JP4937191B2 - Packet delay data processing apparatus, packet delay data processing method and program - Google Patents

Packet delay data processing apparatus, packet delay data processing method and program Download PDF

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Description

本発明は、パケット遅延データ処理装置、パケット遅延データ処理方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a packet delay data processing device, a packet delay data processing method, and a program.

従来からIP(Internet Protocol)網において、エンドツーエンドのパケット遅延を計測する様々な手法が提案されている。例えば非特許文献1及び2に記載された技術では、計測されたパケット遅延データから、線形計画法や区分的最小値を利用して、キューイング遅延の影響を除去し、パケット遅延の変動を抽出している。
V. Paxson, “On Calibrating Measurements of Packet Transit Timer.” In Proc. ACM SIGMETRICS 1998, pp.11-21, 1998. S. B. Moon, P. Skelly and D. Towsley, “Estimation and Removal of Clock Skew from Network Delay Measurements.” In Proc. IEEE INFOCOM, pp.227-234, March 1999.
Conventionally, various methods for measuring an end-to-end packet delay in an IP (Internet Protocol) network have been proposed. For example, in the techniques described in Non-Patent Documents 1 and 2, the influence of queuing delay is removed from the measured packet delay data using linear programming or piecewise minimum values, and packet delay fluctuations are extracted. is doing.
V. Paxson, “On Calibrating Measurements of Packet Transit Timer.” In Proc. ACM SIGMETRICS 1998, pp.11-21, 1998. SB Moon, P. Skelly and D. Towsley, “Estimation and Removal of Clock Skew from Network Delay Measurements.” In Proc. IEEE INFOCOM, pp.227-234, March 1999.

しかしながら、非特許文献1及び2に記載された技術では、経路変更などに伴うパケット遅延データの不連続性などにより、パケット遅延データに対して線形補正が適用できない場合がある、という問題がある。また、パケット遅延を計測するためには、パケットの送信端末と受信端末の時刻が同期している必要がある。多地点間のパケット遅延データを計測する場合には、1端末の時刻のずれが多くのパスに影響を与えるため、全ての端末が時刻同期をしていなければ精度の高いパケット遅延データを得る事ができない。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、経路変更などに伴う不連続性を有するパケット遅延データであっても、線形補正を適用して精度の良い補正が可能なパケット遅延データ処理装置、パケット遅延データ処理方法及びプログラムを提供することにある。
However, the techniques described in Non-Patent Documents 1 and 2 have a problem in that linear correction may not be applied to packet delay data due to discontinuity of packet delay data accompanying a route change or the like. Further, in order to measure the packet delay, it is necessary that the time of the packet transmission terminal and the reception terminal are synchronized. When measuring packet delay data between multiple points, the time lag of one terminal affects many paths. Therefore, if all terminals are not synchronized in time, highly accurate packet delay data can be obtained. I can't.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to enable accurate correction by applying linear correction even for packet delay data having discontinuity due to a path change or the like. A packet delay data processing device, a packet delay data processing method, and a program are provided.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、ネットワークに分散配置された複数の端末間のパケット遅延データを補正するパケット遅延データ処理装置であって、前記端末間の各パスのパケット遅延データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたパケット遅延データをフーリエ変換又はウェーブレット変換して高周波成分と低周波成分に分解する分解手段と、前記分解した低周波成分の平均値をパス毎に算出する算出手段と、前記平均値に高周波成分を加算して補正後のパケット遅延データとする加算手段と、を備えることを特徴とするパケット遅延データ処理装置である。   The present invention has been made to solve the above problems, and one aspect of the present invention is a packet delay data processing apparatus that corrects packet delay data between a plurality of terminals distributed and arranged in a network. Storage means for storing packet delay data of each path between the terminals, decomposition means for decomposing the packet delay data stored in the storage means into a high frequency component and a low frequency component by Fourier transform or wavelet transform, and the decomposition Packet delay data processing comprising: calculating means for calculating an average value of the low frequency components for each path; and adding means for adding high frequency components to the average value to obtain corrected packet delay data Device.

