(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクション型のプロトコルにより送信側から受信側へ情報を送信する通信システムであって、
前記情報を複数のパケットに分割して送信する第１の通信装置と、
前記第１の通信装置から無線回線を介して前記複数のパケットを受信する第２の通信装置とを備え、
前記第１の通信装置は、前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを示す信号に応じて、前記送信するパケットの数を制御するモードへ移行し、前記第２の通信装置から受信した前記無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを確認すると、前記第２の通信装置へ到達するパケット数が基準となる値よりも増加するように前記送信するパケットの数を制御し、
前記基準となる値は、前記送信ロスが発生したときの送信パケット数よりも少ないパケット数、または前記送信ロスが発生したときの送信パケット数である、通信システム。
【請求項２】
前記第１の通信装置から有線回線を介して前記複数のパケットを受信し、その受信した複数のパケットを前記無線回線を介して前記第２の通信装置へ送信する中継装置をさらに備える、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記指標値は、前記第２の通信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である、請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記指標値は、前記第２の通信装置における雑音強度に対する受信強度の比を示す信号対雑音比である、請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１の通信装置は、前記信号対雑音比に基づいて前記パケットの送信エラーを検出し、その検出した送信エラーが所定値に達すると前記送信ロスが生じたと判定する、請求項３または請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１の通信装置は、前記パケットの送信ロス率を検出し、その検出した送信ロス率が固有値に達すると、前記パケットの送信ロスが発生したと判定したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで前記送信するパケットの数を減少させ、前記第２の送信パケット数を基準にして前記送信するパケットの数を増加させる、請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１の通信装置は、前記有線回線において前記パケットの送信ロスが生じたとき、前記パケットの輻輳制御を行なう、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項８】
前記第２の通信装置は、移動可能な通信装置である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項９】
無線回線を介して情報を受信する受信装置へコネクション型のプロトコルにより前記情報を送信する送信装置であって、
前記情報を複数のパケットに分割する手段と、
前記複数のパケットを前記受信装置へ送信するとともに前記受信装置から前記パケットの確認応答を受信する送受信手段と、
制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを示す信号に応じて、前記送信するパケットの数を制御するモードへ当該送信装置を移行し、前記第２の通信装置から受信した前記無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを確認すると、前記第２の通信装置へ到達するパケット数が基準となる値よりも増加するように前記送信するパケットの数を制御し、
前記基準となる値は、前記送信ロスが発生したときの送信パケット数よりも少ないパケット数、または前記送信ロスが発生したときの送信パケット数である、送信装置。
【請求項１０】
前記指標値は、前記受信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である、請求項９に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記指標値は、前記受信装置における雑音強度に対する受信電力の比を示す信号対雑強度である、請求項９に記載の送信装置。
【請求項１２】
前記信号対雑音比に基づいて前記パケットの送信エラーを検出するエラー検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記エラー検出手段により検出された送信エラーが所定値に達すると、前記送信ロスが発生したと判定する、請求項１０又は請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１３】
前記パケットの送信ロス率を検出するロス率検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ロス率検出手段により検出された送信ロス率が固有値に達すると、前記パケットの送信ロスが発生したと判定したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで前記送受信手段から送信されるパケットの数を減少させ、前記第２の送信パケット数を基準にして前記送受信手段から送信されるパケットの数を増加させる、請求項１２に記載の送信装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記無線回線に到達する前に配置された有線回線において前記パケットの送信ロスが生じたとき、前記パケットの輻輳制御を行なう、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１５】
無線回線を介して情報を受信する受信装置へコネクション型のプロトコルにより前記情報を送信する通信方法であって、
前記情報を複数のパケットに分割し、前記複数のパケットを前記受信装置へ送信する第１のステップと、
前記受信装置から前記パケットの確認応答を受信する第２のステップと、
