JP2010213065A - パケット受信装置およびパケット受信システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線区間の帯域を簡便に推定するための技術を提供する。
【解決手段】パケット受信装置２０は、パケット生成手段とパケット送信手段とを備えるパケット送信装置１０から解析用パケット群を受信するパケット受信手段と、解析用パケット群内において前後する解析用パケット間の受信時刻の差であるパケット受信間隔を算出するパケット受信間隔算出手段と、パケット受信間隔が所定時間以上である解析用パケット間を境界にして、解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットをグループ化するグループ化手段と、解析用パケットのパケットサイズに、グループ化手段によってグループ化された各グループを構成する解析用パケットの各構成個数のうちの最多の構成個数を乗じて、スロットサイズの推定値を算出するスロットサイズ推定値算出手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、パケット受信装置およびパケット受信システムに関する。

従来、ネットワークの通信品質指標の一つである物理帯域を推定する方式として、可変パケットサイズ方式（例えば、非特許文献１参照）とパケットペア方式（例えば、非特許文献２参照）とが提案されている。可変パケットサイズ方式は、様々なサイズのパケットを独立に送信しその振る舞いに基づいて物理帯域を推定する方式である。パケットペア方式は、連続したパケット（パケットペア）を送信し受信側でのパケット間隔に基づいて物理帯域を推定する方式である。両方式の技術は、ルータ／スイッチのＦＩＦＯ（First In First Out）を基礎とする。また、利用可能な帯域を示す可用帯域を推定する方式として、ＰＲＭ（Probe Rate Model）（例えば、非特許文献３参照）とＰＧＭ（Probe Gap Model）（例えば、非特許文献４参照）が提案されている。ＰＲＭでは、送信レートに対する受信レートの変動性に基づいて可用帯域を推定する。ＰＧＭでは、送信パケット間隔に対する受信パケット間隔の広がり具合に基づいて可用帯域を推定する。具体的には、ＰＧＭでは、パケットペアにより、様々なサイズ、ペア間隔でプローブパケットを送信しその結果から可用帯域を推定する

ところで、一般に、移動体通信システムの基地局（制御装置）は、スロット単位でデータを移動局に送信する。また、基地局は、電波環境の良否などに左右される移動局における誤り率を許容範囲内に止めるため、誤り訂正機能の強度を変化させている。以上から、移動体通信システムにおいては、無線区間の１スロットあたりの送信ビット数は変化する。

V.Jacobson、"Pathchar:A Tool to Infer Characteristics of Internet Paths"、Apr.1997、[online]、[平成21年2月23日検索]、インターネット＜URL:ftp://ftp.ee.lbl.gov/pathchar/＞ C.Dovrolis,P.Ramanathan and D.Moore,"Packet-Dispersion Techniques and a Capacity-Estimation Methodology"IEEE/ACM Transactions on Networking,vol.12,no.6, pp.963--977,Dec.2004. M.Jain and C.Dovrolis,"End-to-End Available Bandwidth:Meaurement Methodology,Dynamics,and Relation with TCP Throughput"ACM SIGCOMM,Aug.2002. J.Strauss,D.Katabi and F.Kaashoek,"A Measurement Study of Available Bandwidth Estimation Tools"ACM IMC,Oct.2003.

しかしながら、１スロットあたりの送信ビット数が変化する環境において、従来の物理帯域または可用帯域の推定方式を適用する場合、以下の問題がある。可変パケットサイズ方式の場合、多量のパケットを送信しなければならないという問題がある。可変パケットサイズ方式の場合、スロットサイズに対応するパケットサイズでそれぞれ伝送遅延の最小値を求め、物理帯域を推定するためである。パケットペア方式の場合、推定値の誤差が大きくなり易いという問題がある。パケットペア方式の場合、ランダムに選択した複数の値をパケットペアのパケットサイズに用いるため、スロットサイズにパケットサイズが一致するか否かで過小または過大推定が生じるからである。ＰＲＭの場合、網への負荷が大きく、リソースの限られている無線区間への適用は適しないという問題がある。ＰＲＭの場合、利用可能な帯域の限界迄、プローブパケットを送信しその結果から可用帯域を推定するためである。ＰＧＭの場合、推定値の精度が悪くなるという問題がある。ＰＧＭの場合、パケットレベルの送信間隔および受信間隔を用いるが、無線区間の制御の影響によって実際の送受信間隔は大きく影響を受けてしまうからである。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、無線区間の帯域を簡便に推定するための技術を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明の一態様であるパケット受信装置は、複数の解析用パケットから構成される解析用パケット群であってスロットサイズの最大値と解析用パケットのパケットサイズとに基づき決定した個数の解析用パケットから構成される解析用パケット群を生成するパケット生成手段と、解析用パケット生成手段によって生成された解析用パケット群を送信するパケット送信手段とを備えるパケット送信装置から解析用パケット群を受信するパケット受信手段と、パケット受信手段によって受信された解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットの各受信時刻に基づいて、解析用パケット群内において前後する解析用パケット間の受信時刻の差であるパケット受信間隔を算出するパケット受信間隔算出手段と、パケット受信間隔算出手段によって算出されたパケット受信間隔が所定時間以上である解析用パケット間を境界にして、解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットをグループ化するグループ化手段と、解析用パケットのパケットサイズに、グループ化手段によってグループ化された各グループを構成する解析用パケットの各構成個数のうちの最多の構成個数を乗じて、スロットサイズの推定値を算出するスロットサイズ推定値算出手段とを備えることを特徴とする。