また、本発明の一態様は、上記のパケット遅延データ処理装置において、所定の制約条件を満たすように全てのパスの前記低周波数成分の平均値を非線形計画法により最適化する最適化手段を備えることを特徴とする。   In addition, according to an aspect of the present invention, the packet delay data processing apparatus includes an optimization unit that optimizes an average value of the low frequency components of all paths by nonlinear programming so as to satisfy a predetermined constraint condition. It is characterized by that.

また、本発明の一態様は、上記のパケット遅延データ処理装置において、前記最適化手段は、各端末のパケット遅延データの分散値に基づく各端末の不安定度を用いて定義される目的関数を使用することを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, in the above packet delay data processing device, the optimization unit may use an objective function defined using the degree of instability of each terminal based on a dispersion value of the packet delay data of each terminal. It is characterized by using.

また、本発明の一態様は、端末間のパスのパケット遅延データを記憶する記憶手段を備え、ネットワークに分散配置された複数の端末間のパケット遅延データを補正するパケット遅延データ処理方法であって、前記記憶手段に記憶されたパケット遅延データをフーリエ変換又はウェーブレット変換して高周波成分と低周波成分に分解するステップと、前記低周波成分の平均値を算出するステップと、前記平均値に高周波成分を加算して補正後のパケット遅延データとするステップと、を有することを特徴とするパケット遅延データ処理方法である。   Another aspect of the present invention is a packet delay data processing method that includes storage means for storing packet delay data of a path between terminals and corrects packet delay data between a plurality of terminals distributed in a network. A step of decomposing the packet delay data stored in the storage means into a high frequency component and a low frequency component by Fourier transform or wavelet transform; a step of calculating an average value of the low frequency component; A packet delay data processing method characterized by comprising:

また、本発明の一態様は、上記のパケット遅延データ処理方法において、所定の制約条件を満たすように全てのパスの前記低周波数成分の平均値を非線形計画法により最適化する最適化ステップを有することを特徴とする。   In addition, according to one aspect of the present invention, the packet delay data processing method includes an optimization step of optimizing an average value of the low frequency components of all paths by nonlinear programming so as to satisfy a predetermined constraint condition. It is characterized by that.

また、本発明の一態様は、上記のパケット遅延データ処理方法において、前記最適化ステップは、各端末のパケット遅延データの分散値に基づく各端末の不安定度を用いて定義される目的関数を使用することを特徴とする。   In addition, according to one aspect of the present invention, in the packet delay data processing method, the optimization step includes an objective function defined using the instability of each terminal based on a dispersion value of the packet delay data of each terminal. It is characterized by using.

また、本発明の一態様は、ネットワークに分散配置された複数の端末間のパケット遅延データを補正させるためのプログラムであって、前記端末間のパスのパケット遅延データを記憶する記憶手段を備えるコンピュータに、前記記憶手段に記憶されたパケット遅延データをフーリエ変換又はウェーブレット変換して高周波成分と低周波成分に分解するステップと、前記低周波成分の平均値を算出するステップと、前記平均値に高周波成分を加算して補正後のパケット遅延データとするステップと、を実行させるためのプログラムである。   One embodiment of the present invention is a program for correcting packet delay data between a plurality of terminals distributed and arranged in a network, and a computer comprising storage means for storing packet delay data of a path between the terminals. The packet delay data stored in the storage means is Fourier-transformed or wavelet-transformed into a high-frequency component and a low-frequency component; an average value of the low-frequency component is calculated; And a step of adding the components to obtain corrected packet delay data.

また、本発明の一態様は、上記のプログラムにおいて、所定の制約条件を満たすように全てのパスの前記低周波数成分の平均値を非線形計画法により最適化する最適化ステップを有することを特徴とする。   Further, one aspect of the present invention is characterized in that the program includes an optimization step of optimizing an average value of the low frequency components of all paths by nonlinear programming so as to satisfy a predetermined constraint condition. To do.

前記最適化ステップは、各端末のパケット遅延データの分散値に基づく各端末の不安定度を用いて定義される目的関数を使用することを特徴とする。   The optimization step uses an objective function defined using the instability of each terminal based on a dispersion value of packet delay data of each terminal.

