(57)【要約】【課題】  遅延変動の大きい無線環境に対して、簡便かつ短時間で高精度に空き帯域を測定できる測定装置を提供する。【解決手段】  通信路１４を介して所定の時間間隔毎に試験パケットを送信し、試験パケットを受信するノード１２との間の通信路１４の空き帯域を測定するノード１１であって、試験パケットを送信する試験パケット送信手段２１と、ノード１２で計測された試験パケットの受信間隔を受信する受信間隔受信手段２２と、受信した受信間隔の分散σ2から算出した値σと、送信した試験パケットのパケット長Ｌとに基づいて、ノード１２との間の通信路１４の空き帯域Ｂを、通信路１４中の無線通信区間の物理伝送速度をＣとしたときに、式（１）により算出する帯域算出手段２３とを備える。  Ｂ＝Ｌ／｛（Ｌ／Ｃ）＋σ｝  …  （１）【選択図】      図２
2006261755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線区間を含む通信路を介して所定の時間間隔毎に試験パケットを送信し、前記試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を測定する測定装置であって、
前記試験パケットを送信する送信手段と、
前記試験パケットを受信する通信装置で計測された前記試験パケットの受信間隔を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した受信間隔の分散の平方根の値を算出すると共に、算出した値と、送信した試験パケットのパケット長とに基づいて、前記試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
無線区間を含む通信路を介して互いに通信可能な２つの通信装置間で、所定の時間間隔毎に、試験パケットを送受信することにより、前記２つの通信装置間の通信路の空き帯域を測定する測定装置であって、
前記試験パケットを受信する通信装置で計測された前記試験パケットの受信間隔を取得する取得手段と、
この取得手段で取得した受信間隔の分散の平方根の値を算出すると共に、算出した値と、前記試験パケットのパケット長とに基づいて、前記通信路の空き帯域を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項３】
前記試験パケットのパケット長をＬ、前記試験パケットの受信間隔の分散をσ2、前記通信路中の無線通信区間の物理伝送速度をＣとしたときに、
前記算出手段は、式（１）を用いて、前記空き帯域Ｂを算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置。
Ｂ＝Ｌ／｛（Ｌ／Ｃ）＋σ｝  …  （１）
【請求項４】
無線区間を含む通信路を介して所定の時間間隔毎に試験パケットを送信し、前記試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を測定する測定装置の測定方法であって、
前記試験パケットを送信する送信ステップと、
前記試験パケットを受信する通信装置で計測された前記試験パケットの受信間隔を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信した受信間隔の分散の平方根の値を算出すると共に、算出した値と、送信した試験パケットのパケット長とに基づいて、前記試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を算出する算出ステップと、
を含んで実行することを特徴とする測定方法。
【請求項５】
無線区間を含む通信路を介して互いに通信可能な２つの通信装置間で、所定の時間間隔毎に、試験パケットを送受信することにより、前記２つの通信装置間の通信路の空き帯域を測定する測定装置の測定方法であって、
前記試験パケットを受信する通信装置で計測された前記試験パケットの受信間隔を取得する取得ステップと、
この取得ステップで取得した受信間隔の分散の平方根の値を算出すると共に、算出した値と、前記試験パケットのパケット長とに基づいて、前記通信路の空き帯域を算出する算出ステップと、
を含んで実行することを特徴とする測定方法。
【請求項６】
前記試験パケットのパケット長をＬ、前記試験パケットの受信間隔の分散をσ2、前記通信路中の無線通信区間の物理伝送速度をＣとしたときに、
前記算出ステップは、式（１）を用いて、前記空き帯域Ｂを算出することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の測定方法。
Ｂ＝Ｌ／｛（Ｌ／Ｃ）＋σ｝  …  （１）
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の測定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする測定プログラム。
【請求項８】
無線区間を含む通信路を介して所定の時間間隔毎に試験パケットを送信し、前記試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を測定する測定システムの測定方法であって、
第１の通信装置において、前記試験パケットを第２の通信装置に送信するステップと、
