JP2006174231A - ストリーミング視聴品質管理装置，ストリーミング視聴品質制御装置，ストリーミング視聴品質管理方法，ストリーミング視聴品質制御方法，ストリーミング視聴品質管理プログラムおよびストリーミング視聴品質制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ストリーミング配信サービスにおいて，ユーザの視聴品質を一元的に把握し管理し，かつ，視聴品質の劣化原因を分析し，事前に劣化を回避することを可能とする。
【解決手段】情報収集装置３がストリーミング配信装置１とユーザ装置２間の制御信号をトレースしてＴＣＰセッション情報とコンテンツの配信帯域とユーザ装置２のバッファサイズとを検出し，検出したＴＣＰセッション上のストリーミングパケットを監視して実測配信帯域とＴＣＰの再送数とを検出し，コンテンツの配信帯域とユーザ装置２のバッファサイズと実測配信帯域とに基づき，ユーザごとの視聴品質を推定する。情報管理装置４が，情報収集装置３が検出したＴＣＰの再送数と情報収集装置３が推定したユーザごとの視聴品質とに基づいて視聴品質の劣化原因を分析し，品質制御装置５が情報収集装置３から受信した視聴品質の劣化原因の分析結果に応じて，視聴品質の劣化を回避制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は，ＴＣＰでのストリーミング配信サービスにおける受信ユーザの視聴品質劣化をＴＣＰ情報から抽出し，ユーザごとにストリーミング視聴品質を管理する技術と，視聴品質劣化を検出し，劣化を事前に回避制御する技術に関する。

特に，広帯域なコンテンツ（ＭＰＥＧ２形式コンテンツ）配信において，ユーザ装置とストリーミング配信装置間で再送や帯域変更などの機能を有さないストリーミングメディアで，ストリーミング配信装置からユーザ装置にＴＣＰでストリーミング配信されたとき，ユーザごとに視聴品質の劣化または視聴品質が劣化する予兆を推定するストリーミング視聴品質管理装置，劣化を検出し事前に視聴品質の劣化を回避するストリーミング視聴品質制御装置，ストリーミング視聴品質管理方法，ストリーミング視聴品質制御方法，ストリーミング視聴品質管理プログラムおよびストリーミング視聴品質制御プログラムに関する。

ＭＰＥＧ２などの広帯域コンテンツをＴＣＰでストリーミング配信する場合には，ネットワークの輻輳やエンドエンドの伝送遅延などにより，ＴＣＰフレームの廃棄や遅延が発生して配信帯域が低下し視聴品質が劣化しても，ユーザ装置からストリーミング配信装置へ帯域変更要求などを行う機能は存在しない。

上記機能が存在しないため，ネットワーク輻輳や遅延で配信帯域が低下することにより，ユーザの再生にストリーミングデータが間に合わなくなりユーザの再生が停止され，視聴する音声や映像に劣化が発生する。

ユーザは，音声や映像に劣化が発生した場合には，良好に視聴できるまで巻き戻し再生を繰り返すしか方法はなく，ユーザの視聴品質を一元的に把握し管理することができないため，劣化状態で視聴したとしても有料コンテンツの場合，コンテンツ提供者は課金するしか方法はない。また，ユーザの視聴品質の劣化を事前に検出し，劣化原因を特定して劣化を回避することができないため，高品質なストリーミングサービスを提供できない。

なお，本発明に対する先行技術文献に該当する文献については，その存在を特許出願時に知り得ていない。下記検索条件で検索したが，従来の技術内容を記載した文献を探し当てることができなかった。検索した技術範囲などは，以下のとおりである。
（１）検索対象：平成５年以降の出願公開公報および平成６年度以降の特許公報
（２）検索方法：「ストリーミング」，「ＴＣＰ」，「劣化」，「回避」，「配信」，「管理」，「遅延」をキーワードとした全文検索

ＭＰＥＧ２などの広帯域コンテンツをＴＣＰでストリーミング配信する場合には，ネットワークの輻輳やエンドエンドの伝送遅延などにより，ＴＣＰフレームの廃棄や遅延が発生して配信帯域が低下し，視聴している音声や映像に劣化が発生する。

広帯域なコンテンツをストリーミング配信するＭＰＥＧ２などは，ストリーミングデータがネットワークで廃棄されたり遅延したりして配信帯域が低下することを想定していないため，帯域変更などの機能は存在しない。したがって，広帯域なコンテンツのストリーミング配信サービスでは，ユーザごとに体感品質を推定することが不可能であり，ユーザの視聴品質を一元的に把握し管理することができなかった。また，ユーザごとに劣化を検出し，劣化原因を分析し，事前に劣化を回避することも不可能であった。

本発明は，上記従来技術の問題点を解決し，広帯域なコンテンツのストリーミング配信サービスにおいて，ユーザごとに視聴品質を推定し，劣化を事前に回避すること，また，ユーザの視聴品質を一元的に把握し管理することを目的とする。

上記課題を解決するために，本発明は，ストリーミングの配信帯域からユーザ装置の残バッファサイズを計算して視聴品質を推定する。ユーザ装置のバッファサイズは，ユーザ装置ごとに自由に設定が可能であり，そのユーザ装置のバッファサイズをストリーミング配信装置に通知するために，ユーザ装置とストリーミング配信装置間のＲＴＳＰ（Real Time Streaming Protocol）やＳＩＰ（Session Initiation Protocol）などを用いて，ユーザ装置のバッファサイズをストリーミング配信装置に通知できるようにプロトコルの仕様を拡張する。

ユーザ装置とストリーミング配信装置間の制御信号をトレースして，再生開始，再生停止を自動判断し，再生開始の制御信号からストリーミングデータをユーザ装置へ配信するためのＴＣＰポート番号とコンテンツの配信帯域とユーザ装置のバッファサイズを自動抽出し，抽出したストリーミング配信装置からユーザ装置へのＴＣＰフレームまたはユーザ装置からストリーミング配信装置へのＴＣＰフレームをトレースして，ＴＣＰの実測配信帯域を推定する。

ストリーミング配信装置からユーザ装置へのＴＣＰフレームで実測配信帯域を推定する場合には，１つ前のＴＣＰヘッダのシーケンス番号（Sequence Number ）と現在のＴＣＰヘッダのシーケンス番号とを比較して，現在のシーケンス番号が小さい場合には，再送ＴＣＰフレームと判断し，大きい場合には，現在のシーケンス番号と１つ前のシーケンス番号の差分を１秒間加算して８倍（バイト→ビット変換）した値を実測配信帯域とする。

また，ユーザ装置からストリーミング配信装置へのＴＣＰフレームで実測配信帯域を推定する場合には，１つ前のＴＣＰヘッダのアクノリッジメント番号（Acknowledgment Number;以下，ＡＣＫ番号という）と現在のＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号とを比較して，現在のＡＣＫ番号が小さい場合には，再送要求フレームと判断し，大きい場合には，現在のＡＣＫ番号と１つ前のＡＣＫ番号の差分を１秒間加算して８倍（バイト→ビット変換）した値を実測配信帯域と推定する。

ユーザ装置は，バッファサイズまでストリーミングデータが蓄積された時点で再生が開始される。再生に必要なストリーミングデータ量は，コンテンツの配信帯域であり，１秒ごとにユーザのバッファからコンテンツの配信帯域が減算され，実測配信帯域がユーザのバッファに１秒ごとに加算される。ユーザのバッファのストリーミングデータ量が一定の閾値を下回った時点でユーザの視聴品質が劣化予兆と推定する。また，ユーザのバッファが空になった時点でユーザの視聴が劣化と推定する。