本発明によれば、パケット遅延データをフーリエ変換又はウェーブレット変換して高周波成分と低周波成分に分解し、分解した低周波成分の平均値をパス毎に算出する。この低周波成分の平均値はパケット遅延の固定成分とすることができるため、パケット遅延の固定成分を線形補正することができる。これにより、線形補正を適用して精度の良い補正を行うことができる。また、高周波成分はパケット遅延の変動とすることができるため、パケット遅延データからパケット遅延変動を計算することができる。   According to the present invention, the packet delay data is subjected to Fourier transform or wavelet transform to be decomposed into a high frequency component and a low frequency component, and an average value of the decomposed low frequency components is calculated for each path. Since the average value of the low frequency components can be a fixed component of the packet delay, the fixed component of the packet delay can be linearly corrected. Thereby, it is possible to apply the linear correction and perform the correction with high accuracy. Further, since the high frequency component can be a variation in packet delay, the packet delay variation can be calculated from the packet delay data.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施形態によるパケット遅延データ処理システムのネットワーク構成を示す概略図である。
パケット遅延データ処理システムは、パケット遅延データ処理装置1と、パケット遅延データの補正対象となるネットワークに接続されている複数の計測端末2と、を含んで構成される。複数の計測端末2はネットワークを介して相互に接続されている。また、各計測端末2とパケット遅延データ処理装置1は例えばインターネットなどを介して通信可能である。本実施形態では、N台の計測端末2間のM本のパスP(j=1,2,・・・,M)でパケット遅延を計測する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a network configuration of a packet delay data processing system according to an embodiment of the present invention.
The packet delay data processing system includes a packet delay data processing apparatus 1 and a plurality of measurement terminals 2 connected to a network that is a correction target of packet delay data. The plurality of measurement terminals 2 are connected to each other via a network. Further, each measurement terminal 2 and the packet delay data processing device 1 can communicate with each other via, for example, the Internet. In the present embodiment, the packet delay is measured by M paths P j (j = 1, 2,..., M) between N measurement terminals 2.

各計測端末2は、受信したパケットのパケット遅延データを生成し、生成したパケット遅延データをパケット遅延データ処理装置1に送信する。パケット遅延データは、パケットの遅延時間を表わすデータであり、計測端末2がパケットを受信した時刻とパケットに埋め込まれた送信時刻との差から生成される。パケット遅延データ処理装置1は、各計測端末2から受信したパケット遅延データを補正する。   Each measuring terminal 2 generates packet delay data of the received packet, and transmits the generated packet delay data to the packet delay data processing device 1. The packet delay data is data representing the delay time of the packet, and is generated from the difference between the time when the measuring terminal 2 receives the packet and the transmission time embedded in the packet. The packet delay data processing device 1 corrects the packet delay data received from each measurement terminal 2.

図2は、本実施形態におけるパケット遅延データ処理装置1の構成を示すブロック図である。
パケット遅延データ処理装置1は、パケット遅延データ処理装置1を統括して制御する制御部11と、各計測端末2から受信したパケット遅延データを記憶する記憶部12と、各計測端末2と通信を行う通信部13と、記憶部12に記憶されたパケット遅延データを補正するパケット遅延データ補正部14と、を含んで構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the packet delay data processing apparatus 1 in the present embodiment.
The packet delay data processing device 1 includes a control unit 11 that controls and controls the packet delay data processing device 1, a storage unit 12 that stores packet delay data received from each measurement terminal 2, and communication with each measurement terminal 2. The communication unit 13 is configured to include a packet delay data correction unit 14 that corrects the packet delay data stored in the storage unit 12.

