JP4722563B2 - 通信端末装置、端末装置、通信システム及び通信方法並びにコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、通信回線の終端間で帯域保証を行う通信を可能とする通信端末装置、端末装置、通信システム及び通信方法並びにコンピュータプログラムに関する。

携帯端末装置における高速データ通信網を実現するＣＤＭＡ ２０００ １ｘ ＥＶ−ＤＯ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ １ｘ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ Ｏｎｌｙ）という無線通信規格が広く採用されている。また、最近、従来のＥＶ−ＤＯ方式にさらにＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）やブロードキャスト機能を追加したＥＶ−ＤＯ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔという規格が採用されている。

ＱｏＳとは、ネットワーク上である特定の通信のための帯域を予約し、一定の通信速度を保証する技術であり、例えば、音声や動画のリアルタイム配信、すなわちラジオやテレビ型の放送型の通信サービスやテレビ電話のような双方向型の通信サービス等、通信の遅延や停止がサービス品質に大きな影響を及ぼす通信サービスに適用される技術である。一般的に、ＱｏＳを利用するためには、通信ノード間において通信条件などの情報を相互に交換して事前に決定する手順が必要であり、当該手順を実行する帯域予約用のプロトコルとしてＲＳＶＰ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ＲｅＳｅｒｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などのシグナリングプロトコルが端末装置やノードに予め実装されている。

図１６は、上記のようなＱｏＳが用いられるＥＶ−ＤＯ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ規格が適用された通信システム２の構成と、当該通信システム２のそれぞれの装置におけるプロトコルスタックを示した図である。図１６に示す通信システム２は、例えば、ＰＰＰ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）及びＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のプロトコルスタック１２０を具備した携帯端末装置２０がウェブブラウザの起動を行い、コンテンツデータを備えたサーバ装置５０との間で、データ通信を行っている状態を示している。このとき、携帯端末装置２０とサーバ装置５０はＱｏＳ対応のアプリケーションプログラム（以下、アプリケーションと記載）を具備しており、当該アプリケーションは、ＲＳＶＰなどの帯域予約を行うシグナリングプロトコルを実装しているものとする。

このとき、ＱｏＳが適用される回線を携帯端末装置２０とサーバ装置５０との間で確立するためには、携帯端末装置２０とサーバ装置５０との経路において、物理層からネットワーク層までを帯域保証しなければならない。ここで、物理層とは図１６では、各装置のプロトコルスタックにおいて最下位層に対応するＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）層１２１、１３１、Ｒ−Ｐ（ＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ−ｔｏ−ＰＳＤＮ）層１３４，１４１、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層１４４，１５１に相当し、ネットワーク層とは、ＩＰ層２００，１４３，１５２に相当する。

図１６において、ＰＳＤＮ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｎｏｄｅ）４０からサーバ装置５０までは既存のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）において適用される帯域保証方式で予め帯域保証が行われており、携帯端末装置２０内のＰＰＰ層１２４からＰＳＤＮ４０のＰＰＰ層１４２までの帯域については、ＥＶ−ＤＯ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ規格により帯域保証が行われている。

ところで、この携帯端末装置２０に、端末装置１０を物理的にＵＳＢケーブルなどで接続し、携帯端末装置２０をネットワークに接続するためのモデムのような機能として利用することが可能である。図１７の通信システム３は、そのような構成を示した図であり、端末装置１０からダイアルアップ接続用のアプリケーションで端末装置１０とＰＤＳＮ４０の間でＰＰＰセッションが確立される。端末装置１０は、アプリケーション層１１５においてウェブブラウザなどが起動されることにより、コンテンツデータを備えたサーバ装置５０との間で、データ通信を行う。携帯端末装置２０は、基地局装置３０との間で無線リンクを確立し、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックは使用せず、送受信するＰＰＰフレームで構成されるデータをＰＰＰ層１２４及びＰＰＰ層１２９において透過的に転送することになる。
３ＧＰＰｓ Ｃ．Ｓ００２４−Ａ ｖ１．０

しかしながら、図１７の通信システム３からも明らかなように、携帯端末装置２０のＰＰＰ層１２４からサーバ装置５０のＩＰ層１５２までは図１６で説明したように帯域保証されているが、ＲＬＰ層１２３から帯域保証された状態で送信されるデータが携帯端末装置２０のＰＰＰ層１２９と端末装置１０のＰＰＰ層１１７との間で混合されてしまう。
つまり、端末装置１０のアプリケーション１１５及びサーバ装置５０のアプリケーション１５４が、実装しているＲＳＶＰなどの帯域予約用のシグナリングプロトコルを用いて、サーバ装置５０のＩＰ層１５２から端末装置１０のＩＰ層１１３までの間で帯域予約を行う手順を実行しても、端末装置１０のＰＰＰ層１１７から携帯端末装置２０のＰＰＰ層１２９までの間を帯域保証することができないという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、携帯端末装置などの通信端末装置に接続してデータ通信を行う端末装置が最終送信先の装置との間で帯域保証される通信を可能とする通信端末装置、端末装置、通信システム及び通信方法並びにコンピュータプログラムを提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明に係る通信端末装置は、接続された端末装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う通信事業者によって提供されるネットワークに接続する通信端末装置であって、１つの端末装置との間で複数の回線を設定する手段と、前記回線ごとに転送速度を制御する手段と、前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明は、上記発明において、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰにより複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択することを特徴とする。

