(57)【要約】  パケット情報が設定されたパケットを、異なるレイヤのプロトコルを用いる複数の装置の間で転送可能とすること。移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワーク以外の他のネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置であって、前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は、前記他のネットワーク内に設置されたノードから受信した第１のパケットに設定された第１の情報を抽出する抽出手段と、前記第１のパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの第２のパケットに対して、前記第１の情報に基づいて第２の情報を設定する設定手段と、前記第２の情報が設定された前記第２のパケットを前記ノード又は前記中継装置に転送する転送手段と、を有する。
2016068308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワーク以外の他のネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置であって、
前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は、前記他のネットワーク内に設置されたノードから受信した第１のパケットに設定された第１の情報を前記第１のパケットから抽出する抽出手段と、
前記第１のパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの第２のパケットに対して、前記第１の情報に基づいて第２の情報を設定する設定手段と、
前記第２の情報が設定された前記第２のパケットを、前記ノード又は前記中継装置に転送する転送手段と、を有する、
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項２】
前記中継装置から受信した前記第１のパケットのプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕ（GPRS(General packet radio service) Tunneling Protocol for User Plane）及び前記ＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのＵＤＰ（User Datagram Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）であり、
前記設定手段が前記第２のパケットに前記第２の情報を設定するプロトコルは、前記ＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのＩＰ又はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）である、
請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【請求項３】
前記ノードから前記第１のパケットを受信するプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのＩＰ及びＴＣＰであり、
前記設定手段が前記第２のパケットに前記第２の情報を設定するプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕレイヤ、又は、前記ＧＴＰ−Ｕレイヤの下位のＵＤＰ／ＩＰレイヤである、
請求項１又は２に記載のゲートウェイ装置。
【請求項４】
前記中継装置から受信した前記第１のパケットに設定された前記第１の情報は、前記中継装置におけるバッファ内のパケット蓄積量に関する情報を含む、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
【請求項５】
前記第２のパケットのプロトコルは、ＴＣＰであり、
前記設定手段は、前記パケット蓄積量が所定の条件を満たす場合、前記第２のパケットのヘッダに含まれるECN(Explicit Congestion Notification)‐Echo（ＥＣＥ）ビットの値を１に設定する、
請求項４に記載のゲートウェイ装置。
【請求項６】
前記中継装置から受信した前記第１のパケットに設定された前記第１の情報は、前記ゲートウェイ装置と前記無線端末との間の無線区間又は有線区間の通信回線の通信品質を示す通信品質情報を含む、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
【請求項７】
前記第２のパケットのプロトコルは、ＴＣＰであり、
前記設定手段は、前記パケット蓄積量に関する情報及び前記通信品質情報の少なくとも一方を、前記第２のパケットのヘッダ内のオプションフィールドに設定する、
請求項４又は６に記載のゲートウェイ装置。
【請求項８】
前記中継装置へ転送する前記第２のパケットに対して前記設定手段が設定する前記第２の情報は、パケット毎の種別を示すパケット種別情報である、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
【請求項９】
前記第２のパケットのプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕレイヤの下位のＩＰレイヤであり、
前記設定手段は、前記パケット種別情報を、前記第２のパケットのヘッダの所定の領域に設定する、
請求項８に記載のゲートウェイ装置。
【請求項１０】
移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワーク以外の他のネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置の制御方法であって、
前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は、前記他のネットワーク内に設置されたノードから受信した第１のパケットに設定された第１の情報を抽出するステップと、
前記第１のパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの第２のパケットに対して、前記第１の情報に基づいて第２の情報を設定するステップと、
前記第２の情報が設定された前記第２のパケットを、前記ノード又は前記中継装置に転送するステップと、を含む、
ことを特徴とするゲートウェイ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲートウェイ装置及びゲートウェイ装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの回線容量の向上や多様なメディアの情報を扱う要素技術の整備に伴い、リッチメディアによる情報配信をモバイル端末から、いつでもどこでも楽しめるようになってきた。こうしたライフスタイルは広く浸透してきており、その情報配信を支える高速なモバイル環境として、ＬＴＥ（Long Term Evolution)やＬＴＥ−Ａ（LTE Advanced）といった移動無線通信システムが普及し拡大しつつある。【０００３】
このＬＴＥなどの高速移動無線通信システム環境においては、無線端末（User Equipment、ＵＥ）と無線基地局（eNodeB）との間の無線区間における帯域変動（通信品質の変化）の影響を吸収するため、ＬＴＥにおける無線基地局には、大容量のバッファが設けられている。また、ＲＬＣ（Radio Link Control）レイヤ（サブレイヤともいう。）におけるＡＲＱ（Automatic Repeat reQuest）技術やＭＡＣ（Media Access Control）レイヤにおけるＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）技術によって、無線区間で通信品質の劣化等によりビットエラーが発生した場合、これら下位のレイヤで再送を行ってある程度のデータを修復することで、ネットワーク層よりも上位のレイヤでの再送処理の必要性を少なくしている。【０００４】
一方、有線・無線のいずれのデータ通信においても広く用いられているトランスポート層プロトコルであるＴＣＰ（Transmission Control Protocol）では、ＣＵＢＩＣ ＴＣＰ（非特許文献１）やTCP NewReno（非特許文献２）に代表されるように、パケットロスを検知した際に輻輳（ネットワークの混雑）が発生したと判断して送信レートを低下させる、ロスベースの輻輳制御を行う方式が多く採用されている。しかしながら、近年のモバイル通信技術においては、前述の通り、無線基地局でのＡＲＱ処理やＨＡＲＱ処理などにより、無線区間における帯域変動（通信品質の変化）の影響を吸収しようとするため、ＴＣＰでは、無線区間における帯域変動に気づきにくい。そのため、ＬＴＥなどの移動無線通信システムに当該ロスベースの輻輳制御を適用した場合、送信サーバは、無線基地局内の大容量のバッファがあふれてパケットロスが発生するまで輻輳を検知できずに輻輳ウィンドウサイズ（congestion window size、cwnd）を増加し続けてしまう。そして、輻輳ウィンドウサイズが増加し続ける一方で、無線区間の品質は悪いままという状態も発生し、ネットワークの輻輳をより悪化させてしまう、という問題が生じる。従って、ネットワークに過剰なデータ量が流れる前の早期の段階で送信速度を抑制する手法が求められている。【０００５】
なお、ネットワークに過剰なデータ量が流れる前の早期の段階で送信速度を抑制する手法自体は、従来より提案されている。非特許文献３から非特許文献５のような、ルータなどのネットワーク機器において早期の輻輳を検知して送信サーバに通知する手法である。【０００６】
非特許文献３は、２段階の閾値min、maxを予め設定し、ネットワーク機器に溜まっているキューの平均量がmin以上max未満の場合には確率的に、一方、max以上の場合にはすべてのパケットをドロップ（破棄）することで、早期にパケットロスを発生させることにより送信サーバに輻輳を通知する技術である。【０００７】
非特許文献４は、ネットワーク機器に溜まっているキューによって発生するキューイング遅延を観測し、キューイング遅延の変動から当該キューが帯域や遅延の変動を吸収するために有益なGood Queueか、ネットワーク機器に不必要に溜まっているだけのBad Queueかを判別し、Bad Queueであると判断した場合、パケットをドロップすることで早期にパケットロスを発生させ、送信サーバに輻輳を通知する技術である。【０００８】
非特許文献５は、非特許文献３に記載の技術を改良した技術で、パケットをドロップする代わりにＴＣＰヘッダ及びＩＰ（Internet Protocol）ヘッダに輻輳を検知した旨を通知するためのフラグを付与することで、パケットロスを発生させずに送信サーバに輻輳を通知する技術である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】S. Ha, I. Rhee, and L. Xu, "CUBIC: A New TCP-Friendly High-Speed TCP Variant," In Proc. of ACM SIGOPS, vol.42, no.5, pp.64-74, New York, NY, USA, Jul. 2008.
【非特許文献２】S. Floyd and T. Henderson, "The NewReno Modification to TCP’s Fast Recovery Algorithm," RFC 2582, Apr. 1999.
【非特許文献３】S. Floyd and V. Jacobson, "Random Early Detection Gateways For Congestion Avoidance," IEEE/ACM Transactions on Networking, vol.1, no.4, pp.397-413, Aug. 1993.
【非特許文献４】K. Nichols and V. Jacobson, "Controlling Queue Delay," ACM Queue, vol.10, no.5, pp.20-34, May 2012.
【非特許文献５】K. Ramakrishnan, S. Floyd, D. Black, "The Addition of Explicit Congestion Notification (ECN) to IP," RFC 3168, Sep. 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＬＴＥなどの移動無線通信システムにおいては、非特許文献３から非特許文献５の手法は十分ではない。【００１１】
非特許文献３及び非特許文献４はパケットロスを発生させることで、送信サーバのＴＣＰに輻輳を通知する技術であるため、パケットロスに伴う確認応答（ACKnowledgement、ＡＣＫ）パケットの増加や、ロスしたパケットの再送によって、ネットワーク上を流れるトラヒックが増加するという不都合が生じる。特にモバイル通信技術においては、無線リソースの効率的な利用が求められるため、不要なトラヒックが生じるこれらの手法は有効な解決策とはいえない。【００１２】
また、非特許文献５は、ＴＣＰヘッダ及びＩＰヘッダに輻輳を検知した旨を通知するためのフラグを付与する技術であるため、ＴＣＰレイヤ及びＩＰレイヤで処理を行う機能が無いノードや環境では利用できないという問題がある。この問題がＬＴＥのシステムで生じる場合について図１７を用いて説明する。図１７はＬＴＥのU-Plane(User Plane)におけるＵＥ（User Equipment、無線端末）とＰ−ＧＷ（PDN (Packet Data Network) Gateway）との間のプロトコルスタックを示す図である（3GPP TS23.401 v12.5.0 (2014-6) 5.1.2.1 UE-PGW user plane with E-UTRAN）。eNodeB（無線基地局）や、Ｓ−ＧＷ（Serving GW）などでは、上位のレイヤのプロトコルであるＴＣＰ／ＩＰのＩＰパケット（、及びＩＰパケットに格納されているＴＣＰパケット）はＧＴＰ−Ｕ（GPRS (General Packet Radio Service) Tunneling Protocol for User plane）によってカプセル化されて通信され、eNodeBやＳ−ＧＷでは、ＴＣＰやＩＰプロトコルを終端する機能を有していない。そのため、eNodeBやＳ−ＧＷなどでは、所定のネットワーク上における輻輳や通信品質などの状態変化を検知できても、パケットのＴＣＰヘッダやＧＴＰ−Ｕよりも上位のＩＰヘッダに当該ネットワークの状態変化に関する情報を設定して、当該ＴＣＰのパケットの送信元サーバ等に通知することはできない。
