JP3866647B2 - パケット損失率測定方法及びシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット損失率測定方法及びシステムに関し、特にパケット通信網を介して接続された２つの品質測定装置で測定パケットを送受信し、この送受信状況に基づき、２つの品質測定装置間の経路におけるパケット損失率を測定するパケット損失率測定方法及びシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばパケットの遅延分布（遅延時間）、パケットロス（損失率）、スループット（単位時間当たりのデータ転送量）などの各種パラメータを、パケット通信網の通信品質として測定するパケット通信品質測定方法では、従来よりパッシブ測定方式とアクティブ測定方式という２つの品質測定方式が用いられている。
【０００３】
パッシブ測定方式は、パケット通信網内の所望のノード又はリンクを通過するパケットを監視し、この監視結果からパケット通信網の品質を算出する方式である。このパッシブ測定方式でパケット遅延分布を得る場合には、例えば、まず、所望の測定対象経路の両端に品質測定装置を配置し、ユーザが測定対象経路を用いて送信したパケットすなわちユーザパケットをこれら品質測定装置で取得し、取得したユーザパケットを特定できるヘッダ情報に関してデータとして取得する。
【０００４】
次いで、このようにして両端に配置した２つの品質測定装置で得られた２つの監視データを比較し、一方の品質測定装置で取得され、他方の品質測定装置では取得されなかったパケットの数を損失パケット数とし、パケット損失率を算出する（特許文献１参照）。
また、従来のパッシブ測定方式では、例えば、ＴＣＰパケットのヘッダ上にあるシーケンス番号を観測し、シーケンス番号の抜けを検出した場合、パケットロスが発生したと判断する（特許文献２参照）。
【０００５】
一方、アクティブ測定方式は、つぎに示すようにしてパケット損失率を推定している。まず、定期的又はユーザパケット生起パターンを擬似して多数の測定パケットを送信する品質測定装置と、この品質測定装置から送信された測定パケットを受信する測定装置とを網内に配備する。この構成において、品質測定装置から送信した測定パケット数より、測定装置で受信されたパケット数を減じたものを損失個数とし、品質測定装置と測定装置との間のパケット損失率を推定する（非特許文献１参照）。
【０００６】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件の出願時までに発見するには至らなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１９６５９３号公報
【特許文献２】
特開２００１−０９４５７３号公報
【非特許文献１】
J.-C.Bolot,"Characterizing End-to-End Packet Delay and Loss in the Internet" Proc.ACM Sigcomm '93,pp.189-199,August 1993.
【非特許文献２】
T.Lindh, "A Flamework for Embedded Monitoring of QoS Parameters in IP-Based Virtual Private Networks" Proc.PAM2000
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のパケット損失率測定方法では、各々つぎのような問題点があった。
まず、従来のパッシブ測定方式では、同じ内容のユーザパケットがあった場合、同一のパケットは１つとして数えるので、測定精度を低下させる要因となるパケット誤認識を生じたるという問題がある。また、パケット通信網において単位時間当たりの通過パケット数が多い高速回線である場合、測定装置で得られた監視データは膨大となり、この処理のための計算量が大きくなるため規模拡張性に乏しい、等の問題があった。
【０００９】
また、アクティブ測定方式ではつぎに示す問題があった。
アクティブ測定方式において、低損失率を高精度に測定するためには多数の測定パケットを流す必要があり、結果的にパケット通信網に負荷を与えるという問題点があった。例えば、あるパケット網のパケット損失率が０．１％であった場合、アクティブ測定によって９５％の確率で測定損失率を０．０５％から０．１５％として測定するために必要な測定パケット数は、損失が独立に発生すると仮定した場合２項分布を用いて計算できて１４６６７個となる。しかし、運用中の網にこのような多数の測定パケットを定常的に送出することは網負荷増大を招くために困難である。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、網負荷を抑制し、計算量を軽減した状態で、高い精度でパケット損失率を測定できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るパケット損失率測定方法は、パケット通信網の２つの品質測定装置が接続された所望の経路において、２つの品質測定装置の間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、パケット通信網の経路におけるパケット損失率を算出する方法であって、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを第２品質測定装置で受信し、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの経路における遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの経路における損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出する第１のステップと、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを第２品質測定装置で受信して測定パケットの経路における遅延値を測定し、遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における経路における損失率を、条件付きパケット損失率により推定することで、各測定パケットの経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から経路のパケット損失率を推定する第２のステップとを少なくとも備えたものである。
この方法によれば、第２のステップでは、測定パケットの遅延値が測定されると損失率が推定される。
【００１２】
本発明に係る他の測定パケット損失率測定方法は、パケット通信網の２つの品質測定装置が接続された所望の経路において、２つの品質測定装置の間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、パケット通信網の経路におけるパケット損失率を算出する方法であって、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを第２品質測定装置で受信し、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの経路における遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの経路における損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出する第１のステップと、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを第２品質測定装置で受信して測定パケットの経路における遅延値を測定し、測定パケットが送出される間隔毎に、この間隔の期間内に経路の第１品質測定装置から第２品質測定装置の方向に流れた測定パケット以外のユーザパケットの数を計数することでパケット計数値を測定し、遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における経路における損失率を、条件付きパケット損失率及びパケット計数値により推定することで、各測定パケットの経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から経路のパケット損失率を推定する第２のステップとを少なくとも備えるものである。