本発明に係る端末装置は、通信事業者によって提供されるネットワークに接続する通信端末装置と接続し、該接続した通信端末装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う端末装置であって、１つの通信端末装置との間で複数の回線を設定する手段と、前記回線ごとに転送速度を制御する手段と、前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明は、上記発明において、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰにより複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択することを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、ＵＳＢホスト装置とＵＳＢデバイス装置を備え、接続されたＵＳＢホスト装置とＵＳＢデバイス装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う通信システムにおいて、１つのＵＳＢホスト装置と１つのＵＳＢデバイス装置との間で複数の回線を設定する手段と、前記回線ごとに転送速度を制御する手段と、前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る通信方法は、接続されたＵＳＢホスト装置とＵＳＢデバイス装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う通信方法であって、１つのＵＳＢホスト装置と１つのＵＳＢデバイス装置との間で複数の回線を設定するステップと、前記回線ごとに転送速度を制御するステップと、前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択するステップと、を有することを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、接続された端末装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う通信事業者によって提供されるネットワークに接続するコンピュータを、１つの端末装置との間で複数の回線を設定する手段、前記回線ごとに転送速度を制御する手段、前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段、として機能させることを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、通信事業者によって提供されるネットワークに接続する通信端末装置と接続し、該接続した通信端末装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行うコンピュータを、１つの通信端末装置との間で複数の回線を設定する手段、前記回線ごとに転送速度を制御する手段、前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段、として機能させることを特徴とする。

この発明によれば、通信端末装置は、複数のデータ回線を用いて通信するものであり、端末装置に接続され、複数のデータ回線の帯域保証レベルのそれぞれに対応する帯域保証が行われる複数の論理回線を接続される端末装置との間で生成する。また、通信端末装置は、データ回線を介して受信したデータを、データ回線の帯域保証レベルに対応する帯域保証が行われる論理回線を介して端末装置に送信し、論理回線を介して端末装置から受信したデータを、論理回線の帯域保証に対応する帯域保証レベルを有するデータ回線に送信する構成とした。これにより、帯域保証されたデータ回線から受信したデータを、データ回線の帯域保証レベルに対応する帯域保証がされた論理回線を用いて端末装置に送信することができ、また、端末装置から受信したデータを、当該データに要求される帯域保証レベルに対応する帯域保証されたデータ回線に送信することができる。そのため、通信端末装置に接続してデータ通信を行う端末装置が通信端末装置に接続される最終送信先の装置との間で帯域保証される通信が可能となる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態による通信システム１のブロック構成図及び通信システム１に備えられる装置ごとのプロトコルスタック構成を示す図である。通信システム１において、端末装置１０は、例えばパーソナルコンピュータであり、ＴＣＰ／ＩＰにより通信を行うアプリケーションやＵＳＢインタフェースを備えている。携帯端末装置２０は、例えば携帯電話端末などが適用される。また、携帯端末装置２０は、端末装置１０と接続され、携帯電話の通信事業者によって提供される通信サービスによる無線通信を行う。

送受信アンテナ３１は、携帯電話の通信事業者が管理する基地局に備えられるアンテナであり、携帯端末装置２０から送信される無線信号を受信し、また携帯端末装置２０に無線信号を送信する。基地局装置３０は、送受信アンテナ３１に接続され、携帯端末装置２０との間で無線通信回線を確立し、携帯端末装置２０との間で無線通信による通信パケット（以下、無線パケットと記載）の送受信を行う。

ＰＤＳＮ４０は、基地局装置３０に接続され、ＩＰで送受信される通信パケット（以下、ＩＰパケットと記載）を予め設定された経路情報に従って中継するルータとしての機能を有し、物理層としてＲ−ＰインタフェースとＭＡＣインタフェースを具備する。サーバ装置５０は、例えばＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒ Ｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）により、内部に記憶するデータを送信するウェブサーバや、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）により動画データを送信するコンテンツサーバとしての機能を有しており、内部に備えたＭＡＣインタフェースによりＬＡＮなどを介してＰＤＳＮ４０に接続される。

次に、それぞれの装置が具備するプロトコルスタックについて説明する。端末装置１０のプロトコルスタック１１０において、アプリケーション層１１５は、ＨＴＴＰやＲＴＰ等のプロトコルを有するクライアント側のアプリケーションプログラムに相当する。ＴＣＰ層１１４は、送受信されるデータの分解あるいは結合を行い、また送受信時におけるデータの順序管理や再送制御などを行う。

