA, Standards and Technology Department, 2500 Wilson Boulevard, Arlington, VA, United States of America）に手紙を書くことによって得られる可能性がある。ここに引用文献として組み込まれた、ＵＭＴＳ標準として一般に認識された標準は、３ＧＰＰサポートオフィス、（3GPP Support Office, 650 Route des Lucioles-Sophia Antipolis, Valbonne-France）にコンタクトすることによって得られる可能性がある。

図１は、通信システム１００の一般的なブロック図を示し、いずれかのコード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）通信システム標準にしたがって動作することが可能であり、一方で本発明の種々の実施形態を組み込むことができる。通信システム１００は、音声、データ若しくは両者の通信のためである可能性がある。一般に、通信システム１００は、複数の移動局間、例えば移動局１０２−１０４、及び移動局１０２−１０４と公衆スイッチ電話及びデータネットワーク１０５との間の通信リンクを与える基地局１０１を含む。図１の移動局は、本発明の主な範囲及び種々の利点から逸脱することなく、データアクセスターミナル（ＡＴ）として呼ばれる可能性があり、基地局は、データアクセスネットワーク（ＡＮ）として呼ばれる可能性がある。基地局１０１は、基地局コントロ−ラ及び基地局トランシーバシステムのような、複数の構成要素を含む可能性がある。単純にするために、そのような構成要素は、図示されない。基地局１０１は、他の基地局、例えば、基地局１６０、と通信している可能性がある。移動スイッチングセンタ（図示せず）は、通信システム１００及びネットワーク１０５と基地局１０１及び１６０との間のバックホール１９９に関係するの種々の動作態様を制御する可能性がある。

基地局１０１は、基地局１０１から送信された順方向リンク信号を介して交信地域内にある各移動局と通信する。移動局１０２−１０４に向けられた順方向リンク信号は、順方向リンク信号１０６を形成するためにまとめられ可能性がある。順方向リンク信号１０６を受信する移動局１０２−１０４のそれぞれは、自身のユーザに向けられている情報を抽出するために順方向リンク信号１０６をデコードする。基地局１６０も、基地局１６０から送信された順方向リンク信号を介して交信地域内にある移動局と通信する可能性がある。移動局１０２−１０４は、対応する逆方向リンクを介して基地局１０１及び１６０と通信する。各逆方向リンクは、それぞれ移動局１０２−１０４に対する逆方向リンク信号１０７−１０９のような、逆方向リンク信号によって維持される。逆方向リンク信号１０７−１０９は、１つの基地局に向けられる可能性があるが、他の基地局において受信される可能性がある。

基地局１０１及び１６０は、共通の移動局と同時に通信する可能性がある。例えば、移動局１０２は、基地局１０１及び１６０の近隣にある可能性があり、これは、基地局１０１及び１６０の両者と通信を維持できる。順方向リンクにおいて、基地局１０１は、順方向リンク信号１０６上で送信し、基地局１６０は、順方向リンク信号１６１上で送信する。逆方向リンクにおいて、移動局１０２は、基地局１０１及び１６０の両者によって受信されるように逆方向リンク信号１０７上で送信する。移動局１０２へデータのパケットを送信することのために、基地局１０１及び１６０の１つが、移動局１０２へデータのパケットを送信するために選択される可能性がある。逆方向リンクにおいて、基地局１０１及び１６０の両者は、移動局１０２からのトラフィックデータ送信をデコードしようと試みる可能性がある。逆方向及び順方向リンクのデータレート及び出力レベルは、基地局と移動局との間のチャネル状態にしたがって維持される可能性がある。逆方向リンクチャネル状態は、順方向リンクチャネル状態と同様でない可能性がある。逆方向リンク及び順方向リンクのデータレート及び出力レベルは、異なる可能性がある。この分野における通常の知識を有する者は、ある時間の期間に通信されるデータの量が、通信データレートにしたがって変化することを理解する可能性がある。受信機は、同じ時間の期間の間に低データレートよりも高いデータレートでより多くのデータを受信する可能性がある。さらに、ユーザ間の通信のレートも、変化する可能性がある。受信機は、同じ時間の期間の間に通信の低いレートよりも通信の高いレートでより多くのデータを受信する可能性がある。

図２は、本発明の種々の態様にしたがって動作しながら、受信したＣＤＭＡ信号を処理し、復調するために使用される受信機２００のブロック図を示す。受信機２００は、逆方向及び順方向リンク信号の情報をデコーディングするために使用される可能性がある。受信された（Ｒｘ）サンプルは、ＲＡＭ２０４中に記憶される。受信サンプルは、高周波数／中間周波数（ＲＦ／ＩＦ）システム２９０及びアンテナシステム２９２により発生される。ＲＦ／ＩＦシステム２９０及びアンテナシステム２９２は、受信ダイバーシティ利得の利点を生かすために、複数の信号を受信するため及び受信された信号のＲＦ／ＩＦプロセシングをするための１若しくはそれより多いコンポーネントを含む可能性がある。異なる伝播経路を経由して伝播した複数の受信された信号は、共通ソースを形成する可能性がある。アンテナシステム２９２は、ＲＦ信号を受信し、ＲＦ／ＩＦシステム２９０へＲＦ信号を渡す。ＲＦ／ＩＦシステム２９０は、いずれかの従来型のＲＦ／ＩＦ受信機である可能性がある。受信されたＲＦ信号は、フィルタされ、ダウンコンバートされ、そしてディジタイズされて、ベースバンド周波数でＲＸサンプルを形成する。サンプルは、デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｘ）２０２へ供給される。ｄｅｍｕｘ２０２の出力は、サーチャユニット２０６及びフィンガエレメント２０８へ供給される。制御ユニット２１０は、そこに接続される。コンバイナ２１２は、フィンガエレメント２０８へデコーダ２１４を接続する。制御ユニット２１０は、ソフトウェアによって制御されたマイクロプロセッサである可能性があり、同じ集積回路若しくは別々の集積回路に置かれる可能性がある。デコーダ２１４のデコーディング機能は、ターボデコーダ若しくは任意の他の適切なデコーディングアルゴリズムにしたがう可能性がある。

