JP2011234320A

JP2011234320A - ウィンドウ制御装置、ウィンドウ制御方法およびウィンドウ制御プログラム

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Publication number: JP2011234320A
Application number: JP2010105747A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Fukuhara; 忠行福原; Toshinori Suzuki; 利則鈴木; Takashi Fujimoto; 貴藤本
Original assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Current assignee: KDDI Research Inc
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: JP5550438B2

Abstract

【課題】無線環境に応じたＴＣＰの最大ウィンドウサイズを決定することによって、パケットロスを抑制すると共に、再送を減らし、周波数利用効率を向上させる。
【解決手段】無線混雑度に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを制御するウィンドウ制御装置１０−１であって、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信する無線回路１１と、無線混雑度を推定する混雑度推定回路１２と、推定した無線混雑度に基づいて、パケットサイズに対応する最大ウィンドウサイズを算出するウィンドウ制御回路１３とを備え、送信時または受信時の少なくとも一方の全ウィンドウサイズを算出した最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なう。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線混雑度に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを制御するウィンドウ制御装置、ウィンドウ制御方法およびウィンドウ制御プログラムに関する。

従来から、コグニティブ無線技術が提案されている。これは、特性の異なる複数の無線システムの使用状況を認識し、複数の無線システムを適応的に使用することにより周波数利用効率を向上させる技術である。周波数の利用効率を向上させるためには、アプリケーションの求める品質（QoS）の高いパケットを優先しつつ、ＴＣＰなどのベストエフォート型パケットの送信レートを高める必要がある。

しかし、ＴＣＰでは、ネットワークの状態に関わらず、最大ウィンドウサイズを定めているため、場合によっては、ネットワークの許容スループットの上限を上回ったパケット送信を行なう。このため、バッファ溢れによるパケットロスおよびその再送が発生することになり、自身のスループットを低下させるだけでなく、他の通信へ悪影響を与える。

例えば、ＴＣＰ−Ｒｅｎｏでは、輻輳を検出していない間は輻輳ウィンドウを一定の速度で増加し、輻輳を検出した際には輻輳ウィンドウを半分に減少させることで、ネットワークを輻輳させない範囲で高いスループットを得られるように輻輳ウィンドウを制御する。つまり、自身が輻輳を発生させ、それを認識する形でスループットの調整を行なうため、自身のスループットが低下するだけでなく、他の通信も輻輳によりパケットロスが発生することになる。

また、ＴＣＰでは、ウィンドウサイズを輻輳するまで増加させては半分にし、また増加させるということを繰り返すことにより、ウィンドウサイズが時間的にのこぎり状に変化する。平均スループットはのこぎり状部分の平均となり、周波数利用効率が低くなっているだけでなく、ウィンドウサイズが半分になる部分ではパケットロスが発生していることを示している。このとき、他の通信としてパケットロスが許されないアプリケーションが動作している場合にも、そのアプリケーションのパケットロスを引き起こす原因となる可能性がある。

図８は、無線ＬＡＮシステムの概略構成を示す図である。また、図９は、図８に示す構成で、２組の無線ＬＡＮ（Link1とLink2）がデータを送受信した場合の、スループット特性すなわち、相手側端末に到達する単位時間当たりのデータ量の実験結果を示す図である。図９では、Ｌｉｎｋ１がＳＴＡ１からＡＰ１にＵＤＰデータを３０Ｍｂｐｓで送信している状態（もともと受信スループットは２９Ｍｂｐｓ程度）で、そこに同じチャネルで、Ｌｉｎｋ２のＳＴＡ２からＡＰ２にＵＤＰ送信レートを変化させていった場合の受信スループットを示している。

図９から分かるように、無線が混雑している場合には、合計スループットがほぼ一定となるように増減している。ただし、これは送受信端末が２つの場合である。ここでは、送信レートと受信スループットの差はバッファ溢れによるパケットロスとなったことを表す。また、このパケットロスはＴＣＰなどの場合、再送を生み出す原因となり、無線上を２回３回と同じパケットが飛ぶことになり、総合的なスループットの減少につながる。

