WO2014087765A1 - Terminal and communication system - Google Patents

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WO2014087765A1
WO2014087765A1 PCT/JP2013/079331 JP2013079331W WO2014087765A1 WO 2014087765 A1 WO2014087765 A1 WO 2014087765A1 JP 2013079331 W JP2013079331 W JP 2013079331W WO 2014087765 A1 WO2014087765 A1 WO 2014087765A1
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packet
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congestion
content server
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PCT/JP2013/079331
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一範 小澤
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日本電気株式会社
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/11Identifying congestion
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/36Flow control; Congestion control by determining packet size, e.g. maximum transfer unit [MTU]
    • H04L47/365Dynamic adaptation of the packet size
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18Negotiating wireless communication parameters
    • H04W28/22Negotiating communication rate

Definitions

  • the present invention relates to a terminal such as a portable terminal connected to a network, and more particularly to a terminal used for a communication system that performs congestion control of video / audio / audio communication and content distribution data by a packet.
  • LTE Long Term Evolution
  • EPC Evolved Packet Core
  • circuit switching for voice calls and videophone calls and packet switching for sending data are configured as separate systems.
  • voice call data, videophone data, content distribution data, and so-called data signals flow together on the same packet communication path.
  • data signals application data, document data, photo data, etc.
  • Patent Document 1 discloses a packet transfer control device that performs packet transfer rate control.
  • the packet transfer control device disclosed in Patent Document 1 includes a line congestion state determination unit, a transfer rate control determination unit, and a packet processing unit.
  • the line congestion state determination unit determines whether the backbone line is congested based on the accumulated packet total amount that is the accumulated value of the packet size for a plurality of packets.
  • the transfer rate control determination unit selects one or more IP (Internet Protocol) flows having a hop count value lower than the threshold value.
  • the packet processing unit determines whether the IP flow selected by the transfer rate control determination unit is a TCP (Transmission Control Protocol) packet.
  • TCP Transmission Control Protocol
  • the packet processing unit performs the following three types of packet processing. Apply. Specifically, 1) In the case of an outgoing packet from the server, the CE (Consultation Experience) bit of ECN (Explicit Connection Notification) is set in the TCP header. 2) In the case of a reply packet returned from the client, the advertisement window size of the TCP header is reduced and changed. 3) In the case of an acknowledgment (Ack) packet, the transmission timing of the packet to the backbone line is delayed. If it is not a TCP packet, the packet is discarded.
  • JP 2004-320452 A ([0051] to [0057])
  • QCI Quality Class Id
  • S-GW Packet data network Gateway
  • QoS Quality of Service
  • Parameters such as (Maximum Bit Rate) and GBR (Guaranteed Bit Rate) are set, and QoS is controlled for each packet.
  • Patent Document 1 merely discloses a packet transfer control device that selects one or more IP flows having a hop count value lower than a threshold value when the backbone line is congested.
  • Patent Document 1 does not recognize the above-described problem relating to the deterioration of QoE, and does not disclose any specific configuration of a terminal such as a mobile terminal.
  • An object of the present invention is to provide a terminal capable of avoiding QoE degradation.
  • a first aspect of the present invention is a terminal connected to a network and receiving requested content from a content server via the network, and a content file or a content stream corresponding to the requested content is transmitted from the content server via the network.
  • a packet reception unit that receives the packet as a packet, a congestion detection unit that detects network congestion based on the packet received by the packet reception unit, and a network server that detects congestion of the network when the congestion detection unit detects network congestion.
  • a packet transmission control unit for notifying a request to change the file size of the content using the reverse direction of the network.
  • a second aspect of the present invention is a terminal that is connected to a network and receives requested content from a content server via the network.
  • a content file or a content stream corresponding to the requested content is transmitted from the content server via the network.
  • a packet receiving unit that receives the packet, a congestion detection unit that detects network congestion based on the packet received by the packet receiving unit, and a network server that detects congestion of the network when the congestion detection unit detects network congestion.
  • a packet transmission control unit for notifying a request for changing the content rate by using a reverse direction of the network.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a connection configuration of a communication system to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the mobile terminal according to the first embodiment of the present invention used in the communication system shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a mobile terminal according to the second embodiment of the present invention used in the communication system shown in FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication system to which the present invention is applied.
  • a configuration in which the mobile LTE / EPC packet network 150 is used as the network is shown.
  • a packet transfer control device 190 shows a configuration using P-GW (Packet data network Gateway) or S-GW (Serving Gateway) or both.
  • the mobile terminal is assumed to be a so-called Galapagos mobile phone, a smartphone, or a tablet.
  • a user requests content from the content server 145 of the Internet network 140, and the content server 145 distributes the requested content to the mobile terminal 170 via the mobile network 150.
  • the mobile terminal 170 detects congestion by receiving congestion information by ECN (Explicit Connection Notification) for downlink packets received from the mobile network 150 is shown. .
  • ECN express Connection Notification
  • the outdoor LTE radio base station apparatus (eNodeB apparatus) 194 detects a congestion state in the wireless network
  • the mobile terminal 170 is in a congested state by setting a CE (Congestion Experience) bit in the field.
  • the request message is The eNodeB device 194 and the packet transfer control device 190 are transferred to the content server 145 on the Internet 140.
  • the HTTP (hyper transfer protocol) / TCP (transmission control protocol) protocol is used for the request message.
  • the PCRF device 191 inputs the IP address and port number of the mobile terminal 170 from the packet transfer control device 190 in at least one of the upstream and downstream directions. If necessary, the PCRF device 191 also inputs parameters such as a desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR (Guaranteed Bit Rate), etc. from the packet transfer control device 190 as QoS information. Next, the PCRF device 191 generates a QoS parameter for QoS control.
  • MBR Maximum Bit Rate
  • GBR Guard Bit Rate
  • the QoS parameter for QoS control is at least one of QCI (Quality Class Identifier) which is a value for identifying a QoS class, ARP (Allocation and Retention Priority) indicating the priority of resource reservation and retention, MBR, and GBR. is there.
  • QCI Quality Class Identifier
  • ARP Allocation and Retention Priority
  • MBR Resource reservation and retention
  • GBR GBR
  • the MBR and the GBR are used as they are when received from the packet transfer control device 190, and are generated by the PCRF device 191 when there is no reception.
  • the PCRF device 191 generates at least one of these four types of QoS parameters for each of the uplink direction and the downlink direction, and sends them to the packet transfer control device 190.
  • the packet transfer control device 190 inputs at least one of four types of QoS parameters, QCI, ARP, MBR, and GBR, for each traffic data from the PCRF device 191. That is, the packet transfer control device 190 receives at least one of four types of QoS parameters for the content distribution traffic in the downlink direction from the RCRF device 191 and performs packet transfer control according to the set value of the QoS parameters.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile terminal 170.
  • the mobile terminal 170 includes a packet receiving unit 250, a packet transmitting unit 251, a video / audio / audio decoder 253, a rate setting unit 254, and a congestion detection unit 255.
  • the packet receiving unit 250 first receives a downlink packet transmitted from the eNodeB apparatus 194 in FIG. Then, the packet receiving unit 250 extracts information on the IP header portion and payload data from the received packet.
  • the packet receiving unit 250 sends information in the IP header part to the congestion detection unit 255 and sends payload data to the video / audio / audio decoder 253.
  • an RTP / UDP (user datagram protocol) / IP packet is used as the protocol of the received packet.
  • the congestion detection unit 255 inputs the information of the IP header portion of the downstream packet, and checks the ECN (Explicit Connection Notification) field of the IP header portion. When the CE bit is set in the ECN field, the congestion detection unit 255 indicates that the downlink network from the eNodeB device 194 to the portable terminal 170 or the downlink network from the packet transfer control device 190 to the portable terminal 170 is congested.
  • the rate setting unit 254 changes the setting of the requested content rate. For example, when content with a bit rate of 1 Mbps at the maximum is requested before the congestion, the rate setting unit 254 changes the bit rate to 512 kbps at the maximum after the congestion, and sets the changed rate (bit rate).
  • the packet is transmitted to the packet transmission unit 251.
  • the video / audio / audio decoder 253 inputs payload data from the packet receiving unit 250, operates the video / audio / audio decoder, and inputs a video / audio / audio compression-encoded bitstream included in the payload data.
  • the packet transmitting unit 251 receives the changed rate value from the rate setting unit 254, sets the packet in the reverse direction, that is, in the upstream direction, and then transmits the packet.
  • HTTP HyperText Transfer Protocol
  • a file name having a desired file size can be specified in the HTTP message.
  • the packet in which these are written in the HTTP message reaches the content server 145 of FIG. 1 via the eNodeB device 194 and the packet transfer control device 190 as an upstream network.
  • the combination of the rate setting unit 254 and the packet transmission unit 251 makes a request to the content server 145 to change the content file size or a request to change the content rate when the congestion of the network 150 is detected. It functions as a packet transmission control unit that notifies using the reverse direction of the network 150.
  • the content server 145 in FIG. 1 identifies the bit rate, bandwidth, or file name in the HTTP message sent from the mobile terminal 170, reads the content at the changed rate, and distributes the content to the mobile terminal 170.
  • an HTTP message is used as a request to change the rate to the content server 145.
  • an RTCP RTP Control Protocol
  • an RTCP-APP APPLICATION SPECIFIC
  • the rate change value and file name can also be written in these.
  • SIP Session Initiation Protocol
  • SDP Session Description Protocol
  • RTSP Real Time Streaming Protocol
  • SDP can be used as a request to change the rate to the content server 145.
