(57)【要約】【課題】帯域が不安定なネットワーク側通信区間を介して多くのデータパケットを送信する場合でもリアルタイム通信における伝送遅延やパケットロス率を低減する。【解決手段】無線通信システム１０Ａでは、無線端末１００と無線通信を行う無線基地局２００Ａ、及び、無線端末１００の通信先装置５００と無線基地局２００Ａとの間のゲートウェイ装置３００Ａのうち、一方をデータパケットの送信側装置とし、他方をデータパケットの受信側装置とする。送信側装置は、受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、且つ、データパケットの種別がリアルタイムパケットである場合に、受信側装置に送信する複数のデータパケットに代えて、連結データパケットを受信側装置に送信する。連結データパケットは、複数のデータパケットそれぞれのペイロード部分を連結して得られた連結ペイロード部分と、１つのヘッダ部分とによって構成される。【選択図】図１
2010226688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と無線通信を行う無線基地局、及び、前記無線端末の通信先装置と前記無線基地局との間の通信経路上の転送制御装置のうち、一方をデータパケットの送信側装置とし、他方を前記データパケットの受信側装置とする無線通信システムであって、
前記データパケットは、前記データパケットの転送制御に用いられる第１ヘッダ部分と、前記第１ヘッダ部分以外のペイロード部分とによって構成され、
前記送信側装置は、前記受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、且つ、前記データパケットの種別がリアルタイムパケットである場合に、前記受信側装置に送信する複数のデータパケットに代えて、連結データパケットを前記受信側装置に送信し、
前記連結データパケットは、前記複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分を連結して得られた連結ペイロード部分と、１つの前記第１ヘッダ部分とによって構成され、
前記受信側装置は、前記連結データパケットを前記送信側装置から受信した場合に、受信した前記連結データパケット内の前記連結ペイロード部分を前記ペイロード部分単位に分解する無線通信システム。
【請求項２】
前記送信側装置は、前記受信側装置に送信すべきデータ量が前記閾値を超え、前記データパケットの種別が前記リアルタイムパケットであり、且つ、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間の通信品質が劣化している場合に、前記複数のデータパケットに代えて、前記連結データパケットを前記受信側装置に送信する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記連結ペイロード部分は、前記複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分に加え、前記受信側装置における前記連結ペイロード部分の分解に用いられる分解用情報を含む請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第１ヘッダ部分は、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間における転送制御に用いられ、
前記ペイロード部分は、前記無線端末と前記通信先装置との通信の制御に用いられる第２ヘッダ部分と、前記第２ヘッダ部分以外のユーザデータ部分とを含み、
前記送信側装置は、前記連結ペイロード部分を構成する複数のペイロード部分のうち、１つのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を維持しつつ、残りのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を省略し、
前記受信側装置は、前記連結ペイロード部分を前記ペイロード部分単位に分解するとともに、前記送信側装置によって維持された前記第２ヘッダ部分を用いて、前記送信側装置によって省略された前記第２ヘッダ部分を再構築する請求項１〜３の何れか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記無線基地局は、複数の無線端末との無線通信を行い、
前記送信側装置は、
前記複数の無線端末のうちの同一無線端末を送信元又は送信先とする複数のペイロード部分を特定し、
特定した前記複数のペイロード部分のうち、１つのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を維持しつつ、残りのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を省略する請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
無線端末と無線通信を行う無線基地局、及び、前記無線端末の通信先装置と前記無線基地局との間の通信経路上の転送制御装置のうち、一方をデータパケットの送信側装置とし、他方を前記データパケットの受信側装置とした場合の送信側装置であって、
前記受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、且つ、前記データパケットの種別がリアルタイムパケットである場合に、前記受信側装置に送信する複数のデータパケットに代えて、連結データパケットを前記受信側装置に送信する送信部を備え、
前記データパケットは、前記データパケットの転送制御に用いられる第１ヘッダ部分と、前記第１ヘッダ部分以外のペイロード部分とによって構成され、
前記連結データパケットは、前記複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分を連結して得られた連結ペイロード部分と、１つの前記第１ヘッダ部分とによって構成される送信側装置。
【請求項７】
ヘッダ省略部をさらに備え、
前記第１ヘッダ部分は、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間における転送制御に用いられ、
前記ペイロード部分は、前記無線端末と前記通信先装置との通信の制御に用いられる第２ヘッダ部分と、前記第２ヘッダ部分以外のユーザデータ部分とを含み、
前記ヘッダ省略部は、前記連結ペイロード部分を構成する複数のペイロード部分のうち、１つのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を維持しつつ、残りのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を省略する請求項６に記載の送信側装置。
【請求項８】
無線端末と無線通信を行う無線基地局、及び、前記無線端末の通信先装置と前記無線基地局との間の通信経路上の転送制御装置のうち、一方をデータパケットの送信側装置とし、他方を前記データパケットの受信側装置とした場合の受信側装置であって、
連結データパケットを前記送信側装置から受信した場合に、受信した前記連結データパケット内の連結ペイロード部分をペイロード部分単位に分解する分解部を備え、
前記データパケットは、前記データパケットの転送制御に用いられる第１ヘッダ部分と、前記第１ヘッダ部分以外のペイロード部分とによって構成され、
前記連結データパケットは、複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分を連結して得られた前記連結ペイロード部分と、１つの前記第１ヘッダ部分とによって構成され、
前記連結データパケットは、前記送信側装置から前記受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、且つ、前記データパケットの種別がリアルタイムパケットである場合に前記送信側装置から送信される受信側装置。
【請求項９】
ヘッダ再構築部をさらに備え、
前記第１ヘッダ部分は、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間における転送制御に用いられ、
前記ペイロード部分は、前記無線端末と前記通信先装置との通信の制御に用いられる第２ヘッダ部分と、前記第２ヘッダ部分以外のユーザデータ部分とを含み、
前記ヘッダ再構築部は、前記送信側装置によって維持された前記第２ヘッダ部分を用いて、前記送信側装置によって省略された前記第２ヘッダ部分を再構築する請求項８に記載の受信側装置。
【請求項１０】
無線端末と無線通信を行う無線基地局、及び、前記無線端末の通信先装置と前記無線基地局との間の通信経路上の転送制御装置のうち、一方をデータパケットの送信側装置とし、他方を前記データパケットの受信側装置とする無線通信システムに用いられる通信方法であって、
前記送信側装置が、前記受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、且つ、前記データパケットの種別がリアルタイムパケットである場合に、前記受信側装置に送信する複数のデータパケットに代えて、連結データパケットを前記受信側装置に送信するステップと、
前記受信側装置が、前記連結データパケットを前記送信側装置から受信した場合に、受信した前記連結データパケット内の連結ペイロード部分をペイロード部分単位に分解するステップと
を有し、
前記データパケットは、前記データパケットの転送制御に用いられる第１ヘッダ部分と、前記第１ヘッダ部分以外のペイロード部分とによって構成され、