図3は、本実施形態におけるパケット遅延データ補正部14の処理の一例を示したフローチャートである。
まず、ステップS1では、パケット遅延データ補正部14は、記憶部12に記憶されているパケット遅延データを取得する。
次のステップS2では、パケット遅延データ補正部14は、取得したパケット遅延データをウェーブレット変換あるいはフーリエ変換により高周波成分と低周波成分に分解する。具体的には、フーリエ変換の結果得られる周波数成分の低周波域または高周波域の一方を減算処理し、逆フーリエ変換/逆ウェーブレット変換することにより、それぞれ高周波成分と低周波成分のパケット遅延データを取得する。このとき、抽出した高周波成分はパケット遅延変動として近似することができる。
次のステップS3では、パケット遅延データ補正部14は、各パスPの低周波成分の平均値ave(j=1,2,…,M)及び分散値disp(j=1,2,…,M)を算出する。ここで、各計測端末2が時刻同期している場合には、十分に長時間のパケット遅延データから算出される平均値aveは、パケット遅延の固定成分に近似することができる。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing of the packet delay data correction unit 14 in the present embodiment.
First, in step S <b> 1, the packet delay data correction unit 14 acquires packet delay data stored in the storage unit 12.
In the next step S2, the packet delay data correction unit 14 decomposes the acquired packet delay data into a high frequency component and a low frequency component by wavelet transform or Fourier transform. Specifically, by subtracting one of the low frequency range or high frequency range of the frequency component obtained as a result of the Fourier transform, and performing inverse Fourier transform / inverse wavelet transform, the packet delay data of the high frequency component and the low frequency component are respectively obtained. get. At this time, the extracted high-frequency component can be approximated as a packet delay variation.
In the next step S3, the packet delay data correcting unit 14 calculates the average value ave j (j = 1, 2,..., M) and the variance value disp j (j = 1, 2, M) of the low frequency components of each path P j . ..., M) is calculated. Here, when each measuring terminal 2 is time-synchronized, the average value ave j calculated from sufficiently long packet delay data can be approximated to a fixed component of the packet delay.

なお、経路変更などに伴うパケット遅延データの不連続性などが発生する場合があるが、十分に長時間の計測を行うことにより、一時的な経路変更の影響を少なくすることができる。あるいは、短時間の計測を行う場合には、パケット遅延データの低周波成分の変化に基づいて経路変更があったパケット遅延データを補正対象から除外する。又、同一経路でグループ化して補正処理することができる。   Although packet delay data discontinuity may occur due to a route change or the like, the influence of a temporary route change can be reduced by performing measurement for a sufficiently long time. Alternatively, when measurement is performed for a short time, packet delay data whose path has been changed based on a change in the low frequency component of the packet delay data is excluded from the correction target. Further, correction processing can be performed by grouping on the same route.

次のステップS4では、パケット遅延データ補正部14は、算出した全ての平均値aveが予め設定された制約条件を満足しているか否かを判定する。制約条件は、全てのパスにおいて、「ave>0」であることである。また、更に、特定のパスの平均値aveの範囲を制約条件として指定することも可能である。例えば、パスPが光通信をしておりパスPの両端となる計測端末2が1000Km離れた距離に設置されている場合には、光ファイバの伝送遅延特性などにより、「ave>20ms」などの制約条件を追加指定する。制約条件を満足している場合には、ステップS6へ進む。一方、制約条件を満足していない場合には、ステップS5へ進む。 In the next step S4, the packet delay data correction unit 14 determines whether or not all the calculated average values ave j satisfy a preset constraint condition. The constraint condition is that “ave j > 0” in all paths. Furthermore, it is also possible to specify a range of the average value ave 1 of a specific path as a constraint condition. For example, when the path P l performs optical communication and the measuring terminal 2 that is both ends of the path P l is installed at a distance of 1000 km, “ave l > 20 ms due to transmission delay characteristics of the optical fiber and the like. Specify additional constraints such as If the constraint condition is satisfied, the process proceeds to step S6. On the other hand, if the constraint condition is not satisfied, the process proceeds to step S5.

ステップS5では、パケット遅延データ補正部14は、非線形計画法によりパケット遅延データの平均値aveを最適化する。この非線形計画法による処理の詳細については後述する。
次のステップS6では、パケット遅延データ補正部14は、計算したパケット遅延データの平均値aveに高周波成分を加算し、その値を補正済みのパケット遅延データとして処理を終了する。
In step S5, the packet delay data correction unit 14 optimizes the average value ave j of the packet delay data by nonlinear programming. Details of processing by this nonlinear programming will be described later.
In the next step S6, the packet delay data correction unit 14 adds the high frequency component to the calculated average value ave j of the packet delay data, and ends the processing using the corrected packet delay data as the corrected value.