前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを示す信号に応じて、前記送信するパケットの数を制御するモードへ移行する第３のステップと、
前記受信装置から受信した前記無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを確認する第４のステップと、
前記無線回線において前記パケットの送信ロスが生じたことを確認すると、前記受信装置へ到達するパケット数が基準となる値よりも増加するように前記送信するパケットの数を制御する第５のステップとを含み、
前記基準となる値は、前記送信ロスが発生したときの送信パケット数よりも少ないパケット数、または前記送信ロスが発生したときの送信パケット数である、通信方法。
【請求項１６】
前記指標値は、前記受信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である、請求項１５に記載の通信方法。
【請求項１７】
前記指標値は、前記受信装置における雑音強度に対する受信強度の比を示す信号対雑音比である、請求項１５に記載の通信方法。
【請求項１８】
前記第２のステップにおいて、前記受信確認とともに前記信号対雑音比が受信され、
前記信号対雑音比に基づいて、前記パケットの送信エラーを検出する第６のステップをさらに含み、
前記検出された送信エラーが所定値に達すると、前記第４のステップにおいて、前記送信ロスが生じたと確認する、請求項１６又は請求項１７に記載の通信方法。
【請求項１９】
前記パケットの送信ロス率を検出する第７のステップをさらに含み、
前記検出された送信ロス率が固有値に達すると、前記第５のステップにおいて、前記パケットの送信ロスが発生したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで前記送信するパケットの数が減少され、前記第２の送信パケット数を基準にして前記送信するパケットの数が増加される、請求項１８に記載の通信方法。
【請求項２０】
前記第５のステップにおいて、前記無線回線に到達する前に配置された有線回線において前記パケットの送信ロスが生じたとき、前記パケットの輻輳制御を行なう、請求項１５から請求項１９のいずれか１項に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線回線を介して送信元から受信先へ情報をパケットにより送信する場合に、受信先へパケットを正確に送信可能な通信システム、送信装置、および通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
送信元から受信先へ情報を送信する場合、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  ＳｙｓｔｅｍｓＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルに従った通信プロトコルが用いられる。このＯＳＩ参照モデルは、通信に必要な複数のプロトコルを機能別に分けた７つの層によって構成され、各層が相手方の同じ層とやり取りを行なうことによって通信プロトコルが成り立っている。
【０００３】
そして、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の有線回線を用いて情報を複数のパケットに分割して送信元から受信先へ送信する場合、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）という通信プロトコルが最も広く利用されている。このＴＣＰは、ＯＳＩ参照モデルにおけるトランスポート層のプロトコルである。
【０００４】
一方、携帯端末装置の普及や無線通信技術の発達に伴い、情報が有線回線および無線回線を介して送信元から受信先へ送信される通信システムも広く利用されようとしている。そして、無線回線における通信プロトコルは、有線回線における通信プロトコルと同じＴＣＰが広く使用されようとしている。
【０００５】
無線回線を用いた無線通信は、有線回線を用いた有線通信に比べデータの転送誤り率が高く、かつ、その転送誤り率が電波環境により変化する。そして、電波環境の悪化により無線回線を用いた通信システムにおける通信効率が低下し、通信効率が低下すると、従来のＴＣＰを用いた制御においては、パケットを輻輳することにより通信効率を高くしようとする。
【０００６】
しかし、従来のＴＣＰを用いた制御においては、無線回線における高い誤り率によるパケットロスを輻輳によるロスと区別できないため、輻輳状態にないにも拘わらず、不必要にデータの送信速度を抑制するという問題がある。
【０００７】
そこで、このような問題を解決するためにパケットロスが有線回線および無線回線のいずれで生じているかを特定し、有線回線および無線回線のそれぞれに適したパケットロスの改善策が採られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の改善策においては、無線電波環境の変化によるデータフローを制御するものではないため、端末の移動に伴って電波環境が劣化している場合において通信効率が著しく低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電波環境が変化した場合にも、情報を正しく送信可能な通信システムを提供することである。
【００１０】
また、この発明の別の目的は、電波環境が変化した場合にも、受信装置へ情報を正しく送信可能な送信装置を提供することである。
【００１１】
さらに、この発明の別の目的は、電波環境が変化した場合にも、情報を正しく送信可能な通信方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、通信システムは、コネクション型のプロトコルにより送信側から受信側へ情報を送信する通信システムであって、情報を複数のパケットに分割して送信する第１の通信装置と、第１の通信装置から無線回線を介して複数のパケットを受信する第２の通信装置とを備え、第１の通信装置は、第２の通信装置から受信した無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて無線回線においてパケットの送信ロスが生じたか否かを判定し、送信ロスが生じたと判定したとき、第２の通信装置へ到達するパケット数が増加するように送信するパケットの数を制御する。
