JP4578414B2 - 階層符号化マルチキャスト通信システム - Google Patents

Description

本発明は、ＭｏｂｉｌｅＩＰなどの第三層移動管理プロトコルにおける最適通信路選択機能を有し、視聴アプリケーションに帯域を割り当てる階層符号化マルチキャスト通信システムに関する。

同一情報を複数地点に伝送し、かつ、中継伝送路上のトラフィックを大幅に減少させるための有効な手法として、マルチキャスト通信がある。マルチキャスト通信においては、受信端末側が接続している上位ルータに対して、マルチキャストグループへの参加を通知しておく必要がある。こうすることで、マルチキャストグループアドレスが指定されたパケットを送信端末が送信すると、受信端末側はマルチキャストパケットを受信できるようになる。受信端末が複数ある際は、途中までの経路が同じであれば、そこまでは同じパケットを伝送し、分岐点以降の経路では、そのパケットを複製してそれぞれの経路へ転送することで、ネットワーク全体の資源の節約、伝送コストの低減を図っている。

マルチキャスト通信プロトコルは、ルータ−ホスト（受信端末）間プロトコルとルータ−ルータ間プロトコルからなる。前者は、ルータがマルチキャストグループに参加しているホスト（受信端末）の存在を調査するためのプロトコルであり、代表的なものとして、ＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）が挙げられる。例えば、ＭＬＤｖ１（MLD Version 1）プロトコルでは、ルータが通信端末に対して、グループ参加要求があるかを問い合わせるＭＬＤｖ１ Ｑｕｅｒｙメッセージと、端末がルータに対してグループ参加開始を送信するＭＬＤｖ１ Ｒｅｐｏｒｔメッセージと、端末がルータに対してグループ参加終了を送信するＭＬＤｖ１ Ｄｏｎｅメッセージなどが定義されている。

後者は、ルータがマルチキャスト経路表を構築するプロトコルであり、前者において、通信端末から受け取った参加情報を利用する。後者の代表的なものとしては、ＰＩＭ（Protocol Independent Multicast）が挙げられる。ＰＩＭには、ＰＩＭ−ＳＭ（Sparse-Mode、散在モード）とＰＩＭ−ＤＭ（Dense-Mode、密集モード）がある。ＰＩＭ−ＳＭは、隣接するＰＩＭ−ＳＭ対応ルータ間でマルチキャスト経路情報を交換し合うことで、マルチキャスト経路表を構築する手法である。これは、グループメンバーがインターネットの多くの領域にまたがって存在（散在）し、帯域幅が必ずしも十分とはいえない環境に適したプロトコルである。一方、ＰＩＭ−ＤＭは、受信したマルチキャストパケットをとりあえず全インタフェースに中継してから、中継不要なインタフェースへの中継を無効にしていく手法である。これは、グループメンバーが比較的集中して存在し、帯域幅も十分ある環境で使われることが多い。

しかし、マルチキャスト通信では、マルチキャストグループに参加する全ての受信端末に同一データを送信するため、ネットワーク帯域幅の異なる複数の受信者（端末）にマルチキャストを行う場合、最も帯域幅の狭い参加者に合わせて送信者が低品質のデータ送信を行う、あるいは、受信者が帯域幅の狭い場合にはそのマルチキャストグループには参加しない、などの対策が必要になる。ここで、前者はマルチキャストグループ参加者全員に低品質なデータ通信を強いることになってしまう。

そこで、複数ユーザに対して異なる品質で同時配信する方法の１つとして、データをいくつかの階層に分割して符号化する階層符号化とマルチキャストとを組み合わせた階層符号化マルチキャスト方式が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。一般に階層符号化では、コンテンツは基本層（一番下の層）と幾つかの拡張層（基本層より上の全ての層）で構成されるデータに分けて符号化され、各層は下の層を補完する関係にある。

階層符号化マルチキャスト法において、送信側は、コンテンツに階層符号化を施した後、階層の数だけ別々のマルチキャストＩＰアドレスにマルチキャスト送信を行う。受信側は、できるだけ多くの層を受信できるように参加すべきグループに参加しておき、送信側から送られてきた情報を受信し復号化する。多くの層を受信すれば、より高品質なコンテンツを受信できる。

なお、非特許文献１には、受信者の参加グループ選択基準として、パケット損失率を利用した方式が開示されている。一定時間におけるパケット損失率がある閾値を超えた場合には受信する階層を１つ落とし、超えなかった場合には受信する階層を１つ上げることで、ネットワークの帯域に応じた品質でのデータ受信が可能になる、と記されている。

一方、本出願人は、ユニキャスト通信を使用した場合において、各データフローに帯域を割り当てると同時に、最適なパス（送信元通信メディア＝ソースＩＰアドレス、および、送信先通信メディア＝ディスティネーションＩＰアドレスの組み合わせ）を各フロー毎に選択することを可能にする提案をしている。

この提案は、まず端末のアプリケーションが、嗜好情報を含むフロー情報をその端末の通信管理部に通知する。このフロー情報には、相手端末のＩＰアドレス（ホームアドレス）やフローを特定するためのポート番号の情報、フローに対して要求する複数の帯域幅（最低必要な帯域、最大で必要な帯域、およびサポート可能な帯域）、その他ネットワークパラメータに対する要求が含まれている。このフロー情報を元に通信管理部は相手端末とのネットワーク状態を各パスに対して把握する。このパスのネットワーク状態とフローの要求を勘案し、各フローを各パスに割り当て、さらに各フローに対して帯域を割り振る、というものである。

また、上記の提案ではＭｏｂｉｌｅＩＰ等のＯＳＩ（Open Systems Interconnection）７階層モデルにおける第三層の移動プロトコルを用いており、ホームアドレス（ＨｏＡ：Home Address）と呼ばれる移動しても不変なアドレスと、移動した際には変化するケアオブアドレス（ＣｏＡ：Care of Address）を活用している。具体的にはフローや通信相手を一意に識別するためにはホームアドレスを用い、複数のパスを一意に識別するためにはケアオブアドレスを用いている。
スティーヴン・マッキャン（Steven McCanne），外２名，「レシーバ‐ドリヴン・レイヤード・マルチキャスト（Receiver-driven Layered Multicast）」，ＳＩＧＣＯＭＭ会報（Proceedings of SIGCOMM），1996年8月、p．117−130

しかしながら、上記の提案は、ＥＮＤ−ＥＮＤのネットワーク状態を基にして作成されたパス情報から各フローに対して最適パスを割り当てる方式であって、ユニキャスト通信のみをその範疇としていた。そのため、１つのデータが複数パス経由で端末に到達するような方式を利用する場合、例えば、１つのデータフローに対して複数のマルチキャストＩＰアドレスを用いる階層符号化マルチキャスト方式を利用する場合は、不具合が生じる可能性がある。つまり、階層符号化マルチキャスト方式を利用するにあたっては、マルチキャスト配信装置と受信端末との間のネットワーク状態を把握しただけでは対応することができない。

また、マルチキャスト通信における全般的な問題として、各ＥＮＤ端末（受信者）がマルチキャストストリームを分岐点から受け取るだけのネットワーク能力（十分な帯域幅）を有しているかを判断せずにマルチキャストグループに参加すると、他の通信（自身の他の通信、他者の通信）にまで悪影響を及ぼす可能性があるという問題がある。さらに、複数の階層のマルチキャストデータを異なったネットワークから受信した場合、ネットワークの遅延・伝送速度の差などにより、上位階層データが到達しないまま再生が始まってしまうなどの問題を生じる恐れがある。

そこで本発明においては、階層符号化マルチキャストに対応した上記提案の通信システム、特に一つ以上の通信メディアを有する各ＥＮＤ端末と分岐点との間のネットワーク状態を把握することにより最適な通信路を選択し、異なる階層のデータを別々のパスから受信した場合であっても、スムーズに再生を行うことが可能な階層符号化マルチキャスト通信システムの提供を目的とする。

本発明による階層符号化マルチキャスト通信システムは、２以上の異なる通信メディアを持ち、他端末との通信を制御し帯域割り当て機能を有する通信管理部とを備え、階層符号化マルチキャストフローを受信しコンテンツを視聴するための視聴アプリケーションを有する通信端末と、各階層のデータごとに異なるマルチキャストＩＰアドレスを割り当てて、コンテンツをマルチキャスト配信するマルチキャスト配信装置と、前記マルチキャスト配信装置と前記通信端末との間に位置し、他端末との通信を制御する通信管理部を有し、ＩＰアドレスが割り当てられ、マルチキャストルーティングプロトコルによってマルチキャストルーティングを実行するルータと、前記ルータのうち分岐点化されているルータのＩＰアドレスを管理する分岐点管理サーバ、とから構成され、前記通信端末と分岐点化されている前記ルータとの間のネットワーク状態を把握し、そのネットワーク状態に基づいて最適な経路によってマルチキャスト通信を行う。

なお、分岐点化されているルータは、自身に割り当てられているマルチキャストＩＰアドレスと自身のＩＰアドレスとを、分岐点管理サーバに対して登録する機能を有する。分岐点管理サーバは、送信された分岐点化されているルータのＩＰアドレスとマルチキャストＩＰアドレスとを対応させて管理する機能を有する。通信端末は、階層符号化マルチキャストの受信を開始する際に、分岐点管理サーバに対して分岐点アドレスリストの要求を送信する機能を有し、分岐点管理サーバは、通信端末から分岐点アドレスリスト要求を受けた際に、通信端末に対して分岐点アドレスリストを送信する機能を有する。

また、通信端末は、通信端末と分岐点化されているルータとの間のネットワーク状態を把握することができ、分岐点化されているルータは、ルータと通信端末との間のネットワーク状態を把握することができる。さらに、通信端末に対するフローは、あらかじめ優先度が設定され、通信端末は、優先度を決定させるためのユーザインタフェース表示手段を備えている。また、通信端末の通信管理部は、適切にパス選択を行う判定手段を備える。

また、判定手段は、優先度の高いフローから順に、フローが要求する最大の帯域幅と、フローが要求する最低の帯域幅と、ネットワーク状態を測定するなどの手法によって把握される、通信端末で現在利用可能な帯域とに基づいて、帯域を割り当てる。この場合、フローが要求する最大の帯域幅と、フローが要求する最低の帯域幅に通信端末が利用可能な帯域幅の半分を加えた帯域幅とを比較し、小さい方をフローに対して割り当てる。また、判定手段は、優先度の高いフローから順に、受信しているコンテンツの品質に基づいて帯域を割り当てる。

また、通信端末は、階層符号化マルチキャストフローにおいて、各階層を異なる分岐点化されたルータから別々に受信した場合であっても、受信経路の違いによる遅延を吸収するバッファを有する。そして、ネットワーク測定を一定時間行い、各パスの遅延差の標準偏差σを算出し、遅延差の平均値と３σの和に相当するデータ量をバッファする。

