CN101091358B - 数据包发送方法和通信质量评价系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信质量评价方法、导出装置、通信质量评价系统及计算机程序。在对使用了VoIP网等通信网的通信进行仿真时，准确地模拟实际的通信状况而对通信进行仿真。以预定的变换方法对数据包的延迟时间分布进行变换，根据变换后的延迟时间分布以及预定的发送时刻，计算出附加了延迟时间的数据包发送时刻，判定是否由于所计算出的附加了延迟时间的发送时刻而使数据包的发送顺序发生了变化，在判定为数据包的发送顺序发生了变化时，导出调节为发送顺序没有变化的数据包发送时刻。

Description

数据包发送方法和通信质量评价系统

技术领域

本发明涉及在通信质量的评价中需要的数据包发送方法、使用了导出装置的通信质量评价系统，特别涉及对IP电话等实时通信的通信状况进行仿真时使用的数据包发送方法和通信质量评价系统。

背景技术

近年来，经由IP网等通信网在装置间接收发送语音以及影像数据的VoIP(Voice over Internet Protocol，互联网协议语音)、VoPN(Voiceover Packet Network，分组网语音)、流发布等实时应用的利用逐渐增加。在利用实时应用时，再生在应用上接收的语音以及影像数据时的再生质量受到IP网的状况的影响。因此，在总务省确定的准则中，对IP电话服务提供商所提供的服务规定了要保证一定的通信质量。

但是，由IP网、公共电话网等多个通信网构成的提供IP电话服务的VoIP网一般在多供应商(multi-vender)的环境下构筑，所以难以确保及评价VoIP网的传输质量。因此，需要如下的评价方法：对VoIP网中的通信状况即通信网的特性进行仿真来在终端装置之间实际地进行通话，从而预测进行通话的终端装置之间、即端到端的通信质量。

在目前使用的评价方法中，将通信网中的数据包的丢失率、延迟等通信网特性表现为平均值、最大值、最小值、标准偏差或方差等，所以对通信网的特性进行仿真时的信息不是很充分。特别是存在如下问题：无法准确地对对于VoIP通话的通信质量评价很重要的每个数据包的延迟时间的变化、突发性等通信网特性的时间变动等通信状况进行仿真。

因此，例如在日本特许第2997607号公报中，提出了对数据包的延迟时间的变化、突发性等通信状况进行仿真的方法。图17是示意地示出数据包的到达时刻的延迟的说明图。图17作为示出预期到达时刻与实际 到达时刻之间的关系的说明图，示出了测量数据包的通信状况的结果。图17的上方按照时间从左到右经过的时间序列示出了对于各数据包预期的到达时刻，使用5个长方形来表示对于被赋予了第1～第5发送顺序的数据包，预期它们按照发送间隔d而到达。图17的下方示出了实际测量到的各数据包的到达时刻。如图17所示，第1个发送的数据包的延迟时间为0d、即所预期地那样到达，但第2个发送的数据包产生了3d的延迟时间。同样，第3、第4以及第5个发送的数据包分别产生了2d、1d以及1d的延迟时间。即，在图17所示的VoIP网中，测量到延迟时间0d、1d、2d以及3d为1个、2个、1个以及1个，从而延迟时间0d、1d、2d以及3d分布为20％、40％、20％以及20％。

图18是示意地示出根据图17的测量结果对VoIP网的通信状况进行模拟试验(仿真测试)的结果的说明图。图18的上方以时间序列示出了应从发送数据包的发送终端装置发送的时刻，使用5个长方形来表示对于被赋予了第1～第5发送顺序的数据包，把按照发送间隔d进行的发送设定为本来的发送时刻。图18的下方示出了附加基于图17所示测量结果的延迟时间来对VoIP网进行模拟的结果。如图18所示，对于第1个发送的数据包附加了1d的延迟时间，对第2、第3、第4以及第5个发送的数据包分别附加了2d、3d、0d以及2d的延迟时间。从图18可知，可对延迟时间的分布进行仿真，但在第2个数据包和第3个数据包、以及第4个数据包和第5个数据包中产生了发送时刻的逆转，很难说对实际的通信状况进行了仿真。

图19是示意地示出根据图17的测量结果对VoIP网的通信状况进行模拟试验的结果的说明图。图19的上方以时间序列示出了应从发送数据包的发送终端装置发送的时刻，使用5个长方形来表示对被赋予了第1～第5发送顺序的数据包，把按照发送间隔d进行的发送设定为本来的发送时刻。图19的下方示出了根据图18所示的结果对发送时刻进行调节以避免发送时刻逆转的结果。即，在第(n+1)个数据包的发送时刻早于第n个数据包的发送时刻的情况下，调节为在发送了第n个数据包后马上发送第(n+1)个数据包。在图19所示的例子中，调节比第2个数 据包的发送时刻更早的第3个数据包的发送时刻，调节比第4个数据包的发送时刻更早的第5个数据包的发送时刻。这样，避免了产生发送时刻的逆转。但是，在最终观测到的延迟时间中，对于第1个发送的数据包附加了1d的延迟时间，对于第2、第3、第4以及第5个发送的数据包分别附加了3d、2d、2d以及1d的延迟时间。其结果是成为与图17的测量结果即延迟时间分布不同的分布，这种情况下也很难说对实际的通信状况进行了仿真。

但是，在对通信状况进行仿真的以往的方法中，存在如下的问题：如图18所示根据延迟时间的分布来确定发送时刻时，产生发送时刻的逆转，产生与实际通信状况不同的状况。并且，存在如下的问题：如图19所示调节发送时刻以避免发送时刻的逆转时，延迟时间的分布与实际的通信状况不同，无法对实际的通信状况进行模拟。

