JP2008199426A - リアルタイム通信におけるメディア品質制御方法、品質制御通信システム、品質制御装置、及び制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】ボトルネックリンク帯域に依存せずにエンド−エンド遅延を目標値に近づけ、さらに、クロストラヒックが存在する場合に、予め設定した割合以上にクロストラヒックに帯域を譲らないようメディア品質制御方法、品質制御通信システム等を提供する。
【解決手段】送信レートを制御するメディア品質制御部２０１において、オブザーバ２０５は、ボトルネックリンク推定部２０７からのボトルネックリンク帯域の推定値ｂとラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、及び受信レポート解析部からの受信レートの計測値ｖ、及び送信レートｕに基づいて、キューイング遅延ｄｑとボトルネックリンク帯域に対する自身の送信レート割合ｒを算出し、このキューイング遅延ｄｑと遅延目標値の差分に基づき送信レートｕを算出・制御すると共に、重み付け処理部２０３で、送信レート割合ｒが閾値を超えていない場合、送信レートを下げないように重み付け制御をする構造とした。
【選択図】図３
【解決手段】送信レートを制御するメディア品質制御部２０１において、オブザーバ２０５は、ボトルネックリンク推定部２０７からのボトルネックリンク帯域の推定値ｂとラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、及び受信レポート解析部からの受信レートの計測値ｖ、及び送信レートｕに基づいて、キューイング遅延ｄｑとボトルネックリンク帯域に対する自身の送信レート割合ｒを算出し、このキューイング遅延ｄｑと遅延目標値の差分に基づき送信レートｕを算出・制御すると共に、重み付け処理部２０３で、送信レート割合ｒが閾値を超えていない場合、送信レートを下げないように重み付け制御をする構造とした。
【選択図】図３
Description
本発明は、リアルタイム通信におけるメディアデータの品質制御方法、品質制御通信システム、品質制御装置、及び品質制御プログラムに関する。
インターネットなどエンド−エンド間の帯域（通信レート）が保証されていない通信網を介して、動画像や音声などのリアルタイム性が要求されるメディアデータを通信する場合、そのサービス品質（Quality of Service：ＱｏＳ）を保証するために、ネットワーク内部での輻輳を抑制し、パケット遅延やパケットロスを規定値以内に抑えることが重要になっている。そこで、ネットワークへのデータの流入を制御するため、データ送信装置等の送信レートを制御する種々の方法が提案されている。
従来のリアルタイム通信におけるメディアデータの品質制御方法とし、パケット遅延（キューイング遅延）の要因になっているネットワーク上のパケットバッファ量に着目し、受信側の受信レポートに基づいて計測されるパケットの往復時間であるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ、ラウンドトリップ時間）からネットワーク上のパケットバッファ量を算出し、この算出されたパケットバッファ量に基づいて送信側の送信レートを制御する方法があった（例えば、特許文献１参照）。
また、上記の算出されたパケットバッファ量に基づく制御方法に対して、パケットバッファ量の目標値と実際の観測値との差分に比例する動作と積分動作を組み合わせて送信レートを制御する方法もあった（例えば、特許文献２参照）。さらに、受信側からの受信レポートに基づいて計測されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）やパケットロス率から送信側の送信レートを制御する方法があった（例えば、特許文献３参照）。
特開平１１−３０８２７１号公報
特開２００４−２５３８８３号公報
特開２００６−４２３３４号公報
上述した従来技術による品質制御システムや方法の第一の問題点は、サービス品質に直接影響を与えるエンド―エンド遅延の目標値ではなく、ネットワーク上のボトルネック（ネットワーク中で最もメディアデータのトラヒックの輻輳乃至遅延が生じているノード部分をいう）でのパケットバッファ量を一定の目標値に保つようにメディアデータの送信レート制御していたことである。
確かに、パケットバッファ量が増大すると、一般的にその読み出しに時間がかかり、バッファでの待ち（遅延）時間、すなわちキューイング遅延も増大するので、バッファ量を制御することは有効である場合もある。しかし、そのバッファにおけるボトルネックリンク帯域（読み出す速度）によっても、その遅延時間は変わるので、これを考慮しない従来方式では、十分なサービス品質の制御が困難であった。すなわち、同じパケットバッファ量でも、ボトルネックリンク帯域が小さい場合には、バッファに蓄積されたパケットを送出し終えるまでの時間がかかりエンド−エンド遅延が大きくなってしまい、又、ボトルネックリンク帯域が大きい場合には、実際のエンド−エンド遅延が少ないにも関わらず送信レートを必要以上に下げてしまい、サービス品質を低下させるという不都合が生じていた。
又、上述した従来技術による品質制御システムの第二の問題点は、ネットワーク上でパケットのバッファリングがなされるノードにおけるクロストラヒック（そのノードにおけるこの品質制御システムの対象である目的エンド（端末）以外へのメディアデータのトラヒック）の影響を考慮して制御していないために、クロストラヒックの流量が増加すると、クロストラヒックに対して帯域を必要以上に譲ってしまい、自身のメディアデータの送信レートを下げてしまい、サービス品質を低下させるという不都合が生じていた。
［発明の目的］
本発明は、上記問題点に鑑み、第一に、ボトルネックリンク帯域の広狭に依存することなく、エンド−エンド遅延を一定に保つことによってメディア情報のサービス品質をより一層高めることのできるメディア品質制御方法、品質制御通信システム、品質制御装置、品質制御プログラムを提供することを、その目的とする。
本発明は、上記問題点に鑑み、第一に、ボトルネックリンク帯域の広狭に依存することなく、エンド−エンド遅延を一定に保つことによってメディア情報のサービス品質をより一層高めることのできるメディア品質制御方法、品質制御通信システム、品質制御装置、品質制御プログラムを提供することを、その目的とする。
上記目的を達成するため、本発明にかかるメディアデータの品質制御方法は、ネットワークを介してメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置とデータ受信装置とからなるメディア通信システムにおけるメディア品質制御方法であって、前記メディアデータの受信レートを計測する受信レート計測工程と、前記データ送信装置と前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測するＲＴＴ計測工程と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記データ送信装置自身の送信レートに基づいて前記ネットワークにおけるボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出するキューイング遅延算出工程と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分を用いて送信レートを制御する送信レート制御工程とを有することを特徴とする（請求項１）。
このため、これにより、従来のバッファ量を制御する方法と違って、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、受信レート、及び送信レートに基づいて推定したキューイング遅延を用いて送信レートを制御しているので、エンド−エンド遅延を目標値内に近づける制御が可能になり、リアルタイム性が強く要求されるメディアデータに相応しい品質保証が可能になる。
ここで、上記メディアデータの品質制御方法に、さらに、ネットワークのボトルネックリンク帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定工程と、前記ボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出工程とを備えていてもよい（請求項２）。
これによって、エンド−エンド遅延を目標値内に近づける制御が可能になると共に、さらに、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合を送信レートの制御に用いることによって、クロストラヒックが存在する場合にも、予め設定した割合以上にクロストラヒックに帯域を譲らず、送信レートを確保することが可能になる。
また、前記送信レート制御工程は、送信レート割合が予め設定した送信レート割合の閾値を下回った状態では送信レートをそのまま維持するか、又は上げるように制御を行う重み付け工程を備えていてもよい（請求項３）。
これによって、送信レート割合が所定の閾値を下回る場合には、送信レートをそれ以上は下げない制御が行なえるので、必要以上にクロストラヒックに帯域を譲っていた従来の不都合を改善できる。
これによって、送信レート割合が所定の閾値を下回る場合には、送信レートをそれ以上は下げない制御が行なえるので、必要以上にクロストラヒックに帯域を譲っていた従来の不都合を改善できる。
