JP4904215B2 - 伝送遅延測定装置及び伝送遅延測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、送信側通信端末によって一定間隔で送信されるパケットをパケット伝送経路を介して受信するパケット受信部と、送信側通信端末によってパケットが送信されてから、送信されたパケットをパケット受信部が受信するまでの時間である伝送遅延を算出する伝送遅延算出部とを備える伝送遅延測定装置及び伝送遅延測定方法に関する。

従来、パケット伝送経路の特性を評価する場合などにおいて、送信側通信端末によってパケットが送信されてから受信側通信端末が当該パケットを受信するまでの時間（以下、「伝送遅延」）を測定する技術が用いられている。

具体的には、受信側通信端末には、伝送遅延を測定する伝送遅延測定装置が設けられる。伝送遅延測定装置は、パケット受信部及び伝送遅延算出部を備える。

パケット受信部は、送信側通信端末によって一定間隔で送信されるパケットをパケット伝送経路を介して受信する。伝送遅延算出部は、パケット受信部が受信したパケットに基づいて伝送遅延を算出する。

具体的には、伝送遅延算出部は、次の（１）又は（２）の算出手法によって伝送遅延を算出することが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

（１）送信側通信端末がパケットを送信した時刻を示すタイムスタンプがパケットに含まれている場合、伝送遅延算出部は、パケット受信部がパケットを受信した時刻と、パケットに含まれているタイムスタンプとの差分を伝送遅延として算出する。

（２）伝送遅延測定装置は、ＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）パケット又はＰＩＮＧ（Packet INternet Groper）を送信側通信端末と送受信することによって、パケット伝送経路の往復時間（ＲＴＴ；Round Trip Time）を測定する。また、伝送遅延算出部は、測定した往復時間の半分の時間を伝送遅延として算出する。
特開２００４−２２２２５７号公報（第６頁、第１図）

上述した算出手法（１）では、送信側通信端末及び伝送遅延測定装置が同期していることが前提となる。しかし、送信側通信端末及び伝送遅延測定装置は、非同期であることも多い。

上述した算出手法（２）では、伝送遅延測定装置が送信側通信端末から受信するパケット（以下、「受信パケット」）の伝送遅延と、伝送遅延測定装置が送信側通信端末に送信するパケット（以下、「送信パケット」）の伝送遅延とが等しいことが前提となる。

すなわち、算出手法（２）では、伝送遅延算出部は、受信パケットの伝送遅延と送信パケットの伝送遅延とが異なる場合には、往復時間の半分の時間を受信パケットの伝送遅延として算出することができない。

特に、受信側通信端末が無線基地局と無線通信を行う場合には、受信パケットに適用される無線通信方式と、送信パケットに適用される無線通信方式とが異なることがある。この場合、受信パケットの伝送遅延と送信パケットの伝送遅延とが大幅に異なることがあり、算出手法（２）を適用することは極めて困難になる。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、送信側通信端末及び受信側通信端末が非同期である場合や、送信パケットの伝送遅延と受信パケットの伝送遅延とが異なる場合であっても、受信パケットの伝送遅延を測定することが可能な伝送遅延測定装置及び伝送遅延測定方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、送信側通信端末（ＩＰ電話端末４）によって一定間隔で送信されるパケット（ＲＴＰパケット）を、前記送信側通信端末との間のパケット伝送経路（パケット伝送経路Ｒ１，Ｒ２及びＲ３）を介して受信するパケット受信部（パケット受信部１５１ｂ）と、前記送信側通信端末によってパケットが送信されてから、送信されたパケットを前記パケット受信部が受信するまでの時間である伝送遅延（Tdly）を算出する伝送遅延算出部（伝送特性測定部１５ａ）とを備える伝送遅延測定装置であって、前記パケット受信部がパケットを受信する間隔の平均値を、前記送信側通信端末がパケットを送信する送信間隔（Tjtr）として算出する送信間隔算出部（送信間隔算出部１５２ｂ）と、前記パケット受信部が受信した複数のパケットの中から、前記伝送遅延を算出する基準となる基準パケット（ＲＴＰパケットsn0）を特定する基準パケット特定部（伝送遅延情報生成部１５２ｄ）と、前記パケット受信部が前記基準パケットを受信してから、前記パケット受信部が前記基準パケットよりも後のパケット（ＲＴＰパケットsn）を受信するまでの時間である受信経過時間（Trec(sn) - Trec(sn0)）を算出する受信経過時間算出部（相対遅延算出部１５２ｃ）と、前記送信間隔算出部によって算出された前記送信間隔に基づいて、前記送信側通信端末が前記基準パケットを送信してから、前記送信側通信端末が前記後のパケットを送信するまでの時間である送信経過時間（Tjtr × ( sn - sn0 )）を算出する送信経過時間算出部（相対遅延算出部１５２ｃ）とを備え、前記伝送遅延算出部は、前記受信経過時間算出部によって算出された前記受信経過時間と前記送信経過時間算出部によって算出された前記送信経過時間との差分（( Trec(sn) - Trec(sn0) ) - Tjtr × ( sn - sn0 )）により、前記後のパケットの伝送遅延（Tdly(sn) ）を算出することを要旨とする。

