JP2005244667A - 通信装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線区間では誤り率が高いため、パケットの欠落が生じやすい。
【解決手段】第１通信部１０２は、有線ネットワーク１０からパケットを受け付ける。解析部１０４は、パケットのプロトコルを特定しプロトコル識別情報を伝送速度設定部１０６に出力する。プロトコル識別情報がＲＴＰを示す場合、伝送速度設定部１０６は標準伝送速度より低い伝送速度でそのパケットを伝送することを変調部１０８に設定する。変調部１０８は、設定された伝送速度になるように変調処理を行う。そして、変調されたパケットは、ＲＦ部１１０およびアンテナ１２２を介して送信される。これにより、ＲＴＰに準じたパケットに対するエラーの発生率が下がり、パケットの欠落を抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信技術に関し、とくに無線区間におけるデータの伝送速度を調整する方法およびそれを利用した通信装置に関する。

ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）やＦＴＴＨ（Fiber To The Home）などのインフラストラクチャーが整備されることにより、１Ｍｂｐｓ〜１００Ｍｂｐｓ以上の高速通信サービスを利用できるようになってきた。こうした通信インフラが整備されることにより、例えばＶｏＩＰ、映像ストリーミングなどの比較的大容量のコンテンツを取り扱うマルチメディアサービスが徐々に広まり始めている。一般にネットワークにおける通信は、各種のプロトコルを利用することで実現されている。このため、単一のネットワークに様々な種類のプロトコルに準じた通信パケットが混在することになり、通信状態によっては、例えばＶｏＩＰや映像ストリーミングなどリアルタイム性の高いデータを取り扱うサービスが十分な品質で提供されないことがある。こうしたことから、例えばＶｏＩＰのパケットを優先的に伝送するものがある（特許文献１）。また、リアルタイムデータと非リアルタイムデータでデータ再送処理の有無を制御するものがある（特許文献２）。
特開２００２−１２５０６９号公報 特開平７−３３６３６６号公報

ネットワークは有線や無線により構築される。無線通信における伝送路特性は有線通信における伝送路特性に比べて不安定なので、無線ネットワークにおける通信品質は、通信状態の変化に影響を受けやすい。このため、無線区間ではデータの誤り率が高く、パケットの欠落や遅延が多く発生してしまう。例えば、音声や映像をストリーミングする場合、パケットの欠落や遅延が多く発生すると再生時の品質が悪くなってしまう。

本発明はこうした点に鑑みてなされたもので、その目的は、無線区間における通信品質を向上するための通信方法およびその方法を利用した装置を提供することにある。

本発明のある態様は、一方の通信路から入力したパケットを他方の通信路に出力する通信装置である。この装置は、複数のレイヤからなる一連の通信手順に準じて、所定の端末装置に伝送されるべきパケットを受け付ける入力部と、パケットを端末装置に物理的に伝送するための物理レイヤにおいて、パケットを伝送するための伝送速度を、物理レイヤより上位のレイヤの特徴に基いて設定する設定部と、設定された伝送速度でパケットを端末装置に伝送する伝送部とを備える。

この態様によれば、上位レイヤの特徴に基づいて物理レイヤにおけるパケットの伝送速度を切り替えることができる。例えば「物理レイヤ」は、無線による伝送手段であってよく、無線通信における伝送速度すなわち誤り率が上位レイヤの特徴に基づいて切り替えられる。これにより、パケットに適当な誤り率を設定して通信を行うことができる。

この装置は、パケットに基いて物理レイヤより上位のレイヤにおけるプロトコルを特定する解析部を更に備え、設定部は、プロトコルに応じて伝送速度を設定してもよい。

プロトコルがリアルタイムデータの伝送に利用される場合、設定部は伝送速度を低く設定してもよい。これにより、無線区間において伝送速度が低くなると誤り率が低くなるので、リアルタイムデータが伝送中に欠落することを抑制できる。

物理レイヤにおいてパケットの再送が生じた場合、設定部は再送時の伝送速度を、パケットを最初に伝送した際の伝送速度より低く設定してもよい。これにより、変化する通信状態に応じて、適当な伝送速度を設定できる。

物理レイヤにおいてパケットの再送が生じた場合、設定部は再送時の伝送速度を、再送回数に応じて段階的に低く設定してもよい。

本発明の別の態様は、一方の通信路から入力したパケットを他方の通信路に出力する通信装置である。この装置は、複数のレイヤからなる一連の通信手順に準じて、所定の端末装置に伝送されるべきパケットを受け付ける入力部と、所定の伝送速度でパケットを端末装置に伝送する伝送部と、パケットの再送が生じた場合、再送時のパケットを伝送するための伝送速度を、パケットを最初に伝送した時の伝送速度より低く設定する設定部とを備える。