【００１３】
好ましくは、通信システムは、第１の通信装置から有線回線を介して複数のパケットを受信し、その受信した複数のパケットを無線回線を介して第２の通信装置へ送信する中継装置をさらに備える。
【００１４】
好ましくは、指標値は、第２の通信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である。
【００１５】
好ましくは、指標値は、第２の通信装置における雑音強度に対する受信強度の比を示す信号対雑音比である。
【００１６】
好ましくは、第１の通信装置は、信号対雑音比に基づいてパケットの送信エラーを検出し、その検出した送信エラーが所定値に達すると送信ロスが生じたと判定する。
【００１７】
好ましくは、第１の通信装置は、パケットの送信ロス率を検出し、その検出した送信ロス率が固有値に達すると、パケットの送信ロスが発生したと判定したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで送信するパケットの数を減少させ、第２の送信パケット数を基準にして送信するパケットの数を増加させる。
【００１８】
好ましくは、第１の通信装置は、有線回線においてパケットの送信ロスが生じたとき、パケットの輻輳制御を行なう。
【００１９】
好ましくは、第２の通信装置は、移動可能な通信装置である。
また、この発明によれば、送信装置は、無線回線を介して情報を受信する受信装置へコネクション型のプロトコルにより情報を送信する送信装置であって、情報を複数のパケットに分割する手段と、複数のパケットを受信装置へ送信するとともに受信装置からパケットの確認応答を受信する送受信手段と、制御手段とを備え、制御手段は、受信装置から受信した無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて無線回線においてパケットの送信ロスが生じたか否かを判定し、送信ロスが生じたと判定したとき、受信装置へ到達するパケット数が増加するように送受信手段から送信されるパケットの数を制御する。
【００２０】
好ましくは、指標値は、受信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である。
【００２１】
好ましくは、指標値は、受信装置における雑音強度に対する受信電力の比を示す信号対雑強度である。
【００２２】
好ましくは、信号対雑音比に基づいてパケットの送信エラーを検出するエラー検出手段をさらに備え、制御手段は、エラー検出手段により検出された送信エラーが所定値に達すると、送信ロスが発生したと判定する。
【００２３】
好ましくは、送信装置は、パケットの送信ロス率を検出するロス率検出手段をさらに備え、制御手段は、ロス率検出手段により検出された送信ロス率が固有値に達すると、パケットの送信ロスが発生したと判定したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで送受信手段から送信されるパケットの数を減少させ、第２の送信パケット数を基準にして送受信手段から送信されるパケットの数を増加させる。
【００２４】
好ましくは、制御手段は、無線回線に到達する前に配置された有線回線においてパケットの送信ロスが生じたとき、パケットの輻輳制御を行なう。
【００２５】
また、この発明によれば、通信方法は、無線回線を介して情報を受信する受信装置へコネクション型のプロトコルにより情報を送信する通信方法であって、情報を複数のパケットに分割し、複数のパケットを受信装置へ送信する第１のステップと、受信装置からパケットの確認応答を受信する第２のステップと、無線回線における電波環境を示す指標値に基づいて無線回線においてパケットの送信ロスが生じたか否かを判定する第３のステップと、送信ロスが生じたと判定したとき、受信装置へ到達するパケット数が増加するように送信するパケットの数を制御する第４のステップとを含む。
【００２６】
好ましくは、指標値は、受信装置における雑音電力に対する受信電力の比を示す信号対雑音比である。
【００２７】
好ましくは、指標値は、受信装置における雑音強度に対する受信強度の比を示す信号対雑音比である。
【００２８】
好ましくは、第２のステップにおいて、受信確認とともに信号対雑音比が受信され、信号対雑音比に基づいて、パケットの送信エラーを検出する第５のステップをさらに含み、検出された送信エラーが所定値に達すると、第３のステップにおいて、送信ロスが生じたと判定する。
【００２９】
好ましくは、通信方法は、パケットの送信ロス率を検出する第６のステップをさらに含み、検出された送信ロス率が固有値に達すると、第４のステップにおいて、パケットの送信ロスが発生したときの第１の送信パケット数よりも小さい第２の送信パケット数まで送信するパケットの数が減少され、第２の送信パケット数を基準にして送信するパケットの数が増加される。
【００３０】
好ましくは、第４のステップにおいて、無線回線に到達する前に配置された有線回線においてパケットの送信ロスが生じたとき、パケットの輻輳制御を行なう。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３２】
図１は、この発明による通信システムの概略ブロック図である。通信システム１００は、通信装置１０と、基地局２０と、携帯端末装置３０と、有線回線４０と、無線回線５０とを備える。
【００３３】
通信装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータから成り、情報を複数のパケットに分割して有線回線４０、基地局２０、および無線回線５０を介して携帯端末装置３０へ送信するとともに、携帯端末装置３０からの情報を受信する。そして、通信装置１０は、無線回線５０において送信ロスが生じた場合、携帯端末装置３０へ到達するパケット数が増加するように、送信するパケット数を制御する。送信するパケット数の具体的な制御方法については後述する。また、通信装置１０は、有線回線４０において送信ロスが生じた場合、送信ロスが生じたパケットの輻輳制御を行なう。ここで、「輻輳制御」とは、通信に輻輳が生じたとき、即ち、通信がオーバーフローしたとき、輻輳状態を回避するために送信パケット数を少なくして通信を行なうように制御することを言う。
【００３４】
