JP3540641B2 - ルータ装置、無線端末及び無線通信システム並びに通信方法 - Google Patents

ルータ装置、無線端末及び無線通信システム並びに通信方法 Download PDF

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  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上りと下りで異なる無線区間を利用して例えばインターネット上
のサーバと通信する無線端末、非対称無線通信を提供するためのルータ装置、
及び該ルータ装置や該無線端末を含む無線通信システム並びにそれらの通信方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インターネットに接続し通信する場合、Web検索等においては端末が送信
するデータ量よりサーバから端末が受信するデータ量の方が非常に多い。また
、近年、無線回線を利用して移動しながらでもインターネットと接続すること
が可能な携帯端末は、消費電力が大きな課題である。消費電力を小さくするこ
とができれば、携帯端末に搭載するバッテリーを小型化でき端末の小型化・軽
量化が可能になる。そのため、無線伝送による電力の消費を軽減することで大
きな効果が得られる。
【0003】
無線伝送による電力消費の軽減化は、上記したような端末が送受するデータ
量の非対称性を使うことにより解決できる。端末が送信するデータ量が少ない
ことを利用して、端末が送信する無線回線の伝送速度を、データを受信する伝
送速度より低くすることで、無線伝送による電力消費を低減することができる

【0004】
しかし、通常、インターネットによるWebのアクセスには、トランスポー
ト層としてTCPが用いられる。TCPは非対称の伝送路に対応していない。
従って、端末の消費電力を削減するために端末の送信する伝送速度を低くする
と、TCPのスループットが低下してしまう問題点がある。
【0005】
また、無線回線で非対称伝送路を実現しようとする場合、例えば、上り無線
チャネルには既存の携帯電話回線やPHS回線を利用し、下りチャネルには広
帯域な無線チャネルを利用して実現することにより、基地局やネットワーク等
のインフラの初期投資を削減できる。しかし、このような無線回線の構成では
、上りチャネル(端末からサーバへの方向)のネットワークと下りチャネル(
サーバから端末への方向)のネットワークとが異なるため、直接サーバに接続
できないという問題点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、端末の低消費電力化のためには非対称の伝送を行う方が有効
であるが、トランスポート層のプロトコルであるTCPは、非対称の伝送路で
は、スループットが低下してしまう問題がある。
【0007】
また、無線回線で非対称の伝送路を実現しようとする場合、システムの初期
導入コストを削減するような構成にすると、上りチャンネルと下りチャネルの
回線が異なってしまうため直接サーバに接続できない問題点がある。
【0008】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、非対称の伝送路であっても
、スループットを低下させず、且つ、無線端末の低消費電力化を可能とするル
ータ装置、無線端末及び無線通信システム並びに通信方法を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも伝送速度が遅い上り方向(無線端末から送信側となる方向)の無線チャネルで構成される第1のチャネルおよび少なくとも該第1のチャネルよりも伝送速度が速い下り方向(無線端末が受信側となる方向)の無線チャネルで構成される第2のチャネルにより接続される無線端末と、所定のネットワークを介して接続されるノード装置との間で転送されるデータの経路制御を行うルータ装置の通信方法であって、前記無線端末から前記第1のチャネルを経由して受信したデータのヘッダ部が圧縮されている場合、該ヘッダ部を圧縮解凍し、前記解凍された状態のヘッダ部の内容に基づき前記受信データの経路制御を行なって該データを前記所定のネットワークに送出することを特徴とする。好ましくは、前記所定のネットワーク側から前記無線端末宛てのデータを受信した場合には、該受信データのヘッダ部を圧縮せずに、該無線端末向けに経路制御を行なって該データを前記第2のチャネルを使って転送させるようにしてもよい。
【0010】
本発明は、無線チャネルで構成される第1のチャネルおよび該第1のチャネルよりも伝送速度が速い無線チャネルである第2のチャネルにより接続されるルータ装置を介して、所定のネットワーク上のノード装置と通信を行う無線端末の通信方法であって、前記ルータ装置にデータを送信する際、該データのヘッダ部を圧縮して、前記第1のチャネルを使って送信することを特徴とする。好ましくは、前記ルータ装置からは、ヘッダ部を圧縮していないデータを前記第2のチャネルにより受信するようにしてもよい。
【0011】
また、好ましくは、予め前記無線端末と前記ルータ装置との間で前記ヘッダ
部の圧縮解凍に関するネゴシエーションを行うようにしてもよい。
【0012】
また、好ましくは、前記圧縮の対象とするヘッダ部は、ネットワーク層ヘッ
ダ部、トランスポート層ヘッダ部、またはネットワーク層ヘッダ部およびトラ
ンスポート層ヘッダ部であるようにしてもよい。
【0013】
