WO2021229996A1

WO2021229996A1 - 通信制御方法及び通信装置

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Publication number: WO2021229996A1
Application number: PCT/JP2021/015614
Authority: WO
Inventors: 真人藤代
Original assignee: 京セラ株式会社
Priority date: 2020-05-13
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2021-11-18
Also published as: JP7432714B2; JPWO2021229996A1; US20230076524A1

Abstract

通信制御方法は、移動通信システムにおいて第１通信装置から第２通信装置へのパケットの無線通信を制御する。前記通信制御方法は、前記第１通信装置において、送信が未完了として前記第１通信装置に滞留しているパケットごとに滞留時間を計測することと、前記パケットごとに前記滞留時間を時間閾値と比較することと、前記滞留時間が前記時間閾値を超えた前記パケットを送信せずに破棄することとを有する。

Description

通信制御方法及び通信装置

　本発明は、移動通信システムに用いる通信制御方法及び通信装置に関する。

　近年、第５世代（５Ｇ）の移動通信システムが注目されている。このような５Ｇシステムは、高速通信及び低遅延の特徴を活かして、拡張現実（ＡＲ）、複合現実（ＭＲ）、及び仮想現実（ＶＲ）といったｅＸｔｅｎｄｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ（ＸＲ）のサービスを提供可能であることが期待されている。

３ＧＰＰ技術仕様書「３ＧＰＰ　ＴＳ　３８．３００　Ｖ１６．１．０　（２０２０－０３）」

　第１の態様に係る通信制御方法は、移動通信システムにおいて第１通信装置から第２通信装置へのパケットの無線通信を制御する。前記通信制御方法は、前記第１通信装置において、送信が未完了として前記第１通信装置に滞留しているパケットごとに滞留時間を計測することと、前記パケットごとに前記滞留時間を時間閾値と比較することと、前記滞留時間が前記時間閾値を超えた前記パケットを送信せずに破棄することとを有する。

　第２の態様に係る通信装置は、移動通信システムにおいて他の通信装置に対してパケットを送信する。前記通信装置は、送信が未完了として前記通信装置に滞留しているパケットごとに滞留時間を計測する処理と、前記パケットごとに前記滞留時間を時間閾値と比較する処理と、前記滞留時間が前記時間閾値を超えた前記パケットを送信せずに破棄する処理と、を実行する少なくとも１つのプロセッサを有する。

一実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。一実施形態に係るＵＥ（ユーザ装置）の構成を示す図である。一実施形態に係るｇＮＢ（基地局）の構成を示す図である。データを取り扱うユーザプレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。シグナリング（制御信号）を取り扱う制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。一実施形態に係る通信制御方法の概要を説明するための図である。一実施形態に係る送信側の通信装置の動作を示す図である。一実施形態に係る他レイヤの動作例を示す図である。一実施形態に係る受信側の通信装置の動作を示す図である。実施形態の変更例の概要を示す図である。実施形態の変更例における受信側の通信装置の動作を示す図である。

　ＸＲのサービスはストリーミングがメインであるため、上位レイヤのプロトコルとしてＵＤＰ（Ｕｓｅｒ　Ｄａｔａｇｒａｍ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられる場合が多い。このようなサービスを利用する無線通信において、１つのパケットの伝送が遅延すると、その次のパケットの伝送も遅延し得る。その結果、リアルタイム性が損なわれ、サービス品質が低下する懸念がある。

　そこで、本開示は、高いリアルタイム性が要求されるサービスのサービス品質を向上させることを目的とする。

　図面を参照しながら、一実施形態に係る移動通信システムについて説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

　（移動通信システムの構成）
　まず、一実施形態に係る移動通信システムの構成について説明する。図１は、一実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。この移動通信システムは、３ＧＰＰ規格の第５世代システム（５ＧＳ：５ｔｈ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）に準拠する。以下において、５ＧＳを例に挙げて説明するが、移動通信システムにはＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムが少なくとも部分的に適用されてもよい。

　図１に示すように、移動通信システムは、ユーザ装置（ＵＥ：Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、５Ｇの無線アクセスネットワーク（ＮＧ－ＲＡＮ：Ｎｅｘｔ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、５Ｇのコアネットワーク（５ＧＣ：５Ｇ　Ｃｏｒｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）２０とを有する。

