JP6845448B2 - 通信装置、通信方法、及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信方法、及び通信システムに関する。

現在、標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムや、ＬＴＥシステムをベースとしたＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）システムの仕様が完了又は検討されている。

ＬＴＥにおけるデータ通信においては、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）と呼ばれる通信プロトコルが用いられる場合がある。ＴＣＰ／ＩＰは、ＴＣＰとＩＰとを組み合わせたプロトコルであり、インターネットなどで標準的に用いられている。

ＴＣＰにおける通信は、送信側の通信装置がデータパケットを送信し、受信側の通信装置はデータパケットを正常に受信できたとき、受信したデータパケットに対するＡＣＫ（Acknowledgement）を返信する。送信側の通信装置はＡＣＫを受信し、次のデータパケットを送信する。このように、ＴＣＰにおける通信では、ＡＣＫを受信することで、データパケットが到達したことを確認することができ、信頼性のある通信を実現している。

ＴＣＰの通信においては、ＡＣＫの送信が多くなると、ＡＣＫの送信で通信リソースが使用され、通信速度が低下する場合がある。そこで、ＡＣＫの送信数を減少させる方式として、例えば、割当られたリソースを超えるＡＣＫを破棄する方式がある。また、ＡＣＫの送信数を減少させる方式として、送信バッファに所定数までＡＣＫが滞留することを許容し、所定数を超えたＡＣＫを破棄する方式がある。

ＬＴＥ及びＴＣＰ／ＩＰに関する技術については、以下の先行技術文献に記載されている。

特開２００５−５１７３８号公報

3GPP TS36.300 3GPP TS36.211 3GPP TS36.212 3GPP TS36.213 3GPP TS36.321 3GPP TS36.322 3GPP TS36.323 3GPP TS36.331 3GPP TS36.413 3GPP TS36.423 3GPP TS36.425 3GPP TR38.912 3GPP TR38.913 3GPP TR38.801 3GPP TR38.802 3GPP TR38.803 3GPP TR38.804 3GPP TR38.900

しかし、一部のＡＣＫを破棄する方式を用いた通信装置は、複数のパケットを受信するまでＡＣＫを返信しない。例えば、パケットの送信側の通信装置が、ＡＣＫを受信するか、送信するデータの合計が所定のサイズ以上になるか、もしくはパケットの送信待ちタイマがタイムアウトするまで、次のパケットを送信しないような制御を行っている場合がある。送信側の通信装置は、このような制御を行っている場合、送信するデータが小さいため送信データの合計が所定のサイズ以上にならない場合、パケットの送信待ちタイマがタイムアウトするまで次のパケットを送信することができない。この場合、次のデータパケットを待っている受信側の通信装置において、データの受信が遅延してしまう。

そこで、一開示は、一部のＡＣＫを破棄する方式を適用しても、データ送受信の遅延を抑制する通信装置、通信方法、及び通信システムを提供することにある。

第１の通信装置と、前記第１の通信装置と無線接続し、前記第１の通信装置の通信を中継する第２の通信装置を有する通信システムに含まれる前記第１の通信装置であって、前記第２の通信装置からパケットを受信する受信部と、前記パケットに対応する受信確認パケットをバッファに蓄積し、前記バッファに蓄積する受信確認パケットの少なくとも一部を送信できるようにし、前記送信において送信しない受信確認パケットを破棄率に応じて破棄できるようにする送信部と、を有する。

一開示は、一部のＡＣＫを破棄する方式を適用しても、データ送受信の遅延を抑制することにある。

図１は、第１の実施の形態における、通信システムの構成例を示す図である。 図２は、通信システム１０の構成例を示す図である。 図３は、通信装置１００の構成例を示す図である。 図４は、ＰＤ方式によるＡＣＫ送信処理のシーケンスの例を示す図である。 図５は、図４のタイミングＴ１１における送信バッファの例を示す図である。 図６は、ＡＤ方式によるＡＣＫ送信処理のシーケンスの例を示す図である。 図７は、各タイミングにおける送信バッファの例を示す図である。 図８は、ＨＤ方式によるＡＣＫ送信処理のシーケンスの例を示す図である。 図９は、各タイミングにおける送信バッファの例を示す図である。 図１０は、ＡＣＫ送信方式毎のスループット及びＡＣＫ送信数のグラフの例を示す図である。 図１１は、破棄率決定処理の処理フローチャートの例を示す図である。 図１２は、破棄率決定処理の処理フローチャートの例を示す図である。 図１３は、ＰＤ方式の要求リソース量及び割当リソース量のグラフの例を示す図である。 図１４は、ＡＤ方式の要求リソース量及び割当リソース量のグラフの例を示す図である。 図１５は、ＨＤ方式の要求リソース量及び割当リソース量のグラフの例を示す図である。 図１６は、破棄率決定処理の処理フローチャートの例を示す図である。 図１７は、破棄率決定処理の処理フローチャートの例を示す図である。

以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書における課題及び実施例は一例であり、本願の権利範囲を限定するものではない。特に、記載の表現が異なっていたとしても技術的に同等であれば、異なる表現であっても本願の技術を適用可能であり、権利範囲を限定するものではない。

［第１の実施の形態］
最初に第１の実施の形態について説明する。

第１の実施の形態の通信システムは、第１の通信装置と、第１の通信装置と無線接続し、第１の通信装置の通信を中継する第２の通信装置を有する。また、第１の通信装置は、第２の通信装置からパケットを受信し、パケットを受信したことを示す受信確認パケットをバッファに蓄積する受信部を有する。さらに、第１の通信装置は、バッファに蓄積する受信確認パケットの一部又は全部を送信し、送信しない受信確認パケットのうち、破棄率に応じた数の受信確認パケットを破棄する送信部を有する。さらに、第１の通信装置は、無線接続の状態に応じて、破棄率を決定する決定部を有する。

