WO2006075390A1

WO2006075390A1 - 中継方法、中継装置、通信システム及びコンピュータプログラム

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Publication number: WO2006075390A1
Application number: PCT/JP2005/000411
Authority: WO
Inventors: Masanobu Morinaga; Hideaki Miyazaki; Noriyuki Fukuyama
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-07-20
Also published as: US7948892B2; US20070263597A1; EP1838048B1; JP4342557B2; US20110096787A1; EP1838048A4; EP1838048A1; CN101099350B; CN101099350A; JPWO2006075390A1

Abstract

　マルチベンダーの環境で構築されるＶｏＩＰ網等のプロトコル及びセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信状況を正確にシミュレートすることを可能とし、そして想定した通信網にて行われるＩＰ電話等の通信の通信品質を評価することが可能とする。　複数の通信装置間のパケット通信を中継する中継装置１を用い、中継装置１では、制御用のプロトコルにて規定される最初に受信したパケットの内容に基づいて、パケットの送出方向、並びにプロトコル、ストリーミングデータの種類等の属性の夫々に対応するように複数の仮想的な処理部１１００を初期処理として設定し、夫々の処理部１１００に対応付けられる通信状況情報にて示されるパケットの消失率及び遅延時間の分布に基づいて、初期処理後のパケットの通信を中継する。

Description

明細書

中継方法、中継装置、通信システム及びコンピュータプログラム

技術分野

[0001] 本発明は、複数の通信装置間のパケット通信を中継する中継方法、該中継方法を適用した中継装置、該中継装置を備える通信システム、及び前記中継装置を実現するためのコンピュータプログラムに関し、特に IP電話等のリアルタイム系の通信の通信状況のシミュレートに用いる中継方法、中継装置、通信システム及びコンピュータプログラムに関する。背景技術

[0002] 近年、 IP網等の通信網を介して装置間で音声及び映像のデータの送受信を行う V oIP(Voice over Internet Protocol) ^ VoPN(Voice over Packet Network)等のストリ ~~ ム配信を含むリアルタイム系のアプリケーションの利用が増えてきている。リアルタイム系のアプリケーションを利用する際には、アプリケーション上で受信した音声や映像のデータを再生する際の再生品質が IP網の状況により影響を受ける。そのため総務省が定めたガイドラインでは、 IP電話サービスの提供業者が提供するサービスに対し一定の通信品質を保つことを定めて、る。

[0003] ところが IP網、公衆回線網等の複数の通信網で構成された IP電話サービスを提供する VoIP網は、一般的にマルチベンダーの環境で構築されるため、 VoIP網の伝送品質の確保及び評価が困難である。そこで VoIP網での通信状況である通信網の特性をシミュレートして実際に端末装置間で通話することにより、通話を行う端末装置間、即ちエンド'ツー ·エンドの通信品質を予測する評価方法が必要となる。このような通信の品質を評価すべく通信状況をシミュレートする方法が例えば特許文献 1に開示されている。

特許文献 1：特許第 2997607号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかしながら VoIP網では、 SIP(Session Initiation Protocol)等のプロトコルにて転送されるシグナリング、並びに RTP(Realtime Transport Protocol)等のプロトコルで転送される映像データ、音声データ等のメディアの種類毎に異なる通信経路を経由したり、上り方向及び下り方向の通信経路で特性が異なることが多いにも関わらず、従来の方法では、通信状況の再現に関する処理を単一の条件で行うため、シグナリング、メディアの種類等のセッション毎に異なる通信経路を用いた通信状況を正確に再現し評価することはできな、と、う問題がある。

[0005] しかも VoIP網では、音声データの通信にぉ、て、符号化及び復号化等の変換を伴うが、これによる通信品質への影響までは考慮されて、な、と、う問題がある。

[0006] 本発明は斯力る事情に鑑みてなされたものであり、通信に要するパケットに対する通信状況の再現に関する処理を実行する処理部を、セッション等の属性及びバケツトの送出方向の夫々に対応付けて複数設定することにより、通信状況を正確に再現し評価することが可能な中継方法、該中継方法を適用した中継装置、該中継装置を備える通信システム、及び前記中継装置を実現するためのコンピュータプログラムの提供を主たる目的とする。

[0007] さらに本発明では、処理部にて符号化及び復号化処理を行うことにより、通信状況を正確に再現することが可能な中継装置等の提供を他の目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 第 1発明に係る中継方法は、複数の通信装置間のパケット通信を中継する中継装置を用い、該中継装置は、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケットを処理する処理部により、受信したパケットの送出時刻の導出処理及び導出した時刻に基づく送出処理を行う中継方法において、前記中継装置は、パケットの送出方向及び Z又は属性に対応する複数の処理部を用いることを特徴とする

[0009] 本発明の中継方法では、送出方向及び Z又は属性毎に異なる複数の処理部を用いることにより、マルチベンダーの環境で構築される VoIP網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信状況を正確にシミュレ一トし評価することが可能である。

[0010] 第 2発明に係る中継装置は、予め記録されて!、る通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケットの送出時刻の導出処理及び導出した時刻に基づく送出処理を行う処理部を備え、一の通信装置力受信したパケットを処理して他の通信装置へ送出する中継装置において、パケットの送出方向及び Z又は属性に対応する複数の処理部を備えることを特徴とする。

[ooii] 本発明の中継装置では、送出方向及び Z又は属性毎に異なる複数の処理部を用いることにより、マルチベンダーの環境で構築される VoIP網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信状況を正確にシミュレ一トし評価することが可能である。

