(57)【要約】【課題】パケットのバースト損失が、アプリケーションに対するユーザ体感品質に与える影響を考慮して、パケット通信網を管理できるようにする。【解決手段】バースト損失によりアプリケーションに対するユーザ体感品質評価値（ＰＥＳＱ値）が低下する量を推定するＰＥＳＱ低下量算出部１３と、算出されたＰＥＳＱの低下量に基づきネットワーク品質管理目標値４０を算出する品質管理目標値算出部１７とを備える。このネットワーク品質管理目標値４０をパケット通信網の管理に用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値の目標値であるアプリケーション品質目標値に応じて、前記パケット通信網の品質管理で用いられるネットワーク品質管理目標値を算出するネットワーク品質管理目標値算出方法において、
パケットがバースト的に損失するバースト損失による前記アプリケーションに対するユーザ体感品質評価値の低下量を推定する第１のステップと、
前記ユーザ体感品質評価値の低下量に基づき前記ネットワーク品質管理目標値を算出する第２のステップと
を備えることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワーク品質管理目標値算出方法において、
前記第１のステップは、
前記アプリケーションを実験的に動作させて得られた前記アプリケーションの実測評価データから、バースト損失情報量と前記ユーザ体感品質評価値との関係を示す第１の回帰曲線を算出するステップと、
前記第１の回帰曲線の特性に基づき前記ユーザ体感品質評価値の低下量を推定するステップと
を備えることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出方法。
【請求項３】
請求項２に記載のネットワーク品質管理目標値算出方法において、
前記バースト損失情報量は、連続して損失したパケットの数の平均値、および、パケット損失終了から次のパケット損失開始までに受信されたパケットの数の平均値の少なくとも１つであることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載のネットワーク品質管理目標値算出方法において、
前記第１の回帰曲線の関数式、または、前記バースト損失情報量と前記ユーザ体感品質評価値の低下量との関係を示すテーブルをデータベースに保存する第３のステップを更に備えることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出方法。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載のネットワーク品質管理目標値算出方法において、
前記第２のステップは、
前記アプリケーションを実験的に動作させて得られた前記アプリケーションの実測評価データから、パケットの損失がランダムに発生する際のパケット損失に関する性能情報と前記ユーザ体感品質評価値との関係を示す第２の回帰曲線を求めるステップと、
前記第２の回帰曲線の特性に基づき、前記ユーザ体感品質評価値の低下量を前記性能情報の低下量に変換するステップと、
前記第２の回帰曲線における前記性能情報に前記性能情報の低下量を加味した重み付き無効パケット率と前記ユーザ体感品質評価値との関係を示す第３の回帰曲線を求めるステップと、
前記第３の回帰曲線を参照し、前記アプリケーション品質目標値に応じた重み付き性能情報を算出し、前記ネットワーク品質管理目標値とするステップと
を備えることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出方法。
【請求項６】
請求項５に記載のネットワーク品質管理目標値算出方法において、
前記パケット損失に関する性能情報は、無効パケット率またはパケット損失率であることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出方法。
【請求項７】
パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値の目標値であるアプリケーション品質目標値に応じて、前記パケット通信網の品質を監視するネットワーク品質監視方法において、
前記パケット通信網上で実際に前記アプリケーションがやり取りした各パケットからバースト損失が考慮された性能情報を測定する第４のステップと、
測定された前記性能情報と、請求項１〜７のいずれか１項に記載のネットワーク品質管理目標値算出方法により算出された前記ネットワーク品質管理目標値とを比較する第５のステップと、
比較結果に基づき前記パケット通信網の品質を監視する第６のステップと
を備えることを特徴とするネットワーク品質監視方法。
【請求項８】
請求項７に記載のネットワーク品質監視方法において、
前記第６のステップは、
測定された前記性能情報が前記ネットワーク品質管理目標値を満足していない場合に、前記パケット通信網上で実際に前記アプリケーションがやり取りした各パケットから測定されるバースト損失情報量および前記性能情報から前記アプリケーションに対する実際のユーザ体感品質評価値を推定するステップと、
前記実際のユーザ体感品質評価値と前記アプリケーション品質目標値とを比較するステップと、
前記実際のユーザ体感品質評価値が前記アプリケーション品質目標値を満足していない場合には、バースト損失が前記パケット通信網の品質劣化の要因であると判断するステップと、
を備えることを特徴とするネットワーク品質監視方法。
【請求項９】
パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値の目標値であるアプリケーション品質目標値に応じて、前記パケット通信網の品質を監視するネットワーク品質監視方法において、
前記アプリケーションを実験的に動作させて得られた前記アプリケーションの実測評価データから、パケットがバースト的に損失するバースト損失情報量と前記アプリケーションに対するユーザ体感品質評価値との関係を示す第１の回帰曲線と、パケットがランダムに損失する際のパケット損失に関する性能情報と前記ユーザ体感品質評価値との関係を示す第２の回帰曲線を求める第１のステップと、
前記第２の回帰曲線を参照し、前記アプリケーション品質目標値に対応する性能情報を算出し、ネットワーク品質管理目標値とする第２のステップと、
前記パケット通信網上で実際に前記アプリケーションがやり取りした各パケットからパケット損失に関する性能情報を測定する第３のステップと、
測定された前記性能情報と前記ネットワーク品質管理目標値とを比較する第４のステップと、
比較の結果、測定された前記性能情報が前記ネットワーク品質管理目標値を満足している場合に、前記第１および第２の回帰曲線を参照し、前記パケット通信網上で実際に前記アプリケーションがやり取りした各パケットから測定されるバースト損失情報量および前記性能情報から前記アプリケーションに対する実際のユーザ体感品質評価値を推定する第５のステップと、
前記実際のユーザ体感品質評価値と前記アプリケーション品質目標値とを比較する第６のステップと、
前記実際のユーザ体感品質評価値が前記アプリケーション品質目標値を満たしていない場合には、バースト損失が前記パケット通信網の品質劣化の要因であると判断する第７のステップと
を備えることを特徴とするネットワーク品質監視方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のネットワーク品質監視方法において、
前記パケット通信網の品質劣化の要因がバースト損失であると判断した場合には、バースト損失改善要求をネットワーク管理者に知らせるステップと、
前記要因がバースト損失以外であると判断した場合には、バースト損失以外のネットワーク管理項目に対する改善要求をネットワーク管理者に知らせるステップと、
前記要因がバースト損失とそれ以外との両方であると判断した場合には、どちらがより強い要因であるかを判断し、優先順位をつけて改善要求をネットワーク管理者に知らせるステップと
を備えることを特徴とするネットワーク品質監視方法。
【請求項１１】
パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値の目標値であるアプリケーション品質目標値に応じて、前記パケット通信網の品質管理で用いられるネットワーク品質管理目標値を算出するネットワーク品質管理目標値算出装置において、
パケットがバースト的に損失するバースト損失による前記アプリケーションに対するユーザ体感品質評価値の低下量を推定する第１の演算処理部と、
前記ユーザ体感品質評価値の低下量に基づき前記ネットワーク品質管理目標値を算出する第２の演算処理部と
を備えることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のネットワーク品質管理目標値算出装置において、
前記第１の演算処理部は、
前記アプリケーションを実験的に動作させて得られた前記アプリケーションの実測評価データから、バースト損失情報量と前記ユーザ体感品質評価値との関係を示す第１の回帰曲線を算出する第１の回帰曲線算出部と、
前記第１の回帰曲線の特性に基づき前記ユーザ体感品質評価値の低下量を推定する品質評価値低下量算出部と
