WO2012101709A1 - スループット推定装置 - Google Patents

スループット推定装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012101709A1
WO2012101709A1 PCT/JP2011/006684 JP2011006684W WO2012101709A1 WO 2012101709 A1 WO2012101709 A1 WO 2012101709A1 JP 2011006684 W JP2011006684 W JP 2011006684W WO 2012101709 A1 WO2012101709 A1 WO 2012101709A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
throughput
radio link
link quality
quality information
throughput estimation
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/006684
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕志 吉田
Original Assignee
日本電気株式会社
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 日本電気株式会社 filed Critical 日本電気株式会社
Priority to US13/979,698 priority Critical patent/US9271186B2/en
Priority to EP11857085.2A priority patent/EP2670185B1/en
Priority to JP2012554501A priority patent/JP5835234B2/ja
Priority to CN201180065997.3A priority patent/CN103329591B/zh
Publication of WO2012101709A1 publication Critical patent/WO2012101709A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters
    • H04W28/22—Negotiating communication rate

Definitions

  • the present invention relates to a throughput estimation apparatus that estimates throughput.
  • the transmitting device When the transmitting device transmits data to the receiving device, a part of the data may be lost (disappeared), so that only another part of the data may reach the receiving device. Also, when the transmitting device transmits data to the receiving device, a part of the data is accumulated in the communication network, so that the arrival of the data at the receiving device is excessively delayed (the transmitting device transmits the data). In some cases, the delay time, which is the time from when the data reaches the receiving device, becomes excessive).
  • the amount of data (data arrival amount) that has reached the reception device per unit time (received by the reception device) is called throughput.
  • the transmitting apparatus transmits data to the receiving apparatus at a transmission rate of 4 Mbps
  • 25% of the data that is, a portion corresponding to 1 Mbps
  • the transmission rate is the amount of data which the transmission device has transmitted per unit time.
  • the receiving device receives data at 3 Mbps. That is, the throughput is 3 Mbps.
  • the receiving device is receiving data at 3 Mbps due to an increase in delay time. Again, the throughput is 3 Mbps.
  • the data transmitted from the transmission device to the reception device is multimedia data such as video and / or audio
  • the lack of data causes noise in the video and / or audio.
  • an excessive delay time may stop video and / or audio playback.
  • the mobile station (reception device) and the transmission device are communicably connected to each other through the wireless link established between the mobile station and the base station.
  • the case where it applies to a mobile communication system is assumed.
  • the data transfer rate in the radio link changes due to the change in the quality of the radio link (radio link quality).
  • the throughput also changes.
  • the data transfer rate is the amount of data transferred per unit time in the radio link.
  • FIG. 1 shows that the data transfer rate in the radio link increases as the pipe thickness increases (that is, the radio link quality increases).
  • FIG. 1 shows that the transmission rate increases as the number of arrows entering the pipe increases.
  • An arrow coming out of the pipe represents the throughput.
  • FIG. 1 shows that the greater the number of arrows exiting the pipe, the higher the throughput.
  • FIG. 1 represents a state in which the radio link quality is the highest and the throughput is the highest.
  • FIG. 1B shows a state where the radio link quality is the lowest and the throughput is the lowest.
  • FIG. 1C shows a state in which the radio link quality is the second highest and the throughput is the second highest. In this way, the throughput also changes as the radio link quality changes.
  • the throughput estimation apparatus estimates the throughput without being based on the radio link quality. Therefore, there is a possibility that the throughput when data is transmitted via the wireless link cannot be estimated with high accuracy.
  • an object of the present invention is to provide a throughput estimation device that can solve the above-mentioned problem that “the throughput when data is transmitted via a wireless link cannot be estimated with high accuracy”. There is.
  • Radio link quality information acquisition means for acquiring radio link quality information representing the quality of a radio link established between a mobile station and a base station in a mobile communication network; Throughput, which is the amount that the mobile station receives per unit time of data transmitted by a transmission device that is communicably connected to the mobile station via the radio link, is obtained in the acquired radio link quality information.
  • a throughput estimation method includes: Obtaining radio link quality information representing the quality of the radio link established between the mobile station and the base station in the mobile communication network; Throughput, which is the amount that the mobile station receives per unit time of data transmitted by a transmission device that is communicably connected to the mobile station via the radio link, is obtained in the acquired radio link quality information. This is an estimation method based on this.
  • a throughput estimation program is In the information processing device, Obtaining radio link quality information representing the quality of the radio link established between the mobile station and the base station in the mobile communication network; Throughput, which is the amount that the mobile station receives per unit time of data transmitted by a transmission device that is communicably connected to the mobile station via the radio link, is obtained in the acquired radio link quality information.
  • This is a program for executing processing to be estimated based on the above.
  • the present invention is configured as described above, and can estimate the throughput when data is transmitted via a wireless link with high accuracy.
  • Wireless link is an explanatory diagram conceptually showing the changes in the throughput due to the change in quality. It is a diagram illustrating a schematic configuration of a mobile communication system according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram showing the outline of the function of the mobile communication system which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is the graph which showed an example of the change with respect to the time of a transmission rate and a throughput in case a transmitter transmits data to a receiver via a radio link. It is the graph which showed the change with respect to time of a radio link quality value. Wireless link is a graph showing the correlation between the variation of the variation and throughput quality value.
  • the mobile communication system 1 includes a transmission device (throughput estimation device) 100, a reception device (mobile station) 200, and a base station BS.
  • the transmission device 100 and the base station BS are connected to each other via a communication line (in this example, a communication line constituting a mobile communication network) NW.
  • the base station BS establishes a radio link with the receiving device 200.
  • the radio link constitutes a mobile communication network.
  • the base station BS communicates wirelessly with the receiving device 200 via the established wireless link.
  • the transmission device 100 is an information processing device.
  • the transmission device 100 includes a central processing unit (CPU: Central Processing Unit) and a storage device (memory and hard disk drive (HDD)) (not shown).
  • CPU Central Processing Unit
  • HDD hard disk drive
  • the transmission device 100 is configured to realize functions to be described later when the CPU executes a program stored in the storage device.
  • the receiving device 200 is a mobile terminal.
  • the receiving device 200 is a mobile phone terminal, a smartphone, a personal computer, a PHS (Personal Handyphone System), a PDA (Personal Data Assistance, Personal Digital Assistant), a car navigation terminal, or a game terminal.
  • PHS Personal Handyphone System
  • PDA Personal Digital Assistant
  • car navigation terminal or a game terminal.
  • the receiving device 200 includes a CPU, a storage device (memory and HDD), an input device (for example, a touch panel, a button, a keyboard, a mouse, etc.), and an output device (display, etc.) not shown.
  • the receiving device 200 is configured to realize functions to be described later when the CPU executes a program stored in the storage device.
  • FIG. 3 is a block diagram showing functions of the mobile communication system 1.
  • the functions of the transmission apparatus 100 are a data transmission unit 101, a reception rate acquisition unit (throughput acquisition unit) 103, a radio link quality information acquisition unit (radio link quality information acquisition unit) 104, and a model parameter estimation unit (model parameter estimation). Means) 105 and a throughput estimation unit (throughput estimation means) 106.
  • the functions of the receiving device 200 include a data receiving unit 201, a received information transmitting unit 202, a radio link quality value acquiring unit 203, and a radio link quality value transmitting unit 204.
  • the data transmission unit 101 transmits data to the receiving device 200.
  • the data transmission unit 101 transmits data according to UDP (User Datagram Protocol) / IP (Internet Protocol) or TCP (Transmission Control Protocol) / IP.
  • UDP User Datagram Protocol
  • IP Internet Protocol
  • TCP Transmission Control Protocol
  • the data reception unit 201 receives data transmitted by the transmission device 100.
  • the data receiving unit 201 calculates (acquires) reception information every time a preset calculation cycle h elapses.
  • the reception information includes information that allows the reception device 200 to calculate a reception rate that is the amount of data received from the transmission device 100 per unit time.
  • the reception information transmission unit 202 transmits the reception information acquired by the data reception unit 201 to the transmission device 100.
  • Receiving rate acquisition unit 103 receives the reception information transmitted by the reception information transmitter 202.
  • the reception rate acquisition unit 103 calculates (acquires) a reception rate (throughput) that is the amount of data received per unit time by the reception device 200 from the transmission device 100 based on the received reception information.
  • the radio link quality value acquisition unit 203 acquires a radio link quality value representing the quality of the radio link established between the base station BS and the receiving device 200 in the mobile communication network.
  • the radio link quality value is a channel quality indicator (CQI: Channel Quality Indicator).
  • the radio link quality value may be SINR (Signal to Interference and Noise Power Ratio), SIR (Signal to Interference Power Ratio), SNR (Signal to Noise Ratio), or the like.
  • the radio link quality value transmission unit 204 transmits the radio link quality value acquired by the radio link quality value acquisition unit 203 to the transmission device 100.
  • the radio link quality information acquisition unit 104 receives the radio link quality value transmitted by the radio link quality value transmission unit 204. Radio link quality information acquisition section 104 smoothes the received radio link quality value, and acquires the smoothed value as radio link quality information.
  • the radio link quality information is information representing the quality of the radio link established between the base station BS and the receiving device 200 in the mobile communication network.
  • the smoothing process is a process of moving average the radio link quality values. That is, the radio link quality information is a moving average value of the radio link quality values.
  • the smoothing process may be a process of calculating a value obtained by averaging the radio link quality values acquired in the processing period for each preset processing period.
  • the radio link quality information is an average value calculated for each treatment period.
  • the smoothing process may be a process of inputting a radio link quality value to a low-pass filter (LPF).
  • the radio link quality information is an output value from the low-pass filter.
  • radio link quality information acquisition unit 104 may be configured to acquire the received radio link quality value as radio link quality information.
  • the model parameter estimation unit 105 is a model based on the radio link quality information acquired by the radio link quality information acquisition unit 104, the reception rate (throughput) acquired by the reception rate acquisition unit 103, and a mathematical model described later. Estimate the parameters.
  • the model parameter is a parameter for specifying the mathematical model.
  • the mathematical model represents the relationship between throughput and radio link quality information.
  • the mathematical model is a model constructed by assuming that a polynomial function (in this example, a linear function (linear expression)) having radio link quality information as a variable is equal to a throughput.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of changes in transmission rate and throughput with respect to time when the transmission apparatus 100 transmits data to the reception apparatus 200 via a wireless link.
  • the transmission rate is constant (constant rate (CBR))
  • the throughput fluctuates relatively violently.
  • FIG. 5 is a graph showing a change with respect to time of CQI as a radio link quality value in the above example.
  • CQI fluctuates relatively violently. Therefore, it can be seen that the CQI (radio link quality) fluctuates relatively severely, so that the throughput also fluctuates relatively severely.
  • FIG. 6 is a graph showing the correlation between CQI variation and throughput variation.
  • each solid line triangle represents a throughput (measured value of throughput) and CQI (measured value of CQI) measured at an arbitrary time point.
  • the correlation coefficient between the measured value of CQI and the measured value of throughput was calculated, the correlation coefficient was 0.64. Therefore, it can be said that there is a slight correlation between the measured value of CQI and the measured value of throughput.
  • each dotted circle represents a throughput measurement and a smoothed CQI at any point in time.
  • This mathematical model is called a CQI linear model.
  • This mathematical model is expressed by Equation 1. Where v is the throughput, q is the smoothed CQI (ie, radio link quality information), a is the slope of the linear equation, and b is the intercept of the linear equation. a and b constitute model parameters.
  • the model parameter estimation unit 105 calculates (estimates) the model parameter by using the least square estimation method based on the smoothed CQI, the measured value of the throughput, and Equation 1.
  • the throughput estimation unit 106 estimates the throughput based on the mathematical model specified by the model parameter estimated by the model parameter estimation unit 105 and the radio link quality information acquired by the radio link quality information acquisition unit 104.
  • the transmission device 100 transmits data to the reception device 200.
  • the receiving apparatus 200 receives data.
  • the receiving device 200 acquires reception information whenever the said calculation period h passes.
  • the receiving apparatus 200 transmits the acquired reception information to the transmitting apparatus 100.
  • the transmission device 100 receives the reception information. Then, the transmission device 100 acquires the throughput based on the received reception information.
  • the receiving apparatus 200 acquires a radio link quality value. Then, the receiving apparatus 200 transmits the obtained radio link quality value to the transmitting apparatus 100. Thereby, the transmission device 100 receives the radio link quality value. Then, the transmitting apparatus 100 acquires radio link quality information based on the received radio link quality value.
  • the transmitting apparatus 100 estimates model parameters based on the acquired throughput and the acquired radio link quality information.
  • the receiving apparatus 200 acquires the radio link quality value again. Then, the receiving apparatus 200 transmits the obtained radio link quality value to the transmitting apparatus 100. Thereby, the transmission device 100 receives the radio link quality value. Then, the transmitting apparatus 100 acquires radio link quality information based on the received radio link quality value.
  • the transmitting apparatus 100 estimates the throughput based on the mathematical model specified by the estimated model parameter and the acquired radio link quality information.
  • FIG. 7 is a graph showing an example of changes in throughput (estimated value of throughput) estimated by the transmission apparatus 100, measured values of throughput, and smoothed CQI with respect to time.
  • the solid line represents the measured value of the throughput
