JP2014154957A - 通信制御装置、通信制御方法、及び、そのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通信データに必要なリアルタイム性、及び信頼性を確保することに貢献すること。
【解決手段】通信制御装置は、パケットを送信する通信部と、パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する通信速度推定部と、パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する通信種別判断部と、前記通信種別、及び前記必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する通信制御部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信制御装置、通信制御方法、及び、そのプログラムに関し、特に、コンテンツ内容に応じたパケット通信の制御に関する。

通信データに応じて、必要とされる通信速度等は異なる。例えば、動画等の配信、視聴においては、リアルタイム性が高い通信が求められる。そのため、動画等の配信、視聴においては、動画等を視聴するユーザが違和感なく、視聴可能な通信速度が求められる。

一方、ファイル転送、インターネット検索等においては、確実にデータを通信することが求められる。つまり、ファイル転送、インターネット検索等においては、信頼性が高い通信が求められる。

特許文献１において、ネットワーク層のプロトコルに応じて異なる再送回数を設定され、通信相手からの応答信号を所定の時間内に受信しない場合、再送制御を行う技術が開示されている。そして、特許文献１において開示された技術では、リアルタイム性が高い通信に対しては、送信遅延を減少させるように、再送回数を制限する。一方、特許文献１において開示された技術では、信頼性が高い通信に対しては、確実にデータを送受信するように、十分な回数の再送回数を設定する。

特開２００７−１５８４９５号公報

なお、上記先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。

通信においては、回線環境が悪化し、通信が不可能となる場合がある。その場合、通信が成功するように、通信速度を低減して再送する（以下、フォールバックと呼ぶ）場合が多い。

ここで、リアルタイム性の高さが要求される通信においては、フォールバックを行うことによって、通信速度を下げる場合には、ユーザが動画等を違和感なく、視聴可能な通信速度を確保する必要がある。さもなければ、通信速度を下げて通信が成功しても、ユーザが動画等を視聴できない恐れがある。例えば、通信速度を下げた結果、画面の更新遅延、画面の停止、画像の乱れ、等の現象が発生する恐れがある。

一方、ファイル転送等においては、通信遅延が発生しても、確実に通信成功することが求められる。つまり、ファイル転送等においては、通信遅延が発生しても、信頼性の高い通信が望まれる。

従って、通信データに必要なリアルタイム性、及び信頼性を確保することに貢献する通信制御装置、通信制御方法、及び、そのプログラムが、望まれる。なお、特許文献１に開示された技術では、送信する通信データを作成するソフトウエアプログラム（以下、送信アプリケーションプログラムと呼ぶ）が、通信の信頼性、リアルタイム性等の情報を入力するインターフェースを備える必要がある。例えば、特許文献１に開示された技術では、送信アプリケーションプログラムとして実装された関数の引数が、通信の信頼性、リアルタイム性等の情報を含む必要がある。そのため、送信アプリケーションプログラムの関数が、それらの引数を含まない場合、特許文献１に開示された技術を用いることはできない。つまり、特許文献１に開示された技術では、通信データに必要なリアルタイム性、及び信頼性を確保できない場合が生じる。

本発明の第１の視点によれば、パケットを送信する通信部と、パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する通信速度推定部と、前記パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する通信種別判断部と、前記通信種別、及び前記必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する通信制御部と、を備える通信制御装置が、提供される。

本発明の第２の視点によれば、パケットを送信する通信部を備える通信制御装置の制御方法であって、パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する工程と、前記パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する通信種別判断工程と、前記通信種別、及び前記必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する通信制御工程と、を含む通信制御装置の制御方法が、提供される。
なお、本方法は、パケットを送信する通信部を備える通信制御装置という、特定の機械に結び付けられている。

本発明の第３の視点によれば、パケットを送信する通信部を備える通信制御装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する処理と、前記パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する通信種別判断処理と、前記通信種別、及び前記必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する通信制御処理と、を実行するプログラムが、提供される。
なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント（non-transient）なものとすることができる。本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明の各視点によれば、通信データに必要なリアルタイム性、及び信頼性を確保することに貢献する通信制御装置、通信制御方法、及び、そのプログラムが、提供される。

一実施形態の概要を説明するための図である。 第１の実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る通信制御装置１の内部構成の一例を示すブロック図である。 パケット列の一例を示す図である。 通信速度の一例を示す図である。 通信種別判断の前処理の一例を示すフローチャートである。 リアルタイム型通信であるか否かを判断する処理の一例を示すフローチャートである。 リアルタイム型通信の場合の通信制御処理の一例を示すフローチャートである。 パケットの再送処理の一例を示すフローチャートである。 ベストエフォート型通信の場合の通信制御処理の一例を示すフローチャートである。 データ信号の再送処理の一例を示すフローチャートである。 通信速度の下限値の制限解除処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る通信制御装置１ａの内部構成の一例を示すブロック図である。

初めに、図１を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。

上述の通り、通信データに必要なリアルタイム性、及び信頼性に応じて、要求される通信速度等は異なる。従って、通信データに必要なリアルタイム性、及び信頼性を確保することに貢献する通信制御装置が望まれる。

そこで、一例として図１に示す通信制御装置１００を提供する。通信制御装置１００は、パケットを送信する通信部１０１と、パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する通信速度推定部１０２と、パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する通信種別判断部１０３と、通信種別、及び必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する通信制御部１０４と、を備える。

通信制御装置１００は、パケットを送信する（ステップＳ１００１）。そして、通信制御装置１００は、パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する（ステップＳ１００２）。必要通信速度とは、送信対象のデータを送信するために必要な通信速度を意味する。そして、通信制御装置１００は、パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する（ステップＳ１００３）。