本発明によれば、階層符号化マルチキャストフローの分岐点と通信端末との間のネットワーク状態を把握することによって、階層符号化マルチキャストフローに対してネットワーク状態に見合ったフロー制御・パス制御が可能になる。さらに、階層符号化マルチキャストフローと通常のフローを同時に受信した場合であっても、互いのフローに対して悪影響を与えないように、適切に帯域を割り当てることができる。また、コンテンツを最適な階層まで受信可能になり、複数の階層のフローを異なる通信メディアで受信が可能になる。さらに、マルチキャストフローを受信する際に、アプリケーション側でバッファを適切に設定することで、異なる階層のデータを別々のパスから受信した場合であっても、スムーズに再生を行うことができる。

本発明は、一つ以上の通信メディアを有している通信端末が、階層符号化マルチキャストパケットを受信する際に、ネットワーク（通信メディア）の選択と階層符号化が施されたコンテンツの受信品質を関連づけるための発明であり、一般的なマルチキャストプロトコルや階層符号化方式を利用するだけであって、マルチキャストプロトコルや階層符号化を実現するための方法は問わない。

［第１の実施形態］
図１〜図１５により、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態について、Ａ〜Ｃの３階層（Ａが基本層、Ｂ・Ｃが拡張層）に階層符号化されたマルチキャストフローのみ受信する例で説明する。本実施形態に係る階層符号化マルチキャスト通信システムのネットワーク構成の概念図を図１に示す。階層符号化マルチキャスト通信システムは、通信端末１０と、マルチキャスト配信装置１２と、分岐点管理サーバ１３と、ルータ１〜５、７と、を備える。各々は以下のような機能及び／または構成を有する。

通信端末１０はマルチキャストフローを受信しようとしている端末で、例えば、２つの通信メディア（ＮＩＣ：Network Interface Card）ＮＩＣ１００及びＮＩＣ１０１、コンテンツを視聴するための視聴アプリケーション１０ａ、他端末との通信を制御し帯域割り当てなどの機能を有する通信管理部１０ｂで構成される。また、視聴アプリケーション１０ａは受信経路の違いによる遅延等を吸収するバッファ１０ｆを備え、通信管理部１０ｂはパス選択を行う判定手段１０ｅを備える。なお、通信端末１０は、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ機能を統括するＭｏｂｉｌｅ ＩＰ管理部をさらに含む構成としても良い。

通信端末１０のＩＰアドレス（ＨｏＡ）はＩＰ１０とし、ＮＩＣ１００のＩＰアドレスをＣｏＡ１００、ＮＩＣ１０１のＩＰアドレスをＣｏＡ１０１としている。また、ＮＩＣ１００のデフォルトゲートウェイ（Ｄｅｆａｕｌｔ ＧＷ）はルータ１とし、ＮＩＣ１０１のデフォルトゲートウェイをルータ２と設定している。

また、マルチキャスト配信装置１２は、コンテンツを階層符号化した後にプッシュ型のマルチキャストによって配信するサーバ（本実施形態においては映像配信サーバを想定）であり、そのＩＰアドレスはＩＰ１２であり、デフォルトゲートウェイをルータ７としている。

分岐点管理サーバ１３は、後述の各分岐点のＩＰアドレスを管理するサーバであり、そのＩＰアドレスはＩＰ１３となっている。なお、この分岐点管理サーバ１３のデフォルトゲートウェイについては本発明とは関連がないため、省略する。

図１中のルータ３〜５は、マルチキャストルーティング機能を有し、通常の階層符号化マルチキャストのルーティングプロトコルによって分岐点化されているルータであり、本発明においては分岐点３〜５と呼ぶこととする。また、ルータ（分岐点）３〜５は、通信端末１０の通信管理部１０ｂと同様な機能を有し他端末との通信を制御する通信管理部３ａ〜５ａを備える。

マルチキャスト配信装置１２が各階層のコンテンツに対してそれぞれ異なるマルチキャストＩＰアドレス宛にパケットを送信した場合、通常のマルチキャストのルーティングプロトコルによって分岐点が決まっているため、このパケットは、マルチキャスト配信装置−分岐点間、分岐点−分岐点間、分岐点−通信端末間では、それぞれ１つのストリームとなっている。各分岐点では、マルチキャスト配信装置１２から見てネットワーク的に下流に位置する分岐点あるいは通信端末（受信者）に行き渡るようにパケットを複製し、転送する。

図２は、ルータを分岐点化した際の流れを示すシーケンス図である。各ルータは、分岐点化された際には、自身のＩＰアドレスとマルチキャストＩＰアドレスなどの情報を分岐点管理サーバ１３に対して送信し、分岐点管理サーバ１３はこれらＩＰアドレスを登録・管理する。

分岐点３、４、５は、それぞれ階層Ａ、Ｂ、Ｃのみを扱う場合もあるし、それぞれ階層Ａ、Ａ＋Ｂ、Ａ＋Ｂ＋Ｃを扱う場合もある。本実施形態においては、前者のケースを例として説明する。なお、分岐点３、４、５は、通信端末１０がマルチキャストを受信する場合に、ＮＩＣ１００とＮＩＣ１０１の一方、あるいは両方から、それぞれルータ１、ルータ２経由で、最終的に接続・参加する際の分岐点を表している。

マルチキャスト配信装置１２が、配信しようとしているコンテンツに対して階層符号化を施した後、全ての階層（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）のコンテンツをルータ７に対して送信する。この際、各階層のパケットごとにマルチキャストＩＰアドレスは異なっている。各階層のパケットは、ルータ７以降のどこかで次第に別れ、最終的にそれぞれ階層Ａ、Ｂ、Ｃを担当している分岐点３、４、５に到着している。

図３は、通信端末１０が通信を開始してからマルチキャストフローを受信するまでの流れを説明するシーケンス図である。ここで、通信端末１０がマルチキャストを受信するためには、ＮＩＣ１００とＮＩＣ１０１の一方、あるいは両方から、それぞれルータ１、ルータ２経由で、分岐点３、４、５に対して参加する必要がある。なお、受信するに際しては、最低でも基本層Ａを扱う分岐点３に対して接続する必要がある。以下に図３のシーケンスについて説明する。

通信端末１０の視聴アプリケーション１０ａ（例えば、動画視聴アプリケーション）は、階層符号化マルチキャストパケットを受信するために、接続する分岐点のＩＰアドレスを知る必要があるが、その前に、その情報を保有する分岐点管理サーバ１３のＩＰアドレスであるＩＰ１３を知る必要がある。これを知るための手段としては、インターネット上のどこかに存在するＤＮＳサーバやＤｙｎａｍｉｃ ＤＮＳサーバに問い合わせて知る方法等があるが、本実施形態においては、マルチキャスト配信装置１２から直接教えてもらう方法、つまり、マルチキャスト配信装置１２が送信するＲＴＳＰ／ＳＤＰ（Real Time Streaming Protocol／Session Description Protocol）メッセージなどにＩＰ１３を含める方法を例として説明する。

まず、通信端末１０の動画視聴アプリケーション１０ａは、マルチキャスト配信装置１２に対して、ＲＴＳＰ／ＳＤＰ ＤＥＳＣＲＩＢＥメッセージを送信する。この際に使用する通信メディアは、ＮＩＣ１００でもＮＩＣ１０１でも良い。すると、マルチキャスト配信装置１２は、通信端末１０の動画視聴アプリケーション１０ａに対して、分岐点管理サーバ１３のＩＰアドレスを含むＲＴＳＰ／ＳＤＰ ２００ＯＫを返す。この際取得する情報には、各種コンテンツに関する情報、すなわち、受信するコンテンツの階層数、各階層の受信に必要な帯域幅、マルチキャストＩＰアドレスなどの情報が含まれている。

次に、通信端末１０の動画視聴アプリケーション１０ａは、図４に示すような利用者の嗜好情報を含むフロー情報を、通信端末１０の通信管理部１０ｂに渡す。この嗜好情報とは、例えば映像ストリーミングにおいて、遅延量の少なさを優先するか画質を優先するか、等といった情報であり、予め設定されていても良いし、その都度、選択画面等により選択しても良い。また、嗜好情報は、その嗜好レベル（嗜好の度合い）が数値として処理できるようにされていて、スコア付けの際に重み付けして計算される。これは図４中のＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３等に付いている（＊２）、や（＊５）といった数値である。

図４は、フロー情報の一例を説明する図である。ここで、図４に示すフロー情報の説明を行う。フロー１０−１とは、マルチキャスト配信装置１２から通信端末１０に向かってコンテンツが流れる経路を表している。ディスティネーションＩＰアドレス（Dst Addr (HoA)）がＩＰ１０で、ソースＩＰアドレス（Src Addr (HoA)）がＩＰ１２となっているが、ディスティネーションポート（Dst Port）とソースポート（Src Port）は規定されていない。ここで、この２つのＩＰアドレスは、この映像配信のフローを一意に識別するものである。

また、このフロー情報にはマルチキャストフローである旨が記述されている。嗜好情報に関わる帯域幅については、データが３段階に階層符号化されているため、基本層Ａのみを受信するＢＷ１の場合は３２ｋｂｐｓ必要であり、基本層Ａと拡張層Ｂを受信するＢＷ２の場合は３２０ｋｂｐｓ必要であり、Ａ〜Ｃの全ての階層を受信するＢＷ３の場合は１Ｍｂｐｓ必要であると設定されている。また、帯域幅の嗜好レベルについては、それぞれ、Ｍｕｓｔ（必須）、＊２、＊５と設定されている。「Ｍｕｓｔ」は名前の通り、これだけは最低必要という場合に用いる嗜好情報である。

さらに、このフロー１０−１は階層符号化マルチキャストフローであるため、各帯域幅に応じたマルチキャストＩＰアドレス情報が付されている。これらは、ＩＰ１２を有するマルチキャスト配信装置１２から送信される階層符号化マルチキャストパケットのディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスとして利用されるものであり、基本層Ａ・拡張層Ｂ・拡張層Ｃのデータを送信する際には、それぞれＩＰ３１・ＩＰ３２・ＩＰ３３というマルチキャストＩＰアドレスを使用する。これらＩＰ３１〜ＩＰ３３は、それぞれ分岐点３〜５に対応している。

また、遅延差については、最低のものを好み、嗜好レベルが＊５と設定されている。コストに関しては嗜好レベルが０、すなわち考慮しないと設定されている。なお、ここで用いた数値・記述は、あくまで一例である。本例では、嗜好情報として帯域幅、遅延差、コストの３つのみを取り上げたが、これ以外のパラメータを含んでも良い。また、フロー情報として、図４に示す情報以外に、階層符号化マルチキャストフロー以外のフローの有無を示す情報などを含んでも良い。

