(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークのバースト・ビット・レートを測定する方法であって、
複数バイトが上記ネットワークのポイントを通過する時間を求め、見積りネットワーク遅延時間を加算して、総合遅延時間を求めるステップと、
上記総合遅延時間で上記バイトの数を除算して上記バースト・ビット・レートを求めるステップとを具え、
上記ネットワークの上記ポイントは、送信器及び受信器の間に配置され、
上記ネットワークのポイントを通過する時間は、上記送信器が伝送する第１パケットを上記ポイントでモニタする時点と上記送信器が伝送する最終パケットを上記ポイントでモニタする時点との差である伝送時間であり、
上記バイトの数は、リクエストに応じて上記ネットワーク内の上記送信器から上記受信器に送られたバイトの総数であり、
上記総合遅延時間を求めるステップと、上記総合遅延時間で上記バイトの数を除算して上記バースト・ビット・レートを求めるステップとは、上記ネットワーク内の上記送信器及び上記受信器の間に配置された装置により実行され、
上記送信器と上記ネットワーク内の上記ポイントとの間の送信器側往復遅延時間を求め、上記受信器と上記ネットワーク内の上記ポイントの間の受信器側往復遅延時間を求め、上記送信器側往復遅延時間及び上記受信器側往復遅延時間を加算し、この加算結果を２で除算して、上記見積りネットワーク遅延時間を求めることを特徴とするバースト・ビット・レート測定方法。
【請求項２】
ネットワークにおけるバースト・ビット・レートを測定する方法であって、
上記ネットワークのポイントにて、送信器から受信器に伝送されるバイトの数をモニタする第１ステップと、
上記送信器が伝送する第１パケットを上記ポイントでモニタする時点と上記送信器が伝送する最終パケットを上記ポイントでモニタする時点との差である伝送時間を求める第２ステップと、
上記伝送時間及び見積りネットワーク遅延時間の和により上記バイトの数を除算して、上記バースト・ビット・レートを見積る第３ステップとを具え、
上記ネットワークの上記ポイントは、上記送信器及び上記受信器の間に配置され、
上記送信器と上記ネットワーク内の上記ポイントとの間の送信器側往復遅延時間を求め、上記受信器と上記ネットワーク内の上記ポイントの間の受信器側往復遅延時間を求め、上記送信器側往復遅延時間及び上記受信器側往復遅延時間を加算し、この加算結果を２で除算して、上記見積りネットワーク遅延時間を求め、
上記第１ステップ、上記第２ステップ及び上記３ステップは、上記ネットワークに結合された装置に実行されることを特徴とするバースト・ビット・レート測定方法。
【請求項３】
ネットワークのトランスポート層におけるバースト・ビット・レートを測定する装置であって、
上記ネットワークに結合され、送信器及び受信器の間の上記ネットワークの観察ポイントにて上記送信器及び上記受信器の間の通信を観察する計算プラットホームを具え、
該プラットホームは、上記送信器から上記受信器に伝送されるバイトの数を求め；上記送信器が伝送する第１パケットを上記観察ポイントでモニタする時点と上記送信器が伝送する最終パケットを上記観察ポイントでモニタする時点との差である伝送時間を求め、ネットワーク遅延を見積り；この見積ったネットワーク遅延と上記伝送時間との和により上記バイトの数を除算して上記バースト・ビット・レートを求め、
上記送信器と上記ネットワーク内の上記ポイントとの間の送信器側往復遅延時間を求め、上記受信器と上記ネットワーク内の上記ポイントの間の受信器側往復遅延時間を求め、上記送信器側往復遅延時間及び上記受信器側往復遅延時間を加算し、この加算結果を２で除算して、上記ネットワーク遅延時間を求めることを特徴とするバースト・ビット・レート測定装置。
【請求項４】
ネットワークのトランスポート層におけるバースト・ビット・レートを測定する方法であって、
送信器及び受信器の間のポイントにて、上記送信器から伝送された第１パケットの第１時点をモニタする第１ステップと、
上記ポイントにて、上記送信器から伝送された最終パケットの第２時点をモニタする第２ステップと、
伝送されたバイトの総数を求める第３ステップと、
ネットワーク遅延時間を見積る第４ステップと、
この見積ったネットワーク遅延時間と上記第１時点及び上記第２時点の差との和で、伝送された上記バイトの総数を除算して上記バースト・ビット・レートを計算する第５ステップとを具え、
上記第１ステップ〜上記第５ステップは、上記ネットワークに結合された装置により実行され、
上記送信器と上記ネットワーク内の上記ポイントとの間の送信器側往復遅延時間を求め、上記受信器と上記ネットワーク内の上記ポイントの間の受信器側往復遅延時間を求め、上記送信器側往復遅延時間及び上記受信器側往復遅延時間を加算し、この加算結果を２で除算して、上記ネットワーク遅延時間を求めることを特徴とするバースト・ビット・レート測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット・ベースのデータ・ネットワークにおけるバースト・ビット・レートを測定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サービス・レベル合意書は、サービス・プロバイダがその顧客に提供する技術支援又はビジネス要素を規定した契約書である。