JP2007329776A - ネットワーク品質分析装置、品質クラス決定装置、ネットワーク品質分析方法、品質クラス決定方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ体感品質に対する影響が明確になるような遅延揺らぎに関する分析結果を、インサービス環境下において得る。
【解決手段】品質分析部１２により、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とから得たメディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信品質推定技術に関し、特にリアルタイム系アプリケーションのユーザ体感品質に影響を与えるネットワーク品質を分析する技術に関する。

近年、パケット通信技術の飛躍的な発展に伴い、パケット網が音声や映像等のメディア（コンテンツ）を１対１あるいは多地点間で通信するリアルタイム系アプリケーションで利用されつつある。このようなリアルタイム系アプリケーションをＩＰ電話や映像配信に用いる場合、ＩＰ網などのパケット網では品質が保証されない。このため、パケット網に関する運用中すなわちインサービス環境下での品質管理では、リアルタイム系アプリケーションに対する品質管理も必要とされている。特にリアルタイム系アプリケーションでは、実際にアプリケーションを利用するユーザが再生されたメディアから感じるユーザ体感品質を用いた品質管理が重要視されている。

リアルタイム系アプリケーションのユーザ体感品質は、様々なネットワーク要因から影響を受ける。その品質劣化の主な要因の１つとして、パケット網におけるパケットの遅延揺らぎがある。
従来より、ネットワーク品質からユーザ体感品質（主観品質）を推定する技術は、数多く提案されており（例えば、非特許文献１等参照）、発明者らも同様の技術を提案している（例えば、特許文献１，２等参照）。これら技術では、パケットの遅延揺らぎについては、その量ではなくパケットごとの挙動を確認することで、ユーザ体感品質に対する遅延揺らぎの影響度を定量化している。

一方、リアルタイム系アプリケーションの品質管理技術として、パッシブ測定によって、呼ごと（Ｃａｌｌ−ｂｙ−ｃａｌｌ）に監視可能とする技術が開発されている（例えば、非特許文献２等参照）。この技術によれば、大規模ネットワーク上のノード、具体的には中継機能を保持するルータなどの機器で、当該ノードを通過するデータ量や回線使用率などの統計的な情報を用いることにより、ネットワーク品質を管理するだけではなく、アプリケーションをパッシブ測定によって、インサービス環境下において呼ごとに監視するこができる。

特許第３５７９３３４号公報 特開２００６−０３３７２２号公報 ITU-T Recommendation G.107,"The E-Model, a computational model for use in transmission planning", May 2000 R.Caceres and A.Clark,"RTP Control Protocol Extended Reports(RTCP XR)",IETF RFC3611,May 2003

しかしながら、このような従来技術では、リアルタイム系アプリケーションの品質劣化の主な要因の１つである、パケット網におけるパケットの遅延揺らぎをネットワーク品質として分析し、ユーザ体感品質に対する影響が明確になるような遅延揺らぎに関する分析結果を、インサービス環境下において得ることができないという問題点があった。

リアルタイム系アプリケーションのユーザ体感品質は、メディア用パケットの遅延揺らぎに対して大きく左右され、ＩＰ電話や映像配信などのアプリケーション種別やコンテンツ種別ごとに、品質劣化が著しくなる遅延揺らぎのしきい値を持つ。したがって、パケット網のネットワーク品質を管理する上で、このような遅延揺らぎのしきい値を品質管理基準の１つとして用いる必要がある。このためには、パケット網におけるパケットの遅延揺らぎの分布を把握することが重要となり、このようなパケットの遅延揺らぎの分布により、どの程度の遅延揺らぎがユーザ体感品質に対して影響を与えているかを明確にすることができる。

前述した従来技術によれば、リアルタイム系アプリケーションに関する品質管理情報として、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの品質やメディア用パケットごとの品質とその統計値について得ることができる。しかし、遅延揺らぎについては、メディア用パケット全体の平均値、最大値、最小値、標準偏差などの統計量しか得られず、パケット網でどの程度の遅延揺らぎを持つパケットがどの程度発生しているかという遅延揺らぎの分布を得ることができない。したがって、どの程度の遅延揺らぎがユーザ体感品質に対して影響を与えているかを明確にすることはできない。

また、前述した他の従来技術によれば、何番目のパケットが損失したかをパケットごとに記録することができる。しかし、取得したパケットごとに遅延揺らぎを記録したのでは、分析結果の情報量が膨大となり、インサービス環境下では利用できない。インサービス環境下では制御用パケットなどを用いたデータ通信により分析結果を迅速に通知する必要があるため、分析結果を少ない情報量で的確に表現することが重要となるからである。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、パケット網におけるパケットの遅延揺らぎをネットワーク品質として分析でき、ユーザ体感品質に対する影響が明確になるような遅延揺らぎに関する分析結果を、インサービス環境下において得ることができるネットワーク品質分析装置、品質クラス決定装置、ネットワーク品質分析方法、品質クラス決定方法、およびプログラムを提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるネットワーク品質分析装置は、パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、パケット網における挙動を分析するネットワーク品質分析装置であって、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報と、メディア用パケットに含まれている各種の時刻情報とを取得する品質情報取得部と、任意のメディア用パケットとその直前のメディア用パケットとの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を記憶する記憶部と、送信品質情報と受信品質情報から得たメディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力する品質分析部とを備えている。

この際、品質分析部に、送信品質情報と受信品質情報とに基づいてメディア用パケットのうち正常に受信できなかったパケットを無効パケットとして判定する無効パケット判定手段と、無効パケット判定結果から受信側アプリケーション端末でメディア用パケットを受信再生して得たメディアについてユーザが実感するユーザ体感品質の推定に用いる品質推定尺度を算出する品質推定尺度品質算出手段とを設け、品質推定尺度とユーザ体感品質値との関係を示す品質推定モデルから、品質分析部で算出された品質推定尺度に対応するユーザ体感品質値を導出し、アプリケーションのユーザ体感品質の推定値として出力するユーザ体感品質推定部をさらに設けてもよい。

また、本発明にかかる品質クラス決定装置は、パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、パケット網における挙動分析のための品質クラスを決定する品質クラス決定装置であって、送信側および受信側アプリケーション端末とパケット網との間でやり取りされるメディア用パケットを取得するパケット取得部と、受信側アプリケーション端末でメディア用パケットを受信再生して得たメディアに関する品質評価結果を取得する品質情報取得部と、受信側アプリケーション端末で用いる遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量の候補として複数の仮定バッファ量を記憶する記憶部と、取得したメディア用パケットの挙動を示す品質指標と当該メディア用パケットに対応する品質評価結果とに基づいて、品質指標の品質評価結果に対する寄与率を仮定バッファ量ごとに算出し、これら寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を受信側アプリケーション端末の遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定する等価バッファ量決定部と、等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより品質クラスを決定し、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を出力する品質クラス決定部とを備えている。

この際、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの直前メディア用パケットとの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを当該遅延揺らぎ時間と対応する仮定バッファ量ごとに分類し、品質指標としてメディア用パケットのうち正常に受信できなかった無効パケットの割合を示す無効パケット率を仮定バッファ量ごとに算出する品質解析部をさらに設け、等価バッファ量決定部で、仮定バッファ量のうち当該無効パケット率と品質評価結果との相関値に基づき寄与率を算出するようにしてもよい。

