(57)【要約】【課題】ハンドオフ／オーバーが伴う高速移動通信網におけるデータ伝送に対する伝送制御プロトコル（Transmission Control Protocol：ＴＣＰ）の流れ制御方法を提供する。【解決手段】高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法は、サーバーが有線端末機又は移動通信端末機のうち、どの端末機とコネクションを生成するのか判断する過程と、当該コネクション判断によって互いに異なる輻輳回避を適用して伝送率を制御する過程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーバーが有線端末機又は移動通信端末機のうち、どの端末機とコネクションを生成するのか判断する過程と、
該コネクション判断によって互いに異なる輻輳回避を適用して伝送率を制御する過程と、
を含むことを特徴とする高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項２】
前記コネクション判断が、ＴＣＰパケットのオプションフィールドを使用して行われることを特徴とする請求項１に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項３】
前記伝送率は、前記サーバーと前記有線端末機とのコネクションが生成されると一般輻輳回避により、前記サーバーと前記移動通信端末機とのコネクションが生成されるとモバイル輻輳回避により、互いに異なるように制御されることを特徴とする請求項１に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項４】
前記伝送率は、前記移動通信端末機とのコネクションが生成された場合、高速及び低速の伝送率でそれぞれ測定されたＲＴＴに基づいて設定される第１及び第２の再伝送タイムアウトにより制御されることを特徴とする請求項１に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項５】
前記第１の再伝送タイムアウトが、高速の伝送率で測定されたＲＴＴに基づいて設定されることを特徴とする請求項４に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項６】
前記第２の再伝送タイムアウトが、ハンドオーバーが行われる低速の伝送率で測定されたＲＴＴに基づいて設定されることを特徴とする請求項４に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項７】
前記伝送率は、ＡＣＫが第１の再伝送タイムアウトと第２の再伝送タイムアウトの間に届くと、輻輳ウィンドウを維持して制御されることを特徴とする請求項１に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項８】
前記伝送率は、ＡＣＫが第２の再伝送タイムアウトの終了後に届くと、モバイルＴＣＰパケットを再伝送し、輻輳ウィンドウを半分に縮小して制御されることを特徴とする請求項１に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項９】
サーバーが移動通信端末機又は有線端末機とコネクションを生成したことを確認して、前記移動通信端末機とのコネクションが生成された場合、モバイル輻輳回避を適用してデータの伝送率を制御することを特徴とする高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項１０】
前記コネクションは、ＴＣＰパケットのオプションフィールドを使用して確認することを特徴とする請求項９に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項１１】
前記伝送率が、高速及び低速の伝送率でそれぞれ測定されたＲＴＴに基づいて設定される第１及び第２の再伝送タイムアウトにより制御されることを特徴とする請求項９に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項１２】
前記伝送率は、ＡＣＫが第１の再伝送タイムアウトと第２の再伝送タイムアウトの間に届くと、輻輳ウィンドウを維持して制御されることを特徴とする請求項９に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項１３】
前記伝送率は、ＡＣＫが第２の再伝送タイムアウトの終了後に届くと、モバイルＴＣＰパケットを再伝送し、輻輳ウィンドウを半分に縮小して制御されることを特徴とする請求項９に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項１４】
ＴＣＰパケットのオプションフィールドを使用して移動通信端末機と有線端末機とを区分した後、これらに対して互いに異なる輻輳回避による伝送率の制御を行う第１の過程と、