　ＵＥ１００は、移動可能な無線通信装置である。ＵＥ１００は、ユーザにより利用される装置であればどのような装置であっても構わない。例えば、ＵＥ１００は、携帯電話端末（スマートフォンを含む）、タブレット端末、ノートＰＣ、通信モジュール（通信カード又はチップセットを含む）、センサ若しくはセンサに設けられる装置、車両若しくは車両に設けられる装置（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ＵＥ）、及び／又は飛行体若しくは飛行体に設けられる装置（Ａｅｒｉａｌ　ＵＥ）である。

　ＮＧ－ＲＡＮ１０は、基地局（５Ｇシステムにおいて「ｇＮＢ」と呼ばれる）２００を含む。ｇＮＢ２００は、基地局間インターフェイスであるＸｎインターフェイスを介して相互に接続される。ｇＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理する。ｇＮＢ２００は、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｇＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータ（以下、単に「データ」という）のルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能等を有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として用いられる。「セル」は、ＵＥ１００との無線通信を行う機能又はリソースを示す用語としても用いられる。１つのセルは１つのキャリア周波数に属する。

　なお、ｇＮＢがＬＴＥのコアネットワークであるＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ）に接続することもできる。ＬＴＥの基地局が５ＧＣに接続することもできる。ＬＴＥの基地局とｇＮＢとが基地局間インターフェイスを介して接続されることもできる。

　５ＧＣ２０は、ＡＭＦ（Ａｃｃｅｓｓ　ａｎｄ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）及びＵＰＦ（Ｕｓｅｒ　Ｐｌａｎｅ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）３００を含む。ＡＭＦは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行う。ＡＭＦは、ＮＡＳ（Ｎｏｎ－Ａｃｃｅｓｓ　Ｓｔｒａｔｕｍ）シグナリングを用いてＵＥ１００と通信することにより、ＵＥ１００のモビリティを管理する。ＵＰＦは、データの転送制御を行う。ＡＭＦ及びＵＰＦは、基地局－コアネットワーク間インターフェイスであるＮＧインターフェイスを介してｇＮＢ２００と接続される。

　図２は、一実施形態に係るＵＥ１００（ユーザ装置）の構成を示す図である。

　図２に示すように、ＵＥ１００は、受信部１１０、送信部１２０、及び制御部１３０を備える。

　受信部１１０は、制御部１３０の制御下で各種の受信を行う。受信部１１０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部１３０に出力する。

　送信部１２０は、制御部１３０の制御下で各種の送信を行う。送信部１２０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部１３０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナから送信する。

　制御部１３０は、ＵＥ１００における各種の制御を行う。制御部１３０は、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つのメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、を含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。

　図３は、一実施形態に係るｇＮＢ２００（基地局）の構成を示す図である。

　図３に示すように、ｇＮＢ２００は、送信部２１０、受信部２２０、制御部２３０、及びバックホール通信部２４０を備える。

　送信部２１０は、制御部２３０の制御下で各種の送信を行う。送信部２１０は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部２３０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換してアンテナから送信する。

　受信部２２０は、制御部２３０の制御下で各種の受信を行う。受信部２２０は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換して制御部２３０に出力する。

　制御部２３０は、ｇＮＢ２００における各種の制御を行う。制御部２３０は、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つのメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、ＣＰＵと、を含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。

　バックホール通信部２４０は、基地局間インターフェイスを介して隣接基地局と接続される。バックホール通信部２４０は、基地局－コアネットワーク間インターフェイスを介してＡＭＦ／ＵＰＦ３００と接続される。なお、ｇＮＢは、ＣＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｕｎｉｔ）とＤＵ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｕｎｉｔ）とで構成され（すなわち、機能分割され）、両ユニット間はＦ１インターフェイスで接続されてもよい。

　図４は、データを取り扱うユーザプレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。

　図４に示すように、ユーザプレーンの無線インターフェイスプロトコルは、物理（ＰＨＹ）レイヤと、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｌｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤと、ＳＤＡＰ（Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｄａｔａ　Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤとを有する。

　ＰＨＹレイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１００のＰＨＹレイヤとｇＮＢ２００のＰＨＹレイヤとの間では、物理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。

　ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理、及びランダムアクセスプロシージャ等を行う。ＵＥ１００のＭＡＣレイヤとｇＮＢ２００のＭＡＣレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。ｇＮＢ２００のＭＡＣレイヤはスケジューラを含む。スケジューラは、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式（ＭＣＳ））及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定する。

　ＲＬＣレイヤは、ＭＡＣレイヤ及びＰＨＹレイヤの機能を利用してデータを受信側のＲＬＣレイヤに伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣレイヤとｇＮＢ２００のＲＬＣレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。

　ＰＤＣＰレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

　ＳＤＡＰレイヤは、コアネットワークがＱｏＳ制御を行う単位であるＩＰフローとＡＳ（Ａｃｃｅｓｓ　Ｓｔｒａｔｕｍ）がＱｏＳ制御を行う単位である無線ベアラとのマッピングを行う。なお、ＲＡＮがＥＰＣに接続される場合は、ＳＤＡＰが無くてもよい。

　図５は、シグナリング（制御信号）を取り扱う制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。

　図５に示すように、制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックは、図４に示したＳＤＡＰレイヤに代えて、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤ及びＮＡＳ（Ｎｏｎ－Ａｃｃｅｓｓ　Ｓｔｒａｔｕｍ）レイヤを有する。

　ＵＥ１００のＲＲＣレイヤとｇＮＢ２００のＲＲＣレイヤとの間では、各種設定のためのＲＲＣシグナリングが伝送される。ＲＲＣレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｇＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００はＲＲＣコネクティッドモードである。ＵＥ１００のＲＲＣとｇＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がない場合、ＵＥ１００はＲＲＣアイドルモードである。

　ＲＲＣレイヤの上位に位置するＮＡＳレイヤは、セッション管理及びモビリティ管理等を行う。ＵＥ１００のＮＡＳレイヤとＡＭＦ３００のＮＡＳレイヤとの間では、ＮＡＳシグナリングが伝送される。

　なお、ＵＥ１００は、無線インターフェイスのプロトコル以外にアプリケーションレイヤ等を有する。

　（通信制御方法）
　次に、一実施形態に係る通信制御方法について説明する。

　（１）通信制御方法の概要
　図６は、一実施形態に係る通信制御方法の概要を説明するための図である。

　図６に示すように、一実施形態に係る通信制御方法は、移動通信システムにおいて通信装置１（第１通信装置）から通信装置２（第２通信装置）へのパケットの無線通信を制御する方法である。換言すると、通信装置１はパケットの送信側の通信装置であり、通信装置２はパケットの受信側の通信装置である。

　一実施形態に係る通信制御方法は、上りリンク、下りリンク、又はサイドリンクに適用される。上りリンクの場合、通信装置１はＵＥ１００であり、通信装置２はｇＮＢ２００である。下りリンクの場合、通信装置１はｇＮＢ２００であり、通信装置２はＵＥ１００である。サイドリンクの場合、通信装置１はＵＥ１００であり、通信装置２は他のＵＥ１００である。なお、サイドリンクは、ＵＥ１００間の直接的な通信に用いるリンクである。

　図６に示す例において、通信装置１は、複数のＩＰフロー又は複数のベアラを通信装置２と確立している。但し、通信装置１は、１つのＩＰフローのみ又は１つのベアラのみを通信装置２と確立してもよい。ベアラは、論理チャネルと読み替えてもよい。

　通信装置１は、各ＩＰフロー又は各ベアラを介してパケットを無線で通信装置２へ伝送する。例えば、ＩＰフローを介して伝送されるパケットは、ＩＰパケットである。ベアラを介して伝送されるパケットは、ＰＤＣＰパケットであってもよい。

　通信装置２へ送信するべきパケットは、通信装置１の各レイヤでの処理に起因して送信遅延が生じる。換言すると、通信装置１において、送信が未完了として滞留しているパケットが存在する。以下において、通信装置１における処理に起因する遅延時間を滞留時間と呼ぶ。例えば、通信装置１は、ＩＰパケットごとに滞留時間を計測する。

　通信装置１は、１つのレイヤにおいて滞留時間を計測してもよいし、複数のレイヤに跨がって滞留時間を計測してもよい。以下において、通信装置１が１つのレイヤにおいて滞留時間を計測する一例について主として説明する。当該１つのレイヤは、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、又はＰＤＣＰレイヤである。

　例えばＸＲのサービスはストリーミングがメインであり、上位レイヤのプロトコルとしてＵＤＰが用いられる。このような場合、通信装置１において１つのパケットの伝送が遅延すると、その次のパケットの伝送も遅延し得る。その結果、リアルタイム性が損なわれ、サービス品質が低下する懸念がある。