基地局２０は、有線回線４０と無線回線５０との間で通信を中継する中継装置を構成し、通信装置１０から有線回線４０を介して受信したパケットを無線回線５０を介して携帯端末装置３０へ送信する。また、基地局２０は、パケットロスが生じた場合、後述する方法によって、そのパケットロスが有線回線４０および無線回線５０のいずれで生じたかを示す情報を通信装置１０へ送信する。なお、基地局２０は、パケットロスが無線回線５０において生じたとき、携帯端末装置３０における雑音電力に対する受信電力の比である信号対雑音比も通信装置１０へ送信する。
【００３５】
携帯端末装置３０は、移動可能な端末装置であり、例えば、携帯電話機から成る。そして、携帯端末装置３０は、有線回線４０、基地局２０および無線回線５０を介して通信装置１０からの情報を受信するとともに、情報を通信装置１０へ送信する。
【００３６】
有線回線４０は、通信装置１０と基地局２０との間でデータのやり取りを行なう。無線回線５０は、基地局２０と携帯端末装置３０との間でデータのやり取りを行なう。なお、通信装置１０及び基地局２０は、固定されており、携帯端末装置３０のように移動するものではない。
【００３７】
このように、通信装置１０と携帯端末装置３０との間では、有線回線および無線回線を介して情報がやり取りされる。
【００３８】
図２は、図１に示す通信装置１０の概略ブロック図である。通信装置１０は、端子１０１と、インタフェース１０２と、送受信部１０３と、コントローラ１０４と、キー操作部１０５と、情報処理部１０６と、演算処理部１０７と、記憶部１０８と、表示部１０９と、バスＢＳ１とを含む。
【００３９】
端子１０１は、通信装置１０を有線回線４０に接続するための端子である。インタフェース１０２は、端子１０１と送受信部１０３との間でデータのやり取りを制御する。送受信部１０３は、バスＢＳ１を介して入力されたデータをインタフェース１０２および端子１０１を介して有線回線４０へ送信し、端子１０１およびインタフェース１０２を介して受信したデータをバスＢＳ１上へ出力する。
【００４０】
コントローラ１０４は、通信装置１０の各部を制御する。キー操作部１０５は、通信装置１０のユーザの指示を受付ける。情報処理部１０６は、キー操作部１０５を介して入力されたユーザからの指示に応じて、文書作成、および情報の加工等の各種の情報処理を行ない、その処理の結果を複数のパケットに分割して記憶部１０８に記憶する。
【００４１】
演算処理部１０７は、携帯端末装置３０がパケットを受信した場合、携帯端末装置３０における雑音電力に対する受信電力の比である信号対雑音比を携帯端末装置３０から受信し、その受信した信号対雑音比を用いてパケットの送信エラーを演算し、その演算結果を記憶部１０８へ記憶する。
【００４２】
記憶部１０８は、各種のデータを記憶する。表示部１０９は、通信装置１０のユーザに各種の情報を視覚情報として与える。バスＢＳ１は、送受信部１０３、コントローラ１０４、キー操作部１０５、情報処理部１０６、演算処理部１０７、記憶部１０８および表示部１０９間でデータを転送する。
【００４３】
図３は、図１に示す携帯端末装置３０の概略ブロック図である。携帯端末装置３０は、アンテナ３０１と、送受信部３０２と、電力検出部３０３と、演算処理部３０４と、コントローラ３０５と、キー操作部３０６と、表示部３０７と、情報処理部３０８と、記憶部３０９と、バスＢＳ２とを含む。
【００４４】
アンテナ３０１は、無線回線５０を介して基地局２０から信号を受信し、その受信した信号を送受信部３０２へ出力する。送受信部３０２は、アンテナ３０１からの信号をベースバンド信号に変換し、その変換したベースバンド信号をバスＢＳ２へ出力する。また、送受信部３０２は、通信装置１０からのデータを変調してアンテナ３０１に与える。
【００４５】
電力検出部３０３は、アンテナ３０１が信号を受信したときの雑音電力と受信電力とを検出し、その検出した雑音電力および受信電力を演算処理部３０４へ出力する。演算処理部３０４は、電力検出部３０３から入力された雑音電力および受信電力に基づいて、雑音電力に対する受信電力の比である信号対雑音比を演算し、その演算結果を記憶部３０９に記憶する。
【００４６】
コントローラ３０５は、携帯端末装置３０の各部を制御する。キー操作部３０６は、携帯端末装置３０のユーザの指示を受付ける。表示部３０７は、各種の情報をユーザに視覚情報として与える。情報処理部３０８は、キー操作部３０６を介して入力されたユーザの指示に基づいて、文書作成、および情報の加工等を行ない、その結果を記憶部３０９に記憶する。記憶部３０９は、各種のデータおよび情報を格納する。
【００４７】
図４は、ＯＳＩ参照モデル６０、通信システム１００における通信プロトコル７０、および通信システム１００における通信制御方法の概略を示すフローチャート８０を示す。
【００４８】
ＯＳＩ参照モデル６０は、下位層から上位層へ向けて、物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、およびアプリケーション層から成る。
【００４９】
アプリケーション層は、ファイル転送やメッセージ通信などのユーザが実行する多くのサービス間のプロトコルを制御する。プレゼンテーション層は、文字コードや画像データの表現形式を制御し、プロセス間におけるデータ形式などを確認する。セッション層は、アプリケーションプロセス間の情報の流れなど、通信モードの管理や情報転送に関する通信制御を行なう。
【００５０】
トランスポート層は、通信情報の質を高めるための通信制御を行ない、データに欠落があった場合、相手方に通知する。ネットワーク層は、複数のネットワークにまたがったコンピュータ間のデータ転送やデータの中継機能などを果たす。
【００５１】
データリンク層は、ノード間で信頼性の高いデータ伝送を保証するための層であり、中継局間のデータ伝送を確実に行なう。従って、データリンク層は、ハードウェアインタフェースから成る。
【００５２】
物理層は、データリンク層から渡されたビット情報を実際に伝送するための電気信号に変換したり、届いた電気信号をビット情報に変換したり、ケーブルやコネクタなどの規格を取決める層である。従って、物理層は、相手方と物理的に回線を接続するための層であり、物理ハードウェア接続層として機能する。
【００５３】
ＯＳＩ参照モデル６０がインターネットによる通信に用いられる場合、アプリケーション層、プレゼンテーション層およびセッション層は、１つの層としてのアプリケーション層として捉えられる。
【００５４】
