特開 2023-117556 パケットロス検出システムおよびパケットロス検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023117556

(43)【公開日】2023-08-24

(54)【発明の名称】パケットロス検出システムおよびパケットロス検出方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 43/0829 20220101AFI20230817BHJP

   H04L 65/80 20220101ALI20230817BHJP

   H04M 11/00 20060101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

H04L43/0829

H04L65/80

H04M11/00 302

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022020180

(22)【出願日】2022-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】松浦 吉祐

【テーマコード（参考）】

5K201

【Ｆターム（参考）】

5K201AA01

5K201CA02

5K201CD10

5K201EA05

5K201FA02

(57)【要約】

【課題】ネットワークを介して通話を行う際、開始時または終話時のパケット損失を検出することができるパケットロス検出システムおよびパケットロス検出方法を得る。
【解決手段】音声データを含むパケットを、ネットワークを介して送受信するネットワーク通信部と、音声信号をパケットに変換し、音声データを音声信号に変換して出力する音声通信部と、ネットワークから受信したパケットである受信パケットから音声データを抽出して音声通信部に送信し、音声通信部から受信するパケットを送信パケットとしてネットワークに送信する送受信部と、受信パケットの損失の有無を判定する判定部とを有し、送受信部は送信パケット数と受信パケット数とを抽出し、判定部は、送信パケット数と受信パケット数とを比較し、受信パケット数が送信パケット数よりも小さい場合、受信パケットの損失があると判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

音声データを含むパケットを、ネットワークを介して通信先と送受信するネットワーク通信部と、
入力される音声信号を前記パケットに変換し、受信した音声データを音声信号に変換して出力する音声通信部と、
前記ネットワークから前記ネットワーク通信部によって受信された前記パケットである受信パケットから前記音声データを抽出して前記音声通信部に送信し、前記音声通信部から受信する前記パケットを送信パケットとして前記ネットワーク通信部を介して前記ネットワークに送信する送受信部と、
前記受信パケットの損失の有無を判定する判定部と、を有し、
前記送受信部は、前記送信パケットの数である送信パケット数と前記受信パケットの数である受信パケット数とを抽出し、
前記判定部は、前記送受信部が抽出した前記送信パケット数と前記受信パケット数とを比較し、前記受信パケット数が前記送信パケット数よりも小さい場合、前記受信パケットの損失があると判定する、
パケットロス検出システム。

【請求項2】

前記ネットワーク通信部によって受信される前記パケットには、送信された順番を示す、連続したシーケンス番号が付されており、
前記送受信部は、前記受信パケットの前記シーケンス番号を基に、欠落したシーケンス番号に対応する前記受信パケットの数である受信パケット損失数を抽出し、
前記判定部は、前記受信パケット数と前記受信パケット損失数との合計が前記送信パケット数よりも小さい場合、前記受信パケットの前後で前記パケットの損失があると判定する、
請求項１に記載のパケットロス検出システム。

【請求項3】

ネットワークを介して送受信される、音声データを含むパケットの損失を検出するパケットロス検出方法であって、
前記ネットワークを介して受信した前記パケットである受信パケットから前記音声データを抽出し、入力される前記音声データを含む前記パケットを送信パケットとして前記ネットワークに送信するステップと、
前記送信パケットの数である送信パケット数と前記受信パケットの数である受信パケット数とを抽出するステップと、
抽出された前記送信パケット数と前記受信パケット数とを比較し、前記受信パケット数が前記送信パケット数よりも小さい場合、前記受信パケットの損失があると判定するステップと、
を有するパケットロス検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ネットワークを介して送受信されるパケットの損失を検出するパケットロス検出システムおよびパケットロス検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、インターネットの普及に伴い、インターネット上でＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）技術を利用してＩＰ電話による通話を可能にしたＩＰ電話サービスが提供されるようになった。ＩＰ電話は、主にＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて呼制御が実現される。ＩＰ電話では、音声データにＲＴＰ（Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダが付与されたパケットであるＲＴＰパケットが、インターネットを介して送受信される。

【0003】

しかし、ＩＰ電話は、インターネット上の通信経路の障害または通信機器の障害などによって、ＲＴＰパケットが通信途中で損失してしまうことがある。ＩＰ電話サービスにおいて、ＲＴＰパケットが通信途中で損失するパケット損失（パケットロス）が発生すると、音声の途切れが発生し、顧客へのサービス品質に影響が出る。

