JP6504608B2 - Communication device, control method therefor, program, and communication system - Google Patents

Communication device, control method therefor, program, and communication system Download PDF

Info

Publication number
JP6504608B2
JP6504608B2 JP2016021728A JP2016021728A JP6504608B2 JP 6504608 B2 JP6504608 B2 JP 6504608B2 JP 2016021728 A JP2016021728 A JP 2016021728A JP 2016021728 A JP2016021728 A JP 2016021728A JP 6504608 B2 JP6504608 B2 JP 6504608B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
communication
transport protocol
unit
protocol processing
management function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016021728A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017143336A (en
Inventor
宏紀 岩澤
宏紀 岩澤
直樹 高谷
直樹 高谷
河村 憲一
憲一 河村
和宏 徳永
和宏 徳永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2016021728A priority Critical patent/JP6504608B2/en
Publication of JP2017143336A publication Critical patent/JP2017143336A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6504608B2 publication Critical patent/JP6504608B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

本発明は、パケット通信システムに関する。   The present invention relates to a packet communication system.

2015年現在普及しているLTE(Long Term Evolution)は、3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)で標準化され、移動通信システムのオールIP(Internet Protocol)化、下り最大100Mbps、上り最大50Mbps以上をミニマム要件にするなど、従来の移動通信システムをより高速、高機能化したものである。   The 2015 Long Term Evolution (LTE), which has become widespread, has been standardized by the 3rd Generation Partnership Project (3GPP), and all-IP (Internet Protocol) of mobile communication systems, with a maximum requirement of 100Mbps downstream and 50Mbps upstream. Speed and functionality of the conventional mobile communication system.

IEEE802.11規格のWi−Fi(登録商標)は、利用する周波数帯や通信方式により様々な規格があり、多くの規格ではアンライセンスドバンド(免許不要の周波数帯)を用いることが特徴である。2014年に規格化されたIEEE802.11acでは、5GHz帯を利用し、利用帯域幅の拡大やMIMO(Multi-Input Multi-Output)技術により1Gbpsを超える最大速度を実現する。   The IEEE 802.11 standard Wi-Fi (registered trademark) has various standards depending on the frequency band and communication system to be used, and many standards are characterized by using unlicensed bands (unlicensed frequency bands). The IEEE802.11ac standardized in 2014 uses the 5 GHz band and achieves maximum speed exceeding 1 Gbps by expanding the available bandwidth and using Multi-Input Multi-Output (MIMO) technology.

また現在、3GPPではWi−Fiで用いられているような2.4GHz帯や5GHz帯といったアンライセンスバンドを用いてLTEによる通信を行うLAA(Licensed-Assisted Access using LTE)や、次世代移動通信システムの5G(第5世代移動通信システム)が検討されている。5Gでは、既存移動通信システムよりも、さらに高速、低遅延、省電力化が要求条件として掲げられており、ミリ波のような60GHz以上の周波数帯利用も検討されている。   In addition, the next generation mobile communication system, such as LAA (Licensed-Assisted Access using LTE) that communicates by LTE using an unlicensed band such as 2.4 GHz band or 5 GHz band as currently used in Wi-Fi in 3GPP 5G (5th generation mobile communication system) is under consideration. In 5G, higher speed, lower delay, and power saving are listed as requirements of the existing mobile communication system, and utilization of a frequency band of 60 GHz or more such as millimeter waves is being considered.

一方で、一般的なインターネットのEnd to Endの通信ではTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)のプロトコルが標準的に用いられている。   On the other hand, TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) protocol is standardly used in general End to End communication of the Internet.

現在Linux(登録商標)で標準となっているTCPの輻輳制御アルゴリズムであるCUBIC(非特許文献1参照)は、一度にパケットを送れる量を表す輻輳ウィンドウサイズが、RTT(Round Trip Time)依存ではなく、パケットロスからの経過時間に依存するため、高遅延環境でのスループットを改善する。   CUBIC (see Non-Patent Document 1), which is a TCP congestion control algorithm that has become standard in Linux (registered trademark) at present, has congestion window sizes that represent the amount of packets that can be sent at one time depending on Round Trip Time (RTT). Improve throughput in high latency environments as it depends on the elapsed time from packet loss.

TCPには輻輳制御アルゴリズムの他に様々な制御が提案されており、オプションとして利用することができる。   Besides TCP, various controls have been proposed for TCP and can be used as options.

Quick−Start(非特許文献2参照)は、送信側の要求するスループットを送受信間の全てのノードが承認すれば、要求するスループットに対応するウィンドウサイズに変更する手法である。このオプションを利用するには、送受信間の全ノードがQuick−Startに対応している必要があるが、急速にスループットを上げることが可能となる。   Quick-Start (see Non-Patent Document 2) is a method for changing the window size requested by the transmission side to a window size corresponding to the requested throughput if all nodes between the transmission and reception approve. In order to use this option, all nodes between transmission and reception need to support Quick-Start, but it is possible to rapidly increase throughput.

MPTCP(Multipath TCP)(非特許文献3参照)はTCPによる通信をサブフローに分割し、複数パスを利用することでスループット向上や冗長性を高める手法である。   MPTCP (Multipath TCP) (see Non-Patent Document 3) is a method of dividing TCP communication into sub-flows and improving throughput and redundancy by using a plurality of paths.

また非特許文献4では、ネットワーク特性やアプリケーション特性に応じてTCPの他に、RPS(Random Packet System)、UNAP(Universal Network Acceleration Protocol)といった独自プロトコルを切り替える手法が提案されている。   Further, Non-Patent Document 4 proposes a method of switching proprietary protocols such as RPS (Random Packet System) and UNAP (Universal Network Acceleration Protocol) in addition to TCP according to network characteristics and application characteristics.

Injong Rhee, and Lisong Xu, "CUBIC: A New TCP-Friendly High-Speed TCP Variant", 2008Injong Rhee, and Lisong Xu, "CUBIC: A New TCP-Friendly High-Speed TCP Variant", 2008 S. Floyd, 他3名, "Quick-Start for TCP and IP", IETF, RFC4782, 2007年1月S. Floyd, 3 others, "Quick-Start for TCP and IP", IETF, RFC 4782, January 2007 A. Ford, 他3名, " TCP Extensions for Multipath Operation with Multiple Addresses", IETF, RFC6824, 2013年1月A. Ford, 3 others, "TCP Extensions for Multipath Operation with Multiple Addresses", IETF, RFC 6824, January 2013 武藤亮一,小口直樹,高野陽介,朝長博,"通信環境の応じた通信プロトコルの適応的選択技術の検討",IEICE Technical Report,IN2012-184(2013-03)Yuichi Mutoh, Naoki Oguchi, Yosuke Takano, Hiroshi Asagahiro, "A Study on Adaptive Selection Technique of Communication Protocol According to Communication Environment", IEICE Technical Report, IN 2012-184 (2013-03)

5G時代では、ヘテロジーニアス(異種混合)環境と呼ばれる、利用周波数帯やセル半径などの特性が異なる複数のRAT(Radio Access Technology)を混合して用いることが想定されている(図1参照)。利用するRATは、既存のLTEやWi−Fiに加え、例えば、高周波のミリ波を用いた超広帯域だがセル半径が小さいものや、アンライセンスバンドを用いた安価だが高エラーレートのものが考えられる。このようなヘテロジーニアス環境では、セル半径数メートルから数百メートルのスモールセルが点在するため、電車や車での移動に伴うセルの切り替わりによって通信環境の変化が頻発すると考えられる。   In the 5G era, it is assumed that a plurality of radio access technologies (RATs), which are called heterogeneous environments (differential mixed environments) and have different characteristics such as used frequency bands and cell radius, are mixed (see FIG. 1). In addition to the existing LTE and Wi-Fi, RAT to be used may be, for example, an ultra-wide band using high-frequency millimeter waves but with a small cell radius or an inexpensive but high error rate using an unlicensed band . In such a heterogeneous environment, small cells with a cell radius of several meters to several hundreds of meters are interspersed, so it is considered that changes in the communication environment frequently occur due to cell switching accompanying travel by train or car.

