JPWO2015040833A1 - 通信装置及び通信装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
送受信装置及びネットワークに高い負荷をかけることなく再送制御を実行可能とするために、通信装置は、伝送遅延の増加の抑制の対象となる通信データを、送信データとして出力する送信データ生成部と、送信データの出力後、再送確認データを、第1の送信間隔で所定の回数出力する再送確認データ生成部と、送信データ及び再送確認データに送信順序を示す順序情報を付与し、送信データを送信した後に再送確認データを送信する通信インタフェースと、を備える。
Description
本発明は、通信装置及び通信装置の制御方法に関し、特に、再送に起因して生じる遅延時間を短縮するための構成を備える通信装置及び通信装置の制御方法に関する。
データ通信ネットワークにおいて、データの欠落等により順序が誤って受信されたデータが一定数以上となると、データの受信側から送信側に対してデータの再送が指示される場合がある。
パケット通信で広く用いられるTCP(Transmission Control Protocol)では、誤った順序で受信されたTCPセグメントが所定の数以上あることが重複確認応答により判明すると、高速再転送が行われる。TCPの高速再転送では、受信側は、TCPセグメントの抜けを検出すると同一の確認応答(ACK)を3回連続して送信側に送信する。送信側は、このような確認応答を受信側から受信すると、確認応答に記載されているシーケンス番号に基づいて、TCPセグメントを再送する。受信側からデータの再送の指示を行うために必要な、誤った順序で受信されたセグメントの個数は、受信器のOS(Operating System)や設定により異なる。
また、モバイル通信で利用されるLTE(Long Term Evolution)で用いられる再送制御では、受信バッファに一定以上のデータが蓄積された場合に、受信側は未受信のデータを送信側に報告する。受信側から未受信のデータの報告を受けた送信側はデータを再送する。
このように、一般的な再送制御では、誤った順序のデータが一定数以上受信された後にデータの再送が行われる。このため、一般的な再送制御には、データの伝送遅延時間が大きくなるという課題がある。データの再送による伝送遅延時間を短縮するための技術に関連して、特許文献1には、送信データ及び送信データを復元可能な再送データを送信する送信装置、並びに、送信データ及び再送データのいずれかから送信データを取得することで、遅延時間の短縮を可能とする受信装置が記載されている。また、特許文献2には、送信データの送信の成否にかかわらず、同一の送信データが複数回送信される中継装置が記載されている。
しかしながら、特許文献1及び2に記載された技術には、再送データの送信により、送受信装置及びネットワークに高い負荷がかかる場合があるという課題がある。
その理由は、特許文献1及び2に記載された技術では、全ての送信データに対して再送データが送信されるからである。すなわち、特許文献1及び2に記載された技術では、再送による遅延の増加が問題とされないデータに対しても再送制御が行われるため、必ずしも必要でない再送制御により、送受信装置及びネットワークの負荷が高くなる場合がある。
[発明の目的]
本発明の目的は、送受信装置及びネットワークに高い負荷をかけることなく再送制御を実行可能な通信装置及び通信装置の制御方法を提供することにある。
本発明の目的は、送受信装置及びネットワークに高い負荷をかけることなく再送制御を実行可能な通信装置及び通信装置の制御方法を提供することにある。
本発明の通信装置は、伝送遅延の増加の抑制の対象となる通信データを、送信データとして出力する送信データ生成部と、前記送信データの出力後、再送確認データを、第1の送信間隔で所定の回数出力する再送確認データ生成部と、前記送信データ及び前記再送確認データに送信順序を示す順序情報を付与し、前記送信データを送信した後に前記再送確認データを送信する通信インタフェースと、を備える。
本発明の通信装置の制御方法は、伝送遅延の増加の抑制の対象となる通信データを送信データとして出力し、前記送信データの出力後、再送確認データを第1の送信間隔で所定の回数出力し、前記送信データ及び前記再送確認データに送信順序を示す順序情報を付与し、前記送信データを送信した後に前記再送確認データを送信する、手順を含む。
本発明の通信装置の制御プログラムは、伝送遅延の増加の抑制の対象となる通信データを送信データとして出力する手順、前記送信データの出力後、再送確認データを第1の送信間隔で所定の回数出力する手順、前記送信データ及び前記再送確認データに送信順序を示す順序情報を付与し、前記送信データを送信した後に前記再送確認データを送信する手順、を通信装置のコンピュータに実行させる。
本発明の通信装置及び通信装置の制御方法は、送受信装置及びネットワークに高い負荷をかけることなく、再送制御を実行することを可能とする。
(第1の実施形態)
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の通信システム10の構成を示すブロック図である。通信システム10は、端末1及びサーバ2を備える。端末1とサーバ2とは互いに通信データを送受信する。図1においては、端末1とサーバ2とは直接接続されている。しかし、端末1は、ネットワークを介してサーバ2と接続されてもよい。
