JP3148713B2 - 通信サービス品質制御方法及び装置 - Google Patents
通信サービス品質制御方法及び装置Info
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- JP3148713B2 JP3148713B2 JP7409598A JP7409598A JP3148713B2 JP 3148713 B2 JP3148713 B2 JP 3148713B2 JP 7409598 A JP7409598 A JP 7409598A JP 7409598 A JP7409598 A JP 7409598A JP 3148713 B2 JP3148713 B2 JP 3148713B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばネットワー
クを介して接続された複数の端末装置間の通信サービス
の品質（以下、ＱｏＳという。）を制御する通信サービ
ス品質制御方法及び装置に関する。
クを介して接続された複数の端末装置間の通信サービス
の品質（以下、ＱｏＳという。）を制御する通信サービ
ス品質制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、モバイル通信、マルチメディ
ア通信、および、パーソナル通信を利用する形態の情報
通信アプリケーションが普及し、今後また、日常生活の
様々な場面で個人に密に関わってくると予想される。こ
のような情報通信アプリケーションでは、利用の都度、
あるいは利用中においても、その動作環境（ネットワー
ク環境、端末環境、ユーザ環境）が変わるため、そのと
きどきの動作環境に即した通信のコーディネーションを
行う機能が求められている。
ア通信、および、パーソナル通信を利用する形態の情報
通信アプリケーションが普及し、今後また、日常生活の
様々な場面で個人に密に関わってくると予想される。こ
のような情報通信アプリケーションでは、利用の都度、
あるいは利用中においても、その動作環境（ネットワー
ク環境、端末環境、ユーザ環境）が変わるため、そのと
きどきの動作環境に即した通信のコーディネーションを
行う機能が求められている。
【０００３】動画や音声等の連続ストリームを扱うマル
チメディア通信を実現するためには、端末のリソース
（ＣＰＵ、メモリ、デバイス等）やネットワークのリソ
ース（帯域等）を端末装置−端末装置間で管理して制御
する必要がある。現在、そのための技術として、ＱｏＳ
ブローカー（Ｂｒｏｋｅｒ）（以下、従来例という。）
が提案されている（例えば、従来技術文献１「Ｋｌａｒ
ａ Ｎａｈｒｓｔｅｄｔｅｔ ａｌ．，“Ｔｈｅ Ｑｏ
Ｓ Ｂｒｏｋｅｒ”，ＩＥＥＥ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉ
ａ，Ｓｐｒｉｎｇ １９９５，Ｖｏｌ．２，Ｎｏ．１，
ｐｐ．５３−６７」参照。」）。
チメディア通信を実現するためには、端末のリソース
（ＣＰＵ、メモリ、デバイス等）やネットワークのリソ
ース（帯域等）を端末装置−端末装置間で管理して制御
する必要がある。現在、そのための技術として、ＱｏＳ
ブローカー（Ｂｒｏｋｅｒ）（以下、従来例という。）
が提案されている（例えば、従来技術文献１「Ｋｌａｒ
ａ Ｎａｈｒｓｔｅｄｔｅｔ ａｌ．，“Ｔｈｅ Ｑｏ
Ｓ Ｂｒｏｋｅｒ”，ＩＥＥＥ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉ
ａ，Ｓｐｒｉｎｇ １９９５，Ｖｏｌ．２，Ｎｏ．１，
ｐｐ．５３−６７」参照。」）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のＱｏＳブローカーにおけるリソース管理の仕組みで
は、自端末装置のリソース、ネットワークリソース、相
手端末装置のリソースを順にサイクルで制御し、管理し
ている。この仕組みでは、リソースの状況が刻々と変化
するような環境では、リソースの再確保が頻繁に起こ
り、環境の変動に対してリアルタイムに対応できないと
いう問題点があった。
のＱｏＳブローカーにおけるリソース管理の仕組みで
は、自端末装置のリソース、ネットワークリソース、相
手端末装置のリソースを順にサイクルで制御し、管理し
ている。この仕組みでは、リソースの状況が刻々と変化
するような環境では、リソースの再確保が頻繁に起こ
り、環境の変動に対してリアルタイムに対応できないと
いう問題点があった。
【０００５】本発明の目的は以上の問題点を解決し、通
信システムの環境の変動に対してリアルタイムに対応し
てＱｏＳを適切に制御することができる通信サービス品
質制御方法及び装置を提供することにある。
信システムの環境の変動に対してリアルタイムに対応し
てＱｏＳを適切に制御することができる通信サービス品
質制御方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の通信サービス品質制御方法は、ネットワークを介し
て接続された複数の端末装置間の通信サービスの品質を
制御する通信制御手段を備えた端末装置の通信サービス
品質制御方法において、通信ストリーム毎に、それぞれ
予め決められた通信サービスの品質とその制御基準に基
づいて自律的に通信ストリームを制御して通信のリソー
スの管理を行う、アプリケーションエージェントと、ス
トリームエージェントとを生成し、上記アプリケーショ
ンエージェントは、対応する通信ストリームに対して適
当な通信サービスの品質と、その制御基準を設定し、自
端末装置内及び相手方の端末装置との間で通信サービス
の品質の交渉を行って通信サービスの品質を選択し、選
択した通信サービスの品質によりテストを実行して実現
可能であるときに当該通信サービスの品質を上記通信制
御手段に通知して設定し、通信ストリーム集合に対する
総合の効用値を表わす所定の評価関数の値が、所定のリ
ソースの制約条件のもとで最大となるように通信サービ
スの品質を調整し、所定の通信サービスの品質の範囲を
逸脱したときは、上記通信サービスの品質の調整を行っ
て、調整後の通信サービスの品質を設定し、上記ストリ
ームエージェントは、上記アプリケーションエージェン
トによって設定された通信サービスの品質とその制御基
準に従って、当該通信ストリームの通信サービスの品質
を制御して上記通信制御手段に通知して設定することに
より自律的に通信ストリームを制御し、上記制御基準
は、 （ａ）ＱｏＳの調整方法と、 （ｂ）調整可能なＱｏＳの上限値、下限値及び平均値
と、 （ｃ）段階的にＱｏＳを調整する／しないの設定と、調
整する場合の各ステップ幅と、 （ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳのパラメータ
間の優先度と、 （ｅ）複数のパラメータ集合とそれぞれの集合に対する
ユーザの満足度と、 を含むことを特徴とする。
載の通信サービス品質制御方法は、ネットワークを介し
て接続された複数の端末装置間の通信サービスの品質を
制御する通信制御手段を備えた端末装置の通信サービス
品質制御方法において、通信ストリーム毎に、それぞれ
予め決められた通信サービスの品質とその制御基準に基
づいて自律的に通信ストリームを制御して通信のリソー
スの管理を行う、アプリケーションエージェントと、ス
トリームエージェントとを生成し、上記アプリケーショ
ンエージェントは、対応する通信ストリームに対して適
当な通信サービスの品質と、その制御基準を設定し、自
端末装置内及び相手方の端末装置との間で通信サービス
の品質の交渉を行って通信サービスの品質を選択し、選
択した通信サービスの品質によりテストを実行して実現
可能であるときに当該通信サービスの品質を上記通信制
御手段に通知して設定し、通信ストリーム集合に対する
総合の効用値を表わす所定の評価関数の値が、所定のリ
ソースの制約条件のもとで最大となるように通信サービ
スの品質を調整し、所定の通信サービスの品質の範囲を
逸脱したときは、上記通信サービスの品質の調整を行っ
て、調整後の通信サービスの品質を設定し、上記ストリ
ームエージェントは、上記アプリケーションエージェン
トによって設定された通信サービスの品質とその制御基
準に従って、当該通信ストリームの通信サービスの品質
を制御して上記通信制御手段に通知して設定することに
より自律的に通信ストリームを制御し、上記制御基準
は、 （ａ）ＱｏＳの調整方法と、 （ｂ）調整可能なＱｏＳの上限値、下限値及び平均値
と、 （ｃ）段階的にＱｏＳを調整する／しないの設定と、調
整する場合の各ステップ幅と、 （ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳのパラメータ
間の優先度と、 （ｅ）複数のパラメータ集合とそれぞれの集合に対する
ユーザの満足度と、 を含むことを特徴とする。
【０００７】また、請求項２記載の通信サービス品質制
御方法は、請求項１記載の通信サービス品質制御方法に
おいて、上記評価関数は、各通信ストリームの通信サー
ビスの品質毎の効用値を所定の重み付け係数で線形結合
された関数である。
御方法は、請求項１記載の通信サービス品質制御方法に
おいて、上記評価関数は、各通信ストリームの通信サー
ビスの品質毎の効用値を所定の重み付け係数で線形結合
された関数である。
【０００８】さらに、請求項３記載の通信サービス品質
制御方法は、請求項１又は２記載の通信サービス品質制
御方法において、上記リソースは、上記端末装置のＣＰ
Ｕ使用量と、上記通信ストリームの伝送帯域を含むこと
を特徴とする。
制御方法は、請求項１又は２記載の通信サービス品質制
御方法において、上記リソースは、上記端末装置のＣＰ
Ｕ使用量と、上記通信ストリームの伝送帯域を含むこと
を特徴とする。
【０００９】
【００１０】本発明に係る請求項４記載の通信サービス
品質制御装置は、ネットワークを介して接続された複数
の端末装置間の通信サービスの品質を制御する通信制御
手段を備えた通信サービス品質制御装置において、通信
ストリーム毎に、それぞれ予め決められた通信サービス
の品質とその制御基準に基づいて自律的に通信ストリー
ムを制御して通信のリソースの管理を行う、アプリケー
ションエージェントの第１の機能処理手段と、ストリー
ムエージェントの第２の機能処理手段とを生成する生成
手段とを備え、上記第１の機能処理手段は、対応する通
信ストリームに対して適当な通信サービスの品質と、そ
の制御基準を設定し、自端末装置内及び相手方の端末装
置との間で通信サービスの品質の交渉を行って通信サー
ビスの品質を選択し、選択した通信サービスの品質によ
りテストを実行して実現可能であるときに当該通信サー
ビスの品質を上記通信制御手段に通知して設定し、通信
ストリーム集合に対する総合の効用値を表わす所定の評
価関数の値が、所定のリソースの制約条件のもとで最大
となるように通信サービスの品質を調整し、所定の通信
サービスの品質の範囲を逸脱したときは、上記通信サー
ビスの品質の調整を行って、調整後の通信サービスの品
質を設定し、上記第２の機能処理手段は、上記第１の機
能処理手段によって設定された通信サービスの品質とそ
の制御基準に従って、当該通信ストリームの通信サービ
スの品質を制御して上記通信制御手段に通知して設定す
ることにより自律的に通信ストリームを制御し、上記制