また、好ましくは、前記第1のチャネルは双方向チャネルであり、前記第2
のチャネルは単方向チャネルであるようにしてもよい。
【0014】
また、好ましくは、前記所定のネットワークはインターネットであり、前記
第1のチャネルはPCS網に接続された第1の基地局により提供され、前記第
2のチャネルはATM網に接続された第2の基地局により提供されるようにし
てもよい。
【0015】
本発明は、双方向の無線チャネルで構成される第1のチャネルおよび該第1のチャネルよりも伝送速度が速い単方向の無線チャネルである第2のチャネルにより通信回線を提供し、第1のチャネルを提供する第1の基地局はPCS網と接続され、第2のチャネルを提供する第2の基地局はATM網に接続され、第1の基地局と第2の基地局はルータ装置を介して接続され、無線端末は、第1のチャネルのみまたは第1のチャネルおよび第2のチャネルを同時に使用し、第1の基地局のみまたは第1の基地局および第2の基地局とルータ装置とを介して網内にあるサーバ装置と通信を行なう無線通信システムにおける通信方法であって、前記無線端末は、送信すべきデータのヘッダ部を圧縮し、該ヘッダ部の圧縮されたデータを前記第1の基地局を介して前記ルータ装置に送信し、前記ルータ装置は、前記無線端末から前記第1の基地局を介して受信したデータのヘッダ部が圧縮されている場合、該ヘッダ部を圧縮解凍し、該ヘッダ部の内容に基づき該受信データの経路制御を行なって前記サーバ装置に向けて送信することを特徴とする。
【0016】
好ましくは、前記ルータ装置は、前記サーバ装置から前記無線端末宛の通常
のデータを受信した際、該受信データのヘッダ部を圧縮せずに、該無線端末向
けに経路制御を行なって前記第第2の基地局に向けて送信するようにしてもよ
い。
【0017】
好ましくは、前記無線端末は、前記サーバ装置との間で通信を行うに際して
予め前記ルータ装置との間で、送信データはそのヘッダを圧縮し、受信データ
はそのヘッダを圧縮しないように、ネゴシエーションを行なうようにしてもよ
い。
【0018】
本発明は、無線チャネルで構成される第1のチャネルおよび該第1のチャネルよりも伝送速度が速い無線チャネルである第2のチャネルにより接続される無線端末と、所定のネットワークを介して接続されるノード装置との間で転送されるデータの経路制御を行うルータ装置であって、前記無線端末から前記第1のチャネルを経由して受信したデータのヘッダ部が圧縮されている場合に、該ヘッダ部を圧縮解凍する手段と、前記所定のネットワーク側から受信した前記無線端末宛てのデータを、前記第2のチャネルを経由するように送出する手段とを備えたことを特徴とする。
【0019】
本発明は、無線チャネルで構成される第1のチャネルおよび該第1のチャネルよりも伝送速度が速い無線チャネルである第2のチャネルにより接続されるルータ装置を介して、所定のネットワーク上のノード装置と通信を行う無線端末であって、前記ノード装置に宛てて送信するデータのヘッダ部を圧縮する手段と、前記ヘッダ部を圧縮されたデータを、前記第1のチャネルを使って前記ルータ装置に送信する手段とを備えたことを特徴とする。
【0020】
好ましくは、予め前記ルータ装置との間で、送信データはそのヘッダを圧縮
し、受信データはそのヘッダを圧縮しないように、ネゴシエーションを行なう
ための手段と、自端末から前記ルータ装置への方向の通信で使うために前記第
1のチャネルを確立し、前記ルータ装置から自端末への方向の通信で使う前記
第2のチャネルを確立するための手段とをさらに備えるようにしてもよい。
【0021】
本発明は、双方向の無線チャネルで構成される第1のチャネルを提供する第1の基地局を収容する第1のネットワークと、該第1のチャネルよりも伝送速度が速い下り方向(無線端末が受信側となる方向)の無線チャネルである第2のチャネルを提供する第2の基地局を収容する第2のネットワークと、第1および第2のネットワークとは異なる第3のネットワークとを接続するルータ装置と、前記第1の基地局から前記第1のネットワークを介してまたは前記第2の基地局から前記第2のネットワークを経由し、前記ルータ装置を介して前記第3のネットワークに接続されたノード装置と通信可能な無線端末とを備えた無線通信システムであって、前記無線端末は、前記ノード装置へ送信すべきデータのヘッダ部を圧縮し、これを前記第1のネットワークを経由して前記ルータ装置に転送するための手段を有し、前記ルータ装置は、前記第1のネットワークから受信した前記無線端末発で前記ノード装置宛てのデータのヘッダ部を圧縮解凍し、これを前記第3のネットワークを経由して前記ノード装置に転送するための手段と、前記第3のネットワークから受信した前記ノード装置発で前記無線端末宛のデータを、前記第2のネットワークを経由して前記無線端末に転送するための手段とを有することを特徴とする。
【0022】
本発明によれば、無線端末からルータ装置へのTCPパケットのヘッダを圧
縮し、ルータ装置で圧縮の解凍をし、サーバ装置等にフォワードする。また、
サーバ装置からのTCPパケットは、圧縮も解凍もせずに無線端末にフォワー
ドする。
【0023】
このようにすることで、トランスポート層上では、無線回線上での非対称度
が緩和され、TCPのスループットの低下を防ぐことができる。また、ルータ
装置では圧縮の解凍のみを行えばよいため、通常のTCP/IPのヘッダ圧縮
より処理のオーバーヘッドがかからない(対象とするデータの伝送速度が遅く
、高速に処理する必要がない)。