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の通信システム10の構成を示すブロック図である。通信システム10は、端末1及びサーバ2を備える。端末1とサーバ2とは互いに通信データを送受信する。図1においては、端末1とサーバ2とは直接接続されている。しかし、端末1は、ネットワークを介してサーバ2と接続されてもよい。
端末1は、上層通信プロトコル部110と、下層通信プロトコル部120とを備える。上層通信プロトコル部110は、送信データ生成部111と、再送確認データ生成部112と、受信部113とを備える。
サーバ2は、上層通信プロトコル部210と下層通信プロトコル部220とを備える。上層通信プロトコル部210は、送信データ生成部211と、再送確認データ生成部212と、受信部213とを備える。
端末1の各部は、以下のように動作する。送信データ生成部111は、伝送遅延時間(以下、単に「遅延」という。)の増加を抑制する処理(以下、「遅延抑制処理」という。)が必要な送信データを生成して下層通信プロトコル部120へ出力する。送信データ生成部111で生成されたデータは、サーバ2へ送信される。再送確認データ生成部112は、送信データ生成部111が送信データを下層通信プロトコル部120へ送信した後、所定の時間間隔で、所定の数の再送確認データを生成して、下層通信プロトコル部120へ出力する。受信部113は、下層通信プロトコル120で受信された、サーバ2から送信された送信データを受信する。
ここで、「送信データ」は、本来、端末1がサーバ2へ(あるいは、サーバ2が端末1へ)送信する通信データのうち、遅延抑制処理が必要とされるデータである。また、「再送確認データ」は、送信データの再送に起因して生じる遅延の増加を抑制するために、送信データに対応して生成されるデータである。このように、上層通信プロトコル部110は、送信データ及び再送確認データを生成して、下層通信プロトコル部120へ出力する。
なお、上層通信プロトコル部110は、遅延抑制処理が不要な送信データを、送信データ生成部111以外の図示されない機能部から下層通信プロトコル部120へ出力してもよい。遅延抑制処理が不要な送信データとは、通信データのうち、送信データ以外のデータである。上層通信プロトコル部110が、遅延抑制処理が不要な通信データを下層通信プロトコル部120へ出力する場合には、再送確認データ生成部112は、再送確認データを下層通信プロトコル部120へ出力しない。
再送確認データは、受信側で受信パケットの順序の確認に用いられる。従って、再送確認データの内容は、送信データの内容(文字、音声、画像等)と無関係な、小さいデータとすることができる。例えば、再送確認データのパケットサイズは、受信側で送信データと再送確認データとが区別可能であり、かつ、送信データを含めた受信順序が確認可能な最低限の大きさでもよい。
下層通信プロトコル部120は、上層通信プロトコル部110から入力された送信データと再送確認データとを、下層通信プロトコル部120及び220の間で用いられるプロトコルに沿った形式に変換する。下層通信プロトコル部120は、送信データ及び再送確認データに、パケット毎にシーケンス番号を付与する。下層通信プロトコル部120は、送信データ及び再送確認データを、サーバ2と接続された伝送路3へ順次直列に送出する。すなわち、下層通信プロトコル部120は、伝送路3との間の通信インタフェースである。なお、下層通信プロトコル部120は、送信データが遅延抑制処理の対象であるかどうかを判別する機能は備えない。すなわち、下層通信プロトコル部120は、上層通信プロトコル部110からの制御を受けることなく、送信データ及び再送確認データを、受信した順序及びタイミングでそのまま伝送路3へパケットとして送出する。
下層通信プロトコル部120は、上層通信プロトコル部110から入力された送信データと再送確認データとを、下層通信プロトコル部120及び220の間で用いられるプロトコルに沿った形式に変換する。下層通信プロトコル部120は、送信データ及び再送確認データに、パケット毎にシーケンス番号を付与する。下層通信プロトコル部120は、送信データ及び再送確認データを、サーバ2と接続された伝送路3へ順次直列に送出する。すなわち、下層通信プロトコル部120は、伝送路3との間の通信インタフェースである。なお、下層通信プロトコル部120は、送信データが遅延抑制処理の対象であるかどうかを判別する機能は備えない。すなわち、下層通信プロトコル部120は、上層通信プロトコル部110からの制御を受けることなく、送信データ及び再送確認データを、受信した順序及びタイミングでそのまま伝送路3へパケットとして送出する。
伝送路3へ送出されたデータの順序の確認は、送信データ及び再送確認データの各パケットに付与されたシーケンス番号によって行われる。
端末1の下層通信プロトコル部120は、さらに、受信データ(サーバ2から送信された、送信データ及び再送確認データ)を、上層通信プロトコル部110で用いられるプロトコルに沿った形式に変換する。そして、下層通信プロトコル部120は、プロトコルが変換された受信データを受信部113へ出力する。また、下層通信プロトコル部120は、再送制御機能を備える。すなわち、下層通信プロトコル部120は、サーバ2から、シーケンス番号の順序に異常があるデータを一定量以上受信すると、再送を要求する通知をサーバ2に送信する。