次に、階層符号化マルチキャストパケットを受信するための分岐点のＩＰアドレスを知るために、通信端末１０の通信管理部１０ｂは、分岐点アドレスリスト要求を、分岐点管理サーバ１３に送信する。この分岐点アドレスリスト要求には、自分のＮＩＣに割り当てられたＩＰアドレス（ここでは、ＣｏＡ１００とＣｏＡ１０１）及びそれらのネットワークアドレス、マルチキャストＩＰアドレス（ここでは、ＩＰ３１〜ＩＰ３３）などの情報が含まれている。

一方、前述のように、分岐点３〜５は、分岐点化した段階で、自身のＩＰアドレスとマルチキャストＩＰアドレスなどの情報を、分岐点管理サーバ１３に送信していたが、これらの情報を、分岐点管理サーバ１３は、図５に示すような対応表の形で保持し管理していたとする（これはあくまで一例であり、また全体の一部を表しているに過ぎない）。

すると、分岐点アドレスリスト要求を受信した分岐点管理サーバ１３は、分岐点アドレスリスト要求内に含まれるＩＰアドレス（ここではＣｏＡ１００とＣｏＡ１０１）のネットワークアドレス（NW Addr）と、マルチキャスト配信装置１２の配下にある各分岐点のマルチキャストアドレス（ＩＰ３１〜ＩＰ３３）とから、図５を参照して、対応する分岐点のＩＰアドレスを含む分岐点アドレスリストを通信端末１０の通信管理部１０ｂに対して返す。この際、図５に示されるような対応表そのものを返しても良いし、その他の付加情報が付されていても良い。

これにより、通信端末１０は、ディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスがＩＰ３１である（基本層Ａの）コンテンツを受信する場合には、ＮＩＣ１００の接続先となる分岐点３のＩＰアドレスはＩＰ３１１であり、また、ＮＩＣ１０１の接続先となる分岐点３のＩＰアドレスはＩＰ３１２であることがわかる。以下同様にして、それぞれのディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスに対し、各ＮＩＣの接続先となる分岐点のＩＰアドレスを取得できる。

ここで、分岐点３〜５は、それぞれ別々のＩＰアドレスを有していても良いし、一部一致していたり、全て一致していたりしても良い。ここでいう一部一致のケースとは、例えば、分岐点３と４が同じ装置という意味であり、この場合は実質的に分岐点３と分岐点５しか分岐点が存在せず、マルチキャスト配信装置１２は、２階層に階層符号化されたマルチキャストサービスを行っていることを表している。また、全て一致のケースとは、分岐点３〜５が全て同じ装置という意味であり、実質的に分岐点３しか分岐点が存在せず、マルチキャスト配信装置１２は、１階層に階層符号化されたマルチキャストサービスを行っている（つまり、階層符号化を施していない通常のマルチキャストサービスを提供している）ことを表している。

図６は、図５に示すような分岐点アドレスリストに基づいて通信管理部１０ｂが作成したパス（フローに対して割り当てる可能性のある経路の候補）について説明する図である。図６では、各分岐点３〜５はそれぞれ２つのＩＰアドレスを保有し、通信端末１０の保有する各ＮＩＣ１００およびＮＩＣ１０１とそれぞれ１対１で対応していて、分岐点３〜５と通信端末１０の間でパスが合計６個作成されている例を示している。なお、各分岐点が保有する２つのＩＰアドレスには、ＮＩＣが２つあってそれぞれにＩＰアドレスが１つずつ付いている場合もあり、ＮＩＣが１つでアドレスが２つ付いている場合もある。ここで、マルチキャストパケットを受信するためには、フロー１０−１に対してどのパスを割り当てるか、すなわち、どちらのＮＩＣからどの分岐点に対して接続しに行くか、を決定する必要がある。

また、図７〜図９に示すような各分岐点と通信端末１０との間のパス情報を、通信端末１０の通信管理部１０ｂが作成する。図７、図８、図９はそれぞれ通信端末１０と分岐点３との間、通信端末１０と分岐点４との間、通信端末１０と分岐点５との間のパス情報の一例を示したものである。なお、このフローに関しては、ＲＴＴ遅延差ではなく、ＧＰＳシステムなどをお互いに具備しており、絶対遅延を把握できたものとする。これら図７〜図９においては、帯域幅の欄だけが空白になっており、各パス１〜６において帯域測定を行う必要がある。

帯域測定を行う手法には２通りあり、ここでは、通信端末１０と分岐点３との間の帯域測定を例にとって説明する。まず１つ目の手法は、測定を各分岐点側に行わせる手法である。まず、通信端末１０が自身のＣｏＡ１００（ＮＩＣ１００のＩＰアドレス）とＣｏＡ１０１（ＮＩＣ１０１のＩＰアドレス）を分岐点３に対して通知する。次に、既存の測定手段を利用して、パス１の帯域（分岐点３のＩＰ３１１から通信端末１０のＣｏＡ１００への帯域）を分岐点３が測定する。また、パス２の帯域（分岐点３のＩＰ３１２から通信端末１０のＣｏＡ１０１への帯域）についても同様の手段で測定し、それらの測定結果を通信端末１０に対して返信する、という方法である。本発明においては、この手法を第１の測定方式と呼ぶことにする。

２つ目の手法は、測定を通信端末１０側が行う方法である。通信端末１０は、分岐点アドレスリストを取得した段階で、分岐点３のＩＰアドレスＩＰ３１１とＩＰ３１２を知っており、また、自身のＩＰアドレスＣｏＡ１００とＣｏＡ１０１も知っているため、通信端末１０が、既存の測定手段を利用して、パス１とパス２の帯域を測定する方法である。本発明においては、この手法を第２の測定方式と呼ぶことにする。以上のような測定手段を利用して、各分岐点と通信端末１０との間の帯域幅を測定する。測定結果である帯域幅の値を反映させたパス情報を、図１０〜図１２に示す。図１０、図１１、図１２はそれぞれ通信端末１０と分岐点３との間、通信端末１０と分岐点４との間、通信端末１０と分岐点５との間のパス情報を表している。

次に、通信端末１０の通信管理部１０ｂの判定手段１０ｅは、フロー１０−１がどれだけの帯域を利用してもよいかを判断する。フローに対する帯域の割り当て方には様々な手法が考えられるが、本実施形態においては、優先順位の高いフローほどより多くの帯域を与える、という考え方に基づいて割り当てることとする。この際、例えば、図１３や図１４に示すフローチャートに基づいて、フローに帯域を割り当てても良い。本実施形態では、図１３を例にとって説明する（図１４を利用した場合に関しては、後述する第３の実施形態の項で説明する）。

なお、本実施形態においては、通信端末１０の通信管理部１０ｂは、現在１つのフロー（階層符号化マルチキャストフローのみ）を扱おうとしていることを、図４のフロー情報などによって認識しているため、特に問題とはならないが、複数フローを扱う場合には、各フローに対して優先順位を何らかの手段で設定する必要がある（複数フローを扱う場合については、後述する第２の実施形態の項で説明する）。

図１３は、フローへの帯域割り当て判定方法の一例を説明するフローチャートである。ＢＷ（ＭＡＸ）はフローが要求する最大帯域幅（最高品質のコンテンツを視聴するのに必要な帯域幅）を表しており、ＢＷ（ＭＩＮ）はフローが要求する最低帯域幅（コンテンツを視聴するために最低限必要な帯域幅）を表しており、ＢＷ（可用）はネットワーク状態を測定するなどの手法によって把握される、通信端末で現在利用可能な帯域を表している。また、これ以外にも、各パスで利用可能な帯域や、通信メディアごとに利用可能な帯域（規格によって制限されている帯域）も同時に所有しているため、それぞれの利用可能な帯域を越えないようにフローに帯域を割り当てることとする。

通信端末１０の通信管理部１０ｂは、以下の手順でフローに帯域を割り当てる。ここで、図４に示すようなフロー情報などから、通信端末１０に対するフローはフロー１０−１だけであり、そのＢＷ（ＭＩＮ）は３２ｋｂｐｓ（ＢＷ１の帯域幅）であり、そのＢＷ（ＭＡＸ）は１Ｍｂｐｓ（ＢＷ３の帯域幅）であることがわかっている。ここで、ＢＷ（可用）を３Ｍｂｐｓであるとする。

まず、フロー１０−１に対して最低帯域ＢＷ（ＭＩＮ）の３２ｋｂｐｓを割り当てる。すると、残りの可用帯域（新しいＢＷ（可用）の値）は３Ｍｂｐｓ−３２ｋｂｐｓ＝２.９６８Ｍｂｐｓになる（ステップＳ１１）。いま通信端末１０に対するフローはフロー１０−１のみであるので、フロー１０−１に注目する（Ｓ１２）。次に、ＢＷ（可用）の半分＋ＢＷ（ＭＩＮ）、つまり１.４８４Ｍｂｐｓ＋３２ｋｂｐｓ＝１.５１６ＭｂｐｓとＢＷ（ＭＡＸ）とを比較し、小さい方をフロー１０−１に対して帯域として割り当てる（ステップＳ１３）。ここでは１Ｍｂｐｓがフロー１０−１の帯域として割り当てられることになる。すると、ＢＷ（可用）は、２.９６８Ｍｂｐｓ−（１Ｍｂｐｓ−３２ｋｂｐｓ）＝２Ｍｂｐｓとなる。（ステップＳ１３、１４）。この処理（ＢＷ（可用）からフローに割り当てた帯域幅の減算）を行うことで、帯域割り当て処理を繰り返し行うことが可能になる。

次に、どのパスを利用するかを決定する。通常のフローにおいては、フロー毎にどのパスを選択するかを決定するだけである。しかし、本発明においては前述のように、通信端末１０の通信管理部１０ｂは、フロー１０−１が階層符号化マルチキャストフローであることを把握しているため、階層ごとに使用パスを選択することが可能になる。また、この際使用する通信メディアによって分岐点が異なることもある。これら事項を考慮し、本実施形態においては階層ごとにパスを選択することとする。

まず、帯域幅がＢＷ１である場合（基本層Ａのみ受信する場合で、ディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスがＩＰ３１の場合）のフローに要求される帯域は、図４に示すフロー情報から３２ｋｂｐｓである。この値は、先ほどフロー１０−１に割り当てられた１Ｍｂｐｓ以下に入り、また、図１０のパス情報に示されるように、パス１とパス２の帯域幅の測定結果（ＢＷ（測定））がそれぞれ１.２Ｍｂｐｓ、１.３Ｍｂｐｓであることから、どちらのパスでも使用可能と判断される。