これらの問題点を解消するため、特許文献１では、ネットワークを深刻な輻輳状態へと陥らせることなく、あらかじめ設定した目標帯域にしたがって輻輳ウィンドウを制御させている。具体的には、ネットワークを介して複数の通信端末間でデータの送受信を行ない、かつ通信端末間の通信を中継する中継ノードを含む通信システムであって、通信端末および中継ノードのいずれかは、予め設定された目標帯域と実際に出力した帯域との差分の累積および差分の履歴のいずれかを保持する。そして、この保持する値を基に輻輳ウィンドウの増加量および減少量を表す輻輳制御パラメータの変更を行なう。ここで、ネットワークの状況とは独立に、ユーザが指定した帯域が得られるようにスループットを調整しており、このユーザが指定した帯域を目標帯域としている。

一方、非特許文献１では、プローブパケットを用いて帯域を推定し、ソケットバッファを制御する複数の手法が述べられている。例えば、２つのパケットをある時間間隔で送信し、受信側でその２つのパケットを受信した時刻を測定し、送信側で送信した時間間隔と比較することにより、経路中のボトルネックになるリンクの帯域幅を推定し、それに合わせてＴＣＰの受信ウィンドウサイズを制御する手法である。

特開２００７−０９７１４４号公報

C. Dovrolis, "Bandwidth estimation in computer networks: measurement techniques & applications" CCN '05 Keynote, Oct. 2005.

しかし、特許文献１記載の技術では、ネットワークの状態を無視した帯域指定が前提となっており、有線ネットワークよりも帯域が狭く、かつ、伝送速度が変動する無線環境においては、結局、ネットワークを深刻な輻輳状態へと陥らせてしまう可能性がある。また、非特許文献１記載の技術では、プローブパケットによりネットワークの負荷が増加するため、あまり頻繁には測定できず、そのため、ネットワークの帯域変動に追従できない可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、無線環境に応じたＴＣＰの最大ウィンドウサイズを決定することによって、パケットロスを抑制すると共に、再送を減らし、周波数利用効率を向上させることができるウィンドウ制御装置、ウィンドウ制御方法およびウィンドウ制御プログラムを提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のウィンドウ制御装置は、無線混雑度に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを制御するウィンドウ制御装置であって、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、無線混雑度を推定する混雑度推定部と、前記推定した無線混雑度に基づいて、パケットサイズに対応する最大ウィンドウサイズを算出するウィンドウ制御部と、を備え、送信時または受信時の少なくとも一方の全ウィンドウサイズを前記算出した最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なうことを特徴とする。

このように、無線環境に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを決定するので、パケットロスを抑制すると共に、再送を減らし、周波数利用効率を向上することができる。例えば、通信プロトコルがＴＣＰ（Transmission Control Protocol）である場合、無線混雑度が１００％にならないように、無線混雑度と無線変調方式とから、ＴＣＰのウィンドウサイズを制限することが可能となる。

（２）また、本発明のウィンドウ制御装置は、複数のセッションが起動した場合、各セッションの合計のウィンドウサイズを、最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なうことを特徴とする。

このように、複数のセッションが起動した場合、各セッションの合計のウィンドウサイズを、最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なうので、パケットロスを抑制すると共に、再送を減らし、周波数利用効率を向上することができる。例えば、通信プロトコルがＴＣＰ（Transmission Control Protocol）である場合、無線混雑度が１００％にならないように、無線混雑度と無線変調方式とから、それぞれのＴＣＰのウィンドウサイズの合計が一定となるように制限することが可能となる。

（３）また、本発明のウィンドウ制御装置において、前記ウィンドウ制御部は、前記推定した無線混雑度から、少なくとも一つのＵＤＰ（User Datagram Protocol）通信で使用する１秒あたりのパケット数で示されるＵＤＰ使用時間率を差し引いて、前記最大ウィンドウサイズを算出することを特徴とする。