前記第２の通信装置において、前記試験パケットを受信し、受信した試験パケットの受信間隔を測定し、測定した受信間隔を前記第１の通信装置に送信するステップと、
前記第１の通信装置において、前記受信間隔を受信し、受信した受信間隔の分散の平方根の値を算出し、算出した値と、送信した試験パケットのパケット長とに基づいて、前記２つの通信装置間の通信路の空き帯域を算出するステップと、
を含んで実行することを特徴とする測定方法。
【請求項９】
無線区間を含む通信路を介して互いに通信可能な２つの通信装置間で、所定の時間間隔毎に、試験パケットを送受信することにより、前記２つの通信装置間の通信路の空き帯域を測定する測定システムの測定方法であって、
前記測定システムは、第１の通信装置と、第２の通信装置と、測定装置とを備え、
前記第１の通信装置において、前記試験パケットを前記第２の通信装置に送信するステップと、
前記第２の通信装置において、前記試験パケットを受信し、受信した試験パケットの受信間隔を測定するステップと、
前記測定装置において、前記第２の通信装置で計測された前記試験パケットの受信間隔を取得し、取得した受信間隔の分散の平方根の値を算出し、算出した値と、前記試験パケットのパケット長とに基づいて、前記通信路の空き帯域を算出するステップと、
を含んで実行することを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークの通信品質の評価基準である空き帯域を測定するための測定装置、測定方法および測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
任意の２つのノード（ホスト）間の通信路の通信品質を測定する技術の一つとして、空き帯域推定技術がある。空き帯域とは、他にトラフィックがまったく流れていない状態で送信することができる単位時間当たりデータ量から、背景トラフィックの単位時間当たりデータ量を差し引いた値である。換言すると、単位時間幅τ当たりのＩＰユーザデータの最大転送可能量（リンク帯域幅）をＣ′、時間区間（ｔ−τ，ｔ］内でキュー長が０であった時間の和をａとしたときに、空き帯域（可用帯域幅）Ｂは、Ｂ＝Ｃ′×ａ／τと定義される（非特許文献１参照）。
【０００３】
空き帯域推定技術には、通信路端のノード間で試験パケットを送受信したときの状況を観測するアクティブ方式と、通信路を流れるデータパケットを受動的に観測するパッシブ方式とがある。アクティブ方式では、通信路端の一方のノードが所定の送信間隔で試験パケット（試験パケット群）を送信し、他方のノードが試験パケットを受信し、パケット同士の受信間隔を測定し、送信間隔と受信間隔との関係や、試験パケットが送信され受信されるまでの遅延時間から空き帯域が算出される。一般に、試験パケットの送信間隔が受信間隔と等しくなるまで試験パケットの送信が繰り返され、送信間隔と受信間隔とが等しくなったときの送信間隔の値で、試験パケット長を除算した値が、空き帯域とみなされる。
【０００４】
従来、試験パケットの送受信方法や、前記した遅延時間を利用することで空き帯域が測定可能であることが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、有線ルータのバッファ処理（キューイング）遅延に加え、無線パケット送信にかかる待ち時間を考慮した待ち行列（コンテンションキュー）を考慮した方法も知られている（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２７８３２０号公報（段落００５２〜００７６、図２）
【特許文献２】特開２００３−３４８６４２号公報（段落００２１〜００３２、図２）
【特許文献３】特開２００４−３１２７２５号公報（段落００８１〜００９８、図１２）
【非特許文献１】鶴正人、外１名、「インターネット品質管理における計測技術の最新動向」、技術研究報告、社団法人電子情報通信学会、2003年11月13日、第103巻、第444号、p.37−42
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の空き帯域推定技術は、主として有線ネットワークにおいてネットワークの品質上のボトルネックがルータのバッファ処理遅延にあることを前提としている。しかしながら、無線ネットワーク環境では、一般に遮蔽・反射物等の影響による電波伝搬特性の変化により、遅延変動が非常に大きい。そのため、単に送信間隔と受信間隔との関係や、試験パケットが送信され受信されるまでの遅延時間から空き帯域を計算すると、高い測定精度を保つことができない。したがって、特許文献１および特許文献２に開示されている方法では、遅延変動の大きい実際の無線環境に対する測定の精度は保証されないことになる。
【０００６】
