JP2005006131A

JP2005006131A - 適切帯域設定データ送信移動端末、適切帯域設定装置及び適切帯域設定送受信システム

Info

Publication number: JP2005006131A
Application number: JP2003168546A
Authority: JP
Inventors: Seiji Okumura; 誠司奥村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】移動端末がいる物理的な位置情報と通信状態情報を得て、その情報に基づいて適切な通信帯域を指定して、高品質で輻輳のない通信を与える装置、システムを得る。
【解決手段】適切帯域設定データ送信移動端末１０２は、コンテンツを受信する移動端末において、位置情報取得部１０４と、この取得した位置情報と自身の受信状態とを送信する通信情報送信部１０５と、この送信した通信情報に基づいた品質でコンテンツ情報を受信する受信部１１４、とを備えた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有線と無線の複合ネットワークにおける移動端末へストリーミング配信するサーバとクライアントに関するものである。更に詳しくは、移動端末の位置によって移動端末毎に帯域を制御してより安定した品質のコンテンツを提供するストリーミング配信に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パケット網における輻輳制御の技術として、特許文献１に示されたシステム、方法「通信システム及び通信方法及び送信端末及び受信端末」がある。これに示された構成は、受信側のジッタの移動平均とパケットロス率を送信側に送信し、送信側にてセッション毎に通信状態を判定し、通信状態の変化を予測し、送信ビットレート及び符号化レートを制御する。
また、移動端末の位置情報を利用して通信効率を向上させる技術として、特許文献２に示された装置「情報中継装置」がある。この公報に示された第２の従来技術にもあるように、移動局に関する情報交換方式はいくつかあり、それぞれメリットとデメリットがある。この文献に示された構成では、位置情報／移動頻度／通信頻度などから情報中継装置間の最適な情報交換方式を選択したり、最適経路を決定したりして通信効率を向上させる。
【０００３】
また、無線回線による帯域制御技術として、特許文献３に示された方式「ＡＢＲサービス用無線回線制御方式およびが該方法を用いた無線基地局と移動端末」がある。この文献に示された構成は、有線／無線の複合ネットワークにおいて、無線基地局内で有線側の輻輳情報を利用して最適な無線回線を割り当てる制御方式である。有線側で輻輳が発生しており転送帯域が狭くなった場合、そのセッションに今まで割り当てていた無線回線を開放し、輻輳が回避できた転送帯域が元に戻って場合、無線回線を割り当てていくことで、無線リソースを有効に利用する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３０８０９号公報
【特許文献２】
特開平７−２３５９２７号公報
【特許文献３】
特開２０００−７８１４６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシステム、装置、方法は、上記のように構成されており、第１の従来例（特許文献１）では、受信側のジッタやパケットロス率などのネットワーク情報のみで輻輳状態の検知／予測を行い、それに基づいて帯域を制御する。しかし、移動端末では受信端末がストリーミング配信中に移動し、ハンドオーバーが発生したり障害物による通信エラーが発生したりするため、ネットワーク情報だけではリアルタイムに輻輳状態の検知／予測を行うのが困難であるという課題がある。
また、第２の従来例（特許文献２）では、最適なルーティング方式を選択することによって輻輳を回避しようとする方式であり、すべての中継装置に対して同技術を適用しなければならない。また、最適な経路を決定して通信効率を向上させる方法では、送信側から送信されるストリーミングデータの帯域は変わらないため、ひどい輻輳状態でどの経路を選択しても輻輳である場合は対処できないという課題がある。
