(57)【要約】【課題】通信システム内のフロー制御のための方法を提供すること。【解決手段】このフロー制御方法では、より多くのデータを要求するフロー制御メッセージが、第１の通信デバイス（１２０）によって出力されたデータ量と、第１の通信デバイス（１２０）の使用可能なデータ記憶容量とに基づいて、第１の通信デバイス（１２０）から送られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信デバイス（１２０）によって出力されたデータ量と、前記第１の通信デバイス（１２０）の使用可能なデータ記憶容量とに基づいて、前記第１の通信デバイス（１２０）がより多くのデータを受け入れることができることを示すフロー制御メッセージを前記第１の通信デバイス（１２０）から送る工程を含むフロー制御方法。
【請求項２】
前記使用可能なデータ記憶容量に基づいて送信閾値を動的に確立する工程をさらに含み、
前記送る工程が、前記出力されたデータ量と、前記送信閾値とに基づいて前記フロー制御メッセージを送る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記送る工程が、前記出力されたデータ量が前記送信閾値と等しいとき前記フロー制御メッセージを送る、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記確立する工程が、前記使用可能なデータ記憶容量が大きいほど前記送信閾値が高くなるように前記送信閾値を確立する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記出力されたデータ量が、最後のフロー制御メッセージが送られて以降の前記出力されたデータ量である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記確立する工程が、
前記使用可能なデータ記憶容量を少なくとも１つの容量閾値に比較する工程と、
前記比較する工程に基づいて前記送信閾値を設定する工程とを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記確立する工程が、前記使用可能なデータ記憶容量をインデックスとして使用して、ルック・アップ・テーブルから前記送信閾値にアクセスする、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の通信デバイス（１２０）内の未使用データ記憶量に基づいて、前記使用可能なデータ記憶容量を決定する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の通信デバイス（１２０）部で記憶されたデータ量に基づいて、前記使用可能なデータ記憶容量を決定する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記出力されたデータ量が、最後のフロー制御メッセージが送られて以降の前記出力されたデータ量である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク内の通信デバイス間におけるデータのフローを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システム、特にワイヤレス・アクセス・ネットワークは、無線インターフェースを介して音声／データ・サービスを提供するために、様々な構成要素やユニットを含む。図１に示されているように、ワイヤレス・アクセス・ネットワークは、一般に、アクセス端末１３０と、基地局伝送システム（ＢＴＳ）１２０など通信伝送デバイスと、基地局制御装置（ＢＳＣ）１１０など通信システム制御デバイスとを含む。ＢＳＣ１１０は、コア・ネットワーク１００からデータを受信し、そのデータをＢＴＳ１２０に渡し、それにより、ＢＴＳ１２０は、ワイヤレス・リンク１２５を介してそのデータをアクセス端末（ＡＴ）１３０に送信することができる。データは逆方向でも通信され、ＡＴ１３０からコア・ネットワーク１００に渡される。ＢＴＳ１２０とＢＳＣ１１０の間の接続は、通常、ネットワークのバックホール部分と見なされ、一般に、Ｔ１設備１２５を介す。
【０００３】
ＢＳＣ１１０からＢＴＳ１２０に送信されるデータ・フレームは、無線インターフェースを介して送信するように予定される前に、ＢＴＳ１２０部でバッファされる。通常、ＢＴＳ１２０は、ＢＳＣ１１０部のバッファに比較して、バッファ・サイズがはるかに制限されている。さらに、送信するための無線インターフェース容量と帯域幅が制限されている。
【０００４】