［発明の目的］
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ネットワークの状態変化に関する情報などをパケット情報としてパケットに設定し、当該パケット情報が設定されたパケットを、異なるレイヤのプロトコルを用いる複数の装置の間で転送することが可能なゲートウェイ装置等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】
【００１３】
本発明の第１の視点によれば、移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワーク以外の他のネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置であって、前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は、前記他のネットワーク内に設置されたノードから受信した第１のパケットに設定された第１の情報を抽出する抽出手段と、前記第１のパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの第２のパケットに対して、前記第１の情報に基づいて第２の情報を設定する設定手段と、前記第２の情報が設定された前記第２のパケットを、前記ノード又は前記中継装置に転送する転送手段と、を有するゲートウェイ装置が提供される。【００１４】
本発明の第２の視点によれば、移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワーク以外の他のネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置の制御方法であって、前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は、前記他のネットワーク内に設置されたノードから受信した第１のパケットに設定された第１の情報を抽出するステップと、前記第１のパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの第２のパケットに対して、前記第１の情報に基づいて第２の情報を設定するステップと、前記第２の情報が設定された前記第２のパケットを、前記ノード又は前記中継装置に転送するステップと、を含む、ゲートウェイ装置の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ネットワークの状態変化に関する情報などをパケット情報としてパケットに設定し、当該パケット情報が設定されたパケットを、異なるレイヤのプロトコルを用いる複数の装置の間で転送することが可能なゲートウェイ装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における通信システムの構成例である。
【図２】第１の実施形態のゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】ＩＰヘッダの構成例である。
【図４】ＩＰヘッダの一部であるＴＯＳ／ＤＳＣＰ／ＥＣＮの構成例である。
【図５】第１の実施形態のゲートウェイ装置の動作例を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態のサーバの構成例を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態の無線端末の構成例を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態の中継装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態のゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態の通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
【図１１】第３の実施形態の中継装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】第３の実施形態のゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施形態の通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
【図１４】第４の実施形態のゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図である。
【図１５】第４の実施形態の中継装置の構成例を示すブロック図である。
【図１６】第４の実施形態の通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
【図１７】Ｅ−ＵＴＲＡＮのＵ−ＰｌａｎｅにおけるＵＥとＰ−ＧＷとの間のプロトコルスタックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明を適用した実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のために必要な場合を除いて、重複説明は省略する。
＜第１の実施形態＞
［構成］
図１は、本発明の第１の実施形態における通信システムの構成例を示す図である。本通信システムは、少なくとも一部に無線通信システムを含む。本実施形態では、無線通信システムとしてＬＴＥを例に説明する。また、必要に応じて図１７のプロトコルスタックを参照する。図１を参照すると、本実施形態の通信システムは、コアネットワーク１と、コアネットワーク１に隣接する隣接ネットワーク２を含む。なお、コアネットワーク１と隣接ネットワーク２との間にさらに他のネットワークが介在してもよい。
【００１８】
コアネットワーク１は、少なくともゲートウェイ装置３を含む。また、コアネットワーク１は、中継装置４やその他の装置を含んでいてもよい。また、隣接ネットワーク２は、少なくともパケット送信装置５を含む。隣接ネットワーク２は、パケット送信装置５以外の他の装置を含んでいてもよい。隣接ネットワーク２は、例えばＩＰ網などの広域ネットワーク（ＷＡＮ、Wide Area Network）であるが、これに限られない。例えば、隣接ネットワーク２は、コアネットワーク１とは異なるＲＡＴ（Radio Access Technology）のコアネットワークであってもよい。
【００１９】
ゲートウェイ装置３は、コアネットワーク１内に設置され、隣接ネットワーク２に対し、コアネットワーク１のゲートウェイとして接続する。すなわち、ゲートウェイ装置３は、コアネットワーク１内の他の装置と隣接ネットワーク２内の装置との間で所定のプロトコルを用いてパケットの転送を行う。本実施形態では好適な例として、ゲートウェイ装置３がＰ−ＧＷである場合について説明するが、これに限られない。例えば、ゲートウェイ装置３は、Ｓ−ＧＷであってもよい。
【００２０】
中継装置４は、ゲートウェイ装置３と無線端末６との間でパケットを中継する。より具体的には、中継装置４はゲートウェイ装置３から直接又は他の装置を介して受信したパケットを無線端末６へ向けて送信する。また、中継装置４は無線端末６から直接又は他の装置を介して受信したパケットを、ゲートウェイ装置３へ送信する。
【００２１】
本実施形態では、好適な例として中継装置４がeNodeBなどの無線基地局である場合について説明するが、これに限られない。例えば、中継装置４は、Ｓ−ＧＷやＭＭＥ（Mobility Management Entity）であってもよい。すなわち、中継装置４は、コアネットワーク１内に設置された装置であってもよい。
【００２２】
中継装置４が無線基地局である場合、ここでの他の装置とは例えばＳ−ＧＷやＭＭＥである。また、中継装置４がＳ−ＧＷやＭＭＥである場合、ここでの他の装置は無線基地局にもなり得る。
【００２３】
パケット送信装置５は、隣接ネットワーク２内に設置される。すなわち、パケット送信装置５は、隣接ネットワーク２内に設置されるノードということもできる。パケット送信装置５は、無線端末６との間でＴＣＰなどの上位のレイヤでコネクションやセッションを確立する。そしてパケット送信装置５は、無線端末６から送信されたパケットをゲートウェイ装置３等を介して受信し、無線端末６宛のパケットをゲートウェイ装置３等を介して送信する。
【００２４】
本実施形態では、好適な例としてパケット送信装置５が、コンテンツなどのデータを保持し、ユーザの要求に応じてデータを配信するオリジンサーバである場合について説明するがこれに限られない。例えば、キャッシュサーバやプロキシサーバ、エッジサーバなどのような、隣接ネットワーク２内に設置され、オリジンサーバと無線端末６の間のデータ通信を一度終端する中継サーバ装置であってもよいし、無線端末６以外の無線端末であってもよい。
【００２５】
無線端末６は、無線基地局などの中継装置４及びゲートウェイ装置３を介してパケット送信装置５へパケットを送信する。また、無線端末６は、パケット送信装置５からゲートウェイ装置３及び無線基地局などの中継装置４を介してパケットを受信する。なお、無線端末６は無線基地局と無線通信を行う。すなわち、無線端末６と中継装置４との間の通信回線には少なくとも一部に無線回線を含む。上述したように、中継装置４は、無線通信基地局であることもあり、この場合は、無線端末６と中継装置４との間の通信回線は、無線通信回線となる。そして、無線端末６は、例えば、携帯電話やスマートフォン、無線機能を有するＰＣ（Personal Computer）などである。
【００２６】
図２は、本実施形態におけるゲートウェイ装置３の構成例を示すブロック図である。図２においてゲートウェイ装置３は、抽出手段としてのパケット情報抽出部１３１と、設定手段としてのパケット情報設定部１３２と、転送手段としてのパケット転送部１３３と、を含む。なお、図２では、ゲートウェイ装置３に含まれる機能ブロックのうち、一部分の構成要素のみを示している。すなわち、ゲートウェイ装置３は、図示していないが、ゲートウェイ装置３を、ゲートウェイとして機能させるための機能ブロックも含んでいる。
【００２７】
パケット情報抽出部１３１は、中継装置４、又はパケット送信装置５のいずれかから受信したパケットである受信パケットに設定されたパケット情報を抽出する。具体例として、受信パケットが中継装置４から受信したパケットである場合について説明する。ゲートウェイ装置３は中継装置４から、少なくともＧＴＰ−Ｕ及びＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのプロトコルであるＵＤＰ／ＩＰを用いてパケットを受信する。そのため、パケット情報抽出部１３１は、中継装置４によりＧＴＰ−Ｕ又はＧＴＰ−Ｕよりも下位のＵＤＰ／ＩＰのパケット（受信パケット）のヘッダに設定されたパケット情報を抽出する。次に、具体例として、受信パケットがパケット送信装置５から受信したパケットである場合について説明する。ゲートウェイ装置３はパケット送信装置５から、少なくともＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのプロトコルであるＩＰを用いてパケットを受信する。そのため、パケット情報抽出部１３１は、パケット送信装置５によりＧＴＰ−Ｕよりも上位のＩＰやさらに上位のＴＣＰなどのパケット（受信パケット）のヘッダに設定されたパケット情報を抽出する。
【００２８】
ここで、パケット情報とは、パケットのヘッダ部分及びペイロード部分の少なくともいずれかに設定される情報である。パケット情報の例として、所定のネットワークにおける輻輳状態及び通信品質に関する情報、パケット毎の種別を示すパケット種別情報、ならびに、パケット識別子などがある。すなわち、パケット情報はパケットに設定される情報であって、パケット毎の種別や特性を示す情報に限られない。
【００２９】
ここで、所定のネットワークとは、例えば、無線基地局と無線端末との間の無線ネットワーク、及びコアネットワークなどの有線ネットワークの少なくともいずれかである。輻輳状態は、例えば、無線基地局などの中継装置４内に備えられたバッファのパケット蓄積量が所定の閾値を超えた状態、中継装置４への入力トラヒック（例えば所定時間あたりに入力される総パケット量）が出力に用いる通信回線の帯域を越えている状態、入出力する総パケット量が中継装置４の処理能力を超えている状態の少なくともいずれかであってもよい。通信品質は、例えば、通信スループット、伝送遅延時間、伝送容量、総通信時間、誤り率、伝送損失、通信の切断発生回数、及び無線品質の少なくともいずれかであってもよい。無線品質は、例えば、ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、ＡＳＵ（Arbitrary Strength Unit）、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）の少なくともいずれかであってもよい。
【００３０】
また、パケット種別情報は、パケット毎の種別を示す情報であり、例えば、ＴＣＰパケットが初送か再送かを示す情報、当該パケットがプリフェッチか否かを示す情報である。また、ＴＣＰによるコネクション確立のための手順（3-way handshake）で必要なＳＹＮパケット及びＳＹＮ−ＡＣＫパケットであるか否かを示す情報であってもよいし、例えば、ＴＣＰによるコネクション終了のための手順に必要なＦＩＮパケット及びＦＩＮ−ＡＣＫパケットであるか否かを示す情報であってもよい。なお、プリフェッチとは、データを予めキャッシュメモリに読み出しておく機能をいう。例えば、ブラウザを用いたインターネットサイト閲覧の場合、現在画面上には表示されていないが、スクロールにより将来表示されることが予想される領域のデータを予めメモリに読み出しておく機能などである。パケットがプリフェッチの要求により読み出されたものである場合、パケット種別としてプリフェッチであることを示す種別を設定することなどができる。
