JP5020470B2 - Wireless communication terminal device and program thereof - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信端末装置に関し、特に、通信方式切替時のデータ通信速度向上技術に関する。 The present invention relates to a wireless communication terminal apparatus, and more particularly to a technology for improving data communication speed when switching communication methods.
複数の無線モードで同時に動作することができ、2以上の通信システムを切り替えて基地局と通信を行う無線通信端末として、CDMA2000 1x(以下、「1x」と呼ぶ)方式の携帯電話ネットワークと、CDMA 1xEV−DO(1x Evolution Data Only;以下、「EV−DO」と呼ぶ)方式の高速データ通信ネットワークを切り替えて通信するものが知られている。
As a wireless communication terminal that can operate simultaneously in a plurality of wireless modes and switches between two or more communication systems to communicate with a base station, a CDMA2000 1x (hereinafter referred to as “1x”) type mobile phone network,
この1x方式における下り(基地局から端末方向)の最大スループットは144Kbpsであり、EV−DO方式における下りの最大スループットは2.4Mbpsであり、両者には大きな相違がある。また、1x/EV−DOハイブリッドシステムでは、EV−DO方式から1x方式へ切り替えて(ハンドダウンして)データ通信を継続することができるが、高速なEV−DOでのデータ通信中にハンドダウンが起きると大きなパケットロストの発生につながる。これは、ハンドダウン時のネットワーク通信経路の切り替えの際、該パケットを中継する基地局の圏内から端末が移動し、切り替え前に送信されたデータの宛先がなくなってしまうことによるものである。また、高速な伝送経路から低速な伝送経路に切り替わることによって輻輳も発生する。 The maximum throughput in the downlink (from the base station to the terminal) in the 1x system is 144 Kbps, and the maximum throughput in the EV-DO system is 2.4 Mbps. In the 1x / EV-DO hybrid system, the data communication can be continued by switching from the EV-DO method to the 1x method (hand-down), but hand-down during high-speed EV-DO data communication is possible. If this happens, a large packet loss will occur. This is because when the network communication path is switched at the time of hand-down, the terminal moves from the area of the base station that relays the packet, and the destination of the data transmitted before switching is lost. In addition, congestion is caused by switching from a high-speed transmission path to a low-speed transmission path.
図13は、従来のハンドダウン処理のシーケンス図である。 FIG. 13 is a sequence diagram of a conventional hand-down process.
無線通信端末(AT)は、EV−DO方式の無線基地局(AN)とEV−DO方式によって通信している。このとき、無線通信端末(AT)と無線基地局(AN)と間の通信品質が劣化すると、無線通信端末(AT)は、DRC NULL Cover信号を送信し、基地局からのデータの送信を停止させる。その後、無線通信端末(AT)は、Connection Close信号を送信して、EV−DO方式の無線基地局(AN)とのEV−DO方式による通信を停止する。 A wireless communication terminal (AT) communicates with an EV-DO wireless base station (AN) by the EV-DO method. At this time, if the communication quality between the wireless communication terminal (AT) and the wireless base station (AN) deteriorates, the wireless communication terminal (AT) transmits a DRC NULL Cover signal and stops transmitting data from the base station. Let Thereafter, the wireless communication terminal (AT) transmits a Connection Close signal, and stops communication with the EV-DO wireless base station (AN) by the EV-DO method.
その後、無線通信端末(AT)は1x方式の無線基地局(BS)との間でコネクションを確立する。その後、無線通信端末(AT)は無線基地局(BS)との間でPPPによるセッションを確立する。そして、無線通信端末(AT)は1x方式の無線基地局(BS)との間で1x方式による通信を開始する。
しかし、最大スループットの高いシステムから該システムよりは最大スループットの低いシステムにハンドダウンする従来の処理では、転送速度の違いによるパケットロストや輻輳発生を防ぐために、伝送経路上の各ノードにバッファ用のメモリを多く設けなければならず無駄が多かった。 However, in the conventional process of handing down from a system having a high maximum throughput to a system having a lower maximum throughput than the system, in order to prevent packet loss and congestion due to a difference in transfer speed, a buffer for each node on the transmission path is used. A lot of memory had to be provided, which was wasteful.
また、ハンドダウンを行ってもハンドダウン前のシステムに不要なデータが流れ続け、システム効率が非常に悪いという問題があった。 In addition, even if hand-down is performed, unnecessary data continues to flow in the system before the hand-down, resulting in a problem that the system efficiency is very poor.
さらに、TCPを使ったデータ転送を行っている場合に輻輳が発生すると、初期状態としてウインドウサイズcwndを1セグメントに設定して1パケットの送信から始めて、応答確認が返ると次は2パケットの送信というように、1パケットずつ送信パケット数を増やしていくスロースタートや、ウインドウサイズcwndを半分に設定する高速再転送が働くため、転送速度が上がるのに時間がかかるという問題があった。 Furthermore, if congestion occurs when data transfer using TCP is performed, the window size cwnd is set to one segment as an initial state, and transmission starts with one packet. As described above, there is a problem that it takes time to increase the transfer speed because the slow start that increases the number of transmitted packets one packet at a time and the high-speed retransfer that sets the window size cwnd to half work.