前述したTCP輻輳制御アルゴリズムのCUBICは、大陸間通信等で課題であった広帯域でかつ高遅延な環境におけるスループットを改善しつつ、RTTや他のTCPフローとの公平性を高めた手法であり、通信環境の急激な変化に合わせるように設計されたものではない。このため、CUBICによる通信中にセル半径数メートルの超広帯域RATに切り替わったとしても、輻輳が起きないようにするため急激にスループットを上げることは行わない。したがって移動中であれば帯域を十分に使い切る前にセルから抜けてしまうことが課題として挙げられる。またCUBICはパケットロスを輻輳と判断するため、高エラーレートのアンライセンスバンドを用いる際は、エラーによるパケットロスが頻発して不必要にスループットを下げてしまうことが課題である。   The above-mentioned CUBIC, a TCP congestion control algorithm, is a method that improves the fairness with RTT and other TCP flows while improving the throughput in a wide-band, high-latency environment that has been an issue in intercontinental communication etc. It was not designed to keep pace with the rapid changes in the communication environment. For this reason, even if switching to an ultra-wide band RAT with a cell radius of several meters during CUBIC communication, the throughput is not rapidly increased to prevent congestion. Therefore, if it is moving, the problem is that the cell is left before the band is fully used up. In addition, since CUBIC judges packet loss as congestion, when using a high error rate unlicensed band, it is a problem that packet loss due to an error occurs frequently and the throughput is unnecessarily reduced.

MPTCPは複数のネットワークを用いることができるため、冗長性を確保することはできるが、フローを分割する際は公平性を考慮して消極的な輻輳制御を行うことや、ネゴシエーションやコネクション確立などのオーバーヘッドが存在するため、急激にスループットを上げる効果は期待できない。   Since multiple networks can be used in MPTCP, redundancy can be ensured, but when dividing flows, passive congestion control with fairness taken into consideration, negotiation, connection establishment, etc. Because of the overhead, the effect of rapidly increasing the throughput can not be expected.

広帯域セルに切り替わった際は、Quick−Startや、輻輳制御をしないUDP(User Datagram Protocol)を用いることで、短時間でスループットを向上させることができるが、広帯域セルを抜けると輻輳を起こす可能性がある。また高エラーレートのセルに変わった際は、パケットロスに過剰に反応しないような制御をすればスループットを保つことができる。このように環境ごとに適したプロトコルや制御は存在するが、あらゆる環境変化に全て対応できるトランスポート技術はないことが課題である。   When switching to a wideband cell, throughput can be improved in a short time by using Quick-Start or UDP (User Datagram Protocol) without congestion control, but the possibility of causing congestion when leaving the broadband cell There is. Also, when changing to a high error rate cell, throughput can be maintained by performing control so as not to react excessively to packet loss. Although there are protocols and controls suitable for each environment as described above, the problem is that there is no transport technology that can cope with all environmental changes.

前記非特許文献4に記載の手法は、環境に応じてプロトコルを変更することはできるが、ヘテロジーニアス環境などで複数のネットワークを利用する仕組みは考慮されていない.   Although the method described in Non-Patent Document 4 can change the protocol according to the environment, a mechanism for using a plurality of networks in a heterogeneous environment or the like is not considered.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、通信環境の急激な変化に即応することができる通信装置及びその制御方法並びに通信システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a communication apparatus capable of promptly responding to a rapid change in communication environment, a control method therefor, and a communication system.

上記目的を達成するために、本願発明は、パケットの送受信を行う通信装置において、OSI7階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部と、前記通信方式選択部が複数のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替えた際に各トランスポートプロトコル処理部によるフローに係るパケットに共通のシーケンス番号を割り当てるシーケンス番号管理部とを備えたことを特徴とする。
また、本願発明は、パケットの送受信を行う通信装置において、OSI7階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部と、前記通信方式選択部が第1のトランスポートプロトコル処理部による通信から第1及び第2のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替えた際に既存の第1のトランスポートプロトコル処理部によるフローに対して第2のトランスポートプロトコル処理部によるサブフローを追加するサブフロー追加部とを備えたことを特徴とする。
また、本願発明は、パケットの送受信を行う通信装置において、OSI7階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部と、前記通信方式選択部が選択した第1のトランスポートプロトコル処理部が再送制御を有しない場合に第2のトランスポートプロトコル処理部に係る通信経路を利用して前記第1のトランスポートプロトコル処理部におけるパケットの再送制御を行う再送制御部とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention divides the transport layer of the OSI 7 hierarchical model into an upper layer and a lower layer in a communication apparatus for transmitting and receiving packets, and a plurality of transport protocol processors in the lower layer. An upper layer is provided with an integrated management function unit that integrates and manages communication by a plurality of transport protocol processing units, and the integrated management function unit is a communication that monitors a communication environment of communication by the transport protocol processing unit. An environment monitoring unit, and when the communication environment monitoring unit detects a change in the communication environment, one or more transport protocol processing units suitable for the changed communication environment are selected, and the selected one or more transport protocol processing units are selected. a communication scheme selection section that switches the communication, the communication method selection section has multiple tiger Characterized in that a sequence number management unit when the switching to communication by Sport protocol processing unit allocating a common sequence number in the packet according to the flow from the transport protocol processing unit.
In the communication apparatus for transmitting and receiving packets, the present invention divides the transport layer of the OSI 7 hierarchical model into the upper layer and the lower layer, and arranges a plurality of transport protocol processing units in the lower layer, and Includes an integrated management function unit that integrates and manages communication by a plurality of transport protocol processing units, the integrated management function unit including a communication environment monitoring unit that monitors a communication environment of communication performed by the transport protocol processing unit; Communication environment selection unit selects one or more transport protocol processing units suitable for the changed communication environment when the communication environment monitoring unit detects a change in communication environment, and selects a communication method to switch to communication by the selected one or more transport protocol processing units And the communication scheme selection unit is a first transport protocol When switching from communication by the management unit to communication by the first and second transport protocol processing units, a subflow by the second transport protocol processing unit is added to the flow by the existing first transport protocol processing unit And a sub-flow adding unit.
In the communication apparatus for transmitting and receiving packets, the present invention divides the transport layer of the OSI 7 hierarchical model into the upper layer and the lower layer, and arranges a plurality of transport protocol processing units in the lower layer, and Includes an integrated management function unit that integrates and manages communication by a plurality of transport protocol processing units, the integrated management function unit including a communication environment monitoring unit that monitors a communication environment of communication performed by the transport protocol processing unit; Communication environment selection unit selects one or more transport protocol processing units suitable for the changed communication environment when the communication environment monitoring unit detects a change in communication environment, and selects a communication method to switch to communication by the selected one or more transport protocol processing units And the first transport group selected by the communication scheme selection unit. A retransmission control unit for performing retransmission control of packets in the first transport protocol processing unit using the communication path related to the second transport protocol processing unit when the communication processing unit does not have retransmission control; It is characterized by

本発明によれば、RAT等の通信環境の変化を検知したとき、環境に合ったトランスポートプロトコルに切り替えることで、超広帯域になった際は短時間でスループットを最大化する、高エラーレートになった際は不必要にスループットを下げないといった、それぞれの環境下でQoSを最大化する制御が可能となる。超広帯域を短時間で利用できることにより、移動中でもスモールセルを利用して大容量ファイルのダウンロード等が実現できる。スモールセルを有効利用することで通信トラフィックを分散させることができ、LTEのようなライセンスバンドの混雑を避けることができる。また複数のRATを併用することで冗長性が高く、移動時にセルの切り替えが頻発するヘテロジーニアス環境においても安定した通信を維持することができる。   According to the present invention, when a change in the communication environment such as the RAT is detected, switching to a transport protocol suitable for the environment maximizes throughput in a short time when reaching ultra-wide band, and achieves high error rate. It becomes possible to control to maximize the QoS under each environment, such as not to reduce the throughput unnecessarily when it becomes. By being able to use the ultra-wide band in a short time, it is possible to realize downloading of large-capacity files using small cells even while moving. Communication traffic can be distributed by effectively using small cells, and congestion of license bands such as LTE can be avoided. In addition, by using a plurality of RATs together, stable communication can be maintained even in a heterogeneous environment where the redundancy is high and cell switching frequently occurs when moving.