動作の間に、受信されたサンプルは、ｄｅｍｕｘ２０２へ供給される。ｄｅｍｕｘ２０２は、サンプルをサーチャユニット２０６及びフィンガエレメント２０８へ供給する。制御ユニット２１０は、サーチャユニット２０６からの検索結果に基づいて異なる時間オフセットで受信された信号の復調及びデスプレッディングを実施するために、フィンガエレメント２０８を構成する。復調の結果は、統合され、デコーダ２１４へ渡される。デコーダ２１４は、データをデコードし、デコードされたデータを出力する。チャネルのデスプレッディングは、ＰＮシーケンスの共役複素数及び単一タイミング仮定で割り当てられたウォルシュ関数を用いて受信されたサンプルを掛け算することによって、及びしばしば統合及びダンプアキュミュレータ回路（図示せず）を用いて、結果のサンプルをディジタル的にフィルタすることによって、実施される。そのような技術は、この分野で一般に知られている。受信機２００は、移動局から受信された逆方向リンク信号をプロセシングするために基地局１０１及び１６０の受信機部分で、及び受信された順方向リンク信号のプロセシングのために任意の移動局の受信機部分で使用される可能性がある。

図３は、逆方向及び順方向リンク信号を送信するための送信機３００のブロック図を示す。送信のためのチャネルデータは、変調のためにモジュレータ３０１へ入力される。変調は、ＱＡＭ，ＰＳＫ若しくはＢＰＳＫのような一般に知られたいずれかの変調技術にしたがう可能性がある。データは、モジュレータ３０１のデータレートでエンコードされる。データレートは、データレート及び出力レベルセレクタ３０３によって選択される可能性がある。データレート選択は、受信宛て先から受信されたフィードバック情報に基づく可能性がある。受信宛て先は、移動局若しくは基地局である可能性がある。フィードバック情報は、最大の認められたデータレートを含む可能性がある。最大の認められたデータレートは、種々の一般に知られたアルゴリズムにしたがって決定される可能性がある。最大の認められたデータレートは、他の考慮された因子の中で、極めて頻繁にチャネル状態に基づく。チャネル状態は、時間によって変化する可能性がある。その結果、選択されたデータレートも、したがって時間によって変化する可能性がある。チャネル状態が、全く好ましくないのであれば、送信は、好ましいレベルにチャネル状態が変化するまで行われない可能性がある。その結果、レート通信は、チャネル状態に依存する可能性がある。それゆえ、１つのタイムピリオド当たりの通信されたデータの量は、チャネル状態に依存する可能性がある。

データレート及び出力レベルセレクタ３０３は、したがって、モジュレータ３０１中のデータレートを選択する。モジュレータ３０１の出力は、信号拡散操作を通過して、アンテナ３０４からの送信のためにブロック３０２で増幅される。データレート及び出力レベルセレクタ３０３も、フィードバック情報にしたがって送信された信号の増幅レベルに対する出力レベルを選択する。選択されたデータレート及び出力レベルの組み合わせは、受信宛て先において送信されたデータの適切なデコーディングを可能にする。パイロット信号も、ブロック３０７において発生される。パイロット信号は、ブロック３０７において適切なレベルへ増幅される。パイロット信号出力レベルは、受信宛て先におけるチャネル状態にしたがう可能性がある。パイロット信号は、コンバイナ３０８においてチャネル信号と統合される可能性がある。統合された信号は、増幅器３０９において増幅され、アンテナ３０４へ送信される可能性がある。アンテナ３０４は、アンテナアレイを含む任意の数の組み合わせ及び多元入力多元出力構成である可能性がある。

図４は、宛て先との通信リンクを維持するために受信機２００及び送信機３００を組み込むためのトランシーバシステム４００の一般的な図を示す。トランシーバ４００は、移動局若しくは基地局に組み込まれる可能性がある。プロセッサ４０１は、受信機２００及び送信機３００に接続される可能性があり、受信された及び送信されたデータを処理する可能性がある。受信機２００及び送信機３００が別々に示されるとしても、受信機２００及び送信機３００の種々の態様は、共通である可能性がある。１つの態様では、受信機２００及び送信機３００は、共通ローカルオシレータ及びＲＦ／ＩＦ受信及び送信のための共通アンテナシステムを共有する可能性がある。送信機３００は、入力４０５において送信のためのデータを受信する。送信データプロセシングブロック４０３は、送信チャネル上での送信のためにデータを準備する。受信されたデータは、デコーダ２１４においてデコードされた後で、プロセッサ４０１の入力４０４において受信される。受信されたデータは、プロセッサ４０１中の受信データプロセシングブロック４０２において処理される。プロセッサ４０１の種々のオペレーションは、１個若しくは複数のプロセシングユニット中に統合される可能性がある。トランシーバ４００は、他の装置に接続される可能性がある。トランシーバ４００は、装置の統合された部分である可能性がある。その装置は、コンピュータである若しくはコンピュータと同様に動作する可能性がある。装置は、インターネットのような、データネットワークに接続される可能性がある。基地局中にトランシーバ４００を組み込んでいる場合には、いくつかの接続を経由して基地局は、インターネットのような、ネットワークに接続される可能性がある。

