(57)【要約】【課題】通信サービスの異常、あるいは品質劣化時間の定義・測定を明確化するために、バースト区間をグレード分けして特定できるようにする。【解決手段】二元時系列データについて、複数のバースト状態判定用閾値で定義されたバースト状態をビット周期で逐次判定し、バースト状態の判定結果が変化する場合に、固定長の窓の位相をずらして作成した多相窓のうちの対応する多相窓において、データ列を遡って該当するバースト状態の開始時点を検出し、その結果によりバースト状態判定結果を書き換えて、複数レベルのバースト発生区間を特定とする【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
「１」，「０」から成る二元時系列データにおけるバーストの発生区間を特定するバーストの測定方法において、当該方法が、前記二元時系列データについて、複数のバースト状態判定用閾値で定義されたバースト状態をビット周期で逐次判定するステップと、Ｍビットの固定長の窓の位相を１ビットずつずらして、連続、かつ周期的にＭ個の多相窓を作成するステップと、逐次判定された前記バースト状態の判定結果の変化を検出するステップと、バースト状態の判定結果が変化した場合に、対応する前記多相窓において、データ列を遡って該当するバースト状態の開始時点を検出し、その結果により前記バースト状態の判定結果を書き換えて、所要のバースト区間信号を出力するステップとを含むことを特徴とするバースト測定方法。
【請求項２】
前記バースト状態判定用閾値を一般の有理数で設定することを特徴とする請求項１に記載のバースト測定方法。
【請求項３】
前記バースト状態判定用閾値として、非バーストと比較的誤り率の低い低バーストとを区別する低閾値及び低バーストと比較的誤り率の高い高バーストとを区別する高閾値を設定し、これら両閾値を設定する有理数の分母の最小公倍数で両有理数の分母を統一し、該最小公倍数ビット毎の「１」／「０」パタンにおける「１」の個数を算出して、非バースト、低バースト及び高バーストをビット周期で逐次判定することを特徴とする請求項２に記載のバースト測定方法。
【請求項４】
前記低バースト及び高バーストがそれぞれ単独で非バーストと隣接する場合に、これらのバーストが「１」で開始し、かつ終了するものとすることを特徴とする請求項３に記載のバースト測定方法。
【請求項５】
前記低バースト及び高バーストがそれぞれ隣接する場合で、前記低バーストの後に高バーストが隣接する場合に、これら両バーストの境目の近傍で「１」が連続して、低バーストから高バーストに推移する場合に、最初の「１」を高バーストの開始時点とし、この「１」の直前の「０」を低バーストの終了時点として設定することを特徴とする請求項３に記載のバースト測定方法。
【請求項６】
前記高バーストの後に低バーストが隣接する場合に、これら両バーストの境目近傍で「１」が連続して、高バーストから低バーストに推移する場合に、最後の「１」を高バーストの終了時点とし、該最後の「１」の直後における「０」を低バーストの開始時点として設定することを特徴とする請求項３に記載のバースト測定方法。
【請求項７】
前記バースト状態の判定結果の変化を検出するステップが、前記二元時系列データと前記バースト状態をビット周期で逐次判定するステップにより得られた逐次バースト判定信号を入力とし、該逐次バースト判定信号の変化が検出されると、その時点からＭ−１ビット遡って「１」／「０」パタンを検査することにより、変化検出時点におけるバースト状態の開始時点を特定するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のバースト測定方法。
【請求項８】
前記それぞれのバースト状態を２進数表現することを特徴とする請求項１−７の何れか一項に記載のバースト測定方法。
【請求項９】
「１」，「０」から成る二元時系列データにおけるバーストの発生区間を特定するバースト測定システムにおいて、当該システムが、前記二元時系列データについて、複数のバースト状態判定用閾値で定義されたバースト状態をビット周期で逐次判定する手段と、Ｍビットの固定長の窓の位相を１ビットずつずらしてＭ個の連続する周期的な多相窓を作成する手段と、バースト状態の判定結果の変化を検出する手段と、バースト状態の判定結果が変化した場合に、対応する多相窓において、データ列を遡って該当するバースト状態の開始時点を検出し、その結果により前記バースト状態判定結果を書き換えて所要のバースト区間信号出力するバースト区間検出手段とを具えていることを特徴とするバースト測定システム。
