JPWO2014171543A1 - データ送信装置、データ送信方法、及びそのプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、予め生成した統計情報をもとに平均相対遅延増加率とパケットロス率とを算出し、これらを予め設定された閾値に照らすことで輻輳の発生を検知すると共に、この検知結果に基づいてデータ受信レートを制御する、という技術内容が開示されている。
また、特許文献2には、過去のビットレートの上昇試行に際して計測した往復遅延時間の履歴情報をもとに、データの配信状況に応じた閾値を設定し、当該閾値に基づいてビットレートを制御するストリーム装置が開示されている。すなわち、このストリーム装置では、上昇後のビットレートで配信可能であったか否かの履歴情報から適切な閾値の範囲を検知すると共に、当該範囲内において閾値を段階的に調整することによりビットレートを制御するという技術を採用している。
本発明は、上記関連例の有する不都合を改善するためのものであり、特に、ネットワークにおける物理帯域の頻繁な変動如何にかかわらず有効にスループット(伝送効率)を向上するデータ送信装置、データ送信方法、及びそのプログラムの提供を、その目的とする。
本発明の第1実施形態にかかるデータ送信装置を、図1及び図2に基づいて説明する。
まず、第1実施形態にかかるデータ送信装置の基本的な構成内容及びその周辺環境を、図1に基づいて説明する。
続いて、第1実施形態にかかるデータ送信装置の具体的な構成内容及びその周辺環境を、図1に基づいて説明する。
また、上記遅延計測処理部41にて記憶処理する、遅延又はこれに統計処理を施した統計値等,現在の遅延最小値,及び上記ネットワーク情報を、遅延データと指称する。
そして、上述の通り、遅延計測処理部41は、更新機能84B又は初期化機能84Cの何れかの機能により送信された指令信号に従って遅延最小値の更新又は初期化を実行するように構成されている。
次に、図1に示すデータ送信装置11の動作を、図2乃至図4に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、図1及び図2を参照して、データ送信装置11によるネットワーク遅延の計測処理からデータ送信のレート制御までの動作内容について説明する。
同様に、キュー量推測部51によるキュー量の推測処理(図2:S202)は、予め設定された一定時間ごとに行うようにしてもよい。この場合、キュー量推測部51は、当該推測処理の直前に遅延計測処理部41が計測すると共に記憶処理した遅延を使用する。
同じく、輻輳検知部60による輻輳の程度の検知(図2:S203)は、予め設定された一定時間ごとに行うようにしてもよい。この場合、輻輳検知部60は、キュー量推測部51が当該認定の直前の推測処理で得たキュー量を使用する。
同様に、送信レート制御部70による送信レートの制御(図2:S204)は、予め設定された一定時間ごとに行うようにしてもよい。この場合、送信レート制御部70は、輻輳検知部60が当該送信レートの制御直前に検知した輻輳の程度にかかる情報を使用する。
同様に、変動検知手段83による遅延最小値が変動したか否かの判定(図3:S303)は、予め設定された一定時間ごとに行うようにしてもよい。
本第1実施形態にかかるデータ送信装置11では、上述したように、キュー量(q)を算出するに際してキュー量推測部51が用いる遅延最小値(d_min)の変動を検知した遅延最小値制御部81が、当該遅延最小値(d_min)の更新等にかかる制御信号を遅延計測処理部41に対して送信するという構成を採用した。
したがって、ネットワークにおいて物理帯域が変動した場合でも、キュー量推測部51は、遅延計測処理部41から取得する調整された遅延最小値(d_min)を用いて適切なキュー量(q)を算出することができ、この算出されたキュー量(q)をもとに輻輳検知部60は、輻輳の程度を精度よく検知することができるため、これにより、送信レート制御部70が送出レートを不要に低下させるといった不都合を抑制でき、スループットの向上を図ることが可能となる。
