JP6392740B2 - ピアツーピアネットワーク内で帯域幅をネゴシエートする方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯域幅制限を有するシステムにおける複数の装置間での帯域幅分配に関し、具体的には、ピアツーピアネットワーク内で複数の装置が相互接続されたそのようなシステムにおいて帯域幅をネゴシエートする方法に関する。本発明は更に、そのような装置、及び上記の方法を実装したコンピュータプログラム製品にも関する。

帯域幅制限を有するシステム内で、複数の装置が存在し、それらの各々が帯域幅を要することはよくある。そのようなシステムの一例は、１０台の監視装置を備えた監視（ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ）システムである。監視システムが利用できる総帯域幅が、例えば１００Ｍビット毎秒であり得る。そのようなシステムでは、例えば、各監視装置に１０Ｍビット毎秒の帯域幅上限を割り当てることによって、監視装置の総帯域幅上限が１００Ｍビット毎秒制限を超えないように、各監視装置の帯域幅上限を手動で設定することが知られている。この場合、各監視装置が自身のビットレートコントローラを有するのが典型的であり、コントローラは、監視装置が取得し符号化した監視データの伝送が、割り当てられた１０Ｍビット毎秒の制限を超えないように調整するよう設定され得る。監視データのビットレートは、より高い圧縮率を用いて監視データを符号化するか、或いは監視データのビットを破棄（ｄｉｓｃａｒｄ）する（例えば、画像ストリーム中のフレームをスキップする）ことによって下げられ得る。監視データのビットレートが下げられると、もとの取得された監視データの伝送に要するであろうビットレートと比較して、監視データのビットレート削減が促進される。しかしながら、監視装置により取得された監視データによっては、符号化された監視データのビットレート削減がより小さく又はより大きくなるよう、当該帯域幅上限を適合させることが有利であることがある。それには、監視装置の帯域幅上限が調整可能である必要がある。

ＵＳ２０１２／０２１８４１６（Ｔｈａｌｅｓ）は、少なくとも一のビデオカメラ、遠隔サーバ、少なくとも一の視認端末を含んだ動的に再構成可能なビデオ監視システムに関する。ビデオカメラ又はカメラは、キャプチャされたビデオシーケンスを圧縮する手段を含み、圧縮率は、遠隔サーバを起点とする制御メッセージを考慮して、動的に適合用可能である。制御メッセージは、システムの一以上のカメラを起点として受信される各ビデオストリームに、遠隔サーバによって関連付けられた、優先レベルを含み得る。優先レベルは、一以上のビデオカメラによって検知されて遠隔サーバへ転送される活動を表すシグナリング（ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ）情報に応じて、遠隔サーバによって決定されるか、又は各ビデオカメラによって決定される。そのようなシステム１００を図１に概略的に示す。遠隔サーバ１０２がビデオカメラ１０４ａ−ｄのうちの任意のものへ、ビデオカメラ１０４ａ−ｄによって用いられるべき圧縮率を適合させるための制御メッセージを送信し得る。制御メッセージは、ビデオカメラが計算する優先レベルに依存し得、各カメラが検知する活動に依存し得る。これらの優先レベルはビデオカメラ１０４ａ−ｄによって遠隔サーバ１０２へ伝送される。

しかしながら、ＵＳ２０１２／０２１８４１６のビデオ監視システムは複雑であり、ビデオカメラのうちのすべて又は多くが高い優先レベルを有するという場合を考慮していない。

上述に鑑み、本発明の目的は、上記の欠点のうちの１つ又は幾つかを解決するもしくは少なくとも低減させることである。概して、上記の目的は添付の独立特許クレームによって達成される。

第１の態様によれば、本発明は、ピアツーピアネットワーク内で相互接続された複数の装置を含むシステムにおいて、帯域幅をネゴシエートする方法によって実現される。複数の装置の各々は、適合可能な帯域幅上限を有する。本方法は、下記のステップ：複数の装置のうちの要求装置において、要求装置の帯域幅上限を増加させる優先レベルを示す要求装置のランキングスコアを計算すること、要求装置から、追加の帯域幅の要求を，複数の装置のうち一以上の残りの装置に送信すること、及び、要求装置において、一以上の残りの装置から一以上の回答を受信することを含む。

一以上の回答の各々は、一以上の残りの装置のそれぞれに対応し、且つ、残りの装置の帯域幅上限を保持する優先レベルを表す残りの装置のランキングスコアを含む。

本方法は更に、要求装置において、要求装置のランキングスコアと一以上の回答のランキングスコアとに基づいて、一以上の受信された回答が対応している一以上の残りの装置のうち、帯域幅の受け取り元となる（ｔｏ ｒｅｃｅｉｖｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｆｒｏｍ）装置を決定することを含む。

本方法は更に、要求装置の帯域幅上限を増加させることと、帯域幅の受け取り元に決定された装置の帯域幅上限を減少させることとを含む。

本明細書の文脈において、用語「帯域幅」は、装置におけるデータ送信及び／又は受信容量として理解されたい。言い換えれば、帯域幅は利用可能なビットレート容量を表し、ビットレートは、単位時間あたりに送信／受信されるデータ量として定義され得る。従って、装置の「帯域幅上限」は、装置におけるデータのそのような送信及び／又は受信の最大容量を表す。システム全体の総容量又は帯域幅制限は、システムの実際のネットワーク能力によってのみ制限されるのでなく、例えば、システムのストレージソリューションによっても制限され得るということに留意されたい。

本明細書の文脈において、用語「ピアツーピアネットワーク」は、相互接続された装置が中央集権管理システム又は中央サーバを用いずに互いにメッセージを送受信できる非集権型ネットワークであると理解されたい。

個々の装置の帯域幅上限が動的にネゴシエートされることが、本発明の利点である。個々の装置の帯域幅上限を動的に決定することにより、システムの総帯域幅バジェットが、システム全体の実際の帯域幅制限を超えることなくより賢明に使用され得る。

