JPWO2002056632A1 - データ通信システムおよび無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
この発明は、データ通信を行うデータ通信システムおよび無線通信装置、特にデータ送信側が無線回線を介してデータを送信し、受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成されたものにおいて、前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号が得られない場合、または移動体でのデータ通信でハンドオーバに起因して前記受信確信信号が得られない場合に、擬似的な受信確認信号を用いて前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるデータ送信側からのスループットの低下を避けるよう制御することを特徴とする。
Description
技術分野
本発明は、データ通信システムまたは無線データ通信を行う無線通信装置に関するもので、特にデータの送信と受信確認応答の制御に関するものである。
背景技術
送信データに対し受信確認応答信号が送信されるデータ通信システムとしては、たとえば送信ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）データに対して受信側から受信確認信号であるＴＣＰ−ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）信号（以下、ＡＣＫ信号とする）が送信されるＴＣＰデータ通信システムがある。ＴＣＰ通信システムでは、複数のユーザおよびポートが使用する回線が輻輳した場合、データ送信側にＡＣＫ信号が未到達になることにより、回線輻輳を回避するためのスロースタート処理が行われデータ送信が抑制される。
第６図はＴＣＰデータ通信システムにおけるスロースタート処理時のスループットの時間変化を表したもので、横軸が時間、縦軸がスループットを示す。回線を伝送するデータの増加により回線が輻輳すると、対向送受間で、受信側にＴＣＰデータが、送信側にＡＣＫ信号が正常に届かない状態が発生する。このとき送信側では、ＴＣＰデータを送信してからＡＣＫ信号を受信するまでの時間が、所定の設定時間を超えてＡＣＫタイムアウトが発生すると、「回線が輻輳している」と判断し、送出するデータ量（すなわちスループット）を一旦下げて、その後一定時間をかけて送出データ量（スループット）を徐々に増やしていくスロースタート処理を行う。第６図において、矢印Ａは、ＡＣＫタイムアウトが発生した時点を示し、矢印Ｂはその後のスロースタート処理期間を示す。
無線回線を含む回線でＴＣＰデータ通信を行う場合、無線回線の品質劣化によって、ＴＣＰデータやＡＣＫ信号が正常に到達しなくなることが起こる。ここで無線回線の品質劣化とは、フェージングや移動可能な受信側が基地局間で行うハンドオーバなどにより起こる、受信電界レベル、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）の劣化、瞬断などをいい、いずれもすぐに回復する性質のものである。このときＴＣＰ無線通信装置では、ＡＣＫ信号未受信に基づき回線が輻輳していると判断し、前述のスロースタート処理を行うため、無線回線の品質がすぐに回復してもスループットはなかなか上がらないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためなされたもので、第１の目的は、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号が得られない場合に、スロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できるデータ通信システムを提供することである。
また、第２の目的は、無線回線の品質劣化に起因して受信側が誤りのあるデータを受信した場合に、スロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できるデータ通信システムを提供することである。
また、第３の目的は、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号が得られない場合に、スロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できる無線通信装置を提供することである。
また、第４の目的は、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号が得られない場合に、簡単な制御でスロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できる無線通信装置を提供することである。
また、第５の目的は、移動可能な受信側のハンドオーバに起因して受信確認信号が得られない場合に、スロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できるデータ通信システムを提供することである。
発明の開示
この出願の第１の発明に係るデータ通信システムは、データ送信側が無線回線を介してデータを送信し、受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成され、前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を得られない場合には、擬似的な受信確認信号を用いて前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるデータ送信側からのスループットの低下を避けるよう制御するものである。
また、この出願の第２の発明に係るデータ通信システムは、第１の発明において、前記データ送信側が前記擬似的な受信確認信号を受信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御するものである。
これらの第１および第２の発明のデータ通信システムによれば、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号を得られない場合に、擬似的な受信確認信号を用いてスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
また、この出願の第３の発明に係るデータ通信システムは、第１の発明において、前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信側が誤りのあるデータを受信した場合、前記受信側の無線通信装置でエラー補償を行い前記受信側無線通信装置が擬似的な受信確認信号を送信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御するものである。
この第３の発明のデータ通信システムによれば、無線回線の品質劣化に起因して受信側が誤りのあるデータを受信した場合に、受信側が擬似的な受信確認信号を送信することによりスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
また、この出願の第４の発明に係る無線通信装置は、データ送信側が無線回線を介してデータを送信し、受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成されたデータ通信システムに用いられるものであって、前記データを前記無線回線へ送信する送信部、前記受信確認信号を受信する受信部、この受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合には、擬似的な受信確認信号を用いて前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるスループットの低下を避けるようにする制御部を備えたものである。
この第４の発明の無線通信装置によれば、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号を得られない場合に、擬似的な受信確認信号を用いてスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
また、この出願の第５の発明に係る無線通信装置は、第４の発明において、前記受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合に、前記データ送信側へ前記擬似的な受信確認信号を送信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御するものである。
また、この出願の第６の発明に係る無線通信装置は、第５の発明において、前記無線回線の品質劣化を判定する無線回線状態判定部を備え、この無線回線状態判定部によって無線回線の品質劣化が判定され、かつ前記受信部が前記受信確認信号を受信しない場合に、前記データ送信側へ擬似受信確認信号を送信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御するものである。
