JP5533177B2 - Packet loss rate estimation device, packet loss rate estimation method, packet loss rate estimation program, and communication system - Google Patents

Packet loss rate estimation device, packet loss rate estimation method, packet loss rate estimation program, and communication system Download PDF

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Description

本発明は、パケットロス率を推定するパケットロス率推定装置に関する。   The present invention relates to a packet loss rate estimation apparatus that estimates a packet loss rate.

通信網(例えば、IP(Internet Protocol)網)を介して、映像配信及び音声通話等を提供するサービスが存在している。ところで、IP網は、ベストエフォート型の通信網であり、通信品質を保証していない。そのため、ベストエフォート型の通信網を介して、比較的高い通信品質にて、映像配信又は音声通話等のサービスを提供するためには、通信網においてパケットが消失するパケットロスの発生を抑制する必要がある。   There are services that provide video distribution, voice calls, and the like via a communication network (for example, an IP (Internet Protocol) network). By the way, the IP network is a best-effort type communication network and does not guarantee communication quality. Therefore, in order to provide services such as video distribution and voice calls with a relatively high communication quality via a best effort type communication network, it is necessary to suppress the occurrence of packet loss in which packets are lost in the communication network. There is.

例えば、パケットロスの発生を抑制するため、映像配信又は音声通話等のサービスを提供する通信システムは、パケットを受信する受信装置から、例えば、RTCP(RTP Control Protocol)に従った通信状態情報を受信する。例えば、通信状態情報は、単位時間あたりに受信装置が受信するパケットの数であるパケット到着率、又は、送信装置がパケットを送信した時点から受信装置が当該パケットを受信した時点までの時間である遅延時間等を表す情報を含む。   For example, in order to suppress the occurrence of packet loss, a communication system that provides services such as video distribution or voice call receives communication status information according to, for example, RTCP (RTP Control Protocol) from a receiving device that receives packets. To do. For example, the communication state information is a packet arrival rate that is the number of packets received by the receiving device per unit time, or a time from the time when the transmitting device transmits the packet to the time when the receiving device receives the packet. Contains information representing delay time and the like.

そして、通信システムは、受信した通信状態情報に基づいてパケットロス率を推定し、推定したパケットロス率に基づいて、送信装置が送信するコンテンツデータが有するビットレートを調整したり、誤り訂正処理を行うためのパケットの冗長度を決定したり、する。   Then, the communication system estimates the packet loss rate based on the received communication state information, adjusts the bit rate of the content data transmitted by the transmission device based on the estimated packet loss rate, and performs error correction processing. Or determine the redundancy of the packet to do.

パケットロス率を推定するパケットロス率推定装置として、特許文献1乃至特許文献3に記載のパケットロス率推定装置は、通信状態情報を取得し、取得された通信状態情報に直接に基づいて、パケットロス率を算出する。   As a packet loss rate estimation device for estimating a packet loss rate, the packet loss rate estimation device described in Patent Literature 1 to Patent Literature 3 acquires communication state information, and based on the acquired communication state information directly, Calculate the loss rate.

特開2003−244695号公報JP 2003-244695 A 特開2006−033396号公報JP 2006-033396 A 特開2006−128997号公報JP 2006-128997 A

しかしながら、送信装置から受信装置へ単位時間あたりに送信されるパケットの数(パケット数)が比較的少ない場合、取得された通信状態情報の統計的なばらつきが、パケットロス率の推定に及ぼす影響が過大となる。   However, when the number of packets transmitted per unit time from the transmitting device to the receiving device (the number of packets) is relatively small, the statistical variation of the acquired communication state information has an effect on the estimation of the packet loss rate. It becomes excessive.

例えば、実際のパケットロス率が5%である場合において、送信装置が受信装置へ単位時間あたりに10個のパケットを送信している場合を想定する。この場合、通信網においてパケットが消失するか否かが二項分布により表されることを仮定すると、パケットロスが発生しない確率が約60%となる。   For example, when the actual packet loss rate is 5%, it is assumed that the transmitting device transmits 10 packets per unit time to the receiving device. In this case, if it is assumed that whether or not a packet is lost in the communication network is represented by a binomial distribution, the probability that no packet loss will occur is about 60%.

従って、このような場合において、取得された通信状態情報に直接に基づいて、パケットロス率を算出するようにパケットロス率推定装置が構成されていると、パケットロス率を高い精度にて推定することができない。また、これに対処するため、送信装置から受信装置へ大量のパケットを送信することも考えられる。しかしながら、この場合も、大量のパケットによって通信網の状態が変化するため、パケットロス率を高い精度にて推定するができない。   Therefore, in such a case, if the packet loss rate estimation device is configured to calculate the packet loss rate directly based on the acquired communication state information, the packet loss rate is estimated with high accuracy. I can't. In order to cope with this, it is conceivable to transmit a large number of packets from the transmission device to the reception device. However, in this case as well, since the state of the communication network changes due to a large amount of packets, the packet loss rate cannot be estimated with high accuracy.

このため、本発明の目的は、上述した課題である「パケットロス率を高い精度にて推定するができない場合が生じること」を解決することが可能なパケットロス率推定装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a packet loss rate estimation device that can solve the above-mentioned problem “the case where the packet loss rate cannot be estimated with high accuracy but may occur”. .

かかる目的を達成するため本発明の一形態であるパケットロス率推定装置は、
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置から、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続された受信装置が単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得するパケット到着率取得手段と、
上記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する第1の確率分布取得手段と、
上記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が所定の閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが上記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定するパケットロス率推定手段と、
を備える。
In order to achieve such an object, a packet loss rate estimation apparatus according to an aspect of the present invention is provided.
Packet arrival rate, which is the number of packets received per unit time by a receiving device that is communicably connected to the transmitting device via a communication network from a transmitting device that transmits a preset number of packets per unit time Packet arrival rate acquisition means for acquiring
First probability distribution acquisition means for acquiring a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the acquired packet arrival rate;
Based on the acquired first probability distribution, packet loss rate estimation for estimating a probability that a packet arrival rate is equal to or lower than a predetermined threshold packet arrival rate as a packet loss rate that is a probability that a packet is lost in the communication network Means,
Is provided.

また、本発明の他の形態であるパケットロス率推定方法は、
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置から、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続された受信装置が単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得し、
上記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得し、
上記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が所定の閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが上記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定する方法である。
Further, the packet loss rate estimation method according to another embodiment of the present invention is as follows.
Packet arrival rate, which is the number of packets received per unit time by a receiving device that is communicably connected to the transmitting device via a communication network from a transmitting device that transmits a preset number of packets per unit time Get
Based on the acquired packet arrival rate, a first probability distribution having the packet arrival rate as a random variable is acquired,
This is a method of estimating a probability that a packet arrival rate is equal to or lower than a predetermined threshold packet arrival rate based on the acquired first probability distribution as a packet loss rate that is a probability that a packet is lost in the communication network.

また、本発明の他の形態であるパケットロス率推定プログラムは、
情報処理装置に、
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置から、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続された受信装置が単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得するパケット到着率取得手段と、
上記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する第1の確率分布取得手段と、
上記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が所定の閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが上記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定するパケットロス率推定手段と、
を実現させるためのプログラムである。
A packet loss rate estimation program according to another embodiment of the present invention is
In the information processing device,
Packet arrival rate, which is the number of packets received per unit time by a receiving device that is communicably connected to the transmitting device via a communication network from a transmitting device that transmits a preset number of packets per unit time Packet arrival rate acquisition means for acquiring
First probability distribution acquisition means for acquiring a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the acquired packet arrival rate;
Based on the acquired first probability distribution, packet loss rate estimation for estimating a probability that a packet arrival rate is equal to or lower than a predetermined threshold packet arrival rate as a packet loss rate that is a probability that a packet is lost in the communication network Means,
It is a program for realizing.

また、本発明の他の形態である通信システムは、
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置と、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続され且つ当該送信装置から当該パケットを受信する受信装置と、を備えるとともに、
上記受信装置が単位時間あたりに上記送信装置から受信したパケットの数であるパケット到着率を取得するパケット到着率取得手段と、
上記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する第1の確率分布取得手段と、
上記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が所定の閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが上記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定するパケットロス率推定手段と、
を備える。
In addition, a communication system according to another aspect of the present invention is
A transmission device that transmits a preset number of packets per unit time, and a reception device that is communicably connected to the transmission device via a communication network and receives the packet from the transmission device, and
A packet arrival rate acquisition means for acquiring a packet arrival rate that is the number of packets received by the receiving device from the transmitting device per unit time;
First probability distribution acquisition means for acquiring a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the acquired packet arrival rate;
Based on the acquired first probability distribution, packet loss rate estimation for estimating a probability that a packet arrival rate is equal to or lower than a predetermined threshold packet arrival rate as a packet loss rate that is a probability that a packet is lost in the communication network Means,
Is provided.

本発明は、以上のように構成されることにより、パケットロス率を高い精度にて推定することができる。   By configuring as described above, the present invention can estimate the packet loss rate with high accuracy.

本発明の第1実施形態に係る通信システムの概略構成を表す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a communication system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る受信装置の機能の概略を表すブロック図である。It is a block diagram showing the outline of the function of the receiver which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る第2の確率分布(混合分布)を示したグラフである。It is the graph which showed the 2nd probability distribution (mixed distribution) which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る受信装置のCPUが実行するパケットロス率推定プログラムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the packet loss rate estimation program which CPU of the receiver which concerns on 1st Embodiment of this invention performs. 本発明の第2実施形態に係るVoIP端末の機能の概略を表すブロック図である。It is a block diagram showing the outline of the function of the VoIP terminal which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る通信システムを模擬したシミュレーションモデルを概念的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed notionally the simulation model which simulated the communication system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図6に示したシミュレーションモデルにおけるパケットロス率を示したグラフである。It is the graph which showed the packet loss rate in the simulation model shown in FIG. 本発明の第3実施形態に係る配信サーバ装置の機能の概略を表すブロック図である。It is a block diagram showing the outline of the function of the delivery server apparatus concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係るパケットロス率推定装置の機能の概略を表すブロック図である。It is a block diagram showing the outline of the function of the packet loss rate estimation apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る、パケットロス率推定装置、パケットロス率推定方法、パケットロス率推定プログラム、及び、通信システム、の各実施形態について図1〜図9を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of a packet loss rate estimation apparatus, a packet loss rate estimation method, a packet loss rate estimation program, and a communication system according to the present invention will be described with reference to FIGS.

