JP3888875B2

JP3888875B2 - COMMUNICATION SYSTEM, TRANSMISSION DEVICE, AND COMMUNICATION METHOD

Info

Publication number: JP3888875B2
Application number: JP2001330846A
Authority: JP
Inventors: 兵張; 和夫蓮池
Original assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Current assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: JP2003134024A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線回線を介して送信元から受信先へ情報をパケットにより送信する場合に、受信先へパケットを正確に送信可能な通信システム、送信装置、および通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
送信元から受信先へ情報を送信する場合、ＯＳＩ（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍｓＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルに従った通信プロトコルが用いられる。このＯＳＩ参照モデルは、通信に必要な複数のプロトコルを機能別に分けた７つの層によって構成され、各層が相手方の同じ層とやり取りを行なうことによって通信プロトコルが成り立っている。
【０００３】
そして、ＩＳＤＮ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓＤｉｇｉｔａｌＮｅｔｗｏｒｋ）等の有線回線を用いて情報を複数のパケットに分割して送信元から受信先へ送信する場合、ＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）という通信プロトコルが最も広く利用されている。このＴＣＰは、ＯＳＩ参照モデルにおけるトランスポート層のプロトコルである。
【０００４】
一方、携帯端末装置の普及や無線通信技術の発達に伴い、情報が有線回線および無線回線を介して送信元から受信先へ送信される通信システムも広く利用されようとしている。そして、無線回線における通信プロトコルは、有線回線における通信プロトコルと同じＴＣＰが広く使用されようとしている。
【０００５】
無線回線を用いた無線通信は、有線回線を用いた有線通信に比べデータの転送誤り率が高く、かつ、その転送誤り率が電波環境により変化する。そして、電波環境の悪化により無線回線を用いた通信システムにおける通信効率が低下し、通信効率が低下すると、従来のＴＣＰを用いた制御においては、パケットを輻輳することにより通信効率を高くしようとする。
【０００６】
しかし、従来のＴＣＰを用いた制御においては、無線回線における高い誤り率によるパケットロスを輻輳によるロスと区別できないため、輻輳状態にないにも拘わらず、不必要にデータの送信速度を抑制するという問題がある。
【０００７】
そこで、このような問題を解決するためにパケットロスが有線回線および無線回線のいずれで生じているかを特定し、有線回線および無線回線のそれぞれに適したパケットロスの改善策が採られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の改善策においては、無線電波環境の変化によるデータフローを制御するものではないため、端末の移動に伴って電波環境が劣化している場合において通信効率が著しく低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電波環境が変化した場合にも、情報を正しく送信可能な通信システムを提供することである。
【００１０】
また、この発明の別の目的は、電波環境が変化した場合にも、受信装置へ情報を正しく送信可能な送信装置を提供することである。
【００１１】
さらに、この発明の別の目的は、電波環境が変化した場合にも、情報を正しく送信可能な通信方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、通信システムは、コネクション型のプロトコルにより送信側から受信側へ情報を送信する通信システムであって、情報を複数のパケットに分割して送信する第１の通信装置と、第１の通信装置から無線回線を介して複数のパケットを受信する第２の通信装置とを備え、第１の通信装置は、第２の通信装置から受信した無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて無線回線においてパケットの送信ロスが生じたか否かを判定し、送信ロスが生じたと判定したとき、第２の通信装置へ到達するパケット数が増加するように送信するパケットの数を制御する。
【００１３】
好ましくは、通信システムは、第１の通信装置から有線回線を介して複数のパケットを受信し、その受信した複数のパケットを無線回線を介して第２の通信装置へ送信する中継装置をさらに備える。
【００１４】
好ましくは、指標値は、第２の通信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である。
【００１５】
好ましくは、指標値は、第２の通信装置における雑音強度に対する受信強度の比を示す信号対雑音比である。
【００１６】
好ましくは、第１の通信装置は、信号対雑音比に基づいてパケットの送信エラーを検出し、その検出した送信エラーが所定値に達すると送信ロスが生じたと判定する。
【００１７】
好ましくは、第１の通信装置は、パケットの送信ロス率を検出し、その検出した送信ロス率が固有値に達すると、パケットの送信ロスが発生したと判定したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで送信するパケットの数を減少させ、第２の送信パケット数を基準にして送信するパケットの数を増加させる。
【００１８】
好ましくは、第１の通信装置は、有線回線においてパケットの送信ロスが生じたとき、パケットの輻輳制御を行なう。
【００１９】
好ましくは、第２の通信装置は、移動可能な通信装置である。
また、この発明によれば、送信装置は、無線回線を介して情報を受信する受信装置へコネクション型のプロトコルにより情報を送信する送信装置であって、情報を複数のパケットに分割する手段と、複数のパケットを受信装置へ送信するとともに受信装置からパケットの確認応答を受信する送受信手段と、制御手段とを備え、制御手段は、受信装置から受信した無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて無線回線においてパケットの送信ロスが生じたか否かを判定し、送信ロスが生じたと判定したとき、受信装置へ到達するパケット数が増加するように送受信手段から送信されるパケットの数を制御する。
【００２０】
好ましくは、指標値は、受信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である。
【００２１】
好ましくは、指標値は、受信装置における雑音強度に対する受信電力の比を示す信号対雑強度である。
【００２２】
好ましくは、信号対雑音比に基づいてパケットの送信エラーを検出するエラー検出手段をさらに備え、制御手段は、エラー検出手段により検出された送信エラーが所定値に達すると、送信ロスが発生したと判定する。
【００２３】
好ましくは、送信装置は、パケットの送信ロス率を検出するロス率検出手段をさらに備え、制御手段は、ロス率検出手段により検出された送信ロス率が固有値に達すると、パケットの送信ロスが発生したと判定したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで送受信手段から送信されるパケットの数を減少させ、第２の送信パケット数を基準にして送受信手段から送信されるパケットの数を増加させる。
【００２４】
好ましくは、制御手段は、無線回線に到達する前に配置された有線回線においてパケットの送信ロスが生じたとき、パケットの輻輳制御を行なう。
【００２５】
また、この発明によれば、通信方法は、無線回線を介して情報を受信する受信装置へコネクション型のプロトコルにより情報を送信する通信方法であって、情報を複数のパケットに分割し、複数のパケットを受信装置へ送信する第１のステップと、受信装置からパケットの確認応答を受信する第２のステップと、無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて無線回線においてパケットの送信ロスが生じたか否かを判定する第３のステップと、送信ロスが生じたと判定したとき、受信装置へ到達するパケット数が増加するように送信するパケットの数を制御する第４のステップとを含む。
【００２６】
好ましくは、指標値は、受信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である。
【００２７】
好ましくは、指標値は、受信装置における雑音強度に対する受信強度の比を示す信号対雑音比である。
【００２８】
好ましくは、第２のステップにおいて、受信確認とともに信号対雑音比が受信され、信号対雑音比に基づいて、パケットの送信エラーを検出する第５のステップをさらに含み、検出された送信エラーが所定値に達すると、第３のステップにおいて、送信ロスが生じたと判定する。
【００２９】
好ましくは、通信方法は、パケットの送信ロス率を検出する第６のステップをさらに含み、検出された送信ロス率が固有値に達すると、第４のステップにおいて、パケットの送信ロスが発生したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで送信するパケットの数が減少され、第２の送信パケット数を基準にして送信するパケットの数が増加される。
【００３０】
好ましくは、第４のステップにおいて、無線回線に到達する前に配置された有線回線においてパケットの送信ロスが生じたとき、パケットの輻輳制御を行なう。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３２】
図１は、この発明による通信システムの概略ブロック図である。通信システム１００は、通信装置１０と、基地局２０と、携帯端末装置３０と、有線回線４０と、無線回線５０とを備える。
【００３３】
通信装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータから成り、情報を複数のパケットに分割して有線回線４０、基地局２０、および無線回線５０を介して携帯端末装置３０へ送信するとともに、携帯端末装置３０からの情報を受信する。そして、通信装置１０は、無線回線５０において送信ロスが生じた場合、携帯端末装置３０へ到達するパケット数が増加するように、送信するパケット数を制御する。送信するパケット数の具体的な制御方法については後述する。また、通信装置１０は、有線回線４０において送信ロスが生じた場合、送信ロスが生じたパケットの輻輳制御を行なう。ここで、「輻輳制御」とは、通信に輻輳が生じたとき、即ち、通信がオーバーフローしたとき、輻輳状態を回避するために送信パケット数を少なくして通信を行なうように制御することを言う。
【００３４】
基地局２０は、有線回線４０と無線回線５０との間で通信を中継する中継装置を構成し、通信装置１０から有線回線４０を介して受信したパケットを無線回線５０を介して携帯端末装置３０へ送信する。また、基地局２０は、パケットロスが生じた場合、後述する方法によって、そのパケットロスが有線回線４０および無線回線５０のいずれで生じたかを示す情報を通信装置１０へ送信する。なお、基地局２０は、パケットロスが無線回線５０において生じたとき、携帯端末装置３０における雑音電力に対する受信電力の比である信号対雑音比も通信装置１０へ送信する。
【００３５】
携帯端末装置３０は、移動可能な端末装置であり、例えば、携帯電話機から成る。そして、携帯端末装置３０は、有線回線４０、基地局２０および無線回線５０を介して通信装置１０からの情報を受信するとともに、情報を通信装置１０へ送信する。
【００３６】
有線回線４０は、通信装置１０と基地局２０との間でデータのやり取りを行なう。無線回線５０は、基地局２０と携帯端末装置３０との間でデータのやり取りを行なう。なお、通信装置１０及び基地局２０は、固定されており、携帯端末装置３０のように移動するものではない。
【００３７】
このように、通信装置１０と携帯端末装置３０との間では、有線回線および無線回線を介して情報がやり取りされる。
【００３８】
図２は、図１に示す通信装置１０の概略ブロック図である。通信装置１０は、端子１０１と、インタフェース１０２と、送受信部１０３と、コントローラ１０４と、キー操作部１０５と、情報処理部１０６と、演算処理部１０７と、記憶部１０８と、表示部１０９と、バスＢＳ１とを含む。
【００３９】
端子１０１は、通信装置１０を有線回線４０に接続するための端子である。インタフェース１０２は、端子１０１と送受信部１０３との間でデータのやり取りを制御する。送受信部１０３は、バスＢＳ１を介して入力されたデータをインタフェース１０２および端子１０１を介して有線回線４０へ送信し、端子１０１およびインタフェース１０２を介して受信したデータをバスＢＳ１上へ出力する。
【００４０】
コントローラ１０４は、通信装置１０の各部を制御する。キー操作部１０５は、通信装置１０のユーザの指示を受付ける。情報処理部１０６は、キー操作部１０５を介して入力されたユーザからの指示に応じて、文書作成、および情報の加工等の各種の情報処理を行ない、その処理の結果を複数のパケットに分割して記憶部１０８に記憶する。
【００４１】
演算処理部１０７は、携帯端末装置３０がパケットを受信した場合、携帯端末装置３０における雑音電力に対する受信電力の比である信号対雑音比を携帯端末装置３０から受信し、その受信した信号対雑音比を用いてパケットの送信エラーを演算し、その演算結果を記憶部１０８へ記憶する。
【００４２】
記憶部１０８は、各種のデータを記憶する。表示部１０９は、通信装置１０のユーザに各種の情報を視覚情報として与える。バスＢＳ１は、送受信部１０３、コントローラ１０４、キー操作部１０５、情報処理部１０６、演算処理部１０７、記憶部１０８および表示部１０９間でデータを転送する。
【００４３】
図３は、図１に示す携帯端末装置３０の概略ブロック図である。携帯端末装置３０は、アンテナ３０１と、送受信部３０２と、電力検出部３０３と、演算処理部３０４と、コントローラ３０５と、キー操作部３０６と、表示部３０７と、情報処理部３０８と、記憶部３０９と、バスＢＳ２とを含む。
【００４４】
アンテナ３０１は、無線回線５０を介して基地局２０から信号を受信し、その受信した信号を送受信部３０２へ出力する。送受信部３０２は、アンテナ３０１からの信号をベースバンド信号に変換し、その変換したベースバンド信号をバスＢＳ２へ出力する。また、送受信部３０２は、通信装置１０からのデータを変調してアンテナ３０１に与える。
【００４５】
電力検出部３０３は、アンテナ３０１が信号を受信したときの雑音電力と受信電力とを検出し、その検出した雑音電力および受信電力を演算処理部３０４へ出力する。演算処理部３０４は、電力検出部３０３から入力された雑音電力および受信電力に基づいて、雑音電力に対する受信電力の比である信号対雑音比を演算し、その演算結果を記憶部３０９に記憶する。
【００４６】
コントローラ３０５は、携帯端末装置３０の各部を制御する。キー操作部３０６は、携帯端末装置３０のユーザの指示を受付ける。表示部３０７は、各種の情報をユーザに視覚情報として与える。情報処理部３０８は、キー操作部３０６を介して入力されたユーザの指示に基づいて、文書作成、および情報の加工等を行ない、その結果を記憶部３０９に記憶する。記憶部３０９は、各種のデータおよび情報を格納する。
【００４７】
図４は、ＯＳＩ参照モデル６０、通信システム１００における通信プロトコル７０、および通信システム１００における通信制御方法の概略を示すフローチャート８０を示す。
【００４８】
ＯＳＩ参照モデル６０は、下位層から上位層へ向けて、物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、およびアプリケーション層から成る。
【００４９】
アプリケーション層は、ファイル転送やメッセージ通信などのユーザが実行する多くのサービス間のプロトコルを制御する。プレゼンテーション層は、文字コードや画像データの表現形式を制御し、プロセス間におけるデータ形式などを確認する。セッション層は、アプリケーションプロセス間の情報の流れなど、通信モードの管理や情報転送に関する通信制御を行なう。
【００５０】
トランスポート層は、通信情報の質を高めるための通信制御を行ない、データに欠落があった場合、相手方に通知する。ネットワーク層は、複数のネットワークにまたがったコンピュータ間のデータ転送やデータの中継機能などを果たす。
【００５１】
データリンク層は、ノード間で信頼性の高いデータ伝送を保証するための層であり、中継局間のデータ伝送を確実に行なう。従って、データリンク層は、ハードウェアインタフェースから成る。
【００５２】
物理層は、データリンク層から渡されたビット情報を実際に伝送するための電気信号に変換したり、届いた電気信号をビット情報に変換したり、ケーブルやコネクタなどの規格を取決める層である。従って、物理層は、相手方と物理的に回線を接続するための層であり、物理ハードウェア接続層として機能する。
【００５３】
ＯＳＩ参照モデル６０がインターネットによる通信に用いられる場合、アプリケーション層、プレゼンテーション層およびセッション層は、１つの層としてのアプリケーション層として捉えられる。
【００５４】
従って、通信プロトコル７０は、アプリケーション、ＴＣＰまたはＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ）、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）、ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｄｄｒｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）、およびアンテナの信号対雑音比特性から成る。ＵＤＰは、コネクションレス型の通信プロトコルであり、ＴＣＰは、コネクション型のプロトコルである。そして、通信システム１００においては、トランスポート層のプロトコルとしてコネクション型のプロトコルであるＴＣＰが用いられる。
【００５５】
トランスポート層のプロトコルとしてＴＣＰを用いた場合に、送信元から送信されたパケットが受信先へ到達しない、いわゆる、パケットロスが生じた場合に、そのパケットが有線回線４０および無線回線５０のいずれで生じたかを示すものとしてＥＣＮ（ＥｘｐｌｉｃｉｔＣｏｎｇｅｓｔｉｏｎＮｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と、ＥＬＮ（ＥｘｐｌｉｃｉｔＬｏｓｓＮｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とがあり、通信システム１００においては、ＥＣＮが用いられる。
【００５６】
従って、通信装置１０は、送信したパケットにパケットロスが生じた場合にＥＣＮビットを受信し、そのＥＣＮビットが「１」であるか「０」であるかを判定してパケットロスが有線回線４０で生じたか無線回線５０で生じたかを判断する（ステップＳ１）。この場合、ＥＣＮビットが「１」であるとき有線回線４０においてパケットロスが生じたことを示し、ＥＣＮビットが「０」であるとき無線回線５０においてパケットロスが生じたことを示す。
【００５７】
ステップＳ１において、ＥＣＮビットが「１」であるとき、通常のＴＣＰ制御が行なわれる。すなわち、パケットロスが生じたとき、パケットの輻輳制御が行なわれる（ステップＳ２）。一方、ステップＳ１においてＥＣＮビットが「０」であるとき、携帯端末装置３０のアンテナ３０１が受信した雑音電力に対する受信電力の比である信号対雑音比に基づいて、受信電力情報に基づく無線ＴＣＰ制御が行なわれる（ステップＳ３）。この無線ＴＣＰは、基地局２０と携帯端末装置３０との間の通信を制御するものであり、その詳細については、後述する。また、信号対雑音比は、無線回線５０の電波環境を示す指標である。
【００５８】
このように、この発明による通信システム１００においては、無線回線５０においてパケットロスが生じたとき、無線回線５０の電波環境に基づいて無線回線５０における通信を制御することを特徴とする。
【００５９】
図５は、コネクション型の通信システムにおいて、複数のパケットを送信側から受信側へ送信するときの送信側と受信側との間のやり取りを示す概念図である。
【００６０】
送信側は、ｎ個のパケットを番号１，２，・・・，ｎの順で受信側へ送信する。受信側は、番号１のパケットを受信すると、番号１のパケットを受信したことを示す確認応答ＡＣＫ１を送信側へ送信する。番号２，３，・・・，ｎのパケットについても、同様に、確認応答ＡＣＫ，ＡＣＫ３，・・・，ＡＣＫｎを送信側へ送信する。
【００６１】
送信側は、確認応答ＡＣＫ１，ＡＣＫ２，・・・，ＡＣＫｎを受信することにより、番号１，２，・・・，ｎのパケットが受信側へ送信されたことを認識する。そして、送信側が番号１のパケットを受信側へ送信してから番号１のパケットを受信したことを示す確認応答ＡＣＫ１を受信側から受信するまでの間に、送信側が受信側へ送信するパケットの個数ｎを送信ウィンドウと言う。従って、送信側から送信されたパケットが確実に受信側に到達するのであれば、送信ウィンドウが大きい程、通信効率は高い。
【００６２】
このように、コネクション型の通信システムにおいては、送信側は、受信側との間で、パケットの送信と確認応答の受信とを行ないながら複数のパケットを受信側へ送信する。
【００６３】
従って、情報を複数のパケットに分割し、その分割した複数のパケットを通信装置１０から携帯端末装置３０へ送信するとき、通信装置１０は、ｎ個のパケットを番号１，２，・・・，ｎの順で有線回線４０、基地局２０、および無線回線５０を介して携帯端末装置３０へ送信する。そして、携帯端末装置３０は、番号１，２，・・・，ｎのパケットを受信すると、確認応答ＡＣＫ１，ＡＣＫ２，・・・，ＡＣＫｎを無線回線５０、基地局２０および有線回線４０を介して通信装置１０へ送信する。
【００６４】
図６は、複数のパケットが通信装置１０から携帯端末装置３０へ送信されるときの動作を示すフローチャートである。通信装置１０から携帯端末装置３０への通信が開始されると、キー操作部１０５から入力されたユーザの指示に従って送信すべき情報を作成し、その作成した情報を複数のパケットに分割してバスＢＳ１を介して記憶部１０８に記憶する（ステップＳ１００）。
【００６５】
そして、バスＢＳ１を介して記憶部１０８から番号１，２，・・・，ｎの順に複数のパケットを読出し、その読出したｎ個のパケットに携帯端末装置３０の宛先を追加して送受信部１０３へ与える。その後、受取ったパケットをインタフェース１０２および端子１０１を介して携帯端末装置３０へ送信する（ステップＳ１０２）。中継装置としての基地局２０は、有線回線４０を介してｎ個のパケットを番号１，２，・・・，ｎの順に受信し、１送信ウィンドウ内の全てのパケットを受信したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００６６】
ステップＳ１０４において、１送信ウィンドウ内に送信されるｎ個のパケットのうち、少なくとも１個のパケットを受信しなかったと判定したとき、有線回線４０におけるパケットロスが生じたと判断し、ＥＣＮビットを「１」とするＥＣＮ＝１を通信装置１０へ送信する（ステップＳ１０６）。一方、ステップＳ１０４において、１送信ウィンドウ内の全てのパケットを受信したと判定したとき、またはステップＳ１０６の後、受信したパケットを無線回線５０を介して携帯端末装置３０へ送信する（ステップＳ１０８）。
【００６７】
そして、無線回線５０を介してパケットを受信したか否かを判定し（ステップＳ１１０）、パケットを受信したとき、信号対雑音比を演算するように演算処理部３０４を制御する。この場合、アンテナ３０１がパケットを受信するごとに雑音電力および受信電力を検出し、その検出した雑音電力および受信電力を演算処理部３０４へ出力する。
【００６８】
コントローラ３０５からの制御に基づいて、電力検出部３０３から入力された雑音電力および受信電力に基づいて信号対雑音比を次式により演算する。
【００６９】
信号対雑音比＝２０×ｌｏｇ（Ｅｓ／Ｅｎ）・・・・（１）
但し、Ｅｓ：携帯端末装置３０における受信電力、Ｅｎ：携帯端末装置３０における雑音電力である。
【００７０】
