JP2005303891A

JP2005303891A - 帯域予約通信装置および端末

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Publication number: JP2005303891A
Application number: JP2004120313A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakao; 敦司中尾; Junji Suetsugu; 純二末次; Toshiyuki Konishi; 利幸小西
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】あらかじめ使用する時間が決まっていない端末で突発的に通信要求が発生した場合に、データ伝送を開始するまでに帯域の空きの確認、相手との接続処理に要する時間を短縮し、遅延を防止する。
【解決手段】ネットワークを管理する通信装置３００と、データ伝送を行う複数の端末２００とが存在するネットワークにおいて、通信装置３００は、ネットワークで使用可能なデータ種別（映像、音声など）と、それに必要な帯域とを想定して使用できる帯域の候補パターン（６０２）と通信可能相手端末情報とをネットワークに存在する端末２００に対して送信する手段を備え、端末２００は、通信装置３００から受信した帯域の候補パターン（６０２）に応じて相手端末と仮のネゴシエーションを実施してその結果を保持し、データ伝送要求（６０３）発生時に、保持している複数の候補パターンに対応したネゴシエーション結果の中で、最もデータに適したパターンで通信（６０５）を開始する。
【選択図】図６

Description

本発明は、端末同士を接続してデータ伝送を行う通信システムに関し、特に、利用できる帯域が制限されている通信システムにおいて端末間に帯域の割り当てを行う通信装置および端末に関する。

近年、帯域を複数のメディアで共有して利用する通信方式としては、一例としてＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）交換方式があげられ、伝送路を様々なメディアによって共有させることができる。また、近年、伝送路を流れるコンテンツは広帯域・リアルタイム性を重視するものが増加しているため、前記コンテンツの要求を満たすような帯域およびＱｏＳ（Quality of Service）の確保が要求されている。

特に、利用できる帯域に制限があるネットワーク環境では、ＱｏＳを確保して複数の端末がデータ伝送をする際、お互いのデータが衝突するのを避けるため、帯域および時間を分割して割り当てることによりデータ伝送を実現している。

しかし、伝送するデータが発生してから帯域割り当ての処理を開始すると、データの伝送が開始される時間は帯域割り当て処理に要する時間だけ遅延してしまう。ユーザに快適な通信環境を提供するという観点からすると、このような特性は望ましくない。したがって、帯域割り当て処理に要する時間を短縮し、ユーザに快適な通信環境を提供するような技術が必要である。

これに対し、データ伝送に必要な帯域を保証するために、あらかじめデータ伝送時刻がわかっている場合は、ユーザから申告されたデータ伝送に必要な帯域と時刻とを事前に設定しておくことで、予約された時刻に発生するデータ伝送に必要な帯域を速やかに割り当てることができる技術も提案されている（特許文献１参照）。
特開平６−３００２１号公報

前記の従来技術では、予約した帯域を用いてデータ伝送を行うためには、ユーザはデータ伝送を開始する前に必要な帯域および利用時間などのパラメータを予め申告しておく必要があり、ＴＶ番組などスケジュールが決まっている場合に適用可能な技術である。よって、突発的なデータが発生した場合は、予約処理を行うことができないため、データが発生してからデータ伝送を開始するまでに帯域の空き確認、端末間の通信設定などの接続処理に時間を要してしまう問題がある。

さらに、割り当てられる帯域が固定的であるため、伝送路の通信状態が時間と共に変動するネットワークにおいては、帯域が割り当てられた時点において予約した帯域のデータ誤り率が高くなり、アプリケーションが要求する帯域を保証することができなくなる問題が生じる。

ネットワークに存在する端末は、伝送されるデータの種類毎に必要な帯域をデータに固有のパターンとして分類した帯域情報とデータの種類毎に伝送を行う端末の組を特定する端末情報とを含む通信装置からの帯域予約指示に応じて、データ伝送発生前に該端末情報から特定された相手端末とネゴシエーションを行うことで該帯域におけるデータ通信に必要な通信方式情報を決定し、前記帯域情報と相手端末情報とを関連つけて保持する通信方式情報決定手段と、伝送するデータの種類に応じたパターンの帯域情報を選択し、通信装置に対して通信開始要求を送出する通信要求検出手段と、選択されたパターンの帯域情報に対応した通信方式情報を用いて、相手端末とデータ伝送を行う通信手段とを備え、通信装置は、管理するデータの種類毎に必要な帯域をデータ固有のパターンとして分類した帯域情報と、データを送受信する端末の組を示す端末情報とを含む帯域予約指示を端末に送出し、端末からの通信開始要求が発生する前に該帯域情報を予約帯域として保持する帯域管理手段を備えることにより、データ伝送要求発生時には、既に実施した相手端末とのネゴシエーションで得た通信方式情報を用いてデータ伝送を開始すること可能とする。

