(57)【要約】【課題】通信路を経由して音声、映像などのメディアの情報を伝送する際の伝送特性を擬似的に実現することにより通信サービス品質を評価する方法および装置を提供する。【解決手段】音声や映像のメディア情報を符号化したディジタルデータ系列が通信路を通るときの伝送特性を算出する手段、その算出された伝送特性を実現する擬似通信路、および擬似通信路を経由したディジタルデータ系列から音声や映像のメディアを復元する手段により、通信路を経由した後の通信サービス品質を有するメディア情報を再現する。通信路構成モデルと実際のメディアを符号化したディジタルデータ系列から算出された特性に合わせて擬似通信路の特性を設定することにより、復元された音声や映像の通信サービス品質を、目的の通信路構成に対応付けたものとして評価する。【選択図】　　　　　図１
2004023115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メディア情報を符号化したディジタルデータ系列を記録する手段と、記録されたディジタルデータ系列と通信路構成モデルから伝送特性パラメータを算出する手段と、伝送特性パラメータで設定される伝送特性を付与する擬似通信路と、ディジタルデータ系列から音声や映像のメディアを復元する手段とにより、予め記録された前記ディジタルデータ系列と通信路構成モデルから伝送特性パラメータを算出し、算出された伝送特性パラメータで指定される伝送特性を付与した擬似通信路の出力ディジタルデータ系列から復元されたメディア情報を用いて通信サービス品質を評価することを特徴とする通信サービス品質評価方法。
【請求項２】
ディジタルデータ系列を取込む手段、該ディジタルデータ系列を蓄積するバッファ、伝送特性パラメータを設定する手段、伝送特性パラメータに従ってバッファの読出し制御を行う手段、および読出されたデータを出力する手段からなる擬似通信路と、前記伝送特性パラメータを算出する手段とを有する通信サービス品質評価装置において、メディア情報を符号化したディジタルデータ系列と通信路構成モデルから予め算出した伝送特性パラメータを用いて前記擬似通信路のバッファの読出し制御を行うことを特徴とする通信サービス品質評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
通信路を経由して音声、映像などのメディア情報を伝送する際の通信サービス品質を、擬似通信路を利用して評価する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声、映像などのメディアを伝送する通信網の設計および通信網への新サービスの導入判断には、それらのメディアの情報を通信路を経由して伝送する際の通信サービスの品質を、実際の通信路を構築する前に把握、評価することが必要である。通信路を経由した後の通信サービス品質を評価するために音声や映像のメディアの伝送特性を再現するための方法として、従来、実際の装置により通信路を構成して音声や映像のメディアを通す方法や、代表的な伝送特性値を持つ擬似通信路に音声や映像メディアを通す方法があった。また、通信路の特性が音声、映像などのメディアを符号化したディジタルデータ系列の特性等に依存している場合、入力トラヒックから通信路の特性をシミュレーションで求める方法があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通信網の設計あるいは通信網への新サービスの適用前に通信サービスの品質を推定、評価するために従来より行われていた実際の装置により通信路を構成する方法では、通信路を構成する装置の特性を変化させるのに実際の装置の設定を変更する必要があること、多数の実装置を必要とすることから手間やコストがかかるという問題および即応性に欠けるという問題があった。また、代表的な伝送特性値を持つ擬似通信路に音声や映像メディアを通す方法では、通信路の特性が音声や映像のメディアの特性（発生時系列、等）に依存する場合は、実際の特性との対応が明らかでなく、それを擬似できないという問題があった。
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、通信路を経由した後の通信サービス品質を評価するために、任意の通信網構成における音声や映像のメディアの伝送品質を実際に体験でき、且つ、通信路の伝送特性自体が、それらのメディアを符号化した情報の特性に依存する場合でも、それを擬似的に反映した通信サービス品質を評価できる方法および装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、メディア情報を符号化したディジタルデータ系列を記録する手段と、記録されたディジタルデータ系列と通信路構成モデルから伝送特性パラメータを算出する手段と、伝送特性パラメータで設定される伝送特性を付与する擬似通信路と、ディジタルデータ系列から音声や映像のメディアを復元する手段とにより、予め記録された前記ディジタルデータ系列と通信路構成モデルから伝送特性パラメータを算出し、算出された伝送特性パラメータで指定される伝送特性を付与した擬似通信路の出力ディジタルデータ系列から復元されたメディア情報を用いて通信サービス品質を評価することを特徴とする。
【０００６】