次に、本発明の第2実施形態にかかるデータ送信装置を、図5及び図6に基づいて説明する。ここで、前述した第1実施形態と同一の構成部材については、同一の符号を用いるものとする。
ここでは、前述した第1実施形態にかかる構成内容とは異なる点を、図5に基づいて説明する。
また、キュー量変更処理手段85は補正機能85Aにて、遅延最小値の変動前後の値を比較すると共に補正すべきキュー量(キュー補正量q_r)を算定し、このキュー補正量q_rに従ってキュー量を補正するようにキュー量推測部52に対して指示を与えるように構成されている。
これにより、輻輳検知部60は、ネットワーク20における輻輳の程度を、補正(減算)されたキュー量に基づいて精確に検知することが可能となる。
次に、図5に示すデータ送信装置12の動作内容を説明する。
ここで、データ送信装置12によるネットワーク遅延の計測処理からデータ送信のレート制御までの動作内容については、第1実施形態において図2に則して説明したデータ送信装置11(図1)の動作内容(図2:S201〜S204)と同様である。
したがって、ここではデータ送信装置12によるキュー量の補正にかかる動作内容を、図6に示すフローチャートに基づいて説明する。
同様に、変動検知手段83による遅延最小値が変動したか否かの判定(図6:S603)は、予め設定された一定時間ごとに行うようにしてもよい。
また、他の動作内容については、前述した第1実施形態と同様である。
本第2実施形態にかかるデータ送信装置12では、上述したように、キュー量(q)を算出するに際してキュー量推測部52が用いる遅延最小値(d_min)の変動を変動検知手段83が検知すると、キュー量変更処理手段85が、変動前後における遅延最小値を比較することによりキュー補正量(q_r)を算定すると共に、キュー量推測部52に対して、リアルタイムで算出したキュー量から当該算定値(q_r)を減算(補正)する旨の指令信号を送信するという構成を採用した。
したがって、ネットワークにおいて物理帯域が変動した場合でも、輻輳検知部60は、キュー量変更処理手段85(補正機能85A)からの指令信号に従ってキュー量推測部52が調整したキュー量(q)をもとに輻輳の程度を精度よく検知することができるため、これにより、送信レート制御部70が送出レートを不要に低下させるといった不都合を抑制でき、スループットの向上を図ることが可能となる。
ユーザ端末にネットワークを介してデータを送信すると共に、この送信にかかるパケットの遅延をネットワーク情報に絡めて送信動作を制御するデータ送信装置であって、
前記遅延及びネットワーク情報をもとに前記遅延の最小値が増加したことを検知する変動検知部と、
この変動検知部が前記増加を検知した場合に当該増加後の遅延最小値を算出すると共に、この算出値によって現在の遅延最小値を更新する変更処理部と、を有することを特徴としたデータ送信装置。
前記付記1に記載のデータ送信装置において、
前記変更処理部は、前記増加後の遅延最小値を算出するに際して、予め設定された特定のパケットにかかるデータを用いることを特徴としたデータ送信装置。
前記付記1又は2に記載のデータ送信装置において、
前記変更処理部は、前記算出値による更新に代えて、
当該算出値と現在の遅延最小値とを用いて前記ネットワーク中の滞留パケット量を示すキュー量を補正することを特徴としたデータ送信装置。
前記付記1又は2に記載のデータ送信装置において、
前記変更処理部は、前記変動検知部が前記増加を検知した場合に、
前記算出及び更新に代えて、前記現在の遅延最小値を予め設定された基準値に初期化すること特徴としたデータ送信装置。
前記付記1乃至4の何れか一つに記載のデータ送信装置において、
前記変動検知部は、前記ユーザ端末からの確認応答パケットの片道遅延を経時的に取得すると共に、当該計測値が予め設定された閾値よりも大きい場合にその回数をカウントし、このカウント数が予め設定された増加基準値を超えたときに前記増加として検知することを特徴としたデータ送信装置。
