JP5928370B2 - 通信情報計測装置及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、通信情報計測装置及びプログラムに関する。
通信網を介して接続される通信装置間における実際の通信の性能を測るために、通信装置間の帯域幅を計測することがある(例えば特許文献1を参照)。
有線通信の場合には、パケットロスの発生は通信の混雑に起因することが主であるが、無線通信の場合には、パケットロスの発生は通信の混雑に加えて電波雑音によっても発生するため、無線通信において形状されたパケットロス率を有線通信と同様の算出式にそのまま代入して帯域幅を算出すると、算出された帯域幅が不正確となってしまうことがあった。
本発明の目的は、原因がそれぞれ異なる複数種類のパケットロスが発生する通信において、特定種類のパケットロスの頻度を把握することができる通信情報計測装置及びプログラムを提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、通信先の装置に1以上のパケットを順次送信する送信手段と、前記通信先の装置から前記送信したパケットの確認応答を受信する受信手段と、前記送信したパケットのそれぞれについて、該送信したパケットとその確認応答に基づいて、ラウンドトリップタイムとパケットロスの発生を記録する記録手段と、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された1以上のパケットをそれぞれ先頭とする複数の連続するパケットをそれぞれ含む1以上の連続パケット群のうち、該連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数と、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増加状態がそれぞれ予め定められた条件を満足する連続パケット群の数を計数する計数手段と、前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する算出手段と、を含むことを特徴とする通信情報計測装置である。
請求項2に係る発明は、前記記録手段は、前記送信手段により送信したパケットが再送されるか、前記受信手段により受信した応答確認が再送されたものであるか、前記受信手段により受信した応答確認のうち予め定められた種類の応答確認が予め定められた回数連続している場合に、パケットロスの発生を記録することを特徴とする請求項1に記載の通信情報計測装置である。
請求項3に係る発明は、前記連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数が第1の閾値以上であり、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムが順次増加しており、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増分が第2の閾値以上であるという条件を満足するか否かを判断する判断手段をさらに含み、前記計数手段は、前記1以上の連続パケット群のうち前記判断手段により前記条件が満足されると判断された連続パケット群の数を計数することを特徴とする請求項1又は2に記載の通信情報計測装置である。
請求項4に係る発明は、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された先頭のパケットから順次、該パケットを先頭とする複数の連続するパケットを含む連続パケット群を順次選択する選択手段をさらに含み、前記判断手段は、前記順次選択した連続パケット群が前記条件を満足するか否かを順次判断することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の通信情報計測装置である。
請求項5に係る発明は、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された先頭のパケットであって未処理のパケットから順次、該パケットを先頭とする2以上のウインドウサイズ数のパケットを含む連続パケット群を順次選択する選択手段をさらに含み、前記判断手段は、前記順次選択した連続パケット群が前記条件を満足するか否かを判断し、前記判断手段により前記条件が満足されると判断された場合には、前記ウインドウサイズ数を増加させ、前記判断手段により前記条件が満足されないと判断された場合には、前記ウインドウサイズ数を減少させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の通信情報計測装置である。
請求項6に係る発明は、前記ウインドウサイズ数が変更された場合に、前記第1の閾値を、前記ウインドウサイズ数と、予め定められた最小値のいずれか大きい方に更新する更新手段をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の通信情報計測装置である。