前記連結データパケットは、前記複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分を連結して得られた前記連結ペイロード部分と、１つの前記第１ヘッダ部分とによって構成される通信方法。
【請求項１１】
前記第１ヘッダ部分は、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間における転送制御に用いられ、
前記ペイロード部分は、前記無線端末と前記通信先装置との通信の制御に用いられる第２ヘッダ部分と、前記第２ヘッダ部分以外のユーザデータ部分とを含み、
前記送信側装置が、前記連結ペイロード部分を構成する複数のペイロード部分のうち、１つのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を維持しつつ、残りのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を省略するステップと、
前記受信側装置が、前記送信側装置によって維持された前記第２ヘッダ部分を用いて、前記送信側装置によって省略された前記第２ヘッダ部分を再構築するステップと
をさらに有する請求項１０に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データパケットを送受信する無線通信システム、送信側装置、受信側装置、及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信システムにおいて、符号化された音声データを含むリアルタイムパケット（例えば、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケット）など、伝送遅延を抑制することが要求されるデータパケットを伝送するリアルタイム通信を提供することが実現されている。しかし、無線通信システムにおいては、無線端末と無線基地局との間の無線通信区間における通信品質が不安定であり、安定した通信帯域を確保することが難しい。
【０００３】
このため、次世代無線通信システムにおいては、パケット通信を用いた音声通話を実現するために、当該無線通信区間について、再送制御や優先制御などの様々な検討がなされている。このような次世代無線通信システムとしては、3GPP(3rd Generation Partnership Project)にて仕様策定中のＬＴＥ(Long Term Evolution)が挙げられる。
【０００４】
このような次世代無線通信システムにおいては、無線基地局と転送制御装置（ゲートウェイ装置）との間のネットワーク側通信区間についても仕様が策定されている（例えば非特許文献１参照）。転送制御装置は、無線端末の通信先装置と無線基地局との間の通信経路上に設けられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】”3GPP TS 36.410 V8.1.0 (2008-12)”，［ｏｎｌｉｎｅ］，＜ＵＲＬ：http://www.quintillion.co.jp/3GPP/Specs/36410-810.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した次世代無線通信システムにおいては、無線基地局と転送制御装置との間のネットワーク側通信区間の通信帯域が安定していることが前提とされており、無線通信区間と比較して、十分な検討がなされていないのが現状である。
【０００７】
しかしながら、当該ネットワーク側通信区間の通信帯域は、必ずしも安定しているとは限らない。例えば、有線インフラを構築困難な発展途上国などにおいては、当該ネットワーク側通信区間において無線通信が用いられ、通信帯域が安定しないことがある。
【０００８】
通信帯域が不安定なネットワーク側通信区間を介して多くのデータパケットを送信する場合、伝送遅延やパケットロス率が大きくなる。特に、リアルタイムパケットについては、伝送遅延やパケットロス率が大きくなると、ユーザの主観的な音声品質が劣化する問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、通信帯域が不安定なネットワーク側通信区間を介して多くのデータパケットを送信する場合であっても、リアルタイム通信における伝送遅延やパケットロス率を低減できる無線通信システム、送信側装置、受信側装置、及び通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、無線端末（無線端末１００）と無線通信を行う無線基地局（無線基地局２００Ａ，２００Ｂ）、及び、前記無線端末の通信先装置（通信先装置５００）と前記無線基地局との間の通信経路上の転送制御装置（ゲートウェイ装置３００Ａ，３００Ｂ）のうち、一方をデータパケット（データパケットＤＰ）の送信側装置とし、他方を前記データパケットの受信側装置とする無線通信システム（無線通信システム１０Ａ，１０Ｂ）であって、前記データパケットは、前記データパケットの転送制御に用いられる第１ヘッダ部分（ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ）と、前記第１ヘッダ部分以外のペイロード部分（ペイロード部分ＰＡ）とによって構成され、前記送信側装置は、前記受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、且つ、前記データパケットの種別がリアルタイムパケットである場合に、前記受信側装置に送信する複数のデータパケット（データパケットＤＰ１〜ＤＰｎ）に代えて、連結データパケット（連結データパケットＣＤＰ）を前記受信側装置に送信し、前記連結データパケットは、前記複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分を連結して得られた連結ペイロード部分（連結ペイロード部分ＣＰ）と、１つの前記第１ヘッダ部分とによって構成され、前記受信側装置は、前記連結データパケットを前記送信側装置から受信した場合に、受信した前記連結データパケット内の前記連結ペイロード部分を前記ペイロード部分単位に分解することを要旨とする。
【００１１】
連結データパケットの第１ヘッダ部分は１つであるため、複数のデータパケットそれぞれを個別に送信する場合と比較して、送信すべき第１ヘッダ部分を削減できる。具体的には、ｎ個のデータパケットを送信する場合にはｎ個の第１ヘッダ部分が必要とされるが、連結データパケットを送信する場合には複数のペイロード部分に対して１個の第１ヘッダ部分しか必要とされないため、（ｎ−１）個の第１ヘッダ部分が削減され、送信すべきデータ量が削減される。
【００１２】
特に、リアルタイムパケットにおいては、パケットサイズが小さく、パケット送信間隔が短いことが一般的であり、データパケットにおける第１ヘッダ部分の割合が大きいため、（ｎ−１）個の第１ヘッダ部分が削減されることで、送信すべきデータ量が大幅に削減される。
【００１３】
これにより、無線基地局と転送制御装置との間のネットワーク側通信区間の通信帯域が狭くなっている場合であっても、当該ネットワーク側通信区間を介して送信するデータ量を削減できるため、伝送遅延やパケットロス率を低減できる。
【００１４】
したがって、本発明によれば、通信帯域が不安定なネットワーク側通信区間を介して多くのデータパケットを送信する場合であっても、リアルタイム通信における伝送遅延やパケットロス率を低減できる無線通信システムが提供される。
【００１５】
なお、リアルタイムパケット以外の種別のデータパケットでは、第１ヘッダ部分を削減してもデータ量の削減効果が小さいため、連結データパケットの対象としないことで、連結データパケットの生成に伴う処理負荷が増大することを抑制できる。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記送信側装置は、前記受信側装置に送信すべきデータ量が前記閾値を超え、前記データパケットの種別が前記リアルタイムパケットであり、且つ、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間（ネットワーク側通信区間３０）の通信品質が劣化している場合に、前記複数のデータパケットに代えて、前記連結データパケットを前記受信側装置に送信することを要旨とする。
【００１７】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記連結ペイロード部分は、前記複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分に加え、前記受信側装置における前記連結ペイロード部分の分解に用いられる分解用情報（パッキング情報Ｐinfo）を含むことを要旨とする。
【００１８】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１〜第３の何れかの特徴に係り、前記第１ヘッダ部分は、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間（ネットワーク側通信区間３０）における転送制御に用いられ、前記ペイロード部分は、前記無線端末と前記通信先装置との通信の制御に用いられる第２ヘッダ部分（ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ）と、前記第２ヘッダ部分以外のユーザデータ部分（ユーザデータ部分ＰＢ）とを含み、前記送信側装置は、前記連結ペイロード部分を構成する複数のペイロード部分のうち、１つのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を維持しつつ、残りのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を省略し、前記受信側装置は、前記連結ペイロード部分を前記ペイロード部分単位に分解するとともに、前記送信側装置によって維持された前記第２ヘッダ部分を用いて、前記送信側装置によって省略された前記第２ヘッダ部分を再構築することを要旨とする。