この方法によれば、第２のステップでは、測定パケットの遅延値とユーザパケットの数とが測定されると損失率が推定される。なお、パケット計数値は、上記経路を流れた所定条件を満たすユーザパケットの計数結果としてもよい。
【００１３】
本発明に係るパケット損失率測定システムは、パケット通信網の所望の経路の間に接続された第１品質測定装置及び第２品質測定装置と、これら第１品質測定装置及び第２品質測定装置に接続されて経路におけるパケット損失率を算出する管理装置とを少なくとも備え、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、パケット通信網の経路におけるパケット損失率を、管理装置で算出するパケット損失率測定システムであって、第１品質測定装置は、パケット通信網を介して第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、第２品質測定装置は、この送出された測定パケットを受信し、管理装置は、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの経路における遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの経路における損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出し、遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における経路における損失率を、条件付きパケット損失率により推定することで、各測定パケットの経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から経路のパケット損失率を推定するものであり、遅延値は、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で送出され、第２品質測定装置で受信された所定数の測定パケットの経路における遅延値である。
このシステムでは、予め条件付きパケット損失率を求めておき、測定パケットの遅延値の測定により、条件付きパケット損失率から損失率を推定する。
【００１４】
また、本発明に係る他の測定パケット損失率測定システムは、パケット通信網の所望の経路の間に接続された第１品質測定装置及び第２品質測定装置と、これら第１品質測定装置及び第２品質測定装置に接続されて経路におけるパケット損失率を算出する管理装置とを少なくとも備え、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、パケット通信網の経路におけるパケット損失率を、管理装置で算出するシステムであって、測定パケットが送出される間隔毎に、この間隔の期間内に経路の第１品質測定装置から第２品質測定装置の方向に流れた測定パケット以外のユーザパケットの数を計数してパケット計数値を測定するユーザパケット計数装置を新たに備え、第１品質測定装置は、パケット通信網を介して第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、第２品質測定装置は、この送出された測定パケットを受信し、管理装置は、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの経路における遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの経路における損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出し、遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における経路における損失率を、条件付きパケット損失率及びパケット計数値により推定することで、各測定パケットの経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から経路のパケット損失率を推定するものであり、遅延値は、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で送出され、第２品質測定装置で受信された所定数の測定パケットの経路における遅延値である。
このシステムでは、予め条件付きパケット損失率を求めておき、測定パケットの遅延値の測定とユーザパケット数の測定により、条件付きパケット損失率から損失率を推定する。なお、パケット計数値は、上記経路を流れた所定条件を満たすユーザパケットの計数結果としてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態におけるパケット損失率測定システムの構成例を示すブロック図である。本パケット損失率測定システムは、管理装置１０１及び品質測定装置Ａ１０２，品質測定装置Ｂ１０３を備えている。なお、２つの品質測定装置Ａ１０２，品質測定装置Ｂ１０３により、本実施の形態によるパケット損失率測定は実現できるが、品質測定装置は、２つに限るものではない。
【００１６】
また、管理装置１０１及び各品質測定装置は、パケット損失率の測定対象となるパケット通信網１０４に各々接続されている。また、パケット通信網１０４には、複数のユーザ端末１０５が接続されている。
品質測定装置Ａ１０２は、例えば、所定の通信網で接続された管理装置１０１の指示により、品質測定装置Ｂ１０３宛の測定パケットをパケット通信網１０４に送出する。また、品質測定装置Ａ１０２は、送出した測定パケットに関する情報を管理装置１０１に通知する。
【００１７】
一方、品質測定装置Ｂ１０３は、パケット通信網１０４を介して到達した品質測定装置Ａ１０２からの測定パケットを受信する。また、品質測定装置Ｂ１０３は、受信した測定パケットに関する情報を、所定の通信網で接続された管理装置１０１に通知する。なお、測定パケットには、このパケットが測定用のパケットであることを示す識別子が付けられ、この識別子により他のユーザパケットと区別して検出される。
これら品質測定装置Ａ１０２，品質測定装置Ｂ１０３としては、専用の測定装置を用いるようにしても良く、また、パケット通信機能を有するパーソナルコンピュータやサーバ装置を用いるようにしてもよい。
【００１８】
管理装置１０１は、品質測定装置Ａ１０２，品質測定装置Ｂ１０３より通知された情報をもとに、品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３とを結ぶパケット通信網におけるパケット損失率を推定する処理装置である。例えば、送出された測定パケットに、送出された時刻や送出順を示す番号などの情報が格納されていれば、品質測定装置Ｂ１０３でこの測定パケットを受信した時刻及び受信した測定パケットの順番と上記情報とを比較すれば、測定パケットの遅延情報や損失情報が得られる。これら情報をもとに、管理装置１０１が、パケット通信網１０４におけるパケット損失率を推定する。管理装置１０１としては、専用の処理装置を用いるようにしても良く、また、パーソナルコンピュータやサーバ装置を用いるようにしてもよい。
【００１９】
以下、本実施の形態における上述したパケット損失率測定システムによるパケット損失率測定方法について説明する。
