(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット通信ネットワークを介して、パケット識別子を含んだパケットを、データ受信装置に送信するデータ送信装置であって、
前記パケットの送信レートを計測し、現在の送信レートを、次に送信するパケットの仮送信レートとする送信レート計測手段と、
前記仮送信レートが最大送信レート以下の場合に、次に送信するパケットを前記データ受信装置に送信するパケット送信手段と、
前記データ受信装置から、前記パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて、当該パケットを受信した際の受信レートを受信情報として取得する受信情報取得手段と、
前記パケット送信手段が送信したパケットに対応する仮送信レートと、当該パケットとパケット識別子が対応する前記受信レートとに基づいて、前記最大送信レートを計算して更新する最大送信レート計算手段と、を備え、
前記最大送信レート計算手段は、
前記仮送信レートが前記受信レートを超過する場合に、前記仮送信レートと前記パケット識別子が対応する前記受信レートとの比率に基づいて、前記パケット通信ネットワークにおけるボトルネックリンクの帯域から、当該ボトルネックリンクにおける当該データ送信装置が送信したパケット以外のトラフィックであるクロストラフィックの使用帯域を減じた値を前記最大送信レートとして計算し、
前記仮送信レートが前記受信レート以下の場合に、予め定めたレート増加量を前記最大送信レートに加算して新たな最大送信レートとすることを特徴とするデータ送信装置。
【請求項２】
前記パケットの送信時刻と、当該パケットとパケット識別子が対応する前記受信情報の受信時刻との差である往復遅延時間に基づいて、前記送信レートの増減を判定するとともに、前記送信レートが増加した場合に、前記往復遅延時間の変化量から予め定めた最大往復遅延時間に到達する限界時間を算出する遅延限界判定手段を、さらに備え、
前記最大送信レート計算手段は、
前記仮送信レートが前記受信レートを超過し、かつ、前記遅延時間判定手段で前記送信レートが増加したと判定された場合に、前記限界時間内で、前記ボトルネックリンクの帯域から前記クロストラフィックの使用帯域を減じた値となるように、前記最大送信レートを減少させることを特徴とする請求項１に記載のデータ送信装置。
【請求項３】
前記最大送信レートを更新した時刻を保持し、前記パケットの送信時刻と、当該パケットとパケット識別子が対応する前記受信情報の受信時刻との差である往復遅延時間が予め定めた上限値に達しているか、または、前記最大送信レートを更新した時刻から予め定めた経過時間超過したかによって、前記最大送信レートを更新するか否かを判定する更新判定手段を、さらに備え、
前記最大送信レート計算手段は、
前記更新判定手段で前記最大送信レートを更新すると判定された場合に前記最大送信レートを更新することを特徴とする請求項１に記載のデータ送信装置。
【請求項４】
前記受信情報取得手段は、前記データ受信装置から、前記パケットを受信した時刻である受信側受信時刻を当該パケットに含まれているパケット識別子と対応付けてさらに取得するものであって、
前記パケットの送信時刻と、当該パケットとパケット識別子が対応する前記受信側受信時刻との差である片方向遅延時間に基づいて、前記送信レートの増減を判定するとともに、前記送信レートが増加した場合に、前記片方向遅延時間の変化量から予め定めた最大片方向遅延時間に到達する限界時間を算出する片方向遅延限界判定手段を、さらに備え、
前記最大送信レート計算手段は、
前記仮送信レートが前記受信レートを超過し、かつ、前記片方向遅延限界判定手段で前記送信レートが増加したと判定された場合に、前記限界時間内で、前記ボトルネックリンクの帯域から前記クロストラフィックの使用帯域を減じた値となるように、前記最大送信レートを減少させることを特徴とする請求項１に記載のデータ送信装置。
【請求項５】
前記パケット送信手段は、前記パケットにさらに送信時刻を付加して前記データ受信装置に送信し、
前記最大送信レート計算手段は、前記受信情報取得手段において、前記データ受信装置から、前記パケットに付加されている送信時刻と当該パケットの前記データ受信装置における受信側受信時刻との差である片方向遅延時間の変化に基づいて、前記最大送信レートを更新する旨の通知として、前記受信情報を取得した段階で、前記最大送信レートを更新することを特徴とする請求項１に記載のデータ送信装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデータ送信装置から、パケットを受信するデータ受信装置であって、
前記データ送信装置から前記パケットを受信するパケット受信手段と、
このパケット受信手段で受信したパケットの受信レートを計測する受信レート計測手段と、
この受信レート計測手段で計測した受信レートを、前記パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて受信情報として前記データ送信装置に送信する受信情報通知手段と、
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
【請求項７】
請求項４に記載のデータ送信装置から、パケットを受信するデータ受信装置であって、
前記データ送信装置から前記パケットを受信し、受信した時刻を受信側受信時刻として計時するパケット受信手段と、
このパケット受信手段で受信したパケットの受信レートを計測する受信レート計測手段と、
この受信レート計測手段で計測した受信レートと、前記パケット受信手段で計時した受信側受信時刻とを、前記パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて受信情報として前記データ送信装置に送信する受信情報通知手段と、
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
【請求項８】
請求項５に記載のデータ送信装置から、パケットを受信するデータ受信装置であって、
前記データ送信装置から前記パケットをその送信時刻とともに受信し、受信した時刻を受信側受信時刻として計時するパケット受信手段と、
このパケット受信手段で受信したパケットの受信レートを計測する受信レート計測手段と、
前記データ送信装置にエコー要求を送信し、当該エコー要求に対応するエコー応答を受信して往復遅延時間を計測する往復遅延計測手段と、
前記送信時刻と前記受信側受信時刻との差である片方向遅延時間の変化量に基づいて、前記往復遅延時間経過後に、前記片方向遅延時間が予め定めた上限値に到達するか否かにより、前記データ送信装置に送信レートを変更する旨の通知が必要であるか否かを判定する通知判定手段と、
この通知判定手段で前記送信レートを変更する必要があると判定された場合、前記受信レート計測手段で計測した受信レートを、前記パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて受信情報として前記データ送信装置に送信する受信情報通知手段と、
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
【請求項９】
パケット通信ネットワークを介して、ストリームデータを、パケット識別子を含んだパケットとして、データ受信装置に送信するデータ送信装置であって、
前記ストリームデータを、最大送信レート以下でエンコードしパケット化するデータエンコード手段と、
前記パケットの送信レートを計測し、現在の送信レートを、次に送信するパケットの仮送信レートとする送信レート計測手段と、
前記データエンコード手段で生成されたパケットを前記データ受信装置に送信するパケット送信手段と、
前記データ受信装置から、前記パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて、当該パケットを受信した際の受信レートを受信情報として取得する受信情報取得手段と、
前記パケット送信手段が送信したパケットに対応する仮送信レートと、当該パケットとパケット識別子が対応する前記受信レートとに基づいて、前記最大送信レートを計算して更新する最大送信レート計算手段と、を備え、
前記最大送信レート計算手段は、
前記仮送信レートが前記受信レートを超過する場合に、前記仮送信レートと前記パケット識別子が対応する前記受信レートとの比率に基づいて、前記パケット通信ネットワークにおけるボトルネックリンクの帯域から、当該ボトルネックリンクにおける当該データ送信装置が送信したパケット以外のトラフィックであるクロストラフィックの使用帯域を減じた値を前記最大送信レートとして計算し、
前記仮送信レートが前記受信レート以下の場合に、予め定めたレート増加量を前記最大送信レートに加算して新たな最大送信レートとすることを特徴とするデータ送信装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のデータ送信装置から、パケットを受信するデータ受信装置であって、
前記データ送信装置から前記パケットを受信するパケット受信手段と、
このパケット受信手段で受信したパケットをストリームデータにデコードするデータデコード手段と、
前記パケット受信手段で受信したパケットの受信レートを計測する受信レート計測手段と、
この受信レート計測手段で計測した受信レートを、前記パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて受信情報として前記データ送信装置に送信する受信情報通知手段と、
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット通信によってデータを送受信するデータ送信装置およびデータ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＶｏＤ（Video on Demand）やライブストリーミングといったパケット通信を用いた動画配信サービスが提供されている。
この動画配信サービスを、品質の保証がされていないベストエフォートタイプのＩＰネットワークで行う場合、ネットワークの利用可能帯域が一時的に伝送するデータの送信レートを下回ると、これらのデータは、伝送路上の通信機器にバッファリングされてから伝送されため、一時的に遅延が大きく増加してしまう。
また、動画を再生する場合には、連続的にデータを受信しなければ再生が止まってしまうため、このような大きな遅延変動を抑える必要がある。
【０００３】
そこで、利用可能帯域が変動するネットワーク上で大きなデータ遅延を発生させない手法として、種々の技術が開発されている。
例えば、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の種類の１つであるＴＣＰ Ｒｅｎｏは、パケットロスの発生を輻輳のシグナルとみなして、送信レートを半分に落とすことで、輻輳を回避する（非特許文献１参照）。
【０００４】
また、例えば、ＲＡＰ（Rate Adaptive Protocol）は、ＴＣＰ Ｒｅｎｏと同様、輻輳のシグナルを検出し送信レートを半分に落とすことで輻輳を回避するが、さらに、ＲＴＴ（Round Trip Time）の変化を計測し、送信レートにフィードバックをかけることで、レート制御の精度を向上させている（非特許文献２参照）。
【０００５】