このように、推定した無線混雑度から、少なくとも一つのＵＤＰ通信で使用する１秒あたりのパケット数で示されるＵＤＰ使用時間率を差し引いて、最大ウィンドウサイズを算出するので、パケットロスを抑制すると共に、再送を減らし、周波数利用効率を向上することができる。例えば、通信プロトコルがＴＣＰ（Transmission Control Protocol）である場合、ＵＤＰの送信レートに影響を与えることなく、また、無線混雑度が１００％にならないように、無線混雑度と無線変調方式とから、ＴＣＰのウィンドウサイズを制限することが可能となる。

（４）また、本発明のウィンドウ制御装置において、前記ウィンドウ制御部は、無線品質の変化に追従して前記最大ウィンドウサイズを算出することを特徴とする。

このように、無線品質の変化に追従して最大ウィンドウサイズを算出するので、無線環境の変化に合ったスループットの制御を行なうことが可能となる。

（５）また、本発明のウィンドウ制御装置は、無線混雑度に基づいて、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の最大ウィンドウサイズを制御することを特徴とする。

このように、無線混雑度に基づいて、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の最大ウィンドウサイズを制御するので、ＴＣＰのデメリットを軽減し、パケットロスを抑制すると共に、再送を減らし、周波数利用効率を向上することができる。すなわち、無線混雑度が１００％にならないように、無線混雑度と無線変調方式とから、ＴＣＰのウィンドウサイズを制限することが可能となる。

（６）また、本発明のウィンドウ制御方法は、無線混雑度に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを制御するウィンドウ制御方法であって、混雑度推定部において、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、無線混雑度を推定するステップと、ウィンドウ制御部において、前記推定した無線混雑度に基づいて、パケットサイズに対応する最大ウィンドウサイズを算出するステップと、を少なくとも含み、送信時または受信時の少なくとも一方の全ウィンドウサイズを前記算出した最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なうことを特徴とする。

（７）また、本発明のプログラムは、無線混雑度に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを制御するウィンドウ制御プログラムであって、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、無線混雑度を推定する処理と、前記推定した無線混雑度に基づいて、パケットサイズに対応する最大ウィンドウサイズを算出する処理と、送信時または受信時の少なくとも一方の全ウィンドウサイズを前記算出した最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なう処理と、の一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴とする。

本発明によれば、無線環境に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを決定するので、パケットロスを抑制すると共に、再送を減らし、周波数利用効率を向上することができる。例えば、通信プロトコルがＴＣＰ（Transmission Control Protocol）である場合、ＴＣＰのウィンドウサイズを制限することにより、無線混雑度が１００％にならないように制御することで、無線区間におけるパケットロスや再送を低減することができる。

パケット時間の計算手法を示す図である。無線混雑度の時間変化とそれに追従する使用可能時間率の変化を示す図である。ウィンドウ制御装置の概略構成を示す図である。ウィンドウサイズの変化とＴＣＰ−Ｒｅｎｏによるウィンドウサイズの変化との比較例を示す図である。第２の実施形態に係るウィンドウ制御装置の概略構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係るウィンドウ制御装置の概略構成を示すブロック図である。第４の実施形態に係るウィンドウ制御装置の概略構成を示すブロック図である。無線ＬＡＮシステムの概略構成を示す図である。図８に示す構成で、２組の無線ＬＡＮ（Link1とLink2）がデータを送受信した場合の、スループット特性すなわち、相手側端末に到達する単位時間当たりのデータ量の実験結果を示す図である。

本発明では、無線ＬＡＮの無線占有率推定技術を応用し、使用可能時間率と現在の変調方式から、自身が使用することができる帯域を求め、その帯域にあわせて送信輻輳ウィンドウサイズや受信ウィンドウサイズを適応的に変化させる。これにより、少なくとも無線領域での深刻な輻輳の発生を抑制する。