进而，存在如下的问题：最需要进行模拟试验的通信状况是指通信网中的数据包的丢失率、延迟等的通信状况最恶劣的状况，但在以往的方法中，没有对此进行考虑。

而且，存在如下的问题：不论在使用新开发出的终端装置以及通信网来构成VoIP网的情况下，还是在使用通用型的终端装置以及通信网来构成VoIP网的情况下，在模拟试验中都需要相同的作业量，所以在使用通用型的终端装置以及通信网的情况下，模拟试验的效率低。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供通过预定的变换方法对延迟时间的分布进行变换之后，进行考虑了延迟时间的发送时刻计算及调节，从而可以实现模拟了实际通信网特性的发送时刻导出的通信质量评价方法、应用了该通信质量评价方法的导出装置、使用了该导出装置的通信质量评价系统、及用于实现所述导出装置的计算机程序。

进而，在本发明中，另一目的在于提供如下的通信质量评价方法等：在不同条件下计测的通信状况中，确定出通信状况最恶劣的通信状况而进行仿真，从而能够进行实用中最成问题的状况下的模拟试验。

并且，在本发明中，另一目的在于提供通过预先相关联地记录终端装置、通信网的特性等通信条件和通信质量的评价结果，从而可对通用的通信条件高效地进行通信质量评价的通信质量评价方法等。

第1发明的根据导出的发送时刻依次发送数据包的数据包发送方法，其特征在于，该数据包发送方法包括以下步骤：蓄积接收到的数据包，根据对预先记录的延迟时间分布进行预定的变换而得到的变换后的延迟时间分布，导出所蓄积的所述接收到的数据包的发送时刻，在由于按照导出的所述发送时刻进行数据包发送而数据包的发送顺序发生变更的情况下，通过调节发送时刻来调节数据包的发送顺序，使该发送顺序不发生变更，以及向根据附加了所述调节的发送时刻对数据包的通信质量进行评价的装置发送所蓄积的数据包，其中，通过所述预定的变换，对所述调节后的数据包的延迟时间分布成为所述预定的变换前的所述预先记录的延迟时间分布。

在本发明的数据包发送方法中，对延迟时间的分布进行变换后，进行数据包的发送时刻的计算，从而可以再现任意的延迟时间分布。

第2发明根据第1发明所述的数据包发送方法，其特征在于，该数据包发送方法还包括以下步骤：读取出在计测通信状况的时间不同的条件下计测的各个通信状况；在所读取出的通信状况中，将通信质量指数为最大的通信状况确定为最恶劣的通信状况，该通信质量指数是根据以语音通话质量设计模型作为基准的语音再生质量的评价值、数据包的丢失率以及延迟时间计算出的；以及记录所确定出的通信状况下的延迟时间分布。

第3发明的根据导出的发送时刻依次发送数据包的数据包发送方法，其特征在于，该数据包发送方法包括以下步骤：蓄积接收到的数据包，根据对预先记录的延迟时间分布进行预定的变换而得到的变换后的延迟时间分布，导出所蓄积的所述接收到的数据包的发送时刻，根据变换后的延迟时间分布以及预定的发送时刻，计算出附加了延迟时间的数据包发送时刻，判定是否由于所计算出的附加了延迟时间的发送时刻而使数据包的发送顺序发生了变化，在判定为数据包的发送顺序发生了变化的情况下，导 出被调节为发送顺序没有变化的数据包发送时刻，并且向根据附加了所述调节的发送时刻对数据包的通信质量进行评价的装置发送所蓄积的数据包，其中，通过所述预定的变换，对所述调节后的数据包的延迟时间分布成为所述预定的变换前的所述预先记录的延迟时间分布。

在本发明的数据包发送方法中，对延迟时间的分布进行变换后，计算并调节数据包的发送时刻而导出在通信质量的评价中使用的各数据包的发送时刻，从而不会按照与本来的发送顺序不同的发送顺序来确定数据包的发送时刻，并且延迟时间的分布成为应该模拟的分布，所以可导出对实际的通信状况进行了模拟的发送时刻。从而，能够准确地对通信质量进行评价。

第4发明根据第3发明所述的数据包发送方法，其特征在于，该数据包发送方法还包括以下步骤：读取出在计测通信状况的时间不同的条件下计测的各个通信状况；在所读取出的通信状况中，将通信质量指数为最大的通信状况确定为最恶劣的通信状况，该通信质量指数是根据以语音通话质量设计模型作为基准的语音再生质量的评价值、数据包的丢失率以及延迟时间计算出的；以及记录所确定出的通信状况下的延迟时间分布。

在本发明的数据包发送方法中，通过记录最恶劣的通信状况，可以进行实用中最成问题的状况下的模拟试验。从而，能够对实用中最成问题的通信质量进行评价。

第5发明的通信质量评价系统的特征在于，该通信质量评价系统具备在进行第1发明至第4发明的任意一项中记载的导出处理的导出装置和与该导出装置进行通信的通信终端装置，所述导出装置具备根据发送时刻将数据包发送到所述通信终端装置的单元。

在本发明的通信质量评价系统中，通信终端装置通过接收从导出装置发送来的数据包，从而能够对应用于实际的VoIP网时的状况进行仿真，能够对通信质量进行评价。

第6发明的通信质量评价系统的特征在于，在第5发明中，所述数据包包含语音数据。

在本发明的通信质量评价系统中，通过使用语音数据，能够对使用 IP电话机作为通信终端装置时的通信状况、特别是听到语音的状况进行仿真，能够对通信质量进行评价。

在本发明的通信质量评价方法、导出装置、通信质量评价系统及计算机程序中，例如以预定的变换方法对通过实测求出的数据包到达时的延迟时间的分布进行变换，根据变换后的延迟时间分布以及预定的发送时刻，计算出附加了延迟时间的数据包发送时刻。

根据该结构，得到了如下的优点：能够再现与实际计测的通信状况同样的数据包到达的延迟时间分布，能够在更接近实际通信状况的状态下确认把IP电话机连接到网络上时的语音再生状况等。

