JP2005303451A - 転送品質劣化付加方法、転送品質劣化付加装置、転送品質劣化付加プログラム - Google Patents

転送品質劣化付加方法、転送品質劣化付加装置、転送品質劣化付加プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】パケット網において、端末の受信端における転送品質の劣化量を一定値に維持することができる転送品質劣化付加装置を提供する。
【解決手段】パケットストリームに転送品質劣化を与えてパケット網に送信し、パケット網に接続された相手端末から受信端における転送品質劣化情報を収集し、この転送品質劣化情報と所要転送品質劣化量との品質差を求め、その品質差が小さくなるようにパケット網に送出するパケットストリームに与える転送品質劣化量を制御し、受信端における転送品質劣化量をほぼ所要値に収束させる。
【選択図】図1

Description

この発明はパケット網を利用した端末の性能評価に用いることができる転送品質付加装置に関し、特に受信端における転送品質劣化が指定した値になるようなパケットストリームを送信することができる転送品質劣化付加方法、転送品質劣化付加装置及び転送品質劣化付加プログラムに関するものである。
パケット網端末の性能評価を行なうには、被評価端末に所要の劣化量を持つパケットストリームを付加し、端末の挙動を評価する必要がある。従来より任意量の転送品質劣化をパケットストリームに付加する装置は市販されている(非特許文献1)。
http://www.ntt-at.co.jp/product/hammer/PSNE/index.html(ネットワークエシュレータ、IPネットワークの測定器)
現在市販されている測定器ではパケットストリームに任意量の転送品質劣化を付加して送信する機能を具備するが、受信端での劣化量を把握する機能を持たない。このため、パケット網を介して被評価端末に所要量の劣化を付加したパケットストリームを送り込み、被評価端末の挙動を評価したとしても、受信端におけるパケットストリームの品質劣化量は不明であるため、転送品質劣化量と端末の挙動の間の対応関係について正しい評価を行うことはできない。
このため、従来の測定器を用いてパケット網端末の性能評価を行う場合には、経由するパケット網で発生する転送品質劣化の影響を除去するために、パケット損失や遅延ゆらぎなどの転送品質劣化が無視できるよう、実験専用パケット網やパケット網シミュレータを用いる必要があった。このように、現実のパケット網を利用した評価を行なうことができないという欠点がある。
この発明の目的は現実のパケット網を利用して、転送品質劣化量と被評価端末の性能の対応をほぼ正確に評価することができる転送品質劣化付加方法、転送品質劣化付加装置、転送品質劣化プログラムを提供しようとするものである。
この発明では、例えばRTCP XRプロトコル(IETF文書 RFC3611)のように、受信端での転送品質を常時監視し、監視結果を情報要求元に送信する機能を利用して、パケット網に接続された相手端末から受信端における転送品質劣化情報を収集し、この転送品質劣化情報と所要転送品質劣化量との品質差を求め、その品質差が小さくなるようにパケット網に送出するパケットストリームに付加する転送品質劣化量を制御し、受信端における転送品質劣化量をほぼ所定値に収束させる転送品質付加方法を提案する。
この発明の請求項2では、パケットストリームを入力するパケットストリーム入力手段と、パケットストリームに、転送品質劣化を付加する品質劣化付加手段と、品質劣化付加手段で品質劣化を付加されたパケットストリームを相手端末に送信するパケットストリーム送信手段と、相手端末から送られて来る受信端における転送品質劣化情報と所要パケット転送品質とを比較して、品質差が小さくなるように品質劣化付加手段で付加する転送品質劣化量を制御し、受信端における転送品質劣化量をほぼ所定値に収束させる制御を行う転送品質劣化量制御手段とを具備する転送品質劣化付加装置を提案する。
この発明の請求項3では、請求項2記載の転送品質劣化付加器において、相手端末から送られて来た遅延ゆらぎ吸収処理後のパケット転送品質情報と、転送品質劣化を含まないパケットストリームから、相手端末における遅延ゆらぎ吸収処理後のパケットストリームを推定するパケットストリーム推定手段と、パケットストリーム推定手段で得られる推定パケットストリームと、転送品質劣化を含まないパケットストリームとを比較して相手端末内部で遅延ゆらぎ吸収処理後に得られるパケットストリームのメディア品質劣化量を算出する品質劣化量算出手段とを具備する転送品質劣化付加装置を提案する。