本発明は、ハンドダウン時に、下りデータのTCPウィンドウサイズを変更して端末から通知することによって、受信データを一時的に停止する。さらに、ハンドダウン終了後、TCPウィンドウサイズを元に戻すことによって、パケットロスト、輻輳発生、不要なデータの送出を防ぐことを目的とする。 The present invention temporarily stops received data by changing the TCP window size of downlink data and notifying from the terminal at the time of handdown. It is another object of the present invention to prevent lost packets, congestion, and unnecessary data transmission by returning the TCP window size to the original after the hand-down is completed.
第1の発明の無線通信端末は、複数の無線通信システムを介してデータ通信が可能な無
線部と、前記複数の無線通信システムのうち一つのシステムを介してデータ通信を行っている際に、前記システムから該システムより最大スループットの低いシステムに切り替える場合は、前記データ通信を行っているシステムの基地局からのデータの送信を無線通信端末が停止させる前に、サーバが送信する連続送信可能なデータ量を低下させる信号を送信する制御部と、を備える。
When the wireless communication terminal of the first invention performs data communication via a wireless unit capable of data communication via a plurality of wireless communication systems and one system among the plurality of wireless communication systems, When switching from the system to a system with a lower maximum throughput than the system, the server can continuously transmit data before the wireless communication terminal stops transmitting data from the base station of the system performing the data communication. And a control unit that transmits a signal for reducing the amount of data.
第2の発明は、第1の発明において、前記制御部は、前記サーバが送信する連続送信可能なデータ量を低下させるために送信側から送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を変更して送信することを特徴とする。 In a second aspect based on the first aspect, the control unit temporarily stores data transmitted from the transmission side in order to reduce the amount of data that can be transmitted continuously by the server. It is characterized in that the value indicating is changed and transmitted.
第3の発明は、第2の発明において、前記サーバから送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を零に変更することを特徴とする。 According to a third invention, in the second invention, a value indicating a capacity for temporarily storing data sent from the server is changed to zero.
第4の発明は、第2の発明において、前記システムの切り替えが終了する際に、前記サーバから送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を最大値に変更することを特徴とする。 According to a fourth invention, in the second invention, when the switching of the system is completed, the value indicating the capacity for temporarily storing the data sent from the server is changed to the maximum value. Features.
第5の発明は、第2の発明において、前記制御部は、前記サーバから送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を変更して送信する際に、実際に送信すべきサーバから送信されてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を記憶しておき、前記システムの切り替えが終了する際に、前記サーバから送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を前記記憶した値に変更することを特徴とする。 In a fifth aspect based on the second aspect, the control unit actually transmits when changing the value indicating the capacity for temporarily storing the data transmitted from the server and transmitting the changed value. A value indicating a capacity for temporarily storing data transmitted from the server to be stored is stored, and when the system switching is completed, the data transmitted from the server is temporarily stored. A value indicating a capacity to be stored is changed to the stored value.
第6の発明のプログラムは、無線通信システムを介してデータ通信が可能な無線通信端
末が複数接続可能な情報端末に、前記複数の無線通信システムのうち一つのシステムを介してデータ通信を行っている際に、前記システムから該システムより最大スループットの低いシステムに切り替える場合は、前記データ通信を行っているシステムの基地局からのデータの送信を前記無線通信端末が停止させる前に、サーバが送信する連続送信可能なデータ量を低下させる信号を送信するような制御を実行させる。
According to a sixth aspect of the invention, there is provided a program for performing data communication via one system among the plurality of wireless communication systems to an information terminal to which a plurality of wireless communication terminals capable of data communication via a wireless communication system can be connected. when you are, when switching from the system to a low system of maximum throughput than the system, before the transmission of data from the base station system is performing the data communication is the wireless communication terminal is stopped, the server sends The control for transmitting a signal for reducing the amount of data that can be continuously transmitted is executed.
第7の発明は、第6の発明において、さらに、前記サーバが送信する連続送信可能なデータ量を低下させるために送信側から送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を変更して送信するような制御を実行させる。 In a seventh aspect based on the sixth aspect, the value further indicates a capacity for temporarily storing data transmitted from the transmission side in order to reduce the amount of data that can be transmitted continuously by the server. The control is executed such that the transmission is changed.
第8の発明は、第7の発明において、さらに、前記サーバから送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を零に変更させる。 In an eighth aspect based on the seventh aspect, the value indicating the capacity for temporarily storing data sent from the server is changed to zero.
第9の発明は、第7の発明において、さらに、前記システムの切り替えが終了する際に、前記サーバから送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を最大値に変更させる。 In a ninth aspect based on the seventh aspect, the value indicating the capacity for temporarily storing the data sent from the server is changed to the maximum value when the switching of the system is completed. .
第10の発明は、第7の発明において、さらに、前記サーバから送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を変更して送信する際に、実際に送信すべきサーバから送信されてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を記憶しておき、前記システムの切り替えが終了する際に、前記サーバから送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量を示す値を前記記憶した値に変更させる。 According to a tenth aspect, in the seventh aspect, when a value indicating a capacity for temporarily storing data transmitted from the server is changed and transmitted, the server to be actually transmitted A value indicating a capacity for temporarily storing transmitted data, and a capacity for temporarily storing data transmitted from the server when the system switching is completed. Is changed to the stored value.
本発明によると、ハンドダウンに伴うパケットロストや輻輳が発生しにくく、データ伝送速度を速やかに回復することができる。また、不要なデータの送出を防ぐことができる。 According to the present invention, packet loss and congestion associated with hand-down are unlikely to occur, and the data transmission rate can be quickly recovered. In addition, unnecessary data can be prevented from being transmitted.
