JP3974027B2

JP3974027B2 - Base station control apparatus, data transmission method and program

Info

Publication number: JP3974027B2
Application number: JP2002346278A
Authority: JP
Inventors: 太朗石川; 康博加藤; 浩稲村; 芳文森広
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP2004180158A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動機とデータパケットを配信するサーバとがネットワークに接続され、そのサーバから移動機に対して送信されたデータパケットを廃棄する確率を決定し、又はサーバから移動機に対して送信されたデータパケットに対する応答パケットを予め設定された基準数に分割する基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、インターネットが普及されたことに伴なって、インターネットにアクセスするためのアクセス回線が多様化している。これにより、携帯電話、ＰＨＳ、無線ＬＡＮ等の無線回線を利用したインターネットアクセスが増加している。ＩＭＴ−２０００に代表される第三世代以降の無線通信システムを利用したインターネットアクセスは、パケット通信による高速な伝送速度を実現する一方で、伝送速度が動的に変化する特徴を有する。
【０００３】
該当する移動機への伝送速度は、その移動機におけるトラフィック量、通信品質、収容セル内の空きチャネル、その移動機以外の通信品質、収容セル内の他の移動機の空きチャネル収容セル内の他の移動機のトラフィック量、各移動機間のトラフィック量によって動的に変化するものである。この伝送速度に関係するインターネット上の殆どのトラフィックは、ＴＣＰに代表されるような自立的な輻輳制御方式を有するプロトコルを用いて処理されている。
【０００４】
このＴＣＰの輻輳制御方式（ＲＦＣ２５８１ＴＣＰ Congestion Control）では、サーバと移動機との間でパケットロスがない場合には、サーバは輻輳ウインドウを増加させる。すなわち、サーバがＡＣＫを移動機から受信することができた場合には、サーバは輻輳ウィンドウを増加させる。ここで、輻輳ウィンドウとは、例えば、サーバが移動機からのＡＣＫを受信することなく送信できるパケットの量をからなるものである。
【０００５】
一方、サーバが三つの重複したＡＣＫを移動機から受信するか、又はサーバが一定時間の間新しいセグメントに対するＡＣＫを移動機から受信しない場合には、サーバは、輻輳によってパケットロスが発生したものと判断し、輻輳ウィンドウを減少させる。
【０００６】
この輻輳ウィンドウが減少した場合には、サーバは、減少した輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウの増加率は、スロースタート又は輻輳回避のいずれかの状態にあるかで相違する。スロースタートと輻輳回避との状態の違いは、輻輳ウィンドウとssthresh（閾値）との関係で決まる。
【０００７】
このスロースタートの状態は、輻輳ウインドウがssthreshよりも小さい（輻輳ウィンドウ＜ssthresh）ときを意味する。状態がスロースタートに移行されたときには、サーバは、ＡＣＫを受け取る毎に１セグメント分だけ輻輳ウィンドウを増加させる。その結果、サーバは指数関数的に輻輳ウィンドウを増加させることになる。
【０００８】
一方、輻輳回避の状態は、輻輳ウィンドウがssthreshよりも大きい（輻輳ウィンドウ＜ssthresh）ときに移行される。状態が輻輳回避に移行されたときには、サーバは、ＡＣＫを受け取る毎に１／輻輳ウィンドウ分だけ輻輳ウィンドウを増加させる。その後、サーバは線形に輻輳ウィンドウを増加させる。
【０００９】
上記各状態において輻輳ウィンドウが減少するのは次の理由によるものである。図７は、輻輳ウインドウの変化を示す図である。同図中の時間は、サーバが送信データを移動機に送信した後、サーバがその送信データに対応するＡＣＫを移動機から受信するまでの時間を意味する。
【００１０】
この輻輳ウィンドウの減少は主に二つのパターンが存在する。一つ目のパターンとしては、図７に示すように、サーバが三つの重複したＡＣＫを移動機から受信をしたときに輻輳ウィンドウが減少する。二つ目のパターンとしては、サーバが一定時間内に新たなセグメントに対するＡＣＫを受信しないときに輻輳ウインドウが減少する。これらの輻輳ウィンドウが減少したときは、サーバは、次のような処理をし、輻輳ウインドウを最適値に近づける。
【００１１】
すなわち、サーバが三つの重複したＡＣＫを移動機から受信したときには、サーバは、現在の輻輳ウィンドウの半分の値をssthreshに記憶させて、輻輳ウィンドウを半分の値にする。一方、サーバが一定時間内に新たなセグメントに対するＡＣＫを受信しない場合には、サーバは現在の輻輳ウィンドウの半分の値をssthreshに記憶させて、輻輳ウィンドウを最小にする。
【００１２】
輻輳ウィンドウを前の輻輳ウインドウに対して半分又は最小になるように変更したサーバは、ＡＣＫを受信する度に輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウの最適値は、一般に帯域幅と遅延時間との関係で規定されている。図８は、輻輳ウインドウの最適値と限界値との関係を示す図である。
【００１３】
一般に無線アクセス回線は、伝送速度が有線回線に比べて遅いため、輻輳ウィンドウの最適値を超えた分は、基地局制御装置（基地局を制御する装置）のキューに蓄積される。限界値を超えるパケットが基地局制御装置のキューにたまるとパケットは廃棄される。ここで、基地局制御装置は、サーバと移動機との間でデータの送受信をするものである。
【００１４】
一方、限界値が輻輳ウィンドウの最適値よりも低い場合には、スループットが低下する。このため、限界値は、帯域幅動的変化に連動する輻輳ウィンドウの最適値が取り得る最大値よりも大きな値になるように固定的に設定される。
【００１５】
しかしながら、帯域幅と輻輳ウィンドウとの最適値が小さい場合には、限界値と輻輳ウィンドウとの最適値の差が大きくなり、基地局制御装置ではメモリ資源が無駄に使われることになる。また、この最適値を超えた分の輻輳ウィンドウのパケットは、基地局制御装置のキューに蓄積されるため、通信路に送出されるまでに時間がかかる。
【００１６】
更に、結果的にはサーバは、サーバと移動機との間で新たなコネクションを確立させるまでに時間がかかる、リアルタイム性を必要とするデータの有効性が失われてしまうという問題が発生していた。
【００１７】
この問題を回避するための従来技術としては、伝送速度が可変である通信システムにおいて、容量可変バッファのバッファ容量を伝送速度に応じて増減させる。この増減をさせた通信システムは、最適なバッファ容量を設定する（例えば、特許文献１参照）。これにより、上記通信システムは、無効となってしまうデータを最小限に留めることができ、有効なデータのみを通信回線に送信することができる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−１７４１８５号公報（第１−８項、図２）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術では、通信システムが伝送速度に応じて最適なバッファ容量の設定を可能とするが、この通信システムは伝送速度が遅くなるのに連動してバッファ容量を縮小する。このため、縮小されたバッファ部分に蓄積されていたパケットが廃棄され、その結果バースト的なパケット廃棄が生ずる。
【００２０】
一方、ＴＣＰに代表されるような自立的な輻輳制御方式を有するプロトコルでは、バースト的なパケットロスが発生すると、しばしば輻輳ウィンドウが最小値に設定され、廃棄されたパケットが再送される。この輻輳ウィンドウは、サーバがＡＣＫを移動機から受信する度に、輻輳ウィンドウが最小値から徐々に大きくなる。そのうち輻輳ウィンドウは最適値まで達するが、そのようになるまでには幾分かの時間がかかる。
【００２１】
以上のように、限界値が小さく設定されると、帯域幅が大きい場合にはスループットが低下する。一方、限界値が大きく設定されると、基地局制御装置では無駄なメモリ資源が必要となる。このため、新たなコネクションを確立させるまでに相当の時間がかかる、リアルタイム性を必要とするデータの有効性が失われてしまう。
【００２２】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、サーバから移動機に向けて送信されたデータパケットを所定の確率で廃棄させ、又は移動機からサーバ宛に送信された応答パケットを所定の条件の下で分割させることで、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることのできる基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラムを提供することを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本願に係る発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、移動機とデータパケットを配信するサーバとがネットワークに接続され、サーバから移動機に対して送信されたデータパケットを廃棄する確率を決定する際に、移動機に送信するデータパケットをキュー長として一時的にキューに記憶し、移動機に送信するデータパケットの伝送速度を設定し、設定された伝送速度とキューに記憶されたキュー長との大きさに応じて、サーバから移動機に対して送信されたデータパケットを廃棄する確率を決定することを特徴とする。
【００２４】
このような本願に係る発明によれば、基地局制御装置が、設定された伝送速度とキューに記憶されたキュー長との大きさに応じて、サーバから移動機宛に送信されたデータパケットを廃棄する確率（廃棄確率）を決定することができる。これにより、基地局制御装置が、サーバから移動機宛に送信されたデータパケットを上記廃棄確率で廃棄することができる。
【００２５】
もし、基地局制御装置で決定された廃棄確率が高くなれば、サーバから移動機宛に送信されたパケットデータが全て移動機には送信されなくなる。このため、サーバが重複ＡＣＫ若しくは一定時間にＡＣＫを受信せずタイムアウトすることにより、サーバが自ら輻輳ウィンドウを減少させる。この輻輳ウィンドウが減少すれば、基地局制御装置は、サーバから送信されるデータパケットが減少するので、そのデータパケットを廃棄させることなく、そのデータパケットを迅速に該当する移動機に送信することができる。
【００２６】
言い換えると、基地局制御装置が上記廃棄確率を適切に変動させることにより、その基地局制御装置は、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００２７】
また、本願に係る発明は、移動機とデータパケットを配信するサーバとがネットワークに接続され、サーバから移動機に対して送信されたデータパケットに対する応答パケットを予め設定された基準数に分割する際に、移動機に送信するデータパケットをキュー長として一時的にキューに記憶し、予め設定された基準長とキューに記憶されたキュー長とを照合し、基準長がキュー長よりも大きいときは、応答パケットを予め設定された基準数に分割することを特徴とする。
【００２８】
このような本願に係る発明によれば、上記基準長がキュー長よりも大きいときは、基地局制御装置は、移動機から受信した応答パケットを予め設定された基準数に分割することができる。これにより、サーバは、基地局制御装置で分割された応答パケットの数に応じて、移動局宛に送信するパケットの量（輻輳ウィンドウ）を順次変更することができる。
【００２９】
例えば、バースト的なパケットロスがネットワーク上で発生し、サーバにおける輻輳ウィンドウが特定のプロトコルにより最小値に設定された場合であっても、基地局制御装置は、受信した応答パケットを予め設定された基準数に分割することで、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に向上させることができる。
【００３０】
上記発明においては、予め設定された基準長とキューに記憶されたキュー長との差分を算出し、算出した差分の大きさに応じて上記基準数を設定することが好ましい。この場合には、現在の基準長の方がキュー長よりも大きいときは、基地局制御装置は、上記分割する基準数を高く設定することができる。
【００３１】
この基準数が高く設定されるということは、基地局制御装置が現在のキュー長を更に大きくすることができることを意味する。もし、この基準数が高くなれば、基地局制御装置は、移動機から受信した応答パケットを高い基準数で分割する。この分割により応答パケットが増加すれば、サーバは、増加された応答パケットに基づいて輻輳ウィンドウを増加させる。
【００３２】
この分割によりＡＣＫが増加すれば、サーバは、多くの応答パケットが返信されるので、これに伴ない輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウが増加すれば、基地局制御装置は、サーバから受信するデータパケットが大きくなり、結果的にキュー長を大きくすることができる。このことにより、基地局制御装置は、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００３３】
上記発明においては、移動機に送信するデータパケットの伝送速度を設定し、設定された伝送速度に応じて基準数を設定することが好ましい。この場合には、基地局制御装置は、移動機から受信した応答パケットを上記基準数で分割することができるので、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（送信制御システムの基本構成）
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る送信制御システムを示す概略構成図である。
【００３５】
同図に示すように、本実施形態に係る送信制御システムは、移動機１０ａ、１０ｂと、基地局２０と、基地局制御部３０（基地局制御装置）と、ネットワーク４０と、サーバ５０とを備える。尚、基地局制御部３０は、基地局２０に備えてもよい。
【００３６】
尚、本実施形態では、移動機１０は、サーバ５０宛にこれまで受信したデータパケットのパケット数を確認するための応答パケットを送信し、サーバ５０は、移動機１０からの応答パケットの確認を行うことなく、移動機１０宛にデータパケットを送信するものである。
【００３７】
移動機１０は、サーバ５０と基地局２０との間でデータパケットを送受信するものである。この移動機１０は、例えば携帯電話機、PDA等が挙げられる。具体的に、移動機１０は、サーバ５０から送信されたデータパケットに対する応答を応答パケット（ＡＣＫ）としてサーバ５０宛に送信する。
【００３８】
基地局２０は、基地局制御部３０から入力されたデータパケットを該当する移動機１０に送信するものである。また、基地局２０は、移動機１０から送信されたデータパケット又はＡＣＫを基地局制御部３０に出力するものでもある。サーバ５０は、基地局制御部３０、基地局２０を介してデータパケットを移動機１０に送信するものである。また、サーバは、後述するように、基地局制御部３０で分割された応答パケットの数に応じて、移動機１０宛に送信するデータパケットの量を変更するものである。
【００３９】