【0004】

そのため、ＲＴＰパケットを監視して音声途切れの発生を検出する機能を通信機器に備えたものがある。ＩＰ電話機において、パケット損失を検出すると、損失したパケットに含まれる音声データを補完する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたＩＰ電話装置は、パケット損失の発生を、受信するパケットの順序を示すシーケンス番号に基づいて検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９－１８１０５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示されたＩＰ電話装置は、通話の途中で発生するパケット損失を検出できるが、通話の開始時または終話時のパケット損失を検出できない。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るパケットロス検出システムは、音声データを含むパケットを、ネットワークを介して通信先と送受信するネットワーク通信部と、入力される音声信号を前記パケットに変換し、受信した音声データを音声信号に変換して出力する音声通信部と、前記ネットワークから前記ネットワーク通信部によって受信された前記パケットである受信パケットから前記音声データを抽出して前記音声通信部に送信し、前記音声通信部から受信する前記パケットを送信パケットとして前記ネットワーク通信部を介して前記ネットワークに送信する送受信部と、前記受信パケットの損失の有無を判定する判定部と、を有し、前記送受信部は、前記送信パケットの数である送信パケット数と前記受信パケットの数である受信パケット数とを抽出し、前記判定部は、前記送受信部が抽出した前記送信パケット数と前記受信パケット数とを比較し、前記受信パケット数が前記送信パケット数よりも小さい場合、前記受信パケットの損失があると判定するものである。

【0008】

本発明に係るパケットロス検出方法は、ネットワークを介して送受信される、音声データを含むパケットの損失を検出するパケットロス検出方法であって、前記ネットワークを介して受信した前記パケットである受信パケットから前記音声データを抽出し、入力される前記音声データを含む前記パケットを送信パケットとして前記ネットワークに送信するステップと、前記送信パケットの数である送信パケット数と前記受信パケットの数である受信パケット数とを抽出するステップと、抽出された前記送信パケット数と前記受信パケット数とを比較し、前記受信パケット数が前記送信パケット数よりも小さい場合、前記受信パケットの損失があると判定するステップと、を有するものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、受信パケット数と送信パケット数とを比較することで、パケット損失の有無が判定される。そのため、通話の途中で発生するパケット損失だけでなく、通話の開始時および通話終了時に発生するパケット損失を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１のパケットロス検出システムを含む通信システムの一構成例を示すブロック図である。

【図2】図１に示したＩＰ通信網を介して送受信されるパケットの一構成例を示す図である。

【図3】図２に示すパケットに付与されたＲＴＰヘッダの一構成例を示す図である。

【図4】図１に示したＶｏＩＰ－ＧＷ１１の一構成例を示すブロック図である。

【図5】パケット損失がない場合の複数の受信パケットのシーケンス番号の一例を示す図である。

【図6】途中でパケット損失が発生した場合の複数の受信パケットのシーケンス番号の一例を示す図である。

【図7】通話開始時にパケット損失が発生した場合のシーケンス番号の一例を示す図である。

【図8】通話終了の直前にパケット損失が発生した場合のシーケンス番号の一例を示す図である。

【図9】実施の形態１におけるＶｏＩＰ－ＧＷの動作手順の一例を示すフローチャート図である。

【図10】実施の形態２におけるＶｏＩＰ－ＧＷの動作手順の一例を示すフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

実施の形態１．
本実施の形態１のパケットロス検出システムを含む通信システムの構成を説明する。図１は、実施の形態１のパケットロス検出システムを含む通信システムの一構成例を示すブロック図である。

【0012】

通信システム１０は、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１と、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２と、電話機２１と、電話機２２と、ＳＩＰサーバ３１とを有する。ＶｏＩＰ－ＧＷ１１、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２およびＳＩＰサーバ３１は、ＩＰ通信網１００と接続される。電話機２１は、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１を介してＩＰ通信網１００と接続される。電話機２２は、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２を介してＩＰ通信網１００と接続される。電話機２２は、電話機２１のユーザが電話機２１を介して通話する相手が使用する電話機である。

【0013】

ＩＰ通信網１００は、ＩＰ通信を行う複数の通信装置（図示せず）を含み、これら複数の通信装置が有線および無線によって接続されたネットワークである。本実施の形態１においては、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２およびＳＩＰサーバ３１が接続されるネットワークがインターネットの場合で説明するが、ネットワークはインターネットに限らない。

【0014】

ＶｏＩＰ－ＧＷ１１は、ＳＩＰによるＶｏＩＰ機能を備え、電話機２１とＩＰ通信網１００との間の通信を中継するゲートウェイ装置である。ＶｏＩＰ－ＧＷ１２は、ＳＩＰによるＶｏＩＰ機能を備え、電話機２２とＩＰ通信網１００との間の通信を中継する。ＳＩＰサーバ３１は、ＩＰ通信網１００において、ＳＩＰを用いた呼制御によって、電話機２１およびお電話機２２間の通話機能を実現させるサーバである。