従って、通信プロトコル７０は、アプリケーション、ＴＣＰまたはＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、およびアンテナの信号対雑音比特性から成る。ＵＤＰは、コネクションレス型の通信プロトコルであり、ＴＣＰは、コネクション型のプロトコルである。そして、通信システム１００においては、トランスポート層のプロトコルとしてコネクション型のプロトコルであるＴＣＰが用いられる。
【００５５】
トランスポート層のプロトコルとしてＴＣＰを用いた場合に、送信元から送信されたパケットが受信先へ到達しない、いわゆる、パケットロスが生じた場合に、そのパケットが有線回線４０および無線回線５０のいずれで生じたかを示すものとしてＥＣＮ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ  Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と、ＥＬＮ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ  Ｌｏｓｓ  Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とがあり、通信システム１００においては、ＥＣＮが用いられる。
【００５６】
従って、通信装置１０は、送信したパケットにパケットロスが生じた場合にＥＣＮビットを受信し、そのＥＣＮビットが「１」であるか「０」であるかを判定してパケットロスが有線回線４０で生じたか無線回線５０で生じたかを判断する（ステップＳ１）。この場合、ＥＣＮビットが「１」であるとき有線回線４０においてパケットロスが生じたことを示し、ＥＣＮビットが「０」であるとき無線回線５０においてパケットロスが生じたことを示す。
【００５７】
ステップＳ１において、ＥＣＮビットが「１」であるとき、通常のＴＣＰ制御が行なわれる。すなわち、パケットロスが生じたとき、パケットの輻輳制御が行なわれる（ステップＳ２）。一方、ステップＳ１においてＥＣＮビットが「０」であるとき、携帯端末装置３０のアンテナ３０１が受信した雑音電力に対する受信電力の比である信号対雑音比に基づいて、受信電力情報に基づく無線ＴＣＰ制御が行なわれる（ステップＳ３）。この無線ＴＣＰは、基地局２０と携帯端末装置３０との間の通信を制御するものであり、その詳細については、後述する。また、信号対雑音比は、無線回線５０の電波環境を示す指標である。
【００５８】
このように、この発明による通信システム１００においては、無線回線５０においてパケットロスが生じたとき、無線回線５０の電波環境に基づいて無線回線５０における通信を制御することを特徴とする。
【００５９】
図５は、コネクション型の通信システムにおいて、複数のパケットを送信側から受信側へ送信するときの送信側と受信側との間のやり取りを示す概念図である。
【００６０】
送信側は、ｎ個のパケットを番号１，２，・・・，ｎの順で受信側へ送信する。受信側は、番号１のパケットを受信すると、番号１のパケットを受信したことを示す確認応答ＡＣＫ１を送信側へ送信する。番号２，３，・・・，ｎのパケットについても、同様に、確認応答ＡＣＫ，ＡＣＫ３，・・・，ＡＣＫｎを送信側へ送信する。
【００６１】
送信側は、確認応答ＡＣＫ１，ＡＣＫ２，・・・，ＡＣＫｎを受信することにより、番号１，２，・・・，ｎのパケットが受信側へ送信されたことを認識する。そして、送信側が番号１のパケットを受信側へ送信してから番号１のパケットを受信したことを示す確認応答ＡＣＫ１を受信側から受信するまでの間に、送信側が受信側へ送信するパケットの個数ｎを送信ウィンドウと言う。従って、送信側から送信されたパケットが確実に受信側に到達するのであれば、送信ウィンドウが大きい程、通信効率は高い。
【００６２】
このように、コネクション型の通信システムにおいては、送信側は、受信側との間で、パケットの送信と確認応答の受信とを行ないながら複数のパケットを受信側へ送信する。
【００６３】
従って、情報を複数のパケットに分割し、その分割した複数のパケットを通信装置１０から携帯端末装置３０へ送信するとき、通信装置１０は、ｎ個のパケットを番号１，２，・・・，ｎの順で有線回線４０、基地局２０、および無線回線５０を介して携帯端末装置３０へ送信する。そして、携帯端末装置３０は、番号１，２，・・・，ｎのパケットを受信すると、確認応答ＡＣＫ１，ＡＣＫ２，・・・，ＡＣＫｎを無線回線５０、基地局２０および有線回線４０を介して通信装置１０へ送信する。
【００６４】
図６は、複数のパケットが通信装置１０から携帯端末装置３０へ送信されるときの動作を示すフローチャートである。通信装置１０から携帯端末装置３０への通信が開始されると、キー操作部１０５から入力されたユーザの指示に従って送信すべき情報を作成し、その作成した情報を複数のパケットに分割してバスＢＳ１を介して記憶部１０８に記憶する（ステップＳ１００）。
【００６５】
そして、バスＢＳ１を介して記憶部１０８から番号１，２，・・・，ｎの順に複数のパケットを読出し、その読出したｎ個のパケットに携帯端末装置３０の宛先を追加して送受信部１０３へ与える。その後、受取ったパケットをインタフェース１０２および端子１０１を介して携帯端末装置３０へ送信する（ステップＳ１０２）。中継装置としての基地局２０は、有線回線４０を介してｎ個のパケットを番号１，２，・・・，ｎの順に受信し、１送信ウィンドウ内の全てのパケットを受信したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００６６】
ステップＳ１０４において、１送信ウィンドウ内に送信されるｎ個のパケットのうち、少なくとも１個のパケットを受信しなかったと判定したとき、有線回線４０におけるパケットロスが生じたと判断し、ＥＣＮビットを「１」とするＥＣＮ＝１を通信装置１０へ送信する（ステップＳ１０６）。一方、ステップＳ１０４において、１送信ウィンドウ内の全てのパケットを受信したと判定したとき、またはステップＳ１０６の後、受信したパケットを無線回線５０を介して携帯端末装置３０へ送信する（ステップＳ１０８）。
【００６７】
そして、無線回線５０を介してパケットを受信したか否かを判定し（ステップＳ１１０）、パケットを受信したとき、信号対雑音比を演算するように演算処理部３０４を制御する。この場合、アンテナ３０１がパケットを受信するごとに雑音電力および受信電力を検出し、その検出した雑音電力および受信電力を演算処理部３０４へ出力する。