  • the dotted line represents the estimated value of the throughput
  • the alternate long and short dash line represents the smoothed CQI.
  • the transmission apparatus 100 can estimate the throughput with high accuracy by using the CQI linear model.
  • the transmission apparatus (throughput estimation apparatus) 100 As described above, according to the transmission apparatus (throughput estimation apparatus) 100 according to the first embodiment of the present invention, it is possible to estimate the throughput when data is transmitted via a radio link with high accuracy. it can.
  • a mobile communication system according to a second embodiment of the present invention is described.
  • the mobile communication system according to the second embodiment is different from the mobile communication system according to the first embodiment in the mathematical model used by the transmission apparatus. Accordingly, the following description will focus on such differences.
  • the cross traffic is traffic other than the traffic of interest (self-traffic) among the traffic passing through a certain section on the communication path.
  • the self-traffic is data transmitted from the transmission device 100 to the reception device 200.
  • a pipe represents a communication bandwidth in a section where cross traffic exists in a communication path.
  • the arrow that enters the pipe represents the transmission rate.
  • FIG. 8 shows that the transmission rate increases as the number of arrows entering the pipe increases.
  • An arrow coming out of the pipe represents the throughput.
  • FIG. 8 shows that the throughput increases as the number of arrows exiting the pipe increases.
  • a solid arrow indicates self-traffic, and a dotted arrow indicates cross-traffic.
  • the data loss rate is a rate at which data (for example, packets) is lost in the communication network.
  • the delay time is the time from when data is transmitted to when it is received.
  • the cross traffic is transmitted according to TCP
  • transmission rate control is performed so as to reduce the data loss rate and the delay time. That is, when the communication bandwidth used by self-traffic increases, the transmission rate related to cross traffic is reduced. Thereby, the throughput related to self-traffic becomes larger (the state shown in FIG. 8C). Thus, the throughput related to self-traffic varies due to the interaction between traffic.
  • the transmission apparatus 100 uses a mathematical model that takes into consideration the influence of the interaction between traffic on the throughput.
  • This mathematical model is a model that represents the relationship among throughput, radio link quality information, and transmission rate.
  • a dynamic model including the moving body M1, the spring M2 as an elastic body (elastic element), and the dashpot M3 as a viscous body (viscous element) shown in FIG.
  • a mathematical model is constructed by expressing the relationship between the radio link quality information and the transmission rate and throughput related to self-traffic.
  • This dynamic model is a model simulating the data transmitted from the transmission device 100 to the reception device 200 by the fluid flowing through the passage partitioned by the first wall surface W1 and the moving body M1.
  • the moving body M1 is a plate-like body that is disposed in the passage and is movable in a preset moving direction (vertical direction in FIG. 9).
  • Spring M2 is a coil spring having a spring constant (elastic coefficient) K. One end of the spring M2 is fixed to the moving body M1, and the other end is fixed to the second wall surface W2. With such a configuration, the spring M2 is deformed in the moving direction by the amount of movement of the moving body M1 in the moving direction.
  • the dash pot M3 has a viscosity coefficient D.
  • the dash pot M3 has one end fixed to the moving body M1 and the other end fixed to the second wall surface W2. With such a configuration, the dashpot M3 delays movement of the moving body M1 in the moving direction due to an external force applied to the moving body M1.
  • the spring constant K and the viscosity coefficient D are constant values (having linear characteristics).
  • the spring constant K and / or the viscosity coefficient D may have nonlinear characteristics.
  • the dynamic model the external force applied to the moving body M1 in the moving direction by the fluid corresponding to the data transmitted from the transmitting apparatus 100 to the receiving apparatus 200 at the transmission rate u (unit: [bps]) is the transmission rate.
  • This model is assumed to have a size f (u) corresponding to u.
  • the dynamic model has a throughput v (in units of a distance in the movement direction between a preset reference position (in this example, the position of the first wall surface W1) p ref and the position p of the moving body M1. , [Bps]). That is, it can be said that this dynamic model is a model representing the relationship between the throughput and the transmission rate.
  • the dashpot M3 when the moving body M1 is stationary in the moving direction (the speed is 0), the dashpot M3 does not generate a resistance force. Further, the resistance force generated by the dashpot M3 has a magnitude obtained by multiplying the speed at which the moving body M1 moves in the moving direction by the viscosity coefficient D which is a proportional coefficient, and the moving body M1 moves. It works in the opposite direction.
  • Equation 2 an equation governing the motion of the moving body M1 is described as Equation 2. Note that the term dv / dt represents the differentiation of the distance v in the moving direction between the reference position p ref and the position p of the moving body M1 with respect to time t.
  • the spring constant K in this viscoelastic model represents the “difficulty of pushing away” of the cross traffic.
  • the viscosity coefficient D can be considered to represent the “degree of stickiness” or “dullness of response” of cross traffic.
  • Equation 3 M is the mass of the moving body M1.
  • D 2 v / dt 2 represents a second-order derivative with respect to time t of the distance v in the moving direction between the reference position p ref and the position p of the moving body M1.
  • the viscoelastic body model in which the spring M2 and the dashpot M3 are connected in parallel to the moving body M1 is called a Kelvin-Forked model.
  • the dynamic model may be a viscoelastic body model in which a spring M2 and a dashpot M3 are connected in series to the moving body M1. This viscoelastic body model is called a Maxwell model.
  • the dynamic model includes a plurality of (two in this example) springs M2 and M4 and a plurality of (two in this example) dash pots M3 and M5. It may be an elastic body model (four element model).
  • the spring M2 and the dashpot M3 are connected to the moving body M1 in series, and the spring M4 and the dashpot M5 are connected in parallel to the dashpot M3.
  • equations governing the motion of the moving object M1 is the third derivative (jerk respect to time t of the distance v in the moving direction between the reference position p ref and the position p of the moving object M1, or, A term including a degree of jerk) or a term including a higher order differential of the third or higher order.
  • the CQI linear model (Formula 1), which is the mathematical model according to the first embodiment described above, is a model that takes into consideration the influence of the quality of the radio link on the throughput.
  • the above-described dynamic model (Formula 2) is a model that takes into consideration the effect of cross traffic on throughput.
  • both the quality of the radio link and the cross traffic affect the throughput. Therefore, it is considered preferable to use a mathematical model that takes into account both the influence of the quality of the radio link on the throughput and the influence of cross traffic on the throughput.
  • the transmitting apparatus 100 uses a CQI linear model and a model obtained by fusing a dynamic model (hereinafter referred to as a hybrid model) as a mathematical model.
  • a hybrid model obtained by fusing a dynamic model (hereinafter referred to as a hybrid model) as a mathematical model.
  • the hybrid model will be described in detail.
  • Equation 4 f (u) on the right side of Equation 2 representing the dynamic model is defined as Equation 4.
  • the external force f (u) applied to the moving body M1 in the movement direction by the fluid corresponding to the data transmitted from the transmission device 100 to the reception device 200 at the transmission rate u is determined by the transmission rate u
  • the external force f (u) includes a polynomial function (in this example, a linear function (linear expression)) with the radio link quality information q as a variable, and a transmission rate u. It is a model built by assuming that it is a product.
  • the hybrid model is expressed by an ordinary differential equation related to the throughput v having a function with the transmission rate u and the radio link quality information q as variables as inhomogeneous terms.
  • the inhomogeneous term is a product of a polynomial function (in this example, a linear function (primary expression)) with the radio link quality information q as a variable and a transmission rate u.
  • the hybrid model can also be said to be a model constructed so that the inhomogeneous term represents the external force f (u).
  • the hybrid model that is the mathematical model according to the second embodiment has been described above. Next, a method for estimating D, a, and b, which are model parameters for specifying a hybrid model, will be described.
  • the method for estimating the model parameters D, a, and b may be a method for analytically calculating an optimal solution such as the least square estimation method, or the model parameter may be calculated by iterative calculation such as the steepest descent method.
  • An estimation method may be used.
  • Equation 5 expressed by a differential equation that is an equation for continuous time is rewritten as a difference equation.
  • the calculation cycle (sampling interval) h is a time interval (time step), and a backward (backward) difference is used.
  • Equation 8 is obtained.
  • ⁇ (k) and ⁇ are defined as Expression 9 and Expression 10, respectively.
  • X T represents a transposed matrix of the matrix X.
  • each of ⁇ (k) and ⁇ is a three-dimensional column vector.
  • Equation 8 which is a difference equation can be expressed as shown in Equation 11 using ⁇ (k) and ⁇ .
  • Equation 11 the least square estimation method can be applied to ⁇ . If ⁇ estimated by the least square estimation method is ⁇ e , ⁇ e can be obtained by Equation 12.
  • ⁇ (X) represents a value obtained by integrating X with respect to k (that is, the total sum of X for each calculation cycle h).
  • X ⁇ 1 represents an inverse matrix of the matrix X.
  • the function of the transmission apparatus 100 according to the second embodiment includes a transmission rate acquisition unit (transmission rate acquisition means) 102 in addition to the function of the transmission apparatus 100 according to the first embodiment. Including.
  • the transmission rate acquisition unit 102 calculates (acquires) a transmission rate that is the amount (size) of data transmitted to the receiving apparatus 200 per unit time by the data transmission unit 101 every time the calculation cycle h elapses. .
  • the model parameter estimation unit 105 includes the radio link quality information (smoothed CQI in this example) q (k) acquired by the radio link quality information acquisition unit 104, and the reception rate acquisition.
  • the radio link quality information smoothed CQI in this example
  • q (k) acquired by the radio link quality information acquisition unit 104
  • the reception rate acquisition As described above based on the throughput (measured value of throughput) v (k) acquired by the unit 103, the transmission rate u (k) acquired by the transmission rate acquisition unit 102, and the hybrid model described above.
  • the model parameters are calculated (estimated) by using the least squares estimation method.
  • the throughput estimation unit 106 includes a mathematical model (hybrid model) specified by the model parameter estimated by the model parameter estimation unit 105, and the radio link acquired by the radio link quality information acquisition unit 104. Throughput is estimated based on the quality information and the transmission rate acquired by the transmission rate acquisition unit 102. In this example, the throughput estimation unit 106 estimates the throughput based on Equation 8.
  • the transmission apparatus (throughput estimation apparatus) 100 according to the second embodiment of the present invention the same operations and effects as those of the transmission apparatus 100 according to the first embodiment can be achieved. Furthermore, the transmission device 100 according to the second embodiment estimates the throughput based on a mathematical model constructed by expressing the relationship between the transmission rate and the throughput by a dynamic model. According to this, it is possible to estimate the throughput in the presence of cross traffic with higher accuracy.
  • the transmission device 100 estimates the throughput based on a mathematical model constructed by expressing the relationship between the transmission rate and the throughput by a dynamic model including an elastic body and a viscous body.
  • the change in the transmission rate related to the cross traffic caused by the change in the transmission rate related to the self-traffic is well represented by the elastic force of the elastic body.
  • a delay time is required from when the transmission apparatus 100 changes the transmission rate related to self-traffic until the transmission rate related to cross-traffic changes. This delay time is well represented by the resistance of the viscous body. Therefore, according to the transmission device 100 according to the second embodiment, it is possible to estimate the throughput in the presence of cross traffic with higher accuracy.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram conceptually showing the contents of the simulation.
  • a plurality (12 in this example) of users R1 to R4 and C1 to C8 hold one receiving apparatus 200 different from each other.
  • Each of the users R1 to R4 is a user holding the receiving apparatus 200 that is a target for estimating the throughput.
  • User R1 is walking at a position 100 m away from base station BS.
  • User R2 is, is walking at a position spaced 300m from the base station BS.
  • User R3 is in a car traveling at a position 300 m away from base station BS.
  • User R4 is in a car traveling at a position 500 m away from base station BS.
  • each of the users C1 to C8 is a user holding the receiving device 200 that receives the cross traffic.
  • User C1 is located on the indoor at a position spaced 100m from the base station BS.
  • User C2 is located indoors at a position 300 m away from base station BS.
  • User C3 is located indoors at a position 500 m away from base station BS.
  • the user C4 is walking at a position 700 m away from the base station BS.
  • User C5 is in a car traveling at a position 700 m away from base station BS.
  • User C6 is in a car traveling at a position 700 m away from base station BS.
  • User C7 is walking at a position separated from the base station BS by 1000 m.
  • User C8 is located indoors at a position 1000 m away from base station BS.
  • the longer the distance between the receiving device 200 and the base station BS the lower (bad) the quality of the radio link. Also, the quality of the radio link is lower when the user is in a traveling car than when the user is walking.
  • the transmission device 100 transmits data to each of the reception devices 200 held by the users R1 to R4 via the base station BS at a transmission rate having a preset pattern.
  • this pattern is a rectangular wave in which 0 Mbps and 0.6 Mbps (0.8 Mbps only when transmitting to the receiving apparatus 200 held by the user R2) are alternately repeated every 10 seconds. is there.
  • the cross traffic is transmitted according to FTP (File Transfer Protocol) / TCP.
  • FTP File Transfer Protocol
  • TCP Transmission Control Protocol
  • the cross traffic is the traffic associated with the download of the file.
  • the receiving device 200 held by the user R1 is a target for estimating the throughput, and the cross traffic is transmitted only to each of the receiving devices 200 held by the users C1 to C5.
  • the receiving device 200 held by the user R2 is a target for estimating the throughput, and the cross traffic is transmitted only to each of the receiving devices 200 held by the users C1 to C3.
  • the receiving device 200 held by the user R3 is a target for estimating the throughput, and the cross traffic is transmitted only to each of the receiving devices 200 held by the users C1 to C3.
  • the receiving device 200 held by the user R4 is a target for estimating the throughput, and the cross traffic is transmitted only to each of the receiving devices 200 held by the users C1 to C3.
  • the transmission device 100 acquires, for each of the four simulations, the acquired throughput (measurement value of throughput), the acquired radio link quality information (smoothed CQI), and a mathematical model (hybrid model). Based on the above, the model parameters are estimated.