また、他の手法として、ＶＴＰ（Video Transport Protocol）がある（非特許文献３参照）。このＶＴＰは、ビデオ伝送をターゲットとし、ＴＣＰと帯域を公平に分け合うことを目的としたプロトコルである。ＴＣＰが輻輳を検知した際に、急激に送信レートを減少させるのに対し、ＶＴＰは、送信レートの減少量をＴＣＰに比べて小さくし、その分、減少したレートでデータ送信の時間を長くすることで、最終的にＴＣＰと同様の送信量としている。このとき、ＶＴＰは、送信レートの減少量として、事前に設定された固定値と、計測された受信レートによって計算した値を用いている。
【０００６】
また、他に開示された手法として、クロストラフック（他の通信端末によるトラフィック）が存在するか否かによって、送信レートを制御する手法がある（特許文献１参照）。
この手法は、ＲＴＴによって、クロストラフィックの存在を推定し、クロストラフィックが存在しない場合には、ボトルネックリンク帯域を送信レートとし、クロストラフィックが存在する場合には、送信するデータに合わせて予め設定した下限送信レートを送信レートとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１９８１１１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】RFC2581 - TCP Congestion Control
【非特許文献２】"RAP:An End-to-end Rate-based Congestion Control Mechanism for Realtime Streams in the Internet" Reza Rejaie, Mark Handley, Deborah Estrin (18th Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies, Mar. 1999)
【非特許文献３】"Adaptive Video Streaming in Presence of Wireless Errors," Guang Yang, Mario Gerla and M.Y.Sanadidi  (The 7th IFIP/IEEE International Conference on Management of Multimedia Networks and Services, Oct. 2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記したＴＣＰやＲＡＰは、輻輳検出時に送信レートを半分にするが、これらは輻輳の原因となるクロストラフィックを考慮していないため、大きなクロストラフィックが流入した場合、送信レートの減少量が十分ではないため、大きな伝送遅延が発生してしまうという問題がある。
【００１０】
また、前記したＶＴＰは、輻輳時の送信レートの減少量が、クロストラフィックを考慮せずに事前に設定された固定値と、計測された受信レートによって計算された値であるため、ＴＣＰやＲＡＰと同様に、大きなクロストラフィックの流入によって、大きな伝送遅延が発生してしまうという問題がある。
【００１１】
また、前記した特許文献１に記載の手法は、クロストラフィックを考慮しているが、単にクロストラフィックの有無に応じて送信レートを変えるだけであるため、大きなクロストラフィックの流入によって、大きな伝送遅延が発生してしまうという問題は残ったままである。
【００１２】
このように、従来の手法では、クロストラフィックによる伝送遅延の増大が、受信側のバッファアンダーフローによる映像や音声の乱れ、フリーズといった品質低下を招いてしまうという問題がある。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、クロストラフィックの帯域を推定し、その帯域に応じて送信レートを制御することが可能なデータ送信装置およびデータ受信装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前記課題を解決するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載のデータ送信装置は、パケット通信ネットワークを介して、パケット識別子を含んだパケットを、データ受信装置に送信するデータ送信装置であって、送信レート計測手段と、パケット送信手段と、受信情報取得手段と、最大送信レート計算手段と、を備える構成とした。
【００１５】
かかる構成において、データ送信装置は、送信レート計測手段によって、順次送信するパケットの送信レートを計測する。この送信レートは、次にパケットを送信する際の仮送信レートとみなすことができる。
また、データ送信装置は、パケット送信手段によって、その仮送信レートが、最大送信レート以下の場合に、パケットを送信可能であると判定して、次に送信するパケットをデータ受信装置に送信する。これによって、データ送信装置は、最大送信レートの範囲内で、パケットを送信する。
【００１６】
また、データ送信装置は、受信情報取得手段によって、データ受信装置から、パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて、当該パケットを受信した際の受信レートを受信情報として取得する。これによって、データ送信装置は、パケットがデータ受信装置において、どのような受信レートで受信されたのかを認識することができる。
【００１７】
そして、データ送信装置は、最大送信レート計算手段によって、パケット識別子で対応する仮送信レートと受信レートとに基づいて、最大送信レートを計算して更新する。
すなわち、最大送信レート計算手段は、仮送信レートが受信レートを超過する場合に、予め既知、あるいは、測定で求めたボトルネックリンクの帯域から、クロストラフィックの使用帯域を減じた値を最大送信レートとして計算する。なお、このクロストラフィックの使用帯域は、仮送信レートと受信レートとの比率から、ボトルネックリンクの帯域に付加されたトラフィックの量として求めることができる。
また、最大送信レート計算手段は、仮送信レートが受信レート以下の場合に、予め定めたレート増加量を最大送信レートに加算して新たな最大送信レートとする。
【００１８】
また、請求項２に記載のデータ送信装置は、請求項１に記載のデータ送信装置において、遅延限界判定手段をさらに備える構成とした。
【００１９】
かかる構成において、データ送信装置は、遅延限界判定手段によって、送信レートが増加するか減少するかの傾向を判定し、そのまま送信レートが増加した場合に、予め定めた最大往復遅延時間に到達する限界時間を算出する。この増減の判定は、パケットの送信時刻と、当該パケットとパケット識別子が対応する受信情報の受信時刻との差である往復遅延時間に基づいて判定することができる。
そして、データ送信装置は、最大送信レート計算手段によって、仮送信レートが受信レートを超過し、かつ、遅延時間判定手段で送信レートが増加すると判定された場合に限界時間内で最大送信レートを更新する。
【００２０】
また、請求項３に記載のデータ送信装置は、請求項１に記載のデータ送信装置において、更新判定手段をさらに備える構成とした。
【００２１】
かかる構成において、データ送信装置は、更新判定手段によって、最大送信レートを更新するか否かを判定する。この更新判定手段は、最大送信レートを更新した時刻を保持し、パケットの送信時刻と、当該パケットとパケット識別子が対応する受信情報の受信時刻との差である往復遅延時間が予め定めた上限値に達しているか、または、最大送信レートを更新した時刻から予め定めた時間経過したかによって、更新が必要か否かを判定する。
そして、データ送信装置は、最大送信レート計算手段によって、更新判定手段で最大送信レートを更新すると判定された場合に最大送信レートを更新する。これによって、必要以上に最大送信レートが更新されなくなる。
【００２２】
さらに、請求項４に記載のデータ送信装置は、請求項１に記載のデータ送信装置において、片方向遅延限界判定手段をさらに備える構成とした。
【００２３】
かかる構成において、データ送信装置は、受信情報取得手段によって、データ受信装置から、パケットを受信した時刻である受信側受信時刻を当該パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて取得する。
そして、データ送信装置は、片方向遅延限界判定手段によって、送信レートが増加するか減少するかの傾向を判定し、そのまま送信レートが増加した場合に、予め定めた最大片方向遅延時間に到達する限界時間を算出する。この増減の判定は、パケットの送信時刻と、当該パケットがデータ受信装置において受信された受信側受信時刻との差である片方向遅延時間に基づいて判定することができる。
そして、データ送信装置は、最大送信レート計算手段によって、仮送信レートが受信レートを超過し、かつ、片方向遅延限界判定手段で送信レートが増加すると判定された場合に限界時間内で最大送信レートを更新する。
【００２４】
また、請求項５に記載のデータ送信装置は、請求項１に記載のデータ送信装置において、パケット送信手段が、パケットにさらに送信時刻を付加してデータ受信装置に送信し、最大送信レート計算手段が、受信情報取得手段が、データ受信装置から、パケットに付加されている送信時刻と当該パケットのデータ受信装置における受信側受信時刻との差である片方向遅延時間の変化に基づいて、前記最大送信レートを更新する旨の通知として、受信情報を取得した段階で最大送信レートを更新することを特徴とする。
【００２５】
かかる構成において、データ送信装置は、データ受信装置において計測された片方向遅延時間に基づいて、最大送信レートを更新する必要があると判定されたタイミングで、データ受信装置から受信情報を通知されることで、最大送信レート計算手段が最大送信レートを更新する。これによって、データ受信装置からデータ送信装置への受信情報の通知を少なくすることができる。
【００２６】
また、請求項６に記載のデータ受信装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデータ送信装置から、パケットを受信するデータ受信装置であって、パケット受信手段と、受信レート計測手段と、受信情報通知手段と、を備える構成とした。
【００２７】
かかる構成において、データ受信装置は、パケット受信手段によって、データ送信装置からパケットを受信する。この受信したパケットは、順次外部に出力される。
また、データ受信装置は、受信レート計測手段によって、パケット受信手段で受信したパケットの受信レートを計測する。そして、データ受信装置は、受信情報通知手段によって、受信レート計測手段で計測した受信レートを、パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて受信情報としてデータ送信装置に送信する。
これによって、データ送信装置では、往復遅延時間を計測することが可能になり、最大送信レートの更新の有無を判定することが可能になる。
【００２８】
また、請求項７に記載のデータ受信装置は、請求項４に記載のデータ送信装置から、パケットを受信するデータ受信装置であって、パケット受信手段と、受信レート計測手段と、受信情報通知手段と、を備える構成とした。
【００２９】
かかる構成において、データ受信装置は、パケット受信手段によって、データ送信装置からパケットを受信し、受信した時刻を受信側受信時刻として計時する。この受信したパケットは、順次外部に出力される。
また、データ受信装置は、受信レート計測手段によって、パケット受信手段で受信したパケットの受信レートを計測する。そして、データ受信装置は、受信情報通知手段によって、受信レート計測手段で計測した受信レートと、パケット受信手段で計時した受信側受信時刻とを、パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて受信情報としてデータ送信装置に送信する。
