(57)【要約】【課題】低優先トラヒックの帯域抑制を効率的に行うことが可能な無線通信装置を得ること。【解決手段】送信端末から受信したデータパケットからトラヒック情報を取得するトラヒック監視部８１と、応答パケットの優先度を決定する優先クラス決定部８２と、制御パラメータを決定する制御パラメータ決定部８３と、受信端末から受信した応答パケットを優先度に応じて弁別するＡＣＫ弁別部８４と、低優先クラスに弁別された低優先応答パケットに対して遅延処理を行うＡＣＫ遅延処理部８５と、遅延処理後の低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを変更するウィンドウサイズ変更部８６と、受信可能ウィンドウサイズ変更処理後の低優先応答パケットに対して、さらに受信可能ウィンドウサイズの書き換え補正処理を行う帯域補正処理部８７と、を備える。【選択図】図４
2011193046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端末と受信端末との間の通信を中継し、当該受信端末から当該送信端末へ送信される応答パケットに対して優先制御を行う無線通信装置であって、
前記送信端末から受信したデータパケットを前記受信端末へ中継する際に、当該データパケットを解析し、トラヒック情報を取得するトラヒック監視手段と、
前記データパケットのトラヒックが複数存在し、トラヒック毎に優先度が規定されている場合に、高優先トラヒックのデータパケットに対する応答パケットの優先度を高優先とし、低優先トラヒックのデータパケットに対する応答パケットの優先度を低優先とする優先クラス決定手段と、
前記トラヒック情報および前記トラヒック毎の優先度に基づいて、低優先応答パケットの送信を制御するための制御パラメータを決定する制御パラメータ決定手段と、
前記優先クラス決定手段にて決定された優先度に基づいて、前記受信端末から受信した応答パケットを弁別し、高優先として弁別した高優先応答パケットを前記送信端末へ向けて送信する弁別手段と、
前記制御パラメータに基づいて、前記弁別手段によって低優先として弁別された低優先応答パケットに対して遅延時間を決定し、決定した遅延時間だけ遅延させた低優先応答パケットを送信する遅延処理手段と、
前記制御パラメータに基づいて、遅延処理後の低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを変更するウィンドウサイズ変更手段と、
前記制御パラメータと前記トラヒック情報に基づいて、受信可能ウィンドウサイズ変更処理後の低優先応答パケットに対して、さらに受信可能ウィンドウサイズの書き換え補正処理を行い、当該書き換え補正処理後の低優先応答パケットを前記送信端末へ向けて送信する帯域補正処理手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記トラヒック情報をセッション数とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記帯域補正処理手段は、現在の全トラヒックの合計セッション数と当該合計セッション数の閾値とを比較し、または、現在の優先度毎のトラヒックのセッション数と優先度毎に設定されたセッション数の閾値とを対応する優先度単位に比較し、いずれか一方の比較結果に基づいて書き換え補正処理の内容を決定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記帯域補正処理手段は、現在の全トラヒックの合計セッション数と当該合計セッション数の閾値とを比較し、また、高優先トラヒックのセッション数と低優先トラヒックのセッション数とを比較し、これらの比較結果に基づいて書き換え補正処理の内容を決定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記帯域補正処理手段は、高優先トラヒックのセッション数と低優先トラヒックのセッション数とを比較し、低優先トラヒックのセッション数の方が多い場合に、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを小さくする補正処理を行い、
高優先トラヒックのセッション数の方が多く、さらに、高優先トラヒックのセッション数が低優先トラヒックのセッション数に定数Ａ（Ａは１よりも大きい定数）を乗算した値よりも大きい場合には、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを大きくする補正処理を行い、
その他の場合には、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを維持する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記トラヒック情報を受信トラヒック量とし、
前記帯域補正処理手段は、現在の受信トラヒック量と所定の時間前の受信トラヒック量に定数Ｂ（Ｂは１よりも大きい定数）を乗算した値とを比較し、現在の受信トラヒック量の方が大きい場合に、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを大きくする補正処理を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記トラヒック情報を受信トラヒック量とし、過去の受信トラヒック量のデータを蓄積している場合、
前記帯域補正処理手段は、現在の受信トラヒック量に至るまでの推移と同等の推移で蓄積されたデータを過去の受信トラヒック量のデータから読み出し、当該読み出した受信トラヒック量のデータの同等部分よりも後の受信トラヒック量のデータが増加傾向にあるときに、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを大きくする補正処理を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記トラヒック情報をＲＴＴとし、
前記帯域補正処理手段は、所定の時間前のＲＴＴの値から現在のＲＴＴの値への変化を確認し、当該変化が所定の範囲内の場合に、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを大きくする補正処理を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記遅延処理手段による遅延処理、前記ウィンドウサイズ変更手段による受信可能ウィンドウサイズ変更処理、および前記帯域補正処理手段による受信可能ウィンドウサイズの書き換え補正処理、を外部からの指示により実行する、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【請求項１０】