【0024】
このことは、無線端末でも同様なことが言え、無線端末は、TCP/IPの
圧縮のみを行えばよいので、通常のTCP/IPのヘッダ圧縮の処理よりオー
バーヘッドがかからない(対象とするデータの伝送速度が遅く、高速に処理す
る必要がない)。かつまた、無線端末の低消費電力化が可能になる。
【0025】
また、無線端末からのデータは、PCS網を介しルータ装置に受信され、サ
ーバ装置にデータをフォワードし、サーバ装置からのデータはATM網を介し
て端末装置にフォワードすることにより、ルータ装置で上りチャネルと下りチ
ャネルの異なるネットワークを吸収することができる。
【0026】
なお、本発明に係るルータ装置と無線端末とを備えた無線通信システムとし
ても成立し、本発明に係るルータ装置と無線端末とを備えた無線通信システム
の通信方法としても成立する。
【0027】
また、装置に係る本発明は方法に係る発明としても成立し、方法に係る本発
明は装置に係る発明としても成立する。
【0028】
また、装置または方法に係る本発明は、コンピュータに当該発明に相当する
手順を実行させるための(あるいはコンピュータを当該発明に相当する手段と
して機能させるための、あるいはコンピュータに当該発明に相当する機能を実
現させるための)プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体と
しても成立する。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。
【0030】
図1に、本発明の一実施形態に係るネットワークの一例を示す。図1に示さ
れるように、本ネットワークには、無線端末(PS)301、狭帯域無線基地
局(CS)302、PCS網303、ハイブリッドルータ304、広帯域無線
基地局(AP)305、ATM網306、インターネット307、サーバ30
8が存在する。サーバ308は、例えば、Webサーバなどのアプリケーショ
ンやサーバ代理サーバである。
【0031】
無線端末301は、狭帯域双方向の第1の無線回線により狭帯域無線基地局
302と通信を行う。狭帯域無線基地局302は、PCS網303を介して、
ハイブリッドルータ304と接続される。
【0032】
また、無線端末301は、広帯域単方向(無線端末へ向かう方向)の第2の
無線回線により広帯域無線基地局305と通信を行う。広帯域無線基地局30
5は、ATM網306を介して、ハイブリッドルータ304と接続される。
【0033】
ハイブリッドルータ304は、PCS網303からのIPパケットをインタ
ーネット307にフォワードし、インターネット307からのIPパケットを
ATM網306にフォワードする。
【0034】
このようなネットワーク構成において、無線端末301からサーバ308へ
のIPパケット転送とサーバ308から無線端末301へのIPパケット転送
とは、次のようにその一部を異にする経路で行われる。
【0035】
すなわち、無線端末301は、狭帯域無線回線により狭帯域無線基地局30
2へ接続し、さらに狭帯域無線基地局302からPCS網303、ハイブリッ
ドルータ304、インターネット307を介してサーバ308に接続し、We
b検索やその他のアプリケーションのサービス要求等を行う。
【0036】
一方、サーバ308から無線端末301へのIPパケットは、インターネッ
ト307からハイブリッドルータ304、ATM網306を介して、広帯域無
線基地局305へフォワードされ、広帯域無線回線により無線端末301に送
信される。
【0037】
また、本実施形態では、無線端末301からハイブリッドルータ304への
IPパケット転送では、無線端末301側でそのヘッダを圧縮して転送し、ハ
イブリッドルータ304側でこれを解凍するようにしている。例えば、無線端
末301とハイブリッドルータ304で、省略するヘッダの内容(ヘッダの全
部または一部の内容)とそれを特定可能な識別情報との対応テーブル(変換テ
ーブル)を共有する手続きを行い、無線端末301は、対応テーブルを参照し
て、IPパケットのヘッダの内容を、対応する識別情報に置き換えて(圧縮処
理)、これを転送し、ハイブリッドルータ304は、ヘッダの内容が省略され
たIPパケットを受信した場合、対応テーブルを参照して、該パケットに付加
されている識別情報に対応する内容により、もとのヘッダを復元する(解凍処
理)、ものである。
【0038】
図2に、本実施形態における無線端末301とハイブリッドルータ304と
サーバ308の各々のプロトコルスタックの例を示す。なお、図2では、TC
P/IPヘッダを圧縮解凍する例で示してある。また、図2では、物理層のプ
ロトコルスタックは省略してある。
【0039】
本実施形態によれば、非対称の伝送路であっても、スループットを低下させ
ることがなく、また無線端末の低消費電力化が可能になる。
【0040】
以下、無線端末301のアプリケーションとサーバ308のアプリケーショ
ンが通信する場合を例にとって本実施形態をより詳しく説明する。
【0041】
なお、図2のプロトコルスタック例において、ヘッダの圧縮では、TCPヘ
ッダとIPヘッダのいずれか一方のみを圧縮する方法と、それら両方を圧縮す
る方法とがあるが、ここでは、TCPヘッダとIPヘッダの両方を圧縮するも
のとする。
【0042】
まず、無線端末301は、トランスポート層としてTCPを用い、3層とし
てはIPを用いる。3層でIPパケット化され、デスティネーションアドレス
