JP5945242B2 - 品質監視装置、品質監視方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、品質監視装置、品質監視方法及びプログラムに関する。より具体的には、本発明は、情報通信サービスの受信端末の品質測監視技術に関し、例えば、IP（Internet Protocol）技術を利用した情報通信サービスに対してユーザが体感する品質（QoE：Quality of Experience）を管理する技術に関する

IP電話やIPテレビ電話、IPTV（Internet Protocol TeleVision）等のIP技術を利用して音声・音響又は映像を通信する情報通信サービスが普及してきている。このような情報通信サービスの普及に伴い、適切に品質が管理されたIPネットワークの出現と共に当該情報通信サービスに対してユーザが体感する品質であるQoEを管理することが重要視されつつある。QoEを管理するために網や端末から取得できる様々な情報を利用してQoEを推定する技術には、複数のアプローチが存在する（特許文献１、２、３及び４参照）。例えば、中継網内のノードでパケットの挙動を測定してQoEを推定し、品質低下を検出した際に、当該ノードの上流で品質劣化を検出するアプローチも存在する（特許文献４参照）。

一方、映像通信サービスのような通信データ量の多い情報通信サービスのQoEは、中継網ではなく、構成が複雑化したユーザ宅内のネットワーク（ホームネットワーク）がQoE低下要因になる場合がある。ホームネットワークは、有線と比べて網品質が安定しない装置（無線LAN（Local Area Network）やPLC（Power Line Communication）等）が使われることがあり、これらの環境がQoE低下の要因や被疑箇所となる可能性が高い。

そこで、サービス提供事業者が、ホームネットワーク内の装置を遠隔で管理するための技術として、TR-069等の標準プロトコルが勧告されている（非特許文献１参照）。また、OSGi（Open Services Gateway initiative）技術を用いて、ホームネットワークとキャリアネットワークのインタフェース（UNI：User-Network Interface）付近の中継装置／端末（例えば、HGW：Home Gateway）にホームネットワーク内の装置を制御するためのアプリケーションソフト（バンドルと呼ぶ）を実装する方式も存在する。QoEの低下要因をホームネットワークとそれ以外に切り分けるためには、UNI付近に設置した中継装置／端末（例えば、HGW）と、情報通信サービス受信端末（例えば、IPTVサービスであればSTB（Set Top Box））付近で測定した情報とを比較する手法が一般的な手法として存在する。

特許第3579334号公報 特許第4308227号公報 特許第4460506号公報 特許第4523395号公報

J. Bernstein and T. Spets, ed., "DSL Forum TR-069: CPE WAN Management Protocol", Technical Report, DSL Forum, May 2004.

しかし、情報通信サービス（例えば、IPTV）の提供者（サービスプロバイダ／コンテンツプロバイダ）とネットワークキャリア（ネットワークプロバイダ）は、別事業者であり、UNI付近の中継装置／端末（例えば、HGW）と情報通信サービス受信端末（例えば、STB）の所有者が一致せず、このため、各装置で測定したデータが別業者の所有物であることが多い。また、各装置に品質測定機能が実装されておらず、UNI付近及び受信端末の双方のデータを測定できない場合も多い。

そのため、情報通信サービスの提供者やネットワークキャリアが、双方のデータを一対比較することができず、ホームネットワークでの品質劣化区間を切り分けることが困難になっている。つまり、情報通信サービス受信端末を管理する情報通信サービス提供者が、情報通信サービス受信端末のみの測定情報で、ホームネットワークでの品質劣化区間を切り分けることができない。

また、QoE低下の判定は、測定データに対する閾値判定を用いる手法が一般的であり、このような手法では、情報通信サービスの特性（例えば、IPTVサービスでは、配信されるチャンネル毎に配信されるパケット数等のトラヒック特性が異なるという特徴等）を考慮した適切なQoE低下の検出ができない。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、情報通信サービスの受信端末（例えば、STB）で測定した情報を用いて、情報通信サービスの特性を考慮したQoE低下を適切に検出し、QoE低下要因となる品質劣化区間を把握することを目的とする。

本発明の一形態に係る品質監視装置は、
ホームネットワークに接続された情報通信サービスの受信端末のユーザ体感品質及び網品質を監視する品質監視装置であって、
前記受信端末で測定したユーザ体感品質及び網品質の測定情報を受信する品質情報受信部と、
前記品質情報受信部で受信したユーザ体感品質の測定情報と、予め測定されたユーザ体感品質の基礎情報とでF検定を行い、情報通信サービスに対するユーザ体感品質の低下を検出するユーザ体感品質低下判定部と、
前記ユーザ体感品質低下判定部でユーザ体感品質の低下が検出された場合、前記品質情報受信部で受信した網品質の測定情報と、予め測定された網品質の基礎情報とでF検定を行い、ユーザ体感品質の低下要因を検出するユーザ体感品質低下要因解析部と、
を有することを特徴とする。