【0015】

電話機２１は、マイク（図示せず）を介して入力される音声をアナログ信号からデジタル信号に変換してＶｏＩＰ－ＧＷ１１に送信し、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１から受信する音声信号をデジタル信号からアナログ信号に変換してスピーカ（図示せず）から音声を出力する。電話機２２は、マイク（図示せず）を介して入力される音声をアナログ信号からデジタル信号に変換してＶｏＩＰ－ＧＷ１２に送信し、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２から受信する音声信号をデジタル信号からアナログ信号に変換してスピーカ（図示せず）から音声を出力する。

【0016】

なお、本実施の形態１においては、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１およびＶｏＩＰ－ＧＷ１２を同一の構成として、以下では、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１の構成を詳細に説明し、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２について詳細な説明を省略する。ＶｏＩＰ－ＧＷ１２は、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１と同一の構成の場合に限らず、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１とは異なる構成であってもよい。

【0017】

次に、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１およびＶｏＩＰ－ＧＷ１２との間で、ＩＰ通信網１００を介して送受信されるパケットの構成を説明する。図２は、図１に示したＩＰ通信網を介して送受信されるパケットの一構成例を示す図である。図３は、図２に示すパケットに付与されたＲＴＰヘッダの一構成例を示す図である。

【0018】

図２に示すように、パケット５０は、音声データにＲＴＰヘッダ、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダおよびＩＰヘッダが付与された構成である。なお、図２には示していないが、パケット５０にエラーチェック用のコードが付与されていてもよい。

【0019】

ＩＰヘッダは、送信先ＩＰアドレスおよび送信元ＩＰアドレスの情報を含む。ＵＤＰヘッダは、コネクションレス通信のパケットに付与されるものである。音声通信はリアルタイム性が重視されるため、音声データを含むパケット５０には、通信の信頼性を重視するＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）よりもＵＤＰが適用される。ＵＤＰヘッダは、送信元ポート番号、送信先ポート番号およびパケットの全長サイズなどのパラメータの情報を含む。

【0020】

ＲＴＰヘッダは、音声および映像などリアルタイム通信が必要なデータに付与される。ＲＴＰヘッダは、図３に示すように、送信されるパケットの順番を示すシーケンス番号およびリアルタイム再生を可能にするためのタイムスタンプの情報を含む。ＲＴＰヘッダは、これらの情報の他に、バージョン番号（Ｖ）、ペイロードタイプ（ＰＴ）および同期送信元識別子などのパラメータの情報を含む。ペイロードタイプは、伝送される音声データのコード（符号化）の種類を示す情報である。

【0021】

一般的に、２つの通信装置間で図２に示したパケット５０を、ＩＰ通信網１００を介して送受信する場合、２つの通信装置の内部において、パケット５０の処理は階層化された複数の階層で順に処理される。例えば、複数の階層が最下層のネットワーク層からトランスポート層、セッション層および最上層のアプリケーション層に順に階層化されている場合を考える。

【0022】

２つの通信装置のうち、送信元の通信装置は、はじめにアプリケーション層において、音声信号を分割して音声データを含むパケットを生成する。次に、送信元の通信装置は、セッション層において、音声データのパケットにＲＴＰヘッダを付与する。続いて、送信元の通信装置は、トランスポート層において、ＲＴＰヘッダが付与されたパケットにＵＤＰヘッダを付与する。さらに、送信元の通信装置は、ネットワーク層において、ＵＤＰヘッダが付与されたパケットにＩＰヘッダを付与したパケット５０を生成する。そして、送信元の通信装置は、生成したパケット５０を、ＩＰ通信網１００を介して送信先の通信装置に送信する。

【0023】

一方、送信先の通信装置は、送信元の通信装置からパケット５０を受信すると、ネットワーク層において、ＩＰヘッダの情報を読み出し、パケット５０からＩＰヘッダを外して上位層のトランスポート層の処理を行う。送信先の通信装置は、トランスポート層において、ＵＤＰヘッダの情報を読み出し、パケットからＵＤＰヘッダを外して上位層のセッション層の処理を行う。送信先の通信装置は、セッション層において、ＲＴＰヘッダの情報を読み出し、パケットからＲＴＰヘッダを外して最上位のアプリケーション層の処理を行う。そして、送信先の通信装置は、アプリケーション層において、パケット５０から抽出された音声データを音声信号に変換し、既に音声データから変換処理した音声信号につなげて出力する。