また、輻輳が発生しにくいため、各ノードに設けるバッファ用のメモリの容量を削減することができる。よって、無駄が少ないシステムを設計することができる。 Further, since congestion does not easily occur, the capacity of the buffer memory provided in each node can be reduced. Therefore, a system with little waste can be designed.
また、各セッションの最大スループット値に基づいて、システムを設計すればよいため、システムの設計が容易となる。 Further, since the system may be designed based on the maximum throughput value of each session, the system design becomes easy.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態の無線通信システムの接続状態を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a connection state of a wireless communication system according to an embodiment of this invention.
サーバ1はネットワーク2を介してホームエージェント(HA)3に接続されている。ホームエージェント3は、PDSN(Packet Data Service Node)4A及びPCF(Packet Control Function)5Aを介してCDMA EV−DO方式の無線基地局(AN)6Aに接続されている。無線基地局6Aは圏内(電波塔からの通信範囲内)に存在する無線通信端末(AT)7と通信をする。
The
また、ホームエージェント3は、PDSN(Packet Data Service Node)4B及びPCF(Packet Control Function)5Bを介して1x方式の無線基地局(BS)6Bに接続されている。無線基地局6Bは通信圏内(電波塔からの通信範囲内)に存在する無線通信端末(AT)7と通信する。
The
図1には、EV−DO方式による通信時のサーバ1から無線基地局6Aへのデータの流れを実線で、1x方式による通信時のサーバ1から無線基地局6Bへのデータの流れを破線で示す。
In FIG. 1, the flow of data from the
この無線通信端末(AT)7は、1X/EV−DOハイブリッド端末なので、下り最大スループットが2.4MbpsのシステムであるCDMA EV−DO方式と、下り最大スループットが144KbpsのシステムであるCDMA2000 1x方式との双方の通信方式でパケット通信をすることができる。また、無線通信端末7が、EV−DO方式で通信しているときに、EV−DO圏外に移動した場合、1xの圏内であれば、パケット通信経路がEV−DOから1xに切り替えられるハンドダウンが行われる。 Since this wireless communication terminal (AT) 7 is a 1X / EV-DO hybrid terminal, the CDMA EV-DO system, which is a system with a maximum downlink throughput of 2.4 Mbps, and the CDMA2000 1x system, which is a system with a maximum downlink throughput of 144 Kbps, Packet communication can be performed using both communication methods. In addition, when the wireless communication terminal 7 is communicating by the EV-DO method, if the wireless communication terminal 7 moves out of the EV-DO range, the hand-down in which the packet communication path is switched from EV-DO to 1x within the 1x range. Is done.
図2は、本発明の実施の形態の無線通信端末7の構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless communication terminal 7 according to the embodiment of this invention.
本実施の形態の無線通信端末(携帯電話端末)7は、1xシステムと、EV−DOシステムとを切り替えて基地局6との間をハンドオフを行って移動しながら通信する無線通信端末である。 The wireless communication terminal (cellular phone terminal) 7 of the present embodiment is a wireless communication terminal that communicates while moving by performing handoff between the base station 6 by switching between the 1x system and the EV-DO system.
アンテナ10は、無線処理部11に接続されており、無線基地局6からの電波を受信し、無線基地局6に対し電波を送信する。無線処理部11は、1x無線部及びEV−DO無線部から構成されている。
The
1x無線部は、アンテナ10から送信する1x方式の高周波信号を生成する送信部、及び、アンテナ10で1x方式の受信した高周波信号を増幅、周波数変換等をして、ベースバンド信号として情報処理部12に出力する受信部によって構成されている。また、EV−DO無線部は、アンテナ10から送信するEV−DO方式の高周波信号を生成する送信部、及び、アンテナ10でEV−DO方式の受信した高周波信号を増幅、周波数変換等をして、ベースバンド信号として情報処理部12に出力する受信部によって構成されている。
The 1x radio unit generates a 1x high-frequency signal to be transmitted from the
情報処理部12は、ベースバンド部及び無線制御部によって構成されている。ベースバンド部は、ベースバンド信号を復調する。また、信号を変調し、ベースバンド信号を生成する。
The
無線制御部では、記憶装置13に記憶されたプログラムを実行することによって、1xシステム及びEV−DOシステムの二つのシステムの通信を制御する。具体的には、1xシステムとEV−DOシステムの切り替えを制御する。特に待受中は、所定の時間間隔で二つの通信システムを選択的に切り替えて、両通信システムにおいて着信を待ち受ける。また、無線処理部11によって送受信される周波数や、送受信タイミング、送信する電波の出力を制御する。
The wireless control unit controls communication between the two systems of the 1x system and the EV-DO system by executing the program stored in the
記憶装置13は、無線通信端末6の動作に必要な情報、制御プログラム及び各種データを記憶する。
The
入力部14は、文字、数字の入力、無線通信端末7への動作の指示を受け付ける。
The
表示部15は、情報処理部12によって制御され、文字情報、画像情報、無線通信端末7の動作状態(電波強度、電池残量、時刻)等を表示する液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照明するバックライトによって構成される。
The
受話部16は、情報処理部12で復調された信号を変換して、音響信号を出力する。
The receiving
送話部17は、入力された音響信号を電気信号に変換する。
The
図3は、本発明の実施の形態のTCPヘッダの構成図である。 FIG. 3 is a configuration diagram of a TCP header according to the embodiment of this invention.