また、本発明の一形態に係る品質監視方法は、
ホームネットワークに接続された情報通信サービスの受信端末のユーザ体感品質及び網品質を監視する品質監視装置における品質監視方法であって、
前記品質監視装置の品質情報受信部が、前記受信端末で測定したユーザ体感品質及び網品質の測定情報を受信するステップと、
前記品質監視装置のユーザ体感品質低下判定部が、前記品質情報受信部で受信したユーザ体感品質の測定情報と、予め測定されたユーザ体感品質の基礎情報とでF検定を行い、情報通信サービスに対するユーザ体感品質の低下を検出するステップと、
前記品質監視装置のユーザ体感品質低下要因解析部が、前記ユーザ体感品質低下判定部でユーザ体感品質の低下が検出された場合、前記品質情報受信部で受信した網品質の測定情報と、予め測定された網品質の基礎情報とでF検定を行い、ユーザ体感品質の低下要因を検出するステップと、
を有することを特徴とする。

また、本発明の一形態に係るプログラムは、
ホームネットワークに接続された情報通信サービスの受信端末のユーザ体感品質及び網品質を監視する品質監視装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該コンピュータを、
前記受信端末で測定したユーザ体感品質及び網品質の測定情報を受信する品質情報受信手段、
前記品質情報受信手段で受信したユーザ体感品質の測定情報と、予め測定されたユーザ体感品質の基礎情報とでF検定を行い、情報通信サービスに対するユーザ体感品質の低下を検出するユーザ体感品質低下判定手段、及び
前記ユーザ体感品質低下判定手段でユーザ体感品質の低下が検出された場合、前記品質情報受信手段で受信した網品質の測定情報と、予め測定された網品質の基礎情報とでF検定を行い、ユーザ体感品質の低下要因を検出するユーザ体感品質低下要因解析手段、
として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、情報通信サービスの特性を考慮したQoE低下を適切に検出し、QoE低下要因となる品質劣化区間を把握することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る品質監視システムの構成図 本発明の第１の実施形態に係る受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置のブロック図 本発明の第１の実施形態に係る受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置における品質監視方法のフローチャート IPTVサービスにおけるQoE基礎情報の一例を示す図 IPTVサービスにおける網品質基礎情報の一例を示す図 本発明の第１の実施形態に係る受信端末品質監視装置によりIPTVサービスにおけるQoE低下ありと判定される一例を示す図 本発明の第１の実施形態に係る受信端末品質監視装置によりIPTVサービスにおけるQoE低下要因が判定される一例を示す図 本発明の第２の実施形態に係る品質監視システムの構成図 本発明の第２の実施形態に係る受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置における品質監視方法のフローチャート 本発明の第３の実施形態に係る品質監視システムの構成図 本発明の第３の実施形態に係る受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置における品質監視方法のフローチャート

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る品質監視システムは、受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置を含み、情報通信サービス送信装置と情報通信サービス受信端末との間のパケット通信による情報通信サービスに対するユーザ体感品質（以下、QoEと呼ぶ）の低下を検出し、QoE低下要因がホームネットワークであるか否かを特定する。

図１に、本発明の第１の実施形態に係る品質監視システムの構成図を示す。品質監視システムは、情報通信サービス（例えば、IPTV）を提供する装置である情報通信サービス送信装置１０と、ホームネットワークとキャリアネットワークのインタフェースであるUNI付近に設置される中継装置２０（例えば、HGW）と、情報通信サービスを受信する端末である情報通信サービス受信端末３０とを有する。情報通信サービス送信装置１０及び中継装置２０はIP網のような広域通信網を介して接続され、中継装置２０及び情報通信サービス受信端末３０はホームネットワークを介して接続される。また、品質監視システムは、情報通信サービスの品質を監視する情報通信サービス品質監視サーバ４０を含む。

図１に示すように、受信端末品質監視装置１００と受信端末品質測定装置２００は、各々情報通信サービス品質監視サーバ４０と情報通信サービス受信端末３０に組込まれ、各装置が連携することで、情報通信サービスに対するQoEを監視すると共に、QoEが低下した際の要因がホームネットワークであるか否かを検出する。なお、受信端末品質監視装置１００は、情報通信サービス受信端末３０に組込まれていてもよい。受信端末品質測定装置２００は、決められた品質情報を測定することができれば、情報通信サービス受信端末３０に予め組込まれている機能を適用して品質情報を測定してもよい。本実施形態では、受信端末品質監視装置１００及び受信端末品質測定装置２００は、各々情報通信サービス品質監視サーバ４０及び情報通信サービス受信端末３０に組込むことを前提としているが、各々の装置又は端末に接続する外部装置として実現してもよい。

図２に、本発明の第１の実施形態に係る受信端末品質監視装置１００及び受信端末品質測定装置２００のブロック図を示す。図２に示すように、受信端末品質測定装置２００は、品質測定部２０１と、測定情報保存部２０３と、品質情報レポート部２０５とで構成される。また、受信端末品質監視装置１００は、品質情報受信部１０１と、品質情報保存部１０３と、QoE低下判定部１０５と、QoE低下要因解析部１０７と、監視結果レポート部１０９と、監視結果保存部１１１とで構成される。