このサーバ５０と基地局制御部３０とは、ネットワーク４０に接続される。このネットワーク４０は、本実施形態では、無線又は有線で構築される接続網を意味する。このネットワーク４０に接続されたサーバ５０と移動機１０とは、ＴＣＰで通信をすることが可能である。
【００４０】
前記基地局制御部３０は、本実施形態では、図２に示すように、パケット受信部３１（受信手段）と、キュー管理部３２（廃棄確率決定手段）と、無線フレーム送信部３３と、伝送速度監視部３４と、キュー長監視部３５と、無線フレーム受信部３６と、ＡＣＫパケット分割部３７（分割手段）と、パケット送信部３８とを備える。この基地局制御部３０は、基地局２０及びネットワーク４０に接続される。
【００４１】
パケット受信部３１は、サーバ５０からデータパケットを受信するものである。具体的に、パケット受信部３１は、サーバ５０から送信されたデータパケットを受信し、受信したデータパケットをキュー管理部３２に出力する。
【００４２】
キュー管理部３２は、移動機１０に送信するデータパケットをキュー長として一時的に記憶するキュー３２１を備える。このキュー長は、本実施形態では、キューに記憶されるパケットの数、パケットの長さ又はパケットの量を意味する。このキュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３で設定されたデータパケットの伝送速度とキュー３２１に記憶されたキュー長との大きさに応じて、パケット受信部３１で受信されたデータパケットを廃棄する確率（データパケットの廃棄確率）を決定するものである。
【００４３】
具体的に、キュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３からの要求に基づいて、キュー管理部３２内のキュー３２１に保存されているデータパケットを無線フレーム送信部３３に出力する。この無線フレーム送信部３３がデータパケットを該当する移動機１０に送信し、その無線フレーム送信部３３が新たなデータパケットを送信するための要求をキュー管理部３２にするまでは、キュー管理部３２は、パケット受信部３１から入力されたデータパケットをキュー管理部３２内のキュー３２１に記憶させるか、又は廃棄する。
【００４４】
ここで、キュー管理部３２が、入力されたデータパケットを廃棄するか、キュー３２１に記憶させるかは、本実施形態では、ＥＲＤ（Early Random Drop）アルゴリズムを用いて行うことができる。このアルゴリズムは、ＥＲＤに限定されるものではなく、それ以外のＲＥＤ（Random Early Detection）等のアルゴリズムを用いてもよい。
【００４５】
本実施形態で用いるアルゴリズムは、上記伝送速度及びキュー長に応じて廃棄確率のパラメータを変化させることができるものであればよい。図４に示すように、このアルゴリズムを用いたキュー長及び廃棄確率に関する折れ線特性（理論特性）は、本実施形態では、予め定められているものとする。
【００４６】
この各折れ線特性は、キュー長の最低値（min thresh for --kbps)を基準位置とし、キュー長及び伝送速度の大きさに応じて、その基準位置から所定の傾きを持った直線を描くものである。キュー管理部３２は、その折れ線特性を用いて、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度の値と、キュー３２１に記憶されたキュー長の値とが交わる点を求める。キュー管理部３２は、その求めた点の縦軸に該当する大きさを廃棄確率として決定する。
【００４７】
この伝送速度とキュー長との関係により廃棄確率を決定したキュー管理部３２は、パケット受信を行うときに、決定した廃棄確率に従い、受信されたパケットをキュー３２１に記憶させるか、廃棄する。
【００４８】
また、キュー管理部３２は、伝送速度監視部３４から通知された伝送速度又はＡＣＫパケット分割部３７で測定された遅延時間の大きさに応じて、最適キュー長（基準長）を設定するものである。この最適キュー長は、本実施形態では、伝送速度と遅延時間との関数で表現することができる。ここで、遅延時間とは、サーバ５０がデータを該当する移動機１０に送信した後、サーバ５０がそのデータに対するＡＣＫを受信するまでの時間（ラウンドトリップ時間）を意味する。
【００４９】
無線フレーム送信部３３は、キュー３２１に記憶されたデータパケットを該当する移動機１０に送信するものである。また、無線フレーム送信部３３は、移動機１０に送信するデータパケットの伝送速度を設定するものである。ここで、伝送速度は、無線フレーム送信部３３と移動機１０との間の通信状況に応じて動的に変化する。この伝送速度は、主に６４〜３８４kbpsの範囲内で変化する。
【００５０】
伝送速度監視部３４は、無線フレーム送信部３３で把握されている伝送速度をキュー管理部３２及びＡＣＫパケット分割部３７に通知するものである。この伝送速度監視部３４は、無線フレーム送信部３３、キュー管理部３２及びＡＣＫパケット分割部３７に接続される。
【００５１】
無線フレーム受信部３６は、移動機１０からサーバ５０宛に送信されたＡＣＫ（応答パケット）を受信したときは、受信したＡＣＫをＡＣＫパケット分割部３７に出力するものである。キュー長監視部３５は、キュー３２１内のキュー長を逐次ＡＣＫパケット分割部３７に通知するものである。このキュー長監視部３５は、キュー管理部３２及びＡＣＫパケット分割部３７に接続される。
【００５２】
ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長とキュー３２１に記憶されたキュー長とを照合し、最適キュー長がキュー長よりも大きいときは、無線フレーム受信部３６で受信されたＡＣＫ（応答パケット）を予め設定された基準数に分割するものである。
【００５３】
尚、ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長とキュー３２１に記憶されたキュー長との差分を算出し、算出した差分の大きさに応じて上記基準数を設定することが好ましい。又はＡＣＫパケット分割部３７は、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度に応じて基準数を設定することをが好ましい。
【００５４】
具体的に、ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長と、キュー長監視部３５から通知されたキュー長とを比較する。この比較をしたＡＣＫパケット分割部３７は、最適キュー長＞キュー長の関係が成り立つ場合には、無線フレーム受信部３６から入力されたＡＣＫを予め設定された基準数に分割する。
【００５５】
この分割をしたＡＣＫパケット分割部３７は、分割した後のＡＣＫを分割信号としてパケット送信部３８に出力する。このパケット送信部３８は、入力された分割信号をサーバ５０に送信する。このパケット送信部３８から分割信号が入力されたサーバ５０は、入力された分割信号に対応するＡＣＫの数に応じて、輻輳ウインドウを変更する。
【００５６】
一方、ＡＣＫパケット分割部３７は、最適キュー長＞キュー長の関係が成り立たない場合には、無線フレーム受信部３６から入力されたＡＣＫをそのままパケット送信部３８に出力する。
【００５７】
図３は、輻輳ウィンドウが変化する様子を示す図である。同図は、一つのＡＣＫを分割する際の基準数を固定で２に設定した場合の輻輳ウィンドウの変化の例である。同図に示すように、伝送速度が６４kbps→１２８kbps→６４kbps→３８４kbps→６４kbps→３８４kbpsと変化した場合には、輻輳ウィンドウの最適値が伝送速度に応じて変化する。これにより、基地局制御部３０は、上記各処理を施すことにより、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００５８】
（送信制御システム、基地局制御装置を用いたデータ伝送方法）
上記構成を有する送信制御システム、基地局制御装置によるデータ伝送方法は、以下の手順により実施することができる。
【００５９】
（１）基地局制御部３０がＡＣＫを分割するまでの手順
図５は、基地局制御部３０がＡＣＫを分割するまでの手順を示すフロー図である。図５に示すように、先ず移動機１０がサーバ５０宛にデータパケットを要求する（Ｓ１０１）。尚、サーバ５０が移動機１０に向けてＴＣＰコネクションを確立させてもよい。
【００６０】
移動機１０からデータパケットの要求を受信したサーバ５０は、該当するデータパケットを基地局制御部３０に送信する（Ｓ１０２）。パケット受信部３１は、サーバ５０から送信されたデータパケットを受信し、受信したデータパケットをキュー管理部３２に出力する。
【００６１】
次いで、無線フレーム送信部３３がサーバ５０から送信されたデータパケットを該当する移動機１０に送信する（Ｓ１０３）。具体的に、キュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３からの要求に基づいて、キュー管理部３２内のキュー３２１に保存されているデータパケットを無線フレーム送信部３３に出力する。キュー管理部３２からデータパケットが入力された無線フレーム送信部３３は、入力されたデータパケットを移動機１０に送信する。
【００６２】
次いで、移動機１０が、基地局制御部３０から送信されたデータパケットに対応する応答をＡＣＫ（応答パケット）としてサーバ５０宛に送信する（Ｓ１０４）。移動機１０からサーバ５０宛に送信されたＡＣＫを受信した無線フレーム受信部３６は、受信したＡＣＫをＡＣＫパケット分割部３７に出力する。
【００６３】
その後、キュー管理部３２が、伝送速度監視部３４から通知された伝送速度又はＡＣＫパケット分割部３７で測定された遅延時間の大きさに応じて、最適キュー長（基準長）を算出する（Ｓ１０５）。
【００６４】
次いで、ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長とキュー３２１に記憶されたキュー長とを照合し、最適キュー長がキュー長よりも大きいときは、無線フレーム受信部３６で受信されたＡＣＫ（応答パケット）を予め設定された基準数に分割する（Ｓ１０６）。
【００６５】
この分割をしたＡＣＫパケット分割部３７は、分割した後のＡＣＫを分割信号としてパケット送信部３８に出力する。このパケット送信部３８は、入力された分割信号をサーバ５０に送信する（Ｓ１０８）。このパケット送信部３８から分割信号が入力されたサーバ５０は、入力された分割信号に対応するＡＣＫの数に応じて、輻輳ウインドウを変更する（Ｓ１０９）。
【００６６】
一方、ＡＣＫパケット分割部３７は、最適キュー長＞キュー長の関係が成り立たない場合には、無線フレーム受信部３６から入力されたＡＣＫをそのままパケット送信部３８に出力する。このパケット送信部３８は、入力されたＡＣＫをサーバ５０に送信する。
【００６７】
（２）キュー管理部３２が廃棄確率を決定するまでの手順
先ず、キュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度を特定する。また、キュー管理部３２は、キュー３２１に記憶されたキュー長を特定する。その後、キュー管理部３２は、特定したデータパケットの伝送速度とキュー３２１に記憶されたキュー長との大きさに応じて廃棄確率を決定する。
【００６８】
具体的に、キュー管理部３２は、図４に示す折れ線特性を用いて、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度の値と、キュー３２１に記憶されたキュー長の値とが交わる点を求める。キュー管理部３２は、その求めた交点の縦軸に該当する大きさを廃棄確率として決定する。
【００６９】
この伝送速度とキュー長との関係により廃棄確率を設定したキュー管理部３２は、パケット受信を行うときに、決定した廃棄確率に従い、受信されたデータパケットをキュー３２１に記憶させるか、廃棄する。
【００７０】
（プログラム）
上記説明した内容は、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータにおいて、所定のプログラム言語を利用するための専用プログラムを実行することにより実現することができる。
【００７１】
尚、プログラムは、記録媒体に記録することができる。この記録媒体は、図６に示すように、例えば、ハードディスク６０、フレキシブルディスク７０、コンパクトディスク８０、ＩＣチップ９０、カセットテープ１００などが挙げられる。このようなプログラムを記録した記録媒体によれば、プログラムを取り扱う業者は、プログラムの保存、運搬、販売などを容易に行うことができる。
【００７２】
（基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラムによる作用及び効果）
このような本願に係る発明によれば、キュー管理部３２が、設定された伝送速度とキュー３２１に記憶されたキュー長との大きさに応じて、サーバ５０から移動機１０宛に送信されたデータパケットを廃棄する確率（廃棄確率）を決定することができる。これにより、キュー管理部３２は、サーバ５０から移動機１０宛に送信されたデータパケットを上記廃棄確率で廃棄することができる。
【００７３】
もし、キュー管理部３２で決定された廃棄確率が高くなれば、サーバ５０から移動機１０宛に送信されたパケットデータが全て移動機１０には送信されなくなる。このため、サーバ５０が重複ＡＣＫ若しくは一定時間にＡＣＫを受信せずタイムアウトすることにより、サーバが自ら輻輳ウィンドウを減少させる。この輻輳ウィンドウが減少すれば、キュー管理部３２は、サーバ５０から受信したデータパケットが減少するので、そのデータパケットを廃棄させることなく、そのデータパケットを迅速に該当する移動機１０に送信することができる。
【００７４】
言い換えると、キュー管理部３２が上記廃棄確率を適切に変動させることにより、そのキュー管理部３２は、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００７５】
また、最適キュー長がキュー長よりも大きいときは、ＡＣＫパケット分割部３７は、移動機１０から受信したＡＣＫを予め設定された基準数に分割することができる。これにより、サーバ５０は、ＡＣＫパケット分割部３７で分割されたＡＣＫの数に応じて、輻輳ウィンドウを順次変更することができる。
【００７６】
例えば、バースト的なパケットロスがネットワーク上で発生し、サーバ５０における輻輳ウィンドウが特定のプロトコルにより最小値に設定された場合には、ＡＣＫパケット分割部３７は、受信したＡＣＫを予め設定された基準数に分割することで、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に向上させることができる。
【００７７】
更に、現在の最適キュー長の方がキュー長よりも大きいときは、ＡＣＫパケット分割部３７は、上記分割する基準数を高く設定することができる。この基準数が高く設定されるということは、最適キュー長の方がキュー長よりも大きいので、キュー管理部３２がキュー３２１に記憶するキュー長を更に大きくすることができることを意味する。
【００７８】
もし、この基準数が高くなれば、ＡＣＫパケット分割部３７は、移動機１０から受信したＡＣＫを高い基準数で分割する。この分割によりＡＣＫが増加すれば、サーバ５０は、多くのＡＣＫが返信されるので、これに伴ない輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウが増加すれば、キュー管理部３２は、サーバ５０から受信するデータパケットが大きくなり、結果的にキュー長を大きくすることができる。このことにより、ＡＣＫパケット分割部３７は、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、サーバから移動機に向けて送信されたデータパケットを所定の確率で廃棄させ、又は移動機からサーバ宛に送信された応答パケットを所定の条件の下で分割させることで、結果的にサーバにおける輻輳ウィンドウを最適値に近づけさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る送信制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る送信制御システムの内部構造を示す図である。