そして、演算した信号対雑音比をバスＢＳ２を介して記憶部３０９に記憶する。これにより、信号対雑音比が検出される（ステップＳ１１２）。そして、バスＢＳ２を介して記憶部３０９から信号対雑音比を読出し、その読出した信号対雑音比を、パケットを受信したことを示す確認応答ＡＣＫに含めて基地局２０へ送信する（ステップＳ１１４）。
【００７１】
一方、ステップＳ１１０において、パケットを受信しなかったと判定したとき、ステップＳ１１２における動作と同じ動作により信号対雑音比が検出される（ステップＳ１１６）。そして、バスＢＳ２を介して記憶部３０９から読出した信号対雑音比を、パケットを受信しなかったことを示す確認応答ＮＡＣＫに含めて基地局２０へ送信する（ステップＳ１１８）。なお、携帯端末装置３０において、ステップＳ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１４，Ｓ１１６，Ｓ１１８の動作は、パケットごとに行なわれる。
【００７２】
その後、携帯端末装置３０から確認応答ＡＣＫ，ＮＡＣＫのいずれを受信したかを判定し（ステップＳ１２０）、確認応答ＮＡＣＫを受信したとき、ＥＣＮビットを「０」に設定したＥＣＮ＝０と、確認応答ＮＡＣＫに含まれる信号対雑音比とを有線回線４０を介して通信装置１０へ送信する（ステップＳ１２２）。
【００７３】
一方、ステップＳ１２０において、確認応答ＡＣＫを受信したと判定したとき、その受信した確認応答ＡＣＫをそのまま有線回線４０を介して通信装置１０へ送信する（ステップＳ１２４）。
【００７４】
ステップＳ１０６、またはステップＳ１２２、またはステップＳ１２４の後、基地局２０からＥＣＮ＝１、ＥＣＮ＝０、および確認応答ＡＣＫのいずれを受信したかを判定する（ステップＳ１２６）。そして、ＥＣＮ＝０を受信したと判定したとき、無線回線５０におけるパケットロスが生じたと判断し、携帯端末装置３０から送信された信号対雑音比に基づくＴＣＰ制御を行なって携帯端末装置３０へ複数のパケットを送信する（ステップＳ１２８）。
【００７５】
また、ステップＳ１２６において、ＥＣＮ＝１を受信したと判定したとき、有線回線４０におけるパケットロスが生じたと判断し、通常のＴＣＰ制御を行なって携帯端末装置３０へ複数のパケットを送信する（ステップＳ１３０）。
【００７６】
さらに、ステップＳ１２６において、確認応答ＡＣＫを受信したと判定したとき、記憶部１０８を検索し、全てのパケットを送信したか否かを判定する（ステップＳ１３２）。そして、全てのパケットを送信していないと判定したとき、次の１送信ウィンドウ内のｎ個のパケットを記憶部１０８から順次読出し、上述したステップＳ１０２〜Ｓ１３２を繰返す。また、ステップＳ１３２において、全てのパケットを送信したと判定したとき、通信装置１０から携帯端末装置３０への通信動作が終了する。
【００７７】
なお、上記においては、信号対雑音比は、携帯端末装置３０における雑音電力Ｅｎと受信電力Ｅｓとに基づいて演算されたが、携帯端末装置３０における信号の受信強度Ｉｓと雑音強度Ｉｎとに基づいて演算されてもよい。その場合、上記式（１）の代わりに次の式（２）が用いられる。
【００７８】
信号対雑音比＝１０×ｌｏｇ（Ｉｓ／Ｉｎ）・・・・（２）
図７は、図６に示すステップＳ１２８の動作、すなわち、受信電力情報に基づくＴＣＰ制御の動作を詳細に説明するためのフローチャートである。図６のステップＳ１２６において、ＥＣＮ＝０を受信したと判定したのち、パケットの送信ロス数ＮＬＰを「０」に設定する（ステップＳ２００）。そして、ＥＣＮ＝０とともに受信した信号対雑音比をバスＢＳ１を介して演算処理部１０７に与え、信号対雑音比に基づいてパケットの送信エラーを演算するように演算処理部１０７を制御する。
【００７９】
その後、受取った信号対雑音比を用いて送信エラーを上記の式（１）と次の式（３）とにより演算し、その演算結果をバスＢＳ１を介して記憶部１０８に格納する（ステップＳ２０２）。
【００８０】
ｐ＝Ａ／２×ｅｘｐ（−Ｅｓ／Ｅｎ）・・・・（３）
但し、ｐ：送信エラー、Ａ：通信システム１００に固有の定数である。
【００８１】
つまり、パケットの送信エラーｐは、信号対雑音比、究極的には携帯端末装置３０における受信電力Ｅｓおよび雑音電力Ｅｎに基づいて演算される。なお、信号対雑音比が上記の式（２）によって演算されるとき、送信エラーｐは、携帯端末装置３０における信号の受信強度Ｉｓおよび雑音強度Ｉｎに基づいて演算される。
【００８２】
その後、記憶部１０８から送信エラーｐをバスＢＳ１を介して読出し、送信エラーｐが所定値以上か否かを判定する（ステップＳ２０４）。そして、送信エラーｐが所定値以上のとき、無線回線５０の電波環境の指標である信号対雑音比に基づいて無線回線５０においてパケットの送信ロスが生じたことを確認する。
【００８３】
図６に示すステップＳ１２６において、コントローラ１０４は、無線回線５０においてパケットの送信ロスが生じたことを示すＥＣＮ＝０を受信しており、ステップＳ２０４において、さらに、送信エラーｐが所定値以上のときにパケットの送信ロスが生じたことを確認することにしたのは、通信装置１０のコントローラ１０４は、ＥＣＮ＝０の受信に応じて、携帯端末装置３０へ到達するパケット数を多くするように、送信するパケット数を制御するモードへ移行させ、無線回線５０におけるパケットの送信ロスの確認は携帯端末装置３０から受信した信号対雑音比に基づいて行なうことにしたためである。
【００８４】
また、基地局２０は、パケットを受信していないことを示す確認応答ＮＡＣＫに基づいてＥＣＮ＝０を通信装置１０へ送信するので、ステップＳ２０４においては、携帯端末装置３０における受信電力情報を示す信号対雑音比に基づいて検出された送信エラーｐは、通常、所定値以上になる。従って、ステップＳ２０２において演算された送信エラーｐが所定値以上と判定されるまで、ステップＳ２０４が繰返される。
【００８５】
ステップＳ２０４において、送信エラーｐが所定値以上であると判定すると、パケットの送信ロス数ＮＬＰを「１」だけ加算し（ステップＳ２０６）、パケットの送信ロス数ＮＬＰが２以上か否かを判定する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８において、送信ロス数ＮＬＰが２未満であるとき、ステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０８が繰返される。
【００８６】
一方、ステップＳ２０８において、パケットの送信ロス数ＮＬＰが２以上であると判定したとき、早期回復（ステップＳ２１０）または早期再送（ステップＳ２１２）を行なう。つまり、パケットの送信ロス数ＮＬＰが２以上か否かは１送信ウィンドウ内において判定されるため、１送信ウィンドウ内におけるパケットの送信ロス数が２以上と判定されたとき、早期回復（ステップＳ２１０）、または早期再送（ステップＳ２１２）が行なわれる。
【００８７】
なお、１送信ウィンドウ内にパケットの送信ロスが２以上発生することは、パケットの送信ロス率が２／（１送信ウィンドウ）以上であることを意味する。従って、この発明においては、携帯端末装置３０へのパケットの送信ロス率が２／（１送信ウィンドウ）以上のとき、早期回復（ステップＳ２１０）または早期再送（ステップＳ２１２）を行なう。
【００８８】
図８は、図７に示すステップＳ２１０の早期回復の概念を説明するための図である。図８において、縦軸は、通信装置１０が一時に送信するパケット数であり、横軸は時間である。通信装置１０のコントローラ１０４は、基地局２０からＥＣＮ＝０を受信し、１送信ウィンドウ内のパケットの送信ロス数が２以上と判定するまでは、図８に示すように、一時に送信するパケット数を１個、２個、４個、８個、９個、１０個、１１個、・・・・と増加させながらパケットを携帯端末装置３０へ送信する。そして、コントローラ１０４は、一時に送信するパケット数が１２個まで増加した時点で、基地局２０からＥＣＮ＝０を受信し、１送信ウィンドウ内のパケットの送信ロス数ＮＬＰが２以上と判定すると、一時に送信するパケット数を半分の６個まで減少させ、６個を基準にして送信するパケット数を増加する。
【００８９】
このように、送信するパケットに送信ロスが発生したとき、一時に送信するパケット数を半分の個数に減少し、その減少した個数を基準にして一時に送信するパケット数を増加させて携帯端末装置３０へ到達するパケット数を多くするパケット数の制御方法を「早期回復」という。
【００９０】
通信装置１０のコントローラ１０４は、図８に示すように、一時に送信するパケット数が基準値ＳＴＶに達するまでは、一時に送信するパケット数を２^m（ｍは自然数）に従って増加し、基準値ＳＴＶを超えると一時に送信するパケット数を線形的に増加する。そして、この基準値ＳＴＶは、無線回線５０の電波環境を示す指標である信号対雑音比に基づいて決定される。すなわち、携帯端末装置３０において検出された信号対雑音比が大きいとき（電波環境が良いことを示す）、基準値ＳＴＶは大きく設定され、携帯端末装置３０において検出された信号対雑音比が小さいとき（電波環境が悪いことを示す）、基準値ＳＴＶは小さく設定される。
【００９１】
従って、この発明においては、送信側は、無線回線５０の電波環境に基づいて決定された所定の基準値ＳＴＶに達するまでは、一時に送信するパケット数を指数関数的に増加し、基準値に達すると、一時に送信するパケット数を線形的に増加することを特徴とする。また、この発明においては、送信側は、無線回線５０において、パケットの送信ロスが生じたとき、一時に送信するパケット数を半分の個数まで減少し、その減少した個数を基準にして一時に送信するパケット数を増加することを特徴とする。送信側が、一時に送信するパケット数をこのように制御することによって、携帯端末装置３０へ到達するパケット数が増加し、通信システム１００における通信効率を高くできる。
【００９２】
また、図８においては、パケットの送信ロスが生じたとき、通信装置１０が一時に送信するパケット数を１２個から半分の６個まで減少させ、その後、一時に送信するパケット数を線形的に増加する。６個という個数は、基準値ＳＴＶよりも小さいが、一時に送信するパケット数を６個を基準にして指数関数的に増加すると、１回の増加によって基準値ＳＴＶを超えるので、このような場合は、一時に送信するパケット数を線形的に増加することにしたものである。
【００９３】
図９は、図７に示すステップＳ２１２の早期再送の概念を説明するための図である。送信側である通信装置１０は、ｎ個のパケットを１送信ウィンドウ内で送信し、番号１のパケットが受信側である携帯端末装置３０へ到達せず、番号２，３，・・・，ｎのパケットは携帯端末装置３０へ到達したとする。この場合、携帯端末装置３０は、番号１のパケットの不受理に伴い、確認応答ＮＡＣＫ１を通信装置１０へ送信し、番号２，３，・・・，ｎのパケットの受信に伴い確認応答ＡＣＫ２，ＡＣＫ３，・・・，ＡＣＫｎを通信装置１０へ送信する。
【００９４】
通信装置１０は、番号１のパケットを送信したときから一定時間Ｔｏｕｔが終了する前に、番号２，３，・・・のパケットを受信したことを示す確認応答ＡＣＫ２，ＡＣＫ３，・・・を受信したとき、番号１のパケットを再送することを「早期再送」という。通信装置１０は、送信するパケットをこのように制御しても携帯端末装置３０へ到達するパケット数を増加させることができる。
【００９５】
図６に示すように、送信側である通信装置１０は、基地局２０からＥＣＮ＝１が送信されたとき（ステップＳ１０６参照）、有線回線４０においてパケットの送信ロスが生じたことを認識でき、基地局２０からＥＣＮ＝０が送信されたとき（ステップＳ１２２参照）、無線回線５０においてパケットの送信ロスが生じたことを認識できる。そして、通信装置１０は、無線回線５０においてパケットの送信ロスが発生したとき、上述したように、「早期回復（図７のステップＳ２１０参照）」または「早期再送（図７のステップＳ２１２参照）」によって、携帯端末装置３０へ到達するパケット数を増加する。
【００９６】
図１０は、有線回線および無線回線を介して複数のパケットを送信側から受信側へ送信した場合に、受信側へ到達したパケット数の受信側における信号対雑音比依存性を示すシミュレーションの結果である。図１０において、縦軸は、受信側へ到達したパケット数を示し、横軸は、受信側における信号対雑音比を示す。なお、”ＴＣＰ−Ｒｅｎｏ”は、現在の実装において主流となっているＴＣＰのバージョンを示す。信号対雑音比が−５ｄＢ〜１０ｄＢの範囲においては、受信側へ到達するパケット数は、概ね信号対雑音比の減少に伴って減少し、信号対雑音比が−２０ｄＢ〜−５ｄＢの範囲においては、受信側へ到達するパケット数は、信号対雑音比の減少に伴って指数関数的に減少し、信号対雑音比が−１５ｄＢ以下では、パケットは、受信側へ殆ど到達しない。
【００９７】
このように、有線回線および無線回線を介して送信側から受信側へパケットを送信する通信システムにおいて従来のＴＣＰを適用した場合、受信側へ到達するパケット数は、受信側における信号対雑音比に大きく依存することが解かる。
【００９８】
図１１は、図１０の信号対雑音比が−１５ｄＢ〜−５ｄＢの範囲において、受信側へ到達したパケット数の信号対雑音比依存性を、従来のＴＣＰによる制御方法と本発明による制御方法との間で比較したシミュレーションの結果である。曲線ｋ１は、本発明による場合を示し、曲線ｋ２は、従来のＴＣＰによる場合を示す。図１１から明らかなように、図１０において、受信側へ到達するパケット数が非常に少ない領域において、本発明による制御方法を適用した場合は、従来の制御方法を適用した場合に比べ、受信側へ到達するパケット数が約２倍に増加している。従って、無線回線の電波環境の指標である信号対雑音比を用いてパケットの送信個数を制御することにより受信側へ到達するパケット数を増加させることができる。
【００９９】
なお、この発明においては、「指標値」とは、図１０及び図１１に示した信号対雑音比の値を言う。
【０１００】
図１２は、ウィンドウサイズを従来のＴＣＰによる制御方法と本発明による制御方法との間で比較したシミュレーションの結果である。縦軸はウィンドウサイズを示し、横軸は時間を示す。また、曲線ｋ３は、本発明による場合を示し、曲線ｋ４は、従来のＴＣＰによる場合を示す。図１２から明らかなように、本発明によるパケットの送信制御方法を適用することにより、ウィンドウサイズを約２倍に大きくすることができ、受信側へ到達するパケット数を多くすることができる。
【０１０１】
上記においては、通信装置１０は、有線回線４０、基地局２０および無線回線５０を介してデータを通信装置２０へ送信するとして説明したが、この発明においては、通信装置１０は、無線回線５０のみを介してデータを通信装置２０へ送信してもよい。
【０１０２】
また、受信側へ到達しなかったパケット数が１送信ウィンドウ内で２個以上であるときに、早期回復または早期再送による送信制御を行なうとして説明したが、本発明においては、早期回復または早期再送による送信制御を行なうか否かの判断を１送信ウィンドウ内ではなく、複数の送信ウィンドウ内において発生した送信ロス数に基づいて行なってもよい。また、１送信ウィンドウ内に発生する送信ロス数が２個以外の場合に早期回復または早期再送による送信制御を行なうように構成してもよい。
【０１０３】
また、通信装置１０は、一時に送信するパケット数を基準値ＳＴＶまでは２^mに従って増加させるとして説明したが、本発明においては、これに限らず、それ以外の指数関数に従って一時に送信するパケット数を増加してもよく、無線回線５０における電波環境に応じて一時に送信するパケット数を増加する割合を決定してもよい。
【０１０４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１０５】
【発明の効果】
この発明によれば、パケットの送信側は、無線回線における電波環境の指標である信号対雑音比を用いてパケットの送信エラーを検出し、受信側へ到達しなかったパケット数が所定値以上のとき、一時に送信するパケット数を半分の個数まで減少し、その減少した個数を基準にして一時に送信するパケット数を増加させるように制御するので、受信側へ到達するパケット数を多くすることができる。
【０１０６】
その結果、通信効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による通信システムの概略ブロック図である。
【図２】図１に示す通信装置の概略ブロック図である。
【図３】図１に示す携帯端末装置の概略ブロック図である。
【図４】ＯＳＩ参照モデル、図１に示す通信システムにおける通信プロトコル、および図１に示す通信システムにおける通信制御方法の概略を示すフローチャートを示す図である。
【図５】送信ウィンドウを説明するための概念図である。
【図６】図１に示す通信システムにおける複数のパケットの送信動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートのステップＳ１２８の詳細を示すフローチャートである。
【図８】図７に示す早期回復の概念を説明するための図である。
【図９】図７に示す早期再送の概念を説明するための図である。
【図１０】従来のＴＣＰを用いた通信システムにおける受信側へ到達するパケット数の受信側における信号対雑音比依存性を示すシミュレーションである。
【図１１】図１０の信号対雑音比が−１５ｄＢ〜−５ｄＢの範囲において、受信側へ到達するパケット数の受信側における信号対雑音比依存性を、従来のＴＣＰによる場合と本発明による場合との間で比較するシミュレーションである。
【図１２】ウィンドウサイズを従来のＴＣＰによる制御方法と本発明による制御方法との間で比較するシミュレーションである。
【符号の説明】
１０通信装置、２０基地局、３０携帯端末装置、４０有線回線、５０無線回線、６０ＯＳＩ参照モデル、７０通信プロトコル、８０フローチャート、１００通信システム、１０１端子、１０２インタフェース、１０３，３０２送受信部、１０４，３０５コントローラ、１０５，３０６キー操作部、１０６，３０８情報処理部、１０７，３０４演算処理部、１０８，３０９記憶部、１０９，３０７表示部、３０１アンテナ、３０３電力検出部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication system, a transmission apparatus, and a communication method capable of accurately transmitting a packet to a reception destination when information is transmitted as a packet from the transmission source to the reception destination via a wireless line.
[0002]
[Prior art]
When transmitting information from a transmission source to a reception destination, a communication protocol according to an OSI (Open Systems Interconnection) reference model is used. This OSI reference model is composed of seven layers in which a plurality of protocols necessary for communication are divided according to function, and each layer communicates with the same layer of the other party to establish a communication protocol.
[0003]
Then, when information is divided into a plurality of packets using a wired line such as ISDN (Integrated Services Digital Network) and transmitted from the transmission source to the reception destination, a communication protocol called TCP (Transmission Control Protocol) is most widely used. Yes. This TCP is a transport layer protocol in the OSI reference model.
[0004]
On the other hand, with the spread of mobile terminal devices and the development of wireless communication technology, communication systems in which information is transmitted from a transmission source to a reception destination via a wired line and a wireless line are also becoming widely used. As a communication protocol for a wireless line, the same TCP as that for a wired line is about to be widely used.
[0005]
Wireless communication using a wireless line has a higher data transfer error rate than wired communication using a wired line, and the transfer error rate varies depending on the radio wave environment. When communication efficiency in a communication system using a wireless line decreases due to deterioration of the radio wave environment, and communication efficiency decreases, conventional TCP control attempts to increase communication efficiency by congesting packets. .
[0006]
However, in conventional control using TCP, packet loss due to a high error rate in a wireless line cannot be distinguished from congestion loss, so the data transmission speed is unnecessarily suppressed even though it is not congested. There's a problem.
[0007]
Therefore, in order to solve such a problem, it is specified whether the packet loss occurs in the wired line or the wireless line, and measures for improving the packet loss suitable for each of the wired line and the wireless line are taken.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional improvement measures do not control the data flow due to changes in the radio wave environment, there is a problem that the communication efficiency is remarkably lowered when the radio wave environment deteriorates as the terminal moves. It was.
[0009]
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a communication system capable of correctly transmitting information even when the radio wave environment changes.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a transmitting device that can correctly transmit information to a receiving device even when the radio wave environment changes.