送信端末と受信端末との間の通信を中継する無線通信装置が、当該受信端末から当該送信端末へ送信される応答パケットに対して優先制御を行う場合における優先制御方法であって、
前記送信端末から受信したデータパケットを前記受信端末へ中継する際に、当該データパケットを解析し、トラヒック情報を取得するトラヒック監視ステップと、
前記データパケットのトラヒックが複数存在し、トラヒック毎に優先度が規定されている場合に、高優先トラヒックのデータパケットに対する応答パケットの優先度を高優先とし、低優先トラヒックのデータパケットに対する応答パケットの優先度を低優先とする優先クラス決定ステップと、
前記トラヒック情報および前記トラヒック毎の優先度に基づいて、低優先応答パケットの送信を制御するための制御パラメータを決定する制御パラメータ決定ステップと、
前記優先クラス決定ステップにて決定された優先度に基づいて、前記受信端末から受信した応答パケットを優先度に応じて弁別する弁別ステップと、
前記弁別ステップにて高優先として弁別された高優先応答パケットを前記送信端末へ向けて送信する高優先応答パケット送信ステップと、
前記制御パラメータに基づいて、前記弁別ステップにて低優先として弁別された低優先応答パケットに対して遅延時間を決定し、決定した遅延時間だけ遅延させた低優先応答パケットを送信する遅延処理ステップと、
前記制御パラメータに基づいて、遅延処理後の低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを変更するウィンドウサイズ変更ステップと、
前記制御パラメータと前記トラヒック情報に基づいて、受信可能ウィンドウサイズ変更処理後の低優先応答パケットに対して、さらに受信可能ウィンドウサイズの書き換え補正処理を行う補正処理ステップと、
前記補正処理ステップにて書き換え補正処理後の低優先応答パケットを前記送信端末へ向けて送信する低優先応答パケット送信ステップと、
を含むことを特徴とする優先制御方法。
【請求項１１】
前記トラヒック情報をセッション数とする、
ことを特徴とする請求項１０に記載の優先制御方法。
【請求項１２】
前記補正処理ステップでは、現在の全トラヒックの合計セッション数と当該合計セッション数の閾値とを比較し、または、現在の優先度毎のトラヒックのセッション数と優先度毎に設定されたセッション数の閾値とを対応する優先度単位に比較し、いずれか一方の比較結果に基づいて書き換え補正処理の内容を決定する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の優先制御方法。
【請求項１３】
前記補正処理ステップでは、現在の全トラヒックの合計セッション数と当該合計セッション数の閾値とを比較し、また、高優先トラヒックのセッション数と低優先トラヒックのセッション数とを比較し、これらの比較結果に基づいて書き換え補正処理の内容を決定する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の優先制御方法。
【請求項１４】
前記補正処理ステップでは、高優先トラヒックのセッション数と低優先トラヒックのセッション数とを比較し、低優先トラヒックのセッション数の方が多い場合に、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを小さくする補正処理を行い、
高優先トラヒックのセッション数の方が多く、さらに、高優先トラヒックのセッション数が低優先トラヒックのセッション数に定数Ａ（Ａは１よりも大きい定数）を乗算した値よりも大きい場合には、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを大きくする補正処理を行い、
その他の場合には、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを維持する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の優先制御方法。
【請求項１５】
前記トラヒック情報を受信トラヒック量とし、
前記補正処理ステップでは、現在の受信トラヒック量と所定の時間前の受信トラヒック量に定数Ｂ（Ｂは１よりも大きい定数）を乗算した値とを比較し、現在の受信トラヒック量の方が大きい場合に、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを大きくする補正処理を行う、
ことを特徴とする請求項１０に記載の優先制御方法。
【請求項１６】
前記トラヒック情報を受信トラヒック量とし、過去の受信トラヒック量のデータを蓄積している場合、
前記補正処理ステップでは、現在の受信トラヒック量に至るまでの推移と同等の推移で蓄積されたデータを過去の受信トラヒック量のデータから読み出し、当該読み出した受信トラヒック量のデータの同等部分よりも後の受信トラヒック量のデータが増加傾向にあるときに、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを大きくする補正処理を行う、
ことを特徴とする請求項１０に記載の優先制御方法。
【請求項１７】
前記トラヒック情報をＲＴＴとし、
前記補正処理ステップでは、所定の時間前のＲＴＴの値から現在のＲＴＴの値への変化を確認し、当該変化が所定の範囲内の場合に、低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを大きくする補正処理を行う、
ことを特徴とする請求項１０に記載の優先制御方法。
【請求項１８】
前記遅延処理ステップにおける遅延処理、前記ウィンドウサイズ変更ステップにおける受信可能ウィンドウサイズ変更処理、および前記補正処理ステップにおける受信可能ウィンドウサイズの書き換え補正処理、を外部からの指示により実行する、
ことを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか１つに記載の優先制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラヒックの優先度に応じた優先制御を行う無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインターネット／イントラネットは、ベストエフォート型のサービスが主流である。これらのインターネット／イントラネットを利用する通信システムでは、プロトコルとしてＴＣＰ（Transmission  Control  Protocol）が頻繁に用いられている。ＴＣＰは、信頼性と効率の良い通信を実現するプロトコルであり、信頼性のある通信を実現するため確認応答の機能を有している。
