JP4342557B2 - 中継方法、中継装置、通信システム及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の通信装置間のパケット通信を中継する中継方法、該中継方法を適用した中継装置、該中継装置を備える通信システム、及び前記中継装置を実現するためのコンピュータプログラムに関し、特にＩＰ電話等のリアルタイム系の通信の通信状況のシミュレートに用いる中継方法、中継装置、通信システム及びコンピュータプログラムに関する。

近年、ＩＰ網等の通信網を介して装置間で音声及び映像のデータの送受信を行うＶｏＩＰ(Voice over Internet Protocol)、ＶｏＰＮ(Voice over Packet Network) 等のストリーム配信を含むリアルタイム系のアプリケーションの利用が増えてきている。リアルタイム系のアプリケーションを利用する際には、アプリケーション上で受信した音声や映像のデータを再生する際の再生品質がＩＰ網の状況により影響を受ける。そのため総務省が定めたガイドラインでは、ＩＰ電話サービスの提供業者が提供するサービスに対し一定の通信品質を保つことを定めている。

ところがＩＰ網、公衆回線網等の複数の通信網で構成されたＩＰ電話サービスを提供するＶｏＩＰ網は、一般的にマルチベンダーの環境で構築されるため、ＶｏＩＰ網の伝送品質の確保及び評価が困難である。そこでＶｏＩＰ網での通信状況である通信網の特性をシミュレートして実際に端末装置間で通話することにより、通話を行う端末装置間、即ちエンド・ツー・エンドの通信品質を予測する評価方法が必要となる。このような通信の品質を評価すべく通信状況をシミュレートする方法が例えば特許文献１に開示されている。
特許第２９９７６０７号公報

しかしながらＶｏＩＰ網では、ＳＩＰ(Session Initiation Protocol) 等のプロトコルにて転送されるシグナリング、並びにＲＴＰ(Real-time Transport Protocol) 等のプロトコルで転送される映像データ、音声データ等のメディアの種類毎に異なる通信経路を経由したり、上り方向及び下り方向の通信経路で特性が異なることが多いにも関わらず、従来の方法では、通信状況の再現に関する処理を単一の条件で行うため、シグナリング、メディアの種類等のセッション毎に異なる通信経路を用いた通信状況を正確に再現し評価することはできないという問題がある。

しかもＶｏＩＰ網では、音声データの通信において、符号化及び復号化等の変換を伴うが、これによる通信品質への影響までは考慮されていないという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、通信に要するパケットに対する通信状況の再現に関する処理を実行する処理部を、パケットの送出方向及び／又は属性に対応付けて設定することにより、通信状況を正確に再現し評価することが可能な中継方法、該中継方法を適用した中継装置、該中継装置を備える通信システム、及び前記中継装置を実現するためのコンピュータプログラムの提供を主たる目的とする。

第１発明に係る中継方法は、一の通信装置から受信したパケットを他の通信装置へ送出する中継方法において、パケットの送出方向及び／又は属性に対応する仮想的な処理部を設定し、前記処理部により、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいて受信したパケットの送出時刻の導出を行い、前記処理部により、導出した時刻に基づくパケットの送出を行うことを特徴とする。

本発明の中継方法では、送出方向及び／又は属性毎に異なる処理部を用いることにより、マルチベンダーの環境で構築されるＶｏＩＰ網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信状況を正確にシミュレートし評価することが可能である。

第２発明に係る中継装置は、一の通信装置から受信したパケットを他の通信装置へ送出する中継装置において、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケットの送出時刻の導出及び導出した時刻に基づく送出を行う、パケットの送出方向及び／又は属性に対応する処理部を備えることを特徴とする。

本発明の中継装置では、送出方向及び／又は属性毎に異なる処理部を用いることにより、マルチベンダーの環境で構築されるＶｏＩＰ網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信状況を正確にシミュレートし評価することが可能である。

第３発明に係る中継装置は、一の通信装置から受信したパケットを他の通信装置へ送出する中継装置において、パケットの送出方向に対応する仮想的な処理部を設定する設定手段を備え、前記処理部は、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケットの送出時刻の導出及び導出した時刻に基づく送出を行うことを特徴とする。

本発明の中継装置では、送出方向毎に仮想的な処理部を設定することにより、ＶｏＩＰ網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信の状況を正確にシミュレートし評価することが可能である。

第４発明に係る中継装置は、第３発明において、前記通信状況情報は、パケットの消失率及び遅延時間の分布を示す情報を含み、前記処理部は、通信状況情報に含まれる消失率に基づきパケットを破棄する手段と、通信状況情報に含まれる遅延時間に基づきパケットを蓄積する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る中継装置では、パケットの消失率及び遅延時間の分布に基づき通信網の通信状況をシミュレートすることが可能である。

第５発明に係る中継装置は、第３発明又は第４発明において、処理部に対応付けて通信状況情報を記録してあることを特徴とする。

本発明に係る中継装置では、処理部に対して対応付けられた通信状況情報に基づきパケットの破棄及び蓄積等の処理を実行することにより、通信経路毎に異なる通信状況をシミュレートすることができるので、セッション毎に通信経路が設定される通信網を介しての通信を正確にシミュレートすることが可能である。