ピアツーピアネットワーク内のシステムの装置を相互接続することにより、帯域幅のネゴシエートを担当するサーバが必要なくなる。こうして、費用効率の向上したシステムが達成され得る。

要求装置のランキングスコア、及び一以上の回答のランキングスコアに基づいて、システムの装置のうち帯域幅の受け取り元となる装置を決定することの利点は、十分な裏付けのある決定がなされ得るということにある。例えば、決定された装置が、要求装置のランキングスコアと比較してより低いランキングスコアを有する装置であり得る。ある実施形態によれば、決定された装置が、回答の受信元である装置中で最低のランキングスコアを有する装置であり得る。ある実施形態によれば、受信された回答のすべてが要求装置のランキングスコアより高いランキングスコアを含む場合、帯域幅の受け取り元となる装置は決定されず、従って、要求装置の帯域幅上限は増加されない。

要求装置の帯域幅上限を増加させ、且つ同時に、帯域幅の受け取り元に決定された装置の帯域幅上限を減少させることにより、システムの実際の帯域幅制限を超過するリスクが低減する。有利には、帯域幅の受け取り元に決定された装置の帯域幅上限が減少されるのと同じ量、要求装置の帯域幅上限が増加される。

ある実施形態によれば、追加の帯域幅の要求が、ピアツーピアネットワーク内のブロードキャストメッセージである。従って、要求装置は、幾つの装置がピアツーピアネットワークを介して接続されているか、及びこれら装置の識別子（ＩＰアドレス又はそれに類するもの）を把握している必要がない。

ある実施形態によれば、追加の帯域幅要求が要求装置の識別子を含み、一以上の回答の各々がピアツーピアネットワーク中のユニキャストメッセージである。従って、各回答がブロードキャストメッセージである場合よりも、ピアツーピアネットワーク中のデータトラフィック及び演算負荷が削減される。

ある実施形態によれば、要求装置の帯域幅上限を増加させるステップが、帯域幅上限を所定の量、増加させることを含み、決定された装置の帯域幅上限を減少させるステップが、帯域幅上限を所定の量、減少させることを含む。この実施形態によれば、帯域幅の再分配が反復ステップで実施されることとなり、再分配がより精緻であるという利点があり得る。要求装置の帯域幅上限が所定の量増加された後、要求装置によって更なる増量が要求された場合、そのような要求の成果は、要求装置のランキングスコア及び要求に回答する装置のランキングスコアが変化しているかもしれないので、はじめの要求とは異なり得る。従って、要求装置がまず、残りの装置のうちの１つめのものから帯域幅を受け取り、その後更なる要求を送信する場合、そのときには残りの装置のうちの別の装置から帯域幅を受け取るか、又はまったく受け取らないかも知れない。更に、この実施形態の更なる利点は、対象の装置の帯域幅上限を増加／減少させる量の計算が不要であるので、要求装置における計算の複雑性が低下することであり得る。

ある実施形態によれば、本方法は、下記のステップ：要求装置のランキングスコアと、帯域幅の受け取り元に決定された装置に対応している回答のランキングスコアとの間の差を計算することと、計算された差に基づいて、決定された装置から要求装置によって受け取られるべき帯域幅の量を計算することとを更に含み、要求装置の帯域幅上限を増加させるステップが、帯域幅上限を、計算された帯域幅量、増加させることを含み、決定された装置の帯域幅上限を減少させるステップが、帯域幅上限を、計算された帯域幅量、減少させることを含む。この実施形態の利点は、ほぼ同じランキングスコアの装置からと比較して、よりはるかに低いランキングスコアの装置から、更なる帯域幅が受け取られ得るということであり得る。このことにより、帯域幅ネゴシエート方法の効率と正確性が更に向上し得る。

ある実施形態によれば、一以上の回答の各々は、当該回答が対応している残りの装置における余剰な帯域幅を示す値を更に含み、一以上の受信された回答が対応している一以上の残りの装置のうち、帯域幅の受け取り元となる装置を、要求装置において決定するステップは更に、一以上の回答の余剰帯域幅を示す値に基づく。この実施形態の利点は、ある装置が、回答の受信元である他の装置と比較してより高いランキングスコアを有していても、当該装置から未使用の帯域幅が受け取り可能であるということである。言い換えれば、低いランキングスコアを有するものの、帯域幅上限によって規定された（ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ）すべての帯域幅を利用している（即ち、規定された余剰帯域幅がない）装置は、データを送信及び／又は受信するために装置によって実際に利用されているよりも高い帯域幅上限を有する（即ち、規定された余剰帯域幅を有する）別の装置が存在する場合には、帯域幅の受け取り元となる装置として決定されない。この場合、帯域幅が、要求装置のランキングスコアと比較してより高いランキングスコアを有する装置から受け取られることもできる。

他の実施形態によれば、回答が余剰帯域幅を示さず、代わりに、そのような余剰帯域幅に少なくとも部分的に基づいて計算された残りの装置のランキングスコアを示す。残りの装置のランキングスコアが計算される根拠（一又は複数）の代替例について説明する。

ある実施形態によれば、残りの装置のランキングスコアが：
残りの装置の余剰帯域幅を示す値、
残りの装置の帯域幅上限、
複数の装置を含むシステム内での、残りの装置の重要性パラメータ、
タイムスケジュールパラメータ、
残りの装置の以前のランキングスコアに関するヒストリパラメータ
のうちの少なくとも一を用いて計算される。

重要性パラメータは、例えば、特定の装置が、重要であるのでシステム内の他の装置の帯域幅上限と比較して常に高い帯域幅上限を有すべきであることを示す、ユーザからの手動入力を反映したパラメータであり得る。

特定の装置が、１日のうち特定の時間内又は週末などに、システム内の他の装置と比較してより重要もしくは重要でない場合に、スケジュールパラメータが用いられ得る。残りの装置のランキングスコアの決定に用いられるその他の可能なパラメータ又は値について説明する。