受信されたデータのプロセシングは、受信されたデータのパケット中のエラーをチェックすることを一般に含む。例えば、受信されたデータのパケットが、許容できないレベルのエラーを有するのであれば、受信データプロセシングブロック４０２は、データのパケットの再送信に関する要求をするために送信データプロセシングブロック４０３へ指示を送る。要求は、送信チャネルにおいて送信される。受信データ記憶ユニット４８０は、受信されたデータのパケットを記憶するために利用される可能性がある。受信されたデータのパケットは、データのパケットのグループを形成するために集められる可能性がある。受信されたデータのパケットのグループは、２つのエンドポイントの間の通信を維持するための一部として、上位若しくは下位の他の１の通信プロトコルレイヤへ渡される可能性がある。この分野において通常の知識を有する者は、ある時間の期間において通信されたデータの量が、通信データレート及び通信のレートにしたがって変化することを、認識する可能性がある。受信機は、低データレート若しくは通信の低レートより多くのデータを高データレート若しくは通信の高レートで受信する可能性がある。下位のプロトコルレイヤにおける通信データレート若しくは通信のレートを知らないで、より上位レベルのプロトコルは、データを送った後で承認メッセージを受信する間の予想される遅延を決定する可能性がある。予想される遅延は、前の承認メッセージの受信の遅延の履歴に基づく可能性がある。下位のプロトコルレイヤにおけるデータレート及び通信のレートが、異なる可能性があるので、承認メッセージに関する遅延は、低データレート及び低通信のレートよりも高データレート及び高通信のレートにおいてより小さい遅延で到着する可能性がある。上位レイヤプロトコルは、高データレート通信若しくは高通信のレートの間に予想される遅延を決定する可能性がある。通信データレート若しくは通信のレートが、より低いレートへ変化するのであれば、承認メッセージは、予想される遅延時間内に到着しない可能性がある。承認メッセージが予想される遅延時間内に到着しない場合に、送信者中の上位のプロトコルレイヤは、データパケットのスプリアス（spurious）再送信を開始する可能性がある、一方で、データパケットのオリジナルコピーは、既に受信されているあるいは受信機への途中である。上位のプロトコルレイヤにおけるデータパケットは、下位レイヤプロトコルのいくつかの小さなデータパケットからなる。そのようにして、下位レイヤプロトコルが、上位レイヤプロトコルのセグメントの１つを再生しようとしている間に、上位レイヤプロトコルは、（予想される遅延時間に基づいて）期間切れになる可能性があり、そして全体の上位レイヤパケットを再送信する可能性があることが、可能である。これは、通信リソースの非効率的な使用に帰結する。本発明の種々の態様にしたがって、上位レベルプロトコルレイヤに対する承認メッセージを受信することの遅延は、上位レイヤプロトコルにより見られる遅延の変動（遅延は、ここでは上位レイヤパケットを送ることと承認が受信される時間との間の時間インターバルを呼ぶ）を増加させるために、上位レイヤへのパケットの配信を遅延させることによって制御される可能性がある。上位レイヤプロトコルは、再送信の時間切れ値の計算のために遅延の平均値及び変動の両者を使用すると仮定すると、このスキームは、上位レイヤによるスプリアス再送信を防止できる。

２つのエンドポイント間のデータのフローは、いくつかのプロトコルレイヤを介して制御される可能性がある。プロトコルレイヤ５００のイグゼンプラリなスタックは、２つのエンドポイント間のデータのフローを制御するために図５に示される。例えば、１つのエンドポイントは、ネットワーク１０５を経由してインターネットに接続されたソースである可能性がある。他のエンドポイントは、移動局に接続された若しくは移動局中に統合されたコンピュータのようなデータプロセシングユニットである可能性がある。プロトコルレイヤ５００は、いくつかの他のレイヤを有する可能性がある、若しくは各レイヤは、いくつかのサブレイヤを有する可能性がある。プロトコルレイヤの詳細なスタックは、単純化のために示されない。プロトコルレイヤ５００のスタックは、１つのエンドポイントから他へのデータ接続におけるデータのフローにしたがう可能性がある。最上位のレイヤにおいて、ＴＣＰレイヤ５０１は、ＴＣＰパケット５０６を制御する。ＴＣＰパケット５０６は、より大きなデータファイルから発生される可能性がある。データファイルは、いくつかのＴＣＰパケット５０６に区切られる可能性がある。データファイルは、テキストメッセージデータ、ビデオデータ、画像データ若しくは音声データを含む可能性がある。ＴＣＰパケット５０６のサイズは、異なる時間において異なる可能性がある。インターネットプロトコル（ＩＰ）レイヤ５０２において、ヘッダが、ＴＣＰパケット５０６に追加されて、データパケット５０７を生成する。ヘッダは、適切なアプリケーションへデータのパケットの適切な転送のためにポート番号を識別する可能性がある。ポイント−ツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）レイヤ５０３において、ＰＰＰヘッダ及びトレーラデータが、データパケット５０７に追加されて、データパケット５０８を生成する。ＰＰＰデータは、ソース接続ポイントから宛て先接続ポイントへデータのパケットの適切な転送のためにポイント−ツーポイント接続アドレスを識別する可能性がある。ＰＰＰレイヤ５０３は、異なるポートに接続されたＴＣＰレイヤプロトコル５０１へデータを渡す可能性がある。各ポートは、ＴＣＰファイルのソースである可能性がある。ポートアイデンティファイアは、ＴＣＰレイヤ５０１へのパケットの転送を識別する。無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）レイヤ５０４は、データパケットの再送信及び複製に関するメカニズムを提供する。ＲＬＰレイヤ５０４において、データパケット５０８は、複数のＲＬＰパケット５０９Ａ−Ｎに分割される。ＲＬＰパケット５０９Ａ−Ｎのそれぞれは、独立して処理され、そしてシーケンス番号を割り当てられる。シーケンス番号は、ＲＬＰパケット５０９Ａ−Ｎの間でデータのＲＬＰパケットを認識するためにデータの各ＲＬＰパケット中のデータに追加される。１若しくはそれより多いＲＬＰパケット５０９Ａ−Ｎは、データの物理レイヤパケット５１０中に置かれる。データのパケット５１０のペイロードのサイズは、時間とともに変化する可能性がある。物理レイヤ５０５は、チャネル構造、周波数、パワー出力、及びデータパケット５１０に対する変調仕様を制御する。データパケット５１０は、宛て先へ送信される。データパケット５１０のサイズは、チャネル状態及び選択された通信データレートに基づいて時間毎に異なる可能性がある。