【００３１】
また、パケット識別子とは、例えば、パケットを識別するために付けられた番号（パケット識別番号）であり、具体的な例として、パケットに付与されたＴＣＰのSequence Number（ＳＮ）が挙げられる。
【００３２】
パケット情報設定部１３２は、受信パケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットのパケット情報を、当該抽出したパケット情報に基づいて設定する。例えば、受信パケットが中継装置４から受信したパケットである場合、パケット情報設定部１３２は、当該パケットの受信に用いたＧＴＰ−Ｕのレイヤ及びＵＤＰ／ＩＰレイヤとはレイヤの異なるＩＰのパケットのヘッダに、パケット情報を設定する。また、受信パケットがパケット送信装置５から受信したパケットである場合、パケット情報設定部１３２は、当該パケットの受信に用いたＩＰとは異なるレイヤであるＧＴＰ−Ｕ又はＵＤＰ／ＩＰのパケットのヘッダに、パケット情報を設定する。ここで、パケット情報設定部１３２が設定するパケット情報は、パケット情報抽出部１３１が抽出したパケット情報と同一であってもよいし、抽出したパケット情報に基づく情報であってもよい。また、パケット情報設定部１３２がパケット情報を設定するパケットは、受信パケットにカプセル化又はカプセル化の解除が行われたパケットであってもよい。なお、パケット情報設定部１３２がパケット情報を設定するパケットは、パケット転送部１３３が転送するパケット（転送パケット）である。
【００３３】
ここで、パケット情報抽出部１３１及びパケット情報設定部１３２はＤＰＩ（Deep Packet Inspection）機能を有していてもよい。ＤＰＩとは、パケットのペイロード（データ部分）を読み込み（検査し）、より上位のレイヤの情報を得る機能をいう。ＤＰＩの機能により、ゲートウェイ装置３は、ゲートウェイ装置３で終端していないプロトコルのパケットのヘッダの読込み（パケット情報の抽出）が可能となる。さらに、ゲートウェイ装置３はＤＰＩを拡張して、上位レイヤのヘッダへ書込み（パケット情報の設定）が可能になる機能を有してもよい。また、パケット情報抽出部１３１及びパケット情報設定部１３２は、上位のレイヤであるＴＣＰやＩＰで終端する機能を有していてもよい。
【００３４】
なお、パケットのヘッダへのパケット情報の抽出（読込み）及び設定（書込み）は、当該パケットのヘッダ内の所定の領域に設定されたパケット情報を抽出（読込み）及び当該所定の領域にパケット情報を設定（書込み）することで実現する。ここでは、例としてＩＰパケットのヘッダ（ＩＰヘッダ）でパケット情報の設定及び抽出が行われる場合について説明する。図３は、ＩＰヘッダの構成を示した図である。Versionは、ＩＰプロトコルのバージョンを表す。ＩＨＬ（Internet Header Length）は、ＩＰヘッダの長さを表す。ＴＯＳ（Type Of Service）／ＤＳＣＰ（Differentiated Services Code Point）／ＥＣＮ（Explicit Congestion Notification、明示的輻輳通知） Fieldには、図４で示されるＴＯＳフィールド、ＤＳフィールド、又はＥＣＮ改訂フィールドのいずれかが用いられる。ＴＯＳフィールドのPrecedenceは、ＩＰパケットの優先度を表し、数字が大きいほど重要なパケットとして認識される。また、Reserved Bit(s)は1 Bitの未使用領域である。ＤＳフィールド及びＥＣＮ改訂フィールドのＤＳＣＰは、ＴＯＳフィールドのPrecedenceと同じく、ＩＰパケットの優先度を表す。ＤＳＣＰは、ＴＯＳフィールドのPrecedenceに比べ、使用されるBit数が多いため、より細かくＩＰパケットの優先度を設定することができる。なお、ＤＳフィールドにも2 Bitsの未使用領域がある。ＥＣＮ改訂フィールドには、ＥＣＴ（ECN Capable Transport）コードポイントと、ＣＥ（Congestion Experienced）コードポイントが規定される。ＥＣＮ改訂フィールドでは、ＣＥの値を１にすることで輻輳状態（輻輳が発生した又はしている）を示すことができるが、本実施形態ではＥＣＴの値を１にすることで輻輳状態を示してもよい。すなわち、ＥＣＴ及びＣＥの少なくとも一方の値を用いて輻輳状態を示すことができる。次に、ＩＰヘッダのTotal Lengthは、ＩＰパケットのトータルサイズを表す。Identificationは、ＩＰパケットを識別するための識別子である。Flagsは、フラグメンテーションの状態遷移情報である。Fragment Offsetは、フラグメントのどの部分がＩＰパケット中に含まれているかを示すための識別子である。ＴＴＬは、ＩＰパケットの寿命を表す。Protocolは、上位レイヤのProtocolが表記される。Header Checksum、Checksumのためのフィールドである。Source AddressとDestination Addressは、それぞれ送信元と送信先のIP Addressである。Optionsは、拡張情報が設定されるフィールドであり、通常は使用されない。Paddingは、IP Headerサイズを調整するためのBitsである。
【００３５】
本実施形態では、ＩＰヘッダのReserved Bit(s)のフィールド、Optionsフィールド、ＥＣＮ改訂フィールドの少なくともいずれかを用いて、パケット情報を設定する。また、これらのフィールドのいずれかに設定されたパケット情報を抽出する。例えば、パケット情報が輻輳状態に関する情報であった場合、前述の通りＥＣＮ改訂フィールドのＣＥの値を１にすることで輻輳状態を示すことができる。また、Reserved Bit(s)のフィールド又はOptionsフィールドの所定のBitを輻輳状態に関する情報を設定するための領域と定義し、当該領域の値を変更することで輻輳状態を示してもよい。また、輻輳状態を直接示す情報だけでなく、例えば中継装置４のバッファに蓄積されたパケット蓄積量を示す情報を当該領域に設定し、当該パケット蓄積量を示す情報を読み込んだ（抽出した）装置が輻輳状態か否かを判断してもよい。また、通信品質に関する情報、パケットの種別を示すパケット種別情報、及びパケット識別子についても同様に設定（書込み）及び抽出（読込み）が行われてもよい。
【００３６】
図２のパケット転送部１３３は、パケット情報設定部１３２がパケット情報を設定したパケット（転送パケット）を中継装置４、又は、パケット送信装置５のいずれかへ転送する。例えば、受信パケットが中継装置４から受信したパケットである場合、パケット転送部１３３は、当該パケットの受信に用いたＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰとは異なるレイヤの上位のＩＰを少なくとも用いてパケット送信装置５へパケットを転送する。また、受信パケットがパケット送信装置５から受信したパケットである場合、パケット転送部１３３は、当該パケットの受信に少なくとも用いたＩＰとは異なるレイヤであるＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを少なくとも用いて中継装置４へパケットを転送する。
【００３７】
なお、パケット転送部１３３は、中継装置４又はパケット送信装置５のいずれかから所定のプロトコルを用いてパケットを受信する機能を有していてもよい。
［動作］
次に、図５のフローチャートを用いて、本実施形態のゲートウェイ装置３の動作例について説明する。
【００３８】
ゲートウェイ装置３は、中継装置４又はパケット送信装置５のいずれかから受信したパケットである受信パケットに設定されたパケット情報を抽出する（ステップＳ１０１）。例えば、受信パケットが中継装置４から受信したパケットである場合、中継装置４によりＧＴＰ−Ｕ又はＧＴＰ−Ｕよりも下位のＵＤＰ／ＩＰのパケット（受信パケット）のヘッダに設定されたパケット情報を抽出する。また、受信パケットがパケット送信装置５から受信したパケットである場合、パケット送信装置５によりＧＴＰ−Ｕよりも上位のＩＰやさらに上位のＴＣＰなどのパケット（受信パケット）のヘッダに設定されたパケット情報を抽出する。
【００３９】
次に、ゲートウェイ装置３は、受信パケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットのパケット情報を、抽出したパケット情報に基づいて設定する（ステップＳ１０２）。例えば、受信パケットが中継装置４から受信したパケットである場合、ゲートウェイ装置３は、当該パケットの受信に用いたＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰとは異なるレイヤのＩＰやさらに上位のＴＣＰなどのパケットのヘッダに、パケット情報を設定する。また、受信パケットがパケット送信装置５から受信したパケットである場合、ゲートウェイ装置３は、当該パケットの受信に用いたＩＰとは異なるレイヤであるＧＴＰ−Ｕ又はＵＤＰ／ＩＰのパケットのヘッダに、パケット情報を設定する。
【００４０】
そして、ゲートウェイ装置３は、ステップＳ１０２でパケット情報を設定したパケット（転送パケット）を中継装置４又はパケット送信装置５のいずれかへ転送する（ステップＳ１０３）。例えば、受信パケットが中継装置４から受信したパケットである場合、ゲートウェイ装置３は、当該パケットの受信に用いたＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰとは異なるレイヤの上位のＩＰを少なくとも用いてパケット送信装置５へパケットを転送する。また、受信パケットがパケット送信装置５から受信したパケットである場合、ゲートウェイ装置３は、当該パケットの受信に少なくとも用いたＩＰとは異なるレイヤであるＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを少なくとも用いて中継装置４へパケットを転送する。
［効果］
本実施形態におけるゲートウェイ装置は、ネットワークの状態変化に関する情報などをパケット情報としてパケットに設定し、当該パケット情報が設定されたパケットを、異なるレイヤのプロトコルを用いる複数の装置の間で転送する。そのため、移動無線通信システムにおける中継装置が用いるプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルを用いる隣接ネットワークのノードへ、当該中継装置が取得したネットワークの状態変化に関する情報などをパケットに設定して通知することができる。また、当該隣接ネットワークのノードが設定したパケット情報を、当該中継装置へ通知させることもできる。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態におけるゲートウェイ装置、中継装置、パケット送信装置、無線端末の第１の詳細例を説明する。本実施形態では、好適な例として、パケット送信装置がオリジンサーバなどのサーバであり、無線端末がサーバへのコンテンツなどのデータの要求、及びサーバから当該データを受信する場合の各装置について説明する。また、本実施形態ではパケット情報として、輻輳状態に関する情報を用いる。
［構成］
第２の実施形態における通信システムは、図９のゲートウェイ装置２３、図８の中継装置２４、図６のサーバ２５、及び、図７の無線端末２６を含む。各装置及び端末は、図１に示す第１の実施形態における通信システムのゲートウェイ装置３、中継装置４、パケット送信装置５、無線端末６にそれぞれ対応する。
【００４１】
図６は、本実施形態におけるサーバ２５の構成例を示すブロック図である。図６においてサーバ２５は、パケット送受信部２５１と、送信レート制御部２５２とを含む。なお、図６では、サーバ２５に含まれる機能ブロックのうち、一部分となる構成要素のみを示している。すなわち、サーバ２５は、図示していないが、サーバ２５を、サーバとして機能させるための機能ブロックも含んでいる。
【００４２】
パケット送受信部２５１は、無線端末２６からデータの送信要求のメッセージ（要求メッセージ）を受信すると、送信レート制御部２５２が設定した同時送信データ量に従って無線端末２６に要求されたデータのパケット（データパケット）をゲートウェイ装置２３に向けて送信する。ここで、サーバ２５がオリジンサーバの場合、オリジンサーバ自身でオリジナルデータをすべて保持しているため、パケット送受信部２５１は送信レート制御部２５２が設定した同時送信データ量に従ってデータを送信することができる。また、サーバ２５がキャッシュサーバやプロキシサーバ、エッジサーバなどのような中継サーバの場合、オリジナルデータを予め中継サーバ自身の記憶領域（メモリ）にキャッシュとして複製を行なったり、オリジンサーバから送信されてきているデータストリームを一時的にバッファとして蓄積することで、当該オリジンサーバとサーバ２５（中継サーバ）との間のネットワークのスループットに依存せず、パケット送受信部２５１は当該設定された同時送信データ量に従ってデータパケットを送信することができる。
【００４３】
そして、パケット送受信部２５１は、無線端末２６から当該データパケットに対応するＡＣＫパケットを受信すると、当該ＡＣＫパケットに、輻輳状態に関する情報が設定されているか否かを確認する。より具体的には、当該ＡＣＫパケットのＩＰヘッダやＴＣＰヘッダに輻輳状態に関する情報が設定されているか否かを確認する。当該情報が設定されている場合、パケット送受信部２５１は、当該情報を取得（又は抽出、読み込み）し、送信レート制御部２５２に通知する。輻輳状態に関する情報とは、例えば、中継装置２４に備えられたバッファに蓄積されているデータパケットの蓄積量に関する情報や、サーバ２５と無線端末２６との間の通信の往復遅延時間（Round Trip Time、ＲＴＴ）、受信ウィンドウサイズ（Receive WINdow size、ＲＷＩＮ） 、サーバ２５と無線端末２６との間の通信における輻輳の程度を示す重複ＡＣＫ、再送タイムアウト時間の超過を示す情報、明示的輻輳通知（ＥＣＮ）などである。また、パケット送受信部２５１は、送信レート制御部２５２によるデータパケットの同時送信量の制御に関する情報をパケットに設定し、ゲートウェイ装置２３へ送出することもできる。