【請求項１０】
前記バースト状態判定用閾値を一般の有理数で設定したことを特徴とする請求項９に記載のバースト測定システム。
【請求項１１】
前記バースト状態逐次検出手段をＭビットのシフトレジスタと、加算器と、比較器とで構成したことを特徴とする請求項９に記載のバースト測定システム。
【請求項１２】
前記多相窓を作成する手段をＭ進の計数器で構成したことを特徴とする請求項９に記載のバースト測定システム。
【請求項１３】
前記バースト状態の判定結果の変化を検出する手段を論理回路及びＲＯＭで構成したことを特徴とする請求項９に記載のバースト測定システム。
【請求項１４】
前記バースト区間検出手段をＭビットのシフトレジスタ及びＡＮＤゲート等の論理回路で構成したことを特徴とする請求項９に記載のバースト測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のグレードで定義されたバーストの発生区間を一意に特定するバースト測定方法及びシステムに関するものである。
本発明は、一般に「１」と「０」の離散的二元時系列データ全般に適用し得るが、特に「１」／「０」が、通信システムで伝送されるデータの「異常」／「正常」状態を示している場合に、「異常」状態が集中して（バースト的に）発生する区間を一意に決定しようとするのに、すなわち、バースト区間の開始と終了時点を特定しようとするのに有効なものである。なお、以下「異常」／「正常」状態が、符号誤りの「誤りあり」／「誤りなし」の状態を示す場合を例にして説明する。
【０００２】
【従来の技術】
通信の分野においては、ビット単位あるいは複数ビットの固定長区間（これは一般にブロックと呼ばれ、通信システム特有の名称として、パケットあるいはセルと称されることもある）を一単位として、符号誤りの「誤りあり」／「誤りなし」を「１」／「０」で表現するものとして、符号誤りが集中的に発生することを一般に、「バースト誤りが生じた」と称している。従来、バースト誤りの発生区間は、「１」で開始し、かつ「１」で終了するように定義されており、このような区間を一意に特定する従来の方法として次ぎのようなやり方がある。
【０００３】
すなわち、先ず任意の正の整数Ｌを定め、両端に「１」を有する二元系列で、その直前と直後にそれぞれ「０」がＬ個以上連続する二元系列に着目し、この時、この二元系列中に含まれる「０」の連続長が全てＬ−１以下である場合に、バーストが発生したと称し、前記両端の「１」から「１」までの二元系列をバーストと見なす方法である。
【０００４】
図１は上記従来の方法で測定したバースト誤りの例を示し、この図はＬ＝４とした例である。この図に示した二元系列にはバースト１とバースト２の区間が特定されている。すなわち、それぞれのバースト区間の開始と終了の時点が一意に定められる。
【０００５】
上記従来の方法では、パラメータＬをバースト検出の判定基準としており、この場合にはバースト内の誤り率（「１」の割合）が２／（Ｌ＋１）以上となる。逆に、誤り率Ｅ（０＜Ｅ＜１）でバーストを定義しようとする場合には、Ｌは（２−Ｅ）／Ｅと設定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、単一のパラメータＬ、あるいは単一の誤り率Ｅを閾値として、バーストであるか否か、すなわちバーストと非バーストを判定していた。また、上述したように、閾値として設定できる誤り率は、整数分の２（例えば、２／５，２／７等）、あるいは、分母・分子を２で割った整数分の１（例えば、１／２，１／５等）に限られるために、例えば、通信サービスの異常あるいは品質劣化時間の定義・測定をバースト内の誤り率の大／小に応じて明確に特定できないことに起因するトラブルが生じると云う欠点があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、複数の誤り率をバースト状態判定用の閾値として設定し、例えば、比較的小さい誤り率のバースト（以下、低バーストと呼ぶ）、大きい誤り率のバースト（以下、高バーストと呼ぶ）及び非バーストをそれぞれ区別でき、誤り率も一般の有理数表現Ｎ／Ｍ（例えば、３／５，４／７等）に拡張して設定することができるバースト測定方法及びシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
