JP2013066188A - ＱｏＳ保証方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＱｏＳ保証方法及び装置を提供する。
【解決手段】送信側からデータを受信中の受信側の通信環境が変更されるにつれて、変更された通信環境を表す情報を生成するステップと、生成された情報を送信側に伝送するステップと、を含むことを特徴とするＱｏＳ保証方法。これにより、受信側と送信側終端との間の通信プロトコルを利用した通信環境を表す情報の交換で受信側の資源についての情報、リンク特性、通信経路上のリンク特性を送信側に知らせて、受信側と送信側との間のデータ通信のＱｏＳを保証しうる。
【選択図】図６Ａ

Description

本発明は、通信プロトコルを利用したＱｏＳ保証装置及び方法に係り、さらに詳細には、受信側と送信測との間のデータ通信の通信環境が変わる場合に、受信側と送信測との間の通信プロトコルを利用した情報の交換を通じてデータ通信のＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を保証するための方法及び装置に関する。

有無線通信技術の発展と共に、マルチメディア通信を支援する有無線通信サービスの種類とその通信規格とが多様化された。特に、データの伝送速度が次第に向上するにつれて、有無線通信を通じて音楽または映像のリアルタイムストリーミングを提供するサービスが次第に増加している。この場合、サービス利用者が継ぎ目なしに音楽を鑑賞するか、または映像を視聴可能にする技術が最も重要であるが、特に、下記のように通信環境が変わる場合において、受信側と送信側との継ぎ目のないデータ通信のためのＱｏＳ保証方法の重要性が注目される。

図１に示したように、受信側１１０の移動端末機が２Ｍｂｐｓの最大データ伝送速度を有する無線ランネットワーク１３０にあり、３８４Ｋｂｐｓの最大データ伝送速度を有するＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）ネットワーク１４０に移動した場合を仮定する。ここで、送信側１２０が２Ｍｂｐｓの無線通信ネットワークで１Ｍｂｐｓでデータを伝送（１０１）しており、受信側端末機が移動するネットワークのリンク特性を知らず、受信側端末機のハンドオーバー（１０２）以後にも同じ伝送速度を仮定してデータを伝送（１０３）し続ければ、受信側端末機は、送信側の伝送するデータを全部伝送されることができない。したがって、伝送したデータが音楽または映像のストリーミングデータならば、受信側は、リアルタイムで継ぎ目なしに音楽を鑑賞するか、または動画を視聴することが不可能になる。

逆に、図２に示したように、受信側２１０が３８４Ｋｂｐｓの最大データ伝送速度を有するＷＣＤＭＡネットワーク２３０で２Ｍｂｐｓの最大データ伝送速度を有する無線ランネットワーク２４０に移動した場合を仮定する。ここで、送信側のハンドオーバー（２０２）以前に３８４Ｋｂｐｓの伝送速度でデータを伝送（２０１）しており、受信側端末機が移動するネットワークのリンク特性を知らず、受信側端末機のハンドオーバー（２０２）以後にも同じデータ伝送速度でデータを伝送（２０３）し続ける。したがって、この場合には、２Ｍｂｐｓの最大データ伝送速度を有する無線ランネットワークで１５６Ｋｂｐｓのデータ伝送速度でデータを伝送する非効率が発生する。

図１または図２のように、異種のネットワーク間のハンドオーバーだけでなく、同種のネットワーク間のハンドオーバーにおいても、ハンドオーバー以後のネットワークでのリンク特性は、ハンドオーバー以前のリンク特性と異なりうる。ハンドオーバー以後のネットワークがハンドオーバー以前にネットワークに比べて多くのユーザを有していれば、ネットワーク上でそれぞれのユーザは、遅い速度で通信せざるを得ない。また、ハンドオーバー以後のネットワークでのビットエラー率がハンドオーバー以前のネットワークに比べて顕著に高いならば、ビットエラー率を減らすためにデータの伝送速度を下げてデータを伝送せねばならない。逆に、ユーザの少ないネットワークやビットエラー率の低いネットワークでハンドオーバーを行った場合には、さらに速い伝送速度でデータ通信がなされうる。

それ以外にも、受信側のネットワーク間のハンドオーバーなしに同じネットワークで通信を行う場合にも、前述したようにネットワーク上のユーザ数の変化、データ通信環境の変化によって、同じネットワークに属しているにも拘わらず、データ伝送速度に変化がありうる。

受信側端末機の受信中のデータを処理するために使用可能な資源の変更についての情報も、送信側とのデータ通信のＱｏＳに影響を及ぼすことができる。受信側端末機が受信中のデータを処理するために割り当てうるＣＰＵ、メモリなどのハードウェア的な特性が変更されて、現在受信中のデータを処理できないにもかかわらず、送信側のデータを伝送し続ければ、受信側では、正常的にデータを受信できない。受信側の処理できない方式でエンコーディングされた音楽または映像を、送信側の見つけずに受信側に伝送する場合にも同様である。

