WO2021060406A1

WO2021060406A1 - 送信側中継装置、システム、方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体

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Publication number: WO2021060406A1
Application number: PCT/JP2020/036122
Authority: WO
Inventors: 佑樹林; 鈴木　順
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2021-04-01
Also published as: EP4037269A1; JP2021052353A; US20240056896A1; EP4037269A4

Abstract

ネットワークを使用した通信の通信リソースを適切に使用すると共に、通信の輻輳を低減することが可能な送信側中継装置、システム、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。本開示に係る送信側中継装置（１１）は、入力パケットの受信レート、入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び符号化パケットの受信側中継装置（１２）でのパケットロス率に基づいて符号化パケットの要求レートを算出する要求レート算出部（１１１）と、入力パケットの生成時刻から符号化パケットの受信側中継装置（１２）での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及びパケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて符号化パケットの許容レートを算出する許容レート算出部（１１２）と、要求レート及び許容レートに基づいて符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出する送信レート算出部（１１３）と、を備える。

Description

送信側中継装置、システム、方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体

　本開示は、送信側中継装置、システム、方法、及びプログラムに関するものであり、特に、ネットワークを使用した通信の通信リソースを適切に使用すると共に、通信の輻輳を低減することが可能な送信側中継装置、システム、方法、及びプログラムに関する。

　有線ネットワークや衛星回線等の専用回線で使用される符号化方式としてレートレス符号が知られている。レートレス符号を使用した通信（転送）方式では、送信側は、入力パケットからランダムに選択した複数のパケットを組み合わせて符号化パケットを生成し送信する。受信側は、符号化パケットを復号できた場合、送信完了を通知するためのＡＣＫを送信側に送信する。送信側は、受信側からＡＣＫを受信するまで符号化パケットを受信側に送信し続ける。このような専用回線では、帯域制限が掛からないため、送信側は、無制限に符号化パケットを生成し送信する。これにより、ネットワークが混雑することがあった。

　ここで、レートレス符号を、専用回線ではない環境、例えば、複数のユーザ（端末装置）が共有する無線ネットワークに適用する場合を考える。この場合、送信側は、帯域制限が掛からないため、ネットワークが輻輳するまでレートレス符号の送信レートを上昇させる。その後、送信側は、ネットワークの輻輳検知後に送信レートを低下させる。また、送信側は、入力パケットの入力レート（受信レート）が低い場合でも、ネットワークの輻輳が発生するまで、複数の符号化パケット送信し続けてしまい、通信リソース（ネットワーク資源）を必要以上に使用する。

　特許文献１の００２４段落には、算出したＲＴＴ（Round Trip Time）、及び取得したエラーレートの情報に基づいて、受信したフィードバック情報に対応する期間で輻輳が発生していたかどうかを判断することが開示されている。また、特許文献１の００２８段落には、輻輳発生の判断結果や、エラーレート、ＲＴＴの情報を用いて符号化レート及びＦＥＣレートを決定することが開示されている。特許文献１には、符号化パケットの要求レート及び符号化パケットの許容レートという２つのレートに基づいて符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出することは開示されていない。

　特許文献２の００３２段落には、追加配信サーバは、フェーズ１で配信に用いた符号化シンボル集合Ａとは異なる符号化シンボル集合Ｂを用い、該符号化シンボル集合Ｂの符号化シンボルを追加配信数だけ配信することが開示されている。また、特許文献２の００５４段落には、各パケットに符号化パラメータを挿入する等により配信毎或いは配信途中に符号化パラメータを変更することが開示されている。特許文献２には、符号化パケットの要求レート及び符号化パケットの許容レートという２つのレートに基づいて符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出することは開示されていない。

　特許文献３の００５９段落には、パケットロス率と往復伝送遅延（ＲＴＴ：Round Trip Time）を計算することが開示されている。また、特許文献３の００７０段落には、パラメータ計算部が、遅延時間の確立分布関数を求め、ユーザから入力される「最大許容遅延」と「保証確立」を代入することで、レートレス符号のパラメータである「一度にエンコードを行うソースパケット数」を求めることが開示されている。特許文献３には、符号化パケットの要求レート及び符号化パケットの許容レートという２つのレートに基づいて符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出することは開示されていない。