最初に、本発明におけるバーストの定義について説明する。
まず、設定する誤り率閾値を有理数の表現にして、バーストの種類との関係を決定する。例えば、二つの誤り率閾値を設定する場合を考える。いま、非バーストと低バーストを区別する閾値（以下、低閾値と呼ぶ）として、これを例えば３／７に設定し、低バーストと高バーストを区別する閾値（以下、高閾値と称する）として、これを例えば３／５に設定した場合（従来技術のように、これらの閾値が整数分の１、あるいは整数分の２である場合も含まれる）には、これら両有理数の分母の最小公倍数である３５で分母を統一し、低閾値を１５／３５に、高閾値を２１／３５にそれぞれ変換する。上記の場合、連続する３５ビットの時系列データの内、「１」の個数が０から１４の間であれば非バーストとし、同じく１５から２０であれば低バーストとし、同じく２１から３５であれば高バーストとしてそれぞれ定義するものとする。
【０００９】
低／高バーストの開始と終了は、これらのバーストが単独で非バーストと隣接する場合には、従来技術と同様に、「１」で開始し、かつ終了するものとする。次に、低バーストと高バーストが隣接する場合を考える。一例として、低バーストの後に高バーストが隣接する場合を考える。この場合における両バーストの境目は従来技術と同様に「１」で定義される。ただし、境目近傍で「１」が連続して低バーストから高バーストに推移する場合には、最初の「１」を高バーストの開始時点と定義し、この場合における低バーストの終了時点は、この「１」の直前の「０」で終了するものとみなす。これとは逆に、高バーストの後に低バーストが隣接する場合で、これら両バーストの境目近傍で「１」が連続して、高バーストから低バーストに推移する場合には、最後の「１」を高バーストの終了時点と定義し、この場合における低バーストの開始時点は、前記最後の「１」の直後における「０」で開始するものとみなす。
【００１０】
本発明は、上述したような定義に基づいて複数レベルに設定したバーストを下記の（１）〜（４）の手段から成るシステムにて測定（バースト区間の特定）するものである。この本発明によるバースト測定システムの構成を図２にブロック図にて示し、またこれに関連する信号を図３に示してある。
【００１１】
（１）　バースト状態逐次判定手段
本手段は、連続する二元時系列データから、前述した最小公倍数（前述した例では３５）ビット毎の「１」／「０」パタンにおける「１」の個数を算出して、バースト状態、すなわち非バーストＧ、低バーストＬ及び高バーストＨをそれぞれビット周期で逐次判定して、逐次バースト判定信号として出力するものである。なお、それぞれのバーストＧ，Ｌ，Ｈは２進数表現されるものとする。本手段は、ハードウェアで構成する場合には、Ｍビットのシフトレジスタと、加算器と、比較器で実現することができる。
【００１２】
（２）　バースト状態変化検出手段
本手段においては、前記バースト状態逐次判定手段の入力と同じ二元時系列データと該バースト状態逐次判定手段の出力である逐次バースト判定信号を入力として、逐次バースト判定信号の変化が検出される際に、その時点からＭ−１ビット遡って「１」／「０」パタンを検査することにより、上記変化検出時点におけるバースト状態がどの時点から開始したかを下記の方法で検出する。
【００１３】
最初に、逐次バースト判定信号のあるビットのバースト状態、すなわち、非バーストＧ／低バーストＬ／高バーストＨが、１ビット前の時点のバースト状態から変化したことを検出（以下、変化検出と呼ぶ）し、次ぎのように変化検出信号：＋／−を出力する。すなわち、その変化が非バーストＧから低バーストＬへ、あるいは低バーストＬから高バーストＨへ変化した場合には「＋」信号を出力し、逆に低バーストＬから非バーストＧへ、あるいは高バーストＨから低バーストＬへ変化した場合には「−」信号を出力する。この変化検出信号はＭビットの内容が変わる毎に、すなわち二元時系列データのビット周期にて逐次出力される。なお、「＋」及び「−」の変化検出信号は２進数表現されるものとする。