このような特徴によれば、基準パケットの伝送遅延に対し、基準パケットよりも後のパケットについての受信経過時間と送信経過時間との差分を加えることによって、前記後のパケットの伝送遅延が算出される。つまり、タイムスタンプやＲＴＴを用いることなく、伝送遅延が測定される。このため、送信側通信端末及び受信側通信端末が非同期である場合や、送信パケットの伝送遅延と受信パケットの伝送遅延とが異なる場合であっても、受信パケットの伝送遅延を測定することが可能な伝送遅延測定装置を提供することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記基準パケット特定部は、前記パケット受信部が受信した前記複数のパケットの中から伝送遅延が最小であるパケットを前記基準パケットとして特定することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記パケット伝送経路上の無線通信装置（無線基地局３１、無線基地局３２、アクセスポイント３３）と無線通信を実行する無線通信部（ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ、Ｗ−ＬＡＮ通信部１２ｃ）と、前記無線通信部が前記無線通信装置から受信した無線信号の品質である受信品質（例えばＲＳＳＩ）を取得する受信品質取得部（無線情報取得部１５１ａ）とをさらに備え、前記送信間隔算出部は、前記受信品質が所定の閾値以上となる期間において前記パケット受信部が受信したパケットを用いて前記送信間隔を算出することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、複数の無線通信方式（ＥＶ-ＤＯ、ＷｉＭＡＸ、Ｗ−ＬＡＮ）に対応可能な無線通信部（ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ、Ｗ−ＬＡＮ通信部１２ｃ）と、前記無線通信方式と、前記無線通信方式における最小の伝送遅延（基準伝送遅延）とを対応付けて記憶する伝送遅延記憶部（伝送遅延記憶部１８ｃ）とをさらに備え、前記伝送遅延算出部は、前記パケット受信部が前記基準パケットを受信した時点で前記無線通信部が使用している無線通信方式に対応する伝送遅延を前記伝送遅延記憶部から取得する伝送遅延取得部（伝送遅延情報生成部１５２ｄ）と、前記伝送遅延取得部によって取得された伝送遅延を、前記基準パケットの伝送遅延として設定する伝送遅延設定部（伝送遅延情報生成部１５２ｄ）とを備えることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記送信側通信端末によって送信されるパケットには、音声データが含まれており、前記パケット受信部が第１測定期間（規定期間）において受信したパケットの伝送遅延に基づいて、音声品質の評価値（Ｒ値）を算出する評価値算出部（ＲＴＰテスタ部１５ｂ）をさらに備え、前記伝送遅延算出部は、前記パケット受信部が前記第１測定期間よりも短い第２測定期間（評価対象期間）において受信したパケットの伝送遅延を算出する短期間算出部（伝送特性情報生成部１５２ｄ）と、前記短期間算出部によって算出された伝送遅延を前記第１測定期間が満了するまで繰り返して出力する伝送遅延出力部（伝送特性情報生成部１５２ｄ）とを備え、前記評価値算出部は、前記伝送遅延出力部によって出力された伝送遅延に基づいて、前記評価値を算出することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、送信側通信端末によってパケットが送信されてから、送信されたパケットを受信するまでの時間である伝送遅延を測定する伝送遅延測定方法であって、前記送信側通信端末によって一定間隔で送信されるパケットを、前記送信側通信端末との間のパケット伝送経路を介して受信するステップと、前記受信するステップにおいてパケットを受信する間隔の平均値を、前記送信側通信端末がパケットを送信する送信間隔として算出するステップと、前記受信するステップにおいて受信した複数のパケットの中から、前記伝送遅延を算出する基準となる基準パケットを特定するステップと、前記受信するステップにおいて前記基準パケットを受信してから、前記受信するステップにおいて前記基準パケットよりも後のパケットを受信するまでの時間である受信経過時間を算出するステップと、前記送信間隔算出部によって算出された前記送信間隔に基づいて、前記送信側通信端末が前記基準パケットを送信してから、前記送信側通信端末が前記後のパケットを送信するまでの時間である送信経過時間を算出するステップと、前記受信経過時間と前記送信経過時間との差分により、前記後のパケットの伝送遅延を算出するステップとを備えることを要旨とする。

本発明によれば、送信側通信端末及び受信側通信端末が非同期である場合や、送信パケットの伝送遅延と受信パケットの伝送遅延とが異なる場合であっても、受信パケットの伝送遅延を測定することが可能な伝送遅延測定装置及び伝送遅延測定方法を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下においては、（１）通信システムの全体概略構成、（２）無線端末の構成、（３）無線端末の動作、（４）具体例、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態の順に説明する。

なお、以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）通信システムの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る通信システム１０の全体概略構成図である。本実施形態では、ＶｏＩＰに適用される通信システム１０について説明する。

通信システム１０は、複数の無線通信システムを含む。具体的には、通信システム１０は、第３世代携帯電話システムの一種であるcdma 2000 n x evolution - data only(ＥＶ−ＤＯ)に準拠した無線通信システム、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅによって規定される無線通信システム（以下、「ＷＩＭＡＸ」（登録商標））、及びＩＥＥＥ８０２．１１などによって規定される無線ＬＡＮシステム（以下、「Ｗ−ＬＡＮ」）を含む。

通信システム１０は、無線端末１、無線基地局３１、無線基地局３２、アクセスポイント３３、通信ネットワーク３、及びＩＰ電話端末４を有する。通信ネットワーク３は、インターネットなどのＩＰ網である。

ＩＰ電話端末４及び無線端末１は、通信ネットワーク３を介して、ＶｏＩＰを利用した音声通話を実行する。

具体的には、ＩＰ電話端末４及び無線端末１は、音声データを符号化し、符号化した音声データを含む音声パケットを一定間隔で送信する。また、ＩＰ電話端末４及び無線端末１は、受信した音声パケットから音声データを復号し、音声を出力する。