また、特許文献３に開示されている方法では、無線パケット送信にかかる待ち時間を計算するために、無線ネットワークデバイスがモニタするパケット送受信状況（物理情報）を取得する機能、または、パケット損失率を取得する機能が別途必要となる。しかし、無線ネットワークデバイスがモニタする物理情報を取得するインタフェースは、個々の無線ネットワークデバイスに依存するため、実装が煩雑であり、多くのコストを要する。また、パケット損失率を取得するためには、空き帯域を測定するためのパケットとは別の試験パケットの授受を必要とするので、結果として空き帯域を測定するために要する時間が増大するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、遅延変動の大きい実際の無線環境に対して、高精度に空き帯域を測定することができる測定装置、測定方法および測定プログラムを提供することを目的とする。
また、簡便かつ短時間で空き帯域を測定することができる測定装置、測定方法および測定プログラムを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の測定装置は、無線区間を含む通信路を介して所定の時間間隔毎に試験パケットを送信し、前記試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を測定する測定装置であって、試験パケットを送信する送信手段と、試験パケットを受信する通信装置で計測された試験パケットの受信間隔を受信する受信手段と、受信手段で受信した受信間隔の分散の平方根の値を算出すると共に、算出した値と、送信した試験パケットのパケット長とに基づいて、試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を算出する算出手段と、を備えることとした。
【０００９】
かかる構成によれば、測定装置は、試験パケットを受信する通信装置で計測された試験パケットの受信間隔の分散に基づいて、この通信装置との間の無線区間を含む通信路の空き帯域を測定することができる。ここで、無線区間は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ無線ＬＡＮである。この無線区間において、試験パケットに影響を与えるオーバーヘッドには、他の送信者によりパケットが送信されている間の待ち時間、パケット衝突が生じている間の待ち時間、バックオフ待ち時間を含む。本発明の測定装置は、これらのオーバーヘッドに起因する試験パケットの受信間隔のばらつきを、試験パケットの受信間隔の分散によって考慮することで、遅延変動の大きい実際の無線環境に対して、高精度に空き帯域を測定することができる。
【００１０】
請求項２に記載の測定装置は、無線区間を含む通信路を介して互いに通信可能な２つの通信装置間で、所定の時間間隔毎に、試験パケットを送受信することにより、２つの通信装置間の通信路の空き帯域を測定する測定装置であって、試験パケットを受信する通信装置で計測された試験パケットの受信間隔を取得する取得手段と、この取得手段で取得した受信間隔の分散の平方根の値を算出すると共に、算出した値と、試験パケットのパケット長とに基づいて、通信路の空き帯域を算出する算出手段と、を備えることとした。
【００１１】
かかる構成によれば、測定装置は、試験パケットを受信する第２の通信装置で計測された試験パケットの受信間隔の分散に基づいて、第１の通信装置と第２の通信装置との間の無線区間を含む通信路の空き帯域を測定することができる。ここで、測定装置は、第２の通信装置で計測された試験パケットの受信間隔を取得するために、第２の通信装置と通信可能な送受信手段、または、受信間隔の値を入力する入力手段を備えている。また、測定装置は、空き帯域を算出するために利用する試験パケットのパケット長の値を記憶する記憶手段、このパケット長の値を入力する入力手段、または、パケット長を取得するため第１の通信装置と通信可能な送受信手段のいずれかを少なくとも備えている。
【００１２】
請求項３に記載の測定装置は、請求項１または請求項２に記載の測定装置において、試験パケットのパケット長をＬ、試験パケットの受信間隔の分散をσ2、通信路中の無線通信区間の物理伝送速度をＣとしたときに、算出手段は、式（１）を用いて、空き帯域Ｂを算出することを特徴とする。
Ｂ＝Ｌ／｛（Ｌ／Ｃ）＋σ｝  …  （１）
【００１３】
これによれば、式（１）は、通信路に無線区間を含む場合に、試験パケットの送信間隔が、試験パケットの受信間隔に等しくなった状態において、試験パケットの受信間隔の分散の平方根と、試験パケットの受信間隔の平均とが等しくなるようにモデル化されて構成されているので、遅延変動の大きい実際の無線環境に対して、高精度に空き帯域を測定することができる。
【００１４】
請求項４に記載の測定方法は、無線区間を含む通信路を介して所定の時間間隔毎に試験パケットを送信し、前記試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を測定する測定装置の測定方法であって、試験パケットを送信する送信ステップと、試験パケットを受信する通信装置で計測された試験パケットの受信間隔を受信する受信ステップと、受信ステップで受信した受信間隔の分散の平方根の値を算出すると共に、算出した値と、送信した試験パケットのパケット長とに基づいて、試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を算出する算出ステップと、を含んで実行することを特徴とする。
【００１５】
このような手順によれば、試験パケットを受信する通信装置で計測された試験パケットの受信間隔の分散に基づいて、この通信装置と測定装置との間の無線区間を含む通信路の空き帯域を測定することができる。