この発明の請求項4では、請求項2又は3記載の転送品質劣化付加装置の何れかにおいて、品質劣化付加手段で付加する所要パケット転送品質は所要転送品質指定手段で設定する転送品質劣化付加装置を提案する。
この発明の請求項5では、請求項2又は3記載の転送品質劣化付加装置の何れかにおいて、品質劣化付加手段で付加する所要パケット転送品質は相手端末が指定した情報に基づいて決定する転送品質劣化付加装置を提案する。
この発明の請求項6では、請求項2乃至5記載の転送品質付加装置の何れかにおいて、転送品質劣化付加手段で付加する所要パケット転送品質は所要転送品質指定手段で指定する転送品質と、相手端末が指定した情報に基づいて決定した転送品質の何れかを選択する選択手段を設けた転送品質劣化付加装置を提案する。
この発明の請求項7では、請求項2乃至6記載の転送品質劣化付加装置の何れかにおいて、相手端末から送られて来たパケット転送品質情報と、所要パケット転送品質の比較結果が、予め設定した一定時間以上にわたって、予め定めた品質差の範囲内にあることを検出する許容品質差検出手段を設けた転送品質劣化付加装置を提案する。
この発明の請求項8では、コンピュータに請求項2乃至7記載の転送品質劣化付加装置の何れかの機能を実行させる転送品質劣化付加プログラムを提案する。
この発明の請求項1及び2で提案した転送品質付加方法及び転送品質付加装置によれば、パケット網に接続された端末から受信端における転送品質劣化情報が送られて来るから、送信元で付加する劣化量を制御すればこの転送品質劣化情報を所定値に収束させることができる。つまり、パケット網で受ける劣化量を含めてフィードバック制御することができる。この結果、パケット網で受ける転送品質劣化量が変動しても被評価端末には劣化量がほぼ一定値に維持されたパケット信号を入力することができ、所要量の転送品質劣化が与えられた状況下での被評価端末の性能評価を行なうことができる。
この発明の請求項3で提案する転送品質劣化付加装置によれば相手端末における遅延ゆらぎ吸収処理後のパケットストリームを推定し、この推定したパケットストリームと転送品質劣化を含まないパケットストリームとを比較して相手端末内部で遅延ゆらぎ吸収処理後に得られるパケットストリームのメディア品質(音声品質、映像品質など)劣化量を算出するから、経由するパケット網の転送品質状況にかかわらず、指定した劣化量の近傍に固定できるだけでなく、当該転送品質劣化状況下におけるメディア品質劣化量を推定することができる作用効果を得ることができる。
この発明の請求項4で提案する転送品質劣化付加装置によれば、送信するパケットストリームの劣化量の設定を転送品質劣化付加装置に設けた所要転送品質指定手段で設定する構成としたから、例えばユーザからのアクセスに応じて標準となる劣化量を持つパケットストリームを提供するサイトを構築することができる。
この発明の請求項5で提案する転送品質劣化付加装置によれば、送信するパケットストリームの劣化量の設定をパケット網に接続された相手端末からの設定情報によって設定するから、端末ユーザが必要とする劣化量を持つパケットストリームを送信することができ、端末ユーザは自端末を任意の劣化量を持つパケットストリームで評価することができる。
この発明の請求項6で提案する転送品質劣化付加装置によれば、送信するパケットストリームの劣化量を自己に備えた転送品質指定手段か、又は相手端末が指定した情報の何れかで決定することができるから、1台の転送品質劣化付加装置で請求項4で提案する転送品質劣化付加装置と請求項5で提案する転送品質劣化付加装置の何れも対応することができる。
更に、この発明の請求項7で提案する転送品質劣化付加装置によれば、受信端における品質劣化量が予め定めた品質劣化量に所定時間以上に渡って収束しているか否かを検出することができるから所定の劣化量における評価の信頼性を高めることができる。
この発明の請求項8で提案する転送品質劣化付加プログラムによれば、コンピュータに上述した転送品質付加装置の機能を実行させることができるから、転送品質劣化付加装置を廉価に提供することができる。
図1はこの発明の請求項1で提案する転送品質劣化付加方法及び請求項2で提案する転送品質劣化付加装置の実施形態を示す。