【0024】

このようにして、送信元の通信装置では、音声データが上位層から下位層に順に処理されることでパケット５０が生成され、送信先の通信装置では、パケット５０が下位層から上位層に順に処理されることで音声データに復元される。以下では、ＲＴＰヘッダが付与されたパケット５０による通信を、ＲＴＰ通信と称する。

【0025】

次に、図１に示したＶｏＩＰ－ＧＷ１１の構成を、図４を参照して説明する。図４は、図１に示したＶｏＩＰ－ＧＷ１１の一構成例を示すブロック図である。ここでは、主にＶｏＩＰ－ＧＷ１１がＶｏＩＰ－ＧＷ１２と通信する場合について説明する。図４に示すようにＶｏＩＰ－ＧＷ１１は、ＩＰ通信インタフェース１と、ＩＰ通信部２と、ＳＩＰ通信部３と、音声通信部４と、電話インタフェース５と、送受信部６と、音声品質監視部７とを有する。

【0026】

ＩＰ通信インタフェース１は、ＩＰ通信を行うための通信インタフェースとなるデバイスであり、ＩＰ通信網１００と接続される。ＩＰ通信部２は、ＳＩＰ通信部３または送受信部６から受け取るパケットを、ＩＰ通信インタフェース１を介してＩＰ通信網１００に送信する際、パケットにＩＰヘッダと、ＵＤＰヘッダまたはＴＣＰヘッダとを付与して送信する。ＩＰ通信部２は、ＩＰ通信インタフェース１を介して、ＩＰ通信網１００からパケット５０を受信すると、パケット５０のＩＰヘッダと、ＵＤＰヘッダまたはＴＣＰヘッダとを読み出すとともにこれらのヘッダを外してＳＩＰ通信部３または送受信部６に渡す。

【0027】

また、ＩＰ通信部２は、電話機２１および電話機２２間の呼制御の際、ＩＰ通信インタフェース１を介して、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２またはＳＩＰサーバ３１とＴＣＰ／ＩＰにしたがってパケットを送受信するＩＰ通信を行う。ＩＰ通信部２は、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２とパケット５０を送受信する際、ＩＰ通信インタフェース１を介して、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２とＵＤＰ／ＩＰにしたがってパケット５０を送受信するＩＰ通信を行う。ＩＰ通信部２は、本発明におけるネットワーク通信部に相当する。

【0028】

ＳＩＰ通信部３は、ＩＰ通信部２を介して、ＳＩＰにしたがって通信する。ＳＩＰ通信部３は、ＳＩＰセッションを確立させる際、ＳＩＰサーバ３１と通信し、音声通話に使用するＲＴＰのパラメータを決定し、決定したパラメータの情報を送受信部６に通知する。また、ＳＩＰ通信部３は、電話機２１および電話機２２を介して行われる通話開始時および終話時の呼制御を行う。なお、本実施の形態１においては、電話機２１および電話機２２間の通信対象が音声の場合で説明するが、ビデオ電話のように映像も通信対象になる場合、ＳＩＰ通信部３は、映像に使用するＲＴＰのパラメータを決定する。

【0029】

送受信部６は、ＩＰ通信網１００を介して通信先のＶｏＩＰ－ＧＷ１２から受信するパケットである受信パケットからＲＴＰヘッダの情報を読み出し、受信パケットから音声データを抽出して音声通信部４に渡す。また、送受信部６は、音声通信部４から受信する音声データを通信先のＶｏＩＰ－ＧＷ１２に送信するパケットである送信パケットに変換する。その際、送受信部６は、ＳＩＰ通信部３によって決定されたパラメータの情報を書き込んだＲＴＰヘッダを送信パケットに付与する。送受信部６は、電話機２１と電話機２２との呼制御の開始から終了まで、送信パケットの数である送信パケット数および受信パケットの数である受信パケット数をカウントする。以下では、送信パケット数をＣＴとし、受信パケット数をＣＲとする。

【0030】

音声通信部４は、電話インタフェース５から音声信号を受信すると、音声信号を音声データに変換し、音声データを含むパケットを送受信部６に送信する。音声通信部４は、送受信部６からパケットを受け取ると、パケットから音声データを抽出し、抽出した音声データを音声信号に変換して電話インタフェース５に送信する。電話インタフェース５は、電話機２１と音声信号を送受信するためのインタフェースとなるデバイスであり、電話機２１と接続される。

【0031】

音声品質監視部７は、判定部８を含む。音声品質監視部７は、音声通信部４から音声通話に関連するパケット５０の通信に関する統計情報を取得し、音声途切れの発生など、品質に関する問題を検出する。音声品質監視部７は、品質問題を検出すると、検出した品質問題を、ログまたはアラームなどによってユーザに通知する。