本実施形態では、受信端末品質測定装置２００は、QoE及び網品質を常時測定する。測定情報は、予め設定されたレポート周期に従って、受信端末品質監視装置１００に転送される。受信端末品質監視装置１００は、QoE低下の有無を判定し、QoEが低下した際の要因がホームネットワークにあるか否かを特定する。

具体的には、受信端末品質測定装置２００において、品質測定部２０１は、情報通信サービス受信端末２０のQoE及び網品質を測定し、記憶装置である測定情報保存部２０３に測定情報を保存する。品質情報レポート部２０５は、QoE及び網品質の測定情報を受信端末品質監視装置１００に転送する。

次に、受信端末品質監視装置１００において、品質情報受信部１０１は、QoE及び網品質の測定情報を受信する。ここで、記憶装置である品質情報保存部１０３には、特性が異なる情報通信サービス毎に、ホームネットワークにおいて網品質が最適化された環境（例えば、ホームネットワークに対象の情報通信サービス受信端末３０のみが有線で接続された状態）でQoE及び網品質を測定し、情報通信サービスの特性を表す識別子を付与して、各々QoE基礎情報及び網品質基礎情報として保存しているものとする。QoE低下判定部１０５は、品質情報保存部１０３からサービスの特性が一致するQoE基礎情報を読み込み、品質情報受信部１０１で受信したQoEの測定情報と、品質情報保存部１０３から読み込んだQoE基礎情報とで、統計学的検定方法の１つであるF検定を行い、情報通信サービスに対するQoEの低下を検出する。QoE低下要因解析部１０７は、QoEの低下が検出された場合、品質情報保存部１０３からサービスの特性が一致する網品質基礎情報を読み込み、品質情報受信部１０１で受信した網品質の測定情報と、品質情報保存部１０３から読み込んだ網品質基礎情報とで、統計学的検定方法の１つであるF検定を行い、QoE低下の要因がホームネットワークにあるか否かを判定する。監視結果レポート部１０９は、QoE低下判定部１０５におけるQoEの低下判定結果と、QoE低下要因解析部１０７におけるQoEの低下要因判定結果とを、記憶装置である監視結果保存部１１１に出力する。

図３に、本発明の第１の実施形態に係る受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置における品質監視方法のフローチャートを示す。以下に、図２で示される各装置の機能の詳細について、図３に示す本実施形態の実施手順に沿って説明する。

まず、受信端末品質測定装置２００について説明する。受信端末品質測定装置２００の品質測定部２０１は、以下の手順でQoE及び網品質を測定する。

ステップＳ１０１において、品質測定部２０１は、ユーザ又は受信端末品質測定装置２００の管理者によって設定される品質測定機能ON/OFF情報と、測定対象情報と、品質測定の集計・レポート周期情報とを受け取り、品質測定機能を実行する。これらの情報は、受信端末品質測定装置２００内に保存される設定ファイルに書き込まれてもよい。

品質測定機能ON/OFF情報は、品質測定機能を実行するか否かを示す情報である。品質測定機能ON情報を設定した際に、品質測定部２０１は品質測定機能を実行し、品質測定機能OFF情報を受信した場合は、品質測定部２０１（すなわち、受信端末品質測定装置２００）は動作しない。

測定対象情報は、品質測定対象サービスを特定するための識別情報（IPアドレス又はポート番号等）である。

集計周期情報は、測定データを統計処理する周期であり、品質測定部２０１は、この集計周期情報に基づいて、測定データを統計処理した統計量を測定情報として求める。例えば、集計周期情報が60秒、測定データがパケット損失率であった場合は、60秒間に受信したパケット情報から、60秒間のパケット損失率を網品質の測定情報として出力する。なお、網品質の測定情報にはパケット損失率のみならず、ジッタ等、様々な測定項目が存在する。

また、QoEについては、ITU（International Telecommunication Union）等で標準化された客観品質評価法では、短い測定時間（例えば10秒）単位で測定することが一般的である。従って、品質測定部２０１は、予め設定された測定時間単位（例えば10秒）でQoEを出力する。例えば、客観品質評価法では、パケットの損失情報（損失したパケットに含まれるメディア情報）やビットレート等の受信したパケットのヘッダ情報から得られる情報に基づいて、QoEが推定される。品質測定部２０１は、出力されたQoEの値を用いて、集計周期情報（例えば60秒）に基づいて統計処理を行い、測定情報を求める。具体的には、QoEの平均値は60秒間に10秒単位で出力した値の平均値を、QoEの最小値は60秒間に10秒単位で出力した値の最小値を、測定情報として出力する。