前述した場合において、受信側の属しているネットワークのデータ伝送速度または資源の変更を表す情報を送信側に伝達し、送信側は、受信側が受信して変更された通信環境に合せてデータを伝送すれば、データ通信のＱｏＳが保証されうる。例えば、伝送速度の遅いネットワークでは、遅いデータ伝送速度でもリアルタイムサービスを可能にするために、速いネットワークに比べて低音質、低画質の音楽または映像データを伝送しうる。また、伝送速度の速いネットワークでは、遅いネットワークに比べて高音質、高画質の音楽または映像データを伝送して、さらなる品質のストリーミングサービスを可能にできる。また、受信側が送信側の送信するデータを処理するために、ＣＰＵやメモリをさらに多く割り当てるならば、変更前に比べて高音質、高画質の音楽または映像データを伝送してさらなる品質のデータ通信が可能になる。

受信側の通信環境によって伝送するデータの大きさを変更させる従来の技術としては、ＴＣＰプロトコルのスライディングウィンドウ停滞制御がある。受信側は、送信側の伝送するデータに対して、エラーなしに伝送されたというＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）信号を伝送し、現在伝送するデータの大きさに対して正常的なＡＣＫ信号応答が送信側に到着すれば、送信側は、一度に伝送するデータの大きさを増やす。逆に、ＡＣＫ信号が送信側に到着しなければ、送信側の一度に伝送するデータの大きさを減らす。受信側のリンク特性の改善または悪化によってデータ伝送速度を調節できるという点で、前述した受信側のリンク特性を考慮して伝送する機能を行う。しかし、スライディングウィンドウ停滞制御は、受信側の改善または悪化した受信側のリンク特性に合せてデータを伝送するために相当な時間がかかり、したがって、その時間遅延ほどリンクの非効率的な使用を招く。

特表２００６−５００８０８号公報 欧州特許出願公開第１６２８４４６号明細書 特開２００６−３３８３８号公報 欧州特許出願公開第１６３８２６１号明細書 特開２００５−７３２１１号公報 特開２００５−５７７３４号公報

山内 長承 他、「再送を伴う無線区間を持つインターネットでの動画転送時のバッファ制御」、情報処理学会研究報告、第2001巻、第59号、2001-DPS-103-7、2001年6月8日、pp. 37-42 荻野 浩明 他、「モバイルストリーミングQoSサーバにおけるファイル切り替え方式」、情報処理学会研究報告、第2002巻、第24号、2002-MBL-20-13、2002年3月8日、pp. 91-97 福元 徳広 他、「無線IP網上における区間分割型QoS情報通知機能に基づくメディア品質制御手法」、電子情報通信学会技術研究報告（信学技報）、第104巻、第689号、2005年2月24日、pp. 125-130(NS2004-221 IN2004-221)

本発明が解決しようとする技術的課題は、受信側のリンク特性またはデータ処理を処理するために使用可能な資源特性の変化にも拘わらず、受信側と送信側との間のデータ通信において、ＱｏＳを保証するための方法及び装置を提供することであり、前記方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することである。

前記課題を解決するための本発明による送信側からデータを受信中の受信側のＱｏＳ保証方法は、前記受信側の通信環境が変更されるにつれて前記変更された通信環境を表す情報を生成するステップと、前記生成された情報を前記送信側に伝送するステップと、を含む。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記通信環境を表す情報は、前記変更された通信環境のリンク特性を表す情報及び／または前記変更された通信環境で前記受信側の受信中のデータを処理するために使用可能な資源を表す情報であることを特徴とする。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記リンク特性を表す情報は、前記受信側の第１ネットワークから第２ネットワークに移動するハンドオーバーの場合に、第２ネットワークのリンク特性を表す情報であることを特徴とする。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記伝送するステップは、ハンドオーバー以前に前記第２ネットワークのリンク特性情報を伝送することを特徴とする。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記ＱｏＳ保証方法は、前記送信側から前記リンク特性を表す情報についての応答情報を伝送される場合に、ハンドオーバーを行うステップをさらに含む。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記伝送するステップは、ハンドオーバー以後に前記第２ネットワークのリンク特性を表す情報を送信側に伝送することを特徴とする。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記資源を表す情報は、受信側装置のＣＰＵ、使用可能なコーデック、ディスプレイ解像度、メモリ及び受信バッファのサイズのうち少なくとも一つを表すことを特徴とする。

前記課題を解決するための本発明による送信側からデータを受信中の受信側のＱｏＳ保証装置は、前記受信側の通信環境が変更されるにつれて、前記変更された通信環境を表す情報を生成する通信環境情報生成部と、前記通信環境を表す情報を前記送信側に伝送する伝送部と、を備える。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記通信環境を表す情報は、前記変更された通信環境のリンク特性を表す情報及び／または前記変更された通信環境で前記受信側の受信中のデータを処理するために使用可能な資源を表す情報であることを特徴とする。

前記課題を解決するための本発明による受信側にデータを送信中の送信側のＱｏＳ保証方法は、前記受信側の通信環境を表す情報を前記受信側から受信するステップと、前記受信された情報によって前記データの送信に対するＱｏＳを調節するステップと、を含む。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記通信環境を表す情報は、変更された通信環境のリンク特性を表す情報及び／または前記変更された通信環境で前記受信側の受信中のデータを処理するために使用可能な資源を表す情報であることを特徴とする。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記ＱｏＳ保証方法は、前記リンク特性を表す情報によって前記データ送信に対するＱｏＳを調節したことを表す応答情報を生成するステップと、前記応答情報を前記受信側に伝送するステップと、をさらに含むことを特徴とする。

