(57)【要約】再送タイマを用いる伝送プロトコルの性能を向上させる方法であり、この方法では、前記再送タイマの再送タイムアウト（ＲＴＯ）は、ちらばりの推定値を含むラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に関する統計値に従って変化され、本方法は本質的に、それの最小値を保証するために、そのちらばりを制御するために、前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に、ジッタが取り入れられ、前記再送タイマの擬似タイムアウトの可能性を減少させることを特徴とする。
2005505199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再送タイマを用いる伝送プロトコルの性能を向上する方法であって、前記再送タイマの再送タイムアウト（ＲＴＯ）が、ちらばりの推定値を含む、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に関する統計値に応じて変化させられ、それの最小値を保証するために、そのちらばりを制御するために、前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に、ジッタが取り入れられ、前記再送タイマの擬似タイムアウトの可能性を減少させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ラウンドトリップタイムが、確認応答の受信時間を対応するデータの送信時間と比較することによって取得され、前記ジッタが、前記確認応答の経路指定をランダムに遅延させることによって取得されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）モデルに従って動作するシステムにおいて、前記プロトコルが伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）タイプであり、
入力ＩＰデータグラムのヘッダを分析することによってＴＣＰセグメントが検出される第１のステップと、
この方法で検出されたＴＣＰセグメント中の確認応答が、ＴＣＰセグメントのヘッダを分析することによって検出される第２のステップと、
この方法で検出された確認応答の経路指定が、ランダムに遅延される第３のステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のステップの間に、システムアプリケーション層データを転送しないＴＣＰセグメント中の確認応答のみが選択されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
いずれか又は両方の伝送方向に対して用いられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
再送タイマを用いる伝送プロトコルを実装する通信システムのための装置であって、再送タイマの再送タイムアウト（ＲＴＯ）が、ちらばりの推定値を含む、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に関する統計値に応じて変化させられ、それの最小値を保証するために、そのちらばりを制御するために、前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に、ジッタを取り入れる手段を備え、前記再送タイマの擬似タイムアウトの可能性を減少させることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記ラウンドトリップタイムが、確認応答の受信時間を対応するデータの送信時間と比較することによって取得され、前記ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）にジッタを取り入れる前記手段が、前記確認応答の経路指定をランダムに遅延させる手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記システムが伝送プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）モデルに従って動作し、前記プロトコルが伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）タイプであり、
入力ＩＰデータグラムのヘッダを分析することによってＴＣＰセグメントを検出する第１の手段（Ｍ１）と、
この方法で検出されたＴＣＰセグメント中の確認応答を、前記ＴＣＰセグメントのヘッダを分析することによって検出する第２の手段（Ｍ２）と、