としてサーバ308向けのIPアドレスが付加される。
【0043】
次に、無線端末301は、IPパケットのヘッダを圧縮し、これをPCS網
303を介してハイブリッドルータ304に送信する。
【0044】
ハイブリッドルータ304は、受信したIPパケットのヘッダが圧縮されて
いることがわかると、ヘッダの圧縮解凍を行う。そして、ヘッダを解凍したI
Pパケットを、そのデスティネーションアドレスにしたがって、サーバ308
にフォワードする。フォワードする際、IPパケットのみの情報を使用し、ト
ランスポート層であるTCPのメッセージは組み立てない。
【0045】
サーバ308に届いたIPパケットはヘッダ圧縮れていないので、サーバ3
08では通常のTCP/IPの処理がなされる。
【0046】
一方、サーバ308から無線端末301宛のIPパケットは、IPパケット
にデスティネーションアドレスとして当該無線端末301のIPアドレスが付
加され、ハイブリッドルータ304に送信される。
【0047】
ハイブリッドルータ304は、IPパケットのデスティネーションアドレス
が無線端末301宛であることがわかると、無線端末301にIPパケットを
フォワードする。フォワードする際、TCP/IPのヘッダ圧縮は行わず、ま
た、フォワード先のインタフェースをATM網306に選択する。
【0048】
無線端末301がATM網306から受信したIPパケットはヘッダ圧縮さ
れていないので、無線端末301では通常のTCP/IPの処理を行う。
【0049】
図3に、無線端末301におけるTCP/IPヘッダ圧縮手順の一例を示す

【0050】
無線端末301は、IPパケット化したデータについて、そのIPアドレス
とポート番号をチェックし、IPアドレスとポート番号とのペアが変換テーブ
ル(図5(a))に存在するか否かを調べる(ステップS401)。もし変換
テーブル内にIPアドレスとポート番号とのペアが見つかったならば、その領
域に圧縮していないIPパケットのヘッダを保存する(ステップS402)。
その後、TCP/IPのヘッダを圧縮し(id番号を付加し)(ステップS4
03)、PCS網303向けのポートに送信する。
【0051】
一方、ステップS401で変換テーブル内にIPアドレスとポート番号との
ペアが見つからなかったならば、最も古いエントリーが入っているテーブルを
選択し(ステップS404)、選択したテーブル内の領域に圧縮していないT
CP/IPのヘッダを保存する(ステップS405)。その後、TCP/IP
のヘッダの圧縮は行わず、そのままのIPパケットをPCS網303向けのポ
ートに送信する。
【0052】
図4に、ハイブリッドルータ304におけるTCP/IPヘッダ圧縮解凍手
順の一例を示す。
【0053】
ハイブリッドルータ304は、PCS網303よりIPパケットを受信した
際、まず、受信したIPパケットについて、そのTCP/IPヘッダの圧縮が
なされているか否かを調べる(ステップS501)。IPパケットのTCP/
IPヘッダが圧縮されていることがわかると、付加されているid番号から変
換テーブル(図5(b))を参照し、変換テーブル内に保存してある圧縮され
ていないTCP/IPのヘッダを抽出し、圧縮されているTCP/IPのヘッ
ダと入れ替える(ステップS502)。このようにしてヘッダの圧縮解凍を行
い、IP層に渡す。
【0054】
一方、ステップS501で、IPパケットのTCP/IPヘッダが圧縮され
ていないことがわかると、そのままIP層にIPパケットを渡す。
【0055】
なお、無線端末301とハイブリッドルータ304との間での変換テーブル
の共有手続きは、例えば、ステップS401で無線端末301側の変換テーブ
ル(図5(a))にIPアドレスとポート番号とのペアが見つからなかった場
合に、そのままのIPパケットに選択したid番号を付加して無線端末301
からハイブリッドルータ304に渡し、ステップS401で圧縮されていない
ヘッダを持つパケットにid番号が付加されている場合、ハイブリッドルータ
304側の変換テーブル(図5(b))の該当する領域に圧縮していないIP
パケットのヘッダを保存する。
【0056】
あるいは、無線端末301とハイブリッドルータ304との間で、あるIP
ヘッダの内容とID番号との対応をネゴシエーションするための、特別の制御
パケットをやり取りするようにしてもよい。
【0057】
図5に、変換テーブルの一例を示す。(a)は無線端末301内の変換テー
ブルの一例であり、(b)はハイブリッドルータ304内の変換テーブルの一
例である。
【0058】
双方のテーブルは、idによって対応付けられており、テーブル内のソース
IPアドレスとデスティネーションIPアドレスとポート番号との組と、id
とが、1対1に対応している。無線端末301が圧縮したIPパケットを送信
する際は、id番号を付加することによりこの対応を維持する。
【0059】
なお、以上で説明した圧縮、解凍、変換テーブル、ネゴシエーションは、一
例であり、この他にも種々の方法が考えられる。
【0060】
次に、図6を参照しながら本発明を適用した通信の具体例について説明する

【0061】
無線端末(PS)301は、狭帯域無線基地局(CS)302との間で無線
回線を確立し(701)、その後、IPパケットを送信するためにハイブリッ
ドルータ304とヘッダ圧縮を非対称で行なうように要求する(702)。つ
まり、上り回線で送信されるTCP/IPパケットのヘッダを圧縮し、下り回
