JP2014192811A - 中継装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パケットの送達確認が累積確認応答方式で行われる場合に、パケットの到着順序の逆転により生じるパケットの再送を低減する。
【解決手段】中継装置５は、複数のパケットを通信装置３から受信する第１通信部１５と、複数の無線回線を経由して複数のパケットを移動局装置４へ送信する第２通信部（１０、１１）と、複数のパケットの中の第１パケットの送達に対応する重複確認応答信号、及び複数のパケットの中の第２パケットの送達に対応する確認応答信号を受信する受信部（１０、１１、１２）と、第２パケットの送達に対応する確認応答信号の受信によって第１パケットの送達が確認される場合に、通信装置（３）への重複確認応答信号の転送を停止する処理部（１３）を備える。
【選択図】図２

Description

本明細書で論じられる実施態様は、中継装置及び通信方法に関する。

複数の異なる無線アクセス方式の無線回線を経由して無線通信を行なう無線通信装置が知られている。

関連する技術として、Duplicate ACK(ACKnowledgement)パケットを受信したことに応じて該当するパケットの再送処理を起動する上位レイヤー処理部を具備する通信装置が知られている。通信装置は、ネットワークを介して受信した複数のDuplicate ACKを１つにまとめて上位レイヤーに渡す下位レイヤー処理部を具備する（例えば、特許文献１参照）。

送信端末から送信され、送信側振分装置から受信側振分装置を経由して、受信端末に到着するパケットが、送信側振分装置および受信側振分装置の間の複数のリンクを束ねるマルチリンク上を流れるネットワークシステムが知られている。受信側振分装置は、受信したパケットの前記全体シーケンス番号をもとに、パケットの順序を整列して、前記受信端末に送信する整列処理部を有する（例えば、特許文献２参照）。

通信端末が複数の無線リンクを経由して通信ネットワーク上の通信ノードとパケット通信を行う通信ネットワークシステムが知られている。通信端末は、通信ノードからの下りパケットデータを接続中の無線リンクから集約する集約処理を行う端末側無線リンク統合手段を備える。端末側無線リンク統合手段は、各無線リンクで受信したパケットデータからヘッダを除去すると共に、パケットデータに含まれるシーケンス番号に従って並べ替えて下りパケットデータに集約する（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１１−２５０１４２号公報 特開２００７−６０４９４号公報 特開２０１１−６１２５３号公報

１つのデータフローを複数の無線回線上で並列に送信すると、無線回線間の遅延差によりパケットの到着順序が逆転することがある。このため、累積確認応答方式を用いてパケットの送達確認を行うと、パケット喪失がなくても再送が要求される恐れがある。

このような再送要求は、受信装置で受信パケットの順序を整列することにより防止することができる。しかし、受信装置に受信パケットの順序整列機能を導入する場合には以下の問題がある。

（１）受信装置における処理量が増大する。

（２）再送制御を行うレイヤよりも下位レイヤで順序整列が行われる。このため、受信装置のカーネルやＯＳ（operating System）の変更を伴うことがある。

（３）順序整列用の追加のシーケンス番号をパケットに付与する場合にはオーバーヘッドが増大する。

本明細書に開示される装置又は方法は、パケットの送達確認が累積確認応答方式で行われる場合に、パケットの到着順序の逆転により生じるパケットの再送を、受信装置での順序整列とは異なるアプローチで低減することを目的とする。

装置の一観点によれば、中継装置が与えられる。中継装置は、複数のパケットを通信装置から受信する第１通信部と、第１無線回線を経由して複数のパケットのいずれかを移動局装置へ送信し、第１無線回線と異なる第２無線回線を経由して複数のパケットの他のいずれかを移動局装置へ送信する第２通信部と、複数のパケットの中の第１パケットの送達に対応する重複確認応答信号、及び第１パケットと異なる複数のパケットの中の第２パケットの送達に対応する確認応答信号を受信する受信部と、第２パケットの送達に対応する確認応答信号の受信によって第１パケットの送達が確認される場合に、通信装置への重複確認応答信号の転送を停止する処理部を備える。

方法の一観点によれば、通信方法が与えられる。通信方法は、複数のパケットを通信装置から受信することと、第１無線回線を経由して複数のパケットのいずれかを移動局装置へ送信し、第１無線回線と異なる第２無線回線を経由して複数のパケットの他のいずれかを移動局装置へ送信することと、複数のパケットの中の第１パケットの送達に対応する重複確認応答信号、及び第１パケットと異なる複数のパケットの中の第２パケットの送達に対応する確認応答信号を受信することと、第２パケットの送達に対応する確認応答信号の受信によって第１パケットの送達が確認される場合に、通信装置への重複確認応答信号の転送を停止することを含む。

本明細書に開示される装置又は方法によれば、パケットの送達確認が累積確認応答方式で行われる場合に、パケットの到着順序の逆転により生じるパケットの再送が低減される。

通信システムの構成例の説明図である。 中継装置の第１例の機能構成図である。 パケット受信時における中継装置の動作の第１例の説明図である。 ACKテーブルの一例を示す図である。 中継装置のタイマ監視動作の一例の説明図である。 パケット受信時における中継装置の動作の第２例の説明図である。 中継装置の第２例の機能構成図である。 振分比率の決定動作の一例の説明図である。 中継装置の第３例の機能構成図である。 送信失敗情報テーブルの一例を示す図である。 パケット受信時における中継装置の動作の第３例の説明図である。 送信失敗情報の受信時におけるパケット処理部の動作の一例の説明図である。 中継装置の第４例の機能構成図である。 パケット管理テーブルの一例を示す図である。 パケット受信時における中継装置の動作の第４例の説明図である。 （Ａ）はパケット送信時におけるパケット管理テーブルの更新動作の一例の説明図であり、（Ｂ）はACKパケット受信時におけるパケット管理テーブルの更新動作の一例の説明図である。 中継装置の一例のハードウエア構成図である。