また、この出願の第７の発明に係る無線通信装置は、第５の発明において、受信した受信確認信号を記憶する受信記憶部を備え、前記擬似的な受信確認信号は、前記受信記憶部に記憶された受信確認信号に基づくものである。
また、この出願の第８の発明に係る無線通信装置は、第５の発明において、前記受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合には、前記受信側へ擬似的な送信データを送信するよう制御するものである。
また、この出願の第９の発明に係る無線通信装置は、第５の発明において、送信するデータを記憶する送信記憶部を備え、前記受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合には、前記受信側へ前記送信記憶部に記憶されたデータを再送するよう制御するものである。
これらの第５、第６、第７、第８および第９発明の無線通信装置によれば、無線回線の品質劣化に起因して送信側が受信確認信号を受信できない場合、データ送信側に擬似的な受信確認信号を送信することによりスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
さらに、この出願の第１０の発明に係るデータ通信システムは、データ送信側に接続された基地局制御装置、この基地局制御装置に接続された複数の基地局、この複数の基地局とハンドオーバにより切替可能で移動可能な受信側を含み、データ送信側が無線回線を介してデータを送信し、前記受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成され、前記受信側のハンドオーバに起因して前記受信確認信号を得られない場合には、前記データ送信側が擬似的な受信確認信号を受信することにより、前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるデータ送信側からのスループットの低下を避けるよう制御するものである。
この第１０の発明のデータ通信システムによれば、移動可能な受信側のハンドオーバに起因して受信確認信号が得られない場合に、擬似的な受信確認信号を用いてスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
第１図は本発明に係る無線通信装置の一実施の形態を示すブロック図である。第１図において、送信バッファ部１は送信するＴＣＰデータを記憶するバッファメモリ３と、このバッファメモリ３に接続されＴＣＰデータのバッファメモリ３への入出力を制御する送信バッファ制御部４から構成され、入力されたＴＣＰデータ（ＴＣＰ−ＤＡＴＡ）を無線回線２５へ送信する機能を持つ。受信バッファ部２は無線回線２５からＡＣＫ信号を受信し、受信したＡＣＫ信号を記憶するバッファメモリ１０と、このバッファメモリ１０に接続されＡＣＫ信号のバッファメモリ１０への入出力を制御する受信バッファ制御部５と、この受信バッファ制御部５に接続され擬似的な受信確認信号である擬似ＡＣＫ信号を生成し送信する擬似ＡＣＫ制御部７とから構成される。
上位プロトコル種別判定部６は送信バッファ部１と受信バッファ部２に接続され、送信バッファ部１または受信バッファ部２に入力されるデータがＴＣＰデータかどうかを判定する。ＴＯＰと同じトランスポートプロトコルにＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）があるが、ＵＤＰはデータグラムの配送のみを行い、受信確認は行わない、すなわちＡＣＫ信号が送受信されないため本発明は適用できない。したがって、通信するデータがＴＣＰデータである場合にのみ本発明を適用するよう、データがＴＣＰデータであるかどうかを判定する必要がある。
８はこの無線通信装置が接続される無線回線２５の状態を監視するとともに判定する無線回線状態判定部で、例えば、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を常時測定し、予め定めた閾値に対するＢＥＲの高低を判定した結果を受信バッファ部２へ通知する。許容遅延タイマ９は、送信バッファ部１と受信バッファ部２に接続され、ＴＣＰデータが送信バッファ部１から送信されたことによりカウントを開始し、所定時間以内に送信したＴＣＰデータに対応したＡＣＫ信号が受信バッファ部２に受信されない場合、タイムアウトし受信バッファ部２へ通知する。
次にこの無線通信装置の動作を説明する。まず、送信するデータが送信バッファ部１に入力されると、上位プロトコル種別判定部６が入力されたデータを判定し、ＴＣＰデータであれば送信バッファ制御部４はそのデータをバッファメモリ３に記憶するとともに回線２５へ送信する。ＴＣＰデータが送信バッファ部１から送信されると同時に許容遅延タイマ９はカウントを開始する。
受信バッファ部２が、送信したＴＣＰデータに対応するＡＣＫ信号を正常に受信すると、送信バッファ部１のバッファメモリ３に記憶されており、対応するＡＣＫ信号が受信されたＴＯＰデータは、バッファメモリ３から削除される。受信バッファ制御部５は受信したＡＣＫ信号をバッファメモリ１０へ記憶するとともにデータ送信側へ送信する。送信したＴＣＰデータに対応したＡＣＫ信号が受信バッファ部２に受信されず、許容遅延タイマ９からタイムアウトしたことが通知された場合、受信バッファ部２は無線回線状態判定部８の判定結果に基づいて擬似ＡＣＫ信号をデータ送信側へ送信する。すなわち、無線回線状態判定部８では受信される信号のＢＥＲを測定し、ＢＥＲが予め定めた閾値より高い場合には回線品質が劣化していると判定し、受信バッファ部２ではこの判定結果に基づき、擬似ＡＣＫ制御部７で擬似ＡＣＫ信号を生成しデータ送信側へ送信する制御を行う。
なお、回線品質の劣化によって判定に使用される信号が受信されない場合には、無線回線状態判定部８はＢＥＲが最大値（１）であると認識し、回線品質が劣化していると判定する。また、無線回線状態の判定方法としては、前述の方法に限定されることはなく、例えば受信電界レベルを測定し、電界レベルが予め定めた劣化閾値ｂより低くなった場合には回線品質が劣化したと判定し、電界レベルが予め定めた回復閾値ｃ（ｂ＜ｃ）より高くなった場合に回線品質が回復したと判定するヒステリシス判定なども採用できる。
また第２図は、第１図に示す無線通信装置を用いたデータ通信システムの構成と動作の説明図であり、図において、データ通信システムはＴＣＰデータ通信を行うクライアント・サーバシステムであって、サーバ２１が基地局２２に、クライアント２４が移動局２３に接続され、基地局２２と移動局２３が無線回線２５を介して接続される構成となっている。基地局２２は第１図に示す無線通信装置を内蔵しており、データ送信側であるサーバ２１から入力されたＴＣＰデータを無線回線２５へ送信するとともに、後述するＡＣＫ信号を受信しデータ送信側へ中継する。クライアント２４はデータ受信側であり、移動局２３を介してＴＣＰデータを受信し、受信確認としてＡＣＫ信号を送信する。
次にこのクライアント・サーバシステムの動作を説明する。ここで、基地局２２の動作の詳細は、第１図に示す無線通信装置の動作と同じであるため、説明を省略する。サーバ２１からＴＣＰデータｄ１が送信されると、基地局２２は入力されたＴＣＰデータｄ１を無線回線２５へ送信する。回線状態が良好な場合、このＴＣＰデータｄ１は移動局２３へ到達し、クライアント２４へ配送される。ＴＣＰデータｄ１を配送されたクライアント２４は受信確認としてＡＣＫ信号ａ２を送出する。回線状態が良好な場合、このＡＣＫ信号ａ２は移動局２３から無線回線２５を介して基地局２２へ到達し、基地局２２は受信したＡＣＫ信号ａ２をサーバ２１へ送信する。
上記のように回線状態が良好で正常なデータ通信が行われる場合、基地局２２はＴＣＰデータｄ１を無線回線２５へ送信すると同時に許容遅延タイマ９のカウントを開始し、送信したＴＣＰデータｄ１に対応するＡＣＫ信号ａ２を許容遅延タイマ９がタイムアウトする前に受信することによりカウント値をクリアする。
次にサーバ２１からＴＣＰデータｄ２が送信されると、基地局２２は入力されたＴＣＰデータｄ２を無線回線２５へ送信すると同時に、前述のとおり許容遅延タイマ９のカウントを開始する。このＴＣＰデータｄ２が移動局２３へ到達し、クライアント２４へ配送されると、クライアント２４は受信確認としてＡＣＫ信号ａ３を送信する。何らかの原因により、移動局２３から無線回線２５へ送信されたＡＣＫ信号ａ３が、基地局２２の許容遅延タイマ９のカウントする所定時間ｔ以内に基地局２２へ到達しないと、この許容遅延タイマ９はタイムアウトする。
ＡＣＫ信号ａ３が所定時間ｔ以内に基地局２２へ到達しない場合、基地局２２では、無線回線状態判定部８における無線回線２５の状態測定値を確認し、その結果、無線回線の品質が劣化していると判定されると、無線回線の品質劣化に起因してＡＣＫ信号ａ３が得られなかったとして、擬似ＡＣＫ信号ａ２’をサーバ２１へ送信する制御を行う。サーバ２１は、擬似ＡＣＫ信号ａ２’を受信し、ＡＣＫ番号に基づいて要求されたシーケンス番号のＴＣＰデータｄ２をスループットを下げずに再送信する。これにより無線回線の品質劣化に起因してＡＣＫ信号が得られないことによるスループットの低下を避けることができる。その後無線回線状態が回復し、正常にＡＣＫ信号ａ３を受信した場合にも、スロースタート処理を行うことなく、速やかにＴＣＰデータｄ３（図示せず）を送信することができる。
