JPH09186741A

JPH09186741A - 通信システム

Info

Publication number: JPH09186741A
Application number: JP35220295A
Authority: JP
Inventors: Noriyasu Kato; 紀康加藤; Eiji Kamagata; 映二鎌形; Katsuya Noujin; 克也農人
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-15
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JP3454998B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＴＣＰを用いたマルチメディア通信用の通信シ
ステムにおいて、効率的にデータを送信できるようにす
る。【解決手段】トランスポート層において受信側の受信ウ
インドウサイズのしきい値Ｗは送信側２の送信する伝送
速度[bit/sec] をＶ，STT を受信側１が１ビットの情報
を伝送するのにかかる時間[sec] をＳＴＴ，前記通信シ
ステムを通じて送信させるパケットの長さ[bit] をｌと
し、携帯端末が応答を返す時間間隔と応答の送信時間の
和とＴとした時、送信側の送信バッファと受信側の受信
バッファは（Ｔ×Ｖ）以上とし、受信側が送達確認を送
信するタイミングは（ V× STT×ｌ）以下になる前の時
点に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パケット通信、特
に、音声や画像、そして、データの通信を行なうマルチ
メデアをサポートするパケット通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどの端末間で通信を行な
う時に用いるトランスポート層プロトコルとして、ＴＣ
Ｐ (Transmission Control Protocol)と呼ばれるプロト
コルがある。このＴＣＰではデータを受信した端末が、
データを送信した端末に対して送達確認の応答を返すこ
とにより、誤り制御を行う。

【０００３】伝送速度が１０Mbpsのイーサネットで接続
される端末間で、データをアプリケーションにダウンロ
ードした時のＴＣＰの振舞いの例を、図５に示す。この
例では、ワークステーション１がワークステーション２
とＴＣＰの接続を行ない、データをダウンロードし、そ
の応答をワークステーション１がワークステーション２
に返している様子を示している。また、ＴＣＰは、フロ
ー制御としてウインドウ制御を用いている。

【０００４】図５では、一例としてウインドウサイズは
“８７６０”バイトとして話を進める。すなわち、ワー
クステーション１の持つ受信バッファの容量が“８７６
０”バイトであるとする。イーサネットでは、一回で送
信できる最大パケット長は“１５００”バイトであり、
通常、ＴＣＰ／ＩＰ(Internet Protocol)のオーバーヘ
ッド“４０”バイトを引いた“１４６０”バイトが、一
回の送信で送ることのできるデータ量となる。

【０００５】ワークステーション２は、ワークステーシ
ョン１に送信するデータをＴＣＰ層で“１４６０”バイ
トずつに分割し、１パケット中のデータを“１４６０”
バイトとしてワークステーション１に送信する。その
際、ワークステーション１からの応答がなくとも送信で
きるバイト数であるウインドウサイズを、送信したバイ
ト数分づつ減らして管理していく。

【０００６】この例の場合、ワークステーション１のウ
インドウサイズを“８７６０”としたので、ワークステ
ーション２が送信できるバイト数は、“８７６０”から
１パケット中のデータ量“１４６０”バイトを差し引い
て、“７３００”バイトとすることになる。このように
ワークステーション２は、ワークステーション１に対し
てデータを送信するたびに、送信可能バイト数を減らし
ていく。

【０００７】そして、受信する側のワークステーション
１では、受信データを受信バッファに一旦蓄積し、正し
いデータを受信したことを確認して当該受信バッファか
らアプリケーションに取り込むことになるが、それにあ
たって、それらの取り込んだデータに対する送達確認
と、取り込んだことにより生じた受信バッファの空き容
量分相当のウィンドウサイズを、ワークステーション２
に応答として返す。

【０００８】ワークステーション２がワークステーショ
ン１から応答を受信すると、当該応答に含まれているウ
インドウサイズの情報から、当該サイズを受信可能バイ
ト数として、ワークステーション２は自己の送信可能バ
イト数をこの受信可能バイト数分、更新する。図５で
は、受け取った受信可能バイト数の値は“８７６０”バ
イトであるのでワークステーション２はウィンドウサイ
ズを初期値にリセットされることになる。

【０００９】図５に示すように、複数のパケットによっ
て伝送されたデータに対してひとつの応答を返すように
することにより、１つのパケット毎に応答を返すように
する方式よりもワークステーション１からワークステー
ション２への伝送路を有効に利用した通信ができること
になる。

【００１０】ところで、ＴＣＰでは、応答を返すタイミ
ングを制御するため、一定時間毎に応答の送信処理を指
示するタイマーを有して応答のタイミングを制御するよ
うにしている。すなわち、図６に示すように、ワークス
テーション１はデータＤＴ１を受信すると、送達確認の
送信待ちの状態を示すフラグを設定する。そしてワーク
ステーション２に送るデータが生起した場合にはそのデ
ータと共にパケット化して応答を送信する。しかし、ワ
ークステーション２に送るデータが生起する前に、前述
したタイマーから応答の送信処理を指示された場合に
は、送達確認のみをパケット化して応答を送信すること
になる。