ここでは、この発明による転送品質劣化付加装置10と、相手端末30とがパケット網20に接続されており、転送品質劣化付加装置10から送信された転送品質劣化を含むパケットストリームが相手端末30に受信される状況、および、相手端末30が受信端31における転送品質情報を転送品質劣化付加装置10に転送する状況を示している。
受信端31における転送品質を監視し、監視結果を転送品質情報として転送することができる端末の実現例としては、上述したRTCP XRプロトコルを搭載した端末がある。
この発明で提案する転送品質劣化付加装置10は主信号となるパケットストリームを入力するパケットストリーム入力手段11と、このパケットストリーム入力手段11から入力されるパケットストリームに所定の転送品質劣化を付加する転送品質劣化付加手段12と、転送品質劣化量が付加されたパケットストリームをパケット網20に送信するパケットストリーム送信手段13と、相手端末30から送られて来る転送品質情報を受信する転送品質情報受信手段14と、相手端末30から送られて来る転送品質情報と予め設定された所要転送品質情報とを比較し、転送品質劣化付加手段12に与える劣化付加量を制御する劣化量制御手段15とから構成される。
パケットストリーム入力手段11としては具体的には
1)、外部装置で作成されたパケットストリームを直接入力する。
2)、外部装置で作成された信号(例えば音声信号)を入力し、本転送品質劣化付加装置10の内部で送信に適した形式にパケット化する。
3)、本転送品質劣化付加装置10の内部でパケットストリームを生成する。
等の方法が考えられる。
主信号であるパケットストリームは転送品質劣化付加手段12に入力され、劣化量制御手段15の出力である転送品質劣化付加量だけパケットストリームに品質劣化を付加する。ここで品質劣化の対象となる転送品質パラメータとしては、
1)、パケット損失
2)、ペイロード部分の符号誤り
3)、パケット混入
4)、遅延ゆらぎ
5)、絶対遅延時間
などが代表的なパラメータである。但し、これらの転送品質パラメータを所要劣化量の近傍に制御できるのは、所要劣化量がパケット網20の転送品質よりも悪い場合に限られる。
転送品質劣化を付加されたパケットストリームはパケットストリーム送信手段13により相手端末30に向けて送出される。
転送品質劣化付加装置10内で付加する転送品質劣化量を決定する劣化量制御手段15には、予め所要転送品質情報が設定されている。また、劣化量制御手段15には、相手端末30から送られて来る相手端末30の受信端31における転送品質の監視情報が入力される。ここで、劣化量の設定情報及び相手端末30から送られてくる監視情報は単一ないし複数の転送品質パラメータである。
前者設定情報と後者入力情報とを比較した結果、前者設定情報が後者入力情報よりも大きな転送品質パラメータに関しては、劣化付加量を差分値に見合うだけ増やし、逆に、前者設定情報が後者入力情報よりも小さな転送品質パラメータに関しては、劣化付加量を差分値に見合うだけ減じる制御を施す。このように、転送品質劣化量を負帰還することにより、実際に相手端末30の受信端31で観測される転送品質劣化量を所要の転送品質劣化量の近傍値に維持することが可能となる。劣化量制御手段15に設定した設定情報を変更することにより、受信端31における転送品質劣化量の収束値を変更することができる。
図1に示した実施形態では受信端31における転送品質劣化量の収束値を設定する手段を劣化量制御手段15に内蔵するものとして説明したが、劣化量の設定は外部から入力することもできる。
図2は所要転送品質指定手段16を独立して設け、この所要転送品質指定手段16で劣化量を任意値に設定できる構成とした場合を示す。
また、図3は相手端末30から所要転送品質指定情報を入力し、相手端末30から自由に受信端31における転送品質劣化量の収束値を設定できるような構成とした場合を示す。
図2に示した構成によれば、
・常に一定量の転送品質劣化を含む試験パケットストリームを流しつづける基準信号提供サイトを構築することができる。
・様々なレベルの転送品質劣化を含む試験パケットストリームを周期的に流しつづける基準信号提供サイトを構築することができる。
