(57)【要約】  通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することを可能とするため、ネットワークの通信品質を取得し、前記ネットワークの混雑度を推定し、前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する。
2017119408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの通信品質を取得する通信品質取得手段と、
前記ネットワークの混雑度を推定する混雑度推定手段と、
前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定する目標混雑度決定手段と、
前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する送信データ量決定手段と
を備えることを特徴とする送信データ量制御装置。
【請求項２】
前記送信データ量決定手段は、前記混雑度が前記目標混雑度より小さいとき前記送信データ量を大きくし、前記混雑度が前記目標混雑度より大きいとき前記送信データ量を小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載の送信データ量制御装置。
【請求項３】
前記送信データ量は、前記送信データ量の上限値である
ことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の送信データ量制御装置。
【請求項４】
前記上限値は、輻輳ウィンドウサイズ（ｃｗｎｄ）、通信コネクションの送信バッファサイズの設定値（ＳＯ＿ＳＮＤＢＵＦ）、システムパラメータとして設定された通信に利用可能なメモリサイズ（ｔｃｐ＿ｗｍｅｍ）、ＡＣＫ（ACKnowledgement）パケットによって通知される受信ウィンドウサイズ（ＲＷＩＮ）のいずれかである
ことを特徴とする請求項３に記載の送信データ量制御装置。
【請求項５】
前記通信品質は、往復遅延時間あるいは／およびパケットロス率を含み
前記目標混雑度決定手段は、前記往復遅延時間あるいは前記パケットロス率が大きいほど前記目標混雑度を小さくする
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【請求項６】
前記目標混雑度決定手段は、前記通信品質の変動量に基づき前記目標混雑度を決定する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【請求項７】
前記目標混雑度決定手段は、前記変動量が大きいほど前記目標混雑度を大きくする
ことを特徴とする請求項６に記載の送信データ量制御装置。
【請求項８】
前記変動量は、過去一定期間における前記混雑度、または、前記過去一定期間における前記混雑度から統計処理によって異常値を除外した値の、分散、標準偏差、あるいは、最大値から最小値を減算した値である
ことを特徴とする請求項７に記載の送信データ量制御装置。
【請求項９】
前記目標混雑度決定手段は、過去一定期間における前記混雑度の傾向または相関関係から前記混雑度の時間変化の安定度合いを分析することによって前記変動量を算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の送信データ量制御装置。
【請求項１０】
前記混雑度は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する滞留データ量であり、
前記混雑度推定手段は、
前記通信品質に基づき非滞留データ量を推定する非滞留データ量推定手段と、
送信済みデータ量から受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量から前記非滞留データ量を減算して前記滞留データ量を算出する滞留データ量推定手段と
を備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【請求項１１】
前記非滞留データ量推定手段は、所定期間の前記受信確認済みデータ量の増加量を算出し、前記増加量を前記所定期間の経過時間で除算して帯域推定値を算出し、前記所定期間の往復遅延時間の最小値に基づいて遅延推定値を算出し、前記帯域推定値と前記遅延推定値とを乗算して前記非滞留データ量を算出する
ことを特徴とする請求項１０に記載の送信データ量制御装置。
【請求項１２】
前記非滞留データ量推定手段は、瞬間的な変動の影響を排除するフィルタ方式を、前記帯域推定値、または／および、前記遅延推定値に適用した後に、前記帯域推定値と前記遅延推定値との前記乗算を行う
ことを特徴とする請求項１１に記載の送信データ量制御装置。
【請求項１３】
前記通信品質を通知する通信品質情報を受信する通信品質受信手段
を備え、
前記通信品質取得手段は、前記通信品質情報から前記通信品質を取得する
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【請求項１４】
前記通信品質は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する実滞留データ量を含み、
前記混雑度推定手段は、前記実滞留データ量を前記混雑度とする
ことを特徴とする請求項１３に記載の送信データ量制御装置。
【請求項１５】
前記通信品質取得手段は、送信済みデータ量と受信確認済みデータ量を取得し、
前記混雑度推定手段は、前記送信済みデータ量から前記受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量の、前記混雑度を前回推定した時点からの増加量を、前記混雑度を前回推定した時点の前記実滞留データ量に加算して前記混雑度を推定する
ことを特徴とする請求項１４に記載の送信データ量制御装置。
【請求項１６】
ネットワークの通信品質を取得し前記通信品質を通知する通信品質情報を送信する通信品質通知手段
を備えることを特徴とする通信品質通知装置。
【請求項１７】
前記通信品質は、自身に存在するバッファに実際に滞留している実滞留データ量、前記実滞留データ量をデータ受信装置ごとに計測した値、電波状態の指標、前記データ受信装置ごとの、または、自身を通過するすべての通信セッションでの、送信スループットまたは無線電波資源の使用量または符号変調方式の実施履歴、自身が通信しているユーザ数または通信セッション数、のうちのいずれか一つ以上を含む
ことを特徴とする請求項１６に記載の通信品質通知装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７のいずれかに記載の送信データ量制御装置と、
前記送信データ量制御装置が送信したデータパケットを受信し、前記データパケットに対するＡＣＫパケットを送信するデータ受信装置と
を備え、
前記通信品質は、前記ＡＣＫパケットの受信時刻あるいは／および受信間隔を含む
ことを特徴とする送信データ量制御システム。
【請求項１９】
請求項１３から請求項１５に記載の送信データ量制御装置と、
前記送信データ量制御装置が送信したデータパケットを受信するデータ受信装置と、
請求項１６あるいは請求項１７に記載の通信品質通知装置と
を備え、
前記通信品質通知装置は、前記送信データ量制御装置と前記データ受信装置との間の前記ネットワークの前記通信品質を取得する
ことを特徴とする送信データ量制御システム。
【請求項２０】
請求項１０から請求項１２、請求項１５のいずれかに記載の送信データ量制御装置と、
前記送信データ量制御装置が送信したデータパケットを受信し、前記データパケットに対するＡＣＫパケットを送信するデータ受信装置と
を備え、
前記受信確認済みデータ量は、前記ＡＣＫパケットにより受信確認できたデータのデータ量である
ことを特徴とする送信データ量制御システム。
【請求項２１】
ネットワークの通信品質を取得し、
前記ネットワークの混雑度を推定し、
前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、
前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する
ことを特徴とする送信データ量制御方法。
【請求項２２】
前記混雑度が前記目標混雑度より小さいとき前記送信データ量を大きくし、前記混雑度が前記目標混雑度より大きいとき前記送信データ量を小さくする
ことを特徴とする請求項２１に記載の送信データ量制御方法。
【請求項２３】
前記送信データ量は、前記送信データ量の上限値である
ことを特徴とする請求項２１あるいは請求項２２に記載の送信データ量制御方法。
【請求項２４】
前記上限値は、輻輳ウィンドウサイズ（ｃｗｎｄ）、通信コネクションの送信バッファサイズの設定値（ＳＯ＿ＳＮＤＢＵＦ）、システムパラメータとして設定された通信に利用可能なメモリサイズ（ｔｃｐ＿ｗｍｅｍ）、ＡＣＫ（ACKnowledgement）パケットによって通知される受信ウィンドウサイズ（ＲＷＩＮ）のいずれかである
ことを特徴とする請求項２３に記載の送信データ量制御方法。
【請求項２５】
前記通信品質は、往復遅延時間あるいは／およびパケットロス率を含み
前記送信データ量制御方法は、前記往復遅延時間あるいは前記パケットロス率が大きいほど前記目標混雑度を小さくする
ことを特徴とする請求項２１から請求項２４のいずれかに記載の送信データ量制御方法。
【請求項２６】
前記通信品質の変動量に基づき前記目標混雑度を決定する
ことを特徴とする請求項２１から請求項２４のいずれかに記載の送信データ量制御方法。
【請求項２７】
前記変動量が大きいほど前記目標混雑度を大きくする
ことを特徴とする請求項２６に記載の送信データ量制御方法。
【請求項２８】
前記変動量は、過去一定期間における前記混雑度、または、前記過去一定期間における前記混雑度から統計処理によって異常値を除外した値の、分散、標準偏差、あるいは、最大値から最小値を減算した値である
ことを特徴とする請求項２７に記載の送信データ量制御方法。
【請求項２９】
過去一定期間における前記混雑度の傾向または相関関係から前記混雑度の時間変化の安定度合いを分析することによって前記変動量を算出する
ことを特徴とする請求項２７に記載の送信データ量制御方法。
【請求項３０】
前記混雑度は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する滞留データ量であり、
前記送信データ量制御方法は、
前記通信品質に基づき非滞留データ量を推定し、
送信済みデータ量から受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量から前記非滞留データ量を減算して前記滞留データ量を算出する
ことを特徴とする請求項２１から請求項２９のいずれかに記載の送信データ量制御方法。
【請求項３１】
所定期間の前記受信確認済みデータ量の増加量を算出し、前記増加量を前記所定期間の経過時間で除算して帯域推定値を算出し、前記所定期間の往復遅延時間の最小値に基づいて遅延推定値を算出し、前記帯域推定値と前記遅延推定値とを乗算して前記非滞留データ量を算出する
ことを特徴とする請求項３０に記載の送信データ量制御方法。
【請求項３２】
瞬間的な変動の影響を排除するフィルタ方式を、前記帯域推定値、または／および、前記遅延推定値に適用した後に、前記帯域推定値と前記遅延推定値との前記乗算を行う
ことを特徴とする請求項３１に記載の送信データ量制御方法。
【請求項３３】
前記通信品質を通知する通信品質情報を受信し、
前記通信品質情報から前記通信品質を取得する
ことを特徴とする請求項２１から請求項２９のいずれかに記載の送信データ量制御方法。
【請求項３４】
前記通信品質は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する実滞留データ量を含み、
前記送信データ量制御方法は、前記実滞留データ量を前記混雑度とする
ことを特徴とする請求項３３に記載の送信データ量制御方法。
【請求項３５】
送信済みデータ量と受信確認済みデータ量を取得し、
前記送信済みデータ量から前記受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量の、前記混雑度を前回推定した時点からの増加量を、前記混雑度を前回推定した時点の前記実滞留データ量に加算して前記混雑度を推定する
ことを特徴とする請求項３４に記載の送信データ量制御方法。
【請求項３６】
ネットワークの通信品質を取得し前記通信品質を通知する通信品質情報を送信する
ことを特徴とする通信品質通知方法。
【請求項３７】
前記通信品質は、自身に存在するバッファに実際に滞留している実滞留データ量、前記実滞留データ量をデータ受信装置ごとに計測した値、電波状態の指標、前記データ受信装置ごとの、または、自身を通過するすべての通信セッションでの、送信スループットまたは無線電波資源の使用量または符号変調方式の実施履歴、自身が通信しているユーザ数または通信セッション数、のうちのいずれか一つ以上を含む