つまり、パケット損失率やジッタ等の網品質の測定データについては、品質測定部２０１は、設定された集計周期で平均や標準偏差、最大値、最小値等の統計量を算出するが、QoEについては、1秒や60秒のデータで算出するのではなく、予め設定された測定単位（ここでは10秒）のデータで算出しなければ適切なQoE推定値を算出できない。従って、QoEについては、品質測定部２０１は、設定された集計周期での平均ではなく、予め設定された測定単位（ここでは10秒）で平均した後、集計周期内で算出された複数のQoE値の平均や最小値、標準偏差を算出する。

レポート周期情報は、集計周期情報に基づいて統計処理した測定データを、受信端末品質監視装置１００に転送する周期である。例えば、集計周期情報が60秒、レポート周期情報が1時間の場合、品質情報レポート部２０５は、1時間分の60秒毎に統計処理された測定情報を1つのファイルにまとめ、受信端末品質監視装置１００に転送する。また、レポート周期情報は、集計周期情報と一致していても構わないが、集計周期情報より短くは設定できないものとする。

ステップＳ１０３において、品質測定部２０１は、情報通信サービス送信装置１０から送信された情報通信サービスの情報を受信した際に、上記の測定対象情報に基づいて、測定対象サービスか否かを判定する。測定対象サービスの場合は品質測定を実行し、それ以外の場合は品質測定を実行しない（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０７において、品質測定部２０１は、集計周期情報に基づいてQoE及び網品質を測定する。上記のように、品質測定部２０１は、QoE（例えば、QoEの平均値と最小値）と網品質（例えば、ジッタの平均値や最大値、標準偏差）を測定する。なお、測定対象データが入力される間は、品質測定部２０１は継続的に測定を実行する。

測定実施中に、品質測定部２０１が集計周期情報で設定された値に基づき決定される集計タイミングを検出した際に（ステップＳ１０９：Ｔ）、ステップＳ１１１において、測定情報を集計する。なお、集計タイミングについては、測定対象パケットのヘッダ情報に含まれる時刻情報を用いて、測定開始から集計周期情報の経過時間を計算して、集計タイミングを検出してもよいし、受信端末品質測定装置が保持する時計で、測定開始時刻を起点として、集計タイミングを検出してもよい。

ステップＳ１１３において、品質測定部２０１は、集計された測定情報を測定情報保存部２０３に保存する。測定情報保存部２０３における測定情報の保存方法は、例えば、１つのファイルに、集計タイミングで集計した測定情報を追加保存していく方法等がある。また、測定開始から全てのデータを保存するのではなく、受信端末品質監視装置１００へ転送した情報は、転送完了時に削除してもよく、決められた一定周期で削除してもよい。

集計された測定情報を測定情報保存部２０３に保存した後、ステップＳ１１５において、品質測定部２０１は、レポート周期情報に基づいて、レポートタイミングであるか否かを判定する。レポートタイミングを検出した際に（ステップＳ１１５：Ｔ）、品質情報レポート部２０５は、受信端末品質監視装置１００へ測定情報のレポートを行う。なお、測定情報のレポートは、レポート周期情報に基づいて周期的に行われるだけでなく、受信端末監視装置１００又は他の外部装置からの不定期な要求に基づいて行われてもよい。

品質情報レポート部２０５は、以下の手順で測定した品質情報をレポートする。

上記のように品質測定部２０１でレポートタイミングが検出された際に（ステップＳ１１５：Ｔ）、ステップＳ１１７において、品質情報レポート部２０５は、レポートタイミングまでに測定した測定情報を測定情報保存部２０３より読み込む。

ステップＳ１１９において、品質情報レポート部２０５は、読み込んだ測定情報を、受信端末品質監視装置１００へ転送可能な形式に加工（例えば、パケット化）する。

ステップＳ１２１において、品質情報レポート部２０５は、加工（パケット化）された測定情報（測定情報パケット）を、予め設定された受信端末品質監視装置１００へ転送する。予め設定された受信端末品質監視装置１００との通信は、TCP（Transmission Control Protocol）をベースとしたHTTP（Hypertext Transfer Protocol）等の標準プロトコルを用いてもよい。なお、品質測定部２０１は、品質情報レポート部２０５が測定情報を転送した後も、品質測定機能の実行を継続する（ステップＳ１０１）。

次に、受信端末品質監視装置１００について説明する。

図３に示す品質監視方法が実施される前に、品質情報保存部１０３は、予め網品質劣化がなく、QoEの低下のない最適なホームネットワーク環境（例えば、ホームネットワークに、対象の情報通信サービス受信端末のみが有線で接続された状態）で測定したQoE基礎情報及び網品質基礎情報を保存する。以下に詳細に説明するように、保存されたQoE基礎情報及び網品質基礎情報は、品質情報受信部１０１で受信した測定情報パケットに含まれる測定情報をもとに、QoEの低下やQoE低下時の要因がホームネットワークにあるか否かを判別するために用いられる。