上記パケット受信装置は、スロットサイズ推定値算出手段によって算出されたスロットサイズの推定値をスロットサイズの送信時間で除して、物理帯域の推定値を算出する物理帯域推定値算出手段を更に備えてもよい。

上記パケット受信装置は、グループ化手段によってグループ化された各グループを構成する末尾の解析用パケット間の受信時刻の差で示すグループ受信間隔を算出するグループ受信間隔算出手段と、物理帯域推定値算出手段によって算出された物理帯域の推定値と、グループ受信間隔算出手段によって算出されたグループ受信間隔と、グループ化手段によってグループ化された各グループを構成する末尾の解析用パケット同士の送信時刻の差で示すグループ送信間隔とから、可用帯域の推定値を算出する可用帯域推定値算出手段を更に備えてもよい。

上記パケット受信装置は、パケット受信手段によって受信された解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットの各送信時刻と各受信時刻とに基づいて、複数個の解析用パケットの各遅延時間を合計した合計遅延時間を算出する合計遅延時間算出手段を更に備え、パケット受信手段は、パケット送信装置から複数の解析用パケット群を受信し、パケット受信間隔算出手段は、パケット受信手段によって受信された複数の解析用パケット群のうち合計遅延時間算出手段によって算出された合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットの各受信時刻に基づいて、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群内のパケット受信間隔を算出し、グループ化手段は、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットをグループ化し、スロットサイズ推定値算出手段は、解析用パケットのパケットサイズに、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群の各グループを構成する解析用パケットの各構成個数のうちの最多の構成個数を乗じて、スロットサイズの推定値を算出してもよい。

上記パケット受信装置は、スロットサイズ推定値算出手段によって算出されたスロットサイズの推定値が異常値であるか否かを判断する異常値判断手段を更に備え、 パケット受信間隔算出手段は、異常値判断手段によってスロットサイズの推定値が異常値であると判断された場合、複数の解析用パケット群のうち合計遅延時間が次に少ない解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットの各受信時刻に基づいて、合計遅延時間が次に少ない解析用パケット群内のパケット受信間隔を算出し、グループ化手段は、合計遅延時間が次に少ない解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットをグループ化し、スロットサイズ推定値算出手段は、解析用パケットのパケットサイズに、合計遅延時間が次に少ない解析用パケット群の各グループを構成する解析用パケットの各構成個数のうちの最多の構成個数を乗じて、スロットサイズの推定値を算出するようにしてもよい。

上記問題を解決するために、本発明の他の態様であるパケット送受信システムは、複数の解析用パケットから構成される解析用パケット群を送信するパケット送信装置と解析用パケット群を受信するパケット受信装置とから構成されるパケット送受信システムであって、パケット送信装置は、スロットサイズの最大値と解析用パケットのパケットサイズとに基づき決定した個数の解析用パケットから構成される解析用パケット群を生成するパケット生成手段と、解析用パケット生成手段によって生成された解析用パケット群を送信するパケット送信手段とを有し、パケット受信装置は、解析用パケット群を受信するパケット受信手段と、パケット受信手段によって受信された解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットの各受信時刻に基づいて、解析用パケット群内において前後する解析用パケット間の受信時刻の差であるパケット受信間隔を算出するパケット受信間隔算出手段と、パケット受信間隔算出手段によって算出されたパケット受信間隔が所定時間以上である解析用パケット間を境界にして、解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットをグループ化するグループ化手段と、解析用パケットのパケットサイズに、グループ化手段によってグループ化された各グループを構成する解析用パケットの各構成個数のうちの最多の構成個数を乗じて、スロットサイズの推定値を算出するスロットサイズ推定値算出手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、無線区間の帯域を簡便に推定することができるようになる。

本発明の実施形態によるパケット送受信システム１の概略図である。 サーバ１０および移動局装置２０（２１、２２、２３）のブロック図の一例である。 パケット解析部２１０の動作を説明するための図である。 移動局装置２０の動作を示すフローチャートおよび移動局装置２３の動作を示すフローチャートである。 パケット解析部２１１の動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態によるパケット送受信システム１は、図１に示すように、サーバ１０（本発明のパケット送信装置に相当する）および移動局装置２０（本発明のパケット受信装置に相当する）から構成される。サーバ１０は、有線ネットワーク８内に設置され、基地局装置３０を介して、パケット受信装置２０にパケットを送信するとともにパケット受信装置２０からパケットを受信する。