  • congestion detection uses ECN information, but other information can also be used.
  • the mobile network 150 may be a 3G network, and the packet transfer control device 190 may be an SGSN (Serving GPRS Support Node) or a GGSN (Gateway GPRS Support Node).
  • an IP network such as NGN (Next Generation Network) can be used instead of the 3G network.
  • NGN Next Generation Network
  • a W-LAN Wireless Local Area Network
  • the portable terminal 170 can be realized by a program executed by a computer. That is, the mobile terminal 170 may be configured by a packet transmission / reception control processor (not shown) and a storage device (not shown).
  • the storage device stores a packet transmission / reception control program.
  • the packet transmission / reception control processor performs the above-described packet transmission / reception control operation according to the packet transmission / reception control program stored in the storage device.
  • FIG. 3 shows a configuration in which portable terminal 170A estimates a network bandwidth and calculates a rate to be changed based on the estimated value when congestion is detected.
  • the constituent elements having the same numbers as those in FIG. 2 perform the same operations as in FIG.
  • the mobile terminal 170A has the same configuration as the mobile terminal 170 shown in FIG.
  • the bandwidth estimation unit 257 is the nth immediately after the congestion detection in the packet reception unit 250 according to the following equation (1).
  • T (n) R (n) ⁇ S (n) (1)
  • T (n), R (n), and S (n) indicate the delay time of the nth packet, the reception time of the nth packet, and the transmission time of the nth packet, respectively. .
  • W is the estimated bandwidth of the network
  • D is the time smoothed value of the received data size
  • ST is the time smoothed value of the delay time.
  • the band estimation unit 257 outputs the estimated band W to the rate setting unit 258.
  • the rate setting unit 258 sets the changed rate in order to change the content rate.
  • the content server 145 supports a plurality of different bit rate files for the same content.
  • the rate setting unit 254 receives the bandwidth estimation value W of the downstream network from the bandwidth estimation unit 257, and from the plurality of rates supported by the requested content, A rate satisfying equation (3) is selected and set to the changed rate.
  • B (i) is the i-th rate among the N types of rates supported by the requested content, and 1 ⁇ i ⁇ N.
  • N is the number of bit rates supported by the requested content, and is set to 5, for example.
  • the rate setting unit 254 selects a higher bit rate.
  • the rate setting unit 258 selects 512 kbps and sends it to the packet transmission unit 251. Therefore, the combination of the bandwidth estimation unit 257, the rate setting unit 258, and the packet transmission unit 251 changes the request for changing the file size of the content to the content server 145 or the content rate when the congestion of the network 150 is detected. It functions as a packet transmission control unit that notifies a request to be made using the reverse direction of the network 150. This is the end of the description of the configuration of the second exemplary embodiment of the present invention, but various modifications are possible. In the second embodiment, the HTTP message is used as a request to change the rate to the content server 145.
  • an RTCP RTP Control Protocol
  • RTCP-APP APPLICATION SPECIFIC
  • SIP Session Initiation Protocol
  • SDP Session Description Protocol
  • RTSP Real Time Streaming Protocol
  • SDP can be used as a request to change the rate to the content server 145.
  • ECN information is used to detect congestion, but other information can also be used.
  • the mobile network 150 may be a 3G network
  • the packet transfer control device 190 may be an SGSN (Serving GPRS Support Node) or a GGSN (Gateway GPRS Support Node).
  • an IP network such as NGN (Next Generation Network) can be used instead of the 3G network.
  • a W-LAN Wireless Local Area Network
  • the portable terminal 170A can be realized by a program executed by a computer. That is, the mobile terminal 170A may be composed of a packet transmission / reception control processor (not shown) and a storage device (not shown). The storage device stores a packet transmission / reception control program.
  • the packet transmission / reception control processor performs the above-described packet transmission / reception control operation according to the packet transmission / reception control program stored in the storage device.
  • effects of the second exemplary embodiment of the present invention will be described.
  • the second embodiment of the present invention when network congestion is detected at a terminal, a request to change the file size of the requested content or a request to change the content rate is sent to the content server. It is possible to notify using the direction. As a result, it is possible to avoid a congestion state, and there is an effect that it is possible to avoid deterioration of QoE (Quality of Experience) such as the sound being interrupted and the screen being frozen at the terminal.
  • QoE Quality of Experience
  • (Appendix 1) A terminal connected to the network and receiving the requested content from the content server via the network; A packet receiving unit that receives a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network; A congestion detector that detects congestion of the network based on the packet received by the packet receiver; A packet transmission control unit for notifying the content server of a request to change the file size of the content using the reverse direction of the network when the congestion detection unit detects congestion of the network; A terminal comprising: (Appendix 2) The terminal according to appendix 1, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from the received packet and detects congestion of the network.
  • the request to change the file size of the content is HTTP (hyper transfer protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP (Session Description Protocol RTP (SIP) (Session Initiation Protocol DTP / STP
  • HTTP hyper transfer protocol
  • RTSP Real Time Streaming Protocol
  • SDP Session Description Protocol RTP (SIP)
  • Session Initiation Protocol DTP / STP The terminal according to any one of appendices 1 to 3, wherein any one selected from the group of Control Protocol (RTP) and RTCP-APP (RTP Control Protocol-APPlication specific) is used.
  • the packet transmission control unit A bandwidth estimation unit that estimates a bandwidth of the network based on the received packet when the congestion detection unit detects congestion of the network; A rate setting unit that calculates a file size to be changed based on the estimated bandwidth; A packet transmission unit for notifying the content server of a request to change the file size of the content based on the calculated file size;
  • the terminal according to any one of supplementary notes 1 to 4, further comprising: (Appendix 6)
  • a communication system comprising: the terminal according to any one of appendices 1 to 5, the content server, and a packet transfer control device that transfers the packet between the terminal and the content server via the network. .
  • (Appendix 7) A terminal connected to the network and receiving the requested content from the content server via the network; A packet receiving unit that receives a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network; A congestion detector that detects congestion of the network based on the packet received by the packet receiver; A packet transmission control unit for notifying the content server of a request to change the content rate using the reverse direction of the network when the congestion detection unit detects congestion of the network; A terminal comprising: (Appendix 8) The terminal according to appendix 7, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from the received packet and detects congestion of the network.
  • the packet transmission control unit A bandwidth estimation unit that estimates a bandwidth of the network based on the received packet when the congestion detection unit detects congestion of the network; A rate setting unit that calculates a rate to be changed based on the estimated bandwidth; A packet transmission unit for notifying the content server of a request to change the content rate based on the calculated rate;
  • a communication system comprising: the terminal according to any one of appendices 7 to 11, the content server, and a packet transfer control device that transfers the packet between the terminal and the content server via the network. .
  • the packet transmission / reception control method extracts the congestion information by checking an ECN (Explicit Connection Notification) field in an IP (Internet protocol) header portion of the received packet.
  • the request to change the file size of the content is HTTP (hyper transfer protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP (Session Description Protocol RTP (SIP) (Session Initiation Protocol DTP / STP
  • the packet transmission / reception control method according to any one of appendices 13 to 15, using any one selected from the group of Control Protocol) and RTCP-APP (RTP Control Protocol-APPspecific).
  • the packet transmission control step includes: A bandwidth estimation step of estimating the bandwidth of the network based on the received packet when congestion of the network is detected; A rate setting step for calculating a file size to be changed based on the estimated bandwidth; A packet transmission step of notifying the content server of a request to change the file size of the content based on the calculated file size;
  • the packet transmission / reception control method according to any one of supplementary notes 13 to 16, including: (Appendix 18) A packet transmission / reception control method in a terminal connected to a network and receiving requested content from a content server via the network, A packet receiving step of receiving a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network; A congestion detection step of detecting congestion of the network based on the received packet; A packet transmission control step for notifying the content server of a request to change the content rate using the reverse direction of the network when congestion of the network is detected; Packet transmission / reception control method including (Appendix 19) 19.
  • the packet transmission / reception control method according to appendix 18, wherein the congestion detection step detects congestion of the network by extracting congestion information from the received packet.
  • (Appendix 21) The request to change the content rate is HTTP (hyper transfer protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP (Session Description Protocol R (Protocol Protocol), SIP (Session Initiation Protocol R) (CTP). 21.
  • the packet transmission / reception control method includes: A bandwidth estimation step of estimating the bandwidth of the network based on the received packet when congestion of the network is detected; A rate setting step for calculating a rate to be changed based on the estimated bandwidth; A packet transmission step of notifying the content server of a request to change the content rate based on the calculated rate;
  • the packet transmission / reception control method according to any one of appendices 18 to 21, comprising:
  • (Appendix 23) A computer-readable recording medium recording a packet transmission / reception control program that causes a computer that is a terminal connected to a network to receive requested content from a content server via the network, the packet transmission / reception control program comprising: On the computer, A packet reception procedure for receiving a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network; A congestion detection procedure for

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Abstract

In order to prevent any deterioration in quality of experience (QoE), this terminal, which is connected to a network and receives requested content from a content server via said network, is provided with the following: a packet reception unit that receives from the content server, via the network, packets constituting a content file or content stream corresponding to the requested content; a congestion detection unit that detects network congestion on the basis of the received packets; and a packet transmission control unit that, if network congestion has been detected, uses the reverse direction of the network to send the content server a request to change the file size of the content or a request to change the rate of the content.

