JP2007166593A

JP2007166593A - データ通信サーバ、データ通信方法およびプログラム

Info

Publication number: JP2007166593A
Application number: JP2006296231A
Authority: JP
Inventors: Hideto Kihara; 英人木原; Kazuki Matsui; 一樹松井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】複数の携帯端末とデータ通信サーバとの間の通信状態に応じた効率のよいデータ伝送を可能にするデータ伝送システムを提供する。
【解決手段】通信回線３を通じて、複数の携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃとデータ通信可能なデータ通信サーバ１は、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれについて、送信待ちデータ量と、データ伝送効率とを表す端末データを取得する端末情報取得部１２と、端末データを基に、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する優先度算出部１３と、優先度を基に、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃとデータ通信サーバ１との間のデータ伝送の伝送条件データを生成する条件生成部１４と、伝送条件データに基づいて、送信待ちデータを携帯端末２ａから受信するデータ伝送部１９とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信回線を通じて、複数の携帯端末とデータ通信可能なデータ通信サーバ、データ通信方法およびプログラムに関し、特に、モバイル通信回線を経由して、多数の携帯端末から大量のデータのアップロードを受け付けたり、多数の携帯端末へデータを送信したりするデータ通信サーバに関する。

近年、無線ＬＡＮやデータ通信機能を持つ携帯電話が普及してきており、従来の有線ＬＡＮによるデータ通信のネットワークに加えて、無線によるネットワークが広まりつつある。さらに、携帯電話やＰＤＡ／ＨＨＴ（ＨａｎｄＨｅｌｄＴｅｒｍｉｎａｌ）にデジタルカメラが搭載されることも一般的になっている。それに伴い、カメラで撮影した作業現場や品物の様子を、静止画や動画データとしてサーバに送信して業務で利用することを可能にするシステムも出てきている。

従来、ネットワークを利用した各種業務アプリケーションは、主に有線ＬＡＮに常時接続された環境にあるパーソナルコンピュータ等の固定端末をデータ通信の対象とすることを想定していた。しかし、近年、携帯電話網や無線ＬＡＮなどのモバイル通信（移動体通信）環境にある携帯端末をデータ通信の対象とする業務アプリケーションが求められている。

モバイル通信環境では、携帯端末の移動とともに電波の状況が変化し、それに伴いパケットロスや通信切断が発生する。これは、常時接続環境では“異常”ともいえる状況であるが、モバイル通信環境では“いつでも起きうる”状況である。

現状では、パケットロスや通信切断等に対する通信エラー処理は各業務アプリケーションで行われている。このような通信エラー処理の必要性は、ユーザが直接操作を行うフロント業務システムの開発において負担になっている。そのため、モバイル通信環境におけるメッセージング処理、すなわちデータ通信を安定・効率化する技術開発が不可欠である。

従来、多数の端末からサーバにデータのアップロードを行うシステムにおいて、各端末がアップロードを行う方法は、例えば、以下の２つの方法が存在した。いずれの方法でも、アップロードに時間がかかる場合があった。１つは、アップロード時刻をあらかじめ端末ごとに定義し、定義した固定スケジュールに従ってアップロードを行う方法である。この方法では、端末は、アップロード失敗時には次の定義時刻まで待って再アップロードを行うため、待ち時間が大きくなる。また、モバイル通信環境では回線状態の変化が激しいため、固定スケジュールにより、アップロードタイミング等の条件の最適化を行っても、回線状態が変化すると最適でなくなる。

もう１つの方法は、アップードに失敗した端末が時間を置いて再アップロードを試みる方法である。この方法では、アップロード失敗時には各端末がばらばらの時間を置いて再アップロードを行うため、無駄な待ち時間が生じる場合がある。

データ通信を安定・効率化する技術として、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｅｒｖｉｃｅ）制御を各携帯端末で行う方法が示されている(例えば、特許文献１参照)。この方法では、各携帯端末に設けられたＱｏＳコントローラが、例えば、携帯端末間のトラフィック調整、動作監視、パケットの再スケジューリング等のＱｏＳをコントロールする。
特開２００４−３２０１５９号公報

しかしながら上記方法は、ある携帯端末と他の携帯端末の間における１対１のデータ通信を制御する方法であり、多数の携帯端末とサーバとの間におけるデータ通信のように、多対１のデータ通信を制御する方法ではない。そのため、例えば、多数の携帯端末からのアップロード等の多対１のデータ通信において、複数の携帯端末の通信状態を考慮して全体として効率のよいデータ通信を行うことは困難であるという課題があった。

ゆえに、本発明は、複数の携帯端末とデータ通信サーバとの間の通信状態に応じた効率のよいデータ伝送を可能にするデータ伝送システム、データ伝送方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明にかかるデータ通信サーバは、通信回線を通じて、複数の携帯端末とデータ通信可能なデータ通信サーバであって、前記複数の携帯端末それぞれについて、送信または受信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを取得する端末情報取得部と、前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率を用いて、前記送信または受信待ちデータが送信または受信されるのにかかる予想時間を前記複数の携帯端末ごとに求め、前記複数の携帯端末の予想時間を用いて、前記複数の携帯端末それぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する優先度算出部と、前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末のうち少なくとも１つについて、前記データ通信サーバとの間のデータ伝送の時期および伝送データ量を表す伝送条件データを生成する条件生成部と、前記伝送条件データに基づいて、送信待ちデータを携帯端末へ送信するか、または受信待ちデータを携帯端末から受信するデータ伝送部とを備える。