【００１１】しかし、ワークステーション１がワークス
テーション２から送信されたパケットを受信し、その応
答を図６で示したタイミングで送信する場合、ワークス
テーション１が送信した応答は送信速度が遅いから、ワ
ークステーション２側にはウィンドウサイズと同じ大き
さのデータを送信し終えてしばらく経過してから受信さ
れることになる。

【００１２】そして、この時点ではじめて、ワークステ
ーション２の送信可能バイト数が更新されることにな
る。そのため、ワークステーション２がウィンドウサイ
ズと同じ大きさのデータを送信し終えてからワークステ
ーション１からの応答を受信するまでの間は、ワークス
テーション２の送信可能バイト数が更新されず、この間
においてはデータが全く送信されないという無駄時間が
生じてしまう。

【００１３】また、以上のようなＴＣＰを利用した通信
は有線通信に適用されるものであるが、近年、無線通信
技術の進展と端末の小型軽量化、そして、マルチメデイ
ア通信の普及に伴い、どこにいてもマルチメデイアの通
信が行なえるようにするために、無線通信システム化す
る事が望まれている。

【００１４】そのためには、携帯端末は小型化、低消費
電力化が望まれる。無線による高速の伝送は、搬送波の
無線周波数が高くなり、また、高周波回路が大きく、か
つ、消費電力も多くかかってしまう。そこで、大量のデ
ータを送信せず、受信のみのアプリケーションをもつ携
帯端末は、無線チャネルによる送信の伝送速度は低く、
無線チャネルによる受信の伝送速度は高速である双方向
の無線チャネルで通信する無線システムが適している。

【００１５】このような、上り伝送速度と下り伝送速度
が異なる、非対称な無線チャネルで従来のＴＣＰを実装
した時の振舞いを図１１に示す。ワークステーション２
からパケットを受信し、その応答を図１２と同じタイミ
ングで送信する。

【００１６】その場合、上りチャネルの伝送速度が遅い
ためワークステーション１が送信した応答メッセージ
は、ワークステーション２に到着する時間は、遅れてし
まう。そのため、ワークステーション２の送信可能バイ
ト数が更新されず、データが全く送信されない時間が生
じてしまう。また、ワークステーション１が、２回目の
応答を送信しようとする場合、上りチャネルの伝送速度
が遅いため、まだ、１回目の応答が送信中で送ることが
できない状態になる。

【００１７】すると、２回目の応答がさらに遅れて受信
されることになる。すると、さらにデータがなにも送信
されない状態が長くなってしまう。つまり、データを受
信するのに非常に時間がかかってしまうことになる。

【００１８】

【発明が開発しようとする課題】従来例で述べたよう
に、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol )では、タ
イマーにより応答を返すタイミングを管理し、送信側か
らのパケット受信に対する応答を返すようにするが、送
信側での全てのパケットの送信が終わった後のタイミン
グで応答を返すといったことになり、この場合、全ての
パケットの送信後に、応答を受け取るまでの間は、デー
タを全く送信することができない無駄な時間となってデ
ータの転送に時間がかかってしまう問題があった。

【００１９】また、携帯用のインテリジェントな無線通
信端末を用いた通信システムの普及に伴い、当該無線通
信システムにＴＣＰを使用することが考えられている
が、このＴＣＰを、上り無線チャネルの伝送速度と下り
無線チャネルの伝送速度が異なる無線通信システムに適
用して確認応答させるようにすると、データが全く伝送
されない無駄な時間が生じてしまい、データの転送に時
間がかかってしまうばかりか、電池を電源とする携帯用
のインテリジェントな無線通信端末の電源の浪費を招
き、使い勝手を悪くするという問題があった。

【００２０】そこで、この発明の目的とするところは、
パケットを受信すると受信側が送信側に返す応答を早め
に送るように制御することにより、送信側がデータを全
く送信できない無駄時間を解消して効率良くデータ伝送
することができるようにしたパケット通信システムを提
供することにある。

【００２１】

【発明を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明においては、送信側に、受信側の残り受信バ
ッファ容量であるウインドウサイズの情報を持たせ、パ
ケット送信するにあたり、このウインドウサイズの情報
を用いて、受信側の受信可能な容量分、送信を続けるよ
うにしたパケット通信システムであって、送信側からの
パケットの伝送速度は高速であり、受信側から返す応答
の伝送速度は低速とした通信システムにおいて、ウイン
ドウサイズが不足とならない時点に間に合うように受信
側より送信側に受信側で空いたウインドウサイズの情報
を含む確認応答を返すようにし、送信側でそのウインド
ウサイズの情報分、自己のウインドウサイズを更新させ
るべく制御する構成としたことを特徴とする。