【００１９】
本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記無線基地局は、複数の無線端末との無線通信を行い、前記送信側装置は、前記複数の無線端末のうちの同一無線端末を送信元又は送信先とする複数のペイロード部分を特定し、特定した前記複数のペイロード部分のうち、１つのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を維持しつつ、残りのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を省略することを要旨とする。
【００２０】
本発明の第６の特徴は、無線端末（無線端末１００）と無線通信を行う無線基地局（無線基地局２００Ａ，２００Ｂ）、及び、前記無線端末の通信先装置（通信先装置５００）と前記無線基地局との間の通信経路上の転送制御装置（ゲートウェイ装置３００Ａ，３００Ｂ）のうち、一方をデータパケット（データパケットＤＰ）の送信側装置とし、他方を前記データパケットの受信側装置とした場合の送信側装置であって、前記受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、且つ、前記データパケットの種別がリアルタイムパケットである場合に、前記受信側装置に送信する複数のデータパケット（データパケットＤＰ１〜ＤＰｎ）に代えて、連結データパケット（連結データパケットＣＤＰ）を前記受信側装置に送信する送信部（第１通信部２１０又は第１通信部３１０）を備え、前記データパケットは、前記データパケットの転送制御に用いられる第１ヘッダ部分（ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ）と、前記第１ヘッダ部分以外のペイロード部分（ペイロード部分ＰＡ）とによって構成され、前記連結データパケットは、前記複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分を連結して得られた連結ペイロード部分（連結ペイロード部分ＣＰ）と、１つの前記第１ヘッダ部分とによって構成されることを要旨とする。
【００２１】
本発明の第７の特徴は、本発明の第６の特徴に係り、ヘッダ省略部（ヘッダ省略部２３５又はヘッダ省略部３３５）をさらに備え、前記第１ヘッダ部分は、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間（ネットワーク側通信区間３０）における転送制御に用いられ、前記ペイロード部分は、前記無線端末と前記通信先装置との通信の制御に用いられる第２ヘッダ部分（ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ）と、前記第２ヘッダ部分以外のユーザデータ部分（ユーザデータ部分ＰＢ）とを含み、前記ヘッダ省略部は、前記連結ペイロード部分を構成する複数のペイロード部分のうち、１つのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を維持しつつ、残りのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を省略することを要旨とする。
【００２２】
本発明の第８の特徴は、無線端末（無線端末１００）と無線通信を行う無線基地局（無線基地局２００Ａ，２００Ｂ）、及び、前記無線端末の通信先装置（通信先装置５００）と前記無線基地局との間の通信経路上の転送制御装置（ゲートウェイ装置３００Ａ，３００Ｂ）のうち、一方をデータパケット（データパケットＤＰ）の送信側装置とし、他方を前記データパケットの受信側装置とした場合の受信側装置であって、連結データパケット（連結データパケットＣＤＰ）を前記送信側装置から受信した場合に、受信した前記連結データパケット内の連結ペイロード部分（連結ペイロード部分ＣＰ）をペイロード部分単位に分解する分解部（連結パケット分解部２３４又は連結パケット分解部３３４）を備え、前記データパケットは、前記データパケットの転送制御に用いられる第１ヘッダ部分と、前記第１ヘッダ部分以外のペイロード部分（ペイロード部分ＰＡ）とによって構成され、前記連結データパケットは、複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分を連結して得られた前記連結ペイロード部分と、１つの前記第１ヘッダ部分とによって構成され、前記連結データパケットは、前記送信側装置から前記受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、且つ、前記データパケットの種別がリアルタイムパケットである場合に前記送信側装置から送信されることを要旨とする。
【００２３】
本発明の第９の特徴は、本発明の第８の特徴に係り、ヘッダ再構築部（ヘッダ再構築部２３６又はヘッダ再構築部３３６）をさらに備え、前記第１ヘッダ部分は、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間（ネットワーク側通信区間３０）における転送制御に用いられ、前記ペイロード部分は、前記無線端末と前記通信先装置との通信の制御に用いられる第２ヘッダ部分（ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ）と、前記第２ヘッダ部分以外のユーザデータ部分（ユーザデータ部分ＰＢ）とを含み、前記ヘッダ再構築部は、前記送信側装置によって維持された前記第２ヘッダ部分を用いて、前記送信側装置によって省略された前記第２ヘッダ部分を再構築することを要旨とする。
【００２４】
本発明の第１０の特徴は、無線端末と無線通信を行う無線基地局、及び、前記無線端末の通信先装置と前記無線基地局との間の通信経路上の転送制御装置のうち、一方をデータパケットの送信側装置とし、他方を前記データパケットの受信側装置とする無線通信システムに用いられる通信方法であって、前記送信側装置が、前記受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、且つ、前記データパケットの種別がリアルタイムパケットである場合に、前記受信側装置に送信する複数のデータパケットに代えて、連結データパケットを前記受信側装置に送信するステップと、前記受信側装置が、前記連結データパケットを前記送信側装置から受信した場合に、受信した前記連結データパケット内の連結ペイロード部分をペイロード部分単位に分解するステップとを有し、前記データパケットは、前記データパケットの転送制御に用いられる第１ヘッダ部分（ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ）と、前記第１ヘッダ部分以外のペイロード部分（ペイロード部分ＰＡ）とによって構成され、前記連結データパケットは、前記複数のデータパケットそれぞれの前記ペイロード部分を連結して得られた前記連結ペイロード部分と、１つの前記第１ヘッダ部分とによって構成されることを要旨とする。
【００２５】
本発明の第１１の特徴は、本発明の第１０の特徴に係り、前記第１ヘッダ部分は、前記送信側装置と前記受信側装置との間のネットワーク側通信区間における転送制御に用いられ、前記ペイロード部分は、前記無線端末と前記通信先装置との通信の制御に用いられる第２ヘッダ部分（ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ）と、前記第２ヘッダ部分以外のユーザデータ部分（ユーザデータ部分ＰＢ）とを含み、前記送信側装置が、前記連結ペイロード部分を構成する複数のペイロード部分のうち、１つのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を維持しつつ、残りのペイロード部分の前記第２ヘッダ部分を省略するステップと、前記受信側装置が、前記送信側装置によって維持された前記第２ヘッダ部分を用いて、前記送信側装置によって省略された前記第２ヘッダ部分を再構築するステップとをさらに有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の特徴によれば、通信帯域が不安定なネットワーク側通信区間を介して多くのデータパケットを送信する場合であっても、リアルタイム通信における伝送遅延やパケットロス率を低減できる無線通信システム、送信側装置、受信側装置、及び通信方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを含む通信システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る送信側装置と受信側装置との間で実行される動作を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るゲートウェイ装置（転送制御装置）の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る送信側装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係る受信側装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態に係る連結データパケットの詳細構成例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る無線通信システムを含む通信システムの概略構成図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る無線基地局とゲートウェイ装置との間で実行される動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る送信側装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る受信側装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る連結データパケットの詳細構成例を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るＲＴＰヘッダ部分に含まれるＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、及びＲＴＰヘッダの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態、第２実施形態、その他の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００２９】