この際、品質クラス決定部で、等価バッファ量のときの最大寄与率を基準として寄与率下限値を算出し、仮定バッファ量のうち当該寄与率が寄与率下限値以上となる範囲を遅延揺らぎ幅とするようにしてもよい。

あるいは、品質クラス決定部で、メディア用パケットのうち正常に受信できなかった無効パケットの割合を示す無効パケット率と品質評価結果との関係を示す回帰曲線を仮定バッファ量ごとに算出し、これら回帰曲線のうちその推定誤差が所定の目標値以内となる仮定バッファ量の範囲を遅延揺らぎ幅とするようにしてもよい。

また、本発明にかかるネットワーク品質分析方法は、パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、パケット網における挙動を分析するネットワーク品質分析装置で用いられるネットワーク品質分析方法であって、品質情報取得部により、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得ステップと、記憶部により、任意のメディア用パケットとその直前のメディア用パケットとの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を記憶する記憶ステップと、品質分析部により、送信品質情報と受信品質情報から得たメディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力する品質分析ステップとを備えている。

また、本発明にかかる品質クラス決定方法は、パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、パケット網における挙動分析のための品質クラスを決定する品質クラス決定装置で用いられる品質クラス決定方法であって、パケット取得部により、送信側および受信側アプリケーション端末とパケット網との間でやり取りされるメディア用パケットを取得するパケット取得ステップと、品質情報取得部により、受信側アプリケーション端末でメディア用パケットを受信再生して得たメディアに関する品質評価結果を取得する品質情報取得ステップと、記憶部により、受信側アプリケーション端末で用いる遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量の候補として複数の仮定バッファ量を記憶する記憶ステップと、等価バッファ量決定部により、取得したメディア用パケットの挙動を示す品質指標と当該メディア用パケットに対応する品質評価結果とに基づいて、品質指標の品質評価結果に対する寄与率を仮定バッファ量ごとに算出し、これら寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を受信側アプリケーション端末の遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定する等価バッファ量決定ステップと、品質クラス決定部により、等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより品質クラスを決定し、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を出力する品質クラス決定ステップとを備えている。

また、本発明にかかるプログラムは、パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、パケット網における挙動を分析するネットワーク品質分析装置のコンピュータに、品質情報取得部により、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得ステップと、記憶部により、任意のメディア用パケットとその直前のメディア用パケットとの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を記憶する記憶ステップと、品質分析部により、送信品質情報と受信品質情報から得たメディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力する品質分析ステップとを実行させる。

また、本発明にかかる他のプログラムは、パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、パケット網における挙動分析のための品質クラスを決定する品質クラス決定装置のコンピュータに、パケット取得部により、送信側および受信側アプリケーション端末とパケット網との間でやり取りされるメディア用パケットを取得するパケット取得ステップと、品質情報取得部により、受信側アプリケーション端末でメディア用パケットを受信再生して得たメディアに関する品質評価結果を取得する品質情報取得ステップと、記憶部により、受信側アプリケーション端末で用いる遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量の候補として複数の仮定バッファ量を記憶する記憶ステップと、等価バッファ量決定部により、取得したメディア用パケットの挙動を示す品質指標と当該メディア用パケットに対応する品質評価結果とに基づいて、品質指標の品質評価結果に対する寄与率を仮定バッファ量ごとに算出し、これら寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を受信側アプリケーション端末の遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定する等価バッファ量決定ステップと、品質クラス決定部により、等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより品質クラスを決定し、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を出力する品質クラス決定ステップとを実行させる。

本発明のネットワーク品質分析装置によれば、品質分析部により、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とから得たメディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットが品質クラス定義情報の品質クラスに分類され、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報が分析結果として出力される。

したがって、パケット網におけるパケットの遅延揺らぎがネットワーク品質として分析され、ユーザ体感品質に対する影響が明確になるような遅延揺らぎに関する分析結果が、インサービス環境下において得られる。
これにより、このようなパケットの遅延揺らぎの分布と受信側アプリケーション端末で受信再生したメディアについてユーザが実感するユーザ体感品質とを比較することにより、どの程度の遅延揺らぎがユーザ体感品質に対して影響を与えているかを明確にすることができ、パケット網に対する適切な品質管理を実現できる。

また、本発明の品質クラス決定装置によれば、等価バッファ量決定部により、送信側および受信側アプリケーション端末とパケット網との間でやり取りされたメディア用パケットの挙動を示す品質指標と当該メディア用パケットに対応する受信側アプリケーション端末での品質評価結果とに基づいて、品質指標の品質評価結果に対する寄与率が仮定バッファ量ごとに算出され、これら寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量が受信側アプリケーション端末の遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定され、品質クラス決定部により、等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅が複数の区間に分割されることにより品質クラスが決定し、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間とメディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報が出力される

これにより、本発明のネットワーク品質分析装置でパケット網におけるメディア用パケットの挙動を遅延揺らぎ時間に基づき分析する際に用いられる品質クラスとして、本実施の形態にかかる品質クラス決定装置で得られる品質クラスを適用することにより、ユーザ体感品質に対する影響が明確になるような分析結果を容易に得ることができる。したがって、リアルタイム系アプリケーションに関する品質管理情報として、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの品質やメディア用パケットごとの品質とその統計値について、メディア用パケット全体の平均値、最大値、最小値、標準偏差などの統計量しか得られ得ない従来技術と比較して、本実施の形態で得られる品質クラスを用いれば、どの程度の遅延揺らぎがユーザ体感品質に対して影響を与えているかを明確にすることができる。

また、本発明のネットワーク品質分析装置でパケット網におけるメディア用パケットの挙動を遅延揺らぎ時間に基づき分析する際、インサービス環境下では制御用パケットなどを用いたデータ通信により分析結果を迅速に通知する必要があるため、分析結果を少ない情報量で的確に表現することが重要となる。したがって、何番目のパケットが損失したかをパケットごとに記録する従来技術と比較して、極めて少ない情報量で分析結果を的確に表現することができ、インサービス環境下での品質管理に最適である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置の構成を示すブロック図である。

ネットワーク品質分析装置１は、通信機能を有する情報処理装置からなり、アプリケーション端末２さらにはパケット網５と接続されて、アプリケーション端末２で実行されるリアルタイム系アプリケーションのユーザ体感品質に影響を与えるパケット網５のネットワーク品質を分析する。
このネットワーク品質分析装置１には、主な機能部として、品質情報取得部１１、品質分析部１２、分析結果通知部１５、および品質情報通知部１６が設けられている。

本実施の形態は、品質分析部１２により、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とから得たメディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力するようにしたものである。

ネットワーク品質分析装置１の各機能部は、専用の回路部や演算処理部、さらには記憶部から構成されている。特に、演算処理部（コンピュータ）は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、周辺回路内のメモリや記憶部に格納されているプログラムを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラムとを協働させて各機能部を実現する。記憶部は、メモリやハードディスクなどの記憶装置からなり、各機能部での処理に用いる各種処理情報を記憶する。