【００１４】
次ぎに、変化検出信号「＋」が検出された場合には、二元時系列データの「１」／「０」パタンに基づき、変化検出ビット以前のＭビットにおいて、最初に現れる「１」の先頭からの位置ｆ１（１からＭの値を持つ）を算出する。例えば、Ｍを５とすると、この５ビットの「１」／「０」パタンが０１１００であったとすると、ｆ１は２となる。逆に、同様に変化検出信号「−」が検出された場合には、変化検出ビット以前のＭビットにおいて、最後に現れる「１」の直後における「０」の位置ｇ１（２からＭの値を持つ）を算出する。同じく、５ビットの「１」／「０」パタンが０１１００であったとすると、ｇ１は４となる。ｆ１はバーストの変化：ＧからＬへ、あるいはＬからＨへの変化が、変化検出ビットよりＭ−ｆ１ビット前のビットから開始されたことを、ｇ１はバースト状態の変化：ＬからＧへ、あるいはＨからＬへの変化が、変化検出ビットよりＭ−ｇ１ビット前のビットから開始されたことをそれぞれ表わしている。
【００１５】
次ぎに、前記ｆ１とｇ１の値を調べ、これらの値が１よりＭ−１までの範囲内の場合に、変化検出信号と同じビット位置にｆ１及びｇ１の値を出力する。これらの出力信号をそれぞれｆ１信号及びｇ１信号と呼ぶ。なお、ｆ１及びｇ１の値がＭである場合には、これらの信号は出力されない。後述するように、本発明では逐次バースト判定信号をＭビット遅延させ、変化検出時の次ぎのビットから数えて、第１ビットから第Ｍ−１（＝４）ビット間の逐次バースト判定信号の内容を書き換える。このため、ｆ１あるいはｇ１がＭの場合には書き換える必要がない。
【００１６】
本手段において、変化検出信号：＋／−は、連続する２ビットを比較する論理回路で、ｆ１／ｇ１信号は、２のＭ乗個の「１」／「０」パタンと変化検出結果：＋／−を入力として、両信号を出力するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）で実現することができる。なお、ｆ１とｇ１の値は２進数表現されるものとする。
【００１７】
（３）　多相窓発生手段
本手段は、Ｍビットの固定長窓を１ビットずつ位相をずらして連続、かつ周期的にＭ個の多相窓を作成して出力するものである。なお、窓の位相は他の手段の動作とは独立とし、各窓の先頭ビットを＃１、次のビットを＃２，．．．．．．．，＃Ｍとして識別できるものとする。また、Ｍ個の窓は、窓１、窓２（窓１と位相が１ビットずれた窓）、窓３（窓１と位相が２ビット、窓２と位相が１ビットずれた窓），．．．．．．．，窓Ｍとして識別できるものとする。本手段は、Ｍ進の計数器で実現することができる。
【００１８】
（４）　バースト区間検出手段
本手段は、前記（１）のバースト状態逐次判定手段からの逐次バースト判定信号、前記（２）のバースト状態変化検出手段からの変化検出信号とｆ１信号・ｇ１信号及び前記（３）の多相窓発生手段からの多相窓をそれぞれ入力として、所要のバースト区間信号を出力するものである。
【００１９】
最初に、前記バースト状態逐次判定手段からの逐次バースト判定信号をＭビット遅延させた信号（これを遅延逐次バースト判定信号と呼ぶ）を作成する。
【００２０】
次に、Ｍ種類の多相窓の中から、変化検出信号が発生した時点が＃１ビットとなっている窓を選択する（この窓は前記（２）の定義から一つに限定される）。
【００２１】
さらに、逐次バースト判定信号を参照して、上記のように選択した窓内において、＃２ビットから数えてｆ１／ｇ１番目のビット以降の全てのビットを変化検出時点におけるバースト状態Ｇ／Ｌ／Ｈとし、これをバースト区間検出信号とする。このバースト区間検出信号は窓毎に作成する。さらに、このＭ個のバースト区間検出信号を一つにまとめて、以下のような置換信号を作成する。
【００２２】
すなわち、上記バースト区間検出信号が発生したビットの内容を置換信号とする。同一ビット位置に複数のバースト区間検出信号が発生する場合には、バースト区間検出信号が含まれる窓の内、位相の最も遅い窓の内容を選択して置換信号とする。最後に、この置換信号で遅延逐次バースト判定信号の内容を書き換えて、バースト区間信号として出力する。
【００２３】
