JP3434231B2 - Ｔｃｐ制御方法 - Google Patents
Ｔｃｐ制御方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有線系と無線系と
の両方を備える情報伝送網の伝送制御にＴＣＰ（Transm
ission Control Protocol）を適用する場合に利用可能
なＴＣＰ制御方法に関する。
の両方を備える情報伝送網の伝送制御にＴＣＰ（Transm
ission Control Protocol）を適用する場合に利用可能
なＴＣＰ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、様々な情報伝送網の制御に標
準的な伝送プロトコルとしてＴＣＰが採用されている。
ところで、例えば有線系の情報伝送網に接続されたサー
バに携帯無線端末を用いてアクセスする場合には、携帯
無線端末と無線基地局とを接続する無線系の情報伝送網
と有線系の情報伝送網との両方を経由してサーバにアク
セスすることになる。
準的な伝送プロトコルとしてＴＣＰが採用されている。
ところで、例えば有線系の情報伝送網に接続されたサー
バに携帯無線端末を用いてアクセスする場合には、携帯
無線端末と無線基地局とを接続する無線系の情報伝送網
と有線系の情報伝送網との両方を経由してサーバにアク
セスすることになる。
【０００３】このような場合、通信システムのネットワ
ーク及びプロトコルスタックは、例えば図８に示すよう
に構成される。この例では、バックボーンネットワーク
である有線系ＡＴＭ網に、ラストワンホップとして無線
基地局及び無線端末局で構成される無線系のアクセスシ
ステムが接続され、無線端末局に接続された装置ＰＣ１
と有線系ＡＴＭ網に接続された装置ＰＣ２との間でＴＣ
Ｐコネクションを形成する場合を示してある。
ーク及びプロトコルスタックは、例えば図８に示すよう
に構成される。この例では、バックボーンネットワーク
である有線系ＡＴＭ網に、ラストワンホップとして無線
基地局及び無線端末局で構成される無線系のアクセスシ
ステムが接続され、無線端末局に接続された装置ＰＣ１
と有線系ＡＴＭ網に接続された装置ＰＣ２との間でＴＣ
Ｐコネクションを形成する場合を示してある。
【０００４】このような通信システムの場合、無線基地
局と無線端末局との間の無線区間における一時的な伝送
品質の低下などによりパケット落ちが発生すると、輻輳
制御によってスループットが大幅に低下するという問題
がある。従来のＴＣＰは有線系のネットワークのみを対
象として設計されているため、仮にパケット落ちが無線
区間で発生した場合であってもその原因をＴＣＰは識別
できない。実際には、パケット落ちがネットワークの輻
輳によってのみ生じると考えて設計してあるため、パケ
ット落ちが無線区間で発生した場合でも、ＴＣＰは有線
区間の輻輳によってパケット落ちが発生した場合と同じ
輻輳制御を実施する。この輻輳制御は、送出されるデー
タ量を抑制するために伝送制御のパラメータであるウイ
ンドウサイズを小さくするので、単位時間当たりの情報
伝送量すなわちスループットが低下する。
局と無線端末局との間の無線区間における一時的な伝送
品質の低下などによりパケット落ちが発生すると、輻輳
制御によってスループットが大幅に低下するという問題
がある。従来のＴＣＰは有線系のネットワークのみを対
象として設計されているため、仮にパケット落ちが無線
区間で発生した場合であってもその原因をＴＣＰは識別
できない。実際には、パケット落ちがネットワークの輻
輳によってのみ生じると考えて設計してあるため、パケ
ット落ちが無線区間で発生した場合でも、ＴＣＰは有線
区間の輻輳によってパケット落ちが発生した場合と同じ
輻輳制御を実施する。この輻輳制御は、送出されるデー
タ量を抑制するために伝送制御のパラメータであるウイ
ンドウサイズを小さくするので、単位時間当たりの情報
伝送量すなわちスループットが低下する。
【０００５】これに対する改善案が文献（西村，田中，
石原著“無線環境に適したＴＣＰレイヤレート制御に関
する検討”１９９８年電子情報通信学会春季総合大会Ｂ
−７−９３）に示されている。これにおいては、ＴＣＰ
のアルゴリズムそのものを、無線方式用に作り替えるこ
とを提案している。
石原著“無線環境に適したＴＣＰレイヤレート制御に関
する検討”１９９８年電子情報通信学会春季総合大会Ｂ
−７−９３）に示されている。これにおいては、ＴＣＰ
のアルゴリズムそのものを、無線方式用に作り替えるこ
とを提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記改
善案では無線装置だけでなくネットワーク側に接続され
るＴＣＰをも作り替える必要があるため、今後のＴＣＰ
の導入過程を考慮すれば非現実的であると考えられる。
一方、現状のＴＣＰにおいてパケット落ちによるタイム
アウトが連続的に発生した場合、ＴＣＰはタイムアウト
発生毎にスロースタート閾値「ssthresh」を半分にす
る。
善案では無線装置だけでなくネットワーク側に接続され
るＴＣＰをも作り替える必要があるため、今後のＴＣＰ
の導入過程を考慮すれば非現実的であると考えられる。
一方、現状のＴＣＰにおいてパケット落ちによるタイム
アウトが連続的に発生した場合、ＴＣＰはタイムアウト
発生毎にスロースタート閾値「ssthresh」を半分にす
る。
【０００７】このため、タイムアウトが連続的に発生す
ると「ssthresh」は最悪２ＭＳＳ（ＭＳＳは最大セグメ
ントサイズ）になり、スロースタートモードから早く輻
輳回避モードに移る。その結果、ウインドウの開きが遅
くなりスループットが上がらないという問題があった。
本発明は、ネットワーク側に接続されるＴＣＰを変更す
ることなく、無線端末側に接続されるＴＣＰの改良によ
り、パケット落ちが無線区間で発生した場合のスループ
ットを改善可能なＴＣＰ制御方法を提供することを目的
とする。
ると「ssthresh」は最悪２ＭＳＳ（ＭＳＳは最大セグメ
