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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-05-26
(45)【発行日】2025-06-03
(54)【発明の名称】通信装置、通信システム、及び通信方法
(51)【国際特許分類】
   H04L 47/27 20220101AFI20250527BHJP
   H04L 43/0864 20220101ALI20250527BHJP
【FI】
H04L47/27
H04L43/0864
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2023568899
(86)(22)【出願日】2021-12-22
(86)【国際出願番号】 JP2021047642
(87)【国際公開番号】W WO2023119511
(87)【国際公開日】2023-06-29
【審査請求日】2024-06-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】沢辺 亜南
(72)【発明者】
【氏名】篠原 悠介
(72)【発明者】
【氏名】岩井 孝法
【審査官】宮島 郁美
(56)【参考文献】
【文献】特開2012-134645(JP,A)
【文献】特開2001-237882(JP,A)
【文献】特開2012-175301(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04L12/00-13/18,41/00-69/40
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ネットワークを介して下りパケットを送信し、該下りパケットに対するACK(Acknowledge)パケットを、前記ネットワークを介して受信する通信部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについてのRTT(Round Trip Time)であって前記通信部が該下りパケットを送信してから前記ACKパケットを前記通信部が受信するまでの時間であるRTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する取得部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについての前記RTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と、を備
前記送信タイミング制御部は、
前記通信部が既に送信した下りパケットのうち前記RTTが小さかった下りパケットの送信時刻を特定し、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
通信装置。
【請求項2】
前記送信タイミング制御部は、前記特定された送信時刻から前記ネットワークのスケジューリングの間隔分の時間が経過したとき、下りパケットが送信されるように、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
請求項に記載の通信装置。
【請求項3】
前記ネットワークの状態を取得し、取得された前記ネットワークの状態に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信ビットレートを制御する送信レート制御部をさらに備える、
請求項に記載の通信装置。
【請求項4】
前記送信レート制御部は、前記ネットワークの状態として、前記ネットワークにおける前記RTTの増減の状況を取得する、
請求項に記載の通信装置。
【請求項5】
前記送信タイミング制御部は、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、前記通信部による下りパケットの送信ビットレートと、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
請求項又はに記載の通信装置。
【請求項6】
ネットワークを介して受信側通信装置に下りパケットを送信し、該下りパケットに対するACK(Acknowledge)パケットを前記受信側通信装置から前記ネットワークを介して受信する通信部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについてのRTT(Round Trip Time)であって前記通信部が該下りパケットを送信してから前記ACKパケットを前記通信部が受信するまでの時間であるRTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する取得部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについての前記RTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と、を備
前記送信タイミング制御部は、
前記通信部が既に送信した下りパケットのうち前記RTTが小さかった下りパケットの送信時刻を特定し、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
通信システム。
【請求項7】
前記送信タイミング制御部は、前記特定された送信時刻から、前記ネットワークのスケジューリングの間隔分の時間が経過したとき、下りパケットが送信されるように、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
