JP2013143778A

JP2013143778A - 通信処理方法、装置およびゲートウェイ機器

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Publication number: JP2013143778A
Application number: JP2013000977A
Authority: JP
Inventors: Kun Cho; 趙群; Xiaoli Wang; 王暁利; Yongsheng Zhang; 張永生
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2012-01-09
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2013-07-22
Also published as: CN103200622A; US9167473B2; US20130176847A1

Abstract

【課題】最適化手段の目的性を向上させると共に、無線端末とサービス提供サーバとの間の転送性能も向上させる通信処理方法、装置及びゲートウェイ機器を提供する。
【解決手段】通信処理方法は、ゲートウェイ機器に用いられる。ゲートウェイ機器は、第１無線網を介して無線端末と接続可能であると共に、第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続できる。上記通信処理方法において、ゲートウェイ機器と無線端末とを接続する第１ＴＣＰリンクを、第１無線網に基づいて維持する工程と、ゲートウェイ機器とサービス提供サーバとを接続する第２ＴＣＰリンクを、第２無線網に基づいて維持する工程と、第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、無線端末とサービス提供サーバとの間の転送性能を高める工程とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、無線通信技術に係り、特に通信処理方法、装置およびゲートウェイ機器に関する。

現在、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）は、接続向け（コネクション型）で、信頼可能な、バイトストリームに基づいた転送レイヤ（Transport Layer）通信プロトコルであり、ＩＥＴＦのＲＦＣ７９３により定義されている。ＴＣＰは、インターネット網におけるユーザのデータ転送に広く応用されている。

ＴＣＰプロトコルにより、無線端末とリモート側のサーバとの間にエンドツーエンドの接続が確立される。ＴＣＰプロトコルの両側においてそれぞれプロトコルを実行することにより、ユーザデータが順に正しく転送されることを保証する。

同時に、ＴＣＰプロトコルに含まれる輻輳制御により、ＴＣＰプロトコル送信側転送ウィンドウのサイズを動的に調節することで、送信側からデータを無制限に送信してネットワークの輻輳を引き起こすことを防止する。ＴＣＰプロトコルの輻輳制御では、パケットの紛失をもって、ネットワーク上に輻輳となることを示す。プロトコルにおいて、同一番号のＡＣＫパケットを連続的に複数回（例えば３回）受信した場合、ＴＣＰプロトコルは、送信ウィンドウを自動的に半減して送信レートを減少させ、輻輳防止の目的を達成する。

しかし、ＴＣＰプロトコルとして、設計時では有線網を主な応用環境としたが、無線環境における一部の特性について考慮が足りない。有線網環境において、転送自体によるパケット紛失が非常に少ない（例えばパケットロス率が１０^−６より小さい）ため、ＴＣＰの輻輳制御では、パケットの紛失が輻輳によるものであると合理的に仮定し、対応的に送信レートを減少させて輻輳を防止する。しかし、無線環境において、無線信号の減衰、チャネルの減衰、各種類の干渉・遮断の存在などの原因により、無線転送自体によるパケット紛失は、無視してよいことではなくなる。ＴＣＰの輻輳制御では、無線転送によるパケット紛失を輻輳によるものと誤って見なすこととなり、対応的に必要なく送信レートを減少させて、転送レートの低下を引き起こす。

一方、有線網の転送遅延が比較的に短く、且つ遅延の波動が大きくない。これに対して、無線網の場合、例えばセルラーネットワークの転送遅延が比較的に長く、かつ波動が比較的に大きいため、ＴＣＰの性能に対して不利な影響を及ぶ。

現在の無線網におけるＴＣＰ最適化方策として、一般的に無線端末が例えばセルラーネットワークやＷＬＡＮなどいずれかの無線網を介して有線網に接続してからインターネット上のサーバに接続すると仮定する。ＴＣＰの両側がそれぞれ無線端末とインターネットサーバに確立され、ＴＣＰ接続が無線網を介するため、無線網の高いパケットロス率と遅延特性がＴＣＰ接続の性能に影響を与える。

上述のように、既知の方策として一般的にＴＣＰ接続が無線網を介して有線網およびインターネットに接続すると仮定する。しかし、技術の発展に伴い、現在、無線端末が既に異種無線網を介したインターネットへの接続を開始しているため、現在のＴＣＰ最適化方策が異種網に適応できない。

本発明の実施例は、異種無線網のＴＣＰ最適化に適用する通信処理方法、装置およびゲートウェイ機器を提供することを目的とする。

上記目的を実現するために、本発明の実施例は、第１無線網を介して無線端末と接続可能であるとともに、第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続可能であるゲートウェイ機器に用いられる通信処理方法を提供する。該通信処理方法において、ゲートウェイ機器と無線端末とを接続する第１ＴＣＰリンクを、上記第１無線網に基づいて維持する工程と、上記ゲートウェイ機器とサービス提供サーバとを接続する第２ＴＣＰリンクを、上記第２無線網に基づいて維持する工程と、上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を高める工程とを含む。