ントサイズ）になり、スロースタートモードから早く輻
輳回避モードに移る。その結果、ウインドウの開きが遅
くなりスループットが上がらないという問題があった。
本発明は、ネットワーク側に接続されるＴＣＰを変更す
ることなく、無線端末側に接続されるＴＣＰの改良によ
り、パケット落ちが無線区間で発生した場合のスループ
ットを改善可能なＴＣＰ制御方法を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１は、無線基地局
及び無線端末局を含む無線系ネットワークと有線系ネッ
トワークとが互いに接続された通信システム上で、前記
無線系ネットワークの無線端末局に接続された第１の端
末装置と前記有線系ネットワークに接続された第２の端
末装置との間でＴＣＰコネクションを形成するＴＣＰ制
御方法において、前記第１の端末装置上のＴＣＰ制御要
素が、前記無線基地局と無線端末局との間の無線区間の
回線品質の情報を前記無線端末局から取得して、取得し
た無線区間の回線品質の情報に応じてＴＣＰのウインド
ウを制御することを特徴とする。
及び無線端末局を含む無線系ネットワークと有線系ネッ
トワークとが互いに接続された通信システム上で、前記
無線系ネットワークの無線端末局に接続された第１の端
末装置と前記有線系ネットワークに接続された第２の端
末装置との間でＴＣＰコネクションを形成するＴＣＰ制
御方法において、前記第１の端末装置上のＴＣＰ制御要
素が、前記無線基地局と無線端末局との間の無線区間の
回線品質の情報を前記無線端末局から取得して、取得し
た無線区間の回線品質の情報に応じてＴＣＰのウインド
ウを制御することを特徴とする。
【０００９】請求項１の発明においては、無線基地局と
無線端末局との間の無線区間の回線品質の情報を無線端
末局から取得することによって、無線端末局側のＴＣＰ
制御要素は、パケット落ちが発生した場合にその原因が
無線区間の回線品質低下によるものか、それとも有線区
間などの輻輳によるものかを識別できる。
無線端末局との間の無線区間の回線品質の情報を無線端
末局から取得することによって、無線端末局側のＴＣＰ
制御要素は、パケット落ちが発生した場合にその原因が
無線区間の回線品質低下によるものか、それとも有線区
間などの輻輳によるものかを識別できる。
【００１０】従って、無線区間の回線品質低下によって
パケット落ちが発生した場合には、輻輳制御によってス
ループットが低下しないようにＴＣＰのウインドウを制
御することができる。この制御は、無線端末局側のＴＣ
Ｐ制御要素のみに新しいアルゴリズムを適用することで
実現できるので、有線系ネットワークに接続された第２
の端末装置のＴＣＰ制御要素については変更は不要であ
り、従来のものをそのまま利用できる。従って、現実的
なＴＣＰ制御方法である。
パケット落ちが発生した場合には、輻輳制御によってス
ループットが低下しないようにＴＣＰのウインドウを制
御することができる。この制御は、無線端末局側のＴＣ
Ｐ制御要素のみに新しいアルゴリズムを適用することで
実現できるので、有線系ネットワークに接続された第２
の端末装置のＴＣＰ制御要素については変更は不要であ
り、従来のものをそのまま利用できる。従って、現実的
なＴＣＰ制御方法である。
【００１１】また、請求項１の発明においては、前記無
線基地局から無線端末局へ向かう下り回線のデータ伝送
では、無線区間でのエラー発生後にそれの回復を検出す
ると、前記第１の端末装置が受信したデータに対する確
認応答信号の複製を作成し、前記確認応答信号とそれの
複製とを無線端末局から無線基地局に向かって送信する
ことを特徴とする。
線基地局から無線端末局へ向かう下り回線のデータ伝送
では、無線区間でのエラー発生後にそれの回復を検出す
ると、前記第１の端末装置が受信したデータに対する確
認応答信号の複製を作成し、前記確認応答信号とそれの
複製とを無線端末局から無線基地局に向かって送信する
ことを特徴とする。
【００１２】一般的に、ＴＣＰアルゴリズムにおいて
は、パケット落ちからの回復時に実行されるスロースタ
ートモードや輻輳回避モードでは、確認応答信号（ＡＣ
Ｋ：Acknowledgment）を受け取る度に、伝送上のウイン
ドウのパラメータであるｃｗｎｄ（congestion windo
w）が増大するように制御される。請求項１において
は、第１の端末装置側が確認応答信号の複製を生成して
実際に受け取ったパケット数よりも多くの確認応答信号
を第２の端末装置側に返すので、第２の端末装置側のＴ
ＣＰ制御要素がウインドウサイズを拡大する時間が短縮
される。従って、下り回線におけるスループットを改善
できる。
は、パケット落ちからの回復時に実行されるスロースタ
ートモードや輻輳回避モードでは、確認応答信号（ＡＣ
Ｋ：Acknowledgment）を受け取る度に、伝送上のウイン
ドウのパラメータであるｃｗｎｄ（congestion windo
w）が増大するように制御される。請求項１において
は、第１の端末装置側が確認応答信号の複製を生成して
実際に受け取ったパケット数よりも多くの確認応答信号
を第２の端末装置側に返すので、第２の端末装置側のＴ
ＣＰ制御要素がウインドウサイズを拡大する時間が短縮
される。従って、下り回線におけるスループットを改善
できる。
【００１３】請求項１においても、第２の端末装置側の
ＴＣＰ制御要素には従来と同じものをそのまま利用でき
る。一方、請求項２の発明では、前記無線端末局から無
線基地局に向かう上り回線のデータ伝送では、無線区間
でパケットのタイムアウトが連続的に発生した場合に、
ＴＣＰのスロースタート閾値であるssthreshを再送発生
前のパラメータｃｗｎｄの半分の値に定めることを特徴
とする。
ＴＣＰ制御要素には従来と同じものをそのまま利用でき
る。一方、請求項２の発明では、前記無線端末局から無
線基地局に向かう上り回線のデータ伝送では、無線区間
でパケットのタイムアウトが連続的に発生した場合に、
ＴＣＰのスロースタート閾値であるssthreshを再送発生
