JP3974027B2 - 基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動機とデータパケットを配信するサーバとがネットワークに接続され、そのサーバから移動機に対して送信されたデータパケットを廃棄する確率を決定し、又はサーバから移動機に対して送信されたデータパケットに対する応答パケットを予め設定された基準数に分割する基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、インターネットが普及されたことに伴なって、インターネットにアクセスするためのアクセス回線が多様化している。これにより、携帯電話、ＰＨＳ、無線ＬＡＮ等の無線回線を利用したインターネットアクセスが増加している。ＩＭＴ−２０００に代表される第三世代以降の無線通信システムを利用したインターネットアクセスは、パケット通信による高速な伝送速度を実現する一方で、伝送速度が動的に変化する特徴を有する。
【０００３】
該当する移動機への伝送速度は、その移動機におけるトラフィック量、通信品質、収容セル内の空きチャネル、その移動機以外の通信品質、収容セル内の他の移動機の空きチャネル 収容セル内の他の移動機のトラフィック量、各移動機間のトラフィック量によって動的に変化するものである。この伝送速度に関係するインターネット上の殆どのトラフィックは、ＴＣＰに代表されるような自立的な輻輳制御方式を有するプロトコルを用いて処理されている。
【０００４】
このＴＣＰの輻輳制御方式（ＲＦＣ２５８１ ＴＣＰ Congestion Control）では、サーバと移動機との間でパケットロスがない場合には、サーバは輻輳ウインドウを増加させる。すなわち、サーバがＡＣＫを移動機から受信することができた場合には、サーバは輻輳ウィンドウを増加させる。ここで、輻輳ウィンドウとは、例えば、サーバが移動機からのＡＣＫを受信することなく送信できるパケットの量をからなるものである。
【０００５】
一方、サーバが三つの重複したＡＣＫを移動機から受信するか、又はサーバが一定時間の間新しいセグメントに対するＡＣＫを移動機から受信しない場合には、サーバは、輻輳によってパケットロスが発生したものと判断し、輻輳ウィンドウを減少させる。
【０００６】
この輻輳ウィンドウが減少した場合には、サーバは、減少した輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウの増加率は、スロースタート又は輻輳回避のいずれかの状態にあるかで相違する。スロースタートと輻輳回避との状態の違いは、輻輳ウィンドウとssthresh（閾値）との関係で決まる。
【０００７】
このスロースタートの状態は、輻輳ウインドウがssthreshよりも小さい（輻輳ウィンドウ＜ssthresh）ときを意味する。状態がスロースタートに移行されたときには、サーバは、ＡＣＫを受け取る毎に１セグメント分だけ輻輳ウィンドウを増加させる。その結果、サーバは指数関数的に輻輳ウィンドウを増加させることになる。
【０００８】
一方、輻輳回避の状態は、輻輳ウィンドウがssthreshよりも大きい（輻輳ウィンドウ＜ssthresh）ときに移行される。状態が輻輳回避に移行されたときには、サーバは、ＡＣＫを受け取る毎に１／輻輳ウィンドウ分だけ輻輳ウィンドウを増加させる。その後、サーバは線形に輻輳ウィンドウを増加させる。
【０００９】
上記各状態において輻輳ウィンドウが減少するのは次の理由によるものである。図７は、輻輳ウインドウの変化を示す図である。同図中の時間は、サーバが送信データを移動機に送信した後、サーバがその送信データに対応するＡＣＫを移動機から受信するまでの時間を意味する。
【００１０】
この輻輳ウィンドウの減少は主に二つのパターンが存在する。一つ目のパターンとしては、図７に示すように、サーバが三つの重複したＡＣＫを移動機から受信をしたときに輻輳ウィンドウが減少する。二つ目のパターンとしては、サーバが一定時間内に新たなセグメントに対するＡＣＫを受信しないときに輻輳ウインドウが減少する。これらの輻輳ウィンドウが減少したときは、サーバは、次のような処理をし、輻輳ウインドウを最適値に近づける。
【００１１】
すなわち、サーバが三つの重複したＡＣＫを移動機から受信したときには、サーバは、現在の輻輳ウィンドウの半分の値をssthreshに記憶させて、輻輳ウィンドウを半分の値にする。一方、サーバが一定時間内に新たなセグメントに対するＡＣＫを受信しない場合には、サーバは現在の輻輳ウィンドウの半分の値をssthreshに記憶させて、輻輳ウィンドウを最小にする。
【００１２】
輻輳ウィンドウを前の輻輳ウインドウに対して半分又は最小になるように変更したサーバは、ＡＣＫを受信する度に輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウの最適値は、一般に帯域幅と遅延時間との関係で規定されている。図８は、輻輳ウインドウの最適値と限界値との関係を示す図である。
【００１３】
一般に無線アクセス回線は、伝送速度が有線回線に比べて遅いため、輻輳ウィンドウの最適値を超えた分は、基地局制御装置（基地局を制御する装置）のキューに蓄積される。限界値を超えるパケットが基地局制御装置のキューにたまるとパケットは廃棄される。ここで、基地局制御装置は、サーバと移動機との間でデータの送受信をするものである。
【００１４】
一方、限界値が輻輳ウィンドウの最適値よりも低い場合には、スループットが低下する。このため、限界値は、帯域幅動的変化に連動する輻輳ウィンドウの最適値が取り得る最大値よりも大きな値になるように固定的に設定される。
【００１５】
しかしながら、帯域幅と輻輳ウィンドウとの最適値が小さい場合には、限界値と輻輳ウィンドウとの最適値の差が大きくなり、基地局制御装置ではメモリ資源が無駄に使われることになる。また、この最適値を超えた分の輻輳ウィンドウのパケットは、基地局制御装置のキューに蓄積されるため、通信路に送出されるまでに時間がかかる。
【００１６】
更に、結果的にはサーバは、サーバと移動機との間で新たなコネクションを確立させるまでに時間がかかる、リアルタイム性を必要とするデータの有効性が失われてしまうという問題が発生していた。
【００１７】
この問題を回避するための従来技術としては、伝送速度が可変である通信システムにおいて、容量可変バッファのバッファ容量を伝送速度に応じて増減させる。この増減をさせた通信システムは、最適なバッファ容量を設定する（例えば、特許文献１参照）。これにより、上記通信システムは、無効となってしまうデータを最小限に留めることができ、有効なデータのみを通信回線に送信することができる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−１７４１８５号公報（第１−８項、図２）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術では、通信システムが伝送速度に応じて最適なバッファ容量の設定を可能とするが、この通信システムは伝送速度が遅くなるのに連動してバッファ容量を縮小する。このため、縮小されたバッファ部分に蓄積されていたパケットが廃棄され、その結果バースト的なパケット廃棄が生ずる。
【００２０】
一方、ＴＣＰに代表されるような自立的な輻輳制御方式を有するプロトコルでは、バースト的なパケットロスが発生すると、しばしば輻輳ウィンドウが最小値に設定され、廃棄されたパケットが再送される。この輻輳ウィンドウは、サーバがＡＣＫを移動機から受信する度に、輻輳ウィンドウが最小値から徐々に大きくなる。そのうち輻輳ウィンドウは最適値まで達するが、そのようになるまでには幾分かの時間がかかる。
【００２１】
以上のように、限界値が小さく設定されると、帯域幅が大きい場合にはスループットが低下する。一方、限界値が大きく設定されると、基地局制御装置では無駄なメモリ資源が必要となる。このため、新たなコネクションを確立させるまでに相当の時間がかかる、リアルタイム性を必要とするデータの有効性が失われてしまう。
【００２２】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、サーバから移動機に向けて送信されたデータパケットを所定の確率で廃棄させ、又は移動機からサーバ宛に送信された応答パケットを所定の条件の下で分割させることで、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることのできる基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラムを提供することを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本願に係る発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、移動機とデータパケットを配信するサーバとがネットワークに接続され、サーバから移動機に対して送信されたデータパケットを廃棄する確率を決定する際に、移動機に送信するデータパケットをキュー長として一時的にキューに記憶し、移動機に送信するデータパケットの伝送速度を設定し、設定された伝送速度とキューに記憶されたキュー長との大きさに応じて、サーバから移動機に対して送信されたデータパケットを廃棄する確率を決定することを特徴とする。