本実施形態では、音声データのパケット化及び転送のプロトコルとして、ＲＴＰが使用される。以下においては、ＲＴＰに従って生成されたパケットをＲＴＰパケットと呼ぶ。なお、呼制御プロトコルとしては、例えばＳＩＰ（Session Initiation Protocol）が使用される。

無線基地局３１は、ＥＶ-ＤＯに準拠した無線通信システムに含まれる。無線基地局３２は、ＷｉＭＡＸに準拠した無線通信システムに含まれる。アクセスポイント３３は、Ｗ−ＬＡＮに準拠した無線通信システムに含まれる。

無線端末１は、無線基地局３１、無線基地局３２及びアクセスポイント３３と無線通信を実行することができる。つまり、無線端末１は、ＥＶ-ＤＯに準拠した無線通信システム、ＷｉＭＡＸに準拠した無線通信システム、及びＩＥＥＥ８０２．１１などによって規定されるＷＬＡＮに接続することができる。

無線端末１は、無線端末１の移動に伴ってハンドオーバを実行する。図１の例では、無線端末１がハンドオーバを実行することによって、パケット伝送経路がＲ１，Ｒ２及びＲ３の順で切り替っている。

また、無線端末１は、ＩＰ電話端末４によって送信されたＲＴＰパケットを受信し、受信したＲＴＰパケットに基づいて音声品質の評価値（Ｒ値）を算出する。すなわち、無線端末１は、評価値を算出するＲＴＰテスタ部１５ｂ（図３参照）を具備し、ＲＴＰテスタ部１５ｂを用いて評価値を得る。

ＲＴＰテスタ部１５ｂにおける音声評価は、最低６０秒間の測定時間（規定期間）を要する。しかしながら、ハンドオーバ時点における音声評価を行う場合、１秒間程度の評価対象期間において音声評価を行う必要がある。

本実施形態では、無線端末１は、１秒間程度の評価対象期間において受信されたＲＴＰパケットの情報を用いて、６０秒間の測定時間（規定期間）を要するＲＴＰテスタ部１５ｂにて、評価対象期間の音声品質の評価を行う。

さらに、無線端末１は、算出した評価値（Ｒ値）に基づいて音声品質が悪化したと判断した場合、音声符号化方式を低レート用の符号化方式に切り替え、音声通話を維持する。一方、無線端末１は、音声品質が良好と判断した場合には、音声符号化方式を高レート用の符号化方式に切り替え、音声品質を向上させる。

（２）無線端末の構成
次に、図２及び図３を用いて、無線端末１の構成について説明する。

（２．１）無線端末の概略構成
図２は、無線端末１の概略構成図である。図２に示すように、無線端末１は、アンテナ１１ａ〜１１ｃ、ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ、Ｗ−ＬＡＮ通信部１２ｃ、操作部１３、音声コーデック部１４、制御部１５、マイク１６ａ、スピーカ１６ｂ、表示部１７、及び記憶部１８を有する。

ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａは、無線基地局３１との間において、ＥＶ-ＤＯに従った無線信号を、アンテナ１１ａを介して送受信する。ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂは、無線基地局３２との間において、ＷｉＭＡＸに従った無線信号を、アンテナ１１ｂを介して送受信する。Ｗ−ＬＡＮ通信部１２ｃは、アクセスポイント３３との間において、Ｗ−ＬＡＮに従った無線信号を、アンテナ１１ｃを介して送受信する。

また、ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ及びＷ−ＬＡＮ通信部１２ｃは、無線信号とベースバンド信号との変換を実行し、ベースバンド信号を制御部１５と送受信する。

操作部１３は、テンキーやファンクションキーなどによって構成され、ユーザの操作内容を入力するために用いられるインタフェースである。

音声コーデック部１４は、マイク１６ａから取得した音声データを符号化し、制御部１５から取得した音声データを復号する。マイク１６ａは、音声を集音し、集音された音声に基づいて音声データを、音声コーデック部１４を介して制御部１５に入力する。スピーカ１６ｂは、制御部１５から取得した音声データに基づいて、音声コーデック部１４を介して音声を出力する。

表示部１７は、制御部１５を介して、受信した画像を表示したり、操作内容（入力電話番号やアドレスなど）を表示したりする。

制御部１５は、無線端末１が具備する各種機能を制御する。また、制御部１５は、ＲＴＰ、ＩＰ、及びＳＩＰなどの各種のプロトコルを実行する。記憶部１８は、無線端末１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。

（２．２）無線端末の詳細構成
図３は、無線端末１の詳細構成、具体的には、制御部１５及び記憶部１８によって実行される各機能の機能ブロック図である。なお、以下においては、本発明に関連する点について主に説明する。

図３に示すように、無線端末１は、伝送特性測定部１５ａ、ＲＴＰテスタ部１５ｂ及び符号化制御部１５ｃを有する。

伝送特性測定部１５ａは、各無線通信部（ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ及びＷ−ＬＡＮ通信部１２ｃ）と、音声コーデック部１４との間で送受信されるＲＴＰパケットを取得する。また、伝送特性測定部１５ａは、ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ及びＷ−ＬＡＮ通信部１２ｃから、無線通信に関する情報（以下、「無線情報」）を取得する。

伝送特性測定部１５ａは、取得したＲＴＰパケットと、無線情報とに基づいて、パケット伝送経路Ｒ１，Ｒ２又はＲ３の特性を示す伝送特性情報を測定する。具体的には、伝送特性測定部１５ａは、伝送遅延及びパケットロスを測定する。