さらに、前記送信レート制御工程はＰＩＤ制御工程を備えていてもよい（請求項４）。
また、前記ボトルネックリンク帯域推定工程は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズからボトルネックリンク帯域の推定値を算出する推定工程であってもよい（請求項５）。
また、前記ボトルネックリンク帯域推定工程は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズからボトルネックリンク帯域の推定値を算出する推定工程であってもよい（請求項５）。
上記目的を達成するため、本発明にかかる品質制御通信システムは、ネットワークを介してメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置とデータ受信装置とからなるメディア通信システムにおけるメディア品質制御システムであって、前記データ送信装置は、前記メディアデータの受信レートを計測する受信レート計測手段と、前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測するＲＴＴ計測手段と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記データ送信装置自身の送信レートに基づいて前記ネットワークにおけるボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出するキューイング遅延算出手段と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分を用いて送信レートを制御する送信レート制御手段とを備え、前記データ受信装置は、前記データ送信装置に備わるＲＴＴ計測手段と協働して前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測のための応答パケット返送手段と、前記受信レートを計測し前記データ送信装置へ送出する受信レポート作成手段とを備えていることを特徴とする（請求項６）。
これによって、従来のバッファ量を制御する制御システムと違って、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、受信レート、及び送信レートに基づいて推定したキューイング遅延を用いて送信レートを制御する手段を備えているので、エンド−エンド遅延を目標値内に近づけることが可能になり、リアルタイム性が強く要求されるメディアデータの品質保証が可能になる。
ここで、上記品質制御通信システムにおいて、さらに、ネットワークのボトルネックリンクの帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定手段と、前記ボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出手段とを備えていてもよい（請求項７）。
これによって、従来のバッファ量を制御する制御システムと違って、エンド−エンド遅延を目標値内に近づける制御が可能になると共に、さらに、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合を用いて送信レートを制御する手段を備えることによって、クロストラヒックが存在する場合にも、予め設定した割合以上にクロストラヒックに帯域を譲らず、送信レートを確保することができる。
また、前記送信レート制御手段は、送信レートの割合が予め設定した送信レートの割合の閾値を下回った状態では送信レートをそのまま維持するか、又は上げるように制御を行う重み付け手段を備えていてもよい（請求項８）。
更に、前記送信レート制御手段はＰＩＤ制御手段を具備していてもよい（請求項９）。
また、前記ボトルネックリンク帯域推定手段は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズとに基づいてボトルネックリンク帯域の推定値を算出する算出手段であってもよい（請求項１０）。
更に、前記送信レート制御手段はＰＩＤ制御手段を具備していてもよい（請求項９）。
また、前記ボトルネックリンク帯域推定手段は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズとに基づいてボトルネックリンク帯域の推定値を算出する算出手段であってもよい（請求項１０）。
上記目的を達成するため、本発明にかかるメディアデータの品質制御装置は、ネットワークを介してデータ受信装置とメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置におけるメディア品質制御装置であって、前記メディアデータの受信レートを前記データ受信装置に備わる受信レポート作成手段と協働して算出する受信レート計測手段と、前記データ送信装置と前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を前記データ受信装置に備わる応答パケット返送手段と協働して計測するＲＴＴ計測手段と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とデータ送信装置自身の送信レートに基づいてボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出する手段と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分を用いて送信レートを制御する送信レート制御手段とを備えていることを特徴とする（請求項１１）。
これによって、従来のバッファ量を制御する制御装置と違って、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、受信レート、及び送信レートに基づいて推定したキューイング遅延を用いて送信レートを制御する手段を備えているので、エンド−エンド遅延を目標値内に近づけることが可能になり、リアルタイム性が強く要求されるメディアデータの品質保証が可能になる。
ここで、前記メディアデータの品質制御装置において、さらに、ネットワークのボトルネックリンク帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定手段と、前記ボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出手段とを備えていてもよい（請求項１２）。
これによって、エンド−エンド遅延を目標値内に近づける制御が可能になると共に、さらに、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合を用いて送信レートを制御する手段を備えることによって、クロストラヒックが存在する場合にも、予め設定した割合以上にクロストラヒックに帯域を譲らず、送信レートを確保することができる。
また、前記メディアデータの品質制御層において、前記送信レート制御手段は、送信レートの割合が予め設定した送信レートの割合の閾値を下回った状態では送信レートをそのまま維持するか、又は上げるように制御を行う重み付け手段を備えていることを特徴とする（請求項１３）。
更に、前記メディアデータの品質制御装置において、前記送信レート制御手段はＰＩＤ制御手段を具備していてもよい（請求項１４）。
また、前記メディア品質制御システムにおいて、前記ボトルネックリンク帯域推定手段は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズとに基づいてボトルネックリンク帯域の推定値を算出する算出手段であってもよい（請求項１５）。
また、前記メディア品質制御システムにおいて、前記ボトルネックリンク帯域推定手段は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズとに基づいてボトルネックリンク帯域の推定値を算出する算出手段であってもよい（請求項１５）。
上記目的を達成するため、本発明にかかるメディアデータの品質制御プログラムは、ネットワークを介してデータ受信装置とメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置におけるメディア品質制御プログラムであって、前記メディアデータの受信レートを前記データ受信装置に備わる受信レポート作成手段と協働して計測する受信レート計測処理と、前記データ送信装置と前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を前記データ受信装置に備わる応答パケット返送手段と協働して計測するＲＴＴ計測処理と、前記ネットワークのボトルネックリンクの帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定処理と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記ボトルネックリンク帯域と前記データ送信装置自身の送信レートに基づいてボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出するキューイング遅延算出処理と、前記ボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出処理と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分及び前記送信レート割合とを用いて送信レートを制御する送信レート制御処理とをコンピュータに実行させるように構成したことを特徴とする（請求項１６）。