本実施の形態では、前もって、品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３とを結ぶパケット通信網における、測定パケットの条件付き損失率を算出しておく。この条件付き損失率は、例えば、品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３との間で送受信された測定パケットの送受信状況に基づき、管理装置１０１が算出する。
【００２０】
条件付き損失率は、つぎのようにして算出する。
まず、品質測定装置Ａ１０２より品質測定装置Ｂ１０３宛の所定数（ｎ個：ｎは自然数）の測定パケットを、所定の時間間隔でパケット通信網１０４に送出する。このようにして送出された測定パケットの、品質測定装置Ｂ１０３により受信された結果より、測定パケットの遅延情報と、この遅延情報が得られた測定パケットより後に送出された複数の測定パケットの損失情報とを、各測定パケット毎に得る。
【００２１】
次いで、ある測定パケットの遅延情報とこの測定パケットの後に送出された複数の測定パケットの損失情報とから、上記測定パケットの送出の結果得られたこの時点における遅延値ｘ秒により、懸かる測定パケットよりｔ秒後に送出された測定パケットの条件付き損失率を、Ｐloss（ｘ，ｔ）として算出する。また、ある測定パケットが損失した場合、この測定パケットよりｔ秒後に送出された測定パケットの条件付き損失率を、Ｐloss（∞、ｔ）としておく。
【００２２】
このようにして求める条件付き損失率Ｐloss（ｘ，ｔ）は、例えば、図２に示すように、前に送出された測定パケットとの間隔が長い測定パケットほど損失率が低くなることを示すものとなる。
本パケット損失率測定システムでは、例えば、管理装置１０１が、上述したようにして算出した条件付き損失率を、ｎ個の測定パケットの送受信の結果得られた各遅延値毎に算出して記録しておく。
【００２３】
以上のようにして求めておく条件付き損失率は、パケット通信網１０４の定常的性質を求めているものであり、条件付き損失率を算出するための事前の測定は、パケット通信網１０４の測定対象の経路において、一度求めるようにしておけばよい。
条件付き損失率を算出するための事前の測定は、例えば、パケット通信網１０４の測定対象の経路に対し、この経路の品質が定常と考えられる時間長の測定を、定常状態の周期回数だけ繰り返す、すなわち、対象の経路におけるパケット通信品質にほぼ変動のない時間間隔に周期回数繰り返せばよい。例えば、上記事前の測定は、１時間毎に２４回繰り返せばよい。
【００２４】
以上のようにして求められる条件付き損失率（事前条件付き損失確率）をもとに、本パケット損失率測定システムは、つぎに説明することにより、より少ない測定パケット数で、パケット通信網１０４の対象とする経路におけるパケット損失率を求めるようにした。
まず、品質測定装置Ａ１０２から所定の間隔（ｄ秒）で間欠的に、ｎ個の測定パケットをパケット通信網１０４を介して品質測定装置Ｂ１０３へ送出し、送出された測定パケットを品質測定装置Ｂ１０３で受信する。
【００２５】
このようにして送受信された複数の測定パケットにおいて、ｉ番目の測定パケットの遅延がｘi秒と測定されると、管理装置１０１は、この測定期間中のパケット損失率を、上記事前条件付き損失確率を用い、以下に示す（１）式により推定する。なお、測定間隔ｄ秒は、事前条件付き損失率を求めるときの測定間隔のｍ倍（ｍ＞１）とする。
【００２６】
【数１】
【００２７】
このように、本実施の形態におけるパケット損失率測定方式は、事前条件付き損失確率による、ｉ番目に送出された測定パケットの損失率とｉ−１番目に送出された測定パケットの遅延値との相関を用い、測定された遅延値よりパケット損失率を推定するようにしたものである。なお、対象とする測定パケットの後に送出された測定パケットの遅延との相関、また、測定パケットの前後に送出された測定パケットの遅延との相関を用い、測定された遅延値よりパケット損失率を推定するようにしてもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態では、事前条件付き損失確率を求めておき、測定パケットの送受信によりパケット損失率を求めるようにした。これは、測定パケットが損失したか否かの情報のみならず、測定パケットの遅延値も用いるため、測定サンプル数が増え、結果的に、従来よりある単純なパケット損失率測定方法に比較して測定精度が向上する。また、本実施の形態によれば、測定パケットの間隔を長くし、より少ない測定パケットによりパケット損失率が求められる。この結果、本実施の形態によれば、網負荷が抑制され、かつ計算量が軽減された状態で、高い精度でパケット損失率が測定できるようになる。
【００２９】
図３に、本実施の形態によるパケット損失率の測定結果として、指数分布に従うＯｎ−Ｏｆｆ区間長を持つパケット発生源を９０多重した場合の損失率推定の試行を５回繰り返した結果を示す。図３では、縦軸が損失率を示し、横軸が試行回数を示している。測定パケットを１秒間隔で測定した場合、黒四角で示す従来方式による測定方式では、実際の損失率と誤差が生じている。これに対し、黒三角で示す本実施の形態による測定方式では、白丸で示す実際の損失率を高精度で推定できていることがわかる。
【００３０】
また、上記（１）式の代わりに、以下に示す（２）式を用いるようにしてもよい。
【００３１】
【数２】
【００３２】
ただし、ここでＰloss（ｘ、０）＝Ｐloss（ｘ、ｄ／ｍ’）とする。これは事前条件付き損失確率を求めるときの測定間隔を大きくした場合、大きくした測定間隔間の損失率を線形補完したものである。
【００３３】
［実施の形態２］
ところで、アクティブ測定方式には、つぎに示すような問題もある。アクティブ測定方式によって結果的に得られたパケット損失率は、あくまで測定パケットの損失率であり、ユーザパケットの損失率とは異なる可能性があるという問題がある。
例えば、ある２時間のパケット損失率を測定するために一定間隔に測定パケットを送信することを考える。
【００３４】
最初の１時間は、ユーザパケットの送信量が０であり、これらの間の測定パケット損失率も０であったが、つぎの１時間は多数のユーザパケットが送信され、結果的に測定パケット及びユーザパケットの損失率とも１０％であったとする。この場合、この測定期間中のユーザパケットとしての損失率は１０％であるが、測定パケットにより測定したパケット損失率は平均５％となる。これは測定期間、測定パケット数を増やしても解決される問題ではない。
【００３５】
この問題を回避するための方法として、ユーザパケット数の送出状況に応じて測定パケットを送出するという方法も提案されている（例えば非特許文献２参照）。しかし、これはユーザパケットが多い、すなわち混雑時により多くの測定パケットを送出するために網の負荷を増大するという問題、及び個々の測定対象のユーザに対して測定パケット系列が必要になるため、規模拡張性に乏しいという問題がある。
【００３６】
また上述した問題を解決する方法が、特願２００２−２１８４７７に提案されている。同提案においては、測定パケットの測定値を同測定期間に流れたユーザパケット数で重み付けすることにより、測定パケットによる測定値からユーザパケットの品質を推定している。しかしながら、この方式では、ユーザパケットの遅延値の推定は高精度で可能であるものの、パケット損失率の測定では、網負荷増大を招く。
【００３７】
本実施の形態２におけるパケット損失率測定方法では、網負荷を抑制した状態で、ユーザパケットとしてのパケット損失率をより精度良く求めるようにした。
図４は、本実施の形態２におけるパケット損失率測定システムの構成例を示すブロック図である。図４に示すパケット損失率測定システムは、図１に示したパケット損失率測定システムに、新たに、ユーザパケット計数装置１０６を加えたものである。ユーザパケット計数装置１０６は、パケット通信網１０４の品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３との間の経路において、品質測定装置Ａ１０２から品質測定装置Ｂ１０３へ流れる、ユーザ端末１０５より送出されたユーザパケットの数を計数する。