品質情報取得部１１は、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報をアプリケーション端末２のパケット受信部２１から取得する機能と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報をアプリケーション端末２のパケット受信部２１から取得する機能とを有している。

品質分析部１２は、送信品質情報および受信品質情報に基づいて受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの遅延揺らぎ時間を算出し、この遅延揺らぎ時間に基づいて当該メディア用パケットを品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力する機能を有している。
品質分析部１２を構成する主な機能手段としては、遅延揺らぎ取得手段１２Ａと品質クラス分類手段１２Ｂがある。

遅延揺らぎ取得手段１２Ａは、送信品質情報と受信品質情報とに基づいて受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットごとに、当該メディア用パケットと直前に受信したメディア用パケットとの到着時刻差から遅延揺らぎ時間を算出する機能を有している。この際、受信品質情報に遅延揺らぎ時間が含まれている場合、受信品質情報から各メディア用パケットの遅延揺らぎ時間を取得してもよい。

品質クラス分類手段１２Ｂは、記憶部（図示せず）に予め格納されている品質クラス定義情報１３を参照し、各メディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて当該メディア用パケットを品質クラス定義情報１３の品質クラスのいずれかに分類する機能と、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計量を算出し分析結果１４として出力する機能とを有している。

図２は、クラス定義情報の構成例を示す説明図である。この例では、品質クラスを示す識別情報と遅延揺らぎ時間（ｍｓ）の範囲とが組として定義されている。
品質クラス分類手段１２Ｂは、これら品質クラスごとに当該クラスに属するメディア用パケットの統計量として、例えば所定の単位計測期間当たりのパケット数やパケット占有率を算出し、各品質クラスと統計量との組からなる分析結果１４を出力する。

分析結果通知部１５は、パケット網５を介して対向アプリケーション端末に接続されているネットワーク品質分析装置（図示せず）や品質管理サーバ（図示せず）に対し、制御パケットを用いて、当該装置で得られた分析結果１４さらにはこの分析結果の算出に用いた送受信品質情報などの品質要因情報を含む分析結果情報を、定期的あるいは必要に応じて通知する機能を有している。
品質情報通知部１６は、アプリケーション端末２のパケット送信部２２で得られた送信品質情報を送信側アプリケーション端末へ通知する機能を有している。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図３を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置の動作について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置のネットワーク品質分析処理を示すフローチャートである。

ここでは、アプリケーション端末２が受信側であり、送信側となる対向アプリケーション端末（図示せず）から送信されパケット網５を介して受信した映像メディアのメディア用パケットに関するパケット網５での挙動を示すネットワーク品質として、遅延揺らぎ時間を分析する場合を例として説明する。この際、対向アプリケーション端末に接続されているネットワーク品質分析装置（図示せず）から、対向アプリケーション端末のパケット送信部で得られた送信品質情報がアプリケーション端末２へ制御用パケットにより通知される場合を例として説明する。

ネットワーク品質分析装置１の品質情報取得部１１で取得した送信品質情報に含まれている主な品質情報としては、各送信メディア用パケットに関する、送信順序を示すシーケンス番号、映像フレーム種別、映像フレーム番号、送信パケット数、送信フレーム数、および時刻がある。また受信品質情報に含まれている主な品質情報としては、各受信メディア用パケットに関する、送信順序を示すシーケンス番号、および各種の時刻情報がある。

ネットワーク品質分析装置１の品質情報取得部１１は、対向アプリケーション端末側からＲＴＣＰ ＸＲ(RTP Control Protocol)などの制御用パケットで送信された送信品質情報が、アプリケーション端末２のパケット受信部２１で受信されたものを取得する（ステップ１００）。また、アプリケーション端末２のパケット受信部２１で対向アプリケーション端末からのメディア用パケットから得られた受信品質情報を取得する（ステップ１０１）。

ネットワーク品質分析装置１の品質分析部１２は、遅延揺らぎ取得手段１２Ａにより、送信品質情報と受信品質情報とに基づいて受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットごとに、当該メディア用パケットと直前に受信したメディア用パケットとの到着時刻差から遅延揺らぎ時間を算出する（ステップ１０２）。

次に、ネットワーク品質分析装置１の品質分析部１２は、記憶部（図示せず）に予め格納されている品質クラス定義情報１３を参照し、各メディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて当該メディア用パケットを品質クラス定義情報１３の品質クラスのいずれかに分類する（ステップ１０３）。
その後、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計量として、例えば所定の単位計測期間当たりのパケット数やパケット占有率を算出し、各品質クラスと統計量との組からなる分析結果１４として記憶部へ出力する（ステップ１０４）。

この後、分析結果通知部１５は、品質分析部１２で算出された分析結果１４を記憶部から読み込んで、ＲＴＣＰ ＸＲなどの制御用パケットに格納し、パケット網５を介して対向アプリケーション端末に接続されているネットワーク品質分析装置（図示せず）や品質管理サーバ（図示せず）に対して送信し（ステップ１０５）、一連のネットワーク品質分析処理を終了する。

このように、本実施の形態では、品質分析部１２により、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とから得たメディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力している。

したがって、パケット網５におけるパケットの遅延揺らぎがネットワーク品質として分析され、ユーザ体感品質に対する影響が明確になるような遅延揺らぎに関する分析結果が、インサービス環境下において得られる。
これにより、このようなパケットの遅延揺らぎの分布と受信側アプリケーション端末で受信再生したメディアについてユーザが実感するユーザ体感品質とを比較することにより、どの程度の遅延揺らぎがユーザ体感品質に対して影響を与えているかを明確にすることができ、パケット網に対する適切な品質管理を実現できる。

［第２の実施の形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置の構成を示すブロック図であり、前述した図１と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。

第１の実施の形態では、パケット網５におけるメディア用パケットの遅延揺らぎを分析して出力する場合を例として説明した。本実施の形態では、メディア用パケットの遅延揺らぎとともに、受信側アプリケーション端末で受信再生したメディアについてユーザが実感するユーザ体感品質を推定する場合について説明する。

本実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置１には、第１の実施の形態と比較して、品質分析部１２に無効パケット判定手段１２Ｃと品質推定尺度算出手段１２Ｄが新たに設けられているとともに、ユーザ体感品質推定部１７が新たに設けられている。なお、この他の構成については第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

無効パケット判定手段１２Ｃは、品質情報取得部１１で取得された送信品質情報と受信品質情報とに基づいて、メディア用パケットのうち正常に受信できなかったパケットを無効パケットとして判定する機能を有している。
無効パケットとは、送信側のリアルタイム系アプリケーションから送信されたメディア用パケットのうち、受信側のリアルタイム系アプリケーションで正常に受信できず、メディアとして再生できないパケットのことである。具体的には、送信側アプリケーション端末と受信側アプリケーション端末とをパケット網５を介して結ぶ伝送路上で損失したパケット、受信側アプリケーションの持つ揺らぎ吸収バッファで到着間隔が調整できなかった遅着パケット、さらにはメディア用パケットの到着順序が規定されているリアルタイム系アプリケーションでメディア用パケットの到着順序が逆転したパケットなどが対象となる。