さらに、通信装置は、端末が伝送可能なデータの種類を特定できる情報を伝送路上に接続されている端末から収集し保持する端末情報取得手段と、端末から取得した前記情報から同じ種類のデータを伝送可能な端末の組み合わせを抽出する端末情報解析手段と、を備えることにより、前記帯域情報を前記端末情報解析手段で抽出した端末の組み合わせに対応付けた予約帯域として割り当てること可能とする。

さらに、通信装置は、端末間のデータ伝送用の通信帯域を割り当て時に、前記データの伝送が可能な予約帯域を別に少なくとも１つ以上確保し、端末は、伝送するデータの種類に応じた通信帯域と該データの通信が可能な少なくとも１つ以上の別の予約帯域とを保持し、使用している通信帯域の通信状態より予約帯域の通信状態の方が良好であると判断した場合は、通信帯域と予約帯域とを入れ替えることを通信装置に要求する伝送路状態判定手段を備えることにより、伝送路の状態に応じた帯域割当を可能とする。

本発明は、あらかじめデータ伝送開始時刻が決まっていないアプリケーションにおいても接続時間を短縮することで快適な通信環境を提供することを可能とする。

さらに、伝送路の状態が時間と共に変動するネットワークにおいても通信品質を保証した通信環境を提供することを可能とする。

［第１の実施の形態］
図１は本発明におけるネットワーク構成図である。本実施例では家庭内の通信機能を備える端末が全てネットワークに接続されており、全ての端末間で同期系であるＡＶストリームデータ、および非同期系であるＩＰ（Internet Protocol）データやＶｏＩＰ（Voice over IP）など様々な形式のデータを流すことができる。また、ホームゲートウェイなどを介してインターネット網にもアクセスすることができる。

本実施例における家庭内の端末同士を接続しているネットワークシステムでは、伝送路の帯域および時間を家庭内の複数の端末間でお互いに分割して利用することによってデータ伝送を行うことができる。以下に、データを伝送するために必要な帯域を端末間に割り当てる方法について示す。

図１では通信機能を備える端末の例をあげている。家庭内ネットワーク１０１は、ホームＧＷ（Gateway）１０２、ＰＣ（Personal Computer）１０３、ＩＰ（Internet Protocol）電話１０４、ＤＶＤ（Digital Video Disc）プレイヤー１０５、ＨＤＴＶ（High Definition TeleVision）１０６、チューナ１０７など複数の端末から構成され、外部のネットワークとはホームＱＷ１０２を介してインターネット網１０８に接続されている。したがって、前記の端末間でデータの送受信を行うことができ、外部のネットワークともデータ伝送を行うことができる。

例えば、インターネット網１０８、ＤＶＤプレイヤー１０５、チューナ１０７からのＡＶ（Audio Video）ストリームデータをＨＤＴＶ１０６およびＰＣ１０３で視聴したり、ＰＣ１０３でインターネットのブラウジングを行ったり、ＶｏＩＰ（Voice over IP）を用いてＩＰ電話１０４で電話することもできる。したがって、家庭内ネットワーク１０１上にはＡＶストリームデータおよび非同期系であるＩＰ（Internet Protocol）データ、ＶｏＩＰ（Voice over IP）など伝送速度の異なる様々な形式のデータが混在して流れることになる。

図２は、端末の一例として端末２００とその内部にあって通信制御を行う通信制御部２０７との構成例を示している。この端末２００は図１に示すＩＰ電話１０４の例であるが、端末１０２〜１０７の任意の端末にも適用され、通信制御部２０７を共通に内蔵する。端末機能部２０８は、各端末の機能を果たす部分、例えばこの例ではＩＰ電話機能など、である。

図３はネットワークの帯域、および接続されている端末を管理する通信装置３００の内部構成図を示しており、本機能は図１に示す端末１０２〜１０７の家庭内にある通信機能を備える端末がさらに備えても良い。