[第１実施形態]
第１実施形態においては、（１）無線通信システムの概要、（２）無線通信システムの詳細構成、（３）無線通信システムの詳細動作、（４）連結データパケットの詳細構成例、（５）作用効果について説明する。
【００３０】
（１）無線通信システムの概要
まず、第１実施形態に係る無線通信システムの概要について、（１．１）無線通信システムの概略構成、（１．２）無線通信システムの概略動作の順に説明する。
【００３１】
（１．１）無線通信システムの概略構成
図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１０Ａを含む通信システム１Ａの概略構成図である。第１実施形態では、無線通信システム１０Ａは、ＬＴＥ技術を用いて構成されている。無線通信システム１０Ａは、無線端末１００、無線基地局２００Ａ、及びゲートウェイ装置３００Ａ（転送制御装置）を有する。
【００３２】
無線端末１００及び無線基地局２００Ａは、無線通信区間２０を介して無線通信を行う。ＬＴＥにおいて無線端末１００及び無線基地局２００Ａの方式はE-UTRAN （Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）と呼ばれる。また、無線端末１００は、インターネット４００を介して通信先装置５００とパケット通信を行う。第１実施形態では、無線端末１００は、パケット通信を用いた音声通話技術（すなわち、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol））を使用する。
【００３３】
ゲートウェイ装置３００Ａは、無線端末１００と通信先装置５００との間の通信経路上において、データパケットＤＰの転送を制御する。ゲートウェイ装置３００Ａは、ネットワーク側通信区間３０を介して無線基地局２００Ａと通信する。ＬＴＥにおいてゲートウェイ装置３００Ａは、サービングゲートウェイと呼ばれる。ゲートウェイ装置３００Ａは、無線端末１００が他の無線通信システムへハンドオーバを実行する際に、無線通信システム１０Ａと他の無線通信システムとのインタフェースとして機能する。
【００３４】
ＬＴＥにおいては、ゲートウェイ装置３００Ａを含むコアネットワークは、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）と呼ばれる。当該ＥＰＣには、データパケットＤＰの転送を制御するゲートウェイ装置３００Ａに加えて、無線端末１００の移動性を管理する管理装置（ＭＭＥ；Mobility Management Entity）と、外部ネットワークであるインターネット４００とのインタフェースとなるＰＤＮゲートウェイとが設けられる。なお、無線基地局２００Ａとゲートウェイ装置３００Ａとの間のネットワーク側通信区間３０における通信仕様はS1-Uインターフェースとして定義されている。以下においては、ネットワーク側通信区間３０における通信について主に説明する。
【００３５】
ネットワーク側通信区間３０において送受信されるデータパケットＤＰは、データパケットＤＰの転送制御に用いられるＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡと、ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡに基づき転送されるペイロード部分ＰＡとによって構成される。
【００３６】
上り方向通信において、無線基地局２００Ａは、無線端末１００から受信したデータパケットをペイロード部分ＰＡとし、当該ペイロード部分ＰＡにＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡを付加してデータパケットＤＰを構成する。無線端末１００から受信したデータパケットの宛先（宛先アドレス）は通信先装置５００に設定されている。データパケットＤＰのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡの宛先（宛先アドレス）はゲートウェイ装置３００Ａに設定されている。
【００３７】
下り方向通信において、ゲートウェイ装置３００Ａは、ＰＤＮゲートウェイ（不図示）から受信したデータパケットをペイロード部分ＰＡとし、ペイロード部分ＰＡにＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡを付加してデータパケットＤＰを構成する。ＰＤＮゲートウェイから受信したデータパケットの宛先（宛先アドレス）は無線端末１００に設定されている。データパケットＤＰのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡの宛先（宛先アドレス）は無線基地局２００Ａに設定されている。
【００３８】
このように、ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡは、無線基地局２００Ａとゲートウェイ装置３００Ａとの間に論理的な通信路（すなわち、トンネリング）を形成するために用いられる。ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡは、ネットワーク側通信区間３０における転送制御（具体的には、トンネリング処理）に用いられ第１ヘッダ部分を構成する。ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡは、例えば、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、及びＧＴＰ−Ｕヘッダを含む。ＧＴＰ−Ｕとは、トンネリングプロトコルの一つである。
【００３９】
（１．２）無線通信システムの概略動作
図２は、無線基地局２００Ａとゲートウェイ装置３００Ａとの間で実行される動作を説明するための図である。ここでは、無線基地局２００Ａ及びゲートウェイ装置３００Ａのうち、一方をデータパケットＤＰの送信側装置とし、他方をデータパケットＤＰの受信側装置とした場合の動作について説明する。
【００４０】
図２（ａ）の例では、４個のデータパケットＤＰ１〜ＤＰ４が図示されている。データパケットＤＰ１〜ＤＰ４それぞれは、ペイロード部分ＰＡ（ＰＡ１〜ＰＡ４）に音声データを含むリアルタイムパケットであるものとする。リアルタイムパケットとは、低遅延が要求される音声データ又は映像データを転送するためのパケットであり、例えばＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）が適用される。４つのデータパケットＤＰ１〜ＤＰ４は、４つのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ１〜ＨＡ４と、４つのペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４とからなる。
【００４１】
送信側装置は、受信側装置に送信すべきデータ量が閾値を超え、データパケットＤＰの種別がリアルタイムパケットであり、且つ、送信側装置と受信側装置との間のネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化している場合には、次のような動作を行う。具体的には、送信側装置は、受信側装置に送信するデータパケットＤＰ１〜ＤＰｎ（ｎ≧２）に代えて、連結データパケットＣＤＰを受信側装置に送信する（図２（ｂ）参照）。連結データパケットＣＤＰは、データパケットＤＰ１〜ＤＰｎそれぞれのペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎを連結して得られた連結ペイロード部分ＣＰと、１つのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ１とによって構成される。
【００４２】
図２（ｂ）の例では、４つのデータパケットＤＰ１〜ＤＰ４から、連結データパケットＣＤＰが構成されている。図２（ｂ）に示す連結データパケットＣＤＰは、４つのペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４とパッキング情報Ｐinfo（分解用情報）とからなる連結ペイロード部分ＣＰと、１つのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ１とによって構成される。パッキング情報Ｐinfoとは、受信側装置における連結ペイロード部分ＣＰの分解に用いられる情報である。