この合意書は、典型的には、パーフォマンス及び故障結果についての対策を詳細に記載している。パケット・ベースのデータ・ネットワークに関連して、サービス・レベル合意書は、最低のデータ・レート及びバースト・ビット・レート（ビット・バースト・レート）などの接続性や有効性を定めている。かかるサービス・レベル合意書のパラメータは、測定が困難であるか、又はいくつかの場合には、既存の技術を用いて測定ができなかった。また、ビット・レートを測定して配信ビット・レートを設定する技術も提案されているが、パケット・ベースのバースト・ビット・レートについては開示されていない（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９８５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、パケット・ベースのデータ・ネットワークにおけるバースト・ビット・レートを測定できる方法及び装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ネットワークのバースト・ビット・レートを測定する方法であって；複数バイトがネットワークのポイントを通過する時間を求め、見積りネットワーク遅延時間を加算して、総合遅延時間を求めるステップと；総合遅延時間でバイトの数を除算してバースト・ビット・レートを求めるステップとを具え；ネットワークのポイントは、送信器及び上記受信器の間に配置され；ネットワークのポイントを通過する時間は、送信器が伝送する第１パケットをポイントでモニタする時点と送信器が伝送する最終パケットをポイントでモニタする時点との差である伝送時間であり；バイトの数は、リクエストに応じてネットワーク内の送信器から受信器に送られたバイトの総数であり；総合遅延時間を求めるステップと、総合遅延時間でバイトの数を除算してバースト・ビット・レートを求めるステップとは、ネットワーク内の送信器及び受信器の間に配置された装置により実行され；送信器とネットワーク内のポイントとの間の送信器側往復遅延時間を求め、受信器とネットワーク内のポイントの間の受信器側往復遅延時間を求め、送信器側往復遅延時間及び受信器側往復遅延時間を加算し、この加算結果を２で除算して、見積りネットワーク遅延時間を求めることを特徴とする。
また、本発明は、ネットワークにおけるバースト・ビット・レートを測定する方法であって；ネットワークのポイントにて、送信器から受信器に伝送されるバイトの数をモニタする第１ステップと；送信器が伝送する第１パケットをポイントでモニタする時点と送信器が伝送する最終パケットをポイントでモニタする時点との差である伝送時間を求める第２ステップと；伝送時間及び見積りネットワーク遅延時間の和によりバイトの数を除算して、バースト・ビット・レートを見積る第３ステップとを具え；ネットワークのポイントは、送信器及び受信器の間に配置され；送信器とネットワーク内のポイントとの間の送信器側往復遅延時間を求め、受信器とネットワーク内のポイントの間の受信器側往復遅延時間を求め、送信器側往復遅延時間及び受信器側往復遅延時間を加算し、この加算結果を２で除算して、見積りネットワーク遅延時間を求め；第１ステップ、第２ステップ及び３ステップは、ネットワークに結合された装置に実行されることを特徴とする。
さらに、本発明は、ネットワークのトランスポート層におけるバースト・ビット・レートを測定する装置であって；ネットワークに結合され、送信器及び受信器の間のネットワークの観察ポイントにて送信器及び受信器の間の通信を観察する計算プラットホームを具え；このプラットホームは、送信器から受信器に伝送されるバイトの数を求め、送信器が伝送する第１パケットを観察ポイントでモニタする時点と送信器が伝送する最終パケットを観察ポイントでモニタする時点との差である伝送時間を求め、ネットワーク遅延を見積り、この見積ったネットワーク遅延と伝送時間との和によりバイトの数を除算してバースト・ビット・レートを求め；送信器とネットワーク内のポイントとの間の送信器側往復遅延時間を求め、受信器とネットワーク内のポイントの間の受信器側往復遅延時間を求め、送信器側往復遅延時間及び受信器側往復遅延時間を加算し、この加算結果を２で除算して、ネットワーク遅延時間を求めることを特徴とする。
また、本発明は、ネットワークのトランスポート層におけるバースト・ビット・レートを測定する方法であって；送信器及び受信器の間のポイントにて、送信器から伝送された第１パケットの第１時点をモニタする第１ステップと；ポイントにて、送信器から伝送された最終パケットの第２時点をモニタする第２ステップと；伝送されたバイトの総数を求める第３ステップと；ネットワーク遅延時間を見積る第４ステップと；この見積ったネットワーク遅延時間と第１時点及び第２時点の差との和で、伝送されたバイトの総数を除算してバースト・ビット・レートを計算する第５ステップとを具え；第１ステップ〜第５ステップは、ネットワークに結合された装置により実行され；送信器とネットワーク内のポイントとの間の送信器側往復遅延時間を求め、受信器とネットワーク内のポイントの間の受信器側往復遅延時間を求め、送信器側往復遅延時間及び受信器側往復遅延時間を加算し、この加算結果を２で除算して、ネットワーク遅延時間を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明は、パケット・ベースのデータ・ネットワークにおけるバースト・ビット・レートを測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、ネットワークにおけるバースト・ビット・レートを計算する方法であって、複数バイトがネットワーク内のポイントを通過する時間を求め、見積りネットワーク遅延時間を加算して、見積りネットワーク遅延時間を加算して総合遅延時間を求める。