さらに、トランスポート層でプロトコル切り替えの制御を行うため、アプリケーション側で通信環境の変化に応じた制御を行う必要がなくなる。   Furthermore, since control of protocol switching is performed in the transport layer, it is not necessary for the application side to perform control in accordance with changes in the communication environment.

ヘテロジーニアス環境を説明する図Diagram explaining the heterogeneous environment 無線通信システムの構成図Configuration diagram of wireless communication system 他の例に係る無線通信システムの構成図Configuration diagram of a wireless communication system according to another example トランスポート処理部の構成図Configuration diagram of transport processing unit パケットヘッダの構成例Configuration example of packet header 通信方式データベースの構成例Configuration example of communication method database 統合管理機能部の動作を説明するフローチャートFlow chart for explaining the operation of the integrated management function unit 統合管理機能部によりUDPで再送処理を実施する場合のイメージ図Image of the case where the integrated management function unit performs retransmission processing by UDP 実施例1に係る無線通信システムの構成図及びシーケンス図A configuration diagram and a sequence diagram of a wireless communication system according to a first embodiment 実施例2に係る無線通信システムの構成図及びシーケンス図A configuration diagram and a sequence diagram of a wireless communication system according to a second embodiment 実施例3に係る無線通信システムの構成図及びシーケンス図A configuration diagram and a sequence diagram of a wireless communication system according to a third embodiment

本発明の一実施の形態に係る通信システムについて図面を参照して説明する。図2及び図3は本実施の形態に係る通信システムのシステム構成図である。   A communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 and 3 are system configuration diagrams of the communication system according to the present embodiment.

本実施の形態に係る通信システムは、図2に示すように、複数の通信方式に対応した端末100と、各通信方式で端末100を収容するための複数のアクセス機能200と、各通信方式における複数のパケットコアネットワーク300と、各パケットコアネットワーク300と接続したIPサービスネットワーク400と、端末100との通信相手先でありIPサービスネットワーク400に接続したサーバ500とを備えている。他の変形例としては、図3に示すように、端末100はプロキシ600を介してサーバ500と通信を行う構成が考えられる。   The communication system according to the present embodiment includes, as shown in FIG. 2, a terminal 100 compatible with a plurality of communication methods, a plurality of access functions 200 for accommodating the terminal 100 in each communication method, and each communication method. A plurality of packet core networks 300, an IP service network 400 connected to each packet core network 300, and a server 500 that is a communication counterpart with the terminal 100 and connected to the IP service network 400 are provided. As another modification, as shown in FIG. 3, a configuration in which the terminal 100 communicates with the server 500 via the proxy 600 can be considered.

本願発明の特徴点は、後述するように、OSI参照モデルのトランスポート層処理部700であって、端末100とサーバ500又はプロキシ600との間のトランポート層コネクションを終端するものの機能にある。当該トランスポート層処理部700は、図2の構成例の場合は端末100及びサーバ500に実装され、図3の構成例の場合は端末100及びプロキシ600のIPサービスネットワーク400側(端末100側)に実装される。プロキシ600を利用する場合、サーバ500には改造・変更等を加えることなく本発明を実施することができる点で有利である。   The feature of the present invention resides in the function of the transport layer processing unit 700 of the OSI reference model, which terminates the transport layer connection between the terminal 100 and the server 500 or the proxy 600, as described later. The transport layer processing unit 700 is mounted on the terminal 100 and the server 500 in the configuration example of FIG. 2, and on the IP service network 400 side of the terminal 100 and the proxy 600 (terminal 100 side) in the configuration example of FIG. 3. Implemented in The use of the proxy 600 is advantageous in that the present invention can be implemented without the server 500 being modified or changed.

アクセス機能200・パケットコアネットワーク300・IPサービスネットワーク400の構成、及び、各装置による全体構成については従来周知のものである。前記複数の通信方式としては、例えばLTE、Wi−Fi、有線イーサネット(登録商標)などが挙げられる。前記複数のアクセス機能200は、それぞれの通信方式に対応するものであり、例えばLTEの場合には無線区間のネットワークであるE−UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)を構成するeNodeBなどの各装置が含まれる。前記複数のパケットコアネットワーク300も、それぞれの通信方式に対応するものであり、例えばLTEの場合にはEPC(Evolved Packet Core)である。なお、1つのパケットコアネットワーク300に通信方式の異なる又は同じ複数のアクセス機能200が収容される場合もある点に留意されたい(例えば、キャリアアグリケーションやデュアルコネクティビティが適用されている場合)。   The configuration of the access function 200, the packet core network 300, the IP service network 400, and the overall configuration of each device are well known. Examples of the plurality of communication methods include LTE, Wi-Fi, wired Ethernet (registered trademark), and the like. The plurality of access functions 200 correspond to the respective communication methods, and, for example, in the case of LTE, each device such as an eNodeB that configures E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network), which is a network of a radio section. Is included. The plurality of packet core networks 300 also correspond to the respective communication methods, and are, for example, EPC (Evolved Packet Core) in the case of LTE. It should be noted that one packet core network 300 may accommodate a plurality of access functions 200 with different or the same communication scheme (for example, in the case where carrier aggregation or dual connectivity is applied).

トランスポート層処理部700は、図2及び図3に示すように、OSI参照モデルのトランスポート層における通信の両終端に位置するトランスポート層処理部700を上位層と下位層に分割し、下位層には複数のトランスポートプロトコル処理部800を並列配置し、上位層には複数のトランスポートプロトコル処理部800を統合管理する統合管理機能部900を配置した。なお、このトランスポート層処理部700は、基本的な構成は、端末100・サーバ500・プロキシ600とで共通である。また、端末100・サーバ500・プロキシ600において、OSI参照モデルのトランスポート層以外の層の構成は任意であり、従来周知の構成をとることができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the transport layer processing unit 700 divides the transport layer processing unit 700 located at both ends of communication in the transport layer of the OSI reference model into an upper layer and a lower layer, A plurality of transport protocol processing units 800 are arranged in parallel in the layer, and an integrated management function unit 900 that integrates and manages the plurality of transport protocol processing units 800 is arranged in the upper layer. The basic configuration of the transport layer processing unit 700 is common to the terminal 100, the server 500, and the proxy 600. Further, in the terminal 100, the server 500, and the proxy 600, the configuration of layers other than the transport layer of the OSI reference model is arbitrary, and a conventionally known configuration can be adopted.

