WO2007063901A1 - 無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

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WO2007063901A1
WO2007063901A1 PCT/JP2006/323823 JP2006323823W WO2007063901A1 WO 2007063901 A1 WO2007063901 A1 WO 2007063901A1 JP 2006323823 W JP2006323823 W JP 2006323823W WO 2007063901 A1 WO2007063901 A1 WO 2007063901A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transmission path
network interface
communication
transmission
bandwidth
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/323823
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hisao Kumai
Suguru Toyokawa
Toru Sugayama
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Kabushiki Kaisha filed Critical Sharp Kabushiki Kaisha
Priority to JP2007547974A priority Critical patent/JP4640860B2/ja
Publication of WO2007063901A1 publication Critical patent/WO2007063901A1/ja

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/34Modification of an existing route
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02Terminal devices
    • H04W88/06Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention is used in a mopile network system by a communication terminal having a plurality of wireless communication means, and provides a user with a communication program that performs communication via a plurality of networks and a conversational streaming application service.
  • the present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication method.
  • Patent Document 2 JP 2004-266330 A
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-312725
  • the communication state (transmission path state between communication terminals) at the time of controlling the switching of the network is the same for all the communicable networks. It is not considered to acquire dynamically for the quaterface. For this reason, depending on the actual communication status, there may be cases where network switching is required again.
  • the parameters used as priority standards may differ depending on the application used. For example, in the case of video streaming, the higher the bandwidth that can be used, the better, the VoIP (Voice over Internet Protocol) [Katsu l ⁇ ;, RTT (Round Trip time); It is assumed that the requirements for the parameters for determining the priority order differ depending on the application.
  • the ADSL part in the middle of the path may become a bottleneck of the transmission path bandwidth.
  • transmission lines with asymmetric upstream and downstream bandwidths such as ADSL and high-speed wireless communications (FOMA, CDMA2000, etc.) are used.
  • the transmission path state may be different between uplink Z and downlink. It is also necessary to select different transmission paths for downstream use.
  • the present invention provides a wireless communication system and a wireless communication method for efficiently solving the various problems described above.
  • the wireless communication system of the present invention is a communication system in which a communication terminal having a network interface connectable to a plurality of transmission paths uses a plurality of transmission paths, and includes a plurality of network interfaces.
  • a network interface that detects a network interface that can communicate, obtains network interface information related to a predetermined attribute of a plurality of network interfaces, and exists between the network interface that can communicate and the network interface that can communicate with the communication partner.
  • Create a list associate network interface information with the transmission path list, and use the bottleneck physical bandwidth, cross traffic, bandwidth fluctuation rate, and bandwidth information as transmission path information related to the transmission path status corresponding to the transmission path list.
  • Get at least one deviation rate It is characterized in that the advance is judged based on the priority criteria set for each transmission program and data communication application program, the transmission path is determined, and data communication is performed via the determined transmission path. To do.
  • the bottleneck physical bandwidth is obtained by closely transmitting a probe packet of the same size S toward the receiving terminal power receiving terminal, receiving the probe packet to the receiving terminal, and measuring the probe.
  • the bottleneck physical bandwidth B is calculated from the packet reception interval ⁇ .
  • the pair of size S Probe packet and a packet of size ⁇ smaller than size S is transmitted as a probe packet, and the delay time of the probe packet of size S measured by the receiving terminal is ⁇ 'and the delay time of the probe packet of size ⁇ If ⁇ > ⁇ ', it is determined that cross traffic exists.
  • the ability to obtain the bottleneck physical bandwidth When the obtained bottleneck bandwidth is BWT, the transmission path speed in the upstream direction of the measured network interface on the transmission side and the network interface on the reception side If Z is the smaller of the downstream transmission rates, the band deviation rate BW a
  • the transmission path information includes a bottleneck physical bandwidth, usable bandwidth, RTT, communication cost, presence / absence of cross-traffic, and bandwidth fluctuation rate between a network to which a plurality of network interfaces are connected and a communication partner. , Bandwidth deviation rate, transmission path QoS support, etc.
  • the priority of the transmission path is determined every time the transmission path is determined, and is determined based on the priority standard set for each application program that performs data communication. If an asymmetric communication network with different uplink Z downlink transmission path characteristics is included, different transmission paths can be selected for uplink Z downlink according to the priority criteria. When the required bandwidth is used as the priority standard, multiple required bandwidths are set for each application program.
  • setting the measurement time threshold sets the measurement results at that time (presence / absence of cross traffic, radio wave intensity, etc.)
  • the priority of the transmission path is determined based on the network interface information and the priority of the network interface set in advance by the user or the like.
  • the data type of data communication refers to the quality information set for each application program and the transmission path information related to the determined transmission path, and determines their information content quality.
  • the network interface that is not in data communication When the status of the transmission line, the transmission line state of the transmission line used, the wireless modulation method, etc. change, the priority of the transmission line is judged again and the transmission line with the highest priority is switched.
  • an application using communication such as video and audio.
  • it is possible to select a transmission path according to the priority criteria set for each application or the user's preference.
  • it is possible to provide a quality service according to the location of the communication terminal by selecting the content of the quality that matches the network information.
  • transmission line information cannot be acquired immediately at the start of data communication, it is adjusted to the transmission line selected based on information set in the terminal in advance or information acquired so far. Quality service can be provided. Furthermore, even during data communication, the status of the transmission path is acquired again due to changes in the communication status of the transmission path, and the transmission path is selected again according to the priority criteria or user preference set for each application. As a result, even in a communication environment that changes from moment to moment, it becomes possible to provide a service with a quality that is optimal for the communication environment where the communication terminal exists.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a network to which the present embodiment can be applied.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an accessible area corresponding to a base station of a wireless network to which this embodiment can be applied.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing an internal configuration example of a communication terminal according to the present invention.
  • FIG. 4 is an operation sequence diagram showing the operation of each part when communication terminal 10 starts communication.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing the operation of each part when the communication state of the network interface card of communication terminal 10 changes.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a network interface information table in the present embodiment.
  • FIG. 7 Example of communication information notification format in this embodiment (A), quality information table It is a figure which shows an example (B) of an example, and an example (C) of an item of an application priority reference table.
  • FIG. 8 shows an example of a network interface list (A) and an example of a transmission path list (B) in the present embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a transmission path information table in the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing an outline of a bottleneck physical bandwidth (A) and an example of a method for measuring a bottleneck physical bandwidth (B) in the present example.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an RTT delay difference measuring method in the present embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a network where cross traffic does not exist (A) and an example of a network where cross traffic exists (B) in the present embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of a transmission path selection processing procedure at the start of communication in the present embodiment.
  • FIG. 15A is a flowchart showing an example of a transmission path selection processing procedure in the present embodiment.
  • FIG. 15B is a flowchart showing an example of a processing procedure subsequent to FIG. 15A.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example when different transmission paths are selected for uplink Z downlink in this embodiment.
  • FIG. 17 shows an example of a network interface information table (A), an example of a transmission path information table (B), and another example of a transmission path information table (C) in the present embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of an application priority criterion table in the present embodiment.
  • FIG. 19 shows an example of network interface information to be notified in this embodiment (A), an example of a list of added transmission paths (B), and another example of network interface information to be notified (C).
  • A network interface information to be notified in this embodiment
  • B list of added transmission paths
  • C network interface information to be notified
  • FIG. 20 is a flowchart when QoS is supported by transmission path selection in this embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram showing another example (A) of the application reference table and another example (B) of the transmission path information table in the present embodiment.
  • networks l to n are networks in units of network segments such as LAN and WAN.
  • network 1 may include a plurality of radio base stations
  • network 2 may include a plurality of radio access points (APs). I can do it.
  • each of the networks l to n is, for example, a public mobile phone network, a private wireless LAN, a hot spot, or a home wireless network.
  • an IP-based network is used.
  • These networks for each network segment are connected to a core network represented by the Internet.
  • the communication terminals 1 to n perform communication such as video / audio communication between one-to-one or a plurality of terminals. For example, even if the communication terminal 1 moves and is receiving radio waves from the radio base station 1, even if the radio terminal station 2 changes to receive radio waves, the node 1 and 2 will receive The communication terminal 1 can continue the communication before moving even after moving. The same is true when the wireless access point API connection range is moved to the wireless access point AP2 connection range. In handover between wireless access points, authentication information may be handed over.
  • the network layer is handed over and communication can be continued.
  • the communication terminal 2 moves and changes from being connected to the wireless base station 2 to being connected to the wireless access point API.
  • the communication terminal 2 is connected to the radio base station 2 and the radio access.
  • Point A network interface card (NIC: Network Interface Card) that can be connected to each of the APIs is provided, and the IP control unit power described below, for example, if it is compatible with the mopile IP (IETF: Internet Engineering Task Force) RFC3775
  • the application part can continue the communication process regardless of the movement to a different network.
  • the IP control unit supports Lin6 (IETF Draft-Teraoka-ipng-Lin6-01), the communication control unit supports handover while maintaining a session, and the like It may be a technology that realizes this function.
  • Lin6 IETF Draft-Teraoka-ipng-Lin6-01
  • the communication control unit supports handover while maintaining a session, and the like It may be a technology that realizes this function.
  • movement between network segments even when the wireless access point API and the wireless access point AP2 are configured with different network segments, by using the handover technique as described above, it is possible to move between the wireless access points. Communication can be continued even during handover.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an accessible area corresponding to a wireless base station and a wireless access point.
  • networks 1 to 3 are networks in units of network segments such as LAN and WAN, mobile base station 1 is connected to network 1, wireless AP 2 is connected to network 2, and PHS base station 3 is connected to network 3.
  • Each network segment network is an IP-based network, and is connected to the core network as in Figure 1.
  • mobile base station 1 corresponds to mobile area 1
  • wireless AP 2 corresponds to wireless LAN area 2
  • PHS base station 3 corresponds to PHS area 3.
  • the communication terminal 1 can communicate with each wireless communication method.
  • the communication terminal 1 includes a NIC that can be connected to the mobile base station 1, the wireless AP 2, and the PHS base station 3.
  • the communication terminal 1 passes through the mobile base station 1, the wireless AP 2, and the PHS base station 3, respectively. Can be connected to networks 1-3.
  • mobile 'PHS area 4 can be connected to networks 1 and 3 via mobile base station 1 and PHS base station 3, respectively. In areas other than, it can only be connected to network 1 via mobile base station 1. In areas excluding PHS area 3 from mobile phone 'PHS area 4, it passes through PHS base station 3. Can only be connected to network 3. For example, when the communication terminal 1 moves and is connected to the network 2 via the wireless AP area 2 via the wireless LAN area 2 Mobile 'When moving to the PHS area 4 and connecting to the network 3 via the PHS base station 3 Therefore, it is possible to continue communication by applying technologies such as the above-mentioned mopile IP.
  • the network 1 is selected as more suitable by the application used in the communication terminal 1, it is possible to connect to the network 1 via the mobile base station 1.
  • the mobile 'PHS area 4 is connected to the network 3 via the PHS base station 3 and moved to the mobile area 1 that can only be connected to the mobile base station 1, the mobile base station in the mobile ⁇ PHS area 4 Even if connected to network 1 via 1 and moved to PHS area 3 that can only be connected to PHS base station 3, communication can be continued by applying the technology such as mopile IP described above. It is.
  • the wireless LAN area 2 since it can be connected to the networks 1 to 3 via the mobile base station 1, the wireless AP 2, and the PHS base station 3, a suitable network is selected depending on the application being used.
  • a suitable network is selected depending on the application being used.
  • mobile and PHS wireless LANs as wireless communication methods! /, But short-distance communication Bluetooth (Bluetooth) and broadband mobile communication method IMT (International Mobile Telecommunication) -2000 etc. Any wireless communication method may be used as long as it can provide a base network.
  • the communication mode is as follows: 1) When the transmission side is a communication terminal and the reception side is a fixedly connected communication terminal 2) When the transmission side is a fixedly connected communication terminal and the reception side moves When it is a communication terminal, 3) There are cases where both the transmission side and the reception side of communication are mobile communication terminals (communication terminals 1 and 2). In these cases, by applying the present invention to the communication terminals on the transmission side and the reception side, it is possible to control the application according to the switching of the transmission path.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of the internal configuration of the communication terminal according to the present invention
  • FIG. 4 is a diagram showing an operation sequence at the start of communication
  • FIG. 5 is an operation sequence when the communication state of the network interface card is changed.
  • 10 is a communication terminal
  • 11 is an application unit
  • 12 is a user setting unit
  • 13 is a communication control unit
  • 14 is a content control unit
  • 15 is an application priority standard table
  • 16 is a quality information table
  • 17 is transmission path control.
  • 18 is a transmission path management section
  • 19 is a transmission path selection section
  • 20 is an IP control section
  • 21 is a transmission path information table
  • 22 is a network interface information table
  • 23 is a transmission path status management section
  • 24 is a network interface management.
  • 25 is a network interface card (NIC)
  • 26 is its own terminal
  • 27 is a communication partner terminal
  • 28 is a network.
  • NIC network interface card
  • the communication terminal 10 used in the wireless communication system of the present invention includes an application unit 11 that performs transmission / reception and processing of actual communication data, and a transmission that manages and controls the state of the network interface card 25 and the transmission path. And a road control unit 17.
  • the communication terminal 10 may be a portable telephone terminal, a PDA (Personal Digital Assistance) or a personal computer that can be connected to a wireless network, as long as it is a terminal having a plurality of wireless communication means.
  • the application unit 11 is included in the application program, receives a service start request from the user, and sends application request information to the transmission path control unit 17 based on the service definition information and the application priority reference table 15. Send.
  • the transmission path control unit 17 is used by the power included in the application program or by the application program.
  • the transmission path control unit 17 receives the application request information from the application unit 11, receives the application request information from the application unit 11, and the network interface information and transmission path state management obtained by the network interface management unit 24. Based on the transmission path information obtained by section 23, the transmission path selection section 19 determines the transmission path.
  • the transmission path selection unit 19 returns information regarding the selected transmission path to the application unit 11.
  • the content control unit 14 refers to the quality information table 16 to determine the content
  • the communication control unit 13 provides data by transmitting and receiving data.
  • each part of the communication terminal may be realized by hardware, software, or a combination of these!
  • the network interface management unit 24 manages a network interface card (hereinafter referred to as NIC) 25 provided in the communication terminal 10 and monitors the state.
  • the network interface management unit 24 registers the information (for example, transmission speed (standard value), charge, IP address, communication card standard, MTU (Max Transfer Unit), etc.) acquired for the NIC 25 in the network interface information table 22. .
  • the network interface information table 22 is constantly updated by monitoring the status when a new NIC is added to the communication terminal 10, when it is removed, and when the usable Z becomes unusable.
  • An example of the network interface information table 22 is shown in FIG.
  • the network interface management unit 24 obtains the items described in FIG. 6 from the device information of the NIC every time the state of the NIC changes.
  • the transmission path state management unit 23 detects a transmission path (path) that can be used with the communication partner based on the NIC information acquired by the network interface management unit 24. Furthermore, for each detected transmission path, the transmission path status (for example, bottleneck physical bandwidth, usable bandwidth, RTT delay difference, packet loss rate, presence / absence of cross traffic, bandwidth fluctuation rate, bandwidth deviation rate, etc.) ) Is registered in the transmission path information table 21. In addition, each time NIC information is updated, path detection is performed and path information is acquired. However, in the case of the above process, transmission path information may be newly acquired only for the updated path.
  • path status for example, bottleneck physical bandwidth, usable bandwidth, RTT delay difference, packet loss rate, presence / absence of cross traffic, bandwidth fluctuation rate, bandwidth deviation rate, etc.
  • the transmission path management unit 18 includes the transmission path information acquired by the transmission path state management unit 23 and the application request information received from the application unit 11 (for example, request bandwidth, request delay, fee, priority transmission path, etc. ) To select the optimal transmission path for the application. As a selection result, you may select one transmission path that is most suitable for your application, or you may ask the communication partner to select the transmission path priority order. After selecting the transmission path, the transmission path status (bandwidth, delay, packet loss rate, fee, etc.) of the selected transmission path is returned to the application unit 11.
  • the content control unit 14 refers to the quality information table 16 on the basis of the transmission path status returned from the transmission path management unit 18, and selects a content type that can be transmitted and received.
  • the content type here is, for example, video bit rate of video 'audio, codec In VoIP (Voice over Internet Protocol), the type, angle of view, frame rate, etc. indicate the type of codec.
  • the communication control unit 13 starts providing a service after negotiating with the communication partner so as to transmit / receive data of the content type selected above. It also sends and receives application information (e.g. standby port number, usable codec type) with the communication partner. By transmitting and receiving the information, the service quality that can be provided by the application program can be shared.
  • application information e.g. standby port number, usable codec type
  • the user setting unit 12 is an input / output unit that allows a user to set a communication terminal and set and operate an application priority reference table 15.
  • the user setting unit 12 includes a screen, a button, a mouse, and the like, and the function of the application unit 11 is also controlled by executing a command specified by the user.
  • the IP control unit 20 sets address information and the like necessary for transmitting data to the IP network (Figs. 1 and 2), and sends and receives the created data to the actual network via the NIC 25. .
  • the communication terminal 10 is connected to the network and can move while maintaining the connection with the network.