この方法で検出された確認応答の送信を、ランダムに遅延させる第３の手段（Ｍ３）とを含むことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の手段が、システムアプリケーション層データを転送しないＴＣＰセグメント中の確認応答のみを選択する手段をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）にジッタを取り入れる手段が、いずれか又は両方の伝送方向に対して提供されることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記システムが、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）モデルに従って動作し、前記プロトコルが伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）タイプであり、ＴＣＰ接続がパケットモード移動無線ネットワークを介してセットアップされ、前記装置は前記パケットモード移動無線ネットワークの機器内に提供されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記パケットモード移動無線ネットワークが、グローバル移動通信システム／汎用パケット無線サービス（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ）タイプであり、前記機器がサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）またはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）タイプであり、前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）にジッタを取り入れる前記手段が、サブネットワーク依存コンバージェンスプロトコル（ＳＮＤＣＰ）層のエンティティ、ＧＰＲＳトンネルプロトコル（ＧＴＰ）層のエンティティ、または中継機能をもつとともにＳＮＤＣＰおよびＧＴＰの上に位置するエンティティにおいて提供されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記移動無線ネットワークが、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）タイプであり、前記機器が、第３世代サービングＧＰＲＳサポートノード（３Ｇ−ＳＧＳＮ）または第３世代ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（３Ｇ−ＧＧＳＮ）タイプであり、前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）にジッタを取り入れる前記手段が、ＧＰＲＳトンネリングプロトコルのユーザ面（ＧＴＰ−Ｕ）層のエンティティ、または中継機能をもつとともにＧＰＲＳトンネリングプロトコルのユーザ面の上に位置するエンティティにおいて提供されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の装置を備えることを特徴とするパケットモード移動無線ネットワーク機器。
【請求項１５】
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の装置を備えることを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、通信システムにおいて用いられるプロトコルに関し、特に、要求される信頼性をそれ自体では保証しないネットワークを介した、信頼できるデータ伝送のために設計されたプロトコルに関する。したがって、本発明は、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）モデルに従って動作するシステムにおいて用いられる伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）タイプのプロトコルに特に適用される。
【背景技術】
【０００２】
一般的にいえば、信頼できるデータの伝送のために、これらのプロトコルは、受信されたデータ単位の受信側による確認応答と、確認応答されていないデータ単位の送信側による再送信とを含む機構を用いる。再送タイマは、一般に、再送タイマがタイムアウトする前に受信側からの確認応答が受信されない場合に、再送信が自動的に引き起こされるようにするために提供される。
【０００３】
特にＴＣＰ形式のプロトコルの場合に解決するのが難しい問題は、再送タイマのタイムアウトの選択の問題である。これは、ＴＣＰ／ＩＰモデルに従って動作するシステムにおいて、伝送遅延を予測することができないからである。この場合、再送タイマのタイムアウトが短すぎると、不必要な再送信が引き起こされ、ネットワークにおけるトラフィック負荷を不必要に増加させ、再送信の曖昧性を引き起こす場合もあり、反対に、再送タイマのタイムアウトが長すぎると、伝送遅延によってサービス品質を低下させる危険がある。
【０００４】
上記の制約により、再送タイマの再送タイムアウト（ＲＴＯ）が、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に関する統計値に応じて絶えず変化するようになっている。したがって、以下の形の式を使うことが提案されている。
ＲＴＯ＝ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ｍｅａｎ＿ＲＴＴ＋４＊ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ＲＴＴ＿ｓｔａｎｄａｒｄ＿ｄｅｖｉａｔｉｏｎ
