JP5928370B2 - 通信情報計測装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信情報計測装置及びプログラムに関する。

通信網を介して接続される通信装置間における実際の通信の性能を測るために、通信装置間の帯域幅を計測することがある（例えば特許文献１を参照）。

有線通信の場合には、パケットロスの発生は通信の混雑に起因することが主であるが、無線通信の場合には、パケットロスの発生は通信の混雑に加えて電波雑音によっても発生するため、無線通信において形状されたパケットロス率を有線通信と同様の算出式にそのまま代入して帯域幅を算出すると、算出された帯域幅が不正確となってしまうことがあった。

特表２００７−５０４６９４号公報

本発明の目的は、原因がそれぞれ異なる複数種類のパケットロスが発生する通信において、特定種類のパケットロスの頻度を把握することができる通信情報計測装置及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、通信先の装置に１以上のパケットを順次送信する送信手段と、前記通信先の装置から前記送信したパケットの確認応答を受信する受信手段と、前記送信したパケットのそれぞれについて、該送信したパケットとその確認応答に基づいて、ラウンドトリップタイムとパケットロスの発生を記録する記録手段と、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された１以上のパケットをそれぞれ先頭とする複数の連続するパケットをそれぞれ含む１以上の連続パケット群のうち、該連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数と、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増加状態がそれぞれ予め定められた条件を満足する連続パケット群の数を計数する計数手段と、前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する算出手段と、を含むことを特徴とする通信情報計測装置である。

請求項２に係る発明は、前記記録手段は、前記送信手段により送信したパケットが再送されるか、前記受信手段により受信した応答確認が再送されたものであるか、前記受信手段により受信した応答確認のうち予め定められた種類の応答確認が予め定められた回数連続している場合に、パケットロスの発生を記録することを特徴とする請求項１に記載の通信情報計測装置である。

請求項３に係る発明は、前記連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数が第１の閾値以上であり、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムが順次増加しており、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増分が第２の閾値以上であるという条件を満足するか否かを判断する判断手段をさらに含み、前記計数手段は、前記１以上の連続パケット群のうち前記判断手段により前記条件が満足されると判断された連続パケット群の数を計数することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信情報計測装置である。

請求項４に係る発明は、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された先頭のパケットから順次、該パケットを先頭とする複数の連続するパケットを含む連続パケット群を順次選択する選択手段をさらに含み、前記判断手段は、前記順次選択した連続パケット群が前記条件を満足するか否かを順次判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信情報計測装置である。

請求項５に係る発明は、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された先頭のパケットであって未処理のパケットから順次、該パケットを先頭とする２以上のウインドウサイズ数のパケットを含む連続パケット群を順次選択する選択手段をさらに含み、前記判断手段は、前記順次選択した連続パケット群が前記条件を満足するか否かを判断し、前記判断手段により前記条件が満足されると判断された場合には、前記ウインドウサイズ数を増加させ、前記判断手段により前記条件が満足されないと判断された場合には、前記ウインドウサイズ数を減少させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信情報計測装置である。

請求項６に係る発明は、前記ウインドウサイズ数が変更された場合に、前記第１の閾値を、前記ウインドウサイズ数と、予め定められた最小値のいずれか大きい方に更新する更新手段をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の通信情報計測装置である。

請求項７に係る発明は、前記算出手段により算出されたパケット損失率をｐ、前記送信したパケットについて記録されたラウンドトリップタイムの代表値をＲＴＴ、前記送信したパケットについての最大セグメントサイズをＭＳＳ、Ｃ，ｋをそれぞれ予め定められた定数として、前記通信先との装置との通信の帯域幅を以下の式（１）

に基づいて算出する帯域幅算出手段をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の通信情報計測装置である。

請求項８に係る発明は、無線通信を行っている場合には、前記算出手段は、前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数との比に基づいて、パケット損失率を算出し、有線通信を行っている場合には、前記算出手段は、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録されたパケットの数と、前記送信したパケットの数との比に基づいて、パケット損失率を算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の通信情報計測装置である。

請求項９に係る発明は、通信先の装置に１以上のパケットを順次送信する送信手段と、前記通信先の装置から前記送信したパケットの確認応答を受信する受信手段と、前記送信したパケットのそれぞれについて、該送信したパケットとその確認応答に基づいて、ラウンドトリップタイムとパケットロスの発生を記録する記録手段と、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された１以上のパケットをそれぞれ先頭とする複数の連続するパケットをそれぞれ含む１以上の連続パケット群のうち、該連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数と、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増加状態がそれぞれ予め定められた条件を満足する連続パケット群の数を計数する計数手段と、前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する算出手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

