JP7272005B2

JP7272005B2 - 通信制御装置、通信分析方法、及びゲートウェイ装置

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Publication number: JP7272005B2
Application number: JP2019031591A
Authority: JP
Inventors: 謙桝屋
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2039-02-25
Also published as: JP2020137048A

Description

本発明は、通信制御装置、通信分析方法、及びゲートウェイ装置に関する。

近年、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）の内部ネットワークについては、ＶｏＩＰ（ＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）技術を用いてＩＰネットワークにより構成される部分が多くなっている（例えば、特許文献１）。

公衆交換電話網（以下、単に「電話網」と呼ぶ）のＩＰ化に伴い、通信遅延時間の増加、及びエコーによる影響により、従来の電話網では問題とならなかった通信でも通信不具合が発生する場合がある。例えば、モデム通信においては、遅延時間や残留エコー（何らかのエコーキャンセル後の残留エコー成分）による影響により通信不具合が発生することがよく見られる。

従来、通信不具合が発生した場合、ユーザから申告があった場合に限り、申告したユーザの通信に関して、例えば遅延時間短縮のためにＩＰパケット化周期を短くするように設定変更する等の対処を行っていた。

特開２００９－２７５４７号公報

しかしながら、ユーザ側としては、通信不具合（前段階の不安定な状態も含む）が発生する場合があっても、例えば、３回に１回通信完了するのであまり問題視しないこともある（例えば、夜間の自動通信等）。また、通信時間が以前より若干長くなってもさほど気にしない等、各ユーザの許容範囲内であればクレームとして連絡すること無く、これらの問題は放置されたままとなる。

上記問題を放置することは、少なからず通信への悪影響が継続したままとなるため、通信品質確保の観点からは、本来早期に解決すべきである。

そのため、モデム通信の品質状態を常時監視し、通信不具合の予兆を早期に検知できる通信制御装置、通信分析方法、及びゲートウェイ装置が望まれている。

第１の本発明は、通信端末間のゲートウェイ装置を介した通信を制御する通信制御装置であって、（１）前記ゲートウェイ装置から受信した通信状況に関わる音声処理情報と、通信履歴情報とを格納する格納手段と、（２）前記音声処理情報と、通信履歴情報とに基づいて、モデム通信の通信状況を分析する通信状況分析手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、通信端末間のゲートウェイ装置を介した通信を制御する通信制御装置に使用する通信分析方法であって、格納手段及び通信状況分析手段を有し、（１）前記格納手段は、前記ゲートウェイ装置から受信した通信状況に関わる音声処理情報と、通信履歴情報とを格納し、（２）前記通信状況分析手段は、前記音声処理情報と、通信履歴情報とに基づいて、モデム通信の通信状況を分析することを特徴とする。

第３の本発明は、第１の通信端末と第１のネットワークを介して接続し、第２の通信端末とＩＰネットワークである第２のネットワークを介して接続し、前記第１の通信端末と前記第２の通信端末との間の通信を中継するゲートウェイ装置であって、（１）モデム信号を検出するモデム信号検出手段と、（２）前記第１のネットワーク及び第２のネットワークで発生した遅延時間を測定する遅延時間測定手段と、（３）前記モデム信号検出手段で検出したモデム信号情報及び前記遅延時間測定手段で測定した遅延時間情報を含む音声処理情報を、当該音声処理情報を用いてモデム通信の通信状況を分析する装置に送信する送信手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、モデム通信の品質状態を常時監視し、通信不具合の予兆を早期に検知できる。

実施形態に係る通信システムの全体構成を示すブロック図である。実施形態に係るゲートウェイ装置の詳細構成を示す図である。実施形態に係る通信制御装置の詳細構成を示す図である。

以下では、通信制御装置、通信分析方法、及びゲートウェイ装置の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（Ａ－１）実施形態の構成
（Ａ－１－１）全体構成
図１は、実施形態に係る通信システムの全体構成を示すブロック図である。

図１において、通信システム１は、ユーザ端末１０（１０－１、１０－２）、電話網Ｎ（Ｎ１、Ｎ２）、ゲートウェイ装置２０（２０－１、２０－２）、ＩＰネットワークＭ、及び通信制御装置３０を有する。