以上に説明した端末1の各部の動作は、図1に示すサーバ2の同一名称の各部についても同様である。このような構成により、端末1の上層通信プロトコル部110から送信された送信データは、下層通信プロトコル部120及び220を経由して、サーバ2の上層通信プロトコル部210の受信部213で受信される。また、サーバ2の上層通信プロトコル部210から送信された送信データは、下層通信プロトコル部220及び120を経由して、端末1の上層通信プロトコル部110の受信部113で受信される。
なお、通信システム10は、端末1からサーバ2へのみ通信データを送信してもよい。このような場合には、受信部113、再送確認データ生成部212及び送信データ生成部211は必要とされない。同様に、サーバ2から端末1へのみ通信データが送信される場合には、受信部213、再送確認データ生成部112及び送信データ生成部111は必要とされない。
次に、図2のシーケンスを参照して第1の実施形態の通信システム10の動作について説明する。図2は、通信システム10の通信シーケンスを示す図である。図2は、端末1からサーバ2へ送信データが伝送される場合について示す。サーバ2から端末1へ送信データが伝送される場合には、各ステップの向きが逆となる。
まず、端末1において、上層通信プロトコル部110は、送信データ生成部111を用いて、送信データを下層通信プロトコル部120へ出力する(図2のステップS101)。送信データは、下層通信プロトコル部120においてプロトコル変換され、パケットとして端末1からサーバ2へ送信されるが、伝送路上の障害により送信データが消失する場合がある(S102)。このような場合には、下層通信プロトコル部220ではステップS102に相当するシーケンス番号のデータが欠落し、以降に下層通信プロトコル部220で受信されるデータは、シーケンス番号の順序に誤りがあるデータとして受信される。
上層通信プロトコル部110は、ステップS101で送信データが送信された後、一定時間経過すると再送確認データ生成部112を用いて再送確認データを所定の送信間隔で所定の回数出力する(S103−1〜S103−3)。これらの再送確認データは、送信データと同様に、下層通信プロトコル部120においてプロトコル変換される。プロトコル変換されたデータは、端末1からサーバ2へ送信される(S104−1〜S104−3)。
ここで、サーバ2の下層通信プロトコル部220は、受信データのシーケンス番号に欠落がある状態で一定数の再送確認データを受信すると、受信されたデータの順序に異常があると判断する。そして、下層通信プロトコル部220は、ステップS102のシーケンス番号に相当する送信データを再送するように、端末1の下層通信プロトコル部120へ要求する(S105)。再送の要求により、下層通信プロトコル部120は送信データを下層通信プロトコル部220へ再送する(S106)。送信データの再送によりサーバ2の上層通信プロトコル部210に送信データが到着する(S107)と、送信データの再送が完了する。
図2のステップS105では、下層通信プロトコル部220は、送信データが欠落したまま再送確認データを3回受信すると(S104−1〜3)、サーバ2が端末1に送信データの再送を要求する。しかし、これは例であり、端末1からの再送確認データの送信回数及びサーバ2の再送要求に必要な再送確認データの受信数は3回に限定されない。また、再送確認データ以外のデータを含めて受信数が所定の回数となった場合に再送要求が行われてもよい。
なお、再送確認データの送信回数及びその送信間隔は、下層通信プロトコル部120における設定値、または過去の送信データの送信履歴から決定されてもよい。さらに、サーバ2の下層通信プロトコル部220は、送信データが正しい順序で受信された場合には、受信された再送確認データを削除してもよい。
図2に記載された、再送確認データを用いた再送手順は、端末1からサーバ2へ送信される通信データが、遅延抑制処理が必要とされる送信データである場合にのみ実行される。端末1からサーバ2へ送信される通信データに遅延抑制処理が必要とされない場合は、再送確認データ生成部112は再送確認データを生成しない。従って、遅延抑制処理が必要とされない通信データが送信される際には、再送確認データは送受信されない。その結果、通信システム10では、全ての通信データに対して再送確認データを送信する構成と比較して、端末1及びサーバ2における通信処理の負荷が小さくなる。なお、遅延抑制処理が必要とされないデータに対しては、下層通信プロトコル部120及び220に通常備えられている再送制御が行われてもよい。
このような構成を備える第1の実施形態の通信システム10は、送受信装置及びネットワークに高い負荷をかけることなく再送に伴う遅延を抑えることができる、という効果を奏する。その理由は、端末1は、遅延を短縮すべき送信データに対してのみ、再送確認データを送信するからである。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について、図面を参照して第1の実施形態との差分を中心に説明する。
次に、本発明の第2の実施形態について、図面を参照して第1の実施形態との差分を中心に説明する。