送信パターンとは、パケットの送信時間、及びパケット量のパターンを意味する。例えば、送信パターンとは、パケットの送信時間の時間間隔の変化パターンであっても良い。または、送信パターンとは、所定の時間内でのパケット量の変化パターンであっても良い。

また、通信種別とは、送信対象のデータに応じて必要なリアルタイム性、信頼性に基づいて決定される通信の種類を意味する。例えば、通信種別は、許容可能な通信遅延時間に応じて、「リアルタイムレベル１の通信」、「リアルタイムレベル２の通信」．．．等のような通信の種類として、分類されても良い。または、通信種別は、要求される通信の成功確率に応じて、「信頼レベル１の通信」、「信頼レベル２の通信」．．．等のような通信の種類として分類されても良い。

そして、通信制御装置１００は、通信種別、及び必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する（ステップＳ１００４）。通信速度の下限値とは、フォールバックを行う場合の通信速度の下限値を意味する。

例えば、リアルタイム性の高さが要求される通信の場合、通信制御装置１００はフォールバックを行う際に、必要通信速度を確保するように、通信速度の下限値を決定することが好ましい。一方、信頼性の高さが要求される通信の場合、通信制御装置１００は、フォールバックを行う際に、確実に通信が成功するように、通信速度を下げることが好ましい。従って、通信制御装置１００は、通信データに必要なリアルタイム性、及び信頼性を確保することに貢献する。

以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。

なお、以下の説明では、リアルタイム性の高さが要求される通信をリアルタイム型通信と呼ぶ。リアルタイム型通信においては、通信遅延時間が所定の閾値以下であることが好ましい。例えば、動画配信等は、リアルタイム型通信であることが好ましい。

また、以下の説明では、信頼性の高さが要求されるベストエフォート型通信と呼ぶ。ベストエフォート型通信においては、通信遅延が所定の閾値を超えていても、確実にデータを送受信することを優先することが好ましい。例えば、ファイル転送等は、ベストエフォート型通信であることが好ましい。

［第１の実施形態］
第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。

図２は、本実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。図２を参照すると、通信制御装置１と、アクセスポイント２と、１又は２以上の通信相手端末３と、を含む構成が示されている。通信制御装置１は、アクセスポイント２を介して、通信相手端末３、及びネットワーク４と接続する。

例えば、通信制御装置１、及び通信相手端末３は、携帯電話、スマートフォン、ＰＣ（Personal Computer）、ゲーム機、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、ＰＤＡ（Personal Data Assistants；携帯情報端末）、デジタルカメラ、テレビ等であっても良い。

ネットワーク４は、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを含む。また、ＬＡＮには、Ｗｉｆｉ（Wireless Fidelity）、ＷｉＭａｘ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）等、各種の方式があるが、その詳細は問わない。また、アクセスポイントは、基地局を含むとする。また、図２に示す通信システムは、例えば、宅内に設けられたネットワークシステムであっても良い。宅内とは、ユーザの自宅、会社内等であっても良い。

図３は、通信制御装置１の内部構成の一例を示すブロック図である。通信制御装置１は、表示部１０と、操作部２０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０と、通信部６０と、を含んで構成される。通信部６０は、送信パターン解析部６１と、通信速度推定部６２と、通信種別判断部６３と、通信制御部６４と、を含んで構成される。図３は、簡単のため、本実施形態に係る通信制御装置１に関するモジュールを主に記載する。

表示部１０は、画像、文字等の情報を表示する。表示部１０は、液晶パネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）等であっても良い。

操作部２０は、通信制御装置１に対するユーザの操作を受け付ける操作キー等である。例えば、操作部２０は、ユーザが通信データを設定する操作等を受け付ける。

ＲＡＭ３０は、通信制御装置１の動作において発生する各種の情報を、一時的に記憶する。

ＲＯＭ４０は、通信制御装置１の制御に必要な情報を記憶する。例えば、ＲＯＭ４０は、図３に示す各部を制御するプログラム等を記憶する。

ＣＰＵ５０は、通信制御装置１の全体を制御するととともに、図３に示す各部を制御する。ＣＰＵ５０は、通信制御装置１に搭載されたコンピュータに、そのハードウェアを用いて、通信制御装置１の処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。

通信部６０は、通信制御装置１の通信処理を制御する。例えば、通信部６０は、パケットを送信する。また、通信部６０は、通信速度、再送回数を制御する。

送信パターン解析部６１は、所定時間内のパケットの流量等を解析する。具体的には、送信パターン解析部６１は、所定時間内のパケットを送信するパターンを解析する。また、送信パターン解析部６１は、パケットを送信するパターンの規則性、及びパケットの送信間隔を解析する。送信間隔とは、パケットを再送する場合に、パケットを再送するまでの時間間隔を意味する。

以下、パケットの流量等の解析について説明する。

まず、送信パターンの解析について説明する。

送信パターン解析部６１は、送信パターンの規則性を解析する。例えば、送信パターン解析部６１は、所定の時間毎のパケット列の相関値に基づいて、送信パターンの類似度を算出してもよい。そして、送信パターン解析部６１は、送信パターンの類似度に基づいて、送信パターンの規則性を解析しても良い。なお、パケット列とは、所定の時間内で送信するパケットの列である。