  • the network interface management unit 24 when the communication terminal is activated, the network interface management unit 24 performs information on the attributes of the plurality of network interfaces (for example, communication card name, transmission speed, radio wave intensity, link status). , Modulation method, etc.). Detect network interfaces that can communicate simultaneously and register them in the network interface information table 22. Examples of the method for detecting the network interface include determination based on comparison between radio wave intensity and a threshold value, change in link state, and the like.
  • the network interface management unit 24 detects that the state has changed by monitoring whether the network interface is added and deleted, and communication is not possible. Update.
  • the communication terminal 10 obtains information on the usable content by notifying the content information that can be used with the communication partner, registers the information in the quality information table 16, and is set in advance. It is registered in the application priority standard table 15 together with information on application priority standards (requested bandwidth, minimum required bandwidth, allowable delay, etc.).
  • information on communicable NICs is transmitted to the communication partner.
  • the receiving communication terminal extracts the transmission path (path) existing between the communication terminals by referring to the transmitted NIC information and the network interface information table 22 of the own terminal.
  • the acquired transmission path information for example, presence / absence of cross traffic, bandwidth fluctuation rate, bandwidth deviation rate, QoS support status
  • the transmission path information table 21 The path from which the application program starts communication is selected by filtering in the application priority standard table 15 based on the information in the network interface information 22 and the network interface information table 22.
  • the transmission path selection unit 19 transmits the transmission path information of the transmission path selected with reference to the transmission path information table 21 to the content control unit 14.
  • the content control unit 14 determines the content quality from the quality information table 16 based on the received transmission path information.
  • the communication control unit 13 starts transmission / reception of the determined content, and at the same time, the IP control unit 20 switches to the transmission path selected by the transmission path selection unit 19.
  • the transmission path selection unit 19 the data in the transmission path information table 21 is filtered by the application priority standard table 15, so that a transmission path that is optimal for the application request is selected. For example, when video streaming is activated as an application, the bandwidth is set as the priority standard, so the transmission path with the widest bandwidth is selected. At this time, it is also possible to select NICs with different uplink and downlink transmission paths according to priority criteria.
  • the transmission path selection unit 19 gives a priority to the communication partner by giving a relative priority to the transmission path that does not select one transmission path, and sets the transmission path to the communication partner. It can also be determined.
  • the transmission line may be switched to the selected transmission line.
  • the transmission path information of the transmission path selected with reference to the transmission path information table 21 is transmitted to the content control unit 14 again.
  • the newly determined transmission path In some cases, it may not be possible to switch to
  • the content control unit 14 determines the content quality from the quality information table 16 based on the received transmission path information.
  • the communication control unit 13 starts transmission / reception of the determined content, and at the same time, the IP control unit 20 switches to the transmission path selected by the transmission path selection unit 19.
  • data communication of the selected content is performed via the determined transmission path, and switching of the transmission path and linking of applications are realized.
  • the network interface management unit 24 detects that the state of the NIC 25 has changed, the newly acquired information on the NIC 25 is registered in the network interface information table 22 or deleted. Then, send the updated NIC25 information to the communication partner.
  • the received communication terminal detects the transmission path (path) existing between the communication terminals with reference to the updated NIC25 information and the network interface information table 22 of the own terminal.
  • each transmission path information table 21 (Bottleneck bandwidth, RTT delay difference, etc.) are acquired, registered in each transmission path information table 21, and the transmission path is selected again in the same way as when communication is started. Also, when used in bidirectional communication, the priority of the transmission path is determined for each of the uplink Z and downlink, the highest priority transmission path is determined for each, and the determined transmission is determined. Data communication is performed via the road. If a communication session via another transmission path has already been established, each transmission path is switched while the communication session is maintained.
  • FIG. 4 is an operation sequence diagram showing the operation of each unit at the start of communication of the communication terminal 10 in FIG. 3 described above, and FIG. 5 shows an operation sequence when the communication state of the NIC 25 changes.
  • FIG. 4 an operation sequence at the start of communication will be described.
  • the own terminal 26 is a communication terminal on the transmission side that starts communication
  • the communication partner terminal 27 is a communication on the transmission side.
  • a communication terminal on the receiving side with respect to the terminal is shown, and each communication terminal includes a plurality of network interfaces connectable to the IP network 28.
  • data communication for communication such as video and audio is performed via the wireless access point described in FIGS. 1 and 2 and the wireless base station.
  • the connection form may be one-to-one or a communication form such as a multipoint conference with a plurality of persons.
  • server-client type one-way communication or two-way communication such as a telephone may be used.
  • the own terminal 26 is a communication terminal that detects a change in the communication state of the NIC
  • the communication partner terminal 27 is a communication terminal with which the own terminal 26 is communicating.
  • the own terminal 26 and the communication partner terminal 27 may be either a transmitting terminal or a receiving terminal.
  • each communication terminal may be a communication terminal in which one or both of them have a single NIC.
  • the communication terminal performs data communication by an application using communication such as video and audio
  • the own terminal 26 at the start of communication and the communication partner terminal 27 The operation of each part will be described.
  • the transmission path management unit 18 is installed as middleware used for an abrasion program
  • the network interface management unit 24 will be responsible for the attributes of the NIC provided in its own terminal 26 when the program is started. Get information (eg, communication card name, transmission speed, radio wave intensity, link status, modulation method, MTU, etc.).
  • FIG. 6 shows an example of items and their values registered in the network interface information table 22 described above.
  • Examples of NIC detection methods include determination based on comparison between radio field intensity and a threshold, link status, and the like. As an example of detection by radio field strength, when the threshold is set to Level 3, If the degree is Level 3 or higher, “1” is set as a flag (1 when the network interface is usable, and 0 when the network interface is not usable) in the network interface information table 22. Write to the link status flag position.
  • link state flag “0” is written at the same position as described above.
  • the threshold value may be determined by the application, or may be pre-installed with a communication terminal! /, Or set by the user via the user setting unit 12. According to the threshold value in this example, the network interface management unit 24 does not change the link state flag even if it detects that the radio field intensity has changed from Level 1 to Level 2.
  • NICs such as mobile phones and PHS may not be connected to the IP network without dial-up connection. Therefore, when a dial-up connection is established, an "ON" flag is set at the link status position in the network interface information table 22 and a dial-up connection is established! Writes an "OFF" flag.
  • the activation timing of the transmission line management unit 18 it does not matter as long as the application is activated before the communication starts, whether the communication terminal 10 is activated or the application is activated. Even when the transmission line management unit 18 is included in the application, the activation timing of the transmission line management unit 18 may be the same as described above.
  • connection information necessary for data transmission / reception “connection destination IP address”, standby “port number”, “session ID” necessary for communication session control, etc., and content information usable by the application are determined. "Video 'Voice code parameters (types of codecs that can be used, etc.)” and “Transmission / reception protocol (RTP: Real-time Transport Protocol, UDP: User Datagram Protocol, etc.)” to be used are included.
  • the negotiation function may be realized using a signaling protocol for starting, managing, and ending a session such as SIP (Session Initiation Protocol) or RTSP (Real Time Streaming Protocol).
  • SIP Session Initiation Protocol
  • RTSP Real Time Streaming Protocol
  • IP address is also IPv4 (Inter It may be a net Protocol Version 4) address or an IPv6 (Internet Protocol Version 6) address.
  • the application unit 11 creates a quality information table 16 that is a list of content information that can be provided by the application based on the content information among the information acquired by the negotiation function.
  • the items in the quality information table 16 and an example are shown in Fig. 7 (B).
  • the quality information table 16 may be set by the user from the user setting unit 12.
  • the application unit 11 notifies the transmission line management unit 18 of information in the application priority standard table 15 necessary for transmission line selection (S403, S404).
  • the items in the application priority standard table 15 and an example are shown in Fig. 7 (C).
  • Each item in the application priority standard table 15 is created from information written by the information acquired by the negotiation function described above and items set by the user from the user setting unit 12.
  • the application priority reference table 15 may be set by the user from the user setting unit 12 for all items or may be set in advance on the terminal. .
  • the transmission path management unit 18 refers to the link status flag in the network interface information table 22 and notifies the communication partner terminal 27 of a list of NICs that can communicate (S406).
  • Figure 8 (A) shows the items in the network interface list and an example.
  • the communication partner terminal 27 creates a transmission path list existing between the own terminal and the communication partner terminal based on the received network interface list and the network interface information table 22 in its own terminal.
  • the number of transmission paths is 3 ( Number of NICs of own terminal) X 2 (Number of NICs of communication partner terminal) X 2 (Uplink transmission path / Downlink transmission path).
  • An example of the transmission path list in this example is shown in Fig. 8 (B).
  • the created transmission path list is notified from the communication partner terminal 27 to the own terminal 26, registered in each transmission path information table 21 (S407, S408), and notified to each transmission path status management unit 23. (S409, S4100).
  • the transmission line state management unit 23 determines the transmission line state of each transmission line based on the notified information. Simple measurement (the presence / absence of cross traffic, bandwidth fluctuation rate, bandwidth deviation rate, etc.) is performed (S411). Further, after the simple measurement is completed, detailed transmission path measurement is performed (S420). Detailed transmission path measurements (bottleneck physical bandwidth, RTT delay difference, usable bandwidth, packet loss rate, etc.) may not be performed at this point! /.
  • Figure 10 (A) outlines the bottleneck physical bandwidth.
  • Figure 10 (A) shows one of the transmission paths between the terminal 26 and the communication partner terminal 27.
  • the line width indicates the bandwidth, and the wider the line, the wider the bandwidth.
  • the narrower the line the narrower the bandwidth.
  • IP network there are various transmission paths in the middle of a route, so a uniform bandwidth cannot be provided throughout the transmission path. Therefore, by measuring the bandwidth of the bottleneck of the transmission line and determining the content quality based on the result, it is possible to provide a high-quality service at the maximum bit rate at which data can be transmitted and received on the transmission line. Is possible.
  • a measurement method using a probe packet by a packet pair transfer method and a packet train transfer method will be described with reference to FIG. 10 (B).
  • a plurality of (for example, two) probe packets of the same size S are sent in close contact from the own terminal (sending terminal) 26 to the communication partner terminal (receiving terminal) 27 and are simultaneously queued on the bottleneck link.
  • ⁇ SZB2. Since the probe packet arrives at the communication partner terminal 27 while maintaining the interval, ⁇ ⁇ SZB2. B2 obtained from this equation is the bottleneck physical bandwidth in the transmission path.
  • the receiving terminal receives the probe packet, measures its delay time ⁇ ⁇ , and repeats the continuous transmission of the probe packet while changing the number of probe packets at the transmitting terminal.
  • the receiving terminal sequentially measures the delay time ⁇ ′ of the received probe packets and calculates the average value for the obtained series of data.
  • the average value was used as a method for calculating the series of obtained data power bottleneck physical bandwidths, but statistical methods such as deviation values and coefficient of variation, or a calculation method combining them were used. It doesn't matter.
  • FIG. 11 shows an example of a method for measuring the RTT delay difference.
  • ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 are obtained by subtracting ⁇ from RTT1, RTT2, and RTT3, respectively. Therefore, comparing RTT1, RTT2, and RTT3 is equivalent to: This can be understood as synonymous with comparing the relative delay difference in one direction to the terminal 26. From the above, RTT1, RTT2, and RTT3 can be used as one-way delay differences of NIC4 ⁇ NIC1, NIC4 ⁇ NIC2, and NIC4 ⁇ NIC3, respectively.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the available bandwidth. As in FIG. 10A, this is one of the transmission paths between the own terminal 26 and the communication partner terminal 27, and the line width is wide. This indicates that the wider the line, the wider the bandwidth, and the narrower the line, the narrower the bandwidth. In addition, the notching part indicates that packets already transmitted / received on the transmission path occupy the bandwidth of each link! /, (Cross traffic exists for each link)! /
  • the available bandwidth of the link on the transmission path between the transmitting and receiving terminals is measured by using the packet train method for probe packet transfer. can do.
  • the increasing tendency of the one-way transfer delay between each probe packet is observed when the transmission rate of the probe packet exceeds the available bandwidth.
  • FIGS. 13 (A) and 13 (B) show an example in which probe packets are transferred using the packet pair transfer method when there is no cross traffic.
  • S and S '(S> S / ) are connected.
  • the packet pair of S ′ is small in size and is not queued on the bottleneck link, it arrives at the communication partner terminal 27 while maintaining the packet interval (delay time) of ⁇ .
  • Fig. 13 (B) shows an example in which probe packets are transferred using the packet pair transfer method when cross traffic with packet size C exists.
  • probe packets of different sizes S and S ' It is transmitted closely from its own terminal (transmission terminal) 26.
  • S '> S—C if the cross traffic of packet size C enters between packet packets of size ⁇ , the delay time (reception interval) is
  • BWCV bandwidth variation rate
  • the coefficient of variation (CV) obtained from these values is an index representing relative dispersion, in this embodiment, the coefficient of variation is used as the band variation rate.
  • CV can be obtained by the following formula force.
  • BW ⁇ the deviation rate
  • the transmission speed in the wireless part that is, the transmission speed of the NIC often becomes a bottleneck. Therefore, by comparing the specified transmission rate of each NIC with the measured bottleneck physical bandwidth value, it is possible to estimate the force with which the measurement result has an error depending on the type of NIC. is there.
  • the uplink transmission speed of the NIC to be measured by the communication terminal 26 is Xbps
  • the downlink of the NIC to be measured by the communication partner terminal 27 is If the transmission rate in the direction is Ybps, the measured bottleneck physical bandwidth is BWT, and the smaller value of X or Y is Z
  • the above measurement is performed on the transmission path list (all transmission paths existing between the own terminal 26 and the communication partner terminal 27) registered in the transmission path information table 21. Next, the procedure for selecting a transmission path based on the measurement results is described.
  • the transmission line state management unit 23 is acquired by the measurement method described above.
  • the transmission path information based on the simple measurement result is written in the transmission path information table 21, and the transmission path information table 21 and the application priority reference table 15 are selected from the acquired information (S414, S415).
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of a processing procedure for selecting a transmission path at the start of communication from the transmission path information table 21 and the application priority reference table 15.
  • the priority NIC item is specified in the application priority table 15! (S01). If the preferred NIC is specified! (SOlYes), refer to the transmission path information in the transmission path information table 21 and check whether the specified priority NIC exists in the table and can be used (S02). If it is available, select the preferred NIC (S02 Yes).
  • the application priority table 15 If the priority NIC item is not specified in the application priority table 15 (SOINo), or if the priority NIC cannot be used (S02 No), the application priority table 15 Then, check whether the cross traffic flag is set (S03). If the cross traffic presence / absence flag is set (S03 Yes), the transmission path information table 21 is referred to and a transmission path without cross traffic is selected (S04). Further, when there are a plurality of transmission paths selected in the step (S04), the band fluctuation rate and the band deviation rate of the transmission path information table 21 and the items set in the application priority reference table 15 are set. The values multiplied by the weighting values corresponding to are compared, and the transmission line with the smallest value is selected (S05).
  • the application priority reference table 15 does not have the cross traffic flag set (S03 No), refer to the transmission path information table 21 and set the transmission path information table as described above.
  • the transmission rate with the smallest value is selected by comparing the value obtained by multiplying the 21 band fluctuation rate and band deviation rate by the weighting value corresponding to each item set in the application priority standard table 15. (S05).
  • the transmission path selection unit 19 refers to the transmission path information table 21 and notifies the application unit 11 of the transmission path information of the selected transmission path.
  • Yes S416, S417) 0
  • “(Bottleneck physical bandwidth) ⁇ (Bandwidth variation rate)” obtained from the simple measurement result as the transmission path state is the bandwidth that can be allocated to the application.
  • the application part 11 is notified as the width.
  • the above value is reported as the bandwidth that can be allocated to the application, but the value obtained as the bottleneck physical bandwidth
  • the NIC transmission rate may be reported as it is.
  • RTT or packet loss rate may be used as a result of simple measurement of transmission path status.
  • the content control unit 14 refers to the quality information table 16 based on the notified transmission path information and determines the content quality in communication (S418, S419). As described above, the communication control unit 13 exchanges information for determining the type and usage parameters of the video and audio according to the content quality determined by the content control unit 14 and then starts data transmission / reception (S435). At the same time, the IP control unit 20 switches to the transmission line selected by the transmission line selection unit 19 (S414, S415).
  • the transmission path state management unit 23 writes the transmission path information acquired by the measurement method described above in the transmission path information table 21 (S42 3, S424).
  • the transmission path selection unit 19 selects a transmission path from the acquired transmission path information table 21 and the application priority reference table 15 (S425, S426).
  • FIGS. 15A and 15B are examples of processing procedures for selecting a transmission path suitable for the requirements of the application based on the information in the transmission path information table 21 and the application priority reference table 15. It is a flowchart which shows.
  • a charge priority item is specified in the application priority reference table 15 (S06).
  • S06 it is assumed that either a free charge, a flat rate system, or a pay-as-you-go system is set as a charge setting item. If the free Z flat rate system is specified as the charge priority (S06 Yes), refer to both the network interface information table 22 and the transmission path information table 21 and extract the free Z flat rate transmission path. (S07).
  • the transmission path with the largest bandwidth is selected from the extracted transmission paths (S09). If the band priority item is not set (S08 No), the delay priority item is checked, and if it is set (SlOYes), the extracted transmission path is checked. The transmission path with the smallest delay amount is selected from among (1). Further, If the delay priority item is also set, in this case (S ⁇ ), it is confirmed whether the extracted transmission path satisfies the required bandwidth or the required delay. If there is a transmission line that satisfies both conditions (S12Yes, S13Yes), the transmission line with the lowest bandwidth and the largest bandwidth is selected (S14).