受信する宛て先で、データパケット５１０は、受信されそして処理される。受信されたパケット５１０は、ＲＬＰレイヤ５０４上に渡される。ＲＬＰレイヤ５０４は、受信されたデータのパケットからＲＬＰパケット５０９Ａ−Ｎを再構築しようとする。プロトコルの上位レイヤによって見られるパケットエラーレートを減少させるために、ＲＬＰレイヤ５０４は、紛失したＲＬＰパケットに対する再送信を要求することによって、自動再送信要求（ＡＲＱ）メカニズムを実行する。ＲＬＰプロトコルは、パケット５０９Ａ−Ｎを再アセンブルして、完全なパケット５０８を形成する。プロセスは、全てのＲＬＰパケット５０９Ａ−Ｎを完全に受信するために、ある程度時間がかかる可能性がある。データパケット５１０の複数の送信が、ＲＬＰパケット５０９Ａ−Ｎ全体を完全に送るために要求される可能性がある。データのＲＬＰパケットが、シーケンス順でなく受信される場合に、ＲＬＰレイヤ５０４は、送信宛て先へ否定的な承認（ＮＡＫ）メッセージを送る。応答して、送信宛て先は、紛失したＲＬＰデータパケットを再送信する。

トランシーバ４００における受信されたデータのプロセシングは、受信されたデータのパケット中のエラーをチェックすることを一般に含む。例えば、受信されたデータのパケットが許容できないレベルのエラーを有するのであれば、受信データプロセシングブロック４０２は、データのパケットの再送信に関する要求をするために送信データプロセシングブロック４０３へ指示を送る。要求は、送信チャネル上で送信される。受信データ記憶ユニット４８０は、正確に受信されたデータのパケットを記憶するために利用される可能性がある。正確に受信されたデータのパケットは、データのパケットのグループを形成するために集められる可能性がある。受信されたデータのパケットのグループは、上位の若しくは下位の他の通信プロトコルレイヤへ渡される可能性がある。

図６を参照して、メッセージフロー６００は、物理レイヤ５０５におけるイグゼンプラリなデータのフローを与えるために示される。例えば、シーケンス番号“０１”から“０７”を有するＲＬＰパケットは、ソースから宛て先へ送られる。ソース及び宛て先は、それぞれ、基地局及び移動局若しくは移動局及び基地局のいずれかである可能性がある。手短に、通信システム７００は、図７に示される。これは、本発明の種々の態様にしたがって動作しながら、ソースと宛て先との間のデータのワイアレス通信が可能である。基地局７０１及び移動局７０４は、ワイアレス通信リンク７９９を有する可能性がある。ウェブブラウザ７０５は、複数のＴＣＰレイヤポート７０６Ａ−Ｎに接続するために移動局７０４中に組み込まれる可能性がある。各ＴＣＰポートは、ある種のタイプのデータ若しくはサービスを提供する可能性がある。同様に、ネットワーク７０２は、基地局７０１へ接続される可能性がある。ネットワーク７０２は、おそらくある種のタイプのデータ若しくはサービスを提供するために、複数のＴＣＰレイヤポート７０３Ａ−Ｎへ接続される可能性がある。それゆえ、ＰＰＰレイヤ５０３を通って上位へ若しくは下位へ渡されたデータは、異なるポートで異なるＴＣＰレイヤに対するデータを含む可能性がある。