　そこで、一実施形態に係る通信制御方法において、通信装置１は、送信が未完了として通信装置１に滞留しているパケットごとに滞留時間を計測し、パケットごとに滞留時間を時間閾値と比較する。そして、通信装置１は、滞留時間が時間閾値を超えたパケットを送信せずに破棄する。ここで、パケットの破棄とは、パケットをバッファから削除することを意味してもよい。さらに、通信装置１は、滞留時間が時間閾値を超えたパケットを破棄した後であっても、滞留時間が時間閾値を超えていないパケットを通信装置２に送信する処理を行う。

　これにより、滞留時間が長いパケットについては送信を中止することが可能となり、次のパケットの伝送に与える遅延の影響を低減できる。このため、リアルタイム性が損なわれることを防止し易くなり、サービス品質を改善できる。なお、このようなパケット破棄のメカニズムは、上位レイヤのプロトコルとしてＵＤＰが用いられるケース、例えば、ＵＤＰが用いられるＩＰフロー又はベアラに対してのみ、或いは、ＵＤＰが用いられるパケットに対してのみ適用されてもよい。このようなパケット破棄のメカニズムは、ＲＬＣがＵＭ（Ｕｎａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ　Ｍｏｄｅ）モードに設定された論理チャネルにのみ適用されてもよい。

　一実施形態において、滞留時間と比較される時間閾値は、ＩＰフローごとに又はベアラごとに個別に設定されてもよい。なお、時間閾値は、パケットの送信が有効である期間（すなわち、有効期間）であってもよい。例えば、ＩＰフローごとに又はベアラごとに設定されるＱｏＳ情報の一種として、パケットの有効期間（時間閾値）が設定されている。このような時間閾値は、通信タイムアウト時間（ｓｕｒｖｉｖａｌ　ｔｉｍｅ）であってもよいし、許容遅延時間（ｐａｃｋｅｔ　ｄｅｌａｙ　ｂｕｄｇｅｔ）であってもよい。

　ここで、通信タイムアウト時間とは、期待される通信が無くてもアプリケーションが通信サービスを継続できる時間をいう。すなわち、通信タイムアウト時間内にパケット伝送が発生しない場合、アプリケーションは、通信サービスが遮断されたと判定してもよい。許容遅延時間とは、パケットに対して許容される遅延時間（滞留時間）をいう。許容遅延時間は、通信タイムアウト時間よりも短い時間である。

　或いは、時間閾値は、通信タイムアウト時間及び許容遅延時間とは異なるパラメータであってもよい。例えば、時間閾値は、許容遅延時間以上であって、且つ、通信タイムアウト時間以下であってもよい。時間閾値は、通信タイムアウト時間以上であってもよい。

　通信装置１は、パケット（対象パケット）について計測された滞留時間を、当該パケットが属するＩＰフロー又はベアラと対応する時間閾値と比較する。これにより、パケットを破棄するか否かの判定をＩＰフロー又はベアラのＱｏＳ特性に応じて適切に行うことが可能になる。

　（２）送信側の通信装置の動作
　図７は、一実施形態に係る通信装置１（送信側の通信装置）の動作を示す図である。

　図７に示すように、ステップＳ０において、通信装置１は、ＩＰフローごと又はベアラごとに時間閾値を設定する。

　各時間閾値は、通信装置２から通信装置１に対して指定されてもよい。或いは、通信装置１が各時間閾値を決定し、決定した各時間閾値を通信装置２に通知してもよい。以下において、時間閾値が設定された１つのＩＰフロー（又は１つのベアラ）における動作について説明する。

　ステップＳ１において、通信装置１は、パケット（以下、対象パケットと呼ぶ）の滞留時間の計測を開始する。ここで、通信装置１は、対象パケットについて第１条件が満たされた場合、時間閾値（有効期間）が設定されたタイマを始動する。

　第１条件は、対象パケットが通信装置１の所定レイヤに入ったという条件を含む。すなわち、通信装置１は、対象パケットが通信装置１の所定レイヤに入ったときにタイマを始動する。例えば、所定レイヤは、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、又はＰＤＣＰレイヤである。所定レイヤは、ＳＤＡＰレイヤであってもよい。なお、対象パケットは、所定レイヤのバッファに保持される。このバッファは、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ　Ｏｕｔ）型のバッファである。

　ステップＳ２において、通信装置１は、対象パケットの送信処理を行う。具体的には、通信装置１の所定レイヤは、対象パケットに対する処理を行ったうえで対象パケットを下位レイヤに渡す。

　ステップＳ３において、通信装置１は、対象パケットの送信処理が完了したか否かを判定する。換言すると、通信装置１は、対象パケットについて第２条件が満たされたか否かを判定する。