無線ＬＡＮの無線占有率推定技術は、例えば、パケット情報蓄積手段で得られた無線ＬＡＮのパケット情報に基づいて、ＤＩＦＳ(Distributed Inter Frame Space)、ＳＩＦＳ(Short Inter Frame Space)または、バックオフのような無線LANが動作する上で必要不可欠となる時間も含め、パケット送信に必要となった時間の合計を計算する技術を用いることができる。この技術では、パケットのシーケンス番号を調べ、パケット取りこぼし率を求め、取りこぼしたパケットの数だけ補完することにより、精度の高い混雑度を測定する。また、この技術に加え、再送フラグ(初送 = 0 , 再送 = 1)を用い、初送パケットのみに対してシーケンス番号の取りこぼしを調べ、補完する技術も提案されている。前者の技術では、初送パケットを取りこぼし、再送パケットを受信した場合は、シーケンス番号に対しては補完されないため、正確なパケット誤り率を求めることが出来ない。このため、後者の技術により、正確なパケット誤り率の推定を実現している。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態／ＴＣＰのみである場合）
図１は、パケット時間の計算手法を示す図である。Method1は、実際に電波が出されている時間率を示し、Method2は、DIFS、SIFS、Backoffを含めた時間率を示している。無線ＬＡＮのフォーマットで規定されているＰＬＣＰ(Physical Layer Convergence Procedure) プリアンブル、ＰＬＣＰヘッダ（固定時間）、ＭＡＣヘッダ、データおよびＦＣＳ(変調方式に依存して送信時間が変化)をパケット毎に以下の式で求める。

ここで、PLCPpreambleとPLCPHead (sig)は、ＰＬＣＰプリアンブルとＰＬＣＰシグナルの時間[μs]、PLCPHead (serv)、MACHeadは、ＰＬＣＰサービスとＭＡＣヘッダ、Ｄａｔａのバイト数[bytes]、Ｒａｔｅは物理層の伝送レート[Mbps]を示す。無線ＬＡＮでは、ＩＦＳとBackoffを備えたＣＳＭＡ／ＣＡを用いている。そのため、図１に示すT_Method 2は、ＣＳＭＡ／ＣＡにおける必須の待ち時間であるＩＦＳとBackoffを含めた合計時間として無線占有率を求める手法である。

ＩＦＳはパケット種別により決まる時間長を用いた。また、Backoffは平均Backoff時間を用いた。ＩＦＳ、Backoffとして設定された値は、送信機側でのみ把握可能である。そこで、ＩＦＳ、Backoffを測定する立場から、ここでは、平均値を用いて計算を行なっている。

このように、図１のMethod2のように必要不可欠である待ち時間も含めた無線の使用時間を１パケット毎に求め、１秒あたりに無線が使用されていた時間率を無線混雑度(無線が使用されている時間率であり、１の時100%使用されていることを示す)として求める。ただし、ここで求める無線混雑度は、自身が送受信しているパケット以外のパケットとbeaconなどのブロードキャストパケットから求められる無線混雑度を用いる。

次に、基準値と無線使用混雑度の差から使用可能時間率を求める。図２は、無線混雑度の時間変化とそれに追従する使用可能時間率の変化を示す図である。使用可能時間率は、１もしくは基準値から上記の無線混雑度を引いた値として求める。ただし、パケット数に比例して無線混雑度が増加するのではなく、ある程度混雑してきた場合に送信レートをあげると、パケット衝突などを原因として、急激に混雑度が1に近づく場合があるため、上記を考慮した値を基準に使用可能時間率を求める必要がある。

例えば、無線混雑度が0.95を越えた辺りから急激に無線混雑度が増える場合には、図２のように、基準値として0.95から上記の無線混雑度を引くことにより、使用可能時間率を求める。

次に、図２の逆算をする形で、使用可能時間率から、パケットサイズをパラメータとした１秒当たりに送信することができるパケット数を求める。具体的には、パケットサイズを変調速度で除算して求めたデータ部分の時間に、図１のプリアンブルやヘッダ時間、必要不可欠な待ち時間を加算してDataパケットを送信するために必要となる時間を求める。また、そのDataパケットに対するAckの時間も求めて加算することにより、１つのデータパケットを送信する際に必要となる時間を求める。そして、使用可能時間率を上記で求めた時間で除算することで、１秒間にいくつのDataパケットを送信することができるかを求め、最大パケット数とする。