ある実施形態によれば、要求装置のランキングスコアは：
要求装置において不足している帯域幅の量を示すパラメータ、
要求装置の帯域幅上限、
複数の装置を含むシステム内での、要求装置の重要性パラメータ、
タイムスケジュールパラメータ、
要求装置の以前のランキングスコアに関するヒストリパラメータ
のうち少なくとも一を用いて計算される。

不足している帯域幅の量は、すべてのデータが送信及び／又は受信され得る場合に、要求装置から／要求装置へデータを送信及び／又は受信するために必要であろう帯域幅と、要求装置の帯域幅上限とを比較することにより、計算され得る。例えば、要求装置が、要求装置から伝送されるべきビデオストリームを取得する監視装置である場合、現在の帯域幅上限が、可視の圧縮ノイズ（ａｒｔｅｆａｃｔ）又はこれに類するものなしにビデオストリームを伝送するのに有益であろうビットレート削減よりも大きな、符号化されたビデオストリームのビットレート削減を必要とし得る。この場合、要求装置は、所望の帯域幅上限、及び所望の帯域幅上限と現在の帯域幅上限との差を計算し得る。ある実施形態では、そのような不足帯域幅量が、要求装置の帯域幅上限の増加される帯域幅量の計算に用いられる。

重要性パラメータは、例えば、要求装置が重要であるのでシステム内の他の装置の帯域幅上限と比較して常に高い帯域幅上限を有すべきである、ということを示すユーザからの手動入力を反映したパラメータであり得る。

特定の装置が、１日のうち特定の時間内又は週末などに、システム内の他の装置と比較してより重要もしくは重要でない場合には、スケジュールパラメータが用いられ得る。要求装置のランキングスコアの決定に用いられるその他の可能なパラメータ又は値について説明する。

ある実施形態によれば、複数の装置は、それぞれが個々に監視データを取得する監視装置である。要求装置のランキングスコア及び／又は残りの装置のランキングスコアは：
監視データのコンテンツ内のイベントを表すイベントパラメータ、
監視データのコンテンツの複雑性を表す複雑性パラメータ
のうちの少なくとも一を用いて計算される。

監視データはビデオストリーム又はオーディオストリームであり得る。それぞれが監視データを伝送する監視装置を含むそのようなシステムにおいて、監視装置から伝送されるデータのビットレートは、符号化されたデータの伝送に要するビットレートを制御して必要なビットレート削減が達成されるよう、監視データを符号化する際に種々の圧縮率の使用及び／又は監視データビットの破棄を利用して監視データを符号化することにより、監視装置の帯域幅上限を満足させるように制御され得る。しかしながら、監視データが、重要とされるイベントを多く含む（例えば、ビデオストリーム内に人間が多く含まれる）場合には、より小さいビットレート削減が望ましいことがある。同様に、監視データのコンテンツが複雑である場合、帯域幅上限を満足させるためにより大きなビットレート削減が必要とされ得るが、そうすることで符号化において多くのデータが失われるので、これが望ましくないことがある。

ある実施形態によれば、複数の装置の各々が帯域幅下限を有する。この場合、結果として装置の帯域幅上限が帯域幅下限を下回るであろう場合には、当該装置から帯域幅を受け取ることができない。これは種々の方式で、例えば、そのような装置のランキングスコアを上昇させることにより、又は、要求装置からの要求に対する返答に帯域幅下限を含め、帯域幅の受け取り元となる装置を決定する際にこの下限を考慮することによりなされ得る。更なるオプションとしては、帯域幅下限に近い又は（何らかの理由で）これを下回る利用可能な帯域幅上限を有する残りの装置が、要求装置からの要求に返答しないことである。

ある実施形態によれば、複数の装置を含むシステムに新しい装置が加わったとき、新しい装置の帯域幅上限はゼロである。結果としてこの新しい装置が帯域幅要求を送信し始め、システムの利用可能な帯域幅が、システム内の装置の合算された帯域幅上限がシステムの帯域幅制限を超過するというリスクなく、新しい装置を含む複数の装置間で再分配されることとなるであろう。

第２の態様では、本発明が、処理能力を有する装置によって実行されると第１の態様の方法を実施するように設定された命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を含む、コンピュータプログラム製品を提供する。

第３の態様では、本発明が、ピアツーピアネットワーク内で一以上の他の装置と相互接続された装置を提供する。装置は適合可能な帯域幅上限を有し、且つ、帯域幅上限を増加させる優先レベルを示すランキングスコアを計算し、追加の帯域幅の要求を一以上の他の装置に送信し、一以上の他の装置から一以上の回答を受信するように適合されている。

一以上の回答の各々は一以上の他の装置のそれぞれに対応しており、他の装置の帯域幅上限を保持する優先レベルを表す他の装置のランキングスコアを含む。

装置は更に、要求装置のランキングスコアと一以上の回答のランキングスコアに基づいて、一以上の受信された回答が対応している一以上の他の装置のうち、帯域幅の受け取り元となる装置を決定するように適合されている。

装置は更に、帯域幅上限を増加させ、決定された装置が決定された装置の帯域幅上限を減少させるように指示するメッセージを、決定された装置に送信するように適合されている。

第４の態様では、本発明が、ピアツーピアネットワーク内で一以上の他の装置と相互接続された装置を提供する。装置は適合可能な帯域幅上限を有し、且つ、一以上の他の装置のうち要求装置から、帯域幅の要求を受信し、帯域幅上限を保持する優先レベルを示すランキングスコアを計算し、追加の帯域幅の要求に対する、ランキングスコアを含む回答を送信し、装置の帯域幅上限を減少させる指令を含むメッセージを受信し、それに応答して、帯域幅上限を減少させるように適合されている。