このバースト区間信号の内容は、前述したバーストの定義に従い、バースト状態Ｇ／Ｌ／Ｈの区間の開始から終了までの全てのビットの内容が、対応するバースト状態Ｇ／Ｌ／Ｈで表わされるため、Ｇ／Ｌ／Ｈの開始と終了の時刻を特定することができる。
【００２４】
本手段における遅延逐次バースト判定信号の作成はＭビットシフトレジスタで、また、バースト区間信号の作成はＡＮＤゲート等の論理回路で実現することができる。
【００２５】
【作用】
本発明によれば、二元時系列データに含まれる集中度の低いバーストから高いバーストまで、一般の有理数で複数のグレードに定義したバーストを検出し、それらの区間、すなわち開始と終了時点を一意に特定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明をより詳細に説述するために、以下添付の図面を用いて本発明を実施例につき説明する。
【００２７】
この実施例では、前述したように、バースト状態を非バーストＧ、低バーストＬ及び高バーストＨの３つに分けて、それらの各区間を特定する。それぞれのバーストを定義するためのパラメータＭは、例えば５とし、５ビットのうち、「１」の個数が０又は１の場合には非バーストＧとし、２又は３の場合には低バーストＬとし、４又は５の場合には高バーストＨとして、それぞれのバーストをビット周期で逐次判定する。すなわち、非バーストＧと低バーストＬとの閾値は、「１」の個数Ｎ１で示すとＮ１＝２で、低閾値は２／５となる。低バーストＬと高バーストＨとの閾値は、「１」の個数Ｎ２で示すとＮ２＝４で、高閾値は４／５となる。
【００２８】
図２は本発明によるバースト測定システムのブロック構成図であり、このシステムは、それぞれ前述したように機能するバースト状態逐次判定手段１と、バースト状態変化検出手段２と、多相窓発生手段３と、バースト区間検出手段４とで構成する。
【００２９】
図３は、図２のバースト測定システムに関連する信号を示した説明図であり、以下この図３の信号について上から順に図２の各手段と関連して説明する。
【００３０】
まず、「１」と「０」からなる二元時系列データがバースト状態逐次判定手段１に入力されると、その連続する５ビットのパタンに対して、前述したバースト状態の定義に基づいてビット周期で逐次バースト状態の判定が行われ、その結果、非バーストＧ、低バーストＬ及び高バーストＨの各状態が逐次バースト判定信号としてバースト状態変化検出手段２へ出力される。
【００３１】
バースト状態変化検出手段２は、逐次バースト判定信号の内容が変化した場合、すなわち、非バーストＧから低バーストＬへ、あるいは、低バーストＬから高バーストＨへ変化した場合に、「＋」信号を、これに対し、低バーストＬから非バーストＧへ、あるいは、高バーストから低バーストＬへ変化した場合には「−」信号を変化検出信号として後段のバースト区間検出手段４へ出力する。
【００３２】
バースト状態変化検出手段２はさらに、前記変化検出信号に対応して、変化後のバースト状態が開始した時点を示すｆ１信号及びｇ１信号を前述したように作成して、これらの信号もバースト区間検出手段４へ出力する。変化結果が「−」の場合にはｇ１信号を出力させるが、図３では時刻１２において「−」が検出されているにも関わらず、ｇ１信号が出力されていないのは次ぎのような理由による。
【００３３】
すなわち、この場合のｇ１信号は前述した定義によれば５（＝Ｍ）であり、後述するように、逐次バースト判定信号をＭビット遅延させ、変化検出時刻の次のビットから数えて、第１ビットから第Ｍ−１（＝４）ビットまでの間の逐次バースト判定信号の内容を書き換えるため、ｆ１あるいはｇ１がＭの場合には書き換える必要がないのであって、このような理由で時刻１２の変化検出信号「−」に対応するｇ１信号が出力されていないのである。
【００３４】
次に、多相窓発生手段３にて作成されるＭ個の多相窓における互いに隣り合う相の窓は位相が１ビットずつずれており、また、各窓の長さ（周期）はＭビットであり、同じ相の窓は切れ目なく連続して作成する。
【００３５】