品質推定尺度算出手段１２Ｄは、無効パケット判定手段１２Ｃでの無効パケット判定結果から、受信側アプリケーション端末で受信再生したメディアについてユーザが実感するユーザ体感品質の推定に用いる品質推定尺度（中間パラメータ）を算出する機能を有している。この品質推定尺度としては、例えば単位計測期間における無効パケットの割合を示す無効パケット率が考えられる。このほか、これら無効パケットの影響で正常に復号できないフレームすなわち無効フレームを判定し、単位計測期間における無効フレームの割合を示す無効フレーム率を品質推定尺度として算出してもよい。

ユーザ体感品質推定部１７は、予め用意して記憶部（図示せず）に格納しておいた品質推定尺度とユーザ体感品質値との関係を示す品質推定モデル１８から、品質分析部１２で算出された品質推定尺度に対応するユーザ体感品質値を導出し、アプリケーションのユーザ体感品質の推定値１９として出力する機能を有している。
品質推定モデル１８は、品質推定尺度と実際にオピニオン評価を行って得られた主観評価値であるＭＯＳ値(Mean Opinion Score 平均オピニオン評点)からなるユーザ体感品質との関係を回帰曲線またはテーブルによって表すことでモデル化しておく。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図５を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置のネットワーク品質分析動作について説明する。図５は、本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置のネットワーク品質分析処理を示すフローチャートであり、前述した図５と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。

ここでは、アプリケーション端末２が受信側であり、送信側となる対向アプリケーション端末（図示せず）から送信されパケット網５を介して受信した映像メディアのメディア用パケットに関するパケット網５での挙動を示すネットワーク品質として、遅延揺らぎ時間を分析するとともに、受信側アプリケーション端末でのユーザ体感品質を推定する場合を例として説明する。この際、対向アプリケーション端末に接続されているネットワーク品質分析装置（図示せず）から、対向アプリケーション端末のパケット送信部で得られた送信品質情報がアプリケーション端末２へ制御用パケットにより通知される場合を例として説明する。

ネットワーク品質分析装置１の品質情報取得部１１で取得した送信品質情報に含まれている主な品質情報としては、各送信メディア用パケットに関する、送信順序を示すシーケンス番号、映像フレーム種別、映像フレーム番号、送信パケット数、送信フレーム数、および時刻がある。また受信品質情報に含まれている主な品質情報としては、各受信メディア用パケットに関する、送信順序を示すシーケンス番号、および各種の時刻情報がある。

ネットワーク品質分析装置１の品質情報取得部１１は、対向アプリケーション端末側からＲＴＣＰ ＸＲ(RTP Control Protocol)などの制御用パケットで送信された送信品質情報が、アプリケーション端末２のパケット受信部２１で受信されたものを取得する（ステップ１００）。また、アプリケーション端末２のパケット受信部２１で対向アプリケーション端末からのメディア用パケットから得られた受信品質情報を取得する（ステップ１０１）。

ネットワーク品質分析装置１の品質分析部１２は、遅延揺らぎ取得手段１２Ａにより、送信品質情報と受信品質情報とに基づいて受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットごとに、当該メディア用パケットと直前に受信したメディア用パケットとの到着時刻差から遅延揺らぎ時間を算出する（ステップ１０２）。

一方、ネットワーク品質分析装置１の品質分析部１２は、無効パケット判定手段１２Ｃにより、品質情報取得部１１で取得された送信品質情報および受信品質情報に基づき、メディア用パケットのうち正常に受信できなかったパケットを無効パケットとして判定する（ステップ１１０）。
続いて、ネットワーク品質分析装置１の品質分析部１２は、品質推定尺度算出手段１２Ｄにより、無効パケット判定手段１２Ｃでの無効パケット判定結果に基づき品質推定尺度を算出する（ステップ１１１）。

この後、ユーザ体感品質推定部１７は、予め用意して記憶部に格納しておいた品質推定尺度とユーザ体感品質値との関係を示す品質推定モデル１８から、品質推定尺度算出手段１２Ｄで算出された品質推定尺度に対応するユーザ体感品質値を導出し（ステップ１１２）、受信側アプリケーション端末でのユーザ体感品質の品質推定値１９として記憶部へ出力する。

次に、ネットワーク品質分析装置１の品質分析部１２は、記憶部（図示せず）に予め格納されている品質クラス定義情報１３を参照し、各メディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて当該メディア用パケットを品質クラス定義情報１３の品質クラスのいずれかに分類する（ステップ１０３）。
その後、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計量として、例えば所定の単位計測期間当たりのパケット数やパケット占有率を算出し、各品質クラスと統計量との組からなる分析結果１４として記憶部へ出力する（ステップ１０４）。

この後、分析結果通知部１５は、分析結果１４と品質推定値１９とを記憶部から読み込んで、ＲＴＣＰ ＸＲなどの制御用パケットに格納し、パケット網５を介して対向アプリケーション端末に接続されているネットワーク品質分析装置（図示せず）や品質管理サーバ（図示せず）に対して送信し（ステップ１１３）、一連のネットワーク品質分析処理を終了する。

このように、本実施の形態では、品質分析部１２により、送信品質情報と受信品質情報とに基づいてメディア用パケットのうち正常に受信できなかったパケットを無効パケットとして判定し、その無効パケット判定結果から受信側アプリケーション端末で受信再生したメディアについてユーザが実感するユーザ体感品質の推定に用いる品質推定尺度を算出し、ユーザ体感品質推定部１７により、品質推定尺度とユーザ体感品質値との関係を示す品質推定モデル１８から、品質分析部１２で算出された品質推定尺度に対応するユーザ体感品質の推定値１９を導出するようにしたので、ネットワーク品質の分析結果１４とともにそのときのユーザ体感品質の推定値が得られる。
これにより、パケットの遅延揺らぎの分布と比較される受信側アプリケーション端末でのユーザ体感品質を同時に得ることができ、パケット網に対する適切な品質管理を極めて容易に実現できる。

［第３の実施の形態］
次に、図６を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる品質クラス決定装置について説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態にかかる品質クラス決定装置の構成を示すブロック図である。

第１および第２の実施の形態では、品質クラス定義情報に基づいてメディア用パケットを遅延揺らぎにより各品質クラスへ分類することにより、パケット網におけるメディア用パケットの挙動を分析するネットワーク品質分析装置について説明した。本実施の形態では、このようなネットワーク品質分析装置でパケット網におけるメディア用パケットの挙動を分析する際に用いられる品質クラスを決定し品質クラス定義情報を生成する品質クラス決定装置について説明する。

品質クラス決定装置６は、通信機能を有する情報処理装置からなり、アプリケーション端末２（２Ａ，２Ｂ）とパケット網７と間に設けられたパケット転送装置３（３Ａ，３Ｂ）、および受信側アプリケーション端末２Ｂに設けられた通信品質評価装置４にそれぞれ接続されて、ネットワーク品質分析装置１でパケット網７におけるメディア用パケットの挙動を分析する際に用いられる品質クラスを決定し品質クラス定義情報１３を生成する。
この品質クラス決定装置６には、主な機能部として、パケット取得部６１、品質解析部６２、品質評価取得部６４、等価バッファ量決定部６５、および品質クラス決定部６６が設けられている。

