JP4935911B2 - 通信制御装置 - Google Patents
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Description
「課題1」:多くのアプリケーションソフト(以下「アプリ」又は「アプリソフト」とも言う)が、通信品質の制御に対応していない。
「課題2」:アプリが通信品質の制御に対応していたとしても、アプリの要求が信用できるとは限らない。例えば、実際には重要でない(すなわち、即時性及び連続性の要求が低い)アプリが、最優先の通信を要求する可能性があり、通信機器がアプリの要求を疑うことなくそのまま信用すると、網全体においてトラヒックの混雑が発生したり、実際に重要な(すなわち、即時性及び連続性の要求が高い)通信の品質が低下したりする可能性がある。
「課題3」:同一アプリであっても、通信の優先度が高い場合と低い場合とがあり、アプリの種類によって通信の優先度を一意に定めることができない。例えば、WEBブラウザの通信で、ユーザが今見たいサイトのデータ(すなわち、即時性の要求が高い情報)をダウンロードしているのか、WEBブラウザがバックグランドで、次に読む確率の高いデータ(すなわち、即時性の要求が低い情報)を先読みして事前にダウンロードしているのかによって、通信の優先度が異なる。
「課題4」:端末又は端末のOS(オペレーションシステム)が通信品質の制御に対応しているとは限らない。
「課題5」:網機器の通信品質制御機能(通信帯域や遅延時間をフロー毎に設定する機能)が統一されていない場合がある。
「課題6」:端末、端末のOS、及び端末で動作するアプリに、網の利用状況を伝えたとしても、端末が伝えられた情報を通信品質の制御に活用する仕組みを持っているとは限らない。
「課題7」:網機器が、端末又は端末のOSと制御情報の通信をすることができたとしても、その網機器に、ユーザが使用中のアプリや網の使用状況を理解した上で、最適な通信品質制御の操作量を計算する機能があるとは限らない。
前記第1の通信最適化機能手段は、前記端末上で動作するアプリと、該アプリの通信先に関する情報である第1の情報を取得する第1の機能部と、前記第1の情報を前記第2の通信最適化機能手段に転送する第2の機能部と、前記第2の通信最適化機能手段からの指示情報である第2の情報に従って、前記アプリの個々の通信品質を設定する第3の機能部とを含み、
前記第2の通信最適化機能手段は、前記第1の情報で示される前記アプリに必要な通信品質を示す第3の情報と、網の状態に関する第4の情報を取得する第4の機能部と、前記第3の情報と前記第4の情報から、前記第1の情報の各アプリに必要な網資源の有無を判断する第5の機能部と、各アプリに必要な網資源がある場合は、各アプリに必要な通信品質で通信することを指示する前記指示情報を前記第2の情報とし、各アプリに必要な網資源が不足している場合は、通信の優先度の高いアプリには第1の通信品質で通信させ、通信の優先度の低いアプリには前記第1の通信品質を低下させない範囲における通信を実行させる資源割当又は送信順位設定を前記端末と前記網機器に指示する指示情報を前記第2の情報とする第6の機能部と、前記第2の情報を前記第1の通信最適化機能手段と前記網機器に送信する第7の機能部とを含むことを特徴としている。
図1は、本発明に係る第1の実施形態の通信制御装置を含むシステムの主要部を概略的に示す図である。図1に示されるように、第1の実施形態の通信制御装置が適用される通信網は、例えば、家庭内網1100と、アクセス網及び県内網(県内リング網)から構成されるキャリア網1200と、プロバイダ網1400と、最適化制御網1300とから構成される。
第1の実施形態では、通信品質を最適化する機能部である端末側通信最適化機能部1160及び網側通信最適化機能部1310を、端末1110と最適化制御網1300にそれぞれ配備していた。第2の実施形態では、通信品質を最適化する機能部である端末側通信最適化機能部1160及び網側通信最適化機能部1310に対応する機能部の両方を端末2100側に配備し、網側の配備を不要としている。ただし、単に配置場所をある1台の端末2100に変えただけでは、その端末2100に電源が投入されていない場合に、動作不能に陥る。このような状況の発生を防止するため、全部又は複数の端末2100が、通信品質を最適化する機能部(通信最適化第1機能部1160と通信最適化第2機能部2110)を、自律分散的に代替できるようにする端末連携機能部2120を配備している。
