JP6480362B2 - 推定装置、推定方法及び推定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、推定装置、推定方法及び推定プログラムに関する。

従来、複数の装置間の通信品質を測定するために、複数の装置間のスループットを測定することが行われている。例えば、特許文献１には、端末が、サーバに通信パケットを送信してから、当該通信パケットの応答パケットをサーバから受信するまでの時間である往復遅延時間に基づいて、端末とサーバとの間のスループットを推定することが開示されている。

特開２０１５−１５４３２０号公報

ところで、往復遅延時間に基づいてスループットを推定する場合、通信環境によってはスループットの推定精度が低下するという問題がある。例えば、送信パケットのサイズが大きく設定されている場合に通信環境が劣悪であったり、送信パケットのサイズが小さく設定されている場合に通信環境が良好であったりすると、推定したスループットが実際のスループットに比べて低下するという問題がある。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、通信環境によらず精度良くスループットを推定することができる推定装置、推定方法及び推定プログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る推定装置は、データを配信する配信装置との間の通信路の品質を測定するための測定用パケットを前記配信装置に送信する送信部と、前記測定用パケットを送信してから、前記配信装置が前記測定用パケットに応じて送信した応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定する推定部と、前記推定部が推定した前記スループットに基づいて、前記送信部が送信する前記測定用パケットのサイズを更新する送信制御部と、を備え、前記推定部は、前記送信制御部が前記サイズを更新した後の前記測定用パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定する。

前記送信制御部は、前記推定部が推定した前記スループットに基づいて、前記送信部による前記測定用パケットの送信間隔を更新してもよい。
前記推定装置は、前記推定部が推定した前記スループットと、当該スループットを推定した時刻とを関連付けて記憶する記憶部をさらに備え、前記送信制御部は、所定期間における前記スループットの変動が所定の範囲内である場合に前記送信間隔を更新してもよい。

前記送信部は、異なるサイズの前記測定用パケットを前記配信装置に送信し、前記推定部は、異なるサイズの前記測定用パケットのそれぞれについて、当該測定用パケットを送信してから、当該測定用パケットに対応する応答パケットを受信するまでの時間に基づいてスループットを推定し、前記送信制御部は、異なるサイズの前記測定用パケットのそれぞれに基づいて推定したスループットに基づいて、前記送信部が送信する前記測定用パケットのサイズを一のサイズに更新してもよい。

前記推定部は、前記測定用パケットの送信数に対する前記応答パケットの受信数の割合を示すパケットロス率を算出し、前記送信制御部は、前記推定部が推定した前記スループットと、算出した前記パケットロス率とに基づいて、前記送信部が送信する前記測定用パケットのサイズを更新してもよい。

前記推定装置は、前記送信制御部が前記サイズを更新した後に推定されたスループットに基づいて、前記推定装置が前記配信装置から動画データを受信する際に適している前記動画データの画質を判定する判定部をさらに備えてもよい。
前記判定部は、前記送信制御部がサイズを更新した後に推定されたスループットと、前記推定装置の処理能力とに基づいて前記画質を判定してもよい。
前記判定部は、前記送信制御部がサイズを更新した後に推定されたスループットと、前記推定装置が備える表示部の解像度とに基づいて前記画質を判定してもよい。
前記判定部は、前記送信制御部がサイズを更新した後に推定されたスループットと、前記推定装置が対応している通信方式とに基づいて前記画質を判定してもよい。

本発明の第２の態様に係る推定方法は、コンピュータにより実行される、データを配信する配信装置との間の通信路の品質を測定するための測定用パケットを前記配信装置に送信するステップと、前記測定用パケットを送信してから、前記配信装置が前記測定用パケットに応じて送信した応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定するステップと、推定された前記スループットに基づいて、前記配信装置に送信する前記測定用パケットのサイズを更新するステップと、前記サイズが更新された後の前記測定用パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定するステップと、を備える。

本発明の第３の態様に係る推定プログラムは、コンピュータを、データを配信する配信装置との間の通信路の品質を測定するための測定用パケットを前記配信装置に送信する送信部、前記測定用パケットを送信してから、前記配信装置が前記測定用パケットに応じて送信した応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定する推定部、及び前記推定部が推定した前記スループットに基づいて、前記送信部が送信する前記測定用パケットのサイズを更新する送信制御部、として機能させ、前記推定部は、前記送信制御部が前記サイズを更新した後の前記測定用パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定する。