QoE基礎情報は、サービス毎に、時間変動を含めたQoE特性を表すために、一定の集計周期（例えば60秒）で一定時間（例えば1時間）測定したQoEを統計処理した平均値や最小値の情報である。例えば、IPTVサービスの場合、配信される映像が高精細度（HD：High definition）と標準精細度（SD：Standard definition）とでは、両者の最良の画質のQoE値は、HDが4.2、SDが3.8等のように異なる場合がある。

そのため、サービス特性を考慮して、サービス毎にQoEの低下判定を実施しなければ、適切なQoE低下判定ができない。従って、品質情報保存部１０３は、サービス毎にQoE基礎情報を保持する。ただし、特性が同一傾向のサービスは、同じQoE基礎情報を用いてもよい。

図４に、IPTVサービスにおけるQoE基礎情報の一例を示す。図４は、３つのサービス（A,B,C）のQoE基礎情報として、集計周期が60秒である場合に10秒毎に測定された映像に対するQoEの最小値のデータを示している。AとB、AとC、BとCの３つの組合せでF検定を実施し、全ての組み合わせでP値が棄却域として定義した0.05以下となり、不等分散であることが証明されている。このように異なる特性を持つサービス毎に、品質情報保存部１０３はQoE基礎情報を保存する。

網品質基礎情報は、サービス毎に、時間変動を含めた網品質特性を表すために、一定の集計周期（60秒）で一定時間（例えば1時間）測定したジッタ等を統計処理した平均値や標準偏差、最大値の情報である。例えば、IPTVサービスの場合、配信される映像が高精細度（HD：High definition）と標準精細度（SD：Standard definition）とでは、配信されるパケット量やトラヒック特性が異なる場合がある。そのため、サービス特性を考慮しなければ、ホームネットワークでの網品質の変化を適切に捉えることができない。従って、品質情報保存部１０３は、サービス毎に網品質基礎情報を保持する。ただし、特性が同一傾向のサービスは、同じ網品質基礎情報を用いてもよい。

図５に、IPTVサービスにおける網品質基礎情報の一例を示す。図５は、３つのサービス（A,B,C）の網品質基礎情報として、受信端末品質測定装置で測定したIPTVストリームのジッタの標準偏差のデータを示している。AとB、AとC、BとCの３つの組合せでF検定を実施し、全ての組み合わせでP値が棄却域として定義した0.05以下となり、不等分散であることが証明されている。このように異なる特性を持つサービス毎に、品質情報保存部１０３は網品質基礎情報を保存する。

ステップＳ１２３において、品質情報受信部１０１は、受信端末品質測定装置２００の品質情報レポート部２０５から転送された測定情報パケットを受信し、測定情報パケットに含まれる受信端末品質測定装置２００で測定された測定情報を受信する。

QoE低下判定部１０５は、以下の手順で、受信端末品質測定装置２００の品質情報レポート部２０５から品質情報受信部１０１で受信した測定情報を解析し、QoEの低下判定を行う。

ステップＳ１２５において、QoE低下判定部１０５は、品質情報受信部１０１で受信した測定情報を受信し、サービス特性を特定する。例えば、IPTVサービスの場合、配信される映像が高精細度（HD：High definition）であるか標準精細度（SD：Standard definition）であるかを特定する。QoE低下判定部１０５は、特定したサービス特性に従ったQoE基礎情報を品質情報保存部１０３より読み込む。サービス特性は、測定情報の中に含まれる識別子の情報で判別する。例えば、図４の属性の例として示したサービス名や映像解像度の情報で判別する。なお、サービス特性を判別する情報は図４の２つ（属性1及び属性2）に限らず、特性が判別可能な識別子であればよい。ただし、これらの識別子は、受信端末品質測定装置２００が、例えばIPペイロードのTSヘッダ内に含まれる情報に基づいて、測定情報に付与するものとする。

ステップＳ１２７において、QoE低下判定部１０５は、品質情報保存部１０３より読み込んだQoE基礎情報と、品質情報受信部１０１で受信したQoEの実測値である測定情報とで統計学的検定手法の一つであるF検定を行い、ステップＳ１２９において、QoE基礎情報に対する測定情報のQoEの低下の有無を判定する。

本実施形態の特徴は、網品質が不安定な状態で利用された際の情報通信サービスに対するQoEの低下を検出することにある。このため、網品質が不安定な状況下で利用する情報通信サービスのQoEは、測定時間内でのバラツキが多いという特徴を用いて、本実施形態では、QoE基礎情報とQoEの測定情報とを用いて統計学的検定手法の一つであるF検定を実施する。F検定において、不等分散と判定された場合はQoEの低下ありと判定し（ステップＳ１２９：Ｔ）、等分散と判定された場合はQoEの低下なしと判定する（ステップＳ１２９：Ｆ）。ただし、等分散と判定された場合は、更にt検定を実施し、有意差有と判定された場合はQoEの低下ありと判定してもよい。