受信側(無線通信端末7)から送信側(サーバ1)に送信される確認応答(ACK)のTCPヘッダの所定の箇所にはTCPウィンドウサイズ情報が含まれている。このウィンドウサイズ(受信ウインドウサイズ)とは、送信側から送られてくるデータを一時的に記憶しておく容量(バッファ)を示す値であり、具体的には、受信側のTCP用の受信バッファの空き容量を示し(0〜65535)、TCPウィンドウサイズ=0の情報を含むACKパケットを受信した送信側ノードは、新たにTCPパケットを送信することができない。すなわち、TCPウィンドウサイズは送信側から連続して送信できるデータ量を表している。 TCP window size information is included in a predetermined portion of the TCP header of the acknowledgment (ACK) transmitted from the reception side (wireless communication terminal 7) to the transmission side (server 1). The window size (reception window size) is a value indicating a capacity (buffer) for temporarily storing data transmitted from the transmission side, and specifically, a reception buffer for TCP on the reception side. The transmitting side node that has received the ACK packet including the information of the TCP window size = 0 cannot transmit a new TCP packet. That is, the TCP window size represents the amount of data that can be continuously transmitted from the transmission side.
また、TCPヘッダのフラグ領域には、このTCPパケットの属性を示すビットが含まれている。例えば、ACKフラグがONの場合は、このパケットは受信確認であることを示す。また、RSTフラグがONの場合は、このパケットはコネクションの強制切断を示す。また、FINフラグがONの場合は、このパケットはコネクションの正常終了を示す。 The flag area of the TCP header includes a bit indicating the attribute of the TCP packet. For example, when the ACK flag is ON, it indicates that this packet is a reception confirmation. When the RST flag is ON, this packet indicates a forced disconnection of the connection. When the FIN flag is ON, this packet indicates the normal end of the connection.
図4は、本発明の実施の形態のTCPウィンドウサイズによるフロー制御のシーケンス図である。 FIG. 4 is a sequence diagram of flow control based on the TCP window size according to the embodiment of this invention.
送信側からデータ(データ量=1460バイト)が送信されると、受信側は、TCPウィンドウサイズ(受信バッファの空き容量)を含めた確認応答(ACK)を返信する。受信側で受信パケットが直ちに処理できた場合には、確認応答には受信側での受信バッファの最大値(1460×22=32120バイト)が返信される。 When data (data amount = 1460 bytes) is transmitted from the transmission side, the reception side returns an acknowledgment (ACK) including the TCP window size (the free capacity of the reception buffer). When the reception packet can be processed immediately on the reception side, the maximum value (1460 × 22 = 32120 bytes) of the reception buffer on the reception side is returned as an acknowledgment.
しばらく、送信側からデータの送信が続くと、何らかの原因で受信側の受信バッファの空き容量がなくなることがある。このとき、受信側はTCPウィンドウサイズ=0の情報を含む確認応答を返信する。TCPウィンドウサイズ=0の情報を含む確認応答を受信した送信側は、データの送信を停止する。 If data transmission continues from the transmission side for a while, there may be no available space in the reception buffer on the reception side for some reason. At this time, the receiving side returns an acknowledgment including information on TCP window size = 0. The transmission side that has received the confirmation response including the information of TCP window size = 0 stops the data transmission.
そして、受信側で受信したパケットの処理が進み、受信バッファに空き容量が生じると、受信側はTCPウィンドウサイズとして、受信バッファの空き容量を送信する。すると、送信側はデータの送信を再開する。 When processing of the packet received on the reception side proceeds and a free space is generated in the reception buffer, the reception side transmits the free space in the reception buffer as a TCP window size. Then, the transmission side resumes data transmission.
図5は、本発明の実施の形態のハンドダウン処理のシーケンス図である。 FIG. 5 is a sequence diagram of hand-down processing according to the embodiment of this invention.
本実施例では、下り最大スループットの高いシステム(EV−DOシステム)から、該システムよりは最大スループットの低いシステム(1xシステム)にハンドダウンする例を示す。 In the present embodiment, an example of handing down from a system having a high downlink maximum throughput (EV-DO system) to a system having a lower maximum throughput than that system (1x system) is shown.
無線通信端末(AT)7は、EV−DO方式の無線基地局(AN)6AとEV−DO方式によって通信している。このとき、無線通信端末(AT)と無線基地局(AN)と間の通信品質が劣化すると、無線通信端末(AT)は、サーバ(CP)1に対し、TCPウィンドウサイズ=0の情報を含む確認応答を送信する。その後、無線通信端末(AT)は、DRC NULL Cover信号を送信し、基地局からのデータの送信を停止させる。その後、無線通信端末(AT)は、Connection Close信号を送信して、EV−DO方式の無線基地局(AN)とのEV−DO方式による通信を停止する。 The wireless communication terminal (AT) 7 communicates with the EV-DO wireless base station (AN) 6A by the EV-DO method. At this time, when the communication quality between the wireless communication terminal (AT) and the wireless base station (AN) deteriorates, the wireless communication terminal (AT) includes information on TCP window size = 0 with respect to the server (CP) 1. Send an acknowledgment. Thereafter, the wireless communication terminal (AT) transmits a DRC NULL Cover signal, and stops transmission of data from the base station. Thereafter, the wireless communication terminal (AT) transmits a Connection Close signal, and stops communication with the EV-DO wireless base station (AN) by the EV-DO method.