一定時間内にＴＣＰの再送フレームまたは再送要求ＴＣＰフレームがなくユーザの視聴品質が劣化予兆または劣化状態の場合には，ストリーミング配信装置からのストリーミングＴＣＰフレームに対するユーザ装置の応答確認ＴＣＰフレームの遅延が大きくなり，ＴＣＰのフロー制御が動作し配信帯域が低下したことにより視聴品質が劣化予兆および劣化したと判断する。ストリーミング配信装置と隣接する品質制御装置が，ストリーミングＴＣＰフレームに対するユーザ装置からの応答確認ＴＣＰフレームを代理でストリーミング配信装置に返信し，ストリーミング配信装置からのストリーミングＴＣＰフレームに対するユーザ装置の応答確認ＴＣＰフレームの遅延を小さくし，動的に劣化を回避する。

品質制御装置は，ストリーミング配信装置からのストリーミングデータを一定期間バッファリングして，ユーザ装置からの再送要求ＴＣＰフレームに対しては，ストリーミング配信装置の代理でストリーミングデータをユーザ装置に返信する。

一定時間内にＴＣＰの再送フレームまたは再送要求ＴＣＰフレームが発生してユーザの視聴品質が劣化予兆または劣化状態の場合には，ストリーミング配信装置とユーザ装置間のネットワーク輻輳によりストリーミングＴＣＰフレームが廃棄され，ＴＣＰのフロー制御が動作し配信帯域が低下したことにより視聴品質が劣化予兆および劣化したと判断し，ストリーミング配信装置と隣接する品質制御装置が，ストリーミング配信装置からユーザ装置へ配信されたストリーミングＴＣＰフレームのＲＴＰ（Real time Transport Protocol）ヘッダをリアルタイムに解析して音声データのＭＰＥＧ２−ＴＳ（Transport Stream）およびＩピクチャ（Intra-Picture ）の映像データのＭＰＥＧ２−ＴＳであるストリーミングＴＣＰフレームについてはＩＰヘッダのＴＯＳ（Type Of Service ）値を０以外の優先ビットに変更して，ネットワーク輻輳状態でもストリーミング配信装置とユーザ装置間のネットワークで優先的に転送されるようにして，動的に劣化を回避する。

品質制御装置は，ストリーミング配信装置からユーザ装置へ配信されたストリーミングＴＣＰフレームからＩピクチャの映像データのＭＰＥＧ２−ＴＳを検出するために，ＲＴＰヘッダのマーカー（Marker）ビットが１でペイロードタイプ（Payload Type）が音声か映像のＩピクチャかをリアルタイムに判断する。

映像フレームの境界であるＴＣＰフレームのＲＴＰヘッダのマーカービットは１であり，Ｉピクチャと判断したＴＣＰフレームから次のＩピクチャ以外のＴＣＰフレームまでが映像ストリーミングデータである。

ストリーミング配信装置は，音声や映像のキーフレームのストリーミングパケットをユーザ装置で検出できるようにするために，ＲＴＰ（Real Time Transport Protocol）のマーカービットで映像フレームの境界を識別し，ペイロードタイプでＴＣＰフレームを構成する１８８バイトのＭＰＥＧ２−ＴＳが音声，映像であるかを識別し，映像の場合には，Ｉピクチャ（Intra Picture ），Ｐピクチャ（Predictive Picture），Ｂピクチャ（Bidirectionally Predictive Picture）であるかを識別できるようにする。

以上の本発明の特徴を述べると，以下のとおりである。

（１）ストリーミング配信サービスでは，ネットワークの遅延などを吸収するために，ユーザ装置で，ある程度のストリーミングデータをバッファリングして再生を開始する。本発明では，そのユーザ装置のバッファサイズをユーザ装置からストリーミング配信サーバヘＲＴＳＰやＳＩＰなどを用いて通知する。

（２）また，本発明では，ユーザ装置とストリーミング配信サーバ間のＲＴＳＰのストリーミング制御信号をモニタリングして，ユーザが視聴するコンテンツの配信帯域とＴＣＰでストリーミングを配信するためのＴＣＰセッション情報（ＴＣＰの宛先ポート番号およびＴＣＰの送信元ポート番号）とユーザ装置のバッファサイズを自動的に検出する。検出したＴＣＰセッション上のストリーミングパケットをリアルタイムに監視し，ストリーミング配信サーバからの実測配信帯域とＴＣＰの再送数を自動的に検出する。ユーザ装置の再生帯域はコンテンツの配信帯域であり，１秒ごとにユーザ装置のバッファからコンテンツの配信帯域が減算され，また，実測配信帯域がユーザ装置のバッファに加算される。ユーザ装置のバッファのストリーミングデータ量をもとに視聴品質を推定する。

（３）ユーザの視聴品質を推定した結果，ＴＣＰの再送がなく視聴品質が劣化である場合には，ストリーミング配信サーバからのストリーミングパケットに対するユーザ装置の応答確認パケットの遅延が大きく，ＴＣＰのフロー制御により配信帯域低下したため，ユーザの視聴品質が劣化したと自動的に判断し，ストリーミングパケットに対するユーザ装置の応答確認パケットをストリーミング配信サーバと隣接する品質制御装置が代理でストリーミング配信サーバに返信し，動的に劣化を回避制御する。

（４）ユーザの視聴品質を推定した結果，ＴＣＰの再送が発生して視聴品質が劣化である場合には，ストリーミング配信サーバとユーザ装置間のネットワーク輻輳によりストリーミングパケットが廃棄されたため，ユーザの視聴品質が劣化したと自動的に判断し，ストリーミング配信サーバと隣接する品質制御装置がストリーミング配信サーバからユーザ装置ヘの音声や映像のキーフレームのストリーミングパケットに優先ビットを付与し，動的に劣化を回避制御する。

（５）ストリーミング配信サービスでは，ネットワークでのパケット廃棄やクライアントのバッファ溢れによるパケット廃棄で視聴品質が劣化する。廃棄されたパケットが音声や映像，映像の圧縮種別などによりユーザの体感品質への影響が異なる。配信サーバから音声や映像のキーフレームのストリーミングパケットをユーザ装置側で検出したり，影響度の大きいストリーミングパケットに優先ビットを付与したりするために，ＲＴＰで音声や映像のキーフレームを識別する。

本発明によれば，視聴品質劣化時にはシステム管理者の介在なしに品質劣化を回避することが可能となり，帯域保証型ネットワーク以外のネットワーク輻輳やネットワーク遅延が大きいインターネットでも，高品質なストリーミングサービスを提供することができるようになる。この付加機能により，ネットワークに関係なくストリーミング配信サービスの市場拡大を図れ，ビジネス的に有意義な発展をもたらす優れた効果を発揮する。

図１は，本発明の一実施形態であるストリーミング配信装置１，ユーザ装置２，情報収集装置３，情報管理装置４，品質制御装置５の接続構成図である。同図において，６および６’はルータ，７はＴＡＰ装置（ネットワーク分配装置），８はネットワーク回線，９はインターネットである。

本実施形態では，ストリーミング配信装置１とユーザ装置２間に市中品であるＴＡＰ装置７を設置し，ＴＡＰ装置７と情報収集装置３とを接続して，ユーザ装置２とストリーミング配信装置１間のストリーミング制御信号とストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングデータとをモニタリングする前提になっているが，ユーザ装置２内に情報収集装置３と同様の機能を搭載する形態を採ってもよい。

なお，同図においては，ユーザ装置２は三装置であるが，その数は１以上であればよく，情報収集装置３についても，その数は１以上の装置構成でもよい。また，ネットワーク回線８の種類は電話回線，ＡＤＳＬ回線，光ファイバ回線に限定されるものではない。