[0011]
Furthermore, another object of the present invention is to provide a communication method capable of correctly transmitting information even when the radio wave environment changes.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a communication system is a communication system that transmits information from a transmission side to a reception side using a connection-type protocol, the first communication device that divides the information into a plurality of packets, and the first communication device, And a second communication device that receives a plurality of packets from one communication device via a wireless line, and the first communication device uses an index value indicating the radio wave environment in the wireless line received from the second communication device. Based on this, it is determined whether or not a packet transmission loss has occurred in the wireless line, and when it is determined that a transmission loss has occurred, the number of packets to be transmitted is controlled so that the number of packets reaching the second communication device increases. .
[0013]
Preferably, the communication system further includes a relay device that receives a plurality of packets from the first communication device via a wired line and transmits the received plurality of packets to the second communication device via a wireless line. .
[0014]
Preferably, the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of received power to noise power in the second communication device.
[0015]
Preferably, the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of reception intensity to noise intensity in the second communication device.
[0016]
Preferably, the first communication device detects a packet transmission error based on the signal-to-noise ratio, and determines that a transmission loss has occurred when the detected transmission error reaches a predetermined value.
[0017]
Preferably, the first communication device detects a packet transmission loss rate, and when the detected transmission loss rate reaches an eigenvalue, the first communication apparatus determines from the first transmission packet number when determining that a packet transmission loss has occurred. The number of packets to be transmitted is decreased to a smaller second transmission packet number, and the number of packets to be transmitted is increased based on the second transmission packet number.
[0018]
Preferably, the first communication device performs packet congestion control when a packet transmission loss occurs on the wired line.
[0019]
Preferably, the second communication device is a movable communication device.
Further, according to the present invention, the transmission device is a transmission device that transmits information by a connection-type protocol to a reception device that receives information via a wireless line, and means for dividing the information into a plurality of packets; A transmission / reception unit that transmits a plurality of packets to the reception device and receives an acknowledgment of the packet from the reception device; and a control unit. The control unit is based on an index value indicating a radio wave environment in the wireless line received from the reception device. To determine whether or not a packet transmission loss has occurred on the wireless line, and when it is determined that a transmission loss has occurred, control the number of packets transmitted from the transmission / reception means so that the number of packets reaching the receiving device increases. .
[0020]
Preferably, the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of received power to noise power in the receiving apparatus.
[0021]
Preferably, the index value is a signal to noise intensity indicating a ratio of received power to noise intensity in the receiving apparatus.
[0022]
Preferably, the apparatus further includes error detection means for detecting a packet transmission error based on the signal-to-noise ratio, and the control means determines that a transmission loss has occurred when the transmission error detected by the error detection means reaches a predetermined value. judge.
[0023]
Preferably, the transmission device further includes loss rate detection means for detecting a packet transmission loss rate, and the control means generates a packet transmission loss when the transmission loss rate detected by the loss rate detection means reaches an eigenvalue. The number of packets transmitted from the transmission / reception unit is reduced to a second transmission packet number that is smaller than the first transmission packet number when it is determined that the transmission / reception unit is determined to be transmitted from the transmission / reception unit based on the second transmission packet number. Increase the number of packets
[0024]
Preferably, the control means performs packet congestion control when a packet transmission loss occurs in a wired line arranged before reaching the wireless line.
[0025]
Further, according to the present invention, a communication method is a communication method for transmitting information to a receiving apparatus that receives information via a wireless line using a connection-type protocol, wherein the information is divided into a plurality of packets, A first step of transmitting a packet to the receiving device, a second step of receiving an acknowledgment of the packet from the receiving device, and a packet transmission loss in the wireless line based on an index value indicating a radio wave environment in the wireless line And a fourth step of controlling the number of packets to be transmitted so that the number of packets reaching the receiving device increases when it is determined that a transmission loss has occurred.
[0026]
Preferably, the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of received power to noise power in the receiving apparatus.
[0027]
Preferably, the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of reception intensity to noise intensity in the reception apparatus.
[0028]
Preferably, in the second step, a signal-to-noise ratio is received together with reception confirmation, and a fifth step of detecting a packet transmission error based on the signal-to-noise ratio is further included. When the value is reached, it is determined in the third step that a transmission loss has occurred.
[0029]
Preferably, the communication method further includes a sixth step of detecting a packet transmission loss rate, and when the detected transmission loss rate reaches an eigenvalue, in the fourth step, when a packet transmission loss occurs. The number of packets to be transmitted is reduced to a second number of transmission packets that is smaller than the first number of transmission packets, and the number of packets to be transmitted is increased based on the second number of transmission packets.
[0030]
Preferably, in the fourth step, packet congestion control is performed when a packet transmission loss occurs in a wired line arranged before reaching the wireless line.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[0032]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a communication system according to the present invention. The communication system 100 includes a communication device 10, a base station 20, a mobile terminal device 30, a wired line 40, and a wireless line 50.
[0033]
The communication device 10 includes, for example, a personal computer, and divides information into a plurality of packets and transmits the packets to the mobile terminal device 30 via the wired line 40, the base station 20, and the wireless line 50, and from the mobile terminal device 30. Receive the information. Then, the communication device 10 controls the number of packets to be transmitted so that the number of packets that reach the mobile terminal device 30 increases when a transmission loss occurs in the wireless line 50. A specific method for controlling the number of packets to be transmitted will be described later. Further, when a transmission loss occurs in the wired line 40, the communication device 10 performs congestion control of the packet in which the transmission loss has occurred. Here, “congestion control” means that when communication is congested, that is, when communication overflows, control is performed to reduce the number of transmitted packets in order to avoid congestion. .
[0034]
The base station 20 constitutes a relay device that relays communication between the wired line 40 and the wireless line 50, and the mobile terminal device 30 receives a packet received from the communication apparatus 10 via the wired line 40 via the wireless line 50. Send to. Further, when a packet loss occurs, the base station 20 transmits information indicating whether the packet loss has occurred in the wired line 40 or the wireless line 50 to the communication device 10 by a method described later. Note that the base station 20 also transmits a signal-to-noise ratio, which is a ratio of received power to noise power in the mobile terminal device 30, to the communication device 10 when packet loss occurs in the wireless line 50.
[0035]
The mobile terminal device 30 is a movable terminal device, and includes, for example, a mobile phone. The mobile terminal device 30 receives information from the communication device 10 via the wired line 40, the base station 20, and the wireless line 50, and transmits information to the communication device 10.
[0036]
The wired line 40 exchanges data between the communication device 10 and the base station 20. The radio line 50 exchanges data between the base station 20 and the mobile terminal device 30. The communication device 10 and the base station 20 are fixed and do not move like the mobile terminal device 30.
[0037]
As described above, information is exchanged between the communication device 10 and the mobile terminal device 30 via the wired line and the wireless line.
[0038]
FIG. 2 is a schematic block diagram of the communication apparatus 10 shown in FIG. The communication device 10 includes a terminal 101, an interface 102, a transmission / reception unit 103, a controller 104, a key operation unit 105, an information processing unit 106, an arithmetic processing unit 107, a storage unit 108, a display unit 109, Bus BS1.
[0039]
The terminal 101 is a terminal for connecting the communication device 10 to the wired line 40. The interface 102 controls data exchange between the terminal 101 and the transmission / reception unit 103. The transmission / reception unit 103 transmits the data input via the bus BS1 to the wired line 40 via the interface 102 and the terminal 101, and outputs the data received via the terminal 101 and the interface 102 onto the bus BS1.
[0040]