次にパス１、２のどちらを利用するかを決定する。本実施形態においては、スコア計算を利用して決定する。スコアには、帯域・遅延差・コストの３種類があり、パスごとに各スコアを合計した点を比較して、最大のものを利用するパスとする。ここで、帯域のスコアとしては、要求する帯域を満足する場合は１００×嗜好レベル、満足しない場合は８０×嗜好レベルとし、フローの要求する帯域に対して和を取った点とする。遅延差のスコアとしては、０ｍｓの場合は粗点を１００点とし、２ｍｓ遅くなる毎に１点ずつ減点して、その点に嗜好レベルを積算した点とする。コストのスコアは、コストが０のものを粗点１００点とし、コストが１上がる毎に粗点から５点ずつ減点して、その点に嗜好レベルを積算した点とする。

そこで、パス１のスコアを算出すると、帯域のスコアは必須なので０点、遅延のスコアは９５×５＝４７５点、コストのスコアは１００×０＝０点で、合計４７５点と評価される。同様にパス２に関しては、帯域のスコアは０点、遅延のスコアは９０×５＝４５０点、コストのスコアは１００×０＝０点で、合計４５０点となり、パス１とパス２の合計スコアの大きい方、つまり、パス１を使用することに決定される。

次に、帯域幅がＢＷ２である場合（基本層Ａ（３２ｋｂｐｓ）と拡張層Ｂ（３２０ｋｂｐｓ−３２ｋｂｐｓ＝２８８ｋｂｐｓ）を受信する場合で、ディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスがＩＰ３２の場合）のフローに必要とされる帯域は３２０ｋｂｐｓであり、この値もフロー１０−１に割り当てられた１Ｍｂｐｓ以下に入り、また、パス３とパス４の帯域幅の測定結果（ＢＷ（測定）の値）がそれぞれ８００ｋｂｐｓ、１.５Ｍｂｐｓであることから、どちらのパスでも使用可能と判断される。

次に拡張層Ｂを受信する場合に、パス３、４のどちらを利用するかを決定する。パス３のスコアを算出すると、帯域のスコアは１００×２＝２００点、遅延のスコアは９０×５＝４５０点、コストのスコアは１００×０＝０点で、合計６５０点と評価される。パス４のスコアは、帯域のスコアが１００×２＝２００点、遅延のスコアが９７.５×５＝４８７点（小数点以下切捨て）、コストのスコアが１００×０＝０点で、合計６８７点と評価され、この結果、パス４が選択される。なお、ここでは（帯域幅ＢＷ２に対するパスの決定に際して）、基本層Ａについては分岐点３に接続しに行くこととしており、これは前述の過程で決定されているため、拡張層Ｂのみのコスト計算によるパス選択を行っている。

次に、帯域幅がＢＷ３である場合（基本層Ａ（３２ｋｂｐｓ）と拡張層Ｂ（２８８ｋｂｐｓ）・Ｃ（１Ｍｂｐｓ−３２ｋｂｐｓ−２８８ｋｂｐｓ＝６８０ｋｂｐｓ）の全ての階層を受信する場合で、ディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスがＩＰ３３の場合）のフローに必要とされる帯域は１Ｍｂｐｓである。この値も、フロー１０−１に割り当てられた１Ｍｂｐｓ以下に入り、また、パス５とパス６の帯域幅の測定結果（ＢＷ（測定）の値）がそれぞれ５００ｋｂｐｓ、１.５Ｍｂｐｓであることから、パス５では対応できず、パス６でのみ使用可能と判断される。

次に、拡張層Ｃを受信する場合に、パス５、６のどちらを利用するかを決定する。パス５のスコアを算出すると、帯域のスコアは８０×５＝４００点、遅延のスコアは９６×５＝４８０点、コストのスコアは１００×０＝０点で、合計８８０点と評価される。パス６のスコアは、帯域のスコアは１００×５＝５００点、遅延のスコアは９２×５＝４６０点、コストのスコアは１００×０＝０点で、合計９６０点と評価される。この結果、パス６が選択される。ここで、パス５を選択した場合、受信できないにも関わらずスコアを計算しているのは、コスト・遅延等の嗜好の問題で、ネットワーク的にはそのフローを受信可能だが、受信しないことを選択することも有り得るため、計算を行っている。なお、ここでも（帯域幅ＢＷ３に対するパスの決定に際して）、基本層Ａ・拡張層Ｂについてはそれぞれ分岐点３・分岐点４に接続しに行くことと設定しており、これは前述の過程で決定されているため、拡張層Ｃのみのコスト計算によるパス選択を行っている。

以上から、本実施形態においては、ＩＰ３１宛のマルチキャストフローに関してはパス１（ＮＩＣ１００）が、ＩＰ３２宛のマルチキャストフローに関してはパス４（ＮＩＣ１０１）が、ＩＰ３３宛のマルチキャストフローに関してはパス６（ＮＩＣ１０１）が選択されることになる。この結果、本実施形態において、通信端末１０は、マルチキャスト配信装置１２が提供する品質の中で、最高画質のコンテンツを受信することも可能であることになる。

次に、複数パスから同時に受信することを考え、各パスの遅延差を考慮してバッファ１０ｆのバッファ量を適切に調節する。これにより受信経路などの違いにより遅延が生じる場合に、例えばＢＷ３を受信する場合で複数の階層のマルチキャストデータを分岐点３〜５の全てからマルチキャストフローを受信する場合に、ネットワークの遅延・伝送速度の差などにより、再生中のデータの上位階層データが到達しないまま再生が始まってしまうことがなく、アプリケーションにとって好ましい帯域でマルチキャストフローを受信できる。本実施形態においては、ネットワーク状態の測定を利用して、バッファ量を設定する。

前述のとおり、各分岐点と通信端末１０との間のネットワーク状態を測定する過程には、２つの手法があり、第１の測定方式は各分岐点が測定を行って測定結果を通信端末１０に対して通知する方法であり、第２の測定方式は通信端末１０が測定を行う方法であった。第１の測定方式を利用する場合は、各分岐点が一定時間ネットワーク状態を測定し、図１０〜図１２に示すようなネットワークの平均遅延や分散・標準偏差などの値を算出した後、その測定結果を通信端末１０に対して通知する。通信端末１０では、各分岐点から受信した各パスの平均遅延・分散・標準偏差などの情報をもとに、全パスの平均遅延差の標準偏差σを算出して、全パスの平均遅延差と３σの和に相当するデータ量をバッファ量として設定する。

第２の測定方式を利用する場合は、通信端末１０が一定時間ネットワーク状態を測定し、図１０〜図１２に示すような各パスのネットワークの平均遅延や分散・標準偏差などの値を算出した後、全パスの平均遅延差の標準偏差σを算出して、全パスの平均遅延差と３σの和に相当するデータ量をバッファ量として設定する。

また、このとき通信端末１０の通信管理部１０ｂは、動画視聴アプリケーション１０ａに対して、図１５のようなネットワーク状態を通知する。図１５の３２ｋｂｐｓ、２８８ｋｂｐｓ、６８０ｋｂｐｓとは、それぞれパス１、パス４、パス６に対して割り当てられる帯域幅を示している。
以上のように、遅延の差を考慮してバッファ量を調節することで、アプリケーションは、好ましい帯域でマルチキャストフローを得ることが可能になる。

最後に通信端末１０は、各マルチキャストフローに対して自身の欲しい通信メディアからマルチキャストグループへの参加メッセージをＤｅｆａｕｌｔ ＧＷに対して送信する。Ｄｅｆａｕｌｔ ＧＷ−分岐点間は、既存のルータ−ルータ間プロトコルによって情報を交換しているため、分岐点は通信端末１０が参加要請していることを知り、通信端末１０にマルチキャストパケットを転送するようになる。こうすることで、通信端末１０はマルチキャストグループに参加できる。ＩＰ３１宛のマルチキャストフローに対しては（基本層Ａのみを受信したい場合には）、ソースアドレスをＣｏＡ１００として通信端末１０の通信管理部１０ｂは、ＮＩＣ１００からＤｅｆａｕｌｔ ＧＷに対して参加メッセージを送信し、分岐点３からパス１経由で送信してもらうよう要求する。

また、ＩＰ３２宛のマルチキャストフローに対しては（拡張層Ｂを受信する場合には）、ソースアドレスをＣｏＡ１０１として通信端末１０の通信管理部１０ｂは、ＮＩＣ１０１からＤｅｆａｕｌｔ ＧＷに対して参加メッセージを送信し、分岐点４からパス４経由で送信してもらうよう要求する。そして、ＩＰ３３宛のマルチキャストフローに対しては（拡張層Ｃを受信する場合には）、ソースアドレスをＣｏＡ１０１として通信端末１０の通信管理部１０ｂは、ＮＩＣ１０１からＤｅｆａｕｌｔ ＧＷに対して参加メッセージを送信し、分岐点５からパス６経由で送信してもらうよう要求する。
以上の過程を経て、通信端末１０はマルチキャスト配信装置１２からコンテンツを適切に受信できるようになる。

［第２の実施形態］
図１６〜図３０により、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態について、階層がＡ〜Ｄの４階層有る階層符号化マルチキャストフロー、及び、二つのユニキャストフローが有る例で説明する。ここでは、二つのユニキャストフローはＴＶ電話の音声と映像と仮定する。また、マルチキャストフローは映像配信による動画視聴と仮定する。本実施形態に係る階層符号化マルチキャスト通信システムのネットワーク構成の概念図を図１６に示す。本実施形態のマルチキャスト通信システムは、第１の実施形態と同様、通信端末１０，１１と、マルチキャスト配信装置１２と、分岐点管理サーバ１３と、ルータ１〜７と、を備える。

通信端末１０は、例えば、２つの通信メディアＮＩＣ１００及びＮＩＣ１０１、動画視聴アプリケーション１０ａ、通信管理部１０ｂ、ＴＶ電話アプリケーション１０ｃ、ＭｏｂｉｌｅＩＰ管理部１０ｄで構成される。また、動画視聴アプリケーション１０ａはバッファ１０ｆを備え、ＴＶ電話アプリケーション１０ｃはバッファ１０ｇを備え、通信管理部１０ｂはパス選択を行う判定手段１０ｅを備える。通信端末１０のＩＰアドレス（ＨｏＡ）はＩＰ１０とし、ＮＩＣ１００のＩＰアドレスをＣｏＡ１００、ＮＩＣ１０１のＩＰアドレスをＣｏＡ１０１としている。また、ＮＩＣ１００のデフォルトゲートウェイはルータ１とし、ＮＩＣ１０１のデフォルトゲートウェイをルータ２と設定している。