・パケット網運用事業者に対するユーザからの要求ないし、ユーザへの説明上の必要などに応じて、代表的なレベルの転送品質劣化を付加したパケットを流して、ユーザに納得してもらうのに利用する。また、ユーザの端末が特定の転送品質劣化状況で予測できない挙動を示す可能性の有無を確認することにも利用することができる。
・別途、本発明の装置10に遠隔で接続したパソコンなどから、転送品質劣化量試験信号などを指定し、所要転送品質を有するパケットストリームを本発明装置から送出させ、そのパケットストリームを試験対象となるパケット端末に受信させることにより、パケット端末の性能評価試験を行う。
などに利用することができる。
また、図3に示した構成によれば、
・ユーザ自身が様々な転送品質劣化条件を設定し、各種条件下でのマルチメディアサービス受信品質を自由に体験できる品質サイトを提供することができる。
図4は選択手段17を設けた実施形態を示す。この選択手段17を設けたことにより、所要転送品質指定手段16により受信端31における転送品質を設定することも、また、相手端末30からの転送品質指定情報により受信端31の転送品質を設定することも可能となり、何れの形態の転送品質劣化付加装置にも流用できることになる。
図5及び図6はこの発明の第2実施形態を示す。この発明の第2実施形態は相手端末における受信メディア品質の推定を可能とした転送品質劣化付加装置を提供しようとするものである。
本発明の接続対象となる相手端末30は、パケット網20を伝送中に発生する遅延ゆらぎを吸収する遅延ゆらぎ吸収処理手段32を有する。また、この遅延ゆらぎ吸収処理手段32で遅延ゆらぎを吸収処理した後のパケット転送品質情報を生成し、パケット網に送信する機能を有するものとする。遅延ゆらぎ吸収処理後のパケット転送品質情報の転送には、先に説明したRTCP XRプロトコルなどで実現することができる。
遅延ゆらぎ吸収処理後のパケット転送品質情報は、受信端31における転送品質劣化情報と共に転送品質劣化付加装置10に送信される。
転送品質劣化付加装置10には図1乃至図4で説明した転送品質情報受信手段を第1転送品質情報受信手段14Aとし、この第1転送品質情報受信手段14Aに対して第2転送品質情報受信手段14Bを設け、この第2転送品質情報受信手段14Bで遅延ゆらぎ吸収処理後のパケット転送品質情報を受信する。受信した遅延ゆらぎ吸収処理後のパケット転送品質情報に基づいて相手端末内パケットストリーム推定手段18で遅延ゆらぎ吸収処理後のパケットストリームを推定する。この推定処理のためにここではパケットストリーム入力手段11から入力される原パケットストリームを取り込み、この原パケットストリームに相手端末30から送られて来た遅延ゆらぎ吸収処理後のパケット転送品質情報に従う転送品質劣化を付加することにより、相手端末内の遅延ゆらぎ吸収処理後のパケットストリームを推定する。
このようにして生成した推定パケットストリームを品質劣化量算出手段19に送り込み、この品質劣化量算出手段19で原パケットストリームと比較し、相手端末30の遅延ゆらぎ吸収処理後に得られる推定パケットストリームの品質劣化量を算出する。
従って、この発明の第2実施形態によれば相手端末30の受信端31における転送品質劣化量を所要値に保つことができる機能に加えて、転送品質劣化付加装置10から相手端末30に至る間のエンド・トゥ・エンドでのメディア品質劣化量を算出することができる。図5に示した転送品質劣化付加装置10では所要転送品質指定手段16を設けた例を示すが、図6に示すように相手端末30から設定情報を入力し、この入力情報に従って受信端31における転送品質劣化量を所要値に収束させるように構成することもできる。また、図4に示したように選択手段17を設けた構成もこの第2実施形態に適用することができる。
図5及び図6に示した転送品質劣化付加装置10によれば、第1実施形態で説明した転送品質劣化付加装置で得られる作用効果に加えて
・転送品質情報と品質劣化量算出手段19で得られるメディア品質劣化量とを本装置に蓄積すれば、様々な受信端末に対して転送品質とエンド・トゥ・エンドメディア品質の対応情報が得られ、ネットワーク設計やサービス設計の指針を得ることができる。
・品質劣化量算出手段19で得られる品質劣化量を相手端末の利用者側に通知すれば、利用者は自身が利用する端末の網内転送品質劣化に対する耐性を知ることができる。
また、図6に示した転送品質劣化付加装置によれば、
・パソコンをパケット端末としたケースにおいて利用者が様々な転送品質劣化条件下でのマルチメディアサービス受信品質を、自由に体験できる品質体験サイトを実現することができる。