【００４３】
受信側装置は、連結データパケットＣＤＰを送信側装置から受信した場合に、受信した連結データパケットＣＤＰ内のパッキング情報Ｐinfoに基づいて、連結ペイロード部分ＣＰを４つのペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４に分解する。
【００４４】
このような動作によって、図２（ａ）に示す４つのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ１〜ＨＡ４と４つのペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４とが、図２（ｂ）に示す１つのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ１と４つのペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４とに変換されるため、３つのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ２〜ＨＡ４を不要にすることができる。
【００４５】
（２）無線通信システムの詳細構成
次に、無線通信システム１０Ａの詳細構成、具体的には、（２．１）無線基地局の構成、（２．２）ゲートウェイ装置の構成について説明する。
【００４６】
（２．１）無線基地局の構成
図３は、無線基地局２００Ａの構成を示すブロック図である。図３に示すように、無線基地局２００Ａは、第１通信部２１０、第２通信部２２０、制御部２３０Ａ、及び記憶部２４０を有する。
【００４７】
第１通信部２１０は、ゲートウェイ装置３００ＡとデータパケットＤＰを送受信する。第１通信部２１０とゲートウェイ装置３００Ａとの通信は、無線通信でもよく有線通信でもよい。第２通信部２２０は、無線端末１００と無線通信を行う。
【００４８】
制御部２３０Ａは、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局２００Ａが具備する各種機能を制御する。記憶部２４０は、例えばメモリによって構成され、無線基地局２００Ａにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。記憶部２４０は、ゲートウェイ装置３００Ａに送信すべきデータパケットＤＰをバッファリングする機能を有する。
【００４９】
制御部２３０Ａは、検出部２３１、判定部２３２、連結パケット生成部２３３、及び連結パケット分解部２３４を有する。
【００５０】
検出部２３１は、ゲートウェイ装置３００Ａに送信すべきデータ量と、ゲートウェイ装置３００Ａに送信するデータパケットＤＰの種別と、ネットワーク側通信区間３０の通信品質とを検出する。
【００５１】
検出部２３１は、例えば、記憶部２４０にバッファリングされているデータパケットＤＰの量又は数を、ゲートウェイ装置３００Ａに送信すべきデータ量として検出する。
【００５２】
検出部２３１は、例えば、無線基地局２００Ａを介して設定されたベアラの種別に基づいて、ゲートウェイ装置３００Ａに送信するデータパケットＤＰの種別を検出する。あるいは、検出部２３１は、データパケットＤＰの送信間隔やパケットサイズに基づいて、データパケットＤＰの種別を検出してもよい。すなわち、送信間隔が短く且つ送信サイズが小さい場合にデータパケットＤＰの種別がリアルタイムパケット（ＲＴＰパケット）であるとみなすことができる。
【００５３】
検出部２３１は、例えば、上位レイヤにおけるデータパケットＤＰの再送数に基づいて、ネットワーク側通信区間３０の通信品質を検出する。データパケットＤＰの再送数が多いということは、ネットワーク側通信区間３０におけるパケットロス率が高いことを意味している。あるいは、検出部２３１は、タイムスタンプを含むパケットをネットワーク側通信区間３０を介してゲートウェイ装置３００Ａと送受信することで、ネットワーク側通信区間３０の遅延時間を測定し、当該遅延時間に基づいて、ネットワーク側通信区間３０の通信品質を検出してもよい。
【００５４】
判定部２３２は、検出部２３１によって検出された送信データ量が閾値を超えたか否かを判定する。判定部２３２は、検出部２３１によって検出されたパケット種別がリアルタイムパケットであるか否かを判定する。
【００５５】
判定部２３２は、検出部２３１によって検出された、ネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化しているか否かを判定する。判定部２３２は、単位時間あたりの再送数が閾値を超えた場合に、ネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化していると判定してもよい。
【００５６】
連結パケット生成部２３３は、送信データ量が閾値を超え、データパケットＤＰの種別がリアルタイムパケットであり、且つ、ネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化していると判定部２３２が判定した場合に、記憶部２４０にバッファリングされているデータパケットＤＰ１〜ＤＰｎから連結データパケットＣＤＰを生成する。
【００５７】
なお、連結データパケットＣＤＰがロスすると、１回あたりの音声切断時間は長くなり、音声品質（R値・MOS値）の劣化が予想されるため、連結するデータパケットの数はネットワーク側通信区間３０の状況により流動的に変更可能とする。
【００５８】
第１通信部２１０は、連結パケット生成部２３３によって生成された連結データパケットＣＤＰをゲートウェイ装置３００Ａ（受信側装置）に送信する送信部を構成する。
【００５９】
一方、第１通信部２１０がゲートウェイ装置３００Ａから受信するデータパケットが連結データパケットＣＤＰである場合、連結パケット分解部２３４は、当該連結データパケットＣＤＰを分解する。すなわち、連結パケット分解部２３４は、連結データパケットＣＤＰ内の連結ペイロード部分ＣＰを元のペイロード部分ＰＡ単位に分解する分解部を構成する。
【００６０】
（２．２）ゲートウェイ装置の構成
図４は、ゲートウェイ装置３００Ａの構成を示すブロック図である。以下においては、無線基地局２００Ａの構成と同様の構成については、重複する説明を省略する。
【００６１】
図４に示すように、ゲートウェイ装置３００Ａは、第１通信部３１０、第２通信部３２０、制御部３３０Ａ、及び記憶部３４０を有する。
【００６２】
第１通信部３１０は、無線基地局２００ＡとデータパケットＤＰを送受信する。第２通信部３２０は、図示を省略するＰＤＮゲートウェイと通信を行う。制御部３３０Ａは、例えばＣＰＵによって構成され、ゲートウェイ装置３００Ａが具備する各種機能を制御する。記憶部３４０は、例えばメモリによって構成され、ゲートウェイ装置３００Ａにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。記憶部３４０は、無線基地局２００Ａに送信すべきデータパケットＤＰをバッファリングする機能を有する。
【００６３】
制御部３３０Ａは、検出部３３１、判定部３３２、連結パケット生成部３３３、及び連結パケット分解部３３４を有する。
【００６４】
検出部３３１は、無線基地局２００Ａに送信すべきデータ量と、無線基地局２００Ａに送信するデータパケットＤＰの種別と、ネットワーク側通信区間３０の通信品質とを検出する。
【００６５】
検出部３３１は、例えば、記憶部３４０にバッファリングされているデータパケットＤＰの量又は数を、無線基地局２００Ａに送信すべきデータ量として検出する。
【００６６】
検出部３３１は、例えば、無線基地局２００Ａを介して設定されたベアラの種別に基づいて、無線基地局２００Ａに送信するデータパケットＤＰの種別を検出する。あるいは、データパケットＤＰの送信間隔やパケットサイズに基づいて、データパケットＤＰの種別を検出してもよい。すなわち、送信間隔が短く且つ送信サイズが小さい場合にデータパケットＤＰの種別がリアルタイムパケットであるとみなすことができる。
【００６７】
検出部３３１は、例えば、上位レイヤにおけるデータパケットＤＰの再送数に基づいて、ネットワーク側通信区間３０の通信品質を検出できる。
【００６８】
判定部３３２は、検出部３３１によって検出された送信データ量が閾値を超えたか否かを判定する。判定部３３２は、検出部３３１よって検出されたパケット種別がリアルタイムパケットであるか否かを判定する。
【００６９】
判定部３３２は、検出部３３１によって検出された、ネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化しているか否かを判定する。判定部３３２は、単位時間あたりの再送数が閾値を超えた場合に、ネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化していると判定してもよい。
【００７０】
連結パケット生成部３３３は、送信データ量が閾値を超え、データパケットＤＰの種別がリアルタイムパケットであり、且つ、ネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化していると判定部３３２が判定した場合に、記憶部３４０にバッファリングされているデータパケットＤＰ１〜ＤＰｎから連結データパケットＣＤＰを生成する。
【００７１】
なお、連結データパケットＣＤＰがロスすると、１回あたりの音声切断時間は長くなり、音声品質（R値・MOS値）の劣化が予想されるため、連結するデータパケットの数はネットワーク側通信区間３０の状況により流動的に変更可能とする。
【００７２】