その後、無線通信端末(AT)は1x方式の無線基地局(BS)との間でコネクションを確立する。その後、無線通信端末(AT)は無線基地局(BS)との間でPPP(Point to Point Protocol)によるセッションを確立する。 Thereafter, the wireless communication terminal (AT) establishes a connection with the 1x wireless base station (BS). Thereafter, the radio communication terminal (AT) establishes a session with the radio base station (BS) by PPP (Point to Point Protocol).
その後、無線通信端末(AT)は、サーバ(CP)1に対し、TCPウィンドウサイズ=初期値(受信バッファが空の状態の空き容量)の情報を含む確認応答を送信する。なお、このとき送信されるウィンドゥズサイズは、初期値ではなく、TCPウィンドウサイズ=0の情報を含む確認応答を送信する直前の受信バッファの空き容量や、PPPによるセッション確立時の受信バッファの空き容量を送信してもよい。しかし、ハンドダウン処理中もデータがバッファから読み出されていることから、通常の場合は、ハンドダウン終了時には初期値を送信すれば十分である。 Thereafter, the wireless communication terminal (AT) transmits a confirmation response including information of TCP window size = initial value (empty capacity when the reception buffer is empty) to the server (CP) 1. Note that the window size transmitted at this time is not the initial value, but the reception buffer free space immediately before transmitting the confirmation response including the information of TCP window size = 0, or the reception buffer free space when the session is established by PPP. May be sent. However, since the data is read from the buffer even during the hand-down process, it is usually sufficient to transmit the initial value at the end of the hand-down.
そして、無線通信端末(AT)7は1x方式の無線基地局(BS)6Bとの間で1x方式による通信を開始する。 Then, the wireless communication terminal (AT) 7 starts 1x communication with the 1x wireless base station (BS) 6B.
このように、ハンドダウン処理において、DRC NULL Coverの送信直前に、TCPウィンドウサイズ=0の情報を含むTCPパケットを送信し、TCPウィンドウサイズを変更する。そして、ユーザPPP確立直後にTCPウィンドウサイズを初期値に戻す。よって、ハンドダウン時にサーバからのデータの送信を直ちに停止することができ、ハンドダウンに伴う輻輳が発生しにくい。また、不要なデータをEV−DOシステムに流すことを防ぐことができる。また、ハンドダウン処理の終了後に、データレートを最低値から上げる必要がないので、データ送信速度を速やかに回復することができる。 As described above, in the hand-down process, immediately before the transmission of DRC NULL Cover, a TCP packet including information of TCP window size = 0 is transmitted to change the TCP window size. Then, immediately after the user PPP is established, the TCP window size is returned to the initial value. Therefore, data transmission from the server can be stopped immediately at the time of handdown, and congestion associated with handdown is unlikely to occur. Further, it is possible to prevent unnecessary data from flowing to the EV-DO system. In addition, since it is not necessary to increase the data rate from the minimum value after the hand-down process is completed, the data transmission speed can be quickly recovered.
図6は、本発明の実施の形態の無線通信端末の機能ブロック図である。図6に表される各機能は、ソフトウェアで実現されている。 FIG. 6 is a functional block diagram of the wireless communication terminal according to the embodiment of this invention. Each function shown in FIG. 6 is realized by software.
本発明の実施の形態の無線通信端末では、以上説明した機能を実現するためにTCP Window Controllerが追加されている。 In the wireless communication terminal according to the embodiment of the present invention, a TCP window controller is added to realize the functions described above.
ソケット通信時には、ブラウザ等のアプリケーションソフトウェア100は、TCPスタック110、IPスタック120及びPPPスタック130を介して、TCP Window Controller140にデータを送信する。また、ダイアルアップ通信時には、シリアル接続(例えば、USB接続等)された後位端末は、シリアルIO180からPPPスタック130を介して、TCP Window Controller140にデータを送信する。
At the time of socket communication,
よって、すべてのデータは、PPPスタック130と、RLPスタック150との間に設けられたTCP Window Controller140を通過する。
Accordingly, all data passes through the
なお、RLPスタック150は、無線区間の論理インターフェースであり、輻輳制御及びシーケンス制御を行っている。LACスタック160は、無線区間の物理インターフェースである。
Note that the
TCP Window Controller140のデータ伝送経路には、スイッチ141、142が設けられており、ハンドダウン以外の状態ではPPPスタック130とRLPスタック150との間を直結する。よって、送受信データは、TCP Window Controller140をそのまま通過する。
H/D判定部149が、ハンドダウンシーケンスの開始を検出すると、スイッチ141、142はデータ伝送経路を切り替える。すなわち、スイッチ141は、RLPスタック150からのデータをTCP ACK処理部143に送る。また、スイッチ142は、PPPスタック130からのデータをPPP受信処理部144に送る。