  • the transmission device 100 performs, for each of the four simulations, a mathematical model (hybrid model) specified by the estimated model parameters, a transmission rate, and acquired radio link quality information (smoothed CQI). ) And the throughput is estimated based on the above.
  • a mathematical model specified by the estimated model parameters, a transmission rate, and acquired radio link quality information (smoothed CQI).
  • FIG. 15 is a graph showing a change with time of a radio link quality value (CQI in this example) representing the quality of a radio link established between the receiving apparatus 200 and the base station BS held by the user R1. is there.
  • the CQI related to the receiving apparatus 200 held by the user R1 has very small fluctuations (very stable) and very high.
  • FIG. 16 is a graph showing a change with time of a radio link quality value indicating the quality of a radio link established between the receiving apparatus 200 held by the user R2 and the base station BS.
  • the CQI related to the receiving apparatus 200 held by the user R2 is slightly small (slightly stable) and slightly high with respect to time.
  • FIG. 17 is a graph showing a change in the radio link quality value representing the quality of the radio link established between the receiving apparatus 200 and the base station BS held by the user R3 with respect to time.
  • the CQI related to the receiving device 200 held by the user R3 has a very large variation (not stable) with respect to time, and the average value is similar to that of the receiving device 200 held by the user R2.
  • FIG. 18 is a graph showing a change in the radio link quality value representing the quality of the radio link established between the receiving apparatus 200 held by the user R4 and the base station BS with respect to time.
  • the CQI related to the receiving apparatus 200 held by the user R4 has a very large variation (not stable) with respect to time and is very low. That is, it can be said that this wireless link is a very unstable wireless link.
  • FIG. 19 is a graph showing changes of the transmission rate, the measured value of the throughput, and the estimated value of the throughput (throughput estimated by the transmission device 100) with respect to time in the first simulation. As shown in FIG. 15, since the radio link quality value is stable at a high value, the throughput is mainly affected by cross traffic.
  • the change in throughput is delayed by the time required to push away the cross traffic with respect to the change in transmission rate. That is, as shown in FIG. 19, the rise of the throughput draws a curve.
  • the estimated throughput is a good reproduction of this curve drawn by the measured throughput.
  • the transmission rate is increased stepwise, it is impossible to push out all of the cross traffic even after the delay time has elapsed. That is, as shown in FIG. 19, the maximum value of the throughput is smaller than the maximum value of the transmission rate.
  • the estimated value of the throughput well reproduces that the maximum measured value of the throughput is smaller than the maximum value of the transmission rate.
  • the transmission apparatus 100 can estimate the throughput with high accuracy by using the hybrid model.
  • FIG. 20 shows each time of the measured value of the loss rate (packet loss rate) and the estimated value of the loss rate (loss rate calculated based on the throughput estimated by the transmission device 100) in the first simulation. It is the graph which showed the change with respect to.
  • the transmission apparatus 100 can estimate the loss rate with high accuracy by using the hybrid model.
  • FIG. 21 is a graph showing changes of the transmission rate, the measured value of the throughput, and the estimated value of the throughput with respect to each time in the second simulation. As shown in FIG. 16, since the radio link quality value slightly fluctuates, the throughput is relatively greatly affected by the quality of the radio link in addition to the cross traffic.
  • the effect of the quality of the radio link on the throughput is particularly strong in the period of 10 to 20 seconds.
  • the radio link quality value In the period from 10 seconds to 20 seconds, the radio link quality value is relatively low, so the throughput is also relatively low.
  • the throughput changes in the same manner as in the first simulation.
  • the transmitting apparatus 100 can estimate the throughput with high accuracy by using the hybrid model.
  • FIG. 22 is a graph showing changes of the measured loss rate and the estimated loss rate with respect to time in the second simulation.
  • the transmission apparatus 100 can estimate the loss rate with high accuracy including a sudden increase in the loss rate in the period of 10 to 20 seconds by using the hybrid model.
  • FIG. 23 is a graph showing changes in the transmission rate, the measured value of the throughput, and the estimated value of the throughput with respect to time in the third simulation. As shown in FIG. 17, since the radio link quality value varies greatly, the throughput is relatively greatly affected by the quality of the radio link.
  • the quality of the radio link may be relatively lowered. Due to this influence, there are times when the throughput also decreases relatively. On the other hand, in the period of 30 seconds to 40 seconds, the quality of the radio link is relatively high, so that the throughput is mainly affected by cross traffic.
  • the transmission apparatus 100 can estimate the throughput with high accuracy by using the hybrid model.
  • FIG. 24 is a graph showing changes in the measured loss rate and the estimated loss rate with respect to time in the third simulation.
  • the transmission apparatus 100 can estimate the loss rate with high accuracy including the packet loss that occurs when the quality of the radio link is greatly reduced by using the hybrid model.
  • FIG. 25 is a graph showing changes of the transmission rate, the measured value of the throughput, and the estimated value of the throughput with respect to time in the fourth simulation. As shown in FIG. 18, since the radio link quality value varies greatly, the throughput is relatively greatly affected by the quality of the radio link.
  • the throughput is low during periods when the radio link quality is low.
  • the throughput is relatively greatly affected by both the quality of the radio link and the cross traffic.
  • the transmission apparatus 100 can estimate the throughput with high accuracy by using the hybrid model.
  • FIG. 26 is a graph showing changes in the measured loss rate and the estimated loss rate with respect to time in the fourth simulation.
  • the transmission apparatus 100 can estimate the loss rate with high accuracy including the packet loss that occurs when the quality of the radio link is greatly reduced by using the hybrid model.
  • the throughput estimation apparatus 100 estimates the throughput when data is transmitted via the radio link in the presence of cross traffic with high accuracy. It became clear that you can.
  • the mathematical model is constructed by expressing the relationship among the throughput, the radio link quality information, and the transmission rate by a dynamic model, but the relationship is expressed by another model (for example, a heat conduction model). , A fluid model, or a circuit model).
  • a throughput estimation apparatus 500 A radio link quality information acquisition unit (radio link quality information acquisition means) 501 for acquiring radio link quality information indicating the quality of a radio link established between a mobile station and a base station in a mobile communication network; Throughput, which is the amount that the mobile station receives per unit time of data transmitted by a transmission device that is communicably connected to the mobile station via the radio link, is obtained in the acquired radio link quality information.
  • a throughput estimation unit (throughput estimation means) 502 for estimating based on Is provided.
  • the transmission device that transmits data to the reception device constitutes the throughput estimation device, but the reception device may constitute the throughput estimation device.
  • a device other than the receiving device and the transmitting device for example, a base station or a server device
  • each function of the mobile communication system 1 is realized by the CPU executing a program (software), but may be realized by hardware such as a circuit.
  • the program is stored in the storage device, but may be stored in a computer-readable recording medium.
  • the recording medium is a portable medium such as a flexible disk, an optical disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor memory.
  • Radio link quality information acquisition means for acquiring radio link quality information representing the quality of a radio link established between a mobile station and a base station in a mobile communication network; Throughput, which is the amount that the mobile station receives per unit time of data transmitted by a transmission device communicably connected to the mobile station via the radio link, is obtained in the acquired radio link quality information.
  • a throughput estimation apparatus comprising:
  • the polynomial function using the radio link quality information as a variable and the throughput have a relatively strong correlation. Therefore, by configuring the throughput estimation apparatus as described above, it is possible to estimate the throughput when data is transmitted via the wireless link with higher accuracy.
  • the linear function using radio link quality information as a variable and the throughput have a relatively strong correlation. Therefore, by configuring the throughput estimation apparatus as described above, it is possible to estimate the throughput when data is transmitted via the wireless link with higher accuracy.
  • the throughput estimation means is based on the mathematical model representing the relationship between the throughput, the radio link quality information, and the transmission rate, the acquired transmission rate, and the acquired radio link quality information.
  • a throughput estimation device configured to estimate throughput.
  • the transmission rate for cross traffic changes.
  • the self-traffic is data transmitted from the transmission device to the mobile station.
  • the cross traffic is data transmitted using a communication path that shares at least a part of the communication path from the transmission device to the mobile station.
  • the throughput, the radio link quality information, and the transmission rate relating to self-traffic have a relatively strong correlation. Therefore, by configuring the throughput estimation apparatus as described above, it is possible to estimate the throughput in the presence of cross traffic with higher accuracy.
  • Appendix 7 The throughput estimation apparatus according to appendix 6, wherein The inhomogeneous term is a throughput estimation device that is a product of a polynomial function having the radio link quality information as a variable and the transmission rate.
  • the throughput estimation device according to any one of appendix 5 to appendix 8,
  • the mathematical model is a throughput estimation device constructed by expressing a relationship among the throughput, the radio link quality information, and the transmission rate by a dynamic model.
  • the relationship among the throughput, the radio link quality information, and the transmission rate related to self-traffic is well represented by a dynamic model. Therefore, by configuring the throughput estimation apparatus as described above, it is possible to estimate the throughput in the presence of cross traffic with higher accuracy.
  • the throughput estimation apparatus (Appendix 10) The throughput estimation apparatus according to attachment 9, wherein
  • the dynamic model is A movable body movable in a preset movement direction; At least one of an elastic body that deforms in the moving direction by the amount of movement of the moving body in the moving direction, and a viscous body that delays movement of the moving body in the moving direction;
  • a throughput estimation apparatus including:
  • the change in the transmission rate related to the cross traffic caused by the change in the transmission rate related to the self-traffic is well represented by the elastic force of the elastic body. Therefore, by configuring the throughput estimation apparatus as described above, it is possible to estimate the throughput in the presence of cross traffic with higher accuracy.
  • Appendix 11 The throughput estimation apparatus according to appendix 10, wherein The mathematical model assumes that an external force applied to the moving body in the moving direction has a magnitude according to the transmission rate and the radio link quality information, and a preset reference position; A throughput estimation apparatus constructed by assuming that the distance in the moving direction between the position of a moving body and the moving body is the throughput.
  • the throughput estimation apparatus according to any one of appendix 10 to appendix 12,
  • the elastic force generated by the elastic body is obtained by multiplying the moving amount of the moving body from the powerless position, which is the position of the moving body where the elastic force becomes 0, by an elastic coefficient that is a proportional coefficient.
  • a throughput estimation apparatus constructed by assuming that the moving body works in the direction opposite to the direction in which the moving body moves from the powerless position, having a value as a magnitude.
  • the throughput estimation device according to any one of appendix 10 to appendix 13,
  • the mathematical model has a resistance force generated by the viscous body as a magnitude obtained by multiplying a velocity at which the moving body moves in the movement direction by a viscosity coefficient that is a proportional coefficient, and the movement A throughput estimation device constructed by assuming that the body works in the direction opposite to the moving direction.
  • the throughput estimation apparatus according to any one of supplementary notes 1 to 14, Throughput acquisition means for acquiring the throughput; Model parameter estimation means for estimating a model parameter for identifying the mathematical model based on the acquired throughput and the acquired radio link quality information;
  • a throughput estimation apparatus comprising:
  • the throughput estimation device according to any one of supplementary notes 1 to 15,
  • the radio link quality information is a throughput estimation device that is a value based on a channel quality indicator (CQI).
  • CQI channel quality indicator
  • the throughput estimation device (Appendix 17) The throughput estimation device according to attachment 16, wherein The radio link quality information is a throughput estimation device that is a value obtained by smoothing a channel quality indicator.
  • Radio link quality information representing the quality of the radio link established between the mobile station and the base station in the mobile communication network; Throughput, which is the amount that the mobile station receives per unit time of data transmitted by a transmission device communicably connected to the mobile station via the radio link, is obtained in the acquired radio link quality information.
  • a throughput estimation method based on estimation.
  • the throughput estimation method according to attachment 18, comprising: A throughput estimation method for estimating the throughput based on a mathematical model representing a relationship between the throughput and the radio link quality information and the acquired radio link quality information.
  • Radio link quality information representing the quality of the radio link established between the mobile station and the base station in the mobile communication network
  • Throughput which is the amount that the mobile station receives per unit time of data transmitted by a transmission device communicably connected to the mobile station via the radio link, is obtained in the acquired radio link quality information.
  • a throughput estimation program for executing a process based on the estimation.
  • a throughput estimation program configured to execute a process of estimating the throughput based on a mathematical model representing a relationship between the throughput and the radio link quality information and the acquired radio link quality information.
  • the present invention is applicable to a throughput estimation device that estimates throughput.
  • Mobile communication system 100 Transmitting device (throughput estimating device) 101 Data Transmission Unit 102 Transmission Rate Acquisition Unit 103 Reception Rate Acquisition Unit 104 Radio Link Quality Information Acquisition Unit 105 Model Parameter Estimation Unit 106 Throughput Estimation Unit 200 Receiving Device (Mobile Station) 201 Data reception unit 202 Reception information transmission unit 203 Radio link quality value acquisition unit 204 Radio link quality value transmission unit 500 Throughput estimation device 501 Radio link quality information acquisition unit 502 Throughput estimation unit BS Base station M1 Mobile unit M2, M4 Spring M3 M5 dashpot W1 first wall surface W2 second wall surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