また、第３の従来例（特許文献３）も同様で、最適な無線回線の割り当て行う技術を全無線基地局に適用しなければならず、また最適な無線回線の割り当てによってリソースの有効利用はできるが、送信側から送信されるストリーミングデータの帯域は変わらないため、同じ基地局範囲にある多くの移動端末に大量のデータが送信されれば輻輳を回避することはできないという課題がある。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、移動端末がいる物理的な位置情報と通信状態情報を得て、その情報に基づいて適切な通信帯域を指定して、高品質で輻輳のない通信を与える装置、システムを得る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る適切帯域設定データ送信移動端末は、コンテンツを受信する移動端末において、
位置情報取得部と、この取得した位置情報と自身の受信状態とを送信する通信情報送信部と、この送信した通信情報に基づいた品質でコンテンツ情報を受信する受信部、とを備えた。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
移動端末がいる物理的な位置に基づいて、位置対応の実績による適切な通信帯域を指定する具体的な例を説明する。
図１は、本実施の形態における送信装置及び適切帯域設定送受信システムの構成を示す図である。また図２は、適切帯域設定装置としての送信装置及びシステム中の移動端末が行う動作を示すフローチャートである。更に図３は、適切帯域設定装置としての送信装置が各移動端末から受けた位置情報を時間帯別に管理するセッション・位置管理データベースのデータ例を示す図である。
これらの図において特徴となるのは、移動端末１０２は位置情報としてＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）等からの位置情報を得る手段と、この位置情報と自身の通信状態を送信する通信情報送信手段を持っていることである。
また送信装置１０１は適切帯域指示装置を兼ねており、位置及び通信状態管理データベースを持ち、これらのデータに基づく領域判定手段と、この領域判断に基づいて各移動端末の通信状態を判定する通信状態判定手段を持ち、これにより各移動端末へのストリーミング配信を行う。
【０００９】
先ず移動端末の構成を説明する。
図１において、移動端末１０２は、ＧＰＳによる空間的位置や場所の情報を得る位置取得部１０４と、この得た位置情報を自分の識別子を付加し、更に移動端末の受信状態を通信状態として含めて、定期的に送信装置１０１へ送る通信情報送信部１０５と、公衆網等に接続されたコンテンツ配信サーバからコンテンツを受信する受信装置１１４とで構成される。
更に場合により、方位取得部１１６と、送信装置からの周囲情報を受ける周囲通信状態受信部１１７と、これらの情報により周囲通信状態を表示する周囲通信状態表示部１１８とを備える。
【００１０】
次に送信装置の構成を説明する。
送信装置１０１は、移動端末からの移動端末の識別子付で位置情報と、移動端末の受信状態を通信情報として受信する通信情報受信部１０６と、この情報から予め設定した位置領域の、どの位置領域に移動端末がいるかを判定する領域判定部１０９と、時間毎にこの識別した移動端末位置と受信状態情報を記憶する位置管理データベースを含む情報記憶部１０７と、移動端末からの受信状態情報により現在の通信状態を判断する通信状態判定部１１０と、この通信状態判定部１１０出力と領域判定部１０９出力とから各位置領域における現在の通信状態を管理する位置通信状態管理部１１１と、この結果に基づいて配信部に配信品質を指示する配信品質指示部１０８を備えており、本実施の形態では実際に移動端末にコンテンツをストリーミング送信する配信部ともなっている。
更に場合により、移動端末１０２に対して情報記憶部１０７から必要情報を抽出して周囲状況として送信する周囲通信状態送信部１１５と、位置通信状態管理部１１１出力から移動端末に通信帯域を与える量を計算して制御する帯域制御部１１２と、記憶している移動端末の過去のデータからその移動端末が進行する方向を識別する進行方向識別部１１３とを備える。
【００１１】
次に上記構成による動作を図１ないし図３を用いて説明する。