＜１．通信システムの構成＞
以下、添付する図面を参照して好ましい実施例について説明する。図１は、通信システムの構成例の説明図である。通信システム１は、通信ネットワーク２と、サーバ装置３と、移動局装置４と、中継装置５を備える。以下の説明においてサーバ装置及び移動局装置をそれぞれ「サーバ」及び「移動局」と表記する。

移動局４は、サーバ３との間でパケット通信を行う通信装置である。中継装置５は、通信ネットワーク２上で転送されるパケットの送信及び受信が可能な通信インタフェースと、移動局４が利用可能な無線アクセス方式の無線通信回路を備える。

中継装置５は、サーバ３から移動局４へ送信されるパケットを、通信ネットワーク２を経由してサーバ３から受信し、移動局４と中継装置５との間の無線回線を経由して移動局４へ送信する。また、移動局４からサーバ３へ送信されるパケットを、移動局４と中継装置５との間の無線回線を経由して移動局４から受信し、通信ネットワーク２を経由してサーバ３へ送信する。中継装置５は、例えば、セルラー通信システムにおいて、半径１０ｍ程度のエリアをカバーするとともに、無線ＬＡＮインタフェースを備えるフェムト基地局装置であってよい。

移動局４及び中継装置５は異なる複数の無線通信回路を備える。複数の無線通信回路は、例えば異なる複数の無線アクセス方式の無線通信回路であってもよく、同じ無線アクセス方式の無線通信回路であってもよい。無線アクセス方式は、例えば第三世代移動通信システムやＬＴＥ（Long Term Evolution）等のセルラ通信システムの無線アクセス方式やＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）や無線ＬＡＮ（Local Area Network）を含んでいてよい。

移動局４及び中継装置５は、これら複数の無線通信回路を並列に使用し、サーバ３から移動局４へ送信される１つのデータフローのパケットを、異なる複数の無線回線に振り分けて転送する。パケット転送に使用される異なる複数の無線回線は、例えば異なる複数の無線アクセス方式の無線回線であってもよく、同じ無線アクセス方式の無線回線であってもよい。

サーバ３から移動局４へ送信されるパケットの送達確認は、累積確認応答方式により行われる。移動局４とサーバ３との間の通信プロトコルの一例はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）であってよい。

以下の説明では、移動局４とサーバ３との間の通信プロトコルがＴＣＰである例示を使用する。但しこの例示は、本明細書に記載される通信システムが、ＴＣＰを使用する通信システムのみに限定して適用されることを意図するものではない。本明細書に記載される通信システムは、無線区間において異なる複数の無線回線を経由して同一のフローのパケットが転送され、パケットの送達確認を累積確認応答方式により行う通信システムに広く適用することができる。

＜２．第１実施例＞
図２は、中継装置５の第１例の機能構成図である。中継装置５は、第１無線通信部１０と、第２無線通信部１１と、受信部１２と、パケット処理部１３と、記憶部１４と、インタフェース部１５と、送信部１６を備える。以下の説明及び添付図面においてインタフェースを「ＩＦ」と表記することがある。

第１無線通信部１０は、特定の無線アクセス方式に固有の物理層プロトコル及びデータリンク層プロトコルを実行し、無線回線を経由して移動局４と中継装置５との間のパケットの送受信を行う。第２無線通信部１１は、特定の無線アクセス方式に固有の物理層プロトコル及びデータリンク層プロトコルを実行し、無線回線を経由して移動局４と中継装置５との間のパケットの送受信を行う。

第２無線通信部１１は、第１無線通信部１０がパケットを送受信する無線回線とは異なる無線回線を経由して移動局４と中継装置５との間のパケットの送受信を行う。以下の説明において、第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１がそれぞれパケットの送受信に使用する回線を「第１無線回線」及び「第２無線回線」と表記することがある。

第１無線通信部１０が準拠する無線アクセス方式は、第２無線通信部１１が準拠する無線アクセス方式と同じ方式でもよく異なる方式でもよい。以下の説明において、第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１が準拠する無線アクセス方式をそれぞれ「第１方式」及び「第２方式」と表記することがある。第１方式は例えばＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）であってよく、第２方式は例えばＬＴＥであってよい。

第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１は、各々移動局４から受信したパケットを受信部１２へ送り、送信部１６から受信したパケットを、各々の無線回線を経由して移動局４へ送信する。

受信部１２は、第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１から受信したパケットのエラーチェックを行った後、パケットをパケット処理部１３へ転送する。ＩＦ部１５は、通信ネットワーク２を経由してサーバ３から受信したパケットを、送信部１６へ転送する。送信部１６は、ＩＦ部１５から受信したパケット毎に、第１無線回線及び第２無線回線のどちらを経由してパケットを送信するかを決定する。

送信部１６は、移動局４宛の同じフローに属するパケットの送信に、第１無線回線及び第２無線回線を並列に使用してよい。すなわち、送信部１６は、移動局４宛のフローに属するパケットのいずれかを第１無線回線経由で送信し、このフローに属する他のパケットを第２無線回線経由で送信してもよい。

なお、中継装置５と移動局４との間のパケット通信に使用される無線回線は２回線に限定されない。中継装置５は、３回線以上の無線回線を並列に経由して、移動局４宛の同じフローに属するパケットを送信してもよい。中継装置５は、このために、第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１に加えてさらなる無線通信部を備えてもよい。

パケット処理部１３は、受信部１２からACKパケットを受信すると、受信したACKパケットが属するフローと同じフローに属し、かつ受信したACKパケットの応答確認番号と同じ応答確認番号のACKパケットをすでに送信済みか否かを判断する。過去に受信したACKパケットが属するフローと同じフローに属し、かつ応答確認番号が共通するパケットの例は、例えば、Duplicate ACK（重複確認応答）パケットである。以下の説明では、過去に受信したACKパケットが属するフローと同じフローに属し、かつ応答確認番号が共通するパケットの例示としてDuplicate ACKを使用する。受信したACKパケットがDuplicate ACKパケットである場合、パケット処理部１３は受信したDuplicate ACKパケットを記憶部１４に格納する。