端末２００は、端末間でネゴシエーションを行って変復調方式などの通信方式情報を決定する通信方式情報決定部２０１と、データ伝送要求の発生を検出すると共に伝送するデータに応じたパターンの帯域情報を決定する通信要求検出部２０２と、他端末および通信装置とメッセージ及びデータ伝送を行う通信部２０３と、通信方式情報、帯域情報、相手端末情報、および自端末情報等を保存する記憶部２０４と、自端末の情報を通信装置に通知する端末情報通知部２０５とを含んで構成される。

通信装置３００は、帯域の予約および、通信帯域の割り当てを行う帯域管理部３０１と、端末とメッセージ伝送を行う通信部３０２と、帯域割当情報、端末情報等を保存する記憶部３０３と、ネットワーク上の全端末の情報を取得する端末情報取得部３０４とを含んで構成される。

帯域情報とは、１フレーム単位の使用する周波数の値と使用時間とから構成される情報である。

家庭内ネットワーク１０１では、伝送するデータの種類に応じて必要な帯域を複数の端末１０２〜１０７間に割り当てる機能を持つ管理装置が必要であるが、本実施例では家庭内ネットワーク１０１に存在している端末１０２〜１０７の中から、ホームＧＷ１０２が上記の帯域を割り当てる役割である通信装置３００になる。以下、ホームＧＷ１０２が通信装置３００に選出されたものとして説明を行う。ただし、この通信装置の役割は固定的なものではなく、他の端末と交代してもよい。また、通信装置の選出方法については手動設定、ラウンドロビン方式など様々な方法が利用できる。

図４は端末がネットワークに参加してから、データ伝送に必要な帯域を確保するまでのフローチャートである。

図５は通信装置３００（ホームＧＷ１０２）が、端末間のデータ伝送必要な通信帯域割り当てを行うまでのフローチャートである。

図６は帯域の予約および割り当てを行う際の端末２００と通信装置３００（ホームＧＷ１０２）との間における一連のメッセージのシーケンス例であり、図６を参照しながら図４および図５における帯域予約および通信帯域割当処理の説明を行う。

図１に示すように家庭内ネットワーク１０１に新規の端末２００（ＨＤＴＶ１０６）が接続された場合には、図６に示すように、ネットワーク１０１に接続したことを通信装置３００（ホームＧＷ１０２）に知らせるため、新規の端末２００（ＨＤＴＶ１０６）は参加・登録メッセージ６０１を通信装置３００（ホームＧＷ１０２）に送信する（ｓ４０１）。ちなみに、前記参加・登録メッセージ６０１には、図７の端末情報テーブル７００，７０１，７０２、および図１２の端末情報テーブル１２０１に示すようなＭＡＣ（Medium Access Control）アドレスやデータ伝送種別などのパラメータのうち少なくとも１つが含まれている。

通信装置３００（ホームＧＷ１０２）の帯域の予約処理６０６は図５のように、前記参加・登録メッセージ６０１を通信部３０２により受信することをトリガとして開始される。ただし、通信装置は新たに端末がネットワークに接続されたことを検知することができればよいので、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）が通信部３０２を用いて端末に対して定期的に問い合わせるなど種々の方法が考えられ、端末側から必ずしも参加・登録メッセージ６０１を送信する必要はない。

通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は端末からの参加・登録メッセージ６０１を待ち受けている状態にあり、ある端末２００（ＨＤＴＶ１０６）から参加・登録メッセージ６０１を通信部３０２により受信すると（ｓ５０１でｙｅｓ）、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は参加・登録メッセージ６０１内に含まれている端末２００（ＨＤＴＶ１０６）の端末情報を記憶部３０３に端末情報テーブル７００の形式で記憶する（ｓ５０２）。

通信装置３００（ホームＧＷ１０２）はまず記憶部３０３に保管されている帯域割当内容を確認する。既に利用されている通信帯域にて端末２００（ＨＤＴＶ１０６）が他の端末とデータ伝送を行うことはできないため、利用されている通信帯域を避けて、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は帯域管理部３０１にて、端末２００（ＨＤＴＶ１０６）と家庭内ネットワーク１０１上に存在する端末との間、例えば、端末２００（ＨＤＴＶ１０６）とホームＧＷ１０２、端末２００（ＨＤＴＶ１０６）とＰＣ１０３、端末２００（ＨＤＴＶ１０６）とＩＰ電話１０４、端末２００（ＨＤＴＶ１０６）とＤＶＤプレイヤー１０５、端末２００（ＨＤＴＶ１０６）とチューナ１０７との間でデータ伝送するために利用する帯域を図８のように予約する。図８において、破線で囲んであるＡ⇔Ｂは端末Ａと端末Ｂとの間で予約された帯域で、実線で囲んであるＡ⇔Ｂは端末Ａと端末Ｂとの間で利用されている通信帯域であることを示す。

