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

Abstract

【課題】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を提供すること。【解決手段】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以降の送信動作を制御するデータ送信装置１１は、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８３と、この変動検知手段８３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特定のパケットにかかるデータを用いて算出すると共に当該算出値によって現在の遅延最小値を更新する変更処理手段８４と、を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワーク技術に関し、特に、有意なトラヒック制御を実現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に関する。

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は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の通信環境が普及し拡大しつつある。

このＬＴＥ等の高速モバイル通信環境においては、データ通信を効率化する諸々の技術が各層のプロトコルに導入されている。

例えば、ＬＴＥでは、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）技術によって、１２個のチャネルからなるリソースブロックを１ミリ秒ごとに区切ると共に、各ユーザ端末に対して任意の複数個を柔軟に割り当てることで、限られた周波数帯の有効利用による高速な無線アクセス環境を提供している。

また、ＬＴＥにかかるリンクアダプテーション技術では、データの変調方式を、ｅＮｏｄｅＢ（ＬＴＥ無線基地局）からユーザ端末までの距離や電力等に応じて、ノイズや干渉の影響を受けにくいＱＰＳＫ（Quadrature Phase-Shift Keying）から１シンボルで多くのデータ送信が可能な６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）まで柔軟に変更することができるため、これにより、通信の性能面と品質面の両立を図っている。

すなわち、高速モバイル通信環境でのリソースブロックの割当てやリンクアダプテーション技術によれば、周波数帯や電波強度が限られている無線チャネルを有効に利用して、高速な無線アクセス環境を提供することが可能となる。

しかしながら、前述した各技術は、各々のユーザ端末が利用可能なネットワーク資源を動的に変更するという技術内容であるため、これまでの技術では稀にしか変動しなかった物理帯域が高頻度に変動するという不都合を伴う。

また、古くより有線・無線の何れのデータ通信においても広く用いられているＴＣＰ（Transmission Control Protocol）では、多くのトラヒックが並存する近年の通信環境に対応するために、輻輳制御にかかる技術が高度化されている。

これに関連して、ＴＣＰ Ｖｅｇａｓ（非特許文献１）、ＦＡＳＴ ＴＣＰ（非特許文献２）に代表される遅延ベースのＴＣＰでは、遅延の増加状況を分析することにより輻輳を検知することで、パケットロスが発生する前にデータ送出レートを抑えることができ、これにより、ネットワークの破綻を免れてスループットを安定化させることが可能となる。

他の関連技術としては、例えば下記の技術内容（特許文献１又は２）が知られている。
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。

L.S. Brakmo, S. O'Malley, and L.L. Peterson, "TCP Vegas: New Techniques for Congestion Detection and Avoidance," Computer Communication Review, vol.24, no.4, pp.24-35, Oct. 1994. C. Jin, D. Wei, and S. Low, "FAST TCP: Motivation, Architecture, Algorithms, Performance," in Proc. of IEEE INFOCOM, Hong Kong, Mar. 2004.

特開２００４−２５４２５８号公報 特開２０１１−０３５７００号公報

しかしながら、上記各非特許文献１又は２に開示された遅延ベースのＴＣＰでは、可用帯域又は送信レートと遅延増加量との積によってネットワーク中に滞留しているキュー量を算定し（見積り）、この算定したキュー量が予め設定された閾値を超えた場合に、輻輳状態にある旨判断すると共にデータの送信レートを低下させるという制御を行うため、当該遅延増加が輻輳に起因するものではない場合にも、誤って輻輳の発生であると認識してしまい、送出レートを不要に低下させるという不都合が生じる。

また、上述した通り、ＬＴＥ等の近年の高速モバイル通信環境では、リソースの割当て等により物理帯域が高頻度に変動するため、これに起因して遅延最小値が増加するというネットワークではほとんど発生しなかった現象が発生する。

ここで、物理帯域が小さくなると実際の遅延最小値が増加するにもかかわらず、これまでの既存の技術においてキュー量の算定に用いる遅延最小値（ｄ_ｍｉｎ）は、上位層のプロトコルで計測及び更新が行われるため、実際の増加を検知することができない。このため、キュー量を誤って大きく見積もってしまうこととなり、その結果、輻輳の発生を誤認すると共に送信レートを不要に低下させるという不都合が生じる。

すなわち、上述した引用文献１又は２を含めた関連技術においては、それまでの値よりも小さい値が観測された場合にのみ遅延最小値（ｄ_ｍｉｎ）を更新するという方法しか存しなかったため、遅延最小値が増加した場合に適切な更新が実現できないことから、スループットの向上を図れないという不都合がある。

（発明の目的）
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。

上記目的を達成するために、本発明にかかるデータ送信装置では、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、を有するという構成を採っている。

また、本発明にかかるデータ送信方法では、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する。

さらに、本発明にかかるデータ送信プログラムでは、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ことを特徴とする。

本発明によれば、特に、ネットワークにおいて物理帯域が頻繁に変動しても有効にスループット（伝送効率）の向上を図ることができるデータ送信装置、データ送信方法、及びそのプログラムの提供が可能となる。

本発明の第１実施形態にかかるデータ送信装置の構成及びその周辺環境を示すブロック図である。 図１に開示したデータ送信装置によるネットワーク遅延の計測処理からデータの送信レート制御までの動作を示すフローチャートである。 図１に開示したデータ送信装置による遅延の最小値の初期化又は更新にかかる動作を示すフローチャートである。 図１に開示したデータ送信装置による遅延の最小値の初期化（リセット）にかかる動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態にかかるデータ送信装置の構成及びその周辺環境を示すブロック図である。 図５に開示したデータ送信装置によるキュー量の補正にかかる動作を示すフローチャートである。