ことを特徴とする請求項３６に記載の通信品質通知方法。
【請求項３８】
コンピュータに、
ネットワークの通信品質を取得する通信品質取得機能と、
前記ネットワークの混雑度を推定する混雑度推定機能と、
前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定する目標混雑度決定機能と、
前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する送信データ量決定機能と
を実現させることを特徴とする送信データ量制御プログラム。
【請求項３９】
前記送信データ量決定機能は、前記混雑度が前記目標混雑度より小さいとき前記送信データ量を大きくし、前記混雑度が前記目標混雑度より大きいとき前記送信データ量を小さくする
ことを特徴とする請求項３８に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４０】
前記送信データ量は、前記送信データ量の上限値である
ことを特徴とする請求項３８あるいは請求項３９に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４１】
前記上限値は、輻輳ウィンドウサイズ（ｃｗｎｄ）、通信コネクションの送信バッファサイズの設定値（ＳＯ＿ＳＮＤＢＵＦ）、システムパラメータとして設定された通信に利用可能なメモリサイズ（ｔｃｐ＿ｗｍｅｍ）、ＡＣＫ（ACKnowledgement）パケットによって通知される受信ウィンドウサイズ（ＲＷＩＮ）のいずれかである
ことを特徴とする請求項４０に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４２】
前記通信品質は、往復遅延時間あるいは／およびパケットロス率を含み
前記目標混雑度決定機能は、前記往復遅延時間あるいは前記パケットロス率が大きいほど前記目標混雑度を小さくする
ことを特徴とする請求項３８から請求項４１のいずれかに記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４３】
前記目標混雑度決定機能は、前記通信品質の変動量に基づき前記目標混雑度を決定する
ことを特徴とする請求項３８から請求項４１のいずれかに記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４４】
前記目標混雑度決定機能は、前記変動量が大きいほど前記目標混雑度を大きくする
ことを特徴とする請求項４３に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４５】
前記変動量は、過去一定期間における前記混雑度、または、前記過去一定期間における前記混雑度から統計処理によって異常値を除外した値の、分散、標準偏差、あるいは、最大値から最小値を減算した値である
ことを特徴とする請求項４４に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４６】
前記目標混雑度決定機能は、過去一定期間における前記混雑度の傾向または相関関係から前記混雑度の時間変化の安定度合いを分析することによって前記変動量を算出する
ことを特徴とする請求項４４に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４７】
前記混雑度は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する滞留データ量であり、
前記混雑度推定機能は、
前記通信品質に基づき非滞留データ量を推定する非滞留データ量推定機能と、
送信済みデータ量から受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量から前記非滞留データ量を減算して前記滞留データ量を算出する滞留データ量推定機能と
をコンピュータに実現させることを特徴とする請求項３８から請求項４６のいずれかに記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４８】
前記非滞留データ量推定機能は、所定期間の前記受信確認済みデータ量の増加量を算出し、前記増加量を前記所定期間の経過時間で除算して帯域推定値を算出し、前記所定期間の往復遅延時間の最小値に基づいて遅延推定値を算出し、前記帯域推定値と前記遅延推定値とを乗算して前記非滞留データ量を算出する
ことを特徴とする請求項４７に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項４９】
前記非滞留データ量推定機能は、瞬間的な変動の影響を排除するフィルタ方式を、前記帯域推定値、または／および、前記遅延推定値に適用した後に、前記帯域推定値と前記遅延推定値との前記乗算を行う
ことを特徴とする請求項４８に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項５０】
前記通信品質を通知する通信品質情報を受信する通信品質受信機能
をコンピュータに実現させ、
前記通信品質取得機能は、前記通信品質情報から前記通信品質を取得する
ことを特徴とする請求項３８から請求項４６のいずれかに記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項５１】
前記通信品質は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する実滞留データ量を含み、
前記混雑度推定機能は、前記実滞留データ量を前記混雑度とする
ことを特徴とする請求項５０に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項５２】
前記通信品質取得機能は、送信済みデータ量と受信確認済みデータ量を取得し、
前記混雑度推定機能は、前記送信済みデータ量から前記受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量の、前記混雑度を前回推定した時点からの増加量を、前記混雑度を前回推定した時点の前記実滞留データ量に加算して前記混雑度を推定する
ことを特徴とする請求項５１に記載の送信データ量制御プログラム。
【請求項５３】
コンピュータに、
ネットワークの通信品質を取得し前記通信品質を通知する通信品質情報を送信する通信品質通知機能
を実現させることを特徴とする通信品質通知プログラム。
【請求項５４】
前記通信品質は、自身に存在するバッファに実際に滞留している実滞留データ量、前記実滞留データ量をデータ受信装置ごとに計測した値、電波状態の指標、前記データ受信装置ごとの、または、自身を通過するすべての通信セッションでの、送信スループットまたは無線電波資源の使用量または符号変調方式の実施履歴、自身が通信しているユーザ数または通信セッション数、のうちのいずれか一つ以上を含む
ことを特徴とする請求項５３に記載の通信品質通知プログラム。
【請求項５５】
請求項３８から請求項５２のいずれかに記載の送信データ量制御プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項５６】
請求項５３あるいは請求項５４に記載の通信品質通知プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信データのデータ量を制御する、送信データ量制御装置、システム、方法および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの回線容量の向上や多様なメディアの情報を扱う要素技術の整備に伴い、リッチメディアによる情報配信をモバイル端末から、いつでもどこでも楽しめるようになってきた。こうしたライフスタイルは広く浸透してきており、その情報配信を支える高速なモバイル環境として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−Ａ（LTE Advanced）といったモバイル通信技術が普及し拡大しつつある。【０００３】
ＬＴＥなどの高速モバイル通信環境においては、無線区間における帯域変動の影響を吸収するため、ｅＮｏｄｅＢなどのモバイルネットワークの基地局装置に大容量のバッファが設けられている。また、ＲＬＣ（Radio Link Control）層におけるＡＲＱ（Automatic Repeat reQuest）技術やＭＡＣ（Media Access Control）層におけるＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）技術では、無線区間でビットエラーが発生した場合に下位層で再送を行ってデータを修復する。そのため、ネットワーク層より上位の層ではパケットの破損はほとんど発生しなくなってきている。【０００４】
一方、有線、無線のいずれのデータ通信においても広く用いられているトランスポート層プロトコルであるＴＣＰ（Transmission Control Protocol）では、ロスベースの輻輳制御方式が多く使用されている。ロスベースの輻輳制御方式は、ＣＵＢＩＣ  ＴＣＰ（非特許文献１）やＴＣＰ  ＮｅｗＲｅｎｏ（非特許文献２）に代表されるように、パケットロスを検知した際に輻輳（ネットワークの混雑）が発生したと判断して送信レートを低下させる方式である。【０００５】
前述のように、近年のモバイル通信ではビットエラーに伴うパケットの破損が発生しにくい。そのため、ロスベースの輻輳制御方式を用いるＴＣＰでは、バッファがあふれることによってパケットロスが発生するまで送信レート、たとえば、輻輳ウィンドウサイズ（congestion window size、ｃｗｎｄ）の増加を続けることになる。【０００６】
ｃｗｎｄが膨大になってからパケットロスが発生すると、ロスしたパケットの再送後に続けて送信可能なデータ量が少なくなるため、データ送信が停止する可能性がある。パケットロスに伴ってデータ送信が停止すると、ＴＣＰスループットの低下や、映像や音声などのストリーミングコンテンツの再生途絶などが発生し、ユーザの体感品質が著しく損なわれてしまう。【０００７】
また、モバイル通信では、ユーザの移動に伴い、ユーザ端末がセルの端や建物の陰に入った際や、ハンドオーバの処理の最中などに、ネットワークが混雑していなくてもパケットロスが発生することがある。しかし、ロスベースの輻輳制御方式では、パケットロスが発生したとき、ネットワークが混雑していなくても、不必要にｃｗｎｄを低下させて送信データ量を抑制してしまう。そのため、ＴＣＰスループットの低下に繋がり、ユーザの体感品質が著しく損なわれてしまう。【０００８】
このようなロスベースの輻輳制御方式に対し、非特許文献３に記載の方法ではキューイング遅延を推定し、キューイング遅延に基づきｃｗｎｄを算出している。この方法は、伝送路上のルータに滞留するデータ量が一定範囲になるよう、送信可能なデータパケットの量（送信データ量）の上限値を制御している。この方法では、ＴＣＰによる通信を実施しながら、estimation機能によって、パケットの往復遅延時間と同一セッション内における往復遅延時間の最小値との差をキューイング遅延として推定する。そして、window control機能によって、キューイング遅延がほぼ０の場合はｃｗｎｄを指数的に増加させ、それ以外の場合は、往復遅延時間と往復遅延時間の最小値との比率およびｃｗｎｄの目標値に基づいてｃｗｎｄを算出する。この方法では、キューイング遅延によってネットワークの輻輳を検知するため、ロスベースの方式に比べてＴＣＰスループットの低下やデータ送信の停止を軽減し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。【０００９】
また、特許文献１に記載の方法では、端末から基地局へデータを送信する場合において、基地局が受信したデータのスループットに基づいて端末の送信バッファに滞留するデータ量を推定し、滞留データ量に基づいて送信帯域を割り当てている。また、特許文献２に記載の方法では、ｃｗｎｄの最適値がネットワーク帯域と往復遅延時間の積であるとし、現用系と予備系の往復遅延時間あるいは帯域の変化率に基づいて経路切り替え後のｃｗｎｄを決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−２２３１８１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９１９３１号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｓａｎｇｔａｅ  Ｈａ、外２名、“ＣＵＢＩＣ:Ａ  Ｎｅｗ  ＴＣＰ−Ｆｒｉｅｎｄｌｙ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  ＴＣＰ  Ｖａｒｉａｎｔ”、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＡＣＭ  ＳＩＧＯＰＳ、２００８年７月、ｖｏｌ．４２、ｎｏ．５、ｐ．６４−７４