本発明によれば、通信環境によらず精度良くスループットを推定することができるという効果を奏する。

本実施形態に係る通信システムの概要を示す図である。 本実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。 本実施形態に係る推定装置が通信路の状況に適した動画データの画質を判定するまでの処理の流れを示すシーケンス図である。 ＲＴＴを構成する要素を示す図である。 通信環境が劣悪である場合の、異なるパケットサイズのそれぞれのＲＴＴの実測例を示す図である。 通信環境が劣悪である場合の、異なるパケットサイズのそれぞれのスループットの実測例を示す図である。 第１モード〜第３モードの関係を示す図である。 測定用パケットの送信時刻と、パケットサイズとの関係を示す図である。パケットのサイズの増加量に対するＲＴＴの増加量の算出結果に基づく直線を描画した図である。

＜第１実施形態＞
［通信システムＳの概要］
図１は、第１実施形態に係る通信システムＳの概要を示す図である。通信システムＳは、推定装置１と、配信装置２とを備える。通信システムＳは、推定装置１と、配信装置２との間の通信路のスループットを推定し、当該スループットに基づいて、推定装置１が配信装置２から動画データを受信する際に適している動画データの画質を判定するシステムである。

推定装置１は、配信装置２と無線により通信可能なスマートフォンやタブレット等の携帯端末である。配信装置２は、例えば、推定装置１のユーザ宅に設置されており、推定装置１と通信可能なＳＴＢ（Set Top Box）等のコンピュータであり、動画データ等の各種データを推定装置１に配信する。配信装置２は、例えば、無線ＬＡＮのアクセスポイント（不図示）に有線で接続されており、アクセスポイントを介して推定装置１と通信を行う。

推定装置１は、ユーザから所定の操作を受け付けたことに応じて、通信路の品質を測定するための測定用パケットを配信装置２に送信し、配信装置２が測定用パケットに応じて送信した応答パケットを受信することにより、測定用パケットを送信してから応答パケットを受信するまでの往復遅延時間（Round Trip Time、以下、「ＲＴＴ」という。）を測定する（図１の（１））。推定装置１は、測定したＲＴＴに基づいて、推定装置１と、配信装置２との間の通信路のスループットを推定し（図１の（２））、当該スループットに基づいて、測定用パケットのパケットサイズを更新する（図１の（３））。このようにすることで、推定装置１は、測定用パケットのパケットサイズを、通信路の状況に適したパケットサイズに更新することができる。

推定装置１は、更新後のパケットサイズの測定用パケットを配信装置２に送信し、配信装置２が当該測定用パケットに応じて送信した応答パケットを受信することにより、ＲＴＴを測定する（図１の（４））。推定装置１は、測定したＲＴＴに基づいて、推定装置１と、配信装置２との間の通信路のスループットを再度推定し（図１の（５））、当該スループットに基づいて、配信装置２から動画データを受信する際に適している動画データの画質を判定する（図１の（６））。通信路の状況に適したパケットサイズの測定用パケットに基づいて推定されたスループットは、通信路の状況が考慮されていないパケットサイズの測定用パケットに基づいて推定されたスループットに比べて精度が高いことから、推定装置１は、通信路の状況に適した動画データの画質を精度良く判定することができる。
以下、推定装置１の構成について説明する。

［推定装置１の構成例］
図２は、第１実施形態に係る推定装置１の構成を示す図である。
推定装置１は、入力部１１と、表示部１２と、無線部１３と、記憶部１４と、制御部１５とを備える。
入力部１１は、例えば、ボタンや、表示部１２上に配置される接触センサ等により構成されており、推定装置１のユーザから操作入力を受け付ける。
表示部１２は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイである。表示部１２は、例えば、制御部１５の制御に応じて、動画データの画質の判定画面を表示する。

無線部１３は、例えば、無線によって配信装置２等の外部装置と通信を行う。具体的には、無線部１３は、制御部１５から出力された信号を変調してＲＦ（Radio Frequency）信号を生成し、アンテナ（不図示）を介して当該ＲＦ信号を無線送信する。無線部１３は、アンテナを介して受信したＲＦ信号を復調し、復調により得られた信号を制御部１５に出力する。

記憶部１４は、例えば、ＲＯＭ及びＲＡＭ等である。記憶部１４は、推定装置１を機能させるための各種プログラムを記憶する。例えば、記憶部１４は、推定装置１の制御部１５を、後述する送信部１５１、受信部１５２、推定部１５３、送信制御部１５４、及び判定部１５５として機能させる通信プログラムとしての画質判定用アプリケーションを記憶する。

制御部１５は、例えばＣＰＵである。制御部１５は、記憶部１４に記憶されている各種プログラムを実行することにより、推定装置１に係る機能を制御する。制御部１５は、送信部１５１と、受信部１５２と、推定部１５３と、送信制御部１５４と、判定部１５５とを備える。
続いて、制御部１５の機能の詳細について、シーケンス図を用いながら説明する。