在本发明的通信质量评价方法、导出装置、通信质量评价系统及计算机程序中，例如以预定的变换方法对通过实测求出的数据包到达时的延迟时间分布进行变换，根据变换后的延迟时间分布以及预定的发送时刻，计算出附加了延迟时间的数据包发送时刻，判定是否由于所计算出的附加了延迟时间的发送时刻而使数据包的发送顺序发生了变化，在判定为数据包的发送顺序发生了变化时，对附加了延迟时间的发送时刻进行调节，对与基于附加了延迟时间的发送时刻的发送顺序比原来的发送顺序更后的一个数据包相比，发送顺序更后的其他数据包的发送时刻进行调节，以使发送顺序不产生变化。

根据该结构，得到了如下的优点：由于发送顺序不会逆转，所以能够进行模拟了实际通信状况的发送时刻导出等。特别得到了如下的优点：对延迟时间的分布进行变换的变换方法是将基于通过延迟时间的调节而导出的发送时刻的延迟时间分布变换为与变换前的延迟时间分布一致的算式，所以能够再现出实际的延迟时间分布，从而能够对在VoIP通话的通信质量评价中很重要的每个数据包的延迟时间的变化、突发性等通信网特性的时间波动等通信状况准确地进行仿真等。而且，还得到了如下的优点：根据所导出的发送时刻，通过流通信等的通信方法，从导出装置向IP电话机等通信终端装置发送语音数据，从而能够再现将IP电话机等实际应用于通信系统时的通信状况，所以也可以适用于平均印象分等的基于被测验者的感觉的通信质量评价中等。

并且，在本发明中，在改变时间等的计测条件而计测的多个通信状况中，确定出R值、数据包丢失率以及延迟状况等通信质量最恶劣的通信状况，根据所确定的通信状况下的延迟时间分布来导出数据包的发送时刻。

根据该结构，得到了如下的优点：可再现实用中最成问题的通信状况而对通信质量进行评价等。

进而，在本发明中，预先将通信中使用的装置的特性、通信网的特性等通信条件与通信质量的评价结果关联起来记录，在接收到了通信条件的输入时，提取出与所接收到的通信条件一致或近似的通信条件所关联的通信质量的评价结果，从而对于通用的通信条件，可以高效地进行通信质量的评价，而无需实际地进行模拟试验。

附图说明

图1是例示出本发明的实施方式1的通信质量评价系统的概念图。

图2是示出本发明的实施方式1的通信质量系统所具备的各种装置的结构例的框图。

图3是示意地示出本发明的实施方式1的导出装置所具备的延迟时间数据库的记录内容的示例的图表。

图4是示意地示出在本发明的实施方式1的导出装置所具备的蓄积单元中蓄积的数据包的记录内容的示例的图表。

图5是示出本发明的实施方式1的导出装置的延迟时间分布记录处理的流程图。

图6是示意地示出本发明的实施方式1的通信质量评价系统的延迟时间分布记录处理的说明图。

图7是示出本发明的实施方式1的导出装置的发送时刻导出处理的流程图。

图8是示出发明的实施方式1的导出装置的延迟时间分布变换处理的流程图。

图9是示出本发明的实施方式1的导出装置的数据包发送处理的流 程图。

图10是示出本发明的实施方式2的通信质量评价系统所具备的导出装置的结构例的框图。

图11是例示出本发明的实施方式2的导出装置所具备的评价结果数据库的记录内容的概念图。

图12是示意地示出在本发明的实施方式2的导出装置所具备的评价结果数据库中记录的通信终端装置特性的内容示例的图表。

图13是示意地示出在本发明的实施方式2的导出装置所具备的评价结果数据库中记录的通信网特性的内容示例的图表。

图14是示出本发明的实施方式2的导出装置1的通信质量评价处理的流程图。

图15是示意地示出本发明的实施方式2的通信质量评价系统的通信网特性的示例的图表。

图16是示意地示出本发明的实施方式2的通信质量评价系统的通信网特性的示例的图表。

图17是示意地示出数据包的到达时刻的延迟的说明图。

图18是示意地示出根据测量结果进行VoIP网的通信状况的模拟试验(仿真测试)的结果的说明图。

图19是示意地示出根据测量结果进行VoIP网的通信状况的模拟试验的结果的说明图。

标号说明

1：导出装置；2：通信终端装置；100：通信线；201、202：计算机程序；301、302：记录介质。

具体实施方式

以下，根据示出本发明实施方式的附图来说明本发明。在本发明的通信质量评价系统中，首先例如使用在本申请人提出的日本专利申请特愿2004-188922中记载的通信特性测量方法，测量VoIP网等已有通信网的端到端、即终端装置间的数据包的延迟、丢失率以及抖动等通信状 况、即通信网的特性。然后，根据所测量的结果，把已有的通信网或新设计的通信网的通信状况作为例如IP电话网中使用的模拟网进行仿真。然后，被检验者感觉仿真IP电话机的通话，从而使用平均印象分等方法来评价通话质量。另外，也可以使用现有的测量装置来评价通话质量。

实施方式1

图1是例示出本发明的实施方式1的通信质量评价系统的概念图。在图1中，1为使用了通信用计算机的本发明的导出装置，导出装置1在实施本发明的通信质量评价方法时，进行如下的各种处理：导出待评价的通信网中要再现数据包延迟的数据包的发送时刻，基于所导出的发送时刻进行数据包的发送等。在导出装置1中，经由作为模拟网使用的通信线100、100，连接使用了IP电话机的2台通信终端装置2、2。而且，2台通信终端装置2、2中的一方被用作为送话侧的通信终端装置2，另一方被用作为受话侧的通信终端装置2。另外，在需要特别区分各个通信终端装置2时，将送话侧的通信终端装置2设为第1通信终端装置2a，将受话侧的通信终端装置2设为第2通信终端装置2b，而进行区分。