【０００５】
上記の式において、ＲＴＯは再送タイマの再送タイムアウトの現在の値であり、ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ｍｅａｎ＿ＲＴＴはラウンドトリップ時間の平均値の現在の推定値であり、ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ＲＴＴ＿ｓｔａｎｄａｒｄ＿ｄｅｖｉａｔｉｏｎはラウンドトリップ時間の標準偏差の現在の推定値である。変数ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ｍｅａｎ＿ＲＴＴおよびｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ＲＴＴ＿ｓｔａｎｄａｒｄ＿ｄｅｖｉａｔｉｏｎは、確認応答の受信時間を、対応するデータの送信時間と比較することによって取得される、測定されたＲＴＴ値を平均することによって取得される。
【０００６】
ＴＣＰは、再送タイマのタイムアウトをＩＰネットワークにおける輻輳と解釈し、次いで、送信ビットレートが低下される。
【０００７】
ＴＣＰに関する詳細については、特に、Ｗ．Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｓｔｅｖｅｎｓの「ＴＣＰ／ＩＰ  Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ，Ｖｏｌｕｍｅ  １，Ｔｈｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ」を参照されたい。
【０００８】
今やますます多くのＴＣＰ接続が、グローバル移動通信システム／汎用パケット無線サービス（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ）ネットワークおよびユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）ネットワークのような、パケットモード移動無線ネットワークを介してセットアップされるようになっている。
【０００９】
無線インターフェースを介して信頼できるやり方でデータを伝送するために、これらの移動無線ネットワークにおいて特定の技術が提供されている。こうした技術には、自動再送要求（ＡＲＱ）技術を用いた、確認応答されていないブロックの再送信を含む無線リンク制御（ＲＬＣ）プロトコルを含む。
【００１０】
しかし、ＡＲＱ技術を使用すると、実際に要求される繰返し回数に応じて伝送時間が変化するようになり、要求される繰返し回数は、次に、通信チャネルの質に直接的に依存し、無線チャネルの場合は非常に変わり得る。ところが、ＴＣＰは、ＲＴＴにおける比較的遅い変化に応答したＲＴＯの変化を可能にするが、たとえば無線条件が急激に低下した場合に、ＡＲＱ技術を使うときに発生するような、ＲＴＴにおける急速な変化に応答してＲＴＯを変えることはできない。ＲＴＴにおける急激な増加の別の例は、セルの再選択であり、この場合、ネットワークが移動端末の新しい位置を決定して転送を続けるのに数秒かかる場合もある。
【００１１】
ＲＴＴにおける急激な変化は、こうした状況で起こり、再送タイマのタイムアウトを引き起こす場合もある。
【００１２】
明らかに、ＴＣＰの応答（すなわち、再送信およびビットレートの低下）は、ここで検討している状況では適切でなく、これは、この場合には、データは、たとえばＲＬＣプロトコルに従って再送信されるために単に遅れているだけだからである。特に、この状況においてデータは不必要に再送信され、そして、この種類の再送信は一般に、ただ１つのデータ単位の再送信を導くのではなく、ルックアヘッドウィンドウ（ルックアヘッドウィンドウの理論は、当業者によく知られており、たとえば上で引用した出版物で説明されている）に含まれるすべてのデータ単位の再送信になるという事実によって、問題が悪化する。このことは、特に広いウィンドウが使われる場合（定常的に使われる値の１つは６４キロバイトである）には、ビットレートのかなりの損失を意味する。さらに、このことは、二重の確認応答を生成し、その結果新しい再送信を生成し、その他様々な場合がある。
【００１３】
この擬似タイムアウトおよび疑似再送信の問題は、たとえば以下の文書において参照されている。
【００１４】
「ＴＣＰ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｖｅｒ  ＧＰＲＳ」、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｍｅｙｅｒ、ＷＣＮＣ  １９９９  ＩＥＥＥ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（Ｃａｔ．Ｎｏ．９９ＴＨ  ８４６６）、Ｐｔ．Ｖｏｌ．３、ｐｐ．１２４８−１２５２  Ｖｏｌ．３、Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ：Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ、ＮＪ、ＵＳＡ、１９９９。
【００１５】