御基準は、 （ａ）ＱｏＳの調整方法と、 （ｂ）調整可能なＱｏＳの上限値、下限値及び平均値
と、 （ｃ）段階的にＱｏＳを調整する／しないの設定と、調
整する場合の各ステップ幅と、 （ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳのパラメータ
間の優先度と、 （ｅ）複数のパラメータ集合とそれぞれの集合に対する
ユーザの満足度と、 を含むことを特徴とする。
品質制御装置は、ネットワークを介して接続された複数
の端末装置間の通信サービスの品質を制御する通信制御
手段を備えた通信サービス品質制御装置において、通信
ストリーム毎に、それぞれ予め決められた通信サービス
の品質とその制御基準に基づいて自律的に通信ストリー
ムを制御して通信のリソースの管理を行う、アプリケー
ションエージェントの第１の機能処理手段と、ストリー
ムエージェントの第２の機能処理手段とを生成する生成
手段とを備え、上記第１の機能処理手段は、対応する通
信ストリームに対して適当な通信サービスの品質と、そ
の制御基準を設定し、自端末装置内及び相手方の端末装
置との間で通信サービスの品質の交渉を行って通信サー
ビスの品質を選択し、選択した通信サービスの品質によ
りテストを実行して実現可能であるときに当該通信サー
ビスの品質を上記通信制御手段に通知して設定し、通信
ストリーム集合に対する総合の効用値を表わす所定の評
価関数の値が、所定のリソースの制約条件のもとで最大
となるように通信サービスの品質を調整し、所定の通信
サービスの品質の範囲を逸脱したときは、上記通信サー
ビスの品質の調整を行って、調整後の通信サービスの品
質を設定し、上記第２の機能処理手段は、上記第１の機
能処理手段によって設定された通信サービスの品質とそ
の制御基準に従って、当該通信ストリームの通信サービ
スの品質を制御して上記通信制御手段に通知して設定す
ることにより自律的に通信ストリームを制御し、上記制
御基準は、 （ａ）ＱｏＳの調整方法と、 （ｂ）調整可能なＱｏＳの上限値、下限値及び平均値
と、 （ｃ）段階的にＱｏＳを調整する／しないの設定と、調
整する場合の各ステップ幅と、 （ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳのパラメータ
間の優先度と、 （ｅ）複数のパラメータ集合とそれぞれの集合に対する
ユーザの満足度と、 を含むことを特徴とする。
【００１１】また、請求項５記載の通信サービス品質制
御装置によれば、請求項４記載の通信サービス品質制御
装置において、上記評価関数は、各通信ストリームの通
信サービスの品質毎の効用値を所定の重み付け係数で線
形結合された関数であることを特徴とする。
御装置によれば、請求項４記載の通信サービス品質制御
装置において、上記評価関数は、各通信ストリームの通
信サービスの品質毎の効用値を所定の重み付け係数で線
形結合された関数であることを特徴とする。
【００１２】さらに、請求項６記載の通信サービス品質
制御装置は、請求項４又は５記載の通信サービス品質制
御装置において、上記リソースは、上記端末装置のＣＰ
Ｕ使用量と、上記通信ストリームの伝送帯域を含むこと
を特徴とする。
制御装置は、請求項４又は５記載の通信サービス品質制
御装置において、上記リソースは、上記端末装置のＣＰ
Ｕ使用量と、上記通信ストリームの伝送帯域を含むこと
を特徴とする。
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。
る実施形態について説明する。
【００１５】図１は、本発明に係る一実施形態である通
信サービス品質（ＱｏＳ）調整機能を備えた端末装置を
備えた通信システムの構成を示すブロック図である。図
１において、端末装置Ａは、通信サービス品質（Ｑｏ
Ｓ）調整機能を備え、パーソナルコンピュータＡ１とモ
デム（変復調装置）Ａ２とを備えて構成され、ここで、
パーソナルコンピュータＡ１はモデムＡ２、並びに、例
えば電話回線、ＩＳＤＮ回線、インターネットなどのネ
ットワークＮＥを介して端末装置Ｂに接続される。端末
装置Ｂは、端末装置Ａと同様に、パーソナルコンピュー
タＢ１及びモデムＢ２を備えて構成される。
信サービス品質（ＱｏＳ）調整機能を備えた端末装置を
備えた通信システムの構成を示すブロック図である。図
１において、端末装置Ａは、通信サービス品質（Ｑｏ
Ｓ）調整機能を備え、パーソナルコンピュータＡ１とモ
デム（変復調装置）Ａ２とを備えて構成され、ここで、
パーソナルコンピュータＡ１はモデムＡ２、並びに、例
えば電話回線、ＩＳＤＮ回線、インターネットなどのネ
ットワークＮＥを介して端末装置Ｂに接続される。端末
装置Ｂは、端末装置Ａと同様に、パーソナルコンピュー
タＢ１及びモデムＢ２を備えて構成される。
【００１６】本実施形態のパーソナルコンピュータＡ１
は、（ａ）通信ストリーム毎に、それぞれ予め決められ
た通信サービスの品質とその制御基準に基づいて自律的
に通信ストリームを制御して通信のリソースの管理を行
う、アプリケーションエージェント（ソフトウエアによ
る機能処理手段）ＡＡと、ストリームエージェント（ソ
フトウエアによる機能処理手段）ＳＡとを生成し、
（ｂ）アプリケーションエージェントＡＡは、対応する
通信ストリームに対して適当な通信サービスの品質と、
その制御基準を設定し、自端末装置内及び相手方の端末
装置との間で通信サービスの品質の交渉を行って通信サ
ービスの品質を選択し、選択した通信サービスの品質に
よりテストを実行して実現可能であるときに当該通信サ
ービスの品質を上記通信制御手段に通知して設定し、通
信ストリーム集合に対する総合の効用値を表わす所定の
評価関数の値が、所定のリソースの制約条件のもとで最
大となるように通信サービスの品質を調整し、所定の通
信サービスの品質の範囲を逸脱したときは、上記通信サ
ービスの品質の調整を行って、調整後の通信サービスの
品質を設定し、（ｃ）ストリームエージェントＳＡは、
上記アプリケーションエージェントＡＡによって設定さ
れた通信サービスの品質とその制御基準に従って、当該
通信ストリームの通信サービスの品質を制御して通信制
御部ＣＣに通知して設定することにより自律的に通信ス
トリームを制御することを特徴としている。ここで、上
記評価関数は、好ましくは、各通信ストリームの通信サ
ービスの品質毎の効用値を所定の重み付け係数で線形結
合された関数である。また、上記リソースは、好ましく
は、上記端末装置のＣＰＵ使用量と、上記通信ストリー
ムの伝送帯域を含む。
は、（ａ）通信ストリーム毎に、それぞれ予め決められ
た通信サービスの品質とその制御基準に基づいて自律的
に通信ストリームを制御して通信のリソースの管理を行
う、アプリケーションエージェント（ソフトウエアによ
る機能処理手段）ＡＡと、ストリームエージェント（ソ
フトウエアによる機能処理手段）ＳＡとを生成し、
（ｂ）アプリケーションエージェントＡＡは、対応する
通信ストリームに対して適当な通信サービスの品質と、
その制御基準を設定し、自端末装置内及び相手方の端末
装置との間で通信サービスの品質の交渉を行って通信サ
ービスの品質を選択し、選択した通信サービスの品質に
よりテストを実行して実現可能であるときに当該通信サ
ービスの品質を上記通信制御手段に通知して設定し、通
信ストリーム集合に対する総合の効用値を表わす所定の
評価関数の値が、所定のリソースの制約条件のもとで最
大となるように通信サービスの品質を調整し、所定の通
信サービスの品質の範囲を逸脱したときは、上記通信サ
ービスの品質の調整を行って、調整後の通信サービスの
品質を設定し、（ｃ）ストリームエージェントＳＡは、
上記アプリケーションエージェントＡＡによって設定さ
れた通信サービスの品質とその制御基準に従って、当該
通信ストリームの通信サービスの品質を制御して通信制
御部ＣＣに通知して設定することにより自律的に通信ス
トリームを制御することを特徴としている。ここで、上
記評価関数は、好ましくは、各通信ストリームの通信サ
ービスの品質毎の効用値を所定の重み付け係数で線形結
合された関数である。また、上記リソースは、好ましく
は、上記端末装置のＣＰＵ使用量と、上記通信ストリー
ムの伝送帯域を含む。
【００１７】従って、本実施形態の通信システムは、通
信ストリーム毎にエージェントを配置し、事前に決定し
たＱｏＳと制御ポリシに基づいて、それぞれのエージェ
ントが自律的に通信ストリームを制御し、リソース管理
を行うことで、環境の変動に迅速に対応することを特徴
としている。ここで、エージェントとは、外部からの入
力に対して自律的に動作の判断と制御を行うソフトウェ
アモジュールのことであり、制御ポリシー又は制御基準
は、（ａ）ＱｏＳの調整方法と、（ｂ）調整可能なＱｏ
Ｓの上限値、下限値及び平均値と、（ｃ）段階的にＱｏ
Ｓを調整する／しないの設定と、調整する場合の各ステ
ップ幅と、（ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳの
パラメータ間の優先度と、（ｅ）複数のパラメータ集合
とそれぞれの集合に対するユーザの満足度と、を含む。
ここで、ＱｏＳの調整方法では、例えば、（Ｉ）平均的
なＱｏＳではじめに制御を行ない、現在のリソースの状
態に従って、指定されたＱｏＳ範囲内でＱｏＳを上昇
（又は下降）させる方法、（II）現在のＱｏＳで制御が
困難になった場合に、優先度が低いパタメータから順に
ＱｏＳを下降させる方法、もしくは、（III）次にユー
ザの満足度の高いパラメータ集合にＱｏＳを変更する方
法、などの方法がある。
信ストリーム毎にエージェントを配置し、事前に決定し
たＱｏＳと制御ポリシに基づいて、それぞれのエージェ
ントが自律的に通信ストリームを制御し、リソース管理
を行うことで、環境の変動に迅速に対応することを特徴
としている。ここで、エージェントとは、外部からの入
力に対して自律的に動作の判断と制御を行うソフトウェ
アモジュールのことであり、制御ポリシー又は制御基準
は、（ａ）ＱｏＳの調整方法と、（ｂ）調整可能なＱｏ
Ｓの上限値、下限値及び平均値と、（ｃ）段階的にＱｏ
Ｓを調整する／しないの設定と、調整する場合の各ステ
ップ幅と、（ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳの
パラメータ間の優先度と、（ｅ）複数のパラメータ集合
とそれぞれの集合に対するユーザの満足度と、を含む。
ここで、ＱｏＳの調整方法では、例えば、（Ｉ）平均的
なＱｏＳではじめに制御を行ない、現在のリソースの状
態に従って、指定されたＱｏＳ範囲内でＱｏＳを上昇
（又は下降）させる方法、（II）現在のＱｏＳで制御が
困難になった場合に、優先度が低いパタメータから順に
ＱｏＳを下降させる方法、もしくは、（III）次にユー
ザの満足度の高いパラメータ集合にＱｏＳを変更する方
法、などの方法がある。
【００１８】図１に示すように、パーソナルコンピュー
タＡ１は、通信処理の動作を制御するハードウエアであ
るＣＰＵ１０と、端末装置Ｂとデータ通信を行う通信ア
プリケーション（ソフトウエア）ＣＡと、上記データ通
信の制御を行う通信制御部（ソフトウエア）ＣＣと、ユ
ーザ要求に基づいてＱｏＳとＱｏＳマネジメントポリシ
ー（ＱｏＳ管理ポリシー）を算出するアプリケーション
エージェントＡＡと、マルチメディア通信のストリーム