前記課題を解決するための本発明による受信側にデータを送信中の送信側のＱｏＳ保証装置は、通信環境を表す情報を受信する通信環境情報受信部と、前記通信環境を表す情報によってＱｏＳを調節するＱｏＳ調節部と、を備える。

本発明による望ましい実施形態によれば、前記ＱｏＳ保証装置は、前記通信環境を表す情報によってＱｏＳを調節したことを表す応答情報を生成する応答情報生成部と、前記応答情報を前記受信側に伝送する伝送部と、をさらに備えることを特徴とする。
前記課題を解決するために本発明は、前記ＱｏＳ保証方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。

本発明によれば、受信側または受信側から送信側までの伝送経路上のリンク特性の変更についての情報を送信側に伝達し、送信側は、変更されたリンク特性によってデータを伝送することによって、受信側と送信測との間のデータ通信のＱｏＳを保証しうる。

異種のネットワーク間のハンドオーバーによるデータ通信セションを示す図面である。 異種のネットワーク間のハンドオーバーによるデータ通信セションを示す図面である。 本発明の望ましい一実施形態による受信側のＱｏＳ保証方法を示すフローチャートである。 本発明の望ましい一実施形態による受信側のＱｏＳ保証方法を示すフローチャートである。 本発明の望ましい一実施形態による受信側のＱｏＳ保証方法を示すフローチャートである。 本発明の望ましい一実施形態による送信側のＱｏＳ保証方法を示すフローチャートである。 本発明の望ましい一実施形態によるＱｏＳ保証方法のデータ通信セションを示す図面である。 本発明の望ましい一実施形態によるＱｏＳ保証方法のデータ通信セションを示す図面である。 本発明の望ましい一実施形態による伝送経路上のリンク特性を考慮したＱｏＳ保証方法を示すフローチャートである。 本発明の望ましい一実施形態による伝送経路上のリンク特性を考慮したＱｏＳ保証方法のデータ通信セションを示す図面である。 本発明の望ましい一実施形態による通信環境を表す情報を含むパケット構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施形態による受信側のＱｏＳ保証装置の構成図である。 本発明の望ましい一実施形態による送信側のＱｏＳ保証装置の構成図である。

以下では、図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
図３は、本発明による受信側のリンク特性によるＱｏＳ保証方法を説明するためのフローチャート図である。
ステップ３０１で、受信側は、ネットワークのリンク特性を検出する。一般的に、受信側の属しているネットワークのアクセスポイントまたはルータが伝送する所定の信号を分析してリンク特性を検出しうる。アクセスポイントは、無線ＲＡＮの場合にＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）を意味し、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡのような移動通信においては、基地局を意味する。無線ネットワークの種類には、制限がないので、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のようなネットワーク無線ネットワークに含まれ、有線ネットワークにも適用可能である。ウィンドウコンピュータ運用体制のＮＤＩＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｄｒｉｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のような検出方法によれば、受信側から見た時に、送信側までのリンクで最初に接続する有線局または無線局へのリンク特性を検出しうる。

検出されるリンク特性には、データ伝送信号の強度、データの伝送速度、ビットエラー率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）についての情報が含まれる。無線通信ネットワークの場合に、無線通信規格についての情報がリンク特性に含まれうる。一実施形態において、受信側端末機が無線ランネットワーク上でデータを受信している場合には、ＡＰまたはネットワーク上の他の端末機が周期的に伝送するビーコン信号を分析することによって、ネットワークのリンク特性を検出しうる。

受信側が第１ネットワークから第２ネットワークに移動する同種／異種のネットワーク間のハンドオーバーの場合には、第２ネットワークのリンク特性についての情報が検出される。

一実施形態において、リンク特性によってリンク状態を判断するステップ（図示せず）をさらに含みうる。検出されたリンク特性は、前述したように、多様な要因による情報を含み、これを何れも送信側に伝送することは非効率的でありうる。したがって、受信側のネットワークでの通信環境を良好な程度によって複数のレベルに分け、それぞれのレベルによって係数を割り当てて係数のみを伝送することによって、送信側では、伝送された係数のみで受信側のリンク特性を予測しうる。

リンク状態を判断するステップ（図示せず）は、必ずしも受信側で行われる必要はなく、ステップ３０１で検出されたリンク特性のみを送信側に伝送し、送信側でこれに基づいてリンク状態に対する判断を行うこともできる。

ステップ３０２では、ステップ３０１で検出されたリンク特性を表す情報（以下‘リンク情報’という）を生成する。リンク情報を周期的に生成してステップ３０３を通じて送信側に伝送することもあり、リンク特性の変更がある場合にのみリンク情報を生成してステップ３０３を通じて伝送することもある。本発明のさらに他の実施形態によれば、受信側は、リンク情報を任意の時間に生成しうる。