ＩＰ層１１３は、予め端末装置１０に付与されているＩＰアドレスを有するＩＰパケットを生成して送信を行い、またＩＰパケットを受信した場合には、受信したＩＰパケットからデータを読み出す。ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰ（ＭｕｌｔｉＬｉｎｋ Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層１１２は、ＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔ）１９９０で規定されるプロトコルであり、複数の物理回線を１本のＰＰＰ回線として送受信の管理を行う。ＵＳＢ層１１１は、ＵＳＢケーブルにより対向するＵＳＢインタフェースと接続されるＵＳＢインタフェースを備え、ＵＳＢのＥｎｄＰｏｉｎｔの多重化により生成される複数の論理回線を設定し、当該複数の論理回線にてデータの送受信を行う。

携帯端末装置２０のプロトコルスタック１２０において、ＵＳＢ層１２５は、ＵＳＢインタフェースを備え、端末装置１０のＵＳＢ層１１１のＵＳＢインタフェースとＵＳＢケーブルなどにより物理的に接続される。ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰ層１２６は、端末装置１０のＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰ層１１２との間で、ＵＳＢ層１１１及び１２５の間でＥｎｄＰｏｉｎｔの多重化により生成される複数の論理回線を束ねて送受信を行う。

ＰＰＰ層１２４は、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰ層１２６との間で、両方のプロトコルにおいて送受信が可能となるようＰＰＰフレームで構成されるデータからＭｕｌｔｉｌｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータへ、また逆にＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰフレームで構成されるデータからＰＰＰフレームで構成されるデータへの変換を行うとともに対向するＰＤＳＮ４０のＰＰＰ層１４２との間で通信回線の確立などの制御を行う。ＲＬＰ層１２３は、無線通信のインタフェースであるＰＨＹ層１２１が送信できるデータサイズに基づいてＰＰＰ層１２４から出力されるデータを分割し、分割したデータを含む複数の通信パケットを生成し、生成した複数の通信パケットにシーケンス番号を付加して送受信における順序管理や再送制御を行う。また、ＲＬＰ層１２３では、アプリケーション層１１５に存在するアプリケーションプログラムの数だけＲＬＰのセッションが生成される。

Ｓｔｒｅａｍ層１２２は、通信パケットの送信時には、複数のＲＬＰのセッションを一意に識別できる識別情報を含む２ビットのヘッダをＲＬＰの通信パケットに付加し、ＰＨＹ層１２１に出力する。また、通信パケットの受信時には、ＲＬＰの通信パケットのヘッダに付加されている２ビットの値に基づいて適切なＲＬＰのセッションに受信した通信パケットを出力する。ＰＨＹ層１２１は、無線通信の物理層であり、例えば、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）のような無線通信方式による無線信号により送受信を行う。

基地局装置３０のプロトコルスタック１３０において、ＰＨＹ層１３１は、携帯端末装置２０のＰＨＹ層１２１との間で無線通信を行う。Ｓｔｒｅａｍ層１３２は、Ｓｔｒｅａｍ層１２２との間でＲＬＰの通信パケットのヘッダに付加する２ビットの値をＲＬＰのセッションが生成される際に共有し、Ｓｔｒｅａｍ層１２２と同様の処理を行う。ＲＬＰ層１３３は、対向するＲＬＰ層１２３との間でＲＬＰの通信パケットの順序管理や再送制御を行う。Ｒ−Ｐ層１３４は、ＰＤＳＮ４０に接続するための物理インタフェースであるＲ−Ｐインタフェースを備え、受信した無線パケットに携帯端末装置２０を一意に識別できる識別情報を付加し、ＩＰのデータフォーマットでカプセル化して対向するＲ−Ｐインタフェースとの間で送受信を行う。

ＰＤＳＮ４０のプロトコルスタック１４０において、Ｒ−Ｐ層１４１は、基地局装置３０のＲ−Ｐインタフェースに接続されるＲ−Ｐインタフェースを備え、Ｒ−Ｐ層１３４との間で送受信を行う。ＰＰＰ層１４２は、携帯端末装置２０のＰＰＰ層１２４との間で回線を確立して回線状態の管理を行いつつ送受信を行う。ＩＰ層１４３は、ＰＤＳＮ４０を介して送受信されるＩＰパケットに含まれるＩＰアドレスと、予め内部に設定されている経路情報とに基づいてＩＰパケットの経路制御を行い、受信したＩＰパケットを経路制御において選択されるインタフェースへ出力する。ＭＡＣ層１４４は、例えばＩＥＥＥ８０２．３インタフェースを備え、インタフェースごとに付与されたＭＡＣアドレスに基づいてＭＡＣフレームで構成されるデータの送受信を行う。

サーバ装置５０のプロトコルスタック１５０において、ＭＡＣ層１５１は、ＰＳＤＮ４０のＭＡＣ層１４４との間でＭＡＣのインタフェースに予め付与されるＭＡＣアドレスに基づいて、ＭＡＣフレームで構成されるデータの送受信を行う。ＩＰ層１５２は、予めサーバ装置５０に付与されているＩＰアドレスを有するＩＰパケットを生成して送信を行い、またＩＰパケットを受信した場合には、受信したＩＰパケットからデータを読み出す。ＴＣＰ層１５３は、送受信されるデータの分解あるいは結合を行い、対向する端末装置１０のＴＣＰ１１４との間で送受信時におけるデータの順序管理や再送制御などを行う。アプリケーション層１５４は、例えば、ＨＴＴＰやＲＴＰ等のプロトコルを有するサーバ側のアプリケーションプログラムに相当する。