図１は、第１の実施の形態における、通信システム１０の構成例を示す図である。通信システム１０は、通信装置１００−１，２を有する。通信装置１００−１，２は、無線を介して接続しており、例えば、パケットを使用してデータの送受信を行う。通信装置１００−１は、例えば、携帯電話などの端末装置や、サーバやホストマシンなどのコンピュータである。また、通信装置１００−２は、例えば、基地局装置である。また、通信装置１００−２は、例えば、通信装置１００−１と同様の装置であってもよい。

通信装置１００−１，２は、例えば、互いにＴＣＰ／ＩＰに基づき通信を行う。また、通信装置１００−１，２は、図示しないプロセッサ、ストレージ、メモリを有し、ストレージに記憶されたプログラムをメモリにロードし、プロセッサがロードしたプログラムを実行することで、受信部１０１、送信部１０２、決定部１０３を構築し、各処理を実行する。

通信システム１０で使用するパケットは、通信装置１００−２が送信するパケット（例えば、ＴＣＰパケット）及び受信確認パケット（例えば、ＡＣＫ）である。以降、単にパケットと称する場合、ＴＣＰパケット、又は受信確認パケット、又はその両方を示す。

通信装置１００−１は、受信部１０１、送信部１０２、決定部１０３、及びバッファ１０４を有する。通信装置１００−２も、同様の構成（図示せず）を有してもよい。

受信部１０１は、通信装置１００−２からパケットを受信し、当該パケットを受信したことを示す受信確認パケットをバッファ１０４に格納する。バッファ１０４は、例えば、送信バッファである。

送信部１０２は、送信契機が発生すると、バッファ１０４に格納されている受信確認パケットの一部又は全部を、通信装置１００−２に送信する。そして、送信部１０２は、送信していない受信確認パケットであって、バッファ１０４に残留している残留受信確認パケットのうち、決定部１０３が決定した破棄率に応じた数の受信確認パケットを破棄し、それ以外の受信確認パケットを送信する。以降、残留受信確認パケットのうち、破棄率に応じて破棄されず、通信装置１００−２に送信される応答確認パケットを、破棄率に応じて破棄されないパケットと表現する場合がある。

通信装置１００−２は、通信装置１００−１にパケットを送信する。パケットには、当該パケットの識別子あるいはシーケンス番号（以降、対応パケット番号と呼ぶ）が含まれる。対応パケット番号は、例えば、パケットを送信するごとにインクリメントされる数値であり、パケットの送信順を示す。なお、対応パケット番号は、パケットの送信順が算出可能であって、パケットごとに一意に決まる数値であれば、例えば、送信するデータの先頭アドレスなど、前回送信したパケットにおけるデータとの関連を示す数値であってもよい。通信装置１００−２は、例えば、対応パケット番号が１〜４の４つのパケットを送信する（Ｓ１）。

通信装置１００−１は、通信装置１００−２からパケットを受信すると（Ｓ１）、受信部１０１が、バッファ１０４に受信確認パケットを格納する（Ｓ２）。受信部１０１は、例えば、パケット（１）（対応パケット番号が１であるパケットの意味。以降、同様に記載。）を受信すると、受信確認パケット（１）（対応パケット番号が１である受信確認パケットの意味。ＡＣＫ（１）や受信確認（１）とも記載する。以降、同様に記載。）を作成し、バッファ１０４に格納する。受信部１０１は、パケットを受信するごとに、対応する受信確認パケットを作成し、バッファ１０４に格納する。従って、バッファ１０４には、受信確認パケット（１）〜（４）が格納される。

次に、パケットの送信契機が発生すると、送信部１０２は、送信バッファに格納されている受信確認パケットの一部を取り出し（Ｓ３）、通信装置１００−２に送信する（Ｓ４）。送信契機は、例えば、パケット送信待ちタイマのタイムアウトや、送信バッファに所定のサイズまでパケットが格納されたときや、基地局装置（例えば、通信装置１００−２）が移動機端末装置（例えば、通信装置１００−１）に対して上り送信許可（UL Grant）を与えたときなど、パケットの受信とは非同期に発生する。

図１の例においては、通信装置１００−１は、一部の受信確認パケットとして、受信確認パケット（４）及び（３）を送信する。送信する受信確認パケットは、１つであってもよいし、複数のパケットであってもよい。通信装置１００−１は、例えば、受信確認パケットを送信するために割当られた無線リソースのリソース量に応じたパケット数を、送信する受信確認パケットのパケット数と決定する。

通信装置１００−１は、送信した一部の受信確認パケット以外の受信確認パケットのうち、破棄率に応じて破棄されないパケットを、通信装置１００−２に送信する。破棄率は、残留受信確認パケットのうち、通信装置１００−２に送信せずに破棄するパケットの割合を示す。図１は、例えば、破棄率が０．５である場合の例である。この場合、通信装置１００−１は、残留受信確認パケットの２パケットのうち、破棄率０．５に対応する１パケット（図１においては受信確認（１））を破棄し、残りの１パケット（図１においては受信確認（２））を、通信装置１００−２に送信する。すなわち、通信装置１００−２に送信される受信確認パケットは、受信確認（４），（３），及び（２）となる。

通信装置１００−１は、送信した一部及び破棄率に応じた数の受信確認パケット以外の受信確認パケットは、次の送信契機が発生するのを待たずにバッファから破棄し、通信装置１００−２に送信しない。なお、ここでは、説明簡単のために、パケット（ｘ）に対応する受信確認パケットを、受信確認（ｘ）と記載した。しかし、例えば、ＴＣＰ通信において、次に受信すべきパケットに関する情報が受信確認（ＡＣＫ）に含まれる場合がある。従って、パケット（ｘ）に対応する受信確認は、受信確認（ｘ＋１）となる場合がある。以降の説明における受信確認（ＡＣＫ）についても同様である。