第６発明に係る中継装置は、第３発明乃至第５発明のいずれかにおいて、前記パケットは、制御用のプロトコルにて規定された制御用パケットであり、前記設定手段は、前記処理部に、前記制御用パケットを処理する仮想的なシグナリング処理部を設定することを特徴とする。

本発明に係る中継装置では、制御用のプロトコルに規定される受信したパケットの内容に基づく呼設定のための初期処理（ＩＮＶＩＴＥ処理）にてシグナリング処理部を設定することにより、制御用のシグナリングプロトコルであるＳＩＰ等のプロトコル毎に通信状況をシミュレートすることが可能である。

第７発明に係る中継装置は、第３発明乃至第６発明のいずれかにおいて、前記パケットは、ストリーミング通信用のプロトコルにて規定されるストリーミング通信用パケットであり、前記設定手段は、前記処理部に、前記ストリーミング通信用パケットを処理する仮想的なメディア処理部を設定することを特徴とする。

本発明に係る中継装置では、ＲＴＰ(Real-time Transport Protocol)等のストリーミング通信用のプロトコルにて規定される音声、映像等の種類を含むセッション毎にメディア処理部を設定することにより、セッション毎に通信経路が設定される通信網の通信状況を正確にシミュレートすることが可能であり、通話のみの通信、テレビ電話として用いられる映像を含む通信等のシミュレートする通信に応じてメディア処理部を適宜設定することが可能である。

第８発明に係る中継装置は、第３発明乃至第７発明のいずれかにおいて、一の物理的な通信線を介した複数の論理的な通信経路に夫々対応する論理的な通信ポートを複数設定する手段を更に備え、前記通信経路は、前記複数の処理部に夫々対応することを特徴とする。

本発明に係る中継装置では、ハードウェアであるネットワークカード等の一の通信手段を用いて論理的な通信ポートを複数設定することにより、一のハードウェアで、仮想的な複数の通信経路を設定することが可能であり、このため上り方向及び下り方向の通信経路、更には複数の通信を媒介する複数の通信経路に関する通信状況のシミュレートを限られたハードウェア構成で実現することが可能である。

第９発明に係る通信システムは、第２発明乃至第８発明のいずれかに記載の中継装置と、該中継装置を介して通信する複数の通信装置とを備えることを特徴とする。

本発明に係る通信システムでは、ＶｏＩＰ網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信の状況を正確にシミュレートし評価することが可能である。

第１０発明に係るコンピュータプログラムは、複数の装置と通信する手段を備えるコンピュータに、一の装置から受信したパケットを他の装置へ送出させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケット送出時刻の導出及び導出した時刻に基づく送出を行う仮想的な処理部を、パケットの送出方向及び／又は属性に対応付けて設定させることを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムでは、通信用コンピュータ等のコンピュータにて実行することで、コンピュータが通信状況をシミュレートすべく通信の中継を行う中継装置として動作し、ＶｏＩＰ網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信の状況を正確にシミュレートし評価することが可能である。

本発明に係る中継方法、中継装置、通信システム及びコンピュータプログラムでは、複数の通信装置間のパケット通信を中継する中継装置を用い、中継装置では、制御用のプロトコルにて規定される受信したパケットの内容に基づいて、パケットの送出方向及び／又は属性に対応するように仮想的な処理部を初期処理として設定し、処理部に対応付けられる通信状況情報にて示されるパケットの消失率及び遅延時間の分布に基づいて、初期処理後のパケットの通信を中継する。

この構成により、マルチベンダーの環境で構築されるＶｏＩＰ網等のプロトコル及びセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信状況を正確にシミュレートすることが可能であり、従って想定した通信網にて行われるＩＰ電話等の通信に係る通信品質を正確に評価することが可能である等、優れた効果を奏する。

さらに一の物理的な通信線が接続されたハードウェアであるネットワークカード等の一の通信手段を用い、複数の論理的な通信経路に夫々対応する論理的な通信ポートを複数設定することにより、一のハードウェアで、仮想的な複数の通信経路を設定することが可能であり、このため上り方向及び下り方向の通信経路、更には複数の通信を媒介する複数の通信経路に関する通信状況のシミュレートを限られたハードウェア構成で実現することが可能である等、優れた効果を奏する。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。本発明の通信品質評価システムでは、先ずＶｏＩＰ網等の既存の通信網のエンド・ツー・エンド、即ち端末装置間におけるパケットの遅延、消失率、揺らぎ等の通信状況である通信網の特性を、例えば本願出願人が出願した特願２００４−１８８９２２に記載している通信特性測定方法にて測定する。そして測定した結果に基づいて既存の通信網又は新たに設計した通信網の通信状況を、例えばＩＰ電話網に用いられる擬似網としてシミュレートする。そしてシミュレートしたＩＰ電話による通話を被験者が体感することにより、平均オピニオンスコア等の方法を用いて通信品質を評価する。なお、通信品質の評価は、既存の測定装置を用いるなどの方法もある。