また、ディジタルデータ系列を取込む手段、該ディジタルデータ系列を蓄積するバッファ、伝送特性パラメータを設定する手段、伝送特性パラメータに従ってバッファの読出し制御を行う手段、および読出されたデータを出力する手段からなる擬似通信路と、前記伝送特性パラメータを算出する手段とを有する通信サービス品質評価装置において、メディア情報を符号化したディジタルデータ系列と通信路構成モデルから予め算出した伝送特性パラメータを用いて前記擬似通信路のバッファの読出し制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、実施例１で音声メディアを対象とした場合の具体例を示し、実施例２では映像メディアを対象とした場合の具体例を示す。なお、音声および映像メディアを符号化したディジタルデータ系列は一元的に処理可能であるため、説明に使用する図面のうち共通化できるものは統一した。図１、図３、図４、図５、図６、図７、図８および図１０は、両者の実施例に共通する手順および機能を示している。
【０００８】
【実施例１】
図１は、本発明による通信サービス品質評価の方法を示す。１１はメディア情報を符号化したディジタルデータ系列を取得、蓄積する手段、１２は検討対象の通信路の構成・機能のモデルと条件を指定する手段、１３は１１から読み出されるディジタルデータ系列を通信路入力とした場合の１２で指定された通信路の伝送特性の算出手段、１４は算出された伝送特性の擬似通信路を経由させてメディアを再生する手段である。
【０００９】
本発明では、まず１１でメディアを符号化したディジタルデータ系列を取得する。次に、１２により検討対象の通信路の構成・機能のモデルと条件を指定する。１３において１１のディジタルデータ系列を通信路入力とした場合の１２のモデル化された通信路の伝送特性を算出する。そして、１４により算出された伝送特性の擬似通信路を経由させてメディアを再生し、通信サービス品質を評価する。
【００１０】
図２は、図１における１１の手段であるディジタルデータ系列取得手段の一例を音声メディアの場合について示したものである。２１は電話機である。２２は変換器で、電話機出力を通信路に適した伝送形態へ変換する。２４は２２と逆の動作をする変換器である。２５はディジタルデータ系列をモニタするための分岐またはハブ、２６はディジタルデータ系列収録器でディジタルデータ系列を取得する。
【００１１】
始めに２１の電話機からの音声情報が、２２の変換器により２３の通信路に適した伝送形態に変換される。具体例として、ＩＰ転送網では、電話機からの音声波形をアナログ／ディジタル変換し音声符号化を行い、そのビット列をＲＴＰ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ　Ｄａｔａｇｒａｍ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のプロトコルを用いてＩＰパケットとして、通信路へ送信する。通信路を経由したディジタルデータ系列が、２４の変換器でもとの音声情報の形態に変換され、２１の電話機で再生される。なお、通信路の入力に置かれる２５の分岐またはハブを経由してモニタするディジタルデータ系列を、２６のディジタルデータ系列収録器により取得する。
【００１２】
図３は、ディジタルデータ系列収録器の機能を示す。３１はディジタルデータ系列の区切りを識別する手段、３２はディジタルデータ系列のコピーに記録時刻を付加する手段、３３は記録装置である。まず、３１でディジタルデータ系列の区切りを識別し、区切られたデータのコピーに対して３２で記録時刻を付加して、３３の記録装置に収納する。
【００１３】
図４は、図１に記載された通信路の伝送特性の算出手段における特性算出の入力情報と出力情報の関係を示す。４１は取得したディジタルデータ系列、４２は通信路に４１の情報を流した時の通信路の特性を算出するツール、４３は検討対象の通信路の構成・機能、特性算出条件を設定するツールを示す。４４は算出結果として得られた伝送特性、４５はそれを記録する収録ツールを示している。ここで、伝送特性としては、ＩＰ転送網を対象とする場合、個々のＩＰパケットの損失の有無および転送遅延時間が対象となる。特性を表現する一つの形態は、各ＩＰパケットの転送時間とパケット損失の有無の時系列のリスト。他の形態は、転送時間の分布の統計値（平均値、標準偏差）である。
【００１４】
図５は、伝送特性の算出手段の一例としてＩＰ転送網を想定した場合の算出フローを示す。５１は通信路のモデル化、５２はモデル化パラメータ、５３は収録したＩＰパケット列の発生時系列、５４は通信路モデルとＩＰパケット列からの各ＩＰパケットの転送状態の算出、５５は算出される転送網の出力への到着時刻の時系列、５６はその結果得られるＩＰパケット転送時間の時系列のリスト、５７は転送遅延時間の分布の統計量である。
【００１５】
算出フローは次の通りである。まず、通信路の入力点から出力点までのＩＰパケットの転送網を、ルータ等のＩＰパケット転送用のバッファを持つノード装置と伝送リンクとでモデル化する（５１）。それぞれ、バッファ制御モデルと遅延時間とを対応させ、各ノードでの背景負荷モデルを設定する（５２）。収録したＩＰパケット列の発生時系列を入力として（５３）、設定した通信路モデルに即して各ＩＰパケットの転送状態を算出し（５４）、転送網の出力への到着時刻の時系列（５５）を得る。これと各ＩＰパケットの発生時刻とからＩＰパケット転送時間の時系列のリストを求める（出力１）（５６）。更に、ＩＰパケット転送時間のリストから分布の統計量（平均値、標準偏差）を算出する（出力２）（５７）。
