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JP3540225B2 - A device for measuring the fluctuation component of delay time in a packet switching network. - Google Patents

A device for measuring the fluctuation component of delay time in a packet switching network. Download PDF

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JP3540225B2
JP3540225B2 JP34509299A JP34509299A JP3540225B2 JP 3540225 B2 JP3540225 B2 JP 3540225B2 JP 34509299 A JP34509299 A JP 34509299A JP 34509299 A JP34509299 A JP 34509299A JP 3540225 B2 JP3540225 B2 JP 3540225B2
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time
total delay
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テストパケットの送出時刻と受信時刻との差に基づいて、伝送路における遅延時間の変動成分(ジッタあるいは揺ぎ)を測定するパケット交換網における遅延時間の変動成分測定装置に係り、特に、テストパケットの送出側および受信側の各時計タイマの精度誤差にかかわらず、遅延時間の変動成分を正確に測定可能なパケット交換網における遅延時間の変動成分測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
パケット交換網における遅延時間およびその変動成分は、伝送路の輻輳状態や容量を測定するために利用されため、これらを正確に測定する技術が望まれている。従来の遅延時間測定では、測定対象の伝送路の一端に接続された送出側端末からテストパケットを送出する。このとき、テストパケットには、当該送出側端末の時計タイマで計時された送出時刻Ts が記録される。受信側端末は、前記テストパケットを受信すると、その受信時刻Tr を自身の時計タイマで計時し、テストパケットに登録されている送出時刻Ts と前記受信時刻Tr との差分(Tr −Ts )に基づいて、遅延時間およびその変動成分を求める。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
送出側端末側の時刻タイマによる時刻Ts と受信側端末側の時刻タイマによる時刻Tr とは必ずしも一致せず、各時刻タイマによって与えられる時刻は時間差を有すると共に、当該時間差は時間経過と共に変化する。したがって、上記した従来技術のように、テストパケットを送出する送出側端末において登録された送出時刻Ts と、テストパケットを受信する受信側端末において計時された受信時刻Tr との時間差には、遅延時間のみならず前記各時刻タイマの精度誤差に起因した誤差成分も含まれることになる。したがって、測定された時間差では遅延時間を正確に代表させることができないという問題があった。
【0004】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、テストパケットの送出側において当該テストパケットに登録された送出時刻と、当該テストパケットの受信側において計時された当該テストパケットの受信時刻とに基づいて、伝送路の遅延時間を正確に測定できるパケット交換網における遅延時間の変動成分測定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】
上記した目的を達成するために、本発明は、送出側時刻タイマを含み、複数のテストパケットに、その送出時刻を登録して測定対象伝送路へ送出するテストパケット送出手段と、受信側時刻タイマを含み、前記テストパケットを前記測定対象伝送路から受信し、その受信時刻を検知するテストパケット受信手段と、受信された各テストパケットに登録された送出時刻を抽出する送出時刻抽出手段と、受信した各テストパケットごとに、前記抽出した送出時刻と前記検知した受信時刻との時刻差に基づいて総遅延時間を検知する総遅延時間検出手段と、前記各テストパケットごとに求められた各総遅延時間に基づいて、当該各総遅延時間のうち、前記送出側および受信側時刻タイマ間の相対的な精度誤差に起因した時刻誤差成分および測定対象伝送路に固有の固定的な遅延成分の和である非変動成分の時間関数を検出する非変動成分関数検出手段と、前記総遅延時間および非変動成分の時間関数に基づいて、各総遅延時間に含まれる変動成分を抽出する変動成分抽出手段とを含むことを特徴とする。
【0006】
上記した特徴によれば、送出側端末の時刻タイマと受信側端末の時刻タイマとに時刻誤差があっても、当該時刻誤差を含む遅延時間の非変動成分が非変動成分関数として求められるので、各総遅延時間から非変動成分関数の演算値を減じれば、前記時刻誤差にかかわらず伝送路における遅延時間の変動成分すなわちジッタを正確に測定することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図1は、本発明を適用した遅延時間の変動成分測定装置の第1実施形態のブロック図である。