毎に生成されアプリケーションエージェントＡＡによっ
て算出されたＱｏＳとＱｏＳマネジメントポリシー基づ
いて従って各ストリームを自律的に制御するストリーム
エージェントＳＡとを備える。ここで、アプリケーショ
ンエージェントＡＡは、ＱｏＳマッピング部１１と、Ｑ
ｏＳ交渉部（ＱｏＳネゴシエーション部）１２と、Ｑｏ
Ｓ許可部（ＱｏＳアドミッション部）１３とを備える。
また、ストリームエージェントＳＡは、ＱｏＳ管理部２
１と、ＱｏＳモニタリング部２２とを備える。さらに、
通信制御部ＣＣは、フローフィルタリング部３１と、リ
アルタイムフロー制御部３２と、適応転送システム部３
３とを備える。以下、パーソナルコンピュータＡ１の処
理及び動作の詳細について説明する。
タＡ１は、通信処理の動作を制御するハードウエアであ
るＣＰＵ１０と、端末装置Ｂとデータ通信を行う通信ア
プリケーション（ソフトウエア）ＣＡと、上記データ通
信の制御を行う通信制御部（ソフトウエア）ＣＣと、ユ
ーザ要求に基づいてＱｏＳとＱｏＳマネジメントポリシ
ー（ＱｏＳ管理ポリシー）を算出するアプリケーション
エージェントＡＡと、マルチメディア通信のストリーム
毎に生成されアプリケーションエージェントＡＡによっ
て算出されたＱｏＳとＱｏＳマネジメントポリシー基づ
いて従って各ストリームを自律的に制御するストリーム
エージェントＳＡとを備える。ここで、アプリケーショ
ンエージェントＡＡは、ＱｏＳマッピング部１１と、Ｑ
ｏＳ交渉部（ＱｏＳネゴシエーション部）１２と、Ｑｏ
Ｓ許可部（ＱｏＳアドミッション部）１３とを備える。
また、ストリームエージェントＳＡは、ＱｏＳ管理部２
１と、ＱｏＳモニタリング部２２とを備える。さらに、
通信制御部ＣＣは、フローフィルタリング部３１と、リ
アルタイムフロー制御部３２と、適応転送システム部３
３とを備える。以下、パーソナルコンピュータＡ１の処
理及び動作の詳細について説明する。
【００１９】まず、適応型情報通信アプリケーションに
ついて説明する。上述したように、今後の高度情報通信
社会においては、モバイル通信、マルチメディア通信、
及びパーソナル通信を利用する形態の情報通信アプリケ
ーションが普及し、日常生活の様々な場面で個人に密に
関わってくる。
ついて説明する。上述したように、今後の高度情報通信
社会においては、モバイル通信、マルチメディア通信、
及びパーソナル通信を利用する形態の情報通信アプリケ
ーションが普及し、日常生活の様々な場面で個人に密に
関わってくる。
【００２０】誰もがこのようなアプリケーションを日常
的に気軽に利用できるようにするためには、極めて多様
で流動的な動作環境で適応的に通信コーディネーション
を行う機能がアプリケーションに求められる。すなわ
ち、使用するネットワークや、ときには端末までもがア
プリケーション利用の都度、異なることがあり、その結
果、使用できるリソース、性能がそのときどきで異なっ
てくる。さらに、マルチメディアストリームを取り扱う
場合には、そこで処理する負荷の特性も一定していな
い。この場合には、使用可能なリソース、性能、メディ
アストリームの負荷特性などに応じて受信処理できるＱ
ｏＳの選択などの通信コーディネーションが必要であ
る。とくに、携帯端末を使用してワイヤレスアクセスリ
ンク経由でモバイルマルチメディア通信を利用する場合
（例えば、図６参照。）には、相手側（例えば、高速広
帯域アクセスリンク経由で通信できる高性能ワークステ
ーション）との間の、使用可能リソース量や性能の差に
より、双方で扱えるメディアストリームのＱｏＳに差が
生じることがある。この場合には、受信処理できるメデ
ィアストリームに変換するためのＱｏＳ調整などの通信
コーディネーションが必要である。
的に気軽に利用できるようにするためには、極めて多様
で流動的な動作環境で適応的に通信コーディネーション
を行う機能がアプリケーションに求められる。すなわ
ち、使用するネットワークや、ときには端末までもがア
プリケーション利用の都度、異なることがあり、その結
果、使用できるリソース、性能がそのときどきで異なっ
てくる。さらに、マルチメディアストリームを取り扱う
場合には、そこで処理する負荷の特性も一定していな
い。この場合には、使用可能なリソース、性能、メディ
アストリームの負荷特性などに応じて受信処理できるＱ
ｏＳの選択などの通信コーディネーションが必要であ
る。とくに、携帯端末を使用してワイヤレスアクセスリ
ンク経由でモバイルマルチメディア通信を利用する場合
（例えば、図６参照。）には、相手側（例えば、高速広
帯域アクセスリンク経由で通信できる高性能ワークステ
ーション）との間の、使用可能リソース量や性能の差に
より、双方で扱えるメディアストリームのＱｏＳに差が
生じることがある。この場合には、受信処理できるメデ
ィアストリームに変換するためのＱｏＳ調整などの通信
コーディネーションが必要である。
【００２１】また、ワイヤレスアクセスリンクの不安定
な伝送環境や、ハンドオーバによる使用可能伝送帯域の
変更、携帯端末の電池残量の変化などにより、アプリケ
ーション利用中にも動作環境が変わり得る。この場合に
も、スムーズなメディアストリーム処理を可能にするた
めの動的なＱｏＳ調整が必要である。
な伝送環境や、ハンドオーバによる使用可能伝送帯域の
変更、携帯端末の電池残量の変化などにより、アプリケ
ーション利用中にも動作環境が変わり得る。この場合に
も、スムーズなメディアストリーム処理を可能にするた
めの動的なＱｏＳ調整が必要である。
【００２２】また、これらの物理的な動作環境（ネット
ワーク環境、端末環境）のほかに、ユーザ個々人のＴＰ
Ｏ、ニーズ、好みに応じた多様な利用形態が出現し得る
が、この場合には、そのときどきのユーザの状況に合っ
た通信形態の選択などの通信コーディネーションが必要
である。また、ユーザ相互の要求が相反する場合には、
お互いの要求を調整することも必要になってくる。前述
のメディアストリームのＱｏＳ調整についても、ユーザ
個々人の要求、好みに合わせてＱｏＳ調整が行われるこ
とが必要である。
ワーク環境、端末環境）のほかに、ユーザ個々人のＴＰ
Ｏ、ニーズ、好みに応じた多様な利用形態が出現し得る
が、この場合には、そのときどきのユーザの状況に合っ
た通信形態の選択などの通信コーディネーションが必要
である。また、ユーザ相互の要求が相反する場合には、
お互いの要求を調整することも必要になってくる。前述
のメディアストリームのＱｏＳ調整についても、ユーザ
個々人の要求、好みに合わせてＱｏＳ調整が行われるこ
とが必要である。
【００２３】このように、そのときどきの動作環境（ネ
ットワーク環境、端末環境、ユーザ環境）に即して、使
用リソース、メディアストリームのＱｏＳ、通信形態、
さらにはアプリケーション自身の機能・構成までをも自
律的に調整して通信コーディネーションを行う適応型情
報通信アプリケーションを実現するためのシステムアー
キテクチャについて以下に開示する。
ットワーク環境、端末環境、ユーザ環境）に即して、使
用リソース、メディアストリームのＱｏＳ、通信形態、
さらにはアプリケーション自身の機能・構成までをも自
律的に調整して通信コーディネーションを行う適応型情
報通信アプリケーションを実現するためのシステムアー
キテクチャについて以下に開示する。
【００２４】次いで、適応型情報通信アプリケーション
のためのフレームワークについて説明する。図７は、図
１の通信システムで用いるＱｏＳアーキテクチャのため
のフレームワークの基本構成を示すブロック図である。
このフレームワークは主として次の４つのモジュール群
から構成されている。（ａ）パーソナルエージェント
群、（ｂ）アプリケーションエージェント群、（ｃ）ス
トリームエージェント群、及び、（ｄ）リソースマネー
ジャ群。
のためのフレームワークについて説明する。図７は、図
１の通信システムで用いるＱｏＳアーキテクチャのため
のフレームワークの基本構成を示すブロック図である。
このフレームワークは主として次の４つのモジュール群
から構成されている。（ａ）パーソナルエージェント
群、（ｂ）アプリケーションエージェント群、（ｃ）ス
トリームエージェント群、及び、（ｄ）リソースマネー
ジャ群。
【００２５】ここで、通信アプリケーションＣＡを含む
パーソナルエージェントはユーザの好みや要求を把握
し、ユーザ要求の変更を受けつける。また、アプリケー
ションエージェントＡＡは各アプリケーション毎に生成
され、ＱｏＳの交渉とリソース予約の制御を行う。スト
リームエージェントＳＡは、各ストリーム毎に生成さ
れ、指定されたＱｏＳに従ってストリームを自律的に制
御する。通信制御部ＣＣを含むリソースマネージャはＣ
ＰＵや通信リンク帯域等のリソースの管理を行う。フレ
ームワークにおけるエージェント群は、ＱｏＳメカニズ
ムの機能を利用もしくは実現し、アプリケーションに適
応性を付与する。
パーソナルエージェントはユーザの好みや要求を把握
し、ユーザ要求の変更を受けつける。また、アプリケー
ションエージェントＡＡは各アプリケーション毎に生成
され、ＱｏＳの交渉とリソース予約の制御を行う。スト
リームエージェントＳＡは、各ストリーム毎に生成さ
れ、指定されたＱｏＳに従ってストリームを自律的に制
御する。通信制御部ＣＣを含むリソースマネージャはＣ
ＰＵや通信リンク帯域等のリソースの管理を行う。フレ
ームワークにおけるエージェント群は、ＱｏＳメカニズ
ムの機能を利用もしくは実現し、アプリケーションに適
応性を付与する。
【００２６】次いで、ＱｏＳメカニズムとフレームワー
クについて説明する。ここで、リソース管理（マネジメ
ント）におけるＱｏＳメカニズムは以下の３つに分類す
ることができる。（ａ）ＱｏＳ提供機構（QoS Provisio
n Mechanisms）、（ｂ）ＱｏＳ制御機構（QoS Control
Mechanisms）、及び、（ｃ）ＱｏＳ管理機構（QoS Mana
gement Mechanisms）。ここで、ＱｏＳ提供機構は、フ
ローの確立とＱｏＳ交渉といった静的なリソース管理を
行う。一方、ＱｏＳ制御機構とＱｏＳ管理機構は、メデ
ィア転送時の動的なリソース管理を行う。ＱｏＳ制御機
構はＱｏＳ管理機構より処理のタイムスケールが短い、
リアルタイムなフロー制御やフローのフィルタリング等
を行う。アプリケーションエージェントＡＡはＱｏＳマ
ッピングや許可、テスト等のＱｏＳ提供機構を利用して
ＱｏＳの交渉とリソース予約の制御を行い、フローを確
立する。
クについて説明する。ここで、リソース管理（マネジメ
ント）におけるＱｏＳメカニズムは以下の３つに分類す
ることができる。（ａ）ＱｏＳ提供機構（QoS Provisio
n Mechanisms）、（ｂ）ＱｏＳ制御機構（QoS Control
Mechanisms）、及び、（ｃ）ＱｏＳ管理機構（QoS Mana
gement Mechanisms）。ここで、ＱｏＳ提供機構は、フ
ローの確立とＱｏＳ交渉といった静的なリソース管理を
行う。一方、ＱｏＳ制御機構とＱｏＳ管理機構は、メデ
ィア転送時の動的なリソース管理を行う。ＱｏＳ制御機
構はＱｏＳ管理機構より処理のタイムスケールが短い、
リアルタイムなフロー制御やフローのフィルタリング等
を行う。アプリケーションエージェントＡＡはＱｏＳマ
ッピングや許可、テスト等のＱｏＳ提供機構を利用して
