JP2016503632A - 移動体通信における利用可能帯域幅の推定 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯域幅を推定するための方法、装置、及びコンピュータ・プログラム製品を提供する。【解決手段】 帯域幅を推定するためのシステム及び方法である。第１のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送り、第１のプローブ・フローが獲得する第１の帯域幅量を測定する。第２のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送り、第２のプローブ・フローがセルラー・トラフィック内にある間に第１のプローブ・フローが獲得する第２の帯域幅量を測定する。第１の帯域幅量と第２の帯域幅量とを比較し、この比較から少なくとも１つの結果を判定する。【選択図】 図１

Description

本発明は、移動体ネットワークの分野に関する。具体的には、本発明は、移動体電話（ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ）ネットワークにおける利用可能帯域幅（ａｖａｉｌａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を推定するための方法、システム及びコンピュータ・プログラム製品に関する。

一般に、多数のモバイル・インターネット・アプリケーション、例えば、電子メール、ソーシャル・ネットワーキング（例えば、商標及び／又は登録済みの「Ｆａｃｅｂｏｏｋ」及び「Ｇｏｏｇｌｅ＋」）、ニュース・アグリゲータ（例えば、商標及び／又は登録済みの「Ｐｕｌｓｅ」、「Ｇｏｏｇｌｅ Ｒｅaｄｅｒ」）、メディア共有（例えば、商標及び／又は登録済みの「Ｐｉｃａｓａ」、「Ｐｉｎｔｅｒｅｓｔ」、「Ｓｏｕｎｄｃｌｏｕｄ」）、及びクラウド・ストレージ（例えば、商標及び／又は登録済みの「ｉＣｌｏｕｄ」、「Ｕｂｕｎｔｕ Ｏｎｅ」）は、人が連続的に待っていないデータ転送を伴う。移動体ユーザのユーザ体感品質（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ、ＱｏＥ）に悪影響を与えずに、そのような遅延耐性（delay-tolerant）データの通信をある程度まで遅らせることが可能である。同様に、例えばポッドキャスト（ｐｏｄｃａｓｔ）及びバッファリングされるビデオ再生などのオンデマンド式メディア・ストリーミング用途の場合は、データを適時的に（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃａｌｌｙ）プリフェッチし、データを最適な時期にユーザの消費に利用可能にすることができる。

特定の種類のデータを移動体装置との間でいつ転送するかの判断の柔軟性が与えられた場合、ネットワーク内の予備容量（ｓｐａｒｅ ｃａｐａｃｉｔｙ）が大きいと、そのような遅延耐性コンテンツの適時的通信は、移動体装置のエネルギー効率が大きく、ユーザＱｏＥが改善されるという利点を有する。第１に、エネルギーを意識した（ｅｎｅｒｇｙ−ａｗａｒｅ）セルラー・データ・スケジューリングに関する従前の調査は、無線チャネル品質が高く、通信帯域幅が大きいと、移動体装置との間のデータ転送をスケジューリングすることによって、エネルギー効率を著しく改善できることを示している。第２に、予備容量が大きい場合、そうした非リアルタイム・トラフィック（バックグラウンド・フロー）のスケジューリングは、同じ又は他の移動体装置における他のリアルタイム・トラフィック（フォアグラウンド・フロー又はクロス・フロー）との弱め合う干渉（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を回避するのを助け、従って、ユーザＱｏＥを改善する。

そのような適時的通信を可能にするセルラー・データ・スケジューリングにおける重要な構成要素は、利用可能帯域幅（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ、ＡＢ）の、即ち予備容量のオンデマンド推定である。セルラー・ネットワークにおいてＱｏＥ管理に対処する従来の技術は、本質的に受動型（ｒｅａｃｔｉｖｅ）のものである（即ち、単に、問題が生じたときに問題に応答して行動を開始する）ことが多く、本明細書で論じるような目的には、大きい効果がないことが分かっている。従って、予測されるネットワークの未来の状態に基づいたＱｏＥ管理を推進するために、予測ネットワーク分析論を用いる能動型（ｐｒｏａｃｔｉｖｅ）技術が開発されている。そのような技術の例としては、短期間の動的サービス認識、遅延耐性コンテンツの非同期配信、輻輳ベースのポリシー制御、及び帯域幅割り当てに関するインテリジェントな決定を行うことができる強化されたミドルウェアが挙げられる。

未来の状態の予測には、ネットワークの現在の状態の測定及び記録も必要である。ネットワーク状態の重要な構成要素は、基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ、ＢＳ）に存在するフローに悪影響を与えずに使用できる、セルラー基地局における予備容量である。そうした予備容量は、利用可能帯域幅（ＡＢ）とも呼ばれる。一般に、本明細書では、少なくとも１つの実施形態により、そうした情報がＢＳなどのネットワーク要素によって明らかにされていない場合にセルラーＢＳにおけるＡＢを求めるための技術が広く検討される。従って、ここで本開示は、幾つかの既存の技術及びそれらの欠点、並びにデータ・パケット・スケジューリングに関する幾つかの一般的な考慮事項の考察を簡単に参照する。

重み付き公正キューイング（ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｆａｉｒ ｑｕｅｕｉｎｇ、ＷＦＱ）は、統計的に多重化されたデータ・フロー（本明細書では、「フロー」又は「データ・フロー」に関する言及は交換可能であると考えることができる）に対する異なるスケジューリング優先度の割り当てを可能にする、データ・パケット・スケジューリング技術である。ＷＦＱは、１つのタイプの公正キューイング（ＦＱ）である。ＷＦＱ及びＦＱにおいて、各フローは、別個のＦＩＦＯ（ｆｉｒｓｔ−ｉｎ，ｆｉｒｓｔ−ｏｕｔ、先入れ先出し）キューを有する。ＦＱを用いて、リンク速度Ｒ及びＮ個のアクティブ・フローを仮定すると、Ｎ個のフローが同時に処理され、各々がＲ／Ｎのデータ速度で行われる。各フローがそれぞれのＦＩＦＯキューを有すると、どの単一のフローもセッション内の他のフローに影響を与えることはない。対照的に、ＷＦＱは、個々のフローの全帯域幅における様々なシェア（ｓｈａｒｅ）を定める。この場合、Ｎ個のフローがセッション内にあり（即ち、アクティブであり）、各々が重みｗ１、ｗ２、．．．ｗＮを有する場合、フローｆ_ｉは、Ｒ×ｗ_ｉ／（ｗ１＋ｗ２＋、．．．＋ｗＮ）の平均データ速度で行われる。ＷＦＱ重みをアクティブに制御することによって、ＱｏＥを、帯域幅ニーズ及び／又はデータ・フロー速度に適合させることができる。

比例公正（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓ、ＰＦ）スケジューリングにおいては、フローの重みがそれぞれｗ_ｉ＝１／ｃ_ｉに設定され、ここで、ｃ_ｉはフローｆ_ｉのデータビット毎のコストである。Ｃ_ｉは、同一チャネル干渉を回避するために同一チャネルを使用することができない近接した基地局の数、そのフローに関して現在のＳＮＲ（信号対雑音比）で特定のビット数を伝送するのに必要な通信時間（ａｉｒ ｔｉｍｅ）、又は必要な干渉（エネルギー）レベルとすることができる。