「Ｔｈｅ  Ｅｉｆｅｌ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：Ｍａｋｉｎｇ  ＴＣＰ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ａｇａｉｎｓｔ  Ｓｐｕｒｉｏｕｓ  Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」、Ｒｅｉｎｅｒ  Ｌｕｄｗｉｇ、Ｒａｎｄｙ  Ｈ．Ｋａｔｚ、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｖｉｅｗ、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．１、ｐｐ．３０−３６、Ｊａｎ．２０００。
【００１６】
「Ｔｈｅ  Ｅｉｆｅｌ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：Ｍａｋｉｎｇ  ＴＣＰ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ａｇａｉｎｓｔ  Ｓｐｕｒｉｏｕｓ  Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」という文書で提案している解決策では、セグメントが初めて伝送されているかまたは再送信されているか指定する情報をＴＣＰヘッダに追加し、この情報は受信側によって返送される確認応答の中にコピーされ、送信側が疑似再送信を検出し、したがってそれによるルックアヘッドウィンドウ全体の再送信ではなく単一のパケットの再送信へその影響を制限することを可能にする。それでもやはり、この解決策は、こうした向上から利益を受けようとして、ＴＣＰの変更と、すべてのサーバおよびクライアント端末の更新とを含む。さらに、たとえば小さなハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）オブジェクトのダウンロード時に直面するような、短いＴＣＰ接続の場合には、ただ１つのパケットの再送信でさえ、オブジェクトのサイズの数十パーセントに相当する場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の特定な目的は、擬似タイムアウトの可能性を排除し、または少なくともかなり減少させることによって、上述した問題を回避することである。より一般的には、本発明の目的は、このようなプロトコルの性能を向上させ、その結果、このようなプロトコルを用いる通信システムの性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様は、再送タイマを用いる伝送プロトコルの性能を向上する方法であって、この方法において、前記再送タイマの再送タイムアウトが、ちらばりの推定値を含む、ラウンドトリップ時間に関する統計値に応じて変化させられ、本方法は本質的には、それの最小値を保証するために、そのちらばりを制御するために、前記ラウンドトリップ時間に、ジッタが取り入れられ、前記再送タイマの擬似タイムアウトの可能性を減少させることを特徴とする。
【００１９】
別の特徴によれば、前記ラウンドトリップタイムが、確認応答の受信時間を対応するデータの送信時間と比較することによって取得され、前記ジッタが、前記確認応答の経路指定をランダムに遅延させることによって取得される。
【００２０】
別の特徴によれば、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）モデルに従って動作するシステムにおいて、前記プロトコルは伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）タイプであり、前記方法は、
入力ＩＰデータグラムのヘッダを分析することによってＴＣＰセグメントが検出される第１のステップと、
この方法で検出されたＴＣＰセグメント中の確認応答が、ＴＣＰセグメントのヘッダを分析することによって検出される第２のステップと、
この方法で検出された確認応答の経路指定が、ランダムに遅延される第３のステップとを含む。
【００２１】
別の特徴によれば、前記第２のステップの間に、システムアプリケーション層データを転送しないＴＣＰセグメント中の確認応答のみが選択される。
【００２２】
別の特徴によれば、前記方法は、いずれか又は両方の伝送方向に対して用いられる。
【００２３】
本発明はさらに、再送タイマを用いる伝送プロトコルを実装する通信システムのための装置内に存在し、再送タイマの再送タイムアウトが、ちらばりの推定値を含む、ラウンドトリップ時間に関する統計値に応じて変化させられ、この装置は本質的に、それの最小値を保証するために、そのちらばりを制御するために、前記ラウンドトリップ時間に、ジッタを取り入れる手段を備え、前記再送タイマの擬似タイムアウトの可能性を減少させることを特徴とする。
【００２４】
別の特徴によれば、前記ラウンドトリップタイムが、確認応答の受信時間を対応するデータの送信時間と比較することによって取得され、前記ラウンドトリップタイムにジッタを取り入れる前記手段が、前記確認応答の経路指定をランダムに遅延させる手段を備える。
【００２５】