上記説明において、擬似ＡＣＫ信号ａ２’を直前に受信した正常なＡＣＫ信号と等しいＡＣＫ番号とし、受信ウィンドウサイズをゼロとしてもよい。ＡＣＫ番号とは次に送信を要求されるＴＣＰデータのシーケンス番号を示し、受信ウィンドウサイズとは受信側の受信可能なバッファサイズを示している。擬似ＡＣＫ信号ａ２’の受信ウィンドウサイズがゼロであると、サーバ２１はクライアント側の処理が輻輳しているとみなし、送信するＴＣＰデータｄ２をポーリング用の最少サイズとするため、送信処理の低減、回線使用の効率化が図れるという効果が得られる。また、受信バッファ部２からデータ送信側へ送信される擬似ＡＣＫ信号には、擬似ＡＣＫ制御部７で生成する信号のかわりに、すでに受信しバッファメモリ１０に記憶されているＡＣＫ信号を用いても良い。その場合、処理が簡便化される効果がある。
第２図では、移動局２３から基地局２２へ送信されるＡＣＫ信号ａ３が喪失される例を示したが、基地局２２から移動局２３へ送信されるＴＣＰデータｄ２が喪失される場合も、基地局２２の許容遅延タイマ９がタイムアウトした後、上記と同様にスループットを下げずにＴＣＰデータの再送信を行うことにより、無線回線品質に起因してＡＣＫ信号が得られないことによるスループットの低下を避けることができる。
実施の形態２．
第３図は本発明に係るデータ通信システムの他の実施の形態の構成と動作の説明図である。図において、データ通信システムは第２図と同じくＴＣＰデータ通信を行うクライアント・サーバシステムであり、第２図のものと同一符号は同一部を示すので説明を省略する。基地局２２が実施の形態１に記載の無線通信装置を内蔵していることは実施の形態１と同様であるが、本実施の形態２では、この無線通信装置のバッファメモリ３（第１図）が複数の送信ＴＣＰデータを記憶する容量を備えている。すなわち、本クライアント・サーバシステムにおいては、基地局２２は、サーバ２１から入力される複数のＴＣＰデータを蓄積する機能を持ち、ＡＣＫ信号が所定時間内に得られなかった場合、ＡＣＫ番号を進めた擬似ＡＣＫ信号をサーバ２１へ送信することにより順次新規のＴＣＰデータの入力を促し、サーバ２１の動作によらず、クライアント２４に対し蓄積したＴＣＰデータを送信、再送信するように制御することを特徴とする。
次にこのクライアント・サーバシステムの詳細な動作を説明する。
３ａ〜３ｅは第１図における送信バッファ部のバッファメモリ３の内容、すなわち記憶されているデータを示している。基地局２２の動作の詳細は、第１図に示す無線通信装置の動作と同じであるため、説明を省略する。
サーバ２１からＴＣＰデータｄ１が送信されると、基地局２２は入力されたＴＣＰデータｄ１をバッファメモリ３に記憶するとともに、無線回線２５へ送信する。同時に、前述のとおり許容遅延タイマ９のカウントを開始する。バッファメモリ３の内容は符号３ａの通りデータｄ１となる。このＴＣＰデータｄ１が移動局２３へ到達し、クライアント２４へ配送されると、クライアント２４は受信確認としてＡＣＫ信号ａ２を送出する。何らかの原因により、移動局２３から無線回線２５へ送信されたＡＣＫ信号ａ２が、基地局２２の許容遅延タイマ９のカウントする所定時間ｔ以内に基地局２２へ到達しないと、この許容遅延タイマ９はタイムアウトする。
このとき、基地局２２では、無線回線状態判定部８において無線回線２５の状態を測定し、その結果回線品質が劣化していると判定されると、無線回線の品質劣化に起因してＡＣＫ信号ａ２が得られなかったとして、直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ１に対応するＡＣＫ信号ａ２と等しいＡＣＫ番号を備えた擬似ＡＣＫ信号ａ２’をサーバ２１へ送信する制御を行う。サーバ２１は、擬似ＡＣＫ信号ａ２’を受信し、この擬似ＡＣＫ信号ａ２’のＡＣＫ番号に基づいて要求されたシーケンス番号のＴＣＰデータｄ２を基地局２２へ送信する。すなわちサーバ２１は、送信したＴＣＰデータｄ１に対応するＡＣＫ信号ａ２が得られた場合と同様の動作を行う。
次にサーバ２１からＴＣＰデータｄ２を受信した基地局２２は、これをバッファメモリ３に記憶するとともに、バッファメモリ３に記憶されている最古のＴＣＰデータ、すなわち対応する正常なＡＣＫ信号が受信されていない最古のＴＣＰデータｄ１を無線回線２５へ再送信する。バッファメモリ３の内容は符号３ｂで示す通り、データｄ１にデータｄ２をプラスしたものとなる。同時に、許容遅延タイマ９のカウントを開始する。このとき再送信したＴＣＰデータｄ１に対するＡＣＫ信号ａ２が再び得られず許容遅延タイマ９がタイムアウトし、かつ無線回線品質が劣化していると判定された場合は、直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ２に対応するＡＣＫ信号ａ３と等しいＡＣＫ番号を備えた擬似ＡＣＫ信号ａ３’をサーバ２１へ送信する。サーバ２１は、擬似ＡＣＫ信号ａ３’を受信し、ＡＣＫ番号に基づいて要求されたシーケンス番号のＴＣＰデータｄ３を基地局２２へ送信する。すなわちサーバ２１は、送信したＴＣＰデータｄ２に対応するＡＣＫ信号ａ３が得られた場合と同様の動作を行う。
また、サーバ２１からＴＣＰデータｄ３を受信した基地局２２は、これをバッファメモリ３に記憶するとともに、バッファメモリ３に記憶されている最古のＴＣＰデータｄ１を無線回線２５へさらに再送信する。バッファメモリ３の内容は符号３ｃの通り、データｄ１、ｄ２にデータｄ３をプラスしたものとなる。同時に、許容遅延タイマ９のカウントを開始する。無線回線の品質劣化が回復し、許容遅延タイマ９がタイムアウトする前にＡＣＫ信号ａ２を受信すると、サーバ２１へはこのＡＣＫ信号ａ２ではなく、直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ３に対応するＡＣＫ信号ａ４と等しいＡＣＫ番号を備えた擬似ＡＣＫ信号ａ４’を送信する。このとき、対応するＡＣＫ信号ａ２が受信されたＴＣＰデータｄ１は、バッファメモリ３から削除される。そしてサーバ２１の動作とは無関係に、ＡＣＫ信号ａ２によって要求されるＴＣＰデータｄ２がバッファメモリ３より読み出されて無線回線２５へ送信される。
ここでさらに基地局２２が正常にＡＣＫ信号ａ３を受信すると、対応するＴＣＰデータｄ２はバッファメモリ３から削除され、バッファメモリ３の内容は符号３ｄの通り、データｄ３となり、サーバ２１の動作とは無関係に、ＡＣＫ信号ａ３によって要求されるＴＣＰデータｄ３がバッファメモリ３より読み出されて無線回線２５へ送信される。直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ３に対応する擬似ＡＣＫ信号ａ４’はすでにサーバ２１へ対し送信されているので、このときにはサーバ２１へは何も送信されない。
一方、基地局２２から擬似ＡＣＫ信号ａ４’を受信したサーバ２１は、ＡＣＫ番号に基づいてＴＣＰデータｄ４を基地局２２へ送信する。すなわちサーバ２１は、送信したＴＣＰデータｄ３に対応するＡＣＫ信号ａ４が得られた場合と同様の動作を行う。サーバ２１からＴＣＰデータｄ４を受信すると、基地局２２はこれを一旦バッファメモリ３に記憶し、ＡＣＫ信号ａ４が受信されるのを待ってバッファメモリ３より読み出し無線回線２５へ送信する。バッファメモリ３の内容は符号３ｅの通り、データｄ４となる。そしてＡＣＫ信号ａ５を受信すると、直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ４に対応するＡＣＫ信号でもあるＡＣＫ信号ａ５をそのままサーバ２１へ送信する。
以上のように制御されるクライアント・サーバシステムにおいては、サーバ２１は無線回線の品質劣化に関係なく動作するため、スループットの低下を避けることができ、またこの構成においてはＡＣＫ信号のウィンドウサイズをゼロとせず、ゼロ・ウィンドウ探査によるポーリング周期の伸長も防ぐことができるため、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を開始することができる。
第３図では、移動局２３から基地局２２へ送信されるＡＣＫ信号が喪失される例を示したが、基地局２２から移動局２３へ送信されるＴＣＰデータが喪失される場合では、例えばＴＣＰデータに対し、特にヘッダ部分をＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）強化、ＨＥＣ（Ｈｅａｄｅｒ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ヘッダ誤り制御）拡張、またはヘッダをデータ部分にビットインタリーブするなどの処理を行う手段を送信側無線通信装置に、ヘッダ部分を回復する手段を受信側無線通信装置に備えることが考えられる。このようにすると、受信側無線通信装置である移動局２３では、何らかの原因で誤りを生じたＴＣＰデータから少なくともヘッダ部分を誤り訂正で回復でき読み取れる場合が生じる。この場合、移動局２３は最近送信したＡＣＫ信号を記憶しておき、上記読み取ることができたＴＣＰヘッダに対応するＡＣＫ信号をコピーし基地局２２を介してサーバ２１へ返送するように制御してもよい。さらに上記ＡＣＫ信号のウィンドウサイズをゼロに変更してもよい。