前記付記1乃至3の何れか一つに記載のデータ送信装置において、
前記変動検知部は、任意のパケットを基準とした、パケットの送信間隔及びパケットの受信間隔が、予め設定された特定の条件を満たす場合に前記増加として検知し、
前記変更処理部は、前記特定の条件を満たす場合の基準となった当該任意のパケットにかかる遅延を前記増加後の遅延最小値として算出することを特徴としたデータ送信装置。
前記付記1乃至3の何れか一つに記載のデータ送信装置において、
送信するパケットの中から一定時間ごと又は一定パケット数ごとに一つのパケットを選定すると共に、この選定したパケットのサイズを基本サイズとは異なる予め設定されたサイズに変更して送信するサイズ変更送信部をさらに設け、
前記変動検知部は、当該サイズ変更されたパケットにかかる遅延と、前記基本サイズで送信したパケットにかかる遅延と、を比較することにより前記増加を検知することを特徴としたデータ送信装置。
前記付記1乃至3の何れか一つに記載のデータ送信装置において、
送信するパケットの中から一定時間ごと又は一定パケット数ごとに一つのパケットを選定すると共に、この選定したパケットのサイズを基本サイズとは異なる予め設定されたサイズに変更して送信するサイズ変更送信部をさらに設け、
前記変動検知部は、当該サイズ変更されたパケットにかかる遅延(及びそのサイズ)と前記基本サイズで送信したパケットにかかる遅延(及びそのサイズ)とが関連づけられた最小値増加基準を満たしたときに前記増加として検知することを特徴としたデータ送信装置。
前記付記1乃至3の何れか一つに記載のデータ送信装置において、
前記変更処理部は、一定時間内又は一定個数のパケットにかかる前記遅延の計測値の中で最小の値を経時的に記憶処理し、この記憶処理したデータ内から選定した直近の値を含む少なくとも2つの最小の値に対して統計的手法を用いて導出した値を前記増加後の遅延最小値の算出値とすることを特徴としたデータ送信装置。
前記付記1乃至3の何れか一つに記載のデータ送信装置において、
前記変更処理部は、一定時間内又は一定個数のパケットにかかる前記遅延の計測値の中で最小の値を経時的に記憶処理し、この記憶処理したデータ内から選定した少なくとも1つの前記最小の値及び現在の遅延最小値に対して統計的手法を用いて導出した値を前記増加後の遅延最小値の算出値とすることを特徴としたデータ送信装置。
前記付記9又は10に記載のデータ送信装置において、
前記統計的手法としてカルマンフィルタを採用したことを特徴とするデータ送信装置。
前記付記9又は10に記載のデータ送信装置において、
前記統計的手法として指数移動平均を採用したことを特徴とするデータ送信装置。
前記付記1乃至3の何れか一つに記載のデータ送信装置において、
送信するパケットの中から一定時間ごと又は一定パケット数ごとに一つのパケットを選定すると共に、この選定したパケットの優先度を高く設定することにより前記ネットワーク内で優先的に転送される優先パケットとして送信する優先パケット送信部をさらに設け、
前記変更処理部は、当該優先パケットにかかる遅延を前記増加後の遅延最小値として算出することを特徴としたデータ送信装置。
前記付記1乃至3の何れか一つに記載のデータ送信装置において、
一定時間ごと又は一定パケット数ごとにパケット送信を中断し予め設定された待機時間経過後に再開するという制御を実行する待機制御送信部をさらに設け、
前記変更処理部は、当該待機時間の経過直後に送信したパケットにかかる遅延を前記増加後の遅延最小値として算出することを特徴としたデータ送信装置。
ユーザ端末にネットワークを介してデータを送信すると共に、この送信にかかるパケットの遅延をネットワーク情報に絡めて送信動作を制御するデータ送信装置にあって、
前記遅延及びネットワーク情報をもとに前記遅延の最小値が増加したことを検知し、
この検知に際して、当該増加後の遅延最小値を算出し、