図１は、本発明の通信システムを例示した概念図である。図１中１は、通信用コンピュータを用いた本発明の中継装置であり、中継装置１は、通信状況をシミュレートして通信品質を評価する場合に、評価すべき通信網上でのパケットの遅延を再現するパケットの送出時刻の導出、導出した送出時刻に基づくパケットの送出等の様々な処理を行う。中継装置１には、第１通信線１０１を介してリピータハブ、スイッチングハブ等の接続装置２が接続されており、接続装置２には、擬似網として用いられる第２通信線１０２，１０２を介して、ＩＰ電話機を用いた２台の通信装置３，３が接続されている。なお以降の説明において、夫々の通信装置３，３を特に区別する必要がある場合、送話側の通信装置３を第１通信装置３ａとし、受話側の通信装置３を第２通信装置３ｂとして区別する。

図２は、本発明の通信システムが備える各種装置の構成例を示すブロック図である。中継装置１は、装置全体を制御するＣＰＵ等の制御手段１１、本発明のコンピュータプログラム２００及びデータ等の各種情報を記録したＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体３００から各種情報を読み取るＣＤ−ＲＯＭドライブ等の補助記憶手段１２、補助記憶手段１２により読み取った各種情報を記録するハードディスク等の記録手段１３を備えている。そして記録手段１３から本発明のコンピュータプログラム２００及びデータ等の各種情報を読み取り、情報を一時的に記憶するＲＡＭ等の記憶手段１４に記憶させてコンピュータプログラム２００に含まれる各種手順を制御手段１１により実行することで、コンピュータは、本発明の中継装置１として動作する。さらに中継装置１は、接続装置２と通信するネットワークカード等の通信手段１５、及び時刻を示す時計手段１６を備えている。なお記録手段１３の記録領域の一部は、パケットの遅延時間の分布等の通信状況を示す通信状況情報を記録する通信状況データベース（通信状況ＤＢ）１３ａとして用いられる。なお記録手段１３の記録領域の一部を通信状況データベース１３ａとして用いるのではなく、中継装置１に接続する他の装置の記録領域の一部を通信状況データベース１３ａとして用いる様にしても良い。また記憶手段１４の記憶領域の一部には、通信経路に関する情報を記憶する経路テーブル１４ａ等の情報が記憶される。なお図１及び図２に示した本発明の中継装置１は、一の通信手段１５から１本の第１通信線１０１により接続装置２に接続し、接続装置２を介して２台の通信装置３，３と接続しているが、２台の通信装置３，３に夫々対応する２個の通信手段１５，１５を備えさせることにより、接続装置２を介さず、直接通信装置３，３と接続することも可能である。

通信装置３は、制御手段３１、記録手段３２、記憶手段３３、通信手段３４、デジタル信号として受信した音声データをアナログ信号に変換し、音声として出力する音声出力手段３５、及び音声として入力されたアナログ信号をデジタル信号の音声データに変換する音声入力手段３６を備えている。なお、通信装置３は、一般的なＩＰ電話機の端末装置を用いることが可能である。またＩＰ電話機能を備えた装置であればいかなる態様であっても良い。

図３は、本発明の中継装置１が備える通信状況データベース１３ａの記録内容の一例を概念的に示す図表である。通信状況データベース１３ａには、パケットの送出方向及び属性に対応する通信状況を示す通信状況情報として遅延時間の分布及びＣＯＤＥＣが記録されている。遅延時間の分布は、パケットの消失率（ロス率）、固定遅延、揺らぎ遅延等の項目及び項目に関するデータである設定値により示されている。通信状況データベース１３ａに記録している揺らぎ遅延の遅延時間とは、シミュレートすべきＶｏＩＰ網を介して送出されたパケットについて、到着が期待される時刻と実際に到着した時刻との差を示す遅延時間である。消失率とは、到着先に到着せずに消失するパケットの割合を百分率で示したものであり、図３に示す例では、１．１％となっている。固定遅延とは、通信網の物理的な距離、装置数等の通信網の構成を主因とする一定の遅延である。なお揺らぎ遅延のみを考慮する場合、固定遅延に示す数値は無くても良い。揺らぎ遅延とは、送出されたパケットの遅延時間の分布を、補助項目として示される分級された遅延時間及び該遅延時間の発生率を対応付けることにより示した値である。図３に示す例では、遅延時間を３０ｍｓ毎に分級しており、揺らぎ遅延が０ｍｓ以上３０ｍｓ未満である階級では、設定値として６１％という数値が対応付けられている。このことは０ｍｓ以上３０ｍｓ未満の揺らぎ遅延の発生する確率が６１％であることを示している。同様にして３０ｍｓ以上６０ｍｓ未満の揺らぎ遅延の発生する確率が１４％、６０ｍｓ以上９０ｍｓ未満の揺らぎ遅延の発生する確率が７％、そして９０ｍｓ以上の揺らぎ遅延の発生する確率が８％である。なお遅延時間の発生率は、ＶｏＩＰ網を伝送中に消失したパケットを除く到着したパケット内での割合を百分率で示したものである。ＣＯＤＥＣの項目には、音声データに対する符号化及び復号化の形式が設定値として対応付けられている。複数の通信網を介しての通信を再現する場合、符号化及び復号化の形式が夫々の通信網で異なる状況が生じる。図３に示す例では、複数の通信網を介しての通信にてｎ回の符号化及び復号化が行われるという設定を示している。