ＲＴＰテスタ部１５ｂは、伝送特性測定部１５ａによって測定された伝送測定情報に基づいて、評価値（Ｒ値）を算出する。具体的には、ＲＴＰテスタ部１５ｂは、伝送測定情報を用いてパケット伝送経路をエミュレートし、規定期間において音声評価を行う。

符号化制御部１５ｃは、ＲＴＰテスタ部１５ｂによって算出された評価値（Ｒ値）に応じて、音声符号化方式を制御する。

以下、伝送特性測定部１５ａ及びＲＴＰテスタ部１５ｂの詳細構成について説明する。

（２．２．１）伝送特性測定部の詳細構成
伝送特性測定部１５ａは、無線情報取得部１５１ａ、パケット受信部１５１ｂ、無線情報記憶部１８ａ、受信パケット情報記憶部１８ｂ、安定期間特定部１５２ａ、送信間隔算出部１５２ｂ、相対遅延算出部１５２ｃ、伝送特性情報生成部１５２ｄ、評価対象期間選択部１５３ａ、無線方式特定部１５３ｂ、基準伝送遅延記憶部１８ｃ、計時部１５４ａ、及び時間拡張制御部１５４ｂを有する。

無線情報取得部１５１ａは、ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ及びＷ−ＬＡＮ通信部１２ｃから、無線情報を取得する。無線情報は、例えば、無線信号の受信品質（ＲＳＳＩやＳＮＲ）や、基地局識別子である。取得された無線情報は、無線情報記憶部１８ａに格納される。また、無線情報は、接続中の無線通信システムを示す情報を含む。

パケット受信部１５１ｂは、ＲＴＰパケットを受信する。また、パケット受信部１５１ｂは、受信したＲＴＰパケットの受信時刻及びシーケンス番号などを、受信パケット情報として受信パケット情報記憶部１８ｂに格納する。

安定期間特定部１５２ａは、無線情報記憶部１８ａに格納された受信品質情報から、無線通信が安定している（例えば、受信品質が閾値以上である）期間を特定する。

送信間隔算出部１５２ｂは、安定期間特定部１５２ａによって特定された期間におけるＲＴＰパケットの受信時刻を、受信パケット情報記憶部１８ｂから取得する。送信間隔算出部１５２ｂは、取得した受信時刻から、ＩＰ電話端末４がＲＴＰパケットを送信する送信間隔を算出する。

相対遅延算出部１５２ｃは、受信パケット情報に基づいて、評価対象期間選択部１５３ａによって選択された評価対象期間における相対伝送遅延を算出する。

また、相対遅延算出部１５２ｃは、受信パケット情報から、評価対象期間におけるＲＴＰパケットをシーケンス番号に従ってソートすることによって、パケット伝送経路Ｒ１，Ｒ２又はＲ３において損失したパケット（パケットロス）を特定する。

無線方式特定部１５３ｂは、評価対象期間において通信に用いられている無線通信システムを特定する。

伝送特性情報生成部１５２ｄは、無線方式特定部１５３ｂによって特定された無線通信システムに従い、対応する基準伝送遅延を基準伝送遅延記憶部１８ｃから取得する。また、伝送特性情報生成部１５２ｄは、相対遅延算出部１５２ｃによって算出された相対遅延時間と、基準伝送遅延記憶部１８ｃから取得された基準伝送遅延とを用いて伝送遅延を算出する。

パケットロスの情報（以下、パケットロス情報）及び算出された伝送遅延の情報（以下、「伝送遅延情報」）は、伝送特性情報生成部１５２ｄに記憶される。

時間拡張制御部１５４ｂは、ＲＴＰテスタ部１５ｂから送信される測定開始指示及び測定終了指示に従い、伝送特性情報生成部１５２ｄに対して、伝送特性情報の出力開始及び停止を指示する。また、時間拡張制御部１５４ｂは、計時部１５４ａの時間情報と、測定開始からの経過時間とに基づいて、伝送遅延情報及びパケットロス情報の出力を指示する。

（２．２．２）ＲＴＰテスタ部の詳細構成
ＲＴＰテスタ部１５ｂは、エミュレータ部１５７、制御メッセージ送受信部１５５ａ、送信制御部１５５ｂ、ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃ、制御パケット送受信部１５５ｄ、ＲＴＰ試験パケット受信部１５６ａ、統計量算出部１５６ｂ、制御パケット送受信部１５６ｃ、ＲＴＴ測定部１５６ｄ、測定制御部１５６ｅ、制御メッセージ送受信部１５６ｆ、及び評価値算出部１５８を有する。

エミュレータ部１５７は、伝送遅延情報及びパケットロス情報に基づいて、ＲＴＰパケット及び制御パケット（ＩＣＭＰパケット）の滞留処理及び破棄処理を行う。ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃから送信されたＲＴＰ試験パケットは、エミュレータ部１５７において、伝送遅延情報に応じた滞留後、ＲＴＰ試験パケット受信部１５６ａによって受信される。さらに、エミュレータ部１５７は、パケットロス情報に応じて、ＲＴＰ試験パケットを破棄する。

測定制御部１５６ｅは、制御メッセージ送受信部１５６ｆ及び制御メッセージ送受信部１５５ａを介して、送信制御部１５５ｂに対して測定の開始及び停止を指示する。また、測定制御部１５６ｅは、ＲＴＴ測定部１５６ｄに対して、往復時間（ＲＴＴ）の測定を指示する。