〔第１実施形態〕
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。

（基本的構成）
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。

図１に示すように、外部からの要求に応じてデータ送信を行うデータ送信装置１１は、インターネットなどのネットワーク２０に接続して設けられている。符号３０は、ユーザ等からのデータ取得の要求をネットワーク２０を介してデータ送信装置１１に送信することで当該要求にかかるデータを取得するユーザ端末（要求元端末）であり、例えば、ＰＣ（Personal Computer）や携帯端末等がこれに該当する。即ち、ネットワーク２０は、ユーザ端末３０とデータ送信装置１１とを繋ぐ構成として機能する。

データ送信装置１１としては、例えば、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、キャッシュサーバ・プロキシサーバ・エッジサーバ等のようにネットワーク２０の中に設置されオリジンサーバとユーザ端末３０の間のデータ通信を一度終端する中継サーバ装置、又はＰ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）やＳ−ＧＷ（Serving Gateway）等のようにネットワーク２０を構成するデータ通信機器等を採用することができ、何れの場合においても、ユーザ端末３０に対してＴＣＰ等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ように構成される。

ここで、データ送信装置１１として中継サーバ装置等を採用した場合には、ユーザ端末３０にデータを送信する経路の途中にオリジンサーバを配置するように構成してもよく、また、ユーザ端末３０から見てデータ送信装置１１の背後に別のネットワーク（図示せず）や要求されたデータを保持するオリジンサーバ等（図示せず）を設けるようにしてもよい。

すなわち、ユーザ等からデータ取得の要求がされた際にユーザ端末３０がネットワーク２０を経由してデータ送信装置１１又はオリジンサーバに向けてデータのリクエストを送信し、これに応じてデータ送信装置１１又はオリジンサーバからユーザ端末３０に当該要求にかかるデータが配信されるように構成されている。ユーザ端末３０は当該データ配信の際に、ユーザ等に対し当該データを提示するという構成を採っている。

（具体的構成）
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。

図１に示すように、ネットワーク２０を介して要求されたデータをユーザ端末３０に対して送信するデータ送信装置１１は、ネットワーク２０上でのパケット送信にかかる遅延をネットワーク情報に基づいて計測すると共に、この計測値（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内部メモリ等（図示せず）に記憶処理する遅延計測処理部４１と、遅延計測処理部４１にて計測する遅延等をもとに当該計測時のネットワーク２０に滞留しているパケット量を示すキュー量を推測する（見積もる）キュー量推測部５１と、キュー量推測部５１にて推測したキュー量と予め設定された閾値とを比較することによりネットワーク２０の輻輳の程度を検知（判断）する輻輳検知部６０と、輻輳検知部６０にて検知した輻輳の程度に応じてユーザ端末３０に送信するデータの送信レートを制御する送信レート制御部７０と、遅延計測処理部４１にて記憶処理した現在の遅延最小値が変動したこと（遅延の最小値が変動したこと）を検知すると共にこの検知の結果に基づく指令信号を遅延計測処理部４１に送信する遅延最小値制御部８１と、予め設定された送信レートに従ってユーザ端末３０にデータを送信する送信部９０と、を有している。

すなわち、データ送信装置１１は、ユーザ端末３０にネットワーク２０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以降の送信動作を制御する、という構成を採っている。

ここで、上述したネットワーク情報には、予め設定された遅延最小値の他に、各パケットの送出時刻，送信データのデータサイズ，ユーザ端末３０からの確認応答パケットの送出時刻（確認応答パケットを返信する時刻），確認応答パケットを受信した時刻，確認応答パケットのデータサイズ，データ送信装置１１におけるパケットの送信間隔，ユーザ端末３０におけるパケットの受信間隔，ネットワーク２０の可用帯域，送信スループット等が含まれ、上記計測の際に遅延計測処理部４１が、これらの内で必要な情報を取得すると共に記憶処理する、という構成を採っている。

また、上述した現在の遅延最小値とは、外部入力された遅延の最小値（遅延最小値）の初期値、又は遅延最小値制御部８１からの指令信号に応じて行った更新後の遅延最小値であり、すなわち、遅延最小値制御部８１からの指令信号等を受けて遅延計測処理部４１が記憶・更新処理した一定時間又は同一送信セッション中における遅延の最小値である。

確認応答パケットとは、いわゆるＡＣＫ（肯定応答）パケットのことを指し、以下においては単に確認応答と指称する。
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。

遅延計測処理部４１は、データ送信装置１１がユーザ端末３０に送信したデータ（データパケット）の確認応答を受け取った際に又は一定時間ごとに、ネットワーク２０でのパケット送受信に要する遅延を計測し、遅延データを取得するように構成されている。

ここでの遅延としては、例えばユーザ端末３０とデータ送信装置１１との間の通信のＲＴＴ（Round Trip Time）や往復遅延の他、データ送信装置１１からユーザ端末３０への単方向の遅延等を採用することができる。

また、遅延計測処理部４１による遅延の計測方法としては、送信データを用いてネットワーク情報を計測する方法や、送信データとは別に探査パケットを送信して計測する方法等の既知の手法によって推定値を導出する方法を採用するようにしてもよい。もっとも、該計測方法に限らず、他の計測方法を採用するようにしてもよい。

キュー量推測部５１は、遅延計測処理部４１が遅延を計測した際に又は予め設定された一定時間ごとに、遅延計測処理部４１にて計測された遅延や送信レート制御部７０にて設定された送信レート等に基づいてキュー量（ネットワーク２０に滞留しているパケット量）を推測するように構成されている。ここで、上記一定時間ごとにキューの量を推測する場合にキュー量推測部５１は、当該推測処理の直前に遅延計測処理部４１が計測した遅延を使用するという構成を採っている。