【０００３】
また、多様なネットワークアプリケーションの出現により、１つの無線通信回線を使用し、複数の受信端末が接続された通信システムでは、ユーザが設定したアプリケーションの優先度等に応じて受信端末毎に優先制御を行っている。これにより、高優先のトラヒックを確保してユーザの利便性を図ることができる。例えば、従来の通信システムでは、ＴＣＰの特徴を利用し、複数のＴＣＰセッションの合計帯域に応じて、通知する確認応答（ＡＣＫ）の送信間隔やウィンドウサイズを制御することによって、高優先のトラヒックを確保している。
【０００４】
しかしながら、無線通信の通信帯域は時間や環境に応じて帯域が変化するため、帯域に応じた優先制御やトラヒックに応じた優先制御が必要となる。このような問題を解決する方法として、下記特許文献１には、受信端末に接続された帯域転送装置が、無線インターフェースで受信したパケットのトラヒック量から通信帯域を算出し、帯域幅に応じて、低優先トラヒックで受信したＴＣＰパケットのＡＣＫに対して遅延処理を行うか、または、帯域幅に応じて、ウィンドウサイズを変更して帯域制御を行い、いずれかの処理によりユーザが優先したいトラヒック帯域を確保する、という技術が開示されている。
【０００５】
また、下記特許文献２には、ネットワークを介して複数の端末間でデータ通信を行う通信システムにおいて、回線帯域を想定される通信セッション数で割って目標帯域を決め、ＡＣＫの送信タイミングを変更することによって帯域制御を行い、転送遅延を最小化して高速通信を可能とする、という技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００５／００６６７３号
【特許文献２】特開２００８−２１９６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、帯域制御装置では、時間や環境による無線通信の帯域変化を予測した制御を実施していない。そのため、帯域変動時に効率の良い追従制御ができず低優先トラヒックを抑制しすぎてしまう、という問題があった。また、帯域抑制をした場合には、実際に使用できる帯域をすべて使用しているかを確認していない。そのため、帯域に空きがあるにも関わらず低優先トラヒックを抑制しすぎてしまう、という問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献２の技術によれば、セッション数により単純に割った帯域で抑制制御を実施してしまうと、合計のセッション数が多い場合には低優先トラヒックの抑制率を増やさないと高優先トラヒックの帯域を確保できない、という問題があった。また、低優先トラヒックのセッション数が高優先トラヒックのセッション数よりも多い場合には、低優先トラヒックの抑制率を増やさないと高優先トラヒックの帯域を確保できない、という問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高優先トラヒックの帯域を確保しつつ、低優先トラヒックの帯域抑制を効率的に行うことが可能な無線通信装置を得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し、目的を達成するために、本発明は、送信端末と受信端末との間の通信を中継し、当該受信端末から当該送信端末へ送信される応答パケットに対して優先制御を行う無線通信装置であって、前記送信端末から受信したデータパケットを前記受信端末へ中継する際に、当該データパケットを解析し、トラヒック情報を取得するトラヒック監視手段と、前記データパケットのトラヒックが複数存在し、トラヒック毎に優先度が規定されている場合に、高優先トラヒックのデータパケットに対する応答パケットの優先度を高優先とし、低優先トラヒックのデータパケットに対する応答パケットの優先度を低優先とする優先クラス決定手段と、前記トラヒック情報および前記トラヒック毎の優先度に基づいて、低優先応答パケットの送信を制御するための制御パラメータを決定する制御パラメータ決定手段と、前記優先クラス決定手段にて決定された優先度に基づいて、前記受信端末から受信した応答パケットを弁別し、高優先として弁別した高優先応答パケットを前記送信端末へ向けて送信する弁別手段と、前記制御パラメータに基づいて、前記弁別手段によって低優先として弁別された低優先応答パケットに対して遅延時間を決定し、決定した遅延時間だけ遅延させた低優先応答パケットを送信する遅延処理手段と、前記制御パラメータに基づいて、遅延処理後の低優先応答パケットの受信可能ウィンドウサイズを変更するウィンドウサイズ変更手段と、前記制御パラメータと前記トラヒック情報に基づいて、受信可能ウィンドウサイズ変更処理後の低優先応答パケットに対して、さらに受信可能ウィンドウサイズの書き換え補正処理を行い、当該書き換え補正処理後の低優先応答パケットを前記送信端末へ向けて送信する帯域補正処理手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高優先トラヒックの帯域を確保しつつ、低優先トラヒックの帯域抑制を効率的に行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、優先制御処理の遷移を示す図である。
【図３】図３は、優先制御処理の遷移を示す図である。
【図４】図４は、優先制御装置の構成例を示す図である。
【図５】図５は、優先制御処理を示すシーケンス図である。
【図６−１】図６−１は、合計セッション数による抑制テーブルを示す図である。
【図６−２】図６−２は、高優先セッション数による抑制テーブルを示す図である。
【図６−３】図６−３は、低優先セッション数による抑制テーブルを示す図である。
【図７】図７は、ＴＣＰセッション数による抑制テーブルを示す図である。
【図８】図８は、帯域補正処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、帯域補正処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、帯域補正処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、帯域補正処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の無線通信装置を含む無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システムは、送信端末１と、ＩＰ（Internet  Protocol）網（ＩＰネットワーク）２と、ＧＡＴＥＷＡＹ３と、無線システム４と、無線ネットワーク５と、無線通信装置６と、受信端末１０，１１と、を備える。無線通信装置６は、無線インターフェース７と、優先制御装置８と、インターフェース９と、を備える。送信端末１は、通信プロトコルとしてＴＣＰを用いており、ＴＣＰデータパケットを、ＩＰ網２、ＧＡＴＥＷＡＹ３を介して無線システム４へ送信する。無線システム４は、到達したＴＣＰデータパケットを無線ネットワーク５、無線通信装置６を介して、受信端末１０，１１へ送信する。ＴＣＰデータパケットを受信した受信端末１０，１１は、ＴＣＰ−ＡＣＫパケットを、優先制御装置６、無線ネットワーク５を介して無線システム４へ送信する。無線システム４は、受信したＴＣＰ−ＡＣＫパケットをＧＡＴＥＷＡＹ３、ＩＰ網２を介して送信端末１へ送信する。