ＲＴＴ測定部１５６ｄは、制御パケット送受信部１５６ｃを介して制御パケットを送信し、制御パケット送受信部１５５ｄからの返信を受信し、往復時間を測定する。

送信制御部１５５ｂは、測定制御部１５６ｅからの測定開始の指示に従い、ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃに対して送信開始を指示する。

統計量算出部１５６ｂは、ＲＴＰ試験パケットの統計処理を行う。

評価値算出部１５８は、統計量算出部１５６ｂによって求められた統計情報（例えば、平均伝送遅延（伝送遅延の平均値）、ジッタ（伝送遅延の揺らぎ）、パケットロス率）、及びＲＴＴ測定部１５６ｄによって測定された往復時間に基づいて、評価対象期間における評価値（Ｒ値）を算出する。

（２．３）伝送遅延測定処理
次に、伝送特性測定部１５ａによって実行される伝送遅延測定処理について説明する。図４は、伝送遅延測定処理を説明するための説明図である。

（２．３．１）送信間隔算出処理
まず、送信間隔算出部１５２ｂによって実行される送信間隔算出処理について説明する。

ＲＴＰパケットの送信側（ＩＰ電話端末４）と、ＲＴＰパケットの受信側（無線端末１）とでは、計時が一致しているとは限らない。例えば、ＲＴＰパケットの送信側と、ＲＴＰパケットの受信側とでは、数[msec]程度の誤差が存在する。

このため、誤差の補正を行わずに、受信したＲＴＰパケットに基づいて、通信状態の再現を行った場合、長時間の再現により累積的な誤差として、まったく異なる通信状態が再現されることになる。

このような問題を回避するために、送信間隔算出部１５２ｂは、予定されていた送信間隔（例えば２０［ｍｓ］）の代わりに、算出した送信間隔（Tjtr）を用いる。

送信間隔算出部１５２ｂは、評価対象期間と同じ無線通信システム（type）を用いた期間の内、伝搬環境が最良と言える（例えば、受信品質値が最も高い）期間における平均受信間隔を式（１）により送信間隔として算出する。

Tjtr = Mean ( Trec(sn) - Trec(sn-1) ) ・・・（１）
（２．３．２）伝送遅延算出処理
次に、相対遅延算出部１５２ｃ及び伝送特性情報生成部１５２ｄによって実行される伝送遅延算出処理について説明する。

相対遅延算出部１５２ｃは、同一の無線通信システム（type）にて通信していた際に受信したＲＴＰパケットに対して、あるＲＴＰパケットを基準として、受信時間の経過時間と、送信間隔（Tjtr）間隔に基づいて算出した送信時間の経過時間との差分値を算出する。

伝送特性情報生成部１５２ｄは、当該差分値が最低となるＲＴＰパケット（基準パケット；sn0）を特定する。特定されたＲＴＰパケット（sn0）の伝送遅延が、その無線通信システム（type）における最短伝送遅延となる。

したがって、特定されたＲＴＰパケット（基準パケット；sn0）の伝送遅延は、対象とする無線通信システム（type）における固有の伝送遅延（基準伝送遅延（Tdlybas(type)）のみであるとみなされる。

例えば、伝送特性情報生成部１５２ｄは、図５において、評価対象期間が、期間[Ｔ１，Ｔ２]である場合、ＷｉＭＡＸにて無線通信しているとし、ＷｉＭＡＸに対応する基準伝送遅延（Tdlybas(type):type=WiMAX）を得る。

そして、伝送特性情報生成部１５２ｄは、評価値算出の対象区間のパケット（ｓｎ）に対して、伝送遅延Tdly(sn)を算出する。

Tdly(sn) = ( Trec(sn) - Trec(sn0) ) - Tjtr × ( sn - sn0 ) + Tdlybas(type) ・・・（２）
式（２）により、個々のＲＴＰパケットの伝送遅延が算出される。

（２．４）パケットロス測定処理
次に、相対遅延算出部１５２ｃ及び伝送特性情報生成部１５２ｄによって実行されるパケットロス測定処理について説明する。

相対遅延算出部１５２ｃは、受信したＲＴＰパケットのＳＮ（シーケンス番号）の欠けを検知する。欠けたＳＮ（シーケンス番号）は、パケット伝送経路において損失したことを意味する。

つまり、相対遅延算出部１５２ｃは、評価値算出の対象区間におけるパケットをシーケンス番号順にソートし、損失したシーケンス番号を特定する。相対遅延算出部１５２ｃは、エミュレータ部１５７においてパケットの損失（パケットロス）を再現するため、以下のように損失フラグ（Lost(sn)）を設定する。

Lost(sn) = TRUE : パケットロス
FALSE : パケットあり
（２．５）エミュレート処理
次に、ＲＴＰテスタ部１５ｂによって実行されるエミュレート処理について、図６を用いて説明する。

上記のように、評価対象期間（例えば１秒間）は、規定期間（例えば６０秒間）に対して短い。このため、ＲＴＰテスタ部１５ｂは、評価対象期間のＲＴＰパケットの伝送遅延（Tdly(sn)）、損失フラグ（Lost(sn)）に基づいて、パケット伝送経路をエミュレート（再現）する。パケット伝送経路をエミュレート（再現）することによって、規定期間（例えば６０秒間）における測定が可能となる。

図６は、横軸をＳＮ（シーケンス番号）、縦軸を伝送遅延としたグラフである。図６（ａ）は、評価対象期間における実測定結果を示している。図６（ｂ）は、規定期間に対応するシーケンス番号の期間[Ｎ０，Ｎ１]の評価処理時を示している。