  • each of the own terminal and the communication partner terminal selects the downlink transmission path.
  • the transmission path is selected on the client side.
  • each terminal may select an uplink transmission path instead of a downlink, or one terminal may perform processing so as to select either an uplink Z downlink transmission path.
  • the own terminal 26 has two NICs, FOMA and PHS, and the communication partner terminal 27 has only a wireless LAN (IEEE802.ib) NIC, which can be connected to the IP network via each NIC.
  • FOMA is pay-as-you-go 384kbps
  • Uplink is 64kbps
  • PHS is fixed-rate uplink Z downlink 64kbps
  • wireless LAN is fixed-rate uplink / downlink 11Mbps.
  • the network interface information table 22 and the transmission path information table 21 of each NIC are as shown in FIGS. 17A and 17B, respectively.
  • FIG. 17C shows an example of simple measurement results.
  • cross traffic is detected in transmission path 1 and transmission path 3, and a temporary value is set even for the band fluctuation rate and deviation rate.
  • the characteristics of the bottleneck physical bandwidth measurement method using probe packets using the packet pair transfer method and the bucket train transfer method tend to have a high fluctuation rate in the presence of cross traffic. In measurement with a small amount of probe packets, there is a high possibility that the measurement error will increase! Therefore, the values should be set in consideration of these trends.
  • the application priority standard table 15 is as shown in FIG.
  • FIG. 17C in this embodiment, there are four transmission paths existing between the own terminal 26 and the communication partner terminal 27.
  • the weighting of each item is as shown in Figs. 17 (B) and 17 (C).
  • Such calculation may be re-calculated for only the transmission path whose communication state has changed, or may be re-calculated for all transmission paths.
  • Determine priority When a transmission path is selected according to the flowchart of FIG. 14, for the transmission path from the local terminal 26 to the communication partner terminal 27, the priority NIC is not specified (SOINo), the cross traffic presence flag is OFF (S03 No), Since the calculated fluctuation rate and deviation of the bandwidth of transmission line 2 are smaller than transmission line 1, transmission line 2 is selected as the transmission line with the smallest value (S05).
  • the priority NIC is not specified (SOINo) in the flowchart of FIG. OFF (S03 No), since the calculated fluctuation rate and deviation of the band of the transmission line 4 are smaller than those of the transmission line 3, the transmission line 4 is selected as the transmission line having the smallest value (S05).
  • FIGS. 15A and 15B a method for selecting a transmission line based on the detailed measurement result will be described using the flowcharts of FIGS. 15A and 15B.
  • the flow of FIG. 15A does not specify the cost: free Z flat rate system (S06 No), and the flow moves to the flow of FIG. 15B.
  • bandwidth priority is specified (S15Yes), the bandwidth of transmission path 1 and transmission path 2 is the same, and there is a transmission path of the same band (S16Yes), so the most expensive “Transmission line 2” is selected as the cheap transmission line (S20).
  • the transmission path to the communication partner terminal 27 and its own terminal 26 is also the transmission path.
  • the cost: free Z flat rate system is not specified (S06 No), and the bandwidth priority is It is specified (S15Yes), and the bandwidth of transmission line 3 is larger than that of transmission line 4 (S16 No), so “Transmission line 3” is selected as the transmission line with the largest bandwidth (S 17 ).
  • bandwidth priority is not specified (S15No) and delay priority is set (S1 8Yes), and there is a transmission path with the same delay (SI 9Yes), the lowest cost A transmission path is selected (S20). If there is no transmission line with the same delay (SI 9 No), the transmission line with the smallest delay is selected (S 21).
  • the transmission path selection unit 19 refers to the transmission path information table 21 and notifies the application unit 11 of the transmission path information of the selected transmission path. (S431, S432).
  • the bandwidth (bottleneck physical bandwidth) that can be allocated to the application as the transmission path state is notified to the application unit 11 in the same way as when communication is started. Bandwidth is a major factor in determining the quality of application content. However, depending on the target content, information such as transmission path delay, usable bandwidth, and packet loss rate may be required. So, if necessary, you can also notify them of any information.
  • the content control unit 14 refers to the quality information table 16 based on the notified transmission path information and determines the content quality in communication (S433, S434). As described above, the communication control unit 13 exchanges information for determining the type and usage parameters of the video and audio according to the content quality determined by the content control unit 14 and then starts data transmission / reception (S435). At the same time, the IP control unit 20 switches to the transmission path selected by the transmission path selection unit 19 (S429, S430).
  • the priority standard of the application is based on the transmission path information between the communication terminals.
  • the transmission path may be any medium that can be connected to an IP network such as a wired LAN typified by Ethernet (registered trademark) as well as wireless.
  • the network interface management unit 24 power, for example, the radio wave strength of the NIC (link status flag is “0”), which could not be used until now, has increased and changed to Level 2 power Level 4 If the threshold power evel3 is set, the network interface that could not be used can be used. Notify the transmission path management unit 18 that the NIC status has changed (S517), and write the reported value to the relevant location in the network interface information table 22 (rewrite the link status flag from “0” to “1”) ) (S501).
  • the transmission path management unit 18 notifies the communication partner terminal 27 of the information of the corresponding newly available network interface (S518).
  • An example of the network interface information notified here is shown in Fig. 19 (A).
  • the local terminal 26 When the new NIC6 becomes available, send the IP address corresponding to the added NIC name NIC6! /
  • IP address may be an IPv4 address or an IPv6 address.
  • the list may be transmitted to all network interfaces that can communicate with only the added network interface.
  • the communication partner terminal 27 creates a transmission path list added between the own terminal 26 and the communication partner terminal 27 based on the received network interface information and the network interface information table 22 in its own terminal.
  • a transmission path list existing between the own terminal 26 and the communication partner terminal 27 is created.
  • An example of the list of added transmission paths is shown in Fig. 19 (B).
  • the created transmission path list is notified from the communication partner terminal 27 to the own terminal 26, registered in each transmission path information table 21 (S503, S504), and notified to each transmission path status management unit 23. (S519, S520).
  • the transmission path state management unit 23 measures the transmission path state of the added transmission path based on the notified information (S521). For the explanation of each item and the measurement method, the same method as described in the example at the start of communication shall be used. From the transmission path information and the application priority standard obtained in this way, the transmission path is determined according to the flowcharts of FIGS. 14 to 15B (S507, S508). The determined transmission line is different from the currently used transmission line In this case (S509Yes, S510Yes), the transmission path selection unit 19 refers to the transmission path information table 21 and notifies the application unit 11 of the transmission path information of the selected transmission path (S522, S523).
  • the bandwidth that can be allocated to the application is notified to the application section 11 as the transmission path state, as in the embodiment at the start of communication.
  • the content control unit 14 refers to the quality information table 16 based on the notified transmission path information and determines the content quality in communication. If it is determined that content switching is necessary (S513 Yes, S5 14 Yes), the communication control unit 13 exchanges information for determining the video * audio type and usage parameters according to the determined content quality with the communication partner. (S524), data transmission / reception is started at the switched content quality (S515, S516), and at the same time, the IP control unit 20 switches to the transmission path selected by the transmission path selection unit 19 (S511, S516). S512).
  • the communication terminal 10 is performing data communication using an application that uses communication such as video and audio over a wireless environment
  • a new network interface has been created as a result of changes in the wireless environment.
  • the transmission path can be connected to an IP network such as a wired LAN represented by Ethernet (registered trademark) as well as wireless. Any medium can be used.
  • the network interface management unit 24 when moving, the network interface management unit 24 power, for example, the radio field strength of the network interface (link status flag “1”) that is currently communicating is weakened, the Level 4 power also changes to Level 2, and the threshold power If it is set to Level 3, the network interface that was available becomes unusable. Notify the transmission path management unit 18 that the status of the network interface has changed (S517), and write the reported value to the relevant location in the network interface information table 22 (change the link status flag from ⁇ 1 '' to ⁇ 0 '') (S 501).
  • the network interface management unit 24 power for example, the radio field strength of the network interface (link status flag “1”) that is currently communicating is weakened, the Level 4 power also changes to Level 2, and the threshold power If it is set to Level 3, the network interface that was available becomes unusable. Notify the transmission path management unit 18 that the status of the network interface has changed (S517), and write the reported value to the relevant location in the network interface information table 22 (change the link status flag from ⁇ 1 '
  • the transmission path management unit 18 notifies the communication partner of the information on the corresponding network interface that has become unusable (for example, the network interface name) (S518), and at the same time, the transmission path information table 21 The transmission path information is deleted (S503). Similarly, the communication partner terminal 27 deletes the information of the corresponding transmission path from the transmission path information table 21 held by the communication partner terminal 27 based on the notified network interface information (S504).
  • the transmission path management unit 18 determines a transmission path from the updated transmission path information and the application priority standard according to the flowcharts of FIGS. 14 to 15B (S507, S508).
  • the transmission path state management unit 23 again (for the transmission path after deleting the transmission path corresponding to the network interface whose state has changed) based on the updated transmission path information table 21 again.
  • the transmission line state may be measured (S519 to S521, S505, S506).
  • the transmission path selector 19 refers to the transmission path information table 21 and notifies the application section 11 of the transmission path information of the selected transmission path (S52 2, S523). .
  • the transmission path state is set to the application as in the embodiment at the start of communication. Notify the application unit 11 of the bandwidth that can be allocated.
  • the content control unit 14 refers to the quality information table 16 based on the notified transmission path information, determines the content quality in communication, and determines that the content needs to be switched (S513 Yes, S514Y es), According to the content quality determined by the content control unit 14, after exchanging information for determining the type of video and audio and usage parameters with the communication partner (S 524), data transmission / reception is started, and at the same time, the IP control unit 20 Then, the transmission path is switched to the transmission path selected by the transmission path selection unit 19 (S511, S512). If the content control unit 14 determines that there is no need to switch the content (S513No, S514No), only the transmission path is switched (S511, S512).
  • the power described for control when the radio wave intensity of the network interface currently in use is weak.
  • the same processing is performed for the control procedure of deleting the information of the corresponding transmission path information table 21 at each of the own terminal 26 and the communication partner terminal 27. In this case, only the point of difference is that the transmission path is not selected. .
  • the communication terminal 10 is performing data communication using an application that uses communication such as video and audio through the wireless environment, the change in the state of the wireless environment is triggered. Even when the status of the transmission line in use changes, it is possible to reselect the transmission line according to the transmission line information between communication terminals, the application priority criteria, and the user's preference. By notifying the application of information based on the transmission path, it is possible to provide a quality service according to the wireless environment and network conditions of the place where the communication terminal 10 exists.
  • the transmission path is not only wireless but also Ethernet. Any medium that can be connected to an IP network, such as a wired LAN represented by the Net (registered trademark), may be used.
  • the network interface management unit 24 when moving, the network interface management unit 24 power, for example, the change in the physical link speed of the wireless communication of the network interface that is currently communicating (change in the physical transmission speed in IEEE802.1 lb from 11 Mbps to 5.5 Mbps, Assume that a change in bearer transmission speed in FOMA (from 384kbps to 64kbps, etc.) is detected.
  • the transmission path management unit 18 is notified that the NIC status has changed (S517), and the value notified to the relevant location in the network interface information table 22 (the transmission speed is 11Mbps, 5.5Mbps! /, ⁇ , Write 384 kbps force and 64 kb ps) (S501).
  • the transmission path management unit 18 notifies the communication partner terminal 27 of the information of the network interface whose communication state has changed (S518).
  • An example of network interface information to be notified is shown in Fig. 19 (C).
  • the network interface information table 22 indicates that the NIC1 power EEE802.l ib network interface and the NIC1 transmission speed of its own terminal 26 has changed from 11 Mbps to 5.5 Mbps. Only the updated part information is transmitted (S518). When there are multiple network interfaces whose communication status has changed, a list of information on the updated portion of the network interface information table 22 corresponding to the NIC name is transmitted. It is also possible to send all lists of network interfaces that can communicate with only the updated part.
  • the communication partner terminal 27 updates the network interface information table 22 in its own terminal based on the received network interface information, and the transmission line state management unit 23 stores the transmission line state of the corresponding transmission line. Is measured (S521). Here, only the transmission line status of the transmission line corresponding to the updated network interface is measured again. Force The transmission line condition may be measured again for all transmission lines. For the explanation and measurement method of each item, the same method as described in the example at the start of communication is used. The transmission path force S is determined from the transmission path information thus obtained and the application priority standard according to the flowcharts of FIGS. 14 to 15B (S507, S508).
  • the transmission path selection unit 19 refers to the transmission path information table 21 and selects the selected transmission path.
  • the transmission path information is notified to the application unit 11 (S522, S523).
  • the bandwidth that can be allocated to the application is notified to the application section 11 as the transmission path state in the same manner as the embodiment at the start of communication.
  • the content control unit 14 refers to the quality information table 16 based on the notified transmission path information and determines the content quality in communication. If it is determined that content switching is necessary (S513Yes, S514Yes), the communication control unit 13 exchanges information for determining the video's type and usage parameters according to the determined content quality with the communication partner. After that (S524), data transmission / reception is started with the switched content quality (S515, S516). 0 At the same time, the IP control unit 20 switches to the transmission path selected by the transmission path selection unit 19 (S511). S512) 0 If the selected transmission line matches the currently used transmission line, nothing is done. Also, if the selected transmission path is different from the currently used transmission path and the content control unit 14 determines that there is no need to switch the content (S513No, S514No), only the transmission path switching is performed. Perform (S511, S512).
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of a processing procedure for selecting a transmission path at the start of communication from the transmission path information table 21 and the application priority reference table 15, and FIG. 21 (A) shows the application priority reference table 15 and FIG. ) Is another example of the transmission path information table 21.
  • each (the local terminal and the communication partner terminal) shall select the downlink transmission path.
  • the transmission path is selected on the client side.
  • each terminal may select an uplink transmission path instead of a downlink, or one terminal may perform processing so as to select either an uplink Z downlink transmission path.
  • Diff serve and RSVP are examples of transmission paths that support QoS.
  • circuit-switched connections that guarantee line quality such as FOMA and PHS
  • network interfaces that support QoS in the wireless section such as IEEE802.
  • the QoS support item of the transmission path information table 21 may be set to “supported”. Such information can be determined from the network interface information table 22.