請求項に記載の通信システム。
【請求項8】
通信装置による通信方法であって、
ネットワークを介して下りパケットを送信し、該下りパケットに対するACK(Acknowledge)パケットを前記ネットワークを介して受信する通信ステップと、
前記通信ステップで既に送信した下りパケットについてのRTT(Round Trip Time)であって前記通信ステップで該下りパケットを送信してから前記ACKパケットを前記通信ステップで受信するまでの時間であるRTTと、前記通信ステップで既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する取得ステップと、
前記通信ステップで既に送信した下りパケットについての前記RTTと、前記通信ステップで既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、前記通信ステップにおける下りパケットの送信タイミングを制御する送信タイミング制御ステップと、を含
前記送信タイミング制御ステップでは、
前記通信ステップで既に送信した下りパケットのうち前記RTTが小さかった下りパケットの送信時刻を特定し、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、に基づいて、前記通信ステップにおける下りパケットの送信タイミングを制御する、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、通信装置、通信システム、及び通信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
TCP(Transmission Control Protocol)では、輻輳ウィンドウ制御(コンジェスチョンウィンドウコントロール)と呼ばれる方式で、ネットワークの輻輳制御が行われている(例えば、特許文献1)。
【0003】
輻輳ウィンドウ制御方式においては、送信側通信装置は、ネットワークの輻輳状態に応じて輻輳ウィンドウのサイズを変更し、ネットワークに流すデータ(TCPセグメント)のデータ量を、輻輳ウィンドウのサイズに応じて制限する。
【0004】
具体的には、送信側通信装置は、ネットワークにデータを流してから、そのデータに対するACK(acknowledge)パケットが相手から返ってくるまでの時間であるRTT(Round Trip Time)の大小に応じてネットワークの輻輳状態を判断する。送信側通信装置は、RTTが小さいと、ネットワークが輻輳していないと判断し、輻輳ウィンドウのサイズを大きくする。一方、送信側通信装置は、RTTが大きいと、ネットワークが輻輳していると判断し、輻輳ウィンドウのサイズを小さくする。
これにより、送信側通信装置は、ネットワークの輻輳を回避しながら、多くのデータをネットワークに流すことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2016-040857号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、本発明者等は、輻輳ウィンドウ制御方式においては、例えば、受信側通信装置がTDD(Time Division Duplex)方式を使用している場合、送信側通信装置は、輻輳ウィンドウの成長が止まる(サイズが大きくならない)ことに起因して、データを送信できるにもかかわらず、データを送信しない無駄時間が発生してしまうという課題があることを発見した。
【0007】
そこで本開示の目的は、上述した課題を鑑み、送信側通信装置における無駄時間を低減可能な通信装置、通信システム、及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一態様による通信装置は、
ネットワークを介して下りパケットを送信し、該下りパケットに対するACK(Acknowledge)パケットを、前記ネットワークを介して受信する通信部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについてのRTT(Round Trip Time)であって前記通信部が該下りパケットを送信してから前記ACKパケットを前記通信部が受信するまでの時間であるRTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する取得部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについての前記RTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と、を備える。
【0009】
一態様による通信システムは、
ネットワークを介して受信側通信装置に下りパケットを送信し、該下りパケットに対するACK(Acknowledge)パケットを前記受信側通信装置から前記ネットワークを介して受信する通信部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについてのRTT(Round Trip Time)であって前記通信部が該下りパケットを送信してから前記ACKパケットを前記通信部が受信するまでの時間であるRTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する取得部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについての前記RTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と、を備える。