The controller 104 controls each unit of the communication device 10. The key operation unit 105 receives an instruction from the user of the communication device 10. The information processing unit 106 performs various types of information processing such as document creation and information processing in response to a user instruction input via the key operation unit 105, and divides the processing result into a plurality of packets. And stored in the storage unit 108.
[0041]
When the mobile terminal device 30 receives a packet, the arithmetic processing unit 107 receives a signal-to-noise ratio that is a ratio of received power to noise power in the mobile terminal device 30 from the mobile terminal device 30, and the received signal-to-noise The packet transmission error is calculated using the ratio, and the calculation result is stored in the storage unit 108.
[0042]
The storage unit 108 stores various data. The display unit 109 gives various types of information as visual information to the user of the communication device 10. The bus BS1 transfers data among the transmission / reception unit 103, the controller 104, the key operation unit 105, the information processing unit 106, the arithmetic processing unit 107, the storage unit 108, and the display unit 109.
[0043]
FIG. 3 is a schematic block diagram of the mobile terminal device 30 shown in FIG. The mobile terminal device 30 includes an antenna 301, a transmission / reception unit 302, a power detection unit 303, an arithmetic processing unit 304, a controller 305, a key operation unit 306, a display unit 307, an information processing unit 308, and a storage unit. 309 and bus BS2.
[0044]
The antenna 301 receives a signal from the base station 20 via the radio line 50 and outputs the received signal to the transmission / reception unit 302. The transmitting / receiving unit 302 converts the signal from the antenna 301 into a baseband signal, and outputs the converted baseband signal to the bus BS2. In addition, the transmission / reception unit 302 modulates data from the communication device 10 and provides the data to the antenna 301.
[0045]
The power detection unit 303 detects noise power and reception power when the antenna 301 receives a signal, and outputs the detected noise power and reception power to the arithmetic processing unit 304. The arithmetic processing unit 304 calculates a signal-to-noise ratio, which is a ratio of the received power to the noise power, based on the noise power and the received power input from the power detection unit 303, and stores the calculation result in the storage unit 309. .
[0046]
The controller 305 controls each part of the mobile terminal device 30. The key operation unit 306 receives an instruction from the user of the mobile terminal device 30. The display unit 307 gives various types of information to the user as visual information. The information processing unit 308 creates a document, processes information, and the like based on a user instruction input via the key operation unit 306, and stores the result in the storage unit 309. The storage unit 309 stores various data and information.
[0047]
FIG. 4 shows a flowchart 80 showing an outline of the OSI reference model 60, the communication protocol 70 in the communication system 100, and the communication control method in the communication system 100.
[0048]
The OSI reference model 60 includes a physical layer, a data link layer, a network layer, a transport layer, a session layer, a presentation layer, and an application layer from the lower layer to the upper layer.
[0049]
The application layer controls protocols between many services executed by the user, such as file transfer and message communication. The presentation layer controls the representation format of character codes and image data, and checks the data format between processes. The session layer performs communication control regarding communication mode management and information transfer, such as information flow between application processes.
[0050]
The transport layer performs communication control for improving the quality of communication information, and notifies the other party when data is missing. The network layer performs functions such as data transfer between computers across multiple networks and data relay functions.
[0051]
The data link layer is a layer for guaranteeing highly reliable data transmission between nodes, and reliably performs data transmission between relay stations. Therefore, the data link layer consists of a hardware interface.
[0052]
The physical layer is a layer that converts the bit information passed from the data link layer into an electrical signal for actual transmission, converts the received electrical signal into bit information, and determines the standards for cables, connectors, etc. is there. Therefore, the physical layer is a layer for physically connecting a line with the other party, and functions as a physical hardware connection layer.
[0053]
When the OSI reference model 60 is used for communication over the Internet, the application layer, the presentation layer, and the session layer are regarded as an application layer as one layer.
[0054]
Accordingly, the communication protocol 70 includes an application, TCP or UDP (User Datagram Protocol), IP (Internet Protocol), MAC (Media Address Control), and antenna signal-to-noise ratio characteristics. UDP is a connectionless communication protocol, and TCP is a connection type protocol. In the communication system 100, TCP, which is a connection type protocol, is used as a transport layer protocol.
[0055]
When TCP is used as the transport layer protocol, when a packet transmitted from the transmission source does not reach the reception destination, that is, when a so-called packet loss occurs, the packet is transmitted by either the wired line 40 or the wireless line 50. ECN (Explicit Consistency Notification) and ELN (Explicit Loss Notification) are used to indicate whether they have occurred. In the communication system 100, ECN is used.
[0056]
Accordingly, the communication device 10 receives the ECN bit when a packet loss occurs in the transmitted packet, determines whether the ECN bit is “1” or “0”, and determines that the packet loss is the wired line 40. It is determined whether or not it occurred in the wireless line 50 (step S1). In this case, when the ECN bit is “1”, it indicates that a packet loss has occurred in the wired line 40, and when the ECN bit is “0”, it indicates that a packet loss has occurred in the wireless line 50.
[0057]
In step S1, when the ECN bit is “1”, normal TCP control is performed. That is, when packet loss occurs, packet congestion control is performed (step S2). On the other hand, when the ECN bit is “0” in step S1, wireless TCP control based on received power information based on a signal-to-noise ratio, which is a ratio of received power to noise power received by the antenna 301 of the mobile terminal device 30. Is performed (step S3). The wireless TCP controls communication between the base station 20 and the mobile terminal device 30, and details thereof will be described later. The signal-to-noise ratio is an index indicating the radio wave environment of the wireless line 50.
[0058]
As described above, the communication system 100 according to the present invention is characterized in that when packet loss occurs in the radio line 50, the communication in the radio line 50 is controlled based on the radio wave environment of the radio line 50.
[0059]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing exchanges between the transmission side and the reception side when a plurality of packets are transmitted from the transmission side to the reception side in the connection type communication system.
[0060]
The transmitting side transmits n packets to the receiving side in the order of numbers 1, 2,..., N. When the receiving side receives the number 1 packet, the receiving side transmits an acknowledgment ACK1 indicating that the number 1 packet has been received to the transmitting side. Similarly, the acknowledgments ACK, ACK3,..., ACKn are transmitted to the transmission side for the packets with the numbers 2, 3,.
[0061]
The transmitting side recognizes that the packets having the numbers 1, 2,..., N have been transmitted to the receiving side by receiving the acknowledgment responses ACK1, ACK2,. The number of packets transmitted from the transmission side to the reception side after the transmission side transmits the packet of number 1 to the reception side until the acknowledgment response ACK1 indicating that the packet of number 1 has been received is received from the reception side. n is referred to as a transmission window. Therefore, if the packet transmitted from the transmission side reliably reaches the reception side, the communication efficiency is higher as the transmission window is larger.
[0062]
As described above, in the connection type communication system, the transmitting side transmits a plurality of packets to the receiving side while transmitting packets and receiving acknowledgments with the receiving side.
[0063]
Therefore, when the information is divided into a plurality of packets and the divided plurality of packets are transmitted from the communication device 10 to the mobile terminal device 30, the communication device 10 assigns n packets to the numbers 1, 2,. The data is transmitted to the mobile terminal device 30 via the wired line 40, the base station 20, and the wireless line 50 in the order of n. Then, when the mobile terminal device 30 receives the packets having the numbers 1, 2,..., N, it sends confirmation responses ACK1, ACK2,..., ACKn via the wireless line 50, the base station 20, and the wired line 40. Transmit to the communication device 10.
[0064]
FIG. 6 is a flowchart showing an operation when a plurality of packets are transmitted from the communication device 10 to the mobile terminal device 30. When communication from the communication device 10 to the mobile terminal device 30 is started, information to be transmitted is created in accordance with a user instruction input from the key operation unit 105, and the created information is divided into a plurality of packets to generate a bus. It memorize | stores in the memory | storage part 108 via BS1 (step S100).
[0065]
Then, a plurality of packets are read out from the storage unit 108 in the order of numbers 1, 2,..., N via the bus BS1, and the destination of the mobile terminal device 30 is added to the read n packets to transmit / receive unit 103. Give to. Thereafter, the received packet is transmitted to the portable terminal device 30 via the interface 102 and the terminal 101 (step S102). The base station 20 as a relay device receives n packets in the order of numbers 1, 2,..., N via the wired line 40, and determines whether all packets within one transmission window have been received. Determination is made (step S104).
[0066]