【0032】

判定部８は、送受信部６が抽出した送信パケット数ＣＴおよび受信パケット数ＣＲを送受信部６から取得して、送信パケット数ＣＴと受信パケット数ＣＲとが等しいか否かを判定する。判定部８は、受信パケット数ＣＲが送信パケット数ＣＴよりも小さい場合、受信パケットの損失が発生したと判定し、受信パケット数ＣＲが送信パケット数ＣＴと等しい場合、受信パケットの損失が発生していないと判定する。一般的に通話は電話機２１のユーザと電話機２２のユーザとの双方向で行われるため、ＲＴＰ通話のデータ通信は送信と受信が同時に行われ、送信パケット数および受信パケット数が同等になるからである。本実施の形態１の場合、電話機２１および電話機２２を用いてユーザ同士が通話する間、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２からＶｏＩＰ－ＧＷ１１に送信されるパケットの数が受信パケット数ＣＲと等しい。

【0033】

ここで、図４に示したＶｏＩＰ－ＧＷ１１のハードウェア構成の一例を説明する。ＶｏＩＰ－ＧＷ１１は、図に示さないメモリおよびＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する。メモリが記憶するプログラムをＣＰＵが実行することで、ＩＰ通信部２、ＳＩＰ通信部３、音声通信部４、音声品質監視部７および送受信部６が構成される。または、ＩＰ通信部２、ＳＩＰ通信部３、音声通信部４、音声品質監視部７および送受信部６の一部もしくは全部がＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の専用回路で構成されてもよい。

【0034】

本実施の形態１においては、本発明のパケットロス損失システムがＶｏＩＰ－ＧＷ１１に構成される場合で説明するが、上述したＶｏＩＰ－ＧＷ１１の機能の一部が他の装置、例えば、電話機２１またはＩＰ通信網１００内のルータ等の通信装置（図示せず）に設けられていてもよい。次に、本実施の形態１のＶｏＩＰ－ＧＷ１１の動作を説明する前に、比較例のゲートウェイ装置の動作を説明する。

【0035】

ここでは、比較例のゲートウェイ装置（図示せず）が、特許文献１に開示されたＩＰ電話装置のように、パケット損失の発生を、送信されるパケットの順序を示すシーケンス番号に基づいて検出する機能を備えているものとする。この場合、比較例のゲートウェイ装置は、通話の途中で発生するパケット損失を検出できるが、通話の開始時および終話時のパケット損失は検出できない。このことを、具体的に説明する。

【0036】

図２および図３を参照して説明したように、ＲＴＰ通信は、リアルタイム性が重視されるため、ＵＤＰで行われる。ＵＤＰはコネクションレス通信であるため、トランスポート層およびセッション層の処理ではパケット損失を検出できず、これらの階層よりも上位の階層でパケット損失を検出する必要がある。そのため、比較例のゲートウェイ装置は、セッション層において、ＲＴＰヘッダに書き込まれたシーケンス番号を監視して、パケット損失を検出する。

【0037】

シーケンス番号は、送信パケット付与される連続した番号であり、パケットの送信毎に順に１つずつ大きい番号が付与される。比較例のゲートウェイ装置は、受信するパケットのシーケンス番号を順に読み出すとき、シーケンス番号が不連続になっていると、パケット損失が発生したことを検出できる。また、比較例のゲートウェイ装置は、不連続のシーケンス番号のパケット数をカウントすることで、どの程度の音声途切れが発生したか確認できる。

【0038】

図５は、パケット損失がない場合の複数の受信パケットのシーケンス番号の一例を示す図である。図５に示すように、一連の複数の受信パケットのシーケンス番号が連続している。この場合、１０個のパケットを受信して、パケット損失がなく、音声の品質に問題がないことがわかる。比較例のゲートウェイ装置は、受信数＝１０、損失数＝０と判定する。

【0039】

図６は、途中でパケット損失が発生した場合の複数の受信パケットのシーケンス番号の一例を示す図である。図６に示すように、複数の受信パケットのシーケンス番号が連続していない。図６に示す例においては、途中、シーケンス番号５～７が欠落し、３つのパケットが損失しており、音声に途切れが発生していることがわかる。比較例のゲートウェイ装置は、受信数＝１０、損失数＝３と判定する。

【0040】

しかし、比較例のゲートウェイ装置は、図６に示すような、シーケンス番号の途中が欠落している場合しか、パケット損失を検出できない。以下に、比較例のゲートウェイ装置が検出できないパケット損失の具体例を２つ説明する。

