JP5029125B2 - 可用帯域幅推定システム、ストリームデータ配信システム、方法、及び、プログラム - Google Patents
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Description
本発明の第2の観点に係る可用帯域幅推定システムは、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定システムであって、前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段とを備え、前記試験ストリーム生成手段は、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、ことを特徴とする。
本発明の第3の観点に係る可用帯域幅推定システムは、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定システムであって、前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段とを備え、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択し、前記可用帯域幅推定手段に設定するアルゴリズム選択手段を更に備える、ことを特徴とする。
本発明の第5の観点に係る可用帯域幅推定方法は、コンピュータが、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定方法であって、前記コンピュータが、前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップとを有し、前記試験ストリーム生成ステップでは、前記コンピュータは、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、ことを特徴とする。
本発明の第6の観点に係る可用帯域幅推定方法は、コンピュータが、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定方法であって、前記コンピュータが、前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップとを有し、前記可用帯域幅推定ステップに先立って、前記コンピュータが、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択するアルゴリズム選択ステップを更に備える、ことを特徴とする。
本発明の第8の観点に係るプログラムは、コンピュータに、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理とを実行させ、前記試験ストリーム生成処理では、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、ことを特徴とする。
本発明の第9の観点に係るプログラムは、コンピュータに、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理とを実行させ、前記可用帯域幅推定処理に先立って、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択するアルゴリズム選択処理を更に備える、ことを特徴とする。
本発明の第11の観点に係るストリームデータ配信システムは、送信ノードから受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段と、前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御手段とを備え、前記試験ストリーム生成手段は、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、ことを特徴とする。
本発明の第12の観点に係るストリームデータ配信システムは、送信ノードから受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段と、前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御手段とを備え、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択し、前記可用帯域幅推定手段に設定するアルゴリズム選択手段を更に備える、ことを特徴とする。
本発明の第14の観点に係るストリームデータ配信方法は、コンピュータを用い、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信するストリームデータ配信方法であって、前記コンピュータが、前記送信ノードから前記受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップと、前記コンピュータが、前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御ステップとを有し、前記試験ストリーム生成ステップでは、前記コンピュータは、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、ことを特徴とする。
本発明の第15の観点に係るストリームデータ配信方法は、コンピュータを用い、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信するストリームデータ配信方法であって、前記コンピュータが、前記送信ノードから前記受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップと、前記コンピュータが、前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御ステップとを有し、前記可用帯域幅推定ステップに先立って、前記コンピュータが、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択するアルゴリズム選択ステップを更に備える、ことを特徴とする。
本発明の第17の観点に係るプログラムは、コンピュータに、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、送信ノードから受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理と、前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御処理とを実行させ、前記試験ストリーム生成処理では、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、ことを特徴とする。