次に、逐次バースト判定信号、変化検出信号、ｆ１信号／ｇ１信号及び多相窓に基づいて、バースト区間検出手段４にてバースト区間検出信号を作成する。図３では、時刻７で最も早くバースト状態の変化が検出され、同時刻で４の値を持つｆ１信号が出力されている。バースト区間検出手段４は、この変化検出時刻７において＃１ビットとなっている窓５を選択する。次に、この窓５の＃２ビットから数えて第４ビットの時刻１１で、変化検出時（時刻７）の逐次バースト判定結果Ｌをこの第４ビットに書き込む。他の窓も同様に選択して、逐次バースト判定結果を書き込む。ちなみに、同図において、窓５は時刻２２から開始する窓と時刻２７から開始する窓が続けて選択されている。
【００３６】
次に、窓の中に書き込まれた複数のバースト判定結果を併せて置換信号を作成する。同一時刻において、上述したような書き込みが成されている窓が一つである場合には、この書き込み内容がそのまま置換信号の内容となる。一方、同一時刻で複数の窓に書き込みが行われている場合には、最も遅く選択された窓の内容が置換信号となる。図３で一例を挙げると、時刻１１では窓３と窓５が選択されているが、窓３の方が窓５よりも遅く選択されているために、窓３の内容（Ｈ）が時刻１１の置換信号となる。
【００３７】
次に、逐次バースト判定信号をＭビット遅延させて遅延逐次バースト判定信号とし、この遅延逐次バースト判定信号を上述した置換信号で書き換えて、所要のバースト区間信号を得る。図３において、このバースト区間信号から低バーストＬと高バーストＨの区間を探すと、低バースト区間と高バースト区間が各々二つずつ測定されていることがわかる。すなわち、バースト区間信号には低バーストＬ１及びＬ２と、高バーストＨ１及びＨ２が含まれている。前述した本発明の定義より、高バーストＨ１、高バーストＨ２及び低バーストＬ２の両端は「１」となっている。しかし、低バーストＬ１は二つの高バーストと隣接しているため、その両端は「０」となっている。
【００３８】
図３の最下段には参考のために、Ｍビット遅延させた二元時系列データを示してある。これを遅延二元時系列データと呼ぶ。図３において、Ｍ（＝５）をＬと読み替えて従来の方法を適用すると、遅延二元時系列データ上において、時刻１１から時刻３４までの中の「０」の最大連続数がＬ−１で、時刻１１と時刻３４との両時刻におけるデータ値は「１」で、かつ両時刻の外側は「０」がＬ以上連続しているから、時刻１１から時刻３４までが一つのバーストとして判定されることになる。このように、従来技術では単一のバーストとして判定される区間を、本発明によれば、グレード分けされた複数のバースト区間として特定することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のグレード（閾値）で、かつ同グレードが一般の有理数で与えられた場合でも、バースト区間を明確に特定することができる。このために、通信サービスの異常、あるいは品質劣化区間を時系列にグレード分けする場合全般に有効である。特に、最近盛んに導入が行われているサービス品質保証ＳＬＡ（Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｌｅｖｅｌ　Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）、あるいはサービス品質管理ＳＬＭ（Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｌｅｖｅｌ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）を実施する際に、本発明は通信サービスの異常、あるいは品質劣化時間の定義・測定が曖昧なことに起因するトラブルの防止に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の方法で測定した二元系列におけるバースト誤りの例を示す説明図である。
【図２】本発明によるバースト測定システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図２のバースト測定システムに関連する信号を示した説明図である。
【符号の説明】
１　バースト状態逐次判定手段
２　バースト状態変化検出手段
３　多相窓発生手段
４　バースト区間検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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