(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット交換網におけるサービス品質評価方法において、
評価信号として、時間経過と共に周波数成分が連続的に変化するＴＳＰ（時間引き伸ばしパルス：Time Stretched Pulse）信号を用いており、
原ＴＳＰ信号を送信するＴＳＰ信号送信段階と、
前記原ＴＳＰ信号を少なくとも１つの前記パケット交換網を介して測定ＴＳＰ信号として受信するＴＳＰ信号受信段階と、
前記原ＴＳＰ信号及び前記測定ＴＳＰ信号のそれぞれについて、高速フーリエ変換処理を施して算出された時間−周波数成分を比較することにより、前記パケット交換網における伝送遅延及び伝送ジッタを算出するＴＳＰ信号比較段階と
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＴＳＰ信号比較段階は、更に、パケットの欠落に相当する、前記測定ＴＳＰ信号の前記周波数成分の不連続間隔、即ち伝送情報損失発生パターンモデルを算出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＴＳＰ信号比較段階は、前記周波数成分の不連続間隔を測定するために、前記高速フーリエ変換処理の分解能が変更可能であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＴＳＰ信号比較段階は、更に、伝送情報損失発生パターンモデルから伝送情報損失率を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
更に、前記ＴＳＰ信号比較段階によって測定されたパラメータをサービス品質評価アルゴリズムに適用するサービス品質評価段階を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
パケット交換網におけるサービス品質評価装置において、
評価信号として、時間経過と共に周波数成分が連続的に変化するＴＳＰ信号を用いており、
原ＴＳＰ信号を送信するＴＳＰ信号送信手段と、
前記原ＴＳＰ信号を少なくとも１つの前記パケット交換網を介して測定ＴＳＰ信号として受信するＴＳＰ信号受信手段と、
前記原ＴＳＰ信号及び前記測定ＴＳＰ信号のそれぞれについて、高速フーリエ変換処理を施して算出された時間−周波数成分を比較することにより、前記パケット交換網における伝送遅延及び伝送ジッタを算出するＴＳＰ信号比較手段と
を有することを特徴とする装置。
【請求項７】
前記ＴＳＰ信号比較手段は、更に、パケットの欠落に相当する、前記測定ＴＳＰ信号の前記周波数成分の不連続間隔、即ち伝送情報損失発生パターンモデルを算出するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ＴＳＰ信号比較手段は、前記周波数成分の不連続間隔を測定するために、前記高速フーリエ変換処理の分解能が変更可能となるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ＴＳＰ信号比較手段は、更に、伝送情報損失発生パターンモデルから伝送情報損失率を算出するように構成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
更に、前記ＴＳＰ信号比較手段によって測定されたパラメータをサービス品質評価アルゴリズムに適用するサービス品質評価手段を有することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
パケット交換網におけるサービス品質評価システムにおいて、
評価信号として、時間経過と共に周波数成分が連続的に変化するＴＳＰ信号を用いており、
原ＴＳＰ信号を送信するＴＳＰ信号送信装置と、
原ＴＳＰ信号を少なくとも１つの前記パケット交換網を介して測定ＴＳＰ信号として受信するＴＳＰ信号受信手段と、予め録音された前記原ＴＳＰ信号を再生する原ＴＳＰ信号再生手段と、前記原ＴＳＰ信号と前記測定ＴＳＰ信号のそれぞれについて、高速フーリエ変換処理を施して算出された時間−周波数成分を比較することにより、前記パケット交換網における伝送遅延及び伝送ジッタを算出するＴＳＰ信号比較手段とを有するＴＳＰ信号受信装置と