上記の場合、サーバ２１は上記ＡＣＫ信号を受信すると、ＴＣＰデータを再送するか、あるいはゼロ・ウィンドウＡＣＫ信号に対するポーリング用のＴＣＰデータを送信する。すなわちサーバ２１は基地局２２の許容遅延タイマ９がタイムアウトするのを待たずに移動局２３から返送されたＡＣＫ信号を受信することができるので、スループットの低下を避けられるとともに、無線回線の品質劣化回復後、さらに速やかな通信再開が可能となる。
以上の構成においては、基地局２２に第１図に示す無線通信装置が内蔵され、基地局２２から移動局２３方向へＴＣＰデータを送信し、移動局２３から基地局２２方向へＡＣＫ信号が返送される場合を示したが、もちろんこれに限定されることなく、移動局２３に第１図に示す無線通信装置を内蔵し、移動局２３から基地局２２方向へＴＣＰデータが、基地局２２から移動局２３方向へＡＣＫ信号が送信されるように構成しても上記と同様の効果が得られる。また、サーバ２１が無線通信装置と同じく基地局２２に内蔵され、クライアント２４が移動局２３に内蔵される構成などの場合も同様の動作、および効果を得ることが可能である。
実施の形態３．
第４図は本発明に係るデータ通信システムの他の実施の形態を示す構成図である。図において、本データ通信システムはサーバ４１、基地局制御装置４２、基地局Ａ４３、基地局Ｂ４４、および移動局４５から構成され、サーバ４１、基地局Ａ４３、基地局Ｂ４４がそれぞれ基地局制御装置４２に接続され、移動局４５は、基地局Ａおよび基地局Ｂとハンドオーバにより切替可能に、無線回線４６を介して接続される。第４図において、符号４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄは移動局が複数あることを示しているのではなく、一つの移動局４５が矢印Ｍの方向に時間的に移動している様を示している。なお、ここで移動局にはＴＣＰクライアント機能が内臓あるいは接続されているものとする。
基地局Ａ４３および基地局Ｂ４４は基地局制御装置４２に対して無線回線品質情報と、移動局４５のハンドオーバ情報を通知する機能を有する。移動局４５は移動可能な受信側であり、無線回線４６を介してＴＣＰデータを受信し、受信確認としてＡＣＫ信号を送信する。基地局制御装置４２は実施の形態１に記載の無線通信装置を内蔵しており、データ送信側であるサーバ４１から入力されたＴＣＰデータを基地局４２を介して無線回線４６へ送信するとともに、ＡＣＫ信号を基地局４２を介して受信しサーバ４１へ中継する。本実施の形態３における無線通信装置では、特に受信バッファ部２は基地局Ａ４３および基地局Ｂ４４から移動局４５のハンドオーバ情報を得る機能を有する。すなわち本データ通信システムにおいては、基地局制御装置４２は、無線回線の品質劣化に起因して、または移動局４５が基地局Ａから基地局Ｂへハンドオーバする際に生じるＴＣＰ通信の途切れ（瞬断）によりＡＣＫ信号が所定時間内に得られない場合に、擬似ＡＣＫ信号を用いてサーバ４１のスループットの低下を避けるように制御することを特徴とする。
第５図は、本データ通信システムの動作を示す動作説明図であり、この図を用いて、本データ通信システムの詳細な動作を説明する。第４図のものと同一符号は同一部を示すので説明を省略する。また、基地局制御装置４２の動作の詳細は、第１図に示す無線通信装置の動作と同じであるため、説明を省略する。なお、第５図で，ＴＨは移動局４５のハンドオーバ期間を示す。
サーバ４１からＴＣＰデータｄ１が送信されると、基地局制御装置４２は入力されたＴＣＰデータｄ１を基地局Ａ４３を介して無線回線４６へ送信する。回線状態が良好な場合、このＴＣＰデータｄ１は移動局４５へ到達し、移動局４５は受信確認としてＡＣＫ信号ａ２を送信する。回線状態が良好な場合、このＡＣＫ信号ａ２は無線回線４６、基地局Ａ４３を介して基地局制御装置４２へ到達し、基地局制御装置４２は受信したＡＣＫ信号ａ２をサーバ４１へ送信する。
基地局４２はＴＣＰデータｄ１を基地局Ａ４３へ送信すると同時に許容遅延タイマ９のカウントを開始し、上記のように回線状態が良好で正常なデータ通信が行われる場合、送信したＴＣＰデータｄ１に対応するＡＣＫ信号ａ１を許容遅延タイマ９がタイムアウトする前に受信することによりカウント値をクリアする。
次にサーバ４１からＴＣＰデータｄ２が送信されると、基地局制御装置４２は入力されたＴＣＰデータｄ２を基地局Ａ４３へ送信すると同時に、前述のとおり許容遅延タイマ９のカウントを開始する。このＴＣＰデータｄ２が移動局４５へ到達すると、移動局４５は受信確認としてＡＣＫ信号ａ３を送信する。何らかの原因により、このＡＣＫ信号ａ３が基地局制御装置４２の許容遅延タイマ９のカウントする所定時間ｔ以内に基地局制御装置４２へ到達しないと、この許容遅延タイマ９はタイムアウトする。
このとき、基地局制御装置４２では、無線回線状態判定部８において無線回線４６の状態を測定するとともに、基地局Ａ４３または基地局Ｂ４４からのハンドオーバ情報の有無を確認する。その結果、無線回線の品質が劣化しているとの情報ＳＬが得られるか、または移動局４５のハンドオーバ情報ＳＨが得られると、直前に受信した正常なＡＣＫ信号と等しいＡＣＫ番号を備えた擬似ＡＣＫ信号ａ２’をサーバ４１へ送信する制御を行う。サーバ４１は、擬似ＡＣＫ信号ａ２’を受信し、ＡＣＫ番号に基づいて要求されたシーケンス番号のＴＣＰデータｄ２を再送信する。これにより無線回線の品質劣化（移動局４５のハンドオーバによる回線瞬断を含む）に起因してＡＣＫ信号が得られないことによるスループットの低下を避けることができる。その後、前記無線回線の品質劣化が回復し、正常にＡＣＫ信号ａ３を受信すると、スロースタート処理を行うことなく、速やかにＴＣＰデータｄ３（図示せず）を送信することができる。
なお、上記基地局制御装置４２が、実施の形態２の基地局２２と同様に送信する複数のＴＣＰデータを蓄積可能なバッファメモリ３を備え、擬似ＡＣＫ信号制御機能とＴＣＰデータバッファリング機能を内臓する場合は、サーバ２１はハンドオーバによる回線瞬断などの無線回線の品質劣化に関係なく動作するため、本データ通信システムにおいても実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
さらに第５図では、移動局４５から基地局Ａ４３または基地局Ｂ４４へ送信されるＡＣＫ信号ａ３が喪失される例を示したが、基地局Ａ４３から移動局４５へ送信されるＴＣＰデータｄ２が喪失される場合も、基地局制御装置４２の許容遅延タイマ９がタイムアウトした後、上記と同様の処理を行うことにより、同様の効果を得ることができる。
産業上の利用可能性
この発明は、データ通信を行う各種のデータ通信システム、またはデータ通信を行う各種の無線通信装置として利用される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施の形態１における無線通信装置を示すブロック図、第２図は本発明の実施の形態１におけるデータ通信システムの構成と動作の説明図、第３図は本発明の実施の形態２におけるデータ通信システムの構成と動作の説明図、第４図は本発明の実施の形態３におけるデータ通信システムの構成図、第５図は本発明の実施の形態３におけるデータ通信システムの動作説明図、第６図は従来技術におけるスロースタート処理時のスループットの時間変化を示すグラフである。
本発明は、データ通信システムまたは無線データ通信を行う無線通信装置に関するもので、特にデータの送信と受信確認応答の制御に関するものである。
背景技術
送信データに対し受信確認応答信号が送信されるデータ通信システムとしては、たとえば送信ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）データに対して受信側から受信確認信号であるＴＣＰ−ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）信号（以下、ＡＣＫ信号とする）が送信されるＴＣＰデータ通信システムがある。ＴＣＰ通信システムでは、複数のユーザおよびポートが使用する回線が輻輳した場合、データ送信側にＡＣＫ信号が未到達になることにより、回線輻輳を回避するためのスロースタート処理が行われデータ送信が抑制される。
第６図はＴＣＰデータ通信システムにおけるスロースタート処理時のスループットの時間変化を表したもので、横軸が時間、縦軸がスループットを示す。回線を伝送するデータの増加により回線が輻輳すると、対向送受間で、受信側にＴＣＰデータが、送信側にＡＣＫ信号が正常に届かない状態が発生する。このとき送信側では、ＴＣＰデータを送信してからＡＣＫ信号を受信するまでの時間が、所定の設定時間を超えてＡＣＫタイムアウトが発生すると、「回線が輻輳している」と判断し、送出するデータ量（すなわちスループット）を一旦下げて、その後一定時間をかけて送出データ量（スループット）を徐々に増やしていくスロースタート処理を行う。第６図において、矢印Ａは、ＡＣＫタイムアウトが発生した時点を示し、矢印Ｂはその後のスロースタート処理期間を示す。