一般再伝送タイムアウトと共にこれを補完するモバイル再伝送タイムアウトを適用して輻輳回避による伝送率の制御を行う第２の過程と、
を含むことを特徴とする高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項１５】
前記モバイル再伝送タイムアウトが、前記一般再伝送タイムアウト内に受信されない遅延した応答信号のＲＴＴに基づいた値に設定されることを特徴とする請求項１４に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項１６】
前記第２の過程で、前記ＴＣＰパケットは、前記一般再伝送タイムアウトが発生しても直ちに再伝送されず、前記モバイル再伝送タイムアウト発生後に再伝送されることを特徴とする請求項１４に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【請求項１７】
前記第１の過程は、コネクションの生成時、前記ＴＣＰパケットのオプションフィールドを使用して、前記移動通信端末機と前記有線端末機とを区分することを特徴とする請求項１４に記載の高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信網におけるＴＣＰデータの伝送に関し、特に、ハンドオフ／オーバーが伴う高速移動通信網におけるデータ伝送に対する伝送制御プロトコル（Transmission Control Protocol：ＴＣＰ）の流れ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＣＰは、インターネット上のコンピュータ間でデータをメッセージ形態で伝送するために、ＩＰ（Internet Protocol）と共に使用されるプロトコルである。ＩＰが実際にデータの配信処理を管理する間、ＴＣＰはデータパケットを追跡管理する。
【０００３】
このようなＴＣＰ通信網において、ＰＣのような有線端末機のユーザーは、インターネットに接続するために、通常、ＳＬＩＰ（Serial Line Internet Protocol）又はＰＰＰ（Point to Point Protocol）を使用する。これに比べて、移動通信端末機の場合、移動通信網で提供するＰＰＰを使用してサーバーと通信を行う。そして、ＴＣＰ通信網においては、有線網を通してサーバーと通信を行う有線端末機の場合、エラーがほとんど発生せず、遅延の変化幅が小さいが、移動通信端末機の場合、不安定なチャネル環境とセル間のハンドオーバー（又は、ハンドオフ（以下、「ハンドオーバー」と称する））により、エラー率が高く、遅延の変化幅が大きい。
【０００４】
しかしながら、現在、サーバーのＴＣＰ階層は、このような有線端末機及び移動通信端末機の特性に関係なく、同一の方法で全ての端末機の伝送率を制御するようになっている。このような従来の伝送率制御方法において、ＴＣＰは、複数のパケットを伝送した後に応答信号（acknowledge：ＡＣＫ）を待つ「Go back N scheme」方式により、送信側で伝送率を決定する。また、全てのパケットは、一連番号を前記ＡＣＫに含ませて伝送する。送信側では、ＡＣＫが届くたびに、ＲＴＴ（Round Trip Time）を記録し、伝送率を２倍に増加させる。但し、伝送量は受信側のバッファ容量を超過することができない。
【０００５】
ある理由（例えば、ロス、遅延ジッタ）によりパケット伝送に問題が発生すると、次の２つの方法により伝送率を調整する。
【０００６】
第１に、輻輳回避（Congestion Avoidance）方法を用いて伝送率を調整する方法がある。図５は、このような輻輳回避処理方法による従来のＴＣＰの流れ制御のフローを示す図である。図５に示すように、送信側で、パケットを受信側に伝送し、該パケットのＲＴＴをベースにタイマーを設定し（Ｓ５１）、再伝送タイムアウト（Retransmission Time Out：ＲＴＯ）を確認する（Ｓ５３）。このタイマーにより設定された時間内にＡＣＫが届かないと（Ｓ５７）、再伝送を行い、タイムアウトになるたびに伝送率を現在の半分の水準に低下させる（Ｓ５５）。
【０００７】
第２に、高速再伝送（Fast Retransmission）方法を用いて伝送率を調整する方法がある。この方法では、同じＡＣＫが受信されると、タイマーが終了しなくても直ちに再伝送を行う。
【０００８】
現在、高速移動通信網で実際に伝送可能な可用伝送率は、無線チャネル環境が良好な地域では比較的高いが、ハンドオーバー地域である通信環境不良地域（pollution area）では、高速通信のための伝送チャネルがほとんど割り当てられていない。移動通信端末機がサーバーからデータを受信する場合、このような理由により、大きなＴＣＰデータパケットは、ハンドオーバーが行われる通信環境不良地域では移動通信端末機に伝送されず、図６に示すように、基地局のキュー（Queue）に蓄積される。
【０００９】