【００２２】また、データをパケットにして送受信する
パケット通信システムで、第一の端末から第二の端末
へ、送達確認を待たずに連続して送信できるデータの量
が、あるしきい値以下となった時に第二の端末が送達確
認を返すことを要旨とし、前記のしきい値を、第一の端
末が送信する伝送速度と第二の端末が送信する送達確認
を伝送するのに要する時間との積とすることを要旨とす
る。

【００２３】また、携帯端末から基地局へ通信する無線
チャネルの伝送速度より、基地局から携帯端末へ通信す
る無線チャネルの伝送速度が速い通信システムであっ
て、携帯端末は、上記上りと下りの無線チャネルの伝送
速度が異なる双方向の無線チャネルを使ってデータをダ
ウンロードし、（携帯端末の表示部に表示したり、携帯
端末のスピーカ部で音を再生したりするアプリケーショ
ンに）誤りの無いデータを提供するトランスポート層に
おいて、携帯端末が応答を返す頻度と応答データ長の積
をλとし、上り無線チャネルの伝送速度をμとすると
き、λ／μが１以下となるように、応答の返す頻度を決
定することを特徴とする。そして、更には、携帯端末が
応答を返す時間間隔と応答の送信時間の和をＴとしたと
き、携帯端末の受信バッファは、Ｔと下り無線チャネル
の伝送速度の積より大きくすることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施形態】本発明は、ＴＣＰを利用しながら
も、送信側から長い間をあけることなく送信を継続させ
ることができ、従来のように、確認応答の到達までの
間、送信をまたされるといった事態発生を解消して、非
対称通信において、効率良くパケット伝送を行うことが
でき、時間と通信資源を有効に利用できるようにするも
のであり、以下、図面を参照して本発明の具体例を説明
する。

【００２５】（第１の具体例）図１は本発明に係わるシ
ステム構成図を、図２に図１に示したシステムを設置し
たワークステーションとそれに通信路を介して接続した
ワークステーションを示したシステム構成図、図３、図
４に動作図を示す。

【００２６】図１はパケット送受信系の構成を示すブロ
ック図であり、４はパケットの送信処理制御をする送信
処理装置、５はパケットの受信処理制御をする受信処理
装置、７は受信ウインドウサイズの情報を記憶する受信
ウインドウサイズ記憶装置である。受信処理装置５は、
パケット受信処理手段２１、判定手段２２、ＳＴＴ(Sin
gle Trip Time)計算手段２３、しきい値計算手段２４と
から構成される。

【００２７】パケット受信処理手段２１はパケットの受
信処理を行うものであり、判定手段２２は現在のウイン
ドウサイズの値と送達確認の送信にあたり、通知しなけ
ればならない空いたウインドウサイズの値とを比較する
ものである。しきい値計算手段２４は、送達確認を送信
しなければならないウインドウサイズの値（送達確認し
きい値）を決定するものであり、ＳＴＴ計算手段２３は
ワークステーション１がワークステーション２に１ビッ
トの情報を送信するのにかかる時間（シングルトリップ
時間）を計算するものである。

【００２８】図２は、図１をワークステーションに適用
したシステム構成図であり、１および２はそれぞれワー
クステーション、３はワークステーション１の送受信手
段、１０はワークステーション２の送受信手段、５は受
信処理手段、６はパケット受信に際して確認応答返送の
ためのタイミングを確保するために、時間管理を行うタ
イマー、７は受信ウインドウサイズの値を記憶しておく
ための受信ウインドウサイズ記憶手段、８は送信ウイン
ドウサイズの値を記憶しておく送信ウインドウサイズ記
憶手段、９はパケットの送信処理制御をする送信処理装
置、１１はパケットの受信処理制御をする受信処理装置
である。受信処理装置１１も図１の受信処理装置５と同
様の構成を有する。

【００２９】図２において、受信側であるワークステー
ション１が送信側であるワークステーション２からのデ
ータを受信する場合、送達確認としてＴＣＰの応答を用
いる。ＴＣＰ／ＩＰの応答パケットの長さは４０バイト
［byte］である。このとき、送信側から受信側への伝送
速度が１０［Mbps］、受信側から送信側への伝送速度が
３２［Kbps］のような非対称な伝送路では、受信ウイン
ドウサイズが１０×１０⁶／３２×１０³＊（４０×
８）ビット＝１２５００バイトに、“ある値Ａ”を加え
た値に達した時に送達確認を送信するようにすれば良
い。

【００３０】図３ではウインドウサイズは“１７４２
０”バイトである。ワークステーション２は、ワークス
テーション１に“１４６０”バイトづつデータを送信
し、それをワークステーション１が受信する。その際、
ワークステーション２はワークステーション１からの応
答がなくても送信できるバイト数であるウインドウサイ
ズを、送信したバイト数づつ減らしていく。