を有することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット交換網を有する通信システムにおけるサービス品質評価方法及び装置並びにシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＰ(Internet Protocol)網のようなパケット交換網を有する通信システムのサービス品質評価には、装置間で送受信されるパケット数のカウント及びパケットヘッダ情報の解析により行われていた。その具体的なサービス品質評価パラメータとしては、伝送遅延、パケット到達時間間隔の変動である伝送ジッタ、伝送信号パワー比、パケット損失率等の情報が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなサービス品質評価パラメータは、それぞれ個別の方法で測定されなければならない。また、該パラメータの測定に用いられるサービス品質評価装置は、多くの場合、当該パケット網に直接接続されていなければならない。
【０００４】
従って、サービス品質評価パラメータに相当する情報について、効率的な収集手法の実現と、これらのパラメータを総合的に考慮したサービス品質の評価手法の実現とが課題となっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、サービス品質評価パラメータを効率的に収集できる、パケット交換網におけるサービス品質評価方法及び装置並びにシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明のパケット交換網におけるサービス品質評価方法は、
評価信号として、時間経過と共に周波数成分が連続的に変化するＴＳＰ（時間引き伸ばしパルス：Time Stretched Pulse）信号を用いており、
原ＴＳＰ信号を送信するＴＳＰ信号送信段階と、
原ＴＳＰ信号を少なくとも１つのパケット交換網を介して測定ＴＳＰ信号として受信するＴＳＰ信号受信段階と、
原ＴＳＰ信号及び測定ＴＳＰ信号のそれぞれについて、高速フーリエ変換処理を施して算出された時間−周波数成分を比較することにより、パケット交換網における伝送遅延及び伝送ジッタを算出するＴＳＰ信号比較段階と
を有することを特徴とする。
ＴＳＰ信号は、時間引き伸ばしパルスとも称されており、例えば参考文献として「鈴木陽一他「時間引き伸ばしパルスの設計法に関する考察」、信学技報、ＥＡ９２−８６、ｐｐ．１７〜２４」がある。
また、原ＴＳＰ信号に対する測定ＴＳＰ信号の時間方向への差分は伝送遅延とみなされ、測定ＴＳＰ信号の信号到達時間間隔の変動は伝送ジッタとみなされる。
【０００７】
ＴＳＰ信号は、音響特性測定等において、音場の伝達関数を導出するための信号として用いられており、信号パワーが大きく、通信帯域における全ての周波数成分を均等に有する（時間経過と共に連続的に周波数成分がシフトする）という特徴がある。本発明は、従来、音響特定測定等に用いられており、ノイズによる影響を受けにくい周波数成分を利用したＴＳＰ信号を、パケット交換網のサービス品質評価に利用したことに特徴がある。
【００１０】
更に、ＴＳＰ信号比較段階は、パケットの欠落に相当する、測定ＴＳＰ信号の周波数成分の不連続間隔、即ち伝送情報損失発生パターンモデルを算出することもできる。このようにパケットの欠落を測定できるために、電話網とＩＰ網とが混在する通信システムにおいても、ＩＰ網のみの伝送損失状況を測定することができる。周波数損失の生じるいくつかのパターン（ランダム又はバースト損失）を予めモデル化しておき、実測値とモデルの類似度（パターン間における相互相関係数）から最終的な伝送情報損失パターンモデルを特定する。
【００１１】
更に、ＴＳＰ信号比較段階は、周波数成分の不連続間隔を測定するために、高速フーリエ変換処理の分解能が変更可能であることも好ましい。
【００１２】
ＴＳＰ信号比較段階は、更に、伝送情報損失発生パターンモデルから伝送情報損失率を算出することもできる。
【００１３】
更に、ＴＳＰ信号比較段階によって測定されたパラメータをサービス品質評価アルゴリズムに適用するサービス品質評価段階を有することも好ましい。
【００１４】
本発明におけるサービス品質評価装置は、
評価信号として、時間経過と共に周波数成分が連続的に変化するＴＳＰ信号を用いており、
原ＴＳＰ信号を送信するＴＳＰ信号送信手段と、
原ＴＳＰ信号を少なくとも１つのパケット交換網を介して測定ＴＳＰ信号として受信するＴＳＰ信号受信手段と、