これによって、メディアの違いによる仕様変更などにも容易に対処でき、経済的で柔軟なメディア品質制御装置の提供が可能になる。
ここで、前記送信レート制御処理は、送信レートの割合が予め設定した送信レートの割合の閾値を下回った状態では送信レートをそのまま維持するか、又は上げるように制御を行う重み付け処理をコンピュータに実行させるように構成されていてもよい（請求項１７）。
ここで、前記送信レート制御処理は、送信レートの割合が予め設定した送信レートの割合の閾値を下回った状態では送信レートをそのまま維持するか、又は上げるように制御を行う重み付け処理をコンピュータに実行させるように構成されていてもよい（請求項１７）。
また、前記ボトルネックリンク帯域推定処理は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズとに基づいてボトルネックリンク帯域の推定値を算出する算出処理をコンピュータに実行させるように構成されていてもよい（請求項１８）。
第１の効果は、従来のバッファ量を制御する方法と違って、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、受信レート、及び送信レートに基づいて推定したキューイング遅延を用いて送信レートを制御しているので、エンド−エンド遅延を目標値内に近づける制御が可能になり、リアルタイム性が強く要求されるメディアデータの品質保証が可能となる。
さらに、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合を送信レートの制御に用いた場合には、クロストラヒックの流量が増加すると送信レートを下げてしまうという従来技術のもう一つの問題点を克服し、予め設定した割合以上にクロストラヒックに帯域を譲らず、送信レートを確保することをも可能にしている。
本発明の実施形態について図１乃至図４に基づいて説明する。
図１には、ネットワークを介してメディアデータを送受信するデータ送信装置１０１及びデータ受信装置１１１からなる本品質制御通信システムのブロック構成が示されている。先ず、構成の概要を説明する。
図１には、ネットワークを介してメディアデータを送受信するデータ送信装置１０１及びデータ受信装置１１１からなる本品質制御通信システムのブロック構成が示されている。先ず、構成の概要を説明する。
図１に示されるデータ生成部１０２、データ送信部１０３、データ受信部１１２、及びデータ処理部１１３は、メディアデータの送受信手段を構成している。このデータ生成部１０２で生成されるメディアデータの送信レートを、ネットワークの輻輳状態に応じて制御し、パケットのキューイング遅延を目標値以下に抑えるのが、以下に説明する本品質制御通信システムの役割である。
上記の品質制御通信システムの中心的役割を果たすのが、メディア品質制御部１０４である。本実施形態では、メディア品質制御の評価尺度としてキューイング遅延をとり、これを目標値に収めることを制御目標にしており、ネットワーク上の使用バッファ量を評価尺度にしていた従来の制御方法と異なる特徴となっている。
そのため、後ほど詳しく説明するが、本メディア品質制御部１０４では、受信レート、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）等のネットワークの輻輳状態を反映する量に基づいて、ボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出し、この算出されたキューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分を用いて送信レートを制御する。
すなわち、本メディア品質制御部１０４は、キューイング遅延算出手段としての役割と、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出手段としての役割と、送信レート制御手段としての役割の三つの役割を兼備している。
すなわち、本メディア品質制御部１０４は、キューイング遅延算出手段としての役割と、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出手段としての役割と、送信レート制御手段としての役割の三つの役割を兼備している。
受信レート計測手段としての受信レポート解析部１０５は、メディアデータの受信レートを計測しメディア品質制御部１０４へ通知する。そのため、データ受信装置１１１における受信レポート作成手段としての受信レポート生成部１１４で作成された受信レポートを、受信レポート送信部１１５、受信レポート受信部１０６を介して受け取り、そこから受信レートを算定する。
ＲＴＴ計測手段としてのボトルネック推定部１０７は、プローブパケットを利用して、データ送受信装置間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測しメディア品質制御部１０４へ通知する。そのため、ボトルネック推定部１０７は、測定開始の信号をプローブパケット生成部１０８に送り、発生したプローブパケットがプローブパケット送信部１０９、プローブパケット受信部１１６を介して受信側に送られ、それへの応答として応答パケット生成部１１７で生成された応答パケットを応答パケット送信部１１８、応答パケット受信部１１０を介して受け取り、それからＲＴＴを計測する。
さらに、ボトルネックリンク推定部１０７は、ネットワークのボトルネックリンク帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定手段としての役割をも兼ね備えている。
さらに、ボトルネックリンク推定部１０７は、ネットワークのボトルネックリンク帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定手段としての役割をも兼ね備えている。
次に、以上の構成を備えた本品質制御通信システムの動作の概略を、図２を参照して説明する。
メディアデータの受信状況を示す受信レポートが、受信レポート計測手段を構成する受信レポート生成部１１４で作成され、それが受信レポート送信部１１５、ネットワーク、受信レポート受信部１０６を介して受信レポート解析部１０５へ送られ、そこで解析され、受信レートが算出される（ステップ４０１、受信レート計測工程）。
メディアデータの受信状況を示す受信レポートが、受信レポート計測手段を構成する受信レポート生成部１１４で作成され、それが受信レポート送信部１１５、ネットワーク、受信レポート受信部１０６を介して受信レポート解析部１０５へ送られ、そこで解析され、受信レートが算出される（ステップ４０１、受信レート計測工程）。
プローブパケットの送受信を利用して、ボトルネックリンク推定部１０７でパケットのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を推定する（ステップ４０２、ＲＴＴ計測工程）。具体的には、ボトルネックリンク推定部１０７の指令によりプローブパケットがプローブパケット生成部１０８で生成され、それがネットワークを介してデータ受信装置１１１で受信され、それに対する応答パケットが返送されてその応答パケットからラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）が推定される。
また、推定されたパケットのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）をつかって、同じくボトルネックリンク帯域推定手段としてのボトルネックリンク推定部１０７においてボトルネックリンク帯域を推定される（ステップ４０３、ボトルネックリンク帯域推定工程）。
次に、前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記受信レートとデータ送信装置の送信レートに基づいて、キューイング遅延算出手段としてのメディア品質制御部１０４においてキューイング遅延が算出される（ステップ４０４、キューイング遅延算出工程）。
さらに、送信レート割合算出手段としてのメディア品質制御部１０４では、前記ボトルネックリンクの帯域をも使い、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合が算出される（ステップ４０５、送信レート割合算出工程）。
このキューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分、及び、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合とを用いて、送信レート制御手段としてのメディア品質制御部１０４において、送信レートが算出・制御される（ステップ４０６、送信レート制御工程）。
なお、上述した各工程についてはその各処理内容をプログラム化して、コンピュータに実行させるように構成してもよい。
以上のようにして、従来のバッファ量を制御する方法と違って、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、受信レート、及び送信レートに基づいて推定したキューイング遅延を用いて送信レートを制御しているので、エンド−エンド遅延を目標値内に近づける制御が可能になり、リアルタイム性が強く要求されるメディアデータの品質保証が可能になる。