請求項１及び９に記載の発明によれば、原因がそれぞれ異なる複数種類のパケットロスが発生する通信において、特定種類のパケットロスの頻度を把握することができる。

請求項２に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、発生したパケットロスを精度良く記録することができる。

請求項３に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、発生したパケットロスのうち通信混雑に起因するものを精度良く計数することができる。

請求項４に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、発生したパケットロスのうち通信混雑に起因するものを精度良く判定することができる。

請求項５に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、発生したパケットロスのうち通信混雑に起因するものを判定する処理のステップ数を低減することができる。

請求項６に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、ウインドウサイズを変更した場合においても、発生したパケットロスのうち通信混雑に起因するものを精度良く判定することができる。

請求項７に記載の発明によれば、特定種類のパケットロスの発生頻度に基づいて待機幅を算出することができる。

請求項８に記載の発明によれば、無線通信と有線通信とにおいて同一の帯域幅の算出式を用いることができる。

本実施形態に係る情報配信システムのシステム構成図である。 情報配信サーバ、情報端末にそれぞれ備えられたハードウェア構成例を示す図である。 通信帯域幅の計測処理のシーケンス図である。 パケットロス率の第１の算出処理のフロー図である。 パケットロス率の第２の算出処理のフロー図である。 パケットロス率の第１の算出処理におけるロスパケットの仕分け処理を説明する図である。 パケットロス率の第２の算出処理におけるロスパケットの仕分け処理を説明する図である。

以下、本発明を実施するための実施の形態（以下、実施形態という）を、図面を参照しながら説明する。

［１．システム構成図］
図１には、本実施形態に係る情報配信システム１のシステム構成図を示した。図１に示されるように、情報配信システム１は、情報配信サーバ１０、１以上の基地局装置３０、１以上の情報端末４０を含む。情報配信サーバ１０と各基地局装置３０は例えば光通信網等のネットワーク２０を介して通信し、基地局装置３０と情報端末４０とは移動体通信、無線ＬＡＮ通信等の無線通信を行うことで、情報配信サーバ１０と各情報端末４０との通信も可能となっている。なお、本実施形態では、情報端末４０は無線通信を用いて情報配信サーバ１０との通信を行うこととするが、情報端末４０は有線通信を用いて情報配信サーバ１０と通信してもよい。

情報配信サーバ１０は、ウェブページや動画等のデータを保持し、情報端末４０からの要求に応じてデータを提供するコンピュータである。ここで、情報配信サーバ１０は、情報端末４０からの要求に係るデータ（動画）の品質（解像度、サイズ等）を、情報端末４０と情報配信サーバ１０間の通信帯域幅（BW：bandwidth）に基づいて選択して、選択した品質のデータを情報端末４０に提供することとしてもよい。

基地局装置３０は、情報配信サーバ１０とは有線通信し、各情報端末４０とは移動体通信等の無線通信を行う装置である。基地局装置３０と情報端末４０間との無線通信は、３Ｇ、４Ｇの移動体通信等の各種通信方式で行うこととしてよい。

情報端末４０は、ユーザにより操作される携帯電話機（多機能携帯電話を含む）、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等のコンピュータである。情報端末４０は、基地局装置３０と無線通信し、基地局装置３０を介して情報配信サーバ１０とデータ通信することで、例えば情報配信サーバ１０からデータを受信する。また、情報端末４０は、情報配信サーバ１０との間の通信帯域幅（ＢＷ）を計測する。ここで、情報端末４０は、情報配信サーバ１０との間でパケットを送受信し、送受信したパケットのラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）、パケット損失率（ｐ）を計測し、計測した値と、以下の式（１）に基づいて通信帯域幅を算出する。なお、以下の式（１）は、情報端末が有線により情報配信サーバ１０と通信することを想定しているため、本実施形態では、ロスパケットのうち混雑に起因するロスパケットを抽出して式（１）に代入するパケット損失率を算出することとしている。パケット損失率の算出処理の詳細については後述する。

［２．ハードウェア構成図］
次に、情報配信サーバ１０、情報端末４０にそれぞれ備えられたハードウェア構成について図２を参照しながら説明する。

［２−１．情報配信サーバ１０］
まず、情報配信サーバ１０のハードウェア構成例について説明する。図２に示されるように、情報配信サーバ１０は、制御部１１、記憶部１２、通信部１３を備える。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、記憶部１２に記憶されたプログラムに基づいて、各種の演算処理を実行するとともに情報配信サーバ１０の各部を制御する。

記憶部１２は、情報配信サーバ１０のオペレーティングシステム等の制御プログラムやデータを記憶するほか、制御部１１のワークメモリとしても用いられる。プログラムは、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の情報記憶媒体に格納された状態で情報配信サーバ１０に供給されてもよいし、インターネット等のデータ通信手段を介して情報配信サーバ１０に供給されてもよい。