を備えることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のネットワーク品質管理目標値算出装置において、
前記バースト損失情報量は、連続して損失したパケットの数の平均値、および、パケット損失終了から次のパケット損失開始までに受信されたパケットの数の平均値の少なくとも１つであることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載のネットワーク品質管理目標値算出装置において、
前記第１の回帰曲線の関数式、または、前記バースト損失情報量と前記ユーザ体感品質評価値の低下量との関係を示すテーブルが格納されるデータ蓄積部更に備えることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出装置。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のネットワーク品質管理目標値算出装置において、
前記第２の演算処理部は、
前記アプリケーションを実験的に動作させて得られた前記アプリケーションの実測評価データから、パケットの損失がランダムに発生する際のパケット損失に関する性能情報と前記ユーザ体感品質評価値との関係を示す第２の回帰曲線を求める第２の回帰曲線算出部と、
前記第２の回帰曲線の特性に基づき、前記ユーザ体感品質評価値の低下量を前記性能情報の低下量に変換する低下量変換部と、
前記第２の回帰曲線における前記性能情報に前記性能情報の低下量を加味した重み付き無効パケット率と前記ユーザ体感品質評価値との関係を示す第３の回帰曲線を求める第３の回帰曲線算出部と、
前記第３の回帰曲線を参照し、前記アプリケーション品質目標値に応じた重み付き性能情報を算出し、前記ネットワーク品質管理目標値とする品質管理目標値算出部と
を備えることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のネットワーク品質管理目標値算出装置において、
前記パケット損失に関する性能情報は、無効パケット率またはパケット損失率であることを特徴とするネットワーク品質管理目標値算出装置。
【請求項１７】
パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値の目標値であるアプリケーション品質目標値に応じて、前記パケット通信網の品質を監視するネットワーク品質監視装置において、
前記パケット通信網上で実際に前記アプリケーションがやり取りした各パケットからバースト損失が考慮された性能情報を測定する性能情報測定部と、
測定された前記性能情報と、請求項１１〜１７のいずれか１項に記載のネットワーク品質管理目標値算出装置により算出された前記ネットワーク品質管理目標値とを比較し、比較結果に基づき前記パケット通信網の品質を監視する品質評価部と、
を備えることを特徴とするネットワーク品質監視装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のネットワーク品質監視装置において、
前記品質評価部は、
測定された前記性能情報が前記ネットワーク品質管理目標値を満足していない場合に、前記パケット通信網上で実際に前記アプリケーションがやり取りした各パケットから測定されるバースト損失情報量および前記性能情報から前記アプリケーションに対する実際のユーザ体感品質評価値を推定する品質評価算出部と、
前記実際のユーザ体感品質評価値と前記アプリケーション品質目標値とを比較し、前記実際のユーザ体感品質評価値が前記アプリケーション品質目標値を満足していない場合には、バースト損失が前記パケット通信網の品質劣化の要因であると判断する品質評価値比較部と、
を備えることを特徴とするネットワーク品質監視装置。
【請求項１９】
パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値であるアプリケーション品質目標値に応じて、前記パケット通信網の品質を監視するネットワーク品質監視装置において、
前記アプリケーションを実験的に動作させて得られた前記アプリケーションの実測評価データから、パケットがバースト的に損失するバースト損失情報量と前記アプリケーションに対するユーザ体感品質評価値との関係を示す第１の回帰曲線と、パケットがランダムに損失する際のパケット損失に関する性能情報と前記ユーザ体感品質評価値との関係を示す第２の回帰曲線を求める回帰曲線算出部と、
前記第２の回帰曲線を参照し、前記アプリケーション品質目標値に対応する性能情報を算出し、ネットワーク品質管理目標値とする品質管理目標値算出部と、
前記パケット通信網上で実際に前記アプリケーションがやり取りした各パケットからパケット損失に関する性能情報を測定する性能情報測定部と、
測定された前記性能情報と前記ネットワーク品質管理目標値とを比較する品質管理目標値比較部と、
比較の結果、測定された前記性能情報が前記ネットワーク品質管理目標値を満足している場合に、前記第１および第２の回帰曲線を参照し、前記パケット通信網上で実際に前記アプリケーションがやり取りした各パケットから測定されるバースト損失情報量および前記性能情報から前記アプリケーションに対する実際のユーザ体感品質評価値を推定する品質評価値算出部と、
前記実際のユーザ体感品質評価値と前記アプリケーション品質目標値とを比較し、前記実際のユーザ体感品質評価値が前記アプリケーション品質目標値を満たしていない場合には、バースト損失が前記パケット通信網の品質劣化の要因であると判断する品質目標値比較部と
を備えることを特徴とするネットワーク品質監視装置。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載のネットワーク品質監視装置において、
前記パケット通信網の品質劣化の要因がバースト損失であると判断した場合には、バースト損失改善要求をネットワーク管理者に知らせる手段と、
前記要因がバースト損失以外であると判断した場合には、バースト損失以外のネットワーク管理項目に対する改善要求をネットワーク管理者に知らせる手段と、
前記要因がバースト損失とそれ以外との両方であると判断した場合には、どちらがより強い要因であるかを判断し、優先順位をつけて改善要求をネットワーク管理者に知らせる手段と
を備えることを特徴とするネットワーク品質監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク品質管理目標値算出方法およびネットワーク品質監視方法に関し、特に、パケット通信網で用いられるアプリケーションに対して設定されるネットワーク品質目標値に応じて、パケット通信網の品質管理で用いられるネットワーク品質管理目標値を算出するネットワーク品質管理目標値算出方法、および、そのアプリケーション品質目標値に基づきネットワーク品質を監視するネットワーク品質監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パケット通信網におけるリアルタイム系アプリケーション（例えば、ＶｏＩＰ（Voice over IP））の音声に対するユーザが感じる主観品質を考慮したネットワーク管理技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このようなリアルタイム系アプリケーションにおいては、ネットワーク上でパケットが連続または集中して損失する現象（バースト損失）が発生すると、連続的に損失しない場合と比べて、ユーザが感じる主観品質が異なる傾向を示すという報告がある（例えば、非特許文献１参照）。したがって、上述したネットワーク管理技術においても、バースト損失がリアルタイム系アプリケーションに対する主観品質に与える影響を考慮する必要がある。
【０００３】
一方、バースト現象をモデル化し、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１０７Ｅ−ｍｏｄｅｌを用いてユーザの主観品質を推定する手法が提案されている（非特許文献２参照）。しかし、このＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１０７Ｅ−ｍｏｄｅｌは、一般的なモデルであり、実際にリアルタイム系アプリケーションの音声等に対するユーザの主観品質を評価し、品質劣化要因であるバースト特性をモデル化したものではない。このため、上記の手法では、リアルタイム系アプリケーションの実装特性、より具体的にはそのアプリケーションの製品特性をも考慮したユーザの主観品質の推定を行うことはできなかった。
また、上記の手法を用いて、バースト損失の影響を考慮したネットワーク管理・設計を行う技術はなかった。
【０００４】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【特許文献１】特開２００４−０２３５９４号公報
【非特許文献１】A. Clark, "Modeling the effects of burst packet loss and recency on subjective voice quality", IP Telephony Workshop 2001, Apr. 2001.