图2是示出本发明的实施方式1的通信质量评价系统所具备的各种装置的结构例的框图。导出装置1具备：CPU等控制单元11，其控制整个装置；CD-ROM驱动器等的辅助存储单元12，其从CD-ROM等存储介质301读取出各种信息，在该CD-ROM等记录介质301中记录有本发明的实施方式1的导出装置用的计算机程序201和数据等各种信息；以及硬盘等的记录单元13，其记录由辅助存储单元12读取出的各种信息。而且，从记录单元13读取出本发明的计算机程序201和数据等各种信息，存储到临时存储信息的RAM等存储单元14中，由控制单元11执行在计算机程序201中包含的各种步骤，从而计算机作为本发明的导出装置1进行工作。另外，导出装置1具备：第1通信单元15a，其与第1通信终端装置2a进行通信；第2通信单元15b，其与第2通信终端装置2b进行通信；缓冲存储器等的蓄积单元16，其暂时蓄积所接收的数据包；以及计时单元17，其示出发送蓄积单元16中蓄积的数据包的时刻。另外，可以将存储单元14的存储区域的一部分用作为蓄积单元16。并且，记录单 元13的记录区域的一部分被用作为记录数据包的延迟时间分布的延迟时间数据库(延迟时间DB)13a等的各种数据库。另外，可以不将记录单元13的记录区域的一部分用作为延迟时间数据库13a，而将与导出装置1连接的其他装置的记录区域的一部分用作为延迟时间数据库13a。

通信终端装置2具备控制单元21、记录单元22、存储单元23、通信单元24、将作为数字信号接收到的语音数据转换为模拟信号并作为语音输出的语音输出单元25、以及将作为语音输入的模拟信号转换为数字信号的语音数据的语音输入单元26。另外，通信终端装置2可以使用一般的IP电话机的终端装置。并且，只要是具备IP电话功能的终端装置，可以为任意形式。

图3是示意地示出本发明的实施方式1的导出装置1所具备的延迟时间数据库13a的记录内容的例子的图表。在延迟时间数据库13a中，对于延迟时间的分布，示出了数据包的丢失率(丢包率)、固定延迟、抖动延迟等项目，以及作为与项目相关的数据的设定值。在延迟时间数据库13a中记录的抖动延迟的延迟时间是指如下的延迟时间：对于经由待仿真的VoIP网发送的数据包，表示预期到达的时刻和实际到达的时刻之差。以下，在仅表示为延迟时间的情况下，指抖动延迟的延迟时间。丢失率是指没有到达目的地而丢失的数据包的比例的百分比，在图3所示的例中，为3.1％。与抖动延迟不同，固定延迟是指由于通信网的物理距离、装置数等因素产生的固定的延迟。另外，仅考虑抖动延迟时，可忽略固定延迟表示的数值。抖动延迟是通过将所发送的数据包到达时的延迟时间分布与作为辅助项目而示出的分级后的延迟时间以及该延迟时间的发生率关联起来而表示的值。在图3所示的例子中，每30ms对延迟时间进行分级，将发生了0ms～30ms的抖动延迟的概率与作为代表值的0ms示出的抖动延迟关联起来进行记录，将发生了30～60ms的抖动延迟的概率与作为代表值的30ms示出的抖动延迟关联起来进行记录，将发生了60～90ms的抖动延迟的概率与作为代表值的60ms示出的抖动延迟关联起来进行记录。另外，延迟时间的发生率以百分比示出了在VoIP网中传输时丢失的数据包之外到达的数据包中所占的比例。

图4是示意地示出在本发明的实施方式1的导出装置1所具备的蓄积单元16中蓄积的数据包的记录内容的示例的图表。在蓄积单元16中，与索引相关联地记录有各数据包的发送预定时刻以及数据包数据。发送预定时刻是指导出装置1通过后述的处理而导出的数据包发送时刻。数据包数据是指在各数据包的数据部中示出的信息，在本发明中，包括用于再现语音的语音数据等信息。

接下来，说明在本发明的实施方式1的通信质量评价系统中所使用的各种装置的处理。图5是示出本发明的实施方式1的导出装置1的延迟时间分布记录处理的流程图。延迟时间分布记录处理是指作为对通信状况进行仿真的处理的前处理，在延迟时间数据库13a中记录表示延迟时间分布状况的各种数据的处理。导出装置1通过执行在存储单元14中存储的本发明的计算机程序201的控制单元11的控制，从而例如从记录单元13读取出在不同的条件下计测的通信状况(S101)。此处，不同的条件是指计测通信状况的时间不同。并且，也可以不从记录单元13读出，而从计测了通信状况的计测装置或记录了由该计测装置计测的计测值的记录介质中读取。进而，也可以使用导出装置1来计测通信状况。

然后，导出装置1通过控制单元11的控制，根据所读取的每个条件的通信状况，针对每个条件导出包括R值、数据包的丢失率以及延迟状况在内的通信质量(S102)，在各条件下的通信状况中，确定出通信质量最恶劣的通信状况(S103)，把所确定出的通信状况中的延迟时间分布记录到延迟时间数据库13a中(S104)。R值是以ITU-T G.107中规定的称为E-model的语音通话质量设计模型作为基准的语音再生质量的评价值。此处，延迟状况表示抖动延迟的分布。并且，步骤S102中示出的各条件中的导出是进行基于计测值的汇总处理，但本发明不限于此，也可以由计测了通信状况的计测装置进行汇总，在步骤S101中读取出所汇总的结果。关于步骤S103中示出的通信质量最恶劣的通信状况的确定，将在下述的式1中计算出的通信质量指数为最大的通信状况判定为通信质量最恶劣的通信状况。

通信质量指数＝100/A+B+C×5……(式1)

其中，A：R

B：数据包的丢失率(％)

C：90ms以上的抖动延迟的发生率(％)

另外，判定通信质量的算式不限于上述式1，优选根据目的而进行适当设定。并且，不必对R值、丢失率以及延迟状况都加以考虑，也可以根据R值、丢失率以及延迟状况中的任意一项来确定最恶劣的通信状况。