バイトの総数を総遅延時間で除算してバースト・ビット・レートを求める。見積りネットワーク遅延時間は、往復の送信器の遅延及び往復の受信器の遅延を見積り、これら遅延を加算し、加算値を２で除算することにより求まる。計算したバースト・ビット・レートは、帯域外（out-of-band）伝送、又は、埋め込み若しくは非埋め込み帯域内伝送用のバースト・ビット・レートになる。
【０００８】
他の実施例は、ネットワークのトランスポート層におけるバースト・ビット・レートを計算する方法であり、送信器から伝送された第１パケット用の開始時点をモニタし、送信器からの最終パケット用の終了時点をモニタする。この方法は、更に、送信器から受信器に伝送されたバイトの総数を求め、ネットワーク遅延を見積る。終了時点及び開始時点の差と見積りネットワーク遅延時間の和により、伝送バイトの総数を除算して、バースト・ビット・レートを計算する。
【０００９】
本発明では、バースト・ビット・レートを求める装置も開示している。この装置は、ネットワークに接続された計算プラットホームを具えており、この計算プラットホームは、送信器から受信器に伝送されたバイト数を求め、送信器が送信した第１パケットと送信器が送信した最終パケットとの間の経過時間を求め、見積りネットワーク遅延時間を求める。また、計算プラットホームは、経過時間及び見積りネットワーク遅延時間の和でバイト数を除算して、バースト・ビット・レートを計算する。この計算プラットホームは、汎用パケット無線サービス・ゲートウェイ・サポート・ノード、ネットワーク・モニタ、又はネットワーク内の又はネットワークに接続された機器の一部でもよい。
【００１０】
上述は、本発明の特徴及び技術的利点の概要であり、本発明の詳細は後述する。本発明の他の特徴及び利点は、特許請求の範囲に記載されている。本発明の概念及び特定の実施例は、本発明と同じ目的を実行する他の構造に変更又は設計するのに容易に利用できよう。このような等価な構造は、本発明の範囲内である。本発明の特徴である新規な機能は、その構成及び動作方法と共に、添付図を参照した以下の説明から明らかになろう。しかし、添付図の各々は、本発明を説明するためであって、本発明をそれに限定するものではないことが理解できよう。
【００１１】
本発明を更に理解するために、添付図を参照して、本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、モバイル・ステーション及び無線装置に又はこれらからのデータ・パケットを配信するのに用いる汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ：General Packet Radio Service）システム／ネットワーク１００のブロック図である。モバイル・ステーション（ＭＳ：Mobile Station）１０１は、送信器及び受信器として機能し、基地局（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）１０２と無線通信を行う。ＢＴＳ１０２及び１０３は、基地局制御器（ＢＳＣ：Base Station Controller）１０４により制御される。ＢＴＳ１０２、１０３及びＢＳＣ１０４は、基地局サブシステム（ＢＳＳ：Base Station Subsystem）を構成する。
【００１３】
ＢＳＣ１０４は、インタフェースＧｂを介してサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ：Serving GPRS Support Node）１０５に結合される。ＳＧＳＮ１０５は、パケット経路指定及び伝送、移動の管理、論理結合管理、認証及び課金機能を果たす。ＳＧＳＮ１０５は、ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ：Gateway GPRS Support Node）１０６及び１０７に結合され、これらＧＧＳＮは、ＧＰＲＳネットワーク及び外部パケット・データ・ネットワーク（ＰＤＮ：Packet Data Networks）との間のインタフェースとして作用する。ＧＧＳＮ１０６及び１０７は、ＳＧＳＮからのＧＰＲＳパケットを適切なパケット・データ・プロトコル・フォーマットに変換し、これらを対応するパケット・データ・ネットワークに送信する。他の面では、ＧＧＳＮ１０６及び１０７は、入力データ・パケットのパケット・データ・プロトコルを宛先ユーザのアドレスに変換する。この宛先ユーザのアドレスは、モバイル用グローバル・システム（ＧＳＭ：Global System for Mobile）でもよい。
【００１４】