図６に、IPTVサービスにおいて、映像に対するQoEの最小値を用いて、QoE基礎情報と測定情報のデータに対してF検定を実施し、QoEの低下ありと判定した一例を示す。図６は、２つのデータセットのF検定で出力されたP値が棄却域として定義した値0.05よりも小さいことから、95%の確率で不等分散であると判定し、故に、QoEの低下ありと判定した例である。

QoE基礎情報とQoEの測定情報の比較により、QoEの低下ありと判定された場合（ステップＳ１２９：Ｔ）、QoE低下要因解析部１０７は、QoEの低下要因がホームネットワークにあるか否かを後述のとおり判定する。QoEの低下なしと判定された場合は（ステップＳ１２９：Ｆ）、ステップＳ１４１において、監視結果レポート部１０９は、測定情報に、QoEの低下ありを示すアラーム情報を付与せずに、測定情報受信部１０１で受信した測定情報を監視結果保存部１１１に保存する。

ステップＳ１３１において、QoE低下要因解析部１０７は、品質情報受信部１０１で受信した測定情報を受信し、QoE低下判定部１０５で特定したサービス特性に従った網品質基礎情報を品質情報保存部１０３より読み込む。サービス特性は、QoE基礎情報と同様に、測定情報の中に含まれる識別子の情報で判別する。

ステップＳ１３３において、QoE低下要因解析部１０７は、品質情報保存部１０３より読み込んだ網品質基礎情報と、品質情報受信部１０１で受信した網品質の実測値である測定情報とで統計学的検定手法の一つであるF検定を行い、QoE低下の要因がホームネットワークにあるか否かを判定する。本実施形態の特徴は、情報通信サービスにとって適切なホームネットワーク環境で利用されていない場合、網品質が不安定な状態であるという特徴を用いることにある。本実施形態では、網品質基礎情報と網品質の測定情報とを用いて統計学的検定手法の一つであるF検定を実施する。F検定において、不等分散と判定された場合はホームネットワークにQoEの低下要因ありと判定し（ステップＳ１３３：Ｙ）、等分散と判定された場合はホームネットワークにQoEの低下要因なしと判定する（ステップＳ１３３：Ｆ）。ただし、等分散と判定された場合は、更にt検定を実施し、有意差有と判定された場合は、ホームネットワークにQoEの低下要因ありと判定してもよい。

図７に、IPTVサービスにおいて、受信端末品質測定装置で測定したIPTVストリームのジッタの標準偏差を用いて、網品質基礎情報と測定情報のデータに対してF検定を実施し、ホームネットワークにQoE低下要因ありと判定した一例を示す。図７は、２つのデータセットのF検定で出力されたP値が棄却域として定義した値0.05よりも小さいことから、95%の確率で不等分散であると判定し、故に、ホームネットワークにQoE低下要因ありと判定した例である。

網品質基礎情報と網品質の測定情報の比較により、QoE低下要因解析部１０７はホームネットワークのQoE低下要因の有無を判定し、その結果に基づいて、監視結果レポート部１０９の処理に移行する。監視結果レポート部１０９は、QoE低下要因の有無によって、以下の手順で情報通信サービスの監視結果をレポートする。

QoE低下要因解析部１０７にて、ホームネットワークにQoE低下要因があると判定された場合は（ステップＳ１３５：Ｔ）、ステップＳ１３７において、監視結果レポート部１０９は、品質情報受信部１０１で受信した測定情報に、「QoE低下あり」及び「ホームネットワークにQoE低下要因あり」の２つのアラーム情報を追加する。また、アラーム情報の追加に加えて、受信端末品質監視装置を利用しているユーザに対して、追加した２つのアラーム情報を通知してもよい。

QoE低下要因解析部１０７にて、ホームネットワークにQoE低下要因がなしと判定された場合は（ステップＳ１３５：Ｆ）、ステップＳ１３９において、監視結果レポート部１０９は、品質情報受信部１０１で受信した測定情報に、「QoE低下あり」のみをアラーム情報として追加する。また、アラーム情報の追加に加えて、受信端末品質監視装置を利用しているユーザに対して、追加した１つのアラーム情報を通知してもよい。

ステップＳ１４１において、監視結果レポート部１０９は、アラーム情報が追加された測定情報、又は、QoE低下判定部１０５にてQoE低下なしと判定された品質情報受信部１０１で受信した測定情報を、監視結果保存部１１１に保存する。また、保存されたデータは、受信端末品質測定装置の測定開始から全てのデータを保存するのではなく、決められた一定周期で、古いデータから削除してもよい。

以上の本実施形態の方法のフローによって、情報通信サービスに対するQoE低下の判定が可能となり、QoE低下時には、ホームネットワークがQoE低下要因であるか否かの判定が可能となる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態では、受信端末品質監視装置１００及び受信端末品質測定装置２００が情報通信サービス受信端末３０に組込まれる形態について説明する。