[0012] 第 3発明に係る中継装置は、予め記録されて!、る通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケットの送出時刻の導出処理及び導出した時刻に基づく送出処理を行う処理部を用い、一の通信装置から受信したパケットを処理して他の通信装置へ送出する中継装置にぉ、て、パケットの属性に夫々対応する複数の仮想的な処理部を設定する設定手段を備えることを特徴とする。

[0013] 本発明の中継装置では、属性毎に仮想的な処理部を設定することにより、 VoIP網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信の状況を正確にシミュレートし評価することが可能である。

[0014] 第 4発明に係る中継装置は、第 3発明において、前記通信状況情報は、パケットの消失率及び遅延時間の分布を示す情報を含み、前記処理部は、通信状況情報に含まれる消失率に基づきパケットを破棄する手段と、通信状況情報に含まれる遅延時間に基づきパケットを蓄積する手段とを備えることを特徴とする。

[0015] 本発明に係る中継装置では、パケットの消失率及び遅延時間の分布に基づき通信網の通信状況をシミュレートすることが可能である。

[0016] 第 5発明に係る中継装置は、第 3発明又は第 4発明において、複数の処理部に夫々対応付けて用いられる通信状況情報を記録してあることを特徴とする。

[0017] 本発明に係る中継装置では、夫々の処理部に対して対応付けられた通信状況情報に基づきパケットの破棄及び蓄積等の処理を実行することにより、通信経路毎に異なる通信状況をシミュレートすることができるので、セッション毎に通信経路が設定される通信網を介しての通信を正確にシミュレートすることが可能である。 [0018] 第 6発明に係る中継装置は、第 3発明乃至第 5発明のいずれかにおいて、前記パケットの属性として、プロトコルの種類を含み、前記設定手段は、制御用のプロトコルにて規定されたパケットの内容に基づヽて、仮想的な処理部を設定するように構成してあることを特徴とする。

[0019] 本発明に係る中継装置では、制御用のシグナリングプロトコルである SIP、ストリーミング通信用プロトコルである RTP(Real Time Streaming Protocol)等のプロトコル毎に通信状況をシミュレートすることが可能であり、し力も制御用のプロトコルに規定される最初に受信したパケットの内容に基づく呼設定のための初期処理 (INVITE処理）にて処理部を設定することにより、通話のみの通信、テレビ電話として用いられる映像を含む通信等のシミュレートする通信に応じた処理部を適宜設定することが可能である

[0020] 第 7発明に係る中継装置は、第 3発明乃至第 6発明のいずれかにおいて、前記パケットの属性として、ストリーミング通信用のプロトコルにて規定されるストリーミングデータの種類を含むことを特徴とする。

[0021] 本発明に係る中継装置では、 RTP等のストリーミング通信用のプロトコルにて規定される音声、映像等の種類を含むセッション毎に処理部を設定することにより、セッシヨン毎に通信経路が設定される通信網の通信状況を正確にシミュレートすることが可能である。

[0022] 第 8発明に係る中継装置は、第 3発明乃至第 7発明のいずれかにおいて、一の物理的な通信線を介した複数の論理的な通信経路に夫々対応する論理的な通信ポートを複数設定する手段を更に備え、前記設定手段は、通信経路に夫々対応する複数の仮想的な処理部を設定するように構成してあることを特徴とする。

[0023] 本発明に係る中継装置では、ハードウェアであるネットワークカード等の一の通信手段を用いて論理的な通信ポートを複数設定し、仮想的な処理部を設定することにより、一のハードウェアで、仮想的な複数の通信経路を設定することが可能であり、このため上り方向及び下り方向の通信経路、更には複数の通信を媒介する複数の通信経路に関する通信状況のシミュレートを限られたノ、一ドウエア構成で実現することが可能である。 [0024] 第 9発明に係る中継装置は、第 3発明乃至第 8発明のいずれかにおいて、前記処理部は、受信したパケットに含まれるデータに対して符号化及び復号化する符号復号手段を更に備えることを特徴とする。

[0025] 本発明に係る中継装置では、通信網を介しての音声データの通信時に行われる C ODEC(Coder-Decoder)による音声データの符号化及び復号化の処理を再現することにより、実際の通信状況を正確にシミュレートすることが可能である。

[0026] 第 10発明に係る中継装置は、第 9発明において、前記符号復号手段は、処理方法が夫々定義された複数回の符号化及び復号化を行うように構成してあることを特徴とする。

[0027] 本発明に係る中継装置では、異なる CODEC処理が行われる複数の通信網を介しての通信を再現することができるので、実際の通信状況を正確にシミュレートすることが可能である。特に、 IP網のみならず、回線交換網等を含む場合であっても、それぞれの通信網における符号ィ匕及び復号ィ匕の方式の違いを反映したシミュレートが可能となる。

[0028] 第 11発明に係る通信システムは、第 2発明乃至第 10発明のいずれかに記載の中継装置と、該中継装置を介して通信する複数の通信装置とを備えることを特徴とする

[0029] 本発明に係る通信システムでは、 VoIP網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信の状況を正確にシミュレートし評価することが可能である。

[0030] 第 12発明に係るコンピュータプログラムは、複数の装置と通信する手段を備えるコンピュータに、一の装置力受信したパケットを処理して他の装置へ送出させるコンビユータプログラムにおいて、コンピュータに、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケット送出時刻の導出処理及び導出した時刻に基づく送出処理に用いられる仮想的な処理部を、一の装置力受信したパケットの送出方向及び Z又は属性に対応付けて複数設定させることを特徴とする。

[0031] 本発明に係るコンピュータプログラムでは、通信用コンピュータ等のコンピュータにて実行することで、コンピュータが通信状況をシミュレートすべく通信の中継を行う中継装置として動作し、 VoIP網等のセッション毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信の状況を正確にシミュレートし評価することが可能である。