ユーザがストリーミングを視聴開始すると，ユーザ装置２はストリーミング配信装置１へＲＴＳＰの再生開始要求メッセージを送り，それを受けてストリーミング配信装置１は，ストリーミングデータをユーザ装置２に配信する。再生開始要求メッセージには，メッセージ種別を示す識別子，ユーザ装置２のＩＰアドレス，ストリーミング配信装置１のＩＰアドレス，ストリーミング配信用のＴＣＰポート番号，視聴するコンテンツ名，配信帯域，ユーザ装置２（クライアント）のバッファサイズ情報が含まれる。

図２に，ＲＴＳＰの再生開始要求メッセージの種別の例を示す。ＲＴＳＰの再生開始要求メッセージの種別として，DESCRIBE，SETUP ， GET＿PARAMETER ， SET＿PARAMETER ，PLAY等のメソッドが存在し，各メソッドには，メッセージのシーケンス番号情報（Cseq），視聴するコンテンツの開始ポジジョン情報（Range ），再生速度情報（Scale ），ストリーミングを配信するトランスポート情報（Transport ）等のフィールドが存在する。

図２に示すように，視聴品質情報を推定するために，新たにPLAYメソッドに，ネットワークの揺らぎを吸収するため，ユーザ装置２（クライアント）でストリーミングデータを蓄積するためのバッファサイズをミリ秒単位で指定できるクライアントバッファサイズ情報（Clientbuffer）フィールドを追加する。

ユーザ装置２とストリーミング配信装置１間のルータ６，６’が輻輳してフレーム廃棄や遅延が発生すると，ユーザ装置２のストリーミングの視聴品質が劣化する。ユーザがストリーミングを視聴停止すると，ユーザ装置２はストリーミング配信装置１へＲＴＳＰの停止要求メッセージを送り，それを受けてストリーミング配信装置１はユーザ装置２へのストリーミングを停止する。停止要求メッセージには，メッセージ種別を示す識別子，ユーザのＩＰアドレスが含まれる。

図３は，ＴＡＰ装置７と情報収集装置３と情報管理装置４の位置関係をともに示したブロック構成図である。また，図４は，ストリーミング配信装置１とユーザ装置２と品質制御装置５の位置関係をともに示したブロック構成図である。

図３，図４に示す実施形態では，ストリーミング配信装置１とユーザ装置２間のＲＴＳＰのストリーミング制御信号をモニタリングして，視聴するコンテンツの配信帯域とクライアントバッファサイズとストリーミングデータを配信するＴＣＰポート番号とを自動的に検出する。

ストリーミング配信装置１からユーザ装置２ヘストリーミングデータを配信するＴＣＰポートのＴＣＰフレームを情報収集装置３でリアルタイムに監視し，実測配信帯域を推定して，クライアントのバッファのストリーミングデータ量から劣化または劣化予兆状態を推定する。

情報収集装置３で推定した視聴品質状態に発生時刻を追加して情報管理装置４に通知して，情報管理装置４で，ユーザごとに視聴品質を管理する。

情報管理装置４で，視聴品質状態が劣化または劣化予兆のユーザについては，劣化原因を分析し，劣化を回避するための命令を品質制御装置５に通知し，品質制御装置５がストリーミング配信装置１からのストリーミングパケットに対するユーザ装置２のＴＣＰの応答確認パケットを代理でストリーミング配信装置１に返信する。

また，品質制御装置５が，ストリーミング配信装置１からユーザ装置２への音声および映像のキーフレームのストリーミングパケットに優先ビットを付与する。

図３に示す情報収集装置３を構成するモジュールの中で，制御信号トレース部３０１は，ユーザ装置２からストリーミング配信装置１へのＲＴＳＰのストリーミング制御信号とストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのＲＴＳＰのストリーミング制御信号のレスポンスだけをフィルタリングしてリアルタイムにモニタリングし，制御信号解析部３０２にその情報を通知する。

制御信号解析部３０２は，各ユーザの視聴開始要求と視聴停止要求を検出する。視聴開始要求の検出方法は，ＲＴＳＰの制御信号のDESCRIBEメソッドから視聴開始要求したユーザ装置２のＩＰアドレスと配信されるストリーミング配信装置１のＩＰアドレスを検出し，ＲＴＳＰの制御信号のSETUP メソッドに対するレスポンスパケットから視聴するコンテンツ名，ストリーミングを配信するトランスポート層のポート番号とプロトコル，視聴するコンテンツの配信帯域を検出し，ＲＴＳＰの制御信号のPLAYメソッドからクライアントのバッファサイズを検出し，視聴開始要求が行われたと判断する。

制御信号解析部３０２は，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５のユーザＩＰフィールドにユーザ装置２のＩＰアドレスを登録し，配信サーバＩＰフィールドにストリーミング配信装置１のＩＰアドレスを登録し，配信サーバＴＣＰポートフィールドにトランスポート層のポート番号を登録し，視聴コンテンツ名フィールドに視聴するコンテンツ名を登録し，クライアントバッファフィールドにクライアントのバッファサイズを登録する。

また，図６に示すコンテンツ帯域管理テーブル３０４から視聴するコンテンツ名と配信帯域フィールドのデータが一致するレコードを検索し，一致するレコードがない場合には，コンテンツ名フィールドに視聴するコンテンツ名を登録し，配信帯域フィールドに視聴するコンテンツの配信帯域を登録する。

さらに，ストリーミングパケットをモニタリングするために必要なストリーミング配信装置１のＩＰアドレスとユーザ装置２のＩＰアドレスとストリーミングを配信するトランスポート層のポート番号をＴＣＰフレームトレース部３０６に通知する。

また，視聴開始要求とユーザ装置２のＩＰアドレスと視聴コンテンツ名とストリーミング配信装置１のＩＰアドレスとストリーミングを配信するトランスポート層のポート番号を時刻生成部３１１に通知する。

視聴停止要求の検出は，ＲＴＳＰの制御信号における視聴停止要求のTEARDOWNメソッドから視聴したユーザ装置２のＩＰアドレスと配信されたストリーミング配信装置１のＩＰアドレスを検出することによって行い，これによって視聴停止要求が行われたと判断する。視聴停止要求を検出した場合，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５からユーザ装置２のＩＰアドレスとユーザＩＰフィールドのデータが一致し，かつストリーミング配信装置１のＩＰアドレスと配信サーバＩＰフィールドのデータが一致するレコードを検索し，該当レコードを削除する。

さらに，ストリーミングパケットのモニタリングの停止に必要なストリーミング配信装置１のＩＰアドレスとユーザ装置２のＩＰアドレスとストリーミングを配信するトランスポート層のポート番号をＴＣＰフレームトレース部３０６に通知する。また，視聴停止要求とユーザ装置２のＩＰアドレスとストリーミング配信装置１のＩＰアドレスを時刻生成部３１１に通知する。

ＴＣＰフレームトレース部３０６は，制御信号解析部３０２から視聴開始要求を受信すると，ルータ間を流れるＩＰフレームから，ストリーミング配信装置１のＩＰアドレスとユーザ装置２のＩＰアドレスとストリーミング装置１のＴＣＰポート番号が一致するＩＰフレームだけをフィルタリングする。ストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのＴＣＰフレームで実測配信帯域を推定する場合には，フィルタリングにより検出したＩＰフレームのＩＰヘッダ情報とＴＣＰヘッダ情報をＴＣＰ−Ｓｅｑ検出部３０７に通知し，ユーザ装置２からストリーミング配信装置１へのＴＣＰフレームで実測配信帯域を推定する場合には，ＩＰヘッダ情報とＴＣＰヘッダ情報をＴＣＰ−Ａｃｋ検出部３０８に通知する。