図３に例示した通信状況データベース１３ａは、中継装置１が中継するパケットの送出方向及び各属性に対応付けて複数記録されている。パケットの送出方向とは、第１通信装置３ａから第２通信装置３ｂ、第２通信装置３ｂから第１通信装置３ａ等の転送方向、所謂上り方向及び下り方向等の方向を示す。パケットの属性とは、パケットの送出元及び送出先となる装置、パケットのプロトコル、種類等の属性を示す。装置としては、送出元又は送出先となる通信装置３毎に設定されるが、電話番号、エイリアス等の区分についても考慮する様にしても良い。プロトコル毎とは、制御用のシグナリングプロトコルであるＳＩＰ、ストリーミング通信用プロトコルであるＲＴＰ／ＲＴＣＰ毎に通信状況データベース１３ａが設定されることを示す。パケットの種類毎とは、ストリーミング通信用プロトコルであるＲＴＰにて規定される音声(Audio) 、映像(Video) 等のセッション毎に通信状況データベース１３ａが設定されることを示す。

図４は、本発明の中継装置１が備える経路テーブル１４ａの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。経路テーブル１４ａには、索引に対応付けて、受付ポート、当該ポートによる通信の対象となる通信装置３のＩＰアドレス、当該通信装置３との後述する通信処理用に割り当てられた仮想デバイスを示す割当デバイス、当該通信装置３の電話番号等の経路情報が記録されている。

次に本発明の中継装置１にて実行される処理について説明する。図５は、本発明の中継装置１にて展開されるプログラムモジュールの一部の構成例及び他の構成との関係を概念的に示す機能ブロック図である。本発明の中継装置１では、制御手段１１の制御により、コンピュータプログラム２００を実行することで、記録手段１３及び／又は記憶手段１４上に、ＳＩＰ等のシグナリングプロトコルにて規定されたパケットを受け付ける仮想的なシグナリング受付部１０００、通信状況情報に基づいてパケットを処理する仮想的な複数の処理部１１００，１１００，…、経路テーブル１４ａに基づき経路制御を行う仮想的な経路処理部１２００、及びシグナリングプロトコルにて規定されたパケットに関する解析等の処理を行うシグナリング解析部１３００が設定される。シグナリング受付部１０００が受け付けるシグナリングプロトコルにて規定されたパケットとは、通信の開始を要求する通信装置３から最初に送出されるＳＩＰプロトコルのＩＮＶＩＴＥと呼ばれるパケット（以下、ＩＮＶＩＴＥパケットという）であり、中継装置１では、ＩＮＶＩＴＥパケットに基づいて経路及び処理部１１００，１１００，…が設定される。なお、シグナリングプロトコルはＳＩＰ以外のＨ．３２３等でも良い。シグナリングプロトコルがＨ．３２３の場合、シグナリング受付部１０００が受け付けるパケットは、Ｈ.２２５のＳＥＴＵＰと呼ばれるパケットになる。

シグナリング受付部１０００には、ＩＮＶＩＴＥパケットを受け付けるwell-knownポートを、各通信装置３，３，…に夫々対応させて複数設定する。すなわち、複数のwell-knownポートを、仮想受付ポート１００１，１００１，…として設定する。即ち中継装置１及び接続装置２間を接続する物理的な１本の第１通信線１０１を介して複数の通信装置３，３，…と通信する複数の論理的な通信経路を設定するために、夫々の通信装置からのＩＮＶＩＴＥパケットを受け付ける論理的な複数の仮想受付ポート１００１，１００１，…を設定する。なお、本実施例では、パケット転送の上り方向及び下り方向毎にシミュレーションの設定を行う場合は、図３に例示した通信状況データベース１３ａの設定が、この仮想受付ポート１００１，１００１，…毎に設定されているものとして説明する。その他、仮想受付ポート１００１は一つにして、発信先／発信元の電話番号、エイリアス等の区分に応じて上り方向及び下り方向のシミュレーションの設定を変更するようにすることも可能である。

処理部１１００，１１００，…は、中継する通信の対象となる各通信装置３，３，…に夫々対応しており、各処理部１１００には、ＩＮＶＩＴＥパケット等の制御用のプロトコルにて規定されたパケットに関する処理を行うシグナリング処理部１１１０（処理部）と、ストリーミング通信用のプロトコルにて規定されたパケットに関する処理を行うメディア処理部１１２０（処理部）とが含まれている。更にメディア処理部１１２０には、ストリーミングデータの種類、即ちセッション毎にセッション処理部１１２１，１１２１，…が設定される。セッション処理部１１２１，１１２１，…は、中継するストリーミングデータの種類に応じて任意の数が設定されるが、例えば、音声及び映像をそれぞれ１セッション分のＲＴＰにて転送する場合、音声用のＲＴＰ／ＲＴＣＰ、映像用のＲＴＰ／ＲＴＣＰの計４本のセッション制御のために、４個のセッション処理部１１２１，１１２１，１１２１，１１２１が設定されることになる。シグナリング処理部１１１０は、パケットの送受信に関する処理を行う送受信部１１１０ａ、受信したパケットに対して後述する遅延時間を加算する処理を行う遅延加算部１１１０ｂ、及びパケットを蓄積するバッファ１１１０ｃを含む。同様にしてメディア処理部１１２０に含まれる各セッション処理部１１２１，１１２１，…は、夫々送受信部１１２１ａ、遅延加算部１１２１ｂ及びバッファ１１２１ｃを含む。