【図３】本実施形態に係る輻輳ウインドウが時間に応じて変化する様子を示す図である。
【図４】本実施形態に係る伝送速度とキュー長との関係を示す図である。
【図５】本実施形態に係るデータ伝送方法の手順を示す図である。
【図６】本実施形態に係る記録媒体を示す図である。
【図７】輻輳ウィンドウが時間の大きさに応じて変化する様子を示す従来図である（その１）。
【図８】輻輳ウインドウが時間の大きさに応じて変化する様子を示す従来図である（その２）。
【符号の説明】
１０…移動機、２０…基地局、３０…基地局制御部、３１…パケット受信部、３２…キュー管理部、３３…無線フレーム送信部、３４…伝送速度監視部、３５…キュー長監視部、３６…無線フレーム受信部、３７…ＡＣＫパケット分割部、３８…パケット送信部、４０…ネットワーク、５０…サーバ、６０…ハードディスク、７０…フレキシブルディスク、８０…コンパクトディスク、９０…ＩＣチップ、１００…カセットテープ、３２１…キュー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention determines the probability of discarding a data packet transmitted from the server to the mobile device when the mobile device and the server that distributes the data packet are connected to the network, or transmits the data packet from the server to the mobile device. The present invention relates to a base station control device, a data transmission method, and a program that divide a response packet for a received data packet into a preset reference number.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the widespread use of the Internet, access lines for accessing the Internet have been diversified. As a result, Internet access using wireless lines such as mobile phones, PHS, and wireless LANs is increasing. Internet access using a third-generation or later wireless communication system represented by IMT-2000 has a feature that the transmission rate dynamically changes while realizing a high transmission rate by packet communication.
[0003]
The transmission rate to the corresponding mobile device is the traffic volume, communication quality, free channel in the receiving cell, communication quality other than the mobile device, free channel of other mobile devices in the receiving cell, It dynamically changes depending on the traffic volume of other mobile devices and the traffic volume between the mobile devices. Most traffic on the Internet related to this transmission rate is processed using a protocol having an independent congestion control system such as TCP.
[0004]
In this TCP congestion control method (RFC2581 TCP Congestion Control), when there is no packet loss between the server and the mobile device, the server increases the congestion window. That is, if the server can receive ACK from the mobile device, the server increases the congestion window. Here, the congestion window includes, for example, the amount of packets that the server can transmit without receiving an ACK from the mobile device.
[0005]
On the other hand, if the server receives three duplicate ACKs from the mobile station or if the server does not receive an ACK for a new segment from the mobile station for a certain period of time, the server assumes that packet loss has occurred due to congestion. Determine and reduce the congestion window.
[0006]
If this congestion window decreases, the server increases the decreased congestion window. The rate of increase of the congestion window differs depending on whether it is in a slow start or congestion avoidance state. The difference in state between slow start and congestion avoidance is determined by the relationship between the congestion window and ssthresh (threshold).
[0007]
This slow start state means when the congestion window is smaller than ssthresh (congestion window <ssthresh). When the state transitions to slow start, the server increases the congestion window by one segment each time an ACK is received. As a result, the server exponentially increases the congestion window.
[0008]
On the other hand, the congestion avoidance state is shifted when the congestion window is larger than ssthresh (congestion window <ssthresh). When the state is shifted to congestion avoidance, the server increases the congestion window by 1 / congestion window every time an ACK is received. The server then linearly increases the congestion window.
[0009]
The reason why the congestion window decreases in each of the above states is as follows. FIG. 7 is a diagram illustrating changes in the congestion window. The time in the figure means the time until the server receives ACK corresponding to the transmission data from the mobile device after the server transmits the transmission data to the mobile device.
[0010]
There are two main patterns for reducing the congestion window. As a first pattern, as shown in FIG. 7, the congestion window decreases when the server receives three overlapping ACKs from the mobile station. In the second pattern, the congestion window decreases when the server does not receive an ACK for a new segment within a certain time. When these congestion windows decrease, the server performs the following process to bring the congestion window close to the optimum value.
[0011]
That is, when the server receives three duplicate ACKs from the mobile station, the server stores half the value of the current congestion window in ssthresh and halves the congestion window. On the other hand, if the server does not receive an ACK for a new segment within a certain amount of time, the server stores half the current congestion window in ssthresh to minimize the congestion window.
[0012]
A server that has changed its congestion window to be half or minimum of the previous congestion window increases the congestion window every time it receives an ACK. The optimum value of the congestion window is generally defined by the relationship between the bandwidth and the delay time. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the optimum value and the limit value of the congestion window.
[0013]
In general, since a wireless access line has a lower transmission speed than a wired line, the portion exceeding the optimum value of the congestion window is accumulated in the queue of the base station controller (device that controls the base station). When packets exceeding the limit value accumulate in the queue of the base station controller, the packets are discarded. Here, the base station control device transmits and receives data between the server and the mobile device.
[0014]
On the other hand, when the limit value is lower than the optimum value of the congestion window, the throughput decreases. For this reason, the limit value is fixedly set such that the optimum value of the congestion window linked to the dynamic bandwidth change is larger than the maximum value that can be taken.
[0015]
However, when the optimum value of the bandwidth and the congestion window is small, the difference between the optimum value of the limit value and the congestion window becomes large, and the base station control apparatus wastes memory resources. Since the congestion window packets exceeding the optimum value are accumulated in the queue of the base station controller, it takes time to be sent to the communication path.
