JP2009152709A - 通信パケット中継方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】通信パケットを受信する第1ステップと、使用している誤り再送方法の種別を判定する第2ステップと、第1ステップで受信したパケットを中継先に中継する第3ステップと、を有し、第2ステップにおいて、使用している誤り再送方法が、誤り発生時のみその通信パケットを再送する方法であると判定した場合は、第1ステップで受信した通信パケットをバッファに一旦蓄積して送信元で送信された順に整列し、第3ステップにおいて、整列後の通信パケットを中継先に中継する。
【選択図】図1
Description
再送時によく用いられる手法として、通信パケットの受信側が、受信の成功/失敗をACK/NACK応答を使用して送信側に通知し、再送の要否を送信側に通知する、というものがある。
ACK/NACK応答を返信して誤りパケットを再送する方式には、例えば以下の(1)〜(3)のようなものがある。
受信側は、1つの通信パケットの受信毎に、ACK/NACK(Immediate ACK)応答を返す。送信側は、応答があるまで後続のパケットの送信を待機し、NACK応答を受け取った場合は先のパケットを再送する。
送信側は、ACK/NACK応答を受け取るまでは、規定の順序通りにパケットを送信する。NACK応答を受け取ると、その他のパケットの通信成功/失敗に関わらず、誤りが発生した通信パケットまで遡って以後のパケットを全て再送する。
送信側は、ACK/NACK応答を受け取るまでは、規定の順序通りにパケットを送信する。NACK応答を受け取ると、誤りが発生した通信パケットのみ再送する。
同規格では、ノード間で一時的に形成されるネットワーク(ピコネット)について規定されている。
特に、中継を行う場合には、中継器毎に上述のバッファや再構築処理が必要となり、さらには中継段毎に中継処理による遅延が蓄積する。
また、通信パケットを中継する場合には、中継段毎の上述のバッファや再構築処理を抑えることができるとともに、中継遅延を低減することができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信装置100の機能ブロック図である。
通信装置100は、通信パケットの送受信や中継を行うものであり、受信部110、整列要否判定部120、入力バッファ130、順序整列部140、出力バッファ150、送信部160、データ受付部170、データ引渡部180を備える。
整列要否判定部120は、受信部110が受信した通信パケットを整列する必要があるか否かを判定する。判定の詳細は後述する。整列が必要である場合は通信パケットを入力バッファ130に出力し、必要ない場合は出力バッファ150に出力する。
順序整列部140は、入力バッファ130に蓄積されている通信パケットを取得して正しい順序に整列し、出力バッファ150に出力する。整列の詳細は後述する。
出力バッファ150は、送信部160に出力する通信パケットを一旦蓄積するためのバッファである。
データ受付部170は、通信装置100の上位アプリケーションよりデータを受け取って出力バッファ150に出力する。その後、そのデータは送信部160より伝送路に送信される。
データ引渡部180は、出力バッファ150に蓄積されている通信パケットを取得して通信装置100の上位アプリケーションに引き渡す。
次に、通信装置100の詳細動作の説明に先立ち、SR方式を例に取り、誤りが生じたフレームのみ再送を行う際の通信動作について説明する。その後、通信装置100の詳細動作を説明する。
誤り制御の手法としては、誤り訂正符号を通信パケット中に入れておく手法や、誤りが生じた通信パケットを検出して再送する手法がある。以下では、誤り再送方法のなかでも通信効率が良いとされるSR方式について説明する。
図2において、左側は通信パケットの送信側、右側は受信側を表し、両者の間の通信シーケンスを示した。以下、図2の通信シーケンスについて説明する。
(2)送信側は、受信側からACK/NACK応答を受信するまでは、送信パケットをシーケンス番号通りの順番で送信する。
図2では、シーケンス番号「6」の送信に先立ち、NACKを受け取ったシーケンス番号「1」のパケットの再送を優先している。同様に、シーケンス番号「3」「5」のパケットの再送は、後続のパケットの再送に優先される。