決定部１０３は、無線接続の状態に応じて破棄率を決定する（Ｓ５）。決定部１０３は、例えば、通信を行うとき、破棄率を０．０１ずつ単位時間ごとに変更し、破棄率ごとのスループットや受信確認パケットの送信数を、無線接続の状態として取得し、内部メモリに記憶する。また、決定部１０３は、例えば、破棄率ごとの通信装置１００−１が要求する要求リソース量及び通信装置１００−２が通信装置１００−２に割り当てる割当リソース量を、無線接続の状態として取得してもよい。

そして、決定部１０３は、無線接続の状態に応じた破棄率を決定する。決定部は、例えば、スループットが最も高くなる破棄率や、スループットが閾値以上であって、なおかつ受信確認パケットの送信数が最も多くなる破棄率を、無線通信に使用する破棄率と決定する。また、決定部１０３は、例えば、要求リソース量と割当リソース量が一致する破棄率や、要求リソース量と割当リソース量が一致する破棄率の近傍の破棄率を、無線通信に使用する破棄率と決定してもよい。

第１の実施の形態においては、第１の通信装置は、受信したパケット全てに対して受信確認パケットを返信するのではなく、一部の受信パケットに対して受信確認パケットを返信する。さらに、第１の通信装置は、一部の受信パケットに対する受信確認パケット以外に、破棄率に応じて破棄する受信確認パケット以外の受信確認パケットを送信する。破棄率は、無線通信の状態に応じて決定される。

これにより、第１の通信装置は、例えば、無線接続状態に応じた破棄率を設定することで、データ送受信が遅延しない通信を行うことができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。

＜通信システムの構成例＞
図２は、通信システム１０の構成例を示す図である。通信システム１０は、通信装置１００、基地局装置２００、及びネットワーク３００を有する。通信システム１０は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の通信規格に対応した通信システムである。

通信装置１００は、例えば、携帯端末やコンピュータである。通信装置１００は、例えば、基地局装置２００と無線接続し、基地局装置２００を介してネットワーク３００と通信を行う。通信装置１００は、基地局装置２００やネットワーク３００からデータをダウンロードしたり、サービスの提供を受けたりする。また、通信装置１００は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰに基づいて、基地局装置２００やネットワーク３００と通信を行う。

基地局装置２００は、通信装置１００が送受信するパケットを中継するパケット中継装置である。基地局装置２００は、例えば、ＬＴＥにけるｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）などの基地局装置である。また、基地局装置２００は、スイッチやルータなどのネットワーク機器であってもよい。

ネットワーク３００は、例えば、インターネットであってもよいし、専用線で構成されているイントラネットであってもよい。

＜通信装置の構成例＞
図３は、通信装置１００の構成例を示す図である。通信装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、ストレージ１２０、メモリ１３０、及びＲＦ（Radio Frequency）回路１５０を有する。

ストレージ１２０は、プログラムやデータを記憶する、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、又はＳＳＤ（Solid State Drive）などの補助記憶装置である。ストレージ１２０は、通信プログラム１２１及びＡＣＫ送信プログラム１２２を記憶する。

メモリ１３０は、ストレージ１２０に記憶されているプログラムをロードする領域である。また、メモリ１３０、プログラムがデータを記憶する領域としても使用される。

ＲＦ回路１５０は、基地局装置２００と無線接続する装置である。ＲＦ回路１５０は、例えば、アンテナを有し、アンテナを介して基地局装置２００と電波（パケット）の送受信を行う。

ＣＰＵ１１０は、ストレージ１２０に記憶されているプログラムを、メモリ１３０にロードし、ロードしたプログラムを実行し、各処理を実現するプロセッサである。

ＣＰＵ１１０は、通信プログラム１２１を実行することで、通信処理を行う。通信処理は、基地局装置２００やネットワーク３００などと、通信を行う処理である。通信装置１００は、例えば、通信装置１００のユーザや、通信装置１００において実行するプログラムの要求に応じて通信を行うとき、通信処理を行う。

また、ＣＰＵ１１０は、ＡＣＫ送信プログラム１２２を実行することで、受信部、送信部、及び決定部を構築し、ＡＣＫ送信処理を行う。ＡＣＫ送信処理は、基地局装置２００から受信したパケットに対するＡＣＫ（応答確認）を生成し、送信バッファに格納し、ＡＣＫの送信方式に応じてＡＣＫを基地局装置２００に送信する処理である。

ＣＰＵ１１０は、ＡＣＫ送信プログラム１２２の有するＰＤ（Passive Discard）方式モジュール１２２１を実行することで、受信部及び送信部を構築し、ＰＤ方式によるＡＣＫ送信処理を行う。ＰＤ方式は、割当リソース量に応じた数のＡＣＫを送信し、送信しなかったＡＣＫのうち、破棄率に応じた数のＡＣＫを破棄し、それ以外のＡＣＫは送信するＡＣＫ送信方式である。すなわち、ＰＤ方式では、通信装置１００は、割当リソース量に応じたＡＣＫ数と、破棄率に応じて破棄しないＡＣＫ数の合計が、送信するＡＣＫ数となる。

ＣＰＵ１１０は、ＡＣＫ送信プログラム１２２の有するＡＤ（Active Discard）方式モジュール１２２２を実行することで、受信部及び送信部を構築し、ＡＤ方式によるＡＣＫ送信処理を行う。ＡＤ方式は、蓄積閾値までＡＣＫ数を送信バッファに蓄積し、蓄積閾値を超えるＡＣＫは破棄率に応じて破棄するＡＣＫ送信方式である。すなわち、ＡＤ破棄率方式では、通信装置１００は、蓄積閾値のＡＣＫ数と、破棄率に応じて破棄しないＡＣＫ数の合計が、送信するＡＣＫ数となる。