前のパラメータｃｗｎｄの半分の値に定めることを特徴
とする。
【００１４】一般的なＴＣＰアルゴリズムにおいては、
パケット落ちが連続的に発生すると、タイムアウトが発
生する度に閾値ssthreshが１／２になり、最悪の場合に
は閾値ssthreshが２ＭＳＳまで小さくなる。このような
場合、エラー回復時にはスロースタートモードから輻輳
回避モードに移行するが、ウインドウを開く速度はスロ
ースタートモードでは早く、輻輳回避モードでは遅い。
パケット落ちが連続的に発生すると、タイムアウトが発
生する度に閾値ssthreshが１／２になり、最悪の場合に
は閾値ssthreshが２ＭＳＳまで小さくなる。このような
場合、エラー回復時にはスロースタートモードから輻輳
回避モードに移行するが、ウインドウを開く速度はスロ
ースタートモードでは早く、輻輳回避モードでは遅い。
【００１５】パラメータｃｗｎｄが閾値ssthreshに達す
るとスロースタートモードから輻輳回避モードに移行す
るので、閾値ssthreshが非常に小さいと、スロースター
トモードから輻輳回避モードに移行するタイミングが早
くなる。そのため、ウインドウを開くのに時間がかか
り、スループットの低下が長時間継続する。請求項２の
発明では、無線区間でパケットのタイムアウトが連続的
に発生した場合には、スロースタート閾値ssthreshが再
送発生前のパラメータｃｗｎｄの半分の値に制限される
ので、スロースタート閾値ssthreshがそれ以上小さくな
ることはない。
るとスロースタートモードから輻輳回避モードに移行す
るので、閾値ssthreshが非常に小さいと、スロースター
トモードから輻輳回避モードに移行するタイミングが早
くなる。そのため、ウインドウを開くのに時間がかか
り、スループットの低下が長時間継続する。請求項２の
発明では、無線区間でパケットのタイムアウトが連続的
に発生した場合には、スロースタート閾値ssthreshが再
送発生前のパラメータｃｗｎｄの半分の値に制限される
ので、スロースタート閾値ssthreshがそれ以上小さくな
ることはない。
【００１６】つまり、無線区間で発生したパケット落ち
から回復する場合には、閾値ssthreshが比較的大きいの
で、スロースタートモードから輻輳回避モードに移行す
るタイミングが遅くなり、スロースタートモードによっ
て比較的短い時間でウインドウを開くことができる。従
って、上り回線におけるスループットの低下を最小限に
抑制できる。
から回復する場合には、閾値ssthreshが比較的大きいの
で、スロースタートモードから輻輳回避モードに移行す
るタイミングが遅くなり、スロースタートモードによっ
て比較的短い時間でウインドウを開くことができる。従
って、上り回線におけるスループットの低下を最小限に
抑制できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明のＴＣＰ制御方法の１つの
実施の形態について、図１〜図７を参照して説明する。
この形態は全ての請求項に対応する。図１はＴＣＰレイ
ヤ５５の上り回線制御を示すフローチャートである。図
２はＴＣＰレイヤ５５の下り回線制御を示すフローチャ
ートである。図３はこの形態の通信システムの構成を示
すブロック図である。図４はこの形態のＴＣＰレイヤに
おける上下回線のデータフローを示すデータフロー図で
ある。図５はエラー回復時のパラメータｃｗｎｄの変化
を示すグラフである。図６は上りＴＣＰ回線のスループ
ットを示すグラフである。図７は下りＴＣＰ回線のスル
ープットを示すグラフである。
実施の形態について、図１〜図７を参照して説明する。
この形態は全ての請求項に対応する。図１はＴＣＰレイ
ヤ５５の上り回線制御を示すフローチャートである。図
２はＴＣＰレイヤ５５の下り回線制御を示すフローチャ
ートである。図３はこの形態の通信システムの構成を示
すブロック図である。図４はこの形態のＴＣＰレイヤに
おける上下回線のデータフローを示すデータフロー図で
ある。図５はエラー回復時のパラメータｃｗｎｄの変化
を示すグラフである。図６は上りＴＣＰ回線のスループ
ットを示すグラフである。図７は下りＴＣＰ回線のスル
ープットを示すグラフである。
【００１８】この形態では、請求項１の第１の端末装置
及び第２の端末装置はそれぞれ端末装置５０及び端末装
置１０に対応する。また、図３においては端末装置５０
上のＴＣＰレイヤ５５において、本発明のＴＣＰ制御方
法を実施するための制御が実施される。端末装置１０上
のＴＣＰレイヤ１５においては、従来と同じＴＣＰ制御
が実施される。
及び第２の端末装置はそれぞれ端末装置５０及び端末装
置１０に対応する。また、図３においては端末装置５０
上のＴＣＰレイヤ５５において、本発明のＴＣＰ制御方
法を実施するための制御が実施される。端末装置１０上
のＴＣＰレイヤ１５においては、従来と同じＴＣＰ制御
が実施される。
【００１９】図３に示す通信システムにおいては、端末
装置１０はＡＴＭ（非同期伝送モード）網２０に接続さ
れている。また、ＡＴＭ網２０に接続された無線基地局
３０と無線通信可能な無線端末局４０には端末装置５０
が接続されている。つまり、この通信ステムにおいては
有線系と無線系のネットワークが混在している。端末装
置５０と端末装置１０との間で通信をする場合には、無
線基地局３０から無線端末局４０までの無線回線とＡＴ
Ｍ網２０を含む有線回線との両方を経由して情報が伝送
される。
装置１０はＡＴＭ（非同期伝送モード）網２０に接続さ
れている。また、ＡＴＭ網２０に接続された無線基地局
３０と無線通信可能な無線端末局４０には端末装置５０
が接続されている。つまり、この通信ステムにおいては
有線系と無線系のネットワークが混在している。端末装
置５０と端末装置１０との間で通信をする場合には、無
線基地局３０から無線端末局４０までの無線回線とＡＴ
Ｍ網２０を含む有線回線との両方を経由して情報が伝送
される。
【００２０】なお、この例では無線回線を形成する無線