第2の実施形態の通信制御装置は、例えば、家庭内網1100に設置される端末群で協調動作を行う場合には、好適な動作を行うことが期特できるが、家庭内網1100を超える範囲で動作させるには、親端末の負荷が大きくなり過ぎる可能性がある。そこで、以下の2つの戦略を考える。第1の戦略は、親端末の階梯の上に祖父端末の階梯を作り、祖父端末が親端末より広い範囲で最適化を行う方法である。祖父端末で力バーできない範囲は、曽祖父端末の階梯を作り、それでも力バーできない範囲は、更に上の階梯の端末を作ることで対応する。第2の戦略は、親端末同士が対等な関係で、調整を行う方法である。親端末の数が多すぎて調整が取れない場合、ある範囲の親端末でグループを作り、グループに代表を持たせ、別のグループの代表と対等な関係で調整する方法が考えられる。
図7は、本発明に係る第4の実施形態の通信制御装置を含むシステムの構成を概略的に示す図である。図8は、第4の実施形態の通信制御装置を含む構成における通信最適化第2機能部の構成を概略的に示す図である。図9は、第4の実施形態の通信制御装置を含む構成における物理インタフェースリンクを概念的に示す図である。
第1〜第4の実施形態では、網資源が限られている場合であっても、ユーザの体感品質を低下させないように、アプリに応じた通信の優先度の制御を行う通信制御装置を説明した。第5の実施形態では、さらに最大消費電力を制限したり、平準化したりすることを第1の拘束条件とし、その範囲で、ユーザの体感品質を低下させないように、アプリに応じて通信の優先度を制御することによって通信品質制御を行う。このような制御によって、例えば、夏期にピーク電力制限が課せられた場合であっても、ユーザの体感品質を高く維持する制御を行うことができる。
Claims (20)
- 端末と網機器との間の通信を制御する通信制御装置であって、
第1の通信最適化機能手段と第2の通信最適化機能手段とを有し、
前記第1の通信最適化機能手段は、
前記端末上で動作するアプリと、
該アプリの通信先に関する情報である第1の情報を取得する第1の機能部と、
前記第1の情報を前記第2の通信最適化機能手段に転送する第2の機能部と、
前記第2の通信最適化機能手段からの指示情報である第2の情報に従って、前記アプリの個々の通信品質を設定する第3の機能部とを含み、
前記第2の通信最適化機能手段は、
前記第1の情報で示される前記アプリに必要な通信品質を示す第3の情報と、網の状態に関する第4の情報を取得する第4の機能部と、
前記第3の情報と前記第4の情報から、前記第1の情報の各アプリに必要な網資源の有無を判断する第5の機能部と、
各アプリに必要な網資源がある場合は、各アプリに必要な通信品質で通信することを指示する前記指示情報を前記第2の情報とし、各アプリに必要な網資源が不足している場合は、通信の優先度の高いアプリには第1の通信品質で通信させ、通信の優先度の低いアプリには前記第1の通信品質を低下させない範囲における通信を実行させる資源割当又は送信順位設定を前記端末と前記網機器に指示する指示情報を前記第2の情報とする第6の機能部と、
前記第2の情報を前記第1の通信最適化機能手段と前記網機器に送信する第7の機能部とを含む
ことを特徴とする通信制御装置。 - 前記第1の通信最適化機能手段を前記端末内に配置し、前記第2の通信最適化機能手段を前記端末外の最適化制御網内に配置したことを特徴とする請求項1に記載の通信制御装置。
- 前記第1の情報は、前記端末上で動作している前記アプリがフォアグランドで動作しているかバックグランドで動作しているかを示す情報、及び/又は、前記アプリに対するユーザからの操作内容に基づく情報を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信制御装置。
- 前記第1の通信最適化機能手段は、該第1の通信最適化機能手段の製造者を証明する情報を保持する製造者証明機能部を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第2の通信最適化機能手段が取得する網の状態情報は、網のノードとリンクの利用状況の情報と、利用可能通信帯域の情報とを含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第6の機能部は、通信ソフトウェアに内蔵されるパケットの送信スケジュール機能の設定を変更して、前記アプリのそれぞれについて送信パケットの通信の優先度及び/又は通信帯域を変更することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第6の機能部は、下りのトラヒックを削減する際に、上りの受信応答信号の送信レートを下げることによって、通信帯域の制御を行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第6の機能部は、前記優先度に応じて、IPパケットのサービスタイプのフィールド値を設定することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第6の機能部は、