When the H /
TCP ACK処理部143は、snooping状態のとき、上位レイヤへ不連続なACK番号のTCPパケットを検出しないように破棄し続ける。
When in the snooping state, the TCP
PPP受信処理部144は、基地局より、これ以上パケットを送らないように、ウインドウサイズを変更する。本実施例では、ウインドウサイズを0にしたパケットに書き換える。
The PPP
PPP再構成部145は、書き換えられたTCPパケットをPPPスタック130へ再フレーム化する。
The
タイマ処理部146は、Recovery状態のとき、ウインドウサイズを元に戻したTCPパケットを再送するためのタイマとして用いられる。
The
TCP/IP処理部147は、IPパケット及びTCPパケットのヘッダ情報等を解析する。
The TCP /
パケット保存用バッファ148は、受信パケットを一時的に保存する。
The
図7は、本発明の実施の形態のTCP Window Controller140の動作状態の遷移図である。
FIG. 7 is a transition diagram of the operation state of the
TCP Window Controller140は、Idle、Snooping、Recoveryの3状態を有する。
The
Idle状態は、ハンドダウンが発生していない状態であり、初期化したTCPウィンドウサイズのパケットに対するAckを受信することによって、Recovery状態から遷移する。Idle状態では、TCP Window Controller140によるPPP受信処理及びTCP ACK処理は停止される。具体的には、Idle状態では、PPPスタック130とRLPスタック150との間は直結されており、TCP Window Controller140は、送信パケットに影響を与えない。
The Idle state is a state in which no hand-down has occurred, and transitions from the Recovery state by receiving an Ack for the initialized TCP window size packet. In the idle state, the PPP reception process and the TCP ACK process by the
Snooping状態は、ハンドダウンの発生によって、Idol状態から遷移する。Snooping状態では、TCP Window Controller140によるPPP受信処理及びTCP ACK処理が行われる。具体的には、Snooping状態では、ハンドダウン発生直後の状態でPPPスタック130から送信されるPPPデータは、全てPPP受信処理部144へ送られる。このSnooping状態では、全てのTCP送信パケットのTCPウインドウサイズは”0”に書き換えられて送信される。
The Snooping state transitions from the Idol state due to the occurrence of handdown. In the Snooping state, the
また、Snooping状態では、RLPスタック150からのデータは、全てTCP ACK処理部143へ送られる、大部分のパケットはそのままPPPスタック130へキューイングされるが、特定のTCPパケットは再送シーケンス等が働かないよう破棄される。
In the snooping state, all data from the
Recovery状態は、1xにおけるユーザPPPの確立によって、Snooping状態から遷移する。Recovery状態では、TCP Window Controller140によるPPP受信処理及びTCP ACK処理は継続するが、TCPウインドウサイズは初期値に戻される(図9参照)。具体的には、Recovery状態では、1xハンドダウンが完了し、ユーザPPPも確立し、TCPウインドウサイズを元に戻して送信し続ける。このRecovery状態でもPPPスタック130からの全てのPPPデータは、元に戻したTCPウインドウサイズのパケットに対するACKが戻るまで、PPP受信処理部144へ送られる。また、RLPスタック150からのデータも、TCP ACK処理部143に送られる。パケットを受信する度にTCP ACK処理を行う。
The Recovery state transitions from the Snooping state due to the establishment of the user PPP at 1x. In the Recovery state, the PPP reception process and the TCP ACK process by the
図8は、本発明の実施の形態のTCP Window Controller140によるPPP受信処理のフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart of PPP reception processing by the
TCP Window Controller140は、無線通信端末7から送信されるデータをPPPスタック130から受信し、RLPスタック150に送信する。TCP Window Controller140は、Idle状態以外では、PPPスタック130から受信した全てのパケットを、PPP受信処理部144へ送る。
The
まず、H/D判定部149は、無線通信端末7の動作状態を判定する(S101)。
First, the H /
その結果、Idle状態であれば、スイッチ142をスルー側に切り替えて、送信データをRLPスタック150にキューイングする(S108)。一方、Idle状態でなければ(Snooping状態、Recovery状態であれば)、スイッチ142を切り替えて、送信データをPPPスタック130から取り出して、PPP受信処理部144に送り、パケット保存用バッファ148に保存する(S102)。
As a result, if it is in the idle state, the
次に、IPヘッダを参照して、パケットの種別を判定する(S103)。その結果、パケットがTCPパケットでなければ、ステップS108に進み、パケット保存用バッファ148に保存したパケットをRLPスタック150にキューイングする。
Next, the packet type is determined with reference to the IP header (S103). As a result, if the packet is not a TCP packet, the process proceeds to step S108, and the packet stored in the
一方、パケットがTCPパケットであれば、TCPフラグを判定する(S104)。その結果、RSTフラグがONか又はFINフラグがONであれば、コネクションが切断されているためステップS108に進み、パケット保存用バッファ148に保存したパケットをRLPスタック150にキューイングする。
On the other hand, if the packet is a TCP packet, the TCP flag is determined (S104). As a result, if the RST flag is ON or the FIN flag is ON, the connection is disconnected and the process proceeds to step S108, and the packet stored in the
一方、RSTフラグもFINフラグもOFFであれば、無線通信端末7の動作状態を判定する(S105)。 On the other hand, if both the RST flag and the FIN flag are OFF, the operating state of the wireless communication terminal 7 is determined (S105).