図4は、本実施形態における非線形計画法によるパケット遅延の平均値最適化処理の概要を示した概略図である。
非線形計画法によるパケット遅延の平均値最適化処理は、上記ステップS5でパケット遅延データ補正部14により実行される。
図4には、時刻にずれがある複数の計測端末2(ノードN,ノードN,ノードN)間のパス(P,P,P)における真のパケット遅延と、各計測端末2が計測したパケット遅延の計測結果(パケット遅延データ)が示されている。真のパケット遅延とは、パケットが送信端末から送信されてから受信端末に受信されるまでの時間である。図4に示す例では、ノードNからノードNへのパスPの真のパケット遅延は4msだが計測結果は−12msである。また、ノードNからノードNへのパスPの真のパケット遅延は10msだが計測結果は9msである。また、ノードNからノードNへのパスPの真のパケット遅延は3msだが計測結果は−8msである。これは、ノードNは+2ms、ノードNは+1ms、ノードNは−10ms、真の時刻に対して時刻がずれているためである。パスP及びパスPでは計測結果が0より小さくなっているため、上述した制約条件「ave>0」を満たしていない。このため、パケット遅延データからノードN,ノードN及びノードNが時刻同期していないことがわかる。そこで、パケット遅延データ補正部14は、パケット遅延データを真のパケット遅延に近づけるための最適化を行う。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an outline of the packet delay average value optimization processing by the nonlinear programming method in the present embodiment.
The packet delay average correction process by the non-linear programming method is executed by the packet delay data correction unit 14 in step S5.
FIG. 4 shows true packet delays in paths (P 1 , P 2 , P 3 ) between a plurality of measurement terminals 2 (node N 1 , node N 2 , node N 3 ) that have time lags, and the respective measurements. A packet delay measurement result (packet delay data) measured by the terminal 2 is shown. True packet delay is the time from when a packet is transmitted from the transmitting terminal until it is received by the receiving terminal. In the example shown in FIG. 4, the true packet delay of the path P 1 from the node N 1 to the node N 3 is 4 ms, but the measurement result is −12 ms. Also, the true packet delay path P 2 from the node N 2 to the node N 1 is 10ms but the measurement result is 9 ms. The true packet delay of the path P 3 from the node N 2 to the node N 3 is 3 ms, but the measurement result is −8 ms. This is because the node N 1 is +2 ms, the node N 2 is +1 ms, the node N 3 is −10 ms, and the time is shifted from the true time. Since the measurement result is smaller than 0 in the path P 1 and the path P 3 , the above-described constraint condition “ave j > 0” is not satisfied. For this reason, it can be seen from the packet delay data that the nodes N 1 , N 2 and N 3 are not time synchronized. Therefore, the packet delay data correction unit 14 performs optimization to bring the packet delay data closer to the true packet delay.

次に、最適化に用いる非線形計画問題について説明する。一般的に非線形計画問題は以下の制約条件下において目的関数Zの最小化を図る問題である。非線形計画問題には多数の解法アルゴリズムが提案されている。ここで、AはN×M行列、b及びdはN+M次元ベクトル、Cはベクトル、DはN×N対称行列である。
制約条件:Ab=C,Ab≧C
目的関数:Z=−db+(1/2)bDb
Next, a nonlinear programming problem used for optimization will be described. In general, the nonlinear programming problem is a problem of minimizing the objective function Z under the following constraint conditions. Many solution algorithms have been proposed for nonlinear programming problems. Here, A is an N × M matrix, b and d are N + M dimensional vectors, C is a vector, and D is an N × N symmetric matrix.
Constraints: Ab = C, Ab ≧ C
The objective function: Z = -d T b + ( 1/2) b T Db

まず、本実施形態における制約条件について説明する。各計測端末2の時刻のずれ(真の時刻に対してずれている時間)をX(k=1,2,…,N)、各パスPの真のパケット遅延の固定成分をXN+j(j=1,2,…,M)とすると、計算された平均値aveを用いて、以下の制約条件1が成立する。ここで、パスPの送信端末はN、受信端末はNである。制約条件1は、「(真のパケット遅延)−(送信端末の時刻のずれ)+(受信端末の時刻のずれ)」が「(測定されたパケット遅延)」に近い値になることである。
(制約条件1)XN+j−X+X≒ave
First, the constraint conditions in this embodiment will be described. Shift time in each measurement terminal 2 (the time deviates from the true time) X k (k = 1,2, ..., N), the fixed component of the true packet delay of each path P j X N + j If (j = 1, 2,..., M), the following constraint condition 1 is established using the calculated average value ave j . Here, the transmission terminal of path P j is N S , and the reception terminal is N r . Constraint 1 is that “(true packet delay) − (time difference of transmitting terminal) + (time difference of receiving terminal)” is a value close to “(measured packet delay)”.
(Constraint 1) X N + j −X s + X r ≈ave j