【非特許文献２】Ｓ．Ｆｌｏｙｄ、外１名、“Ｔｈｅ  ＮｅｗＲｅｎｏ  Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ＴＣＰ’ｓ  Ｆａｓｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ”、ＲＦＣ  ２５８２、１９９９年４月
【非特許文献３】Ｃｈｅｎｇ  Ｊｉｎ、外２名、“ＦＡＳＴ  ＴＣＰ：Ｍｏｔｉｖａｔｉｏｎ、Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ、Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ、Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ”、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥ  ＩＮＦＯＣＯＭ  ２００４、２００４年３月、ｖｏｌ．４、ｐ．２４９０−２５０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、非特許文献３や特許文献２に記載の方法は、固定網のような帯域が安定したネットワークへの適用を想定した方法である。そのため、これらの方法をモバイルネットワークのようにユーザ端末の移動や電波強度の変動に伴い無線帯域や伝搬遅延が激しく変動するネットワークに適用すると、送信データ量の上限値を適切に制御できない。【００１３】
具体的には、非特許文献３に記載の方法は、伝送路上のルータに滞留するデータ量が一定範囲になるようｃｗｎｄを制御している。しかし、モバイルネットワークでは無線帯域の変動幅などによって適切な滞留データ量が増減する。たとえば、滞留データ量が適切な値より少ないと、電波環境が急激に良くなって送信可能なデータ量が急激に増えたとき、滞留データが枯渇し、より多くのデータを送信可能にもかかわらず送信するデータがない状態となってしまう。つまり、送信帯域の利用効率が悪化してしまう。一方、滞留データ量が多すぎると、端末へのデータ到着が遅れたり、他の通信セッションの開始が遅れたりする可能性がある。したがって、非特許文献３に記載の方法では、通信環境の変動を考慮せずにｃｗｎｄを制御するため、バッファの枯渇による送信帯域の利用効率の悪化や、過剰なデータの滞留による遅延の増大が発生する可能性がある。【００１４】
また、特許文献２に記載の方法では、ｃｗｎｄの最適値がネットワーク帯域と往復遅延時間の積であるとし、経路切り替え前後の往復遅延時間あるいは帯域の変化率に応じてｃｗｎｄを決定している。しかし、この方法は固定網での経路切り替えを前提としているため、非引用文献３と同様に、通信環境の変動による適切な滞留データ量の増減を考慮していない。そのため、バッファの枯渇による送信帯域の利用効率の悪化や、過剰なデータの滞留による遅延の増大が発生する可能性がある。【００１５】
また、特許文献１に記載の方法では、スループットに基づいて端末の送信バッファに滞留するデータ量を推定し、滞留データ量に基づいて送信帯域を割り当てている。しかし、この方法でも、通信環境の変動による適切な滞留データ量の増減を限定的にしか考慮していない。そのため、バッファの枯渇による送信帯域の利用効率の悪化や、過剰なデータの滞留による遅延の増大が発生する可能性がある。【００１６】
本発明の目的は、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することを可能とする、送信データ量制御装置、方法および記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の問題を解決するために、本発明の送信データ量制御装置は、ネットワークの通信品質を取得する通信品質取得手段と、前記ネットワークの混雑度を推定する混雑度推定手段と、前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定する目標混雑度決定手段と、前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する送信データ量決定手段とを備えることを特徴とする。【００１８】
また、本発明の送信データ量制御方法は、ネットワークの通信品質を取得し、前記ネットワークの混雑度を推定し、前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定することを特徴とする。【００１９】
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された送信データ量制御プログラムは、コンピュータに、ネットワークの通信品質を取得する通信品質取得機能と、前記ネットワークの混雑度を推定する混雑度推定機能と、前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定する目標混雑度決定機能と、前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する送信データ量決定機能とを実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の送信データ量制御装置、方法および記録媒体により、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一の実施形態の送信データ量制御装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の送信データ量制御装置の動作例を示す図である。
【図３】本発明の第二の実施形態の送信データ量制御システムの構成例を示す図である。
【図４】本発明の第二の実施形態の送信データ量制御装置の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態の送信データ量制御装置の混雑度推定部の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第二の実施形態の送信データ量制御装置の混雑度推定方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第二の実施形態の送信データ量制御装置の動作例を示す図である。
【図８】本発明の第三の実施形態の送信データ量制御装置の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第三の実施形態の送信データ量制御システムの構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第三の実施形態の送信データ量制御装置の動作例を示す図である。
【図１１】本発明の各実施形態のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１に本実施形態の送信データ量制御装置１０の構成例を示す。本実施形態の送信データ量制御装置１０は、通信品質取得部１１、混雑度推定部１２、目標混雑度決定部１３および送信データ量決定部１４により構成される。
【００２４】
通信品質取得部１１はネットワークの通信品質を取得する部分である。混雑度推定部１２は、ネットワークの混雑度を推定する部分である。目標混雑度決定部１３は、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定する部分である。送信データ量決定部１４は混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する部分である。
【００２５】
このように送信データ量制御装置１０を構成することによって、送信データ量制御装置１０は、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する。これにより、モバイル通信のように通信品質の変動が大きいネットワークでも、通信品質に応じて目標混雑度を決定し、通信品質に応じて送信データ量を決定することが可能になる。そのため、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【００２６】
次に、図２に本実施形態の送信データ量制御装置１０の動作の例を示す。
【００２７】
まず、送信データ量制御装置１０の通信品質取得部１１はネットワークの通信品質を取得する（ステップＳ１０１）。また、混雑度推定部１２は、ネットワークの混雑度を推定する（ステップＳ１０２）。目標混雑度決定部１３は、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定する（ステップＳ１０３）。そして、送信データ量決定部１４は混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する（ステップＳ１０４）。
【００２８】
このように送信データ量制御装置１０を動作させることによって、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【００２９】
以上で説明したように、本発明の第一の実施形態では、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する。これにより、通信品質に応じて目標混雑度を決定し、通信品質に応じて送信データ量を決定することが可能になる。そのため、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【００３０】
［第二の実施形態］
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。本実施形態では、第一の実施形態の送信データ量制御装置について、さらに具体的に説明する。
【００３１】
図３に本実施形態の送信データ量制御装置２０を用いた送信データ量制御システムの構成例を示す。
【００３２】
送信データ量制御装置２０は、データ受信装置６０に対してＴＣＰなどのコネクションを確立して要求されたデータを送信するデータ送信装置である。たとえば、ＰＣ（Personal Computer）や携帯端末などがこれに該当する。
【００３３】
送信データ量制御装置２０は、たとえば、ユーザから要求されたデータを保持するオリジンサーバとすることができる。また、たとえば、キャッシュサーバやプロキシサーバ、エッジサーバなどのように、モバイルネットワークの中に設置され、オリジンサーバとデータ受信装置６０の間のデータ通信を一度終端する中継サーバ装置とすることもできる。
【００３４】
なお、送信データ量制御装置２０は、オリジンサーバがデータ受信装置６０にデータを送信する経路の途中に配置されていても良い。その場合、データ受信装置６０から見て送信データ量制御装置２０の後ろに別のネットワークやオリジンサーバなどがあっても良い。
【００３５】
データ受信装置６０は、ネットワークを経由して送信データ量制御装置２０に向けてデータ要求の送信、データパケットの受信およびＡＣＫ（ACKnowledgement）パケットの送信を行う。そして、要求したデータが送信データ量制御装置２０またはオリジンサーバから配信された際に、ユーザに配信されたデータを提示する。
【００３６】
図４は、本実施形態の送信データ量制御装置２０の構成例を示す図である。図４では、送信データ量制御装置１０（図１）に対して、データ送受信部２５を追加している。
【００３７】
まず、通信品質取得部１１について説明する。通信品質取得部１１は送信データ量制御装置２０とデータ受信装置６０との間のネットワークの通信品質を取得する部分である。以降、本実施形態では、ネットワークとは送信データ量制御装置２０とデータ受信装置６０との間の伝送路を意味するものとして説明する。通信品質取得部１１では、後段の混雑度推定部１２、目標混雑度決定部１３、送信データ量決定部１４、データ送受信部２５のいずれか一つ以上で使用する通信品質を取得する。
【００３８】
通信品質の具体的な例を以下に挙げる。通信品質取得部１１では、これらの情報のいずれか一つ以上を取得する。
・送信データ量制御装置２０とデータ受信装置６０との間の通信の往復遅延時間（Round Trip Time、ＲＴＴ）
・ＡＣＫパケットを受信した時刻
・ＡＣＫパケットの受信時間間隔（前回と今回のＡＣＫパケットの受信時刻の差分値）
・ＡＣＫパケットによって新たに受信確認済みとなったデータ量
・送信中データ量（データパケットを送信済み、かつ、ＡＣＫパケットによって受信確認がされていないデータ量）
・最大セグメントサイズ（Maximum Segment Size、ＭＳＳ）
また、上記の情報の過去一定時間における観測値を記憶しておき、観測値の累計値、平均値、分散、標準偏差、最大値、最小値、あるいは、最大値と最小値の差分値のいずれか１つ以上の情報を取得しても良い。また、上記の情報に瞬間的な変動の影響を排除するフィルタ方式や指数移動平均などの統計処理を加えた情報を取得しても良い。