リンク特性の変更がある場合にのみリンク情報を生成する場合では、リンク特性の変更がなければ、現在データを受信する方式の変化なしにデータを受信し続ける。しかし、リンク特性の変更があれば、ステップ３０２ないし３０７を行う。

ステップ３０４では、受信側の伝送したリンク情報に対して、送信側の応答する応答情報が送信側から伝送されたか否かを判断する。もし、送信側が応答情報が含まれたパケットを伝送しなかったならば、ステップ３０３に戻って、再び変更されたリンク情報を送信側に伝送する。逆に、送信側の応答情報が含まれたパケットを伝送した場合ならば、受信側は、次のステップ（ステップ３０６）に移動してハンドオーバーであるか否かを判断する。

ステップ３０５ないし３０６は、送信側の応答情報を伝送された受信側がハンドオーバーが必要ならば、ハンドオーバーを行うステップである。ステップ３０５では、リンク特性の変更がハンドオーバーによることならば、送信側の応答情報を既に受けた状態であるので、ハンドオーバーを行い（ステップ３０６）、データ受信（ステップ３０７）を開始する。しかし、リンク特性の変更がハンドオーバーではない同一ネットワーク上でのリンク情報の変更に過ぎないならば、ハンドオーバーは行わず、変更されたリンク特性合せてデータを受信（ステップ３０７）する。

前述したように、同種のネットワーク間のハンドオーバーにおいても、ハンドオーバーの以前または以後のネットワーク上のユーザ数、信号の強度、ビットエラー率が異なってリンク特性が変わりうる。したがって、ステップ３０５でのハンドオーバーは、同種／異種のネットワーク間のハンドオーバーを何れも含む。

図４Ａは、本発明による受信側のＱｏＳ保証方法のうち、ハンドオーバー以後にリンク特性についての情報を伝送する方法を説明するためのフローチャートである。
ステップ４０１で、第１ネットワークから第２ネットワークへのハンドオーバーを感知した受信部は、ステップ４０２でハンドオーバーを行う。

ハンドオーバー以後にステップ４０３で第２ネットワークのリンク特性を検出する。前述したように検出されるリンク特性には、第２ネットワーク上でのデータ伝送信号の強度、データの伝送速度、ビットエラー率及び無線通信ネットワークの場合に、無線通信規格についての情報がリンク特性に含まれうる。リンク特性に含まれうる情報には、制限がない。

ステップ４０４では、ステップ４０４で検出されたリンク特性についての情報を通信プロトコルを利用して生成する。図３に示したステップ３０２と同様に、リンク情報を周期的に生成してステップ４０６を通じて伝送してもよく、リンク情報の変更がある場合にのみパケットを生成してもよい。本発明のさらに他の実施形態によれば、受信側は、リンク情報を任意の時間に生成しうる。

リンク特性の変更がある場合にのみリンク情報を生成する場合には、リンク特性の変更がなければ、現在データを受信する方式の変化なしにデータを受信し続ける。しかし、リンク特性の変更があれば、ステップ４０４ないし４０７を行う。

ステップ４０６では、受信側が伝送したリンク情報に対して、送信側の応答情報が伝送されたか否かを判断する。もし、送信側の応答情報が伝送されなかったならば、再びリンク情報を伝送（ステップ４０５）する。送信側の応答情報を伝送した場合には、ステップ４０７でデータを受信する。

図３及び図４Ａに示した受信側のＱｏＳ保証方法は、それぞれの実施形態で独立的に行われる必要はなく、ハンドオーバー以前に送信側にリンク情報の伝送がなされた場合にも、ハンドオーバー以後に反復してリンク情報を伝送しうる。また、ハンドオーバー以前にリンク情報を伝送せねばならないが、突然のハンドオーバーのように、回避不可能な事由によってハンドオーバー以前にリンク情報を伝送できない場合にのみ、ハンドオーバー以後にリンク情報を伝送することで実施形態を構成することもある。

図４Ｂは、本発明による受信側のデータ処理に必要な資源特性の変更による受信側のＱｏＳ保証方法を説明するためのフローチャートである。通信環境情報には、ＱｏＳの決定に必要な全ての情報が含まれうる。したがって、通信環境情報には、図３及び図４Ａに示されたリンク特性情報だけでなく、受信側の受信中のデータ処理のために使用可能な資源についての情報が含まれうるので、図４Ｂは、これを送信側に知らせてデータ通信のＱｏＳを保証するための方法を説明する。

ステップ４１１で、受信側は、受信中のデータを処理するために使用可能な資源を表す情報を生成する。使用可能な資源を表す情報は、受信側端末機が受信中のデータを処理するために使用可能なＣＰＵ、メモリ、受信バッファのサイズ、ディスプレイ解像度のようなハードウェア的な特性についての情報と、受信側端末機で使用可能なビデオ／オーディオコーデックのようなソフトウェア的な特性についての情報とが含まれうる。前述したハードウェア／ソフトウェア的な特性を表す情報だけでなく、受信側及び送信側のデータ通信環境に影響を与えうる端末機の全ての特性が使用可能な資源を表す情報に含まれて送信側に伝送されうる。本発明のさらに他の実施形態によれば、受信側は、リンク情報を任意の時間に伝送しうる。