第１通信部３１０は、連結パケット生成部３３３によって生成された連結データパケットＣＤＰを無線基地局２００Ａ（受信側装置）に送信する送信部を構成する。
【００７３】
一方、第１通信部３１０が無線基地局２００Ａから受信するデータパケットが連結データパケットＣＤＰである場合、連結パケット分解部３３４は、当該連結データパケットＣＤＰを分解する。すなわち、連結パケット分解部３３４は、連結データパケットＣＤＰ内の連結ペイロード部分ＣＰを元のペイロード部分ＰＡ単位に分解する分解部を構成する。
【００７４】
（３）無線通信システムの詳細動作
次に、無線通信システム１０Ａの詳細動作について説明する。ここでは、無線基地局２００Ａが送信側装置であり、ゲートウェイ装置３００Ａが受信側装置である場合の動作について説明する。
【００７５】
（３．１）送信側動作
図５は、送信側装置（本動作例では、無線基地局２００Ａ）の動作を示すフローチャートである。
【００７６】
ステップＳ１１において、無線基地局２００Ａの判定部２３２は、検出部２３１によって検出された送信データ量が閾値を超えたか否かを判定する。送信データ量が閾値を超えたと判定された場合、処理がステップＳ１２に進む。一方、送信データ量が閾値以下であると判定された場合、処理がステップＳ１５に進み、通常の送信処理（つまり、データパケットＤＰ単位の送信処理）が実行される。
【００７７】
ステップＳ１２において、判定部２３２は、検出部２３１によって検出された、ネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化しているか否かを判定する。ネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化していると判定された場合、処理がステップＳ１３に進む。一方、ネットワーク側通信区間３０の通信品質が劣化していないと判定された場合、処理がステップＳ１５に進み、通常の送信処理が実行される。
【００７８】
ステップＳ１３において、判定部２３２は、ゲートウェイ装置３００Ａに送信するデータパケットＤＰの種別がリアルタイムパケットであるか否かを判定する。例えば、判定部２３２は、データパケットＤＰの送信間隔及びパケットサイズが所定の条件を満たす場合に、データパケットＤＰの種別がリアルタイムパケットであると判定してもよい。データパケットＤＰの種別がリアルタイムパケットであると判定された場合、処理がステップＳ１４に進む。一方、データパケットＤＰの種別がリアルタイムパケットでないと判定された場合、処理がステップＳ１５に進み、通常の送信処理が実行される。
【００７９】
ステップＳ１４において、無線基地局２００Ａの連結パケット生成部２３３は、記憶部２４０にバッファリングされているデータパケットＤＰ１〜ＤＰｎから連結データパケットＣＤＰを生成する。連結パケット生成部２３３によって生成された連結データパケットＣＤＰは、第１通信部２１０からゲートウェイ装置３００Ａに送信される。
【００８０】
（３．２）受信側動作
図６は、受信側装置（本動作例では、ゲートウェイ装置３００Ａ）の動作を示すフローチャートである。
【００８１】
ステップＳ２１において、ゲートウェイ装置３００Ａの連結パケット分解部３３４は、第１通信部３１０が無線基地局２００Ａから受信するデータパケットが連結データパケットＣＤＰであるか否かを判定する。連結パケット分解部３３４は、連結データパケットＣＤＰに含まれるパッキング情報Ｐinfoに基づいて当該判定を行うことができる。
【００８２】
無線基地局２００Ａから受信するデータパケットが連結データパケットＣＤＰであると判定された場合、処理がステップＳ２２に進む。一方、無線基地局２００Ａから受信するデータパケットが連結データパケットＣＤＰではないと判定された場合、処理がステップＳ２３に進み、通常の受信処理（つまり、データパケットＤＰ単位の受信処理）が実行される。
【００８３】
ステップＳ２２において、連結パケット分解部３３４は、第１通信部３１０が受信した連結データパケットＣＤＰ内のパッキング情報Ｐinfoに基づいて、連結ペイロード部分ＣＰを複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎに分解する。
【００８４】
ステップＳ２３において、第２通信部３２０は、データパケットを転送先（例えばＰＤＮゲートウェイ）に転送する。
【００８５】
（４）連結データパケットの詳細構成例
図７は、連結データパケットＣＤＰの詳細構成例を示す図である。図７においては、連結データパケットＣＤＰの一部を構成する連結ペイロード部分ＣＰを図示している。
【００８６】
連結ペイロード部分ＣＰは、パッキング情報Ｐinfoと、複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎとによって構成される。
【００８７】
パッキング情報Ｐinfoは、該当するパケットがパッキング（連結）されているか否かを受信側装置が判別可能で、かつフラグメント（分解）可能とするための情報である。パッキング情報Ｐinfoは、連結パケット生成部２３３又は連結パケット生成部３３３によって生成される。
【００８８】
パッキング情報Ｐinfoは、識別コード、パッキングペイロード数、１パケット（１ペイロード部分）当たりのサイズのそれぞれの情報を有している。
【００８９】
識別コードとは、無線基地局２００Ａ及びゲートウェイ装置３００Ａにおいて共有するユニークな値である。設定データ等であらかじめ無線基地局２００Ａ及びゲートウェイ装置３００Ａに同じ値を初期設定し、受信したパケットにフラグメント処理が必要か否かを判断可能にする。
【００９０】
パッキングペイロード数とは、連結データパケットＣＤＰの連結ペイロード部分ＣＰにおいて連結されているペイロード部分の数（例えば、最大１６まで）を示す。リアルタイムパケットに対象が限定されているため、その通信品質を維持するためには最大でも１６あれば十分である。また、１０ｍｓに１回リアルタイムパケットが送信されている場合、連結データパケットＣＤＰに変更すると、最大１６０ｍｓに1回送付されることになる。これ以上の送信間隔の遅延は逆に音声品質を劣化させる可能性がある。
【００９１】
１パケットあたりのサイズとは、連結ペイロード部分ＣＰにおける各ペイロード部分ＰＡのサイズを示す情報である。ＲＴＰを使用するリアルタイム通信は、パケットサイズが一定であるため本情報をもって各ペイロードのオフセット値を導き出すことができる。
【００９２】
（５）作用効果
以上説明したように、連結データパケットＣＤＰを送信する場合には、複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎに対して１個のＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡしか必要とされないため、（ｎ−１）個のＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡが削減され、送信すべきデータ量が削減される。特に、リアルタイムパケットにおいては、パケットサイズが小さく、パケット送信間隔が短いことが一般的であり、ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡの割合が大きいため、（ｎ−１）個のＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡが削減されることで、送信すべきデータ量が大幅に削減される。これにより、無線基地局２００Ａとゲートウェイ装置３００Ａとの間のネットワーク側通信区間３０の通信帯域が狭くなっている場合でも、伝送遅延やパケットロス率を低減できる。
【００９３】
したがって、第１実施形態によれば、通信帯域が不安定なネットワーク側通信区間３０を介して送信するデータ量が多い場合であっても、リアルタイム通信における伝送遅延やパケットロス率を低減できる。
【００９４】
なお、リアルタイムパケット以外の種別のデータパケットでは、そのサイズが大きく、且つ送信時間間隔が長いため、ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡを削減してもデータ量の削減効果が小さい。よって、連結データパケットＣＤＰの対象としないことで、連結データパケットの生成に伴う処理負荷が増大することを抑制できる。
【００９５】
また、音声コーデック方式がG.729であり、１０ｍｓ間隔のＲＴＰにより音声通話を実施している場合、ネットワーク側通信区間３０の理由によりパケットロスする機会は、１秒間に１００回存在する。しかしながら、上記パケットを4回分連結して送信することで、パケットロスの機会は1秒間に２５回に低下するという効果も得られる。
【００９６】
[第２実施形態]
第２実施形態においては、（１）無線通信システムの概要、（２）無線通信システムの詳細構成、（３）無線通信システムの詳細動作、（４）連結データパケットの詳細構成例、（５）作用効果について説明する。ただし、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、重複する説明を省略する。
【００９７】
（１）無線通信システムの概要
図８は、第２実施形態に係る無線通信システム１０Ｂを含む通信システム１Ｂの概略構成図である。無線通信システム１０Ｂは、無線端末１００Ａ〜１００Ｃ、無線基地局２００Ｂ、及びゲートウェイ装置３００Ｂ（転送制御装置）を有する。無線端末１００Ａ〜１００Ｃと無線基地局２００Ｂとは、無線通信区間２０を介して無線通信を行う。
【００９８】
