JP6668270B2 - Apparatus and method for extracting communication quality features - Google Patents
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Description
本発明は、通信品質の変動を表す特徴量を複数回計測された品質指標の集団から抽出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for extracting a feature quantity representing a change in communication quality from a group of quality indexes measured a plurality of times.
一般に、品質指標が複数サンプルあった場合、標本平均、標本分散などの特徴量が利用される。 Generally, when there are a plurality of samples of the quality index, feature amounts such as sample average and sample variance are used.
通信品質の劣化に対処するためには、変動の傾向を定量的に把握することが必要であるが、一般的な分布特徴量である標本平均や標本標準偏差では緩やかな変動を表現することが難しい。 To cope with the deterioration of communication quality, it is necessary to quantitatively grasp the tendency of fluctuations, but it is not possible to express gradual fluctuations with the sample mean and sample standard deviation, which are general distribution features. difficult.
上記問題点を鑑み、本発明の課題は、通信品質の緩やかな変動を表す特徴量を抽出するための技術を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a technique for extracting a feature amount representing a gradual change in communication quality.
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、モデルから発生する通信品質指標の計測値を収集し、前記収集した計測値とパーセンタイル値とのペアの列を構成するデータ収集部と、前記構成されたペアの列の各部分列に対して1次関数回帰を実行することによって、各部分列に対する回帰直線を決定する回帰処理部と、所定の閾値以下の誤差の回帰直線の部分列のうち、最も長い部分列に基づき特徴量を抽出する特徴量抽出部と、を有する通信品質特徴量抽出装置に関する。 In order to solve the above-described problem, one aspect of the present invention is to collect a measurement value of a communication quality index generated from a model, and a data collection unit that forms a column of a pair of the collected measurement value and percentile value, A regression processing unit that determines a regression line for each subsequence by performing a linear function regression on each subsequence of the configured pair of columns; The present invention relates to a communication quality feature quantity extraction device having a feature quantity extraction unit for extracting a feature quantity based on the longest partial sequence.
本発明によると、通信品質の緩やかな変動を表す特徴量を抽出することができる。 According to the present invention, it is possible to extract a feature amount representing a gradual change in communication quality.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
後述される実施例では、通信品質特徴量抽出装置が開示される。以下の実施例を概略すると、通信品質特徴量抽出装置は、モデルから発生する通信品質指標の計測値を収集し、収集した計測値とパーセンタイル値とのペアの列を構成する。通信品質特徴量抽出装置は、構成されたペアの列の各部分列に対して1次関数回帰を実行することによって、各部分列に対する回帰直線を決定し、所定の閾値以下の誤差の回帰直線の部分列のうち、最も長い部分列に基づき特徴量を抽出する。これにより、一般的な平均及び標準偏差を特徴量として利用した場合と比較して、通信品質の緩やかな変動を表す特徴量を抽出することができる。 In an embodiment described later, a communication quality feature amount extraction device is disclosed. In summary of the following embodiment, the communication quality feature quantity extraction device collects the measured values of the communication quality index generated from the model and forms a column of pairs of the collected measured values and percentile values. The communication quality feature quantity extraction device determines a regression line for each subsequence by performing a linear function regression on each subsequence of the constructed pair of columns, and determines a regression line having an error equal to or less than a predetermined threshold. , The feature amount is extracted based on the longest partial sequence. As a result, it is possible to extract a feature amount representing a gradual change in communication quality as compared with a case where a general average and a standard deviation are used as the feature amount.
まず、図1を参照して、本発明の一実施例による通信品質特徴量抽出装置を説明する。図1は、本発明の一実施例による通信品質特徴量抽出装置の構成を示すブロック図である。 First, a communication quality feature quantity extraction device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication quality feature quantity extraction device according to one embodiment of the present invention.