高速伝送時、移動通信端末機がハンドオーバーが行われる地域を離れる時間は、記録されたＲＴＴをベースに設定された送信側の短いタイムアウト時間より長いため、送信側の再伝送を誘発する。これにより、図６に示すように、同じパケットが重複して伝送を待つようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、従来の移動通信網においては、移動通信端末機がハンドオーバー地域である通信環境不良地域を離れたとき、移動通信端末機に同一パケットが再伝送されるため、無線チャネルの浪費を招き、移動通信端末機の実際の伝送率を低下させるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、移動通信端末機と有線端末機とを区分して、それぞれ異なる方法によりＴＣＰの流れを制御する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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明によるＴＣＰの流れ制御方法は、サーバーが有線端末機又は移動通信端末機のうち、どの端末機とコネクションを生成するのか判断する過程と、該コネクション判断によって互いに異なる輻輳回避を適用して伝送率を制御する過程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記コネクション判断は、ＴＣＰパケットのオプションフィールドを使用して行われる。
【００１４】
好ましくは、前記伝送率は、サーバーと有線端末機とのコネクションが生成されると一般輻輳回避により、サーバーと移動通信端末機とのコネクションが生成されるとモバイル輻輳回避により、互いに異なるように制御される。
【００１５】
好ましくは、前記伝送率は、移動通信端末機とのコネクションが生成された場合、高速及び低速の伝送率でそれぞれ測定されたＲＴＴに基づいて設定される第１及び第２のＲＴＯにより制御される。
【００１６】
好ましくは、前記伝送率は、ＡＣＫが第１のＲＴＯと第２のＲＴＯの間に届くと、輻輳ウィンドウ（congestion window：ｃｗｎｄ）を維持して制御される。
【００１７】
好ましくは、前記伝送率は、ＡＣＫが第２のＲＴＯの終了後に届くと、モバイルＴＣＰパケットを再伝送し、輻輳ウィンドウを半分に縮小して制御される。
【００１８】
また、上記の目的を達成するために、本発明によるＴＣＰの流れ制御方法は、サーバーが移動通信端末機又は有線端末機とコネクションを生成したことを確認して、移動通信端末機とのコネクションが生成された場合、モバイル輻輳回避を適用してデータの伝送率を制御することを特徴とする。
【００１９】
また、上記の目的を達成するために、本発明によるＴＣＰの流れ制御方法は、ＴＣＰパケットのオプションフィールドを使用して移動通信端末機と有線端末機とを区分した後、これらに対して互いに異なる輻輳回避による伝送率の制御を行う第１の過程と、一般ＲＴＯと共にこれを補完するモバイルＲＴＯを適用して輻輳回避による伝送率の制御を行う第２の過程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による高速移動通信網におけるＴＣＰの流れ制御方法においては、移動通信網において実際に伝送率を低下させる原因となる同一パケットの再伝送が発生しないため、通信網の効率性が向上して実質的な移動通信端末機の伝送率が向上するという効果がある。
【００２１】
また、高速移動通信網においてハンドオーバー地域に進入して低速伝送モードに切り換わる際に発生する急激な伝送率の減少を防止し、再び高速の伝送率地域に進入する際に伝送率の増加が遅延することを防止できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、ＴＣＰデータ通信が可能な移動通信システムで実現されるが、他の標準によって動作する無線通信システムにも適用可能である。
【００２３】
本発明の趣旨は、移動通信網で移動通信端末機とサーバーの間にパケット伝送問題が発生する際、モバイル輻輳回避によりＴＣＰの流れを適切に制御することにより、ハンドオーバー実行時に無線資源が浪費されることを防止し、伝送率を向上させることにある。このような本発明の趣旨は、ＴＣＰパケットにモバイルオプションフィールドを使用してモバイルＴＣＰパケットを区分できる点に着目したものである。
【００２４】
図１は、本発明によるＴＣＰ接続を示す例示図である。図１に示すように、本発明においては、サーバー４３が移動通信端末機４１と有線端末機４２とによってそれぞれ異なる方法でＴＣＰの流れを制御する。
【００２５】
詳しくは、所定のバイト（例えば、４ｂｙｔｅ）で構成されたＴＣＰパケットのオプションフィールドを使用して移動通信端末機４１と有線端末機４２とを区分した後、これらに対して互いに異なる輻輳回避制御過程を行う。特に、移動通信端末機４１とサーバー４３間のＴＣＰ流れの場合、モバイル輻輳回避による制御過程を行う。このために、一般再伝送タイムアウト（Ordinary-Retransmission Time Out：以下、Ｏ−ＲＴＯという）と共に、これを補完するモバイル再伝送タイムアウト（Mobile-Retransmission Time Out：以下、Ｍ−ＲＴＯという）を適用する。