In step S104, when it is determined that at least one of n packets transmitted in one transmission window has not been received, it is determined that a packet loss has occurred in the wired line 40, and the ECN bit is set to “1”. "ECN = 1" is transmitted to the communication device 10 (step S106). On the other hand, when it is determined in step S104 that all packets within one transmission window have been received, or after step S106, the received packets are transmitted to the mobile terminal device 30 via the wireless line 50 (step S108).
[0067]
Then, it is determined whether or not a packet has been received via the wireless line 50 (step S110). When the packet is received, the arithmetic processing unit 304 is controlled so as to calculate a signal-to-noise ratio. In this case, every time the antenna 301 receives a packet, the noise power and the received power are detected, and the detected noise power and received power are output to the arithmetic processing unit 304.
[0068]
Based on the control from the controller 305, the signal-to-noise ratio is calculated by the following equation based on the noise power and the received power input from the power detection unit 303.
[0069]
Signal-to-noise ratio = 20 × log (Es / En) (1)
Here, Es is the received power in the mobile terminal device 30, and En is the noise power in the mobile terminal device 30.
[0070]
Then, the calculated signal-to-noise ratio is stored in the storage unit 309 via the bus BS2. Thereby, a signal-to-noise ratio is detected (step S112). Then, the signal-to-noise ratio is read from the storage unit 309 via the bus BS2, and the read signal-to-noise ratio is included in an acknowledgment ACK indicating that the packet has been received and transmitted to the base station 20 (step S114). .
[0071]
On the other hand, when it is determined in step S110 that no packet has been received, the signal-to-noise ratio is detected by the same operation as in step S112 (step S116). Then, the signal-to-noise ratio read from the storage unit 309 via the bus BS2 is included in an acknowledgment NACK indicating that the packet has not been received and transmitted to the base station 20 (step S118). In portable terminal device 30, the operations of steps S110, S112, S114, S116, and S118 are performed for each packet.
[0072]
Thereafter, it is determined whether the acknowledgment response ACK or NACK is received from the mobile terminal device 30 (step S120). When the acknowledgment response NACK is received, ECN = 0 with the ECN bit set to “0” and the acknowledgment response The signal-to-noise ratio included in the NACK is transmitted to the communication device 10 via the wired line 40 (step S122).
[0073]
On the other hand, when it is determined in step S120 that the confirmation response ACK has been received, the received confirmation response ACK is transmitted as it is to the communication device 10 via the wired line 40 (step S124).
[0074]
After step S106, step S122, or step S124, it is determined whether ECN = 1, ECN = 0, or acknowledgment ACK has been received from the base station 20 (step S126). When it is determined that ECN = 0 has been received, it is determined that a packet loss has occurred in the wireless channel 50, and TCP control based on the signal-to-noise ratio transmitted from the mobile terminal device 30 is performed to the mobile terminal device 30. Is transmitted (step S128).
[0075]
If it is determined in step S126 that ECN = 1 has been received, it is determined that a packet loss has occurred in the wired line 40, and normal TCP control is performed to transmit a plurality of packets to the mobile terminal device 30 (step S130). ).
[0076]
Furthermore, when it is determined in step S126 that an acknowledgment ACK has been received, the storage unit 108 is searched to determine whether all packets have been transmitted (step S132). When it is determined that not all packets have been transmitted, n packets in the next one transmission window are sequentially read from the storage unit 108, and the above-described steps S102 to S132 are repeated. Further, when it is determined in step S132 that all packets have been transmitted, the communication operation from the communication device 10 to the mobile terminal device 30 ends.
[0077]
In the above description, the signal-to-noise ratio is calculated based on the noise power En and the received power Es in the mobile terminal device 30, but is based on the signal reception strength Is and the noise strength In in the mobile terminal device 30. May be calculated. In that case, the following equation (2) is used instead of the above equation (1).
[0078]
Signal-to-noise ratio = 10 × log (Is / In) (2)
FIG. 7 is a flowchart for explaining in detail the operation of step S128 shown in FIG. 6, that is, the operation of TCP control based on the received power information. In step S126 of FIG. 6, after determining that ECN = 0 has been received, the packet transmission loss number NLP is set to “0” (step S200). Then, the signal-to-noise ratio received together with ECN = 0 is given to the arithmetic processing unit 107 via the bus BS1, and the arithmetic processing unit 107 is controlled so as to calculate a packet transmission error based on the signal-to-noise ratio.
[0079]
Thereafter, using the received signal-to-noise ratio, a transmission error is calculated by the above equation (1) and the following equation (3), and the calculation result is stored in the storage unit 108 via the bus BS1 (step S202). ).
[0080]
p = A / 2 × exp (−Es / En) (3)
Here, p is a transmission error, and A is a constant specific to the communication system 100.
[0081]
That is, the packet transmission error p is calculated based on the signal-to-noise ratio, and ultimately, the received power Es and noise power En in the mobile terminal device 30. When the signal-to-noise ratio is calculated by the above equation (2), the transmission error p is calculated based on the signal reception intensity Is and noise intensity In in the mobile terminal device 30.
[0082]
Thereafter, the transmission error p is read from the storage unit 108 via the bus BS1, and it is determined whether or not the transmission error p is equal to or greater than a predetermined value (step S204). When the transmission error p is equal to or greater than a predetermined value, it is confirmed that a packet transmission loss has occurred in the wireless line 50 based on the signal-to-noise ratio that is an indicator of the radio wave environment of the wireless line 50.
[0083]
In step S126 shown in FIG. 6, the controller 104 has received ECN = 0 indicating that a packet transmission loss has occurred in the wireless line 50, and in step S204, the transmission error p is greater than or equal to a predetermined value. The controller 104 of the communication device 10 decided to confirm that the packet transmission loss occurred in response to reception of ECN = 0 so that the number of packets reaching the mobile terminal device 30 is increased. This is because the mode is changed to the mode for controlling the number of packets to be transmitted, and the packet transmission loss in the radio line 50 is confirmed based on the signal-to-noise ratio received from the mobile terminal device 30.
[0084]
In addition, since the base station 20 transmits ECN = 0 to the communication device 10 based on the confirmation response NACK indicating that the packet is not received, in step S204, the signal indicating the reception power information in the mobile terminal device 30 The transmission error p detected based on the noise-to-noise ratio is usually greater than or equal to a predetermined value. Accordingly, step S204 is repeated until it is determined that the transmission error p calculated in step S202 is equal to or greater than a predetermined value.
[0085]
If it is determined in step S204 that the transmission error p is greater than or equal to a predetermined value, the packet transmission loss number NLP is incremented by “1” (step S206), and it is determined whether the packet transmission loss number NLP is two or more. (Step S208). In step S208, when the transmission loss number NLP is less than 2, steps S204, S206, and S208 are repeated.
[0086]
On the other hand, when it is determined in step S208 that the packet transmission loss number NLP is 2 or more, early recovery (step S210) or early retransmission (step S212) is performed. That is, whether or not the packet transmission loss number NLP is 2 or more is determined within one transmission window. Therefore, when the number of packet transmission losses within one transmission window is determined to be two or more, early recovery (step S210). Alternatively, early retransmission (step S212) is performed.
[0087]
The occurrence of two or more packet transmission losses within one transmission window means that the packet transmission loss rate is 2 / (one transmission window) or more. Therefore, in the present invention, when the packet transmission loss rate to the mobile terminal device 30 is 2 / (one transmission window) or more, early recovery (step S210) or early retransmission (step S212) is performed.
[0088]
FIG. 8 is a diagram for explaining the concept of early recovery in step S210 shown in FIG. In FIG. 8, the vertical axis represents the number of packets that the communication apparatus 10 transmits at a time, and the horizontal axis represents time. Until the controller 104 of the communication apparatus 10 receives ECN = 0 from the base station 20 and determines that the number of transmission losses of packets in one transmission window is 2 or more, as shown in FIG. The packet is transmitted to the mobile terminal device 30 while increasing the number to 1, 2, 4, 8, 9, 10, 11,. Then, when the controller 104 receives ECN = 0 from the base station 20 when the number of packets to be transmitted at a time increases to 12, and determines that the transmission loss number NLP of packets within one transmission window is 2 or more, The number of packets to be transmitted at one time is reduced to six, which is half, and the number of packets to be transmitted is increased on the basis of six.
[0089]
In this way, when a transmission loss occurs in a packet to be transmitted, the number of packets to be transmitted at a time is reduced to half, and the number of packets to be transmitted at a time is increased based on the reduced number, thereby allowing the mobile terminal device to The method of controlling the number of packets that increases the number of packets that reach 30 is called “early recovery”.
[0090]
As shown in FIG. 8, the controller 104 of the communication device 10 sets the number of packets to be transmitted at 2 until the number of packets to be transmitted at a time reaches the reference value STV. ^m (M is a natural number). When the reference value STV is exceeded, the number of packets transmitted at a time is linearly increased. The reference value STV is determined based on a signal-to-noise ratio that is an index indicating the radio wave environment of the wireless line 50. That is, when the signal-to-noise ratio detected in the mobile terminal device 30 is large (indicating that the radio wave environment is good), the reference value STV is set large, and when the signal-to-noise ratio detected in the mobile terminal device 30 is small The reference value STV is set small (indicating that the radio wave environment is bad).