Description

端末および通信システムTerminal and communication system
 本発明は、ネットワークに接続される携帯端末などの端末に関し、特に、パケットにより映像/音声/オーディオ通信やコンテンツ配信データの輻輳制御を行なう通信システムに使用される端末に関する。 The present invention relates to a terminal such as a portable terminal connected to a network, and more particularly to a terminal used for a communication system that performs congestion control of video / audio / audio communication and content distribution data by a packet.
 近年、モバイルネットワークでも大容量化、高速化が進展し、LTE(Long Term Evolution)やEPC(Evolved Packet Core)などのシステムが導入開始されている。
 従来の通信システムでは、音声通話やTV電話を行なう回線交換と、データを流すパケット交換とは別々のシステムから構成されていた。それに対して、LTE/EPCシステムでは、同じパケット通信路に、音声通話データやTV電話データやコンテンツ配信データなどといわゆるデータ信号(アプリケーションデータ、ドキュメントデータ、写真データなど)とを一緒に流すことを特徴とする。さらに、携帯端末としては、従来型のいわゆるガラパゴス携帯だけでなく、スマートフォンやタブレットなどの、いわゆるスマートデバイスの普及が加速化している。
 これにより、LTE/EPCシステムでは、従来の通信システムとは比較にならない膨大なデータ量のパケットが、パケット通信路を流れることになる。
 そのため、LTE/EPCシステムにおいては、パケット転送レート制御を行う必要がある。例えば、特開2004−320452号公報(特許文献1)は、パケット転送レート制御を行うパケット転送制御装置を開示している。
 この特許文献1に開示されたパケット転送制御装置は、回線輻輳状態判定部と、転送レート制御決定部と、パケット加工処理部とを備える。回線輻輳状態判定部は、複数パケットに対しパケットサイズの累積値である累積パケット総量にもとづき、バックボーン回線が輻輳かどうかを判別する。転送レート制御決定部は、バックボーン回線が輻輳状態との判定のときは、しきい値を下回るホップカウント値を有する1以上のIP(Internet Protocol)フローを選択する。パケット加工処理部は、転送レート制御決定部で選択されたIPフローに対し、TCP(Transmission Control Protocol)パケットか否かを判別し、TCPパケットの場合は、次に述べる3種のパケット加工処理を施す。
 具体的には、1)サーバからの発信パケットの場合は、TCPヘッダにECN(Explicit Congestion Notification)のCE(Congestion Experience)ビットをセットする。2)クライアントから返信される返信パケットの場合は、TCPヘッダの広告ウィンドゥサイズを縮小変更する。3)確認応答(Ack)パケットの場合は、当該パケットのバックボーン回線に対する送出タイミングを遅らせる。なお、TCPパケットでない場合は、パケットを廃棄する。
In recent years, the capacity and speed of mobile networks have been increased, and systems such as LTE (Long Term Evolution) and EPC (Evolved Packet Core) have begun to be introduced.
In conventional communication systems, circuit switching for voice calls and videophone calls and packet switching for sending data are configured as separate systems. On the other hand, in the LTE / EPC system, voice call data, videophone data, content distribution data, and so-called data signals (application data, document data, photo data, etc.) flow together on the same packet communication path. Features. Furthermore, as mobile terminals, the spread of so-called smart devices such as smartphones and tablets as well as conventional so-called Galapagos mobiles is accelerating.
Thereby, in the LTE / EPC system, a packet with a huge amount of data that cannot be compared with the conventional communication system flows through the packet communication path.
Therefore, in the LTE / EPC system, it is necessary to perform packet transfer rate control. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2004-320452 (Patent Document 1) discloses a packet transfer control device that performs packet transfer rate control.
The packet transfer control device disclosed in Patent Document 1 includes a line congestion state determination unit, a transfer rate control determination unit, and a packet processing unit. The line congestion state determination unit determines whether the backbone line is congested based on the accumulated packet total amount that is the accumulated value of the packet size for a plurality of packets. When determining that the backbone line is in a congested state, the transfer rate control determination unit selects one or more IP (Internet Protocol) flows having a hop count value lower than the threshold value. The packet processing unit determines whether the IP flow selected by the transfer rate control determination unit is a TCP (Transmission Control Protocol) packet. In the case of a TCP packet, the packet processing unit performs the following three types of packet processing. Apply.
Specifically, 1) In the case of an outgoing packet from the server, the CE (Consultation Experience) bit of ECN (Explicit Connection Notification) is set in the TCP header. 2) In the case of a reply packet returned from the client, the advertisement window size of the TCP header is reduced and changed. 3) In the case of an acknowledgment (Ack) packet, the transmission timing of the packet to the backbone line is delayed. If it is not a TCP packet, the packet is discarded.
特開2004−320452号公報([0051]~[0057])JP 2004-320452 A ([0051] to [0057])
 パケット転送制御装置(例えばEPCのP−GW:Packet data network GateWayやS−GW:Serving GateWay)では、これまでは、QoS(Quality of Service)を制御するパラメータとして、QCI(Quality Class Identifier)、MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(Guaranteed Bit Rate)などのパラメータを設定して、パケット毎にQoSを制御している。
 しかしながら、LTE/EPCシステム全体のネットワークの帯域幅は、トラヒック量の時間的な変動に依存して時間的に変動するため、QCI(Quality Class Identifier)、MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(Guaranteed Bit Rate)などのパラメータ値の設定による転送制御は十分ではなく、最悪の場合は端末で画面がフリーズする、音が途切れる、などといった、QoE(Quality of Experience)の劣化に関する課題が発生する恐れがあった。
 尚、特許文献1は、バックボーン回線が輻輳状態のときに、しきい値を下回るホップカウント値を有する1以上のIPフローを選択する、パケット転送制御装置を開示しているに過ぎない。すなわち、特許文献1では、上述したQoEの劣化に関する課題の認識がないし、携帯端末などの端末の具体的な構成についても何ら開示していない。
 本発明の目的は、QoEの劣化を回避することができる、端末を提供することにある。
Until now, in packet transfer control devices (for example, EPC P-GW: Packet data network Gateway or S-GW: Serving Gateway), QCI (Quality Class Id) is used as a parameter for controlling QoS (Quality of Service). Parameters such as (Maximum Bit Rate) and GBR (Guaranteed Bit Rate) are set, and QoS is controlled for each packet.
However, since the network bandwidth of the entire LTE / EPC system varies temporally depending on the temporal variation of the traffic volume, QCI (Quality Class Identifier), MBR (Maximum Bit Rate), GBR (Guaranteed Bit Rate) Transfer control by setting parameter values such as (Rate) is not sufficient, and in the worst case, there is a risk of problems related to quality of experience (QoE) degradation, such as the screen being frozen on the terminal or the sound being interrupted. It was.
Note that Patent Document 1 merely discloses a packet transfer control device that selects one or more IP flows having a hop count value lower than a threshold value when the backbone line is congested. That is, Patent Document 1 does not recognize the above-described problem relating to the deterioration of QoE, and does not disclose any specific configuration of a terminal such as a mobile terminal.
An object of the present invention is to provide a terminal capable of avoiding QoE degradation.
 本発明の第1の形態は、ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信する端末であって、要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、コンテンツサーバからネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信部と、このパケット受信部が受信したパケットに基づいて、ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、この輻輳検出部がネットワークの輻輳を検出した場合に、コンテンツサーバに対しコンテンツのファイルサイズを変更する要求をネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御部と、を備えることを特徴とする。
 本発明の第2の形態は、ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバからネットワークを介して受信する端末であって、要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、コンテンツサーバからネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信部と、このパケット受信部が受信したパケットに基づいて、ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、この輻輳検出部がネットワークの輻輳を検出した場合に、コンテンツサーバに対しコンテンツのレートを変更する要求をネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御部と、を備えることを特徴とする。
A first aspect of the present invention is a terminal connected to a network and receiving requested content from a content server via the network, and a content file or a content stream corresponding to the requested content is transmitted from the content server via the network. A packet reception unit that receives the packet as a packet, a congestion detection unit that detects network congestion based on the packet received by the packet reception unit, and a network server that detects congestion of the network when the congestion detection unit detects network congestion. And a packet transmission control unit for notifying a request to change the file size of the content using the reverse direction of the network.
A second aspect of the present invention is a terminal that is connected to a network and receives requested content from a content server via the network. A content file or a content stream corresponding to the requested content is transmitted from the content server via the network. A packet receiving unit that receives the packet, a congestion detection unit that detects network congestion based on the packet received by the packet receiving unit, and a network server that detects congestion of the network when the congestion detection unit detects network congestion. A packet transmission control unit for notifying a request for changing the content rate by using a reverse direction of the network.
 本発明によれば、トラヒックが統計値に比べ大幅に変化した場合でも、輻輳状態を回避することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to avoid a congestion state even when the traffic changes significantly compared to the statistical value.
 図1は、本発明が適用される通信システムの接続構成を示すブロック図である。
 図2は、図1に示した通信システムに使用される、本発明の第1の実施形態に係る携帯端末の構成を示すブロック図である。
 図3は、図1に示した通信システムに使用される、本発明の第2の実施形態に係る携帯端末の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a connection configuration of a communication system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the mobile terminal according to the first embodiment of the present invention used in the communication system shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a mobile terminal according to the second embodiment of the present invention used in the communication system shown in FIG.