【００２４】
このような本願に係る発明によれば、基地局制御装置が、設定された伝送速度とキューに記憶されたキュー長との大きさに応じて、サーバから移動機宛に送信されたデータパケットを廃棄する確率（廃棄確率）を決定することができる。これにより、基地局制御装置が、サーバから移動機宛に送信されたデータパケットを上記廃棄確率で廃棄することができる。
【００２５】
もし、基地局制御装置で決定された廃棄確率が高くなれば、サーバから移動機宛に送信されたパケットデータが全て移動機には送信されなくなる。このため、サーバが重複ＡＣＫ若しくは一定時間にＡＣＫを受信せずタイムアウトすることにより、サーバが自ら輻輳ウィンドウを減少させる。この輻輳ウィンドウが減少すれば、基地局制御装置は、サーバから送信されるデータパケットが減少するので、そのデータパケットを廃棄させることなく、そのデータパケットを迅速に該当する移動機に送信することができる。
【００２６】
言い換えると、基地局制御装置が上記廃棄確率を適切に変動させることにより、その基地局制御装置は、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００２７】
また、本願に係る発明は、移動機とデータパケットを配信するサーバとがネットワークに接続され、サーバから移動機に対して送信されたデータパケットに対する応答パケットを予め設定された基準数に分割する際に、移動機に送信するデータパケットをキュー長として一時的にキューに記憶し、予め設定された基準長とキューに記憶されたキュー長とを照合し、基準長がキュー長よりも大きいときは、応答パケットを予め設定された基準数に分割することを特徴とする。
【００２８】
このような本願に係る発明によれば、上記基準長がキュー長よりも大きいときは、基地局制御装置は、移動機から受信した応答パケットを予め設定された基準数に分割することができる。これにより、サーバは、基地局制御装置で分割された応答パケットの数に応じて、移動局宛に送信するパケットの量（輻輳ウィンドウ）を順次変更することができる。
【００２９】
例えば、バースト的なパケットロスがネットワーク上で発生し、サーバにおける輻輳ウィンドウが特定のプロトコルにより最小値に設定された場合であっても、基地局制御装置は、受信した応答パケットを予め設定された基準数に分割することで、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に向上させることができる。
【００３０】
上記発明においては、予め設定された基準長とキューに記憶されたキュー長との差分を算出し、算出した差分の大きさに応じて上記基準数を設定することが好ましい。この場合には、現在の基準長の方がキュー長よりも大きいときは、基地局制御装置は、上記分割する基準数を高く設定することができる。
【００３１】
この基準数が高く設定されるということは、基地局制御装置が現在のキュー長を更に大きくすることができることを意味する。もし、この基準数が高くなれば、基地局制御装置は、移動機から受信した応答パケットを高い基準数で分割する。この分割により応答パケットが増加すれば、サーバは、増加された応答パケットに基づいて輻輳ウィンドウを増加させる。
【００３２】
この分割によりＡＣＫが増加すれば、サーバは、多くの応答パケットが返信されるので、これに伴ない輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウが増加すれば、基地局制御装置は、サーバから受信するデータパケットが大きくなり、結果的にキュー長を大きくすることができる。このことにより、基地局制御装置は、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００３３】
上記発明においては、移動機に送信するデータパケットの伝送速度を設定し、設定された伝送速度に応じて基準数を設定することが好ましい。この場合には、基地局制御装置は、移動機から受信した応答パケットを上記基準数で分割することができるので、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（送信制御システムの基本構成）
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る送信制御システムを示す概略構成図である。
【００３５】
同図に示すように、本実施形態に係る送信制御システムは、移動機１０ａ、１０ｂと、基地局２０と、基地局制御部３０（基地局制御装置）と、ネットワーク４０と、サーバ５０とを備える。尚、基地局制御部３０は、基地局２０に備えてもよい。
【００３６】
尚、本実施形態では、移動機１０は、サーバ５０宛にこれまで受信したデータパケットのパケット数を確認するための応答パケットを送信し、サーバ５０は、移動機１０からの応答パケットの確認を行うことなく、移動機１０宛にデータパケットを送信するものである。
【００３７】
移動機１０は、サーバ５０と基地局２０との間でデータパケットを送受信するものである。この移動機１０は、例えば携帯電話機、PDA等が挙げられる。具体的に、移動機１０は、サーバ５０から送信されたデータパケットに対する応答を応答パケット（ＡＣＫ）としてサーバ５０宛に送信する。
【００３８】
基地局２０は、基地局制御部３０から入力されたデータパケットを該当する移動機１０に送信するものである。また、基地局２０は、移動機１０から送信されたデータパケット又はＡＣＫを基地局制御部３０に出力するものでもある。サーバ５０は、基地局制御部３０、基地局２０を介してデータパケットを移動機１０に送信するものである。また、サーバは、後述するように、基地局制御部３０で分割された応答パケットの数に応じて、移動機１０宛に送信するデータパケットの量を変更するものである。
【００３９】
このサーバ５０と基地局制御部３０とは、ネットワーク４０に接続される。このネットワーク４０は、本実施形態では、無線又は有線で構築される接続網を意味する。このネットワーク４０に接続されたサーバ５０と移動機１０とは、ＴＣＰで通信をすることが可能である。
【００４０】
前記基地局制御部３０は、本実施形態では、図２に示すように、パケット受信部３１（受信手段）と、キュー管理部３２（廃棄確率決定手段）と、無線フレーム送信部３３と、伝送速度監視部３４と、キュー長監視部３５と、無線フレーム受信部３６と、ＡＣＫパケット分割部３７（分割手段）と、パケット送信部３８とを備える。この基地局制御部３０は、基地局２０及びネットワーク４０に接続される。
【００４１】
パケット受信部３１は、サーバ５０からデータパケットを受信するものである。具体的に、パケット受信部３１は、サーバ５０から送信されたデータパケットを受信し、受信したデータパケットをキュー管理部３２に出力する。
【００４２】
キュー管理部３２は、移動機１０に送信するデータパケットをキュー長として一時的に記憶するキュー３２１を備える。このキュー長は、本実施形態では、キューに記憶されるパケットの数、パケットの長さ又はパケットの量を意味する。このキュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３で設定されたデータパケットの伝送速度とキュー３２１に記憶されたキュー長との大きさに応じて、パケット受信部３１で受信されたデータパケットを廃棄する確率（データパケットの廃棄確率）を決定するものである。
【００４３】
具体的に、キュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３からの要求に基づいて、キュー管理部３２内のキュー３２１に保存されているデータパケットを無線フレーム送信部３３に出力する。この無線フレーム送信部３３がデータパケットを該当する移動機１０に送信し、その無線フレーム送信部３３が新たなデータパケットを送信するための要求をキュー管理部３２にするまでは、キュー管理部３２は、パケット受信部３１から入力されたデータパケットをキュー管理部３２内のキュー３２１に記憶させるか、又は廃棄する。
【００４４】
ここで、キュー管理部３２が、入力されたデータパケットを廃棄するか、キュー３２１に記憶させるかは、本実施形態では、ＥＲＤ（Early Random Drop）アルゴリズムを用いて行うことができる。このアルゴリズムは、ＥＲＤに限定されるものではなく、それ以外のＲＥＤ（Random Early Detection）等のアルゴリズムを用いてもよい。
【００４５】
本実施形態で用いるアルゴリズムは、上記伝送速度及びキュー長に応じて廃棄確率のパラメータを変化させることができるものであればよい。図４に示すように、このアルゴリズムを用いたキュー長及び廃棄確率に関する折れ線特性（理論特性）は、本実施形態では、予め定められているものとする。