ただし、この時点では端末間でデータ伝送するための帯域を予約している段階であるため、実際に帯域をデータ伝送のために割り当てているわけではない。したがって、それぞれの予約帯域が重なっていても問題はない。

端末から参加・登録メッセージ６０１を通信部３０２により受信しない場合は（ｓ５０１でｎｏ）、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は帯域予約の処理を行わない。

ただし、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）が帯域予約を開始するトリガとしてはｓ５０１の参加・登録メッセージ６０１の受信に限定されるものではない。

家庭内ネットワーク１０１上の端末間でデータ伝送するために前述の帯域の予約処理６０６が通信装置３００（ホームＧＷ１０２）により行われ、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は、帯域予約メッセージを通信部３０２にて端末に送信する（ｓ５０３）と共に、記憶部３０３に予約した帯域の情報を記憶する（ｓ５０４）。前記処理は全端末に対して複数パターンで実施完了するまで繰り返される（ｓ５０５）。ここで、複数パターンとは、図２１のようにＨＤＴＶ，ＳＤＴＶ（Standard Definition TeleVision），Ａｕｄｉｏを含むＡＶストリーム，ＶｏＩＰ，ＩＰデータなどのデータの種類に応じた帯域パターンを示す。

端末は帯域予約メッセージ６０２を受信するたびに（ｓ４０２でｙｅｓ）、指定された相手端末とネゴシエーションを行い（ｓ４０３）、指定された帯域における変復調方式などの通信方式情報を決定し、相手端末毎およびパターン毎に記憶部２０４に保管する（ｓ４０４）。

例えば、ＨＤＴＶ１０６でＤＶＤプレイヤー１０５に入っているＤＶＤディスクの映像を見たい場合、データ伝送を行うにはＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間でデータ伝送を行うために利用する通信帯域を確保し、割り当てる必要がある。

まず、データ伝送を検出したＤＶＤプレイヤー１０５は（ｓ４０５）、記憶部２０４に保存していたパターンからＨＤＴＶデータ伝送に最も適したパターンを選択して、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）に対してパターンを指定した通信開始要求メッセージ６０３を送信する（ｓ４０６）。通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は既に帯域予約処理を完了して、端末からの通信開始要求メッセージ６０３を待っている状態であるため、ＤＶＤプレイヤー１０５から通信開始要求メッセージ６０３を受信すると（ｓ５０６でｙｅｓ）、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は通信帯域割り当て処理６０７を行うために、帯域管理部３０１を用いて記憶部３０３の予約された帯域の情報および割り当て済の帯域の情報を参照する。

実施例においては、図８のようにＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間でデータ伝送するための帯域を予約しているので、帯域管理部３０１はＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間でデータ伝送するために予約してある帯域をＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間に割り当てるため、通信帯域割当メッセージ６０４を送信する（ｓ５０７）。端末２００は帯域割当メッセージ６０４を送信することにより（ｓ４０７でｙｅｓ）、ＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間でデータ伝送６０５が開始される（ｓ４０８）。ただし、端末の種類によっては通信帯域割当メッセージ６０４を受信せずにデータ伝送６０５が開始されることも考えられる。

通信帯域の割り当て処理６０７が完了すると、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は記憶部３０３の割り当てた通信帯域の情報を更新し（ｓ５０８）、ＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間に割り当てた通信帯域を他の端末が利用できないようにする。

端末からの通信開始要求メッセージ６０３を通信部３０２により受信しなければ（ｓ５０６でｎｏ）、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は通信帯域割り当て処理６０７を行わない。ただし、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）が通信帯域割り当てを開始するトリガとしてはｓ５０６の通信開始要求メッセージ６０３の受信に限定されるものではない。

したがって、本実施例によれば、通信開始要求メッセー６０３を受信した時点では、すでにＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間でデータ伝送するための帯域は予約されているため、データ伝送を開始する前にネゴシエーションをする必要がないため、データ伝送に必要な通信帯域を短時間で割り当てることができる。