本発明の第18の観点に係るプログラムは、コンピュータに、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、送信ノードから受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理と、前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御処理とを実行させ、前記可用帯域幅推定処理に先立って、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択するアルゴリズム選択処理を更に備える、ことを特徴とする。
平均キュー時間Wq=λ/{μ(μ−λ)} (1)
平均パケット送信時間Wp=1/μ (2)
単位セル(C)の仮想内部キューにパケットがキューイングされてから、中継装置(9)、(4)又は任意ノードがパケットを送信完了するまでの「平均待ち時間“W”」は、上記式1及び式2を用いて、下記式3で定式化できる。
平均待ち時間W=Wq+Wp=1/(μ―λ) (3)
We=W1+W2+・・・ +Wn (4)
確率密度関数F(t)={(μ-λ)n/(n-1)!}・tn-1・exp(-(μ―λ)・t) (5)
アーラン分布の性質より、確率変数Weで与えられる平均エンド・ツー・エンド待ち時間の期待値E(We)と、分散V(We)とは、下記式6、式7で与えられる。
期待値E(We)=n/(μ−λ) (6)
分散V(We)=n/(μ−λ)2 (7)
上記式6及び式7における“λ”及び“μ”は、それぞれ、経路全体を1つの単位セルとみなしたときの「単位時間当りに内部キューにキューイングするパケット数」及び「単位時間当りに送信されるパケット数」である。平均エンド・ツー・エンド待ち時間Weは、送信ノード(1)から受信ノード(1)までのパケット到達時間に該当し、RTT(ラウンド・トリップ・タイム:Round Trip Time)を用いて、
We=RTT/2 (8)
で与えられる。
λ=b/α (9)
また、「単位セル内で単位時間当りに送信されるパケット数μ」は、下記の式10で定義するように、単位セルの各リンク、具体的には、図5の単位セル(C)におけるリンク(1)〜(3)で使用する通信メディアの通信速度の理論値“R”(以下、リンク帯域幅の理論値)に、CSMA/CAアクセス制御などの各種通信プロトコルのオーバヘッドを減じた実効値“γ・R”で与えられる。ただし、γは、通信プロトコルのオーバヘッドを減ずるための重みであり、0<γ<1を満たす実数である。
μ=γ・R (10)
E(RTT)=2・n/(γ・R−b/α) (11)
V(RTT)=2・n/(γ・R−b/α)2 (12)
が導出できる。式11、式12が、α及びbを状態変数としたNW解析モデルの「状態方程式」である。
ABW(1)=min{ABW(11),ABW(12),ABW(13),
ABW(14),ABW(15)} (13)
ABW(ij)=(γ・R−b)/2 (14)
ABW(i)=min{ABW(ij)}=min{(γ・R−b)/2} (15)
上記式15が、bを状態変数としたNW解析モデルの「出力方程式」である。なお、式6、式7、式11、式12の場合と同様に、経路全体を1つの単位セルとみなしたときは、式15は、
ABW(i)=(γ・R−b)/2
と表すことができる。
試験ストリームのビットレートbts=s・m/{(m−1)・Δt} (16)
mc=b/α+bts/s (17)
b’=b+bts (18)
任意の単位セルに、試験ストリームが存在する場合、当該単位セル内のパケットサイズα’は、式17で与えられる当該単位セル内に単位時間当りに存在するパケット数mcと、式18で与えられる当該単位セル内に単位時間当りに送信されるビットレート総和b’とを用いて、下記式19で与えられる。
α’=b’/mc (19)
E(RTT)=2・n/(γ・R−b’/α’) (20)
ただし、b’=b+bts (21)
α’=b’/{b/α+bts/s} (22)
V(RTT)=2・n/(γ・R−b’/α’)2 (23)
ABW=(γ・R−b)/2 (24)
有効帯域幅VBW(i)=ABW(i)・{1−PL(i)} (25)
“「bvs<VBW(i)」を満足する1本の経路Pが存在する場合”には、経路Pを使用して映像ストリームを送信する。
[送信制御ポリシー(2)]
“「bvs<VBW(i)」を満足する複数の経路P1、P2、・・・が存在する場合”には、max{VBW(1)、VBW(2)、・・・}に該当する経路を使用して映像ストリームを送信する。または、min{PL(1)、PL(2)、・・・}に該当する経路を使用して映像ストリームを送信する。
[送信制御ポリシー(3)]
“「bvs<VBW(i)」を満足する経路が存在せず”、かつ、“「bvs<複数の経路のVBW(i)の総和」を満足する2本以上の経路P1、P2、・・・が存在する場合”には、映像ストリームを構成するパケットを経路P1、P2、・・・に分配して、送信する。パケットの分配比率は、有効帯域幅VBW(P1)、VBW(P2)、・・・に従って決定する。
[送信制御ポリシー(4)]
“「bvs<VBW(i)」を満足する経路が存在せず”、かつ、“「bvs<複数の経路のVBW(i)の総和」を満足する経路が存在しない場合”には、送信制御ポリシー(1)、送信制御ポリシー(2)、送信制御ポリシー(3)の何れかの条件に適合するように、映像ストリームのビットレートを調整する。
E(RTT)=2・[Σk{1/(γ(1k)・R(1k)-b’/α’)}] (26)
ABW={Σk(γ・R−b)}/(n・2) (27)
更に、式26により、2つの状態変数(α、b)を計算し、計算で得られたbの値を式27に代入して可用帯域幅の推定結果を得る推定アルゴリズムを、式26及び式27で定義されるNW解析モデルに対応付けて、推定アルゴリズム記憶部23に記憶しておく。アルゴリズム記憶部23には、式26及び式27で示したNW解析モデル以外にも、NW解析モデル、及び、そのNW解析モデルに対応した推定アルゴリズムを用意しておくことも可能である。
11:経路情報収集手段
12:可用帯域幅推定手段
13:試験ストリーム生成手段
14:試験ストリーム計測手段
15:送信制御手段
16:アルゴリズム選択手段