【００１６】
請求項５に記載の測定方法は、無線区間を含む通信路を介して互いに通信可能な２つの通信装置間で、所定の時間間隔毎に、試験パケットを送受信することにより、２つの通信装置間の通信路の空き帯域を測定する測定装置の測定方法であって、試験パケットを受信する通信装置で計測された試験パケットの受信間隔を取得する取得ステップと、この取得ステップで取得した受信間隔の分散の平方根の値を算出すると共に、算出した値と、試験パケットのパケット長とに基づいて、通信路の空き帯域を算出する算出ステップと、を含んで実行することを特徴とする。
【００１７】
このような手順によれば、試験パケットを受信する通信装置で計測された試験パケットの受信間隔の分散に基づいて、試験パケットを送受信する２つの通信装置の間の無線区間を含む通信路の空き帯域を測定することができる。
【００１８】
請求項６に記載の測定方法は、請求項４または請求項５に記載の測定方法において、試験パケットのパケット長をＬ、試験パケットの受信間隔の分散をσ2、通信路中の無線通信区間の物理伝送速度をＣとしたときに、算出ステップは、式（１）を用いて、空き帯域Ｂを算出することを特徴とする。
Ｂ＝Ｌ／｛（Ｌ／Ｃ）＋σ｝  …  （１）
【００１９】
これによれば、式（１）は、通信路に無線区間を含む場合に、試験パケットの送信間隔が、試験パケットの受信間隔に等しくなった状態において、試験パケットの受信間隔の分散の平方根と、試験パケットの受信間隔の平均とが等しくなるようにモデル化されて構成されているので、遅延変動の大きい実際の無線環境に対して、高精度に空き帯域を測定することができる。
【００２０】
請求項７に記載の測定プログラムは、請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の測定方法をコンピュータに実行させることとした。このように構成されることにより、このプログラムをインストールされたコンピュータは、プログラムに基づいた各機能を実現することができる。
【００２１】
請求項８に記載の測定方法は、無線区間を含む通信路を介して所定の時間間隔毎に試験パケットを送信し、前記試験パケットを受信する通信装置との間の通信路の空き帯域を測定する測定システムの測定方法であって、第１の通信装置において、試験パケットを第２の通信装置に送信するステップと、第２の通信装置において、試験パケットを受信し、受信した試験パケットの受信間隔を測定し、測定した受信間隔を第１の通信装置に送信するステップと、第１の通信装置において、受信間隔を受信し、受信した受信間隔の分散の平方根の値を算出し、算出した値と、送信した試験パケットのパケット長とに基づいて、２つの通信装置間の通信路の空き帯域を算出するステップと、を含んで実行することを特徴とする。
【００２２】
このような手順によれば、第１の通信装置は、試験パケットを受信する第２の通信装置で計測された試験パケットの受信間隔の分散に基づいて、第１の通信装置と第２の通信装置との間の無線区間を含む通信路の空き帯域を測定することができる。
【００２３】
請求項９に記載の測定方法は、無線区間を含む通信路を介して互いに通信可能な２つの通信装置間で、所定の時間間隔毎に、試験パケットを送受信することにより、２つの通信装置間の通信路の空き帯域を測定する測定システムの測定方法であって、測定システムは、第１の通信装置と、第２の通信装置と、測定装置とを備え、第１の通信装置において、試験パケットを第２の通信装置に送信するステップと、第２の通信装置において、試験パケットを受信し、受信した試験パケットの受信間隔を測定するステップと、測定装置において、第２の通信装置で計測された試験パケットの受信間隔を取得し、取得した受信間隔の分散の平方根の値を算出し、算出した値と、試験パケットのパケット長とに基づいて、通信路の空き帯域を算出するステップと、を含んで実行することを特徴とする。
【００２４】
このような手順によれば、測定装置は、試験パケットを受信する第２の通信装置で計測された試験パケットの受信間隔の分散に基づいて、第１の通信装置と第２の通信装置との間の無線区間を含む通信路の空き帯域を測定することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、無線区間を含んで試験パケットが送受信される通信路において、試験パケットの受信間隔の分散に基づいて空き帯域を算出するので、無線区間におけるオーバーヘッドの影響で生じる受信間隔のばらつきが考慮された精度のよい測定を実行することができる。また、測定の際に、受信間隔のばらつきを測定するために必要な数だけ試験パケットを送信すればよいので、試験パケットの送信間隔を変化させて受信間隔と送信間隔とが等しくなるまで探索する従来の方法と比較して短時間で測定を完了することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
以下では、まず、本発明の測定システムにおける測定方法の原理について説明し、その原理に基づいて測定を実行する測定装置を含む測定システムについて順次説明していくこととする。
【００２７】
［測定方法の原理について］