ＱｏＳの交渉とリソース予約の制御を行い、フローを確
立する。
【００２７】ストリームエージェントＳＡはＱｏＳの保
守管理やＱｏＳ適応制御等のＱｏＳ管理機構の機能を実
現し、ストリーム制御に適応性を付与する。またそれぞ
れのエージェントは、フローのリアルタイムな制御のた
めにＱｏＳ制御機構の機能を利用する。
守管理やＱｏＳ適応制御等のＱｏＳ管理機構の機能を実
現し、ストリーム制御に適応性を付与する。またそれぞ
れのエージェントは、フローのリアルタイムな制御のた
めにＱｏＳ制御機構の機能を利用する。
【００２８】次いで、フレームワーク内のアプリケーシ
ョンエージェントＡＡとストリームエージェントＳＡの
基本動作フローについて図１を参照して説明する。
ョンエージェントＡＡとストリームエージェントＳＡの
基本動作フローについて図１を参照して説明する。
【００２９】まず、各アプリケーションエージェントＡ
Ａは、例えば通信アプリケーションＣＡであるパーソナ
ルエージェントからのユーザ要求をもとにＱｏＳとＱｏ
Ｓマネジメントポリシーを算出する。通信アプリケーシ
ョンＣＡからストリームの生成要求が発生した場合、各
アプリケーションエージェントＡＡはネットワークや端
末のリソース環境を考慮し、ユーザ要求をもとにアプリ
ケーションに対して妥当なＱｏＳをストリーム毎に算出
することにより、ＱｏＳのマッピングを行う。同時に、
複数のアプリケーションが存在する場合は、各アプリケ
ーションエージェントＡＡ間で交渉を行い、許可及びテ
スト機能を利用して、実現可能なＱｏＳを選択する。必
要な場合は通信相手や通信コーディネーションサーバの
アプリケーションエージェントＡＡと端末装置Ａと端末
装置Ｂとの間で交渉を行う。このようにして選択した１
つ又は複数のＱｏＳとＱｏＳマネジメントポリシーをそ
れぞれのストリームエージェントＳＡに通知する。この
処理は、ユーザの品質要求が変化した場合にも行われ
る。また、リソースが不足した場合等にはストリームエ
ージェントＳＡからの要求を受けてＱｏＳの再交渉も行
う。
Ａは、例えば通信アプリケーションＣＡであるパーソナ
ルエージェントからのユーザ要求をもとにＱｏＳとＱｏ
Ｓマネジメントポリシーを算出する。通信アプリケーシ
ョンＣＡからストリームの生成要求が発生した場合、各
アプリケーションエージェントＡＡはネットワークや端
末のリソース環境を考慮し、ユーザ要求をもとにアプリ
ケーションに対して妥当なＱｏＳをストリーム毎に算出
することにより、ＱｏＳのマッピングを行う。同時に、
複数のアプリケーションが存在する場合は、各アプリケ
ーションエージェントＡＡ間で交渉を行い、許可及びテ
スト機能を利用して、実現可能なＱｏＳを選択する。必
要な場合は通信相手や通信コーディネーションサーバの
アプリケーションエージェントＡＡと端末装置Ａと端末
装置Ｂとの間で交渉を行う。このようにして選択した１
つ又は複数のＱｏＳとＱｏＳマネジメントポリシーをそ
れぞれのストリームエージェントＳＡに通知する。この
処理は、ユーザの品質要求が変化した場合にも行われ
る。また、リソースが不足した場合等にはストリームエ
ージェントＳＡからの要求を受けてＱｏＳの再交渉も行
う。
【００３０】次いで、ストリームエージェントＳＡはそ
れぞれのストリーム毎に生成され、アプリケーションエ
ージェントＡＡ群によって割り出されたＱｏＳとＱｏＳ
マネジメントポリシー（ＱｏＳ管理ポリシー）に従って
各ストリームを自律的に制御する。ストリームエージェ
ントＳＡは端末装置Ａ内のローカルな環境でストリーム
とストリームに関連するリソースのモニタリングを行
い、ＱｏＳ制御機構の機能を利用してストリームと使用
リソースの調整を自律的に行うことでＱｏＳ保守及びＱ
ｏＳ適応制御機能を実現する。ストリームエージェント
ＳＡはまず最初に、与えられたＱｏＳを維持しようとす
る。しかしながら、端末装置Ａ全体としてのリソース使
用量が増加したり、ネットワークリソースが変動してＱ
ｏＳの維持が困難になった場合、ストリームエージェン
トＳＡはＱｏＳマネジメントポリシーに従って複数のＱ
ｏＳを自律的に切り替える。この際、必要であればスト
リームエージェントＳＡ間での調整を行う。ストリーム
エージェントＳＡ群での調整が不可能になった場合、ア
プリケーションエージェントＡＡ群にＱｏＳの再交渉を
要求する。
れぞれのストリーム毎に生成され、アプリケーションエ
ージェントＡＡ群によって割り出されたＱｏＳとＱｏＳ
マネジメントポリシー（ＱｏＳ管理ポリシー）に従って
各ストリームを自律的に制御する。ストリームエージェ
ントＳＡは端末装置Ａ内のローカルな環境でストリーム
とストリームに関連するリソースのモニタリングを行
い、ＱｏＳ制御機構の機能を利用してストリームと使用
リソースの調整を自律的に行うことでＱｏＳ保守及びＱ
ｏＳ適応制御機能を実現する。ストリームエージェント
ＳＡはまず最初に、与えられたＱｏＳを維持しようとす
る。しかしながら、端末装置Ａ全体としてのリソース使
用量が増加したり、ネットワークリソースが変動してＱ
ｏＳの維持が困難になった場合、ストリームエージェン
トＳＡはＱｏＳマネジメントポリシーに従って複数のＱ
ｏＳを自律的に切り替える。この際、必要であればスト
リームエージェントＳＡ間での調整を行う。ストリーム
エージェントＳＡ群での調整が不可能になった場合、ア
プリケーションエージェントＡＡ群にＱｏＳの再交渉を
要求する。
【００３１】次いで、ＱｏＳとＱｏＳマネジメントポリ
シーについて説明する。ＱｏＳマネジメントポリシー
は、与えられたＱｏＳの範囲の中からユーザ要求を最大
に反映したリソース制御を行うための指針となる。Ｑｏ
ＳとＱｏＳマネジメントポリシーは、（ａ）幅を有する
ＱｏＳと、（ｂ）アプリケーション、ストリーム、各Ｑ
ｏＳパラメータ毎の優先度と、（ｃ）複数のＱｏＳパラ
メータセットとユーティリティ（ユーザにとっての効
用、満足度）とに基づいて算出する。ＱｏＳ調整にユー
ザ要求を反映する仕組みとして、次式の数１で与えられ
る総合ユーティリティ関数Ｕを、次式の数２のリソース
制約条件の下で最大化することにより、ユーザ要求を反
映したメディアストリームのＱｏＳ調整を実現する。
シーについて説明する。ＱｏＳマネジメントポリシー
は、与えられたＱｏＳの範囲の中からユーザ要求を最大
に反映したリソース制御を行うための指針となる。Ｑｏ
ＳとＱｏＳマネジメントポリシーは、（ａ）幅を有する
ＱｏＳと、（ｂ）アプリケーション、ストリーム、各Ｑ
ｏＳパラメータ毎の優先度と、（ｃ）複数のＱｏＳパラ
メータセットとユーティリティ（ユーザにとっての効
用、満足度）とに基づいて算出する。ＱｏＳ調整にユー
ザ要求を反映する仕組みとして、次式の数１で与えられ
る総合ユーティリティ関数Ｕを、次式の数２のリソース
制約条件の下で最大化することにより、ユーザ要求を反
映したメディアストリームのＱｏＳ調整を実現する。
【００３２】
【数１】
【数２】
【００３３】ここで、ｕ（Ａ，ｑ）は、ストリーム集合
Ａのうちの各ストリームのＱｏＳが品質ｑであるときの
個別ユーティリティ（ユーザの効用値、ユーザの効用
度、又はユーザの満足度をいう。）であり、ｗ（Ａ）
は、ストリーム集合Ａのうちの各ストリームの優先度又
は重み付け係数であり、予め決められる。また、ｒ
（Ａ，ｑ）は、ストリーム集合Ａの各ストリームをＱｏ
Ｓ・ｑで処理するのに必要なリソースｍの量である。リ
ソース量はＣＰＵの使用量と通信回線の伝送帯域を含
む。Ｒmは、リソースｍの利用可能限度量又はリソース
量の最大値である。このようにして得られるＱｏＳをス
トリームエージェントＳＡに通知する際の指定方法は、
ＱｏＳの範囲を指定する方法や、テーブルで離散的に指
定する方法を用いることができる。ストリームエージェ
ントＳＡのリアクティブ性を考慮した場合、後者の方法
が有効である。
Ａのうちの各ストリームのＱｏＳが品質ｑであるときの
個別ユーティリティ（ユーザの効用値、ユーザの効用
度、又はユーザの満足度をいう。）であり、ｗ（Ａ）
は、ストリーム集合Ａのうちの各ストリームの優先度又
は重み付け係数であり、予め決められる。また、ｒ
（Ａ，ｑ）は、ストリーム集合Ａの各ストリームをＱｏ
Ｓ・ｑで処理するのに必要なリソースｍの量である。リ
ソース量はＣＰＵの使用量と通信回線の伝送帯域を含
む。Ｒmは、リソースｍの利用可能限度量又はリソース
量の最大値である。このようにして得られるＱｏＳをス
トリームエージェントＳＡに通知する際の指定方法は、
ＱｏＳの範囲を指定する方法や、テーブルで離散的に指
定する方法を用いることができる。ストリームエージェ
ントＳＡのリアクティブ性を考慮した場合、後者の方法
が有効である。
【００３４】次いで、フレームワークのエージェントモ
デルについて説明する。複数のアプリケーションが存在
する場合、ＱｏＳ交渉はアプリケーションエージェント
ＡＡによるマルチエージェントシステムを構成すること
となる。フロー確立時のＱｏＳ交渉は、実時間性に対す
る要求はそれほど強くないため、分散人工知能の分野で
研究されている高度な分散問題解決手法が利用可能であ
る。同等な優先度やユーティリティを持つ可能性のある
ＱｏＳ交渉では、譲り合いといった機能が必要となる。
また、常に変化する端末やネットワーク環境においては
長期的な戦略のような仕組みがなければ頻繁に再交渉が
発生する可能性が考えられる。これらを実現するため
に、エージェントによるＱｏＳ交渉方式に社会システム
や市場モデルを適用することができる。また、ＱｏＳ交
渉のレベルでは準最適解を見つけだすことにとどめ、Ｑ
ｏＳマネジメントポリシーといった形で細かいＱｏＳ制
御を可能なようにし、よりリアクティブな（反応的な、
又は応答的な）エージェントによって環境の変動に応じ
て微調整する方法が有効である。
デルについて説明する。複数のアプリケーションが存在
する場合、ＱｏＳ交渉はアプリケーションエージェント
ＡＡによるマルチエージェントシステムを構成すること
となる。フロー確立時のＱｏＳ交渉は、実時間性に対す
る要求はそれほど強くないため、分散人工知能の分野で
研究されている高度な分散問題解決手法が利用可能であ
る。同等な優先度やユーティリティを持つ可能性のある
ＱｏＳ交渉では、譲り合いといった機能が必要となる。
また、常に変化する端末やネットワーク環境においては
長期的な戦略のような仕組みがなければ頻繁に再交渉が
発生する可能性が考えられる。これらを実現するため
に、エージェントによるＱｏＳ交渉方式に社会システム
や市場モデルを適用することができる。また、ＱｏＳ交
渉のレベルでは準最適解を見つけだすことにとどめ、Ｑ
ｏＳマネジメントポリシーといった形で細かいＱｏＳ制
御を可能なようにし、よりリアクティブな（反応的な、
又は応答的な）エージェントによって環境の変動に応じ
て微調整する方法が有効である。
【００３５】さらに、ＱｏＳ調整機能を備えた図１のパ
ーソナルコンピュータＡ１内の各機能部の基本的な処理
について説明する。まず、アプリケーションエージェン
トＡＡ内のＱｏＳマッピング部１１は、ユーザ指定のＱ
ｏＳをシステムやネットワークに対応したＱｏＳに変換
してＱｏＳ交渉部１２に出力する。また、ＱｏＳ交渉部
１２は、相手端末装置ＢのＱｏＳ交渉部１２と通信を行
い、アプリケーション毎に最適なＱｏＳと制御ポリシー
を算出してＱｏＳ許可部１３に出力する。さらに、Ｑｏ