【0010】
一態様による通信方法は、
通信装置による通信方法であって、
ネットワークを介して下りパケットを送信し、該下りパケットに対するACK(Acknowledge)パケットを前記ネットワークを介して受信する通信ステップと、
前記通信ステップで既に送信した下りパケットについてのRTT(Round Trip Time)であって前記通信ステップで該下りパケットを送信してから前記ACKパケットを前記通信ステップで受信するまでの時間であるRTTと、前記通信ステップで既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する取得ステップと、
前記通信ステップで既に送信した下りパケットについての前記RTTと、前記通信ステップで既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、前記通信ステップにおける下りパケットの送信タイミングを制御する送信タイミング制御ステップと、を含む。
【発明の効果】
【0011】
上述の態様によれば、送信側通信装置における無駄時間を低減可能な通信装置、通信システム、及び通信方法を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】輻輳ウィンドウ制御方式の課題を説明する図である。
図2】実施の形態1に係る通信システムの構成例を示す図である。
図3】実施の形態1に係る送信側通信装置の概略的な動作フローの例を説明するフロー図である。
図4】実施の形態2に係る通信システムの構成例を示す図である。
図5】実施の形態2に係る送信タイミング制御部の概略的な動作の例を説明する図である。
図6】実施の形態2に係る取得部が取得するRTTの例を説明する図である。
図7】RTTが小さい下りパケットの送信時刻の例を説明する図である。
図8】実施の形態2に係るサーバの概略的な動作フローの例を説明するフロー図である。
図9】実施の形態1に係る送信側通信装置及び実施の形態2に係るサーバを実現するコンピュータのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本実施の形態を説明する前に、本発明者等が発見した輻輳ウィンドウ制御方式における課題について図1を参照して説明する。
図1の例では、サーバ90が、基地局20を介してUE(User Equipment)30に下りパケットを送信する。すなわち、サーバ90が送信側通信装置となり、基地局20が受信側通信装置となる。また、基地局20とUE30間の通信にTDD方式を使用している。また、図中の「D」は、基地局20からUE30への下りリンクに割り当てられたタイムスロットである下りスロットを示し、図中の「U」は、UE30から基地局20への上りリンクに割り当てられたタイムスロットである上りスロットを示している。
【0014】
時刻t1において、サーバ90は、その時点の輻輳ウィンドウのサイズに応じたデータ量の下りパケットを基地局20に送信する。基地局20は、サーバ90から下りパケットを受信した時点では下りスロットが割り当てられているため、サーバ90から受信した下りパケットをUE30に送信する。
【0015】
UE30は、下りパケットを受信したら、その下りパケットに対するACKパケットを送信する。しかし、基地局20から下りパケットを受信した時点では下りスロットが割り当てられている。そのため、UE30は、上りスロットが割り当てられた時刻t3の送信機会まで、ACKパケットの送信を待たされる。そして、UE30は、時刻t3になった時点で、ACKパケットを基地局20に送信し、基地局20は、そのACKパケットをサーバ90に送信する。
【0016】
サーバ90は、基地局20からACKパケットを受信したら、下りパケットの送信を再開する。このように、サーバ90においては、次の下りパケットを送信するには、ACKパケットを受信するまで待たなければならない。その結果、サーバ90においては、下りパケットの送信が完了した時刻t2からACKパケットを受信した時刻t3までの時間は、下りパケットを送信できるにもかかわらず、下りパケットを送信しない無駄時間となる。
【0017】
また、サーバ90においては、下りパケットの送信からACKパケットの受信までのRTTが大きくなるため、ネットワークが輻輳していると判断して、輻輳ウィンドウの成長が止まってしまう(サイズが大きくならない)。そのため、サーバ90は、次の下りパケットの送信時には、成長が止まった状態の輻輳ウィンドウのサイズに応じたデータ量の下りパケットしか送信できない。その結果、サーバ90においては、次の下りパケットの送信後においても、無駄時間が発生してしまう。
【0018】
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、以下で示す具体的な数値などは、本開示の理解を容易とするための例示にすぎず、これに限定されるものではない。
【0019】
<実施の形態1>
まず、図2を参照して、本実施の形態1に係る通信システム1の構成例について説明する。
図2に示されるように、本実施の形態1に係る通信システム1は、送信側通信装置100と、受信側通信装置200と、を備えている。また、送信側通信装置100は、通信部101と、取得部102と、送信タイミング制御部103と、を備えている。なお、送信側通信装置100は、例えば、Webサーバ等のサーバであり、受信側通信装置200は、例えば、基地局である。
【0020】
通信部101は、ネットワークを介して受信側通信装置200に下りパケットを送信し、また、その下りパケットに対するACKパケットを受信側通信装置200からネットワークを介して受信する。