　スループット推定装置５００は、移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得する無線リンク品質情報取得部５０１と、上記移動局と上記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、上記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定するスループット推定部５０２と、を備える。

Description

スループット推定装置
　本発明は、スループットを推定するスループット推定装置に関する。
　送信装置が受信装置へデータを送信する際、当該データの一部が欠落（消失）することにより、当該データの他の部分のみが受信装置に到達する場合がある。また、送信装置が受信装置へデータを送信する際、当該データの一部が通信網内に蓄積されることにより、受信装置へのデータの到達が過度に遅れる（送信装置がデータを送信してから当該データが受信装置へ到達するまでの時間である遅延時間が過大になる）場合がある。
　送信装置が送信したデータのうちの、単位時間あたりに受信装置へ到達した（受信装置により受信された）データの量（データ到達量）は、スループットと呼ばれる。
　例えば、送信装置が、４Ｍｂｐｓの送信レートにてデータを受信装置へ送信した場合において、そのデータの２５％（即ち、１Ｍｂｐｓに相当する部分）が欠落した状態を想定する。ここで、送信レートは、送信装置が単位時間あたりに送信したデータの量である。この場合、受信装置は、３Ｍｂｐｓにてデータを受信する。即ち、スループットは３Ｍｂｐｓである。
　また、データが欠落していない場合であっても、遅延時間が増大することにより、受信装置が、３Ｍｂｐｓにてデータを受信している状態を想定する。この場合も、スループットは３Ｍｂｐｓである。
　送信装置から受信装置へ送信されるデータが、映像、及び／又は、音声等のマルチメディア・データである場合、データの欠落は、映像、及び／又は、音声にノイズを発生させる。また、過大な遅延時間は、映像、及び／又は、音声の再生を停止させることもある。
　従って、スループットを高い精度にて推定し、推定されたスループットに基づいて、送信装置が送信するマルチメディア・データのデータサイズを調節することが好適であると考えられる。このため、スループットを推定する技術が開発されている。この種の技術として特許文献１乃至特許文献６に記載のスループット推定装置が知られている。
国際公開第０８／１４３０２６号パンフレット 特開２００４－２５４０２５号公報 特開２００５－２４４８５１号公報 特開２００７－１１６３２９号公報 特開２００８－２５８８７７号公報 特開２００８－２７８２０７号公報
　ところで、上記スループット推定装置を、移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクを介して、当該移動局（受信装置）と送信装置とが通信可能に接続された移動体通信システムに適用する場合を想定する。
　この場合、送信レートが一定である場合であっても、無線リンクの品質（無線リンク品質）が変化することにより、無線リンクにおけるデータ転送レートが変化する。その結果、スループットも変化する。ここで、データ転送レートは、無線リンクにおいて単位時間あたりに転送されるデータの量である。
　図１を参照しながら、無線リンク品質の変化に伴うスループットの変化をより詳細に説明する。
　図１において、パイプは、無線リンクを表している。図１は、パイプの太さが太くなるほど、無線リンクにおけるデータ転送レートが高くなる（即ち、無線リンク品質が高くなる）ことを表している。
　パイプに入る矢印は、送信レートを表している。図１は、パイプに入る矢印の数が多くなるほど、送信レートが高くなることを表している。また、パイプから出る矢印は、スループットを表している。図１は、パイプから出る矢印の数が多くなるほど、スループットが高くなることを表している。
　図１の（ａ）は、無線リンク品質が最も高く、スループットも最も高い状態を表す。図１の（ｂ）は、無線リンク品質が最も低く、スループットも最も低い状態を表す。図１の（ｃ）は、無線リンク品質が２番目に高く、スループットも２番目に高い状態を表す。このように、無線リンク品質の変化に伴ってスループットも変化する。
　しかしながら、上記スループット推定装置は、無線リンク品質に基づくことなくスループットを推定する。従って、無線リンクを介してデータが送信される際のスループットを高い精度にて推定できない虞があった。
　このため、本発明の目的は、上述した課題である「無線リンクを介してデータが送信される際のスループットを高い精度にて推定できないこと」を解決することが可能なスループット推定装置を提供することにある。
　かかる目的を達成するため本発明の一形態であるスループット推定装置は、
　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得する無線リンク品質情報取得手段と、
　上記移動局と上記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、上記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定するスループット推定手段と、
　を備える。
　また、本発明の他の形態であるスループット推定方法は、
　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得し、
　上記移動局と上記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、上記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定する方法である。
　また、本発明の他の形態であるスループット推定プログラムは、
　情報処理装置に、
　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得し、
　上記移動局と上記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、上記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定する、処理を実行させるためのプログラムである。
　本発明は、以上のように構成されることにより、無線リンクを介してデータが送信される際のスループットを高い精度にて推定することができる。
無線リンク品質の変化に伴うスループットの変化を概念的に示した説明図である。 本発明の第１実施形態に係る移動体通信システムの概略構成を表す図である。 本発明の第１実施形態に係る移動体通信システムの機能の概略を表すブロック図である。 送信装置が無線リンクを介して受信装置へデータを送信した場合における、送信レート、及び、スループットの時間に対する変化の一例を示したグラフである。 無線リンク品質値の時間に対する変化を示したグラフである。 無線リンク品質値の変動とスループットの変動との相関関係を示したグラフである。 スループットの推定値、スループットの測定値、及び、平滑化されたＣＱＩのそれぞれの時間に対する変化の一例を示したグラフである。 クロストラヒックがスループットに及ぼす影響を概念的に示した説明図である。 本発明の第２実施形態に係る力学モデルを概念的に示した説明図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係る力学モデルを概念的に示した説明図である。 本発明の第２実施形態の他の変形例に係る力学モデルを概念的に示した説明図である。 本発明の第２実施形態に係る移動体通信システムの機能の概略を表すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るシミュレーションの内容を概念的に示した説明図である。 本発明の第２実施形態に係るシミュレーションにて用いられた送信レートのパターンを示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第１のシミュレーションにおける無線リンク品質値の時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第２のシミュレーションにおける無線リンク品質値の時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第３のシミュレーションにおける無線リンク品質値の時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第４のシミュレーションにおける無線リンク品質値の時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第１のシミュレーションにおける、送信レート、スループットの測定値、及び、スループットの推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第１のシミュレーションにおける、ロス率の測定値、及び、ロス率の推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第２のシミュレーションにおける、送信レート、スループットの測定値、及び、スループットの推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第２のシミュレーションにおける、ロス率の測定値、及び、ロス率の推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第３のシミュレーションにおける、送信レート、スループットの測定値、及び、スループットの推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第３のシミュレーションにおける、ロス率の測定値、及び、ロス率の推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第４のシミュレーションにおける、送信レート、スループットの測定値、及び、スループットの推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る第４のシミュレーションにおける、ロス率の測定値、及び、ロス率の推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。 本発明の第３実施形態に係るスループット推定装置の機能の概略を表すブロック図である。
　以下、本発明に係る、スループット推定装置、スループット推定方法、及び、スループット推定プログラム、の各実施形態について図１～図２７を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
（構成）
　図２に示したように、第１実施形態に係る移動体通信システム１は、送信装置（スループット推定装置）１００と、受信装置（移動局）２００と、基地局ＢＳと、を含む。送信装置１００、及び、基地局ＢＳは、通信回線（本例では、移動体通信網を構成する通信回線）ＮＷを介して、互いに通信可能に接続されている。
　基地局ＢＳは、受信装置２００との間で無線リンクを確立する。無線リンクは、移動体通信網を構成する。基地局ＢＳは、確立されている無線リンクを介して受信装置２００との間で無線により通信を行う。
　送信装置１００は、情報処理装置である。送信装置１００は、図示しない、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、記憶装置（メモリ及びハードディスク駆動装置（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ））と、を備える。送信装置１００は、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述する機能を実現するように構成されている。
　受信装置２００は、移動体端末である。例えば、受信装置２００は、携帯電話端末、スマートフォン、パーソナル・コンピュータ、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄａｔａ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ、Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、カーナビゲーション端末、又は、ゲーム端末等である。
　受信装置２００は、図示しない、ＣＰＵ、記憶装置（メモリ及びＨＤＤ）、入力装置（例えば、タッチパネル、ボタン、キーボード及びマウス等）、及び、出力装置（ディスプレイ等）を備える。受信装置２００は、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述する機能を実現するように構成されている。
（機能）
　図３は、移動体通信システム１の機能を表すブロック図である。
　送信装置１００の機能は、データ送信部１０１と、受信レート取得部（スループット取得手段）１０３と、無線リンク品質情報取得部（無線リンク品質情報取得手段）１０４と、モデルパラメータ推定部（モデルパラメータ推定手段）１０５と、スループット推定部（スループット推定手段）１０６と、を含む。
　また、受信装置２００の機能は、データ受信部２０１と、受信情報送信部２０２と、無線リンク品質値取得部２０３と、無線リンク品質値送信部２０４と、を含む。
　データ送信部１０１は、受信装置２００へデータを送信する。本例では、データ送信部１０１は、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ　Ｄａｔａｇｒａｍ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、又は、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰに従ってデータを送信する。
　データ受信部２０１は、送信装置１００により送信されたデータを受信する。データ受信部２０１は、予め設定された演算周期ｈが経過する毎に、受信情報を算出（取得）する。受信情報は、受信装置２００が送信装置１００から単位時間あたりに受信したデータの量である受信レートを算出可能な情報を含む。
　受信情報送信部２０２は、データ受信部２０１により取得された受信情報を送信装置１００へ送信する。
　受信レート取得部１０３は、受信情報送信部２０２により送信された受信情報を受信する。受信レート取得部１０３は、受信された受信情報に基づいて、受信装置２００が送信装置１００から単位時間あたりに受信したデータの量である受信レート（スループット）を算出（取得）する。
　無線リンク品質値取得部２０３は、移動体通信網において基地局ＢＳと受信装置２００との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質値を取得する。
　本例では、無線リンク品質値は、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）である。なお、無線リンク品質値は、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｎｏｉｓｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒａｔｉｏ）、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒａｔｉｏ）、又は、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）等であってもよい。
　無線リンク品質値送信部２０４は、無線リンク品質値取得部２０３により取得された無線リンク品質値を送信装置１００へ送信する。
　無線リンク品質情報取得部１０４は、無線リンク品質値送信部２０４により送信された無線リンク品質値を受信する。無線リンク品質情報取得部１０４は、受信された無線リンク品質値を平滑化処理し、平滑化処理された値を無線リンク品質情報として取得する。
　無線リンク品質情報は、移動体通信網において基地局ＢＳと受信装置２００との間で確立されている無線リンクの品質を表す情報である。本例では、平滑化処理は、無線リンク品質値を移動平均する処理である。即ち、無線リンク品質情報は、無線リンク品質値を移動平均した値である。
　なお、平滑化処理は、予め設定された処理期間毎に、当該処理期間において取得された無線リンク品質値を平均した値を算出する処理であってもよい。この場合、無線リンク品質情報は、各処理期間に対して算出された平均値である。また、平滑化処理は、無線リンク品質値をローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ－Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ）に入力する処理であってもよい。この場合、無線リンク品質情報は、ローパスフィルタから出力された値である。
　なお、無線リンク品質情報取得部１０４は、受信された無線リンク品質値を無線リンク品質情報として取得するように構成されていてもよい。
　モデルパラメータ推定部１０５は、無線リンク品質情報取得部１０４により取得された無線リンク品質情報と、受信レート取得部１０３により取得された受信レート（スループット）と、後述する数理モデルと、に基づいてモデルパラメータを推定する。モデルパラメータは、上記数理モデルを特定するためのパラメータである。
　ここで、数理モデルについて説明する。数理モデルは、スループットと無線リンク品質情報との関係を表す。数理モデルは、無線リンク品質情報を変数とした多項式関数（本例では、一次関数（一次式））と、スループットと、が等しいと想定することによって構築されたモデルである。先ず、数理モデルの導出について説明する。
　図４は、送信装置１００が無線リンクを介して受信装置２００へデータを送信した場合における、送信レート、及び、スループットの時間に対する変化の一例を示したグラフである。この例においては、送信レートが一定である（固定レート（ＣＢＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｂｉｔ－Ｒａｔｅ）である）にも関わらず、スループットは、比較的激しく変動している。
　図５は、上記例における、無線リンク品質値としてのＣＱＩの時間に対する変化を示したグラフである。このように、ＣＱＩは、比較的激しく変動している。従って、ＣＱＩ（無線リンクの品質）が比較的激しく変動することにより、スループットも比較的激しく変動することが分かる。
　図６は、ＣＱＩの変動とスループットの変動との相関関係を示したグラフである。図６において、実線の三角形のそれぞれは、任意の時点にて測定された、スループット（スループットの測定値）、及び、ＣＱＩ（ＣＱＩの測定値）を表す。ＣＱＩの測定値と、スループットの測定値と、の間の相関係数を算出すると、相関係数は、０．６４であった。従って、ＣＱＩの測定値と、スループットの測定値と、の間には、やや相関があると言える。
　ところで、ＣＱＩは、スループットよりも激しく変動している。そこで、ＣＱＩを平滑化処理した値（平滑化されたＣＱＩ、即ち、無線リンク品質情報）と、スループットの測定値と、の間の関係についても調べる。図６において、点線の円のそれぞれは、任意の時点における、スループットの測定値、及び、平滑化されたＣＱＩを表す。
　そして、平滑化されたＣＱＩと、スループットの測定値と、の間の相関係数を算出すると、相関係数は、０．９３であった。このように、平滑化されたＣＱＩと、スループットの測定値と、の間の相関関係は、ＣＱＩの測定値と、スループットの測定値と、の間の相関関係よりも高い（強い）と言える。
　従って、平滑化されたＣＱＩと、スループットの測定値と、の間には線形関係があると言える。即ち、平滑化されたＣＱＩを変数とした一次関数と、スループットと、が等しいと想定することによって構築された数理モデルにより、平滑化されたＣＱＩと、スループットと、の関係を高い精度にて表すことができる。
　この数理モデルは、ＣＱＩ線形モデルと呼ばれる。この数理モデルは、数式１により表される。ここで、ｖはスループットであり、ｑは平滑化されたＣＱＩ（即ち、無線リンク品質情報）であり、ａは一次式の傾きであり、ｂは一次式の切片である。ａ、及び、ｂは、モデルパラメータを構成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　本例では、モデルパラメータ推定部１０５は、平滑化されたＣＱＩと、スループットの測定値と、数式１と、に基づいて、最小二乗推定法を用いることにより、モデルパラメータを算出（推定）する。
　スループット推定部１０６は、モデルパラメータ推定部１０５により推定されたモデルパラメータにより特定される数理モデルと、無線リンク品質情報取得部１０４により取得された無線リンク品質情報と、に基づいてスループットを推定する。
（作動）
　次に、上述した移動体通信システム１の作動について説明する。
　先ず、送信装置１００は、受信装置２００へデータを送信する。これにより、受信装置２００は、データを受信する。そして、受信装置２００は、上記演算周期ｈが経過する毎に受信情報を取得する。更に、受信装置２００は、取得された受信情報を送信装置１００へ送信する。
　これにより、送信装置１００は、受信情報を受信する。そして、送信装置１００は、受信された受信情報に基づいてスループットを取得する。
　また、受信装置２００は、無線リンク品質値を取得する。そして、受信装置２００は、取得された無線リンク品質値を送信装置１００へ送信する。これにより、送信装置１００は、無線リンク品質値を受信する。そして、送信装置１００は、受信された無線リンク品質値に基づいて無線リンク品質情報を取得する。
　次いで、送信装置１００は、取得されたスループットと、取得された無線リンク品質情報と、に基づいてモデルパラメータを推定する。