別の特徴によれば、前記システムは伝送プロトコル／インターネットプロトコルモデルに従って動作し、前記プロトコルは伝送制御プロトコルタイプであり、前記装置は、
入力ＩＰデータグラムのヘッダを分析することによってＴＣＰセグメントを検出する第１の手段と、
この方法で検出されたＴＣＰセグメント中の確認応答を、前記ＴＣＰセグメントのヘッダを分析することによって検出する第２の手段と、
この方法で検出された確認応答の送信を、ランダムに遅延させる第３の手段とを含む。
【００２６】
別の特徴によれば、前記第２の手段は、システムアプリケーション層データを転送しないＴＣＰセグメント中の確認応答のみを選択する手段をさらに備える。
【００２７】
別の特徴によれば、前記ラウンドトリップ時間にジッタを取り入れる手段が、いずれか又は両方の伝送方向に対して提供される。
【００２８】
別の特徴によれば、前記システムは、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコルモデルに従って動作し、前記プロトコルが伝送制御プロトコルタイプであり、ＴＣＰ接続はパケットモード移動無線ネットワークを介してセットアップされ、前記装置は、前記パケットモード移動無線ネットワークの機器内に提供される。
【００２９】
別の特徴によれば、前記パケットモード移動無線ネットワークが、グローバル移動通信システム／汎用パケット無線サービスタイプであり、前記機器がサービングＧＰＲＳサポートノードまたはゲートウェイＧＰＲＳサポートノードタイプであり、前記ラウンドトリップ時間にジッタを取り入れる前記手段が、サブネットワーク依存コンバージェンスプロトコル層のエンティティ、ＧＰＲＳトンネルプロトコル層のエンティティ、または中継機能をもつとともにＳＮＤＣＰおよびＧＴＰの上に位置するエンティティにおいて提供される。
【００３０】
別の特徴によれば、前記移動無線ネットワークが、ユニバーサル移動通信システムタイプであり、前記機器は、第３世代サービングＧＰＲＳサポートノードまたは第３世代ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードタイプであり、前記ラウンドトリップ時間にジッタを取り入れる前記手段が、ＧＰＲＳトンネリングプロトコルのユーザ面層のエンティティ、または中継機能をもつとともにＧＰＲＳトンネリングプロトコルのユーザ面の上に位置するエンティティにおいて提供される。
【００３１】
本発明はさらに、上記の種類の装置を備えるパケットモード移動無線ネットワーク機器にある。
【００３２】
本発明はさらに、上記の種類の装置を備える移動局にある。
【００３３】
本発明の他の目的および特徴は、添付の図面を参照して以下の本発明の実施形態の説明を読むと明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、パケットモード移動無線ネットワークを介してＴＣＰ接続をセットアップすることができるシステムの一例を示す。一例として、このパケットモード移動無線ネットワークは、ＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワークである。
【００３５】
ＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワークは本質的に、
移動局（ＭＳ）および基地局コントローラ（ＢＳＣ）と通信する基地トランシーバ局（ＢＴＳ）であって、基地トランシーバ局とその基地局コントローラの組合せが、基地局サブシステム（ＢＳＳ）、またはより一般的には、無線アクセスネットワークと呼ばれる基地トランシーバ局と、
ＢＳＳおよびゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）と通信するサービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）であって、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードが、図１に示すようにホストマシンＨＯＳＴと通信するＩＰネットワークそれ自身などのデータネットワークと通信する、サービングＧＰＲＳサポートノードとを備える。ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮの組合せは一般に、コアネットワークと呼ばれる。
【００３６】
図１に示すようなシステムを説明するのに用いられる階層アーキテクチャにおいて、以下の区別が行われる。
【００３７】
＊ＴＣＰ／ＩＰモデルに従い：
・ホストマシンＨＯＳＴ内で：
−アプリケーション層、
−この例では伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）層であるトランスポート層、
−この例ではインターネットプロトコル（ＩＰ）層であるネットワーク層、
−２つの層Ｌ２およびＬ１に順に分割されるネットワークホスト層、
・移動局ＭＳ内で：
−ホストアプリケーション層と対話中のアプリケーション層、
−この例ではホストトランスポート層と対話中のＴＣＰ層であるトランスポート層、
−この例ではＩＰ層であるネットワーク層、
・ＧＧＳＮ内で：