【００４６】
この各折れ線特性は、キュー長の最低値（min thresh for --kbps)を基準位置とし、キュー長及び伝送速度の大きさに応じて、その基準位置から所定の傾きを持った直線を描くものである。キュー管理部３２は、その折れ線特性を用いて、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度の値と、キュー３２１に記憶されたキュー長の値とが交わる点を求める。キュー管理部３２は、その求めた点の縦軸に該当する大きさを廃棄確率として決定する。
【００４７】
この伝送速度とキュー長との関係により廃棄確率を決定したキュー管理部３２は、パケット受信を行うときに、決定した廃棄確率に従い、受信されたパケットをキュー３２１に記憶させるか、廃棄する。
【００４８】
また、キュー管理部３２は、伝送速度監視部３４から通知された伝送速度又はＡＣＫパケット分割部３７で測定された遅延時間の大きさに応じて、最適キュー長（基準長）を設定するものである。この最適キュー長は、本実施形態では、伝送速度と遅延時間との関数で表現することができる。ここで、遅延時間とは、サーバ５０がデータを該当する移動機１０に送信した後、サーバ５０がそのデータに対するＡＣＫを受信するまでの時間（ラウンドトリップ時間）を意味する。
【００４９】
無線フレーム送信部３３は、キュー３２１に記憶されたデータパケットを該当する移動機１０に送信するものである。また、無線フレーム送信部３３は、移動機１０に送信するデータパケットの伝送速度を設定するものである。ここで、伝送速度は、無線フレーム送信部３３と移動機１０との間の通信状況に応じて動的に変化する。この伝送速度は、主に６４〜３８４kbpsの範囲内で変化する。
【００５０】
伝送速度監視部３４は、無線フレーム送信部３３で把握されている伝送速度をキュー管理部３２及びＡＣＫパケット分割部３７に通知するものである。この伝送速度監視部３４は、無線フレーム送信部３３、キュー管理部３２及びＡＣＫパケット分割部３７に接続される。
【００５１】
無線フレーム受信部３６は、移動機１０からサーバ５０宛に送信されたＡＣＫ（応答パケット）を受信したときは、受信したＡＣＫをＡＣＫパケット分割部３７に出力するものである。キュー長監視部３５は、キュー３２１内のキュー長を逐次ＡＣＫパケット分割部３７に通知するものである。このキュー長監視部３５は、キュー管理部３２及びＡＣＫパケット分割部３７に接続される。
【００５２】
ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長とキュー３２１に記憶されたキュー長とを照合し、最適キュー長がキュー長よりも大きいときは、無線フレーム受信部３６で受信されたＡＣＫ（応答パケット）を予め設定された基準数に分割するものである。
【００５３】
尚、ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長とキュー３２１に記憶されたキュー長との差分を算出し、算出した差分の大きさに応じて上記基準数を設定することが好ましい。又はＡＣＫパケット分割部３７は、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度に応じて基準数を設定することをが好ましい。
【００５４】
具体的に、ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長と、キュー長監視部３５から通知されたキュー長とを比較する。この比較をしたＡＣＫパケット分割部３７は、最適キュー長＞キュー長の関係が成り立つ場合には、無線フレーム受信部３６から入力されたＡＣＫを予め設定された基準数に分割する。
【００５５】
この分割をしたＡＣＫパケット分割部３７は、分割した後のＡＣＫを分割信号としてパケット送信部３８に出力する。このパケット送信部３８は、入力された分割信号をサーバ５０に送信する。このパケット送信部３８から分割信号が入力されたサーバ５０は、入力された分割信号に対応するＡＣＫの数に応じて、輻輳ウインドウを変更する。
【００５６】
一方、ＡＣＫパケット分割部３７は、最適キュー長＞キュー長の関係が成り立たない場合には、無線フレーム受信部３６から入力されたＡＣＫをそのままパケット送信部３８に出力する。
【００５７】
図３は、輻輳ウィンドウが変化する様子を示す図である。同図は、一つのＡＣＫを分割する際の基準数を固定で２に設定した場合の輻輳ウィンドウの変化の例である。同図に示すように、伝送速度が６４kbps→１２８kbps→６４kbps→３８４kbps→６４kbps→３８４kbpsと変化した場合には、輻輳ウィンドウの最適値が伝送速度に応じて変化する。これにより、基地局制御部３０は、上記各処理を施すことにより、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００５８】
（送信制御システム、基地局制御装置を用いたデータ伝送方法）
上記構成を有する送信制御システム、基地局制御装置によるデータ伝送方法は、以下の手順により実施することができる。
【００５９】
（１）基地局制御部３０がＡＣＫを分割するまでの手順
図５は、基地局制御部３０がＡＣＫを分割するまでの手順を示すフロー図である。図５に示すように、先ず移動機１０がサーバ５０宛にデータパケットを要求する（Ｓ１０１）。尚、サーバ５０が移動機１０に向けてＴＣＰコネクションを確立させてもよい。
【００６０】
移動機１０からデータパケットの要求を受信したサーバ５０は、該当するデータパケットを基地局制御部３０に送信する（Ｓ１０２）。パケット受信部３１は、サーバ５０から送信されたデータパケットを受信し、受信したデータパケットをキュー管理部３２に出力する。
【００６１】
次いで、無線フレーム送信部３３がサーバ５０から送信されたデータパケットを該当する移動機１０に送信する（Ｓ１０３）。具体的に、キュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３からの要求に基づいて、キュー管理部３２内のキュー３２１に保存されているデータパケットを無線フレーム送信部３３に出力する。キュー管理部３２からデータパケットが入力された無線フレーム送信部３３は、入力されたデータパケットを移動機１０に送信する。
【００６２】
次いで、移動機１０が、基地局制御部３０から送信されたデータパケットに対応する応答をＡＣＫ（応答パケット）としてサーバ５０宛に送信する（Ｓ１０４）。移動機１０からサーバ５０宛に送信されたＡＣＫを受信した無線フレーム受信部３６は、受信したＡＣＫをＡＣＫパケット分割部３７に出力する。
【００６３】
その後、キュー管理部３２が、伝送速度監視部３４から通知された伝送速度又はＡＣＫパケット分割部３７で測定された遅延時間の大きさに応じて、最適キュー長（基準長）を算出する（Ｓ１０５）。
【００６４】
次いで、ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長とキュー３２１に記憶されたキュー長とを照合し、最適キュー長がキュー長よりも大きいときは、無線フレーム受信部３６で受信されたＡＣＫ（応答パケット）を予め設定された基準数に分割する（Ｓ１０６）。
【００６５】
この分割をしたＡＣＫパケット分割部３７は、分割した後のＡＣＫを分割信号としてパケット送信部３８に出力する。このパケット送信部３８は、入力された分割信号をサーバ５０に送信する（Ｓ１０８）。このパケット送信部３８から分割信号が入力されたサーバ５０は、入力された分割信号に対応するＡＣＫの数に応じて、輻輳ウインドウを変更する（Ｓ１０９）。
【００６６】
一方、ＡＣＫパケット分割部３７は、最適キュー長＞キュー長の関係が成り立たない場合には、無線フレーム受信部３６から入力されたＡＣＫをそのままパケット送信部３８に出力する。このパケット送信部３８は、入力されたＡＣＫをサーバ５０に送信する。
【００６７】
（２）キュー管理部３２が廃棄確率を決定するまでの手順
先ず、キュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度を特定する。また、キュー管理部３２は、キュー３２１に記憶されたキュー長を特定する。その後、キュー管理部３２は、特定したデータパケットの伝送速度とキュー３２１に記憶されたキュー長との大きさに応じて廃棄確率を決定する。
【００６８】
具体的に、キュー管理部３２は、図４に示す折れ線特性を用いて、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度の値と、キュー３２１に記憶されたキュー長の値とが交わる点を求める。キュー管理部３２は、その求めた交点の縦軸に該当する大きさを廃棄確率として決定する。
【００６９】
この伝送速度とキュー長との関係により廃棄確率を設定したキュー管理部３２は、パケット受信を行うときに、決定した廃棄確率に従い、受信されたデータパケットをキュー３２１に記憶させるか、廃棄する。
