(57)【要約】本発明は、移動端末３８及び無線リンク３４を含んだＴＣＰパケットの通信のためのネットワークインタフェースドライバを提供する。ここでは、ＴＣＰデータパケットに応答して肯定応答信号が送出され、無線リンク３４において遅延される肯定応答信号がＴＣＰパケットソースにおいてタイムアウト信号をトリガするのを防止するための制御要素３２が配置される。また、本発明は、移動端末３８及び無線リンク３４を含んだＴＣＰパケットの通信のためのネットワークインタフェースドライバにおける使用向けに配置される方法及びコンピュータプログラムプロダクトを提供する。ここでは、無線リンクにおいて遅延される肯定応答信号がＴＣＰパケットソースにおいてタイムアウト信号をトリガするのを防止するための役割を果たす制御機能を示す。
2004511132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末及び無線リンクを含んだＴＣＰパケットの通信のためのネットワークインタフェースドライバであって、
ＴＣＰデータパケットに応答して肯定応答信号が送出され、
前記無線リンクにおいて遅延される肯定応答信号がＴＣＰパケットソースにおいてタイムアウト信号をトリガするのを防止するための制御要素が配置される、ことを特徴とするネットワークインタフェースドライバ。
【請求項２】
前記制御要素は、前記ＴＣＰパケットで動作するように、ＩＰプロトコルレイヤとＬＬＣプロトコルレイヤの間に位置される、
請求項１記載のネットワークインタフェースドライバ。
【請求項３】
前記制御要素は、無線リンクアクセスポイントに設けられる、
請求項１又は２記載のネットワークインタフェースドライバ。
【請求項４】
前記制御要素は、コンピュータプログラムプロダクトを備える、
請求項１乃至３のいずれか記載のネットワークインタフェースドライバ。
【請求項５】
前記制御要素は、ダウンストリームのデータ方向のためのＴＣＰモニタ手段、及びアップストリームのデータ方向のための肯定応答信号モニタ手段を備える、
請求項１乃至４のいずれか記載のネットワークインタフェースドライバ。
【請求項６】
前記肯定応答信号モニタ手段は、連続する肯定応答信号の間の到着時間をモニタするために配置される、
請求項５記載のネットワークインタフェースドライバ。
【請求項７】
前記モニタされた到着時間を閾値と比較して、前記比較の結果に応じて制御信号を発生するための手段を含む、
請求項６記載のネットワークインタフェースドライバ。
【請求項８】
前記制御信号は、前記ＴＣＰパケットソースに送り返されるゼロウィンドウ肯定応答信号を備える、
請求項７記載のネットワークインタフェースドライバ。
【請求項９】
前記閾値は、タイマ設定手段により選択可能である、
請求項７又は８記載のネットワークインタフェースドライバ。
【請求項１０】
前記肯定応答信号モニタ手段は、受信された肯定応答信号の識別に応じてタイマの動作を初期化するために配置される、
請求項５乃至９のいずれか記載のネットワークインタフェースドライバ。
【請求項１１】
移動端末及び無線リンクを含んだＴＣＰパケットの通信のためのネットワークインタフェースドライバにおける使用向けに配置されるコンピュータプログラムプロダクトであって、
前記コンピュータプログラムプロダクトは、前記無線リンクにおいて遅延される肯定応答信号がＴＣＰパケットソースにおいてタイムアウト信号をトリガするのを防止するための役割を果たす制御機能を示す、
ことを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１２】
ダウンストリームのデータ方向におけるＴＣＰパケットをモニタし、アップストリームにおける肯定応答信号をモニタするために配置される、
請求項１１記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１３】
連続する肯定応答信号の間の到着時間をモニタするために配置される、
請求項１２記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１４】
前記到着時間を閾値と比較して、前記比較の結果に応答して制御信号を発生する、
請求項１３記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１５】
ネットワークインタフェースドライバと移動端末を含むＴＣＰパケットの通信を制御する方法であって、
無線リンクにおいて遅延される肯定応答信号がＴＣＰパケットソースにおいてタイムアウト信号をトリガするのを防止するステップ、
により特徴付けられる方法。
【請求項１６】
ダウンストリームのデータ方向においてＴＣＰパケットをモニタするステップと、アップストリームのデータ方向に送出される肯定応答信号をモニタするステップとを含む、
請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記肯定応答信号をモニタするステップは、連続する肯定応答信号の間の到着時間をモニタするステップを含む、
請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記モニタされた到着時間を閾値と比較して、前記比較の結果に応じて制御信号を発生するステップを含む、
請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記制御信号を発生するステップは、ゼロウィンドウ肯定応答信号を発生するステップと、前記発生されたゼロウィンドウ肯定応答信号を前記ＴＣＰパケットソースに送出するステップを備える、