【００３８】
本パケット損失率測定方式においては、図１に示すパケット損失率測定システムにおける方法と同様に、事前に条件付き損失率Ｐloss（ｘ、ｔ）を算出しておく。
実際の測定時には、前述した実施の形態と同様に、所定の測定間隔で、品質測定装置Ａ１０２より品質測定装置Ｂ１０３に対して測定パケットを送出する。同時に、本実施の形態では、ユーザパケット計数装置１０６により、各測定パケットが送受信されている間に、パケット通信網１０４の品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３とを結ぶ経路で、測定パケットと同じ方向へ流れたユーザパケット数を計数しておく。ユーザパケットは、いずれかのユーザ端末１０５より他のユーザ端末１０５に送出されたパケットである。なお、ユーザパケット計数装置１０６により、所定条件を満たすユーザパケットのみを計数するようにしてもよい。
【００３９】
このようにして測定された、測定パケットの送受信の状態とユーザパケットの数とにより、つぎに示す（３）式により、この測定期間中のユーザパケットの損失率を推定する。なお、ここでは、ｄ秒間隔でｎ個の測定パケットが送出され、ｉ番目の測定パケットの遅延はｘi秒であり、かつ測定間隔（測定パケットの送出間隔）は、事前条件付き損失確率を求めたときの測定間隔のｍ倍とする。かつ、ｉ番目とｉ＋１番目の測定パケットの間に、ユーザパケット計数装置１０６が計数したユーザパケット数をｕｉとする。
【００４０】
【数３】
【００４１】
このように、本実施の形態では、まず、図５に示すように、ｉ−１番目とｉ番目の測定パケット間ｄに計数されたｕi個のユーザパケットが、この間に一定間隔で送出されたとする。この前提で、事前条件付き損失確率による、ｉ番目に送出された測定パケットの損失率とｉ−１番目に送出された測定パケットの遅延値との相関を用い、ｉ−１番目とｉ番目の測定パケット間におけるパケット損失率にユーザパケット数ｕｉで重み付けし、測定された遅延値よりパケット損失率を推定し、これをユーザパケットの損失を近似したものとした。
【００４２】
この結果、本実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に、網負荷が抑制され、かつ計算量が軽減された状態で、高い精度でパケット損失率が測定できるとともに、ユーザパケットとしてのパケット損失率をより精度良く求めることが可能となる。
【００４３】
また、上記（３）式の代わりに、以下に示す（４）式を用いるようにしてもよい。
【００４４】
【数４】
【００４５】
ただし、ここでＰloss（ｘ、ｏ）＝Ｐloss（ｘ、ｄ／ｍ’）とする。これは、事前条件付き損失確率を求めるときの測定間隔を大きくした場合、大きくした測定間隔間の損失率を線形補完したものである。なお、ｕiは、ｉ番目の測定パケットの時間的近傍、例えば前後１０ｍｍ秒以内にこの測定パケット同じ経路を流れたユーザパケットの数でもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、特定の測定パケットの遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出しておき、この条件付きパケット損失率を用いることで、遅延値の測定でパケット損失率を推定するようにした。
また、パケット損失率の推定において、対象経路を流れるユーザパケットの数（パケット計数値）も用いることで、ユーザパケットの状態を反映したパケット損失率を推定するようにした。
この結果、本発明によれば、網負荷を抑制し、計算量を軽減した状態で、高い精度でパケット損失率を測定できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態におけるパケット損失率測定システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】 条件付き損失率Ｐloss（ｘ，ｔ）の例を示す説明図である。
【図３】 本実施の形態によるパケット損失率の測定結果として、指数分布に従うＯｎ−Ｏｆｆ区間長を持つパケット発生源を９０多重した場合の損失率推定の試行を５回繰り返した結果を示す特性図である。
【図４】 本発明の他の実施の形態におけるパケット損失率測定システムの構成例を示すブロック図である。
【図５】 ｕi個のユーザパケットが一定間隔で送出されたとしてユーザパケットの損失を近似する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１…管理装置、１０２…品質測定装置Ａ、１０３…品質測定装置Ｂ、１０４…パケット通信網、１０５…ユーザ端末。
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット損失率測定方法及びシステムに関し、特にパケット通信網を介して接続された２つの品質測定装置で測定パケットを送受信し、この送受信状況に基づき、２つの品質測定装置間の経路におけるパケット損失率を測定するパケット損失率測定方法及びシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばパケットの遅延分布（遅延時間）、パケットロス（損失率）、スループット（単位時間当たりのデータ転送量）などの各種パラメータを、パケット通信網の通信品質として測定するパケット通信品質測定方法では、従来よりパッシブ測定方式とアクティブ測定方式という２つの品質測定方式が用いられている。
【０００３】
パッシブ測定方式は、パケット通信網内の所望のノード又はリンクを通過するパケットを監視し、この監視結果からパケット通信網の品質を算出する方式である。このパッシブ測定方式でパケット遅延分布を得る場合には、例えば、まず、所望の測定対象経路の両端に品質測定装置を配置し、ユーザが測定対象経路を用いて送信したパケットすなわちユーザパケットをこれら品質測定装置で取得し、取得したユーザパケットを特定できるヘッダ情報に関してデータとして取得する。
【０００４】
次いで、このようにして両端に配置した２つの品質測定装置で得られた２つの監視データを比較し、一方の品質測定装置で取得され、他方の品質測定装置では取得されなかったパケットの数を損失パケット数とし、パケット損失率を算出する（特許文献１参照）。
また、従来のパッシブ測定方式では、例えば、ＴＣＰパケットのヘッダ上にあるシーケンス番号を観測し、シーケンス番号の抜けを検出した場合、パケットロスが発生したと判断する（特許文献２参照）。
【０００５】
一方、アクティブ測定方式は、つぎに示すようにしてパケット損失率を推定している。まず、定期的又はユーザパケット生起パターンを擬似して多数の測定パケットを送信する品質測定装置と、この品質測定装置から送信された測定パケットを受信する測定装置とを網内に配備する。この構成において、品質測定装置から送信した測定パケット数より、測定装置で受信されたパケット数を減じたものを損失個数とし、品質測定装置と測定装置との間のパケット損失率を推定する（非特許文献１参照）。
【０００６】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件の出願時までに発見するには至らなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１９６５９３号公報
【特許文献２】
特開２００１−０９４５７３号公報
【非特許文献１】
J.-C.Bolot,"Characterizing End-to-End Packet Delay and Loss in the Internet" Proc.ACM Sigcomm '93,pp.189-199,August 1993.