图6是示意地示出本发明的实施方式1的通信质量评价系统的延迟时间分布记录处理的说明图。图6(a)示意地示出本发明的实施方式1的延迟时间分布记录处理，示意地示出了从10:00开始计测每5分钟的通信状况而进行汇总，将10:15～10:20确定为最恶劣条件下的通信状况，并记录到导出装置1所具备的延迟时间数据库13a中的状态。另外，图6(b)是作为比较而示出的以往的延迟时间分布记录处理，记录基于所有条件下、此处是所计测的全部时间中的平均通信状况的延迟时间分布。实际上成为问题的是在最恶劣的条件下能够确保何种程度的通信质量，所以显然本发明的处理具有优点。另外，作为区分通信状况的条件，不限于针对每个时间进行计测，也可以例如计测每个通信路径的通信状况，确定出最恶劣的通信状况。

图7是示出本发明的实施方式1的导出装置1的发送时刻导出处理的流程图。在本发明的通信质量评价系统中，从第1通信终端装置2a向导出装置1发送包含语音数据的数据包，在导出装置1中，在蓄积单元16中蓄积从第1通信终端装置2a接收到的数据包，在进行了发送时刻的导出之后，根据所导出的发送时刻向第2通信终端装置2b发送蓄积单元16中蓄积的数据包。然后，在第2通信终端装置2b中，输出基于所接收到的数据包中包含的语音数据的语音，从而听到语音的被测验者对通信质量进行判定。另外，包含语音数据的数据包基于作为VoIP通信中使用的通信规范的RTP(Realtime Transport Protocol，实时传输协议)等的规定。导出装置1通过执行存储单元14中存储的本发明的计算机程序201的控制单元11的控制，使用第1通信单元15a，接收包含语音数据的基于RTP规定的通信规范的数据包(以下，称为RTP数据包)(S201)。

然后，导出装置1通过控制单元11的控制，导出所接收到的RTP数据包中包含的语音数据的帧长F(ms)(S202)。根据作为RTP数据包的报头信息而表示出的CODEC种类以及有效部分(payload)长度的字节数来导出帧长F。另外，在记录了多个导出后述的发送时刻的导出处理G的情况下，确定在该时间点应该执行哪个导出处理G。此处，作为导出处理G，使用了执行如下处理的导出处理G1：(在附加了延迟时间D(ms)的数据包之后，连续发送{ceil(D/F)-1}个数据包。其中，ceil()是向上取整函数)。另外，作为导出处理G，可以根据其目的来进行适当定义，例如可以定义如下的各种处理：(在附加了延迟时间D(ms)的数据包之后，在等待预定时间(ms)后，连续发送{ceil(D/F)-1}个数据包。)。

然后，导出装置1通过控制单元11的控制，作为在延迟时间数据库13a中记录的延迟时间分布，读取出抖动延迟的分级宽度W(ms)、延迟时间的分布{Xn}、以及丢失率L(％)(S203)。分级宽度W是指将抖动延迟分级的时间间隔，在图3所示的例子中，分级宽度W＝30ms。延迟时间的分布{Xn}是指延迟时间的代表值以及发生率的关系。以下，{Xn}表示作为1×n矩阵的X。另外，在再现所计测的通信网中的通信状况时，读取出记录有所计测的通信状况中的延迟时间分布的延迟时间数据库13a的记录内容，在以后的处理中直接使用，但在对新设计的通信网的通信状况进行仿真时，适合地变更表示所计测的通信状况的各种信息。

导出装置1通过控制单元11的控制，执行如下的变换处理：使用包含帧长F、导出处理G以及分级宽度W作为参数的预定的变换方法，将从延迟时间数据库13a读取出的延迟时间分布{Xn}变换为延迟时间分布{Yn}(S204)。在步骤S204中示出的变换处理是预先对延迟时间的分布进行变换，以使得基于使用导出处理G1导出的调节后发送时刻的延迟时间分布与延迟时间数据库13a中记录的变换前延迟时间分布{Xn}一致的处理。在后面详细叙述变换处理。

导出装置1通过控制单元11的控制，作为使用导出处理G1的处理，生成值为0以上且10000以下的随机数R1(S205)，判定所生成的随机数R1是否小于100×数据包丢失率L(％)(S206)。通过步骤S205～S206 的处理，对在VoIP网中传输中的数据包按照丢失率L(％)的比率丢失的状况进行仿真。

在步骤S206中判定为随机数R1为100×数据包丢失率L(％)以上时(步骤S206：否)，判断为该数据包没有丢失而到达，导出装置1通过控制单元11的控制，生成值为0以上且10000以下的随机数R2(S207)，求出满足下式2的最大的M，从而将分级后的抖动延迟的级别导出为n(S208)。由于变换后的延迟时间分布{Yn}是延迟时间数据库13a中记录的延迟时间分布{Xn}变换而得，所以按30ms间隔的分级宽度W来对抖动延迟进行分级，分级后的各级别与延迟时间的发生率相对应。在式2中，将分级后的抖动延迟的代表值为0ms的级别设为0级，根据基于随机数R2的发生率，在满足下述条件式的抖动延迟的m级中，导出作为最小m的延迟级别M。

$100\·\underset{m=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_m>R2$ …(式2)

其中，

Ym：变换后的延迟时间分布

R2：0以上10000以下的随机数

M：分级后的抖动延迟的级别

在导出装置1中，通过控制单元11的控制，将接收到该数据包的时刻设为本来应该发送数据包的预定发送时刻，根据预定的发送时刻，计算出表示为分级的延迟时间的级别n×分级宽度W(ms)的延迟时间D后的时刻，作为附加了延迟时间的数据包发送时刻Td(S209)，与所计算出的发送时刻Td相关联地，将所接收到的数据包记录到蓄积单元16中(S210)。图4示意地示出了步骤S210中记录的状态。将所计算出的发送时刻Td设为发送预定时刻，与发送预定时刻相关联地记录数据包的数据包数据。