基地局３０及び無線端末局４０にＡＷＡ（ＡＴＭワイヤ
レスアクセス）と呼ばれるシステムを採用している。こ
のシステムは、無線回線の制御にＴＤＭＡ−ＴＤＤを採
用するとともに、再送制御にＰＲＩＭＥ（Partial sele
ctive Repeat superimposed on GBN）−ＡＲＱを採用し
ている。ＰＲＩＭＥ−ＡＲＱにおいては、再送依頼があ
った場合に、まず依頼されたセルを再送し、それに続け
てまだ送っていないセルを送信する。
基地局３０及び無線端末局４０にＡＷＡ（ＡＴＭワイヤ
レスアクセス）と呼ばれるシステムを採用している。こ
のシステムは、無線回線の制御にＴＤＭＡ−ＴＤＤを採
用するとともに、再送制御にＰＲＩＭＥ（Partial sele
ctive Repeat superimposed on GBN）−ＡＲＱを採用し
ている。ＰＲＩＭＥ−ＡＲＱにおいては、再送依頼があ
った場合に、まず依頼されたセルを再送し、それに続け
てまだ送っていないセルを送信する。
【００２１】図３に示すように、端末装置１０上のプロ
トコルスタックは、下位レイヤから順に、物理レイヤ１
１，ＡＴＭレイヤ１２，アダプテーションレイヤ１３，
ＩＰ（Internet Protocol）レイヤ１４，ＴＣＰレイヤ
１５になっている。無線基地局３０上のプロトコルスタ
ックには、物理レイヤ３１，ＭＡＣ（Media Access Con
trol）レイヤ３２，ＤＬＣレイヤ３３及びＡＴＭレイヤ
３４が含まれている。同様に、無線端末局４０上のプロ
トコルスタックには物理レイヤ４１，ＭＡＣレイヤ４
２，ＤＬＣレイヤ４３及びＡＴＭレイヤ４４が含まれて
いる。
トコルスタックは、下位レイヤから順に、物理レイヤ１
１，ＡＴＭレイヤ１２，アダプテーションレイヤ１３，
ＩＰ（Internet Protocol）レイヤ１４，ＴＣＰレイヤ
１５になっている。無線基地局３０上のプロトコルスタ
ックには、物理レイヤ３１，ＭＡＣ（Media Access Con
trol）レイヤ３２，ＤＬＣレイヤ３３及びＡＴＭレイヤ
３４が含まれている。同様に、無線端末局４０上のプロ
トコルスタックには物理レイヤ４１，ＭＡＣレイヤ４
２，ＤＬＣレイヤ４３及びＡＴＭレイヤ４４が含まれて
いる。
【００２２】端末装置５０上のプロトコルスタックは、
下位レイヤから順に、物理レイヤ５１，ＡＴＭレイヤ５
２，アダプテーションレイヤ５３，ＩＰレイヤ５４，Ｔ
ＣＰレイヤ５５になっている。図３の例では、端末装置
１０と端末装置５０との間でＴＣＰコネクションが形成
される。バックボーンネットワークであるＡＴＭ網２０
に接続されるＴＣＰレイヤ１５については、従来と同じ
ＴＣＰアルゴリズムを実行する。
下位レイヤから順に、物理レイヤ５１，ＡＴＭレイヤ５
２，アダプテーションレイヤ５３，ＩＰレイヤ５４，Ｔ
ＣＰレイヤ５５になっている。図３の例では、端末装置
１０と端末装置５０との間でＴＣＰコネクションが形成
される。バックボーンネットワークであるＡＴＭ網２０
に接続されるＴＣＰレイヤ１５については、従来と同じ
ＴＣＰアルゴリズムを実行する。
【００２３】また、この例では端末装置５０側のＴＣＰ
レイヤ５５は無線端末局４０と一体化しているため、無
線端末局４０とＴＣＰレイヤ５５との間で様々な情報を
受け渡すことができる。実際には、無線基地局３０と無
線端末局４０との間の無線回線の区間における回線品質
の情報が、無線端末局４０からＴＣＰレイヤ５５に渡さ
れる。
レイヤ５５は無線端末局４０と一体化しているため、無
線端末局４０とＴＣＰレイヤ５５との間で様々な情報を
受け渡すことができる。実際には、無線基地局３０と無
線端末局４０との間の無線回線の区間における回線品質
の情報が、無線端末局４０からＴＣＰレイヤ５５に渡さ
れる。
【００２４】すなわち、無線回線ではマルチパスフェー
ジングなどの影響によって回線品質が大幅に変動する可
能性がある。そこで、常に最新の無線区間の回線品質を
ＴＣＰレイヤ５５が把握できるように、その情報が無線
端末局４０からＴＣＰレイヤ５５に渡される。この例で
は、端末装置５０から端末装置１０に向かう方向の上り
回線と、端末装置１０から端末装置５０に向かう方向の
下り回線とのそれぞれについてコネクションが確立され
る。また、ＴＣＰレイヤ５５における制御の内容は、上
り回線と下り回線とで異なっている。
ジングなどの影響によって回線品質が大幅に変動する可
能性がある。そこで、常に最新の無線区間の回線品質を
ＴＣＰレイヤ５５が把握できるように、その情報が無線
端末局４０からＴＣＰレイヤ５５に渡される。この例で
は、端末装置５０から端末装置１０に向かう方向の上り
回線と、端末装置１０から端末装置５０に向かう方向の
下り回線とのそれぞれについてコネクションが確立され
る。また、ＴＣＰレイヤ５５における制御の内容は、上
り回線と下り回線とで異なっている。
【００２５】ＴＣＰレイヤ５５は、上りのＴＣＰ回線に
ついては図１のように制御する。以下、図１を参照して
説明する。ステップＳ１０では、無線端末局４０が検出
した無線区間（無線端末局４０と無線基地局３０との
間）の回線の品質情報を入力する。そして、ステップＳ
１１ではステップＳ１０で入力した無線区間の品質情報
に基づいて、回線の品質が劣化しているか否かを識別す
る。劣化している場合には、ステップＳ１１からＳ１２
に進む。
ついては図１のように制御する。以下、図１を参照して
説明する。ステップＳ１０では、無線端末局４０が検出
した無線区間（無線端末局４０と無線基地局３０との
間）の回線の品質情報を入力する。そして、ステップＳ
１１ではステップＳ１０で入力した無線区間の品質情報
に基づいて、回線の品質が劣化しているか否かを識別す
る。劣化している場合には、ステップＳ１１からＳ１２
に進む。
【００２６】無線回線の品質が良好な場合には、ステッ
プＳ１１からＳ１９に進むため、従来と同じ輻輳制御を
実施する。なお、再送が不要の場合（輻輳が発生してい
ない場合）には特別な制御は行わない。ステップＳ１２