　その後、受信装置２００は、無線リンク品質値を再び取得する。そして、受信装置２００は、取得された無線リンク品質値を送信装置１００へ送信する。これにより、送信装置１００は、無線リンク品質値を受信する。そして、送信装置１００は、受信された無線リンク品質値に基づいて無線リンク品質情報を取得する。
　次いで、送信装置１００は、推定されたモデルパラメータにより特定される数理モデルと、取得された無線リンク品質情報と、に基づいてスループットを推定する。
　図７は、送信装置１００により推定されたスループット（スループットの推定値）、スループットの測定値、及び、平滑化されたＣＱＩのそれぞれの時間に対する変化の一例を示したグラフである。図７において、実線は、スループットの測定値を表し、点線は、スループットの推定値を表し、一点鎖線は、平滑化されたＣＱＩを表す。
　このように、送信装置１００は、ＣＱＩ線形モデルを用いることにより、スループットを高い精度にて推定することができる。
　以上、説明したように、本発明の第１実施形態に係る送信装置（スループット推定装置）１００によれば、無線リンクを介してデータが送信される際のスループットを高い精度にて推定することができる。
＜第２実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態に係る移動体通信システムについて説明する。第２実施形態に係る移動体通信システムは、上記第１実施形態に係る移動体通信システムに対して、送信装置が用いる数理モデルが相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。
　ところで、通信網においては、クロストラヒックが存在することが多い。ここで、クロストラヒックは、通信経路上のある区間を通過するトラヒックのうちの、着目するトラヒック（セルフトラヒック）以外のトラヒックである。ここでは、セルフトラヒックは、送信装置１００から受信装置２００へ送信されるデータである。
　図８を参照しながら、クロストラヒックがスループットに及ぼす影響について詳細に説明する。
　図８において、パイプは、通信経路のうちの、クロストラヒックが存在している区間における通信帯域幅を表している。
　パイプに入る矢印は、送信レートを表している。図８は、パイプに入る矢印の数が多くなるほど、送信レートが高くなることを表している。また、パイプから出る矢印は、スループットを表している。図８は、パイプから出る矢印の数が多くなるほど、スループットが高くなることを表している。また、実線の矢印は、セルフトラヒックを表し、点線の矢印は、クロストラヒックを表している。
　上記区間において、セルフトラヒックが使用している通信帯域幅が増加すると（図８の（ａ）に示した状態から図８の（ｂ）に示した状態へ変化すると）、クロストラヒックに係るデータロス率及び遅延時間は増加する。ここで、データロス率は、データ（例えば、パケット）が通信網において消失する割合である。また、遅延時間は、データが送信された時点から受信された時点までの時間である。
　一方、クロストラヒックがＴＣＰに従って送信されている場合、データロス率及び遅延時間を低減するように送信レート制御が実行される。即ち、セルフトラヒックが使用している通信帯域幅が増加した場合、クロストラヒックに係る送信レートは小さくされる。これにより、セルフトラヒックに係るスループットは、より大きくなる（図８の（ｃ）に示した状態になる）。
　このように、トラヒック間の相互作用により、セルフトラヒックに係るスループットが変動する。
　そこで、第２実施形態に係る送信装置１００は、トラヒック間の相互作用がスループットに及ぼす影響を考慮に入れた数理モデルを用いる。この数理モデルは、スループットと無線リンク品質情報と送信レートとの関係を表すモデルである。
　ここで、第２実施形態に係る数理モデルについて、図９を参照しながら詳細に説明する。
　上述したように、送信装置１００から受信装置２００へ送信されたデータのスループットと、クロストラヒックの流量と、の間の定性的な関係は、相互に流量を押し退け合う（一方が増加した場合に他方を減少させ、一方が減少した場合に他方を増加させる）関係である、ということができる。
　そこで、図９に示した、移動体Ｍ１と、弾性体（弾性要素）としてのバネＭ２と、粘性体（粘性要素）としてのダッシュポットＭ３と、を含む力学モデル（粘弾性体モデル）によって、無線リンク品質情報と、セルフトラヒックに係る、送信レート及びスループットと、の関係を表すことにより数理モデルを構築する。
　この力学モデルは、送信装置１００から受信装置２００へ送信されるデータを、第１の壁面Ｗ１と移動体Ｍ１とにより区画された通路を流れる流体により模擬したモデルである。移動体Ｍ１は、通路内に配置され、且つ、予め設定された移動方向（図９における上下方向）にて移動可能な板状体である。
　バネＭ２は、バネ定数（弾性係数）Ｋを有するコイルバネである。バネＭ２は、一端が移動体Ｍ１に固定され、且つ、他端が第２の壁面Ｗ２に固定されている。このような構成により、バネＭ２は、移動体Ｍ１が移動方向にて移動した移動量だけ当該移動方向にて変形する。
　ダッシュポットＭ３は、粘性係数Ｄを有する。ダッシュポットＭ３は、一端が移動体Ｍ１に固定され、且つ、他端が第２の壁面Ｗ２に固定されている。このような構成により、ダッシュポットＭ３は、移動体Ｍ１に加えられる外力による移動体Ｍ１の移動方向における移動を遅延させる。
　本例では、バネ定数Ｋ及び粘性係数Ｄは、一定値である（線形特性を有する）。なお、バネ定数Ｋ、及び／又は、粘性係数Ｄは、非線形特性を有していてもよい。
　力学モデルは、送信装置１００から受信装置２００へ送信レートｕ（単位は、［ｂｐｓ］）にて送信されるデータに対応する流体によって、移動方向にて移動体Ｍ１に加えられる外力が、送信レートｕに応じた大きさｆ（ｕ）を有すると想定したモデルである。更に、力学モデルは、予め設定された基準位置（本例では、第１の壁面Ｗ１の位置）ｐｒｅｆと、移動体Ｍ１の位置ｐと、の間の移動方向における距離がスループットｖ（単位は、［ｂｐｓ］）であると想定したモデルである。即ち、この力学モデルは、スループットと送信レートとの関係を表すモデルである、と言うことができる。
　また、この力学モデルにおいて、移動体Ｍ１が、基準位置ｐｒｅｆから移動方向にて距離（無力距離）ｖ０だけ離れた位置（無力位置）ｐ０に位置している場合、バネＭ２は、弾性力（復元力）を発生しない。更に、バネＭ２が発生する弾性力は、無力位置ｐ０からの移動体Ｍ１の移動量ｖ－ｖ０に、比例係数である弾性係数Ｋを乗じた値を大きさとして有し、且つ、移動体Ｍ１が無力位置ｐ０から移動した方向と逆方向へ働く。
　加えて、この力学モデルにおいて、移動体Ｍ１が移動方向にて静止している（速度が０である）場合、ダッシュポットＭ３は、抵抗力を発生しない。更に、ダッシュポットＭ３が発生する抵抗力は、移動体Ｍ１が移動方向にて移動する速度に、比例係数である粘性係数Ｄを乗じた値を大きさとして有し、且つ、移動体Ｍ１が移動する方向と逆方向へ働く。
　この力学モデルにおいて、移動体Ｍ１の運動を支配する方程式は、数式２のように記述される。なお、項ｄｖ／ｄｔは、基準位置ｐｒｅｆと移動体Ｍ１の位置ｐとの間の移動方向における距離ｖの時間ｔに関する微分を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　この粘弾性体モデルにおけるバネ定数Ｋは、クロストラヒックの「押し退けにくさ」を表していると考えることがきる。また、粘性係数Ｄは、クロストラヒックの「粘り度合い」もしくは「応答の鈍さ」を表していると考えることができる。
　なお、力学モデルとして他のモデルを用いることもできる。例えば、移動体Ｍ１の慣性力も考慮に入れたモデルを力学モデルとして採用することができる。移動体Ｍ１の慣性力によって、クロストラヒックに係る送信レートがオーバーシュートする変化を表すことができる。この力学モデルにおいて、移動体Ｍ１の運動を支配する方程式は、数式３のように記述される。なお、Ｍは、移動体Ｍ１の質量である。また、ｄ２ｖ／ｄｔ２は、基準位置ｐｒｅｆと移動体Ｍ１の位置ｐとの間の移動方向における距離ｖの時間ｔに関する２階微分を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　なお、上述したように、バネＭ２及びダッシュポットＭ３が並列して移動体Ｍ１に接続された粘弾性体モデルは、ケルビン・フォークトモデルと呼ばれる。また、図１０に示したように、力学モデルは、バネＭ２及びダッシュポットＭ３が直列に移動体Ｍ１に接続された粘弾性体モデルであってもよい。この粘弾性体モデルは、マクスウェルモデルと呼ばれる。
　また、図１１に示したように、力学モデルは、複数（本例では、２つ）のバネＭ２，Ｍ４と、複数（本例では、２つ）のダッシュポットＭ３，Ｍ５と、を含む粘弾性体モデル（４要素モデル）であってもよい。本例では、バネＭ２及びダッシュポットＭ３が直列に移動体Ｍ１に接続され、且つ、バネＭ４及びダッシュポットＭ５が並列してダッシュポットＭ３に接続されている。
　また、力学モデルにおける、移動体Ｍ１の運動を支配する方程式は、基準位置ｐｒｅｆと移動体Ｍ１の位置ｐとの間の移動方向における距離ｖの時間ｔに関する３階微分（加加速度、又は、躍度）を含む項を含んでいてもよく、３階以上の高階微分を含む項を含んでいてもよい。
　ところで、上述した第１実施形態に係る数理モデルであるＣＱＩ線形モデル（数式１）は、無線リンクの品質がスループットに及ぼす影響を考慮に入れたモデルである。一方、上記の力学モデル（数式２）は、クロストラヒックがスループットに及ぼす影響を考慮に入れたモデルである。
　実際の移動体通信網においては、無線リンクの品質、及び、クロストラヒックの両方が、スループットに影響を及ぼす。従って、無線リンクの品質がスループットに及ぼす影響、及び、クロストラヒックがスループットに及ぼす影響、の両方を考慮に入れた数理モデルを用いることが好適であると考えられる。
　そこで、第２実施形態に係る送信装置１００は、ＣＱＩ線形モデル、及び、力学モデルを融合したモデル（以降、ハイブリッドモデルと呼ぶ）を数理モデルとして用いる。
　ここで、ハイブリッドモデルについて詳細に説明する。
　ハイブリッドモデルは、力学モデルを表す数式２の右辺のｆ（ｕ）を、数式４のように定める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　即ち、ハイブリッドモデルは、送信装置１００から受信装置２００へ送信レートｕにて送信されるデータに対応する流体によって、移動方向にて移動体Ｍ１に加えられる外力ｆ（ｕ）が、送信レートｕ、及び、無線リンク品質情報ｑの両方に応じた大きさを有すると想定することにより構築されたモデルである。
　より具体的に述べると、ハイブリッドモデルは、上記外力ｆ（ｕ）が、無線リンク品質情報ｑを変数とした多項式関数（本例では、一次関数（一次式））と、送信レートｕと、の積であると想定することにより構築されたモデルである。
　ところで、数式２及び数式４により表される数理モデルにおいて、４つの未知の定数Ｄ、Ｋ、ａ、及び、ｂのうち、独立な定数は３つだけである（１つの定数は、他の３つの定数に従属する）。従って、Ｋ＝１と置くことができる。即ち、ハイブリッドモデルは、数式５のように記述される。ここで、ｖ０＝０と置いている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　このように、ハイブリッドモデルは、送信レートｕ、及び、無線リンク品質情報ｑのそれぞれを変数とした関数を非斉次項とする、スループットｖに関する常微分方程式により表される、と言うことができる。ここで、非斉次項は、無線リンク品質情報ｑを変数とした多項式関数（本例では、一次関数（一次式））と、送信レートｕと、の積である。また、ハイブリッドモデルは、非斉次項が外力ｆ（ｕ）を表すように構築されたモデルである、と言うこともできる。
　ここで、数式５の両辺を（ａｑ＋ｂ）により除算すれば、ハイブリッドモデルは、数式６のようにも記述される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　数式６は、数式２において、Ｄに代えて（Ｄ／（ａｑ＋ｂ））を用いるとともに、Ｋに代えて（１／（ａｑ＋ｂ））を用い、且つ、ｆ（ｕ）＝ｕと置いた数式である。即ち、ハイブリッドモデルは、力学モデルにおいて、粘性係数、及び、弾性係数のそれぞれが無線リンク品質情報を変数とした関数により表されるモデルであると考えることもできる。
　以上、第２実施形態に係る数理モデルであるハイブリッドモデルについて説明した。
　次に、ハイブリッドモデルを特定するためのモデルパラメータである、Ｄ、ａ、及び、ｂを推定する方法について説明する。
　モデルパラメータＤ、ａ、及び、ｂを推定する方法は、最小二乗推定法のように解析的に最適解を算出する方法であってもよいし、最急降下法のように反復計算によってモデルパラメータを推定する方法であってもよい。
　ここでは、一例として、最小二乗推定法によりモデルパラメータＤ、ａ、及び、ｂを推定する方法について説明する。
　先ず、連続する時間に対する方程式である微分方程式により表された数式５を差分方程式に書き換える。本例では、数式７に示したように、演算周期（サンプリング間隔）ｈを時間間隔（タイムステップ）とし、且つ、後方（後退）差分を用いる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　ここで、数式７をｖ（ｋ）について解くと、数式８が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　数式８から、φ（ｋ）、及び、θを、それぞれ、数式９、及び、数式１０のように定義する。ここで、「ＸＴ」は、行列Ｘの転置行列を表す。なお、φ（ｋ）、及び、θのそれぞれは、３次元の列ベクトルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　差分方程式である数式８は、φ（ｋ）、及び、θを用いて、数式１１に示したように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　数式１１によれば、θに対して最小二乗推定法を適用することができる。最小二乗推定法により推定されるθをθｅとおくと、θｅを数式１２により求めることができる。ここで、Σ（Ｘ）は、Ｘをｋについて積算した値（即ち、演算周期ｈ毎のＸの総和）を表す。また、Ｘ－１は、行列Ｘの逆行列を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　そして、推定されたθｅをθｅ＝［θ１，θ２，θ３］とおくと、モデルパラメータＤ、ａ、及び、ｂは、それぞれ、数式１３、数式１４、及び、数式１５により求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　なお、図１２に示したように、第２実施形態に係る送信装置１００の機能は、第１実施形態に係る送信装置１００の機能に加えて、送信レート取得部（送信レート取得手段）１０２を含む。
　送信レート取得部１０２は、上記演算周期ｈが経過する毎に、データ送信部１０１により、単位時間あたりに受信装置２００へ送信されたデータの量（サイズ）である送信レートを算出（取得）する。
　そして、第２実施形態に係るモデルパラメータ推定部１０５は、無線リンク品質情報取得部１０４により取得された無線リンク品質情報（本例では、平滑化されたＣＱＩ）ｑ（ｋ）と、受信レート取得部１０３により取得されたスループット（スループットの測定値）ｖ（ｋ）と、送信レート取得部１０２により取得された送信レートｕ（ｋ）と、上述したハイブリッドモデルと、に基づいて、上述したように最小二乗推定法を用いることにより、モデルパラメータを算出（推定）する。
　更に、第２実施形態に係るスループット推定部１０６は、モデルパラメータ推定部１０５により推定されたモデルパラメータにより特定される数理モデル（ハイブリッドモデル）と、無線リンク品質情報取得部１０４により取得された無線リンク品質情報と、送信レート取得部１０２により取得された送信レートと、に基づいてスループットを推定する。本例では、スループット推定部１０６は、数式８に基づいてスループットを推定する。
　以上、説明したように、本発明の第２実施形態に係る送信装置（スループット推定装置）１００によれば、第１実施形態に係る送信装置１００と同様の作用及び効果を奏することができる。
　更に、第２実施形態に係る送信装置１００は、送信レートとスループットとの関係を力学モデルによって表すことにより構築された数理モデルに基づいてスループットを推定する。これによれば、クロストラヒックが存在する場合におけるスループットをより一層高い精度にて推定することができる。
　加えて、第２実施形態に係る送信装置１００は、送信レートとスループットとの関係を、弾性体と粘性体とを含む力学モデルによって表すことにより構築された数理モデルに基づいてスループットを推定する。
　ところで、セルフトラヒックに係る送信レートの変化により生じる、クロストラヒックに係る送信レートの変化は、弾性体の弾性力によりよく表される。また、送信装置１００がセルフトラヒックに係る送信レートを変化させてから、クロストラヒックに係る送信レートが変化するまでには、遅延時間を要する。この遅延時間は、粘性体の抵抗力によりよく表される。従って、第２実施形態に係る送信装置１００によれば、クロストラヒックが存在する場合におけるスループットをより一層高い精度にて推定することができる。
　次に、第２実施形態に係る送信装置１００の効果を、下記のシミュレーション（模擬実験）の結果を通じて、より具体的に説明する。
　図１３は、シミュレーションの内容を概念的に示した説明図である。シミュレーションにおいて、複数（本例では、１２）のユーザＲ１～Ｒ４，Ｃ１～Ｃ８は、互いに異なる受信装置２００を１つずつ保持している。
　ユーザＲ１～Ｒ４のそれぞれは、スループットを推定する対象となる受信装置２００を保持するユーザである。ユーザＲ１は、基地局ＢＳから１００ｍだけ離れた位置にて歩行している。ユーザＲ２は、基地局ＢＳから３００ｍだけ離れた位置にて歩行している。ユーザＲ３は、基地局ＢＳから３００ｍだけ離れた位置にて走行している自動車に乗車している。ユーザＲ４は、基地局ＢＳから５００ｍだけ離れた位置にて走行している自動車に乗車している。
　また、ユーザＣ１～Ｃ８のそれぞれは、クロストラヒックを受信する受信装置２００を保持するユーザである。ユーザＣ１は、基地局ＢＳから１００ｍだけ離れた位置にて屋内に位置している。ユーザＣ２は、基地局ＢＳから３００ｍだけ離れた位置にて屋内に位置している。ユーザＣ３は、基地局ＢＳから５００ｍだけ離れた位置にて屋内に位置している。
　また、ユーザＣ４は、基地局ＢＳから７００ｍだけ離れた位置にて歩行している。ユーザＣ５は、基地局ＢＳから７００ｍだけ離れた位置にて走行している自動車に乗車している。ユーザＣ６は、基地局ＢＳから７００ｍだけ離れた位置にて走行している自動車に乗車している。ユーザＣ７は、基地局ＢＳから１０００ｍだけ離れた位置にて歩行している。ユーザＣ８は、基地局ＢＳから１０００ｍだけ離れた位置にて屋内に位置している。
　ところで、受信装置２００と基地局ＢＳとの間の距離が長くなるほど、無線リンクの品質は低く（悪く）なる。また、ユーザが歩行している場合よりも、ユーザが走行中の自動車に乗車している場合の方が、無線リンクの品質は低い。
　また、シミュレーションにおいては、送信装置１００は、基地局ＢＳを介して、ユーザＲ１～Ｒ４が保持する受信装置２００のそれぞれへ、予め設定されたパターンを有する送信レートにてデータを送信した。
　このパターンは、図１４に示したように、１０秒毎に、０Ｍｂｐｓと０．６Ｍｂｐｓ（ユーザＲ２が保持する受信装置２００へ送信する場合のみ、０．８Ｍｂｐｓ）とを交互に繰り返した矩形波である。
　また、クロストラヒックは、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＴＣＰに従って送信される。本例では、クロストラヒックは、ファイルのダウンロードに伴うトラヒックである。
　今回、４つのシミュレーションを実行した。
　第１のシミュレーションにおいては、ユーザＲ１が保持する受信装置２００が、スループットを推定する対象であり、ユーザＣ１～Ｃ５が保持する受信装置２００のそれぞれに対してのみ、クロストラヒックが送信される。
　第２のシミュレーションにおいては、ユーザＲ２が保持する受信装置２００が、スループットを推定する対象であり、ユーザＣ１～Ｃ３が保持する受信装置２００のそれぞれに対してのみ、クロストラヒックが送信される。
　第３のシミュレーションにおいては、ユーザＲ３が保持する受信装置２００が、スループットを推定する対象であり、ユーザＣ１～Ｃ３が保持する受信装置２００のそれぞれに対してのみ、クロストラヒックが送信される。
　第４のシミュレーションにおいては、ユーザＲ４が保持する受信装置２００が、スループットを推定する対象であり、ユーザＣ１～Ｃ３が保持する受信装置２００のそれぞれに対してのみ、クロストラヒックが送信される。
　そして、送信装置１００は、４つのシミュレーションのそれぞれに対して、取得されたスループット（スループットの測定値）と、取得された無線リンク品質情報（平滑化されたＣＱＩ）と、数理モデル（ハイブリッドモデル）と、に基づいてモデルパラメータを推定する。
　更に、送信装置１００は、４つのシミュレーションのそれぞれに対して、推定されたモデルパラメータにより特定される数理モデル（ハイブリッドモデル）と、送信レートと、取得された無線リンク品質情報（平滑化されたＣＱＩ）と、に基づいてスループットを推定する。
　図１５は、ユーザＲ１が保持する受信装置２００と基地局ＢＳとの間に確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質値（本例では、ＣＱＩ）の時間に対する変化を示したグラフである。ユーザＲ１が保持する受信装置２００に係るＣＱＩは、時間に対する変動が非常に小さく（非常に安定していて）、且つ、非常に高い。