図８の例では、ネットワーク側通信区間３０において送受信されるデータパケットＤＰは、ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ、ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ、ユーザデータ部分ＰＢを有する。ＲＴＰヘッダ部分ＨＢは、無線端末１００と通信先装置５００との通信の制御に用いられる第２ヘッダ部分を構成する。ユーザデータ部分ＰＢとは、無線端末１００又は通信先装置５００において生成されるアプリケーションデータ、例えば、音声データ又は映像データである。なお、ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ及びユーザデータ部分ＰＢは、ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡに基づき転送されるペイロード部分ＰＡを構成する。
【００９９】
図９は、無線基地局２００Ｂとゲートウェイ装置３００Ｂとの間で実行される動作を説明するための図である。ここでは、無線基地局２００Ｂ及びゲートウェイ装置３００Ｂのうち、一方をデータパケットＤＰの送信側装置とし、他方をデータパケットＤＰの受信側装置とした場合の動作について説明する。
【０１００】
図９（ａ）の例では、データパケットＤＰ１〜ＤＰ４は、データパケットＤＰ１〜ＤＰ４の転送制御に用いられるＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ１〜ＨＡ４と、ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ１〜ＨＡ４以外のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４とによって構成されている。ペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４は、ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１〜ＨＢ４と、ユーザデータ部分ＰＢ１〜ＰＢ４とを含む。
【０１０１】
ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１〜ＨＢ４のそれぞれは、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、及びＲＴＰヘッダを含む（図１５参照）。ＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ１〜ＨＡ４がネットワーク側通信区間３０での転送制御に用いられる一方、ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１〜ＨＢ４は、無線端末１００と通信先装置５００との間の通信経路全体での転送制御に用いられる。
【０１０２】
送信側装置は、複数の無線端末１００Ａ〜１００Ｃのうちの同一無線端末を送信元又は送信先とする複数のペイロード部分を特定する。ここでは、ペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４の送信元又は送信先が、複数の無線端末１００Ａ〜１００Ｃのうちの同一無線端末（例えば無線端末１００Ａ）であるものとする。
【０１０３】
送信側装置は、図９（ｂ）に示すように、ペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４のうち、１つのペイロード部分ＰＡ１のＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１を維持しつつ、残りのペイロード部分ＰＡ２〜ＰＡ４のＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢ４を省略する。図９（ｂ）の例では、送信側装置は、ペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡ４のうちの先頭のペイロード部分ＰＡ１のＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１を維持しているが、先頭に限らず、例えば最後のペイロード部分ＰＡ４のＲＴＰヘッダ部分ＨＢ４を維持してもよい。
【０１０４】
受信側装置は、連結データパケットＣＤＰを分解するとともに、送信側装置によって維持されたＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１を用いて、省略されたＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢ４を再構築する。すなわち、同一無線端末に係るＲＴＰヘッダ部分ＨＢ間の整合性に着目し、受信側装置は、ＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１を基にＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢ４を再構築する。このような再構築処理のアルゴリズムとしては、例えばRｏHC(RFC3095)を応用できる。
【０１０５】
このような動作によって、図９（ａ）に示す４つのＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１〜ＨＢ４が、図９（ｂ）に示す１つのＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１に変換されるため、３つのＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢ４を不要にすることができる。さらに、第１実施形態で説明したように３つのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ２〜ＨＡ４を不要にすることができる。その結果、３つのＧＴＰ−Ｕヘッダ部分ＨＡ２〜ＨＡ４と３つのＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢ４とのデータ量を削減可能になる。
【０１０６】
（２）無線通信システムの詳細構成
次に、無線通信システム１０Ｂの詳細構成、具体的には、（２．１）無線基地局の構成、（２．２）ゲートウェイ装置の構成について説明する。
【０１０７】
（２．１）無線基地局の構成
図１０は、無線基地局２００Ｂの構成を示すブロック図である。図１０に示すように、無線基地局２００Ｂは、第１通信部２１０、第２通信部２２０、制御部２３０Ｂ、及び記憶部２４０を有する。
【０１０８】
無線基地局２００Ｂにおいては、制御部２３０Ｂが、ヘッダ省略部２３５及びヘッダ再構築部２３６を有する点で第１実施形態とは異なる。
【０１０９】
ヘッダ省略部２３５は、ゲートウェイ装置３００Ｂに送信する連結データパケットＣＤＰにおいて、同一無線端末に係る複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎを特定し、特定したペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎのうち、先頭のペイロード部分ＰＡ１のＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１を維持しつつ、残りのペイロード部分ＰＡ２〜ＰＡｎのＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢｎを省略する。
【０１１０】
ヘッダ省略部２３５は、例えば、無線端末１００Ａ〜１００Ｃの何れかと通信先装置５００との通信を確立する処理を監視し、監視結果に基づいて、同一無線端末に係る複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎ（データパケット）を特定する。すなわち、通話制御プロトコルであるＳＩＰ（Session Initiation Protocol）又はＨ．３２３等におけるＩＰ／ＵＤＰ情報を用いて同一無線端末に係る複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎを特定可能である。あるいは、ヘッダ省略部２３５は、ゲートウェイ装置３００Ｂに送信すべき各ペイロード部分ＰＡを監視し、監視結果に基づいて、同一無線端末に係る複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎを特定する。すなわち、ＲＴＰ情報から識別されるセッションに応じて、同一無線端末に係る複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎを特定可能である。
【０１１１】
ヘッダ再構築部２３６は、ゲートウェイ装置３００Ｂから受信した連結データパケットＣＤＰを連結パケット分解部２３４が分解する際、ゲートウェイ装置３００Ｂによって維持されたＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１を用いて、ゲートウェイ装置３００Ｂによって省略されたＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢｎを再構築する。
【０１１２】
（２．２）ゲートウェイ装置の構成
図１１は、ゲートウェイ装置３００Ｂの構成を示すブロック図である。図１１に示すように、ゲートウェイ装置３００Ｂは、第１通信部３１０、第２通信部３２０、制御部３３０Ｂ、及び記憶部３４０を有する。
【０１１３】