【0041】

１つ目は、通話開始直後にパケット損失が発生する場合である。図７は、通話開始時にパケット損失が発生した場合のシーケンス番号の一例を示す図である。シーケンス番号が推測され、なりすまし等の攻撃を受けることを避けるというセキュリティ上の観点から、音声通話の通信開始時の最初のシーケンス番号はランダムになっている。ＲＴＰには通信開始時のシーケンス番号をネゴシエーションする仕組みもないので、送信先の通信装置は、シーケンス番号が何番から開始するか、事前に知ることはできない。

【0042】

そのため、通話開始直後にパケット損失が発生した場合、シーケンス番号を見ただけでは、最初に受信したパケットのシーケンス番号が正常な先頭の番号なのか、先頭の番号でないのか見分けがつかないので、パケット損失を検出できない。図７に示す例は、通話開始後、シーケンス番号１～５の５つのパケットが受信されなかった状態を示す。図７に示す例の場合、比較例のゲートウェイ装置は、受信数＝５、損失数＝０と判定してしまう。この場合、比較例のゲートウェイ装置は、損失したパケット数を求めることもできない。

【0043】

２つ目は、通話が終了する際にパケット損失が発生する場合である。図８は、通話終了の直前にパケット損失が発生した場合のシーケンス番号の一例を示す図である。図８は、終話直前に、シーケンス番号５～１０の６つのパケットが受信されなかった状態を示す。図８に示す例の場合、パケット損失が発生している状態で通話が終了し、次のシーケンス番号が付されたパケットを受信できないまま通信が切断してしまうため、正常に停止した場合と見分けがつけられない。そのため、比較例のゲートウェイ装置は、受信数＝４、損失数＝０と判定してしまう。この場合についても、比較例のゲートウェイ装置は、損失したパケット数を求めることもできない。

【0044】

ここまで、比較例のゲートウェイ装置の動作を説明した。次に、本実施の形態１の通信システム１０の動作およびＶｏＩＰ－ＧＷ１１の動作を説明する。ここでは、電話機２１のユーザがオフフックして電話機２１から電話機２２に対して発信要求を行う場合で説明するが、電話機２２から電話機２１に対して着信要求を行ってもよい。図９は、実施の形態１におけるＶｏＩＰ－ＧＷの動作手順の一例を示すフローチャート図である。

【0045】

電話機２１からＶｏＩＰ－ＧＷ１１に対して発信要求があると、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１のＳＩＰ通信部３は、ＳＩＰサーバ３１およびＶｏＩＰ－ＧＷ１２と呼制御に必要な情報を送受信し、ＳＩＰにしたがって、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２とＳＩＰセッションを確立する。その際、ＳＩＰ通信部３は、ＳＩＰサーバ３１との間で、通話の音声通信に使用されるＲＴＰの各種パラメータ（送信元ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ＩＰアドレスおよび送信先ポート番号）のネゴシエーションも行う。ＳＩＰ通信部３は、ＳＩＰサーバ３１との間で決めたＲＴＰのパラメータを送受信部６に通知する。

【0046】

ＶｏＩＰ－ＧＷ１１とＶｏＩＰ－ＧＷ１２との間でＲＴＰ通信が可能になると、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１は、電話機２１から受信する音声信号をパケット５０に変換してＶｏＩＰ－ＧＷ１２に送信する。ＶｏＩＰ－ＧＷ１２は、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１から受信するパケット５０を音声信号に変換して電話機２２に送信する。ＶｏＩＰ－ＧＷ１２は、電話機２２から受信する音声信号をパケット５０に変換してＶｏＩＰ－ＧＷ１１に送信する。ＶｏＩＰ－ＧＷ１１は、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２から受信するパケット５０を音声信号に変換して電話機２１に送信する。このようにして、電話機２１と電話機２２との間で音声通話が行われる。その後、電話機２１または電話機２２のユーザがオンフックすることで、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１とＶｏＩＰ－ＧＷ１２との間の呼制御が終了し、音声通話が終了する。

【0047】

電話機２１と電話機２２とによる音声通話の間、送受信部６は、送信パケット数ＣＴおよび受信パケット数ＣＲのそれぞれをカウントして保持する。音声通話が終了すると、図９のステップＳ２０１において、送受信部６は、送信パケット数ＣＴおよび受信パケット数ＣＲを抽出する。そして、判定部８は、送信パケット数ＣＴおよび受信パケット数ＣＲの情報を送受信部６から取得し、受信パケット数ＣＲが送信パケット数ＣＴより小さいか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

【0048】

受信パケット数ＣＲが送信パケット数ＣＴと等しい場合、判定部８は、受信パケットの損失がないと判定する（ステップＳ２０３）。一方、ステップＳ２０２の判定処理の結果、受信パケット数ＣＲが送信パケット数ＣＴより小さい場合、判定部８は、受信パケットの損失があると判定する（ステップＳ２０４）。この場合、受信パケットの損失数をＣＬＬとすると、受信パケット損失数ＣＬＬを、ＣＬＬ＝ＣＴ－ＣＲの式を用いて算出してもよい。