【非特許文献２】
T.Lindh, "A Flamework for Embedded Monitoring of QoS Parameters in IP-Based Virtual Private Networks" Proc.PAM2000
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のパケット損失率測定方法では、各々つぎのような問題点があった。
まず、従来のパッシブ測定方式では、同じ内容のユーザパケットがあった場合、同一のパケットは１つとして数えるので、測定精度を低下させる要因となるパケット誤認識を生じたるという問題がある。また、パケット通信網において単位時間当たりの通過パケット数が多い高速回線である場合、測定装置で得られた監視データは膨大となり、この処理のための計算量が大きくなるため規模拡張性に乏しい、等の問題があった。
【０００９】
また、アクティブ測定方式ではつぎに示す問題があった。
アクティブ測定方式において、低損失率を高精度に測定するためには多数の測定パケットを流す必要があり、結果的にパケット通信網に負荷を与えるという問題点があった。例えば、あるパケット網のパケット損失率が０．１％であった場合、アクティブ測定によって９５％の確率で測定損失率を０．０５％から０．１５％として測定するために必要な測定パケット数は、損失が独立に発生すると仮定した場合２項分布を用いて計算できて１４６６７個となる。しかし、運用中の網にこのような多数の測定パケットを定常的に送出することは網負荷増大を招くために困難である。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、網負荷を抑制し、計算量を軽減した状態で、高い精度でパケット損失率を測定できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るパケット損失率測定方法は、パケット通信網の２つの品質測定装置が接続された所望の経路において、２つの品質測定装置の間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、パケット通信網の経路におけるパケット損失率を算出する方法であって、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを第２品質測定装置で受信し、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの経路における遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの経路における損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出する第１のステップと、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを第２品質測定装置で受信して測定パケットの経路における遅延値を測定し、遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における経路における損失率を、条件付きパケット損失率により推定することで、各測定パケットの経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から経路のパケット損失率を推定する第２のステップとを少なくとも備えたものである。
この方法によれば、第２のステップでは、測定パケットの遅延値が測定されると損失率が推定される。
【００１２】
本発明に係る他の測定パケット損失率測定方法は、パケット通信網の２つの品質測定装置が接続された所望の経路において、２つの品質測定装置の間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、パケット通信網の経路におけるパケット損失率を算出する方法であって、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを第２品質測定装置で受信し、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの経路における遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの経路における損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出する第１のステップと、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを第２品質測定装置で受信して測定パケットの経路における遅延値を測定し、測定パケットが送出される間隔毎に、この間隔の期間内に経路の第１品質測定装置から第２品質測定装置の方向に流れた測定パケット以外のユーザパケットの数を計数することでパケット計数値を測定し、遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における経路における損失率を、条件付きパケット損失率及びパケット計数値により推定することで、各測定パケットの経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から経路のパケット損失率を推定する第２のステップとを少なくとも備えるものである。
この方法によれば、第２のステップでは、測定パケットの遅延値とユーザパケットの数とが測定されると損失率が推定される。なお、パケット計数値は、上記経路を流れた所定条件を満たすユーザパケットの計数結果としてもよい。
【００１３】
本発明に係るパケット損失率測定システムは、パケット通信網の所望の経路の間に接続された第１品質測定装置及び第２品質測定装置と、これら第１品質測定装置及び第２品質測定装置に接続されて経路におけるパケット損失率を算出する管理装置とを少なくとも備え、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、パケット通信網の経路におけるパケット損失率を、管理装置で算出するパケット損失率測定システムであって、第１品質測定装置は、パケット通信網を介して第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、第２品質測定装置は、この送出された測定パケットを受信し、管理装置は、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの経路における遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの経路における損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出し、遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における経路における損失率を、条件付きパケット損失率により推定することで、各測定パケットの経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から経路のパケット損失率を推定するものであり、遅延値は、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で送出され、第２品質測定装置で受信された所定数の測定パケットの経路における遅延値である。
このシステムでは、予め条件付きパケット損失率を求めておき、測定パケットの遅延値の測定により、条件付きパケット損失率から損失率を推定する。
【００１４】
また、本発明に係る他の測定パケット損失率測定システムは、パケット通信網の所望の経路の間に接続された第１品質測定装置及び第２品質測定装置と、これら第１品質測定装置及び第２品質測定装置に接続されて経路におけるパケット損失率を算出する管理装置とを少なくとも備え、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、パケット通信網の経路におけるパケット損失率を、管理装置で算出するシステムであって、測定パケットが送出される間隔毎に、この間隔の期間内に経路の第１品質測定装置から第２品質測定装置の方向に流れた測定パケット以外のユーザパケットの数を計数してパケット計数値を測定するユーザパケット計数装置を新たに備え、第１品質測定装置は、パケット通信網を介して第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、第２品質測定装置は、この送出された測定パケットを受信し、管理装置は、第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの経路における遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの経路における損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出し、遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における経路における損失率を、条件付きパケット損失率及びパケット計数値により推定することで、各測定パケットの経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から経路のパケット損失率を推定するものであり、遅延値は、パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で送出され、第２品質測定装置で受信された所定数の測定パケットの経路における遅延値である。