これによって、データ送信装置では、パケットの送信方向における片方向遅延時間を計測することが可能になり、最大送信レートの更新の有無を判定することが可能になる。
【００３０】
さらに、請求項８に記載のデータ受信装置は、請求項５に記載のデータ送信装置から、パケットを受信するデータ受信装置であって、パケット受信手段と、受信レート計測手段と、往復遅延計測手段と、通知判定手段と、受信情報通知手段と、を備える構成とした。
【００３１】
かかる構成において、データ受信装置は、パケット受信手段によって、データ送信装置からパケットをその送信時刻とともに受信し、受信した時刻を受信側受信時刻として計時する。この受信したパケットは、順次外部に出力される。
また、データ受信装置は、受信レート計測手段によって、パケット受信手段で受信したパケットの受信レートを計測する。
さらに、データ受信装置は、往復遅延計測手段によって、データ送信装置にエコー要求を送信し、当該エコー要求に対応するエコー応答を受信して往復遅延時間を計測する。
【００３２】
そして、データ受信装置は、通知判定手段によって、送信時刻と受信側受信時刻との差である片方向遅延時間の変化量に基づいて、往復遅延時間経過後に、片方向遅延時間が予め定めた上限値に到達するか否かにより、データ送信装置に送信レートを変更する旨の通知が必要であるか否かを判定する。
そして、データ受信装置は、受信情報通知手段によって、通知判定手段で送信レートを変更する必要があると判定された場合、受信レート計測手段で計測した受信レートを、パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて受信情報としてデータ送信装置に送信する。これによって、データ受信装置は、データ送信装置が最大送信レートを更新するタイミングを通知することができる。
【００３３】
また、請求項９に記載のデータ送信装置は、パケット通信ネットワークを介して、ストリームデータを、パケット識別子を含んだパケットとして、データ受信装置に送信するデータ送信装置であって、データエンコード手段と、送信レート計測手段と、パケット送信手段と、受信情報取得手段と、最大送信レート計算手段と、を備える構成とした。
【００３４】
かかる構成において、データ送信装置は、データエンコード手段によって、ストリームデータを、最大送信レート以下でエンコードしパケット化する。
そして、データ送信装置は、送信レート計測手段によって、順次送信するパケットの送信レートを計測する。この送信レートは、次に送信するパケットの仮送信レートとみなすことができる。
【００３５】
また、データ送信装置は、パケット送信手段によって、データエンコード手段で生成されたパケットをデータ受信装置に送信する。
また、データ送信装置は、受信情報取得手段によって、データ受信装置から、パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて、当該パケットを受信した際の受信レートを受信情報として取得する。これによって、データ送信装置は、パケットがデータ受信装置において、どのような受信レートで受信されたのかを認識することができる。
【００３６】
そして、データ送信装置は、最大送信レート計算手段によって、パケット識別子で対応する仮送信レートと受信レートとに基づいて、最大送信レートを計算して更新する。
すなわち、最大送信レート計算手段は、仮送信レートが受信レートを超過する場合に、ボトルネックリンクの帯域から、クロストラフィックの使用帯域を減じた値を最大送信レートとして計算する。なお、このクロストラフィックの使用帯域は、仮送信レートと受信レートとの比率から、ボトルネックリンクの帯域に付加されたトラフィックの量として求めることができる。
また、最大送信レート計算手段は、仮送信レートが受信レート以下の場合に、予め定めたレート増加量を最大送信レートに加算して新たな最大送信レートとする。
【００３７】
さらに、請求項１０に記載のデータ受信装置は、請求項９に記載のデータ送信装置から、パケットを受信するデータ受信装置であって、パケット受信手段と、データデコード手段と、受信レート計測手段と、受信情報通知手段と、を備える構成とした。
【００３８】
かかる構成において、データ受信装置は、パケット受信手段によって、データ送信装置からパケットを受信する。そして、データ受信装置は、データデコード手段によって、パケット受信手段で受信したパケットをストリームデータにデコードする。このデコードされたストリームデータは、順次外部に出力される。
また、データ受信装置は、受信レート計測手段によって、パケット受信手段で受信したパケットの受信レートを計測する。そして、データ受信装置は、受信情報通知手段によって、受信レート計測手段で計測した受信レートを、パケットに含まれているパケット識別子と対応付けて受信情報としてデータ送信装置に送信する。
これによって、データ送信装置では、往復遅延時間を計測することが可能になり、最大送信レートの更新の有無を判定することが可能になる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
請求項１，５〜１０に記載の発明によれば、ネットワーク上にクロストラフィックが流入した場合であっても、その帯域を推定し、その帯域に応じて送信レートを制御することができる。これによって、ネットワーク上に大きなクロストラフィックが流入した場合であっても、パケットの送信レートが確実に確保され、例えば、映像や音声を伝送する場合であっても、映像や音声の乱れ、フリーズといった品質低下を抑えることができる。
【００４０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加え、パケットの往復遅延時間を最大往復遅延時間内に抑えることができるとともに、その遅延時間に応じて最大送信レートを段階的に変化させることができる。これによって、ネットワークの伝送効率を高めることができる。
【００４１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加え、パケットの往復遅延時間を最大往復遅延時間内に抑えることができるとともに、最大送信レートの更新を必要最小限の回数に抑えることができる。これによって、データ送信装置の負荷を軽減させることができる。
【００４２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加え、パケットの片方向遅延時間を最大片方向遅延時間内に抑えることができるとともに、その遅延時間に応じて最大送信レートを段階的に変化させることができる。これによって、ネットワークの伝送効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るデータ送信装置およびデータ受信装置を含むデータ送受信システムの構成を示すブロック構成図である。
【図２】クロストラフィックを説明するための説明図である。
【図３】クロストラフィックを考慮した最大送信レートを説明するための説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るデータ送受信システムのパケット送信動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係るデータ送受信システムのパケット受信動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係るデータ送受信システムの最大送信レート更新動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係るデータ送信装置およびデータ受信装置を含むデータ送受信システムの構成を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態において、往復遅延時間（ＲＴＴ）と限界時間を説明するための説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態において、現在の最大送信レートと目標の最大送信レートとの関係を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るデータ送受信システムの最大送信レート更新動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るデータ送信装置およびデータ受信装置を含むデータ送受信システムの構成を示すブロック構成図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るデータ送受信システムの最大送信レート更新動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態に係るデータ送信装置およびデータ受信装置を含むデータ送受信システムの構成を示すブロック構成図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るデータ送受信システムの最大送信レート更新動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第５実施形態に係るデータ送信装置およびデータ受信装置を含むデータ送受信システムの構成を示すブロック構成図である。
【図１６】本発明の第５実施形態において、片方向遅延時間の上限値に達するまでの時間を説明するための説明図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係るデータ送受信システムのパケット送信動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第５実施形態に係るデータ送受信システムのパケット受信動作を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第６実施形態に係るデータ送信装置およびデータ受信装置を含むデータ送受信システムの構成を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
≪第１実施形態≫
最初に、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るデータ送受信システムＳについて説明する。
【００４５】
＜データ送受信システムの概要＞
図１に示したデータ送受信システムＳは、パケット通信ネットワークにおいて、データ入力装置Ａからデータ出力装置Ｂに、データ送信装置１とデータ受信装置２とを介してデータ（パケット）を伝送するものである。
【００４６】
データ入力装置Ａは、データストリームをパケット化したデータ（パケット）をデータ送信装置１に入力するものである。このデータ入力装置Ａは、例えば、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、動画エンコード等である。
データ出力装置Ｂは、パケット化されたデータをデータ受信装置２から取得するものである。このデータ出力装置Ｂは、例えば、ＰＣ、動画デコーダ等である。
【００４７】
データ送信装置１は、データ入力装置Ａから入力されたデータ（パケット）を、回線Ｌ１を介してデータ受信装置２に送信するものである。このデータ送信装置１は、クロストラフィックを推定し、データ受信装置２に送信する伝送データの送信レートを制御する機能を有する。