【００３９】
また、以下の例のような、ＡＣＫパケットによって取得または算出できるいずれか１つ以上の情報を取得しても良い。
・受信ウィンドウサイズ（Receive WINdow size、ＲＷＩＮ）
・データパケットのロスまたは順序違いを示唆する重複ＡＣＫ
・データパケットのロスの発生率（パケットロス率）
・明示的輻輳通知（Explicit Congestion Notification、ＥＣＮ）のメッセージ
次に、混雑度推定部１２について説明する。混雑度推定部１２は、送信データ量制御装置２０とデータ受信装置６０との間のネットワークの混雑度を推定する部分である。
【００４０】
混雑度には、ネットワークの混雑の大小を推定できる指標であればどのような指標を使用しても良い。たとえば、ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する、無線通信抑制装置２０が送信したデータに関する滞留データ量が多いほど、ネットワークが混雑していると判断することが可能である。そのため、無線通信抑制装置２０が送信したデータに関する滞留データ量を混雑度として使用することが可能である。本実施形態では、以降、滞留データ量を混雑度として使用する場合について説明する。
【００４１】
図５に、滞留データ量を混雑度として使用する場合の、混雑度推定部１２の構成例を示す。混雑度推定部１２は、非滞留データ量推定部１２１および滞留データ量推定部１２２により構成される。
【００４２】
非滞留データ量推定部１２１は、非滞留データ量を推定する部分である。非滞留データは、ネットワークを構成するルータやスイッチ、ゲートウェイ装置、基地局装置といったネットワーク機器の中に存在するバッファに滞留せずに、ネットワークの中を伝送しているデータである。
【００４３】
次に、非滞留データ量の推定方法の例について説明する。
【００４４】
非滞留データ量推定部１２１は、たとえば、無線帯域の推定値（帯域推定値）と伝搬遅延時間の推定値（遅延推定値）との積を計算することで非滞留データ量を推定する。
【００４５】
図６に各データ量の関係の例を示す。送信済みデータ量は、送信データ量制御装置２０がデータ受信装置６０へ送信したデータ量である。受信確認済みデータ量は、データ受信装置６０から受信したＡＣＫパケットによって受信確認済みとなったデータ量である。そして、送信済みデータ量からＡＣＫ受信済みデータ量を減算した値が、送信中データ量である。つまり、送信中データ量は、送信データ量制御装置２０から送信したが、まだＡＣＫパケットを受信していないデータのデータ量である。
【００４６】
送信中データは、ネットワーク機器に滞留している滞留データと、滞留せずに伝送中の非滞留データに分けることができる。非滞留データは、伝送中のため、伝搬遅延時間後までにＡＣＫパケットを受信できると考えることが可能である。したがって、本実施形態の非滞留データ量推定部１２１では、伝搬遅延時間後までに受信確認済みとなるデータ量、すなわち、無線帯域の推定値と伝搬遅延時間の推定値の積を非滞留データ量として推定する。
【００４７】
無線帯域は、単位時間当たりの伝送データ量である。具体的には、所定期間に受信確認済みとなったデータの量を、そのデータを受信するのに要した経過時間（受信時間間隔）で割ることで推定することができる。所定期間は、所定の時間間隔としても良いし、受信したＡＣＫパケットの個数としても良い。
【００４８】
所定期間に受信確認済みとなったデータの量は、たとえば、データ送受信部２５が所定期間に受信したＡＣＫパケットによって新たに受信確認済みとなったデータ量を算出することで推定できる。また、このデータ量に指数移動平均などの統計処理を加えた値を受信確認済みのデータ量として使用しても良い。
【００４９】
受信時間間隔は、たとえば、データ送受信部２５が所定期間に受信したＡＣＫパケットの中で最も新しいＡＣＫパケットの受信時刻から最も古いＡＣＫパケットの受信時刻を減算することによって得ることができる。また、この受信時間間隔に指数移動平均などの統計処理を加えた値を受信時間間隔として使用しても良い。
【００５０】
伝搬遅延時間は、送信データ量制御装置２０とデータ受信装置６０との間の通信の往復遅延時間の最小値または指数移動平均値を算出することで推定することができる。
【００５１】
また、無線帯域は、基地局装置におけるリソースブロックの割り当て量の変化や、モバイルネットワークにおける電波品質の変動などにより変動する。また、伝搬遅延時間は、ユーザ端末のハンドオーバやＲＬＣ層におけるＡＲＱ技術やＭＡＣ層におけるＨＡＲＱ技術による再送に関する遅延などにより変動する。そのため、上述の帯域推定値あるいは／および遅延推定値に対して、瞬間的な変動の影響を排除するフィルタ方式を適用しても良い。
【００５２】
滞留データ量推定部１２２は、滞留データ量を算出する部分である。滞留データは、ネットワークを構成するルータやスイッチ、ゲートウェイ装置、基地局装置といったネットワーク機器の中に存在するバッファに滞留するデータである。
【００５３】
滞留データ量は、たとえば、通信品質取得部１１が取得した送信中データ量から、非滞留データ量推定部１２１が推定した非滞留データ量を減算することで推定することができる。
【００５４】
また、混雑度を過去一定期間内における送信中データ量の増加量とし、過去一定期間内に送信したデータ量から非滞留データ量を減算した値を混雑度と推定することも可能である。
【００５５】
非特許文献３や特許文献２に記載の方法のような固定網を想定した方法では、無線帯域や伝搬遅延の激しい変動を考慮していないため、モバイルネットワークの混雑度を精度良く推定できない。また、特許文献１に記載の方法は、受信データのスループット、たとえば、受信したデータに含まれるパディングの量に基づいて滞留データ量（混雑度）を推定している。そのため、パディングが含まれない伝送状態での滞留データ量の大小を推定できない。したがって、非特許文献３、特許文献１、特許文献２のいずれについても、混雑度を精度良く推定することができない。
【００５６】
これに対し、本実施形態では、通信品質の変動に応じて帯域推定値および遅延推定値を算出し、これに基づいて混雑度を算出している。そのため、通信品質の変動に応じて精度良く混雑度を算出することが可能になる。
【００５７】
次に、目標混雑度決定部１３について説明する。目標混雑度決定部１３は、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定する部分である。ここでの混雑度には、前述の混雑度推定部１２が推定する混雑度と同一の単位、尺度の指標を用いる。目標混雑度は、送信データ量決定部１４が送信データ量の上限値を決定する際の目標とする混雑度である。
【００５８】
たとえば、電波状況が急激に良くなり送信可能なデータ量が急激に多くなった場合、ネットワークの滞留データ量（混雑度）が低すぎると、帯域的には送信可能な状態だが送信するデータがない状態が発生してしまう。つまり、送信帯域の利用効率が悪化してしまう。ネットワークの混雑度がある程度あれば、送信可能なデータ量が急激に多くなった場合でも、滞留しているデータを送信できるため、送信可能な状態なのに送るデータがない、という送信帯域を有効利用できない状態を低減することが可能である。一方、ネットワークの混雑度が高すぎると、データ受信装置へのデータ到着が遅れたり、他の通信セッションの開始が遅れたりすることで体感品質が低下してしまう。そのため、通信品質の変動量に基づいて適切な目標混雑度を決定することで、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【００５９】
より具体的には、通信品質の安定度が低い、すなわち、通信品質の変動量が大きい場合には、ネットワークの目標混雑度を通信品質の変動量に応じて上げる。これにより、ネットワークの混雑度が高くなるため、送信可能なデータ量が急激に増えても送信データの枯渇を抑制し、送信帯域をより有効に利用することができる。通信品質の変動量が大きいとき、遅延についても変動が大きくなる。そのため、遅延についてはある程度許容して混雑度を上げることで、送信帯域をより有効に利用でき、より多くのデータを送信することが可能になる。また、通信品質の安定度が高い、すなわち、通信品質の変動量が小さい場合には、ネットワークの目標混雑度を通信品質の変動量に応じて下げる。これにより、ネットワークの混雑度が低くなるため、データの遅延を小さくすることが可能になる。したがって、通信品質の変動量が大きいほど目標混雑度を大きくすることで、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【００６０】
目標混雑度の決定方法の例を以下に挙げる。前述のように、本実施形態では、通信品質の変動量が大きいほど目標混雑度を大きくする。
【００６１】
たとえば、混雑度推定部１２で推定した混雑度の過去一定期間における分散、標準偏差あるいは最大値と最小値の差を変動量とし、変動量と所定の係数との積を目標混雑度とすることができる。このようにすることで、通信品質の変動量を指標化し、変動量の増加に応じて目標混雑度を大きくすることが可能になる。
【００６２】
また、混雑度推定部１２で推定した混雑度の過去一定期間における値から、既存の統計処理によって異常値（大きく外れた値）を除外した後に、分散、標準偏差あるいは最大値と最小値の差を計算することで変動量を計算しても良い。また、複数回計算した変動量に指数移動平均の計算を行った値に基づいて目標混雑度を計算しても良い。
【００６３】
また、ＡＣＫパケットの受信間隔の過去一定期間における分散、標準偏差あるいは最大値から最小値との差を変動量としても良い。たとえば、所定の初期値から開始して、変動量が大きいほど目標混雑度の増加幅を増やし、小さいほど目標混雑度の増加幅を減らす（目標混雑度を減少させることもある）、という所定の広義単調増加関数に従って目標混雑度を決定しても良い。このようにすると、ＡＣＫパケットの受信間隔の変動量に基づいて目標混雑度を決定することができる。
【００６４】
また、過去一定期間の複数の混雑度の傾向または相関関係から混雑度の時間変化の安定度合いを分析することによって混雑度の変動量を算出し、安定度合い（変動量）によって目標混雑度を決定しても良い。たとえば、安定度合いが高いほど（変動量が小さい）目標混雑度を減らし、安定度合いが低いほど（変動量が大きい）目標混雑度を増やすという、所定の広義単調減少関数に従って目標混雑度を決定しても良い。また、安定度合いは、たとえば、単位根検定や共和分検定や自己共分散の分析などといった、既存の定常性の検定方法に従って算出しても良い。
【００６５】
また、通信品質の変動量ではなく、ＲＴＴやパケットロス率といった通信品質に基づいて目標混雑度を決定しても良い。たとえば、所定の初期値から開始して、ＲＴＴまたはパケットロス率が大きいほど目標混雑度の増加幅を減らし（目標混雑度を減少させることもある）、小さいほど目標混雑度の増加幅を増やす、という所定の広義単調減少関数に従って目標混雑度を決定しても良い。この方法では、遅延やパケットロス率が大きいときは体感品質の低下が発生する可能性が上がっている状態とみなして、目標混雑度を減らす。したがって、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【００６６】
次に、送信データ量決定部１４について説明する。送信データ量決定部１４は混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する部分である。
【００６７】
送信データ量は、たとえば、輻輳ウィンドウサイズ（ｃｗｎｄ）のような送信データ量の上限値とすることができる。また、上限値は、通信コネクションの送信バッファサイズの設定値（ＳＯ＿ＳＮＤＢＵＦ）、システムパラメータとして設定された通信に利用可能なメモリサイズ（ｔｃｐ＿ｗｍｅｍ）、ＡＣＫパケットによって通知される受信ウィンドウサイズ（ＲＷＩＮ）であっても良い。以降、送信データ量として送信データ量の上限値を決定する場合について説明する。
【００６８】
送信データ量の決定方法の例を以下に挙げる。ネットワークの混雑度は、送信データ量を大きくするほど大きくなる。そのため、混雑度が目標混雑度より小さい場合は送信データ量を大きくし、混雑度が目標混雑度より大きい場合は送信データ量を小さくすることで、混雑度を目標混雑度に近づけることができる。
【００６９】
たとえば、目標混雑度から混雑度を減算した値に所定の係数を乗算（あるいは所定の指数だけべき乗）し、現在の上限値に加算した値を、新たな上限値として決定する。このようにすると、混雑度が目標混雑度より大きい場合に送信データ量の上限値を小さくし、混雑度が目標混雑度より小さい場合に上限値を大きくすることが可能になる。
【００７０】