ＧＧＳＮ１０７は、異なる公共地域モバイル・ネットワーク（ＰＬＭＮ：Public Land Mobile Network）の一部であり、インタフェースＧｐを介してＳＧＳＮ１０５に結合される。ＧＧＳＮ１０６は、ＳＧＳＮ１０５と同じＰＬＭＮの一部であり、これらはインタフェースＧｎを介して結合される。Ｇｉインタフェースは、ＧＧＳＮ１０６を外部ＰＤＮ１０８に接続する。このＰＤＮ１０８は、インターネット又は企業内イントラネットの如き公共又は個人のネットワークでもよい。ＰＤＮ１０８は、例えばサーバー１０９の如き多くのサーバー、コンピュータ、ゲートウェイ、及びその他の装置に結合される。サーバー１０９は、送信器及び受信器として機能し、ＭＳ１０１のユーザが望むサービスを提供できる。ＧＰＲＳシステム１００は、ＭＳ１０１及びサーバー１０９の間でエンド・ツゥ・エンド・パケット切り換えデータ伝送を行う。
【００１５】
本発明の一実施例において、複数のモニタ・ユニット（以下、単にモニタと呼ぶこともある）１１１〜１１５がシステム１００内のインタフェースに結合している。これらモニタ１１１〜１１５は、計算プラットホームとして機能し、ＭＳ１０１からの総てのＩＰデータと、サーバー１０９からの関連応答又はアクノレッジとを受動的にモニタする。メッセージをＭＳ１０１及びサーバー１０９の間でやり取りするので、モニタ１１１〜１１５を用いて、システム１００内の異なるポイントでのサーバー１０９及びＧＰＲＳネットワークで生じる遅延（時間）を求める。これにより、サービス・プロバイダ及び／又はユーザは、システム１００内の各コンポーネントに関連した特定の遅延を識別できる。
【００１６】
図２は、図１に示すＧＰＲＳネットワーク１００におけるＭＳ１０１及びサーバー１０９の間でのメッセージの交換を示す。ＭＳ１０１は、ファイル・リクエストの如きリクエスト（REQUEST）２０１をサーバー１０９に送信する。このリクエスト２０１は、時点Ｔ１で送信され、時点Ｔ２でＧＧＳＮ１０６を通過し、時点Ｔ３でサーバー１０９に到達する。リクエスト２０１を受けると、サーバー１０９は、伝送アクノレッジ（肯定応答）（TRANSPORT ACK）メッセージ２０２により応答して、リクエスト２０１の受信を通知する。トランスポート・アクノレッジ・メッセージ２０２は、メッセージ２０１が要求したファイルを必ずしも含んでいる必要がないが、少なくともリクエスト２０１が受信されたことを装置１０１に伝える。トランスポート・アクノレッジ・メッセージ２０２は、本来的には時点Ｔ３にて直ちに送信され、時点Ｔ４にてＧＧＳＮ１０６を通過し、時点Ｔ５にて装置１０１に到達する。必要ならば、時点Ｔ３での遅延をモニタするが、この遅延は、非常に短い待ち時間のプロトコル遅延による。
【００１７】
サーバー１０９は、要求した情報又はファイルを入手し、レスポンス（RESPONSE）２０３に応答して、装置１０１にこの情報又はファイルを送信する。サーバー１０９が要求された情報を入手する間に遅延がある。レスポンス２０３は、サーバー１０９が時点Ｔ６で送信し、時点Ｔ７でＧＧＳＮ１０６を通過し、時点Ｔ８で装置１０１に到達する。装置１０１は、レスポンス２０３の受信をトランスポート・アクノレッジ（TRANSPORT ACK）メッセージ２０４により通知する。このトランスポート・アクノレッジ・メッセージ２０４は、時点Ｔ８で送信され、時点Ｔ９でＧＧＳＮ１０６を通過し、時点Ｔ１０でサーバー１０９に到達する。
【００１８】
装置１０１のユーザは、時点Ｔ１でサーバー１０９からの情報を要求するが、要求した情報を時点Ｔ８まで受信しない。時点Ｔ１から時点Ｔ８までの遅延は、ユーザが知覚するネットワーク遅延である。ユーザが知覚する遅延には多くの要因があるが、これらには、（１）リクエスト２０１に対する伝搬時間である時点Ｔ１から時点Ｔ３までの遅延と、（２）サーバー１０９の処理時間である時点Ｔ３から時点Ｔ６までの遅延と、（３）レスポンス２０３の伝搬時間である時点Ｔ６から時点Ｔ８までの遅延がある。
【００１９】
実際のサーバー遅延は、時点Ｔ３及びＴ６の間の時間であり、このときから、サーバーがリクエストに応答するまでサーバーはリクエストを受ける。しかし、ユーザの知覚遅延は、時点Ｔ１から時点Ｔ８までであり、これは、時点Ｔ３から時点Ｔ６までよりも非常に長いかもしれない。しばしば、ユーザは、ユーザ知覚遅延の総てに対して、無線ネットワーク・サービス・プロバイダを非難する。しかし、遅延の多くは、無線ネットワークの外で生じており、サービス・プロバイダは、必要でも、この遅延をわずかにしか制御できない。例えば、時点Ｔ２から時点Ｔ３の遅延及び時点Ｔ６から時点Ｔ７までの遅延は、ＰＤＮ／インターネット１０８（図１）におけるＧＧＳＮ１０６及びサーバー１０９の間の伝搬遅延により生じている。また、時点Ｔ３から時点Ｔ６までの遅延は、リクエスト２０１を受信し処理する如くサーバー１０９での処理に起因し、要求された情報を得て、レスポンス２０３を発生する。無線サービス・プロバイダは、ユーザ知覚遅延をモニタしたいが、エンド・ツー・エンド遅延を直接モニタすることができない。ＧＧＳＮ１０６の如き観察ポイントにてリクエスト、レスポンス及びアクノレッジのメッセージを観察することにより、例えば、サービス・プロバイダは、ユーザ知覚遅延を見積もりできる。
【００２０】