　ここで、対象パケットの送信処理が完了したか否の判定は、対象パケットを所定レイヤから下位レイヤに渡したか否かの判定であってもよい。所定レイヤがＰＤＣＰレイヤである場合を想定すると、ＰＤＣＰレイヤは、対象パケット（ＰＤＣＰ　ＰＤＵ）をＲＬＣレイヤに渡したか否かを判定することになる。

　或いは、対象パケットの送信処理が完了したか否の判定は、対象パケットが通信装置２に到達したか否かの判定であってもよい。例えば、通信装置１の所定レイヤは、所定レイヤの対象パケットに対応する送達確認（ＡＣＫ）を通信装置２から受信したか否かに基づいて、当該対象パケットが通信装置２に到達したか否かを判定する。所定レイヤがＭＡＣレイヤである場合を想定すると、ＭＡＣレイヤは、ＨＡＲＱ　ＡＣＫに基づいて、対象パケット（ＭＡＣ　ＰＤＵ）が通信装置２に到達したか否かを判定する。所定レイヤがＲＬＣレイヤである場合を想定すると、ＲＬＣレイヤは、ＲＬＣ　ＡＣＫに基づいて、対象パケット（ＲＬＣ　ＰＤＵ）が通信装置２に到達したか否かを判定する。所定レイヤがＰＤＣＰレイヤである場合を想定すると、ＰＤＣＰレイヤは、ＰＤＣＰ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｐｏｒｔに基づいて、対象パケット（ＰＤＣＰ　ＰＤＵ）が通信装置２に到達したか否かを判定する。

　対象パケットの送信処理が完了したと判定された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４において、通信装置１は、ステップＳ１で始動したタイマを停止する。その後、ステップＳ７に処理が進む。

　一方、対象パケットの送信処理が完了していないと判定された場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ５において、通信装置１は、対象パケットの滞留時間が時間閾値を超えたか否かを判定する。換言すると、通信装置１は、ステップＳ１で始動したタイマが停止されることなく満了したか否かを判定する。

　対象パケットの滞留時間が時間閾値を超えていない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ２に処理が戻る（再送処理であってもよい）。

　一方、対象パケットの滞留時間が時間閾値を超えた場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６において、通信装置１は、対象パケットを送信せずに破棄する処理を行う。例えば、通信装置１の所定レイヤは、所定レイヤのバッファに保持された対象パケットを削除する。これにより、対象パケットの次のパケットに対する処理を開始可能な状態になる。

　通信装置１の所定レイヤは、対象パケットを破棄した場合、対象パケットを破棄した旨を所定レイヤと異なる他レイヤに通知してもよい。当該他レイヤは、破棄された対象パケットの次のパケットを送信するための処理を行う。当該他レイヤは、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、及びＰＤＣＰレイヤのうち少なくとも１つである。

　図８は、当該他レイヤの動作例を示す図である。図８に示すように、所定レイヤからの通知を受けたＭＡＣレイヤは、ＨＡＲＱバッファをクリアする。また、所定レイヤからの通知を受けたＲＬＣレイヤは、管理しているＲＬＣシーケンス番号をインクリメント（１を加算）する。同様に、所定レイヤからの通知を受けたＰＤＣＰレイヤは、管理しているＰＤＣＰシーケンス番号をインクリメント（１を加算）する。ここで、シーケンス番号は、パケットごとに割り振られる連続的なパケット識別番号である。シーケンス番号をインクリメントすることにより、対象パケットを破棄する場合でもシーケンス番号の連続性が保たれる。なお、シーケンス番号は、本来であれば対象パケットの送信処理が完了した際にインクリメントされるが、本実施形態では、対象パケットを破棄した際にもシーケンス番号をインクリメントすることとしている。

　また、通信装置１の所定レイヤは、対象パケットを破棄した場合、対象パケットを破棄した旨を通信装置２に通知してもよい。この通知は、破棄された対象パケットのシーケンス番号を含んでいてもよいし、シーケンス番号を含まなくてもよい。

　その後、ステップＳ７において、通信装置１は、対象パケットの次のパケットが有るか否かを判定する。次のパケットが有る場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ステップＳ１に処理が戻る。一方、次のパケットが無い場合（ステップＳ７：ＮＯ）、本動作が終了する。

　（３）受信側の通信装置の動作
　図９は、一実施形態に係る通信装置２（受信側の通信装置）の動作を示す図である。ここでは、通信装置２が通信装置１からパケット破棄の通知を受けた場合の動作について説明する。