基地局装置３０は、有線ネットワーク８と無線アクセス網９との境界に設置され、サーバ１０、移動局装置２０間のパケットを転送する。基地局装置３０は、無線ネットワーク９（無線区間）において、スロット単位でパケットを移動局装置２０に送信する。また、基地局装置３０は、誤り訂正部を備え、移動局装置２０における誤り率を許容範囲内にすべく、誤り訂正の強度を適宜変化させている。従って、無線ネットワーク９において、１スロットあたりの送信ビット数は適宜変化する。

サーバ１０は、図２（ａ）に示すように、パケット送受信部１００（本発明のパケット送信手段を担当する）およびパケット生成部１１０（本発明のパケット生成手段を担当する）を備える。また、移動局装置２０は、パケット送受信部２００（本発明のパケット受信手段を担当する）およびパケット解析部２１０（本発明のパケット受信間隔算出手段、グループ化手段、スロットサイズ推定値算出手段および物理帯域推定値算出手段を担当する）を備える。

サーバ１０のパケット生成部１１０は、複数の解析用パケットから構成される解析用パケット群を生成する。パケット生成部１１０は、生成した解析用パケット群をパケット送受信部１００に供給する。

なお、解析用パケットは、移動局装置２０にて解析されるパケットであって、パケット送受信システム１にて決定した固定サイズのパケットである。解析用パケットは、解析可能な最小のパケットサイズであることが好ましく、例えば、送信時刻の格納領域を有する最小のパケットサイズであることが好ましい。

解析用パケット群を構成する解析用パケットの個数は、パケット送受信システム１にて決定した固定数である。具体的には、１スロットサイズの最大値と解析用パケットのパケットサイズとに基づいて当該個数を決定する。具体的には、解析用パケットの個数をＭ、１スロットサイズの最大値をＳ_ｍａｘ、解析用パケットのパケットサイズをＰとするとき、次式（１）から個数Ｍを算出する。

Ｍ＝ｃｅｉｌ（ｋ×Ｓ_ｍａｘ／Ｐ）…（１）
但し、ｃｅｉｌは切り上げ処理に係る関数、ｋは係数である。

また、無線ネットワーク９への負荷を考慮し、係数ｋの値としては２が好適である。つまり、サーバ１０は、無線ネットワーク９への負荷を考慮し、解析用パケット群として、無線ネットワーク９における２スロット分の連続データを作成する。

サーバ１０のパケット送受信部１００は、パケット生成部１１０から解析用パケット群を取得する。パケット送受信部１００は、パケット生成部１１０から取得した解析用パケット群を移動局装置２０に送信する。

移動局装置２０のパケット送受信部２００は、サーバ１０から解析用パケット群を受信する。パケット送受信部２００は、サーバ１０から受信した解析用パケット群をパケット解析部２１０に供給する。

移動局装置２０のパケット解析部２１０は、パケット送受信部２００から解析用パケット群を取得する。パケット解析部２１０は、パケット送受信部２００から取得した解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットの各受信時刻に基づいて、解析用パケット群内において前後する解析用パケット間の受信時刻の差であるパケット受信間隔を算出する。例えば、パケット解析部２１０は、図３（ａ）に示すように、パケット受信間隔Ｄｉ（ｉ＝１，２，…，Ｍ−１）を算出する。なお、図３の例では、解析用パケット群を構成する解析用パケットの個数Ｍは８である。

また、パケット解析部２１０は、算出したパケット受信間隔が所定時間以上である解析用パケット間を境界にして、解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットをグループ化する。例えば、パケット解析部２１０は、図３（ｂ）に示すように、８個の解析用パケットを５つのグループ（グループＡ〜Ｅ）にグループ化する。また、パケット解析部２１０は、グループ化した各グループを構成する解析用パケットの各構成個数を算出する。例えば、図３（ｂ）に示す例において、パケット解析部２１０は、グループＡを構成する解析用パケットの構成個数「２」、グループＢを構成する解析用パケットの構成個数「２」、グループＣを構成する解析用パケットの構成個数「１」、グループＤを構成する解析用パケットの構成個数「１」、および、グループＥを構成する解析用パケットの構成個数「２」を算出する。

また、パケット解析部２１０は、解析用パケットのパケットサイズに、グループ化した各グループを構成する解析用パケットの各構成個数のうちの最多の構成個数を乗じて、スロットサイズの推定値を算出する。具体的には、スロットサイズの推定値をＳ、解析用パケットのパケットサイズをＰ、最多の構成個数をｍとするとき、次式（２）からスロットサイズの推定値Ｓを算出する。