［第２の実施の形態］
以下図１０を用いて通信装置の帯域予約処理の動作を説明する。第１実施例の通信装置の帯域予約処理手順と重複する部分があるため、ｓ５０２以降について説明する。

通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は端末がネットワークに接続したときに、それぞれの端末から端末の端末情報テーブル７００に含まれるような各種パラメータを取得して、記憶部３００に保存する（ｓ５０２）。

図１１は通信装置３００（ホームＧＷ１０２）が保持する端末情報変換テーブル１１０１，１１０２，１１０３であり、記憶部３０３に保存している端末情報とあわせて利用することにより、図１２に示すような端末の詳細な情報である端末情報テーブル１２０１を作成する。ここでテンプレートであるＣＧＳ（Continuous Grant Service）とＰＧＳ（Periodic Grant Service）とについては後述する。

さらに、第１実施例に加えて、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は、全端末情報から同じ種類のデータを伝送する機能を備える端末の組み合わせを抽出する端末情報解析部３０５を備えており、また、あわせて端末情報変換テーブル１１０１，１１０２，１１０３をあらかじめ保持している。この端末情報変換テーブル１１０１，１１０２，１１０３の内容および構成はユーザ等により設定変更可能なものである。

したがって、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は端末情報解析部３０５により、記憶部３０３に保存している端末情報テーブル７００だけでなく、端末情報変換テーブル１１０１，１１０２，１１０３も参照することにより、各端末の種類だけでなく対応している伝送データの種類、データレート、要求するＱｏＳレベルなどの詳細な情報を合わせた端末情報テーブル１２０１を作成するため、同じ種類のデータを伝送する機能を備える端末の接続組み合わせを抽出し（ｓ１００１）、通信可能性のある端末の組み合わせに対してのみ、共通に持っている伝送データ種類のパターンに応じた前記帯域予約メッセージ６０２を送信する（ｓ５０３）。以降の処理については、第１実施例と同じであるため割愛する。

また、端末から通信装置３００（ホームＧＷ１０２）に伝送されるネットワークの参加・登録メッセージ６０１に含まれる端末情報は、図７に示すような端末の種類およびＭＡＣアドレスだけでなく、図１１にある伝送データ種別、データレート、要求するＱｏＳレベル、テンプレート、入出力などのいずれかを情報を含めても良い。

例えば、個々の端末は多くのデータ形式に対応していても端末のペアによってお互いに共通して対応しているデータ形式しか流すことができず、また、Ｓｉｎｋ（受信側）やＳｏｕｒｃｅ（送信側）の主従関係などから、全てのデータ形式を総当り的に予約する必要はなくなる。したがって、端末情報テーブル１２０１から、ネットワーク上の端末間で通信可能な組み合わせと通信不可能な組み合わせとを分別することができ、全ての端末間、全てのパターンでネゴシエーションなどの処理を行う必要がなくなるため、効率化できる。

端末情報テーブル１２０１を参照し、図９のように端末の組み合わせに応じて、帯域管理部３０１は帯域を予約する。ここであげているのは一例であり、全ての組み合わせを表しているものではない。

端末情報テーブル１２０１は通信装置３００（ホームＧＷ１０２）のみが保持するものではなく、他の端末がコピーを受け取って動作することも可能である。

また、図１４のように端末２００がブリッジ１４０１である場合には、ブリッジ１４０１に接続されているＰＣ１４０３、ＨＤＴＶ１４０２などの全端末の端末情報はブリッジ１４０１に一旦登録され、その後ブリッジ１４０１が通信装置３００（ホームＧＷ１０２）に、ブリッジ１４０１の配下に存在する端末情報を通知するという処理も考えられる。このとき、ブリッジ１４０１の配下に存在する端末の数、もしくは、対応しているデータ種別などを端末情報として通信装置３００（ホームＧＷ１０２）に登録すれば、ブリッジ１４０１の配下に存在する端末が対応しているデータ種別と端末の数とに応じた帯域を予約することが可能である。