送信パターン解析部６１は、時間ドメインで、所定時間内で送信するパケットをサンプリングし、パケット列として抽出しても良い。そして、送信パターン解析部６１は、サンプリングされた、２以上のパケット列の相互相関値を算出しても良い。つまり、送信パターン解析部６１は、サンプリングされたパケット列の自己相関値を算出しても良い。

または、送信パターン解析部６１は、時間ドメインでサンプリングされたパケット列を、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等を用いて、周波数ドメインに変換しても良い。そして、送信パターン解析部６１は、周波数ドメインに変換された２以上のパケット列の相互相関値を算出しても良い。そして、送信パターン解析部６１は、算出された相互相関値が高いほど、送信パターンに規則性があるが類似していると判断しても良い。そして、送信パターン解析部６１は、送信パターンが類似しているほど、送信パターンに規則性があると判断する。なお、送信パターンの類似度の算出方法は、各種あるが、その詳細は問わない。

次に、パケットの送信間隔について説明する。

送信パターン解析部６１は、送信パターンに規則性がある場合、送信パターンの送信間隔を解析する。具体的には、送信パターン解析部６１は、所定時間内でサンプリングされたパケット列（以下、第１のパケット列と呼ぶ）と、連続する所定時間内でサンプリングされたパケット列（以下、第２のパケット列と呼ぶ）と、の送信間隔を算出する。より具体的には、送信パターン解析部６１は、第１のパケット列の最後のパケットの送信時刻と、第２のパケット列の最初のパケットの送信時刻と、の差分時間を算出する。

図４は、パケット列の一例を示す図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示す右方向の矢印は、ネットワーク層において送信されるパケットを示す。また、時刻ｔ１〜ｔ１５は、各パケットを送信する時刻を示す。なお、図４は、送信パターン解析部６１が送信パターンを解析する対象として、ネットワーク層のパケットを対象とすることに限定する趣旨ではない。

まず、送信パターン解析部６１が、図４（ａ）に示す時刻ｔ１〜ｔ１３のパケット列の自己相関を算出したとする。そして、時刻ｔ１〜ｔ６のパケット列と、時刻ｔ８〜ｔ１３のパケット列の自己相関値が所定の閾値以上である、と送信パターン解析部６１は判断したとする。その場合、図４（ａ）に示す時刻ｔ１〜ｔ１３において、送信パターンに規則性がある、と送信パターン解析部６１は判断する。そして、図４（ａ）の場合、パケットの送信間隔が時間Ｔ１である、と送信パターン解析部６１は判断する。

一方、送信パターン解析部６１が、図４（ｂ）の時刻ｔ１〜ｔ１３のパケット列の自己相関を算出したとする。しかし、時刻ｔ１〜ｔ１３のパケット列において、自己相関値が所定の閾値以下である、と送信パターン解析部６１は判断したとする。その場合、図４（ｂ）に示す時刻ｔ１〜ｔ１３において、送信パターンに規則性はない、と送信パターン解析部６１は判断する。

また、送信パターン解析部６１が、図４（ｃ）の時刻ｔ１〜ｔ１５のパケット列の自己相関を算出したとする。そして、時刻ｔ１〜ｔ６のパケット列と、時刻ｔ１０〜ｔ１５のパケット列の自己相関値が、所定の閾値以上である、と送信パターン解析部６１は判断したとする。その場合、図４（ｃ）に示す時刻ｔ１〜ｔ１５において、送信パターンに規則性がある、と送信パターン解析部６１は判断する。そして、図４（ｃ）の場合、パケットの送信間隔が時間Ｔ２であると、送信パターン解析部６１は判断する。

通信速度推定部６２は、パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する。

通信種別判断部６３は、パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する。具体的には、通信種別判断部６３は、パケットに基づいて、リアルタイム型通信であるか、ベストエフォート型通信であるか、を判断する。以下、通信種別の判断方法について詳細に説明する。

リアルタイム型通信である場合、通信プロトコルとして、ＵＤＰ（User Data Protocol）が使用される場合が多い。ＵＤＰでは、送達確認を行わない。そのため、通信制御装置１は、ＵＤＰを使用してパケットを送信する場合、欠損データがあっても、データリンク層を除き、再送処理を行わない。従って、ＵＤＰでは、所定の通信間隔でパケットを送信できる。そのため、ＵＤＰでは、送信パターンに規則性がある場合が多い。

一方、ベストエフォート型通信である場合、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）が使用される場合が多い。ＴＣＰでは、エラー訂正を行う。例えば、ＴＣＰでは、欠損データがあった場合、欠損データを再送する。従って、通信制御装置１は、ＴＣＰを使用してパケットを送信する場合、欠損データなく送信できるまで、再送処理を繰り返す。そのため、ＴＣＰでは、送信パターンに規則性がない場合が多い。さらに、ＴＣＰは、ＵＤＰより通信速度が遅い場合が多い。

そこで、まず、通信種別判断部６３は、送信パターンの規則性の有無に基づいて、通信種別を判断する。さらに、通信種別判断部６３は、パケットの送信間隔に基づいて、通信種別を判断する。具体的には、通信種別判断部６３は、以下の条件（１）〜（３）に基づいて、通信種別を判断する。
（１）送信パターンに規則性があり、かつパケットの送信間隔が所定の閾値より小さい：リアルタイム型通信
（２）送信パターンに規則性があり、かつパケットの送信間隔が所定の閾値以上である：ベストエフォート型通信
（３）送信パターンに規則性がない：ベストエフォート型通信