のような第1実施形態では得られない新たな作用効果を得ることができる。
図7にこの発明の第3実施形態を示す。この発明の第3実施形態では受信端における転送品質が時系列方向に安定しているか否かを判定する機能を付加した転送品質劣化付加装置を提案するものである。
図7は図1乃至図6に示した転送品質劣化付加装置に付加する部分の構成を示す。この構成としては品質比較手段41と、許容品質差検出手段42と、許容品質差設定手段43と、許容品質差継続時間計数手段44と、継続時間比較手段45と、許容継続時間設定手段46と、検出情報発生手段47とによって構成することができる。
品質比較手段41では相手端末30から送られて来た転送品質情報と、予め設定した所要転送品質とを比較する。その比較結果として品質差情報の時系列データが得られる。この時系列データを許容品質差検出手段42に入力する。
許容品質差検出手段42では許容品質差設定手段43から与えられる許容品質差と品質比較手段41で求めた品質差とを比較し、品質差が許容範囲内か許容範囲外かを判定する。その判定結果として品質差が許容品質範囲内であるか否かに関する情報の時系列データが得られる。この時系列データを許容品質差継続時間計数手段44に入力する。
許容品質差継続時間計数手段44では現在「許容品質範囲内」であるならば、その状態になってからの継続時間を出力、現在「許容品質範囲外」であるならばゼロを出力する。これらの出力を継続時間比較手段45に入力する。
継続時間比較手段45では許容継続時間設定手段46から継続時間の設定値が入力され、この設定値と許容品質差継続時間計数手段44が出力する継続時間とを比較し、その比較結果を検出情報発生手段47に入力する。
検出情報発生手段47では継続時間が許容継続時間以上であれば検出情報を「1」とし、許容継続時間以下であれば検出情報を「0」とする。従って、この検出情報が「1」であれば受信端31における転送品質は設定値から許容範囲に入っており、また、その状態が許容時間以上にわたって継続していることが解る。
この機能を図1、図2、図5で説明した転送品質劣化付加装置に適用した場合の利用例としては例えば、
・本装置を一定量の転送品質劣化を含む試験パケットストリームを流しつづける基準信号提供サイトで利用する場合には、安定状態にあるか否かを示す情報を電話によるトーン信号などで常時提示することで、基準信号提供サイト利用者は、どの時点での利用結果が信用できるものかを確認することができる。
・本装置を、パケット運用事業者の顧客対応窓口が、ユーザからの要求ないし窓口対応者の説明上の必要などに応じて、代表的な転送品質劣化を付加したパケットを流して、ユーザの納得を得るのに利用するようなケースで活用する。具体的には、安定状態フラグが「1」となる状態が十分な長さにわたって継続したことを確認した段階で、パケット送出を止め、「最後の方の○○秒間は、お客様の端末にパケットが到達した点での転送品質が所要品質に一致していることが確認されました。端末性能にはご満足戴けたでしょうか?」というように説明することでユーザは、経由するパケット網の品質に左右されない結果であったことを納得することができる。
また、この機能を図3、図6で説明した転送品質劣化付加装置に適用した場合の利用例としては、
・パソコンをパケット端末としたケースで、利用者が、様々な転送品質劣化条件下でのマルチメディアサービス受信品質を、自由に体験できるような体験サイトに適用した場合、安定状態フラグ情報をリアルタイムで変化するWEBページなどに表示することで、利用者は、どの時点での体験は信用できるのかを自分で判断できるようになる。
などが考えられる。
以上説明したこの発明による転送品質劣化付加装置はコンピュータにこの発明による転送品質劣化付加プログラムを解読させて実現することができる。この発明による転送品質劣化付加プログラムはコンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、磁気ディスク或いはCD−ROMのような記録媒体からコンピュータにインストールされるか又は通信回線を通じてインストールされ、コンピュータに備えられた中央演算処理装置で解読されて実行される。
この発明による転送品質劣化付加装置はパケット対応機器の開発現場、或はパケット通信により各種のメディアサービスを提供する事業者向けに活用される。