【００６８】
コントローラ３０５からの制御に基づいて、電力検出部３０３から入力された雑音電力および受信電力に基づいて信号対雑音比を次式により演算する。
【００６９】
信号対雑音比＝２０×ｌｏｇ（Ｅｓ／Ｅｎ）・・・・（１）
但し、Ｅｓ：携帯端末装置３０における受信電力、Ｅｎ：携帯端末装置３０における雑音電力である。
【００７０】
そして、演算した信号対雑音比をバスＢＳ２を介して記憶部３０９に記憶する。これにより、信号対雑音比が検出される（ステップＳ１１２）。そして、バスＢＳ２を介して記憶部３０９から信号対雑音比を読出し、その読出した信号対雑音比を、パケットを受信したことを示す確認応答ＡＣＫに含めて基地局２０へ送信する（ステップＳ１１４）。
【００７１】
一方、ステップＳ１１０において、パケットを受信しなかったと判定したとき、ステップＳ１１２における動作と同じ動作により信号対雑音比が検出される（ステップＳ１１６）。そして、バスＢＳ２を介して記憶部３０９から読出した信号対雑音比を、パケットを受信しなかったことを示す確認応答ＮＡＣＫに含めて基地局２０へ送信する（ステップＳ１１８）。なお、携帯端末装置３０において、ステップＳ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１４，Ｓ１１６，Ｓ１１８の動作は、パケットごとに行なわれる。
【００７２】
その後、携帯端末装置３０から確認応答ＡＣＫ，ＮＡＣＫのいずれを受信したかを判定し（ステップＳ１２０）、確認応答ＮＡＣＫを受信したとき、ＥＣＮビットを「０」に設定したＥＣＮ＝０と、確認応答ＮＡＣＫに含まれる信号対雑音比とを有線回線４０を介して通信装置１０へ送信する（ステップＳ１２２）。
【００７３】
一方、ステップＳ１２０において、確認応答ＡＣＫを受信したと判定したとき、その受信した確認応答ＡＣＫをそのまま有線回線４０を介して通信装置１０へ送信する（ステップＳ１２４）。
【００７４】
ステップＳ１０６、またはステップＳ１２２、またはステップＳ１２４の後、基地局２０からＥＣＮ＝１、ＥＣＮ＝０、および確認応答ＡＣＫのいずれを受信したかを判定する（ステップＳ１２６）。そして、ＥＣＮ＝０を受信したと判定したとき、無線回線５０におけるパケットロスが生じたと判断し、携帯端末装置３０から送信された信号対雑音比に基づくＴＣＰ制御を行なって携帯端末装置３０へ複数のパケットを送信する（ステップＳ１２８）。
【００７５】
また、ステップＳ１２６において、ＥＣＮ＝１を受信したと判定したとき、有線回線４０におけるパケットロスが生じたと判断し、通常のＴＣＰ制御を行なって携帯端末装置３０へ複数のパケットを送信する（ステップＳ１３０）。
【００７６】
さらに、ステップＳ１２６において、確認応答ＡＣＫを受信したと判定したとき、記憶部１０８を検索し、全てのパケットを送信したか否かを判定する（ステップＳ１３２）。そして、全てのパケットを送信していないと判定したとき、次の１送信ウィンドウ内のｎ個のパケットを記憶部１０８から順次読出し、上述したステップＳ１０２〜Ｓ１３２を繰返す。また、ステップＳ１３２において、全てのパケットを送信したと判定したとき、通信装置１０から携帯端末装置３０への通信動作が終了する。
【００７７】
なお、上記においては、信号対雑音比は、携帯端末装置３０における雑音電力Ｅｎと受信電力Ｅｓとに基づいて演算されたが、携帯端末装置３０における信号の受信強度Ｉｓと雑音強度Ｉｎとに基づいて演算されてもよい。その場合、上記式（１）の代わりに次の式（２）が用いられる。
【００７８】
信号対雑音比＝１０×ｌｏｇ（Ｉｓ／Ｉｎ）・・・・（２）
図７は、図６に示すステップＳ１２８の動作、すなわち、受信電力情報に基づくＴＣＰ制御の動作を詳細に説明するためのフローチャートである。図６のステップＳ１２６において、ＥＣＮ＝０を受信したと判定したのち、パケットの送信ロス数ＮＬＰを「０」に設定する（ステップＳ２００）。そして、ＥＣＮ＝０とともに受信した信号対雑音比をバスＢＳ１を介して演算処理部１０７に与え、信号対雑音比に基づいてパケットの送信エラーを演算するように演算処理部１０７を制御する。
【００７９】
その後、受取った信号対雑音比を用いて送信エラーを上記の式（１）と次の式（３）とにより演算し、その演算結果をバスＢＳ１を介して記憶部１０８に格納する（ステップＳ２０２）。
【００８０】
ｐ＝Ａ／２×ｅｘｐ（−Ｅｓ／Ｅｎ）・・・・（３）
但し、ｐ：送信エラー、Ａ：通信システム１００に固有の定数である。
【００８１】
つまり、パケットの送信エラーｐは、信号対雑音比、究極的には携帯端末装置３０における受信電力Ｅｓおよび雑音電力Ｅｎに基づいて演算される。なお、信号対雑音比が上記の式（２）によって演算されるとき、送信エラーｐは、携帯端末装置３０における信号の受信強度Ｉｓおよび雑音強度Ｉｎに基づいて演算される。
【００８２】
その後、記憶部１０８から送信エラーｐをバスＢＳ１を介して読出し、送信エラーｐが所定値以上か否かを判定する（ステップＳ２０４）。そして、送信エラーｐが所定値以上のとき、無線回線５０の電波環境の指標である信号対雑音比に基づいて無線回線５０においてパケットの送信ロスが生じたことを確認する。
【００８３】
図６に示すステップＳ１２６において、コントローラ１０４は、無線回線５０においてパケットの送信ロスが生じたことを示すＥＣＮ＝０を受信しており、ステップＳ２０４において、さらに、送信エラーｐが所定値以上のときにパケットの送信ロスが生じたことを確認することにしたのは、通信装置１０のコントローラ１０４は、ＥＣＮ＝０の受信に応じて、携帯端末装置３０へ到達するパケット数を多くするように、送信するパケット数を制御するモードへ移行させ、無線回線５０におけるパケットの送信ロスの確認は携帯端末装置３０から受信した信号対雑音比に基づいて行なうことにしたためである。
【００８４】
また、基地局２０は、パケットを受信していないことを示す確認応答ＮＡＣＫに基づいてＥＣＮ＝０を通信装置１０へ送信するので、ステップＳ２０４においては、携帯端末装置３０における受信電力情報を示す信号対雑音比に基づいて検出された送信エラーｐは、通常、所定値以上になる。従って、ステップＳ２０２において演算された送信エラーｐが所定値以上と判定されるまで、ステップＳ２０４が繰返される。
【００８５】