Ｓ＝Ｐ×ｍ…（２）

また、パケット解析部２１０は、算出したスロットサイズの推定値をスロットサイズの送信時間で除して物理帯域の推定値を算出する。具体的には、物理帯域の推定値をＢ、スロットサイズの推定値をＳ、１スロットサイズの送信時間をＴ（既知）とするとき、次式（３）から物理帯域の推定値Ｂを算出する。

Ｂ＝Ｓ÷Ｔ…（３）

以下、図４（ａ）を用いて移動局装置２０の動作を説明する。図４（ａ）に示すフローチャートは、移動局装置２０のパケット送受信部２００がサーバ１０から解析用パケット群を受信することにより開始する。なお、図４（ａ）に示すフローチャートにおいて、サーバ１０は、８個の解析用パケットから構成される解析用パケット群を送信するものとする。

パケット送受信部２００から解析用パケット群を取得したパケット解析部２１０は、解析用パケット群を構成する８個の解析用パケットにおける７個のパケット受信間隔を算出する（ステップＳ１００）。続いて、パケット解析部２１０は、パケット受信間隔が所定時間以上である解析用パケット間を境界にして、８個の解析用パケットをグループ化する（ステップＳ１１０）。なお、パケット解析部２１０は、８個の解析用パケットをグループＡ、グループＢにグループ化したものとする。続いて、パケット解析部２１０は、グループ化した各グループを構成する解析用パケットの各構成個数を算出する（ステップＳ１２０）。なお、パケット解析部２１０は、グループＡを構成する解析用パケットの構成個数「４」、および、グループＢを構成する解析用パケットの構成個数「４」を算出したものとする。

続いて、パケット解析部２１０は、解析用パケットのパケットサイズに、グループ化した各グループを構成する解析用パケットの各構成個数のうちの最多の構成個数を乗じて、スロットサイズの推定値を算出する（ステップＳ１３０）。具体的には、ステップＳ１２０において算出した最多の構成個数は４であるため、解析用パケットのパケットサイズを２４バイトとした場合、パケット解析部２１０は、９６バイト（２４バイト×４）をスロットサイズの推定値として算出する。

続いて、パケット解析部２１０は、スロットサイズの推定値をスロットサイズの送信時間で除して物理帯域の推定値を算出する（ステップＳ１４０）。具体的には、ステップＳ１３０において算出したスロットサイズの推定値は９６バイトであるため、スロットサイズの送信時間を１．６６ミリ秒とした場合、パケット解析部２１０は、４８０００（９６×８÷０．００１６ビット／秒）を物理帯域の推定値として算出する。そして図４（ａ）のフローチャートは終了する。

以上、サーバ１０および移動局装置２０から構成されるパケット送受信システム１によれば、無線ネットワーク９の物理帯域を簡便に推定することができるようになる。即ち、パケット送受信システム１では、サーバ１０および移動局装置２０のエンドエンドを伝送する複数の解析用パケットの時間的な広がり具合に着目するが、当該時間的な広がり具合は、無線ネットワーク９の影響が支配的となるからである。

なお、パケット送受信システム１は、図２（ｂ）に示すように、サーバ１０および移動局装置２１（本発明のパケット受信装置に相当する）から構成されてもよい。即ち、パケット送受信システム１は、移動局装置２０に代えて移動局装置２１を備えてもよい。移動局装置２１は、パケット送受信部２００およびパケット解析部２１１（本発明のパケット受信間隔算出手段、グループ化手段、スロットサイズ推定値算出手段および物理帯域推定値算出手段、グループ受信間隔算出手段および可用帯域推定値算出手段を担当する）を備える。移動局装置２１のパケット解析部２１１は、移動局装置２０のパケット解析部２１０の機能に加え、以下の機能を備える。

移動局装置２１のパケット解析部２１１は、グループ化した各グループを構成する末尾の解析用パケット間の受信時刻の差で示されるグループ受信間隔を算出する。例えば、パケット解析部２１１は、図５に示すように、グループ受信間隔Ｔ_ＧＲｉ（ｉ＝１，２，…）を算出する。なお、ｉはグループ数であって、図５の例では、ｉは２である。同様に、移動局装置２１のパケット解析部２１１は、グループ化した各グループを構成する末尾の解析用パケット間の送信時刻の差で示されるグループ送信間隔を算出する。例えば、パケット解析部２１１は、図５に示すように、グループ送信間隔Ｔ_ＧＳｉ（ｉ＝１，２，…）を算出する。なお、パケット解析部２１１は、解析用パケットの送信時刻については解析用パケット内の送信時刻の格納領域から取得する。