また、以下の制約条件2が成立する。制約条件2は、全てのパスPの真のパケット遅延の固定成分XN+jは非負になることである。
(制約条件2)XN+j(j=1,2,…,M)≧0
Further, the following constraint condition 2 is satisfied. Constraint 2 is fixed components X N + j of the true packet delay of all paths P j is to be non-negative.
(Constraint 2) X N + j (j = 1, 2,..., M) ≧ 0

さらに、特定のパスPの真のパケット遅延の固定成分XN+lに制約がある場合は以下の制約条件3が追加される。delay1及びdelay2は予め設定された定数である。
(制約条件3)XN+l≧delay1,XN+l≦delay2
Further, when there is a restriction on the fixed component X N + l of the true packet delay of the specific path P l, the following restriction condition 3 is added. delay1 and delay2 are preset constants.
(Constraint 3) X N + l ≧ delay 1 , X N + l ≦ delay 2

制約条件1から3は一次連立方程式/不等式で表わされるため、AをN+M列の係数行列、C=[ave,ave,…,ave,0,0,…,0,delay1,…]とおくと、Ab=C,Ab≧Cと表現できる。 Since the constraints 1 to 3 are expressed by linear simultaneous equations / inequality, A is a coefficient matrix of N + M columns, C = [ave 1 , ave 2 ,..., Ave M , 0, 0,..., 0, delay 1,. Then, it can be expressed as Ab = C, Ab ≧ C.

次に目的関数の算出方法について説明する。まず、パケット遅延データ補正部14は、全てのパスのパケット遅延データの低周波数成分の分散値dispを計算し、各計測端末2の不安定度Iを算出する。不安定度Iは、次の式(1)で算出される。式(1)は、不安程度IがNをパケットの送信端末または受信端末とするパスの分散値の平均値で定義されることを表わしている。 Next, a method for calculating the objective function will be described. First, the packet delay data correction unit 14 calculates the dispersion value disp j of the low frequency component of the packet delay data of all paths, and calculates the instability I k of each measurement terminal 2. The instability I k is calculated by the following equation (1). Expression (1) indicates that the degree of anxiety I k is defined as an average value of the variance values of paths in which N k is a packet transmitting terminal or receiving terminal.

Figure 0004937191
Figure 0004937191

次に、計算した不安定度Iを用いて目的関数Zを例えば以下の式(2)で定義する。δは予め設定された定数である。 Next, the objective function Z is defined by, for example, the following equation (2) using the calculated instability I k . δ is a preset constant.

Figure 0004937191
Figure 0004937191

すなわち、Dは次の式(3)、dは式(4)となる。   That is, D is the following equation (3), and d is the equation (4).

Figure 0004937191
Figure 0004937191

Figure 0004937191
Figure 0004937191

次に、パケット遅延データ補正部14は、制約条件下で、定義した目的関数Zを最小化するX(k=1,2,…,N)及びXN+j(j=1,2,…,M)を非線形計画法により求める。パケット遅延データ補正部14は、代表的な解法として、例えば逐次2次計画法などを適用する。その結果、不安程度Iの高い計測端末2ほど時刻のずれ(の二乗)が大きく補正される。これにより真のパケット遅延の固定成分XN+jが算出される。このパケット遅延の固定成分XN+jがパケット遅延データの平均値aveを最適化した値である。パケット遅延データ補正部14は、この最適化したパケット遅延データの平均値aveに高周波成分を加算して補正済みのパケット遅延データを算出する。 Next, the packet delay data correction unit 14 minimizes the defined objective function Z under constraint conditions, X k (k = 1, 2,..., N) and X N + j (j = 1, 2,..., M) is determined by nonlinear programming. The packet delay data correction unit 14 applies, for example, a sequential quadratic programming method as a typical solution. As a result, the higher the measurement terminal 2 uneasiness about I k time deviation (squared) are largely corrected. As a result, the fixed component X N + j of the true packet delay is calculated. The fixed component X N + j of the packet delay is a value obtained by optimizing the average value ave j of the packet delay data. The packet delay data correction unit 14 calculates corrected packet delay data by adding a high frequency component to the average value ave j of the optimized packet delay data.