例えば、通信種別判断部６３は、送信パターンに規則性があり、かつパケットの送信間隔のオーダーがミリ秒単位〜１０ミリ秒単位である場合、リアルタイム型通信であると判断してもよい。一方、通信種別判断部６３は、送信パターンに規則性があっても、パケットの送信間隔のオーダーが１００ミリ秒単位以上である場合、ベストエフォート型通信であると判断してもよい。

例えば、図４に示すパケットの場合の通信種別を考える。なお、図４（ａ）に示す時間Ｔ１は、ミリ秒単位のオーダーであるとする。一方、図４（ｃ）に示す時間Ｔ２は、秒単位のオーダーであるとする。

まず、図４（ａ）に示すパケットは、上述の通り、送信パターンに規則性があり、かつパケットの送信間隔がミリ秒単位のオーダーである。そのため、図４（ａ）に示すパケットは、上記の（１）に該当する。従って、図４（ａ）の場合、通信種別判断部６３は、リアルタイム型通信であると判断する。

次に、図４（ｂ）に示すパケットは、上述の通り、送信パターンに規則性がない。そのため、図４（ｂ）に示すパケットは、上記（３）に該当する。従って、図４（ｂ）の場合、通信種別判断部６３は、ベストエフォート型通信であると判断する。

また、図４（ｃ）に示すパケットは、上述の通り、送信パターンに規則性があり、パケットの送信間隔が秒単位のオーダーである。従って、図４（ｃ）に示すパケットは、上記（２）に該当する。従って、図４（ｃ）の場合、通信種別判断部６３は、ベストエフォート型通信であると判断する。例えば、通信制御装置１は、ＴＣＰでデータを送信する場合、欠損データのパケットサイズが大きいほど、再送前のパケットに近いパケットを再送する。そのため、ベストエフォート型通信であっても、欠損データのパケットサイズが大きいほど、図４（ｃ）に示すように、送信パターンに規則性が見られる場合がある。

通信制御部６４は、通信種別に基づいて、通信速度の下限値、及び再送回数を制御する。なお、以下の説明では、再送回数とは、データリンク層においての再送回数として説明する。

まず、通信速度の下限値の制御について説明する。

通信制御部６４は、通信種別、及び必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する。

上述の通り、回線状態が悪化して通信ができなくなった場合、通信速度を下げて、通信可能な状態を確保する処理（フォールバック）が行われる場合が多い。しかし、通信制御部６４は、フォールバックを行う場合であっても、予め、設定した通信速度の下限値以上となるように、通信速度を設定する。

具体的には、通信制御部６４は、通信種別判断部６３が通信種別をリアルタイム型通信であると判断した場合、通信速度の下限値を必要通信速度以上の値に設定する。つまり、リアルタイム型通信である場合、パケットの送信に必要な通信速度を確保するように、通信制御部６４は通信速度の下限値を設定する。

一方、通信制御部６４は、通信種別判断部６３が通信種別をベストエフォート型通信であると判断した場合、可能下限通信速度に基づいて、通信速度の下限値を設定する。つまり、通信制御部６４は、パケットの送信間隔が所定の閾値を越えている場合、可能下限通信速度に基づいて、通信速度の下限値を設定する。ここで、可能下限通信速度とは、帯域において設定可能な、最低の通信速度を意味する。つまり、ベストエフォート型通信である場合、実質的には、通信制御部６４は通信速度の下限値を制限しない。

図５は、通信速度の一例を示す図である。図５は、パケットＡ１を送信する場合、必要通信速度は４８Ｍｂｐｓ（Mega bit per second）であることを示す。また、図５は、パケットＢ１の必要通信速度は２４Ｍｂｐｓであることを示す。さらに、図５は、可能下限通信速度は１Ｍｂｐｓであることを示す。

例えば、図５の場合に、リアルタイム型通信において、パケットＡ１を５４Ｍｂｐｓで送信している状態を考える。そして、回線環境が悪化して、通信制御部６４がフォールバックを行う場合を考える。その場合、通信制御部６４は、通信速度を４８Ｍｂｐｓ以上となるように、通信速度を設定する。つまり、通信制御部６４は、パケットＡ１を送信する場合、図５の矢印Ｌ１で示す範囲の通信速度に設定する。そのため、通信制御部６４は、パケットＡ１の必要通信速度を確保して、パケットＡ１を送信できる。

また、図５の場合に、リアルタイム型通信において、パケットＢ１を５４Ｍｂｐｓで送信している状態を考える。そして、回線環境が悪化して、通信制御部６４がフォールバックを行う場合を考える。その場合、通信制御部６４は、通信速度の下限値を４８Ｍｂｐｓ以下としても良い。ただし、通信制御部６４は、パケットＢ１の必要通信速度を確保するために、通信速度が２４Ｍｂｐｓ以上となるように、通信速度を設定する。つまり、通信制御部６４は、パケットＢ１を送信する場合、図５の矢印Ｌ２で示す範囲の通信速度に設定する。そのため、通信制御部６４は、パケットＢ１の必要通信速度を確保して、パケットＢ１を送信できる。

一方、図５の場合、ベストエフォート型通信において、パケットを送信している状態を考える。そして、回線環境が悪化して、通信制御部６４が通信速度の低減処理等（フォールバック）を行う場合を考える。その場合、通信制御部６４は、可能下限通信速度まで通信速度を下げても良い。つまり、図５の場合、ベストエフォート型通信においては、通信制御部６４は通信速度を１Ｍｂｐｓまで下げても良い。つまり、通信制御部６４は、ベストエフォート型で通信する場合、図５の矢印Ｌ３で示す範囲の通信速度に設定する。