【００４８】
データ受信装置２は、回線Ｌ１を介して、データ送信装置１から伝送データを受信し、データ出力装置Ｂに出力するものである。このデータ受信装置２は、データ送信装置１が、クロストラフィックを推定する際に必要となる受信側の情報（受信情報）を、回線Ｌ２を介してデータ送信装置１に送信する機能を有する。
【００４９】
なお、回線Ｌ１は、データ送信装置１からデータ受信装置２の方向にデータを伝送するパケット通信回線である。また、回線Ｌ２は、データ受信装置２からデータ送信装置１の方向にデータを伝送するパケット通信回線である。この回線Ｌ１および回線Ｌ２は、有線、無線を問わない。また、回線Ｌ１および回線Ｌ２は、物理的に分離している必要はなく、物理回線上で論理的に分離した回線でよい。
以下、図１を参照して、本発明に係るデータ送信装置１およびデータ受信装置２について詳細に説明する。
【００５０】
〔データ送信装置の構成〕
図１に示すように、データ送信装置１は、送信レート計測手段１０と、パケット送信手段１１と、受信情報取得手段１２と、最大送信レート決定手段１３と、を備えている。
【００５１】
送信レート計測手段１０は、データ送信装置１から送信したパケットの伝送レートである送信レートを計測するものである。ここでは、送信レート計測手段１０は、パケット送信手段１１が送信するパケットのパケット長を逐次入力し、直近の一定時間内に送信したパケット長を一定時間で割った値を送信レートとして計算する。
この送信レート計測手段１０が計測する送信レートは、パケット送信手段１１が、パケットを送信する際の仮の送信レートとなる。この送信レートは、パケット送信手段１１に出力される。
【００５２】
パケット送信手段１１は、データ入力装置Ａから入力されたデータ（パケット）を、回線Ｌ１を介して、データ受信装置２に送信するものである。
ここでは、パケット送信手段１１は、入力したパケットをデータ受信装置２に送信した際に、パケット長を送信レート計測手段１０に出力するとともに、送信したパケットの識別子（パケット識別子）と送信レート（仮の送信レート）とを最大送信レート決定手段１３に出力する。
【００５３】
このパケット識別子は、例えば、パケットがＩＰパケットであれば、ＩＰヘッダ内の識別子（Identification）の値を用いることができる。また、パケットがＲＦＣ３５５０で規定されているＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケットであれば、ＲＴＰヘッダ内のシーケンス番号を用いることができる。
【００５４】
なお、パケット送信手段１１は、送信レート計測手段１０で計測された送信レートが、最大送信レート決定手段１３から出力される最大送信レートを超える場合、入力されたパケットを送信せずに破棄する。
そして、パケット送信手段１１は、入力したパケットをデータ受信装置２に送信したか否かの成否を、送信結果として、データ入力装置Ａに通知する。
【００５５】
受信情報取得手段１２は、データ受信装置２がパケットを受信した際の受信情報として、受信したパケットの識別子（パケット識別子）と、当該パケットをデータ受信装置２が受信した際の伝送レートである受信レートとを、回線Ｌ２を介して取得するものである。なお、この受信情報は、例えば、ＲＴＰでパケットを送受信する場合、ＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）パケット内に情報を記述して、データ受信装置２から取得することができる。
この受信情報取得手段１２は、取得した受信情報（パケット識別子、受信レート）を最大送信レート決定手段１３に出力する。
【００５６】
最大送信レート決定手段１３は、送信レートと受信レートとに基づいて、最大送信レートを決定するものである。なお、送信レートおよび受信レートが特定されていない初期段階においては、最大送信レートは、予め定めた値とする。ここでは、最大送信レート決定手段１３は、最大送信レート計算手段１３ａを備えている。
【００５７】
最大送信レート計算手段１３ａは、パケット送信手段１１でパケットを送信した際の仮の送信レートと、受信情報取得手段１２で取得した実際の受信レートとに基づいて、ボトルネックリンクの帯域（ボトルネック物理帯域）からクロストラフィックの帯域を減じた送信可能な最大送信レートを計算するものである。
ここで、ボトルネックリンクとは、データ送信装置１とデータ受信装置２との間の送信側の回線Ｌ１上における最も帯域が狭いノード間の回線である。
ここでは、最大送信レート計算手段１３ａは、パケット送信手段１１から、パケット識別子と送信レート（仮の送信レート）とを取得し、図示を省略した記憶手段に記憶しておく。そして、最大送信レート計算手段１３ａは、受信情報取得手段１２から、パケット識別子と受信レートとを取得し、同じパケット識別子に対応して記憶されている送信レートと、それに対応する受信レートとの比率に基づいて、最大送信レートを計算する。
【００５８】
具体的には、最大送信レート計算手段１３ａは、現在の最大送信レートをＳｍａｘ（ｂｐｓ）、パケット識別子で対応する仮の送信レートをＳ（ｂｐｓ）、受信レートをＲ（ｂｐｓ）、回線Ｌ１のボトルネック物理帯域をＢ（ｂｐｓ）としたとき、以下の（１）式に示すように、最大送信レートを計算し、更新する。
【００５９】
【数１】
0005820238.tif 000002
【００６０】
すなわち、最大送信レート計算手段１３ａは、受信レートＲが送信レートＳを下回っている場合（Ｒ＜Ｓ）、ボトルネックリンクの帯域（ボトルネック物理帯域Ｂ）からクロストラフィックの帯域を減じた値を新たな最大送信レートＳｍａｘとする。また、受信レートＲが送信レートＳ以上である場合（Ｓ≦Ｒ）、予め定めたレート分（レート増加量）、最大送信レートを増加させる。このレート増加量は、特に限定する必要はないが、例えば、予め規定されている最大パケット長を単位時間で割ったレートに一定の増加割合（＞０）を乗算した値である。
【００６１】
また、最大送信レートの更新は、前記（１）式のように、仮の送信レートＳと受信レートＲとに基づいて厳密に条件を分ける必要はなく、ある程度の誤差を許容することとしてもよい。
例えば、誤差の許容量を定めるパラメータ（誤差許容割合）をα（０≦α）、レートの増加量を定めるパラメータ（増加割合）をβ（０＜β）、予め規定されている最大のパケット長をＭＴＵ、レートを計算するための単位時間をＴとしたとき、最大送信レート計算手段１３ａは、以下の（２）式によって、最大送信レートを計算し、更新することとしてもよい。
【００６２】
【数２】
0005820238.tif 000003
【００６３】
なお、ボトルネック物理帯域Ｂは、回線Ｌ１が既知の回線であれば、予めボトルネックリンクとなる帯域を設定することとしてもよいし、未知の回線であれば、パケットの伝送開始前あるいは伝送中に推定し、その値を用いることとしてもよい。このボトルネック物理帯域の推定は、一般的な手法、例えば、ＰａｃｋｅｔＰａｉｒ法（"A Control-Theoretic Approach to Flow Control," S.Keshav (ACM SIGCOMM, pp.3-15, 1991）を用いることができる。このＰａｃｋｅ   ｔＰａｉｒ法は、連続したパケットペアを送信し、それぞれのパケットの到着時間の差から、ボトルネック物理帯域を推定するものである。
この最大送信レート計算手段１３ａは、計算した最大送信レートを、図示を省略した記憶手段に記憶し、パケット送信手段１１がパケットを送信する際に、逐次参照する。
【００６４】
ここで、図２および図３を参照して、最大送信レート計算手段１３ａが、前記（１）式により、最大送信レートを計算することができることについて説明を加えておく。
図２は、データ送信装置１１からデータ受信装置２１にパケットＰ１を送信し、データ送信装置１２からデータ受信装置２２にパケットＰ２を送信する様子を示している。ここで、あるノードＮ１，Ｎ２間では、同一リンク上でパケットが送信されるものとする。
【００６５】
このとき、データ送信装置１１からデータ受信装置２１への経路において、データ送信装置１２からデータ受信装置２２に流れるパケットＰ２がクロストラフィックとなる。なお、データ送信装置１２からデータ受信装置２２への経路を主体とした場合は、データ送信装置１１からデータ受信装置２１に流れるパケットＰ１がクロストラフィックとなる。
【００６６】
ここで、図３に示すように、データ送信装置１１からの送信レートをＳ、ボトルネックリンクとなるノードＮ１，Ｎ２間での帯域（ボトルネック物理帯域）をＢ、クロストラフィックをＸ、データ受信装置２１の受信レートをＲとすると、以下の（３）式の関係が成り立つ。
【００６７】
【数３】
0005820238.tif 000004
【００６８】
すなわち、クロストラフィックＸは、以下の（４）式で求めることができる。
【００６９】
【数４】
0005820238.tif 000005
【００７０】
そこで、ノードＮ１，Ｎ２間でボトルネック物理帯域Ｂを超過してパケットを送信しない最大送信レートＳｍａｘは、以下の（５）式に示すように、ボトルネック物理帯域Ｂから、クロストラフィックＸを減じた値とすればよい。
【００７１】
【数５】
0005820238.tif 000006
【００７２】
前記（４）式のＸを、この（５）式に代入することで、前記（１）式に示した最大送信レートＳｍａｘを求めることができる。
図１に戻って説明を続ける。
【００７３】
このように、最大送信レート決定手段１３では、クロストラフィックを推定し、ボトルネック物理帯域を超過しない範囲で送信レートを決定することができる。これによって、パケット送信手段１１は、クロストラフィックの量に影響を受けることなく、ボトルネック物理帯域を超過しない範囲でパケットを送信することができる。
【００７４】
なお、ここでは、パケット送信手段１１から、データ受信装置２にパケットを送信することとしたが、データ入力装置Ａから、データ受信装置２にパケットを送信することとしてもよい。この場合、データ入力装置Ａから、パケット識別子とパケット長とをデータ送信装置１のパケット送信手段１１に通知し、パケット送信手段１１において、回線Ｌ１に送信可能か否かの判定結果をデータ入力装置Ａに通知する。この判定結果に基づいて、データ入力装置Ａが、回線Ｌ１へのパケットの送信を行う。
【００７５】
〔データ受信装置の構成〕
次に、図１を参照して、データ受信装置２の構成について説明する。図１に示すように、データ受信装置２は、パケット受信手段２０と、受信レート計測手段２１と、受信情報通知手段２２と、を備えている。
【００７６】
パケット受信手段２０は、回線Ｌ１を介して、データ送信装置１から、伝送データ（パケット）を受信し、データ出力装置Ｂに出力するものである。
ここでは、パケット受信手段２０は、受信したパケットの識別子（パケット識別子）と、当該パケットのデータ長（パケット長）とを受信レート計測手段２１に出力する。さらに、パケット受信手段２０は、図示を省略した計時手段によって、当該パケットを受信した時刻（受信側受信時刻）を計測し、受信レート計測手段２１に出力する。
【００７７】
受信レート計測手段２１は、パケット受信手段２０で受信したパケットの伝送レートである受信レートを計測するものである。
ここでは、受信レート計測手段２１は、パケット受信手段２０から入力したパケット長と受信側受信時刻とに基づいて、受信レートを計算する。例えば、受信レート計測手段２１は、パケット長を、前に受信したパケットの受信側受信時刻と今回の受信側受信時刻との差で割った値を受信レートとする。あるいは、受信レート計測手段２１は、ある時間長で受信したパケット長の総数を、その時間長で割ることで受信レートを求めることとしてもよい。