【００４４】
送信レート制御部２５２は、パケット送受信部２５１がＡＣＫパケットを受信した際に、又は、一定時間ごとに、パケット送受信部２５１が受信したＡＣＫパケットから得られる情報に基づき、無線端末２６へ送信するデータパケットの同時送信量を制御する。ここで、当該ＡＣＫパケットから得られる情報は、輻輳状態に関する情報であり、例えば、ＲＴＴ、ＲＷＩＮ、重複ＡＣＫや、再送タイムアウト時間の超過や、ＥＣＮのメッセージである。また、当該情報に限らず、ＴＣＰにおいて仕様化された他の情報であってもよい。
【００４５】
データパケットの同時送信量の制御方法は、ＴＣＰと同様に、cwndを増減させる輻輳制御と、無線端末２６から通知されたＲＷＩＮを超えないようにデータパケットの同時送信量を制限するフロー制御を含んでもよい。当該輻輳制御では、例えば、ＣＵＢＩＣ ＴＣＰ（非特許文献１）やTCP NewReno（非特許文献２）と同様にcwndを増減させる。また、当該方法に限らず、その他の既知のＴＣＰの輻輳制御方式と同様の増減方法であってもよい。
【００４６】
図７は、本実施形態における無線端末２６の構成例を示すブロック図である。図７において無線端末２６は、パケット送受信部２６１と、データ構築部２６２とを含む。なお、図７では、無線端末２６に含まれる機能ブロックのうち、一部分となる構成要素のみを示している。すなわち、無線端末２６は、図示していないが、無線端末２６を、無線端末として機能させるための機能ブロックも含んでいる。
【００４７】
データ送受信部２６１は、サーバ２５（サーバ２５が中継サーバである場合は、オリジンサーバ）にデータ送信を要求するためのメッセージ（要求メッセージ）を中継装置２４へ送信する。当該要求メッセージは中継装置２４、ゲートウェイ装置２３を介してサーバ２５に受信される。また、パケット送受信部２６１は、当該要求メッセージに応じてサーバ２５から送信されたデータパケットを受信した際に、当該データパケットに対応するＡＣＫパケットを中継装置２４等を介してサーバ２５へ送信する。ここで、前記ＡＣＫパケットは、ＴＣＰで仕様化されたＡＣＫパケットと同様である。
【００４８】
また、データ構築部２６２は、サーバ２５が送信したデータを、パケット送受信部２６１が受信したデータパケットに基づいて再構築する。
【００４９】
図８は、本実施形態における中継装置２４の構成例を示すブロック図である。図８において中継装置２４は、輻輳検知部２４１と、輻輳情報設定部２４２と、パケット転送部２４３と、を含む。なお、図８では、中継装置２４に含まれる機能ブロックのうち、一部分となる構成要素のみを示している。すなわち、中継装置２４は、図示していないが、中継装置２４を、中継装置として機能させるための機能ブロックも含んでいる。本実施形態における中継装置２４は第１の実施形態と同様に、無線基地局、Ｓ−ＧＷ、ＭＭＥのいずれかであってもよい。
【００５０】
輻輳検知部２４１は、パケット転送部２４３がデータパケット又はＡＣＫパケットを受信した際に、又は、一定時間ごとに、所定のネットワークにおいて発生した輻輳を検知する。所定のネットワークとは、第１の実施形態と同様に、無線基地局と無線端末との間の無線ネットワーク、及びコアネットワークなどの有線ネットワークの少なくともいずれかを含む。ここで、輻輳の検知方法は、例えば中継装置２４が受信し、且つ無線端末２６へ送信する前のデータパケットの総量、例えば中継装置２４に備えられたバッファ（図示せず）に蓄積されているデータパケットの総量（パケット蓄積量）の現在値が所定の閾値を超えた場合に輻輳と判断する方法である。また、当該検知方法に限らず、例えばパケット蓄積量の過去一定期間における統計値（例えば平均値、指数移動平均値、又は最小値）が所定の閾値を超えた場合に輻輳と判断する方法であってもよい。また、当該パケット蓄積量を複数の無線端末２６ごとに計測し、当該無線端末２６ごとのパケット蓄積量が所定の閾値を超えた場合に、当該無線端末２６にかかる通信（又はベアラなどの通信経路）のみが輻輳したと判断する方法であってもよい。また、例えば、所定の閾値を複数設定し、パケット蓄積量が超えた閾値によって輻輳の度合いを段階的に判断する方法であってもよい。また、例えばパケット蓄積量の代わりに、前記中継装置２４が無線端末２６へ送信したデータパケットの量と、前記中継装置２４が無線端末２６から受信したＡＣＫパケットによって確認応答されたデータ量とに基づく値（例えば差分）が所定の閾値を超えた場合に輻輳と判断する方法であってもよい。さらに、第１の実施形態でも述べたように、中継装置２４への入力トラヒック（例えば所定時間あたりに入力される総データパケット量）が出力に用いる通信回線の帯域を越えた場合に輻輳と判断する方法であってもよいし、入出力する総データパケット量が中継装置２４の処理能力を超えた場合に輻輳と判断する方法であってもよい。
【００５１】
輻輳情報設定部２４２は、輻輳検知部２４１が輻輳を検知した際に、輻輳状態に関する情報をカプセル化されたＡＣＫパケットに設定する。ここで、輻輳状態に関する情報のＡＣＫパケットへの設定方法は、例えばＧＴＰ−Ｕによってカプセル化された前記ＡＣＫパケットを格納しているＵＤＰ（User Datagram Protocol）／下位ＩＰレイヤにおけるＩＰヘッダ内のＥＣＮ改訂フィールドのＣＥビット及びＥＣＴビットの少なくとも一方の値を１にする方法である。また、これに限らず、例えば当該下位ＩＰレイヤにおけるＩＰヘッダのＴｏＳフィールドのIP Precedenceフィールド又はDifferentiated Services Code Pointフィールドを予め定められたビットパターンに設定する方法であってもよい。また、ＧＴＰ−Ｕのヘッダ内の所定の領域に設定する方法であってもよい。さらに、輻輳検知部２４１において段階的な輻輳の度合いを判断した場合に、当該輻輳の度合いに基づく値をこれらの領域に設定する方法であってもよい。
【００５２】
パケット転送部２４３は、無線端末２６が送信したパケットを受信する。より具体的には、中継装置２４が無線基地局である場合には、パケット転送部２４３は、無線端末２６が送信したＡＣＫパケットがカプセル化されたパケットを少なくともＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、及びＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）を用いて受信する。また、中継装置２４がＳ−ＧＷである場合には、パケット転送部２４３は、無線端末２６が送信したＡＣＫパケットがカプセル化されたパケットを少なくともＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信する。そして、パケット転送部２４３は、当該ＡＣＫパケットを受信した旨又は当該ＡＣＫパケットを輻輳検知部２４１へ通知する。また、パケット転送部２４３は、輻輳情報設定部２４２が輻輳状態に関する情報を設定したパケットをゲートウェイ装置２３へ送信する。より具体的には、パケット転送部２４３は、輻輳状態に関する情報が設定されたパケットをＧＴＰ−ＵやＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのＵＤＰ／ＩＰを用いてゲートウェイ装置２３へ送信する。
【００５３】
図９は、本実施形態におけるゲートウェイ装置２３の構成例を示すブロック図である。図９においてゲートウェイ装置２３は、輻輳情報抽出部２３１と、輻輳情報設定部２３２と、パケット転送部２３３と、を含む。ゲートウェイ装置２３を第１の実施形態におけるゲートウェイ装置３と比較すると、輻輳情報抽出部２３１、輻輳情報設定部２３２と、パケット転送部２３３はそれぞれ、パケット情報抽出部１３１、パケット情報設定部１３２、パケット転送部１３３に対応する。なお、図９では、ゲートウェイ装置２３に含まれる機能ブロックのうち、一部分となる構成要素のみを示している。すなわち、ゲートウェイ装置２３は、図示していないが、ゲートウェイ装置２３を、ゲートウェイとして機能させるための機能ブロックも含んでいる。本実施形態におけるゲートウェイ装置２３は、第１の実施形態と同様に、Ｐ−ＧＷ、Ｓ−ＧＷのいずれかであってもよい。
【００５４】
輻輳情報抽出部２３１は、中継装置２４から受信した、無線端末２６を送信元とするＡＣＫパケット（受信パケット）に設定された輻輳状態に関する情報を抽出する。より具体的には、パケット転送部２３３により少なくともＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信されたＡＣＫパケットのカプセル化を解除する際に、輻輳状態に関する情報（例えばＩＰヘッダ内の輻輳状態を示すＣＥビット又はビットパターン）が当該ＡＣＫパケットをカプセル化しているＧＴＰ−ＵやＩＰのヘッダに設定されているか否かを確認する。当該輻輳状態に関する情報が設定されている場合、当該輻輳状態に関する情報を抽出し、輻輳情報設定部２３２に通知する。
【００５５】
輻輳情報設定部２３２は、中継装置２４から受信したパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットに、輻輳情報抽出部２３１が抽出した輻輳状態に関する情報に基づく情報を設定する。より具体的には、カプセル化を解除した後のＡＣＫパケット（サーバ２５へ転送する転送パケット）のヘッダ等に、輻輳情報抽出部２３１が抽出した輻輳状態に関する情報を設定する。ここで、輻輳状態に関する情報のＡＣＫパケットへの設定方法は、例えば、ＡＣＫパケットのＩＰ（ここでのＩＰはＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのＩＰ）ヘッダ内のＥＣＮ改訂フィールドのＣＥビット及びＥＣＴビットの少なくとも一方の値を１にする方法である。また、例えばＴＣＰヘッダのＥＣＥ（ECN-Echo）ビットの値を１にする方法であってもよい。また、これらの方法に限らず、例えばＴＣＰヘッダのOptionsフィールドに輻輳状態に関する情報を設定する方法であってもよい。なお、当該輻輳状態に関する情報が、受信したＡＣＫパケットをカプセル化しているＵＤＰ／下位ＩＰのＩＰヘッダに設定されており、且つ、輻輳情報設定部２３２が、当該輻輳状態に関する情報をＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのＩＰのＩＰヘッダに設定する場合、当該輻輳状態に関する情報をＵＤＰ／下位ＩＰのＩＰヘッダから上位のレイヤのＩＰのＩＰヘッダへそのまま転記してもよい。また、輻輳情報設定部２３２は、輻輳状態に関する情報を転送パケットに設定するか否か、及び転送パケットに設定する情報を、輻輳情報抽出部２３１が抽出した情報に基づき決定してもよい。例えば、中継装置２４のバッファ内のパケット蓄積量を示す情報のみがパケットに設定されて中継装置２４から送信された場合、輻輳情報設定部２３２は、輻輳情報抽出部２３１が抽出した当該パケット蓄積量が所定の条件を満たすか否か判定してもよい。そして、輻輳情報設定部２３２は、当該所定の条件を満たす場合に、輻輳状態に関する情報を転送パケットに設定してもよい。
【００５６】
また、本実施形態における輻輳情報設定部２３２は、サーバ２５から輻輳の発生に対応して行われたデータパケットの同時送信量の制御に関する情報が付与されたデータパケットを受信すると、カプセル化解除後のＡＣＫパケット（転送パケット）への輻輳状態に関する情報の設定を終了してもよい。また、これと並行して、当該データパケットの同時送信量の制御に関する情報を、当該データパケットから消去してもよい。ここで、データパケットの同時送信量の制御に関する情報は、例えばＴＣＰヘッダのＣＷＲビットを１に設定したものである。また、これらに限らず、例えば輻輳情報設定部２３２は、ＴＣＰヘッダのOptionsフィールドに当該データパケットの同時送信量の制御に関する情報を設定してもよい。
【００５７】
パケット転送部２３３は、中継装置２４から無線端末２６が送信したパケットを受信する。より具体的には、パケット転送部２３３は、無線端末２６が送信したＡＣＫパケットがカプセル化されたパケットを少なくともＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信する。そして、パケット転送部２３３は、当該ＡＣＫパケットを受信した旨又は当該ＡＣＫパケットを輻輳情報抽出部２３１へ通知する。また、パケット転送部２３３は、輻輳情報設定部２３２が輻輳状態に関する情報を設定したパケット（転送パケット）をサーバ２５へ転送する。より具体的には、パケット転送部２３３は、当該パケットの受信に用いたＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰとは異なるレイヤの上位のＩＰを少なくとも用いてサーバ２５へパケットを転送する。また、パケット転送部２３３は、受信したパケットのカプセル化及びカプセル化の解除を行うことができる。カプセル化及びカプセル化の解除の方法は、例えばＴＣＰ／上位ＩＰパケットをＧＴＰ−Ｕでカプセル化する方法及びカプセル化を解除する方法である。なお、これらに限らず、他の既存のカプセル化及びカプセル化の解除の方法であってもよい。
［動作］
次に、図１０のシーケンス図を用いて、本実施形態の通信システムの動作例について詳細に説明する。
【００５８】
まず、無線端末２６、サーバ２５、中継装置２４、及びゲートウェイ装置２３は各装置間でそれぞれコネクションを確立させる（ステップＳ２０１）。ここでのコネクションは、例えばＴＣＰコネクションやＲＲＣ（Radio Resource Control）コネクションである。すなわち、無線端末２６は、無線基地局とＲＲＣコネクションを確立させる。また、無線端末２６はサーバ２５とＴＣＰコネクションを確立させる。なお、各装置間のコネクションは、上記に限られず、必要に応じて必要なコネクションが確立されるが、従来より知られた技術なのでここでは説明を省略する。また、無線端末２６はステップＳ２０１において、サーバ２５に対し、無線端末２６へのデータパケットの送信を要求するためのメッセージ（要求メッセージ）を送信してもよい。
【００５９】