３Ｇ基地局は、ＷＦＱの変形である（ＰＦ）スケジューリングの何らかの変形を使用する。この技術は、リソース（例えば、ＢＳにおける通信時間）を、既存のフローの間に公正に割り当て、「フロー分離（ｆｌｏｗ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）」をもたらす。フロー分離とは、最高優先速度をもつ１つのフローが、既存フローから帯域幅を奪うことを防止する状況を表す。フロー分離を実現するために、ＰＦスケジューラによって、別個のキューが各フローのパケットに対して使用される。対照的に、全てのフローが単一のキューを共有し、パケット到着時間によりパケット優先度が与えられるＦＩＦＯスケジューリングでは、１つのフローが異常動作し（ｍｉｓｂｅｈａｖｅ）、ネットワーク・リソースを独占し、高速度の伝送により他のフローについての遅延及び損失を増大させることがある。フロー分離を用いる場合、各フローは公正な（ｆａｉｒ）シェアを取得し、そのシェアは、高優先度のフロー又は異常動作しているフローに奪われることはない。

利用可能帯域幅を推定するためのアクティブ・プロービング技術は、１つ又は複数のプローブ・フローに対するクロス・トラフィックの影響を判断することを伴う。例えば、ｐａｔｈＬｏａｄ（非特許文献１に記載される）は、ストリーム速度が利用可能帯域幅より大きいときに、プローブ・ストリームのパケットが遭遇する片道遅延（ｏｎｅ−ｗａｙ ｄｅｌａｙ、ＯＷＤ）の増加傾向に依拠する。しかしながら、セルラー基地局のＰＦスケジューラが、リソースを既存フローの間に公正に割り当て、フロー分離をもたらすので、プローブ・フローがその帯域幅の公正なシェアを取得するまで、クロス・トラフィックはプローブ・フローに影響を与えない。換言すれば、利用可能帯域幅が新しいフローによる公正なシェアより小さい場合、プローブ速度が少なくともその公正なシェアになるまで、プローブ・ストリームは、片道遅延又はパケット損失の増大といった悪影響を受けない。従って、既存の技術を用いて、プローブ・フローが獲得する帯域幅が利用可能帯域幅であるか又はその公正なシェアであるかを判断することはできない。

基地局におけるＰＦスケジューリングを用いたセルラー・ネットワークに既存のＦＩＦＯベースの技術を適用できない理由を説明するために、以下の例を考えることができる。Ｃを１０Ｍｂｐｓの全帯域幅容量とし、フローの数をｎ＝１とし、単一フローの速度を８Ｍｂｐｓとする。この場合、利用可能帯域幅ＡＢ＝２Ｍｂｐｓである。ここで、ＰＦスケジューリングの下で、第２のフローは、その公正なシェアであり、ＡＢではない、５Ｍｂｐｓまでの帯域幅を取得することができる。問題は、既存のＦＩＦＯベースの技術が、間違って、利用可能帯域幅として、そして、２Ｍｂｐｓの実際の利用可能帯域幅ではなく、この公正なシェアを推定することである。

無線ルータ用に特別に開発された１つの推定技術が、競合ベースの分散ＭＡＣスケジューリング（アップリンク用）を用いた８０２．１１ベースの無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）のための従来の「プローブ・ギャップ・モデル」（ＰＧＭ）である。ＰＧＭは、ポアソン間隔（Ｐｏｉｓｓｏｎ−ｓｐａｃｅｄ）のプローブのＯＷＤを分析して、チャネルがアイドル状態にある時間の割合を推定する。ＰＧＭは、アイドル状態及び競合期間の間にパケットが遭遇する待ち時間の大きな相違（指数関数バックオフ（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｂａｃｋｋｏｆｆの使用に起因する）のために、ＷＬＡＮにおいてうまく機能し得る。（指数関数バックオフは、幾つかのコンピュータ・ネットワークにおいて、データ・パケットの同じブロックの反復送信を減速して又は間隔をあけて、ネットワークの輻輳を防ぐために使用される。基本的には、現在の条件が与えられると、許容可能な速度が見出されるまで、フロー速度が低減される）。しかしながら、ＰＦスケジューラは、プローブ・パケットの行列キューイング遅延がフォアグラウンド・フローのものと有意差がないことを確実にするので、ＰＧＭは、ＰＦスケジューリングされたセルラー・ネットワークにおいてＡＢを常に過大評価する。従って、プローブ・パケットのＯＷＤは、異なる負荷条件の下で有意差がなく、間違ったＡＢ推定をもたらす。

近年、３Ｇ及び４Ｇの広帯域セルラー・ネットワークでの携帯電話の使用量が増大するにつれて、ユーザごとの平均トラフィック及びユーザのユーザ経験品質（ＱｏＥ）への期待も増大している。セルラー・ネットワーク事業者の運営コストも増大している。その一方で、ユーザ一人当たりの平均売上（ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｖｅｎｕｅ ｐｅｒ ｕｓｅｒ、ＡＰＲＵ）は減少している。この傾向のため、ネットワーク事業者は、ユーザの経験とオフセット・コストを最適化するための技術を求めてきた。今日まで、そうした技術が全面的に有効であるとは証明されていない。

Ｍ．Ｊａｉｎ及びＣ．Ｄｏｖｒｏｌｉｓ著 「Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ：Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，Ｄｙｎａｍｉｃｓ，ａｎｄ Ｒｅａｌｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ＴＣＰ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ」ＩＥＥＥ／ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ、１１巻、４号、５３７−５４９頁、２００３年８月

帯域幅を推定するための方法、装置、及びコンピュータ・プログラム製品を提供する。

要約すると、本発明の一態様は、帯域幅を推定する方法を提供し、この方法は、プロセッサを用いて、第１のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送るステップと、第１のプローブ・フローが獲得する第１の帯域幅量を測定するステップと、第２のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送るステップと、第２のプローブ・フローがセルラー・トラフィック内にある間に、第１のプローブ・フローが獲得する第２の帯域幅量を測定するステップと、第１の帯域幅量と第２の帯域幅量とを比較するステップと、比較するステップから少なくとも１つの結果を判定するステップとを実施するように構成されたコンピュータ・コードを実行することを含む。

従来の技術により提示される欠点を考慮して、本明細書では、本発明の少なくとも１つの実施形態により、セッション内の既にあるあらゆるフローに与えられたサービスに影響を与えずに、セルラー・ネットワークの無線ダウンリンクにおいて利用可能な予備容量を判定するための方法及び装置を広く検討する。同様に、２つの段階で２つのプローブ・フローを基地局トラフィック内に向けることによって、利用可能帯域幅の判定を実現することができる。第１の段階で第１のプローブ・フローを基地局トラフィック内に向け、その後に第２の段階で１つの付加的なプローブ・フローが続く。次に、それぞれのプローブ・フローの各々の得られた帯域幅を用いて、その基地局における利用可能帯域幅をリアルタイムで計算することができる。

好ましくは、本発明は、第２のプローブ・フローを送るステップが、ｂ_１は第１の帯域幅量を表し、Δは第２のプローブ・フローに起因する帯域幅を表す場合に、第２のプローブ・フローをΔ＜ｂ_１／２の速度で送るステップを含む、方法を提供する。