また、パケット解析部２１１は、算出した物理帯域の推定値と算出したグループ受信間隔とグループ送信間隔とから、可用帯域の推定値を算出する。具体的には、可用帯域の推定値をＡ、物理帯域の推定値をＢ、グループ受信間隔Ｔ_ＧＲｉ、グループ送信間隔Ｔ_ＧＳｉとするとき、次式（４）（５）から可用帯域の推定値Ａを算出する。

Ａｉ＝Ｂ×（１−（Ｔ_ＧＲｉ−Ｔ_ＧＳｉ）／Ｔ_ＧＳｉ）…（４）
Ａ＝（Ａ_１、Ａ_２、…、Ａ_ｉ、…、Ａ_Ｎ）÷Ｎ…（５）

また、次式（６）から可用帯域の推定値Ａを算出してもよい。

Ａ＝Ｂ×（１−（Ｔ_{ＧＲａｖｅ}−Ｔ_{ＧＳａｖｅ}）／Ｔ_{ＧＳａｖｅ}）…（６）
但し、Ｔ_{ＧＲａｖｅ}はグループ受信間隔Ｔ_ＧＲｉの平均値、Ｔ_{ＧＳａｖｅ}はグループ送信間隔Ｔ_ＧＳｉの平均値である。

なお、グループ内の解析用パケット数ｍが、ｍ＞Ｓである場合は、再送の影響を受けて正確なスロットサイズが算出できないため、当該グループを可用帯域の推定対象から除外することが好ましい。

以上、サーバ１０および移動局装置２１から構成されるパケット送受信システム１によれば、無線ネットワーク（無線区間）の物理帯域および可用帯域を簡便に推定することができるようになる。

また、パケット送受信システム１は、図２（ｃ）に示すように、サーバ１０および移動局装置２２（本発明のパケット受信装置に相当する）から構成されてもよい。即ち、パケット送受信システム１は、移動局装置２０または移動局装置２１に代えて移動局装置２２を備えてもよい。移動局装置２２は、パケット送受信部２００およびパケット解析部２１２（本発明のパケット受信間隔算出手段、グループ化手段、スロットサイズ推定値算出手段および物理帯域推定値算出手段、グループ受信間隔算出手段、可用帯域推定値算出手段および合計遅延時間算出手段を担当する）を備える。移動局装置２２のパケット解析部２１２は、移動局装置２１のパケット解析部２１１の機能に加え、以下の機能を備える。

移動局装置２２のパケット解析部２１２は、サーバ１０から連続して送信された複数の解析用パケット群をパケット送受信部２００から順次取得する。パケット解析部２１２は、解析用パケット群毎に、解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットの各送信時刻と各受信時刻とに基づいて、解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットの各遅延時間（各片方向遅延時間）を合計した合計遅延時間を算出する。各解析用パケット群の合計遅延時間を算出したパケット解析部２１２は、解析用パケット群に対応付けて合計遅延時間を一時記憶する。

また、パケット解析部２１２は、複数の解析用パケット群（一時記憶した複数の解析用パケット群）のなかから、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を選択する。クロストラヒックおよび無線区間での再送による影響をなるべく排除するためである。

なお、パケット解析部２１２は、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を選択した場合、当該合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群内のパケット受信間隔を算出する。また、パケット解析部２１２は、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群内のパケット受信間隔を算出した場合、当該合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットをグループ化する。また、パケット解析部２１２は、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を構成する複数個の解析用パケットをグループ化した場合、解析用パケットのパケットサイズに、当該合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群の各グループを構成する解析用パケットの各構成個数のうちの最多の構成個数を乗じて、スロットサイズの推定値を算出する。換言すれば、パケット解析部２１２は、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を選択し、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群に基づいて、解析用パケット群内のパケット受信間隔を算出し、解析用パケットをグループ化し、スロットサイズの推定値を算出し、物理帯域の推定値を算出し、可用帯域の推定値を算出する。

以上、サーバ１０および移動局装置２２から構成されるパケット送受信システム１によれば、無線ネットワーク９の物理帯域および可用帯域を簡便にかつより正確に推定することができるようになる。

なお、パケット解析部２１２は、パケットロスが生じていない複数の解析用パケット群（即ち、当該解析用パケット群を構成する解析用パケットの全てがパケット受信部２１０に受信された解析用パケット群）のうち合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を選択してもよい。例えば、パケット解析部２１２は、パケットロスが生じていない解析用パケット群のみを対象として合計遅延時間を算出することによって、パケットロスが生じていない複数の解析用パケット群のうち合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を選択してもよい。移動局装置２３のパケット解析部２１３（後述）についても同様である。