【００２６】
図２は、本発明によるモバイル輻輳回避によるＴＣＰの流れ制御方法のフローを示す図で、図３は、本発明によるモバイルオプション（mobile option）フィールドが追加されたＴＣＰパケットのフォーマット図である。
【００２７】
図２及び図３に示すように、サーバー４３と端末機４１，４２の間にコネクションが生成されると（Ｓ１０）、図３に示すＴＣＰパケットのフォーマットでモバイルオプションフィールドを使用して、移動通信端末機４１とのコネクションの生成と有線端末機４２とのコネクションの生成とを区分する（Ｓ２０）。パケット伝送に問題（例えば、ロス、遅延ジッタ）が発生する場合、前記の過程Ｓ２０の区分によって別途の輻輳回避を適用して伝送率を制御する。即ち、サーバー４３と有線端末機４２とのコネクションが生成された場合は、図５に示す従来の輻輳回避を適用して伝送率を制御するが（Ｓ４０，Ｓ５０）、サーバー４３と移動通信端末機４１とのコネクションが生成された場合は、モバイル輻輳回避を適用して伝送率を制御する（Ｓ３０，Ｓ１００）。
【００２８】
以下、前記の過程Ｓ１００をより詳しく説明する。送信側（サーバー４３又は移動通信端末機４１）は、ＴＣＰパケットを受信側（移動通信端末機４１又はサーバー４３）に伝送し、一般再伝送タイマー（Ordinary Retransmission Timer：以下、Ｏ−ＲＴという）を設定する（Ｓ１１０）。そして前記Ｏ−ＲＴＯについて、通常の方法と同様にＲＴＴに基づいた値に設定する。その後、Ｏ−ＲＴＯ内に受信側からＡＣＫが受信されると（Ｓ１２０，Ｓ１６０）、移動通信端末機４１は、高速通信のための伝送チャネルが割り当てられた状態であり、サーバー４３とのコネクションが生成されて高速通信が可能な状態であるので、輻輳ウィンドウ（ｃｗｎｄ）を２倍に増やしてデータの伝送率を高める（Ｓ１７０）。
【００２９】
一方、Ｏ−ＲＴＯ内に送信側にＡＣＫ信号が届かないと（Ｓ１２０）、移動通信端末機４１は、ハンドオーバー地域である通話不良地域内に位置し、サーバー４３とのコネクションが生成されている状態であるが、移動通信端末機４１とサーバー４３の間で低速通信のみが可能な状態であるため、送信側は、前記パケットを再伝送することなく、モバイル再伝送タイマー（Mobile−Retransmission Timer：以下、Ｍ−ＲＴという）を設定する（Ｓ１３０）。そして前記Ｍ−ＲＴＯにつき、Ｏ−ＲＴＯ内に受信されない遅延したＡＣＫのＲＴＴに基づいた値に設定する。その後、Ｍ−ＲＴＯ内に送信側にＡＣＫが届かないと（Ｓ１４０）、パケットを再伝送し、輻輳ウィンドウ（ｃｗｎｄ）を半分に縮小してデータの伝送率を制御する（Ｓ１５０）。しかしながら、送信側にＯ−ＲＴＯとＭ−ＲＴＯの間（Ｏ−ＲＴＯ後からＭ−ＲＴＯまで）にＡＣＫが届く場合（Ｓ１８０）は、輻輳ウィンドウ（ｃｗｎｄ）の大きさを調整しない（Ｓ１９０）。
【００３０】
以上、前記の過程Ｓ１００で説明したように、パケット再伝送は、Ｍ−ＲＴＯ発生後に行われ、Ｏ−ＲＴＯが発生しても通常の方法のように直ちに再伝送を行わない。結局、本例の方法でＴＣＰの流れを制御することにより、移動通信網において実際に伝送率を低下させる原因となる同一パケットの再伝送が発生しないため、通信網の効率性が向上する。また、輻輳ウィンドウ（ｃｗｎｄ）を維持することにより、高速移動通信網において移動通信端末機４１がハンドオーバー地域に進入して低速伝送モードに切り換わる際に発生する急激な伝送率の減少を防止し、再び高速の伝送率地域に進入する際に伝送率の増加が遅延することを防止することができる。
【００３１】
参考までに、低速の伝送率では、再伝送を遅延させて伝送率が低下することがあるが、高速の移動通信網では、高速再伝送による高い伝送率により副作用が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるＴＣＰ接続を示す例示図である。
【図２】本発明による高速移動通信網におけるモバイル輻輳回避によるＴＣＰの流れ制御方法のフローを示す図である。
【図３】本発明によるモバイルオプションフィールドが追加されたＴＣＰパケットのフォーマット図である。
【図４】移動通信端末機と有線端末機を含んだ通信網を示す構成図である。
【図５】従来の輻輳回避処理方法のフローを示す図である。
【図６】基地局のキューに蓄積されるＴＣＰパケットを説明するための図である。
【符号の説明】
【００３３】
４１  移動通信端末機
４２  有線端末機
４３  サーバー
【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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