上記の通信処理方法において、無線端末とサービス提供サーバとの間に第３ＴＣＰリンクが既に確立されている場合、さらに、上記第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割する工程を含む。

上記の通信処理方法において、さらに、受信した無線端末へ送信待ちのパケットを緩衝する工程と、緩衝されていなくかつ無線端末に送信済みのパケットに対応するＡＣＫメッセージを全て受信した後に、上記の第３ＴＣＰリンク分割工程に入る工程とを含む。

上記の通信処理方法において、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うかを判断して第１判断結果を取得する工程と、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うと上記第１判断結果により示されている場合、上記の第３ＴＣＰリンク分割工程に入る工程とを含む。

上記の通信処理方法において、上記第１無線網がＷＬＡＮである場合に、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断して第２判断結果を取得する工程と、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いと上記第２判断結果により示されている場合、上記の第３ＴＣＰリンク分割工程に入る工程とを含む。

上記の通信処理方法において、上記ゲートウェイ機器には、上りと下りについてそれぞれ緩衝領域を設けており、上記通信処理方法において、さらに、上り緩衝領域に緩衝しているデータが第１データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージを無線機器に送信し、無線機器による継続的ＴＣＰパケット送信を阻止する工程と、および／または、下り緩衝領域に緩衝しているデータが第２データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージをサービス提供サーバに送信し、サービス提供サーバによる継続的ＴＣＰパケット送信を阻止する工程とを含む。

上記目的を実現するために、本発明の実施例は、第１無線網を介して無線端末と接続可能であるとともに、第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続可能であるゲートウェイ機器に用いられる通信処理装置を提供する。該通信処理装置において、ゲートウェイ機器と無線端末とを接続する第１ＴＣＰリンクを、上記第１無線網に基づいて維持するための第１ＴＣＰエンドと、上記ゲートウェイ機器とサービス提供サーバとを接続する第２ＴＣＰリンクを、上記第２無線網に基づいて維持するための第２ＴＣＰエンドと、上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を高めるための最適化処理モジュールとを含む。

上記の通信処理装置において、無線端末とサービス提供サーバとの間に第３ＴＣＰリンクが既に確立されている場合、さらに、上記第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割するための分割モジュールを含む。

上記の通信処理装置において、さらに、受信した無線端末へ送信待ちのパケットを緩衝するための緩衝モジュールと、緩衝されていなくかつ無線端末に送信済みのパケットに対応するＡＣＫメッセージを全て受信した後に、上記分割モジュールを動作させるための第１フリップフロップモジュールとを含む。

上記の通信処理装置において、さらに、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うかを判断して第１判断結果を取得するための第１判断モジュールと、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うと上記第１判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第２フリップフロップモジュールとを含む。

上記の通信処理装置において、さらに、上記第１無線網がＷＬＡＮである場合に、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断して第２判断結果を取得するための第１判断モジュールと、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いと上記第２判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第３フリップフロップモジュールとを含む。

上記の通信処理装置において、上記ゲートウェイ機器には、上りと下りについてそれぞれ緩衝領域を設けており、上記通信処理装置において、さらに、上り緩衝領域に緩衝しているデータが第１データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージを無線機器に送信し、無線機器による継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第１メッセージ送信モジュール、および／または、下り緩衝領域に緩衝しているデータが第２データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージをサービス提供サーバに送信し、サービス提供サーバによる継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第２メッセージ送信モジュールを含む。

上記目的を実現するために、本発明の実施例は、第１無線網を介して無線端末と接続可能であるとともに、第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続可能であるゲートウェイ機器を提供する。該ゲートウェイ機器において、無線端末と接続する第１ＴＣＰリンクを、上記第１無線網に基づいて維持するための第１ＴＣＰエンドと、サービス提供サーバと接続する第２ＴＣＰリンクを、上記第２無線網に基づいて維持するための第２ＴＣＰエンドと、上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を高めるための最適化処理モジュールとを含む。

上記のゲートウェイ機器において、無線端末とサービス提供サーバとの間に第３ＴＣＰリンクが既に確立されている場合、さらに、上記第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割するための分割モジュールを含む。

上記のゲートウェイ機器において、さらに、受信した無線端末へ送信待ちのパケットを緩衝するための緩衝モジュールと、緩衝されていなくかつ無線端末に送信済みのパケットに対応するＡＣＫメッセージを全て受信した後に、上記分割モジュールを動作させるための第１フリップフロップモジュールとを含む。

上記のゲートウェイ機器において、さらに、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うかを判断して第１判断結果を取得するための第１判断モジュールと、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うと上記第１判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第２フリップフロップモジュールとを含む。

上記のゲートウェイ機器において、さらに、上記第１無線網がＷＬＡＮである場合に、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断して第２判断結果を取得するための第１判断モジュールと、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いと上記第２判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第３フリップフロップモジュールとを含む。