本発明にかかるデータ通信方法は、データ通信サーバが、通信回線を介して複数の携帯端末とデータを送受信するデータ通信方法であって、前記データ通信サーバが備える端末情報取得部が、前記複数の携帯端末それぞれについて、送信または受信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを取得する工程と、前記データ通信サーバが備える優先度算出部が、前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率を用いて、前記送信または受信待ちデータが送信または受信されるのにかかる予想時間を前記複数の携帯端末ごとに求め、前記複数の携帯端末の予想時間を用いて、前記複数の携帯端末それぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する工程と、前記データ通信サーバが備える条件生成部が、前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末のうち少なくとも１つについて、前記データ通信サーバとのデータ伝送の時期および伝送データ量を表す伝送条件データを生成する工程と、前記データ通信サーバが備えるデータ伝送部が、前記伝送条件データに基づいて、送信待ちデータを携帯端末へ送信するか、または受信待ちデータを携帯端末から受信する工程とを含む。

本発明にかかるプログラムは、複数の携帯端末が、通信回線を通じてデータ通信サーバへデータを送信する際の条件を生成する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記複数の携帯端末それぞれについて、送信または受信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを取得する端末情報取得処理と、前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率を用いて、前記送信または受信待ちデータが送信または受信されるのにかかる予想時間を前記複数の携帯端末ごとに求め、前記複数の携帯端末の予想時間を用いて、前記複数の携帯端末それぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する優先度算出処理と、前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末のうち少なくとも１つについて、前記データ通信サーバとのデータ伝送の時期およびデータ伝送量を表す伝送条件データを生成する条件生成処理とをコンピュータに実行させる。

本発明によれば、複数の携帯端末とデータ通信サーバとの間の通信状態に応じた効率のよいデータ伝送を可能にするデータ伝送システム、データ伝送方法およびプログラムを提供することができる。

前記端末データは、前記複数の携帯端末それぞれと前記データ通信サーバとの間の通信状態を、前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率によって表している。前記優先度算出部は、前記端末データを用いて優先度を算出するので、前記複数の携帯端末の通信状態に応じて、データ伝送を優先させるべき携帯端末を特定することができる。また、前記優先度算出部は、１つの携帯端末とデータ通信サーバとの間の通信状態だけでなく、複数の携帯端末とデータ通信サーバとの通信状態を考慮した優先度を算出する。そのため、前記条件生成部は、前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末と前記データ通信サーバとの間の通信状態を考慮した最適なデータ伝送を実現するための伝送条件データを生成することができる。前記伝送条件データに基づいて、前記複数の携帯端末と前記データ通信サーバとの間でデータ伝送がなされることで、前記複数の携帯端末と前記データ通信サーバとの間の通信状態に応じた効率のよいデータ伝送が行われる。

本発明にかかるデータ通信サーバにおいて、前記優先度算出部は、前記複数の携帯端末のうち最も予想時間が長い携帯端末のデータ伝送を最も優先させるように優先度を算出することが好ましい。

これにより、予想時間が他より長いために前記複数の携帯端末によるデータ伝送においてボトルネックとなる携帯端末のデータ伝送の優先度が、他の携帯端末より高く算出される。その結果、ボトルネックとなる携帯端末と前記データ通信サーバとの間のデータ伝送を優先させるような伝送条件データが前記条件生成部で生成される。各携帯端末と前記データ通信サーバとは、前記伝送条件データに基づいてデータ伝送を行うことにより、ボトルネックとなる携帯端末のデータ伝送が優先して行われる。これにより、前記複数の携帯端末と前記データ通信サーバとの間のデータ伝送が全体として早期に完了する。

本発明にかかるデータ通信サーバにおいて、前記端末情報取得部は、携帯端末の電波強度を表すデータを含む端末データを取得し、前記優先度算出部は、前記電波強度をさらに用いて前記予想時間を求めることが好ましい。

これにより、前記優先度算出部は、電波強度を基にした回線切断のリスクを前記優先度に反映させることができる。その結果、携帯端末とデータ通信サーバとの間の変化の激しい通信状態を、優先度としてデータ化することができる。これにより、前記条件生成部は、より適切な伝送条件データを生成することができる。

本発明にかかるデータ通信サーバにおいて、前記端末情報取得部は、携帯端末において、送信または受信待ちデータ量またはデータ伝送効率が、前回の取得時に比べて所定の量だけ変化した場合に、前記端末データを取得することが好ましい。

これにより、前記端末情報取得部は、携帯端末の通信状態に応じて動的に端末データを取得することができる。そのため、携帯端末とデータ通信サーバ間の回線の状態や、携帯端末の状態の変化に応じて、随時、優先度および伝送条件データが算出される。

本発明にかかる携帯端末は、本発明にかかるデータ通信サーバと、通信回線を介してデータ通信が可能な携帯端末であって、前記データ通信サーバへ、前記携帯端末からの送信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを送信する端末情報送信部と、前記データ通信サーバから、前記データ通信サーバとのデータ伝送の時期およびデータ伝送量を表す伝送条件データを受信する条件受信部と、前記伝送条件データに基づいて、前記データ通信サーバへ送信待ちデータを送信するデータ送信部とを備える。

前記端末情報送信部が端末データを前記データ通信サーバへ送信することにより、携帯端末において変化する送信待ちデータ量およびデータ伝送効率が前記データ通信サーバへ送信される。データ通信サーバは、他の携帯端末の端末データも考慮して前記携帯端末の伝送条件データを生成し、前記携帯端末へ送信する。前記携帯端末の前記条件受信部は、前記伝送条件データを受信する。前記データ送信部は、前記伝送条件データを基に、前記データ通信サーバへ送信待ちデータを送信するので、他の携帯端末の通信状態も考慮された効率のよいデータ送信が行われる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の一形態を詳細に説明する。