Ｓ許可部１３は、リソース予約プロトコル等を使ってＱ
ｏＳで指定されたリソース量が利用可能かをテストす
る。
ーソナルコンピュータＡ１内の各機能部の基本的な処理
について説明する。まず、アプリケーションエージェン
トＡＡ内のＱｏＳマッピング部１１は、ユーザ指定のＱ
ｏＳをシステムやネットワークに対応したＱｏＳに変換
してＱｏＳ交渉部１２に出力する。また、ＱｏＳ交渉部
１２は、相手端末装置ＢのＱｏＳ交渉部１２と通信を行
い、アプリケーション毎に最適なＱｏＳと制御ポリシー
を算出してＱｏＳ許可部１３に出力する。さらに、Ｑｏ
Ｓ許可部１３は、リソース予約プロトコル等を使ってＱ
ｏＳで指定されたリソース量が利用可能かをテストす
る。
【００３６】そして、通信制御部ＣＣ内のリアルタイム
フロー制御部３２は、ＱｏＳ管理部２１から与えられた
ＱｏＳに従ってリアルタイムにフローの品質を制御す
る。また、フローフィルタリング部３１は、ＱｏＳ管理
部２１から与えられたＱｏＳに従ってフローのスケーリ
ングを行い、具体的には、動画の場合は、指定されたフ
レームレート以上のストリームが来た場合に、過剰なフ
レームを落とすことを行う。さらに、適応転送システム
部３３は、ＱｏＳ管理部２１から与えられたＱｏＳに最
適な通信トランスポート機能を形成し、具体的には、品
質が非常に悪いネットワークに対してはＦＥＣ（前方エ
ラー訂正：Ｆｏｒｗａｒｄ ＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔ
ｉｏｎ）コードを付与したり、高速かつ高品質なネット
ワークにおいては、誤り制御機能をはずしたりする。
フロー制御部３２は、ＱｏＳ管理部２１から与えられた
ＱｏＳに従ってリアルタイムにフローの品質を制御す
る。また、フローフィルタリング部３１は、ＱｏＳ管理
部２１から与えられたＱｏＳに従ってフローのスケーリ
ングを行い、具体的には、動画の場合は、指定されたフ
レームレート以上のストリームが来た場合に、過剰なフ
レームを落とすことを行う。さらに、適応転送システム
部３３は、ＱｏＳ管理部２１から与えられたＱｏＳに最
適な通信トランスポート機能を形成し、具体的には、品
質が非常に悪いネットワークに対してはＦＥＣ（前方エ
ラー訂正：Ｆｏｒｗａｒｄ ＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔ
ｉｏｎ）コードを付与したり、高速かつ高品質なネット
ワークにおいては、誤り制御機能をはずしたりする。
【００３７】また、ストリームエージェントＳＡ内のＱ
ｏＳ管理部２１は、ＱｏＳ交渉部１２から与えられたＱ
ｏＳを維持できるようにシステムとネットワークのモニ
タリング結果（ＱｏＳモニタリング部２２による）に基
づいて、通信制御部ＣＣ内のリアルタイムフロー制御部
３２と、フローフィルタリング部３１と、適応転送シス
テム部３３との処理を制御する。そして、ＱｏＳ管理部
２１は、ＱｏＳが維持できない場合、制御ポリシーに従
ってＱｏＳを変更する一方、変更不可能な場合は、Ｑｏ
Ｓ交渉部１２に対してＱｏＳの再交渉を要求する。さら
に、ＱｏＳモニタリング部２２は、ＣＰＵ１０の動作を
モニタリングしてＣＰＵ使用量を検出するとともに、通
信制御部ＣＣからの通信状況データに基づいてストリー
ムで占有する伝送帯域を検出することにより、システム
及びネットワークのモニタを行い、モニタリング結果を
逐次ＱｏＳ管理部２１に送る。
ｏＳ管理部２１は、ＱｏＳ交渉部１２から与えられたＱ
ｏＳを維持できるようにシステムとネットワークのモニ
タリング結果（ＱｏＳモニタリング部２２による）に基
づいて、通信制御部ＣＣ内のリアルタイムフロー制御部
３２と、フローフィルタリング部３１と、適応転送シス
テム部３３との処理を制御する。そして、ＱｏＳ管理部
２１は、ＱｏＳが維持できない場合、制御ポリシーに従
ってＱｏＳを変更する一方、変更不可能な場合は、Ｑｏ
Ｓ交渉部１２に対してＱｏＳの再交渉を要求する。さら
に、ＱｏＳモニタリング部２２は、ＣＰＵ１０の動作を
モニタリングしてＣＰＵ使用量を検出するとともに、通
信制御部ＣＣからの通信状況データに基づいてストリー
ムで占有する伝送帯域を検出することにより、システム
及びネットワークのモニタを行い、モニタリング結果を
逐次ＱｏＳ管理部２１に送る。
【００３８】次いで、本実施形態におけるＱｏＳ制御手
順の基本手順について説明する。 （１）ユーザが通信アプリケーションＣＡ上で希望する
通信品質を指定して通信を要求する。 （２）通信アプリケーションＣＡからユーザの通信要求
が発生するとアプリケーションエージェントＡＡはユー
ザの要求する品質を取得し、ＱｏＳマッピング部１１に
より実際のＱｏＳに変換する。 （３）変換されたＱｏＳに応答して、ＱｏＳ交渉部１２
はストリーム毎のＱｏＳとＱｏＳ制御ポリシーを算出す
る。 （４）算出されたＱｏＳが実現可能かをＱｏＳ許可部１
３がテストを行う。 （５）算出された実現不可能の場合は、ＱｏＳ交渉部１
２に再計算を要求する。 （６）算出されたＱｏＳが実現可能な場合、リアルタイ
ムフロー制御部３２、フローフィルタリング部３１及び
適応転送システム部３３に渡され、各機能部３１，３
２，３３はＱｏＳに従って通信制御のフローを制御す
る。 （７）算出されたＱｏＳは、ストリームエージェントＳ
Ａにも渡される。 （８）ストリームエージェントＳＡはＱｏＳモニタリン
グ部２２でネットワークＮＥのリソース（具体的には、
伝送帯域）と端末装置Ａのリソース（具体的には、ＣＰ
Ｕ使用量）の状況をモニタしている。 （９）ＱｏＳ管理部２１は、ＱｏＳに従ってそのＱｏＳ
が達成されるようにリアルタイムフロー制御部３２、フ
ローフィルタリング部３１及び適応転送システム部３３
の処理を制御する。 （１０）通信制御部ＣＣ内の各機能部３１，３２，３３
は、ＱｏＳの値を制御ポリシーに従ってＱｏＳモニタリ
ング２２から得たモニタ値を元に調整する。 （１１）ＱｏＳを調整できないときは、周期的にアプリ
ケーションエージェントＡＡにＱｏＳの再交渉を要求す
る。
順の基本手順について説明する。 （１）ユーザが通信アプリケーションＣＡ上で希望する
通信品質を指定して通信を要求する。 （２）通信アプリケーションＣＡからユーザの通信要求
が発生するとアプリケーションエージェントＡＡはユー
ザの要求する品質を取得し、ＱｏＳマッピング部１１に
より実際のＱｏＳに変換する。 （３）変換されたＱｏＳに応答して、ＱｏＳ交渉部１２
はストリーム毎のＱｏＳとＱｏＳ制御ポリシーを算出す
る。 （４）算出されたＱｏＳが実現可能かをＱｏＳ許可部１
３がテストを行う。 （５）算出された実現不可能の場合は、ＱｏＳ交渉部１
２に再計算を要求する。 （６）算出されたＱｏＳが実現可能な場合、リアルタイ
ムフロー制御部３２、フローフィルタリング部３１及び
適応転送システム部３３に渡され、各機能部３１，３
２，３３はＱｏＳに従って通信制御のフローを制御す
る。 （７）算出されたＱｏＳは、ストリームエージェントＳ
Ａにも渡される。 （８）ストリームエージェントＳＡはＱｏＳモニタリン
グ部２２でネットワークＮＥのリソース（具体的には、
伝送帯域）と端末装置Ａのリソース（具体的には、ＣＰ
Ｕ使用量）の状況をモニタしている。 （９）ＱｏＳ管理部２１は、ＱｏＳに従ってそのＱｏＳ
が達成されるようにリアルタイムフロー制御部３２、フ
ローフィルタリング部３１及び適応転送システム部３３
の処理を制御する。 （１０）通信制御部ＣＣ内の各機能部３１，３２，３３
は、ＱｏＳの値を制御ポリシーに従ってＱｏＳモニタリ
ング２２から得たモニタ値を元に調整する。 （１１）ＱｏＳを調整できないときは、周期的にアプリ
ケーションエージェントＡＡにＱｏＳの再交渉を要求す
る。
【００３９】図２乃至図５は、図１のパーソナルコンピ
ュータＡ１の各機能部である通信アプリケーションＣ
Ａ、アプリケーションエージェントＡＡ、ストリームエ
ージェントＳＡ及び通信制御部ＣＣの処理の詳細を示す
フローチャートである。
ュータＡ１の各機能部である通信アプリケーションＣ
Ａ、アプリケーションエージェントＡＡ、ストリームエ
ージェントＳＡ及び通信制御部ＣＣの処理の詳細を示す
フローチャートである。
【００４０】図２において、通信アプリケーションＣＡ
は、ステップＳ１においてストリームの作成要か否かを
判断し、ＹＥＳのときステップＳ２においてストリーム
を作成してステップＳ３に進む一方、ステップＳ１でＮ
Ｏであれば直接にステップＳ３に進む。ステップＳ３に
おいてユーザ要求有り又は変更有りか否かを判断し、Ｎ
ＯであればステップＳ１に戻る一方、ＹＥＳであればス
テップＳ４においてアプリケーションエージェントＡＡ
に対してユーザ要求する。すなわち、ユーザ要求があっ
たことを通知してステップＳ１に戻る。
は、ステップＳ１においてストリームの作成要か否かを
判断し、ＹＥＳのときステップＳ２においてストリーム
を作成してステップＳ３に進む一方、ステップＳ１でＮ
Ｏであれば直接にステップＳ３に進む。ステップＳ３に
おいてユーザ要求有り又は変更有りか否かを判断し、Ｎ
ＯであればステップＳ１に戻る一方、ＹＥＳであればス
テップＳ４においてアプリケーションエージェントＡＡ
に対してユーザ要求する。すなわち、ユーザ要求があっ
たことを通知してステップＳ１に戻る。
【００４１】図２のアプリケーションエージェントＡＡ
のステップＳ１０では、ユーザ要求があったか否かが判
断され、あるまでステップＳ１０のループ処理を実行
し、ユーザ要求があったときは、ステップＳ１１に進
む。ステップＳ１１において、アプリケーションエージ
ェントＡＡのＱｏＳマッピング部１１は、ユーザ要求に
基づいて、通信アプリケーションＣＡに対して妥当なＱ
ｏＳとＱｏＳマネージメントポリシー（ＱｏＳ管理ポリ
シー）をストリーム毎に算出する。次いで、図３のステ
ップＳ１２では、複数のアプリケーションが存在するか
否かを判断し、ＹＥＳであればステップＳ１３において
ＱｏＳ交渉部１２は、各アプリケーションのアプリケー
ションエージェントＡＡ間で通信を行ってＱｏＳの交渉
を行い、アプリケーション毎に最適なＱｏＳと制御ポリ
シーを算出してステップＳ１４に進む。一方、ステップ
Ｓ１２でＮＯであれば直接にステップＳ１４に進む。ス
テップＳ１４において相手端末装置Ｂと交渉が必要か否
かを判断し、ＹＥＳであればステップＳ１５においてＱ
ｏＳ交渉部１２は、端末装置間でＱｏＳの交渉を行って
ステップＳ１６に進む。一方、ステップＳ１４でＮＯで
あれば直接にステップＳ１６に進む。
のステップＳ１０では、ユーザ要求があったか否かが判
断され、あるまでステップＳ１０のループ処理を実行
し、ユーザ要求があったときは、ステップＳ１１に進
む。ステップＳ１１において、アプリケーションエージ
ェントＡＡのＱｏＳマッピング部１１は、ユーザ要求に
基づいて、通信アプリケーションＣＡに対して妥当なＱ
ｏＳとＱｏＳマネージメントポリシー（ＱｏＳ管理ポリ
シー）をストリーム毎に算出する。次いで、図３のステ
ップＳ１２では、複数のアプリケーションが存在するか
否かを判断し、ＹＥＳであればステップＳ１３において
ＱｏＳ交渉部１２は、各アプリケーションのアプリケー
ションエージェントＡＡ間で通信を行ってＱｏＳの交渉
を行い、アプリケーション毎に最適なＱｏＳと制御ポリ
シーを算出してステップＳ１４に進む。一方、ステップ