トランスポート層処理部700の構成について、図4を参照して説明する。トランスポート層処理部700の上位層である統合管理機能部900は、複数の異なるトランスポートプロトコルを管理し、通信環境にあったトランスポートプロトコルを動的に切り替える機能を有する。特性に合ったプロトコルの決定方法は、例えばデータベースに登録しておく方法がある。また、統合管理機能部900は、トランスポート層におけるフローを分割し、複数の異なるネットワークの利用を可能とする機能を有する。ここで、分割したフローは、それぞれ別々のプロトコルを割り当てることができる。また、統合管理機能部900は、異なるプロトコル間で継続性を担保できる仕組みを持つ。具体的には、共通のシーケンス番号と、サブフロー毎のサブシーケンス番号を割り振る機能、TCPにおける輻輳ウィンドウサイズなどのパケット伝送レートを通知する機能を備える。通信方式変更のネゴシエーションはプロトコルヘッダで行う。また、統合管理機能部900は、UDPのような再送制御を持たないプロトコルを、TCP等の他のプロトコルにより再送する制御をトランスポート層で実施する機能を有する。   The configuration of the transport layer processing unit 700 will be described with reference to FIG. The integrated management function unit 900, which is an upper layer of the transport layer processing unit 700, has a function of managing a plurality of different transport protocols and dynamically switching the transport protocol suitable for the communication environment. For example, there is a method of determining a protocol that matches the characteristics, which is registered in a database. Further, the integrated management function unit 900 has a function of dividing the flow in the transport layer and enabling use of a plurality of different networks. Here, the divided flows can be assigned different protocols. Further, the integrated management function unit 900 has a mechanism capable of ensuring continuity between different protocols. Specifically, it has a function of assigning a common sequence number, a subsequence number for each subflow, and a function of notifying a packet transmission rate such as a congestion window size in TCP. Negotiation of communication method change is performed in the protocol header. In addition, the integrated management function unit 900 has a function of performing control of retransmitting a protocol having no retransmission control such as UDP by another protocol such as TCP in the transport layer.

以上の機能の実装例を図4に示す。統合管理機能部900は、図4に示すように、通信環境の変化を検知する通信環境監視部910と、変化後の環境に適したプロトコルを選択する通信方式選択部920と、複数RATを利用する際に、サブフローの追加・削除を行うサブフロー制御部930と、複数フローを用いる際の共通するシーケンス番号を割り当てるシーケンス番号管理部940と、UDP等の再送制御を持たないプロトコルを利用する際の再送制御を行う再送制御部950と、通信環境と通信方式を関連付ける通信方式データベース960と、送信バッファ970と、受信バッファ980とを備える。なお、後述するように、本通信システムにおける実施例によって前記通信方式データベース960は、端末100側或いはサーバ500又はプロキシ600側にのみ備えればよい。   An implementation example of the above functions is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the integrated management function unit 900 uses a communication environment monitoring unit 910 that detects a change in the communication environment, a communication scheme selection unit 920 that selects a protocol suitable for the changed environment, and a plurality of RATs. When using a subflow control unit 930 that adds and deletes subflows, a sequence number management unit 940 that assigns a common sequence number when using multiple flows, and a protocol that does not have retransmission control such as UDP. A retransmission control unit 950 that performs retransmission control, a communication method database 960 that associates a communication environment with a communication method, a transmission buffer 970, and a reception buffer 980 are provided. As described later, according to the embodiment of the present communication system, the communication method database 960 may be provided only on the terminal 100 side or the server 500 or the proxy 600 side.

統合管理機能部900の下位層に配置された複数のトランスポートプロトコル処理部800は、従来周知のものを含めて任意のプロトコル及びそのオプションを用いることができる。例えば、TCP Reno、 CUBIC、HighSpeed TCP、FAST TCPなど任意の輻輳制御アルゴリズム、Quick−Start、MPTCP、SACK(Selective Acknowledgement)等のTCPオプションなど種々の形態のTCPの他、UDP、SCTP(Stream Control Transmission Protocol)、QUIC(Quick UDP Internet Connections)等のTCP以外のトランスポートプロトコルが挙げられる。ここで、前述したように、統合管理機能部900は再送制御部950を備えているため、UDP等の再送制御を持たないプロトコルもトランスポートプロトコル処理部800として実装可能である。   The plurality of transport protocol processing units 800 disposed in the lower layer of the integrated management function unit 900 can use any protocol and its options including those known in the prior art. For example, TCP, UDP, SCTP (Stream Control Transmission) in addition to TCP in various forms such as TCP Reno, CUBIC, High Speed TCP, FAST TCP, or any other congestion control algorithm such as Quick-Start, MPTCP, SACK (Selective Acknowledgment) etc. Transport protocols other than TCP, such as Protocol) and QUIC (Quick UDP Internet Connections), may be mentioned. Here, as described above, since the integrated management function unit 900 includes the retransmission control unit 950, a protocol that does not have retransmission control such as UDP can also be implemented as the transport protocol processing unit 800.

上記統合管理機能部900により通信方式を変更する方法について詳述する。なお、ここで通信方式の変更とは、あるトランスポートプロトコル処理部800から他のトランスポートプロトコル処理部800に切り替えることを意味するだけでなく、あるトランスポートプロトコル処理部800を用いた通信中に他のトランスポートプロトコル処理部800のフローを追加することも含む。すなわち、ある時点の前後でトランスポートプロトコル処理部800の利用状況が異なること全てが「通信方式の変更」を意味する。以下の説明では、フローを追加した場合、当該追加フローのことをサブフローと呼ぶ。   The method of changing the communication method by the integrated management function unit 900 will be described in detail. Here, changing the communication method does not only mean switching from one transport protocol processor 800 to another transport protocol processor 800, but also during communication using a certain transport protocol processor 800. It also includes adding the flow of another transport protocol processor 800. That is, the fact that the use status of the transport protocol processor 800 differs before and after a certain point in time means "change of communication method". In the following description, when a flow is added, the additional flow is called a subflow.

本発明では、通信環境監視部910による通信環境の変化の検知は、既存の手法を用いる。受信側で感知する、あるいはアクセス機能200の基地局から情報を送信側で取得する等が考えられる。   In the present invention, detection of a change in the communication environment by the communication environment monitoring unit 910 uses an existing method. Sensing on the receiving side or acquiring information on the transmitting side from the base station of the access function 200 may be considered.

通信方式の変更は送信側の通信方式選択部920が決定する場合と、受信側の通信方式選択部920が通信方式を要求する場合が考えられる。   The change of the communication mode may be determined by the communication mode selection unit 920 on the transmission side or the communication mode selection unit 920 on the reception side may request the communication mode.

通信方式の通知、要求、ネゴシエーション等は各トランスポートプロトコル処理部800におけるプロトコルヘッダのオプション領域を用いて行う方法と、本願の統合管理機能専用のヘッダを用いて行う方法が考えられる。各プロトコルヘッダのオプション領域を利用する場合、UDP等のオプション領域がないものはヘッダの拡張を行う必要がある。ヘッダの構成例を図5に示す。タイプ番号には、ネゴシエーション時、パケット転送時、などオプション領域の利用方法を識別する番号が入る。ネゴシエーション時には、送受信IPアドレス、利用RAT、利用プロトコルなどの通知を行い、パケット転送時にはサブシーケンス番号の管理を行う。   A method of performing notification of a communication method, a request, negotiation, and the like by using an option area of a protocol header in each transport protocol processing unit 800 and a method of using a header dedicated to the integrated management function of the present application can be considered. When using the option area of each protocol header, it is necessary to extend the header if there is no option area such as UDP. An example of the configuration of the header is shown in FIG. The type number includes a number for identifying how to use the option area at the time of negotiation, packet transfer, etc. At the time of negotiation, notification of a transmission / reception IP address, a use RAT, a use protocol, etc. is performed, and at the time of packet transfer, a subsequence number is managed.

通信方式選択部920による通信方式の決定法は、例えば通信環境とプロトコルを関連付ける通信方式データベース960を利用する方法がある。通信方式データベース960の構成例を図6に示す。   As a method of determining the communication method by the communication method selection unit 920, for example, there is a method of using a communication method database 960 which associates a communication environment with a protocol. A configuration example of the communication method database 960 is shown in FIG.

送信側(ダウンロードの際はサーバ500又はプロキシ600、アップロードの際は端末100)の統合管理機能部900が通信方式を選択する場合は、図7の処理を行う。   When the integrated management function unit 900 of the transmission side (the server 500 or proxy 600 for downloading and the terminal 100 for uploading) selects the communication method, the processing of FIG. 7 is performed.