また、目標混雑度から混雑度を減算した値の１つ以上の過去の履歴の総和に所定の係数を乗算し、現在の上限値に加算した値を、新たな上限値としても良い。また、目標混雑度から混雑度を減算した値の、最新の値と所定の計算回数または時間だけ過去の値との間の計算回数または時間あたりの単位変化量を計算して所定の係数を乗算し、現在の上限値に加算した値を、新たな上限値としても良い。また、上述した上限値決定方法のいずれか２つ以上を組み合わせて新たな上限値を決定しても良い。
【００７１】
また、たとえば、上限値がｃｗｎｄの場合、ＣＵＢＩＣ  ＴＣＰ（非特許文献１）やＴＣＰ  ＮｅｗＲｅｎｏ（非特許文献２）といった既存のＴＣＰのｃｗｎｄの増減方法と組み合わせても良い。たとえば、既存の増減方法に対して、目標混雑度から混雑度を減算または除算した値が大きいほどｃｗｎｄの増加量を増やして減少量を減らすように調整する関数を加えても良い。このようにすることで、より早く混雑度を目標混雑度に近づけることが可能になる。
【００７２】
次に、データ送受信部２５について説明する。データ送受信部２５は、送信データ量決定部１４で決定した送信データ量（送信可能なデータパケットの量）に従ってデータの送受信を行う部分である。データ送受信部２５では、ネットワーク経由で、データ受信装置６０に向けてデータパケットを送信し、また、確認応答（ＡＣＫ）パケットを受信する。
【００７３】
このように送信データ量制御装置２０を構成することによって、送信データ量制御装置２０は、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する。これにより、モバイル通信のように通信品質の変動が大きいネットワークでも、通信品質に応じて目標混雑度を決定し、通信品質に応じて送信データ量を決定することが可能になる。そのため、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【００７４】
次に、図７に本実施形態の送信データ量制御装置２０の動作例を示す。図７のステップＳ２０１からＳ２０５は図１のステップＳ１０１からステップＳ１０４に該当する。
【００７５】
まず、通信品質取得部１１は、データ送受信部２５がデータ受信装置６０からＡＣＫパケットを受信したとき、または、一定時間おきに、ネットワークの通信品質を取得する（ステップＳ２０１）。たとえば、以下の通信品質を取得する。
・往復遅延時間
・ＡＣＫパケットを受信した時刻
・ＡＣＫパケットの受信時間間隔
・ＡＣＫパケットによって新たに受信確認済みとなったデータ量
・送信中データ量
混雑度推定部１２の非滞留データ量推定部１２１は、データ送受信部２５がデータ受信装置６０からＡＣＫパケットを受信したとき、または、一定時間おきに、通信品質に基づいて非滞留データ量を推定する（ステップＳ２０２）。そして、滞留データ量推定部１２２は滞留データ量を算出して混雑度を推定する（ステップＳ２０３）。
【００７６】
たとえば、まず、所定期間に受信したＡＣＫパケットによって受信確認済みとなったデータの量をそのＡＣＫパケットを受信するのに要した時間で割ることで帯域推定値を計算する。また、往復遅延時間の最小値または指数移動平均値を算出することで遅延推定値を計算する。次に、帯域推定値と遅延推定値を乗算することで非滞留データ量を計算する。そして、送信中データ量から非滞留データ量を減算することで混雑度（滞留データ量）の推定値を算出する。
【００７７】
また、目標混雑度決定部１３は、データ送受信部２５がデータ受信装置６０からＡＣＫパケットを受信したとき、または、一定時間おきに、通信品質に基づいて目標混雑度を決定する（ステップＳ２０４）。
【００７８】
たとえば、混雑度推定部１２で推定した混雑度の過去一定期間における分散、標準偏差あるいは最大値と最小値の差に所定の係数を乗算した値を目標混雑度とする。このようにすることで、通信品質の変動量を指標化し、変動量の増加に応じて目標混雑度を大きくすることが可能になる。
【００７９】
そして、送信データ量決定部１４は、混雑度推定部１２が混雑度を推定したとき、または、一定時間おきに、混雑度と目標混雑度に基づいて送信データ量を決定する（ステップＳ２０５）。
【００８０】
たとえば、目標混雑度から混雑度を減算した値に所定の係数を乗算し、現在の送信データ量の上限値に加算した値を、新たな上限値として決定する。このようにすると、混雑度が目標混雑度より大きい場合に送信データ量の上限値を小さくし、混雑度が目標混雑度より小さい場合に上限値を大きくすることで、混雑度を目標混雑度に近づけることが可能になる。
【００８１】
データ送受信部２５は、データ受信装置６０からデータ要求のメッセージを受信したとき、送信データ量決定部１４が決定した送信データ量に従って、要求されたデータのパケットをデータ受信装置６０へ送信する（ステップＳ２０６）。
【００８２】
ここで、送信データ量制御装置２０がオリジンサーバの場合、自身でオリジナルデータをすべて保持しているため、データ送受信部２５は送信データ量決定部１４が決定した送信データ量に従ってデータを送信することができる。送信データ量制御装置２０が中継サーバ装置の場合には、オリジナルデータをあらかじめ自身の記憶領域にキャッシュとして記憶させたり、オリジンサーバから受信したデータストリームを一時的にバッファに記憶させたりすると良い。このようにすることで、オリジンサーバと送信データ量制御装置２０との間のネットワークのスループットに依存せず、データ送受信部２５は送信データ量決定部１４が決定した送信データ量に従ってデータを送信することが可能になる。
【００８３】
データ受信装置６０は、ユーザからデータ取得の要求がされた際に、ネットワークを経由して送信データ量制御装置２０またはオリジンサーバに向けてデータのリクエストを送信する。また、送信データ量制御装置２０のデータ送受信部２５からデータパケットを受信した際に、データパケットに対応するＡＣＫパケットをデータ送受信部２５に送信する。
【００８４】
このように送信データ量制御装置２０を動作させることによって、送信データ量制御装置２０は、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する。そのため、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【００８５】
なお、上記ではトランスポート層のプロトコルがＴＣＰであることを前提に説明した。しかし、本実施形態の送信データ量制御装置は、ＵＤＰなどのＴＣＰとは異なるプロトコルを用い、トランスポート層あるいは上位層においてＴＣＰの振る舞いを模擬して送信データ量を制御する送信データ量制御装置にも適用可能である。
【００８６】
以上で説明したように、本発明の第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する。これにより、通信品質に応じて目標混雑度を決定し、通信品質に応じて送信データ量を決定することが可能になる。そのため、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【００８７】
また、本実施形態では、帯域推定値と遅延推定値により非滞留データ量を算出し、これに基づいて混雑度を算出している。そのため、帯域変動や遅延変動の影響を加味し、モバイルネットワークでも精度良く混雑度を算出することが可能になる。
【００８８】
［第三の実施形態］
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。本実施形態は、第二の実施形態に対して、ネットワーク機器から通信品質情報を受信する構成を追加した形態である。
【００８９】
図８に本実施形態の送信データ量制御装置３０の構成例を示す。送信データ量制御装置３０は、第二の実施形態の送信データ量制御装置２０に通信品質受信部３６を追加した構成である。
【００９０】
また、図９に本実施形態の送信データ量制御装置３０を利用した送信データ量制御システムの例を示す。送信データ量制御装置３０とデータ受信装置６０はネットワーク７０を介して通信を行う。また、ネットワーク７０には、通信品質通知装置５０を含む。
【００９１】
通信品質通知装置５０は、ネットワーク７０を構成するネットワーク機器である。たとえば、ルータ、スイッチ、カプセル化や暗号化を行うゲートウェイ装置、NodeBやeNodeBなどのモバイルネットワークの基地局装置などが該当する。ゲートウェイ装置としては、ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）／Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）、ＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）／Ｐ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）、Evolved Packet Core Gateway、Security Gatewayなどがある。
【００９２】
通信品質通知装置５０の通信品質通知部５１は、ネットワークの通信品質を取得して送信データ量制御装置３０の通信品質受信部３６へ通信品質情報を通知する部分である。また、送信データ量制御装置３０の通信品質受信部３６は、通信品質通知装置５０の通信品質通知部５１から通信品質情報を受信する部分である。
【００９３】
そして、通信品質取得部１１は、第二の実施形態と同様にネットワークの通信品質を取得するのに加えて、通信品質受信部３６が受信した通信品質情報から通信品質を取得する。また、混雑度推定部１２では、通信品質取得部１１が取得した通信品質に基づいてネットワークの混雑度を推定する。
【００９４】
通信品質通知部５１で取得する通信品質は、たとえば、通信品質通知装置５０の中に存在するバッファに実際に滞留しているデータ量（実滞留データ量）である。また、実滞留データ量を複数のデータ受信装置６０のそれぞれに対して計測した、データ受信装置６０ごとの実滞留データ量を通信品質として取得しても良い。
【００９５】
また、通信品質は、ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、ＡＳＵ（Arbitrary Strength Unit）などの電波状態の指標であっても良い。また、データ受信装置６０ごとの、あるいは、通信品質通知装置５０を通過するすべての通信セッションでの送信スループット、または、その統計値であっても良い。また、データ受信装置６０ごとの、または、通信品質通知装置５０を通過するすべての通信セッションでの無線電波資源の使用量、または、その統計値であっても良い。また、データ受信装置６０ごとの、または、データ受信装置６０を通過するすべての通信セッションでの符号変調方式の実施履歴であっても良い。通信品質通知装置５０が通信しているアクティブなユーザ、または、通信セッションの数であっても良い。
【００９６】
次に、通信品質情報の通知方法の例について説明する。たとえば、送信データ量制御装置３０とデータ受信装置６０との間に張られたデータパケットおよびＡＣＫパケットの送受信のための通信セッションを利用することで、通信品質通知装置５０から送信データ量制御装置３０へ通信品質情報を通知することができる。具体的には、通信品質通知部５１は、データ受信装置６０から送信データ量制御装置３０に送信されるＡＣＫパケットが通信品質通知装置５０を通過する際に、ＡＣＫパケットのヘッダ内に通信品質情報を埋め込む。そして、通信品質受信部３６は、データ送受信部２５がＡＣＫパケットを受信した際に、ＡＣＫパケットのヘッダから通信品質情報を取得する。
【００９７】
また、通信品質情報の通知方法は、たとえば、送信データ量制御装置３０とデータ受信装置６０との間に張られた通信セッションとは異なる通信セッションを利用する方法であっても良い。具体的には、通信品質通知部５１と通信品質受信部３６との間に、通信品質情報を通知するための通知用セッションを新たに確立する。そして、通信品質通知部５１は通知用セッションを用いて通信品質受信部３６へ通信品質情報を通知する。また、通信品質受信部３６は、受信した通信品質情報が一つ以上存在する通信セッションのうちのどれに関する情報であるかを判断する。
【００９８】
次に、混雑度の推定方法の例について説明する。たとえば、混雑度推定部１２は、通信品質取得部１１が取得した、データ受信装置６０ごとの、または、通信品質通知装置５０を通過するすべての通信セッションでの実滞留データ量を混雑度とすることが可能である。このようにすることで、実滞留データ量を混雑度とできるため、より精度良く混雑度を推定することが可能になる。
【００９９】
また、混雑度推定部１２は、通信品質取得部１１が取得した送信中データ量の、前回混雑度を推定した時点からの増加量（送信中データ量が減少した場合は負の値）を、前回混雑度を推定した時点の実滞留データ量に加算した値を混雑度としても良い。このようにすると、何らかの要因で通信品質情報が欠損した場合や、通信品質情報の受信頻度が混雑度の推定頻度より低く、実滞留データ量が前回混雑度を推定した時点から更新されていない場合でも、滞留データ量を推定することが可能になる。