経路処理部１２００は、受信したＩＮＶＩＴＥパケットの適切な送信先を選択して、処理部１１００を設定する処理と、受信したＩＮＶＩＴＥパケットを設定した処理部１１００に振り分ける処理とを行う。すなわち、シグナリング受付部１０００に設定された仮想受付ポート１００１にて受信したＩＮＶＩＴＥパケットを、送出元の通信装置３に対応する処理部１１００へ渡す処理を行う。また経路処理部１２００は、通信状況データベース１３ａ及び時計手段１６へのアクセス並びにシグナリング解析部１３００との情報の受け渡しにより、処理全体の管理及び制御を行う。

図５に示した記録手段１３及び／又は記憶手段１４上に展開されたプログラムモジュールを用いて本発明の中継装置１では、パケット通信の中継処理を行う。図６は、本発明の中継装置１の第１通信初期処理を示すフローチャートである。第１通信初期処理とは、通信の開始を要求する通信装置３からＩＮＶＩＴＥパケットを受信した場合に行われる経路及び処理部１１００の設定等の処理である。先ず通信装置３では、予め呼設定を行うＳＩＰプロキシサーバコンピュータとして設定されている本発明の中継装置１へＩＮＶＩＴＥパケットを発信する発呼処理を行う。中継装置１では、コンピュータプログラム２００を実行する制御手段１１の制御により、第１通信線１０１を介して通信手段１５によりＩＮＶＩＴＥパケットを受信し、受信したシグナリングパケットをシグナリング受付部１０００に設定された仮想受付ポート１００１にて受け付ける（Ｓ１０１）。

中継装置１は、制御手段１１の制御により、シグナリング解析部１３００にてシグナリングパケットを解析して、シグナリングパケットを送出した送話側の通信装置３（第１通信装置３ａ）に関するＩＰアドレス、電話番号等の経路情報を抽出し（Ｓ１０２）、抽出した経路情報及び受け付けた仮想受付ポート１００１を示す受付ポートを経路テーブル１４ａに記録する（Ｓ１０３）。

中継装置１は、制御手段１１の制御により、第１通信装置３ａ及び第２通信装置３ｂに夫々対応したシグナリング処理部１１１０を含む仮想的な２つの処理部１１００，１１００を設定し（Ｓ１０４）、更にＩＮＶＩＴＥパケットの内容に基づいて第１通信装置３ａに対応する処理部１１００にメディア処理部１１２０を設定し（Ｓ１０５）、設定した処理部１１００を仮想デバイスとして経路テーブル１４ａに記録し（Ｓ１０６）、ＩＮＶＩＴＥパケットの内容を経路テーブル１４ａに従って書き換える（Ｓ１０７）。ステップＳ１０７に示した書き換えとは、ＩＮＶＩＴＥパケットに送出元の装置として示されている第１通信装置３ａのＩＰアドレス等の経路情報を、中継装置１のＩＰアドレス等の経路情報に書き換え、送出先の装置として示されている中継装置１の経路情報を第２通信装置３ｂの経路情報に書き換える処理を示す。なお、送信先である第２通信装置３ｂに関する経路テーブル１４ａの項目は、事前に手動で設定しておく。当然、ＳＩＰのＲＥＧＩＳＴＥＲパケットを受け付けて、自動的に行うようにしても良い。ステップＳ１０７に示す書き換えを行うことにより、以降に示す処理にて第２通信装置３ｂへ送出したＩＮＶＩＴＥパケットに対しての応答に関する内容を含むパケットが、第２通信装置３ｂから中継装置１へ送出される。なお、ステップＳ１０５に示したメディア処理部１１２０の設定は、メディアの種類毎に複数設定してもよい。

そして中継装置１は、制御手段１１の制御により、第１通信装置３ａに対応するシグナリング処理部１１１０の遅延加算部１１１０ｂの処理として、第１通信装置３ａから第２通信装置３ｂへ送出する制御用パケットに対応する消失率及び遅延時間の分布を含む通信状況情報を経路テーブル１４ａの情報と併せて通信状況データベース１３ａから読み取り（Ｓ１０８）、読み取った通信状況情報に含まれる消失率に基づきシグナリングパケットを破棄するか否かを判定する（Ｓ１０９）。

ステップＳ１０９において、シグナリングパケットを破棄しないと判定した場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、中継装置１は、制御手段１１の制御により、第１通信装置３ａに対応するシグナリング処理部１１１０の遅延加算部１１１０ｂの処理として、通信状況情報に含まれる遅延時間の分布に基づいて遅延時間を算出し（Ｓ１１０）、算出した遅延時間及び時計手段１６が示す時刻に基づいてシグナリングパケットの送出予定時刻を導出し（Ｓ１１１）、導出した送出予定時刻を対応付けて、送出先となる第２通信装置３ｂに対応するシグナリング処理部１１１０のバッファ１１１０ｃに蓄積する（Ｓ１１２）。そして中継装置１では、制御手段１１の制御により、時計手段１６が示す時刻を参照して、第２通信装置３ｂに対応するシグナリング処理部１１１０のバッファ１１１０ｃに蓄積したシグナリングパケットが対応付けられた送出時刻に到達後、蓄積しているシグナリングパケットを、第２通信装置３ｂに対応する処理部１１００のシグナリング処理部１１１０に含まれる送受信部１１１０ａの処理により、通信手段１５から第１通信線１０１を介して第２通信装置３ｂへ送出する（Ｓ１１３）。ステップＳ１０９において、シグナリングパケットを破棄すると判定した場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、シグナリングパケットを破棄し（Ｓ１１４）、当該パケットに関する処理を終了する。ステップＳ１０８〜Ｓ１１４に係る遅延加算部１１１０ｂによるパケットの破棄、遅延時間の算出等の処理は、既に公開されている技術も含め様々なアルゴリズムを用いることが可能であるが、ここでは本願出願人が出願した国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／１９６４２に示したアルゴリズムを推奨する。