上記ゲートウェイ機器には、上りと下りについてそれぞれ緩衝領域を設けており、上記ゲートウェイ機器において、さらに、上り緩衝領域に緩衝しているデータが第１データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージを無線機器に送信し、無線機器による継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第１メッセージ送信モジュール、および／または、下り緩衝領域に緩衝しているデータが第２データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージをサービス提供サーバに送信し、サービス提供サーバによる継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第２メッセージ送信モジュールを含む。

本発明の実施例は、下記の有益な効果を有する。
本発明の具体的な実施例において、無線網によって、異なるＴＣＰリンクをそれぞれ維持し、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する無線網の特徴に対して、目的性のある最適化手段を採用することで、最適化手段の目的性を向上させるとともに、無線端末とサービス提供サーバとの間の転送性能も向上させる。

本発明の実施例による通信処理方法の応用場面を示す図面である。本発明の実施例による通信処理方法のフローを示す図面である。本発明の実施例による方法を採用するか判断する具体的な判断過程を示す図面である。本発明の実施例による通信処理装置の構造図である。

本発明の実施例による通信処理方法、装置およびゲートウェイ機器において、ゲートウェイ機器側では、移動通信端末とサーバとの間のＴＣＰリンクを第１リンクと第２リンクに分け、第１リンクと第２リンクを区別的に扱い、異種無線網に適用するＴＣＰ最適化を提供する。

本発明の実施例による通信処理方法、装置およびゲートウェイ機器を詳細に説明する前に、本発明の実施例をよりよく理解してもらうために、まず本発明の実施例の網環境を紹介する。

図１に示すように、本発明の実施例の応用環境を示す図面であり、ゲートウェイ機器が無線方式で無線端末と移動通信基地局に接続する。無線端末が第１無線網（例えば無線ローカルエリアネットワークＷＬＡＮ）を介してゲートウェイ機器に接続し、ゲートウェイ機器が第２無線網（例えば無線セルラーネットワーク）を介して移動通信基地局に接続し、基地局が有線網を介してサーバに接続する。

上記のネットワークを異種網と称するには、無線端末が移動通信基地局に接続するときに第１無線ネットワーク（例えば無線ローカルエリアネットワーク）と第２無線網（例えば無線セルラーネットワーク）との２つの異なる無線通信ネットワークを介したからである。

上記第１無線網と第２無線網には異なる特徴を有しており、ＴＣＰへの影響も異なる。以下具体的に説明する。

上記第１無線網のパケットロス率が第２無線網のパケットロス率より高く、上記第１無線網の遅延性能が第２無線網の遅延性能より優れる。

第１無線網がＷＬＡＮ、第２無線網が無線セルラーネットワークであることを例とする。無線セルラーネットワークでは比較的に低いパケットロス率を保証でき、ＴＣＰリンクの転送性能を影響する主要要素にならない。しかし、無線セルラーネットワークでは、遅延と遅延ジッタが比較的に大きく、１０^−６級のパケットロス率のＱｏＳレベルでは、パケット遅延が３００ｍｓになることがあり、秒単位まで長い長遅延インパルスになる可能性もあり、これはＴＣＰリンクの転送性能に深刻な影響を与える。

ＷＬＡＮの場合、ボトムレイヤ設計には比較的に簡単な設計策が採用されており、衝突に基づく転送になっているため、遅延性能が比較的によく、ＴＣＰリンクの転送性能を影響する主要要素にならない。しかし、無線セルラーネットワークのような低いＴＣＰパケットロス率を保証できず、例えば多くの環境において１０^−３〜１０^−２のパケットロス率を有し、これはＴＣＰリンクの転送性能に深刻な影響を与える。

上記の理解を踏まえ、本発明の実施例の通信処理方法において、ゲートウェイ機器による無線端末とサーバ間のＴＣＰリンクは、第１無線網に基づいて確立した無線端末とゲートウェイ機器とを接続する第１ＴＣＰリンクと、ゲートウェイ機器とサーバとを接続する第２ＴＣＰリンクとを含む。

第２ＴＣＰリンクの一部は、第２無線網に基づいて確立され、ゲートウェイ機器と基地局とを接続する。

ＴＣＰリンクをセグメント化した後に、ゲートウェイ機器は、両無線網の異なる特徴に応じて区別的に扱い、ＴＣＰリンクの転送性能を向上させる。

本発明の実施例の通信処理方法は、ゲートウェイ機器に用いられる。上記ゲートウェイ機器の一端が第１無線網を介して無線端末と接続し、上記ゲートウェイ機器の他端が第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続する。図２に示すように、上記通信処理方法は下記のステップを含む。

ステップ２１において、ゲートウェイ機器と無線端末とを接続する第１ＴＣＰリンクを、上記第１無線網に基づいて維持し、上記ゲートウェイ機器とサービス提供サーバとを接続する第２ＴＣＰリンクを、上記第２無線網に基づいて維持する。