[0016]
Furthermore, as a result, there is a problem that the server takes time to establish a new connection between the server and the mobile device, and the validity of data requiring real-time property is lost. It was.
[0017]
As a conventional technique for avoiding this problem, in a communication system in which the transmission speed is variable, the buffer capacity of the capacity variable buffer is increased or decreased according to the transmission speed. The communication system with this increase / decrease sets an optimum buffer capacity (see, for example, Patent Document 1). As a result, the communication system can keep invalid data to a minimum, and can transmit only valid data to the communication line.
[0018]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-174185 (Section 1-8, FIG. 2)
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this prior art, the communication system can set an optimum buffer capacity according to the transmission speed. However, this communication system reduces the buffer capacity in conjunction with a decrease in the transmission speed. For this reason, packets stored in the reduced buffer portion are discarded, resulting in bursty packet discard.
[0020]
On the other hand, in a protocol having an independent congestion control method represented by TCP, when a bursty packet loss occurs, the congestion window is often set to the minimum value, and discarded packets are retransmitted. The congestion window gradually increases from the minimum value every time the server receives ACK from the mobile device. Over time, the congestion window reaches an optimal value, but it takes some time to become so.
[0021]
As described above, when the limit value is set small, the throughput decreases when the bandwidth is large. On the other hand, if the limit value is set to be large, the base station controller requires useless memory resources. For this reason, the validity of the data that requires real-time properties, which takes a considerable time to establish a new connection, is lost.
[0022]
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and a data packet transmitted from a server to a mobile device is discarded with a predetermined probability, or a response packet transmitted from the mobile device to the server. It is an object of the present invention to provide a base station control device, a data transmission method, and a program that can cause a congestion window in a server to be close to an optimal value as a result by dividing the network under a predetermined condition.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to the present application has been made to solve the above problem, and the probability that the mobile device and a server that distributes the data packet are connected to the network and the data packet transmitted from the server to the mobile device is discarded. The data packet to be transmitted to the mobile device is temporarily stored in the queue as the queue length, the transmission rate of the data packet to be transmitted to the mobile device is set, and the set transmission rate and the queue are stored. The probability of discarding a data packet transmitted from the server to the mobile device is determined according to the size of the queue length.
[0024]
According to such an invention according to the present application, the base station control device transmits a data packet transmitted from the server to the mobile device according to the set transmission rate and the queue length stored in the queue. The probability of discarding (discarding probability) can be determined. Thereby, the base station control apparatus can discard the data packet transmitted from the server to the mobile device with the discard probability.
[0025]
If the discard probability determined by the base station controller increases, all packet data transmitted from the server to the mobile device will not be transmitted to the mobile device. For this reason, when the server times out without receiving duplicate ACKs or ACKs for a certain period of time, the server itself reduces the congestion window. If the congestion window decreases, the base station controller decreases the number of data packets transmitted from the server. Therefore, the base station controller can quickly transmit the data packet to the corresponding mobile device without discarding the data packet. it can.
[0026]
In other words, when the base station controller appropriately changes the discard probability, the base station controller can eventually bring the congestion window in the server close to the optimum value.
[0027]
In the invention according to the present application, a mobile device and a server that distributes data packets are connected to a network, and a response packet for a data packet transmitted from the server to the mobile device is divided into a preset reference number. In addition, the data packet to be transmitted to the mobile device is temporarily stored in the queue as the queue length, and the reference length set in advance is compared with the queue length stored in the queue, and when the reference length is larger than the queue length The response packet is divided into a predetermined reference number.
[0028]
According to the invention according to this application, when the reference length is larger than the queue length, the base station control device can divide the response packet received from the mobile device into a preset reference number. Thus, the server can sequentially change the amount of packets (congestion window) transmitted to the mobile station according to the number of response packets divided by the base station control device.
[0029]
For example, even when a bursty packet loss occurs on the network and the congestion window at the server is set to a minimum value by a specific protocol, the base station controller sets the received response packet in advance. By dividing the reference number, the congestion window in the server can be improved as a result.
[0030]
In the above invention, it is preferable to calculate a difference between a preset reference length and a queue length stored in the queue, and set the reference number according to the calculated difference. In this case, when the current reference length is larger than the queue length, the base station control device can set the reference number to be divided higher.
[0031]
Setting this reference number high means that the base station controller can further increase the current queue length. If the reference number becomes high, the base station controller divides the response packet received from the mobile device by the high reference number. If the response packet increases due to this division, the server increases the congestion window based on the increased response packet.