ＢＴＳ１２０部のデータ・フレームは、大抵の時間でバックホール部の速度より遅い可変速度で送信されるため、また、ＢＳＣ１１０でのパケット到着速度は非常に速くなる可能性があるため、ＢＳＣ１１０からＢＴＳ１２０へ、さらに無線インターフェースへの送信の順方向伝送経路は、「ファネル効果」を生じる。ＢＳＣ１１０からＢＴＳ１２０へのフローが制御されていない場合には、データ・フレームがＢＴＳ１２０部でバッファ（たとえば、バッファ１２２）からオーバーフローし、大規模なパケット損失を引き起こす可能性がある。パケット損失は、再送信の可能性を高め、したがって、システム効率とサービス品質を低下させる。したがって、ＢＳＣ１１０とＢＴＳ１２０の間のフロー制御は、バッファ・オーバーフローの可能性を最小限に抑え、したがって、パケット損失と再送信を最小限に抑えようと試みる。一方、ＢＳＣ１１０からＢＴＳ１２０へのフローを厳しく規制しすぎた場合、バッファ・アンダーフローを引き起こし、したがって、無線インターフェース容量を無駄にする。システム資源を完全利用することができ、また、システム効率を維持することができるように、ＢＳＣ１１０とＢＴＳ１２０の間のフロー制御を慎重に管理し、バッファ・オーバーフローとバッファ・アンダーフローを共に最小限に抑えるべきである。
【０００５】
フロー制御は、データ・ソースがその伝送速度を、ネットワーク内の受信器部で現在使用可能なサービス速度に合致させることを可能にする機構またはプロセスを指す。フロー制御はまた、輻輳制御技法と考えることもできる。したがって、フロー制御は、ネットワーク通信デバイス内でオーバーフローもアンダーフローも引き起こさないうちに、データ・フローの速度を調節しようと試みる。
【０００６】
フロー制御を実施する１つの可能な方法は、ＢＳＣ１１０がＢＴＳ１２０部で収容できる量のデータを送信するように、ＢＴＳ１２０に命令させることである。具体的には、ＢＴＳ１２０は、ＢＴＳ１２０部で収容できるデータ量を示すフロー制御指示メッセージを送信することによってＢＳＣ１１０に通知する。この受信器主導のフロー制御機構は、バッファ・オーバーフローが確実に発生しないようにする。しかし、このフロー制御の方法は、ＢＴＳ１２０部でバッファ・アンダーフローを回避するための機構を提供しない。
【０００７】
また、ＢＳＣ１１０に送られるフロー制御指示メッセージが増えるほど、ＢＳＣ１１０は、ＢＴＳ１２０に送るデータ量を決定するために最新の情報を多く有することになることが理解されるであろう。しかし、フロー制御指示メッセージは、ＢＳＣ１１０とＢＴＳ１２０の間のバックホール設備上で帯域幅を占有し、バックホールに送信される他のトラフィックの遅延を引き起こす。さらに、フロー制御メッセージは、ＢＳＣ１１０とＢＴＳ１２０の両方で処理パワーを消費する。したがって、フロー制御メッセージを送ることによって生み出されるオーバーヘッドを最小限に保つべきである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるフロー制御方法は、第１の通信デバイスから第２の通信デバイスに送られるフロー制御メッセージを使用して、ある通信デバイスから別の通信デバイスへのデータのフローを調節する。フロー制御メッセージは、第２の通信デバイスに、第１の通信デバイスが収容できるデータ量について通知する。第２の通信デバイスは、命令に、また典型的には、すでに第１の通信デバイスに送ったデータ量に基づいて、第１の通信デバイスに送るデータ量を決定する。
【０００９】
本発明の例示的な一実施形態では、データ出力カウンタが、動的に確立されたデータ出力カウント閾値を超えたとき、フロー制御メッセージが送られる。このカウンタは、たとえば、第１の通信デバイス内の送信バッファから除去されたデータ・パケットの数をカウントする。したがって、このカウンタは、最後のフロー制御メッセージが送られて以降、送出されたデータ量の測定値を提供する。
【００１０】
本発明の方法によれば、カウンタ閾値は、送信バッファの状況（使用容量または空き容量）に基づいて動的に確立される。一実施形態では、送信バッファが比較的満杯のとき、カウント閾値がより低く設定される。カウント閾値が低いことにより、フロー制御メッセージがより頻繁に送られることになる。送信バッファは比較的満杯であるため、フロー制御メッセージは、第２の通信デバイスに、第１の通信デバイスが限られた量のデータを収容できるだけであることを通知することになる。したがって、次のフロー制御メッセージまでの時間の間、十分なデータが送られないために、かつ／または次のフロー制御メッセージの前に大量のデータが送信されるために、アンダーフローの可能性がある。フロー制御メッセージを送る頻度を上げることにより、本発明による方法は、第１の通信デバイス部で伝送リンクを枯渇させることなしにデータ・フローを保ち続ける。送信バッファが比較的空の状態であるときには、カウント閾値がより高く設定され、フロー制御メッセージを送る頻度を下げる。フロー制御メッセージは第２の通信デバイスが比較的大量のデータを送ることができることを示すことになるため、フロー制御メッセージをそれほど頻繁に送る必要がない。これにより、通信システムでは、２つの通信デバイス間で伝送リンクの帯域幅が節約される。特にワイヤレス通信システムにとって、これは、ネットワークのバックホール部分の帯域幅を節約する。これはまた、両デバイス上でＣＰＵ処理パワー要件を削減する。