このシステムでは、予め条件付きパケット損失率を求めておき、測定パケットの遅延値の測定とユーザパケット数の測定により、条件付きパケット損失率から損失率を推定する。なお、パケット計数値は、上記経路を流れた所定条件を満たすユーザパケットの計数結果としてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態におけるパケット損失率測定システムの構成例を示すブロック図である。本パケット損失率測定システムは、管理装置１０１及び品質測定装置Ａ１０２，品質測定装置Ｂ１０３を備えている。なお、２つの品質測定装置Ａ１０２，品質測定装置Ｂ１０３により、本実施の形態によるパケット損失率測定は実現できるが、品質測定装置は、２つに限るものではない。
【００１６】
また、管理装置１０１及び各品質測定装置は、パケット損失率の測定対象となるパケット通信網１０４に各々接続されている。また、パケット通信網１０４には、複数のユーザ端末１０５が接続されている。
品質測定装置Ａ１０２は、例えば、所定の通信網で接続された管理装置１０１の指示により、品質測定装置Ｂ１０３宛の測定パケットをパケット通信網１０４に送出する。また、品質測定装置Ａ１０２は、送出した測定パケットに関する情報を管理装置１０１に通知する。
【００１７】
一方、品質測定装置Ｂ１０３は、パケット通信網１０４を介して到達した品質測定装置Ａ１０２からの測定パケットを受信する。また、品質測定装置Ｂ１０３は、受信した測定パケットに関する情報を、所定の通信網で接続された管理装置１０１に通知する。なお、測定パケットには、このパケットが測定用のパケットであることを示す識別子が付けられ、この識別子により他のユーザパケットと区別して検出される。
これら品質測定装置Ａ１０２，品質測定装置Ｂ１０３としては、専用の測定装置を用いるようにしても良く、また、パケット通信機能を有するパーソナルコンピュータやサーバ装置を用いるようにしてもよい。
【００１８】
管理装置１０１は、品質測定装置Ａ１０２，品質測定装置Ｂ１０３より通知された情報をもとに、品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３とを結ぶパケット通信網におけるパケット損失率を推定する処理装置である。例えば、送出された測定パケットに、送出された時刻や送出順を示す番号などの情報が格納されていれば、品質測定装置Ｂ１０３でこの測定パケットを受信した時刻及び受信した測定パケットの順番と上記情報とを比較すれば、測定パケットの遅延情報や損失情報が得られる。これら情報をもとに、管理装置１０１が、パケット通信網１０４におけるパケット損失率を推定する。管理装置１０１としては、専用の処理装置を用いるようにしても良く、また、パーソナルコンピュータやサーバ装置を用いるようにしてもよい。
【００１９】
以下、本実施の形態における上述したパケット損失率測定システムによるパケット損失率測定方法について説明する。
本実施の形態では、前もって、品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３とを結ぶパケット通信網における、測定パケットの条件付き損失率を算出しておく。この条件付き損失率は、例えば、品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３との間で送受信された測定パケットの送受信状況に基づき、管理装置１０１が算出する。
【００２０】
条件付き損失率は、つぎのようにして算出する。
まず、品質測定装置Ａ１０２より品質測定装置Ｂ１０３宛の所定数（ｎ個：ｎは自然数）の測定パケットを、所定の時間間隔でパケット通信網１０４に送出する。このようにして送出された測定パケットの、品質測定装置Ｂ１０３により受信された結果より、測定パケットの遅延情報と、この遅延情報が得られた測定パケットより後に送出された複数の測定パケットの損失情報とを、各測定パケット毎に得る。
【００２１】
次いで、ある測定パケットの遅延情報とこの測定パケットの後に送出された複数の測定パケットの損失情報とから、上記測定パケットの送出の結果得られたこの時点における遅延値ｘ秒により、懸かる測定パケットよりｔ秒後に送出された測定パケットの条件付き損失率を、Ｐloss（ｘ，ｔ）として算出する。また、ある測定パケットが損失した場合、この測定パケットよりｔ秒後に送出された測定パケットの条件付き損失率を、Ｐloss（∞、ｔ）としておく。
【００２２】
このようにして求める条件付き損失率Ｐloss（ｘ，ｔ）は、例えば、図２に示すように、前に送出された測定パケットとの間隔が長い測定パケットほど損失率が低くなることを示すものとなる。
本パケット損失率測定システムでは、例えば、管理装置１０１が、上述したようにして算出した条件付き損失率を、ｎ個の測定パケットの送受信の結果得られた各遅延値毎に算出して記録しておく。
【００２３】
以上のようにして求めておく条件付き損失率は、パケット通信網１０４の定常的性質を求めているものであり、条件付き損失率を算出するための事前の測定は、パケット通信網１０４の測定対象の経路において、一度求めるようにしておけばよい。
条件付き損失率を算出するための事前の測定は、例えば、パケット通信網１０４の測定対象の経路に対し、この経路の品質が定常と考えられる時間長の測定を、定常状態の周期回数だけ繰り返す、すなわち、対象の経路におけるパケット通信品質にほぼ変動のない時間間隔に周期回数繰り返せばよい。例えば、上記事前の測定は、１時間毎に２４回繰り返せばよい。
【００２４】
以上のようにして求められる条件付き損失率（事前条件付き損失確率）をもとに、本パケット損失率測定システムは、つぎに説明することにより、より少ない測定パケット数で、パケット通信網１０４の対象とする経路におけるパケット損失率を求めるようにした。
まず、品質測定装置Ａ１０２から所定の間隔（ｄ秒）で間欠的に、ｎ個の測定パケットをパケット通信網１０４を介して品質測定装置Ｂ１０３へ送出し、送出された測定パケットを品質測定装置Ｂ１０３で受信する。
【００２５】
このようにして送受信された複数の測定パケットにおいて、ｉ番目の測定パケットの遅延がｘi秒と測定されると、管理装置１０１は、この測定期間中のパケット損失率を、上記事前条件付き損失確率を用い、以下に示す（１）式により推定する。なお、測定間隔ｄ秒は、事前条件付き損失率を求めるときの測定間隔のｍ倍（ｍ＞１）とする。
【００２６】
【数１】
このように、本実施の形態におけるパケット損失率測定方式は、事前条件付き損失確率による、ｉ番目に送出された測定パケットの損失率とｉ−１番目に送出された測定パケットの遅延値との相関を用い、測定された遅延値よりパケット損失率を推定するようにしたものである。なお、対象とする測定パケットの後に送出された測定パケットの遅延との相関、また、測定パケットの前後に送出された測定パケットの遅延との相関を用い、測定された遅延値よりパケット損失率を推定するようにしてもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態では、事前条件付き損失確率を求めておき、測定パケットの送受信によりパケット損失率を求めるようにした。これは、測定パケットが損失したか否かの情報のみならず、測定パケットの遅延値も用いるため、測定サンプル数が増え、結果的に、従来よりある単純なパケット損失率測定方法に比較して測定精度が向上する。また、本実施の形態によれば、測定パケットの間隔を長くし、より少ない測定パケットによりパケット損失率が求められる。この結果、本実施の形態によれば、網負荷が抑制され、かつ計算量が軽減された状態で、高い精度でパケット損失率が測定できるようになる。
【００２９】