−（図に示す単純な状況における）ホストＩＰ層または中間ＩＰルータと対話するように構成された、この例ではＩＰ層である、ネットワーク層、
−対応するホスト層と対話するように構成された、２つの層Ｌ２およびＬ１に順に分割されるネットワークホスト層、
＊ＧＳＭ／ＧＰＲＳシステムに特有のモデルに従い：
・移動局ＭＳ内で：
−ＩＰ層を下位層に適合させ、サブネットワーク依存コンバージェンスプロトコル（ＳＮＤＣＰ）と呼ばれるアダプテーション層、
−論理リンク制御（ＬＬＣ）層、無線リンク制御（ＲＬＣ）層、およびメディアアクセス制御（ＭＡＣ）層に順に分割されるリンク層、
−ＧＳＭ  ＲＦ層と呼ばれる物理層
・ＢＳＳ内で：
１）
−ＬＬＣレベルのデータ単位をＭＳとＳＧＳＮの間で経路指定する中継機能、
２）
−ＭＳ  ＲＬＣ層と対話するＲＬＣ層、
−ＭＳ  ＭＡＣ層と対話するＭＡＣ層、
−ＭＳ  ＧＳＭ  ＲＦ層と対話するＧＳＭ  ＲＦ層、
３）
−ＢＳＳ  ＧＰＲＳプロトコル（ＢＳＳＧＰ）層、
−ネットワークサービス層、
−Ｌ１第２層、
・ＳＧＳＮ内で：
１）
−ＭＳとＧＧＳＮの間でＩＰデータグラムを経路指定する中継機能、
２）
−ＭＳ  ＳＮＤＣＰ層と対話するＳＮＤＣＰ層、
−ＢＳＳのＬＬＣレベル中継を介してＭＳ  ＬＬＣ層と対話するＬＬＣ層、
−ＢＳＳ  ＢＳＳＧＰ層と対話するＢＳＳＧＰ層、
−ＢＳＳネットワークサービス層と対話するネットワークサービス層、
−ＢＳＳ  Ｌ１第２層と対話するＬ１第２層
３）
−ＧＰＲＳトンネルプロトコル（ＧＴＰ）層、
−ユーザデータグラムプロトコル／伝送制御プロトコル（ＵＤＰ／ＴＣＰ）層、
−ＩＰ層、
−Ｌ２層、
−Ｌ１層、
・ＧＧＳＮ内で：
−ＳＧＳＮのＩＰレベルの中継を介してＭＳ  ＩＰ層と対話するＩＰ層、
−ＳＧＳＮ  ＧＴＰ層と対話するＧＴＰ層、
−ＳＧＳＮ  ＵＤＣ／ＴＣＰ層と対話するＵＤＰ／ＴＣＰ層、
−ＳＧＳＮ  ＩＰ層と対話するＩＰ層、
−ＳＧＳＮ  Ｌ２層と対話するＬ２層、
−ＳＧＳＮ  Ｌ１層と対話するＬ１層。
【００３８】
この階層アーキテクチャの詳細については、３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）発行のＴｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ３ＧＰＰ  ＴＳ  ０３．６０、ｖｅｒｓｉｏｎ  ７．６．０、ｒｅｌｅａｓｅ  １９９８を参照されたい。
【００３９】
データ単位（ＴＣＰセグメントとも呼ばれる）は、ＴＣＰに従って交換される。ＴＣＰセグメントは、ＩＰに従って交換されるパケット（ＩＰデータグラムとも呼ばれる）に含まれ、ＩＰデータグラムは、ＬＬＣプロトコルに従って交換されるフレーム（ＬＬＣフレームとも呼ばれる）に含まれる。ＬＬＣフレームは、ＲＬＣ／ＭＡＣ層にセグメント化されて、ＲＬＣデータブロックと呼ばれるブロックを形成する。ＲＬＣデータブロックは、物理層において、無線インターフェースを介した伝送に必要な形式に変換される。
【００４０】
ＧＳＭ／ＧＰＲＳシステムの詳細な説明については、対応する標準機構から発行されている対応する仕様を参照されたい。
【００４１】
上で指摘したように、ＴＣＰは再送タイマを使用し、再送タイマの再送タイムアウト（ＲＴＯ）は、以下の式に従って絶えず変化させられる。
【００４２】
ＲＴＯ＝ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ｍｅａｎ＿ＲＴＴ＋４＊ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ＲＴＴ＿ｓｔａｎｄａｒｄ＿ｄｅｖｉａｔｉｏｎ
上記の式において、ＲＴＯは再送タイマの再送タイムアウトの現在の値であり、ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ｍｅａｎ＿ＲＴＴは平均ラウンドトリップ時間の現在の推定値であり、ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ＲＴＴ＿ｓｔａｎｄａｒｄ＿ｄｅｖｉａｔｉｏｎはラウンドトリップ時間の標準偏差の現在の推定値である。変数ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ｍｅａｎ＿ＲＴＴおよびｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ＲＴＴ＿ｓｔａｎｄａｒｄ＿ｄｅｖｉａｔｉｏｎは、確認応答の受信時間を、対応するデータの送信時間と比較することによって取得される、測定されたＲＴＴ値平均することによって取得される。
【００４３】
本出願人は、連続したＴＣＰセグメントに対してＲＴＴが比較的一定である期間の後に、すなわちＲＴＴの標準偏差が低い期間の後で、ＲＴＴが、現在のＲＴＯ値より高くする急激なまたは瞬間的な増加（「グリッチ（ｇｌｉｔｃｈ）」と呼ばれる）をうけるときに疑似的な再送タイマタイムアウトが起こることを観察した。
【００４４】
この問題は、たとえば図３を参照して説明することができる。図３は、ＲＴＴサンプル（ここでは１〜２１の番号をつける）の母集団と、ＲＴＯから取得される対応する値を示している。この例において、ＲＴＴサンプル１７〜２０は、実質的に一定の値をもち、ＲＴＯの現在の値を連続的に低下させ、サンプル２１は、急激な増加（グリッチ）をうけ、ＲＴＴをＲＴＯの現在の値より高くさせるが、これを考慮に入れるほど迅速に調整を行うことはできない。