端末1からサーバ2へ送信データを送信中に何らかの理由により送信データの送信間隔が短くなった場合には、再送確認データの送信回数及びその送信間隔が固定されていると、全ての再送確認データの送信が終了する前に次の送信データが送信される可能性がある。
再送確認データが送信される期間内に、さらに、次の送信データが送信されることにより、端末1の送信処理の負荷及びサーバ2の受信処理の負荷が一時的に増加する可能性がある。このような一時的な負荷の増加量は、再送確認データの送信タイミングと次の送信データの送信タイミングとが近いほど大きい。さらに、最悪の場合として、再送確認データ及び送信データの送信タイミングが一致すると、一方のデータが他方のデータの送信を待つ必要が生じ、その結果、再送確認データあるいは送信データの送信に遅延が生じる可能性もある。すなわち、再送確認データ及び送信データの送信タイミングが一致した場合は、一時的な負荷の増加に加えて、送信データの再送の開始が遅れたり、送信データの遅延が増大したりする可能性もある。
第2の実施形態では、再送確認データが送信される期間内に次の送信データが送信されることによる端末1及びサーバ2の負荷の一時的な増加を防止するために、再送確認データを送信データの送信間隔内で送信するための手順について説明する。
図3は、第2の実施形態の通信システム10Aの構成を示すブロック図である。通信システム10Aは、端末1A及びサーバ2を備える。図3において、図1と同様の要素には同様の名称及び参照符号を付して、図1と重複する説明は省略する。
端末1Aは、第1の実施形態の端末1の構成に加えて、再送管理部130をさらに備える。再送管理部130は、送信間隔取得部131と、送信制御部132とを備える。第2の実施形態において、通信システム10Aが備えるサーバ2は、第1の実施形態のサーバ2と同様の構成を備える。しかし、第2の実施形態におけるサーバ2は、端末1Aの再送管理部130と同様な再送管理部をさらに備えていてもよい。
端末1A及びサーバ2の各部は、以下のように動作する。第2の実施形態では、送信データの送信間隔がより短くなった場合にも、送信データの送信間隔内で再送確認データの送信が完了するように、再送確認データの送信回数及び送信間隔が制御される。
送信間隔取得部131は、送信データ生成部111が送信データを下層通信プロトコル部120へ出力する間隔である送信間隔を取得する。送信制御部132は、現状で設定されている再送確認データの送信回数及びその送信間隔と、送信間隔取得部131が取得した送信データの送信間隔とに基づいて、再送確認データ生成部112から出力される再送確認データの出力回数と送信間隔とを決定する。ここで、下層通信プロトコル部120は、送信データ生成部111及び再送確認データ生成部112から入力されたデータを、そのまま伝送路3に送出する。従って、送信データ生成部111及び再送確認データ生成部112から出力される送信データ及び再送確認データのそれぞれの送信間隔は、通常は、下層通信プロトコル部120から伝送路3へ送出される送信データ及び再送確認データの間隔と同一である。
送信間隔取得部131が取得した送信データの送信間隔を用いて再送確認データの送信回数と送信間隔とを決定する手順の例を、図4を用いて以下に説明する。図4は、送信制御部132における、再送確認データの送信間隔と送信回数との決定方法を説明するための図である。
n番目(nは自然数)の送信データの送信時刻をT(n)、n番目の送信データに対する再送確認データの送信間隔をRD(n)、再送確認データの送信回数をRN(n)、再送確認データの現在の送信間隔の既定値をRD、再送確認データの現在の送信回数の既定値をRNとする。第2の実施形態においては、RD(n)及びRN(n)は、以下の式(1)及び式(2)により求められる。
RN(n)=min(Floor((T(n+1)−T(n))/RD), RN) ・・・(1)
RD(n)=(T(n+1)−T(n))/(RN(n)+1) ・・・(2)
ここで、min(A,B)は数値A、Bのうち小さい方の値を示す。また、Floor(A)は、Aを超えない最大の整数を示す。例えば、Floor(5.3)=5である。
RD(n)=(T(n+1)−T(n))/(RN(n)+1) ・・・(2)
ここで、min(A,B)は数値A、Bのうち小さい方の値を示す。また、Floor(A)は、Aを超えない最大の整数を示す。例えば、Floor(5.3)=5である。
式(1)では、送信データの送信時刻から取得された送信間隔(T(n+1)−T(n))において再送確認データの送信間隔が既定値(RD)であった場合の再送確認データの送信回数と、再送確認データの既定の送信回数とが比較され、より小さい方の送信回数が新たな送信回数RN(n)として求められる。式(2)では、取得された送信間隔(T(n+1)−T(n))において再送確認データをRN(n)回送信するための再送確認データの新たな送信間隔が、RD(n)として求められる。ここで、RD(n)は送信間隔であるので整数である必要はない。しかし、式(2)の計算結果の小数点を切り捨てるなどの手順により、式(2)の計算結果よりも小さい値をRD(n)としてもよい。
なお、送信間隔取得部131は、送信データ生成部111から、これから送信しようとするn番目及びn+1番目の送信データの送信時刻T(n)及びT(n+1)を取得してもよい。あるいは、送信データ生成部111に過去の送信データの送信時刻を記録する機能を持たせ、送信間隔取得部131は、過去の送信時刻の差分から求めた送信データの送信間隔を、式(1)及び(2)において送信間隔(T(n+1)−T(n))として用いてもよい。