図７は、本発明の中継装置１の第２通信初期処理を示すフローチャートである。第２通信初期処理とは、第１通信処理にて第２通信装置３ｂへ送出したＩＮＶＩＴＥパケットに対しての応答に関する内容を含むパケット（以下、応答パケットという）を、第２通信装置３ｂから受信した場合に行う処理である。中継装置１では、コンピュータプログラム２００を実行する制御手段１１の制御により、第１通信線１０１を介して通信手段１５により応答パケットを受信して第２通信装置３ｂに対応する処理部１１００のシグナリング処理部１１１０に含まれる送受信部１１１０ａにて受け付ける（Ｓ２０１）。

中継装置１は、制御手段１１の制御により、応答パケットの内容に基づいて第２通信装置３ｂに対応する処理部１１００にメディア処理部１１２０を設定し（Ｓ２０２）、応答パケットの内容を経路テーブル１４ａに従って書き換える（Ｓ２０３）。ステップＳ２０３に示した書き換えとは、応答パケットに送出元の装置として示されている第２通信装置３ｂのＩＰアドレス等の経路情報を、中継装置１のＩＰアドレス等の経路情報に書き換え、送出先の装置として示されている中継装置１の経路情報を第１通信装置３ａの経路情報に書き換える処理を示す。なお、ステップＳ２０２に示したメディア処理部１１２０の設定は、メディアの種類毎に複数設定してもよい。

そして中継装置１は、制御手段１１の制御により、第２通信装置３ｂに対応するシグナリング処理部１１１０の遅延加算部１１１０ｂの処理として、第２通信装置３ｂから第１通信装置３ａへ送出する制御用パケットに対応する消失率及び遅延時間の分布を含む通信状況情報を経路テーブル１４ａの情報と併せて通信状況データベース１３ａから読み取り（Ｓ２０４）、読み取った通信状況情報に含まれる消失率に基づき応答パケットを破棄するか否かを判定する（Ｓ２０５）。

ステップＳ２０５において、応答パケットを破棄しないと判定した場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、中継装置１は、制御手段１１の制御により、第２通信装置３ｂに対応するシグナリング処理部１１１０の遅延加算部１１１０ｂの処理として、通信状況情報に含まれる遅延時間の分布に基づいて遅延時間を算出し（Ｓ２０６）、算出した遅延時間及び時計手段１６が示す時刻に基づいて応答パケットの送出予定時刻を導出し（Ｓ２０７）、導出した送出予定時刻を対応付けて、送出先となる第１通信装置３ａに対応するシグナリング処理部１１１０のバッファ１１１０ｃに蓄積する（Ｓ２０８）。そして中継装置１では、制御手段１１の制御により、時計手段１６が示す時刻を参照して、第１通信装置３ａに対応するシグナリング処理部１１１０のバッファ１１１０ｃに蓄積した応答パケットが対応付けられた送出時刻に到達後、蓄積している応答パケットを、第１通信装置３ａに対応する処理部１１００のシグナリング処理部１１１０に含まれる送受信部１１１０ａの処理により、通信手段１５から第１通信線１０１を介して第１通信装置３ａへ送出する（Ｓ２０９）。ステップＳ２０５において、応答パケットを破棄すると判定した場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、応答パケットを破棄し（Ｓ２１０）、当該パケットに関する処理を終了する。ステップＳ２０４〜Ｓ２１０に係る遅延加算部１１１０ｂによるパケットの破棄、遅延時間の算出等の処理は、既に公開されている技術も含め様々なアルゴリズムを用いることが可能であるが、ここでは本願出願人が出願した国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／１９６４２に示したアルゴリズムを推奨する。さらに、応答パケットが続く場合は、この第２通信初期処理を繰り返す。ただし、Ｓ２０２のメディア処理部１１２０の設定は一度行っていれば不要である。また通信装置３，３の送話側と受話側とが入れ替わる場合もある。このように図６及び図７を用いて示した第１通信初期処理及び第２通信初期処理により、プロトコル、セッション等の属性並びに送出方向（送出元の装置）毎に複数の処理部１１００、シグナリング処理部１１１０、メディア処理部１１２０等が設定される。また第１通信初期処理及び第２通信初期処理により、第１通信装置３ａ及び第２通信装置３ｂでは、通信経路を確立する呼設定処理が完了したと認識する。