この発明の基本構成を説明するためのブロック図。 この発明の第1実施形態を説明するためのブロック図。 この発明の第1実施形態の変形実施例を説明するためのブロック図。 この発明の第1実施形態の変形実施例を説明するためのブロック図。 この発明の第2実施形態を説明するためのブロック図。 この発明の第2実施形態の変形実施例を説明するためのブロック図。 この発明の第3実施形態を説明するためのブロック図。
符号の説明
10 転送品質劣化付加装置 20 パケット網
11 パケットストリーム入力手段 30 相手端末
12 転送品質劣化付加手段 31 受信端
13 パケットストリーム送信手段 32 遅延ゆらぎ吸収処理手段
14 転送品質情報受信手段 41 品質比較手段
14A 第1転送品質情報受信手段 42 許容品質差検出手段
14B 第2転送品質情報受信手段 43 許容品質差設定手段
15 劣化量制御手段 44 許容品質差継続時間計数手段
16 所要転送品質指定手段 45 継続時間比較手段
17 選択手段 46 許容継続時間設定手段
18 相手端末内パケットストリーム推定手段
19 品質劣化量算出手段 47 検出情報発生手段

Claims (8)

  1. パケットストリームに転送品質劣化を与えてパケット網に送信し、パケット網に接続された相手端末から受信端における転送品質劣化情報を収集し、この転送品質劣化情報と所要転送品質劣化量との品質差を求め、その品質差が小さくなるように上記パケット網に送出するパケットストリームに与える転送品質劣化量を制御し、受信端における転送品質劣化量をほぼ所要値に収束させることを特徴とする転送品質劣化付加方法。
  2. パケットストリームを入力するパケットストリーム入力手段と、
    パケットストリームに、パケット転送品質劣化を付加する品質劣化付加手段と、
    前記品質劣化付加手段で品質劣化を付加されたパケットストリームを相手端末に送信するパケットストリーム送信手段と、
    相手端末から送られて来る受信端における転送品質劣化情報と所要パケット転送品質とを比較して、品質差が小さくなるように前記品質劣化付加手段で付加する転送品質劣化量を制御し、前記受信端における転送品質劣化量をほぼ所要値に収束させる制御を行う転送品質劣化量制御手段と、
    を具備することを特徴とする転送品質劣化付加装置。
  3. 請求項2記載の転送品質劣化付加装置において、
    前記相手端末から送られて来た遅延ゆらぎ吸収処理後のパケット転送品質情報と、転送品質劣化を含まないパケットストリームから、相手端末における遅延ゆらぎ吸収処理後のパケットストリームを推定するパケットストリーム推定手段と、
    前記パケットストリーム推定手段で得られる推定パケットストリームと、転送品質劣化を含まないパケットストリームとを比較して相手端末内部で遅延ゆらぎ吸収処理後に得られるパケットストリームのメディア品質劣化量を算出する品質劣化量算出手段と、
    を具備することを特徴とする転送品質劣化付加装置。
  4. 請求項2又は3記載の転送品質劣化付加装置の何れかにおいて、前記品質劣化付加手段で付加する所要パケット転送品質は所要転送品質指定手段で設定することを特徴とする転送品質劣化付加装置。
  5. 請求項2又は3記載の転送品質劣化付加装置の何れかにおいて、前記品質劣化付加手段で付加する所要パケット転送品質は前記相手端末が指定した情報に基づいて決定することを特徴とする転送品質劣化付加装置。
  6. 請求項2乃至5記載の転送品質付加装置の何れかにおいて、
    前記転送品質劣化付加手段で付加する所要パケット転送品質は前記所要転送品質指定手段で指定する転送品質と、相手端末が指定した情報に基づいて決定した転送品質の何れかを選択する選択手段を設けたことを特徴とする転送品質劣化付加装置。
  7. 請求項2乃至6記載の転送品質劣化付加装置の何れかにおいて、
    相手端末から送られて来たパケット転送品質情報と、所要パケット転送品質の比較結果が、予め設定した一定時間以上にわたって、予め定めた品質差の範囲内にあることを検出する許容品質差検出手段を設けたことを特徴とする転送品質劣化付加装置。
  8. コンピュータに請求項2乃至7記載の転送品質劣化付加装置の何れかの機能を実行させる転送品質劣化付加プログラム。
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