<第1実施形態>
(構成)
図1に示したように、第1実施形態に係る通信システム1は、送信装置としての通信装置10と、受信装置としての通信装置20と、を含む。送信装置10、及び、受信装置20は、通信網としてのIP(Internet Protocol)網を構成する通信回線NWを介して、互いに通信可能に接続されている。
<First Embodiment>
(Constitution)
As illustrated in FIG. 1, the communication system 1 according to the first embodiment includes a communication device 10 as a transmission device and a communication device 20 as a reception device. The transmission device 10 and the reception device 20 are communicably connected to each other via a communication line NW constituting an IP (Internet Protocol) network as a communication network.

各通信装置(情報処理装置)10,20は、図示しない中央処理装置(CPU;Central Processing Unit)、及び、記憶装置(メモリ)を備える。各通信装置10,20は、記憶装置に記憶されているプログラムをCPUが実行することにより、後述する機能を実現するように構成されている。   Each of the communication devices (information processing devices) 10 and 20 includes a central processing unit (CPU; Central Processing Unit) (not shown) and a storage device (memory). Each of the communication devices 10 and 20 is configured to realize a function to be described later when the CPU executes a program stored in the storage device.

本例では、受信装置20は、パケットロス率推定装置を構成している。また、送信装置10は、単位時間あたりに予め設定された数のパケットを受信装置20へ送信する。   In this example, the receiving device 20 constitutes a packet loss rate estimating device. The transmission device 10 transmits a predetermined number of packets per unit time to the reception device 20.

(機能)
図2は、上記のように構成された受信装置20の機能を表すブロック図である。
受信装置20の機能は、パケットモニタ部(パケット到着率取得手段、遅延時間取得手段)21と、第1の確率分布取得部(第1の確率分布取得手段)22と、第2の確率分布取得部(第2の確率分布取得手段)23と、閾値遅延時間推定部(閾値遅延時間推定手段)24と、閾値パケット到着率取得部(閾値パケット到着率取得手段)25と、パケットロス率推定部(パケットロス率推定手段)26と、を含む。
(function)
FIG. 2 is a block diagram showing functions of the receiving apparatus 20 configured as described above.
The function of the receiving device 20 includes a packet monitor unit (packet arrival rate acquisition unit, delay time acquisition unit) 21, a first probability distribution acquisition unit (first probability distribution acquisition unit) 22, and a second probability distribution acquisition. Unit (second probability distribution acquisition unit) 23, threshold delay time estimation unit (threshold delay time estimation unit) 24, threshold packet arrival rate acquisition unit (threshold packet arrival rate acquisition unit) 25, and packet loss rate estimation unit (Packet loss rate estimation means) 26.

パケットモニタ部21は、送信装置10から送信されたパケットを受信する。パケットモニタ部21は、送信装置10から、単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得(本例では、測定)する。   The packet monitor unit 21 receives a packet transmitted from the transmission device 10. The packet monitor unit 21 acquires (measures in this example) a packet arrival rate that is the number of packets received per unit time from the transmission device 10.

更に、パケットモニタ部21は、送信装置10がパケットを送信した時点から、受信装置20が当該パケットを受信した時点までの時間である遅延時間を取得する。本例では、パケットモニタ部21は、パケットを受信した時刻と、当該パケットに含まれる情報としての当該パケットが送信された時刻と、に基づいて遅延時間を取得する。
なお、本例では、パケット到着率と遅延時間とは、通信状態を表す通信状態情報を構成している。
Further, the packet monitoring unit 21 acquires a delay time that is a time from when the transmitting device 10 transmits a packet to when the receiving device 20 receives the packet. In this example, the packet monitor unit 21 acquires the delay time based on the time when the packet is received and the time when the packet as information included in the packet is transmitted.
In this example, the packet arrival rate and the delay time constitute communication state information indicating a communication state.

第1の確率分布取得部22は、パケットモニタ部21により取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する。具体的には、第1の確率分布取得部22は、第1の確率分布を特定するためのパラメータを取得することにより当該第1の確率分布を取得する。   The first probability distribution acquisition unit 22 acquires a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the packet arrival rate acquired by the packet monitor unit 21. Specifically, the first probability distribution acquisition unit 22 acquires the first probability distribution by acquiring a parameter for specifying the first probability distribution.

本例では、第1の確率分布取得部22は、EM(Expectation Maximization)アルゴリズムに従って、第1の確率分布を特定するためのパラメータを推定(取得)する。なお、第1の確率分布取得部22は、他の最尤推定法を用いてパラメータを推定してもよい。また、本例では、第1の確率分布は、ポアソン分布である。従って、第1の確率分布取得部22は、パケット到着率の平均値を、第1の確率分布を特定するためのパラメーとして推定する。
なお、第1の確率分布は、冪乗則に従った確率分布である冪分布であってもよい。
In this example, the first probability distribution acquisition unit 22 estimates (acquires) a parameter for specifying the first probability distribution according to an EM (Expectation Maximization) algorithm. Note that the first probability distribution acquisition unit 22 may estimate the parameter using another maximum likelihood estimation method. In this example, the first probability distribution is a Poisson distribution. Accordingly, the first probability distribution acquisition unit 22 estimates the average value of the packet arrival rates as a parameter for specifying the first probability distribution.
The first probability distribution may be a wrinkle distribution that is a probability distribution according to the power law.

なお、第1の確率分布取得部22は、前回、推定されたパラメータにも基づいてパラメータを推定するように構成されていてもよい。この場合、第1の確率分布取得部22は、最初にパラメータを推定するとき、予め設定された値を用いるように構成されることが好適である。   Note that the first probability distribution acquisition unit 22 may be configured to estimate a parameter based on the previously estimated parameter. In this case, it is preferable that the first probability distribution acquisition unit 22 is configured to use a preset value when first estimating the parameter.

第2の確率分布取得部23は、パケットモニタ部21により取得された遅延時間に基づいて、遅延時間を確率変数とする第2の確率分布を取得する。具体的には、第2の確率分布取得部23は、第2の確率分布を特定するためのパラメータを取得することにより当該第2の確率分布を取得する。   The second probability distribution acquisition unit 23 acquires a second probability distribution having the delay time as a random variable based on the delay time acquired by the packet monitor unit 21. Specifically, the second probability distribution acquisition unit 23 acquires the second probability distribution by acquiring a parameter for specifying the second probability distribution.

本例では、第2の確率分布取得部23は、第1の確率分布取得部22と同様に、EMアルゴリズムに従って、第2の確率分布を特定するためのパラメータを推定(取得)する。なお、第2の確率分布取得部23は、他の最尤推定法を用いてパラメータを推定してもよい。   In this example, the second probability distribution acquisition unit 23 estimates (acquires) a parameter for specifying the second probability distribution according to the EM algorithm, similarly to the first probability distribution acquisition unit 22. Note that the second probability distribution acquisition unit 23 may estimate the parameter using another maximum likelihood estimation method.

また、本例では、第2の確率分布は、図3、及び、数式1に示したように、複数(本例では、2つ)の確率分布の和により表される混合分布である。

Figure 0005533177
In this example, the second probability distribution is a mixed distribution represented by the sum of a plurality (two in this example) of probability distributions as shown in FIG.
Figure 0005533177

数式1において、f(x)は、第2の確率分布である。xは、確率変数としての遅延時間である。Nは、第2の確率分布を構成する確率分布の数(即ち、本例では、N=2)である。g(x,θ)は、第2の確率分布を構成する確率分布である。θは、確率分布g(x,θ)を特定するためのパラメータである。πは、係数である。πは、数式2に示したように、和が1となるように設定される。

Figure 0005533177
In Equation 1, f (x) is the second probability distribution. x is a delay time as a random variable. N is the number of probability distributions constituting the second probability distribution (that is, N = 2 in this example). g (x, θ i ) is a probability distribution constituting the second probability distribution. θ i is a parameter for specifying the probability distribution g (x, θ i ). π i is a coefficient. π i is set so that the sum is 1 as shown in Equation 2.
Figure 0005533177

本例では、第2の確率分布は、ガンマ分布の重み付き線形和により表される。即ち、第2の確率分布は、各ガンマ分布に係数を乗じた確率分布の和により表される。   In this example, the second probability distribution is represented by a weighted linear sum of gamma distributions. That is, the second probability distribution is represented by the sum of probability distributions obtained by multiplying each gamma distribution by a coefficient.

閾値遅延時間推定部24は、第2の確率分布取得部23により取得された第2の確率分布に基づいて、通信網の状態が輻輳状態にある範囲における遅延時間の下限値である閾値遅延時間を推定する。即ち、閾値遅延時間は、通信網の状態が安定状態(即ち、パケットロスが発生しない状態)にある範囲と、通信網の状態が輻輳状態(即ち、パケットロスが発生する状態)にある範囲と、の境界における遅延時間である。   Based on the second probability distribution acquired by the second probability distribution acquisition unit 23, the threshold delay time estimation unit 24 is a threshold delay time that is a lower limit value of the delay time in a range where the state of the communication network is in a congestion state. Is estimated. That is, the threshold delay time includes a range in which the state of the communication network is in a stable state (that is, a state in which no packet loss occurs) and a range in which the state of the communication network is in a congestion state (ie, a state in which packet loss occurs). , The delay time at the boundary.

ところで、第2の確率分布を構成する2つの確率分布のうちの、より大きい値を平均として有する確率分布は、状態が輻輳状態にある通信網に対応している。また、第2の確率分布を構成する2つの確率分布のうちの、より小さい値を平均として有する確率分布は、状態が安定状態にある通信網に対応している。従って、2つの確率分布の交点における遅延時間は、通信網の状態が輻輳状態にある範囲における遅延時間の下限値に十分に近い値となる可能性が十分に高い。   By the way, the probability distribution having a larger value as an average of the two probability distributions constituting the second probability distribution corresponds to a communication network whose state is in a congestion state. Also, the probability distribution having the smaller value as an average of the two probability distributions constituting the second probability distribution corresponds to a communication network whose state is in a stable state. Therefore, the delay time at the intersection of the two probability distributions is sufficiently likely to be a value sufficiently close to the lower limit value of the delay time in the range where the state of the communication network is in the congestion state.

そこで、本例では、閾値遅延時間推定部24は、第2の確率分布を構成する2つの確率分布の交点における遅延時間T1を閾値遅延時間として推定する。ここで、2つの確率分布の交点における遅延時間は、当該遅延時間における確率の値が、2つの確率分布間で一致する遅延時間である。   Therefore, in this example, the threshold delay time estimation unit 24 estimates the delay time T1 at the intersection of the two probability distributions constituting the second probability distribution as the threshold delay time. Here, the delay time at the intersection of the two probability distributions is a delay time at which the probability value in the delay time coincides between the two probability distributions.