では、再送の要求が発生したか否かを識別する。すなわ
ち、回線品質の劣化により、送信したデータが相手側
（ＴＣＰレイヤ１５）に正しく届かない場合には、相手
側からＮＡＫ（Negative Acknowledgement）が返送され
るので、それを再送の要求とみなし正しく届かなかった
データの再送を行う。
プＳ１１からＳ１９に進むため、従来と同じ輻輳制御を
実施する。なお、再送が不要の場合（輻輳が発生してい
ない場合）には特別な制御は行わない。ステップＳ１２
では、再送の要求が発生したか否かを識別する。すなわ
ち、回線品質の劣化により、送信したデータが相手側
（ＴＣＰレイヤ１５）に正しく届かない場合には、相手
側からＮＡＫ（Negative Acknowledgement）が返送され
るので、それを再送の要求とみなし正しく届かなかった
データの再送を行う。
【００２７】再送の要求が発生していない場合、つまり
送信したデータが相手側に届き、相手側から確認応答信
号（ＡＣＫ）が入力された場合には、ステップＳ１３を
実行する。ステップＳ１３では、その時のパラメータ
「ｃｗｎｄ」の値を内部メモリ「ＰＣＷＮＤ」に保持す
る。一方、回線の品質劣化などによって所定時間以内に
相手側に正しいパケットが届かない場合には、パケット
落ちによるタイムアウトが発生する。その場合には、ス
テップＳ１４からＳ１５に進む。
送信したデータが相手側に届き、相手側から確認応答信
号（ＡＣＫ）が入力された場合には、ステップＳ１３を
実行する。ステップＳ１３では、その時のパラメータ
「ｃｗｎｄ」の値を内部メモリ「ＰＣＷＮＤ」に保持す
る。一方、回線の品質劣化などによって所定時間以内に
相手側に正しいパケットが届かない場合には、パケット
落ちによるタイムアウトが発生する。その場合には、ス
テップＳ１４からＳ１５に進む。
【００２８】ステップＳ１５では、前記内部メモリ「Ｐ
ＣＷＮＤ」に保持された値の半分の値を、スロースター
トモードの閾値である「ssthresh」にセットする。つま
り、再送の発生によって変化する前のパラメータ「ｃｗ
ｎｄ」の値の半分の値が閾値「ssthresh」にセットされ
る。なお、ステップＳ１５を実行するのは、無線回線の
品質が劣化している場合にパケット落ちのタイムアウト
が発生した場合のみである。例えば、有線区間の輻輳に
よってタイムアウトが発生するとステップＳ１９が実行
されるので、タイムアウトが発生する度に閾値「ssthre
sh」の値は半分になる。
ＣＷＮＤ」に保持された値の半分の値を、スロースター
トモードの閾値である「ssthresh」にセットする。つま
り、再送の発生によって変化する前のパラメータ「ｃｗ
ｎｄ」の値の半分の値が閾値「ssthresh」にセットされ
る。なお、ステップＳ１５を実行するのは、無線回線の
品質が劣化している場合にパケット落ちのタイムアウト
が発生した場合のみである。例えば、有線区間の輻輳に
よってタイムアウトが発生するとステップＳ１９が実行
されるので、タイムアウトが発生する度に閾値「ssthre
sh」の値は半分になる。
【００２９】ステップＳ１６では、パラメータ「ｃｗｎ
ｄ」の値と閾値「ssthresh」の値とを比較する。その結
果に応じて、ステップＳ１７又はＳ１８に進む。すなわ
ち、パラメータ「ｃｗｎｄ」が閾値「ssthresh」以下の
場合にはスロースタートモードが選択され、パラメータ
「ｃｗｎｄ」が閾値「ssthresh」を超えると輻輳回避モ
ードが選択される。
ｄ」の値と閾値「ssthresh」の値とを比較する。その結
果に応じて、ステップＳ１７又はＳ１８に進む。すなわ
ち、パラメータ「ｃｗｎｄ」が閾値「ssthresh」以下の
場合にはスロースタートモードが選択され、パラメータ
「ｃｗｎｄ」が閾値「ssthresh」を超えると輻輳回避モ
ードが選択される。
【００３０】図１に示す制御においては、パケット落ち
のタイムアウトが発生した場合に、ステップＳ１５によ
って閾値「ssthresh」の減少が抑制される。つまり、無
線区間のエラーによってタイムアウトが発生した場合に
は、閾値「ssthresh」は再送開始前のパラメータ「ｃｗ
ｎｄ」の半分より小さくはならない。これによって、デ
ータ伝送に利用するウインドウが拡がるのが早くなり、
スループットの低下が改善される。
のタイムアウトが発生した場合に、ステップＳ１５によ
って閾値「ssthresh」の減少が抑制される。つまり、無
線区間のエラーによってタイムアウトが発生した場合に
は、閾値「ssthresh」は再送開始前のパラメータ「ｃｗ
ｎｄ」の半分より小さくはならない。これによって、デ
ータ伝送に利用するウインドウが拡がるのが早くなり、
スループットの低下が改善される。
【００３１】例えば、従来のＴＣＰ制御では閾値「ssth
resh」が２まで減少する可能性がある。従って、「ｃｗ
ｎｄ」がすぐに閾値「ssthresh」よりも大きくなり、ス
ロースタートモードから輻輳回避モードに移行するので
図５に実線で示すように、ウインドウの大きさを示すパ
ラメータ「ｃｗｎｄ」の変化が遅い。一方、図１のステ
ップＳ１５を実行した場合には、閾値「ssthresh」の低
下が抑制される。例えば、再送が発生する前のパラメー
タ「ｃｗｎｄ」の値が３２の場合を想定すると、閾値
「ssthresh」は１６になる。この場合、しばらくの間は
「ｃｗｎｄ」が閾値「ssthresh」以下なので、スロース
タートモードから輻輳回避モードに移行するのは遅くな
る。
resh」が２まで減少する可能性がある。従って、「ｃｗ
ｎｄ」がすぐに閾値「ssthresh」よりも大きくなり、ス
ロースタートモードから輻輳回避モードに移行するので
図５に実線で示すように、ウインドウの大きさを示すパ
ラメータ「ｃｗｎｄ」の変化が遅い。一方、図１のステ
ップＳ１５を実行した場合には、閾値「ssthresh」の低
下が抑制される。例えば、再送が発生する前のパラメー
タ「ｃｗｎｄ」の値が３２の場合を想定すると、閾値