ステップ２２において、上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を高める。

本発明の具体的な実施例における通信処理方法において、無線網によって、異なるＴＣＰリンクをそれぞれ維持し、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する無線網の特徴に対して、目的性のある最適化手段を採用することで、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を向上させる。

本発明の実施例において、最適化待ちのＴＣＰリンクを確定するには複数種類の方式があり、例えば現在ＴＣＰ転送のパケットロス率、転送遅延から確定してもよいし、複数ＴＣＰリンクのうちのいずれか一つまたは全てをデフォルトとして選択してもよい。したがって、最適化待ちのＴＣＰリンクは、上記第１ＴＣＰリンクのみか、第２ＴＣＰリンクのみを含んでもよいし、第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクとを同時に含んでもよい。

前にも言及したが、第１無線網と第２無線網との差異から、ＴＣＰ転送への影響も異なる。第１無線網がＷＬＡＮ、第２無線網がセルラー移動ネットワークであることを例とした場合、ＷＬＡＮによるＴＣＰ転送のパケットロス率への影響のほうが、セルラー移動ネットワークによるＴＣＰ転送のパケットロス率への影響よりはるかに大きいが、セルラー移動ネットワークによるＴＣＰ転送の遅延への影響のほうが、ＷＬＡＮによるＴＣＰ転送の遅延への影響よりはるかに大きい。

したがって、無線端末とサービス提供サーバとの間のＴＣＰ転送のパケットロス率を改善する必要となった場合、ＷＬＡＮ内において最適化を行ったほうが効果がより明らかであるが、無線端末とサービス提供サーバとの間のＴＣＰ転送の転送遅延を改善する必要となった場合、セルラー移動ネットワーク内において最適化を行ったほうが効果がより明らかである。

したがって、本発明の実施例において、転送遅延性能が比較的に劣るＴＣＰリンクにおいて転送遅延性能の最適化を行い、パケットロス率性能が比較的に劣るＴＣＰリンクにおいてパケットロス率性能の最適化を行う。

本発明の具体的な実施例において、上記通信処理方法は各種類の場面に用いることができ、それぞれ次のように説明する。

＜場面１＞
本発明の具体的な実施例による通信処理方法は、サービス初期段階、すなわち無線端末からサービス提供サーバとの通信要求を送信する時に用いることができる。

このような場合では、本発明の実施例において、上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクをまず確立する必要がある。

ゲートウェイが該通信要求を受信すると、上記第１および第２ＴＣＰリンクの確立を開始し、最適化待ちＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いて、ＴＣＰ転送最適化処理を行う。

上記場面の場合、本発明の実施例による方法において、ユーザ機器から送信するＳＹＮメッセージをゲートウェイ機器において検出して変更することにより２本のＴＣＰ接続を確立する。これらの処理は、ユーザ機器とサービス提供サーバにとって透明なものであり、すなわちゲートウェイ機器による上記操作は、ユーザ機器とサービス提供サーバが感知できない。

＜場面２＞
本発明の具体的な実施例による通信処理方法は、サービスの中期に用いられ、すなわち、無線端末とサービス提供サーバとの間に既に第３ＴＣＰリンクが確立されている。このような場合では、本発明の実施例による通信処理方法において、無線端末とサービス提供サーバとの間に既に確立した第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割する必要がある。

本発明の具体的な実施例において、第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割するとき、ゲートウェイには２つのＴＣＰクライアントがあり、一方が無線端末のＴＣＰクライアントとインタラクティブを行い、他方がサービス提供サーバのＴＣＰクライアントとインタラクティブを行う。

第３ＴＣＰリンクにとって、ゲートウェイがデータとシグナリングを透明的に転送するのではなく、データとシグナリングを新しいパケットにあらためてカプセル化して送信する。

もちろん、その前に無線端末とサービス提供サーバとのインタラクティブ時に確認方式でインタラクティブを行う可能性があることを考慮し、このような場合では、上記第３ＴＣＰリンクを分割する前に、さらに、受信した無線端末へ送信待ちのパケットを緩衝（バックアップ）する工程と、緩衝されていなくかつ無線端末に送信済みのパケットに対応するＡＣＫメッセージを全て受信するまで、無線網からＡＣＫメッセージを受信し、上記の第３ＴＣＰリンク分割工程に入る工程とを含む。

この方式では、ゲートウェイがそれまでに緩衝されていない全てのパケットに対応するＡＣＫメッセージを受信したため、それまでに既に無線端末に送信した未緩衝パケットが既に無線端末に正しく受信されたことを示し、その他の、正しい受信を無線端末により確認されていないパケットは全てゲートウェイに緩衝（バックアップ）することとなり、転送中になくされても、第１リンク確立後に引き続き無線端末に送信できるので、サービスが中断することはない。

理解すべきこととして、本発明の実施例による方法は、あらゆる状況にも使用されるが、一部の既知の転送レートを求めない制御シグナリングの転送または非連続的なデータ転送または転送データ量が比較的に小さいとき、本発明の実施例の方法の採用による収益は、本発明の実施例を実施するためにかかる対価（例えばゲートウェイ稼動量の増加）に対してそれほど明らかではない。