無線回線を含む回線でＴＣＰデータ通信を行う場合、無線回線の品質劣化によって、ＴＣＰデータやＡＣＫ信号が正常に到達しなくなることが起こる。ここで無線回線の品質劣化とは、フェージングや移動可能な受信側が基地局間で行うハンドオーバなどにより起こる、受信電界レベル、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）の劣化、瞬断などをいい、いずれもすぐに回復する性質のものである。このときＴＣＰ無線通信装置では、ＡＣＫ信号未受信に基づき回線が輻輳していると判断し、前述のスロースタート処理を行うため、無線回線の品質がすぐに回復してもスループットはなかなか上がらないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためなされたもので、第１の目的は、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号が得られない場合に、スロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できるデータ通信システムを提供することである。
また、第２の目的は、無線回線の品質劣化に起因して受信側が誤りのあるデータを受信した場合に、スロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できるデータ通信システムを提供することである。
また、第３の目的は、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号が得られない場合に、スロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できる無線通信装置を提供することである。
また、第４の目的は、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号が得られない場合に、簡単な制御でスロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できる無線通信装置を提供することである。
また、第５の目的は、移動可能な受信側のハンドオーバに起因して受信確認信号が得られない場合に、スロースタート処理を避け、速やかにデータ通信を再開できるデータ通信システムを提供することである。
発明の開示
この出願の第１の発明に係るデータ通信システムは、データ送信側が無線回線を介してデータを送信し、受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成され、前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を得られない場合には、擬似的な受信確認信号を用いて前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるデータ送信側からのスループットの低下を避けるよう制御するものである。
また、この出願の第２の発明に係るデータ通信システムは、第１の発明において、前記データ送信側が前記擬似的な受信確認信号を受信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御するものである。
これらの第１および第２の発明のデータ通信システムによれば、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号を得られない場合に、擬似的な受信確認信号を用いてスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
また、この出願の第３の発明に係るデータ通信システムは、第１の発明において、前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信側が誤りのあるデータを受信した場合、前記受信側の無線通信装置でエラー補償を行い前記受信側無線通信装置が擬似的な受信確認信号を送信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御するものである。
この第３の発明のデータ通信システムによれば、無線回線の品質劣化に起因して受信側が誤りのあるデータを受信した場合に、受信側が擬似的な受信確認信号を送信することによりスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
また、この出願の第４の発明に係る無線通信装置は、データ送信側が無線回線を介してデータを送信し、受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成されたデータ通信システムに用いられるものであって、前記データを前記無線回線へ送信する送信部、前記受信確認信号を受信する受信部、この受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合には、擬似的な受信確認信号を用いて前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるスループットの低下を避けるようにする制御部を備えたものである。
この第４の発明の無線通信装置によれば、無線回線の品質劣化に起因して受信確認信号を得られない場合に、擬似的な受信確認信号を用いてスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
また、この出願の第５の発明に係る無線通信装置は、第４の発明において、前記受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合に、前記データ送信側へ前記擬似的な受信確認信号を送信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御するものである。
また、この出願の第６の発明に係る無線通信装置は、第５の発明において、前記無線回線の品質劣化を判定する無線回線状態判定部を備え、この無線回線状態判定部によって無線回線の品質劣化が判定され、かつ前記受信部が前記受信確認信号を受信しない場合に、前記データ送信側へ擬似受信確認信号を送信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御するものである。
また、この出願の第７の発明に係る無線通信装置は、第５の発明において、受信した受信確認信号を記憶する受信記憶部を備え、前記擬似的な受信確認信号は、前記受信記憶部に記憶された受信確認信号に基づくものである。
また、この出願の第８の発明に係る無線通信装置は、第５の発明において、前記受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合には、前記受信側へ擬似的な送信データを送信するよう制御するものである。
また、この出願の第９の発明に係る無線通信装置は、第５の発明において、送信するデータを記憶する送信記憶部を備え、前記受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合には、前記受信側へ前記送信記憶部に記憶されたデータを再送するよう制御するものである。
これらの第５、第６、第７、第８および第９発明の無線通信装置によれば、無線回線の品質劣化に起因して送信側が受信確認信号を受信できない場合、データ送信側に擬似的な受信確認信号を送信することによりスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
さらに、この出願の第１０の発明に係るデータ通信システムは、データ送信側に接続された基地局制御装置、この基地局制御装置に接続された複数の基地局、この複数の基地局とハンドオーバにより切替可能で移動可能な受信側を含み、データ送信側が無線回線を介してデータを送信し、前記受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成され、前記受信側のハンドオーバに起因して前記受信確認信号を得られない場合には、前記データ送信側が擬似的な受信確認信号を受信することにより、前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるデータ送信側からのスループットの低下を避けるよう制御するものである。
この第１０の発明のデータ通信システムによれば、移動可能な受信側のハンドオーバに起因して受信確認信号が得られない場合に、擬似的な受信確認信号を用いてスロースタート処理を避けるようにしたので、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を再開することができる。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
第１図は本発明に係る無線通信装置の一実施の形態を示すブロック図である。第１図において、送信バッファ部１は送信するＴＣＰデータを記憶するバッファメモリ３と、このバッファメモリ３に接続されＴＣＰデータのバッファメモリ３への入出力を制御する送信バッファ制御部４から構成され、入力されたＴＣＰデータ（ＴＣＰ−ＤＡＴＡ）を無線回線２５へ送信する機能を持つ。受信バッファ部２は無線回線２５からＡＣＫ信号を受信し、受信したＡＣＫ信号を記憶するバッファメモリ１０と、このバッファメモリ１０に接続されＡＣＫ信号のバッファメモリ１０への入出力を制御する受信バッファ制御部５と、この受信バッファ制御部５に接続され擬似的な受信確認信号である擬似ＡＣＫ信号を生成し送信する擬似ＡＣＫ制御部７とから構成される。