次に、再送回数の制御について説明する。

通信制御部６４は、通信種別に基づいて、再送回数を設定する。具体的には、通信制御部６４は、通信種別判断部６３が通信種別をリアルタイム性の必要な通信であると判断した場合、通信種別判断部６３が通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断した場合より、再送回数を少なく設定する。つまり、通信制御部６４は、リアルタイム型通信である場合、ベストエフォート型通信である場合より、再送回数を少なく設定する。

次に、本実施形態に係る通信制御装置の動作について説明する。

図６は、通信種別判断の前処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、通信部６０は、パケットの送信を開始する。

ステップＳ２において、所定の時間が経過したか否かを、通信部６０は判断する。つまり、ＲＡＭ３０が、パケットの解析に十分な量であるパケットの履歴を記憶するまで、通信部６０はパケットの送信を継続する。所定の時間が経過した場合（ステップＳ２のＹｅｓ分岐）には、ステップＳ３に遷移する。一方、所定の時間が経過していない場合（ステップＳ２のＮｏ分岐）には、ステップＳ２に戻り、処理を継続する。

ステップＳ３において、通信状態が継続しているか否かを、通信部６０は判断する。通信状態が継続している場合（ステップＳ３のＹｅｓ分岐）には、ステップＳ４に遷移する。一方、通信状態が継続していない場合（ステップＳ３のＮｏ分岐）には、ステップＳ１に遷移する。つまり、通信部６０は、パケットの送信を再度、開始する。

ステップＳ４において、通信制御部６４は、通信速度を可能上限通信速度に設定する。可能上限通信速度とは、帯域において設定可能な、最大の通信速度を意味する。そして、ステップＳ５において、通信制御部６４は、再送回数を、通信種別判断用の再送回数Ｎ１に設定する。通信制御部６４は、Ｎ１を０回に設定しても良い。

ステップＳ６において、パケットをＮ１回、再送したか否かを、通信部６０は判断する。パケットをＮ１回、再送した場合（ステップＳ６のＹｅｓ分岐）には、ステップＳ８に遷移する。一方、パケットをＮ１回、再送していない場合（ステップＳ６のＮｏ分岐）には、通信部６０はパケットを再送する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ６に遷移し、処理を継続する。

ステップＳ８において、送信パターン解析部６１は、送信パターン等を解析する。

ステップＳ９において、リアルタイム型通信であるか否かを、通信種別判断部６３は判断する。リアルタイム型通信であるか否かを判断する処理については、図７を用いて、後述する。リアルタイム型通信である場合（ステップＳ９のＹｅｓ分岐）には、図８に示すステップＳ２０１に遷移する。リアルタイム型通信ではない場合（ステップＳ９のＮｏ分岐）には、図１０に示すステップＳ３０１に遷移する。

図７は、リアルタイム型通信であるか否かを判断する処理の一例を示すフローチャートである。

ここで、通信部６０がパケットをＮ１回再送した状態（図６に示すステップＳ６のＹｅｓ分岐）であるとする。その場合、ステップＳ１０１において、送信パターンに規則性があるか否かを、送信パターン解析部６１は判断する。送信パターンに規則性がある場合（ステップＳ１０１のＹｅｓ分岐）には、ステップＳ１０２に遷移する。

一方、送信パターンに規則性がない場合（ステップＳ１０１のＮｏ分岐）には、通信種別判断部６３は、ベストエフォート型通信であると判断する（ステップＳ１０４）。そして、図６に示すステップＳ９に遷移し、処理を継続する。

ステップＳ１０２において、送信パターンの送信間隔が所定の閾値（例えば、１００ミリ秒）より小さいか否かを、信号種別判断部６３は判断する。送信パターンの送信間隔が所定の閾値より小さい場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ分岐）には、信号種別判断部６３は、リアルタイム型通信であると判断する（ステップＳ１０３）。そして、図６に示すステップＳ９に遷移し、処理を継続する。

一方、送信パターンの送信間隔が所定の閾値以上である場合（ステップＳ１０２のＮｏ分岐）には、通信種別判断部６３は、ベストエフォート型通信であると判断する（ステップＳ１０４）。そして、図６に示すステップＳ９に遷移し、処理を継続する。

図８は、リアルタイム型通信の場合に、通信速度等を制御する処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１において、通信速度推定部６２は、パケット量に基づいて、必要通信速度Ｖ１を推定する。

ステップＳ２０２において、通信制御部６４は、必要通信速度Ｖ１以上である、通信速度の下限値Ｖ２を決定する。そして、ステップＳ２０３に遷移する。

例えば、通信速度推定部６２は、ネットワーク層における必要通信速度Ｖ１を、８Ｍｂｐｓと推定するとする。その場合、通信制御部６４は、データリンク層における通信速度の下限値Ｖ２を、８Ｍｂｐｓ以上の値に決定しても良い。

また、通信制御部６４は、通信規格に応じて、通信速度の下限値Ｖ２を決定しても良いことは勿論である。例えば、通信制御部６４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇに準拠する場合と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠する場合では、異なる通信速度の下限値を決定しても良い。

ステップＳ２０３において、通信制御部６４は、リアルタイム型通信の場合の再送回数Ｎ２を設定する。通信制御部６４は、リアルタイム型通信の場合の再送回数Ｎ２を、通信種別判断用の再送回数Ｎ１回以上に設定する。そして、図１２に示すステップＳ４０１に遷移する。