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態と動作について詳細に説明する。
 図1は本発明が適用される通信システムの構成を示すブロック図である。ここでは、ネットワークとしてはモバイルLTE/EPCパケットネットワーク150を用いる場合の構成を示している。
 また図1の通信システムにおいては、後述するパケット転送制御装置190は、P−GW(Packet data network GateWay)またはS−GW(Serving GateWay)またはそれらの両者を用いる場合の構成を示している。また携帯端末は、いわゆるガラパゴス携帯、スマートフォン、タブレットを想定している。
 図1の通信システムでは、ユーザがインターネット網140のコンテンツサーバ145にコンテンツを要求し、コンテンツサーバ145が要求されたコンテンツをモバイルネットワーク150を介して携帯端末170に対しコンテンツを配信する例を示している。
 図1の通信システムでは、輻輳検出の一例として、携帯端末170が、モバイルネットワーク150から受信した下り方向のパケットに対しECN(Explicit Congestion Notification)による輻輳情報を受信して輻輳を検出する構成について示す。なお、ここでは、屋外型LTE無線基地局装置(eNodeB装置)194が無線ネットワークでの輻輳状態を検出すると、eNodeB装置194が携帯端末170へ送出する下りパケットのIP(internet protocol)ヘッダ部のECNフィールドに、CE(Congestion Experience)ビットをたてることにより、携帯端末170に輻輳状態であることを通知するものとする。
 図1の通信システムにおいて、携帯端末170は、コンテンツの要求として、例えば、コンテンツサーバのURL(uniform resource locator)、コンテンツサーバのIP(internet protocol)アドレスをコンテンツサーバ145に送出すると、当該要求メッセージは、eNodeB装置194ならびにパケット転送制御装置190を経由して、インターネット140上のコンテンツサーバ145に転送される。ここでは、一例として、当該要求メッセージなどには、HTTP(hyper transfer protocol)/TCP(transmission control protocol)のプロトコルを用いるものとする。
 PCRF装置191は、上りならびに下り方向の少なくとも一方に対して、携帯端末170のIPアドレス、ポート番号をパケット転送制御装置190から入力する。さらに必要であれば、PCRF装置191は、希望QoSクラス、MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(Guaranteed Bit Rate)などのパラメータもQoS情報としてパケット転送制御装置190から入力する。
 次に、PCRF装置191は、QoS制御のためのQoSパラメータを生成する。QoS制御のためのQoSパラメータは、QoSクラスを識別する値であるQCI(Quality Class Identifier)、リソースの確保と保持の優先度を表すARP(Allocation and Retention Priority)、MBR、GBRの少なくとも一つである。ここで、MBRとGBRは、パケット転送制御装置190から受信する場合はそのまま使い、受信がない場合はPCRF装置191が生成する。
 PCRF装置191は、上り方向ならびに下り方向の各々に対し、これら4種類のQoSパラメータの少なくとも一つを生成し、パケット転送制御装置190に送出する。携帯端末170に対しては、トラヒックがコンテンツ配信であることから、下りのQoSパラメータの値は、例えば、QCI=6(TCP−based www)、ARP=6、GBR=512kbps、MBR=1Mbpsと設定する。
 パケット転送制御装置190は、PCRF装置191から、トラヒックデータ毎に、QCI、ARP、MBR、GBRの4種のQoSパラメータの少なくとも一つを入力する。すなわち、パケット転送制御装置190は、コンテンツ配信トラヒックの下り方向に対する4種類のQoSパラメータの少なくとも一つをRCRF装置191から入力し、QoSパラメータの設定値に従い、パケットの転送制御を行なう。
[第1の実施形態]
 次に、図2を用いて、本発明の第1の実施形態に係る携帯端末170の構成について説明する。図2は、携帯端末170の構成を示すブロック図である。
 図2に示されるように、携帯端末170は、パケット受信部250と、パケット送信部251と、映像/オーディオ/音声デコーダ253と、レート設定部254と、輻輳検出部255とから構成される。
 図2において、パケット受信部250は、まず、図1のeNodeB装置194から送出された下り方向のパケットを受信する。そして、パケット受信部250は、その受信したパケットから、IPヘッダ部分の情報とペイロードデータとを抽出する。パケット受信部250は、IPヘッダ部分の情報を輻輳検出部255に送出し、ペイロードデータを映像/オーディオ/音声デコーダ253に送出する。ここでは、受信パケットのプロトコルとして、RTP/UDP(user datagram protocol)/IPパケットを用いるものとする。
 輻輳検出部255は、下り方向のパケットのIPヘッダ部分の情報を入力し、IPヘッダ部のECN(Explicit Congestion Notification)フィールドをチェックする。輻輳検出部255は、ECNフィールドにCEビットがたっている場合、eNodeB装置194から携帯端末170までの下り方向のネットワークまたは、パケット転送制御装置190から携帯端末170までの下り方向のネットワークが輻輳状態であると検出し、下り方向の輻輳検出情報をレート設定部254に送出する。
 レート設定部254は、輻輳検出部255から、下り方向の輻輳検出情報を入力した場合、要求したコンテンツのレートの設定を変更する。例えば、輻輳前は最大で1Mbpsのビットレートのコンテンツを要求していた場合、レート設定部254は、輻輳後はビットレートを最大で512kbpsに変更することとし、変更後のレート(ビットレート)をパケット送信部251に送出する。
 映像/オーディオ/音声デコーダ253は、パケット受信部250からペイロードデータを入力し、映像/オーディオ/音声デコーダを動作させて、ペイロードデータに含まれる映像/オーディオ/音声の圧縮符号化ビットストリームを入力し、これらを復号し、復号して得た映像を表示し、再生音声信号を出力する。
 パケット送信部251は、レート設定部254から、変更後のレート値を入力し、逆方向、つまり、上り方向のパケットに設定した上で、前記パケットを送出する。ここで、プロトコルとしてHTTPを用いる場合に、コンテンツサーバ145がビットレートのメッセージまたはbandwidthのメッセージを受け付ける場合は、HTTPのメッセージ中で”bit rate=”として変更後のビットレートを指定するか、または、”bandwidth=”として変更後のビットレートを指定することができる。
 なお、コンテンツサーバ145が同一タイトルに対し、ビットレートの異なる複数個のファイルを保有する場合は、所望のファイルサイズとなるファイル名をHTTPメッセージの中で指定することもできる。これらがHTTPメッセージに書き込まれた当該パケットは、上り方向のネットワークとして、eNodeB装置194ならびにパケット転送制御装置190を経由し、図1のコンテンツサーバ145に到達する。
 このように、レート設定部254とパケット送信部251との組み合わせは、ネットワーク150の輻輳を検出した場合に、コンテンツサーバ145に対しコンテンツのファイルサイズを変更する要求またはコンテンツのレートを変更する要求をネットワーク150の逆の方向を用いて通知するパケット送信制御部として働く。
 図1のコンテンツサーバ145は、携帯端末170から送出された、HTTPメッセージの中の、ビットレートまたはbandwidthまたはファイル名を識別し、変更されたレートによるコンテンツを読み出して携帯端末170に向け配信する。
 以上で本発明の第1の実施形態の構成の説明を終えるが、種々の変形が可能である。
 本第1の実施形態では、コンテンツサーバ145に対しレートを変更する要求として、HTTPメッセージを用いたが、別の構成として、RTCP(RTP Control Protocol)パケットやRTCP−APP(APPlication specific)パケットを用いて、これらに、レート変更値やファイル名を記載することもできる。さらに、コンテンツサーバ145に対しレートを変更する要求として、SIP(Session Initiation Protocol)/SDP(Session Description Protocol)やRTSP(Real Time Streaming Protocol)/SDPを用いることもできる。SDPを用いる場合は、例えば、変更後のレートを”b=”のパラメータに含めることもできる。
 なお、第1の実施形態では、輻輳の検出はECN情報を用いたが、他の情報を用いることも出来る。
 また、モバイルネットワーク150は、3Gネットワークとすることもできるし、パケット転送制御装置190に、SGSN(Serving GPRS Support Node)やGGSN(Gateway GPRS Support Node)を用いることも出来る。
 また、3GネットワークではなくNGN(Next Generation Network)などのIPネットワークを用いることもできる。また、eNodeB装置194のかわりに、W−LAN(Wireless Local Area Network)アクセスポイントを用いることも出来る。
 尚、携帯端末170は、コンピュータによって実行されるプログラムによって実現され得る。すなわち、携帯端末170は、パケット送受信制御プロセッサ(図示せず)と記憶装置(図示せず)とから構成されてよい。記憶装置は、パケット送受信制御プログラムを記憶する。この場合、パケット送受信制御プロセッサは、記憶装置に記憶されたパケット送受信制御プログラムに従って上述したパケット送受信制御動作を行う。
 次に、本発明の第1の実施形態の効果について説明する。
 本発明の第1の実施形態によれば、ネットワークの輻輳を端末で検出した場合に、コンテンツサーバに対し、要求したコンテンツのファイルサイズを変更する要求またはコンテンツのレートを変更する要求をネットワークの逆の方向を用いて通知することが可能となる。その結果、輻輳状態を回避することが可能となり、端末で、音が途切れる、画面がフリーズする、といったQoE(Quality of Experience)の劣化を回避することができるという効果がある。さらに、今後、LTE/EPCシステムのパケット通信路を用いて高音質VoIPや高解像度TV電話などのサービスが開始されても、端末側のQoEの劣化を回避することができるという効果がある。
[第2の実施形態]
 次に、図3を参照して、本発明の第2の実施形態に係る携帯端末170Aの構成について説明する。
 図3は、携帯端末170Aにおいて、輻輳検出時に、ネットワークの帯域を推定し、推定値をもとに変更すべきレートを算出する構成を示している。図3において、図2と同じ番号を付した構成要素は、図2と同じ動作を行うので、それらの説明を省略する。
 携帯端末170Aは、帯域推定部257が追加されていると共に、レート設定部の動作が後述するように変更されている点を除いて、図2に示した携帯端末170と同様の構成を有する。従って、レート設定部に258の参照符号を付してある。
 帯域推定部257は、輻輳検出部255からの出力信号が、下り方向のネットワークの輻輳を検出したことを示す場合、下記の式(1)に従い、パケット受信部250において輻輳検出の直後の第n時刻以降に受信したパケットに対し、当該パケットの遅延時間T(n)を測定する。
 T(n) = R(n) −S(n)       (1)
ここで、T(n)、R(n)、S(n)は、それぞれ、第n番目のパケットの遅延時間、第n番目のパケットの受信時刻、第n番目のパケットの送信時刻、を示す。
 さらに、帯域推定部257は、後続の連続する複数個のパケットに対しても遅延値を測定し、時間方向に平滑化した上で、下記の式(2)から、下り方向のネットワークの帯域Wを推定する。
 W = D/ST             (2)
ここで、Wはネットワークの推定帯域、Dは受信したデータサイズの時間平滑化値、STは遅延時間の時間平滑化値、をそれぞれ示す。
 そして、帯域推定部257は、推定した帯域Wをレート設定部258に出力する。
 レート設定部258は、輻輳検出部255から下り方向の輻輳検出情報を入力した場合、コンテンツのレートを変更するために変更後のレートを設定する。ここで、コンテンツサーバ145が保有するコンテンツは同一コンテンツに対し複数の異なるビットレートのファイルがサポートされているものとする。このような場合、具体的には、レート設定部254は、帯域推定部257から、下り方向のネットワークの帯域推定値Wを入力し、要求したコンテンツがサポートする複数のレートの中から、下記の式(3)を満たすレートを選択し、これを変更後のレートに設定する。
 B(i) < W            (3)
ここで、B(i)は、要求したコンテンツがサポートしているN種類のレートのうちのi番目のレートであり、1<i<Nである。ここで、Nは、要求したコンテンツがサポートするビットレートの個数であり、例えば5とする。
 ここで、式(3)を満たすビットレートとして、256kbpsと512kbpsの2種類があった場合に、レート設定部254はビットレートの高い方のレートを選択する。従って、ここでは、レート設定部258は、512kbpsを選択し、これをパケット送信部251に送出する。
 したがって、帯域推定部257とレート設定部258とパケット送信部251との組み合わせは、ネットワーク150の輻輳を検出した場合に、コンテンツサーバ145に対しコンテンツのファイルサイズを変更する要求またはコンテンツのレートを変更する要求をネットワーク150の逆の方向を用いて通知するパケット送信制御部として働く。
 以上で本発明の第2の実施形態の構成の説明を終えるが、種々の変形が可能である。
 本第2の実施形態では、コンテンツサーバ145に対しレートを変更する要求として、HTTPメッセージを用いる構成を示したが、別の構成として、RTCP(RTP Control Protocol)パケットやRTCP−APP(APPlication specific)パケットを用いて、これらに、レート変更値やファイル名を記載することもできる。さらに、コンテンツサーバ145に対しレートを変更する要求として、SIP(Session Initiation Protocol)/SDP(Session Description Protocol)やRTSP(Real Time Streaming Protocol)/SDPを用いることもできる。SDPを用いる場合は、例えば、変更後のレートを”b=”のパラメータに含めることもできる。
 なお、第2の実施形態では、輻輳の検出はECN情報を用いているが、他の情報を用いることも出来る。
 また、モバイルネットワーク150は、3Gネットワークとすることもできるし、パケット転送制御装置190に、SGSN(Serving GPRS Support Node)やGGSN(Gateway GPRS Support Node)を用いることも出来る。