以下、更にこれらの動作について詳述する。
先ず、メディアデータの送受信の動作を説明する。
データ生成部１０２は、メディア品質制御部１０４で算出された送信レートの値を受け取り、受け取った値に基づいてメディアデータを生成する。生成されたメディアデータは、カメラやマイクなどのデバイスから得られたデータをエンコードしたデータであってもよく、例えば、映像や音声の場合、各コーデックによってエンコードされたデータをペイロードとするＲＴＰパケットであってもよい。
先ず、メディアデータの送受信の動作を説明する。
データ生成部１０２は、メディア品質制御部１０４で算出された送信レートの値を受け取り、受け取った値に基づいてメディアデータを生成する。生成されたメディアデータは、カメラやマイクなどのデバイスから得られたデータをエンコードしたデータであってもよく、例えば、映像や音声の場合、各コーデックによってエンコードされたデータをペイロードとするＲＴＰパケットであってもよい。
データ送信部１０３では、データ生成部１０２で生成されたメディアデータを受け取り、受信側１１１に対してメディアデータを送信する。データ受信部１１２では、送信されたメディアデータを受信する。
データ処理部１１３では、データ受信部１１２で受信したメディアデータに対してデコード処理や再生処理など目的に応じた処理を行う。
データ処理部１１３では、データ受信部１１２で受信したメディアデータに対してデコード処理や再生処理など目的に応じた処理を行う。
続いて、受信レート計測手段の動作について説明する。
先ず、データ受信装置１１１の受信レポート生成部１１４では、データ受信部１１２で受信した情報に基づいて受信レポートを生成し、受信レポート送信部１１５では、この受信レポートを送信側１０１に対して送信する。受信レポート受信部１０６では、この送信された受信レポートを受信する。
受信レポート解析部１０５では、この受信レポートに基づいて受信側１１１の受信レートを算出する。
先ず、データ受信装置１１１の受信レポート生成部１１４では、データ受信部１１２で受信した情報に基づいて受信レポートを生成し、受信レポート送信部１１５では、この受信レポートを送信側１０１に対して送信する。受信レポート受信部１０６では、この送信された受信レポートを受信する。
受信レポート解析部１０５では、この受信レポートに基づいて受信側１１１の受信レートを算出する。
次に、ＲＴＴ計測手段の動作を説明する
ボトルネックリンク推定部１０７は、プローブパケット生成部１０８に対してボトルネックリンクの帯域を推定するためのプローブパケットを生成するように指示する。
プローブパケット生成部１０８では、ボトルネックリンク推定部１０７からの指示を受け、ボトルネックリンクの帯域を推定するためのプローブパケットを生成する。
プローブパケット送信部１０９では、プローブパケット生成部１０８で生成したプローブパケットを受信側１１１に対して送信する。
ボトルネックリンク推定部１０７は、プローブパケット生成部１０８に対してボトルネックリンクの帯域を推定するためのプローブパケットを生成するように指示する。
プローブパケット生成部１０８では、ボトルネックリンク推定部１０７からの指示を受け、ボトルネックリンクの帯域を推定するためのプローブパケットを生成する。
プローブパケット送信部１０９では、プローブパケット生成部１０８で生成したプローブパケットを受信側１１１に対して送信する。
プローブパケット受信部１１６では、送信されたプローブパケットを受信し、応答パケット生成部１１７に対して応答パケットを生成するように指示する。
応答パケット生成部１１７では、プローブパケットを受信したことに対する応答を示す応答パケットを生成し、応答パケット送信部１１８では、生成された応答パケットをデータ送信装置１０１に対して送信する。
応答パケット生成部１１７では、プローブパケットを受信したことに対する応答を示す応答パケットを生成し、応答パケット送信部１１８では、生成された応答パケットをデータ送信装置１０１に対して送信する。
応答パケット受信部１１０では、送信された応答パケットを受信し、応答パケットを受信したことをボトルネックリンク推定部１０７に伝える。
ボトルネックリンク推定部１０７では、応答パケットの情報からラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を算定する（以上、ＲＴＴ計測工程）。
ボトルネックリンク推定部１０７では、応答パケットの情報からラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を算定する（以上、ＲＴＴ計測工程）。
また、ボトルネックリンク帯域推定手段としての役割も備えているボトルネックリンク推定部１０７では、上記の計測されたラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）も使い、ボトルネックリンク帯域の推定値を算出する。
ボトルネックリンクの帯域の推定方法は、プローブパケットを送信してから応答パケットが返ってくるまでの時間をラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）として計測し、得られたラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）やプローブパケットのサイズの情報からボトルネックリンクの帯域を推定する。
ボトルネックリンクの帯域の推定方法は、プローブパケットを送信してから応答パケットが返ってくるまでの時間をラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）として計測し、得られたラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）やプローブパケットのサイズの情報からボトルネックリンクの帯域を推定する。
推定するための具体的な演算方法は、Ｐａｃｋｅｔ−Ｐａｉｒ推定法やＯｎｅ−Ｐａｃｋｅｔ推定法を利用してもよい。
Ｐａｃｋｅｔ−Ｐａｉｒ推定法とは、連続した２つのＵＤＰパケットを１組として受信側へ送信し、それぞれの到着時刻の差に基づいて送信側から受信側の間のボトルネックリンクの帯域を推定する方式である。
又、Ｏｎｅ−Ｐａｃｋｅｔ推定法とは、単独のＵＤＰパケットを受信側に対して様々にサイズを変えて送信することでラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を複数回測定し、パケットサイズと各サイズでの最小ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）の関係からボトルネックリンクの帯域を推定する方法である。
Ｐａｃｋｅｔ−Ｐａｉｒ推定法とは、連続した２つのＵＤＰパケットを１組として受信側へ送信し、それぞれの到着時刻の差に基づいて送信側から受信側の間のボトルネックリンクの帯域を推定する方式である。
又、Ｏｎｅ−Ｐａｃｋｅｔ推定法とは、単独のＵＤＰパケットを受信側に対して様々にサイズを変えて送信することでラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を複数回測定し、パケットサイズと各サイズでの最小ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）の関係からボトルネックリンクの帯域を推定する方法である。
尚、ボトルネックリンクの帯域の推定は、前述のようにプローブパケットを使うのではなく、メディアデータのパケットや受信レポートのパケットをプローブパケットの代替として利用してボトルネックリンクを推定しても良い。メディアデータをプローブパケットの代替として利用する場合、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、リアルタイム転送プロトコル）パケットの到着時刻やＲＴＰパケットに含まれるシーケンス番号やタイムスタンプの情報を利用してもよい。
又、前記説明にて、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）の算出はボトルネックリンク推定部１０７にて行ったが、受信レポートからも算出することが可能であるため受信レポート解析部１０５にてラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）の算出を行ってもよい。
さらに、前記説明における受信レポートは、ＲＴＣＰ（ＲＴＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＲＴＰ制御プロトコル）におけるＲＲ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｒｅｐｏｒｔ、受信端末からの通知）パケットであってもよい。
以上、メディア品質制御部１０４の概要とその動作に必要なネットワークの輻輳等の状態を示すラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）等の取得について述べた。