原ＴＳＰ信号及び測定ＴＳＰ信号のそれぞれについて、高速フーリエ変換処理を施して算出された時間−周波数成分を比較することにより、パケット交換網における伝送遅延及び伝送ジッタを算出するＴＳＰ信号比較手段と
を有することを特徴とする。
【００１７】
ＴＳＰ信号比較手段は、更に、パケットの欠落に相当する、測定ＴＳＰ信号の周波数成分についての不連続間隔、即ち伝送情報損失発生パターンモデルを算出するように構成されている。
【００１８】
ＴＳＰ信号比較手段は、周波数成分の不連続間隔を測定するために、高速フーリエ変換処理の分解能が変更可能となるように構成することも好ましい。
【００１９】
ＴＳＰ信号比較段階は、更に、伝送情報損失発生パターンモデルから伝送情報損失率を算出するように構成することもできる。
【００２０】
更に、ＴＳＰ信号比較手段によって測定されたパラメータをサービス品質評価アルゴリズムに適用するサービス品質評価手段を有することも好ましい。
【００２１】
本発明によるサービス品質評価システムは、
評価信号として、時間経過と共に周波数成分が連続的に変化するＴＳＰ信号を用いており、
原ＴＳＰ信号を送信するＴＳＰ信号送信装置と、
原ＴＳＰ信号を少なくとも１つのパケット交換網を介して測定ＴＳＰ信号として受信するＴＳＰ信号受信手段と、予め録音された原ＴＳＰ信号を再生する原ＴＳＰ信号再生手段と、原ＴＳＰ信号と測定ＴＳＰ信号のそれぞれについて、高速フーリエ変換処理を施して算出された時間−周波数成分を比較することにより、パケット交換網における伝送遅延及び伝送ジッタを算出するＴＳＰ信号比較手段とを有するＴＳＰ信号受信装置と
を有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明によるＩＰ網におけるサービス品質評価装置のブロック図である。サービス品質評価装置１は、送信されたＴＳＰ信号がＩＰ網４を介して受信できるように、該ＩＰ網４に接続される。該サービス品質評価装置１は、ＴＳＰ信号送信手段１１と、ＴＳＰ信号受信手段１２と、ＴＳＰ信号比較手段１３と、サービス品質評価手段１４とを有している。
【００２４】
ＴＳＰ信号送信手段１１は、時間経過と共に周波数成分が連続的に変化するＴＳＰ信号をＩＰ網４へ送信するものである。ＴＳＰ信号受信手段１２は、ＩＰ網４を通過した測定ＴＳＰ信号を受信するものである。ＴＳＰ信号比較手段１３は、ＴＳＰ信号送信手段１１からの原ＴＳＰ信号と、ＴＳＰ信号受信手段１２からの測定ＴＳＰ信号とを比較し、サービス品質評価パラメータを導き出すものである。サービス品質評価手段１４は、ＴＳＰ信号比較手段１３から導き出されたパラメータを、サービス品質評価アルゴリズムに適用するものである。
【００２５】
図２は、図１のサービス品質評価装置に対して、ＴＳＰ信号送信装置２と、ＴＳＰ信号受信装置とに分離された、より自由度を高めたシステムの一実施形態である。
【００２６】
特に、ＴＳＰ信号受信装置３は、測定ＴＳＰ信号を受信する手段と、予め録音された原ＴＳＰ信号を再生する原ＴＳＰ信号再生手段と、原ＴＳＰ信号と測定ＴＳＰ信号とを比較するＴＳＰ信号比較手段３３と、サービス品質評価手段３４とを有する。これにより、ＴＳＰ信号受信装置のみでＩＰ網４のサービス品質評価を行うことが可能となる。原ＴＳＰ信号再生手段は、原ＴＳＰ信号を予めＰＣＭ形式で録音しており、測定する時間分解能を考慮して適宜サンプリング周波数を選択することができる。
【００２７】
図３は、本発明によるサービス品質評価方法のフローチャートである。最初に、パケット交換網を含む通信システムに対して原ＴＳＰ信号を送信する。次に、該通信システムからＴＳＰ信号を受信し、録音する。録音されたＴＳＰ信号ファイルはopenされ、全サンプルデータの平均値を求め、個々のサンプルデータから本平均値を差し引いたものをファイルに保存する。そして、保存した測定ＴＳＰ信号ファイルをopenし、所望の時間分解能に応じた長さ毎に、窓関数（ハニング窓、ブラックマン窓など）を用いてファイルのデータを切り出し、高速フーリエ変換処理を施して周波数成分を算出する。尚、ここで用いる高速フーリエ変改の点数は、時間分解能及び周波数分解能を考慮して適宜変更可能とする。この算出した周波数成分情報から、パワースペクトル((実部)2＋(虚部)2)を算出する。
【００２８】