図３は、第１実施形態に係る推定装置１が通信路の状況に適した動画データの画質を判定するまでの処理の流れを示すシーケンス図である。
まず、送信部１５１が、配信装置２との通信路の品質を測定するための測定用パケットを配信装置２に複数回送信し、受信部１５２が、測定用パケットに応じて配信装置２から送信された応答パケットを受信する（Ｓ１）。

具体的には、送信部１５１は、入力部１１がユーザから所定の操作を受け付けると、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）のｐｉｎｇを実行することにより、エコー要求を行うパケットとしての測定用パケットを配信装置２に複数回数送信する。ここで、測定用パケットのサイズは、第１サイズ（例えば５０００バイト）であり、測定用パケットの送信間隔は、第１送信間隔（例えば２００ｍｓ）である。

なお、送信制御部１５４は、過去に測定したＲＴＴ及びパケットロス率に基づいて、配信装置２に送信する測定用パケットのサイズ及び送信間隔を設定するようにしてもよい。また、送信制御部１５４は、推定装置１が、配信装置２との通信を中継するアクセスポイントが発信する電波の受信電波強度や、アクセスポイントとのリンク速度に基づいて、測定用パケットのサイズ及び送信間隔を設定するようにしてもよい。また、送信制御部１５４は、推定装置１が検出したアクセスポイントの数や、配信装置２との通信を中継するアクセスポイントとの通信に用いる通信チャネルと同一の通信チャネル又は干渉する通信チャネルによって通信を行う他のアクセスポイントの数に基づいて、測定用パケットのサイズ及び送信間隔を設定するようにしてもよい。

配信装置２は、推定装置１から測定用パケットを受信したことに応じて、応答パケットを推定装置１に送信する。ここで、応答パケットのサイズは、測定用パケットのサイズと同じである。
受信部１５２は、配信装置２から送信された応答パケットを受信する。

推定部１５３は、送信部１５１が測定用パケットを送信してから、受信部１５２が当該測定用パケットに対応する応答パケットを受信するまでの時間、すなわちＲＴＴに基づいて、推定装置１と配信装置２との間の通信路のスループットを推定する（Ｓ２）。

具体的には、推定部１５３は、送信部１５１が配信装置２に測定用パケットを送信してから、受信部１５２が当該測定用パケットに対応する応答パケットを配信装置２から受信すると、当該応答パケットを受信した時刻から当該測定用パケットを送信した時刻を減算することにより、ＲＴＴを測定する。続いて、推定部１５３は、以下の式（１）に基づいて、スループットＴを推定する。
T[Mbps] = (S * 8 * 2) / (RTT * 1000) ・・・（１）
式（１）において、Ｓは測定用パケット及び応答パケットのサイズ［ｂｙｔｅ］である。また、ＲＴＴの単位は、ミリセカンドである。

ここで、測定用パケットのパケットサイズと、スループットとの関係について説明する。図４は、ＲＴＴを構成する要素を示す図である。図４に示すように、ＲＴＴは、推定装置処理時間（Ａ）と、送信キュー処理時間（Ｂ）と、往路通信所要時間（Ｃ）と、配信装置処理時間（Ｄ）と、送信キュー処理時間（Ｅ）と、復路通信所要時間（Ｆ）と、推定装置処理時間（Ｇ）とから構成されている。

例えば、推定装置処理時間（Ａ）は、推定装置１が測定用パケットを生成したり、測定用パケットを送信キューに入力したりする処理にかかる時間である。送信キュー処理時間（Ｂ）は、送信キューにおける待ち時間である。往路通信所要時間（Ｃ）は、推定装置１と配信装置２との間の通信路における測定用パケットの送信時間である。配信装置処理時間（Ｄ）は、配信装置２が測定用パケットを受信してから応答パケットを生成したり、応答パケットを送信キューに入力したりする処理にかかる時間である。送信キュー処理時間（Ｅ）は、送信キューにおける待ち時間である。復路通信所要時間（Ｆ）は、推定装置１と配信装置２との間の通信路における応答パケットの送信時間である。推定装置処理時間（Ｇ）は、測定用パケットの送信時刻と応答パケットの受信時刻とに基づいて推定装置１においてＲＴＴを算出する処理にかかる時間である。

図４に示すように、ＲＴＴには、通信路のスループットに直接関係する往路通信所要時間（Ｃ）と、復路通信所要時間（Ｆ）との他に、通信路のスループットとは関係のない推定装置１における処理時間と、配信装置２における処理時間とが含まれる。このため、通信路の環境が良好であり、実際のスループットが大きい場合には、往路通信所要時間（Ｃ）と、復路通信所要時間（Ｆ）とが短くなり、推定部１５３が算出するＲＴＴにおいて、通信路のスループットとは関係のない時間の占める割合が大きくなる。よって、実際のスループットよりも小さいスループットが算出されてしまう。