さらに、前記説明における受信レポートは、ＲＴＣＰ（ＲＴＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＲＴＰ制御プロトコル）におけるＲＲ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｒｅｐｏｒｔ、受信端末からの通知）パケットであってもよい。
以上、メディア品質制御部１０４の概要とその動作に必要なネットワークの輻輳等の状態を示すラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）等の取得について述べた。
更に、本メディア品質制御部１０４の詳細について図３と図４に基づいて説明する。
図３において、メディア品質制御部１０４は、差分器２０１、ＰＩＤ補償器２０２と、重み付け処理部２０３と、積分処理部２０４と、オブザーバ２０５とを備えて構成されている。
図３において、メディア品質制御部１０４は、差分器２０１、ＰＩＤ補償器２０２と、重み付け処理部２０３と、積分処理部２０４と、オブザーバ２０５とを備えて構成されている。
ここで、オブザーバ２０５は、ボトルネックリンク推定部１０７からボトルネックリンクの帯域の推定値ｂとラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）の値を受け取り、かつ受信レポート解析部からは受信側の受信レートの計測値ｖを受け取り、かつ送信レートｕを受け取り、その内部に備えているネットワークモデルに基づいて、キューイング遅延ｄｑとボトルネックリンク帯域に対する自身の送信レート割合ｒを算出する。具体的な算出方法については後ほど詳述する。
差分器２０１は、オブザーバ２０５で算出されたキューイング遅延ｄｑとキューイング遅延の目標値εとの差分をとり、差分ｅをＰＩＤ補償器２０２に供給する。
ＰＩＤ補償器２０２は、差分ｅを制御入力として受け取り、これに基づいてＰＩＤ制御の演算を行い、制御出力Δｕを算出する。
ＰＩＤ補償器２０２は、差分ｅを制御入力として受け取り、これに基づいてＰＩＤ制御の演算を行い、制御出力Δｕを算出する。
重み付け処理部２０３は、ＰＩＤ補償器２０２から制御出力Δｕを受け取り、重みｗを乗じてｗΔｕとする。重み付け処理部２０３で乗じる重みｗは、オブザーバ２０５で算出されるボトルネックリンクの帯域に対する自身の送信レートの割合ｒの値を参照して動的に変動させる。
すなわち、予め閾値ｒｔを設定しておき、ｒ≧ｒｔのとき、つまり自身の送信レートの割合が閾値を超えたときはｗ＝１としてＰＩＤ補償器の制御出力Δｕをそのまま使用する。又、ｒ＜ｒｔのとき、つまり自身の送信レートの割合が閾値を超えていないときはΔｕ≧０の場合ｗ＝１として前記同様ＰＩＤ補償器の制御出力Δｕをそのまま使用するが、Δｕ＜０の場合ｗ＝０として制御出力を０とする。この重み付けの処理によって、自身の送信レートが閾値を超えていない場合、送信レートを下げないような制御がはたらくことになる。
積分処理部２０４は、重み付け処理部２０３で算出されたｗΔｕを積分することにより送信レートｕを算出し、算出結果のｕをデータ生成部２０８に伝える。
次に、上述のオブザーバ２０５におけるキューイング遅延ｄｑとボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合ｒの算出方法について、図４を参照して詳細に説明する。これは前述したメディア品質制御部１０４が備える３つの機能（あるいは手段）の内の、キューイング遅延算出機能と送信レート割合算出機能に対応するものである。
図４を参照すると、オブザーバが備えるネットワークモデル３０１は、送信者３０２と、受信者３０３と、クロストラヒック（送信）３０４と、クロストラヒック（受信）３０５と、固定遅延３０７と、ボトルネックリンクのバッファ３０６を備えて構成されている。
図４を参照すると、オブザーバが備えるネットワークモデル３０１は、送信者３０２と、受信者３０３と、クロストラヒック（送信）３０４と、クロストラヒック（受信）３０５と、固定遅延３０７と、ボトルネックリンクのバッファ３０６を備えて構成されている。
まず、このネットワークモデル３０１を使ったキューイング遅延ｄｑの算出方法について説明する。
オブザーバのネットワークモデル３０１はエンド−エンド遅延を固定遅延とキューイング遅延に分割している。エンド−エンド遅延をｄｔとすると、ｄｔは固定遅延ｄａとキューイング遅延ｄｑを用いて次式（１）で表すことができる。
オブザーバのネットワークモデル３０１はエンド−エンド遅延を固定遅延とキューイング遅延に分割している。エンド−エンド遅延をｄｔとすると、ｄｔは固定遅延ｄａとキューイング遅延ｄｑを用いて次式（１）で表すことができる。
[数１]
ｄｔ＝ｄａ＋ｄｑ -----------（１）
ここで、エンド−エンド遅延ｄｔは、ボトルネックリンク推定部から得られるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に基づいて推定する。本実施形態では、エンド−エンド遅延ｄｔは往復時間であるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）の半分であるとし、ｄｔ＝ＲＴＴ／２とする。
ｄｔ＝ｄａ＋ｄｑ -----------（１）
ここで、エンド−エンド遅延ｄｔは、ボトルネックリンク推定部から得られるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に基づいて推定する。本実施形態では、エンド−エンド遅延ｄｔは往復時間であるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）の半分であるとし、ｄｔ＝ＲＴＴ／２とする。
ところで、キューイング遅延ｄｑは、送信者３０２が送信したデータとクロストラヒック（送信）３０４が送信したデータがボトルネックリンクのバッファ３０６に蓄積することによってもたらされる。送信者３０２が送信したデータがボトルネックリンクに蓄積している量をｑとし、受信者３０３の受信レートをｖとすると、時刻ｔにおけるｑは次式（２）で表される。ここで、∫［０，ｔ］ｆ（τ）ｄτは、関数ｆについての０からｔまでの定積分を表す。
[数２]
ｑ（ｔ）＝∫［０，ｔ］｛ｕ（τ−ｄａ）−ｖ（τ）｝ｄτ ---------（２）
同様に、クロストラヒック（送信）３０４が送信したデータがボトルネックリンクに蓄積している量をｑｃとし、クロストラヒック（受信）３０５の受信レートをｖｃとすると、時刻ｔにおけるｑｃは次式（３）で表される。
ｑ（ｔ）＝∫［０，ｔ］｛ｕ（τ−ｄａ）−ｖ（τ）｝ｄτ ---------（２）
同様に、クロストラヒック（送信）３０４が送信したデータがボトルネックリンクに蓄積している量をｑｃとし、クロストラヒック（受信）３０５の受信レートをｖｃとすると、時刻ｔにおけるｑｃは次式（３）で表される。
[数３]
ｑｃ（ｔ）＝∫［０，ｔ］｛ｕｃ（τ）−ｖｃ（τ）｝ｄτ ----------（３）
時刻ｔにおけるキューイング遅延ｄｑは、ボトルネックリンクがｑ（ｔ）＋ｑｃ（ｔ）のデータ量を、ボトルネックリンク帯域ｂの速度で送出するのに要する時間であるから、ｄｑは次式（４）で表される。
ｑｃ（ｔ）＝∫［０，ｔ］｛ｕｃ（τ）−ｖｃ（τ）｝ｄτ ----------（３）
時刻ｔにおけるキューイング遅延ｄｑは、ボトルネックリンクがｑ（ｔ）＋ｑｃ（ｔ）のデータ量を、ボトルネックリンク帯域ｂの速度で送出するのに要する時間であるから、ｄｑは次式（４）で表される。
[数４]
ｄｑ（ｔ）＝｛ｑ（ｔ）＋ｑｃ（ｔ）｝／ｂ ----------（４）
ここで、送信者３０２の送信レートｕは自身で把握できるため容易に観測することができる。また、受信者３０３の受信レートｖは、受信レポート解析部から得られる。さらに、ボトルネックリンク帯域ｂは、ボトルネックリンク推定部から得られる。なお、この式（４）に、式（２）と式（３）を代入しても、クロストラヒックｕｃ（τ），ｖｃ（τ）がわからないためキューイング遅延ｄｑを算定することはできない。
ｄｑ（ｔ）＝｛ｑ（ｔ）＋ｑｃ（ｔ）｝／ｂ ----------（４）
ここで、送信者３０２の送信レートｕは自身で把握できるため容易に観測することができる。また、受信者３０３の受信レートｖは、受信レポート解析部から得られる。さらに、ボトルネックリンク帯域ｂは、ボトルネックリンク推定部から得られる。なお、この式（４）に、式（２）と式（３）を代入しても、クロストラヒックｕｃ（τ），ｖｃ（τ）がわからないためキューイング遅延ｄｑを算定することはできない。
そこでさらに、送信者３０２が定常的にデータを送信している場合、時刻ｔにおけるキューイング遅延ｄｑ（ｔ）は、時刻ｔで送信者３０２が送信したデータがボトルネックリンクに蓄積している量ｑ（ｔ）を送出しきる時間であることから、次式（５）が成り立つ。
[数５]
ｑ（ｔ）＝∫［ｔ，ｔ＋ｄｑ（ｔ）］ｖ（τ）ｄτ ---------（５）
前記式（５）の右辺は次式（６）で近似できるので、
ｑ（ｔ）＝∫［ｔ，ｔ＋ｄｑ（ｔ）］ｖ（τ）ｄτ ---------（５）
前記式（５）の右辺は次式（６）で近似できるので、
[数６]
∫［ｔ，ｔ＋ｄｑ（ｔ）］ｖ（τ）ｄτ≒ｖ（ｔ）×ｄｑ（ｔ） -----（６）
結局、ｑ（ｔ）≒ｖ（ｔ）×ｄｑ（ｔ）と表せる。このｑ（ｔ）を式（２）の左辺ｑ（ｔ）に代入すると次式（７）を導出できる。
∫［ｔ，ｔ＋ｄｑ（ｔ）］ｖ（τ）ｄτ≒ｖ（ｔ）×ｄｑ（ｔ） -----（６）