通信端末１１は通信端末１０とＴＶ電話を行っている端末で、１つの通信メディアＮＩＣ１１０と、通信管理部１１ｂと、ＴＶ電話アプリケーション１１ｃと、ＭｏｂｉｌｅＩＰ管理部１１ｄ、とで構成される。通信端末１１のＩＰアドレス（ＨｏＡ）はＩＰ１１であり、ＮＩＣ１１０のＩＰアドレスはＣｏＡ１１０である。

マルチキャスト配信装置１２は映像を配信するサーバで、このサーバから映像はプッシュ型のマルチキャストで映像配信が行われている。マルチキャスト配信装置１２のＩＰアドレスはＩＰ１２で、デフォルトゲートウェイはルータ７となっている。また、分岐点管理サーバ１３は分岐点のＩＰアドレスを管理するサーバで、そのＩＰアドレスはＩＰ１３となっている。なお、この分岐点管理サーバ１３のデフォルトゲートウェイは本発明とは関連がないので省略している。

ルータ３〜６は、マルチキャストルーティング機能を有し、通常のマルチキャストルーティングプロトコルによって分岐点化されるルータであり、本発明においては、図１の例と同様に、分岐点３〜６と呼ぶこととする。また、ルータ（分岐点）３〜６は、通信端末１０の通信管理部１０ｂと同様な機能を有し他端末との通信を制御する通信管理部３ａ〜６ａを備える。

まず、マルチキャスト配信装置１２は各階層に対して異なったマルチキャストＩＰアドレス宛にパケットの送信を開始する。この送信されるパケットは、マルチキャストのルーティングプロトコルによって分岐点が決められ、マルチキャスト配信装置−分岐点間、分岐点−分岐点間、分岐点−通信端末間では、それぞれ一つのストリームとしてパケットは送信される。なお、分岐点においては、ネットワーク的に下流に位置する分岐点又は通信端末（受信者）の個数だけ複製を作成し、パケットを送信する。振り返って本実施形態の図１６においては、分岐点３〜６が各々Ａ〜Ｄの各階層の通信端末１０にとっての最終的な分岐点となっている。

次に、本実施形態にかかる階層符号化マルチキャストとＴＶ電話のシーケンス図を図３及び図１７を用いて説明する。また、ここでは、通信端末１０における下りフローに関してのみ説明する。上りフローに関しては説明を省略する。

まず、第１の実施形態の場合と同様、図３に示すように、通信端末１０の動画視聴アプリケーション１０ａは、マルチキャスト配信装置１２に対して、ＲＴＳＰ／ＳＤＰ ＤＥＳＣＲＩＢＥメッセージを送信する。この際に使用する通信メディアは、ＮＩＣ１００でもＮＩＣ１０１でも良い。すると、マルチキャスト配信装置１２は、通信端末１０の動画視聴アプリケーション１０ａに対して、分岐点管理サーバ１３のＩＰアドレスを含むＲＴＳＰ／ＳＤＰ ２００ＯＫを返す。この際取得する情報には、各種コンテンツに関する情報、すなわち、受信するコンテンツの階層数、各階層の受信に必要な帯域幅、マルチキャストＩＰアドレスなどの情報が含まれている。

また、通信端末１０のＴＶ電話アプリケーション１０ｃは、図１７に示すように、通信端末１１のＴＶ電話アプリケーション１１ｃに対して、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）／ＳＤＰ ＩＮＶＩＴＥメッセージを送信する。この際に使用する通信メディアは、ＮＩＣ１００でもＮＩＣ１０１でも良い。すると、通信端末１１のＴＶ電話アプリケーション１１ｃは、通信端末１０のＴＶ電話アプリケーション１０ｃに対して、ＳＩＰ／ＳＤＰ ２００ＯＫを返す。

次に、通信端末１０において、ＴＶ電話アプリケーション１０ｃは図１８に示すような嗜好情報を含むフロー情報を通信管理部１０ｂに渡す。また、動画視聴アプリケーション１０ａも図１９に示すような嗜好情報を含むフロー情報を通信管理部１０ｂに渡す。

図１８に示すフロー情報において、フロー１０−１はＴＶ電話の音声部に関するフローを示しており、フロー１０−２は画像部に関するフローを示している。フロー１０−１のソースＩＰアドレスはＩＰ１１でソースポートは特に規定せず、ディスティネーションＩＰアドレスはＩＰ１０でディスティネーションポートは７０８０（これらはフローを特定するための値）で、帯域幅は、狭いもの（品質が良くないもの）で８ｋｂｐｓ、広いもの（品質のよりよいもの）で６４ｋｂｐｓという２種類の品質に対応している。それぞれの嗜好レベルは、８ｋｂｐｓに関しては必須で、６４ｋｂｐｓに関しては＊４となっている。また、遅延差に関しては最低のものを好み、嗜好レベルは＊５となっていて、コストに関しては気にせず、マルチキャストフローではない設定となっている。

次にフロー１０−２は、ソースＩＰアドレスはＩＰ１１でソースポートは特に規定せず、ディスティネーションＩＰアドレスはＩＰ１０でディスティネーションポートは９０８０となっている。上記のフロー１０−１とフロー１０−２とは、ディスティネーションポートによって区別している。次に嗜好情報については、まず帯域幅では最悪の場合（帯域が十分に確保できない場合）は映像を受信しなくても良く、映像を受信する場合は１００ｋｂｐｓ、５００ｋｂｐｓという２種類の品質に対応しており、各々の嗜好レベルは＊３、＊２となっている。遅延差に関しては最低なものを好み、その嗜好レベルは＊１、コストに対しては安価なものを好み、その嗜好レベルは＊５となっている。また、フロー１０−１と同様にマルチキャストフローではないことになっている。

次に図１９に示すフロー情報について説明する。フロー１０−３に関しては、ディスティネーションＩＰアドレスが通信端末１０のＩＰアドレス（ＩＰ１０）でディスティネーションポートは規定されず、ソースＩＰアドレスがマルチキャスト配信装置１２のＩＰアドレス（ＩＰ１２）で、ソースポートは規定されていない。これら２つのＩＰアドレス（ＩＰ１０、ＩＰ１２）は、この映像配信のフローを一意に識別するものである。また、このフロー情報にはマルチキャストフローである旨が記述されている。嗜好等にかかわるデータとして帯域幅には４つの段階の品質が存在し、それぞれ３２ｋｂｐｓ，３２０ｋｂｐｓ，１Ｍｂｐｓ，８Ｍｂｐｓとなっている。これらはそれぞれ基本層、基本層と１つの拡張層の和、基本層と２つの拡張層の和、基本層と全拡張層の和の帯域幅となっている。また、各々に対する嗜好レベルは必須／＊２／＊５／＊３となっている。

さらに、このフローはマルチキャストフロー（階層符号化マルチキャストフロー）なので、各帯域幅に対してＩＰアドレス情報が付帯されている。これらは、ＩＰ１２を有するマルチキャスト配信装置１２から送信される階層符号化マルチキャストパケットのディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスとして利用されるものであり、基本層Ａ・拡張層Ｂ・拡張層Ｃ・拡張層Ｄのデータを送信する際には、それぞれＩＰ３１・ＩＰ３２・ＩＰ３３・ＩＰ３４を使用する。

第１の実施形態と同様、各分岐点は通常のマルチキャストルーティングプロトコルによって分岐点化した段階で、図２のシーケンス図に示すような過程を経て、自身に割り当てられているＩＰアドレスとマルチキャストＩＰアドレスを、分岐点管理サーバ１３へ登録しているものとする。また、分岐点管理サーバ１３は各分岐点のＩＰアドレスとマルチキャストＩＰアドレスとを対応させて管理しているものとする。図２５に、その対応表の１例を示す。

ここで、通信端末１０の通信管理部１０ｂは各マルチキャストアドレスに対応した分岐点アドレスリストを分岐点管理サーバ１３から取得する。分岐点管理サーバ１３は、通信端末１０のＩＰアドレスとマルチキャストＩＰアドレスから、通信端末１０の分岐点が何処となるかを把握しており、それを通信端末１０からの要求に対して通知する。ここで、分岐点３〜６は各々異なっても良いし、同じ分岐点（実は分岐点３，４が同じ装置という意味）でも良い。

次に、通信端末１０は、自身のＮＩＣ情報（図２０参照）を通信端末１１に対して送信する。通信端末１１は、通信端末１０から受信した通信端末１０のＮＩＣ情報に通信端末１１が持つＮＩＣ情報を追加したもの（図２２参照）を添付して、パス情報（図２１参照）として通信端末１０へ送信する。なお、図２１においては、帯域幅（ＢＷ）が未確定のため、空欄となっている。本実施形態においては、通信端末１０の通信管理部１０ｂがネットワーク状態を従来の手法を利用して測定し、帯域幅を把握した場合のパス情報を図２３に示す。

ここで、通信端末１０の通信管理部１０ｂは各フローがどれだけの帯域を利用してもよいかを判断する。本実施形態の場合、通信端末１０における通信管理部１０ｂは、現在３つのフローを扱っていると認識する。ここで、各フロー（ＴＶ電話の音声、ＴＶ電話の画像、および動画視聴の３つのフロー）には優先度が設定されている。これは、より優先度の高いフローが、より多くの帯域を占有する権利があるためである。この優先度は、あらかじめ決められていても良いし、その都度ユーザが通信端末１０に表示されるユーザインタフェース（例えば、ＧＵＩ：Graphical User Interface）から決定しても良い。このＧＵＩの例を図２４に示す。

また、帯域の割り振りは、例えば、図１３に示すようなフローチャートに基づいて行っても良いし、図１４に示すようなフローチャートに基づいて行ってもよい。本実施形態では、図１３を例にとって説明する（なお、図１４に関しては第３の実施形態の項で説明する）。

今、ＴＶ電話の音声のフローが最も優先度が高く、次に動画視聴、最も優先度の低いものが、ＴＶ電話の画像とする。その結果、通信端末１０の通信管理部１０ｂは、まずＴＶ電話の音声に帯域を割り当てる。ここで、図１３のＢＷ（ＭＡＸ）とはフローの要求する最大の帯域で、ＢＷ（ＭＩＮ）はフローが要求する最低の帯域で、ＢＷ（可用）とはネットワーク状態において把握される通信端末１０が利用可能な帯域である。このＢＷ（可用）が３Ｍｂｐｓであるとする。また、この通信端末１０の有する利用可能な帯域以外にも、各パスで利用可能な帯域（図２３参照）、通信メディアで利用可能な帯域（図２２参照）も同時に所有しており、それぞれの利用可能な帯域を越えないように割り当てて行く。