【0021】
なお、本実施の形態1に係るネットワークは、通常は、送信側通信装置100と受信側通信装置200間の通信網(有線又は無線を問わない)を指すものとする。ただし、受信側通信装置200が基地局である場合は、ネットワークは、送信側通信装置100と受信側通信装置200間の通信網と、受信側通信装置200とUE等の端末間の無線通信網と、を含む通信網を指すものとする。
【0022】
取得部102は、通信部101が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部101が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する。通信部101が既に送信した下りパケットについてのRTTは、その下りパケットを通信部101が送信してから、その下りパケットに対するACKパケットを通信部101が受信するまでの時間である。例えば、取得部102は、pingを利用して、RTTを取得することが考えられる。ただし、RTTの取得方法は、これに限定されない。また、例えば、取得部102は、下りパケットの送信時刻については、自身で管理しても良いし、通信部101から取得しても良い。
【0023】
送信タイミング制御部103は、通信部101が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部101が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、通信部101による下りパケットの送信タイミングを制御する。なお、送信タイミング制御部103が制御する送信タイミングは、通信部101がこれから送信する下りパケットの送信タイミングである。
これを受けて、通信部101は、送信タイミング制御部103により制御された送信タイミングで下りパケットを送信する。
【0024】
なお、受信側通信装置200は、送信側通信装置100から下りパケットを受信し、その下りパケットに対するACKパケットを送信側通信装置100に送信する機能、又は、送信側通信装置100から下りパケットを受信して別装置(受信側通信装置200が基地局であれば、別装置はUE等の端末)に転送し、その下りパケットに対するACKパケットを別装置から受信して送信側通信装置100に送信する機能を備えていれば、任意の通信装置で実現して良い。そのため、受信側通信装置200の詳細構成については説明を省略する。
【0025】
続いて、図3を参照して、本実施の形態1に係る送信側通信装置100の概略的な動作フローの例について説明する。
図3に示されるように、まず、取得部102は、通信部101が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部101が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する(ステップS11)。
【0026】
その後、送信タイミング制御部103は、通信部101が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部101が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、通信部101による下りパケットの送信タイミングを制御する(ステップS12)。
【0027】
上述したように本実施の形態1によれば、送信側通信装置100は、通信部101が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部101が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、通信部101による下りパケットの送信タイミングを制御する。これにより、RTTを小さくできるため、送信側通信装置100は、輻輳ウィンドウを成長させることができる(サイズを大きくできる)。その結果、送信側通信装置100においては、ネットワークに流す下りパケットのデータ量が増えるため、無駄時間を低減することができる。
【0028】
なお、送信タイミング制御部103は、通信部101が既に送信した下りパケットのうちRTTが最小であった下りパケットの送信時刻を特定し、特定された送信時刻と、ネットワークのスケジューリングの間隔と、に基づいて、通信部101による下りパケットの送信タイミングを制御しても良い。例えば、受信側通信装置200がTDD方式で端末と通信する基地局である場合は、ネットワークのスケジューリングの間隔は、上りリンクに割り当てられた上りスロットの間隔として良い。なお、ネットワークのスケジューリングの間隔は、送信側通信装置100内の任意の構成要素が算出しても良いし、外部の機器から取得しても良い。
【0029】
また、送信側通信装置100は、特定された送信時刻から、ネットワークのスケジューリングの間隔分の時間が経過したとき、下りパケットが送信されるように、通信部101による下りパケットの送信タイミングを制御しても良い。なお、送信タイミングは、スケジューリングの間隔分の時間が経過したタイミングの前後の所定の時間範囲内に決定するなど、時間幅を持っていても良い。
【0030】
また、送信側通信装置100は、ネットワークの状態を取得し、取得されたネットワークの状態に基づいて、通信部101による下りパケットの送信ビットレートを制御する送信レート制御部をさらに備えていても良い。この場合、通信部101は、送信レート制御部により制御された送信ビットレートで下りパケットを送信しても良い。また、送信レート制御部は、ネットワークの状態として、ネットワークにおけるRTTの増減の状況を取得しても良い。