ＧＧＳＮ１０６の如きネットワーク観察ポイントにて、総合往復遅延は、無線ネットワーク遅延（即ち、ネットワーク・ダウンリンク遅延）及びサーバー側遅延（即ち、ネットワーク・アップリンク遅延）を加算して求めることができる。一実施例において、リクエスト２０１の伝搬時間がトランスポート・アクノレッジ・メッセージ２０２の伝搬時間と同じであり、レスポンス２０３の伝搬時間がリクエスト伝達メッセージ２０２の伝搬時間と同じであると仮定する。ネットワーク・ダウンリンク遅延（Ｄ２）は、ＧＧＳＮ１０６にて時点Ｔ７から時点Ｔ９までの総合時間として測定できる。アップリンク・ネットワーク遅延（Ｄ３）は、ＧＧＳＮ１０６にて時点Ｔ２から時点Ｔ４までの総合時間として測定できる。アップリンク往復ユーザ知覚遅延（Ｄ１）は、時点Ｔ２から時点Ｔ７までの総合時間である。これは、ＧＧＳＮ１０６で観察したように、初期レスポンス（２０３）の時間から初期照会（query）（２０１）の時間をマイナスしたものに対応する。
【００２１】
エンド・ツゥ・エンド・ネットワーク遅延（ＮＤ）及びエンド・ツゥ・エンド・ユーザ知覚遅延（ＵＰＤ）は、次のように計算できる。
ＮＤ＝（Ｄ２＋Ｄ３）／２    （式１）
ＵＰＤ＝Ｄ１＋Ｄ２          （式２）
【００２２】
遅延Ｄ１を計算するには、ＧＧＳＮ１０６は、タイム・スタンプを付け、アプリケーション層のメッセージをユーザ知覚に基づくトランザクションに相関させる。例えば、ＨＴＴＰトランザクション待ち時間（latency）は、「入手（ＧＥＴ）」メッセージ及び「状態（ＳＴＡＴＵＳ）」メッセージの間の遅延となる。Ｄ１遅延は、ネットワーク観察ポイントにおける初期応答の時間と初期照会の時間との差である。これは、時間Ｔ７−Ｔ２に対応するが、ネットワーク・アップリンク遅延も含む。
【００２３】
ＴＣＰシーケンス・ナンバー・アクノレッジ機構を用いて、遅延Ｄ２を計算できる。ＴＣＰパケット（アプリケーション・メッセージではない）にタイム・スタンプを付け、ＴＣＰ受信ＡＣＫ（アクノレッジ）シーケンス・ナンバーを送信シーケンス・ナンバーに相関させて、トランスポート遅延を計算できる。Ｄ２遅延は、シーケンスＸ用のアクノレッジの時間とシーケンスＸの時間との差である。これは、時間Ｔ９−Ｔ７に対応する。
【００２４】
Ｄ１及びＤ２を加算して、待ち時間Ｔ２〜Ｔ９に対して、見積りＵＰＤを得る。真のＵＰＤはＴ１〜Ｔ８であるので、Ｄ１＋Ｄ２の値は、エラー値「Ｅｒｒ」を伴う見積りである。このエラーは、次のように表すことができる。
Ｅｒｒ＝（Ｔ２−Ｔ１）−（Ｔ９−Ｔ８）  （式３）
【００２５】
Ｅｒｒは、アプリケーション照会と独立してランダムに分散している。よって、異なる照会に対して見積ったＵＰＤを累積すると、次のようになる。
｜Σerr｜≒０  （式４）
【００２６】
見積りＵＰＤを平滑するには、適応（再帰的）重み付け関数は、ＴＣＰ往復時間見積りアルゴリズムが用いる関数のごときものである。最新のユーザ経験（即ち、最新待ち時間）を強調するために、現在のサンプルの重み付け関数は、ＴＣＰ推奨値よりも高い。例えば、現在のサンプルに対する重み付け関数は、推奨値０．５の代わりに０．９に設定してもよい。平滑した見積りＤ２’遅延は、次のように表せる。
Ｄ２’＝Ｄ２’×（１−α）＋Ｄ２×α    （式５）
ここで、αは、重み付け関数であり、例えば、０．９である。
【００２７】
平滑化した総合ＵＰＤは、次のようになる。
ＵＰＤ＝Ｄ２’＋Ｄ１  （式６）
【００２８】
Ｄ２は、モニタ基準ポイントにおけるダウンリンク・ネットワーク遅延（即ち、ＧＧＳＮから装置１０１へ、そしてＧＧＳＮ１０６まで）を表すが、アップリンク・ネットワーク遅延Ｄ３（即ち、ＧＧＳＮ１０６からサーバー１０９へ、そしてＧＧＳＮ１０６まで）は、上述の平滑アルゴリズムを用いて計算できる。遅延Ｄ３は、時点Ｔ２から時点Ｔ４までの差である。
【００２９】
エンド・ツゥ・エンド遅延時間「ＮＤ」を式１に示したが、サーバー処理遅延「Ｄ」は、次のようになる。
Ｄ＝Ｄ１−Ｄ３  （式７）
【００３０】
別の実施例では、転送経路を介して多数のモニタ基準ポイントを用いることを提案している。よって、これら基準ポイントの間のネットワーク遅延の差分は、経路セグメント当たりのネットワーク遅延となる。この情報は、故障修理に用いることができる。サーバー処理遅延は、サーバー性能の重要な測定項目である。
【００３１】
ネットワーク要素（サーバー・アドレス、ＧＧＳＮ、ＳＧＳＮ、ＢＳＣ、ＲＡＩ、ＣＥＬＬ）及び送受話器プロファイルの如きユーザ・データからの重要な情報を抽出することにより、実時間での複数要素の適切な組合せによる統合ＮＤ又はＵＰＤは、ネットワーク、サーバー及び送受話器の性能に関する情報を提供する。
【００３２】
本明細書で説明し、図示した例示的な実施例は、ＴＣＰ接続に焦点を絞っているが、接続指向手順を支援する任意の非ＴＣＰトランスポート・プロトコルに本発明を適用できることが理解できよう。例えば、クラス２トランザクションを追跡することにより、無線トランスポート・プロトコル（ＷＴＰ：Wireless Transport Protocol）と共に本発明を用いることができる。
【００３３】
上述のモニタは、ＧＧＳＮ１０６（図１）にて実行できる。ＧＧＳＮ１０６は、通過したメッセージを追跡し、相関させるアプリケーション・ソフトウェアを具えてもよいし、モニタ１１３及び１１４の如き別個のモニタ装置を用いて、ＧＧＳＮ１０６を通過するメッセージを追跡してもよい。別の実施例においては、ＧＧＳＮ１０６は、メッセージをモニタするのに用いるべきものではないことが理解できよう。この代わりに、ネットワークの他のポイントにて、モニタを実行してもよい。例えば、メッセージ又はアクノレッジの信号経路における任意のサーバー、ルータ又は他の要素にて、メッセージをモニタしてもよい。