ステップＳ２０４において、送信エラーｐが所定値以上であると判定すると、パケットの送信ロス数ＮＬＰを「１」だけ加算し（ステップＳ２０６）、パケットの送信ロス数ＮＬＰが２以上か否かを判定する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８において、送信ロス数ＮＬＰが２未満であるとき、ステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０８が繰返される。
【００８６】
一方、ステップＳ２０８において、パケットの送信ロス数ＮＬＰが２以上であると判定したとき、早期回復（ステップＳ２１０）または早期再送（ステップＳ２１２）を行なう。つまり、パケットの送信ロス数ＮＬＰが２以上か否かは１送信ウィンドウ内において判定されるため、１送信ウィンドウ内におけるパケットの送信ロス数が２以上と判定されたとき、早期回復（ステップＳ２１０）、または早期再送（ステップＳ２１２）が行なわれる。
【００８７】
なお、１送信ウィンドウ内にパケットの送信ロスが２以上発生することは、パケットの送信ロス率が２／（１送信ウィンドウ）以上であることを意味する。従って、この発明においては、携帯端末装置３０へのパケットの送信ロス率が２／（１送信ウィンドウ）以上のとき、早期回復（ステップＳ２１０）または早期再送（ステップＳ２１２）を行なう。
【００８８】
図８は、図７に示すステップＳ２１０の早期回復の概念を説明するための図である。図８において、縦軸は、通信装置１０が一時に送信するパケット数であり、横軸は時間である。通信装置１０のコントローラ１０４は、基地局２０からＥＣＮ＝０を受信し、１送信ウィンドウ内のパケットの送信ロス数が２以上と判定するまでは、図８に示すように、一時に送信するパケット数を１個、２個、４個、８個、９個、１０個、１１個、・・・・と増加させながらパケットを携帯端末装置３０へ送信する。そして、コントローラ１０４は、一時に送信するパケット数が１２個まで増加した時点で、基地局２０からＥＣＮ＝０を受信し、１送信ウィンドウ内のパケットの送信ロス数ＮＬＰが２以上と判定すると、一時に送信するパケット数を半分の６個まで減少させ、６個を基準にして送信するパケット数を増加する。
【００８９】
このように、送信するパケットに送信ロスが発生したとき、一時に送信するパケット数を半分の個数に減少し、その減少した個数を基準にして一時に送信するパケット数を増加させて携帯端末装置３０へ到達するパケット数を多くするパケット数の制御方法を「早期回復」という。
【００９０】
通信装置１０のコントローラ１０４は、図８に示すように、一時に送信するパケット数が基準値ＳＴＶに達するまでは、一時に送信するパケット数を２m（ｍは自然数）に従って増加し、基準値ＳＴＶを超えると一時に送信するパケット数を線形的に増加する。そして、この基準値ＳＴＶは、無線回線５０の電波環境を示す指標である信号対雑音比に基づいて決定される。すなわち、携帯端末装置３０において検出された信号対雑音比が大きいとき（電波環境が良いことを示す）、基準値ＳＴＶは大きく設定され、携帯端末装置３０において検出された信号対雑音比が小さいとき（電波環境が悪いことを示す）、基準値ＳＴＶは小さく設定される。
【００９１】
従って、この発明においては、送信側は、無線回線５０の電波環境に基づいて決定された所定の基準値ＳＴＶに達するまでは、一時に送信するパケット数を指数関数的に増加し、基準値に達すると、一時に送信するパケット数を線形的に増加することを特徴とする。また、この発明においては、送信側は、無線回線５０において、パケットの送信ロスが生じたとき、一時に送信するパケット数を半分の個数まで減少し、その減少した個数を基準にして一時に送信するパケット数を増加することを特徴とする。送信側が、一時に送信するパケット数をこのように制御することによって、携帯端末装置３０へ到達するパケット数が増加し、通信システム１００における通信効率を高くできる。
【００９２】
また、図８においては、パケットの送信ロスが生じたとき、通信装置１０が一時に送信するパケット数を１２個から半分の６個まで減少させ、その後、一時に送信するパケット数を線形的に増加する。６個という個数は、基準値ＳＴＶよりも小さいが、一時に送信するパケット数を６個を基準にして指数関数的に増加すると、１回の増加によって基準値ＳＴＶを超えるので、このような場合は、一時に送信するパケット数を線形的に増加することにしたものである。
【００９３】
図９は、図７に示すステップＳ２１２の早期再送の概念を説明するための図である。送信側である通信装置１０は、ｎ個のパケットを１送信ウィンドウ内で送信し、番号１のパケットが受信側である携帯端末装置３０へ到達せず、番号２，３，・・・，ｎのパケットは携帯端末装置３０へ到達したとする。この場合、携帯端末装置３０は、番号１のパケットの不受理に伴い、確認応答ＮＡＣＫ１を通信装置１０へ送信し、番号２，３，・・・，ｎのパケットの受信に伴い確認応答ＡＣＫ２，ＡＣＫ３，・・・，ＡＣＫｎを通信装置１０へ送信する。
【００９４】
通信装置１０は、番号１のパケットを送信したときから一定時間Ｔｏｕｔが終了する前に、番号２，３，・・・のパケットを受信したことを示す確認応答ＡＣＫ２，ＡＣＫ３，・・・を受信したとき、番号１のパケットを再送することを「早期再送」という。通信装置１０は、送信するパケットをこのように制御しても携帯端末装置３０へ到達するパケット数を増加させることができる。
【００９５】
図６に示すように、送信側である通信装置１０は、基地局２０からＥＣＮ＝１が送信されたとき（ステップＳ１０６参照）、有線回線４０においてパケットの送信ロスが生じたことを認識でき、基地局２０からＥＣＮ＝０が送信されたとき（ステップＳ１２２参照）、無線回線５０においてパケットの送信ロスが生じたことを認識できる。そして、通信装置１０は、無線回線５０においてパケットの送信ロスが発生したとき、上述したように、「早期回復（図７のステップＳ２１０参照）」または「早期再送（図７のステップＳ２１２参照）」によって、携帯端末装置３０へ到達するパケット数を増加する。
【００９６】
図１０は、有線回線および無線回線を介して複数のパケットを送信側から受信側へ送信した場合に、受信側へ到達したパケット数の受信側における信号対雑音比依存性を示すシミュレーションの結果である。図１０において、縦軸は、受信側へ到達したパケット数を示し、横軸は、受信側における信号対雑音比を示す。なお、”ＴＣＰ−Ｒｅｎｏ”は、現在の実装において主流となっているＴＣＰのバージョンを示す。信号対雑音比が−５ｄＢ〜１０ｄＢの範囲においては、受信側へ到達するパケット数は、概ね信号対雑音比の減少に伴って減少し、信号対雑音比が−２０ｄＢ〜−５ｄＢの範囲においては、受信側へ到達するパケット数は、信号対雑音比の減少に伴って指数関数的に減少し、信号対雑音比が−１５ｄＢ以下では、パケットは、受信側へ殆ど到達しない。