まず、各フローに最低限の帯域を割り当てる（ステップＳ１１）。これは、図１８及び図１９から、ＴＶ電話の音声（フロー１０−１）が８ｋｂｐｓで、ＴＶ電話の画像（フロー１０−２）が０、動画視聴（フロー１０−３）が３２ｋｂｐｓとなっていて、この帯域だけは最初に割り当てる。このとき、残りのＢＷ（可用）は、３Ｍｂｐｓ−（３２ｋｂｐｓ＋８ｋｂｐｓ）＝２.９６Ｍｂｐｓになる。

次に、フロー１０−１に注目し、残った２.９６Ｍｂｐｓの半分（１.４８Ｍｂｐｓ）＋８ｋｂｐｓと最大要求帯域である６４ｋｂｐｓでどちらが小さいかを判断する（ステップＳ１２、１３）。その結果、より小さい６４ｋｂｐｓが選択され、フロー１０−１に割り振られる。このとき、２.９６Ｍｂｐｓ−（６４ｋｂｐｓ−８ｋｂｐｓ）＝２.９０４Ｍｂｐｓが残りのＢＷ（可用）になる。（ステップＳ１４）。そして、このフローの優先度を最下位とする（ステップＳ１６）。

さらに、このフロー１０−１がどのパスを使用するか決定する。本実施形態においては、通信端末１１は通信メディアを一つしか所有していないので、通信端末１０の所有する通信メディア数とパスの数は同じになり、図２３に示すパス情報のようにパスの数は２つとなる。フロー１０−１に関しては、パス１、パス２どちらを利用しても６４ｋｂｐｓを利用可能となる。

ここで、どちらのパスを利用する方が都合が良いかをスコアを用いて計算する。スコアの計算方法は、以下のように行う。まず、帯域に関しては、要求する帯域を満足する場合は１００×嗜好レベル、満足しない場合は８０×嗜好レベルとし、フローの要求する帯域に対して和を取り、その値を帯域に対するスコアとする。遅延差に関しては、０ｍｓの場合は粗点を１００点とし、２ｍｓ遅くなる毎に１点減点する。さらに、その点に嗜好レベルを積算したものを遅延差に対するスコアとする。コストに対してはコストが０のものを粗点１００点とし、コストが１上がる毎に粗点から５点減点する。さらに、その点に嗜好レベルを積算したものをコストに対するスコアとする。

本実施形態においては、フロー１０−１の得点は、パス１が（１００×４（帯域６４ｋｂｐｓに対するスコア））＋（８５×５（遅延差に対するスコア））＋（１００×０（コストに対するスコア））＝８２５点となる。同様にパス２では、（１００×４（帯域６４ｋｂｐｓに対するスコア））＋（１００×５（遅延差に対するスコア））＋（１００×０（コストに対するスコア））＝９００点となり、パス２がよりすぐれていると判断され、パス２が使用される。

次に、現在もっとも優先度の高いフロー１０−３に関して、帯域を割り振る（ステップＳ１２）。これは、図１３に基づき、２.９０４Ｍｂｐｓの半分（１.４５２Ｍｂｐｓ）＋３２ｋｂｐｓ＝１.４８４Ｍｂｐｓと８Ｍｂｐｓとを比較して、１.４８４Ｍｂｐｓをフロー１０−３に割り当てる（ステップＳ１３、１４）。そして、このフローの優先度を最下位とする（ステップＳ１６）。

さらに、フロー１０−３に関してどのパスを利用するかであるが、本フローは階層符号化マルチキャストのフローであることを通信管理部１０ｂは把握している。その結果、通常のフローでは、フロー毎にどのパスを選択するかだけであったが、本発明においては、本フローは各階層毎に使用パスを選択可能となる。また、この際使用する通信メディアによって分岐点が異なることもある。これらを考慮のうえ各階層毎にパスを選択する。以下、具体的に述べる。

まず、階層符号化における各階層と１対１に対応するマルチキャストＩＰアドレスに対して、分岐点が何処になるかを把握する。これは分岐点管理サーバ１３（ＩＰ１３）から取得する図２５に示すような情報に基づいて行う。この際に、各ＮＩＣ１００、１０１の持つＩＰアドレス及びディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスから分岐点のＩＰアドレスを取得する。

図２５によれば、ディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスがＩＰ３１である場合に、ＮＩＣ１００の接続先となる分岐点のＩＰアドレスはＩＰ３１１であり、また、ＮＩＣ１０１の接続先となる分岐点のＩＰアドレスはＩＰ３１２であることがわかる。以下同様にして、それぞれのディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスに対し、各ＮＩＣの接続先となる分岐点のＩＰアドレスを取得できる。この結果、その分岐点のＩＰアドレスと自身の通信メディアとの間でパスを作成し、パスのネットワーク状態の把握（測定）が可能となる。ネットワーク状態を把握した後のパス情報を図２６（Ａ）〜（Ｄ）に示す。なお、このフローに関しては、ＲＴＴ遅延差ではなく、ＧＰＳシステムなどをお互いに具備しており、絶対遅延を把握できたものとする。

これらをもとに、フロー１０−３の帯域割り当て、及び、パスの割り当て方法を説明する。まず、基本層であるＢＷ１すなわちディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスがＩＰ３１のフローは、先ほど割り当てられた１.４８４Ｍｂｐｓ以下に入るので、使用可能と判断される。次にパス３、４のどちらを利用するかを、前述と同様にスコア付けによって決定する。パス３のスコアは、帯域スコアは必須なのでスコアは付けず、（９５×５（遅延に関して））＋（１００×０（コストに関して））＝４７５点と評価される。パス４に関しては（９０×５（遅延に関して））＋（１００×０（コストに関して））＝４５０点となり、パス３を使用する。

次に、ＢＷ２すなわちディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスがＩＰ３２のフローも、先ほど割り当てられた１.４８４Ｍｂｐｓ以下に入るので、使用可能と判断される。次にパス５，６のどちらを利用するかを決定する。この際、前述と同様にスコアをつけ、パス５のスコアは、パス５を利用してもこのフローはカバーできて、スコアは（１００×２（帯域に対して））＋（９０×５（遅延に関して））＋（１００×０（コストに関して））＝６５０点と評価される。パス６に関してのスコアは（１００×２（帯域に対して））＋（９７.５×５（遅延に関して））＋（１００×０（コストに関して））≒６８７（小数点以下切捨て）となる。この結果、パス６が選択される。

次に、ＢＷ３すなわちディスティネーションマルチキャストＩＰアドレスがＩＰ３３のフローも、先ほど割り当てられた１.４８４Ｍｂｐｓ以下に入るので、使用可能と判断される。次にパス７，８のどちらを利用するかを決定する。前述と同様にスコアをつけ、パス７のスコアは、パス７を利用した場合このフローはカバーできず、（８０×５（帯域に関して））＋（９６×５（遅延に関して））＋（１００×０（コストに関して））＝８８０点となる。パス８を利用した場合は、カバーできてパス８に関してのスコアは（１００×５（帯域に対して））＋（９２×５（遅延に関して））＋（１００×０（コストに関して））＝９６０となる。この結果、パス８が選択される。ここで、帯域を使用しないのにスコアを計算しているのは、コスト・遅延等の嗜好の問題で、ネットワーク的にはそのフローを受信可能だが、受信しないことを選択する事も有り得るため、計算を行っている。

ＢＷ４に関しては、１.４８４Ｍｂｐｓ以下に入らず、使用不可能と判断される。その結果、ＩＰ３１宛のマルチキャストフローに関してはパス３（ＮＩＣ１００）が、ＩＰ３２宛のマルチキャストフローに関してはパス６（ＮＩＣ１０１）が、ＩＰ３３宛のマルチキャストフローに関してはパス８（ＮＩＣ１０１）が選択され、ＩＰ３４宛のマルチキャストフローに関しては受信しないことが選択される。以上から、受信可能な最高品質のマルチキャストフロー（フロー１０−３）はＢＷ３となり、ここで使用された帯域は１Ｍｂｐｓであるので、最終的に、２.９０４Ｍｂｐｓから１Ｍｂｐｓを引いて、１.９０４Ｍｂｐｓが残りの可用帯域となる。

最後に現在もっとも優先度の高いフロー１０−２に帯域を割り当てる（ステップＳ１２）。まず、最大でフロー１０−２が利用しても良い帯域を計算する。現在の可用帯域１.９０４Ｍｂｐｓの半分（９５２ｋｂｐｓ）＋最低限の帯域（０ｋｂｐｓ）＝９５２ｋｂｐｓと最大要求帯域（５００ｋｂｐｓ）とを比較し、小さい方の５００ｋｂｐｓを帯域に割り当てる。（ステップＳ１３、１５）。このフローの優先度を最下位とするが（ステップＳ１６）、これで全てのフローに帯域を割り当てたので、帯域割り当てを終了する（ステップＳ１７）。

次に、フロー１０−２にパス１，２のどちらを利用するかを決定する。例えば、フロー１０−２はフロー１０−１と同一のパス情報（図２３）を利用する。フロー１０−１はパス２を利用するので、パス２の帯域は１.５Ｍｂｐｓから６４ｋｂｐｓを引いて１.４３６Ｍｂｐｓとなっている。まず、パス１を利用した場合のスコアを計算する。（１００×３（ＢＷ２に対するスコア））＋（１００×２（ＢＷ３に対するスコア））＋（８５×１（遅延差に対するスコア））＋（１００×５（コストに対するスコア））＝１０８５となる。パス２を使用した場合には、１００×３（ＢＷ２に対するスコア））＋（１００×２（ＢＷ３に対するスコア））＋（１００×１（遅延差に対するスコア））＋（１００×５（コストに対するスコア））＝１１００となる。その結果、パス２を使用することを選択する。

以上をまとめると、フロー１０−１と１０−２に関してはパス２を選択し、フロー１０−３に関してはＢＷ１を利用する場合はパス３を、ＢＷ２を利用する場合はパス６を、ＢＷ３を利用する場合はパス８を選択する。

次に、これらの使用パス情報を、通信端末１０は通信端末１１に対して通知を行う。しかしながら、マルチキャスト配信装置１２に対しては通知は行わない。通知された通信端末１１では、フロー１０−１と１０−２の両方について通知されたパス２を使用するようにＭｏｂｉｌｅＩＰ管理部１１ｄに対して設定を行う。すなわち、フローを特定する情報であるソースＨｏＡ（SrcHoA）、ソースポート（SrcPort）、ディスティネーションＨｏＡ（DstHoA）、ディスティネーションポート（DstPort）という４つのパラメータで決まるフローに対して、ルーティングの際に使用する２つのパラメータ（ソースＣｏＡ（SrcCoA）とディスティネーションＣｏＡ（DstCoA））に関する設定を行う。