図３に、本実施の形態によるパケット損失率の測定結果として、指数分布に従うＯｎ−Ｏｆｆ区間長を持つパケット発生源を９０多重した場合の損失率推定の試行を５回繰り返した結果を示す。図３では、縦軸が損失率を示し、横軸が試行回数を示している。測定パケットを１秒間隔で測定した場合、黒四角で示す従来方式による測定方式では、実際の損失率と誤差が生じている。これに対し、黒三角で示す本実施の形態による測定方式では、白丸で示す実際の損失率を高精度で推定できていることがわかる。
【００３０】
また、上記（１）式の代わりに、以下に示す（２）式を用いるようにしてもよい。
【００３１】
【数２】
ただし、ここでＰloss（ｘ、０）＝Ｐloss（ｘ、ｄ／ｍ’）とする。これは事前条件付き損失確率を求めるときの測定間隔を大きくした場合、大きくした測定間隔間の損失率を線形補完したものである。
【００３３】
［実施の形態２］
ところで、アクティブ測定方式には、つぎに示すような問題もある。アクティブ測定方式によって結果的に得られたパケット損失率は、あくまで測定パケットの損失率であり、ユーザパケットの損失率とは異なる可能性があるという問題がある。
例えば、ある２時間のパケット損失率を測定するために一定間隔に測定パケットを送信することを考える。
【００３４】
最初の１時間は、ユーザパケットの送信量が０であり、これらの間の測定パケット損失率も０であったが、つぎの１時間は多数のユーザパケットが送信され、結果的に測定パケット及びユーザパケットの損失率とも１０％であったとする。この場合、この測定期間中のユーザパケットとしての損失率は１０％であるが、測定パケットにより測定したパケット損失率は平均５％となる。これは測定期間、測定パケット数を増やしても解決される問題ではない。
【００３５】
この問題を回避するための方法として、ユーザパケット数の送出状況に応じて測定パケットを送出するという方法も提案されている（例えば非特許文献２参照）。しかし、これはユーザパケットが多い、すなわち混雑時により多くの測定パケットを送出するために網の負荷を増大するという問題、及び個々の測定対象のユーザに対して測定パケット系列が必要になるため、規模拡張性に乏しいという問題がある。
【００３６】
また上述した問題を解決する方法が、特願２００２−２１８４７７に提案されている。同提案においては、測定パケットの測定値を同測定期間に流れたユーザパケット数で重み付けすることにより、測定パケットによる測定値からユーザパケットの品質を推定している。しかしながら、この方式では、ユーザパケットの遅延値の推定は高精度で可能であるものの、パケット損失率の測定では、網負荷増大を招く。
【００３７】
本実施の形態２におけるパケット損失率測定方法では、網負荷を抑制した状態で、ユーザパケットとしてのパケット損失率をより精度良く求めるようにした。
図４は、本実施の形態２におけるパケット損失率測定システムの構成例を示すブロック図である。図４に示すパケット損失率測定システムは、図１に示したパケット損失率測定システムに、新たに、ユーザパケット計数装置１０６を加えたものである。ユーザパケット計数装置１０６は、パケット通信網１０４の品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３との間の経路において、品質測定装置Ａ１０２から品質測定装置Ｂ１０３へ流れる、ユーザ端末１０５より送出されたユーザパケットの数を計数する。
【００３８】
本パケット損失率測定方式においては、図１に示すパケット損失率測定システムにおける方法と同様に、事前に条件付き損失率Ｐloss（ｘ、ｔ）を算出しておく。
実際の測定時には、前述した実施の形態と同様に、所定の測定間隔で、品質測定装置Ａ１０２より品質測定装置Ｂ１０３に対して測定パケットを送出する。同時に、本実施の形態では、ユーザパケット計数装置１０６により、各測定パケットが送受信されている間に、パケット通信網１０４の品質測定装置Ａ１０２と品質測定装置Ｂ１０３とを結ぶ経路で、測定パケットと同じ方向へ流れたユーザパケット数を計数しておく。ユーザパケットは、いずれかのユーザ端末１０５より他のユーザ端末１０５に送出されたパケットである。なお、ユーザパケット計数装置１０６により、所定条件を満たすユーザパケットのみを計数するようにしてもよい。
【００３９】
このようにして測定された、測定パケットの送受信の状態とユーザパケットの数とにより、つぎに示す（３）式により、この測定期間中のユーザパケットの損失率を推定する。なお、ここでは、ｄ秒間隔でｎ個の測定パケットが送出され、ｉ番目の測定パケットの遅延はｘi秒であり、かつ測定間隔（測定パケットの送出間隔）は、事前条件付き損失確率を求めたときの測定間隔のｍ倍とする。かつ、ｉ番目とｉ＋１番目の測定パケットの間に、ユーザパケット計数装置１０６が計数したユーザパケット数をｕｉとする。
【００４０】
【数３】
このように、本実施の形態では、まず、図５に示すように、ｉ−１番目とｉ番目の測定パケット間ｄに計数されたｕi個のユーザパケットが、この間に一定間隔で送出されたとする。この前提で、事前条件付き損失確率による、ｉ番目に送出された測定パケットの損失率とｉ−１番目に送出された測定パケットの遅延値との相関を用い、ｉ−１番目とｉ番目の測定パケット間におけるパケット損失率にユーザパケット数ｕｉで重み付けし、測定された遅延値よりパケット損失率を推定し、これをユーザパケットの損失を近似したものとした。
【００４２】
この結果、本実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に、網負荷が抑制され、かつ計算量が軽減された状態で、高い精度でパケット損失率が測定できるとともに、ユーザパケットとしてのパケット損失率をより精度良く求めることが可能となる。
【００４３】
また、上記（３）式の代わりに、以下に示す（４）式を用いるようにしてもよい。
【００４４】
【数４】
ただし、ここでＰloss（ｘ、ｏ）＝Ｐloss（ｘ、ｄ／ｍ’）とする。これは、事前条件付き損失確率を求めるときの測定間隔を大きくした場合、大きくした測定間隔間の損失率を線形補完したものである。なお、ｕiは、ｉ番目の測定パケットの時間的近傍、例えば前後１０ｍｍ秒以内にこの測定パケット同じ経路を流れたユーザパケットの数でもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、特定の測定パケットの遅延情報、及び特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの損失情報から、特定の測定パケットの遅延値及び特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた他の測定パケットの損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出しておき、この条件付きパケット損失率を用いることで、遅延値の測定でパケット損失率を推定するようにした。
また、パケット損失率の推定において、対象経路を流れるユーザパケットの数（パケット計数値）も用いることで、ユーザパケットの状態を反映したパケット損失率を推定するようにした。
この結果、本発明によれば、網負荷を抑制し、計算量を軽減した状態で、高い精度でパケット損失率を測定できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態におけるパケット損失率測定システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】 条件付き損失率Ｐloss（ｘ，ｔ）の例を示す説明図である。
【図３】 本実施の形態によるパケット損失率の測定結果として、指数分布に従うＯｎ−Ｏｆｆ区間長を持つパケット発生源を９０多重した場合の損失率推定の試行を５回繰り返した結果を示す特性図である。
【図４】 本発明の他の実施の形態におけるパケット損失率測定システムの構成例を示すブロック図である。
【図５】 ｕi個のユーザパケットが一定間隔で送出されたとしてユーザパケットの損失を近似する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１…管理装置、１０２…品質測定装置Ａ、１０３…品質測定装置Ｂ、１０４…パケット通信網、１０５…ユーザ端末。
Claims (6)
- パケット通信網の２つの品質測定装置が接続された所望の経路において、２つの前記品質測定装置の間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、前記パケット通信網の前記経路におけるパケット損失率を算出するパケット損失率測定方法であって、