実測配信帯域の推定方法は，ストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのＴＣＰフレームで行う方法とユーザ装置２からストリーミング配信装置１へのＴＣＰフレームで行う方法の二種類が存在し，運用者がどちらかを選択することになる。

また，制御信号解析部３０２から視聴停止の要求を受信すると，ルータ間を流れるＩＰフレームから，ストリーミング配信装置１のＩＰアドレスとユーザ装置２のＩＰアドレスとストリーミング装置１のＴＣＰポート番号が一致するＩＰフレームだけをフィルタリングして検出する処理を停止する。

ＴＣＰ−Ｓｅｑ検出部３０７は，ＴＣＰフレームトレース部３０６からＩＰヘッダとＴＣＰヘッダを受信すると，ＩＰヘッダの宛先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスとＴＣＰヘッダのシーケンス番号だけを検出し，実測配信帯域計算部３０９に通知する。

ＴＣＰ−Ａｃｋ検出部３０８は，ＴＣＰフレームトレース部３０６からＩＰヘッダとＴＣＰヘッダを受信すると，ＩＰヘッダの宛先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスとＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号だけを検出し，実測配信帯域計算部３０９に通知する。

実測配信帯域計算部３０９は，ＴＣＰ−Ｓｅｑ検出部３０７から宛先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスとシーケンス番号を受信すると，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５から宛先ＩＰアドレスとユーザＩＰフィールドのデータが一致し，かつ送信元ＩＰアドレスと配信サーバＩＰフィールドのデータが一致するレコードを検索し，クライアントバッファフィールドのデータと視聴コンテンツ名フィールドのデータを検出する。

また，図６に示すコンテンツ帯域管理テーブル３０４から，検出した視聴コンテンツ名とコンテンツ名フィールドのデータが一致するレコードを検索し，配信帯域フィールドのデータを検出する。

また，１つ前に通知されたシーケンス番号と現在通知されたシーケンス番号を比較し，現在通知されたシーケンス番号が小さい場合には，ストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのＴＣＰフレームの再送フレームと判断しＴＣＰ再送カウンターを１つ追加し，通知されたシーケンス番号が大きい場合には，現在通知されたシーケンス番号から１つ前に通知されたシーケンス番号の値を減算した値を実測配信帯域の値とする。

また，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５から検出したクライアントバッファフィールドのデータと図６に示すコンテンツ帯域管理テーブル３０４から検出した配信帯域フィールドのデータの積が実測配信帯域と等しくなるまで実測配信帯域値を加算する。検出したクライアントバッファフィールドのデータと配信帯域フィールドのデータの積が実測配信帯域と等しくなった時点で，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５の視聴品質フィールドに良好を登録し，実測配信帯域の値を初期化して運用者が静的に設定した図７に示す閾値管理テーブル３０３の判断周期ごとに，実測配信帯域の値を加算する処理を繰り返し，図５のユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５のＴＣＰ再送数フィールドにＴＣＰ再送カウンターを登録し，実測配信帯域フィールドに実測配信帯域を登録する。

実測配信帯域計算部３０９は，品質変更要求とユーザＩＰと配信サーバＩＰと視聴品質（良好）とＴＣＰ再送数（０）を時刻生成部３１１に通知する。

また，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５のユーザＩＰと配信サーバＩＰとＴＣＰ再送数と実測配信帯域とクライアントバッファと図６に示すコンテンツ帯域管理テーブル３０４の配信帯域を品質劣化判定部３１０に通知して，ＴＣＰ再送カウンターおよび実測配信帯域の値を初期化する。

実測配信帯域計算部３０９は，ＴＣＰ−Ａｃｋ検出部３０８から宛先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスとＡＣＫ番号を受信すると，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５から宛先ＩＰアドレスと配信サーバＩＰフィールドのデータが一致し，かつ送信元ＩＰアドレスとユーザＩＰフィールドのデータが一致するレコードからクライアントバッファフィールドのデータと視聴コンテンツ名フィールドのデータを検出する。

また，図６に示すコンテンツ帯域管理テーブル３０４から，検出した視聴コンテンツ名とコンテンツ名フィールドのデータが一致するレコードを検索し，配信帯域フィールドのデータを検出する。

また，１つ前に通知されたＡＣＫ番号と現在通知されたＡＣＫ番号を比較し，現在通知されたＡＣＫ番号が小さい場合には，ユーザ装置２からストリーミング配信装置１へのＴＣＰフレームの再送要求フレームと判断してＴＣＰ再送カウンターを１つ追加し，通知されたＡＣＫ番号が大きい場合には，現在通知されたＡＣＫ番号から１つ前に通知されたＡＣＫ番号の値を減算した値を実測配信帯域の値とする。

また，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５から検出したクライアントバッファフィールドのデータと図６に示すコンテンツ帯域管理テーブル３０４から検出した配信帯域フィールドのデータの積が実測配信帯域と等しくなるまで実測配信帯域値を加算する。検出したクライアントバッファフィールドのデータと配信帯域フィールドのデータの積が実測配信帯域と等しくなった時点で，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５の視聴品質フィールドに良好を登録し，実測配信帯域の値を初期化して，運用者が静的に設定した図７に示す閾値管理テーブル３０３の判定周期ごとに，実測配信帯域の値を加算する処理を繰り返し，図５のユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５のＴＣＰ再送数フィールドにＴＣＰ再送カウンターを登録し，実測配信帯域フィールドに実測配信帯域を登録する。

実測配信帯域計算部３０９は，品質変更要求とユーザＩＰと配信サーバＩＰと視聴品質（良好）とＴＣＰ再送数（０）を時刻生成部３１１に通知する。

図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５のユーザＩＰと配信サーバＩＰとＴＣＰ再送数と実測配信帯域とクライアントバッファと図６に示すコンテンツ帯域管理テーブル３０４の配信帯域を品質劣化判定部３１０に通知して，ＴＣＰ再送カウンターおよび実測配信帯域の値を初期化する。

品質劣化判定部３１０は，実測配信帯域計算部３０９からユーザＩＰと配信サーバＩＰとＴＣＰ再送数と実測配信帯域とクライアントバッファと配信帯域を受信すると，配信帯域（Ｃ）から実測配信帯域（Ｘ）を減算し，その値を配信帯域（Ｃ）で割った値を，現在のクライアントバッファ（Ａ）から減算する。減算した値を残クライアントバッファ（「Ａ＝Ａ−（Ｃ−Ｘ）／Ｃ」）とする。その残クライアントバッファ（Ａ）が０ミリ秒以下になったら品質が劣化したと判断し，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５の視聴品質フィールドのデータが劣化以外なら視聴品質フィールドに劣化を登録して，品質変更要求とユーザＩＰと配信サーバＩＰと視聴品質（劣化）とＴＣＰ再送数を時刻生成部３１１に通知する。

上記計算（Ａ＝Ａ−（Ｃ−Ｘ）／Ｃ）の結果，残クライアントバッファが０ミリ秒より大きく図７に示す閾値管理テーブル３０３の劣化予兆閾値より小さかったら劣化予兆と判断し，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５の視聴品質フィールドのデータが劣化予兆以外なら視聴品質フィールドに劣化予兆を登録して，品質変更要求とユーザＩＰと配信サーバＩＰと視聴品質（劣化予兆）とＴＣＰ再送数を時刻生成部３１１に通知する。