本実施の形態においては、ストリーミングを行う送信装置自体が帯域を制御して配信を行なう場合を説明する。ストリーミング配信を行う送信装置１０１は、移動端末１０２からのコンテンツのリクエストにより、そのコンテンツのストリーミング配信を行う。コンテンツはビデオやオーディオなどが考えられる。送信装置１０１と移動端末１０２間は、送信装置１０１側がインターネットやイントラネットなどの有線ネットワーク上にあり、移動端末１０２が無線エリア上にある複合ネットワークで構成される。
図２において、まず、移動端末１０２は位置情報を取得する（ステップ２０１、以降、Ｓと記す）。位置情報を取得する方法としては、ＧＰＳ受信機など位置を特定できるデバイスを備えた移動端末を前提としており、例えば経度／緯度値を取得する。
次に、移動端末１０２は受信状態情報を取得する（Ｓ２０２）。受信状態情報を取得する方法としては、第１の従来例としての特許文献１に示された受信側のジッタの移動平均とパケットロス率などがある。例えば、本実施の形態においても移動端末１０２において受信しているストリーミングデータのパケットロス率やジッタを受信状態情報とする。
【００１２】
次に、移動端末１０２は位置情報と受信状態情報を送信装置１０１に送信する。送信する方法としては、ストリーミングプロトコルとしてＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ＴｉｍｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）（ＲＦＣ１８８９）を使用することによって、ＲＴＣＰ（ＲＴＰＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）のＲＲ（ＲｅｃｅｉｖｅｒＲｅｐｏｒｔ）で送信装置１０１に受信側の情報を送ることができる。ＲＴＣＰでは受信状態情報のペイロード仕様が定義されておりそれを利用できるが、位置情報は現在定義されていないため、独自にペイロードを追加する。また、ＲＴＣＰでは送信側から定期的に送られてくるＳＲ（ＳｅｎｄｅｒＲｅｐｏｒｔ）を受信したときにＲＲを送るので、位置情報や受信状態情報も送信装置１０１へ定期的に送ることができる。
移動端末１０２のこれらの処理（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）は、ストリーミング配信のセッションが確立している間繰り返される。ＲＴＣＰを用いる場合は、送信装置からＳＲが送られてきたときにこれらの処理（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）を行う。セッションが切断されたとき、これらの処理（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）を終了する。
【００１３】
送信装置１０１では、移動端末１０２から位置情報と受信状態情報を受信（Ｓ２０５）し、位置情報を情報記憶部に書き込む（Ｓ２０６）。位置情報を情報記憶部に書き込む方法としては、図３のように、セッション毎に位置情報を受信した時間と経度／緯度などの位置情報を書き込む。
次に、その位置情報から移動端末１０２が地図上のどのメッシュ領域Ｒに位置するかを判定し、そのセッションにおける現在メッシュ領域をＲとする（Ｓ２０７）。メッシュ領域の判定の方法としては、例えば図４のように地図をメッシュ上に分割し、位置情報の経度と緯度の値からメッシュ領域番号を特定する。図４の例では、移動端末３０１は東経１３９度４４分２７秒、北緯３５度３９分２４秒という位置情報からメッシュ領域番号Ｄ３に位置すると判定できる。
次に、送信装置１０１は受信状態情報から通信状態を識別する（Ｓ２０８）。通信状態を識別する方法としては、例えば、第１の従来例としての特許文献１では、図５（Ａ）のように、受信状態情報であるジッタの移動平均βとパケットロス率αおよび応答なしの５つの通信状態に分類して、過去と現在の通信状態を判定する方法がある。即ち、Ａ→Ａなら良好で、Ｄ→Ｄは悪い状態である。
次に、送信装置１０１はメッシュ領域や通信状態を情報記憶部に書き込む（Ｓ２０９）。情報記憶部は図６のようにメッシュ領域番号に対する現在の通信状態がセッション毎（移動端末毎）に記憶される。
送信装置１０１のこれらの処理（Ｓ２０５〜Ｓ２０９）はストリーミング配信のセッションが確立している間繰り返される。切断されたセッションはこれらの処理（Ｓ２０５〜Ｓ２０９）を終了する。
【００１４】