【００１６】
図６は、通信路のモデル化（５１）のノードとリンクの接続関係（５２の１項）を例示したもので、対象とする通信路の構成に応じてモデル化する。この場合は簡単な例として、ノード数が３の場合を示している。
【００１７】
図７は、通信路のモデル化（５１）のノードに関するモデル化の例示である。５２の３項と４項を含む。入力からのＩＰパケットおよび背景負荷のＩＰパケットが転送処理のためにバッファ７１で待たされ、転送処理部７３から転送先に対応する出力バッファ７２に振り分けられ、それぞれの出口からリンクへと送出される。ノードの構成、バッファ長、制御アルゴリズムをモデル化する。バッファでの待ちと転送処理の時間がノードの転送遅延時間となる。バッファからあふれたパケットは、パケット損失となる。
【００１８】
図８は、ＩＰパケットの転送時間の算出の説明図であり、５３から５７の各項目を含んでいる。通信路入口８１に、パケット発生時系列（５３）を与える。各リンクには遅延時間が対応し（５２の２項）、個々のノードでのパケット損失の有無（５２の１項）と転送遅延時間（５２の２項）を算出する。各パケットの経由するリンクとノードでの遅延の結果として、通信路出口８２での各パケットの到着時刻の時系列（５５）を求める。発生時刻と到着時刻の差より各ＩＰパケットの転送遅延時間リスト（５６）および分布の統計量（５７）が得られる。
【００１９】
図９は、音声メディア情報の復元による通信サービス品質評価手段を示す。図２あるいは図４と同一の番号を付したものは図２あるいは図４で使用したものと同一である。９１は、その伝送特性をパラメータにより指定できる擬似通信路である。９２は擬似通信路に設定する伝送特性パラメータである。
【００２０】
始めに、図４で算出した４４の伝送特性を記録した伝送特性収録ツール４５から、擬似通信路９１の伝送特性パラメータ９２を指定する。電話機２１からの音声が、変換器２２を経てディジタルデータ系列に変換され、擬似通信路９１に入力される。算出された伝送特性を擬似する特性で、ディジタルデータ系列が擬似通信路９１を通過し、変換器２４を経て、電話機２１で音声に再生される。再生される音声は、擬似伝送路の特性の影響を受けた通信サービス品質を有するものとなる。
【００２１】
図１０は、擬似通信路の機能構成例である。９１が擬似通信路、１０１と１０３がそれぞれ入力と出力のインターフェースのＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）で、１０２がバッファメモリである。１０４は伝送特性条件設定部、１０５はバッファファメモリの読み出し制御部である。
【００２２】
始めに、入力ビット列を１０１のＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）を経由して１０３のバッファメモリに取りこむ。伝送特性条件設定部１０５により擬似したい伝送特性条件にあわせて、バッファメモリからのビット列の読み出しタイミングを制御する（１０５）。伝送特性として、ビット欠落あるいはＩＰパケット損失を与える場合は、該当ビットあるいは該当ＩＰパケットを読み飛ばす。遅延を与える場合は、該当の時間だけ遅らせて読み出す。読み出したビット列あるいはＩＰパケット列を１０４のＮＩＣを経由して送り出す。ＩＰパケット列が対象の場合は、伝送特性条件として、図５の算出フローで求めた５６の出力１または５７の出力２を用いる。出力２では、出力１の統計値をパラメータとする分布を近似する関数を用いて、個々のＩＰパケットの読み出し遅延を制御することになる。
【００２３】
なお、図２および図６の電話機２１および変換器２２と２４は、音声入力から通信路での伝送形態のディジタルデータ系列への変換と、その逆のディジタルデータ系列から音声への変換の機能を持つ機器であればよい。
【００２４】
【実施例２】
以下に、映像メディアを対象とした場合の具体例を示す。映像メディアの場合も実施例１で示した音声メディアと同様の手順で実施する。先の図１、図３、図４、図５、図６、図７、図８および図１０は、両者の実施例に共通する手順および機能を示している。図２および図９に対応するディジタルデータ系列の取得および再生手段の具体例が異なっている。
【００２５】
すなわち、映像メディアの場合の通信サービス品質評価の方法は、図１に示した通りである。手順としては汎用で、実施例１と共通である。図１１に映像メディアの場合のディジタルデータ系列取得の方法の例を示す。１１１が送信対象の映像ファイルであり、１１２の配信サーバから送信され、２３の通信路を経由して、１１４のクライアントに受信される。通信路の入り口の２５の分岐あるいはハブを経由して２６のディジタルデータ系列収録器により、映像メディアを符号化したディジタルデータ系列を取得する。
【００２６】
図４の手順により伝送特性を算出する。伝送特性算出ツールとしては、ＩＰ転送網の場合、実施例１で例示した図５の伝送特性の算出フローを用いれば良い。