次に、原ＴＳＰ信号の周波数パワースペクトルと、測定ＴＳＰ信号の周波数パワースペクトルとを比較する。これにより、伝送遅延、伝送ジッタ、パケットの欠落に相当する不連続間隔即ち伝送情報損失発生パターンモデル、伝送情報損失率及び伝送パワー比の、サービス品質評価パラメータを得ることができる。最後に、これらパラメータを用いてサービス品質評価アルゴリズムに適用することにより、サービス品質を評価する。
【００２９】
本発明におけるＩＰ網とサービス品質評価装置との接続構成として、以下のような他の構成も想定できる。サービス品質評価は、ＩＰ網を介して電話呼（既存電話呼及びＩＰ電話呼）を確立後、サービス品質評価パラメータの測定を行う。
【００３０】
図４は、図１のサービス品質評価装置を用いた通信システムの構成図である。これは、ブリッジのような網接続装置５を介して２つのＩＰ網４が接続されている。この構成の場合、２つのＩＰ網の合計のサービス品質評価パラメータが得られることになる。サービス品質評価装置１は、ＩＰ電話呼の発着信機能を有しており、これにより２つのＩＰ網間で呼を確立させる。
【００３１】
図５は、図１のサービス品質評価装置を用いた通信システムの他の実施形態の構成図である。これは、網接続装置５を介してＩＰ網４と電話網６とが接続されている。この場合、ＩＰ網のみのサービス品質評価パラメータが得られることになる。サービス品質評価装置１は、電話網６に対する発呼機能と、ＩＰ網４に対する着呼機能とを有しており、これにより電話網６とＩＰ網４との間で呼を確立させる。図５に表されたように、通信システム内に電話網が混在していたとしても、ＴＳＰ信号はノイズの影響を受けないために、ＩＰ網のサービス品質のみを測定することが可能である。
【００３２】
図６は、図１のサービス品質評価装置を用いた通信システムの更なる実施形態の構成図である。これは、網接続装置を介して電話網−ＩＰ網−電話網と接続されている。この場合、ＩＰ網のみのサービス品質評価パラメータが得られることになる。サービス品質評価装置１は、電話網に対する発呼機能と、電話網に対する着呼機能とを有しており、これにより電話網−ＩＰ網−電話網の間で呼を確立させる。
【００３３】
図７は、ＴＳＰ信号の時間経過に対するパワースペクトルを表すグラフである。
【００３４】
図８は、ＴＳＰ信号の周波数に対するパワースペクトルを表すグラフである。
【００３５】
図９は、ＴＳＰ信号の時間推移に対する周波数パワースペクトルを表すグラフである。
【００３６】
図１０は、原ＴＳＰ信号の時間推移に対する周波数成分の変化を表すグラフである。原ＴＳＰ信号は、８ｋＨｚでサンプリングを行い８ビットで量子化した６４ｋｂｐｓ（μ−low）ＰＣＭ信号を用いている。また、原ＴＳＰ信号は、評価対象である通信システムに適用される符号化アルゴリズムを考慮して、サンプリング周波数又は量子化ビット数を自動的又は手動的に選択可能とする。
【００３７】
図１１は、図１０の原ＴＳＰ信号をパケット交換網に通して受信した場合に、伝送情報損失が発生していることを表すグラフである。このように、原信号の周波数成分が時間経過と伴にシフトしているため、ＩＰ網においてパケットの欠落が生じた場合は、その箇所の周波数成分損失が生じる。従って、測定ＴＳＰ信号の周波数成分損失が生じた箇所を、原信号の周波数成分と比較してカウントを行い、伝送情報損失率を算出する。
【００３８】
尚、周波数成分損失を検出する箇所の分解能は、信号の周波数分析を行う際の高速フーリエ変換の点数を変化させることにより、自在に調整可能とする。
【００３９】
図１２は、伝送遅延を有するＴＳＰ信号の概念図である。原ＴＳＰ信号の時間経過に対する周波数成分のグラフと、測定ＴＳＰ信号のグラフとを比較し、時間方向への差分（データのサンプル数の差）から伝送遅延時間が算出される。
【００４０】
図１３は、伝送ジッタを有するＴＳＰ信号の概念図である。原ＴＳＰ信号の時間経過に対する周波数成分のグラフと、測定ＴＳＰ信号のグラフとを比較し、時間方向への信号到達時間間隔の変動から伝送ジッタが算出される。
【００４１】
また、原ＴＳＰ信号の全サンプルデータの平均値と、測定ＴＳＰ信号の全サンプルデータの平均値とを比較することにより、伝送信号パワー比も算出できる。
【００４２】
サービス品質評価アルゴリズムとしては、サービス品質評価パラメータと、サービス品質評価装置による呼接続時の呼設定時間パラメータとの比較基準値（下限値又は上限値等）を設定し、それらの条件を満たすか否かによる複数の条件判定式から構成される。尚、判定アルゴリズムにおいては、条件判定式を自由に組み合わせることができるものとする。
【００４３】
判定アルゴリズムに用いるサービス品質評価パラメータ：