【００１５】
無線通信装置６は、送信端末１と受信端末１０，１１との通信を中継する装置であり、無線インターフェース７が送信端末１側との通信を行い、インターフェース９が受信端末１０，１１側との通信を行う。また、優先制御装置８が、受信端末１０，１１から送信端末１へ送信されるＴＣＰ−ＡＣＫパケットに対して優先制御を行う。インターフェース９は、有線、無線、いずれの方式であってもよい。
【００１６】
ここでは、一例として、送信端末１を１台としているが、複数台存在してもよい。また、受信端末１０，１１を２台としているが、３台以上存在してもよい。このような無線通信システムでは、無線ネットワークを用いてデータパケットを送信するが、無線ネットワークは有線ネットワークと比較して伝送損失率が高く、帯域の変動が頻繁に発生し、伝送品質が低い。また、ＴＣＰは、優先度の区別なく、パケット紛失を検知したトラヒックの帯域を制限するように働く。
【００１７】
つぎに、図１に示す無線通信システムにおいて、ＴＣＰ−ＡＣＫパケットに対する一般的な優先制御について説明する。図２は、優先制御処理の遷移を示す図である。無線システム４は、受信端末１０，１１へＴＣＰデータパケットを送信する。無線通信装置６の優先制御装置８では、ユーザの設定もしくはデフォルトで持つ設定により、受信端末１０を低優先、受信端末１１を高優先とすることができる。ここで、優先制御装置８において、高優先トラヒックがパケット紛失等もしくはユーザの意図に沿わないスループットである可能性がある（図２（ａ））。この様な場合、優先制御装置８は、低優先の帯域を削減すること（ウィンドウサイズの変更やＡＣＫ遅延を行うこと）により、受信端末１１へのトラヒックを確保することができる。しかしながら、優先制御装置８では、低優先トラヒックの帯域を削減しすぎると、低優先トラヒックの通信が行えずユーザ使用に影響がでる可能性がある（図２（ｂ））。本実施の形態では、優先制御装置８が、帯域を補正する処理を行うことで、帯域削減しすぎてしまった低優先トラヒックの帯域を増やすことを可能とする（図２（ｃ））。
【００１８】
つぎに、図２と異なる優先制御について説明する。図３は、優先制御処理の遷移を示す図である。図２と同様、優先制御装置８において、高優先トラヒックがパケット紛失等もしくはユーザの意図に沿わないスループットである可能性がある（図３（ａ））。この様な場合、優先制御装置８は、低優先の帯域を削減すること（ウィンドウサイズの変更やＡＣＫ遅延を行うこと）により、受信端末１１へのトラヒックを確保することができる。しかしながら、優先制御装置８では、低優先トラヒックの帯域の削減不足により、高優先トラヒックの帯域が不足し、ユーザ使用に影響がでる可能性がある（図３（ｂ））。本実施の形態では、優先制御装置８が、帯域を補正する処理を行うことで、削減不足であった低優先トラヒックの帯域をさらに削減することを可能とする（図３（ｃ））。
【００１９】
つづいて、優先制御装置８の構成について説明する。図４は、優先制御装置８の構成例を示す図である。優先制御装置８は、トラヒック監視部８１と、優先クラス決定部８２と、制御パラメータ決定部８３と、ＡＣＫ弁別部８４と、ＡＣＫ遅延処理部８５と、ウィンドウサイズ変更部８６と、帯域補正処理部８７と、を備える。
【００２０】
トラヒック監視部８１は、受信したＴＣＰデータパケットを解析する。優先クラス決定部８２は、ユーザの指示により高優先／低優先トラヒックを決定する。すなわち、ＴＣＰデータパケットに対応するＴＣＰ  ＡＣＫパケットの優先度を決定する。制御パラメータ決定部８３は、低優先とされたＴＣＰ−ＡＣＫパケットに対する遅延処理に使用する制御パラメータを決定する。ＡＣＫ弁別部８４は、ＴＣＰ−ＡＣＫパケットを高優先／低優先に弁別する。ＡＣＫ遅延処理部８５は、制御パラメータに基づいて、低優先とされたＴＣＰ−ＡＣＫパケットに対する遅延処理を行う。なお、低優先とされるクラスが複数存在する場合には、ＡＣＫ遅延処理部８５は、クラスの数だけバッファを備えるものとする。ウィンドウサイズ変更部８６は、制御パラメータに基づいて、ウィンドウサイズを変更する。帯域補正処理部８７は、ウィンドウサイズ変更部８６で変更されたウィンドウサイズについて、制御パラメータおよびＴＣＰデータパケットの解析結果に基づいて補正処理を行う。
【００２１】
優先制御装置８では、ＡＣＫ弁別部８４によって高優先クラスに弁別されたＴＣＰ−ＡＣＫパケット（以下、高優先ＡＣＫパケットとする）については、そのまま無線インターフェース７へ送信し、ＡＣＫ弁別部８４によって低優先クラスに弁別されたＴＣＰ−ＡＣＫパケット（以下、低優先ＡＣＫパケットとする）については、遅延させる処理を行ってから無線インターフェース７へ送信する。
【００２２】
つぎに、優先制御装置８の優先制御処理について説明する。図５は、優先制御処理を示すシーケンス図である。まず、トラヒック監視部８１は、送信端末１側（無線インタフェース６）より受信したＴＣＰデータパケットを解析し、受信レート・ＲＴＴ（Round  Trip  Time）・ＴＣＰセッション数の情報を取得する。そして、トラヒック監視部８１は、取得した情報を制御パラメータ決定部８３へ通知する（ステップＳ１）。また、トラヒック監視部８１は、受信したＴＣＰデータパケットを、受信端末１０，１１に向けて、インターフェース９へ送信する。なお、取得した受信レートから受信トラヒック量を得ることが可能である。
【００２３】
つぎに、優先クラス決定部８２は、デフォルトの設定もしくはユーザの指示に従って、優先クラスとトラヒックの対応を決定し、決定した優先クラスを制御パラメータ決定部８３およびＡＣＫ弁別部８４へ通知する（ステップＳ２）。ここでは、各トラヒックを高優先または低優先のいずれかに設定し、高優先とするトラヒックのＴＣＰデータパケットに対するＴＣＰ−ＡＣＫパケットを高優先とし、低優先とするトラヒックのＴＣＰデータパケットに対するＴＣＰ−ＡＣＫパケットを低優先とするように決定する。なお、高優先と低優先の２つのクラスとするが、３つ以上としてもよい。また、高優先、低優先のそれぞれの中で、さらに複数の優先クラスを持つようにしてもよい。例えば、ユーザの指示に従って、所定の優先クラス以上を高優先とし、所定の優先クラスよりも低い優先度を低優先度とする。