サーバ２５は、無線端末２６に向けて、データパケットの送信を行う（ステップＳ２０２）。当該データパケットは、ゲートウェイ装置２３、中継装置２４を介して無線端末２６に受信される。
【００６０】
無線端末２６は、受信したデータパケットの確認応答としてＡＣＫパケットをサーバ２５へ向けて送信する（ステップＳ２０３）。当該ＡＣＫパケットは、まず中継装置２４により受信される。なお、ＡＣＫパケットの送信は、サーバ２５から受信したデータパケットに対し、１対１で送信してもよいし、サーバ２５から受信したいくつかのデータパケットに対する１つの受信応答としてまとめて送信してもよい。
【００６１】
中継装置２４は、無線端末２６からのＡＣＫパケットの受信を契機として所定のネットワークにおいて発生した輻輳を検知する（ステップＳ２０４）。所定のネットワーク、輻輳の検知方法は前述の通りなのでここでは説明を省略する。なお、ステップＳ２０４における輻輳の検知をする契機は、無線端末２６からのＡＣＫパケットの受信に限られず、サーバ２５からゲートウェイ装置２３を介したデータパケットの受信であってもよい。また、当該契機は、ステップＳ２０１におけるコネクション確立のためのメッセージ（例えばＴＣＰコネクション確立のための3-way handshakeにおけるＳＹＮパケット、ＳＹＮ−ＡＣＫパケット及びＡＣＫパケットの少なくともいずれか）の受信であってもよい。また、輻輳の検知は、一定時間ごとに行われてもよい。
【００６２】
中継装置２４は、所定のネットワークにおける輻輳を検知すると、輻輳状態に関する情報をカプセル化されたＡＣＫパケットに設定する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５における、カプセル化されたＡＣＫパケットとは、例えばＧＴＰ−ＵパケットやＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのＵＤＰ／ＩＰパケットである。
【００６３】
中継装置２４は、当該ＡＣＫパケットを、ＧＴＰ−ＵやＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのＵＤＰ／ＩＰを用いてゲートウェイ装置２３へ送信する（ステップＳ２０６）。
【００６４】
ゲートウェイ装置２３は、無線端末２６が送信したＡＣＫパケットを中継装置２４から受信し、当該ＡＣＫパケット（受信パケット）に設定された輻輳状態に関する情報を抽出する（ステップＳ２０７）。より具体的には、ＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信されたＡＣＫパケットのカプセル化を解除する際に、輻輳状態に関する情報が当該ＡＣＫパケットをカプセル化しているＧＴＰ−Ｕ等のヘッダに設定されているか否かを確認する。当該輻輳状態に関する情報が設定されている場合、ゲートウェイ装置２３は当該輻輳状態に関する情報を抽出する。
【００６５】
ゲートウェイ装置２３は、中継装置２４から受信したパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットに、ステップＳ２０７で抽出した輻輳状態に関する情報に基づく情報を設定する（ステップＳ２０８）。
【００６６】
ゲートウェイ装置２３は、当該ＡＣＫパケットの受信に用いたＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰとは異なるレイヤの上位のＩＰを少なくとも用いてサーバ２５へパケットを転送する（ステップＳ２０９）。
【００６７】
サーバ２５は、ゲートウェイ装置２３等を介して無線端末２６からデータパケットに対応するＡＣＫパケットを受信し、当該ＡＣＫパケットに輻輳状態に関する情報が設定されているか否かを確認する。当該情報が設定されている場合、サーバ２５は、当該情報を取得（又は抽出、読み込み）する（ステップＳ２１０）。
【００６８】
サーバ２５は、ステップＳ２１０で当該ＡＣＫパケットを受信した際に、又は、一定時間ごとに、ステップＳ２１０で受信した当該ＡＣＫパケットから得られる情報（例えば輻輳状態に関する情報）に基づき、無線端末２６へ送信するデータパケットの同時送信量を制御する（ステップＳ２１１）。データパケットの同時送信量の制御方法は前述の通りであるため、ここでは説明を省略する。
【００６９】
サーバ２５は、ステップＳ２１１で設定されたデータパケットの同時送信量に従って、データパケットを無線端末２６へ送信する（ステップＳ２１２）。なお、サーバ２５がデータパケットの同時送信量の制御を行っていた場合、当該データパケットに当該制御を実施した旨を示す情報を設定してもよい。
【００７０】
また、サーバ２５からデータパケットの同時送信量の制御が実施された旨を示す情報が設定された当該データパケットをゲートウェイ装置２３が受信した場合、当該受信を契機として、ステップＳ２０８の輻輳状態に関する情報に基づく情報の設定を終了してもよい。なお、本実施形態では、パケットに設定する情報として、輻輳状態に関する情報を用いたがこれに限られない。例えば、通信スループット、伝送遅延時間、伝送容量、総通信時間、誤り率、伝送損失、通信の切断発生回数、及び無線品質の少なくともいずれかを中継装置２４又はゲートウェイ装置が取得し、パケットに設定する情報（パケット情報）として用いてもよい。また、パケット情報は、パケットの種別を示すパケット種別情報、並びにパケット識別子の少なくともいずれかであってもよい。また、これらの情報を組み合わせて用いてもよい。
【００７１】
また、本実施形態では、サーバ２５から無線端末２６へ送信されるパケットはデータパケット、無線端末２６からサーバ２５へ送信されるパケットはＡＣＫパケットである場合を例に説明したが、これに限られない。サーバ２５から無線端末２６へ送信されるパケットがＡＣＫパケットであり、無線端末２６からサーバ２５へ送信されるパケットがデータパケットであってもよい。
【００７２】
また、本実施形態の構成・動作は他の実施形態の構成・動作と適宜組み合わせて実施されてもよい。
［効果］
本実施形態におけるゲートウェイ装置は、中継装置が取得した輻輳状態に関する情報を、サーバへ転送する転送パケットに設定して、転送パケットを当該サーバへ送信する。そのため、移動無線通信システム環境であっても、ネットワークに過剰なデータ量が流れる前の早期の段階で輻輳状態に関する情報を当該移動無線通信システム外のサーバへ通知することができる。また、サーバは早期の送信レートの制御が可能となる。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、第１の実施形態におけるゲートウェイ装置、中継装置、パケット送信装置、及び、無線端末の第２の詳細例を説明する。本実施形態では好適な例として、パケット送信装置がオリジンサーバなどのサーバであり、無線端末がサーバへのコンテンツなどのデータの要求、及びサーバから当該データを受信する場合の各装置について説明する。また、本実施形態ではパケット情報として、無線品質に関する情報を用いる。
［構成］
第３の実施形態における通信システムは、図１２のゲートウェイ装置３３、図１１の中継装置３４、図６のサーバ２５、及び、図７の無線端末２６を含む。すなわち、サーバ２５、無線端末２６は第２の実施形態と同一の構成である。ゲートウェイ装置３３及び中継装置３４は、図１に示す第１の実施形態における通信システムのゲートウェイ装置３及び中継装置４にそれぞれ対応する。
【００７３】
図１１は、本実施形態における中継装置３４の構成例を示すブロック図である。図１１において中継装置３４は、無線品質取得部３４１、無線品質情報設定部３４２、及び、パケット転送部３４３を含む。なお、図１１では、中継装置３４に含まれる機能ブロックのうち、一部分となる構成要素のみを示している。すなわち、中継装置３４は、図示していないが、中継装置３４を、中継装置として機能させるための機能ブロックも含む。本実施形態における中継装置３４は他の実施形態と同様に、無線基地局、Ｓ−ＧＷ、ＭＭＥのいずれかであってもよい。
【００７４】
無線品質取得部３４１は、パケット転送部３４３がデータパケット又はＡＣＫパケットを受信した際に、又は、一定時間ごとに、無線端末２６と無線基地局との間の無線区間の無線品質に関連する情報を取得する。ここで、無線品質に関連する情報は、例えば、ＳＩＮＲ、ＣＱＩ、ＲＳＳＩ、ＡＳＵ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱなどの電波状態の指標であってもよい。また、無線端末２６ごとの、又は、無線基地局全体でのデータパケットの送信スループット（単位時間当たりに無線基地局から無線端末２６へ送信されたデータパケットの総量）、又は、その統計値であってもよい。また、例えば、無線端末２６ごとの、又は、無線基地局全体での、無線リソース（周波数、時間、符号変調方式）の使用量、使用率、又は、その統計値であってもよい。さらに、例えば無線端末２６ごとの、又は、無線基地局全体での符号変調方式の実施履歴であってもよいし、例えば無線基地局が通信しているアクティブな無線端末２６（ユーザ）、又は、コネクションの数であってもよい。
【００７５】
なお、無線品質に関連する情報の取得は、例えば、無線端末２６が測定した無線品質を無線端末２６から受信することにより行われてもよいが、これに限られない。例えば、中継装置３４が無線基地局である場合は、中継装置３４自身が無線品質に関連する情報を測定してもよいし、中継装置３４が無線基地局でない場合、無線基地局自身が測定した無線品質に関連する情報を当該無線基地局から受信してもよい。
【００７６】
無線品質情報設定部３４２は、無線品質取得部３４１が取得した無線品質に関連する情報を、カプセル化されたＡＣＫパケットに設定する。ここで、無線品質に関連する情報の設定方法は、例えばＧＴＰ−Ｕによってカプセル化された当該ＡＣＫパケットをさらにカプセル化しているＵＤＰ／下位ＩＰレイヤにおけるＩＰヘッダのOptionsフィールドに当該無線品質に関連する情報を設定する方法であるがこれに限られない。他の実施形態で説明したパケット情報の設定方法を用いてもよい。また、無線品質に関連する情報の設定方法は他の実施形態で説明したパケット情報の設定方法に限らず、例えばデータ量を圧縮するために、無線品質に関連する情報を示す数値（例：ＳＩＮＲの値）を当該数値に比べて少ない複数の段階からなる値又は情報に変換してから、当該ＩＰヘッダのOptionsフィールドに記載する方法であってもよい。より具体的には、無線品質に関連する情報を示す数値がとり得る範囲が、例えばＩＰヘッダに設定する値の範囲として定義した０から所定の値ｎに収まるように換算するための所定の数式を設け、無線品質に関連する情報を示す数値を、当該所定の数式を用いて換算した結果値を当該ＩＰヘッダに設定する方法であってもよい。また、無線品質に関連する情報を示す数値がとり得る範囲の中で少なくとも１つ以上の閾値を設け、当該閾値を超えたか否かを示す指標又は当該閾値を超えたか否かに基づく無線品質の優劣の指標を、当該ＩＰヘッダに設定する方法であってもよい。
【００７７】
パケット転送部３４３は、無線端末２６が送信したパケットを受信する。より具体的には、中継装置３４が無線基地局である場合には、パケット転送部３４３は、無線端末２６が送信したＡＣＫパケットがカプセル化されたパケットを少なくともＭＡＣレイヤ、ＲＣＬレイヤ、及びＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）を用いて受信する。また、中継装置３４がＳ−ＧＷである場合には、パケット転送部３４３は、無線端末２６が送信したＡＣＫパケットがカプセル化されたパケットを少なくともＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信する。そして、パケット転送部３４３は、当該ＡＣＫパケットを受信した旨又は当該ＡＣＫパケットを無線品質取得部３４１へ通知する。また、パケット転送部３４３は、無線品質情報設定部３４２が無線品質に関する情報を設定したパケットをゲートウェイ装置３３へ送信する。より具体的には、パケット転送部３４３は、無線品質に関する情報が設定されたパケットを少なくともＧＴＰ−Ｕ及びＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのＵＤＰ／ＩＰを用いてゲートウェイ装置２３へ送信する。
【００７８】
図１２は、本実施形態におけるゲートウェイ装置３３の構成例を示すブロック図である。図１２においてゲートウェイ装置３３は、無線品質情報抽出部３３１と、無線品質情報設定部３３２と、パケット転送部３３３とを含む。なお、図１２では、ゲートウェイ装置３３に含まれる機能ブロックのうち、一部分となる構成要素のみを示している。すなわち、ゲートウェイ装置３３は、図示していないが、ゲートウェイ装置３３を、ゲートウェイとして機能させるための機能ブロックも含んでいる。本実施形態におけるゲートウェイ装置３３は他の実施形態と同様に、Ｐ−ＧＷ、Ｓ−ＧＷのいずれかであってもよい。
【００７９】
無線品質情報抽出部３３１は、中継装置３４から受信した、無線端末２６を送信元とするＡＣＫパケット（受信パケット）に設定された無線品質に関する情報を抽出する。より具体的には、パケット転送部３３３によりＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信されたＡＣＫパケットのカプセル化を解除する際に、無線品質に関する情報（例えばＩＰヘッダ内のOptionsフィールドに設定された無線品質に関する情報を示す値）が当該ＡＣＫパケットをカプセル化しているＧＴＰ−Ｕや下位のＩＰ等のヘッダに設定されているか否かを確認する。当該無線品質に関する情報が設定されている場合、無線品質情報抽出部３３１は当該無線品質に関する情報を抽出し、無線品質情報設定部３３２に通知する。
【００８０】
無線品質情報設定部３３２は、中継装置３４から受信したパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットに、無線品質情報抽出部３３１が抽出した無線品質に関する情報に基づく情報を設定する。より具体的には、カプセル化を解除した後のＡＣＫパケット（サーバ２５へ転送する転送パケット）のヘッダ等に無線品質情報抽出部３３１が抽出した無線品質に関する情報に基づく情報を設定する。ここで、無線品質に関する情報のＡＣＫパケットへの設定方法は、例えばＡＣＫパケットのＴＣＰ／ＩＰ（ここでのＩＰはＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのＩＰ）におけるＴＣＰヘッダ又はＩＰヘッダのOptionsフィールドに無線品質に関する情報に基づく情報を設定する方法であるがこれに限られない。他の実施形態で説明したパケット情報の設定方法を用いてもよい。