【非特許文献２】R. Caceres and A. Clark, "RTP Control Protocol Extended Reports (RTCP XR)", IETF Internet-draft, May. 2003. http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-avt-rtcp-extns-06.txt
【非特許文献３】ITU-T Recommendation G.191, "Software tools for speech and audio coding standardization", Nov.1996.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、従来の技術では、バースト損失およびリアルタイム系アプリケーションの実装特性の両方がユーザの主観品質に与える影響を考慮して、パケット通信網を管理することはできなかった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バースト損失が発生するパケット通信網において、バースト損失という現象が、リアルタイム系アプリケーションの各種メディア（音声や映像など）に対するユーザ体感品質（主観品質または客観品質）に与える影響を考慮して、パケット通信網を管理できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明に係るネットワーク品質管理目標値算出方法は、パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値の目標値であるアプリケーション品質目標値に応じて、パケット通信網の品質管理で用いられるネットワーク品質管理目標値を算出するネットワーク品質管理目標値算出方法であって、パケットがバースト的に損失するバースト損失によるアプリケーションに対するユーザ体感品質評価値の低下量を推定する第１のステップと、ユーザ体感品質評価値の低下量に基づきネットワーク品質管理目標値を算出する第２のステップとを備えることを特徴とする。なお、ユーザ体感品質は、主観品質または客観品質のいずれでもよい（以下同様）。
【０００７】
ここで、第１のステップは、アプリケーションを実験的に動作させて得られたアプリケーションの実測評価データから、バースト損失情報量とユーザ体感品質評価値との関係を示す第１の回帰曲線を算出するステップと、第１の回帰曲線の特性に基づきユーザ体感品質評価値の低下量を推定するステップとを備えるものであってもよい。
バースト損失情報量は、連続して損失したパケットの数の平均値、および、パケット損失終了から次のパケット損失開始までに受信されたパケットの数の平均値の少なくとも１つであってもよい。
【０００８】
また、上述したネットワーク品質管理目標値算出方法は、第１の回帰曲線の関数式、または、バースト損失情報量とユーザ体感品質評価値の低下量との関係を示すテーブルをデータベースに保存する第３のステップを更に備えるものであってもよい。
また、第２のステップは、アプリケーションを実験的に動作させて得られたアプリケーションの実測評価データから、パケットの損失がランダムに発生する際のパケット損失に関する性能情報とユーザ体感品質評価値との関係を示す第２の回帰曲線を求めるステップと、第２の回帰曲線の特性に基づき、ユーザ体感品質評価値の低下量を性能情報の低下量に変換するステップと、第２の回帰曲線における性能情報に性能情報の低下量を加味した重み付き無効パケット率とユーザ体感品質評価値との関係を示す第３の回帰曲線を求めるステップと、第３の回帰曲線を参照し、アプリケーション品質目標値に応じた重み付き性能情報を算出し、ネットワーク品質管理目標値とするステップとを備えるものであってもよい。
ここで、パケット損失に関する性能情報は、無効パケット率またはパケット損失率であってもよい。
【０００９】
また、本発明に係るネットワーク品質監視方法は、パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値の目標値であるアプリケーション品質目標値に応じて、パケット通信網の品質を監視するネットワーク品質監視方法であって、パケット通信網上で実際にアプリケーションがやり取りした各パケットからバースト損失が考慮された性能情報を測定する第４のステップと、測定された性能情報と、上述したネットワーク品質管理目標値算出方法により算出されたネットワーク品質管理目標値とを比較する第５のステップと、比較結果に基づきパケット通信網の品質を監視する第６のステップとを備えることを特徴とする。
【００１０】
ここで、第６のステップは、測定された性能情報がネットワーク品質管理目標値を満足していない場合に、パケット通信網上で実際にアプリケーションがやり取りした各パケットから測定されるバースト損失情報量および性能情報からアプリケーションに対する実際のユーザ体感品質評価値を推定するステップと、実際のユーザ体感品質評価値とアプリケーション品質目標値とを比較するステップと、実際のユーザ体感品質評価値がアプリケーション品質目標値を満足していない場合には、バースト損失がパケット通信網の品質劣化の要因であると判断するステップとを備えるものであってもよい。
【００１１】
また、本発明に係るネットワーク品質監視方法は、パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値の目標値であるアプリケーション品質目標値に応じて、パケット通信網の品質を監視するネットワーク品質監視方法であって、アプリケーションを実験的に動作させて得られたアプリケーションの実測評価データから、パケットがバースト的に損失するバースト損失情報量とアプリケーションに対するユーザ体感品質評価値との関係を示す第１の回帰曲線と、パケットがランダムに損失する際のパケット損失に関する性能情報とユーザ体感品質評価値との関係を示す第２の回帰曲線を求める第１のステップと、第２の回帰曲線を参照し、アプリケーション品質目標値に対応する性能情報を算出し、ネットワーク品質管理目標値とする第２のステップと、パケット通信網上で実際にアプリケーションがやり取りした各パケットからパケット損失に関する性能情報を測定する第３のステップと、測定された性能情報とネットワーク品質管理目標値とを比較する第４のステップと、比較の結果、測定された性能情報がネットワーク品質管理目標値を満足している場合に、第１および第２の回帰曲線を参照し、パケット通信網上で実際にアプリケーションがやり取りした各パケットから測定されるバースト損失情報量および性能情報からアプリケーションに対する実際のユーザ体感品質評価値を推定する第５のステップと、実際のユーザ体感品質評価値とアプリケーション品質目標値とを比較する第６のステップと、実際のユーザ体感品質評価値がアプリケーション品質目標値を満たしていない場合には、バースト損失がパケット通信網の品質劣化の要因であると判断する第７のステップとを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、このネットワーク品質監視方法は、パケット通信網の品質劣化の要因がバースト損失であると判断した場合には、バースト損失改善要求をネットワーク管理者に知らせるステップと、要因がバースト損失以外であると判断した場合には、バースト損失以外のネットワーク管理項目に対する改善要求をネットワーク管理者に知らせるステップと、要因がバースト損失とそれ以外との両方であると判断した場合には、どちらがより強い要因であるかを判断し、優先順位をつけて改善要求をネットワーク管理者に知らせるステップとを備えるものであってもよい。
【００１３】
また、本発明に係るネットワーク品質管理目標値算出装置は、パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値であるアプリケーション品質目標値に応じて、パケット通信網の品質管理で用いられるネットワーク品質管理目標値を算出するネットワーク品質管理目標値算出装置であって、パケットがバースト的に損失するバースト損失によるアプリケーションに対するユーザ体感品質評価値の低下量を推定する第１の演算処理部と、ユーザ体感品質評価値の低下量に基づきネットワーク品質管理目標値を算出する第２の演算処理部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
ここで、第１の演算処理部は、アプリケーションを実験的に動作させて得られたアプリケーションの実測評価データから、バースト損失情報量とユーザ体感品質評価値との関係を示す第１の回帰曲線を算出する第１の回帰曲線算出部と、第１の回帰曲線の特性に基づきユーザ体感品質評価値の低下量を推定する品質評価値低下量算出部とを備えるものであってもよい。