【０１００】
このように送信データ量制御装置３０を構成することによって、送信データ量制御装置３０は、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する。これにより、モバイル通信のように通信品質の変動が大きいネットワークでも、通信品質に応じて目標混雑度を決定し、通信品質に応じて送信データ量を決定することが可能になる。そのため、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【０１０１】
また、本実施形態の送信データ量制御装置は、通信品質通知装置から通信品質情報、たとえば、実滞留データ量を受信する。そのため、非滞留データ量を推定して滞留データ量を推定する方法に比べて、より正確に滞留データ量を推定することが可能になる。これにより、より正確に混雑度を推定することが可能になり、より適切に送信データ量を決定することが可能になる。
【０１０２】
次に、図１０に送信データ量制御装置３０の動作例を示す。図７との差分は、ステップＳ３０１およびステップＳ３０２を追加した点、および、図７のステップＳ２０２を削除した点である。
【０１０３】
通信品質通知装置５０の通信品質通知部５１は、通信品質通知部５１が取得可能な通信品質を取得する。そして、データパケットの入出力、ユーザ端末の移動、時間経過などによって通信品質が変化したとき、または、一定時間おきに、送信データ量制御装置３０の通信品質受信部３６へ通信品質情報を通知する。たとえば、通信品質として通信品質通知装置５０の中に存在するバッファに実際に滞留しているデータ量（実滞留データ量）を取得し、通信品質情報を通知する。
【０１０４】
そして、送信データ量制御装置３０の通信品質受信部３６が通信品質情報を受信したとき（ステップＳ３０１）、通信品質取得部１１は受信した通信品質情報から通信品質を取得する（ステップＳ３０２）。たとえば、実滞留データ量を取得する。ネットワーク７０に複数の通信品質通知装置５０が存在する場合は、その各々から通信品質情報を受信し、各々の実滞留データ量を取得する。
【０１０５】
また、通信品質取得部１１では、データ送受信部２５がデータ受信装置６０からＡＣＫパケットを受信したとき、または、一定時間おきに、ネットワークの通信品質を取得する（ステップＳ３０３）。なお、混雑度推定部１２、目標混雑度決定部１３および送信データ量決定部１４で必要とする通信品質が通信品質通知装置５０から受信する通信品質情報にすべて含まれる場合には、本ステップの動作は不要である。
【０１０６】
混雑度推定部１２は、データ送受信部２５がデータ受信装置６０からＡＣＫパケットを受信したとき、または、一定時間おきに、通信品質取得部１１が取得した通信品質に基づいて、ネットワークの混雑度を推定する（ステップＳ３０４）。たとえば、混雑度推定部１２は、通信品質取得部１１が取得した実滞留データ量を混雑度とする。通信品質通知装置５０が複数存在するときは、取得した実滞留データ量の合計を混雑度とする。
【０１０７】
また、目標混雑度決定部１３は、データ送受信部２５がデータ受信装置６０からＡＣＫパケットを受信したとき、または、一定時間おきに、通信品質の変動量に基づいて目標混雑度を決定する（ステップＳ３０５）。たとえば、混雑度推定部１２で推定した混雑度の過去一定期間における分散、標準偏差、あるいは、最大値と最小値の差に所定の係数を乗算した値を目標混雑度とする。
【０１０８】
そして、送信データ量決定部１４は、混雑度推定部１２が混雑度を推定したとき、または、一定時間おきに、混雑度と目標混雑度に基づいて送信データ量を決定する（ステップＳ３０６）。たとえば、目標混雑度から混雑度を減算した値に所定の係数を乗算し、現在の送信データ量の上限値に加算した値を、新たな送信データ量の上限値として決定する。
【０１０９】
データ送受信部２５は、データ受信装置６０からデータ要求のメッセージを受信したとき、送信データ量決定部１４が決定した送信データ量に従って、要求されたデータのパケットをデータ受信装置６０へ送信する（ステップＳ３０７）。
【０１１０】
このように送信データ量制御装置３０を動作させることによって、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【０１１１】
以上で説明したように、本発明の第三の実施形態では、第一および第二の実施形態と同様に、通信品質に基づき混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、混雑度と目標混雑度に基づき送信データ量を決定する。そのため、通信環境の変動に応じて送信データ量を適切な範囲に制御し、送信帯域の利用効率の悪化を抑制し、ユーザの体感品質を向上することが可能になる。
【０１１２】
また、本実施形態の送信データ量制御装置は、通信品質通知装置から通信品質情報、たとえば、実滞留データ量を受信する。これにより、より正確に混雑度を推定することが可能になり、より適切に送信データ量を決定することが可能になる。
【０１１３】
［ハードウェア構成例］
上述した本発明の各実施形態における送信データ量制御装置（１０、２０、３０）を、一つの情報処理装置（コンピュータ）を用いて実現するハードウェア資源の構成例について説明する。なお、送信データ量制御装置は、物理的または機能的に少なくとも二つの情報処理装置を用いて実現してもよい。また、送信データ量制御装置は、専用の装置として実現してもよい。また、送信データ量制御装置の一部の機能のみを情報処理装置を用いて実現しても良い。
【０１１４】
図１１は、本発明の各実施形態の送信データ量制御装置を実現可能な情報処理装置のハードウェア構成例を概略的に示す図である。情報処理装置８０は、通信インタフェース８１、入出力インタフェース８２、演算装置８３、記憶装置８４および不揮発性記憶装置８５およびドライブ装置８６を備える。
【０１１５】
通信インタフェース８１は、各実施形態の送信データ量制御装置が、有線あるいは／および無線で外部装置と通信するための通信手段である。なお、送信データ量制御装置を、少なくとも二つの情報処理装置を用いて実現する場合、それらの装置の間を通信インタフェース８１経由で相互に通信可能なように接続しても良い。
【０１１６】
入出力インタフェース８２は、入力デバイスの一例であるキーボードや、出力デバイスとしてのディスプレイ等のマンマシンインタフェースである。
【０１１７】
演算装置８３は、汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）やマイクロプロセッサ等の演算処理装置である。演算装置８３は、たとえば、不揮発性記憶装置８５に記憶された各種プログラムを記憶装置８４に読み出し、読み出したプログラムに従って処理を実行することが可能である。
【０１１８】
記憶装置８４は、演算装置８３から参照可能な、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置であり、プログラムや各種データ等を記憶する。記憶装置８４は、揮発性のメモリ装置であっても良い。
【０１１９】
不揮発性記憶装置８５は、たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、等の、不揮発性の記憶装置であり、各種プログラムやデータ等を記録することが可能である。
【０１２０】
ドライブ装置８６は、たとえば、後述する記録媒体８７に対するデータの読み込みや書き込みを処理する装置である。
【０１２１】
記録媒体８７は、たとえば、光ディスク、光磁気ディスク、半導体フラッシュメモリ等、データを記録可能な任意の記録媒体である。
【０１２２】
本発明の各実施形態は、たとえば、図１１に例示した情報処理装置８０により送信データ量制御装置を構成し、この送信データ量制御装置に対して、上記各実施形態において説明した機能を実現可能なプログラムを供給することにより実現してもよい。
【０１２３】
この場合、送信データ量制御装置に対して供給したプログラムを、演算装置８３が実行することによって、実施形態を実現することが可能である。また、送信データ量制御装置のすべてではなく、一部の機能を情報処理装置８０で構成することも可能である。
【０１２４】
さらに、上記プログラムを記録媒体８７に記録しておき、送信データ量制御装置の出荷段階、あるいは運用段階等において、適宜上記プログラムが不揮発性記憶装置８５に格納されるよう構成してもよい。なお、この場合、上記プログラムの供給方法は、出荷前の製造段階、あるいは運用段階等において、適当な治具を利用して送信データ量制御装置内にインストールする方法を採用してもよい。また、上記プログラムの供給方法は、インターネット等の通信回線を介して外部からダウンロードする方法等の一般的な手順を採用してもよい。
【０１２５】
上記の実施形態の一部または全部は、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。
【０１２６】
（付記１）
ネットワークの通信品質を取得する通信品質取得手段と、
前記ネットワークの混雑度を推定する混雑度推定手段と、
前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定する目標混雑度決定手段と、
前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する送信データ量決定手段と
を備えることを特徴とする送信データ量制御装置。
【０１２７】
（付記２）
前記送信データ量決定手段は、前記混雑度が前記目標混雑度より小さいとき前記送信データ量を大きくし、前記混雑度が前記目標混雑度より大きいとき前記送信データ量を小さくする
ことを特徴とする付記１に記載の送信データ量制御装置。
【０１２８】
（付記３）
前記送信データ量は、前記送信データ量の上限値である
ことを特徴とする付記１あるいは付記２に記載の送信データ量制御装置。
【０１２９】
（付記４）
前記上限値は、輻輳ウィンドウサイズ（ｃｗｎｄ）、通信コネクションの送信バッファサイズの設定値（ＳＯ＿ＳＮＤＢＵＦ）、システムパラメータとして設定された通信に利用可能なメモリサイズ（ｔｃｐ＿ｗｍｅｍ）、ＡＣＫ（ACKnowledgement）パケットによって通知される受信ウィンドウサイズ（ＲＷＩＮ）のいずれかである
ことを特徴とする付記３に記載の送信データ量制御装置。
【０１３０】
（付記５）
前記通信品質は、往復遅延時間あるいは／およびパケットロス率を含み
前記目標混雑度決定手段は、前記往復遅延時間あるいは前記パケットロス率が大きいほど前記目標混雑度を小さくする
ことを特徴とする付記１から付記４のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【０１３１】
（付記６）
前記目標混雑度決定手段は、前記通信品質の変動量に基づき前記目標混雑度を決定する
ことを特徴とする付記１から付記４のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【０１３２】
（付記７）
前記目標混雑度決定手段は、前記変動量が大きいほど前記目標混雑度を大きくする
ことを特徴とする付記６に記載の送信データ量制御装置。
【０１３３】
（付記８）
前記変動量は、過去一定期間における前記混雑度、または、前記過去一定期間における前記混雑度から統計処理によって異常値を除外した値の、分散、標準偏差、あるいは、最大値から最小値を減算した値である
ことを特徴とする付記７に記載の送信データ量制御装置。
【０１３４】
（付記９）
前記目標混雑度決定手段は、過去一定期間における前記混雑度の傾向または相関関係から前記混雑度の時間変化の安定度合いを分析することによって前記変動量を算出する
ことを特徴とする付記７に記載の送信データ量制御装置。
【０１３５】
（付記１０）
前記混雑度は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する滞留データ量であり、
前記混雑度推定手段は、
前記通信品質に基づき非滞留データ量を推定する非滞留データ量推定手段と、
送信済みデータ量から受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量から前記非滞留データ量を減算して前記滞留データ量を算出する滞留データ量推定手段と
を備えることを特徴とする付記１から付記９のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【０１３６】
（付記１１）
前記非滞留データ量推定手段は、所定期間の前記受信確認済みデータ量の増加量を算出し、前記増加量を前記所定期間の経過時間で除算して帯域推定値を算出し、前記所定期間の往復遅延時間の最小値に基づいて遅延推定値を算出し、前記帯域推定値と前記遅延推定値とを乗算して前記非滞留データ量を算出する
ことを特徴とする付記１０に記載の送信データ量制御装置。
【０１３７】
（付記１２）