線で送信されるTCP/IPパケットのヘッダを圧縮しないようにネゴシエー
ションする。最後に、下り無線チャネルを広帯域無線基地局(AP)305と
の間で確立する(703)。この結果、無線端末301とハイブリッドルータ
304との間は、上り方向と下り方向とで経路・ヘッダ圧縮の有無の異なるポ
イント・ポイント接続となる。
【0062】
以上のように、回線の確立とヘッダ圧縮についてのネゴシエーションが終了
すると、無線端末301はインターネット307上のサーバ308に宛ててデ
ータを送信する。その際、TCP/IPヘッダを圧縮して(704)、ハイブ
リッドルータ304経由で送信する(705)。
【0063】
ハイブリッドルータ304は、ヘッダ圧縮されたパケットを無線端末301
より受信すると、そのヘッダの圧縮解凍を行ない(706)、IPヘッダに従
ってサーバ308にフォーワードする(707)。なお、サーバ308では、
受信したIPパケットに搭載されたデータが該当するアプリケーションに渡さ
れ、必要な処理が行われる。
【0064】
次に、サーバ308から無線端末301へのデータ送信は、TCP/IPの
ヘッダ圧縮を行なわず、そのままハイブリッドルータ304に送信し(708
)、ハイブリッドルータ304は、IPヘッダに従ってパケットのフォーワー
ドのみを行ない(709)、広帯域無線基地局305を介して無線端末301
に送信する。無線端末301では、受信したIPパケットに搭載されたデータ
が該当するアプリケーションに渡され、必要な処理が行われる。
【0065】
次に、圧縮前後のTCP/IPヘッダの具体例について説明する。
【0066】
図7に通常の(圧縮前の)TCP/IPのヘッダフォーマットの一例を示し
、図8に圧縮後のTCP/IPヘッダの一例を示す。
【0067】
IPパケットヘッダ部分において、versionは4bitのバージョン
情報であり、header lengthは4bitのIPヘッダ長であり、
tipe of field(TOS)は8bitのサービスタイプ情報であ
り、total lengthは16bitのパケット長であり、ident
ificationは16bitの識別子であり、falgsは3bitのフ
ラグであり、fragment offsetは13bitのフラグメントオ
フセットであり、time to liveは8bitの生存時間であり、p
rotocolは8ビットのプロトコル情報であり、header chec
ksumは16bitのヘッダチェックサムであり、source IP a
ddressは32bitの送信元IPアドレスであり、destinati
on addressは32bitの宛先IPアドレスである。
【0068】
また、TCPパケットヘッダ部分において、source port nu
mberは16bitの送信元ポート番号であり、destination
port numberは16bitの宛先ポート番号であり、sequen
ce numberは32bitの送信用シーケンス番号であり、ackno
ledgment numberは32bitの応答確認番号であり、hea
der lengthは4bitのTCPヘッダ長であり、reserved
は6bitの予約フィールドであり、URGからFINまでは6bitのコー
ドビットであり、window sizeは16bitのウィンドウ・サイズ
であり、TCP checksumは16bitのチェックサムであり、ur
gent pointerは16bitの緊急ポインタである。
【0069】
なお、上記以外にもオプションデータが付加されることもある。
【0070】
図7では、省略するフィールドの一例をハッチングで示してある。省略され
たフィールドは、図5のテーブル内のidに1対1に対応付けられ、保存され
、解凍する際にidに対応付けられたフィールドが付加される。このような圧
縮により、図8に例示するように変換される。
【0071】
図8のフォーマット例において、第1オクテットの1ビット目は、TCP/
IPヘッダが圧縮されているか否かを示す識別ビットである。例えば、該ビッ
トが1である場合には圧縮されていることを示し、0である場合には圧縮され
ていないことを示す。
2ビット目のCは、connection IDのフィールドの有無を示す
ビットである。
3ビット目のIは、Δipidのフィールドの有無を示すビットである。
4ビット目のPは、TCPヘッダのPush flag(PSH)を示す。
5ビット目のSは、Δseqのフィールドの有無を示すビットである。
6ビット目のAは、Δackのフィールドの有無を示すビットである。
7ビット目のWは、Δwinのフィールドの有無を示すビットである。
8ビット目のUは、urgoffのフィールドの有無を示し、図7でのUR
Gビットを示す。
【0072】
また、Δwinは、図7の16−bit window sizeに対応し
、現在のwindow sizeと以前のwindow sizeとの差分で
ある。Wビットが0の場合は、以前の値と変化がないことを示す。
Δackは、図7の32−bit acknowledgment num
berに対応し、現在の応答番号と以前の応答番号の差分を取ったものである
。Aビットが0のとき、現在の値は以前の値と変化がないことを示す。
Δseqは、図7の32−bit sequence numberに対応
し、現在のシーケンス番号と以前のシーケンス番号の差分を取ったものである
。Sビットが0のとき、現在の値は以前の値と変化がないことを示す。