[0032]
If the number of ACKs increases due to this division, the server increases the congestion window accordingly because many response packets are returned. If this congestion window increases, the base station controller can increase the data packet received from the server and consequently increase the queue length. As a result, the base station controller can bring the congestion window in the server 50 close to the optimum value as a result.
[0033]
In the above invention, it is preferable to set the transmission rate of the data packet to be transmitted to the mobile device, and to set the reference number according to the set transmission rate. In this case, the base station control device can divide the response packet received from the mobile device by the reference number, so that the congestion window in the server can be brought close to the optimum value as a result.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Basic configuration of transmission control system)
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a transmission control system according to the present embodiment.
[0035]
As shown in the figure, the transmission control system according to the present embodiment includes mobile devices 10a and 10b, a base station 20, a base station control unit 30 (base station control device), a network 40, and a server 50. Prepare. The base station control unit 30 may be provided in the base station 20.
[0036]
In this embodiment, the mobile device 10 transmits a response packet for confirming the number of data packets received so far to the server 50, and the server 50 confirms the response packet from the mobile device 10. The data packet is transmitted to the mobile device 10 without performing it.
[0037]
The mobile device 10 transmits and receives data packets between the server 50 and the base station 20. Examples of the mobile device 10 include a mobile phone and a PDA. Specifically, the mobile device 10 transmits a response to the data packet transmitted from the server 50 to the server 50 as a response packet (ACK).
[0038]
The base station 20 transmits the data packet input from the base station control unit 30 to the corresponding mobile device 10. In addition, the base station 20 outputs the data packet or ACK transmitted from the mobile device 10 to the base station control unit 30. The server 50 transmits data packets to the mobile device 10 via the base station control unit 30 and the base station 20. Further, as will be described later, the server changes the amount of data packets transmitted to the mobile device 10 in accordance with the number of response packets divided by the base station control unit 30.
[0039]
The server 50 and the base station control unit 30 are connected to the network 40. In the present embodiment, the network 40 means a connection network constructed in a wireless or wired manner. The server 50 connected to the network 40 and the mobile device 10 can communicate with each other by TCP.
[0040]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the base station control unit 30 includes a packet reception unit 31 (reception unit), a queue management unit 32 (discard probability determination unit), a radio frame transmission unit 33, and a transmission A rate monitoring unit 34, a queue length monitoring unit 35, a radio frame receiving unit 36, an ACK packet dividing unit 37 (dividing means), and a packet transmitting unit 38 are provided. The base station control unit 30 is connected to the base station 20 and the network 40.
[0041]
The packet receiving unit 31 receives data packets from the server 50. Specifically, the packet receiver 31 receives the data packet transmitted from the server 50 and outputs the received data packet to the queue manager 32.
[0042]
The queue management unit 32 includes a queue 321 that temporarily stores data packets to be transmitted to the mobile device 10 as a queue length. In this embodiment, the queue length means the number of packets stored in the queue, the packet length, or the amount of packets. The queue management unit 32 discards the data packet received by the packet reception unit 31 according to the size of the transmission rate of the data packet set by the radio frame transmission unit 33 and the queue length stored in the queue 321. The probability of data loss (data packet discard probability) is determined.
[0043]
Specifically, the queue management unit 32 outputs the data packet stored in the queue 321 in the queue management unit 32 to the radio frame transmission unit 33 based on a request from the radio frame transmission unit 33. Until this radio frame transmission unit 33 transmits a data packet to the corresponding mobile station 10 and the radio frame transmission unit 33 sets a request for transmitting a new data packet to the queue management unit 32, the queue management unit 32 Stores the data packet input from the packet receiver 31 in the queue 321 in the queue manager 32 or discards it.
[0044]
Here, whether the queue management unit 32 discards the input data packet or stores it in the queue 321 can be performed using an ERD (Early Random Drop) algorithm in this embodiment. This algorithm is not limited to ERD, and other algorithms such as RED (Random Early Detection) may be used.
[0045]
The algorithm used in this embodiment may be any algorithm that can change the discard probability parameter in accordance with the transmission rate and the queue length. As shown in FIG. 4, it is assumed that the line characteristic (theoretical characteristic) regarding the queue length and the discard probability using this algorithm is predetermined in the present embodiment.
[0046]
Each polygonal line characteristic draws a straight line with a predetermined slope from the reference position according to the length of the queue length and transmission speed, with the minimum value of the queue length (min thresh for --kbps) as the reference position. It is. The queue management unit 32 obtains a point where the transmission rate value set by the radio frame transmission unit 33 and the queue length value stored in the queue 321 intersect using the broken line characteristics. The queue management unit 32 determines the size corresponding to the vertical axis of the obtained point as the discard probability.
[0047]
The queue management unit 32 that has determined the discard probability based on the relationship between the transmission rate and the queue length stores or discards the received packet in the queue 321 according to the determined discard probability when receiving the packet.
[0048]