 また、3GネットワークではなくNGN(Next Generation Network)などのIPネットワークを用いることもできる。また、eNodeB装置194のかわりに、W−LAN(Wireless Local Area Network)アクセスポイントを用いることも出来る。
 尚、携帯端末170Aは、コンピュータによって実行されるプログラムによって実現され得る。すなわち、携帯端末170Aは、パケット送受信制御プロセッサ(図示せず)と記憶装置(図示せず)とから構成されてよい。記憶装置は、パケット送受信制御プログラムを記憶する。この場合、パケット送受信制御プロセッサは、記憶装置に記憶されたパケット送受信制御プログラムに従って上述したパケット送受信制御動作を行う。
 次に、本発明の第2の実施形態の効果について説明する。
 本発明の第2の実施形態によれば、ネットワークの輻輳を端末で検出した場合に、コンテンツサーバに対し、要求したコンテンツのファイルサイズを変更する要求またはコンテンツのレートを変更する要求をネットワークの逆の方向を用いて通知することが可能となる。その結果、輻輳状態を回避することが可能となり、端末で、音が途切れる、画面がフリーズする、といったQoE(Quality of Experience)の劣化を回避することができるという効果がある。さらに、今後、LTE/EPCシステムのパケット通信路を用いて高音質VoIPや高解像度TV電話などのサービスが開始されても、端末側のQoEの劣化を回避することができるという効果がある。
 以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
 ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信する端末であって、
 前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信部と、
 前記パケット受信部が受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、
 前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御部と、
を備えることを特徴とする端末。
(付記2)
 前記輻輳検出部は、前記受信したパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする付記1に記載の端末。
(付記3)
 前記輻輳検出部は、前記受信したパケットのIP(internet protocol)ヘッダ部のECN(Explicit Congestion Notification)フィールドをチェックすることにより、前記輻輳情報を抽出する、ことを特徴とする付記2に記載の端末。
(付記4)
 前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求は、HTTP(hyper transfer protocol)、RTSP(Real Time Streaming Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、SIP(Session Initiation Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、RTCP(RTP Control Protocol)、およびRTCP−APP(RTP Control Protocol−APPlication specific)のグループから選択されたいずれか1つを用いることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載の端末。
(付記5)
 前記パケット送信制御部は、
 前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記受信したパケットに基づいて前記ネットワークの帯域を推定する帯域推定部と、
 該推定した帯域に基づいて、変更すべきファイルサイズを算出するレート設定部と、
 前記算出したファイルサイズに基づいて、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求を通知するパケット送信部と、
を備えることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載の端末。
(付記6)
 付記1乃至5のいずれか1つに記載の端末と、前記コンテンツサーバと、前記ネットワークを介して前記端末と前記コンテンツサーバとの間で前記パケットを転送するパケット転送制御装置と、を含む通信システム。
(付記7)
 ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信する端末であって、
 前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信部と、
 前記パケット受信部が受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、
 前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのレートを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御部と、
を備えることを特徴とする端末。
(付記8)
 前記輻輳検出部は、前記受信したパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、ことを特徴とする付記7に記載の端末。
(付記9)
 前記輻輳検出部は、前記受信したパケットのIP(internet protocol)ヘッダ部のECN(Explicit Congestion Notification)フィールドをチェックすることにより、前記輻輳情報を抽出する、ことを特徴とする付記8に記載の端末。
(付記10)
 前記コンテンツのレートを変更する要求は、HTTP(hyper transfer protocol)、RTSP(Real Time Streaming Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、SIP(Session Initiation Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、RTCP(RTP Control Protocol)、およびRTCP−APP(RTP Control Protocol−APPlication specific)のグループから選択されたいずれか1つを用いることを特徴とする付記7乃至9のいずれか1つに記載の端末。
(付記11)
 前記パケット送信制御部は、
 前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記受信したパケットに基づいて前記ネットワークの帯域を推定する帯域推定部と、
 該推定した帯域に基づいて、変更すべきレートを算出するレート設定部と、
 前記算出したレートに基づいて、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのレートを変更する要求を通知するパケット送信部と、
を備えることを特徴とする付記7乃至10のいずれか1つに記載の端末。
(付記12)
 付記7乃至11のいずれか1つに記載の端末と、前記コンテンツサーバと、前記ネットワークを介して前記端末と前記コンテンツサーバとの間で前記パケットを転送するパケット転送制御装置と、を含む通信システム。
(付記13)
 ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信する端末におけるパケット送受信制御方法であって、
 前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信ステップと、
 前記受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出ステップと、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御ステップと、
を含むパケット送受信制御方法。
(付記14)
 前記輻輳検出ステップは、前記受信したパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、付記13に記載のパケット送受信制御方法。
(付記15)
 前記輻輳検出ステップは、前記受信したパケットのIP(internet protocol)ヘッダ部のECN(Explicit Congestion Notification)フィールドをチェックすることにより、前記輻輳情報を抽出する、付記14に記載のパケット送受信制御方法。
(付記16)
 前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求は、HTTP(hyper transfer protocol)、RTSP(Real Time Streaming Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、SIP(Session Initiation Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、RTCP(RTP Control Protocol)、およびRTCP−APP(RTP Control Protocol−APPlication specific)のグループから選択されたいずれか1つを用いる、付記13乃至15のいずれか1つに記載のパケット送受信制御方法。
(付記17)
 前記パケット送信制御ステップは、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記受信したパケットに基づいて前記ネットワークの帯域を推定する帯域推定ステップと、
 該推定した帯域に基づいて、変更すべきファイルサイズを算出するレート設定ステップと、
 前記算出したファイルサイズに基づいて、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求を通知するパケット送信ステップと、
を含む付記13乃至16のいずれか1つに記載のパケット送受信制御方法。
(付記18)
 ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信する端末におけるパケット送受信制御方法であって、
 前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信ステップと、
 前記受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出ステップと、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのレートを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御ステップと、
を含むパケット送受信制御方法。
(付記19)
 前記輻輳検出ステップは、前記受信したパケットから輻輳情報を抽出して、前記ネットワークの輻輳を検出する、付記18に記載のパケット送受信制御方法。
(付記20)
 前記輻輳検出ステップは、前記受信したパケットのIP(internet protocol)ヘッダ部のECN(Explicit Congestion Notification)フィールドをチェックすることにより、前記輻輳情報を抽出する、付記19に記載のパケット送受信制御方法。
(付記21)
 前記コンテンツのレートを変更する要求は、HTTP(hyper transfer protocol)、RTSP(Real Time Streaming Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、SIP(Session Initiation Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、RTCP(RTP Control Protocol)、およびRTCP−APP(RTP Control Protocol−APPlication specific)のグループから選択されたいずれか1つを用いる、付記18乃至20のいずれか1つに記載のパケット送受信制御方法。
(付記22)
 前記パケット送信制御ステップは、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記受信したパケットに基づいて前記ネットワークの帯域を推定する帯域推定ステップと、
 該推定した帯域に基づいて、変更すべきレートを算出するレート設定ステップと、
 前記算出したレートに基づいて、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのレートを変更する要求を通知するパケット送信ステップと、
を含む、付記18乃至21のいずれか1つに記載のパケット送受信制御方法。
(付記23)
 ネットワークに接続された端末であるコンピュータに、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信させるパケット送受信制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記パケット送受信制御プログラムは、前記コンピュータに、
 前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信手順と、
 前記受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出手順と、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御手順と、
を実行させる記録媒体。
(付記24)
 ネットワークに接続された端末であるコンピュータに、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信させるパケット送受信制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記パケット送受信制御プログラムは、前記コンピュータに、
 前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信手順と、
 前記受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出手順と、
 前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのレートを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御手順と、
を実行させる記録媒体。
Hereinafter, embodiments and operations of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication system to which the present invention is applied. Here, a configuration in which the mobile LTE / EPC packet network 150 is used as the network is shown.