時間拡張制御部１５４ｂは、評価開始からの経過時間に応じたシーケンス番号を特定し、シーケンス番号に基づく伝送遅延情報及びパケットロス情報を伝送特性情報生成部１５２ｄからエミュレータ部１５７に出力する。

すなわち、伝送特性情報生成部１５２ｄは、規定期間（に相当するシーケンス番号）［Ｓ０，Ｓｍ］に対して、評価対象期間（に相当するシーケンス番号）［Ｎ０，Ｎ１）（Ｎ１含まず）の伝送遅延情報及びパケットロス情報を繰り返し出力する。

つまり、期間［Ｓ１，Ｓ２）（Ｓ２含まず）におけるシーケンス番号Ｓａの伝送遅延情報及びパケットロス情報には、期間［Ｎ０，Ｎ１）（Ｎ１含まず）の対応するシーケンス番号Ｎａ（＝Ｓａ−Ｓ１＋Ｎ０）の伝送遅延情報及びパケットロス情報が用いられる。

これにより、短期間の評価対象期間に基づいて、測定上必要とする規定期間長に拡張し、評価対象期間における評価値を得ることが可能となる。

（３）無線端末の動作
次に、無線端末１の動作について説明する。

（３．１）評価値算出手順
図７は、無線端末１によって実行される評価値算出手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、安定期間特定部１５２ａは、無線情報記憶部１８ａに記憶されている無線情報から、無線状態の良好な（安定した）期間を特定する。

ステップＳ１０２において、送信間隔算出部１５２ｂは、安定期間特定部１５２ａによって特定された期間において受信されたＲＴＰパケットの受信パケット情報を取得する。

ステップＳ１０３において、送信間隔算出部１５２ｂは、式（１）により、送信間隔Ｔｊｔｒを算出する。

ステップＳ１０４において、評価対象期間選択部１５３ａは、評価対象期間を選択する。

ステップＳ１０５において、無線方式特定部１５３ｂは、無線情報から無線通信システムを特定する。

ステップＳ１０６において、伝送特性情報生成部１５２ｄは、無線通信システム（type）に応じた基準伝送遅延（Tdlybas(type)）を取得する。

ステップＳ１０７において、伝送特性情報生成部１５２ｄは、無線通信システム（type）を使用した期間において、任意のパケットを基準として伝送遅延を算出し、伝送遅延の最低値を有するパケットを特定する（sn0）。

ステップＳ１０８において、伝送特性情報生成部１５２ｄは、式（２）により、伝送遅延を算出する。

ステップＳ１０９において、伝送特性情報生成部１５２ｄは、評価値算出の対象区間におけるＲＴＰパケットをシーケンス番号順にソートし、欠落したＲＴＰパケットのシーケンス番号を特定する。

ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２において、ＲＴＰテスタ部１５ｂは、規定期間においてエミュレート処理（仮想測定動作）を実行する。エミュレート処理の詳細については後述する。

ステップＳ１１３において、評価値算出部１５８は、エミュレート処理の測定結果を用いて評価値を算出する。

（３．２）エミュレート手順
図８は、無線端末１によって実行されるエミュレート手順、具体的には、図７のステップＳ１１１の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１において、エミュレータ部１５７は、ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃから送信されたＲＴＰパケット（ＲＴＰ試験パケット）を受信する。

ステップＳ２０２において、測定制御部１５６ｅは、受信パケット数Ｓａを更新（Ｓａ＋＋）する。

ステップＳ２０３において、測定制御部１５６ｅは、エミュレータ部１５７が受信したＲＴＰパケットが評価対象期間のいずれのＲＴＰパケット（Ｎａ）に該当するかを算出する。具体的には、測定制御部１５６ｅは、（Ｓａ−Ｓ０＋１）から（Ｎ１−Ｎ０＋１）で余りを算出し、余りにＮ０に足す。

ステップＳ２０４において、測定制御部１５６ｅは、Ｎａのパケットの伝送遅延情報及びパケットロス情報を読出し、エミュレータ部１５７が受信した受信したＲＴＰパケットに適用する。

（４）具体例
次に、具体例を挙げて、本実施形態によって得られる効果を説明する。以下では、音声品質の評価値として、主観的な音声品質であるＭＯＳ値を用いる。ＭＯＳ値では、以下の１〜５の５段階で、実際に人間が音声品質を評価する。

５ ： 話の内容を容易に理解できる。全く努力を要せず、リラックスした状態で聞き取り可能である。

４ ： わずかな努力で理解できる。注意していれば、努力は必要としない。

３ ： 中程度の努力を要する。

２ ： かなりの努力を要する。

１ ： 不接続、呼切断、無音。努力しても全く聞き取れない。

図９（ｂ）は、横軸を時間、縦軸を受信強度としたグラフである。時間経過とともに受信状況が悪化していく状態を示している。

期間[Ｔ０，Ｔ１]は、６０秒間である。この期間の最初の部分は比較的安定した値（−８６[dBm]）を示している。一方、後半の部分は変化が早い（−８０〜−９５[dBm]）。

期間[Ｔ０，Ｔ１]において、音声品質は、時刻Ｔ１にて局所的に悪化する。具体的には、無音、全く聞き取れないという程度ではないが、かなりの努力を要するレベルに落ちる（主観評価：２程度）。

従来のＲＴＰテスタ部などを用いて音声評価を行う場合には、例えば、 [Ｔ０，Ｔ１](６０秒間)に対する評価を行う。この結果、２．７程度の評価値が得られた。時刻Ｔ１における主観評価（２程度）とは大きく異なっている。つまり、変化の早い箇所の評価を行う場合、従来方式では最適な評価値を得られているとは言い難い。