また、通信路の環境が劣悪であり、実際のスループットが小さい場合、測定用パケット及び応答パケットのパケットサイズが大きいと、配信装置２やアクセスポイントに設けられているバッファがオーバフローしてパケットロスが発生したり、パケットロスに伴うパケットの再送が発生したりして、推定部１５３が算出するＲＴＴが、実際のスループットに対応するＲＴＴよりも大きくなるという問題がある。このため、通信路の状況に応じて測定用パケット及び応答パケットのパケットサイズを適切に設定することが望まれる。

図５は、通信環境が劣悪である場合の、異なるパケットサイズのそれぞれのＲＴＴの実測例を示す図である。図５（ａ）は、測定用パケット及び応答パケットのサイズを３０ＫＢ、測定用パケットの送信間隔を２００ｍｓとして、測定用パケット及び応答パケットを１５０回送信したときのＲＴＴの値を示す図である。図５（ｂ）は、測定用パケット及び応答パケットのサイズを６ＫＢ、測定用パケットの送信間隔を２００ｍｓとして、測定用パケット及び応答パケットを１５０回送信したときのＲＴＴの値を示す図である。両条件における試行回数は１０回である。

図６は、通信環境が劣悪である場合に得られた異なるパケットサイズのＲＴＴの値（図５に示すＲＴＴ）に対応するスループットの実測例を示す図である。図６には、測定用パケット及び応答パケットのサイズを３０ＫＢとしたときのスループットの値と、測定用パケット及び応答パケットのサイズを６ＫＢとしたときのスループットの値とが示されている。図５及び図６に示されるように、通信環境が劣悪である場合において、測定用パケット及び応答パケットのサイズを大きくすると、パケットの再送や送信キューにおける待ち時間の増大等が発生し、ＲＴＴが大きくなるとともに、スループットが低下することが確認できる。また、測定用パケット及び応答パケットのサイズを小さくすることにより、パケットの再送や送信キューにおける待ち時間の増大等の発生を抑制することができ、スループットの測定精度が向上していることが確認できる。

図３に説明を戻し、推定部１５３は、測定用パケットの送信数に対する応答パケットの受信数の割合を示すパケットロス率を算出する（Ｓ３）。具体的には、推定部１５３は、送信部１５１が測定用パケットを配信装置２に送信してから、受信部１５２が当該測定用パケットに対応する応答パケットを所定時間内に受信しなかった場合、測定用パケット又は応答パケットが通信途中に消失したものとする。推定部１５３は、推定装置１が配信装置２に送信した複数の測定用パケットのそれぞれに対応して応答パケットを取得できたか否かを判定することにより、パケットロス率を算出する。

続いて、送信制御部１５４は、推定部１５３が推定したスループットと、算出したパケットロス率とに基づいて、送信部１５１が送信する測定用パケットのサイズと、測定用パケットの送信間隔との少なくともいずれかを更新する（Ｓ４）。例えば、送信制御部１５４は、推定部１５３が、現在時刻から過去の所定時間（例えば、１秒）までの間に推定されたスループットの統計値（例えば、平均値や中央値）が、第１閾値（例えば、５Ｍｂｐｓ）を超えるとともに、算出されたパケットロス率が第３閾値（例えば、２０％）未満である場合、送信部１５１が送信する測定用パケットのサイズを第１サイズから第２サイズ（例えば、６００００バイト）に更新する。また、送信制御部１５４は、推定部１５３が、スループットの統計値が、第２閾値（例えば、２０Ｍｂｐｓ）を超えるとともに、算出されたパケットロス率が第３閾値未満である場合、送信部１５１が送信する測定用パケットの送信間隔を第１送信間隔（例えば、２００ｍｓ）から、第２送信間隔（例えば、５０ｍｓ）に更新する。

また、推定部１５３が推定したスループットと、当該スループットを測定した時刻とを関連付けて記憶部１４に記憶させておき、所定期間におけるスループットの変動が所定の範囲内である場合に、送信制御部１５４が送信間隔を更新するようにしてもよい。例えば、送信制御部１５４は、所定期間におけるスループットの変動が所定の範囲内である場合に、通信路のスループットが安定していることから、送信間隔を、現在の送信間隔よりも短い送信間隔に更新する。このようにすることで、送信間隔の更新後にスループットの推定にかかる時間を短縮することができる。

続いて、送信部１５１は、送信制御部１５４によって更新されたサイズの測定用パケットを、更新された後の送信間隔で配信装置２に複数回送信し、受信部１５２が、配信装置２から応答パケットを受信する（Ｓ５）。
続いて、推定部１５３は、送信制御部１５４が測定用パケットのサイズを更新した後の測定用パケットを送信してから応答パケットを受信するまでのＲＴＴに基づいて、通信路のスループットを再び推定する（Ｓ６）。