【0008】
送出側端末2において、テストパケット送出部21は、現在時刻を独自に計時する送出側時刻タイマ21aを含み、複数のテストパケットTPを測定対象の伝送路1へ送出する際に、前記計時された現在時刻を各テストパケットTP(i)に、それぞれ送出時刻Ts (i)として登録する。
【0009】
受信側端末3において、テストパケット受信部31は、現在時刻を独自に計時する受信側時刻タイマ31aを含み、前記各テストパケットTP(i)を前記測定対象伝送路1から受信すると、そのときの現在時刻を、当該各テストパケットTP(i)に関する受信時刻Tr (i)として検知する。送出時刻抽出部32は、前記受信された各テストパケットTP(i)に登録されている、各テストパケットTP(i)の送出時刻Ts (i)を抽出する。
【0010】
総遅延時間検出部33は、各テストパケットTP(i)ごとに抽出された前記送出時刻Ts (i)と前記受信時刻Tr (i)との時刻差[=受信時刻Tr (i)−送出時刻Ts (i)]を、測定対象転送路1の総遅延時間D(i)として検出する。この総遅延時間D(i)には、後に詳述するように、伝送路1ごとにほぼ固定的に定まる固定遅延時間と、伝送路の輻輳状態等に応じて変動するジッタ成分と、送出側および受信側の各時刻タイマ21a,31aの時刻差に起因した時刻誤差成分とが含まれる。
【0011】
非変動成分関数検出部34は、各テストパケットTP(i)ごとに求められた前記各総遅延時間D(i)と前記各テストパケットTPの送出時刻Ts (i)との関係に基づいて、以下に詳述するように、前記総延時間D(i)に含まれる非変動成分の時間関数F(i)を求める。
【0012】
図2は、各テストパケットTP(i)ごとに求められる総遅延時間D(i)と各テストパケットTPの送出時刻Ts (i)との関係をプロットした分布図である。
【0013】
通常、伝送路1の固定的な遅延時間はほぼ一定であり、ジッタ成分は不規則に変動することから、送出側および受信側の各時刻タイマ21a,31aの時刻が正確に一致していれば、前記プロットはほぼ水平に分布するはずである。これに対して、本実施形態ではプロットが右上りに分布していることから、受信側時刻タイマ31aが送出側時刻タイマ21aよりも速く進んでいることになる。
【0014】
また、本来であれば負の値を示し得ない総遅延時間D(i)が測定開始直後は負の値を示し、その後、略ゼロを示した後に正の値を示していることから、各時刻タイマ21a、31aの相対時刻は、最初は送出側時刻タイマ21aが進んでいたものの、上記したように受信側時刻タイマ31aが送出側時刻タイマ21aよりも速く進むので、一旦は一致した後に受信側時刻タイマ21aが進んで両者の時刻差が拡大していくことを示唆している。
【0015】
ここで、総遅延時間D(i)には、式(1) に示したように、伝送路1に固有の固定的な固定遅延時間Ktと、伝送路1の輻輳状態等に応じて変動するジッタ成分Z(i)と、上記した各時刻タイマ21a,31aの時刻誤差成分ΔTt(i)とが含まれる。
D(i)=Kt+Z(i)+ΔTt(i) …(1)
このうち、時刻誤差成分ΔTt(i)は一律に増加または減少するので、図2に示したプロット分布を一次関数f(i)で代表すれば、その傾きが各時刻タイマ21a、31aの計時速度比を代表し、この一次関数f(i)からの総遅延時間D(i)のずれ量がジッタ成分Z(i)となる。そして、前記ジッタ成分Z(i)が負の値を示すことは有り得ないので、図2に示したプロット分布の下限域に沿った回帰直線を非変動成分の時間関数F(i)として定義すれば、この時間関数F(i)と総遅延時間D(i)との差分[D(i)−F(i)]がジッタ成分Z(i)に相当することになる。
【0016】
そこで、本実施形態では、以下のアルゴリズムを用いて、図2の時間関数F(i)を求めるようにしている。初めに、本アルゴリズムの基本概念を、図3を参照して説明する
手順1:送出時刻Ts (i )が最小である総遅延時間D(1)を左端とし、他の総遅延時間D(2)〜D(13)を右端とする全ての直線の中で傾きが最小となるD(j)を求める。
【0017】
手順2:手順1で求めたD(j)を新たな右端とし、
手順3:手順2の操作を、右端が最後の点に達するまで繰り返す。
【0018】
手順4:以上のようにして求められた直線のなかで、左端と右端との時間差が最大である直線を、上記した非変動成分の時間関数F(i)として定義する。
【0019】
次いで、本実施形態によるアルゴリズムを、図4のフローチャートを参照して説明する。
【0020】
ステップS1では、後述する“最長時刻差ΔTmax ”(前記左端と右端との時間差の最大値に相当)に初期値として“0”がセットされる。ステップS2では、傾きの検出対象となる2つのプロットの左側を定義する“左端時刻L”に“1”がセットされる。
【0021】