ＣＰＵ１１０は、ＡＣＫ送信プログラム１２２の有するＨＤ（Hybrid Discard）方式モジュール１２２３を実行することで、受信部及び送信部を構築し、ＨＤ方式によるＡＣＫ送信処理を行う。ＨＤ方式は、ＡＤ方式及びＰＤ方式の両方式を同時に実行するＡＣＫ送信方式である。すなわち、ＨＤ方式では、通信装置１００は、割当リソース量に応じた数又は蓄積閾値のＡＣＫ数と、破棄率に応じて破棄しないＡＣＫ数の合計が、送信するＡＣＫ数となる。

ＣＰＵ１１０は、ＡＣＫ送信プログラム１２２の有する破棄率決定モジュール１２２４を実行することで、決定部を構築し、破棄率決定処理を行う。破棄率決定処理は、各ＡＣＫ送信方式で使用する破棄率を決定する処理である。

なお、ＰＤ方式、ＡＤ方式、及びＨＤ方式それぞれは、送信バッファに蓄積したＡＣＫの一部又は全部を送信する処理において、送信するＡＣＫの数を決定する送信数決定処理である。

＜ＰＤ方式によるＡＣＫ送信処理＞
図４は、ＰＤ方式によるＡＣＫ送信処理のシーケンスの例を示す図である。通信装置１００は、基地局装置２００からＴＣＰパケット（１）〜（４）を受信する（Ｓ１０１〜Ｓ１０４）。そして、通信装置１００は、ＡＣＫの送信契機が発生すると、ＢＳＲ（Buffer Status Report）を送信する（Ｓ１０５）。ＢＳＲは、例えば、通信装置１００が基地局装置２００に対して、パケット（ＡＣＫ及びＴＣＰパケットを含む）を送信するための無線リソースの割り当てを要求するメッセージである。

基地局装置２００は、ＢＳＲを受信すると、通信装置１００にＵＬ＿Ｇｒａｎｔ（Uplink Grant）を送信する（Ｓ１０６）。ＵＬ＿Ｇｒａｎｔは、例えば、通信装置１００に対して割り当てる無線リソース量を含むメッセージである。

通信装置１００は、ＵＬ＿Ｇｒａｎｔを受信すると、割当リソース量に応じた数と破棄率に応じて破棄しない数の合計数のＡＣＫを基地局装置２００に送信する（Ｓ１０７）。破棄率に応じて破棄しない数とは、残留しているＡＣＫ数から破棄率に応じて破棄するＡＣＫ数を減じた数である。図４においては、ＡＣＫ（２）〜（４）が送信される（Ｓ１０８〜Ｓ１１０）。

図５は、図４のタイミングＴ１１における送信バッファの例を示す図である。通信装置１００の送信バッファには、ＡＣＫ（１）〜（４）が蓄積されている。通信装置１００は、例えば、割当リソース量に応じた数を２と算出し、受信が新しい順にＡＣＫ（４）、ＡＣＫ（３）を送信対象とする。そして、送信バッファに残るＡＣＫ（１）、（２）のうち、破棄率に応じた数である１パケットを破棄する。このとき、通信装置１００は、受信順が古い順に破棄するパケットを決定する。通信装置１００は、ＡＣＫ（１）を破棄するパケットと決定し、残りのＡＣＫ（２）を送信対象とする。すなわち、通信装置１００は、ＡＣＫ（４）、（３）、（２）を送信対象とする。

ＰＤ方式では、通信装置１００は、例えば、割当リソース量に応じた数のＡＣＫを送信する。そして、通信装置１００は、送信しなかったＡＣＫのうち、破棄率に応じた数のＡＣＫを破棄し、破棄したＡＣＫ以外のＡＣＫを送信する。

＜ＡＤ方式によるＡＣＫ送信処理＞
図６は、ＡＤ方式によるＡＣＫ送信処理のシーケンスの例を示す図である。通信装置１００は、基地局装置２００からＴＣＰパケット（１）、（２）を受信する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。

図７は、各タイミングにおける送信バッファの例を示す図である。図７（Ａ）は、図６のシーケンスのタイミングＴ２１における送信バッファの例を示す図である。タイミングＴ２１においては、送信バッファには、受信したＴＣＰパケット（１）、（２）に対するＡＣＫ（１）、（２）が蓄積されている。

図６のシーケンスに戻り、通信装置１００は、ＴＣＰパケット（３）を受信する（Ｓ２０３）。

図７（Ｂ）は、図６のシーケンスのタイミングＴ２２における送信バッファの例を示す図である。タイミングＴ２２においては、送信バッファには、ＡＣＫ（１）、（２）に加え、受信したＴＣＰパケット（３）に対応するＡＣＫ（３）が蓄積される。しかし、例えば、ＡＣＫを蓄積する蓄積閾値が２である場合、２を超えるＡＣＫについては破棄する。そのため、図７においては、通信装置１００は、例えば、ＡＣＫのうち最も古いＡＣＫであるＡＣＫ（１）を破棄する。

図６のシーケンスに戻り、通信装置１００は、ＴＣＰパケット（４）を受信する（Ｓ２０４）。

図７（Ｃ）は、図６のシーケンスのタイミングＴ２３における送信バッファの例を示す図である。タイミングＴ２３においては、送信バッファには、ＡＣＫ（２）、（３）に加え、受信したＴＣＰパケット（４）に対応するＡＣＫ（４）が蓄積される。通信装置１００は、ＡＣＫを蓄積する蓄積閾値２を超えるＡＣＫ（２）を破棄する。