【００２４】
また、優先クラス決定部８２は、優先制御の有無についても決定することができる。すなわち、ＡＣＫ遅延処理部８５、ウィンドウサイズ変更部８６、および帯域補正処理部８７の各構成について、優先制御を実行するかどうかを設定することができる。設定した場合には、その旨を制御パラメータ決定部８３へ通知する。なお、ここでは、ＴＣＰデータパケットの受信後に決定および通知を行うこととなっているが、ＴＣＰデータパケットを受信する前に行ってもよい。
【００２５】
つぎに、制御パラメータ決定部８３は、トラヒック監視部８１から得た受信レート・ＲＴＴ・ＴＣＰセッション数、優先クラス決定部８２から得た優先クラスとトラヒック対応および優先制御の実施有無に基づいて、低優先ＡＣＫパケットに対する遅延処理で使用する制御パラメータを決定し、当該制御パラメータをＡＣＫ遅延処理部８５、ウィンドウサイズ変更部８６、および帯域補正処理部８７へ通知する（ステップＳ３）。
【００２６】
ＡＣＫ弁別部８４は、優先クラス決定部８２から得た優先クラスとトラヒック対応の通知に基づいて、インターフェース９より受信したＴＣＰ−ＡＣＫパケットを各優先クラスに弁別する（ステップＳ４）。このとき、ＡＣＫ弁別部８４は、高優先クラスに弁別したパケット（高優先ＡＣＫパケット）については、無線インターフェース７へ送信し、低優先クラスに弁別したパケット（低優先ＡＣＫパケット）については、ＡＣＫ遅延処理部８５へ受け渡す。
【００２７】
ＡＣＫ遅延処理部８５は、低優先クラスに弁別された低優先ＡＣＫパケットに対して、前記制御パラメータに基づいて、送信遅延時間を決定し、送信を意図的に遅延させる処理を行う（ステップＳ５）。そして、ＡＣＫ遅延処理部８５は、遅延させた低優先ＡＣＫパケットをウィンドウサイズ変更部８６へ受け渡す。
【００２８】
ウィンドウサイズ変更部８６は、ＡＣＫ遅延処理部８５で遅延処理された低優先ＡＣＫパケットを解析し、前記制御パラメータに基づいて、低優先ＡＣＫパケット内の受信可能ウィンドウサイズを変更する処理を行う（ステップＳ６）。そして、ウィンドウサイズ変更部８６は、変更後の低優先ＡＣＫパケットを帯域補正処理部８７へ受け渡す。
【００２９】
帯域補正処理部８７は、ウィンドウサイズ変更部８６で一定の割合で変更されたウィンドウサイズを、制御パラメータ、およびトラヒック監視部８１で取得した情報のうち、高優先トラヒックのＴＣＰセッション数、低優先トラヒックのＴＣＰセッション数を用いて、ウィンドウサイズの補正処理を行う（ステップＳ７）。ここで、高優先トラヒックと低優先トラヒックのＴＣＰセッション数が多いほど、低優先トラヒックをさらに抑制しないと、優先トラヒックの帯域を確保できない。また、高優先トラヒックのＴＣＰセッション数よりも低優先トラヒックのＴＣＰセッション数が多い場合には、低優先トラヒックをさらに抑制しないと高優先トラヒックの帯域を確保できない可能性がある。
【００３０】
そのため、帯域補正処理部８７は、図６−１〜６−３に示すような抑制テーブルを持ち、合計／高優先／低優先の各トラヒックのＴＣＰセッション数によって、低優先トラヒックにおいて、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズをさらに補正する処理を行う。
【００３１】
図６−１は、合計ＴＣＰセッション数による抑制テーブルを示す図である。合計トラヒックのＴＣＰセッション数に基づいて決定する場合、帯域補正処理部８７は、あらかじめ閾値Ａ，Ｂを設定し、当該閾値と比較した結果によってウィンドウサイズの補正処理を行うかどうかを決定する。例えば、合計トラヒックのＴＣＰセッション数が、Ａ本以下の場合は帯域に余裕があると判断し、低優先トラヒックを増やす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを増やす補正処理を行う。また、Ａ本より多くＢ本以下の場合は帯域に余裕が無いと判断し、特に変更処理を行わない。また、Ｂ本より多い場合は帯域不足と判断し、低優先トラヒックを減らす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを減らす補正処理を行う。
【００３２】
図６−２は、高優先ＴＣＰセッション数による抑制テーブルを示す図である。同様に、高優先トラヒックのＴＣＰセッション数に基づいて決定する場合、帯域補正処理部８７は、あらかじめ閾値Ａ１，Ｂ１を設定し、当該閾値と比較した結果によってウィンドウサイズの補正処理を行うかどうかを決定する。例えば、高優先トラヒックのＴＣＰセッション数が、Ａ１本以下の場合は帯域に余裕があると判断し、低優先トラヒックを増やす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを増やす補正処理を行う。また、Ａ１本より多くＢ１本以下の場合は帯域に余裕が無いと判断し、特に変更処理を行わない。また、Ｂ１本より多い場合は帯域不足と判断し、低優先トラヒックを減らす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを減らす補正処理を行う。
【００３３】
図６−３は、低優先ＴＣＰセッション数による抑制テーブルを示す図である。同様に、低優先トラヒックのＴＣＰセッション数に基づいて決定する場合、帯域補正処理部８７は、あらかじめ閾値Ａ２，Ｂ２を設定し、当該閾値と比較した結果によってウィンドウサイズの補正処理を行うかどうかを決定する。例えば、低優先トラヒックのＴＣＰセッション数が、Ａ２本以下の場合は帯域に余裕が無いと判断し、特に変更処理を行わない。また、Ａ２本より多い場合は帯域不足と判断し、低優先トラヒックを減らす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを減らす補正処理を行う。
【００３４】
その後、帯域補正処理部８７は、補正処理後の低優先ＡＣＫパケットを、無線インターフェース７へ送信する。
【００３５】