端末1Aの送信データ生成部111は、送信間隔(T(n+1)−T(n))で送信データを下層通信プロトコル部120へ送信する。再送確認データ生成部112は、式(1)、(2)で算出された送信回数RN(n)と送信間隔RD(n)に従って、再送確認データを下層通信プロトコル部120へ送信する。
下層通信プロトコル部120から送信された送信データ及び再送確認データは、サーバ2の下層通信プロトコル部220で受信される。下層通信プロトコル部220において送信データ及び再送確認データが正しい順序で受信されると、下層通信プロトコル部220は、送信データを上層通信プロトコル部210の受信部213に送信する。送信データが正常に受信された場合には、下層通信プロトコル部220は、再送確認データを破棄してもよい。受信部213は、下層通信プロトコル部220から、送信データを受信する。
一方、下層通信プロトコル部220は、送信データの欠落等の原因により、送信データ及び再送確認データの順序が誤った状態で受信された場合には、図2に示した手順によって、端末1Aに対して送信データの再送を要求する。
第2の実施形態の通信システム10Aでは、送信間隔取得部131が送信データの実際の送信間隔を取得し、送信制御部132は、取得された送信間隔に基づいて、再送確認データの送信回数及び送信間隔を算出する。すなわち、第2の実施形態では、式(1)及び(2)を用いて再送確認データの数及び送信間隔を送信データの送信間隔に基づいて補正することによって、送信データの送信間隔の間に再送確認データの送信を終了させることができる。
このように、第2の実施形態の通信システム10Aは、送信データの送信間隔が短くなった場合には、再送確認データの送信数及び送信間隔を変更する。その結果、第2の実施形態の通信システム10Aは、第1の実施形態の効果に加えて、次の送信データの送信に起因する端末1A及びサーバ2の負荷の一時的な増加を防止できるという効果を奏する。
なお、図4では端末1Aからサーバ2へのデータ送信について説明した。しかし、通信システム10Aは、サーバ2から端末1Aへのデータ送信も図4と同様の手順で行うことができる。
(第1及び第2の実施形態の変形例)
第1の実施形態及び第2の実施形態では、端末1及び1Aにおいて、再送確認データ生成部112や再送管理部130が上層通信プロトコル部110及び110Aに含まれていた。しかし、送信データ生成部111や再送確認データ生成部112は、上層通信プロトコル部110と下層通信プロトコル部120との間、あるいは、下層通信プロトコル部120の内部にあってもよい。
第1の実施形態及び第2の実施形態では、端末1及び1Aにおいて、再送確認データ生成部112や再送管理部130が上層通信プロトコル部110及び110Aに含まれていた。しかし、送信データ生成部111や再送確認データ生成部112は、上層通信プロトコル部110と下層通信プロトコル部120との間、あるいは、下層通信プロトコル部120の内部にあってもよい。
再送確認データ生成部112が上層通信プロトコル部110の外部にある場合、再送確認データ生成部112は、上層通信プロトコル部110から出力される通信データが、遅延抑制処理を必要とするデータかどうか(すなわち、再送確認データを生成する必要があるかどうか)、を知る必要がある。
図5は、第1及び第2の実施形態の変形例における、端末1Bの構成を示す図である。図5における端末1Bは、図1及び図3で説明した端末1及び1Aと比較して、送信データ生成部111及び再送確認データ生成部112が上層通信プロトコル部110Bの外部にあり、さらに、データ判別部140を備える点で相違している。上層通信プロトコル部110Bは、第1の実施形態の上層通信プロトコル部110、あるいは第2の実施形態の上層通信プロトコル部110Aから、送信データ生成部111及び再送確認データ生成部112を除いた構成に対応する。
データ判別部140は、上層通信プロトコル部110Aから送信データ生成部111へ出力される通信データが遅延抑制処理の対象となるデータ(送信データ)であるかどうかを示す情報を、送信データとは別に上層通信プロトコル部110Bから取得する。そして、データ判別部140は、取得した情報を再送確認データ生成部112に通知する。再送確認データ生成部112は、データ判別部140から取得した当該情報に基づいて再送確認データを生成する。
例えば、再送確認データ生成部112は、データ判別部140経由で上層通信プロトコル部110Bから取得した情報が、上層通信プロトコル部110Bから送信データ生成部111へ出力された通信データが送信データであることを示している場合には、送信データが送信データ生成部111から下層通信プロトコル部120へ出力された後に、所定の数及び間隔で送信データに対応する再送確認データを下層通信プロトコル部120へ送信する。再送確認データの数及び間隔は、式(1)及び(2)により求められてもよい。
一方、再送確認データ生成部112が上層通信プロトコル部110Bから取得した情報が、上層通信プロトコル部110Bから出力された通信データが送信データではないことを示している場合には、通信データは遅延抑制処理の対象とならない。従って、通信データが送信データではない場合には、再送確認データ生成部112は、通信データに対応する再送確認データを下層通信プロトコル部120へ出力しない。