好ましくは、本発明は、測定するステップが、先入れ先出しベースの帯域幅推定技術を用いて獲得可能帯域幅を測定するステップを含む、方法を提供する。

好ましくは、本発明は、測定するステップが、所定の間隔で伝送される連続したパケットの列（ｔｒａｉｎ ｏｆ ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ ｐａｃｋｅｔ）の分散を計算することによって獲得可能帯域幅を測定するステップを含む、方法を提供する。

好ましくは、本発明は、比較するステップが、ｂ_１が第１の帯域幅量を表し、ｂ_１’が第２の帯域幅量を表し、Δが第２のプローブ・フローの帯域幅を表し、εがΔ／３である場合に、条件ｂ_１≧ｂ_１’＋Δ−εが成立するかどうかを評価するステップを含む、方法を提供する。

好ましくは、本発明は、少なくとも１つの結果が、利用可能帯域幅がｂ_１であること、及び利用可能帯域幅が不明であることのうちの一方を含む、方法を提供する。

好ましくは、本発明は、ｂ_１≧ｂ_１’＋Δ−εが成立する場合、利用可能帯域幅がｂ_１であり、ｂ_１≧ｂ_１’＋Δ−εが成立しない場合、使用帯域幅が不明である、方法を提供する。

好ましくは、本発明は、セルラー・トラフィックがボトルネック・トラフィックを含む、方法を提供する。

好ましくは、本発明は、セルラー・トラフィックが１つの優先度クラスのフローだけを含む方法を提供し、この方法は、比例公平（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｆａｉｒ）方式で各フローについてのチャネル条件に基づいて利用可能帯域幅リソースを割り当てるステップを含む。

好ましくは、本発明は、セルラー・トラフィックが複数の優先度クラスのフローを含む方法を提供し、この方法は、比例公正スケジューリングによってリソースを最低優先度クラスのフローに割り当てることにより、利用可能帯域幅を割り当てるステップを含む。

本発明の別の態様は、帯域幅を推定するための装置を提供し、この装置は、少なくとも１つのプロセッサと、それにより具体化され、少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ可読ストレージ媒体とを含み、コンピュータ可読プログラム・コードは、第１のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送るように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、第１のプローブ・フローによって得られる第１の帯域幅量を測定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、第２のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送るように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、第２のプローブ・フローがセルラー・トラフィック内にある間に、第１のプローブ・フローによって得られる第２の帯域幅量を測定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、第１の帯域幅量と第２の帯域幅量とを比較するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、比較から少なくとも１つの結果を判定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードとを含む。

本発明の付加的な態様は、それにより具体化されたコンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ可読ストレージ媒体を含む、帯域幅を推定するためのコンピュータ・プログラム製品を提供し、このコンピュータ可読プログラム・コードは、第１のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送るように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、第１のプローブ・フローによって得られる第１の帯域幅量を測定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、第２のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送るように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、第２のプローブ・フローがセルラー・トラフィック内にある間に、第１のプローブ・フローによって得られる第２の帯域幅量を測定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、第１の帯域幅量と第２の帯域幅量とを比較するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、比較から少なくとも１つの結果を判定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードとを含む。

好ましくは、本発明は、コンピュータ可読プログラム・コードが、ｂ_１は第１の帯域幅量を表し、Δは第２のプローブ・フローに起因する帯域幅を表す場合に、第２のプローブ・フローをΔ＜ｂ_１／２の速度で送るように構成された、コンピュータ・プログラム製品を提供する。

好ましくは、本発明は、コンピュータ可読プログラム・コードが、先入れ先出しベースの帯域幅推定技術を用いて獲得可能帯域幅を測定するように構成された、コンピュータ・プログラム製品を提供する。

好ましくは、本発明は、コンピュータ可読プログラム・コードが、所定の間隔で伝送される連続したパケット列の分散を計算することによって獲得可能帯域幅を測定するように構成された、コンピュータ・プログラム製品を提供する。

好ましくは、本発明は、コンピュータ可読プログラム・コードが、ｂ_１は第１の帯域幅量を表し、ｂ_１’は第２の帯域幅量を表し、Δが第２のプローブ・フローの帯域幅を表し、εがΔ／３である場合に、条件ｂ_１≧ｂ_１’＋Δ−εが成立するかどうかを評価するように構成された、コンピュータ・プログラム製品を提供する。

好ましくは、本発明は、少なくとも１つの結果が、利用可能帯域幅がｂ_１であること、及び利用可能帯域幅が不明であることのうちの一方を含む、コンピュータ・プログラム製品を提供する。

好ましくは、本発明は、セルラー・トラフィックが１つの優先度クラスのフローだけを含み、コンピュータ可読プログラム・コードが、比例公正スケジューリングによって各フローについてのチャネル条件に基づいて利用可能帯域幅リソースを割り当てるように構成される、コンピュータ・プログラム製品を提供する。

好ましくは、本発明は、セルラー・トラフィックが複数の優先度クラスのフローを含み、コンピュータ可読プログラム・コードが、比例公正方式でリソースを最低優先度クラスのフローに割り当てることによって、利用可能帯域幅を割り当てるように構成される、コンピュータ・プログラム製品を提供する。

本発明のさらに別の態様は、第１のプローブ・フローを現在のセルラー・トラフィック内に送るステップと、第２のプローブ・フローを現在のセルラー・トラフィック内に送るステップと、第１のプローブ・フロー及び第２のプローブ・フローの両方とも現在のセルラー・トラフィック内にあるときに受ける帯域幅変化を測定するステップと、現在のセルラー・トラフィックに対する帯域幅変化の定量効果を確認するステップとを含む方法を提供する。

本発明をより良く理解するために、本発明の他の及びさらに別の特徴及び利点と共に、添付の図面に関連して用いられる以下の説明を参照し、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲において示される。
ここで、単なる例として、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。

一実施形態による１つの例を示す。 一実施形態による１つの例を示す。 一実施形態による１つの例を示す。 １つの例示的な実施形態を示す。 利用可能帯域幅の下限のプロットである。 利用可能帯域幅が検出可能であるための基地局（ＢＳ）の負荷の上限のプロットである。 帯域幅を推定するためのより一般的なプロセスを示す。 コンピュータ・システムを示す。

本明細書で一般的に説明され、示されるように、本発明の実施形態の構成要素は、説明される例示的な実施形態に加えて、様々な異なる構成で配置し、設計できることが容易に理解されるであろう。従って、図に示されるような本発明の実施形態の以下のより詳細な説明は、特許請求される本発明の実施形態の範囲を限定することを意図したものではなく、単に本発明の例示的な実施形態を表すものにすぎない。

本明細書を通して、「一実施形態」又は「１つの実施形態」（又は類似のもの）への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体を通して様々な箇所にある「一実施形態において」又は「１つの実施形態において」等という句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すものではない。

さらに説明される特徴、構造、又は特性は、少なくとも１つの実施形態において、任意の適切な方法で組み合わせることができる。以下の説明において、本発明の実施形態の十分な理解を与えるために、多くの具体的な詳細が説明される。しかしながら、当業者であれば、本発明の実施形態は、１つ又は複数の具体的な詳細なしに、又は他の方法、構成要素、材料などを用いて、実施できることを良く認識できるであろう。他の例では、本発明の態様を分かりにくくしないように、周知の構造、材料、又は動作は示されず、又は詳細に説明されない。