20:記憶装置
21:経路情報記憶部
22:送信制御ポリシー記憶部
23:推定アルゴリズム記憶部
30:通信装置
D1:品質情報データ
D2:推定結果データ
Claims (48)
- 送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定システムであって、
前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、
前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段とを備え、
前記ネットワーク解析モデルが、前記品質情報と前記経路情報及び経路状態との関係を定式化した状態方程式と、前記経路状態と前記経路情報とに基づいて可用帯域幅を計算するための出力方程式とを含む、
ことを特徴とする可用帯域幅推定システム。 - 送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定システムであって、
前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、
前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段とを備え、
前記試験ストリーム生成手段は、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、
ことを特徴とする可用帯域幅推定システム。 - 送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定システムであって、
前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、
前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段とを備え、
前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択し、前記可用帯域幅推定手段に設定するアルゴリズム選択手段を更に備える、
ことを特徴とする可用帯域幅推定システム。 - 前記状態方程式が、前記経路を構成する各中継装置を中心とした単位セルにおけるパケット送信が、ポアソン分布に従うと仮定することで、パケット中継の待ち時間モデルを定義し、かつ、単位セルごとの待ち時間が指数分布に従うと仮定することで、経路全体でのパケット送信の待ち時間モデルを定義した代数方程式である、請求項1に記載の可用帯域幅推定システム。
- 前記状態方程式が、前記経路状態として、前記経路におけるビットレート及びパケットサイズを変数として含む代数方程式であり、前記出力方程式が、前記経路におけるビットレートを変数として含む代数方程式である、請求項1に記載の可用帯域幅推定システム。
- 前記可用帯域幅推定手段は、前記品質情報と前記状態方程式とに基づいて、前記経路におけるストリームのビットレート及びパケットサイズを推定し、該推定したビットレートを前記出力方程式に与えて可用帯域幅を推定する、請求項5に記載の可用帯域幅推定システム。
- 前記可用帯域幅推定手段は、前記試験ストリームを送出することにより前記経路で発生するトラヒックが可用帯域幅の推定値に与える影響を除外して、前記可用帯域幅を推定する、請求項6に記載の可用帯域幅推定システム。
- 前記可用帯域幅推定手段は、前記経路情報、及び、少なくとも2つの試験ストリームについての前記品質情報を前記状態方程式に適用し、前記経路におけるストリームのビットレート及びパケットサイズを推定する、請求項6に記載の可用帯域幅推定システム。
- 前記状態方程式は、前記試験ストリームの前記品質情報の分散と前記経路情報との関係を定式化した代数方程式を更に含む、請求項6に記載の可用帯域幅推定システム。
- 前記可用帯域幅推定手段は、前記試験ストリーム計測手段にて計測された品質情報の分散と、前記推定したストリームのビットレート及びパケットサイズを、前記分散と経路情報との関係を定式化した代数方程式に代入して計算された品質情報の分散とを比較し、前記計測された分散が、前記計算された分散よりも大きければ、前記推定したストリームのビットレート及びパケットサイズを破棄し、前記試験ストリーム生成手段に試験ストリームの再送を指示して可用帯域幅の推定をやり直す、請求項9に記載の可用帯域幅推定システム。
- 前記可用帯域幅推定手段は、前記分散と経路情報との関係を定式化した代数方程式を用いて、前記試験ストリーム計測手段にて計測された品質情報の分散と、前記推定したストリームのビットレート及びパケットサイズとから、前記ビットレートの変動幅を計算し、前記試験ストリーム生成手段に、前記計算した変動幅を、前記試験ストリームに加算した試験ストリーム、及び、前記試験ストリームから減算した試験ストリームを生成させ、該2つの試験ストリームを用いて、可用帯域幅を推定する、請求項9に記載の可用帯域幅推定システム。
- 前記複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデルが、「無線LANと有線LANの組み合わせで構成される経路」に対応するネットワーク解析モデル、及び、「異なる経路情報を有する通信メディア規格で構成される経路」に対応するネットワーク解析モデルを含む、請求項3に記載の可用帯域幅推定システム。
- 前記アルゴリズム選択手段は、前記経路情報に基づいて、前記経路のネットワーク構成を判断し、前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択する、請求項3に記載の可用帯域幅推定システム。
- コンピュータが、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定方法であって、
前記コンピュータが、前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、
前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、
前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、
前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップとを有し、
前記ネットワーク解析モデルが、前記品質情報と前記経路情報及び経路状態との関係を定式化した状態方程式と、前記経路状態と前記経路情報とに基づいて可用帯域幅を計算するための出力方程式とを含む、