請求項7に係る発明は、前記算出手段により算出されたパケット損失率をp、前記送信したパケットについて記録されたラウンドトリップタイムの代表値をRTT、前記送信したパケットについての最大セグメントサイズをMSS、C,kをそれぞれ予め定められた定数として、前記通信先との装置との通信の帯域幅を以下の式(1)
請求項8に係る発明は、無線通信を行っている場合には、前記算出手段は、前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数との比に基づいて、パケット損失率を算出し、有線通信を行っている場合には、前記算出手段は、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録されたパケットの数と、前記送信したパケットの数との比に基づいて、パケット損失率を算出することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の通信情報計測装置である。
請求項9に係る発明は、通信先の装置に1以上のパケットを順次送信する送信手段と、前記通信先の装置から前記送信したパケットの確認応答を受信する受信手段と、前記送信したパケットのそれぞれについて、該送信したパケットとその確認応答に基づいて、ラウンドトリップタイムとパケットロスの発生を記録する記録手段と、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された1以上のパケットをそれぞれ先頭とする複数の連続するパケットをそれぞれ含む1以上の連続パケット群のうち、該連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数と、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増加状態がそれぞれ予め定められた条件を満足する連続パケット群の数を計数する計数手段と、前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する算出手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
請求項1及び9に記載の発明によれば、原因がそれぞれ異なる複数種類のパケットロスが発生する通信において、特定種類のパケットロスの頻度を把握することができる。
請求項2に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、発生したパケットロスを精度良く記録することができる。
請求項3に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、発生したパケットロスのうち通信混雑に起因するものを精度良く計数することができる。
請求項4に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、発生したパケットロスのうち通信混雑に起因するものを精度良く判定することができる。
請求項5に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、発生したパケットロスのうち通信混雑に起因するものを判定する処理のステップ数を低減することができる。
請求項6に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、ウインドウサイズを変更した場合においても、発生したパケットロスのうち通信混雑に起因するものを精度良く判定することができる。
請求項7に記載の発明によれば、特定種類のパケットロスの発生頻度に基づいて待機幅を算出することができる。
請求項8に記載の発明によれば、無線通信と有線通信とにおいて同一の帯域幅の算出式を用いることができる。
以下、本発明を実施するための実施の形態(以下、実施形態という)を、図面を参照しながら説明する。
[1.システム構成図]
図1には、本実施形態に係る情報配信システム1のシステム構成図を示した。図1に示されるように、情報配信システム1は、情報配信サーバ10、1以上の基地局装置30、1以上の情報端末40を含む。情報配信サーバ10と各基地局装置30は例えば光通信網等のネットワーク20を介して通信し、基地局装置30と情報端末40とは移動体通信、無線LAN通信等の無線通信を行うことで、情報配信サーバ10と各情報端末40との通信も可能となっている。なお、本実施形態では、情報端末40は無線通信を用いて情報配信サーバ10との通信を行うこととするが、情報端末40は有線通信を用いて情報配信サーバ10と通信してもよい。
図1には、本実施形態に係る情報配信システム1のシステム構成図を示した。図1に示されるように、情報配信システム1は、情報配信サーバ10、1以上の基地局装置30、1以上の情報端末40を含む。情報配信サーバ10と各基地局装置30は例えば光通信網等のネットワーク20を介して通信し、基地局装置30と情報端末40とは移動体通信、無線LAN通信等の無線通信を行うことで、情報配信サーバ10と各情報端末40との通信も可能となっている。なお、本実施形態では、情報端末40は無線通信を用いて情報配信サーバ10との通信を行うこととするが、情報端末40は有線通信を用いて情報配信サーバ10と通信してもよい。