【0031】
また、送信タイミング制御部103は、通信部101が既に送信した下りパケットのうちRTTが最小であった下りパケットの送信時刻を特定し、特定された送信時刻と、ネットワークのスケジューリングの間隔と、通信部101による下りパケットの送信ビットレートと、に基づいて、通信部101による下りパケットの送信タイミングを制御しても良い。
【0032】
<実施の形態2>
続いて、図4を参照して、本実施の形態2に係る通信システム2の構成例について説明する。本実施の形態2は、上述した実施の形態1を、より具体化した実施の形態に相当する。
【0033】
図4に示されるように、本実施の形態2に係る通信システム2は、サーバ10と、基地局20と、UE30と、を備えている。なお、基地局20とUE30間の通信には、TDD方式が使用されている。また、サーバ10は、通信部11と、取得部12と、送信タイミング制御部13と、送信レート制御部14と、を備えている。なお、サーバ10は、送信側通信装置の一例であり、例えば、Webサーバ等である。また、基地局20は、受信側通信装置の一例である。
【0034】
通信部11は、基地局20を介して、UE30に下りパケットを送信し、また、その下りパケットに対するACKパケットをUE30から基地局20を介して受信する。
【0035】
なお、本実施の形態2に係るネットワークは、サーバ10と基地局20間の通信網(有線又は無線を問わない)と、基地局20とUE30間の無線通信網と、を含む通信網を指すものとする。なお、基地局20とUE30間の無線通信網は、LTE(Long Term Evolution)、4G(Generation)、5G、又はローカル5G等であって良い
【0036】
取得部12は、通信部11が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部11が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する。通信部11が既に送信した下りパケットについてのRTTは、その下りパケットを通信部11が送信してから、その下りパケットに対するACKパケットを通信部11が受信するまでの時間である。例えば、取得部12は、pingを利用して、RTTを取得することが考えられる。ただし、RTTの取得方法は、これに限定されない。また、例えば、取得部12は、下りパケットの送信時刻については、自身で管理しても良いし、通信部11から取得しても良い。
【0037】
送信タイミング制御部13は、通信部11が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部11が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、通信部11による下りパケットの送信タイミングを制御する。なお、送信タイミング制御部13が制御する送信タイミングは、通信部11がこれから送信する下りパケットの送信タイミングである。
例えば、図5に示されるように、送信タイミング制御部13は、ACKパケットの受信タイミングを考慮し、下りパケットの送信タイミングを、基地局20がサーバ10にACKパケットを送信する上りスロットに近付ける。これにより、RTTを小さくできるため、輻輳ウィンドウを成長させることができる(サイズを大きくできる)。
【0038】
送信レート制御部14は、ネットワークの状態を取得し、取得されたネットワークの状態に基づいて、通信部11による下りパケットの送信ビットレートを制御する。例えば、送信レート制御部14は、ネットワークの状態として、ネットワークにおけるRTTの増減の状況を取得する。
【0039】
これを受けて、通信部11は、送信タイミング制御部13により制御された送信タイミング及び送信レート制御部14により制御された送信ビットレートで、下りパケットを送信する。
【0040】
続いて、送信タイミング制御部13及び送信レート制御部14の動作について詳細に説明する。
まず、送信タイミング制御部13の動作について詳細に説明する。
図6は、取得部12により取得されたRTTの例を示している。図6において、縦軸はRTT、横軸は下りパケットのパケット番号である。ここでは、通信部11は、下りパケットを送信する度にパケット番号を増加させる。そのため、パケット番号が最も大きい下りパケットが、最も直近に送信された下りパケットとなる。
【0041】
図6の例では、RTTは、鋸歯状になっている。これは、基地局20が複数の下りスロットに分けて送信していた複数の下りパケットに対する複数のACKパケットを、UE30が1つの上りスロットでまとめて送信していることに起因する。
【0042】
そのため、RTTが小さい下りパケットやRTTが大きい下りパケットが存在している。このうち、RTTが小さい下りパケットの送信時刻は、基地局20がサーバ10にACKパケットを送信する上りスロットに近い時刻であると考えられる。
【0043】
例えば、図7の例では、上りスロットに近い時刻t1が、RTTが小さい下りパケットの送信時刻であると考えられる。そのため、この時刻t1をベースにして、下りパケットを送信すれば、RTTが小さい状態が維持されると考えられる。
【0044】
そこで、送信タイミング制御部13は、RTTが小さい下りパケットの送信時刻から、上りスロットの間隔分の時間が経過したときに、下りパケットを送信するように、下りパケットの送信タイミングを制御する。
【0045】
具体的には、送信タイミング制御部13は、RTTが最小になる下りパケットの送信時刻をSbaseとし、ネットワークのスケジューリングの間隔、すなわち、上りスロットの間隔をδとする。