結局、ｑ（ｔ）≒ｖ（ｔ）×ｄｑ（ｔ）と表せる。このｑ（ｔ）を式（２）の左辺ｑ（ｔ）に代入すると次式（７）を導出できる。
[数７]
ｖ（ｔ）×ｄｑ（ｔ）＝∫［０，ｔ］｛ｕ（τ−ｄａ）−ｖ（τ）｝ｄτ ---（７）
この式（７）と式（１）とをｄａとｄｑについての連立方程式として解くことにより、固定遅延ｄａとキューイング遅延ｄｑを算出することができる。
ｖ（ｔ）×ｄｑ（ｔ）＝∫［０，ｔ］｛ｕ（τ−ｄａ）−ｖ（τ）｝ｄτ ---（７）
この式（７）と式（１）とをｄａとｄｑについての連立方程式として解くことにより、固定遅延ｄａとキューイング遅延ｄｑを算出することができる。
即ち、本実施形態のオブザーバにおいては、キューイング遅延ｄｑは、送信レートｕ（ｔ）、受信レートｖ（ｔ）、及びラウンドトリップ時間ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に基づいて算出・推定されることになる。
次に、ボトルネックリンクの帯域に対する送信レートの割合ｒの算出方法について説明する。
ボトルネックリンクの帯域に対する送信レートの割合ｒは、次式（８）で表される。
ボトルネックリンクの帯域に対する送信レートの割合ｒは、次式（８）で表される。
[数８]
ｒ（ｔ）＝ｕ（ｔ−ｄａ）／｛ｕ（ｔ−ｄａ）＋ｕｃ（ｔ）｝ --------（８）
まず、キューイング遅延が存在する場合（ｄｑ＞０）、ボトルネックリンクから送出されるデータのビットレートはｂと等しくなるため次式（９）が成り立つ。
ｒ（ｔ）＝ｕ（ｔ−ｄａ）／｛ｕ（ｔ−ｄａ）＋ｕｃ（ｔ）｝ --------（８）
まず、キューイング遅延が存在する場合（ｄｑ＞０）、ボトルネックリンクから送出されるデータのビットレートはｂと等しくなるため次式（９）が成り立つ。
[数９]
ｖｃ＝ｂ−ｖ -----------------（９）
この式（９）を使って式（３）のｖｃを消去し、次に式（２）、式（３）を式（４）に代入し、さらに、近似式∫［０，ｔ］ｕｃ（τ）ｄτ≒ｕｃ（ｔ）×ｔを使い、次式を導出することができる。
ｖｃ＝ｂ−ｖ -----------------（９）
この式（９）を使って式（３）のｖｃを消去し、次に式（２）、式（３）を式（４）に代入し、さらに、近似式∫［０，ｔ］ｕｃ（τ）ｄτ≒ｕｃ（ｔ）×ｔを使い、次式を導出することができる。
[数１０]
ｕｃ（ｔ）＝１／ｔ｛ｂ×（ｔ＋ｄｑ）−∫［０，ｔ］ｕ（τーｄａ）ｄτ｝-（１０）
ボトルネックリンク帯域に対する送信レートの割合ｒは、上式（１０）を式（８）に代入することによって算出することができる。即ち、ボトルネックリンク帯域に対する送信レートの割合ｒは、送信レート、ボトルネックリンク帯域、キューイング遅延に基づいて算出され、それを用いて上記した重み付け処理が可能になる。
ｕｃ（ｔ）＝１／ｔ｛ｂ×（ｔ＋ｄｑ）−∫［０，ｔ］ｕ（τーｄａ）ｄτ｝-（１０）
ボトルネックリンク帯域に対する送信レートの割合ｒは、上式（１０）を式（８）に代入することによって算出することができる。即ち、ボトルネックリンク帯域に対する送信レートの割合ｒは、送信レート、ボトルネックリンク帯域、キューイング遅延に基づいて算出され、それを用いて上記した重み付け処理が可能になる。
一方、ｄｑ＝０が成立しているときは、ボトルネックリンクの帯域を使い切っていないため、ｖｃ＜ｂ−ｖが成立している。また、同時にｕｃ＝ｖｃが成立しているから、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合ｒについて次式（１１）が成立する。
[数１１]
ｒ＞ｕ（ｔーｄａ）／｛ｕ（ｔーｄａ）＋ｂ−ｖ（ｔ）｝ -------（１１）
上式（１１）の右辺を用いると、キューイング遅延が零（ｄｑ＝０）の場合にも、送信レート割合ｒの下限が求まるので、これと送信レート割合ｒの閾値ｒｔを比較することで、上記した重み付けの処理が可能になる。
以上、オブザーバ２０５におけるキューイング遅延ｄｑとボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合ｒの算出方法を説明した。これはメディア品質制御部１０４が備える三つの機能のうち、キューイング遅延算出機能と送信レート割合算出機能に対応するものである。これにより、図３に示すメディア品質制御部１０４の各構成要素の説明を終える。
ｒ＞ｕ（ｔーｄａ）／｛ｕ（ｔーｄａ）＋ｂ−ｖ（ｔ）｝ -------（１１）
上式（１１）の右辺を用いると、キューイング遅延が零（ｄｑ＝０）の場合にも、送信レート割合ｒの下限が求まるので、これと送信レート割合ｒの閾値ｒｔを比較することで、上記した重み付けの処理が可能になる。
以上、オブザーバ２０５におけるキューイング遅延ｄｑとボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合ｒの算出方法を説明した。これはメディア品質制御部１０４が備える三つの機能のうち、キューイング遅延算出機能と送信レート割合算出機能に対応するものである。これにより、図３に示すメディア品質制御部１０４の各構成要素の説明を終える。
続いて、送信レート制御機能を中心にメディア品質制御部１０４の動作について説明する。
先ず、キューイング遅延の目標値εとオブザーバ２０５からのキューイング遅延ｄｑの差分が差分器２０１においてとられ、その結果の信号である差分ｅがＰＩＤ補償器２０２へ供給され、ＰＩＤ制御の演算を受けて制御出力Δｕが出力される。この制御出力Δｕは
重み付け処理部２０３へ供給され、重みｗを乗じられｗΔｕが出力される。
先ず、キューイング遅延の目標値εとオブザーバ２０５からのキューイング遅延ｄｑの差分が差分器２０１においてとられ、その結果の信号である差分ｅがＰＩＤ補償器２０２へ供給され、ＰＩＤ制御の演算を受けて制御出力Δｕが出力される。この制御出力Δｕは
重み付け処理部２０３へ供給され、重みｗを乗じられｗΔｕが出力される。
このとき重み付け処理部２０３で乗じる重みｗは、オブザーバ２０５で算出されたボトルネックリンクの帯域に対する自身の送信レートの割合ｒの値を参照して動的に変動させる。すなわち、予め閾値ｒｔを設定しておき、ｒ≧ｒｔのとき、つまり自身の送信レートの割合が閾値を超えたときはｗ＝１としてＰＩＤ補償器の制御出力Δｕをそのまま使用する。又、ｒ＜ｒｔのとき、つまり自身の送信レートの割合が閾値を超えていないときはΔｕ≧０の場合ｗ＝１として前記同様ＰＩＤ補償器の制御出力Δｕをそのまま使用するが、Δｕ＜０の場合ｗ＝０として制御出力を０とする。この重み付けの処理によって、自身の送信レートが閾値を超えていない場合、送信レートを下げないような制御が働くことになる。次に重み付け処理部２０３からの出力信号ｗΔｕは、積分処理部２０４に供給され、積分操作をうけてその結果の信号ｕ（送信レート）をデータ生成部に供給する。
以上、キューイング遅延算出機能によるキューイング遅延ｄｑ、送信レート割合算出機能による送信レートの割合ｒにより制御されたメディア品質制御部１０４の動作について、送信レート制御機能を中心に説明した。このようにして生成された信号ｕが、データ送信装置のデータ生成部１０２における送信レートとなり、サービス品質の保証されたメディアデータ通信を実現することになる。
以上の構成と動作を備えた本メディア品質制御システムの第１の効果について、図面を参照して説明する。図５は、従来技術と対比して本実施形態の定常状態での遅延量とボトルネックリンク帯域との関係を示したグラフである。ここで、定常状態とは、制御が安定しているときの状態を指す。
従来技術では、ネットワーク上のバッファサイズを目標値に近づけるように制御しているので、定常状態ではそのバッファサイズは目標値に近づく。しかし、キューイング遅延量は、ボトルネックリンク帯域に反比例する（キューイング遅延量＝バッファサイズ／ボトルネックリンク帯域）ため、ボトルネックリンク帯域が狭いときにはキューイング遅延が大きくなってしまい、反対に、ボトルネックリンク帯域が広いときには、その帯域を有効に利用できないようになる（図５参照）。
一方、本メディア制御システムは、オブザーバにて算出したキューイング遅延を目標値に近づけるように制御を行っているので、定常状態ではボトルネックリンク帯域に影響されることなく、図５に示すようにキューイング遅延を目標値に近づけることができる。すなわち、エンド−エンド遅延を目標値内に近づける制御が可能になり、リアルタイム性が強く要求されるメディアデータの品質保証が可能になる。
次に、第２の効果について図面に基づいて説明する。図６は、従来技術と対比して本実施形態の定常状態での送信レートとクロストラヒックとの関係を示したグラフである。図６のｒｔは、重み付け処理を行なう際の閾値を示し、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合ｒが、予め設定したこの閾値を下回った状態では送信レートをそれ以上下げないように制御を行うためのものである。
従来技術では、定常状態での送信レートは、クロストラヒックの流量が増加するに従って、それに比例して線形に減少していたので、クロストラヒックに帯域を譲り、自身の送信レートを下げてしまう制御となる。例えば、ＴＣＰによるファイルのダウンロードなどバースト的にデータの送受信を行う場合、ネットワーク上のバッファサイズが大きくなるため、従来技術では自身の送信レートを必要以上に下げてしまう結果になる。