ＲＬＰレイヤ５０４において、ＲＬＰパケット５０９Ａ−Ｎは、パケット５０８を完成させるために累積される。一旦、全てのＲＬＰパケットが受信されると、ＲＬＰパケット５０９Ａ−Ｎは、上位レベルへ渡される。１若しくはそれより多いＲＬＰパケットは、共通ペイロードに統合される可能性があり、１個のデータパケット５１０上へ送られる。イグゼンプラリなメッセージフロー６００では、ＲＬＰパケット“０３”として認識されたＲＬＰパケットは、例えば、宛て先へ到達しない。不具合は、ソースと宛て先との間の無線リンクの中断を含む多くの因子に起因する可能性がある。宛て先がＲＬＰパケット“０４”を受信した後で、ＲＬＰレイヤ５０４は、ＲＬＰパケットのシーケンス順外れの受信を検出する。ＲＬＰレイヤ５０４は、ＲＬＰパケット“０３”が通信中に紛失したとして認識するＮＡＫメッセージを送る。同時にＲＬＰレイヤ５０４は、タイマを開始する。タイマは、ＮＡＫメッセージを送った後の時間の経過量を計数する。紛失したＲＬＰパケット“０３”を受信する前に、例えば、５００ｍｓｅｃ後に、タイマが終了するならば、宛て先ＲＬＰ５０４は、紛失したパケットの再送信が失敗したとみなす可能性があり、そして宛て先ＲＬＰは、次の紛失したＲＬＰパケットまでのシーケンス順に受信されたＲＬＰパケットを上位レイヤへ配信する可能性がある。これ以外に紛失したＲＬＰパケットがなければ、ＲＬＰは、全ての受信されたシーケンス順のパケットを配信する可能性がある。そのような場合には、システムは、上位レイヤのプロトコルレイヤによって維持された同様のＡＲＱメカニズムをあてにする。ソースは、ＲＬＰパケットの再送信の回数を１回だけに制限する可能性がある。それゆえ、そのような状況では、ソースは、宛て先において受信されることなしに、紛失したＲＬＰパケット“０３”を再送信してしまう可能性があるので、もう１つのＮＡＫメッセージを送ることは、役立たない可能性がある。一旦、紛失したＲＬＰパケット“０３”が受信されると、タイマは、終了する。正確に受信されたデータのパケットは、記憶ユニット４８０中に集められる可能性があり、データのパケットのグループを形成する。

ＴＣＰレイヤ５０１も、同様の再送信プロセスを有する。受信宛て先におけるＴＣＰレイヤ５０１が、ある時間の間宛て先におけるＴＣＰパケット５０６の適切な受信の予想された承認メッセージを受信しないのであれば、送信ソースにおけるＴＣＰレイヤ５０１は、ＴＣＰパケットを再送信する。ＴＣＰレイヤ５０１は、宛て先においてパケットの適切な受信を指示する承認メッセージを受信するための遅延期間を決定する。承認メッセージが予想される遅延内に到着しないならば、ＴＣＰパケットは再送信される。ＴＣＰレイヤ５０１は、多数の異なる装置及びネットワークに接続される可能性がある。ＴＣＰレイヤ５０１は、過去の良好な送信に基づいて遅延期間を決定する。本発明の種々の態様にしたがって、下位のプロトコルレイヤは、ＴＣＰレイヤにより見られる遅延の変動を増加させるために、下位レイヤパケットのいくつかの伝播をランダムに遅延させる可能性がある。ＴＣＰが、（再送信のために使用する）タイムアウト値の決定において遅延の変動を使用するので、変動の増加は、タイムアウト値の増加を生じさせ、それゆえ、大部分のスプリアスＴＣＰ再送信を防止する。ＲＬＰレイヤ及び物理レイヤにおける通信は、しばらくの間高データレート若しくは通信の高レートを超える可能性があり、立て続けに低データレート若しくは通信の低レートに落ちる可能性がある。承認メッセージのＴＣＰが予想した遅延は、通信の変化に対して十分でない可能性がある。その結果、予想される遅延は、高データレート若しくは通信の高レートに対応する可能性がある。データレートが低くなる若しくは通信のレートが減少される場合には、承認メッセージは、予想される遅延期間内にＴＣＰレイヤ５０１に届かない可能性がある。ＴＣＰレイヤが下位のプロトコルレイヤにおける通信の状態に関して何の情報も持たないので、ＴＣＰレイヤは、ＴＣＰデータパケットの再送信を要求する可能性があり、通信リソースの非効率的な使用に帰着する。本発明の種々の態様にしたがって、ＴＣＰ承認メッセージの遅延は、ＴＣＰ承認メッセージ通信の遅延の安定したレートを、ＴＣＰレイヤが経験することを可能にするために制御される。それゆえ、ＴＣＰレイヤ５０１は、上位レベルプロトコルにおける通信の安定したフローと矛盾のない予想される遅延期間を決定する可能性がある。下位のプロトコルレイヤにおける通信のレート若しくはデータレートが、おそらく、立て続けに、時間とともに変化する可能性があったとしても、ＴＣＰレイヤ５０１においてＴＣＰ承認メッセージを受信するための予想される遅延は、比較して、安定に維持する。