受信したACKパケットがDuplicate ACKパケットでない場合、パケット処理部１３は受信したACKパケットをＩＦ部１５へ転送する。また、パケット処理部１３は記憶部１４に格納されているDuplicate ACKパケットのうち、受信したACKパケットにより送達確認がされるパケットに対して移動局４が送信したDuplicate ACKパケットを廃棄する。

例えば、シーケンス番号１、２及び４〜６及び８のパケットが移動局４に送達されていて、シーケンス番号４〜６及び８のパケット送達により合計４個のDuplicate ACKパケット（移動局がシーケンス番号２までのパケットを受信し、次に、シーケンス番号３のパケットの受信を期待していることを表すACK）が記憶部１４に格納された状態を想定する。シーケンス番号３のパケットが送達されると、移動局４がシーケンス番号６のパケットの送達を知らせるACKパケットを送信することにより、シーケンス番号４〜６及び８のパケットの送達確認がされる。パケット処理部１３は、シーケンス番号４〜６のパケット送達により移動局４が送信した４個のDuplicate ACKパケットを廃棄する。

パケット処理部１３は、記憶部１４に格納されてから所定の待機期間が経過したDuplicate ACKパケットをＩＦ部１５へ転送する。パケット処理部１３は、ACKパケット以外のパケットを受信部１２から受信した場合、受信したパケットをＩＦ部１５へ転送する。パケット処理部１３は、例えば第１無線回線と第２無線回線との間の転送遅延差よりも長い時間を待機期間として設定してよい。ここで、第１無線回線の転送遅延及び第２無線回線の転送遅延は、それぞれ第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１が行う再送制御による遅延を含んでいてよい。

ＩＦ部１５は、パケット処理部１３から受信したパケットを、通信ネットワーク２を経由してサーバ３へ送信する。

図３は、パケット受信時における中継装置５の動作の第１例の説明図である。オペレーションＡＡにおいてパケット処理部１３は、受信部１２から受信したパケットがACKパケットであるか否かを判断する。受信したパケットがACKパケットであった場合（オペレーションＡＡ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＢへ進む。受信したパケットがACKパケットでない場合（オペレーションＡＡ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＧへ進む。

オペレーションＡＢにおいてパケット処理部１３は、受信したACKパケットがDuplicate ACKパケットであるか否かを判断する。パケット処理部１３は、例えば各フロー毎に送達確認が済んだシーケンス番号を記憶したACKテーブル２０を参照することにより、受信したACKパケットがDuplicate ACKパケットであるか否かを判断してよい。

図４は、ACKテーブル２０の一例を示す図である。ACKテーブル２０は、例えば記憶部１４に格納されていてよい。ACKテーブル２０は、情報要素「ＩＰアドレス」、「ＴＣＰポート番号」、「ＴＣＰフローＩＤ」及び「送達確認済みＳＮ」を含む。

ＩＰアドレス、ＴＣＰポート番号、ＴＣＰフローＩＤは、各フローの宛先の移動局４のＩＰ（Internet Protocol）アドレス、ＴＣＰポート番号及びフロー識別子を示す。送達確認済みＳＮは、各フローにおいて送信開始から連続して送達確認が済んだパケットの最大のシーケンス番号を示す。

図４の先頭エントリは、ＩＰアドレス「ＩＰ＃ａ」及びＴＣＰポート番号「Ｐｏｒｔ＃Ａ」宛のフロー識別子「１」のフローに属するパケットは、シーケンス番号「４８３０」まで送達が確認されていることを示す。

パケット処理部１３は、受信したACKパケットの応答確認番号とACKテーブル２０に格納されている送達確認済みＳＮの値に基づいて、受信したACKパケットがDuplicate ACKパケットであるか否かを判断する。

受信したパケットがDuplicate ACKパケットである場合（オペレーションＡＢ：Ｙ）に動作はオペレーションＡＣへ進む。受信したパケットがDuplicate ACKパケットでない場合（オペレーションＡＢ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＦへ進む。

オペレーションＡＣにおいてパケット処理部１３は、受信したDuplicate ACKパケットを記憶部１４に格納する。オペレーションＡＤにおいてパケット処理部１３は、タイマが動作中か否かを判断する。タイマが動作中でない場合に（オペレーションＡＤ：Ｎ）に動作はオペレーションＡＥへ進む。タイマが動作中である場合に（オペレーションＡＤ：Ｙ）に動作は終了する。

オペレーションＡＥにおいてパケット処理部１３は、タイマをスタートさせる。その後に処理は終了する。

オペレーションＡＦにおいてパケット処理部１３は、記憶部１４に格納されているDuplicate ACKパケットのうち、受信したACKパケットにより送達確認がされるパケットに対して移動局４が送信したDuplicate ACKパケットを廃棄する。

オペレーションＡＧにおいてパケット処理部１３は、受信したパケットをＩＦ部１５に転送する。ＩＦ部１５は、パケット処理部１３から受信したパケットを、通信ネットワーク２を経由してサーバ３へ送信する。

図５は、中継装置５のタイマ監視動作の一例の説明図である。パケット処理部１３は、例えば所定の周期毎にタイマ監視動作を実行してよい。オペレーションＢＡにおいてパケット処理部１３は、図３のオペレーションＡＥでスタートさせたタイマが満了したか否か、すなわち所定の待機期間の経過が検出されたか否かを判断する。

タイマが満了した場合（オペレーションＢＡ：Ｙ）に処理はオペレーションＢＢへ進む。タイマが満了しない場合（オペレーションＢＡ：Ｎ）にタイマ監視動作は終了する。オペレーションＢＢにおいてパケット処理部１３は、記憶部１４に格納されているDuplicate ACKパケットをＩＦ部１５に転送する。ＩＦ部１５は、パケット処理部１３から受信したDuplicate ACKパケットを、通信ネットワーク２を経由してサーバ３へ送信する。

本実施例によれば、パケットの受信側の移動局４でのパケットの到着順序の逆転によりDuplicate ACKパケットが送達されても、中継装置５がDuplicate ACKパケットを廃棄するので送信側のサーバ３にDuplicate ACKパケットが届かない。この結果、パケットの到着順序の逆転に起因してサーバ３がパケットを再送する機会が低減される。