以上の記載に基づき、本発明の実施例による方法は、連続的なデータ転送のみに使われてよい。このような場合では、本発明の実施例による方法はさらに、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは例えば動画ファイルダウンロード、アプリケーションプログラムインストールファイルダウンロード、ストリームメディア再生など連続的データサービスインタラクティブを行うかを判断して第１判断結果を取得する工程と、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うと上記第１判断結果により示されると、上記第１ＴＣＰリンク、第２ＴＣＰリンクを維持する（第３ＴＣＰリンクが既に確立された場合、第３ＴＣＰリンクを分割する）ステップに入る工程とを含む。

本発明の具体的な実施例において、該連続的データサービスは、多種類の方式を通じて判断可能であり、次のように説明する。

判断方式１
異なるサービスに異なるＴＣＰポートナンバーが使用されることを考慮し、現在使用中のＴＣＰポートナンバーに基づいて判断を行うことができる。

判断方式２
判断方式２では、例えばそれまでのサービスの持続時間、転送データ量の既に持っているデータの統計に基づいて判断し、持続時間が時間閾値を超え、かつ転送データ量がデータ量閾値を超えると、連続的データサービスを行うと判断できる。

以上の判断方式は、連続的データサービスインタラクティブを行うか判断する本分野のよく使われる方式であり、ここでは更なる説明をしない。

同時に理解すべきこととして、本発明の実施例において、連続的データサービスインタラクティブを行うかを、既知のほかの方式を利用しても判断でき、ここでは逐一に例を挙げて説明することをしない。

本発明の実施例による方法は、あらゆる状況にも使用可能であるが、ネットワークの異種特性が明らかではないとき、たとえば２つの無線網における転送遅延とパケットロス率との差がともに比較的に小さいとき、本発明の実施例の方法の採用による収益は、本発明の実施例を実施するためにかかる対価（例えばゲートウェイ稼働量の増加）に対して、それほど明らかではない。

以上の記載に基づき、本発明の実施例による方法は、２つの無線網の異種特性が比較的に明らかな場合のみに使われてもよい。このような場合では、第１無線網がＷＬＡＮ、第２無線網が無線セルラーネットワークであることを例とし、無線セルラーネットワークが基本的に安定した状態にあるに対して、ＷＬＡＮのほうが加入人数、ユーザ位置などの関係を考慮してネットワーク状態の変化が比較的に大きくよく見られる。このような場合では、本発明の実施例による方法を採用するかいなかの判断は、ＷＬＡＮの状況のみに基づいて行われる。

このような場合では、本発明の実施例による方法は、さらに、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断して第２判断結果を取得する工程と、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いと上記第２判断結果により示されると、上記第１ＴＣＰリンク、第２ＴＣＰリンクを維持する（第３ＴＣＰリンクが既に確立された場合、第３ＴＣＰリンクを分割する）工程に入る工程とを含む。

本発明の実施例による方法の採用を判断する上記２種類の方式でともに使用するフローは、図３のように下記のステップを含む。

ステップ３１において、ＷｉＦｉ接続の信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断し、ＹＥＳの場合、ステップ３３に進むが、ＮＯの場合、ステップ３２に進む。

ステップ３２において、パケットロス率が所定のパケットロス率を超えたかを判断し、ＹＥＳの場合、ステップ３３に進むが、ＮＯの場合、ステップ３６に進む。

ステップ３３において、制御信号を転送するかを判断し、ＹＥＳの場合、ステップ３６に進むが、ＮＯの場合、ステップ３４に進む。

ステップ３４において、無線端末とサービス提供サーバとの間に既に確立されている第３ＴＣＰリンクにおいて、連続的データサービスインタラクティブであるかを判断し、ＹＥＳの場合、ステップ３５に進むが、ＮＯの場合、ステップ３６に進む。

ステップ３５において、本発明実施例の方法によるＴＣＰ最適化を採用する。

ステップ３６において、本発明実施例の方法によるＴＣＰ最適化を採用しない。

本発明の具体的な実施例において、ゲートウェイは、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を向上させる。

第１無線網がＷＬＡＮ、第２無線網が無線セルラーネットワークであることを例とし、この前の説明に基づき、ゲートウェイは、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行うが、パケットロス率低下手段を用いて第１ＴＣＰリンクのパケットロス率を低下させる場合、または、転送遅延低下手段を用いて第２ＴＣＰリンクの転送遅延を低下させる場合、または、パケットロス率低下手段を用いて第１ＴＣＰリンクのパケットロス率を低下させ、かつ、転送遅延低下手段を用いて第２ＴＣＰリンクの転送遅延を低下させる場合の３種類の状況を含む。