(6)図2の例で示す通信シーケンスで送信パケットが正常に受信される順序は、シーケンス番号で「2、4、6、3、7、5、1、・・・」となる。
また、パケットをシーケンス番号順に並び替えて再構築するため、再構築処理に係る処理負荷が必要となる。
次に、本実施の形態1に係る通信装置100の詳細動作について説明する。
以下の説明では、受信部110が当該通信装置100宛ての通信パケットを受信し、整列要否判定部120が、その時点の通信シーケンスにおいて採用されている誤り再送方法の種別を判定するものとする。
整列要否判定部120が、その時点の通信シーケンスにおいて、例えばSR方式のような誤りパケットのみ再送する方法が用いられていると判定した場合は、以下のような動作となる。
(1.2)入力バッファ130は、受け取った通信パケットを蓄積する。図2に示す例では、シーケンス番号「2、4、6、3、7、5、1、・・・」の順に、通信パケットが蓄積される。
(1.4)出力バッファ150に所定サイズ分の通信パケットが蓄積されると、それらのデータはデータ引渡部180より上位アプリケーションに引き渡される。
整列要否判定部120が、その時点の通信シーケンスにおいて、誤りパケットのみ再送する方法が用いられていないと判定した場合は、以下のような動作となる。
(2.2)出力バッファ150に所定サイズ分の通信パケットが蓄積されると、それらのデータはデータ引渡部180より上位アプリケーションに引き渡される。
なお、以上の説明において、通信パケット中にシーケンス番号を付加する箇所は特に限定されるものではなく、使用する通信プロトコルに応じて適宜適切な箇所とすればよい。例えばパケットの任意のヘッダ中に付加してもよいし、データ部分に入れ込んでおいてもよい。
これにより、通信パケットの到着順の不連続が発生し得る誤り再送方法を用いている場合のみ並び替えによる再構築を行うことになるので、再構築に係る処理負荷を低減することができる。
即ち、総ての通信パケットのうち、誤りパケットのみ再送する方法を用いて送信されるパケットの割合は一定以下であるものと想定されるので、瞬時的に必要となる入力バッファ130の容量も、その割合に応じて小さくなると考えられ、よって入力バッファ130の容量を小さくすることができるのである。
実施の形態1では、通信装置100宛てに送信された通信パケットをシーケンス番号通りに並び替えて再構築することを説明した。
本発明の実施の形態2では、通信装置100以外の機器に宛てた通信パケットを通信装置100が受信し、最終宛先に向けて中継する場合の動作について説明する。
図3において、送信側通信装置100a、通信装置(中継器)100b〜100c、受信側通信装置100dは、実施の形態1の図1で説明した通信装置100と同様の構成を備えているものとする。
また、各通信装置は、誤り再送方法としてSR方式のような誤りパケットのみ再送する方法を用いているものとする。
以下、送信側通信装置100aが送信パケットを送信し、各中継器により中継されて受信側通信装置100dで受信されるまでの流れを説明する。
通信装置100bは、受信した通信パケットを正しいシーケンス番号に並び替えて通信パケットを再構築し、再構築後の通信パケットを通信装置100cに中継する。
このとき、再構築処理などに一定の時間を要するため、中継遅延が生じる。
(4)受信側通信装置100dは、受信した通信パケットを正しいシーケンス番号に並び替え、上位アプリケーションに引き渡す。
そこで、各中継器として実施の形態1で説明した通信装置100を用い、再構築処理負荷やバッファを抑えることを図る。
以下の説明では、受信部110が通信装置100以外に宛てた通信パケットを受信し、整列要否判定部120が、その時点の通信シーケンスにおいて採用されている誤り再送方法の種別を判定するものとする。
整列要否判定部120が、その時点の通信シーケンスにおいて、例えばSR方式のような誤りパケットのみ再送する方法が用いられていると判定した場合は、以下のような動作となる。
実施の形態1で説明した動作(1.1)〜(1.3)と同様である。
(1.4)出力バッファ150に所定サイズ分の通信パケットが蓄積されると、それらのデータは送信部160より次の中継先に送信される。
整列要否判定部120が、その時点の通信シーケンスにおいて、誤りパケットのみ再送する方法が用いられていないと判定した場合は、以下のような動作となる。