ステップS3では、傾きの検出対象となる2つのプロットの右側を定義する“右端時刻R”に、前記左端時刻Lに“1”を加算した値がセットされる。そして、前記2つのプロットD(L),D(R)を結ぶ直線の傾きAが求められ、これが傾きAの暫定的な最小値Amin としてセットされる。さらに、傾きが最小値Amin を示す2つのプロットの右側を定義する“最小時右端時刻Rmin ”に前記Rの値が初期値としてセットされ、左側を定義する“最小時左端時刻Lmin ”に前記Lの値が初期値としてセットされる。
【0022】
ステップS4では、今回の傾きの検出対象となる2つのプロットD(L),D(R)を結ぶ直線の傾きAが求められる。ステップS5では、傾きAに関する現在までの暫定的な最小値Amin と今回の傾きAとが比較され、今回の傾きAが前記暫定的な最小値Aよりも小さくなければ、ステップS6において、検出対象の右側プロットを更新すべく、前記右端時刻Rをインクリメントする。ステップS7では、新たな右側プロットが存在するか否かが判定され、存在すれば、当該新たな右側プロットと前記左側プロットD(L)とを結ぶ直線の傾きを求めるために、前記ステップS4〜S7の各処理が繰り返される。
【0023】
このとき、前記ステップS5において、前記暫定的な最小値Amin よりも小さい傾きAが検知されると、ステップS8において、その際の右端時刻Rおよび左端時刻Lが、それぞれ前記最小時右端時刻Rmin および最小時左端時刻Lmin として登録される。
【0024】
以上のようにして、左側プロットがD(1)のときに傾きが最小値を示す右側プロットD(Rmin )が求められると、ステップS9では、両者の送出時刻差ΔT[=Ts (Rmin )−Ts (Lmin )]が求められる。
【0025】
ステップS10では、今回の左端プロットに関する傾き最小時の送出時間差ΔTと、現在までの送出時間差の最長時間差ΔTmax とが比較され、今回の時間差ΔTがこれまでの最長時間差ΔTmax よりも長くなければ、ステップS11において、次回の左端プロットを今回の右側プロット位置に設定すべく、左端時刻Lに前記最小時右端時刻Rmin の値がセットされる。ステップS12では、新たな左側プロットの右側にプロットが存在するか否かが判定され、存在すれば、前記ステップS3に戻って上記した各処理が繰り返される。
【0026】
一方、前記ステップS10において、今回の時間差ΔTがこれまでの最長時間差ΔTmax よりも長ければステップS13へ進む。ステップS13では、送出時間差が最長となる2つのプロットの左側を定義する“最長時左端時刻Lmax ”が前記最小時左端時刻Lmin の値に更新され、右側を定義する“最長時右端時刻Rmax ”が前記最小時右端時刻Rmin の値に更新され、最長時間差ΔTmax が送出時間差ΔTの値に更新される。
【0027】
図1に戻り、以上のようにして、傾きが最小値を示し、かつ時間差が最長値を示す左側プロットD(Lmax )および右側プロットD(Rmax )が求まると、前記非変動成分関数検出部34では、各プロットD(Lmax )、D(Rmax )を通る一次関数が求められ、これが前記非変動成分の時間関数F(i)として登録される。変動成分(ジッタ)抽出部35は、前記各総遅延時間D(i)から時間関数F(i)の演算値を減じることで、図5に示したように、ジッタ成分Z(i)のみを選択的に検出する。
【0028】
上記したように、本実施形態によれば、送出側端末2の時刻タイマ21aと受信側端末3の時刻タイマ31aとに時刻誤差があっても、各テストパケットTP(i)に登録された送出時刻Ts (i)と、当該テストパケットの受信側において計時された当該テストパケットの受信時刻Tr (i)とに基づいて、伝送路1における遅延時間の変動成分すなわちジッタZ(i)を正確に測定することができる。
【0029】
図6は、本発明の第2実施形態のブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【0030】
上記した第1実施形態では、測定された全ての総遅延時間D(i)に基づいて遅延時間の非変動成分関数F(i)およびジッタZ(i)を求めるものとして説明したが、検知された総遅延時間D(i)の中には、偶発的な遅延原因により特異的に大きく遅延された不当なデータも含まれており、このような不当データは予め除去しておくことが望ましい。そこで、本発明の第2実施形態では測定結果選別部36を追加し、検知された各総遅延時間D(i)の相互関係に基づいて不当データを除去するようにしている。
【0031】
図7、8は、前記測定結果選別部36による不当データの排除方法を模式的に示した図であり、ここでは、連続する任意の2つの総遅延時間D(j−1)、D(j)に着目して不当データを排除する。なお、本実施形態では送出側時刻タイマ21aが受信側時刻タイマ31aに対して遅れ得る限界値、および受信側時刻タイマ31aが送出側時刻タイマ21aに対して遅れる得る限界値を、それぞれ傾きが±Dmの一次関数として予め設定する。
【0032】
ここで、図7に示したように、総遅延時間D(j)が総遅延時間D(j−1)に対して、各時刻タイマ21a,31a間の許容遅延時間ΔDref [=±Dm・{Ts (j)−Ts (j−1)}]以上に遅れていると、総遅延時間D(j)は不当データとみなすことができる。
【0033】
同様に、図8に示したように、総遅延時間D(j−1)が総遅延時間D(j)に対して許容遅延時間ΔDref 以上に遅れていると、総遅延時間D(j−1)は不当データとみなすことができる。
【0034】