　図１６は、ユーザＲ２が保持する受信装置２００と基地局ＢＳとの間に確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質値の時間に対する変化を示したグラフである。ユーザＲ２が保持する受信装置２００に係るＣＱＩは、時間に対する変動がやや小さく（やや安定していて）、且つ、やや高い。
　図１７は、ユーザＲ３が保持する受信装置２００と基地局ＢＳとの間に確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質値の時間に対する変化を示したグラフである。ユーザＲ３が保持する受信装置２００に係るＣＱＩは、時間に対する変動が非常に大きく（安定せず）、且つ、平均値が、ユーザＲ２が保持する受信装置２００と同程度である。
　図１８は、ユーザＲ４が保持する受信装置２００と基地局ＢＳとの間に確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質値の時間に対する変化を示したグラフである。ユーザＲ４が保持する受信装置２００に係るＣＱＩは、時間に対する変動が非常に大きく（安定せず）、且つ、非常に低い。即ち、この無線リンクは、非常に不安定な無線リンクであると言える。
　図１９は、第１のシミュレーションにおける、送信レート、スループットの測定値、及び、スループットの推定値（送信装置１００により推定されたスループット）のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。図１５に示したように、無線リンク品質値が高い値にて安定しているため、スループットは、主にクロストラヒックの影響を受ける。
　階段状に（即ち、不連続に）送信レートを増加させた場合、送信レートの変化に対して、スループットの変化は、クロストラヒックを押し退けるために要する時間だけ遅延する。即ち、図１９に示したように、スループットの立ち上がりは、カーブを描いている。スループットの推定値は、スループットの測定値が描くこのカーブをよく再現している。
　また、階段状に送信レートを増加させた場合、遅延時間が経過した後であっても、クロストラヒックのすべてを押し退けることはできない。即ち、図１９に示したように、スループットの最大値は、送信レートの最大値よりも小さい値となる。スループットの推定値は、スループットの測定値の最大値が送信レートの最大値よりも小さい値となることをよく再現している。
　このように、送信装置１００は、ハイブリッドモデルを用いることにより、高い精度にてスループットを推定することができる。
　図２０は、第１のシミュレーションにおける、ロス率（パケットロス率）の測定値、及び、ロス率の推定値（送信装置１００により推定されたスループットに基づいて算出されたロス率）のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。このように、送信装置１００は、ハイブリッドモデルを用いることにより、高い精度にてロス率を推定することもできる。
　図２１は、第２のシミュレーションにおける、送信レート、スループットの測定値、及び、スループットの推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。図１６に示したように、無線リンク品質値がやや変動するため、スループットは、クロストラヒックに加えて、無線リンクの品質の影響も比較的大きく受ける。
　無線リンクの品質がスループットに及ぼす影響は、特に、１０秒～２０秒の期間において強く見られる。１０秒～２０秒の期間においては、無線リンク品質値が比較的低いため、スループットも比較的低くなっている。一方、３０秒以降の期間においては、無線リンク品質値が比較的高い値にて安定するため、スループットは、第１のシミュレーションと同様に変化する。
　このように、第２のシミュレーションにおいては、スループットは、無線リンクの品質、及び、クロストラヒックの両方の影響を比較的大きく受ける。図２１に示したように、このような場合においても、送信装置１００は、ハイブリッドモデルを用いることにより、高い精度にてスループットを推定することができる。
　図２２は、第２のシミュレーションにおける、ロス率の測定値、及び、ロス率の推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。このように、送信装置１００は、ハイブリッドモデルを用いることにより、１０秒～２０秒の期間における急激なロス率の増加も含めて、高い精度にてロス率を推定することができる。
　図２３は、第３のシミュレーションにおける、送信レート、スループットの測定値、及び、スループットの推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。図１７に示したように、無線リンク品質値が非常に大きく変動するため、スループットは、無線リンクの品質の影響を比較的大きく受ける。
　１０秒～２０秒の期間、及び、５０秒～６０秒の期間においては、無線リンクの品質が比較的大きく低下する時がある。この影響により、スループットも比較的大きく低下する時がある。一方、３０秒～４０秒の期間においては、無線リンクの品質が比較的高いため、スループットは、主にクロストラヒックの影響を受けている。
　このように、第３のシミュレーションにおいても、スループットは、無線リンクの品質、及び、クロストラヒックの両方の影響を比較的大きく受ける。図２３に示したように、このような場合においても、送信装置１００は、ハイブリッドモデルを用いることにより、高い精度にてスループットを推定することができる。
　図２４は、第３のシミュレーションにおける、ロス率の測定値、及び、ロス率の推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。このように、送信装置１００は、ハイブリッドモデルを用いることにより、無線リンクの品質が大きく低下するときに生じたパケットロスも含めて、高い精度にてロス率を推定することができる。
　図２５は、第４のシミュレーションにおける、送信レート、スループットの測定値、及び、スループットの推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。図１８に示したように、無線リンク品質値が非常に大きく変動するため、スループットは、無線リンクの品質の影響を比較的大きく受ける。
　スループットは、無線リンクの品質が低い期間においては、低くなっている。このように、第４のシミュレーションにおいても、スループットは、無線リンクの品質、及び、クロストラヒックの両方の影響を比較的大きく受ける。図２５に示したように、このような場合においても、送信装置１００は、ハイブリッドモデルを用いることにより、高い精度にてスループットを推定することができる。
　図２６は、第４のシミュレーションにおける、ロス率の測定値、及び、ロス率の推定値のそれぞれの時間に対する変化を示したグラフである。このように、送信装置１００は、ハイブリッドモデルを用いることにより、無線リンクの品質が大きく低下するときに生じたパケットロスも含めて、高い精度にてロス率を推定することができる。
　以上のように、シミュレーションの結果からも、第２実施形態に係るスループット推定装置１００が、クロストラヒックが存在する場合において、無線リンクを介してデータが送信される際のスループットを高い精度にて推定することができる、ことが明らかとなった。
　なお、第２実施形態においては、数理モデルは、スループットと無線リンク品質情報と送信レートとの関係を力学モデルによって表すことにより構築されていたが、当該関係を他のモデル（例えば、熱伝導モデル、流体モデル、又は、回路モデル等）によって表すことにより構築されていてもよい。
＜第３実施形態＞
　次に、本発明の第３実施形態に係るスループット推定装置について図２７を参照しながら説明する。
　第３実施形態に係るスループット推定装置５００は、
　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得する無線リンク品質情報取得部（無線リンク品質情報取得手段）５０１と、
　上記移動局と上記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、上記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定するスループット推定部（スループット推定手段）５０２と、
　を備える。
　これによれば、無線リンクを介してデータが送信される際のスループットを高い精度にて推定することができる。
　以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　例えば、上記実施形態においては、受信装置へデータを送信する送信装置が、スループット推定装置を構成していたが、受信装置がスループット推定装置を構成していてもよい。また、受信装置、及び、送信装置以外の装置（例えば、基地局、又は、サーバ装置等）がスループット推定装置を構成していてもよい。
　なお、上記各実施形態において移動体通信システム１の各機能は、ＣＰＵがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現されていたが、回路等のハードウェアにより実現されていてもよい。
　また、上記各実施形態においてプログラムは、記憶装置に記憶されていたが、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び、半導体メモリ等の可搬性を有する媒体である。
　また、上記実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。
＜付記＞
　上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得する無線リンク品質情報取得手段と、
　前記移動局と前記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、前記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定するスループット推定手段と、
　を備えるスループット推定装置。
　これによれば、無線リンクを介してデータが送信される際のスループットを高い精度にて推定することができる。
（付記２）
　付記１に記載のスループット推定装置であって、
　前記スループット推定手段は、前記スループットと前記無線リンク品質情報との関係を表す数理モデルと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定するように構成されたスループット推定装置。
（付記３）
　付記２に記載のスループット推定装置であって、
　前記数理モデルは、前記無線リンク品質情報を変数とした多項式関数と、前記スループットと、が等しいと想定することによって構築されたスループット推定装置。
　ところで、無線リンク品質情報を変数とした多項式関数と、スループットと、は、比較的強い相関関係を有する。従って、上記のようにスループット推定装置を構成することにより、無線リンクを介してデータが送信される際のスループットをより一層高い精度にて推定することができる。
（付記４）
　付記３に記載のスループット推定装置であって、
　前記数理モデルは、前記無線リンク品質情報を変数とした一次関数と、前記スループットと、が等しいと想定することによって構築されたスループット推定装置。
　ところで、無線リンク品質情報を変数とした一次関数と、スループットと、は、比較的強い相関関係を有する。従って、上記のようにスループット推定装置を構成することにより、無線リンクを介してデータが送信される際のスループットをより一層高い精度にて推定することができる。
（付記５）
　付記２に記載のスループット推定装置であって、
　前記送信装置が前記移動局へ単位時間あたりに送信する前記データの量である送信レートを取得する送信レート取得手段を備え、
　前記スループット推定手段は、前記スループットと前記無線リンク品質情報と前記送信レートとの関係を表す前記数理モデルと、前記取得された送信レートと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定するように構成されたスループット推定装置。
　セルフトラヒックが使用している通信帯域幅が変化すると、クロストラヒックに係る送信レートが変化する。ここで、セルフトラヒックは、送信装置から移動局へ送信されるデータである。また、クロストラヒックは、送信装置から移動局までの通信経路と少なくとも一部の経路を共有する通信経路を用いて送信されるデータである。
　ところで、セルフトラヒックに係る、スループットと無線リンク品質情報と送信レートとは、比較的強い相関関係を有する。従って、上記のようにスループット推定装置を構成することにより、クロストラヒックが存在する場合におけるスループットをより一層高い精度にて推定することができる。
（付記６）
　付記５に記載のスループット推定装置であって、
　前記数理モデルは、前記送信レート、及び、前記無線リンク品質情報のそれぞれを変数とした関数を非斉次項とする、前記スループットに関する常微分方程式により表されるスループット推定装置。
（付記７）
　付記６に記載のスループット推定装置であって、
　前記非斉次項は、前記無線リンク品質情報を変数とした多項式関数と、前記送信レートと、の積であるスループット推定装置。
（付記８）
　付記７に記載のスループット推定装置であって、
　前記非斉次項は、前記無線リンク品質情報を変数とした一次関数と、前記送信レートと、の積であるスループット推定装置。
（付記９）
　付記５乃至付記８のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
　前記数理モデルは、前記スループットと前記無線リンク品質情報と前記送信レートとの関係を力学モデルによって表すことにより構築されたスループット推定装置。
　ところで、セルフトラヒックに係る、スループットと無線リンク品質情報と送信レートとの関係は、力学モデルによってよく表される。従って、上記のようにスループット推定装置を構成することにより、クロストラヒックが存在する場合におけるスループットをより一層高い精度にて推定することができる。
（付記１０）
　付記９に記載のスループット推定装置であって、
　前記力学モデルは、
　予め設定された移動方向にて移動可能な移動体と、
　前記移動体が前記移動方向にて移動した移動量だけ当該移動方向にて変形する弾性体、及び、当該移動体の当該移動方向における移動を遅延させる粘性体の少なくとも一方と、
　を含むスループット推定装置。
　ところで、セルフトラヒックに係る送信レートの変化により生じる、クロストラヒックに係る送信レートの変化は、弾性体の弾性力によりよく表される。従って、上記のようにスループット推定装置を構成することにより、クロストラヒックが存在する場合におけるスループットをより一層高い精度にて推定することができる。
　また、送信装置がセルフトラヒックに係る送信レートを変化させてから、クロストラヒックに係る送信レートが変化するまでには、遅延時間を要する。この遅延時間は、粘性体の抵抗力によりよく表される。従って、上記のようにスループット推定装置を構成することにより、クロストラヒックが存在する場合におけるスループットをより一層高い精度にて推定することができる。
（付記１１）
　付記１０に記載のスループット推定装置であって、
　前記数理モデルは、前記移動方向にて前記移動体に加えられる外力が、前記送信レート及び前記無線リンク品質情報に応じた大きさを有すると想定し、且つ、予め設定された基準位置と、前記移動体の位置と、の間の前記移動方向における距離が前記スループットであると想定することにより構築されたスループット推定装置。
（付記１２）
　付記１１に記載のスループット推定装置であって、
　前記数理モデルは、前記非斉次項が前記外力を表すように構築されたスループット推定装置。
（付記１３）
　付記１０乃至付記１２のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
　前記数理モデルは、前記弾性体が発生する弾性力が、当該弾性力が０となる前記移動体の位置である無力位置からの当該移動体の移動量に、比例係数である弾性係数を乗じた値を大きさとして有し、且つ、当該移動体が当該無力位置から移動した方向と逆方向へ働くと想定することによって構築されたスループット推定装置。
（付記１４）
　付記１０乃至付記１３のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
　前記数理モデルは、前記粘性体が発生する抵抗力が、前記移動体が前記移動方向にて移動する速度に、比例係数である粘性係数を乗じた値を大きさとして有し、且つ、当該移動体が移動する方向と逆方向へ働くと想定することによって構築されたスループット推定装置。
（付記１５）
　付記１乃至付記１４のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
　前記スループットを取得するスループット取得手段と、
　前記数理モデルを特定するためのモデルパラメータを、前記取得されたスループットと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて推定するモデルパラメータ推定手段と、
　を備えるスループット推定装置。
（付記１６）
　付記１乃至付記１５のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
　前記無線リンク品質情報は、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に基づく値であるスループット推定装置。
（付記１７）
　付記１６に記載のスループット推定装置であって、
　前記無線リンク品質情報は、チャネル品質インジケータを平滑化処理した値であるスループット推定装置。
（付記１８）
　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得し、
　前記移動局と前記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、前記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定する、スループット推定方法。
（付記１９）
　付記１８に記載のスループット推定方法であって、
　前記スループットと前記無線リンク品質情報との関係を表す数理モデルと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定する、スループット推定方法。
（付記２０）
　付記１９に記載のスループット推定方法であって、
　前記数理モデルは、前記無線リンク品質情報を変数とした多項式関数と、前記スループットと、が等しいと想定することによって構築されたスループット推定方法。
（付記２１）
　付記１９に記載のスループット推定方法であって、
　前記送信装置が前記移動局へ単位時間あたりに送信する前記データの量である送信レートを取得し、
　前記スループットと前記無線リンク品質情報と前記送信レートとの関係を表す前記数理モデルと、前記取得された送信レートと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定する、スループット推定方法。
（付記２２）
　情報処理装置に、
　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得し、
　前記移動局と前記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、前記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定する、処理を実行させるためのスループット推定プログラム。
（付記２３）
　付記２２に記載のスループット推定プログラムであって、
　前記情報処理装置に、
　前記スループットと前記無線リンク品質情報との関係を表す数理モデルと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定する、処理を実行させるように構成されたスループット推定プログラム。
（付記２４）
　付記２３に記載のスループット推定プログラムであって、
　前記数理モデルは、前記無線リンク品質情報を変数とした多項式関数と、前記スループットと、が等しいと想定することによって構築されたスループット推定プログラム。
（付記２５）
　付記２３に記載のスループット推定プログラムであって、
　前記情報処理装置に、
　前記送信装置が前記移動局へ単位時間あたりに送信する前記データの量である送信レートを取得し、
　前記スループットと前記無線リンク品質情報と前記送信レートとの関係を表す前記数理モデルと、前記取得された送信レートと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定する、処理を実行させるように構成されたスループット推定プログラム。
　なお、本発明は、日本国にて２０１１年１月２８日に出願された特願２０１１－０１６２３２の特許出願に基づく優先権主張の利益を享受するものであり、当該特許出願にて開示された内容のすべてが本明細書に含まれるものとする。
　本発明は、スループットを推定するスループット推定装置等に適用可能である。
１　　　移動体通信システム
１００　送信装置（スループット推定装置）
１０１　データ送信部
１０２　送信レート取得部
１０３　受信レート取得部
１０４　無線リンク品質情報取得部
１０５　モデルパラメータ推定部
１０６　スループット推定部
２００　受信装置（移動局）
２０１　データ受信部
２０２　受信情報送信部
２０３　無線リンク品質値取得部
２０４　無線リンク品質値送信部
５００　スループット推定装置
５０１　無線リンク品質情報取得部
５０２　スループット推定部
ＢＳ　　基地局
Ｍ１　　移動体
Ｍ２，Ｍ４　バネ
Ｍ３，Ｍ５　ダッシュポット
Ｗ１　　第１の壁面
Ｗ２　　第２の壁面