この受信レート計測手段２１は、パケット受信手段２０から入力したパケット識別子とともに、計測した受信レートを受信情報通知手段２２に出力する。
【００７８】
受信情報通知手段２２は、受信レート計測手段２１から、パケット識別子と受信レートとを入力し、受信情報として、回線Ｌ２を介して、データ送信装置１に送信（通知）するものである。このパケット識別子および受信レートの通知には、例えば、ＲＴＣＰパケットを用いることができる。
このように、受信情報通知手段２２が、パケット識別子とともに受信レートをデータ送信装置１に通知することで、データ送信装置１において、クロストラフィックを推定することが可能になる。
【００７９】
以上説明したように、データ送受信システムＳは、クロストラフィックの大きさに応じて、送信レートを変えることができるため、回線上に大きなクロストラフィックが流入した場合であっても、ボトルネックリンクの帯域内でデータ伝送を行うことができる。
このため、データ受信装置２では、連続的にデータを受信することができ、例えば、データ出力装置Ｂが動画を再生する場合であっても、動画再生が停止することがない。
【００８０】
＜データ送受信システムの動作＞
次に、図４〜図６を参照して、本発明の第１実施形態に係るデータ送受信システムＳの動作について説明する。
【００８１】
〔パケット送信動作〕
最初に、図４を参照（適宜図１参照）して、データ送信装置１におけるパケット送信動作について説明する。
まず、データ送信装置１は、パケット送信手段１１によって、データ入力装置Ａから、パケットを入力する（ステップＳ１）。
そして、データ送信装置１は、送信レート計測手段１０によって、今回送信するパケットのパケット長を含む直近の一定時間内における送信データのデータ長から、当該パケットを送信する際の仮の送信レートを計算する（ステップＳ２）。
このステップＳ２で計算された仮の送信レートが、最大送信レート決定手段１３で決定される最大送信レート未満である場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、パケット送信手段１１は、ステップＳ１で入力したパケットを、回線Ｌ１を介して、データ受信装置２に送信する（ステップＳ４）。
【００８２】
そして、パケット送信手段１１は、ステップＳ４で送信したパケットのパケット識別子と、ステップＳ２で計算した仮の送信レートとを、最大送信レート決定手段１３に出力する（ステップＳ５）。このパケット識別子および送信レートは、最大送信レート決定手段１３において、最大送信レートを計算する際の送信側の情報となる。
一方、仮の送信レートが、最大送信レート以上である場合（ステップＳ３でＮｏ）、パケット送信手段１１は、ステップＳ１で入力したパケットを破棄する（ステップＳ６）。
そして、パケット送信手段１１は、パケットを送信したか否かの送信結果を、データ入力装置Ａに通知する（ステップＳ７）。
【００８３】
〔パケット受信動作〕
次に、図５を参照（適宜図１参照）して、データ受信装置２におけるパケット受信動作について説明する。
まず、データ受信装置２は、パケット受信手段２０によって、回線Ｌ１を介して、データ送信装置１から、パケットを受信する（ステップＳ１０）。
そして、パケット受信手段２０は、受信したパケットを、データ出力装置Ｂに出力する（ステップＳ１１）。
さらに、データ受信装置２は、受信レート計測手段２１によって、ステップＳ１０で受信したパケットのパケット長と、当該パケットを受信した時刻（受信側受信時刻）とに基づいて、受信レートを計算する（ステップＳ１２）。
【００８４】
そして、データ受信装置２は、受信情報通知手段２２によって、ステップＳ１０で受信したパケットのパケット識別子と、ステップＳ１２で計算した受信レートとを、受信情報として、回線Ｌ２を介して、データ送信装置１に送信（通知）する（ステップＳ１３）。
この受信情報であるパケット識別子および受信レートは、データ送信装置１の最大送信レート決定手段１３において、最大送信レートを計算する際の受信側の情報となる。
【００８５】
〔最大送信レート更新動作〕
次に、図６を参照（適宜図１参照）して、データ送信装置１における最大送信レート更新動作について説明する。
まず、データ送信装置１は、受信情報取得手段１２によって、データ受信装置２から、回線Ｌ２を介して、受信情報であるパケット識別子および受信レートを取得する（ステップＳ２０）。
【００８６】
そして、データ送信装置１は、最大送信レート決定手段１３の最大送信レート計算手段１３ａによって、図４のステップＳ５においてパケット送信手段１１から入力したパケット識別子および仮の送信レートと、ステップＳ２０で取得したパケット識別子および受信レートとに基づいて、同じパケット識別子に対応する送信レートおよび受信レートを用いて、前記（１）式により最大送信レートを計算し、更新する（ステップＳ２１）。
このステップＳ２１で計算された最大送信レートに基づいて、データ送信装置１は、図４のステップＳ３におけるパケットの送信可否の判定を行うことになる。
【００８７】
≪第２実施形態≫
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態に係るデータ送受信システムＳＢについて説明する。
【００８８】
＜データ送受信システムの概要＞
図７に示したデータ送受信システムＳＢは、パケット通信ネットワークにおいて、データ入力装置Ａからデータ出力装置Ｂに、データ送信装置１Ｂとデータ受信装置２とを介してデータ（パケット）を伝送するものであって、基本的には、図１で説明したデータ送受信システムＳと同じ機能を有する。
さらに、データ送受信システムＳＢは、データ送信装置１Ｂにおいて、パケットの往復遅延時間（Round Trip Time：以下、ＲＴＴという）を計測し、ＲＴＴが予め定めた時間を超過しないように、パケットの遅延を制御する機能を有する。
なお、データ送受信システムＳＢにおけるデータ受信装置２は、図１で説明したデータ送受信システムＳと同一のものであるため、ここでは、データ送信装置１Ｂについてのみ説明を行う。
【００８９】
〔データ送信装置の構成〕
図７に示すように、データ送信装置１Ｂは、送信レート計測手段１０と、パケット送信手段１１Ｂと、受信情報取得手段１２Ｂと、最大送信レート決定手段１３Ｂと、を備えている。送信レート計測手段１０は、図１で説明したデータ送信装置１の構成と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００９０】
パケット送信手段１１Ｂは、基本的に図１で説明したパケット送信手段１１と同じ機能を有するが、さらに、パケットを送信した時刻（送信時刻）を計時し、最大送信レート決定手段１３Ｂに出力する機能を付加している。
【００９１】
受信情報取得手段１２Ｂは、基本的に図１で説明した受信情報取得手段１２と同じ機能を有するが、さらに、受信情報（パケット識別子、受信レート）を受信した時刻（受信時刻）を計時し、最大送信レート決定手段１３Ｂに出力する機能を付加している。
このパケット送信手段１１Ｂや受信情報取得手段１２Ｂは、図示を省略した計時手段によって、パケットを送信した時刻や、受信情報を受信した時刻を計時する。
【００９２】
最大送信レート決定手段１３Ｂは、送信レートと受信レートとパケットの往復遅延時間とに基づいて、最大送信レートを決定するものである。ここでは、最大送信レート決定手段１３Ｂは、最大送信レート計算手段１３Ｂａと、遅延限界判定手段１３ｂと、を備えている。
【００９３】
まず、遅延限界判定手段１３ｂについて説明する。
遅延限界判定手段１３ｂは、パケットの送信時刻と、それに対応する受信情報の受信時刻との差であるパケットの往復遅延時間（ＲＴＴ）の増減、すなわち、当該遅延時間が増加する方向にある（増加傾向）にあるのか、または、減少する方向（減少傾向）にあるのかを判定するものである。さらに、遅延限界判定手段１３ｂは、ＲＴＴが増加傾向にある場合、ＲＴＴが予め定めたＲＴＴの上限値に達するまでの時間（限界時間）を算出する。
【００９４】
この遅延限界判定手段１３ｂは、最大送信レート計算手段１３Ｂａからパケットの送信時刻および受信時刻を取得し、ＲＴＴの増加または減少の判定結果、ならびに、増加傾向にある場合にはさらに限界時間を、最大送信レート計算手段１３Ｂａに出力する。
すなわち、遅延限界判定手段１３ｂは、図８に示すように、逐次ＲＴＴをメモリ等に記録し、現在時刻において、ＲＴＴが増加傾向である場合に、その割合でＲＴＴが増加しＲＴＴが上限値に達するまでの時間を、限界時間として、最大送信レート計算手段１３Ｂａに通知する。
【００９５】
なお、遅延限界判定手段１３ｂが、ＲＴＴの変化（増加または減少）傾向を判定するには、単位時間あたりのＲＴＴの変化量に基づいて判定すればよい。例えば、遅延限界判定手段１３ｂは、ＲＴＴを逐次、指数加重移動平均によって平滑化して送信時刻と対応させて記憶し、新たな送信時刻に算出したＲＴＴから直前の送信時刻に対応するＲＴＴを減算し、送信時刻の差で割ることでＲＴＴの単位時間あたりの変化量として算出する。そして、遅延限界判定手段１３ｂは、この変化量がプラスであれば増加傾向、マイナスであれば減少傾向であると判定する。
また、遅延限界判定手段１３ｂは、このＲＴＴの単位時間あたりの変化量を用いて、図８に示した限界時間を求めることができる。
【００９６】
最大送信レート計算手段１３Ｂａは、パケット送信手段１１Ｂでパケットを送信した際の仮の送信レートと、受信情報取得手段１２Ｂで取得した実際の受信レートと、遅延限界判定手段１３ｂの判定結果（限界時間を含む場合あり）とに基づいて、最大送信レートを計算するものである。
ここでは、最大送信レート計算手段１３Ｂａは、パケット送信手段１１Ｂから、パケット識別子、送信レートおよび送信時刻を入力し、受信情報取得手段１２Ｂから、パケット識別子、受信レートおよび受信時刻を入力する。
そして、最大送信レート計算手段１３Ｂａは同じパケット識別子に対応する送信時刻および受信時刻を遅延限界判定手段１３ｂに出力し、遅延限界判定手段１３ｂから、ＲＴＴの変化の判定結果（限界時間を含む場合あり）を入力して、最大送信レートを計算する。
【００９７】
具体的には、最大送信レート計算手段１３Ｂａは、ＲＴＴが増加傾向、かつ、パケット識別子で対応する送信レートが受信レートを上回っている場合、前記（１）式の上段の式によって、目標最大送信レートを計算し、現在の最大送信レートとの差分を限界時間で割った値を単位時間あたりの減少速度として、最大送信レートを目標最大送信レートまで更新する。すなわち、図９に示すように、現在の最大送信レートを、限界時間で目標最大送信レートとなるように、最大送信レートを連続的に減少させていく。
【００９８】
なお、最大送信レート計算手段１３Ｂａは、最大送信レートを連続的に減少させている途中で、受信情報取得手段１２Ｂから、他の受信情報を通知された場合、その時点における目標最大送信レート、減少速度、限界時間等の情報を無効とし、遅延限界判定手段１３ｂにおいて新たに判定される判定結果（限界時間を含む場合あり）に基づいて、最大送信レートを計算する。
【００９９】
また、最大送信レート計算手段１３Ｂａは、ＲＴＴが増加傾向、かつ、送信レートが受信レート以下の場合、または、ＲＴＴが増加傾向でなく、かつ、送信レートが受信レートを上回っている場合、最大送信レートを維持する。
また、最大送信レート計算手段１３Ｂａは、ＲＴＴが増加傾向でなく、かつ、送信レートが受信レート以下の場合、前記（１）式の下段の式によって、最大送信レートを予め定めたレート増加量だけ増加させる。