特開２００９－２７８５２１号公報特開２００７－１６６４６９号公報国際公開第２０１５／０６０２９７

　上述のように、ネットワークが輻輳するまでレートレス符号の送信レートが上昇するという課題があった。また、通信リソース（ネットワーク資源）を必要以上に使用するという課題があった。

　本開示の目的は、上述した課題のいずれかを解決する送信側中継装置、システム、方法、及びプログラムを提供することにある。

　本開示に係る送信側中継装置は、
　前記送信側中継装置に入力する入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出する要求レート算出部と、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出する許容レート算出部と、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出する送信レート算出部と、
　を備える。

　本開示に係るシステムは、
　送信端末装置と、前記送信端末装置から入力パケットを受信し、符号化パケットを送信する送信側中継装置と、前記符号化パケットを受信し、出力パケットを送信する受信側中継装置と、前記出力パケットを受信する受信端末装置と、を備え、
　前記送信側中継装置は、
　前記送信側中継装置に入力する前記入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して前記符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの前記受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出する要求レート算出部と、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出する許容レート算出部と、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出する送信レート算出部と、を有し、
　前記受信側中継装置は、
　前記符号化パケットを前記送信側中継装置から受信する符号化パケット受信部と、
　前記符号化パケットを復号化して前記出力パケットを生成する復号化部と、
　前記出力パケットを前記受信端末装置に送信するパケット送信部と、
　前記遅延時間及び前記パケットロス率を前記送信側中継装置に送信するＡＣＫ送信部と、を有する。

　本開示に係る方法は、
　送信側中継装置に入力する入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出することと、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出することと、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出することと、
　を備える。

　本開示に係るプログラムは、
　送信側中継装置に入力する入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出することと、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出することと、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出することと、
　をコンピュータに実行させる。

　本開示によれば、ネットワークを使用した通信の通信リソースを適切に使用すると共に、通信の輻輳を低減することが可能な送信側中継装置、システム、方法、及びプログラムを提供することができる。

実施の形態に係る送信側中継装置を例示するブロック図である。実施の形態に係るシステムを例示するブロック図である。レートレス符号の動作を例示する模式図である。実施の形態に係る要求レート算出部の動作を例示するブロック図である。実施の形態に係る許容レート算出部の動作を例示するブロック図である。実施の形態に係る送信レート算出部の動作を例示するブロック図である。複数の送信端末装置と送信側中継装置を例示するブロック図である。実施の形態に係る送信側中継装置の動作を例示するグラフである。実施の形態に係る送信側中継装置の動作を例示するグラフである。

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。

　［実施の形態］
　実施の形態に係る送信側中継装置及びシステムの構成の概要を説明する。
　図１は、実施の形態に係る送信側中継装置を例示するブロック図である。
　図２は、実施の形態に係るシステムを例示するブロック図である。

　図１に示すように、実施の形態に係る送信側中継装置１１は、レート算出部１１ａを備える。レート算出部１１ａは、要求レート算出部１１１と許容レート算出部１１２と送信レート算出部１１３とを備える。

　図２に示すように、実施の形態に係るシステム１０は、送信端末装置１３と、送信側中継装置１１と、受信側中継装置１２と、受信端末装置１４と、を備える。

　送信端末装置１３は、入力パケットを送信側中継装置１１に送信する。

　送信側中継装置１１は、送信端末装置１３から入力パケットを受信し、入力パケットを符号化して符号化パケットを生成し、生成した符号化パケットを、ネットワークを介して受信側中継装置１２に送信する。

　符号化の方式は、例えば、レートレス符号化方式である。

　送信側中継装置１１の要求レート算出部１１１は、送信側中継装置１１に入力する入力パケットの受信レートを算出する。受信レートは、例えば、単位時間当たりに到着した入力パケットの数である。

　要求レート算出部１１１は、入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率を算出する。符号化ロス率は、例えば、一度に符号化したパケット数から算出する。また、符号化ロス率は、符号化パケットを復号するために必要な冗長符号数から算出してもよい。

　要求レート算出部１１１は、符号化パケットの受信側中継装置１２でのパケットロス率を算出する。パケットロス率は、例えば、受信側中継装置１２からの復号完了を通知するためのＡＣＫに含まれる符号化パケットのシーケンス番号から算出してもよい。要求レート算出部１１１は、例えば、ＡＣＫを受信できなかったシーケンス番号に対応する符号化パケットは、受信側中継装置１２に送信する際にロス（損失）したものと判断する。そして、要求レート算出部１１１は、（単位時間当たりのロスした符号化パケットの数／単位時間当たりの送信パケットの全数）をパケットロス率としてもよい。