また、パケット送受信システム１は、図２（ｄ）に示すように、サーバ１０および移動局装置２３（本発明のパケット受信装置に相当する）から構成されてもよい。即ち、パケット送受信システム１は、移動局装置２０、移動局装置２１または移動局装置２２に代えて移動局装置２３を備えてもよい。移動局装置２３は、パケット送受信部２００およびパケット解析部２１３（本発明のパケット受信間隔算出手段、グループ化手段、スロットサイズ推定値算出手段および物理帯域推定値算出手段、グループ受信間隔算出手段、可用帯域推定値算出手段、合計遅延時間算出手段、異常値判断手段を担当する）を備える。移動局装置２３のパケット解析部２１３は、移動局装置２２のパケット解析部２１２の機能に加え、以下の機能を備える。

合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群に基づいてスロットサイズの推定値を算出したパケット解析部２１３は、当該推定値が異常値であるか否かを判断する。例えば、１スロットサイズの最大値をＳ_ｍａｘ、スロットサイズの推定値をＳ、解析用パケットのパケットサイズをＰとするとき、次式（７）を満たす場合、推定値Ｓは異常値であると判断する。

Ｓ−Ｓ_ｍａｘ＞Ｐ…（７）

パケット解析部２１３は、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群に基づいて算出したスロットサイズの推定値が異常値であると判断した場合には、複数の解析用パケット群（一時記憶した複数の解析用パケット群）のなかから、合計遅延時間が２番目に少ない解析用パケット群を選択し、合計遅延時間が２番目に少ない解析用パケット群に基づいて、解析用パケット群内のパケット受信間隔を算出し、解析用パケットをグループ化し、スロットサイズの推定値を算出し、当該推定値が異常値であるか否かを判断する。つまり、パケット解析部２１３は、合計遅延時間がｎ番目（ｎ＝１、２、３…）に少ない解析用パケット群に基づいて算出したスロットサイズの推定値が異常値であると判断した場合には、合計遅延時間がｎ＋１番目に少ない解析用パケット群に基づいてスロットサイズの推定値を算出し、当該推定値が異常値であるか否かを判断する。

一方、パケット解析部２１３は、合計遅延時間がｎ番目（ｎ＝１、２、３…）に少ない解析用パケット群に基づいて算出したスロットサイズの推定値が異常値でないと判断した場合には、合計遅延時間がｎ番目（ｎ＝１、２、３…）に少ない解析用パケット群に基づいて算出したスロットサイズの推定値を用いて、物理帯域の推定値および可用帯域の推定値を算出する。例えば、パケット解析部２１３は、合計遅延時間が３番目に少ない解析用パケット群に基づいて算出したスロットサイズの推定値が異常値でないと判断した場合、合計遅延時間が３番目に少ない解析用パケット群に基づいて算出したスロットサイズの推定値を用いて、物理帯域の推定値を算出し、可用帯域の推定値を算出する。なお、パケット解析部２１３が、合計遅延時間が３番目に少ない解析用パケット群に基づいてスロットサイズの推定値を算出するのは、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群に基づいて算出したスロットサイズの推定値および合計遅延時間が２番目に少ない解析用パケット群に基づいて算出したスロットサイズの推定値の何れも異常値であると判断したからである。

以上、サーバ１０および移動局装置２３から構成されるパケット送受信システム１によれば、無線ネットワーク９の物理帯域および可用帯域を簡便にかつより一層正確に推定することができるようになる。

なお、パケット解析部２１３は、複数の解析用パケット群に基づいて、解析用パケット群毎に可用帯域の推定値を算出してもよい。また、パケットロスが生じていない複数の解析用パケット群に基づいて、パケットロスが生じていない解析用パケット群毎に可用帯域の推定値を算出してもよい。

なお、パケット解析部２１３は、予め、複数の解析用パケット群を合計遅延時間の昇順にソートし、合計遅延時間がｎ番目（ｎ＝１、２、３…）に少ない解析用パケット群を順次選択してもよい。

以下、図４（ｂ）を用いて移動局装置２３の動作を説明する。図４（ｂ）に示すフローチャートは、移動局装置２３のパケット送受信部２００が複数の解析用パケット群をパケット送受信部２００から順次取得することにより開始する。

パケット解析部２１３は、各解析用パケット群の合計遅延時間を算出する（ステップＳ２００）。各解析用パケット群の合計遅延時間を算出したパケット解析部２１２は、解析用パケット群に対応付けて合計遅延時間を一時記憶する。パケット解析部２１３は、一時記憶した複数の解析用パケット群を合計遅延時間の昇順にソートする(ステップＳ２１０)。

パケット解析部２１３は、ソート順（合計遅延時間が少ない順）に、一の解析用パケット群を選択する（ステップＳ２２０）。例えば、１回目のステップＳ２２０の実行時は、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を選択し、２回目のステップＳ２２０の実行時は、合計遅延時間が２番目に少ない解析用パケット群を選択する。