前記非滞留データ量推定手段は、瞬間的な変動の影響を排除するフィルタ方式を、前記帯域推定値、または／および、前記遅延推定値に適用した後に、前記帯域推定値と前記遅延推定値との前記乗算を行う
ことを特徴とする付記１１に記載の送信データ量制御装置。
【０１３８】
（付記１３）
前記通信品質を通知する通信品質情報を受信する通信品質受信手段
を備え、
前記通信品質取得手段は、前記通信品質情報から前記通信品質を取得する
ことを特徴とする付記１から付記９のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【０１３９】
（付記１４）
前記通信品質は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する実滞留データ量を含み、
前記混雑度推定手段は、前記実滞留データ量を前記混雑度とする
ことを特徴とする付記１３に記載の送信データ量制御装置。
【０１４０】
（付記１５）
前記通信品質取得手段は、送信済みデータ量と受信確認済みデータ量を取得し、
前記混雑度推定手段は、前記送信済みデータ量から前記受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量の、前記混雑度を前回推定した時点からの増加量を、前記混雑度を前回推定した時点の前記実滞留データ量に加算して前記混雑度を推定する
ことを特徴とする付記１４に記載の送信データ量制御装置。
【０１４１】
（付記１６）
ネットワークの通信品質を取得し前記通信品質を通知する通信品質情報を送信する通信品質通知手段
を備えることを特徴とする通信品質通知装置。
【０１４２】
（付記１７）
前記通信品質は、自身に存在するバッファに実際に滞留している実滞留データ量、前記実滞留データ量をデータ受信装置ごとに計測した値、電波状態の指標、前記データ受信装置ごとの、または、自身を通過するすべての通信セッションでの、送信スループットまたは無線電波資源の使用量または符号変調方式の実施履歴、自身が通信しているユーザ数または通信セッション数、のうちのいずれか一つ以上を含む
ことを特徴とする付記１６に記載の通信品質通知装置。
【０１４３】
（付記１８）
付記１から付記１７のいずれかに記載の送信データ量制御装置と、
前記送信データ量制御装置が送信したデータパケットを受信し、前記データパケットに対するＡＣＫパケットを送信するデータ受信装置と
を備え、
前記通信品質は、前記ＡＣＫパケットの受信時刻あるいは／および受信間隔を含む
ことを特徴とする送信データ量制御システム。
【０１４４】
（付記１９）
付記１３から付記１５に記載の送信データ量制御装置と、
前記送信データ量制御装置が送信したデータパケットを受信するデータ受信装置と、
付記１６あるいは付記１７に記載の通信品質通知装置と
を備え、
前記通信品質通知装置は、前記送信データ量制御装置と前記データ受信装置との間の前記ネットワークの前記通信品質を取得する
ことを特徴とする送信データ量制御システム。
【０１４５】
（付記２０）
付記１０から付記１２、付記１５のいずれかに記載の送信データ量制御装置と、
前記送信データ量制御装置が送信したデータパケットを受信し、前記データパケットに対するＡＣＫパケットを送信するデータ受信装置と
を備え、
前記受信確認済みデータ量は、前記ＡＣＫパケットにより受信確認できたデータのデータ量である
ことを特徴とする送信データ量制御システム。
【０１４６】
（付記２１）
ネットワークの通信品質を取得し、
前記ネットワークの混雑度を推定し、
前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、
前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する
ことを特徴とする送信データ量制御方法。
【０１４７】
（付記２２）
前記混雑度が前記目標混雑度より小さいとき前記送信データ量を大きくし、前記混雑度が前記目標混雑度より大きいとき前記送信データ量を小さくする
ことを特徴とする付記２１に記載の送信データ量制御方法。
【０１４８】
（付記２３）
前記送信データ量は、前記送信データ量の上限値である
ことを特徴とする付記２１あるいは付記２２に記載の送信データ量制御方法。
【０１４９】
（付記２４）
前記上限値は、輻輳ウィンドウサイズ（ｃｗｎｄ）、通信コネクションの送信バッファサイズの設定値（ＳＯ＿ＳＮＤＢＵＦ）、システムパラメータとして設定された通信に利用可能なメモリサイズ（ｔｃｐ＿ｗｍｅｍ）、ＡＣＫ（ACKnowledgement）パケットによって通知される受信ウィンドウサイズ（ＲＷＩＮ）のいずれかである
ことを特徴とする付記２３に記載の送信データ量制御方法。
【０１５０】
（付記２５）
前記通信品質は、往復遅延時間あるいは／およびパケットロス率を含み
前記送信データ量制御方法は、前記往復遅延時間あるいは前記パケットロス率が大きいほど前記目標混雑度を小さくする
ことを特徴とする付記２１から付記２４のいずれかに記載の送信データ量制御方法。
【０１５１】
（付記２６）
前記通信品質の変動量に基づき前記目標混雑度を決定する
ことを特徴とする付記２１から付記２４のいずれかに記載の送信データ量制御方法。
【０１５２】
（付記２７）
前記変動量が大きいほど前記目標混雑度を大きくする
ことを特徴とする付記２６に記載の送信データ量制御方法。
【０１５３】
（付記２８）
前記変動量は、過去一定期間における前記混雑度、または、前記過去一定期間における前記混雑度から統計処理によって異常値を除外した値の、分散、標準偏差、あるいは、最大値から最小値を減算した値である
ことを特徴とする付記２７に記載の送信データ量制御方法。
【０１５４】
（付記２９）
過去一定期間における前記混雑度の傾向または相関関係から前記混雑度の時間変化の安定度合いを分析することによって前記変動量を算出する
ことを特徴とする付記２７に記載の送信データ量制御方法。
【０１５５】
（付記３０）
前記混雑度は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する滞留データ量であり、
前記送信データ量制御方法は、
前記通信品質に基づき非滞留データ量を推定し、
送信済みデータ量から受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量から前記非滞留データ量を減算して前記滞留データ量を算出する
ことを特徴とする付記２１から付記２９のいずれかに記載の送信データ量制御方法。
【０１５６】
（付記３１）
所定期間の前記受信確認済みデータ量の増加量を算出し、前記増加量を前記所定期間の経過時間で除算して帯域推定値を算出し、前記所定期間の往復遅延時間の最小値に基づいて遅延推定値を算出し、前記帯域推定値と前記遅延推定値とを乗算して前記非滞留データ量を算出する
ことを特徴とする付記３０に記載の送信データ量制御方法。
【０１５７】
（付記３２）
瞬間的な変動の影響を排除するフィルタ方式を、前記帯域推定値、または／および、前記遅延推定値に適用した後に、前記帯域推定値と前記遅延推定値との前記乗算を行う
ことを特徴とする付記３１に記載の送信データ量制御方法。
【０１５８】
（付記３３）
前記通信品質を通知する通信品質情報を受信し、
前記通信品質情報から前記通信品質を取得する
ことを特徴とする付記２１から付記２９のいずれかに記載の送信データ量制御方法。
【０１５９】
（付記３４）
前記通信品質は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する実滞留データ量を含み、
前記送信データ量制御方法は、前記実滞留データ量を前記混雑度とする
ことを特徴とする付記３３に記載の送信データ量制御方法。
【０１６０】
（付記３５）
送信済みデータ量と受信確認済みデータ量を取得し、
前記送信済みデータ量から前記受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量の、前記混雑度を前回推定した時点からの増加量を、前記混雑度を前回推定した時点の前記実滞留データ量に加算して前記混雑度を推定する
ことを特徴とする付記３４に記載の送信データ量制御方法。
【０１６１】
（付記３６）
ネットワークの通信品質を取得し前記通信品質を通知する通信品質情報を送信する
ことを特徴とする通信品質通知方法。
【０１６２】
（付記３７）
前記通信品質は、自身に存在するバッファに実際に滞留している実滞留データ量、前記実滞留データ量をデータ受信装置ごとに計測した値、電波状態の指標、前記データ受信装置ごとの、または、自身を通過するすべての通信セッションでの、送信スループットまたは無線電波資源の使用量または符号変調方式の実施履歴、自身が通信しているユーザ数または通信セッション数、のうちのいずれか一つ以上を含む
ことを特徴とする付記３６に記載の通信品質通知方法。
【０１６３】
（付記３８）
コンピュータに、
ネットワークの通信品質を取得する通信品質取得機能と、
前記ネットワークの混雑度を推定する混雑度推定機能と、
前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定する目標混雑度決定機能と、
前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する送信データ量決定機能と
を実現させることを特徴とする送信データ量制御プログラム。
【０１６４】
（付記３９）
前記送信データ量決定機能は、前記混雑度が前記目標混雑度より小さいとき前記送信データ量を大きくし、前記混雑度が前記目標混雑度より大きいとき前記送信データ量を小さくする
ことを特徴とする付記３８に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１６５】
（付記４０）
前記送信データ量は、前記送信データ量の上限値である
ことを特徴とする付記３８あるいは付記３９に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１６６】
（付記４１）
前記上限値は、輻輳ウィンドウサイズ（ｃｗｎｄ）、通信コネクションの送信バッファサイズの設定値（ＳＯ＿ＳＮＤＢＵＦ）、システムパラメータとして設定された通信に利用可能なメモリサイズ（ｔｃｐ＿ｗｍｅｍ）、ＡＣＫ（ACKnowledgement）パケットによって通知される受信ウィンドウサイズ（ＲＷＩＮ）のいずれかである
ことを特徴とする付記４０に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１６７】
（付記４２）
前記通信品質は、往復遅延時間あるいは／およびパケットロス率を含み
前記目標混雑度決定機能は、前記往復遅延時間あるいは前記パケットロス率が大きいほど前記目標混雑度を小さくする
ことを特徴とする付記３８から付記４１のいずれかに記載の送信データ量制御プログラム。
【０１６８】
（付記４３）
前記目標混雑度決定機能は、前記通信品質の変動量に基づき前記目標混雑度を決定する
ことを特徴とする付記３８から付記４１のいずれかに記載の送信データ量制御プログラム。
【０１６９】
（付記４４）
前記目標混雑度決定機能は、前記変動量が大きいほど前記目標混雑度を大きくする
ことを特徴とする付記４３に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１７０】
（付記４５）
前記変動量は、過去一定期間における前記混雑度、または、前記過去一定期間における前記混雑度から統計処理によって異常値を除外した値の、分散、標準偏差、あるいは、最大値から最小値を減算した値である
ことを特徴とする付記４４に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１７１】
（付記４６）
前記目標混雑度決定機能は、過去一定期間における前記混雑度の傾向または相関関係から前記混雑度の時間変化の安定度合いを分析することによって前記変動量を算出する
ことを特徴とする付記４４に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１７２】
（付記４７）
前記混雑度は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する滞留データ量であり、
前記混雑度推定機能は、
前記通信品質に基づき非滞留データ量を推定する非滞留データ量推定機能と、
送信済みデータ量から受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量から前記非滞留データ量を減算して前記滞留データ量を算出する滞留データ量推定機能と
をコンピュータに実現させることを特徴とする付記３８から付記４６のいずれかに記載の送信データ量制御プログラム。
【０１７３】
（付記４８）
前記非滞留データ量推定機能は、所定期間の前記受信確認済みデータ量の増加量を算出し、前記増加量を前記所定期間の経過時間で除算して帯域推定値を算出し、前記所定期間の往復遅延時間の最小値に基づいて遅延推定値を算出し、前記帯域推定値と前記遅延推定値とを乗算して前記非滞留データ量を算出する