　要求レート算出部１１１は、受信レート、符号化ロス率、及びパケットロス率に基づいて符号化パケットの要求レートを算出する。具体的な要求レートの計算式は後述する。

　尚、パケットロスをネットワークロス（ＮＷロス）と称することもある。

　許容レート算出部１１２は、入力パケットの生成時刻から符号化パケットの受信側中継装置１２での受信時刻までの時間を示す遅延時間を算出する。許容レート算出部１１２は、例えば、入力パケットに付随する情報として、パケット番号、パケットの生成時刻、及び受信側中継装置１２での受信時刻を、受信側中継装置１２から後述するＡＣＫ受信部１１８を介して受信する。そして、許容レート算出部１１２は、それらの情報に基づいて遅延時間を算出してもよい。許容レート算出部１１２は、算出した遅延時間、及び、要求レート算出部１１１が算出したパケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて符号化パケットの許容レートを算出する。

　尚、許容レート算出部１１２は、ネットワークが輻輳しない許容レート（帯域）をＡＣＫの受信により算出してもよい。

　送信レート算出部１１３は、要求レート算出部１１１が算出した要求レート及び許容レート算出部１１２が算出した許容レートに基づいて符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出する。所定送信レートは、例えば、単位時間当たりに送信する符号化パケットの数である。

　具体的には、送信レート算出部１１３は、要求レート及び許容レートのいずれか小さい方を所定送信レートとする。

　また、送信側中継装置１１は、パケット受信部１１４と符号化部１１５と送信レート制御部１１６と符号化パケット送信部１１７とＡＣＫ受信部１１８とをさらに備える。

　パケット受信部１１４は、入力パケットを受信する。符号化部１１５は、所定送信レートに基づいて入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する。送信レート制御部１１６は、符号化パケットの送信レートが所定送信レートとなるように制御する。符号化パケット送信部１１７は、符号化パケットを受信側中継装置１２に送信する。

　要求レート算出部１１１の代わりに、受信側中継装置１２がパケットロス率を算出し、ＡＣＫ受信部１１８が、入力パケットの生成時刻から符号化パケットの受信側中継装置１２での受信時刻までの時間を示す遅延時間及びパケットロス率を受信側中継装置１２から受信してもよい。

　受信側中継装置１２は、送信側中継装置１１から符号化パケットを受信し、符号化パケットを復号化した出力パケットを受信端末装置１４に送信する。

　受信側中継装置１２は、符号化パケット受信部１２７と、復号化部１２５と、パケット送信部１２４と、ＡＣＫ送信部１２８と、を備える。

　符号化パケット受信部１２７は、符号化パケットを送信側中継装置１１から受信する。復号化部１２５は、符号化パケットを復号化して出力パケットを生成する。パケット送信部１２４は、出力パケットを受信端末装置１４に送信する。

　要求レート算出部１１１の代わりに、受信側中継装置１２がパケットロス率を算出し、ＡＣＫ送信部１２８が、遅延時間及びパケットロス率を送信側中継装置１１に送信してもよい。

　受信端末装置１４は、受信側中継装置１２から出力パケットを受信する。

　ここで、レートレス符号の動作を説明する。
　図３は、レートレス符号の動作を例示する模式図である。

　図３に示すように、送信側中継装置１１は、符号化パケットを、符号化パケット（ａ＋ｂ）、符号化パケット（ａ＋ｂ＋ｃ）、符号化パケット（ｂ＋ｃ）、符号化パケット（ａ＋ｃ）、及び符号化パケット（ａ）の順番で受信側中継装置１２に送信する。ここで、“＋”は、排他的論理和（ＸОＲ：exclusive or）を示す。例えば、符号化パケット（ａ＋ｂ）は、入力パケットａと入力パケットｂとの排他的論理和を示す。