ステップ４１２では、ステップ４１１で生成された資源を表す情報を送信側に伝送する。リンク特性情報を伝送する場合とは異なり、ハンドオーバー如何に関係なく、資源を表す情報に変更があれば、送信側に伝送する。また、変更がある場合だけでなく、周期的に資源を表す情報を送信側に伝送することもできる。

ステップ４１３では、ステップ４１２で送信側に伝送した資源を表す情報についての応答情報を送信側から伝送されたか否かを判断する。もし、応答情報を受信したならば、変更されたＱｏＳによってステップ４１４を通じてデータを受信する。応答情報を受信できなかったならば、ステップ４１２に戻って再び使用可能な資源を表す情報を伝送する。

図５は、本発明による送信側のＱｏＳ保証方法を説明するためのフローチャートである。
ステップ５０１で、送信側は、受信側の伝送した通信環境を表す情報が受信されたか否かを判断する。情報を受信した場合ならば、ステップ５０２を通じてデータ送信についてのＱｏＳを調整する。情報を受信していない場合ならば、リンク特性または受信側の使用可能な資源状態に変更がない場合であるので、ステップ５０４を通じて受信側にデータを送信し続ける。

ステップ５０２では、送信側は、受信側の伝送した通信環境情報に合せてデータ伝送のＱｏＳを調節する。リンク特性の悪化によって受信側のビットエラー率が大きくなった場合には、これに対応するために前進エラー修正方式をエラーにさらに強い方式に変更しうる。また、受信側のデータ伝送速度の変化によって、伝送速度が遅くなった場合ならば、伝送するデータのエンコーディング方式を調節して映像または音楽データの秒当たりフレーム数を減少させたり、解像度を下げたり、圧縮率の高いエンコーディング方式に変えたりするなどの変更が可能である。逆に、データ伝送速度が速くなったら、秒当たりフレーム数を増加させたり、解像度を上げたり、圧縮率の低いエンコーディング方式に変えたりするなどのＱｏＳ調節方法が使われる。送信側が多様な品質のコンテンツを保有し、受信側のリンク特性の悪化または改善によって、高品質または低品質のコンテンツを伝送することもできる。ＱｏＳを調節する方法には、制限がなく、受信側の通信環境の変更によって、伝送中のデータの品質を変更する全ての方法がＱｏＳを調節するステップで使われうる。

ステップ５０３で、送信側は、変更された通信環境情報によってデータを伝送する準備ができたことを表す応答情報を生成する。受信側に伝送するデータパケット内の特定ビットを‘０’または‘１’に設定して、送信側の準備ができたか否かについてのみ簡単に表示する方法で応答情報を構成しうる。また、エンコーディング方式とデコーディング方式とが相互対応して、受信側で送信側が伝送するデータのエンコーディング方式が分からねばならない場合のように、具体的に応答情報を構成せねばならない場合には、送信側が伝送しようとするデータのエンコーディング方式、フォーマット、大きさについて具体的に表示する方法で応答情報を構成することもできる。エンコーディング方式には、秒当たりフレーム数、解像度、圧縮率、前進エラー修正方式などの情報が該当する。

ステップ５０４では、ステップ５０３を通じて生成された応答情報を含むパケットを受信側に伝送し、受信側の変更されたリンク情報によってデータを送信（ステップ５０５）する。

送信側と受信側との間にデータ通信を開始した以後から通信を終了するまでの期間をセションというとき、図６Ａは、本発明によって同種／異種のネットワーク間のハンドオーバー時にリンク情報を送受信するセションを示す。

受信側６１０が送信側６２０からデータ伝送速度が１００Ｍｂｐｓであるネットワーク６３０で１００Ｍｂｐｓの伝送速度でデータを伝送（６０１ないし６０２）されている場合を仮定する。受信側６１０がデータ伝送速度が１５６Ｋｂｐｓであるネットワーク６４０に移動することによって、受信側６１０は、変更されたネットワークのリンク特性を検出する。検出されたリンク特性によってリンク情報が受信側で生成され、送信側に伝送（６０３）される。パケットを伝送された送信側６２０は、これに対して応答情報を受信側に伝送（６０４）し、応答情報を受信した受信側は、ハンドオーバーを行う。６０３及び６０４過程が完了すれば、変更されたリンク特性によって１５６Ｋｂｐｓの伝送速度でデータ伝送（６０５ないし６０６）がなされる。

図６Ａは、受信側６１０が６３０ネットワークから６４０ネットワークに移動する時は、同種／異種のネットワークのハンドオーバーによってデータ伝送速度が変わる場合を示した。

図６Ｂは、同種／異種のネットワーク間のハンドオーバーなしに、受信側６５０が同じネットワーク、すなわち、同じ基地局またはアクセスポイントを通じて送信側６６０とデータ通信を行っている途中にデータ伝送速度が変更される場合を示す。