この最大パケット数とパケットサイズを掛け合わせた値が、その無線システムで使用することのできるパケットサイズに対する最大可能スループットとなる(上記のようにパケットサイズに対して変化する)。この最大可能スループットとＲＴＴ（Round Trip Time）から最大ウィンドウサイズＭＡＸＷＩＮを決定する。ＲＴＴと最大ウィンドウサイズ、最大可能スループットの関係は以下である。
（最大可能スループット）＝（MAXWIN）／（RTT）
ここで、ＭＡＸＷＩＮは最大ウィンドウサイズ、ＲＴＴは往復遅延時間である。式を変形すると、
（MAXWIN）＝（最大可能スループット）＊（RTT）
つまり、上記のＭＡＸＷＩＮをウィンドウサイズの上限とすることで、無線上での輻輳を回避し、また、無線環境が変化した場合でもウィンドウサイズを調整することにより、最適なＴＣＰ通信を可能とする。

図３は、第１の実施形態に係るウィンドウ制御装置の概略構成を示す図である。ウィンドウ制御装置１０−１において、無線回路１１は、アクセスポイント１から受信した全ての宛先のパケット情報を混雑度測定回路１２に送信する。混雑度測定回路１２は、使用可能時間率を求め、ウィンドウ制御回路１３に送信する。ウィンドウ制御回路１３では、送受信するパケットサイズやＡＣＫのサイズ等を考慮してＭＡＸＷＩＮ（最大ウィンドウサイズ）を決定する。このとき、ウィンドウ制御回路１３は、ＴＣＰ回路１４からパケットサイズ情報を受信し、計算を行なう。次に求めたＭＡＸＷＩＮをＴＣＰ回路１４に送信する。

ＴＣＰ回路１４では、送信の場合にはＣＷＩＮがＭＡＸＷＩＮを越えないように制御する。受信の場合には、ＲＷＩＮがＭＡＸＷＩＮを越えないように制御する。送受信する場合には、ＣＷＩＮとＲＷＩＮの合計がＭＡＸＷＩＮを越えないように制御する。

なお、混雑度測定回路１２は、混雑度推定部を構成し、ウィンドウ制御回路１３は、ウィンドウ制御部を構成する。

図４は、本実施形態によるウィンドウサイズの変化とＴＣＰ−Ｒｅｎｏによるウィンドウサイズの変化との比較例を示す図である。本実施形態では、使用可能時間率に沿うようにウィンドウサイズが変化し、ＴＣＰ−Ｒｅｎｏでは、使用可能時間率を最大値とするのこぎり状の形状をとる。この際にもＴＣＰ−Ｒｅｎｏは使用可能時間率を超え、輻輳を発生させることにより、無線品質を低下させることになる。一方、本実施形態によれば、無線品質を劣化させない。

（第２の実施形態／複数のＴＣＰ（セッション）が存在する場合）
図５は、第２の実施形態に係るウィンドウ制御装置の概略構成を示すブロック図である。このウィンドウ制御装置１０−２において、無線回路１１は、アクセスポイント１から受信した全ての宛先のパケット情報を混雑度測定回路１２に送信する。混雑度測定回路１２は、使用可能時間率を求め、ウィンドウ制御回路１３に送信する。ウィンドウ制御回路１３では、送受信するパケットサイズやＡＣＫのサイズ等を考慮してＭＡＸＷＩＮを決定する。このとき、ウィンドウ制御回路１３は、ＴＣＰ回路１４−１、１４−２からパケットサイズ情報を受信し、計算を行なう。