Further, in the communication system of FIG. 1, a packet transfer control device 190 (to be described later) shows a configuration using P-GW (Packet data network Gateway) or S-GW (Serving Gateway) or both. The mobile terminal is assumed to be a so-called Galapagos mobile phone, a smartphone, or a tablet.
In the communication system of FIG. 1, an example is shown in which a user requests content from the content server 145 of the Internet network 140, and the content server 145 distributes the requested content to the mobile terminal 170 via the mobile network 150. Yes.
In the communication system of FIG. 1, as an example of congestion detection, a configuration in which the mobile terminal 170 detects congestion by receiving congestion information by ECN (Explicit Connection Notification) for downlink packets received from the mobile network 150 is shown. . Here, when the outdoor LTE radio base station apparatus (eNodeB apparatus) 194 detects a congestion state in the wireless network, the ECN of the IP (Internet protocol) header portion of the downlink packet that the eNodeB apparatus 194 sends to the mobile terminal 170 It is assumed that the mobile terminal 170 is in a congested state by setting a CE (Congestion Experience) bit in the field.
In the communication system of FIG. 1, when the mobile terminal 170 sends, for example, a content server URL (uniform resource locator) and a content server IP (internet protocol) address to the content server 145 as a content request, the request message is The eNodeB device 194 and the packet transfer control device 190 are transferred to the content server 145 on the Internet 140. Here, as an example, the HTTP (hyper transfer protocol) / TCP (transmission control protocol) protocol is used for the request message.
The PCRF device 191 inputs the IP address and port number of the mobile terminal 170 from the packet transfer control device 190 in at least one of the upstream and downstream directions. If necessary, the PCRF device 191 also inputs parameters such as a desired QoS class, MBR (Maximum Bit Rate), GBR (Guaranteed Bit Rate), etc. from the packet transfer control device 190 as QoS information.
Next, the PCRF device 191 generates a QoS parameter for QoS control. The QoS parameter for QoS control is at least one of QCI (Quality Class Identifier) which is a value for identifying a QoS class, ARP (Allocation and Retention Priority) indicating the priority of resource reservation and retention, MBR, and GBR. is there. Here, the MBR and the GBR are used as they are when received from the packet transfer control device 190, and are generated by the PCRF device 191 when there is no reception.
The PCRF device 191 generates at least one of these four types of QoS parameters for each of the uplink direction and the downlink direction, and sends them to the packet transfer control device 190. For the mobile terminal 170, since the traffic is content delivery, the values of the downstream QoS parameters are set, for example, as QCI = 6 (TCP-based www), ARP = 6, GBR = 512 kbps, MBR = 1 Mbps. To do.
The packet transfer control device 190 inputs at least one of four types of QoS parameters, QCI, ARP, MBR, and GBR, for each traffic data from the PCRF device 191. That is, the packet transfer control device 190 receives at least one of four types of QoS parameters for the content distribution traffic in the downlink direction from the RCRF device 191 and performs packet transfer control according to the set value of the QoS parameters.
[First Embodiment]
Next, the configuration of the mobile terminal 170 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile terminal 170.
As illustrated in FIG. 2, the mobile terminal 170 includes a packet receiving unit 250, a packet transmitting unit 251, a video / audio / audio decoder 253, a rate setting unit 254, and a congestion detection unit 255.
In FIG. 2, the packet receiving unit 250 first receives a downlink packet transmitted from the eNodeB apparatus 194 in FIG. Then, the packet receiving unit 250 extracts information on the IP header portion and payload data from the received packet. The packet receiving unit 250 sends information in the IP header part to the congestion detection unit 255 and sends payload data to the video / audio / audio decoder 253. Here, it is assumed that an RTP / UDP (user datagram protocol) / IP packet is used as the protocol of the received packet.
The congestion detection unit 255 inputs the information of the IP header portion of the downstream packet, and checks the ECN (Explicit Connection Notification) field of the IP header portion. When the CE bit is set in the ECN field, the congestion detection unit 255 indicates that the downlink network from the eNodeB device 194 to the portable terminal 170 or the downlink network from the packet transfer control device 190 to the portable terminal 170 is congested. It detects that there is, and sends down congestion detection information to the rate setting unit 254.
When the congestion detection information in the downlink direction is input from the congestion detection unit 255, the rate setting unit 254 changes the setting of the requested content rate. For example, when content with a bit rate of 1 Mbps at the maximum is requested before the congestion, the rate setting unit 254 changes the bit rate to 512 kbps at the maximum after the congestion, and sets the changed rate (bit rate). The packet is transmitted to the packet transmission unit 251.
The video / audio / audio decoder 253 inputs payload data from the packet receiving unit 250, operates the video / audio / audio decoder, and inputs a video / audio / audio compression-encoded bitstream included in the payload data. These are decoded, the video obtained by decoding is displayed, and the reproduced audio signal is output.
The packet transmitting unit 251 receives the changed rate value from the rate setting unit 254, sets the packet in the reverse direction, that is, in the upstream direction, and then transmits the packet. Here, when HTTP is used as the protocol, if the content server 145 accepts a bit rate message or a bandwidth message, specify the changed bit rate as “bit rate =” in the HTTP message, or , “Bandwidth =” can be used to specify the changed bit rate.
When the content server 145 has a plurality of files with different bit rates for the same title, a file name having a desired file size can be specified in the HTTP message. The packet in which these are written in the HTTP message reaches the content server 145 of FIG. 1 via the eNodeB device 194 and the packet transfer control device 190 as an upstream network.
As described above, the combination of the rate setting unit 254 and the packet transmission unit 251 makes a request to the content server 145 to change the content file size or a request to change the content rate when the congestion of the network 150 is detected. It functions as a packet transmission control unit that notifies using the reverse direction of the network 150.
The content server 145 in FIG. 1 identifies the bit rate, bandwidth, or file name in the HTTP message sent from the mobile terminal 170, reads the content at the changed rate, and distributes the content to the mobile terminal 170.
Although the description of the configuration of the first embodiment of the present invention has been completed above, various modifications are possible.
In the first embodiment, an HTTP message is used as a request to change the rate to the content server 145. However, as another configuration, an RTCP (RTP Control Protocol) packet or an RTCP-APP (APPLICATION SPECIFIC) packet is used. The rate change value and file name can also be written in these. Furthermore, SIP (Session Initiation Protocol) / SDP (Session Description Protocol) or RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP can be used as a request to change the rate to the content server 145. In the case of using SDP, for example, the changed rate can be included in the parameter “b =”.
In the first embodiment, congestion detection uses ECN information, but other information can also be used.
The mobile network 150 may be a 3G network, and the packet transfer control device 190 may be an SGSN (Serving GPRS Support Node) or a GGSN (Gateway GPRS Support Node).
In addition, an IP network such as NGN (Next Generation Network) can be used instead of the 3G network. Further, instead of the eNodeB device 194, a W-LAN (Wireless Local Area Network) access point may be used.
The portable terminal 170 can be realized by a program executed by a computer. That is, the mobile terminal 170 may be configured by a packet transmission / reception control processor (not shown) and a storage device (not shown). The storage device stores a packet transmission / reception control program. In this case, the packet transmission / reception control processor performs the above-described packet transmission / reception control operation according to the packet transmission / reception control program stored in the storage device.
Next, effects of the first exemplary embodiment of the present invention will be described.
According to the first embodiment of the present invention, when network congestion is detected at a terminal, a request to change the file size of the requested content or a request to change the content rate is sent to the content server. It is possible to notify using the direction. As a result, it is possible to avoid a congestion state, and there is an effect that it is possible to avoid deterioration of QoE (Quality of Experience) such as the sound being interrupted and the screen being frozen at the terminal. Furthermore, even if services such as high sound quality VoIP and high resolution TV phone are started using the packet communication path of the LTE / EPC system in the future, there is an effect that deterioration of QoE on the terminal side can be avoided.