図１３はＣＧＳ（Continuous Grant Service）テンプレート１３０１およびＰＧＳ（Periodic Grant Service）テンプレート１３０２を示している。ＣＧＳとは連続的に送信されるＡＶストリーム伝送に適した帯域予約の形式であり、１フレーム内の特定の帯域を継続的に予約する方式である。また、ＰＧＳとは遅延時間がシビアなＶｏＩＰ伝送に適した帯域予約の形式であり、遅延時間を許容する範囲の間隔で１フレーム内に複数個の帯域を予約する方式である。通信装置３００（ホームＧＷ１０２）はＣＧＳ（Continuous Grant Service）テンプレート１３０１およびＰＧＳ（Periodic Grant Service）テンプレート１３０２を保持しており、帯域を予約する際には、端末情報テーブル１２０１のテンプレートの内容に応じて、ＣＧＳもしくはＰＧＳで帯域を予約する。また、ＣＧＳ（Continuous Grant Service）テンプレート１３０１およびＰＧＳ（Periodic Grant Service）テンプレート１３０２は一例であって、帯域管理部３０１の帯域の管理状況によって予約する帯域が周波数軸方向および時間軸方向に変更可能であることは言うまでもない。

図９において、破線で囲んであるＡ⇔Ｂ（ＡＶストリーム）は端末Ａと端末Ｂとの間でＡＶストリーム用に予約された帯域で、実践で囲んであるＡ⇔Ｂは端末Ａと端末Ｂとの間で利用されている帯域であることを示す。例えば、ＨＤＴＶ１０６とＰＣ１０３との間ではＡＶストリームおよびＩＰデータについて帯域の予約を行い、ＰＣ１０３とホームＧＷ１０２との間ではＡＶストリーム、ＩＰデータ、およびＶｏＩＰについて帯域の予約を行っている。

したがって、単純に全ての端末間に全てのパターンで帯域を予約して割り当てるのではなく、同じ種類のデータを伝送する機能を備える端末の組み合わせを抽出し、その端末の組み合わせごとに帯域を予約しているため、効率的な帯域予約を実現できる。

［第３の実施の形態］
以下図１５を用いて通信装置の通信帯域割当処理の動作を説明する。第１実施例の通信装置の通信帯域割当処理手順と重複する部分があるため、ｓ１５０１以降について説明する。

通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は、帯域管理部３０１にて、割り当てた通信帯域に他の端末間で予約している帯域が重なったことを検出した場合には（ｓ１５０１でｙｅｓ）、端末間で新たに別の帯域を予約変更するため、帯域予約メッセージ６０２を端末に送信し（ｓ１５０２）、新たに予約した帯域の情報を記憶部３０３に保存する（ｓ１５０３）。

このとき、帯域の重なりが予約している帯域の一部である場合は、端末間で予約している帯域を確保したままで新たに予約帯域を追加することで利用する帯域が重ならないようにすることもできる。

例えば、図１６の帯域予約１６０１において、ＰＣ１０３とホームＧＷ１０２との間で最初に予約している帯域１６０２が、突発的に発生したＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間で利用される通信帯域１６０４と重なってしまった場合、最初に予約している帯域１６０２の一部が利用できなくなる。したがって、この状態でＰＣ１０３とホームＧＷ１０２との間でデータ伝送が開始されるとデータレートやＱｏＳの要求条件を満たさない可能性があるが、最初に予約している帯域１６０２をそのまま確保し、ＰＣ１０３とホームＧＷ１０２との間で新たに帯域１６０３を予約するか、最初に予約している帯域１６０２を開放し、ＰＣ１０３とホームＧＷ１０２との間で新たに別の帯域１６０５を予約するなどの処理を行うことにより、端末情報テーブル１２０１におけるデータレートや要求するＱｏＳレベルの条件を満たすように帯域の予約を行うことを可能とする。

［第４の実施の形態］
本実施例では、端末２００がさらに伝送路状態判定部２０６を備えることにより、伝送路状態の変動に応じた通信帯域割当を実現する動作について、図１７、図１８、図２０および図１９を用いて説明する。

図１７において、データ伝送の発生に伴う通信帯域割当時には、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は、帯域管理部３０１にて、端末に対して通信帯域割当メッセージ６０４を送信し（ｓ５０７）、割り当てた通信帯域の情報を記憶部３０３に保存する（ｓ５０８）と同時に、別途前記割り当てた通信帯域と同じパターンで新たに帯域を予約するため、帯域予約メッセージ６０２を端末に送信し（ｓ１７０１）、予約した帯域の情報記憶部３０３に保存する（ｓ１７０２）。その結果、例えば図２０のようにＨＤＴＶ１０６からＤＶＤプレイヤー１０５を再生してＡＶストリームを視聴する場合、現在利用されている通信帯域２００２と、予約帯域２００３とが割り当てられる。この時に割り当てる予約帯域は複数であってもよい。