【0049】

音声品質監視部７は、受信パケットの損失があると判定部８によって判定された場合、受信パケット損失数ＣＬＬを確認し、ログまたはアラームで電話機２１のユーザに、音声途切れが発生したことを通知する。ユーザへの通知方法は、電話機２１のスピーカ（図示せず）を介して音声で通知してもよく、電話機２１にディスプレイ（図示せず）が設けられている場合、ディスプレイにメッセージを表示して通知してもよい。

【0050】

本実施の形態１のパケットロス検出システムは、ＩＰ通信部２と、音声通信部４と、送受信部６と、判定部８とを有する。ＩＰ通信部２は、音声データを含むパケット５０を、ＩＰ通信網１００を介して通信先と送受信する。音声通信部４は、電話機２１から入力される音声信号を、音声データを含むパケットに変換し、送受信部６から受信した音声データを音声信号に変換して電話機２１に出力する。送受信部６は、ＩＰ通信網１００からＩＰ通信部２によって受信された受信パケットから音声データを抽出して音声通信部４に送信し、音声通信部４から受信するパケットを送信パケットとしてＩＰ通信部２を介してＩＰ通信網１００に送信する。判定部８は、受信パケットの損失の有無を判定する。送受信部６は、送信パケットの数である送信パケット数ＣＴと受信パケットの数である受信パケット数ＣＲとを抽出する。判定部８は、送受信部６が抽出した、送信パケット数ＣＴと受信パケット数ＣＲとを比較し、受信パケット数ＣＲが送信パケット数ＣＴよりも小さい場合、受信パケットの損失があると判定する。

【0051】

本実施の形態１によれば、音声品質を監視する際に、受信パケット数ＣＲと送信パケット数ＣＴとを比較することで、パケット損失の有無が判定される。そのため、ＲＴＰヘッダに書き込まれたシーケンス番号を用いないでパケット損失の有無を判定できるので、通話の途中で発生するパケット損失だけでなく、通話の開始時および通話終了時に発生するパケット損失を検出することができる。本実施の形態１によれば、既存のプロトコルの範囲で、パケット数の情報を用いて、通話開始時および終話時に発生するパケット損失の検出を実現することができ、特殊な音声データの解析機能を通信装置に実装する必要がない。

【0052】

実施の形態２．
本実施の形態２は、シーケンス番号も利用してパケット損失の発生を検出するものである。本実施の形態２において、実施の形態１と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、本実施の形態２においては、実施の形態１と異なる動作について詳しく説明し、実施の形態１と同様な動作についての詳細な説明を省略する。

【0053】

本実施の形態２の通信システム１０のおけるＶｏＩＰ－ＧＷ１１の構成を、図４を参照して説明する。本実施の形態２においては、送受信部６は、実施の形態１で説明した動作以外に、受信パケットのＲＴＰヘッダのシーケンス番号の情報を読み出し、通話途中で欠落するシーケンス番号を調べる。そして、送受信部６は、欠落したシーケンス番号から、通話途中で受信パケットが損失した数である受信パケット損失数をカウントして保持する。以下では、受信パケット損失数をＣＬとする。

【0054】

なお、本実施の形態２においても、本発明のパケットロス損失システムがＶｏＩＰ－ＧＷ１１に構成される場合で説明するが、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１の機能の一部が他の装置、例えば、電話機２１またはＩＰ通信網１００内のルータ等の通信装置（図示せず）に設けられていてもよい。

【0055】

次に、本実施の形態２のＶｏＩＰ－ＧＷ１１の動作を、図１０を参照して説明する。図１０は、実施の形態２におけるＶｏＩＰ－ＧＷの動作手順の一例を示すフローチャート図である。本実施の形態２においては、ＶｏＩＰ－ＧＷ１１、ＶｏＩＰ－ＧＷ１２およびＳＩＰサーバ３１による呼制御は、実施の形態１で説明した制御と同様になるため、その詳細な説明を省略する。

【0056】

電話機２１と電話機２２とによる音声通話の間、送受信部６は、送信パケット数ＣＴおよび受信パケット数ＣＲのそれぞれをカウントして保持する。また、送受信部６は、受信パケットのシーケンス番号を基に、欠落したシーケンス番号に対応する受信パケット損失数ＣＬをカウントして保持する。音声通話が終了すると、図１０のステップＳ３０１において、送受信部６は、送信パケット数ＣＴおよび受信パケット数ＣＲを抽出する。