＜３．第２実施例＞
第１実施例の構成において、移動局４でのパケットの到着順序の逆転が発生すると、同じ応答確認番号の複数個のDuplicate ACKパケットが記憶部１４に蓄積される恐れがある。

またタイマー満了時には、記憶部１４に蓄積されたDuplicate ACKパケットがサーバ３に転送される。累積確認応答方式を用いてパケットの再送制御を行うプロトコルには、送信装置が所定数のDuplicate ACKパケットを受信する場合にパケットの再送を行うものがある。例えば、前述のＴＣＰでは送信装置はDuplicate ACKパケットを３回受信した場合に再送を行う。この場合、記憶部１４にDuplicate ACKパケットが４個以上蓄積されていても、３個を超えるDuplicate ACKパケットの送信は不要である。

第２実施例では、同一の応答確認番号を含むDuplicate ACKパケットを記憶部１４に格納する個数を、受信個数より少なくする。例えば、パケット処理部１３は、同一の応答確認番号毎に１個のDuplicate ACKパケットを記憶部１４に格納する。

また、タイマ満了時において、パケット処理部１３は同一の応答確認番号を含むDuplicate ACKパケットの受信回数に関わらず、このDuplicate ACKパケットを所定回数ＩＦ部１５へ転送する。例えば、パケット処理部１３は、Duplicate ACKパケットを３回ＩＦ部１５へ転送する。

図６は、パケット受信時における中継装置５の動作の第２例の説明図である。オペレーションＣＡにおいてパケット処理部１３は、受信部１２から受信したパケットがACKパケットであるか否かを判断する。受信したパケットがACKパケットであった場合（オペレーションＣＡ：Ｙ）に動作はオペレーションＣＢへ進む。受信したパケットがACKパケットでない場合（オペレーションＣＡ：Ｎ）に動作はオペレーションＣＩへ進む。

オペレーションＣＢにおいてパケット処理部１３は、受信したACKパケットがDuplicate ACKパケットであるか否かを判断する。受信したパケットがDuplicate ACKパケットである場合（オペレーションＣＢ：Ｙ）に動作はオペレーションＣＣへ進む。受信したパケットがDuplicate ACKパケットでない場合（オペレーションＣＢ：Ｎ）に動作はオペレーションＣＨへ進む。

オペレーションＣＣにおいてパケット処理部１３は、受信したDuplicate ACKパケットの応答確認番号と同じ応答確認番号のDuplicate ACKが記憶部１４に格納されているか否かを判断する。同じ応答確認番号のDuplicate ACKが記憶部１４に格納されている場合（オペレーションＣＣ：Ｙ）に動作はオペレーションＣＧへ進む。同じ応答確認番号のDuplicate ACKが記憶部１４に格納されていない場合（オペレーションＣＣ：Ｎ）に動作はオペレーションＣＤへ進む。

オペレーションＣＤ〜ＣＦの動作は、図３を参照して説明したオペレーションＡＣ〜ＡＥの動作と同様である。オペレーションＣＧにおいてパケット処理部１３は、受信したDuplicate ACKパケットを廃棄する。その後に動作は終了する。オペレーションＣＨ及びＣＩの動作は、図３を参照して説明したオペレーションＡＦ及びＡＧの動作と同様である。

本実施例によれば、Duplicate ACKを格納するための記憶部１４の記憶容量が低減される。また、サーバ３へDuplicate ACKを送信する回数が低減される。

＜４．第３実施例＞
図７は、中継装置５の第２例の機能構成図である。第３実施例の中継装置５は、移動局４との間の通信状態に応じて、パケットを第１無線回線及び第２無線回線に振り分ける振分比率を決定する。中継装置５は、通信情報取得部１７と振分判断部１８を備える。

第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１は、第１無線回線及び第２無線回線の回線状態を通信状態取得部１７に通知する。回線状態は、例えば、第１無線回線及び第２無線回線の各々の回線品質、第１無線回線及び第２無線回線のそれぞれの回線全体の使用率ρ_１及びρ_２、並びに対象フローのスループットを含んでいてよい。通信情報取得部１７は、第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１から受信した回線状態を振分判断部１８に通知する。

振分判断部１８は、通信状態取得部１７から取得した回線状態に従って、第１無線回線を経由して送信するパケット数と第２無線回線を経由して送信するパケット数との比率である振分比率を決定する。送信部１６は、振分判断部１８から受信した振分比率に従ってパケットが第１無線回線及び第２無線回線が転送されるように、パケットを転送する無線回線を決定する。

例えば、振分判断部１８は以下の決定方法に従って振分比率を決定してよい。振分判断部１８は、第１無線回線の品質及び第２無線回線の品質に応じてそれぞれの回線で使用されるＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）を推定する。振分判断部１８は、対象フローのスループットとＭＣＳと全体回線使用率ρ_１及びρ_２に応じて対象フローの第１無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ１}及び対象フローの第２無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ２}を推定する。

図８は、振分比率の決定動作の一例の説明図である。オペレーションＤＡにおいて振分判断部１８は、第１無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ１}が所定閾値ＴＨ_１以上で且つ第２無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ２}が所定閾値ＴＨ_２未満であるか否かを判断する。

第１無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ１}が所定閾値ＴＨ_１以上で且つ第２無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ２}が所定閾値ＴＨ_２未満である場合（オペレーションＤＡ：Ｙ）に動作はオペレーションＤＢへ進む。第１無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ１}が所定閾値ＴＨ_１以上でないか、第２無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ２}が所定閾値ＴＨ_２未満でない場合（オペレーションＤＡ：Ｎ）に動作はオペレーションＤＣへ進む。

オペレーションＤＢにおいて振分判断部１８は、第第１無線回線を経由して送信するパケット数の振分比率を「０」に定め、第２無線回線を経由して送信するパケット数の振分比率を「１」に定める。その後に動作はオペレーションＤＦへ進む。