送信装置１０１は、移動端末１０２からのコンテンツのリクエストによりセッションが確立されると、上記した位置情報と受信状態情報の送受信／管理処理と並列に、帯域制御によるストリーミング配信を行う。図７は、送信装置１０１が行う帯域制御によるストリーミング配信処理をフローチャートにしたものである。
まず、上記した現在メッシュ領域（Ｓ２０７）におけるすべての通信状態を情報記憶部から取得する（Ｓ７０１）。
次に、それら通信状態からそのセッションにおける最適な転送帯域を算出する（Ｓ７０２）。最適な転送帯域を算出する例として、まずは図５（Ｂ）に示すような通信状態の状態遷移によって帯域の上げ率／下げ率を定義しておく。そして、取得した通信状態から現在の通信状態Ｓ＿ｃｕｒを判定する。Ｓ＿ｃｕｒを判定する方法としては、最も新しい通信状態をＳ＿ｃｕｒとしたり、最近の通信状態ｎ個の中で一番数が多い通信状態をＳ＿ｃｕｒとしたり、最近の通信状態ｎ個の平均状態をＳ＿ｃｕｒとしたりする方法がある。次に、Ｓ＿ｃｕｒを図５（Ｂ）の状態遷移に適用して帯域の上げ率／下げ率から最適な帯域を算出する。
次に、送信装置１０１は最適な帯域内で送信データを制御して移動端末１０２へストリーミング配信する（Ｓ７０３）。送信データを制御する方法としては、コンテンツが階層的なデータ構成あるいはスケーラブルなストリームデータとなっている場合に、最適な帯域より小さいデータやストリームに切り替えて配信する方法などがある。
【００１５】
図８は、移動端末に周囲の通信状態を表示させる処理をフローチャートにしたものである。
まず、現在メッシュ領域の周囲の通信状態を情報記憶部から取得する（Ｓ８０１）。例えば、現在メッシュ領域が図４のＤ３である場合、その周囲のＤ２，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｄ４，Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２における最近の通信状態を情報記憶部から取得する。Ｄ２，Ｅ３，Ｄ４，Ｃ３のみとしてもよい。
次に、それら周囲の通信状態を移動端末１０２へ送信する（Ｓ８０２）。送信する方法としては、ストリーミングプロトコルとしてＲＴＰを使用することによって、ＲＴＣＰのＳＲ（ＳｅｎｄｅｒＲｅｐｏｒｔ）で移動端末１０２へ送信側の情報を送ることができる。現在ＲＴＣＰでは通信状態情報のペイロードが定義されていないため、独自にペイロードを追加する。
【００１６】
送信装置１０１のこれらの処理（Ｓ８０１，Ｓ８０２）は、ストリーミング配信のセッションが確立している間繰り返される。セッションが切断されたとき、これらの処理（Ｓ８０１，Ｓ８０２）を終了する。
次に、移動端末１０２では送信装置１０１から送られてきた周囲の通信状態を受信する（Ｓ８０４）。
次に、移動端末１０２は方位情報を取得する（Ｓ８０５）。方位情報を取得する方法としては、方位磁石など方位を特定できるデバイスを備えた移動端末を前提としており、例えば真北を０度とし方位を３６０度で表し、移動端末１０２のディスプレイの向きを度数で取得する。
次に、図９のように、移動端末のディスプレイに周囲の通信状態をディスプレイの向きにあわせて表示する（Ｓ８０６）。
【００１７】
このように、移動端末から受けた位置情報と受信状態情報とに基づいて領域毎に通信状態を判定し、移動端末毎に最適な帯域でストリーミング配信を行うようにしたので、送信装置と移動端末間の中継装置などに新たな技術を組み込むことなく、ＥｎｄｔｏＥｎｄでのＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）が実現でき、より安定したストリーミング配信が可能である。
また更に、領域を区分して、この区分領域毎にいる移動端末の位置情報と受信状態情報を記憶しておく情報記憶部と、その情報により、移動端末毎に最適転送帯域を算出するように、更に、移動端末の進行方向を推測して帯域制御するようにしたので、空間的位置によるＱｏＳ、つまり自分のセッションの通信状態のみではなく、同領域に属する他のセッションの通信状態情報も踏まえて最適転送帯域を計算してストリーミング配信ができる。