そこで、本実施形態では図9のフローチャートに示したアルゴリズムにしたがって、連続する2つの総遅延時間D(j−1)、D(j)、あるいは任意の2つの総遅延時間D(i)、D(j)の相関関係が、図7、8に示した関係であるか否かに基づいて、不当データを排除するようにしている。なお、図9のフローチャートでは、連続する2つの総遅延時間D(j−1)、D(j)の相関関係に基づいて不当データを排除する場合を例にして説明する。
【0035】
ステップS31では、選別対象となる2つのサンプルD(j−1)、D(j)を定義するための変数jに初期値2がセットされる。ステップS32では、送出側および受信側の各時刻タイマ21a,31aの計時速度差を考慮した前記係数Dmと前記各サンプルD(j−1)、D(j)の送出時刻の差[Ts (j)−Ts (j−1)]とを乗算して許容遅延時間ΔDref が算出される。
【0036】
ステップS33では、サンプルD(j)からサンプルD(j−1)を減じた差分値と前記許容遅延時間ΔDref とが比較され、差分値が許容遅延時間ΔDref を上回っていれば、各サンプルD(j−1)、D(j)の相対関係が前記図7に示した通りであると判定され、ステップS34において、サンプルD(j)が不当データとして除外される。
【0037】
ステップS35では、今度はサンプルD(j−1)からサンプルD(j)を減じた差分値と前記許容遅延時間ΔDref とが比較され、差分値が許容遅延時間ΔDref を上回っていれば、各サンプルD(j−1)、D(j)の相対関係が前記図8に示した通りであると判定され、ステップS36において、サンプルD(j−1)が不当データとして除外される。
【0038】
ステップS37では、前記変数jがインクリメントされる。ステップS38では、全てのサンプルに対する判定処理が終了したか否かが判定され、終了していなければ、前記ステップS32へ戻って上記した各処理が繰り返される。
【0039】
以上のようにして、不当な総遅延時間D(i)の排除が完了すると、残りの総遅延時間D(i)に基づいて、非変動成分関数検出部34は非変動成分関数F(i)を求め、変動成分抽出部35はジッタZ(i)を抽出する。
【0040】
上記したように、本実施形態によれば、偶発的な遅延原因により不当に遅延されたデータが予め除去されるので、遅延時間の変動成分を高速に求めることができるようになる。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、送出側端末の時刻タイマと受信側端末の時刻タイマとに時刻誤差があっても、テストパケットの送出側において当該テストパケットに登録された送出時刻と、当該テストパケットの受信側において計時された当該テストパケットの受信時刻とに基づいて、伝送路における遅延時間の変動成分すなわちジッタを正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のブロック図である。
【図2】総遅延時間の時間分布をプロットした図である。
【図3】遅延時間の非変動成分関数F(i)の検出方法を模式的に示した図である。
【図4】非変動成分関数F(i)の検出方法を示したフローチャートである。
【図5】ジッタ成分の検出結果を示した図である。
【図6】本発明の第2実施形態のブロック図である。
【図7】不当データの排除方法を説明するための図である。
【図8】不当データの排除方法を説明するための図である。
【図9】不当データの排除方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
1…伝送路,2…送出側端末,3…受信側端末,21…テストパケット送出部,21a…送出側時刻タイマ,31…テストパケット受信部,31a…受信側時刻タイマ,32…送出時刻抽出部,33…総遅延時間検出部,34…非変動成分検出部,35…変動成分抽出部,36…測定結果選別部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a delay time fluctuation component measuring apparatus in a packet switching network that measures a delay time fluctuation component (jitter or fluctuation) in a transmission path based on a difference between a transmission time and a reception time of a test packet. In particular, the present invention relates to a delay time fluctuation component measuring apparatus in a packet switching network capable of accurately measuring a delay time fluctuation component regardless of the accuracy error of each of the clock timers on the transmission side and the reception side of a test packet.