続いて、判定部１５５は、送信制御部１５４が測定用パケットのサイズを更新した後に推定されたスループットに基づいて、推定装置１が配信装置２から動画データを受信する際に適している動画データの画質を判定する（Ｓ７）。例えば、判定部１５５は、現在時刻から過去の所定時間までの間に推定されたスループットの統計値が第１閾値（例えば、５Ｍｂｐｓ）未満である場合には、動画データの画質を第１画質（例えば、低画質）であると判定し、第１閾値以上かつ第２閾値（例えば、２０Ｍｂｐｓ）未満である場合には、動画データの画質を第２画質（例えば、高画質）であると判定し、推定されたスループットが第２閾値以上である場合には、動画データの画質を第３画質（例えば超高画質）であると判定する。また、判定部１５５は、スループットの統計値が第１閾値よりも小さい所定の閾値（例えば、１Ｍｂｐｓ）未満である場合には、動画データの視聴が困難であると判定してもよい。その後、推定装置１は、配信装置２に、判定した画質に対応する動画データの取得要求を行い、当該画質の動画データを受信する。

なお、判定部１５５は、送信制御部１５４が測定用パケットのサイズを更新した後に推定されたスループットと、推定装置１の処理能力とに基づいて画質を判定するようにしてもよい。例えば、判定部１５５は、推定装置１のＣＰＵのクロック数を示す情報を取得し、当該ＣＰＵのクロック数に基づいて、推定装置１が、推定されたスループットに基づいて判定された画質で動画データを表示するのに十分な処理能力を有しているか否かを判定する。そして、判定部１５５は、当該判定結果に基づいて、十分な処理能力を有していないと判定した場合には、画質を一段階落とすようにしてもよい。例えば、判定部１５５は、スループットに基づいて受信に適した動画データの画質を高画質と判定していた場合において、十分な処理能力を有していないときには、受信に適した動画データの画質を低画質としてもよい。このようにすることで、推定装置１は、自身が十分な処理能力を有していない場合に、当該処理能力に合わせて画質を設定することができる。

また、判定部１５５は、送信制御部１５４が測定用パケットのサイズを更新した後に推定されたスループットと、推定装置１が備える表示部１２の解像度とに基づいて画質を判定するようにしてもよい。例えば、判定部１５５は、推定装置１の表示部１２の解像度を示す情報を取得し、当該解像度に適している画質を判定する。そして、判定部１５５は、送信制御部１５４がサイズを更新した後に推定されたスループットに基づいて判定した画質が、解像度に適している画質よりも大きい場合には、推定装置１が配信装置２から動画データを受信する際に適している動画データの画質を、解像度に適している画質とする。このようにすることで、推定装置１は、表示部１２の解像度を考慮して画質を設定することができる。

また、判定部１５５は、送信制御部１５４が測定用パケットのサイズを更新した後に推定されたスループットと、表示部１２の画面のサイズに基づいて画質を判定してもよい。例えば、判定部１５５は、推定装置１の表示部１２の画面サイズを示す情報を取得し、当該画面サイズに適している画質を判定してもよい。このようにすることで、推定装置１は、表示部１２の画面のサイズを考慮して画質を設定することができる。

また、判定部１５５は、送信制御部１５４がサイズを更新した後に推定したスループットと、推定装置１が対応している通信方式とに基づいて画質を判定するようにしてもよい。例えば、判定部１５５は、推定装置１又は推定装置１と配信装置２との通信を中継する中継装置が、所定の通信方式（例えば、IEEE 802.11ac）に対応していない場合には、動画データの画質を第３画質（例えば超高画質）であると判定しないようにしてもよい。このようにすることで、推定装置１は、自身が対応している通信方式に適した画質を選択することができる。

［第１実施形態における効果］
以上のとおり、第１実施形態に係る通信システムＳでは、推定装置１は、測定用パケットを送信してから、配信装置２が測定用パケットに応じて送信した応答パケットを受信するまでの時間（ＲＴＴ）に基づいて、通信路のスループットを推定し、当該スループットに基づいて、送信する測定用パケットのサイズを更新し、更新した後の測定用パケットを送信してから応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、通信路のスループットを推定する。このように、推定装置１は、測定用パケットのパケットサイズを、通信路の状況に適したパケットサイズに更新し、当該パケットサイズの測定用パケットを配信装置２に送信することによって、通信環境によらず精度良くスループットを推定することができる。

また、推定装置１は、測定用パケットのサイズを更新した後に推定されたスループットに基づいて、自身が配信装置２から動画データを受信する際に適している動画データの画質を判定するので、通信路の状況に応じて、受信に適している動画データの画質を精度良く判定することができる。