然后，在导出装置1中，通过控制单元11的控制，使用第1通信单元15a接收接下来发送的RTP数据包(S211)。另外，在步骤S206中判定为随机数R1小于100×数据包丢失率L(％)时(S206：是)，判断为该数据包已丢失，在导出装置1中，通过控制单元11的控制，不进行在 步骤S207～S210中示出的蓄积数据包的处理，丢弃所接收到的数据包(S212)，进入到步骤S211，接收下一个RTP数据包(S211)。

然后，在导出装置1中，将步骤S209中求出的延迟时间D减去帧长F后的值设为新的延迟时间D，判定新的延迟时间D是否大于0(S213)。即，进行D＝D-F的运算，判定D＞0的真伪。在步骤S213的判定处理中，判定是否由于步骤S209中计算出的附加了延迟时间的发送时刻Td而使数据包的发送顺序发生了变化。

在步骤S213中，判定为新的延迟时间D大于0时(S213：是)，延迟时间D较大，所以后面接收到的数据包的发送时刻比先前接收到的数据包的发送时刻提前，判断为数据包的发送顺序有可能发生了变化，根据基于接收到该数据包的时刻的预定发送时刻，将步骤S213中求出的延迟时间D后的时刻作为附加了延迟时间的数据包发送时刻Td而导出(S214)，进入到步骤S210，与所导出的发送时刻Td相关联地，将所接收到的数据包记录在蓄积单元16中(S210)。即，通过步骤S213～S214以及S210的处理，对与基于附加了延迟时间的发送时刻Td的发送顺序可能比原来的发送顺序更靠后的先接收到的数据包相比，发送顺序更靠后的后接收到的数据包的发送时刻进行调节，以使数据包的发送顺序不变化。

在步骤S213中，判定为新的延迟时间D为0以下时(S213：否)，判断为不存在数据包的发送顺序产生变化的可能性，进入到步骤S205，重复以后的处理。如上述，步骤S201～S204的处理仅适用于最初接收的数据包，关于以后接收到的数据包，通过使用了导出处理G1的步骤S205～S214的处理来进行发送时刻Td的导出或丢弃。另外，导出处理G为导出处理G1以外的处理时，适当地变更步骤S205～S214中示出的处理。例如，在对数据包的到达顺序有可能变化的通信网进行仿真时，也可以使用根据发送顺序的变化以外的条件来调节发送时刻Td的导出处理G。

图8是示出本发明的实施方式1的导出装置1的延迟时间分布的变换处理的流程图。在导出装置1中，在使用图7说明的发送时刻导出处理的步骤S204中，执行对从延迟时间数据库13a读取出的延迟时间分布 {Xn}进行变换的变换处理。导出装置1通过执行存储单元14中存储的本发明的计算机程序201的控制单元11的控制，定义0≤i、j≤n的变量i和j以及使用变量i以及变量j表示的N行×N列的矩阵A＝{A_ij}，将A的所有元素初始化为A_ij＝0(S301)。

然后，在导出装置1中，通过控制单元11的控制，向变量i代入0而设为i＝0(S302)，向矩阵A的对角元素A_ii加1而设为A_ii＝A_ii+1(S303)，定义通过使用了分级宽度W以及帧长F的ceil(i·W/F)-1：(其中ceil()为向上取整函数)求出的变量H(S304)。然后，在导出装置1中，通过控制单元11的控制，向变量j代入1而设为j＝1(S305)，定义通过使用了分级宽度W以及帧长F的floor((i·W-j·F)/W)：(其中floor()为向下取整函数)求出的变量k(S306)。在导出装置1中，通过控制单元11的控制，向矩阵A的元素A_ki加1，设为A_ki＝A_ki+1(S307)，向变量j加1而设为j＝j+1(S308)，判定比较变量j以及变量H的式j≤H的真伪(S309)。

在步骤S309中，判定为变量j比变量H大、式j≤H为伪时(S309：否)，在导出装置1中，通过控制单元11的控制，向变量i加1而设为i＝i+1(S310)，判定比较变量i以及变量N的式i≤N的真伪(S311)。另外，在步骤S309中判定为式j≤H为真时(S309：是)，返回到步骤S306，重复以后的处理。

在步骤S311中，判定式i≤N为真时(S311：是)，返回到步骤S303，重复以后的处理。在步骤S311中，判定为式i≤N为伪时(S311：否)，判断为矩阵A的计算已完成，在导出装置1中，通过控制单元11的控制，导出矩阵A的逆矩阵A^-1作为变换矩阵(S312)。

然后，在导出装置1中，通过控制单元11的控制，使用所导出的变换矩阵A^-1来对表示延迟时间分布的矩阵{Xn}进行变换，导出矩阵{Yn}(S313)。具体而言，通过矩阵积A^-1X计算出Y。另外，导出处理G为导出处理G1以外的处理时，适当地变更步骤S301～S311所示的处理。并且，也可以预先针对每个导出处理G、帧长F以及分级宽度W导出变换矩阵A^-1，与导出处理G、帧长F以及分级宽度W关联起来进行记录。

上述的步骤S301～S311所示的处理可以如下述那样解释。在可以将作为步骤S205以后提供的输入值的延迟时间分布表示为n列的列矩阵{X1n}的情况下，在L＝0的条件下实施图7所示的发送时刻导出处理中的步骤S205以后的处理时，导出的延迟时间分布将成为n列的列矩阵{X2n}。然后，求出X1＝AX2的关系成立的矩阵A，进而求出矩阵A的逆矩阵A^-1。关于逆矩阵A^-1，由于X2＝A^-1X1的关系成立，所以可以将逆矩阵A^-1当作将矩阵{X1n}变换为{X2n}的变换矩阵。使用逆矩阵A^-1变换后的矩阵在实施图7所示的发送时刻导出处理中的步骤S205以后的处理时，成为使用逆矩阵A^-1进行变换之前的矩阵。即，预先使用变换矩阵A ^-1，将记录在延迟时间数据库13a中的变换前延迟时间分布{Xn}变换为变换后延迟时间分布{Yn}，从而在实施图7所示的发送时刻导出处理中的步骤S205以后的处理时，延迟时间的分布成为{Xn}。在上述的步骤S301～S311中示出的处理是求出作为这样的变换处理的前提的矩阵A的运算处理。例如，在帧长F＝20ms且分级宽度W＝30ms时、变换前延迟时间分布{Xn}的具体例为下式3的情况下，变换后延迟时间分布{Yn}成为下式4。