【００３１】受信側でも受信できるバイト数であるウイ
ンドウサイズを受信したバイト数づつ減らしていく。そ
してウインドウサイズが“１２５００”バイトに、“あ
る値Ａ”を加算した値（“１２５００”＋Ａ）に達した
時に、送達確認と共に受信ウインドウサイズを、送信側
であるワークステーション２に送信する。

【００３２】ワークステーション２は、この送達確認を
受信すると、この送達確認のパケットに含まれていた受
信ウインドウサイズ分を、空き容量として送信ウインド
ウサイズを更新する。送信ウインドウサイズを更新した
ことによってワークステーション２はさらにデータを送
信することが可能となる。つまり、上記の空き容量分を
現在の送信ウインドウサイズに置換することにより、送
信可能なウインドウサイズが増えるので、この送信可能
なウインドウサイズを消化するまで、引き続きパケット
を送信することが可能になる。

【００３３】このように、受信側のワークステーション
１において、受信データが“１２５００”＋Ａに達する
毎に、送達確認と共に受信ウインドウサイズを、送信側
であるワークステーション２に送信することを繰り返す
ことにより、ワークステーション２はワークステーショ
ン１へデータを、途中滞ることなく送信し続けることが
できる。

【００３４】次に図１、図２、図４を用いて動作を説明
する。

【００３５】ワークステーション２がワークステーショ
ン１に送信すべきデータを持っているとする。この場
合、ワークステーション２はデータを分割し、パケット
化してワークステーション１のウインドウサイズに余力
のある範囲内で、データを送受信手段１０を通してワー
クステーション１に送信する（図４のＳ２０１，Ｓ２０
２，Ｓ２０３）。

【００３６】そして、ワークステーション２における送
信処理手段９は、送信ウインドウサイズ記憶手段８内の
送信ウインドウサイズの値をデータのバイト数分、減算
する（図４のＳ２０４）。以降ウインドウサイズが
“０”になるまで、送信すべきデータがある場合にはこ
の動作を繰り返す。

【００３７】ワークステーション１はパケット受信待ち
の状態にあり（図４のＳ１０１）、ワークステーション
２から送信されたパケットを送受信手段３で受信すると
（図４のＳ１０２）、当該パケットにデータがあるか確
認する（図４のＳ１０３）。パケットにデータがある場
合は、受信処理手段５内のパケット受信処理手段２１は
受信ウインドウサイズ記憶手段７に記憶されている受信
ウインドウサイズをデータのバイト数分減算する（図４
のＳ１０４）。そして、これを現在のウインドウサイズ
（ＣＷ）とする。

【００３８】ワークステーション１の受信処理手段５内
の判定手段２２は、ウインドウサイズ記憶手段７から現
在のウインドウサイズの値ＣＷを読取り、また、しきい
値計算手段２４が計算した送達確認送信しきい値Ｗを読
取り、現在のウインドウサイズの値ＣＷが送達確認送信
しきい値Ｗより小さいか否かを判別する（図４のＳ１０
５）。その結果、小さい場合には、送達確認送信要求に
相当する信号を送信処理手段４に送信する。送信処理手
段４は受信ウインドウサイズ更新のための送達確認を伴
った応答パケットをワークステーション１に送信する
（図４のＳ１０６）。

【００３９】ウインドウサイズ更新のための応答パケッ
トを送受信手段１０を通して受信したワークステーショ
ン２は、送信ウインドウサイズ記憶手段８内の送信ウイ
ンドウサイズの値をワークステーション１から送信され
た値に更新する（図４のＳ２０５）。

【００４０】これによって、送信側であるワークステー
ション２では、その送信ウインドウサイズが“０”にな
り、データをワークステーション１に送信できなくなる
前に、送信ウインドウサイズの更新が行なわれてウイン
ドウサイズに常に余力があるかちとなるため、データの
送信が滞ることがなくなる。そのため、伝送路を有効に
利用できる。

【００４１】次にワークステーション１が１ビットの情
報を伝送するのにかかる時間の求め方について説明す
る。

【００４２】・上りの伝送速度をＶとしたとき、１／Ｖ
とする。

【００４３】・上りの伝送速度をＶ1 、下りの伝送速度
をＶ2 、ラウンドトリップタイムをＲＴＴとした場合、
Ｖ2 ×ＲＴＴ／（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）とする。

【００４４】・上りの伝送速度が、下りの伝送速度に比
べて十分に遅い場合には、ＳＴＴ＝ＲＴＴとする。

【００４５】・ワークステーション２からａ[bit] のパ
ケットを送り、ｃ[bit] の送達確認パケットを受取った
時のラウンドトリップタイムをＲＴＴ1 、ワークステー
ション１からb[bit]のパケットを送り、ｄ[bit] の応答
パケットを受取った時のラウンドトリップタイムをＲＴ
Ｔ2 とした場合、（ｄ×ＲＴＴ1 −ｃ×ＲＴＴ2 ）／（ａｄ−ｂｃ）これによって、システム状態に見合った設定をすること
が可能となる。