図９は、パケットの再送処理の一例を示す図である。図９（ａ）、（ｂ）の場合、データリンク層において、再送処理が行われるとする。また、図９（ａ）、（ｂ）に示す、パケットＡ２、パケットＡ３、パケットＢ２、パケットＢ３は、リアルタイム型通信のパケットであるとする。なお、図９（ａ）に示す時刻ｔ１〜時刻ｔ７は、それぞれ、図９（ｂ）に示す時刻ｔ１〜時刻ｔ７と同じ時刻を指すとする。なお、図９（ａ）、（ｂ）は、本発明をデータリンク層における再送処理に限定する趣旨ではない。

図９（ａ）の場合、信号制御部６４は、再送回数を６回と設定しているとする。まず、図９（ａ）の場合、ネットワーク層において、時刻ｔ１前に、パケットＡ２が送信される。その後、ネットワーク層において、時刻ｔ３と時刻ｔ４の間に、パケットＢ２が送信される。しかし、データリンク層においては、予め定めた再送回数（例えば、６回）、パケットＡ２が再送される。具体的には、時刻ｔ１〜ｔ６の時刻に、データリンク層において、パケットＡ２が再送される。そして、時刻ｔ７において、データリンク層において、パケットＢ２の送信が開始される。その結果、図９（ａ）の場合、パケットＢ２の送信遅延が発生する。

一方、図９（ｂ）の場合、信号制御部６４は、再送回数を３回と設定しているとする。まず、図９（ｂ）の場合、ネットワーク層において、時刻ｔ１の前に、パケットＡ３が送信される。そして、データリンク層において、時刻ｔ１〜時刻ｔ３に、パケットが３回、再送される。その後、ネットワーク層において、時刻ｔ３の後、パケットＢ３が送信される。ここで、図９（ｂ）の場合、上述の通り、再送回数は３回である。そのため、図９（ｂ）の場合、データリンク層において、時刻ｔ５にパケットＢ３の送信が開始される。ここで、パケットＢ３の送信開始時刻ｔ５は、パケットＢ２の送信開始時刻ｔ７より早い。従って、再送回数を低減することによって、パケットの送信遅延を低減できる。つまり、リアルタイム型通信においては、再送回数を低減することによって、リアルタイム性を向上できる。

図１０は、ベストエフォート型通信の場合に、通信速度等を制御する処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ３０１において、通信制御部６４は、可能下限通信速度以上の通信速度の下限値を設定する。

ステップＳ３０２において、通信制御部６４は、ベストエフォート型通信の場合の再送回数Ｎ３を設定する。通信制御部６４は、ベストエフォート型通信の場合の再送回数Ｎ３を、リアルタイム型通信の場合の再送回数Ｎ２以上に設定する。その結果、ベストエフォート型通信の場合、リアルタイム型通信より、信頼性を向上することができる。しかし、ベストエフォート型通信の場合、リアルタイム型通信の場合より、通信遅延が発生する可能性が増加する。

図１１は、パケットの再送処理の一例を示す図である。図１１の場合、ネットワーク層、及びデータリンク層において、再送処理が行われるとする。また、図１１に示す、パケットＡ４は、ベストエフォート型通信のパケットであるとする。なお、図１１は、本発明をネットワーク層、及びデータリンク層における再送処理に限定する趣旨ではない。

まず、図１１の場合、ネットワーク層において、時刻ｔ１の前に、パケットＡ４が送信される。そして、通信が成功しない場合、データリンク層において、パケットＡ４が再送される。具体的には、図１１の場合、時刻ｔ１〜時刻ｔ７まで、データリンク層において、パケットＡ４の再送が繰り返される。

上述の通り、ベストエフォート型通信の場合、ネットワーク層において、ＴＣＰを使用して、パケットを送信する場合が多い。そして、ＴＣＰを使用してパケットを送信する際に、通信が成功しない場合、ネットワーク層において、パケットが再送される。図１１の場合、ネットワーク層において、時刻ｔ７〜時刻ｔ８の間に、ネットワーク層において、パケットＡ４が再送される。その場合、データリンク層において、パケットＡ４が再送される。具体的には、図１１の場合、時刻ｔ８〜時刻ｔ１３まで、データリンク層において、パケットＡ４の再送が繰り返される。

このように、通信制御部６４は、ベストエフォート型通信の再送回数を、リアルタイム型通信の再送回数より多く設定することが好ましい。その結果、ベストエフォート型通信は、リアルタイム型通信より、通信遅延が大きくなる場合が多い。しかし、ベストエフォート型通信の場合、リアルタイム型通信より、再送回数を増やすことによって、通信成功の可能性が向上する。

図１２は、リアルタイム型通信の場合に、通信速度の下限値の制限を解除する処理の一例を示すフローチャートである。

ここで、通信種別判断部６３が、リアルタイム型通信であると判断した状態であるとする。そして、通信制御部６４は、フォールバックを行う場合の通信速度の下限値を、上述のＶ２に設定しているとする。そして、通信制御部６４はパケットを送信している状態であるとする。

ステップＳ４０１において、通信速度推定部６２は、所定時間内でのパケットサイズに基づいて、必要通信速度Ｖ３を推定する。例えば、必要通信速度Ｖ１を推定した場合より、パケットサイズが減少した場合、必要通信速度Ｖ３は、必要通信速度Ｖ１より低くても良い。

ステップＳ４０２において、必要通信速度Ｖ３が所定の閾値より低いか否かを、通信制御部６４は判断する。例えば、必要通信速度Ｖ３が、以下の式（４）を満たすか否かを、送信パターン解析部６１は判断する。