[Second Embodiment]
Next, the configuration of a mobile terminal 170A according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 shows a configuration in which portable terminal 170A estimates a network bandwidth and calculates a rate to be changed based on the estimated value when congestion is detected. In FIG. 3, the constituent elements having the same numbers as those in FIG. 2 perform the same operations as in FIG.
The mobile terminal 170A has the same configuration as the mobile terminal 170 shown in FIG. 2 except that a band estimation unit 257 is added and the operation of the rate setting unit is changed as will be described later. Therefore, the reference numeral 258 is attached to the rate setting unit.
When the output signal from the congestion detection unit 255 indicates that the downstream network congestion has been detected, the bandwidth estimation unit 257 is the nth immediately after the congestion detection in the packet reception unit 250 according to the following equation (1). For a packet received after the time, the delay time T (n) of the packet is measured.
T (n) = R (n) −S (n) (1)
Here, T (n), R (n), and S (n) indicate the delay time of the nth packet, the reception time of the nth packet, and the transmission time of the nth packet, respectively. .
Further, the bandwidth estimation unit 257 measures delay values for a plurality of subsequent consecutive packets, smooths them in the time direction, and then obtains the bandwidth W of the downstream network from the following equation (2). Is estimated.
W = D / ST (2)
Here, W is the estimated bandwidth of the network, D is the time smoothed value of the received data size, and ST is the time smoothed value of the delay time.
Then, the band estimation unit 257 outputs the estimated band W to the rate setting unit 258.
When the downlink congestion detection information is input from the congestion detection unit 255, the rate setting unit 258 sets the changed rate in order to change the content rate. Here, it is assumed that the content server 145 supports a plurality of different bit rate files for the same content. In such a case, specifically, the rate setting unit 254 receives the bandwidth estimation value W of the downstream network from the bandwidth estimation unit 257, and from the plurality of rates supported by the requested content, A rate satisfying equation (3) is selected and set to the changed rate.
B (i) <W (3)
Here, B (i) is the i-th rate among the N types of rates supported by the requested content, and 1 <i <N. Here, N is the number of bit rates supported by the requested content, and is set to 5, for example.
Here, when there are two types of bit rates satisfying Expression (3), 256 kbps and 512 kbps, the rate setting unit 254 selects a higher bit rate. Therefore, here, the rate setting unit 258 selects 512 kbps and sends it to the packet transmission unit 251.
Therefore, the combination of the bandwidth estimation unit 257, the rate setting unit 258, and the packet transmission unit 251 changes the request for changing the file size of the content to the content server 145 or the content rate when the congestion of the network 150 is detected. It functions as a packet transmission control unit that notifies a request to be made using the reverse direction of the network 150.
This is the end of the description of the configuration of the second exemplary embodiment of the present invention, but various modifications are possible.
In the second embodiment, the HTTP message is used as a request to change the rate to the content server 145. However, as another configuration, an RTCP (RTP Control Protocol) packet or an RTCP-APP (APPLICATION SPECIFIC) is used. Using a packet, a rate change value and a file name can be written in these. Furthermore, SIP (Session Initiation Protocol) / SDP (Session Description Protocol) or RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP can be used as a request to change the rate to the content server 145. In the case of using SDP, for example, the changed rate can be included in the parameter “b =”.
In the second embodiment, ECN information is used to detect congestion, but other information can also be used.
The mobile network 150 may be a 3G network, and the packet transfer control device 190 may be an SGSN (Serving GPRS Support Node) or a GGSN (Gateway GPRS Support Node).
In addition, an IP network such as NGN (Next Generation Network) can be used instead of the 3G network. Further, instead of the eNodeB device 194, a W-LAN (Wireless Local Area Network) access point may be used.
The portable terminal 170A can be realized by a program executed by a computer. That is, the mobile terminal 170A may be composed of a packet transmission / reception control processor (not shown) and a storage device (not shown). The storage device stores a packet transmission / reception control program. In this case, the packet transmission / reception control processor performs the above-described packet transmission / reception control operation according to the packet transmission / reception control program stored in the storage device.
Next, effects of the second exemplary embodiment of the present invention will be described.
According to the second embodiment of the present invention, when network congestion is detected at a terminal, a request to change the file size of the requested content or a request to change the content rate is sent to the content server. It is possible to notify using the direction. As a result, it is possible to avoid a congestion state, and there is an effect that it is possible to avoid deterioration of QoE (Quality of Experience) such as the sound being interrupted and the screen being frozen at the terminal. Furthermore, even if services such as high sound quality VoIP and high resolution TV phone are started using the packet communication path of the LTE / EPC system in the future, there is an effect that deterioration of QoE on the terminal side can be avoided.
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(Appendix 1)
A terminal connected to the network and receiving the requested content from the content server via the network;
A packet receiving unit that receives a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
A congestion detector that detects congestion of the network based on the packet received by the packet receiver;
A packet transmission control unit for notifying the content server of a request to change the file size of the content using the reverse direction of the network when the congestion detection unit detects congestion of the network;
A terminal comprising:
(Appendix 2)
The terminal according to appendix 1, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from the received packet and detects congestion of the network.
(Appendix 3)
The terminal according to appendix 2, wherein the congestion detection unit extracts the congestion information by checking an ECN (Explicit Connection Notification) field of an IP (internet protocol) header portion of the received packet. .
(Appendix 4)
The request to change the file size of the content is HTTP (hyper transfer protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP (Session Description Protocol RTP (SIP) (Session Initiation Protocol DTP / STP The terminal according to any one of appendices 1 to 3, wherein any one selected from the group of Control Protocol (RTP) and RTCP-APP (RTP Control Protocol-APPlication specific) is used.
(Appendix 5)
The packet transmission control unit
A bandwidth estimation unit that estimates a bandwidth of the network based on the received packet when the congestion detection unit detects congestion of the network;
A rate setting unit that calculates a file size to be changed based on the estimated bandwidth;
A packet transmission unit for notifying the content server of a request to change the file size of the content based on the calculated file size;
The terminal according to any one of supplementary notes 1 to 4, further comprising:
(Appendix 6)
A communication system comprising: the terminal according to any one of appendices 1 to 5, the content server, and a packet transfer control device that transfers the packet between the terminal and the content server via the network. .
(Appendix 7)
A terminal connected to the network and receiving the requested content from the content server via the network;
A packet receiving unit that receives a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
A congestion detector that detects congestion of the network based on the packet received by the packet receiver;
A packet transmission control unit for notifying the content server of a request to change the content rate using the reverse direction of the network when the congestion detection unit detects congestion of the network;
A terminal comprising:
(Appendix 8)
The terminal according to appendix 7, wherein the congestion detection unit extracts congestion information from the received packet and detects congestion of the network.
(Appendix 9)
The terminal according to appendix 8, wherein the congestion detection unit extracts the congestion information by checking an ECN (Explicit Connection Notification) field of an IP (Internet protocol) header portion of the received packet. .
(Appendix 10)
The request to change the content rate is HTTP (hyper transfer protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP (Session Description Protocol R (Protocol Protocol), SIP (Session Initiation Protocol R) (CTP). 10. The terminal according to any one of appendices 7 to 9, wherein any one selected from the group of Protocol) and RTCP-APP (RTP Control Protocol-APPlication specific) is used.
(Appendix 11)
The packet transmission control unit
A bandwidth estimation unit that estimates a bandwidth of the network based on the received packet when the congestion detection unit detects congestion of the network;
A rate setting unit that calculates a rate to be changed based on the estimated bandwidth;
A packet transmission unit for notifying the content server of a request to change the content rate based on the calculated rate;
The terminal according to any one of appendices 7 to 10, comprising:
(Appendix 12)
A communication system comprising: the terminal according to any one of appendices 7 to 11, the content server, and a packet transfer control device that transfers the packet between the terminal and the content server via the network. .
(Appendix 13)
A packet transmission / reception control method in a terminal connected to a network and receiving requested content from a content server via the network,
A packet receiving step of receiving a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
A congestion detection step of detecting congestion of the network based on the received packet;
A packet transmission control step of notifying the content server of a request to change the file size of the content using the reverse direction of the network when congestion of the network is detected;
Packet transmission / reception control method including
(Appendix 14)
14. The packet transmission / reception control method according to appendix 13, wherein the congestion detection step detects congestion of the network by extracting congestion information from the received packet.
(Appendix 15)
15. The packet transmission / reception control method according to appendix 14, wherein the congestion detection step extracts the congestion information by checking an ECN (Explicit Connection Notification) field in an IP (Internet protocol) header portion of the received packet.
(Appendix 16)
The request to change the file size of the content is HTTP (hyper transfer protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP (Session Description Protocol RTP (SIP) (Session Initiation Protocol DTP / STP The packet transmission / reception control method according to any one of appendices 13 to 15, using any one selected from the group of Control Protocol) and RTCP-APP (RTP Control Protocol-APPspecific).
(Appendix 17)
The packet transmission control step includes:
A bandwidth estimation step of estimating the bandwidth of the network based on the received packet when congestion of the network is detected;
A rate setting step for calculating a file size to be changed based on the estimated bandwidth;
A packet transmission step of notifying the content server of a request to change the file size of the content based on the calculated file size;
The packet transmission / reception control method according to any one of supplementary notes 13 to 16, including:
(Appendix 18)
A packet transmission / reception control method in a terminal connected to a network and receiving requested content from a content server via the network,
A packet receiving step of receiving a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
A congestion detection step of detecting congestion of the network based on the received packet;
A packet transmission control step for notifying the content server of a request to change the content rate using the reverse direction of the network when congestion of the network is detected;
Packet transmission / reception control method including
(Appendix 19)
19. The packet transmission / reception control method according to appendix 18, wherein the congestion detection step detects congestion of the network by extracting congestion information from the received packet.