図８を参照して、通信システム１００のような通信システムにおいて、ＴＣＰ承認メッセージを遅延させるためのフローチャートは、本発明の種々の態様にしたがって示される。ステップ８０１において、ＴＣＰパケットの適切な受信に対する承認メッセージが、受信される。そのようなＴＣＰ承認メッセージは、ＲＬＰプロトコルレイヤ５０４若しくはＰＰＰレイヤ５０３において受信される可能性がある。受信機２００は、ＴＣＰ承認メッセージを処理する可能性がある。制御システム２１０若しくはプロセッサ４０１は、メッセージがＴＣＰ承認メッセージであることを決定する可能性がある。種々の方法が、受信されたメッセージがＴＣＰ承認メッセージであることを決定するために可能である。例えば、受信されたＴＣＰ承認メッセージは、固有の認識ヘッダを搬送する可能性がある。制御システム２１０若しくはプロセッサ４０１は、ステップ８０２において、前に受信されたＴＣＰ承認メッセージの遅延の統計的な平均及び変動の決定に基づいて遅延期間を決定する可能性がある。ステップ８０３において、制御システム２１０若しくはプロセッサ４０１は、ＴＣＰレイヤ５０１へ受信されたＴＣＰ承認メッセージを渡すことを決定された遅延期間だけ遅延させる可能性がある。その結果、ＴＣＰレイヤ５０１は、制御された統計的な遅延の平均及び変動内でＴＣＰ承認メッセージを受信する可能性がある。そのようにして、ＴＣＰレイヤ５０１は、システム通信パラメータ中の種々の変化に一致し、しかも独立している予想される遅延を決定する可能性がある。承認メッセージが決定された予想される遅延内に受信されないのであれば、ＴＣＰ再送信は、行われる可能性がある。予想される遅延は、下位レベルにおける通信のレート若しくはデータレートの種々の変化に無関係になる。ＴＣＰレイヤ５０１によって決定された予想される遅延は、それゆえ、下位レベルプロトコルにおいて制御される。

通信システム１００の種々のコンポーネントは、プロトコルレイヤ５００のスタックの種々の態様を制御する可能性がある。ＲＬＰレイヤ５０４及び物理レイヤ５０５は、受信及び送信プロセシングユニット４０２及び４０３のオペレーションを通してプロセッサ４０１によって制御される可能性がある。それゆえ、プロセッサ４０１若しくは制御システム２１０は、ＴＣＰレイヤ５０１における動作を制御できる可能性があり、通信のレート若しくは通信のデータレートが、立て続けに高レートから低レートに変化する場合に、ＴＣＰレイヤ５０１がＴＣＰパケット５０６の再送信に関する要求を行うことを防止する。承認メッセージのＴＣＰ予想される遅延は、低い通信のレート及び低い通信のデータレートの間にメッセージを受信するために必要な期間より短い可能性がある。プロセッサ４０１及び制御システム２１０は、ＴＣＰレイヤ５０１によって決定された予想される遅延が、下位のプロトコルレイヤにおける変化に無関係になるような方法で、ＴＣＰ承認メッセージの遅延を制御する。それゆえ、本発明の種々の態様にしたがって、正しく受信されたＴＣＰ承認メッセージは、上位の通信プロトコルレイヤへ上げられる前に、ある時間の期間の間記憶ユニット４８０中にメッセージを記憶することによって下位のプロトコルレイヤにおいて制御された量だけ遅延される可能性がある。

図９を参照して、ＴＣＰ承認メッセージを遅延させるための制御システム９００のブロック図が、本発明の種々の態様にしたがって示される。ブロック９０１において、制御システム２１０若しくはプロセッサ４０１は、前に受信されたＴＣＰ承認メッセージの遅延の統計的な変動を決定する可能性がある。ブロック９０２において、遅延期間は、決定された遅延の統計的な変動及び統計的な平均に基づいて発生される。ブロック９０３において、受信されたＴＣＰ承認メッセージは、発生された遅延期間だけ遅延される。メッセージを遅延させるプロセスは、メッセージが上位のプロトコルレイヤへ上げられる前に、遅延期間の間メモリユニット４８０中にメッセージを記憶することを経由する可能性がある。

２つのエンドユーザ間の通信は、暗号化される可能性がある。物理プロトコルレイヤ５０５、ＲＬＰレイヤ５０４及びＰＰＰレイヤ５０３は、どちらの受信されたデータパケットがＴＣＰ承認メッセージを含むかを区別する能力を持たない可能性がある。ＴＣＰ承認メッセージ及び他のデータは、暗号化される可能性がある。図１０を参照して、本発明の種々の態様にしたがって、ステップ１０１０−１２は、ＴＣＰ承認メッセージ中に遅延を生成するために実施される可能性がある。ステップ１０１０において、暗号化されたＴＣＰ承認メッセージ及び暗号化されたデータが、受信される。ステップ１０１１において、遅延期間は、前に受信されたＴＣＰ承認メッセージの遅延の統計的な変動及び統計的な平均に基づいて決定される。ステップ１０１２において、暗号化されたＴＣＰ承認メッセージ及び暗号化されたデータは、決定された遅延期間に対応する時間の期間の間遅延される。その結果、ＴＣＰレイヤ５０１は、追加された遅延に基づいてＴＣＰ承認メッセージの予想される遅延を決定する可能性がある。

図１１を参照して、暗号化されたＴＣＰ承認メッセージを遅延させるための制御システム１１００のブロック図が、本発明の種々の実施形態にしたがって示される。ブロック１１１０において、制御システム２１０若しくはプロセッサ４０１は、前に受信されたＴＣＰ承認メッセージの遅延の統計的な変動を決定する可能性がある。ブロック１１１１において、遅延期間は、決定された遅延の統計的な変動及び統計的な平均に基づいて発生される。ブロック１１１２において、受信された暗号化されたＴＣＰ承認メッセージ及び受信された暗号化されたデータは、発生された遅延期間だけ遅延される。暗号化されたＴＣＰ承認メッセージ及び暗号化されたデータを遅延させるプロセスは、暗号化されたＴＣＰ承認メッセージ及び暗号化されたデータが上位のプロトコルレイヤに上げられる前に、遅延期間の間メモリユニット４８０中に全ての受信されたデータを記憶させることによることである可能性がある。プロセッサ４０１が、ＴＣＰレイヤ５０１におけるプロセスを介して直接に制御しなくても、本発明の種々のステップを取り込むことによって、ＴＣＰパケット５０６の不必要な再送信は、回避される可能性がある。