すなわち、図7に示すように、統合管理機能部900は、通信環境監視部910により利用可能なRATの状況などの通信環境を監視して通信環境の変化を検知すると(ステップS1)、通信方式データベース960を参照する(ステップS2)。そして、通信方式選択部920が、通信方式の変更を行うか否かを判定し(ステップS3)、変更がない場合には元の通信を継続する(ステップS4)。一方、変更がある場合、サブフローを利用する場合には(ステップS5)、フロー追加のネゴシエーション処理を行い(ステップS6)、シーケンス番号管理部940によりシーケンス割当を行い(ステップS7)、通信方式を変更する(ステップS8)。サブフローを利用しない場合にも、通信方式を変更する(ステップS9)。   That is, as shown in FIG. 7, when the integrated management function unit 900 monitors the communication environment such as the status of the available RAT by the communication environment monitoring unit 910 and detects a change in the communication environment (step S1), the communication method The database 960 is referenced (step S2). Then, the communication method selection unit 920 determines whether or not to change the communication method (step S3), and if there is no change, the original communication is continued (step S4). On the other hand, when there is a change, when using the subflow (step S5), the flow addition negotiation process is performed (step S6), the sequence number management unit 940 performs sequence allocation (step S7), and the communication method is changed. (Step S8). Even when the subflow is not used, the communication method is changed (step S9).

受信側の統合管理機能部900で通信方式を選択する場合は、図7において通信方式変更の代わりに受信側の統合管理機能部900から送信側の統合管理機能部900へ通信方式変更要求を行う。送信側の統合管理機能部900が承認すれば、方式を変更して通信を行う。   When the communication method is selected by the integrated management function unit 900 on the reception side, the integrated management function unit 900 on the reception side requests the communication method change to the integrated management function unit 900 on the transmission side instead of changing the communication method in FIG. . If the integrated management function unit 900 on the transmission side approves, the system is changed and communication is performed.

次に、上記統合管理機能部900により異なるプロトコル間の継続性を担保する方法について詳述する。   Next, a method of securing continuity between different protocols by the integrated management function unit 900 will be described in detail.

異なるプロトコルを切り替えても通信の継続性を担保するために、統合管理機能部900はプロトコルヘッダを利用して次のことを行う。   In order to secure the continuity of communication even when switching between different protocols, the integrated management function unit 900 uses the protocol header to perform the following.

・全プロトコル共通のシーケンス番号とサブフロー毎のサブシーケンス番号割当
・フロー追加・削除やプロトコル変更のネゴシエーション
・パケット伝送レートなど現在設定されているパラメータを変更後の通信方式への引き継ぎ
・再送制御のないプロトコルを利用する場合の到達確認
・ Sequence number common to all protocols and subsequence number allocation for each subflow ・ Negotiation of flow addition / deletion and protocol change ・ Handover to communication method after changing currently set parameters such as packet transmission rate ・ No retransmission control Confirmation of arrival when using protocol

また、上記統合管理機能部900によりUDP等の再送がないプロトコルをTCP等で補完する機能について詳述する。   Further, a function of complementing a protocol such as UDP without retransmission by TCP or the like by the integrated management function unit 900 will be described in detail.

UDPではパケットの到達順序を保障しないので、統合管理機能部900に受信バッファ980を設け、再送制御部950においてパケットの整列及び到達確認応答を行う。到達確認応答は信頼性の高いTCP等を用いて行い、確認の頻度はバッファ容量に応じて変更する。TCPとUDPを併用している際は、TCPのACKパケットを用いてUDPの確認応答を行うことで、効率化できる。図8に端末100とプロキシ600に統合管理機能部900を具備した場合の再送のイメージを示す。   Since the order of arrival of packets is not guaranteed in UDP, a reception buffer 980 is provided in the integrated management function unit 900, and the retransmission control unit 950 performs packet alignment and acknowledgment of arrival. The arrival confirmation response is performed using highly reliable TCP or the like, and the confirmation frequency is changed according to the buffer capacity. When TCP and UDP are used in combination, it is possible to improve efficiency by performing UDP acknowledgment using TCP ACK packets. FIG. 8 shows an image of retransmission in the case where the terminal 100 and the proxy 600 are provided with the integrated management function unit 900.

本発明の実施例1について図9を参照して説明する。本実施例は、他事業者ネットワークのサーバ又はプロキシ側で通信方式決定する場合の例である。また、ここでは端末100とプロキシ600側とが通信する場合であって、プロキシ600から端末100にパケットを送信する場合を例にとって説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A present Example is an example in the case of determining a communication system by the server or proxy side of an other provider network. Here, a case where the terminal 100 and the proxy 600 communicate with each other and a packet is transmitted from the proxy 600 to the terminal 100 will be described as an example.

図9に示すように、アクセス機能200であるRAT1及びRAT2は、それぞれ異なるパケットコアネットワーク300に収容されているものとする。ここで、RAT1のセルは広いが通信帯域が狭く、RAT2のセルはRAT1より狭く且つRAT1のセルに包含されるとともに、RAT1よりも通信帯域が広いものとする。端末100及びプロキシ600は、統合管理機能部900を備えているものとする。本例では、プロキシ600の統合管理機能部900の通信方式データベース960を参照する。   As shown in FIG. 9, it is assumed that RAT1 and RAT2 which are access functions 200 are accommodated in different packet core networks 300, respectively. Here, the cell of RAT1 is wide but the communication band is narrow, and the cell of RAT2 is narrower than RAT1 and included in the cell of RAT1, and the communication band is wider than RAT1. The terminal 100 and the proxy 600 have an integrated management function unit 900. In this example, the communication method database 960 of the integrated management function unit 900 of the proxy 600 is referred to.

端末100とプロキシ600との間で、マクロセルのRAT1を介してTCP1による通信中に(ステップS1,S2)、端末100の統合管理機能部900で広帯域セルのRAT2を検知すると(ステップS3)、端末100の統合管理機能部900はその旨をプロキシ600の統合管理機能部900に通知し(ステップS4)、プロキシ600の統合管理機能部900は通信方式データベース960を参照する(ステップS5)。なお、端末100とプロキシ600との通信中又は通信開始時には、予め、両者で統合管理機能部900が利用可能である旨を確認しておく(ステップS2)。   If the integrated management function unit 900 of the terminal 100 detects the RAT2 of the broadband cell (step S3), during communication by the TCP1 via the RAT1 of the macro cell between the terminal 100 and the proxy 600 (steps S1 and S2) The integrated management function unit 900 of 100 notifies that to the integrated management function unit 900 of the proxy 600 (step S4), and the integrated management function unit 900 of the proxy 600 refers to the communication method database 960 (step S5). During communication between the terminal 100 and the proxy 600 or at the start of communication, it is confirmed in advance that both can use the integrated management function unit 900 (step S2).

そしてプロキシ600の統合管理機能部900は、例えばRAT1ではTCP1による通信、RAT2ではUDPによる通信をする方式を選択すると、方式変更のネゴシエーションを行う(ステップS6)。具体的には、プロキシ600の統合管理機能部900でサブフローの生成とシーケンスの分配を行い、端末100側に利用する通信方式を通知する。そして、端末100の統合管理機能部900は、新たな通信方式が利用可能であればポート解放、コネクション確立を行う。この際、予めRAT1による通信においてcookieの取得などのネゴシエーションを行っておくことでコネクション確立を短縮することができる。   Then, if the integrated management function unit 900 of the proxy 600 selects a communication method by TCP1 in RAT1 and a communication method by UDP in RAT2, for example, it negotiates a method change (step S6). Specifically, the integrated management function unit 900 of the proxy 600 generates a subflow and distributes the sequence, and notifies the terminal 100 of a communication method to be used. Then, the integrated management function unit 900 of the terminal 100 performs port release and connection establishment if a new communication method can be used. At this time, connection establishment can be shortened by performing negotiation such as acquisition of a cookie in communication by RAT1 in advance.