前記パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを前記第２品質測定装置で受信し、
前記第１品質測定装置と前記第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの前記経路における遅延情報、及び前記特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの前記経路における損失情報から、前記特定の測定パケットの遅延値及び前記特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた前記他の測定パケットの前記経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出する第１のステップと、
前記パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを前記第２品質測定装置で受信して測定パケットの前記経路における遅延値を測定し、
前記遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における前記経路における損失率を、前記条件付きパケット損失率により推定することで、各測定パケットの前記経路における推定損失率を求め、
求めた各測定パケットにおける推定損失率から前記経路のパケット損失率を推定する第２のステップと
を少なくとも備えたことを特徴とするパケット損失率測定方法。 - パケット通信網の２つの品質測定装置が接続された所望の経路において、２つの前記品質測定装置の間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、前記パケット通信網の前記経路におけるパケット損失率を算出するパケット損失率測定方法であって、
前記パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを前記第２品質測定装置で受信し、
前記第１品質測定装置と前記第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの前記経路における遅延情報、及び前記特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの前記経路における損失情報から、前記特定の測定パケットの遅延値及び前記特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた前記他の測定パケットの前記経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出する第１のステップと、
前記パケット通信網を介して第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、この送出された測定パケットを前記第２品質測定装置で受信して測定パケットの前記経路における遅延値を測定し、
前記測定パケットが送出される間隔毎に、この間隔の期間内に前記経路の第１品質測定装置から第２品質測定装置の方向に流れた前記測定パケット以外のユーザパケットの数を計数することでパケット計数値を測定し、
前記遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における前記経路における損失率を、前記条件付きパケット損失率及び前記パケット計数値により推定することで、各測定パケットの前記経路における推定損失率を求め、
求めた各測定パケットにおける推定損失率から前記経路のパケット損失率を推定する第２のステップと
を少なくとも備えたことを特徴とするパケット損失率測定方法。 - 請求項２記載のパケット損失率測定方法において、
前記パケット計数値は、前記経路を流れた所定条件を満たすユーザパケットの計数結果である
ことを特徴とするパケット損失率測定方法。 - パケット通信網の所望の経路の間に接続された第１品質測定装置及び第２品質測定装置と、これら第１品質測定装置及び第２品質測定装置に接続されて前記経路におけるパケット損失率を算出する管理装置とを少なくとも備え、前記第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、前記パケット通信網の前記経路におけるパケット損失率を、前記管理装置で算出するパケット損失率測定システムであって、
前記第１品質測定装置は、前記パケット通信網を介して第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、
前記第２品質測定装置は、この送出された測定パケットを受信し、
前記管理装置は、
前記第１品質測定装置と前記第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの前記経路における遅延情報、及び前記特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの前記経路における損失情報から、前記特定の測定パケットの遅延値及び前記特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた前記他の測定パケットの前記経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出し、
遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における前記経路における損失率を、前記条件付きパケット損失率により推定することで、各測定パケットの前記経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から前記経路のパケット損失率を推定する
ものであり、
前記遅延値は、
前記パケット通信網を介して前記第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で送出され、前記第２品質測定装置で受信された所定数の測定パケットの前記経路における遅延値である
ことを特徴とするパケット損失率測定システム。 - パケット通信網の所望の経路の間に接続された第１品質測定装置及び第２品質測定装置と、これら第１品質測定装置及び第２品質測定装置に接続されて前記経路におけるパケット損失率を算出する管理装置とを少なくとも備え、前記第１品質測定装置と第２品質測定装置との間で複数の測定パケットを送受信し、これらの測定パケットの送受信状況に基づき、前記パケット通信網の前記経路におけるパケット損失率を、前記管理装置で算出するパケット損失率測定システムであって、
前記測定パケットが送出される間隔毎に、この間隔の期間内に前記経路の第１品質測定装置から第２品質測定装置の方向に流れた前記測定パケット以外のユーザパケットの数を計数してパケット計数値を測定するユーザパケット計数装置を新たに備え、
前記第１品質測定装置は、前記パケット通信網を介して第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で所定数の測定パケットを送出し、
前記第２品質測定装置は、この送出された測定パケットを受信し、
前記管理装置は、
前記第１品質測定装置と前記第２品質測定装置との間で送受信された特定の測定パケットの前記経路における遅延情報、及び前記特定の測定パケットの前又は後もしくは前後両方のいずれかに送出された複数の他の測定パケットの前記経路における損失情報から、前記特定の測定パケットの遅延値及び前記特定のパケットからの送出時間差で条件付けられた前記他の測定パケットの前記経路における損失率との相関を示す条件付きパケット損失率を算出し、
遅延値に対するこの遅延値が測定された測定パケットとこの前又は後もしくは前後いずれかの測定パケットとの期間における前記経路における損失率を、前記条件付きパケット損失率及び前記パケット計数値により推定することで、各測定パケットの前記経路における推定損失率を求め、求めた各測定パケットにおける推定損失率から前記経路のパケット損失率を推定する
ものであり、
前記遅延値は、
前記パケット通信網を介して前記第１品質測定装置から第２品質測定装置に対して予め定められた間隔で送出され、前記第２品質測定装置で受信された所定数の測定パケットの前記経路における遅延値である
ことを特徴とするパケット損失率測定システム。 - 請求項５記載のパケット損失率測定システムにおいて、
前記パケット計数値は、前記経路を流れた所定条件を満たすユーザパケットの計数結果である
ことを特徴とするパケット損失率測定システム。
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