情報配信サーバ10は、ウェブページや動画等のデータを保持し、情報端末40からの要求に応じてデータを提供するコンピュータである。ここで、情報配信サーバ10は、情報端末40からの要求に係るデータ(動画)の品質(解像度、サイズ等)を、情報端末40と情報配信サーバ10間の通信帯域幅(BW:bandwidth)に基づいて選択して、選択した品質のデータを情報端末40に提供することとしてもよい。
基地局装置30は、情報配信サーバ10とは有線通信し、各情報端末40とは移動体通信等の無線通信を行う装置である。基地局装置30と情報端末40間との無線通信は、3G、4Gの移動体通信等の各種通信方式で行うこととしてよい。
情報端末40は、ユーザにより操作される携帯電話機(多機能携帯電話を含む)、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等のコンピュータである。情報端末40は、基地局装置30と無線通信し、基地局装置30を介して情報配信サーバ10とデータ通信することで、例えば情報配信サーバ10からデータを受信する。また、情報端末40は、情報配信サーバ10との間の通信帯域幅(BW)を計測する。ここで、情報端末40は、情報配信サーバ10との間でパケットを送受信し、送受信したパケットのラウンドトリップタイム(RTT)、パケット損失率(p)を計測し、計測した値と、以下の式(1)に基づいて通信帯域幅を算出する。なお、以下の式(1)は、情報端末が有線により情報配信サーバ10と通信することを想定しているため、本実施形態では、ロスパケットのうち混雑に起因するロスパケットを抽出して式(1)に代入するパケット損失率を算出することとしている。パケット損失率の算出処理の詳細については後述する。
[2.ハードウェア構成図]
次に、情報配信サーバ10、情報端末40にそれぞれ備えられたハードウェア構成について図2を参照しながら説明する。
次に、情報配信サーバ10、情報端末40にそれぞれ備えられたハードウェア構成について図2を参照しながら説明する。
[2−1.情報配信サーバ10]
まず、情報配信サーバ10のハードウェア構成例について説明する。図2に示されるように、情報配信サーバ10は、制御部11、記憶部12、通信部13を備える。
まず、情報配信サーバ10のハードウェア構成例について説明する。図2に示されるように、情報配信サーバ10は、制御部11、記憶部12、通信部13を備える。
制御部11は、CPU(Central Processing Unit)を含み、記憶部12に記憶されたプログラムに基づいて、各種の演算処理を実行するとともに情報配信サーバ10の各部を制御する。
記憶部12は、情報配信サーバ10のオペレーティングシステム等の制御プログラムやデータを記憶するほか、制御部11のワークメモリとしても用いられる。プログラムは、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の情報記憶媒体に格納された状態で情報配信サーバ10に供給されてもよいし、インターネット等のデータ通信手段を介して情報配信サーバ10に供給されてもよい。
通信部13は、ネットワークインターフェースカードにより実現され、ネットワークを介して基地局装置30等とデータ通信するとともに、基地局装置30を介して情報端末40等ともデータ通信する。
[2−2.情報端末40]
次に、情報端末40のハードウェア構成例について説明する。図2に示されるように、情報端末40は、制御部41、記憶部42、通信部43、入力部44、表示部45を備える。
次に、情報端末40のハードウェア構成例について説明する。図2に示されるように、情報端末40は、制御部41、記憶部42、通信部43、入力部44、表示部45を備える。
制御部41は、CPU(Central Processing Unit)を含み、記憶部42に記憶されたプログラムに基づいて、各種の演算処理を実行するとともに情報端末40の各部を制御する。
記憶部42は、情報端末40のオペレーティングシステム等の制御プログラムやデータを記憶するほか、制御部41のワークメモリとしても用いられる。プログラムは、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の情報記憶媒体に格納された状態で情報端末40に供給されてもよいし、インターネット等のデータ通信網を介して情報端末40に供給されてもよい。
通信部43は、例えば無線通信アンテナを含み、無線通信アンテナを介して、基地局装置30と通信する。また、通信部43は、無線通信アンテナに加えて、又は無線通信アンテナに代えて、有線通信用のネットワークインターフェースカードを備えることとしてもよく、ネットワークインターフェースカードを用いて情報配信サーバ10と通信することとしてもよい。
入力部44は、タッチパネル、キーボード等の入力装置により実現され、ユーザからの操作入力を受け付ける。
表示部45は、液晶ディスプレイ等の表示装置により実現され、制御部41による情報処理の結果(画面)を表示させる。
[3.シーケンス]
次に、情報配信システム1において情報端末40が無線通信を利用している場合において実行される通信帯域幅の計測処理の詳細を、図3〜5に示したシーケンス図及びフロー図を参照しながら説明する。