図１は、本発明の測定方法の原理を説明するための説明図である。
本発明の測定方法では、前提として、試験パケットの送信間隔が、試験パケットの受信間隔に等しくなった状態において、試験パケットの受信間隔の分散と、試験パケットの受信間隔の平均との関係が以下のようにモデル化されている。
【００２８】
図１に示すように、試験パケットとして、同一のパケット長Ｌを有するパケット１０１，１０２，１０３が、一定の送信間隔で、試験パケットの通信路であるネットワーク１３に送信される。このネットワーク１３には、最も帯域が狭い無線通信区間１５があるとする。そして、試験パケットの送信間隔が受信間隔に等しくなる状態において、一定レートの他のパケット（以下、背景トラフィックパケットという）３０１，３０２が、パケット１０１とパケット１０２の間（時間間隔７０１）と、パケット１０２とパケット１０３の間（時間間隔７０２）にそれぞれ注入される。つまり、試験パケット同士の間には背景トラフィックパケットが存在することになる。
【００２９】
背景トラフィックパケット３０１，３０２のパケット長の伝送時間（以下、背景トラフィック長という）が任意であるとすれば、背景トラフィック長は平均１／μ1の指数分布に従う。また、無線通信区間１５においてパケットが伝送する際には、待ち時間（無線伝送待ち時間）が必要となる。この無線伝送待ち時間は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ無線ＬＡＮの場合、平均１／μ2の指数分布に近似することが可能である。なお、前記したμ1，μ2は、サービスを表す量である。
【００３０】
この場合、無線通信区間１５を通る試験パケット同士の時間間隔（この場合、受信間隔＝送信間隔）は、背景トラフィック長と無線伝送待ち時間との合計となる。前記したように、背景トラフィック長も無線伝送待ち時間も共に独立な指数分布関数で表すことができる。ここで、指数分布の再生性によれば、共に独立な２つの指数分布関数の和もまた指数分布関数になる。ところで、指数分布には、指数分布の分散の平方根が、指数分布の平均に等しいという定理がある。従って、試験パケットの送信間隔が受信間隔に等しくなる状態において、受信間隔の平均値は、受信間隔の分散の平方根の値に等しくなる。
【００３１】
ここで、無線システム、特にＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ無線ＬＡＮにおいて試験パケットを送信する場合、送信間隔が充分小さい範囲内においては、送信間隔を変化させても、受信間隔の分散は常に一定であるという性質がある。本発明の方法では、この性質を利用することによって、送信間隔が充分小さい範囲内において任意の送信間隔で試験パケットを送信する。そして、パケット長Ｌを有する試験パケットの受信間隔の分散をσ2とする。このとき、空き帯域Ｂは、式（１）により求めることができる。
Ｂ＝Ｌ／｛（Ｌ／Ｃ）＋σ｝  …  （１）
ただし、Ｃは、無線通信区間１５の物理伝送速度である。
なお、前記した式（１）の右辺の分母の第２項は、例えば図１に示した時間間隔７０１，７０２の平均値に対応することになる。
【００３２】
（第１の実施形態）
［測定システムの構成］
本発明の第１の実施形態に係る測定システムの構成を図２を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る測定ステムの構成を示すブロック図である。
測定システム１は、図１に示すように、ネットワーク１３を介して互いに通信可能なノード（測定装置）１１と、ノード（通信装置）１２とを備えている。
【００３３】
ネットワーク１３は１つ以上の通信装置から構成され、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ無線ＬＡＮの無線通信区間を含む。
ノード１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびハードディスクドライブなどを含んで構成されるパーソナルコンピュータであり、ノード１１とノード１２との間の通信経路である通信路１４の空き帯域を測定するものである。
このノード１１は、機能的に、図１に示すように、試験パケット送信手段２１と、受信間隔受信手段２２と、帯域算出手段２３と、出力手段２４とを備えている。
【００３４】
試験パケット送信手段２１は、試験パケットをｎ回（例えば４回）、試験パケット同士の送信間隔を指定して通信路１４を介してノード１２に送信するものである。この試験パケット送信手段２１は、試験パケットのパケット長Ｌを帯域算出手段２３に出力する。
受信間隔受信手段２２は、ノード１２が受信した試験パケットの受信間隔の値を情報として含むパケットを通信路１４を介してノード１２から受信するものである。この受信間隔受信手段２２は、受信した受信間隔を帯域算出手段２３に出力する。
【００３５】
帯域算出手段２３は、受信間隔受信手段２２から入力した受信間隔の分散σ2の平方根の値σを算出すると共に、算出した値σと、試験パケット送信手段２１から入力したパケット長Ｌとに基づいて、前記した式（１）により空き帯域Ｂを算出するものである。この帯域算出手段２３は、算出した空き帯域Ｂを出力手段２４に出力する。