Abstract

 モバイル環境におけるユーザの移動に伴う通信状況の変化に応じた伝送路の切替とアプリケーションの切替えを連動させた通信システムと通信方法を提供する。ユーザの移動に伴う通信状況の変化を常に監視し、伝送路の状態変化に伴い、伝送路を切替える。その際に、自端末と通信相手端末間の伝送路状態を取得し、アプリケーション毎の優先基準と比較することで、アプリケーションに適した伝送路を選択可能となり、同時に伝送路に適したコンテンツに変更することで、通信状況に応じたサービスの提供を可能とする。

Description

明 細 書
無線通信システム及び無線通信方法
技術分野
[0001] 本発明は、複数の無線通信手段を有する通信端末によるモパイルネットワークシス テムに使用され、複数のネットワークを介して通信を行う通信プログラム、会話型ゃス トリーミング型のアプリケーションサービスをユーザに提供する無線通信システム及び 無線通信方法に関する。
背景技術
[0002] 近年の無線技術の進歩に伴!、、様々な無線通信方式でのインターネットへの接続 が普及し、無線の利点を生力して移動環境でのモパイル通信環境が提供されるよう になりつつある。また、携帯端末についても高機能化が進み、 1つの端末装置で複数 のネットワーク(例えば、無線 LAN (Local Area Network)、有線 LAN、携帯電話、 P HS (Personal Handy-phone System等)に接続することができるようになってきている 。これにより、 1つの端末装置で複数の種類のネットワークに接続することが可能とな り、使用の都度、最適な通信環境を選択して通信を行うことが可能になってきている。
[0003] さらに、異なるネットワーク間で継続して無線通信を行うことを可能とする技術 (Mob ile IPv6、 Lin6等)の登場により、使用の都度、最適な通信環境を選択して通信の 切替え時に、途切れなくサービスを受けることが可能となりつつある。また、無線通信 を行うネットワークの切替えに伴う通信状態の変動に応じて、受信するデータの品質 を変更する技術も提案されている (例えば、特許文献 1参照)。
[0004] 一方、無線で移動しながらのデータ通信は、移動にともなって電波強度が変化した り、通信が途切れたり、異なる無線ネットワークに移動すると伝送帯域幅が大幅に変 化したり不安定である。そこで、こういった下位層の情報を上位層に通知する手段を 提供することで、ネットワークの切替えの制御やデータの品質の制御を行う方法が提 案されて!ヽる (特許文献 2参照)
[0005] また、通信端末間の End— to— Endの帯域幅、利用可能帯域幅、及び利用を推定 することも可能である。例えば、経路上の各ルータに対して ICMP (Internet Control Message Protocol)タイムスタンプ要求を送信し、得られたタイムスタンプ値の差をもと に QoS (Quality of Service)を推定する方法が提案されて!ヽる(特許文献 3参照)。 特許文献 1:特開 2004 - 272563号公報
特許文献 2:特開 2004— 266330号公報
特許文献 3:特開 2004— 312725号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] し力しながら、上記特許文献 1に開示されて 、る技術では、ネットワークの切替えの 制御を行う際の通信状態 (通信端末間の伝送路状態)を、全ての通信可能なネットヮ 一クインタフエースに対して動的に取得することは考慮されていない。このため、実際 の通信状態によっては、再びネットワークの切替えが必要となるケースが考えられる。 また、使用するアプリケーションによって、優先基準となるパラメータが異なる場合が ある。例えば、映像ストリーミングの場合では使用できる帯域幅は広ければ広いほど 良、、 VoIP (Voice over Internet Protocol)【こつ ヽ飞 ί;、 RTT (Round Trip l ime;【こ 対する優先度が高ぐ帯域についてはある程度確保できれば良いというように、アプリ ケーシヨンによって優先順位を決めるためのパラメータに対する要求が異なることが 想定される。
[0007] また、上記特許文献 2に開示されて 、る技術では、無線ネットワークでの通信状況 に関する情報 (電波強度、変調方式、無線の混雑状況、ネットワークプレフィックス、 受信バッファサイズ等)を取得することは可能である。しかし、ラスト 1ホップ以外の部 分がボトルネックとなるようなネットワーク環境が混在することが想定されるネットワーク では、通信端末間の End— to— Endの伝送路情報を取得する必要がある。上記のよ うな伝送路の例としては、近年各家庭に普及しつつある ADSLサービスでの無線 LA Nの使用に代表されるものが挙げられる。
[0008] このような伝送路では、経路の途中にある ADSL部分が伝送路帯域のボトルネック となる可能性がある。さらに、 ADSL,高速無線通信 (FOMA、 CDMA2000等)等 の上り Z下りの帯域が非対称である伝送路を使用する場合がある。この場合は、上り Z下りで伝送路状態が異なることがあり、双方向通信を考慮に入れた場合には、上り と下りで使用する伝送路に異なるものを選択することも必要となっている。
[0009] また、特許文献 3に開示されている技術では、 End— to— Endの伝送路状態を推 定するには、大量のプローブパケットを送信してその結果を統計的に処理する必要 があり、伝送路状態を推定するために多大な時間を必要とする。一般的に End— to Endの伝送路状態を推定するためには多大な時間を要することが知られており、 通信開始時に各々の伝送路に対して End -to- Endの伝送路状態を推定してから 伝送路を選択するのでは、ユーザが通信要求をしてから実際に通信が開始するまで に多大なタイムラグが発生することが予想される。
本発明は、上述した種々の課題を効率的に解決するための無線通信システム及び 無線通信方法を提供するものである。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明の無線通信システムは、複数の伝送路に接続可能なネットワークインタフエ ースを備えた通信端末が、複数の伝送路を利用する通信システムで、複数のネットヮ 一クインタフエースのうち通信可能なネットワークインタフェースを検知し、複数のネッ トワークインタフェースの所定の属性に関するネットワークインタフェース情報を取得 し、通信可能なネットワークインタフェースと通信相手の通信可能なネットワークインタ フェースとの間に存在する伝送路リストを作成して、ネットワークインタフェース情報を 伝送路リストに対応付けし、伝送路リストに対応する伝送路の状態に関する伝送路情 報としてボトルネック物理帯域幅、クロストラフィック、帯域の変動率、帯域の偏差率の 少なくとも 1つを取得し、伝送路の優先度を伝送路情報及びデータ通信を行うアプリ ケーシヨンプログラム毎に設定された優先規準に基づいて判断し、伝送路を決定し、 決定された伝送路を介してデータ通信を行うことを特徴とする。
[0011] 前記ボトルネック物理帯域幅は、送信端末力 受信端末に向けて同サイズ Sのプロ ーブパケットを密接させて送信し、受信端末にお!、て前記プローブパケットを受信し 、測定されたプローブパケットの受信間隔 ΔΤからボトルネック物理帯域幅 Bを
B=S/ AT
に基づいて算出する。
また、ボトルネック物理帯域幅を取得する手段において、前記サイズ Sの対のプロ ーブパケットと、サイズ Sに比べて小さいサイズ^ の対のパケットをプローブパケット として送信し、受信端末で測定されたサイズ Sのプローブパケットの遅延時間が ΔΤ ' で、サイズ のプローブパケットの遅延時間が ΔΤ で、 ΔΤ > ΔΤ' である 場合は、クロストラフィックが存在すると判断する。
[0012] また、ボトルネック物理帯域幅を取得する手段力 η個の測定結果が得られた場合 に、得られた測定結果の標準偏差と相加平均力 帯域の変動率 CVを
「CV=標準偏差 Ζ相加平均 X 100」に基づいて算出する。
さらに、ボトルネック物理帯域幅を取得する手段力 得られたボトルネック帯域幅が BWTである場合に、測定された伝送路の送信側のネットワークインタフェースの上り 方向の伝送路速度と受信側のネットワークインタフェースの下り方向の伝送速度のう ちの小さい方の値を Zとすると、帯域の偏差率 BW aを
「BW a (%) = I BWT-Z I /Z」に基づいて算出する。
[0013] 伝送路情報には、複数のネットワークインタフェースが接続されたネットワークと通 信相手との間のボトルネック物理帯域幅、可用帯域幅、 RTT、通信コスト、クロストラ フィックの有無、帯域の変動率、帯域の偏差率、伝送路の QoSのサポートの有無等 が含まれる。伝送路の優先度の決定は、伝送路の決定毎に行われ、また、データ通 信を行うアプリケーションプログラム毎に設定された優先基準に基づいて判断される 。なお、上り Z下りの伝送路特性が異なる非対称通信ネットワークが含まれる場合に は、優先基準によって上り Z下りで異なる伝送路を選択できる。要求帯域幅が優先 基準に使用される場合は、要求帯域幅はアプリケーションプログラム毎に複数設定さ れる。
[0014] 伝送路情報の取得には時間を要するものがあり、そういつたものに関しては、測定 時間の閾値を設定することでその時点での測定結果 (クロストラフィックの有無、電波 強度等)と前記のネットワークインタフェース情報や、予めユーザ等によって端末に設 定されたネットワークインタフ ースの優先度をもとに伝送路の優先度を決定する。 データ通信のデータ種別は、アプリケーションプログラム毎に設定された品質情報 と、決定された伝送路に関する伝送路情報を参照して、それらの情報力 コンテンツ 品質を決定する。また、データ通信後、データ通信中でないネットワークインタフエ一 スの状態や、使用している伝送路の伝送路状態、無線変調方式などが変化したとき 、伝送路の優先度を再度判断して最も優先度の高い伝送路に切替える。
発明の効果
[0015] 本発明によれば、ユーザの移動につれて刻々と変化する通信環境での複数のネッ トワークインタフェースを備えた移動端末を含むネットワークシステムにお 、て、映像 や音声などのコミュニケーションを利用したアプリケーションによりデータ通信を行う際 に、アプリケーション毎に設定された優先基準もしくはユーザの嗜好にあわせて伝送 路を選択することが可能となる。併せて、ネットワーク情報に合わせた品質のコンテン ッを選択することで、通信端末の存在する場所に応じた品質のサービスを提供するこ とが可能となる。
[0016] また、データ通信開始時に即座に伝送路情報を取得出来ない場合でも、予め端末 に設定されている情報やそれまでに取得された情報をもとに選択された伝送路に合 わせた品質のサービスを提供することが可能となる。さらに、データ通信中の場合に ついても、伝送路の通信状況の変化により、伝送路の状態を再度取得し、アプリケー シヨン毎に設定された優先基準もしくはユーザの嗜好に合わせて再度伝送路を選択 することで、時々刻々と変化する通信環境においても、通信端末の存在する場所の 通信環境に最適な品質でサービスを提供することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本実施形態を適用できるネットワークの全体構成例を示す図である。
[図 2]本実施形態を適用できる無線ネットワークの基地局と対応するアクセス可能エリ ァの概念図である。
[図 3]本発明による通信端末の内部構成例を示す機能ブロック図である。
[図 4]通信端末 10の通信開始時の各部の動作を示す動作シーケンス図である。
[図 5]通信端末 10のネットワークインタフェースカードの通信状態が変化した場合の 各部の動作を示すシーケンス図である。
[図 6]本実施例におけるネットワークインタフェース情報テーブルの一例を示す図であ る。
[図 7]本実施例における、通信情報通知フォーマットの一例 (A)、品質情報テーブル の一例(B)、アプリケーション優先基準テーブルの項目の一例(C)を示す図である。
[図 8]本実施例における、ネットワークインタフェースリストの一例 (A)、伝送路リストの 一例(B)を示す図である。
[図 9]本実施例における伝送路情報テーブルの一例を示す図である。
[図 10]本実施例における、ボトルネック物理帯域幅の概要 (A)、ボトルネック物理帯 域幅の測定方法の一例(B)、を示す図である。
[図 11]本実施例における RTT遅延差の測定方法の一例を示す図である。
圆 12]本実施例における可用帯域幅の概要を示す図である。
[図 13]本実施例における、クロストラフィックが存在しないネットワークの一例 (A)、ク ロストラフィックが存在するネットワークの一例(B)を示す図である。
[図 14]本実施例における通信開始時の伝送路選択の処理手順の一例を示すフロー チャートである。
[図 15A]本実施例における伝送路選択の処理手順の一例を示すフローチャートであ る。
[図 15B]図 15Aに引続く処理手順の一例を示すフローチャートである。
圆 16]本実施例における上り Z下りで異なる伝送路が選択される場合の一例を示す 図である。
[図 17]本実施例における、ネットワークインタフェース情報テーブルの一例 (A)、伝送 路情報テーブルの一例(B)、伝送路情報テーブルの他の例(C)を示す図である。
[図 18]本実施例におけるアプリケーション優先基準テーブルの一例を示す図である。
[図 19]本実施例における、通知されるネットワークインタフェース情報の一例 (A)、追 加された伝送路のリストの一例(B)、通知されるネットワークインタフェース情報の他 の例(C)を示す図である。
[図 20]本実施例における伝送路選択で QoSをサポートする場合のフローチャートで ある。
[図 21]本実施例におけるアプリケーション基準テーブルの他の例 (A)、伝送路情報 テーブルの他の例(B)を示す図である。
符号の説明 [0018] 10· ··通信端末、 11· ··アプリケーション部、 12· ··ユーザ設定部、 13· ··通信制御 部、 14· ··コンテンツ制御部、 15· ··アプリケーション優先基準テーブル、 16· ··品質情 報テーブル、 17· ··伝送路制御部、 18· ··伝送路管理部、 19· ··伝送路選択部、 20- -I P制御部、 21· ··伝送路情報テーブル、 22· ··ネットワークインタフェース情報テーブル 、 23· ··伝送路状態管理部、 24· ··ネットワークインタフェース管理部、 25· ··ネットヮー クインタフエースカード(NIC)、 26· ··自端末、 27· ··通信相手端末、 28· "ネットワーク 発明を実施するための最良の形態
[0019] 先ず、本発明による無線通信システムが適用される無線ネットワークの全体構成と、 そのアクセス可能エリアについて、図 1,図 2により説明する。
図 1において、ネットワーク l〜nは、 LANや WANなどのネットワークセグメント単位 のネットワークであり、例えば、ネットワーク 1は複数の無線基地局を、ネットワーク 2は 複数の無線アクセスポイント (AP)を含むことが出来る。つまり、ネットワーク l〜nのそ れぞれは、例えば、公衆の携帯電話網、自営の構内無線 LAN、ホットスポット、もしく は家庭内の無線ネットワーク等であり、ここでは、 IPベースのネットワークであるとする 。これらネットワークセグメント毎のネットワークは、インターネットに代表されるコアネッ トワークに接続されている。
[0020] 通信端末 l〜nは、 1対 1、あるいは複数端末間で、映像 ·音声によるコミュニケーシ ヨン等の通信を行う。例えば、通信端末 1が移動して、無線基地局 1の電波を受信し ている状態力 無線基地局 2の電波を受信する状態に変わっても、無線基地局 1と 2 の間でノ、ンドオーバが行われ、通信端末 1は移動前の通信を移動後もそのまま継続 して行うことが出来る。無線アクセスポイント APIの接続範囲力も無線アクセスポイン ト AP2の接続範囲へ移動した場合も同様である。無線アクセスポイント間のハンドォ ーバでは、認証情報のハンドオーバと併用しても構わな 、。
[0021] さらに、通信端末がネットワークセグメント間を移動しても、ネットワーク層でのハンド オーバが行われ、通信を継続して行うことが出来る。例えば、通信端末 2が移動して、 無線基地局 2に接続された状態カゝら無線アクセスポイント APIに接続された状態に 変わったとする。この場合であっても、通信端末 2が無線基地局 2及び無線アクセス ポイント APIのそれぞれに接続可能なネットワークインタフェースカード(NIC : Netwo rk Interface Card)を備えており、後述する IP制御部力 例えば、モパイル IP (IETF: Internet Engineering Task Force) RFC3775に対応したものであれば、アプリケーシ ヨン部では、異なるネットワークに移動したことに関わらずに、通信処理を継続するこ とがでさる。
[0022] ネットワークセグメント間のハンドオーバについては、 IP制御部が Lin6 (IETF Draft- Teraoka-ipng-Lin6-01)に対応したもの、通信制御部がセッションを維持しながらの ハンドオーバに対応したものや同様の機能を実現する技術であっても構わない。また 、ネットワークセグメント間の移動については、無線アクセスポイント APIと無線ァクセ スポイント AP2が異なるネットワークセグメントで構成されて ヽる場合でも、前述したよ うなハンドオーバ技術を用いることで、上記無線アクセスポイント間のハンドオーバ時 にも継続して通信を行うことが可能となる。
[0023] 図 2は、無線基地局、無線アクセスポイントと対応するアクセス可能エリアの概念図 である。図 2において、ネットワーク 1〜3は LANや WANなどのネットワークセグメント 単位のネットワークであり、携帯基地局 1はネットワーク 1に、無線 AP2はネットワーク 2に、 PHS基地局 3はネットワーク 3に接続されている。これらネットワークセグメント毎 のネットワークは、 IPベースのネットワークであり、図 1と同様に各々コアネットワークに 接続されている。
[0024] それぞれのアクセス可能エリアについては、携帯基地局 1は携帯エリア 1に、無線 A P2は無線 LANエリア 2に、 PHS基地局 3は PHSエリア 3に対応しており、各々のエリ ァ内にいる場合に、通信端末 1は各々の無線通信方式で通信可能となる。通信端末 1は、携帯基地局 1及び無線 AP2及び PHS基地局 3に接続可能な NICを備えており 、無線 LANエリア 2では携帯基地局 1、無線 AP2、 PHS基地局 3を経由してそれぞ れネットワーク 1〜3に接続可能である。