　図９に示すように、ステップＳ１１において、通信装置２の所定レイヤは、通信装置１の所定レイヤからのパケット破棄の通知を受信する。例えば、所定レイヤは、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、又はＰＤＣＰレイヤである。

　ステップＳ１２において、通信装置２の所定レイヤは、パケット破棄の通知に応じて、対象パケット（すなわち、現在シーケンス番号が最も大きいパケット）が通信装置１から送信されないと判定し、対象パケットに対する受信処理を省略する。

　ステップＳ１３において、通信装置２の所定レイヤは、破棄された対象パケットの次のパケットを受信するための所定処理を行う。

　ここで、所定処理は、対象パケットが破棄された旨（すなわち、対象パケットが通信装置１から送信されない旨）を所定レイヤと異なる他レイヤに通知する処理を含んでもよい。図８に示すように、所定レイヤからの通知を受けたＭＡＣレイヤは、ＨＡＲＱバッファをクリアする。また、所定レイヤからの通知を受けたＲＬＣレイヤは、管理しているＲＬＣシーケンス番号をインクリメント（１を加算）する。同様に、所定レイヤからの通知を受けたＰＤＣＰレイヤは、管理しているＰＤＣＰシーケンス番号をインクリメント（１を加算）する。

　所定処理は、破棄された対象パケットに対応するダミーパケット（エラーパケット）を生成する処理を含んでもよい。通信装置２の所定レイヤは、ダミーパケットを生成し、生成したダミーパケットを上位レイヤに渡す。

　例えば、通信装置２の所定レイヤは、予め設定されたエラーデータを、上位レイヤに渡すＳＤＵ（Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｄａｔａ　Ｕｎｉｔ）のデータ部に入れて、上位レイヤへ渡す。所定レイヤがＰＤＣＰレイヤである場合を想定すると、ＰＤＣＰレイヤは、エラーデータを示すＩＰパケットを生成して上位レイヤへ渡す。エラーデータのビット列は、予め設定されていてもよい。例えば、エラーデータのビット列は、ＵＥ１００のアプリケーションからＡＳ（Ａｃｃｅｓｓ　Ｓｔｒａｔｕｍ）に通知され、当該ＡＳからｇＮＢ２００へ通知及び設定される。或いは、エラーデータのビット列は、サーバのアプリケーションからコアネットワークに通知され、コアネットワークからＵＥ１００へ通知及び設定される。

　通信装置２の所定レイヤは、予め設定されたエラーデータではなく、前回受信成功したパケットのデータ部を、上位レイヤに渡すＳＤＵのデータ部に入れたうえで上位レイヤへ渡してもよい。例えば、産業機器向けでモーションコントロールを行っているような場合を想定すると、エラーデータを上位レイヤに渡すよりも、前回と同じデータを上位レイヤに渡して一つ前の状態を保持することが好ましいと考えられるためである。

　通信装置２の所定レイヤは、上位レイヤに渡すＳＤＵのデータ部を加工するのではなく、単純に上位レイヤ(アプリケーションレイヤ等)に対して受信失敗を通知してもよい。

　所定処理は、破棄された対象パケットに対応する送達確認（ＡＣＫ）を通信装置１に送信する処理を含んでもよい。例えば、通信装置２の所定レイヤは、破棄された対象パケットが受信されたものと見なし、当該対象パケットのシーケンス番号を含むＡＣＫをフィードバックする。

　（変更例）
　上述した実施形態において、通信装置１がパケットを破棄した場合、その旨を通信装置２に通知する一例について説明した。しかしながら、通信装置１が周期的にパケットを通信装置２に送信する前提下において、通信装置２は、例えばパケットの周期性を利用して、通信装置１がパケットを破棄したことを推定してもよい。これにより、通信装置１から通信装置２へのパケット破棄の通知を不要とすることができる。

　図１０は、実施形態の変更例の概要を示す図である。図１０に示すように、ステップＳ２１乃至Ｓ２３において、通信装置１は、通信装置２へのパケットの送信を所定時間間隔で行う。例えば、通信装置１は、ＳＰＳ（Ｓｅｍｉ－Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ　Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）を用いた音声通信のように、一定周期で一定量のパケットを通信装置２に送信する。