なお、閾値遅延時間推定部24は、第2の確率分布を構成する複数の確率分布に含まれる確率分布の、平均及び分散のうちの少なくとも1つに基づいて、閾値遅延時間を推定するように構成されていてもよい。例えば、閾値遅延時間推定部24は、第2の確率分布を構成する2つの確率分布のうちの、より小さい値を平均として有する確率分布g(x,θ)の平均Taに当該確率分布の分散の平方根(即ち、標準偏差)Dを加えた値T2を閾値遅延時間として推定する。 The threshold delay time estimation unit 24 estimates the threshold delay time based on at least one of the average and the variance of the probability distributions included in the plurality of probability distributions constituting the second probability distribution. It may be configured. For example, the threshold delay time estimation unit 24 adds the probability distribution g (x, θ 1 ) to the average Ta of the probability distributions g (x, θ 1 ) having a smaller value as an average of the two probability distributions constituting the second probability distribution. A value T2 obtained by adding the square root (that is, standard deviation) D of the variance is estimated as the threshold delay time.

なお、第2の確率分布(混合分布)を構成する確率分布の数が3以上である場合、閾値遅延時間推定部24は、パケットロスが発生した数を計測し、計測した数に基づいて閾値遅延時間を推定するように構成されていてもよい。   When the number of probability distributions constituting the second probability distribution (mixed distribution) is 3 or more, the threshold delay time estimation unit 24 measures the number of occurrences of packet loss, and based on the measured number, It may be configured to estimate the delay time.

閾値パケット到着率取得部25は、閾値遅延時間推定部24により推定された閾値遅延時間に対応する閾値パケット到着率を取得する。本例では、閾値パケット到着率取得部25は、遅延時間と、パケット到着率と、の対応関係を、回帰分析を行うことにより予め取得する。そして、閾値パケット到着率取得部25は、取得された対応関係と、閾値遅延時間推定部24により推定された閾値遅延時間と、に基づいて閾値パケット到着率を取得する。   The threshold packet arrival rate acquisition unit 25 acquires a threshold packet arrival rate corresponding to the threshold delay time estimated by the threshold delay time estimation unit 24. In this example, the threshold packet arrival rate acquisition unit 25 acquires in advance the correlation between the delay time and the packet arrival rate by performing regression analysis. Then, the threshold packet arrival rate acquisition unit 25 acquires the threshold packet arrival rate based on the acquired correspondence relationship and the threshold delay time estimated by the threshold delay time estimation unit 24.

パケットロス率推定部26は、第1の確率分布取得部22により取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が、閾値パケット到着率取得部25により取得された閾値パケット到着率以下となる確率をパケットロス率として推定する。パケットロス率は、パケットが通信網において消失する確率である。   Based on the first probability distribution acquired by the first probability distribution acquisition unit 22, the packet loss rate estimation unit 26 has a packet arrival rate equal to or lower than the threshold packet arrival rate acquired by the threshold packet arrival rate acquisition unit 25. Is estimated as the packet loss rate. The packet loss rate is a probability that a packet is lost in the communication network.

(作動)
次に、上記のように構成された受信装置20の作動について図4を参照しながら説明する。図4は、受信装置20のCPUが実行するパケットロス率推定プログラムを示したフローチャートである。
(Operation)
Next, the operation of the receiving apparatus 20 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a packet loss rate estimation program executed by the CPU of the receiving device 20.

いま、送信装置10が、単位時間あたりに予め設定された数のパケットを受信装置20へ送信している状態を想定する。この状態において、受信装置20のパケットモニタ部21は、送信装置10からパケットを受信する。そして、パケットモニタ部21は、受信したパケットに基づいて、パケット到着率と遅延時間とを含む通信状態情報を取得する(ステップS101)。   Now, it is assumed that the transmission device 10 is transmitting a preset number of packets per unit time to the reception device 20. In this state, the packet monitor unit 21 of the reception device 20 receives a packet from the transmission device 10. Then, the packet monitor unit 21 acquires communication state information including a packet arrival rate and a delay time based on the received packet (step S101).

次いで、第1の確率分布取得部22は、ステップS101にて取得された通信状態情報に含まれるパケット到着率に基づいて、第1の確率分布を特定するためのパラメータを取得することにより当該第1の確率分布を取得する(ステップS102)。   Next, the first probability distribution acquisition unit 22 acquires the parameter for specifying the first probability distribution based on the packet arrival rate included in the communication state information acquired in step S101. A probability distribution of 1 is acquired (step S102).

そして、第2の確率分布取得部23は、ステップS101にて取得された通信状態情報に含まれる遅延時間に基づいて、第2の確率分布を特定するためのパラメータを取得することにより当該第2の確率分布を取得する(ステップS103)。   Then, the second probability distribution acquisition unit 23 acquires the parameter for specifying the second probability distribution based on the delay time included in the communication state information acquired in step S101, thereby obtaining the second probability distribution. Is obtained (step S103).

次いで、閾値遅延時間推定部24は、ステップS103にて取得された第2の確率分布に基づいて閾値遅延時間を推定する(ステップS104)。本例では、閾値遅延時間推定部24は、第2の確率分布を構成する2つの確率分布の交点における遅延時間を閾値遅延時間として推定する。   Next, the threshold delay time estimation unit 24 estimates the threshold delay time based on the second probability distribution acquired in step S103 (step S104). In this example, the threshold delay time estimation unit 24 estimates the delay time at the intersection of the two probability distributions constituting the second probability distribution as the threshold delay time.

そして、閾値パケット到着率取得部25は、ステップS104にて推定された閾値遅延時間に対応する閾値パケット到着率を、予め取得された、遅延時間とパケット到着率との対応関係に基づいて取得する(ステップS105)。   Then, the threshold packet arrival rate acquisition unit 25 acquires the threshold packet arrival rate corresponding to the threshold delay time estimated in step S104 based on the correspondence relationship between the delay time and the packet arrival rate acquired in advance. (Step S105).

次いで、パケットロス率推定部26は、ステップS102にて取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が、ステップS105にて取得された閾値パケット到着率以下となる確率をパケットロス率として推定する(ステップS106)。   Next, the packet loss rate estimation unit 26 determines the probability that the packet arrival rate is equal to or less than the threshold packet arrival rate acquired in step S105 based on the first probability distribution acquired in step S102. (Step S106).

以上、説明したように、本発明の第1実施形態に係るパケットロス率推定装置(受信装置)20によれば、送信装置10から受信装置20へ単位時間あたりに送信されるパケットの数(パケット数)が比較的少ない場合であっても、取得されたパケット到着率の統計的なばらつきが、パケットロス率の推定に及ぼす影響を低減することができる。従って、取得されたパケット到着率に直接に基づいてパケットロス率を算出する場合よりも、高い精度にてパケットロス率を推定することができる。   As described above, according to the packet loss rate estimation apparatus (reception apparatus) 20 according to the first embodiment of the present invention, the number of packets (packets) transmitted from the transmission apparatus 10 to the reception apparatus 20 per unit time. Even if the number is relatively small, it is possible to reduce the influence of the statistical variation of the acquired packet arrival rate on the estimation of the packet loss rate. Therefore, the packet loss rate can be estimated with higher accuracy than when the packet loss rate is calculated directly based on the acquired packet arrival rate.

更に、第1実施形態に係るパケットロス率推定装置20は、取得された遅延時間に基づいて、遅延時間を確率変数とする第2の確率分布を取得し、取得された第2の確率分布に基づいて、閾値遅延時間を推定し、推定された閾値遅延時間に対応する閾値パケット到着率を取得する。   Further, the packet loss rate estimation apparatus 20 according to the first embodiment acquires a second probability distribution having the delay time as a random variable based on the acquired delay time, and obtains the acquired second probability distribution. Based on this, a threshold delay time is estimated, and a threshold packet arrival rate corresponding to the estimated threshold delay time is obtained.

ところで、遅延時間は、通信網の状態が輻輳状態にあるか否かと強い相関を有する。即ち、遅延時間が相当長いことは、通信網の状態が輻輳状態にあることに対応している。また、通信網の状態が輻輳状態にある場合、送信装置から送信されたパケットは、通信網において消失する(即ち、パケットロスが発生する)可能性が比較的高い。   By the way, the delay time has a strong correlation with whether or not the state of the communication network is in a congestion state. That is, a considerably long delay time corresponds to the state of the communication network being in a congestion state. Further, when the state of the communication network is in a congestion state, there is a relatively high possibility that a packet transmitted from the transmission device will be lost (that is, packet loss occurs) in the communication network.

従って、第1実施形態に係るパケットロス率推定装置20によれば、閾値パケット到着率を適切に設定することができる。この結果、より一層高い精度にてパケットロス率を推定することができる。   Therefore, according to the packet loss rate estimation apparatus 20 according to the first embodiment, the threshold packet arrival rate can be set appropriately. As a result, the packet loss rate can be estimated with higher accuracy.

更に、第1実施形態に係るパケットロス率推定装置20によれば、取得された遅延時間の統計的なばらつきが、閾値遅延時間の推定に及ぼす影響を低減することができる。従って、取得された遅延時間に直接に基づいて閾値遅延時間を推定する場合よりも、高い精度にて閾値遅延時間を推定することができる。   Furthermore, according to the packet loss rate estimation apparatus 20 according to the first embodiment, it is possible to reduce the influence of the obtained statistical variation of the delay time on the estimation of the threshold delay time. Therefore, it is possible to estimate the threshold delay time with higher accuracy than when the threshold delay time is estimated directly based on the acquired delay time.

加えて、第1実施形態に係るパケットロス率推定装置20は、第2の確率分布を構成する複数の確率分布に含まれる2つの確率分布の交点における遅延時間を閾値遅延時間として推定する。   In addition, the packet loss rate estimation apparatus 20 according to the first embodiment estimates the delay time at the intersection of two probability distributions included in the plurality of probability distributions constituting the second probability distribution as the threshold delay time.

ところで、第2の確率分布は、複数の確率分布の和により、よく表される。更に、各確率分布は、互いに異なる通信網の状態に対応していることが多い。従って、より大きい値を平均として有する確率分布は、状態が輻輳状態にある通信網に対応している。同様に、より小さい値を平均として有する確率分布は、状態が安定状態にある通信網に対応している。   By the way, the second probability distribution is well represented by the sum of a plurality of probability distributions. Furthermore, each probability distribution often corresponds to a different communication network state. Therefore, a probability distribution having a larger value as an average corresponds to a communication network whose state is in a congested state. Similarly, a probability distribution having a smaller value as an average corresponds to a communication network whose state is in a stable state.