[0025] 同様に携帯 'PHSエリア 4では、携帯基地局 1及び PHS基地局 3を経由してそれぞ れネットワーク 1及び 3に接続可能で、前述したとおり携帯エリア 1から携帯 · PHSエリ ァ 4を除いたエリアでは、携帯基地局 1を経由してネットワーク 1にのみ接続可能であ る。 PHSエリア 3から携帯 'PHSエリア 4を除いたエリアでは、 PHS基地局 3を経由し てネットワーク 3にのみ接続可能となる。例えば、通信端末 1が移動して無線 LANエリ ァ 2で無線 AP2経由でネットワーク 2に接続している状態力 携帯 'PHSエリア 4に移 動して PHS基地局 3経由でネットワーク 3に接続する場合には、ネットワークセグメント 間の移動になるので、前述のモパイル IP等の技術を適用することで通信を継続する ことが可能となる。
[0026] 通信端末 1で使用しているアプリケーションによってネットワーク 1の方が適している と選択された場合は、携帯基地局 1経由でネットワーク 1に接続することも可能である 。同様にして携帯 'PHSエリア 4で PHS基地局 3経由でネットワーク 3に接続している 状態から携帯基地局 1にのみ接続可能な携帯エリア 1に移動した場合や携帯 · PHS エリア 4で携帯基地局 1経由でネットワーク 1に接続して 、る状態力も PHS基地局 3に のみ接続可能な PHSエリア 3に移動した場合も、前述のモパイル IP等の技術を適用 することで通信を継続することが可能である。
[0027] また、無線 LANエリア 2では、携帯基地局 1、無線 AP2、 PHS基地局 3経由でネッ トワーク 1〜3に接続可能なので、使用しているアプリケーションによって適したネット ワークが選択される。ここでは、無線通信方式として携帯、 PHS無線 LANについて 挙げて!/、るが、近距離通信であるブルートゥース (Bluetooth)や広帯域の携帯通信方 式である IMT (International Mobile Telecommunication)—2000等の IPベースのネ ットワークを提供できるものであれば、無線通信方式については、いずれの方式を使 用しても構わない。
[0028] なお、通信の形態として、 1)送信側が移動する通信端末で、受信側が固定に接続 される通信端末である場合、 2)送信側が固定に接続された通信端末で、受信側が 移動する通信端末である場合、 3)通信の送信側と受信側の双方が、移動する通信 端末 (通信端末 1や 2)である場合、がある。これらの場合において、送信側及び受信 側の通信端末に本発明を適用することで、伝送路の切替えに応じたアプリケーション の制御を行うことができる。
[0029] 次に本発明による実施の形態を説明する。図 3は本発明における通信端末の内部 構成例を示す機能ブロック図、図 4は通信開始時の動作シーケンスを示す図、図 5は ネットワークインタフェースカードの通信状態が変化したときの動作シーケンスを示す 図である。
図中、 10は通信端末、 11はアプリケーション部、 12はユーザ設定部、 13は通信制 御部、 14はコンテンツ制御部、 15はアプリケーション優先基準テーブル、 16は品質 情報テーブル、 17は伝送路制御部、 18は伝送路管理部、 19は伝送路選択部、 20 は IP制御部、 21は伝送路情報テーブル、 22はネットワークインタフェース情報テー ブル、 23は伝送路状態管理部、 24はネットワークインタフェース管理部、 25はネット ワークインタフェースカード (NIC)、 26は自端末、 27は通信相手端末、 28はネットヮ ークを示す。
[0030] 本発明の無線通信システムで使用される通信端末 10は、実際の通信データの送 受信及び処理を行うアプリケーション部 11と、ネットワークインタフェースカード 25及 び伝送路の状態管理及び制御を行う伝送路制御部 17とで構成される。なお、この通 信端末 10は、携帯型電話端末でも、無線ネットワークに接続可能な PDA (Personal Digital Assistance)やパソコンでも、複数の無線通信手段を備えた端末であれば良 い。
[0031] アプリケーション部 11は、アプリケーションプログラムに含まれ、ユーザからのサービ ス開始要求を受け、そのサービス定義情報及びアプリケーション優先基準テーブル 1 5を基に伝送路制御部 17に対してアプリケーション要求情報を送信する。伝送路制 御部 17は、アプリケーションプログラムに含まれる力 もしくは、アプリケーションプロ グラムにより利用されるものである。この伝送路制御部 17は、アプリケーション部 11か らのアプリケーション要求情報を受けて、アプリケーション部 11からのアプリケーショ ン要求情報とネットワークインタフェース管理部 24により得られたネットワークインタフ ース情報及び伝送路状態管理部 23により得られた伝送路情報を基に伝送路選択 部 19により伝送路を決定する。
[0032] さらに、伝送路選択部 19は、選択された伝送路に関する情報をアプリケーション部 11に回答する。その情報を受けてコンテンツ制御部 14では品質情報テーブル 16を 参照してコンテンッを決定し、通信制御部 13によりデータの送受信を行うことでサー ビスの提供を行う。なお、通信端末の各部は、ハードウェア、ソフトウェア、これらの組 合わせの!/、ずれにより実現しても構わな 、。 [0033] 次に上述した通信端末の各部についてより詳細に説明する。ネットワークインタフエ ース管理部 24は、通信端末 10に備えられたネットワークインタフェースカード (以下、 NICという) 25の管理、及び状態の監視を行う。ネットワークインタフェース管理部 24 は、 NIC25に関して取得した情報 (例えば、伝送速度 (規格値)、料金、 IPアドレス、 通信カード規格、 MTU (Max Transfer Unit)等)をネットワークインタフェース情報テ 一ブル 22に登録する。
[0034] 通信端末 10に新たに NICが追加された場合や、取り外された場合及び使用可能 Z使用不可能になった場合の状態を監視し、常時ネットワークインタフェース情報テ 一ブル 22を更新する。ネットワークインタフェース情報テーブル 22の例を、図 6に示 す。ネットワークインタフェース管理部 24では、前記 NICの状態が変化する度に図 6 に記載されて 、る項目を NICのデバイス情報から取得する。
[0035] 伝送路状態管理部 23は、ネットワークインタフェース管理部 24で取得された NIC 情報を基に通信相手との間で利用可能となる伝送路 (パス)を検出する。さらに検出 された伝送路各々に対して伝送路状態 (例えば、ボトルネック物理帯域幅、可用帯域 幅、 RTT遅延差、パケットロス率、クロストラフィックの有無、帯域の変動率、帯域の偏 差率等)を取得し、伝送路情報テーブル 21に登録する。また、 NIC情報が更新され た場合には、その度にパスの検出を行い伝送路情報を取得する。ただし前記処理の 場合は更新されたパスのみ新たに伝送路情報を取得しても構わない。
[0036] 伝送路管理部 18は、上記伝送路状態管理部 23で取得された伝送路情報とアプリ ケーシヨン部 11から受け取ったアプリケーション要求情報 (例えば、要求帯域、要求 遅延、料金、優先伝送路等)から、アプリケーションに最適な伝送路を選択する。選 択結果としては、アプリケーションに最適な伝送路を一つ選択しても伝送路の優先順 位を求めて通信相手に選択してもらうのでも構わない。伝送路選択後、選択された伝 送路の伝送路状態 (帯域幅、遅延、パケットロス率、料金' · ·等)をアプリケーション部 11に回答する。
[0037] コンテンツ制御部 14は、伝送路管理部 18より回答された伝送路状態を基に品質情 報テーブル 16を参照して、送受信可能なコンテンツ種別を選択する。ここでのコンテ ンッ種別とは、例えば、映像ストリーミングでは映像'音声のビットレート、コーデックの 種類、画角、フレームレート等を、 VoIP (Voice over Internet Protocol)ではコーデッ クの種類を指す。
[0038] 通信制御部 13は、上記で選択されたコンテンツ種別のデータを送受信するように 通信相手とネゴシエーションした後に、サービスの提供を開始する。また、通信相手 とのアプリケーション情報 (待ち受けポート番号、使用可能コーデック種別等)の送受 信も行う。前記情報を送受信することでアプリケーションプログラムで提供可能なサー ビス品質を共通化することが可能となる。
[0039] ユーザ設定部 12は、ユーザが通信端末の設定やアプリケーション優先基準テープ ル 15の設定及び操作を行う入出力部である。このユーザ設定部 12は、画面やボタ ン、マウス等で構成され、アプリケーション部 11の機能は、ユーザから指定されるコマ ンドの実行からも制御される。
[0040] IP制御部 20は、 IPネットワーク(図 1, 2)にデータを伝送するために必要なアドレス 情報などを設定し、作成されたデータを、 NIC25を介して実際のネットワークへ送受 信する。通信端末 10は、ネットワークに接続され、ネットワークとの接続を維持したま ま移動することが可能である。
[0041] 上述した通信端末 10において、通信端末の起動時には、ネットワークインタフエ一 ス管理部 24により、複数のネットワークインタフェースの属性に関する情報 (例えば、 通信カード名、伝送速度、電波強度、リンクの状態、変調方式等)を取得する。同時 に通信可能なネットワークインタフェースを検出し、ネットワークインタフェース情報テ 一ブル 22に登録する。前記ネットワークインタフェースの検出方法としては、電波強 度と閾値との比較による判断、リンクの状態の変化等が挙げられる。
[0042] 通信端末 10の起動後は、ネットワークインタフェース管理部 24がネットワークインタ フェースの追加 Z削除及び通信可'不可を監視することで状態が変化したことを検知 し、逐一ネットワークインタフェース情報テーブル 22を更新する。アプリケーションの 通信開始時には、通信端末 10は通信相手と利用可能なコンテンツ情報を通知し合う ことで利用可能なコンテンツの情報を取得し、前記情報を品質情報テーブル 16に登 録し、予め設定されたアプリケーションの優先基準 (要求帯域幅、最低要求帯域幅、 許容遅延等)の情報と共にアプリケーション優先基準テーブル 15に登録する。 [0043] 次に、ネットワークインタフェース情報テーブル 22を参照して、通信可能な NICの 情報を通信相手に送信する。受信した通信端末では、送信された NICの情報と自端 末のネットワークインタフェース情報テーブル 22を参照して、通信端末間に存在する 伝送路 (パス)を抽出する。この時点で、取得された伝送路情報 (例えば、クロストラフ イツクの有無、帯域の変動率、帯域の偏差率、 QoSのサポートの有無)を伝送路情報 テーブル 21に登録し、伝送路情報テーブル 21の情報及びネットワークインタフエ一 ス情報テーブル 22の情報をもとにアプリケーション優先基準テーブル 15でフィルタリ ングすることでアプリケーションプログラムが通信を開始するパスを選択する。
[0044] 伝送路が選択されると、伝送路選択部 19は、伝送路情報テーブル 21を参照して 選択された伝送路の伝送路情報をコンテンツ制御部 14に送信する。コンテンツ制御 部 14では、受け取った伝送路情報をもとに品質情報テーブル 16からコンテンツ品質 を決定する。通信制御部 13では、決定されたコンテンツの送受信を開始し、同時に I P制御部 20は、伝送路選択部 19により選択された伝送路に切替えを行う。前述した 処理を行うことで、詳細な伝送路状態の測定前に、ある程度の情報から選択された 伝送路を利用してデータ通信を行うことが可能となる。なお、上記処理と平行して、抽 出されたパスに対して各々の伝送路情報 (ボトルネック帯域幅や RTT遅延差等)を段 階的に順次取得し、各々の伝送路情報テーブル 21に登録する。
[0045] 伝送路選択部 19では、伝送路情報テーブル 21のデータをアプリケーション優先基 準テーブル 15でフィルタリングすることで、アプリケーションの要求に最適な伝送路が 選択される。例えば、アプリケーションとして映像ストリーミングが起動された場合は、 帯域が優先基準として設定されるので、最も帯域の広い伝送路が選択される。この時 、優先基準によって上り Z下りの伝送路が異なる NICを選択することも可能である。ま た、伝送路選択部 19では、 1つの伝送路を選択するのではなぐ伝送路に対して相 対的な優先順位をもたせて通信相手に優先順位を通知して、通信相手に伝送路を 決定させることも可能である。
[0046] この時に選択された伝送路力 現在使用している伝送路の状態よりもユーザからの 要求に近い場合は、選択された伝送路に切替えても構わない。すなわち、段階的に 取得した伝送路状態毎に決定された伝送路力 通信中の伝送路と異なる場合には、 新しく決定された伝送路に切替える。この場合には、再度、伝送路情報テーブル 21 を参照して選択された伝送路の伝送路情報をコンテンツ制御部 14に送信する。しか し、決定された伝送路が通信中の伝送路と異なる場合でも、現在使用している伝送 路の状態よりもユーザからの要求に遠い場合、若しくは等しい場合には、新しく決定 された伝送路に切替えな ヽ場合もある。
[0047] コンテンツ制御部 14では、受け取った伝送路情報をもとに品質情報テーブル 16か らコンテンツ品質を決定する。通信制御部 13では、決定されたコンテンツの送受信を 開始し、同時に IP制御部 20は、伝送路選択部 19により選択された伝送路に切替え を行う。以上の処理が実行されることで、決定された伝送路を介して選択されたコン テンッのデータ通信が行われ、伝送路の切替えとアプリケーションの連動が実現され る。
[0048] ネットワークインタフェース管理部 24において、 NIC25の状態が変化したことを検 知した場合は、新しく取得された NIC25の情報をネットワークインタフェース情報テ 一ブル 22に登録もしくは登録されている情報を削除し、更新された NIC25の情報を 通信相手に送信する。受信した通信端末では、更新された NIC25の情報と自端末 のネットワークインタフェース情報テーブル 22を参照して、通信端末間に存在する伝 送路 (パス)を検出する。
[0049] 伝送路が追加された場合は、新しく抽出された伝送路に対して各々の伝送路状態
(ボトルネック帯域幅や RTT遅延差等)を取得し、各々の伝送路情報テーブル 21に 登録し、通信開始時と同様に再度伝送路の選択を行う。また、双方向通信で使用さ れる場合には、上り Z下り各々に対して伝送路の優先度が判断され、各々に対して 最も優先度の高!ヽ伝送路を決定し、決定された伝送路を介してデータ通信を行う。 既に他の伝送路を介した通信セッションが確立されて 、る場合は、その通信セッショ ンを維持したまま各々の伝送路の切替えが行われる。
[0050] 図 4は、上述した図 3の通信端末 10の通信開始時の各部の動作を示す動作シーケ ンス図であり、図 5は、 NIC25の通信状態が変化した場合の動作シーケンスを示した 図である。先ず、通信開始時の動作シーケンスを説明する。図 4において、自端末 2 6は、通信を開始する送信側の通信端末であり、通信相手端末 27は、送信側の通信 端末に対して受信側の通信端末を示しており、各々の通信端末は、 IPネットワーク 2 8に接続可能な複数のネットワークインタフェースを備えているものとする。また、図 1 , 2で説明した無線アクセスポイントや、無線基地局を介して、映像、音声などのコミュ -ュケーシヨンのためのデータ通信を行うものとする。
[0051] 接続の形態は 1対 1でも、複数人数での多地点会議のような通信形態でも構わない 。データ通信についても、サーバ'クライアント型の片方向通信もしくは、電話の様な 双方向通信であっても構わない。また、図 5においては、自端末 26は、 NICの通信 状態の変化を検知した通信端末であり、通信相手端末 27は自端末 26が通信中の 通信端末となる。この場合は、自端末 26及び通信相手端末 27が送信側の端末もしく は受信側の端末のどちらであっても構わない。通信の形態についても、図 4の通信端 末と同様のことが言える。また、各々の通信端末は、一方もしくは双方が NICを一つ し力備えな 、通信端末であっても構わな 、。
[0052] 先ず、図 4 (図 3を参照)により、通信端末が映像や音声などのコミュニケーションを 利用したアプリケーション等によるデータ通信を行う場合での、通信開始時の自端末 26と通信相手端末 27の各部の動作を説明する。例えば、伝送路管理部 18が、アブ リケーシヨンプログラムに利用されるミドルウェアとして搭載されている場合は、プログ ラム起動時に、ネットワークインタフェース管理部 24が、自端末 26に備えられている NICの属性に関する情報 (例えば、通信カード名、伝送速度、電波強度、リンクの状 態、変調方式、 MTU等)を取得する。
[0053] この情報の取得と同時に、通信可能な NICを検出し、ネットワークインタフェース情 報テーブル 22に登録する(S401)。この登録の後、ネットワークインタフェース管理 部 24は、 NICの通信状態を常時監視し、状態が変化した場合には、ネットワークイン タフエース情報テーブル 22の項目の更新があった分について、その都度書き込みを 行い、変化した項目についてのみ伝送路管理部 18に通知する。この時すベての項 目について通知しても構わない。なお、図 6に、上述した、ネットワークインタフェース 情報テーブル 22に登録される項目と、その値の一例を挙げる。
[0054] NICの検出方法としては、電波強度と閾値との比較による判断、リンクの状態等が 挙げられる。電波強度による検出の例としては、閾値を Level3としたときに、電波強 度が Level3以上だった場合は、フラグとして「1」(フラグとしてネットワークインタフエ ースが使用可能な場合を 1、使用不可能の場合を 0とする)をネットワークインタフエ一 ス情報テーブル 22のリンク状態フラグの位置に書き込む。
[0055] 他方、電波強度力Level3未満だった場合は、リンク状態フラグ「0」を前記と同じ位 置に書き込む。閾値については、アプリケーションにより定められてもよいし、通信端 末が予め内蔵して!/、てもよ 、し、ユーザがユーザ設定部 12を介して設定してもよ 、。 この例の閾値に従えば、ネットワークインタフェース管理部 24は、無線の電波強度が Levellから Level2に変化したことを検知しても、リンク状態フラグを変更しないことに なる。