図１では、説明を簡易とするために、２台のユーザ端末１０を例示しているが、ユーザ端末１０の数は限定されるものでは無い。また、同様に、説明を簡易とするため、ユーザ端末１０－１及び１０－２を区別して説明する必要が存在しない場合には、単に「ユーザ端末１０」と記載して説明する（ゲートウェイ装置２０も同様である）。

ユーザ端末１０は、例えば、ＶｏＩＰ（ＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩＰ）技術を用いて通信を行うゲートウェイ装置２０を介して電話・ＦＡＸ機能を利用する電話端末である。ユーザ端末１０は、通信制御装置３０がゲートウェイ装置２０に対してＳＩＰ（ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）による呼処理を行うことにより、発信・着信が可能である。

また、ユーザ端末１０は、モデムが搭載（又は接続された）された端末（汎用コンピュータ、専用端末等）でも良い。この実施形態では、ユーザ端末１０間は、少なくともモデムを備え、モデム通信によりデータの送受信が可能であるとする。

ゲートウェイ装置２０は、ＩＰネットワークＭを介して通信制御装置３０と接続しており、電話網Ｎを介してユーザ端末１０を収容している。図１では、ユーザ端末１０－１を収容するゲートウェイ装置２０－１と、ユーザ端末１０－２を収容する対向するゲートウェイ装置２０－２とが示されている。

ＩＰネットワークＭは、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）に従うネットワークであり、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）を経由しても良い。

通信制御装置３０は、例えば、ＳＩＰにより呼の制御を行うサーバである。例えば、ユーザ端末１０－１からユーザ端末１０－２に通信する場合、通信制御装置３０の制御により、ユーザ端末１０－１とユーザ端末１０－２を接続するように制御（呼処理）され、ゲートウェイ装置２０－１と、ゲートウェイ装置２０－２間の通信により、ユーザ端末１０－１とユーザ端末１０－２の通信が確立される。

また、本実施形態の通信制御装置３０は、通信履歴情報等を基に、ユーザ端末１０のモデム通信の状態を分析する機能を備える。

（Ａ－１－２）ゲートウェイ装置２０の詳細な構成
図２は、実施形態に係るゲートウェイ装置の詳細構成を示す図である。

ゲートウェイ装置は、ハードウェア的な部分を除く他は、コンピュータにプログラムをインストールすることにより実現するようにしても良く、その場合でも機能的構成は、図２のように示すことができる。

図２において、ゲートウェイ装置２０は、音声処理部２１及びＮＷインタフェース部２２を備える。なお、図２では、本実施形態の特徴部分に関する構成部のみ図示している。

音声処理部２１は、電話網Ｎに接続するためのインタフェースである。例えば、音声処理部２１は、ＮＷインタフェース部２２から入力されたＩＰパケット（ＲＴＰパケット）を音声信号に変換し、電話網Ｎに送出する。

また、音声処理部２１は、電話網Ｎから入力される信号（音声信号、モデム信号）に対して、エコーキャンセル処理等の処理も行う。さらに、音声処理部２１は、残留エコーレベルの測定機能や、通信遅延時間の測定機能等も備える。

ＮＷインタフェース部２２は、ＩＰネットワークＭに接続するためのインタフェースである。例えば、ＮＷインタフェース部２２は、音声信号をＲＴＰパケットに変換し、ＩＰネットワークＭに送出する。また、ＮＷインタフェース部２２は、ＲＴＰパケットを受信した場合には、パケットを分解し、ペイロード（音声信号等）を音声処理部２１に受け渡す。

（Ａ－１－３）通信制御装置３０の詳細な構成
図３は、実施形態に係る通信制御装置の詳細構成を示す図である。

通信制御装置は、ハードウェア的な部分を除く他は、コンピュータにプログラムをインストールすることにより実現するようにしても良く、その場合でも機能的構成は、図３のように示すことができる。

図３において、通信制御装置３０は、データ蓄積部３１及びデータ分析部３２を備える。なお、図３では、本実施形態の特徴部分に関する構成部のみ図示している（例えば、呼処理に関する構成は省略している）。

データ蓄積部３１は、呼処理情報等の通信履歴情報、及び音声処理情報（詳細は、後述するが、残留エコーレベル等の情報）を蓄積するものである。呼処理情報とは、例えば、各通信（音声通信、モデム通信等）の発信先、着信先、通信開始時刻、通信終了時刻等である。