　この例では、符号化パケット（ａ＋ｂ）及び符号化パケット（ｂ＋ｃ）は途中で消失したものとする。この場合、未知数である入力パケットの数は、入力パケットａと入力パケットｂと入力パケットｃの３つである。よって、受信側中継装置１２は、受信した３つの符号化パケットである符号化パケット（ａ＋ｂ＋ｃ）、符号化パケット（ａ＋ｃ）及び符号化パケット（ａ）に基づいて、入力パケットａと入力パケットｂと入力パケットｃを求めることができる。このように、レートレス符号においては、未時数と同じ数の符号化パケットを受信することにより、パケットを復号することができる。

　実施の形態に係る送信側中継装置の詳細を説明する。
　図４は、実施の形態に係る要求レート算出部の動作を例示するブロック図である。

　図４に示すように、要求レート算出部１１１は、送信側中継装置１１に入力する入力パケットの受信レートをパケット受信部１１４から取得する。要求レート算出部１１１は、入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率を符号化部１１５から取得する。要求レート算出部１１１は、符号化パケットの受信側中継装置１２でのパケットロス率をＡＣＫ受信部１１８から取得する。

　要求レート算出部１１１は、受信レート、符号化ロス率、及びパケットロス率を使用して、入力パケットの受信レートに合わせて符号化ロス率やパケットロス率を考慮した要求レートを算出し、算出した要求レートを送信レート算出部１１３に通知する。

　要求レートの具体的な計算式は下式となる。
　　　要求レート＝受信レート×（１＋符号化ロス率＋パケットロス率）
　　　ここで、（１＋符号化ロス率＋パケットロス率）を冗長率と称する。

　すなわち、要求レート算出部１１１は、数値１と符号化ロス率とパケットロス率とを加算して冗長率を算出する。要求レート算出部１１１は、算出した冗長率と受信レートとを乗算して要求レートを算出する。要求レート算出部１１１は、算出した要求レートを送信レート算出部１１３に通知する。

　ここで、符号化ロス率は、例えば、符号化部１１５において、一度に符号化したパケット数から算出する。また、パケットロス率は、例えば、ＡＣＫに含まれるパケットのシーケンス番号から算出してもよい。

　尚、受信レートを入力レート又は到着レートと称することもある。

　図５は、実施の形態に係る許容レート算出部の動作を例示するブロック図である。

　図５に示すように、許容レート算出部１１２は、遅延時間やパケットロス率に基づいてネットワークが許容する許容レートを算出する。許容レート算出部１１２は、算出した許容レートを送信レート算出部１１３に送信する。許容レート算出部１１２は、遅延時間及びパケットロス率をＡＣＫ受信部１１８から受信してもよい。

　許容レート算出部１１２は、遅延時間と許容レートとの対応関係を示す遅延時間対応表を有してもよい。許容レート算出部１１２は、パケットロス率と許容レートとの対応関係を示すパケットロス率対応表を有してもよい。許容レート算出部１１２は、遅延時間対応表又はパケットロス率対応表に基づいて許容レートを算出してもよい。

　図６は、実施の形態に係る送信レート算出部の動作を例示するブロック図である。

　図６に示すように、送信レート算出部１１３は、要求レートを要求レート算出部１１１から取得し、許容レートを許容レート算出部１１２から取得する。また、送信レート算出部１１３は、所定中継時間をユーザから取得する。送信レート算出部１１３は、要求レート及び許容レートに基づいて符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出する。

　所定送信レートの具体的な計算式は下式となる。
　　　所定送信レート＝ｍｉｎ（要求レート、許容レート）
　　　ただし、ｍｉｎ（ｘ、ｙ）は、数値ｘ又は数値ｙのいずれか小さい方を示す。

　すなわち、送信レート算出部１１３は、要求レート及び許容レートのいずれか小さい方を所定送信レートとする。

　ここで、所定送信レートを単純に要求レートとした場合、パケットの送信側中継装置１１での中継時間が、ユーザが予め設定した所定中継時間を超える可能性がある。このため、送信レート算出部１１３は、所定中継時間を超えないように、バースト送信命令を符号化部１１５及び送信レート制御部１１６に出力してもよい。尚、中継時間とは、例えば、入力パケットの生成時刻から符号化パケットの送信側中継装置１１での送信時刻までの時間を示す。

　符号化部１１５は、送信レート算出部１１３が算出した符号化パケット生成数の命令（バースト送信命令）を受け、バースト送信命令に従って符号化パケットの生成量を動的に変更する。