発明の効果

[0032] 本発明に係る中継方法、中継装置、通信システム及びコンピュータプログラムでは

、複数の通信装置間のパケット通信を中継する中継装置を用い、中継装置では、制御用のプロトコルにて規定される最初に受信したパケットの内容に基づいて、パケットの送出方向、並びにプロトコル、ストリーミングデータの種類等の属性の夫々に対応するように複数の仮想的な処理部を初期処理として設定し、夫々の処理部に対応付けられる通信状況情報にて示されるパケットの消失率及び遅延時間の分布に基づいて、初期処理後のパケットの通信を中継する。

[0033] この構成により、マルチベンダーの環境で構築される VoIP網等のプロトコル及びセッシヨン毎に通信特性が異なる通信経路が設定される通信網を介しての通信状況を正確にシミュレートすることが可能であり、従って想定した通信網にて行われる IP電話等の通信に係る通信品質を正確に評価することが可能である等、優れた効果を奏する。

[0034] また本発明の中継装置等では、受信したパケットに含まれるデータに対して処理方法が夫々定義された複数回の符号ィ匕及び復号ィ匕を行うことにより、異なる CODEC 処理が行われる複数の通信網を介しての通信を再現することができるので、実際の通信状況を正確にシミュレートすることが可能である等、優れた効果を奏する。

[0035] さらに一の物理的な通信線が接続されたノヽードウエアであるネットワークカード等の一の通信手段を用い、複数の論理的な通信経路に夫々対応する論理的な通信ポートを複数設定することにより、一のハードウアで、仮想的な複数の通信経路を設定することが可能であり、このため上り方向及び下り方向の通信経路、更には複数の通信を媒介する複数の通信経路に関する通信状況のシミュレートを限られたハードゥエァ構成で実現することが可能である等、優れた効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0036] [図 1]本発明の通信システムを例示した概念図である。 [図 2]本発明の通信システムが備える各種装置の構成例を示すブロック図である。

[図 3]本発明の中継装置が備える通信状況データベースの記録内容の一例を概念的に示す図表である。

[図 4]本発明の中継装置が備える経路テーブルの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。

[図 5]本発明の中継装置にて展開されるプログラムモジュールの一部の構成例及び他の構成との関係を概念的に示す機能ブロック図である。

[図 6]本発明の中継装置の第 1通信初期処理を示すフローチャートである。

[図 7]本発明の中継装置の第 2通信初期処理を示すフローチャートである。

[図 8]本発明の中継装置の通信中継処理を示すフローチャートである。

[図 9]本発明の中継装置にて設定されるバッファに蓄積されるパケットの例を概念的に示す説明図である。

符号の説明

[0037] 1 中継装置

1000 シグナリング受付部

1001 仮想受付ポート

1100 処理部

1110 シグナリング処理部

1120 メディア処理部

1121 セッション処理咅

2 接続装置

3 通信装置

200 コンピュータプログラム

300 記録媒体

発明を実施するための最良の形態

[0038] 以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。本発明の通信品質評価システムでは、先ず VoIP網等の既存の通信網のエンド'ツー 'エンド、即ち端末装置間におけるパケットの遅延、消失率、揺らぎ等の通信状況である通信網の特性を、例えば本願出願人が出願した特願 2004— 188922に記載して、る通信特性測定方法にて測定する。そして測定した結果に基づ、て既存の通信網又は新たに設計した通信網の通信状況を、例えば IP電話網に用いられる擬似網としてシミュレートする。そしてシミュレートした IP電話による通話を被験者が体感することにより、平均オピニオンスコア等の方法を用いて通信品質を評価する。なお、通信品質の評価は、既存の測定装置を用いるなどの方法もある。

[0039] 図 1は、本発明の通信システムを例示した概念図である。図 1中 1は、通信用コンビユータを用いた本発明の中継装置であり、中継装置 1は、通信状況をシミュレートして通信品質を評価する場合に、評価すべき通信網上でのパケットの遅延を再現するパケットの送出時刻の導出、導出した送出時刻に基づくパケットの送出等の様々な処理を行う。中継装置 1には、第 1通信線 101を介してリピータハブ、スイッチングハブ等の接続装置 2が接続されており、接続装置 2には、擬似網として用いられる第 2通信線 102, 102を介して、 IP電話機を用いた 2台の通信装置 3, 3が接続されている。なお以降の説明において、夫々の通信装置 3, 3を特に区別する必要がある場合、送話側の通信装置 3を第 1通信装置 3aとし、受話側の通信装置 3を第 2通信装置 3b として区別する。

[0040] 図 2は、本発明の通信システムが備える各種装置の構成例を示すブロック図である。中継装置 1は、装置全体を制御する CPU等の制御手段 11、本発明のコンピュータプログラム 200及びデータ等の各種情報を記録した CD— ROM等の記録媒体 300から各種情報を読み取る CD - ROMドライブ等の補助記憶手段 12、補助記憶手段 12 により読み取った各種情報を記録するハードディスク等の記録手段 13を備えている。そして記録手段 13から本発明のコンピュータプログラム 200及びデータ等の各種情報を読み取り、情報を一時的に記憶する RAM等の記憶手段 14に記憶させてコンビユータプログラム 200に含まれる各種手順を制御手段 11により実行することで、コンピュータは、本発明の中継装置 1として動作する。さらに中継装置 1は、接続装置 2と通信するネットワークカード等の通信手段 15、及び時刻を示す時計手段 16を備えている。なお記録手段 13の記録領域の一部は、パケットの遅延時間の分布等の通信状況を示す通信状況情報を記録する通信状況データベース (通信状況 DB) 13aとして用いられる。なお記録手段 13の記録領域の一部を通信状況データベース 13aとして用いるのではなく、中継装置 1に接続する他の装置の記録領域の一部を通信状況データベース 13aとして用、る様にしても良、。また記憶手段 14の記憶領域の一部には、通信経路に関する情報を記憶する経路テーブル 14a等の情報が記憶される。なお図 1及び図 2に示した本発明の中継装置 1は、一の通信手段 15から 1本の第 1 通信線 101により接続装置 2に接続し、接続装置 2を介して 2台の通信装置 3, 3と接続しているが、 2台の通信装置 3, 3に夫々対応する 2個の通信手段 15, 15を備えさせることにより、接続装置 2を介さず、直接通信装置 3, 3と接続することも可能である