本実施の形態は、等価バッファ量決定部６５により、送信側および受信側アプリケーション端末２Ａ，２Ｂとパケット網７との間でやり取りされたメディア用パケットの挙動を示す品質指標と当該メディア用パケットに対応する受信側アプリケーション端末２Ｂでの品質評価結果とに基づいて、品質指標の品質評価結果に対する寄与率を仮定バッファ量ごとに算出し、これら寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を受信側アプリケーション端末２Ｂの遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定し、品質クラス決定部６６により、等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより品質クラスを決定し、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報１３を出力するようにしたものである。

品質クラス決定装置６の各機能部は、専用の回路部や演算処理部、さらには記憶部から構成されている。特に、演算処理部（コンピュータ）は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、周辺回路内のメモリや記憶部に格納されているプログラムを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラムとを協働させて各機能部を実現する。記憶部は、メモリやハードディスクなどの記憶装置からなり、各機能部での処理に用いる各種処理情報を記憶する。

パケット取得部６１は、アプリケーション端末２（２Ａ，２Ｂ）とパケット網７と間に設けられたハブ（ＨＵＢ）やターミナルアダプタ（ＴＡＰ）などのパケット転送装置３（３Ａ，３Ｂ）と接続し、任意の呼について、送信側アプリケーション端末２Ａからパケット網７へ送信されたメディア用パケットとパケット網７から受信側アプリケーション端末２Ｂへ転送されたメディア用パケットとを取得（キャプチャ）する機能を有している。

品質解析部６２は、パケット取得部６１で取得した各メディア用パケットから得られた各種品質情報に基づいて、記憶部（図示せず）に予め格納しておいた仮定バッファ量６３ごとに、パケット網７におけるメディア用パケットの挙動を示す品質指標を算出する機能を有している。
品質解析部６２を構成する主な機能手段としては、遅延揺らぎ算出手段６２Ａ、無効パケット判定手段６２Ｂ、および品質指標算出手段６２Ｃがある。

遅延揺らぎ算出手段６２Ａは、受信側アプリケーション端末２Ｂへ転送されたメディア用パケットとその直前メディア用パケットとの転送時間間隔を示す遅延揺らぎ時間を算出する機能を有している。
無効パケット判定手段６２Ｂは、パケット取得部６１で取得した各メディア用パケットから得られた各種品質情報に基づいて、メディア用パケットのうち受信側アプリケーション端末２Ｂで正常に受信できなかったパケットを無効パケットとして判定する機能を有している。

品質指標算出手段６２Ｃは、当該メディア用パケットを当該遅延揺らぎ時間と対応する仮定バッファ量６３ごとに分類し、無効パケット判定手段６２Ｂでの無効パケット判定結果に基づいて、パケット網７におけるメディア用パケットの挙動を示す品質指標を仮定バッファ量６３ごとに算出する機能を有している。品質指標としては、例えば単位計測期間における無効パケットの割合を示す無効パケット率があるが、他の品質指標を用いてもよい。
仮定バッファ量６３は、受信側アプリケーション端末２Ｂで用いる遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量の候補に相当する複数のバッファ量からなり、予め記憶部に格納されている。

品質評価取得部６４は、受信側アプリケーション端末２Ｂに設けられた通信品質評価装置４から、受信側アプリケーション端末２Ｂでメディア用パケットを受信再生して得たメディアに関する品質評価結果を取得する機能を有している。この品質評価結果としては、例えば再生したメディアからユーザが実感するユーザ体感品質を用いればよい。

等価バッファ量決定部６５は、品質解析部６２で算出された仮定バッファ量６３ごとの品質指標と品質評価取得部６４で得られた品質評価結果とに基づいて仮定バッファ量ごとに所定の寄与率を算出し、これら寄与率に基づき等価バッファ量を決定する機能を有している。
等価バッファ量決定部６５を構成する主な機能手段としては、寄与率算出手段６５Ａと等価バッファ量決定手段６５Ｂがある。

寄与率算出手段６５Ａは、品質解析部６２で算出された仮定バッファ量６３ごとの品質指標、ここでは無効パケット率と品質評価取得部６４で得られた品質評価結果とに基づいて、仮定バッファ量ごとに所定の寄与率を算出する機能を有している。ここでは、寄与率として、例えば無効パケット率と品質評価結果との相関値を仮定バッファ量６３ごとに算出する。
等価バッファ量決定手段６５Ｂは、寄与率算出手段６５Ａで算出された各寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を受信側アプリケーション端末２Ｂで用いる遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定する機能を有している。

品質クラス決定部６６は、等価バッファ量決定部６５で決定された等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより品質クラスを決定する機能と、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報１３を出力する機能とを有している。

［第３の実施の形態の動作］
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる品質クラス決定装置の動作について説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態にかかる品質クラス決定装置の品質クラス決定処理を示すフローチャートである。

ここでは、送信側アプリケーション端末２Ａからパケット網７を介して受信側アプリケーション端末２Ｂへ映像メディアのメディア用パケットを試験的に送信し、これらメディア用パケットと通信品質評価装置４で得られた受信側アプリケーション端末２Ｂでのユーザ体感品質を示す品質評価結果に基づいて品質クラスを決定する場合を例として説明する。この際、パケット網７としては、パケットのパケット損失率、損失パターン、遅延揺らぎなどのネットワーク特性を任意に変更できるパケット網エミュレータを用いる。これにより、品質クラス決定処理で必要となる各種ネットワーク特性を容易に設定できる。

品質クラス決定装置６は、パケット取得部６１により、パケット転送装置３Ａ，３Ｂからメディア用パケットを取得し、各メディア用パケットのパケット転送装置３Ａ，３Ｂまたはパケット取得部６１における到着時刻を記憶部に記録する（ステップ１２０）。
品質解析部６２は、遅延揺らぎ算出手段６２Ａにより、受信側アプリケーション端末２Ｂ側のパケット転送装置３Ｂから得られたメディア用パケットとその直前メディア用パケットの到着時刻差から当該メディア用パケットの遅延揺らぎ時間を算出する（ステップ１２１）。

次に、品質解析部６２は、無効パケット判定手段６２Ｂにより、パケット取得部６１で取得した各メディア用パケットから得られた各種品質情報に基づいて、メディア用パケットのうち受信側アプリケーション端末２Ｂで正常に受信できなかったパケットを無効パケットとして判定する（ステップ１２２）。
続いて、品質解析部６２は、品質指標算出手段６２Ｃにより、各メディア用パケットを当該遅延揺らぎ時間と対応する仮定バッファ量６３ごとに分類し、無効パケット判定手段６２Ｂでの無効パケット判定結果に基づいて、パケット網７におけるメディア用パケットの挙動を示す品質指標として、ここでは単位計測期間における無効パケットの割合を示す無効パケット率を、仮定バッファ量６３ごとに算出する（ステップ１２３）。

一方、品質評価取得部６４は、受信側アプリケーション端末２Ｂに設けられた通信品質評価装置４で得られた、受信側アプリケーション端末２Ｂでメディア用パケットを受信再生して得たメディアに関する品質評価結果を取得する（ステップ１２４）。
次に、等価バッファ量決定部６５は、寄与率算出手段６５Ａにより、品質解析部６２で算出された仮定バッファ量６３ごとの品質指標と品質評価取得部６４で得られた品質評価結果とに基づいて、品質指標の品質評価結果に対する寄与率を仮定バッファ量ごとに算出する（ステップ１２５）。