【００７０】
（プログラム）
上記説明した内容は、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータにおいて、所定のプログラム言語を利用するための専用プログラムを実行することにより実現することができる。
【００７１】
尚、プログラムは、記録媒体に記録することができる。この記録媒体は、図６に示すように、例えば、ハードディスク６０、フレキシブルディスク７０、コンパクトディスク８０、ＩＣチップ９０、カセットテープ１００などが挙げられる。このようなプログラムを記録した記録媒体によれば、プログラムを取り扱う業者は、プログラムの保存、運搬、販売などを容易に行うことができる。
【００７２】
（基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラムによる作用及び効果）
このような本願に係る発明によれば、キュー管理部３２が、設定された伝送速度とキュー３２１に記憶されたキュー長との大きさに応じて、サーバ５０から移動機１０宛に送信されたデータパケットを廃棄する確率（廃棄確率）を決定することができる。これにより、キュー管理部３２は、サーバ５０から移動機１０宛に送信されたデータパケットを上記廃棄確率で廃棄することができる。
【００７３】
もし、キュー管理部３２で決定された廃棄確率が高くなれば、サーバ５０から移動機１０宛に送信されたパケットデータが全て移動機１０には送信されなくなる。このため、サーバ５０が重複ＡＣＫ若しくは一定時間にＡＣＫを受信せずタイムアウトすることにより、サーバが自ら輻輳ウィンドウを減少させる。この輻輳ウィンドウが減少すれば、キュー管理部３２は、サーバ５０から受信したデータパケットが減少するので、そのデータパケットを廃棄させることなく、そのデータパケットを迅速に該当する移動機１０に送信することができる。
【００７４】
言い換えると、キュー管理部３２が上記廃棄確率を適切に変動させることにより、そのキュー管理部３２は、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００７５】
また、最適キュー長がキュー長よりも大きいときは、ＡＣＫパケット分割部３７は、移動機１０から受信したＡＣＫを予め設定された基準数に分割することができる。これにより、サーバ５０は、ＡＣＫパケット分割部３７で分割されたＡＣＫの数に応じて、輻輳ウィンドウを順次変更することができる。
【００７６】
例えば、バースト的なパケットロスがネットワーク上で発生し、サーバ５０における輻輳ウィンドウが特定のプロトコルにより最小値に設定された場合には、ＡＣＫパケット分割部３７は、受信したＡＣＫを予め設定された基準数に分割することで、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に向上させることができる。
【００７７】
更に、現在の最適キュー長の方がキュー長よりも大きいときは、ＡＣＫパケット分割部３７は、上記分割する基準数を高く設定することができる。この基準数が高く設定されるということは、最適キュー長の方がキュー長よりも大きいので、キュー管理部３２がキュー３２１に記憶するキュー長を更に大きくすることができることを意味する。
【００７８】
もし、この基準数が高くなれば、ＡＣＫパケット分割部３７は、移動機１０から受信したＡＣＫを高い基準数で分割する。この分割によりＡＣＫが増加すれば、サーバ５０は、多くのＡＣＫが返信されるので、これに伴ない輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウが増加すれば、キュー管理部３２は、サーバ５０から受信するデータパケットが大きくなり、結果的にキュー長を大きくすることができる。このことにより、ＡＣＫパケット分割部３７は、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、サーバから移動機に向けて送信されたデータパケットを所定の確率で廃棄させ、又は移動機からサーバ宛に送信された応答パケットを所定の条件の下で分割させることで、結果的にサーバにおける輻輳ウィンドウを最適値に近づけさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る送信制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る送信制御システムの内部構造を示す図である。
【図３】本実施形態に係る輻輳ウインドウが時間に応じて変化する様子を示す図である。
【図４】本実施形態に係る伝送速度とキュー長との関係を示す図である。
【図５】本実施形態に係るデータ伝送方法の手順を示す図である。
【図６】本実施形態に係る記録媒体を示す図である。
【図７】輻輳ウィンドウが時間の大きさに応じて変化する様子を示す従来図である（その１）。
【図８】輻輳ウインドウが時間の大きさに応じて変化する様子を示す従来図である（その２）。
【符号の説明】
１０…移動機、２０…基地局、３０…基地局制御部、３１…パケット受信部、３２…キュー管理部、３３…無線フレーム送信部、３４…伝送速度監視部、３５…キュー長監視部、３６…無線フレーム受信部、３７…ＡＣＫパケット分割部、３８…パケット送信部、４０…ネットワーク、５０…サーバ、６０…ハードディスク、７０…フレキシブルディスク、８０…コンパクトディスク、９０…ＩＣチップ、１００…カセットテープ、３２１…キュー
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動機とデータパケットを配信するサーバとがネットワークに接続され、そのサーバから移動機に対して送信されたデータパケットを廃棄する確率を決定し、又はサーバから移動機に対して送信されたデータパケットに対する応答パケットを予め設定された基準数に分割する基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、インターネットが普及されたことに伴なって、インターネットにアクセスするためのアクセス回線が多様化している。これにより、携帯電話、ＰＨＳ、無線ＬＡＮ等の無線回線を利用したインターネットアクセスが増加している。ＩＭＴ−２０００に代表される第三世代以降の無線通信システムを利用したインターネットアクセスは、パケット通信による高速な伝送速度を実現する一方で、伝送速度が動的に変化する特徴を有する。
【０００３】
該当する移動機への伝送速度は、その移動機におけるトラフィック量、通信品質、収容セル内の空きチャネル、その移動機以外の通信品質、収容セル内の他の移動機の空きチャネル 収容セル内の他の移動機のトラフィック量、各移動機間のトラフィック量によって動的に変化するものである。この伝送速度に関係するインターネット上の殆どのトラフィックは、ＴＣＰに代表されるような自立的な輻輳制御方式を有するプロトコルを用いて処理されている。
【０００４】
このＴＣＰの輻輳制御方式（ＲＦＣ２５８１ ＴＣＰ Congestion Control）では、サーバと移動機との間でパケットロスがない場合には、サーバは輻輳ウインドウを増加させる。すなわち、サーバがＡＣＫを移動機から受信することができた場合には、サーバは輻輳ウィンドウを増加させる。ここで、輻輳ウィンドウとは、例えば、サーバが移動機からのＡＣＫを受信することなく送信できるパケットの量をからなるものである。
【０００５】
一方、サーバが三つの重複したＡＣＫを移動機から受信するか、又はサーバが一定時間の間新しいセグメントに対するＡＣＫを移動機から受信しない場合には、サーバは、輻輳によってパケットロスが発生したものと判断し、輻輳ウィンドウを減少させる。
【０００６】
この輻輳ウィンドウが減少した場合には、サーバは、減少した輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウの増加率は、スロースタート又は輻輳回避のいずれかの状態にあるかで相違する。スロースタートと輻輳回避との状態の違いは、輻輳ウィンドウとssthresh（閾値）との関係で決まる。
【０００７】
このスロースタートの状態は、輻輳ウインドウがssthreshよりも小さい（輻輳ウィンドウ＜ssthresh）ときを意味する。状態がスロースタートに移行されたときには、サーバは、ＡＣＫを受け取る毎に１セグメント分だけ輻輳ウィンドウを増加させる。その結果、サーバは指数関数的に輻輳ウィンドウを増加させることになる。
【０００８】
一方、輻輳回避の状態は、輻輳ウィンドウがssthreshよりも大きい（輻輳ウィンドウ＜ssthresh）ときに移行される。状態が輻輳回避に移行されたときには、サーバは、ＡＣＫを受け取る毎に１／輻輳ウィンドウ分だけ輻輳ウィンドウを増加させる。その後、サーバは線形に輻輳ウィンドウを増加させる。
【０００９】
上記各状態において輻輳ウィンドウが減少するのは次の理由によるものである。図７は、輻輳ウインドウの変化を示す図である。同図中の時間は、サーバが送信データを移動機に送信した後、サーバがその送信データに対応するＡＣＫを移動機から受信するまでの時間を意味する。