出力手段２４は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electronic Luminescence）等の表示装置やプリンタ等の出力機器である。
【００３６】
ノード１２は、例えば、ノード１１と同様に構成されるパーソナルコンピュータであり、ノード１１から受信した試験パケットの受信間隔を測定するものである。
このノード１２は、機能的に、図１に示すように、試験パケット受信手段３１と、受信間隔測定手段３２と、受信間隔送信手段３３とを備えている。
【００３７】
試験パケット受信手段３１は、ノード１１から所定の送信間隔で送信される試験パケットを通信路１４を介して受信し、試験パケットを受信した時刻（受信時刻）を受信間隔測定手段３２に出力するものである。
受信間隔測定手段３２は、試験パケット受信手段３１から入力した受信時刻に基づいて、試験パケットの受信間隔を算出し、算出した受信間隔を受信間隔送信手段３３に出力するものである。
受信間隔送信手段３３は、受信間隔測定手段３２から入力した受信間隔の値を情報として含むパケットを作成し、通信路１４を介してノード１１に送信するものである。
【００３８】
［測定システムの動作］
次に、測定システム１の動作を図３乃至図５を参照して説明する。図３は、図１の測定システムにおける通信の流れを説明するための説明図であり、図４は、図１の測定システムで送受信されるパケットを説明するための説明図であり、図５は、ノード１１の動作を示すフローチャートである。ここでは、具体例として、ノード１１が送信する試験パケットの送信回数ｎを４回として説明する。
【００３９】
まず、図３を参照（適宜図２参照）して、ノード１１とノード１２との間で行われる通信の流れについて説明する。ノード１１は、同一のパケット長Ｌを有する試験パケットとして、パケット１０１，１０２，１０３，１０４を、ノード１２に対して送信する。
ノード１１から送信されたパケット１０１〜１０４は、通信路１４上のネットワーク１３において他のトラフィックパケット（以下、背景トラフィックパケットという）の影響を受ける。例えば、図３では、ネットワーク１３内で、背景トラフィックパケット３０１がパケット１０１とパケット１０２との間に挿入されている様子が示されている。
【００４０】
そして、ノード１２は、試験パケット受信手段３１によって、ネットワーク１３を介してパケット１０１〜１０４を受信し、受信間隔測定手段３２によって、パケット１０１〜１０４の受信間隔を算出する。そして、ノード１２は、受信間隔送信手段３３によって、受信間隔２２１〜２２３の値を情報として含むパケット４０１を作成し、ノード１１に送信する。そして、ノード１１は、後記するように空き帯域Ｂを測定する。
【００４１】
次に、図４を参照して、送信される試験パケット同士の時間間隔の変化について説明する。まず、図４の（ａ）は、ノード１１におけるパケット送信パターンを示す図である。図４の（ａ）に示すように、パケット１０１とパケット１０２との送信間隔２１１と、パケット１０２とパケット１０３との送信間隔２１２と、パケット１０３とパケット１０４との送信間隔２１３とは、すべて同一である。
【００４２】
次に、図４（ｂ）は、ネットワーク１３におけるパケットの流れを示す図である。この状態では、図４の（ｂ）に示すように、試験パケット同士の時間間隔がそれぞれ送信間隔２１１〜２１３と異なるものとなる。例えば、背景トラフィックパケット３０１がパケット１０１とパケット１０２との間に挿入されたために、パケット１０１とパケット１０２との間の時間間隔は、送信間隔２１１よりも広くなる。
【００４３】
また、パケット１０１〜１０４がネットワーク１３においてルータを経由する際、ルータの処理遅延の影響を受けることも、試験パケット同士の時間間隔が変化する理由の１つである。
【００４４】
また、パケット１０１〜１０４は、ネットワーク１３に含まれる無線通信区間を伝播する際に、無線伝送遅延の影響をも受ける。このとき、パケット１０１〜１０４は、キャリアセンスやバックオフ遅延の影響を受けるため、試験パケット同士の時間間隔に大きなばらつきが生じる。
【００４５】
次に、図４の（ｃ）は、ノード１２におけるパケット受信パターンを示す図である。この状態では、図４の（ｃ）に示すように、パケット１０１とパケット１０２との受信間隔２２１と、パケット１０２とパケット１０３との受信間隔２２２と、パケット１０３とパケット１０４との受信間隔２２３とは、それぞれ、送信間隔２１１〜２１３と異なったものとなっている。
【００４６】
次に、図５を参照（適宜図２参照）して、ノード１１の処理の流れについて説明する。
ノード１１は、試験パケット送信手段２１によって、試験パケット（パケット１０１〜１０４）を一定の送信間隔で通信路１４（ネットワーク１３を含む）を介してノード１２に送信する（ステップＳ１：送信ステップ）。なお、試験パケット送信手段２１は、試験パケットのパケット長Ｌを帯域算出手段２３に予め出力しておく。
【００４７】