従って、2つの確率分布の交点における遅延時間は、通信網の状態が輻輳状態にある範囲における遅延時間の下限値に十分に近い値となる可能性が十分に高い。従って、第1実施形態に係るパケットロス率推定装置20によれば、より一層高い精度にて閾値遅延時間を推定することができる。   Therefore, the delay time at the intersection of the two probability distributions is sufficiently likely to be a value sufficiently close to the lower limit value of the delay time in the range where the state of the communication network is in the congestion state. Therefore, according to the packet loss rate estimation apparatus 20 according to the first embodiment, the threshold delay time can be estimated with higher accuracy.

なお、第1実施形態においては、パケットロス率推定装置は、受信装置20により構成されていたが、送信装置10により構成されていてもよく、送信装置10及び受信装置20の両方により構成されていてもよい。また、通信システム1は、送信装置10及び受信装置20以外の装置としてパケットロス率推定装置を備えていてもよい。また、送信装置10及び受信装置20のそれぞれが、ともに、パケットロス率推定装置の機能を有していてもよい。   In the first embodiment, the packet loss rate estimation device is configured by the reception device 20, but may be configured by the transmission device 10, and is configured by both the transmission device 10 and the reception device 20. May be. Further, the communication system 1 may include a packet loss rate estimation device as a device other than the transmission device 10 and the reception device 20. Each of the transmission device 10 and the reception device 20 may have a function of a packet loss rate estimation device.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る通信システムについて説明する。第2実施形態に係る通信システムは、上記第1実施形態に係る通信システムに対して、推定されたパケットロス率に基づいて、誤り訂正処理にて用いられる冗長度を決定する点において相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。
Second Embodiment
Next, a communication system according to the second embodiment of the present invention will be described. The communication system according to the second embodiment is different from the communication system according to the first embodiment in that redundancy used in error correction processing is determined based on the estimated packet loss rate. Yes. Accordingly, the following description will focus on such differences.

第2実施形態に係る通信装置10,20は、VoIP(Voice over IP)端末である。VoIP端末(送信装置)10、及び、VoIP端末(受信装置)20は、UDP(User Datagram Protocol)に従って、音声を表す情報を含むパケット(音声パケット)を送受信する。これにより、通信システム1は、電話サービスを実現する。   The communication devices 10 and 20 according to the second embodiment are VoIP (Voice over IP) terminals. The VoIP terminal (transmitting device) 10 and the VoIP terminal (receiving device) 20 transmit and receive packets (voice packets) including information representing voice according to UDP (User Datagram Protocol). Thereby, the communication system 1 implements a telephone service.

また、通信網には、図1において図示されない、他の多くの通信装置が接続されている。これらの通信装置が行う通信によって、通信網の状態(通信品質等)は、時間の経過に伴って変化する。   Also, many other communication devices not shown in FIG. 1 are connected to the communication network. The state of the communication network (communication quality and the like) changes with the passage of time by communication performed by these communication apparatuses.

そこで、VoIP端末20は、電話サービスにおける音声の途切れ等が発生しないように、パケットを受信する際、通信網において消失したパケットを復元するための誤り訂正処理を行う。このため、VoIP端末10は、所定の冗長度にて冗長化されたパケット(冗長符号化されたパケット)を送信する。本例では、VoIP端末10は、パケットロス率を推定し、推定されたパケットロス率に基づいて冗長度を決定する。即ち、VoIP端末10は、パケットロス率推定装置を構成している。   Therefore, when receiving a packet, the VoIP terminal 20 performs an error correction process for restoring the lost packet in the communication network so as not to interrupt the voice in the telephone service. For this reason, the VoIP terminal 10 transmits a packet (redundant-encoded packet) made redundant with a predetermined redundancy. In this example, the VoIP terminal 10 estimates the packet loss rate and determines the redundancy based on the estimated packet loss rate. That is, the VoIP terminal 10 constitutes a packet loss rate estimation device.

なお、VoIP端末10も、VoIP端末20と同様に、パケットを受信する際、誤り訂正処理を行うように構成されていてもよい。この場合、VoIP端末20は、パケットロス率を推定し、推定されたパケットロス率に基づいて冗長度を決定し、決定された冗長度にて冗長化されたパケットを送信するように構成される。なお、VoIP端末20は、VoIP端末10により推定されたパケットロス率に基づいて冗長度を決定するように構成されていてもよい。   Note that, similarly to the VoIP terminal 20, the VoIP terminal 10 may be configured to perform error correction processing when receiving a packet. In this case, the VoIP terminal 20 is configured to estimate the packet loss rate, determine the redundancy based on the estimated packet loss rate, and transmit the redundant packet with the determined redundancy . Note that the VoIP terminal 20 may be configured to determine the redundancy based on the packet loss rate estimated by the VoIP terminal 10.

(機能)
図5に示したように、VoIP端末10の機能は、第1実施形態に係る受信装置20の機能に加えて、冗長度決定部(冗長度決定手段)27と、符号化処理部28と、パケット送信部29と、を含む。
(function)
As shown in FIG. 5, in addition to the function of the receiving device 20 according to the first embodiment, the function of the VoIP terminal 10 includes a redundancy determining unit (redundancy determining unit) 27, an encoding processing unit 28, A packet transmission unit 29.

冗長度決定部27は、パケットロス率推定部26により推定されたパケットロス率に基づいて冗長度を決定する。本例では、冗長度決定部27は、推定されたパケットロス率が大きくなるほど大きくなる値を冗長度として決定する。   The redundancy determining unit 27 determines the redundancy based on the packet loss rate estimated by the packet loss rate estimating unit 26. In this example, the redundancy determining unit 27 determines a value that increases as the estimated packet loss rate increases as the redundancy.

符号化処理部28は、冗長度決定部27により決定された冗長度を有するように、データを符号化する。パケット送信部29は、符号化処理部28により符号化されたデータからパケットを生成し、生成されたパケットを送信する。   The encoding processing unit 28 encodes the data so as to have the redundancy determined by the redundancy determining unit 27. The packet transmission unit 29 generates a packet from the data encoded by the encoding processing unit 28, and transmits the generated packet.

VoIP端末20は、VoIP端末10からパケットを受信し、受信したパケットに基づいて、通信網において消失したパケットを復元するための誤り訂正処理を実行する。   The VoIP terminal 20 receives a packet from the VoIP terminal 10 and executes an error correction process for restoring a lost packet in the communication network based on the received packet.

ところで、通信網を流れるパケットの遅延時間は、通信網においてパケットが伝送される際に経由するルータにおける転送処理の待ち時間、及び、伝送時間の和である。伝送時間の、時間の経過に伴う変動量は、比較的小さい。一方、転送処理の待ち時間は、クロストラフィック(他の通信装置間の通信量)が時間の経過に伴って比較的大きく変化するので、時間の経過に伴って比較的大きく変化する。   By the way, the delay time of the packet flowing through the communication network is the sum of the waiting time of the transfer process in the router through which the packet is transmitted in the communication network and the transmission time. The amount of change in transmission time over time is relatively small. On the other hand, the waiting time for the transfer process changes relatively greatly with the passage of time because the cross traffic (communication amount between other communication apparatuses) changes relatively with the passage of time.

即ち、あるルータに流入するクロストラフィックが少ない場合、当該ルータにおける待ち時間は短くなり、一方、当該ルータに流入するクロストラフィックが多い場合、当該ルータにおける待ち時間は長くなる。更に、ルータのバッファ長(ルータの記憶容量)を超えるトラフィックがルータに流入すると、パケットロスが発生する。   That is, when there is little cross traffic flowing into a certain router, the waiting time at the router becomes short, while when there is much cross traffic flowing into the router, the waiting time at the router becomes long. Further, when traffic exceeding the router buffer length (router storage capacity) flows into the router, packet loss occurs.

このような、ルータにおける待ち時間(即ち、ルータの混雑状況)と、パケットの遅延時間と、の関係に基づく、遅延時間の確率分布は、上述した混合分布(第2の確率分布)によりよく表される。従って、VoIP端末10は、高い精度にてパケットロス率を推定することができる。   The probability distribution of the delay time based on the relationship between the waiting time in the router (that is, the congestion state of the router) and the packet delay time is better represented by the above-described mixture distribution (second probability distribution). Is done. Therefore, the VoIP terminal 10 can estimate the packet loss rate with high accuracy.

なお、多くの通信網において、時間の経過に伴って、混雑するルータが変化した場合、その変化に応じて、混合分布を構成する確率分布を特定するためのパラメータが変化するため、2つの確率分布により構成される混合分布に基づいて、高い精度にてパケットロス率を推定することができる。   In many communication networks, when a congested router changes with time, a parameter for specifying a probability distribution constituting the mixture distribution changes according to the change. The packet loss rate can be estimated with high accuracy based on the mixed distribution constituted by the distributions.

以上、説明したように、本発明の第2実施形態に係る通信システムによれば、第1実施形態に係る通信システムと同様の作用及び効果を奏することができる。
更に、第2実施形態に係る通信システムによれば、通信網において消失したパケットをVoIP端末(受信装置)20が確実に復元することができるとともに、冗長度を過大な値に設定することを防止することができる。
As described above, according to the communication system according to the second embodiment of the present invention, operations and effects similar to those of the communication system according to the first embodiment can be achieved.
Furthermore, according to the communication system according to the second embodiment, the VoIP terminal (reception device) 20 can reliably restore a packet lost in the communication network and prevent the redundancy from being set to an excessive value. can do.

次に、本発明の第2実施形態に係る通信システムの効果を説明するため、図6に示したシミュレーションモデルについて説明する。   Next, the simulation model shown in FIG. 6 will be described in order to explain the effect of the communication system according to the second embodiment of the present invention.

図6におけるVoIP端末V1が第2実施形態に係るVoIP端末10に対応し、図6におけるVoIP端末V2が第2実施形態に係るVoIP端末20に対応している。また、VoIP端末V1と、VoIP端末V2と、は、ルータR1及びルータR2を介して接続されている。更に、TCP(Transmission Control Protocol)端末C1〜C6も、ルータR1及びルータR2を介して接続されている。即ち、TCP端末C1〜C6は、クロストラフィックを生成する。   The VoIP terminal V1 in FIG. 6 corresponds to the VoIP terminal 10 according to the second embodiment, and the VoIP terminal V2 in FIG. 6 corresponds to the VoIP terminal 20 according to the second embodiment. The VoIP terminal V1 and the VoIP terminal V2 are connected via the router R1 and the router R2. Further, TCP (Transmission Control Protocol) terminals C1 to C6 are also connected via the router R1 and the router R2. That is, the TCP terminals C1 to C6 generate cross traffic.