キュー量推測部５１によるキュー量の推測方法として本第１実施形態では、遅延計測処理部４１にて計測された遅延（ｄ）と、遅延最小値制御部８１からの指令信号等を受けて遅延計測処理部４１が記憶・更新処理した一定時間又は同一送信セッション中における遅延の最小値（ｄ＿ｍｉｎ）と、データの実際の送信スループット（ｂｗ）と、を用いて、下記式１によりキュー量（ｑ）を算出する方法を採用した。

〔数１〕ｑ ＝ ｂｗ × （ｄ −ｄ＿ｍｉｎ） … (１)

また、上記式１による推測方法に限らず、例えば、送信スループット（ｂｗ）に代えて送信レート制御部７０にて設定した現在の送信レート（ｃｗ）を用いる推測方法や、上記式１における（ｄ −ｄ＿ｍｉｎ）に代えて遅延（ｄ）を用いる推測方法を採用するようにしてもよい。

輻輳検知部６０は、キュー量推測部５１がキュー量を推測した際に又は予め設定された一定時間ごとに、ネットワーク２０における輻輳の程度を、キュー量推測部５１が推測したキュー量をもとに検知するように構成されている。ここで、上記一定時間ごとに輻輳の程度を検知する場合に輻輳検知部６０は、当該検知処理の直前にキュー量推測部５１が推測したキュー量を使用するという構成を採っている。

輻輳検知部６０による輻輳の検知方法として本第１実施形態では、キュー量推測部５１にて推測されたキュー量（ｑ）が、予め設定された閾値（ｔｈ１）を越えている場合に輻輳状態にあると検知する方法を採用した。

他に、予め複数の閾値を設定しておき、リアルタイムで推測されたキュー量（ｑ）がどの閾値の間に属するかによって輻輳の段階を検知する方法（輻輳の程度を段階的に検知する方法）を採用してもよい。また、輻輳の程度（ｃｎ）を、リアルタイムで推測されたキュー量（ｑ）の関数として「ｃｎ ＝ ｆ（ｑ）」により算出し検知するという方法を採用してもよい。

送信レート制御部７０は、輻輳検知部６０が輻輳の程度を検知した際に又は予め設定された一定時間ごとに、ユーザ端末３０に送信しているデータ（パケット）の送信レート（送信速度）を、輻輳検知部６０が検知した輻輳の程度に基づいて制御するように構成されている。ここで、上記一定時間ごとに送信レートを制御する場合に送信レート制御部７０は、当該送信レート制御の直前に輻輳検知部６０が検知した輻輳の程度を使用するという構成を採っている。

送信レート制御部７０による送信速度の制御方法として本第１実施形態では、輻輳検知部６０が輻輳状態にあると検知した際に予め定められた数値だけ送信レート（ｃｗ）を低下させ、一方で輻輳検知部６０が輻輳状態にないと検知した際に予め定められた数値だけ送信レート（ｃｗ）を増加させるという方法を採用した。

また、上記制御方法に、輻輳の段階によっては送信レート（ｃｗ）を変化させないという制御を加えた方法を採用するようにしてもよい。即ち、前述したように、輻輳検知部６０が予め設定した複数の閾値に基づいて輻輳を段階的に検知したような場合には、送信レート（ｃｗ）の変化量を輻輳の段階ごとに変えるという方法を採ってもよい。

もっとも、輻輳検知部６０が輻輳状態にあると検知した場合にのみ送信レート（ｃｗ）を低下させる制御を行い、輻輳状態にないと検知した場合には送信レート（ｃｗ）を変化させないという制御方法を採用してもよい。

また、上記制御方法において送信レート（ｃｗ）を増減させる際に用いる予め定められた数値に代えて、予め定められた割合を用いる制御方法を採用してもよい。さらに、例えば現在の送信レート（ｃｗ）とデータの実際の送信スループット（ｂｗ）と輻輳検知部６０にて検知した輻輳の程度（ｃｎ）をもとに新たな送信レート（ｃｗ）を算出するという方法を採ってもよい。

遅延最小値制御部８１は、遅延計測処理部４１によって計測された遅延の変動パターン，データ送信装置１１におけるパケットの送信間隔，及びユーザ端末３０におけるパケットの受信間隔（変動判定情報）をもとに、遅延計測処理部４１にて記憶処理した遅延最小値が変動したことを検知する変動検知手段８３と、この変動検知手段８３が遅延最小値の変動を検知した場合に現在の遅延最小値を変更処理する遅延最小値変更処理手段８４と、を有している。

遅延最小値変更処理手段８４は、変動検知手段８３にて遅延最小値が変動したこと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機能８４Ａと、この算出値によって現在の遅延最小値を更新する旨の信号を遅延計測処理部４１に送信する更新機能８４Ｂと、を有している。

また、遅延最小値変更処理手段８４は、一定の検知条件を満たしたことで変動検知手段８３が遅延最小値の変動を検知した場合に、遅延計測処理部４１に対して、現在の遅延最小値を予め設定された基準値（初期値）に初期化する旨の信号を送信する初期化機能８４Ｃを有している。

すなわち、遅延計測処理部４１にて記憶処理した各情報をもとに遅延最小値が変動したこと（現在の遅延最小値が実際の遅延最小値とは異なること）を検知した遅延最小値制御部８１は、遅延最小値が変動した後の値を算出すると共に遅延計測処理部４１に対して現在の遅延最小値を当該算出値によって更新するように指示を与え、又は遅延計測処理部４１に対して現在の遅延最小値を初期化するように指示を与える、という構成を採っている。

変動検知手段８３は、データ送信装置１１がユーザ端末３０に送信したデータ（パケット）の確認応答を受け取った際に又は一定時間ごとに、上述した変動判定情報に基づく判定を行うことで遅延最小値が変動したことを検知するように構成され、この変動検知手段８３にて遅延最小値の変動を検知すると遅延最小値制御部８１は、当該検知にかかる条件に応じて、当該検知に際して算出した変動後の遅延最小値に更新する旨の指令信号、又は遅延最小値を初期化する旨の指令信号、を遅延計測処理部４１に送信する、という構成を採っている。
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。

なお、本第１実施形態では、遅延最小値制御部８１が更新又は初期化にかかる制御を行う以前において、キュー量推測部５１がキュー量の算出に用いる遅延最小値（初期値）は、運用者等が外部から入力して設定するという構成を採った。しかし、この遅延最小値の初期値は、経時的に計測した遅延をもとに遅延計測処理部４１又は遅延最小値制御部８１が算出し設定するように構成してもよい。

ここで、上記遅延最小値の更新等については、下記のいずれかの方法を採用することができる。

第１の方法は、遅延計測処理部４１によって計測されたデータ送信装置１１におけるパケットの送信間隔及びユーザ端末３０におけるパケットの受信間隔が、特定の条件を満たす場合に遅延最小値を更新するという方法である。

具体的には、パケットの送信順番がｋ番目（ｋは任意の自然数）のパケットをデータ送信装置１１から送信した時刻（送信時刻）をＴｓ(ｋ)とし、当該ｋ番目のパケットがユーザ端末３０に到着した時刻（到着時刻）をＴｒ(ｋ)とし、予め設定された閾値をｔｈ２、ｔｈ３、ｔｈ４とすると、上記特定の条件は、下記式２乃至式４で表すことができる。

〔数２〕｛Ｔｒ(ｋ)−Ｔｒ(ｋ−１)｝−｛Ｔｒ(ｋ−１)−Ｔｒ(ｋ−２)｝≧ｔｈ２ … (２)

〔数３〕｛Ｔｒ(ｋ)−Ｔｒ(ｋ−１)｝−｛Ｔｓ(ｋ)−Ｔｓ(ｋ−１)｝≦ｔｈ３ … (３)

〔数４〕Ｔｒ(ｋ＋１)−Ｔｒ(ｋ)≧ｔｈ４ … (４)

ここで、式２は「ｋ−１〜ｋ番目間の到着時刻の差」から「ｋ−２〜ｋ−１番目間の到着時刻の差」を引いた時間が閾値（ｔｈ２）以上であることを示し、式３は「ｋ−１〜ｋ番目間の到着時刻の差」から「ｋ〜ｋ−１番目間の送信時刻の差」を引いた時間が閾値（ｔｈ３）以下であることを示し、式４は「ｋ〜ｋ＋１番目間の到着時刻の差」が閾値（ｔｈ４）以上であることを示す。

すなわち、これら３つの式が示す条件をすべて満たす場合に変動検知手段８３は、特定の条件（遅延最小値を更新するか否かにかかる判定基準）を満たす旨判定すると共に、ｋ番目のパケットの遅延ｄ＿ｋを新たな遅延最小値として記憶する旨の指令信号を遅延計測処理部４１に送信する（ｋ番目のパケットの遅延ｄ＿ｋを新たな遅延最小値として記憶するよう遅延計測処理部４１に指示を与える）、という更新方法を採用することができる。

この場合、変動検知手段８３は、任意のパケット（ｋ番目のパケット）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ときに、パケット送信にかかる遅延の最小値が増加したことを検知し、この変動検知手段８３が当該検知を行った際に遅延最小値変更処理手段８４が更新機能８４Ｂにて、上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新たな遅延最小値として記憶させるよう遅延計測処理部４１に指示を与える、という構成を採る。

第２の方法は、遅延最小値変更処理手段８４が、一定時間内又は一定個数のパケットにおける遅延の計測値の中で最小の値を算出すると共に、現在の値（直近の最小の値）を含めて１つ又は経時的に算出した複数の過去の最小値を内部メモリ等（図示せず）に記憶処理し、この記憶処理した複数の最小値に対してカルマンフィルタや指数移動平均といった既知の統計手法を用いることにより遅延最小値を導出し、この導出値を新たな遅延最小値として記憶するよう遅延計測処理部４１に指示を与える、という方法である。

すなわち、変動検知手段８３にて遅延の最小値が増加したことを検知した場合に、遅延最小値変更処理手段８４が、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ることにより、当該増加後の遅延最小値を導出する、という構成を採ってもよい。

また、上述した、一定時間内又は一定個数のパケットにおける遅延の計測値の中で最小の値を算出する機能と、現在の値（直近の最小の値）を含めて１つ又は経時的に算出した複数の過去の最小値を内部メモリ等（図示せず）に記憶処理する機能と、を遅延計測処理部４１に設けると共に、この記憶されたデータをもとに遅延最小値変更処理手段８４が、新たな遅延最小値を算出するように構成してもよい。

第３の方法は、キュー遅延の影響を受けにくい確認応答（ＡＣＫパケット）の片道遅延を遅延計測処理部４１が計測し、この計測した片道遅延の変動をもとに遅延最小値が増加した可能性を変動検知手段８３にて検知する、という構成を採用することにより、変動検知手段８３が遅延最小値の増加を検知した際に遅延最小値変更処理手段８４が初期化機能８４Ｃにて、現在の遅延最小値を予め設定された基準値（初期値）に初期化するよう遅延計測処理部４１に指示を与える、という方法である。