ここに開示された実施形態に関連して説明された、各種の解説的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムのステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、若しくは両者の組み合わせとして実施できることを、この分野に知識のある者は、さらに価値を認めるはずである。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性をはっきりと説明するために、各種の解説的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、機能性の面から一般的にこれまでに説明されてきた。そのような機能性が、ハードウェア若しくはソフトウェアとして実行されるか否かは、固有のアプリケーション及びシステム全体に課せられた設計の制約に依存する。熟練した技術者は、述べられた機能性を各々の固有のアプリケーションに対して違ったやり方で実行することができる。しかし、そのような実行の決定は、本発明の範囲から離れては説明されない。

ここに開示された実施形態に関連して述べられた、各種の解説的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションスペシフィック集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、若しくはここに説明された機能を実行するために設計されたこれらの任意の組み合わせで、実行若しくは実施されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサである可能性があり、しかし代案では、プロセッサは、いずれかの従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、若しくはステートマシン(state machine)である可能性がある。プロセッサは、演算装置の組み合わせとして実行されることができる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと結合した１若しくはそれより多いマイクロプロセッサ、若しくはいずれかの他のそのような構成である可能性がある。

ここに開示された実施形態に関連して述べられた方法若しくはアルゴリズムのステップは、ハードウェアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュールにおいて、若しくは、両者の組み合わせにおいて直接実現されることができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、若しくは、この分野で知られている他のいかなる記憶メディアの中に存在できる。あるイグゼンプラリな記憶メディアは、プロセッサと接続され、その結果、プロセッサは、記憶メディアから情報を読み出し、そこに情報を書き込める。代案では、記憶メディアは、プロセッサに集積できる。プロセッサ及び記憶メディアは、ＡＳＩＣ中に存在できる。ＡＳＩＣは、ユーザターミナル中に存在できる。代案では、プロセッサ及び記憶メディアは、ユーザターミナル中に単体コンポーネントとして存在できる。

好ましい実施形態のこれまでの説明は、この技術分野に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成し、使用することを可能にする。これらの実施形態の各種の変形は、この技術分野に知識のある者に、容易に実現されるであろう。そして、ここで規定された一般的な原理は、本発明の発明的な能力を使用しないで、他の実施形態にも適用できる。それゆえ、本発明は、ここに示された実施形態に制限することを意図したものではなく、ここに開示した原理及び新規な特性と整合する広い範囲に適用されるものである。

図１は、本発明の種々の実施形態にしたがって動作することが可能な通信システムを図示する。 図２は、本発明の種々の態様にしたがって動作する一方で、受信し、受信したデータのパケットをデコーディングするための通信システム受信機を図示する。 図３は、本発明の種々の態様にしたがって動作する一方で、データパケットを送信するための通信システム発信機を図示する。 図４は、本発明の種々の実施形態にしたがって動作することが可能なトランシーバシステムを図示する。 図５は、通信システムにおけるデータのフローを制御するためのプロトコルレイヤのスタックを図示する。 図６は、データの紛失したパケットの再送信に関するプロセスを図示する。 図７は、本発明の種々の態様にしたがって動作することが可能であり、ソースエンドと宛て先エンドとの間のデータの通信に関するワイアレス通信システムを図示する。 図８は、本発明の種々の態様にしたがって通信システム中でデータパケットのフローを制御するための種々のステップを図示する。 図９は、本発明の種々の態様にしたがってソースエンドと宛て先エンドとの間のデータパケットのフローを制御するためのシステムを図示する。 図１０は、本発明の種々の態様にしたがって通信システムにおいて暗号化されたデータパケットのフローを制御するための種々のステップを図示する、及び 図１１は、本発明の種々の態様にしたがってソースと宛て先との間の暗号化されたデータパケットのフローを制御するためのシステムを図示する。

符号の説明

１００…通信システム，２００…受信機，３００…送信機，４００…トランシーバシステム，４０１…プロセッサ，５００…プロトコルレイヤ，５０９…ＲＬＰパケット，５１０…物理レイヤパケット，６００…メッセージフロー，７００…通信システム。

Claims (14)