本発明の更に別の態様は、一方の通信路から入力したパケットを他方の通信路に出力する通信方法である。この方法は、複数のレイヤからなる一連の通信手順に準じて、所定の端末装置に伝送されるべきパケットを受け付けるステップと、パケットを端末装置に物理的に伝送するための物理レイヤにおいて、パケットを伝送するための伝送速度を、物理レイヤより上位のレイヤの特徴に基いて設定するステップと、設定された伝送速度でパケットを端末装置に伝送するステップとを含む。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、効率的にパケットを伝送することができる。

図１は、実施の形態に係る通信システム５０の構成図である。第１端末装置１２および第１通信装置１００ａは、有線ネットワーク１０に接続されている。第２端末装置１４は第２通信装置１００ｂと例えばシリアルまたはパラレルで接続されている。第１通信装置１００ａおよび第２通信装置１００ｂは、無線ネットワーク２０を形成して、第１端末装置１２ならびに第２端末装置１４を通信可能にする。第１通信装置１００ａおよび第２通信装置１００ｂは、同一の構成を有する。以下、第１通信装置１００ａおよび第２通信装置１００ｂを、単に「通信装置１００」という。

通信装置１００は、有線ネットワーク１０を介して受信したパケットを、無線ネットワーク２０を介して他の通信装置１００へ送信する。通信装置１００は、例えば誤りに強いＢＰＳＫや多くのデータを伝送可能な１６ＱＡＭなど複数の変調方式を選択的に利用してデータを伝送することができる。変調方式と符号化率を変えることにより、伝送レートすなわち伝送速度を切り替えることができる。以下、変調方式と符号化率を変えることを、単に「伝送速度」を変えると表現する。

一般に無線通信におけるデータの誤り率は、有線通信におけるデータの誤り率より高い。無線通信は通信状態の変化に影響を受けやすく、例えば周辺で電子レンジを使っているときは、使っていないときよりデータの誤り率が高くなる。また、データの伝送速度が高くなるにつれて、データの誤り率も高くなってしまう。これは、無線通信における伝送路特性が、有線通信における伝送路特性に比べて、周辺環境の変化を起因とする通信状態の変化に影響を受けやすいためである。

例えば音声や映像をストリーミングするアプリケーションなどでは、パケットの欠落や遅延が多く発生すると再生時の品質が悪くなってしまう。とくに、パケットの欠落が多くなると、人が感じる再生時の品質が著しく低下してしまう。全てのパケットに対して、確実に伝送されるまで再送処理を行えば無線区間におけるパケットの欠落を防止できるが、無線区間における通信帯域を圧迫してしまいネットワーク全体の通信効率をさげかねない。そこで、実施の形態に係る通信装置１００は、最大再送回数と伝送速度とを制御することでネットワーク全体の通信効率を下げることなく、無線区間におけるパケットの欠落を防止する。

（最大再送回数の制御について）
通信装置１００は、パケットの種類に応じて、最大再送回数に格差を付けることで再送にともなう通信帯域の圧迫を解消する。「最大再送回数」は、物理層において欠落したパケットの再送を行う回数の最大値である。一般に音声や映像などのストリーミングに利用されるリアルタイム性の高いプロトコルはＵＤＰを下位レイヤのプロトコルとしており、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）やＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）などのリアルタイム性の低いプロトコルはＴＣＰを下位レイヤのプロトコルとしている。

ＴＣＰのパケットは、トランスポート層で再送制御が行われるので、パケットが欠落することはない。しかしＵＤＰのパケットは、トランスポート層で再送制御が行われないので、パケットが欠落してしまう。そこで、通信装置１００は、例えばＵＤＰのパケットの最大再送回数をＴＣＰのパケットの最大再送回数より多く設定する。これにより、ＵＤＰのパケットの欠落を抑制するとともに、無線区間における通信帯域の圧迫を避けることができる。すなわち、ＴＣＰのパケットの再送に使われるはずの帯域を空けることができるので、ＵＤＰのパケットの再送により通信帯域を必要以上に圧迫することがない。

また、再送タイミングが時系列的に分散される効果もある。例えばＴＣＰのパケットの最大再送回数を０回にした場合、ＵＤＰのパケットは無線区間においてすぐに再送処理が行われる。それに対し、ＴＣＰのパケットは無線区間の上位の端末で指示されてから再送されるので、通信状態の悪化などで同時期にＴＣＰのパケットおよびＵＤＰのパケットが欠落したとしても、それぞれのパケットが再送されるタイミングが分散される。