なお、シーケンスの分配方法は、単純にシーケンス番号の連続したパケットを割り当てる方法や、数パケット毎にブロックを構成し、ブロック毎にフローに割り当てる方法などが考えられる。   As a method of distributing a sequence, a method of simply allocating continuous packets of sequence numbers, a method of forming blocks for every several packets, and allocating to flows for each block can be considered.

以降の送信パケットは、RAT2を介したUDPによるフローと、RAT1を介したTCP1によるフローにより送信される(ステップS7〜S9)。ここで、UDPは再送制御を行わないので、RAT1を介したTCP1のACKパケットでTCP1及びUDPフローの確認応答を行い(ステップS10)、必要に応じてRAT1を介してTCP1によりパケットの再送を行う(ステップS11)。   The subsequent transmission packets are transmitted by the flow by UDP via RAT2 and the flow by TCP1 via RAT1 (steps S7 to S9). Here, since UDP does not perform retransmission control, TCP1 and UDP flow are acknowledged with an ACK packet of TCP1 via RAT1 (step S10), and if necessary, packets are resent by TCP1 via RAT1. (Step S11).

本発明の実施例2について図10を参照して説明する。本実施例は、他事業者ネットワークの端末側で通信方式決定する場合の例である。また、ここでは端末100とプロキシ600側とが通信する場合であって、プロキシ600から端末100にパケットを送信する場合を例にとって説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A present Example is an example in the case of determining a communication system by the terminal side of an other carrier network. Here, a case where the terminal 100 and the proxy 600 communicate with each other and a packet is transmitted from the proxy 600 to the terminal 100 will be described as an example.

図10に示すように、アクセス機能200であるRAT1及びRAT2は、それぞれ異なるパケットコアネットワーク300に収容されているものとする。ここで、RAT1のセルは広いが通信帯域が狭く、RAT2のセルはRAT1より狭く且つRAT1のセルに包含されるとともに、RAT1よりも通信帯域が広いものとする。端末100及びプロキシ600は、統合管理機能部900を備えているものとする。本例では、端末100の統合管理機能部900の通信方式データベース960を参照する。   As shown in FIG. 10, it is assumed that RAT1 and RAT2 that are access functions 200 are accommodated in different packet core networks 300, respectively. Here, the cell of RAT1 is wide but the communication band is narrow, and the cell of RAT2 is narrower than RAT1 and included in the cell of RAT1, and the communication band is wider than RAT1. The terminal 100 and the proxy 600 have an integrated management function unit 900. In this example, the communication method database 960 of the integrated management function unit 900 of the terminal 100 is referred to.

端末100とプロキシ600との間で、マクロセルのRAT1を介してTCP1による通信中に(ステップS21,S22)、端末100の統合管理機能部900で広帯域セルのRAT2を検知すると(ステップS23)、端末100の統合管理機能部900は通信方式データベース960を参照する(ステップS24)。なお、端末100とプロキシ600との通信中又は通信開始時には、予め、両者で統合管理機能部900が利用可能である旨を確認しておく(ステップS22)。   If the integrated management function unit 900 of the terminal 100 detects the RAT2 of the broadband cell (step S23), during communication by the TCP1 via the RAT1 of the macro cell between the terminal 100 and the proxy 600 (steps S21 and S22) The integrated management function unit 900 of 100 references the communication method database 960 (step S24). During communication between the terminal 100 and the proxy 600 or at the start of communication, it is confirmed in advance that both can use the integrated management function unit 900 (step S22).

端末100の統合管理機能部900は、例えばRAT1ではTCP1による通信、RAT2ではUDPによる通信をする方式を選択すると、通信方式変更の要求をプロキシ600の統合管理機能部900に通知する(ステップS25)。プロキシ600の統合管理機能部900は、通信方式の変更が可能であるかを確認すると(ステップS26)、端末100の統合管理機能部900に対して通信方式変更を承認する(ステップS27)。   The integrated management function unit 900 of the terminal 100 notifies the integrated management function unit 900 of the proxy 600 of a request for changing the communication method, for example, when selecting the communication method by TCP1 in RAT1 and the communication method by UDP in RAT2 (step S25) . The integrated management function unit 900 of the proxy 600 confirms that the communication system can be changed (step S26), and approves the communication system change to the integrated management function unit 900 of the terminal 100 (step S27).

以降の送信パケットは、RAT2を介したUDPによるフローと、RAT1を介したTCP1によるフローにより送信される(ステップS28〜S30)。ここで、UDPは再送制御を行わないので、RAT1を介したTCP1のACKパケットでTCP1及びUDPフローの確認応答を行い(ステップS31)、必要に応じてRAT1を介してTCP1によりパケットの再送を行う(ステップS32)。   The subsequent transmission packets are transmitted by the flow by UDP via RAT2 and the flow by TCP1 via RAT1 (steps S28 to S30). Here, since UDP does not perform retransmission control, TCP1 and UDP flow are acknowledged with an ACK packet of TCP1 via RAT1 (step S31), and if necessary, packets are retransmitted by TCP1 via RAT1. (Step S32).

本発明の実施例3について図11を参照して説明する。本実施例は、同一事業者ネットワークでCA(キャリアアグリゲーション)やDC(デュアルコネクティビティ)を行う場合の例である。すなわち、複数のアクセス機能200が同一のパケットコアネットワーク300に収容され、複数のアクセス機能200を使ってトラフィックを統合する環境が既に構築されている場合において、本願発明を適用する例である。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example in the case of performing CA (carrier aggregation) and DC (dual connectivity) in the same carrier network. That is, this is an example in which the present invention is applied in the case where a plurality of access functions 200 are accommodated in the same packet core network 300 and an environment in which traffic is integrated using the plurality of access functions 200 has already been constructed.

このようにCA・DCの場合、統合管理機能部900でフローを分割しても、アクセス機能200内の基地局のPDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤで無線リソースの割当が行われてしまう。したがって、基地局の特性を考慮してフローの分割を行う場合、PDCPレイヤと連携してフローのルーティングをする必要がある。CA・DCの場合でも、帯域やエラー率の変化を検知して、プロトコルを選択することでQoS(Quality of Service)の改善を行うことは可能である。   As described above, in the case of CA / DC, even if the flow is divided by the integrated management function unit 900, radio resources are allocated in the packet data convergence protocol (PDCP) layer of the base station in the access function 200. Therefore, when the flow is divided in consideration of the characteristics of the base station, it is necessary to route the flow in cooperation with the PDCP layer. Even in the case of CA and DC, it is possible to improve QoS (Quality of Service) by detecting changes in bandwidth and error rate and selecting a protocol.

図11は、TCP1からTCP2へ変更するシーケンスを示している。図11に示すように、端末100とプロキシ600との間で、マクロセルのRAT1を介してTCP1による通信中に(ステップS41,S42)、端末100の統合管理機能部900が当該通信の帯域追加を検知すると(ステップS43)、通信方式データベース960を参照する(ステップS44)。なお、端末100とプロキシ600との通信中又は通信開始時には、予め、両者で統合管理機能部900が利用可能である旨を確認しておく(ステップS42)。   FIG. 11 shows a sequence for changing from TCP1 to TCP2. As shown in FIG. 11, during communication by TCP1 between the terminal 100 and the proxy 600 via the RAT1 of the macro cell (steps S41 and S42), the integrated management function unit 900 of the terminal 100 adds a band for the communication. If it detects (step S43), the communication system database 960 will be referred to (step S44). During communication between the terminal 100 and the proxy 600 or at the start of communication, it is confirmed in advance that both can use the integrated management function unit 900 (step S42).