このシミュレーションモデルにおいては、VoIP端末V1、及び、VoIP端末V2が互いに音声パケットを送受信する。また、TCP端末C1〜C6は、所定の時間帯において、クロストラフィックを発生させる。   In this simulation model, the VoIP terminal V1 and the VoIP terminal V2 transmit / receive voice packets to / from each other. Further, the TCP terminals C1 to C6 generate cross traffic in a predetermined time zone.

このシミュレーションモデルに本発明を適用した場合におけるパケットロス率を図7に示す。図7に示した実線L1は、ルータR1又はルータR2において測定されたパケットロス率を示す。図7に示した点線L2は、VoIP端末V2により推定されたパケットロス率を示す。図7に示した一点鎖線L3は、VoIP端末V2において測定されたパケットロス率を示す。   The packet loss rate when the present invention is applied to this simulation model is shown in FIG. A solid line L1 illustrated in FIG. 7 indicates a packet loss rate measured in the router R1 or the router R2. A dotted line L2 illustrated in FIG. 7 indicates a packet loss rate estimated by the VoIP terminal V2. A one-dot chain line L3 illustrated in FIG. 7 indicates a packet loss rate measured in the VoIP terminal V2.

時刻5から時刻10においては、VoIP端末V2において測定されたパケットロス率L3は、0である。一方、VoIP端末V2により推定されたパケットロス率L2は、ルータR1又はルータR2において測定されたパケットロス率L1に比較的近い値を有する。即ち、VoIP端末V2は、高い精度にてパケットロス率を推定している、と言うことができる。   From time 5 to time 10, the packet loss rate L3 measured at the VoIP terminal V2 is zero. On the other hand, the packet loss rate L2 estimated by the VoIP terminal V2 has a value relatively close to the packet loss rate L1 measured in the router R1 or the router R2. That is, it can be said that the VoIP terminal V2 estimates the packet loss rate with high accuracy.

また、時刻11から時刻16においては、VoIP端末V2により推定されたパケットロス率L2、及び、VoIP端末V2において測定されたパケットロス率L3、は、ルータR1又はルータR2において測定されたパケットロス率L1よりも大きい値を有する。この理由は、パケットロス率の定義が「パケットロスが発生した回数/単位時間あたりに受信されたパケットの数」であり、ルータR1及びルータR2が受信するパケットの数と、VoIP端末V2が受信するパケットの数が異なるためである。   From time 11 to time 16, the packet loss rate L2 estimated by the VoIP terminal V2 and the packet loss rate L3 measured at the VoIP terminal V2 are the packet loss rates measured at the router R1 or the router R2. It has a value larger than L1. The reason for this is that the definition of the packet loss rate is “number of times packet loss has occurred / number of packets received per unit time”, the number of packets received by router R1 and router R2, and the reception by VoIP terminal V2. This is because the number of packets to be processed is different.

ところで、VoIP端末V2により推定されたパケットロス率L2が、ルータR1又はルータR2において測定されたパケットロス率L1よりも大きい値を有している場合、冗長度は、十分に大きな値に設定される。従って、音声の途切れが発生することを確実に防止することができる。   By the way, when the packet loss rate L2 estimated by the VoIP terminal V2 has a value larger than the packet loss rate L1 measured in the router R1 or the router R2, the redundancy is set to a sufficiently large value. The Therefore, it is possible to reliably prevent the sound from being interrupted.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る通信システムについて説明する。第3実施形態に係る通信システムは、上記第1実施形態に係る通信システムに対して、推定されたパケットロス率に基づいて、送信されるコンテンツデータが有するビットレートを決定する点において相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。
<Third Embodiment>
Next, a communication system according to the third embodiment of the present invention will be described. The communication system according to the third embodiment is different from the communication system according to the first embodiment in that the bit rate of content data to be transmitted is determined based on the estimated packet loss rate. Yes. Accordingly, the following description will focus on such differences.

第3実施形態に係る通信装置10は、配信サーバ装置である。また、通信装置20は、映像端末である。なお、映像端末20は、携帯電話端末、PHS(Personal Handyphone System)、PDA(Personal Data Assistance、Personal Digital Assistant)、カーナビゲーション端末、又は、ゲーム端末等であってもよい。   The communication device 10 according to the third embodiment is a distribution server device. The communication device 20 is a video terminal. The video terminal 20 may be a mobile phone terminal, a PHS (Personal Handyphone System), a PDA (Personal Data Assistance, Personal Digital Assistant), a car navigation terminal, a game terminal, or the like.

配信サーバ装置10は、コンテンツ(本例では、映像)を表すコンテンツデータを予め記憶している。配信サーバ装置10は、HTTP(HyperText Transfer Protocol)に従って、コンテンツデータを映像端末20へ送信する。映像端末20は、配信サーバ装置10からコンテンツデータを受信し、受信したコンテンツデータが表すコンテンツを出力(再生)する(本例では、ディスプレイに表示する)。   The distribution server device 10 stores content data representing content (video in this example) in advance. The distribution server device 10 transmits content data to the video terminal 20 in accordance with HTTP (HyperText Transfer Protocol). The video terminal 20 receives the content data from the distribution server device 10 and outputs (reproduces) the content represented by the received content data (displayed on the display in this example).

また、通信網には、図1において図示されない、他の多くの通信装置が接続されている。これらの通信装置が行う通信によって、通信網の状態(通信品質等)は、時間の経過に伴って変化する。   Also, many other communication devices not shown in FIG. 1 are connected to the communication network. The state of the communication network (communication quality and the like) changes with the passage of time by communication performed by these communication apparatuses.

そこで、配信サーバ装置10は、映像端末20によるコンテンツの再生が停止したり、再生中のコンテンツ(映像)が乱れたり、しないように、送信するコンテンツデータが有するビットレートを調整する。このため、映像端末20は、パケットロス率を推定し、推定されたパケットロス率を配信サーバ装置10へ送信する。更に、配信サーバ装置10は、受信したパケットロス率に基づいてビットレートを決定し、決定されたビットレートを有するコンテンツデータを送信する。即ち、本例では、映像端末20は、パケットロス率推定装置を構成している。   Therefore, the distribution server device 10 adjusts the bit rate of the content data to be transmitted so that the reproduction of the content by the video terminal 20 is not stopped or the content (video) being reproduced is not disturbed. For this reason, the video terminal 20 estimates the packet loss rate and transmits the estimated packet loss rate to the distribution server device 10. Furthermore, the distribution server device 10 determines a bit rate based on the received packet loss rate, and transmits content data having the determined bit rate. That is, in this example, the video terminal 20 constitutes a packet loss rate estimation device.

なお、映像端末20は、パケットロス率を推定し、推定されたパケットロス率に基づいてビットレートを決定し、決定したビットレートを配信サーバ装置10へ送信するように構成されていてもよい。この場合、配信サーバ装置10は、受信したビットレートを有するコンテンツデータを送信するように構成される。   The video terminal 20 may be configured to estimate the packet loss rate, determine the bit rate based on the estimated packet loss rate, and transmit the determined bit rate to the distribution server device 10. In this case, the distribution server device 10 is configured to transmit content data having the received bit rate.

(機能)
映像端末20の機能は、第1実施形態に係る受信装置20の機能と同じ機能を有する。更に、映像端末20は、推定されたパケットロス率を、予め設定された送信周期が経過する毎に、配信サーバ装置10へ送信する機能を有する。
(function)
The function of the video terminal 20 has the same function as the function of the receiving device 20 according to the first embodiment. Furthermore, the video terminal 20 has a function of transmitting the estimated packet loss rate to the distribution server device 10 every time a preset transmission cycle elapses.

また、配信サーバ装置10の機能は、図8に示したように、ビットレート決定部(ビットレート決定手段)31と、パケット送信部32と、を含む。   Further, the function of the distribution server device 10 includes a bit rate determination unit (bit rate determination means) 31 and a packet transmission unit 32, as shown in FIG.

ビットレート決定部31は、映像端末20からパケットロス率を受信する。ビットレート決定部31は、受信されたパケットロス率に基づいてビットレートを決定する。本例では、ビットレート決定部31は、受信されたパケットロス率が大きくなるほど小さくなる値をビットレートとして決定する。   The bit rate determination unit 31 receives the packet loss rate from the video terminal 20. The bit rate determining unit 31 determines the bit rate based on the received packet loss rate. In this example, the bit rate determination unit 31 determines a value that decreases as the received packet loss rate increases as the bit rate.

ところで、配信サーバ装置10は、HTTPに従って、コンテンツデータを送信する。従って、パケットロス率は、HTTPよりも下位側のレイヤにて動作するTCPのスループット性能に影響を与える。例えば、TCPの制御アルゴリズムの一つであるTCP Renoにおいては、スループット性能は、数式3により算出される。

Figure 0005533177
Incidentally, the distribution server device 10 transmits content data in accordance with HTTP. Therefore, the packet loss rate affects the throughput performance of TCP that operates in a lower layer than HTTP. For example, in TCP Reno, which is one of TCP control algorithms, the throughput performance is calculated by Equation 3.
Figure 0005533177

ここで、MSSは、最大セグメントサイズであり、RTTは、遅延時間である。また、PLRは、パケットロス率であり、TPは、スループット性能である。
従って、本例では、ビットレート決定部31は、受信されたパケットロス率と、数式3と、に基づいてスループット性能を算出し、算出されたスループット性能に基づいて、ビットレートを決定する。
Here, MSS is the maximum segment size, and RTT is the delay time. PLR is the packet loss rate, and TP is the throughput performance.
Therefore, in this example, the bit rate determination unit 31 calculates the throughput performance based on the received packet loss rate and Equation 3, and determines the bit rate based on the calculated throughput performance.

パケット送信部32は、ビットレート決定部31により決定されたビットレートを有するコンテンツデータを取得し、取得されたコンテンツデータからパケットを生成する。そして、パケット送信部32は、生成されたパケット(即ち、コンテンツデータの一部を含むパケット)を映像端末20へ送信する。   The packet transmission unit 32 acquires content data having the bit rate determined by the bit rate determination unit 31, and generates a packet from the acquired content data. Then, the packet transmission unit 32 transmits the generated packet (that is, a packet including a part of the content data) to the video terminal 20.