(Appendix 20)
20. The packet transmission / reception control method according to appendix 19, wherein the congestion detection step extracts the congestion information by checking an ECN (Explicit Connection Notification) field of an IP (Internet protocol) header portion of the received packet.
(Appendix 21)
The request to change the content rate is HTTP (hyper transfer protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP (Session Description Protocol R (Protocol Protocol), SIP (Session Initiation Protocol R) (CTP). 21. The packet transmission / reception control method according to any one of appendices 18 to 20, using any one selected from a group of Protocol) and RTCP-APP (RTP Control Protocol-APPspecific).
(Appendix 22)
The packet transmission control step includes:
A bandwidth estimation step of estimating the bandwidth of the network based on the received packet when congestion of the network is detected;
A rate setting step for calculating a rate to be changed based on the estimated bandwidth;
A packet transmission step of notifying the content server of a request to change the content rate based on the calculated rate;
The packet transmission / reception control method according to any one of appendices 18 to 21, comprising:
(Appendix 23)
A computer-readable recording medium recording a packet transmission / reception control program that causes a computer that is a terminal connected to a network to receive requested content from a content server via the network, the packet transmission / reception control program comprising: On the computer,
A packet reception procedure for receiving a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
A congestion detection procedure for detecting congestion of the network based on the received packet;
A packet transmission control procedure for notifying the content server of a request to change the file size of the content using the reverse direction of the network when congestion of the network is detected;
Recording medium that executes
(Appendix 24)
A computer-readable recording medium recording a packet transmission / reception control program that causes a computer that is a terminal connected to a network to receive requested content from a content server via the network, the packet transmission / reception control program comprising: On the computer,
A packet reception procedure for receiving a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
A congestion detection procedure for detecting congestion of the network based on the received packet;
A packet transmission control procedure for notifying the content server of a request to change the content rate using the reverse direction of the network when congestion of the network is detected;
Recording medium that executes
 140 インターネット網
 145 コンテンツサーバ
 150 モバイルネットワーク
 170、170A 携帯端末
 190 パケット転送制御装置
 191 PCRF装置
 194 eNodeB装置
 250 パケット受信部
 251 パケット送信部
 253 映像/オーディオ/音声デコーダ
 254 レート設定部
 255 輻輳検出部
 257 帯域推定部
 258 レート設定部
 この出願は、2012年12月3日に出願された、日本特許出願第2012−263957号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
140 Internet network 145 Content server 150 Mobile network 170, 170A Mobile terminal 190 Packet transfer control device 191 PCRF device 194 eNodeB device 250 Packet reception unit 251 Packet transmission unit 253 Video / audio / audio decoder 254 Rate setting unit 255 Congestion detection unit 257 Bandwidth Estimating section 258 Rate setting section This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-263957 filed on December 3, 2012, the entire disclosure of which is incorporated herein.

Claims (10)

  1.  ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信する端末であって、
     前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信部と、
     前記パケット受信部が受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、
     前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御部と、
    を備えることを特徴とする端末。
    A terminal connected to the network and receiving the requested content from the content server via the network;
    A packet receiving unit that receives a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
    A congestion detector that detects congestion of the network based on the packet received by the packet receiver;
    A packet transmission control unit for notifying the content server of a request to change the file size of the content using the reverse direction of the network when the congestion detection unit detects congestion of the network;
    A terminal comprising:
  2.  前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求は、HTTP(hyper transfer protocol)、RTSP(Real Time Streaming Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、SIP(Session Initiation Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、RTCP(RTP Control Protocol)、およびRTCP−APP(RTP Control Protocol−APPlication specific)のグループから選択されたいずれか1つを用いることを特徴とする請求項1に記載の端末。 Requests to change the file size of the content are HTTP (hyper transfer protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP (Session Description Protocol Protocol), SIP (Session Initiation Protocol TCP / STP). The terminal according to claim 1, wherein any one selected from a group of Control Protocol) and RTCP-APP (RTP Control Protocol-APPlication specific) is used.
  3.  前記パケット送信制御部は、
     前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記受信したパケットに基づいて前記ネットワークの帯域を推定する帯域推定部と、
     該推定した帯域に基づいて、変更すべきファイルサイズを算出するレート設定部と、
     前記算出したファイルサイズに基づいて、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求を通知するパケット送信部と、
    を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の端末。
    The packet transmission control unit
    A bandwidth estimation unit that estimates a bandwidth of the network based on the received packet when the congestion detection unit detects congestion of the network;
    A rate setting unit that calculates a file size to be changed based on the estimated bandwidth;
    A packet transmission unit for notifying the content server of a request to change the file size of the content based on the calculated file size;
    The terminal according to claim 1, further comprising:
  4.  請求項1乃至3のいずれか1つに記載の端末と、前記コンテンツサーバと、前記ネットワークを介して前記端末と前記コンテンツサーバとの間で前記パケットを転送するパケット転送制御装置と、を含む通信システム。 Communication including the terminal according to any one of claims 1 to 3, the content server, and a packet transfer control device that transfers the packet between the terminal and the content server via the network. system.
  5.  ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信する端末であって、
     前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信部と、
     前記パケット受信部が受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出部と、
     前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのレートを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御部と、
    を備えることを特徴とする端末。
    A terminal connected to the network and receiving the requested content from the content server via the network;
    A packet receiving unit that receives a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
    A congestion detector that detects congestion of the network based on the packet received by the packet receiver;
    A packet transmission control unit for notifying the content server of a request to change the content rate using the reverse direction of the network when the congestion detection unit detects congestion of the network;
    A terminal comprising:
  6.  前記コンテンツのレートを変更する要求は、HTTP(hyper transfer protocol)、RTSP(Real Time Streaming Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、SIP(Session Initiation Protocol)/SDP(Session Description Protocol)、RTCP(RTP Control Protocol)、およびRTCP−APP(RTP Control Protocol−APPlication specific)のグループから選択されたいずれか1つを用いることを特徴とする請求項5に記載の端末。 The request to change the content rate is HTTP (hyper transfer protocol), RTSP (Real Time Streaming Protocol) / SDP (Session Description Protocol Protocol, SIP (Session Initiation Protocol RDP), TCP (Session Initiation Protocol RDP). 6. The terminal according to claim 5, wherein any one selected from a group of Protocol) and RTCP-APP (RTP Control Protocol-APPlication specific) is used.
  7.  前記パケット送信制御部は、
     前記輻輳検出部が前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記受信したパケットに基づいて前記ネットワークの帯域を推定する帯域推定部と、
     該推定した帯域に基づいて、変更すべきレートを算出するレート設定部と、
     前記算出したレートに基づいて、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのレートを変更する要求を通知するパケット送信部と、
    を備えることを特徴とする請求項5又は6に記載の端末。
    The packet transmission control unit
    A bandwidth estimation unit that estimates a bandwidth of the network based on the received packet when the congestion detection unit detects congestion of the network;
    A rate setting unit that calculates a rate to be changed based on the estimated bandwidth;
    A packet transmission unit for notifying the content server of a request to change the content rate based on the calculated rate;
    The terminal according to claim 5 or 6, characterized by comprising:
  8.  請求項5乃至7のいずれか1つに記載の端末と、前記コンテンツサーバと、前記ネットワークを介して前記端末と前記コンテンツサーバとの間で前記パケットを転送するパケット転送制御装置と、を含む通信システム。 Communication including the terminal according to any one of claims 5 to 7, the content server, and a packet transfer control device that transfers the packet between the terminal and the content server via the network. system.
  9.  ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信する端末におけるパケット送受信制御方法であって、
     前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信ステップと、
     前記受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出ステップと、
     前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのファイルサイズを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御ステップと、
    を含むパケット送受信制御方法。
    A packet transmission / reception control method in a terminal connected to a network and receiving requested content from a content server via the network,
    A packet receiving step of receiving a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
    A congestion detection step of detecting congestion of the network based on the received packet;
    A packet transmission control step of notifying the content server of a request to change the file size of the content using the reverse direction of the network when congestion of the network is detected;
    Packet transmission / reception control method including
  10.  ネットワークに接続され、要求したコンテンツをコンテンツサーバから前記ネットワークを介して受信する端末におけるパケット送受信制御方法であって、
     前記要求したコンテンツに対するコンテンツファイルまたはコンテンツストリームを、前記コンテンツサーバから前記ネットワークを介してパケットとして受信するパケット受信ステップと、
     前記受信したパケットに基づいて、前記ネットワークの輻輳を検出する輻輳検出ステップと、
     前記ネットワークの輻輳を検出した場合に、前記コンテンツサーバに対し前記コンテンツのレートを変更する要求を前記ネットワークの逆の方向を用いて通知するパケット送信制御ステップと、
    を含むパケット送受信制御方法。
    A packet transmission / reception control method in a terminal connected to a network and receiving requested content from a content server via the network,
    A packet receiving step of receiving a content file or a content stream for the requested content as a packet from the content server via the network;
    A congestion detection step of detecting congestion of the network based on the received packet;
    A packet transmission control step for notifying the content server of a request to change the content rate using the reverse direction of the network when congestion of the network is detected;
    Packet transmission / reception control method including
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