　ステップＳ２４において、通信装置１は、上述した動作によってパケットを送信せずに破棄する。

　ステップＳ２５において、通信装置２は、前回のパケット受信時（ステップＳ２３）から所定時間内に次のパケットを受信しないことから、当該次のパケットが通信装置１において破棄された（すなわち、当該次のパケットが通信装置１から送信されない）と判定する。

　その後、ステップＳ２６及びＳ２７において、通信装置１は、通信装置２へのパケットの送信を所定時間間隔で行う。

　図１１は、実施形態の変更例における通信装置２の動作を示す図である。

　図１１に示すように、ステップＳ３１において、通信装置２の所定レイヤは、パケット（第１パケット）の受信処理が完了したときにタイマを始動する。例えば、所定レイヤは、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、又はＰＤＣＰレイヤである。タイマには、上述した所定時間間隔に基づいた時間（例えば、所定時間間隔にオフセット時間を加えた時間）が設定される。タイマには、上述した時間閾値が設定されてもよい。

　ステップＳ３２において、通信装置２は、次のパケット（第２パケット）の受信を試みる（受信処理）。

　ステップＳ３３において、通信装置１は、当該次のパケットの受信処理が完了したか否かを判定する。

　ここで、当該次のパケットの受信処理が完了したか否の判定は、対象パケットを所定レイヤから上位レイヤに渡したか否かの判定であってもよい。或いは、当該次のパケットの受信処理が完了したか否の判定は、当該次のパケットに対応する送達確認（ＡＣＫ）を通信装置１に送信したか否かの判定であってもよい。ここで、当該次のパケットが複数のセグメントに分割（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）されている場合、当該複数のセグメントに対応する全てのＡＣＫを送信したか否かの判定であってもよい。

　対象パケットの受信処理が完了したと判定された場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３４において、通信装置２は、ステップＳ３１で始動したタイマを停止する。その後、ステップＳ３７に処理が進む。

　一方、当該次のパケットの受信処理が完了していないと判定された場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、ステップＳ３５において、通信装置２は、ステップＳ１で始動したタイマが停止されずに満了したか否かを判定する。

　ステップＳ１で始動したタイマが満了していない場合（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３２に処理が戻る。

　一方、ステップＳ１で始動したタイマが満了した場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ステップＳ３６において、通信装置２の所定レイヤは、当該次のパケットが通信装置１から送信されないと判定する。この場合、通信装置２の所定レイヤは、当該次のパケットが通信装置１から送信されない旨（すなわち、対象パケットが通信装置１において破棄された旨）を所定レイヤと異なる他レイヤに通知してもよい。図８に示すように、所定レイヤからの通知を受けたＭＡＣレイヤは、ＨＡＲＱバッファをクリアする。また、所定レイヤからの通知を受けたＲＬＣレイヤは、管理しているＲＬＣシーケンス番号をインクリメント（１を加算）する。同様に、所定レイヤからの通知を受けたＰＤＣＰレイヤは、管理しているＰＤＣＰシーケンス番号をインクリメント（１を加算）する。

　ステップＳ３６において、通信装置２の所定レイヤは、当該次のパケットに対応するダミーパケット（エラーパケット）を生成してもよい。通信装置２の所定レイヤは、ダミーパケットを生成し、生成したダミーパケットを上位レイヤに渡す。ダミーパケットの具体例については、上述した実施形態と同様である。

　ステップＳ３６において、通信装置２の所定レイヤは、当該次のパケットに対応する送達確認（ＡＣＫ）を通信装置１に送信してもよい。例えば、通信装置２の所定レイヤは、当該次のパケットが受信されたものと見なし、当該次のパケットのシーケンス番号を含むＡＣＫをフィードバックする。

　その後、ステップＳ３７において、通信装置１は、さらに次のパケットが有るか否かを判定する。さらに次のパケットが有る場合（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、ステップＳ３１に処理が戻る。一方、さらに次のパケットが無い場合（ステップＳ３７：ＮＯ）、本動作が終了する。

　（その他の実施形態）
　上述した滞留時間及び時間閾値を再送制御に応用してもよい。通常、再送処理は通信相手先からＮＡＣＫを受信したことを契機に実行される。しかしながら、通信相手方からのフィードバック処理に係る遅延が無視できないケースがあり得る。よって、通信装置１は、滞留時間が時間閾値よりも小さい場合であっても、当該時間閾値に対してマージンが小さくなった場合、通信相手方（通信装置２）からのフィードバックを待つ事なく、再送を実行することが望ましい。前記マージンは、前記時間閾値に対する差分時間（つまりオフセット時間）で規定されてもよく、絶対時間（つまり時間閾値２）であってもよい。当該マージンは、自身が決定して通信相手方へ通知（設定）してもよく、通信相手方が決定して自身へ通知（設定）してもよい。