【００４６】また、ＴＣＰには応答を返すタイミングを
制御する手段としてタイマーを利用して、応答を送信す
る機能を持っている。このタイマーは２００［ms］ごと
に割り込みをかけ、もし送信すべき状態にある場合、送
信を指示することになる。ここで、このタイマーに関し
て以下のような選択ができる。

【００４７】すなわち、［１］タイマーを利用しない。

【００４８】［２］タイマーを利用する。のいずれか
である。

【００４９】そして、上記の［１］を選択した場合、タ
イマーを利用しないことによって、不要な応答の送出を
避けることができる。また上記の［２］を選択した場
合、タイマーを利用することによって、ワークステーシ
ョン２から大量のデータ伝送がなく、受信ウインドウサ
イズが小さくなることがなくても、応答を送出すること
ができる。

【００５０】以上、第１の具体例は、高速伝送の可能な
通信路で送信側より受信側にデータをパケット送信し、
受信側ではパケット受信に対してウインドウサイズの情
報と共に確認応答を送信側に遅い伝送速度の通信路を用
いて返す場合に、受信側において、受信データが受信可
能なバッファ容量であるウインドウサイズを満たす前で
あって、確認応答が送信側に到着する時点での送信側の
ウインドウサイズが零にならないタイミングで、送達確
認と共に受信ウインドウサイズを、送信側に送信するよ
うにするものであり、これにより、送信側では受信側へ
データを、途中滞ることなく送信し続けることができる
ようになって、効率的にデータの伝送を行うことが可能
になる。

【００５１】ゆえに、本発明によれば、プロトコルとし
てＴＣＰを用い伝送路として非対称通信路を利用したパ
ケット通信において、送信側では受信側へデータを、途
中滞ることなく送信し続けることができるようになっ
て、効率的にデータの伝送を行うことが可能になる。

【００５２】以上は全ての有線および無線通信の例であ
ったが、上り下りの伝送速度が非対称の伝送路を用いた
無線通信に適用する例をつぎに第２の具体例として説明
する。

【００５３】（第２の具体例）この具体例は、携帯端末
を用いてパケット通信、特に、音声や画像、そして、デ
ータの通信等のマルチメデアサービスを受けるパケット
通信システムに適用して最適な例である。

【００５４】本具体例では、無線による非対称通信を対
象とし、そのトランスポート層において、携帯端末が応
答を返す頻度と応答の積をλとし、上り無線チャネルの
伝送速度をμとするとき、λ／μが１以下となるよう
に、応答の返す頻度を決定し、携帯端末が応答を返す時
間間隔と応答の送信時間の和をＴとしたとき、携帯端末
の受信バッファは、Ｔと下り無線チャネルの伝送速度の
積より大きくする。

【００５５】本具体例のシステム構成図を図１３に示
す。図において、６０１は狭帯域基地局、６０２は携帯
端末、６０３は広帯域基地局、６０４，６０５はサービ
スエリアである。

【００５６】狭帯域基地局６０１は伝送速度は遅いが、
比較的低い周波数を利用できるので、通信可能なエリア
であるサービスエリアが広く、低電力で通信できる。ま
た、広帯域基地局６０３は高い周波数を使用しており、
従って、伝送速度が速いが、サービスエリアが狭く、消
費電力が大きい。

【００５７】狭帯域基地局６０１は、３２Ｋｂｐｓの伝
送速度で携帯端末６０２と双方向の通信を行ない、か
つ、携帯端末６０２は、広帯域基地局６０３より、１０
Ｍｂｐｓの伝送速度で画像や、音声等のデータを受信す
る。狭帯域基地局６０１が形成するサービスエリア６０
４は、広帯域基地局６０３が形成するサービスエリア６
０５より大きく、広帯域基地局６０３のサービスエリア
６０５は、広帯域基地局のサービスエリアに含まれる。

【００５８】携帯端末６０２は、３２［Ｋｂｐｓ］の無
線チャネルで、データの要求を行ない、狭帯域基地局６
０１を介してネットワーク６００内のサーバー６０７に
送信する。要求されたデータは、広帯域基地局６０３を
介して、携帯端末６０２に送信する。

【００５９】携帯端末６０２とサーバー６０７間の通信
のプロトコルスタックを図９に示す。携帯端末６０２
は、物理層に３２［Ｋｂｐｓ］送受信のための無線部分
（ＲＦ）と、１０［Ｍｂｐｓ］受信のための無線部分
（ＲＦ）とを持つ。第２層は、３２［Ｋｂｐｓ］の無線
チャネルと、１０［Ｍｂｐｓ］の無線チャネルのそれぞ
れのデータリンクとを持つ。第３層は、この具体例で
は、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）を使用
する。