通信部１３は、ネットワークインターフェースカードにより実現され、ネットワークを介して基地局装置３０等とデータ通信するとともに、基地局装置３０を介して情報端末４０等ともデータ通信する。

［２−２．情報端末４０］
次に、情報端末４０のハードウェア構成例について説明する。図２に示されるように、情報端末４０は、制御部４１、記憶部４２、通信部４３、入力部４４、表示部４５を備える。

制御部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、記憶部４２に記憶されたプログラムに基づいて、各種の演算処理を実行するとともに情報端末４０の各部を制御する。

記憶部４２は、情報端末４０のオペレーティングシステム等の制御プログラムやデータを記憶するほか、制御部４１のワークメモリとしても用いられる。プログラムは、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の情報記憶媒体に格納された状態で情報端末４０に供給されてもよいし、インターネット等のデータ通信網を介して情報端末４０に供給されてもよい。

通信部４３は、例えば無線通信アンテナを含み、無線通信アンテナを介して、基地局装置３０と通信する。また、通信部４３は、無線通信アンテナに加えて、又は無線通信アンテナに代えて、有線通信用のネットワークインターフェースカードを備えることとしてもよく、ネットワークインターフェースカードを用いて情報配信サーバ１０と通信することとしてもよい。

入力部４４は、タッチパネル、キーボード等の入力装置により実現され、ユーザからの操作入力を受け付ける。

表示部４５は、液晶ディスプレイ等の表示装置により実現され、制御部４１による情報処理の結果（画面）を表示させる。

［３．シーケンス］
次に、情報配信システム１において情報端末４０が無線通信を利用している場合において実行される通信帯域幅の計測処理の詳細を、図３〜５に示したシーケンス図及びフロー図を参照しながら説明する。

［３−１．通信帯域幅の計測処理］
図３には、通信帯域幅の計測処理のシーケンス図を示した。

図３に示されるように、情報端末４０は、通信帯域幅の計測タイミングが到来していない場合には（Ｓ１０１：Ｎ）、待機し、通信帯域幅の計測タイミングが到来した場合には（Ｓ１０１：Ｙ）、Ｓ１０２に進み、通信帯域幅の計測処理を開始する。なお、通信帯域幅の計測処理は、予め定められた時間間隔ごとに行われてもよいし、予め定められた処理の発生タイミングで行われてもよい。

次に、情報端末４０は、通信帯域幅の計測処理を開始すると、まず、計測条件の設定処理及び初期化処理を実行する（Ｓ１０２）。計測条件とは、計測対象の通信路における通信相手であるデバイス（ここでは情報配信サーバ１０）の設定、通信帯域幅を計測するためのパケットの総送信回数（Ｎ）等の情報を含むこととしてよい。パケットの総送信回数Ｎには、パケットをｎ回送信して行われる単位測定処理を、ｍ回ループさせることとして、Ｎ＝ｎ・ｍとして設定することとしてもよい。また、初期化処理では、変数ｉを１に設定することとしてよい。

情報端末４０は、情報配信サーバ１０に対してコネクションの確立を要求する（Ｓ１０３）。情報配信サーバ１０は、情報端末４０とのコネクションを確立する場合には、情報端末４０に肯定応答（ＡＣＫ）を送信する（Ｓ１０４）。情報端末４０は、情報配信サーバ１０から肯定応答（ＡＣＫ）を受信すると、情報配信サーバ１０との通信に用いるポートの情報を互いに識別する（Ｓ１０５）。

情報端末４０は、情報配信サーバ１０に送信する送信パケットＰ_ｉを選択する（Ｓ１０６）。例えば、情報端末４０は、変数ｉにつきｍｏｄ（ｉ，ｎ）が１の場合にはＳＹＮパケットを送信し、ｍｏｄ（ｉ，ｎ）が０の場合にはＦＩＮパケットを送信し、ｍｏｄ（ｉ，ｎ）が０と１以外の場合にはＤＡＴＡパケットを送信することとしてよい。

情報端末４０は、Ｓ１０６で選択した送信パケットＰ_ｉを情報配信サーバ１０に送信し（Ｓ１０７）、その後再送を要する場合には（Ｓ１０８：Ｙ）、送信パケットＰ_ｉを再送する。例えば、情報端末４０は、パケットＰ_ｉに対する肯定応答を予め定められた時間内に受信しなかった場合には、パケットＰ_ｉを再送することとしてよい。