次に、図の説明を始める。図を参照することによって、本発明の例証される実施形態が最も良く理解されるであろう。以下の説明は、単なる一例であることを意図したものであり、単に、本明細書で特許請求される本発明の特定の選択された例示的実施形態を示すにすぎない。

図面内のフローチャート及びブロック図は、本発明の種々の実施形態による、システム、装置、方法及びコンピュータ・プログラム製品の可能な実施のアーキテクチャ、機能及び動作を示すことに留意されたい。この点に関して、フローチャート又はブロック図内の各ブロックは、指定された論理機能を実装するための少なくとも１つの実行可能な命令を含む、モジュール、セグメント、又はコードの一部を表すことができる。また、幾つかの代替的な実施において、ブロック内に記された機能は、図面内に記された順序以外の順序で行われることがあることにも留意されたい。例えば、連続して示された２つのブロックは、関与する機能に応じて、実際には実質的に同時に行われることもあり、又はこれらのブロックは、ときには逆の順序で実行されることもある。ブロック図及び／又はフローチャート図内の各ブロック、並びにブロック図及び／又はフローチャート図内のブロックの組み合わせは、指定された機能又は動作を行う専用ハードウェア・ベースのシステム、又は専用ハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせによって実装できることにも留意されたい。

ここで、以下の図１−図６を具体的に参照する。図中に大まかに示されるプロセス、装置及び製品は、例証的且つ限定されない例として図８の１２’で示されるもののようなシステム又はサーバを含むことができる、基本的に任意の適切なコンピュータ・システム又はコンピュータ・システムの組上で又はそれらに従って、実施できることを認識されたい。例示的な１つの実施形態によると、図１−図６に関して論じられるプロセス・ステップ、構成要素及び出力の全てではないにしても大部分は、サーバ・コンピュータ上、クライアント・コンピュータ上、分散ネットワーク内のノード・コンピュータ上、又はこれらの任意の組み合わせで、それぞれ図８の１６’及び２８’に示されるもののような処理ユニット及びシステム・メモリを介して実行又は利用することができる。

ここで、図１−図３を参照すると、本発明の少なくとも１つの実施形態による限定されない例が示される。３つの図全てを同時に参照することができる。一般に、図１に示すように、帯域幅に関する基地局の全容量は、利用可能帯域幅（１００）に、１より大きい又は１に等しい既存フロー（１０５）を加えたものである。図２の１１０で示すように、基地局における既存フローが１１５で示されるので、ｂ_１は、これに応じて、第１のプローブ・フロー（プローブ・フロー１）について獲得することができる帯域幅を示す。次に、図３の１２０において、１２５で示されるように、第２のプローブ・フロー（プローブ・フロー２）が速度Δでトラフィック内に向けられており、ｂ_１’は、第１のプローブ・フローが獲得する帯域幅である。１３０において、既存フローは、第１及び第２のプローブ・フローを基地局のトラフィック内に向けることに影響を受けていないことが分かる。具体的には、第１のプローブ・フローによって得られる帯域幅に、第２のプローブ・フローによって得られる帯域幅を加えたものが、基地局の現存の過剰帯域幅を表すので、既存フローは動作し続け、第１及び第２のプローブ・フローにより影響を受けない。

ここで図４を参照すると、本発明の少なくとも１つの実施形態による限定されない例が示される。２００に示されるのは、現在の基地局のクロス・トラフィックに入れられるプローブ・フローが取得する帯域幅をリアルタイムで計算することができる推定レシーバである。推定レシーバ２００は、ソフトウェア又はハードウェアの形で、又はこれら２つの組み合わせで、及びセルラー・ネットワークに接続できる任意の移動体コンピューティング・デバイス上に、配備することができる。そうした移動体コンピューティング・デバイスは、例えば、携帯電話、スマートフォン、又はラップトップ型コンピュータなどの、いずれかの３Ｇ又は４Ｇ対応装置とすることができる。

本発明の少なくとも１つの実施形態によると、推定センダー２０１が提供され、これは、セルラー・ネットワーク内の種々の場所に配備することができる。換言すれば、センダー２０１が送る送信（例えば、データ・パケット）は、種々の場所から伝送することができる。従って、センダー２０１は、セルラー・ネットワーク２０６の基地局に（２０２）、バックホール及び無線ネットワーク・コントローラ２０７に（２０３）、コア・ネットワーク２０８に（２０４）、及び／又は、セルラー・ネットワークと１つ又は複数のインターネット位置との間のインターネット２１０内の任意の場所に（２０５）配備することができる。

本発明の少なくとも１つの実施形態による利用可能帯域幅を計算する方法によれば、第１のプローブ・フローが所定のリンクを通じて送られ、第１のプローブ・フローが獲得する帯域幅ｂ１が測定される。次に、第２のプローブ・フローが所定のリンクを通じて送られ、それに従って、関連した付加的なフローが、速度Δ＜＜ｂ_１／２で伝送される。次に、第２のプローブ・フローの存在下で第１のプローブ・フローが獲得する帯域幅ｂ１’が測定される。εは第２のプローブ・フローを収容するための安全な「クッション」に対応する場合、ｂ１≧ｂ_１’＋Δ−εであれば、利用可能帯域幅（ＡＢ）はｂ_１で表される。説明に役立つ例として、εについての「安全な」値はΔ／３である。他の場合には、利用可能帯域幅は不明であると認識することができる。ＦＩＦＯと関連した既知の技術を用いて、又は約３０秒の間隔で伝送される連続したパケット列の分散を計算することによって、獲得可能帯域幅（例えば、プローブ・フロー１が獲得する帯域幅）を求めることができる。

本発明の少なくとも１つの実施形態によると、プローブ・フローを任意のノードから送ることができ、所定のリンク（無線インターネット）は、送信元から宛先への経路内のボトルネック（狭く細い）リンクを表すことができる。さらに、２つのプローブ・フローは、おおむね同様のチャンネル条件で装置に向ける必要がある。

本発明の少なくとも１つの実施形態によると、チャネル品質の違いに照らして、利用可能帯域幅を推定することができる。２つのプローブ・フローが同様のチャネル条件を見出す限り、本発明の少なくとも１つの実施形態による手法を適用することができる。従って、クロス・トラフィック又は他の影響を考慮すると、既存フローは、様々な時間に様々なチャネル条件に遭遇することがある。

本発明の少なくとも１つの実施形態によると、優先度クラスの番号が１であるとき、全帯域幅が進行中のセッションのチャネル品質に依存するので、基地局の帯域幅とは対照的に、スケジューラにより（優先度の）重みを用いて、セッションにわたって全スペクトル・リソース（即ち、通信時間）を割り当てることができることを認識することができる。その場合、所与のセッションが取得する帯域幅は、そのチャネル品質に依存する。しかしながら、ＵＧＳ、ｒｔＰＳ、ＢＥなどの複数の優先度クラスがあるとき、最低優先度クラスのフローがＰＦ方式でスケジューリングされる場合、本発明の実施形態を適用することができる。最低優先度のフローがＦＩＦＯ方式でスケジューリングされた場合は、ＦＩＦＯネットワーク用に提案された技術のいずれかを用いることができる。そのため、制御された環境内に宛先装置（プローブ・フローに関する）を有することにより、同様のチャネル条件が保証されることを認識することができる。また、宛先装置の受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）に関して利用可能帯域幅が求められるので、帯域幅は、異なるＲＳＳＩを有する宛先に合わせて適切にスケーリング（拡大縮小）する必要がある。