幾つかの実施形態によれば、第３の態様及び／又は第４の態様による装置は、監視データを取得する監視装置であり得る。

第２、第３、及び第４の態様は、概して、第１の態様と同一の特徴及び利点を有し得る。

本発明の上記及び追加の目的、特徴、利点は、付随する図面を参照しつつ、本発明の実施形態の以下の例示的かつ非限定的な詳細説明を通して、より明確に理解されるであろう。図面では類似要素に対して同じ参照番号が使用されている。

システムのビデオカメラの圧縮率が動的に適応可能であり且つサーバによって決定される、従来技術のシステムを示す。 ピアツーピアネットワーク内で相互接続された複数の装置を示す。 図２のピアツーピアネットワーク内で帯域幅をネゴシエートする方法を示す。 要求装置からピアツーピアネットワーク内の残りの装置へ、帯域幅の要求がどのように送信されるかを例示する。 残りの装置から要求装置へ、帯域幅の要求に対する回答がどのように送信されるかを例示する。 要求装置の帯域幅上限がどのように増加されるか、及び決定された装置の帯域幅上限がどのように減少されるかを例示する。 それぞれのビデオストリームを中央ストレージに記憶するビデオカメラを備えたシステムを示す。図７は、そのようなビデオカメラも示す。

図２は、ピアツーピアネットワーク２００内で相互接続された複数の装置２０２ａ−ｄを含むシステムの概略的な例である。そのようなネットワーク２００は、例えば、処理用電力、ディスクストレージ、又はネットワーク帯域幅などのリソースを装置２０２ａ−ｄ間でシェアするための中央サーバを必要としない。

ピアツーピアネットワーク２００の更なる利点は、使用されるピアツーピアプロトコルが、装置のロス（例えば、ある装置の機能停止、或いはその他の方式でのネットワークからの切断）、及び、ピアツーピアネットワーク２００内に新しく参入した装置をハンドリングする簡便且つ高信頼のルーチンを有し得るということである。従って、システムは自身の変化に連続的に適応可能であろう。

以下、ピアツーピアネットワーク２００内で相互接続された複数の装置２０２ａ−ｄを含むシステム内で、帯域幅をネゴシエートする方法を説明する。

上述のように、システム内の装置２０２ａ−ｄはネットワーク帯域幅をシェアすることができる。しかしながら、帯域幅をネゴシエートする下記の方法は、帯域幅制限を有する任意のタイプのネットワーク又はシステムに応用され得る。帯域幅は、例えば、システムのストレージソリューション又はシステムの実際のネットワーク容量によって制限されていることがある。ネットワーク容量は、ダウンリンク容量及び／又はアップリンク容量の双方と関連し得る。例えば、システムが、限られた帯域幅システムでビデオストリームを要求する複数の携帯電話を含む場合、帯域幅制限はシステムのダウンリンク容量と関連する。一方、システムが、記憶のためにサーバに送信されるべき監視データを取得する監視装置を含む場合、帯域幅制限は、システムのアップリンク容量又は単位時間あたりにサーバが記憶できるデータ量と関連する。

図２中の矢印は、複数の装置２０２ａ−ｄの各々が互いに通信可能であることを示している。図２中の矢印は、通信可能性を表す。他の通信ルートも可能である。例えば、装置２０２ａは、装置２０２ｄと通信する場合、装置２０２ｄとダイレクトにではなく、装置２０２ｃを介して又は装置２０２ｂを介してメッセージを送信してもよい。

図３は、図２のピアツーピアネットワーク２００内で帯域幅をネゴシエートする方法を示す。ピアツーピアネットワーク内で相互接続された各装置２０２ａ−ｄは、個々の装置２０２ａ−ｄのビットレートを制御するローカルビットレートコントローラを有する。各装置２０２ａ−ｄは更に、装置２０２ａ−ｄが送信又は受信できるデータの最大ビットレートを設定する適合可能な帯域幅上限を有する。装置２０２ａ−ｄのデータのビットレートが帯域幅上限に近づくと、当該装置は、複数の装置２０２ａ−ｄのうち一以上の残りの装置に対して追加の帯域幅の要求を送信し得る。従って、本方法の図３の第１のステップは、いずれかの装置２０２ａ−ｄが更なる帯域幅を必要としているかどうかを決定することＳ３０１であり、従って、これは各装置２０２ａ−ｄによって個別になされる。ピアツーピアネットワーク内で相互接続された複数の装置２０２ａ−ｄのうちのある装置が更なる帯域幅を必要とする場合、この装置、即ち、複数の装置のうちの要求装置は、図３に示すステップＳ３０２−Ｓ３１０を実施する。従って、要求装置は、要求装置の帯域幅上限を増加させる優先レベルを示すランキングスコアを計算するＳ３０２。この計算は下記で図４と共に更に説明する。本方法３００における次のステップでは、要求装置が、追加の帯域幅の要求を、複数の装置のうちの一以上の残りの装置に送信するＳ３０４。これは、要求装置が、例えば、ピアツーピアネットワーク内の他のすべての装置、又は少なくとも幾つかの装置へ要求を送信することを意味する。その後、要求装置は、一以上の残りの装置から一以上の回答を受信するＳ３０６。一以上の回答の各々は、一以上の残りの装置のそれぞれに対応する。ある実施形態によれば、ピアツーピアネットワーク内の残りの装置の各々から回答が受信されるが、種々の理由から、回答のうちの幾つかは受信されないか或いは残りの装置により送信されないことがある。例えば、通信ネットワーク上でのデータ転送が、データパケットのロスや紛失という結果をもたらすことがある。これは、送られた回答を含むデータパケットが要求装置で受信されないことがあるということを意味する。

要求装置により受信された各回答は、残りの装置の帯域幅上限を保持する優先レベルを示す残りの装置のランキングスコアを含む。このランキングスコア及びその計算については後述する。