[0091]
Therefore, in the present invention, the transmission side exponentially increases the number of packets to be transmitted at a time until the predetermined reference value STV determined based on the radio wave environment of the wireless line 50 is reached. When it reaches, the number of packets transmitted at a time increases linearly. In the present invention, when a packet transmission loss occurs on the radio line 50, the transmitting side reduces the number of packets transmitted at a time to half the number, and transmits at a time based on the decreased number. It is characterized by increasing the number of packets to be processed. By controlling the number of packets to be transmitted at one time in this manner, the number of packets that reach the mobile terminal device 30 is increased and the communication efficiency in the communication system 100 can be increased.
[0092]
In FIG. 8, when a packet transmission loss occurs, the number of packets that the communication device 10 transmits at one time is reduced from 12 to six, and then the number of packets that are transmitted at a time is linearly changed. To increase. The number of 6 is smaller than the reference value STV, but if the number of packets transmitted at a time increases exponentially with 6 as a reference, the reference value STV will be exceeded by one increase. Is a linear increase in the number of packets transmitted at a time.
[0093]
FIG. 9 is a diagram for explaining the concept of early retransmission in step S212 shown in FIG. The communication device 10 on the transmission side transmits n packets within one transmission window, and the packet of number 1 does not reach the mobile terminal device 30 on the reception side, and the numbers 2, 3,..., N Is assumed to arrive at the mobile terminal device 30. In this case, the mobile terminal device 30 transmits the confirmation response NACK1 to the communication device 10 in response to the rejection of the packet with the number 1, and the confirmation response ACK2, with the reception of the packets with the numbers 2, 3,. ACK3,... ACKn are transmitted to the communication device 10.
[0094]
The communication device 10 receives the acknowledgments ACK2, ACK3,... Indicating that the packets of the numbers 2, 3,... Have been received before the fixed time Tout ends after the packet of the number 1 is transmitted. Then, retransmitting the packet of number 1 is called “early retransmission”. The communication device 10 can increase the number of packets that reach the mobile terminal device 30 even if the packets to be transmitted are controlled in this way.
[0095]
As shown in FIG. 6, the communication device 10 on the transmission side can recognize that a packet transmission loss has occurred in the wired line 40 when ECN = 1 is transmitted from the base station 20 (see step S106). When ECN = 0 is transmitted from the base station 20 (see step S122), it can be recognized that a packet transmission loss has occurred in the wireless line 50. Then, when a packet transmission loss occurs in the wireless line 50, the communication device 10 performs “early recovery (see step S210 in FIG. 7)” or “early retransmission (see step S212 in FIG. 7)” as described above. Thus, the number of packets reaching the mobile terminal device 30 is increased.
[0096]
FIG. 10 shows the result of simulation showing the signal-to-noise ratio dependence on the receiving side of the number of packets reaching the receiving side when a plurality of packets are transmitted from the transmitting side to the receiving side via a wired line and a wireless line. is there. In FIG. 10, the vertical axis indicates the number of packets that have reached the reception side, and the horizontal axis indicates the signal-to-noise ratio on the reception side. Note that “TCP-Reno” indicates a TCP version that is mainstream in the current implementation. When the signal-to-noise ratio is in the range of -5 dB to 10 dB, the number of packets that reach the receiving side decreases with a decrease in the signal-to-noise ratio, and in the range of -20 dB to -5 dB. The number of packets arriving at the receiving side decreases exponentially with a decrease in the signal-to-noise ratio. When the signal-to-noise ratio is -15 dB or less, the packets hardly reach the receiving side.
[0097]
In this way, when conventional TCP is applied in a communication system that transmits packets from a transmission side to a reception side via a wired line and a wireless line, the number of packets reaching the reception side is equal to the signal-to-noise ratio at the reception side. It turns out that it depends greatly.
[0098]
FIG. 11 is a diagram illustrating the dependence of the number of packets reaching the receiving side on the signal-to-noise ratio in FIG. 10 within the range of −15 dB to −5 dB. It is the result of the simulation compared between. Curve k1 shows the case according to the present invention, and curve k2 shows the case according to the conventional TCP. As is apparent from FIG. 11, when the control method according to the present invention is applied in an area in which the number of packets reaching the reception side is very small in FIG. 10, the reception side is compared with the case where the conventional control method is applied. The number of packets arriving at has increased approximately twice. Therefore, the number of packets reaching the receiving side can be increased by controlling the number of packets transmitted using the signal-to-noise ratio, which is an indicator of the radio wave environment of the wireless line.
[0099]
In the present invention, the “index value” refers to the value of the signal-to-noise ratio shown in FIG. 10 and FIG.
[0100]
FIG. 12 shows the result of a simulation comparing the window size between the conventional control method using TCP and the control method according to the present invention. The vertical axis indicates the window size, and the horizontal axis indicates time. A curve k3 indicates a case according to the present invention, and a curve k4 indicates a case according to the conventional TCP. As is apparent from FIG. 12, by applying the packet transmission control method according to the present invention, the window size can be increased by about twice, and the number of packets reaching the receiving side can be increased.
[0101]
In the above description, the communication apparatus 10 has been described as transmitting data to the communication apparatus 20 via the wired line 40, the base station 20, and the wireless line 50. However, in the present invention, the communication apparatus 10 includes only the wireless line 50. The data may be transmitted to the communication device 20 via
[0102]
In addition, although it has been described that transmission control by early recovery or early retransmission is performed when the number of packets that have not reached the reception side is two or more within one transmission window, in the present invention, early recovery or early retransmission is performed. The determination of whether or not to perform transmission control may be performed based on the number of transmission losses that occurred in a plurality of transmission windows instead of in one transmission window. Further, when the number of transmission losses occurring in one transmission window is other than two, transmission control by early recovery or early retransmission may be performed.
[0103]
In addition, the communication device 10 sets the number of packets to be transmitted at one time to 2 up to the reference value STV. ^m However, in the present invention, the number of packets to be transmitted at a time may be increased according to other exponential functions, and the data may be transmitted at a time according to the radio wave environment in the radio line 50. The rate of increasing the number of packets may be determined.
[0104]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
[0105]
【The invention's effect】
According to the present invention, the packet transmission side detects a packet transmission error using a signal-to-noise ratio that is an indicator of the radio wave environment in the wireless line, and the number of packets that have not reached the reception side is equal to or greater than a predetermined value. Since the number of packets transmitted at a time is reduced to half and the number of packets transmitted at a time is controlled based on the reduced number, the number of packets reaching the receiving side should be increased. Can do.
[0106]
As a result, communication efficiency can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a communication system according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram of the communication apparatus shown in FIG.
3 is a schematic block diagram of the mobile terminal device shown in FIG.
4 is a flowchart showing an outline of an OSI reference model, a communication protocol in the communication system shown in FIG. 1, and a communication control method in the communication system shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a transmission window.
6 is a flowchart for explaining a transmission operation of a plurality of packets in the communication system shown in FIG.
7 is a flowchart showing details of step S128 of the flowchart shown in FIG. 6;
8 is a diagram for explaining the concept of early recovery shown in FIG. 7. FIG.
9 is a diagram for explaining the concept of early retransmission shown in FIG. 7; FIG.
FIG. 10 is a simulation showing signal-to-noise ratio dependence on the receiving side of the number of packets reaching the receiving side in a conventional communication system using TCP.
11 shows the signal-to-noise ratio dependence on the receiving side of the number of packets reaching the receiving side in the range of −15 dB to −5 dB in FIG. It is the simulation which compares between.
FIG. 12 is a simulation comparing the window size between a conventional control method using TCP and a control method according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 communication device, 20 base station, 30 mobile terminal device, 40 wired line, 50 wireless line, 60 OSI reference model, 70 communication protocol, 80 flowchart, 100 communication system, 101 terminal, 102 interface, 103, 302 transceiver unit, 104 , 305 Controller, 105, 306 Key operation unit, 106, 308 Information processing unit, 107, 304 Arithmetic processing unit, 108, 309 Storage unit, 109, 307 Display unit, 301 Antenna, 303 Power detection unit.