Claims (25)

  1. 　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得する無線リンク品質情報取得手段と、
    　前記移動局と前記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、前記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定するスループット推定手段と、
    　を備えるスループット推定装置。
  2. 　請求項１に記載のスループット推定装置であって、
    　前記スループット推定手段は、前記スループットと前記無線リンク品質情報との関係を表す数理モデルと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定するように構成されたスループット推定装置。
  3. 　請求項２に記載のスループット推定装置であって、
    　前記数理モデルは、前記無線リンク品質情報を変数とした多項式関数と、前記スループットと、が等しいと想定することによって構築されたスループット推定装置。
  4. 　請求項３に記載のスループット推定装置であって、
    　前記数理モデルは、前記無線リンク品質情報を変数とした一次関数と、前記スループットと、が等しいと想定することによって構築されたスループット推定装置。
  5. 　請求項２に記載のスループット推定装置であって、
    　前記送信装置が前記移動局へ単位時間あたりに送信する前記データの量である送信レートを取得する送信レート取得手段を備え、
    　前記スループット推定手段は、前記スループットと前記無線リンク品質情報と前記送信レートとの関係を表す前記数理モデルと、前記取得された送信レートと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定するように構成されたスループット推定装置。
  6. 　請求項５に記載のスループット推定装置であって、
    　前記数理モデルは、前記送信レート、及び、前記無線リンク品質情報のそれぞれを変数とした関数を非斉次項とする、前記スループットに関する常微分方程式により表されるスループット推定装置。
  7. 　請求項６に記載のスループット推定装置であって、
    　前記非斉次項は、前記無線リンク品質情報を変数とした多項式関数と、前記送信レートと、の積であるスループット推定装置。
  8. 　請求項７に記載のスループット推定装置であって、
    　前記非斉次項は、前記無線リンク品質情報を変数とした一次関数と、前記送信レートと、の積であるスループット推定装置。
  9. 　請求項５乃至請求項８のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
    　前記数理モデルは、前記スループットと前記無線リンク品質情報と前記送信レートとの関係を力学モデルによって表すことにより構築されたスループット推定装置。
  10. 　請求項９に記載のスループット推定装置であって、
    　前記力学モデルは、
    　予め設定された移動方向にて移動可能な移動体と、
    　前記移動体が前記移動方向にて移動した移動量だけ当該移動方向にて変形する弾性体、及び、当該移動体の当該移動方向における移動を遅延させる粘性体の少なくとも一方と、
    　を含むスループット推定装置。
  11. 　請求項１０に記載のスループット推定装置であって、
    　前記数理モデルは、前記移動方向にて前記移動体に加えられる外力が、前記送信レート及び前記無線リンク品質情報に応じた大きさを有すると想定し、且つ、予め設定された基準位置と、前記移動体の位置と、の間の前記移動方向における距離が前記スループットであると想定することにより構築されたスループット推定装置。
  12. 　請求項１１に記載のスループット推定装置であって、
    　前記数理モデルは、前記非斉次項が前記外力を表すように構築されたスループット推定装置。
  13. 　請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
    　前記数理モデルは、前記弾性体が発生する弾性力が、当該弾性力が０となる前記移動体の位置である無力位置からの当該移動体の移動量に、比例係数である弾性係数を乗じた値を大きさとして有し、且つ、当該移動体が当該無力位置から移動した方向と逆方向へ働くと想定することによって構築されたスループット推定装置。
  14. 　請求項１０乃至請求項１３のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
    　前記数理モデルは、前記粘性体が発生する抵抗力が、前記移動体が前記移動方向にて移動する速度に、比例係数である粘性係数を乗じた値を大きさとして有し、且つ、当該移動体が移動する方向と逆方向へ働くと想定することによって構築されたスループット推定装置。
  15. 　請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
    　前記スループットを取得するスループット取得手段と、
    　前記数理モデルを特定するためのモデルパラメータを、前記取得されたスループットと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて推定するモデルパラメータ推定手段と、
    　を備えるスループット推定装置。
  16. 　請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載のスループット推定装置であって、
    　前記無線リンク品質情報は、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に基づく値であるスループット推定装置。
  17. 　請求項１６に記載のスループット推定装置であって、
    　前記無線リンク品質情報は、チャネル品質インジケータを平滑化処理した値であるスループット推定装置。
  18. 　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得し、
    　前記移動局と前記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、前記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定する、スループット推定方法。
  19. 　請求項１８に記載のスループット推定方法であって、
    　前記スループットと前記無線リンク品質情報との関係を表す数理モデルと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定する、スループット推定方法。
  20. 　請求項１９に記載のスループット推定方法であって、
    　前記数理モデルは、前記無線リンク品質情報を変数とした多項式関数と、前記スループットと、が等しいと想定することによって構築されたスループット推定方法。
  21. 　請求項１９に記載のスループット推定方法であって、
    　前記送信装置が前記移動局へ単位時間あたりに送信する前記データの量である送信レートを取得し、
    　前記スループットと前記無線リンク品質情報と前記送信レートとの関係を表す前記数理モデルと、前記取得された送信レートと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定する、スループット推定方法。
  22. 　情報処理装置に、
    　移動体通信網において移動局と基地局との間で確立されている無線リンクの品質を表す無線リンク品質情報を取得し、
    　前記移動局と前記無線リンクを介して通信可能に接続された送信装置により送信されたデータを、当該移動局が単位時間あたりに受信する量であるスループットを、前記取得された無線リンク品質情報に基づいて推定する、処理を実行させるためのスループット推定プログラム。
  23. 　請求項２２に記載のスループット推定プログラムであって、
    　前記情報処理装置に、
    　前記スループットと前記無線リンク品質情報との関係を表す数理モデルと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定する、処理を実行させるように構成されたスループット推定プログラム。
  24. 　請求項２３に記載のスループット推定プログラムであって、
    　前記数理モデルは、前記無線リンク品質情報を変数とした多項式関数と、前記スループットと、が等しいと想定することによって構築されたスループット推定プログラム。
  25. 　請求項２３に記載のスループット推定プログラムであって、
    　前記情報処理装置に、
    　前記送信装置が前記移動局へ単位時間あたりに送信する前記データの量である送信レートを取得し、
    　前記スループットと前記無線リンク品質情報と前記送信レートとの関係を表す前記数理モデルと、前記取得された送信レートと、前記取得された無線リンク品質情報と、に基づいて前記スループットを推定する、処理を実行させるように構成されたスループット推定プログラム。
PCT/JP2011/006684 2011-01-28 2011-11-30 スループット推定装置 WO2012101709A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/979,698 US9271186B2 (en) 2011-01-28 2011-11-30 Throughput estimation device
EP11857085.2A EP2670185B1 (en) 2011-01-28 2011-11-30 Throughput estimation device
JP2012554501A JP5835234B2 (ja) 2011-01-28 2011-11-30 スループット推定装置
CN201180065997.3A CN103329591B (zh) 2011-01-28 2011-11-30 吞吐量估计设备和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-016232 2011-01-28
JP2011016232 2011-01-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012101709A1 true WO2012101709A1 (ja) 2012-08-02