図６のシーケンスに戻り、通信装置１００は、ＡＣＫの送信契機が発生すると、ＢＳＲを送信する（Ｓ２０５）。そして、通信装置１００は、ＵＬ＿Ｇｒａｎｔを受信すると（Ｓ２０６）、送信バッファに蓄積するＡＣＫ（３）、（４）を基地局装置２００に送信する（Ｓ２０８，Ｓ２０９）。ＡＤ方式では、通信装置１００は、例えば、蓄積閾値に応じた数のＡＣＫを送信バッファに蓄積し、ＡＣＫの送信タイミングで蓄積されたＡＣＫを送信する。

なお、ＡＤ方式において、破棄率は比に変換してもよい。具体例として、以下の式（１）を用いて破棄率を算出してもよい。

ＤＲ ＝ １−Ｔ／１００ ・・・式（１）

ＤＲは破棄率であり、Ｔは蓄積閾値である。例えば、Ｔ＝１００を用いてシミュレーションした場合、わずかなＡＣＫしか破棄されない、すなわち、破棄率が０に近似することがわかる。また、例えば、Ｔ＝１を用いてシミュレーションした場合、多くのＡＣＫが破棄され、破棄率が１に近似することがわかる。ＡＤ方式における破棄率は、式（１）に示すように、蓄積閾値に応じて決定されてもよい。

また、通信装置１００は、例えば、ＡＤ方式において送信されないＡＣＫを、破棄率に応じて破棄してもよい。例えば、通信装置１００は、図７において破棄されたＡＣＫ（１）及び（２）のうち、破棄率に応じた数のＡＣＫだけを破棄し、破棄しないＡＣＫを基地局装置２００に送信してもよい。例えば、破棄率が０．５である場合、ＡＣＫ（１）（２）の２パケットのうち１パケット（例えばＡＣＫ（２））を破棄し、残りの１パケット（例えばＡＣＫ（２））を基地局装置２００に送信してもよい。以降、この方式を、ＡＤ破棄率方式と呼ぶ場合がある。なお、以降の説明におけるＡＤ方式は、ＡＤ破棄率方式に置き換えることができる。

＜ＨＤ方式によるＡＣＫ送信処理＞
図８は、ＨＤ方式によるＡＣＫ送信処理のシーケンスの例を示す図である。通信装置１００は、基地局装置２００からＴＣＰパケット（１）〜（５）を受信する（Ｓ３０１〜Ｓ３０５）。ＨＤ方式は、上述したＡＤ方式とＰＤ方式の両方式を同時に実行する方式である。

図９は、各タイミングにおける送信バッファの例を示す図である。図９（Ａ）は、図８のシーケンスのタイミングＴ３１における送信バッファの例を示す図である。タイミングＴ３１においては、送信バッファには、受信したＴＣＰパケット（１）〜（５）に対するＡＣＫ（１）〜（５）が蓄積されている。

ここで、通信装置１００は、ＡＤ方式により、蓄積閾値（例えば４）を超えるＡＣＫを、破棄率に応じて破棄する。通信装置１００は、図９（Ａ）において、例えば、破棄率に応じてＡＣＫ（１）を破棄する。

図８のシーケンスに戻り、通信装置１００は、ＡＣＫの送信契機が発生すると、ＢＳＲを送信し（Ｓ３０６）、ＵＬ＿Ｇｒａｎｔを基地局装置２００から受信する（Ｓ３０７）。

図９（Ｂ）は、図８のシーケンスのタイミングＴ３２における送信バッファの例を示す図である。タイミングＴ３２においては、送信バッファには、ＡＣＫ（２）〜（５）が蓄積されている。

通信装置１００は、ＰＤ方式により、割当リソース量に応じた数のＡＣＫ（図９におけるＡＣＫ（４）及び（５））を送信対象とする。そして、通信装置１００は、送信対象以外のＡＣＫ（図９におけるＡＣＫ（３）及び（２））のうち、破棄率に応じた数のＡＣＫ（図９におけるＡＣＫ（２））を破棄し、破棄しないＡＣＫ（図９におけるＡＣＫ（３））を送信対象とする。

ＨＤ方式では、通信装置１００は、蓄積閾値や割当リソース量によって送信対象とされるＡＣＫ以外の破棄候補となるＡＣＫを、破棄率に応じて破棄する。

＜破棄率決定処理＞
通信装置１００が行う破棄率決定処理について以下に説明する。通信装置１００は、破棄率決定処理において、無線接続の状態として、スループット、ＡＣＫ送信数、要求リソース量、及び割当リソース量を指標として使用する。また、通信装置１００は、破棄率決定処理において、ＡＣＫ送信方式も無線接続の状態に応じて決定する場合がある。以下、４つの破棄率決定処理の例を示し、それぞれについて説明する。

＜１．第１の破棄率決定処理＞
第１の破棄率決定処理は、スループット及びＡＣＫ送信数に基づき、破棄率を決定する処理である。また、第１の破棄率決定処理は、あるＡＣＫ送信方式を選択した場合の破棄率を決定する処理であり、ＡＣＫ送信方式はどの方式が選択されてもよい。

図１０は、ＡＣＫ送信方式毎の、スループット及びＡＣＫ送信数のグラフの例を示す図である。スループット及びＡＣＫ送信数は、例えば、通信装置１００と基地局装置２００間の無線接続の状態を示す数値である。なお、図１０に示すスループットは、基地局装置２００から通信装置１００への方向（下り方向）におけるスループットであるが、通信装置１００は、通信装置１００から基地局装置２００への方向（上り方向）のスループットを使用してもよい。

通信装置１００は、例えば、通信システム１０の運用中に、ＡＣＫ送信方式及び破棄率を変更し、スループット及びＡＣＫ送信数を測定する。もしくは、通信装置１００は、例えば、通信システム１０に設置される前にシミュレーションを実行し、スループット及びＡＣＫ送信数を取得してもよい。

図１０（Ａ）は、縦軸がスループット（Throughput）、横軸が破棄率（Discard Ratio）である。スループットの単位は、キロビット パー セカンド（Kbit per second：Kb/s）である。また、図１０（Ｂ）は、縦軸がＡＣＫ送信数（Num of TCP ACKs）、横軸が破棄率（Discard Ratio）である。

図１１は、破棄率決定処理の処理フローチャートの例を示す図である。通信装置１００は、ＡＣＫ送信方式を選択する（Ｓ４０１）。通信装置１００は、選択したＡＣＫ送信方式において、スループットが閾値（第１閾値）以上の破棄率が存在するか否かを確認する（Ｓ４０２）。

通信装置１００は、スループットが閾値以上の破棄率が存在する場合（Ｓ４０２のＹｅｓ）、スループットが閾値以上であって、ＡＣＫ送信数が最小となる破棄率を、通信に使用する破棄率と決定する（Ｓ４０３）。すなわち、通信装置１００は、スループットが閾値以上となる破棄率のうち、ＡＣＫ送信数が最小の破棄率を、通信に使用する。

一方、通信装置１００は、スループットが閾値以上の破棄率が存在しない場合（Ｓ４０２のＮｏ）、使用する破棄率を１と決定する（Ｓ４０３）。なお、破棄率として使用する１は規定値（デフォルト値）であり、例えば、内部メモリに記憶されている数値である。また、通信装置１００は、スループットが閾値以上の破棄率が存在しない場合の処理として、例えば、スループットが最大となる破棄率、あるいは、ＡＣＫ送信数が最小となる破棄率を、通信に使用する破棄率としてもよい。

以下、通信装置１００がＨＤ方式を選択した場合を例に、破棄率決定処理について説明する。なお、スループットの閾値は、例えば、１７５０００Ｋｂ／ｓとする。

図１０（Ａ）より、通信装置１００は、ＨＤ方式においてスループットが閾値以上となる破棄率が存在すると判定する（図１１のＳ４０２のＹｅｓ）。例えば、図１０（Ａ）のＨＤ方式において、破棄率０から０．９４までの間においては、スループットが閾値を超えている。なお、通信装置１００が破棄率を決定するとき、例えば、０．０２刻みで破棄率を決定する。図１０（Ａ）では、例えば、破棄率０．９５でもスループットが閾値を超えているが、破棄率０．９５は破棄率として決定されない数値である。よって、通信装置１００は、破棄率０から０．９４までが、スループットが閾値を超えている範囲であると判定する。

そして、通信装置１００は、スループットが閾値以上であって、ＡＣＫ送信数が最小である破棄率を、通信に使用する破棄率と決定する（図１１のＳ４０３）。図１０（Ｂ）より、通信装置１００は、破棄率０から０．９４までの間で、ＡＣＫ送信数が最小となる破棄率０．９４を、通信に使用する破棄率と決定する。

これにより、通信装置１００は、各ＡＣＫ送信方式において、所定以上のスループットを維持しつつ、ＡＣＫ送信数が最小となる破棄率で、ＡＣＫを送信することができる。

＜２．第２の破棄率決定処理＞
第２の破棄率決定処理は、第１の破棄率決定処理のロジックを使用し、ＡＣＫ送信方式も決定する処理である。

図１２は、破棄率決定処理の処理フローチャートの例を示す図である。通信装置１００は、ＡＣＫ送信方式を仮選択する（Ｓ５０１）。通信装置１００は、仮選択したＡＣＫ送信方式において、スループットが閾値以上の破棄率が存在するか否かを確認する（Ｓ５０２）。

通信装置１００は、スループットが閾値以上の破棄率が存在する場合（Ｓ５０２のＹｅｓ）、スループットが閾値以上であって、ＡＣＫ送信数が最小となる破棄率、及びＡＣＫ送信数を、内部メモリに記憶する（Ｓ５０３）。

一方、通信装置１００は、スループットが閾値以上の破棄率が存在しない場合（Ｓ５０２のＮｏ）、ＡＣＫ送信数を無限大として、内部メモリに記憶する（Ｓ５０４）。なお、ＡＣＫ送信数を無限大として記憶するのは、以降で説明する処理Ｓ５０６において、スループットが閾値以上の破棄率が存在しないＡＣＫ送信方式を選択されないようにするためである。

通信装置１００は、全てのＡＣＫ送信方式の破棄率及びＡＣＫ送信数を内部メモリに記憶したかどうかを確認する（Ｓ５０５）。そして、全てのＡＣＫ送信方式の破棄率及びＡＣＫ送信数を記憶していない場合（Ｓ５０５のＮｏ）、まだ仮選択されていないＡＣＫ送信方式を仮選択し、処理Ｓ５０２から処理Ｓ５０５を行う。

一方、通信装置１００は、全てのＡＣＫ送信方式の破棄率及びＡＣＫ送信数を内部メモリに記憶している場合（Ｓ５０５のＹｅｓ）、記憶したＡＣＫ送信数が最小であるＡＣＫ送信方式及び破棄率を、通信に使用するＡＣＫ送信方式及び破棄率と決定する（Ｓ５０６）。

以下、図１０の無線接続の状態を例に、破棄率決定処理について説明する。なお、スループットの閾値は１７５０００Ｋｂ／ｓとする。

通信装置１００は、ＡＣＫ送信方式として、ＰＤ方式を仮選択する（図１２のＳ５０１）。そして、通信装置１００は、ＰＤ方式において、スループットが閾値以上の破棄率が存在すると判定する（図１２のＳ５０２のＹｅｓ）。そして、通信装置１００は、ＰＤ方式において、スループットが閾値以上であって、ＡＣＫ送信数が最小となる、破棄率０．９とＡＣＫ送信数１４０５７０を記憶する。