$\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ X_1\\ X_2\\ X_3\\ X_4\\ X_5\\ X_6\end{array}\right]\text{=}\left[\begin{array}{c}65.0\%\\ 10.1\%\\ 10.0\%\\ 5.0\%\\ 5.0\%\\ 3.0\%\\ 2.0\%\end{array}\right]$ …(式3)

$\left[\begin{array}{c}{Y}_0\\ Y_1\\ Y_2\\ Y_3\\ Y_4\\ Y_5\\ Y_6\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}87.7\%\\ 0.0\%\\ 6.2\%\\ 1.5\%\\ 0.0\%\\ 1.5\%\\ 3.1\%\end{array}\right]$ …(式4)

图9是示出本发明的实施方式1的导出装置1的数据包发送处理的流程图。导出装置1通过执行存储单元14中存储的本发明的计算机程序201的控制单元11的控制，等待1ms等的规定时间(S401)，读取计时单 元17示出的时刻T(S402)，比较所读取出的时刻T和记录在蓄积单元16中的数据包的发送时刻Td，从蓄积单元16读取出存在Td≤T的关系的RTP数据包(S403)，从第2通信单元15b向第2通信终端装置2b发送所读取出的RTP数据包(S404)，返回到步骤S401，重复以后的处理。这样，导出装置1根据所导出的发送时刻Td将RTP数据包发送到第2通信终端装置2b，操作第2通信终端装置2b的被测验者试听根据所接收到的RTP数据包而从第2通信终端装置2b输出的语音。输出语音的质量基于记录在延迟时间数据库13a中的信息，是再现了RTP所通过的通信网的通信状况的通信质量。

在所述实施方式1中，示出了导出装置导出将从第1通信终端装置接收到的RTP数据包发送到第2通信终端装置时的发送时刻的形式，但本发明不限于此，也可以开展如下的形式等各种形式：将发送用的RTP数据包或语音数据预先与发送时刻关联起来记录到导出装置中，在再现通信状况时，根据相关联地记录的发送时刻以及通信条件导出发送时刻，根据所导出的发送时刻，向受话侧的通信终端装置发送根据所记录的RTP数据包或语音数据生成的RTP数据包等。

另外，在所述实施方式1中，示出了导出、再现作为IP电话机使用的VoIP网的通信状况来对通信质量进行评价的形式，但本发明不限于此，也可以开展如下的多种形式：用于与电视图像的流发布相关的通信质量的评价等。并且，显然可以切换第1通信终端装置以及第2通信终端装置间的发送以及接收的方向，也可以进行双向的通信。另外，也可以使用数据包的发送时刻逆转的导出处理。

实施方式2

实施方式2是在通信条件为通用的情况下，不再现通信状况而评价通信质量的形式。图10是示出本发明的实施方式2的通信质量评价系统所具备的导出装置的结构例的框图。导出装置1具备从记录有本发明的实施方式2的导出装置用的计算机程序202以及数据等各种信息的记录介质302中读取出各种信息的辅助存储单元12、记录单元13、存储单元14、键盘以及鼠标等输入单元18、和监视器以及打印机等输出单元19。 另外，记录单元13的记录区域的一部分被用作为相关联地记录通信条件以及通信质量的评价结果的评价结果数据库(评价结果DB)13b。

图11是例示出本发明的实施方式2的导出装置1所具备的评价结果数据库13b的记录内容的概念图。在评价结果数据库13b中，相关联地记录有表示在通信中使用的装置的特性以及通信网的特性的通信条件、和将通信质量数值化而示出的评价结果。装置的特性是指发送RTP数据包的一侧的通信终端装置的特性以及接收RTP数据包的一侧的通信终端装置的特性。通信网的特性是指表示通信网的通信状况的特性。评价结果数据库13b中记录的通信条件以及通信质量是通过事先进行的质量评价试验求出的。

图12是示意地示出在本发明的实施方式2的导出装置1所具备的评价结果数据库13b中记录的通信终端装置特性的内容示例的图表。在图12中，作为图11的通信终端装置的特性，更详细地记载了表现为“AAA”、“BBB”的内容。如图12所示，作为通信终端装置的特性，在通信终端装置的机型名、CODEC类别、缓存长度、PLC(Packet Lose Concealment，数据包丢失隐藏)等各种项目中记录有数据。另外，图12所示的项目仅仅是一个示例，可以根据需要设置各种项目。

图13是示意地示出在本发明的实施方式2的导出装置1所具备的评价结果数据库13b中记录的通信网特性的内容示例的图表。在图13中，作为图11的通信网的特性，更详细地记载了表现为“特性1”、“特性2”的内容。如图13所示，作为通信网的特性，在通信状况的计测开始时刻、计测时间、R值、丢失率、固定延迟、以及抖动延迟等各种项目中记录有数据。另外，图13所示的项目仅仅是一个例，可以根据需要设置各种项目。