例えば、ｋ番目のパケットに対する確認応答（ＡＣＫパケット）がユーザ端末３０から送出された時刻をＴａｓ＿ｋとし、該確認応答がデータ送信装置１１に到着した時刻をＴａｒ＿ｋとしたときに、片道遅延ＯＷＤ＿ｋは下記式５にて算出される。

〔数５〕ＯＷＤ＿ｋ＝Ｔａｒ＿ｋ−Ｔａｓ＿ｋ … (５)

〔数６〕ＯＷＤ＿ｋ＞ｔｈ５ … (６)

すなわち、変動検知手段８３に、遅延計測処理部４１にて算出した片道遅延ＯＷＤ＿ｋが予め設定された閾値ｔｈ５よりも大きいか（大きく増加したか）否かを上記式６に則して判定する機能と、この判定機能により大きい旨判定した際にその回数をカウントする機能と、このカウント数が予め設定された１以上の整数ｎ（増加基準数ｎ）を超えた場合に遅延最小値が増加したことを検知する機能と、を設け、これらの機能により変動検知手段８３が遅延最小値の増加を検知した際に遅延最小値変更処理手段８４が初期化機能８４Ｃにて、現在の遅延最小値を初期化（リセット）するよう遅延計測処理部４１に指示を与えるという構成を採ってもよい。ここで、上記閾値ｔｈ５は、これまでに遅延計測処理部４１が記憶処理した遅延の平均値又は最小値に基づいて予め設定された値である。

また、例えば、下記に示す第４乃至第６の方法のように、データ送信装置１１によるパケットの送出方法の変更を伴うものを採用するようにしてもよい。

第４の方法は、一定時間ごと又は一定パケット数ごとにパケットを送信するに際してデータ送信装置１１が、途中のネットワーク機器において優先的に転送されるように優先度を高く設定した特定のパケット（優先パケット）を送信し、当該優先パケットにかかる遅延を新たな遅延最小値として記憶させるという更新方法である。

かかる手法を用いるため、本第１実施形態では送信部９０に、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手段を設け、この優先パケットにかかる遅延を、遅延最小値変更処理手段８４が算出すると共に遅延最小値の増加後の値として用いる、という構成を採用した。

この場合、データ送信装置１１にて優先パケットに対応する確認応答を受信した際に遅延最小値変更処理手段８４が、当該優先パケットの遅延を新たな遅延最小値として記憶するよう遅延計測処理部４１に指示を与える、という構成を採る。

本第１実施形態では、優先度を高く設定する方法として、パケットのヘッダ情報において緊急フラグを立てて送信する方法を採用した。しかし、当該方法以外に、音声クラス等の高優先のクラスとしてパケットを送信する等の方法を採用してもよい。

第５の方法は、一定時間ごと又は一定パケット数ごとにパケットを送信するに際してデータ送信装置１１が、途中のネットワーク機器においてキュー（滞留しているパケット）が溜まっていない状況となるように、予め設定された一定時間だけ待機した後にパケットを送信し、当該待機直後のパケットにかかる遅延を新たな遅延最小値として記憶させるという更新方法である。

かかる手法を用いるため、本第１実施形態では送信部９０に、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手段を設け、当該待機時間の経過直後に送信したパケットの遅延を、遅延最小値変更処理手段８４が算出すると共に遅延最小値の増加後の値として用いる、という構成を採用した。

この場合、上記待機後に送信したパケットに対応する確認応答をデータ送信装置１１にて受信した際に遅延最小値変更処理手段８４が、当該パケットの遅延を新たな遅延最小値として記憶するように遅延計測処理部４１に指示を与える、という構成を採る。

第６の方法は、パケットを送信するに際して、一定時間ごと又は一定パケット数ごとに選定したパケットのサイズを、予め設定された通常時のサイズ（基本サイズ）とは異なるサイズに変更して送信し、当該サイズを変更したパケットにかかる遅延と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、新たな遅延最小値を算出すると共に記憶させるという更新方法である。

かかる手法を用いるため、本第１実施形態では送信部９０に、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通常時のサイズ（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手段をさらに設け、このサイズ変更されたパケットにかかる遅延と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変動検知手段８３が遅延の最小値の増加を検知し、この検知結果を取得した遅延最小値変更処理手段８４が遅延最小値の増加後の値を算出する、という構成を採用した。

この場合、上記によりサイズ変更されたパケットに対応する確認応答をデータ送信装置１１にて受信した際に、当該パケットの遅延とこれまでの遅延とを比較した変動検知手段８３が遅延の最小値の増加を検知すると、これを受けた遅延最小値変更処理手段８４が、そこからキュー遅延のかかっていない固定遅延を導出すると共に、当該固定遅延を新たな遅延最小値として記憶するように遅延計測処理部４１に指示を与える、という構成を採る。

具体的には、例えば、サイズ変更されたパケットのサイズ及び該パケットの送信にかかる遅延をそれぞれsize_chg，d_chgとし、基本サイズで送信したパケットのサイズ及び該パケットの送信にかかる遅延をそれぞれsize_def，d_defとした場合に、下記式７により算出されるデータ転送速度（ｂｒ）を定期的に比較するという手法を採用することができる。

〔数７〕ｂｒ =（size_def−size_chg）／（d_def−d_chg） … (７)

かかる手法を採る場合、定期的にデータ転送速度（ｂｒ）を算出する機能と、該算出値をもとにデータ転送速度（ｂｒ）の最大値を記憶・更新する機能と、を変動検知手段８３に設けると共に、上記定期的な算出値がこれまでのデータ転送速度（ｂｒ）の最大値を一定期間又は一定パケット数の間下回り続けた場合（予め設定された最小値増加基準を満たす場合）に、変動検知手段８３が遅延最小値の変動を検知し、これを受けた遅延最小値変更処理手段８４が遅延最小値の更新を行うという構成となる。