そして、送信タイミング制御部13は、以下の数式1のように、下りパケットの送信タイミングを設定する。
【数1】
【0046】
ここで、n=1,2,3,…である。
また、offsetは、送信ビットレートが増加するほど大きくなる係数である。ただし、offsetは、0≦offset<δを満たす係数とする。
【0047】
続いて、送信レート制御部14の動作について詳細に説明する。
送信レート制御部14は、ネットワークの状態として、ネットワークにおけるRTTの増減の状況を取得する。ここでは、RTTの増減の状況は、増加、安定、又は減少のいずれかを示すものであるとする。
【0048】
例えば、RTTが増加している状況であれば、送信レート制御部14は、下りパケットの送信ビットレートRate(t)[bps]を減少させる。例えば、送信レート制御部14は、Rate(t)を、以下の数式2のように設定する。
【数2】

ここで、αは、0<α<1を満たす係数とする。
【0049】
一方、RTTが安定又は減少している状況であれば、送信レート制御部14は、下りパケットの送信ビットレートRate(t)[bps]を増加させる。例えば、送信レート制御部14は、Rate(t)を、以下の数式3のように設定する。
【数3】

ここで、βは、0<β<1を満たす係数とする。
【0050】
なお、基地局20は、UE30とTDD方式で通信する機能、サーバ10から下りパケットを受信してUE30に転送し、その下りパケットに対するACKパケットをUE30から受信してサーバ10に送信する機能を備えていれば、任意の基地局で実現して良い。また、UE30は、基地局20とTDD方式で通信する機能、基地局20から下りパケットを受信し、その下りパケットに対するACKパケットを基地局20に送信する機能を備えていれば、任意の端末で実現して良い。そのため、基地局20及びUE30の詳細構成については説明を省略する。
【0051】
続いて、図8を参照して、本実施の形態2に係るサーバ10の概略的な動作フローの例について説明する。
図8に示されるように、まず、取得部12は、通信部11が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部11が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する(ステップS21)。
【0052】
次に、送信タイミング制御部13は、通信部11が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部11が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、通信部11による下りパケットの送信タイミングを制御する(ステップS22)。
【0053】
その後、送信レート制御部14は、ネットワークの状態を取得し、取得されたネットワークの状態に基づいて、通信部101による下りパケットの送信ビットレートを制御する(ステップS23)。
【0054】
なお、ステップS22,S23の順序はこれには限定されない。例えば、まず、ステップS23を実行し、その次に、ステップS22を実行しても良いし、ステップS22,S23を、略同時に並行に実行しても良い。
【0055】
上述したように本実施の形態2によれば、サーバ10は、通信部11が既に送信した下りパケットについてのRTTと、通信部11が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、通信部11による下りパケットの送信タイミングを制御する。これにより、RTTを小さくできるため、サーバ10は、輻輳ウィンドウを成長させることができる(サイズを大きくできる)。その結果、サーバ10においては、ネットワークに流す下りパケットのデータ量が増えるため、無駄時間を低減することができる。
【0056】
また、サーバ10は、輻輳ウィンドウを成長させることで、ネットワークに流す下りパケットのデータ量を増やせるが、データ量が、2つの上りスロット間に存在する下りスロットで送信可能な許容量を超えると、キューイング遅延が発生してしまう。そこで、サーバ10は、ネットワークの状態を取得し、ネットワークの状態に基づいて、通信部11による下りパケットの送信ビットレートを制御する。これにより、ネットワークの状態に応じて、キューイング遅延が発生しないように、ネットワークに流す下りパケットのデータ量を制御できる。その結果、サーバ10においては、スループットの向上を図ることができる。
【0057】
<実施の形態に係る送信側通信装置及びサーバのハードウェア構成>
続いて、図9を参照して、上述した実施の形態1に係る送信側通信装置100及び上述した実施の形態2に係るサーバ10を実現するコンピュータ40のハードウェア構成例について説明する。
【0058】
図9に示されるように、コンピュータ40は、プロセッサ41、メモリ42、ストレージ43、入出力インタフェース(入出力I/F)44、及び通信インタフェース(通信I/F)45などを備える。プロセッサ41、メモリ42、ストレージ43、入出力インタフェース44、及び通信インタフェース45は、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路で接続されている。
【0059】