なお、それぞれのＴＣＰが所望するパケットサイズに合わせてそれぞれのＭＡＸＷＩＮを求める。この場合、合計として、使用可能時間率以下になるように制御する。また、データの重要性（QoS）に合わせ、そのＭＡＸＷＩＮや時間率の配分率を決定する必要がある。同じ程度のＱｏＳの場合には、単純に半分ずつにするなどが考えられる。そして、求めたＭＡＸＷＩＮをＴＣＰ回路１４−１、１４−２に送信する。ＴＣＰ回路１４−１、１４−２では、送信の場合にはＣＷＩＮがＭＡＸＷＩＮを越えないように制御する。受信の場合には、ＲＷＩＮがＭＡＸＷＩＮを越えないように制御する。送受信する場合には、ＣＷＩＮとＲＷＩＮの合計がＭＡＸＷＩＮを越えないように制御する。

（第３の実施形態／ＵＤＰが存在する場合）
図６は、第３の実施形態に係るウィンドウ制御装置の概略構成を示すブロック図である。このウィンドウ制御装置１０−３において、無線回路１１は、アクセスポイント１から受信した全ての宛先のパケット情報を混雑度測定回路１２に送信する。混雑度測定回路１２は、使用可能時間率を求め、ウィンドウ制御回路１３に送信する。ウィンドウ制御回路１３では、送受信するパケットサイズやＡＣＫのサイズ等を考慮してＭＡＸＷＩＮを決定する。このとき、ウィンドウ制御回路１３は、ＴＣＰ回路１４からパケットサイズ情報を受信し、計算を行なう。なお、ＵＤＰ回路１５が使用する１秒あたりのパケット数を求め、それを基に必要とする時間率（UDP使用時間率）を求め、{１−（無線混雑度）−（ＵＤＰ使用時間率）}からＴＣＰのＭＡＸＷＩＮを求める。この場合、合計として、使用可能時間率以下になるように制御する。そして、求めたＭＡＸＷＩＮをＴＣＰ回路１４に送信する。

（第４の実施形態／複数のＵＤＰ、複数のＴＣＰが存在する場合）
図７は、第４の実施形態に係るウィンドウ制御装置の概略構成を示すブロック図である。このウィンドウ制御装置１０−４において、無線回路１１は、アクセスポイント１から受信した全ての宛先のパケット情報を混雑度測定回路１２に送信する。混雑度測定回路１２は、使用可能時間率を求め、ウィンドウ制御回路１３に送信する。ウィンドウ制御回路１３では、送受信するパケットサイズやＡＣＫのサイズ等を考慮してＭＡＸＷＩＮを決定する。このとき、ウィンドウ制御回路１３は、ＴＣＰ回路１４−１〜１４−ｎからパケットサイズ情報を受信し、計算を行なう。

なお、ＵＤＰ回路１５−１〜１５−ｎが使用する１秒あたりのパケット数を求め、それを基に必要とする時間率（UDP使用時間率）を求め、{１−（無線混雑度）−（ＵＤＰ使用時間率）}からＴＣＰのＭＡＸＷＩＮを求める。この場合、合計として、使用可能時間率以下になるように制御する。なお、それぞれのＴＣＰが所望するパケットサイズに合わせてそれぞれのＭＡＸＷＩＮを求める。この場合、合計として、使用可能時間率以下になるように制御する。また、データの重要性（QoS）に合わせ、そのＭＡＸＷＩＮや時間率の配分率を決定する必要がある。同じ程度のＱｏＳの場合には、単純に半分ずつにするなどが考えられる。そして、求めたＭＡＸＷＩＮをＴＣＰ回路１４−１〜１４−ｎに送信する。ＴＣＰ回路１４−１〜１４−ｎでは、送信の場合にはＣＷＩＮがＭＡＸＷＩＮを越えないように制御する。受信の場合には、ＲＷＩＮがＭＡＸＷＩＮを越えないように制御する。送受信する場合には、ＣＷＩＮとＲＷＩＮの合計がＭＡＸＷＩＮを越えないように制御する。