なお、優先制御装置８では、ユーザにて設定される優先クラス決定部８２からの制御有無情報により、ＡＣＫ遅延処理部８５、ウィンドウサイズ変更部８６、帯域補正処理部８７の制御実施の有無を選択可能とすることで、ユーザ意思を尊重することを可能とする。また、本実施の形態で示す図６−１〜６−３のテーブルは一例であり、テーブル内の各Ａ，Ｂ等の閾値および各動作はユーザの設定により変更可能としてもよい。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態では、優先制御装置８では、優先制御によって遅延処理およびウィンドウサイズ変更処理がされた低優先ＡＣＫパケットに対して、帯域補正処理部８７が補正処理を行い、ＴＣＰセッション数の状況に応じてウィンドウサイズを調整する。すなわち、ＴＣＰセッション数が変化した場合において、低優先トラヒックの低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを書き換えることで低優先のトラヒック帯域（帯域はウィンドウサイズ／ＲＴＴにより決まるため）を調整できることとした。これにより、高優先トラヒックの帯域を確保しつつ、低優先トラヒックをＴＣＰセッション数に応じて適切に抑制することができる。また、各優先度のトラヒックが適切に抑制されることから、ユーザの利便性を向上することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、優先度のクラスを高優先と低優先の２つの場合について説明したが、これに限定するものではなく、３つ以上にすることも可能である。３つ以上にする場合、優先制御装置８では、ＡＣＫ遅延処理部８５、ウィンドウサイズ変更部８６、および帯域補正処理部８７のそれぞれを１つとして、ＡＣＫ遅延処理部８５で優先度の数に応じてバッファを備えてもよいし、また、優先制御装置８では、ＡＣＫ遅延処理部８５、ウィンドウサイズ変更部８６、および帯域補正処理部８７のそれぞれを優先度の数に応じて複数備えるようにしてもよい。
【００３８】
実施の形態２．
実施の形態１では、帯域補正処理部８７は、トラヒックのＴＣＰセッション数として、合計ＴＣＰセッション数、高優先ＴＣＰセッション数、低優先ＴＣＰセッション数の３つの抑制テーブルに基づいて補正処理の実施を判断していた。本実施の形態では、１つの抑制テーブルによって補正処理の実施を判断する。実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００３９】
優先制御装置８の構成、および図５の優先制御処理のシーケンス図におけるステップＳ６のウィンドウサイズ変更部８６の処理までは、実施の形態１と同様である。つぎに、帯域補正処理部８７は、ウィンドウサイズ変更部８６で一定の割合で変更されたウィンドウサイズを、制御パラメータ、およびトラヒック監視部８１で取得した情報のうち、高優先トラヒックのＴＣＰセッション数、低優先トラヒックのＴＣＰセッション数を使用して、ウィンドウサイズの補正処理を行う（ステップＳ７）。このとき、本実施の形態では、帯域補正処理部８７は、図７に示すようなテーブルを持ち、合計／高優先／低優先の各トラヒックのＴＣＰセッション数によって、低優先トラヒックを補正する、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズをさらに補正する処理を行う。図７は、トラヒックのＴＣＰセッション数による抑制テーブルを示す図である。
【００４０】
具体的に、帯域補正処理部８７は、合計トラヒックのＴＣＰセッション数に対してあらかじめ閾値Ａ３を設定し、当該閾値と比較した結果、および高優先トラヒックのＴＣＰセッション数と低優先トラヒックのＴＣＰセッション数との比較結果に基づいて、低優先トラヒックを変更する、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズの補正処理を行うかどうかを決定する。例えば、（１）合計トラヒックのＴＣＰセッション数が、Ａ３本より少なく、かつ、高優先トラヒックのＴＣＰセッション数が低優先トラヒックのＴＣＰセッション数より少ない場合、帯域補正処理部８７は、帯域不足と判断し、低優先トラヒックを減らす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを減らす補正処理を行う。
【００４１】
また、（２）合計トラヒックのＴＣＰセッション数が、Ａ３本より少なく、かつ、高優先トラヒックのＴＣＰセッション数が低優先トラヒックのＴＣＰセッション数より多い場合、帯域補正処理部８７は、帯域に余裕があると判断し、低優先トラヒックを増やす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを増やす補正処理を行う。
【００４２】
また、（３）合計トラヒックのＴＣＰセッション数が、Ａ３本より多く、かつ、高優先トラヒックのＴＣＰセッション数が低優先トラヒックのＴＣＰセッション数より少ない場合、帯域補正処理部８７は、帯域不足と判断し、低優先トラヒックを減らす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを減らす補正処理を行う。
【００４３】
また、（４）合計トラヒックのＴＣＰセッション数が、Ａ３本より多く、かつ、高優先トラヒックのＴＣＰセッション数が低優先トラヒックのＴＣＰセッション数より多い場合、帯域補正処理部８７は、帯域に余裕が無いと判断し、特に変更処理を行わない。
【００４４】
実施の形態１と同様、図７のテーブルは一例であり、テーブル内のＡ３の閾値および各動作はユーザの設定により変更可能としてもよい。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態では、帯域補正処理部８７において補正処理を行う際の判定に使用する抑制テーブルを１つにすることとした。この場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
実施の形態３．
本実施の形態では、帯域補正処理部８７は、高優先ＴＣＰセッション数と低優先ＴＣＰセッション数との比較に基づいて帯域補正処理を行う。実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００４７】
帯域補正処理部８７の処理以外は、実施の形態１と同じである。図８は、本実施の形態の帯域補正処理を示すフローチャートである。まず、帯域補正処理部８７は、トラヒック監視部８１で取得した情報のうち、高優先ＴＣＰセッション数と低優先ＴＣＰセッション数を比較する（ステップＳ１１）。高優先ＴＣＰセッション数が低優先ＴＣＰセッション数以下の場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、帯域補正処理部８７では、抑制する必要があるため、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズに１以下の定数Ｂを乗じてウィンドウサイズを小さくする補正処理を行う（ステップＳ１２）。
【００４８】