ここで、上述した通り、介在するネットワーク２０を経由してユーザ端末３０からのデータ要求のメッセージを取得する機能と、当該要求に応じたデータを送信レート制御部７０にて設定された送信レートでユーザ端末３０に送信する機能と、を有するデータ送信装置１１としては、下記のような構成を採用することができる。

例えば、データ送信装置１１としてオリジンサーバを採用した場合には、自身でオリジナルデータをすべて保持しているため、これにより、設定された送信レートでデータを送信することができる。

また、データ送信装置１１として中継サーバ装置やデータ通信機器を採用した場合には、オリジナルデータを予め自身の記憶領域にキャッシュとして複製しておいたり、オリジンサーバから送信されるデータストリームを一時的にバッファとして用いた自身の記憶領域に溜めたりすることで、オリジンサーバとデータ送信装置１１との間のネットワークのスループット（一定時間内に処理できるデータ量）に依存せず、設定された送信レートでデータを送信することができる。

さらに、データ送信装置１１として中継サーバ装置やデータ通信機器を採用した場合におけるユーザ端末３０からのデータ要求メッセージの取得方法としては、例えば、ユーザ端末３０がオリジンサーバへ送信した当該要求メッセージを、ユーザ端末３０からオリジンサーバへの経路の途中に設置され且つデータ送信装置１１と接続されたルータ等が当該要求メッセージのヘッダ情報等の条件に基づいて、オリジンサーバの代わりにデータ送信装置１１へ転送するという方法を採用することができる。

また、前述した取得方法に限らず、例えばユーザ端末３０が、データ送信装置１１をプロキシ（プロキシサーバ）として明示的に指定してデータ要求メッセージを送信するという方法を採用するようにしてもよい。他に、ユーザ端末３０がオリジンサーバにデータ要求メッセージを送信するためにＤＮＳ（Domain Name System）等にて宛先のアドレス解決を行う際に、当該ＤＮＳ等がオリジンサーバの代わりにデータ送信装置１１のアドレスを返答するという方法等を採用するようにしてもよい。

（動作説明）
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。

データ送信装置１１がユーザ端末３０に送信したデータ（データパケット）の確認応答を受け取った際に遅延計測処理部４１が、ネットワーク２０でのパケット送受信に要する遅延を計測すると共に、取得した遅延データを内部メモリ等（図示せず）に記憶処理する。併せて遅延計測処理部４１は、一定時間内又は一定個数ごとに送信したパケットにかかる遅延の最小値を、必要に応じて遅延最小値として記憶させる（図２：Ｓ２０１）。

次いで、遅延計測処理部４１が遅延を計測した際にキュー量推測部５１が、遅延計測処理部４１にて計測された遅延や送信レート制御部７０にて設定された送信レート等をもとに、ネットワーク２０の中に滞留しているパケット量を示すキュー量を推測する。本第１実施形態においてキュー量推測部５１は、上記式１に基づいて当該キュー量の推測を行う（図２：Ｓ２０２）。

続いて、キュー量推測部５１がキュー量の推測を行った際に輻輳検知部６０が、当該推測されたキュー量をもとに、ネットワーク２０における輻輳の程度を検知する（図２：Ｓ２０３）。

本第１実施形態において輻輳検知部６０は、リアルタイムで推測したキュー量が予め設定された閾値（ｔｈ１）を超えている場合に輻輳状態にあると検知する。一方で、リアルタイムで推測したキュー量が予め設定された閾値を超えていない場合において輻輳検知部６０は、輻輳状態にないと検知する（図２：Ｓ２０３）。

輻輳検知部６０が輻輳の程度を検知した際に送信レート制御部７０は、輻輳検知部６０にて検知された輻輳の程度をもとに、ユーザ端末３０へ送信しているデータの送信レート（送信速度）を制御する（図２：Ｓ２０４）。

本第１実施形態において送信レート制御部７０は、輻輳検知部６０が輻輳状態にあると検知した際に予め設定された数値だけ送信レートを低下させる。一方で、輻輳検知部６０が輻輳状態にないと検知した際に送信レート制御部７０は、予め設定された数値だけ送信レートを増加させる（図２：Ｓ２０４）。

ここで、上述した遅延計測処理部４１による遅延の計測処理（図２：Ｓ２０１）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。
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。

続いて、図１及び図３を参照して、遅延の最小値の更新等にかかる動作について説明する。

まず、データ送信装置１１がユーザ端末３０に送信したデータ（データパケット）の確認応答を受け取った際に遅延計測処理部４１が、ネットワーク２０でのパケット送信にかかる遅延を計測すると共に取得した遅延データを内部メモリ等（図示せず）に記憶処理する。併せて遅延計測処理部４１は、一定時間内又は一定個数ごとに送信したパケットにかかる遅延の最小値を、必要に応じて遅延最小値として記憶させる（図３：Ｓ３０１）。

次いで、変動検知手段８３は、データ送信装置１１がユーザ端末３０に送信したデータの確認応答を受け取った際に、遅延計測処理部４１が記憶処理した変動判定情報（遅延の変動パターン，データ送信装置１１におけるパケットの送信間隔，及びユーザ端末３０におけるパケットの受信間隔）を取得する（図３：Ｓ３０２）。