プロセッサ41は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)などの演算処理装置である。メモリ42は、例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などのメモリである。ストレージ43は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はメモリカードなどの記憶装置である。また、ストレージ43は、RAMやROMなどのメモリであっても良い。
【0060】
ストレージ43は、送信側通信装置100又はサーバ10が備える構成要素の機能を実現するプログラムを記憶している。プロセッサ41は、これら各プログラムを実行することで、送信側通信装置100又はサーバ10が備える構成要素の機能をそれぞれ実現する。ここで、プロセッサ41は、上記各プログラムを実行する際、これらのプログラムをメモリ42上に読み出してから実行しても良いし、メモリ42上に読み出さずに実行しても良い。また、メモリ42やストレージ43は、送信側通信装置100又はサーバ10が備える記憶機能を実現する役割も果たす。
【0061】
また、上述したプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、上述した実施の形態で説明された、送信側通信装置100又はサーバ10における1又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群(又はソフトウェアコード)を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されても良い。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、RAM、ROM、フラッシュメモリ、SSD又はその他のメモリ技術、compact disc(CD)-ROM、digital versatile disk(DVD)、Blu-ray(登録商標)ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されても良い。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、又はその他の形式の伝搬信号を含む。
【0062】
入出力インタフェース44は、表示装置441、入力装置442、音出力装置443などと接続される。表示装置441は、LCD(Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、モニターのような、プロセッサ41により処理された描画データに対応する画面を表示する装置である。入力装置442は、オペレータの操作入力を受け付ける装置であり、例えば、キーボード、マウス、及びタッチセンサなどである。表示装置441及び入力装置442は一体化され、タッチパネルとして実現されていても良い。音出力装置443は、スピーカのような、プロセッサ41により処理された音響データに対応する音を音響出力する装置である。
【0063】
通信インタフェース45は、外部の装置との間でデータを送受信する。例えば、通信インタフェース45は、有線通信路または無線通信路を介して外部装置と通信する。
【0064】
以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述した実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【0065】
また、上述した実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
ネットワークを介して下りパケットを送信し、該下りパケットに対するACK(Acknowledge)パケットを、前記ネットワークを介して受信する通信部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについてのRTT(Round Trip Time)であって前記通信部が該下りパケットを送信してから前記ACKパケットを前記通信部が受信するまでの時間であるRTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する取得部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについての前記RTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と、を備える、
通信装置。
(付記2)
前記送信タイミング制御部は、
前記通信部が既に送信した下りパケットのうち前記RTTが最小であった下りパケットの送信時刻を特定し、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
付記1に記載の通信装置。
(付記3)
前記送信タイミング制御部は、前記特定された送信時刻から前記ネットワークのスケジューリングの間隔分の時間が経過したとき、下りパケットが送信されるように、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
付記2に記載の通信装置。
(付記4)
前記ネットワークの状態を取得し、取得された前記ネットワークの状態に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信ビットレートを制御する送信レート制御部をさらに備える、
付記3に記載の通信装置。
(付記5)
前記送信レート制御部は、前記ネットワークの状態として、前記ネットワークにおける前記RTTの増減の状況を取得する、
付記4に記載の通信装置。
(付記6)