本実施形態では、モバイル通信回線を経由して、多数の携帯端末からサーバに大量のデータをアップロードするデータ通信サーバの例を説明する。図１は、携帯端末、モバイル通信回線およびデータ通信サーバの概略図である。図１に示すように、データ通信サーバ１は、モバイル通信回線３を通じて、複数の携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃとデータ通信可能な状態になっている。なお、図１においては、説明を簡単にするため、データ通信サーバ１とデータ通信可能な携帯端末は３台だけ示されているが、実際には、さらに多数の携帯端末がデータ通信サーバ１と通信可能となり得る。

データ通信サーバ１は、例えば、複数の営業店の携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃから、データを収集する業務システム等に用いられる。携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃは、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ＨＨＴ、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機、携帯型デジタルオーディオプレイヤー、携帯型デジタルビデオプレイヤー、デジタルカメラ等の無線通信可能な端末である。モバイル通信回線３は、例えば、無線ＬＡＮ、移動体通信網、ＷｉＭＡＸ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＵＷＢ、ＺｉｇＢｅｅ、無線ＦｉｒｅＷｉｒｅ、ＩｒＤＡ等の、無線通信ネットワークを含んでいる。

図２は、データ通信サーバ１および携帯端末２ａの構成の例を示す機能ブロック図である。ここで、携帯端末２ｂ、２ｃの構造も携帯端末２ａと同様にすることができる。

図２に示すように、データ通信サーバ１は、要求受付部１１、端末情報取得部１２、優先度算出部１３、条件生成部１４、条件通知部１６、記録部１８、受信キュー１９を備える。携帯端末２ａは、アップロード要求部２１、端末情報送信部２３、条件受信部２５、データ送信部２７、記録部２８、送信キュー２９を備える。

携帯端末２ａのアップロード要求部２１は、例えば、送信待ちのアップロードデータ３５が発生した場合に、アップロードが必要な状況になるとデータ通信サーバ１に対しアップロードを要求する。データ通信サーバ１の要求受付部１１は、携帯端末２ａからのアップロード要求を受け付ける。

端末情報取得部１２は、例えば、携帯端末２ａの端末情報送信部２３から送られてくる端末データを受信して、記録部１８へ記録する。端末データ３１は、例えば、携帯端末２ａにおける送信待ちデータ量と、携帯端末２ａとデータ通信サーバ１とのデータ伝送効率とを表すデータである。なお、端末情報取得部１２は、携帯端末２ａから送信される端末データに加えて、他の携帯端末２ｂ、２ｃから送信される端末データも受信し、記録部１８に記録する。

データ伝送効率を表すデータとして、例えば、平均伝送速度（ｂｐｓ）、最大伝送速度（ｂｐｓ）、電波強度、平均遅延時間、パケットロス率等がある。送信待ちデータ量を表すデータは、送信待ちデータのサイズを表すデータでもよいし、送信待ちデータの変化率を表すデータでもよい。

優先度算出部１３は、端末データ３１を基に、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれについて、データ伝送の優先度３３を算出し、記録部１８へ記録する。優先度は、例えば、数値で表され、その数値が大きい程、優先度が高いことを意味するようにすることができる。

図３は、記録部１８に記録された端末データ３１および優先度３３のデータ構造の一例を示す図である。図３に示す例では、少なくとも優先度、送信待ちデータ量、伝送速度（Ｍｂｐｓ）、電波強度が、各携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃについて記録されている。

条件生成部１４は、記録部１８に記録された優先度３３に基づいて、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれについて、伝送条件データを生成する。伝送条件データは、例えば、データ通信サーバ１と携帯端末２ａとの間のデータ伝送の時期および伝送データ量を表すデータである。伝送条件データは、例えば、携帯端末２ａがアップロードデータをアップロードする時期と、アップロードの仕方とを表すデータである。伝送条件データには、例えば、送信開始時間、送信間隔、１メッセージのサイズ、コネクション数などが含まれる。

条件通知部１６は、条件生成部１４が生成した伝送条件データをそれぞれの携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃに送信する。

携帯端末２ａの条件受信部２５は、データ通信サーバ１の条件通知部１６から送信される伝送条件データを受信する。条件受信部２５が受信した伝送条件データは、データ送信部２７に渡される。

データ送信部２７は、条件受信部２５が受信した伝送条件データに基づいて、記録部２８に記録されている送信待ちアップロードデータ３５を、データ通信サーバ１へ送信する処理を行う。例えば、条件受信部２５は、伝送条件データに記載された送信開始時間に、記録部２８から送信待ちアップロードデータ３５を取り出して送信キュー２９に入れる。送信キュー２９は、その中に入れられたアップロードデータ３５をデータ通信サーバの受信キュー１９へ順次送り出す。受信キュー１９は受信したアップロードデータ３５を記録部１８へ順次記録する。

携帯端末２ａにはコンピュータが内蔵されている。携帯端末２ａのアップロード要求部２１、端末情報送信部２３、条件受信部２５、データ送信部２７の機能は、例えば、携帯端末２ａが備えるコンピュータのＣＰＵまたはＭＰＵが所定のプログラムを実行することで実現することができる。携帯端末２ａの記録部２８には、例えば、携帯端末２ａが備える半導体メモリ、ハードディスク、取り外し可能なメモリカード等を用いることができる。

データ通信サーバ１は、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ等（以下、ＰＣ等という）のコンピュータにより構成される。データ通信サーバ１の要求受付部１１、端末情報取得部１２、優先度算出部１３、条件生成部１４、条件通知部１６、受信キュー１９の機能はデータ通信サーバ１が備えるコンピュータのＣＰＵまたはＭＰＵが所定のプログラムを実行することで実現することができる。また、記録部１８には、コンピュータが備えるハーディスク、半導体メモリ、フレキシブルディスク、ＤＶＤ等を用いることができる。

次に、携帯端末２ａからデータ通信サーバ１へのアップロードの処理の流れについて説明する。図４は、データ通信サーバ１および携帯端末２ａの処理の一例を示すシーケンス図である。