なお、ＴＣＰ層１１４及び１５３は、ＲＴＰなどのプロトコルに基づいてデータを送信する場合には、再送制御を行わないＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄｉａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を適用してもよい。
また、ＲＳＶＰなどの帯域予約用のシグナリングプロトコルは、アプリケーション層１１５及び１５４に含まれ、通信回線が確立される際に、予めネゴシエーション手順が行われる。
また、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）などの場合には対向する装置は、サーバ装置５０ではなく、ＶｏＩＰ用の音声端末としてもよい。

図２は、図１で示した端末装置１０及び携帯端末装置２０の内部構成を示したブロック図である。端末装置１０において、アプリケーション部１５、ＴＣＰ部１４、ＩＰ部１３、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰ部（以下、ＭＰ部）１２、ＵＳＢ部１１は、それぞれ図１のプロトコルスタック１１０のアプリケーション層１１５、ＴＣＰ層１１４、ＩＰ層１１３、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰ層１１２、ＵＳＢ層１１１に対応する内部構成である。なお、ＴＣＰ部１４は、ＵＤＰのプロトコルを具備したものであってもよい。

また、携帯端末装置２０において、ＵＳＢ部２５、ＭＰ部２６、ＰＰＰ部２４、ＲＬＰ部２３、Ｓｔｒｅａｍ部２２、ＰＨＹ部２１は、それぞれ図１のプロトコルスタック１２０のＵＳＢ層１２５、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰ層１２６、ＰＰＰ層１２４、ＲＬＰ層１２３、Ｓｔｒｅａｍ層１２２、ＰＨＹ層１２１に対応する内部構成である。

また、上述した別紙特許請求の範囲に記載の通信端末装置は、携帯端末装置２０に相当し、通信端末装置における接続手段及び論理回線設定手段はＵＳＢ部２５に相当し、第１の送受信手段及び第２の送受信手段は、ＭＰ部２６に相当する。また、上述した別紙特許請求の範囲に記載の端末装置は、端末装置１０に相当し、端末装置における接続手段及び論理回線設定手段はＵＳＢ部１１に相当し、受信手段及び送信手段は、ＭＰ部１２に相当する。

以下に、図２から図９を参照して、本実施形態における端末装置１０のＭＰ部１２と携帯端末装置２０のＭＰ部２６の間の帯域保証を実現する構成について説明する。
最初に、ＵＳＢ部１１及びＵＳＢ部２５における構成について説明する。端末装置１０のＵＳＢ部１１及び携帯端末装置２０のＵＳＢ部２５は、複数のＥＰ（ＥｎｄＰｏｉｎｔ）１１−１〜１１−ｎ及びＥＰ２５−１〜２５−ｎを有しており、当該複数のＥＰ１１−１〜１１−ｎ及びＥＰ２５−１〜２５−ｎにより１本のＵＳＢケーブル内で複数の論理回線が設定されることになる。

ここで、ＵＳＢにおけるＥｎｄＰｏｉｎｔについて説明する。ＵＳＢの通信方式では、１つのＥｎｄＰｏｉｎｔ間で１方向の通信しかできない。例えば、図３に示すようにパーソナル側のＵＳＢインタフェースであるＵＳＢホスト５００とマウスなどの周辺機器のＵＳＢインタフェースであるＵＳＢデバイス５０１と間で通信を行う場合、制御情報を送受信するために１つのＥｎｄＰｏｉｎｔ（制御用）が設定される。そして、通信のためにＵＳＢホスト５００からＵＳＢホスト５０１の送信に対して１つのＥｎｄＰｏｉｎｔ（ＥｎｄＰｏｉｎｔ１）が設定され、ＵＳＢデバイスからＵＳＢホストの送信に対して１つのＥｎｄＰｏｉｎｔ（ＥｎｄＰｏｉｎｔ２）が設定されることになる。つまり、双方向の送受信を行うためには、２つのＥＰが必要となり、２つのＥｎｄＰｏｉｎｔで１組の論理回線が構成されることになる。ＥＰ１１−１〜１１−ｎ及びＥＰ２５−１〜２５−ｎのように複数設定した場合には、論理回線をｎ／２個設定することになり、図４に示すような構成となる。