Ｓ１２でＮＯであれば直接にステップＳ１４に進む。ス
テップＳ１４において相手端末装置Ｂと交渉が必要か否
かを判断し、ＹＥＳであればステップＳ１５においてＱ
ｏＳ交渉部１２は、端末装置間でＱｏＳの交渉を行って
ステップＳ１６に進む。一方、ステップＳ１４でＮＯで
あれば直接にステップＳ１６に進む。
【００４２】ステップＳ１６でＱｏＳ許可部１３は、選
択されたＱｏＳが実現可能かをテストする。具体的に
は、リソース予約プロトコルを用いて、ＱｏＳで指定さ
れたリソース量が利用可能であるか否かをテストする。
ステップＳ１７において実現可能か否かを判断し、ＮＯ
であればステップＳ１２に戻る一方、ＹＥＳであればス
テップＳ１８で上記得られたＱｏＳを通信制御部ＣＣに
対して出力して設定する。これに応答して、通信制御部
ＣＣは、ステップＳ５１で受信したＱｏＳを設定する。
択されたＱｏＳが実現可能かをテストする。具体的に
は、リソース予約プロトコルを用いて、ＱｏＳで指定さ
れたリソース量が利用可能であるか否かをテストする。
ステップＳ１７において実現可能か否かを判断し、ＮＯ
であればステップＳ１２に戻る一方、ＹＥＳであればス
テップＳ１８で上記得られたＱｏＳを通信制御部ＣＣに
対して出力して設定する。これに応答して、通信制御部
ＣＣは、ステップＳ５１で受信したＱｏＳを設定する。
【００４３】アプリケーションエージェントＡＡのステ
ップＳ１８の後に、図４のステップＳ１９では、ステッ
プＳ１９において対応するストリームエージェントが存
在するか否かを判断し、ＹＥＳのときはそのままステッ
プＳ２１に進むが、ＮＯであればステップＳ２０におい
てストリームエージェントＳＡを生成してステップＳ２
１に進む。これに応答して、ストリームエージェントＳ
ＡはステップＳ３１でモニタを起動し、すなわち、スト
リームエージェントＳＡのＱｏＳモニタリング部２２の
処理を起動してステップＳ２１に進む。対応するストリ
ームエージェントＳＡの処理では、ステップＳ３０から
ステップＳ３１を実行する。
ップＳ１８の後に、図４のステップＳ１９では、ステッ
プＳ１９において対応するストリームエージェントが存
在するか否かを判断し、ＹＥＳのときはそのままステッ
プＳ２１に進むが、ＮＯであればステップＳ２０におい
てストリームエージェントＳＡを生成してステップＳ２
１に進む。これに応答して、ストリームエージェントＳ
ＡはステップＳ３１でモニタを起動し、すなわち、スト
リームエージェントＳＡのＱｏＳモニタリング部２２の
処理を起動してステップＳ２１に進む。対応するストリ
ームエージェントＳＡの処理では、ステップＳ３０から
ステップＳ３１を実行する。
【００４４】アプリケーションエージェントＡＡのステ
ップＳ２１では、得られたＱｏＳとＱｏＳマネージメン
トポリシーをストリームエージェントＳＡに対して通知
する。これに応答して、ストリームエージェントＳＡは
ステップＳ３２で通知されたＱｏＳでのモニタリングを
ＱｏＳモニタリング部２２で設定する。
ップＳ２１では、得られたＱｏＳとＱｏＳマネージメン
トポリシーをストリームエージェントＳＡに対して通知
する。これに応答して、ストリームエージェントＳＡは
ステップＳ３２で通知されたＱｏＳでのモニタリングを
ＱｏＳモニタリング部２２で設定する。
【００４５】アプリケーションエージェントＡＡのステ
ップＳ２１の後、所定の時間の待機（ステップＳ２２）
を行い、ステップＳ２３で通信アプリケーションＣＡか
らのユーザ要求変更があるか否かを判断し、ＹＥＳであ
れば図２のステップＳ１０に戻る一方、ＮＯであれば図
５のステップＳ２４に進む。
ップＳ２１の後、所定の時間の待機（ステップＳ２２）
を行い、ステップＳ２３で通信アプリケーションＣＡか
らのユーザ要求変更があるか否かを判断し、ＹＥＳであ
れば図２のステップＳ１０に戻る一方、ＮＯであれば図
５のステップＳ２４に進む。
【００４６】ストリームエージェントステップＳＡのＱ
ｏＳモニタリング部２２において、まず、ステップＳ４
１で現在のＱｏＳ値を取得し、ステップＳ４２において
取得したＱｏＳが予め与えられたＱｏＳの範囲内か否か
を判断し、ＹＥＳのときステップＳ４４に進む一方、Ｎ
ＯのときはステップＳ４３でＱｏＳの範囲から外れたこ
とをストリームエージェントＳＡのＱｏＳ管理部２１に
対して通知してステップＳ４４に進む。ステップＳ４４
では、所定の時間だけ待機し、ステップＳ４５において
モニタ終了か否かを判断し、ＹＥＳであれば終了する一
方、ＮＯであればステップＳ４１に戻ってモニタリング
を再度実行する。
ｏＳモニタリング部２２において、まず、ステップＳ４
１で現在のＱｏＳ値を取得し、ステップＳ４２において
取得したＱｏＳが予め与えられたＱｏＳの範囲内か否か
を判断し、ＹＥＳのときステップＳ４４に進む一方、Ｎ
ＯのときはステップＳ４３でＱｏＳの範囲から外れたこ
とをストリームエージェントＳＡのＱｏＳ管理部２１に
対して通知してステップＳ４４に進む。ステップＳ４４
では、所定の時間だけ待機し、ステップＳ４５において
モニタ終了か否かを判断し、ＹＥＳであれば終了する一
方、ＮＯであればステップＳ４１に戻ってモニタリング
を再度実行する。
【００４７】ストリームエージェントＳＡのステップＳ
３２の後、所定の時間の待機（ステップＳ３３）を行
い、ステップＳ３４でＱｏＳモニタリング部２２から通
知があったか否かを判断し、ＮＯであればステップＳ３
３に戻る一方、ＹＥＳであれば図５のステップＳ３５に
進む。ステップＳ３５では、ＱｏＳ管理部２１は新しい
ＱｏＳの選出し、ステップＳ３６において所定の制約条
件のもとで新しいＱｏＳを選出できたか否かを判断し、
ＹＥＳであればステップＳ３９に進む一方、ＮＯであれ
ばステップＳ３７でストリームエージェントＳＡ間でＱ
ｏＳを調整し、ステップＳ３８においてＱｏＳを調整で
きたか否かを判断し、ＹＥＳであればステップＳ３９に
おいて調整後の新しいＱｏＳを通信制御部ＣＣに対して
通知して設定した後図４のステップＳ３３に戻る。一
方、ステップＳ３８で調整できずＮＯであるときは、ス
テップＳ４０でアプリケーションエージェントＡＡに対
して再交渉指示通知を出力して図４のステップＳ３０に
戻る。一方、アプリケーションエージェントＡＡのステ
ップＳ２４では再交渉指示通知があったか否かを判断
し、ＹＥＳであれば図３のステップＳ１２に戻る一方、
ＮＯであれば図２のステップＳ１０に戻る。
３２の後、所定の時間の待機（ステップＳ３３）を行
い、ステップＳ３４でＱｏＳモニタリング部２２から通
知があったか否かを判断し、ＮＯであればステップＳ３
３に戻る一方、ＹＥＳであれば図５のステップＳ３５に
進む。ステップＳ３５では、ＱｏＳ管理部２１は新しい
ＱｏＳの選出し、ステップＳ３６において所定の制約条
件のもとで新しいＱｏＳを選出できたか否かを判断し、
ＹＥＳであればステップＳ３９に進む一方、ＮＯであれ
ばステップＳ３７でストリームエージェントＳＡ間でＱ
ｏＳを調整し、ステップＳ３８においてＱｏＳを調整で
きたか否かを判断し、ＹＥＳであればステップＳ３９に
おいて調整後の新しいＱｏＳを通信制御部ＣＣに対して
通知して設定した後図４のステップＳ３３に戻る。一
方、ステップＳ３８で調整できずＮＯであるときは、ス
テップＳ４０でアプリケーションエージェントＡＡに対
して再交渉指示通知を出力して図４のステップＳ３０に
戻る。一方、アプリケーションエージェントＡＡのステ
ップＳ２４では再交渉指示通知があったか否かを判断
し、ＹＥＳであれば図３のステップＳ１２に戻る一方、
ＮＯであれば図２のステップＳ１０に戻る。
【００４８】
【実施例】さらに、本発明者は、図１の通信システムの
動作評価を行うために、適応型情報通信アプリケーショ
ン実験システムを構築して以下のように実験を行った。
図８は、図１の通信システムの実施例における実験シス
テムの構成を示すブロック図である。各端末装置Ａ，Ｂ
にはパーソナルコンピュータ（ＯＳ：ＷｉｎｄｏｗｓＮ
Ｔ）を使用し、帯域保証が可能なＡＴＭネットワークを
実験用ネットワークとして使用している。カメラを搭載
した送信端末装置Ａ，Ｂで取り込んだ動画像をリアルタ
イムで圧縮した後、ＡＴＭスイッチＡＳＷ経由で受信端
末装置Ｃに向けて送信した動画像ストリームＡ及び動画
像ストリームＢを受信端末装置Ｃで受信し、画像伸長し
て２つのウィンドウにそれぞれ表示する環境で実験を行
った。
動作評価を行うために、適応型情報通信アプリケーショ
ン実験システムを構築して以下のように実験を行った。
図８は、図１の通信システムの実施例における実験シス
テムの構成を示すブロック図である。各端末装置Ａ，Ｂ
にはパーソナルコンピュータ（ＯＳ：ＷｉｎｄｏｗｓＮ
Ｔ）を使用し、帯域保証が可能なＡＴＭネットワークを
実験用ネットワークとして使用している。カメラを搭載
した送信端末装置Ａ，Ｂで取り込んだ動画像をリアルタ
イムで圧縮した後、ＡＴＭスイッチＡＳＷ経由で受信端
末装置Ｃに向けて送信した動画像ストリームＡ及び動画
像ストリームＢを受信端末装置Ｃで受信し、画像伸長し
て２つのウィンドウにそれぞれ表示する環境で実験を行
った。
【００４９】次いで、実験システムの動作結果について
説明する。図９は、図８の実験システムの動画像ストリ
ームに対するＱｏＳ設定画面を示す正面図であり、動画
像ストリームに対するＱｏＳ（ユーザＱｏＳ）設定画面
を示す。受信端末装置Ｃにおいて、ユーザは各動画像に
対して自分が要求するＱｏＳパラメータをこのＱｏＳ設
定画面から設定することにより所望のＱｏＳの動画像を
得る。ＱｏＳ設定画面で設定する項目は、上述下ＱｏＳ
マネジメントポリシーを算出するために必要な、以下の
項目である。
説明する。図９は、図８の実験システムの動画像ストリ
ームに対するＱｏＳ設定画面を示す正面図であり、動画
像ストリームに対するＱｏＳ（ユーザＱｏＳ）設定画面
を示す。受信端末装置Ｃにおいて、ユーザは各動画像に
対して自分が要求するＱｏＳパラメータをこのＱｏＳ設
定画面から設定することにより所望のＱｏＳの動画像を
得る。ＱｏＳ設定画面で設定する項目は、上述下ＱｏＳ
マネジメントポリシーを算出するために必要な、以下の
項目である。
【００５０】（１）符号化は、動画像の圧縮方法であ
る。 （２）セット番号は、（３）〜（７）までの項目を１組
としたＱｏＳパラメータセットの番号であり、１つのス
トリームに対して複数組の設定が可能である。 （３）ユーティリティは、以下で設定するＱｏＳの、ユ
ーザにとっての効用であり、数値が大きい程、満足度が
大きいことを示す。 （４）フレームレートは、１秒間に表示する画像の枚数
であり、枚数が多いほど滑らかな表示になる。 （５）画像サイズは、表示画像の大きさ（横ピクセル数
×縦ピクセル数）である。 （６）カラーは、画像の表示色数である。 （７）圧縮クォリティは画像圧縮時の量子化レベルに関
連するパラメータであり、数値が大きい程、鮮明な画像
が得られる。 （８）優先度（又は優先順）は、ＱｏＳ調整などで考慮
する（４）〜（７）のパラメータの優先度を指定する。
ユーザが設定したフレームレート、画像サイズ、圧縮ク
ォリティなどのＱｏＳパラメータは、アプリケーション
エージェントに通知され、そこで、ＣＰＵ使用率、伝送
帯域などの必要リソース量の値に変換される。
る。 （２）セット番号は、（３）〜（７）までの項目を１組
としたＱｏＳパラメータセットの番号であり、１つのス