方法３００における次のステップは、要求装置が、帯域幅の受け取り元となる装置を決定するＳ３０８。この決定は、少なくとも要求装置のランキングスコア、及び一以上の回答のランキングスコアに基づいてなされる。例えば、要求装置は、最低のランキングスコアを有する装置が帯域幅の受け取り元となるべきであることを決定し得る。ある実施形態によれば、すべての回答が要求装置のランキングスコアより高いランキングスコアを有する場合、帯域幅となる受け取り元となる装置が決定されず、要求装置の帯域幅上限は現状のままとされるであろう。

しかしながら、残りの装置のうちの一から帯域幅が受け取られるべきであるということが要求装置によって決定される場合、方法３００の次のステップは、要求装置の帯域幅上限を増加させることＳ３１０（要求装置のローカルビットレートコントローラによって行われ得る）、及び、帯域幅の受け取り元に決定された装置の帯域幅上限を減少させることＳ３１２（決定された装置のローカルビットレートコントローラによって行われ得る）である。

ピアツーピアネットワーク内で相互接続された各装置に必要とされる帯域幅は動的に変更され得るので、その後、別の装置、もしくは帯域幅上限が増加された同じ装置が更なる帯域幅を必要としていると決定されるＳ３０１場合、方法３００は再開され得る。

図４は、帯域幅の要求４０２がピアツーピアネットワーク２００内のブロードキャストメッセージ４０２として要求装置２０２ａからどのように伝送されるかを例として示す。ブロードキャストとは、ネットワーク内のすべての各装置、例えば、装置２０２ｂ−ｄによって受信されるであろうパケットを伝送することをさす。例えば、ユニキャスト又はマルチキャストなど、他のメッセージ伝送方式とは対照的に、メッセージがブロードキャストメッセージとして伝送されると、メッセージを受信する装置のアドレスが必要とならない。ある実施形態によれば、帯域幅の要求において、ブロードキャストメッセージを利用する代わりに、帯域幅の要求を伝送する別の方式（例えば、ユニキャストもしくはマルチキャスト）が用いられることに留意されたい。

このように、要求装置２０２ａは、一以上の他の装置に、追加の帯域幅の要求を送信する。従って、残りの装置２０２ｂ−ｄの各々は、帯域幅の要求４０２を要求装置２０２ａから受信する。帯域幅の要求４０２は、要求装置２０２ａについての情報を含み得る。ある実施形態によれば、要求４０２が、要求装置２０２ａの識別子を含み得る。これは、要求４０２に対する残りの装置２０２ｂ−ｄからの回答５０２ｂ−ｄがピアツーピアネットワーク２００内のユニキャストメッセージであり得る点で有利であり得る。この実施形態は図５に示されており、ここでは一以上の回答５０２ｂ−ｄの各々がピアツーピアネットワーク内のユニキャストメッセージである。図５では、一以上の回答５０２ｂ−ｄの各々が一以上の残りの装置２０２ｂ−ｄのそれぞれに対応しており、要求装置２０２ａへと直接的にアドレスされている。他の実施形態によれば、回答がブロードキャストメッセージでもあり、このことは、ピアツーピアシステム２００内のすべての装置が回答している各装置２０２ｂ−ｄからの回答中の情報（例えば、回答している各装置２０２ｂ−ｄのランキングスコア）を認識するという点で有利である。図５では、要求４０２を受信した（図４に示すように）装置２０２ｂ−ｄのすべてが、要求装置に回答５０２ａ−ｄを送信する。しかしながら、ある実施形態によれば、追加の帯域幅の要求４０２が要求装置のランキングスコア４０２を含む。この場合、特定の残りの装置のランキングスコアよりも要求装置のランキングスコアがより高い場合には、追加の帯域幅の要求に対する、一以上の残りの装置のうちの当該特定の残りの装置からの回答は、当該特定の残りの装置からのみ送られ得る。

このように、要求装置は、帯域幅上限を増加させる優先レベルを示すランキングスコアを計算するように適合されている。要求装置２０２ａのランキングスコアは、様々な異なるパラメータに基づいて計算され得る。そのようなパラメータの１つは、有利な方式でデータを送信又は受信可能であるために欠けているとローカルビットレートコントローラが決定する、帯域幅の量であり得る。例えば、装置が、帯域幅上限を満足させるために大幅に圧縮されて受信されねばならないビデオストリームを受信する携帯電話である場合、ローカルビットレートコントローラは、帯域幅上限の増加が有益であろうと決定し得、且つ、欠けている帯域幅を決定し得る。

要求装置２０２ａのランキングスコアは更に、要求装置の現在の帯域幅上限に基づき得る。

要求装置２０２ａのランキングスコアは更に、複数の装置を含むシステム内での要求装置の重要性パラメータに基づき得る。例えば、装置が、監視データを取得する監視装置である場合、重要な監視場所に位置しそこへ向けられている装置は監視側にとって高い重要性を有し得、従ってこれを反映した重要性パラメータを有する。従って、高い値の重要性パラメータを有する装置が更なる帯域幅を有する場合にはランキングスコアが高くなり得る。そのような重要性パラメータはユーザからの手動の入力を反映しているか、或いは自動で計算されてもよい。

要求装置２０２ａのランキングスコアは更に、例えば、ある装置が当該装置のシステム内で、昼もしくは夜の特定の時間帯で、又は特定の曜日もしくは月などで、より重要もしくは重要でないとされているかどうかという、タイムスケジュールパラメータに基づき得る。

要求装置２０２ａのランキングスコアは更に、要求装置の以前のランキングスコアに関するヒストリパラメータに基づき得る。

要求装置２０２ａのランキングスコアは更に、例えば、装置が、バッテリ駆動であるかどうか、及びまもなく電力不足が予想されるかというイベントに基づき得る。この場合、装置によって収集されるか或いは装置に記憶されるいかなるデータも、ストレージのためにどこか他の場所に素早く送信されることが必須であり得る。そのような装置は、例えば、無停電電源装置（ＵＰＳ）を備えたネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）であり得る。