[0041] 通信装置 3は、制御手段 31、記録手段 32、記憶手段 33、通信手段 34、デジタル信号として受信した音声データをアナログ信号に変換し、音声として出力する音声出力手段 35、及び音声として入力されたアナログ信号をデジタル信号の音声データに変換する音声入力手段 36を備えている。なお、通信端末装置 3は、一般的な IP電話機の端末装置を用いることが可能である。また IP電話機能を備えた装置であれば、かなる態様であっても良い。

[0042] 図 3は、本発明の中継装置 1が備える通信状況データベース 13aの記録内容の一例を概念的に示す図表である。通信状況データベース 13aには、パケットの送出方向及び属性に対応する通信状況を示す通信状況情報として遅延時間の分布及び C ODECが記録されている。遅延時間の分布は、パケットの消失率 (ロス率）、固定遅延、揺らぎ遅延等の項目及び項目に関するデータである設定値により示されている。通信状況データベース 13aに記録している揺らぎ遅延の遅延時間とは、シミュレートすべき VoIP網を介して送出されたパケットについて、到着が期待される時刻と実際に到着した時刻との差を示す遅延時間である。消失率とは、到着先に到着せずに消失するパケットの割合を百分率で示したものであり、図 3に示す例では、 1. 1%となつている。固定遅延とは、通信網の物理的な距離、装置数等の通信網の構成を主因とする一定の遅延である。なお揺らぎ遅延のみを考慮する場合、固定遅延に示す数値は無くても良い。揺らぎ遅延とは、送出されたパケットの遅延時間の分布を、補助項目として示される分級された遅延時間及び該遅延時間の発生率を対応付けること〖こより示した値である。図 3に示す例では、遅延時間を 30ms毎に分級しており、揺らぎ遅延が Oms以上 30ms未満である階級では、設定値として 61%という数値が対応付けられている。このことは Oms以上 30ms未満の揺らぎ遅延の発生する確率が 61% であることを示して、る。同様にして 30ms以上 60ms未満の揺らぎ遅延の発生する確率が 14%、 60ms以上 90ms未満の揺らぎ遅延の発生する確率が 7%、そして 90 ms以上の揺らぎ遅延の発生する確率が 8%である。なお遅延時間の発生率は、 Vol P網を伝送中に消失したパケットを除く到着したパケット内での割合を百分率で示したものである。 CODECの項目には、音声データに対する符号化及び復号化の形式が設定値として対応付けられて!/、る。複数の通信網を介しての通信を再現する場合、符号化及び復号化の形式が夫々の通信網で異なる状況が生じる。図 3に示す例では、複数の通信網を介しての通信にて n回の符号ィ匕及び復号ィ匕が行われると、ぅ設定を示している。

[0043] 図 3に例示した通信状況データベース 13aは、中継装置 1が中継するパケットの送出方向及び各属性に対応付けて複数記録されている。パケットの送出方向とは、第 1 通信装置 3aから第 2通信装置 3b、第 2通信装置 3bから第 1通信装置 3a等の転送方向、所謂上り方向及び下り方向等の方向を示す。パケットの属性とは、パケットの送出元及び送出先となる装置、パケットのプロトコル、種類等の属性を示す。装置としては、送出元又は送出先となる通信装置 3毎に設定されるが、電話番号、エイリアス等の区分についても考慮する様にしても良い。プロトコル毎とは、制御用のシグナリングプロトコルである SIP、ストリーミング通信用プロトコルである RTPZRTCP毎に通信状況データベース 13aが設定されることを示す。パケットの種類毎とは、ストリーミング通信用プロトコルである RTPにて規定される音声 (Audio)、映像 (Video)等のセッション毎に通信状況データベース 13aが設定されることを示す。

[0044] 図 4は、本発明の中継装置 1が備える経路テーブル 14aの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。経路テーブル 14aには、索引に対応付けて、受付ポート、当該ポートによる通信の対象となる通信装置 3の IPアドレス、当該通信装置 3との後述する通信処理用に割り当てられた仮想デバイスを示す割当デバイス、当該通信装置 3の電話番号等の経路情報が記録されてヽる。 [0045] 次に本発明の中継装置 1にて実行される処理について説明する。図 5は、本発明の中継装置 1にて展開されるプログラムモジュールの一部の構成例及び他の構成との関係を概念的に示す機能ブロック図ある。本発明の中継装置 1では、制御手段 11 の制御により、コンピュータプログラム 200を実行することで、記録手段 13及び Z又は記憶手段 14上に、 SIP等のシグナリングプロトコルにて規定されたパケットを受け付ける仮想的なシグナリング受付部 1000、通信状況情報に基づ!/、てパケットを処理する仮想的な複数の処理部 1100, 1100,…、経路テーブル 14aに基づき経路制御を行う仮想的な経路処理部 1200、及びシグナリングプロトコルにて規定されたバケツトに関する解析等の処理を行うシグナリング解析部 1300が設定される。シグナリング受付部 1000が受け付けるシグナリングプロトコルにて規定されたパケットとは、通信の開始を要求する通信装置 3から最初に送出される SIPプロトコルの INVITEと呼ばれるパケット（以下、 INVITEパケットという）であり、中継装置 1では、 INVITEバケツトに基づいて経路及び処理部 1100, 1100,…が設定される。なお、シグナリングプロトコルは SIP以外の H. 323等でも良い。シグナリングプロトコルが H. 323の場合、シグナリング受付部 1000が受け付けるパケットは、 H.225の SETUPと呼ばれるパケットになる。