図1に示されるように、通信品質特徴量抽出装置100は、データ収集部110、回帰処理部120及び特徴量抽出部130を有する。
As shown in FIG. 1, the communication quality feature
データ収集部110は、モデルから発生する通信品質指標の計測値を収集し、収集した計測値とパーセンタイル値とのペアの列を構成する。具体的には、通信品質指標の計測数(サンプル数)をnとしたとき、任意のモデル(パラメータα_1, α_2, …)から発生するn個のサンプルで、x_k (x_1, x_2, …, x_n)は任意のモデルの((k-1)/(n-1))パーセンタイル点の値を表す(k=1, …, n)。また、y_k (y_1, y_2, …, y_n)は、任意の時間内でn回計測された通信品質を表す指標である。このとき、データ収集部110は、パーセンタイル値と計測値とのペア(x_k, y_k)を構成し、(x_k, y_k)をk=1, …, nまで変化させた際のグラフを作成する(図2)。
The
回帰処理部120は、構成されたペアの列の各部分列に対して1次関数回帰を実行することによって、各部分列に対する回帰直線を決定する。具体的には、回帰処理部120は、データ収集部110により作成された(x_k, y_k)のグラフにおいて、(x_i, y_i), (x_{i+1}, y_{i+1}), …, (x_j, y_j)の点に対して1次関数回帰を実行する(ただし、i<j, i=2, …, n-2, j=2, …, n-1))。換言すると、回帰処理部120は、{(x_k, y_k)}の点列の部分列に対して1次関数回帰を実行する。その際、指標sを最小にするように回帰した直線をy=a*x+bとする(a, bはパラメータ)。指標sの算出方法は、例えば、以下の方法などがある。ここで、y'_k=a*x_k+bとする。
(ア)L1
y'_kとy_kの差の絶対値をk=i, …, jまで足し合わせて、(j-i+1)で除算する。
The
(A) L1
Add the absolute value of the difference between y'_k and y_k up to k = i, ..., j and divide by (j-i + 1).
s=(1/(j-i+1))*Σ_{k=i}^{j}|y'_k-y_k|
(イ)L2
y'_kとy_kの差の絶対値の2乗をk=i, …, jまで足し合わせたものを1/2乗し、(j-i+1)で除算する。
s = (1 / (j-i + 1)) * Σ_ {k = i} ^ {j} | y'_k-y_k |
(B) L2
The sum of the square of the absolute value of the difference between y′_k and y_k up to k = i,..., j is raised to the half power, and divided by (j−i + 1).
s=(1/(j-i+1))*Σ_{k=i}^{j}|y'_k-y_k|^2)^(1/2)
特徴量抽出部130は、所定の閾値以下の誤差の回帰直線の部分列のうち、最も長い部分列に基づき特徴量を抽出する。具体的には、特徴量抽出部130は、k=i, …, jにおいてy_kとa*x_k+bとの間の距離を表す指標dを算出する。なお、指標dは上記の(ア)、(イ)の方法などにより求めることができるが、指標sの算出法とは独立であってもよい。例えば、指標dと指標sとは同一の方法で算出されてもよいし、異なる方法で算出されてもよい。特徴量抽出部130は、2≦i<j≦n-1を満たす(i, j)の全ての組に対してdを計算する。dが所定の閾値d*以下になる際に、j-iが最大になる(i, j)の組を選択して出力する。すなわち、特徴量抽出部130は、計測値y_kと導出された回帰直線のx_kの値(y'_k)との間の誤差が閾値以下になる部分列のうち、当該部分列の長さj-iが最大となる(i, j)の組を決定する。
s = (1 / (j-i + 1)) * Σ_ {k = i} ^ {j} | y'_k-y_k | ^ 2) ^ (1/2)
The feature
その後、データ収集部110は、当該モデルのパラメータα_1, α_2, …を変更し、変更後のパラメータによるモデルから発生した新たなx'_1, x'_2, …, x'_nに対してパーセンタイル値と計測値とのペア(x'_k, y_k)を構成し、(x'_k, y_k)をk=1, …, nまで変化させた際のグラフを作成する。その後、同様にして、回帰処理部120は、データ収集部110により作成された(x'_k, y_k)のグラフにおいて、(x'_i, y_i), (x'_{i+1}, y_{i+1}), …, (x'_j, y_j)の点に対して1次関数回帰を実行し、特徴量抽出部130は、y_kとa*x'_k+bとの間の距離を表す指標dが所定の閾値d*以下になる際に、j-iが最大になる(i, j)の組を選択して出力する。
After that, the
パラメータα_1, α_2, …の各値に対して上述した手順により(i, j)の組を取得した後、特徴量抽出部130は、これら(i, j)の組のうちj-iが最大となるモデルのパラメータα_1, α_2, …及びi, jを決定し、α_1, α_2, …及びi/n, j/nを当該通信品質指標の特徴量として抽出する。
After acquiring the set of (i, j) for the values of the parameters α_1, α_2,... By the above-described procedure, the feature
なお、通信品質特徴量抽出装置100は、例えば、バスを介し相互接続されるドライブ装置、補助記憶装置、メモリ装置、プロセッサ、インタフェース装置及び通信装置から構成される。通信品質特徴量抽出装置100における各種機能及び処理を実現するプログラムを含む各種コンピュータプログラムは、CD−ROM(Compact Disk−Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、フラッシュメモリなどの記録媒体によって提供されてもよい。プログラムを記憶した記録媒体がドライブ装置にセットされると、プログラムが記録媒体からドライブ装置を介して補助記憶装置にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体により行う必要はなく、ネットワークなどを介し何れかの外部装置からダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータなどを格納する。メモリ装置は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置からプログラムやデータを読み出して格納する。プロセッサは、メモリ装置に格納されたプログラムやプログラムを実行するのに必要なパラメータなどの各種データに従って、通信品質特徴量抽出装置100の各種機能及び処理を実行する。インタフェース装置は、ネットワーク又は外部装置に接続するための通信インタフェースとして用いられる。通信装置は、インターネットなどのネットワークと通信するための各種通信処理を実行する。しかしながら、通信品質特徴量抽出装置100は、上述したハードウェア構成に限定されるものでなく、他の何れか適切なハードウェア構成により実現されてもよい。