上位プロトコル種別判定部６は送信バッファ部１と受信バッファ部２に接続され、送信バッファ部１または受信バッファ部２に入力されるデータがＴＣＰデータかどうかを判定する。ＴＯＰと同じトランスポートプロトコルにＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）があるが、ＵＤＰはデータグラムの配送のみを行い、受信確認は行わない、すなわちＡＣＫ信号が送受信されないため本発明は適用できない。したがって、通信するデータがＴＣＰデータである場合にのみ本発明を適用するよう、データがＴＣＰデータであるかどうかを判定する必要がある。
８はこの無線通信装置が接続される無線回線２５の状態を監視するとともに判定する無線回線状態判定部で、例えば、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を常時測定し、予め定めた閾値に対するＢＥＲの高低を判定した結果を受信バッファ部２へ通知する。許容遅延タイマ９は、送信バッファ部１と受信バッファ部２に接続され、ＴＣＰデータが送信バッファ部１から送信されたことによりカウントを開始し、所定時間以内に送信したＴＣＰデータに対応したＡＣＫ信号が受信バッファ部２に受信されない場合、タイムアウトし受信バッファ部２へ通知する。
次にこの無線通信装置の動作を説明する。まず、送信するデータが送信バッファ部１に入力されると、上位プロトコル種別判定部６が入力されたデータを判定し、ＴＣＰデータであれば送信バッファ制御部４はそのデータをバッファメモリ３に記憶するとともに回線２５へ送信する。ＴＣＰデータが送信バッファ部１から送信されると同時に許容遅延タイマ９はカウントを開始する。
受信バッファ部２が、送信したＴＣＰデータに対応するＡＣＫ信号を正常に受信すると、送信バッファ部１のバッファメモリ３に記憶されており、対応するＡＣＫ信号が受信されたＴＯＰデータは、バッファメモリ３から削除される。受信バッファ制御部５は受信したＡＣＫ信号をバッファメモリ１０へ記憶するとともにデータ送信側へ送信する。送信したＴＣＰデータに対応したＡＣＫ信号が受信バッファ部２に受信されず、許容遅延タイマ９からタイムアウトしたことが通知された場合、受信バッファ部２は無線回線状態判定部８の判定結果に基づいて擬似ＡＣＫ信号をデータ送信側へ送信する。すなわち、無線回線状態判定部８では受信される信号のＢＥＲを測定し、ＢＥＲが予め定めた閾値より高い場合には回線品質が劣化していると判定し、受信バッファ部２ではこの判定結果に基づき、擬似ＡＣＫ制御部７で擬似ＡＣＫ信号を生成しデータ送信側へ送信する制御を行う。
なお、回線品質の劣化によって判定に使用される信号が受信されない場合には、無線回線状態判定部８はＢＥＲが最大値（１）であると認識し、回線品質が劣化していると判定する。また、無線回線状態の判定方法としては、前述の方法に限定されることはなく、例えば受信電界レベルを測定し、電界レベルが予め定めた劣化閾値ｂより低くなった場合には回線品質が劣化したと判定し、電界レベルが予め定めた回復閾値ｃ（ｂ＜ｃ）より高くなった場合に回線品質が回復したと判定するヒステリシス判定なども採用できる。
また第２図は、第１図に示す無線通信装置を用いたデータ通信システムの構成と動作の説明図であり、図において、データ通信システムはＴＣＰデータ通信を行うクライアント・サーバシステムであって、サーバ２１が基地局２２に、クライアント２４が移動局２３に接続され、基地局２２と移動局２３が無線回線２５を介して接続される構成となっている。基地局２２は第１図に示す無線通信装置を内蔵しており、データ送信側であるサーバ２１から入力されたＴＣＰデータを無線回線２５へ送信するとともに、後述するＡＣＫ信号を受信しデータ送信側へ中継する。クライアント２４はデータ受信側であり、移動局２３を介してＴＣＰデータを受信し、受信確認としてＡＣＫ信号を送信する。
次にこのクライアント・サーバシステムの動作を説明する。ここで、基地局２２の動作の詳細は、第１図に示す無線通信装置の動作と同じであるため、説明を省略する。サーバ２１からＴＣＰデータｄ１が送信されると、基地局２２は入力されたＴＣＰデータｄ１を無線回線２５へ送信する。回線状態が良好な場合、このＴＣＰデータｄ１は移動局２３へ到達し、クライアント２４へ配送される。ＴＣＰデータｄ１を配送されたクライアント２４は受信確認としてＡＣＫ信号ａ２を送出する。回線状態が良好な場合、このＡＣＫ信号ａ２は移動局２３から無線回線２５を介して基地局２２へ到達し、基地局２２は受信したＡＣＫ信号ａ２をサーバ２１へ送信する。
上記のように回線状態が良好で正常なデータ通信が行われる場合、基地局２２はＴＣＰデータｄ１を無線回線２５へ送信すると同時に許容遅延タイマ９のカウントを開始し、送信したＴＣＰデータｄ１に対応するＡＣＫ信号ａ２を許容遅延タイマ９がタイムアウトする前に受信することによりカウント値をクリアする。
次にサーバ２１からＴＣＰデータｄ２が送信されると、基地局２２は入力されたＴＣＰデータｄ２を無線回線２５へ送信すると同時に、前述のとおり許容遅延タイマ９のカウントを開始する。このＴＣＰデータｄ２が移動局２３へ到達し、クライアント２４へ配送されると、クライアント２４は受信確認としてＡＣＫ信号ａ３を送信する。何らかの原因により、移動局２３から無線回線２５へ送信されたＡＣＫ信号ａ３が、基地局２２の許容遅延タイマ９のカウントする所定時間ｔ以内に基地局２２へ到達しないと、この許容遅延タイマ９はタイムアウトする。
ＡＣＫ信号ａ３が所定時間ｔ以内に基地局２２へ到達しない場合、基地局２２では、無線回線状態判定部８における無線回線２５の状態測定値を確認し、その結果、無線回線の品質が劣化していると判定されると、無線回線の品質劣化に起因してＡＣＫ信号ａ３が得られなかったとして、擬似ＡＣＫ信号ａ２’をサーバ２１へ送信する制御を行う。サーバ２１は、擬似ＡＣＫ信号ａ２’を受信し、ＡＣＫ番号に基づいて要求されたシーケンス番号のＴＣＰデータｄ２をスループットを下げずに再送信する。これにより無線回線の品質劣化に起因してＡＣＫ信号が得られないことによるスループットの低下を避けることができる。その後無線回線状態が回復し、正常にＡＣＫ信号ａ３を受信した場合にも、スロースタート処理を行うことなく、速やかにＴＣＰデータｄ３（図示せず）を送信することができる。
上記説明において、擬似ＡＣＫ信号ａ２’を直前に受信した正常なＡＣＫ信号と等しいＡＣＫ番号とし、受信ウィンドウサイズをゼロとしてもよい。ＡＣＫ番号とは次に送信を要求されるＴＣＰデータのシーケンス番号を示し、受信ウィンドウサイズとは受信側の受信可能なバッファサイズを示している。擬似ＡＣＫ信号ａ２’の受信ウィンドウサイズがゼロであると、サーバ２１はクライアント側の処理が輻輳しているとみなし、送信するＴＣＰデータｄ２をポーリング用の最少サイズとするため、送信処理の低減、回線使用の効率化が図れるという効果が得られる。また、受信バッファ部２からデータ送信側へ送信される擬似ＡＣＫ信号には、擬似ＡＣＫ制御部７で生成する信号のかわりに、すでに受信しバッファメモリ１０に記憶されているＡＣＫ信号を用いても良い。その場合、処理が簡便化される効果がある。
第２図では、移動局２３から基地局２２へ送信されるＡＣＫ信号ａ３が喪失される例を示したが、基地局２２から移動局２３へ送信されるＴＣＰデータｄ２が喪失される場合も、基地局２２の許容遅延タイマ９がタイムアウトした後、上記と同様にスループットを下げずにＴＣＰデータの再送信を行うことにより、無線回線品質に起因してＡＣＫ信号が得られないことによるスループットの低下を避けることができる。
実施の形態２．
第３図は本発明に係るデータ通信システムの他の実施の形態の構成と動作の説明図である。図において、データ通信システムは第２図と同じくＴＣＰデータ通信を行うクライアント・サーバシステムであり、第２図のものと同一符号は同一部を示すので説明を省略する。基地局２２が実施の形態１に記載の無線通信装置を内蔵していることは実施の形態１と同様であるが、本実施の形態２では、この無線通信装置のバッファメモリ３（第１図）が複数の送信ＴＣＰデータを記憶する容量を備えている。すなわち、本クライアント・サーバシステムにおいては、基地局２２は、サーバ２１から入力される複数のＴＣＰデータを蓄積する機能を持ち、ＡＣＫ信号が所定時間内に得られなかった場合、ＡＣＫ番号を進めた擬似ＡＣＫ信号をサーバ２１へ送信することにより順次新規のＴＣＰデータの入力を促し、サーバ２１の動作によらず、クライアント２４に対し蓄積したＴＣＰデータを送信、再送信するように制御することを特徴とする。
次にこのクライアント・サーバシステムの詳細な動作を説明する。
３ａ〜３ｅは第１図における送信バッファ部のバッファメモリ３の内容、すなわち記憶されているデータを示している。基地局２２の動作の詳細は、第１図に示す無線通信装置の動作と同じであるため、説明を省略する。