このように、本実施形態によれば、パケット遅延データをウェーブレット変換又はフーリエ変換して高周波成分と低周波成分に分解し、分解した低周波成分の平均値をパス毎に算出する。この低周波成分の平均値はパケット遅延の固定成分とすることができるため、パケット遅延の固定成分を線形補正することができる。これにより、線形補正を適用して精度の良い補正を行うことができる。また、高周波成分はパケット遅延の変動とすることができるため、パケット遅延データからパケット遅延変動を計算することができる。
また、制約条件を満たすか否かを判定し、満たさない場合には、制約条件を満たすように低周波数成分の平均値を非線形計画法により最適化する。非線形計画法を用いるため、各計測端末2の時刻のずれを補正したパケット遅延データに最適化することができる。これにより、時刻同期精度の低い端末間で計測した多地点間のパケット遅延データを補正することができる。
As described above, according to the present embodiment, the packet delay data is subjected to wavelet transform or Fourier transform to be decomposed into a high frequency component and a low frequency component, and an average value of the decomposed low frequency components is calculated for each path. Since the average value of the low frequency components can be a fixed component of the packet delay, the fixed component of the packet delay can be linearly corrected. Thereby, it is possible to apply the linear correction and perform the correction with high accuracy. Further, since the high frequency component can be a variation in packet delay, the packet delay variation can be calculated from the packet delay data.
Further, it is determined whether or not the constraint condition is satisfied. If not satisfied, the average value of the low frequency components is optimized by nonlinear programming so as to satisfy the constraint condition. Since nonlinear programming is used, it is possible to optimize the packet delay data in which the time lag of each measuring terminal 2 is corrected. As a result, multipoint packet delay data measured between terminals with low time synchronization accuracy can be corrected.

また、図3に示す各ステップを実現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、この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、パケット遅延データ補正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。
Further, the program for realizing each step shown in FIG. 3 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed, thereby executing packet delay data correction. Processing may be performed. Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.

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。
Further, the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time.
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。   As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to

本発明の一実施形態による遅延データ処理システムのネットワーク構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the network structure of the delay data processing system by one Embodiment of this invention. 本実施形態におけるパケット遅延データ処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the packet delay data processing apparatus in this embodiment. 本実施形態におけるパケット遅延データ補正部の処理の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the process of the packet delay data correction | amendment part in this embodiment. 本実施形態における非線形計画法によるパケット遅延の平均値最適化処理の概要を示した概略図である。It is the schematic which showed the outline | summary of the average value optimization process of the packet delay by the nonlinear programming in this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…パケット遅延データ処理装置 2…計測端末 11…制御部 12…記憶部 13…通信部 14…パケット遅延データ補正部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Packet delay data processing apparatus 2 ... Measuring terminal 11 ... Control part 12 ... Memory | storage part 13 ... Communication part 14 ... Packet delay data correction part

Claims (9)