The communication quality feature
次に、図3を参照して、本発明の一実施例による通信品質特徴量抽出装置における処理を説明する。図3は、本発明の一実施例による通信品質特徴量抽出処理を示すフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 3, the processing in the communication quality feature quantity extraction device according to one embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a communication quality feature quantity extraction process according to one embodiment of the present invention.
図3に示されるように、ステップS101において、データ収集部110は、設定されたパラメータα_1, α_2, …による任意のモデルから収集したn個の計測値y_kとパーセンタイル値x_kとのペア(x_k, y_k)を構成し、(x_k, y_k)をk=1, …, nまで変化させた際のグラフを作成する。
As shown in FIG. 3, in step S101, the
ステップS102において、回帰処理部120は、{(x_k, y_k)}の部分列(x_i, y_i), …, (x_j, y_j)に対して、y'_kとy_kとの間の距離を表す指標sを最小にする回帰直線y=a*x+bを導出するため、1次関数回帰を実行する。
In step S102, the
ステップS103において、特徴量抽出部130は、(i, j)の各組に対して、y_kとa*x+bとの間の距離を表す指標dを算出し、指標dが閾値d*以下(d≦d*)となる(i, j)の組のうちj-iが最大になる(i, j)の組を決定する。
In step S103, the feature
ステップS104において、データ収集部110は、次のパラメータ値に変更するか判断し、変更が必要である場合、例えば、他のパラメータ値がある場合、ステップS105において、パラメータα_1, α_2, …を変更し、変更後のパラメータに対して上述したステップS101〜S103を実行する。
In step S104, the
他方、変更が不要である場合、例えば、所定の全てのパラメータ値に対して上述したステップS101〜S103が実行された場合、ステップS106において、特徴量抽出部130は、各パラメータ値に対して取得された(i, j)の組のうち、j-iが最大になるパラメータα_1, α_2, …及びi/n, j/nを当該通信品質指標の特徴量として抽出する。
On the other hand, when the change is unnecessary, for example, when the above-described steps S101 to S103 are performed for all the predetermined parameter values, in step S106, the feature
次に、図4を参照して、本発明の他の実施例による通信品質特徴量抽出装置における処理を説明する。図3に示された実施例では、任意のモデルの通信品質指標から特徴量が抽出されたが、本実施例では、通信品質特徴量抽出装置100は、標準正規分布に従う通信品質指標から特徴量を抽出する。図4は、本発明の他の実施例による通信品質特徴量抽出処理を示すフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 4, a process in the communication quality feature quantity extraction device according to another embodiment of the present invention will be described. In the embodiment illustrated in FIG. 3, the feature amount is extracted from the communication quality index of an arbitrary model. However, in the present embodiment, the communication quality feature
図4に示されるように、ステップS201において、データ収集部110は、平均μ=0及び標準偏差σ=1の標準正規分布から収集したn個の計測値y_kとパーセンタイル値x_kとのペア(x_k, y_k)を構成し、(x_k, y_k)をk=1, …, nまで変化させた際のグラフを作成する。
As shown in FIG. 4, in step S201, the
ステップS202において、回帰処理部120は、{(x_k, y_k)}の部分列(x_i, y_i), …, (x_j, y_j)に対して、y'_kとy_kとの間の距離を表す指標sを最小にする回帰直線y=a*x+bを導出するため、1次関数回帰を実行する。
In step S202, the
ステップS203において、特徴量抽出部130は、(i, j)の各組に対して、y_kとa*x+bとの間の距離を表す指標dを算出し、指標dが閾値d*以下(d≦d*)となる(i, j)の組のうちj-iが最大になる(i, j)の組を決定する。
In step S203, the feature
ステップS204において、特徴量抽出部130は、j-iが最大になる回帰直線のパラメータa, b及びi/n, j/nを当該通信品質指標の特徴量として抽出する。
In step S204, the feature
次に、図5及び6を参照して、本発明による特徴量と一般的な平均及び標準偏差との対比に関するシミュレーション結果を説明する。本シミュレーションでは、5分間に毎秒計測されたRTT (Round-Trip Time)を利用し、特徴量がプロットされる。 Next, with reference to FIGS. 5 and 6, a simulation result regarding a comparison between a feature value according to the present invention and a general average and standard deviation will be described. In this simulation, feature amounts are plotted using RTT (Round-Trip Time) measured every second for 5 minutes.