音声や映像をストリーミングする場合、再生時の品質はパケットの欠落だけでなく、パケットの遅延、すなわちパケットの到着時間にも影響される。ＴＣＰのパケットはトランスポート層の再送制御により確実に伝送されるが、端末間の処理になるため、無線区間における再送処理より時間が長く必要になる。このため、通信装置１００は、リアルタイム性の高い処理を行うアプリケーションで利用されるデータ（以下、単に「リアルタイムデータ」という）の最大再送回数を、リアルタイム性の低い処理を行うアプリケーションで利用されるデータ（以下、単に「非リアルタイムデータ」という）の最大再送回数より多く設定する。これにより、リアルタイムデータの欠落を抑制するとともに、無線区間における通信帯域の圧迫を避けることができる。

（伝送速度の制御について）
一般に無線通信では、データの伝送速度が高くなるにつれて、データの誤り率が増加する。このため、伝送速度を低くして無線通信を行えばデータの誤りを抑制し、パケットの欠落を抑制できるが、無線区間における伝送速度を低くすることが原因となりネットワーク全体の通信効率をさげかねない。そこで通信装置１００は、パケットの種類に応じて、無線区間における伝送速度を切り替える。例えば、パケットがリアルタイムデータを含む場合、通信装置１００はそのパケットを標準時の伝送速度より低い伝送速度で伝送する。また、パケットが非リアルタイムデータを含む場合、通信装置１００はそのパケットを標準時の伝送速度で伝送する。これにより、ネットワーク全体の通信効率を落とすことなく、リアルタイムデータの欠落を抑制できる。

通信装置１００は、無線区間における最大送信回数および伝送速度の少なくとも一方を、パケットの種類に応じて制御することにより、リアルタイムデータの欠落を効率的に抑制する。

（パケットの種類に応じて伝送速度を制御する形態）
図２は、パケットの種類に応じて伝送速度を制御する形態における、図１の第１通信装置１００ａと第２通信装置１００ｂとの通信処理をＯＳＩ参照モデルを用いて示した図である。本図では第１通信装置１００ａが送信側であり、第２通信装置１００ｂが受信側であるとする。第１通信装置１００ａは、物理層より上位のレイヤにおける特徴に基づいて、物理層におけるパケットを伝送するための伝送速度を設定する。そして、第１通信装置１００ａは、設定した伝送速度でパケットを伝送できるように変調処理を施して、無線で第２通信装置１００ｂに伝送する。

通信装置１００は、アプリケーションがユーザに提供する処理に対して、ユーザがストレスを感じないようにパケットの伝送速度を制御する。パケットがどのアプリケーションでどのような処理のために利用されるのかを特定する手段として、本実施の形態では上位レイヤの特徴を利用する。「上位のレイヤにおける特徴」は、例えば上位のレイヤにおけるプロトコルであってもよいし、上位のレイヤにおける通信手順で生成されたパケットのデータサイズであってもよいし、その他パケットに含まれる所定のビットパターンなど任意の情報であってよく、パケットがどのような処理のために利用されるのかを特定できればよい。「どのような処理」とは、例えばストリーミング再生などのアプリケーションにおける主となる処理であってもよいし、例えばユーザ登録などのアプリケーションにおける補助的な処理であってもよい。

本実施の形態では、リアルタイムデータの伝送に利用されるプロトコルか否かに基づいて伝送速度を切り替える。このリアルタイムデータとして、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）の場合を一例として取り上げる。また、ＲＴＰ以外のプロトコルを非リアルタイムデータとして取り扱う。もちろん他の例では、リアルタイムデータとしてＲＴＰ以外のプロトコルをひとつ選択してもよいし、複数のプロトコルを選択してもよい。リアルタイムデータの場合、通信装置１００は、無線区間の伝送速度を低速にしてパケットを伝送する。これにより、無線区間で生じるエラーの発生率が下がり、パケットの遅延や欠落を抑制できる。

（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態に係る通信装置１００の内部構成図である。通信装置１００の各構成要素は、ハードウエアコンポーネントで言えば、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インターフェース、無線通信に用いるユニット等を中心に実現されるが、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。これから説明する各図は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

第１通信部１０２は、例えば１０Ｂａｓｅ−Ｔや１００Ｂａｓｅ−Ｔ等の有線で形成されたネットワーク１０と接続して通信を行う。第１通信部１０２は、有線ネットワーク１０から受け付けたパケットを解析部１０４に出力する。他の接続形態としては、図１で説明したように第２端末装置１４と直接接続してもよい。