図５及び図６は、ＵＳＢ部１１のＥＰ１１−１〜１１−ｎ及びＵＳＢ部２５のＥＰ２５−１〜２５−ｎに適用される帯域保証を行う通信方式であるアイソクロナス（Ｉｓｏｃｈｒｏｎｏｕｓ）転送方式を示した図である。アイソクロナス転送方式では、図５に示すように最初にＵＳＢデバイス５０１側において、上位層から受信したＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータをＵＳＢのアイソクロナス転送方式で転送できるようにＵＳＢで連続転送されるデータの最小単位であるＵＳＢパケットのサイズに分割して内部のキューに格納する。そして、図６に示すように、ＵＳＢホスト５００から１ｍｓの間隔でデータ送信要求に相当する送信要求ＵＳＢパケット数を含んだＩＮパケットを送信する。ここで、ＩＮパケットとは、ＵＳＢパケットの一種であり、データ転送の制御用に用いられるものである。

ＵＳＢデバイス５０１は、ＩＮパケットを受信した場合に、ＩＮパケットに含まれる送信要求ＵＳＢパケット数に相当するＵＳＢパケットを内部のキューから読み出して送信する。つまり、ＵＳＢホスト５００は、１秒間に受信するＵＳＢパケットのバイト数をＥｎｄｐｏｉｎｔで使用する前に指定することができるため、転送レート（ｂｐｓ）を「１０００ｍｓ×指定したＵＳＢパケット数に相当するデータサイズ×８ｂｉｔ」に保証することができる。これにより、ＵＳＢ部１１及びＵＳＢ部２５の間でＥｎｄＰｏｉｎｔごとに異なる転送速度で帯域保証される論理回線を設定することが可能となる。

なお、転送方式はＵＳＢホスト５００の制御部（コントローラ）からの指示情報によりＥＰごとに変更することが可能であり、例えば、ＥＰ１１−１〜１１−ｎ及びＥＰ２５−１〜２５−ｎの一部の複数回線をベストエフォートの通信に割り当てる場合には、当該複数回線を一度に大量のＵＳＢパケットを送信するバルク（Ｂｕｌｋ）転送方式に変更し、ベストエフォート通信用にすることが可能である。

次に、上述したＵＳＢのＥＰを用いた端末装置１０のＭＰ部１２と携帯端末装置２０のＭＰ部２６との間におけるＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰの通信手段について説明する。一般的にＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰは、図９に示すダイアルアップ接続で構成される複数の物理回線を用いて通信を行う場合に利用されるプロトコルである。本実施形態では、図９の複数の物理回線をＵＳＢ部１１のＥＰ１１−１〜１１−ｎ及びＵＳＢ部２５のＥＰ２５−１〜２５−ｎによって生成される論理回線とみなして、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰを適用している。

具体的には、ＭＰ部１２とＭＰ部２６の間で通信回線が確立され、携帯端末装置２０から端末装置１０の方向へデータが送信される場合、ＰＰＰ部２４からＰＰＰフレームで構成されるデータを受信したＭＰ部２６は、図８に示すＰＰＰフレームで構成されるデータにＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰヘッダ６０１を付与して図７に示すＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータを生成する。ＭＰ部２６は、生成したＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータをＥＰ１１−１〜１１−ｎ及びＥＰ２５−１〜２５−ｎによって確立されている論理回線のいずれかを選択し、選択した論理回線を介してＭＰ１２に転送する。受信側のＭＰ部１２では、図７に示すＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームに含まれるＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰヘッダ６０１のフラグメントビット及びシーケンス番号（Ｆｒａｇｍｅｎｔ ｂｉｔ＋ＳＥＱ）に基づいて再構成を行って元のデータを復元することができる。この構成により、ＭＰ部１２とＭＰ部２６において、ＵＳＢ部１１とＵＳＢ部２５の間における論理回線を選択して通信することが可能となる。つまり、論理回線毎に転送速度が異なるように設定されている場合には、アプリケーションから要求される帯域保証レベルや、接続される回線に設定されている帯域保証レベルに対応する転送速度の論理回線を選択して転送することが可能となる。

次に、帯域保証されたＭＰ部１２からＭＰ部２６の間における通信回線を、上位のＩＰ部１３及びＲＬＰ部２３における帯域保証手段と連動させるための構成について、図２及び図１０、図１１を参照して説明する。端末装置１０及び携帯端末装置２０はそれぞれ内部に上述した帯域保証レベルに相当するＱｏＳレベルと利用する回線を対応付けるためのマッピングテーブル１７，２７を備えている。

図１０（ａ）は、端末装置１０のマッピングテーブル１７のデータ構成を示した図であり、マッピングテーブル１７のエントリは、ＱｏＳクラス、遅延レベル、速度、ＥｎｄＰｏｉｎｔ、アプリケーション種別の項目を備えている。ＱｏＳクラスには、設定するクラス名が記録され、図１０（ａ）では３つのＱｏＳクラスが記録されている。遅延レベルには、ＱｏＳクラスに対応する遅延の度合いが記録される。速度には帯域保証する通信速度が記録される。ＥｎｄＰｏｉｎｔには、通信速度に対応する転送を保証するＥｎｄＰｏｉｎｔの識別番号が記録される。図１０（ａ）では、設定の具体例として速度５ＭｂｐｓにはＥｎｄＰｏｉｎｔの識別番号であるＥｎｄＰｏｉｎｔ１及び２が割り当てられており、速度２ＭｂｐｓにはＥｎｄＰｏｉｎｔの識別番号であるＥｎｄＰｏｉｎｔ３及び４が割り当てられている。速度が指定されていないＱｏＳクラス３についてはバルク転送を行うＥｎｄＰｏｉｎｔの識別番号であるＥｎｄＰｏｉｎｔ５及び６が割り当てられている。