トリームに対して複数組の設定が可能である。 （３）ユーティリティは、以下で設定するＱｏＳの、ユ
ーザにとっての効用であり、数値が大きい程、満足度が
大きいことを示す。 （４）フレームレートは、１秒間に表示する画像の枚数
であり、枚数が多いほど滑らかな表示になる。 （５）画像サイズは、表示画像の大きさ（横ピクセル数
×縦ピクセル数）である。 （６）カラーは、画像の表示色数である。 （７）圧縮クォリティは画像圧縮時の量子化レベルに関
連するパラメータであり、数値が大きい程、鮮明な画像
が得られる。 （８）優先度（又は優先順）は、ＱｏＳ調整などで考慮
する（４）〜（７）のパラメータの優先度を指定する。
ユーザが設定したフレームレート、画像サイズ、圧縮ク
ォリティなどのＱｏＳパラメータは、アプリケーション
エージェントに通知され、そこで、ＣＰＵ使用率、伝送
帯域などの必要リソース量の値に変換される。
【００５１】次いで、本システムを用いて行った動作実
験の一例を示す。図１０は、図８の実験システムにおけ
る実験開始時の表示画面を示す正面図であり、図１１
は、図８の実験システムにおけるユーザ要求変更の設定
画面を示す正面図であり、図１２は、図８の実験システ
ムにおけるユーザ要求変更後の表示画面を示す正面図で
ある。
験の一例を示す。図１０は、図８の実験システムにおけ
る実験開始時の表示画面を示す正面図であり、図１１
は、図８の実験システムにおけるユーザ要求変更の設定
画面を示す正面図であり、図１２は、図８の実験システ
ムにおけるユーザ要求変更後の表示画面を示す正面図で
ある。
【００５２】まず、図１０に示すように動画像Ａ（画面
左のウィンドウに表示）を小さいサイズで表示し、動画
像Ｂ（画面左のウィンドウに表示）を大きいサイズで表
示している状況から開始する。ここで、図１１のように
動画像ＡのＱｏＳ設定画面から、動画像Ａの画面を大き
いサイズで表示するようにＱｏＳパラメータをセット
し、そのユーティリティを大きい値に設定する。このと
き、受信端末装置Ｃでは、設定したＱｏＳパラメータ
が、動画像ＡのアプリケーションエージェントＡＡに通
知され、必要リソース量の値に変換される。今回の設定
では画像のサイズが大きくなったので処理量が増えＣＰ
Ｕ使用率が増加する。そこで、動画像Ａのアプリケーシ
ョンエージェントＡＡと動画像Ｂのアプリケーションエ
ージェントＡＡ間の交渉によって動画像Ｂをこのままの
サイズで表示することは不可能と判断され、ＣＰＵ使用
率を１００％以内に収めるために動画像Ｂを小さいサイ
ズで表示するように交渉によってリソース（ＣＰＵ使用
率）の再配分がなされる。この実験例では、両エージェ
ントの交渉が成立するように、動画像ＢのＱｏＳについ
ては小さい画像サイズのユーティリティも大きな値に設
定している。
左のウィンドウに表示）を小さいサイズで表示し、動画
像Ｂ（画面左のウィンドウに表示）を大きいサイズで表
示している状況から開始する。ここで、図１１のように
動画像ＡのＱｏＳ設定画面から、動画像Ａの画面を大き
いサイズで表示するようにＱｏＳパラメータをセット
し、そのユーティリティを大きい値に設定する。このと
き、受信端末装置Ｃでは、設定したＱｏＳパラメータ
が、動画像ＡのアプリケーションエージェントＡＡに通
知され、必要リソース量の値に変換される。今回の設定
では画像のサイズが大きくなったので処理量が増えＣＰ
Ｕ使用率が増加する。そこで、動画像Ａのアプリケーシ
ョンエージェントＡＡと動画像Ｂのアプリケーションエ
ージェントＡＡ間の交渉によって動画像Ｂをこのままの
サイズで表示することは不可能と判断され、ＣＰＵ使用
率を１００％以内に収めるために動画像Ｂを小さいサイ
ズで表示するように交渉によってリソース（ＣＰＵ使用
率）の再配分がなされる。この実験例では、両エージェ
ントの交渉が成立するように、動画像ＢのＱｏＳについ
ては小さい画像サイズのユーティリティも大きな値に設
定している。
【００５３】受信端末装置Ｃでの交渉の結果は、受信端
末の動画像ＡのアプリケーションエージェントＡＡと送
信端末装置ＡのアプリケーションエージェントＡＡ、受
信端末装置Ｃの動画像Ｂのアプリケーションエージェン
トＡＡと送信端末ＢのアプリケーションエージェントＡ
Ａがそれぞれ個別に交渉して、受信端末装置Ｃから送信
端末装置Ａ，Ｂに新しいＱｏＳパラメータ（フレームレ
ート、画像サイズ、圧縮クォリティ）が通知される。送
信端末装置Ａ，Ｂでは新たに設定されたＱｏＳパラメー
タに従って動画像を圧縮し受信端末装置Ｃへ送信する。
その結果、図１２に示すように動画像Ａはユーザの要求
どおり大きいサイズで表示され、動画像Ｂは小さいサイ
ズの表示に変わる。このように、ＱｏＳエージェント間
の交渉によって、ユーザの要求が画像調整に反映される
ことを確認した。
末の動画像ＡのアプリケーションエージェントＡＡと送
信端末装置ＡのアプリケーションエージェントＡＡ、受
信端末装置Ｃの動画像Ｂのアプリケーションエージェン
トＡＡと送信端末ＢのアプリケーションエージェントＡ
Ａがそれぞれ個別に交渉して、受信端末装置Ｃから送信
端末装置Ａ，Ｂに新しいＱｏＳパラメータ（フレームレ
ート、画像サイズ、圧縮クォリティ）が通知される。送
信端末装置Ａ，Ｂでは新たに設定されたＱｏＳパラメー
タに従って動画像を圧縮し受信端末装置Ｃへ送信する。
その結果、図１２に示すように動画像Ａはユーザの要求
どおり大きいサイズで表示され、動画像Ｂは小さいサイ
ズの表示に変わる。このように、ＱｏＳエージェント間
の交渉によって、ユーザの要求が画像調整に反映される
ことを確認した。
【００５４】以上説明したように、本実施形態では、適
応型情報通信アプリケーションのためのフレームワーク
として、メディアストリームのＱｏＳマネジメントを中
心に、エージェントに基づくシステムアーキテクチャを
考案し、本フレームワークに基づく実験システム、及び
そこで確認した動作例を開示した。ここでは、受信端末
装置Ｃから送信端末装置Ａ，Ｂに対してＱｏＳパラメー
タを通知する例を示したが、途中に通信コーディネーシ
ョンサーバ（フィルタリングなどを行う）を置くことに
より、受信端末装置Ｃ−通信コーディネーションサーバ
間でローカルにＱｏＳ調整を行うことが可能になる。通
信コーディネーションサーバ方式では送信側と受信側の
結合を疎にできるため、マルチキャスト環境などで受信
側ユーザオリエンティドなＱｏＳ調整の実現が可能にな
る。
応型情報通信アプリケーションのためのフレームワーク
として、メディアストリームのＱｏＳマネジメントを中
心に、エージェントに基づくシステムアーキテクチャを
考案し、本フレームワークに基づく実験システム、及び
そこで確認した動作例を開示した。ここでは、受信端末
装置Ｃから送信端末装置Ａ，Ｂに対してＱｏＳパラメー
タを通知する例を示したが、途中に通信コーディネーシ
ョンサーバ（フィルタリングなどを行う）を置くことに
より、受信端末装置Ｃ−通信コーディネーションサーバ
間でローカルにＱｏＳ調整を行うことが可能になる。通
信コーディネーションサーバ方式では送信側と受信側の
結合を疎にできるため、マルチキャスト環境などで受信
側ユーザオリエンティドなＱｏＳ調整の実現が可能にな
る。
【００５５】以上説明したように本実施形態によれば、
各エージェントが与えられたＱｏＳと制御ポリシーに従
って自律的にＱｏＳを管理して制御することにより、動
的な環境変化に対して迅速に対応できる。また、複雑な
ＱｏＳ制御を、簡単な装置構成で制御可能となる。ここ
で、動的な環境変化とは、アプリケーションが使用でき
るネットワークと端末のリソース、及び性能、さらに
は、そこで処理する負荷の特性などの状況は、アプリケ
ーション利用の都度異なり得る。特に、ワイヤレスアク
セスリンクを使用する場合には、電波状況の不安定な変
動や、ハンドオーバによる使用可能伝送帯域の変更など
により、アプリケーション利用中にも動作環境が変わり
得る。また、これらの物理的な動作環境のほかに、ユー
ザ個々人のＴＰＯ（具体的には、ユーザのその時の状態
（たとえば仕事をしているときとか遊んでいるときとき
とか、ユーザの立場と行なおうとしていること）を意味
する。）、ニーズ、好みに応じたアプリケーション利用
形態が出現し得る。
各エージェントが与えられたＱｏＳと制御ポリシーに従
って自律的にＱｏＳを管理して制御することにより、動
的な環境変化に対して迅速に対応できる。また、複雑な
ＱｏＳ制御を、簡単な装置構成で制御可能となる。ここ
で、動的な環境変化とは、アプリケーションが使用でき
るネットワークと端末のリソース、及び性能、さらに
は、そこで処理する負荷の特性などの状況は、アプリケ
ーション利用の都度異なり得る。特に、ワイヤレスアク
セスリンクを使用する場合には、電波状況の不安定な変
動や、ハンドオーバによる使用可能伝送帯域の変更など
により、アプリケーション利用中にも動作環境が変わり
得る。また、これらの物理的な動作環境のほかに、ユー
ザ個々人のＴＰＯ（具体的には、ユーザのその時の状態
（たとえば仕事をしているときとか遊んでいるときとき
とか、ユーザの立場と行なおうとしていること）を意味
する。）、ニーズ、好みに応じたアプリケーション利用
形態が出現し得る。
【００５６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る通信サ
ービス品質制御方法及び装置によれば、ネットワークを
介して接続された複数の端末装置間の通信サービスの品
質を制御する通信制御手段を備えた端末装置の通信サー
ビス品質制御方法及び装置において、通信ストリーム毎
に、それぞれ予め決められた通信サービスの品質とその
制御基準に基づいて自律的に通信ストリームを制御して
通信のリソースの管理を行う、アプリケーションエージ
ェントと、ストリームエージェントとを生成し、上記ア
プリケーションエージェントは、対応する通信ストリー
ムに対して適当な通信サービスの品質と、その制御基準
を設定し、自端末装置内及び相手方の端末装置との間で
通信サービスの品質の交渉を行って通信サービスの品質
を選択し、選択した通信サービスの品質によりテストを
実行して実現可能であるときに当該通信サービスの品質
を上記通信制御手段に通知して設定し、通信ストリーム
集合に対する総合の効用値を表わす所定の評価関数の値
が、所定のリソースの制約条件のもとで最大となるよう
に通信サービスの品質を調整し、所定の通信サービスの
品質の範囲を逸脱したときは、上記通信サービスの品質
の調整を行って、調整後の通信サービスの品質を設定
し、上記ストリームエージェントは、上記アプリケーシ
ョンエージェントによって設定された通信サービスの品
質とその制御基準に従って、当該通信ストリームの通信
サービスの品質を制御して上記通信制御部手段に通知し
て設定することにより自律的に通信ストリームを制御
し、上記制御基準は、 （ａ）ＱｏＳの調整方法と、 （ｂ）調整可能なＱｏＳの上限値、下限値及び平均値
と、 （ｃ）段階的にＱｏＳを調整する／しないの設定と、調
整する場合の各ステップ幅と、 （ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳのパラメータ
間の優先度と、 （ｅ）複数のパラメータ集合とそれぞれの集合に対する
ユーザの満足度と、 を含む。
ービス品質制御方法及び装置によれば、ネットワークを