「ssthresh」は１６になる。この場合、しばらくの間は
「ｃｗｎｄ」が閾値「ssthresh」以下なので、スロース
タートモードから輻輳回避モードに移行するのは遅くな
る。
【００３２】スロースタートモードではパラメータ「ｃ
ｗｎｄ」の値の増大が早いので、図５に点線で示すよう
に、パラメータ「ｃｗｎｄ」の値が１６に到達するまで
はそれの増大が早く、ウインドウは早く広がる。
ｗｎｄ」の値の増大が早いので、図５に点線で示すよう
に、パラメータ「ｃｗｎｄ」の値が１６に到達するまで
はそれの増大が早く、ウインドウは早く広がる。
【００３３】上りＴＣＰ回線におけるスループットにつ
いて、図１の制御による改善効果をシミュレーションに
よって調べた。シミュレーションの条件は次の通りであ
る。 ＡＷＡ無線速度 ：１２．２８８Ｍｂｐｓ ＡＴＭ−ＮＩＣ最大速度：１０．７５２Ｍｂｐｓ ＡＲＱ再送回数 ：３回 ＡＲＱシーケンス数 ：１４ ＡＷＡ区間遅延 ：３０ｍｓ ＴＣＰ最大ウインドウ ：６４ｋByte このシミュレーションの結果が、図６に示されている。
図６においては、ＭＴＵ（最大転送ユニット）を変数と
し、図１の制御を実施した場合のスループットを従来の
ＴＣＰ制御のスループットに対する相対値で表してあ
る。
いて、図１の制御による改善効果をシミュレーションに
よって調べた。シミュレーションの条件は次の通りであ
る。 ＡＷＡ無線速度 ：１２．２８８Ｍｂｐｓ ＡＴＭ−ＮＩＣ最大速度：１０．７５２Ｍｂｐｓ ＡＲＱ再送回数 ：３回 ＡＲＱシーケンス数 ：１４ ＡＷＡ区間遅延 ：３０ｍｓ ＴＣＰ最大ウインドウ ：６４ｋByte このシミュレーションの結果が、図６に示されている。
図６においては、ＭＴＵ（最大転送ユニット）を変数と
し、図１の制御を実施した場合のスループットを従来の
ＴＣＰ制御のスループットに対する相対値で表してあ
る。
【００３４】図６から判る通り、ＭＴＵが小さいほど、
改善効果が大きくなる。本発明による効果は、ＭＴＵが
１５００バイト（Ｂｙｔｅ）の時は２１％あるが、ＭＴ
Ｕが９１８０バイトの時は１％の改善効果になってい
る。これは、ＭＳＳが大きい場合は、一往復によるウイ
ンドウの拡がりが大きく、タイムアウト発生前のウイン
ドウまで、早く回復するためである。
改善効果が大きくなる。本発明による効果は、ＭＴＵが
１５００バイト（Ｂｙｔｅ）の時は２１％あるが、ＭＴ
Ｕが９１８０バイトの時は１％の改善効果になってい
る。これは、ＭＳＳが大きい場合は、一往復によるウイ
ンドウの拡がりが大きく、タイムアウト発生前のウイン
ドウまで、早く回復するためである。
【００３５】ＴＣＰレイヤ５５は、下りのＴＣＰ回線に
ついては図２のように制御する。以下、図２を参照して
説明する。ステップＳ２０では、無線端末局４０が検出
した無線区間（無線端末局４０と無線基地局３０との
間）の回線の品質情報を入力する。そして、ステップＳ
２１ではステップＳ２０で入力した無線区間の品質情報
に基づいて、回線の品質が劣化しているか否かを識別す
る。劣化している場合には、ステップＳ２１からＳ２２
に進む。
ついては図２のように制御する。以下、図２を参照して
説明する。ステップＳ２０では、無線端末局４０が検出
した無線区間（無線端末局４０と無線基地局３０との
間）の回線の品質情報を入力する。そして、ステップＳ
２１ではステップＳ２０で入力した無線区間の品質情報
に基づいて、回線の品質が劣化しているか否かを識別す
る。劣化している場合には、ステップＳ２１からＳ２２
に進む。
【００３６】無線回線の品質が良好な場合には、ステッ
プＳ２１からＳ２８に進むため、従来と同じ制御を実施
する。ステップＳ２２では、エラーが発生したか否かを
識別する。下り回線の場合には、無線端末局４０がそれ
の受信したデータの内容を調べてエラーの有無を検出す
る。ＴＣＰレイヤ５５は、無線端末局４０がエラーを検
出したか否かをステップＳ２２で調べる。そして、エラ
ーの発生を検出すると、ステップＳ２３でエラーフラグ
がセットされる。
プＳ２１からＳ２８に進むため、従来と同じ制御を実施
する。ステップＳ２２では、エラーが発生したか否かを
識別する。下り回線の場合には、無線端末局４０がそれ
の受信したデータの内容を調べてエラーの有無を検出す
る。ＴＣＰレイヤ５５は、無線端末局４０がエラーを検
出したか否かをステップＳ２２で調べる。そして、エラ
ーの発生を検出すると、ステップＳ２３でエラーフラグ
がセットされる。
【００３７】ステップＳ２４では、エラーの有無と前記
エラーフラグの状態とを調べて、エラーからの回復か否
かを識別する。エラーからの回復の場合には、ステップ
Ｓ２４からＳ２５に進む。ステップＳ２５では、正しく
受信したデータに対してＴＣＰレイヤ５５が生成する確
認応答信号（ＡＣＫ）に基づいて、それのコピーを２つ
生成する。また、エラーフラグはここでクリアされる。
エラーフラグの状態とを調べて、エラーからの回復か否
かを識別する。エラーからの回復の場合には、ステップ
Ｓ２４からＳ２５に進む。ステップＳ２５では、正しく
受信したデータに対してＴＣＰレイヤ５５が生成する確
認応答信号（ＡＣＫ）に基づいて、それのコピーを２つ
生成する。また、エラーフラグはここでクリアされる。
【００３８】ステップＳ２６では、受信したデータに対
する確認応答信号（ＡＣＫ）を相手側（ＴＣＰレイヤ１
５）に返送する。そして、次のステップＳ２７では、ス
テップＳ２５で生成した確認応答信号（ＡＣＫ）の２つ
のコピーを相手側（ＴＣＰレイヤ１５）に送信する。従
って、例えば図４に示すように、下り回線においては、
同じ確認応答信号（ＡＣＫ）が３つ連続的にＴＣＰレイ
ヤ５５から送信される。従来の制御を行うＴＣＰレイヤ
１５は、余分な同じ確認応答信号（ＡＣＫ）をＴＣＰレ
イヤ５５から受け取ることによって、通常よりも早くウ
インドウを広げる（ｃｗｎｄを大きくする）ように制御
する。
する確認応答信号（ＡＣＫ）を相手側（ＴＣＰレイヤ１
５）に返送する。そして、次のステップＳ２７では、ス