情報配信サーバ１０は、情報端末４０からパケットＰ_ｉを受信した場合には、パケットＰ_ｉに対する肯定応答（Ｐ_ｉ−ＡＣＫ）を情報端末４０に送信する（Ｓ１０９）。なお、情報配信サーバ１０も、Ｐ_ｉ−ＡＣＫを再送する必要がある場合にはＰｉ−ＡＣＫを再送することとしてよい。

情報端末４０は、パケットＰｉに対する肯定応答（Ｐｉ−ＡＣＫ）を受信すると、パケットＰ_ｉについてのラウンドトリップタイム（ＲＴＴ_ｉ）を記憶部４２に記録する（Ｓ１１０）。ラウンドトリップタイムＲＴＴ_ｉは、パケットＰ_ｉの送信時間から、パケットＰ_ｉの肯定応答（Ｐ_ｉ−ＡＣＫ）の受信時間までの経過時間として算出することとしてよい。

ここで、情報端末４０は、パケットＰ_ｉが再送パケットである場合（Ｓ１１１：Ｙ）、パケットＰ_ｉの肯定応答（Ｐ_ｉ−ＡＣＫ）が再送パケットである場合（Ｓ１１２：Ｙ）、又は、パケットＰ_ｉの肯定応答（Ｐ_ｉ−ＡＣＫ）がｋ（例えばｋ＝３）連続の重複ＡＣＫ確認応答（Ｄｕｐｌｉｃａｔｅ−ＡＣＫ）である場合には（Ｓ１１３：Ｙ）、パケットＰ_ｉについてパケットロスイベントを記録する（Ｓ１１４）。例えば、パケットＰ_ｉのパケットロスイベントのデータ値Ｅ_ｉとし、Ｅ_１〜Ｅ_Ｎの初期値を０（パケットロス無し）とした場合に、パケットＰ_ｉについてパケットロスイベントが記録された場合には、Ｅ_ｉ＝１に書き換えることとしてよい。また、パケット（Ｐ_ｉ、Ｐ_ｉ−ＡＣＫ）が再送パケットであるか否かは、パケットのヘッダー情報を参照して判定することとしてよい。

情報端末４０は、Ｓ１１４の後、又は、パケットＰ_ｉが再送パケットでなく（Ｓ１１１：Ｎ）、パケットＰ_ｉの肯定応答（Ｐ_ｉ−ＡＣＫ）が再送パケットでなく場合（Ｓ１１２：Ｙ）、そして、パケットＰ_ｉの肯定応答（Ｐ_ｉ−ＡＣＫ）がｋ（例えばｋ＝３）連続の重複ＡＣＫ確認応答（Ｄｕｐｌｉｃａｔｅ−ＡＣＫ）でない場合には（Ｓ１１３：Ｙ）、パケットロスイベントを記録せずにＳ１１５に進む。

情報端末４０は、変数ｉがＮに達していない場合には（Ｓ１１５：Ｎ）、変数ｉをインクリメント（ｉに１加算）して（Ｓ１１６）、Ｓ１０６に戻る。また、情報端末４０は、変数ｉがＮに達した場合には（Ｓ１１５：Ｙ）、パケットＰ_１〜Ｐ_Ｎについてのパケットロスイベントの記録に基づいてパケットロス率を算出する（Ｓ１１７）。このパケットロス率の算出処理の詳細については後述する。

情報端末４０は、Ｓ１１７で算出されたパケットロス率（ｐ）、パケットの最大セグメントサイズ（ＭＳＳ）、記録されたＲＴＴ（例えばＲＴＴ_１〜ＲＴＴ_Ｎの平均値としてよい）を、上述した式（１）に代入して、情報端末４０と情報配信サーバ１０との間の通信路についての帯域幅（ＢＷ）を算出する（Ｓ１１８）。情報端末４０は、帯域幅（ＢＷ）を算出すると、Ｓ１０１に戻りそれ以降の処理を繰り返す。

［３−２（１）．パケットロス率の算出処理１］
次に、図４に示されたフロー図を参照しながら、情報端末４０において実行されるパケットロス率の第１の算出処理の詳細について説明する。

図４に示されるように、情報端末４０は、まずパケットロス率を算出するための初期設定処理を実行する（Ｓ２０１）。初期設定処理では、パケットロスカウンタＣ＝０、変数ｉ＝１に設定するとともに、閾値ｙとウインドウサイズｗの値を設定する。例えば、ウインドウサイズｗの値は、ウインドウサイズの最小値ｗ_０以上の任意の値としてよく、さらに閾値ｙは、α・ｗとｙの最小値ｙ_０の大きい方としてよい。すなわち、ｙ＝ｍａｘ［α・ｗ，ｙ_０］としてよい。ただし、０＜α＜１であり、一例としてｗ_０＝３、ｙ_０＝３、α＝０．５等と設定することとしてよい。