図８は、本発明の中継装置１の通信中継処理を示すフローチャートである。通信中継処理とは、第１通信初期処理及び第２通信初期処理により通信経路が確立された後に行われるストリーミング通信を中継する処理である。送話側となる第１通信装置３ａでは、ＲＴＰ、ＲＴＣＰ等のプロトコルにて規定される音声、映像等のメディア情報をペイロードであるストリーミングデータとして含むストリーミング通信用のパケット（以下、メディアパケットという）を第２通信装置３ｂへ到達させるべく中継装置１へ送出する。中継装置１では、コンピュータプログラム２００を実行する制御手段１１の制御により、第１通信線１０１を介して通信手段１５によりメディアパケットを受信し、受信したメディアパケットを第１通信装置３ａに対応し、かつ中継するストリーミングデータの種類に対応する処理部１１００のメディア処理部１１２０に含まれる送受信部１１２１ａにて受け付ける（Ｓ３０１）。

中継装置１は、制御手段１１の制御により、第１通信装置３ａ及び受信したメディアパケットに含まれるストリーミングデータの種類に対応するメディア処理部１１２０の遅延加算部１１２１ｂの処理として、第１通信装置３ａから第２通信装置３ｂへ送出する送出方向、及びプロトコル、種類等の属性に対応する消失率及び遅延時間の分布を含む通信状況情報を経路テーブル１４ａの情報と併せて通信状況データベース１３ａから読み取り（Ｓ３０２）、読み取った通信状況情報に含まれる消失率に基づきメディアパケットを破棄するか否かを判定する（Ｓ３０３）。ステップＳ３０３において、メディアパケットを破棄しないと判定した場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、中継装置１では、制御手段１１の制御により、メディアパケットに対して一又は複数回の符号化及び復号化処理を行う（Ｓ３０４）。ステップＳ３０４の符号化及び復号化処理とは、本来の通信網を介しての通信時に行われるＣＯＤＥＣを再現する処理である。従って想定している通信に用いられる通信網が、複数の通信網を介して行われ、夫々の通信網を転送中に何度も符号化及び復号化が行われる場合、夫々に定義された処理方法（アルゴリズム）に則した複数回の符号化及び復号化を実行する。なお符号化及び復号化の条件、即ち個々の符号化及び復号化として行われる処理方法は、経路テーブル１４ａに記録しているＣＯＤＥＣの設定値を参照して決定される。

中継装置１では、制御手段１１の制御により、第１通信装置３ａに対応するメディア処理部１１２０の遅延加算部１１２１ｂの処理として、通信状況情報に含まれる遅延時間の分布に基づいて遅延時間を算出し（Ｓ３０５）、算出した遅延時間及び時計手段１６が示す時刻に基づいてメディアパケットの送出予定時刻を導出し（Ｓ３０６）、導出した送出予定時刻を対応付けて、第１通信装置３ａに対応するメディア処理部１１２０のバッファ１１２１ｃに蓄積する（Ｓ３０７）。

図９は、本発明の中継装置１にて設定されるバッファ１１２１ｃに蓄積されるパケットの例を概念的に示す説明図である。バッファ１１２１ｃには、索引に対応付けて、各パケットの送出予定時刻、送出先となる通信装置３のＩＰアドレス及びポート番号、並びにパケットデータが記録されている。送出予定時刻とは、中継装置１が通信状況情報に基づいて導出したパケットの送出時刻である。パケットデータとは、各パケットのデータ部に示される情報としては、本発明では、音声を再現するための音声データ等の情報が含まれる。なお前述シグナリングパケット、及びＲＴＣＰパケットについても同様の形式により蓄積される。

図８のフローチャートに戻り、中継装置１では、制御手段１１の制御により、時計手段１６が示す時刻を参照して、第１通信装置３ａに対応するメディア処理部１１２０のバッファ１１２１ｃに蓄積したメディアパケットが対応付けられた送出時刻に到達後、蓄積しているメディアパケットを、第１通信装置３ａに対応する処理部１１００のメディア処理部１１２０に含まれる送受信部１１２１ａの処理により、通信手段１５から第１通信線１０１を介して第２通信装置３ｂへ送出する（Ｓ３０８）。ステップＳ３０３において、メディアパケットを破棄すると判定した場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、メディアパケットを破棄し（Ｓ３０９）、当該パケットに関する処理を終了する。ステップＳ３０３〜Ｓ３０９に係る遅延加算部１１２１ｂによるパケットの破棄、遅延時間の算出等の処理は、既に公開されている技術も含め様々なアルゴリズムを用いることが可能であるが、ここでは本願出願人が出願した国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／１９６４２に示したアルゴリズムを推奨する。

図８を用いて説明した様にメディアパケットは、応答を必要としない一方向の転送であるため、シグナリングパケット及び応答パケットにて行ったパケットの内容の書換処理は要しない。またシグナリングパケット及び応答パケットは、送出先である第２通信装置３ｂ（応答パケットは、第１通信装置３ａ）に対応する処理部１１００に含まれるシグナリング処理部１１１０のバッファ１１１０ｃに蓄積されるのに対し、メディアパケットは送出元である第１通信装置３ａに対応する処理部１１００に含まれるメディア処理部１１２１のバッファ１１２１ｃに蓄積されるという差異がある。