[0046] シグナリング受付部 1000には、 INVITEパケットを受け付ける weU-knownポートを、各通信装置 3, 3,…に夫々対応させて複数設定する。すなわち、複数の well-known ポートを、仮想受付ポート 1001, 1001,…として設定する。即ち中継装置 1及び接続装置 2間を接続する物理的な 1本の第 1通信線 101を介して複数の通信装置 3, 3 ,…と通信する複数の論理的な通信経路を設定するために、夫々の通信装置からの INVITEパケットを受け付ける論理的な複数の仮想受付ポート 1001, 1001,…を設定する。なお、本実施例では、パケット転送の上り方向及び下り方向毎にシミュレ一シヨンの設定を行う場合は、図 3に例示した通信状況データベース 13aの設定力この仮想受付ポート 1001, 1001,…毎に設定されているものとして説明する。その他、仮想受付ポート 1001は一つにして、発信先 Z発信元の電話番号、エイリアス等の区分に応じて上り方向及び下り方向のシミュレーションの設定を変更するようにすることも可能である。 [0047] 処理部 1100, 1100,…は、中継する通信の対象となる各通信装置 3, 3,…に夫々対応しており、各処理部 1100には、 INVITEパケット等の制御用のプロトコルにて規定されたパケットに関する処理を行うシグナリング処理部 1110と、ストリーミング通信用のプロトコルにて規定されたパケットに関する処理を行うメディア処理部 1120とが含まれている。更にメディア処理部 1120には、ストリーミングデータの種類、即ちセッシヨン毎にセッション処理咅 1121, 1121, …力 S設定される。セッション処理咅 112 1, 1121,…は、中継するストリーミングデータの種類に応じて任意の数が設定される力例えば、音声及び映像をそれぞれ 1セッション分の RTPにて転送する場合、音声用の RTPZRTCP、映像用の RTPZRTCPの計 4本のセッション制御のために、 4個のセッション処理咅 1121 , 1121, 1121, 1121力 S設定されることになる。シグナリング処理部 1110は、パケットの送受信に関する処理を行う送受信部 1110a、受信したパケットに対して後述する遅延時間を加算する処理を行う遅延加算部 1110b、及びパケットを蓄積するバッファ 1110cを含む。同様にしてメディア処理部 1120に含まれる各セッション処理部 1121, 1121,…は、夫々送受信部 1121a、遅延加算部 1 12 lb及びバッファ 112 lcを含む。

[0048] 経路処理部 1200は、受信した INVITEパケットの適切な送信先を選択して、処理部 1100を設定する処理と、受信した INVITEパケットを設定した処理部 1100に振り分ける処理とを行う。すなわち、シグナリング受付部 1000に設定された仮想受付ポート 1001にて受信した INVITEパケットを、送出元の通信装置 3に対応する処理部 1100へ渡す処理を行う。また経路処理部 1200は、通信状況データベース 13a及び時計手段 16へのアクセス並びにシグナリング解析部 1300との情報の受け渡しにより、処理全体の管理及び制御を行う。

[0049] 図 5に示した記録手段 13及び Z又は記憶手段 14上に展開されたプログラムモジュールを用いて本発明の中継装置 1では、パケット通信の中継処理を行う。図 6は、本発明の中継装置 1の第 1通信初期処理を示すフローチャートである。第 1通信初期処理とは、通信の開始を要求する通信装置 3から INVITEパケットを受信した場合に行われる経路及び処理部 1100の設定等の処理である。先ず通信装置 3では、予め呼設定を行う SIPプロキシサーバコンピュータとして設定されている本発明の中継装置 1へ INVITEパケットを発信する発呼処理を行う。中継装置 1では、コンピュータプログラム 200を実行する制御手段 11の制御により、第 1通信線 101を介して通信手段 1 5により INVITEパケットを受信し、受信したシグナリングパケットをシグナリング受付部 1000に設定された仮想受付ポート 1001にて受け付ける（S101)。

[0050] 中継装置 1は、制御手段 11の制御により、シグナリング解析部 1300にてシグナリングパケットを解析して、シグナリングパケットを送出した送話側の通信装置 3 (第 1通信装置 3a)に関する IPアドレス、電話番号等の経路情報を抽出し (S102)、抽出した経路情報及び受け付けた仮想受付ポート 1001を示す受付ポートを経路テーブル 14a に記録する（S 103)。