The queue management unit 32 sets an optimum queue length (reference length) according to the transmission rate notified from the transmission rate monitoring unit 34 or the delay time measured by the ACK packet division unit 37. is there. In this embodiment, the optimum queue length can be expressed as a function of the transmission rate and the delay time. Here, the delay time means the time (round trip time) until the server 50 receives ACK for the data after the server 50 transmits the data to the corresponding mobile device 10.
[0049]
The radio frame transmission unit 33 transmits the data packet stored in the queue 321 to the corresponding mobile device 10. The radio frame transmitter 33 sets the transmission rate of the data packet to be transmitted to the mobile device 10. Here, the transmission rate dynamically changes according to the communication status between the radio frame transmitter 33 and the mobile device 10. This transmission rate varies mainly within the range of 64 to 384 kbps.
[0050]
The transmission rate monitoring unit 34 notifies the queue management unit 32 and the ACK packet dividing unit 37 of the transmission rate grasped by the radio frame transmission unit 33. The transmission rate monitoring unit 34 is connected to the radio frame transmission unit 33, the queue management unit 32, and the ACK packet division unit 37.
[0051]
When receiving an ACK (response packet) transmitted from the mobile device 10 to the server 50, the radio frame receiving unit 36 outputs the received ACK to the ACK packet dividing unit 37. The queue length monitoring unit 35 notifies the ACK packet division unit 37 of the queue length in the queue 321 sequentially. The queue length monitoring unit 35 is connected to the queue management unit 32 and the ACK packet dividing unit 37.
[0052]
The ACK packet dividing unit 37 collates the optimum queue length set by the queue managing unit 32 with the queue length stored in the queue 321. When the optimum queue length is larger than the queue length, the radio frame receiving unit 36 The received ACK (response packet) is divided into a preset reference number.
[0053]
The ACK packet dividing unit 37 calculates the difference between the optimum queue length set by the queue management unit 32 and the queue length stored in the queue 321 and sets the reference number according to the calculated difference. It is preferable to do. Alternatively, the ACK packet division unit 37 preferably sets the reference number according to the transmission rate set by the radio frame transmission unit 33.
[0054]
Specifically, the ACK packet division unit 37 compares the optimal queue length set by the queue management unit 32 with the queue length notified from the queue length monitoring unit 35. The ACK packet dividing unit 37 that has made the comparison divides the ACK input from the radio frame receiving unit 36 into a preset reference number when the relationship of optimum queue length> queue length holds.
[0055]
The divided ACK packet dividing unit 37 outputs the divided ACK to the packet transmitting unit 38 as a divided signal. The packet transmission unit 38 transmits the input divided signal to the server 50. The server 50 to which the divided signal is input from the packet transmission unit 38 changes the congestion window according to the number of ACKs corresponding to the input divided signal.
[0056]
On the other hand, when the relationship of optimum queue length> queue length does not hold, the ACK packet division unit 37 outputs the ACK input from the radio frame reception unit 36 to the packet transmission unit 38 as it is.
[0057]
FIG. 3 is a diagram illustrating how the congestion window changes. This figure shows an example of a change in the congestion window when the reference number for dividing one ACK is fixed and set to 2. As shown in the figure, when the transmission speed changes from 64 kbps → 128 kbps → 64 kbps → 384 kbps → 64 kbps → 384 kbps, the optimum value of the congestion window changes according to the transmission speed. Thereby, the base station control part 30 can make the congestion window in the server 50 close to an optimal value as a result by performing each said process.
[0058]
(Transmission control system, data transmission method using base station controller)
The data transmission method by the transmission control system and the base station control device having the above configuration can be implemented by the following procedure.
[0059]
(1) Procedure until base station controller 30 divides ACK
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure until the base station control unit 30 divides ACK. As shown in FIG. 5, the mobile device 10 first requests a data packet addressed to the server 50 (S101). The server 50 may establish a TCP connection toward the mobile device 10.
[0060]
The server 50 that has received the data packet request from the mobile device 10 transmits the corresponding data packet to the base station control unit 30 (S102). The packet receiving unit 31 receives the data packet transmitted from the server 50 and outputs the received data packet to the queue management unit 32.
[0061]
Next, the radio frame transmission unit 33 transmits the data packet transmitted from the server 50 to the corresponding mobile device 10 (S103). Specifically, the queue management unit 32 outputs the data packet stored in the queue 321 in the queue management unit 32 to the radio frame transmission unit 33 based on a request from the radio frame transmission unit 33. The radio frame transmission unit 33 to which the data packet is input from the queue management unit 32 transmits the input data packet to the mobile device 10.
[0062]
Next, the mobile device 10 transmits a response corresponding to the data packet transmitted from the base station control unit 30 to the server 50 as an ACK (response packet) (S104). The radio frame receiving unit 36 that has received the ACK transmitted from the mobile device 10 to the server 50 outputs the received ACK to the ACK packet dividing unit 37.
[0063]
Thereafter, the queue management unit 32 calculates the optimum queue length (reference length) according to the transmission rate notified from the transmission rate monitoring unit 34 or the delay time measured by the ACK packet dividing unit 37 (S105). ).
[0064]
Next, the ACK packet dividing unit 37 collates the optimum queue length set by the queue managing unit 32 with the queue length stored in the queue 321. When the optimum queue length is larger than the queue length, the radio frame receiving unit The ACK (response packet) received in 36 is divided into a preset reference number (S106).
[0065]
The divided ACK packet dividing unit 37 outputs the divided ACK to the packet transmitting unit 38 as a divided signal. The packet transmitter 38 transmits the input divided signal to the server 50 (S108). The server 50 to which the divided signal is input from the packet transmission unit 38 changes the congestion window according to the number of ACKs corresponding to the input divided signal (S109).
[0066]