接下来，说明在本发明的实施方式2的通信质量评价系统中使用的导出装置1的处理。图14是示出本发明的实施方式2的导出装置1的通信质量评价处理的流程图。在本发明的实施方式2中，预先计测或假设要对通信质量进行评价的通信网的特性，确定要使用的通信终端装置，导出装置1的操作者向导出装置1输入所计测或假设的通信网特性以及 所确定的通信终端装置特性。另外，作为输入的方法，可以适当地选择使用输入单元18进行输入、通过辅助存储单元12读取记录介质中记录的各种特性、以及从所连接的其他装置进行读取等。导出装置1通过执行存储单元14中存储的本发明的计算机程序202的控制单元11的控制，从而接收通信网的特性和发送侧以及接收侧的通信终端装置的特性、即通信条件的输入(S501)，从评价结果数据库13b提取出与所接收到的通信条件一致或近似的通信条件所关联的通信质量的评价结果(S502)，从通过所提取出的通信质量的评价结果表示的输出单元19输出(S503)。可以将这样输出的通信质量评价结果视为与假设的装置及通信网所构成的VoIP网的通信状况相关的通信质量评价结果。

在步骤S502中，在评价结果数据库13b中记录有与所接收的通信条件一致的通信条件的情况下，提取出与该通信条件相关联的通信质量评价结果。但是，在评价结果数据库13b中没有记录与所接收的通信条件一致的通信条件的情况下，判定出与该通信条件最为近似的通信条件。关于作为通信条件之一的通信终端装置特性，除了使用特别设计的装置的情况之外，已经在评价结果数据库13b中记录了一致的通信条件的可能性高，所以可以通过比较通信网的特性来进行通信条件的近似判定。

使用预定的方法对所接收到的通信网特性和评价结果数据库13b中作为通信网的特性记录在各种项目中的数据进行比较，来进行通信网的特性的比较。例如，判定为通过下式5求出的评价值V为最小的通信网的特性是最近似的通信网的特性。

V＝|Ka-Fna|+|Kb-Fnb|+|Kc-Fnc|+|Kd-Fnd|……(式5)

其中，V：评价值

Ka：接收到的通信条件中0ms的抖动延迟(分布的比率)

Fna：所记录的通信条件中0ms的抖动延迟(分布的比率)

Kb：接收到的通信条件中30ms的抖动延迟(分布的比率)

Fnb：所记录的通信条件中30ms的抖动延迟(分布的比率)

Kc：接收到的通信条件中60ms的抖动延迟(分布的比率)

Fnc：所记录的通信条件中60ms的抖动延迟(分布的比率)

Kd：接收到的通信条件中90ms的抖动延迟(分布的比率)

Fnd：所记录的通信条件中90ms的抖动延迟(分布的比率)

图15以及图16是示意地示出本发明的实施方式2的通信质量评价系统中的通信网特性的示例的图表。图15示出了与所接收到的通信条件相关的通信网的特性，图16(a)、图16(b)以及图16(c)分别示出了记录在评价结果数据库13b中的特性1、特性2以及特性3。使用图15及图16所示的通信网特性来计算评价值V时，特性1的评价值V1、特性2的评价值V2以及特性3的评价值V3分别如下。

V1＝|61-95|+|14-3|+|7-2|+|8-0|＝58

V2＝|61-62|+|14-13|+|7-8|+|8-7|＝4

V3＝|61-50|+|14-30|+|7-10|+|8-10|＝32

此时的大小关系为V2＜V3＜V1，所以判定为特性2最近似。

在所述实施方式2中，示出了计算出评价值来判定近似的通信网的特性的形式，但本发明不限于此，可以按各种形式来开展本发明，例如使用其他的数学方法、例如把抖动延迟的分布近似为二次曲线，根据近似度的高低来判定通信网的特性。

Claims (4)

1.一种根据导出的发送时刻依次发送数据包的数据包发送方法，其特征在于，该数据包发送方法包括以下步骤：

蓄积接收到的数据包，

根据对预先记录的延迟时间分布进行预定的变换而得到的变换后的延迟时间分布，导出所蓄积的所述接收到的数据包的发送时刻，

在由于按照导出的所述发送时刻进行数据包发送而数据包的发送顺序发生变更的情况下，通过调节发送时刻来调节数据包的发送顺序，使该发送顺序不发生变更，以及

向根据附加了所述调节的发送时刻对数据包的通信质量进行评价的装置发送所蓄积的数据包，

其中，通过进行所述预定的变换，对所述调节后的数据包的延迟时间分布成为所述预定的变换前的所述预先记录的延迟时间分布。

2.根据权利要求1所述的数据包发送方法，其特征在于，该数据包发送方法还包括以下步骤：

读取出在计测通信状况的时间不同的条件下计测的各个通信状况；

在所读取出的通信状况中，将通信质量指数为最大的通信状况确定为最恶劣的通信状况，该通信质量指数是根据以语音通话质量设计模型作为基准的语音再生质量的评价值、数据包的丢失率以及延迟时间计算出的；以及

记录所确定出的通信状况下的延迟时间分布。

3.一种根据导出的发送时刻依次发送数据包的数据包发送方法，其特征在于，该数据包发送方法包括以下步骤：

蓄积接收到的数据包，

根据对预先记录的延迟时间分布进行预定的变换而得到的变换后的延迟时间分布，导出所蓄积的所述接收到的数据包的发送时刻，

根据变换后的延迟时间分布以及预定的发送时刻，计算出附加了延迟时间的数据包发送时刻，

判定是否由于所计算出的附加了延迟时间的发送时刻而使数据包的发送顺序发生了变化，

在判定为数据包的发送顺序发生了变化的情况下，导出被调节为发送顺序没有变化的数据包发送时刻，并且

向根据附加了所述调节的发送时刻对数据包的通信质量进行评价的装置发送所蓄积的数据包，

其中，通过进行所述预定的变换，对所述调节后的数据包的延迟时间分布成为所述预定的变换前的所述预先记录的延迟时间分布。

4.根据权利要求3所述的数据包发送方法，其特征在于，该数据包发送方法还包括以下步骤：

读取出在计测通信状况的时间不同的条件下计测的各个通信状况；

在所读取出的通信状况中，将通信质量指数为最大的通信状况确定为最恶劣的通信状况，该通信质量指数是根据以语音通话质量设计模型作为基准的语音再生质量的评价值、数据包的丢失率以及延迟时间计算出的；以及

记录所确定出的通信状况下的延迟时间分布。

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