通信装置１００は、ＰＤ方式と同様に、ＡＤ方式及びＨＤ方式を仮選択し、それぞれの破棄率とＡＣＫ送信数を記憶する。ＡＤ方式において、破棄率は０．９４であり、ＡＣＫ送信数は１２９９７７である。また、ＨＤ方式おいて、破棄率は０．９４であり、ＡＣＫ送信数は１２５４５２である。

通信装置１００は、全方式の破棄率及びＡＣＫ送信数を記憶すると（図１２のＳ５０５のＹｅｓ）、ＡＣＫ送信方式及び破棄率を決定する（図１２のＳ５０６）。上述したように、ＰＤ方式、ＡＤ方式、及びＨＤ方式のＡＣＫ送信数は、それぞれ、１４０５７０、１２９９７７、１２５４５２であり、ＨＤ方式のＡＣＫ送信数が最小である。よって、通信装置１００は、ＨＤ方式で、破棄率０．９４を使用してＡＣＫを送信することを決定する。

これにより、通信装置１００は、所定以上のスループットを維持しつつ、ＡＣＫ送信数が最小となる、ＡＣＫ送信方式及び破棄率を選択することができる。

＜３．第３の破棄率決定処理＞
第３の破棄率決定処理は、要求リソース量、及び割当リソース量に基づいて破棄率を決定する処理である。要求リソース量、及び割当リソース量は、例えば、通信装置１００と基地局装置２００間の無線接続の状態を示す数値である。

通信装置１００は、例えば、通信システム１０の実運用中に、ＡＣＫ送信方式及び破棄率を変更し、要求リソース量及び割当リソース量を測定する。もしくは、通信装置１００は、例えば、通信システム１０に設置される前にシミュレーションを実行し、要求リソース量、及び割当リソース量を取得してもよい。

図１３は、ＰＤ方式の要求リソース量及び割当リソース量のグラフの例を示す図である。図１３は、要求リソース量又は割当リソース量であり、横軸が破棄率である。要求リソース量及び割当リソース量の単位は、バイト（byte）である。

また、図１４はＡＤ方式、図１５はＨＤ方式の要求リソース量及び割当リソース量のグラフの例を示す図である。グラフの形式は、図１３と同様である。

図１６は、破棄率決定処理の処理フローチャートの例を示す図である。通信装置１００は、ＡＣＫ送信方式を選択する（Ｓ７０１）。通信装置１００は、選択したＡＣＫ送信方式において、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在するか否かを確認する（Ｓ７０２）。

通信装置１００は、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在する場合（Ｓ７０２のＹｅｓ）、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率を、通信に使用する破棄率と決定する（Ｓ７０３）。

一方、通信装置１００は、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在しない場合（Ｓ７０２のＮｏ）、使用する破棄率を１と決定する（Ｓ７０３）。例えば、図１３では、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在しないため、通信装置１００は、ＰＤ方式での破棄率を１と決定する。

以下、通信装置１００がＨＤ方式を選択した場合を例に、破棄率決定処理について説明する。

図１５より、通信装置１００は、ＨＤ方式において、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在すると判定する（図１６のＳ７０２のＹｅｓ）。例えば、図１５において、破棄率０．８付近が要求リソース量と割当リソース量が同一である。なお、要求リソース量と割当リソース量が同一であることは、要求リソース量と割当リソース量が全く同じ数値である場合以外に、要求リソース量と割当リソース量の差異が閾値（第２閾値）以内である場合を含む。そして、通信装置１００は、ＨＤ方式における破棄率を、要求リソース量と割当リソース量が同一である破棄率０．８を、通信に使用する破棄率と決定する（図１６のＳ７０３）。

これにより、通信装置１００は、要求リソース量と割当リソース量に大きな差異が生じることによる、上りリソースと下りリソースの不均衡が発生することを防止し、効率よく無線リソースを使用することができる。

＜４．第４の破棄率決定処理＞
第４の破棄率決定処理は、ＡＣＫ送信数、要求リソース量、及び割当リソース量に基づいて破棄率を決定する処理である。ＡＣＫ送信数、要求リソース量、及び割当リソース量は、例えば、通信装置１００と基地局装置２００間の無線接続の状態を示す数値である。

通信装置１００は、例えば、通信システム１０の実運用中に、ＡＣＫ送信方式及び破棄率を変更し、要求リソース量及び割当リソース量を測定する。もしくは、通信装置１００は、例えば、通信システム１０に設置される前にシミュレーションを実行し、要求リソース量、及び割当リソース量を取得してもよい。

図１７は、破棄率決定処理の処理フローチャートの例を示す図である。通信装置１００は、ＡＣＫ送信方式を選択する（Ｓ６０１）。通信装置１００は、選択したＡＣＫ送信方式において、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在するか否かを確認する（Ｓ６０２）。

通信装置１００は、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在する場合（Ｓ６０２のＹｅｓ）、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率から所定値以内の近傍であって、ＡＣＫ送信数が最小となる破棄率を、通信に使用する破棄率と決定する（Ｓ６０３）。

一方、通信装置１００は、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在しない場合（Ｓ６０２のＮｏ）、使用する破棄率を１と決定する（Ｓ６０３）。

以下、通信装置１００がＡＤ方式を選択した場合を例に、破棄率決定処理について説明する。

図１４より、通信装置１００は、ＡＤ方式において、要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在すると判定する（図１７のＳ６０２のＹｅｓ）。例えば、図１４において、破棄率０．９４付近で要求リソース量と割当リソース量が同一となる破棄率が存在する。そして、通信装置１００は、要求リソース量と割当リソース量が同一である破棄率０．９４から所定数（例えば、０．２）以内の破棄率であって、ＡＣＫ送信数が最小となる破棄率を、通信に使用する破棄率と決定する（図１７のＳ６０３）。通信装置１００は、図１０における、ＡＤ方式のＡＣＫ送信数から、破棄率を０．９６と決定する。