【００３４】
本発明は、モニタ機器を各個別のモバイル装置に配置する必要がないので、本発明により、サービス・プロバイダは、非常に多数のクライエント装置又はモバイル送受話器をモニタできる。クライエント装置には、例えば、任意の固定又は無線データ・サービスを受けるクライエントにより操作されるＰＤＡ（personal digital assistants）、モバイル電話、又はラップトップ・コンピュータが含まれる。本発明は、特定の装置に関連したアプリケーション・リクエスト、レスポンス及びトランスポート・アクノレッジのメッセージの間を低レベルで相関させ、各トランザクション用のユーザ知覚遅延を計算する。ユーザ知覚遅延及びネットワーク遅延は、無線装置毎、又はセッション毎に求めることができるので、サービス・プロバイダは、顧客に提供しているサービスのレベルを求めることができる。
【００３５】
本発明を用いることにより、サービス・プロバイダは、どの装置、サーバー、ネットワーク要素又は地理的領域（又はセル）が最大遅延又は最小遅延を起こしているかを識別できる。例えば、送受話器毎の遅延を分析し、送受話器の形式を相関させることにより、サービス・プロバイダは、どのモデルの送受話器が、又はどのブラウザが最長の遅延かを識別できる。代わりに、ウェブサイト毎の又はサービス基本毎に遅延データを分析し相関させることにより、サービス・プロバイダは、どのサード・パーティのアプリケーション又はサーバーが最大遅延又は最小遅延の原因かを識別できる。これにより、サービス・プロバイダは、ユーザがアクセスしているサーバー又はアプリケーションの有効性を評価できる。
【００３６】
ＨＴＴＰ、ＷＴＰ、ＭＭＳ、ＰＯＰ、ＳＭＴＰ、ＦＴＰの如きＩＰ又はレベル２の対話式アプリケーションにとって、セッションは、通常、多数のトランザクションにより構成されている。各トランザクションは、通常、一方向にデータを伝送する。これらトランザクションの間には、任意の長さの時間の休止（pause）がある。これらアプリケーションの対話式特性により、平均ビット・レートは、意味のある性能測定値を常に提供するものではない。これは、トランザクションの間の休止により平均ビット・レートが下がるためである。正確なビット・レート測定のためには、休止時間を除いて、伝送時間の間のみビット・レートを測定する必要がある。これらビット・レートがバースト・ビット・レート（ＢＢＲ：Burst Bit Rate）である。
【００３７】
レベル２アプリケーションでのデータ伝送には、帯域外データ伝送（out-of-band data transfer）及び帯域内データ伝送（in-band data transfer）の２つの基本的な測定がある。帯域外データ伝送は、制御経路と異なるデータ経路中に生じる。ファイル伝送プロトコル（ＦＴＰ：File Transfer Protocol）は、帯域外データ伝送レベル１アプリケーションの一例である。帯域内データ伝送は、制御チャネルと同じデータ経路にて生じる。帯域内データ伝送には、埋め込み型と、非埋め込み型との２つの形式がある。埋め込みデータ伝送は、トランザクションの照会メッセージ又はレスポンス・メッセージ内にデータを埋め込む。単なるデータ伝送目的には、個別のトランザクションがない。ＨＴＴＰ、ＷＴＰ及びＰＯＰ３は、埋め込みデータ伝送プロトコルの例である。非埋め込みデータ伝送プロトコルは、データ伝送目的用に単に定めたトランザクションを有する。通常、制御トランザクションは、データ伝送トランザクションより先になる。ＳＭＴＰは、非埋め込みデータ伝送アプリケーション・プロトコルの一例である。
【００３８】
広範囲の伝搬技術による典型的な無線ネットワークにおいて、データのバーストは、通常、ネットワーク・ノードにてバッファされる。なお、ネットワーク・ノードでは、ＢＳＣの如き伝搬ボトルネックが生じる。これは、ボトルネックの展開した上流であるシステムをモニタするという問題が生じる。ネットワーク・ボトルネックにてバッファを行うことにより生じる遅延を考慮しないと、モニタ装置は、バースト・ビット・レートの測定が不正確となる。エンド・ツゥ・エンド伝送時間を計算することにより、モニタ装置は、モニタ基準ポイントが何処に配置されるかを無視して、信頼性がありばらつきのない測定を行える。
【００３９】
バースト・ビット・レートＢＢＲは、次のようになる。
ＢＢＲ＝Ｖ／（Ｔ２−Ｔ１）  （式８）
Ｖは、端点（end point）Ａから端点Ｂまでに伝送されたバイトの総数であり、Ｔ１は、Ａにおける伝送の開始時点であり、Ｔ２は、Ｂにおける最終バイトの到達時点である。よって、Ｔ２−Ｔ１が総合遅延時間となる。
【００４０】
上述の式を基に、トランスポート層で測定したネットワーク・バースト・ビット・レート（ｎＢＢＲ）は、次のようになる。
ｎＢＢＲ＝Ｎ／（Ｅ−Ｓ＋ＮＤ）    （式９）
となり、アプリケーション層が測定したユーザ・バースト・ビット・レート（ｕＢＢＲ）は、次のようになる。
ｕＢＢＲ＝Ｕ／（Ｅ−Ｓ＋ＮＤ）  （式１０）
なお、各データ伝送にて、各記号は次のようになる。
Ｓ：送信器から伝送された第１パケットのモニタ時点
Ｅ：送信器から伝送された最終パケットのモニタ時点