アプリケーション種別には、それぞれのＱｏＳクラスを利用するアプリケーションを識別する情報が記録される。具体的にアプリケーション種別に記録されるアプリケーションを識別する情報としては、例えば、ＱｏＳの制御としてＤｉｆｆｓｅｒｖｅ方式が用いられる場合には、図１１に示すＩＰパケットのフォーマットのヘッダに含まれるＴＯＳ（Ｔｙｐｅ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）６０２の８ｂｉｔのフィールドのうちＤｉｆｆｓｅｒｖｅ方式でＤＳＣＰ（ＤｉｆｆＳｅｒｖ Ｃｏｄｅ Ｐｏｉｎｔ）フィールドとして再定義される先頭６ｂｉｔに設定される値がアプリケーションを識別する情報がアプリケーション種別に記録されることになる。図１０（ａ）では、設定の具体例としてアプリケーション部１５のうち、映像などのストリミングデータを送受信するＡＰＬ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）１５−１がＱｏＳクラス１に、ＶｏＩＰなどの音声を送受信するＡＰＬ１５−２がＱｏＳクラス２に、ＴＥＬＮＥＴやＦＴＰやＨＴＴＰなどのデータを送信するＡＰＬ１５−ｍがＱｏＳクラス３として割り当てられている例が示されている。

図１０（ｂ）は、携帯端末装置２０のマッピングテーブル２７のデータ構成を示した図である。マッピングテーブル２７のエントリは、ＱｏＳクラス、遅延レベル、速度、ＥｎｄＰｏｉｎｔ、ＲＬＰ番号の項目を備えている。ＱｏＳクラスからＥｎｄＰｏｉｎｔまではマッピングテーブル１７に設定される情報と同じ情報が設定される。ＲＬＰ番号には、ＱｏＳクラスに対応するＲＬＰのセッションを示す番号が記録される。図１０（ｂ）では、設定の具体例としてＲＬＰ２３−１の番号であるＲＬＰ１がＱｏＳクラス１に、ＲＬＰ２３−２の番号であるＲＬＰ２がＱｏＳクラス２に、ＲＬＰ２３−ｍの番号であるＲＬＰｍがＱｏＳクラス３に割り当てられている例が示されている。

図１０（ａ）及び（ｂ）のマッピングテーブル１７，２７における設定により、例えばＡＰＬ１５−１は、ＥｎｄＰｏｉｎｔ１及びＥｎｄＰｏｉｎｔ２の論理回線とＲＬＰ２３−１を介して送受信を行い、ＡＬＰ１５−２は、ＥｎｄＰｏｉｎｔ３及び４の論理回線とＲＬＰ２３−２を介して送受信を行い、ＡＰＬ１５−ｍは、ＥｎｄＰｏｉｎｔ５及び６の論理回線とＲＬＰｍを介して送受信を行うことになる。ＲＬＰ部２３より先は、上述したように既にＥＶ−ＤＯ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔにより帯域保証が行われているため、各ＡＰＬ１５−１，１５−２，１５−ｎはサーバ装置５０との間で帯域保証がされた通信を行うことが可能となる。

なお、マッピングテーブル１７に記録される情報は、帯域予約を行うＡＬＰ１５−１，１５−２などが通信を開始する前に、ＲＳＶＰにより対向する双方の装置のアプリケーション（１５４と１１５）が帯域予約のネゴシエーション手順を行い、帯域予約できた場合に、ＡＬＰ１５−１，１５−２によって記録される。マッピングテーブル２７は、ＲＬＰ部２３がアプリケーション部１５にて起動されるアプリケーションに対応するＲＬＰのセッションを設定する際に、ＲＬＰ部２３により記録される。

次に図１２から図１５を参照して、端末装置１０と携帯端末装置２０の間において行われるデータの送受信処理について説明する。

図１２は、端末装置１０が携帯端末装置２０に対してデータを送信する際の処理を示したフローチャートである。ここでは、一例として、アプリケーション部１５のＡＬＰ１５−１によって送信が行われる場合について説明する。
最初にアプリケーション部１５のＡＰＬ１５−１からデータ送信要求が送信されると、ＴＣＰ部１４は、ＡＰＬ１５−１から受信したデータにＴＣＰヘッダを付加し、ＩＰ部１３へ出力する。ＩＰ部１３は、アプリケーションの種別に従ってヘッダのＴＯＳフィールド６０２に６ｂｉｔの識別情報を設定してＩＰパケットを生成してＭＰ部１２へ出力する（ステップＳａ１）。