[0051] 中継装置 1は、制御手段 11の制御により、第 1通信装置 3a及び第 2通信装置 3bに夫々対応したシグナリング処理部 1110を含む仮想的な 2つの処理部 1100, 1100 を設定し (S 104)、更に INVITEパケットの内容に基づいて第 1通信装置 3aに対応する処理部 1100に複数のメディア処理部 1120を設定し (S105)、設定した処理部 1100を仮想デバイスとして経路テーブル 14aに記録し（S106)、 INVITEパケットの内容を経路テーブル 14aに従って書き換える（S107)。ステップ S107に示した書き換えとは、 INVITEパケットに送出元の装置として示されている第 1通信装置 3aの IP アドレス等の経路情報を、中継装置 1の IPアドレス等の経路情報に書き換え、送出先の装置として示されている中継装置 1の経路情報を第 2通信装置 3bの経路情報に書き換える処理を示す。なお、送信先である第 2通信装置 3bに関する経路テーブル 14 aの項目は、事前に手動で設定しておく。当然、 SIPの REGISTERパケットを受け付けて、自動的に行うようにしても良い。ステップ S 107に示す書き換えを行うことにより、以降に示す処理にて第 2通信装置 3bへ送出した INVITEパケットに対しての応答に関する内容を含むパケットが、第 2通信装置 3bから中継装置 1へ送出される。

[0052] そして中継装置 1は、制御手段 11の制御により、第 1通信装置 3aに対応するシグナリング処理部 1110の遅延加算部 1110bの処理として、第 1通信装置 3aから第 2通信装置 3bへ送出する制御用パケットに対応する消失率及び遅延時間の分布を含む通信状況情報を経路テーブル 14aの情報と併せて通信状況データベース 13aから読み取り（S108)、読み取った通信状況情報に含まれる消失率に基づきシグナリングパケットを破棄する力否かを判定する（S 109)。

[0053] ステップ S 109にお、て、シグナリングパケットを破棄しな、と判定した場合 (S109： NO)、中継装置 1は、制御手段 11の制御により、第 1通信装置 3aに対応するシグナリング処理部 1110の遅延加算部 1110bの処理として、通信状況情報に含まれる遅延時間の分布に基づいて遅延時間を算出し (S110)、算出した遅延時間及び時計手段 16が示す時刻に基づ、てシグナリングパケットの送出予定時刻を導出し (S 111 )、導出した送出予定時刻を対応付けて、送出先となる第 2通信装置 3bに対応するシグナリング処理部 1110のバッファ 1110cに蓄積する（S 112)。そして中継装置 1 では、制御手段 11の制御により、時計手段 16が示す時刻を参照して、第 2通信装置 3bに対応するシグナリング処理部 1110のバッファ 1110cに蓄積したシグナリングパケットが対応付けられた送出時刻に到達後、蓄積しているシグナリングパケットを、第 2通信装置 3bに対応する処理部 1100のシグナリング処理部 1110に含まれる送受信部 1120aの処理により、通信手段 15から第 1通信線 101を介して第 2通信装置 3b へ送出する（S113)。ステップ S109において、シグナリングパケットを破棄すると判定した場合 (S109 : YES)、シダナリングパケットを破棄し (S114)、当該パケットに関する処理を終了する。ステップ S108— S114に係る遅延加算部 1110bによるバケツトの破棄、遅延時間の算出等の処理は、既に公開されている技術も含め様々なアルゴリズムを用いることが可能であるが、ここでは本願出願人が出願した国際出願 PCT ZJP2004Z19642に示したアルゴリズムを推奨する。

[0054] 図 7は、本発明の中継装置 1の第 2通信初期処理を示すフローチャートである。第 2 通信初期処理とは、第 1通信処理にて第 2通信装置 3bへ送出した INVITEパケットに対しての応答に関する内容を含むパケット (以下、応答パケットという）を、第 2通信装置 3bから受信した場合に行う処理である。中継装置 1では、コンピュータプログラム 200を実行する制御手段 11の制御により、第 1通信線 101を介して通信手段 15により応答パケットを受信して第 2通信装置 3bに対応する処理部 1100のシグナリング処理部 1110に含まれる送受信部 1120aにて受け付ける（S201)。

[0055] 中継装置 1は、制御手段 11の制御により、応答パケットの内容に基づいて第 2通信装置 3bに対応する処理部 1100に複数のメディア処理部 1120を設定し (S202)、応答パケットの内容を経路テーブル 14aに従って書き換える（S203)。ステップ S203に示した書き換えとは、応答パケットに送出元の装置として示されている第 2通信装置 3 bの IPアドレス等の経路情報を、中継装置 1の IPアドレス等の経路情報に書き換え、送出先の装置として示されている中継装置 1の経路情報を第 1通信装置 3bの経路情報に書き換える処理を示す。

[0056] そして中継装置 1は、制御手段 11の制御により、第 2通信装置 3bに対応するシグナリング処理部 1110の遅延加算部 1110bの処理として、第 2通信装置 3bから第 1通信装置 3aへ送出する制御用パケットに対応する消失率及び遅延時間の分布を含む通信状況情報を経路テーブル 14aの情報と併せて通信状況データベース 13aから読み取り（S204)、読み取った通信状況情報に含まれる消失率に基づき応答バケツトを破棄するか否かを判定する（S205)。