図９（ａ）は、本実施形態に係る伝送特性測定部１５ａ及びＲＴＰテスタ部１５ｂを用いて算出した評価値を時系列にグラフ化したものである。時間Ｔ１については、１．８程度になっており、主観評価（２程度）に近い値を示している。このように、無線状態に悪化に追従した評価値が得られており、より細かい局所的な品質変動を観ることが可能となる。

（５）作用・効果
本実施形態によれば、無線端末１は、ＩＰ電話端末４によって一定間隔で送信されるＲＴＰパケットを、パケット伝送経路Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を介して受信するパケット受信部１５１ｂと、ＲＴＰパケットの伝送遅延（Tdly）を算出する伝送特情報生成部１５２ｄとを備える。

また、伝送特情報生成部１５２ｄは、式（２）に従ってＲＴＰパケットの伝送遅延を測定する。つまり、タイムスタンプやＲＴＴを用いることなく、ＲＴＰパケットの伝送遅延が測定される。このため、無線端末１は、無線端末１とＩＰ電話端末４とが非同期である場合や、上りのパケット伝送経路と下りのパケット伝送経路とで伝送遅延が異なる場合であっても、受信したＲＴＰパケットの伝送遅延を測定することが可能となる。

また、本実施形態によれば、パケット受信部１５１ｂが受信した複数のＲＴＰパケットの中から伝送遅延が最小であるＲＴＰパケットが基準パケットとして特定される。これにより、基準パケットの伝送遅延が、予め記憶された基準伝送遅延によって精度良く設定される。

本実施形態によれば、受信品質が所定の閾値以上となる期間においてパケット受信部１５１ｂが受信したＲＴＰパケットを用いて送信間隔Tjtrが算出される。したがって、送信間隔Tjtrの算出精度を高めることができる。

本実施形態によれば、ＥＶ-ＤＯ、ＷｉＭＡＸ、Ｗ−ＬＡＮのそれぞれについて基準伝送遅延Tdlybas(type)が設定される。したがって、基準伝送遅延Tdlybas(type)を無線通信システム毎に精度良く設定することができる。

本実施形態によれば、伝送特性測定部１５ａは、規定期間（６０秒間）よりも短い評価対象期間（１秒間）において受信した音声パケットの伝送特性情報を、規定期間（６０秒間）が満了するまで繰り返して出力する。ＲＴＰテスタ部１５ｂは、伝送特性測定部１５ａによって出力された伝送特性情報に基づいて評価値（Ｒ値）を算出する。

したがって、規定期間において測定された伝送特性情報に基づいて音声品質の評価値を算出する場合であっても、短期間における音声品質の評価を反映した評価値の算出を実現する音声評価装置を提供することができる。

これにより、無線通信環境下における評価対象期間の評価を行うことが可能となる。よって、無線端末１において、音声評価値の低下に即応して、音声符号化方式を低レート用／高レート用に切り換えることができる。さらに、ＥＶＤＯ、ＷｉＭＡＸ、Ｗ−ＬＡＮなど、異なる無線通信システム間でのハンドオーバ時の音声評価が可能となる。

（６）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態においては、無線方式特定部１５３ｂが、評価対象期間における無線通信システムを特定していた。しかしながら、無線方式特定部１５３ｂは、基地局識別子に応じて、評価対象期間において接続していた無線基地局又はアクセスポイントを特定してもよい。この場合、無線基地局又はアクセスポイント毎に基準伝送遅延を設定してもよい。

上述した実施形態では、通信システム１は、複数の無線通信システムを含んでいたが、１つのみであってもよい。また、上述した実施形態では、音声データのパケット化及び転送のプロトコルとして、ＲＴＰが使用されていたが、他のプロトコルであってもよい。

上述した実施形態では、無線端末１において音声評価を行う構成を説明したが、ＩＰ電話端末４などの固定型の通信端末において音声評価を行う構成に適用してもよい。さらに、音声評価のみを行う場合には、上述した伝送特性測定部１５ａ及びＲＴＰテスタ部１５ｂを通信端末（無線端末１）の外部に設ける構成であってもよい。この場合、ユーザが、評価対象期間選択部１５３ａにて、評価対象期間を指定（例えば、受信品質の時間変化を示したグラフ上にて評価対象期間を指定）する構成であってもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の制御部及び記憶部によって実行される各機能の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る無線情報によって実行される伝送遅延測定処理を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る無線情報の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るＲＴＰテスタ部によって実行されるエミュレート処理を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る無線端末によって実行される評価値算出手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る無線端末によって実行されるエミュレート手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態によって得られる効果を説明するためのグラフである。