ここで図５−図６を参照すると、本発明の少なくとも１つの実施形態により、ＣがＭｂｐｓ単位の基地局容量であり、ｎが既存フローの数であり、Ｗが、（第２のプローブ・フローの存在下での）第１のプローブ・フローｆ１のものに対するｎ個の既存フローの累積重みであるときに、帯域幅を計算するための方法を適用することができ、利用可能帯域幅は、ｎ＝０、又はＷ＜１．０、つまり各フローの重みが１．０より小さい、又はＡＢ≧（Ｃ＋ＷΔ）／（Ｗ＋１）、又は同等に、最高速度を有するいずれかのｋ個のフローについて、ＡＢ≧（Ｃ−残りのフローの速度の和＋Ｗ_ｋΔ）／（Ｗ_ｋ＋１）である場合に、求めることができ、ここでＷ_ｋはｆ１の累積重みに対するｋ個のフローの累積重みである。

１つの限定されない例において、以下の問題を解決することができる。２つのフローが基地局のセッション内に存在し、各々が１Ｍｂｐｓのスループットを取得するとする。そのチャネル品質（ＣＱ）での装置Ｄへのフローについての基地局の利用可能帯域幅を１Ｍｂｐｓとする。この装置についてのＣＱＩ（チャネル品質インジケータ）を、他のフローのもののおおよそ半分とする（従って、基地局は５０％利用される）。この場合、Ｄについての獲得可能帯域幅は１Ｍｂｐｓである。ここで、Δ＝０．３Ｍｂｐｓの速度で第４のフローを開始する。第４のフローの存在下で、装置Ｄが取得するスループットは、（４−２×０．３−２×１）／２＝０．７Ｍｂｐｓとなり、（０．７）＋０．３＝１．０であるので、利用可能帯域幅を正確に推定することができる。

別の限定されない例において、セッション内の２つのフローが１．５Ｍｂｐｓの速度であるとする。装置Ｄについての利用可能帯域幅（第１の例と同じＣＱＩの）は、０．５ｂｐｓである。Ｄについての獲得可能スループット＝（１．５×２＋２×０．５）／（３×２）＝４／６＝０．６６７Ｍｂｐｓとなる。ここで、Δ＝０．３Ｍｂｐｓの速度で第４のフローを開始する。第４のフローの存在下で、装置Ｄが取得するスループットは、（４−２×０．３）／（３×２）＝３．４／（３×２）＝０．５７Ｍｂｐｓとなり、（０．３）＋０．５７＞０．６６７であるので、利用可能帯域幅を正確に推定することはできない。

従って、幾つかの実施形態は、クロス・トラフィック・フロー及び／又はそれらの負荷を受けるチャネルが、推定プロセスの第１のステップからプロセスの第２のステップへと変化する状況に対処する。そうした場合、新しいフローの到着及び既存フローの出発を含む、クロス・トラフィック・フローにより受ける全ての変化の正味の影響は、全クロス・トラフィックにおける増加／減少となる。幾つかの実施形態は、そうした変動条件下で、利用可能帯域幅は、以下の限定されない例において与えられる正味の変化の限度を求めることによって、推定できることを規定する。
ステップ１：元の手法におけるようにｂ１及びｂ１’を求める(それぞれ、１つ及び２つのプローブ・フローを用いて)。
ステップ２：Ｉｆ（ｂ１＝＝ｂ１’）、ｔｈｅｎ ＡＢ ｉｓ ｎｏｔ ｋｎｏｗｎ．ＧＯ ＴＯ ＳＴＥＰ １１．
ステップ３：Ｉｆ （Δ−（ｂ１−ｂ１’））／（ｂ１−ｂ１’）≧１、ｔｈｅｎ ＡＢ ｉｓ ｎｏｔ ｋｎｏｗｎ．ＧＯ ＴＯ ＳＴＥＰ １１．
ステップ４：Ｉｆ ０≦（Δ−（ｂ１−ｂ１’））／（ｂ１−ｂ１’）＜１，ｔｈｅｎ ＡＢ＝ｂ１．ＧＯ ＴＯ ＳＴＥＰ １１．
ステップ５：Ｃｏｍｐｕｔｅ ２×（ｂ１’−ｂ１）＋Δ ａｎｄ （ｂ１’−ｂ１）＋Δ
２×（ｂ１’−ｂ１）＋Δは、第１のステップにおいて未処理であったクロス・トラフィック・フローの数が少なくとも１である場合、（計算された値の符号に応じて）クロス・トラフィックに起きたはずの最小総増減を示す。
ｂ１’−ｂ１＋Δは、ｂ１が実際に利用可能帯域幅であった場合に、クロス・トラフィックに起きたはずの変化を示す。
ステップ６：Ｌｅｔ Ｎ１＝｜２×（ｂ１’−ｂ１）＋Δ｜ ａｎｄ Ｎ０＝｜（ｂ１’−ｂ１）＋Δ｜
ステップ７：Ｉｆ（Ｎ０＜Ｎ１−δ）ｏｒ（（ｋ×Ｎ０＜Ｎ１）ＡＮＤ（Ｎ１−Ｎ０＞ε）），ｔｈｅｎ ｂ１ ｉｓ ｔｈｅ ＡＢ．
ステップ８：Ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｎ１＜Ｎ０-δ）ｏｒ（（ｋ×Ｎ１＜Ｎ０）ＡＮＤ（Ｎ０−Ｎ１＞ε）），ｔｈｅｎ ＡＢ ｉｓ ｎｏｔ ｋｎｏｗｎ（少なくとも１つの未処理フローが存在する）．
ステップ９：Ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｎ０＜Ｎ１），ｔｈｅｎ ｂ１ ｉｓ ｖｅｒｙ ｌｉｋｅｌｙ ｔｈｅ ＡＢ．
ステップ１０：Ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｎ１＜Ｎ０），ｔｈｅｎ ＡＢ ｉｓ ｖｅｒｙ ｌｉｋｅｌｙ ｎｏｔ ｋｎｏｗｎ（少なくとも１つの未処理フローが存在する可能性が高い）
δ、ε及びｋは設定可能である。
ステップ１１：上記のステップ（ステップ１−ステップ１０）をあと２回繰り返す。

２の連続した測定毎に、ＡＢの推定値を求める。３回の測定により、測定値の総数は６となり、考えられる測定値の対の数、従って推定値の数は５となる。

最後の限定されない例に関して、幾つかの実施形態は、同一である、２つの連続した確定推定値が得られると、方法を終了させ得ることを規定する。幾つかの実施形態は、２つの連続した推定値が未確定かつ同一である場合、支配的条件を最終結論とすることができると規定する。
幾つかの実施形態は、短い時間スケールにわたるチャネル品質の変化を無視するために、獲得可能なスループットを、例えば３乃至５秒などの妥当な長さの時間にわたって測定すべきであることを規定する。幾つかの実施形態は、プローブ・フローが３−５秒毎に１回の速度で現在の基地局トラフィックに注入される場合、１回の推定は、約３０秒にわたって行うことができることを規定する。