Family

ID=46580322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/006684 WO2012101709A1 (ja) 2011-01-28 2011-11-30 スループット推定装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9271186B2 (ja)
EP (1) EP2670185B1 (ja)
JP (1) JP5835234B2 (ja)
CN (1) CN103329591B (ja)
WO (1) WO2012101709A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015122703A (ja) * 2013-12-25 2015-07-02 日本電信電話株式会社 スループット測定装置及びスループット測定方法
WO2018235697A1 (ja) * 2017-06-19 2018-12-27 日本電気株式会社 送信装置、通信システム、通信方法、及び記録媒体

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10440705B2 (en) * 2012-12-05 2019-10-08 Origin Wireless, Inc. Method, apparatus, server, and systems of time-reversal technology
WO2015059878A1 (ja) * 2013-10-22 2015-04-30 国立大学法人東京農工大学 粘性係数算出装置、押込試験装置、引張試験装置、粘性係数算出方法およびプログラム
US10397816B2 (en) * 2014-12-09 2019-08-27 Qualcomm Incorporated Wireless local area network throughput estimation
US9591527B2 (en) * 2015-03-10 2017-03-07 Qualcomm Incorporated Enhanced mechanism to achieve better throughput in X+GSM MSMS devices
US10778718B2 (en) * 2016-09-16 2020-09-15 Salesforce.Com, Inc. Phishing detection and prevention

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004254025A (ja) 2003-02-19 2004-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 帯域推定方法及びシステム
JP2005244851A (ja) 2004-02-27 2005-09-08 Kddi Corp ネットワーク性能評価装置およびその方法
JP2007116329A (ja) 2005-10-19 2007-05-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線ｌａｎスループット測定装置および無線ｌａｎスループット測定方法
JP2008258877A (ja) 2007-04-04 2008-10-23 Nec Corp 帯域測定システム、通信装置、帯域測定方法および帯域測定プログラム
JP2008278207A (ja) 2007-04-27 2008-11-13 Nec Corp 可用帯域幅推定システム、ストリームデータ配信システム、方法、及び、プログラム
WO2008143026A1 (ja) 2007-05-24 2008-11-27 Nec Corporation スループット推定方法及びシステム
JP2009182650A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Kyocera Corp 無線通信装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040179480A1 (en) * 2003-03-13 2004-09-16 Attar Rashid Ahmed Method and system for estimating parameters of a link for data transmission in a communication system
JP4080950B2 (ja) * 2003-05-30 2008-04-23 京セラ株式会社 端末装置
US7197013B2 (en) * 2004-03-01 2007-03-27 Cisco Technology, Inc. Quality evaluation for wireless communication networks
US7852746B2 (en) * 2004-08-25 2010-12-14 Qualcomm Incorporated Transmission of signaling in an OFDM-based system
CN1805326A (zh) * 2005-01-11 2006-07-19 松下电器产业株式会社 多用户多输入多输出系统的跨层联合优化方法及装置
JP4636282B2 (ja) 2005-01-12 2011-02-23 日本電気株式会社 ユーザスループット地理的分布推定システムおよびユーザスループット地理的分布推定方法
US7515538B2 (en) * 2005-10-13 2009-04-07 Microsoft Corporation Probabilistic estimation of achievable maximum throughput from wireless interface
WO2009022599A1 (ja) 2007-08-14 2009-02-19 Ntt Docomo, Inc. 受信装置及びデータ取得方法
KR101152854B1 (ko) 2007-12-27 2012-06-12 교세라 가부시키가이샤 무선통신장치
US8139528B2 (en) * 2008-01-28 2012-03-20 Qualcomm Incorporated Adaptive transmission of resource utilization messages
US8036168B2 (en) * 2008-01-29 2011-10-11 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for link adaptation by stochastically selecting a transmit parameter
CN101615974B (zh) 2008-06-27 2012-11-14 富士通株式会社 用于通信系统的调制编码集合的设计方法和装置
US8644288B2 (en) * 2008-07-31 2014-02-04 Motorola Mobility Llc Uplink spatial division multiple access (SDMA) user pairing and scheduling
US8184551B2 (en) * 2008-08-08 2012-05-22 Broadcom Corporation Throughput-based rate adaptation for wireless transmissions
US8848549B2 (en) * 2008-09-17 2014-09-30 Qualcomm Incorporated Optimizing throughput in a wireless communication system
US20100098047A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-22 Tzero Technologies, Inc. Setting a data rate of encoded data of a transmitter
US8340586B2 (en) 2008-11-19 2012-12-25 T-Mobile Usa, Inc. System and method for link adaptation for variable link conditions
US8427942B2 (en) * 2010-06-03 2013-04-23 Deutsche Telekom Ag Method, apparatus, and system for connecting a mobile client to wireless networks

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004254025A (ja) 2003-02-19 2004-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 帯域推定方法及びシステム
JP2005244851A (ja) 2004-02-27 2005-09-08 Kddi Corp ネットワーク性能評価装置およびその方法
JP2007116329A (ja) 2005-10-19 2007-05-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線ｌａｎスループット測定装置および無線ｌａｎスループット測定方法
JP2008258877A (ja) 2007-04-04 2008-10-23 Nec Corp 帯域測定システム、通信装置、帯域測定方法および帯域測定プログラム
JP2008278207A (ja) 2007-04-27 2008-11-13 Nec Corp 可用帯域幅推定システム、ストリームデータ配信システム、方法、及び、プログラム
WO2008143026A1 (ja) 2007-05-24 2008-11-27 Nec Corporation スループット推定方法及びシステム
JP2009182650A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Kyocera Corp 無線通信装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HIROSHI YOSHIDA ET AL.: "Analysis of Network Dynamics by Viscoelastic Material Model", IEICE TECHNICAL REPORT. IN, JOHO NETWORK, vol. 109, no. 449, 25 February 2010 (2010-02-25), pages 349 - 354, XP008170501 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015122703A (ja) * 2013-12-25 2015-07-02 日本電信電話株式会社 スループット測定装置及びスループット測定方法
WO2018235697A1 (ja) * 2017-06-19 2018-12-27 日本電気株式会社 送信装置、通信システム、通信方法、及び記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012101709A1 (ja) 2014-06-30
EP2670185B1 (en) 2019-12-25
US9271186B2 (en) 2016-02-23
CN103329591A (zh) 2013-09-25
EP2670185A4 (en) 2017-05-17
EP2670185A1 (en) 2013-12-04
CN103329591B (zh) 2016-06-15
JP5835234B2 (ja) 2015-12-24
US20130301411A1 (en) 2013-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5835234B2 (ja) スループット推定装置
Yildirim et al. Prediction of optimal parallelism level in wide area data transfers
US8848736B2 (en) Method and apparatus for transmitting data
CN113169896B (zh) 网络度量的连续校准
JP2008258877A (ja) 帯域測定システム、通信装置、帯域測定方法および帯域測定プログラム
US20120150936A1 (en) Distribution system
JP5626223B2 (ja) 可用帯域幅推定装置
JP5804060B2 (ja) パラメータ推定装置、パラメータ推定方法、及び、パラメータ推定プログラム
Ahuja et al. Network selection based on available link bandwidth in multi-access networks
JP5532045B2 (ja) 通信システム
JP2018019368A (ja) 通信品質推定装置、通信品質推定方法及びプログラム
CN115499657A (zh) 视频码率自适应网络的训练方法、应用方法、装置及设备
JP2015033095A (ja) 情報処理システム、情報処理装置及びプログラム
Nakimuli et al. Exploiting radio access information to improve performance of remote-controlled mobile robots in MEC-based 5G networks
Oghogho Throughput dependence on SNR in IEEE802. 11 WLAN systems
Lim et al. Estimating the number of competing terminals by cost-reference particle filtering in non-saturated wireless-LAN
Haller et al. Bilateral Teleoperation in the Presence of Jitter: Communication Performance Evaluation and Control
Aschenbruck et al. An integrated simulation environment for sensor data fusion applications in wireless mesh networks
Johnsson Bandwidth measurements in wired and wireless networks
WO2015107898A1 (ja) 送信装置、送信方法およびプログラム記録媒体
Bigdeli et al. Design of a robust AQM strategy for dynamic TCP/AQM networks based on CDM
CN113439416B (zh) 连续校准的网络系统
Wang et al. Measurement and analysis of online gaming services on mobile WiMAX networks
Hága et al. Pathsensor: Towards efficient available bandwidth measurement
Menkovski et al. QoE Active Control

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13522151

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11857085

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2012554501

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011857085

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13979698

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE