JP4594110B2 - 送信装置およびプログラム - Google Patents
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Description
[構成]
図1は本発明の一実施形態に係る通信システム100の構成を示す図である。
この図に示すように、通信システム100は、使用者に携帯される移動機10、管轄する無線エリア内の移動機10と無線通信可能な基地局20、及び基地局20が接続されるコアネットワーク30に接続されるサーバ装置40を有する。移動機10は、基地局20及びコアネットワーク30を介して、サーバ装置40と通信可能である。また、サーバ装置40はゲートウェイサーバであり、インターネット等の外部ネットワーク(図示略)にも接続されている。また、通信システム100はIMT−2000(International Mobile Telecommunications-2000)に準拠しており、移動機10及び基地局20の数はそれぞれ、1以上の任意の数である。また、移動機10及びサーバ装置40はトランスポート層にて、TCPにしたがった通信処理を行う。
この図に示すように、トランスポート層での通信は移動機10及びサーバ装置40のみで終端され、データリンク層での通信は移動機10、基地局20、サーバ装置40、及びコアネットワーク30を構成する通信装置において終端される。移動機10と基地局20との間のデータリンク層はAM(Acknowledgement Mode)モードのRLC副層を有する。このRLC副層にて移動機10及び基地局20が無線リンクを用いてデータフレームを転送する。この転送では、無線リンクにてデータフレームが欠落すると、このデータフレームがARQ(Automatic Repeat Request)方式で再送信される。本実施形態では、再送信の上限回数(上限値)は10回に定められている。上限回数の再送信を行ってもデータフレームの受信を確認できない場合、またはデータ転送時間(データフレームの転送に要する時間)が予め定められた上限時間(上限値)を過ぎた場合、送信ノードは転送対象のデータフレームを破棄する。すなわち、送信ノードは、データ転送遅延が予め定められた上限値を超えたデータフレームを破棄する。
この図から明らかなように、サーバ装置40は、一般的なコンピュータと同様に、CPU(中央処理装置)41が不揮発性メモリ42に記憶されているプログラムを、RAM(Random Access Memory)43をワークエリアとして実行し、これにより各種処理を行う構成となっている。また、不揮発性メモリ42には、プログラムの実行制御を行わせるための制御プログラムと、TCPにしたがった通信処理をトランスポート層にて行わせるための通信プログラム421が記憶されている。図3に示すように、CPU41は計時手段と、再送制御手段と、特殊設定手段と、検出手段を有する。これらの手段は、CPU41が通信プログラム421を読み出し実行することにより実現される。特殊設定手段は、データセグメントの1回目の送信時の再送タイムアウト時間の値として、予め定められた時間テーブルに従って定められる値あるいは無線リンクにおけるデータ転送遅延の上限値に基づいて定められる値を設定する。この上限値は検出手段によって検出される。検出手段は1データフレームにつき可能な再送信の上限回数または無線リンクにおけるデータ転送時間の上限時間に基づいてデータ転送遅延の上限値を検出する。
本実施形態においては、特殊設定手段が、後に詳述するような無線リンク用に予め定められた時間テーブル(図5参照)に基づいて再送タイムアウト時間を設定する場合について説明する。このため、本実施形態においては、CPU41が少なくとも計時手段と、再送制御手段と、特殊設定手段の3手段を有すれば発明の実施が可能である。
この図に示すように、選択処理において、CPU41は通信コネクションの確立に用いられている通信インタフェースを検出し、検出した通信インタフェースがコアネットワーク30用の通信インタフェース44であれば無線網用の時間テーブルを選択する。逆に外部ネットワーク用の通信インタフェース45であれば、CPU41は通信相手の装置のIP(インターネットプロトコル)アドレスを用いて当該装置が属するサブネットワークを特定し、このサブネットワークが予め定められた特定のサブネットワークであるか否かを判定し、特定のサブネットワークであれば無線網用の時間テーブルを選択する。その他の場合には、CPU41は有線網用の時間テーブルを選択する。選択された時間テーブルは再送タイマ処理において使用される。なお、特定のサブネットワークとは、このサブネットワークを介して通信を行う場合には無線網を経由した通信となるサブネットワークである。
この図に示すように、再送タイマ処理において、CPU41は選択処理にて選択した時間テーブルをRAM43に書き込む。以降、RAM43に書き込まれた時間テーブルを時間テーブル431と記す。次にCPU41は、送信したデータセグメントの送信回数に応じた再送タイムアウト時間を時間テーブル431から読み出して当該データセグメント用の再送タイマにセットし、この再送タイマをスタートさせる。この再送タイマはセットされた時間が経過するとタイムアウトする。CPU41は、この再送タイマがタイムアウトすると、このデータセグメントについてタイムアウトが10回に達したか否かを判定し、達した場合には再送タイマ処理を終了する。逆に達していない場合には、CPU41はこのデータセグメントを再送信し、再送タイムアウト時間の読み出しから始まる処理を繰り返す。なお、CPU41は送信したデータセグメントに対する確認応答セグメントを受信すると、このデータセグメント用の再送タイマを停止し、このデータセグメントに対する再送タイマ処理を終了する。