ことを特徴とする可用帯域幅推定方法。 - コンピュータが、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定方法であって、
前記コンピュータが、前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、
前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、
前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、
前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップとを有し、
前記試験ストリーム生成ステップでは、前記コンピュータは、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、
ことを特徴とする可用帯域幅推定方法。 - コンピュータが、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定方法であって、
前記コンピュータが、前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、
前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、
前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、
前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップとを有し、
前記可用帯域幅推定ステップに先立って、前記コンピュータが、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択するアルゴリズム選択ステップを更に備える、
ことを特徴とする可用帯域幅推定方法。 - 前記状態方程式が、前記経路を構成する各中継装置を中心とした単位セルにおけるパケット送信が、ポアソン分布に従うと仮定することで、パケット中継の待ち時間モデルを定義し、かつ、単位セルごとの待ち時間が指数分布に従うと仮定することで、経路全体でのパケット送信の待ち時間モデルを定義した代数方程式である、請求項14に記載の可用帯域幅推定方法。
- 前記状態方程式が、前記経路状態として、前記経路におけるビットレート及びパケットサイズを変数として含む代数方程式であり、前記出力方程式が、前記経路におけるビットレートを変数として含む代数方程式である、請求項14に記載の可用帯域幅推定方法。
- 前記可用帯域幅推定ステップでは、前記コンピュータは、前記品質情報と前記状態方程式とに基づいて、前記経路におけるストリームのビットレート及びパケットサイズを推定し、該推定したビットレートを前記出力方程式に与えて可用帯域幅を推定する、請求項18に記載の可用帯域幅推定方法。
- 前記可用帯域幅推定ステップでは、前記コンピュータは、前記試験ストリームを送出することにより前記経路で発生するトラヒックが可用帯域幅の推定値に与える影響を除外して、前記可用帯域幅を推定する、請求項19に記載の可用帯域幅推定方法。
- 前記可用帯域幅推定ステップでは、前記コンピュータは、前記経路情報、及び、少なくとも2つの試験ストリームについての前記品質情報を前記状態方程式に適用し、前記経路におけるストリームのビットレート及びパケットサイズを推定する、請求項19に記載の可用帯域幅推定方法。
- 前記状態方程式は、前記試験ストリームの前記品質情報の分散と前記経路情報との関係を定式化した代数方程式を更に含む、請求項19に記載の可用帯域幅推定方法。
- 前記可用帯域幅推定ステップでは、前記コンピュータは、前記推定したストリームのビットレート及びパケットサイズを、前記分散と経路情報との関係を定式化した代数方程式に代入して品質情報の分散を計算し、該計算した品質情報の分散と、前記試験ストリーム計測ステップで計測された品質情報の分散とを比較し、前記計測された分散が、前記計算した分散よりも大きければ、前記推定したストリームのビットレート及びパケットサイズを破棄し、試験ストリームを再送して可用帯域幅の推定をやり直す、請求項22に記載の可用帯域幅推定方法。
- 前記可用帯域幅推定ステップでは、前記コンピュータは、前記分散と経路情報との関係を定式化した代数方程式を用いて、前記試験ストリーム計測ステップにて計測された品質情報の分散と、前記推定したストリームのビットレート及びパケットサイズとから、前記ビットレートの変動幅を計算し、該計算した変動幅を、前記試験ストリームに加算した試験ストリーム、及び、前記試験ストリームから減算した試験ストリームを生成し、該2つの試験ストリームを用いて、可用帯域幅を推定する、請求項22に記載の可用帯域幅推定方法。
- 前記複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデルが、「無線LANと有線LANの組み合わせで構成される経路」に対応するネットワーク解析モデル、及び、「異なる経路情報を有する通信メディア規格で構成される経路」に対応するネットワーク解析モデルを含む、請求項16に記載の可用帯域幅推定方法。
- 前記アルゴリズム選択ステップでは、前記コンピュータは、前記経路情報に基づいて、前記経路のネットワーク構成を判断し、前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択する、請求項16に記載の可用帯域幅推定方法。
- コンピュータに、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、
前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理とを実行させ、
前記ネットワーク解析モデルが、前記品質情報と前記経路情報及び経路状態との関係を定式化した状態方程式と、前記経路状態と前記経路情報とに基づいて可用帯域幅を計算するための出力方程式とを含む、
ことを特徴とするプログラム。 - コンピュータに、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、
前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理とを実行させ、
前記試験ストリーム生成処理では、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、