図１８において、端末２００は伝送路状態判定部３０６により、特定のタイミングで伝送路の状態を監視する（ｓ１８０１）。現在ＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間に割り当てている通信帯域２００２にエラーが多く、ＡＶストリームの伝送条件に適しない、もしくは、予約帯域２００３のほうが現在割り当てている通信帯域よりもＡＶストリーム伝送条件に適していると判断した場合は（ｓ１８０２でｙｅｓ）、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）に対して、現在割り当てている通信帯域２００２を開放して、予約帯域２００３を割り当てるように伝送路の状態の変動を通知する（ｓ１８０３）。

図１９において、伝送路状態の変動の通知を検出した通信装置３００（ホームＧＷ１０２）は（ｓ１９０１）、端末に対して通信帯域割当メッセージを送信し（ｓ１９０２）、割り当てた通信帯域の情報を記憶部３０３に保存する（ｓ１９０３）。その後、新たに予約帯域を確保するために、端末に対して帯域予約メッセージを送信し（ｓ１９０４）、予約した帯域の情報を記憶部３０３に保存する（ｓ１９０５）。

伝送路の状態の監視に関しては、通信装置３００（ホームＧＷ１０２）が行っても良いし、本実施例のように端末が行っても良い。

したがって、本実施例によれば、伝送路の状態が時間により変動する場合であっても、端末間においてデータ伝送を行うために必要な条件を満たすように通信帯域を割り当てることができる。

さらに、上述の実施例１〜４の、帯域予約処理および通信帯域割当処理を含むデータ伝送に必要な帯域を確保するための方法を、プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。

また、本発明の他の局面にしたがうと、さらに以下の通信装置が提供される。

（１）伝送路上の通信帯域を管理する通信装置であって、端末の該伝送路への接続を検出する検出手段と、該端末の該伝送路への接続が検出されると、管理する該通信路上の通信帯域のうち、該端末がデータ通信を行うための通信帯域を予約帯域として保持し、該予約帯域を該端末に通知する帯域予約手段と、該端末の該データ通信の開始時を検出すると、該保持した予約帯域を該端末に割り当てる通信帯域割当手段とを備える、通信装置。

（２）該検出手段で該端末の該伝送路への接続が検出されると、該端末より該端末が伝送可能なデータの種類を特定できる情報を取得する端末情報取得手段と、該端末情報取得手段で取得された該伝送路へ接続される端末の該情報を記憶する端末情報記憶手段と、該検出手段で該端末の該伝送路への接続が検出されると、該端末情報取得手段で取得された該端末の該情報と、該端末記憶手段に記憶される情報とに基づいて、該端末と該端末接続する他の端末との組み合わせを検出する端末情報解析手段とをさらに備え、該帯域予約手段は、該端末と該端末接続する他の端末とに対して該予約帯域を通知する、（１）に記載の通信装置。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明におけるネットワーク構成図である。端末の内部構成図である。通信装置（通信装置）の内部構成図である。端末の帯域予約および通信帯域割当処理のフローチャートである。通信装置（通信装置）の帯域予約および通信帯域割当処理のフローチャートである。帯域予約および通信帯域割当処理時の端末と通信装置（通信装置）との間のメッセージのシーケンスである。端末情報テーブルである。端末間でデータ伝送するための帯域予約状態を示す図である。端末間でデータ伝送するためのデータ形式別の帯域予約状態を示す図である。端末情報解析手段を備えた通信装置（通信装置）の帯域予約および通信帯域割当処理のフローチャートである。端末情報変換テーブルである。端末の登録情報テーブルである。ＣＧＳ（Continuous Grant Service）、ＰＧＳ（Periodic Grant Service）テンプレートのパターンである。ブリッジが存在する場合のネットワーク構成図である。帯域の重複を検出する手段を備えた通信装置（通信装置）の帯域予約および通信帯域割当処理のフローチャートである。予約帯域が変更された場合の帯域状態を示す図である。伝送路状態に応じた帯域割当を実現する手段を備えた通信装置（通信装置）の帯域予約および通信帯域割当処理のフローチャートである。伝送路状態判定手段を備えた端末の帯域予約および通信帯域割当処理のフローチャートである。通信装置（通信装置）の通信帯域の割当変更処理のフローチャートである。通信帯域の割当が変更された場合の帯域状態を示す図である。データの種類に応じたパターンの帯域を示す図である。