[0056] また、リンク状態による検出の例としては、携帯や PHS等の NICは、ダイヤルアップ 接続をしなければ IPネットワークへの接続が確立されないものがある。そこで、ダイヤ ルアップ接続が確立されて 、る場合には、ネットワークインタフェース情報テーブル 2 2のリンク状態の位置に「ON」のフラグを、ダイヤルアップ接続が確立されて!、な!/、場 合には「OFF」のフラグを書き込む。伝送路管理部 18の起動タイミングについては、 通信端末 10の起動時でもアプリケーション起動時でもアプリケーションが通信を開始 するまでに起動していれば構わない。伝送路管理部 18がアプリケーションに含まれ ている場合も、伝送路管理部 18の起動タイミングは上記と同様で構わない。
[0057] アプリケーション部 11は、ユーザ設定部 12から通信開始要求を受けて、アプリケー シヨンでのデータ通信を行うために必要な情報を自端末 26と通信相手端末 27との間 で通知し合う(S402)。この時に、通知し合う情報の項目の一例を、図 7 (A)に示す。 ここでは、データの送受信に必要な接続情報として、「接続先 IPアドレス」、待ち受け 「ポート番号」と通信のセッション制御に必要な「セッション ID」等と、アプリケーション で利用可能なコンテンツ情報を判断するための「映像'音声符号ィ匕パラメータ (使用 可能なコーデックの種類等)」や使用する「送受信プロトコル (RTP: Real-time Transp ort Protocol, UDP: User Datagram Protocol等)」が含まれる。
[0058] 上記ネゴシエーション機能を、 SIP (Session Initiation Protocol)や RTSP (Real Tim e Streaming Protocol)等のセッションを開始、管理、そして終了させるためのシグナリ ング.プロトコルを用いて実現しても構わない。また IPアドレスについても、 IPv4 (Inter net Protocol Version 4)アドレスであっても IPv6 (Internet Protocol Version 6)ァドレ スであっても構わない。
[0059] アプリケーション部 11は、上記ネゴシエーション機能により取得した情報のうちコン テンッ情報をもとに、アプリケーションで提供可能なコンテンツの情報のリストである品 質情報テーブル 16を作成する。品質情報テーブル 16の項目とその一例を図 7 (B) に示す。なお、品質情報テーブル 16については、ユーザ設定部 12からユーザにより 設定されたものを使用しても構わない。
[0060] 次に、アプリケーション部 11は、伝送路管理部 18に伝送路選択に必要なアプリケ ーシヨン優先基準テーブル 15の情報を通知する(S403、 S404)。アプリケーション 優先基準テーブル 15の項目とその一例を図 7 (C)に示す。アプリケーション優先基 準テーブル 15の各項目については、前述したネゴシエーション機能により取得した 情報から書き込まれたものと、ユーザ設定部 12からユーザにより設定された項目から 作成されている。なお、アプリケーション優先基準テーブル 15についても、全ての項 目についてユーザ設定部 12からユーザにより設定されたものを使用しても、予め端 末に設定されて 、るものを使用しても構わな 、。
[0061] 伝送路管理部 18は、ネットワークインタフェース情報テーブル 22のリンク状態フラグ を参照して通信可能な NICのリストを通信相手端末 27に通知する(S406)。ネットヮ 一クインタフエースリストの項目とその一例を図 8 (A)に示す。通信相手端末 27では、 受信したネットワークインタフェースリストと自分の端末内のネットワークインタフェース 情報テーブル 22を基に、自端末〜通信相手端末間に存在する伝送路リストを作成 する。
[0062] 例えば、自端末 26の使用可能な NICが 3つ (NIC1〜3)、通信相手端末 27の使用 可能な NICが 2つ(NIC4〜5)の場合の伝送路の数は、 3 (自端末の NIC数) X 2 (通 信相手端末の NIC数) X 2 (上り伝送路 ·下り伝送路)で 12となる。この例での伝送路 リストの一例を図 8 (B)に示す。作成された伝送路リストは、通信相手端末 27から自 端末 26に通知され、各々の伝送路情報テーブル 21に登録され (S407、 S408)、そ して、各々の伝送路状態管理部 23に通知される(S409、 S4100)。
[0063] 伝送路状態管理部 23は、通知された情報をもとに各々の伝送路の伝送路状態の 簡易測定 (クロストラフィックの有無、帯域の変動率、帯域の偏差率等)を行う(S411) 。さらに簡易測定終了後、詳細な伝送路測定を行う(S420)。なお、詳細な伝送路測 定 (ボトルネック物理帯域幅、 RTT遅延差、可用帯域幅、パケットロス率等)について はこの時点で行わなくても構わな!/、。
[0064] ここで伝送路情報テーブル 21の項目を図 9に示す。以下に、各々の項目の説明と 測定方法の例を挙げる。図 10 (A)にボトルネック物理帯域幅の概要を示す。図 10 ( A)は、自端末 26と通信相手端末 27間の伝送路の一つであり、線の幅が帯域幅の 広さを表わしており、線の幅が広いほど帯域幅が広ぐ線の幅が狭いほど帯域幅は 狭いことを示している。 IPネットワークでは、経路の途中で様々な伝送路が存在する ため伝送路全体を通じて一様な帯域幅を提供することは出来ない。そこで、伝送路 のボトルネックの帯域幅を測定し、その結果をもとにコンテンツ品質を決定することで 、該当する伝送路でデータ送受信可能な最大のビットレートで高品質なサービスを提 供することが可能となる。
[0065] 図 10 (B)により、ボトルネックリンクの物理帯域幅を測定する方法の一例として、パ ケットペア転送方式及びパケットトレイン転送方式によるプローブパケットを用いた測 定方法を説明する。 自端末 (送信端末) 26から通信相手端末 (受信端末) 27に向け て、複数 (例えば 2つ)の同サイズ Sのプローブパケットを密接させて送信し、これがボ トルネックリンクで同時にキューイングされると ΔΤく SZB2となる。プローブパケット は、その間隔を保って通信相手端末 27に到着するため ΔΤ^ =SZB2となる。この 式から求められる B2が、伝送路におけるボトルネック物理帯域幅となる。
受信端末において、プローブパケットを受信し、その遅延時間 ΔΤ^ を測定し、送 信端末においてプローブパケットの個数を変えながらプローブパケットの連続送信を 繰り返す。受信端末は、受信したプローブパケットの遅延時間 ΔΤ' を順次測定し、 得られた一連のデータについて平均値を算出する。本実施例では、得られた一連の データ力 ボトルネック物理帯域幅を算出する方法として平均値を用いたが、偏差値 や変動係数など統計的な手法、もしくはそれらを組み合わせた算出方法を用いても 構わない。
[0066] 次に、図 11に RTT遅延差を測定する方法の一例を示す。図 11において、自端末 26は NIC1〜3の 3つの NICを備え、通信相手端末 27は NIC4を備えており、それぞ れ IPネットワークに接続されているとする。自端末 26から通信相手端末 27、さらに自 端末 26へパケットを送信することで RTTを測定することが出来るので、 NIC1〜NIC 4〜NIC1の RTTを RTT1、 ^1じ1〜^1じ4〜^[じ2の1^11¾1^^2、 NIC1〜NIC4 〜NIC3の RTTを RTT3、 NIC1→NIC4の片方向の遅延時間を ΔΤ、 NIC4→NIC 1の片方向の遅延時間を ΔΤ1、 NIC4→NIC2の片方向の遅延時間を ΔΤ2、 NIC4 →NIC3の片方向の遅延時間を ΔΤ3とすると、
ΔΤ1 = RTT1 - ΔΤ
ΔΤ2= RTT2- ΔΤ
ΔΤ3= RTT3- ΔΤ
となる。
[0067] 上記の式より、 ΔΤ1、 ΔΤ2、 ΔΤ3はそれぞれ RTT1、 RTT2、 RTT3から ΔΤを減 算することで求められるので、 RTT1、 RTT2、 RTT3を比較することは、すなわち、 通信相手端末 27から自端末 26への片方向の相対的な遅延差を比較することと同義 として捉えることができる。以上のことから、 RTT1、 RTT2、 RTT3をそれぞれ NIC4 →NIC1、 NIC4→NIC2、 NIC4→NIC3の片方向の遅延差として使用することが可 能となる。
[0068] 図 12は、可用帯域幅について説明する図で、図 10 (A)と同様に自端末 26と通信 相手端末 27間の伝送路の一つであり、線の幅が帯域幅の広さを表わしており、線の 幅が広いほど帯域幅が広ぐ線の幅が狭いほど帯域幅は狭いことを示している。また 、ノ、ツチング部分は、その伝送路に既に送受信されているパケットが各リンクの帯域 を占有して!/、る(リンク毎にクロストラフィックが存在する)ことを示して!/、る。
[0069] この場合にも、上述したボトルネック物理帯域幅の測定と同じように、プローブパケ ットの転送にパケットトレイン方式を用いることで送受信端末間の伝送路上のリンクの 可用帯域幅を測定することができる。ここでは、各プローブパケット間の片道転送遅 延の増加傾向を利用して、前記片道転送遅延の増加傾向は、プローブパケットの送 信レートが可用帯域幅を上回るときに観測されるため、この性質を利用し、プローブ パケットの送信レートを変更しながら繰り返し計測を行うことによって、可用帯域幅を 求めることが可能となる。パケットロス率については、上記測定に用いたプローブパケ ットを用いることで、「パケットロス率 =パケットロス数 Z送信したパケット数」から求めら れる。
[0070] 次に、図 13 (A)、図 13 (B)を用いて、クロストラフィックを検出する方法の一例を説 明する。この場合も、上述したボトルネック物理帯域幅の測定と同じように、プローブ パケットの転送にパケットペア転送方式及びパケットトレイン転送方式を用いることで クロストラフィックの検出を行う。図 13 (A)はクロストラフィックが存在しない場合にパケ ットペア転送方式を用いてプローブパケットを転送する例で、ここでは異なるサイズ S 、 S' (S >S/ )のプローブパケットをそれぞれ 2つずっ自端末 26から密接させて送 信する。ここで、 S' ≤Β2 Χ ΔΤとする。この場合 S' のパケットペアは、サイズが小さ くボトルネックリンクでキューイングされることがないとすると、 ΔΤのパケット間隔 (遅延 時間)を保ったまま通信相手端末 27に到着する。
[0071] 図 13 (B)はパケットサイズ Cのクロストラフィックが存在する場合にパケットペア転送 方式を用いてプローブパケットを転送する例で、同様に異なるサイズ S、 S' のプロ一 ブパケットをそれぞれ 2つずっ自端末 (送信端末) 26から密接させて送信する。ここ で、 S' >S— Cとするとパケットサイズ Cのクロストラフィックがサイズ^ のパケットぺ ァの間に入った場合には、遅延時間(受信間隔)は、
ΔΤグ = (S' +C) /B2 となり、
ΔΤ' =SZB2 (サイズ Sの遅延時間に相当する)
ΔΤ〃 > ΔΤ'
となり、通信相手端末 (受信端末) 27側で上記の測定結果が確認された場合には、ク ロストラフィックが存在することを確認することが可能である。
[0072] 次に、帯域の変動率 (BWCV)を取得する方法の一例を以下に示す。上述したパ ケットペア転送方式及びパケットトレイン転送方式によるプローブパケットを用いたボト ルネック物理帯域幅を測定する方法を使用して、プローブパケットを自端末 26から通 信相手端末 27に送信することでボトルネックリンクの物理帯域幅を取得することが可 能である。しかし、上述したようにクロストラフィックが存在する場合には、パケットペア およびパケットトレインはその影響を受けることで、測定結果がばらつくことが想定さ れる。ここで、 n個の測定結果が得られたとする。それぞれのボトルネック物理帯域幅 を BW1、 BW2、 BW3、 · · .BWnとすると相加平均は、
[0073] [数 1]
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0002
[0074] となる。これらの値から求められる変動係数 (CV)は、相対的な散らばりを表す指標 なので、本実施例では変動係数を帯域の変動率として用いることとする。 CVは以下 の式力 得られる。
cv(%) =標準偏差 Z相加平均 X 100
[0075] 次に、 NICの伝送速度規格値と測定されたボトルネック物理帯域幅との偏差である 偏差率 (BW σ )を取得する方法にっ 、て述べる。昨今の無線通信方式でのインター ネットへの接続では無線部分での伝送速度、すなわち、 NICの伝送速度がボトルネ ックとなることが多い。このため、各々の NICの規定の伝送速度と計測されたボトルネ ック物理帯域幅の値を比較することで、 NICの種別によっては測定結果がどの程度 の誤差がある力推定することが可能である。ボトルネック物理帯域幅は、片方向の帯 域幅として計測されるので、通信端末 26の計測対象となる NICの上り方向の伝送速 度を Xbps、通信相手端末 27の計測対象となる NICの下り方向の伝送速度を Ybps、 計測されたボトルネック物理帯域幅を BWTとすると、 Xまたは Yのより小さ ヽ方の値を Zとすると
BW a (%) = I BWT-Z I /Z
として求められる。
[0076] 上記の測定は、伝送路情報テーブル 21に登録されて 、る伝送路リスト (自端末 26 と通信相手端末 27の間に存在する全ての伝送路)に対して実施される。次に測定結 果をもとに伝送路を選択する処理手順について述べる。
先ず、簡易測定終了後、伝送路状態管理部 23は、上述した測定方法で取得され た簡易測定結果に基づく伝送路情報を伝送路情報テーブル 21に書き込み、前記の 取得された情報を伝送路情報テーブル 21とアプリケーション優先基準テーブル 15 力も伝送路を選択する(S414、 S415)。
[0077] 図 14は、伝送路情報テーブル 21とアプリケーション優先基準テーブル 15から通信 開始時の伝送路を選択する処理手順の例を示すフローチャートである。先ず、図 14 に示すように、アプリケーション優先基準テーブル 15に、優先 NICの項目が指定され て!、るかどうか確認する(S01)。優先 NICが指定されて!、る場合には(SOlYes)、 伝送路情報テーブル 21の伝送路情報を参照して、指定された優先 NICがテーブル 上に存在し使用可能かを確認し (S02)、使用可能である場合は前記の優先 NICを 選択する(S02Yes)。
[0078] アプリケーション優先基準テーブル 15に、優先 NICの項目が指定されていなかつ た場合(SOINo)力、もしくは優先 NICが使用可能でな力つた場合(S02No)は、ァ プリケーシヨン優先基準テーブル 15に、クロストラフィックの有無のフラグが設定され ているかどうか確認する(S03)。クロストラフィックの有無のフラグが設定されている場 合は(S03Yes)、伝送路情報テーブル 21を参照して、クロストラフィックの無い伝送 路を選択する(S04)。さらに前記ステップ (S04)で選択された伝送路が複数存在し た場合には、伝送路情報テーブル 21の帯域の変動率及び帯域の偏差率とアプリケ ーシヨン優先基準テーブル 15に設定されたそれぞれの項目に対応する重み付けの 値を乗算した値を比較して、最も値が小さ 、伝送路を選択する(S05)。
[0079] アプリケーション優先基準テーブル 15にクロストラフィックの有無のフラグが設定さ れていな力つた場合には(S03No)、伝送路情報テーブル 21を参照して、上に述べ たように伝送路情報テーブル 21の帯域の変動率及び帯域の偏差率とアプリケーショ ン優先基準テーブル 15に設定されたそれぞれの項目に対応する重み付けの値を乗 算した値を比較して、最も値が小さい伝送路を選択する(S05)。
[0080] 図 3, 4に戻って、伝送路が選択されると、伝送路選択部 19は伝送路情報テーブル 21を参照して、選択された伝送路の伝送路情報をアプリケーション部 11に通知する (S416、 S417) 0本実施例では、伝送路状態として簡易測定結果より得られた「(ボ トルネック物理帯域幅) ÷ (帯域の変動率)」をアプリケーションに割当て可能な帯域 幅としてアプリケーション部 11に通知する。ここでは、上記の値をアプリケーションに 割当て可能な帯域幅として通知したが、ボトルネック物理帯域幅として得られた値や
、 NICの伝送速度をそのまま通知しても構わない。また、伝送路状態簡易測定の結 果として RTTやパケットロス率を使用しても構わな 、。
[0081] コンテンツ制御部 14は、通知された伝送路情報をもとに品質情報テーブル 16を参 照して通信でのコンテンツ品質を決定する(S418、 S419)。通信制御部 13は、上述 したようにコンテンツ制御部 14により決定されたコンテンツ品質に従った映像 '音声 の種類や利用パラメータを決める情報を通信相手と交換した後に、データの送受信 を開始し (S435)、同時に IP制御部 20は伝送路選択部 19により選択された伝送路 に切替を行う(S414、 S415)。
[0082] 同時に上記処理と平行して詳細な測定を行い、伝送路状態管理部 23は、上に述 ベた測定方法で取得された伝送路情報を伝送路情報テーブル 21に書き込む (S42 3、 S424)。伝送路選択部 19は、前記の取得された伝送路情報テーブル 21とアプリ ケーシヨン優先基準テーブル 15から伝送路を選択する(S425、 S426)。
[0083] 図 15A、図 15Bは、伝送路情報テーブル 21とアプリケーション優先基準テーブル 1 5の情報をもとに、詳細な測定結果力 アプリケーションの要求に適した伝送路を選 択する処理手順の例を示すフローチャートである。
先ず、図 15Aのフローチャートで、アプリケーション優先基準テーブル 15に料金優 先の項目が指定されているかどうか確認する(S06)。本実施例では、料金設定の項 目として無料もしくは定額制、従量課金制のどちらかが設定されるものとする。料金優 先として無料 Z定額制が指定されている場合は(S06Yes)、ネットワークインタフ ー ス情報テーブル 22と伝送路情報テーブル 21の両方を参照して、無料 Z定額制の伝 送路を抽出する(S07)。
[0084] さらに、アプリケーション優先基準テーブル 15に帯域優先が設定されている場合は
(S08Yes)、前記の抽出された伝送路の中から最も帯域幅の大きい伝送路を選択す る(S09)。そして、帯域優先の項目が設定されていな力 た場合は(S08No)、遅延 優先の項目が設定されているカゝ確認し、設定されている場合には(SlOYes)、前記 抽出された伝送路の中から最も遅延量の小さい伝送路を選択する(Sl l)。さらに、 遅延優先の項目も設定されて 、な 、場合には(S ΙΟΝο)、前記抽出された伝送路が 要求帯域を満たすか、要求遅延を満たすかを確認する。どちらの条件も満たす伝送 路が存在する場合には(S12Yes、 S13Yes)、その中から料金が安く最も帯域幅の 大き 、伝送路を選択する(S 14)。
