(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
前記モデルは、可変的なパラメータに従う任意のモデルであり、
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。
【請求項３】
前記モデルは、標準正規分布であり、
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。
【請求項４】
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ステップと、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０４９５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】図２は、本発明の一実施例による計測値とパーセンタイル値とのペアを示すグラフである。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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におけるシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の一実施例による特徴量を利用したケースにおけるシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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）。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【符号の説明】
【００３４】
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
【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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