２回目以降の品質劣化判定処理では，残クライアントバッファをクライアントバッファとして上記の計算を行う。

クライアントバッファが０ミリ秒以下になると，実測配信帯域計算部３０９は，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５から検出したクライアントバッファフィールドのデータと図６に示すコンテンツ帯域管理テーブル３０４から検出した配信帯域フィールドのデータの積が実測配信帯域と等しくなるまで実測配信帯域値を加算する。検出したクライアントバッファフィールドのデータと配信帯域フィールドのデータの積が実測配信帯域と等しくなった時点で良好状態と判断し，図５に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル３０５の視聴品質フィールドのデータが良好以外なら視聴品質フィールドに良好を登録して，品質変更要求とユーザＩＰと配信サーバＩＰと視聴品質（良好）とＴＣＰ再送数を時刻生成部３１１に通知する。

時刻生成部３１１は，制御信号解析部３０２から視聴開始要求とユーザ装置２のＩＰアドレスと視聴コンテンツ名とストリーミング配信装置１のＩＰアドレスとストリーミングを配信するトランスポート層のポート番号を受信すると，情報収集装置３のマシン時刻を取得して，現在時刻と視聴開始要求とユーザ装置２のＩＰアドレスと視聴コンテンツ名とストリーミング配信装置１のＩＰアドレスとストリーミングを配信するトランスポート層のポート番号をメッセージ生成部３１２に通知する。

制御信号解析部３０２から視聴停止要求とユーザ装置２のＩＰアドレスとストリーミング配信装置１のＩＰアドレスを受信すると，情報収集装置３のマシン時刻を取得して現在時刻と視聴コンテンツ名とストリーミング配信装置１のＩＰアドレスをメッセージ生成部３１２に通知する。

また，品質劣化判定部３１０から品質変更要求とユーザＩＰと配信サーバＩＰと視聴品質（劣化または劣化予兆または良好）とＴＣＰ再送数を受信すると，情報収集装置３のマシン時刻を取得して，現在時刻と品質変更要求とユーザＩＰと配信サーバＩＰと視聴品質（劣化または劣化予兆または良好）とＴＣＰ再送数をメッセージ生成部３１２に通知する。

メッセージ生成部３１２は，時刻生成部３１１からの視聴開始要求，視聴停止要求および品質変更要求の各コマンドを受信すると，情報管理装置４へ通知するフォーマットに変更して，ＴＣＰ−ＩＰ通信送信部３１３を経由してＴＣＰ−ＩＰで情報管理装置４へ各コマンドを送信する。

情報管理装置４を構成するモジュールの中で，ＴＣＰ−ＩＰ通信受信部４０１は，情報収集装置３のＴＣＰ−ＩＰ通信送信部３１３からの視聴開始要求コマンドを受信すると，データベース保存部４０３が保持する図８に示す視聴開始要求コマンドテーブル４０８に，時刻，ユーザＩＰ，視聴コンテンツ名，配信サーバＩＰを登録し，ユーザ識別部４０２に受信した情報を通知する。

ＴＣＰ−ＩＰ通信受信部４０１は，情報収集装置３のＴＣＰ−ＩＰ通信送信部３１３からの品質変更要求コマンドを受信すると，図９に示す品質変更要求コマンドテーブル４０９に時刻，ユーザＩＰ，配信サーバＩＰ，視聴品質（劣化または劣化予兆または良好），再送数を登録し，ユーザ識別部４０２に受信した情報を通知する。

ＴＣＰ−ＩＰ通信受信部４０１は，情報収集装置３のＴＣＰ−ＩＰ通信送信部３１３からの視聴停止要求コマンドを受信すると，図１０に示す視聴停止要求コマンドテーブル４１０に時刻，ユーザＩＰと配信サーバＩＰを登録し，ユーザ識別部４０２に受信した情報を通知する。

ユーザ識別部４０２は，ＴＣＰ−ＩＰ通信受信部４０１から視聴開始要求コマンドを受信すると，図１１に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル４０４にユーザＩＰ，配信サーバＩＰ，配信サーバＴＣＰポート，視聴コンテンツ名，視聴品質フィールドに良好を登録する。

また，ユーザ識別部４０２は，ＴＣＰ−ＩＰ通信受信部４０１から品質変更要求コマンドを受信すると，図１１に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル４０４のユーザＩＰフィールドのデータとユーザＩＰが一致し，かつ配信サーバＩＰフィールドのデータと配信サーバＩＰが一致するレコードを検索し，該当レコードの視聴品質フィールドに劣化または劣化予兆または良好を登録し，ＴＣＰ再送数フィールドにＴＣＰ再送数を登録する。

視聴品質フィールドが劣化または劣化予兆の場合には，劣化原因分析部４０５に図１１に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル４０４から検出したユーザＩＰ，配信サーバＩＰ，配信サーバＴＣＰポート，視聴品質（劣化または劣化予兆），ＴＣＰ再送数を通知する。

ユーザ識別部４０２は，ＴＣＰ−ＩＰ通信受信部４０１から視聴停止要求コマンドを受信すると，図１１に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル４０４からユーザＩＰフィールドのデータとユーザＩＰが一致し，かつ配信サーバＩＰフィールドのデータと配信サーバＩＰが一致するレコードを検索し，該当のレコードを削除する。

劣化原因分析部４０５は，ユーザ識別部４０２からユーザＩＰ，配信サーバＩＰ，配信サーバＴＣＰポート，視聴品質（劣化または劣化予兆），ＴＣＰ再送数を受信すると，ＴＣＰ再送数が０より大きくて視聴品質が劣化または劣化予兆の場合には，ストリーミング配信装置１とユーザ装置２間のネットワーク輻輳によりストリーミングパケットが廃棄され視聴品質が劣化または劣化予兆したと判断する。そして，図１１に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル４０４からユーザＩＰフィールドのデータとユーザＩＰが一致し，かつ配信サーバＩＰフィールドのデータと配信サーバＩＰが一致するレコードを検索し，該当レコードの劣化原因フィールドに輻輳を登録しユーザＩＰ，配信サーバＩＰ，配信サーバＴＣＰポート，劣化原因（輻輳）をメッセージ生成部４０６に通知する。

また，ＴＣＰ再送数が０で視聴品質が劣化または劣化予兆の場合には，ストリーミング配信装置１からのストリーミングパケットに対するユーザ装置２の応答確認パケットの遅延が大きく，ＴＣＰのフロー制御により配信帯域が低下して視聴品質が劣化または劣化予兆したと判断する。そして，図１１に示すユーザごとの視聴品質管理テーブル４０４からユーザＩＰフィールドのデータとユーザＩＰが一致し，かつ配信サーバＩＰフィールドのデ一タと配信サーバＩＰが一致するレコードを検索し，該当レコードの劣化原因フィールドに遅延を登録し，ユーザＩＰ，配信サーバＩＰ，配信サーバＴＣＰポート，劣化原因（遅延）をメッセージ生成部４０６に通知する。

メッセージ生成部４０６は，劣化原因分析部４０５からユーザＩＰ，配信サーバＩＰ，配信サーバＴＣＰポート，劣化原因（輻輳または遅延）を受信すると，品質制御装置５へ通知するフォーマットに変更してＴＣＰ−ＩＰ通信送信部４０７を経由してＴＣＰ−ＩＰで品質制御装置５ヘユーザＩＰ，配信サーバＩＰ，配信サーバＴＣＰポート，劣化原因（輻輳または遅延）を送信する。

図４に示す品質制御装置５を構成するモジュールは，情報管理装置４のＴＣＰ−ＩＰ通信送信部４０７からユーザＩＰ，配信サーバＩＰ，配信サーバＴＣＰポート，劣化原因（輻輳または遅延）を受信する。