受信側６５０が送信側６６０から１００Ｍｂｐｓでデータを伝送（６５１ないし６５２）されている途中にデータ伝送速度に変更（６５３）が発生する。データ伝送速度の変化は、同じ基地局またはアクセスポイントに接続したユーザの変動、信号の強度の変動によって発生できる。

これにより、受信側６５０は、送信側６６０に変更されたリンクの特性を表すリンク情報を伝送し（６５４）、これに対し、送信側６６０は、応答情報を伝送（６５５）する。６５４及び６５５の過程が完了すれば、変更されたリンク情報によって１５６Ｋｂｐｓのデータ伝送速度でデータを伝送（６５６ないし６５７）する。

図６Ａ及び図６Ｂには、データ伝送速度が変更する場合について示した。しかし、データ伝送速度の変更だけでなく、電波妨害によるビットエラー率の上昇または低下、信号の強度の変更による通信環境の悪化または改善の場合など、受信側及び送信側のデータ伝送において、リンク特性の変更を誘発する全ての要素の変更がリンク情報に含まれて伝送されうる。

前述した方法によって受信側のリンク情報を送信側に伝送し、送信側がそれに合せてデータを伝送する場合にも、受信側が送信側に伝送するリンク情報は、受信側端末機と直接的に接続したアクセスポイントやルータとのリンク情報のみを送信側に伝送する。しかし、受信側から送信側までの伝送経路上のルータや中継器のような伝送経路上のリンク特性によって、受信側と送信側との間のデータ通信が影響を受ける場合もある。したがって、伝送経路上のリンク情報も、送信側が考慮してデータを伝送できる方法が必要である。

図７は、本発明による伝送経路上のリンク情報を考慮したＱｏＳ保証方法を説明するためのフローチャートである。
ステップ７０１で、データを中継する接続ノードは、受信側が送信側に伝送するリンク情報を受信する。受信側が送信側に伝送するリンク情報には、受信側と直接的にデータを交換する接続ノードのリンク特性についてのリンク情報のみが含まれている。

ステップ７０２で、データを中継する接続ノードは、ステップ７０１で受信したリンク情報に付加または修正が必要なのか否かを判断する。受信側から伝送したリンク情報を受信した現在接続ノードで受信側のリンク情報によってデータを伝送できない場合には、リンク情報を付加または修正（ステップ７０３）して、伝送経路上でリンク特性を考慮したリンク情報を生成する。

図８は、本発明による伝送経路上のリンク情報を含むリンク情報送受信セションを示す。
受信側８１０がデータ伝送速度が５Ｍｂｐｓであるルータ８２０とデータ伝送速度が５０Ｍｂｐｓであるルータ８３０とを通じて送信側８４０とリンクを形成して、データ伝送速度が１５６Ｋｂｐｓであるネットワーク８５０で１５６Ｋｂｐｓの速度で送信側８４０からデータを伝送（８０１ないし８０２）されている場合を仮定する。受信側が８５０ネットワークから８６０ネットワークに移動するにつれて、データ伝送速度が１５６Ｋｂｐｓから１００Ｍｂｐｓに向上したので、受信側８１０は、１００Ｍｂｐｓのデータ伝送速度に対してリンク情報を生成し、これを伝送（８０３）する。しかし、５Ｍｂｐｓのルータ８２０は、５Ｍｂｐｓの伝送速度のみを支援するので、送信側８４０が１００Ｍｂｐｓの速度でデータを伝送しても、受信側８１０がそれを正しく伝送されることができない。したがって、５Ｍｂｐｓのルータ８２０は、送信側８４０に伝送されるリンク情報を５Ｍｂｐｓのデータ伝送速度に合せて修正して伝送（８０４）する。

５Ｍｂｐｓのルータ８２０からリンク情報を伝送された５０Ｍｂｐｓのルータ８３０は、既にルータ８３０が支援するデータ伝送速度である５０Ｍｂｐｓより低いデータ伝送速度である５Ｍｂｐｓでリンク情報が設定されているので、別途のリンク情報に修正を加えず、送信側にリンク情報を伝送（８０５）する。

結果的に、送信側は、受信側が伝送したリンク情報（８０３）ではない伝送経路上のリンク特性が全体的に考慮されたリンク情報（８０５）によって５Ｍｂｐｓの伝送速度でデータを伝送（８０６ないし８０７）することによって、受信側と送信測との間のデータ伝送におけるＱｏＳが保証される。

伝送経路上のルータ８２０及び８３０が、受信側の伝送したリンク情報に修正を加えずに、単純に自身が支援可能なデータ伝送速度によるリンク情報を付加して伝送することのみして、最終的に送信側がこの情報を比較判断して最適のデータ伝送速度でデータを伝送可能にする方法で実施形態を構成することもできる。

リンク特性の変更には、図８に示されたように、データ伝送速度が向上または低下する場合だけでなく、電波妨害によるビットエラー率の上昇または降下、信号の強度弱化による通信環境の悪化または改善の場合など、受信側と送信側とのデータ伝送状態の変更を誘発する全ての要素の変更が含まれうる。

通信環境情報を生成して伝送する方法には、制限がないが、一般的に、受信側と送信側とのデータ伝送は、パケット構造に基づいてなされるので、リンク情報は、通信プロトコルを利用してデータパケットに含まれて生成され、かつ伝送されうる。