図5は、特徴量として平均及び標準偏差を利用したケースを示し、図6は、上述した特徴量i/n, j/n, a及びbを利用したケースを示す。図示されたグラフから観察できるように、特徴量i/n, j/n, a及びbは、一般的な指標である平均及び標準偏差と比較して緩やかな変化を表している。 FIG. 5 shows a case where the average and the standard deviation are used as the feature amounts, and FIG. 6 shows a case where the above-mentioned feature amounts i / n, j / n, a and b are used. As can be observed from the illustrated graph, the feature amounts i / n, j / n, a, and b show a gradual change as compared with the average and the standard deviation, which are general indices.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications may be made within the scope of the present invention described in the appended claims.・ Change is possible.
100 通信品質特徴量抽出装置
110 データ収集部
120 回帰処理部
130 特徴量抽出部
Claims (4)
前記構成されたペアの列の各部分列に対して1次関数回帰を実行することによって、各部分列に対する回帰直線を決定する回帰処理部と、
所定の閾値以下の誤差の回帰直線の部分列のうち、最も長い部分列に基づき特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
を有する通信品質特徴量抽出装置。 A data collection unit that collects the measurement values of the communication quality index generated from the model, and configures a column of a pair of the collected measurement value and the percentile value.
A regression processing unit that determines a regression line for each subsequence by performing a linear function regression on each subsequence of the configured pair of columns;
Among the substrings of the regression line having an error equal to or less than a predetermined threshold, a feature amount extraction unit that extracts a feature amount based on the longest subsequence,
A communication quality feature quantity extraction device having:
前記特徴量抽出部は、各パラメータ値に対して前記最も長い部分列を決定し、前記最も長い部分列のうち最長の部分列となるパラメータ値と、前記最長の部分列の両端のインデックスを前記計測値の個数で除した値とを前記特徴量として抽出する、請求項1記載の通信品質特徴量抽出装置。 The model is any model that follows variable parameters,
The feature amount extraction unit determines the longest subsequence for each parameter value, and calculates the parameter value that is the longest subsequence of the longest subsequences and the index at both ends of the longest subsequence. The communication quality feature quantity extraction device according to claim 1, wherein a value obtained by dividing by a number of measurement values is extracted as the feature quantity.
前記特徴量抽出部は、前記最も長い部分列の回帰直線を規定するパラメータ値と、前記最も長い部分列の両端のインデックスを前記計測値の個数で除した値とを前記特徴量として抽出する、請求項1記載の通信品質特徴量抽出装置。 The model is a standard normal distribution,
The feature value extraction unit extracts, as the feature value, a parameter value that defines a regression line of the longest subsequence and a value obtained by dividing an index at both ends of the longest subsequence by the number of the measurement values. The communication quality feature quantity extraction device according to claim 1.
前記構成されたペアの列の各部分列に対して1次関数回帰を実行することによって、各部分列に対する回帰直線を決定するステップと、
所定の閾値以下の誤差の回帰直線の部分列のうち、最も長い部分列に基づき特徴量を抽出するステップと、
を有する通信品質特徴量抽出方法。 Collecting a measurement value of a communication quality index generated from the model, and configuring a column of a pair of the collected measurement value and percentile value,
Determining a regression line for each subsequence by performing a linear function regression on each subsequence of the constructed pair of columns;
Extracting a feature amount based on the longest subsequence among the subsequences of the regression line having an error equal to or less than a predetermined threshold value;
A communication quality feature amount extraction method having the following.
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