端末100の統合管理機能部900は、TCP1からTCP2への通信方式の変更要求をプロキシ600の統合管理機能部900に通知する(ステップS45)。プロキシ600の統合管理機能部900は、通信方式の変更が可能であるかを確認すると(ステップS46)、端末100の統合管理機能部900に対して通信方式変更を承認する(ステップS47)。   The integrated management function unit 900 of the terminal 100 notifies the integrated management function unit 900 of the proxy 600 of a change request of the communication method from TCP1 to TCP2 (step S45). The integrated management function unit 900 of the proxy 600 confirms that the communication system can be changed (step S46), and approves the communication system change to the integrated management function unit 900 of the terminal 100 (step S47).

以降の送信パケットは、TCP2によるフローにより送信される(ステップS48,S49)。   The subsequent transmission packets are transmitted by the flow of TCP 2 (steps S 48 and S 49).

以上のように、本実施の形態に係る通信システムによれば、RAT等の通信環境の変化を検知したとき、環境に合ったトランスポートプロトコルに切り替えることで、超広帯域になった際は短時間でスループットを最大化する、高エラーレートになった際は不必要にスループットを下げないといった、それぞれの環境下でQoSを最大化する制御が可能となる。超広帯域を短時間で利用できることにより、移動中でもスモールセルを利用して大容量ファイルのダウンロード等が実現できる。スモールセルを有効利用することで通信トラフィックを分散させることができ、LTEのようなライセンスバンドの混雑を避けることができる。また複数のRATを併用することで冗長性が高く、移動時にセルの切り替えが頻発するヘテロジーニアス環境においても安定した通信を維持することができる。   As described above, according to the communication system according to the present embodiment, when a change in the communication environment such as the RAT is detected, switching to a transport protocol suitable for the environment results in a short time in the case of ultra-wide band. It is possible to control to maximize the QoS under each environment, such as maximizing throughput in the case and not unnecessarily reducing throughput when the high error rate is reached. By being able to use the ultra-wide band in a short time, it is possible to realize downloading of large-capacity files using small cells even while moving. Communication traffic can be distributed by effectively using small cells, and congestion of license bands such as LTE can be avoided. In addition, by using a plurality of RATs together, stable communication can be maintained even in a heterogeneous environment where the redundancy is high and cell switching frequently occurs when moving.

さらに、トランスポート層でプロトコル切り替えの制御を行うため、アプリケーション側で通信環境の変化に応じた制御を行う必要がなくなる.
以上、本発明の実施の形態及びその実施例について詳述したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態で列挙したトランスポートプロトコルはその一例であって、他のトランスポートプロトコルであっても本発明を実施できる。また、例えば通信環境の変化の検出手法や、通信方式データベースのデータ構造などについても、上記実施の形態に限定されるものではない。
Furthermore, since control of protocol switching is performed in the transport layer, it is not necessary for the application side to perform control in response to changes in the communication environment.
As mentioned above, although embodiment of this invention and its Example were explained in full detail, this invention is not limited to this. For example, the transport protocol listed in the above embodiment is an example, and the present invention can be practiced with other transport protocols. Further, for example, a method of detecting a change in communication environment, a data structure of a communication method database, and the like are not limited to the above embodiment.

また、上記実施の形態では、アクセス機能200について主に無線アクセス機能について例示したが、アクセス機能200及びアクセス機能200と接続したパケットコアネットワーク300の形態は不問であり、例えば光ファイバなど有線アクセス機能が混在していても本発明を実施することができる。   In the above embodiment, the wireless access function is mainly illustrated for the access function 200, but the form of the packet core network 300 connected to the access function 200 and the access function 200 is not limited, and for example, a wired access function such as an optical fiber The present invention can be practiced even if there is a mixture of

100…端末
200…アクセス機能
300…パケットコアネットワーク
400…IPサービスネットワーク
500…サーバ
600…プロキシ
700…トランスポート層処理部
800…トランスポートプロトコル処理部
900…統合管理機能部
910…通信環境監視部
920…通信方式選択部
930…サブフロー制御部
940…シーケンス番号管理部
950…再送制御部
960…通信方式データベース
970…送信バッファ970
980…受信バッファ980
100 terminal 200 access function 300 packet core network 400 IP service network 500 server 600 proxy 700 transport layer processing unit 800 transport protocol processing unit 900 integrated management function unit 910 communication environment monitoring unit 920 ... Communication method selection unit 930 ... Sub flow control unit 940 ... Sequence number management unit 950 ... Retransmission control unit 960 ... Communication method database 970 ... Transmission buffer 970
980 ... reception buffer 980

Claims (7)