第３種類の状況は前記の２種類の状況をカバーしているため、次のように第３種類の状況を詳細に説明する。

本発明の具体的な実施例において、無線端末とサーバは、３ウェイハンドシェイクを通じて、ＳＹＮ／ＡＣＫメッセージのやり取りをして新規ＴＣＰ接続に使用する各種類の選択項目を決定する。ゲートウェイは、無線端末からの第１ＳＹＮメッセージをモニタリングすると、本発明実施例の異なる無線網に対してそれぞれ最適化を行う方法を採用する必要があるとの判断になると、第１ＳＹＮメッセージにおけるＴＣＰ選択項目を、例えばＳＡＣＫ、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ、ＷｉｎｄｏｗＳｃａｌｅなどの無線セルラーネットワークに有利な選択項目に差し替え、修正して得た第２ＳＹＮメッセージをサービス提供サーバに送信し、第２ＳＹＮメッセージのＴＣＰ選択項目を用いて転送遅延の最適化を行うようサービス提供サーバに通知し、サービス提供サーバから返信される第２ＳＹＮメッセージに対する応答メッセージを受信すると、第１ＳＹＮメッセージに対する応答メッセージを無線端末に返信する。

上記の記載から、本発明の実施例による方法において、ユーザ機器から送信されるＳＹＮメッセージをゲートウェイ機器において検出して変更することにより２本のＴＣＰ接続を確立し、サービス提供サーバ／ユーザ機器がともにＳＹＮメッセージ／ＳＹＮ応答メッセージを正しく受信でき、該メッセージがサービス提供サーバ／ユーザ機器から送信されるものであるとみなすので、これらの処理は、ユーザ機器とサービス提供サーバにとって透明なものであり、すなわち、ユーザ機器とサービス提供サーバは、ゲートウェイ機器による上記操作を感知できない。

本発明の実施例における輻輳制御を修正してパケット再送時の必要でない送信ウィンドウ減少防止について次のように説明する。

ＷＬＡＮにおけるチャネル状況の複雑性（例えば無線信号の減衰、チャネルの減衰、および各種類の干渉・遮断の存在）により比較的に高いパケットロス率を引き起こす可能性があるため、従来の処理方式において、同一番号のＡＣＫパケットを複数受信する（例えば受信側が２つ目のパケットを受信すると、送信側に３つ目のパケットを要求するが、このとき、ＡＣＫパケットの番号が３である。しかし、その後受信側が４つ目、５つ目のパケットを受信したが３つ目のパケットを受信しなかったとき、また送信側に３つ目のパケットを要求し、しかもＡＣＫパケットの番号が３である）と、３つ目のパケットが紛失したとみなし、かつ、輻輳により紛失したと見なし、対応的必要なく送信レートを減少させて、転送レートの低下を引き起こす。

本発明の具体的な実施例において、パケットの再送のみをするが、送信レートを減少させることはない。

高パケットロス率におけるＴＣＰ性能をどのような手段で改善するか、長遅延におけるＴＣＰ性能をどのような手段で改善するかは、ＴＣＰの関連規範には明確に記載されており、同時に従来技術においてもパケットロス率および／または転送遅延を低下させる様々な方法があり、ここでは具体的な最適化手段について更なる説明をしない。

本発明の具体的な実施例において、上りと下りについてそれぞれ緩衝領域を設けており、緩衝領域に緩衝しているデータが所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージを無線機器／サービス提供サーバに送信し、無線機器／サービス提供サーバによる継続的ＴＣＰパケット送信を阻止する。すなわち、上り緩衝領域に緩衝しているデータが第１データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージを無線機器に送信し、無線機器による継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するが、下り緩衝領域に緩衝しているデータが第２データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージをサービス提供サーバに送信し、サービス提供サーバによる継続的ＴＣＰパケット送信を阻止する。

上記の方法によれば、緩衝データが溢れないことを保証でき、データをなくさないことを保証する。

所定閾値の確定は、データ転送レートとＲｏｕｎｄＴｒｉｐＴｉｍｅ（ＲＲＴ）から計算できる。
すなわち、閾値＝最大緩衝−転送レート×ＲＲＴ
ＲＲＴとは、パケットの送信から、受信側に至り受信側から応答を返され、応答を受信するまでに経過した時間のことである。

本発明の実施例による通信処理装置は、ゲートウェイ機器に用いられる。上記ゲートウェイ機器は、第１無線網を介して無線端末と接続可能であるとともに、第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続可能である。上記通信処理装置は、図４に示すように、ゲートウェイ機器と無線端末とを接続する第１ＴＣＰリンクを、上記第１無線網に基づいて維持するための第１ＴＣＰエンドと、上記ゲートウェイ機器とサービス提供サーバとを接続する第２ＴＣＰリンクを、上記第２無線網に基づいて維持するための第２ＴＣＰエンドと、上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を高めるための最適化処理モジュールとを含む。

本発明の実施例による通信処理装置は、サービス中期に用いられ、すなわち、無線端末とサービス提供サーバとの間に既に第３ＴＣＰリンクが確立されている。このとき、上記通信処理装置は、さらに、上記第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割するための分割モジュールを含む。