ネットワークに分散配置された複数の端末間のパケット遅延データを補正するパケット遅延データ処理装置であって、
前記端末間の各パスのパケット遅延データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたパケット遅延データをフーリエ変換又はウェーブレット変換して高周波成分と低周波成分に分解する分解手段と、
前記分解した低周波成分の平均値をパス毎に算出する算出手段と、
前記平均値に高周波成分を加算して補正後のパケット遅延データとする加算手段と、
を備えることを特徴とするパケット遅延データ処理装置。
A packet delay data processing device for correcting packet delay data between a plurality of terminals distributed in a network,
Storage means for storing packet delay data of each path between the terminals;
Decomposition means for decomposing the packet delay data stored in the storage means into a high frequency component and a low frequency component by Fourier transform or wavelet transform;
Calculating means for calculating an average value of the decomposed low frequency components for each path;
Adding means for adding high-frequency components to the average value to obtain corrected packet delay data;
A packet delay data processing apparatus comprising:
所定の制約条件を満たすように全てのパスの前記低周波数成分の平均値を非線形計画法により最適化する最適化手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のパケット遅延データ処理装置。   2. The packet delay data processing apparatus according to claim 1, further comprising optimization means for optimizing an average value of the low frequency components of all paths so as to satisfy a predetermined constraint condition by nonlinear programming. 前記最適化手段は、各端末のパケット遅延データの分散値に基づく各端末の不安定度を用いて定義される目的関数を使用することを特徴とする請求項2に記載のパケット遅延データ処理装置。   3. The packet delay data processing apparatus according to claim 2, wherein the optimization unit uses an objective function defined using instability of each terminal based on a dispersion value of packet delay data of each terminal. . 端末間のパスのパケット遅延データを記憶する記憶手段を備え、ネットワークに分散配置された複数の端末間のパケット遅延データを補正するパケット遅延データ処理方法であって、
前記記憶手段に記憶されたパケット遅延データをフーリエ変換又はウェーブレット変換して高周波成分と低周波成分に分解するステップと、
前記低周波成分の平均値を算出するステップと、
前記平均値に高周波成分を加算して補正後のパケット遅延データとするステップと、
を有することを特徴とするパケット遅延データ処理方法。
A packet delay data processing method comprising: storing means for storing packet delay data of a path between terminals, and correcting packet delay data between a plurality of terminals distributed in a network,
Decomposing the packet delay data stored in the storage means into a high frequency component and a low frequency component by Fourier transform or wavelet transform;
Calculating an average value of the low frequency components;
Adding a high frequency component to the average value to obtain corrected packet delay data; and
A packet delay data processing method comprising:
所定の制約条件を満たすように全てのパスの前記低周波数成分の平均値を非線形計画法により最適化する最適化ステップを有することを特徴とする請求項4に記載のパケット遅延データ処理方法。   5. The packet delay data processing method according to claim 4, further comprising an optimization step of optimizing an average value of the low frequency components of all paths by a non-linear programming method so as to satisfy a predetermined constraint condition. 前記最適化ステップは、各端末のパケット遅延データの分散値に基づく各端末の不安定度を用いて定義される目的関数を使用することを特徴とする請求項5に記載のパケット遅延データ処理方法。   6. The packet delay data processing method according to claim 5, wherein the optimization step uses an objective function defined using instability of each terminal based on a dispersion value of packet delay data of each terminal. . ネットワークに分散配置された複数の端末間のパケット遅延データを補正させるためのプログラムであって、
前記端末間のパスのパケット遅延データを記憶する記憶手段を備えるコンピュータに、
前記記憶手段に記憶されたパケット遅延データをフーリエ変換又はウェーブレット変換して高周波成分と低周波成分に分解するステップと、
前記低周波成分の平均値を算出するステップと、
前記平均値に高周波成分を加算して補正後のパケット遅延データとするステップと、
を実行させるためのプログラム。
A program for correcting packet delay data between a plurality of terminals distributed in a network,
A computer comprising storage means for storing packet delay data of the path between the terminals,
Decomposing the packet delay data stored in the storage means into a high frequency component and a low frequency component by Fourier transform or wavelet transform;
Calculating an average value of the low frequency components;
Adding a high frequency component to the average value to obtain corrected packet delay data; and
A program for running
所定の制約条件を満たすように全てのパスの前記低周波数成分の平均値を非線形計画法により最適化する最適化ステップを有することを特徴とする請求項7に記載のプログラム。   The program according to claim 7, further comprising an optimization step of optimizing an average value of the low frequency components of all paths so as to satisfy a predetermined constraint condition by nonlinear programming. 前記最適化ステップは、各端末のパケット遅延データの分散値に基づく各端末の不安定度を用いて定義される目的関数を使用することを特徴とする請求項8に記載のプログラム。   9. The program according to claim 8, wherein the optimization step uses an objective function defined using the instability of each terminal based on a dispersion value of packet delay data of each terminal.
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