【００１０】
この輻輳ウィンドウの減少は主に二つのパターンが存在する。一つ目のパターンとしては、図７に示すように、サーバが三つの重複したＡＣＫを移動機から受信をしたときに輻輳ウィンドウが減少する。二つ目のパターンとしては、サーバが一定時間内に新たなセグメントに対するＡＣＫを受信しないときに輻輳ウインドウが減少する。これらの輻輳ウィンドウが減少したときは、サーバは、次のような処理をし、輻輳ウインドウを最適値に近づける。
【００１１】
すなわち、サーバが三つの重複したＡＣＫを移動機から受信したときには、サーバは、現在の輻輳ウィンドウの半分の値をssthreshに記憶させて、輻輳ウィンドウを半分の値にする。一方、サーバが一定時間内に新たなセグメントに対するＡＣＫを受信しない場合には、サーバは現在の輻輳ウィンドウの半分の値をssthreshに記憶させて、輻輳ウィンドウを最小にする。
【００１２】
輻輳ウィンドウを前の輻輳ウインドウに対して半分又は最小になるように変更したサーバは、ＡＣＫを受信する度に輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウの最適値は、一般に帯域幅と遅延時間との関係で規定されている。図８は、輻輳ウインドウの最適値と限界値との関係を示す図である。
【００１３】
一般に無線アクセス回線は、伝送速度が有線回線に比べて遅いため、輻輳ウィンドウの最適値を超えた分は、基地局制御装置（基地局を制御する装置）のキューに蓄積される。限界値を超えるパケットが基地局制御装置のキューにたまるとパケットは廃棄される。ここで、基地局制御装置は、サーバと移動機との間でデータの送受信をするものである。
【００１４】
一方、限界値が輻輳ウィンドウの最適値よりも低い場合には、スループットが低下する。このため、限界値は、帯域幅動的変化に連動する輻輳ウィンドウの最適値が取り得る最大値よりも大きな値になるように固定的に設定される。
【００１５】
しかしながら、帯域幅と輻輳ウィンドウとの最適値が小さい場合には、限界値と輻輳ウィンドウとの最適値の差が大きくなり、基地局制御装置ではメモリ資源が無駄に使われることになる。また、この最適値を超えた分の輻輳ウィンドウのパケットは、基地局制御装置のキューに蓄積されるため、通信路に送出されるまでに時間がかかる。
【００１６】
更に、結果的にはサーバは、サーバと移動機との間で新たなコネクションを確立させるまでに時間がかかる、リアルタイム性を必要とするデータの有効性が失われてしまうという問題が発生していた。
【００１７】
この問題を回避するための従来技術としては、伝送速度が可変である通信システムにおいて、容量可変バッファのバッファ容量を伝送速度に応じて増減させる。この増減をさせた通信システムは、最適なバッファ容量を設定する（例えば、特許文献１参照）。これにより、上記通信システムは、無効となってしまうデータを最小限に留めることができ、有効なデータのみを通信回線に送信することができる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−１７４１８５号公報（第１−８項、図２）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術では、通信システムが伝送速度に応じて最適なバッファ容量の設定を可能とするが、この通信システムは伝送速度が遅くなるのに連動してバッファ容量を縮小する。このため、縮小されたバッファ部分に蓄積されていたパケットが廃棄され、その結果バースト的なパケット廃棄が生ずる。
【００２０】
一方、ＴＣＰに代表されるような自立的な輻輳制御方式を有するプロトコルでは、バースト的なパケットロスが発生すると、しばしば輻輳ウィンドウが最小値に設定され、廃棄されたパケットが再送される。この輻輳ウィンドウは、サーバがＡＣＫを移動機から受信する度に、輻輳ウィンドウが最小値から徐々に大きくなる。そのうち輻輳ウィンドウは最適値まで達するが、そのようになるまでには幾分かの時間がかかる。
【００２１】
以上のように、限界値が小さく設定されると、帯域幅が大きい場合にはスループットが低下する。一方、限界値が大きく設定されると、基地局制御装置では無駄なメモリ資源が必要となる。このため、新たなコネクションを確立させるまでに相当の時間がかかる、リアルタイム性を必要とするデータの有効性が失われてしまう。
【００２２】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、サーバから移動機に向けて送信されたデータパケットを所定の確率で廃棄させ、又は移動機からサーバ宛に送信された応答パケットを所定の条件の下で分割させることで、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることのできる基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラムを提供することを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本願に係る発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、移動機とデータパケットを配信するサーバとがネットワークに接続され、サーバから移動機に対して送信されたデータパケットを廃棄する確率を決定する際に、移動機に送信するデータパケットをキュー長として一時的にキューに記憶し、移動機に送信するデータパケットの伝送速度を設定し、設定された伝送速度とキューに記憶されたキュー長との大きさに応じて、サーバから移動機に対して送信されたデータパケットを廃棄する確率を決定することを特徴とする。
【００２４】
このような本願に係る発明によれば、基地局制御装置が、設定された伝送速度とキューに記憶されたキュー長との大きさに応じて、サーバから移動機宛に送信されたデータパケットを廃棄する確率（廃棄確率）を決定することができる。これにより、基地局制御装置が、サーバから移動機宛に送信されたデータパケットを上記廃棄確率で廃棄することができる。
【００２５】
もし、基地局制御装置で決定された廃棄確率が高くなれば、サーバから移動機宛に送信されたパケットデータが全て移動機には送信されなくなる。このため、サーバが重複ＡＣＫ若しくは一定時間にＡＣＫを受信せずタイムアウトすることにより、サーバが自ら輻輳ウィンドウを減少させる。この輻輳ウィンドウが減少すれば、基地局制御装置は、サーバから送信されるデータパケットが減少するので、そのデータパケットを廃棄させることなく、そのデータパケットを迅速に該当する移動機に送信することができる。
【００２６】
言い換えると、基地局制御装置が上記廃棄確率を適切に変動させることにより、その基地局制御装置は、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００２７】
また、本願に係る発明は、移動機とデータパケットを配信するサーバとがネットワークに接続され、サーバから移動機に対して送信されたデータパケットに対する応答パケットを予め設定された基準数に分割する際に、移動機に送信するデータパケットをキュー長として一時的にキューに記憶し、予め設定された基準長とキューに記憶されたキュー長とを照合し、基準長がキュー長よりも大きいときは、応答パケットを予め設定された基準数に分割することを特徴とする。
【００２８】
このような本願に係る発明によれば、上記基準長がキュー長よりも大きいときは、基地局制御装置は、移動機から受信した応答パケットを予め設定された基準数に分割することができる。これにより、サーバは、基地局制御装置で分割された応答パケットの数に応じて、移動局宛に送信するパケットの量（輻輳ウィンドウ）を順次変更することができる。
【００２９】
例えば、バースト的なパケットロスがネットワーク上で発生し、サーバにおける輻輳ウィンドウが特定のプロトコルにより最小値に設定された場合であっても、基地局制御装置は、受信した応答パケットを予め設定された基準数に分割することで、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に向上させることができる。
【００３０】
上記発明においては、予め設定された基準長とキューに記憶されたキュー長との差分を算出し、算出した差分の大きさに応じて上記基準数を設定することが好ましい。この場合には、現在の基準長の方がキュー長よりも大きいときは、基地局制御装置は、上記分割する基準数を高く設定することができる。
【００３１】
この基準数が高く設定されるということは、基地局制御装置が現在のキュー長を更に大きくすることができることを意味する。もし、この基準数が高くなれば、基地局制御装置は、移動機から受信した応答パケットを高い基準数で分割する。この分割により応答パケットが増加すれば、サーバは、増加された応答パケットに基づいて輻輳ウィンドウを増加させる。
【００３２】