データ分析部３２は、データ蓄積部３１に蓄積された情報を基に、主にモデム通信のデータを分析するものである。データ分析部３２の詳細は動作の項で述べる。

（Ａ－２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の通信システム１の動作を説明する。

以下では、ユーザ端末１０－１からユーザ端末１０－２にモデム通信を行った場合を例に挙げて説明する。

（Ａ－２－１）ゲートウェイ装置２０の特徴動作
ゲートウェイ装置２０－１（音声処理部２１）は、ユーザ端末１０－２からのモデム信号を受信すると、該通信がモデム通信であることを識別する。例えば、ゲートウェイ装置２０－１は、モデム通信規格のアンサリング信号の検出や、キャリア信号の検出によって識別する。

ゲートウェイ装置２０－１は、該通信におけるエコーキャンセラ処理を行った後、残留エコーレベルについても測定する。

また、ゲートウェイ装置２０－１自身が収容するユーザ端末１０－１間の遅延時間については、エコー検出することで測定できる。さらに、ユーザ端末１０－２側からエコーが返ってくる場合には、同様にゲートウェイ装置２０－１から出力した時刻から、ユーザ端末１０－２側からエコーが返ってきたエコーの時刻や、ＲＴＣＰ（Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）等から、遅延時間を測定する。

ゲートウェイ装置２０－１は、モデム信号検出情報（上記例に加えて、アンサリング信号の周波数、位相反転有無等の情報を含んでも良い）や、残留エコーレベル情報、通信遅延情報の他、検出可能な音声処理情報を、ＮＷインタフェース部２２を介して、通信制御装置３０に送信する。

（Ａ－２－２）通信制御装置３０の特徴動作
通信制御装置３０は、ゲートウェイ装置２０－１から送信された音声処理情報をデータ蓄積部３１に保存する。データ蓄積部３１には、呼処理情報等の通信履歴情報に加えて、音声処理情報が保存される。

データ分析部３２は、データ蓄積部３１に保存された情報を基に、モデム通信について分析を行う。例えば、データ分析部３２は、通信履歴情報から、ユーザ端末１０－１からユーザ端末１０－２に対して、夜間の時間帯ではモデム通信のみが実施されているなど、通信の分析を実施し、統計情報を取得する。

また、データ分析部３２は、過去に蓄積された統計情報を基に直近の通信履歴情報を比較した結果、統計と異なる状況であるか判断する。データ分析部３２、例えば過去の統計情報（統計値）と異なる場合（例えば、各統計値に対して、ある閾値を設けて、その閾値を超えた場合）に、通信の不具合の兆しがあるとして、通信制御装置３０を管理している管理者に通知する。

なお、通信の不具合の兆しと判定する各閾値の設定については、限定されず、例えば、予め定めても良いし、機械学習により算出しても良い。また、判定する統計値は、１つでも良いし、複数の統計値でも良く、いずれかの統計値の組み合わせにより通信の不具合の兆しと判定しても良い。

データ分析部３２により、分析した結果、モデム通信について、従来とは異なる結果（不具合の予兆として捉えた結果）となる原因については、以下の通信条件が変更されるケースが考えられる。

例えば、ユーザにあるモデム装置を変更した場合や、宅内通信環境を変更した場合、また、ＩＰネットワークの通信ルート変更（ＩＰネットワークＭ内の通信ルートの変更）により、伝送系の通信遅延時間が変更された場合など、遅延時間が変わることで、モデム通信に影響を及ぼす可能性が出てくることがある。

また、ユーザにあるモデム装置を変更した場合や、宅内通信環境を変更した場合には、端末特性によって、残留エコーがモデム通信に影響を及ぼす可能性が出てくることがある。

これらの通信条件が変更されたことで、これまで１回の発呼でモデム通信が完了していたところ、２回、３回の発呼リトライが必要となったり、また、これまで３０秒程度でモデム通信が完了していたところ、時々ではあるが、５０秒程度かかることになるなど、通信時間が延びることも起こりうる。

（Ａ－３）実施形態の効果
本発明によれば、データ分析部３２が、音声処理情報を含む通信履歴情報から、過去とは異なる状況を検出可能とすることで、先に挙げたような夜間に通信されるときなど、無人で機械が自動通信する場合もあり、このような通信への影響に気付く可能性が低く、ユーザが通信への影響に気付かないまま不具合が継続される問題を予め察知することができることとなった。