図４に示すように、まず、携帯端末２ａのアップロード要求部２１がデータ通信サーバ１に対してアップロード要求を送信し、要求受付部１１がアップロード要求を受信する（Ｓ３１）。アップロード要求部２１は、例えば、携帯端末２ａの記録部２８に送信待ちのアップロードデータ３５が発生した時点で、アップロード要求をデータ通信サーバ１に送信する。

アップロード要求を受信した要求受付部１１は、端末情報取得部１２に、アップロード要求を受信した旨の情報を渡す（Ｓ３２）。端末情報取得部１２は、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃに計測リクエストを送信する（Ｓ３３）。各携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃの端末情報送信部２３が、計測リクエストを受信する。

端末情報送信部２３は、計測リクエストを受信すると、端末データをデータ通信サーバ１へ送信する（Ｓ３５）。端末データには、例えば、送信待ちのアップロードデータ３５の量、携帯端末２ａの電波強度、携帯端末２ａとデータ通信サーバ１との間の平均伝送速度および最大伝送速度、平均遅延時間、パケットロス率等が含まれる。データ通信サーバ１に送信された端末データは、端末情報取得部１２が受信して記録部１８に端末データ３１として記録する（Ｓ３６）。端末データ３１は、例えば、図３に示すデータ構造を有する。

優先度算出部１３は、記録部１８の端末データ３１に基づいて、各携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃの優先度を計算し、記録部１８へ記録する（Ｓ３７）。優先度算出部１３は、端末データ３１に含まれる送信待ちデータ量、伝送速度、電波強度から、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃにおける送信待ちデータが送信されるのにかかる予想時間を携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃごとに求める。優先度算出部１３は、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれにおける予想時間を用いて、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する。優先度の算出処理の例は後述する。

条件生成部１４は、記録部１８に記録された端末データ３１および優先度３３に基づいて、伝送条件データを生成し、条件通知部１６へ渡す（Ｓ３８）。条件生成部１４は、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃのうち携帯端末２ａについて、アップロードデータ３５をデータ通信サーバ１へアップロードする条件を示す伝送条件データを生成する。伝送条件データには、例えば、送信開始時刻、１メッセージのサイズ、各メッセージの送信間隔、コネクション数等が含まれる。伝送条件データを生成する処理の例については後述する。

条件生成部１４は、生成した伝送条件データを条件通知部１６に渡す（Ｓ３９）。条件通知部１６は、携帯端末２ａについての伝送条件データを、携帯端末２ａへ送信する（Ｓ４０）。携帯端末２ａの条件受信部２５が、条件通知部１６から送信された伝送条件データを受信する。条件受信部２５は、受信した伝送条件データをデータ送信部２７に渡す（Ｓ４１）。

データ送信部２７は、伝送条件データに基づいて、記録部２８のアップロードデータ３５を読み出して（Ｓ４２）、データ通信サーバ１へ送信する（Ｓ４３）。データ送信部２７は、例えば、アップロードデータ３５を、送信条件データが示す１メッセージのサイズに分割し、伝送条件データが示す送信開始時刻から、伝送条件データが示す送信間隔をおいて送信する。また、伝送条件データが示す数のコネクションをデータ通信サーバ１との間で確立して、上記の送信を行う。データ送信部２７が送信したアップロードデータ３５は、データ通信サーバ１の記録部１８へ記録される。

以上のように、携帯端末２ａからデータ通信サーバ１へアップロードデータ３５が送信される。上記例の送信処理が、携帯端末２ｂ、２ｃについても並行して行われる。すなわち、携帯端末２ａ、２ｂまたは２ｃからアップロード要求の送信がある度に、データ通信サーバ１は、図４に示す処理を行い、アップロード要求を送信した携帯端末に対して、最適なアップロードの条件を示す伝送条件データを送信する。これにより、携帯端末は、効率のよいアップロードを行うことができる。

データ通信サーバ１は、複数の携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃから収集したアップロードデータ３５を、例えば、業務システムに転送することによって、業務アプリケーションの利用に供することができる。

なお、図４に示す例では、ある携帯端末からアップロード要求が送信される度に、データ通信サーバ１は、全携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃに計測リクエストを出して、全携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃの端末データ情報を収集しているが、全携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃの端末データを収集するタイミングはこれに限られない。端末データを収集する他の方法として、例えば、以下の２つの方法が挙げられる。

１つ目は、一定時間ごとにデータ通信サーバ１から携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃに計測リクエストを出してそれぞれの端末データを収集する方法である。この場合、計測リクエストが特定の時刻に集中しないように、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃごとに計測リクエストを送信する時刻をずらして送信することが好ましい。また、通信状態の変動の激しい携帯端末に関しては短い間隔で計測を行うことで、より正確な携帯端末の通信状態を表す端末データの取得が可能になる。

２つ目は、各携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃにおいて、前回の端末データ送信時から、ある閾値以上の通信状態の変動があった場合は、データ通信サーバ１に端末データが送信される方法である。これにより、データ通信サーバ１における端末データ３１は、各携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃの通信状態に応じて動的に更新される。そのような端末データ３１を基に、データ伝送条件が算出されることで、通信状態に応じたアップロード条件が算出される。

なお、図３に示すような端末データ３１および優先度３３の例では、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃについてのデータのみが示されているが、端末データ３１および優先度３３の対象となる携帯端末は例えば、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃに予め決められていてもよいし、他の携帯端末が追加可能であってもよい。例えば、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃ以外の携帯端末からアップロード要求が送信された場合に、その携帯端末の端末データを図３に示すデータに追加することができる。