ＭＰ部１２は、ＩＰ部１３から受信したＩＰパケットに基づいて、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータを生成する。また、ＭＰ部１２は、ＩＰパケットのＴＯＳフィールド６０２に設定されている識別情報に従ってマッピングテーブル１７を検索し、ＥｎｄＰｏｉｎｔとしてＥｎｄＰｏｉｎｔ１及び２を検出し、検出したＥｎｄＰｏｉｎｔに対応するＥＰ１１−１にＭｕｌｔＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータを送信する（ステップＳａ２）。ＥＰ１１−１は、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータをＵＳＢパケットサイズに分割してキューに記録する（ステップＳａ３）。ＥＰ１１−１は、対向するＥＰ２５−１からＩＮパケットを受信し、指定された数のパケット数をキューから読み出して送信する（ステップＳａ４）。

図１３は、携帯端末装置２０がサーバ装置５０に対してデータを送信する際の処理を示したフローチャートである。ここでは、一例として、ＥｎｄＰｏｉｎｔ１のＥＰ２５−１を通じて端末装置１０からデータを受信した場合について説明する。
最初に、ＥＰ２５−１が端末装置１０のＥＰ１１−１からＵＳＢパケットを受信すると、ＵＳＢ部２５の制御部（コントローラ）はＭＰ部２６にデータ受信割込信号を通知する（ステップＳｂ１）。当該通知を受信したＭＰ部２６は、ＥＰ２５−１からＵＳＢパケットを受信し、ＥＰ２５−１に対応する番号であるＥｎｄＰｏｉｎｔ１と受信したＵＳＢパケットから構成されるデータとをＰＰＰ部２４へ送信する。ＥｎｄＰｏｉｎｔ番号とデータを受信したＰＰＰ部２４はバッファにＰＰＰフレームで構成されるデータを記録する（ステップＳｂ２）。そして、ＰＰＰ部２４は、マッピングテーブ２７からＥｎｄＰｏｉｎｔ１に対応するＲＬＰ番号のＲＬＰ１を検出し、バッファからデータを読み出して、読み出したデータをＲＬＰ１に対応するＲＬＰ２３−１に送信する（ステップＳｂ３）。ＰＰＰ部２４からデータを受信したＲＬＰ２３−１は、キューへデータを記録する（ステップＳｂ４）。ＲＬＰ２３−１は、キューからデータを読み出して対応するＳｔｒｅａｍ２２−１にデータを送信する。Ｓｔｒｅａｍ２２−１は、携帯端末装置２０を一意に識別できる２ｂｉｔのヘッダを付与してＰＨＹ部２１へデータを送信する。ＰＨＹ部２１は、Ｓｔｒｅａｍ２２−１から受信したデータを含む無線信号を送出する（ステップＳｂ５）。無線信号は送信アンテナ３１で受信され、基地局装置３０及びＰＤＳＮ４０を介してサーバ装置５０に送信される。

図１４は、携帯端末装置２０がサーバ装置５０からデータを受信する際の処理を示したフローチャートである。ここでは、一例として、ＲＬＰ番号１のＲＬＰ２３−１がサーバ装置５０から送信されるデータを受信した場合について説明する。最初に、ＲＬＰ２３−１がデータを受信するとＲＬＰ部２３は、データ受信割込信号をＰＰＰ部２４に通知する（ステップＳｃ１）。当該通知を受信したＰＰＰ部２４は、ＲＬＰ２３−１からＲＬＰ番号であるＲＬＰ１とデータとを受信し、データをバッファへ記録する（ステップＳｃ２）。ＰＰＰ部２４は、受信したＲＬＰ１に基づいてマッピングテーブル２７から対応するＥｎｄＰｏｉｎｔ番号であるＥｎｄＰｏｉｎｔ２を検出し、検出したＥｎｄＰｏｉｎｔの番号であるＥｎｄＰｏｉｎｔ２とバッファから読み出したデータとをＭＰ部２６に送信する（ステップＳｃ３）。ＭＰ部２６は、受信したデータに基づいてＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータを生成し、ＥｎｄＰｏｉｎｔ２に対応するＥＰ２５−２に生成したＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータを送信する（ステップＳｃ４）。ＥＰ２５−２は受信したＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータをＵＳＢパケットに分割してキューに記録し、対向するＥＰ１１−２からＩＮパケットを受信し、指定された数のＵＳＢパケットを読み出してＥＰ１１−２に送信する（ステップＳｃ５）。

図１５は、端末装置１０が携帯端末装置２０からデータを受信する際の処理を示したフローチャートである。ここでは、一例として、ＥＰ１１−２がＵＳＢパケットを受信した場合について説明する。最初に、ＵＳＢ部１１のＥＰ１１−２がＥＰ２５−２からＵＳＢパケットを受信するとＵＳＢ部１１の制御部（コントローラ）は、ＭＰ部１２にデータ受信割込信号を通知する（ステップＳｄ１）。当該通知を受信したＭＰ部１２は、ＥＰ１１−２から、ＥＰ１１−２が受信したＵＳＢパケットから構成されるＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームのデータを受信し、ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームで構成されるデータからＩＰパケットを再構築してＩＰ部１３へ出力する（ステップＳｄ２）ＩＰ部１３はＩＰパケットに含まれるデータをＴＣＰ部１４に送信し、ＴＣＰ部１４は、受信したデータからＴＣＰヘッダを除いて、対応するＡＰＬ１５−１にデータを出力する（ステップＳｂ３）。