上述した処理により中継装置１は、送出時刻に基づいてメディアパケットを第２通信装置３ｂへ送出し、第２通信装置３ｂを操作する被験者は、受信したメディアパケットに基づき第２通信装置３ｂから出力される音声を試聴する。出力される音声の品質は、通信状況データベース１３ａに記録された情報に基づく、メディアパケットが通過する通信網の通信状況を再現した通信品質である。

前記実施の形態では、ＩＰ電話機として用いられるＶｏＩＰ網の通信状況を再現して通信品質を評価する形態を示したが、本発明はこれに限らず、テレビジョン映像のストリーミング配信に関する通信品質の評価に用いる等、様々な形態に展開することが可能である。また、第１通信装置及び第２通信装置間の送受信の方向が入れ替わっても良いし、双方向の通信を行っても良いことは自明である。

また前記実施の形態では、第１通信装置及び第２通信装置の１組の通信装置間の通信を中継する形態を示したが、本発明はこれに限らず、２組以上の通信装置間の通信を中継する様にしても良い。

また、本実施の形態では、通信網を介しての音声データの通信時に行われるＣＯＤＥＣ(Coder-Decoder) による音声データの符号化及び復号化の処理を再現することにより、実際の通信状況を正確にシミュレートすることが可能である。

また、本実施の形態では、受信したパケットに含まれるデータに対して処理方法が夫々定義された複数回の符号化及び復号化を行うことにより、異なるＣＯＤＥＣ処理が行われる複数の通信網を介しての通信を再現することができるので、実際の通信状況を正確にシミュレートすることが可能である。特に、ＩＰ網のみならず、回線交換網等を含む場合であっても、それぞれの通信網における符号化及び復号化の方式の違いを反映したシミュレートが可能となる。

本発明の通信システムを例示した概念図である。 本発明の通信システムが備える各種装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の中継装置が備える通信状況データベースの記録内容の一例を概念的に示す図表である。 本発明の中継装置が備える経路テーブルの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。 本発明の中継装置にて展開されるプログラムモジュールの一部の構成例及び他の構成との関係を概念的に示す機能ブロック図である。 本発明の中継装置の第１通信初期処理を示すフローチャートである。 本発明の中継装置の第２通信初期処理を示すフローチャートである。 本発明の中継装置の通信中継処理を示すフローチャートである。 本発明の中継装置にて設定されるバッファに蓄積されるパケットの例を概念的に示す説明図である。

符号の説明

１ 中継装置
１０００ シグナリング受付部
１００１ 仮想受付ポート
１１００ 処理部
１１１０ シグナリング処理部
１１２０ メディア処理部
１１２１ セッション処理部
２ 接続装置
３ 通信装置
２００ コンピュータプログラム
３００ 記録媒体

Claims (10)

1. 一の通信装置から受信したパケットを他の通信装置へ送出する中継方法において、
   パケットの送出方向及び／又は属性に対応する仮想的な処理部を設定し、
   前記処理部により、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいて受信したパケットの送出時刻の導出を行い、
   前記処理部により、導出した時刻に基づくパケットの送出を行う
   ことを特徴とする中継方法。
2. 一の通信装置から受信したパケットを他の通信装置へ送出する中継装置において、
   予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケットの送出時刻の導出及び導出した時刻に基づく送出を行う、パケットの送出方向及び／又は属性に対応する処理部を備えることを特徴とする中継装置。
3. 一の通信装置から受信したパケットを他の通信装置へ送出する中継装置において、
   パケットの送出方向に対応する仮想的な処理部を設定する設定手段を備え、
   前記処理部は、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケットの送出時刻の導出及び導出した時刻に基づく送出を行うことを特徴とする中継装置。
4. 前記通信状況情報は、パケットの消失率及び遅延時間の分布を示す情報を含み、
   前記処理部は、
   通信状況情報に含まれる消失率に基づきパケットを破棄する手段と、
   通信状況情報に含まれる遅延時間に基づきパケットを蓄積する手段と
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の中継装置。
5. 処理部に対応付けて通信状況情報を記録してあることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の中継装置。
6. 前記パケットは、制御用のプロトコルにて規定された制御用パケットであり、
   前記設定手段は、前記処理部に、前記制御用パケットを処理する仮想的なシグナリング処理部を設定する
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の中継装置。
7. 前記パケットは、ストリーミング通信用のプロトコルにて規定されるストリーミング通信用パケットであり、
   前記設定手段は、前記処理部に、前記ストリーミング通信用パケットを処理する仮想的なメディア処理部を設定することを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の中継装置。
8. 一の物理的な通信線を介した複数の論理的な通信経路に夫々対応する論理的な通信ポートを複数設定する手段を更に備え、
   前記通信経路は、前記複数の処理部に夫々対応する
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の中継装置。
9. 請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の中継装置と、
   該中継装置を介して通信する複数の通信装置と
   を備えることを特徴とする通信システム。
10. 複数の装置と通信する手段を備えるコンピュータに、一の装置から受信したパケットを他の装置へ送出させるコンピュータプログラムにおいて、
    コンピュータに、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケット送出時刻の導出及び導出した時刻に基づく送出を行う仮想的な処理部を、パケットの送出方向及び／又は属性に対応付けて設定させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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