また、優先度算出部１３が優先度を計算するタイミングおよび条件生成部１４が伝送条件データを生成するタイミングも図４に示す例に限られない。例えば、一定期間ごとに定期的に優先度の計算および伝送条件データの生成を行うことができる。また、端末データ３１の示す通信状態の変動量（例えば、伝送速度の変化量）の前回の計算時からの累積が所定の閾値以上になった場合に、優先度の計算および伝送条件データの生成を行うことができる。これにより、携帯端末からのデータ送信を制御するためのアップロード条件を、携帯端末との通信状態に応じて動的に変更することができる。

また、図４に示す例では、前記優先度算出部１３は、全携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃの優先度を一度の計算で算出しているが、例えば、一度の計算で、アップロード要求を送信した携帯端末のみについて優先度を算出することもできる。

また、図４に示す例で、条件生成部１４は、全携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃのうち携帯端末２ａについて伝送条件データを生成しているが、全携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃについてそれぞれ伝送条件データを算出してもよい。

（優先度の算出処理の例）
次に、優先度算出部１３が、端末データ３１に基づいて各携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃの優先度を算出する処理の例について説明する。

図５は、優先度算出部１３が優先度を算出する処理の一例を示すフローチャートである。優先度算出部１３は、まず、全ての携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれについて、アップロードが完了するのにかかる予想時間を算出する（ステップＳ１１）。予想時間は、例えば、端末データ３１に含まれる送信待ちデータ量Ｘ、伝送速度Ｂ、電波強度Ｗを用いて下記（式１）によって算出される。

（式１）
Ｘ／（Ｂ・Ｗ）

ここで、電波強度Ｗは、実際に計測される電波強度を０〜１の値に変換したものである。優先度算出部１３は、このような電波強度の値を予想時間の算出に用いることにより、電波強度が弱い場合は切断される確率が高いとみなして、伝送速度Ｂを低めに見積って予想時間を算出することができる。すなわち、モバイル通信回線の切れやすさを電波強度から推測し、通信リスクとして考慮した予想時間を求めることができる。

電波強度の値をもとにした回線切断のリスクを回線状態に加味することにより、変化の激しいモバイル通信回線の回線状態をモデル化することができる。これにより、モバイル通信回線でのより適切な優先度および伝送条件データの計算が可能になる。

優先度算出部１３は、送信待ちデータ量Ｘ、伝送速度Ｂ、電波強度Ｗを、例えば、図３に示す端末データ３１から取得することができる。図３に示す携帯端末２ａについて上記式１を用いて予想時間Ｙ_aを計算すると、Ｙ_a＝５００ＫＢ／（１０Ｍｂｐｓ×０．３）≒１６７μｓとなる。同様にして、Ｙ_b＝０μｓ、Ｙ_c＝１６００μｓと算出される。

なお、図３の携帯端末２ｂに示す例のように、アップロード要求を出していない携帯端末、すなわち、送信待ちアップロードデータの量がゼロ（０）の携帯端末については、予想時間を０とすることができる。

予想時間を算出する方法は、上記（式１）を用いる例に限られない。例えば、伝送速度として、平均伝送速度ｂを用いて下記（式２）により予想時間を算出することができる。

（式２）
Ｘ／ｂ

また、平均遅延時間ｚ、パケットロス率ｒを用いて、例えば、下記（式３）により予想時間を算出することもできる。

（式３）
（β・ｒ）・（γ・ｚ）・Ｘ
ここで、パケットロス率ｒは０〜１の値であり、βとγは係数である。

次に、優先度算出部１３は、予想時間を用いて優先度を算出する（ステップＳ１２）。優先度算出部１３は、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃのうち最も予想時間が長い携帯端末のデータ伝送を最も優先させるようにそれぞれの携帯端末における優先度Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを算出する。例えば、優先度算出部１３は、ステップＳ１１で算出した予想時間Ｙ_a、Ｙ_b、Ｙ_cをそのまま優先度Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃとしてもよい。これにより、最も予想時間が長い
携帯端末２ｃの優先度Ｐｃが最も大きな値となる。値が大きい程を優先度が高いとすると、携帯端末２ｃのデータ伝送が最も優先度が高くなる。また、予想時間に適当な係数を掛けた値、所定の定数から予想時間を引いた値等を優先度とすることもできる。

以上のように、優先度算出部１３は、携帯端末２ａ、２ｂ、２ｃからのアップロードを早期に完了させるため、データ通信サーバ１と携帯端末２ａとの間の回線状態だけでなく、他の携帯端末２ｂ、２ｃの回線状態も考慮した優先度を計算する。すなわち、全体が最適となるような優先度を算出する。

優先度算出部１３は、送信待ちアップロードを送信するのに、他の携帯端末より時間がかかる携帯端末を判定して、その携帯端末を優先させるように優先度を算出する。すなわち、ボトルネックとなる携帯端末を優先してアップロードを行わせるよう優先度を算出する。その結果、ボトルネックとなる携帯端末に優先してアップロードデータを送信させることができる。例えば、回線状態が悪く伝送速度が遅い端末や、アップロードの必要なデータを大量にかかえている端末が優先される。これにより、アップロード要求を送信している携帯端末全てからのアップロードを早期に完了させることができる。

（伝送条件データを生成する処理の例）
次に、条件生成部１４が、各携帯端末の優先度を基に、各携帯端末の伝送条件データを生成する処理の例を説明する。ここでは、条件生成部１４が、送信開始時刻、送信待ちアップロードデータ３５を複数のメッセージに分割する場合の１メッセージのサイズ、複数のメッセージの送信間隔およびコネクション数を、伝送条件データとして算出する場合について説明する。

ここで、携帯端末ｎの優先度Ｐｎは0以上の値で、値が大きいほど優先度が高いものとし、Ｐｎ＝０の時は送信待ちのアップロードデータが無い場合であるので、条件生成部１４は、伝送条件データの計算を行わないようにすることができる。