続いて、この取得した変動判定情報をもとに変動検知手段８３は、遅延計測処理部４１が記憶処理した遅延最小値が変動したか否かを判定する（図３：Ｓ３０３）。

ここで、遅延最小値が変動した旨判定することにより遅延最小値が変動したことを変動検知手段８３にて検知すると（図３：Ｓ３０３／はい）遅延最小値変更処理手段８４は、算出機能８４Ａにて変動後の遅延最小値を算出すると共に更新機能８４Ｂにて当該算出値に更新する旨の指令信号を送信するか、又は初期化機能８４Ｃにて遅延最小値を初期化する旨の指令信号を送信するか、の何れかを遅延計測処理部４１に対して実行する（図３：Ｓ３０４）。

遅延最小値変更処理手段８４からの指令信号を受け取った遅延計測処理部４１は、これに従って遅延最小値の更新又は初期化を実行する（図３：Ｓ３０５）。

一方で、変動検知手段８３にて遅延最小値が変動していない旨判定した場合に遅延最小値制御部８１は（図３：Ｓ３０３／いいえ）、指令信号を送信せずに、後続するデータパケットにかかる判定処理等を実行する。

ここで、遅延計測処理部４１による遅延の計測処理（図３：Ｓ３０１）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。
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。

また、特に、上述した第１の方法を採用した場合において変動検知手段８３は、上記特定の条件を満たすか否かの判定を実行すると共に（図３：Ｓ３０３）上記式２乃至式４に示す全ての条件を満たす場合に遅延最小値が変動したことを検知し（図３：Ｓ３０３／はい）、この検知結果を受けた遅延最小値変更処理手段８４が、算出機能８４Ａにて当該変動後の遅延最小値を算出すると共に、更新機能８４Ｂにて当該算出値に更新する旨の指令信号を遅延計測処理部４１に送信する（図３：Ｓ３０４）。遅延計測処理部４１は、更新機能８４Ｂからの指令信号に従って遅延最小値の更新を実行する（図３：Ｓ３０５）。

続いて、図１及び図４を参照して、遅延の最小値の初期化（リセット）にかかる動作を説明する。ここでは、特に、上述した第２の方法にかかる動作内容を説明する。

まず、確認応答を受け取った際に遅延計測処理部４１が、当該確認応答の片道遅延を上記式５に則して計測する（図４：Ｓ４０１）。

次いで、遅延計測処理部４１にて計測した片道遅延を取得した変動検知手段８３は、この片道遅延が予め設定された閾値ｔｈ５よりも大きい（大きく増加している）か否かを上記式６に則して判定する（図４：Ｓ４０２）。

ここで、大きい旨判定した変動検知手段８３は（図４：Ｓ４０２／はい）、片道遅延が閾値ｔｈ５を超えた回数であるカウント数を１だけ増加させる（インクリメントする）（図４：Ｓ４０３）。

次いで、増加させたカウント数が予め設定された回数ｎ（増加基準数ｎ：１以上の整数）より多い場合に変動検知手段８３は、遅延最小値が増加したことを検知する（図４：Ｓ４０４／はい）。

この検知結果を受けて遅延最小値変更処理手段８４は初期化機能８４Ｃにて、遅延最小値を初期化する旨の指令信号を遅延計測処理部４１に送信し（図４：Ｓ４０５）、これを受け取った遅延計測処理部４１が、予め設定された遅延最小値の初期化を実行する（図４：Ｓ４０６）。

一方で、遅延計測処理部４１から取得した片道遅延が閾値ｔｈ５よりも大きい小さい旨判定した場合（図４：Ｓ４０２／いいえ）、及びカウント数が予め設定された回数ｎ以下の場合（図４：Ｓ４０４／いいえ）に変動検知手段８３は、指令信号を送信せずに後続するデータパケットにかかる判定処理等を実行する。

ここで、上述した遅延計測処理部４１による片道遅延の計測（図４：Ｓ４０１）は、予め設定された一定時間ごとに行うようにしてもよく、かかる場合に遅延計測処理部４１は、直前に受け取った確認応答の情報を使用する。

また、上記各ステップＳ２０１〜Ｓ２０４（図２），Ｓ３０１〜Ｓ３０５（図３），Ｓ４０１〜Ｓ４０６（図４）における各工程の実行内容をプログラム化すると共に、この一連の各制御プログラムをコンピュータによって実現するように構成してもよい。

（第１実施形態の効果）
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。

すなわち、データ送信装置１１によれば、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意なトラヒック制御により輻輳の誤検知を防止できるため、有効に伝送効率の向上を図ることが可能となる。

（第２実施形態）
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。

（全体的構成）
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。

本第２実施形態にかかるデータ送信装置１２は、前述した第１実施形態にかかる遅延最小値制御部８１に代えて、当該第１実施形態と同様の構成部材である変動検知手段８３と、遅延計測処理部４２にて記憶・更新処理した現在の遅延最小値が変動したことを変動検知手段８３が検知した場合にキュー量推測部５２に対してキュー量を補正するように指示を与えるキュー量変更処理手段８５と、を有する遅延最小値制御部８２を備えた構成とした。

すなわち、キュー量変更処理手段８５は、前述した第１実施形態にかかる遅延最小値変更処理手段８４と同様に算出機能８４Ａを有し、且つ遅延最小値変更処理手段８４が有する更新機能８４Ｂ及び初期化機能８４Ｃの代わりに、キュー量推測部５２に対してキュー量を補正する旨の指令信号を送信する補正機能８５Ａを有する、という構成を採っている。

したがって、キュー量変更処理手段８５が算出機能８４Ａにて行う変動後の遅延最小値の算出方法は、前述した第１実施形態において説明した方法と同様である。

また、キュー量推測部５２は、前述した第１実施形態にかかるキュー量推測部５１に設けられた機能に加え、キュー量変更処理手段８５が補正機能８５Ａにて行う指示に則して推測したキュー量を補正する機能をさらに有している。