図２７は、フロー１０−１に関する設定例であり、ソースＨｏＡにはＩＰ１１を、ソースポートは任意で、ディスティネーションＨｏＡにはＩＰ１０を、ディスティネーションポートには７０８０を設定し、また、ソースＣｏＡにはＣｏＡ１１０（通信端末１１におけるＮＩＣ１１０のＩＰアドレス）を、ディスティネーションＣｏＡにはＣｏＡ１０１（通信端末１０におけるＮＩＣ１０１のＩＰアドレス）を設定している。

フロー１０−２についても同様に、ソースＨｏＡにはＩＰ１１を、ソースポートは任意で、ディスティネーションＨｏＡにはＩＰ１０を、ディスティネーションポートには９０８０を設定し、また、ソースＣｏＡにはＣｏＡ１１０（通信端末１１におけるＮＩＣ１１０のＩＰアドレス）を、ディスティネーションＣｏＡにはＣｏＡ１０１（通信端末１０におけるＮＩＣ１０１のＩＰアドレス）を設定している（図２８参照）。

以上でＴＶ電話に関する使用パスの設定が完了したので、次に、通信端末１０の通信管理部１０ｂは、図２９に示すようなネットワーク状態をＴＶ電話アプリケーション１０ｃに通知する。このネットワーク状態を受けたＴＶ電話アプリケーション１０ｃは、通信端末１１のＴＶ電話アプリケーション１１ｃに対して、ＳＩＰ／ＳＤＰ ｒｅ−ＩＮＶＩＴＥメッセージでコーデックの変更希望を送信する。

次にマルチキャストフローである１０−３に関して説明する。このフローはマルチキャストであるので、ＭｕｌｔｉｐｌｅＣｏＡやＭｏｂｉｌｅＩＰの設定は不要となる。その代わりに、各マルチキャストフローに対して、参加する必要が有る。これは、さらに、自身の欲しい通信メディアから発する必要が有る。

つまり、ＩＰ３１宛のマルチキャストフローに対しては、ソースアドレスをＣｏＡ１００としてＮＩＣ１００からＤｅｆａｕｌｔ ＧＷであるルータ１へ参加メッセージを送信することによって、分岐点３からパス３経由でマルチキャストパケットを受信する。以下同様に、ＩＰ３２宛のマルチキャストフローに対してはソースアドレスをＣｏＡ１０１としてＮＩＣ１０１からＤｅｆａｕｌｔ ＧＷであるルータ２へ参加メッセージを送信することで、分岐点４からパス６経由でマルチキャストパケットを受信する。ＩＰ３３宛のマルチキャストフローに対しても、ソースアドレスをＣｏＡ１０１としてＮＩＣ１０１からＤｅｆａｕｌｔ ＧＷであるルータ２へ参加メッセージを送信することで、分岐点５からパス８経由でマルチキャストパケットを受信する。これらの参加メッセージは通信管理部１０ｂが発信する。

また、第１の実施形態でも述べたように、一定時間ネットワーク状態を測定し、図２６に示すような各パスのネットワークの平均遅延や分散・標準偏差などの値を算出した後、全パスの平均遅延差の標準偏差σを算出して、全パスの平均遅延差と３σの和に相当するデータ量をバッファ量として設定することで、動画視聴アプリケーション１０ｃは、好ましい帯域でマルチキャストフローを得ることが可能になる。

本実地形態において、動画視聴アプリケーション１０ａに対して、ネットワーク状態として図３０のようなネットワーク状態を得る。この結果、動画視聴アプリケーション１０ａでは、好ましい帯域でマルチキャストフローを得ることが可能となると共に、遅延の差を考慮してバッファ量を調節することが可能となる。

［第３の実施形態］
次に本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は第２の実施形態において、帯域の割り当て方法を変えたものである。なお、必要な情報は第２の実施形態と同じものを用いる。現在通信端末１０の通信管理部１０ｂではフロー情報と、パスの情報、ネットワーク状態を把握しているものとする。

まず、通信管理部１０ｂでは各フロー（ＴＶ電話の音声、ＴＶ電話の画像、動画視聴）に対して帯域を図１４に示すような方法を用いて割り当てる（ステップＳ２１）。まず、最も優先度の高いフロー１０−１（ＴＶ電話の音声）に注目する。現在ＴＶ電話音声には帯域が割り振られていないので（ステップＳ２２ ＮＯ、ステップＳ２３ ＹＥＳ）、最低帯域（８ｋｂｐｓ）が割り当てられ、２，９９２ｋｂｐｓが残りの可用帯域となり（ステップＳ２５）、ＴＶ電話の音声の優先度を最も低くする（ステップＳ２７）。

次に、現在もっとも優先度の高いフロー１０−３（動画視聴）に関して注目する（ステップＳ２１）。同様に最低帯域の３２ｋｂｐｓを割り当て、同様に２９６０ｋｂｐｓが残りの可用帯域となり（ステップＳ２６）、動画視聴の優先度を最も低くする（ステップＳ２７）。

次に、フロー１０−２（ＴＶ電話の画像）に注目する（ステップＳ２１）。フロー１０−２の最低帯域は０ｋｂｐｓなので、０ｋｂｐｓを割り当てる（ステップＳ２２、２３、２５）。これは、ＢＷ１まで現在は使用していることに意味がある。そしてＴＶ電話の画像の優先度を最も低くする（ステップＳ２７）。

次は、もう一度、フロー１０−１（ＴＶ電話の音声）に戻る（ステップＳ２１）。残りの可用帯域幅は現在２９６０ｋｂｐｓであるので、６４ｋｂｐｓの帯域を割り当てることが可能である。このフロー１０−１に６４ｋｂｐｓの割り当てると、残りの可用帯域は、２９６０−５６＝２９０４ｋｂｐｓとなる（ステップＳ２２、２３、２５）。そしてＴＶ電話の音声の優先度を最も低くする（ステップＳ２７）。

次に、フロー１０−３（動画視聴）に関して注目し、同様に３２０ｋｂｐｓを割り当て、同様に２６１６ｋｂｐｓが残りの可用帯域となる（ステップＳ２１〜２３、２５）。そして動画視聴の優先度を最も低くする（ステップＳ２７）。

次にフロー１０−２（ＴＶ電話の画像）に注目する（ステップＳ２１）。現在０ｋｂｐｓが割り当てられており、残りの可用帯域幅は現在２６１６ｋｂｐｓであるので、１００ｋｂｐｓの帯域を割り当てることが可能である。このフローに１００ｋｂｐｓが割り当てられ、この結果残りの可用帯域は２５１６ｋｂｐｓとなる（ステップＳ２２、２３、２５）。そしてＴＶ電話の画像の優先度を最も低くする（ステップＳ２７）。

また、フロー１０−１に戻る（ステップＳ２１）。このとき、フロー１０−１は既に最大の帯域を割り当てられているので、フロー１０−１への帯域割り当ては終了する（ステップＳ２２、２４）。

次にフロー１０−３に注目する（ステップＳ２１）。現在３２０ｋｂｐｓが割り当てられており、残りの可用帯域幅は現在２５１６ｋｂｐｓであるので、１Ｍｂｐｓの帯域を割り当てることが可能である。このフローに１Ｍｂｐｓを割り当てられ、残りの可用帯域が１８３６ｋｂｐｓとなる（ステップＳ２２、２３、２５）。そして動画視聴の優先度を最も低くする（ステップＳ２７）。

次にフロー１０−２（ＴＶ電話の画像）に注目する（ステップＳ２１）。現在１００ｋｂｐｓが割り当てられており、残りの可用帯域幅は現在１８３６ｋｂｐｓであるので、５００ｋｂｐｓの帯域を割り当てることが可能である。このフローに５００ｋｂｐｓが割り当てられ、この結果残りの可用帯域は１４３６ｋｂｐｓとなる（ステップＳ２２、２３、２５）。そしてＴＶ電話の画像の優先度を最も低くする（ステップＳ２７）。

フロー１０−１への割り当ては終わっているので、フロー１０−３に注目する（ステップＳ２１）。フロー１０−３には既に１Ｍｂｐｓが割り当てられており、次に８Ｍｂｐｓの帯域を割り当てようとするが、残りの可用帯域（１４３６ｋｂｐｓ）は８Ｍｂｐｓよりも小さいために割り当てることができず、このフローへの割り当てを終了する（ステップＳ２２、２３、２６）。

最後にフロー１０−２（ＴＶ電話の画像）に注目する（ステップＳ２１）。現在５００ｋｂｐｓが割り当てられているので、これはフロー１０−２としては最高品質となっている（ステップＳ２２ ＹＥＳ）。その結果、フロー１０−２への割り当ても終了して（ステップＳ２４）、これで、全てのフローへの帯域の割り当てが終了したので（ステップＳ２８）、全てのフローへの帯域割り当てを終了する。

次に各フローをどのパスに割り当てるかを検討する。これは第１および第２の実施形態とは少し異なった方法で検討する。フロー１０−１はパス１，２から選択し、フロー１０−２も同様にパス１，２から選択し、フロー１０−３に関しては、ＢＷ１はパス３，４から、ＢＷ２はパス５，６から、ＢＷ３はパス７，８から選択し、ＢＷ４はいずれのパスを選択しても帯域不足であるため、今回は考慮しない。その結果、２×２×２×２×２の３２通りの組み合わせを考慮する。この組み合わせ表を図３１に示す。この各組み合わせに対して、第１および第２の実施形態と同様にフロー毎にスコアを付け、組み合わせ毎に合計をとり、最高得点となった組み合わせを選択する。

ここでは、組み合わせ１５（フロー１０−１はパス１、フロー１０−２もパス１、フロー１０−３−ＢＷ１はパス４、フロー１０−３−ＢＷ２はパス６、フロー１０−３−ＢＷ３はパス７の組み合わせ）が最高得点となったものとする。その結果、組み合わせ１５を選択し、この組み合わせのうち、通信端末１１との通信部分に関するものを通信端末１１に送信する。つまり、通信端末１０は、フロー１０−１にはパス１を、フロー１０−２にもパス１を用いたい旨を通信端末１１に通知する。フロー１０−３についても同様に、通信端末１０は、基本層Ａを受信する場合にはパス４を、拡張層Ｂを受信する場合にはパス６を、拡張層Ｃを受信する場合はパス７を利用することを通信端末１１に対して通知する。その結果、通信端末１１では、この通知されたパスを利用するようにＭｏｂｉｌｅ ＩＰ管理部１１ｄを操作し、各フローが適切にルーティングされるようにする。