オペレーションＤＣにおいて振分判断部１８は、第１無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ１}が所定閾値ＴＨ_１未満で且つ第２無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ２}が所定閾値ＴＨ_２以上であるか否かを判断する。第１無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ１}が所定閾値ＴＨ_１未満で且つ第２無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ２}が所定閾値ＴＨ_２以上である場合（オペレーションＤＣ：Ｙ）に動作はオペレーションＤＤへ進む。第１無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ１}が所定閾値ＴＨ_１未満でないか、第２無線回線の使用率ρ_{ｆｌｏｗ２}が所定閾値ＴＨ_２以上でない場合（オペレーションＤＣ：Ｎ）に動作はオペレーションＤＥへ進む。

オペレーションＤＤにおいて振分判断部１８は、第１無線回線を経由して送信するパケット数の振分比率を「１」に定め、第２無線回線を経由して送信するパケット数の振分比率を「０」に定める。その後に動作はオペレーションＤＦへ進む。

オペレーションＤＥにおいて振分判断部１８は、第第１無線回線を経由して送信するパケット数の振分比率を「１−（ρ_１−ρ_{ｆｌｏｗ１}）」に定める。また、第２無線回線を経由して送信するパケット数の振分比率を「１−（ρ_２−ρ_{ｆｌｏｗ２}）」に定める。その後に動作はオペレーションＤＦへ進む。

オペレーションＤＦにおいて振分判断部１８は、決定した振分比率を送信部１６に転送する。

本実施例によれば、複数の無線回線の通信状態に応じてそれぞれの回線で送信するパケットの比率を決定することができる。このため、例えば通信状態がより良好な無線回線で送信するパケット数を、他の無線回線で送信するパケット数より増やすことで、より通信品質を向上することができる。なお、本明細書に記載の他の実施例においても、同様に、通信状態取得部１７と振分判断部１８により、移動局４との間の通信状態に応じて、第１無線回線及び第２無線回線にパケットを振り分ける振分比率を決定してもよい。

＜５．第４実施例＞
図９は、中継装置５の第３例の機能構成図である。第３実施例の中継装置５は、所定の最大再送回数で送信が成功しなかったパケットについて、上記の所定の待機期間の経過を待たずにDuplicate ACKパケットを送信する。

第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１は、最大再送回数で送信が成功しなかったパケットのシーケンス番号を通信状態取得部１７へ通知し、このパケットを廃棄する。送信が成功しなかったパケットのシーケンス番号を受信した通信状態取得部１７は、送信失敗情報をパケット処理部１３に通知する。送信失敗情報は、第１無線通信部１０及び第２無線通信部１１から受信した、送信に失敗したパケットのシーケンス番号を含んでいてよい。

パケット処理部１３は、通信状態取得部１７から送信失敗情報を受信すると、送信失敗情報に含まれるシーケンス番号のパケットの再送を要求するDuplicate ACKパケットが記憶部１４に格納されているか否かを判断する。送信失敗情報に含まれるシーケンス番号のパケットの再送を要求するDuplicate ACKパケットが記憶部１４に格納されている場合には、パケット処理部１３は、所定の待機期間の経過を待たずにDuplicate ACKパケットを送信する。そうでない場合には、パケット処理部１３は、送信失敗情報に含まれるシーケンス番号のパケットに関するエントリを送信失敗情報テーブル２１に登録する。

図１０は、送信失敗情報テーブル２１の一例を示す図である。送信失敗情報テーブル２１は、例えば記憶部１４に格納されていてよい。送信失敗情報テーブル２１は、情報要素「ＩＰアドレス」、「ＴＣＰポート番号」、「ＴＣＰフローＩＤ」及び「送信失敗ＳＮ」を含む。ＩＰアドレス、ＴＣＰポート番号、ＴＣＰフローＩＤは、パケットの宛先の移動局４のＩＰ（Internet Protocol）アドレス、ＴＣＰポート番号及びフロー識別子を示す。送信失敗ＳＮは、送信に失敗したパケットのシーケンス番号を示す。

図１０の先頭エントリは、ＩＰアドレス「ＩＰ＃ａ」及びＴＣＰポート番号「Ｐｏｒｔ＃Ａ」宛のフロー識別子「１」のフローに属するシーケンス番号「４８３５」のパケットの送信が失敗したことを示す。

受信したDuplicate ACKパケットにより再送が要求されるシーケンス番号が、送信失敗情報テーブル２１に登録された送信失敗ＳＮである場合、パケット処理部１３は、Duplicate ACKパケットを記憶部１４に格納せずに直ちにＩＦ部１５に転送する。

図１１は、パケット受信時における中継装置５の動作の第３例の説明図である。オペレーションＥＡにおいてパケット処理部１３は、受信部１２から受信したパケットがACKパケットであるか否かを判断する。受信したパケットがACKパケットであった場合（オペレーションＥＡ：Ｙ）に動作はオペレーションＥＢへ進む。受信したパケットがACKパケットでない場合（オペレーションＥＡ：Ｎ）に動作はオペレーションＥＩへ進む。

オペレーションＥＢにおいてパケット処理部１３は、受信したACKパケットがDuplicate ACKパケットであるか否かを判断する。受信したパケットがDuplicate ACKパケットである場合（オペレーションＥＢ：Ｙ）に動作はオペレーションＥＣへ進む。受信したパケットがDuplicate ACKパケットでない場合（オペレーションＥＢ：Ｎ）に動作はオペレーションＥＨへ進む。

オペレーションＥＣにおいてパケット処理部１３は、受信したDuplicate ACKパケットが、送信失敗情報テーブル２１に登録された送信失敗ＳＮのパケットの再送を要求するDuplicate ACKパケットであるか否かを判断する。受信したDuplicate ACKパケットが送信失敗ＳＮのパケットの再送を要求するDuplicate ACKパケットである場合（オペレーションＥＣ：Ｙ）には動作はオペレーションＥＧへ進む。受信したDuplicate ACKパケットが送信失敗ＳＮのパケットの再送を要求するDuplicate ACKパケットでない場合（オペレーションＥＣ：Ｎ）には動作はオペレーションＥＤへ進む。