データ分析部３２が、これらの問題を早期に検出することで、例えば、遅延時間が伸びたことが影響している場合には、ゲートウェイ装置２０に対して、パケット化周期をより短く設定変更することなどで対処したり、モデム特性変化によって残留エコーが影響している場合には、夜間時間帯のみエコー消去方法をモデム通信に特化した特性に設定変更したりするなど、早期に対処することが可能となる。なお、パケット化周期、及びエコー消去方法の変更は、ユーザ単位、通信種別単位ごとに設定しても良い。

また、対処方法は上記に限定されず、その他にも、ＩＰネットワークＭのゆらぎを抑えるために装備されているジッタバッファ蓄積量が、実際のゆらぎより大きく設定されている場合は、ジッタバッファの蓄積量を減らしても良い。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｂ－１）上記実施形態では、通信制御装置３０がデータ蓄積部３１及びデータ分析部３２を備える構成を示したが、ＳＩＰサーバ等の通信制御装置では無く、当該構成を備えるデータ分析装置として、独立として設けても良く、また、他の装置にこのデータ分析装置を搭載しても良い。

（Ｂ－２）上記実施形態では、通信制御装置３０（データ分析部３２）がモデム通信について、過去の統計と異なる状況である場合に、管理者に通知する例を示したが、管理者に通知すると共に、異なる状況に応じて、ゲートウェイ装置２０に以下の変更指示を通知しても良い。例えば、遅延時間が伸びたことが通信に悪影響を与えていると判断できる場合には、通信制御装置３０は、ゲートウェイ装置２０に対して、パケット化周期をより短く設定変更することを自動で通知する。ゲートウェイ装置２０側では、当該通知により、該当ユーザの通信のパケット化周期を短く設定する（例えば、２０ミリ秒から１０ミリ秒に設定する）。

（Ｂ－３）上記実施形態では、ゲートウェイ装置２０は、ＩＰネットワークＭを介して通信制御装置３０と接続しており、電話網Ｎを介してユーザ端末１０を収容するゲートウェイ装置を例として示したが、ユーザ宅内に設置するゲートウェイ装置であっても良い。

１…通信システム、１０（１０－１、１０－２）…ユーザ端末、２０（２０－１、２０－２）…ゲートウェイ装置、２１…音声処理部、２２…ＮＷインタフェース部、３０…通信制御装置、３１…データ蓄積部、３２…データ分析部、Ｍ…ＩＰネットワーク、Ｎ（Ｎ１、Ｎ２）…電話網。

Claims

通信端末間のゲートウェイ装置を介した通信を制御する通信制御装置であって、
前記ゲートウェイ装置から受信した通信状況に関わる音声処理情報と、通信履歴情報とを格納する格納手段と、
前記音声処理情報と、通信履歴情報とに基づいて、モデム通信の通信状況を分析する通信状況分析手段と
を有することを特徴とする通信制御装置。
前記通信状況分析手段は、前記音声処理情報と、前記通信履歴情報とに基づき、統計情報を取得し、取得した前記統計情報と、過去の前記統計情報とを比較し、比較した結果、過去の前記統計情報と異なる状況であるかを分析することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
前記音声処理情報は、少なくとも、モデム信号検出情報、残留エコーレベル情報、及び通信遅延情報を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信制御装置。
通信端末間のゲートウェイ装置を介した通信を制御する通信制御装置に使用する通信分析方法であって、
格納手段及び通信状況分析手段を有し、
前記格納手段は、前記ゲートウェイ装置から受信した通信状況に関わる音声処理情報と、通信履歴情報とを格納し、
前記通信状況分析手段は、前記音声処理情報と、通信履歴情報とに基づいて、モデム通信の通信状況を分析する
ことを特徴とする通信分析方法。
第１の通信端末と第１のネットワークを介して接続し、第２の通信端末とＩＰネットワークである第２のネットワークを介して接続し、前記第１の通信端末と前記第２の通信端末との間の通信を中継するゲートウェイ装置であって、
モデム信号を検出するモデム信号検出手段と、
前記第１のネットワーク及び第２のネットワークで発生した遅延時間を測定する遅延時間測定手段と、
前記モデム信号検出手段で検出したモデム信号情報及び前記遅延時間測定手段で測定した遅延時間情報を含む音声処理情報を、当該音声処理情報を用いてモデム通信の通信状況を分析する装置に送信する送信手段と
を有することを特徴とするゲートウェイ装置。