バースト損失情報量は、連続して損失したパケットの数の平均値、および、パケット損失終了から次のパケット損失開始までに受信されたパケットの数の平均値の少なくとも１つであってもよい。
【００１５】
また、上述したネットワーク品質管理目標値算出装置は、第１の回帰曲線の関数式、または、バースト損失情報量とユーザ体感品質評価値の低下量との関係を示すテーブルが格納されるデータ蓄積部更に備えるものであってもよい。
また、第２の演算処理部は、アプリケーションを実験的に動作させて得られたアプリケーションの実測評価データから、パケットの損失がランダムに発生する際のパケット損失に関する性能情報とユーザ体感品質評価値との関係を示す第２の回帰曲線を求める第２の回帰曲線算出部と、第２の回帰曲線の特性に基づき、ユーザ体感品質評価値の低下量を性能情報の低下量に変換する低下量変換部と、第２の回帰曲線における性能情報に性能情報の低下量を加味した重み付き無効パケット率とユーザ体感品質評価値との関係を示す第３の回帰曲線を求める第３の回帰曲線算出部と、第３の回帰曲線を参照し、アプリケーション品質目標値に応じた重み付き性能情報を算出し、ネットワーク品質管理目標値とする品質管理目標値算出部とを備えるものであってもよい。
ここで、パケット損失に関する性能情報は、無効パケット率またはパケット損失率であってもよい。
【００１６】
また、本発明に係るネットワーク品質監視装置は、パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値であるアプリケーション品質目標値に応じて、パケット通信網の品質を監視するネットワーク品質監視装置であって、パケット通信網上で実際にアプリケーションがやり取りした各パケットからバースト損失が考慮された性能情報を測定する性能情報測定部と、測定された性能情報と、上述したネットワーク品質管理目標値算出装置により算出されたネットワーク品質管理目標値とを比較し、比較結果に基づきパケット通信網の品質を監視する品質評価部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
ここで、品質評価部は、測定された性能情報がネットワーク品質管理目標値を満足していない場合に、パケット通信網上で実際にアプリケーションがやり取りした各パケットから測定されるバースト損失情報量および性能情報からアプリケーションに対する実際のユーザ体感品質評価値を推定する品質評価算出部と、実際のユーザ体感品質評価値とアプリケーション品質目標値とを比較し、実際のユーザ体感品質評価値がアプリケーション品質目標値を満足していない場合には、バースト損失がパケット通信網の品質劣化の要因であると判断する品質評価値比較部とを備えていてもよい。
【００１８】
また、本発明に係るネットワーク品質監視装置は、パケット通信網で用いられるアプリケーションに求められるユーザ体感品質評価値であるアプリケーション品質目標値に応じて、パケット通信網の品質を監視するネットワーク品質監視装置であって、アプリケーションを実験的に動作させて得られたアプリケーションの実測評価データから、パケットがバースト的に損失するバースト損失情報量とアプリケーションに対するユーザ体感品質評価値との関係を示す第１の回帰曲線と、パケットがランダムに損失する際のパケット損失に関する性能情報とユーザ体感品質評価値との関係を示す第２の回帰曲線を求める回帰曲線算出部と、第２の回帰曲線を参照し、アプリケーション品質目標値に対応する性能情報を算出し、ネットワーク品質管理目標値とする品質管理目標値算出部と、パケット通信網上で実際にアプリケーションがやり取りした各パケットからパケット損失に関する性能情報を測定する性能情報測定部と、測定された性能情報とネットワーク品質管理目標値とを比較する品質管理目標値比較部と、比較の結果、測定された性能情報がネットワーク品質管理目標値を満足している場合に、第１および第２の回帰曲線を参照し、パケット通信網上で実際にアプリケーションがやり取りした各パケットから測定されるバースト損失情報量および性能情報からアプリケーションに対する実際のユーザ体感品質評価値を推定する品質評価値算出部と、実際のユーザ体感品質評価値とアプリケーション品質目標値とを比較し、実際のユーザ体感品質評価値がアプリケーション品質目標値を満たしていない場合には、バースト損失がパケット通信網の品質劣化の要因であると判断する品質目標値比較部とを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、上述したネットワーク品質監視装置は、パケット通信網の品質劣化の要因がバースト損失であると判断した場合には、バースト損失改善要求をネットワーク管理者に知らせる手段と、要因がバースト損失以外であると判断した場合には、バースト損失以外のネットワーク管理項目に対する改善要求をネットワーク管理者に知らせる手段と、要因がバースト損失とそれ以外との両方であると判断した場合には、どちらがより強い要因であるかを判断し、優先順位をつけて改善要求をネットワーク管理者に知らせる手段とを備えるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、バースト損失によるユーザ体感品質評価値の低下量を推定し、この低下量に基づきネットワーク品質管理目標値を算出する。このネットワーク品質管理目標値を用いてパケット通信網の管理を行うことにより、バースト損失が発生した場合にも、人間の知覚に則した管理が可能となる。
また、アプリケーションをバースト損失条件下で動作させて得られたバースト損失情報量や、ランダム損失条件下で動作させて得られた性能情報を基に、バースト損失がユーザ体感品質評価値に与える影響を推定するので、個々のアプリケーションの製品特性をも考慮した推定が可能となる。
また、ネットワーク管理の際に、急激な品質劣化（これまで提案されてきたパケット損失率等では説明できない急激な品質劣化）があってもその要因を追求することができる。これにより、ネットワーク管理者は、品質劣化に対して適切な対処を迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、パケットのバースト損失がリアルタイム系アプリケーションにもたらすユーザ体感品質の低下を定量化し、この定量化された品質量を考慮してネットワーク品質管理目標値を決定し、この目標値を基準にネットワーク品質を管理するものである。本発明は、音声や映像などの各種メディアのアプリケーションに対応可能であるが、以下ではＩＰ電話などの音声系アプリケーションに対応した形態について説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るネットワーク音声品質管理目標値算出装置の構成を示すブロック図である。このネットワーク音声品質管理目標値算出装置（以下、目標値算出装置という）１は、全体としてパソコンなどのコンピュータからなり、演算処理部１０、データ蓄積部２０およびデータ入力部３０が設けられている。
【００２３】
ここで、データ蓄積部２０は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、品質管理対象となる音声系アプリケーションを実験網上で評価して得られた実測評価データ２１，２２が予め格納されている。実測評価データ２１は、パケットの損失がランダムに発生するランダム損失の条件の下で得られた無効パケット率２１Ａと音声品質客観評価値（ＰＥＳＱ値）２１Ｂとからなる。実測評価データ２２は、パケットの損失がバースト的に発生するバースト損失の条件の下で得られたバースト損失情報量２２Ａと音声品質客観評価値（ＰＥＳＱ値）２２Ｂとからなる。なお、上記ランダム損失には、バースト特性を保持する損失は含まれない。実測評価データ２１，２２の取得方法については、後で詳しく説明する。
【００２４】
データ入力部３０は、キーボードやマウスなどの操作入力部からなり、品質管理対象となる音声系アプリケーションで得たい所望のアプリケーション品質目標値として、音声主観品質目標値（ＭＯＳ）が管理者により入力される。
演算処理部１０は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路からなり、所定のプログラムを実行することにより、回帰曲線算出部１１，１２、ＰＥＳＱ低下量算出部１３、低下量変換部１４、重み付き無効パケット率算出部１５、回帰曲線算出部１６および品質管理目標値算出部１７を実現する。
【００２５】
演算処理部１０により実現される各部の機能を簡単に説明する。回帰曲線算出部１１は、データ蓄積部２０から実測評価データ２１を読み込み、無効パケット率２１ＡとＰＥＳＱ値２１Ｂとの関係を示す回帰曲線を算出する。