一実施形態において、２つのプローブ・フローが異なるチャネル品質で処理されるとき、ＡＢを推定するために、以下の変形手順を用いることができる。
ステップ１：プローブ・トラフィックを用いて、所定のリンクを通じて送られる単一の新しいフロー（ｆ１）についての獲得可能帯域幅ｂ１を求める。
ステップ２：第２のプローブ・フロー（ｆ２）を開始し、それにより基地局容量の公正なシェアを獲得できるようにし、第２のプローブ・フローの存在下で、ｆ１についての獲得可能帯域幅ｂ１’を求める。
ステップ３： 式Ｃ／（Ｗ＋１）＝ｂ１及びＣ／（Ｗ＋２）＝ｂ１’を用いて、Ｗを求める。即ち、Ｗ＝（２×ｂ１’−ｂ１）／（ｂ１’−ｂ１）。
ステップ４：Ｗ＜１であれば、ｂ_１はＡＢである。そうでなければ、ＡＢは不明である。

図５及び図６は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従って上記に大まかに提示したような方法によってＡＢを成功裏に求めることができる、識別領域と呼ばれる領域を示す。図５は、Ｗの関数として成功裏に求めることができるＡＢの下限を示す。図の曲線を下回る場合には、ＡＢを求めることができない。図６は、基地局負荷の下限を示す。基地局負荷が曲線を上回る場合、ＡＢを求めることができない。

実施形態は、上述した４ステップの例証的な方法の識別領域（それぞれ、図５及び図６のグラフ線の上方及び下方の空間によって表される）は、元の手法のものより僅かに低くなるが、推定の精度を高めることができることを規定する。

上記を考慮すると、本開示で説明される実施形態とは対照的に、セルラー・ネットワークにおける帯域幅を計算する従来の方法は、データ・フローのリアルタイム・データではなく履歴データに依拠することを認識することができる。そのような受動的監視技術は、セルラー基地局からのフィードバックを必要とする。従って、基地局にデータ・トラフィック・モニタを配備する必要があり、将来の使用量要件を予測するために、データ・トラフィック及び帯域幅使用量の過去の測定値が記録される。そうした情報は、基地局が入手できるようになっていないことがある。従って、本明細書における実施形態は、基地局オペレータのサポート及びオーバーヘッドなしに配備することができる能動的監視法を含む。

図７は、本発明の少なくとも１つの実施形態による、帯域幅を推定するためのより一般的なプロセスを示す。図７に大まかに示されるようなプロセスは、基本的に、例証的及び限定されない例として図８の１２’で示されるもののようなシステムを含むことができる任意の適切なコンピュータ・システム上又はコンピュータ・システムの組上で実行することができることを認識されたい。例示的な実施形態によると、図７に関して論じられたプロセス・ステップの全てではないにしても大部分は、処理ユニットを介して実行することができる。

図７に示すように、本発明の少なくとも１つの実施形態によると、第１のプローブ・フローがセルラー・トラフィック内に送られ（４０２）、第１のプローブ・フローが獲得する第１の帯域幅量が測定される（４０４）。第２のプローブ・フローがセルラー・トラフィック内に送られ（４０６）、第２のプローブ・フローがセルラー・トラフィック内にある間に、第１のプローブ・フローが獲得する第２の帯域幅量が測定される（４０８）。第１の帯域幅量と第２の帯域幅量とを比較し（４１０）、比較から少なくとも１つの結果を判定する（４１２）。

ここで図８を参照すると、クラウド・コンピューティング・ノードの１つの例の概略図が示される。クラウド・コンピューティング・ノード１０’は好適なクラウド・コンピューティング・ノードの一例にすぎず、且つ、本明細書で与えられる本発明の実施形態の使用又は機能の範囲に関する何らかの制限を示唆することを意図したものではない。とにかく、クラウド・コンピューティング・ノード１０’は、上述した機能のいずれも実装及び／又は実施することができる。本発明の実施形態によると、コンピューティング・ノード１０’は、必ずしもクラウド・ネットワークの部分でなくてもよく、代わりに、別のタイプの分散型ネットワーク又は他のネットワークの部分であってもよく、又はスタンドアロン型ノードを表すことができる。しかしながら、説明及び例証のために、ノード１０’は、本明細書では「クラウド・コンピューティング・ノード」として様々に言及される。

クラウド・コンピューティング・ノード１０’内には、多数の他の汎用又は専用コンピューティング・システム環境又は構成と共に動作可能なコンピュータ・システム／サーバ１２’が存在する。コンピュータ・システム／サーバ１２’と共に使用するのに適切であり得る周知のコンピューティング・システム、環境、及び／又は構成の例として、これらに限定されるものではないが、パーソナル・コンピュータ・システム、サーバ・コンピュータ・システム、シン・クライアント、シック・クライアント、手持ち式又はラップトップ・デバイス、マルチプロセッサ・システム、マイクロプロセッサ・ベースのシステム、セット・トップ・ボックス、プログラム可能な家庭用電化製品、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ・システム、メインフレーム・コンピュータ・システム、並びに上記のシステム又はデバイスのいずれかを含む分散型クラウド・コンピューティング環境などが挙げられる。

コンピュータ・システム／サーバ１２’は、コンピュータ・システムによって実行される、プログラム・モジュールなどのコンピュータ・システム実行可能命令の一般的状況で設けることができる。一般に、プログラム・モジュールは、特定のタスクを実行する又は特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、論理、データ構造体などを含むことができる。コンピュータ・システム／サーバ１２’は、タスクが通信ネットワークを通じてつながる遠隔処理装置によって実行される分散型クラウド・コンピューティング環境において実施することができる。分散型クラウド・コンピューティング環境において、プログラム・モジュールは、メモリ・ストレージ・デバイスを含む、ローカル及び遠隔両方のコンピュータ・システム・ストレージ媒体内に配置することができる。

図８に示すように、クラウド・コンピューティング・ノード１０’内のコンピュータ・システム／サーバ１２’が、汎用コンピューティング・デバイスの形態で示される。コンピュータ・システム／サーバ１２’のコンポーネントは、これらに限定されるものではないが、少なくとも１つのプロセッサ又は処理ユニット１６’、システム・メモリ２８’、及びシステム・メモリ２８’を含む種々のシステム・コンポーネントをプロセッサ１６’に結合するバス１８’を含むことができる。

バス１８’は、メモリ・バス又はメモリ・コントローラ、周辺バス、アクセラレーテッド・グラフィックス・ポート、及び種々のバス・アーキテクチャのいずれかを用いたプロセッサ又はローカル・バスを含む、幾つかのタイプのバス構造体のいずれかの少なくとも１つを表す。限定ではなく一例として、そうしたアーキテクチャは、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、Ｍｉｃｒｏ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ（ＭＣＡ）バス、Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、ビデオ電子装置規格化協会（ＶＥＳＡ）ローカル・バス、及びＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ（ＰＣＩ）バスを含む。