請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
肯定応答信号の受信に応答してタイマを初期化するステップを含む、
請求項１６乃至１９のいずれか記載の方法。
【請求項２１】
移動端末及び無線リンクを含むＴＣＰパケットの通信向けのネットワークインタフェースドライバを有する移動端末であって、
ＴＣＰデータパケットに応答して肯定応答信号が送出され、
前記無線リンクにおいて遅延される肯定応答信号がＴＣＰパケットソースにおいてタイムアウト信号をトリガするのを防止するための制御要素が配置される、ことを特徴とする移動端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、移動端末を含んだＴＣＰパケットの通信向けのネットワークインタフェースドライバに関する。
【０００２】
［発明の背景］
移動通信の分野では、たとえば、コネクション内での性能の低下となるＴＣＰプロトコルとＬＬＣプロトコルの間の悪影響となる干渉と同じ動作ノイズを受けるコネクションにわたりＴＣＰ及びＩＰ通信が行われるときに、問題が生じる可能性がある。
【０００３】
かかる性能の低下は、コネクション、スループットの低下の観点、及びデータパケットの不必要な再送信における観点で生じる。後者の問題は、移動端末内のバッテリ寿命の減少を招き、利用可能な帯域幅の不十分な使用を招く点で重要な問題となる可能性がある。
【０００４】
［発明の概要］
本発明の目的は、かかる公知のインタフェース及び方法を通して有効性を示すことができるネットワークインタフェース及び関連するオプション的な方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、上記定義されたタイプのネットワークインタフェースドライバが提供され、無線リンクにおいて遅延される肯定応答信号がＴＣＰパケットソースにおいてタイムアウト信号をトリガするのを防止するための制御要素により特徴付けられる。
本発明は、たとえば、劣悪なリンク品質、又は劣悪なインタフェース品質により性能が低下される環境におけるＴＣＰ／ＩＰ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの改善された品質が提供される点で有効となりえる。
【０００６】
請求項２及び請求項３に定義された機能は、トラフィックの特徴が対称的な応用において特に有効である。
請求項４から請求項７に定義される機能は、高速なデータダウンロード及び利用可能な帯域幅の改善された使用及びこれに関連する減少された伝送数を可能にする点で、本発明の有効な機能を強調する役割を果たす。
【０００７】
本発明の制御要素は、たとえば、セットトップボックス、パーソナルコンピュータ又は移動電話を備えることができるネットワークについて、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアクセスポイントでのみ実行するために好適に配置され、対称的な解決策の提供において、移動端末内部では特別な変更が不要であり、必要とされる標準もない。本発明の第２の態様によれば、移動端末を含んだＴＣＰパケットの通信のためのネットワークインタフェースドライバにおける使用向けに配置されるコンピュータプログラムプロダクトが提供される。ここでは、無線リンクにおいて遅延される肯定応答信号がＴＣＰパケットソースにおいてタイムアウト信号をトリガするのを防止するための役割を果たす制御機能を示す。
【０００８】
本発明の第３の実施の形態によれば、ネットワークインタフェースドライバ及び移動端末を含んだＴＣＰパケットの通信を制御する方法が提供される。ここでは、無線リンクにおいて遅延される肯定応答信号がＴＣＰパケットソースにおいてタイムアウト信号をトリガするのを防止するステップにより特徴付けられる。
【０００９】
［発明の実施の形態］
本発明は、添付図面を参照して、例示のみにより以下に更に説明される。
はじめに図１を参照して、ネットワークサーバ１２を採用した無線通信構成１０の概略的なブロック図が例示されている。ネットワークサーバ１２は、降順に、ＦＴＰ１４、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）１６、インターネットプロトコル（ＩＰ）１８を備えており、無線リンク２２を介して、無線アクセスポイント２４に接続されるイーサネット（登録商標）接続レイヤ（ＥＴＨ）２０のスタックを有している。
【００１０】
無線アクセスポイント２４は、インターネットプロトコルレイヤ（ＩＰ）２６、イーサネット（登録商標）接続レイヤ（ＥＴＨ）２８及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ論理リンク制御レイヤ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）３０を備える階層化構造を示している。インターネットプロトコルレイヤ２６とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ論理リンク制御レイヤ３０の間に配置されているのは、本発明の主題であり、コンピュータプログラムプロダクトにより実施されるブースタ構成（Ｂｏｏｓｔｅｒ）３２を備えている。
【００１１】