まず、送信開始時刻の計算方法について説明する。携帯端末ｎの送信開始時刻Ｔｎ（ｎ＝１、２、３・・・）を現在の時刻Ｔ０からの経過時間ｔｎで表すと下記（式４）のようになる。

（式４）
Ｔｎ＝Ｔ０＋ｔｎ
ｔｎは、下記（式５）で求められる。

（式５）
ｔｎ＝ＭＡＸ（Ｐ）―Ｐｎ

ここで、ＭＡＸ（Ｐ）は、全ての携帯端末の優先度における最大値、Ｐｎは、携帯端末ｎの優先度である。上記（式５）により、優先度の大きい順に送信が開始されるように、各携帯端末における送信開始時刻が算出される。そのため、最も優先度が大きい携帯端末、すなわちボトルネックとなる携帯端末の送信開始時刻が最も早く設定される。

条件生成部１４は、ボトルネックとなる携帯端末のアップロード完了予測時刻ＴＢを考慮して、他の全ての携帯端末からのアップロード完了がＴＢ以前になるように送信開始時刻を指定することが好ましい。

例えば、優先度算出部１３が、優先度Ｐｎ＝予想時間Ｙｎとして計算している場合、優先度はアップロードにかかる時間になるため、（式４）および（式５）により、全携帯端末の送信完了時刻がＴＢになるような送信開始時刻Ｔｎを計算していることになる。

ここで、ｎ＝１〜４として、携帯端末１〜４が存在する場合を例について説明する。携帯端末１〜４の優先度はそれぞれＰ１〜Ｐ４として、優先度Ｐ１〜Ｐ４＝Ｙ１〜Ｙ４であるとする。さらに、携帯端末４の予想時間が最も長く、ＭＡＸ（Ｐ）＝Ｐ４とする。

図６は、携帯端末１〜４における現在時刻Ｔ０から送信開始までの時間ｔ１〜ｔ４と、処理予想時間Ｐ１〜Ｐ４（＝Ｙ１〜Ｙ４）とを模式的に示す図である。図６に示す携帯端末１の送信開始までの時間ｔ１は、上記（式５）により、ｔ１＝ＭＡＸ（Ｐ）―Ｐ１となる。同様に、ｔ２＝ＭＡＸ（Ｐ）―Ｐ２、ｔ３＝ＭＡＸ（Ｐ）―Ｐ３、ｔ４＝ＭＡＸ（Ｐ）―Ｐ４＝０となる。図６に示すように、携帯端末１〜４のアップロードは、全て、現在時刻Ｔ０から携帯端末４のアップロード予想時間後の時刻ＴＢ＝Ｔ０＋Ｐ４で完了している。

次に、条件生成部１４が、送信待ちアップロードデータ３５を複数のメッセージに分割する場合の１メッセージのサイズｋを計算する処理の例を説明する。携帯端末ｎの送信待ちアップロードデータのサイズをＳｎとすると、携帯端末ｎにおける１メッセージのサイズｋ_nは、下記（式６）により求められる。下記（式６）においてＣＥＩＬ（Ｘ）は、Ｘを下回らない最小の整数値を求める関数である。すなわち、ＣＥＩＬ（Ｘ）は、Ｘを切り上げ整数化する関数である。

（式６）
ｋ_n＝ＣＥＩＬ（Ｓｎ／ｄｎ）
ここで、ｄｎ＝ＣＥＩＬ（ＭＡＸ（Ｐ）／Ｐｎ）であり、送信待ちアップロードデータをいくつのメッセージに分割するかを表す値である。

次に、条件生成部１４が、送信待ちアップロードデータ３５を複数のメッセージ分割した場合の、複数のメッセージの送信間隔ｕを計算する処理の例を説明する。携帯端末ｎにおける送信間隔ｕ_nは、例えば、下記（式７）によって計算される。

（式７）
ｕ_n＝ＭＡＸ（Ｐ）―Ｐｎ
上記（式７）により、優先度Ｐｎが最大（Ｐｎ＝ＭＡＸ（Ｐ））である携帯端末は、送信間隔ｕ_nはゼロ（０）になる。

次に、条件生成部１４が、コネクション数ｃを計算する処理の例を説明する。コネクション数ｃは、例えば、携帯端末からデータ通信サーバへ送信待ちアップロードデータを送信する際に、携帯端末とデータ通信サーバ間で同時に確立されるコネクションの数である。携帯端末ｎにおけるコネクション数ｃ_nは、例えば、下記（式８）によって計算される。

（式８）
ｃ_n＝α・（Ｐｎ／ＭＡＸ（Ｐ））

ここで、αは係数である。上記（式８）により、優先度が高い程、同時に確立されるコネクション数が多くなるようにコネクション数ｃ_nが算出される。なお、基本的には１つのコネクションで携帯端末からデータ通信サーバ１へアップロードデータが送信されるが、回線状態に十分な余裕があり、複数のアップロードデータの並行送信が必要な場合に、複数のコネクションを使ってアップロードデータが送信されることが好ましい。

以上、伝送条件データを算出する方法の例として、送信開始時刻、送信間隔、分割後の１メッセージのサイズ、コネクション数を算出する方法を説明したが、伝送条件データを算出する方法はこれらに限られない。

本実施の形態における、アップロードに時間のかかる携帯端末を優先させるという考え方は、生産スケジューリング分野のＴＯＣ（ＴｈｅｏｒｙＯｆＣｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ：制約理論）の考え方を応用したものである。全携帯端末からのアップードにかかる時間は、アップロードに時間のかかる携帯端末だけに依存するため、それ以外の携帯端末のアップロード効率を抑えても、全携帯端末からのアップロードにかかる時間は変わらない。そのため、全携帯端末からのアップロードを早期に完了させるためには、他の携帯端末のアップロードを抑えてでも、アップロードに時間のかかる携帯端末のアップロードを妨げないようにすることが重要となる。