Ｎ：トランスポート層での送信器から伝送されたバイトの総数
Ｕ：アプリケーション層での送信器から伝送されたバイトの総数
ＮＤ：式１からの見積りネットワーク遅延
モニタ基準ポイントにおいて捕捉された各トランザクションに対して、パラメータＳ、Ｅ、Ｎ及びＵを得て、遅延ＮＤを上述のように計算する。
【００４１】
図３〜１２は、種々のプロトコル用のデータ伝送トランザクションを示す。これら図３〜１２に示す例において、Ｔ２−Ｔ１は、実際のデータ伝送時間である。見積ったデータ伝送時間は、次のようになる。
Ｅ−Ｓ＋ＮＤ≒Ｔ２−Ｔ１  （式１１）
ＮＤは、下側のトランスポート層のモニタから導出したものと仮定する。
【００４２】
図３及び４は、いずれかの方向で生じるＨＴＴＰデータ伝送トランザクションを示す。ＨＴＴＰデータ伝送は、帯域内であり、照会又はレスポンスのメッセージ内に埋め込まれる。図３は、「入手（ＧＥＴ）」トランザクションを示すが、これは、サーバー１０９からＭＳ１０１までのデータ伝送の例である。「ＧＥＴ」データ伝送は、データ伝送がレスポンス・メッセージ内に埋め込まれた例である。ユーザ・バイトの数は、サーバー１０９からの「データ（ＤＡＴＡ）」メッセージ内のシーケンス・ナンバーから求まる。例えば、「入手」メッセージ３０１に応答して、サーバー１０９は、シーケンス・ナンバー（ＳＥＱ）が３０１０００の「ＯＫ」レスポンス・メッセージ３０２を送る。レスポンス・メッセージ３０２の後には、サーバー１０９からのメッセージ３０３及び３０４の如き一連の「ＤＡＴＡ」メッセージが続く。要求された情報を伝送するように要求されると、任意の数の「ＤＡＴＡ」メッセージが生じる。各「データ」メッセージは、メッセージ３０３内の「ＳＥＱ（シーケンス）＝３０２４６０」の如きシーケンス・ナンバーや、「ＬＥＮ＝１４６０」の如きレングス・ナンバーを有する。ＴＣＰアクノレッジ・メッセージでもよいトランスポート・アクノレッジ・メッセージ３０５〜３０７は、対応「ＤＡＴＡ」メッセージにおける伝送された最終バイトを示す。例えば、メッセージ３０７内のパラメータ「アクノレッジ（ＡＣＱ）＝３１５９００」は、図示したデータ伝送内で伝送された最終バイトがバイト３１５９００であることを示す。図３の例において伝送されたユーザ・バイトの総数は、３１５９００−３０１０００＝１４９００バイト（最終データ・メッセージ３０４内の「ＡＣＱ（アクノレッジ）」ナンバー、マイナス、「ＧＥＴ」メッセージ３０１内の「ＡＣＱ」ナンバー）である。なお、ＬＥＮは、長さを示す。
【００４３】
時点Ｔ１は、サーバー１０９がデータを送り始める時間である。この初期データは、時点ＳにてＧＧＳＮ１０６が検出する。時点Ｔ２は、ＭＳ１０１が最終データ・メッセージを受ける時間である。この最終メッセージは、時点ＥにてＧＧＳＮ１０６により検出される。図から明らかな如く、実際のデータ伝送時間Ｔ２−Ｔ１は、ＧＧＳＮ１０６で検出されたデータ伝送時間（Ｅ−Ｓ）よりもわずかに長い。サーバー１０９は、ＧＰＲＳネットワークの外部であり、直接的にモニタできない。しかし、ＧＰＲＳネットワーク・モニタ装置が検出したパラメータを用いることにより、図３の実際のデータ伝送時間は、上述の式１１を用いて見積ることができる。
【００４４】
ＨＴＴＰデータ伝送において、シーケンスの最終メッセージは、特に識別されていない。その結果、モニタ・ユニットは、伝送されたバイトの現在の合計値を保持し、新たなメッセージの度にこの合計値を更新しなければならない。また、モニタ・ユニットは、最終メッセージの場合に、中間「ＤＡＴＡ」メッセージ３０３用の時点Ｅの如き各メッセージの時間を追跡しなければならない。モニタ・ユニットは、特定のトランザクションにおける最終メッセージとして最新の受信メッセージを識別できる。例えば、新たなトランザクションが開始したか、又は「ＤＡＴＡ」メッセージの１つを受信した後に所定期間が経過したかを識別できる。他の方法を用いて、本発明に限定されることなく、「最終」メッセージを判断してもよい。最終メッセージ用の時点「Ｅ」を、バースト・ビット・レート計算用の時点「Ｅ」として用いる。最終メッセージを特に識別しない他のプロトコルを用いてトランザクション用の「最終」メッセージを同様な方法で識別できる。
【００４５】
図４は、ＨＴＴＰ「ポスト（ＰＯＳＴ）」データ伝送を示す。「ＰＯＳＴ」データ伝送において、このデータ伝送は、照会メッセージに埋め込まれる。図４に示すメッセージの流れは、ＧＧＳＮ１０６にて検出される第１データ・パケット及び最終データ・パケットの時間基準ポイントＳ及びＥを示す。ユーザ・バイトの総数は、シーケンス・ナンバー及びアクノレッジ・ナンバーから再び導出することができる。図４の「ＰＯＳＴ」データ伝送において、伝送されたユーザ・バイトの数は、１１５６５０−１００１５０＝１５５００（最終メッセージの「ＳＥＱ（シーケンス）」ナンバー・マイナス・「ＰＯＳＴ」メッセージの「ＳＥＱ」ナンバー）である。
【００４６】