　送信レート制御部１１６は、送信レート算出部１１３が算出したパケット送信タイミングの命令（バースト送信命令）を受け、符号化バケットの送信タイミングをバースト的に、又は一定間隔など動的に変更する。

　尚、バースト送信命令は、符号化パケットの生成数の命令と、符号化パケットの送信タイミングの命令を含む。

　送信レート制御部１１６は、符号化パケットの送信レートが所定送信レートとなるように制御する。送信レート制御部１１６は、入力パケットの生成時刻から符号化パケットの送信側中継装置１１での送信時刻までの時間を示す中継時間が所定中継時間以下となるように制御する。送信レート制御部１１６は、例えば、中継時間が所定中継時間に近い符号化パケットを他の入力パケットよりも優先して符号化し送信する。

　送信レート制御部１１６は、所定中継時間から中継時間を引いた中継時間差が、より小さなものから順番に符号化パケットをバースト送信するように制御する。送信レート制御部１１６は、例えば、中継時間差が小さな複数の符号化パケットをまとめてバースト的に送信するように制御してもよい。

　具体的には、送信レート算出部１１３は、バースト送信する符号化パケットの生成数（パケットの量）を符号化部１１５に通知する。符号化部１１５は、通知された数の符号化パケットの送信が完了するまでフルレートで符号化パケットを出力する。その後、平均的な送信レートとなるように、次の送信タイミングまで遅延を掛ける。

　尚、中継時間差が、より小さな符号化パケットから先に送信する方法として、例えば、ＦＩＦＯ（First In First Out）を使用する方法が挙げられる。ＦＩＦＯのキューに符号化パケットが積まれていれば、先に来た符号化パケットが先に出力されるため、自動的に中継時間差が小さな符号化パケットから先に送信される。

　ここで、中継時間差が、より小さなものから順番に送信する機能について、複数の送信端末装置１３が１つの送信側中継装置１１と接続することを例に挙げて説明する。

　図７は、複数の送信端末装置と送信側中継装置を例示するブロック図である。
　図７では、３つの送信端末装置１３が１つの送信側中継装置１１に接続し、パケット受信部１１４の後段にＦＩＦＯ１１９が接続されることを例に挙げて説明する。尚、図７では、簡単のため、ＦＩＦＯ１１９よりも後段を省略する。

　図７に示すように、送信側中継装置１１は、３つの送信端末装置１３（送信端末装置１３ａ、送信端末装置１３ｂ、及び送信端末装置１３ｃ）と接続するための３つのパケット受信部１１４（パケット受信部１１４ａ、パケット受信部１１４ｂ、及びパケット受信部１１４ｃ）を有する。送信側中継装置１１は、３つのパケット受信部１１４のそれぞれに接続されたＦＩＦＯ１１９（ＦＩＦＯ１１９ａ、ＦＩＦＯ１１９ｂ、及びＦＩＦＯ１１９ｃ）を有する。複数の送信端末装置１３に対応するため、送信レート制御部１１６は、ＦＩＦＯ１１９を制御するため、ＦＩＦＯ１１９に接続する。３つのＦＩＦＯ１１９は、キューが並列化して存在している。尚、ＦＩＦＯ１１９の後段には、符号化部１１５が有るが、説明を簡単にするため省略する。

　入力パケットのＦＩＦＯ１１９からの出力時刻から符号化パケットの符号化パケット送信部１１７での送信時刻までの時間は、一定の処理時間である。よって、送信レート制御部１１６は、入力パケットのＦＩＦＯ１１９からの出力時刻を制御することにより、パケットの中継時間を制御することができる。

　具体的には、送信レート制御部１１６は、入力パケットを、ＦＩＦО中継時間差がより短いものから順番にＦＩＦОキューから出力するように制御する。ただし、ＦＩＦО中継時間差とは、所定ＦＩＦО中継時間からＦＩＦО中継時間を引いた時間差であり、ＦＩＦＯ中継時間とは、入力パケットの生成時刻から入力パケットのＦＩＦＯ１１９からの出力時刻までの時間である。

　この例では、３つの送信端末装置１３が１つの送信側中継装置１１と接続することを例に挙げて説明したが、これには限定されない。１つの送信端末装置１３が種類の異なる複数のパケットを送信し、それぞれのパケット（入力パケット）をパケット受信部１１４が受信する場合でも、実施の形態は適用可能である。