コンピュータ・システム／サーバ１２’は、一般的には、種々のコンピュータ・システム可読媒体を含む。そうした媒体は、コンピュータ・システム／サーバ１２’によってアクセス可能な任意の利用可能媒体とすることができ、揮発性媒体及び不揮発性媒体、取り外し可能媒体及び取り外し不能媒体の両方を含むことができる。システム・メモリ２８’は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）３０’及び／又はキャッシュ・メモリ３２’などの、揮発性メモリの形態のコンピュータ・システム可読媒体を含むことができる。コンピュータ・システム／サーバ１２’は、他の取り外し可能／取り外し不能、揮発性／不揮発性のコンピュータ・システム記憶媒体をさらに含むことができる。単なる一例として、取り外し不能な不揮発性磁気媒体（図示せず、一般的には「ハード・ドライブ」と呼ばれる）との間の読み書きを行うためにストレージ・システム３４’を設けることができる。図示しないが、取り外し可能な不揮発性磁気ディスク（例えば、「フロッピー・ディスク」）との間の読み書きを行うための磁気ディスク・ドライブと、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ又は他の光媒体などの取り外し可能不揮発性光ディスクとの間の読み書きを行うための光ディスク・ドライブとを設けることができる。こうした例において、少なくとも１つのデータ媒体インターフェースによって、各々をバス１８’に接続することができる。以下でさらに示し、説明するように、メモリ２８’は、本発明の実施形態の機能を実施するように構成された一組の（少なくとも１つの）プログラム・モジュールを有する少なくとも１つのプログラム製品を含むことができる。

一組の（少なくとも１つの）プログラム・モジュール４２’を有するプログラム／ユーティリティ４０’を、メモリ２８’（限定ではなく、一例として）、並びにオペレーティング・システム、少なくとも１つのアプリケーション・プログラム、他のプログラム・モジュール、及びプログラム・データ内に格納することができる。オペレーティング・システム、少なくとも１つのアプリケーション・プログラム、他のプログラム・モジュール、及びプログラム・データの各々、又はこれらの何らかの組み合わせは、ネットワーキング環境の実装を含むことができる。プログラム・モジュール４２’は一般に、本明細書で説明されるような本発明の実施形態の機能及び／又は方法を実施する。

コンピュータ・システム／サーバ１２’はまた、キーボード、ポインティング・デバイス、ディスプレイ２４’などの少なくとも１つの外部デバイス１４’、ユーザがコンピュータ・システム／サーバ１２’と相互作用するのを可能にする少なくとも１つのデバイス、及び／又はコンピュータ・システム／サーバ１２’が少なくとも１つの他のコンピューティング・デバイスと通信するのを可能にする任意のデバイス（例えば、ネットワーク・カード、モデム等）と通信することもできる。そうした通信は、Ｉ／Ｏインターフェース２２’を介して行うことができる。さらにまた、コンピュータ・システム／サーバ１２’は、ネットワーク／アダプタ２０’を介して、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、汎用広域ネットワーク（ＷＡＮ）、及び／又はパブリック・ネットワーク（例えば、インターネット）などの少なくとも１つのネットワークと通信することができる。示されるように、ネットワーク・アダプタ２０’は、バス１８’を介して、コンピュータ・システム／サーバ１２’の他のコンポーネントと通信する。図示しないが、他のハードウェア及び／又はソフトウェア・コンポーネントをコンピュータ・システム／サーバ１２’と共に使用できることを理解されたい。例として、これらに限定されるものではないが、マイクロコード、デバイス・ドライバ、冗長処理ユニット、外部ディスク・ドライブ・アレイ、ＲＡＩＤシステム、テープ・ドライブ、及びデータ・アーカイブ・ストレージ・システム等が挙げられる。

本発明の態様は、システム、方法、又はコンピュータ・プログラム製品として具体化することができる。従って、本発明の態様は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）、又はソフトウェアの態様とハードウェアの態様とを組み合わせた実施形態の形態をとることができ、本明細書においては、これらは全て、一般的に「回路」、「モジュール」又は「システム」と呼ぶことがある。さらに、本発明の態様は、媒体内に具体化されたコンピュータ可読プログラム・コードを有する、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体内に具体化されたコンピュータ・プログラム製品の形態をとることができる。

１つ又は複数のコンピュータ可読媒体のいずれかの組み合わせを用いることもできる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体とすることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体は、例えば、これらに限定されるものではないが、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線若しくは半導体のシステム、装置若しくはデバイス、又はこれらのいずれかの適切な組み合わせとすることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体のより具体的な例（非網羅的なリスト）として、以下のもの、即ち、１つ又は複数の配線を有する電気的接続、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュ・メモリ）、光ファイバ、ポータブル・コンパクト・ディスク型読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、又は上記のいずれかの適切な組み合わせが挙げられる。本明細書の文脈においては、コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行システム、装置若しくはデバイスによって又はそれらと関連して用いるためのプログラムを収容又は格納することが可能な任意の有形媒体とすることができる。

コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンド内に、又は搬送波の一部として、具体化されたコンピュータ可読プログラム・コードをその中に有する、伝搬されるデータ信号を含むことができる。このような伝搬信号は、これらに限定されるものではないが、電磁気、光又はそれらのいずれかの適切な組み合わせを含む、種々の形態のいずれかを取ることができる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではなく、且つ、命令実行システム、装置若しくはデバイスによって、又はこれらと関連して用いるためのプログラムを伝達し、伝搬し、又は搬送することができる任意のコンピュータ可読媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体上に具体化されたプログラム・コードは、これらに限定されるものではないが、無線、有線、光ファイバ・ケーブル、ＲＦ等、又は上記のもののいずれかの適切な組み合わせを含む、任意の適切な媒体を用いて伝送することができる。

本発明の態様の操作を実行するためのコンピュータ・プログラム・コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、ＳｍａｌｌＴａｌｋ、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向型プログラミング言語、及び、「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続き型プログラミング言語を含む、１つ又は複数のプログラミング言語のいずれかの組み合わせで記述することができる。プログラム・コードは、完全にユーザのコンピュータ上で実行される場合もあり、一部がユーザのコンピュータ上で、独立型ソフトウェア・パッケージとして実行される場合もあり、一部がユーザのコンピュータ上で実行され、一部が遠隔コンピュータ上で実行される場合もあり、又は完全に遠隔コンピュータ若しくはサーバ上で実行される場合もある。一番最後のシナリオにおいて、遠隔コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含むいずれかのタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続される場合もあり、又は外部コンピュータへの接続が為される場合もある（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを用いたインターネットを通じて）。

本発明の態様は、本明細書において、方法、装置（システム）及びコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート図及び／又はブロック図の各ブロック、並びにフローチャート図及び／又はブロック図内のブロックの組み合わせは、コンピュータ・プログラム命令によって実装できることが理解されるであろう。これらのコンピュータ・プログラム命令を、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに与えてマシンを製造し、それにより、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサによって実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロック内で指定された機能／動作を実装するための手段を作り出すようにすることができる。

これらのコンピュータ・プログラム命令を、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスを特定の方式で機能させるように指示することができるコンピュータ可読媒体内に格納し、それにより、そのコンピュータ可読媒体内に格納された命令が、製品を製造するようにすることもできる。このような製品は、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実行するための命令を含むことができる。

コンピュータ・プログラム命令を、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードして、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上で行わせてコンピュータ実施のプロセスを生成し、それにより、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実行するためのプロセスを提供するようにすることもできる。

本開示は、例証及び説明のために提示されたものであり、網羅的であること又は限定することを意図したものではない。当業者には、多くの修正及び変形が明らかとなるであろう。実施形態は、原理及び実際の適用を説明し、その他の当業者が本開示を理解できるように、選択され、与えられた。