これにより、通信装置１００は、要求リソース量と割当リソース量だけではなく、ＡＣＫＡＣＫ送信数も考慮した破棄率を決定することができる。

［その他の実施の形態］
各実施の形態における処理は、それぞれ組み合わせてもよい。

例えば、通信装置１００は、第２の実施の形態における第４の破棄率決定処理において、全ＡＣＫ送信方式の破棄率及びＡＣＫ送信数を算出し、ＡＣＫ送信数が最小となるＡＣＫ送信方式を決定してもよい。

また、例えば、通信装置１００は、第２の実施の形態における第４の破棄率決定処理において、ＡＣＫ送信数に代えて、スループットを指標として使用してもよい。

さらに、ＡＣＫ送信数、スループット、要求リソース量、及び割当リソース量の一部または全部に基づき、上り下りの無線リソース量のバランスが適正である破棄率や、スループット又はＡＣＫ送信数が適正値である破棄率を決定してもよい。

１０…通信システム、
１００…通信装置、
１０１…受信部、
１０２…送信部、
１０３…決定部、
１０４…バッファ、
１１０…ＣＰＵ、
１２０…ストレージ、
１２１…通信プログラム、
１２２…ＡＣＫ送信プログラム、
１２２１…ＰＤ方式モジュール、
１２２２…ＡＤ方式モジュール、
１２２３…ＨＤ方式モジュール、
１２２４…破棄率決定モジュール、
１３０…メモリ、
１５０…ＲＦ回路、
２００…基地局装置、
３００…ネットワーク

Claims (11)

1. 第１の通信装置と、前記第１の通信装置と無線接続し、前記第１の通信装置の通信を中継する第２の通信装置を有する通信システムに含まれる前記第１の通信装置であって、
   前記第２の通信装置からパケットを受信する受信部と、
   前記パケットに対応する受信確認パケットをバッファに蓄積し、前記バッファに蓄積する受信確認パケットの少なくとも一部を送信できるようにし、前記送信において送信しない受信確認パケットを破棄率に応じて破棄できるようにする送信部と、
   前記無線接続の状態に応じて前記通信に使用する破棄率を決定する決定部を有し、
   前記決定部は、前記第１の通信装置の要求する要求リソース量、及び前記第１の通信装置に割り当てられた割当リソース量に応じて、前記通信に使用する破棄率を決定する
   第１の通信装置。
2. 前記決定部は、さらに、前記無線接続におけるスループット、及び前記第１の通信装置の受信確認パケットの送信数に応じて、前記通信に使用する破棄率を決定する
   請求項１記載の第１の通信装置。
3. 前記決定部は、前記スループットが第１閾値以上となる破棄率のうち、前記送信数が最小となる破棄率を、前記通信に使用する破棄率と決定する
   請求項２記載の第１の通信装置。
4. 前記送信部は、前記受信確認パケットの少なくとも一部を送信する処理において、受信確認パケットの送信数を決定する複数の送信数決定処理を有し、
   前記決定部は、さらに、前記複数の送信数決定処理のうち、前記通信に使用する送信数決定処理を決定する
   請求項２記載の第１の通信装置。
5. 前記決定部は、前記複数の送信数決定処理ごとに、前記スループットが第１閾値以上となる破棄率のうち、前記送信数が最小となる破棄率を選択し、前記選択した破棄率における前記送信数が最小となる前記送信数決定処理を、前記通信に使用する送信数決定処理と決定する
   請求項４記載の第１の通信装置。
6. 前記決定部は、前記要求リソース量と前記割当リソース量の差異が第２閾値以内となる破棄率を、前記通信に使用する破棄率と決定する
   請求項１記載の第１の通信装置。
7. 前記決定部は、さらに、前記第１の通信装置の受信確認パケットの送信数に応じて、前記通信に使用する破棄率を決定する
   請求項１記載の第１の通信装置。
8. 前記決定部は、前記要求リソース量と前記割当リソース量の差異が第２閾値以内となる第１破棄率より所定数だけ大きい第２破棄率と、前記第１破棄率より所定数だけ小さい第３破棄率との間の第４破棄率のうち、前記送信数が最小となる前記第４破棄率を、前記通信に使用する破棄率と決定する
   請求項７記載の第１の通信装置。
9. 前記破棄率は、前記バッファの蓄積閾値に応じて決まる
   請求項１記載の第１の通信装置。
10. 第１の通信装置と、前記第１の通信装置と無線接続し、前記第１の通信装置の通信を中継する第２の通信装置を有する通信システムであって、
    前記第１の通信装置は、
    前記第２の通信装置からパケットを受信する受信部と、
    受信確認パケットをバッファに蓄積し、前記バッファに蓄積する受信確認パケットの少なくとも一部を送信できるようにし、前記送信において送信しない受信確認パケットを破棄率に応じて破棄できるようにする送信部と、
    前記無線接続の状態に応じて前記通信に使用する破棄率を決定する決定部を有し、
    前記決定部は、前記第１の通信装置の要求する要求リソース量、及び前記第１の通信装置に割り当てられた割当リソース量に応じて、前記破棄率を決定する
    通信システム。
11. 第１の通信装置と、前記第１の通信装置と無線接続し、前記第１の通信装置の通信を中継する第２の通信装置を有する通信システムに含まれる前記第１の通信装置における通信方法であって、
    前記第２の通信装置からパケットを受信し、
    前記パケットに対応する受信確認パケットをバッファに蓄積し、
    前記バッファに蓄積する受信確認パケットの少なくとも一部を送信し、
    前記第１の通信装置の要求する要求リソース量、及び前記第１の通信装置に割り当てられた割当リソース量に応じて、前記破棄率を決定し、
    前記送信において送信しない受信確認パケットを破棄率に応じて破棄する
    前記第１の通信装置における通信方法。

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