　尚、送信レート算出部１１３は、中継時間が、ユーザが予め設定した所定中継時間を超える場合、所定中継時間を超えた符号化パケットは不要であるため、該当する符号化パケットを破棄するためのパケット破棄命令を符号化部１１５に通知する。符号化部１１５は、符号化部１１５に滞留する符号化パケットを破棄する。

　また、送信側中継装置１１は、符号化パケットを破棄する代わりに、エラーを表示してもよい。

　尚、所定中継時間を、Dead line時間と称することもある。また、実施の形態においては、レートレス符号を例に挙げて説明したので、符号化部をレートレス符号化部と称することもある。

　実施の形態に係る送信側中継装置の効果を説明する。
　図８は、実施の形態に係る送信側中継装置の動作を例示するグラフである。
　図８の横軸は入力パケットの受信レートを示し、縦軸は符号化パケットの所定送信レート（送信レート）を示す。
　図８に示すグラフＧｐ１は受信レートのグラフを示し、グラフＧｐ２は要求レートのグラフを示し、グラフＧｐ３は許容レートのグラフを示し、グラフＧｐ４は所定送信レートのグラフを示す。

　図８に示すように、実施の形態に係る送信側中継装置１１では、グラフＧｐ４で示す所定送信レートは、グラフＧｐ２で示す要求レート、及び、グラフＧｐ３で示す許容レートのいずれか小さい方となるように動作する。

　図９は、実施の形態に係る送信側中継装置の動作を例示するグラフである。
　図９の横軸は時間を示し、縦軸は符号化パケットの所定送信レート（送信レート）を示す。
　図９に示すグラフＧｐ１は受信レートのグラフを示し、グラフＧｐ２は要求レートのグラフを示し、グラフＧｐ３は許容レートのグラフを示し、グラフＧｐ４は所定送信レートのグラフを示す。

　図９に示すように、実施の形態に係る送信側中継装置１１では、グラフＧｐ４で示す所定送信レートは、グラフＧｐ２で示す要求レート、及び、グラフＧｐ３で示す許容レートのいずれか小さい方となるように動作する。

　図８及び図９に示すように、送信側中継装置１１では、所定送信レートは、要求レート及び許容レートのいずれか小さい方となるように動作する。これにより、ネットワークが輻輳するまでレートレス符号の送信レートが上昇する可能性は低下する。また、通信リソースを必要以上に使用するということも無い。その結果、実施の形態によれば、ネットワークを使用した通信の通信リソースを適切に使用すると共に、通信の輻輳を低減することが可能な送信側中継装置、システム、方法、及びプログラムを提供することができる。

　尚、実施の形態においては、１台の送信端末装置１３が１台の送信側中継装置１１に接続される例を挙げて説明したが、これには限定されない。実施の形態においては、複数の送信端末装置１３が１台の送信側中継装置１１に接続されてもよい。

　また、実施の形態においては、１台の受信端末装置１４が１台の受信側中継装置１２に接続される例を挙げて説明したが、これには限定されない。実施の形態においては、複数の受信端末装置１４が１台の受信側中継装置１２に接続されてもよい。

　また、送信端末装置１３と送信側中継装置１１とが１対１ではなく、Ｎ対Ｎで接続される場合、１台の送信側中継装置１１の中にＮ個のレート算出部１１ａを並列に配置し、ペア毎に所定送信レートを算出してもよい。ただし、Ｎは２以上の自然数である。

　また、実施の形態においては、許容レートや受信レートを動的に算出するのではなく、任意の固定値を外部から予め設定してもよい。このため、送信側中継装置１１は、そのための外部インタフェースを有してもよい。

　また、送信側中継装置１１の機能と受信側中継装置１２の機能とを有する中継装置を設け、送信側中継装置１１及び受信側中継装置１２の代わりに該中継装置を使用してもよい。

　尚、上記の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、各構成要素の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

　上記の実施の形態において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実態のある記憶媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記憶媒体（具体的にはフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記憶媒体（具体的には光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（具体的には、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、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。