[0002]
[Prior art]
Since the delay time and its fluctuation component in the packet switching network are used to measure the congestion state and capacity of the transmission path, a technique for accurately measuring these is desired. In the conventional delay time measurement, a test packet is transmitted from a transmitting terminal connected to one end of a transmission path to be measured. At this time, the transmission time Ts measured by the clock timer of the transmission side terminal is recorded in the test packet. Upon receiving the test packet, the receiving terminal measures the reception time Tr with its own clock timer, and based on the difference (Tr−Ts) between the transmission time Ts registered in the test packet and the reception time Tr. Then, the delay time and its fluctuation component are obtained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The time Ts by the time timer on the sending side terminal and the time Tr by the time timer on the receiving side terminal do not always match, and the time given by each time timer has a time difference, and the time difference changes with the passage of time. Therefore, as in the prior art described above, the time difference between the transmission time Ts registered at the transmitting terminal transmitting the test packet and the reception time Tr measured at the receiving terminal receiving the test packet includes a delay time. Not only the error component due to the accuracy error of each time timer is included. Therefore, there is a problem that the delay time cannot be accurately represented by the measured time difference.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to set a transmission time registered in a test packet on a test packet transmission side and a reception time of the test packet measured on a test packet reception side. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a delay time fluctuation component measuring device in a packet switching network that can accurately measure the delay time of a transmission path based on the above.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a test packet sending means including a sending side time timer, registering the sending time in a plurality of test packets, and sending the same to a transmission line to be measured. A test packet receiving means for receiving the test packet from the transmission path to be measured and detecting a reception time thereof; a transmission time extracting means for extracting a transmission time registered in each of the received test packets; Total delay time detecting means for detecting a total delay time based on a time difference between the extracted transmission time and the detected reception time for each test packet, and a total delay calculated for each test packet. Based on the time, of the total delay time, a time error component and a measurement object caused by a relative accuracy error between the sending side and the receiving side time timers. A non-variable component function detecting means for detecting a time function of a non-variable component that is a sum of fixed delay components specific to the transmission path; and a total delay time based on the total delay time and the time function of the non-variable component. And a fluctuation component extracting means for extracting a fluctuation component included in the data.
[0006]
According to the above feature, even if there is a time error between the time timer of the sending terminal and the time timer of the receiving terminal, the non-variable component of the delay time including the time error is obtained as a non-variable component function. If the calculated value of the non-fluctuation component function is subtracted from each total delay time, the fluctuation component of the delay time in the transmission path, that is, the jitter, can be accurately measured regardless of the time error.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a delay time fluctuation component measuring apparatus to which the present invention is applied.
[0008]
In the sending terminal 2, the test packet sending unit 21 includes a sending time timer 21 a that independently counts the current time. When sending a plurality of test packets TP to the transmission path 1 to be measured, the test packet sending unit 21 counts the time. The current time is registered in each test packet TP (i) as the transmission time Ts (i).
[0009]
In the receiving terminal 3, the test packet receiving unit 31 includes a receiving time timer 31 a that independently counts the current time, and when each of the test packets TP (i) is received from the measurement target transmission line 1, The current time is detected as the reception time Tr (i) for each test packet TP (i). The transmission time extracting unit 32 extracts the transmission time Ts (i) of each test packet TP (i) registered in the received test packet TP (i).
[0010]
The total delay time detector 33 calculates the time difference [= reception time Tr (i) −transmission time between the transmission time Ts (i) and the reception time Tr (i) extracted for each test packet TP (i). Ts (i)] is detected as the total delay time D (i) of the transfer path 1 to be measured. As described in detail later, the total delay time D (i) includes a fixed delay time which is determined almost fixedly for each transmission path 1, a jitter component which fluctuates according to the congestion state of the transmission path, and the like. And a time error component caused by the time difference between the time timers 21a and 31a on the receiving side.
[0011]
The non-fluctuation component function detection unit 34 calculates the total delay time D (i) obtained for each test packet TP (i) and the transmission time Ts (i) of each test packet TP based on the relationship. As described in detail below, a time function F (i) of the non-variable component included in the total extension time D (i) is obtained.
[0012]
FIG. 2 is a distribution diagram plotting the relationship between the total delay time D (i) obtained for each test packet TP (i) and the transmission time Ts (i) of each test packet TP.
[0013]
Normally, the fixed delay time of the transmission line 1 is almost constant, and the jitter component fluctuates irregularly. Therefore, if the time of each of the time timers 21a and 31a on the transmission side and the reception side is exactly the same, , The plots should be distributed almost horizontally. On the other hand, in the present embodiment, since the plots are distributed to the upper right, the receiving-side time timer 31a advances faster than the sending-side time timer 21a.
[0014]
In addition, since the total delay time D (i), which normally cannot show a negative value, shows a negative value immediately after the start of measurement, and then shows a positive value after showing almost zero. The relative time of the time timers 21a and 31a is that the sending time timer 21a has advanced at first, but the receiving time timer 31a advances faster than the sending time timer 21a as described above. It indicates that the side time timer 21a advances and the time difference between the two increases.