図５は、ＷＳＰ「ＧＥＴ」データ伝送用のメッセージの流れを示す。ＷＳＰは、ＴＣＰの代わりに下層のトランスポート層としてＷＴＰを用いる。ＷＳＰにおけるデータ伝送は、ＨＴＴＰと同様に照会又はレスポンスのメッセージに埋め込まれる。図５に示す例示のメッセージの流れでは、ＷＳＰ「ＧＥＴ」データ伝送にてバースト・ビット・レート時間基準Ｓ及びＥが検出されることを示している。図６は、ＷＳＰ「ＰＯＳＴ」データ伝送用のメッセージの流れを示し、バースト・ビット・レート時間基準がかかる伝送に対して検出されることを示している。ＷＳＰデータ伝送にて、最終メッセージ５０１（図５）又は６０１（図６）が常に識別されるので、モニタ・ユニットは、「最終（ＬＡＳＴ）」と記されたメッセージを検出することにより、時点Ｅを識別できる。なお、これら図及び以下の図では、メッセージの種類を示す記号なども示されているが、本発明と直接的には関係しないので、説明を省略する。
【００４７】
図７及び８は、ＦＴＰデータ伝送用のメッセージの流れ及びバースト・ビット・レート時間基準を示す。ＦＴＰは、データ伝送用の個別の接続を確立する。新たなＴＣＰ接続は、制御接続に追加してデータ伝送用に設定される。また、これら図７及び８は、データ伝送接続における３方向ＴＣＰ接続設定及び分解（teardown）メッセージの流れも示す。データ伝送は、いずれかの方向となる。モニタ装置は、これら別個のＴＣＰ接続が関連していることを認識しなければならないし、ＦＴＰ制御接続及び関連したデータ伝送接続を相関させなければならない。図７は、サーバー１０９からＭＳ１０１への「検索（RETR）」データ伝送を示す。図８は、ＭＳ１０１からサーバー１０９への「蓄積（ＳＴＯＲＥ）」データ伝送を示す。
【００４８】
図９は、ＰＯＰ３イーメール・ポスト・オフィス・プロトコル用のメッセージの流れとバースト・ビット・レート時間基準とを示す。ＰＯＰ３データ伝送は、帯域内であり、通常、サーバー１０９からＭＳ１０１への一方向である。ＰＯＰ３データ伝送は、レスポンス・メッセージ内に埋め込まれる。
【００４９】
図１０は、ＳＭＰＴデータ伝送用のメッセージの流れとバースト・ビット・レート時間基準とを示す。ＳＭＴＰを用いて、宛先サーバーにメールを送信する。よって、データ伝送は、典型的には、ＭＳ１０１からサーバー１０９への一方向である。ＳＭＴＰデータ伝送は、帯域内であるが、照会メッセージ内に埋め込まれない。「ＤＡＴＡ」リクエストへのレスポンスを受信した後になるまで、実際のデータ伝送が開始しない。ＳＭＴＰ内のデータ伝送の前に、「メール（ＭＡＩＬ）」及び「受信（ＲＣＰＴ）」トランザクションが生じる。
【００５０】
図１１及び１２は、ＭＭＳデータ伝送用のメッセージの流れとバースト・ビット・レート時間基準とを示す。ＭＭＳは、ＷＳＰによりカプセル化され、ＷＳＰトランザクション及びＭＭＳトランザクションの間には密接なマッピングがある。図１１は、ＭＭＳ「ＭＭＳ−ＲＥＴＲＩＥＶＥ」データ伝送トランザクションを示し、図１２は、ＭＭＳ「ＭＭＳ−ＳＥＮＤ」トランザクションを示す。これらの例の部ビット・レート計算は、図５及び６のＷＳＰ用の例と同じである。
【００５１】
本発明及びその特徴について詳細に説明したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形、代用、代替が可能なことが理解できよう。さらに、本発明の要旨は、本明細書に説明した処理、機構、製造、要素、手段、方法、ステップなどに限定されるものではない。また、既存の、又は今後開発される同じ機能、又は上述と略同じ結果を達成できる処理、機構、製造、要素、手段、方法、ステップなどを用いてもよいことが理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）ネットワーク１００のブロック図である。
【図２】ＧＰＲＳネットワーク１００にてＭＳ１０１及びサーバー１０９の間で交換されるメッセージを説明する図である。
【図３】ＭＳ１０１からサーバー１０９へのデータ伝送の一例である「取込み（ＧＥＴ）」トランザクションを示す図である。
【図４】ＨＴＴＰ「ポスト」データ伝送を説明する図である。
【図５】ＷＳＰ「取込み」データ伝送のメッセージの流れを説明する図である。
【図６】ＷＳＰ「ポスト」データ伝送のメッセージの流れを説明する図である。
【図７】サーバー１０９からＭＳ１０１への「検索」データ伝送を説明する図である。
【図８】ＭＳ１０１からサーバー１０９への「蓄積」データ伝送を説明する図である。
【図９】ＰＯＰ３電子メール・ポスト・オフィス・プロトコルのバースト・ビット・レート時間基準及びメッセージの流れを説明する図である。
【図１０】ＳＭＴＰデータ伝送のバースト・ビット・レート時間基準及びメッセージの流れを説明する図である。
【図１１】ＭＭＳ「ＭＭＳ−ＲＥＴＲＩＥＶＥ」データ伝送トランザクションを説明する図である。
【図１２】ＭＭＳ「ＭＭＳ−ＲＥＴＲＩＥＶＥ」トランザクションを説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  ＧＰＲＳシステム／ネットワーク
１０１  モバイル・ステーション（送信器/受信器）
１０２、１０３  基地局
１０４  基地局制御器
１０５、１０６、１０７  サービングＧＰＲＳサポート・ノード
１０８  外部ＰＤＮ
１０９  サーバー（送信器/受信器）
１１１、１１２、１１３、１１４、１１５  モニタ・ユニット（計算プラットホーム）
【図１】
0004755038.tif 000002
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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