　尚、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

　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）
　自装置に入力する入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出する要求レート算出部と、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出する許容レート算出部と、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出する送信レート算出部と、
　を備える送信側中継装置。
　（付記２）
　前記送信レート算出部は、前記要求レート及び前記許容レートのいずれか小さい方を前記所定送信レートとする、
　付記１に記載の送信側中継装置。
　（付記３）
　前記要求レート算出部は、
　数値１と前記符号化ロス率と前記パケットロス率とを加算して冗長率を算出し、
　前記冗長率と前記受信レートとを乗算して前記要求レートを算出する、
　付記１又は２に記載の送信側中継装置。
　（付記４）
　前記許容レート算出部は、
　前記遅延時間と前記許容レートとの対応関係を示す遅延時間対応表を有し、
　前記パケットロス率と前記許容レートとの対応関係を示すパケットロス率対応表を有し、
　前記遅延時間対応表又は前記パケットロス率対応表に基づいて前記許容レートを算出する、
　付記１から３のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　（付記５）
　前記符号化パケットの送信レートが前記所定送信レートとなるように制御する送信レート制御部をさらに備え、
　前記送信レート制御部は、前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの自装置での送信時刻までの時間を示す中継時間が所定中継時間以下となるように制御する、
　付記１から４のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　（付記６）
　前記送信レート制御部は、前記所定中継時間から前記中継時間を引いた中継時間差がより小さなものから順番に前記符号化パケットを送信するように制御する、
　付記５に記載の送信側中継装置。
　（付記７）
　前記送信レート算出部は、前記中継時間が前記所定中継時間を超える場合、前記所定中継時間を超えた前記符号化パケットを破棄する命令を出力する、
　付記５又は６に記載の送信側中継装置。
　（付記８）
　前記符号化の方式は、レートレス符号化方式である、
　付記１から７のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　（付記９）
　前記入力パケットを受信するパケット受信部をさらに備える、
　付記１から８のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　（付記１０）
　前記入力パケットを前記符号化して前記符号化パケットを生成する符号化部をさらに備える、
　付記１から９のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　（付記１１）
　前記符号化パケットを前記受信側中継装置に送信する符号化パケット送信部をさらに備える、
　付記１から１０のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　（付記１２）
　前記遅延時間及び前記パケットロス率を前記受信側中継装置から受信するＡＣＫ受信部をさらに備える、
　付記１から１１のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　（付記１３）
　送信端末装置と、前記送信端末装置から入力パケットを受信し、符号化パケットを送信する送信側中継装置と、前記符号化パケットを受信し、出力パケットを送信する受信側中継装置と、前記出力パケットを受信する受信端末装置と、を備え、
　前記送信側中継装置は、
　前記送信側中継装置に入力する前記入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して前記符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの前記受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出する要求レート算出部と、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出する許容レート算出部と、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出する送信レート算出部と、を有し、
　前記受信側中継装置は、
　前記符号化パケットを前記送信側中継装置から受信する符号化パケット受信部と、
　前記符号化パケットを復号化して前記出力パケットを生成する復号化部と、
　前記出力パケットを前記受信端末装置に送信するパケット送信部と、
　前記遅延時間及び前記パケットロス率を前記送信側中継装置に送信するＡＣＫ送信部と、を有する、
　システム。
　（付記１４）
　前記送信レート算出部は、前記要求レート及び前記許容レートのいずれか小さい方を前記所定送信レートとする、
　付記１３に記載のシステム。
　（付記１５）
　送信側中継装置に入力する入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出することと、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出することと、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出することと、
　を備える方法。
　（付記１６）
　送信側中継装置に入力する入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出することと、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出することと、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出することと、
　をコンピュータに実行させるプログラム。

　この出願は、２０１９年９月２６日に出願された日本出願特願２０１９－１７５４３３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。

　１０…システム
　１１…送信側中継装置
　１１ａ…レート算出部
　１１１…要求レート算出部
　１１２…許容レート算出部
　１１３…送信レート算出部
　１１４、１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ…パケット受信部
　１１５…符号化部
　１１６…送信レート制御部
　１１７…符号化パケット送信部
　１１８…ＡＣＫ受信部
　１１９、１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ…ＦＩＦＯ
　１２…受信側中継装置
　１２４…パケット送信部
　１２５…復号化部
　１２７…符号化パケット受信部
　１２８…ＡＣＫ送信部
　１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…送信端末装置
　１４…受信端末装置
　Ｇｐ１…受信レートのグラフ
　Ｇｐ２…要求レートのグラフ
　Ｇｐ３…許容レートのグラフ
　Ｇｐ４…所定送信レートのグラフ