介して接続された複数の端末装置間の通信サービスの品
質を制御する通信制御手段を備えた端末装置の通信サー
ビス品質制御方法及び装置において、通信ストリーム毎
に、それぞれ予め決められた通信サービスの品質とその
制御基準に基づいて自律的に通信ストリームを制御して
通信のリソースの管理を行う、アプリケーションエージ
ェントと、ストリームエージェントとを生成し、上記ア
プリケーションエージェントは、対応する通信ストリー
ムに対して適当な通信サービスの品質と、その制御基準
を設定し、自端末装置内及び相手方の端末装置との間で
通信サービスの品質の交渉を行って通信サービスの品質
を選択し、選択した通信サービスの品質によりテストを
実行して実現可能であるときに当該通信サービスの品質
を上記通信制御手段に通知して設定し、通信ストリーム
集合に対する総合の効用値を表わす所定の評価関数の値
が、所定のリソースの制約条件のもとで最大となるよう
に通信サービスの品質を調整し、所定の通信サービスの
品質の範囲を逸脱したときは、上記通信サービスの品質
の調整を行って、調整後の通信サービスの品質を設定
し、上記ストリームエージェントは、上記アプリケーシ
ョンエージェントによって設定された通信サービスの品
質とその制御基準に従って、当該通信ストリームの通信
サービスの品質を制御して上記通信制御部手段に通知し
て設定することにより自律的に通信ストリームを制御
し、上記制御基準は、 （ａ）ＱｏＳの調整方法と、 （ｂ）調整可能なＱｏＳの上限値、下限値及び平均値
と、 （ｃ）段階的にＱｏＳを調整する／しないの設定と、調
整する場合の各ステップ幅と、 （ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳのパラメータ
間の優先度と、 （ｅ）複数のパラメータ集合とそれぞれの集合に対する
ユーザの満足度と、 を含む。
【００５７】従って、本発明によれば、各エージェント
が与えられた通信サービスの品質と制御ポリシーに従っ
て自律的に通信サービスの品質を管理して制御すること
により、動的な環境変化に対して迅速に対応できる。ま
た、複雑な通信サービスの品質の制御を、簡単な装置構
成で制御可能となる。
が与えられた通信サービスの品質と制御ポリシーに従っ
て自律的に通信サービスの品質を管理して制御すること
により、動的な環境変化に対して迅速に対応できる。ま
た、複雑な通信サービスの品質の制御を、簡単な装置構
成で制御可能となる。
【図１】 本発明に係る一実施形態である通信サービス
品質（ＱｏＳ）調整機能を備えた端末装置を備えた通信
システムの構成を示すブロック図である。
品質（ＱｏＳ）調整機能を備えた端末装置を備えた通信
システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 図１のパーソナルコンピュータＡ１の各機能
部である通信アプリケーションＣＡ、アプリケーション
エージェントＡＡ、ストリームエージェントＳＡ及び通
信制御部ＣＣの処理の詳細の第１の部分を示すフローチ
ャートである。
部である通信アプリケーションＣＡ、アプリケーション
エージェントＡＡ、ストリームエージェントＳＡ及び通
信制御部ＣＣの処理の詳細の第１の部分を示すフローチ
ャートである。
【図３】 図１のパーソナルコンピュータＡ１の各機能
部である通信アプリケーションＣＡ、アプリケーション
エージェントＡＡ、ストリームエージェントＳＡ及び通
信制御部ＣＣの処理の詳細の第２の部分を示すフローチ
ャートである。
部である通信アプリケーションＣＡ、アプリケーション
エージェントＡＡ、ストリームエージェントＳＡ及び通
信制御部ＣＣの処理の詳細の第２の部分を示すフローチ
ャートである。
【図４】 図１のパーソナルコンピュータＡ１の各機能
部である通信アプリケーションＣＡ、アプリケーション
エージェントＡＡ、ストリームエージェントＳＡ及び通
信制御部ＣＣの処理の詳細の第３の部分を示すフローチ
ャートである。
部である通信アプリケーションＣＡ、アプリケーション
エージェントＡＡ、ストリームエージェントＳＡ及び通
信制御部ＣＣの処理の詳細の第３の部分を示すフローチ
ャートである。
【図５】 図１のパーソナルコンピュータＡ１の各機能
部である通信アプリケーションＣＡ、アプリケーション
エージェントＡＡ、ストリームエージェントＳＡ及び通
信制御部ＣＣの処理の詳細の第４の部分を示すフローチ
ャートである。
部である通信アプリケーションＣＡ、アプリケーション
エージェントＡＡ、ストリームエージェントＳＡ及び通
信制御部ＣＣの処理の詳細の第４の部分を示すフローチ
ャートである。
【図６】 図１の通信システムで用いるアプリケーショ
ン動作環境の一例を示すブロック図である。
ン動作環境の一例を示すブロック図である。
【図７】 図１の通信システムで用いるＱｏＳアーキテ
クチャのためのフレームワークを示すブロック図であ
る。
クチャのためのフレームワークを示すブロック図であ
る。
【図８】 図１の通信システムの実施例における実験シ
ステムの構成を示すブロック図である。
ステムの構成を示すブロック図である。
【図９】 図８の実験システムのＱｏＳ設定画面を示す
正面図である。
正面図である。
【図１０】 図８の実験システムにおける実験開始時の
表示画面を示す正面図である。
表示画面を示す正面図である。
【図１１】 図８の実験システムにおけるユーザ要求変
更の設定画面を示す正面図である。
更の設定画面を示す正面図である。
【図１２】 図８の実験システムにおけるユーザ要求変
更後の表示画面を示す正面図である。
更後の表示画面を示す正面図である。
Ａ，Ｂ…端末装置、 Ａ１，Ｂ１…パーソナルコンピュータ、 Ａ２，Ｂ２…モデム、 ＮＥ…ネットワーク、 ＣＣ…通信制御部、 ＣＡ…通信アプリケーション、 ＡＡ…アプリケーションエージェント、 ＳＡ…ストリームエージェント、 １０…ＣＰＵ、 １１…ＱｏＳマッピング部、 １２…ＱｏＳ交渉部、 １３…ＱｏＳ許可部、 ２１…ＱｏＳ管理部、 ２２…ＱｏＳモニタリング部、 ３１…フローフィルタリング部、 ３２…リアルタイムフロー制御部、 ３３…適応転送システム部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−160855（ＪＰ，Ａ) 信学技報ＣＱ97−６ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 12/56 H04L 12/28
Claims (6)
- 【請求項１】 ネットワークを介して接続された複数の
端末装置間の通信サービスの品質を制御する通信制御手
段を備えた端末装置の通信サービス品質制御方法におい
て、 通信ストリーム毎に、それぞれ予め決められた通信サー
ビスの品質とその制御基準に基づいて自律的に通信スト
リームを制御して通信のリソースの管理を行う、アプリ
ケーションエージェントと、ストリームエージェントと
を生成し、 上記アプリケーションエージェントは、対応する通信ス
トリームに対して適当な通信サービスの品質と、その制
御基準を設定し、自端末装置内及び相手方の端末装置と
の間で通信サービスの品質の交渉を行って通信サービス
の品質を選択し、選択した通信サービスの品質によりテ
ストを実行して実現可能であるときに当該通信サービス
の品質を上記通信制御手段に通知して設定し、通信スト
リーム集合に対する総合の効用値を表わす所定の評価関
数の値が、所定のリソースの制約条件のもとで最大とな
るように通信サービスの品質を調整し、所定の通信サー
ビスの品質の範囲を逸脱したときは、上記通信サービス
の品質の調整を行って、調整後の通信サービスの品質を
設定し、 上記ストリームエージェントは、上記アプリケーション
エージェントによって設定された通信サービスの品質と
その制御基準に従って、当該通信ストリームの通信サー
ビスの品質を制御して上記通信制御手段に通知して設定
することにより自律的に通信ストリームを制御し、 上記制御基準は、 （ａ）ＱｏＳの調整方法と、 （ｂ）調整可能なＱｏＳの上限値、下限値及び平均値
と、 （ｃ）段階的にＱｏＳを調整する／しないの設定と、調
整する場合の各ステップ幅と、 （ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳのパラメータ
間の優先度と、 （ｅ）複数のパラメータ集合とそれぞれの集合に対する
ユーザの満足度と、 を含むことを特徴とする通信サービス品質制御方法。 - 【請求項２】 上記評価関数は、各通信ストリームの通
信サービスの品質毎の効用値を所定の重み付け係数で線
形結合された関数であることを特徴とする請求項１記載
の通信サービス品質制御方法。 - 【請求項３】 上記リソースは、上記端末装置のＣＰＵ
使用量と、上記通信ストリームの伝送帯域を含むことを
特徴とする請求項１又は２記載の通信サービス品質制御
方法。 - 【請求項４】 ネットワークを介して接続された複数の
端末装置間の通信サービスの品質を制御する通信制御手
段を備えた通信サービス品質制御装置において、 通信ストリーム毎に、それぞれ予め決められた通信サー
ビスの品質とその制御基準に基づいて自律的に通信スト
リームを制御して通信のリソースの管理を行う、アプリ
ケーションエージェントの第１の機能処理手段と、スト
リームエージェントの第２の機能処理手段とを生成する
生成手段とを備え、 上記第１の機能処理手段は、対応する通信ストリームに
対して適当な通信サービスの品質と、その制御基準を設
定し、自端末装置内及び相手方の端末装置との間で通信
サービスの品質の交渉を行って通信サービスの品質を選
択し、選択した通信サービスの品質によりテストを実行
して実現可能であるときに当該通信サービスの品質を上
記通信制御手段に通知して設定し、通信ストリーム集合
に対する総合の効用値を表わす所定の評価関数の値が、
所定のリソースの制約条件のもとで最大となるように通
信サービスの品質を調整し、所定の通信サービスの品質
の範囲を逸脱したときは、上記通信サービスの品質の調
整を行って、調整後の通信サービスの品質を設定し、 上記第２の機能処理手段は、上記第１の機能処理手段に
よって設定された通信サービスの品質とその制御基準に
従って、当該通信ストリームの通信サービスの品質を制
御して上記通信制御手段に通知して設定することにより
自律的に通信ストリームを制御し、 上記制御基準は、 （ａ）ＱｏＳの調整方法と、 （ｂ）調整可能なＱｏＳの上限値、下限値及び平均値
と、 （ｃ）段階的にＱｏＳを調整する／しないの設定と、調
整する場合の各ステップ幅と、 （ｄ）通信ストリームの優先度と、ＱｏＳのパラメータ
間の優先度と、 （ｅ）複数のパラメータ集合とそれぞれの集合に対する
ユーザの満足度と、 を含むことを特徴とする通信サービス品質制御方法。 - 【請求項５】 上記評価関数は、各通信ストリームの通
信サービスの品質毎の効用値を所定の重み付け係数で線
形結合された関数であることを特徴とする請求項４記載
の通信サービス品質制御装置。 - 【請求項６】 上記リソースは、上記端末装置のＣＰＵ
使用量と、上記通信ストリームの伝送帯域を含むことを
特徴とする請求項４又は５記載の通信サービス品質制御
装置。
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