Δipidは、16−bit identificationを示し、以前
の値と現在の値の差分である。Iビットが0の場合、現在の値は、以前の値を
1増加させた値であることを示す。
【0073】
以上のようにして、TCP/IPヘッダ圧縮を行うことができる。
【0074】
なお、上記のヘッダ圧縮において省略する項目は一例であり、この他にも種
々の省略の仕方が考えられる。
【0075】
次に、TCP/IPヘッダの圧縮や圧縮されたTCP/IPヘッダの解凍を
IPプロセスで行わず、ユーザプロセスで行う場合について説明する。
【0076】
図9に、ハイブリッドルータ304内の、圧縮されたTCP/IPヘッダの
解凍を行うヘッダ解凍処理部(1004)の実装方法の一例を示す。
【0077】
TCP/IPの処理は、通常、デバイスドライバ1003が外部から受信し
たIPパケットをIP処理プロセス1002に渡してIP処理させ、次にTC
P処理プロセス1001に渡してTCP処理させることにより、行われる。
【0078】
しかし、TCP/IPヘッダの圧縮がなされていると、IPパケットを直接
にはIP処理プロセス1002に渡すことができない。
【0079】
そこで、一旦、デバイスドライバ1003から、ユーザ領域で処理されるヘ
ッダ解凍処理部1004に、外部から受信したIPパケットを渡す。
【0080】
ヘッダ解凍処理部1004は、受け取ったIPパケットを、TCP/IPヘ
ッダの解凍が必要であれば解凍処理を行った後に、IP処理プロセス1002
に渡す。
【0081】
IP処理プロセス1002は、渡されたIPパケットがフォワードすべきパ
ケットであれば、適切な出力ポートを選択してデバイスドライバ1003に渡
す。フォワード先が無線端末303であってもTCP/IPのヘッダの圧縮を
行わず、直接、デバイスドライバ1003に渡す(1005)。
【0082】
次に、図10に、無線端末301内の、TCP/IPヘッダの圧縮を行うヘ
ッダ圧縮処理部(1014)の実装の一例を示す。
【0083】
ユーザが送信するTCP/IPヘッダの圧縮を行うため、TCP処理プロセ
ス1011とIP処理プロセス1012で順次TCP処理とIP処理がなされ
た後、一旦、ユーザ領域のヘッダ圧縮処理部1014に渡され、TCP/IP
のヘッダ圧縮処理が行われる。その後、デバイスドライバ1013に渡され、
送信される。
【0084】
一方、IPパケットが受信された場合、TCP/IPの圧縮が行われていな
いことが保証されているので、デバイスドライバ1013から直接にIP処理
プロセス1012に渡される(1105)。
【0085】
IPパケットの受信を開始する前に、予めTCP/IPヘッダの圧縮は上り
チャネルのみで行い、下りチャネルはTCP/IPヘッダの圧縮は行わない、
と取り決めることによって、ハイブリッドルータ304側では、TCP/IP
ヘッダの解凍処理のみを実装し、無線端末301側ではTCP/IPヘッダの
圧縮のみの実装をするだけでよく、ハイブリッドルータ304あるいは無線端
末301の解凍・圧縮の処理によるオーバヘッドを最小にすることができる。
また、上りチャネルの圧縮のみであっても、図2の構成をとることにより、T
CP本来の性能を得ることができる。
【0086】
以上説明してきたような本実施形態によれば、無線端末がインターネット上
のサーバと通信する際、無線端末からハイブリッドルータの方向では狭帯域無
線チャネルを使い、ハイブリッドルータから無線端末ルータの方向では広帯域
無線チャネルを使うようにするとともに、無線端末はデータのヘッダ部を圧縮
してハイブリッドルータに渡し、ハイブリッドルータは受信データの圧縮され
たヘッダ部を解凍してサーバに転送するようにしたので、非対称の伝送路であ
っても、スループットを低下させることがなく、また無線端末の低消費電力化
が可能になる。
【0087】
なお、以上の各機能は、ソフトウェアとしても実現可能である。
【0088】
また、本実施形態は、コンピュータに所定の手段を実行させるための(ある
いはコンピュータを所定の手段として機能させるための、あるいはコンピュー
タに所定の機能を実現させるための)プログラムを記録したコンピュータ読取
り可能な記録媒体としても実施することもできる。
【0089】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲
において種々変形して実施することができる。
【0090】
【発明の効果】
本発明によれば、無線端末からルータ装置の方向のデータ転送においてヘッ
ダ圧縮を行うようにしたので、非対称の伝送路であっても、スループットを低
下させることがなく、また無線端末の低消費電力化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るネットワークの構成例を示す図
【図2】同実施形態に係るプロトコルスタックの一例を示す図
【図3】ヘッダ圧縮手順の一例を示すフローチャート
【図4】ヘッダ圧縮解凍手順の一例を示すフローチャート
【図5】ヘッダ圧縮を管理するための変換テーブルの一例を示す図
【図6】データ送受信シーケンスの一例を示す図
【図7】TCP/IPヘッダフォーマットを示す図
【図8】ヘッダ圧縮後のTCP/IPヘッダフォーマットの一例を示す図
【図9】ルータのヘッダ解凍処理実装の一例を示す図
【図10】端末のヘッダ圧縮処理実装の一例を示す図
【符号の説明】
301…無線端末(PS)