その結果、Recovery状態であれば、パケット保存用バッファ148に保存した不要なパケットを破棄する(S109)。
As a result, if it is in the Recovery state, unnecessary packets stored in the
一方、Snooping状態であれば、ウインドウサイズを”0”に書き換え(S106)、チェックサムを再計算してPPPパケットを再構築し(S107)、該再構築されたパケットをRLPスタック150にキューイングする(S108)。
On the other hand, if it is in the snooping state, the window size is rewritten to “0” (S106), the checksum is recalculated to reconstruct the PPP packet (S107), and the reconstructed packet is queued in the
図9は、本発明の実施の形態のTCP Window Controller140によるTCPウィンドウリセット処理のフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart of TCP window reset processing by the
TCPウインドウリセット処理は、Snooping状態からRecovery状態へ遷移すると、すぐに実行され、TCPウインドウサイズを初期値(最大サイズ)に設定する。 The TCP window reset process is executed immediately after transition from the Snooping state to the Recovery state, and sets the TCP window size to an initial value (maximum size).
まず、無線通信端末7の動作状態を判定する(S111)。 First, the operating state of the wireless communication terminal 7 is determined (S111).
その結果、Recovery状態ではなければ、TCPウインドウサイズを変更する必要がないので、この処理を終了する。 As a result, if it is not in the Recovery state, there is no need to change the TCP window size, so this processing is terminated.
一方、Recovery状態であれば、パケット保存用バッファ148に保存したパケットを取り出す(S112)。
On the other hand, if it is in the Recovery state, the packet stored in the
TCPウィンドウサイズを初期値(16キロバイト)に書き換え(S113)、チェックサムを再計算してPPPパケットを再構築し(S114)、該パケットをRLPスタック150にキューイングする(S115)。 The TCP window size is rewritten to the initial value (16 kilobytes) (S113), the checksum is recalculated to reconstruct the PPP packet (S114), and the packet is queued in the RLP stack 150 (S115).
その後、監視しているTCPパケットのRTT(Round Trip Time)に基づいて再送タイマを起動する(S116)。 Thereafter, a retransmission timer is started based on the RTT (Round Trip Time) of the monitored TCP packet (S116).
図10は、本発明の実施の形態のTCP Window Controller140による再送タイマタイムアウト処理のフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart of retransmission timer timeout processing by the
タイムアウトが発生すると、TCPウインドウリセットが再度実行される(S121)。 When the timeout occurs, the TCP window reset is executed again (S121).
図11は、本発明の実施の形態のRTTの説明図である。 FIG. 11 is an explanatory diagram of the RTT according to the embodiment of this invention.
RTT(Round Trip Time)は、送信側からパケットを送信してから、受信側からそれに対応するパケット(例えば、ACKパケット)を受信するまでの時間であり、TCPスタック110で保持している情報である。
RTT (Round Trip Time) is the time from when a packet is transmitted from the transmitting side to when the corresponding packet (for example, ACK packet) is received from the receiving side, and is information held in the
図12は、本発明の実施の形態のTCP Window Controller140によるTCP ACK処理のフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart of TCP ACK processing by the
TCP Window Controller140は、無線通信端末7が受信したデータをRLPスタック150から受信し、PPPスタック130に送信する。TCP Window Controller140は、Idle状態以外では、PPPスタック130から受信した全てのパケットを、TCP ACK処理部143へ送る。
The
まず、H/D判定部149は、無線通信端末7の動作状態を判定する(S131)。
First, the H /
その結果、Idle状態であれば、スイッチ141をスルー側に切り替えて、受信データをPPPスタック130にキューイングする(S138)。一方、Idle状態でなければ(Snooping状態、Recovery状態であれば)、スイッチ141を切り替えて、送信データをRLPスタック150から取り出したPPPフレームの中のIPパケットを取り出して、TCP ACK処理部143に送る。そして、ウインドウサイズを初期値にして送信したTCPパケットに対する確認応答(TCP ACK)を待ち続ける(S132)。
As a result, if it is in the idle state, the
次に、IPヘッダを参照して、パケットの種別を判定する(S133)。その結果、パケットがTCPパケットでなければ、ステップS138に進み、読み出したパケットをPPPスタック130にキューイングする。
Next, the packet type is determined with reference to the IP header (S133). As a result, if the packet is not a TCP packet, the process proceeds to step S138, and the read packet is queued in the
一方、パケットがTCPパケットであれば、TCPフラグを判定する(S134)。その結果、RSTフラグがONか、FINフラグがONか、又はACKがOFFであればステップS138に進み、読み出したパケットをPPPスタック130にキューイングする。
On the other hand, if the packet is a TCP packet, the TCP flag is determined (S134). As a result, if the RST flag is ON, the FIN flag is ON, or ACK is OFF, the process proceeds to step S138, and the read packet is queued in the
RSTフラグはTCPコネクションの一方的な切断、FINフラグはTCPコネクションの終了を指し、コネクションを維持する必要がなくなるため上位レイヤへそのままスルーして一般的なTCPリセット、切断シーケンスが走るようにする。 The RST flag indicates a unilateral disconnection of the TCP connection, and the FIN flag indicates the end of the TCP connection. Since it is not necessary to maintain the connection, the general TCP reset and disconnection sequence is executed by directly passing through the upper layer.
また、ACKフラグは、通常ONのため、ACKフラグがOFFのデータは不正パケットである。 In addition, since the ACK flag is normally ON, data with the ACK flag OFF is an illegal packet.