【００４５】
この問題を防止するために、本発明は、疑似的な再送タイマタイムアウトの可能性を減少させる最小値を保証するために、意図的な位相変化（ジッタ）をラウンドトリップタイムＲＴＴに取り入れて、ＲＴＴのちらばり（特に、この例では標準偏差）を制御することを提案する。言い換えると、本発明は、ＲＴＴが実質的に一定である期間を回避し、または人為的にＲＴＴの標準偏差を（もしくはより一般的には、ＲＴＴのちらばりのパラメータ特性も）増加させ、または疑似的な再送タイマタイムアウトの可能性を減少させるために、人為的に再送タイマの再送タイムアウトＲＴＯを増加させ、またはＲＴＴの急速かつ連続した増加を考慮に入れ、ＲＴＯとＲＴＴの間の十分な余裕を保持する。
【００４６】
本発明の別の利点は、この結果が、ＴＣＰの既存の実装形態を修正することなく取得できることである。
【００４７】
取り入れられるジッタは実際には遅延にすぎないので、ジッタは、ｅｓｔｉｍａｔｅｄ＿ｍｅａｎ＿ＲＴＴの値を増加させる。その結果生じるどの問題も、ＴＣＰを実装するソフトウェアを単に構成してユーザＴＣＰウィンドウの幅を増加させることによって補償することができる（この種類のウィンドウの理論も当業者によく知られており、たとえば上述した出版物で説明されている）。
【００４８】
次に、確認応答の経路指定をランダムに遅延させるアルゴリズムの一例を説明する。
【００４９】
以下の表記が用いられる。
【００５０】
ａｃｋ＿１，ａｃｋ＿２，．．．，ａｃｋ＿ｎ，．．．は、受信された一連のＴＣＰ確認応答を表し、
Ｔ＿ａｃｋ＿１，Ｔ＿ａｃｋ＿２，．．．，Ｔ＿ａｃｋ＿（ｎ），．．．は、ＴＣＰ確認応答が受信された時間を表し、
Ｔ＿ｆｏｒｗａｒｄ＿ａｃｋ＿１，Ｔ＿ｆｏｒｗａｒｄ＿ａｃｋ＿２，．．．，Ｔ＿ｆｏｒｗａｒｄ＿ａｃｋ＿（ｎ），．．．は、遅延の適用後にＴＣＰ確認応答が再送信された時間を表す。
【００５１】
Ｎは、受信された現在のＴＣＰ確認応答のインデックスである。
【００５２】
Ｔ＿ｆｏｒｗａｒｄ＿ａｃｋ＿（ｎ）は、たとえば以下の式を用いて決定される。
【００５３】
Ｔ＿ｆｏｒｗａｒｄ＿ａｃｋ＿（Ｎ）＝Ｔ＿ａｃｋ＿（Ｎ）＋ｒａｎｄ（）＊Ｍａｘ＿Ｄｅｌａｙ
上式において、ｒａｎｄ（）は、［０，１［の範囲の乱数を供給する関数であり、Ｍａｘ＿Ｄｅｌａｙは、所定の最大遅延時間である。
【００５４】
Ｍａｘ＿Ｄｅｌａｙは有利には、移動無線ネットワークオペレータによって構成することができるパラメータである。したがって、人為的に取り入れられるちらばりは、必要なだけ拡張することができ、本発明が用いられる各状況に適合することができる。
【００５５】
本発明はまた、本発明による方法を実行する装置を提供する。
【００５６】
一般的にいえば、本発明による装置は、その最小値を保証するために、そのちらばりを制御するために、ラウンドトリップタイムにジッタを取り入れる手段を備え、擬似的な再送タイマタイムアウトの可能性を減少させる。
【００５７】
ラウンドトリップタイムは、確認応答の受信時間を対応するデータの送信時間と比較することによって取得され、こうした手段は有利には、確認応答の経路指定をランダムに遅延させる手段を備える。
【００５８】
一般的にいえば、本発明は、どの通信システム機器、たとえば図１および２に示す形式のシステムのどの機器にでも実装することができる。
【００５９】
本発明は有利には、パケットモード移動無線ネットワーク機器、たとえば図１および２に示す形式のシステムにおけるＳＧＳＮまたはＧＧＳＮで実装される。
【００６０】
この場合、本発明は、ＴＣＰ層自体ではなく、たとえばＳＮＤＣＰ又はＧＴＰ層などの層において、またはＳＧＳＮの場合にはこの２つのプロトコルの間の中継機能において、またはＧＧＳＮの場合にはＧＴＰ層において実装される。ＩＰ層のレベルで交換されるデータ単位、パケットまたはＩＰデータグラムは、こうした層のいずれかにおいて回復される。
【００６１】
一般的な規則として、各層は、１つ上の層から受け取るデータ単位にヘッダを追加してから、それらを１つ下の層に渡す。この例では、ＩＰデータグラムのヘッダは、プロトコルのタイプ（たとえばＴＣＰまたはＵＤＰ）を示すフィールドを含み、ＴＣＰセグメントのヘッダは、ＴＣＰ確認応答用に予約されたフィールドを含む。
【００６２】
この場合、図４に示すように、本発明を実装するために、
入力ＩＰデータグラムのヘッダを分析することによってＴＣＰセグメントを検出する第１の手段Ｍ１と、
そのようなＴＣＰセグメントのヘッダを分析することによって、このようなやり方で検出されたＴＣＰセグメント中に含まれる確認応答を検出する第２の手段Ｍ２と、
このようなやり方で検出された確認応答の経路指定を、ランダムに遅延させる第３の手段Ｍ３とを提供することができる。
【００６３】
第２の手段は有利には、アプリケーション層データを転送しないＴＣＰセグメントに含まれる確認応答のみを選択する手段をさらに備える。
【００６４】
上記の手段は当然ながら、ソフトウェアの形をとることもできる。
【００６５】