本発明の実施例による通信処理装置は、サービス中期に用いる場合、パケット転送の正確性と順番を確保する必要がある。このとき、通信処理装置は、さらに、受信した無線端末へ送信待ちのパケットを緩衝するための緩衝モジュールと、緩衝されていなくかつ無線端末に送信済みのパケットに対応するＡＣＫメッセージを全て受信した後に、上記分割モジュールを動作させるための第１フリップフロップモジュールとを含む。

本発明の実施例による通信処理装置は、あらゆる状況にも使用可能であり、例えばサービスの種類に基づいてトリガーする。このとき、さらに、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うかを判断して第１判断結果を取得するための第１判断モジュールと、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うと上記第１判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第２フリップフロップモジュールとを含む。

また、ＷＬＡＮの信号品質に基づいてトリガーを行う。このとき、通信処理装置は、さらに、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断して第２判断結果を取得するための第１判断モジュールと、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いと上記第２判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第３フリップフロップモジュールとを含む。

ゲートウェイ機器がパケットを透明転送するのではなくなるため、データインタラクティブの正確性を保証するため、上記ゲートウェイ機器には、上りと下りについてそれぞれ緩衝領域を設けており、上記通信処理装置において、さらに上り緩衝領域に緩衝しているデータが第１データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージを無線機器に送信し、無線機器による継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第１メッセージ送信モジュール、および／または、下り緩衝領域に緩衝しているデータが第２データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージをサービス提供サーバに送信し、サービス提供サーバによる継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第２メッセージ送信モジュールを含む。

本発明の実施例によるゲートウェイ機器は、第１無線網を介して無線端末と接続可能であるとともに、第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続可能であり、無線端末と接続する第１ＴＣＰリンクを、上記第１無線網に基づいて維持するための第１ＴＣＰエンドと、サービス提供サーバと接続する第２ＴＣＰリンクを、上記第２無線網に基づいて維持するための第２ＴＣＰエンドと、上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を高めるための最適化処理モジュールとを含む。

無線端末とサービス提供サーバとの間に第３ＴＣＰリンクが既に確立されている場合、上記ゲートウェイ機器は、さらに、上記第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割するための分割モジュールを含む。

上記ゲートウェイ機器は、さらに、受信した無線端末へ送信待ちのパケットを緩衝するための緩衝モジュールと、緩衝されていなくかつ無線端末に送信済みのパケットに対応するＡＣＫメッセージを全て受信した後に、上記分割モジュールを動作させるための第１フリップフロップモジュールとを含む。

上記ゲートウェイ機器は、さらに、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うかを判断して第１判断結果を取得するための第１判断モジュールと、上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うと上記第１判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第２フリップフロップモジュールとを含む。

上記ゲートウェイ機器は、さらに、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断して第２判断結果を取得するための第１判断モジュールと、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いと上記第２判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第３フリップフロップモジュールとを含む。

以上の記載は、本発明の好ましい実施形態に過ぎない。本技術分野の一般技術者にとって、本発明の原理を逸脱しない前提において、さらにいくつかの改良と修飾をすることができる。これらの改良と修飾は、本発明の保護範囲に含まれると見なされるべきである。