そして、ノード１１は、受信間隔受信手段２２によって、ノード１２から、試験パケット（パケット１０１〜１０４）の受信間隔の値を情報として含むパケット４０１を受信する（ステップＳ２：受信ステップ）。続いて、ノード１１は、帯域算出手段２３によって、受信間隔の分散σ2の平方根の値σを算出し（ステップＳ３）、算出した値σとパケット長Ｌとに基づいて、空き帯域Ｂを前記した式（１）により算出する（ステップＳ４：算出ステップ）。最後に、ノード１１は、出力手段２４によって、算出された空き帯域Ｂを出力する（ステップＳ５）。
【００４８】
例えば、パケット長Ｌ＝１４００［ｂｙｔｅ］、受信間隔の分散σ2＝４００００［（μｓ）2］、物理伝送速度Ｃ＝５４［Ｍｂｐｓ］であるとき、空き帯域Ｂは、Ｂ＝２７．５［Ｍｂｐｓ］となる（Ｍｂｐｓ：Mega bit per second）。
【００４９】
なお、ノード１１は、一般的なコンピュータに、前記した各ステップを実行させる測定プログラムを実行することで実現することもできる。この測定プログラムは、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【００５０】
第１の実施形態によれば、測定システム１は、空き帯域Ｂを測定するために試験パケットの受信間隔２２１〜２２３の分散値を利用することにより、試験パケット同士の時間間隔のばらつきを考慮することができる。したがって、このようなばらつきが生じ易い無線環境においても高精度に空き帯域を測定することができる。また、試験パケットの送信間隔を変化させて受信間隔と送信間隔とが等しくなる点を探索する従来の測定方法と比較して短時間で測定を完了することができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
［測定システムの構成］
次に、第２の実施形態に係る測定システムの構成を図６を参照して説明する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る測定システムの構成を示すブロック図である。
第２の実施形態の測定システム１Ａは、図６に示すように、ノード（測定装置）５０と、ネットワーク１３（通信路１４）を介して互いに通信可能なノード（第１の通信装置）４０とノード（第２の通信装置）１２Ａとを備えている。ノード５０は、通信路６１，６２を介して、ノード４０，１２Ａにそれぞれ通信接続される。なお、通信路６１，６２は、ネットワーク１３を介するものとしてもよい。以下では、図２と同じ構成には同じ符号を付して、説明を省略する。
【００５２】
ノード４０は、試験パケットをノード１２Ａに送信するものであり、図６に示すように、試験パケット送信手段２１と、パケット長送信手段４１とを備えている。
パケット長送信手段４１は、ノード５０との通信路６１を介して、試験パケットのパケット長Ｌをノード５０に送信するものである。なお、本実施形態では、パケット長Ｌを送信するタイミングは、試験パケットを送信する前とするが、そのタイミングは試験パケットの送信後でもよい。
【００５３】
ノード１２Ａは、試験パケットを受信するものであり、ノード５０との通信路６２を介して、試験パケットの受信間隔の値を情報として含むパケットを、ノード５０に送信する点を除いて、図２に示したノード１２と同様のものである。
【００５４】
ノード５０は、ノード４０とノード１２Ａとの間の通信経路である通信路１４の空き帯域を測定するものであり、パケット長受信手段５１と、受信間隔受信手段２２と、帯域算出手段２３と、出力手段２４とを備えている。パケット長受信手段５１以外の構成は、図２に示したノード１１と同様のものなので、説明を省略する。
パケット長受信手段５１は、通信路６１を介してノード４０から、試験パケットのパケット長Ｌを受信して、帯域算出手段２３に出力するものである。
【００５５】
［測定システムの動作］
前記した構成の測定システム１Ａの動作を図７および図８を参照して説明する。図７は、図６の測定システムにおける通信の流れを説明するための説明図であり、図８は、ノード５０の動作を示すフローチャートである。ここでは、具体例として、ノード４０が送信する試験パケットの送信回数ｎを４回として説明する。
【００５６】
まず、図７を参照（適宜図６参照）して、ノード４０、ノード１２Ａおよびノード５０の間で行われる通信の流れについて説明する。ノード４０は、パケット長送信手段４１によって、試験パケットのパケット長Ｌの値を情報として含むパケット５０１を作成し、通信路６１を介してノード５０にパケット５０１を送信する。そして、ノード４０は、試験パケット送信手段２１によって、同一のパケット長Ｌを有する試験パケットとして、パケット１０１，１０２，１０３，１０４を、ネットワーク１３（通信路１４）を介してノード１２Ａに対して送信する。なお、パケット１０１とパケット１０２との送信間隔２１１と、パケット１０２とパケット１０３との送信間隔２１２と、パケット１０３とパケット１０４との送信間隔２１３とは、すべて同一である。
【００５７】
ノード４０から送信されたパケット１０１〜１０４は、通信路１４上のネットワーク１３において背景トラフィックパケットの影響を受ける。例えば、図７では、ネットワーク１３内で、背景トラフィックパケット３０１がパケット１０１とパケット１０２との間に挿入されている様子が示されている。また、パケット１０１〜１０４は、ネットワーク１３においてルータを経由する際、ルータの処理遅延の影響を受け、さらに、ネットワーク１３に含まれる無線通信区間を伝播する際に、無線伝送遅延の影響をも受ける。