一方、本実施形態では、送信レートを制御するにあたり、ボトルネックリンク帯域に対する送信レート割合が閾値ｒｔを下回った状態では送信レートを下げないよう制御する。すなわち、クロストラヒックに対して帯域を譲る割合を、閾値ｒｔの指定により設計することができるようになっている。
例えば、閾値ｒｔ＝０．５の場合、従来技術と同様にクロストラヒック増加に伴い送信レートをボトルネックリンクの帯域の２分の１までは下げているが、以降クロストラヒックが増加しても送信レートは一定に維持されている。このとき、クロストラヒックがＴＣＰであった場合、クロストラヒックが残りの帯域、つまりボトルネックリンクの帯域から送信レートを引いた帯域を使用することになり、設定した閾値ｒｔにしたがってボトルネックリンクの帯域を使用することができる。閾値ｒｔの値は、利用するシステムの特徴に合わせて適宜設計することが可能である。
以上、本品質制御通信システムは、クロストラヒックの流量が増加すると送信レートを下げてしまうという従来技術のもう一つの問題点を克服し、予め設定した割合以上にクロストラヒックに帯域を譲らず、送信レートを確保することをも可能にしている。
本発明によれば、ＩＰ電話、ソフトフォン、インスタントメッセンジャー、Ｗｅｂ会議システムなどネットワークを介したコミュニケーション手段として利用するリアルタイム通信におけるメディア品質の制御方法に適用できる。
１０１ データ送信装置
１０２ データ生成部
１０３ データ送信部
１０４ メディア品質制御部（キューイング遅延算出手段、送信レート割合算出手段、送信レート制御手段）
１０５ 受信レポート解析部（受信レート計測手段）
１０６ 受信レポート受信部
１０７ ボトルネックリンク推定部（ＲＴＴ計測手段、ボトルネックリンク帯域推定手段）
１０８ プローブパケット生成部
１０９ プローブパケット送信部
１１０ 応答パケット受信部
１１１ データ受信装置
１１２ データ受信部
１１３ データ処理部
１１４ 受信レポート生成部
１１５ 受信レポート送信部
１１６ プローブパケット受信部
１１７ 応答パケット生成部
１１８ 応答パケット送信部
２０１ 差分器
２０２ ＰＩＤ補償器
２０３ 重み付け処理部
２０４ 積分処理部
２０５ オブザーバ
３０１ オブザーバのネットワークモデル
３０２ 送信者
３０３ 受信者
３０４ クロストラヒック（送信）
３０５ クロストラヒック（受信）
３０６ ボトルネックリンクのバッファ
３０７ 固定遅延
１０２ データ生成部
１０３ データ送信部
１０４ メディア品質制御部（キューイング遅延算出手段、送信レート割合算出手段、送信レート制御手段）
１０５ 受信レポート解析部（受信レート計測手段）
１０６ 受信レポート受信部
１０７ ボトルネックリンク推定部（ＲＴＴ計測手段、ボトルネックリンク帯域推定手段）
１０８ プローブパケット生成部
１０９ プローブパケット送信部
１１０ 応答パケット受信部
１１１ データ受信装置
１１２ データ受信部
１１３ データ処理部
１１４ 受信レポート生成部
１１５ 受信レポート送信部
１１６ プローブパケット受信部
１１７ 応答パケット生成部
１１８ 応答パケット送信部
２０１ 差分器
２０２ ＰＩＤ補償器
２０３ 重み付け処理部
２０４ 積分処理部
２０５ オブザーバ
３０１ オブザーバのネットワークモデル
３０２ 送信者
３０３ 受信者
３０４ クロストラヒック（送信）
３０５ クロストラヒック（受信）
３０６ ボトルネックリンクのバッファ
３０７ 固定遅延
Claims (18)
- ネットワークを介してメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置とデータ受信装置とからなるメディア通信システムにおけるメディアデータの品質制御方法であって、
前記メディアデータの受信レートを計測する受信レート計測工程と、前記データ送信装置と前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測するＲＴＴ計測工程と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記データ送信装置の送信レートに基づいて前記ネットワークにおけるボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出するキューイング遅延算出工程と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分を用いて送信レートを制御する送信レート制御工程とを有することを特徴とするメディアデータの品質制御方法。 - ネットワークを介してメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置とデータ受信装置とからなるメディア通信システムにおけるメディアデータの品質制御方法であって、
前記メディアデータの受信レートを計測する受信レート計測工程と、前記データ通信装置と前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測するＲＴＴ計測工程と、前記ネットワークのボトルネックリンク帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定工程と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記ボトルネックリンク帯域と前記データ送信装置の送信レートに基づいてボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出するキューイング遅延算出工程と、前記ボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出工程と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分及び前記送信レート割合とを用いて送信レートを制御する送信レート制御工程とを有することを特徴とするメディアデータの品質制御方法。 - 請求項２に記載のメディアデータの品質制御方法において、前記送信レート制御工程は、送信レート割合が予め設定した送信レート割合の閾値を下回った状態では送信レートをそのまま維持するか、又は上げるように制御を行う重み付け工程を備えていることを特徴とするメディアデータの品質制御方法。
- 請求項１乃至３に記載のメディアデータの品質制御方法において、前記送信レート制御工程はＰＩＤ制御工程を備えていることを特徴とするメディアデータの品質制御方法。
- 請求項２乃至４に記載のメディアデータの品質制御方法において、前記ボトルネックリンク帯域推定工程は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズからボトルネックリンク帯域の推定値を算出する推定工程を備えていることを特徴とするメディアデータの品質制御方法。
- ネットワークを介してメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置とデータ受信装置とからなる品質制御通信システムであって、
前記データ送信装置は、メディアデータの受信レートを計測する受信レート計測手段と、前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測するＲＴＴ計測手段と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記データ送信装置の送信レートに基づいて前記ネットワークにおけるボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出するキューイング遅延算出手段と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分を用いて送信レートを制御する送信レート制御手段とを備え、
前記データ受信装置は、前記データ送信装置に備わるＲＴＴ計測手段と協働して前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測のための応答パケット返送手段と、前記受信レートを計測し前記データ送信装置へ送出する受信レポート作成手段と、
を備えていることを特徴とする品質制御通信システム。 - ネットワークを介してメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置とデータ受信装置とからなる品質制御通信システムであって、
前記データ送信装置は、前記受信レートを計測する受信レート計測手段と、前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測するＲＴＴ計測手段と、前記ネットワークのボトルネックリンクの帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定手段と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記ボトルネックリンク帯域と前記データ送信装置の送信レートに基づいて前記ネットワークにおけるボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出するキューイング遅延算出手段と、前記ボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出手段と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分を用いて送信レートを制御する送信レート制御手段とを備え、