次に、情報配信システム1において情報端末40が無線通信を利用している場合において実行される通信帯域幅の計測処理の詳細を、図3〜5に示したシーケンス図及びフロー図を参照しながら説明する。
[3−1.通信帯域幅の計測処理]
図3には、通信帯域幅の計測処理のシーケンス図を示した。
図3には、通信帯域幅の計測処理のシーケンス図を示した。
図3に示されるように、情報端末40は、通信帯域幅の計測タイミングが到来していない場合には(S101:N)、待機し、通信帯域幅の計測タイミングが到来した場合には(S101:Y)、S102に進み、通信帯域幅の計測処理を開始する。なお、通信帯域幅の計測処理は、予め定められた時間間隔ごとに行われてもよいし、予め定められた処理の発生タイミングで行われてもよい。
次に、情報端末40は、通信帯域幅の計測処理を開始すると、まず、計測条件の設定処理及び初期化処理を実行する(S102)。計測条件とは、計測対象の通信路における通信相手であるデバイス(ここでは情報配信サーバ10)の設定、通信帯域幅を計測するためのパケットの総送信回数(N)等の情報を含むこととしてよい。パケットの総送信回数Nには、パケットをn回送信して行われる単位測定処理を、m回ループさせることとして、N=n・mとして設定することとしてもよい。また、初期化処理では、変数iを1に設定することとしてよい。
情報端末40は、情報配信サーバ10に対してコネクションの確立を要求する(S103)。情報配信サーバ10は、情報端末40とのコネクションを確立する場合には、情報端末40に肯定応答(ACK)を送信する(S104)。情報端末40は、情報配信サーバ10から肯定応答(ACK)を受信すると、情報配信サーバ10との通信に用いるポートの情報を互いに識別する(S105)。
情報端末40は、情報配信サーバ10に送信する送信パケットPiを選択する(S106)。例えば、情報端末40は、変数iにつきmod(i,n)が1の場合にはSYNパケットを送信し、mod(i,n)が0の場合にはFINパケットを送信し、mod(i,n)が0と1以外の場合にはDATAパケットを送信することとしてよい。
情報端末40は、S106で選択した送信パケットPiを情報配信サーバ10に送信し(S107)、その後再送を要する場合には(S108:Y)、送信パケットPiを再送する。例えば、情報端末40は、パケットPiに対する肯定応答を予め定められた時間内に受信しなかった場合には、パケットPiを再送することとしてよい。
情報配信サーバ10は、情報端末40からパケットPiを受信した場合には、パケットPiに対する肯定応答(Pi−ACK)を情報端末40に送信する(S109)。なお、情報配信サーバ10も、Pi−ACKを再送する必要がある場合にはPi−ACKを再送することとしてよい。
情報端末40は、パケットPiに対する肯定応答(Pi−ACK)を受信すると、パケットPiについてのラウンドトリップタイム(RTTi)を記憶部42に記録する(S110)。ラウンドトリップタイムRTTiは、パケットPiの送信時間から、パケットPiの肯定応答(Pi−ACK)の受信時間までの経過時間として算出することとしてよい。
ここで、情報端末40は、パケットPiが再送パケットである場合(S111:Y)、パケットPiの肯定応答(Pi−ACK)が再送パケットである場合(S112:Y)、又は、パケットPiの肯定応答(Pi−ACK)がk(例えばk=3)連続の重複ACK確認応答(Duplicate−ACK)である場合には(S113:Y)、パケットPiについてパケットロスイベントを記録する(S114)。例えば、パケットPiのパケットロスイベントのデータ値Eiとし、E1〜ENの初期値を0(パケットロス無し)とした場合に、パケットPiについてパケットロスイベントが記録された場合には、Ei=1に書き換えることとしてよい。また、パケット(Pi、Pi−ACK)が再送パケットであるか否かは、パケットのヘッダー情報を参照して判定することとしてよい。
情報端末40は、S114の後、又は、パケットPiが再送パケットでなく(S111:N)、パケットPiの肯定応答(Pi−ACK)が再送パケットでなく場合(S112:Y)、そして、パケットPiの肯定応答(Pi−ACK)がk(例えばk=3)連続の重複ACK確認応答(Duplicate−ACK)でない場合には(S113:Y)、パケットロスイベントを記録せずにS115に進む。
情報端末40は、変数iがNに達していない場合には(S115:N)、変数iをインクリメント(iに1加算)して(S116)、S106に戻る。また、情報端末40は、変数iがNに達した場合には(S115:Y)、パケットP1〜PNについてのパケットロスイベントの記録に基づいてパケットロス率を算出する(S117)。このパケットロス率の算出処理の詳細については後述する。
情報端末40は、S117で算出されたパケットロス率(p)、パケットの最大セグメントサイズ(MSS)、記録されたRTT(例えばRTT1〜RTTNの平均値としてよい)を、上述した式(1)に代入して、情報端末40と情報配信サーバ10との間の通信路についての帯域幅(BW)を算出する(S118)。情報端末40は、帯域幅(BW)を算出すると、S101に戻りそれ以降の処理を繰り返す。
