JP4754416B2 - 無線通信装置、無線通信方法およびプログラム - Google Patents
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認するために、受信端末はACK(Acknowledgement)を返すことにしている。1つのパ
ケットを送信するたびにACKを待っていては、ACKを待つ時間が多くなりスループットが向上しない。
の間は無線環境に適合した通信プロトコルを用いる手法が提案されている(非特許文献2)。また、基地局にTCPセグメントをキャッシングする機能を持たせ、ハンドオフ時に通信エラーが発生したパケットをキャッシングした基地局から再送する手法が提案されている(非特許文献3)。また、ウィンドウ制御をレート制御型にして、リンクエラーによるパケットロスの影響を受けにくくする手法も提案されている(非特許文献4)。
K. Xu, Y. Tian and N. Ansari, "TCP-Jersey for Wireless IP Communications", IEEE JSAC, Vol. 22, no. 4, pp.747-756, May 2004. A. Bakre and B. Badrinath, "I-TCP: Indirect TCP for Mobile Hosts", Proc. of 15th IEEE International Conference on Distributed Computing System (ICDCS '95), pp.136-143, Vancouver, Canada, May 1995. H. Balakrishnan, S. Seshan and R. Katz, "Improving reliable transport and handoff performance in cellular wireless networks", ACM Wireless Networks, Vol. 1, Issue 4, pp.469-481, Feb. 1995. P. Sinha, N. Venkitaraman, R. Sivakumar, V. Bharghavan, "WTCP: A Reliable Transport Protocol for Wireless Wide-Area Networks," Proc. ACM MOBICOM'99, pp.231-241, Aug. 1999.
。また、第2の送信手段のプロトコルの具体例として、UDP(User Datagram Protocol)を挙げることができる。もっとも、第1および第2の送信手段のプロトコルとして、これら以外のプロトコルを用いることが可能である。
ないプロトコルにしたがってパケットを送信する第2の送信手段と、を有する無線通信装置が行う無線通信方法であって、前記第1の送信手段によって、パケットの送信を開始するステップと、前記第1の送信手段によるパケット送信において通信エラーが発生した際に、前記第1の送信手段が送信するパケットを、前記第2の送信手段によっても送信するステップと、を含むことを特徴とする。
次に、図面を用いて各機能部が行う処理について詳細に説明する。
まず、受信端末20が送信端末10からのデータを受信できるようにするための初期化処理を行う。この受信端末20の初期化処理を図2のフローチャートを用いて説明する。受信端末20は、まず、TCP受信部21を起動し(S201)、TCP送信部11からのTCPパケットを受信できるようにする。TCP受信部21は所定のポート番号でTCPパケットを待つ。次に、コントローラ22を起動し(S202)、さらにUDP受信部23を起動する(S203)。UDP受信部23により、UDP送信部13からのUDPパケットを受信できるようになる。また、コントローラ22は、TCP受信部21とUDP受信部23とから受信したパケットから送信端末10が送信したデータを組み立てることができるようになる。
図3は、送信端末10におけるTCP通信の監視処理を示すフローチャートである。送信端末10において、コントローラ12がTCP送信部11から受信端末20へのTCP通信の開始を検知すると、図3に示すTCP通信の監視処理を開始する。コントローラ22は、TCP送信部11による受信端末20へのSYNパケットの送信に基づいてTCP通信の開始を判断しても良く、TCP送信部11からTCP通信の開始を通知されても良い。なお、TCP送信部11が複数のTCPコネクションを有する場合には、コントローラ12はTCPコネクションそれぞれについて監視処理を行う。
通信エラーが発生していない場合(S304−NO)は、S303に戻りTCP通信が続いているかと通信エラーが発生したかを監視する。
TTはTCP送信部11が決定しているので、UDP送信部13はTCP送信部11からRTTを取得することができる。もっとも、ACKの待ち時間としてはRTTではなくてその他の任意の値を用いることもできる。
トの再送を行う(S504)。この際、再送したパケットに対しても到達確認処理を行う。
次に、受信端末20における受信処理について説明する。ここでは、主にUDP受信部23とコントローラ22の処理について説明する。なお、TCP受信部21は、通常のTCPプロトコルにしたがって受信処理を行っている。
上記のような処理によって、TCP通信で通信エラーが発生したときに、UDPでデータの送信を行うことが可能となる。ここで、TCP通信は、通信エラーの発生によりウィンドウサイズを減少させ、データの転送速度が低下する。この転送速度が低下したときに、UDP通信を行うことでデータ転送速度の低下を防ぐことが可能となる。
ムのみによって、リンクエラーがあってもデータ転送速度が低下しない無線通信を実現することができる。
上記の処理は、無線通信による通信エラーのほとんどがリンクエラーによるものであることを前提としている。したがって、TCP通信において通信エラーが発生した場合は、UDPによっても同時に通信を開始していた。しかしながら、無線通信においても輻輳が発生することがあり得る。この場合、UDPによっても同時に通信を開始するとさらなる輻輳を招き好ましくない。
上記の実施形態においては、通信エラーが発生した場合は、TCP送信部11とUDP送信部13とで同じパケットを2回送信している。通信エラー発生時は、TCP通信はウィンドウサイズを減少させるのでUDP通信の方が高速となる。UDP通信によって送信され、受信端末20への到達が確認されたパケットについてはTCP送信部11で送信する必要がない。したがって、UDP通信によって既に受信端末20へ到達が確認されたパケットをTCP送信部11は送信しなくても良い。