すなわち、データ送信装置１２がユーザ端末３０に送信したデータパケットの確認応答を受け取った際に又は一定時間ごとに変動検知手段８３が、変動判定情報（遅延計測処理部４２によって計測された遅延の変動パターン，データ送信装置１２におけるパケットの送信間隔，及びユーザ端末３０におけるパケットの受信間隔）に基づいて遅延最小値（ｄ＿ｍｉｎ）が変動したことを検知すると、これに応じてキュー量変更処理手段８５が算出機能８４Ａにて、遅延最小値の変動後の値を上述した各方法等により算出するように構成されている。
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。

キュー補正量ｑ＿ｒの算定方法としては、例えば、遅延計測処理部４２が記憶・更新処理した現在の遅延最小値をｄ＿ｍｉｎ＿ｍ、算出機能８４Ａにて算出した遅延最小値の変動後の値をｄ＿ｍｉｎ＿ｒ、データの実際の送信スループットをｂｗとしたときに、下記式７によって算定するという方法を採ることができ、本第２実施形態において補正機能８５Ａは、当該方法によりキュー補正量ｑ＿ｒを算定するように構成されている。

〔数８〕ｑ＿ｒ＝ｂｗ×（ｄ＿ｍｉｎ＿ｒ−ｄ＿ｍｉｎ＿ｍ） … (８)

また、キュー量変更処理手段８５は、上記により算定したキュー補正量ｑ＿ｒを現在のキュー量から減算する旨の指令信号を、補正機能８５Ａにてキュー量推測部５２に送信するように構成され、この指令信号に従ってキュー量推測部５２がキュー量の推測値を補正（減算）するという構成を採っている。
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。

ここで、キュー量を補正するにあたっては、例えば、上記式７における送信スループットｂｗの代わりに、送信レート制御部７０が設定している現在の送信レートｃｗを採用すると共に、当該式に則してキュー量変更処理手段８５が補正機能８５Ａにてキュー補正量ｑ＿ｒを算定し、当該算出値に基づく指示をキュー量推測部５２に与えるといった他の方法を用いてもよい。

（動作説明）
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。

まず、データ送信装置１２がユーザ端末３０に送信したデータの確認応答を受け取った際に遅延計測処理部４２が、ネットワーク２０でのパケット送信にかかる遅延を計測すると共に取得した遅延データを内部メモリ等（図示せず）に記憶処理する。併せて遅延計測処理部４２は、一定時間内又は一定個数ごとに送信したパケットにかかる遅延の最小値を、必要に応じて遅延最小値として記憶させる（図６：Ｓ６０１）。

次いで、遅延最小値制御部８２の変動検知手段８３は、データ送信装置１１がユーザ端末３０に送信したデータの確認応答を受け取った際に、遅延計測処理部４２が記憶処理した変動判定情報を取得する（図６：Ｓ６０２）。

続いて、この取得した変動判定情報をもとに変動検知手段８３は、遅延計測処理部４２が記憶処理した遅延最小値が変動したか否かを判定する（図６：Ｓ６０３）。

ここで、遅延最小値が変動した旨を判定することで遅延最小値が変動したことを変動検知手段８３が検知すると（図６：Ｓ６０３／はい）、キュー量変更処理手段８５が算出機能８４Ａ及び補正機能８５Ａにて変動後の遅延最小値を算出すると共に上記式７に基づいてキュー補正量を算定する（図６：Ｓ６０４）。

次いで、キュー量変更処理手段８５は補正機能８５Ａにより、キュー量推測部５２に対して、推測したキュー量から算定したキュー補正量の分だけ減算する旨の指令信号を送信する（図６：Ｓ６０５）。

補正機能８５Ａによる指令信号を受け取った遅延計測処理部４２は、これに従ってキュー量の推測値の補正（減算）を実行する（図６：Ｓ６０６）。

一方で、変動検知手段８３にて遅延最小値が変動していない旨判定した場合に遅延最小値制御部８２は（図６：Ｓ６０３／いいえ）、指令信号を送信せずに後続するデータパケットにかかる判定処理等を実行する。

ここで、遅延計測処理部４２による遅延の計測処理（図６：Ｓ６０１）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。
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。

さらに、上記各ステップＳ６０１〜Ｓ６０６（図６）における各工程の実行内容をプログラム化すると共に、この一連の各制御プログラムをコンピュータによって実現するように構成してもよい。

（第２実施形態の効果）
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。

すなわち、データ送信装置１２によれば、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意なトラヒック制御により輻輳の誤検知を防止できるため、有効に伝送効率の向上を図ることが可能となる。

なお、上述した実施形態は、データ送信装置、データ送信方法、及びそのプログラムにおける好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もある。しかし、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。

以下は、上述した実施形態についての新規な技術的内容の要点をまとめたものであるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。

（付記１）
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。

（付記２）
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。

（付記３）
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。

（付記４）
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。

（付記５）
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。

（付記６）
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。

（付記７）
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。

（付記８）
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。

（付記９）
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。

（付記１０）
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。

（付記１１）
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。

（付記１２）
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。

（付記１３）
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。

（付記１４）
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。

（付記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。

（付記１６）
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。

（付記１７）
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。

（付記１８）
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。

（付記１９）
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。

（付記２０）
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。

この出願は２０１３年４月１９日に出願された日本出願特願２０１３−０８８０５２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。

本発明は、ネットワーク中に滞留しているキューの量（滞留パケットの量）、可用帯域、又はビットエラー率といったネットワーク状況を遅延から推定する推定装置に適用することができる。また、ＵＤＰ等のＴＣＰとは異なるプロトコルにおいてＴＣＰと同等の振る舞いを模擬して送出レートを制御する送出レート制御装置に適用可能である。

１１、１２ データ送信装置
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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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