302…狭帯域無線基地局(CS)
303…PCS網
304…ハイブリッドルータ
305…広帯域無線基地局(AP)
306…ATM網
307…インターネット
308…サーバ
1001,1011…TCP処理プロセス
1002,1012…IP処理プロセス
1003,1013…デバイスドライバ
1004…ヘッダ解凍処理部
1014…ヘッダ圧縮処理部

Claims (9)

  1. 無線チャネルで構成される第1のチャネルおよび該第1のチャネルよりも伝送速度が速い無線チャネルである第2のチャネルにより接続される無線端末と、所定のネットワークを介して接続されるノード装置との間で転送されるパケットの経路制御を行うルータ装置の通信方法であって、
    前記無線端末から前記第1のチャネルを用いて送信されて、前記ルータ装置を介して前記ノード装置へ転送される当該ノード装置宛てのパケットであって、過去に、前記無線端末が前記ノード装置宛てに送信した第1のパケットのヘッダ情報と、当該ヘッダ情報に対応する識別情報とを対応つけるテーブルを記憶するステップと、
    前記無線端末から送信された、前記ノード装置宛てのパケットであって、圧縮されたヘッダ部と前記テーブルに記憶された識別情報を含む第2のパケットを前記第1のチャネルを経由して受信したとき、前記第2のパケットに含まれる識別情報を基に、前記第2のテーブルから当該識別情報に対応するヘッダ情報を抽出して、抽出されたヘッダ情報を基に前記第2のパケットの圧縮されたヘッダ部を復元するステップと、
    復元されたヘッダ部の内容に基づき前記第2のパケットを前記所定のネットワークに送出するステップと、
    を有し、
    前記ノード装置から送信され、前記ルータ装置と前記第2のチャネルを介して前記無線端末に受信される当該無線端末宛てのパケットのヘッダ情報は圧縮されないことを特徴とする通信方法。
  2. 無線チャネルで構成される第1のチャネルおよび該第1のチャネルよりも伝送速度が速い無線チャネルである第2のチャネルを介して接続されるルータ装置を介して、所定のネットワーク上のノード装置と通信を行う無線端末の通信方法であって、
    前記無線端末から前記第1のチャネルを用いて送信されて、前記ルータ装置を介して前記ノード装置へ転送される当該ノード装置宛てのパケットであって、過去に前記ノード装置へ送信した第1のパケットのヘッダ情報と、当該ヘッダ情報に対応する識別情報とを対応付けるテーブルを記憶するステップと、
    前記ノード装置宛てのパケットであって、今回前記ノード装置へ送信する第2のパケットのヘッダ部を、前記テーブルに記憶されている前記第1のパケットのヘッダ情報を基に圧縮するとともに、前記第1のパケットのヘッダ情報に対応付けて前記テーブルに記憶されている前記識別情報を当該第2のパケットに付加して、前記第1のチャネルを用いて前記ルータ装置に送信するステップと、
    を有し、
    前記ノード装置から送信され、前記ルータ装置と前記第2のチャネルを介して前記無線端末に受信される当該無線端末宛てのパケットのヘッダ情報は圧縮されないことを特徴とする通信方法。
  3. 前記圧縮の対象とするヘッダ部は、ネットワーク層ヘッダ部、トランスポート層ヘッダ部、またはネットワーク層ヘッダ部およびトランスポート層ヘッダ部であることを特徴とする請求項1または2記載の通信方法。
  4. 前記所定のネットワークはインターネットであり、前記第1のチャネルはPCS網に接続された第1の基地局により提供され、前記第2のチャネルはATM網に接続された第2の基地局により提供されることを特徴とする請求項1または2記載の通信方法。
  5. 双方向の無線チャネルで構成される第1のチャネルを提供する第1の基地局を収容する第1のネットワークと、該第1のチャネルよりも伝送速度が速い下り方向の無線チャネルである第2のチャネルを提供する第2の基地局を収容する第2のネットワークと、第1および第2のネットワークとは異なる第3のネットワークとを接続するルータ装置と、前記第1のチャネルと前記第2のチャネルとを用いて通信を行う無線端末と、前記第3のネットワーク上のノード装置とを備えた無線通信システムにおける通信方法であって、
    前記無線端末は、
    前記無線端末から前記第1のチャネルを用いて送信されて、前記第1の基地局と前記第1のネットワークと前記ルータ装置を介して前記ノード装置へ転送される当該ノード装置宛てのパケットであって、過去に前記ノード装置へ送信した第1のパケットのヘッダ情報と、当該ヘッダ情報に対応する識別情報とを対応付ける第1のテーブルを記憶するステップと、
    前記ノード装置宛てのパケットであって、今回前記ノード装置へ送信する第2のパケットを、当該第2のパケットのヘッダ部を前記テーブルに記憶されている前記第1のパケットのヘッダ情報を基に圧縮するとともに、前記第1のパケットのヘッダ情報に対応付けて前記テーブルに記憶されている前記識別情報を付加して、前記第1のチャネルを用いて送信するステップとを有し、
    前記ルータ装置は、
    前記第1のパケットのヘッダ情報と、当該ヘッダ情報に対応する識別情報とを対応付ける第2のテーブルを記憶するステップと、
    前記第1のネットワークから受信した前記第2のパケットに付加された前記識別情報を基に、前記第2のテーブルから当該識別情報に対応するヘッダ情報を抽出し、抽出されたヘッダ情報を基に、前記第2のパケットの圧縮されたヘッダ部を復元するステップと、