【０１００】
このように、最大送信レート決定手段１３Ｂでは、クロストラフィックを推定し、ボトルネック物理帯域を超過しない範囲で送信レートを決定することができるとともに、パケットの遅延が予め定めた遅延時間を超過しないように、送信レートを決定することができる。
以上説明したように、データ送受信システムＳＢは、図１で説明したデータ送受信システムＳの特徴に加え、パケットの伝送時間が予め定めた遅延時間以上超過しないように制御することができる。
【０１０１】
＜データ送受信システムの動作＞
次に、図１０を参照して、本発明の第２実施形態に係るデータ送受信システムＳＢの動作について説明する。
なお、パケット送信動作は、図４で説明したパケット送信動作のステップＳ４において、パケットを送信した時刻（送信時刻）を計時する動作が付加され、ステップＳ５において、パケット識別子と送信レートに加え、送信時刻を最大送信レート決定手段１３に出力する点が異なるだけである。
また、パケット送信動作は、図５で説明した動作と同じである。
そこで、ここでは、最大送信レート更新動作についてのみ説明する。
【０１０２】
〔最大送信レート更新動作〕
以下、図１０を参照（適宜図７参照）して、データ送信装置１Ｂにおける最大送信レート更新動作について説明する。
まず、データ送信装置１Ｂは、受信情報取得手段１２Ｂによって、データ受信装置２から、回線Ｌ２を介して、受信情報であるパケット識別子および受信レートを取得する（ステップＳ３０）。このとき、受信情報取得手段１２Ｂは、受信情報を取得した時刻をパケット識別子に対応した受信時刻として計時する。
そして、データ送信装置１Ｂは、遅延限界判定手段１３ｂによって、パケットの送信時刻と、それに対応する受信情報の受信時刻との差であるパケットの往復遅延時間（ＲＴＴ）が増加傾向にあるのか、または、減少傾向にあるのかを判定する（ステップＳ３１）。
【０１０３】
ここで、ＲＴＴが増加傾向であると判定した場合（ステップＳ３１でＹｅｓ）、遅延限界判定手段１３ｂは、さらに、ＲＴＴが増加傾向の割合で増加したときに、予め定めた上限値に達するまでの時間を、限界時間として算出する（ステップＳ３２）。
さらに、ここで、送信レートが受信レートを上回っている場合（ステップＳ３３でＹｅｓ）、データ送信装置１Ｂは、最大送信レート計算手段１３Ｂａによって、前記（１）式の上段の式によって、目標最大送信レートを計算し、現在の最大送信レートとの差分を限界時間で割った値を単位時間あたりの減少速度として、最大送信レートを目標最大送信レートまで連続的に減少させる（ステップＳ３４）。また、送信レートが受信レート以下の場合（ステップＳ３３でＮｏ）、最大送信レート計算手段１３Ｂａは、最大送信レートを維持する（ステップＳ３５）。
【０１０４】
一方、ＲＴＴが増加傾向ではないと判定した場合（ステップＳ３１でＮｏ）、さらに、送信レートが受信レートを上回っていれば（ステップＳ３６でＹｅｓ）、最大送信レート計算手段１３Ｂａは、最大送信レートを維持する（ステップＳ３５）。また、送信レートが受信レート以下であれば（ステップＳ３６でＮｏ）、最大送信レート計算手段１３Ｂａは、前記（１）式の下段の式によって、最大送信レートを予め定めたレート増加量だけ増加させる（ステップＳ３７）。
【０１０５】
≪第３実施形態≫
次に、図１１を参照して、本発明の第３実施形態に係るデータ送受信システムＳＣについて説明する。
【０１０６】
＜データ送受信システムの概要＞
図１１に示したデータ送受信システムＳＣは、パケット通信ネットワークにおいて、データ入力装置Ａからデータ出力装置Ｂに、データ送信装置１Ｃとデータ受信装置２とを介してデータ（パケット）を伝送するものであって、基本的には、図１で説明したデータ送受信システムＳと同じ機能を有する。
さらに、データ送受信システムＳＣは、ＲＴＴが予め定めた時間を超過しないように、パケットの遅延を制御する機能を有するとともに、最大送信レートの更新を最小限に抑える機能を有する。
なお、データ送受信システムＳＣにおけるデータ受信装置２は、図１で説明したデータ送受信システムＳと同一のものであるため、ここでは、データ送信装置１Ｃについてのみ説明を行う。
【０１０７】
〔データ送信装置の構成〕
図１１に示すように、データ送信装置１Ｃは、送信レート計測手段１０と、パケット送信手段１１Ｂと、受信情報取得手段１２Ｂと、最大送信レート決定手段１３Ｃと、を備えている。最大送信レート決定手段１３Ｃ以外の構成は、図２で説明したデータ送信装置１Ｂの構成と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０８】
最大送信レート決定手段１３Ｃは、送信レートと受信レートとに基づいて、最大送信レートを決定するものである。また、最大送信レート決定手段１３Ｃは、最大送信レートを更新する際に、ＲＴＴの値と、最後に更新した最大送信レートの更新時刻からの経過時間とに基づいて、最大送信レートを更新するか否かを制御する機能を有する。
ここでは、最大送信レート決定手段１３Ｃは、最大送信レート計算手段１３Ｃａと、更新判定手段１３ｃと、を備えている。
【０１０９】
最大送信レート計算手段１３Ｃａは、パケット送信手段１１Ｂでパケットを送信した際の仮の送信レートと、受信情報取得手段１２Ｂで取得した実際の受信レートとに基づいて、最大送信レートを計算するものである。なお、最大送信レート計算手段１３Ｃａは、更新判定手段１３ｃにおいて、最大送信レートの更新が必要か否かの判定結果を入力し、更新が必要と判定された場合にのみ、最大送信レートを更新する。
ここでは、最大送信レート計算手段１３Ｃａは、パケット送信手段１１Ｂから、パケット識別子、送信レートおよび送信時刻を取得し、受信情報取得手段１２Ｂから、パケット識別子、受信レートおよび受信時刻を取得する。
そして、最大送信レート計算手段１３Ｃａは同じパケット識別子に対応する送信時刻および受信時刻を更新判定手段１３ｃに出力し、更新判定手段１３ｃから、最大送信レートの更新が必要であるとする判定結果を取得した場合に、前記（１）式で示した計算式によって、最大送信レートを計算し、更新する。
【０１１０】
更新判定手段１３ｃは、パケットの送信時刻と、それに対応する受信情報の受信時刻との差であるパケットの往復遅延時間（ＲＴＴ）と、最後に最大送信レートの更新を判定した時刻からの経過時間とに基づいて、最大送信レートの更新が必要であるか否かを判定するものである。この判定結果は、最大送信レート計算手段１３Ｃａに出力される。
ここでは、更新判定手段１３ｃは、ＲＴＴがＲＴＴ上限値に達しているか、または、最後に最大送信レートを更新した時刻からの経過時間がレート更新最大間隔時間を経過しているかの少なくともいずれか一方を満たす場合に、最大送信レートの更新が必要であると判定する。
【０１１１】
ここで、ＲＴＴは、受信情報の受信時刻から、同じパケット識別子のパケットの送信時刻を減算することで計算することができる。また、ＲＴＴ上限値やレート更新最大間隔時間は、予め定めた値を用いることができる。なお、レート更新最大間隔時間は、ＲＴＴの値が大きいほど短く、ＲＴＴの値が小さいほど長くなるように、予め定めた割合で変化する可変時間としてもよい。
このように、最大送信レート決定手段１３Ｃは、ＲＴＴが上限値に達しない範囲で、最大送信レートの更新頻度を抑えることができる。
【０１１２】
以上説明したように、データ送受信システムＳＣは、図１で説明したデータ送受信システムＳの特徴に加え、最大送信レートの更新頻度を抑えることで、装置内の負荷を軽減させることができる。
【０１１３】
＜データ送受信システムの動作＞
次に、図１２を参照して、本発明の第３実施形態に係るデータ送受信システムＳＣの動作について説明する。なお、パケット送信動作およびパケット受信動作は、データ送受信システムＳＢ（図７）と同じ動作であるため、説明を省略する。
【０１１４】
〔最大送信レート更新動作〕
以下、図１２を参照（適宜図１１参照）して、データ送信装置１Ｃにおける最大送信レート更新動作について説明する。
まず、データ送信装置１Ｃは、受信情報取得手段１２Ｂによって、データ受信装置２から、回線Ｌ２を介して、受信情報であるパケット識別子および受信レートを取得する（ステップＳ４０）。このとき、受信情報取得手段１２Ｂは、受信情報を取得した時刻をパケット識別子に対応した受信時刻として計時する。
【０１１５】
そして、データ送信装置１Ｃは、更新判定手段１３ｃによって、パケットの送信時刻と、それに対応する受信情報の受信時刻との差であるパケットの往復遅延時間（ＲＴＴ）が予め定めた上限値に達しているか、または、最後に最大送信レートを更新した時刻からの経過時間が予め定めたレート更新最大間隔時間を経過しているかを判定する（ステップＳ４１）。
このステップＳ４１において、２つの条件の少なくとも一方を満たす場合（ステップＳ４１でＹｅｓ）、更新判定手段１３ｃは、最大送信レートの更新が必要である旨の判定結果を最大送信レート計算手段１３Ｃａに通知し、最大送信レート計算手段１３Ｃａが、前記（１）式により最大送信レートを計算し、更新する（ステップＳ４２）。
【０１１６】
一方、ＲＴＴが上限値未満であり、かつ、最後に最大送信レートを更新した時刻から、レート更新最大間隔時間を経過していない場合（ステップＳ４１でＮｏ）、更新判定手段１３ｃは、更新する必要がない旨の判定結果を最大送信レート計算手段１３Ｃａに通知することで、最大送信レートを維持する（ステップＳ４３）。
【０１１７】
≪第４実施形態≫
次に、図１３を参照して、本発明の第４実施形態に係るデータ送受信システムＳＤについて説明する。
【０１１８】
＜データ送受信システムの概要＞
図１３に示したデータ送受信システムＳＤは、パケット通信ネットワークにおいて、データ入力装置Ａからデータ出力装置Ｂに、データ送信装置１Ｄとデータ受信装置２Ｄとを介してデータ（パケット）を伝送するものであって、基本的には、図１で説明したデータ送受信システムＳと同じ機能を有する。
さらに、データ送受信システムＳＤは、パケットの遅延を制御する機能を有する。
【０１１９】
なお、図７で説明したデータ送受信システムＳＢでは、パケットの遅延時間として、パケットを送信してから、当該パケットに対応する受信情報を取得するまでの時間、すなわち回線Ｌ１，Ｌ２の両方向の往復遅延時間（ＲＴＴ）を用いた。しかし、データ送受信システムＳＤでは、遅延時間として、パケットが送信され、受信されるまでの時間、すなわち、回線Ｌ１のみの片方向（送信方向）の遅延時間を用いる。
以下、図１３を参照して、本発明に係るデータ送信装置１Ｄおよびデータ受信装置２Ｄについて詳細に説明する。
【０１２０】
〔データ送信装置の構成〕
図１３に示すように、データ送信装置１Ｄは、送信レート計測手段１０と、パケット送信手段１１Ｂと、受信情報取得手段１２Ｄと、最大送信レート決定手段１３Ｄと、を備えている。送信レート計測手段１０は、図１で説明したデータ送信装置１の構成と同じものであり、パケット送信手段１１Ｂは、図７で説明したデータ送信装置１Ｂの構成と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２１】
受信情報取得手段１２Ｄは、基本的に図１で説明した受信情報取得手段１２と同じ機能を有するが、さらに、パケット識別子および受信レート以外にも受信情報として取得した受信側受信時刻を、最大送信レート決定手段１３Ｄに出力する機能を付加している。
【０１２２】
最大送信レート決定手段１３Ｄは、送信レートと受信レートとパケットの片方向（送信方向）遅延時間とに基づいて、最大送信レートを決定するものである。ここでは、最大送信レート決定手段１３Ｄは、最大送信レート計算手段１３Ｄａと、遅延限界判定手段１３Ｄｂと、を備えている。