解析部１０４は、パケットに含まれる所定のレイヤにおけるプロトコルを識別する情報に基づいて、そのパケットで伝送されるデータの種類を特定する。具体的には解析部１０４は、受け付けたパケットからプロトコルを識別するための情報を取り出し、取り出した情報に基づいてプロトコルを特定し、そのプロトコルを識別する情報（以下、単に「プロトコル識別情報」という）を伝送速度設定部１０６に出力するとともに、パケットをバッファ１１２に書き込む。パケットに含まれる情報からプロトコル識別情報を特定する方法はいろいろとあり、例えばＩＰｖ４に準じたパケットの場合、解析部１０４はＩＰヘッダからプロトコルを識別する情報を読み込んでもよいし、ＩＰヘッダに含まれるＴＣＰやＵＤＰなどの下位レイヤにおけるプロトコルと、ＴＣＰヘッダまたはＵＤＰヘッダに含まれる送信先ポート番号などに基づいてプロトコルを特定してもよい。

伝送速度設定部１０６は、解析部１０４から供給されたプロトコル識別情報に基づいて、無線区間における伝送速度を設定する。そして、伝送速度設定部１０６は、設定した伝送速度で伝送するための変調処理をパケットに施すことを変調部１０８に指示する。詳細は後述するが、変調部１０８の変調能力に応じて、予め複数の伝送速度が用意されており、伝送速度設定部１０６はその中からプロトコル識別情報に応じた伝送速度を選択する。

本実施の形態では、解析部１０４から受け付けたプロトコル識別情報がＲＴＰ以外の場合、伝送速度設定部１０６は無線区間における受信側の通信装置１００との通信で取りうる最も高い伝送速度を選択する。この伝送速度を、以下「標準伝送速度」という。解析部１０４から受け付けたプロトコル識別情報がＲＴＰの場合、伝送速度設定部１０６は標準伝送速度より低い伝送速度を選択する。これにより、無線区間において、ＲＴＰのパケットに対してエラーが生じる可能性を、他のプロトコルのパケットに対してエラーが生じる可能性より低くできる。すなわち、ＲＴＰのパケットの無線区間における遅延や欠落を抑制できる。

第２通信部１２０は、変調部１０８、ＲＦ部１１０、バッファ１１２、送信制御部１１４、再送指示部１１６、および復調部１１８を含む。

ＲＦ部１１０は、後述の変調部１０８や復調部１１８で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理などを行う。ＲＦ部１１０は、アンテナ１２２を介して電波の送受信を行う。

バッファ１１２は、解析部１０４から供給されたパケットを格納する。送信制御部１１４は、バッファ１１２からパケットを読み出し、変調部１０８に供給する。また、送信制御部１１４は、再送指示部１１６から再送指示を受け付けた場合、再送するパケットをバッファ１１２から読み込むとともに、そのパケットの伝送速度を決めることを伝送速度設定部１０６に指示する。

変調部１０８は、例えばＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、π／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの変調方式を利用して、１Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、１１Ｍｂｐｓ、１２Ｍｂｐｓ、１８Ｍｂｐｓなど複数の伝送速度を選択的に利用してデータを伝送できる。変調部１０８は伝送速度設定部１０６からの指示に応じて、指定された伝送速度でデータを伝送できるように変調処理を行う。

復調部１１８は、ＲＦ部１１０でベースバンドに変換された受信信号に対して復調処理を実行する。復調部１１８は、受信信号の変調方式に応じて、復調処理を変更する。復調部１１８は、復調したパケットを第１通信部１０２に出力する。第１通信部１０２は、復調部１１８から受け付けたパケットを有線ネットワーク１０に出力する。また、復調部１１８は、復調して得られた受信通知を再送指示部１１６に出力する。「受信通知」は、トランスポート層より下位のレイヤで作られた受信側の通信装置１００がパケットを受信したことを示す情報である。送信したパケットに対する受信通知が所定の期間内に戻ってこない場合、再送指示部１１６は送信制御部１１４にパケットの再送を指示する。

送信制御部１１４は、再送指示部１１６から再送指示を受け付けると、再送すべきパケットをバッファ１１２から読み込むとともに、パケットの再送を行うことを伝送速度設定部１０６に通知する。伝送速度設定部１０６は、送信制御部１１４からの通知を受けて、再送時の伝送速度を決定する。パケット毎に再送時の伝送速度を決めることができるように、例えば、解析部１０４はパケットと、そのパケットのプロトコル識別情報とを対応付けてバッファ１１２に格納してもよい。そして、送信制御部１１４は、再送通知とともにプロトコル識別情報を伝送速度設定部１０６に出力する。これにより、伝送速度設定部１０６は、プロトコル識別情報に基づいて再送時の伝送速度を決定できる。