ことを特徴とするプログラム。 - コンピュータに、送信ノードから受信ノードまでの経路の可用帯域幅を推定する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、
前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理とを実行させ、
前記可用帯域幅推定処理に先立って、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択するアルゴリズム選択処理を更に備える、
ことを特徴とするプログラム。 - 前記状態方程式が、前記経路を構成する各中継装置を中心とした単位セルにおけるパケット送信が、ポアソン分布に従うと仮定することで、パケット中継の待ち時間モデルを定義し、かつ、単位セルごとの待ち時間が指数分布に従うと仮定することで、経路全体でのパケット送信の待ち時間モデルを定義した代数方程式である、請求項27に記載のプログラム。
- 前記状態方程式が、前記経路状態として、前記経路におけるビットレート及びパケットサイズを変数として含む代数方程式であり、前記出力方程式が、前記経路におけるビットレートを変数として含む代数方程式である、請求項27に記載のプログラム。
- 前記可用帯域幅推定処理では、前記品質情報と前記状態方程式とに基づいて、前記経路におけるストリームのビットレート及びパケットサイズを推定し、該推定したビットレートを前記出力方程式に与えて可用帯域幅を推定する、請求項31に記載のプログラム。
- 前記可用帯域幅推定処理では、前記試験ストリームを送出することにより前記経路で発生するトラヒックが可用帯域幅の推定値に与える影響を除外して、前記可用帯域幅を推定する、請求項32に記載のプログラム。
- 前記可用帯域幅推定処理では、前記経路情報、及び、少なくとも2つの試験ストリームについての前記品質情報を前記状態方程式に適用し、前記経路におけるストリームのビットレート及びパケットサイズを推定する、請求項32に記載のプログラム。
- 前記状態方程式は、前記試験ストリームの前記品質情報の分散と前記経路情報との関係を定式化した代数方程式を更に含む、請求項32に記載のプログラム。
- 前記可用帯域幅推定処理では、前記推定したストリームのビットレート及びパケットサイズを、前記分散と経路情報との関係を定式化した代数方程式に代入して品質情報の分散を計算し、該計算した品質情報の分散と、前記試験ストリーム計測処理で計測された品質情報の分散とを比較し、前記計測された分散が、前記計算した分散よりも大きければ、前記推定したストリームのビットレート及びパケットサイズを破棄し、試験ストリームを再送して可用帯域幅の推定をやり直す、請求項35に記載のプログラム。
- 前記可用帯域幅推定処理では、前記分散と経路情報との関係を定式化した代数方程式を用いて、前記試験ストリーム計測処理にて計測された品質情報の分散と、前記推定したストリームのビットレート及びパケットサイズとから、前記ビットレートの変動幅を計算し、前記計算した変動幅を、前記試験ストリームに加算した試験ストリーム、及び、前記試験ストリームから減算した試験ストリームを生成し、該2つの試験ストリームを用いて可用帯域幅を推定する、請求項35に記載のプログラム。
- 前記複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデルが、「無線LANと有線LANの組み合わせで構成される経路」に対応するネットワーク解析モデル、及び、「異なる経路情報を有する通信メディア規格で構成される経路」に対応するネットワーク解析モデルを含む、請求項29に記載のプログラム。
- 前記アルゴリズム選択処理では、前記経路情報に基づいて、前記経路のネットワーク構成を判断し、前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択する、請求項29に記載のプログラム。
- 送信ノードから受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、
前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段と、
前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御手段とを備え、
前記ネットワーク解析モデルが、前記品質情報と前記経路情報及び経路状態との関係を定式化した状態方程式と、前記経路状態と前記経路情報とに基づいて可用帯域幅を計算するための出力方程式とを含む、
ことを特徴とするストリームデータ配信システム。 - 送信ノードから受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、
前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段と、
前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御手段とを備え、
前記試験ストリーム生成手段は、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、
ことを特徴とするストリームデータ配信システム。 - 送信ノードから受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集手段と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成手段と、
前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測手段と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定手段と、
前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御手段とを備え、
前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択し、前記可用帯域幅推定手段に設定するアルゴリズム選択手段を更に備える、
ことを特徴とするストリームデータ配信システム。 - コンピュータを用い、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信するストリームデータ配信方法であって、
前記コンピュータが、前記送信ノードから前記受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、