回帰曲線算出部１２は、データ蓄積部２０から実測評価データ２２を読み込み、バースト損失情報量２２ＡとＰＥＳＱ値２２Ｂとの関係を示す回帰曲線を算出する。
ＰＥＳＱ低下量算出部１３は、このバースト損失情報量２２ＡとＰＥＳＱ値２２Ｂとの回帰曲線の特性に基づき、バースト損失により音声系アプリケーションに対するＰＥＳＱが低下する量を算出する。
【００２６】
低下量変換部１４は、回帰曲線算出部１１で求められた無効パケット率２１ＡとＰＥＳＱ値２１Ｂとの回帰曲線の特性に基づき、ＰＥＳＱ低下量算出部１３で求められたＰＥＳＱ低下量を、パケット毎の性能情報の低下量に変換する。
重み付き無効パケット率算出部１５は、実測評価データ２１の無効パケット率２１Ａに低下量変換部１４で得られた性能情報の低下量を加味した重み付き無効パケット率を算出する。
回帰曲線算出部１６は、この重み付き無効パケット率と実測評価データ２１のＰＥＳＱ値２１Ｂとの関係を示す回帰曲線を算出する。
【００２７】
品質管理目標値算出部１７は、この重み付き無効パケット率とＰＥＳＱ値２１Ｂとの回帰曲線を参照し、データ入力部３０から入力される音声主観品質目標値と等価なＰＥＳＱ値２１Ｂに対応する重み付き無効パケット率４１を求め、この重み付き無効パケット率４１をネットワーク音声品質管理目標値４０とする。
【００２８】
次に、実測評価データ２１，２２の取得方法について説明する。図２は、実測評価データ２１，２２を得るための実験系を示すブロック図である。この実験系５は、管理対象となる音声系アプリケーション５１Ａ，５１Ｂが用いられるパケット通信網を模擬したものである。
【００２９】
実験系５において、パケット送信側となるＬＡＮ−Ａには、音声パケットをやり取りするための音声系アプリケーション５１Ａ、この音声系アプリケーション５１Ａに接続された電話機５２Ａ、ＬＡＮ−Ａを構成するハブ（ＨＵＢ）５３Ａ、音声系アプリケーション５１Ａから送信された音声パケットをハブ５３Ａを介して監視（キャプチャ）するパケット監視装置５４Ａが設けられている。
パケット受信側となるＬＡＮ−Ｂには、音声パケットをやり取りするための音声系アプリケーション５１Ｂ、この音声系アプリケーション５１Ｂに接続された電話機５２Ｂ、ＬＡＮ−Ｂを構成するハブ（ＨＵＢ）５３Ｂ、音声系アプリケーション５１Ｂで受信される音声パケットをハブ５３Ｂを介して監視（キャプチャ）するパケット監視装置５４Ｂが設けられている。
【００３０】
ＬＡＮ−Ａのハブ５３ＡとＬＡＮ−Ｂのハブ５３Ｂとは、パケットの挙動を人工的に制御できるネットワークエミュレータ５５を介して接続されている。
また、ＬＡＮ−Ｂ側には、パケット監視装置５４Ｂで得られた音声パケット毎の性能情報に基づき無効パケット率を算出する無効パケット率算出装置５６、同じく音声パケット毎の性能情報に基づきバースト損失情報量を算出するバースト損失情報量算出装置５７が設けられている。
さらに、ＬＡＮ−Ａ側の電話機５２Ａからの音声信号を示す参照信号５９とＬＡＮ−Ｂ側の電話機５２Ｂへの音声信号を示す被試験信号６０とを比較し、音声品質客観評価値としてＰＥＳＱ値を出力する客観評価装置５８が設けられている。
【００３１】
実験は、ネットワークエミュレータ５５によりパケットの挙動としてランダム損失およびバースト損失の２つの条件を与えて行われる。まず、ランダム損失の条件下で行われる実験について説明する。
送信側の電話機５２Ａから予め用意した録音音声を受信側の電話機５２Ｂへ向けて送信する。この際、ネットワークエミュレータ５５により、音声系アプリケーション５１Ａ，５１Ｂ間でやり取りされる音声パケットがランダムに損失するように制御する。
【００３２】
この状態で、客観評価装置５７において、参照信号５９と被試験信号６０とを比較し、この比較結果に基づき音声品質客観評価値としてＰＥＳＱ値２１Ｂを算出する。ＰＥＳＱ値２１Ｂの算出には、ＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６２で勧告されているＰＥＳＱアルゴリズムが用いられる。ＰＥＳＱ値を算出する客観評価装置５７としては、公知の評価装置を用いればよく、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３３】
一方、パケット監視装置５４Ｂでは、音声系アプリケーション５１Ａ，５１Ｂ間でやり取りされる音声パケットをキャプチャし（取り込み）、音声パケット毎の性能情報を無効パケット算出装置５６へ出力する。この性能情報は、順序性をもった各音声パケットの到着時刻や到着有無を示す情報からなる。無効パケット率算出装置５６では、入力された性能情報に基づき各音声パケットが無効パケットかどうかを判定し、この判定結果に基づき無効パケット率２１Ａを算出する。
【００３４】
本実施の形態では、音声系アプリケーションで正常に機能せず、音声主観品質の低下要因となる無効パケットとして、損失パケットおよび遅着パケットを想定している。損失パケットとは、何らかの原因でパケット通信網上で損失したパケットを指す。また、遅着パケットとは、何らかの原因で通常より遅れて到着したため音声系アプリケーションで正常に音声再生されなかったパケットを指す。
【００３５】
無効パケット率算出装置５６では、特許文献１に記載されている方法を用いて損失パケット数ＰLおよび遅着パケット数ＰDを計数し、式（１）により無効パケット率ＲPを算出する。なお、全送信パケットとは、所定の計測期間に音声系アプリケーションで送信したすべての音声パケットの数を示す。
ＲP＝（ＰL＋ＰD）／全送信パケット数  …（１）
なお、この実験では、パケット毎の性能情報が広い範囲に分布するように、いくつかのランダム損失の条件を与えて行う。
このようにして、無効パケット率２１ＡとＰＥＳＱ値２１Ｂからなる実測評価データ２１が実測され、図１に示した目標値算出装置１のデータ蓄積部１０へ格納される。
【００３６】
次に、バースト損失の条件下で行われる実験について説明する。なお、バースト損失の条件については、損失長や損失の発生を確率モデルを用いて設定する方法や、伝送シミュレーションにおいてＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１９１（例えば、非特許文献３参照）等でも用いられているギルバート−エリオットモデル等により設定する方法をとる。
ネットワークエミュレータ５５により音声系アプリケーション５１Ａ，５１Ｂ間でやり取りされる音声パケットがバースト的に損失するように制御した状態で、上述した実験と同様に、客観評価装置５７において、音声品質客観評価値としてＰＥＳＱ値２２Ｂを算出する。
【００３７】
同時に、バースト損失情報量算出部５７では、パケット監視装置５４Ｂから入力された性能情報に基づき、各音声パケットが損失パケットかどうかを判定し、この判定結果に基づきバースト損失情報量２２Ａを算出する。
本実施の形態では、バースト損失情報量として、平均連続損失長および平均損失発生間隔の少なくとも一方を算出する。平均連続損失長とは、連続して損失したパケットの数の平均値を指す。また、平均損失発生間隔とは、パケット損失終了から次のパケット損失開始までに受信されたパケットの数の平均値を指す。
【００３８】
平均連続損失長は、次のようにして求められる。まず、客観評価単位毎に、その評価を実施している際に受信されたパケットを確認し、パケット損失が連続して発生した回数（損失発生回数）および総損失パケット数（Σ連続損失長）を計数する。ここで、連続して損失したパケット数がいくつであっても、損失発生回数は１回として計数する。そして、この損失発生回数で総損失パケット数を割る。その商が平均連続損失長となる。
例えば、図３に示す例では、連続損失パケットが「１」、「２」、「３」の順で発生しており、損失発生回数は「３回」、総損失パケット数は「６」となる。よって、平均連続損失長は「２」となる。
【００３９】
また、平均損失発生間隔は、次のようにして求められる。まず、客観評価単位毎に、その評価を実施している際に受信されたパケットを確認し、パケット損失終了から次のパケット損失開始までに受信されたパケット数（損失発生間隔）を計数する。この時、パケット損失が連続して発生した回数（損失発生回数）も計数する。ここで、連続して損失したパケット数がいくつであっても、損失発生回数は１回として計数する。損失発生回数が０回または１回である場合には、平均損失発生間隔についての客観評価値への影響はないので、平均損失発生間隔の算出は行わない。損失発生回数が０回または１回ではない場合には、その損失発生回数から１を減じ、その値で上記損失発生間隔の総和（Σ損失発生間隔）を割る。その商が平均損失発生間隔となる。
【００４０】
例えば、図４に示す例では、損失発生回数が「３回」、損失発生間隔が「１」、「２」の順で発生しており、損失発生間隔の総和は「３」となる。よって、平均損失発生間隔は「１．５」となる。