前記優先度の高いアプリが必要とされる通信品質での通信を可能とする資源設定又は送信順序設定を行い、前記優先度の高いアプリのトラヒックをトンネリング技術を用いて転送することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第6の機能部は、送受信する機器のアドレス、ポート番号、プロトコル番号の情報に基づいてアプリを特定し、通信の優先度の低いアプリの通信帯域を狭窄したり、送信順序を遅らせることで通信の優先度の高いアプリの通信品質を向上させることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第6の機能部は、通信ソフトウエア及び、レイヤ1の機能を用いて、通信の優先度の低いアプリの通信帯域を狭窄したり、送信順序を遅らせることで通信の優先度の高いアプリの通信品質を向上させることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第6の機能部は、アプリのCPU時間を増減することで通信量を調整することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第6の機能部は、前記端末と前記網機器との間に配置されたゲートウェイ装置がボトルネックである場合、前記ゲートウェイ装置を通過する通信を行う端末のアプリのトラヒックに対し、通信の優先度の高いアプリが必要とされる通信品質での通過を可能とする資源割当及び/又は送信順位設定を行い、前記資源割当及び/又は送信順位設定を妨げない範囲で通信の優先度の低いアプリによる通信を実施させることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第1の通信最適化機能手段と前記第2の通信最適化機能手段の両方が前記端末に配備され、
前記第2の通信最適化機能手段は、
端末相互を連係して動作させるための制御を行う端末連携機能部を含み、
端末起動時に、事前設定された他の1つ又は複数の端末、あるいは、通知可能な全端末に問合せ信号を送出し、他の端末からの応答がない場合に、前記端末連携機能部を起動して動作させる
ことを特徴とする請求項1に記載の通信制御装置。 - 前記第2の通信最適化機能手段は、
端末相互を連係して動作させる端末連係機能を有する他の端末の生存を確認する第1の端末生存確認機能部を有することを特徴とする請求項14に記載の通信制御装置。 - 前記第2の通信最適化機能手段の役割を他の端末に委譲する第1の端末機能移譲機能部と、
前記第2の通信最適化機能手段の役割を他の端末に委譲したときに、該委譲を他の端末に通知する第1の端末機能移譲通知機能部と
を有することを特徴とする請求項15に記載の通信制御装置。 - 前記第2の通信最適化機能手段は、端末相互を連係して動作させるための制御を行う他の端末連係機能を有する他の端末の生存を確認する第2の端末生存確認機能部を有することを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載の通信制御装置。
- 前記第2の通信最適化機能手段の役割を他の端末に委譲する第2の端末機能移譲機能部と、
前記第2の通信最適化機能手段の役割を他の端末に委譲したときに、該委譲を他の端末に通知する第2の端末機能移譲通知機能部と
を有することを特徴とする請求項17に記載の通信制御装置。 - 前記第2の通信最適化機能手段は、
オーバレイ網のアプリとそのトラヒック量及びオーバレイ網上の論理トポロジにおける転送経路を求めて前記第1の通信最適化機能手段に転送する機能部と、
オーバレイ網上の論理トポロジにおけるノードと、物理的なノードとの対応を求め前記第1の通信最適化機能手段に転送する機能部とを有することを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記第1の通信最適化機能手段は、端末の消費電力を計測する機能部で計測された消費電力の情報、又は、消費電力を推定することが可能となる情報を取得し、取得された情報を前記第1の情報に追加して前記第2の通信最適化機能手段に送信する機能部を含み、
前記第2の通信最適化機能手段は、前記第1の情報を受信する端末消費電力情報集計機能部と、網設備の消費電力情報を集計する網消費電力把握機能部とを含み、
前記第6の機能部は、外部から設定される最大消費電力の許容値を満たす範囲で、かつ、利用可能な網資源を下回る範囲で、前記資源割当又は送信順位設定を前記端末と前記網機器に指示する
ことを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載の通信制御装置。
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