上記の実施形態においては、送信端末10のアプリケーション14は基本的にTCP送信部11とやりとりを行い、受信端末20のアプリケーション24は基本的にTCP受信部21とやりとりを行う構成を採っている。そして、コントローラ12,22は、基本的にアプリケーション14,24と直接やりとりをしていない。
無線通信装置の機能ブロック図である。送信端末30のアプリケーション34は、コントローラ32に対してデータの送信を指示する。コントローラ32は、まずTCP送信部31によってデータの送信を行い、TCPで通信エラーを発生した場合にはUDP送信部33も使ってデータの送信を行う。受信端末40では、TCP受信部41とUDP受信部43とによってデータの受信を行い、コントローラ42がパケットの順序制御を行い、アプリケーション44に受信データを渡す。具体的な処理の流れは上記の説明とほぼ同様であるため詳しい説明は省略する。
上記の実施形態においては、プロトコルとしてTCPとUDPを利用している。しかしながら、TCPの代わりに、通信エラーの発生を検知してデータ転送速度を制御するプロトコルであればどのようなプロトコルを用いることもできる。そのようなプロトコルとしては、既存のものであれば、SCTPを挙げることができる。
11 TCP送信部
12 コントローラ
13 UDP送信部
20 受信端末
21 TCP受信部
22 コントローラ
23 UDP受信部
Claims (8)
- 無線パケット通信を行う無線通信装置であって、
通信エラーが発生していない場合はデータ転送速度を増加し、通信エラーが発生した場合はデータ転送速度を減少するプロトコル、にしたがってパケットを送信する第1の送信手段と、
データ転送速度の制御を行わないプロトコルにしたがってパケットを送信する第2の送信手段と、
前記第1の送信手段がパケットを送信している際に通信エラーが発生した場合は、前記第1の送信手段が送信すべきパケットを、前記第1の送信手段及び前記第2の送信手段の両方によって送信する通信制御手段であって、前記第1の送信手段による送信における前記通信エラーが輻輳によるものと判断した場合は、前記第2の送信手段によるパケットの送信を停止して、前記第1の送信手段が送信すべきパケットを前記第1の送信手段によって送信する通信制御手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 - 前記通信制御手段は、前記第1の送信手段のデータ転送速度が所定の増加率以上で増加しない場合は、前記第1の送信手段における通信エラーが輻輳によるものと判断し、前記第1の送信手段のデータ転送速度が所定の増加率以上で増加した場合は、前記第1の送信手段における通信エラーが輻輳によるものではないと判断する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記通信制御手段は、前記第2の送信手段によってパケットの送信を開始した後に、前記第1の送信手段によるデータ転送速度が前記通信エラー発生時のデータ転送速度まで回復した場合に、前記第2の送信手段によるパケットの送信を停止する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信装置。 - 前記第2の送信手段が送信したパケットが送信先まで到達したことを確認する送達確認手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の無線通信装置。 - 前記送達確認手段によって前記第2の送信手段が送信したパケットが送信先まで到達し
たことが確認できなかった場合には、該パケットを前記第2の送信手段によって再送する
ことを特徴とする請求項4に記載の無線通信装置。 - 前記第1の送信手段はTCPプロトコルにしたがってパケットを送信し、
前記第2の送信手段はUDPプロトコルにしたがってパケットを送信する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の無線通信装置。 - 通信エラーが発生していない場合はデータ転送速度を増加し、通信エラーが発生した場合はデータ転送速度を減少するプロトコル、にしたがってパケットを送信する第1の送信手段と、
データ転送速度の制御を行わないプロトコルにしたがってパケットを送信する第2の送信手段と、を有する無線通信装置が行う無線通信方法であって、
前記第1の送信手段によって、パケットの送信を開始するステップと、
前記第1の送信手段によるパケット送信において通信エラーが発生した際に、前記第1の送信手段が送信すべきパケットを、前記第1の送信手段及び前記第2の送信手段の両方によって送信するステップと、
前記第1の送信手段による送信における前記通信エラーが輻輳によるものか判断するステップと、
前記第1の送信手段による送信における前記通信エラーが輻輳によるものと判断した場合は、前記第2の送信手段によるパケットの送信を停止して、前記第1の送信手段が送信すべきパケットを前記第1の送信手段によって送信するステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。 - 通信エラーが発生していない場合はデータ転送速度を増加し、通信エラーが発生した場合はデータ転送速度を減少するプロトコル、にしたがってパケットを送信する第1の送信手段と、
データ転送速度の制御を行わないプロトコルにしたがってパケットを送信する第2の送信手段と、を有する無線通信装置に対して無線通信を実行させるプログラムであって、
前記第1の送信手段によって、パケットの送信を開始するステップと、
前記第1の送信手段によるパケット送信において通信エラーが発生した際に、前記第1の送信手段が送信すべきパケットを、前記第1の送信手段及び前記第2の送信手段の両方によって送信するステップと、
前記第1の送信手段による送信における前記通信エラーが輻輳によるものか判断するステップと、
前記第1の送信手段による送信における前記通信エラーが輻輳によるものと判断した場合は、前記第2の送信手段によるパケットの送信を停止して、前記第1の送信手段が送信すべきパケットを前記第1の送信手段によって送信するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
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