【００５８】
そして、ノード１２Ａは、試験パケット受信手段３１によって、ネットワーク１３を介してパケット１０１〜１０４を受信し、受信間隔測定手段３２によって、パケット１０１〜１０４の受信間隔を算出する。そして、ノード１２は、受信間隔送信手段３３によって、受信間隔２２１〜２２３の値を情報として含むパケット４０１を作成し、通信路６２を介してノード５０に送信する。そして、ノード５０は、後記するように空き帯域Ｂを測定する。
【００５９】
次に、図８を参照（適宜図６参照）して、ノード５０の処理の流れについて説明する。
ノード５０は、パケット長受信手段５１によって、通信路６１を介してノード４０から、試験パケットのパケット長Ｌを受信する（ステップＳ１１）。そして、パケット長受信手段５１は、試験パケットのパケット長Ｌを帯域算出手段２３に出力する。
【００６０】
そして、ノード５０は、受信間隔受信手段２２によって、ノード１２Ａから、試験パケット（パケット１０１〜１０４）の受信間隔の値を情報として含むパケット４０１を受信する（ステップＳ１２：取得ステップ）。続いて、ノード５０は、帯域算出手段２３によって、受信間隔の分散σ2の平方根の値σを算出し（ステップＳ１３）、算出した値σとパケット長Ｌとに基づいて、空き帯域Ｂを前記した式（１）により算出する（ステップＳ１４：算出ステップ）。最後に、ノード５０は、出力手段２４によって、算出された空き帯域Ｂを出力する（ステップＳ１５）。
【００６１】
なお、ノード５０は、一般的なコンピュータに、前記した各ステップを実行させる測定プログラムを実行することで実現することもできる。この測定プログラムは、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【００６２】
第２の実施形態によれば、測定システム１Ａは、試験パケットの送信装置と、空き帯域の測定装置とを分離したので、測定装置の構成をシンプルにすることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲でさまざまに実施することができる。例えば、第１の実施形態では、受信間隔の情報を含むパケット４０１はネットワーク１３を介して送受信するものとして説明したが、これに限定されず、ネットワーク１３を介さない他の通信路で送受信されてもよい。
【００６４】
また、第２の実施形態では、測定システム１Ａは、パケット長送信手段４１とパケット長受信手段５１とを備える構成として説明したが、これらは本発明に必須のものではない。この場合、ノード５０に、試験パケットのパケット長Ｌを予め記憶した記憶手段、または、パケット長Ｌを入力する入力手段を設け、通信路６１を省略することができる。
また、測定システム１Ａは、受信間隔送信手段３３と受信間隔受信手段２２とを備える構成として説明したが、これらは本発明に必須のものではない。この場合、ノード５０に、試験パケットの受信間隔を入力する手段を設け、通信路６２を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の測定方法の原理を説明するための説明図である。
【図２】第１の実施形態の測定システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の測定システムにおける通信の流れを説明するための説明図である。
【図４】図１の測定システムで送受信されるパケットを説明するための説明図であり、（ａ）はノード１１におけるパケット送信パターン、（ｂ）はネットワーク１３におけるパケットの流れ、（ｃ）はノード１２におけるパケット受信パターンを示している。
【図５】図１の測定システムにおけるノード１１の動作を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の測定システムの構成を示すブロック図である。
【図７】図６の測定システムにおける通信の流れを説明するための説明図である。
【図８】図６の測定システムにおけるノード５０の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１，１Ａ      測定システム
１１    ノード（測定装置）
１２    ノード（通信装置）
１２Ａ  ノード（第２の通信装置）
１３    ネットワーク
１４    通信路
１５    区間
２１    試験パケット送信手段
２２    受信間隔受信手段
２３    帯域算出手段
２４    出力手段
３１    試験パケット受信手段
３２    受信間隔測定手段
３３    受信間隔送信手段
４０    ノード（第１の通信装置）
４１    パケット長送信手段
５１    パケット長受信手段
６１，６２    通信路
１０１，１０２，１０３，１０４  パケット（試験パケット）
２１１，２１２，２１３  送信間隔
２２１，２２２，２２３  受信間隔
３０１，３０２  背景トラフィックパケット
４０１，５０１  パケット
７０１，７０２  時間間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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