Claims

　自装置に入力する入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出する要求レート算出手段と、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出する許容レート算出手段と、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出する送信レート算出手段と、
　を備える送信側中継装置。
　前記送信レート算出手段は、前記要求レート及び前記許容レートのいずれか小さい方を前記所定送信レートとする、
　請求項１に記載の送信側中継装置。
　前記要求レート算出手段は、
　数値１と前記符号化ロス率と前記パケットロス率とを加算して冗長率を算出し、
　前記冗長率と前記受信レートとを乗算して前記要求レートを算出する、
　請求項１又は２に記載の送信側中継装置。
　前記許容レート算出手段は、
　前記遅延時間と前記許容レートとの対応関係を示す遅延時間対応表を有し、
　前記パケットロス率と前記許容レートとの対応関係を示すパケットロス率対応表を有し、
　前記遅延時間対応表又は前記パケットロス率対応表に基づいて前記許容レートを算出する、
　請求項１から３のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　前記符号化パケットの送信レートが前記所定送信レートとなるように制御する送信レート制御手段をさらに備え、
　前記送信レート制御手段は、前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの自装置での送信時刻までの時間を示す中継時間が所定中継時間以下となるように制御する、
　請求項１から４のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　前記送信レート制御手段は、前記所定中継時間から前記中継時間を引いた中継時間差がより小さなものから順番に前記符号化パケットを送信するように制御する、
　請求項５に記載の送信側中継装置。
　前記送信レート算出手段は、前記中継時間が前記所定中継時間を超える場合、前記所定中継時間を超えた前記符号化パケットを破棄する命令を出力する、
　請求項５又は６に記載の送信側中継装置。
　前記符号化の方式は、レートレス符号化方式である、
　請求項１から７のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　前記入力パケットを受信するパケット受信手段をさらに備える、
　請求項１から８のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　前記入力パケットを前記符号化して前記符号化パケットを生成する符号化手段をさらに備える、
　請求項１から９のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　前記符号化パケットを前記受信側中継装置に送信する符号化パケット送信手段をさらに備える、
　請求項１から１０のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　前記遅延時間及び前記パケットロス率を前記受信側中継装置から受信するＡＣＫ受信手段をさらに備える、
　請求項１から１１のいずれか１つに記載の送信側中継装置。
　送信端末装置と、前記送信端末装置から入力パケットを受信し、符号化パケットを送信する送信側中継装置と、前記符号化パケットを受信し、出力パケットを送信する受信側中継装置と、前記出力パケットを受信する受信端末装置と、を備え、
　前記送信側中継装置は、
　前記送信側中継装置に入力する前記入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して前記符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの前記受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出する要求レート算出手段と、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出する許容レート算出手段と、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出する送信レート算出手段と、を有し、
　前記受信側中継装置は、
　前記符号化パケットを前記送信側中継装置から受信する符号化パケット受信手段と、
　前記符号化パケットを復号化して前記出力パケットを生成する復号化手段と、
　前記出力パケットを前記受信端末装置に送信するパケット送信手段と、
　前記遅延時間及び前記パケットロス率を前記送信側中継装置に送信するＡＣＫ送信手段と、を有する、
　システム。
　前記送信レート算出手段は、前記要求レート及び前記許容レートのいずれか小さい方を前記所定送信レートとする、
　請求項１３に記載のシステム。
　送信側中継装置に入力する入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出することと、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出することと、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出することと、
　を備える方法。
　送信側中継装置に入力する入力パケットの受信レート、前記入力パケットを符号化して符号化パケットを生成する際の符号化ロス率、及び前記符号化パケットの受信側中継装置でのパケットロス率に基づいて前記符号化パケットの要求レートを算出することと、
　前記入力パケットの生成時刻から前記符号化パケットの前記受信側中継装置での受信時刻までの時間を示す遅延時間、及び前記パケットロス率のうち少なくとも一方に基づいて前記符号化パケットの許容レートを算出することと、
　前記要求レート及び前記許容レートに基づいて前記符号化パケットを送信する際の所定送信レートを算出することと、
　をコンピュータに実行させるプログラムが格納される非一時的なコンピュータ可読媒体。