要求装置２０２ａが監視データを取得する監視装置である場合、ランキングスコアは、取得されたデータのイベント、例えば、監視データのコンテンツにおけるイベントを表すイベントパラメータに基づき得る。例えば、装置が、関心対象の人物を示すか、犯罪の発生を示すビデオを取得するか、或いは監視側の視点から興味の対象であるイベントを全体として含む監視カメラである場合には、ランキングスコアがより高くなり得る。

ランキングスコアはまた、監視データのコンテンツの複雑性を表す複雑性パラメータに基づいて計算され得る。そのような複雑性により、監視データの符号化の際に帯域幅上限を満足させるための圧縮率の増大及び／又は更なるビットの破棄が起こり得るので、帯域幅上限の増加がなされるよう、要求装置のランキングスコアを上昇させることが有利であり得る。

残りの装置２０２ｂ−ｄの各々は、帯域幅上限を保持する優先レベルを示すランキングスコアを計算するように適合されている。残りの装置（即ち、図４−６の装置２０２ｂ−ｄ）のランキングスコアは、例えば、
− 残りの装置の余剰帯域幅を示す値、
− 残りの装置の帯域幅上限、
− 複数の装置を含むシステム内での、残りの装置の重要性パラメータ、
− タイムスケジュールパラメータ
− 残りの装置の以前のランキングスコアに関するヒストリパラメータ
のうちの少なくとも一に基づいて同様の方式で計算され得る。

例えば、残りの装置２０２ｂ−ｄが未使用の帯域幅を有する場合、即ち、例えば、データの受信もしくは送信に実際に必要な帯域幅よりも帯域幅上限が高い場合、ランキングスコアはより低くなり得る。残りの装置２０２ｂ−ｄのランキングスコアは更に、要求装置との関連で上述したように、装置におけるイベント、又は装置によって収集されたデータにおけるイベントに基づき得る。

余剰帯域幅の表示は更に、残りの装置２０２ｂ−ｄから要求装置２０２ａに送られる返答５０２ｂ−ｄに含まれ得る。言い換えれば、一以上の回答５０２ｂ−ｄの各々が、回答が対応している残りの装置２０２ｂ−ｄにおける余剰帯域幅を示す値を更に含み得る。そのような値（一又は複数）は、要求装置２０２ａにおいて、受信された一以上の回答５０２ｂ−ｄが対応している一以上の残りの装置２０２ｂ−ｄのうちから、装置２０２ｃを帯域幅の受け取り元と決定するために用いられ得る。これは図６に示されている。余剰帯域幅の表示が回答５０２ｂ−ｄに含まれている場合、決定はそれらの値に基づき得る。しかしながら、装置が帯域幅の受け取り元となるとの決定は、少なくとも、要求装置のランキングスコア、及び、一以上の回答のランキングスコアに基づく。残りの装置での余剰帯域幅も含めることにより、決定された装置のランキングスコアが受信された回答のうちで最低のランキングスコアでないとしても、帯域幅が、そのような余剰帯域幅を有する装置から受信され得る。ある実施形態によれば、ゼロよりも多い余剰帯域幅を示す値を含む１よりも多い回答が受信された場合、要求装置２０２ａにおける、利用可能な帯域幅の受け取り元となる装置を決定するステップは、１よりも多い回答のうち最低のランキングスコアを有する回答を選択することを含む。従って、利用可能な帯域幅の受け取り元となる装置が、最低のランキングスコアを有する回答が対応している装置であり得る。他の実施形態によれば、最多の余剰帯域幅を有する装置が、帯域幅の受け取り元となる装置として選ばれる。

図６では、２０２ｃとした装置が、帯域幅の受信元となるべき装置であると決定されている。図６で、ボックス６１２ａ、６１２ｃのサイズは、ピアツーピアネットワーク内で相互接続された複数の装置２０２ａ−ｄを含むシステム内の利用可能な帯域幅の総量をそれぞれ表す。左のボックス６１２ｃで、点線６０８は、帯域幅の受信元となるべきであると決定された装置２０２ｃの現在の帯域幅上限を表す。右のボックス６１２ａで、点線６０４は、要求装置２０２ａの現在の帯域幅上限を表す。要求装置は、線６０６で示すレベルまで帯域幅上限を増加させ、決定された装置２０２ｃが当該決定された装置の帯域幅上限を減少させるよう指示するメッセージ６０２を、決定された装置２０２ｃへ送信する。次いで、決定された装置２０２ｃは、装置２０２ｃの帯域幅上限を減少させるよう指示するメッセージ６０２を受信し、それに応答して、線６１０で示すレベルまで帯域幅上限を減少させる。

ある実施形態によれば、要求装置２０２ａの帯域幅上限が所定の量、増加されて、決定された装置２０２ｃの帯域幅上限が同じ所定の量、減少される。これは、帯域幅の再分配が、典型的には、各反復のビットレート（帯域幅）が予め定められたステップで、反復ステップにおいて行われるであろうことを意味する。従って、帯域幅の要求４０２は、どのくらいの帯域幅が必要であるかでなく、増加が要求されているということのみを示し得る。所定の量は、ユーザによってシステムに提供され得る。所定の量は、システム内で利用可能な帯域幅の総量に基づく（例えば、利用可能な帯域幅の総量を１００、５０、又は任意の他の適切な数で割ったもの）か、且つ／又はピアツーピアネットワーク内で相互接続された装置の数に基づき得る。例に過ぎないが、所定の量は、０．５Ｍビット毎秒、１Ｍビット毎秒、又は３Ｍビット毎秒であり得る。