On the other hand, when the relationship of optimum queue length> queue length does not hold, the ACK packet division unit 37 outputs the ACK input from the radio frame reception unit 36 to the packet transmission unit 38 as it is. The packet transmission unit 38 transmits the input ACK to the server 50.
[0067]
(2) Procedure until the queue management unit 32 determines the discard probability
First, the queue management unit 32 specifies the transmission rate set by the radio frame transmission unit 33. In addition, the queue management unit 32 identifies the queue length stored in the queue 321. Thereafter, the queue management unit 32 determines the discard probability according to the size of the transmission rate of the identified data packet and the queue length stored in the queue 321.
[0068]
Specifically, the queue management unit 32 uses the polygonal line characteristics shown in FIG. 4 to indicate that the transmission rate value set by the radio frame transmission unit 33 and the queue length value stored in the queue 321 intersect. Ask. The queue management unit 32 determines the size corresponding to the vertical axis of the obtained intersection as the discard probability.
[0069]
The queue management unit 32 that has set the discard probability based on the relationship between the transmission rate and the queue length stores the received data packet in the queue 321 or discards it according to the determined discard probability when performing packet reception.
[0070]
(program)
The above-described contents can be realized by executing a dedicated program for using a predetermined program language in a general-purpose computer such as a personal computer.
[0071]
The program can be recorded on a recording medium. As shown in FIG. 6, examples of the recording medium include a hard disk 60, a flexible disk 70, a compact disk 80, an IC chip 90, a cassette tape 100, and the like. According to the recording medium on which such a program is recorded, a trader who handles the program can easily store, transport, and sell the program.
[0072]
(Operation and effect by base station control device, data transmission method and program)
According to the invention according to this application, the queue management unit 32 is transmitted from the server 50 to the mobile device 10 in accordance with the set transmission rate and the queue length stored in the queue 321. The probability of discarding a data packet (discard probability) can be determined. Thereby, the queue management unit 32 can discard the data packet transmitted from the server 50 to the mobile device 10 with the discard probability.
[0073]
If the discard probability determined by the queue management unit 32 is high, all packet data transmitted from the server 50 to the mobile device 10 is not transmitted to the mobile device 10. For this reason, when the server 50 times out without receiving duplicate ACKs or ACKs for a certain period of time, the server itself reduces the congestion window. If this congestion window decreases, the queue management unit 32 decreases the number of data packets received from the server 50. Therefore, the queue management unit 32 can quickly transmit the data packets to the corresponding mobile device 10 without discarding the data packets. Can do.
[0074]
In other words, when the queue management unit 32 appropriately changes the discard probability, the queue management unit 32 can bring the congestion window in the server 50 close to the optimum value as a result.
[0075]
When the optimal queue length is larger than the queue length, the ACK packet dividing unit 37 can divide the ACK received from the mobile device 10 into a preset reference number. As a result, the server 50 can sequentially change the congestion window according to the number of ACKs divided by the ACK packet division unit 37.
[0076]
For example, when a bursty packet loss occurs on the network and the congestion window in the server 50 is set to a minimum value by a specific protocol, the ACK packet dividing unit 37 sets the received ACK to a preset reference. By dividing into numbers, the congestion window in the server 50 can be improved as a result.
[0077]
Furthermore, when the current optimum queue length is larger than the queue length, the ACK packet dividing unit 37 can set the reference number to be divided higher. The fact that the reference number is set higher means that the queue length stored in the queue 321 by the queue manager 32 can be further increased because the optimum queue length is larger than the queue length.
[0078]
If the reference number becomes high, the ACK packet dividing unit 37 divides the ACK received from the mobile device 10 by the high reference number. If the number of ACKs increases due to this division, the server 50 returns many ACKs, and accordingly increases the congestion window. If this congestion window increases, the queue management unit 32 can increase the data packet received from the server 50 and consequently increase the queue length. As a result, the ACK packet dividing unit 37 can bring the congestion window in the server 50 close to the optimum value as a result.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the data packet transmitted from the server to the mobile device is discarded with a predetermined probability, or the response packet transmitted from the mobile device to the server is processed under a predetermined condition. As a result, the congestion window in the server can be brought close to the optimum value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a transmission control system according to the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing an internal structure of a transmission control system according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a congestion window according to the present embodiment changes with time.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a transmission rate and a queue length according to the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a procedure of a data transmission method according to the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a recording medium according to the present embodiment.
FIG. 7 is a prior art diagram showing a state in which a congestion window changes with time (No. 1).
FIG. 8 is a conventional diagram showing a state in which a congestion window changes with time (part 2).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mobile device, 20 ... Base station, 30 ... Base station control part, 31 ... Packet receiving part, 32 ... Queue management part, 33 ... Radio frame transmission part, 34 ... Transmission rate monitoring part, 35 ... Queue length monitoring part, 36 ... Radio frame receiving unit, 37 ... ACK packet dividing unit, 38 ... Packet transmitting unit, 40 ... Network, 50 ... Server, 60 ... Hard disk, 70 ... Flexible disc, 80 ... Compact disc, 90 ... IC chip, 100 ... Cassette Tape, 321 ... cue