[0057] ステップ S205において、応答パケットを破棄しないと判定した場合（S205 : NO)、中継装置 1は、制御手段 11の制御により、第 2通信装置 3bに対応するシグナリング処理部 1110の遅延加算部 1110bの処理として、通信状況情報に含まれる遅延時間の分布に基づいて遅延時間を算出し (S206)、算出した遅延時間及び時計手段 1 6が示す時刻に基づいて応答パケットの送出予定時刻を導出し (S207)、導出した送出予定時刻を対応付けて、送出先となる第 1通信装置 3aに対応するシグナリング処理部 1110のバッファ 1110cに蓄積する（S208)。そして中継装置 1では、制御手段 11の制御により、時計手段 16が示す時刻を参照して、第 1通信装置 3aに対応するシグナリング処理部 1110のバッファ 1110cに蓄積した応答パケットが対応付けられた送出時刻に到達後、蓄積している応答パケットを、第 1通信装置 3aに対応する処理部 1100のシグナリング処理部 1110に含まれる送受信部 1110aの処理により、通信手段 15から第 1通信線 101を介して第 1通信装置 3aへ送出する（S209)。ステップ S205において、応答パケットを破棄すると判定した場合 (S205 : YES)、応答パケットを破棄し (S210)、当該パケットに関する処理を終了する。ステップ S204— S2 10に係る遅延加算部 1110bによるパケットの破棄、遅延時間の算出等の処理は、既に公開されている技術も含め様々なアルゴリズムを用いることが可能である力ここでは本願出願人が出願した国際出願 PCTZJP2004Z 19642に示したアルゴリズムを推奨する。さらに、応答パケットが続く場合は、この第 2通信初期処理を繰り返す。ただし、 S202のメディア処理部 1120の設定は一度行っていれば不要である。また通信装置 3, 3の送話側と受話側とが入れ替わる場合もある。このように図 6及び図 7 を用いて示した第 1通信初期処理及び第 2通信初期処理により、プロトコル、セッション等の属性並びに送出方向（送出元の装置）毎に複数の処理部 1110が設定される。また第 1通信初期処理及び第 2通信初期処理により、第 1通信装置 3a及び第 2通信装置 3bでは、通信経路を確立する呼設定処理が完了したと認識する。

[0058] 図 8は、本発明の中継装置 1の通信中継処理を示すフローチャートである。通信中継処理とは、第 1通信初期処理及び第 2通信初期処理により通信経路が確立された後に行われるストリーミング通信を中継する処理である。送話側となる第 1通信装置 3 aでは、 RTP、 RTCP等のプロトコルにて規定される音声、映像等のメディア情報をぺィロードであるストリーミングデータとして含むストリーミング通信用のパケット（以下、メディアパケットという）を第 2通信装置 3bへ到達させるベく中継装置 1へ送出する。中継装置 1では、コンピュータプログラム 200を実行する制御手段 11の制御により、第 1 通信線 101を介して通信手段 15によりメディアパケットを受信し、受信したメディアパケットを第 1通信装置 3aに対応し、かつ中継するストリーミングデータの種類に対応する処理部 1100のメディア処理部 1120に含まれる送受信部 112 laにて受け付ける（S301)。

[0059] 中継装置 1は、制御手段 11の制御により、第 1通信装置 3a及び受信したメディアパケットに含まれるストリーミングデータの種類に対応するメディア処理部 1120の遅延加算部 1121bの処理として、第 1通信装置 3aから第 2通信装置 3bへ送出する送出方向、及びプロトコル、種類等の属性に対応する消失率及び遅延時間の分布を含む通信状況情報を経路テーブル 14aの情報と併せて通信状況データベース 13aから読み取り（S302)、読み取った通信状況情報に含まれる消失率に基づきメディアパケットを破棄する力否かを判定する（S303)。ステップ S303において、メディアバケツトを破棄しないと判定した場合 (S303 : NO)、中継装置 1では、制御手段 11の制御により、メディアパケットに対して一又は複数回の符号化及び復号化処理を行う (S30 4)。ステップ S304の符号化及び復号化処理とは、本来の通信網を介しての通信時に行われる CODECを再現する処理である。従って想定して、る通信に用いられる通信網が、複数の通信網を介して行われ、夫々の通信網を転送中に何度も符号ィ匕及び復号化が行われる場合、夫々に定義された処理方法 (アルゴリズム）に則した複数回の符号化及び復号化を実行する。なお符号化及び復号化の条件、即ち個々の符号ィ匕及び復号化として行われる処理方法は、経路テーブル 14aに記録している C ODECの設定値を参照して決定される。

[0060] 中継装置 1では、制御手段 11の制御により、第 1通信装置 3aに対応するメディア処理部 1120の遅延加算部 112 lbの処理として、通信状況情報に含まれる遅延時間の分布に基づいて遅延時間を算出し (S305)、算出した遅延時間及び時計手段 16が示す時刻に基づいてメディアパケットの送出予定時刻を導出し (S306)、導出した送出予定時刻を対応付けて、第 1通信装置 3aに対応するメディア処理部 1120のバッファ 1121cに蓄積する（S307)。

[0061] 図 9は、本発明の中継装置 1にて設定されるバッファ 1121cに蓄積されるパケットの例を概念的に示す説明図である。ノッファ 1121cには、索引に対応付けて、各パケットの送出予定時刻、送出先となる通信装置 3の IPアドレス及びポート番号、並びにパケットデータが記録されている。送出予定時刻とは、中継装置 1が通信状況情報に基づいて導出したパケットの送出時刻である。パケットデータとは、各パケットのデータ部に示される情報としては、本発明では、音声を再現するための音声データ等の情報が含まれる。なお前述シグナリングパケット、及び RTCPパケットについても同様の形式により蓄積される。

[0062] 図 8のフローチャートに戻り、中継装置 1では、制御手段 11の制御により、時計手段 16が示す時刻を参照して、第 1通信装置 3aに対応するメディア処理部 1120のバッファ 1121cに蓄積したメディアパケットが対応付けられた送出時刻に到達後、蓄積しているメディアパケットを、第 1通信装置 3aに対応する処理部 1100のメディア処理部 1120に含まれる送受信部 1121aの処理により、通信手段 15から第 1通信線 101を介して第 2通信装置 3bへ送出する（S308)。ステップ S303において、メディアバケツトを破棄すると判定した場合 (S303 :YES)、メディアパケットを破棄し (S309)、当該パケットに関する処理を終了する。ステップ S303— S309に係る遅延加算部 1121b によるパケットの破棄、遅延時間の算出等の処理は、既に公開されている技術も含め様々なアルゴリズムを用いることが可能である力ここでは本願出願人が出願した国際出願 PCTZJP2004/ 19642に示したアルゴリズムを推奨する。