【００９７】
このように、有線回線および無線回線を介して送信側から受信側へパケットを送信する通信システムにおいて従来のＴＣＰを適用した場合、受信側へ到達するパケット数は、受信側における信号対雑音比に大きく依存することが解かる。
【００９８】
図１１は、図１０の信号対雑音比が−１５ｄＢ〜−５ｄＢの範囲において、受信側へ到達したパケット数の信号対雑音比依存性を、従来のＴＣＰによる制御方法と本発明による制御方法との間で比較したシミュレーションの結果である。曲線ｋ１は、本発明による場合を示し、曲線ｋ２は、従来のＴＣＰによる場合を示す。図１１から明らかなように、図１０において、受信側へ到達するパケット数が非常に少ない領域において、本発明による制御方法を適用した場合は、従来の制御方法を適用した場合に比べ、受信側へ到達するパケット数が約２倍に増加している。従って、無線回線の電波環境の指標である信号対雑音比を用いてパケットの送信個数を制御することにより受信側へ到達するパケット数を増加させることができる。
【００９９】
なお、この発明においては、「指標値」とは、図１０及び図１１に示した信号対雑音比の値を言う。
【０１００】
図１２は、ウィンドウサイズを従来のＴＣＰによる制御方法と本発明による制御方法との間で比較したシミュレーションの結果である。縦軸はウィンドウサイズを示し、横軸は時間を示す。また、曲線ｋ３は、本発明による場合を示し、曲線ｋ４は、従来のＴＣＰによる場合を示す。図１２から明らかなように、本発明によるパケットの送信制御方法を適用することにより、ウィンドウサイズを約２倍に大きくすることができ、受信側へ到達するパケット数を多くすることができる。
【０１０１】
上記においては、通信装置１０は、有線回線４０、基地局２０および無線回線５０を介してデータを通信装置２０へ送信するとして説明したが、この発明においては、通信装置１０は、無線回線５０のみを介してデータを通信装置２０へ送信してもよい。
【０１０２】
また、受信側へ到達しなかったパケット数が１送信ウィンドウ内で２個以上であるときに、早期回復または早期再送による送信制御を行なうとして説明したが、本発明においては、早期回復または早期再送による送信制御を行なうか否かの判断を１送信ウィンドウ内ではなく、複数の送信ウィンドウ内において発生した送信ロス数に基づいて行なってもよい。また、１送信ウィンドウ内に発生する送信ロス数が２個以外の場合に早期回復または早期再送による送信制御を行なうように構成してもよい。
【０１０３】
また、通信装置１０は、一時に送信するパケット数を基準値ＳＴＶまでは２mに従って増加させるとして説明したが、本発明においては、これに限らず、それ以外の指数関数に従って一時に送信するパケット数を増加してもよく、無線回線５０における電波環境に応じて一時に送信するパケット数を増加する割合を決定してもよい。
【０１０４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１０５】
【発明の効果】
この発明によれば、パケットの送信側は、無線回線における電波環境の指標である信号対雑音比を用いてパケットの送信エラーを検出し、受信側へ到達しなかったパケット数が所定値以上のとき、一時に送信するパケット数を半分の個数まで減少し、その減少した個数を基準にして一時に送信するパケット数を増加させるように制御するので、受信側へ到達するパケット数を多くすることができる。
【０１０６】
その結果、通信効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による通信システムの概略ブロック図である。
【図２】  図１に示す通信装置の概略ブロック図である。
【図３】  図１に示す携帯端末装置の概略ブロック図である。
【図４】  ＯＳＩ参照モデル、図１に示す通信システムにおける通信プロトコル、および図１に示す通信システムにおける通信制御方法の概略を示すフローチャートを示す図である。
【図５】  送信ウィンドウを説明するための概念図である。
【図６】  図１に示す通信システムにおける複数のパケットの送信動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】  図６に示すフローチャートのステップＳ１２８の詳細を示すフローチャートである。
【図８】  図７に示す早期回復の概念を説明するための図である。
【図９】  図７に示す早期再送の概念を説明するための図である。
【図１０】  従来のＴＣＰを用いた通信システムにおける受信側へ到達するパケット数の受信側における信号対雑音比依存性を示すシミュレーションである。
【図１１】  図１０の信号対雑音比が−１５ｄＢ〜−５ｄＢの範囲において、受信側へ到達するパケット数の受信側における信号対雑音比依存性を、従来のＴＣＰによる場合と本発明による場合との間で比較するシミュレーションである。
【図１２】  ウィンドウサイズを従来のＴＣＰによる制御方法と本発明による制御方法との間で比較するシミュレーションである。
【符号の説明】
１０  通信装置、２０  基地局、３０  携帯端末装置、４０  有線回線、５０無線回線、６０  ＯＳＩ参照モデル、７０  通信プロトコル、８０  フローチャート、１００  通信システム、１０１  端子、１０２  インタフェース、１０３，３０２  送受信部、１０４，３０５  コントローラ、１０５，３０６  キー操作部、１０６，３０８  情報処理部、１０７，３０４  演算処理部、１０８，３０９  記憶部、１０９，３０７  表示部、３０１  アンテナ、３０３  電力検出部。
【図１】
0003888875.tif 000002
【図２】
0003888875.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003888875.tif 000010
【図１０】
0003888875.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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