[3−2(1).パケットロス率の算出処理1]
次に、図4に示されたフロー図を参照しながら、情報端末40において実行されるパケットロス率の第1の算出処理の詳細について説明する。
次に、図4に示されたフロー図を参照しながら、情報端末40において実行されるパケットロス率の第1の算出処理の詳細について説明する。
図4に示されるように、情報端末40は、まずパケットロス率を算出するための初期設定処理を実行する(S201)。初期設定処理では、パケットロスカウンタC=0、変数i=1に設定するとともに、閾値yとウインドウサイズwの値を設定する。例えば、ウインドウサイズwの値は、ウインドウサイズの最小値w0以上の任意の値としてよく、さらに閾値yは、α・wとyの最小値y0の大きい方としてよい。すなわち、y=max[α・w,y0]としてよい。ただし、0<α<1であり、一例としてw0=3、y0=3、α=0.5等と設定することとしてよい。
次に、情報端末40は、記憶部42を参照して、パケットP1〜PNのそれぞれのRTT(RTT1〜RTTN)と、パケットロスイベント(E1〜EN)の情報を取得する(S202)。そして、情報端末40は、パケットP1〜PNについて取得したRTTに基づいて、パケットPiのジッターJiを算出する(S203)。ここで、ジッターJiはJi=|RTTi+1−RTTi|として算出することとしてよい。
ここで、情報端末40は、Pi以降のPi〜PNのうち、パケットロスイベントが記録された最初のパケットPjを選択する(S204)。すなわち、Ei〜ENのうち値が1である最初のEjを検索し、それに対応するPjを選択することとしてよい。
次に、情報端末40は、パケットPjからw個の連続するパケットPj〜Pj+w−1に含まれるパケットロスイベントの数Sjを計数する(S205)。例えば、情報端末40は、以下の式(2)によりSjを算出することとしてよい。
情報端末40は、S205で計数されたSjが閾値y以上である場合には(S206:Y)、パケットPj〜Pj+w−1でRTTの値が増加しているか否かを判断する(S207)。情報端末40は、例えばS207において、パケットPj〜Pj+w−1においてパケットロスイベントが記録されたパケットについてのRTTの値が順次増加しているか否かを判断することとしてよい。
情報端末40は、パケットPj〜Pj+w−1でRTTの値が増加していると判断される場合に(S207:Y)、パケットPj〜Pj+w−1のジッターが閾値以上であるか否かを判断する(S208)。情報端末40は、例えばS208において、パケットPj〜Pj+w−1においてパケットロスイベントが記録されたパケットについてのジッターの値がいずれも閾値(J0)以上であるか否か、すなわちRTTの増分が閾値以上であるか否かを判断することとしてよい。
情報端末40は、S206,S207,S208の条件をいずれも満たす場合に(S206:Y,S207:Y,S208:Y)、パケットロスカウンタCをインクリメント(Cに1加算)する(S209)。
情報端末40は、S209の後、又はS206,S207,S208のいずれかの条件を満たさない場合には(S206:N,S207:N,又はS208:N)、S210に進む。
ここで、情報端末40は、(j+w−1)がN以上でない場合には(S210:N)、変数iをインクリメント(iに1加算)して(S211)、S204に戻り、(j+w−1)がN以上である場合には(S210:Y)、パケットロスカウンタCの値に基づいてパケットロス率pを算出して(S212)、リターンする。例えば、情報端末40は、パケットロス率pを、p=C/Nとして算出することとしてよい。
図6には、パケットロス率の第1の算出処理において行われる、記録されたパケットロスイベントを混雑に起因するものと、電波雑音等に起因するものとに仕分けする処理を説明する図を示した。
図6(a)には、ウインドウサイズの一例を示した。図6(a)に示される例では、ウインドウサイズw=4、閾値y=3としている。以下説明する例では簡単のため、ウインドウ内に含まれるパケットロスイベントの数が閾値以上の場合には、パケットロスイベントが混雑に起因し、そうでない場合には電波雑音等に起因するものと判定することとする。
図6(b)には、パケットP1〜PNについて記録されたパケットロスイベントの値E1〜ENを示した。ここで、「0」はパケットロスイベントが記録されなかったことを、「1」はパケットロスイベントが記録されたことを示している。
図6(c)に示されるように、情報端末40は、まずパケットP1〜PNのうちパケットロスイベントが記録された最初のパケット(ここではP3)にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図6(c)に示される例では、パケットロスイベント数は3であり閾値y以上であるから、P3について記録されたパケットロスイベントは混雑に起因するものと判定される。