符号の説明

１０１家庭内ネットワーク、１０２ホームＧＷ、１０３，１４０３ＰＣ、１０４ＩＰ電話、１０５ＤＶＤプレイヤー、１０６，１４０２ＨＤＴＶ、１０７チューナ、１０８インターネット網、２００端末、２０１通信方式情報決定部、２０２通信要求検出部、２０３通信部、２０４記憶部、２０５端末情報通知部、２０６伝送路状態判定部、３００通信装置、３０１帯域管理部、３０２通信部、３０３記憶部、３０４端末情報取得部、３０５端末情報解析部、６０１ネットワークへの参加・登録メッセージ、６０２帯域予約メッセージ、６０３通信開始要求メッセージ、６０４通信帯域割当メッセージ、６０５データ伝送、６０６帯域の予約処理、６０７通信帯域の割り当て処理、７００，７０１，７０２端末情報テーブル、１１０１，１１０２，１１０３端末情報変換テーブル、１２０１端末情報テーブル、１３０１ＣＧＳテンプレート、１３０２ＰＧＳテンプレート、１４０４ブリッジ、１６０２ＰＣ１０３とホームＧＷ１０２との間で最初に予約している帯域、１６０３ＰＣ１０３とホームＧＷ１０２との間で新たに予約した帯域、１６０４ＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間で利用される通信帯域、１６０５ＰＣ１０３とホームＧＷ１０２との間で新たに別に予約した帯域、２００２ＨＤＴＶ１０６とＤＶＤプレイヤー１０５との間で利用される通信帯域（ＡＶストリーム用）。

Claims

伝送路上の通信帯域を管理する通信装置から割り当てられた帯域を使ってデータ伝送を行う端末であって、
伝送されるデータの種類毎に必要な帯域をデータに固有のパターンとして分類した帯域情報とデータの種類毎に伝送を行う端末の組を特定する端末情報とを含む通信装置からの帯域予約指示に応じて、データ伝送発生前に前記端末情報から特定された相手端末とネゴシエーションを行うことで前記帯域におけるデータ通信に必要な通信方式情報を決定し、前記帯域情報と前記相手端末に関する情報とを関連つけて保持する通信方式情報決定手段と、
データ伝送要求発生時に、前記通信方式情報決定手段にて保持している前記帯域情報のうち、伝送するデータの種類に応じたパターンの帯域情報を選択し、通信装置に対して通信開始要求を送出する通信要求検出手段と、
前記選択されたパターンの帯域情報に対応した通信方式情報を用いて、前記相手端末とデータ伝送を行う通信手段とを備えることにより、
前記データ伝送要求発生時には、既に実施した前記相手端末とのネゴシエーションで得た前記通信方式情報を用いてデータ伝送を開始することを特徴とする端末。
伝送路上の通信帯域を管理する通信装置であって、
管理するデータの種類毎に必要な通信帯域をデータ固有のパターンとして分類した帯域情報と、データを送受信する端末の組を示す端末情報とを含む帯域予約指示を端末に送出し、前記端末からの通信開始要求が発生する前に前記帯域情報を予約帯域として保持する帯域管理手段を備えることを特徴とする通信装置。
端末が伝送可能なデータの種類を特定できる情報を前記伝送路上に接続されている端末から収集し保持する端末情報取得手段と、
端末から取得した前記情報から同じ種類のデータを伝送可能な端末の組み合わせを抽出する端末情報解析手段とをさらに備え、
前記帯域管理手段は、前記帯域情報を前記端末情報解析手段で抽出した端末の組み合わせに対応付けた予約帯域として割り当てることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
前記帯域管理手段は、さらに、端末間のデータ伝送用の通信帯域を割り当て時に、前記予約帯域として割り当てた前記帯域情報とは異なる、前記データの伝送が可能な予約帯域を少なくとも１つ以上確保することを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
伝送するデータの種類に応じた通信帯域と、前記通信帯域とは異なる、前記データの通信が可能な少なくとも１つ以上の予約帯域とを保持し、使用している前記通信帯域の通信状態より前記予約帯域の通信状態の方が良好であると判断した場合は、前記通信帯域と前記予約帯域とを入れ替えることを通信装置に要求する伝送路状態判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の端末。