(2.2)出力バッファ150に所定サイズ分の通信パケットが蓄積されると、それらのデータは送信部160より次の中継先に送信される。
なお、受信側通信装置100dの動作は、実施の形態1で説明したものと同様である。
また、送信側通信装置100aの動作は、以下の通りである。
(2)送信部160は、出力バッファ150に所定サイズ分の通信パケットが蓄積されると、それらのデータを、最終宛先=受信側通信装置100dとして送信する。
これにより、実施の形態1と同様の効果を、通信パケットの中継時においても発揮することができるので、各中継器のバッファ容量を抑えることができる。
また、各中継段におけるパケット再構築処理に係る負荷を抑えることができるので、誤りパケットのみ再送する誤り再送方法を用いている場合の中継遅延を低減することができる。
実施の形態1〜2では、通信パケットにシーケンス番号を付加しておき、SR方式のような誤り再送方法を用いた際に、受信したパケットをシーケンス番号通りに並び替えることを説明した。
一般に、「通信パケット」とは、IP(Internet Protocol)層における通信データの通信単位を表すものとして用いられることが多いが、本発明の適用対象は、IP層における誤り再送に限られるものではなく、その他の通信層、例えば物理層やデータリンク層における誤り再送にも用いることができる。
本発明の実施の形態3では、非特許文献1に規定されているピコネットにおいて、実施の形態1〜2で説明したものと同様の構成と動作を用い、フレームを再送する手順について説明する。
図4において、DEV1〜DEV4は、フレームの送信、受信、中継、スロット割り当て制御の全ての機能をそれぞれが等価に備えた無線ノードである。
各ノードは、実施の形態1の図1で説明した構成と同様の構成を備える。ただし、通信方式や通信単位などの仕様は、ピコネット上で用いられる通信方式などに合わせて適宜構成されているものとする。
ここでは、第1ピコネット10を親ピコネット、第2ピコネット20を子ピコネットとする従属関係があるものとする。
各ピコネットの構成ノードは、各々が所属するPNCから一定周期でビーコン情報を定期的に受信することにより、自己に割り当てられた通信スロットを事前に確認し、指定の通信スロットを使用してフレームの転送を行う。
即ち、DEV2は、第1ピコネット10と第2ピコネット20の間の通信を中継する。
伝送時に誤りが生じると、受信側ノードは誤りが生じたフレームについてNACK応答を返信する。送信側ノードは、NACK応答を受け取ったフレームのみ再送する。
初回送信において、送信側ノードは、フレーム番号「1」〜「5」のフレームを、フレーム番号通りの順番で受信側に送信する。
以下、受信側ノードでは、正常に受信できたフレームについてはACK応答を、誤りが発生したフレームについてはNACK応答を返信する。
送信側ノードは、NACK応答を受信したフレームのみ再送する。
受信側ノードは、これを正しいフレーム順序に並び替えて再構築し、中継する場合は次の中継先に正しいフレーム順序で中継し、自己宛のフレームである場合は正しいフレーム順序で上位アプリケーションに引き渡す。
Claims (2)
- 通信パケットを中継する方法であって、
通信パケットを受信する第1ステップと、
使用している誤り再送方法の種別を判定する第2ステップと、
前記第1ステップで受信したパケットを中継先に中継する第3ステップと、
を有し、
前記第2ステップにおいて、使用している誤り再送方法が、誤り発生時のみその通信パケットを再送する方法であると判定した場合は、前記第1ステップで受信した通信パケットをバッファに一旦蓄積して送信元で送信された順に整列し、
前記第3ステップにおいて、
整列後の通信パケットを中継先に中継する
ことを特徴とする通信パケット中継方法。 - 前記第2ステップにおいて、
使用している誤り再送方法が、誤り発生時のみその通信パケットを再送する方法ではないと判定した場合は、
前記第3ステップにおいて、
前記第1ステップで受信した通信パケットを受信順に中継先に中継する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信パケット中継方法。
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