次に、情報端末４０は、記憶部４２を参照して、パケットＰ_１〜Ｐ_ＮのそれぞれのＲＴＴ（ＲＴＴ_１〜ＲＴＴ_Ｎ）と、パケットロスイベント（Ｅ_１〜Ｅ_Ｎ）の情報を取得する（Ｓ２０２）。そして、情報端末４０は、パケットＰ_１〜Ｐ_Ｎについて取得したＲＴＴに基づいて、パケットＰ_ｉのジッターＪ_ｉを算出する（Ｓ２０３）。ここで、ジッターＪ_ｉはＪ_ｉ＝｜ＲＴＴ_ｉ＋１−ＲＴＴ_ｉ｜として算出することとしてよい。

ここで、情報端末４０は、Ｐ_ｉ以降のＰ_ｉ〜Ｐ_Ｎのうち、パケットロスイベントが記録された最初のパケットＰ_ｊを選択する（Ｓ２０４）。すなわち、Ｅ_ｉ〜Ｅ_Ｎのうち値が１である最初のＥ_ｊを検索し、それに対応するＰ_ｊを選択することとしてよい。

次に、情報端末４０は、パケットＰ_ｊからｗ個の連続するパケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}に含まれるパケットロスイベントの数Ｓ_ｊを計数する（Ｓ２０５）。例えば、情報端末４０は、以下の式（２）によりＳ_ｊを算出することとしてよい。

情報端末４０は、Ｓ２０５で計数されたＳｊが閾値ｙ以上である場合には（Ｓ２０６：Ｙ）、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}でＲＴＴの値が増加しているか否かを判断する（Ｓ２０７）。情報端末４０は、例えばＳ２０７において、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}においてパケットロスイベントが記録されたパケットについてのＲＴＴの値が順次増加しているか否かを判断することとしてよい。

情報端末４０は、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}でＲＴＴの値が増加していると判断される場合に（Ｓ２０７：Ｙ）、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}のジッターが閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ２０８）。情報端末４０は、例えばＳ２０８において、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}においてパケットロスイベントが記録されたパケットについてのジッターの値がいずれも閾値（Ｊ_０）以上であるか否か、すなわちＲＴＴの増分が閾値以上であるか否かを判断することとしてよい。

情報端末４０は、Ｓ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０８の条件をいずれも満たす場合に（Ｓ２０６：Ｙ，Ｓ２０７：Ｙ，Ｓ２０８：Ｙ）、パケットロスカウンタＣをインクリメント（Ｃに１加算）する（Ｓ２０９）。

情報端末４０は、Ｓ２０９の後、又はＳ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０８のいずれかの条件を満たさない場合には（Ｓ２０６：Ｎ，Ｓ２０７：Ｎ，又はＳ２０８：Ｎ）、Ｓ２１０に進む。

ここで、情報端末４０は、（ｊ＋ｗ−１）がＮ以上でない場合には（Ｓ２１０：Ｎ）、変数ｉをインクリメント（ｉに１加算）して（Ｓ２１１）、Ｓ２０４に戻り、（ｊ＋ｗ−１）がＮ以上である場合には（Ｓ２１０：Ｙ）、パケットロスカウンタＣの値に基づいてパケットロス率ｐを算出して（Ｓ２１２）、リターンする。例えば、情報端末４０は、パケットロス率ｐを、ｐ＝Ｃ／Ｎとして算出することとしてよい。

図６には、パケットロス率の第１の算出処理において行われる、記録されたパケットロスイベントを混雑に起因するものと、電波雑音等に起因するものとに仕分けする処理を説明する図を示した。

図６（ａ）には、ウインドウサイズの一例を示した。図６（ａ）に示される例では、ウインドウサイズｗ＝４、閾値ｙ＝３としている。以下説明する例では簡単のため、ウインドウ内に含まれるパケットロスイベントの数が閾値以上の場合には、パケットロスイベントが混雑に起因し、そうでない場合には電波雑音等に起因するものと判定することとする。

図６（ｂ）には、パケットＰ_１〜Ｐ_Ｎについて記録されたパケットロスイベントの値Ｅ_１〜Ｅ_Ｎを示した。ここで、「０」はパケットロスイベントが記録されなかったことを、「１」はパケットロスイベントが記録されたことを示している。

図６（ｃ）に示されるように、情報端末４０は、まずパケットＰ_１〜Ｐ_Ｎのうちパケットロスイベントが記録された最初のパケット（ここではＰ_３）にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図６（ｃ）に示される例では、パケットロスイベント数は３であり閾値ｙ以上であるから、Ｐ_３について記録されたパケットロスイベントは混雑に起因するものと判定される。