なお、平均連続損失長および平均損失発生間隔の算出における客観評価単位について言えば、例えば８ｓｅｃの音声（や映像）に対して１つの客観評価を実施する場合には、８ｓｅｃを客観評価単位とする。
このようにして、バースト損失情報量２２ＡとＰＥＳＱ値２２Ｂからなる実測評価データ２２が実測され、図１に示した目標値算出装置１のデータ蓄積部１０へ格納される。
【００４１】
次に、図１に示した目標値算出装置１の動作について、具体例を交えて詳細に説明する。データ蓄積部２０には、上述したランダム損失条件下の実験で得られた無効パケット率２１ＡとＰＥＳＱ値２１Ｂからなる実測評価データ２１が予め格納されている。この実測評価データ２１を回帰曲線算出部１１へ読み込み、無効パケット率２１ＡとＰＥＳＱ値２１Ｂとの関係を示す回帰曲線を算出する。
【００４２】
図５は、無効パケット率２１ＡとＰＥＳＱ値２１Ｂとの関係を示す回帰曲線の一例を示す図である。この図には、無効パケット率２１ＡとＰＥＳＱ値２１Ｂとの関係が、各データ点としてプロットされている。これらデータ点に対し回帰分析を行うことにより、回帰曲線が算出される。例えば、指数回帰を行うと、この回帰曲線は回帰式（２）で表される。
無効パケット率回帰式：
ＰＥＳＱ＝３．６８ｅｘｐ（−５．１７ＩＰ）  …（２）
【００４３】
また、データ蓄積部２０には、上述したバースト損失条件下の実験で得られたバースト損失情報量２２ＡとＰＥＳＱ値２２Ｂからなる実測評価データ２２が予め格納されている。この実測評価データ２２を回帰曲線算出部１２へ読み込み、バースト損失情報量２２ＡとＰＥＳＱ値２２Ｂとの関係を示す回帰曲線を算出する。
【００４４】
図６は、バースト損失情報量２２Ａとして平均連続損失長（ＢＬ）を用いた場合の回帰曲線の一例を示す図である。この回帰曲線は、例えば対数回帰を行うと、回帰式（３）で表される。
平均連続損失長回帰式：
ＰＥＳＱ＝−０．０７５ｌｏｇ（ＢＬ）＋３．２０４  …（３）
図７は、バースト損失情報量２２Ａとして平均損失発生間隔（ＬＩ）を用いた場合の回帰曲線の一例を示す図である。この回帰曲線は、例えば対数回帰を行うと、回帰式（４）で表される。
平均損失発生間隔回帰式：
ＰＥＳＱ＝０．１３８８ｌｏｇ（ＬＩ）＋２．７８６３  …（４）
【００４５】
ついで、ＰＥＳＱ低下量算出部１３において、バースト損失情報量２２ＡとＰＥＳＱ値２２Ｂとの回帰曲線の特性に基づき、バースト損失により音声系アプリケーションに対するＰＥＳＱが低下する量を算出する。
バースト損失情報量２２Ａとして平均連続損失長（ＢＬ）を用いた場合には、図６に示した回帰曲線の回帰式（３）の傾きを、特性に応じたＰＥＳＱ低下量算出関数ｆ（ＢＬ）に適用する。
ＰＥＳＱ低下量算出関数：
ｆ（ＢＬ）＝（−０．０７５ｌｏｇ（ＢＬ））＋ａ  …（５）
ａ：補正係数
ただし、ｆ（ＢＬ）≦０のときは、ｆ（ＢＬ）＝０
【００４６】
バースト損失情報量２２Ａとして平均損失発生間隔（ＬＩ）を用いた場合には、図７に示した回帰曲線の回帰式（４）の傾きを、特性に応じたＰＥＳＱ低下量算出関数ｆ（ＢＬ）に適用する。
ＰＥＳＱ低下量算出関数式：
ｆ（ＬＩ）＝（０．１３８８ｌｏｇ（ＬＩ））＋ａ  …（６）
ただし、ｆ（ＬＩ）≧ｂの時は、ｆ（ＬＩ）＝ｂ
ｂ：ＰＥＳＱ低下量最大値
【００４７】
式（５）または式（６）で表されるＰＥＳＱ低下量算出関数式を用いて、バースト損失特性に応じた音声系アプリケーションに対するＰＥＳＱ低下量を算出する。これらの関数式を、その音声系アプリケーションの特性として、データ蓄積部２０に格納する。音声系アプリケーションの各種製品に対して実験を行い関数式を求める度に、これらの関数式をデータ蓄積部２０に格納する。これにより、一度、実験を行った製品に対しては、それ以降、同じ実験を行わなくても、ＰＥＳＱ低下量の算出が可能となる。ここでは、関数式そのものを格納してもよいし、バースト損失情報量とＰＥＳＱ低下量との関係を関数式により予め数値化し、これらのテーブルを格納してもよい。
【００４８】
ついで、低下量変換部１４において、ＰＥＳＱ低下量算出部１３で求められたＰＥＳＱ低下量を、パケット通信網で実際に測定可能な音声パケット毎の性能情報の低下量に変換する。ただし、無効パケット率とＰＥＳＱ値の関係は、個々の音声系アプリケーションの特性に依存するため、その特性を考慮した変換を行う。
【００４９】
具体的には、音声系アプリケーションに対してランダム損失条件が与えられたときの無効パケット率２１ＡとＰＥＳＱ値２１Ｂとの回帰曲線（図５）の回帰式（２）を利用する。この回帰式（２）と、式（５）または式（６）により表されるＰＥＳＱ低下量算出関数ｆ（ｘ）（ｘは、平均連続損失長（ＢＬ）または平均損失発生間隔（ＬＩ））とから、ＰＥＳＱ低下量を損失の重み（ＰＬＷ）に変換する損失変換式（７）を導く。
損失変換式：
ＰＬＷ＝−ｌｏｇ［｛３．６８−（ｂ−ｆ（ｘ））｝／３．６８］／５．１７
…（７）
低下量変換部１４では、この損失変換式（７）を用いて、ＰＥＳＱ低下量を損失の重み（ＰＬＷ）に変換する。
【００５０】
ついで、重み付き無効パケット率算出部１５において、式（８）にしたがい、すべてのＰＥＳＱに対して実測評価データ２１の無効パケット率２１Ａ（ＩＰ）に低下量変換部１４で得られた損失の重み（ＰＬＷ）を加えることにより、重み付き無効パケット率（ＷＩＰ）を算出する。
重み付き無効パケット率変換式：
ＷＩＰ＝ＩＰ＋ＰＬＷ  …（８）
【００５１】
ついで、回帰曲線算出部１６において、この重み付き無効パケット率（ＷＩＰ）と実測評価データ２１のＰＥＳＱ値２１Ｂとの関係を示す回帰曲線を算出する。
図８は、バースト損失情報量２２Ａとして平均連続損失長（ＰＬ）を用いた場合の回帰曲線の一例を示す図である。この回帰曲線は、例えば指数回帰を行うと、回帰式（９）で表される。
平均連続損失長重み回帰式：
ｆ（ＰＬ）＝３．７２４８ｅｘｐ（−４．０８７３ＰＬ）  …（９）
【００５２】
図９は、バースト損失情報量２２Ａとして平均損失発生間隔（ＰＬ）を用いた場合の回帰曲線の一例を示す図である。この回帰曲線は、例えば指数回帰を行うと、回帰式（１０）で表される。
平均損失発生間隔重み回帰式：
ｆ（ＰＬ）＝３．７４５９ｅｘｐ（−３．６８３７ＰＬ）  …（１０）
【００５３】
ついで、品質管理目標値算出部１７において、図８または図９の重み付き無効パケット率とＰＥＳＱ値２１Ｂとの回帰曲線を参照し、データ入力部３０から入力される音声主観品質目標値３１に基づき重み付き無効パケット率を求める。この際、音声主観品質目標値３１としてＭＯＳ値が用いられている場合には、そのＭＯＳ値をＰＥＳＱ値と見なし、そのＭＯＳ値に対応する重み付き無効パケット率を求めればよい。このようにして求められた管理対象となる音声系アプリケーションの重み付き無効パケット率を、パケット通信網のパケット損失に関するネットワーク音声品質管理目標値４０を示す重み付き無効パケット率４１として出力する。
【００５４】
［第２の実施の形態］
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るネットワーク音声品質監視装置の構成を示すブロックである。ネットワーク音声品質監視装置（以下、品質監視装置という）６は、主観品質およびバースト損失が考慮されたネットワーク音声品質管理目標値に基づき、実際に音声系アプリケーション７１Ａ，７１Ｂが利用されるパケット通信網７の音声品質を定常的（一定時間、一定時刻）に監視するものであり、ネットワーク音声品質管理目標値には第１の実施の形態に係る目標値算出装置１で算出されたネットワーク音声品質管理目標値４０が用いられる。
【００５５】
図１０において、一方の音声系アプリケーション７１Ａはルータ７２Ａを介してパケット通信網７に接続され、他方の音声系アプリケーション７１Ｂはルータ７２Ｂを介してパケット通信網７に接続されている。品質監視装置６は、ルータ７２Ａに接続され、音声系アプリケーション７１Ａ，７１Ｂ間でやり取りされる音声パケットに基づき音声品質を監視する。
【００５６】
品質監視装置６には、パケットキャプチャ部６１、無効パケット率算出部６２、バースト損失情報量算出部６３、品質評価部６４、警報出力部６５および表示部６６が設けられている。無効パケット率算出部６２、バースト損失情報量算出部６３および品質評価部６４は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサが所定のプログラムを実行することにより実現される。
図１１に示すように、品質評価部６４は更に、重み付き無効パケット率算出部８１、音声品質管理目標値比較部８２、ＰＥＳＱ低下量算出部８３、ＰＥＳＱ算出部８４、加算部８５、音声主観品質目標値比較部８６の各部からなる。
【００５７】
図１２は、品質監視装置６の動作の流れを示すフローチャートである。