[0085] 前記抽出された伝送路が要求帯域と要求遅延の 、ずれかを満たせな!/、場合は (S 12No、 S13No)、図 15Bのフローチャートに移って、従量課金制の伝送路に対して 、上述した処理手順と同様な処理を行い、伝送路を選択する(S15〜S25)。またァ プリケーシヨン優先基準テーブル 15に料金優先が設定されていない場合にも(S06 No) ,同様な処理手順を行い、伝送路を選択する(S15〜S25)。
[0086] ただし、アプリケーション優先基準テーブル 15に帯域優先、および遅延優先のどち らも設定されておらず (S15No、 S18No)、さらに要求帯域も満たす伝送路が存在し ない場合には(S22No)、ユーザ設定部 12に要求帯域幅を満たす伝送路が存在し ないことを通知し(S24)、ユーザに対してサービスを提供できないことを通知すること になる。また、要求帯域を満たせても(S22Yes)、要求遅延を満たせなカゝつた場合に は(S23No)、ユーザ設定部 12に要求遅延を満たす伝送路が存在しないことを通知 し (S25)、ユーザに対してサービスを提供できないことを通知することとなる。なお、 要求遅延を満たせる場合には(S23Yes)、図 15Aのフローに戻って、料金が安く最 も帯域幅の大きい伝送路を選択する(S14)。
[0087] なお、伝送路については上り Z下りが存在するため、本実施例では各々(自端末及 び通信相手端末)が下りの伝送路に対して選択を行うものとする。映像ストリーミング や音声ストリーミング等のサーバ'クライアント型の片方向通信の場合については、ク ライアント側で伝送路を選択することとする。本実施例に限らず、各々が下りではなく 上りの伝送路を選択しても、一方の端末が上り Z下りのどちらの伝送路も選択するよ うに処理を行っても構わな 、。
[0088] ここで、図 16を用いて、上り Z下りで異なる伝送路が選択される場合の一例を説明 する。自端末 26は、 FOMAと PHSの 2つの NICを備え、通信相手端末 27は無線 L AN (IEEE802. l ib)の NICのみを備えており、各々の NICを経由して IPネットヮー クに接続可能であるとする。本実施例では FOMAは従量課金制の下り 384kbps、 上り 64kbpsとし、 PHSは定額制の上り Z下り 64kbps、無線 LANについては定額制 で上り/下り 11Mbpsとする。この場合、各々の NICのネットワークインタフェース情 報テーブル 22及び伝送路情報テーブル 21としては、それぞれ図 17 (A)、図 17 (B) のようになる。
[0089] また、簡易測定の結果の例を図 17 (C)に示す。ここで、本実施例では、伝送路 1及 び伝送路 3においてクロストラフィックが検出されたと仮定し、また、帯域の変動率及 び偏差率にっ ヽても仮の値を設定することとする。パケットペア転送方式及びバケツ トトレイン転送方式を用いたプローブパケットによるボトルネック物理帯域幅の測定方 法の特性として、クロストラフィックが存在する場合には変動率が高くなる傾向があり、 またクロストラフィックの影響により少量のプローブパケットでの測定では、測定誤差 が大きくなる可能性が高!、ので、そう 、つた傾向も考慮して値を設定して 、る。
[0090] また、アプリケーション優先基準として優先 NICなし、帯域優先あり、料金に関して は従量課金制、クロストラフィックの有無のフラグは OFF、帯域の変動率及び偏差率 の重み付けの値をそれぞれ 60、 40とすると、アプリケーション優先基準テーブル 15 は、図 18のようになる。ここで、図 17 (C)で示されるように、本実施例では自端末 26 と通信相手端末 27の間に存在する伝送路は 4つとなる。先ず、簡易測定結果に基づ いて伝送路を選択すると、各項目の重み付けは図 17 (B)、(C)のようになる。
[0091] このような計算は、通信状態が変化した伝送路のみに対して算出し直す場合と、全 ての伝送路に対して算出し直す場合があり、伝送路の決定毎に伝送路の優先度を 決定する。図 14のフローチャートに従って伝送路を選択すると、自端末 26から通信 相手端末 27への伝送路については、優先 NICが指定されていない(SOINo)、クロ ストラフィックの有無のフラグが OFF (S03No)、伝送路 1に比べて伝送路 2の帯域の 変動率と偏差の算出値が小さいので、最も値の小さい伝送路として伝送路 2が選択 される(S05)。
[0092] 同様にして、通信相手端末 27から自端末 26への伝送路は伝送路についても、図 1 4のフローチャートで、優先 NICが指定されていない(SOINo)、クロストラフィックの 有無のフラグが OFF (S03No)、伝送路 3に比べて伝送路 4の帯域の変動率と偏差 の算出値が小さいので、最も値の小さい伝送路として伝送路 4が選択される(S05)。 選択された伝送路に対応する伝送路状態をアプリケーション部 11に通知することで
、詳細な伝送路測定無しにデータ通信を開始することが可能となる。
[0093] 次に、詳細測定結果に基づいて伝送路を選択する方法について、図 15A、 Bのフ ローチャートを使用して説明する。自端末 26から通信相手端末 27への伝送路につ いては、図 15Aのフローで、コスト:無料 Z定額制が指定されていない(S06No)、そ して、図 15Bのフローに移る。
[0094] 図 15Bのフローにおいて、帯域優先が指定されており (S15Yes)、伝送路 1と伝送 路 2の帯域幅は同じであり、同じ帯域の伝送路が存在するため(S16Yes)、最も料金 が安い伝送路として「伝送路 2」が選択される(S20)。同様にして、通信相手端末 27 カも自端末 26への伝送路は伝送路についても、図 15Aから図 15Bのフローチャート で、コスト:無料 Z定額制が指定されていない(S06No)、帯域優先が指定されており (S15Yes)、伝送路 4に比べて伝送路 3の帯域幅の方が大きいので(S16No)、最も 帯域幅の大き 、伝送路として「伝送路 3」が選択される(S 17)。
[0095] なお、帯域優先が指定されておらず (S15No)、遅延優先が設定されていると (S1 8Yes)、同じ遅延の伝送路が存在する場合には(SI 9Yes)、最も料金の安い伝送 路が選択される(S20)。同じ遅延の伝送路が存在しない場合には(SI 9No)、最も 遅延量の小さ 、伝送路を選択する(S21)。
[0096] 上述したように、簡易測定結果を用いることで、詳細の伝送路測定の結果が得られ る前に伝送路を選択しデータ通信を開始することが可能となる。さらに、データ通信 開始後に得られた詳細の伝送路結果に基づいて伝送路を再度選択することで、より アプリケーション及びユーザの嗜好に適合したサービスを提供することも可能となる。 また、アプリケーションの優先基準と伝送路状態に応じて上り Z下りの伝送路が異な る NICを選択することで、アプリケーション及びユーザの嗜好に合わせて伝送路を使 い分けることも可能となる。また、伝送路選択部 19では 1つの伝送路を選択するので はなぐ伝送路に対して相対的な優先順位 (各項目に対して重み付けを行い、その 重み付けをもとに各伝送路に対してポイントを計算し、ポイントの高いものから優先順 位を付けて 、く等)をもたせて通信相手に前記優先順位を通知して、通信相手に伝 送路を決定させても構わな ヽ。 [0097] 図 3, 4に戻って、伝送路が選択されると、伝送路選択部 19は伝送路情報テーブル 21を参照して、選択された伝送路の伝送路情報をアプリケーション部 11に通知する (S431、 S432)。本実施例では、通信開始時と同様に伝送路状態としてアプリケー シヨンに割当て可能な帯域幅 (ボトルネック物理帯域幅)をアプリケーション部 11に通 知する。帯域幅は、アプリケーションのコンテンツの品質を決定する上で大きな要因 を占めるが、対象となるコンテンツによって、伝送路の遅延や、可用帯域幅、パケット ロス率等の情報を必要とする可能性も考えられるので、必要に応じてそれらの 、ずれ かの情報を併せて通知しても構わな 、。
[0098] コンテンツ制御部 14は、通知された伝送路情報をもとに品質情報テーブル 16を参 照して通信でのコンテンツ品質を決定する(S433、 S434)。通信制御部 13は、上述 したようにコンテンツ制御部 14により決定されたコンテンツ品質に従った映像 '音声 の種類や利用パラメータを決める情報を通信相手と交換した後に、データの送受信 を開始し (S435)、同時に IP制御部 20は伝送路選択部 19により選択された伝送路 に切替を行う(S429、 S430)。
[0099] 以上のように、通信端末 10が無線環境を通して映像や音声などのコミュニケーショ ンを利用したアプリケーションによりデータ通信を行う際に、通信端末間の伝送路情 報をもとにアプリケーションの優先基準やユーザの嗜好に合わせて伝送路を選択す ることで、通信端末の存在する場所の無線環境やネットワーク情報に合わせた品質 のサービスを提供することが可能となる。なお、伝送路としては無線だけでなくイーサ ネット(登録商標)に代表される有線 LANでの接続など、 IPネットワークに接続可能 な媒体であれば構わない。
[0100] 次に、通信端末 10が映像や音声などのコミュニケーションを利用したアプリケーショ ン等によるデータ通信を行っている際に、通信端末を取り囲む伝送路の通信状態が 変化した場合の自端末 26と通信相手端末 27の各部の動作の例を、図 5により説明 する。
[0101] ユーザは、無線の利点を生力して自由に移動が可能である。ここで、移動中などに おいて、ネットワークインタフェース管理部 24力 例えば、今まで使用不可能だった N IC (リンク状態フラグが「0」)の無線の電波強度が強まり、 Level2力 Level4に変化 したことを検知し、閾値力 evel3に設定されていたとすると、使用不可能だったネット ワークインタフェースが使用可能となる。 NICの状態が変化したことを伝送路管理部 1 8に通知し(S517)、ネットワークインタフェース情報テーブル 22の該当箇所に通知 された値を書き込む (リンク状態フラグを「0」から「1」に書き換える)(S501)。
[0102] 伝送路管理部 18は、該当する新規に使用可能となったネットワークインタフェース の情報を通信相手端末 27に通知する(S518)。ここで通知されるネットワークインタ フェースの情報の一例を図 19 (A)に示す。ここでは、通信開始時の実施例の場合で (自端末の使用可能な NICが 3つ (NIC1〜3)、通信相手端末の使用可能な NICが 2つ(NIC4〜5) )、自端末 26の NIC6が使用可能となった場合において、追加され た NIC名である NIC6と対応する IPアドレスを送信して!/、る。
[0103] 追加されたネットワークインタフェースが複数存在する場合には、 NIC名と対応する IPアドレスのリストが送信される。ここで、 IPアドレスについては IPv4アドレスであって も IPv6アドレスであっても構わない。また、追加されたネットワークインタフェースだけ でなぐ通信可能なネットワークインタフェースの全てにリストを送信しても構わない。 通信相手端末 27では受信したネットワークインタフェースの情報と自分の端末内の ネットワークインタフェース情報テーブル 22をもとに自端末 26〜通信相手端末 27間 に追加された伝送路リストを作成する。
[0104] 送信されたネットワークインタフェースの情報が通信可能な全てのネットワークインタ フェースリストの場合には、自端末 26〜通信相手端末 27間に存在する伝送路リスト が作成される。追加された伝送路のリストの一例を図 19 (B)に示す。作成された伝送 路のリストは通信相手端末 27から自端末 26に通知され、各々の伝送路情報テープ ル 21に登録され (S503、 S504)、そして各々の伝送路状態管理部 23に通知される (S519, S520)。
[0105] 伝送路状態管理部 23は、通知された情報をもとに追加された伝送路について伝送 路状態の測定を行う(S521)。各々の項目の説明と測定方法については、通信開始 時の実施例で述べた方法と同じ方法を用いることとする。こうして得られた伝送路情 報とアプリケーション優先基準から、図 14〜図 15Bのフローチャートにより伝送路が 決定される(S507、 S508)。決定された伝送路が現在使用している伝送路と異なる 場合には(S509Yes、 S510Yes)、伝送路選択部 19は伝送路情報テーブル 21を 参照して、選択された伝送路の伝送路情報をアプリケーション部 11に通知する(S52 2、 S523)。
[0106] 本実施例では、通信開始時の実施例と同様に伝送路状態としてアプリケーションに 割当て可能な帯域幅をアプリケーション部 11に通知する。コンテンッ制御部 14は、 通知された伝送路情報をもとに品質情報テーブル 16を参照して通信でのコンテンツ 品質を決定する。コンテンツの切替えが必要だと判断した場合には(S513Yes、 S5 14Yes)、通信制御部 13は、前記決定されたコンテンツ品質に従った映像 *音声の 種類や利用パラメータを決める情報を通信相手と交換した後に (S524)、切替え後 のコンテンツ品質にてデータの送受信を開始し(S515、 S516)、同時に IP制御部 2 0は伝送路選択部 19により選択された伝送路に切替を行う(S511、 S512)。
[0107] なお、選択された伝送路が現在使用している伝送路と一致する場合には何も行わ ない。また、選択された伝送路が現在使用している伝送路と異なり、コンテンツ制御 部 14によりコンテンツを切替える必要がないと判断された場合には(S513No、 S51 4No)、伝送路の切替のみを行う(S511、 S512)。
[0108] 上記実施例では、無線の電波強度の変化の例を挙げたが、携帯や PHS等のダイ ャルアップ接続が確立されて ヽな ヽ状態から確立されて!ヽる状態に変化した場合 (リ ンク状態が「OFF」から「ON」に変化)や、新しくネットワークインタフェースが追加さ れ、そのネットワークインタフェースがリンク状態「ON」もしくは、リンク状態フラグが「1 」である場合でも構わない。
[0109] 以上のように、通信端末 10が無線環境を通して映像や音声などのコミュニケーショ ンを利用したアプリケーションによりデータ通信を行っている最中に、無線環境の変 化をきつかけに、新しくネットワークインタフェースが使用可能となった場合において、 通信端末間の伝送路情報とアプリケーションの優先基準やユーザの嗜好に合わせて 伝送路を再度選択し、上記伝送路に基づいた情報をアプリケーションに通知すること で、通信端末 10の存在する場所の無線環境やネットワーク状況に合わせた品質の サービスを提供することが可能となる。なお、伝送路としては無線だけでなくイーサネ ット(登録商標)に代表される有線 LANでの接続など、 IPネットワークに接続可能な 媒体であれば構わない。
[0110] 次に、通信端末 10が映像や音声などのコミュニケーションを利用したアプリケーショ ン等によるデータ通信を行っている際に、通信端末を取り囲む伝送路の通信状態が 変化した場合の自端末 26と通信相手端末 27の各部の動作の別の例を、同じく図 5 を用いて説明する。
[0111] ユーザは、無線の利点を生力して自由に移動が可能である。ここで、移動中などに おいて、ネットワークインタフェース管理部 24力 例えば、現在通信中のネットワーク インタフェース(リンク状態フラグ「1」)の無線の電波強度が弱まり、 Level4力も Level 2に変化し、閾値力Level3に設定されていたとすると、使用可能だったネットワークィ ンタフェースが使用不可能となる。ネットワークインタフェースの状態が変化したことを 伝送路管理部 18に通知し (S517)、ネットワークインタフェース情報テーブル 22の該 当箇所に通知された値を書き込む (リンク状態フラグを「1」から「0」に書き換える) (S 501)。
[0112] 伝送路管理部 18は、該当する使用不可能となったネットワークインタフェースの情 報(例えば、ネットワークインタフェース名)を通信相手に通知し(S518)、同時に伝 送路情報テーブル 21から該当する伝送路の情報を削除する(S503)。通信相手端 末 27でも同様に、通知されたネットワークインタフェースの情報をもとに通信相手端 末 27で保持している伝送路情報テーブル 21から該当する伝送路の情報を削除する (S504)。
[0113] 伝送路管理部 18は、更新された伝送路情報とアプリケーション優先基準から、図 1 4〜図 15Bのフローチャートに従って伝送路を決定する(S507、 S508)。ここで、伝 送路状態管理部 23は、更新された伝送路情報テーブル 21をもとに (上記状態が変 化したネットワークインタフェースに対応する伝送路を削除した後の伝送路に対して) 再度伝送路状態の測定を実施しても構わない(S519〜S521、 S505、 S506)。新 しく使用する伝送路が決定されると、伝送路選択部 19は伝送路情報テーブル 21を 参照して、選択された伝送路の伝送路情報をアプリケーション部 11に通知する(S52 2、 S523)。
[0114] 本実施例では、通信開始時の実施例と同様に伝送路状態としてアプリケーションに 割当て可能な帯域幅をアプリケーション部 11に通知する。コンテンッ制御部 14は、 通知された伝送路情報から品質情報テーブル 16を参照して通信でのコンテンツ品 質を決定し、コンテンツの切替えが必要だと判断した場合には(S513Yes、 S514Y es)、前記コンテンツ制御部 14にて決定されたコンテンツ品質にしたがって、映像 '音 声の種類や利用パラメータを決める情報を通信相手と交換後 (S524)、データの送 受信を開始し、同時に IP制御部 20にて伝送路選択部 19により選択された伝送路に 切替を行う(S511、 S512)。また、コンテンツ制御部 14によりコンテンツを切替える 必要がないと判断された場合には(S513No、 S514No)、伝送路の切替えのみを 行う(S511、 S512)。
[0115] 本実施例では、現在使用中のネットワークインタフェースの無線の電波強度が弱ま つた場合の制御について述べた力 現在使用しておらず、且つ現在使用可能なネッ トワークインタフェースの無線の電波強度が弱まった場合についても、該当する使用 不可能となったネットワークインタフェースの情報を通信相手端末 27に通知するよう にしてもよ!ヽ。対応する伝送路情報テーブル 21の情報を自端末 26と通信相手端末 27で各々削除するという制御手順については同じ処理を行い、この場合では、伝送 路の選択を行わな 、と 、う点のみ異なる。