次に、図６（ｄ）に示されるように、情報端末４０は、ウインドウ内の先頭のパケット（ここではＰ_３）の次にパケットロスイベントが記録された最初のパケット（ここではＰ_４）にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図６（ｄ）に示される例では、パケットロスイベント数は２であり閾値ｙ未満であるから、Ｐ_４について記録されたパケットロスイベントは電波雑音等に起因するものと判定される。

次に、図６（ｅ）に示されるように、情報端末４０は、ウインドウ内の先頭のパケット（ここではＰ_４）の次にパケットロスイベントが記録された最初のパケット（ここではＰ_５）にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図６（ｅ）に示される例では、パケットロスイベント数は２であり閾値ｙ未満であるから、Ｐ_５について記録されたパケットロスイベントは電波雑音等に起因するものと判定される。このようにして、情報端末４０は、Ｐ_１〜Ｐ_Ｎについて記録されたパケットロスイベントが混雑に起因するものか、電波雑音等に起因するものかを順次判定していく。

［３−２（２）．パケットロス率の算出処理２］
次に、図５に示されたフロー図を参照しながら、情報端末４０において実行されるパケットロス率の第２の算出処理の詳細について説明する。パケットロス率の第２の算出処理は、ウインドウサイズを可変とし、処理速度を向上させた点で上述したパケットロス率の第１の算出処理と相違している。

図５に示されるように、情報端末４０は、まずパケットロス率を算出するための初期設定処理を実行する（Ｓ３０１）。初期設定処理では、パケットロスカウンタＣ＝０、変数ｉ＝１に設定するとともに、閾値ｙとウインドウサイズｗの初期値を設定する。例えば、ウインドウサイズの初期値は、ウインドウサイズの最小値ｗ_０以上の任意の値とし、さらに閾値ｙの初期値を、α・ｗとｙの最小値ｙ_０の大きい方としてよい。すなわち、ｙ＝ｍａｘ［α・ｗ，ｙ_０］としてよい。ただし、０＜α＜１であり、一例としてｗ_０＝３、ｙ_０＝３、α＝０．５等と設定することとしてよい。

次に、情報端末４０は、記憶部４２を参照して、パケットＰ_１〜Ｐ_ＮのそれぞれのＲＴＴ（ＲＴＴ_１〜ＲＴＴ_Ｎ）と、パケットロスイベント（Ｅ_１〜Ｅ_Ｎ）の情報を取得する（Ｓ３０２）。そして、情報端末４０は、パケットＰ_１〜Ｐ_Ｎについて取得したＲＴＴに基づいて、パケットＰ_ｉのジッターＪ_ｉを算出する（Ｓ３０３）。ここで、ジッターＪ_ｉはＪ_ｉ＝｜ＲＴＴ_ｉ＋１−ＲＴＴ_ｉ｜として算出することとしてよい。

ここで、情報端末４０は、Ｐ_ｉ以降のＰ_ｉ〜Ｐ_Ｎのうち、パケットロスイベントが記録された最初のパケットＰ_ｊを選択する（Ｓ３０４）。すなわち、Ｅ_ｉ〜Ｅ_Ｎのうち値が１である最初のＥ_ｊを検索し、それに対応するＰ_ｊを選択することとしてよい。

次に、情報端末４０は、パケットＰ_ｊからｗ個の連続するパケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}に含まれるパケットロスイベントの数Ｓ_ｊを計数する（Ｓ３０５）。例えば、情報端末４０は、以下の式（２）によりＳ_ｊを算出することとしてよい。

情報端末４０は、Ｓ３０５で計数されたＳ_ｊが閾値ｙ以上である場合には（Ｓ３０６：Ｙ）、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}でＲＴＴの値が増加しているか否かを判断する（Ｓ３０７）。情報端末４０は、例えばＳ３０７において、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}においてパケットロスイベントが記録されたパケットについてのＲＴＴの値が順次増加しているか否かを判断することとしてよい。

情報端末４０は、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}でＲＴＴの値が増加していると判断される場合に（Ｓ３０７：Ｙ）、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}のジッターが閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ３０８）。情報端末４０は、例えばＳ３０８において、パケットＰ_ｊ〜Ｐ_{ｊ＋ｗ−１}においてパケットロスイベントが記録されたパケットについてのジッターの値がいずれも閾値（Ｊ０）以上であるか否か、すなわちＲＴＴの増分が閾値以上であるか否かを判断することとしてよい。