【００８１】
また、これらの方法に限らず、例えばデータ量を圧縮するために、前述したような無線品質に関する情報が示す数値を当該数値に比べて少ない複数の段階からなる値又は情報に変換してから、当該ＴＣＰヘッダのOptionsフィールドに設定する方法であってもよい。
【００８２】
また、無線品質情報設定部３３２は、無線品質に関する情報を転送パケットに設定するか否か、及び転送パケットに設定する情報を、無線品質情報抽出部３３１が抽出した情報に基づき決定してもよい。例えば、ＳＩＮＲなどの電波状態の指標を示す情報のみがパケットに設定されて中継装置３４から送信された場合、無線品質情報設定部３３２は、無線品質情報抽出部３３１が抽出した当該電波状態の指標が所定の条件を満たすか否か判定してもよい。そして、無線品質情報設定部３３２は、当該所定の条件を満たす場合に、無線品質に関する情報を転送パケットに設定してもよい。
【００８３】
パケット転送部３３３は、無線端末２６が送信したパケットを中継装置３４から受信する。より具体的には、パケット転送部３３３は、無線端末２６が送信したＡＣＫパケットがカプセル化されたパケットを少なくともＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信する。そして、パケット転送部３３３は、当該ＡＣＫパケットを受信した旨又は当該ＡＣＫパケットを無線品質情報抽出部３３１へ通知する。また、パケット転送部３３３は、無線品質情報設定部３３２が無線品質に関する情報を設定したパケット（転送パケット）をサーバ２５へ転送する。より具体的には、パケット転送部３３３は、当該パケットの受信に用いたＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰとは異なるレイヤの上位のＩＰを少なくとも用いてサーバ２５へパケットを転送する。また、パケット転送部３３３は、受信したパケットのカプセル化及びカプセル化の解除を行うことができる。カプセル化及びカプセル化の解除の方法は、例えばＴＣＰ／上位ＩＰパケットをＧＴＰ−Ｕでカプセル化する方法及びカプセル化を解除する方法である。なお、これらに限らず、他の既存のカプセル化及びカプセル化の解除の方法であってもよい。
［動作］
次に、図１３のシーケンス図を用いて本実施形態の通信システムの動作例について詳細に説明する。
【００８４】
ステップＳ３０１からＳ３０３までは、第２の実施形態のステップＳ２０１からＳ２０３までと同様であるため、説明を省略する。
【００８５】
中継装置３４は、無線端末２６からのＡＣＫパケットの受信を契機として無線端末２６と無線基地局との間の無線区間における無線品質に関連する情報を取得する（ステップＳ３０４）。無線品質に関連する情報の取得については前述の通りなのでここでは説明を省略する。なお、ステップＳ３０４における無線品質に関連する情報の取得をする契機は、無線端末２６からのＡＣＫパケットの受信に限られず、サーバ２５からゲートウェイ装置３３を介したデータパケットの受信であってもよい。また、当該契機は、ステップＳ２０１におけるコネクション確立のためのメッセージ（例えばＴＣＰコネクション確立のための3-way handshakeにおけるＳＹＮパケット、ＳＹＮ−ＡＣＫパケット及びＡＣＫパケットの少なくともいずれか）の受信であってもよい。また、無線品質に関連する情報の取得は、一定時間ごとに行われてもよい。
【００８６】
中継装置３４は、無線品質に関連する情報を取得すると、当該情報をカプセル化されたＡＣＫパケットに設定する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５における、カプセル化されたＡＣＫパケットとは、例えばＧＴＰ−ＵパケットやＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのＵＤＰ／ＩＰパケットである。
【００８７】
中継装置３４は、当該ＡＣＫパケットを、ＧＴＰ−ＵやＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのＵＤＰ／ＩＰを用いてゲートウェイ装置３３へ送信する（ステップＳ３０６）。
【００８８】
ゲートウェイ装置３３は、無線端末２６が送信したＡＣＫパケットを中継装置３４から受信し、当該ＡＣＫパケット（受信パケット）に設定された無線品質に関連する情報を抽出する（ステップＳ３０７）。より具体的には、ＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信されたＡＣＫパケットのカプセル化を解除する際に、無線品質に関連する情報が当該ＡＣＫパケットをカプセル化しているＧＴＰ−Ｕ等のヘッダに設定されているか否かを確認する。当該無線品質に関連する情報が設定されている場合、当該無線品質に関連する情報を抽出する。
【００８９】
ゲートウェイ装置３３は、中継装置３４から受信したパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットに、ステップＳ３０７で抽出した無線品質に関連する情報に基づく情報を設定する（ステップＳ３０８）。
【００９０】
ゲートウェイ装置３３は、当該ＡＣＫパケットの受信に用いたＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰとは異なるレイヤの上位のＩＰを少なくとも用いてサーバ２５へパケットを転送する（ステップＳ３０９）。
【００９１】
サーバ２５は、ゲートウェイ装置２３等を介して無線端末２６からデータパケットに対応するＡＣＫパケットを受信し、当該ＡＣＫパケットに無線品質に関連する情報が設定されているか否かを確認する。当該情報が設定されている場合、サーバ２５は、当該情報を取得（又は抽出、読み込み）する（ステップＳ３１０）。
【００９２】
サーバ２５は、ステップＳ３１０で当該ＡＣＫパケットを受信した際に、又は、一定時間ごとに、ステップＳ３１０で受信した当該ＡＣＫパケットから得られる情報（例えば無線品質に関連する情報）に基づき、無線端末２６へ送信するデータパケットの同時送信量を制御する（ステップＳ３１１）。例えば、当該ＡＣＫパケットから得られた情報が、無線品質が良好である旨を示す情報である場合には、無線端末２６へ送信するデータパケットの同時送信量を増加させる制御を行ってもよい。
【００９３】
サーバ２５は、ステップＳ３１１で設定されたデータパケットの同時送信量に従って、データパケットを無線端末２６へ送信する（ステップＳ３１２）。なお、サーバ２５がデータパケットの同時送信量の制御を行っていた場合は、当該データパケットに当該制御を実施した旨を示す情報を設定してもよい。
【００９４】
また、サーバ２５からデータパケットの同時送信量の制御が実施された旨を示す情報が設定された当該データパケットをゲートウェイ装置３３が受信した場合、当該受信を契機として、ステップＳ３０８の無線品質に関連する情報に基づく情報の設定を終了してもよい。
【００９５】
なお、本実施形態では、好適な例として、パケットに設定する情報が、無線品質に関する情報である場合について説明したがこれに限られない。例えば、第１の実施形態における輻輳状態に関する情報や、有線や無線区間の通信スループット、伝送遅延時間、伝送容量、総通信時間、誤り率、伝送損失、及び通信の切断発生回数、の少なくともいずれかを中継装置３４が又はゲートウェイ装置が取得し、パケットに設定する情報（パケット情報）として用いてもよい。また、パケット情報は、パケットの種別を示すパケット種別情報、並びにパケット識別子の少なくともいずれかであってもよい。また、これらの情報を組み合わせて用いてもよい。
【００９６】
また、本実施形態では、サーバ２５から無線端末２６へ送信されるパケットはデータパケット、無線端末２６からサーバ２５へ送信されるパケットはＡＣＫパケットである場合を例に説明したが、これに限られない。サーバ２５から無線端末２６へ送信されるパケットがＡＣＫパケットであり、無線端末２６からサーバ２５へ送信されるパケットがデータパケットであってもよい。
【００９７】
また、本実施形態の構成・動作は他の実施形態の構成・動作と適宜組み合わせて実施されてもよい。
［効果］
本実施形態におけるゲートウェイ装置は、中継装置が取得した無線品質に関する情報を、サーバへ転送する転送パケットに設定して、転送パケットを当該サーバへ送信する。そのため、中継装置が設置される移動無線通信システム外のサーバであっても、無線品質の変化に応じた送信レートの制御が可能となる。
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、第１の実施形態におけるゲートウェイ装置、中継装置、パケット送信装置、及び、無線端末の第３の詳細例を説明する。本実施形態では好適な例として、パケット送信装置がオリジンサーバなどのサーバであり、無線端末がサーバへのコンテンツなどのデータの要求、及びサーバから当該データを受信する場合の各装置について説明する。また、本実施形態ではパケット情報として、パケット種別情報及びパケット識別子を用いる。
［構成］
第４の実施形態における通信システムは、図１５のゲートウェイ装置４３、図１４の中継装置４４、図６のサーバ２５、及び、図７の無線端末２６を含む。すなわち、サーバ２５及び無線端末２６は、第２の実施形態と同一の構成である。ゲートウェイ装置４３及び中継装置４４は、図１に示す第１の実施形態における通信システムのゲートウェイ装置３及び中継装置４にそれぞれ対応する。
【００９８】
図１４は、本実施形態におけるゲートウェイ装置４３の構成例を示すブロック図である。図１４においてゲートウェイ装置４３は、パケット情報抽出部４３１、パケット種別設定部４３２、及び、パケット転送部４３３を含む。なお、図１４では、ゲートウェイ装置４３に含まれる機能ブロックのうち、一部分となる構成要素のみを示している。すなわち、ゲートウェイ装置４３は、図示していないが、ゲートウェイ装置４３を、ゲートウェイとして機能させるための機能ブロックも含んでいる。本実施形態におけるゲートウェイ装置４３は他の実施形態と同様に、Ｐ−ＧＷ、Ｓ−ＧＷのいずれかであってもよい。
【００９９】
パケット情報抽出部４３１は、サーバ２５から受信したデータパケットに設定されたパケット識別子又はパケット種別情報を取得する。ここで、パケット識別子とは、例えば、ＴＣＰのＳＮである。また、パケット種別情報とは、パケット毎の種別を示す情報である。パケット種別とは、例えば、ＴＣＰパケットが初送か再送かを示す情報、当該パケットがプリフェッチか否かを示す情報である。パケット種別情報及びパケット識別子は、パケットの特性を示す情報（パケット特性情報）と換言することもできる。
【０１００】
パケット識別子がＴＣＰのＳＮである場合、当該パケット識別子の取得は、例えば、受信したデータパケットのＴＣＰヘッダを読み込むことで実現することができる。
【０１０１】
パケット種別情報の取得は、当該パケット種別情報が、サーバ２５から受信するデータパケットのヘッダ等に設定されている場合には、当該受信したデータパケットのヘッダに設定された当該パケット種別情報を読み込むことで実現される。より具体的には、サーバ２５から送出されるデータパケットのＩＰ（ＧＴＰ−Ｕよりも上位のＩＰ）ヘッダに、当該データパケットがＴＣＰにおける再送パケットか否かを示す情報（パケット識別情報）をサーバ２５が設定した場合、パケット情報抽出部４３１は、受信したデータパケットの当該ＩＰヘッダを読み込み、パケット識別情報を抽出することができる。
【０１０２】
なお、パケット情報抽出部４３１は、ＴＣＰレイヤでの処理をするために（ＴＣＰのＳＮの取得、及びＴＣＰパケットが初送か再送かを識別するために）ＤＰＩ機能を有することが望ましいが、これに限られない。サーバ２５から受信したデータパケットのＴＣＰのＳＮ、及び当該データパケットがＴＣＰにおける初送パケットか再送パケットかを識別するに足りる機能を予め有している場合は、さらに上位のレイヤの情報を得るためのＤＰＩ機能を有していなくともよい。
【０１０３】
また、パケット識別子については、サーバ２５からデータが送信される前に、当該データを分割したパケット（データパケット）に設定されるものとする。より具体的には、サーバ２５は、ＴＣＰを用いて無線端末２６に向けてデータを送信する場合、当該データをＴＣＰパケット（データパケット）に分割し、当該ＴＣＰパケットにＴＣＰのＳＮを付与してから送信するものとする。
【０１０４】
本実施形態では、パケット情報抽出部４３１は、サーバ２５から受信したデータパケットから特にパケット識別子を取得する場合について以後、説明する。
【０１０５】
パケット種別設定部４３２は、サーバ２５から受信したパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットに、パケット情報抽出部４３１が取得したパケット識別子に基づくパケット種別情報を設定する。より具体的には、パケット情報抽出部４３１が取得したパケット識別子に基づき、当該パケット識別子が設定されていたデータパケットのパケット種別情報を決定する。そして、パケット種別設定部４３２は、カプセル化した後のデータパケット（中継装置４４へ転送する転送パケット）のヘッダに当該パケット種別情報を設定する。
【０１０６】
ここで、パケット種別情報のパケット識別子に基づく決定は種々の方法を採用することができる。例えば、次の方法を用いることができる。すなわち、パケット種別情報が再送ＴＣＰパケットか否かを示す情報である場合、まず、サーバ２５から受信したデータパケットのＴＣＰヘッダ内に設定されたＳＮ（ＴＣＰのＳＮ、パケット識別子の一例）をパケット情報抽出部４３１又はゲートウェイ装置４３内の他の機能部が取得し、記憶しておく。そして、この動作をデータパケットの受信ごとに繰り返し、記憶したＴＣＰのＳＮと同一のＴＣＰのＳＮとなるパケットを再度受信した場合は、当該データパケットを再送ＴＣＰパケットと決定する。そうでない場合は、初送ＴＣＰパケットと決定する。