　ＵＥ１００又はｇＮＢ２００が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。

　また、ＵＥ１００又はｇＮＢ２００が行う各処理を実行する回路を集積化し、ＵＥ１００又はｇＮＢ２００の少なくとも一部を半導体集積回路（チップセット、ＳｏＣ）として構成してもよい。

　以上、図面を参照して実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

　本願は、日本国特許出願第２０２０－０８４８０７号（２０２０年５月１３日出願）の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。

Claims

　移動通信システムにおいて第１通信装置から第２通信装置へのパケットの無線通信を制御する通信制御方法であって、
　前記第１通信装置において、
　　送信が未完了として前記第１通信装置に滞留しているパケットごとに滞留時間を計測することと、
　　前記パケットごとに前記滞留時間を時間閾値と比較することと、
　　前記滞留時間が前記時間閾値を超えた前記パケットを送信せずに破棄することと、を有する
　通信制御方法。
　前記第１通信装置において、前記破棄することの後であっても、前記滞留時間が前記時間閾値を超えていない前記パケットを前記第２通信装置に送信する処理を行うことをさらに有する
　請求項１に記載の通信制御方法。
　前記計測することは、前記パケットとしてＩＰパケットごとに前記滞留時間を計測することを含む
　請求項１又は２に記載の通信制御方法。
　前記破棄することは、前記滞留時間が前記時間閾値を超えた前記パケットを前記第１通信装置の所定レイヤにおいて破棄することを含み、
　前記通信制御方法は、前記第１通信装置において、
　　前記パケットを破棄した旨を前記所定レイヤと異なる他レイヤに通知することと、
　　前記他レイヤが、前記破棄されたパケットの次のパケットを送信するための処理を行うことと、をさらに有する
　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信制御方法。
　前記時間閾値は、ＩＰフローごとに又はベアラごとに個別に設定され、
　前記比較することは、対象パケットについて計測された前記滞留時間を、前記対象パケットが属する前記ＩＰフロー又は前記ベアラと対応する前記時間閾値と比較することを含む
　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信制御方法。
　前記計測することは、
　対象パケットについて第１条件が満たされた場合、前記時間閾値が設定されたタイマを始動することと、
　前記対象パケットについて第２条件が満たされた場合、前記タイマを停止することと、
　前記タイマが停止されずに満了した場合、前記対象パケットを破棄することと、を有する
　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信制御方法。
　前記第１条件は、前記パケットが前記第１通信装置の所定レイヤに入ったという条件を含み、
　前記第２条件は、前記パケットを前記所定レイヤから前記所定レイヤの下位レイヤに渡したという条件、及び前記パケットの送達確認を前記第２通信装置から受信したという条件のうち、少なくとも一方を含む
　請求項６に記載の通信制御方法。
　前記パケットを破棄した旨を前記第１通信装置から前記第２通信装置に通知することと、
　前記第２通信装置において、前記第１通信装置からの前記通知に基づいて、前記破棄されたパケットに対する受信処理を省略するとともに、前記破棄されたパケットの次のパケットを受信するための所定処理を行うことと、をさらに有する
　請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信制御方法。
　前記所定処理は、前記破棄されたパケットに対応するダミーパケットを生成する処理を含む
　請求項８に記載の通信制御方法。
　前記第１通信装置から前記第２通信装置へのパケットの送信が所定時間間隔で行われている場合、前記第２通信装置において、
　　前記第１通信装置からの第１パケットの受信処理が完了した場合、前記所定時間間隔に基づいたタイマを始動することと、
　　前記第１パケットの次の第２パケットの受信処理が完了した場合、前記タイマを停止することと、
　前記タイマが停止されずに満了した場合、前記第２パケットが前記第１通信装置から送信されないと判定することと、を有する
　請求項１乃至９のいずれか１項に記載の通信制御方法。
　移動通信システムにおいて他の通信装置に対してパケットを送信する通信装置であって、
　送信が未完了として前記通信装置に滞留しているパケットごとに滞留時間を計測する処理と、
　前記パケットごとに前記滞留時間を時間閾値と比較する処理と、
　前記滞留時間が前記時間閾値を超えた前記パケットを送信せずに破棄する処理と、を実行する少なくとも１つのプロセッサを有する
　通信装置。