一般的なデータ通信のためのパケットは、図９に示したように、受信側と送信側とのデータ通信規約を表す通信プロトコルフィールド９１０と、伝送しようとするデータであるペイロードフィールド９２０とに分けられる。通信プロトコルフィールド９１０には、多様な階層の多様な通信プロトコルヘッダが含まれる。例えば、ネットワーク階層のＩＰｖ４、ＩＰｖ６または伝送階層のＴＣＰ、ＵＤＰのようなプロトコルヘッダが含まれる。それ以外に、アプリケーション階層、表現階層、セション階層、データリンク階層及び物理階層に多様な通信プロトコルが規定されている。

本発明による通信環境情報は、前述した通信プロトコルフィールド９３０ないし９６０のうち一部に挿入（図示せず）されて伝送されることもあり、通信環境情報９７０の伝送のための別途のプロトコルで定義されて通信プロトコルフィールド９１０に挿入されることもある。

図１０は、本発明による受信側のＱｏＳ保証装置を示す。受信側のＱｏＳ保証装置１０００は、リンク特性検出部１０２０、通信環境情報生成部１０３０、伝送部１０４０で構成される。

リンク特性検出部１０２０は、受信側が接続している接続ノード１０１０、すなわち、アクセスポイントやルータからリンク特性を検出する。検出されたリンク特性は、リンク情報生成部１０３０を経て送信側に伝送するリンク情報が生成される。一実施形態によれば、通信環境情報生成部１０３０ではデータパケットの通信プロトコルフィールド９１０上に別途のフィールドを作って挿入するか、または既存のプロトコルの一部分に挿入する方法で通信環境情報を生成しうる。

伝送部１０４０は、通信環境情報生成部１０３０で生成された通信環境情報を送信側１０５０に伝送する。

図１１は、本発明による送信側のＱｏＳ保証装置１１００を示す。
送信側のＱｏＳ保証装置１１００は、通信環境情報受信部１１２０、ＱｏＳ調節部１１３０、応答情報生成部１１４０、伝送部１１５０で構成される。
通信環境情報受信部１１２０は、受信側１１１０が伝送した通信環境情報を受信してリンク特性を抽出し、これをＱｏＳ調節部１１３０に伝達する。
ＱｏＳ調節部１１３０は、受信側に伝送するデータの大きさ、エンコーディング方式、フォーマットなどを調節することによって、受信側の変更された通信環境に合せてデータを伝送する準備をする。

応答生成部１１４０は、変更された通信環境によってデータを伝送する準備ができたことを表す応答情報を含むパケットを生成する。受信側に伝送するデータパケット内の特定ビットを‘０’または‘１’に設定して、送信側が準備ができたか否かについてのみ簡単に表示する方法で応答情報を構成してもよく、送信側が伝送しようとするデータのエンコーディング方式、フォーマット、大きさについて具体的に表示する方法で応答情報を構成してもよい。

伝送部は、応答情報生成部１１４０で生成された応答情報を受信側１１１０に伝送する。

以上、本発明は、たとえ限定された実施形態及び図面によって説明されたが、本発明は、前記実施形態に限定されず、これは、当業者ならば、このような記載から多様な修正及び変形が可能であろう。したがって、本発明の思想は、特許請求の範囲によってのみ把握され、これと均等なまたは等価的な変形は、何れも本発明の思想の範疇に属している。

また、本発明によるシステムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードで具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られうるデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置があり、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが保存されかつ実行されうる。

本発明は、データ通信のＱｏＳ保証方法及び装置関連の技術分野に適用可能である。

６１０ 受信側
６２０ 送信側
６３０ データ伝送速度が１００Ｍｂｐｓであるネットワーク
６４０ データ伝送速度が１５６Ｋｂｐｓであるネットワーク

Claims (25)