劣化原因が遅延の場合には，ストリーミング配信装置１からのストリーミングパケットに対するユーザ装置２からの応答確認パケットの遅延を小さくするために，品質制御装置５がユーザ装置２の代理でストリーミング配信装置１へ応答確認パケットを返信する。品質制御装置５がストリーミング配信装置１へユーザ装置２の代理で応答確認パケットを送出する際におけるユーザ装置２とストリーミング配信装置１間のストリーミングデータフローのシーケンス手順を，後述する図１４のＡＣＫ代理応答ＴＣＰフレーム手順に示す。

劣化原因が輻輳の場合には，ストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングパケットをネットワークで優先的に転送するために，品質制御装置５がストリーミング配信装置１からユーザ装置２への音声および映像のキーフレームのストリーミングパケットに優先ビットを付与する。

上記処理を実施するために，下りＴＣＰフレームトレース部５０２にストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングパケットのフィルタリングの指示を行い，上りＴＣＰフレームトレース部５０４にユーザ装置２からストリーミング配信装置１への応答確認パケットのフィルタリングの指示を行う。

下りＴＣＰフレームトレース部５０２は，宛先ＩＰ，送信元ＩＰ，送信元ＴＣＰポート番号をキーにしてストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングパケットのフィルタリングを行い，劣化原因（遅延または輻輳）とフィルタリングしたイーサネット（登録商標）フレームを第１の回避制御処理判断部５０５に通知する。

上りＴＣＰフレームトレース部５０４は，宛先ＩＰ，送信元ＩＰ，宛先ＴＣＰポート番号をキーにしてストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングパケットのフィルタリングを行い，劣化原因（遅延または輻輳）とフィルタリングしたイーサネットフレームを第２の回避制御処理判断部５０６に通知する。

第１の回避制御処理判断部５０５は，下りＴＣＰフレームトレース部５０２から劣化原因（遅延）とフィルタリングしたイーサネットフレームを通知された場合には，イーサネットフレームを代理応答判断部５０９と下りＴＣＰフレーム転送部５０３に通知する。

また，第１の回避制御処理判断部５０５は，下りＴＣＰフレームトレース部５０２から劣化原因（輻輳）とフィルタリングしたイーサネットフレームを通知された場合には，イーサネットフレームをＲＴＰヘッダ解析部５０７に通知する。

第２の回避制御処理判断部５０６は，上りＴＣＰフレームトレース部５０４から劣化原因（遅延）とフィルタリングしたイーサネットフレームを通知された場合には，イーサネットフレームを再送要求解析部５１３に通知する。

また，第２の回避制御処理判断部５０６は，上りＴＣＰフレームトレース部５０４から劣化原因（輻輳）とフィルタリングしたイーサネットフレームを通知された場合には，イーサネットフレームを上りＴＣＰフレーム転送部５０１に通知する。

ＲＴＰヘッダ解析部５０７は，第１の回避制御処理判断部５０５からイーサネットフレームを受信すると，イーサネットフレームのＲＴＰヘッダのペイロードタイプが音声または映像のＩピクチャを識別している場合には，優先ビット付与部５０８にイーサネットフレームを通知する。

優先ビット付与部５０８は，ＲＴＰヘッダ解析部５０７からイーサネットフレームを受信すると，ＩＰヘッダのＴＯＳ（Type Of Service ）を運用者が静的に設定したＴＯＳ値に変更し，ＩＰヘッダのチェックサムおよびＴＣＰヘッダのチェックサムの再計算を行い，イーサネットフレームを下りＴＣＰフレーム転送部５０３に通知する。

代理応答判断部５０９は，第１の回避制御処理判断部５０５からイーサネットフレームを受信すると，イーサネットフレームからＩＰヘッダの宛先ＩＰと送信元ＩＰとＴＣＰヘッダの送信元ポート番号とシーケンス番号とWindowフィールドを検出し，図１３に示すユーザコンテンツデータ管理バッファ５１１の宛先ＩＰフィールドに宛先ＩＰを登録し，送信元ＩＰフィールドに送信元ＩＰを登録し，送信元ＴＣＰポート番号フィールドに送信元ポート番号を登録し，転送Ｓｅｑ番号フィールドにシーケンス番号を登録し，ペイロードデータフィールドにイーサネットフレームを登録する。

また，運用者が静的に設定したレコード数を超えたら一番古いレコードから順次削除し，最大で運用者が静的に設定したレコード数を図１３に示すユーザコンテンツデータ管理バッファ５１１で管理する。

図１３に示すユーザコンテンツデータ管理バッファ５１１は，宛先ＩＰと送信元ＩＰと送信元ＴＣＰポート番号の組み合わせごとに別々のバッファで管理する。

図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２から宛先ＩＰアドレスとユーザＩＰフィールドのデータが一致し，かつ送信元ＩＰアドレスと配信サーバＩＰフィールドのデータが一致し，かつ送信元ポートと配信サーバＴＣＰポートフィールドのデータが一致するレコードを検索し，転送サイズフィールドのデータを検出する。

該当するレコードが検出できない場合には，ユーザＩＰフィールドに宛先ＩＰアドレスを登録し，配信サーバＩＰフィールドに送信元ＩＰアドレスを登録し，配信サーバＴＣＰポートフィールドに送信元ポートを登録する。

該当するレコードが検出できた場合には，ウィンドウサイズフィールドのデータとイーサネットフレームから検出したWindowを比べ，Windowの値が小さい場合には，輻輳ウィンドウサイズにWindowを設定し，Windowの値が大きい場合には，輻輳ウィンドウサイズにウィンドウサイズフィールドのデータを設定する。

イーサネットフレームのＩＰヘッダのTotal Lengthの値からＩＰヘッダサイズとＴＣＰヘッダサイズを減算した値がＴＣＰのペイロードサイズであり，図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２から検出した，転送サイズフィールドのデータにＴＣＰのペイロードサイズを加算し，その加算した値を図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２の転送サイズフィールドに登録する。

転送サイズフィールドと輻輳ウィンドウサイズが等しくなった時点で，イーサネットフレームと図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２から検出したウィンドウサイズフィールドのデータをＴＣＰ−ＡＣＫフレーム生成部５１０に通知し，図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２の転送サイズフィールドのデータを初期化する。

ＴＣＰ−ＡＣＫフレーム生成部５１０は，代理応答判断部５０９からイーサネットフレームとウィンドウサイズを受信すると，イーサネットヘッダの宛先マックアドレスと送信元マックアドレスを入れ替え，ＩＰヘッダの宛先ＩＰと送信元ＩＰアドレスを入れ替え，ＩＰヘッダのTotal Lengthを４０バイトに変更し，ＩＰヘッダのチェックサムを再計算し，ＴＣＰヘッダの宛先ポート番号と送信元ポート番号を入れ替える。

そして，ＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号にＴＣＰヘッダのシーケンス番号とＩＰヘッダのTotal Lengthを加算し，ＩＰヘッダとＴＣＰヘッダサイズを減算した値をコピーし，ＴＣＰヘッダのシーケンス番号にＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号をコピーし，ＴＣＰヘッダのWindowに代理応答判断部５０９から受信したウィンドウサイズをコピーし，ＴＣＰヘッダのチェックサムを再計算したイーサネットフレームを上りＴＣＰフレーム転送部５０１へ通知する。