一方、高優先ＴＣＰセッション数が低優先ＴＣＰセッション数より多い場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、帯域補正処理部８７は、さらに、低優先ＴＣＰセッション数に定数Ａを乗じた値と高優先ＴＣＰセッション数とを比較する（ステップＳ１３）。高優先ＴＣＰセッション数が多い場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、帯域補正処理部８７では、抑制を緩和できるとして、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズに１以上の定数Ｃを乗じてウィンドウサイズを大きくする補正処理を行う（ステップＳ１４）。
【００４９】
高優先ＴＣＰセッション数が少ない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、帯域補正処理部８７は、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを書き換える補正処理を行わずに終了する。
【００５０】
このように、帯域補正処理部８７は、現時点の高優先ＴＣＰセッション数と低優先ＴＣＰセッション数とを比較し、高優先トラヒックおよび低優先トラヒックの状態を把握することによって、帯域抑制が必要か、または緩和できるかどうかを判断する。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態では、帯域補正処理部８７は、高優先ＴＣＰセッション数と低優先ＴＣＰセッション数とを比較し、比較結果に基づいて、低優先トラヒックの低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを変更する補正処理を行うこととした。この場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
実施の形態４．
本実施の形態では、無線通信帯域の変化を事前に検出し、あらかじめ帯域補正処理を行う場合について説明する。実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００５３】
帯域補正処理部８７の処理以外は、実施の形態１と同じである。図９は、本実施の形態の帯域補正処理を示すフローチャートである。まず、帯域補正処理部８７は、トラヒック監視部８１で取得した情報のうち、受信レートに基づく受信トラヒック量を使用して、最新の受信トラヒック量Ｔ（ａ）と一定時間前の受信トラヒック量Ｔ（ｂ）に定数Ｘを乗じた値とを比較する（ステップＳ２１）。比較した結果、Ｔ（ａ）の方が大きい場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、帯域補正処理部８７では、帯域が増える方向にあるとして、事前に低優先の帯域を広げて抑制を緩和するように、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズをＣ倍（Ｃは１以上の定数）にする補正処理を行う（ステップＳ２２）。一方、比較した結果、Ｔ（ａ）がＴ（ｂ）×Ｘ以下の場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、帯域補正処理部８７では、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを書き換える補正処理を行わずに終了する。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態では、帯域補正処理部８７は、現在と一定時間前の受信トラヒックを比較し、帯域が増える方向にあると予測した場合には、あらかじめ低優先トラヒックの帯域を広げて抑制を緩和するように、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを大きくする補正処理を行うこととした。これにより、スループットが上がるため抑制減少を減らし、効率よい通信を実現することができ、ユーザの利便性を向上することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、一例として定数Ｃを用いているが、これに限定するものではなく、受信トラヒック量Ｔ(ａ)の値に応じて、Ｃを可変とすることで、予想される帯域量に応じて変更するウィンドウサイズ量を可変としてもよい。
【００５６】
実施の形態５．
本実施の形態では、過去のデータを使用して無線通信帯域の変化を事前に検出し、あらかじめ帯域補正処理を行う場合について説明する。実施の形態４と異なる部分について説明する。
【００５７】
帯域補正処理部８７の処理以外は、実施の形態１と同じである。図１０は、本実施の形態の帯域補正処理を示すフローチャートである。まず、帯域補正処理部８７は、トラヒック監視部８１で取得した情報のうち受信トラヒック量のデータを蓄積しており、過去の受信トラヒックのデータを読み出す（ステップＳ３１）。なお、過去のデータ蓄積の間は読み出すデータがないため、補正制御は行わない。
【００５８】
つぎに、帯域補正処理部８７は、最新の受信トラヒック量Ｔ（ａ）と一定時間前の受信トラヒック量Ｔ（ｂ）の推移と、ステップＳ３１にて読み出した過去の受信トラヒック量のデータとを比較し、合致するものがあるか確認をする（ステップＳ３２）。合致するデータが存在しており、過去のデータで受信トラヒック量Ｔ（ａ）に相当するデータの一定時間後の受信トラヒック量が増加している場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、帯域補正処理部８７では、帯域が増える方向にあるとして、事前に低優先の帯域を広げて抑制を緩和するように、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズをＣ倍（Ｃは１以上の定数）する補正処理を行う（ステップＳ３３）。一方、過去のデータで受信トラヒックＴ（ａ）に相当するデータの一定時間後の受信トラヒックが増加していない場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、帯域補正処理部８７では、帯域が増える方向にはないとして、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを書き換える補正処理を行わない。その後、帯域補正処理部８７は、最新の受信トラヒック量Ｔ（ａ）および一定時間前の受信トラヒック量Ｔ（ｂ）を過去のデータとして蓄積する（ステップＳ３４）。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態では、帯域補正処理部８７は、過去に蓄積した受信トラヒック量のデータと現在の受信トラヒック量のデータとを比較し、帯域が増える方向にあると予測した場合には、あらかじめ低優先のトラヒックの帯域を広げて抑制を緩和するように、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを大きくする補正処理を行うこととした。この場合においても、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