次に、図6(d)に示されるように、情報端末40は、ウインドウ内の先頭のパケット(ここではP3)の次にパケットロスイベントが記録された最初のパケット(ここではP4)にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図6(d)に示される例では、パケットロスイベント数は2であり閾値y未満であるから、P4について記録されたパケットロスイベントは電波雑音等に起因するものと判定される。
次に、図6(e)に示されるように、情報端末40は、ウインドウ内の先頭のパケット(ここではP4)の次にパケットロスイベントが記録された最初のパケット(ここではP5)にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図6(e)に示される例では、パケットロスイベント数は2であり閾値y未満であるから、P5について記録されたパケットロスイベントは電波雑音等に起因するものと判定される。このようにして、情報端末40は、P1〜PNについて記録されたパケットロスイベントが混雑に起因するものか、電波雑音等に起因するものかを順次判定していく。
[3−2(2).パケットロス率の算出処理2]
次に、図5に示されたフロー図を参照しながら、情報端末40において実行されるパケットロス率の第2の算出処理の詳細について説明する。パケットロス率の第2の算出処理は、ウインドウサイズを可変とし、処理速度を向上させた点で上述したパケットロス率の第1の算出処理と相違している。
次に、図5に示されたフロー図を参照しながら、情報端末40において実行されるパケットロス率の第2の算出処理の詳細について説明する。パケットロス率の第2の算出処理は、ウインドウサイズを可変とし、処理速度を向上させた点で上述したパケットロス率の第1の算出処理と相違している。
図5に示されるように、情報端末40は、まずパケットロス率を算出するための初期設定処理を実行する(S301)。初期設定処理では、パケットロスカウンタC=0、変数i=1に設定するとともに、閾値yとウインドウサイズwの初期値を設定する。例えば、ウインドウサイズの初期値は、ウインドウサイズの最小値w0以上の任意の値とし、さらに閾値yの初期値を、α・wとyの最小値y0の大きい方としてよい。すなわち、y=max[α・w,y0]としてよい。ただし、0<α<1であり、一例としてw0=3、y0=3、α=0.5等と設定することとしてよい。
次に、情報端末40は、記憶部42を参照して、パケットP1〜PNのそれぞれのRTT(RTT1〜RTTN)と、パケットロスイベント(E1〜EN)の情報を取得する(S302)。そして、情報端末40は、パケットP1〜PNについて取得したRTTに基づいて、パケットPiのジッターJiを算出する(S303)。ここで、ジッターJiはJi=|RTTi+1−RTTi|として算出することとしてよい。
ここで、情報端末40は、Pi以降のPi〜PNのうち、パケットロスイベントが記録された最初のパケットPjを選択する(S304)。すなわち、Ei〜ENのうち値が1である最初のEjを検索し、それに対応するPjを選択することとしてよい。
次に、情報端末40は、パケットPjからw個の連続するパケットPj〜Pj+w−1に含まれるパケットロスイベントの数Sjを計数する(S305)。例えば、情報端末40は、以下の式(2)によりSjを算出することとしてよい。
情報端末40は、S305で計数されたSjが閾値y以上である場合には(S306:Y)、パケットPj〜Pj+w−1でRTTの値が増加しているか否かを判断する(S307)。情報端末40は、例えばS307において、パケットPj〜Pj+w−1においてパケットロスイベントが記録されたパケットについてのRTTの値が順次増加しているか否かを判断することとしてよい。
情報端末40は、パケットPj〜Pj+w−1でRTTの値が増加していると判断される場合に(S307:Y)、パケットPj〜Pj+w−1のジッターが閾値以上であるか否かを判断する(S308)。情報端末40は、例えばS308において、パケットPj〜Pj+w−1においてパケットロスイベントが記録されたパケットについてのジッターの値がいずれも閾値(J0)以上であるか否か、すなわちRTTの増分が閾値以上であるか否かを判断することとしてよい。
情報端末40は、S306,S307,S308の条件をいずれも満たす場合に(S306:Y,S307:Y,S308:Y)、パケットロスカウンタCをインクリメント(Cに1加算)するとともに(S309)、ウインドウサイズwを、(w−1)とwの最小値w0のうちいずれか大きい方に更新する(S310)。
情報端末40は、S306,S307,S308のいずれかの条件を満たさない場合には(S306:N,S307:N,又はS308:N)、ウインドウサイズwに1(又は1より大きい整数)を加算して、ウインドウサイズを拡大する(S311)。
ここで、情報端末40は、S310又はS311の後に、(j+w−1)がN以上でない場合には(S312:N)、閾値yをα・wとyの最小値y0のうちいずれか大きい方に更新するとともに(S313)、変数iにS310又はS311で更新される前のウインドウサイズwoldを加算して(S314)、S304に戻る。また、情報端末40は、(j+w−1)がN以上である場合には(S312:Y)、パケットロスカウンタCの値に基づいてパケットロス率pを算出して(S315)、リターンする。例えば、情報端末40は、パケットロス率pを、p=C/Nとして算出することとしてよい。