この際、寄与率算出手段６５Ａは、寄与率として、品質指標ここでは無効パケット率と品質評価結果との相関値を仮定バッファ量６３ごとに算出する。
続いて、等価バッファ量決定部６５は、等価バッファ量決定手段６５Ｂにより、寄与率算出手段６５Ａで算出された各寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を受信側アプリケーション端末２Ｂの持つ遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定する（ステップ１２６）。

この後、品質クラス決定部６６は、等価バッファ量決定部６５で決定された等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより品質クラスを決定し（ステップ１２７）、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報１３を出力する（ステップ１２８）。これにより、一連の品質クラス決定処理が終了する。

［遅延揺らぎ幅決定処理］
次に、図８〜図１１を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる遅延揺らぎ幅決定処理について説明する。図８は、本発明の第３の実施の形態にかかる遅延揺らぎ幅決定処理を示すフローチャートである。図９は、本発明の第３の実施の形態にかかる遅延揺らぎ幅決定処理を示す説明図である。図１０は、本発明の第３の実施の形態にかかる他の遅延揺らぎ幅決定処理を示すフローチャートである。図１１は、本発明の第３の実施の形態にかかる他の遅延揺らぎ幅決定処理を示す説明図である。

本実施の形態にかかる品質クラス決定装置６の品質クラス決定部６６で用いられる遅延揺らぎ幅は、所定のクラス分けポリシに基づき決定される。
クラス分けポリシの１つに、寄与率算出手段６５Ａで算出した寄与率に基づき遅延揺らぎ幅を決定する方法がある。この場合、図８に示すように、品質クラス決定部６６は、等価バッファ量決定部６５で決定された等価バッファ量のときの最大寄与率を基準として寄与率下限値を算出し（ステップ１３０）、各仮定バッファ量のうち当該寄与率が寄与率下限値以上となる範囲を遅延揺らぎ幅とする（ステップ１３１）。

寄与率下限値は、例えば最大寄与率に対する許容率で決定され、図９に示すように、最大寄与率が「０．９」で許容率が「９０％」の場合、寄与率下限値は最大寄与率×許容率＝０．９×０．９＝０．８１で求められ、この寄与率下限値以上の寄与率を持つ仮定バッファ量「３７〜４２（ｍｓ）」が遅延揺らぎ幅として選択されている。最大寄与率はアプリケーションや端末の特性、さらにはメディアのコンテンツジャンルに応じて変化するため、最大寄与率を基準として寄与率下限値を求めることにより遅延揺らぎ幅を適切に算出できる。なお、寄与率下限値は、このような許容率を用いた算出方法に限定されるものではなく、例えば最大寄与率から所定の固定幅だけ減算した値を寄与率下限値とするなど、他の算出方法を用いてもよい。

また、クラス分けポリシの他の１つに、無効パケット率と品質評価結果との回帰曲線に対する推定誤差に基づき遅延揺らぎ幅を決定する方法がある。この場合、図１０に示すように、品質クラス決定部６６は、品質解析部６２で得られた品質指標ここでは無効パケット率と品質評価取得部６４で取得された品質評価結果との関係を示す回帰曲線を仮定バッファ量６３ごとに算出し（ステップ１４０）、これら回帰曲線ごとに推定誤差（ＲＭＳＥ：Root Mean Square Error）を算出する（ステップ１４１）。この後、推定誤差が所定の目標値以内となる仮定バッファ量の範囲を遅延揺らぎ幅とする（ステップ１４２）。

目標値は、アプリケーションに対して主観品質評価を行って得られた主観品質値のばらつきの平均（例えば９５％信頼区間）以内であれば、品質推定精度に問題がない、というポリシをもとにして設定される。図１１の場合、推定誤差「３．０」が目標値に設定されており、この目標値以内の推定誤差を持つ仮定バッファ量「３７〜４２（ｍｓ）」が遅延揺らぎ幅として選択されている。

このように、本実施の形態は、等価バッファ量決定部６５により、送信側および受信側アプリケーション端末２Ｂとパケット網７との間でやり取りされたメディア用パケットの挙動を示す品質指標と当該メディア用パケットに対応する受信側アプリケーション端末２Ｂでの品質評価結果とに基づいて、品質指標の品質評価結果に対する寄与率を仮定バッファ量ごとに算出し、これら寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を受信側アプリケーション端末２Ｂの遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定し、品質クラス決定部６６により、等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより品質クラスを決定し、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報１３を出力するようにしたものである。

これにより、受信側アプリケーション端末２Ｂで用いる遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量すなわち等価バッファ量の近傍であって、かつ受信側アプリケーション端末２Ｂでメディア用パケットを受信再生して得たメディアに関する品質評価結果に影響を与える範囲から、各品質クラスが決定される。

これにより、第１および第２の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置でパケット網におけるメディア用パケットの挙動を遅延揺らぎ時間に基づき分析する際に用いられる品質クラスとして、本実施の形態にかかる品質クラス決定装置で得られる品質クラスを適用することにより、ユーザ体感品質に対する影響が明確になるような分析結果を容易に得ることができる。したがって、リアルタイム系アプリケーションに関する品質管理情報として、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの品質やメディア用パケットごとの品質とその統計値について、メディア用パケット全体の平均値、最大値、最小値、標準偏差などの統計量しか得られ得ない従来技術と比較して、本実施の形態で得られる品質クラスを用いれば、どの程度の遅延揺らぎがユーザ体感品質に対して影響を与えているかを明確にすることができる。

また、第１および第２の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置でパケット網におけるメディア用パケットの挙動を遅延揺らぎ時間に基づき分析する際、インサービス環境下では制御用パケットなどを用いたデータ通信により分析結果を迅速に通知する必要があるため、分析結果を少ない情報量で的確に表現することが重要となる。したがって、何番目のパケットが損失したかをパケットごとに記録する従来技術と比較して、極めて少ない情報量で分析結果を的確に表現することができ、インサービス環境下での品質管理に最適である。

［第４の実施の形態］
次に、図１２を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかる品質クラス決定装置について説明する。図１２は、本発明の第４の実施の形態にかかる品質クラス決定装置の無効パケット判定処理を示すフローチャートである。

本実施の形態では、前述した第３の実施の形態の無効パケット判定手段６２Ｂにおける無効パケット判定処理の具体例について説明する。
無効パケット判定手段６２Ｂは、まず、送信品質情報から未判定の送信メディア用パケットを任意に選択し（ステップ１５０）、そのシーケンス番号と同じメディア用パケットが受信されているか受信品質情報で確認する（ステップ１５１）。ここで、シーケンス番号と同じメディア用パケットが受信されていない場合には（ステップ１５１：ＮＯ）、当該メディア用パケットが途中の伝送路で損失した損失パケットであると判断できることから、無効パケットであると判定する（ステップ１５５）。