なお、実施の形態４と同様、一例として定数Ｃを用いているが、これに限定するものではなく、受信トラヒック量Ｔ(ａ)の値に応じて、Ｃを可変とすることで、予想される帯域量に応じて変更するウィンドウサイズ量を可変としても良い。
【００６１】
実施の形態６．
本実施の形態では、空き帯域を予測して帯域補正処理を行う場合について説明する。実施の形態４と異なる部分について説明する。
【００６２】
帯域補正処理部８７では、帯域補正処理を行う場合に、帯域に空きがあるにも関わらず、低優先トラヒックを抑制しすぎてしまうことも予測される。この様な事態を回避するために、帯域補正処理部８７は、空きトラヒックを算出し、優先制御を緩和する。一般的に、ＲＴＴに変化がない場合は、通信を安定して使用できている可能性があり、トラヒック帯域に空きがある可能性がある。本実施の形態では、この原理を使用し、予測制御を行うことで高優先トラヒックを確保しつつ、低優先トラヒックを適切に抑制する効果を得る。
【００６３】
なお、ここで使用するＲＴＴは、抑制制御を実施していない高優先トラヒックのデータとする。低優先トラヒックの場合、トラヒック制御を行った結果、ＲＴＴが変化している可能性があるためである。
【００６４】
帯域補正処理部８７の処理以外は、実施の形態１と同じである。図１１は、本実施の形態の帯域補正処理を示すフローチャートである。まず、帯域補正処理部８７は、トラヒック監視部８１で取得した情報のうち、ＲＴＴを使用して、最新のＲＴＴ：Ｒ０と一定時間前のＲＴＴ：Ｒ１，Ｒ２を比較する（ステップＳ４１）。比較した結果、一定範囲内のため変化なしと判定した場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、帯域補正処理部８７は、空き帯域があると判断し空き帯域Ｖを増やす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを一定倍増やす補正処理を行う（ステップＳ４２）。その後、帯域補正処理部８７は、安定動作するまでの間、一定時間待つ（ステップＳ４３）。
【００６５】
つぎに、帯域補正処理部８７は、最新のＲＴＴ：Ｒａとその一定時間前のＲＴＴ：Ｒｂとを比較し一定範囲内にあり、かつ、最新のＲＴＴ：ＲａとＲＴＴ：Ｒ０とを比較し一定範囲内にあるかどうかを確認する（ステップＳ４４）。いずれの条件も一定範囲内にある場合（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）、帯域補正処理部８７は、空き帯域予測が正しく行われたと判断し、特に処理を行わない。一方、いずれかの条件において一定範囲内にない場合（ステップＳ４４：Ｎｏ）、帯域補正処理部８７は、ＲＴＴに変化が生じたとして、予測した空き帯域がないと判断し、ステップＳ４２で実施した空き帯域Ｖを減らす、すなわち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを一定倍分減らす補正処理を行う（ステップＳ４５）。
【００６６】
ステップＳ４１に戻って、比較した結果、一定範囲内にはなく変化があると判定した場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、帯域補正処理部８７は、空き帯域がないとして、空き帯域Ｖを減らす、すわなち、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを一定倍分減らす補正処理を行う（ステップＳ４６）。その後、帯域補正処理部８７は、安定動作するまでの間、一定時間待つ（ステップＳ４７）。
【００６７】
なお、帯域補正処理部８７では、空き帯域Ｖに上限値を事前に設定し、ある上限以上設定しないようにする。下限値は０とする。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態では、帯域補正処理部８７は、ＲＴＴを用いて、一定間隔で現在の帯域に対して、新たにトラヒックを追加できるか空き帯域を予測し、空き帯域が存在すると判断した場合には、低優先のトラヒックの帯域を広げて抑制を緩和するように、低優先ＡＣＫパケットのウィンドウサイズを大きくする補正処理を行うこととした。これにより、スループットが上がるため抑制減少を減らし、効率よい通信を実現することができ、ユーザの利便性を向上することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、一例として定数Ｖを用いているが、これに限定するものではなく、制御パラメータ決定部８３からの受信トラヒック量に応じて、Ｖを可変とすることで、空き帯域量に応じて変更するウィンドウサイズ量を可変としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明にかかる無線通信装置は、無線ネットワークと受信端末との通信を中継する装置に有用であり、特に、優先制御を行う場合に適している。
【符号の説明】
【００７１】
１  送信端末
２  ＩＰ網（ＩＰネットワーク）
３  ＧＡＴＥＷＡＹ
４  無線システム
５  無線ネットワーク
６  無線通信装置
７  無線インターフェース
８  優先制御装置
９  インターフェース
１０，１１  受信端末
８１  トラヒック監視部
８２  優先クラス決定部
８３  制御パラメータ決定部
８４  ＡＣＫ弁別部
８５  ＡＣＫ遅延処理部
８６  ウィンドウサイズ変更部
８７  帯域補正処理部
【図１】
2011193046.tif 000003
【図２】
2011193046.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
2011193046.tif 000009
【図６−３】
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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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