パケットキャプチャ部６１では、ルータ７２Ａを介して音声系アプリケーション７１Ａ，７１Ｂ間でやり取りされる音声パケットをキャプチャする。
無効パケット率算出部６２では、パケットキャプチャ部６１でキャプチャされた音声パケットからパケット損失および遅延揺らぎを測定し、その測定結果から無効パケット率６２Ａを算出する。測定期間や測定時刻については、パケット通信網７、提供サービス、測定機器などの形態に応じて任意に選択すればよいが、測定期間については３分が望ましい。
バースト損失情報量算出部６３では、同じくパケットキャプチャ部６１でキャプチャされた音声パケットの挙動から、上述した平均連続損失長または平均損失発生間隔などのバースト損失情報量６３Ａを算出する。
【００５８】
品質評価部６４では、まず重み付き無効パケット率算出部８１において、無効パケット率６２Ａとバースト損失情報量６３Ａとから、バースト損失が考慮された重み付き無効パケット率８１Ａを算出する。この重み付き無効パケット率算出部８１は、目標値算出装置１のＰＥＳＱ低下量算出部３３、低下量変換部１４および重み付き無効パケット率算出部１５を合わせた機能を備えている。すなわち、式（５）または式（６）で表されるＰＥＳＱ低下量算出関数式を用いてバースト損失情報量６３ＡからＰＥＳＱ低下量を算出し、式（７）で表される損失変換式を用いてＰＥＳＱ低下量を損失の重みに変換し、式（８）で表される重み付き無効パケット率変換式にしたがって損失の重みを無効パケット率６２Ａに加えることにより、重み付き無効パケット率８１Ａを算出することができる（ステップＳ１）。
【００５９】
ついで、音声品質管理目標値比較部８２において、目標値算出装置１から取り込まれた重み付き無効パケット率４１からなるネットワーク音声品質管理目標値４０と、重み付き無効パケット率算出部８１で算出された重み付き無効パケット率８１Ａとを比較し、重み付き無効パケット率８１Ａが音声品質管理目標値４０を満足しているかどうか判定する。この結果、音声品質管理目標値４０を満足している場合には（ステップＳ２，ＹＥＳ）、パケット通信網７の音声品質の状態は、バースト損失を考慮しても安定していると判断する（ステップＳ３）。
【００６０】
これに対し、音声品質管理目標値４０を満足していない場合には（ステップＳ２，ＮＯ）、音声品質が劣化していると判断し、その要因追求を以下の手順で実施する。まず、ＰＥＳＱ低下量算出部８３において、式（５）または式（６）で表されるＰＥＳＱ低下量算出関数式を用いて、バースト損失情報量６３Ａに対応するＰＥＳＱ低下量８３Ａを算出する（ステップＳ４）。なお、このＰＥＳＱ低下量算出部８３は、目標値算出装置１のＰＥＳＱ低下量算出部３３と同じ機能を備えている。
【００６１】
また、ＰＥＳＱ算出部８４において、式（９）または式（１０）で表される回帰式を用いて、バースト損失が考慮された重み付き無効パケット率８１に対応するＰＥＳＱ値８４Ａを算出する（ステップＳ５）。
加算部８５において、ＰＥＳＱ値８４ＡとＰＥＳＱ低下量８３Ａとを加算する。これにより、バースト損失が考慮されていない無効パケット率６２Ａに対応するＰＥＳＱ値８５Ａが得られる（ステップＳ６）。
【００６２】
ついで、音声主観品質目標値比較部８６において、目標値算出装置１で指定された音声主観品質目標値３１と、加算部８５で算出されたＰＥＳＱ値８５Ａとを比較し、ＰＥＳＱ値８５Ａが音声主観品質目標値３１を満足しているかどうか判定する。この結果、音声主観品質目標値３１を満足している場合には（ステップＳ７，ＹＥＳ）、音声品質が劣化した要因がバースト損失にあると判断する。そして、バースト損失による品質劣化に対する対処を行なうように、警報出力部６５のアラームを発するとともに（ステップＳ８）、表示部６６に具体的な指示を表示する。
【００６３】
これに対し、音声主観品質目標値３１を満足していない場合には（ステップＳ７，ＮＯ）、音声品質が劣化した要因は、バースト損失以上に、無効パケット率（パケット損失と遅延揺らぎ）の方が強いと判断する。そして、優先順位を損失と遅延による要因、バースト損失による要因の順として、品質劣化に対する対処を行なうように、警報出力部６５のアラームを発するとともに（ステップＳ９）、表示部６６に具体的な指示を表示する。
【００６４】
なお、音声品質劣化の要因追求を、より簡易に行うこともできる。すなわち、ステップＳ２において音声品質が劣化していると判断したときに、バースト損失の有無を確認する。バースト損失があった場合には、そのバースト損失の発生状態に応じて、バースト損失を優先的に対処するかを判断する。例えば、バースト損失が単位時間内に何回発生したかにより判断する。ただし、発生回数の閾値については、ユーザが任意に決定できる。発生回数が閾値を超える場合には、バースト損失に対処するようにアラームを発する。また、バースト損失がなかった場合には、パケット損失および遅延揺らぎに対処するようにアラームで知らせる。このようにすることにより、音声品質劣化の要因追求に要する処理負担を軽減することができる。
【００６５】
次に、図１３および図１４を参照し、本実施の形態に係る品質監視装置６の効果について説明する。図１３は、無効パケット率とＰＥＳＱ値との関係を示す図であり、図１４は、重み付き無効パケット率とＰＥＳＱ値との関係を示す図である。両図には、同じバースト損失の条件下で得られたデータ点がプロットされている。
パケット通信網７においてバースト損失が発生した場合には、図１３に示すように、ＰＥＳＱ値の値が急激に低下することがある。従来のように、ネットワーク音声品質管理目標値に無効パケット率を用いていると、無効パケット率が０．０２５であるから音声品質評価値が十分に高いと考え、実際には音声品質評価値がＰＥＳＱ＝２．７であり、音声品質が劣化していることに気づかない。
【００６６】
これに対し、重み付き無効パケット率には、すでにバースト損失の影響が考慮されているので、図１４に示すように、バースト損失が発生しても、そのときのＰＥＳＱ値を的確に表すことができる。よって、重み付き無効パケット率をネットワーク音声品質管理目標値として用いることにより、バースト損失が発生した場合にも、パケット通信網７の品質管理を人間の知覚に合わせて的確に行うことが可能となる。
【００６７】
［第３の実施の形態］
図１５は、本発明の第３の実施の形態に係るネットワーク音声品質監視装置の構成を示すブロックである。第２の実施の形態に係る音声品質監視装置６では、バースト損失が考慮されたネットワーク音声品質管理目標値が用いられるのに対し、本実施の形態に係る音声品質監視装置９では、バースト損失が考慮されていないネットワーク音声品質管理目標値が用いられる。具体的には、目標値算出装置１０１において、無効パケット率回帰式（２）を用いて算出されたネットワーク音声品質管理目標値１０１Ａが用いられる（特許文献１参照）。この目標値１０１Ａに基づいてパケット通信網７の監視が行われる。
【００６８】
ただし、音声品質監視装置９は、バースト損失についても測定を行い、バースト損失に対するＰＥＳＱ低下量を算出し、バースト要因によりパケット通信網７の音声品質が目標値１０１Ａを下回っていないか、また、下回っていたとすると、どの程度であるかなどを監視する。
音声品質監視装置９の構成は、品質評価部９０を除き音声品質監視装置６と同様である。品質評価部９０は、図１６に示すように、ＰＥＳＱ低下量算出部９１、音声品質管理目標値比較部９２、ＰＥＳＱ算出部９３、減算部９４、音声主観品質目標値比較部９５の各部からなる。
【００６９】
図１７は、音声品質監視装置９の動作の流れを示すフローチャートである。
パケットキャプチャ部６１では、ルータ７２Ａを介して音声系アプリケーション７１Ａ，７１Ｂ間でやり取りされる音声パケットをキャプチャする。
バースト損失情報量算出部６３では、キャプチャされた音声パケットの挙動から、上述した平均連続損失長または平均損失発生間隔などのバースト損失情報量６３Ａを算出する。
品質評価部９０では、ＰＥＳＱ低下量算出部９１において、式（５）または式（６）で表されるＰＥＳＱ低下量算出関数式を用いて、バースト損失情報量６３Ａに対応するＰＥＳＱ低下量９１Ａを算出する（ステップＳ１１）。なお、このＰＥＳＱ低下量算出部９１は、目標値算出装置１のＰＥＳＱ低下量算出部３３と同じ機能を備えている。
【００７０】
また、無効パケット率算出部６２では、パケットキャプチャ部６１でキャプチャされた音声パケットからパケット損失および遅延揺らぎを測定し、その測定結果から無効パケット率６２Ａを算出する（ステップＳ１２）。