Claims

第１無線網を介して無線端末と接続可能であるとともに、第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続可能であるゲートウェイ機器に用いられる通信処理方法において、
ゲートウェイ機器と無線端末とを接続する第１ＴＣＰリンクを、上記第１無線網に基づいて維持する工程と、
上記ゲートウェイ機器とサービス提供サーバとを接続する第２ＴＣＰリンクを、上記第２無線網に基づいて維持する工程と、
上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を高める工程とを含むことを特徴とする通信処理方法。
無線端末とサービス提供サーバとの間に第３ＴＣＰリンクが既に確立されている場合、さらに、
上記第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信処理方法。
さらに、受信した無線端末へ送信待ちのパケットを緩衝する工程と、
緩衝されていなくかつ無線端末に送信済みのパケットに対応するＡＣＫメッセージを全て受信した後に、上記の第３ＴＣＰリンク分割工程に入る工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載の通信処理方法。
上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うかを判断して第１判断結果を取得する工程と、
上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うと上記第１判断結果により示されている場合、上記の第３ＴＣＰリンク分割工程に入る工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載の通信処理方法。
上記第１無線網がＷＬＡＮである場合に、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断して第２判断結果を取得する工程と、
上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いと上記第２判断結果により示されている場合、上記の第３ＴＣＰリンク分割工程に入る工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載の通信処理方法。
上記ゲートウェイ機器には、上りと下りについてそれぞれ緩衝領域を設けており、
上記通信処理方法において、さらに
上り緩衝領域に緩衝しているデータが第１データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージを無線機器に送信し、無線機器による継続的ＴＣＰパケット送信を阻止する工程と、および／または、
下り緩衝領域に緩衝しているデータが第２データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージをサービス提供サーバに送信し、サービス提供サーバによる継続的ＴＣＰパケット送信を阻止する工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信処理方法。
第１無線網を介して無線端末と接続可能であるとともに、第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続可能であるゲートウェイ機器に用いられる通信処理装置において、
ゲートウェイ機器と無線端末とを接続する第１ＴＣＰリンクを、上記第１無線網に基づいて維持するための第１ＴＣＰエンドと、
上記ゲートウェイ機器とサービス提供サーバとを接続する第２ＴＣＰリンクを、上記第２無線網に基づいて維持するための第２ＴＣＰエンドと、
上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を高めるための最適化処理モジュールとを含むことを特徴とする通信処理装置。
無線端末とサービス提供サーバとの間に第３ＴＣＰリンクが既に確立されている場合、さらに、
上記第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割するための分割モジュールを含むことを特徴とする請求項７に記載の通信処理装置。
さらに、
受信した無線端末へ送信待ちのパケットを緩衝するための緩衝モジュールと、
緩衝されていなくかつ無線端末に送信済みのパケットに対応するＡＣＫメッセージを全て受信した後に、上記分割モジュールを動作させるための第１フリップフロップモジュールとを含むことを特徴とする請求項８に記載の通信処理装置。
上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うかを判断して第１判断結果を取得するための第１判断モジュールと、
上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うと上記第１判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第２フリップフロップモジュールとを含むことを特徴とする請求項８に記載の通信処理装置。
上記第１無線網がＷＬＡＮである場合に、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断して第２判断結果を取得するための第１判断モジュールと、
上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いと上記第２判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第３フリップフロップモジュールとを含むことを特徴とする請求項８に記載の通信処理装置。
上記ゲートウェイ機器には、上りと下りについてそれぞれ緩衝領域を設けており、
上記通信処理装置において、さらに
上り緩衝領域に緩衝しているデータが第１データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージを無線機器に送信し、無線機器による継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第１メッセージ送信モジュール、および／または、
下り緩衝領域に緩衝しているデータが第２データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージをサービス提供サーバに送信し、サービス提供サーバによる継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第２メッセージ送信モジュールを含むことを特徴とする請求項７に記載の通信処理装置。
第１無線網を介して無線端末と接続可能であるとともに、第１無線網と異なる第２無線網を介して基地局と接続可能であるゲートウェイ機器において、
無線端末と接続する第１ＴＣＰリンクを、上記第１無線網に基づいて維持するための第１ＴＣＰエンドと、
サービス提供サーバと接続する第２ＴＣＰリンクを、上記第２無線網に基づいて維持するための第２ＴＣＰエンドと、
上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクのうちの最適化待ちのＴＣＰリンクについて、最適化待ちのＴＣＰリンクに対応する最適化手段を用いてＴＣＰ転送最適化処理を行い、上記無線端末と上記サービス提供サーバとの間の転送性能を高めるための最適化処理モジュールとを含むことを特徴とするゲートウェイ機器。
無線端末とサービス提供サーバとの間に第３ＴＣＰリンクが既に確立されている場合、さらに、
上記第３ＴＣＰリンクを上記第１ＴＣＰリンクと第２ＴＣＰリンクに分割するための分割モジュールを含むことを特徴とする請求項１３に記載のゲートウェイ機器。
さらに、
受信した無線端末へ送信待ちのパケットを緩衝するための緩衝モジュールと、
緩衝されていなくかつ無線端末に送信済みのパケットに対応するＡＣＫメッセージを全て受信した後に、上記分割モジュールを動作させるための第１フリップフロップモジュールとを含むことを特徴とする請求項１４に記載のゲートウェイ機器。
上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うかを判断して第１判断結果を取得するための第１判断モジュールと、
上記無線端末と上記サービス提供サーバとは連続的データサービスインタラクティブを行うと上記第１判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第２フリップフロップモジュールとを含むことを特徴とする請求項１４に記載のゲートウェイ機器。
上記第１無線網がＷＬＡＮである場合に、上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いかを判断して第２判断結果を取得するための第１判断モジュールと、
上記ＷＬＡＮの信号品質が所定の品質閾値より低いと上記第２判断結果により示されている場合、上記分割モジュールを動作させるための第３フリップフロップモジュールとを含むことを特徴とする請求項１４に記載のゲートウェイ機器。
上記ゲートウェイ機器には、上りと下りについてそれぞれ緩衝領域を設けており、
上記ゲートウェイ機器において、さらに
上り緩衝領域に緩衝しているデータが第１データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージを無線機器に送信し、無線機器による継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第１メッセージ送信モジュール、および／または、
下り緩衝領域に緩衝しているデータが第２データ量所定閾値を超えた場合、受信ウィンドウがゼロである情報付きのＴＣＰＡＣＫメッセージをサービス提供サーバに送信し、サービス提供サーバによる継続的ＴＣＰパケット送信を阻止するための第２メッセージ送信モジュールを含むことを特徴とする請求項１３に記載のゲートウェイ機器。