[0015]
Here, the total delay time D (i) varies according to the fixed delay time Kt fixed to the transmission line 1 and the congestion state of the transmission line 1 as shown in Expression (1). A jitter component Z (i) and a time error component ΔTt (i) of each of the time timers 21a and 31a described above are included.
D (i) = Kt + Z (i) + ΔTt (i) (1)
Of these, the time error component ΔTt (i) uniformly increases or decreases. Therefore, if the plot distribution shown in FIG. 2 is represented by a linear function f (i), the slope of the plot distribution indicates the measured time of each of the time timers 21a and 31a. As a representative of the ratio, a deviation amount of the total delay time D (i) from the linear function f (i) becomes a jitter component Z (i). Since the jitter component Z (i) cannot take a negative value, the regression line along the lower limit of the plot distribution shown in FIG. 2 is defined as the time function F (i) of the non-variable component. For example, the difference [D (i) -F (i)] between the time function F (i) and the total delay time D (i) corresponds to the jitter component Z (i).
[0016]
Therefore, in the present embodiment, the time function F (i) in FIG. 2 is obtained by using the following algorithm. First, the basic concept of the present algorithm will be described with reference to FIG. 3. Procedure 1: The total delay time D (1) having the minimum transmission time Ts (i) is set to the left end, and the other total delay times D (2 ) To D (13), D (j) having the minimum inclination among all the straight lines having the right end.
[0017]
Step 2: D (j) obtained in step 1 is set as a new right end,
Step 3: Repeat step 2 until the right end reaches the last point.
[0018]
Step 4: Among the straight lines obtained as described above, the straight line having the largest time difference between the left end and the right end is defined as the above-described non-variable component time function F (i).
[0019]
Next, the algorithm according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0020]
In step S1, "0" is set as an initial value in a "longest time difference ΔTmax" (corresponding to the maximum value of the time difference between the left end and the right end) described later. In step S2, "1" is set to "left end time L" that defines the left side of the two plots whose inclinations are to be detected.
[0021]
In step S3, a value obtained by adding "1" to the left end time L is set to "right end time R" defining the right side of the two plots whose inclinations are to be detected. Then, a slope A of a straight line connecting the two plots D (L) and D (R) is obtained, and this is set as a provisional minimum value Amin of the slope A. Further, the value of R is set as an initial value at "minimum right end time Rmin" defining the right side of the two plots whose inclination indicates the minimum value Amin, and the L is set at "minimum left end time Lmin" defining the left side. Is set as the initial value.
[0022]
In step S4, a slope A of a straight line connecting two plots D (L) and D (R) to be detected this time is obtained. In step S5, a tentative minimum value Amin up to the present regarding the slope A is compared with the current slope A. If the current slope A is not smaller than the tentative minimum value A, in step S6, the detection target The right end time R is incremented in order to update the right side plot of. In step S7, it is determined whether or not a new right plot exists, and if so, the steps S4 to S4 are performed to determine the slope of a straight line connecting the new right plot and the left plot D (L). Each process of S7 is repeated.
[0023]
At this time, when the gradient A smaller than the tentative minimum value Amin is detected in the step S5, the right end time R and the left end time L at that time are respectively changed to the minimum right end time Rmin and the minimum right end time Rmin in the step S8. It is registered as the minimum left end time Lmin.
[0024]
As described above, when the right side plot D (Rmin) whose slope shows the minimum value when the left side plot is D (1) is obtained, in step S9, the transmission time difference ΔT [= Ts (Rmin) − Ts (Lmin)].
[0025]
In step S10, the transmission time difference ΔT at the time when the gradient is the minimum with respect to the current left end plot is compared with the longest time difference ΔTmax of the transmission time difference up to the present time. In S11, the value of the minimum right end time Rmin is set to the left end time L in order to set the next left end plot to the current right plot position. In step S12, it is determined whether or not a plot exists on the right side of the new left plot, and if so, the process returns to step S3 and the above-described processes are repeated.
[0026]
On the other hand, in step S10, if the current time difference ΔT is longer than the longest time difference ΔTmax so far, the process proceeds to step S13. In step S13, the "longest left end time Lmax" defining the left side of the two plots having the longest transmission time difference is updated to the value of the minimum left end time Lmin, and the "longest right end time Rmax" defining the right side is updated. The value is updated to the value of the minimum right end time Rmin, and the longest time difference ΔTmax is updated to the value of the transmission time difference ΔT.