＜第２実施形態＞
［動的に画質の判定を行う］
続いて、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、推定装置１は、パケットサイズを一度更新し、その後に推定されたスループットに基づいて、動画データの画質を判定した。しかしながら、通信路の状況によっては、時間の経過に応じてスループットが大きく変動することが考えられる。そこで、第２実施形態では、推定装置１が、パケットサイズ及び送信間隔を動的に更新し、更新された後のパケットサイズ及び送信間隔で測定用パケットを送信してスループットを推定する。以下、第１実施形態と異なる部分について説明を行う。第１実施形態と同じ部分については適宜説明を省略する。

第２実施形態において、送信制御部１５４は、判定部１５５により画質の判定が行われ、第１時間（例えば１分）が経過した後、測定用パケット及び応答パケットのパケットサイズ及び送信間隔を更新する。具体的には、送信制御部１５４は、測定用パケット及び応答パケットのパケットサイズ及び送信間隔がそれぞれ異なる送信モードである第１モード、第２モード及び第３モードの間を遷移することにより、測定用パケット及び応答パケットのパケットサイズ及び送信間隔を動的に更新する。

図７は、第１モード〜第３モードの関係を示す図である。第２実施形態において、送信部１５１が配信装置２に最初に測定用パケットを送信する場合、送信モードは、例えば第１モードに設定されている。第１モードにおける測定用パケットのパケットサイズは、「小」、すなわち、第１サイズ（例えば、５０００バイト）であり、送信間隔は、「長」、すなわち、第１送信間隔（例えば、２００ｍｓ）である。送信制御部１５４は、第１モードで測定用パケットを送信した結果に基づいて推定されたスループットが第１閾値（例えば、５Ｍｂｐｓ）以上、かつ、算出されたパケットロス率が第３閾値（例えば、２０％）未満である場合、送信モードを第２モードに遷移させる。第２モードにおける測定用パケットのパケットサイズは、「大」、すなわち、第２サイズ（例えば、６５５００バイト）であり、送信間隔は、「長」、すなわち、第１送信間隔である。

送信制御部１５４は、第２モードで測定用パケットを送信した結果に基づいて推定されたスループットが第２閾値（例えば、２０Ｍｂｐｓ）以上、かつ、算出されたパケットロス率が第３閾値未満である場合、送信モードを第３モードに遷移させる。第３モードにおける測定用パケットのパケットサイズは、「大」、すなわち、第２サイズであり、送信間隔は、「短」、すなわち、第２送信間隔（例えば、５０ｍｓ）である。また、送信制御部１５４は、第２モードで測定用パケットを送信した結果に基づいて推定されたスループットが第１閾値未満、又は、算出されたパケットロス率が第４閾値（例えば、５０％）以上である場合、送信モードを第１モードに遷移させる。

送信制御部１５４は、第３モードで測定用パケットを送信した結果に基づいて推定されたスループットが第２閾値未満、かつ、算出されたパケットロス率が第４閾値以上である場合、送信モードを第２モードに遷移させる。
そして、判定部１５５は、送信制御部１５４がサイズを更新した後に推定されたスループットに基づいて、推定装置１が配信装置２から動画データを受信する際に適している動画データの画質を判定する。

なお、送信制御部１５４は、各通信モードの切り替え頻度を抑制するために、第１モードから第２モードへの遷移に用いる第１閾値と、第２モードから第１モードへの遷移に用いる第１閾値とを異なる値としてもよい。例えば、第１モードから第２モードへの遷移に用いる閾値を、第１閾値に第１の値だけ加算した値とし、第２モードから第１モードへの遷移に用いる閾値を、第１閾値から第１の値（例えば、１Ｍｂｐｓ）だけ減算した値としてもよい。同様に、第２モードから第３モードへの遷移に用いる閾値を、第２閾値に第２の値（例えば、５Ｍｂｐｓ）だけ加算した値とし、第３モードから第２モードへの遷移に用いる閾値を、第２閾値から第２の値だけ減算した値としてもよい。また、送信制御部１５４は、切り替え頻度を抑制するために、他の通信モードに遷移してから所定回数までの通信モードに係る遷移の判定では、第１の値及び第２の値を一時的に高くするようにしてもよい。また、送信制御部１５４は、他の通信モードに遷移してから予め定められた待機時間が経過するまで、スループットの推定を行わないようにしてもよい。このようにすることで、推定装置１は、切り替えの頻度を低減させることができる。

［第２実施形態における効果］
以上のとおり、第２実施形態に係る通信システムＳでは、推定装置１は、パケットサイズ及び送信間隔を動的に更新し、更新された後のパケットサイズ及び送信間隔で測定用パケットを送信してスループットを推定する。このようにすることで、推定装置１と配信装置２との間の通信路の状態が不安定な場合であっても、それぞれの時間における通信路の状態に基づいてスループットを推定することができる。これにより、通信路の状況に応じて、動画データの受信に適した画質を精度良く判定することができる。