テップＳ２５で生成した確認応答信号（ＡＣＫ）の２つ
のコピーを相手側（ＴＣＰレイヤ１５）に送信する。従
って、例えば図４に示すように、下り回線においては、
同じ確認応答信号（ＡＣＫ）が３つ連続的にＴＣＰレイ
ヤ５５から送信される。従来の制御を行うＴＣＰレイヤ
１５は、余分な同じ確認応答信号（ＡＣＫ）をＴＣＰレ
イヤ５５から受け取ることによって、通常よりも早くウ
インドウを広げる（ｃｗｎｄを大きくする）ように制御
する。
【００３９】図２の制御によるスループットの改善効果
を確認するためにシミュレーションを実施した。このシ
ミュレーションでは、５ＧＨｚ帯無線装置（ＤＱＰＳ
Ｋ:シングルキャリア）の誤り率測定結果を利用し、短
区間での誤り率はランダムであると仮定したチャネルモ
デルを使用した。このシミュレーションの結果が図７に
示されている。図７を参照すると、上り回線と同様に、
ＭＴＵが大きいほど改善効果は小さくなる。また、ＭＴ
Ｕが９１８０バイトの場合には５回以上は効果がなく、
５３４０バイトの場合には１５回以上は効果がないこと
が分かる。この原因は、上り回線と同様にＭＳＳが大き
い場合は、一往復によるウインドウの広がりが大きく、
タイムアウト発生前のウインドウまで、早く回復するた
めである。
を確認するためにシミュレーションを実施した。このシ
ミュレーションでは、５ＧＨｚ帯無線装置（ＤＱＰＳ
Ｋ:シングルキャリア）の誤り率測定結果を利用し、短
区間での誤り率はランダムであると仮定したチャネルモ
デルを使用した。このシミュレーションの結果が図７に
示されている。図７を参照すると、上り回線と同様に、
ＭＴＵが大きいほど改善効果は小さくなる。また、ＭＴ
Ｕが９１８０バイトの場合には５回以上は効果がなく、
５３４０バイトの場合には１５回以上は効果がないこと
が分かる。この原因は、上り回線と同様にＭＳＳが大き
い場合は、一往復によるウインドウの広がりが大きく、
タイムアウト発生前のウインドウまで、早く回復するた
めである。
【００４０】また、ＭＴＵが１５００バイトの場合に
は、コピーを送信する回数が１５回で約１０％、３０回
で約１３％改善されている。また、５０回と７０回とで
はほとんど同じで約１４％改善され、それ以上の回数で
は変化がないことが分かる。
は、コピーを送信する回数が１５回で約１０％、３０回
で約１３％改善されている。また、５０回と７０回とで
はほとんど同じで約１４％改善され、それ以上の回数で
は変化がないことが分かる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＴＣＰ制
御方法を用いることにより、ネットワーク側に接続され
るＴＣＰに変更を加えることなく、無線端末側に接続さ
れるＴＣＰの制御の内容を変更することでスループット
の低下を抑制できる。すなわち、無線区間で発生するパ
ケット落ちによってスループットが低下した場合には、
無線区間の回線品質が回復すれば、比較的短い時間でウ
インドウが広がり、スループットが改善される。
御方法を用いることにより、ネットワーク側に接続され
るＴＣＰに変更を加えることなく、無線端末側に接続さ
れるＴＣＰの制御の内容を変更することでスループット
の低下を抑制できる。すなわち、無線区間で発生するパ
ケット落ちによってスループットが低下した場合には、
無線区間の回線品質が回復すれば、比較的短い時間でウ
インドウが広がり、スループットが改善される。
【図１】ＴＣＰレイヤ５５の上り回線制御を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図２】ＴＣＰレイヤ５５の下り回線制御を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】実施の形態の通信システムの構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】実施の形態のＴＣＰレイヤにおける上下回線の
データフローを示すデータフロー図である。
データフローを示すデータフロー図である。
【図５】エラー回復時のパラメータｃｗｎｄの変化を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】上りＴＣＰ回線のスループットを示すグラフで
ある。
ある。
【図７】下りＴＣＰ回線のスループットを示すグラフで
ある。
ある。
【図８】従来例の通信システムの構成を示すブロック図
である。
である。
１０ 端末装置
１１ 物理レイヤ
１２ ＡＴＭレイヤ
１３ アダプテーションレイヤ
１４ ＩＰレイヤ
１５ ＴＣＰレイヤ
２０ ＡＴＭ網
３０ 無線基地局
３１ 物理レイヤ
３２ ＭＡＣレイヤ
３３ ＤＬＣレイヤ
３４ ＡＴＭレイヤ
４０ 無線端末局
４１ 物理レイヤ
４２ ＭＡＣレイヤ
４３ ＤＬＣレイヤ
４４ ＡＴＭレイヤ
５０ 端末装置
５１ 物理レイヤ
５２ ＡＴＭレイヤ
５３ アダプテーションレイヤ
５４ ＩＰレイヤ
５５ ＴＣＰレイヤ
フロントページの続き
(72)発明者 梅比良 正弘
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平10−243047（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04L 29/08
H04L 12/28
H04L 12/66
Claims (2)
- 【請求項１】 無線基地局及び無線端末局を含む無線系
ネットワークと有線系ネットワークとが互いに接続され
た通信システム上で、前記無線系ネットワークの無線端
末局に接続された第１の端末装置と前記有線系ネットワ
ークに接続された第２の端末装置との間でＴＣＰコネク
ションを形成するＴＣＰ制御方法において、 前記第１の端末装置上のＴＣＰ制御要素が、前記無線基
地局と無線端末局との間の無線区間の回線品質の情報を
前記無線端末局から取得して、取得した無線区間の回線
品質の情報に応じてＴＣＰのウインドウを制御し、 前記無線基地局から無線端末局へ向かう下り回線のデー