この算出値によって現在の遅延最小値を更新することを特徴としたデータ送信方法。
前記付記15に記載のデータ送信方法において、
前記増加後の遅延最小値を算出した後、前記算出値による更新に代えて、
当該算出値と現在の遅延最小値とを用いて前記ネットワーク中の滞留パケット量を示すキュー量を補正することを特徴としたデータ送信方法。
前記付記15に記載のデータ送信方法において、
前記増加を検知した場合に、前記算出及び更新に代えて、
前記現在の遅延最小値を予め設定された基準値に初期化することを特徴としたデータ送信方法。
ユーザ端末にネットワークを介してデータを送信すると共に、この送信にかかるパケットの遅延をネットワーク情報に絡めて送信動作を制御するデータ送信装置にあって、
前記遅延及びネットワーク情報をもとに前記遅延の最小値が増加したことを検知する変動検知手段、
この変動検知手段にて前記増加を検知した場合に当該増加後の遅延最小値を算出する算出手段、
この算出手段による算出値によって現在の遅延最小値を更新する更新手段、
として前記データ送信装置に予め設けられたコンピュータを機能させるためのデータ送信プログラム。
前記付記18に記載のデータ送信プログラムにおいて、前記更新手段に代えて、
前記算出手段による算出値と現在の遅延最小値とを用いて前記ネットワーク中の滞留パケット量を示すキュー量を補正する補正手段、
として前記コンピュータを機能させるためのデータ送信プログラム。
前記付記18に記載のデータ送信プログラムにおいて、
前記変動検知手段にて前記増加を検知した場合に、前記算出手段及び更新手段に代えて、
前記現在の遅延最小値を予め設定された基準値に初期化する初期化手段、
として前記コンピュータを機能させるためのデータ送信プログラム。
20 ネットワーク
30 ユーザ端末
41、42 遅延計測処理部
51、52 キュー量推測部
60 輻輳検知部
70 送信レート制御部
81、82 遅延最小値制御部
83 変動検知手段
84 遅延最小値変更処理手段
84A 算出機能
84B 更新機能
84C 初期化機能
85 キュー量変更処理手段
85A 補正機能
90 送信部
Claims (15)
- ユーザ端末にネットワークを介してデータを送信すると共に、この送信にかかるパケットの遅延をネットワーク情報に絡めて送信動作を制御するデータ送信装置であって、
前記遅延及びネットワーク情報をもとに前記遅延の最小値が増加したことを検知する変動検知部と、
この変動検知部が前記増加を検知した場合に当該増加後の遅延最小値を算出すると共に、この算出値によって現在の遅延最小値を更新する変更処理部と、を有することを特徴としたデータ送信装置。 - 前記請求項1に記載のデータ送信装置において、
前記変更処理部は、前記算出値による更新に代えて、
当該算出値と現在の遅延最小値とを用いて前記ネットワーク中の滞留パケット量を示すキュー量を補正することを特徴としたデータ送信装置。 - 前記請求項1に記載のデータ送信装置において、
前記変更処理部は、前記変動検知部が前記増加を検知した場合に、
前記算出及び更新に代えて、前記現在の遅延最小値を予め設定された基準値に初期化すること特徴としたデータ送信装置。 - 前記請求項1乃至3の何れか一つに記載のデータ送信装置において、
前記変動検知部は、前記ユーザ端末からの確認応答パケットの片道遅延を経時的に取得すると共に、当該計測値が予め設定された閾値よりも大きい場合にその回数をカウントし、このカウント数が予め設定された増加基準値を超えたときに前記増加として検知することを特徴としたデータ送信装置。 - 前記請求項1又は2に記載のデータ送信装置において、
前記変動検知部は、任意のパケットを基準とした、パケットの送信間隔及びパケットの受信間隔が、予め設定された特定の条件を満たす場合に前記増加として検知し、
前記変更処理部は、前記特定の条件を満たす場合の基準となった当該任意のパケットにかかる遅延を前記増加後の遅延最小値として算出することを特徴としたデータ送信装置。 - 前記請求項1又は2に記載のデータ送信装置において、