また更に、周囲通信状態を送信装置から移動端末へ送ることで、移動端末ユーザに、例えばディスプレイ上で周りの通信状態を知らせることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、位置情報と対応する通信状態とを得て送信ストリーミング帯域を決めるので、既存の設備によっても適切な送信ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるストリーミング送信装置及び適切帯域設定送受信システムを示す構成図である。
【図２】実施の形態１における適切帯域設定装置及び移動端末の動作を示すフロー図である。
【図３】実施の形態１における位置管理データベースの記憶例を示す図である。
【図４】実施の形態１において位置情報をメッシュで位置領域として表した図である。
【図５】実施の形態１における通信状態判定基準と帯域指示基準を示す図である。
【図６】位置領域、セッション対応の通信状態を記憶する例を示す図である。
【図７】実施の形態１における帯域制御部が行う動作を示すフロー図である。
【図８】実施の形態１における周囲通信状態送信部が行う動作を示すフロー図である。
【図９】実施の形態１における移動端末が表示する周囲通信状態の例を示す図である。
【符号の説明】
１０１送信装置、１０２移動端末、１０４位置取得部、１０５通信情報送信部、１０６通信情報受信部、１０７情報記憶部、１０８配信品質指示部及び配信部、１０９領域判定部、１１０通信状態判定部、１１１位置通信状態管理部、１１２帯域制御部、１１３進行方向識別部、１１４受信装置、１１５周囲通信状態送信部、１１６方位取得部、１１７周囲通信状態受信部、１１８周囲通信状態表示部。

Claims

コンテンツを受信する移動端末において、
位置情報取得部と、該取得した位置情報と自身の受信状態とを送信する通信情報送信部と、該送信した通信情報に基づいた品質でコンテンツ情報を受信する受信部、とを備えたことを特徴とする適切帯域設定データ送信移動端末。
方位を得る方位取得部と、現位置の隣接周囲における通信状態を受信する周囲通信状態受信部と、上記取得した方位情報と上記隣接周囲通信状態とに基づいて通信状態を表示する周囲通信状態表示部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の適切帯域設定データ送信移動端末。
移動端末からの位置情報と該端末における受信状態を通信情報として受信して、位置情報を含む通信状態として記憶する情報記憶部と、
上記得られた記憶内容に基づいてコンテンツ配信帯域を決めて配信指示する配信品質指示部とを備えて、コンテンツ配信装置に通知するようにしたことを特徴とする適切帯域設定装置。
適切帯域設定装置は、コンテンツ配信装置を兼ねるようにしたことを特徴とする請求項３記載の適切帯域設定装置。
情報記憶部は、移動端末からの位置情報に基づいてメッシュ区分して位置情報を該区分領域情報として管理し、かつ該区分領域における時間的な通信状態を記憶するようにして、該情報記憶した通信状態に基づいて帯域を指示する帯域制御部を備えて、
配信品質指示部は、上記帯域制御部の指示に従って配信指示するようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４記載の適切帯域設定装置。
帯域制御部は、時間的に良好な通信状態が続くと帯域を下げ、時間的に通信状態が悪化すると帯域を上げるようにしたことを特徴とする請求項５記載の適切帯域設定装置。
対象の移動端末に対して、情報記憶部から該移動端末に隣接する周囲の通信状態を取得して、周囲通信状態情報として送信する周囲通信状態送信部を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４記載の適切帯域設定装置。
コンテンツを送信装置から移動端末に送信するシステムにおいて、
位置情報取得部と、該取得した位置情報と自身の受信状態とを送信する通信情報送信部と、該送信した通信情報に基づいた品質でコンテンツ情報を受信する受信部、とを備えた送信移動端末と、
移動端末からの位置情報と該端末における受信状態を通信情報として受信して、位置情報を含む通信状態として記憶する情報記憶部と、
上記得られた記憶内容に基づいてコンテンツ配信帯域を決めて配信指示する配信品質指示部、とを備えた適切帯域設定装置と、
上記適切帯域設定装置から指示された配信帯域でコンテンツ配信する送信装置、とで構成されることを特徴とする適切帯域設定送受信システム。