［第２実施形態の変形例］
なお、第２実施形態では、送信制御部１５４は、送信モードを第１モード〜第３モードの間で遷移させることにより、パケットサイズを更新することとしたが、これに限らない。例えば、ＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御と同様の手法でパケットサイズを動的に変更するようにしてもよい。

例えば、送信制御部１５４は、ＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御において用いられるスロースタートアルゴリズム及び輻輳回避アルゴリズムを利用して測定用パケットのパケットサイズを動的に変更してもよい。図８は、測定用パケットの送信時刻と、パケットサイズとの関係を示す図である。

まず、送信制御部１５４は、パケットサイズを第１サイズとし、スロースタートアルゴリズムを用いてパケットサイズを変更する。具体的には、送信部１５１が第１サイズの測定用パケットを送信して、受信部１５２が当該測定用パケットに対応する応答パケットを受信すると、送信制御部１５４は、パケットサイズを現在のサイズの２倍のサイズに変更する。その後、送信制御部１５４は、パケットのサイズが所定サイズを超えるか、受信部１５２が所定時間（例えば２秒）以内に応答パケットを受信しなくなるまで、スロースタートアルゴリズムを用いてパケットサイズを現在のサイズの２倍のサイズに変更する。図８に示す例では、送信制御部１５４は、送信を開始してから時間がＴ１［ｍｓ］経過するまでスロースタートアルゴリズムを利用してパケットサイズを変更する。

送信制御部１５４は、パケットのサイズが所定サイズを超えると、輻輳回避アルゴリズムを利用してパケットサイズを変更する。具体的には、送信制御部１５４は、新たに送信する測定用パケットのパケットサイズを、現在のサイズに所定量加算したサイズに変更する。図８に示す例では、送信制御部１５４は、送信を開始してから時間がＴ１［ｍｓ］経過すると、輻輳回避アルゴリズムを利用してパケットサイズを変更する。これにより、新たに送信する測定用パケットのパケットサイズは、線形的に増加する。

そして、送信制御部１５４は、受信部１５２が所定時間以内に応答パケットを受信しなくなるパケットロス又は輻輳が発生したと判定し、パケットのサイズを現在のサイズの半分のサイズに変更する。その後、送信制御部１５４は、受信部１５２が所定時間以内に応答パケットを受信すると、新たに送信する測定用パケットのパケットサイズを、現在のサイズに所定量加算したサイズに変更する。図８に示す例では、送信制御部１５４は、送信を開始してから時間がＴ２［ｍｓ］経過したとき、及びＴ３［ｍｓ］経過したときに、輻輳が発生したと判定し、パケットのサイズを現在のサイズの半分のサイズに変更する。

このように、ＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御において用いられるスロースタートアルゴリズム及び輻輳回避アルゴリズムを利用して測定用パケットのパケットサイズを動的に変更することにより、推定装置１は、通信路の環境に適したパケットサイズを動的に更新することができる。

＜第３実施形態＞
［第１サイズの測定用パケットと第２サイズの測定用パケットとを混合して配信装置２に送信する］
続いて、第３実施形態について説明する。第１実施形態では、推定装置１は、配信装置２に最初に第１サイズの測定用パケットを送信し、スループットを推定した。これに対して、第３実施形態では、異なるサイズの測定用パケットを配信装置２に一度に送信する点で第１実施形態と異なる。

第３実施形態において、送信部１５１は、入力部１１がユーザから所定の操作を受け付けると、異なるサイズの測定用パケットを配信装置２に送信する。例えば、送信部１５１は、第１サイズの測定用パケットと、第２サイズの測定用パケットを交互に配信装置２に送信する。

推定部１５３は、異なるサイズの測定用パケットのそれぞれについて、送信部１５１が当該測定用パケットを送信してから、受信部１５２が当該測定用パケットに対応する応答パケットを配信装置２から受信するまでの時間に基づいてＲＴＴを測定し、複数のＲＴＴのそれぞれについて、スループットを推定する。例えば、推定部１５３は、第１サイズの測定用パケットに基づいてスループットを推定するとともに、第２サイズの測定用パケットに基づいてスループットを推定する。
続いて、送信制御部１５４は、異なるサイズの測定用パケットのそれぞれに基づいて推定したスループットに基づいて、送信部１５１が送信する測定用パケットのサイズを一のサイズに更新する。

［第３実施形態における効果］
以上のとおり、第３実施形態に係る通信システムＳでは、推定装置１は、異なるサイズの測定用パケットのそれぞれに基づいて推定したスループットを推定し、当該スループットに基づいて、測定用パケットのサイズを一のサイズに特定する。