再送要求解析部５１３は，第２の回避制御処理判断部５０６からイーサネットフレームを受信すると，イーサネットフレームからＩＰヘッダの宛先ＩＰと送信元ＩＰとＴＣＰヘッダの宛先ポート番号とＡＣＫ番号とWindowフィールドを検出し，図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２から宛先ＩＰアドレスと配信サーバＩＰフィールドのデータが一致し，かつ送信元ＩＰアドレスとユーザＩＰフィールドのデータが一致し，かつ宛先ポートと配信サーバＴＣＰポートフィールドのデータが一致するレコードを検索し，ＡＣＫ番号フィールドのデータとウィンドウサイズフィールドのデータを検出する。

該当するレコードが検出できない場合には，図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２のユーザＩＰフィールドに送信元ＩＰアドレスを登録し，配信サーバＩＰフィールドに宛先ＩＰアドレスを登録し，配信サーバＴＣＰポートフィールドに宛先ポートを登録し，ＡＣＫ番号フィールドにＡＣＫ番号を登録し，ウィンドウサイズフィールドにWindowを登録する。

該当するレコードが検出できた場合には，図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２のＡＣＫ番号フィールドのデータとイーサネットフレームのＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号を比較し，イーサネットフレームのＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号が小さい場合には，ユーザ装置２からストリーミング配信装置１へのＴＣＰフレームの再送要求フレームと判断し，図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２から検出した，配信サーバＩＰフィールドのデータとユーザＩＰフィールドのデータと配信サーバＴＣＰポートフィールドのデータとイーサネットフレームのＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号を再送ＴＣＰフレーム生成部５１４に通知する。

また，図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２のＡＣＫ番号フィールドのデータとイーサネットフレームのＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号を比較し，イーサネットフレームのＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号が大きい場合には，図１２に示すＡＣＫ代理応答管理テーブル５１２のＡＣＫ番号フィールドにイーサネットフレームのＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号を登録する。

再送ＴＣＰフレーム生成部５１４は，再送要求解析部５１３から配信サーバＩＰとユーザＩＰと配信サーバＴＣＰポートとＡＣＫ番号を受信すると，図１３に示すユーザコンテンツデータ管理バッファ５１１から配信サーバＩＰと送信元ＩＰフィールドのデータが一致し，かつユーザＩＰと宛先ＩＰフィールドのデータが一致し，かつ配信サーバＴＣＰポートと送信元ＴＣＰポート番号フィールドのデータが一致し，かつＡＣＫ番号と転送Ｓｅｑ番号フィールドのデータが一致するレコードを検索し，ペイロードデータを検出し，下りＴＣＰフレーム転送部５０３に検出したペイロードデータ（イーサネットフレーム）を通知する。

下りＴＣＰフレーム転送部５０３は，第１の回線制御処理判断部５０５，優先ビット付与部５０８および再送ＴＣＰフレーム生成部５１４から受信したイーサネットフレームをユーザ装置２へ転送する。

上りＴＣＰフレーム転送部５０１は，第２の回線制御処理判断部５０６およびＴＣＰ−ＡＣＫフレーム生成部５１０から受信したイーサネットフレームをストリーミング配信装置１へ転送する。

例えば，図１４に示すＡＣＫ代理応答ＴＣＰフレーム手順において，ストリーミング配信装置１から配信されるストリーミングパケットが正常シーケンスの場合，ユーザ装置２からの応答確認パケットの遅延を小さくするために，品質制御装置５がユーザ装置２の代理でストリーミング配信装置１へ応答確認パケット（Ｓｅｑ＝３００，ＡＣＫ＝６８４０，Ｌｅｎ＝０）を返信している。

また，例えば，図１４に示すように，ストリーミング配信装置１から配信されるストリーミングパケット（Ｓｅｑ＝２４６０，ＡＣＫ＝３００，Ｌｅｎ＝１４６０）が廃棄された場合，品質制御装置５はユーザ装置２からストリーミング配信装置１へのストリーミングパケット（Ｓｅｑ＝３００，ＡＣＫ＝２４６０，Ｌｅｎ＝０）のフィルタリングを行って再送要求と判断し，再送フレーム（Ｓｅｑ＝２４６０，ＡＣＫ＝３００，Ｌｅｎ＝１４６０）をユーザ装置２へ転送する。

映像フレームの境界を識別するため，ストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングパケットに映像フレームを構成する先頭のＭＰＥＧ２−ＴＳが存在する場合には，ストリーミング配信装置１でＲＴＰヘッダのマーカービットに１を設定し，ストリーミングパケットに映像フレームを構成する先頭のＭＰＥＧ２−ＴＳが存在しない場合には，ストリーミング配信装置１でＲＴＰヘッダのマーカービットを０に設定する。

音声や映像，映像の圧縮種別を識別するため，ストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングパケットを構成するＭＰＥＧ２−ＴＳが１つでも音声データである場合には，ストリーミング配信装置１でＲＴＰヘッダのペイロードタイプの最下位ビットに１を設定し，ストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングパケットを構成するＭＰＥＧ２−ＴＳが１つでも映像のＩピクチャデータである場合には，ストリーミング配信装置１でＲＴＰヘッダのペイロードタイプの２ビット目に１を設定し，ストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングパケットを構成するＭＰＥＧ２−ＴＳが１つでも映像のＰピクチャデータである場合には，ストリーミング配信装置１でＲＴＰヘッダのペイロードタイプの３ビット目に１を設定し，ストリーミング配信装置１からユーザ装置２へのストリーミングパケットを構成するＭＰＥＧ２−ＴＳが１つでも映像のＢピクチャデータである場合には，ストリーミング配信装置１でＲＴＰヘッダのペイロードタイプの４ビット目に１を設定する。

以上の情報収集装置３，情報管理装置４および品質制御装置５が行う処理は，コンピュータとソフトウェアプログラムとによっても実現することができ，そのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも，ネットワークを通して提供することも可能である。

ストリーミング配信装置，ユーザ装置，情報収集装置，情報管理装置，品質制御装置の接続構成図である。 ＲＴＳＰの再生開始要求メッセージを示す図である。 ＴＡＰ装置と情報収集装置と情報管理装置の位置関係をともに示したブロック構成図である。 ストリーミング配信装置とユーザ装置と品質制御装置の位置関係をともに示したブロック構成図である。 ユーザごとの視聴品質管理テーブルを示す図である。 コンテンツ帯域管理テーブルを示す図である。 閾値管理テーブルを示す図である。 視聴開始要求コマンドテーブルを示す図である。 品質変更要求コマンドテーブルを示す図である。 視聴停止要求コマンドテーブルを示す図である。 ユーザごとの視聴品質管理テーブルを示す図である。 ＡＣＫ代理応答管理テーブルを示す図である。 ユーザコンテンツデータ管理バッファを示す図である。 ＡＣＫ代理応答ＴＣＰフレーム手順を示す図である。

符号の説明

１ ストリーミング配信装置
２ ユーザ装置
３ 情報収集装置
４ 情報管理装置
５ 品質制御装置
６，６’ ルータ
７ ＴＡＰ装置
８ ネットワーク回線
９ インターネット
３０１ 制御信号トレース部
３０２ 制御信号解析部
３０３ 閾値管理テーブル
３０４ コンテンツ帯域管理テーブル
３０５，４０４ ユーザごとの視聴品質管理テーブル
３０６ ＴＣＰフレームトレース部
３０７ ＴＣＰ−Ｓｅｑ検出部
３０８ ＴＣＰ−Ａｃｋ検出部
３０９ 実測配信帯域計算部
３１０ 品質劣化判定部
３１１ 時刻生成部
３１２，４０６ メッセージ生成部
３１３，４０７ ＴＣＰ−ＩＰ通信送信部
４０１ ＴＣＰ−ＩＰ通信受信部
４０２ ユーザ識別部
４０３ データベース保存部
４０５ 劣化原因分析部
４０８ 視聴開始要求コマンドテーブル
４０９ 品質変更要求コマンドテーブル
４１０ 視聴停止要求コマンドテーブル
５０１ 上りＴＣＰフレーム転送部
５０２ 下りＴＣＰフレームトレース部
５０３ 下りＴＣＰフレーム転送部
５０４ 上りＴＣＰフレームトレース部
５０５ 第１の回避制御処理判断部
５０６ 第２の回避制御処理判断部
５０７ ＲＴＰヘッダ解析部
５０８ 優先ビット付与部
５０９ 代理応答判断部
５１０ ＴＣＰ−ＡＣＫフレーム生成部
５１１ ユーザコンテンツデータ管理バッファ
５１２ ＡＣＫ代理応答管理テーブル
５１３ 再送要求解析部
５１４ 再送ＴＣＰフレーム生成部