オペレーションＥＤ〜ＥＦの動作は、図３を参照して説明したオペレーションＡＣ〜ＡＥの動作と同様である。オペレーションＥＧにおいてパケット処理部１３は、受信したDuplicate ACKパケットをＩＦ部１５へ転送する。その後に動作は終了する。オペレーションＥＨ及びＥＩの動作は、図３を参照して説明したオペレーションＡＦ及びＡＧの動作と同様である。

図１２は、送信失敗情報の受信時におけるパケット処理部１３の動作の一例の説明図である。オペレーションＦＡにおいてパケット処理部１３は、送信失敗情報に含まれるシーケンス番号のパケットの再送を要求するDuplicate ACKパケットが記憶部１４に格納されているか否かを判断する。

送信失敗情報に含まれるシーケンス番号のパケットの再送を要求するDuplicate ACKパケットが記憶部１４に格納されている場合（オペレーションＦＡ：Ｙ）に動作はオペレーションＦＢへ進む。送信失敗情報に含まれるシーケンス番号のパケットの再送を要求するDuplicate ACKパケットが記憶部１４に格納されていない場合（オペレーションＦＡ：Ｎ）に動作はオペレーションＦＣへ進む。

オペレーションＦＢにおいてパケット処理部１３は、送信失敗情報に含まれるシーケンス番号のパケットの再送を要求するDuplicate ACKパケットを、所定回数ＩＦ部１５へ転送する。ＩＦ部１５へ所定回数転送されたDuplicate ACKパケットは各々サーバ３へ送信される。Duplicate ACKパケットを転送する所定回数は、パケットの再送を要求される送信装置が、何回Duplicate ACKパケットを受信した場合に再送処理を開始するかに応じて定めてよい。Duplicate ACKパケットの転送回数は、例えば３回であってよい。

オペレーションＦＣにおいておいてパケット処理部１３は、送信失敗情報を送信失敗情報テーブル２１に登録する。

本実施例によれば、無線回線でのパケットの送信が失敗した時点で、所定待機期間の経過を待たずに再送を開始させることができるため、通信速度を向上することができる。

＜６．第５実施例＞
図１３は、中継装置５の第４例の機能構成図である。同じフローに属するパケット群を第１無線回線及び第２無線回線に振り分けて転送しても、パケットの喪失がない限り個々の無線回線の中ではパケットの到着順序の逆転は生じない。すなわち、第１無線回線を経由して転送されるパケットだけに着目すると、これらのパケットはパケットの喪失がない限りシーケンス番号の小さい順に移動局４に到着する。同様に第２無線回線を経由して転送されるパケットだけに着目すると、これらのパケットはパケットの喪失がない限りシーケンス番号の小さい順に移動局４に到着する。

したがって単一の無線回線で送信したパケットのうち、送達確認がされたパケットのシーケンス番号よりも小さいシーケンス番号のパケットの送達が確認されない場合には、後者のパケットが無線区間で喪失したおそれがある。第５実施例の中継装置５は、単一の無線回線で送信したパケットのうち、送達確認済パケットのシーケンス番号よりも小さいシーケンス番号のパケットの送達が確認されない場合に、待機期間の経過を待たずにDuplicate ACKパケットを送信する。

送信部１６は、第１無線回線及び第２無線回線にパケットを振り分けると、振分先の無線回線の情報、パケットが属するフローの識別子、シーケンス番号をパケット処理部１３に通知する。パケット処理部１３は、送信部１６から受信した、無線回線の情報、フロー識別子、シーケンス番号を含んだエントリをパケット管理テーブル２２に登録する。

図１４は、パケット管理テーブル２２の一例を示す図である。パケット管理テーブル２２は例えば記憶部１４に格納されていてよい。パケット管理テーブル２２は、情報要素「ＩＰアドレス」、「ＴＣＰポート番号」、「ＴＣＰフローＩＤ」、「送信済みＳＮ」、「回線」及び「送達確認」を含む。

ＩＰアドレス、ＴＣＰポート番号、ＴＣＰフローＩＤは、送信済みＳＮは、それぞれ送信済みのパケットの宛先の移動局４のＩＰアドレス、ＴＣＰポート番号、フロー識別子及びシーケンス番号を示す。回線はパケットが送信された無線回線を示し、送達確認はパケットの送達が確認されたか否かを示す。

図１４の先頭エントリは、ＩＰアドレス「ＩＰ＃ａ」及びＴＣＰポート番号「Ｐｏｒｔ＃Ａ」宛のフロー識別子「３」のフローに属するシーケンス番号「５００」のパケットが、第１無線回線経由で送信され送達が確認されていないことを示す。

図１４の２番目のエントリは、ＩＰアドレス「ＩＰ＃ａ」及びＴＣＰポート番号「Ｐｏｒｔ＃Ａ」宛のフロー識別子「３」のフローに属するシーケンス番号「１０００」のパケットが、第２無線回線経由で送信され送達が確認されたことを示す。

ACKパケットを受信した場合に、パケット処理部１３はACKパケットにより送達が確認されたシーケンス番号に関するパケット管理テーブル２２のエントリの送達確認の値を「未」から「済」に更新する。なお、パケット処理部１３が送達確認済みの個々のシーケンス番号を検出するために、本実施例はＴＣＰの選択的確認応答（Selective ACK）オプションを使用してもよい。

Duplicate ACKパケットを受信した場合に、パケット処理部１３は、パケット管理テーブル２２を参照する。パケット処理部１３は、Duplicate ACKパケットの受信回線と同一の無線回線で送信したパケットのうち、送達確認済みのシーケンス番号よりもシーケンス番号が小さく送達が確認されていないパケットがあるか否かを判断する。

送達確認済みのシーケンス番号よりもシーケンス番号が小さく送達が確認されていないパケットがある場合には、このパケットは無線区間で喪失したおそれがある。図１４のパケット管理テーブル２２の例では、第１無線回線で送信されたシーケンス番号「２０００」のパケットの送達確認が済んでいる一方で、シーケンス番号「５００」のパケットの送達が確認されていない。この場合はシーケンス番号「５００」のパケットが無線区間で喪失した恐れがある。このため、パケット処理部１３は、待機期間の経過を待たずにDuplicate ACKパケットをＩＦ部１５に転送する。