図８に、本発明の第２の実施形態に係る品質監視システムの構成図を示す。図８に示すように、受信端末品質監視装置１００及び受信端末品質測定装置２００の双方は、情報通信サービス受信端末３０に組込まれる。なお、各装置は、情報通信サービス受信端末３０に接続する外部装置として実現してもよい。

第２の実施形態の各装置のブロック図は、図２に示す第１の実施形態の各装置のブロック図と同じである。

図９に、本発明の第２の実施形態に係る受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置における品質監視方法のフローチャートを示す。本実施形態における実施手順は、図９に示すように、図３の品質情報レポート部２０５において実施していた測定情報のパケット化の処理（ステップＳ１１９）が省略されたものであり、他の手順は同じである。

つまり、図３のステップＳ１１７に対応するステップＳ１１７'において、品質情報レポート部２０５は、レポートタイミングまでに測定した測定情報を測定情報保存部２０３より読み込む。次にステップＳ１２１'において、品質情報レポート部２０５は、測定情報をパケットで受信端末品質監視装置１００に転送するのではなく、パケット化せずに転送する。

ステップＳ１２３'において、受信端末品質監視装置１００の品質情報受信部１０１は、受信端末品質測定装置２００の品質情報レポート部２０５から転送された測定情報を受信する。

これにより、受信端末品質監視装置１００が情報通信サービス受信端末３０に組込まれていても、QoE低下やホームネットワークにQoE低下要因があるか否かを判定することが可能となる。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態では、受信端末品質監視装置１００が情報通信サービス品質監視サーバ４０に組込まれる形態について説明する。

図１０に、本発明の第３の実施形態に係る品質監視システムの構成図を示す。図１０に示すように、受信端末品質監視装置１００は、情報通信サービス品質監視サーバ４０に組込まれる。なお、受信端末品質監視装置１００は、情報通信サービス品質監視サーバ４０に接続する外部装置として実現してもよい。受信端末品質測定装置２００は、既存技術を代用する構成とし、受信端末品質監視装置１００のみの構成とする。例えば、受信端末品質測定装置２００は、情報通信サービス受信端末３０に予め組込まれている機能を適用して品質情報を測定する。

第３の実施形態の各装置のブロック図は、図２に示す第１の実施形態の受信端末品質監視装置１００のブロック図と同じである。

図１０に、本発明の第３の実施形態に係る受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置における品質監視方法のフローチャートを示す。本実施形態における実施手順は、図１０に示すように、受信端末品質監視装置１００のみの手順に相当する。

つまり、ステップＳ１１７"において、情報通信サービス受信端末３０は、予め組込まれている機能を適用して品質情報を測定する。次にステップＳ１２１"において、情報通信サービス受信端末３０は、測定情報を、受信端末品質監視装置１００へ転送可能な形式に加工（例えば、パケット化）し、受信端末品質監視装置１００へ転送する。

ステップＳ１２３"において、受信端末品質監視装置１００の品質情報受信部１０１は、情報通信サービス受信端末３０から転送された測定情報を受信する。

情報通信サービス受信端末３０は、受信端末品質測定装置２００と同様の品質測定機能（例えば、QoE及び網品質を測定する機能）と、測定した情報を受信端末品質監視装置１００又は当該装置が実装された情報通信サービス品質監視サーバ４０に転送する機能を備えているものとする。本実施形態では、品質情報保存部１０３に保存されるQoE基礎情報及び網品質基礎情報を、情報通信サービス受信端末３０に備わった品質測定機能の測定情報にあわせて、第１の実施形態の説明と同様に生成する。

これにより、受信端末品質監視装置１００のみでも、QoE低下やホームネットワークにQoE低下要因があるか否かを判定することが可能となる。

＜本発明の実施形態の効果＞
本発明の実施形態によれば、情報通信サービスの特性を考慮したQoE低下を適切に検出し、QoE低下要因となる品質劣化区間を把握することが可能になる。

具体的には、情報通信サービス受信端末（例えば、IPTVの場合はSTB等）で測定した情報のみで、情報通信サービス毎に異なる特性や測定期間内の網品質の変動及びQoEの品質変動を考慮して、適切なQoE低下の検出を実現し、QoE低下を検出した際に、その要因がホームネットワークにあるか否かを特定することができる。従って、情報通信サービスの受信端末で測定した情報のみで、適切なQoE低下の検出やその要因を特定できる装置及び方法を実現することで、UNI付近の中継装置/端末（例えば、HGW）等の他の装置の測定機能に依存することなく、適切なQoE監視とQoE低下時の要因分析が実現でき、迅速できめ細かなサービスをユーザに対して提供することが可能となる。

説明の便宜上、本発明の実施形態に係る受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明の実施形態に係る受信端末品質監視装置及び受信端末品質測定装置は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。また、各機能部が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。また、本発明の実施形態に係る方法は処理の流れを示すフローチャートを用いて説明しているが、本発明の実施形態に係る方法は、実施形態に示す順序と異なる順序で実施されてもよい。