一方、RSTフラグがOFF、FINフラグがOFF、又はACKフラグがONのいずれかであれば、無線通信端末7の動作状態を判定する(S135)。 On the other hand, if the RST flag is OFF, the FIN flag is OFF, or the ACK flag is ON, the operating state of the wireless communication terminal 7 is determined (S135).
その結果、Snooping状態であると判定したら、ステップS140に進み、読み出したパケットを破棄する。 As a result, if it is determined that it is in the snooping state, the process proceeds to step S140, and the read packet is discarded.
TCPの送信側では、パケットを送信する際、シーケンス番号とACK番号をセットし、TCPの受信側は前記パケットを受信するとACK番号として「シーケンス番号+データサイズ」を入れて送信側へ返す。TCPの送信側でもACK番号を把握しており、「シーケンス番号+データサイズ+α」のようにACK番号が飛んでいると、パケットが失われたと判断するため、パケットをスルーしてしまうと、上位レイヤでパケットが失われたと判断し、TCPのフロー制御である高速再転送や再送が発生するので、これを避けるためパケットを破棄する。 On the TCP transmission side, when transmitting a packet, a sequence number and an ACK number are set. When the TCP reception side receives the packet, it puts “sequence number + data size” as an ACK number and returns it to the transmission side. The TCP transmission side also knows the ACK number, and if the ACK number is skipped like “sequence number + data size + α”, it is determined that the packet has been lost. It is determined that the packet has been lost at the layer, and high-speed retransmission and retransmission, which are TCP flow controls, occur. To avoid this, the packet is discarded.
一方、Recovery状態であれば、TCPウインドウサイズを初期値して送信したTCPパケットに対するACKパケットか否かを判定する(S136)。このACKパケットを受信した場合、再送タイマを停止し(S137)、Idle状態に遷移する(S139)。その後、スイッチ141をスルー側に切り替え、RLPスタック150とPPPスタック130とを直結する。
On the other hand, if it is in the Recovery state, it is determined whether or not the packet is an ACK packet for the TCP packet transmitted with the initial TCP window size (S136). When this ACK packet is received, the retransmission timer is stopped (S137), and the state transitions to the Idle state (S139). Thereafter, the
なお、本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、例えば、EV−DOシステムと1xシステムの両システムを選択的に切り替えずに同時に待ち受ける無線通信端末にも適用できる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to, for example, a wireless communication terminal that waits at the same time without selectively switching between the EV-DO system and the 1x system.
また、本発明は、二つのシステム(通信方式)に限らず、二以上のシステムを利用できる無線通信端末にも適用できる。 Further, the present invention is not limited to two systems (communication methods), and can be applied to a wireless communication terminal that can use two or more systems.
また、本発明は、システム(通信方式)の異なる無線通信デバイスを複数接続して適宜システムを切り替えながら通信をシームレスに継続できるシームレス通信を行う情報端末の機能としても適用できる。 Further, the present invention can also be applied as a function of an information terminal that performs seamless communication in which a plurality of wireless communication devices having different systems (communication schemes) are connected and communication can be seamlessly continued while appropriately switching between systems.
1 サーバ
2 ネットワーク
3 ホームエージェント(HA)
4A、4B PDSN(Packet Data Service Node)
5A、5B PCF(Packet Control Function)
6A 無線基地局(AN)
6B 無線基地局(BS)
7 無線通信端末(AT)
130 PPPスタック
140 TCP Window Controller
141、142 スイッチ
143 TCP ACK処理部
144 PPP受信処理部
145 PPP再構成部
146 タイマ処理部
147 TCP/IP処理部
148 パケット保存用バッファ
149 H/D判定部
150 RLPスタック
1
4A, 4B PDSN (Packet Data Service Node)
5A, 5B PCF (Packet Control Function)
6A Radio base station (AN)
6B Wireless base station (BS)
7 Wireless communication terminal (AT)
130
141, 142
Claims (10)
前記複数の無線通信システムのうち一つのシステムを介してデータ通信を行っている際に、前記システムから該システムより最大スループットの低いシステムに切り替える場合は、前記データ通信を行っているシステムの基地局からのデータの送信を無線通信端末が停止させる前に、サーバが送信する連続送信可能なデータ量を低下させる信号を送信する制御部と、
を備える無線通信端末。 A wireless unit capable of data communication via a plurality of wireless communication systems;
When performing data communication via one system among the plurality of wireless communication systems, when switching from the system to a system having a lower maximum throughput than the system, a base station of the system performing the data communication Before the wireless communication terminal stops the transmission of data from the control unit that transmits a signal that reduces the amount of data that can be transmitted continuously by the server;
A wireless communication terminal.
前記複数の無線通信システムのうち一つのシステムを介してデータ通信を行っている際に、前記システムから該システムより最大スループットの低いシステムに切り替える場合は、前記データ通信を行っているシステムの基地局からのデータの送信を前記無線通信端末が停止させる前に、サーバが送信する連続送信可能なデータ量を低下させる信号を送信するような制御を実行させるプログラム。 To an information terminal capable of connecting a plurality of wireless communication terminals capable of data communication via a wireless communication system,
When performing data communication via one system among the plurality of wireless communication systems, when switching from the system to a system having a lower maximum throughput than the system, a base station of the system performing the data communication A program for executing a control for transmitting a signal for reducing the amount of data that can be transmitted continuously and transmitted by the server before the wireless communication terminal stops transmitting data from the terminal .
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