以上、説明したように、本発明の第3実施形態に係る通信システムによれば、第1実施形態に係る通信システムと同様の作用及び効果を奏することができる。
更に、第3実施形態に係る通信システムによれば、パケットロス率が過大となることを防止することができる範囲において、送信されるコンテンツデータのビットレートを高めることができる。この結果、ユーザ体感品質を高めることができる。
As described above, according to the communication system according to the third embodiment of the present invention, operations and effects similar to those of the communication system according to the first embodiment can be achieved.
Furthermore, according to the communication system according to the third embodiment, the bit rate of the content data to be transmitted can be increased within a range in which the packet loss rate can be prevented from becoming excessive. As a result, the user experience quality can be improved.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係るパケットロス率推定装置について図9を参照しながら説明する。
第4実施形態に係るパケットロス率推定装置100は、
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置から、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続された受信装置が単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得するパケット到着率取得部(パケット到着率取得手段)101と、
上記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する第1の確率分布取得部(第1の確率分布取得手段)102と、
上記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が所定の閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが上記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定するパケットロス率推定部(パケットロス率推定手段)103と、
を備える。
<Fourth embodiment>
Next, a packet loss rate estimation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The packet loss rate estimation apparatus 100 according to the fourth embodiment
Packet arrival rate, which is the number of packets received per unit time by a receiving device that is communicably connected to the transmitting device via a communication network from a transmitting device that transmits a preset number of packets per unit time A packet arrival rate acquisition unit (packet arrival rate acquisition means) 101 for acquiring
A first probability distribution acquisition unit (first probability distribution acquisition means) 102 for acquiring a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the acquired packet arrival rate;
Based on the acquired first probability distribution, packet loss rate estimation for estimating a probability that a packet arrival rate is equal to or lower than a predetermined threshold packet arrival rate as a packet loss rate that is a probability that a packet is lost in the communication network Part (packet loss rate estimation means) 103,
Is provided.

これによれば、送信装置から受信装置へ単位時間あたりに送信されるパケットの数(パケット数)が比較的少ない場合であっても、取得されたパケット到着率の統計的なばらつきが、パケットロス率の推定に及ぼす影響を低減することができる。従って、取得されたパケット到着率に直接に基づいてパケットロス率を算出する場合よりも、高い精度にてパケットロス率を推定することができる。   According to this, even when the number of packets transmitted per unit time from the transmission device to the reception device (the number of packets) is relatively small, the statistical variation in the acquired packet arrival rate is reduced by the packet loss. The influence on the rate estimation can be reduced. Therefore, the packet loss rate can be estimated with higher accuracy than when the packet loss rate is calculated directly based on the acquired packet arrival rate.

以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。   Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment. 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.

なお、上記各実施形態において通信システムの各機能は、CPUがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現されていたが、回路等のハードウェアにより実現されていてもよい。   In each of the above-described embodiments, each function of the communication system is realized by the CPU executing a program (software), but may be realized by hardware such as a circuit.

また、上記各実施形態においてプログラムは、記憶装置に記憶されていたが、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び、半導体メモリ等の可搬性を有する媒体である。   In each of the above embodiments, the program is stored in the storage device, but may be stored in a computer-readable recording medium. For example, the recording medium is a portable medium such as a flexible disk, an optical disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor memory.

また、上記実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。   In addition, as another modified example of the above-described embodiment, any combination of the above-described embodiments and modified examples may be employed.

<付記>
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載され得るが、以下には限られない。
<Appendix>
A part or all of the above embodiment can be described as the following supplementary notes, but is not limited thereto.

(付記1)
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置から、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続された受信装置が単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得するパケット到着率取得手段と、
前記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する第1の確率分布取得手段と、
前記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が所定の閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが前記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定するパケットロス率推定手段と、
を備えるパケットロス率推定装置。
(Appendix 1)
Packet arrival rate, which is the number of packets received per unit time by a receiving device that is communicably connected to the transmitting device via a communication network from a transmitting device that transmits a preset number of packets per unit time Packet arrival rate acquisition means for acquiring
First probability distribution acquisition means for acquiring a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the acquired packet arrival rate;
Based on the acquired first probability distribution, packet loss rate estimation that estimates a probability that a packet arrival rate is equal to or lower than a predetermined threshold packet arrival rate as a packet loss rate that is a probability that a packet is lost in the communication network Means,
A packet loss rate estimation apparatus comprising:

これによれば、送信装置から受信装置へ単位時間あたりに送信されるパケットの数(パケット数)が比較的少ない場合であっても、取得されたパケット到着率の統計的なばらつきが、パケットロス率の推定に及ぼす影響を低減することができる。従って、取得されたパケット到着率に直接に基づいてパケットロス率を算出する場合よりも、高い精度にてパケットロス率を推定することができる。   According to this, even when the number of packets transmitted per unit time from the transmission device to the reception device (the number of packets) is relatively small, the statistical variation in the acquired packet arrival rate is reduced by the packet loss. The influence on the rate estimation can be reduced. Therefore, the packet loss rate can be estimated with higher accuracy than when the packet loss rate is calculated directly based on the acquired packet arrival rate.

(付記2)
付記1に記載のパケットロス率推定装置であって、
前記送信装置が前記パケットを送信した時点から、前記受信装置が当該パケットを受信した時点までの時間である遅延時間を取得する遅延時間取得手段と、
前記取得された遅延時間に基づいて、遅延時間を確率変数とする第2の確率分布を取得する第2の確率分布取得手段と、
前記取得された第2の確率分布に基づいて、前記通信網の状態が輻輳状態にある範囲における前記遅延時間の下限値である閾値遅延時間を推定する閾値遅延時間推定手段と、
前記推定された閾値遅延時間に対応する前記閾値パケット到着率を取得する閾値パケット到着率取得手段と、
を備えるパケットロス率推定装置。
(Appendix 2)
The packet loss rate estimation apparatus according to attachment 1, wherein
A delay time acquiring means for acquiring a delay time that is a time from when the transmitting device transmits the packet to a time when the receiving device receives the packet;
Second probability distribution acquisition means for acquiring a second probability distribution having the delay time as a random variable based on the acquired delay time;
Threshold delay time estimating means for estimating a threshold delay time which is a lower limit value of the delay time in a range where the state of the communication network is in a congestion state based on the acquired second probability distribution;
Threshold packet arrival rate acquisition means for acquiring the threshold packet arrival rate corresponding to the estimated threshold delay time;
A packet loss rate estimation apparatus comprising:

ところで、遅延時間は、通信網の状態が輻輳状態にあるか否かと強い相関を有する。即ち、遅延時間が相当長いことは、通信網の状態が輻輳状態にあることに対応している。また、通信網の状態が輻輳状態にある場合、送信装置から送信されたパケットは、通信網において消失する(即ち、パケットロスが発生する)可能性が比較的高い。従って、上記のようにパケットロス率推定装置を構成することにより、閾値パケット到着率を適切に設定することができる。この結果、より一層高い精度にてパケットロス率を推定することができる。   By the way, the delay time has a strong correlation with whether or not the state of the communication network is in a congestion state. That is, a considerably long delay time corresponds to the state of the communication network being in a congestion state. Further, when the state of the communication network is in a congestion state, there is a relatively high possibility that a packet transmitted from the transmission device will be lost (that is, packet loss occurs) in the communication network. Therefore, the threshold packet arrival rate can be appropriately set by configuring the packet loss rate estimation apparatus as described above. As a result, the packet loss rate can be estimated with higher accuracy.

更に、上記のように構成されたパケットロス率推定装置によれば、取得された遅延時間の統計的なばらつきが、閾値遅延時間の推定に及ぼす影響を低減することができる。従って、取得された遅延時間に直接に基づいて閾値遅延時間を推定する場合よりも、高い精度にて閾値遅延時間を推定することができる。   Furthermore, according to the packet loss rate estimation apparatus configured as described above, it is possible to reduce the influence of the obtained statistical variation of the delay time on the estimation of the threshold delay time. Therefore, it is possible to estimate the threshold delay time with higher accuracy than when the threshold delay time is estimated directly based on the acquired delay time.

(付記3)
付記2に記載のパケットロス率推定装置であって、
前記第2の確率分布は、複数の確率分布の和により表される混合分布であり、
前記閾値遅延時間推定手段は、前記複数の確率分布に含まれる2つの確率分布の交点における遅延時間を前記閾値遅延時間として推定するように構成されたパケットロス率推定装置。
(Appendix 3)
The packet loss rate estimation apparatus according to attachment 2, wherein
The second probability distribution is a mixed distribution represented by the sum of a plurality of probability distributions;
The packet delay rate estimation device configured to estimate a delay time at an intersection of two probability distributions included in the plurality of probability distributions as the threshold delay time.

ところで、第2の確率分布は、複数の確率分布の和により、よく表される。更に、各確率分布は、互いに異なる通信網の状態に対応していることが多い。従って、より大きい値を平均として有する確率分布は、状態が輻輳状態(即ち、パケットロスが発生する状態)にある通信網に対応している。同様に、より小さい値を平均として有する確率分布は、状態が安定状態(即ち、パケットロスが発生しない状態)にある通信網に対応している。   By the way, the second probability distribution is well represented by the sum of a plurality of probability distributions. Furthermore, each probability distribution often corresponds to a different communication network state. Therefore, a probability distribution having a larger value as an average corresponds to a communication network whose state is in a congestion state (that is, a state in which packet loss occurs). Similarly, a probability distribution having a smaller value as an average corresponds to a communication network whose state is in a stable state (that is, a state in which no packet loss occurs).

従って、2つの確率分布の交点における遅延時間は、通信網の状態が輻輳状態にある範囲における遅延時間の下限値に十分に近い値となる可能性が十分に高い。従って、上記のようにパケットロス率推定装置を構成することにより、より一層高い精度にて閾値遅延時間を推定することができる。   Therefore, the delay time at the intersection of the two probability distributions is sufficiently likely to be a value sufficiently close to the lower limit value of the delay time in the range where the state of the communication network is in the congestion state. Therefore, by configuring the packet loss rate estimation apparatus as described above, the threshold delay time can be estimated with higher accuracy.

(付記4)
付記2に記載のパケットロス率推定装置であって、
前記第2の確率分布は、複数の確率分布の和により表される混合分布であり、
前記閾値遅延時間推定手段は、前記複数の確率分布に含まれる確率分布の、平均及び分散のうちの少なくとも1つに基づいて、前記閾値遅延時間を推定するように構成されたパケットロス率推定装置。
(Appendix 4)
The packet loss rate estimation apparatus according to attachment 2, wherein
The second probability distribution is a mixed distribution represented by the sum of a plurality of probability distributions;
The threshold delay time estimation means is configured to estimate the threshold delay time based on at least one of an average and a variance of probability distributions included in the plurality of probability distributions. .