1. 通信システムにおけるデータのフローを制御する方法であって、下記を具備する：
   宛て先におけるデータのパケットの受信を示す承認メッセージを受信すること；
   対応する複数の前記データのパケットに関係付けられた複数の前記承認メッセージの遅延の統計的平均及び変動を決定すること、ここで、前記遅延は、前記データのパケットを送信することと前記承認の前記受信することとの間のタイムピリオドである；
   前記遅延の統計的平均及び変動に基づいて遅延期間を決定すること；
   前記決定された遅延期間に実質的に等しい時間の期間の間前記受信された承認メッセージを渡すことを遅延させること。
2. 請求項１に記載の方法、ここで、前記受信された承認メッセージを前記渡すことは、プロトコルレイヤからＴＣＰプロトコルレイヤへである。
3. 受信データプロセシングユニットであって、下記を具備する：
   宛て先におけるデータのパケットの受信を示す承認メッセージを受信するための入力；
   対応する複数の前記データのパケットに関係付けられた複数の前記承認メッセージの遅延の統計的平均及び変動を決定するため、ここで、前記遅延は、前記データのパケットを送信することと前記承認を前記受信することとの間のタイムピリオドである、及び前記遅延の統計的平均及び変動に基づいて遅延期間を決定するためのプロセシングユニット；
   前記決定された遅延期間に実質的に等しい時間の期間の間前記受信された承認メッセージを渡すことを遅延させるためのデータ記憶ユニット。
4. 請求項３に記載の装置、ここで、前記受信された承認メッセージを前記渡すことは、プロトコルレイヤからＴＣＰプロトコルレイヤへである。
5. 請求項３に記載の装置、ここで、前記宛て先は、通信システムにおける移動局である。
6. 通信システムにおけるデータのフローを制御する方法であって、下記を具備する：
   宛て先におけるデータのパケットの受信を示す暗号化された承認メッセージを受信すること、ここで、前記暗号化された承認メッセージは、暗号化されたデータと統合される；
   対応する複数の前記データのパケットに関係付けられた複数の前記承認メッセージの遅延の統計的変動を決定すること、ここで、前記遅延は、前記データのパケットを送信することと前記承認を前記受信することとの間のタイムピリオドである；
   前記遅延の統計的平均及び変動に基づいて遅延期間を決定すること；
   前記決定された遅延期間に実質的に等しい時間の期間の間前記受信された暗号化された承認メッセージ及び暗号化されたデータを渡すことを遅延させること。
7. 請求項６に記載の方法、ここで、前記受信された暗号化された承認メッセージを前記渡すことは、プロトコルレイヤからＴＣＰプロトコルレイヤへである。
8. 受信データプロセシングユニットであって、下記を具備する：
   宛て先におけるデータのパケットの受信を示す暗号化された承認メッセージを受信するための入力、ここで、前記暗号化された承認メッセージは、暗号化されたデータと統合される；
   対応する複数の前記データのパケットに関係付けられた複数の前記承認メッセージの遅延の統計的平均及び変動を決定するため、ここで、前記遅延は、前記データのパケットを送信することと前記承認を前記受信することとの間のタイムピリオドである、及び前記遅延の統計的平均及び変動に基づいて遅延期間を決定するための、プロセシングユニット；
   前記決定された遅延期間に実質的に等しい時間の期間の間前記受信された暗号化された承認メッセージ及び暗号化されたデータを渡すことを遅延させるためのデータ記憶ユニット。
9. 請求項８に記載の装置、ここで、前記受信された暗号化された承認メッセージを前記渡すことは、プロトコルレイヤからＴＣＰプロトコルレイヤへである。
10. 請求項８に記載の装置、ここで、前記宛て先は、通信システムにおける移動局である。
11. データの通信に関するシステムであって、下記を具備する：
    物理レイヤプロトコルを介してデータの無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）パケットを及び宛て先におけるデータのＴＣＰパケットの受信を指示する承認メッセージを通信するための基地局、ここで、前記データのＴＣＰパケットは、1若しくはそれより多い前記データのＲＬＰパケットから成る；
    １つのプロトコルレイヤからＴＣＰプロトコルレイヤへ受信された承認メッセージを渡すため、対応する複数の前記データのＴＣＰパケットに関係付けられた複数の前記承認メッセージの遅延の統計的平均及び遅延を決定するため、ここで、前記遅延は前記データのＴＣＰパケットを送信することと前記承認を前記受信することとの間のタイムピリオドである、前記遅延の統計的変動に基づいて遅延期間を決定するため、前記決定された遅延期間に実質的に等しい時間の期間の間前記受信された承認メッセージを渡すことを遅延させるために、前記基地局に接続されたプロセッサ；
    前記データのＴＣＰパケットのソースへ前記承認メッセージを配信するために前記基地局に通信的に接続されたネットワーク。
12. 請求項１１に記載のシステム、ここで、前記宛て先は、移動局である。
13. データの通信に関するシステムであって、下記を具備する：
    物理レイヤプロトコルを介してデータの無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）パケットを及び宛て先におけるデータのＴＣＰパケットの受信を指示する暗号化された承認メッセージを通信するための基地局、ここで、前記データのＴＣＰパケットは1若しくはそれより多い前記データのＲＬＰパケットから成り、及び暗号化された承認メッセージは暗号化されたデータと統合される；
    １つのプロトコルレイヤからＴＣＰプロトコルレイヤへ受信された暗号化された承認メッセージ及び暗号化されたデータを渡すため、対応する複数の前記データのＴＣＰパケットに関係付けられた複数の前記承認メッセージの遅延の統計的平均及び遅延を決定するため、ここで、前記遅延は前記データのＴＣＰパケットを送信することと前記承認を前記受信することとの間のタイムピリオドである、前記遅延の統計的変動に基づいて遅延期間を決定するため、前記決定された遅延期間に実質的に等しい時間の期間の間前記受信された暗号化された承認メッセージ及び前記暗号化されたデータを渡すことを遅延させるために、前記基地局に接続されたプロセッサ；
    前記データのＴＣＰパケットのソースへ前記暗号化された承認メッセージ及び前記暗号化されたデータを配信するために前記基地局に通信的に接続されたネットワーク。
14. 請求項１１に記載のシステム、ここで、前記宛て先は、移動局である。

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