図7には、パケットロス率の第2の算出処理において行われる、記録されたパケットロスイベントを混雑に起因するものと、電波雑音等に起因するものとに仕分けする処理を説明する図を示した。
図7(a)には、ウインドウサイズの一例を示した。図7(a)に示される例では、ウインドウサイズwの初期値=4、wの最小値w0=3、閾値yの初期値=3、yの最小値y0=2としている。以下説明する例では簡単のため、ウインドウ内に含まれるパケットロスイベントの数が閾値以上の場合には、パケットロスイベントが混雑に起因し、そうでない場合には電波雑音等に起因するものと判定することとする。
図7(b)には、パケットP1〜PNについて記録されたパケットロスイベントの値E1〜ENを示した。ここで、「0」はパケットロスイベントが記録されなかったことを、「1」はパケットロスイベントが記録されたことを示している。
図7(c)に示されるように、情報端末40は、まずパケットP1〜PNのうちパケットロスイベントが記録された最初のパケット(ここではP3)にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図7(c)に示される例では、パケットロスイベント数は3であり閾値y以上であるから、P3について記録されたパケットロスイベントは混雑に起因するものと判定される。ここで、混雑は継続する可能性が高いため、ウインドウサイズを縮小し(w=4−1=3)、さらに縮小したウインドウサイズに合わせて閾値yも更新する(y=2)。
次に、図7(d)に示されるように、情報端末40は、ウインドウに未だ含まれていないパケットのうち次にパケットロスイベントが記録された最初のパケット(ここではP8)にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図7(d)に示される例では、パケットロスイベント数は1であり閾値y未満であるから、P8について記録されたパケットロスイベントは電波雑音等に起因するものと判定される。ここで、ウインドウサイズを拡大し(w=3+1=4)、さらに拡大したウインドウサイズに合わせて閾値yも更新する(y=3)。
次に、図7(e)に示されるように、情報端末40は、ウインドウに未だ含まれていないパケットのうち次にパケットロスイベントが記録された最初のパケット(ここではP11)にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。このようにして、情報端末40は、P1〜PNについて記録されたパケットロスイベントのうち、混雑に起因するものの数を計数することができる。
[4.変形例]
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、情報端末40は、無線通信を行っている場合には、図4,図5に示したフローによりパケットロス率を算出し、有線通信を行っている場合には、図3のS114で記録されたパケットロスイベントの総数をそのまま用いてパケットロス率を算出するように切り替えてもよい。すなわち、情報端末40は、有線通信を行っている場合には、以下の式(3)によりパケットロス率を算出するようにしてもよい。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、情報端末40は、無線通信を行っている場合には、図4,図5に示したフローによりパケットロス率を算出し、有線通信を行っている場合には、図3のS114で記録されたパケットロスイベントの総数をそのまま用いてパケットロス率を算出するように切り替えてもよい。すなわち、情報端末40は、有線通信を行っている場合には、以下の式(3)によりパケットロス率を算出するようにしてもよい。
また、以上説明した実施形態では、混雑に起因するロスパケットの発生率に基づいて帯域幅を算出する例を説明したが、電波雑音等に起因するロスパケットの発生率に基づいて帯域幅を算出する式を用いて、帯域幅を算出するようにしても構わない。
また、以上説明した実施形態では、情報端末40が帯域幅を計測する例について説明したが、情報配信サーバ10が帯域幅を計測することとしてもよい。
1 情報配信システム、10 情報配信サーバ、11 制御部、12 記憶部、13 通信部、20 ネットワーク、30 基地局装置、40 情報端末、41 制御部、42 記憶部、43 通信部、44 入力部、45 表示部。
Claims (9)
- 通信先の装置に1以上のパケットを順次送信する送信手段と、
前記通信先の装置から前記送信したパケットの確認応答を受信する受信手段と、
前記送信したパケットのそれぞれについて、該送信したパケットとその確認応答に基づいて、ラウンドトリップタイムとパケットロスの発生を記録する記録手段と、