図４は、図３の通信装置１００におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。図３の第１通信部１０２は、有線ネットワーク１０からパケットを受信する（Ｓ１０）。図２の解析部１０４は、そのパケットのプロトコルを特定し（Ｓ１２）、ＲＴＰか否かを判定する（Ｓ１４）。ＲＴＰの場合（Ｓ１４のＹ）、図２の伝送速度設定部１０６は、伝送速度を低速に設定する（Ｓ１６）。ＲＴＰでない場合（Ｓ１４のＮ）、伝送速度設定部１０６は、伝送速度を標準伝送速度に設定する（Ｓ１８）。図２の変調部１０８は、伝送速度設定部１０６により設定された伝送速度でパケットを送信できるように変調処理を施す（Ｓ２０）。そして、パケットは図２のＲＦ部１１０および図２のアンテナ１２２を介して送信され（Ｓ２２）、ひとつのパケットを送信する処理が終了される。通信装置１００は、この処理を受信したパケット毎に行う。

（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態に係る通信装置１００の内部構成図である。第２の実施の形態に係る通信装置１００は、無線区間において再送が生じた場合に、伝送速度を低くするものである。本図で既に説明した構成と同一の符号を付した構成は、機能および動作が略同一である。以下、既に説明した構成と機能および動作が異なる点を主に説明する。

第１通信部１０２は、有線ネットワーク１０からパケットを受け付けると、そのパケットをバッファ１１２に格納する。送信制御部１１４は、バッファ１１２からパケットを読み込み変調部１０８に出力する。そして、そのパケットは、変調部１０８で変調処理が施され、ＲＦ部１１０およびアンテナ１２２を介して伝送される。送信制御部１１４は、再送指示部１１６から再送指示を受け付けると、伝送速度設定部１０６に伝送速度を切り替えることを指示する。

再送時には、伝送速度設定部１０６は、最初にそのパケットを伝送したときの伝送速度より低い伝送速度を設定する。また、伝送速度設定部１０６は、再送回数の増加にともない、段階的に伝送速度を低くしてもよい。これにより、通信状態が変動しやすい無線区間において、そのときの通信状態に応じた伝送速度が適切に設定される。例えば、最初の伝送速度が２４Ｍｂｐｓの場合、伝送速度設定部１０６は再送時の伝送速度を、１８Ｍｂｐｓ、１２Ｍｂｐｓ、９Ｍｂｐｓのように段階的に低くする。

図６は、図５の通信装置１００におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。図５の第１通信部１０２は有線ネットワーク１０からパケットを受信する（Ｓ１０）。図５の伝送速度設定部１０６は伝送速度を標準伝送速度に設定し（Ｓ１８）、変調部１０８は設定された伝送速度でパケットを伝送できるように変調処理を実行する（Ｓ２０）。図５のＲＦ部１１０および図５のアンテナ１２２は、変調されたパケットを伝送する（Ｓ２２）。図５の送信制御部１１４は、図５の再送指示部１１６から再送指示を受け付けた場合（Ｓ３０のＹ）、伝送速度設定部１０６に伝送速度を切り替えることを指示する。伝送速度設定部１０６は、再送前より低い伝送速度を設定する（Ｓ２６）。再送指示を受け付けなかった場合（Ｓ３０のＮ）、ひとつのパケットの送信処理を終了する。

（第３の実施の形態）
図７は、第３の実施の形態に係る通信装置１００の内部構成図である。第３の実施の形態は、第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせた形態であり、通信装置１００は、パケットの種類と無線区間における再送回数とに基づいて、パケットの伝送速度を切り替えるものである。

すなわち、図１の伝送速度設定部１０６は、無線区間におけるパケットの伝送速度を、そのパケットのプロトコルに基づいて決定する。無線区間において再送が生じた場合には、伝送速度設定部１０６は、伝送速度を段階的に低速の方向に切り替える。

図８は、図７の通信装置１００におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。図３の第１通信部１０２は、有線ネットワーク１０からパケットを受信する（Ｓ１０）。図２の解析部１０４は、そのパケットのプロトコルを特定し（Ｓ１２）、ＲＴＰか否かを判定する（Ｓ１４）。ＲＴＰの場合（Ｓ１４のＹ）、図２の伝送速度設定部１０６は、伝送速度を低速に設定する（Ｓ１６）。ＲＴＰでない場合（Ｓ１４のＮ）、伝送速度設定部１０６は、伝送速度を標準伝送速度に設定する（Ｓ１８）。図２の変調部１０８は、伝送速度設定部１０６により設定された伝送速度でパケットを送信できるように変調処理を施す（Ｓ２０）。そして、パケットが図２の通信装置１００および図２のアンテナ１２２を介して送信される（Ｓ２２）。図２の送信制御部１１４は、図２の再送指示部１１６から再送指示を受け付けた場合（Ｓ２４のＹ）、伝送速度設定部１０６に再送時の伝送速度を決定することを要求する。そして、伝送速度設定部１０６は、更に伝送速度を低速に設定する（Ｓ２６）。ステップ２４で、再送指示を受け付けない場合（Ｓ２４のＮ）、ひとつのパケットを送信する処理を終了する。通信装置１００は、この処理を受信したパケット毎に行う。