一方、シーケンス番号と同じメディア用パケットが受信されている場合には（ステップ１５１：ＹＥＳ）、当該送信メディア用パケットの遅延揺らぎ時間を受信品質情報で確認し、リアルタイム系アプリケーションが持つ許容遅延時間と比較する（ステップ１５２）。ここで、遅延揺らぎ時間が許容遅延時間を上回っている場合には（ステップ１５２：ＮＯ）、当該メディア用パケットが途中の伝送路や端末内で遅延して到着した遅着パケットであると判断できることから、無効パケットであると判定する（ステップ１５５）。

一方、遅延揺らぎ時間が許容遅延時間以下である場合には（ステップ１５２：ＹＥＳ）、当該リアルタイム系アプリケーションが到着順序逆転パケットを損失と見なす場合にのみ（ステップ１５３：ＹＥＳ）、かつ当該メディア用パケットの到着順とシーケンス番号とが一致するか受信品質情報により確認する。ここで、この一致が確認できず到着順序が逆転しているパケットである場合には（ステップ１５４：ＹＥＳ）、無効パケットであると判定する（ステップ１５５）。

なお、到着順序が逆転していない場合（ステップ１５４：ＮＯ）や、当該リアルタイム系アプリケーションが到着順序逆転パケットを損失と見なさない場合（ステップ１５３：ＮＯ）、当該パケットは無効パケットではないと判定する（ステップ１５６）。
このようにして、選択した送信メディア用パケットに対して無効パケット判定を行った後、無効パケット未判定の送信パケットが残っている場合には（ステップ１５７：ＹＥＳ）、前述したステップ１５０へ戻って残りの受信メディア用パケットに対する無効パケット判定を繰り返し行う。一方、すべての送信メディア用パケットに対して無効パケット判定が終了した場合（ステップ１５７：ＮＯ）、一連の無効パケット判定処理を終了する。

このように、本実施の形態では、無効パケット判定手段６２Ｂにより、送信品質情報で送信が確認されたメディア用パケットのうち受信品質情報で受信が確認されていないメディア用パケット、および受信品質情報の各メディア用パケットの到着時刻から得た直前メディア用パケットとの到着時刻差がアプリケーションの許容パケット遅延時間を超えるメディア用パケットを無効パケットと判定するようにしたので、途中の伝送路だけではなく遅着により損失したパケットについても無効パケットと判定することができ、受信側のリアルタイム系アプリケーションでメディアとして再生できないパケットを正確に判定できる。

また、無効パケット判定手段６２Ｂにより、受信品質情報で受信確認されたメディア用パケットの送信順序と受信順序とが矛盾するメディア用パケットを無効パケットと判定するようにしたので、当該リアルタイム系アプリケーションが到着順序逆転パケットを損失と見なす場合、受信側のリアルタイム系アプリケーションでメディアとして再生できないパケットをさらに正確に判定できる。
なお、本実施の形態で説明した無効パケット判定手段６２Ｂの具体例については、本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置１の無効パケット判定手段１２Ｃにも適用できる。

［各実施の形態の拡張］
以上の第１および第２の実施の形態では、アプリケーション端末２が受信側であり、送信側となる対向アプリケーション端末（図示せず）から送信されパケット網５を介して受信した映像メディアのメディア用パケットに関するネットワーク品質を分析する場合を例として説明したがこれに限定されるものではない。すなわち、アプリケーション端末２が送信側であり、受信側となる対向アプリケーション端末（図示せず）でパケット網５を介して受信した映像メディアのメディア用パケットに関するネットワーク品質を分析することもできる。

この場合には、ネットワーク品質分析装置１の品質情報取得部１１により、アプリケーション端末２のパケット送信部２２で得られた品質情報を前述した送信品質情報として用いるとともに、アプリケーション端末２のパケット受信部２１で受信した対向アプリケーション端末からの品質情報を前述した受信品質情報として用いればよい。
この際、対向アプリケーション端末でも同様のネットワーク品質を分析する場合には、前述した品質情報通知部１６でアプリケーション端末２のパケット送信部２２で得られた送信品質情報を送信する代わりに、パケット受信部２１で得られた受信メディア用パケットに関する受信品質情報を対向アプリケーション端末へ送信すればよい。

なお、これら送受信品質情報は、直接、送信側と受信側との間でやり取りしてもよいが、これら品質情報を管理する品質管理サーバを介してやり取りするようにしてもよい。また、ネットワーク品質分析装置１で、品質情報を直接受信するようにしてもよい。

また、第１および第２の実施の形態では、ネットワーク品質分析装置１をアプリケーション端末２とは別個の装置で実現した場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、リアルタイム系アプリケーションと並行してアプリケーション端末２で実行される品質分析アプリケーションにより実現してもよい。これにより、アプリケーション端末２のハードウェア資源を共用して実現でき、極めて容易にネットワーク品質を分析できる。

また、第３の実施の形態では、品質クラス決定装置６を、第１および第２の実施の形態のネットワーク品質分析装置１とは別個の装置で実現した場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、品質クラス決定装置６の各構成を、ネットワーク品質分析装置１の機能として実装してもよい。これにより、ネットワーク品質分析装置１のハードウェア資源さらには各種処理情報を共用することができ、１つの装置でネットワーク品質の分析に必要なすべての処理を効率よく実施することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置の構成を示すブロック図である。 クラス定義情報の構成例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置のネットワーク品質分析処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク品質分析装置のネットワーク品質分析処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態にかかる品質クラス決定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態にかかる品質クラス決定装置の品質クラス決定処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態にかかる遅延揺らぎ幅決定処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態にかかる遅延揺らぎ幅決定動作を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態にかかる他の遅延揺らぎ幅決定処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態にかかる他の遅延揺らぎ幅決定動作を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態にかかる品質クラス決定装置の無効パケット判定処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ネットワーク品質分析装置、１１…品質情報取得部、１２…品質分析部、１２Ａ…遅延揺らぎ取得手段、１２Ｂ…品質クラス分類手段、１２Ｃ…無効パケット判定手段、１２Ｄ…品質推定尺度算出手段、１３…品質クラス定義情報、１４…分析結果、１５…分析結果通知部、１６…品質情報通知部、１７…ユーザ体感品質推定部、１８…品質推定モデル、１９…品質推定値、２…アプリケーション端末、２１…パケット受信部、２２…パケット送信部、３，３Ｂ，３Ｂ…パケット転送装置、４…通信品質評価装置、５…パケット網、６…品質クラス決定装置、６１…パケット取得部、６２…品質解析部、６２Ａ…遅延揺らぎ算出手段、６２Ｂ…無効パケット判定手段、６２Ｃ…品質指標算出手段、６３…仮定バッファ量、６４…品質評価取得部、６５…等価バッファ量決定部、６５Ａ…寄与率算出手段、６５Ｂ…等価バッファ量決定手段、６６…品質クラス決定部。

Claims (10)

1. パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、前記パケット網における挙動を分析するネットワーク品質分析装置であって、
   前記送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、前記受信側アプリケーション端末で受信した前記メディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報と、前記メディア用パケットに含まれている各種の時刻情報とを取得する品質情報取得部と、
   任意のメディア用パケットとその直前のメディア用パケットとの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間と、前記メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を記憶する記憶部と、
   前記送信品質情報と前記受信品質情報から得た前記メディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを前記品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力する品質分析部と
   を備えることを特徴とするネットワーク品質分析装置。
2. 請求項１に記載のネットワーク品質分析装置において、
   前記品質分析部は、前記送信品質情報と前記受信品質情報とに基づいて前記メディア用パケットのうち正常に受信できなかったパケットを無効パケットとして判定する無効パケット判定手段と、前記無効パケット判定結果から前記受信側アプリケーション端末で前記メディア用パケットを受信再生して得たメディアについてユーザが実感するユーザ体感品質の推定に用いる品質推定尺度を算出する品質推定尺度品質算出手段とをさらに有し
   品質推定尺度とユーザ体感品質値との関係を示す品質推定モデルから、前記品質分析部で算出された品質推定尺度に対応するユーザ体感品質値を導出し、前記アプリケーションのユーザ体感品質の推定値として出力するユーザ体感品質推定部をさらに備える
   ことを特徴とするネットワーク品質分析装置。
3. パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、前記パケット網における挙動分析のための品質クラスを決定する品質クラス決定装置であって、
   前記送信側および受信側アプリケーション端末と前記パケット網との間でやり取りされるメディア用パケットを取得するパケット取得部と、
   前記受信側アプリケーション端末で前記メディア用パケットを受信再生して得たメディアに関する品質評価結果を取得する品質情報取得部と、
   前記受信側アプリケーション端末で用いる遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量の候補として複数の仮定バッファ量を記憶する記憶部と、
   取得した前記メディア用パケットの挙動を示す品質指標と当該メディア用パケットに対応する品質評価結果とに基づいて、前記品質指標の前記品質評価結果に対する寄与率を前記仮定バッファ量ごとに算出し、これら寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を前記受信側アプリケーション端末の遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定する等価バッファ量決定部と、
   前記等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより前記品質クラスを決定し、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、前記メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を出力する品質クラス決定部と
   を備えることを特徴とする品質クラス決定装置。
4. 請求項３に記載の品質クラス決定装置において、
   前記受信側アプリケーション端末で受信した前記メディア用パケットの直前メディア用パケットとの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを当該遅延揺らぎ時間と対応する前記仮定バッファ量ごとに分類し、前記品質指標として前記メディア用パケットのうち正常に受信できなかった無効パケットの割合を示す無効パケット率を前記仮定バッファ量ごとに算出する品質解析部をさらに備え、
   前記等価バッファ量決定部は、前記仮定バッファ量のうち当該無効パケット率と前記品質評価結果との相関値に基づき前記寄与率を算出する
   ことを特徴とする品質クラス決定装置。
5. 請求項３に記載の品質クラス決定装置において、
   前記品質クラス決定部は、前記等価バッファ量のときの最大寄与率を基準として寄与率下限値を算出し、前記仮定バッファ量のうち当該寄与率が前記寄与率下限値以上となる範囲を前記遅延揺らぎ幅とすることを特徴とする品質クラス決定装置。
6. 請求項３に記載の品質クラス決定装置において、
   前記品質クラス決定部は、前記メディア用パケットのうち正常に受信できなかった無効パケットの割合を示す無効パケット率と前記品質評価結果との関係を示す回帰曲線を前記仮定バッファ量ごとに算出し、これら回帰曲線のうちその推定誤差が所定の目標値以内となる仮定バッファ量の範囲を前記遅延揺らぎ幅とすることを特徴とする品質クラス決定装置。
7. パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、前記パケット網における挙動を分析するネットワーク品質分析装置で用いられるネットワーク品質分析方法であって、
   品質情報取得部により、前記送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、前記受信側アプリケーション端末で受信した前記メディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得ステップと、
   記憶部により、任意のメディア用パケットとその直前のメディア用パケットとの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間と、前記メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を記憶する記憶ステップと、
   品質分析部により、前記送信品質情報と前記受信品質情報から得た前記メディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを前記品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力する品質分析ステップと
   を備えることを特徴とするネットワーク品質分析方法。
8. パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、前記パケット網における挙動分析のための品質クラスを決定する品質クラス決定装置で用いられる品質クラス決定方法であって、
   パケット取得部により、前記送信側および受信側アプリケーション端末と前記パケット網との間でやり取りされるメディア用パケットを取得するパケット取得ステップと、
   品質情報取得部により、前記受信側アプリケーション端末で前記メディア用パケットを受信再生して得たメディアに関する品質評価結果を取得する品質情報取得ステップと、
   記憶部により、前記受信側アプリケーション端末で用いる遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量の候補として複数の仮定バッファ量を記憶する記憶ステップと、
   等価バッファ量決定部により、取得した前記メディア用パケットの挙動を示す品質指標と当該メディア用パケットに対応する品質評価結果とに基づいて、前記品質指標の前記品質評価結果に対する寄与率を前記仮定バッファ量ごとに算出し、これら寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を前記受信側アプリケーション端末の遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定する等価バッファ量決定ステップと、
   品質クラス決定部により、前記等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより前記品質クラスを決定し、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、前記メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を出力する品質クラス決定ステップと
   を備えることを特徴とする品質クラス決定方法。
9. パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、前記パケット網における挙動を分析するネットワーク品質分析装置のコンピュータに、
   品質情報取得部により、前記送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、前記受信側アプリケーション端末で受信した前記メディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得ステップと、
   記憶部により、任意のメディア用パケットとその直前のメディア用パケットとの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間と、前記メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を記憶する記憶ステップと、
   品質分析部により、前記送信品質情報と前記受信品質情報から得た前記メディア用パケットの遅延揺らぎ時間に基づいて、当該メディア用パケットを前記品質クラス定義情報の品質クラスに分類し、これら品質クラスに分類されたメディア用パケットの統計情報を分析結果として出力する品質分析ステップと
   を実行させるプログラム。
10. パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間でリアルタイム系アプリケーションにより送受信したメディア用パケットについて、前記パケット網における挙動分析のための品質クラスを決定する品質クラス決定装置のコンピュータに、
    パケット取得部により、前記送信側および受信側アプリケーション端末と前記パケット網との間でやり取りされるメディア用パケットを取得するパケット取得ステップと、
    品質情報取得部により、前記受信側アプリケーション端末で前記メディア用パケットを受信再生して得たメディアに関する品質評価結果を取得する品質情報取得ステップと、
    記憶部により、前記受信側アプリケーション端末で用いる遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量の候補として複数の仮定バッファ量を記憶する記憶ステップと、
    等価バッファ量決定部により、取得した前記メディア用パケットの挙動を示す品質指標と当該メディア用パケットに対応する品質評価結果とに基づいて、前記品質指標の前記品質評価結果に対する寄与率を前記仮定バッファ量ごとに算出し、これら寄与率のうち最も高い寄与率の仮定バッファ量を前記受信側アプリケーション端末の遅延揺らぎ吸収バッファのバッファ量を示す等価バッファ量として決定する等価バッファ量決定ステップと、
    品質クラス決定部により、前記等価バッファ量を含む所定の遅延揺らぎ幅を複数の区間に分割することにより前記品質クラスを決定し、得られた各区間を示す遅延揺らぎ時間と、前記メディア用パケットの各品質クラスとの対応関係を示す品質クラス定義情報を出力する品質クラス決定ステップと
    を実行させるプログラム。

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