無線リンク３４は、アクセスポイント２４のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ論理リンク制御レイヤ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）３０と、移動端末３８の対応するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ論理リンク制御レイヤ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）３６の間で確立される。さらに、移動端末３８は、階層化プロトコルスタック構造を含んでおり、降順に、移動端末３８のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ論理リンク制御レイヤ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）３６の上に位置されるＦＴＰレイヤ（ＦＴＰ）４０、伝送制御プロトコルレイヤ（ＴＣＰ）４２、インターネットプロトコルレイヤ（ＩＰ）４４を備える階層化プロトコルスタック構造を含んでいる。
【００１２】
上述したように、本発明の例示される実施に形態によるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＴＣＰブースタ３２は、無線アクセスポイント２４のネットワークインタフェースドライバに挿入されるソフトウェアプロダクトを備えることができ、ダウンストリーム方向及びアップストリーム方向のデータ伝送の両者におけるＴＣＰデータパケットで動作するように配置されている。図１に例示されている実施の形態は、移動端末３８がアクセスポイント２４を介してサーバ１２に接続されており、このアクセスポイント２４は、ＩＰルータとしての役割を効果的に果たす。
【００１３】
ブースタ３２は、確立された通信ストリームに従い送信されたＴＣＰパケットをモニタし、データパケット内のＩＰヘッダ及びＴＣＰヘッダの内容をモニタすることにより、通信の間に逆方向に効果的に送出された肯定応答信号を認識するために配置される。
【００１４】
本発明は、動作的に強い、すなわち雑音性のある無線リンク条件において、肯定応答信号は、たとえば、通信トラフィックのアップストリームの方向において遅延される可能性があり、これにより、ソース、すなわちデータパケットを発生する送信機でＴＣＰタイムアウトが不都合にも発動されるという重要な認識から生じている。
【００１５】
かかるタイムアウトがソースで一旦発動されると、たとえば、移動端末で既に正しく受信されたＴＣＰデータパケットは、再送信される。同様に、システムのスループットは、トラフィックにおけるポテンシャルの増加の観点で発動されているＴＣＰプロトコルの混乱した制御フェーズにより、不都合にも減少される。かかる条件の例は、以下に更に説明されるように、図３に例示されている。
【００１６】
理解されるように、本発明によれば、図１の構成内で使用されるブースタは、アップストリームの無線リンクにおける後の肯定応答信号を検出し、該検出に応答してタイムアウト期間が完了する前に、したがって、上記タイムアウトが発動される前に、ＴＣＰ送信機の動作を停止する役割を果たすことにより、かかる不都合な条件を回避する。
【００１７】
図２は、図１のブースタ３２を更に詳細に説明している。前に述べたように、ブースタは、ダウンストリームのデータ及びアップストリームのデータの両者を処理するために配置されている。ダウンストリームのデータ４６は、コネクションモニタ４８を通過するために配置されており、該モニタ４８は、図１に例示されるような移動端末３８に送信される全てのＴＣＰパケットをモニタする役割を果たす。
【００１８】
コネクションモニタ４８は、最も最近に送出されたＴＣＰパケットのシーケンス番号を記憶することにより、かかるモニタリングを実行する。新たなＴＣＰデータパケットがコネクションモニタ４８に到着したとき、シーケンス番号の記憶は、ＴＣＰ送信機により再送信されたＴＣＰパケットを無視することができるように、上記記憶された値によりブースタ３２を出る前に、デュプリケートパケットモニタ５０内で実行される。かかる処理は、オープンのままで、図１のブースタにより提供されるような本発明の制御の態様が適用される、それぞれのＴＣＰ通信コネクションについて実行されるべきである。
【００１９】
アップストリームのデータフローの方向において、たとえば、肯定応答のフロー５２は、肯定応答モニタ５４によりモニタされ、連続する肯定応答信号の間の到着時間は、タイマ設定コントロール５６の制御下でモニタされ、閾値を超えたとき、ゼロウィンドウ肯定応答信号５８が発生され、ＴＣＰ送信機の動作を停止し、これにより、上述したタイムアウトが発動されるのを避けるように、ＴＣＰ送信機に送信される。ゼロウィンドウ肯定応答信号の発生は、新たなデータパケットの送信、及び送信機内のＴＣＰタイムアウト処理を効果的にブロックするための役割を果たす。
【００２０】
ブースタ３２における肯定応答モニタ５４は、その制御下にあり、上述したように、タイマ設定５６により設定された所定の時間期間の満了に応じて、ゼロウィンドウ肯定応答信号５８が先に述べたアップストリームに送信されるそれぞれのコネクションについて、タイマ（特に図示せず）を作動するための役割を果たす。
【００２１】