前記データ受信装置は、前記データ送信装置に備わるＲＴＴ計測手段と協働して前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計測のための応答パケット返送手段と、前記受信レートを計測し前記データ送信装置へ送出する受信レポート作成手段と、
を備えていることを特徴とする品質制御通信システム。 - 請求項７に記載の品質制御通信システムにおいて、前記送信レート制御手段は、送信レートの割合が予め設定した送信レートの割合の閾値を下回った状態では送信レートをそのまま維持するか、又は上げるように制御を行う重み付け手段を備えていることを特徴とする品質制御通信システム。
- 請求項６乃至８に記載の品質制御通信システムにおいて、前記送信レート制御手段はＰＩＤ制御手段を具備していることを特徴とする品質制御通信システム。
- 請求項７乃至９に記載の品質制御通信システムにおいて、前記ボトルネックリンク帯域推定手段は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズとに基づいてボトルネックリンク帯域の推定値を算出する算出手段を備えていることを特徴とする品質制御通信システム。
- ネットワークを介してデータ受信装置とメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置におけるメディアデータの品質制御装置であって、
前記メディアデータの受信レートを前記データ受信装置に備わる受信レポート作成手段と協働して算出する受信レート計測手段と、前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を前記データ受信装置に備わる応答パケット返送手段と協働して計測するＲＴＴ計測手段と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とデータ送信装置自身の送信レートに基づいてボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出する手段と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分を用いて送信レートを制御する送信レート制御手段とを備えていることを特徴とするメディアデータの品質制御装置。 - ネットワークを介してデータ受信装置とメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置におけるメディアデータの品質制御装置であって、
前記メディアデータの受信レートを前記データ受信装置に備わる受信レポート作成通知手段と協働して計測する受信レート計測手段と、前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を前記データ受信装置に備わる応答パケット返送手段と協働して計測するＲＴＴ計測手段と、前記ネットワークのボトルネックリンクの帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定手段と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記ボトルネックリンクの帯域と前記データ送信装置の送信レートに基づいてボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出するキューイング遅延算出手段と、前記ボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出手段と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分及び前記送信レート割合とを用いて送信レートを制御する送信レート制御手段とを備えていることを特徴とするメディアデータの品質制御装置。 - 請求項１２に記載のメディアデータの品質制御装置において、前記送信レート制御手段は、送信レートの割合が予め設定した送信レートの割合の閾値を下回った状態では送信レートをそのまま維持するか、又は上げるように制御を行う重み付け手段を備えていることを特徴とするメディアデータの品質制御装置。
- 請求項１１乃至１３に記載のメディアデータの品質制御装置において、前記送信レート制御手段はＰＩＤ制御手段を具備していることを特徴とするメディアデータの品質制御装置。
- 請求項１２乃至１４に記載のメディアデータの品質制御装置において、前記ボトルネックリンク帯域推定手段は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズとに基づいてボトルネックリンク帯域の推定値を算出する算出手段を備えていることを特徴とするメディアデータの品質制御装置。
- ネットワークを介してデータ受信装置とメディアデータのリアルタイム通信を行なうデータ送信装置におけるメディアデータの品質制御プログラムであって、
前記メディアデータの受信レートを前記データ受信装置に備わる受信レポート作成手段と協働して計測する受信レート計測処理と、前記データ受信装置との間のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を前記データ受信装置に備わる応答パケット返送手段と協働して計測するＲＴＴ計測処理と、前記ネットワークのボトルネックリンクの帯域を推定するボトルネックリンク帯域推定処理と、前記受信レートと前記ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）と前記ボトルネックリンクの帯域と前記データ送信装置の送信レートに基づいてボトルネックリンクにおけるキューイング遅延を算出するキューイング遅延算出処理と、前記ボトルネックリンクの帯域に対する送信レート割合を算出する送信レート割合算出処理と、前記キューイング遅延とキューイング遅延の目標値との差分及び前記送信レート割合とを用いて送信レートを制御する送信レート制御処理とを、コンピュータに実行させる構成としたメディアデータの品質制御プログラム。 - 請求項１６に記載のメディアデータの品質制御プログラムにおいて、前記送信レート制御処理は、送信レートの割合が予め設定した送信レートの割合の閾値を下回った状態では送信レートをそのまま維持するか、又は上げるように制御を行う重み付け処理を前記プロセッサに実行させるように構成したことを特徴とするメディアデータの品質制御プログラム。
- 請求項１６又は１７に記載のメディアデータの品質制御プログラムにおいて、前記ボトルネックリンク帯域推定処理は、プローブパケットから推定されるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）とプローブパケットのサイズとに基づいてボトルネックリンク帯域の推定値を算出する算出処理とをコンピュータに実行させるように構成したことを特徴とするメディアデータの品質制御プログラム。
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| WO2014132723A1 (ja) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | 日本電気株式会社 | 送信レート制御装置送信レート制御システム、送信レート制御方法及び送信レート制御プログラム |
| US10129123B2 (en) | 2013-09-26 | 2018-11-13 | Fujitsu Limited | Measurement apparatus, communications apparatus, and relay apparatus |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004253883A (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Nec Corp | 音声・画像リアルタイム通信におけるビットレート制御を実行するデータ通信装置 |
| JP2008511205A (ja) * | 2004-08-17 | 2008-04-10 | カリフォルニア・インスティチュート・オブ・テクノロジー | キュー制御と１方向遅延測定を用いた、ネットワークの輻輳を制御する方法および装置 |
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| JP2008511205A (ja) * | 2004-08-17 | 2008-04-10 | カリフォルニア・インスティチュート・オブ・テクノロジー | キュー制御と１方向遅延測定を用いた、ネットワークの輻輳を制御する方法および装置 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2014132723A1 (ja) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | 日本電気株式会社 | 送信レート制御装置送信レート制御システム、送信レート制御方法及び送信レート制御プログラム |
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