（パケットの種類に応じて最大再送回数を制御する形態）
図９は、パケットの種類に応じて最大再送回数を制御する形態における、図１の第１通信装置１００ａと第２通信装置１００ｂとの通信処理をＯＳＩ参照モデルを用いて示した図である。本図では第１通信装置１００ａが送信側であり、第２通信装置１００ｂが受信側であるとする。第１通信装置１００ａは、物理層より上位のレイヤにおける特徴に基づいて最大再送回数を設定する。そして、第１通信装置１００ａは、それぞれのパケットに対して設定した最大再送回数を上限として再送を行う。

前述したとおり、通信装置１００は、アプリケーションがユーザに提供する処理に対して、ユーザがストレスを感じないようにパケットの最大再送回数を制御する。パケットがどのアプリケーションでどのような処理のために利用されるのかを特定する手段として、本実施の形態では上位レイヤの特徴を利用する。本実施の形態では、リアルタイムデータの伝送に利用されるプロトコルか、非リアルタイムデータの伝送に利用されるプロトコルか否かに基づいて最大再送回数を設定する。

（第４の実施の形態）
図１０は、第４の実施の形態に係る通信装置１００の内部構成図である。解析部１０４は、第１通信部１０２から受け付けたパケットを解析し、プロトコル識別情報を再送回数設定部１０７に出力する。また、解析部１０４は、そのパケットをバッファ１１２に格納する。送信制御部１１４は、バッファ１１２からパケットを読み込み、変調部１０８に出力する。変調部１０８は、そのパケットに所定の変調処理を施してＲＦ部１１０に出力する。そして、パケットは、ＲＦ部１１０でＤＡ変換され、アンテナ１２２から送信される。また、ＲＦ部１１０はアンテナ１２２が受信した電波をＡＤ変換して復調部１１８に出力する。復調部１１８は、復調して得られたパケットを第１通信部１０２に出力する。また、復調部１１８は、受信通知を再送指示部１１６に出力する。

再送回数設定部１０７は、プロトコル識別情報に基いてパケット毎に最大再送回数を設定する。プロトコル識別情報がＲＴＰを示す場合、再送回数設定部１０７は、そのパケットに対して標準の最大再送回数を設定する。「標準の最大再送回数」は、デフォルト値として予め登録されていてもよいし、物理レイヤにおける通信状態や混雑状況などに応じて変更されてもよい。プロトコル識別情報がＲＴＰ以外を示す場合、再送回数設定部１０７はそのパケットに対して標準の最大再送回数より少ない値を最大再送回数として設定する。別の例では、プロトコル識別情報がＲＴＰ以外を示す場合、再送回数設定部１０７はそのパケットに対して再送を行わない、すなわち最大再送回数を０回に設定してもよい。再送回数設定部１０７は、プロトコル識別情報に基いて、それぞれのプロトコルに準じたパケットに対する最大再送回数に格差が生じるように設定を行えばよい。

再送指示部１１６は、受信通知に基いて、再送すべきパケットを特定する。再送指示部１１６は既知の技術を利用して再送すべきパケットを特定すればよい。そして、再送指示部１１６は、特定されたパケットの再送回数が再送回数設定部１０７に設定された最大再送回数より少ないか否かを判断する。再送回数が最大再送回数より少ない場合、再送指示部１１６は送信制御部１１４にパケットの再送を指示する。また、再送回数が最大再送回数以上の場合、再送指示部１１６は送信制御部１１４にパケットの再送を指示しない。これにより、通信装置１００は、パケットの種類に応じて再送回数を制限できる。

図１１は、図１０の通信装置１００におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。図１０の第１通信部１０２は、有線ネットワーク１０からパケットを受信する（Ｓ１０）。図１０の解析部１０４は、そのパケットのプロトコルを特定する（Ｓ１２）。図１０の再送回数設定部１０７は、そのパケットがＲＴＰか否かを判定する（Ｓ５０）。ＲＴＰの場合（Ｓ５０Ｙ）、再送回数設定部１０７はそのパケットの最大再送回数を標準に設定する（Ｓ５４）。ＲＴＰ以外の場合（Ｓ５０のＮ）、再送回数設定部１０７はそのパケットの最大再送回数を標準より少なく設定する（Ｓ５２）。図１０の第２通信部１２０は、そのパケットを送信する（Ｓ２２）。