【００６０】トランスポート層は、送受の伝送速度が非
対称な無線通信に適したように変更を加えたＴＣＰ（Ｔ
ｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏ
ｃｏｌ）をＲ−ＴＣＰとする。

【００６１】狭帯域基地局６０１は、３２［Ｋｂｐｓ］
の送受の無線部分とデータリンクを持ち、また、ネット
ワーク６００と接続するため物理層はイーサネットを持
ち、データリンク層は、ＩＥＥＥ８０２．３で標準化さ
れているものを使う。また、無線部分とイーサネット部
分のプロトコル変換は、データリンクで行なう。広帯域
基地局６０３は、１０［Ｍｂｐｓ］の送受の無線部分と
データリンクを持ち、また、ネットワークと接続するた
め物理層はイーサネットを持ち、データリンク層は、Ｉ
ＥＥＥ８０２．３で標準化されているものを使う。ま
た、無線部分とイーサネット部分のプロトコル変換は、
データリンクで行なう。

【００６２】このような無線通信システムにおいて、携
帯端末６０２が広帯域基地局６０３からデータを受信す
る際、送達確認としてＴＣＰの“Ａｃｋ（肯定応答）”
を使用する。ＴＣＰの“Ａｃｋ”の長さは、ネットワー
ク層のヘッダ長を含めると、“４０”バイトとなる。

【００６３】このとき、携帯端末６０２がＴＣＰの“Ａ
ｃｋ”を返す頻度は、１秒間に３２０００／（４０＊
８）＝１００回以下とすれば良い。この時、応答の送信
時間は“０．０１”秒に、そして、応答を返す時間間隔
は、“０．０１”秒となる。

【００６４】この場合、受信バッファは“（０．０１＋
０．０１）×１０００００００＝２０００００”ビット
より大きくとる。

【００６５】このようなパラメータに設定した場合の、
Ｒ−ＴＣＰの振舞いを、図８で説明する。サーバー６０
７としてワークステーション２を使用しており、携帯端
末６０２としてワークステーション１を使用していると
する。ワークステーション２は、ワークステーション１
に送信するデータをＴＣＰ層で“１４６０”バイトに分
割し、ＴＣＰおよびＩＰヘッダを付加して１パケットが
“１５００”バイトとしてパケット化し、ネットワーク
６００はこれを広帯域基地局６０３を介して無線送信す
ることにより、ワークステーション１に送信する。

【００６６】その際、ワークステーション１からの応答
がなくても送信できるバイト数であるウインドウサイズ
を、送信したバイトづづ減らしていく。この場合、ワー
クステーション１のウインドウサイズが“２００００
０”ビット、つまり、“２５０００”バイトとしたの
で、ワークステーション２が送信できるバイト数から
“１４６０”を差し引いて、“２３５４０”バイトとす
る。そして、つぎにワークステーション２が１パケット
送信すると１パケットのデータ量“１４６０”バイト分
を“２３５４０”バイトから差し引いてウインドウサイ
ズを“２２０８０”バイトとする。

【００６７】このようにワークステーション２は、デー
タを送信するたびに、送信可能バイト数を“１４６０”
バイトずつ減らしていく。

【００６８】一方、ワークステーション１では、アプリ
ケーションがデータを取り込んで行き、ワークステーシ
ョン１の内蔵タイマーが所定の時間の計時した時点で確
認応答を返す処理を行う。

【００６９】今、３パケット分受信した段階でアプリケ
ーションがこの受信した３パケット分のデータを取り込
んだとすると、その量が“４３８０”バイトである。そ
して、この“４３８０”バイトを取り込んだことにより
受信バッファは全て空になり、“２５０００”バイト
分、フルに空く。この段階での応答は、３番目までのパ
ケットを受信したことを知らせる確認応答と“２５００
０”バイトなるウインドウサイズの値の通知であり、こ
れを低速伝送路を使用して狭帯域基地局６０１へ送る。
この情報は狭帯域基地局６０１を介してネットワーク６
００に伝送され、ネットワーク６００からワークステー
ション２に与えられて、ワークステーション２は、ウイ
ンドウサイズの値をつぎのように更新することになる。

【００７０】すなわち、図８に示すように、この段階ま
ででワークステーション２は第１１番目までのパケット
を送信しているとすると、ウインドウサイズは“１０４
００”バイトであり、この段階でもまだ“１０４００”
バイト分の送信が可能な状態である。そして、確認応答
と共に受けたワークステーション１からの“２５００
０”バイトであるが、確認応答を受けたのは第３番目の
パケットまでに関するものであり、第４番目以降のパケ
ットに関してはワークステーション２側では確認がとれ
ていない状態である。そして、第４番目から第１１番目
までのパケットのデータ量は総量で“１１６８０”バイ
トである（“１４６０”バイト×８パケット＝“１１６
８０”バイト）。