サーバ２１からＴＣＰデータｄ１が送信されると、基地局２２は入力されたＴＣＰデータｄ１をバッファメモリ３に記憶するとともに、無線回線２５へ送信する。同時に、前述のとおり許容遅延タイマ９のカウントを開始する。バッファメモリ３の内容は符号３ａの通りデータｄ１となる。このＴＣＰデータｄ１が移動局２３へ到達し、クライアント２４へ配送されると、クライアント２４は受信確認としてＡＣＫ信号ａ２を送出する。何らかの原因により、移動局２３から無線回線２５へ送信されたＡＣＫ信号ａ２が、基地局２２の許容遅延タイマ９のカウントする所定時間ｔ以内に基地局２２へ到達しないと、この許容遅延タイマ９はタイムアウトする。
このとき、基地局２２では、無線回線状態判定部８において無線回線２５の状態を測定し、その結果回線品質が劣化していると判定されると、無線回線の品質劣化に起因してＡＣＫ信号ａ２が得られなかったとして、直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ１に対応するＡＣＫ信号ａ２と等しいＡＣＫ番号を備えた擬似ＡＣＫ信号ａ２’をサーバ２１へ送信する制御を行う。サーバ２１は、擬似ＡＣＫ信号ａ２’を受信し、この擬似ＡＣＫ信号ａ２’のＡＣＫ番号に基づいて要求されたシーケンス番号のＴＣＰデータｄ２を基地局２２へ送信する。すなわちサーバ２１は、送信したＴＣＰデータｄ１に対応するＡＣＫ信号ａ２が得られた場合と同様の動作を行う。
次にサーバ２１からＴＣＰデータｄ２を受信した基地局２２は、これをバッファメモリ３に記憶するとともに、バッファメモリ３に記憶されている最古のＴＣＰデータ、すなわち対応する正常なＡＣＫ信号が受信されていない最古のＴＣＰデータｄ１を無線回線２５へ再送信する。バッファメモリ３の内容は符号３ｂで示す通り、データｄ１にデータｄ２をプラスしたものとなる。同時に、許容遅延タイマ９のカウントを開始する。このとき再送信したＴＣＰデータｄ１に対するＡＣＫ信号ａ２が再び得られず許容遅延タイマ９がタイムアウトし、かつ無線回線品質が劣化していると判定された場合は、直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ２に対応するＡＣＫ信号ａ３と等しいＡＣＫ番号を備えた擬似ＡＣＫ信号ａ３’をサーバ２１へ送信する。サーバ２１は、擬似ＡＣＫ信号ａ３’を受信し、ＡＣＫ番号に基づいて要求されたシーケンス番号のＴＣＰデータｄ３を基地局２２へ送信する。すなわちサーバ２１は、送信したＴＣＰデータｄ２に対応するＡＣＫ信号ａ３が得られた場合と同様の動作を行う。
また、サーバ２１からＴＣＰデータｄ３を受信した基地局２２は、これをバッファメモリ３に記憶するとともに、バッファメモリ３に記憶されている最古のＴＣＰデータｄ１を無線回線２５へさらに再送信する。バッファメモリ３の内容は符号３ｃの通り、データｄ１、ｄ２にデータｄ３をプラスしたものとなる。同時に、許容遅延タイマ９のカウントを開始する。無線回線の品質劣化が回復し、許容遅延タイマ９がタイムアウトする前にＡＣＫ信号ａ２を受信すると、サーバ２１へはこのＡＣＫ信号ａ２ではなく、直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ３に対応するＡＣＫ信号ａ４と等しいＡＣＫ番号を備えた擬似ＡＣＫ信号ａ４’を送信する。このとき、対応するＡＣＫ信号ａ２が受信されたＴＣＰデータｄ１は、バッファメモリ３から削除される。そしてサーバ２１の動作とは無関係に、ＡＣＫ信号ａ２によって要求されるＴＣＰデータｄ２がバッファメモリ３より読み出されて無線回線２５へ送信される。
ここでさらに基地局２２が正常にＡＣＫ信号ａ３を受信すると、対応するＴＣＰデータｄ２はバッファメモリ３から削除され、バッファメモリ３の内容は符号３ｄの通り、データｄ３となり、サーバ２１の動作とは無関係に、ＡＣＫ信号ａ３によって要求されるＴＣＰデータｄ３がバッファメモリ３より読み出されて無線回線２５へ送信される。直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ３に対応する擬似ＡＣＫ信号ａ４’はすでにサーバ２１へ対し送信されているので、このときにはサーバ２１へは何も送信されない。
一方、基地局２２から擬似ＡＣＫ信号ａ４’を受信したサーバ２１は、ＡＣＫ番号に基づいてＴＣＰデータｄ４を基地局２２へ送信する。すなわちサーバ２１は、送信したＴＣＰデータｄ３に対応するＡＣＫ信号ａ４が得られた場合と同様の動作を行う。サーバ２１からＴＣＰデータｄ４を受信すると、基地局２２はこれを一旦バッファメモリ３に記憶し、ＡＣＫ信号ａ４が受信されるのを待ってバッファメモリ３より読み出し無線回線２５へ送信する。バッファメモリ３の内容は符号３ｅの通り、データｄ４となる。そしてＡＣＫ信号ａ５を受信すると、直前にサーバ２１から受信したＴＣＰデータｄ４に対応するＡＣＫ信号でもあるＡＣＫ信号ａ５をそのままサーバ２１へ送信する。
以上のように制御されるクライアント・サーバシステムにおいては、サーバ２１は無線回線の品質劣化に関係なく動作するため、スループットの低下を避けることができ、またこの構成においてはＡＣＫ信号のウィンドウサイズをゼロとせず、ゼロ・ウィンドウ探査によるポーリング周期の伸長も防ぐことができるため、無線回線の品質劣化の回復後、速やかにデータ通信を開始することができる。
第３図では、移動局２３から基地局２２へ送信されるＡＣＫ信号が喪失される例を示したが、基地局２２から移動局２３へ送信されるＴＣＰデータが喪失される場合では、例えばＴＣＰデータに対し、特にヘッダ部分をＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）強化、ＨＥＣ（Ｈｅａｄｅｒ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ヘッダ誤り制御）拡張、またはヘッダをデータ部分にビットインタリーブするなどの処理を行う手段を送信側無線通信装置に、ヘッダ部分を回復する手段を受信側無線通信装置に備えることが考えられる。このようにすると、受信側無線通信装置である移動局２３では、何らかの原因で誤りを生じたＴＣＰデータから少なくともヘッダ部分を誤り訂正で回復でき読み取れる場合が生じる。この場合、移動局２３は最近送信したＡＣＫ信号を記憶しておき、上記読み取ることができたＴＣＰヘッダに対応するＡＣＫ信号をコピーし基地局２２を介してサーバ２１へ返送するように制御してもよい。さらに上記ＡＣＫ信号のウィンドウサイズをゼロに変更してもよい。
上記の場合、サーバ２１は上記ＡＣＫ信号を受信すると、ＴＣＰデータを再送するか、あるいはゼロ・ウィンドウＡＣＫ信号に対するポーリング用のＴＣＰデータを送信する。すなわちサーバ２１は基地局２２の許容遅延タイマ９がタイムアウトするのを待たずに移動局２３から返送されたＡＣＫ信号を受信することができるので、スループットの低下を避けられるとともに、無線回線の品質劣化回復後、さらに速やかな通信再開が可能となる。
以上の構成においては、基地局２２に第１図に示す無線通信装置が内蔵され、基地局２２から移動局２３方向へＴＣＰデータを送信し、移動局２３から基地局２２方向へＡＣＫ信号が返送される場合を示したが、もちろんこれに限定されることなく、移動局２３に第１図に示す無線通信装置を内蔵し、移動局２３から基地局２２方向へＴＣＰデータが、基地局２２から移動局２３方向へＡＣＫ信号が送信されるように構成しても上記と同様の効果が得られる。また、サーバ２１が無線通信装置と同じく基地局２２に内蔵され、クライアント２４が移動局２３に内蔵される構成などの場合も同様の動作、および効果を得ることが可能である。
実施の形態３．
第４図は本発明に係るデータ通信システムの他の実施の形態を示す構成図である。図において、本データ通信システムはサーバ４１、基地局制御装置４２、基地局Ａ４３、基地局Ｂ４４、および移動局４５から構成され、サーバ４１、基地局Ａ４３、基地局Ｂ４４がそれぞれ基地局制御装置４２に接続され、移動局４５は、基地局Ａおよび基地局Ｂとハンドオーバにより切替可能に、無線回線４６を介して接続される。第４図において、符号４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄは移動局が複数あることを示しているのではなく、一つの移動局４５が矢印Ｍの方向に時間的に移動している様を示している。なお、ここで移動局にはＴＣＰクライアント機能が内臓あるいは接続されているものとする。
基地局Ａ４３および基地局Ｂ４４は基地局制御装置４２に対して無線回線品質情報と、移動局４５のハンドオーバ情報を通知する機能を有する。移動局４５は移動可能な受信側であり、無線回線４６を介してＴＣＰデータを受信し、受信確認としてＡＣＫ信号を送信する。基地局制御装置４２は実施の形態１に記載の無線通信装置を内蔵しており、データ送信側であるサーバ４１から入力されたＴＣＰデータを基地局４２を介して無線回線４６へ送信するとともに、ＡＣＫ信号を基地局４２を介して受信しサーバ４１へ中継する。本実施の形態３における無線通信装置では、特に受信バッファ部２は基地局Ａ４３および基地局Ｂ４４から移動局４５のハンドオーバ情報を得る機能を有する。すなわち本データ通信システムにおいては、基地局制御装置４２は、無線回線の品質劣化に起因して、または移動局４５が基地局Ａから基地局Ｂへハンドオーバする際に生じるＴＣＰ通信の途切れ（瞬断）によりＡＣＫ信号が所定時間内に得られない場合に、擬似ＡＣＫ信号を用いてサーバ４１のスループットの低下を避けるように制御することを特徴とする。