（第５の実施の形態）
図１２は、第５の実施の形態に係る通信装置１００の内部構成図である。第５の実施の形態に係る通信装置１００は、無線区間における通信状態を監視し、通信が混雑してきた場合に、リアルタイムデータと非リアルタイムデータとで異なる最大再送回数を設定する処理を行う。この通信装置１００は、図１０を用いて説明した通信装置１００に、バッファ１１２の状態を監視する監視部１３０を加えたものである。

監視部１３０は、バッファ１１２に保持されているパケットの量、バッファ１１２の空き容量などに基いて、無線区間における通信の混雑状況を監視する。本実施の形態では、監視部１３０は、バッファ１１２の空き容量が所定の値より少なくなった場合に、その旨を再送回数設定部１０７に通知する。この通知を受けて、再送回数設定部１０７は、パケットの種類に応じて最大再送回数を設定する処理を開始する。

また、他の例では、監視部１３０は、バッファ１１２の空き容量を段階的に再送回数設定部１０７に通知し、再送回数設定部１０７は、バッファ１１２の空き容量に応じて段階的に最大再送回数を設定してもよい。例えば、バッファ１１２の空き容量が少なくなるにつれて、再送回数設定部１０７は最大再送回数を徐々に減らしてもよい。この場合にも、非リアルタイムデータの最大再送回数は、リアルタイムデータの最大再送回数より少なく設定される。すなわち、リアルタイムデータと非リアルタイムデータが同時期に無線区間を伝送される場合、非リアルタイムデータの最大再送回数が先に減らされる。これにより、通信状態に応じて、パケットの種類に応じた最大再送回数を設定する処理を選択的に行うことができるので、通信状態に応じた効率的な制御が可能になる。

リアルタイムデータまたは非リアルタイムデータのみを同時期に伝送する場合、再送回数設定部１０７はそれぞれのパケットのサイズに基づいて、優先的に再送回数を下げるパケットを選択してもよい。例えば同時期にリアルタイムデータとして扱われるビデオデータを含むパケットと音声データを含むパケットとが伝送されている場合、再送回数設定部１０７はビデオデータを含むパケットの最大再送回数を、音声データを含むパケットの最大再送回数より低くしてもよい。つまり、再送回数設定部１０７は、ビデオデータを含むパケットの最大再送回数を最初に低くする。再送回数設定部１０７は、ビデオデータを含むパケットと音声データを含むパケットとを例えばパケットのデータサイズに基づいて特定してもよい。一般に、ビデオデータを含むパケットは、音声データを含むパケットよりデータのサイズが大きくなる。そこで、再送回数設定部１０７は、予めビデオデータとして判定するデータサイズのしきい値を保持し、そのしきい値を越えるか越えないかに応じて判定を行ってもよい。

図１３は、図１２の通信装置１００におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。図１２の第１通信部１０２は、有線ネットワーク１０からパケットを受信する（Ｓ１０）。図１２の解析部１０４は、そのパケットのプロトコルを特定する（Ｓ１２）。図１２の監視部１３０は、図１２のバッファ１１２の状態を監視し（Ｓ６０）、空き容量が所定の容量より少ないか否かを判定する（Ｓ６２）。バッファ１１２の空き容量が所定の容量より少ない場合（Ｓ６２のＹ）、図１２の再送回数設定部１０７は、特定したプロトコルがＲＴＰか否かを判定する（Ｓ５０）。ＲＴＰの場合（Ｓ５０のＹ）、再送回数設定部１０７はそのパケットの最大再送回数を標準の回数に設定する（Ｓ５４）。ＲＴＰでない場合（Ｓ５０のＮ）、再送回数設定部１０７はそのパケットの最大再送回数を標準より少ない回数に設定する（Ｓ５２）。また、ステップ６２で、バッファ１１２の空き容量が所定の容量より多い場合（Ｓ６２のＮ）、再送回数設定部１０７はプロトコルに関係なく各パケットの最大再送回数を標準の回数に設定する（Ｓ５４）。図１２の第２通信部１２０は、そのパケットを送信する（Ｓ２２）。

（第６の実施の形態）
パケットの種類に応じて伝送速度を制御する形態について、第１から第３の実施の形態を例に説明した。また、パケットの種類に応じて最大再送回数を制御する形態について、第４および第５の実施の形態を例に説明した。第６の実施の形態に係る通信装置１００は、パケットの種類に応じて、伝送速度および最大再送回数を制御するものである。すなわち、第１から第５の実施の形態を組み合わせて通信装置１００を構成してもよい。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。こうした変形例として以下のものがある。