【００７１】従って、ワークステーション２側からワー
クステーション１側に第１１番目のデータが届いた時点
でワークステーション１側での受信バッファの空き容量
は、アプリケーションがデータを受信バッファから全く
取り出していないケースを想定して“２５０００”−
“１１６８０”＝“１３３２０”バイトと見積もる。

【００７２】そして、ワークステーション２側ではウイ
ンドウサイズを“１３３２０”バイトに更新することに
なる。

【００７３】これにより、ワークステーション２のウイ
ンドウサイズは、“１０４００”バイトから“１３３２
０”バイトになる。

【００７４】このようにして、ウインドウサイズを“２
５０００”バイトにしたことで、ワークステーション１
からの確認応答が到着するまでの時間の間に、ウインド
ウサイズが“０”にならないようにし、ワークステーシ
ョン２側で連続してデータ送信できるようにしている。

【００７５】最初の応答が返って後、所定の時間経過時
点で再びつぎの確認応答が発生する。これが、図８に符
号１０１を付して示した応答である。この段階までに、
ワークステーション２では８パケット送信しており、ウ
インドウサイズを“１１６８０”バイト消費して残り
“１１６０”となっている。図８での１０１の応答の直
前のウインドウサイズ“３１００”は第１９番目のパケ
ットの送出直前の値である。

【００７６】この時、ワークステーション１からの確認
応答がウインドウサイズ“２５０００”バイトなる情報
と共に返ってきたとすると、８パケット分の確認応答が
得られてないことから、その量は“１１６８０”バイト
であり、この段階ではワークステーション２側でのウイ
ンドウサイズが“１３３２０”バイトに更新されて
（“２５０００”−“１１６８０”＝“１３３２０”バ
イト）、“１３３２０”バイト分の、送信が可能な状態
になる。このようにして、ワークステーション２側では
途切れることなくデータ送信を継続することができるよ
うになる。

【００７７】このように、受信側のワークステーション
１のウインドウサイズ（受信可能なバッファ容量）に余
裕を持たせておくことにより、データ受信時に受信側の
ワークステーション１から定期的に返される確認応答を
受けた段階で、送信側のワークステーション２は確認応
答と共に返されたウインドウサイズ分、ウインドウサイ
ズが更新され、不足に至る前にウインドウサイズの更新
できるようにしたから、途切れることなく、ワークステ
ーション２は、データが送信できる。また、ワークステ
ーション１が応答を返す間隔も、上りの伝送速度と応答
のデータ長から計算されているので、前の応答が送信中
で次の応答が送信できなくなるということがない。

【００７８】次に、このシステムの構成と端末の構成を
図１０で説明する。

【００７９】端末（Terninal）は、狭帯域基地局６０１
（ＣＳ）と通信をするＰＳ（ＰＨＳＰｅｒｓｏｎａｌ
Ｓｔａｔｉｏｎ）と、広帯域基地局６０３（ＴＵ）から
の送信を受信するＰＵ（ＳＤＬＲｅｃｅｉｖｅｒＵ
ｎｉｔ）と、これら二つの無線チャネルを統合するＳＤ
ＬＴＡ（ＳＤＬＮｅｔｗｏｒｋＡｄａｐｔｅｒ）
と、表示・入出力部より構成される。

【００８０】狭帯域基地局６０１（ＣＳ）は、ＰＢＸ
（構内交換機）に接続され、データ通信（マルチメディ
ア通信）を行なう場合、ネットワークアダプタであるＳ
ＤＬＮＡに回線が接続される。単に音声通話のみの場合
は、ＰＢＸはＰＳＴＮ／ＩＳＤＮと回線を接続する。Ｓ
ＤＬＮＡは、ＬＡＮからのデータを広帯域基地局６０３
（ＴＵ）に送信する。また、ＳＤＬＮＡは、狭帯域基地
局６０１（ＣＳ）より来る“検索要求”をＬＡＮに送信
する。

【００８１】高帯域基地局６０３（ＴＵ）からの高速な
回線（ＳＤＬ）を利用して送られてくるパケットを端末
（Terninal）は受信バッファを介して受取り、その確認
応答を低電力で済む遅い回線（ＮＤＬ）を使用して送
り、これを狭帯域狭帯域基地局６０１（ＣＳ）で受信
し、ＰＢＸによりＬＡＮに与える。

【００８２】その際、上述のような制御を行うことで、
端末（Terninal）の受信バッファが満杯になる前に、し
かも、ＬＡＮ側からの端末（Terninal）への伝送が途切
れないようにウインドウサイズを更新しながら無線伝送
することができるようになり、効率的に、しかも、電力
の無駄な消費を招くことなく実施できるようになる。