情報端末４０は、Ｓ３０６，Ｓ３０７，Ｓ３０８の条件をいずれも満たす場合に（Ｓ３０６：Ｙ，Ｓ３０７：Ｙ，Ｓ３０８：Ｙ）、パケットロスカウンタＣをインクリメント（Ｃに１加算）するとともに（Ｓ３０９）、ウインドウサイズｗを、（ｗ−１）とｗの最小値ｗ０のうちいずれか大きい方に更新する（Ｓ３１０）。

情報端末４０は、Ｓ３０６，Ｓ３０７，Ｓ３０８のいずれかの条件を満たさない場合には（Ｓ３０６：Ｎ，Ｓ３０７：Ｎ，又はＳ３０８：Ｎ）、ウインドウサイズｗに１（又は１より大きい整数）を加算して、ウインドウサイズを拡大する（Ｓ３１１）。

ここで、情報端末４０は、Ｓ３１０又はＳ３１１の後に、（ｊ＋ｗ−１）がＮ以上でない場合には（Ｓ３１２：Ｎ）、閾値ｙをα・ｗとｙの最小値ｙ_０のうちいずれか大きい方に更新するとともに（Ｓ３１３）、変数ｉにＳ３１０又はＳ３１１で更新される前のウインドウサイズｗ_ｏｌｄを加算して（Ｓ３１４）、Ｓ３０４に戻る。また、情報端末４０は、（ｊ＋ｗ−１）がＮ以上である場合には（Ｓ３１２：Ｙ）、パケットロスカウンタＣの値に基づいてパケットロス率ｐを算出して（Ｓ３１５）、リターンする。例えば、情報端末４０は、パケットロス率ｐを、ｐ＝Ｃ／Ｎとして算出することとしてよい。

図７には、パケットロス率の第２の算出処理において行われる、記録されたパケットロスイベントを混雑に起因するものと、電波雑音等に起因するものとに仕分けする処理を説明する図を示した。

図７（ａ）には、ウインドウサイズの一例を示した。図７（ａ）に示される例では、ウインドウサイズｗの初期値＝４、ｗの最小値ｗ_０＝３、閾値ｙの初期値＝３、ｙの最小値ｙ_０＝２としている。以下説明する例では簡単のため、ウインドウ内に含まれるパケットロスイベントの数が閾値以上の場合には、パケットロスイベントが混雑に起因し、そうでない場合には電波雑音等に起因するものと判定することとする。

図７（ｂ）には、パケットＰ_１〜Ｐ_Ｎについて記録されたパケットロスイベントの値Ｅ_１〜Ｅ_Ｎを示した。ここで、「０」はパケットロスイベントが記録されなかったことを、「１」はパケットロスイベントが記録されたことを示している。

図７（ｃ）に示されるように、情報端末４０は、まずパケットＰ_１〜Ｐ_Ｎのうちパケットロスイベントが記録された最初のパケット（ここではＰ_３）にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図７（ｃ）に示される例では、パケットロスイベント数は３であり閾値ｙ以上であるから、Ｐ_３について記録されたパケットロスイベントは混雑に起因するものと判定される。ここで、混雑は継続する可能性が高いため、ウインドウサイズを縮小し（ｗ＝４−１＝３）、さらに縮小したウインドウサイズに合わせて閾値ｙも更新する（ｙ＝２）。

次に、図７（ｄ）に示されるように、情報端末４０は、ウインドウに未だ含まれていないパケットのうち次にパケットロスイベントが記録された最初のパケット（ここではＰ_８）にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。図７（ｄ）に示される例では、パケットロスイベント数は１であり閾値ｙ未満であるから、Ｐ_８について記録されたパケットロスイベントは電波雑音等に起因するものと判定される。ここで、ウインドウサイズを拡大し（ｗ＝３＋１＝４）、さらに拡大したウインドウサイズに合わせて閾値ｙも更新する（ｙ＝３）。

次に、図７（ｅ）に示されるように、情報端末４０は、ウインドウに未だ含まれていないパケットのうち次にパケットロスイベントが記録された最初のパケット（ここではＰ_１１）にウインドウを移動させて、ウインドウ内のパケットロスイベント数を計数する。このようにして、情報端末４０は、Ｐ_１〜Ｐ_Ｎについて記録されたパケットロスイベントのうち、混雑に起因するものの数を計数することができる。

［４．変形例］
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、情報端末４０は、無線通信を行っている場合には、図４，図５に示したフローによりパケットロス率を算出し、有線通信を行っている場合には、図３のＳ１１４で記録されたパケットロスイベントの総数をそのまま用いてパケットロス率を算出するように切り替えてもよい。すなわち、情報端末４０は、有線通信を行っている場合には、以下の式（３）によりパケットロス率を算出するようにしてもよい。