また、通信端末１０では、フロー１０−３に関しては、適切な通信メディアからマルチキャストフローを受信できるようにするため、参加メッセージを各ＮＩＣから送信する。

具体的にはＩＰ３１すなわちＢＷ１と対応する基本層に関しては、ＮＩＣ１０１からＩＰ３１のマルチキャストグループに参加したいので、ＣｏＡ１０１をソースアドレスとし、ＩＰ３１をディスティネーションアドレスとした参加メッセージを送信する。ＩＰ３２すなわちＢＷ２と対応する第二層の階層に関してはＣｏＡ１０１をソースアドレスとし、ＩＰ３２をディスティネーションアドレスとした参加メッセージを送信する。最後に、ＩＰ３３すなわちＢＷ３と対応する第三層の階層に関してはＣｏＡ１００をソースアドレスとし、ＩＰ３３をディスティネーションアドレスとした参加メッセージを送信する。これらの結果、適切なパスでマルチキャストフローを受け取ることが可能となる。

また、これらが決定した際に通信管理部１０ｂは動画視聴アプリケーション１０ａとＴＶ電話アプリケーション１０ｃに、それぞれ通信端末１０と分岐点３〜５の間のネットワーク状態と通信端末１０と通信端末１１と間のネットワーク状態を通知する。この結果、ＴＶ電話アプリケーション１０ｃでは、ＴＶ電話の呼制御によって品質を上げることが可能となり、動画視聴アプリケーション１０ａでは、適切な待受けや遅延／遅延差の大きさに合わせたバッファ量の設定が可能となる。

以上、マルチキャスト配信装置が動画配信を行うことを例に本発明の階層符号化マルチキャスト通信システムを説明してきたが、本発明は動画配信に限定されることなく、種々のコンテンツ（例えば、音楽・ラジオ配信）に対応できるものである。

本発明の第１の実施形態に係る階層符号化マルチキャスト通信システムを説明するためのネットワーク構成図である。 ルータが分岐点化した際の流れを説明するためのシーケンス図である。 通信端末が通信を開始してからマルチキャストフローを受信するまでの流れを説明するためのシーケンス図である。 フロー情報（マルチキャスト）の一例を示す図である。 分岐点管理サーバが所有する分岐点アドレスリストの一例を示す図である。 通信端末の通信管理部が作成したパスについて説明するための図である。 分岐点３と通信端末１０の間のパス情報（帯域確定前）の一例を示す図である。 分岐点４と通信端末１０の間のパス情報（帯域確定前）の一例を示す図である。 分岐点５と通信端末１０の間のパス情報（帯域確定前）の一例を示す図である。 分岐点３と通信端末１０の間のパス情報（帯域確定後）の一例を示す図である。 分岐点４と通信端末１０の間のパス情報（帯域確定後）の一例を示す図である。 分岐点５と通信端末１０の間のパス情報（帯域確定後）の一例を示す図である。 フローへの帯域割り当て判定方法の一例について説明するためのフローチャートである。 フローへの帯域割り当て判定方法の他の例について説明するためのフローチャートである。 動画視聴アプリケーションが取得するネットワーク状態の一例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る階層符号化マルチキャスト通信システムを説明するためのネットワーク構成図である。 ＴＶ電話の流れを説明するためのシーケンス図である。 フロー情報（ＴＶ電話）の一例を示す図である。 フロー情報（マルチキャスト）の他の例を示す図である。 通信端末のＮＩＣ情報の一例を示す図である。 通信端末１０と通信端末１１の間のパス情報（帯域確定前）の一例を示す図である。 通信端末１０と通信端末１１のＮＩＣ情報の一例を示す図である。 通信端末１０と通信端末１１の間のパス情報（帯域確定後）の一例を示す図である。 フローの優先順位を決める例を示す図である。 分岐点管理サーバから取得する分岐点アドレスリストの一例を示す図である。 分岐点３〜６と通信端末１０の間のパス情報（帯域確定後）の一例を示す図である。 Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ管理部に通知されるフロー１０−１に関する情報の一例を示す図である。 Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ管理部に通知されるフロー１０−２に関する情報の一例を示す図である。 ＴＶ電話アプリケーションが取得するネットワーク状態の一例を示す図である。 動画視聴アプリケーションが取得するネットワーク状態の一例を示す図である。 組み合わせ表の一例を示す図である。

符号の説明

１，２，７…ルータ、３〜６…ルータ（分岐点）、３ａ〜６ａ…通信管理部、１０，１１…通信端末、１０ａ…動画視聴アプリケーション、１０ｂ，１１ｂ…通信管理部、１０ｃ，１１ｃ…ＴＶ電話アプリケーション、１０ｄ，１１ｄ…ＭｏｂｉｌｅＩＰ管理部、１０ｅ…判定手段、１０ｆ，１０ｇ…バッファ、１２…マルチキャスト配信装置、１３…分岐点管理サーバ。

Claims (15)

1. ２以上の異なる通信メディアを持ち、他端末との通信を制御し帯域割り当て機能を有する通信管理部とを備え、階層符号化マルチキャストフローを受信しコンテンツを視聴するための視聴アプリケーションを有する通信端末と、
   各階層のデータごとに異なるマルチキャストＩＰアドレスを割り当てて、コンテンツをマルチキャスト配信するマルチキャスト配信装置と、
   前記マルチキャスト配信装置と前記通信端末との間に位置し、他端末との通信を制御する通信管理部を有し、ＩＰアドレスが割り当てられ、マルチキャストルーティングプロトコルによってマルチキャストルーティングを実行するルータと、
   前記ルータのうち分岐点化されているルータのＩＰアドレスを管理する分岐点管理サーバ、とから構成され、
   前記通信端末と分岐点化されている前記ルータとの間のネットワーク状態を把握し、そのネットワーク状態に基づいて最適な経路によってマルチキャスト通信を行うことを特徴とする階層符号化マルチキャスト通信システム。
2. 分岐点化されている前記ルータは、自身に割り当てられているマルチキャストＩＰアドレスと自身のＩＰアドレスとを、前記分岐点管理サーバに対して登録する機能を有することを特徴とする請求項１記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
3. 前記分岐点管理サーバは、送信された分岐点化されている前記ルータのＩＰアドレスとマルチキャストＩＰアドレスとを対応させて管理する機能を有することを特徴とする請求項１記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
4. 前記通信端末は、階層符号化マルチキャストの受信を開始する際に、前記分岐点管理サーバに対して分岐点アドレスリストの要求を送信する機能を有することを特徴とする請求項１記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
5. 前記分岐点管理サーバは、前記通信端末から分岐点アドレスリスト要求を受けた際に、前記通信端末に対して分岐点アドレスリストを送信する機能を有することを特徴とする請求項１記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
6. 前記通信端末は、該通信端末と分岐点化されている前記ルータとの間のネットワーク状態を把握することを特徴とする請求項１記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
7. 分岐点化されている前記ルータは、該ルータと前記通信端末との間のネットワーク状態を把握することを特徴とする請求項１記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
8. 前記通信端末に対するフローは、あらかじめ優先度が設定されていることを特徴とする請求項１記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
9. 前記通信端末は、優先度を決定させるためのユーザインタフェース表示手段を備えることを特徴とする請求項１記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
10. 前記通信端末の通信管理部は、適切にパス選択を行う判定手段を備えることを特徴とする請求項１記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
11. 前記判定手段は、優先度の高いフローから順に、フローが要求する最大の帯域幅と、フローが要求する最低の帯域幅と、前記通信端末が現在利用可能な帯域とに基づいて、帯域を割り当てることを特徴とする請求項１０記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
12. １又は２以上の異なる通信メディアを持ち、他端末との通信を制御し帯域割り当て機能を有する通信管理部とを備え、階層符号化マルチキャストフローを受信しコンテンツを視聴するための視聴アプリケーションを有する通信端末と、
    各階層のデータごとに異なるマルチキャストＩＰアドレスを割り当てて、コンテンツをマルチキャスト配信するマルチキャスト配信装置と、
    前記マルチキャスト配信装置と前記通信端末との間に位置し、他端末との通信を制御する通信管理部を有し、ＩＰアドレスが割り当てられ、マルチキャストルーティングプロトコルによってマルチキャストルーティングを実行するルータと、
    前記ルータのうち分岐点化されているルータのＩＰアドレスを管理する分岐点管理サーバ、とから構成され、
    前記通信端末と分岐点化されている前記ルータとの間のネットワーク状態を把握し、そのネットワーク状態に基づいて最適な経路によってマルチキャスト通信を行う階層符号化マルチキャスト通信システムであって、
    前記通信端末の通信管理部は、適切にパス選択を行う判定手段を備え、
    前記判定手段は、優先度の高いフローから順に、フローが要求する最大の帯域幅と、フローが要求する最低の帯域幅と、前記通信端末が現在利用可能な帯域とに基づいて、帯域を割り当て、
    前記判定手段は、前記帯域を割り当てる際、フローが要求する最大の帯域幅と、フローが要求する最低の帯域幅に前記通信端末が現在利用可能な帯域幅の半分を加えた帯域幅とを比較し、小さい方をフローに対して割り当てることを特徴とする階層符号化マルチキャスト通信システム。
13. 前記判定手段は、優先度の高いフローから順に、受信しているコンテンツの品質に基づいて帯域を割り当てることを特徴とする請求項１２記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。
14. １又は２以上の異なる通信メディアを持ち、他端末との通信を制御し帯域割り当て機能を有する通信管理部とを備え、階層符号化マルチキャストフローを受信しコンテンツを視聴するための視聴アプリケーションを有する通信端末と、
    各階層のデータごとに異なるマルチキャストＩＰアドレスを割り当てて、コンテンツをマルチキャスト配信するマルチキャスト配信装置と、
    前記マルチキャスト配信装置と前記通信端末との間に位置し、他端末との通信を制御する通信管理部を有し、ＩＰアドレスが割り当てられ、マルチキャストルーティングプロトコルによってマルチキャストルーティングを実行するルータと、
    前記ルータのうち分岐点化されているルータのＩＰアドレスを管理する分岐点管理サーバ、とから構成され、
    前記通信端末と分岐点化されている前記ルータとの間のネットワーク状態を把握し、そのネットワーク状態に基づいて最適な経路によってマルチキャスト通信を行う階層符号化マルチキャスト通信システムであって、
    前記通信端末は、階層符号化マルチキャストフローにおいて、各階層を異なる分岐点化された前記ルータから別々に受信した場合であっても、受信経路の違いによる遅延を吸収するバッファを有することを特徴とする階層符号化マルチキャスト通信システム。
15. 前記バッファのバッファ量は、ネットワーク測定を一定時間行い、各パスの遅延差の標準偏差σを算出し、遅延差の平均値と３σの和に相当するデータ量であることを特徴とする請求項１４記載の階層符号化マルチキャスト通信システム。

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