図３の伝送速度設定部１０６は、ＲＴＰの場合に標準伝送速度より低い伝送速度を選択することとしたが、プロトコル識別情報と伝送速度とを対応付けたテーブルを保持し、そのテーブルを参照して伝送速度を設定してもよい。すなわち、リアルタイムデータとして取り扱うプロトコル識別情報と伝送速度とを対応付けたテーブルを設けることにより、プロトコル毎に伝送速度を設定できる。同様に、図１０の再送回数設定部１０７は、リアルタイムデータとして取り扱うプロトコル識別情報と最大再送回数とを対応付けたテーブルを保持してもよい。

実施の形態に係る通信システムの構成図である。 図２は、パケットの種類に応じて伝送速度を制御する形態における、図１の第１通信装置と第２通信装置との通信処理をＯＳＩ参照モデルを用いて示した図である。 第１の実施の形態に係る通信装置の内部構成図である。 図３の通信装置におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。 第２の実施の形態に係る通信装置の内部構成図である。 図５の通信装置におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。 第３の実施の形態に係る通信装置の内部構成図である。 図７の通信装置におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。 パケットの種類に応じて最大再送回数を制御する形態における、図１の第１通信装置と第２通信装置との通信処理をＯＳＩ参照モデルを用いて示した図である。 第４の実施の形態に係る通信装置の内部構成図である。 図１０の通信装置におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。 第５の実施の形態に係る通信装置の内部構成図である。 図１２の通信装置におけるひとつのパケットを送信する処理のフローチャートである。

符号の説明

１０ 有線ネットワーク、２０ 無線ネットワーク、５０ 通信システム、１００ 通信装置、１０２ 第１通信部、１０４ 解析部、１０６ 伝送速度設定部、１０７ 再送回数設定部、１０８ 変調部、１１０ ＲＦ部、１１２ バッファ、１１４ 送信制御部、１１６ 再送指示部、１１８ 復調部、１２０ 第２通信部、１２２ アンテナ、１３０ 監視部。

Claims (8)

1. 複数のレイヤからなる一連の通信手順に準じて、所定の端末装置に伝送されるべきパケットを受け付ける入力部と、
   前記パケットを前記端末装置に物理的に伝送するための物理レイヤにおいて、前記パケットを伝送するための伝送速度を、前記物理レイヤより上位のレイヤの特徴に基いて設定する設定部と、
   設定された伝送速度で前記パケットを前記端末装置に伝送する伝送部と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 前記パケットに基いて前記物理レイヤより上位のレイヤにおけるプロトコルを特定する解析部を更に備え、
   前記設定部は、前記プロトコルに応じて前記伝送速度を設定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記プロトコルがリアルタイムデータの伝送に利用される場合、前記設定部は前記伝送速度を低く設定することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
4. 前記物理レイヤにおいて前記パケットの再送が生じた場合、前記設定部は再送時の伝送速度を、前記パケットを最初に伝送した際の伝送速度より低く設定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
5. 前記物理レイヤにおいて前記パケットの再送が生じた場合、前記設定部は再送時の伝送速度を、再送回数に応じて段階的に低く設定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
6. 複数のレイヤからなる一連の通信手順に準じて、所定の端末装置に伝送されるべきパケットを受け付ける入力部と、
   所定の伝送速度で前記パケットを前記端末装置に伝送する伝送部と、
   前記パケットの再送が生じた場合、再送時の前記パケットを伝送するための伝送速度を、前記パケットを最初に伝送した時の伝送速度より低く設定する設定部と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
7. 複数のレイヤからなる一連の通信手順に準じて、所定の端末装置に伝送されるべきパケットを受け付けるステップと、
   前記パケットを前記端末装置に物理的に伝送するための物理レイヤにおいて、前記パケットを伝送するための伝送速度を、前記物理レイヤより上位のレイヤの特徴に基いて設定するステップと、
   設定された伝送速度で前記パケットを前記端末装置に伝送するステップと、
   を含むことを特徴とする通信方法。
8. 複数のレイヤからなる一連の通信手順に準じて、所定の端末装置に伝送されるべきパケットを所定の入力デバイスから受け付けるステップと、
   前記パケットを前記端末装置に物理的に伝送するための物理レイヤにおいて、前記パケットを伝送するための伝送速度を、前記物理レイヤより上位のレイヤの特徴に基いて設定するステップと、
   をコンピュータに実現させるためのプログラム。

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