【０１２３】
まず、遅延限界判定手段１３Ｄｂについて説明する。
遅延限界判定手段（片方向遅延限界判定手段）１３Ｄｂは、パケットの送信時刻と、そのパケットの受信側の受信時刻（受信側受信時刻）との差であるパケットの片方向（送信方向）遅延時間が増加する方向にある（増加傾向）にあるのか、または、減少する方向（減少傾向）にあるのかを判定するものである。さらに、遅延限界判定手段１３Ｄｂは、片方向遅延時間が増加傾向にある場合、片方向遅延時間が予め定めた上限値に達するまでの時間（限界時間）を算出する。
【０１２４】
この遅延限界判定手段１３Ｄｂは、最大送信レート計算手段１３Ｄａからパケットの送信時刻および受信側受信時刻を入力し、片方向遅延時間の増加または減少の判定結果、ならびに、増加傾向にある場合にはさらに限界時間を、最大送信レート計算手段１３Ｄａに出力する。
すなわち、図７で説明した遅延限界判定手段１３ｂが、往復遅延時間（ＲＴＴ）の変化を判定したのに対し、遅延限界判定手段１３Ｂｂは、ＲＴＴを片方向遅延時間に替えている点が異なっているだけで、遅延時間の判定手法や限界時間の算出方法は同一である。
【０１２５】
最大送信レート計算手段１３Ｄａは、パケット送信手段１１Ｂでパケットを送信した際の仮の送信レートと、受信情報取得手段１２Ｄで取得した実際の受信レートと、遅延限界判定手段１３Ｄｂの判定結果（限界時間を含む場合あり）とに基づいて、最大送信レートを計算するものである。
ここでは、最大送信レート計算手段１３Ｄａは、パケット送信手段１１Ｂから、パケット識別子、送信レートおよび送信時刻を取得し、受信情報取得手段１２Ｄから、パケット識別子、受信レート、および、データ受信装置２Ｄで計時されたパケットの受信時刻である受信側受信時刻を取得する。
【０１２６】
そして、最大送信レート計算手段１３Ｄａは同じパケット識別子に対応する送信時刻および受信側受信時刻を遅延限界判定手段１３Ｄｂに出力し、遅延限界判定手段１３Ｂｂから、片方向遅延時間の変化の判定結果（限界時間を含む場合あり）を取得して、最大送信レートを計算する。
【０１２７】
すなわち、図７で説明した最大送信レート計算手段１３Ｂａが、ＲＴＴが増加傾向か否かの判定結果に応じて最大送信レートを計算したのに対し、最大送信レート計算手段１３Ｄａは、片方向遅延時間が増加傾向か否かの判定結果に応じて最大送信レートを計算する点が異なるだけである。
【０１２８】
このように、最大送信レート決定手段１３Ｄでは、クロストラフィックを推定し、ボトルネック物理帯域を超過しない範囲で送信レートを決定することができるとともに、パケットの送信における遅延（片方向遅延）が予め定めた遅延時間を超過しないように、送信レートを決定することができる。
【０１２９】
〔データ受信装置の構成〕
次に、図１３を参照して、データ受信装置２Ｄの構成について説明する。図１３に示すように、データ受信装置２Ｄは、パケット受信手段２０と、受信レート計測手段２１Ｄと、受信情報通知手段２２Ｄと、を備えている。パケット受信手段２０は、図１で説明したデータ受信装置２の構成と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３０】
受信レート計測手段２１Ｄは、基本的に図１で説明した受信レート計測手段２１と同じ機能を有するが、さらに、パケット受信手段２０から入力した受信側受信時刻を受信情報通知手段２２Ｄに出力する機能を付加している。
【０１３１】
受信情報通知手段２２Ｄは、基本的に図１で説明した受信情報通知手段２２と同じ機能を有するが、さらに、受信レート計測手段２１Ｄから入力した受信側受信時刻を、パケット識別子および受信レートとともにデータ送信装置１Ｄに送信（通知）する機能を付加している。
これによって、データ送信装置１Ｄにおいて、データ送信装置１Ｄが送信したパケットの遅延時間（片方向遅延時間）を計測することが可能になる。
【０１３２】
以上説明したように、データ送受信システムＳＤは、図１で説明したデータ送受信システムＳの特徴に加え、パケットの送信方向の伝送時間が予め定めた遅延時間以上超過しないように制御することができる。
【０１３３】
＜データ送受信システムの動作＞
次に、図１４を参照して、本発明の第４実施形態に係るデータ送受信システムＳＤの動作について説明する。
なお、パケット送信動作は、データ送受信システムＳＢ（図７）と同じ動作であるため、説明を省略する。
また、パケット送信動作は、図５で説明したパケット受信動作のステップＳ１０において、パケットを受信した時刻（受信側受信時刻）を計時する動作が付加され、ステップＳ１３において、パケット識別子と送信レートに加え、受信側受信時刻を受信情報として通知する点が異なるだけである。
そこで、ここでは、最大送信レート更新動作についてのみ説明する。
【０１３４】
〔最大送信レート更新動作〕
以下、図１４を参照（適宜図１３参照）して、データ送信装置１Ｄにおける最大送信レート更新動作について説明する。
まず、データ送信装置１Ｄは、受信情報取得手段１２Ｄによって、データ受信装置２Ｄから、回線Ｌ２を介して、受信情報であるパケット識別子、受信レートおよび受信側受信時刻を取得する（ステップＳ５０）。
【０１３５】
そして、データ送信装置１Ｄは、遅延限界判定手段１３Ｄｂによって、パケットの送信時刻と、それに対応する受信情報の受信側受信時刻との差であるパケットの片方向遅延時間が増加傾向にあるのか、または、減少傾向にあるのかを判定する（ステップＳ５１）。
ここで、片方向遅延時間が増加傾向であると判定した場合（ステップＳ５１でＹｅｓ）、遅延限界判定手段１３Ｄｂは、さらに、片方向遅延時間が増加傾向の割合で増加したときに、予め定めた上限値に達するまでの時間を、限界時間として算出する（ステップＳ５２）。
【０１３６】
さらに、ここで、送信レートが受信レートを上回っている場合（ステップＳ５３でＹｅｓ）、データ送信装置１Ｄは、最大送信レート計算手段１３Ｄａによって、前記（１）式の上段の式によって、目標最大送信レートを計算し、現在の最大送信レートとの差分を限界時間で割った値を単位時間あたりの減少速度として、最大送信レートを目標最大送信レートまで連続的に減少させる（ステップＳ５４）。また、送信レートが受信レート以下の場合（ステップＳ５３でＮｏ）、最大送信レート計算手段１３Ｄａは、最大送信レートを維持する（ステップＳ５５）。
【０１３７】
一方、片方向遅延時間が増加傾向ではないと判定した場合（ステップＳ５１でＮｏ）、さらに、送信レートが受信レートを上回っていれば（ステップＳ５６でＹｅｓ）、最大送信レート計算手段１３Ｄａは、最大送信レートを維持する（ステップＳ５５）。また、送信レートが受信レート以下であれば（ステップＳ５６でＮｏ）、最大送信レート計算手段１３Ｄａは、前記（１）式の下段の式によって、最大送信レートを予め定めたレート増加量だけ増加させる（ステップＳ５７）。
【０１３８】
≪第５実施形態≫
次に、図１５を参照して、本発明の第５実施形態に係るデータ送受信システムＳＥについて説明する。
【０１３９】
＜データ送受信システムの概要＞
図１５に示したデータ送受信システムＳＥは、パケット通信ネットワークにおいて、データ入力装置Ａからデータ出力装置Ｂに、データ送信装置１Ｅとデータ受信装置２Ｅとを介してデータ（パケット）を伝送するものであって、基本的には、図１で説明したデータ送受信システムＳと同じ機能を有する。
さらに、データ送受信システムＳＥは、データ受信装置２Ｅにおいて、パケットの遅延時間を計測し、その遅延時間が予め定めた時間を超過しないように、パケットの遅延を制御する機能を有する。
以下、図１５を参照して、本発明に係るデータ送信装置１Ｅおよびデータ受信装置２Ｅについて詳細に説明する。
【０１４０】
〔データ送信装置の構成〕
図１５に示すように、データ送信装置１Ｅは、送信レート計測手段１０と、パケット送信手段１１Ｅと、受信情報取得手段１２と、最大送信レート決定手段１３と、往復遅延応答手段１４と、を備えている。送信レート計測手段１０、受信情報取得手段１２および最大送信レート決定手段１３は、図１で説明したデータ送信装置１の構成と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１４１】
パケット送信手段１１Ｅは、基本的に図１で説明したパケット送信手段１１と同じ機能を有するが、さらに、パケットを送信した時刻（送信時刻）を、伝送データに付与して送信する機能を付加している。
この送信時刻が、データ受信装置２Ｅにおいて、パケットの遅延時間を計測する際に利用される。
【０１４２】
往復遅延応答手段１４は、データ受信装置２Ｅから送信されてくる要求（エコー要求）を受信し、それに対する応答（エコー応答）をデータ受信装置２Ｅに送信するものである。このエコー要求およびエコー応答は、データ受信装置２Ｅが、パケットの往復遅延時間（ＲＴＴ）を計測するために用いるものである。
このエコー要求およびエコー応答は、例えば、ＲＦＣ７９２で規定されているＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）のメッセージであるエコー要求通知およびエコー応答通知を用いることができる。
【０１４３】
〔データ受信装置の構成〕
次に、図１５を参照して、データ受信装置２Ｅの構成について説明する。図１５に示すように、データ受信装置２Ｅは、パケット受信手段２０Ｅと、受信レート計測手段２１Ｅと、受信情報通知手段２２と、往復遅延計測手段２３と、通知判定手段２４と、を備えている。受信情報通知手段２２は、図１で説明したデータ受信装置２の構成と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１４４】
パケット受信手段２０Ｅは、基本的に図１で説明したパケット受信手段２０と同じ機能を有するが、さらに、パケットに付与して送信されてくる送信時間を、受信レート計測手段２１Ｅに出力する機能を付加している。
【０１４５】
受信レート計測手段２１Ｅは、基本的に図１で説明した受信レート計測手段２１と同じ機能を有するが、パケット識別子、受信レートおよび受信側受信時刻を通知判定手段２４に出力する点が異なっている。さらに、受信レート計測手段２１Ｅは、パケット受信手段２０Ｅから入力した送信時刻を通知判定手段２４に出力する機能も有している。
【０１４６】
往復遅延計測手段２３は、データ送信装置１Ｅとデータ受信装置２Ｅとの間のパケットの往復遅延時間（ＲＴＴ）を計測するものである。
ここでは、往復遅延計測手段２３は、回線Ｌ２を介して、応答を返信する旨の要求（エコー要求）をデータ送信装置１Ｅに送信し、回線Ｌ１を介して返信される応答（エコー応答）を受信し、エコー要求を送信した時刻と、エコー応答を受信した時刻の差によって、ＲＴＴを計測する。
この往復遅延計測手段２３は、伝送データのパケットとは独立して、定期的にエコー要求を行い、計測した往復遅延時間（ＲＴＴ）を通知判定手段２４に出力する。
なお、往復遅延計測手段２３は、図示を省略した計時手段によって、エコー要求を送信した時刻や、エコー応答を受信した時刻を計時する。
【０１４７】
通知判定手段２４は、受信レート計測手段２１Ｅから入力される送信時刻と受信側受信時刻とに基づいて、データ送信装置１Ｅから送信されたパケットが、データ受信装置２Ｅで受信されるまでのパケットの片方向遅延時間を計測し、その片方向遅延時間の変化に基づいて、データ送信装置１Ｅに、受信情報を通知するか否かを判定するものである。