パケット解析部２１３は、直前に選択した解析用パケット群に基づいてスロットサイズの推定値を算出する（ステップＳ２３０）。例えば、直前に合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群を選択したときは、合計遅延時間が最も少ない解析用パケット群に基づいてスロットサイズの推定値を算出し、直前に合計遅延時間が２番目に少ない解析用パケット群を選択したときは、合計遅延時間が２番目に少ない解析用パケット群に基づいてスロットサイズの推定値を算出する。なお、パケット解析部２１３がスロットサイズの推定値を算出する迄の動作は、図４（ａ）のフローチャートに示す動作（ステップＳ１００〜ステップＳ１３０）と同様である。

パケット解析部２１３は、直前に算出したスロットサイズの推定値が異常値であるか否かを判断する（ステップＳ２４０）。パケット解析部２１３は、直前に算出したスロットサイズの推定値が異常値であると判断した場合（ステップＳ２４０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２２０に戻る。即ち、パケット解析部２１３は、直前に算出したスロットサイズの推定値が異常値でないと判断する迄（ステップＳ２４０：Ｎｏ）、ステップＳ２２０からステップＳ２４０を繰り返す。

一方、パケット解析部２１３は、直前に算出したスロットサイズの推定値が異常値でないと判断した場合（ステップＳ２４０：Ｎｏ）、ステップＳ２４０において異常値でないと判断したスロットサイズの推定値を用いて物理帯域の推定値を算出する（ステップＳ２５０）。なお、パケット解析部２１３が物理帯域の推定値を算出する動作は、図４（ａ）のフローチャートに示す動作（ステップＳ１４０）と同様である。また、パケット解析部２１３は、ステップＳ２５０にて算出した物理帯域の推定値、並びに、ステップＳ２２０において直前に選択した解析用パケット群に係るグループ受信間隔およびグループ送信間隔を用いて、可用帯域の推定値を算出する（ステップＳ２６０）。そして図４（ｂ）のフローチャートは終了する。

以上説明した様に、サーバ１０および移動局装置２０から構成されるパケット送受信システム１では、サーバ１０が無線区間における２スロット分の連続データ（解析用パケット群）を作成し、それが移動局装置２０でどのように観測されるかでスロットサイズを推定し、推定したスロットサイズから物理帯域を推定する。また、サーバ１０および移動局装置２１から構成されるパケット送受信システム１では、更に、推定したスロットサイズ、および、推定した物理帯域から可用帯域を推定する。また、サーバ１０および移動局装置２２から構成されるパケット送受信システム１では、遅延時間が最も少ない連続データを用いて、スロットサイズ、物理帯域および可用帯域を推定する。また、サーバ１０および移動局装置２３から構成されるパケット送受信システム１では、妥当なスロットサイズが推定された遅延時間が最も少ない連続データを用いて、物理帯域および可用帯域を推定する。

なお、スロットサイズ、物理帯域、可用帯域の推定には、１スロットサイズの最大値と１スロットサイズの送信時間とが既知であるという前提がある。しかしながら、１スロットサイズの最大値が既知でない場合であっても、解析用パケット群のサイズを１スロットサイズの想定する最大値以上とすればよい。また、１スロットサイズの送信時間が既知でない場合でも、スロットサイズの推定値から相対的な電波環境の善し悪しを判断することができる。

なお、本発明の一実施形態によるパケット送受信システム１の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、本発明の一実施形態によるパケット送受信システム１に係る上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ パケット送受信システム ８ 有線ネットワーク ９ 無線ネットワーク １０ サーバ（パケット送信装置） ２０、２１、２２、２３ 移動局装置（パケット受信装置） ３０ 基地局 １００ パケット送受信部 １１０ パケット生成部 ２００ パケット送受信部 ２１０、２１１、２１２、２１３ パケット解析部

Claims (6)