次に、上述した構成の通信システム100の動作について説明する。
移動機10との間に通信コネクションが確立されると、サーバ装置40のCPU41は通信コネクションの確立に用いられている通信インタフェースを検出し(図4のステップSB1)、検出した通信インタフェースがコアネットワーク30用の通信インタフェース44であれば図5の時間テーブルを選択する(ステップSB2:YES、及びSB3)。逆に外部ネットワーク用の通信インタフェース45であれば、CPU41は通信相手の装置のIPアドレスを用いて当該装置が属するサブネットワークを特定し、このサブネットワークが予め定められた特定のサブネットワークであるか否かを判定し、特定のサブネットワークであれば図5の時間テーブルを選択する(ステップSB2:NO、SB4、SB5:YES、及びSB3)。検出した通信インタフェースがコアネットワーク30用の通信インタフェース44でなく、かつ通信相手の装置の属するサブネットワークが特定のサブネットワークでない場合、CPU41は図6の時間テーブルを選択する(ステップSB2:NO、SB4、SB5:NO、及びSB6)。
まず、セグメントが欠落しない場合の動作について図8及び図9を参照して説明する。これらの図に示すシーケンスは、移動機10と基地局20との間の無線リンクにおけるデータフレームの転送遅延がt0近辺で最も大きく、時間が経つにつれて小さくなっていくことを前提としたものである。
サーバ装置40のCPU41がt0にてデータセグメントを送信し、再送タイマ処理を開始する。再送タイマ処理では、CPU41は図5に示す内容の時間テーブル431をRAM43に書き込む(図7のステップSA1)。次にCPU41は送信したデータセグメントの送信回数(すなわち1回)に応じた再送タイムアウト時間(4s)を時間テーブル431から読み出して当該データセグメント用の再送タイマにセットし、この再送タイマをスタートさせる(ステップSA2及びSA3)。以降、CPU41はこの再送タイマがタイムアウトするまで、すなわちt4まで待つ(ステップSA4:NO)。
次に、セグメントが欠落する場合の動作について図10及び図11を参照して説明する。これらの図に示すシーケンスは、移動機10と基地局20との間の無線リンクにおける通信品質がt0からt5まで極めて悪く、t5からt6にかけて急激に回復することを前提としたものである。
サーバ装置40のCPU41がt0にてデータセグメントを送信し、再送タイマ処理を開始する。ここで行われる再送タイマ処理は前述の通りである(ステップSA1、SA2、SA3、及びSA4:NO)。CPU41により送信されたデータセグメントは基地局20を介して無線区間へ送出されるが、ここで欠落する。したがって、サーバ装置40では、このデータセグメントに対する確認応答セグメントを受信することなく、このデータセグメント用の再送タイマがt4にてタイムアウトする(ステップSA4:YES)。よって、サーバ装置はこのデータセグメントが欠落したとみなし、このデータセグメントを再送信するとともに、このデータセグメント用の再送タイマをスタートさせる(ステップSA5:NO、SA6、SA2、SA3、及びSA4:NO)。
サーバ装置がt0にてデータセグメントを送信し、このデータセグメント用の再送タイマをスタートさせる。そして、サーバ装置では、送信したデータセグメントに対する確認応答セグメントを受信することなく、この再送タイマがt1にてタイムアウトする。よって、サーバ装置はこのデータセグメントが欠落したとみなし、このデータセグメントを再送信するとともに、このデータセグメント用の再送タイマをスタートさせる。そして、サーバ装置では、送信したデータセグメントに対する確認応答セグメントを受信することなく、この再送タイマがt3にてタイムアウトする。よって、サーバ装置はこのデータセグメントが欠落したとみなし、このデータセグメントを再送信するとともに、このデータセグメント用の再送タイマをスタートさせる。そして、サーバ装置では、送信したデータセグメントに対する確認応答セグメントを受信することなく、この再送タイマがt7にてタイムアウトする。よって、サーバ装置はこのデータセグメントが欠落したとみなし、このデータセグメントを再送信するとともに、このデータセグメント用の再送タイマをスタートさせる。この再送タイマのタイムアウトタイミングは8s後である。結局、サーバ装置はt7からt8までの時刻に当該データセグメントの確認応答セグメントを受信することになる。
また、本実施形態では、サーバ装置40が、通信相手の装置のサブネットマスク(通信相手の装置の通信アドレス)に応じて、使用する時間テーブルを変更することができる。よって、無線網を介して通信する装置と有線網のみを介して通信する装置とが混在する環境に用いて好適である。