本発明の例証となる実施形態が添付図面を参照して本明細書に与えられたが、本発明の実施形態は、これらの正確な実施形態に限定されるものではないこと、及び本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、当業者により種々の他の変更及び修正を行い得ることを理解されたい。

１：第１のプローブ・フロー
２：第２のプローブ・フロー
１０’：クラウド・コンピューティング・ノード
１２’：コンピュータ・システム／サーバ
１４’：外部デバイス
１６’：プロセッサ
１８’：バス
２０’：ネットワーク・アダプタ
２２’：Ｉ／Ｏインターフェース
２８’：システム・メモリ
３０’：ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
３２’：キャッシュ・メモリ
３４’：ストレージ・システム
４０’：プログラム／ユーティリティ
４２’：プログラム・モジュール
１００、１１０、１２０：利用可能帯域幅
１０５、１１５、１３０：既存フロー
１２５：第２のプローブ・フローの速度Δ
２００：推定レシーバ
２０１：推定センダー
２０６：セルラー・ネットワーク
２０７：無線ネットワーク・コントローラ
２０８：コア・ネットワーク
２１０：インターネット

Claims (20)

1. 帯域幅を推定するための方法であって、前記方法は、
   プロセッサを用いて、
   第１のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送るステップと、
   前記第１のプローブ・フローが獲得する第１の帯域幅量を測定するステップと、
   第２のプローブ・フローを前記セルラー・トラフィック内に送るステップと、
   前記第２のプローブ・フローが前記セルラー・トラフィック内にある間に、前記第１のプローブ・フローが獲得する第２の帯域幅量を測定するステップと、
   前記第１の帯域幅量と前記第２の帯域幅量とを比較するステップと、
   前記比較するステップから少なくとも１つの結果を判定するステップと、
   を実施するように構成されたコンピュータ・コードを実行することを含む、方法。
2. 前記第２のプローブ・フローを送るステップは、ｂ_１が前記第１の帯域幅量を表し、Δが前記第２のプローブ・フローに起因する帯域幅を表す場合に、前記第２のプローブ・フローをΔ＜ｂ_１／２の速度で送るステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記測定するステップは、先入れ先出しベースの帯域幅推定技術を用いて獲得可能帯域幅を測定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記測定するステップは、所定の間隔で伝送される連続したパケット列の分散を計算することにより、獲得可能帯域幅を測定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記比較するステップは、ｂ_１が前記第１の帯域幅量を表し、ｂ_１’が前記第２の帯域幅量を表し、Δが前記第２のプローブ・フローの前記帯域幅を表し、εがΔ／３である場合に、条件ｂ_１≧ｂ_１’＋Δ−εが成立するかどうかを評価するステップを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの結果は、
   利用可能帯域幅がｂ_１であること、及び
   利用可能帯域幅が不明であること、
   のうちの一方を含む、請求項５に記載の方法。
7. ｂ_１≧ｂ_１’＋Δ−εが成立する場合、前記利用可能帯域幅はｂ_１であり、
   ｂ_１≧ｂ_１’＋Δ−εが成立しない場合、前記利用可能帯域幅は不明である、
   請求項６に記載の方法。
8. 前記セルラー・トラフィックはボトルネック・トラフィックを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記セルラー・トラフィックは１つの優先度クラスのフローだけを含み、
   前記方法は、比例公正方式で各フローについてのチャネル条件に基づいて利用可能帯域幅リソースを割り当てるステップを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記セルラー・トラフィックは複数の優先度クラスのフローを含み、
    前記方法は、比例公正スケジューリングによってリソースを最低優先度クラス内のフローに割り当てることによって、利用可能帯域幅を割り当てるステップを含む、請求項１に記載の方法。
11. 帯域幅を推定するための装置であって、前記装置は、
    少なくとも１つのプロセッサと、
    それにより具体化され、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ可読ストレージ媒体と、
    を含み、前記コンピュータ可読プログラム・コードは、
    第１のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送るように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    前記第１のプローブ・フローが獲得する第１の帯域幅量を測定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    第２のプローブ・フローを前記セルラー・トラフィック内に送るように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    前記第２のプローブ・フローが前記セルラー・トラフィック内にある間に、前記第１のプローブ・フローが獲得する第２の帯域幅量を測定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    前記第１の帯域幅量と前記第２の帯域幅量とを比較するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    前記比較から少なくとも１つの結果を判定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    を含む、装置。
12. 帯域幅を推定するためのコンピュータ・プログラムであって、
    第１のプローブ・フローをセルラー・トラフィック内に送るように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    前記第１のプローブ・フローによって得られる第１の帯域幅量を測定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    第２のプローブ・フローを前記セルラー・トラフィック内に送るように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    前記第２のプローブ・フローが前記セルラー・トラフィック内にある間に、前記第１のプローブ・フローによって得られる第２の帯域幅量を測定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    前記第１の帯域幅量と前記第２の帯域幅量を比較するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    前記比較から少なくとも１つの結果を判定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コードと、
    を含む、コンピュータ・プログラム。
13. 前記コンピュータ可読プログラム・コードは、ｂ_１が前記第１の帯域幅量を表し、Δが前記第２のプローブ・フローに起因する帯域幅を表す場合に、前記第２のプローブ・フローをΔ＜ｂ_１／２の速度で送るように構成される、請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
14. 前記コンピュータ可読プログラム・コードは、先入れ先出しベースの帯域幅推定技術を用いて獲得可能帯域幅を測定するように構成される、請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
15. 前記コンピュータ可読プログラム・コードは、所定の間隔で伝送される連続したパケット列の分散を計算することにより、獲得可能帯域幅を測定するように構成される、請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
16. 前記コンピュータ可読プログラム・コードは、ｂ_１が前記第１の帯域幅量を表し、ｂ_１’が前記第２の帯域幅量を表し、Δが前記第２のプローブ・フローの前記帯域幅を表し、εがΔ／３である場合に、条件ｂ_１≧ｂ_１’＋Δ−εが成立するかどうかを評価するように構成される、請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
17. 前記少なくとも１つの結果は、
    利用可能帯域幅がｂ_１であること、及び
    利用可能帯域幅が不明であること、
    のうちの一方を含む、請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
18. 前記セルラー・トラフィックは１つの優先度クラスのフローだけを含み、
    前記コンピュータ可読プログラム・コードは、比例公正スケジューリングによって、各フローについてのチャネル条件に基づいて利用可能帯域幅リソースを割り当てるように構成される、請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
19. 前記セルラー・トラフィックは複数の優先度クラスのフローを含み、
    前記コンピュータ可読プログラム・コードは、比例公正方式でリソースを最低優先度クラス内のフローに割り当てることによって、利用可能帯域幅を割り当てるように構成される、請求項１２に記載のコンピュータ・プログラム。
20. 第１のプローブ・フローを現在のセルラー・トラフィック内に送るステップと、
    第２のプローブ・フローを現在のセルラー・トラフィック内に送るステップと、
    前記第１のプローブ・フロー及び前記第２のプローブ・フローが両方とも前記現在のセルラー・トラフィック内にあるときに受ける帯域幅変化を測定するステップと、
    前記現在のセルラー・トラフィックに対する前記帯域幅変化の定量効果を確認するステップと、
    を含む方法。

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