    復元されたヘッダ部の内容に基づき前記第2のパケットを前記ノード装置へ転送するステップとを有し、
    前記ノード装置から送信され、前記ルータ装置と前記第2のネットワークと前記第2の基地局と前記第2のチャネルを介して当該無線端末に受信される当該無線端末宛てのパケットのヘッダ情報は圧縮されないことを特徴とする通信方法。
  6. 無線チャネルで構成される第1のチャネルおよび該第1のチャネルよりも伝送速度が速い無線チャネルである第2のチャネルにより接続される無線端末と、所定のネットワークを介して接続されるノード装置との間で転送されるパケットの経路制御を行うルータ装置であって、
    前記無線端末から前記第1のチャネルを用いて送信されて、前記ルータ装置を介して前記ノード装置へ転送される当該ノード装置宛てのパケットであって、過去に前記無線端末が前記ノード装置宛てに送信した第1のパケットのヘッダ情報と、当該ヘッダ情報に対応する識別情報とを対応つけるテーブルを記憶する手段と、
    前記無線端末から送信された、前記ノード装置宛てのパケットであって、圧縮されたヘッダ部と前記テーブルに記憶された識別情報を含む第2のパケットを前記第1のチャネルを経由して受信したとき、前記第2のパケットに含まれる識別情報を基に、前記第2のテーブルから当該識別情報に対応するヘッダ情報を抽出して、抽出されたヘッダ情報を基に前記第2のパケットの圧縮されたヘッダ部を復元する手段と、
    復元されたヘッダ部の内容に基づき前記第2のパケットを前記所定のネットワークに送出する手段と、
    を具備し、
    前記ノード装置から送信され、前記ルータ装置と前記第2のチャネルを介して前記無線端末に受信される当該無線端末宛てのパケットのヘッダ情報は圧縮されないことを特徴とするルータ装置。
  7. 無線チャネルで構成される第1のチャネルおよび該第1のチャネルよりも伝送速度が速い無線チャネルである第2のチャネルを介して接続されるルータ装置を介して、所定のネットワーク上のノード装置と通信を行う無線端末であって、
    前記無線端末から前記第1のチャネルを用いて送信されて、前記ルータ装置を介して前記ノード装置へ転送される当該ノード装置宛てのパケットであって、過去に前記ノード装置へ送信した第1のパケットのヘッダ情報と、当該ヘッダ情報に対応する識別情報とを対応付けるテーブルを記憶する手段と、
    前記ノード装置宛てのパケットであって、今回前記ノード装置へ送信する第2のパケットを、当該第2のパケットのヘッダ情報を前記テーブルに記憶されている前記第1のパケットのヘッダ情報を基に圧縮するとともに、前記第1のパケットのヘッダ情報に対応付けて前記テーブルに記憶されている前記識別情報を付加して、前記第1のチャネルを用いて前記ルータ装置に送信する手段と、
    を具備し、
    前記ノード装置から送信され、前記ルータ装置と前記第2のチャネルを介して前記無線端末に受信される当該無線端末宛てのパケットのヘッダ情報は圧縮されないことを特徴とする無線端末。
  8. 双方向の無線チャネルで構成される第1のチャネルを提供する第1の基地局を収容する第1のネットワークと、該第1のチャネルよりも伝送速度が速い下り方向の無線チャネルである第2のチャネルを提供する第2の基地局を収容する第2のネットワークと、第1および第2のネットワークとは異なる第3のネットワークとを接続するルータ装置と、前記第1のチャネルと前記第2のチャネルとを用いて通信を行う無線端末と、前記第3のネットワーク上のノード装置とを備えた無線通信システムであって、
    前記無線端末は、
    前記無線端末から前記第1のチャネルを用いて送信されて、前記第1の基地局と前記第1のネットワークと前記ルータ装置を介して前記ノード装置へ転送される当該ノード装置宛てのパケットであって、過去に前記ノード装置へ送信した第1のパケットのヘッダ情報と、当該ヘッダ情報に対応する識別情報とを対応付ける第1のテーブルを記憶する手段と、
    前記ノード装置宛てのパケットであって、今回前記ノード装置へ送信する第2のパケットを、当該第2のパケットのヘッダ部を前記テーブルに記憶されている前記第1のパケットのヘッダ情報を基に圧縮するとともに、前記第1のパケットのヘッダ情報に対応付けて前記第1のテーブルに記憶されている前記識別情報を付加して、前記第1のチャネルを用いて送信する手段とを具備し、
    前記ルータ装置は、
    前記第1のパケットのヘッダ情報と、当該ヘッダ情報に対応する識別情報とを対応付ける第2のテーブルを記憶する手段と、
    前記第1のネットワークから受信した前記第2のパケットに付加された前記識別情報を基に、前記第2のテーブルから当該識別情報に対応するヘッダ情報を抽出し、抽出されたヘッダ情報を基に、前記第2のパケットの圧縮されたヘッダ部を復元する手段と、
    復元されたヘッダ部の内容に基づき前記第2のパケットを前記ノード装置へ転送するための手段と、
    を具備し、
    前記ノード装置から送信され、前記ルータ装置と前記第2のネットワークと前記第2の基地局と前記第2のチャネルを介して当該無線端末に受信される当該無線端末宛てのパケットのヘッダ情報は圧縮されないことを特徴とする無線通信システム。
  9. 前記第1のネットワークはPCM網であり、前記第2のネットワークはATM網であることを特徴とする請求項8記載の無線通信システム。
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