グローバル移動通信システム／汎用パケット無線サービス（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ）パケットモード移動無線ネットワークの場合には、上記の手段は、サブネットワーク依存コンバージェンスプロトコル（ＳＮＤＣＰ）層のエンティティ、ＧＰＲＳトンネルプロトコル（ＧＴＰ）層のエンティティ、またはＳＮＤＣＰとＧＴＰの間の中継機能において、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）、またはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）において提供することができる。
【００６６】
本発明による装置は、移動局においても使用されることができる。
【００６７】
さらに、本発明は両方の伝送方向に対して使うことができるので、起こり得る各実装シナリオにおいて、各機器は、適当なときに、送信側（発信元）または受信側（宛先）とみなされる。
【００６８】
さらに、前述の説明において参照したＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワークは、本発明を適用することができる移動無線ネットワークの一例にすぎない。
【００６９】
本発明は当然ながら、たとえば特にＵＭＴＳネットワークのような、他のタイプのネットワークにも適用することができる。
【００７０】
そして、図５は、ＵＭＴＳパケットモード移動無線ネットワークを介してＴＣＰ接続をセットアップすることができるシステムの一例を示す。
【００７１】
ＵＭＴＳにおいて、無線アクセスネットワークはＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）と呼ばれ、基地局はノードＢと呼ばれ、基地局コントローラは無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と呼ばれ、ＳＧＳＮおよびＧＧＳＮは、それぞれ３Ｇ−ＳＧＳＮおよび３Ｇ−ＧＧＳＮと呼ばれ、３Ｇは第３世代を意味する。
一般的にいえば、ＵＭＴＳも標準によって包含され、これ以上の情報については、対応する標準機構から発行されている対応する仕様を参照することができる。
【００７２】
図６は、図５に示したようなシステムの階層アーキテクチャを示す。この種類のアーキテクチャは、ここでは再度詳細に説明しないが、これは、第１には、図２に示すアーキテクチャと共通点があるからであり、第２には、３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）から発行されているＴｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ３ＧＰＰ  ＴＳ  ２３．０６０、ｖｅｒｓｉｏｎ  ４．１．０、ｒｅｌｅａｓｅ  ４からその詳細が得られるからである。
【００７３】
このタイプのシステムにおける、本発明によって解決される問題は、ＧＳＭ／ＧＰＲＳシステムに関連して既に説明したことと全体的に同様である。
【００７４】
同様に、本発明は、図５および６に示すタイプのシステムのどの機器でも実装することができる。
【００７５】
本発明は有利には、たとえば図５および６に示すタイプのシステムの３Ｇ−ＳＧＳＮまたは３Ｇ−ＧＧＳＮのような、パケットモード移動無線ネットワーク機器に実装される。
【００７６】
このタイプのシステムにおいて、本発明は、たとえばＧＰＲＳトンネリングプロトコルのユーザ面（ＧＴＰ−Ｕ）層のエンティティにおいて実装することができ、このエンティティの役割は、アクセスネットワークのユーザＩＰトラフィック（ＵＴＲＡＮ）をコアネットワークへ、次いでコアネットワークの内部に、または中継機能をもつとともにＧＴＰ−Ｕ層の上に位置するエンティティ内に転送することである。
【００７７】
本発明による装置は、移動局（ＭＳ）においても、ユーザ機器（ＵＥ）においても使うことができる。
【００７８】
本発明はまた、本発明を実装する装置を備えるパケットモード移動無線ネットワーク機器（たとえばＳＧＳＮ、３Ｇ−ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮまたは３Ｇ−ＧＧＳＮ）内に存在する。
【００７９】
本発明はまた、本発明を実装する装置を備える移動局（ＭＳ）またはユーザ機器（ＵＥ）にある。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】ＧＳＭ／ＧＰＲＳパケットモード移動無線ネットワークの状況に対応する一例として、本発明を適用することができるシステムの一例を示す図である。
【図２】たとえば図１に示すようなシステムの階層構成を示す図である。
【図３】本発明によって解決される問題を示す図である。
【図４】本発明の方法を実行する手段の一例を示す図である。
【図５】ＵＭＴＳパケットモード移動無線ネットワークに対応する一例として、本発明を適用することができるシステムの一例を示す図である。
【図６】たとえば図５に示すようなシステムの階層構成を示す図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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