[0116] 上記実施例では、無線の電波強度の変化の例を挙げたが、携帯や PHS等のダイ ャルアップ接続が確立されている状態力 確立されてない状態に変化した場合 (リン ク状態が「ON」から「OFF」に変化)や、ネットワークインタフェースが削除 (通信端末 から取り外され)された場合でも、あるネットワークインタフェースのリンク状態フラグが 「1」から「0」に変化した場合でも構わない。
[0117] 以上のように、通信端末 10が無線環境を通して映像や音声などのコミュニケーショ ンを利用したアプリケーションによりデータ通信を行っている最中に、無線環境の状 態の変化をきつかけに、現在使用中の伝送路の状態が変化した場合でも、通信端末 間の伝送路情報とアプリケーションの優先基準やユーザの嗜好にあわせて伝送路を 再選択することができる。上記伝送路に基づいた情報をアプリケーションに通知する ことで、通信端末 10の存在する場所の無線環境やネットワーク状況に合わせた品質 のサービスを提供することが可能となる。なお、伝送路としては無線だけでなくイーサ ネット(登録商標)に代表される有線 LANでの接続など、 IPネットワークに接続可能 な媒体であれば構わない。
[0118] 次に、通信端末 10が映像や音声などのコミュニケーションを利用したアプリケーショ ン等によるデータ通信を行っている際に、通信端末を取り囲む伝送路の通信状態が 変化した場合の自端末 26と通信相手端末 27の各部の動作のその他の例を、同じ図 5を用いて説明する。
[0119] ユーザは、無線の利点を生力して自由に移動が可能である。ここで、移動中などに おいて、ネットワークインタフェース管理部 24力 例えば、現在通信中のネットワーク インタフェースの無線通信の物理リンク速度の変化(IEEE802. 1 lbにおける物理 伝送速度の変化 11Mbpsから 5. 5Mbpsや、 FOMAにおけるベアラの伝送速度の 変化 384kbpsから 64kbps等)を検知したとする。 NICの状態が変化したことを伝送 路管理部 18に通知し (S517)、ネットワークインタフェース情報テーブル 22の該当箇 所に通知された値(伝送速度 11Mbps力ら 5. 5Mbpsある!/、 ίま、 384kbps力ら 64kb ps等)を書き込む (S501)。
[0120] 伝送路管理部 18は、該当する通信状態の変化したネットワークインタフェースの情 報を通信相手端末 27に通知する(S518)。ここで、通知されるネットワークインタフエ ース情報の一例を図 19 (C)に示す。ここでは、通信開始時の実施例の場合で NIC1 力 EEE802. l ibのネットワークインタフェースであり、自端末 26の NIC1の伝送速 度が 11Mbpsから 5. 5Mbpsに変化したというネットワークインタフェース情報テープ ル 22の更新部分の情報のみを送信している(S518)。通信状態の変化したネットヮ 一クインタフエースが複数存在する場合には、 NIC名と対応するネットワークインタフ エース情報テーブル 22の更新部分の情報のリストが送信される。また、更新された部 分だけでなぐ通信可能なネットワークインタフェースの全てのリストを送信しても構わ ない。
[0121] 通信相手端末 27では、受信したネットワークインタフェースの情報をもとに自分の 端末内のネットワークインタフェース情報テーブル 22を更新し、伝送路状態管理部 2 3は、該当する伝送路の伝送路状態を測定する(S521)。ここでは、更新されたネット ワークインタフェースに対応する伝送路の伝送路状態のみを再度測定することとした 力 全ての伝送路に対して再度伝送路状態を測定しなおしても構わない。各々の項 目の説明と測定方法については、通信開始時の実施例で述べた方法と同じ方法を 用いることとする。こうして得られた伝送路情報とアプリケーション優先基準から、図 1 4〜図 15Bのフローチャートにより伝送路力 S決定される(S507、 S508)。
[0122] 決定された伝送路が現在使用している伝送路と異なる場合には(S509Yes、 S51 OYes)、伝送路選択部 19は伝送路情報テーブル 21を参照して、選択された伝送路 の伝送路情報をアプリケーション部 11に通知する(S522、 S523)。本実施例では、 通信開始時の実施例と同様に伝送路状態としてアプリケーションに割当て可能な帯 域幅をアプリケーション部 11に通知する。
[0123] コンテンツ制御部 14は、通知された伝送路情報をもとに品質情報テーブル 16を参 照して通信でのコンテンツ品質を決定する。コンテンツの切替えが必要だと判断した 場合には(S513Yes、 S514Yes)、通信制御部 13は、前記の決定されたコンテンツ 品質に従った映像'音声の種類や利用パラメータを決める情報を通信相手と交換し た後に(S524)、切替え後のコンテンツ品質にてデータの送受信を開始する(S515 、 S516) 0同時に IP制御部 20は、伝送路選択部 19により選択された伝送路に切替 を行う(S511、 S512) 0なお、選択された伝送路が現在使用している伝送路と一致 する場合には何も行わない。また、選択された伝送路が現在使用している伝送路と 異なり、コンテンツ制御部 14によりコンテンツを切替える必要がないと判断された場 合に ίま(S513No、 S514No)、伝送路の切替のみを行う(S511、 S512)。
[0124] なお、本実施例では、ネットワークインタフェースの無線通信の物理リンク速度が変 化した場合について述べたが、無線の変調方式が変更されたことを検知した場合 (I EEE802. l ibにおける変調方式が QPSKから BPSKに変ィ匕)についても、本実施 例で述べた処理手順に従って制御を行うことで通信環境に応じた品質のサービスを 提供することが可能である。
[0125] 次に、通信端末 10が映像や音声などのコミュニケーションを利用したアプリケーショ ン等によるデータ通信を行う際に、通信端末間に存在する伝送路 (パス)のうち、いず れカもしくは全ての伝送路が、 diffserveや RSVP (Resource Reservation Protocol)と いったような QoSをサポートする場合での、伝送路を選択する処理動作を説明する。 図 20は、伝送路情報テーブル 21とアプリケーション優先基準テーブル 15から通信 開始時の伝送路を選択する処理手順の例を示すフローチャート、図 21 (A)はアプリ ケーシヨン優先基準テーブル 15、図 21 (B)は伝送路情報テーブル 21の別の例であ る。
[0126] 先ず、図 20に示すように、アプリケーション優先基準テーブル 15に QoSサポートの 要 Z不要が指令されているかどうか確認する(S26)。 QoSのサポートが必要な場合 には(S26Yes)、伝送路情報テーブル 21の伝送路情報を参照して、 QoSをサポート する伝送路を抽出する(S27)。ここで、 QoSをサポートする伝送路が伝送路情報テ 一ブル 21に存在するか否かを確認する(S28)。存在する場合には(S28Yes)、さら に、アプリケーション優先基準テーブル 15に帯域優先が設定されているか否かを確 認する(S29)。以下の処理については、図 15Aのフローチャートで説明した内容と 同じである。
[0127] QoSをサポートする伝送路が伝送路情報テーブル中に含まれない場合には(S28 No)、要求帯域と要求遅延のいずれかを満たせない場合(S33No、 S34No)と同様 に、図 15Bのフローチャートに移って、 QoSをサポートしない伝送路に対して図 15B に示した処理を行い、伝送路を選択する(S15〜S25)。
伝送路については上り Z下りが存在するため、本実施例では各々(自端末及び通 信相手端末)が下りの伝送路に対して選択を行うものとする。映像ストリーミングゃ音 声ストリーミング等のサーバ'クライアント型の片方向通信の場合については、クライア ント側で伝送路を選択することとする。本実施例に限らず、各々が下りではなく上りの 伝送路を選択しても、一方の端末が上り Z下りのどちらの伝送路も選択するように処 理を行っても構わない。
[0128] なお、本実施例では、通信開始時の伝送路を選択する処理手順の例をフローチヤ ート図 20、図 15Bを用いて説明したが、通信端末が映像や音声などのコミュニケ一 シヨンを利用したアプリケーション等によるデータ通信を行っている際に、通信端末を 取り囲む伝送路の通信状態が変化した場合でも、上記に示した処理手順に従うこと で、ユーザの無線環境に応じた伝送路の選択を行うことが可能となる。
[0129] また、本実施例では QoSをサポートする伝送路の例として Diff serveや RSVPとい つたプロトコルを挙げている力 FOMAや PHSといったような回線品質を保証してい る回線交換接続の場合や、 IEEE802. l ieといったような無線区間での QoSをサボ ートするネットワークインタフェースが伝送路に含まれる場合に、伝送路情報テープ ル 21の QoSのサポートの項目を「サポート有」に設定しても構わない。上記のような 情報はネットワークインタフェース情報テーブル 22から判断可能である。
以上、上記実施例では自端末にお!、て通信状態が変化した場合の例にっ 、て説 明をしたが、通信相手端末において通信状態の変化が生じた場合についても同様 の制御を行うことで、伝送路の選択とアプリケーションの連動と 、つたユーザの通信 状況に応じた品質のサービスを提供することが可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の伝送路に接続可能なネットワークインタフェースを備えた通信端末が、複数 の伝送路を利用する無線通信システムであって、
前記複数のネットワークインタフェースのうち通信可能なネットワークインタフェース を検知する手段と、
前記複数のネットワークインタフェースの所定の属性に関するネットワークインタフエ ース情報を取得する手段と、
前記通信可能なネットワークインタフェースと通信相手の通信可能なネットワークィ ンタフェースとの間に存在する伝送路リストを作成する手段と、
前記ネットワークインタフ ース情報を前記伝送路リストに対応付ける手段と、 前記伝送路リストに対応する伝送路の状態に関する伝送路情報としてボトルネック 物理帯域幅、クロストラフィック、帯域の変動率、帯域の偏差率の少なくとも一つを取 得する手段と、
前記伝送路の優先度を前記伝送路情報及びデータ通信を行うアプリケーションプ ログラム毎に設定された優先基準に基づいて判断し、伝送路を決定する手段と、を 備え、
前記決定された伝送路を介してデータ通信を行うことを特徴とする無線通信システ ム。
[2] 前記ボトルネック物理帯域幅は、送信端末力 受信端末に向けて同サイズ Sのプロ ーブパケットを密接させて送信し、受信端末にお!、て前記プローブパケットを受信し 、測定されたプローブパケットの受信間隔 ΔΤからボトルネック物理帯域幅 Bを
B=S/ AT
に基づ!/、て算出することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。
[3] 前記ボトルネック物理帯域幅を取得する手段において、前記サイズ Sの対のプロ一 ブパケットと、前記サイズ Sに比べて小さいサイズ S' の対のパケットをプローブバケツ トとして送信し、前記受信端末で測定されたサイズ Sのプローブパケットの遅延時間 が ΔΤ' で、サイズ^ のプローブパケットの遅延時間が ΔΤ〃 で、 ΔΤ〃 > ΔΤ' である場合は、クロストラフィックが存在すると判断することを特徴とする請求項 2に記 載の無線通信システム。
[4] 前記ボトルネック物理帯域幅を取得する手段力 n個の測定結果が得られた場合 に、得られた測定結果の標準偏差と相加平均力 帯域の変動率 CVを
CV=標準偏差 Z相加平均 X 100
に基づいて算出することを特徴とする請求項 2又は 3に記載の無線通信システム。
[5] 前記ボトルネック物理帯域幅を取得する手段力 得られたボトルネック帯域幅が B
WTである場合に、測定された伝送路の送信側のネットワークインタフェースの上り方 向の伝送路速度と受信側のネットワークインタフェースの下り方向の伝送速度のうち の小さい方の値を Zとすると、帯域の偏差率 BW aを
BW a (%) = I BWT-Z I /Z
に基づいて算出することを特徴とする請求項 2〜4のいずれか 1項に記載の無線通 信システム。
[6] 前記伝送路情報には、前記複数のネットワークインタフェースが接続されたネットヮ ークと通信相手との間の可用帯域幅も含むことを特徴とする請求項 1に記載の無線 通信システム。
[7] 前記伝送路情報には、前記複数のネットワークインタフェースが接続された伝送路 と通信相手との間の RTT (Round Trip Time)遅延差も含むことを特徴とする請求項 1 に記載の無線通信システム。
[8] 前記伝送路情報には、前記複数のネットワークインタフェースが接続された伝送路 と通信相手との間の通信コストも含むことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信シ ステム。
[9] 前記伝送路情報には、前記複数のネットワークインタフェースが接続された伝送路 と通信相手との伝送路が QoS (Quality of Service)をサポートするか否かのフラグも 含むことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。
[10] 前記ネットワークインタフェース情報には、トランスポート層より下位の層において検 出される通信状況を含むことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。
[11] 前記ネットワークインタフェース情報には、ネットワークインタフェース伝送速度を含 むことを特徴とする請求項 10に記載の無線通信システム。
[12] 前記ネットワークインタフェース伝送速度が上り Z下りで異なる場合は、各々別の情 報として取得することを特徴とする請求項 11に記載の無線通信システム。
[13] 前記伝送路の優先度の決定は、伝送路の決定毎に行われることを特徴とする請求 項 1に記載の無線通信システム。
[14] 前記伝送路の優先度の決定は、データ通信を行うアプリケーションプログラム毎に 設定された優先基準に基づいて判断することを特徴とする請求項 1に記載の無線通 信システム。
[15] 上り Z下りの伝送路特性が異なる非対称通信ネットワークの場合には、前記優先基 準によって上り Z下りで異なる伝送路を選択できることを特徴とする請求項 14に記載 の無線通信システム。
[16] 要求帯域幅が優先基準に使用される場合、前記要求帯域幅はアプリケーションプ ログラム毎に複数設定されていることを特徴とする請求項 13に記載の無線通信シス テム。
[17] 前記データ通信のデータ種別は、アプリケーションプログラム毎に設定された品質 情報と、前記決定された伝送路に関する伝送路情報を参照して、それらの情報から コンテンツ品質を決定する手段を備えたことを特徴とする請求項 13に記載の無線通 信システム。
[18] データ通信開始後、データ通信中ではないネットワークインタフェースの状態が変 化したことを検知する手段と、
前記複数のネットワークインタフェースの所定の属性に関するネットワークインタフエ ース情報を取得する手段と、
再度、前記通信可能なネットワークインタフェースと通信相手の通信可能なネットヮ 一クインタフエースとの間に存在する伝送路リストを作成して、前記ネットワークインタ フェース情報を前記伝送路リストに対応付けし、
新しく作成された前記伝送路リストに対応する伝送路の状態に関する伝送路情報と してボトルネック物理帯域幅、クロストラフィック、帯域の変動率、帯域の偏差率の少 なくとも 1つを取得し、
前記伝送路の優先度を前記伝送路情報及びデータ通信を行うアプリケーションプ ログラム毎に設定された優先規準に基づいて判断し、伝送路を決定し、 前記決定された伝送路が通信中の伝送路と異なる場合には、新たに決定された伝 送路に切替えることを特徴とする請求項 1〜17のいずれか 1項に記載の無線通信シ ステム。
[19] 前記伝送路の切替えと同時に、アプリケーション毎に設定された品質情報と、前記 決定された伝送路に関する伝送路情報を参照して、それらの情報力 コンテンツ品 質を決定し、前記決定されたコンテンツ品質に基づいてデータ通信を行う手段を備 えたことを特徴とする請求項 18に記載の無線通信システム。
[20] 使用している伝送路の伝送路状態を監視して任意の閾値と比較することで、伝送 路の優先度を再度判断し、最も優先度の高!、伝送路を決定することを特徴とする請 求項 18に記載の無線通信システム。
[21] 無線の変調方式が変化したことを検知して、伝送路の優先度を再度判断し、最も優 先度の高い伝送路を決定することを特徴とする請求項 18に記載の無線通信システ ム。
[22] 複数の伝送路に接続可能なネットワークインタフェースを備えた通信端末が、複数 の伝送路を利用する無線通信方法であって、
前記複数のネットワークインタフェースのうち通信可能なネットワークインタフェース を検知し、
前記複数のネットワークインタフェースの所定の属性に関するネットワークインタフエ ース情報を取得し、
前記通信可能なネットワークインタフェースと通信相手の通信可能なネットワークィ ンタフェースとの間に存在する伝送路リストを作成して、前記ネットワークインタフエ一 ス情報を前記伝送路リストに対応付けし、
前記伝送路リストに対応する伝送路の状態に関する伝送路情報としてボトルネック 物理帯域幅、クロストラフィック、帯域の変動率、帯域の偏差率の少なくとも 1つを取 得し、
前記伝送路の優先度を前記伝送路情報及びデータ通信を行うアプリケーションプ ログラム毎に設定された優先規準に基づいて判断し、伝送路を決定し、 前記決定された伝送路を介してデータ通信を行うことを特徴とする無線通信方法。 データ通信開始後、データ通信中ではないネットワークインタフェースの状態が変 化したことを検知し、
前記複数のネットワークインタフェースの所定の属性に関するネットワークインタフエ ース情報を取得し、
再度、前記通信可能なネットワークインタフェースと通信相手の通信可能なネットヮ 一クインタフエースとの間に存在する伝送路リストを作成して、前記ネットワークインタ フェース情報を前記伝送路リストに対応付けし、
新しく作成された前記伝送路リストに対応する伝送路の状態に関する伝送路情報と してボトルネック物理帯域幅、クロストラフィック、帯域の変動率、帯域の偏差率の少 なくとも 1つを取得し、
前記伝送路の優先度を前記伝送路情報及びデータ通信を行うアプリケーションプ ログラム毎に設定された優先規準に基づいて判断し、伝送路を決定し、
前記決定された伝送路が通信中の伝送路と異なる場合には、新たに決定された伝 送路に切替えることを特徴とする請求項 22に記載の無線通信方法。
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