パケットの送受信を行う通信装置において、
OSI7階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、
前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部と、前記通信方式選択部が複数のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替えた際に各トランスポートプロトコル処理部によるフローに係るパケットに共通のシーケンス番号を割り当てるシーケンス番号管理部とを備えた
ことを特徴とする通信装置。
In a communication apparatus that transmits and receives packets,
The transport layer of the OSI 7 hierarchical model is divided into upper and lower layers, a plurality of transport protocol processing units are arranged in the lower layer, and the communication by the plurality of transport protocol processing units is integrated and managed in the upper layer. Integrated management function unit,
The integrated management function unit is a communication environment monitoring unit that monitors the communication environment of communication by the transport protocol processing unit, and one or more suitable for the communication environment that has changed when the communication environment monitoring unit detects a change in the communication environment. When selecting a transport protocol processor and switching to communication by the selected one or more transport protocol processors, and when the communication scheme selector switches to communication by a plurality of transport protocol processors A communication apparatus comprising: a sequence number management unit for assigning a common sequence number to packets related to a flow by each transport protocol processing unit .
パケットの送受信を行う通信装置において、
OSI7階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、
前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部と、前記通信方式選択部が第1のトランスポートプロトコル処理部による通信から第1及び第2のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替えた際に既存の第1のトランスポートプロトコル処理部によるフローに対して第2のトランスポートプロトコル処理部によるサブフローを追加するサブフロー追加部とを備えた
ことを特徴とする通信装置。
In a communication apparatus that transmits and receives packets,
The transport layer of the OSI 7 hierarchical model is divided into upper and lower layers, a plurality of transport protocol processing units are arranged in the lower layer, and the communication by the plurality of transport protocol processing units is integrated and managed in the upper layer. Integrated management function unit,
The integrated management function unit is a communication environment monitoring unit that monitors the communication environment of communication by the transport protocol processing unit, and one or more suitable for the communication environment that has changed when the communication environment monitoring unit detects a change in the communication environment. A communication method selection unit that selects a transport protocol processing unit and switches to communication by the selected one or more transport protocol processing units, and the communication method selection unit performs communication from the first transport protocol processing unit according to the first and the second A sub-flow adding unit for adding a sub-flow by the second transport protocol processing unit to a flow by the existing first transport protocol processing unit when switching to communication by the second transport protocol processing unit A communication device characterized by
パケットの送受信を行う通信装置において、
OSI7階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、
前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部と、前記通信方式選択部が選択した第1のトランスポートプロトコル処理部が再送制御を有しない場合に第2のトランスポートプロトコル処理部に係る通信経路を利用して前記第1のトランスポートプロトコル処理部におけるパケットの再送制御を行う再送制御部とを備えた
ことを特徴とする通信装置。
In a communication apparatus that transmits and receives packets,
The transport layer of the OSI 7 hierarchical model is divided into upper and lower layers, a plurality of transport protocol processing units are arranged in the lower layer, and the communication by the plurality of transport protocol processing units is integrated and managed in the upper layer. Integrated management function unit,
The integrated management function unit is a communication environment monitoring unit that monitors the communication environment of communication by the transport protocol processing unit, and one or more suitable for the communication environment that has changed when the communication environment monitoring unit detects a change in the communication environment. A communication method selection unit which selects a transport protocol processing unit and switches to communication by one or more selected transport protocol processing units, and a first transport protocol processing unit selected by the communication method selection unit performs retransmission control And a retransmission control unit for performing retransmission control of packets in the first transport protocol processing unit using a communication path related to the second transport protocol processing unit when not having the communication control unit. .
前記統合管理機能部は、通信環境とトランスポートプロトコル処理部とを関連づけた情報を記憶する通信方式記憶部を備え、
前記通信方式選択部は、前記通信方式記憶部に記憶された関連情報に基づき1つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択する
ことを特徴とする請求項1乃至何れか1項記載の通信装置。
The integrated management function unit includes a communication method storage unit that stores information in which a communication environment and a transport protocol processing unit are associated with each other.
The communication apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the communication scheme selection unit selects one or more transport protocol processing units based on the related information stored in the communication scheme storage unit. .
パケットの送受信を行う通信装置における通信制御方法であって、
OSI7階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを設け、
前記統合管理機能部の通信環境監視部が、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視し、
前記統合管理機能部の通信方式選択部が、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替え
前記統合管理機能部のシーケンス番号管理部が、前記通信方式選択部が複数のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替えた際に各トランスポートプロトコル処理部によるフローに係るパケットに共通のシーケンス番号を割り当てる
ことを特徴とする通信装置における通信制御方法。
A communication control method in a communication apparatus for transmitting and receiving packets, comprising:
The transport layer of the OSI 7 hierarchical model is divided into upper and lower layers, a plurality of transport protocol processing units are arranged in the lower layer, and the communication by the plurality of transport protocol processing units is integrated and managed in the upper layer. Provide integrated management functions,
The communication environment monitoring unit of the integrated management function unit monitors the communication environment of communication by the transport protocol processing unit;
When the communication system selection unit of the integrated management function unit detects a change in the communication environment by the communication environment monitoring unit, one or more selected and selected one or more transport protocol processing units suitable for the changed communication environment switch to communication by the transport protocol processing unit,
The sequence number management unit of the integrated management function unit assigns a common sequence number to a packet related to a flow of each transport protocol processing unit when the communication scheme selection unit switches to communication by a plurality of transport protocol processing units. A communication control method in a communication apparatus characterized in that.
コンピュータを、請求項1乃至の何れか1項に記載の統合管理機能部として動作させるためのプログラム。 The program for operating a computer as an integrated management function part in any one of Claims 1-4 . パケットの送受信を行う端末と、アクセス機能により前記端末を収容したネットワークと、端末のトランスポート層における通信相手先となる通信装置と備えた通信システムであって、
前記端末及び通信装置は、
OSI7階層モデルのトランスポート層を上位レイヤと下位レイヤに分割し、下位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部を配置するとともに、上位レイヤには複数のトランスポートプロトコル処理部による通信を統合管理する統合管理機能部とを備え、
前記統合管理機能部は、トランスポートプロトコル処理部による通信の通信環境を監視する通信環境監視部と、前記通信環境監視部により通信環境の変化を検知すると変化した通信環境に適した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部を選択するとともに選択した1つ以上のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替える通信方式選択部と、前記通信方式選択部が複数のトランスポートプロトコル処理部による通信に切り替えた際に各トランスポートプロトコル処理部によるフローに係るパケットに共通のシーケンス番号を割り当てるシーケンス番号管理部とを備えた
ことを特徴とする通信システム。
A communication system comprising: a terminal that transmits and receives packets; a network that accommodates the terminal using an access function; and a communication device that is a communication partner in the transport layer of the terminal.
The terminal and communication device
The transport layer of the OSI 7 hierarchical model is divided into upper and lower layers, a plurality of transport protocol processing units are arranged in the lower layer, and the communication by the plurality of transport protocol processing units is integrated and managed in the upper layer. Integrated management function unit,
The integrated management function unit is a communication environment monitoring unit that monitors the communication environment of communication by the transport protocol processing unit, and one or more suitable for the communication environment that has changed when the communication environment monitoring unit detects a change in the communication environment. When selecting a transport protocol processor and switching to communication by the selected one or more transport protocol processors, and when the communication scheme selector switches to communication by a plurality of transport protocol processors A communication system, comprising: a sequence number management unit for assigning a common sequence number to packets related to a flow by each transport protocol processing unit .
JP2016021728A 2016-02-08 2016-02-08 Communication device, control method therefor, program, and communication system Active JP6504608B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016021728A JP6504608B2 (en) 2016-02-08 2016-02-08 Communication device, control method therefor, program, and communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016021728A JP6504608B2 (en) 2016-02-08 2016-02-08 Communication device, control method therefor, program, and communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017143336A JP2017143336A (en) 2017-08-17
JP6504608B2 true JP6504608B2 (en) 2019-04-24

Family

ID=59629164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016021728A Active JP6504608B2 (en) 2016-02-08 2016-02-08 Communication device, control method therefor, program, and communication system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6504608B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019024506A (en) * 2017-07-25 2019-02-21 株式会社三共 Game machine
CN108156056B (en) 2017-12-28 2021-07-09 华为技术有限公司 Network quality measuring method and device
US11412437B2 (en) 2018-07-23 2022-08-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Data transmission method and electronic device
CN115442452A (en) * 2019-01-08 2022-12-06 华为技术有限公司 Data transmission method and electronic equipment
JP2023078486A (en) * 2020-04-03 2023-06-07 シャープ株式会社 Communication device and communication method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001060956A (en) * 1999-08-23 2001-03-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Transport layer multi-link communication method
US7672240B2 (en) * 2006-12-14 2010-03-02 Sun Microsystems, Inc. Method and system for using Bayesian network inference for selection of transport protocol algorithm
JP5976277B2 (en) * 2011-02-23 2016-08-23 富士通株式会社 Transmission control method
JP5726720B2 (en) * 2011-12-19 2015-06-03 日本電信電話株式会社 WEB information acquisition method and prefetch proxy server

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017143336A (en) 2017-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110636583B (en) Path changing method and device
US10136354B2 (en) Apparatus and methods for improved packet flow mobility
US9253015B2 (en) Transparent proxy architecture for multi-path data connections
US8014819B2 (en) Intelligent connectivity framework for the simultaneous use of multiple interfaces
JP6504608B2 (en) Communication device, control method therefor, program, and communication system
US9876722B2 (en) Data multi-stream transmission method and device
KR101557479B1 (en) Method for data transmission, offload point device, user equipment and system
García-Macías et al. Quality of service and mobility for the wireless internet
Chen et al. Characterizing 4g and 3g networks: Supporting mobility with multipath tcp
KR102386305B1 (en) Method and apparatus for processing the traffic in radio network system
US9319320B2 (en) Traffic flow establishment method and device and traffic flow modification method and device
WO2017015151A1 (en) Optimization of downlink throughput
KR102442083B1 (en) Method and system for scheduling of packets in a bundling scenario based on TCP tunnels and unique TCP information
EP2739089B1 (en) Method for transmitting data, apparatus, computer program and computer readable medium
CN108064058B (en) Congestion control method and device and base station
US11647419B2 (en) Adjusting window size based on quality of experience
Sun et al. Multipath ip routing on end devices: Motivation, design, and performance
JP6468560B2 (en) Wireless communication system and control method therefor, and communication control program
De Schepper et al. ORCHESTRA: Supercharging wireless backhaul networks through multi-technology management
US20240056885A1 (en) Multi-access traffic management
Fahmi Architectures and Algorithms for Transport-layer Multi-connectivity in Next Generation Wireless Networks
RU2782866C2 (en) Architecture with aggregation of technologies for communication systems of long-term development standard
Pupiales Yépez Performance improvements for multi-radio dual connectivity in mobile networks
Asuncion Rojas Analysis of TCP performance for LTE-5G Millimeter Wave Dual Connectivity
Seok et al. TCP context switching scheme to enhance throughput by adapting well to vertical handoff in heterogeneous wireless networks

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190320

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190320

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6504608

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150