ある実施形態によれば、要求装置における帯域幅上限が増加されるであろう帯域幅量を決定するために、要求装置のランキングスコアと、帯域幅の受け取り元に決定された装置に対応している回答のランキングスコアとの間の差が、計算され得る。この差に基づいて、決定された装置から要求装置によって受信されるべき帯域幅の帯域幅量が計算できる。この計算は更に、例えば、計算された差に基づいて、利用可能な帯域幅の総量を適切な値で割ることにより、システムの利用可能な帯域幅の総量に基づき得る。次いで、計算された帯域幅量が、要求装置２０２ａの帯域幅上限を増加させるために用いられて、更に、決定された装置２０２ｃに送られるメッセージ６０２に含まれ、その後、決定された装置２０２ｃはこの量、帯域幅上限を減少させる。そのような再分配は反復され得るが、受信されるべき帯域幅量は、２つの帯域幅要求の間で異なり得る。

更に、複数の装置の各々が帯域幅下限（即ち、装置２０２ａ，２０２ｃそれぞれの点鎖線６１４，６１６）を有し得る。ある実施形態によれば、結果として装置の帯域幅上限が帯域幅下限より低くなるであろう場合には、当該装置から帯域幅が受信されることができない。これは様々な方式で実施され得る。例えば、ある残りの装置の現在の帯域幅上限が帯域幅下限より低い場合には追加の帯域幅の要求に回答しないことにより、或いは、この場合、当該残りの装置のランキングスコアを上昇されることにより、或いは、余剰帯域幅が存在したとしても表示しないことにより、実施され得る。図６の実施形態で、調整された帯域幅上限６０６，６１０は、帯域幅下限６１４，６１６の上にある。

上述のように、ピアツーピアネットワークの使用による利点は、ピアツーピアネットワークの新しく参入した装置が簡便且つ信頼性の高い方式でハンドリングされるということである。新しく参入した装置に利用可能な帯域幅を分配するためには、当該新しい装置の帯域幅上限をゼロに設定することが有利である。当該新しい装置のローカルビットレートコントローラは、追加の帯域幅が必要とされていることを即座に決定し得、次いで、当該新しい装置が追加の帯域幅の要求を送信する。システムの利用可能な総帯域幅は、少なくともそれらの各ランキングスコアに基づいて、ピアツーピアネットワーク内で相互接続された装置のすべての間で分配されるであろう。上述のような反復方式が用いられる場合、この分配は、「旧い」装置のうちの一以上が新しい装置の帯域幅に寄与し得るという簡便な方式でハンドリングされ得る。

上述のように、ピアツーピアネットワーク内で相互接続された装置が、それぞれが個々に監視データを取得する監視装置であり得る。そのような装置の例は、ビデオストリームを取得する監視カメラか、又はオーディオストリームを取得する監視用マイクロフォンである。

図７は、ピアツーピアネットワーク２００内で相互接続された３台のカメラ７０２ａ−ｃを含むシステムを例として示す。カメラ７０２ａ−ｃは、例えば、可視光キャプチャ、サーマルカメラ、距離画像（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）カメラなどの任意のタイプのカメラ、又は、例えば深度マップキャプチャなどの任意の他のセンサアレイであり得る。異なるタイプのカメラが同じシステムで使用されてもよい。

図７で各カメラはビデオストリームを取得し、ビデオストリームは中央ストレージ７０４に記憶される。ストレージ容量、即ちストレージ７０４が単位時間あたりに記憶できるデータ量は限られている。これは、各カメラ７０２ａ−ｃが、上述のビットレート削減を達成するために取得されたビデオストリームを符号化する必要があり得るということを意味する。上述のように、ビットレート削減（帯域幅上限による）は、少なくとも各カメラのランキングスコアに基づいてカメラ間でネゴシエートされ得る。

図７は更に、システム内の装置７０２の概略図も例として示す。この図はカメラに特化するものでなく、本明細書に記載するようなピアツーピアネットワーク内で他の装置と相互接続できる任意の装置をより一般的に示すものである。装置７０２は、例えば、ランキングスコアを計算し、帯域幅の受け取り元となる装置を決定するなどの帯域幅をネゴシエートする際のすべての計算に用いられ得るプロセッサ７０６を含む。プロセッサ７０６は、上述のように、ローカルビットレートコントローラによって実施される任意の計算にも使用され得る。装置７０２は、例えば、中央ストレージ７０４へデータを受信及び／又は送信するためのデジタルネットワークモジュール７０８を更に含む。装置７０２は、ピアツーピアネットワーク２００内でメッセージを送信及び受信するためのモジュールを更に含む。

Claims (15)