このような構成を備える端末1Bも、送信データに対してのみ、再送確認データを送信できる。従って、端末1Bを、第1の実施形態の通信システム10や第2の実施形態の通信システム10Bに適用しても、同様に、送受信装置及びネットワークに高い負荷をかけることなく再送に伴う遅延を抑えることができる。
(第2の実施形態のさらに別の変形例)
さらに、第2の実施形態において、再送確認データ生成部112や再送管理部130は、下層通信プロトコル部120における送信処理に要する負荷の状態を取得する機能を備えていてもよい。下層通信プロトコル部120における負荷の例としては、端末1、1A、1Bが備えるCPU(Central Processing Unit)の使用率や、下層通信プロトコル部120で入出力されるデータの量があるが、これらには限定されない。下層通信プロトコル部120の負荷の状態に応じて、式(1)及び(2)で求められた再送確認データの送信回数RN(n)や送信間隔RD(n)を補正してもよい。例えば、下層通信プロトコル部120の送信処理の負荷が高い場合にはRN(n)を小さくするとともにRD(n)を大きくすることで、下層通信プロトコル部120の送信処理の負荷を下げることができる。
さらに、第2の実施形態において、再送確認データ生成部112や再送管理部130は、下層通信プロトコル部120における送信処理に要する負荷の状態を取得する機能を備えていてもよい。下層通信プロトコル部120における負荷の例としては、端末1、1A、1Bが備えるCPU(Central Processing Unit)の使用率や、下層通信プロトコル部120で入出力されるデータの量があるが、これらには限定されない。下層通信プロトコル部120の負荷の状態に応じて、式(1)及び(2)で求められた再送確認データの送信回数RN(n)や送信間隔RD(n)を補正してもよい。例えば、下層通信プロトコル部120の送信処理の負荷が高い場合にはRN(n)を小さくするとともにRD(n)を大きくすることで、下層通信プロトコル部120の送信処理の負荷を下げることができる。
また、下層通信プロトコル部120の送信処理の負荷が低い場合にはRN(n)を大きくするとともにRD(n)を小さくしてもよい。すなわち、下層通信プロトコル部120の送信処理の負荷が低い場合には、再送確認データの送信回数RN(n)を大きくし、再送確認データの送信間隔RD(n)を小さくすることで、再送確認データの送信が促進され、再送による遅延の増大を抑制できる。このように、下層通信プロトコル部120における再送確認データの送信処理の負荷の状況に応じて、再送確認データの送信回数及び送信間隔を変更することにより、下層通信プロトコル部120の負荷に適応させた再送確認データの送信が可能になる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態として、具体的な数値を用いて第2の実施形態の動作を説明する。図6は、第3の実施形態の通信システム10Bの構成を示すブロック図である。通信システム10Bは、端末1C及びサーバ2を備える。端末1Cは、さらに、CPU161及びメモリ162を備える。サーバ2は、さらに、CPU261及びメモリ262を備える。CPU161及び261は、それぞれ、メモリ162または262に記憶されたプログラムによって、端末1Cあるいはサーバ2の各部を制御する。
第3の実施形態として、具体的な数値を用いて第2の実施形態の動作を説明する。図6は、第3の実施形態の通信システム10Bの構成を示すブロック図である。通信システム10Bは、端末1C及びサーバ2を備える。端末1Cは、さらに、CPU161及びメモリ162を備える。サーバ2は、さらに、CPU261及びメモリ262を備える。CPU161及び261は、それぞれ、メモリ162または262に記憶されたプログラムによって、端末1Cあるいはサーバ2の各部を制御する。
端末1Cとサーバ2とのそれぞれの上層通信プロトコル部110A及び210Aには、アプリケーションソフトウエアがインストールされている。下層通信プロトコル部120及び220には、無線プロトコルの制御ソフトウエアがインストールされている。端末1Cのアプリケーションソフトウエア及び無線プロトコルの機能は、CPU161及び261が実行するプログラムによって実現されてもよい。端末1の上層通信プロトコル部110Aで実行されるアプリケーションソフトウエアは、下層通信プロトコル部120及び220が備える無線プロトコルを通じてサーバ2の上層通信プロトコル部210Aで実行されるアプリケーションとの間で通信データを送受信する。
通信システム10Bで用いられる無線プロトコルは、シーケンス番号に欠落がある状態で3つ以上のデータを伝送路3から受信すると、シーケンス番号が欠落した送信データの再送を、送信データの送信元の無線プロトコルへ要求する。第3の実施形態において、端末1Cのアプリケーションがサーバ2へ送信データを送信する間隔(T(n+1)−T(n))は10であり、再送確認データの既定の送信回数RNは3回であり、再送確認データの既定の送信間隔RDは4であるとする。