【００１１】
本発明は、以下の詳細な説明、ならびに同じ要素が同じ符号によって表されている添付の図面から、より完全に理解されるであろう。図面は、例示のために与えられているにすぎず、したがって、本発明に対する制限ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、ネットワーク内のある通信デバイスから別の通信デバイスへのデータのフローを制御する方法を提供する。説明のためだけとして、図１に示されたワイヤレス・アクセス・ネットワークに適用された本発明の方法について述べることにする。図１では、通信されるデータがパケットで通信される。しかし、本発明がこの実施またはデータ転送の形態に制限されないことは容易に理解されるであろう。
【００１３】
例示的な一実施形態では、本発明によるフロー制御方法は、ＢＴＳ１２０からＢＳＣ１１０に送られるフロー制御メッセージを使用して、ＢＳＣ１１０からＢＴＳ１２０へのパケットのフローを調節する。フロー制御メッセージは、ＢＳＣ１１０に、ＢＴＳ１２０が収容することができるパケットの数について通知する。ＢＳＣ１１０は、この情報、また典型的にはＢＴＳ１２０にすでに送ったパケット数を使用して、ＢＴＳ１２０に送るべき追加のパケット数を決定する。本発明の実施形態では、パケット・カウンタが、動的に確立されたパケット・カウント閾値を超えたとき、フロー制御メッセージが送られる。パケット・カウンタは、最後のフロー制御メッセージが送られて以降、送信バッファ１２２から除去され、ＢＴＳ１２０からＡＴ群１３０に送信されたパケットの数をカウントする。したがって、パケット・カウンタは、最後のフロー制御メッセージが送られて以降、送信されたデータ量の測定値を提供する。すなわち、このカウンタは、送信バッファがどのような速さで空になるかに関する情報を提供し、ＢＴＳ１２０部で使用可能な記憶空間についてＢＳＣ１１０に通知するためにフロー制御メッセージをトリガする。図２に関連して以下で詳しく論じるように、ＢＴＳ１２０は、送信バッファ１２２の状況（占有度または使用可能度）に基づいて、パケット・カウント閾値を確立する。
【００１４】
上記で示したように、図２は、本発明の例示的な一実施形態を詳しく示す。図では、ステップＳ１０で、ＢＴＳ１２０がパケット・カウンタをゼロに初期化し、次いでステップＳ１２で、ＢＴＳ１２０が、送信バッファ１２２の状況を決定する。送信バッファ１２２の状況は、データ・パケットを記憶するための送信バッファ１２２の容量である。この状況は、いくつかの方法で確立することができる。たとえば、本発明の例示的な一実施形態によれば、この状況は、送信バッファ１２２内に記憶することができるはずの追加データ・パケットの数として確立される。他の例示的な実施形態では、この状況または容量が、送信バッファ１２２内に現在記憶されているデータ・パケットの数として決定される。固定された送信バッファ１２２のサイズを考えると、送信バッファ１２２内に現在記憶されているデータ・パケットの数は、追加データ・パケットを記憶するための送信バッファ１２２の容量を直接反映する。
【００１５】
次に、ステップＳ１４で、ＢＴＳ１２０は、送信バッファ１２２の状況が比較的満杯の送信バッファ１２２を示すか、それとも比較的空の状態の送信バッファ１２２を示すか判定する。たとえば、この状況が、送信バッファ１２２内に現在記憶されているパケットの数として決定されたときには、ステップＳ１４は、決定された数を第１の容量閾値に比較することを必要とする。決定された数が第１の容量閾値より大きい場合、送信バッファ１２２は比較的満杯であると決定される。決定された数が第１の容量閾値より小さい場合、送信バッファ１２２は比較的空の状態であると決定される。
【００１６】
この状況が、送信バッファ１２２内に記憶することができるはずの追加データ・パケットの数として決定されたときには、この状況は、第２の容量閾値に比較される。決定された数が第２の容量閾値より小さい場合、送信バッファ１２２は比較的満杯であると決定され、決定された数が第２の容量閾値より大きい場合、送信バッファ１２２は比較的空の状態であると決定される。
【００１７】