また、以上説明した実施形態では、混雑に起因するロスパケットの発生率に基づいて帯域幅を算出する例を説明したが、電波雑音等に起因するロスパケットの発生率に基づいて帯域幅を算出する式を用いて、帯域幅を算出するようにしても構わない。

また、以上説明した実施形態では、情報端末４０が帯域幅を計測する例について説明したが、情報配信サーバ１０が帯域幅を計測することとしてもよい。

１ 情報配信システム、１０ 情報配信サーバ、１１ 制御部、１２ 記憶部、１３ 通信部、２０ ネットワーク、３０ 基地局装置、４０ 情報端末、４１ 制御部、４２ 記憶部、４３ 通信部、４４ 入力部、４５ 表示部。

Claims (9)

1. 通信先の装置に１以上のパケットを順次送信する送信手段と、
   前記通信先の装置から前記送信したパケットの確認応答を受信する受信手段と、
   前記送信したパケットのそれぞれについて、該送信したパケットとその確認応答に基づいて、ラウンドトリップタイムとパケットロスの発生を記録する記録手段と、
   前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された１以上のパケットをそれぞれ先頭とする複数の連続するパケットをそれぞれ含む１以上の連続パケット群のうち、該連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数と、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増加状態がそれぞれ予め定められた条件を満足する連続パケット群の数を計数する計数手段と、
   前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する算出手段と、を含む
   ことを特徴とする通信情報計測装置。
2. 前記記録手段は、前記送信手段により送信したパケットが再送されるか、前記受信手段により受信した応答確認が再送されたものであるか、前記受信手段により受信した応答確認のうち予め定められた種類の応答確認が予め定められた回数連続している場合に、パケットロスの発生を記録する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信情報計測装置。
3. 前記連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数が第１の閾値以上であり、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムが順次増加しており、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増分が第２の閾値以上であるという条件を満足するか否かを判断する判断手段をさらに含み、
   前記計数手段は、前記１以上の連続パケット群のうち前記判断手段により前記条件が満足されると判断された連続パケット群の数を計数する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信情報計測装置。
4. 前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された先頭のパケットから順次、該パケットを先頭とする複数の連続するパケットを含む連続パケット群を順次選択する選択手段をさらに含み、
   前記判断手段は、前記順次選択した連続パケット群が前記条件を満足するか否かを順次判断する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信情報計測装置。
5. 前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された先頭のパケットであって未処理のパケットから順次、該パケットを先頭とする２以上のウインドウサイズ数のパケットを含む連続パケット群を順次選択する選択手段をさらに含み、
   前記判断手段は、前記順次選択した連続パケット群が前記条件を満足するか否かを判断し、
   前記判断手段により前記条件が満足されると判断された場合には、前記ウインドウサイズ数を増加させ、前記判断手段により前記条件が満足されないと判断された場合には、前記ウインドウサイズ数を減少させる
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信情報計測装置。
6. 前記ウインドウサイズ数が変更された場合に、前記第１の閾値を、前記ウインドウサイズ数と、予め定められた最小値のいずれか大きい方に更新する更新手段をさらに含む
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信情報計測装置。
7. 前記算出手段により算出されたパケット損失率をｐ、前記送信したパケットについて記録されたラウンドトリップタイムの代表値をＲＴＴ、前記送信したパケットについての最大セグメントサイズをＭＳＳ、Ｃ，ｋをそれぞれ予め定められた定数として、前記通信先との装置との通信の帯域幅を以下の式（１）
   

   

   に基づいて算出する帯域幅算出手段をさらに含む
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の通信情報計測装置。
8. 無線通信を行っている場合には、前記算出手段は、前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出し、
   有線通信を行っている場合には、前記算出手段は、前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録されたパケットの数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の通信情報計測装置。
9. 通信先の装置に１以上のパケットを順次送信する送信手段と、
   前記通信先の装置から前記送信したパケットの確認応答を受信する受信手段と、
   前記送信したパケットのそれぞれについて、該送信したパケットとその確認応答に基づいて、ラウンドトリップタイムとパケットロスの発生を記録する記録手段と、
   前記送信したパケットについて前記記録手段によりパケットロスが記録された１以上のパケットをそれぞれ先頭とする複数の連続するパケットをそれぞれ含む１以上の連続パケット群のうち、該連続パケット群にそれぞれ含まれるパケットロス数と、該連続パケット群に含まれるパケットのラウンドトリップタイムの増加状態がそれぞれ予め定められた条件を満足する連続パケット群の数を計数する計数手段と、
   前記計数手段により計数された数と、前記送信したパケットの数とに基づいて、パケット損失率を算出する算出手段
   としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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