この分割によりＡＣＫが増加すれば、サーバは、多くの応答パケットが返信されるので、これに伴ない輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウが増加すれば、基地局制御装置は、サーバから受信するデータパケットが大きくなり、結果的にキュー長を大きくすることができる。このことにより、基地局制御装置は、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００３３】
上記発明においては、移動機に送信するデータパケットの伝送速度を設定し、設定された伝送速度に応じて基準数を設定することが好ましい。この場合には、基地局制御装置は、移動機から受信した応答パケットを上記基準数で分割することができるので、サーバにおける輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（送信制御システムの基本構成）
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る送信制御システムを示す概略構成図である。
【００３５】
同図に示すように、本実施形態に係る送信制御システムは、移動機１０ａ、１０ｂと、基地局２０と、基地局制御部３０（基地局制御装置）と、ネットワーク４０と、サーバ５０とを備える。尚、基地局制御部３０は、基地局２０に備えてもよい。
【００３６】
尚、本実施形態では、移動機１０は、サーバ５０宛にこれまで受信したデータパケットのパケット数を確認するための応答パケットを送信し、サーバ５０は、移動機１０からの応答パケットの確認を行うことなく、移動機１０宛にデータパケットを送信するものである。
【００３７】
移動機１０は、サーバ５０と基地局２０との間でデータパケットを送受信するものである。この移動機１０は、例えば携帯電話機、PDA等が挙げられる。具体的に、移動機１０は、サーバ５０から送信されたデータパケットに対する応答を応答パケット（ＡＣＫ）としてサーバ５０宛に送信する。
【００３８】
基地局２０は、基地局制御部３０から入力されたデータパケットを該当する移動機１０に送信するものである。また、基地局２０は、移動機１０から送信されたデータパケット又はＡＣＫを基地局制御部３０に出力するものでもある。サーバ５０は、基地局制御部３０、基地局２０を介してデータパケットを移動機１０に送信するものである。また、サーバは、後述するように、基地局制御部３０で分割された応答パケットの数に応じて、移動機１０宛に送信するデータパケットの量を変更するものである。
【００３９】
このサーバ５０と基地局制御部３０とは、ネットワーク４０に接続される。このネットワーク４０は、本実施形態では、無線又は有線で構築される接続網を意味する。このネットワーク４０に接続されたサーバ５０と移動機１０とは、ＴＣＰで通信をすることが可能である。
【００４０】
前記基地局制御部３０は、本実施形態では、図２に示すように、パケット受信部３１（受信手段）と、キュー管理部３２（廃棄確率決定手段）と、無線フレーム送信部３３と、伝送速度監視部３４と、キュー長監視部３５と、無線フレーム受信部３６と、ＡＣＫパケット分割部３７（分割手段）と、パケット送信部３８とを備える。この基地局制御部３０は、基地局２０及びネットワーク４０に接続される。
【００４１】
パケット受信部３１は、サーバ５０からデータパケットを受信するものである。具体的に、パケット受信部３１は、サーバ５０から送信されたデータパケットを受信し、受信したデータパケットをキュー管理部３２に出力する。
【００４２】
キュー管理部３２は、移動機１０に送信するデータパケットをキュー長として一時的に記憶するキュー３２１を備える。このキュー長は、本実施形態では、キューに記憶されるパケットの数、パケットの長さ又はパケットの量を意味する。このキュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３で設定されたデータパケットの伝送速度とキュー３２１に記憶されたキュー長との大きさに応じて、パケット受信部３１で受信されたデータパケットを廃棄する確率（データパケットの廃棄確率）を決定するものである。
【００４３】
具体的に、キュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３からの要求に基づいて、キュー管理部３２内のキュー３２１に保存されているデータパケットを無線フレーム送信部３３に出力する。この無線フレーム送信部３３がデータパケットを該当する移動機１０に送信し、その無線フレーム送信部３３が新たなデータパケットを送信するための要求をキュー管理部３２にするまでは、キュー管理部３２は、パケット受信部３１から入力されたデータパケットをキュー管理部３２内のキュー３２１に記憶させるか、又は廃棄する。
【００４４】
ここで、キュー管理部３２が、入力されたデータパケットを廃棄するか、キュー３２１に記憶させるかは、本実施形態では、ＥＲＤ（Early Random Drop）アルゴリズムを用いて行うことができる。このアルゴリズムは、ＥＲＤに限定されるものではなく、それ以外のＲＥＤ（Random Early Detection）等のアルゴリズムを用いてもよい。
【００４５】
本実施形態で用いるアルゴリズムは、上記伝送速度及びキュー長に応じて廃棄確率のパラメータを変化させることができるものであればよい。図４に示すように、このアルゴリズムを用いたキュー長及び廃棄確率に関する折れ線特性（理論特性）は、本実施形態では、予め定められているものとする。
【００４６】
この各折れ線特性は、キュー長の最低値（min thresh for --kbps)を基準位置とし、キュー長及び伝送速度の大きさに応じて、その基準位置から所定の傾きを持った直線を描くものである。キュー管理部３２は、その折れ線特性を用いて、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度の値と、キュー３２１に記憶されたキュー長の値とが交わる点を求める。キュー管理部３２は、その求めた点の縦軸に該当する大きさを廃棄確率として決定する。
【００４７】
この伝送速度とキュー長との関係により廃棄確率を決定したキュー管理部３２は、パケット受信を行うときに、決定した廃棄確率に従い、受信されたパケットをキュー３２１に記憶させるか、廃棄する。
【００４８】
また、キュー管理部３２は、伝送速度監視部３４から通知された伝送速度又はＡＣＫパケット分割部３７で測定された遅延時間の大きさに応じて、最適キュー長（基準長）を設定するものである。この最適キュー長は、本実施形態では、伝送速度と遅延時間との関数で表現することができる。ここで、遅延時間とは、サーバ５０がデータを該当する移動機１０に送信した後、サーバ５０がそのデータに対するＡＣＫを受信するまでの時間（ラウンドトリップ時間）を意味する。
【００４９】
無線フレーム送信部３３は、キュー３２１に記憶されたデータパケットを該当する移動機１０に送信するものである。また、無線フレーム送信部３３は、移動機１０に送信するデータパケットの伝送速度を設定するものである。ここで、伝送速度は、無線フレーム送信部３３と移動機１０との間の通信状況に応じて動的に変化する。この伝送速度は、主に６４〜３８４kbpsの範囲内で変化する。
【００５０】
伝送速度監視部３４は、無線フレーム送信部３３で把握されている伝送速度をキュー管理部３２及びＡＣＫパケット分割部３７に通知するものである。この伝送速度監視部３４は、無線フレーム送信部３３、キュー管理部３２及びＡＣＫパケット分割部３７に接続される。
【００５１】
無線フレーム受信部３６は、移動機１０からサーバ５０宛に送信されたＡＣＫ（応答パケット）を受信したときは、受信したＡＣＫをＡＣＫパケット分割部３７に出力するものである。キュー長監視部３５は、キュー３２１内のキュー長を逐次ＡＣＫパケット分割部３７に通知するものである。このキュー長監視部３５は、キュー管理部３２及びＡＣＫパケット分割部３７に接続される。
【００５２】
ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長とキュー３２１に記憶されたキュー長とを照合し、最適キュー長がキュー長よりも大きいときは、無線フレーム受信部３６で受信されたＡＣＫ（応答パケット）を予め設定された基準数に分割するものである。
【００５３】
尚、ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長とキュー３２１に記憶されたキュー長との差分を算出し、算出した差分の大きさに応じて上記基準数を設定することが好ましい。又はＡＣＫパケット分割部３７は、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度に応じて基準数を設定することをが好ましい。
【００５４】