Claims

コネクション型のプロトコルにより送信側から受信側へ情報を送信する通信システムであって、
前記情報を複数のパケットに分割して送信する第１の通信装置と、
前記第１の通信装置から無線回線を介して前記複数のパケットを受信する第２の通信装置とを備え、
前記第１の通信装置は、前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを示す信号に応じて、前記送信するパケットの数を制御するモードへ移行し、前記第２の通信装置から受信した前記無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを確認すると、前記第２の通信装置へ到達するパケット数が基準となる値よりも増加するように前記送信するパケットの数を制御し、
前記基準となる値は、前記送信ロスが発生したときの送信パケット数よりも少ないパケット数、または前記送信ロスが発生したときの送信パケット数である、通信システム。A communication system for transmitting information from a transmission side to a reception side by a connection-type protocol,
A first communication device that transmits the information divided into a plurality of packets;
A second communication device that receives the plurality of packets from the first communication device via a wireless line;
The first communication device shifts to a mode for controlling the number of packets to be transmitted and receives from the second communication device in response to a signal indicating that the packet transmission loss has occurred in the wireless line. When it is confirmed that a transmission loss of the packet has occurred in the wireless line based on the index value indicating the radio wave environment in the wireless line, the number of packets reaching the second communication device increases from a reference value. Control the number of packets to be transmitted ,
The reference value is a communication system in which the number of packets is smaller than the number of transmission packets when the transmission loss occurs, or the number of transmission packets when the transmission loss occurs .