そして、品質評価部９０では、音声品質管理目標値比較部９２において、目標値算出装置１０１から取り込まれた無効パケット率からなるネットワーク音声品質管理目標値１０１Ａと、無効パケット率算出部６２で算出された無効パケット率６２Ａとを比較し、無効パケット率６２Ａが音声品質管理目標値１０１を満足しているかどうか判定する。この結果、音声品質管理目標値１０１Ａを満足していない場合には（ステップＳ１３，ＮＯ）、パケット通信網７の音声状態は劣化しており、その要因は、無効パケット率が上昇したことから、パケット通信網７上でのパケット損失および遅延揺らぎの増加にあると判断する。そして、損失および遅延による品質劣化に対する対処を行なうように、警報出力部６５のアラームを発するとともに（ステップＳ１４）、表示部６６に具体的な指示を表示する。例えば、管理対象となる音声系アプリケーションが自身の管理下にあり、設定変更が可能な場合には、音声系アプリケーションの揺らぎ吸収バッファを遅延との兼ね合いから変更し、次いでパケット通信網７内のノードでの設定変更を実施するよう、この手順を表示する。実際の設定内容等に関しては、ユーザが決定する。
【００７１】
これに対し、音声品質管理目標値１０１Ａを満足している場合には（ステップＳ１３，ＹＥＳ）、まずＰＥＳＱ算出部９３において、式（２）で表される無効パケット率回帰式を用いて、無効パケット率６２Ａに対応するＰＥＳＱ値９３Ａを算出する（ステップＳ１５）。
そして、減算部９４において、ＰＥＳＱ値８４ＡからＰＥＳＱ低下量８３Ａを減算する。これにより、バースト損失が考慮された無効パケット率に対応するＰＥＳＱ値９４Ａが得られる（ステップＳ１６）。
【００７２】
ついで、音声主観品質目標値比較部９５において、目標値算出装置１０１で指定された音声主観品質目標値１０１Ａと、減算部９４で算出されたＰＥＳＱ値９４Ａとを比較し、ＰＥＳＱ値９４Ａが音声主観品質目標値１０１Ａを満足しているかどうか判定する。この結果、音声主観品質目標値１０１Ａを満足していない場合には（ステップＳ１７，ＮＯ）、パケット通信網７の音声状態は劣化しており、その要因はバースト損失にあると判断する。そして、バースト損失による品質劣化に対する対処を行なうように、警報出力部６５のアラームを発するとともに（ステップＳ１８）、表示部６６に具体的な指示を表示する。例えば、管理網中のノード（例えば、ルータ）設定を確認し、最適なバッファリングやＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）制御を設定しなおす等の網内設備中の設定変更を実施するような指示を表示する。なお、実際の設定内容等については、ユーザが決定する。
【００７３】
これに対し、音声主観品質目標値１０１Ａを満足している場合には（ステップＳ１７，ＹＥＳ）、パケット通信網７の音声品質の状態は、バースト損失を考慮しても安定していると判断する（ステップＳ１９）。
【００７４】
なお、上述した音声品質監視装置６，９では、音声系アプリケーションの音声主観品質目標値３１，１０１Ａを複数の範囲に区分して複数の品質クラスを設け、その品質クラスに基づきパケット通信網７の音声品質を管理してもよい。
図１８は、品質クラスの設定例を示す図である。この例では、品質クラスとして、「安全クラス」、「注意クラス」および「危険クラス」の３つの品質クラスが設定されている。
【００７５】
安全クラスは、（重み付き）無効パケット率が０．０２未満のクラスであり、９０％以上のユーザがその音声サービスを主観的によいと判断するクラスに相当する。危険クラスは、（重み付き）無効パケット率が０．１以上のクラスであり、５０％以上のユーザがその音声サービスを主観的に不快と判断するクラスに相当する。また、注意クラスは、安全クラスと危険クラスとの間のクラスであり、５０％以上のユーザがその音声サービスを主観的によいと判断するクラスに相当する。
【００７６】
音声系アプリケーションの音声主観品質目標値３１，１０１Ａとして安全クラスが指定され、実際にパケット通信網７から得られた性能情報から求めた品質評価が安全クラスに属する場合には、品質改善のためのアクションは必要なくアラームを発する必要はない。また、注意クラスに属する場合には、ユーザから苦情が届く可能性がでてくるため、その対応準備を指示するアラームを発すればよい。さらに、危険クラスに属する場合には、ユーザからの苦情有無に関係なく品質改善を指示するアラームを発する。
このように品質クラスを設けることにより、音声系アプリケーションに対する通信サービスについて、より迅速な品質管理を実現できる。
【００７７】
また、音声品質管理装置６，９では、無効パケット率とＰＥＳＱとの相関が強いことに着目し、その無効パケット率を算出するためにパケット損失および遅延揺らぎを管理項目としている。しかし、これらの項目以外であっても、ＰＥＳＱとの相関が強いパラメータであれば、そのパラメータを管理項目としてもよい。例えば、ＶｏＩＰ−ＧＷ（Ｇａｔｅｗａｙ）から取得可能なネットワーク管理情報ベース（ＭＩＢ：Management Information Base）等でもよい。
また、以上の実施の形態では、バースト損失による音声系アプリケーションの音声に対するユーザ体感品質の低下量を品質客観評価値の一例であるＰＥＳＱ値で表す例を示したが、受聴ＭＯＳ等の品質主観評価値を用いてもよい。また、ＰＥＳＱのように主観品質を精度よく推定可能な客観評価技術が存在すれば、その技術により得られる品質客観評価値を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るネットワーク音声品質管理目標値算出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実測評価データを得るための実験系を示すブロック図である。
【図３】平均連続損失長の定義を説明するための図である。
【図４】平均損失発生間隔の定義を説明するための図である。
【図５】無効パケット率とＰＥＳＱ値との関係を示す回帰曲線を示す図である。
【図６】平均連続損失長とＰＥＳＱ値との関係を示す回帰曲線を示す図である。
【図７】平均損失発生間隔とＰＥＳＱ値との関係を示す回帰曲線を示す図である。
【図８】平均連続損失長重み付き無効パケット率と値との関係を示す回帰曲線を示す図である。
【図９】平均損失発生間隔重み付き無効パケット率と値との関係を示す回帰曲線を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るネットワーク音声品質監視装置の構成を示すブロックである。
【図１１】品質評価部の構成を示すブロック図である。
【図１２】品質監視装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】無効パケット率とＰＥＳＱ値との関係を示す図である。
【図１４】重み付き無効パケット率とＰＥＳＱ値との関係を示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係るネットワーク音声品質監視装置の構成を示すブロックである。
【図１６】品質評価部の構成を示すブロック図である。
【図１７】品質監視装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１８】品質クラスの設定例を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１，１０１…ネットワーク音声品質管理目標値算出装置、５…実験系、６，９…ネットワーク音声品質監視装置、７…パケット通信網、１０…演算処理部、１１，１２，１６…回帰曲線算出部、１３，８３，９１…ＰＥＳＱ低下量算出部、１４…低下量変換部、１５，８１…重み付きパケット率算出部、１７…品質管理目標値算出部、２０…データ蓄積部、２１，２２…実測評価データ、２１Ａ，６２Ａ…無効パケット率、２１Ｂ，２２Ｂ…ＰＥＳＱ、２２Ａ，６３Ａ…バースト損失情報量、３０…データ入力部、３１…音声主観品質目標値、４０，１０１Ａ…ネットワーク音声品質管理目標値、４１…重み付き無効パケット率、５１Ａ，５１Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ…音声系アプリケーション、５２Ａ，５２Ｂ…電話機、５３Ａ，５３Ｂ…ＨＵＢ、５４Ａ，５４Ｂ…パケット監視装置、５５…ネットワークエミュレータ、５６…無効パケット率算出装置、５７，６３…バースト損失情報算出部、５８…客観評価装置、５９…参照信号、６０…被試験信号、６１…パケットキャプチャ部、６２…無効パケット率算出部、６４，９０…品質評価部、６５…警報出力部、６６…表示部、７２Ａ，７２Ｂ…ルータ、８２，９２…音声品質管理目標値比較部、８４，９３…ＰＥＳＱ算出部、８３Ａ，９１Ａ…ＰＥＳＱ低下量、８４Ａ，８５Ａ，９３Ａ，９４Ａ…ＰＥＳＱ値、８５…加算部、８６，９５…音声主観品質目標値比較部、９４…減算部。
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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