(付記5)
付記2乃至付記4のいずれか一項に記載のパケットロス率推定装置であって、
前記閾値パケット到着率取得手段は、前記遅延時間と、前記パケット到着率と、の対応関係を、回帰分析を行うことにより予め取得するとともに、当該取得された対応関係と、前記閾値遅延時間と、に基づいて前記閾値パケット到着率を取得するように構成されたパケットロス率推定装置。
(Appendix 5)
The packet loss rate estimation device according to any one of appendix 2 to appendix 4,
The threshold packet arrival rate acquisition means acquires a correspondence relationship between the delay time and the packet arrival rate in advance by performing regression analysis, and the acquired correspondence relationship and the threshold delay time, A packet loss rate estimation device configured to acquire the threshold packet arrival rate based on

(付記6)
付記1乃至付記5のいずれか一項に記載のパケットロス率推定装置であって、
前記第1の確率分布は、ポアソン分布、又は、冪乗則に従った確率分布である冪分布であるパケットロス率推定装置。
(Appendix 6)
The packet loss rate estimation device according to any one of appendices 1 to 5,
The packet loss rate estimation device, wherein the first probability distribution is a Poisson distribution or a heel distribution which is a probability distribution according to a power law.

(付記7)
付記1乃至付記6のいずれか一項に記載のパケットロス率推定装置であって、
前記第1の確率分布取得手段は、前記第1の確率分布を特定するためのパラメータを取得することにより当該第1の確率分布を取得するように構成されたパケットロス率推定装置。
(Appendix 7)
The packet loss rate estimation device according to any one of appendices 1 to 6,
The first probability distribution acquisition unit is a packet loss rate estimation device configured to acquire the first probability distribution by acquiring a parameter for specifying the first probability distribution.

(付記8)
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置から、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続された受信装置が単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得し、
前記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得し、
前記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が所定の閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが前記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定する、パケットロス率推定方法。
(Appendix 8)
Packet arrival rate, which is the number of packets received per unit time by a receiving device that is communicably connected to the transmitting device via a communication network from a transmitting device that transmits a preset number of packets per unit time Get
Based on the acquired packet arrival rate, obtain a first probability distribution with the packet arrival rate as a random variable,
Based on the acquired first probability distribution, a packet loss rate that estimates a probability that a packet arrival rate is equal to or lower than a predetermined threshold packet arrival rate as a packet loss rate that is a probability that a packet is lost in the communication network. Estimation method.

(付記9)
付記8に記載のパケットロス率推定方法であって、
前記送信装置が前記パケットを送信した時点から、前記受信装置が当該パケットを受信した時点までの時間である遅延時間を取得し、
前記取得された遅延時間に基づいて、遅延時間を確率変数とする第2の確率分布を取得し、
前記取得された第2の確率分布に基づいて、前記通信網の状態が輻輳状態にある範囲における前記遅延時間の下限値である閾値遅延時間を推定する閾値遅延時間推定手段と、
前記推定された閾値遅延時間に対応する前記閾値パケット到着率を取得する、パケットロス率推定方法。
(Appendix 9)
The packet loss rate estimation method according to appendix 8,
Obtaining a delay time which is a time from the time when the transmitting device transmits the packet to the time when the receiving device receives the packet;
Based on the acquired delay time, obtain a second probability distribution having the delay time as a random variable,
Threshold delay time estimating means for estimating a threshold delay time which is a lower limit value of the delay time in a range where the state of the communication network is in a congestion state based on the acquired second probability distribution;
A packet loss rate estimation method for obtaining the threshold packet arrival rate corresponding to the estimated threshold delay time.

(付記10)
情報処理装置に、
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置から、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続された受信装置が単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得するパケット到着率取得手段と、
前記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する第1の確率分布取得手段と、
前記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が所定の閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが前記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定するパケットロス率推定手段と、
を実現させるためのパケットロス率推定プログラム。
(Appendix 10)
In the information processing device,
Packet arrival rate, which is the number of packets received per unit time by a receiving device that is communicably connected to the transmitting device via a communication network from a transmitting device that transmits a preset number of packets per unit time Packet arrival rate acquisition means for acquiring
First probability distribution acquisition means for acquiring a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the acquired packet arrival rate;
Based on the acquired first probability distribution, packet loss rate estimation that estimates a probability that a packet arrival rate is equal to or lower than a predetermined threshold packet arrival rate as a packet loss rate that is a probability that a packet is lost in the communication network Means,
Packet loss rate estimation program to realize

(付記11)
付記10に記載のパケットロス率推定プログラムであって、
前記情報処理装置に、更に、
前記送信装置が前記パケットを送信した時点から、前記受信装置が当該パケットを受信した時点までの時間である遅延時間を取得する遅延時間取得手段と、
前記取得された遅延時間に基づいて、遅延時間を確率変数とする第2の確率分布を取得する第2の確率分布取得手段と、
前記取得された第2の確率分布に基づいて、前記通信網の状態が輻輳状態にある範囲における前記遅延時間の下限値である閾値遅延時間を推定する閾値遅延時間推定手段と、
前記推定された閾値遅延時間に対応する前記閾値パケット到着率を取得する閾値パケット到着率取得手段と、
を実現させるためのパケットロス率推定プログラム。
(Appendix 11)
A packet loss rate estimation program according to attachment 10, wherein
In addition to the information processing apparatus,
A delay time acquiring means for acquiring a delay time that is a time from when the transmitting device transmits the packet to a time when the receiving device receives the packet;
Second probability distribution acquisition means for acquiring a second probability distribution having the delay time as a random variable based on the acquired delay time;
Threshold delay time estimating means for estimating a threshold delay time which is a lower limit value of the delay time in a range where the state of the communication network is in a congestion state based on the acquired second probability distribution;
Threshold packet arrival rate acquisition means for acquiring the threshold packet arrival rate corresponding to the estimated threshold delay time;
Packet loss rate estimation program to realize

(付記12)
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置と、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続され且つ当該送信装置から当該パケットを受信する受信装置と、を備えるとともに、
前記受信装置が単位時間あたりに前記送信装置から受信したパケットの数であるパケット到着率を取得するパケット到着率取得手段と、
前記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する第1の確率分布取得手段と、
前記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が所定の閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが前記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定するパケットロス率推定手段と、
を備える通信システム。
(Appendix 12)
A transmission device that transmits a preset number of packets per unit time, and a reception device that is communicably connected to the transmission device via a communication network and receives the packet from the transmission device, and
Packet arrival rate acquisition means for acquiring a packet arrival rate that is the number of packets received by the receiving device from the transmitting device per unit time;
First probability distribution acquisition means for acquiring a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the acquired packet arrival rate;
Based on the acquired first probability distribution, packet loss rate estimation that estimates a probability that a packet arrival rate is equal to or lower than a predetermined threshold packet arrival rate as a packet loss rate that is a probability that a packet is lost in the communication network Means,
A communication system comprising:

(付記13)
付記12に記載の通信システムであって、
前記送信装置が前記パケットを送信した時点から、前記受信装置が当該パケットを受信した時点までの時間である遅延時間を取得する遅延時間取得手段と、
前記取得された遅延時間に基づいて、遅延時間を確率変数とする第2の確率分布を取得する第2の確率分布取得手段と、
前記取得された第2の確率分布に基づいて、前記通信網の状態が輻輳状態にある範囲における前記遅延時間の下限値である閾値遅延時間を推定する閾値遅延時間推定手段と、
前記推定された閾値遅延時間に対応する前記閾値パケット到着率を取得する閾値パケット到着率取得手段と、
を備える通信システム。
(Appendix 13)
The communication system according to attachment 12, wherein
A delay time acquiring means for acquiring a delay time that is a time from when the transmitting device transmits the packet to a time when the receiving device receives the packet;
Second probability distribution acquisition means for acquiring a second probability distribution having the delay time as a random variable based on the acquired delay time;
Threshold delay time estimating means for estimating a threshold delay time which is a lower limit value of the delay time in a range where the state of the communication network is in a congestion state based on the acquired second probability distribution;
Threshold packet arrival rate acquisition means for acquiring the threshold packet arrival rate corresponding to the estimated threshold delay time;
A communication system comprising:

(付記14)
付記12又は付記13に記載の通信システムであって、
前記送信装置は、前記通信網において消失したパケットを復元するための誤り訂正処理を前記受信装置に行わせるために、所定の冗長度にて冗長化された前記パケットを送信するように構成され、
前記推定されたパケットロス率に基づいて前記冗長度を決定する冗長度決定手段を備える通信システム。
(Appendix 14)
The communication system according to appendix 12 or appendix 13, wherein
The transmitting device is configured to transmit the packet made redundant with a predetermined redundancy in order to cause the receiving device to perform error correction processing for restoring a lost packet in the communication network,
A communication system comprising redundancy determining means for determining the redundancy based on the estimated packet loss rate.

これによれば、通信網において消失したパケットを受信装置が確実に復元することができるとともに、冗長度を過大な値に設定することを防止することができる。   According to this, it is possible for the receiving device to reliably restore the lost packet in the communication network and to prevent the redundancy from being set to an excessive value.

(付記15)
付記12乃至付記14のいずれか一項に記載の通信システムであって、
前記送信装置は、所定のビットレートを有するコンテンツデータの一部を前記パケットとして送信するように構成され、
前記推定されたパケットロス率に基づいて前記ビットレートを決定するビットレート決定手段を備える通信システム。
(Appendix 15)
The communication system according to any one of appendix 12 to appendix 14, wherein
The transmission device is configured to transmit a part of content data having a predetermined bit rate as the packet,
A communication system comprising bit rate determining means for determining the bit rate based on the estimated packet loss rate.

これによれば、パケットロス率が過大となることを防止することができる範囲において、送信されるコンテンツデータのビットレートを高めることができる。この結果、ユーザ体感品質を高めることができる。   According to this, the bit rate of the content data to be transmitted can be increased within a range where the packet loss rate can be prevented from becoming excessive. As a result, the user experience quality can be improved.

本発明は、パケットロス率を推定するパケットロス率推定装置、及び、IP網を介して通信を行う通信システム等に適用可能である。   The present invention is applicable to a packet loss rate estimation device that estimates a packet loss rate, a communication system that performs communication via an IP network, and the like.