【０１０７】
また、ＴＣＰを用いたアプリケーション（例えば動画）は、通常、ＴＣＰのＳＮの若い順にＴＣＰパケットを使用することにより実行されるため、サーバ２５からもＴＣＰのＳＮが若い順に送出される。そこで、ゲートウェイ装置４３は、受信したデータパケットのＴＣＰのＳＮを監視し（パケット識別子の取得に該当）、直近に受信したデータパケットのＴＣＰのＳＮが直前に受信したデータパケットのＴＣＰのＳＮより若い場合に、当該直近に受信したデータパケットをＴＣＰ再送パケットとして決定する方法を用いてもよい。
【０１０８】
なお、パケット種別情報のパケット識別子に基づく決定は、パケット情報抽出部４３１が行ってもよい。すなわち、パケット情報抽出部４３１は、受信したデータパケットに設定されたパケット識別子に基づいてパケット種別情報を決定し、当該決定したパケット種別情報を、当該受信したデータパケットから抽出した情報として用いてもよい。
【０１０９】
また、パケット種別設定部４３２は、パケット種別情報を転送パケットに設定するか否かを、パケット情報抽出部４３１が抽出した情報に基づき決定してもよい。
【０１１０】
また、パケット種別情報の転送パケットへの設定方法は、例えば、当該データパケットのＧＴＰ−Ｕ又は当該ＧＴＰ−Ｕよりも下位のＵＤＰ／ＩＰヘッダの所定の領域（例えばＧＴＰ−Ｕヘッダであれば、Flow Priority Indicator（ＦＰＩ）フィールド、下位ＩＰヘッダであれば、ＴｏＳフィールドのIP PrecedenceフィールドやOptionsフィールド）にパケット種別情報を設定する方法である。なお、他の実施形態で説明したパケット情報の設定方法を用いてもよい。また、パケット情報抽出部４３１が取得したパケット識別子（又はパケット種別情報）をそのまま、パケット種別設定部４３２が転送パケットに設定（転記）してもよい。
【０１１１】
パケット転送部４３３は、サーバ２５が送信したデータパケットを受信する。より具体的には、パケット転送部４３３は、サーバ２５が送信したデータパケットをＧＴＰ−Ｕよりも上位のＩＰを用いて受信する。そして、パケット転送部４３３は、当該データパケットを受信した旨又は当該データパケットをパケット種別取得部４３１へ通知する。
【０１１２】
また、パケット転送部４３３は、パケット種別設定部４３２がパケット種別情報を設定したパケット（転送パケット）を中継装置４４へ転送する。より具体的には、パケット転送部４３３は、当該データパケットの受信に用いたＩＰよりも下位のＧＴＰ−Ｕ及び当該ＧＴＰ−Ｕよりも下位のＵＤＰ／ＩＰを少なくとも用いて中継装置４４へパケットを転送する。また、パケット転送部４３３は、受信したパケットのカプセル化及びカプセル化の解除を行うことができる。カプセル化及びカプセル化の解除の方法は、例えばＴＣＰ／上位ＩＰパケットをＧＴＰ−Ｕでカプセル化する方法及びカプセル化を解除する方法である。なお、これらに限らず、他の既存のカプセル化及びカプセル化の解除の方法であってもよい。
【０１１３】
図１５は、本実施形態における中継装置４４の構成例を示すブロック図である。図１５において中継装置４４は、パケット種別抽出部４４１、バッファ制御部４４２、及び、パケット転送部４４３を含む。なお、図１５では、中継装置４４に含まれる機能ブロックのうち、一部分となる構成要素のみを示している。すなわち、中継装置４４は、図示していないが、中継装置４４を、中継装置として機能させるための機能ブロックも含んでいる。本実施形態における中継装置４４は他の実施形態と同様に、無線基地局、Ｓ−ＧＷのいずれかであってもよい。
【０１１４】
パケット種別抽出部４４１は、ゲートウェイ装置４３から受信したデータパケットに設定されたパケット種別情報を抽出する。より具体的には、パケット転送部４４３によりＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信されたデータパケットのカプセル化を解除する際に、パケット種別情報が当該データパケットをカプセル化しているＧＴＰ−Ｕ等のヘッダに設定されているか否かを確認する。当該パケット種別情報が設定されている場合、当該パケット種別情報を抽出し、バッファ制御部４４２に通知する。
【０１１５】
バッファ制御部４４２は、パケット種別抽出部４４１が抽出したパケット種別情報に基づき、中継装置４４内に備えられたバッファの制御を行う。バッファ制御の例としてここでは、中継装置４４が無線基地局で、バッファがＰＤＣＰバッファである場合に、ＰＤＣＰバッファに蓄積されたパケットの蓄積順を入れ替える制御ついて説明する。また、ここでは前述の通り、パケット種別情報の例として、ＴＣＰパケットが再送か否かを用いる。
【０１１６】
中継装置４４としての無線基地局がＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いてゲートウェイ装置４３からデータパケット（ＴＣＰパケット）を受信すると、当該ＴＣＰパケットは、パケット種別抽出部４４１が抽出したパケット種別情報及びＧＴＰ−ＵのＳＮと共に、ＧＴＰ−ＵレイヤからＰＤＣＰレイヤへ中継（Relay）される（図１７）。その後、中継装置４４としての無線基地局は、ＰＤＣＰレイヤにおいて、当該ＴＣＰパケットにＰＤＣＰのＳＮの付与及びＰＤＣＰヘッダの付与（カプセル化）を行い、当該ＴＣＰパケットをＰＤＣＰバッファに蓄積させる。より具体的には、ＴＣＰパケットは、ネットワーク層のプロトコル（例えばＩＰ）でカプセル化されたのち、ＰＤＣＰレイヤでカプセル化（ＰＤＣＰパケット化）されてＰＤＣＰバッファに蓄積される。以降、本実施形態の説明の便宜のため、ＴＣＰパケットがカプセル化されたＰＤＣＰパケットと称する場合、ネットワーク層のプロトコルでのカプセル化については省略することもある。
【０１１７】
そして、バッファ制御部４４２は、パケット種別抽出部４４１が抽出したパケット種別情報に基づき、バッファに蓄積されているＰＤＣＰパケット（ＴＣＰパケットがカプセル化されている）のうち、再送ＴＣＰパケットをカプセル化しているＰＤＣＰパケットのＰＤＣＰのＳＮが若番となるように、バッファ内の各ＰＤＣＰパケットのＳＮを付け替える制御を行う。
【０１１８】
ＰＤＣＰバッファに蓄積されたＰＤＣＰパケットは、ＰＤＣＰのＳＮの若番から送出されるため、本バッファ制御を行うことで再送ＴＣＰパケットをカプセル化しているＰＤＣＰパケットをより早くＰＤＣＰバッファから送出させることができる。
【０１１９】
なお、本実施形態では、例として、ＰＤＣＰレイヤに到着したＴＣＰパケットにＰＤＣＰのＳＮ及びＰＤＣＰヘッダを付与し（ＰＤＣＰでカプセル化し）、ＰＤＣＰパケットとしてＰＤＣＰバッファに蓄積させる場合について説明したが、これに限られない。例えば、ＰＤＣＰバッファにはＰＤＣＰよりも上位のレイヤのパケット（例えばＩＰパケット）のまま蓄積させ、ＰＤＣＰバッファから送出させる際に、ＰＤＣＰのＳＮ及びＰＤＣＰヘッダを付与し、ＰＤＣＰパケットとして送出させてもよい。ＰＤＣＰバッファへ蓄積させるパケットの種類（どのプロトコルのパケットで蓄積させるか）やＰＤＣＰのＳＮ及びＰＤＣＰヘッダ付与の順序は実装依存である。
【０１２０】
すなわち、本実施形態におけるバッファ制御は、ＰＤＣＰバッファに蓄積されたＰＤＣＰよりも上位のレイヤのパケット（例えばＩＰパケット）に対して行われてもよい。この場合、上位のレイヤのパケットが、再送ＴＣＰパケットである場合には、ＰＤＣＰバッファの先頭に、当該再送ＴＣＰパケットが来るように制御することなどで、バッファ制御を行うことが可能である。また、ＰＤＣＰバッファ内で仮のＳＮを付与し、当該仮のＳＮをバッファ制御に用いるという制御も可能である。
【０１２１】
パケット転送部４４３は、ゲートウェイ装置４３から、パケット種別情報が設定されたデータパケットをＧＴＰ−Ｕ及び当該ＧＴＰ−Ｕよりも下位のＵＤＰ／ＩＰを少なくとも用いて受信する。そして、パケット転送部４４３は、当該データパケットを受信した旨又は当該データパケットをパケット種別抽出部４４１へ通知する。
【０１２２】
また、パケット転送部４４３は、バッファ制御部４４２によりバッファ制御されたデータパケットを無線端末２６へ転送する。
【０１２３】
再送ＴＣＰパケットをカプセル化しているＰＤＣＰパケットは、他のＰＤＣＰパケットより早くＰＤＣＰバッファから送出されるため、再送ＴＣＰパケットを他のＴＣＰパケットよりも早く無線端末２６へ転送させることができる。
［動作］
次に、図１６のシーケンス図を用いて本実施形態の通信システムの動作例について詳細に説明する。
【０１２４】
ステップＳ４０１の動作は、第２及び第３の実施形態におけるステップＳ２０１、Ｓ３０１と同様であるため、説明を省略する。
【０１２５】
無線端末２６は、サーバ２５に対し、無線端末２６へのデータパケットの送信を要求するためのメッセージ（要求メッセージ）を送信する（ステップＳ４０２）。
【０１２６】
サーバ２５は、無線端末２６に向けて、データパケットの送信を行う（ステップＳ４０３）。より具体的には、サーバ２５は、当該データパケットを少なくとも上位のＩＰを用いてゲートウェイ装置４３へ送信する。なお、ステップＳ４０３において、サーバ２５は、図６示すサーバ２５内の送信レート制御部２５２が設定したデータパケット同時送信量に従って当該データパケットを無線端末２６へ向けて送信してもよい。また、ステップＳ４０３において、サーバ２５は、当該データパケット毎の種別を示すパケット種別情報を当該データパケットに設定し、無線端末２６に向けて送信してもよい。
【０１２７】
ゲートウェイ装置４３は、サーバ２５から受信したデータパケットから、当該データパケットのパケット情報（本実施形態では、パケット識別子又はパケット種別情報）を抽出する（ステップＳ４０４）。パケット情報の抽出方法は前述した通りであるため、説明を省略する。
【０１２８】
ゲートウェイ装置４３は、サーバ２５から受信したパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットに、パケット種別情報を設定する（ステップＳ４０５）。より具体的には、パケット情報抽出部４３１が取得したパケット識別子に基づき、当該パケット識別子が設定されていたデータパケットのパケット種別情報を決定する。そして、パケット種別設定部４３２は、カプセル化した後のデータパケット（中継装置４４へ転送する転送パケット）のヘッダに当該パケット種別情報を設定する。パケット種別情報のパケット識別子に基づく決定方法、及びパケット種別情報の転送パケットへの設定方法は、前述の通りであるため、説明を省略する。
【０１２９】
ゲートウェイ装置４３は、パケット種別情報が設定されたパケット（転送パケット）を中継装置４４へ転送する（ステップＳ４０６）。より具体的には、ゲートウェイ装置４３は、当該データパケットの受信に用いたＩＰよりも下位のＧＴＰ−Ｕ及び当該ＧＴＰ−Ｕよりも下位のＵＤＰ／ＩＰを少なくとも用いて中継装置４４へパケットを転送する。
【０１３０】
中継装置４４は、ステップＳ４０６で受信したデータパケットに設定されたパケット種別情報を抽出する（ステップＳ４０７）。より具体的には、ＧＴＰ−Ｕ及びＵＤＰ／ＩＰを用いて受信されたデータパケットのカプセル化を解除する際に、パケット種別情報が当該データパケットをカプセル化しているＧＴＰ−Ｕ等のヘッダに設定されているか否かを確認する。当該パケット種別情報が設定されている場合、当該パケット種別情報を抽出する。
【０１３１】
中継装置４４は、ステップＳ４０７で抽出したパケット種別情報に基づき、中継装置４４内に備えられたバッファの制御を行う（ステップＳ４０８）。バッファ制御の例は前述した通りであるため、ここでは説明を省略する。
【０１３２】
そして中継装置４４は、バッファ制御部４４２によりバッファ制御されたデータパケットを無線端末２６へ転送する（ステップＳ４０９）。再送ＴＣＰパケットをカプセル化しているＰＤＣＰパケットは、ステップＳ４０８のバッファ制御により、他のＰＤＣＰパケットより早くＰＤＣＰバッファから送出されるため、再送ＴＣＰパケットを他のＴＣＰパケットよりも早く無線端末２６へ転送させることができる。
［効果］
本実施形態におけるゲートウェイ装置は、サーバから送信されたパケットに設定された情報に基づくパケット種別情報を、中継装置へ転送する転送パケットに設定して、転送パケットを当該中継装置へ送信する。また、中継装置は、当該パケット種別情報が設定されたパケットが蓄積されたバッファを、当該パケット種別情報に応じて制御する。当該バッファ制御は前述の通り、再送ＴＣＰパケットなどの所定のパケットがより早く送出されるように制御されるため、結果として無線端末（ユーザ）は、サーバが送信したパケットのうち、当該所定のパケットをより早く受信することができる。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。
【０１３３】
例えば、上記の実施形態では、ゲートウェイ装置と中継装置との間のプロトコルレイヤが、少なくともＧＴＰ−ＵとＵＤＰ／ＩＰである場合について説明したが、ＧＴＰ−ＵとＵＤＰ／ＩＰの組み合わせはシステム構成によって変わり得る。同様に、中継装置に含まれる無線基地局と無線端末との間のプロトコルレイヤが、少なくともＰＤＣＰ、ＲＬＣ、及びＭＡＣである場合について説明したが、これらの組み合わせもシステム構成によって変わり得る。
【０１３４】
また、上記のゲートウェイ装置、中継装置、サーバ、無線端末は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記のゲートウェイ装置、中継装置、サーバ、無線端末の制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
【０１３５】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc - Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc-ROM）、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１３６】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更や組み合わせが可能であることは勿論である。
【０１３７】
さらに、上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これに限定されない。