本発明の重要な態様は、本発明を実現するブースタ３２が作用されるように、タイマ設定５６により確立された時間期間が正確に計算されることを保証する。　たとえば、設定されたタイマ値が余りに小さい場合、ゼロウィンドウ肯定応答信号は、ＴＣＰ送信機へのアップストリームに不必要に送信される場合があり、これにより、伝送における不必要な一時停止を作るといった不都合が生じる。
【００２２】
しかし、無線ネットワークにおいて遅延された肯定応答信号がアクセスポイントに最終的に到達したとき、ＴＣＰ送信機に送信され、伝送を再開させる。代替的に、タイマ値が余りに大きい場合、ＴＣＰ送信機でのタイムアウトは発動される可能性があり、ゼロウィンドウ肯定応答信号の送信は、有効ではない。
【００２３】
タイマ値の設定は、以下の式から一般に達成することができる。
ＲＴＴｉ＋１＝ＲＴＴｉ ＋β：遅延
ここで、ＲＴＴは、新たな肯定応答信号ＡＣＫが到着するたびに更新される（無線リンクにおける）推定されるラウンドトリップ時間（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｔｉｍｅ）であり、遅延は、アップストリームにおける２つの連続する肯定応答信号ＡＣＫの間の到着時間である。また、βは、その総和が１である。タイマ値は、以下の式においてＲＴＴから簡単に計算することができる。
Ｔｏｕｔ＝Ｋ．ＲＴＴ　　　（２）
実験により、以下の値
Ｔｏｕｔ＝０．７
β−０．３
Ｋ＝２．５　　　　　　　（３）
は、ＬＡＮのケース、すなわち、サーバとＡＰの間のラウンドトリップ遅延が小さいときに所望の振る舞いを提供することを示す。サーバとＡＰの間のネットワーク遅延が大きいとき、Ｋは該遅延に応じて減少されるべきである。
【００２４】
図３及び図４のグラフを参照して、先の図１に例示されている構成に関連して生じた測定値が採取され、図３及び図４がプロットされている。
【００２５】
図３及び図４にプロットされる結果は、ＬＡＮ環境におけるＴＣＰ送信機におけるＴＣＰ Ｒｅｎｏ実現による同じリンク条件についてのものである。理解されるように、それぞれのグラフは、送信ビット−時間を示し、“Ｒ”でマークされているＴＣＰ再送信の発生をハイライト表示している。
【００２６】
本発明を実現するブースタを使用しない状況を表している図３に例示されているように、幾つかの再送信が生じており、帯域幅の浪費及びスループットにおける不都合な低減となる。
【００２７】
しかし、本発明を実現するブースタを使用したときに達成される結果を例示する図４では、図４において“Ｚ”により例示されているゼロウィンドウ（ｎｕｌｌ−ａｄｖｅｒｔｉｓｅｄ ｗｉｎｄｏｗ）による肯定応答信号をタイムリーに送出することにより、再送信が除去されているので、コネクションが改善されていることが明らかである。
【００２８】
全体的な結果は、図３に例示される第１のケースでは、３２０Ｋｂ／ｓの平均スループットを達成することができ、図４に例示される本発明を実現する第２のケースでは、３５２Ｋｂ／ｓの平均スループットを達成することができ、これは、１０％領域のスループットの増加を表している。理解されるように、図３に例示される再送信の除去は、無線リンクの帯域幅の不必要な使用を防止するための効果的な役割を果たす。
【００２９】
理解されるように、本発明は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ可能な移動通信装置での使用への特定の適用を示している。
なお、図３及び図４を介して例示された上記比較は、異なるチャネル条件を提供し、２．４ＧＨｚ帯域におけるＩＥＥＥ８０２．１１システムからの干渉を含むリアルタイムＢｌｕｅｔｏｏｔｈテストベッドを通して得られている。
したがって、本発明を実現する提案されたブースタを使用することは、スループットの改善、及び無線リンクの改善された使用に効果的に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態による無線通信構成の概略的なブロック図である。
【図２】
図１に例示されるＴＣＰブースタの概略的なブロック図である。
【図３】
本発明の制御要素のないＦＴＰ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデータ伝送に関するグラフによる表現を示す図である。
【図４】
図３に類似のグラフによる表現であり、本発明の制御要素を採用したＦＴＰ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデータ伝送から得られる図である。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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2004511132.tif 000007
2004511132.tif 000008
2004511132.tif 000009
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2004511132.tif 000011
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2004511132.tif 000013
2004511132.tif 000014
2004511132.tif 000015
2004511132.tif 000016
2004511132.tif 000017
【国際調査報告】
2004511132.tif 000018
2004511132.tif 000019