ゲートウェイ装置３００Ｂにおいては、制御部３３０Ｂが、ヘッダ省略部３３５及びヘッダ再構築部３３６を有する点で第１実施形態とは異なる。ヘッダ省略部３３５は、無線基地局２００Ｂに送信する連結データパケットＣＤＰにおいて、同一無線端末に係る複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎを特定し、特定したペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎのうち、先頭のペイロード部分ＰＡ１のＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１を維持しつつ、残りのペイロード部分ＰＡ２〜ＰＡｎのＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢｎを省略する。
【０１１４】
ヘッダ再構築部３３６は、無線基地局２００Ｂから受信した連結データパケットＣＤＰを連結パケット分解部３３４が分解する際、無線基地局２００Ｂによって維持されたＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１を用いて、無線基地局２００Ｂによって省略されたＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢｎを再構築する。
【０１１５】
（３）無線通信システムの詳細動作
次に、無線通信システム１０Ｂの詳細動作について説明する。ここでは、無線基地局２００Ｂが送信側装置であり、ゲートウェイ装置３００Ｂが受信側装置である場合の動作について説明する。
【０１１６】
（３．１）送信側動作
図１２は、送信側装置（本動作例では、無線基地局２００Ｂ）の動作を示すフローチャートである。
【０１１７】
ステップＳ３１〜Ｓ３３及びステップＳ３７の処理は、第１実施形態と同様にして実行される。
【０１１８】
ステップＳ３４において、無線基地局２００Ｂのヘッダ省略部２３５は、記憶部２４０にバッファリングされているデータパケットにおいて、同一無線端末に係る複数のデータパケット（具体的には、ペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎ）が記憶部２４０に存在するか否かを判定する。同一無線端末に係る複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎが記憶部２４０に存在する場合には、処理がステップＳ３５に進み、存在しない場合には、処理がステップＳ３６に進む。
【０１１９】
ステップＳ３５において、無線基地局２００Ｂのヘッダ省略部２３５は、同一無線端末に係る複数のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎのうち、先頭のペイロード部分ＰＡ１のＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１を維持しつつ、残りのペイロード部分ＰＡ２〜ＰＡｎのＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢｎを省略する。
【０１２０】
ステップＳ３６において、無線基地局２００Ｂの連結パケット生成部２３３は、連結データパケットＣＤＰを生成する。連結パケット生成部２３３によって生成された連結データパケットＣＤＰは、第１通信部２１０からゲートウェイ装置３００Ａに送信される。
【０１２１】
（３．２）受信側動作
図１３は、受信側装置（本動作例では、ゲートウェイ装置３００Ｂ）の動作を示すフローチャートである。ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理は、第１実施形態と同様にして実行されるため、それ以降の処理について説明する。
【０１２２】
ステップＳ４４において、ヘッダ再構築部３３６は、連結データパケットＣＤＰにおいて、ＲＴＰヘッダ部分ＨＢの省略されたペイロード部分が存在するか否かを判定する。ＲＴＰヘッダ部分ＨＢの省略されたデータパケットが存在する場合には、処理がステップＳ４５に進み、存在しない場合には、処理がステップＳ４６に進む。
【０１２３】
ステップＳ４５において、ヘッダ再構築部３３６は、省略されずに維持されているＲＴＰヘッダ部分ＨＢを用いて、省略されたＲＴＰヘッダ部分ＨＢを再構築する。
【０１２４】
ステップＳ４６において、第２通信部３２０は、データパケットを転送先（例えばＰＤＮゲートウェイ）に転送する。
【０１２５】
（４）連結データパケットの詳細構成例
図１４は、連結データパケットＣＤＰの一部を構成する連結ペイロード部分ＣＰの詳細構成例を示す図である。
【０１２６】
パッキング情報Ｐinfoは、該当するデータパケットがパッキング（連結）されているか否かを受信側装置が判別可能な情報と、受信側装置が連結データパケットＣＤＰをフラグメント（分解）可能とするための情報とを含む。
【０１２７】
具体的には、パッキング情報Ｐinfoは、識別コード、パッキングペイロード数、１パケット（１ペイロード部分）当たりのサイズのそれぞれの情報を有している。なお、１パケット（１ペイロード部分）当たりのサイズとしては、第１実施形態においては各ペイロード部分のサイズを示していたが、第２実施形態においては各ユーザデータ部分のサイズを示している。
【０１２８】
省略されたＲＴＰヘッダ部分ＨＢを受信側装置が再構築可能とするために、第２実施形態に係る連結ペイロード部分ＣＰは、省略されずに維持されたＲＴＰヘッダ部分ＨＢを含んでいる。ＲＴＰヘッダ部分ＨＢは、例えば、２０バイトのＩＰヘッダ、８バイトのＵＤＰヘッダ、及び１２バイトのＲＴＰヘッダを含む。
【０１２９】
図１５は、ＲＴＰヘッダ部分ＨＢに含まれるＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、及びＲＴＰヘッダの構成例を示す図である。ヘッダ再構築部２３６及びヘッダ再構築部３３６は、先頭のデータパケットＤＰ１のＲＴＰヘッダ部分ＨＢ１さえあれば、同一無線端末に係るＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、及びＲＴＰヘッダのそれぞれの情報要素を再構築できる。具体的には、同一無線端末に係る複数のＲＴＰヘッダ部分ＨＢにおいて、固有の値についてはそのまま流用し、規則により推測可能な値（シーケンス番号およびタイムスタンプ）については、等差により計算が可能であり、計算により求まる値については、パケット毎（ペイロード部分毎）に計算すればよい。
【０１３０】
（５）作用効果
以上説明したように、第２実施形態によれば、同一無線端末に係るｎ個のペイロード部分ＰＡ１〜ＰＡｎのうち、（ｎ−１）個のペイロード部分ＰＡ２〜ＰＡｎのＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢｎを省略することにより、連結データパケットＣＤＰのデータ量がさらに削減される。特に、リアルタイムパケットにおいては、パケットサイズが小さく、パケット送信間隔が短いことが一般的であり、ＲＴＰヘッダ部分ＨＢの割合が大きいため、（ｎ−１）個のＲＴＰヘッダ部分ＨＢ２〜ＨＢｎが削減されることで、ネットワーク側通信区間３０を介して送信すべきデータ量が大幅に削減される。これにより、無線基地局２００Ａとゲートウェイ装置３００Ａとの間のネットワーク側通信区間３０の通信帯域が狭くなっている場合でも、伝送遅延やパケットロス率を低減できる。
【０１３１】
したがって、第２実施形態によれば、通信帯域が不安定なネットワーク側通信区間３０を介して送信するデータ量が多い場合であっても、リアルタイム通信における伝送遅延やパケットロス率をさらに低減できる。
【０１３２】
［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【０１３３】
例えば、上述した実施形態では、ネットワーク側通信区間３０において、上り方向及び下り方向のそれぞれにおいて連結データパケットＣＤＰが適用されていたが、上り方向及び下り方向の何れか一方のみにおいて連結データパケットＣＤＰが適用されてもよい。
【０１３４】
上述した実施形態では、ゲートウェイ装置３００Ａ又は３００Ｂ（サービングゲートウェイ）がデータパケットの送信側装置又は受信側装置となる転送制御装置として説明した。しかしながら、ＰＤＮゲートウェイを、データパケットの送信側装置又は受信側装置となる転送制御装置としてもよい。
【０１３５】
上述した実施形態では、ＬＴＥ技術を用いて構成された無線通信システム１０Ａ，１０Ｂについて説明したが、ＬＴＥに限らず、他の無線通信規格に従った無線通信システムに対して本発明を適用してもよい。
【０１３６】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１３７】
１Ａ，１Ｂ…通信システム、１０Ａ，１０Ｂ…無線通信システム、２０…無線通信区間、３０…ネットワーク側通信区間、１００，１００Ａ〜１００Ｃ…無線端末、２００Ａ，２００Ｂ…無線基地局、２１０…第１通信部、２２０…第２通信部、２３０Ａ，２３０Ｂ…制御部、２３１…検出部、２３２…判定部、２３３…連結パケット生成部、２３４…連結パケット分解部、２３５…ヘッダ省略部、２３６…ヘッダ再構築部、２４０…記憶部、３００Ａ，３００Ｂ…ゲートウェイ装置、３１０…第１通信部、３２０…第２通信部、３３０Ａ，３３０Ｂ…制御部、３３１…検出部、３３２…判定部、３３３…連結パケット生成部、３３４…連結パケット分解部、３３５…ヘッダ省略部、３３６…ヘッダ再構築部、３４０…記憶部、４００…インターネット、５００…通信先装置 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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