[0027]
Returning to FIG. 1, when the left plot D (Lmax) and the right plot D (Rmax) whose slope shows the minimum value and the time difference shows the longest value are obtained as described above, the non-variable component function detection unit 34 Then, a linear function passing through each plot D (Lmax), D (Rmax) is obtained, and this is registered as the time function F (i) of the non-variable component. The fluctuation component (jitter) extraction unit 35 subtracts the operation value of the time function F (i) from each of the total delay times D (i), as shown in FIG. 5, to extract only the jitter component Z (i). Selectively detect.
[0028]
As described above, according to the present embodiment, even if there is a time error between the time timer 21a of the sending terminal 2 and the time timer 31a of the receiving terminal 3, the transmission timer registered in each test packet TP (i). Based on the time Ts (i) and the reception time Tr (i) of the test packet measured on the receiving side of the test packet, the delay time fluctuation component, that is, the jitter Z (i) in the transmission path 1 is accurately determined. Can be measured.
[0029]
FIG. 6 is a block diagram of a second embodiment of the present invention, wherein the same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts.
[0030]
In the first embodiment described above, the non-variable component function F (i) of delay time and the jitter Z (i) are obtained based on all the measured total delay times D (i). The total delay time D (i) also includes illegal data that has been specifically and significantly delayed due to an accidental delay cause, and it is desirable to remove such illegal data in advance. Therefore, in the second embodiment of the present invention, the measurement result selection unit 36 is added to remove invalid data based on the correlation between the detected total delay times D (i).
[0031]
FIGS. 7 and 8 are diagrams schematically showing a method of eliminating invalid data by the measurement result selection unit 36. In this example, two arbitrary continuous total delay times D (j-1) and D (j ) And remove the improper data. In the present embodiment, the limit value at which the sending-side time timer 21a can be delayed with respect to the receiving-side time timer 31a and the limit value at which the receiving-side time timer 31a can be delayed with respect to the sending-side time timer 21a have slopes of ±. It is set in advance as a linear function of Dm.
[0032]
Here, as shown in FIG. 7, the total delay time D (j) is different from the total delay time D (j-1) by the allowable delay time ΔDref [= ± Dm · {between the time timers 21a and 31a. Ts (j) -Ts (j-1)}], the total delay time D (j) can be regarded as invalid data.
[0033]
Similarly, as shown in FIG. 8, if the total delay time D (j-1) is delayed from the total delay time D (j) by more than the allowable delay time ΔDref, the total delay time D (j-1 ) Can be considered invalid data.
[0034]
Therefore, in the present embodiment, two consecutive total delay times D (j−1) and D (j) or two arbitrary total delay times D (i) and D (j) are determined according to the algorithm shown in the flowchart of FIG. The invalid data is excluded based on whether or not the correlation shown in (j) is the relationship shown in FIGS. In the flowchart of FIG. 9, an example will be described in which invalid data is excluded based on the correlation between two consecutive total delay times D (j−1) and D (j).
[0035]
In step S31, an initial value 2 is set to a variable j for defining two samples D (j-1) and D (j) to be sorted. In step S32, the difference [Ts (j) between the coefficient Dm and the sending time of each of the samples D (j-1) and D (j) in consideration of the time difference between the time timers 21a and 31a on the sending and receiving sides. ) −Ts (j−1)] to calculate the allowable delay time ΔDref.
[0036]
In step S33, a difference value obtained by subtracting the sample D (j-1) from the sample D (j) is compared with the allowable delay time ΔDref. If the difference value exceeds the allowable delay time ΔDref, each sample D ( j-1) and D (j) are determined to be as shown in FIG. 7, and in step S34, the sample D (j) is excluded as invalid data.
[0037]
In step S35, the difference value obtained by subtracting the sample D (j) from the sample D (j-1) is compared with the allowable delay time ΔDref. If the difference value exceeds the allowable delay time ΔDref, each sample is compared. It is determined that the relative relationship between D (j-1) and D (j) is as shown in FIG. 8, and in step S36, the sample D (j-1) is excluded as invalid data.
[0038]
In step S37, the variable j is incremented. In step S38, it is determined whether or not the determination process for all the samples has been completed. If not, the process returns to step S32 and the above-described processes are repeated.
[0039]
As described above, when the elimination of the improper total delay time D (i) is completed, the non-variable component function detection unit 34 determines the non-variable component function F (i) based on the remaining total delay time D (i). , And the fluctuation component extraction unit 35 extracts the jitter Z (i).
[0040]
As described above, according to the present embodiment, data that has been incorrectly delayed due to an accidental delay cause is removed in advance, so that a fluctuation component of the delay time can be obtained at high speed.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, even if there is a time error between the time timer of the sending terminal and the time timer of the receiving terminal, the sending time registered in the test packet on the sending side of the test packet and the receiving time of the test packet Based on the reception time of the test packet measured on the side, the fluctuation component of the delay time in the transmission path, that is, the jitter can be accurately measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram plotting a time distribution of a total delay time.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a method of detecting a non-variation component function F (i) of a delay time.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of detecting a non-variable component function F (i).