なお、上述した実施形態では、サーバ装置40のみが無線網用の時間テーブルを用いて再送タイムアウト時間を定めるようにしたが、これと同様の処理を移動機10が行うように変形して本発明を実施してもよい。
また、上述した実施形態では、再送タイマ処理において、テーブルに格納されている再送タイムアウト時間を用いるようにしたが、関数により再送タイムアウト時間を適宜算出し、算出した再送タイムアウト時間を用いるようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、データリンク層におけるデータ転送遅延の上限値は、データフレームの再送信の上限回数とデータ転送時間の上限時間とに基づいて定まるが、上限回数のみ、または上限時間のみに基づいて定まる上限値を用いる形態としてもよい。
また、上述した実施形態では、トランスポート層における1回目のデータセグメント送信時の再送タイムアウト時間として4sが設定されていたが、この値は、1データフレームについて可能な再送信の上限回数および/またはデータ転送時間の上限時間を考慮して定められた、無線リンク(データリンク層)におけるデータ転送遅延の上限値であれば如何なる値をも取り得る。つまり、トランスポート層の下位層である無線リンク特有のデータ転送遅延や無線リンク用のプロトコルに従ってデータフレームの再送信が行われることにより発生するデータ転送遅延に基づいて定められた値でありさえすれば、1sあるいは10sに限りなく近い値であってもよい。とは言っても、トランスポート層における1回目のデータセグメント送信時の再送タイムアウト時間は、おおよそ3sから6sの間の値であることがより好ましい。
また、上述した実施形態では、サーバ装置40と基地局20とを別体としたが、両者を一体化してもよい。この際、この装置が、データリンク層におけるデータ転送遅延の上限値を検出し、検出した上限値に応じた時間を、時間テーブルにおける、データセグメントの1回目の送信後の再送タイムアウト時間としてもよい。
また、上述した実施形態では、使用している通信インタフェース及び通信相手の装置の属するサブネットワークに基づいて時間テーブルを選択するようにしたが、いずれか一方のみに基づいて時間テーブルを選択するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、無線リンクにおける転送遅延の要因としてデータフレームの再送信を例示したが、本発明は、他の要因により転送遅延が生じる無線リンクを用いるシステムにも適用可能である。また、転送遅延が生じるリンクは有線リンクであってもよい。
また、上述した実施形態では、時間テーブルにおける、データセグメントの1回目の送信後の再送タイムアウト時間のみをデータリンク層におけるデータ転送遅延の上限値を考慮した時間(例えば4s)としたが、これに限定されない。
例えば、図12に示すように、1回目および2回目の送信後の再送タイムアウト時間をデータリンク層におけるデータ転送遅延の上限値を考慮した時間(例えば4s)とし、3回目以降の送信後の再送タイムアウト時間が初期値(例えば1s)から指数関数的に増加するようにしてもよい。
また、例えば、図13に示すように、1回目、2回目および3回目の送信後の再送タイムアウト時間をデータリンク層におけるデータ転送遅延の上限値を考慮した時間(例えば4s)とし、4回目以降の送信後の再送タイムアウト時間が初期値(例えば4s)から指数関数的に増加するようにしてもよい。
また、例えば、図14に示すように、1回目の送信後の再送タイムアウト時間をデータリンク層におけるデータ転送遅延の上限値を考慮した時間(例えば4s)とし、2回目の送信後の再送タイムアウト時間を1回目の送信後の再送タイムアウト時間の半分とし、3回目以降の送信後の再送タイムアウト時間が初期値(例えば1s)から指数関数的に増加するようにしてもよい。
また、例えば、仕様が許すのであれば、1回目の送信後の再送タイムアウト時間をデータリンク層におけるデータ転送遅延の上限値を考慮した時間(例えば4s)とし、2回目以降の送信後の再送タイムアウト時間が初期値(例えば1s)から単調増加するようにしてもよい。単調増加の例としては線形増加が挙げられる。
Claims (9)
- トランスポート層にてデータブロックを受信装置へ送信する送信手段と、
データブロックについて前記送信手段により送信されてからの経過時間を計時する計時手段と、
トランスポート層にて前記受信装置からのデータを受信する受信手段と、
データブロックについて前記計時手段により計時された経過時間が該データブロックの再送タイムアウト時間に達すると、前記送信手段に該データブロックを送信させる再送制御手段と、
データブロックの再送タイムアウト時間として、該データブロックの2回目の送信以降の任意の期間においては該データブロックの送信回数を変数とした単調増加関数により定められる時間を設定する一方、該データブロックの1回目の送信から2回目の送信直前までの期間では前記単調増加関数により定められる時間とは異なる予め定められた時間を設定する特殊設定手段と
を有する送信装置。 - 前記単調増加関数は指数関数である
ことを特徴とする請求項1に記載の送信装置。 - データブロックの再送タイムアウト時間として、前記単調増加関数により定められる時間を設定する一般設定手段を有し、
前記再送制御手段は、