前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された1以上のパケットをそれぞれ先頭とする複数の連続するパケットをそれぞれ含む1以上の連続パケット群のうち、該連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数と、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増加状態がそれぞれ予め定められた条件を満足する連続パケット群の数を計数する計数手段と、
前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する算出手段と、を含む
ことを特徴とする通信情報計測装置。 - 前記記録手段は、前記送信手段により送信したパケットが再送されるか、前記受信手段により受信した応答確認が再送されたものであるか、前記受信手段により受信した応答確認のうち予め定められた種類の応答確認が予め定められた回数連続している場合に、パケットロスの発生を記録する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信情報計測装置。 - 前記連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数が第1の閾値以上であり、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムが順次増加しており、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増分が第2の閾値以上であるという条件を満足するか否かを判断する判断手段をさらに含み、
前記計数手段は、前記1以上の連続パケット群のうち前記判断手段により前記条件が満足されると判断された連続パケット群の数を計数する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信情報計測装置。 - 前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された先頭のパケットから順次、該パケットを先頭とする複数の連続するパケットを含む連続パケット群を順次選択する選択手段をさらに含み、
前記判断手段は、前記順次選択した連続パケット群が前記条件を満足するか否かを順次判断する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の通信情報計測装置。 - 前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された先頭のパケットであって未処理のパケットから順次、該パケットを先頭とする2以上のウインドウサイズ数のパケットを含む連続パケット群を順次選択する選択手段をさらに含み、
前記判断手段は、前記順次選択した連続パケット群が前記条件を満足するか否かを判断し、
前記判断手段により前記条件が満足されると判断された場合には、前記ウインドウサイズ数を増加させ、前記判断手段により前記条件が満足されないと判断された場合には、前記ウインドウサイズ数を減少させる
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の通信情報計測装置。 - 前記ウインドウサイズ数が変更された場合に、前記第1の閾値を、前記ウインドウサイズ数と、予め定められた最小値のいずれか大きい方に更新する更新手段をさらに含む
ことを特徴とする請求項5に記載の通信情報計測装置。 - 無線通信を行っている場合には、前記算出手段は、前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出し、
有線通信を行っている場合には、前記算出手段は、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録されたパケットの数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の通信情報計測装置。 - 通信先の装置に1以上のパケットを順次送信する送信手段と、
前記通信先の装置から前記送信したパケットの確認応答を受信する受信手段と、
前記送信したパケットのそれぞれについて、該送信したパケットとその確認応答に基づいて、ラウンドトリップタイムとパケットロスの発生を記録する記録手段と、
前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された1以上のパケットをそれぞれ先頭とする複数の連続するパケットをそれぞれ含む1以上の連続パケット群のうち、該連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数と、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増加状態がそれぞれ予め定められた条件を満足する連続パケット群の数を計数する計数手段と、
前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する算出手段
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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