送信バッファ１２２が比較的満杯であるとＢＴＳ１２０が決定した場合には、ステップＳ１６で、ＢＴＳ１２０は、第１の値に等しいパケット・カウンタ閾値を設定する。しかし、送信バッファ１２２が比較的空の状態であるとＢＴＳ１２０が決定した場合には、ステップＳ１８で、ＢＴＳ１２０は、第１の値より大きい第２の値に等しいパケット・カウンタ閾値を設定する。したがって、以下の考察から理解できるように、パケット・カウンタ閾値を第１の値に設定すると、パケット・カウンタ閾値が第２の値に設定されたときよりも頻繁にフロー制御メッセージを送らせることになる。第１の値と第２の値、ならびに容量閾値は、システム・オペレータによって設定される設計パラメータであり、バッファのサイズ、経験的調査などに基づくものとすることができる。
【００１８】
図２に示されている処理の間、ＢＴＳ１２０は、送信バッファ１２２から除去され、アクセス端末１３０への送信に成功した各データ・パケットについてパケット・カウンタを増分する。ステップＳ１６またはＳ１８の後で、ＢＴＳ１２０は、ステップＳ２０で、このパケット・カウントが確立済みパケット・カウンタ閾値以上であるかどうか判定する。以上である場合には、ステップＳ２２で、ＢＴＳ１２０がフロー制御メッセージをＢＳＣ１１０に送り、パケット・カウンタがゼロにリセットされ、処理がステップＳ１２に進む。しかし、パケット・カウントが確立済みパケット・カウンタ閾値未満である場合には、処理がステップＳ１２に進む。
【００１９】
パケット・カウンタ閾値を動的に確立することにより、本発明による方法は、送信バッファ１２２部でアンダーフローを防止するのを助ける。送信バッファ１２２が比較的満杯であるとき、フロー制御メッセージは、第２の通信デバイスに、ＢＴＳ１２０が限られた量のデータを収容できるだけであることを通知することになる。したがって、次のフロー制御メッセージまでの時間の間、十分なデータが送られないために、かつ／または次のフロー制御メッセージの前に大量のデータが送信されるために、アンダーフローの可能性がある。送信バッファが比較的満杯であるときフロー制御メッセージを送る頻度を上げることにより、本発明による方法は、ＢＴＳ１２０部で伝送リンクを枯渇させることなしにデータ・フローを保ち続ける。逆に、送信バッファ１２２が比較的空の状態であるときには、カウント閾値がより高く設定され、フロー制御メッセージを送る頻度を下げる。フロー制御メッセージは第２の通信デバイスが比較的大量のデータを送ることができることを示すことになるため、フロー制御メッセージをそれほど頻繁に送る必要がない。これにより、ネットワークのバックホール部分の帯域幅が節約される。これはまた、両通信デバイス部でＣＰＵ処理要件を削減する。
【００２０】
理解できるように、本発明の方法は、送信バッファについて状況を２つだけ確立することに限定されない。そうではなく、各状況がその対応するパケット・カウンタ閾値を有する状態で、任意の数の状況を確立することができる。より多数の状況とその対応するパケット・カウンタ閾値とを提供することにより、フロー制御メッセージの送信は、追加データ・パケットを扱うために送信バッファ１２２の容量に、より正確に合致する。
【００２１】
本発明の例示的な一実施形態では、図２に示されている方法のステップＳ１４〜Ｓ１８が、図３に示されているステップＳ２０で置き換えられる。この代替実施形態では、ＢＴＳ１２０は、バッファ状況によってインデックス付けされたパケット・カウンタ閾値を記憶するルック・アップ・テーブルを有する。したがって、ステップＳ２０で、ＢＴＳ１２０は、ステップＳ１２で決定された状況を使用して、このルック・アップ・テーブルからパケット・カウンタ閾値にアクセスする。
【００２２】
以上、フロー制御メッセージをＢＳＣ１１０に送る上でＢＴＳ１２０に適用された本発明について述べたが、前述の開示から、本発明による方法がこの応用例に限定されないことは理解されるであろう。そうではなく、本発明は、任意の２つの通信デバイス間のデータ・フローを制御する際に適用される。
【００２３】
本発明についてこのように述べると、本発明を多数の方法で変更することができることは自明となるであろう。そのような変形形態を本発明の精神および範囲からの逸脱と考えるべきではなく、当業者に自明であるはずのそのような修正形態はすべて、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術のワイヤレス通信システムの一部分を示すブロック図である。
【図２】本発明による、フロー制御を実行する方法の流れ図である。
【図３】図２の実施形態に対する代替を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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