前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、
前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、
前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップと、
前記コンピュータが、前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御ステップとを有し、
前記ネットワーク解析モデルが、前記品質情報と前記経路情報及び経路状態との関係を定式化した状態方程式と、前記経路状態と前記経路情報とに基づいて可用帯域幅を計算するための出力方程式とを含む、
ことを特徴とするストリームデータ配信方法。 - コンピュータを用い、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信するストリームデータ配信方法であって、
前記コンピュータが、前記送信ノードから前記受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、
前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、
前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、
前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップと、
前記コンピュータが、前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御ステップとを有し、
前記試験ストリーム生成ステップでは、前記コンピュータは、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、
ことを特徴とするストリームデータ配信方法。 - コンピュータを用い、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信するストリームデータ配信方法であって、
前記コンピュータが、前記送信ノードから前記受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集ステップと、
前記コンピュータが、試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成ステップと、
前記コンピュータが、前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測ステップと、
前記コンピュータが、前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定ステップと、
前記コンピュータが、前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御ステップとを有し、
前記可用帯域幅推定ステップに先立って、前記コンピュータが、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択するアルゴリズム選択ステップを更に備える、
ことを特徴とするストリームデータ配信方法。 - コンピュータに、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記送信ノードから前記受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、
前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理と、
前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御処理とを実行させ、
前記ネットワーク解析モデルが、前記品質情報と前記経路情報及び経路状態との関係を定式化した状態方程式と、前記経路状態と前記経路情報とに基づいて可用帯域幅を計算するための出力方程式とを含む、
ことを特徴とするプログラム。 - コンピュータに、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記送信ノードから前記受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、
前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理と、
前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御処理とを実行させ、
前記試験ストリーム生成処理では、前記ネットワーク解析モデルに基づいて前記試験ストリーム数を決定し、前記経路情報に基づいて、前記試験ストリームのビットレートを決定する、
ことを特徴とするプログラム。 - コンピュータに、送信ノードから受信ノードにストリームデータを配信する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記送信ノードから前記受信ノードまでの経路の経路情報を収集し経路情報記憶部に記憶する経路情報収集処理と、
試験ストリームを生成し、該生成した試験ストリームを前記経路に送出する試験ストリーム生成処理と、
前記経路における前記試験ストリームの品質情報を計測し品質情報記憶部に記憶する試験ストリーム計測処理と、
前記収集された経路情報に基づいてネットワーク解析モデルを構築し、前記品質情報を前記ネットワーク解析モデルに適用することで、前記経路の可用帯域幅を推定する可用帯域幅推定処理と、
前記推定された経路の可用帯域幅と、前記可用帯域幅に基づいて送信制御を規定する送信制御ポリシーとに基づいて、受信ノードに送信するストリームデータの送信制御を行う送信制御処理とを実行させ、
前記可用帯域幅推定処理に先立って、前記経路情報に基づいて、複数の経路構成に対応したネットワーク解析モデル及び該ネットワーク解析モデルを用いた可用帯域幅推定のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部から、前記可用帯域幅の推定に用いる前記ネットワーク解析モデル及びアルゴリズムを選択するアルゴリズム選択処理を更に備える、
ことを特徴とするプログラム。
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