この通知判定手段２４は、片方向遅延時間が増加し、このままの推移では、予め定めた上限値（限界値）を超えると判断した場合に、受信情報をデータ送信装置１Ｅに通知すると判定し、受信レート計測手段２１Ｅから取得したパケット識別子および受信レートを、受信情報として受信情報通知手段２２に出力する。
さらに、通知判定手段２４は、最後に受信情報を通知した時刻からの経過時間がレート更新最大間隔時間を経過している場合にも、受信情報の通知が必要であると判定し、受信情報を受信情報通知手段２２に出力する。
【０１４８】
なお、受信情報は、片方向遅延時間が上限値を越える前に通知する必要がある。そこで、通知判定手段２４は、片方向遅延時間が上限値を越えると判断した場合、データ送信装置１Ｅがパケットを送信した時刻である送信時刻に、往復遅延計測手段２３で計測した往復遅延時間（ＲＴＴ）だけ経過した時刻における片方向遅延時間を推定し、受信情報を受信情報通知手段２２に出力する。
【０１４９】
すなわち、通知判定手段２４は、逐次、片方向遅延時間をメモリ等に記録し、図１６に示すように、片方向遅延時間が増加傾向にある場合に、送信時刻からその割合で遅延時間が増加し、往復遅延計測手段２３で計測したＲＴＴの時間経過後に、上限値に達すると判断したときに、受信情報を通知する必要があると判定する。
このように、通知判定手段２４は、片方向遅延時間が上限値に達する前に、受信情報通知手段２２を介して、データ送信装置１Ｅに受信情報を通知することができる。
【０１５０】
以上説明したように、データ送受信システムＳＥは、データ受信装置２Ｅにおいて、送信データの遅延時間を考慮して、データ送信装置１Ｅに最大送信レートの更新のタイミングを通知することができる。
【０１５１】
＜データ送受信システムの動作＞
次に、図１７，図１８を参照して、本発明の第５実施形態に係るデータ送受信システムＳＥの動作について説明する。なお、最大送信レート更新動作は、データ送受信システムＳ（図１）と同じ動作であるため、説明を省略する。
また、往復遅延計測手段２３が行う往復遅延時間（ＲＴＴ）の測定は、伝送パケットとは独立して動作するものであるため、ここでは説明を省略する。
【０１５２】
〔パケット送信動作〕
まず、図１７を参照（適宜図１５参照）して、データ送信装置１Ｅにおけるパケット送信動作について説明する。
図１７に示したステップＳ１〜Ｓ３の動作は、図４で説明したデータ送信装置１の動作と同じであるため、同一の符号を付している。
そして、データ送信装置１Ｅは、ステップＳ２で計算された仮の送信レートが、最大送信レート決定手段１３で決定される最大送信レート未満である場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、パケット送信手段１１Ｅは、ステップＳ１で入力したパケットに送信時刻を付与し、回線Ｌ１を介して、データ受信装置２Ｅに送信する（ステップＳ４Ｂ）。
以降の動作は、図４で説明したデータ送信装置１の動作と同じであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１５３】
〔パケット受信動作〕
次に、図１８を参照（適宜図１５参照）して、データ受信装置２Ｅにおけるパケット受信動作について説明する。
まず、データ受信装置２Ｅは、パケット受信手段２０Ｅによって、回線Ｌ１を介して、データ送信装置１から、送信時刻が付与されたパケットを受信する（ステップＳ６０）。
そして、パケット受信手段２０Ｅは、受信したパケットを、データ出力装置Ｂに出力する（ステップＳ６１）。
さらに、データ受信装置２Ｅは、受信レート計測手段２１Ｅによって、ステップＳ６０で受信したパケットのパケット長と、当該パケットを受信した時刻（受信側受信時刻）とに基づいて、受信レートを計算する（ステップＳ６２）。
【０１５４】
そして、データ受信装置２Ｅは、通知判定手段２４によって、受信側受信時刻と送信時刻との差である片方向遅延時間が、このままの推移では上限値に達する、または、最後に受信情報を通知した時刻からの経過時間がレート更新最大間隔時間を経過しているかを判定する（ステップＳ６３）。
このステップＳ６３において、２つの条件の少なくとも一方を満たす場合（ステップＳ６３でＹｅｓ）、通知判定手段２４は受信情報の通知が必要であると判定し、受信情報通知手段２２が、受信情報（パケット識別子、受信レート）を、データ送信装置１Ｅに送信（通知）する（ステップ６４）。
この受信情報を通知されたタイミングで、データ送信装置１Ｅは、最大送信レートの更新を行う。
【０１５５】
≪第６実施形態≫
次に、図１９を参照して、本発明の第６実施形態に係るデータ送受信システムＳＦについて説明する。
【０１５６】
＜データ送受信システムの概要＞
図１９に示したデータ送受信システムＳＦは、パケット通信ネットワークにおいて、データ送信装置１Ｆが映像音声データをパケット化してデータ受信装置２Ｆに送信し、データ受信装置２Ｆがそのパケットを受信して映像音声データに復号するものである。
図１に示したデータ送受信システムＳでは、データ送信装置１がデータ入力装置Ａからデータ（パケット）を入力し、データ受信装置２が、受信したパケットをデータ出力装置Ｂに出力したが、図１９に示したデータ送受信システムＳＥでは、データをエンコードしてパケット化する機能をデータ送信装置１Ｆに備え、そのパケットを元のデータに復号する機能をデータ受信装置２Ｆに備えている。
以下、図１９を参照して、本発明に係るデータ送信装置１Ｆおよびデータ受信装置２Ｆについて詳細に説明する。
【０１５７】
〔データ送信装置の構成〕
図１９に示すように、データ送信装置１Ｆは、送信レート計測手段１０と、パケット送信手段１１Ｆと、受信情報取得手段１２と、最大送信レート決定手段１３Ｆと、データエンコード手段１５と、を備えている。送信レート計測手段１０および受信情報取得手段１２、図１で説明したデータ送信装置１の構成と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１５８】
パケット送信手段１１Ｆは、基本的に図１で説明したパケット送信手段１１と同じ機能を有する。ただし、パケット送信手段１１Ｆは、最大送信レート決定手段１３Ｆで決定される最大送信レートを考慮せず、データエンコード手段１５から入力されるパケットをそのまま、回線Ｌ１を介して、データ受信装置２に送信する点が異なっている。
【０１５９】
最大送信レート決定手段１３Ｆは、基本的に図１で説明した最大送信レート決定手段１３と同じ機能を有する。ただし、最大送信レート決定手段１３Ｆは、最大送信レート計算手段１３ａで計算した最大送信レートをデータエンコード手段１５に出力する点が異なっている。
【０１６０】
データエンコード手段１５は、最大送信レート決定手段１３Ｆで決定される最大送信レートに基づいて、外部から入力される映像音声データを、最大送信レート以下となるようにエンコードおよびパケット化するものである。
このデータエンコード手段１５は、最大送信レートから、パケット化に必要なオーバーヘッド（アドレス等のヘッダ情報）を減算したレートを最大エンコードレートとし、当該最大エンコードレート以下となるように、映像音声データをエンコードし、ヘッダ情報等を付加してパケット化し、パケット送信手段１１Ｆに出力する。
すなわち、データエンコード手段１５は、最大エンコードレートが低ければ圧縮率を高めてエンコードを行い、最大エンコードレートが高ければ圧縮率を低くしてエンコードを行う。なお、このエンコードは、ＭＰＥＧ等の一般的な圧縮符号化方式を用いることができる。
【０１６１】
〔データ受信装置の構成〕
次に、図１９を参照して、データ受信装置２Ｆの構成について説明する。図１９に示すように、データ受信装置２Ｆは、パケット受信手段２０と、受信レート計測手段２１と、受信情報通知手段２２と、データデコード手段２５と、を備えている。データデコード手段２５以外の構成は、図１で説明したデータ受信装置２の構成と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１６２】
データデコード手段２５は、パケット受信手段２０で受信したデータ（パケット）を、元の映像音声データに復号（デコード）するものである。なお、このデータデコード手段２５におけるデコードは、データエンコード手段１５のエンコードに対応した復号方式を用いることができる。
【０１６３】
以上説明したように、データ送受信システムＳＦは、クロストラフィックの大きさに応じて、エンコードレート、すなわち、送信レートを変えることができるため、大きなクロストラフィックが流入した場合であっても、ボトルネックリンクの帯域内でデータ伝送を行うことができる。
なお、データ送受信システムＳＦにおけるレート制御を行う動作は、図１で説明したデータ送受信システムＳと同じであるため、説明を省略する。
【０１６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの装置は、一般的なコンピュータを、前記した手段として機能させるプログラムで動作させることができる。
また、本発明は、ここで説明した実施形態に限定されるものではない。
例えば、図１１に示したデータ送受信システムＳＣでは、更新判定手段１３ｃが、往復遅延時間（ＲＴＴ）が上限値を超過するか否かで最大送信レートを更新するか否か判定したが、図１３に示したデータ送受信システムＳＤと同様に、片方向遅延時間によって更新するか否かを判定することとしてもよい。
【０１６５】
また、図１９に示したデータ送受信システムＳＦでは、基本的には、図１に示した第１実施形態のデータ送信装置１にデータエンコード手段１５を付加し、データ受信装置２にデータデコード手段２５を付加して構成したが、他の実施形態（図７、図１１、図１３、図１５）においても、同様に、データエンコード手段１５およびデータデコード手段２５を付加して構成してもよい。
その場合、データ送信装置１では、最大送信レート決定手段１３が、最大送信レートをデータエンコード手段１５に出力するようにし、パケット送信手段は１１が、最大送信レートを考慮せずに、パケットの送信を行うようにすればよい。
【符号の説明】
【０１６６】
Ｓ      データ送受信システム
１      データ送信装置
１０    送信レート計測手段
１１    パケット送信手段
１２    受信情報取得手段
１３    最大送信レート決定手段
１３ａ  最大送信レート計算手段
１３ｂ  遅延限界判定手段（片方向遅延限界判定手段）
１３ｃ  更新判定手段
１４    往復遅延応答手段
１５    データエンコード手段
２      データ受信装置
２０    パケット受信手段
２１    受信レート計測手段
２２    受信情報通知手段
２３    往復遅延計測手段
２４    通知判定手段
２５    データデコード手段
Ａ      データ入力装置
Ｂ      データ出力装置
【図１】
0005820238.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005820238.tif 000018
【図１３】
0005820238.tif 000019
【図１４】
0005820238.tif 000020
【図１５】
0005820238.tif 000021
【図１６】
0005820238.tif 000022
【図１７】
0005820238.tif 000023
【図１８】
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【図１９】
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