Ｖ１：図８のステップＳ２０１で推定される必要通信速度
Ｖ３：通信速度の下限値を制限後に、パケット量に基づいて推定される必要通信速度

必要通信速度Ｖ３が所定の閾値より低い場合（ステップＳ４０２のＹｅｓ分岐）には、ステップＳ４０３に遷移する。一方、通信速度Ｖ３が所定の閾値以上である場合（ステップＳ４０２のＮｏ分岐）には、ステップＳ４０１に遷移し、処理を継続する。つまり、通信制御部６４は、フォールバックを行う場合の通信速度の下限値を、上述のＶ２に設定し、通信を継続する。

ステップＳ４０３において、通信制御部６４は、可能下限通信速度以上の通信速度の下限値を設定する。つまり、通信制御部６４は、通信速度の下限値の制限を解除する。これは、必要通信速度Ｖ３が所定の閾値より低い場合、リアルタイム型通信が終了した可能性が高いからである。

ステップＳ４０４において、通信制御部６４は、ベストエフォート型通信の場合の再送回数Ｎ３を設定する。つまり、通信制御部６４は、図１０に示すステップＳ３０２で設定される再送回数Ｎ３に、再送回数を設定する。

以上のように、本実施形態に係る通信制御装置１は、パケットに基づいて、通信種別を判断する。そして、本実施形態に係る通信制御装置１は、通信種別に応じて、通信速度の下限値、再送回数を制御する。従って、本実施形態に係る通信制御装置１は、通信データに必要なリアルタイム性、及び信頼性を確保することに貢献する。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。

第２の実施形態は、ＣＰＵにおいて、通信速度の下限値の制御、再送回数の制御等を行う形態である。なお、本実施形態における説明では、第１の実施形態と重複する部分の説明は省略する。さらに、本実施形態における説明では、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１３は、本実施形態に係る通信制御装置１ａの内部構成の一例を示すブロック図である。図３と図１３の違いは、ＣＰＵ５０ａが、送信パターン解析部６１と、通信速度推定部６２と、通信種別判断部６３と、通信制御部６４と、を備える点である。

本実施形態に係るＣＰＵ５０ａは、通信速度の下限値、再送回数を設定する処理を行う。そのため、本実施形態に係る通信部６０ａは、第１の実施形態に係る通信部６０に比べ、小型化が可能である。その結果、本実施形態に係る通信制御装置１ａは、第１の実施形態に係る通信制御装置１に比べ、小型、かつ低コストで実装が可能である。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

（付記１）上記第１の視点に係る通信制御装置の通りである。

（付記２）前記通信制御部は、前記通信種別に基づいて、再送回数を決定する付記１に記載の通信制御装置。

（付記３）前記通信制御部は、前記通信種別判断部が前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信であると判断した場合、前記通信種別判断部が前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断した場合より、前記再送回数を少なく設定する付記２に記載の通信制御装置。

（付記４）所定時間内の前記パケットを送信するパターンを解析する送信パターン解析部を備える付記１乃至３のいずれか一に記載の通信制御装置。

（付記５）前記送信パターン解析部は、前記パケットの送信パターンの規則性の有無を解析し、前記通信種別判断部は、前記規則性の有無に基づいて、前記通信種別を判断する付記４に記載の通信制御装置。

（付記６）前記送信パターン解析部は、前記規則性がある場合、前記送信パターンの送信間隔を解析し、前記通信種別判断部は、前記送信間隔に基づいて、前記通信種別を判断する付記５に記載の通信制御装置。

（付記７）前記通信制御部は、前記通信種別判断部が前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信であると判断した場合、前記下限値を前記必要通信速度以上の値に決定する付記１乃至６のいずれか一に記載の通信制御装置。

（付記８）前記通信制御部は、前記通信種別判断部が前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断した場合、可能下限通信速度に基づいて、前記下限値を決定する付記１乃至７のいずれか一に記載の通信制御装置。

（付記９）前記通信種別判断部は、前記規則性があり、かつ前記送信間隔が所定の閾値以下である場合、前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信であると判断する付記６乃至８のいずれか一に記載の通信制御装置。

（付記１０）前記通信種別判断部は、前記規則性がない場合、前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断する付記５乃至９のいずれか一に記載の通信制御装置。

（付記１１）前記通信種別判断部は、前記規則性があり、かつ前記送信間隔が所定の閾値を越えている場合、前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断する付記６乃至１０のいずれか一に記載の通信制御装置。

（付記１２）上記第２の視点に係る通信制御装置の制御方法の通りである。

（付記１３）前記通信制御工程において、前記通信種別に基づいて、再送回数を決定する付記１２に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記１４）前記通信種別判断工程において、前記通信種別がリアルタイム性の必要な通信であると判断された場合、前記通信種別がリアルタイム性の必要な通信ではないと判断された場合より、前記通信制御工程において、前記再送回数を少なく設定する付記１３に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記１５）所定時間内の前記パケットを送信するパターンを解析する送信パターン解析工程を含む付記１２乃至１４のいずれか一に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記１６）前記送信パターン解析工程において、前記パケットの送信パターンの規則性の有無を解析し、前記通信種別判断工程において、前記規則性の有無に基づいて、前記通信種別を判断する付記１５に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記１７）前記送信パターン解析工程において、前記規則性がある場合、前記送信パターンの送信間隔を解析し、前記通信種別判断工程において、前記送信間隔に基づいて、前記通信種別を判断する付記１６に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記１８）前記通信種別判断工程において、前記通信種別がリアルタイム性の必要な通信であると判断された場合、前記通信制御工程において、前記下限値を前記必要通信速度以上の値に決定する付記１２乃至１７のいずれか一に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記１９）前記通信種別判断工程において、前記通信種別がリアルタイム性の必要な通信ではないと判断された場合、前記通信制御工程において、可能下限通信速度に基づいて、前記下限値を決定する付記１２乃至１８のいずれか一に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記２０）前記通信種別判断工程において、前記規則性があり、かつ前記送信間隔が所定の閾値以下である場合、前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信であると判断する付記１７乃至１９のいずれか一に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記２１）前記通信種別判断工程において、前記規則性がない場合、前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断する付記１６乃至２０のいずれか一に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記２２）前記通信種別判断工程において、前記規則性があり、かつ前記送信間隔が所定の閾値を越えている場合、前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断する付記１７乃至２１のいずれか一に記載の通信制御装置の制御方法。