【００２７】
図１２に映像メディアの復元による通信サービス品質評価手段を示す。１１１の映像ファイルの情報を、１１２の配信サーバから１２２の擬似通信路を介して送信し、１１４のクライアントで受信し再生する。擬似通信路の機能構成として、図１０に例示したものを実施例２にも適用する。図４の手順で算出される伝送特性により、擬似通信路の伝送特性パラメータ１２１を設定する。これにより、対象の通信路を経由した際の通信サービス品質を擬似した品質で映像ファイルが再生される。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、擬似通信路に設定するべき特性を、実際に送受するメディアのディジタルデータ系列から算出して設定するので、通信路を構成する実際の装置を用いずに、メディア情報への依存性を反映した擬似通信路の特性設定の下で、音声や映像のメディアを再現することができる。これにより、音声や映像のメディアを実際の通信路に通す前に、その通信サービス品質を通信路の特性に即して体験、評価することができる。また、通信路の特性は、算出手段のパラメータの変更で行えば良く、種々の通信路構成と機能の場合の通信サービス品質を調べることができる。
【００２９】
このように、通信網の設計あるいは通信網への新サービスの適用において、事前に通信サービス品質を評価する際に非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信サービス品質評価の方法を示す図である。
【図２】図１におけるディジタルデータ系列取得方法の一例を音声メディアの場合について示す図である。
【図３】ディジタルデータ系列収録器の機能を示す図である。
【図４】図１に記載された通信路の伝送特性の算出手段における特性算出の入力情報と出力情報の関係を示す図である。
【図５】伝送特性の算出手段の一例としてＩＰ転送網を想定した場合の例を示す図である。
【図６】通信路のモデル化のノードとリンクの接続関係の例を示す図である。
【図７】通信路のモデル化のノードに関するモデル化の例を示す図である。
【図８】ＩＰパケットの転送時間の算出の説明を示す図である。
【図９】音声メディア情報の復元による通信サービス品質評価手段を示す図である。
【図１０】擬似通信路の機能構成例を示す図である。
【図１１】映像メディアの場合のディジタルデータ系列の取得方法の例を示す図である。
【図１２】映像メディアの復元による通信サービス品質評価手段を示す図である。
【符号の説明】
１１　メディア情報を符号化したディジタルデータ系列を取得、蓄積する手段
１２　検討対象の通信路の構成・機能のモデルと条件を指定する手段
１３　１１から読み出されるディジタルデータ系列を通信路入力とした場合の１２で指定された通信路の伝送特性の算出手段
１４　算出された伝送特性の擬似通信路を経由させてメディアを再生する手段
２１　電話機
２２　電話機出力を通信路に適した伝送形態へ変換する変換器
２３　通信路
２４　２２と逆の動作をする変換器
２５　ディジタルデータ系列をモニタするための分岐またはハブ
２６　ディジタルデータ系列を取得するディジタルデータ系列収録器
３１　ディジタルデータ系列の区切りを識別する手段
３２　ディジタルデータ系列のコピーに記録時刻を付加する手段
３３　記録装置
４１　取得したディジタルデータ系列
４２　通信路に４１の情報を流した時の通信路の特性を算出する手段
４３　検討対象の通信路の構成・機能、特性算出条件を指定する手段
４４　算出結果として得られた伝送特性
４５　伝送特性を蓄積する収録ツール
５１　通信路のモデル化
５２　モデル化パラメータ
５３　収録したＩＰパケット列の発生時系列
５４　通信路モデルとＩＰパケット列からの各ＩＰパケットの転送状態の算出部５５　算出される転送網の出力への到着時刻の時系列
５６　ＩＰパケット転送時間の時系列のリスト
５７　転送遅延時間の分布の統計量
６１〜６３　ノード
６４〜６６　リンク
７１　バッファメモリ
７２　バッファメモリ
７３　転送処理部
８１　通信路入口
８２　通信路出口
９１　伝送特性をパラメータにより指定する擬似通信路
９２　擬似通信路に設定する伝送特性パラメータ
１０１　入力インターフェースのＮＩＣ
１０２　バッファメモリ
１０３　出力インターフェースのＮＩＣ
１０４　伝送特性条件設定部
１０５　バッファファメモリの読み出し制御部
１１１　送信対象の映像ファイル
１１２　配信サーバ
１１３　映像ファイルを受信するクライアント
１２１　算出された伝送特性で擬似通信路を動作させるための伝送特性パラメータ
【図１】
2004023115.tif 000003
【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】
2004023115.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004023115.tif 000011
【図１０】
2004023115.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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