（第５の実施形態／時間変動）
無線環境は時々刻々と変化し、また、無線の使用のされ方、つまり、無線混雑度も時々刻々と変化する。そのため、第１の実施形態〜第４の実施形態において、混雑度測定回路１２、ウィンドウ制御回路１３、ＴＣＰ回路１４（複数である場合を含む。）、ＵＤＰ回路１５（複数である場合を含む。）は、できるだけ短周期で測定し、ウィンドウサイズを変化させることが望ましい。例えば、１００ｍｓ間隔で混雑度を測定し、その結果を基にウィンドウサイズを決定することにより、自身のＣＷＩＮは瞬時に変更でき、また、ＲＷＩＮを変更することにより、送信側にＡｃｋが届くまでの遅延は発生するが、比較的高速に無線環境に合わせたスループットに制御することが可能となる。

また、他の端末が行なう通信として求められる無線混雑度だけでなく、自身の無線リンク上の品質（変調方式や伝送速度）が変化したり、他の通信が開始されたりした場合には、ＴＣＰの最大ウィンドウサイズも再計算して、最適な最大ウィンドウサイズに制御することにより、無線領域での深刻な輻輳が発生しないように制御することができる。

（第６の実施形態／ＴＣＰ以外のプロトコルである場合）
第１の実施形態〜第５の実施形態と同様に、無線混雑度を求め、ウィンドウ制御回路１３に送信し、ＭＡＸＷＩＮを求める。ここで求めたＭＡＸＷＩＮを、ＴＣＰやＤＣＣＰなどのセッション毎のプロトコルに送信し、ＲＷＩＮとＣＷＩＮの合計がＭＡＸＷＩＮを超えないように制御する。

以上説明したように、上記実施形態によれば、無線環境に応じたＴＣＰの最大ウィンドウサイズを決定することができる。また、パケットロスを抑制することができると共に、再送を減らし、周波数利用効率を向上することができる。

１アクセスポイント
１０−１〜１０−４ウィンドウ制御装置
１１無線回路
１２混雑度測定回路
１３ウィンドウ制御回路
１４、１４−１、１４−２、１４−ｎＴＣＰ回路
１５、１５−１、１５−２、１５−ｎＵＤＰ回路

Claims

無線混雑度に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを制御するウィンドウ制御装置であって、
複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、無線混雑度を推定する混雑度推定部と、
前記推定した無線混雑度に基づいて、パケットサイズに対応する最大ウィンドウサイズを算出するウィンドウ制御部と、を備え、
送信時または受信時の少なくとも一方の全ウィンドウサイズを前記算出した最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なうことを特徴とするウィンドウ制御装置。
複数のセッションが起動した場合、各セッションの合計のウィンドウサイズを、最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なうことを特徴とする請求項１記載のウィンドウ制御装置。
前記ウィンドウ制御部は、前記推定した無線混雑度から、少なくとも一つのＵＤＰ（User Datagram Protocol）通信で使用する１秒あたりのパケット数で示されるＵＤＰ使用時間率を差し引いて、前記最大ウィンドウサイズを算出することを特徴とする請求項１記載のウィンドウ制御装置。
前記ウィンドウ制御部は、無線品質の変化に追従して前記最大ウィンドウサイズを算出することを特徴とする請求項１記載のウィンドウ制御装置。
無線混雑度に基づいて、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の最大ウィンドウサイズを制御することを特徴とする請求項１記載のウィンドウ制御装置。
無線混雑度に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを制御するウィンドウ制御方法であって、
混雑度推定部において、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、無線混雑度を推定するステップと、
ウィンドウ制御部において、前記推定した無線混雑度に基づいて、パケットサイズに対応する最大ウィンドウサイズを算出するステップと、を少なくとも含み、送信時または受信時の少なくとも一方の全ウィンドウサイズを前記算出した最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なうことを特徴とするウィンドウ制御方法。
無線混雑度に基づいて、通信プロトコルに応じた最大ウィンドウサイズを制御するウィンドウ制御プログラムであって、
複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、無線混雑度を推定する処理と、
前記推定した無線混雑度に基づいて、パケットサイズに対応する最大ウィンドウサイズを算出する処理と、
送信時または受信時の少なくとも一方の全ウィンドウサイズを前記算出した最大ウィンドウサイズ以下とする制御を行なう処理と、の一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴とするウィンドウ制御プログラム。