すなわち、本実施の形態にかかるデータ通信サーバ１は、アップロードに時間のかかる携帯端末によるアップロードを優先させることによって、全携帯端末からのアップロードを早期に完了させることができる。

図７は、データ通信サーバ１の効果の例を説明するための図である。図７に示す上下２つのグラフにおいて、横軸は時間Ｔを、縦軸は携帯端末がデータ通信サーバ１との通信で使用する帯域を表す。図７において、上のグラフは一例として従来のデータ通信サーバが全体の通信状態を考慮せずにアップロードを受け付けた場合の、携帯端末Ａ、Ｂにおける使用帯域の時間変化の例を示す。下のグラフは、本実施の形態にかかるデータ通信サーバ１が、アップロードに時間のかかる携帯端末によるアップロードを優先させた場合の携帯端末Ａ、Ｂにおける使用帯域の時間変化の例を示す。

ここでは、携帯端末Ａが送信能力を最大限まで使ってアップロードを行った場合の使用帯域が８９６ｋｂｐｓであり、携帯端末Ｂが送信能力を最大限まで使ってアップロードを行った場合の使用帯域が２５６ｋｂｐｓである場合の例を挙げる。携帯端末Ｂは、上のグラフおよび下のグラフいずれの場合も時刻Ｔ０からアップロードを開始する。また、アップロードに使用できる全体の回線容量は１Ｍｂｐｓである。

上のグラフでは、携帯端末Ａが、時刻Ｔ１からアップロードを開始し、時刻Ｔ２にアップロード終了する。携帯端末Ａの使用帯域は８９６ｋｂｐｓである。そのため、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間の携帯端末Ｂの使用帯域は、１２８ｋｂｐｓに減少している。そして、携帯端末Ｂは、時刻Ｔ５にアップロードを終了する。

一方、下のグラフでは、携帯端末Ａが時刻Ｔ１からアップロードを開始し、時刻Ｔ２より遅い時刻Ｔ３にアップロード終了する。この際、データ通信サーバ１は、上述した処理により、アップロードにかかる予想時間が長い携帯端末Ｂのアップロードを優先させる。そのため、携帯端末Ａの使用帯域は６４０ｋｂｐｓとなり、アップロード終了時刻Ｔ３は時刻Ｔ２より遅くなる。また、携帯端末Ｂは、送信能力を最大限に使って（使用帯域２５６ｋｂｐｓで）アップロードを行うことができる。その結果、携帯端末Ｂは、時刻Ｔ５より早い時刻Ｔ４にアップロードを終了することができる。このように、下のグラフの例では、データ通信サーバ１の働きによって、上のグラフの場合に比べてΔＴ（＝Ｔ５−Ｔ４）だけ早く全携帯端末Ａ、Ｂのアップロードが完了する。

なお、本実施の形態においては、携帯端末からデータ通信サーバへのアップードデータの送信について説明したが、本発明は、アップロード処理以外にも適用可能である。例えば、データ通信サーバから携帯端末でデータをダウンロードまたは配信する場合等にも本発明を適用できる。

以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
通信回線を通じて、複数の携帯端末とデータ通信可能なデータ通信サーバであって、
前記複数の携帯端末それぞれについて、送信または受信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを取得する端末情報取得部と、
前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率を用いて、前記送信または受信待ちデータが送信または受信されるのにかかる予想時間を前記複数の携帯端末ごとに求め、前記複数の携帯端末の予想時間を用いて、前記複数の携帯端末それぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する優先度算出部と、
前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末のうち少なくとも１つについて、前記データ通信サーバとの間のデータ伝送の時期および伝送データ量を表す伝送条件データを生成する条件生成部と、
前記伝送条件データに基づいて、送信待ちデータを携帯端末へ送信するか、または受信待ちデータを携帯端末から受信するデータ伝送部とを備えるデータ通信サーバ。

（付記２）
前記優先度算出部は、前記複数の携帯端末のうち最も予想時間が長い携帯端末のデータ伝送を最も優先させるように優先度を算出する付記１に記載のデータ通信サーバ。

（付記３）
前記端末情報取得部は、携帯端末の電波強度を表すデータを含む端末データを取得し、
前記優先度算出部は、前記電波強度をさらに用いて前記予想時間を求める付記１に記載のデータ通信サーバ。

（付記４）
前記端末情報取得部は、携帯端末において、送信または受信待ちデータ量またはデータ伝送効率が、前回の取得時に比べて所定の量だけ変化した場合に、前記端末データを取得する付記１に記載のデータ通信サーバ。

（付記５）
付記１〜４に記載のデータ通信サーバと、通信回線を介してデータ通信が可能な携帯端末であって、
前記データ通信サーバへ、前記携帯端末からの送信待ちデータ量と、前記データ通信サ
ーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを送信する端末情報送信部と、
前記データ通信サーバから、前記データ通信サーバとのデータ伝送の時期およびデータ伝送量を表す伝送条件データを受信する条件受信部と、
前記伝送条件データに基づいて、前記データ通信サーバへ送信待ちデータを送信するデータ送信部とを備える携帯端末。

（付記６）
データ通信サーバが、通信回線を介して複数の携帯端末とデータを送受信するデータ通信方法であって、
前記データ通信サーバが備える端末情報取得部が、前記複数の携帯端末それぞれについて、送信または受信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを取得する工程と、
前記データ通信サーバが備える優先度算出部が、前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率を用いて、前記送信または受信待ちデータが送信または受信されるのにかかる予想時間を前記複数の携帯端末ごとに求め、前記複数の携帯端末の予想時間を用いて、前記複数の携帯端末それぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する工程と、
前記データ通信サーバが備える条件生成部が、前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末のうち少なくとも１つについて、前記データ通信サーバとのデータ伝送の時期および伝送データ量を表す伝送条件データを生成する工程と、
前記データ通信サーバが備えるデータ伝送部が、前記伝送条件データに基づいて、送信待ちデータを携帯端末へ送信するか、または受信待ちデータを携帯端末から受信する工程とを含むデータ通信方法。