1. 複数の解析用パケットから構成される解析用パケット群であってスロットサイズの最大値と前記解析用パケットのパケットサイズとに基づき決定した個数の前記解析用パケットから構成される前記解析用パケット群を生成するパケット生成手段と、前記解析用パケット生成手段によって生成された前記解析用パケット群を送信するパケット送信手段とを備えるパケット送信装置から前記解析用パケット群を受信するパケット受信手段と、
   前記パケット受信手段によって受信された前記解析用パケット群を構成する前記複数個の前記解析用パケットの各受信時刻に基づいて、前記解析用パケット群内において前後する前記解析用パケット間の受信時刻の差であるパケット受信間隔を算出するパケット受信間隔算出手段と、
   前記パケット受信間隔算出手段によって算出された前記パケット受信間隔が所定時間以上である前記解析用パケット間を境界にして、前記解析用パケット群を構成する前記複数個の前記解析用パケットをグループ化するグループ化手段と、
   前記解析用パケットの前記パケットサイズに、前記グループ化手段によってグループ化された各グループを構成する前記解析用パケットの各構成個数のうちの最多の前記構成個数を乗じて、前記スロットサイズの推定値を算出するスロットサイズ推定値算出手段と
   を備えることを特徴とするパケット受信装置。
2. 前記スロットサイズ推定値算出手段によって算出された前記スロットサイズの推定値をスロットサイズの送信時間で除して、物理帯域の推定値を算出する物理帯域推定値算出手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のパケット受信装置。
3. 前記グループ化手段によってグループ化された各グループを構成する末尾の前記解析用パケット間の受信時刻の差で示すグループ受信間隔を算出するグループ受信間隔算出手段と、
   前記物理帯域推定値算出手段によって算出された前記物理帯域の推定値と、前記グループ受信間隔算出手段によって算出された前記グループ受信間隔と、前記グループ化手段によってグループ化された各グループを構成する末尾の前記解析用パケット同士の送信時刻の差で示すグループ送信間隔とから、可用帯域の推定値を算出する可用帯域推定値算出手段を
   更に備えることを特徴とする請求項２に記載のパケット受信装置。
4. 前記パケット受信手段によって受信された前記解析用パケット群を構成する前記複数個の前記解析用パケットの各送信時刻と各受信時刻とに基づいて、前記複数個の解析用パケットの各遅延時間を合計した合計遅延時間を算出する合計遅延時間算出手段を
   更に備え、
   前記パケット受信手段は、
   前記パケット送信装置から複数の前記解析用パケット群を受信し、
   前記パケット受信間隔算出手段は、
   前記パケット受信手段によって受信された複数の前記解析用パケット群のうち前記合計遅延時間算出手段によって算出された前記合計遅延時間が最も少ない前記解析用パケット群を構成する前記複数個の前記解析用パケットの各受信時刻に基づいて、前記合計遅延時間が最も少ない前記解析用パケット群内の前記パケット受信間隔を算出し、
   前記グループ化手段は、
   前記合計遅延時間が最も少ない前記解析用パケット群を構成する前記複数個の前記解析用パケットをグループ化し、
   前記スロットサイズ推定値算出手段は、
   前記解析用パケットの前記パケットサイズに、前記合計遅延時間が最も少ない前記解析用パケット群の各グループを構成する前記解析用パケットの各構成個数のうちの最多の前記構成個数を乗じて、前記スロットサイズの推定値を算出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のパケット受信装置。
5. 前記スロットサイズ推定値算出手段によって算出された前記スロットサイズの推定値が異常値であるか否かを判断する異常値判断手段を
   更に備え、
   前記パケット受信間隔算出手段は、
   前記異常値判断手段によって前記スロットサイズの推定値が異常値であると判断された場合、前記複数の前記解析用パケット群のうち前記合計遅延時間が次に少ない前記解析用パケット群を構成する前記複数個の前記解析用パケットの各受信時刻に基づいて、前記合計遅延時間が次に少ない前記解析用パケット群内の前記パケット受信間隔を算出し、
   前記グループ化手段は、
   前記合計遅延時間が次に少ない前記解析用パケット群を構成する前記複数個の前記解析用パケットをグループ化し、
   前記スロットサイズ推定値算出手段は、
   前記解析用パケットの前記パケットサイズに、前記合計遅延時間が次に少ない前記解析用パケット群の各グループを構成する前記解析用パケットの各構成個数のうちの最多の前記構成個数を乗じて、前記スロットサイズの推定値を算出する
   ことを特徴とする請求項４に記載のパケット受信装置。
6. （システム）
   複数の解析用パケットから構成される解析用パケット群を送信するパケット送信装置と前記解析用パケット群を受信するパケット受信装置とから構成されるパケット送受信システムであって、
   前記パケット送信装置は、
   スロットサイズの最大値と前記解析用パケットのパケットサイズとに基づき決定した個数の前記解析用パケットから構成される前記解析用パケット群を生成するパケット生成手段と、
   前記解析用パケット生成手段によって生成された前記解析用パケット群を送信するパケット送信手段とを有し、
   前記パケット受信装置は、
   前記解析用パケット群を受信するパケット受信手段と、
   前記パケット受信手段によって受信された前記解析用パケット群を構成する前記複数個の前記解析用パケットの各受信時刻に基づいて、前記解析用パケット群内において前後する前記解析用パケット間の受信時刻の差であるパケット受信間隔を算出するパケット受信間隔算出手段と、
   前記パケット受信間隔算出手段によって算出された前記パケット受信間隔が所定時間以上である前記解析用パケット間を境界にして、前記解析用パケット群を構成する前記複数個の前記解析用パケットをグループ化するグループ化手段と、
   前記解析用パケットの前記パケットサイズに、前記グループ化手段によってグループ化された各グループを構成する前記解析用パケットの各構成個数のうちの最多の前記構成個数を乗じて、前記スロットサイズの推定値を算出するスロットサイズ推定値算出手段と
   を有することを特徴とするパケット送受信システム。

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