FIG. 5 is a diagram showing a detection result of a jitter component.
FIG. 6 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method for eliminating illegal data.
FIG. 8 is a diagram for explaining a method for eliminating illegal data.
FIG. 9 is a flowchart showing a method for eliminating illegal data.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transmission path, 2 ... Sending terminal, 3 ... Receiving terminal, 21 ... Test packet sending part, 21a ... Sending time timer, 31 ... Test packet receiving part, 31a ... Receiving time timer, 32 ... Sending time extraction Section, 33: total delay time detecting section, 34: non-variable component detecting section, 35: variable component extracting section, 36: measurement result selecting section

Claims (4)

送出側時刻タイマを含み、複数のテストパケットに、その送出時刻を登録して測定対象伝送路へ送出するテストパケット送出手段と、
受信側時刻タイマを含み、前記テストパケットを前記測定対象伝送路から受信し、その受信時刻を検知するテストパケット受信手段と、
受信された各テストパケットに登録された送出時刻を抽出する送出時刻抽出手段と、
受信した各テストパケットごとに、前記抽出した送出時刻と前記検知した受信時刻との時刻差に基づいて総遅延時間を検知する総遅延時間検出手段と、
前記各テストパケットごとに求められた各総遅延時間に基づいて、当該各総遅延時間のうち、前記送出側および受信側時刻タイマ間の相対的な精度誤差に起因した時刻誤差成分および測定対象伝送路に固有の固定的な遅延成分の和である非変動成分の時間関数を検出する非変動成分関数検出手段と、
前記総遅延時間および非変動成分の時間関数に基づいて、各総遅延時間に含まれる変動成分を抽出する変動成分抽出手段とを含むことを特徴とするパケット交換網における遅延時間の変動成分測定装置。
A test packet sending means including a sending side time timer, registering the sending time in a plurality of test packets, and sending the registered time to the transmission path to be measured;
A test packet receiving means including a receiving side time timer, receiving the test packet from the transmission line to be measured, and detecting the reception time,
Sending time extracting means for extracting the sending time registered in each received test packet;
For each received test packet, a total delay time detecting means for detecting a total delay time based on a time difference between the extracted transmission time and the detected reception time,
Based on each total delay time obtained for each test packet, a time error component and a measurement target transmission of the total delay time due to a relative accuracy error between the sending side and receiving side time timers. Non-variable component function detecting means for detecting a time function of a non-variable component that is a sum of fixed delay components specific to the road;
A variable component extracting means for extracting a variable component included in each total delay time based on the total delay time and a time function of the non-variable component. .
前記各総遅延時間のうち、一のテストパケットに関して求められた第1の総遅延時間を、他の一のテストパケットに関して求められた第2の総遅延時間と比較し、前記第1の総遅延時間が第2の総遅延時間に対して予定の関係にないと、当該第1の総遅延時間を不当な測定結果と判定する測定結果選別手段をさらに具備し、
前記非変動成分関数抽出手段および変動成分抽出手段は、前記不当な測定結果と判定されなかった各総遅延時間に基づいて、それぞれ前記非変動成分関数および変動成分を求めることを特徴とする請求項1に記載のパケット交換網における遅延時間の変動成分測定装置。
Comparing a first total delay time determined for one test packet with a second total delay time determined for another test packet, the first total delay; Measuring time selecting means for judging the first total delay time as an invalid measurement result when the time is not in a predetermined relationship with the second total delay time;
The non-variable component function extracting unit and the variable component extracting unit determine the non-variable component function and the variable component, respectively, based on each of the total delay times not determined as the invalid measurement result. 2. The delay time fluctuation component measuring device in the packet switching network according to 1.
前記予定の関係は、前記受信側および送出側の各時刻タイマ間の時刻誤差として予測される値の限界値に基づいて決定されることを特徴とする請求項2に記載のパケット交換網における遅延時間の変動成分測定装置。3. The delay in the packet switching network according to claim 2, wherein the schedule relationship is determined based on a limit value of a value predicted as a time error between the time timers on the receiving side and the sending side. Time fluctuation component measurement device. 前記非変動成分関数検出手段は、前記各テストパケットごとに求められた各総遅延時間の時間分布の下限域を代表する回帰直線を、前記非変動成分の時間関数とすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のパケット交換網における遅延時間の変動成分測定装置。The non-variable component function detecting means sets a regression line representing a lower limit of a time distribution of each total delay time obtained for each of the test packets as a time function of the non-variable component. Item 4. An apparatus for measuring a fluctuation component of delay time in a packet switching network according to any one of Items 1 to 3.
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