タ伝送では、無線区間でのエラー発生後にそれの回復を
検出すると、前記第１の端末装置が受信したデータに対
する確認応答信号（ＡＣＫ）の複製を作成し、前記確認
応答信号とそれの複製とを無線端末局から無線基地局に
向かって送信する ことを特徴とするＴＣＰ制御方法。 - 【請求項２】 無線基地局及び無線端末局を含む無線系
ネットワークと有線系ネットワークとが互いに接続され
た通信システム上で、前記無線系ネットワークの無線端
末局に接続された第１の端末装置と前記有線系ネットワ
ークに接続された第２の端末装置との間でＴＣＰコネク
ションを形成するＴＣＰ制御方法において、 前記第１の端末装置上のＴＣＰ制御要素が、前記無線基
地局と無線端末局との間の無線区間の回線品質の情報を
前記無線端末局から取得して、取得した無線区間の回線
品質の情報に応じてＴＣＰのウインドウを制御するとと
もに、前記無線端末局から無線基地局に向かう上り回線
のデータ伝送では、無線区間でパケットのタイムアウト
が連続的に発生した場合に、ＴＣＰのスロースタート閾
値であるssthreshを再送発生前のパラメータｃｗｎｄの
半分の値に定める ことを特徴とするＴＣＰ制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04865399A JP3434231B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Ｔｃｐ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04865399A JP3434231B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Ｔｃｐ制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000253096A JP2000253096A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3434231B2 true JP3434231B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=12809327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04865399A Expired - Fee Related JP3434231B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Ｔｃｐ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3434231B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1253795B1 (en) * | 2001-01-09 | 2006-10-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Data communication system and wireless communication device |
| JP3668437B2 (ja) * | 2001-05-24 | 2005-07-06 | 松下電器産業株式会社 | 基地局装置、無線通信システム及びパケット通信方法 |
| US7760638B2 (en) | 2004-11-29 | 2010-07-20 | Nec Corporation | High-throughput communication system, communication terminal, session relay, and communication protocol |
| JP4147534B2 (ja) | 2005-02-03 | 2008-09-10 | 日本電気株式会社 | 通信装置および通信方法 |
| JP4841420B2 (ja) * | 2006-12-25 | 2011-12-21 | 京セラ株式会社 | 電子機器 |
| JP4769875B2 (ja) | 2006-12-28 | 2011-09-07 | 富士通株式会社 | 無線通信システムにおけるハンドオーバ処理方法並びに同システムにおける無線基地局及び無線端末 |
| US8824290B2 (en) * | 2011-01-07 | 2014-09-02 | Qualcomm Incorporated | Downlink flow control using packet dropping to control transmission control protocol (TCP) layer throughput |
| JP2013085135A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Panasonic Corp | ネットワーク端末装置およびデータ伝送方法 |
| JP6015744B2 (ja) | 2012-03-23 | 2016-10-26 | 富士通株式会社 | 輻輳制御方法、輻輳制御装置、通信システム及び輻輳制御プログラム |
| JP6727107B2 (ja) * | 2016-08-17 | 2020-07-22 | 日本電信電話株式会社 | パケット通信システム及びその輻輳制御方法、並びに、輻輳制御プログラム |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP04865399A patent/JP3434231B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000253096A (ja) | 2000-09-14 |
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