図１５は、パケット受信時における中継装置５の動作の第４例の説明図である。オペレーションＧＡにおいてパケット処理部１３は、受信部１２から受信したパケットがACKパケットであるか否かを判断する。受信したパケットがACKパケットであった場合（オペレーションＧＡ：Ｙ）に動作はオペレーションＧＢへ進む。受信したパケットがACKパケットでない場合（オペレーションＧＡ：Ｎ）に動作はオペレーションＧＪへ進む。

オペレーションＧＢにおいてパケット処理部１３は、パケット管理テーブル２２を更新する。ACKパケット受信時におけるパケット管理テーブル２２の更新動作は、図１６の（Ｂ）を参照して後述する。

オペレーションＧＣにおいてパケット処理部１３は、受信したACKパケットがDuplicate ACKパケットであるか否かを判断する。受信したパケットがDuplicate ACKパケットである場合（オペレーションＧＣ：Ｙ）に動作はオペレーションＧＤへ進む。受信したパケットがDuplicate ACKパケットでない場合（オペレーションＧＣ：Ｎ）に動作はオペレーションＧＩへ進む。

オペレーションＧＤにおいてパケット処理部１３は、Duplicate ACKパケットの受信回線と同じ無線回線の送信パケットのうち、送達確認済みのシーケンス番号より小さな送達未確認のシーケンス番号があるか否かを判断する。送達確認済みのシーケンス番号より小さな送達未確認のシーケンス番号がある場合（オペレーションＧＤ：Ｙ）に動作はオペレーションＧＨへ進む。送達確認済みのシーケンス番号より小さな送達未確認のシーケンス番号がない場合（オペレーションＧＤ：Ｎ）に動作はオペレーションＧＥへ進む。

オペレーションＧＥ〜ＧＪの動作は、図１１を参照して説明したオペレーションＥＤ〜ＥＩと同様である。

図１６の（Ａ）はパケット送信時におけるパケット管理テーブル２２の更新動作の一例の説明図である。送信部１６がパケットを送信した場合に、オペレーションＨＡにおいてパケット処理部１３は、パケットを送信した無線回線の情報、パケットが属するフローの識別子及びシーケンス番号を送信部１６から受信する。

オペレーションＨＢにおいてパケット処理部１３は、送信部１６から受信した、無線回線の情報、フロー識別子、シーケンス番号を含んだエントリをパケット管理テーブル２２に登録する。

図１６の（Ｂ）はACKパケット受信時におけるパケット管理テーブル２２の更新動作の一例の説明図である。オペレーションＩＡにおいてパケット処理部１３は、受信したACKパケットにより送達が確認されたシーケンス番号に関するパケット管理テーブル２２のエントリの送達確認の値を「済」に更新する。

オペレーションＩＢにおいてパケット処理部１３は、ACKパケットの受信回線と同じ無線回線で送信したパケットのシーケンス番号のうち、最小のシーケンス番号のエントリの送達確認の値が「済」であるか否かを判断する。最小のシーケンス番号のエントリの送達確認の値が「済」である場合（オペレーションＩＢ：Ｙ）に動作オペレーションＩＣへ進む。

オペレーションＩＣにおいてパケット処理部１３は、最小のシーケンス番号のエントリをパケット管理テーブル２２から削除し、動作をオペレーションＩＢへ戻す。最小のシーケンス番号のエントリの送達確認の値が「済」でない場合（オペレーションＩＢ：Ｎ）に更新動作は終了する。

本実施例によれば、無線回線でのパケットの送信が失敗した時点で、所定待機期間の経過を待たずに再送を開始させることができるため、通信速度を向上することができる。

以上の説明において、図２、図７、図９及び図１３の機能構成図は、本明細書において説明される機能に関係する構成を中心に示している。中継装置５は、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。図３、図５、図６、図８、図１１、図１２、図１５、図１６の（Ａ）及び図１６の（Ｂ）を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してもよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。

＜７．ハードウエア構成＞
以下、中継装置５のハードウエア構成例を説明する。図１７は、中継装置５の一例のハードウエア構成図である。中継装置５は、プロセッサ１００と、記憶装置１０１と、第１信号処理用ＬＳＩ（Large Scale Integration）１０２及び第２信号処理用ＬＳＩ１０４を備える。中継装置５は、第１無線処理回路１０３及び第２無線処理回路１０５と、ネットワークインタフェース回路１０６を備える。以下の説明及び添付図面においてネットワークインタフェースを「ＮＩＦ」と表記することがある。

記憶装置１０１は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリ（ROM: Read Only Memory）やランダムアクセスメモリ（RAM: Random Access Memory）、ハードディスクドライブ装置等を含んでいてよい。プロセッサ１００は、記憶装置１０１に格納されたコンピュータプログラムに従い中継装置５の動作制御を行う。

第１信号処理用ＬＳＩ１０２は、第１方式に従う信号の符号化及び変調、並びに復調及び復号化、通信プロトコル処理、スケジューリングに関するベースバンド信号の処理を実施する。第２信号処理用ＬＳＩ１０４は、第２方式に従う信号の符号化及び変調、並びに復調及び復号化、通信プロトコル処理、スケジューリングに関するベースバンド信号の処理を実施する。第１信号処理用ＬＳＩ１０２及び第２信号処理用ＬＳＩ１０４は、ＦＰＧＡ（Field-Programming Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＤＳＰ(Digital Signal Processing)等を含んでいてよい。

第１無線処理回路１０３及び第２無線処理回路１０５は、デジタル・アナログ変換回路や、アナログ・デジタル変換回路や、周波数変換回路、増幅回路、フィルタ回路などを含んでいてよい。ＮＩＦ回路１０６は、通信ネットワーク２を経由する通信のため物理層およびデータリンク層の処理を行う電子的な回路を備える。

図２に示す第１無線通信部１０の上記動作は、第１信号処理用ＬＳＩ１０２及び第１無線処理回路１０３の協働により実行されてよい。第２無線通信部１１の上記動作は、第２信号処理用ＬＳＩ１０４及び第２無線処理回路１０５の協働により実行されてよい。