異なるパケットサイズのそれぞれで、スループットを推定する場合、通信環境が良好であれば、パケットサイズが相対的に大きい測定用パケットで推定したスループットのほうが、パケットサイズが相対的に小さい測定用パケットで推定したスループットに比べて大きくなり、通信環境が劣悪であれば、パケットサイズが相対的に小さい測定用パケットで推定したスループットのほうが、パケットサイズが相対的に大きい測定用パケットで推定したスループットに比べて大きくなる。したがって、推定装置１は、一度に、異なるパケットサイズのそれぞれでスループットを推定することにより、環境に適したパケットサイズを精度良く特定することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。特に、装置の分散・統合の具体的な実施形態は以上に図示するものに限られず、その全部又は一部について、種々の付加等に応じて、又は、機能負荷に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

１・・・推定装置、１１・・・入力部、１２・・・表示部、１３・・・無線部、１４・・・記憶部、１５・・・制御部、１５１・・・送信部、１５２・・・受信部、１５３・・・推定部、１５４・・・送信制御部、１５５・・・判定部、２・・・配信装置、Ｓ・・・通信システム

Claims (11)

1. データを配信する配信装置との間の通信路の品質を測定するための測定用パケットを前記配信装置に送信する送信部と、
   前記測定用パケットを送信してから、前記配信装置が前記測定用パケットに応じて送信した応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定する推定部と、
   前記推定部が推定した前記スループットに基づいて、前記送信部が送信する前記測定用パケットのサイズを更新する送信制御部と、
   を備え、
   前記推定部は、前記送信制御部が前記サイズを更新した後の前記測定用パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定する、
   推定装置。
2. 前記送信制御部は、前記推定部が推定した前記スループットに基づいて、前記送信部による前記測定用パケットの送信間隔を更新する、
   請求項１に記載の推定装置。
3. 前記推定部が推定した前記スループットと、当該スループットを推定した時刻とを関連付けて記憶する記憶部をさらに備え、
   前記送信制御部は、所定期間における前記スループットの変動が所定の範囲内である場合に前記送信間隔を更新する、
   請求項２に記載の推定装置。
4. 前記送信部は、異なるサイズの前記測定用パケットを前記配信装置に送信し、
   前記推定部は、異なるサイズの前記測定用パケットのそれぞれについて、当該測定用パケットを送信してから、当該測定用パケットに対応する応答パケットを受信するまでの時間に基づいてスループットを推定し、
   前記送信制御部は、異なるサイズの前記測定用パケットのそれぞれに基づいて推定したスループットに基づいて、前記送信部が送信する前記測定用パケットのサイズを一のサイズに更新する、
   請求項１又は２に記載の推定装置。
5. 前記推定部は、前記測定用パケットの送信数に対する前記応答パケットの受信数の割合を示すパケットロス率を算出し、
   前記送信制御部は、前記推定部が推定した前記スループットと、算出した前記パケットロス率とに基づいて、前記送信部が送信する前記測定用パケットのサイズを更新する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の推定装置。
6. 前記送信制御部が前記サイズを更新した後に推定されたスループットに基づいて、前記推定装置が前記配信装置から動画データを受信する際に適している前記動画データの画質を判定する判定部をさらに備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の推定装置。
7. 前記判定部は、前記送信制御部がサイズを更新した後に推定されたスループットと、前記推定装置の処理能力とに基づいて前記画質を判定する、
   請求項６に記載の推定装置。
8. 前記判定部は、前記送信制御部がサイズを更新した後に推定されたスループットと、前記推定装置が備える表示部の解像度とに基づいて前記画質を判定する、
   請求項６又は７に記載の推定装置。
9. 前記判定部は、前記送信制御部がサイズを更新した後に推定されたスループットと、前記推定装置が対応している通信方式とに基づいて前記画質を判定する、
   請求項６から８のいずれか１項に記載の推定装置。
10. コンピュータにより実行される、
    データを配信する配信装置との間の通信路の品質を測定するための測定用パケットを前記配信装置に送信するステップと、
    前記測定用パケットを送信してから、前記配信装置が前記測定用パケットに応じて送信した応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定するステップと、
    推定された前記スループットに基づいて、前記配信装置に送信する前記測定用パケットのサイズを更新するステップと、
    前記サイズが更新された後の前記測定用パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定するステップと、
    を備える推定方法。
11. コンピュータを、
    データを配信する配信装置との間の通信路の品質を測定するための測定用パケットを前記配信装置に送信する送信部、
    前記測定用パケットを送信してから、前記配信装置が前記測定用パケットに応じて送信した応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定する推定部、及び
    前記推定部が推定した前記スループットに基づいて、前記送信部が送信する前記測定用パケットのサイズを更新する送信制御部、
    として機能させ、
    前記推定部は、前記送信制御部が前記サイズを更新した後の前記測定用パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間に基づいて、前記通信路のスループットを推定する、
    推定プログラム。