Claims

A base station connected to the control device to the mobile station and the servers and,
First receiving means for receiving a data packet transmitted from the server to the mobile device;
Of the received the data packet by said first receiving means, and queue for temporarily storing transmission data packets that will be transmitted to the mobile station,
First transmission means for transmitting the transmission data packet stored in the queue to the mobile device;
Speed setting means for setting a transmission speed indicating a transmission speed of the transmission data packet from the first transmission means to the mobile device;
The size of the transmission rate set by the speed setting means, in accordance with the amount of stored transmission data packet to the queue, a new data packet that will be transmitted to the mobile station from the server and discard probability determining means for determining the probability of disposal,
Second receiving means for receiving a response packet indicating a response to the transmission data packet transmitted by the first transmitting means from the mobile device;
Second transmission means for transmitting the response packet received by the second reception means to a server;
The discard probability determining means includes
Decreasing the probability as the transmission rate increases, increasing the probability as the transmission rate decreases;
According to the determined probability, the new data packet received by the first receiving means is stored in the queue as the transmission data packet or discarded .

The base station control device according to claim 1 ,
The optimal packet amount set in advance is compared with the amount of the transmission data packet stored in the queue. When the optimal packet amount is larger than the amount of the transmission data packet , the response packet is set in advance. further comprising a dividing means for dividing the standards number was,
The base station control device, wherein the second transmission unit transmits the response packet divided by the division unit into the reference number to the server .

The base station control device according to claim 2,
Said dividing means, said calculating a difference between the amount of optimum packet amount and the transmission data packet stored in the queue, and sets the reference number in accordance with the magnitude of the calculated said difference Base station controller.

The base station control device according to claim 2 ,
Before Symbol dividing means, said speed setting means sets the reference number in response to the magnitude of the transmission rate set by the base station controller, characterized by.

The base station control device according to claim 1,
The base station control apparatus, wherein the speed setting means sets the transmission speed according to a communication status with the mobile device.

The base station controller connected to the mobile device and the server
Receiving a data packet transmitted to the mobile device from the server;
Wherein among the data packets, a step of storing transmission data packets that are sent to the temporary to queue the mobile station,
Setting a transmission rate indicating a transmission rate of the transmission data packet from the base station controller to the mobile device ;
Determining the amount of the transmission data packet stored in the queue, depending on the size of the transmission rate that has been set, the probability of discarding new data packet that will be transmitted to the mobile station from the server a step of,
Receiving, from the server, the new data packet transmitted to the mobile device;
According to the probability, storing the new data packet in the queue as the transmission data packet or discarding;
Transmitting the transmission data packet stored in the queue to the mobile device;
Receiving from the mobile device a response packet indicating a response to the transmitted transmission data packet;
Transmitting the response packet to a server ,
The data transmission method according to claim 1, wherein, in the step of determining the probability, the probability is decreased as the transmission rate is increased and is increased as the transmission rate is decreased .

The data transmission method according to claim 6 , comprising:
The optimal packet amount set in advance is compared with the amount of the transmission data packet stored in the queue. When the optimal packet amount is larger than the amount of the transmission data packet , the response packet is set in advance. further comprising a step of dividing the standards number was,
In the step of transmitting the response packet to the server, the response packet divided into the reference number is transmitted to the server .

The data transmission method according to claim 7 , comprising:
The reference number is, the data transmission method according to claim Rukoto is set according to the magnitude of the difference between the amount of the transmission data packet stored in the said optimal packet amount queue.

The data transmission method according to claim 7 , comprising:
The reference number is, the data transmission method according to claim Rukoto is set according to the size of the front Kiden feed rate.

The data transmission method according to claim 6, comprising:
The data transmission method, wherein the transmission rate is set according to a communication status between the base station controller and the mobile device.

On the computer,
A base station controller connected to a mobile device and a server receives a data packet transmitted from the server to the mobile device;
Wherein among the data packets, a step of storing transmission data packets that are sent to the temporary to queue the mobile station,
Setting a transmission rate indicating a transmission rate of the transmission data packet from the base station controller to the mobile device ;
Determining the amount of the transmission data packet stored in the queue, depending on the size of the transmission rate that has been set, the probability of discarding new data packet that will be transmitted to the mobile station from the server a step of,
Receiving, from the server, the new data packet transmitted to the mobile device;
According to the probability, storing the new data packet in the queue as the transmission data packet or discarding;
Transmitting the transmission data packet stored in the queue to the mobile device;
Receiving from the mobile device a response packet indicating a response to the transmitted transmission data packet;
Transmitting the response packet to the server ,
In the step of determining the probability, the probability is decreased as the transmission rate is increased, and is increased as the transmission rate is decreased.
A program characterized by that .

The program according to claim 11 ,
The optimal packet amount set in advance is compared with the amount of the transmission data packet stored in the queue. When the optimal packet amount is larger than the amount of the transmission data packet , the response packet is set in advance. was further execute a process having a step of dividing the criteria number,
In the step of transmitting the response packet to the server, the response packet divided into the reference number is transmitted to the server.
A program characterized by that .

The program according to claim 11 ,
The reference number of a program characterized in that it is set according to the difference of magnitude, of the amount of the transmission data packet stored in the said optimal packet amount queue.

The program according to claim 11 ,
The reference number of a program characterized in that it is set according to the size of the front Kiden feed rate.

The program according to claim 11,
The transmission rate is set according to a communication status between the base station control device and the mobile device.