受信部１２、パケット処理部１３及び送信部１６、並びに図７に示す通信状態取得部１７及び振分判断部１８の上記動作は、プロセッサ１００によって実行されてよい。ＩＦ部１５の上記動作はＮＩＦ回路１０６によって実行されてよい。

なお、図１７に示すハードウエア構成は実施例の説明のための例示にすぎない。上述の動作を実行するものであれば、本明細書に記載される中継装置５は他のどのようなハードウエア構成を採用してもよい。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
複数のパケットを通信装置から受信する第１通信部と、
第１無線回線を経由して前記複数のパケットのいずれかを移動局装置へ送信し、前記第１無線回線と異なる第２無線回線を経由して前記複数のパケットの他のいずれかを前記移動局装置へ送信する第２通信部と、
前記複数のパケットの中の第１パケットの送達に対応する重複確認応答信号、及び前記第１パケットと異なる前記複数のパケットの中の第２パケットの送達に対応する確認応答信号を受信する受信部と、
前記第２パケットの送達に対応する確認応答信号の受信によって前記第１パケットの送達が確認される場合に、前記通信装置への前記重複確認応答信号の転送を停止する処理部と、
を備えることを特徴とする中継装置。
（付記２）
前記重複確認応答信号が格納される記憶部を備え、
前記処理部は、前記重複確認応答信号を受信した後に、前記第２パケットの送達に対応する確認応答信号を受信した場合に、前記記憶部に格納される前記重複確認応答信号を廃棄することを特徴とする付記１に記載の中継装置。
（付記３）
前記重複確認応答信号の受信後の所定期間内に、前記第１パケットの送達を確認する確認応答信号が受信されない場合に、前記処理部は、前記重複確認応答信号を前記通信装置へ転送することを特徴とする付記１又は２に記載の中継装置。
（付記４）
前記所定期間は、前記第１無線回路と前記第２無線回路との間のパケットの転送遅延差以上であることを特徴とする付記３に記載の中継装置。
（付記５）
前記第１無線回線及び前記第２無線回線のいずれかの無線回線において前記複数のパケットのいずれかが喪失したか否かを判断する判断部を備え、
前記処理部は、パケットが喪失したと前記判断部が判断した場合に、前記重複確認応答信号を前記通信装置へ転送することを特徴とする付記１〜４のいずれか一項に記載の中継装置。
（付記６）
前記判断部は、前記いずれかの無線回線における再送制御において最大再送回数でパケットの送信が成功しない場合に、パケットが喪失したと判断することを特徴とする付記５に記載の中継装置。
（付記７）
前記判断部は、前記いずれかの無線回線において送達が確認されるシーケンス番号の順序が逆転した場合に、パケットが喪失したと判断することを特徴とする付記５に記載の中継装置。
（付記８）
複数のパケットを通信装置から受信し、
第１無線回線を経由して前記複数のパケットのいずれかを移動局装置へ送信し、前記第１無線回線と異なる第２無線回線を経由して前記複数のパケットの他のいずれかを前記移動局装置へ送信し、
前記複数のパケットの中の第１パケットの送達に対応する重複確認応答信号、及び前記第１パケットと異なる前記複数のパケットの中の第２パケットの送達に対応する確認応答信号を受信し、
前記第２パケットの送達に対応する確認応答信号の受信によって前記第１パケットの送達が確認される場合に、前記通信装置への前記重複確認応答信号の転送を停止する、
ことを特徴とする通信方法。

１ 通信システム
２ 通信ネットワーク
３ サーバ
４ 移動局
５ 中継装置
１０ 第１無線通信部
１１ 第２無線通信部
１２ 受信部
１３ パケット処理部
１５ ＩＦ部
１６ 送信部

Claims (6)

1. 複数のパケットを通信装置から受信する第１通信部と、
   第１無線回線を経由して前記複数のパケットのいずれかを移動局装置へ送信し、前記第１無線回線と異なる第２無線回線を経由して前記複数のパケットの他のいずれかを前記移動局装置へ送信する第２通信部と、
   前記複数のパケットの中の第１パケットの送達に対応する重複確認応答信号、及び前記第１パケットと異なる前記複数のパケットの中の第２パケットの送達に対応する確認応答信号を受信する受信部と、
   前記第２パケットの送達に対応する確認応答信号の受信によって前記第１パケットの送達が確認される場合に、前記通信装置への前記重複確認応答信号の転送を停止する処理部と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
2. 前記重複確認応答信号が格納される記憶部を備え、
   前記処理部は、前記重複確認応答信号を受信した後に、前記第２パケットの送達に対応する確認応答信号を受信した場合に、前記記憶部に格納される前記重複確認応答信号を廃棄することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記重複確認応答信号の受信後の所定期間内に、前記第１パケットの送達を確認する確認応答信号が受信されない場合に、前記処理部は、前記重複確認応答信号を前記通信装置へ転送することを特徴とする請求項１又は２に記載の中継装置。
4. 前記第１無線回線及び前記第２無線回線のいずれかの無線回線において前記複数のパケットのいずれかが喪失したか否かを判断する判断部を備え、
   前記処理部は、パケットが喪失したと前記判断部が判断した場合に、前記重複確認応答信号を前記通信装置へ転送することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の中継装置。
5. 前記判断部は、前記いずれかの無線回線において送達が確認されるシーケンス番号の順序が逆転した場合に、パケットが喪失したと判断することを特徴とする請求項４に記載の中継装置。
6. 複数のパケットを通信装置から受信し、
   第１無線回線を経由して前記複数のパケットのいずれかを移動局装置へ送信し、前記第１無線回線と異なる第２無線回線を経由して前記複数のパケットの他のいずれかを前記移動局装置へ送信し、
   前記複数のパケットの中の第１パケットの送達に対応する重複確認応答信号、及び前記第１パケットと異なる前記複数のパケットの中の第２パケットの送達に対応する確認応答信号を受信し、
   前記第２パケットの送達に対応する確認応答信号の受信によって前記第１パケットの送達が確認される場合に、前記通信装置への前記重複確認応答信号の転送を停止する、
   ことを特徴とする通信方法。

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