以上、情報通信サービスの特性を考慮したQoE低下を適切に検出し、QoE低下要因となる品質劣化区間を把握する手法について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。

１０ 情報通信サービス送信装置
２０ 中継装置
３０ 情報通信サービス受信端末
４０ 情報通信サービス品質監視サーバ
１００ 受信端末品質監視装置
１０１ 品質情報受信部
１０３ 品質情報保存部
１０５ QoE低下判定部
１０７ QoE低下要因解析部
１０９ 監視結果レポート部
１１１ 監視結果保存部
２００ 受信端末品質測定装置
２０１ 品質測定部
２０３ 測定情報保存部
２０５ 品質情報レポート部

Claims (8)

1. ホームネットワークに接続された情報通信サービスの受信端末のユーザ体感品質及び網品質を監視する品質監視装置であって、
   前記受信端末で測定したユーザ体感品質及び網品質の測定情報を受信する品質情報受信部と、
   前記品質情報受信部で受信したユーザ体感品質の測定情報と、予め測定されたユーザ体感品質の基礎情報とでF検定を行い、情報通信サービスに対するユーザ体感品質の低下を検出するユーザ体感品質低下判定部と、
   前記ユーザ体感品質低下判定部でユーザ体感品質の低下が検出された場合、前記品質情報受信部で受信した網品質の測定情報と、予め測定された網品質の基礎情報とでF検定を行い、ユーザ体感品質の低下要因を検出するユーザ体感品質低下要因解析部と、
   を有する品質監視装置。
2. 特性が異なる情報通信サービス毎に、前記ホームネットワークにおいて網品質が最適化された環境でユーザ体感品質及び網品質を測定し、前記ユーザ体感品質の基礎情報及び前記網品質の基礎情報として格納する品質情報保存部を更に有し、
   前記ユーザ体感品質低下判定部は、情報通信サービスの特性が一致するユーザ体感品質の基礎情報を前記品質情報保存部から読み込み、F検定を実施し、
   前記ユーザ体感品質低下要因解析部は、情報通信サービスの特性が一致する網品質の基礎情報を前記品質情報保存部から読み込み、F検定を実施する、請求項１に記載の品質監視装置。
3. 前記ユーザ体感品質低下判定部は、F検定において不等分散と判定された場合、ユーザ体感品質の低下があると判定する、請求項１又は２に記載の品質監視装置。
4. 前記ユーザ体感品質低下要因解析部は、F検定において不等分散と判定された場合、ホームネットワークにユーザ体感品質低下要因が存在すると判定する、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の品質監視装置。
5. 前記ユーザ体感品質低下判定部で検出されたユーザ体感品質の低下判定結果と、前記ユーザ体感品質低下要因解析部で検出されたユーザ体感品質の低下要因判定結果とを出力する判定結果出力部を更に有する、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の品質監視装置。
6. 前記判定結果出力部は、前記受信端末で測定したユーザ体感品質及び網品質の測定情報に、前記ユーザ体感品質の低下判定結果又は前記ユーザ体感品質の低下要因判定結果を示すアラーム情報を付与する、請求項５に記載の品質監視装置。
7. ホームネットワークに接続された情報通信サービスの受信端末のユーザ体感品質及び網品質を監視する品質監視装置における品質監視方法であって、
   前記品質監視装置の品質情報受信部が、前記受信端末で測定したユーザ体感品質及び網品質の測定情報を受信するステップと、
   前記品質監視装置のユーザ体感品質低下判定部が、前記品質情報受信部で受信したユーザ体感品質の測定情報と、予め測定されたユーザ体感品質の基礎情報とでF検定を行い、情報通信サービスに対するユーザ体感品質の低下を検出するステップと、
   前記品質監視装置のユーザ体感品質低下要因解析部が、前記ユーザ体感品質低下判定部でユーザ体感品質の低下が検出された場合、前記品質情報受信部で受信した網品質の測定情報と、予め測定された網品質の基礎情報とでF検定を行い、ユーザ体感品質の低下要因を検出するステップと、
   を有する品質監視方法。
8. ホームネットワークに接続された情報通信サービスの受信端末のユーザ体感品質及び網品質を監視する品質監視装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該コンピュータを、
   前記受信端末で測定したユーザ体感品質及び網品質の測定情報を受信する品質情報受信手段、
   前記品質情報受信手段で受信したユーザ体感品質の測定情報と、予め測定されたユーザ体感品質の基礎情報とでF検定を行い、情報通信サービスに対するユーザ体感品質の低下を検出するユーザ体感品質低下判定手段、及び
   前記ユーザ体感品質低下判定手段でユーザ体感品質の低下が検出された場合、前記品質情報受信手段で受信した網品質の測定情報と、予め測定された網品質の基礎情報とでF検定を行い、ユーザ体感品質の低下要因を検出するユーザ体感品質低下要因解析手段、
   として機能させるプログラム。

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