（付記７）
複数の携帯端末が、通信回線を通じてデータ通信サーバへデータを送信する際の条件を生成する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記複数の携帯端末それぞれについて、送信または受信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを取得する端末情報取得処理と、
前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率を用いて、前記送信または受信待ちデータが送信または受信されるのにかかる予想時間を前記複数の携帯端末ごとに求め、前記複数の携帯端末の予想時間を用いて、前記複数の携帯端末それぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する優先度算出処理と、
前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末のうち少なくとも１つについて、前記データ通信サーバとのデータ伝送の時期およびデータ伝送量を表す伝送条件データを生成する条件生成処理とをコンピュータに実行させるプログラム。

本発明は、複数の携帯端末とデータ通信サーバとの間の通信状態に応じた効率のよいデータ伝送を可能にするデータ伝送システム、携帯端末として利用可能である。

携帯端末、モバイル通信回線およびデータ通信サーバの概略図である。データ通信サーバ１および携帯端末２ａの構成の例を示す機能ブロック図である。記録部１８に記録された端末データ３１および優先度３３のデータ構造の一例を示す図である。データ通信サーバ１および携帯端末２ａの処理の一例を示すシーケンス図である。優先度算出部１３が優先度を算出する処理の一例を示すフローチャートである。携帯端末１〜４における現在時刻Ｔ０から送信開始までの時間ｔ１〜ｔ４と、処理予想時間Ｐ１〜Ｐ４（＝Ｙ１〜Ｙ４）とを模式的に示す図である。データ通信サーバによる効果の例を説明するための図である。

符号の説明

１データ通信サーバ
２ａ、２ｂ、２ｃ携帯端末
３モバイル通信回線
１１要求受付部
１２端末情報取得部
１３優先度算出部
１４条件生成部
１６条件通知部
１８記録部
１９受信キュー
２１アップロード要求部
２３端末情報送信部
２５条件受信部
２７データ送信部
２８記録部
２９送信キュー
３１端末データ
３３優先度
３５アップロードデータ

Claims

通信回線を通じて、複数の携帯端末とデータ通信可能なデータ通信サーバであって、
前記複数の携帯端末それぞれについて、送信または受信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを取得する端末情報取得部と、
前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率を用いて、前記送信または受信待ちデータが送信または受信されるのにかかる予想時間を前記複数の携帯端末ごとに求め、前記複数の携帯端末の予想時間を用いて、前記複数の携帯端末それぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する優先度算出部と、
前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末のうち少なくとも１つについて、前記データ通信サーバとの間のデータ伝送の時期および伝送データ量を表す伝送条件データを生成する条件生成部と、
前記伝送条件データに基づいて、送信待ちデータを携帯端末へ送信するか、または受信待ちデータを携帯端末から受信するデータ伝送部とを備えるデータ通信サーバ。
前記優先度算出部は、前記複数の携帯端末のうち最も予想時間が長い携帯端末のデータ伝送を最も優先させるように優先度を算出する請求項１に記載のデータ通信サーバ。
請求項１または請求項２に記載のデータ通信サーバと、通信回線を介してデータ通信が可能な携帯端末であって、
前記データ通信サーバへ、前記携帯端末からの送信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを送信する端末情報送信部と、
前記データ通信サーバから、前記データ通信サーバとのデータ伝送の時期およびデータ伝送量を表す伝送条件データを受信する条件受信部と、
前記伝送条件データに基づいて、前記データ通信サーバへ送信待ちデータを送信するデータ送信部とを備える携帯端末。
データ通信サーバが、通信回線を介して複数の携帯端末とデータを送受信するデータ通信方法であって、
前記データ通信サーバが備える端末情報取得部が、前記複数の携帯端末それぞれについて、送信または受信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを取得する工程と、
前記データ通信サーバが備える優先度算出部が、前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率を用いて、前記送信または受信待ちデータが送信または受信されるのにかかる予想時間を前記複数の携帯端末ごとに求め、前記複数の携帯端末の予想時間を用いて、前記複数の携帯端末それぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する工程と、
前記データ通信サーバが備える条件生成部が、前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末のうち少なくとも１つについて、前記データ通信サーバとのデータ伝送の時期および伝送データ量を表す伝送条件データを生成する工程と、
前記データ通信サーバが備えるデータ伝送部が、前記伝送条件データに基づいて、送信待ちデータを携帯端末へ送信するか、または受信待ちデータを携帯端末から受信する工程とを含むデータ通信方法。
複数の携帯端末が、通信回線を通じてデータ通信サーバへデータを送信する際の条件を生成する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記複数の携帯端末それぞれについて、送信または受信待ちデータ量と、前記データ通信サーバとのデータ伝送効率とを表す端末データを取得する端末情報取得処理と、
前記送信または受信待ちデータ量および前記データ伝送効率を用いて、前記送信または受信待ちデータが送信または受信されるのにかかる予想時間を前記複数の携帯端末ごとに求め、前記複数の携帯端末の予想時間を用いて、前記複数の携帯端末それぞれにおけるデータ伝送の優先度を算出する優先度算出処理と、
前記優先度に基づいて、前記複数の携帯端末のうち少なくとも１つについて、前記データ通信サーバとのデータ伝送の時期およびデータ伝送量を表す伝送条件データを生成する条件生成処理とをコンピュータに実行させるプログラム。