前記受信装置の属するネットワークが予め定められたネットワークである場合には、データブロックについて前記計時手段により計時された経過時間が前記特殊設定手段により設定された該データブロックの再送タイムアウト時間に達すると、前記送信手段に該データブロックを送信する一方、
前記受信装置の属するネットワークが予め定められたネットワークでない場合には、データブロックについて前記計時手段により計時された経過時間が前記一般設定手段により設定された該データブロックの再送タイムアウト時間に達すると、前記送信手段に該データブロックを送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の送信装置。 - 一方のネットワークに接続する第1の接続手段と、
他方のネットワークに接続する第2の接続手段と、
データブロックの再送タイムアウト時間として、前記単調増加関数により定められる時間を設定する一般設定手段とを有し、
前記送信手段は、前記第1の接続手段または前記第2の接続手段を用いて、トランスポート層にてデータブロックを受信装置へ送信し、
前記再送制御手段は、
前記送信手段が前記第1の接続手段を用いてデータブロックを受信装置へ送信する場合には、データブロックについて前記計時手段により計時された経過時間が前記特殊設定手段により設定された該データブロックの再送タイムアウト時間に達すると、前記送信手段に該データブロックを送信する一方、
前記送信手段が前記第2の接続手段を用いてデータブロックを受信装置へ送信する場合には、データブロックについて前記計時手段により計時された経過時間が前記一般設定手段により設定された該データブロックの再送タイムアウト時間に達すると、前記送信手段に該データブロックを送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の送信装置。 - トランスポート層にてデータブロックを受信装置へ送信する送信手段と、
データブロックについて前記送信手段により送信されてからの経過時間を計時する計時手段と、
トランスポート層にて前記受信装置からのデータを受信する受信手段と、
データブロックについて前記計時手段により計時された経過時間が該データブロックの再送タイムアウト時間に達すると、前記送信手段に該データブロックを送信させる再送制御手段と、
前記受信装置との間の通信路を構成する、データ転送時間および同一データの再送回数の少なくとも一方について上限値が定められている通信リンクにおける前記上限値を検出する検出手段と、
データブロックの再送タイムアウト時間として、該データブロックの2回目の送信以降の任意の期間においては該データブロックの送信回数を変数とした単調増加関数により定められる時間を設定する一方、該データブロックの1回目の送信から2回目の送信直前までの期間では前記検出手段により検出された前記上限値に応じた時間を設定する特殊設定手段と
を有する送信装置。 - 前記上限値は3秒〜6秒の間である
ことを特徴とする請求項5に記載の送信装置 - トランスポート層にてデータブロックを受信装置へ送信する送信手段と、
データブロックについて前記送信手段により送信されてからの経過時間を計時する計時手段と、
トランスポート層にて前記受信装置からのデータを受信する受信手段と、
データブロックについて前記計時手段により計時された経過時間が該データブロックの再送タイムアウト時間に達すると、前記送信手段に該データブロックを送信させる再送制御手段と、
送信したデータが、前記受信装置との間の通信路を構成する、データ転送時間および同一データの再送回数の少なくとも一方について上限値が定められている通信リンクにおいて欠落した場合に、前記少なくとも一方が前記上限値以下であれば前記通信リンクを用いて該データを送信する再送手段と、
データブロックの再送タイムアウト時間として、該データブロックの1回目の送信から2回目の送信直前までの期間では前記上限値に応じた時間を設定する一方、該データブロックの2回目の送信以降の任意の期間においては該データブロックの送信回数を変数とした単調増加関数により定められる時間を設定する特殊設定手段と
を有する送信装置。 - 前記通信リンクは無線リンクである
ことを特徴とする請求項7に記載の送信装置。 - コンピュータを、
トランスポート層にてデータブロックを受信装置へ送信する送信手段と、
データブロックについて前記送信手段により送信されてからの経過時間を計時する計時手段と、
トランスポート層にて前記受信装置からのデータを受信する受信手段と、
データブロックについて前記計時手段により計時された経過時間が該データブロックの再送タイムアウト時間に達すると、前記送信手段に該データブロックを送信させる再送制御手段と、
データブロックの再送タイムアウト時間として、該データブロックの2回目の送信以降の任意の期間においては該データブロックの送信回数を変数とした単調増加関数により定められる時間を設定する一方、該データブロックの1回目の送信から2回目の送信直前までの期間では前記単調増加関数により定められる時間とは異なる予め定められた時間を設定する特殊設定手段
として機能させるためのプログラム。
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