端末1Cの上層通信プロトコル部110Aのアプリケーションがn番目の送信データnを送信すると、送信データnは、下層通信プロトコル部120において、無線プロトコルで用いられる形式に変換されて、端末1Cからサーバ2へ送信される。
端末1Cは、送信データの送信間隔(=10)、再送確認データの既定の送信回数RN=3及び再送確認データの既定の時間間隔RN=4から、式(1)、(2)を用いて、再送確認データの送信回数及び送信間隔を求める。再送確認データの送信回数RN(n)は、式(1)から、RN(n)=min(Floor(10/4), 3)=min(2,3)=2である。また、送信間隔RD(n)は、式(2)から、RD(n)=10/(2+1)=3.3となる。第3の実施形態では、RD(n)=3とする。
端末1Cは、送信データnを送信後、送信間隔(=3)の時間が経過すると、1番目の再送確認データを送信する。端末1は、さらに送信間隔RD(n)=3の時間が経過すると、2番目の再送確認データを送信する。送信回数RN(n)=2であるので、再送確認データの送信は2回で終了する。端末1は、2番目の再送確認データの送信後、時間が4だけ経過すると、データnの送信後の経過時間が送信データの送信間隔10(=3+3+4)となるため、送信データn+1を送信する。送信データn+1の送信後、次の送信データn+2を送信するまでの間に送信される再送確認データの送信回数及び時間間隔は、上記と同様の手順で計算される。
ここで、この送信データnが損失し、送信データnがサーバ2に到着しない場合を考える。サーバ2の下層通信プロトコル部220は、受信された通信データのシーケンス番号を確認する。そして、下層通信プロトコル部220は、データnが受信されないまま、2回の再送確認データ及び次の送信データであるデータn+1を受信する。すなわち、下層通信プロトコル部220は、シーケンス番号に異常がある状態で3つのデータを受信する。その結果、下層通信プロトコル部220は、端末1Cの下層通信プロトコル部120に対してデータnの再送を要求する。そして、データnは、端末1Cの無線プロトコルの再送によって、サーバ2で受信される。
一方、端末1Cが再送確認データを送信する機能を持たない場合には、サーバ2において順序が誤ったデータが3個受信されるのは、n+3番目の送信データn+3がサーバ2で受信された後になる。従って、第3の実施形態の通信システム10Bも、再送確認データを送信することにより、再送による伝送遅延の増加を抑制できる。
さらに、第3の実施形態の通信システム10Bでは、再送確認データの既定の送信回数RN=3及び再送確認データの既定の時間間隔RN=4では、送信データの送信後、再送確認データの送信が終了するまでの時間は4×3=12となる。送信データの送信間隔は10であるので、この既定値では、再送確認データの送信が終了する前に次の送信データが送信される可能性がある。しかしながら、第3の実施形態では、式(1)及び(2)を用いて再送確認データの数及び送信間隔を送信データの送信間隔に基づいて変更することによって、送信データの送信間隔の間に再送確認データの送信を終了させることができる。
上述した第2の実施形態の変形例及び第3の実施形態では端末1B、1Cからサーバ2へのデータ送信について説明した。しかし、端末1B、1Cの構成をサーバ2に適用することにより、サーバ2から端末1B、1Cへのデータ送信においても、各実施形態と同様の効果が得られる。
(第4の実施形態)
図7は、本発明の第4の実施形態の通信装置300の構成を示すブロック図である。通信装置300は、送信データ生成部301と、再送確認データ生成部302と、通信インタフェース303と、を備える。
図7は、本発明の第4の実施形態の通信装置300の構成を示すブロック図である。通信装置300は、送信データ生成部301と、再送確認データ生成部302と、通信インタフェース303と、を備える。
送信データ生成部301は、遅延抑制処理の対象となるデータを送信データとして通信インタフェース303へ出力する。再送確認データ生成部302は、送信データの出力後、再送確認データを、通信インタフェース303へ、所定の送信間隔で所定の回数出力する。
通信インタフェース303には、送信データ及び再送確認データが入力される。そして、通信インタフェース303は、送信データ及び再送確認データに順序情報を付与し、送信データを外部へ送信した後に再送確認データを外部へ送信する。
このような構成を備える通信装置は、遅延抑制処理の対象となる送信データに対して、送信データに続いて再送確認データを送信する。その結果、遅延抑制処理の対象となる送信データが伝送途中で喪失すると、送信データの送信先は、順序情報に基づいて、再送確認データを含むデータが誤った順序で受信されたことを検出できる。その結果、送信データの送信先は、遅延抑制処理の対象となる送信データに対して、早期に通信装置に対して再送を要求できる。
すなわち、第4の実施形態の通信装置は、遅延抑制処理の対象となる送信データに対して再送確認データを送信することにより、再送による遅延を、送受信装置及びネットワークに高い負荷をかけることなく抑制することを可能とする。
本発明は、音声通信など通信品質が遅延による影響を受けやすいシステムで用いられる通信装置に適用できる。
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
この出願は、2013年9月19日に出願された日本出願特願2013−194364を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