▲１▼基準値 V11、V12：リンギング/ビジー音時間
▲２▼基準値 V21、V22：コネクト時間
▲３▼基準値 V31、V32：伝送遅延
▲４▼基準値 V41、V42：伝送ジッタ
▲５▼基準値 V51、V52：伝送信号パワー比
▲６▼基準値 V61、V62：伝送情報損失率
▲７▼基準値 V71、V72、V73、…：伝送情報損失発生パターンモデル
【００４４】
以下に品質評価アルゴリズムの設定例を示す。
0003687412.tif 000002
【００４５】
前述した本発明のパケット交換網におけるサービス品質評価方法及び装置並びにシステムの実施形態は、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略が当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何等制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【００４６】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、ＩＰ網におけるサービス品質評価パラメータを効率的に測定することが可能となる。また、本発明による装置は、ＩＰ網のサービス品質評価パラメータを測定するために、必ずしもＩＰ網に直接接続される必要がない。尚、ＩＰパケット損失率に相当する情報をＩＰ網を含むシステム全体における伝送情報損失率情報として、また、ＩＰパケットの伝送ジッタに相当する情報をシステム全体における伝送ジッタ情報として定義している。
【００４７】
特に、本発明は、サービス品質評価パラメータの抽出及び分析を周波数成分領域において行うために、同様な処理を波形領域で行う場合に比べ、評価対象の通信システムの通話路に混入される雑音又はエコーなどの擾乱による影響を受けにくいという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるサービス品質評価装置の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】本発明によるサービス品質評価装置の第２の実施形態のブロック図である。
【図３】本発明によるサービス品質評価方法の一実施形態のフローチャートである。
【図４】本発明によるサービス品質評価のための通信システムにおける、第１の実施形態の構成図である。
【図５】本発明によるサービス品質評価のための通信システムにおける、第２の実施形態の構成図である。
【図６】本発明によるサービス品質評価のための通信システムにおける、第３の実施形態の構成図である。
【図７】ＴＳＰ信号の時間経過に対するパワースペクトルグラフである。
【図８】ＴＳＰ信号の周波数に対するパワースペクトルグラフである。
【図９】ＴＳＰ信号の時間経過に対する周波数対パワースペクトルグラフである。
【図１０】原ＴＳＰ信号の時間経過に対する周波数成分のグラフである。
【図１１】測定ＴＳＰ信号の時間経過に対する周波数成分のグラフである。
【図１２】伝送遅延を、原ＴＳＰ信号と測定ＴＳＰ信号との比較により算出するための説明図である。
【図１３】伝送ジッタを、原ＴＳＰ信号と測定ＴＳＰ信号との比較により算出するための説明図である。
【符号の説明】
１  サービス品質評価装置
１１、２１  ＴＳＰ信号送信手段
１２、３２  ＴＳＰ信号受信手段
１３、３３  ＴＳＰ信号比較手段
１４、３４  伝送品質評価手段
２  送信側サービス品質評価装置
３  受信側サービス品質評価装置
４  ＩＰ網
５  ブリッジ、ルータ
６  電話網
【図１】
0003687412.tif 000003
【図２】
0003687412.tif 000004
【図３】
0003687412.tif 000005
【図４】
0003687412.tif 000006
【図５】
0003687412.tif 000007
【図６】
0003687412.tif 000008
【図７】
0003687412.tif 000009
【図８】
0003687412.tif 000010
【図９】
0003687412.tif 000011
【図１０】
0003687412.tif 000012
【図１１】
0003687412.tif 000013
【図１２】
0003687412.tif 000014
【図１３】
0003687412.tif 000015