具体的に、ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長と、キュー長監視部３５から通知されたキュー長とを比較する。この比較をしたＡＣＫパケット分割部３７は、最適キュー長＞キュー長の関係が成り立つ場合には、無線フレーム受信部３６から入力されたＡＣＫを予め設定された基準数に分割する。
【００５５】
この分割をしたＡＣＫパケット分割部３７は、分割した後のＡＣＫを分割信号としてパケット送信部３８に出力する。このパケット送信部３８は、入力された分割信号をサーバ５０に送信する。このパケット送信部３８から分割信号が入力されたサーバ５０は、入力された分割信号に対応するＡＣＫの数に応じて、輻輳ウインドウを変更する。
【００５６】
一方、ＡＣＫパケット分割部３７は、最適キュー長＞キュー長の関係が成り立たない場合には、無線フレーム受信部３６から入力されたＡＣＫをそのままパケット送信部３８に出力する。
【００５７】
図３は、輻輳ウィンドウが変化する様子を示す図である。同図は、一つのＡＣＫを分割する際の基準数を固定で２に設定した場合の輻輳ウィンドウの変化の例である。同図に示すように、伝送速度が６４kbps→１２８kbps→６４kbps→３８４kbps→６４kbps→３８４kbpsと変化した場合には、輻輳ウィンドウの最適値が伝送速度に応じて変化する。これにより、基地局制御部３０は、上記各処理を施すことにより、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００５８】
（送信制御システム、基地局制御装置を用いたデータ伝送方法）
上記構成を有する送信制御システム、基地局制御装置によるデータ伝送方法は、以下の手順により実施することができる。
【００５９】
（１）基地局制御部３０がＡＣＫを分割するまでの手順
図５は、基地局制御部３０がＡＣＫを分割するまでの手順を示すフロー図である。図５に示すように、先ず移動機１０がサーバ５０宛にデータパケットを要求する（Ｓ１０１）。尚、サーバ５０が移動機１０に向けてＴＣＰコネクションを確立させてもよい。
【００６０】
移動機１０からデータパケットの要求を受信したサーバ５０は、該当するデータパケットを基地局制御部３０に送信する（Ｓ１０２）。パケット受信部３１は、サーバ５０から送信されたデータパケットを受信し、受信したデータパケットをキュー管理部３２に出力する。
【００６１】
次いで、無線フレーム送信部３３がサーバ５０から送信されたデータパケットを該当する移動機１０に送信する（Ｓ１０３）。具体的に、キュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３からの要求に基づいて、キュー管理部３２内のキュー３２１に保存されているデータパケットを無線フレーム送信部３３に出力する。キュー管理部３２からデータパケットが入力された無線フレーム送信部３３は、入力されたデータパケットを移動機１０に送信する。
【００６２】
次いで、移動機１０が、基地局制御部３０から送信されたデータパケットに対応する応答をＡＣＫ（応答パケット）としてサーバ５０宛に送信する（Ｓ１０４）。移動機１０からサーバ５０宛に送信されたＡＣＫを受信した無線フレーム受信部３６は、受信したＡＣＫをＡＣＫパケット分割部３７に出力する。
【００６３】
その後、キュー管理部３２が、伝送速度監視部３４から通知された伝送速度又はＡＣＫパケット分割部３７で測定された遅延時間の大きさに応じて、最適キュー長（基準長）を算出する（Ｓ１０５）。
【００６４】
次いで、ＡＣＫパケット分割部３７は、キュー管理部３２で設定された最適キュー長とキュー３２１に記憶されたキュー長とを照合し、最適キュー長がキュー長よりも大きいときは、無線フレーム受信部３６で受信されたＡＣＫ（応答パケット）を予め設定された基準数に分割する（Ｓ１０６）。
【００６５】
この分割をしたＡＣＫパケット分割部３７は、分割した後のＡＣＫを分割信号としてパケット送信部３８に出力する。このパケット送信部３８は、入力された分割信号をサーバ５０に送信する（Ｓ１０８）。このパケット送信部３８から分割信号が入力されたサーバ５０は、入力された分割信号に対応するＡＣＫの数に応じて、輻輳ウインドウを変更する（Ｓ１０９）。
【００６６】
一方、ＡＣＫパケット分割部３７は、最適キュー長＞キュー長の関係が成り立たない場合には、無線フレーム受信部３６から入力されたＡＣＫをそのままパケット送信部３８に出力する。このパケット送信部３８は、入力されたＡＣＫをサーバ５０に送信する。
【００６７】
（２）キュー管理部３２が廃棄確率を決定するまでの手順
先ず、キュー管理部３２は、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度を特定する。また、キュー管理部３２は、キュー３２１に記憶されたキュー長を特定する。その後、キュー管理部３２は、特定したデータパケットの伝送速度とキュー３２１に記憶されたキュー長との大きさに応じて廃棄確率を決定する。
【００６８】
具体的に、キュー管理部３２は、図４に示す折れ線特性を用いて、無線フレーム送信部３３で設定された伝送速度の値と、キュー３２１に記憶されたキュー長の値とが交わる点を求める。キュー管理部３２は、その求めた交点の縦軸に該当する大きさを廃棄確率として決定する。
【００６９】
この伝送速度とキュー長との関係により廃棄確率を設定したキュー管理部３２は、パケット受信を行うときに、決定した廃棄確率に従い、受信されたデータパケットをキュー３２１に記憶させるか、廃棄する。
【００７０】
（プログラム）
上記説明した内容は、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータにおいて、所定のプログラム言語を利用するための専用プログラムを実行することにより実現することができる。
【００７１】
尚、プログラムは、記録媒体に記録することができる。この記録媒体は、図６に示すように、例えば、ハードディスク６０、フレキシブルディスク７０、コンパクトディスク８０、ＩＣチップ９０、カセットテープ１００などが挙げられる。このようなプログラムを記録した記録媒体によれば、プログラムを取り扱う業者は、プログラムの保存、運搬、販売などを容易に行うことができる。
【００７２】
（基地局制御装置、データ伝送方法及びプログラムによる作用及び効果）
このような本願に係る発明によれば、キュー管理部３２が、設定された伝送速度とキュー３２１に記憶されたキュー長との大きさに応じて、サーバ５０から移動機１０宛に送信されたデータパケットを廃棄する確率（廃棄確率）を決定することができる。これにより、キュー管理部３２は、サーバ５０から移動機１０宛に送信されたデータパケットを上記廃棄確率で廃棄することができる。
【００７３】
もし、キュー管理部３２で決定された廃棄確率が高くなれば、サーバ５０から移動機１０宛に送信されたパケットデータが全て移動機１０には送信されなくなる。このため、サーバ５０が重複ＡＣＫ若しくは一定時間にＡＣＫを受信せずタイムアウトすることにより、サーバが自ら輻輳ウィンドウを減少させる。この輻輳ウィンドウが減少すれば、キュー管理部３２は、サーバ５０から受信したデータパケットが減少するので、そのデータパケットを廃棄させることなく、そのデータパケットを迅速に該当する移動機１０に送信することができる。
【００７４】
言い換えると、キュー管理部３２が上記廃棄確率を適切に変動させることにより、そのキュー管理部３２は、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００７５】
また、最適キュー長がキュー長よりも大きいときは、ＡＣＫパケット分割部３７は、移動機１０から受信したＡＣＫを予め設定された基準数に分割することができる。これにより、サーバ５０は、ＡＣＫパケット分割部３７で分割されたＡＣＫの数に応じて、輻輳ウィンドウを順次変更することができる。
【００７６】
例えば、バースト的なパケットロスがネットワーク上で発生し、サーバ５０における輻輳ウィンドウが特定のプロトコルにより最小値に設定された場合には、ＡＣＫパケット分割部３７は、受信したＡＣＫを予め設定された基準数に分割することで、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に向上させることができる。
【００７７】
更に、現在の最適キュー長の方がキュー長よりも大きいときは、ＡＣＫパケット分割部３７は、上記分割する基準数を高く設定することができる。この基準数が高く設定されるということは、最適キュー長の方がキュー長よりも大きいので、キュー管理部３２がキュー３２１に記憶するキュー長を更に大きくすることができることを意味する。
【００７８】