符号の説明

１…無線端末、３…通信ネットワーク、４…ＩＰ電話端末、１０…通信システム、１１ａ〜１１ｃ…アンテナ、１２ａ…EV-ＤＯ通信部、１２ｂ…ＷｉＭＡＸ通信部、１２ｃ…ＬＡＮ通信部、１３…操作部、１４…音声コーデック部、１５…制御部、１５ａ…伝送特性測定部、１５ｂ…ＲＴＰテスタ部、１５ｃ…符号化制御部、１６ａ…マイク、１６ｂ…スピーカ、１７…表示部、１８…記憶部、１８ａ…無線情報記憶部、１８ｂ…受信パケット情報記憶部、１８ｃ…基準伝送遅延記憶部、３１…無線基地局、３２…無線基地局、３３…アクセスポイント、１５１ａ…無線情報取得部、１５１ｂ…パケット受信部、１５２ａ…安定期間特定部、１５２ｂ…送信間隔算出部、１５２ｃ…相対遅延算出部、１５２ｄ…伝送特性情報生成部、１５３ａ…評価対象期間選択部、１５３ｂ…無線方式特定部、１５４ａ…計時部、１５４ｂ…時間拡張制御部、１５５ａ…制御メッセージ送受信部、１５５ｂ…送信制御部、１５５ｃ…ＲＴＰ試験パケット送信部、１５５ｄ…制御パケット送受信部、１５６ａ…ＲＴＰ試験パケット受信部、１５６ｂ…統計量算出部、１５６ｃ…制御パケット送受信部、１５６ｄ…ＲＴＴ測定部、１５６ｅ…測定制御部、１５６ｆ…制御メッセージ送受信部、１５７…エミュレータ部、１５８…評価値算出部

Claims (6)

1. 送信側通信端末によって一定間隔で送信されるパケットを、前記送信側通信端末との間のパケット伝送経路を介して受信するパケット受信部と、
   前記送信側通信端末によってパケットが送信されてから、送信されたパケットを前記パケット受信部が受信するまでの時間である伝送遅延を算出する伝送遅延算出部と
   を備える伝送遅延測定装置であって、
   前記パケット受信部がパケットを受信する間隔の平均値を、前記送信側通信端末がパケットを送信する送信間隔として算出する送信間隔算出部と、
   前記パケット受信部が受信した複数のパケットの中から、前記伝送遅延を算出する基準となる基準パケットを特定する基準パケット特定部と、
   前記パケット受信部が前記基準パケットを受信してから、前記パケット受信部が前記基準パケットよりも後のパケットを受信するまでの時間である受信経過時間を算出する受信経過時間算出部と、
   前記送信間隔算出部によって算出された前記送信間隔に基づいて、前記送信側通信端末が前記基準パケットを送信してから、前記送信側通信端末が前記後のパケットを送信するまでの時間である送信経過時間を算出する送信経過時間算出部と
   を備え、
   前記伝送遅延算出部は、前記受信経過時間算出部によって算出された前記受信経過時間と前記送信経過時間算出部によって算出された前記送信経過時間との差分により、前記後のパケットの伝送遅延を算出する伝送遅延測定装置。
2. 前記基準パケット特定部は、前記パケット受信部が受信した前記複数のパケットの中から伝送遅延が最小であるパケットを前記基準パケットとして特定する請求項１に記載の伝送遅延測定装置。
3. 前記パケット伝送経路上の無線通信装置と無線通信を実行する無線通信部と、
   前記無線通信部が前記無線通信装置から受信した無線信号の品質である受信品質を取得する受信品質取得部と
   をさらに備え、
   前記送信間隔算出部は、前記受信品質が所定の閾値以上となる期間において前記パケット受信部が受信したパケットを用いて前記送信間隔を算出する請求項１に記載の伝送遅延測定装置。
4. 複数の無線通信方式に対応可能な無線通信部と、
   前記無線通信方式と、前記無線通信方式における最小の伝送遅延とを対応付けて記憶する伝送遅延記憶部と
   をさらに備え、
   前記伝送遅延算出部は、
   前記パケット受信部が前記基準パケットを受信した時点で前記無線通信部が使用している無線通信方式に対応する伝送遅延を前記伝送遅延記憶部から取得する伝送遅延取得部と、
   前記伝送遅延取得部によって取得された伝送遅延を、前記基準パケットの伝送遅延として設定する伝送遅延設定部と
   を備える請求項１に記載の伝送遅延測定装置。
5. 前記送信側通信端末によって送信されるパケットには、音声データが含まれており、
   前記パケット受信部が第１測定期間において受信したパケットの伝送遅延に基づいて、音声品質の評価値を算出する評価値算出部をさらに備え、
   前記伝送遅延算出部は、
   前記パケット受信部が前記第１測定期間よりも短い第２測定期間において受信したパケットの伝送遅延を算出する短期間算出部と、
   前記短期間算出部によって算出された伝送遅延を前記第１測定期間が満了するまで繰り返して出力する伝送遅延出力部と
   を備え、
   前記評価値算出部は、前記伝送遅延出力部によって出力された伝送遅延に基づいて、前記評価値を算出する請求項１に記載の伝送遅延測定装置。
6. 送信側通信端末によってパケットが送信されてから、送信されたパケットを受信するまでの時間である伝送遅延を測定する伝送遅延測定方法であって、
   前記送信側通信端末によって一定間隔で送信されるパケットを、前記送信側通信端末との間のパケット伝送経路を介して受信するステップと、
   前記受信するステップにおいてパケットを受信する間隔の平均値を、前記送信側通信端末がパケットを送信する送信間隔として算出するステップと、
   前記受信するステップにおいて受信した複数のパケットの中から、前記伝送遅延を算出する基準となる基準パケットを特定するステップと、
   前記受信するステップにおいて前記基準パケットを受信してから、前記受信するステップにおいて前記基準パケットよりも後のパケットを受信するまでの時間である受信経過時間を算出するステップと、
   前記送信間隔算出部によって算出された前記送信間隔に基づいて、前記送信側通信端末が前記基準パケットを送信してから、前記送信側通信端末が前記後のパケットを送信するまでの時間である送信経過時間を算出するステップと、
   前記受信経過時間と前記送信経過時間との差分により、前記後のパケットの伝送遅延を算出するステップと
   を備える伝送遅延測定方法。