前記送信タイミング制御部は、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、前記通信部による下りパケットの送信ビットレートと、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
付記4又は5に記載の通信装置。
(付記7)
ネットワークを介して受信側通信装置に下りパケットを送信し、該下りパケットに対するACK(Acknowledge)パケットを前記受信側通信装置から前記ネットワークを介して受信する通信部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについてのRTT(Round Trip Time)であって前記通信部が該下りパケットを送信してから前記ACKパケットを前記通信部が受信するまでの時間であるRTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する取得部と、
前記通信部が既に送信した下りパケットについての前記RTTと、前記通信部が既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と、を備える、
通信システム。
(付記8)
前記送信タイミング制御部は、
前記通信部が既に送信した下りパケットのうち前記RTTが最小であった下りパケットの送信時刻を特定し、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
付記7に記載の通信システム。
(付記9)
前記送信タイミング制御部は、前記特定された送信時刻から、前記ネットワークのスケジューリングの間隔分の時間が経過したとき、下りパケットが送信されるように、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
付記8に記載の通信システム。
(付記10)
前記ネットワークの状態を取得し、取得された前記ネットワークの状態に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信ビットレートを制御する送信レート制御部をさらに備える、
付記9に記載の通信システム。
(付記11)
前記送信レート制御部は、前記ネットワークの状態として、前記ネットワークにおける前記RTTの増減の状況を取得する、
付記10に記載の通信システム。
(付記12)
前記送信タイミング制御部は、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、前記通信部による下りパケットの送信ビットレートと、に基づいて、前記通信部による下りパケットの送信タイミングを制御する、
付記10又は11に記載の通信システム。
(付記13)
通信装置による通信方法であって、
ネットワークを介して下りパケットを送信し、該下りパケットに対するACK(Acknowledge)パケットを前記ネットワークを介して受信する通信ステップと、
前記通信ステップで既に送信した下りパケットについてのRTT(Round Trip Time)であって前記通信ステップで該下りパケットを送信してから前記ACKパケットを前記通信ステップで受信するまでの時間であるRTTと、前記通信ステップで既に送信した下りパケットの送信時刻と、を取得する取得ステップと、
前記通信ステップで既に送信した下りパケットについての前記RTTと、前記通信ステップで既に送信した下りパケットの送信時刻と、に基づいて、前記通信ステップにおける下りパケットの送信タイミングを制御する送信タイミング制御ステップと、を含む、
通信方法。
(付記14)
前記送信タイミング制御ステップでは、
前記通信ステップで既に送信した下りパケットのうち前記RTTが最小であった下りパケットの送信時刻を特定し、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、に基づいて、前記通信ステップにおける下りパケットの送信タイミングを制御する、
付記13に記載の通信方法。
(付記15)
前記送信タイミング制御ステップでは、前記特定された送信時刻から、前記ネットワークのスケジューリングの間隔分の時間が経過したとき、下りパケットが送信されるように、前記通信ステップにおける下りパケットの送信タイミングを制御する、
付記14に記載の通信方法。
(付記16)
前記ネットワークの状態を取得し、取得された前記ネットワークの状態に基づいて、前記通信ステップにおける下りパケットの送信ビットレートを制御する送信レート制御ステップをさらに含む、
付記15に記載の通信方法。
(付記17)
前記送信レート制御ステップでは、前記ネットワークの状態として、前記ネットワークにおける前記RTTの増減の状況を取得する、
付記16に記載の通信方法。
(付記18)
前記送信タイミング制御ステップでは、
前記特定された送信時刻と、前記ネットワークのスケジューリングの間隔と、前記通信ステップにおける下りパケットの送信ビットレートと、に基づいて、前記通信ステップにおける下りパケットの送信タイミングを制御する、
付記16又は17に記載の通信方法。
【符号の説明】
【0066】
1,2 通信システム
100 送信側通信装置
101 通信部
102 取得部
103 送信タイミング制御部
200 受信側通信装置
10 サーバ
11 通信部
12 取得部
13 送信タイミング制御部
14 送信レート制御部
20 基地局
30 UE
40 コンピュータ
41 プロセッサ
42 メモリ
43 ストレージ
44 入出力インタフェース
441 表示装置
442 入力装置
443 音出力装置
45 通信インタフェース
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9