（付記１）
移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワークに隣接する隣接ネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置であって、
前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は前記隣接ネットワーク内に設置されるノード、のいずれかから受信したパケットである受信パケットに設定された情報であるパケット情報を抽出する抽出手段と、
前記パケット情報が設定された前記受信パケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットのパケット情報を、前記抽出したパケット情報に基づいて設定する設定手段と、
前記転送パケットを、前記隣接ネットワーク内に設置されるノード又は前記中継装置に転送する転送手段と、
を有するゲートウェイ装置。
（付記２）
前記パケットを前記中継装置から受信した場合の前記受信パケットのプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕ（GPRS(General packet radio service) Tunneling Protocol for User Plane）及び前記ＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのＵＤＰ（User Datagram Protocol)/IP(Internet Protocol）であり、
前記パケット情報を前記転送パケットに設定するプロトコルは、前記ＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのＩＰ又はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）のいずれかである
ことを特徴とする付記１記載のゲートウェイ装置。
（付記３）
前記隣接ネットワーク内に設置されるノードからパケットを受信するプロトコルは、前記ＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのＩＰ及びＴＣＰであり、
前記パケット情報を前記転送パケットに設定するプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕレイヤ又は前記ＧＴＰ−Ｕレイヤの下位のＵＤＰ／ＩＰレイヤのいずれかである
ことを特徴とする付記１又は２に記載のゲートウェイ装置。
（付記４）
前記中継装置から受信するパケットに設定されたパケット情報は、前記中継装置におけるバッファ内のパケット蓄積量に関する情報を含む
ことを特徴とする付記１ないし３のいずれか一に記載のゲートウェイ装置。
（付記５）
前記転送パケットのプロトコルは、ＴＣＰであり、
前記設定手段は、前記中継装置におけるバッファ内のパケット蓄積量が所定の条件を満たす場合に、前記ＴＣＰのパケットのヘッダに含まれるECN(Explicit Congestion Notification)‐Echo（ＥＣＥ）ビットの値を１に設定する
ことを特徴とする付記４に記載のゲートウェイ装置。
（付記６）
前記中継装置から受信するパケットに設定されたパケット情報は、前記ゲートウェイ装置と前記無線端末との間の無線又は有線区間の通信回線の通信品質を示す通信品質情報を含む
ことを特徴とする付記１ないし５のいずれか一に記載のゲートウェイ装置。
（付記７）
前記転送パケットのプロトコルは、ＴＣＰであり、
前記設定手段は、前記パケットの蓄積量に関する情報及び前記通信品質情報の少なくとも一方を前記ＴＣＰのパケットのヘッダ内のオプションフィールドに設定する
ことを特徴とする付記４又は６に記載のゲートウェイ装置。
（付記８）
前記転送パケットは、受信したパケットをカプセル化又はカプセル化解除したパケットであることを特徴とする付記１ないし７のいずれか一に記載のゲートウェイ装置。
（付記９）
前記中継装置へ転送する転送パケットに設定するパケット情報は、パケット毎の種別を示すパケット種別情報である
ことを特徴とする付記１ないし３のいずれか一に記載のゲートウェイ装置。
（付記１０）
前記転送パケットのプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕレイヤの下位のＩＰレイヤであり、
前記設定手段は、前記パケット種別情報を、下位のＩＰレイヤにおけるＩＰパケットのヘッダの所定の領域に設定する
ことを特徴とする付記９に記載のゲートウェイ装置。
（付記１１）
移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワークに隣接する隣接ネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置の制御方法であって、
前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は前記隣接ネットワーク内に設置されるノード、のいずれかから受信したパケットである受信パケットに設定されたパケット情報を抽出し、
前記受信パケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの転送パケットのパケット情報を、前記抽出したパケット情報に基づいて設定し、
前記転送パケットを、前記隣接ネットワーク内に設置されるノード又は前記中継装置に転送する
ゲートウェイ装置の制御方法。
（付記１２）
移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワーク以外の他のネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置に設けられたコンピュータに対して、
前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は、前記他のネットワーク内に設置されたノードから受信した第１のパケットに設定された第１の情報を抽出する処理と、
前記第１のパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの第２のパケットに対して、前記第１の情報に基づいて第２の情報を設定する処理と、
前記第２の情報が設定された前記第２のパケットを、前記ノード又は前記中継装置に転送する処理と、を実行させるプログラム。
【符号の説明】
【０１３８】
１      コアネットワーク
２      隣接ネットワーク
３、２３、３３、４３  ゲートウェイ装置
１３１  パケット情報抽出部
１３２  パケット情報設定部
１３３、２３３、３３３、４３３  パケット転送部
２３１  輻輳情報抽出部
２３２  輻輳情報設定部
３３１  無線品質情報抽出部
３３２  無線品質情報設定部
４３１  パケット情報抽出部
４３２  パケット種別設定部
４、２４、３４、４４  中継装置
２４１  輻輳検知部
２４２  輻輳情報設定部
２４３、３４３、４４３  パケット転送部
３４１  無線品質取得部
３４２  無線品質情報設定部
４４１  パケット種別抽出部
４４２  バッファ制御部
５      パケット送信装置
２５    サーバ
２５１  パケット送受信部
２５２  送信レート制御部
６      無線端末
２６    無線端末
２６１  パケット送受信部
２６２  データ構築部
【図１】
2016068308.tif 000003
【図２】
2016068308.tif 000004
【図３】
2016068308.tif 000005
【図４】
2016068308.tif 000006
【図５】
2016068308.tif 000007
【図６】
2016068308.tif 000008
【図７】
2016068308.tif 000009
【図８】
2016068308.tif 000010
【図９】
2016068308.tif 000011
【図１０】
2016068308.tif 000012
【図１１】
2016068308.tif 000013
【図１２】
2016068308.tif 000014
【図１３】
2016068308.tif 000015
【図１４】
2016068308.tif 000016
【図１５】
2016068308.tif 000017
【図１６】
2016068308.tif 000018
【図１７】
2016068308.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月26日(2016.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワーク以外の他のネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置であって、
前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は、前記他のネットワーク内に設置されたノードから受信した第１のパケットに設定された第１の情報を前記第１のパケットから抽出する抽出手段と、
前記第１のパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの第２のパケットに対して、前記第１の情報に基づいて第２の情報を設定する設定手段と、
前記第２の情報が設定された前記第２のパケットを、前記ノード又は前記中継装置に転送する転送手段と、を有する、
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項２】
前記中継装置から受信した前記第１のパケットのプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕ（ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  ｐａｃｋｅｔ  ｒａｄｉｏ  ｓｅｒｖｉｃｅ）Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  Ｕｓｅｒ  Ｐｌａｎｅ）及び前記ＧＴＰ−Ｕよりも下位のレイヤのプロトコルであり、
前記設定手段が前記第２のパケットに前記第２の情報を設定するプロトコルは、前記ＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのプロトコルである、
請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【請求項３】
前記ノードから前記第１のパケットを受信するプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕよりも上位のレイヤのプロトコルであり、
前記設定手段が前記第２のパケットに前記第２の情報を設定するプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕレイヤ、又は、前記ＧＴＰ−Ｕレイヤの下位のプロトコルである、
請求項１又は２に記載のゲートウェイ装置。
【請求項４】
前記中継装置から受信した前記第１のパケットに設定された前記第１の情報は、前記中継装置におけるバッファ内のパケット蓄積量に関する情報を含む、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
【請求項５】
前記第２のパケットのプロトコルは、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）であり、
前記設定手段は、前記パケット蓄積量が所定の条件を満たす場合、前記第２のパケットのヘッダに含まれるＥＣＮ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ  Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）−Ｅｃｈｏ（ＥＣＥ）ビットの値を１に設定する、
請求項４に記載のゲートウェイ装置。
【請求項６】
前記中継装置から受信した前記第１のパケットに設定された前記第１の情報は、前記ゲートウェイ装置と前記無線端末との間の無線区間又は有線区間の通信回線の通信品質を示す通信品質情報を含む、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
【請求項７】
前記第２のパケットのプロトコルは、ＴＣＰであり、
前記設定手段は、前記パケット蓄積量に関する情報及び前記通信品質情報の少なくとも一方を、前記第２のパケットのヘッダ内のオプションフィールドに設定する、
請求項４又は６に記載のゲートウェイ装置。
【請求項８】
前記中継装置へ転送する前記第２のパケットに対して前記設定手段が設定する前記第２の情報は、パケット毎の種別を示すパケット種別情報である、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
【請求項９】
前記第２のパケットのプロトコルは、ＧＴＰ−Ｕレイヤの下位のＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤであり、
前記設定手段は、前記パケット種別情報を、前記第２のパケットのヘッダの所定の領域に設定する、
請求項８に記載のゲートウェイ装置。
【請求項１０】
移動無線通信システムのコアネットワーク内に設置され、前記コアネットワーク以外の他のネットワークにゲートウェイとして接続するゲートウェイ装置の制御方法であって、
前記ゲートウェイ装置と無線端末との間でパケットを中継する中継装置、又は、前記他のネットワーク内に設置されたノードから受信した第１のパケットに設定された第１の情報を抽出するステップと、
前記第１のパケットのプロトコルとは異なるレイヤのプロトコルの第２のパケットに対して、前記第１の情報に基づいて第２の情報を設定するステップと、
前記第２の情報が設定された前記第２のパケットを、前記ノード又は前記中継装置に転送するステップと、を含む、
ことを特徴とするゲートウェイ装置の制御方法。
【国際調査報告】
2016068308.tif 000020
2016068308.tif 000021
2016068308.tif 000022