前記第１の通信装置から有線回線を介して前記複数のパケットを受信し、その受信した複数のパケットを前記無線回線を介して前記第２の通信装置へ送信する中継装置をさらに備える、請求項１に記載の通信システム。 The relay apparatus further comprising: a relay device that receives the plurality of packets from the first communication device via a wired line and transmits the received plurality of packets to the second communication device via the wireless line. The communication system according to 1.

前記指標値は、前記第２の通信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である、請求項１又は請求項２に記載の通信システム。 The communication system according to claim 1 or 2, wherein the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of received power to noise power in the second communication device.

前記指標値は、前記第２の通信装置における雑音強度に対する受信強度の比を示す信号対雑音比である、請求項１又は請求項２に記載の通信システム。 The communication system according to claim 1, wherein the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of reception intensity to noise intensity in the second communication device.

前記第１の通信装置は、前記信号対雑音比に基づいて前記パケットの送信エラーを検出し、その検出した送信エラーが所定値に達すると前記送信ロスが生じたと判定する、請求項３または請求項４に記載の通信システム。 The first communication device detects a transmission error of the packet based on the signal-to-noise ratio, and determines that the transmission loss has occurred when the detected transmission error reaches a predetermined value. Item 5. The communication system according to Item 4.

前記第１の通信装置は、前記パケットの送信ロス率を検出し、その検出した送信ロス率が固有値に達すると、前記パケットの送信ロスが発生したと判定したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで前記送信するパケットの数を減少させ、前記第２の送信パケット数を基準にして前記送信するパケットの数を増加させる、請求項５に記載の通信システム。 The first communication device detects a transmission loss rate of the packet, and when the detected transmission loss rate reaches an eigenvalue, from the first transmission packet number when it is determined that a transmission loss of the packet has occurred. 6. The communication system according to claim 5, wherein the number of packets to be transmitted is decreased to a second number of second transmitted packets, and the number of packets to be transmitted is increased based on the second number of transmitted packets.

前記第１の通信装置は、前記有線回線において前記パケットの送信ロスが生じたとき、前記パケットの輻輳制御を行なう、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の通信システム。 The communication system according to claim 1, wherein the first communication device performs congestion control of the packet when transmission loss of the packet occurs in the wired line.

前記第２の通信装置は、移動可能な通信装置である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 7, wherein the second communication device is a movable communication device.

無線回線を介して情報を受信する受信装置へコネクション型のプロトコルにより前記情報を送信する送信装置であって、
前記情報を複数のパケットに分割する手段と、
前記複数のパケットを前記受信装置へ送信するとともに前記受信装置から前記パケットの確認応答を受信する送受信手段と、
制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを示す信号に応じて、前記送信するパケットの数を制御するモードへ当該送信装置を移行し、前記第２の通信装置から受信した前記無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを確認すると、前記第２の通信装置へ到達するパケット数が基準となる値よりも増加するように前記送信するパケットの数を制御し、
前記基準となる値は、前記送信ロスが発生したときの送信パケット数よりも少ないパケット数、または前記送信ロスが発生したときの送信パケット数である、送信装置。A transmitter that transmits the information by a connection-type protocol to a receiver that receives information via a wireless line,
Means for dividing the information into a plurality of packets;
Transmitting / receiving means for transmitting the plurality of packets to the receiving device and receiving an acknowledgment of the packet from the receiving device;
Control means,
The control means shifts the transmission apparatus to a mode for controlling the number of packets to be transmitted in response to a signal indicating that a transmission loss of the packet has occurred in the wireless line, and from the second communication apparatus When it is confirmed that a transmission loss of the packet has occurred in the wireless line based on the received index value indicating the radio wave environment in the wireless line, the number of packets reaching the second communication device is larger than a reference value. Control the number of packets to send to increase ,
The reference value is a transmission apparatus in which the number of packets is smaller than the number of transmission packets when the transmission loss occurs, or the number of transmission packets when the transmission loss occurs .

前記指標値は、前記受信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である、請求項９に記載の送信装置。 The transmission apparatus according to claim 9, wherein the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of reception power to noise power in the reception apparatus.

前記指標値は、前記受信装置における雑音強度に対する受信電力の比を示す信号対雑強度である、請求項９に記載の送信装置。 The transmission apparatus according to claim 9, wherein the index value is a signal to noise intensity indicating a ratio of reception power to noise intensity in the reception apparatus.

前記信号対雑音比に基づいて前記パケットの送信エラーを検出するエラー検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記エラー検出手段により検出された送信エラーが所定値に達すると、前記送信ロスが発生したと判定する、請求項１０又は請求項１１に記載の送信装置。Error detection means for detecting a transmission error of the packet based on the signal-to-noise ratio;
The transmission device according to claim 10 or 11, wherein the control unit determines that the transmission loss has occurred when a transmission error detected by the error detection unit reaches a predetermined value.

前記パケットの送信ロス率を検出するロス率検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ロス率検出手段により検出された送信ロス率が固有値に達すると、前記パケットの送信ロスが発生したと判定したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで前記送受信手段から送信されるパケットの数を減少させ、前記第２の送信パケット数を基準にして前記送受信手段から送信されるパケットの数を増加させる、請求項１２に記載の送信装置。A loss rate detecting means for detecting a transmission loss rate of the packet;
The control means, when the transmission loss rate detected by the loss rate detection means reaches an eigenvalue, a second transmission packet smaller than the first transmission packet number when it is determined that a transmission loss of the packet has occurred. The transmission apparatus according to claim 12, wherein the number of packets transmitted from the transmission / reception unit is decreased to a number, and the number of packets transmitted from the transmission / reception unit is increased based on the second transmission packet number.

前記制御手段は、前記無線回線に到達する前に配置された有線回線において前記パケットの送信ロスが生じたとき、前記パケットの輻輳制御を行なう、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の送信装置。 The control unit according to any one of claims 9 to 13, wherein when the transmission loss of the packet occurs in a wired line arranged before reaching the wireless line, congestion control of the packet is performed. The transmitting device described.

無線回線を介して情報を受信する受信装置へコネクション型のプロトコルにより前記情報を送信する通信方法であって、
前記情報を複数のパケットに分割し、前記複数のパケットを前記受信装置へ送信する第１のステップと、
前記受信装置から前記パケットの確認応答を受信する第２のステップと、
前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを示す信号に応じて、前記送信するパケットの数を制御するモードへ移行する第３のステップと、
前記受信装置から受信した前記無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを確認する第４のステップと、
前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを確認すると、前記受信装置へ到達するパケット数が基準となる値よりも増加するように前記送信するパケットの数を制御する第５のステップとを含み、
前記基準となる値は、前記送信ロスが発生したときの送信パケット数よりも少ないパケット数、または前記送信ロスが発生したときの送信パケット数である、通信方法。A communication method for transmitting the information by a connection-type protocol to a receiving device for receiving information via a wireless line,
Dividing the information into a plurality of packets, and transmitting the plurality of packets to the receiving device;
A second step of receiving an acknowledgment of the packet from the receiving device;
In response to a signal indicating that the transmission loss of the packet have you to the radio channel occurs, and a third step to shift to the mode for controlling the number of packets to the transmission,
A fourth step of confirming that a transmission loss of the packet has occurred in the wireless line based on an index value indicating a radio wave environment in the wireless line received from the receiving device ;
A fifth step of controlling the number of packets to be transmitted so that the number of packets reaching the receiving device increases above a reference value when it is confirmed that a transmission loss of the packets has occurred in the wireless line; Including
The communication method, wherein the reference value is the number of packets smaller than the number of transmission packets when the transmission loss occurs, or the number of transmission packets when the transmission loss occurs .

前記指標値は、前記受信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である、請求項１５に記載の通信方法。 The communication method according to claim 15, wherein the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of received power to noise power in the receiving apparatus.

前記指標値は、前記受信装置における雑音強度に対する受信強度の比を示す信号対雑音比である、請求項１５に記載の通信方法。 The communication method according to claim 15, wherein the index value is a signal-to-noise ratio indicating a ratio of reception intensity to noise intensity in the reception apparatus.

前記第２のステップにおいて、前記受信確認とともに前記信号対雑音比が受信され、
前記信号対雑音比に基づいて、前記パケットの送信エラーを検出する第６のステップをさらに含み、
前記検出された送信エラーが所定値に達すると、前記第４のステップにおいて、前記送信ロスが生じたと確認する、請求項１６又は請求項１７に記載の通信方法。In the second step, the signal-to-noise ratio is received together with the reception confirmation;
A sixth step of detecting a transmission error of the packet based on the signal-to-noise ratio;
18. The communication method according to claim 16 or 17, wherein when the detected transmission error reaches a predetermined value, it is confirmed in the fourth step that the transmission loss has occurred.

前記パケットの送信ロス率を検出する第７のステップをさらに含み、
前記検出された送信ロス率が固有値に達すると、前記第５のステップにおいて、前記パケットの送信ロスが発生したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで前記送信するパケットの数が減少され、前記第２の送信パケット数を基準にして前記送信するパケットの数が増加される、請求項１８に記載の通信方法。A seventh step of detecting a transmission loss rate of the packet;
When the detected transmission loss rate reaches an eigenvalue, in the fifth step, the packet to be transmitted is transmitted up to a second transmission packet number smaller than the first transmission packet number when the packet transmission loss occurs. The communication method according to claim 18, wherein the number of packets to be transmitted is decreased and the number of packets to be transmitted is increased based on the second number of transmitted packets.

前記第５のステップにおいて、前記無線回線に到達する前に配置された有線回線において前記パケットの送信ロスが生じたとき、前記パケットの輻輳制御を行なう、請求項１５から請求項１９のいずれか１項に記載の通信方法。The congestion control of the packet is performed in the fifth step, when a transmission loss of the packet occurs in a wired line arranged before reaching the wireless line. The communication method according to the item.