第５図は、本データ通信システムの動作を示す動作説明図であり、この図を用いて、本データ通信システムの詳細な動作を説明する。第４図のものと同一符号は同一部を示すので説明を省略する。また、基地局制御装置４２の動作の詳細は、第１図に示す無線通信装置の動作と同じであるため、説明を省略する。なお、第５図で，ＴＨは移動局４５のハンドオーバ期間を示す。
サーバ４１からＴＣＰデータｄ１が送信されると、基地局制御装置４２は入力されたＴＣＰデータｄ１を基地局Ａ４３を介して無線回線４６へ送信する。回線状態が良好な場合、このＴＣＰデータｄ１は移動局４５へ到達し、移動局４５は受信確認としてＡＣＫ信号ａ２を送信する。回線状態が良好な場合、このＡＣＫ信号ａ２は無線回線４６、基地局Ａ４３を介して基地局制御装置４２へ到達し、基地局制御装置４２は受信したＡＣＫ信号ａ２をサーバ４１へ送信する。
基地局４２はＴＣＰデータｄ１を基地局Ａ４３へ送信すると同時に許容遅延タイマ９のカウントを開始し、上記のように回線状態が良好で正常なデータ通信が行われる場合、送信したＴＣＰデータｄ１に対応するＡＣＫ信号ａ１を許容遅延タイマ９がタイムアウトする前に受信することによりカウント値をクリアする。
次にサーバ４１からＴＣＰデータｄ２が送信されると、基地局制御装置４２は入力されたＴＣＰデータｄ２を基地局Ａ４３へ送信すると同時に、前述のとおり許容遅延タイマ９のカウントを開始する。このＴＣＰデータｄ２が移動局４５へ到達すると、移動局４５は受信確認としてＡＣＫ信号ａ３を送信する。何らかの原因により、このＡＣＫ信号ａ３が基地局制御装置４２の許容遅延タイマ９のカウントする所定時間ｔ以内に基地局制御装置４２へ到達しないと、この許容遅延タイマ９はタイムアウトする。
このとき、基地局制御装置４２では、無線回線状態判定部８において無線回線４６の状態を測定するとともに、基地局Ａ４３または基地局Ｂ４４からのハンドオーバ情報の有無を確認する。その結果、無線回線の品質が劣化しているとの情報ＳＬが得られるか、または移動局４５のハンドオーバ情報ＳＨが得られると、直前に受信した正常なＡＣＫ信号と等しいＡＣＫ番号を備えた擬似ＡＣＫ信号ａ２’をサーバ４１へ送信する制御を行う。サーバ４１は、擬似ＡＣＫ信号ａ２’を受信し、ＡＣＫ番号に基づいて要求されたシーケンス番号のＴＣＰデータｄ２を再送信する。これにより無線回線の品質劣化（移動局４５のハンドオーバによる回線瞬断を含む）に起因してＡＣＫ信号が得られないことによるスループットの低下を避けることができる。その後、前記無線回線の品質劣化が回復し、正常にＡＣＫ信号ａ３を受信すると、スロースタート処理を行うことなく、速やかにＴＣＰデータｄ３（図示せず）を送信することができる。
なお、上記基地局制御装置４２が、実施の形態２の基地局２２と同様に送信する複数のＴＣＰデータを蓄積可能なバッファメモリ３を備え、擬似ＡＣＫ信号制御機能とＴＣＰデータバッファリング機能を内臓する場合は、サーバ２１はハンドオーバによる回線瞬断などの無線回線の品質劣化に関係なく動作するため、本データ通信システムにおいても実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
さらに第５図では、移動局４５から基地局Ａ４３または基地局Ｂ４４へ送信されるＡＣＫ信号ａ３が喪失される例を示したが、基地局Ａ４３から移動局４５へ送信されるＴＣＰデータｄ２が喪失される場合も、基地局制御装置４２の許容遅延タイマ９がタイムアウトした後、上記と同様の処理を行うことにより、同様の効果を得ることができる。
産業上の利用可能性
この発明は、データ通信を行う各種のデータ通信システム、またはデータ通信を行う各種の無線通信装置として利用される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施の形態１における無線通信装置を示すブロック図、第２図は本発明の実施の形態１におけるデータ通信システムの構成と動作の説明図、第３図は本発明の実施の形態２におけるデータ通信システムの構成と動作の説明図、第４図は本発明の実施の形態３におけるデータ通信システムの構成図、第５図は本発明の実施の形態３におけるデータ通信システムの動作説明図、第６図は従来技術におけるスロースタート処理時のスループットの時間変化を示すグラフである。
Claims (10)
- データ送信側が無線回線を介してデータを送信し、受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成され、前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を得られない場合には、擬似的な受信確認信号を用いて前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるデータ送信側からのスループットの低下を避けるよう制御することを特徴とするデータ通信システム。
- 前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号が得られない場合には、前記データ送信側が前記擬似的な受信確認信号を受信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
- 前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信側が誤りのあるデータを受信した場合、この誤りを補償する手段を有する受信側無線通信装置が擬似的な受信確認信号を送信することにより前記スループットの低下を避けるよう制御することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
- データ送信側が無線回線を介してデータを送信し、受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成されたデータ通信システムに用いられるものであって、前記データを前記無線回線へ送信する送信部、前記受信確認信号を受信する受信部、この受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合には、擬似的な受信確認信号を用いて前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるスループットの低下を避けるようにする制御部を備えたことを特徴とする無線通信装置。
- 前記制御部は、前記受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合に、前記データ送信側へ前記擬似的な受信確認信号を送信することにより前記スループットの低下を避けるようにすることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
- 前記無線回線の品質劣化を判定する無線回線状態判定部を備え、前記制御部は、この無線回線状態判定部によって無線回線の品質劣化が判定され、かつ前記受信部が前記受信確認信号を受信しない場合に、前記データ送信側へ擬似受信確認信号を送信することにより前記スループットの低下を避けるようにすることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
- 受信した受信確認信号を記憶する受信記憶部を備え、前記擬似的な受信確認信号は、前記受信記憶部に記憶された受信確認信号に基づくものであることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
- 前記受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合には、前記制御部は、前記受信側へ擬似的な送信データを送信することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
- 送信するデータを記憶する送信記憶部を備え、前記受信部が前記無線回線の品質劣化に起因して前記受信確認信号を受信しない場合には、前記制御部は、前記受信側へ前記送信記憶部に記憶されたデータを再送することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
- データ送信側に接続された基地局制御装置、この基地局制御装置に接続された複数の基地局、この複数の基地局とハンドオーバにより切替可能で移動可能な受信側を含み、データ送信側が無線回線を介してデータを送信し、前記受信側が受信したことを通知する受信確認信号を返送するように構成され、前記受信側のハンドオーバに起因して前記受信確認信号を得られない場合には、前記データ送信側が擬似的な受信確認信号を受信することにより、前記受信確認信号を得られなかった場合に起こるデータ送信側からのスループットの低下を避けるよう制御することを特徴とするデータ通信システム。
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