1 通信システム
10 通信装置(送信装置、VoIP端末、配信サーバ装置)
20 通信装置(受信装置、VoIP端末、映像端末)
21 パケットモニタ部
22 第1の確率分布取得部
23 第2の確率分布取得部
24 閾値遅延時間推定部
25 閾値パケット到着率取得部
26 パケットロス率推定部
27 冗長度決定部
28 符号化処理部
29 パケット送信部
31 ビットレート決定部
32 パケット送信部
100 パケットロス率推定装置
101 パケット到着率取得部
102 第1の確率分布取得部
103 パケットロス率推定部
NW 通信回線
1 Communication System 10 Communication Device (Transmission Device, VoIP Terminal, Distribution Server Device)
20 Communication device (receiving device, VoIP terminal, video terminal)
21 packet monitor unit 22 first probability distribution acquisition unit 23 second probability distribution acquisition unit 24 threshold delay time estimation unit 25 threshold packet arrival rate acquisition unit 26 packet loss rate estimation unit 27 redundancy determination unit 28 encoding processing unit 29 Packet transmission unit 31 Bit rate determination unit 32 Packet transmission unit 100 Packet loss rate estimation device 101 Packet arrival rate acquisition unit 102 First probability distribution acquisition unit 103 Packet loss rate estimation unit NW Communication line

Claims (9)

単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置から、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続された受信装置が単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得するパケット到着率取得手段と、
前記送信装置が前記パケットを送信した時点から、前記受信装置が当該パケットを受信した時点までの時間である遅延時間を取得する遅延時間取得手段と、
前記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する第1の確率分布取得手段と、
前記取得された遅延時間に基づいて、遅延時間を確率変数とする第2の確率分布を取得する第2の確率分布取得手段と、
前記取得された第2の確率分布に基づいて、前記通信網の状態が輻輳状態にある範囲における前記遅延時間の下限値である閾値遅延時間を推定する閾値遅延時間推定手段と、
前記推定された閾値遅延時間に対応する閾値パケット到着率を取得する閾値パケット到着率取得手段と、
前記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が前記閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが前記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定するパケットロス率推定手段と、
を備えるパケットロス率推定装置。
Packet arrival rate, which is the number of packets received per unit time by a receiving device that is communicably connected to the transmitting device via a communication network from a transmitting device that transmits a preset number of packets per unit time Packet arrival rate acquisition means for acquiring
A delay time acquiring means for acquiring a delay time that is a time from when the transmitting device transmits the packet to a time when the receiving device receives the packet;
First probability distribution acquisition means for acquiring a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the acquired packet arrival rate;
Second probability distribution acquisition means for acquiring a second probability distribution having the delay time as a random variable based on the acquired delay time;
Threshold delay time estimating means for estimating a threshold delay time which is a lower limit value of the delay time in a range where the state of the communication network is in a congestion state based on the acquired second probability distribution;
Threshold packet arrival rate acquisition means for acquiring a threshold packet arrival rate corresponding to the estimated threshold delay time;
Based on the first probability distribution the obtained, the probability that the packet arrival rate is equal to or less than the threshold packet arrival rate, packet loss rate estimating means for estimating the packet loss rate is the probability that a packet is lost in the communication network When,
A packet loss rate estimation apparatus comprising:
請求項1に記載のパケットロス率推定装置であって、The packet loss rate estimation apparatus according to claim 1,
前記第1の確率分布は、ポアソン分布あるいは冪分布である、The first probability distribution is a Poisson distribution or a heel distribution.
パケットロス率推定装置。Packet loss rate estimation device.
請求項1又は2に記載のパケットロス率推定装置であって、
前記第2の確率分布は、複数の確率分布の和により表される混合分布であり、
前記閾値遅延時間推定手段は、前記複数の確率分布に含まれる2つの確率分布の交点における遅延時間を前記閾値遅延時間として推定するように構成されたパケットロス率推定装置。
The packet loss rate estimation apparatus according to claim 1 or 2,
The second probability distribution is a mixed distribution represented by the sum of a plurality of probability distributions;
The packet delay rate estimation device configured to estimate a delay time at an intersection of two probability distributions included in the plurality of probability distributions as the threshold delay time.
請求項1又は2に記載のパケットロス率推定装置であって、
前記第2の確率分布は、複数の確率分布の和により表される混合分布であり、
前記閾値遅延時間推定手段は、前記複数の確率分布に含まれる確率分布の、平均及び分散のうちの少なくとも1つに基づいて、前記閾値遅延時間を推定するように構成されたパケットロス率推定装置。
The packet loss rate estimation apparatus according to claim 1 or 2,
The second probability distribution is a mixed distribution represented by the sum of a plurality of probability distributions;
The threshold delay time estimation means is configured to estimate the threshold delay time based on at least one of an average and a variance of probability distributions included in the plurality of probability distributions. .
請求項乃至請求項4のいずれか一項に記載のパケットロス率推定装置であって、
前記閾値パケット到着率取得手段は、前記遅延時間と、前記パケット到着率と、の対応関係を、回帰分析を行うことにより予め取得するとともに、当該取得された対応関係と、前記閾値遅延時間と、に基づいて前記閾値パケット到着率を取得するように構成されたパケットロス率推定装置。
The packet loss rate estimating apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The threshold packet arrival rate acquisition means acquires a correspondence relationship between the delay time and the packet arrival rate in advance by performing regression analysis, and the acquired correspondence relationship and the threshold delay time, A packet loss rate estimation device configured to acquire the threshold packet arrival rate based on
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置から、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続された受信装置が単位時間あたりに受信したパケットの数であるパケット到着率を取得し、
前記送信装置が前記パケットを送信した時点から、前記受信装置が当該パケットを受信した時点までの時間である遅延時間を取得し、
前記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得し、
前記取得された遅延時間に基づいて、遅延時間を確率変数とする第2の確率分布を取得し、
前記取得された第2の確率分布に基づいて、前記通信網の状態が輻輳状態にある範囲における前記遅延時間の下限値である閾値遅延時間を推定し、
前記推定された閾値遅延時間に対応する閾値パケット到着率を取得し、
前記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が前記閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが前記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定する、パケットロス率推定方法。
Packet arrival rate, which is the number of packets received per unit time by a receiving device that is communicably connected to the transmitting device via a communication network from a transmitting device that transmits a preset number of packets per unit time Get
Obtaining a delay time which is a time from the time when the transmitting device transmits the packet to the time when the receiving device receives the packet;
Based on the acquired packet arrival rate, obtain a first probability distribution with the packet arrival rate as a random variable,
Based on the acquired delay time, obtain a second probability distribution having the delay time as a random variable,
Based on the acquired second probability distribution, a threshold delay time that is a lower limit value of the delay time in a range where the state of the communication network is in a congestion state is estimated,
Obtaining a threshold packet arrival rate corresponding to the estimated threshold delay time;
Based on the first probability distribution the obtained, the probability that the packet arrival rate is equal to or less than the threshold packet arrival rate is estimated as the packet loss rate is the probability that a packet is lost in the communication network, the packet loss rate estimation Method.
単位時間あたりに予め設定された数のパケットを送信する送信装置と、当該送信装置と通信網を介して通信可能に接続され且つ当該送信装置から当該パケットを受信する受信装置と、を備えるとともに、
前記受信装置が単位時間あたりに前記送信装置から受信したパケットの数であるパケット到着率を取得するパケット到着率取得手段と、
前記送信装置が前記パケットを送信した時点から、前記受信装置が当該パケットを受信した時点までの時間である遅延時間を取得する遅延時間取得手段と、
前記取得されたパケット到着率に基づいて、パケット到着率を確率変数とする第1の確率分布を取得する第1の確率分布取得手段と、
前記取得された遅延時間に基づいて、遅延時間を確率変数とする第2の確率分布を取得する第2の確率分布取得手段と、
前記取得された第2の確率分布に基づいて、前記通信網の状態が輻輳状態にある範囲における前記遅延時間の下限値である閾値遅延時間を推定する閾値遅延時間推定手段と、
前記推定された閾値遅延時間に対応する閾値パケット到着率を取得する閾値パケット到着率取得手段と、
前記取得された第1の確率分布に基づいて、パケット到着率が前記閾値パケット到着率以下となる確率を、パケットが前記通信網において消失する確率であるパケットロス率として推定するパケットロス率推定手段と、
を備える通信システム。
A transmission device that transmits a preset number of packets per unit time, and a reception device that is communicably connected to the transmission device via a communication network and receives the packet from the transmission device, and
Packet arrival rate acquisition means for acquiring a packet arrival rate that is the number of packets received by the receiving device from the transmitting device per unit time;
A delay time acquiring means for acquiring a delay time that is a time from when the transmitting device transmits the packet to a time when the receiving device receives the packet;
First probability distribution acquisition means for acquiring a first probability distribution using the packet arrival rate as a random variable based on the acquired packet arrival rate;
Second probability distribution acquisition means for acquiring a second probability distribution having the delay time as a random variable based on the acquired delay time;
Threshold delay time estimating means for estimating a threshold delay time which is a lower limit value of the delay time in a range where the state of the communication network is in a congestion state based on the acquired second probability distribution;
Threshold packet arrival rate acquisition means for acquiring a threshold packet arrival rate corresponding to the estimated threshold delay time;
Based on the first probability distribution the obtained, the probability that the packet arrival rate is equal to or less than the threshold packet arrival rate, packet loss rate estimating means for estimating the packet loss rate is the probability that a packet is lost in the communication network When,
A communication system comprising:
請求項7に記載の通信システムであって、
前記送信装置は、前記通信網において消失したパケットを復元するための誤り訂正処理を前記受信装置に行わせるために、所定の冗長度にて冗長化された前記パケットを送信するように構成され、
前記推定されたパケットロス率に基づいて前記冗長度を決定する冗長度決定手段を備える通信システム。
A communication system according to claim 7 ,
The transmitting device is configured to transmit the packet made redundant with a predetermined redundancy in order to cause the receiving device to perform error correction processing for restoring a lost packet in the communication network,
A communication system comprising redundancy determining means for determining the redundancy based on the estimated packet loss rate.
請求項7又は8に記載の通信システムであって、
前記送信装置は、所定のビットレートを有するコンテンツデータの一部を前記パケットとして送信するように構成され、
前記推定されたパケットロス率に基づいて前記ビットレートを決定するビットレート決定手段を備える通信システム。
The communication system according to claim 7 or 8 ,
The transmission device is configured to transmit a part of content data having a predetermined bit rate as the packet,
A communication system comprising bit rate determining means for determining the bit rate based on the estimated packet loss rate.
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JP6560644B2 (en) * 2016-08-19 2019-08-14 日本電信電話株式会社 Waiting time evaluation apparatus and waiting time evaluation method
US20190215102A1 (en) * 2016-08-30 2019-07-11 Nec Corporation Transmission terminal, transmission method and transmission program
JP7115465B2 (en) * 2017-03-16 2022-08-09 日本電気株式会社 DELAY PREDICTION DEVICE, DELAY PREDICTION SYSTEM, DELAY PREDICTION METHOD AND DELAY PREDICTION PROGRAM

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