Claims (8)

1. ストリーミング配信装置からユーザ装置へ配信されるストリーミングデータに対するユーザごとの視聴品質を管理する装置であって，
   前記ユーザ装置と前記ストリーミング配信装置間の制御信号をトレースして，ユーザ装置からの再生要求を検知し，少なくともストリーミング配信用のＴＣＰセッション情報と，ユーザが視聴するコンテンツの配信帯域と，前記ユーザ装置のバッファサイズとを検出する手段と，
   前記検出したＴＣＰセッション上のストリーミングパケットをリアルタイムに監視し，前記ストリーミング配信装置から前記ユーザ装置への実測配信帯域とＴＣＰの再送数とを検出する手段と，
   前記検出したユーザが視聴するコンテンツの配信帯域と，前記ユーザ装置のバッファサイズと，前記ストリーミング配信装置からの実測配信帯域とに基づいて，前記ユーザ装置のバッファにおけるストリーミングデータ量を算出し，ユーザごとの視聴品質を推定する手段とを備える
   ことを特徴とするストリーミング視聴品質管理装置。
2. ストリーミング配信装置からユーザ装置へ配信されるストリーミングデータに対するユーザごとの視聴品質の劣化を回避制御するストリーミング視聴品質制御装置であって，
   請求項１に記載のストリーミング視聴品質管理装置から，少なくとも前記ストリーミング視聴品質管理装置が検出したＴＣＰの再送数と，前記ストリーミング視聴品質管理装置が推定した前記ユーザごとの視聴品質とを受信する手段と，
   前記受信したＴＣＰの再送数が０であり，かつ，前記ユーザごとの視聴品質が劣化である場合に，前記ストリーミング配信装置からのストリーミングパケットに対する前記ユーザ装置の応答確認パケットの遅延が大きく，ＴＣＰのフロー制御により配信帯域が低下したため，前記ユーザごとの視聴品質が劣化したと判断する手段と，
   前記判断に基づき前記ストリーミング配信装置から配信されるストリーミングパケットに対する前記ユーザ装置の応答確認パケットを代理で前記ストリーミング配信装置に返信し，動的に前記ユーザごとの視聴品質の劣化を回避制御する手段とを備える
   ことを特徴とするストリーミング視聴品質制御装置。
3. ストリーミング配信装置からユーザ装置へ配信されるストリーミングデータに対するユーザごとの視聴品質の劣化を回避制御するストリーミング視聴品質制御装置であって，
   請求項１に記載のストリーミング視聴品質管理装置から，少なくとも前記ストリーミング視聴品質管理装置が検出したＴＣＰの再送数と，前記ストリーミング視聴品質管理装置が推定した前記ユーザごとの視聴品質とを受信する手段と，
   前記受信したＴＣＰの再送数が０より大きく，かつ，前記ユーザごとの視聴品質が劣化である場合に，前記ストリーミング配信装置と前記ユーザ装置間のネットワーク輻輳によりストリーミングパケットが廃棄されたため，前記ユーザの視聴品質が劣化したと判断する手段と，
   前記判断に基づき前記ストリーミング配信装置から前記ユーザ装置に配信される，音声または映像のキーフレームのストリーミングパケットに優先ビットを付与し，動的に前記ユーザごとの視聴品質の劣化を回避制御する手段とを備える
   ことを特徴とするストリーミング視聴品質制御装置。
4. ストリーミング配信装置からユーザ装置へ配信されるストリーミングデータに対するユーザごとの視聴品質を管理する方法であって，
   前記ユーザ装置と前記ストリーミング配信装置間の制御信号をトレースして，ユーザ装置からの再生要求を検知し，少なくともストリーミング配信用のＴＣＰセッション情報と，ユーザが視聴するコンテンツの配信帯域と，前記ユーザ装置のバッファサイズとを検出するステップと，
   前記検出したＴＣＰセッション上のストリーミングパケットをリアルタイムに監視し，前記ストリーミング配信装置から前記ユーザ装置への実測配信帯域とＴＣＰの再送数とを検出するステップと，
   前記検出したユーザが視聴するコンテンツの配信帯域と，前記ユーザ装置のバッファサイズと，前記ストリーミング配信装置からの実測配信帯域とに基づいて，前記ユーザ装置のバッファにおけるストリーミングデータ量を算出し，前記ユーザごとの視聴品質を推定するステップとを有する
   ことを特徴とするストリーミング視聴品質管理方法。
5. ストリーミング配信装置からユーザ装置へ配信されるストリーミングデータに対するユーザごとの視聴品質の劣化を回避制御するストリーミング視聴品質制御方法であって，
   請求項４に記載のストリーミング視聴品質管理方法によって検出されたＴＣＰの再送数と，前記ストリーミング視聴品質管理方法によって推定された前記ユーザごとの視聴品質とを受信するステップと，
   前記受信したＴＣＰの再送数が０であり，かつ，前記ユーザごとの視聴品質が劣化である場合に，前記ストリーミング配信装置からのストリーミングパケットに対する前記ユーザ装置の応答確認パケットの遅延が大きく，ＴＣＰのフロー制御により配信帯域が低下したため，前記ユーザごとの視聴品質が劣化したと判断するステップと，
   前記判断に基づき前記ストリーミング配信装置から配信されるストリーミングパケットに対する前記ユーザ装置の応答確認パケットを代理で前記ストリーミング配信装置に返信し，動的に前記ユーザごとの視聴品質の劣化を回避制御するステップとを有する
   ことを特徴とするストリーミング視聴品質制御方法。
6. ストリーミング配信装置からユーザ装置へ配信されるストリーミングデータに対するユーザごとの視聴品質の劣化を回避制御するストリーミング視聴品質制御方法であって，
   請求項４に記載のストリーミング視聴品質管理方法によって検出されたＴＣＰの再送数と，前記ストリーミング視聴品質管理方法によって推定された前記ユーザごとの視聴品質とを受信するステップと，
   前記受信したＴＣＰの再送数が０より大きく，かつ，前記ユーザごとの視聴品質が劣化である場合に，前記ストリーミング配信装置と前記ユーザ装置間のネットワーク輻輳によりストリーミングパケットが廃棄されたため，前記ユーザの視聴品質が劣化したと判断するステップと，
   前記判断に基づき前記ストリーミング配信装置から前記ユーザ装置に配信される，音声または映像のキーフレームのストリーミングパケットに優先ビットを付与し，動的に前記ユーザごとの視聴品質の劣化を回避制御するステップとを有する
   ことを特徴とするストリーミング視聴品質制御方法。
7. 請求項４に記載のストリーミング視聴品質管理方法をコンピュータに実行させるためのストリーミング視聴品質管理プログラム。
8. 請求項５または請求項６に記載のストリーミング視聴品質制御方法をコンピュータに実行させるためのストリーミング視聴品質制御プログラム。

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