送信するパケットの中から一定時間ごと又は一定パケット数ごとに一つのパケットを選定すると共に、この選定したパケットのサイズを基本サイズとは異なる予め設定されたサイズに変更して送信するサイズ変更送信部をさらに設け、
前記変動検知部は、当該サイズ変更されたパケットにかかる遅延と、前記基本サイズで送信したパケットにかかる遅延と、を比較することにより前記増加を検知することを特徴としたデータ送信装置。 - 前記請求項1又は2に記載のデータ送信装置において、
前記変更処理部は、一定時間内又は一定個数のパケットにかかる前記遅延の計測値の中で最小の値を経時的に記憶処理し、この記憶処理したデータ内から選定した直近の値を含む少なくとも2つの最小の値に対して統計的手法を用いて導出した値を前記増加後の遅延最小値の算出値とすることを特徴としたデータ送信装置。 - 前記請求項1又は2に記載のデータ送信装置において、
送信するパケットの中から一定時間ごと又は一定パケット数ごとに一つのパケットを選定すると共に、この選定したパケットの優先度を高く設定することにより前記ネットワーク内で優先的に転送される優先パケットとして送信する優先パケット送信部をさらに設け、
前記変更処理部は、当該優先パケットにかかる遅延を前記増加後の遅延最小値として算出することを特徴としたデータ送信装置。 - 前記請求項1又は2に記載のデータ送信装置において、
一定時間ごと又は一定パケット数ごとにパケット送信を中断し予め設定された待機時間経過後に再開するという制御を実行する待機制御送信部をさらに設け、
前記変更処理部は、当該待機時間の経過直後に送信したパケットにかかる遅延を前記増加後の遅延最小値として算出することを特徴としたデータ送信装置。 - ユーザ端末にネットワークを介してデータを送信すると共に、この送信にかかるパケットの遅延をネットワーク情報に絡めて送信動作を制御するデータ送信装置にあって、
前記遅延及びネットワーク情報をもとに前記遅延の最小値が増加したことを検知し、
この検知に際して、当該増加後の遅延最小値を算出し、
この算出値によって現在の遅延最小値を更新することを特徴としたデータ送信方法。 - 前記請求項10に記載のデータ送信方法において、
前記増加後の遅延最小値を算出した後、前記算出値による更新に代えて、
当該算出値と現在の遅延最小値とを用いて前記ネットワーク中の滞留パケット量を示すキュー量を補正することを特徴としたデータ送信方法。 - 前記請求項10に記載のデータ送信方法において、
前記増加を検知した場合に、前記算出及び更新に代えて、
前記現在の遅延最小値を予め設定された基準値に初期化することを特徴としたデータ送信方法。 - ユーザ端末にネットワークを介してデータを送信すると共に、この送信にかかるパケットの遅延をネットワーク情報に絡めて送信動作を制御するデータ送信装置にあって、
前記遅延及びネットワーク情報をもとに前記遅延の最小値が増加したことを検知する変動検知手段、
この変動検知手段にて前記増加を検知した場合に当該増加後の遅延最小値を算出する算出手段、
この算出手段による算出値によって現在の遅延最小値を更新する更新手段、
として前記データ送信装置に予め設けられたコンピュータを機能させるためのデータ送信プログラム。 - 前記請求項13に記載のデータ送信プログラムにおいて、前記更新手段に代えて、
前記算出手段による算出値と現在の遅延最小値とを用いて前記ネットワーク中の滞留パケット量を示すキュー量を補正する補正手段、
として前記コンピュータを機能させるためのデータ送信プログラム。 - 前記請求項13に記載のデータ送信プログラムにおいて、
前記変動検知手段にて前記増加を検知した場合に、前記算出手段及び更新手段に代えて、
前記現在の遅延最小値を予め設定された基準値に初期化する初期化手段、
として前記コンピュータを機能させるためのデータ送信プログラム。
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