1. ＱｏＳ保証方法において、
   送信側からデータを受信中の受信側の通信環境が変更されるにつれて、前記変更された通信環境を表す情報を生成するステップと、
   前記生成された情報に対応する係数を前記送信側に伝送するステップと、を含み、
   前記係数は、前記受信側の通信環境を品質によって複数のレベルに分け、前記複数のレベルにそれぞれ割り当てられたものであることを特徴とするＱｏＳ保証方法。
2. 前記変更された通信環境を表す情報は、
   前記変更された通信環境のリンク特性を表す情報及び／または前記変更された通信環境で前記受信側の前記受信中のデータを処理するために使用可能な資源を表す情報であることを特徴とする請求項１に記載のＱｏＳ保証方法。
3. 前記リンク特性を表す情報は、
   前記受信側の第１ネットワークから第２ネットワークに移動するハンドオーバーの場合に、第２ネットワークのリンク特性を表す情報であることを特徴とする請求項２に記載のＱｏＳ保証方法。
4. 前記伝送するステップは、前記ハンドオーバー以前に前記第２ネットワークのリンク特性を表す情報を伝送することを特徴とする請求項３に記載のＱｏＳ保証方法。
5. 前記送信側から前記リンク特性を表す情報についての応答情報を伝送された場合に、ハンドオーバーを行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のＱｏＳ保証方法。
6. 前記伝送するステップは、前記ハンドオーバー以後に前記第２ネットワークのリンク特性を表す情報を伝送することを特徴とする請求項３に記載のＱｏＳ保証方法。
7. 前記リンク特性を表す情報は、前記受信側から送信側までの伝送経路上で付加または修正されるリンク特性についての情報を含むことを特徴とする請求項２に記載のＱｏＳ保証方法。
8. 前記受信側の属しているネットワークのアクセスポイントまたはルータから前記リンク特性を検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のＱｏＳ保証方法。
9. 前記資源を表す情報は、受信側装置のＣＰＵ、使用可能なコーデック、ディスプレイ解像度、メモリ及び受信バッファのサイズのうち少なくとも何れか一つを表すことを特徴とする請求項２に記載のＱｏＳ保証方法。
10. ＱｏＳ保証装置において、
    送信側からデータを受信中の受信側の通信環境が変更されるにつれて、前記変更された通信環境を表す情報を生成する通信環境情報生成部と、
    前記通信環境を表す情報に対応する係数を前記送信側に伝送する伝送部と、を備え、
    前記係数は、前記受信側の通信環境を品質によって複数のレベルに分け、前記複数のレベルにそれぞれ割り当てられたものであることを特徴とするＱｏＳ保証装置。
11. 前記通信環境を表す情報は、前記変更された通信環境のリンク特性を表す情報及び／または前記変更された通信環境で前記受信側が前記受信中のデータを処理するために使用可能な資源を表す情報であることを特徴とする請求項１０に記載のＱｏＳ保証装置。
12. 前記リンク特性を表す情報は、前記受信側から送信側までの伝送経路上で付加または修正されるリンク特性についての情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載のＱｏＳ保証装置。
13. 前記受信側の属しているネットワークのアクセスポイントまたはルータから前記リンク特性を検出するリンク特性検出部をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のＱｏＳ保証装置。
14. ＱｏＳ保証方法において、
    送信側から受信側にデータを伝送するステップと、
    前記受信側の通信環境を表す情報に対応する係数を前記受信側から受信するステップと、
    前記受信した係数によって前記データの送信についてのＱｏＳを調節するステップと、を含み、
    前記係数は、前記受信側の通信環境を品質によって複数のレベルに分け、前記複数のレベルにそれぞれ割り当てられたものであることを特徴とするＱｏＳ保証方法。
15. 前記通信環境を表す情報は、前記受信側の通信環境のリンク特性を表す情報及び／または前記受信側の通信環境で前記受信側が前記受信中のデータを処理するために使用可能な資源を表す情報であることを特徴とする請求項１４に記載のＱｏＳ保証方法。
16. 前記ＱｏＳを調節するステップは、前記リンク特性を表す情報に含まれたビットエラー率の変更によって受信側に伝送するデータの順方向エラー訂正方式を変更することを特徴とする請求項１５に記載のＱｏＳ保証方法。
17. 前記ＱｏＳを調節するステップは、前記リンク特性を表す情報に含まれたデータ伝送速度の変更によって、受信側に伝送するデータの秒当たりのフレーム数、解像度及び圧縮率のうち少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項１５に記載のＱｏＳ保証方法。
18. 前記通信環境を表す情報によって、前記データ送信についてのＱｏＳを調節したことを表す応答情報を生成するステップと、
    前記応答情報を前記受信側に伝送するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のＱｏＳ保証方法。
19. ＱｏＳ保証装置において、
    受信側にデータを伝送する送信側と、
    前記受信側の通信環境を表す情報に対応する係数を受信する通信環境情報受信部と、
    前記受信した係数によってＱｏＳを調節するＱｏＳ調節部と、を備え、
    前記係数は、前記受信側の通信環境を品質によって複数のレベルに分け、前記複数のレベルにそれぞれ割り当てられたものであることを特徴とするＱｏＳ保証装置。
20. 前記通信環境を表す情報は、前記受信側の通信環境のリンク特性を表す情報及び／または前記受信側の通信環境で前記受信側の前記受信中のデータを処理するために使用可能な資源を表す情報であることを特徴とする請求項１９に記載のＱｏＳ保証装置。
21. 前記ＱｏＳ調節部は、前記伝送されたリンク特性を表す情報に含まれたビットエラー率の変更情報によって、受信側に伝送するデータの順方向エラー訂正方式を変更することを特徴とする請求項１９に記載のＱｏＳ保証装置。
22. 前記ＱｏＳ調節部は、前記伝送されたリンク特性を表す情報に含まれたデータ伝送速度の変更情報によって、受信側に伝送するデータの秒当たりのフレーム数、解像度及び圧縮率のうち少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項１９に記載のＱｏＳ保証装置。
23. 前記通信環境を表す情報によってＱｏＳを調節したことを表す応答情報を生成する応答情報生成部と、
    前記応答情報を前記受信側に伝送する伝送部と、をさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載のＱｏＳ保証装置。
24. 請求項１に記載の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
25. 請求項１４に記載の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。

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