（付記２３）上記第３の視点に係るプログラムの通りである。

（付記２４）前記通信制御処理において、前記通信種別に基づいて、再送回数を決定する付記２３に記載のプログラム。

（付記２５）前記通信種別判断処理において、前記通信種別がリアルタイム性の必要な通信であると判断された場合、前記通信種別がリアルタイム性の必要な通信ではないと判断された場合より、前記通信制御処理において、前記再送回数を少なく設定する付記２４に記載のプログラム。

（付記２６）所定時間内の前記パケットを送信するパターンを解析する送信パターン解析処理を実行する付記２３乃至２５のいずれか一に記載のプログラム。

（付記２７）前記送信パターン解析処理において、前記パケットの送信パターンの規則性の有無を解析し、前記通信種別判断処理において、前記規則性の有無に基づいて、前記通信種別を判断する付記２６に記載のプログラム。

（付記２８）前記送信パターン解析処理において、前記規則性がある場合、前記送信パターンの送信間隔を解析し、前記通信種別判断処理において、前記送信間隔に基づいて、前記通信種別を判断する付記２７に記載のプログラム。

（付記２９）前記通信種別判断処理において、前記通信種別がリアルタイム性の必要な通信であると判断された場合、前記通信制御処理において、前記下限値を前記必要通信速度以上の値に決定する付記２３乃至２８のいずれか一に記載のプログラム。

（付記３０）前記通信種別判断処理において、前記通信種別がリアルタイム性の必要な通信ではないと判断された場合、前記通信制御処理において、可能下限通信速度に基づいて、前記下限値を決定する付記２３乃至２９のいずれか一に記載のプログラム。

（付記３１）前記通信種別判断処理において、前記規則性があり、かつ前記送信間隔が所定の閾値以下である場合、前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信であると判断する付記２８乃至３０のいずれか一に記載のプログラム。

（付記３２）前記通信種別判断処理において、前記規則性がない場合、前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断する付記２７乃至３１のいずれか一に記載のプログラム。

（付記３３）前記通信種別判断処理において、前記規則性があり、かつ前記送信間隔が所定の閾値を越えている場合、前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断する付記２８乃至３２のいずれか一に記載のプログラム。

なお、引用した上記の特許文献の開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１、１ａ、１００ 通信制御装置
２ アクセスポイント
３ 通信相手端末
４ ネットワーク
１０ 表示部
２０ 操作部
３０ ＲＡＭ
４０ ＲＯＭ
５０、５０ａ ＣＰＵ
６０、６０ａ、１０１ 通信部
６１ 送信パターン解析部
６２、１０２ 通信速度推定部
６３、１０３ 通信種別判断部
６４、１０４ 通信制御部

Claims (10)

1. パケットを送信する通信部と、
   パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する通信速度推定部と、
   前記パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する通信種別判断部と、
   前記通信種別、及び前記必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する通信制御部と、
   を備えることを特徴とする通信制御装置。
2. 前記通信制御部は、前記通信種別に基づいて、再送回数を決定する請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記通信制御部は、前記通信種別判断部が前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信であると判断した場合、前記通信種別判断部が前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断した場合より、前記再送回数を少なく設定する請求項２に記載の通信制御装置。
4. 所定時間内の前記パケットを送信するパターンを解析する送信パターン解析部を備える請求項１乃至３のいずれか一に記載の通信制御装置。
5. 前記送信パターン解析部は、前記パケットの送信パターンの規則性の有無を解析し、
   前記通信種別判断部は、前記規則性の有無に基づいて、前記通信種別を判断する請求項４に記載の通信制御装置。
6. 前記送信パターン解析部は、前記規則性がある場合、前記送信パターンの送信間隔を解析し、
   前記通信種別判断部は、前記送信間隔に基づいて、前記通信種別を判断する請求項５に記載の通信制御装置。
7. 前記通信制御部は、前記通信種別判断部が前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信であると判断した場合、前記下限値を前記必要通信速度以上の値に決定する請求項１乃至６のいずれか一に記載の通信制御装置。
8. 前記通信制御部は、前記通信種別判断部が前記通信種別をリアルタイム性の必要な通信ではないと判断した場合、可能下限通信速度に基づいて、前記下限値を決定する請求項１乃至７のいずれか一に記載の通信制御装置。
9. パケットを送信する通信部を備える通信制御装置の制御方法であって、
   パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する工程と、
   前記パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する通信種別判断工程と、
   前記通信種別、及び前記必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する通信制御工程と、
   を含むことを特徴とする通信制御装置の制御方法。
10. パケットを送信する通信部を備える通信制御装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
    パケット量に基づいて、必要通信速度を推定する処理と、
    前記パケットの送信パターンに基づいて、通信種別を判断する通信種別判断処理と、
    前記通信種別、及び前記必要通信速度に基づいて、通信速度の下限値を制御する通信制御処理と、
    を実行するプログラム。

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