上記の構成により、携帯端末装置２０と端末装置１０との間のＵＳＢの接続において、複数の論理回線を設定し、ＵＳＢのアイソクロナス転送方式により転送速度を制御し、さらにＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰにより当該複数の論理回線の中から適切な転送速度の回線を選択することが可能となる。これにより、携帯端末装置２０と端末装置１０との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行うことが可能となり、サーバ装置５０から端末装置１０の間で帯域保証された通信を行うことが可能となる。

上述の携帯端末装置２０及び端末装置１０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したデータを送受信する処理は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

本実施形態による通信システムのブロック構成図及び通信システムに備えられる装置ごとのプロトコルスタック構成を示す図を示すブロック図である。 同実施形態における端末装置及び携帯端末装置の内部構成を示したブロック図である。 同実施形態におけるＵＳＢ通信方式を説明するための図（その１）である。 同実施形態におけるＵＳＢ通信方式を説明するための図（その２）である。 同実施形態における送信されるＵＳＢパケットを説明するための図である。 本実施形態によるＵＳＢ通信方式におけるアイソクロナス転送方式のシーケンス図である。 同実施形態におけるＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰフレームのフォーマットを示した図である。 同実施形態におけるＰＰＰフレームのフォーマットを示した図である。 同実施形態におけるＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰが適用されるダイアルアップ接続による通信システムを示した図である。 同実施形態におけるマッピングテーブルのデータ構成を示した図である。 本実施形態によるＩＰパケットのフォーマットを示した図である。 同実施形態における端末装置から携帯端末装置へデータが送信される際の端末装置側の処理を示したフローチャートである。 同実施形態における携帯端末装置からサーバ装置へデータが送信される際の携帯端末装置側の処理を示したフローチャートである。 同実施形態における携帯端末装置がサーバ装置からデータを受信する際の携帯端末装置側の処理を示したフローチャートである。 同実施形態における端末装置が携帯端末装置からデータを受信する際の端末装置側における処理を示したフローチャートである。 従来の技術における通信システム（その１）のブロック図である。 従来の技術における通信システム（その２）のブロック図である。

符号の説明

１０ 端末装置
２０ 携帯端末装置
２４ ＰＰＰ部
２６ ＭＰ部
２５ ＵＳＢ部

Claims (8)

1. 接続された端末装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う通信事業者によって提供されるネットワークに接続する通信端末装置であって、
   １つの端末装置との間で複数の回線を設定する手段と、
   前記回線ごとに転送速度を制御する手段と、
   前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段と、
   を備えたことを特徴とする通信端末装置。
2. ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰにより複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択することを特徴とする請求項１に記載の通信端末装置。
3. 通信事業者によって提供されるネットワークに接続する通信端末装置と接続し、該接続した通信端末装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う端末装置であって、
   １つの通信端末装置との間で複数の回線を設定する手段と、
   前記回線ごとに転送速度を制御する手段と、
   前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段と、
   を備えたことを特徴とする端末装置。
4. ＭｕｌｔｉＬｉｎｋＰＰＰにより複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択することを特徴とする請求項３に記載の端末装置。
5. ＵＳＢホスト装置とＵＳＢデバイス装置を備え、接続されたＵＳＢホスト装置とＵＳＢデバイス装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う通信システムにおいて、
   １つのＵＳＢホスト装置と１つのＵＳＢデバイス装置との間で複数の回線を設定する手段と、
   前記回線ごとに転送速度を制御する手段と、
   前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段と、
   を備えたことを特徴とする通信システム。
6. 接続されたＵＳＢホスト装置とＵＳＢデバイス装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う通信方法であって、
   １つのＵＳＢホスト装置と１つのＵＳＢデバイス装置との間で複数の回線を設定するステップと、
   前記回線ごとに転送速度を制御するステップと、
   前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択するステップと、
   を有することを特徴とする通信方法。
7. 接続された端末装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行う通信事業者によって提供されるネットワークに接続するコンピュータを、
   １つの端末装置との間で複数の回線を設定する手段、
   前記回線ごとに転送速度を制御する手段、
   前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段、
   として機能させるためのコンピュータプログラム。
8. 通信事業者によって提供されるネットワークに接続する通信端末装置と接続し、該接続した通信端末装置との間における物理層からネットワーク層までの帯域保証を行うコンピュータを、
   １つの通信端末装置との間で複数の回線を設定する手段、
   前記回線ごとに転送速度を制御する手段、
   前記複数の回線の中から適切な転送速度の回線を選択する手段、
   として機能させるためのコンピュータプログラム。

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