[0063] 図 8を用いて説明した様にメディアパケットは、応答を必要としない一方向の転送であるため、シグナリングパケット及び応答パケットにて行ったパケットの内容の書換処理は要しない。またシグナリングパケット及び応答パケットは、送出先である第 2通信装置 3b (応答パケットは、第 1通信装置 3a)に対応する処理部 1100に含まれるシグナリング処理部 1110のバッファ 1110cに蓄積されるのに対し、メディアパケットは送出元である第 1通信装置 3aに対応する処理部 1100に含まれるメディア処理部 1121 のバッファ 1121cに蓄積されるという差異がある。

[0064] 上述した処理により中継装置 1は、送出時刻に基づいてメディアパケットを第 2通信装置 3bへ送出し、第 2通信装置 3bを操作する被験者は、受信したメディアパケットに基づき第 2通信装置 3bから出力される音声を試聴する。出力される音声の品質は、通信状況データベース 13aに記録された情報に基づぐメディアパケットが通過する通信網の通信状況を再現した通信品質である。

[0065] 前記実施の形態では、 IP電話機として用いられる VoIP網の通信状況を再現して通信品質を評価する形態を示したが、本発明はこれに限らず、テレビジョン映像のストリーミング配信に関する通信品質の評価に用いる等、様々な形態に展開することが可能である。また、第 1通信装置及び第 2通信装置間の送受信の方向が入れ替わつても良いし、双方向の通信を行っても良いことは自明である。

[0066] また前記実施の形態では、第 1通信装置及び第 2通信装置の 1組の通信装置間の通信を中継する形態を示したが、本発明はこれに限らず、 2組以上の通信装置間の通信を中継する様にしても良い。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の通信装置間のパケット通信を中継する中継装置を用い、該中継装置は、予め記録されてヽる通信状況を示す通信状況情報に基づヽてパケットを処理する処理部により、受信したパケットの送出時刻の導出処理及び導出した時刻に基づく送出処理を行う中継方法にぉヽて、

前記中継装置は、パケットの送出方向及び Z又は属性に対応する複数の処理部を用いることを特徴とする中継方法。

[2] 予め記録されて!、る通信状況を示す通信状況情報に基づ!、てパケットの送出時刻の導出処理及び導出した時刻に基づく送出処理を行う処理部を備え、一の通信装置力受信したパケットを処理して他の通信装置へ送出する中継装置において、パケットの送出方向及び Z又は属性に対応する複数の処理部を備えることを特徴とする中継装置。

[3] 予め記録されて!、る通信状況を示す通信状況情報に基づ!、てパケットの送出時刻の導出処理及び導出した時刻に基づく送出処理を行う処理部を用い、一の通信装置力受信したパケットを処理して他の通信装置へ送出する中継装置において、パケットの属性に夫々対応する複数の仮想的な処理部を設定する設定手段を備えることを特徴とする中継装置。

[4] 前記通信状況情報は、パケットの消失率及び遅延時間の分布を示す情報を含み、前記処理部は、

通信状況情報に含まれる消失率に基づきパケットを破棄する手段と、

通信状況情報に含まれる遅延時間に基づきパケットを蓄積する手段と

を備えることを特徴とする請求項 3に記載の中継装置。

[5] 複数の処理部に夫々対応付けて用いられる通信状況情報を記録してあることを特徴とする請求項 3又は請求項 4に記載の中継装置。

[6] 前記パケットの属性として、プロトコルの種類を含み、

前記設定手段は、制御用のプロトコルにて規定されたパケットの内容に基づいて、仮想的な処理部を設定するように構成してある

ことを特徴とする請求項 3乃至請求項 5の、ずれかに記載の中継装置。

[7] 前記パケットの属性として、ストリーミング通信用のプロトコルにて規定されるストリーミングデータの種類を含むことを特徴とする請求項 3乃至請求項 6のいずれかに記載の中継装置。

[8] 一の物理的な通信線を介した複数の論理的な通信経路に夫々対応する論理的な通信ポートを複数設定する手段を更に備え、

前記設定手段は、通信経路に夫々対応する複数の仮想的な処理部を設定するように構成してある

ことを特徴とする請求項 3乃至請求項 7の、ずれかに記載の中継装置。

[9] 前記処理部は、受信したパケットに含まれるデータに対して符号化及び復号化する符号復号手段を更に備えることを特徴とする請求項 3乃至請求項 8のいずれかに記載の中継装置。

[10] 前記符号復号手段は、処理方法が夫々定義された複数回の符号化及び復号化を行うように構成してあることを特徴とする請求項 9に記載の中継装置。

[11] 請求項 2乃至請求項 10のいずれかに記載の中継装置と、

該中継装置を介して通信する複数の通信装置と

を備えることを特徴とする通信システム。

[12] 複数の装置と通信する手段を備えるコンピュータに、一の装置力も受信したパケットを処理して他の装置へ送出させるコンピュータプログラムにおいて、

コンピュータに、予め記録されている通信状況を示す通信状況情報に基づいてパケット送出時刻の導出処理及び導出した時刻に基づく送出処理に用いられる仮想的な処理部を、一の装置力受信したパケットの送出方向及び Z又は属性に対応付けて複数設定させることを特徴とするコンピュータプログラム。