もし、この基準数が高くなれば、ＡＣＫパケット分割部３７は、移動機１０から受信したＡＣＫを高い基準数で分割する。この分割によりＡＣＫが増加すれば、サーバ５０は、多くのＡＣＫが返信されるので、これに伴ない輻輳ウィンドウを増加させる。この輻輳ウィンドウが増加すれば、キュー管理部３２は、サーバ５０から受信するデータパケットが大きくなり、結果的にキュー長を大きくすることができる。このことにより、ＡＣＫパケット分割部３７は、サーバ５０における輻輳ウィンドウを結果的に最適値に近づけさせることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、サーバから移動機に向けて送信されたデータパケットを所定の確率で廃棄させ、又は移動機からサーバ宛に送信された応答パケットを所定の条件の下で分割させることで、結果的にサーバにおける輻輳ウィンドウを最適値に近づけさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る送信制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る送信制御システムの内部構造を示す図である。
【図３】本実施形態に係る輻輳ウインドウが時間に応じて変化する様子を示す図である。
【図４】本実施形態に係る伝送速度とキュー長との関係を示す図である。
【図５】本実施形態に係るデータ伝送方法の手順を示す図である。
【図６】本実施形態に係る記録媒体を示す図である。
【図７】輻輳ウィンドウが時間の大きさに応じて変化する様子を示す従来図である（その１）。
【図８】輻輳ウインドウが時間の大きさに応じて変化する様子を示す従来図である（その２）。
【符号の説明】
１０…移動機、２０…基地局、３０…基地局制御部、３１…パケット受信部、３２…キュー管理部、３３…無線フレーム送信部、３４…伝送速度監視部、３５…キュー長監視部、３６…無線フレーム受信部、３７…ＡＣＫパケット分割部、３８…パケット送信部、４０…ネットワーク、５０…サーバ、６０…ハードディスク、７０…フレキシブルディスク、８０…コンパクトディスク、９０…ＩＣチップ、１００…カセットテープ、３２１…キュー
Claims (15)
- 移動機とサーバとに接続された基地局制御装置であって、
前記サーバから、前記移動機に対して送信されたデータパケットを受信する第１受信手段と、
前記第１受信手段によって受信された前記データパケットのうち、前記移動機に送信される送信データパケットを一時的に記憶するキューと、
前記キューに記憶された前記送信データパケットを前記移動機に対して送信する第１送信手段と、
前記第１送信手段から前記移動機への、前記送信データパケットの送信速度を示す伝送速度を設定する速度設定手段と、
前記速度設定手段で設定された前記伝送速度の大きさと、前記キューに記憶された前記送信データパケットの量とに応じて、前記サーバから前記移動機に対して送信される新たなデータパケットを廃棄する確率を決定する廃棄確率決定手段と、
前記移動機から、前記第１送信手段によって送信される前記送信データパケットに対する応答を示す応答パケットを受信する第２受信手段と、
前記第２受信手段によって受信された前記応答パケットをサーバに対して送信する第２送信手段とを備え、
前記廃棄確率決定手段は、
前記確率を、前記伝送速度の増加に応じて減少させ、前記伝送速度の減少に応じて増加させ、
決定した前記確率に従って、前記第１受信手段によって受信される前記新たなデータパケットを、前記送信データパケットとして前記キューに記憶させるか、又は廃棄する
ことを特徴とする基地局制御装置。 - 請求項１に記載の基地局制御装置であって、
予め設定された最適パケット量と、前記キューに記憶された前記送信データパケットの量とを照合し、前記最適パケット量が前記送信データパケットの量よりも大きいときは、前記応答パケットを予め設定された基準数に分割する分割手段をさらに備え、
前記第２送信手段は、前記分割手段によって前記基準数に分割された応答パケットを、サーバに対して送信する
ことを特徴とする基地局制御装置。 - 請求項２に記載の基地局制御装置であって、
前記分割手段は、前記最適パケット量と前記キューに記憶された前記送信データパケットの量との差分を算出し、算出した該差分の大きさに応じて前記基準数を設定することを特徴とする基地局制御装置。 - 請求項２に記載の基地局制御装置であって、
前記分割手段は、前記速度設定手段で設定された前記伝送速度の大きさに応じて前記基準数を設定することを特徴とする基地局制御装置。 - 請求項１に記載の基地局制御装置であって、
前記速度設定手段は、前記移動機との通信状況に応じて、前記伝送速度を設定することを特徴とする基地局制御装置。 - 移動機とサーバとに接続された基地局制御装置が、
前記サーバから、前記移動機に対して送信されたデータパケットを受信する工程と、
前記データパケットのうち、前記移動機に送信される送信データパケットを一時的にキューに記憶させる工程と、
前記基地局制御装置から前記移動機への、前記送信データパケットの送信速度を示す伝送速度を設定する工程と、
前記キューに記憶された前記送信データパケットの量と、設定された前記伝送速度の大きさとに応じて、前記サーバから前記移動機に対して送信される新たなデータパケットを廃棄する確率を決定する工程と、
前記サーバから、前記移動機に対して送信される前記新たなデータパケットを受信する工程と、
前記確率に従って、前記新たなデータパケットを、前記送信データパケットとして前記キューに記憶させるか、又は廃棄する工程と、
前記キューに記憶された前記送信データパケットを前記移動機に対して送信する工程と、
前記移動機から、送信された前記送信データパケットに対する応答を示す応答パケットを受信する工程と、
前記応答パケットをサーバに対して送信する工程とを有し、
前記確率を決定する工程において、前記確率は、前記伝送速度の増加に応じて減少され、前記伝送速度の減少に応じて増加される
ことを特徴とするデータ伝送方法。 - 請求項６に記載のデータ伝送方法であって、
予め設定された最適パケット量と、前記キューに記憶された前記送信データパケットの量とを照合し、前記最適パケット量が前記送信データパケットの量よりも大きいときは、前記応答パケットを予め設定された基準数に分割する工程をさらに有し、
前記応答パケットをサーバに対して送信する工程では、前記基準数に分割された応答パケットを、サーバに送信する
ことを特徴とするデータ伝送方法。 - 請求項７に記載のデータ伝送方法であって、
前記基準数は、前記最適パケット量と前記キューに記憶された前記送信データパケットの量との差分の大きさに応じて設定されることを特徴とするデータ伝送方法。 - 請求項７に記載のデータ伝送方法であって、
前記基準数は、前記伝送速度の大きさに応じて設定されることを特徴とするデータ伝送方法。 - 請求項６に記載のデータ伝送方法であって、
前記伝送速度は、前記基地局制御装置と前記移動機との通信状況に応じて設定されることを特徴とするデータ伝送方法。 - コンピュータに、
移動機とサーバとに接続された基地局制御装置が、前記サーバから、前記移動機に対して送信されたデータパケットを受信する工程と、
前記データパケットのうち、前記移動機に送信される送信データパケットを一時的にキューに記憶させる工程と、
前記基地局制御装置から前記移動機への、前記送信データパケットの送信速度を示す伝送速度を設定する工程と、
前記キューに記憶された前記送信データパケットの量と、設定された前記伝送速度の大きさとに応じて、前記サーバから前記移動機に対して送信される新たなデータパケットを廃棄する確率を決定する工程と、
前記サーバから、前記移動機に対して送信される前記新たなデータパケットを受信する工程と、
前記確率に従って、前記新たなデータパケットを、前記送信データパケットとして前記キューに記憶させるか、又は廃棄する工程と、
前記キューに記憶された前記送信データパケットを前記移動機に対して送信する工程と、
前記移動機から、送信された前記送信データパケットに対する応答を示す応答パケットを受信する工程と、
前記応答パケットをサーバに対して送信する工程とを有する処理を実行させ、
前記確率を決定する工程において、前記確率は、前記伝送速度の増加に応じて減少され、前記伝送速度の減少に応じて増加される
ことを特徴とするプログラム。 - 請求項１１に記載のプログラムであって、
予め設定された最適パケット量と、前記キューに記憶された前記送信データパケットの量とを照合し、前記最適パケット量が前記送信データパケットの量よりも大きいときは、前記応答パケットを予め設定された基準数に分割する工程を有する処理をさらに実行させ、
前記応答パケットをサーバに対して送信する工程では、前記基準数に分割された応答パケットを、サーバに送信する
ことを特徴とするプログラム。 - 請求項１１に記載のプログラムであって、
前記基準数は、前記最適パケット量と前記キューに記憶された前記送信データパケットの量との差分の大きさに応じて設定されることを特徴とするプログラム。 - 請求項１１に記載のプログラムであって、
前記基準数は、前記伝送速度の大きさに応じて設定されることを特徴とするプログラム。 - 請求項１１に記載のプログラムであって、
前記伝送速度は、前記基地局制御装置と前記移動機との通信状況に応じて設定されることを特徴とするプログラム。
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