1. ピアツーピアネットワーク（２００）内で相互接続された帯域幅をシェアする複数の装置（２０２ａ−ｄ；７０２ａ−ｃ）を含むシステムにおいて、帯域幅をネゴシエートする方法（３００）であって、前記複数の装置の各々が適合可能な帯域幅上限（６０６，６１０）を有し、前記方法が、
   前記複数の装置のうちの要求装置（２０２ａ）において、前記要求装置の前記帯域幅上限を増加させる優先レベルを示す前記要求装置のランキングスコアを計算するステップ（Ｓ３０２）と、
   前記要求装置から、追加の帯域幅の要求（４０２）を、前記複数の装置のうち一以上の残りの装置（２０２ｂ−ｄ）に送信するステップ（Ｓ３０４）と、
   前記要求装置において、一以上の回答（５０２ｂ−ｄ）を、前記一以上の残りの装置から受信するステップ（Ｓ３０６）であって、前記一以上の回答の各々は、前記一以上の残りの装置のそれぞれに対応しており、且つ、前記残りの装置の前記帯域幅上限を保持する優先レベルを表す前記残りの装置のランキングスコアを含む、受信するステップ（Ｓ３０６）と、
   前記要求装置において、前記一以上の受信された回答が対応している前記一以上の残りの装置のうち、帯域幅の受け取り元となる装置（２０２ｃ）を決定するステップ（Ｓ３０８）であって、前記決定が、
   前記要求装置のランキングスコア、及び
   前記一以上の回答のランキングスコア
   に基づく、決定するステップ（Ｓ３０８）と、
   前記要求装置の前記帯域幅上限（６０６）を増加させるステップ（Ｓ３１０）と、
   帯域幅の受け取り元に決定された前記装置の前記帯域幅上限（６１０）を、減少させるステップ（Ｓ３１２）と
   を含む、方法（３００）。
2. 前記追加の帯域幅の要求が、前記ピアツーピアネットワーク内のブロードキャストメッセージである、請求項１に記載の方法。
3. 前記追加の帯域幅の要求が前記要求装置の識別子を含み、前記一以上の回答の各々が前記ピアツーピアネットワーク内のユニキャストメッセージである、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記要求装置の前記帯域幅上限を増加させるステップが、前記帯域幅上限を所定の量増加させることを含み、決定された前記装置の前記帯域幅上限を減少させるステップが、前記帯域幅上限を前記所定の量減少させることを含む、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
5. 前記要求装置のランキングスコアと、帯域幅の受け取り元に決定された前記装置に対応している前記回答の前記ランキングスコアとの間の差を、計算するステップと、
   計算された前記差に基づいて、決定された前記装置から前記要求装置によって受け取られるべき帯域幅量を計算するステップと
   を更に含み、
   前記要求装置の前記帯域幅上限を増加させるステップが、前記帯域幅上限を、計算された前記帯域幅量増加させることを含み、決定された前記装置の前記帯域幅上限を減少させるステップが、前記帯域幅上限を、計算された前記帯域幅量減少させることを含む、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
6. 前記一以上の回答の各々が、前記回答が対応している前記残りの装置における余剰帯域幅を示す値を更に含み、前記一以上の受信された回答が対応している前記一以上の残りの装置のうち、帯域幅の受け取り元となる装置を、前記要求装置において決定するステップが更に、前記一以上の回答の余剰帯域幅を示す前記値に基づく、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
7. 残りの装置の前記ランキングスコアが、
   − 前記残りの装置の余剰帯域幅を示す値、
   − 前記残りの装置の前記帯域幅上限、
   − 前記複数の装置を含む前記システム内での、前記残りの装置の重要性パラメータ、
   − タイムスケジュールパラメータ、
   − 前記残りの装置の以前のランキングスコアに関するヒストリパラメータ
   のうちの少なくとも一を用いて計算される、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
8. 前記要求装置のランキングスコアが、
   − 前記要求装置において不足している帯域幅量を示すパラメータ、
   − 前記要求装置の前記帯域幅上限、
   − 前記複数の装置を含む前記システム内での、前記要求装置の重要性パラメータ、
   − タイムスケジュールパラメータ、
   − 前記要求装置の以前のランキングスコアに関するヒストリパラメータ
   のうちの少なくとも一を用いて計算される、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
9. 前記複数の装置が、それぞれが個々に監視データを取得する監視装置（７０２ａ−ｃ）であり、前記要求装置のランキングスコア及び／又は残りの装置の前記ランキングスコアが、
   − 前記監視データのコンテンツ内のイベントを表すイベントパラメータ、
   − 前記監視データの前記コンテンツの複雑性を表す複雑性パラメータ
   のうちの少なくとも一を用いて計算される、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
10. 前記複数の装置の各々が帯域幅下限（６１４，６１６）を有し、結果として装置の前記帯域幅上限が前記帯域幅下限を下回るであろう場合、当該装置から帯域幅を受け取ることができない、請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
11. 前記複数の装置を含む前記システムに新しい装置が加わったとき、前記新しい装置の前記帯域幅上限はゼロである、請求項１から１０の何れか一項に記載の方法。
12. 処理能力を有するデバイスによって実行されると請求項１から１１の何れか一項に記載の方法を実施するように適合された命令を有するコンピュータプログラム。
13. ピアツーピアネットワーク（２００）内で一以上の他の装置（２０２ａ−ｃ）と相互接続された帯域幅をシェアする装置（２０２ａ）であって、前記装置は適合可能な帯域幅上限（６０４）を有し、且つ、
    前記帯域幅上限を増加させる優先レベルを示すランキングスコアを計算し（Ｓ３０２）、
    追加の帯域幅の要求（４０２）を、前記一以上の他の装置へ送信し（Ｓ３０４）、
    前記他の装置の前記帯域幅上限を保持する優先レベルを表す前記他の装置のランキングスコアを含む、一以上の回答（５０２ｂ−ｄ）であって、前記一以上の他の装置のそれぞれに各々が対応している一以上の回答（５０２ｂ−ｄ）を、前記一以上の他の装置から受信し（Ｓ３０６）、
    前記一以上の受信された回答が対応している前記一以上の他の装置のうち、帯域幅の受け取り元となる装置（２０２ｃ）を、
    前記ランキングスコア、及び
    前記一以上の回答の前記ランキングスコア
    に基づいて決定し（Ｓ３０８）、
    前記帯域幅上限を増加させ、
    決定された前記装置が決定された前記装置の前記帯域幅上限（６１０）を減少させるよう指示するメッセージ（６０２）を、決定された前記装置へ送信する
    ように適合されている、装置。
14. ピアツーピアネットワーク（２００）内で一以上の他の装置（２０２ａ−ｂ，２０２ｄ）と相互接続された帯域幅をシェアする装置（２０２ｃ）であって、前記装置は、適合可能な帯域幅上限（６１０）を有し、且つ
    前記一以上の他の装置のうちの要求装置から、追加の帯域幅の要求（４０２）を受信し、
    前記帯域幅上限を保持する優先レベルを示すランキングスコアを計算し、
    前記追加の帯域幅の要求に対する、前記ランキングスコアを含む回答（５０２ｃ）を送信し、
    前記装置の前記帯域幅上限を減少させる指令を含むメッセージ（６０２）を受信し、前記メッセージに応答して前記帯域幅上限を減少させる
    ように適合されている、装置。
15. 監視データを取得する監視装置である、請求項１３又は１４に記載の装置。

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