【００８３】以上、種々の具体例を説明したが、要する
に本発明は、送信側に受信側の残り受信バッファ容量で
あるウインドウサイズの情報を持たせ、パケット送信す
るにあたり、このウインドウサイズの情報を用いて、受
信側の受信可能な容量分、送信を続けるようにしたＴＣ
Ｐを利用してのパケット通信において、送信側からのパ
ケットの伝送速度は高速であり、受信側から返す応答の
伝送速度は低速とした通信システムにおいて、ウインド
ウサイズが不足とならない時点に間に合うように受信側
より送信側に受信側で空いたウインドウサイズの情報を
含む確認応答を返すようにし、送信側でそのウインドウ
サイズの情報分、自己のウインドウサイズを更新させる
べく制御するようにしたものである。

【００８４】そのため、ＴＣＰを利用しながらも、送信
側から長い間をあけることなく送信を継続させることが
でき、従来のように、確認応答の到達までの間、送信を
またされるといった事態発生を解消して、非対称通信に
おいて、効率良くパケット伝送を行うことができ、時間
と通信資源を有効に利用できるようになる他、長い待ち
時間がなくなる分、省エネルギにも繋がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明をするための図であって、本発明
の第１の具体例に係わる通信システムの要部を示すブロ
ック図。

【図２】本発明を説明をするための図であって、本発明
の第１の具体例に係わるネットワークシステムの構成を
示した図。

【図３】本発明を説明をするための図であって、本発明
の第１の具体例に係わるＴＣＰの振舞いを示した図。

【図４】本発明を説明をするための図であって、本発明
の第１の具体例に係わるワークステーションの処理の流
れを示した図。

【図５】従来のＴＣＰの振舞いを示した図。

【図６】従来のＴＣＰの振舞いを示した図。

【図７】従来のＴＣＰの振舞いを示した図。

【図８】本発明の説明をするための図であって、本発明
の第２の具体例に係わるＴＣＰの振舞いを示した図。

【図９】本発明の説明をするための図であって、本発明
の第２の具体例に係わるシステムのプロトコルスタック
を示した図。

【図１０】本発明の説明をするための図であって、本発
明の第２の具体例に係わるシステムと端末の構成図。

【図１１】無線通信での非対称伝送における銃等のＴＣ
Ｐの振舞いを示した図。

【図１２】従来のＴＣＰの振舞いを示した図。

【図１３】本発明の説明をするための図であって、本発
明の第２の具体例に係わる通信システムを示す概略図。

【符号の説明】

１，２…ワークステーション３，１０…送受信手段５…受信処理手段６…タイマー７…受信ウインドウサイズ記憶手段８…送信ウインドウサイズ記憶手段９…送信処理手段１１…受信処理手段２１…パケット受信処理手段２２…判定手段２３…ＳＴＴ(Single Trip Time)計算手段２４…しきい値計算手段６０１…狭帯域基地局６０２…携帯端末６０３…広帯域基地局６０４，６０５…サービスエリア。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信側に、受信側の残り受信バッファ容
量であるウインドウサイズの情報を持たせ、パケット送
信するにあたり、このウインドウサイズの情報を用い
て、受信側の受信可能な容量分、送信を続けるようにし
たパケット通信システムにおいて、ウインドウサイズが不足とならない時点に間に合うよう
に受信側より送信側に受信側で空いたウインドウサイズ
の情報を含む確認応答を返すようにし、送信側でそのウ
インドウサイズの情報分、自己のウインドウサイズを更
新させるべく制御する構成としたことを特徴とする通信
システム。
【請求項２】データをパケット化して送受信するパケ
ット通信システムであって、第一の端末から第二の端末へ、送達確認を待たずに連続
して送信できるデータの量が、所定のしきい値以下とな
った時に第二の端末が送達確認を返すことを特徴とする
通信システム。
【請求項３】前記のしきい値を、第一の端末が送信する伝送速度と第二の端末が送信する
送達確認を伝送するのに要する時間との積とすることを
特徴とする請求項２に記載のパケット通信システム。
【請求項４】携帯端末から基地局へ通信する無線チャ
ネルの伝送速度より、基地局から携帯端末へ通信する無
線チャネルの伝送速度が速い通信システムであって、携
帯端末は、上記上りと下りの無線チャネルの伝送速度が
異なる双方向の無線チャネルを使ってデータを受信し、
データを取り込むトランスポート層において、携帯端末
が応答を返す頻度と応答データ長の積をλとし、上り無
線チャネルの伝送速度をμとするとき、λ／μが１以下
となるように、応答の返す頻度を決定することを特徴と
する通信システム。
【請求項５】請求項４の通信システムにおいて、携帯端末が応答を返す時間間隔と応答の送信時間の和を
Ｔとしたとき、携帯端末の受信バッファは、Ｔと下り無
線チャネルの伝送速度の積より大きくすることを特徴と
する通信システム。