ことを特徴とする付記４７に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１７４】
（付記４９）
前記非滞留データ量推定機能は、瞬間的な変動の影響を排除するフィルタ方式を、前記帯域推定値、または／および、前記遅延推定値に適用した後に、前記帯域推定値と前記遅延推定値との前記乗算を行う
ことを特徴とする付記４８に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１７５】
（付記５０）
前記通信品質を通知する通信品質情報を受信する通信品質受信機能
をコンピュータに実現させ、
前記通信品質取得機能は、前記通信品質情報から前記通信品質を取得する
ことを特徴とする付記３８から付記４６のいずれかに記載の送信データ量制御プログラム。
【０１７６】
（付記５１）
前記通信品質は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する実滞留データ量を含み、
前記混雑度推定機能は、前記実滞留データ量を前記混雑度とする
ことを特徴とする付記５０に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１７７】
（付記５２）
前記通信品質取得機能は、送信済みデータ量と受信確認済みデータ量を取得し、
前記混雑度推定機能は、前記送信済みデータ量から前記受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量の、前記混雑度を前回推定した時点からの増加量を、前記混雑度を前回推定した時点の前記実滞留データ量に加算して前記混雑度を推定する
ことを特徴とする付記５１に記載の送信データ量制御プログラム。
【０１７８】
（付記５３）
コンピュータに、
ネットワークの通信品質を取得し前記通信品質を通知する通信品質情報を送信する通信品質通知機能
を実現させることを特徴とする通信品質通知プログラム。
【０１７９】
（付記５４）
前記通信品質は、自身に存在するバッファに実際に滞留している実滞留データ量、前記実滞留データ量をデータ受信装置ごとに計測した値、電波状態の指標、前記データ受信装置ごとの、または、自身を通過するすべての通信セッションでの、送信スループットまたは無線電波資源の使用量または符号変調方式の実施履歴、自身が通信しているユーザ数または通信セッション数、のうちのいずれか一つ以上を含む
ことを特徴とする付記５３に記載の通信品質通知プログラム。
【０１８０】
（付記５５）
付記３８から付記５２のいずれかに記載の送信データ量制御プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１８１】
（付記５６）
付記５３あるいは付記５４に記載の通信品質通知プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１８２】
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。
【０１８３】
この出願は、２０１６年１月７日に出願された日本出願特願２０１６−００１５７０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。
【符号の説明】
【０１８４】
１０、２０、３０    送信データ量制御装置
１１    通信品質取得部
１２    混雑度推定部
１３    目標混雑度決定部
１４    送信データ量決定部
２５    データ送受信部
３６    通信品質受信部
５０    通信品質通知装置
５１    通信品質通知部
６０    データ受信装置
７０    ネットワーク
８０    情報処理装置
８１    通信インタフェース
８２    入出力インタフェース
８３    演算装置
８４    記憶装置
８５    不揮発性記憶装置
８６    ドライブ装置
８７    記録媒体
【図１】
2017119408.tif 000003
【図２】
2017119408.tif 000004
【図３】
2017119408.tif 000005
【図４】
2017119408.tif 000006
【図５】
2017119408.tif 000007
【図６】
2017119408.tif 000008
【図７】
2017119408.tif 000009
【図８】
2017119408.tif 000010
【図９】
2017119408.tif 000011
【図１０】
2017119408.tif 000012
【図１１】
2017119408.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月22日(2018.6.22)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの通信品質を取得する通信品質取得手段と、
前記ネットワークの混雑度を推定する混雑度推定手段と、
前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定する目標混雑度決定手段と、
前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する送信データ量決定手段と
を備え、
前記目標混雑度決定手段は、前記通信品質の変動量に基づき前記目標混雑度を決定する
ことを特徴とする送信データ量制御装置。
【請求項２】
前記目標混雑度決定手段は、前記変動量が大きいほど前記目標混雑度を大きくする
ことを特徴とする請求項１に記載の送信データ量制御装置。
【請求項３】
前記変動量は、過去一定期間における前記混雑度、または、前記過去一定期間における前記混雑度から統計処理によって異常値を除外した値の、分散、標準偏差、あるいは、最大値から最小値を減算した値である
ことを特徴とする請求項２に記載の送信データ量制御装置。
【請求項４】
前記目標混雑度決定手段は、過去一定期間における前記混雑度の傾向または相関関係から前記混雑度の時間変化の安定度合いを分析することによって前記変動量を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の送信データ量制御装置。
【請求項５】
前記混雑度は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する滞留データ量であり、
前記混雑度推定手段は、
前記通信品質に基づき非滞留データ量を推定する非滞留データ量推定手段と、
送信済みデータ量から受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量から前記非滞留データ量を減算して前記滞留データ量を算出する滞留データ量推定手段と
を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【請求項６】
前記非滞留データ量推定手段は、所定期間の前記受信確認済みデータ量の増加量を算出し、前記増加量を前記所定期間の経過時間で除算して帯域推定値を算出し、前記所定期間の往復遅延時間の最小値に基づいて遅延推定値を算出し、前記帯域推定値と前記遅延推定値とを乗算して前記非滞留データ量を算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の送信データ量制御装置。
【請求項７】
前記通信品質を通知する通信品質情報を受信する通信品質受信手段
を備え、
前記通信品質取得手段は、前記通信品質情報から前記通信品質を取得する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の送信データ量制御装置。
【請求項８】
前記通信品質は、前記ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する実滞留データ量を含み、
前記混雑度推定手段は、前記実滞留データ量を前記混雑度とし、
前記通信品質取得手段は、送信済みデータ量と受信確認済みデータ量を取得し、
前記混雑度推定手段は、前記送信済みデータ量から前記受信確認済みデータ量を減算した送信中データ量の、前記混雑度を前回推定した時点からの増加量を、前記混雑度を前回推定した時点の前記実滞留データ量に加算して前記混雑度を推定する
ことを特徴とする請求項７に記載の送信データ量制御装置。
【請求項９】
ネットワークの通信品質を取得し、
前記ネットワークの混雑度を推定し、
前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定し、
前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定し、
前記通信品質の変動量に基づき前記目標混雑度を決定する
ことを特徴とする送信データ量制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
ネットワークの通信品質を取得する通信品質取得機能と、
前記ネットワークの混雑度を推定する混雑度推定機能と、
前記通信品質に基づき前記混雑度の目標値である目標混雑度を決定する目標混雑度決定機能と、
前記混雑度と前記目標混雑度に基づき送信データ量を決定する送信データ量決定機能と
を実現させ、
前記目標混雑度決定機能は、前記通信品質の変動量に基づき前記目標混雑度を決定する
ことを特徴とする送信データ量制御プログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
混雑度には、ネットワークの混雑の大小を推定できる指標であればどのような指標を使用しても良い。たとえば、ネットワークを構成するネットワーク機器に滞留する、送信データ量制御装置２０が送信したデータに関する滞留データ量が多いほど、ネットワークが混雑していると判断することが可能である。そのため、送信データ量制御装置２０が送信したデータに関する滞留データ量を混雑度として使用することが可能である。本実施形態では、以降、滞留データ量を混雑度として使用する場合について説明する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図６に各データ量の関係の例を示す。送信済みデータ量は、送信データ量制御装置２０がデータ受信装置６０へ送信したデータ量である。受信確認済みデータ量は、データ受信装置６０から受信したＡＣＫパケットによって受信確認済みとなったデータ量である。そして、送信済みデータ量から受信確認済みデータ量を減算した値が、送信中データ量である。つまり、送信中データ量は、送信データ量制御装置２０から送信したが、まだＡＣＫパケットを受信していないデータのデータ量である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
また、通信品質は、ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、ＡＳＵ（Arbitrary Strength Unit）などの電波状態の指標であっても良い。また、データ受信装置６０ごとの、あるいは、通信品質通知装置５０を通過するすべての通信セッションでの送信スループット、または、その統計値であっても良い。また、データ受信装置６０ごとの、または、通信品質通知装置５０を通過するすべての通信セッションでの無線電波資源の使用量、または、その統計値であっても良い。また、データ受信装置６０ごとの、または、通信品質通知装置５０を通過するすべての通信セッションでの符号変調方式の実施履歴であっても良い。通信品質通知装置５０が通信しているアクティブなユーザ、または、通信セッションの数であっても良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
（付記１８）
付記１から付記１５のいずれかに記載の送信データ量制御装置と、
前記送信データ量制御装置が送信したデータパケットを受信し、前記データパケットに対するＡＣＫパケットを送信するデータ受信装置と
を備え、
前記通信品質は、前記ＡＣＫパケットの受信時刻あるいは／および受信間隔を含む
ことを特徴とする送信データ量制御システム。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
（付記１９）
付記１３から付記１５のいずれかに記載の送信データ量制御装置と、
前記送信データ量制御装置が送信したデータパケットを受信するデータ受信装置と、
付記１６あるいは付記１７に記載の通信品質通知装置と
を備え、
前記通信品質通知装置は、前記送信データ量制御装置と前記データ受信装置との間の前記ネットワークの前記通信品質を取得する
ことを特徴とする送信データ量制御システム。
【国際調査報告】
2017119408.tif 000014
2017119408.tif 000015
2017119408.tif 000016