この出願は、2013年9月19日に出願された日本出願特願2013−194364を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1、1A、1B、1C 端末、
2 サーバ
3 伝送路
10、10A、10B 通信システム
110、110A、110B、210、210A 上層通信プロトコル部
111、211、301 送信データ生成部
112、212、302 再送確認データ生成部
113、213 受信部
120、220 下層通信プロトコル部
130、230 再送管理部
131、231 送信間隔取得部
132、232 送信制御部
140 データ判別部
161、261 CPU
162、261 メモリ
300 通信装置
303 通信インタフェース
2 サーバ
3 伝送路
10、10A、10B 通信システム
110、110A、110B、210、210A 上層通信プロトコル部
111、211、301 送信データ生成部
112、212、302 再送確認データ生成部
113、213 受信部
120、220 下層通信プロトコル部
130、230 再送管理部
131、231 送信間隔取得部
132、232 送信制御部
140 データ判別部
161、261 CPU
162、261 メモリ
300 通信装置
303 通信インタフェース
Claims (10)
- 伝送遅延の増加の抑制の対象となる通信データを、送信データとして出力する送信データ生成手段と、
前記送信データの出力後、再送確認データを、第1の送信間隔で第1の回数出力する再送確認データ生成手段と、
前記送信データ及び前記再送確認データに送信順序を示す順序情報を付与し、前記送信データを送信した後に前記再送確認データを送信する通信インタフェースと、
を備える通信装置。 - 前記送信データ生成手段から出力される前記送信データの間隔である第2の送信間隔を取得する送信間隔取得手段と、
前記第2の送信間隔に基づいて、新たな前記第1の送信間隔及び新たな前記第1の回数を求める送信制御手段と、をさらに備える、請求項1に記載された通信装置。 - 前記送信制御手段は、
n番目(nは自然数)の前記送信データの送信時刻をT(n)、
n番目の前記送信データに対応する前記再送確認データの送信間隔をRD(n)、
n番目の前記送信データに対応する前記再送確認データの送信回数をRN(n)、
前記第1の送信間隔の既定値をRD、
前記第1の回数の既定値をRN、とした場合に、前記RN(n)及び前記RD(n)を、
RN(n)=min(Floor((T(n+1)−T(n))/RD), RN)、及び、
RD(n)=(T(n+1)−T(n))/(RN(n)+1)、により求め(min(A,B)は数値A、Bのうち小さい方の値を示し、Floor(A)は、Aを超えない最大の整数を示す)、RD(n)を新たな前記第1の送信間隔とし、RN(n)を新たな前記第1の回数とする、請求項2に記載された通信装置。 - 前記送信間隔取得手段は、過去の前記送信データの送信時刻に基づいて前記送信データの送信間隔を(T(n+1)−T(n))として取得する、請求項3に記載された通信装置。
- 前記送信制御手段は、前記通信インタフェースの負荷を取得し、さらに、前記負荷に基づいて前記RN(n)及び前記RD(n)の少なくとも一方を求める、請求項1乃至4のいずれかに記載された通信装置。
- 前記通信データから、前記送信データ以外の前記通信データと前記送信データとを判別してその結果を判別結果として出力する上層通信プロトコル手段をさらに備える、請求項1乃至5のいずれかに記載された通信装置。
- 前記判別結果を前記上層通信プロトコル手段から受信し、前記判別結果が、前記通信データが前記送信データであることを示す場合には前記再送確認データ生成手段に前記再送確認データを生成する指示を行うデータ判別手段をさらに備える、請求項6に記載された通信装置。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載された通信装置と、
前記通信装置から前記送信データ及び前記再送確認データを受信データとして受信し、順序が誤って受信された前記受信データの数が所定の数以上となったことを前記順序情報に基づいて検出した場合には前記通信装置へ前記送信データの再送を要求する受信装置と、を備えた通信システム。 - 伝送遅延の増加の抑制の対象となる通信データを送信データとして出力し、
前記送信データの出力後、再送確認データを第1の送信間隔で第1の回数出力し、
前記送信データ及び前記再送確認データに送信順序を示す順序情報を付与しし、前記送信データを送信した後に前記再送確認データを送信する、通信装置の制御方法。 - 伝送遅延の増加の抑制の対象となる通信データを送信データとして出力する手順、
前記送信データの出力後、再送確認データを第1の送信間隔で第1の回数出力する手順、
前記送信データ及び前記再送確認データに送信順序を示す順序情報を付与し、前記送信データを送信した後に前記再送確認データを送信する手順、を通信装置のコンピュータに実行させるための通信装置の制御プログラムを記録した、一時的でない、プログラムの記録媒体。
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