【0057】

ステップＳ３０２において、送受信部６は、受信パケットのシーケンス番号を基に、欠落したシーケンス番号に対応する受信パケット損失数ＣＬを抽出する。そして、判定部８は、送信パケット数ＣＴ、受信パケット数ＣＲおよび受信パケット損失数ＣＬの情報を送受信部６から取得する。さらに、判定部８は、受信パケット数ＣＲと受信パケット損失数ＣＬとの和が送信パケット数ＣＴより小さいか否かを判定する（ステップＳ３０３）。

【0058】

受信パケット数ＣＲと受信パケット損失数ＣＬとの和が送信パケット数ＣＴと等しい場合、判定部８は、通話開始時および終話時に受信パケットの損失がないと判定する（ステップＳ３０４）。一方、ステップＳ３０２の判定処理の結果、受信パケット数ＣＲと受信パケット損失数ＣＬとの和が送信パケット数ＣＴより小さい場合、判定部８は、少なくとも通話開始時または終話時に受信パケットの損失があると判定する（ステップＳ３０５）。この場合、通話開始時および終話時の一方または両方における受信パケットの損失数をＣＬＬとすると、判定部８は、受信パケット損失数ＣＬＬを、ＣＬＬ＝ＣＴ－（ＣＲ＋ＣＬ）の式を用いて算出してもよい。

【0059】

音声品質監視部７は、受信パケットの損失があると判定部８によって判定された場合、受信パケット損失数ＣＬおよびＣＬＬを確認し、ログまたはアラームで電話機２１のユーザに、音声途切れが発生したことを通知する。ユーザへの通知方法は、電話機２１のスピーカ（図示せず）を介して音声で通知してもよく、電話機２１にディスプレイ（図示せず）が設けられている場合、ディスプレイにメッセージを表示して通知してもよい。

【0060】

本実施の形態２の効果を説明する。「受信パケット数＋通話途中の受信パケット損失数＜送信パケット数」の関係であれば、通話の開始時および終話時の一方または両方において、パケットが損失していることになる。従来技術では、通話の途中でのパケット損失を検出できるため、本実施の形態２を適用すれば、パケット損失が通話の途中または通話の開始時もしくは終話時のどのタイミングで発生するかが分かるようになる。電話の経路上にはルータおよびゲートウェイ装置など複数の通信装置があるため、ユーザの申告（通話のどのタイミングで音切れが起きているかの申告）と、各通信装置での検出結果（本実施の形態２の方法を用いて検出した通話の途中または通話の開始時もしくは終話時のいずれにおいてパケット損失が発生したかの検出結果）を比較することで、ユーザ申告に合致するパケット損失がどの通信装置で発生したかを特定するための手掛かりになる。

【0061】

例えば、ユーザが通話の開始時に音声が途切れていると、ＩＰ電話サービスを提供するＩＰ電話会社に申告してきたとき、ＩＰ電話会社の担当者は、その異常がどの通信装置で発生したのかを特定したいということが考えられる。この場合、複数の通信装置のうち、通話の途中でパケットの損失が検出された通信装置と、通話の開始時または終話時にパケットの損失が検出された通信装置がある場合、ユーザが申告してきた異常は、通話の開始時または終話時にパケットの損失が検出された通信装置に発生したと特定できる。

【0062】

本発明は、上述の実施の形態１および２に限らず、次のような他の利用形態にも適用することができる。
（応用例１）
実施の形態１および２においては、ＲＴＰ通信を音声通信に用いる場合で説明したが、映像通信に適用して、映像途切れを検出することもできる。
（応用例２）
実施の形態１および２においては、パケット損失の検出を音声途切れの検出とする場合で説明したが、ネットワークの通信品質の検査に適用することもできる。
（応用例３）
実施の形態１および２においては、通信パケット数のカウントを送受信部６が実行する場合で説明したが、パケット高速転送モジュールなどその他の通信機能部が実行してもよい。
（応用例４）
実施の形態１および２においては、ＲＴＰによる通信に適用する場合で説明したが、送受信を同時に行う通信であればその他のプロトコルにも適用することができる。

【符号の説明】

【0063】

１ ＩＰ通信インタフェース
２ ＩＰ通信部
３ ＳＩＰ通信部
４ 音声通信部
５ 電話インタフェース
６ 送受信部
７ 音声品質監視部
８ 判定部
１０ 通信システム
１１ ＶｏＩＰ－ＧＷ
１２ ＶｏＩＰ－ＧＷ
２１ 電話機
２２ 電話機
３１ ＳＩＰサーバ
５０ パケット
１００ ＩＰ通信網

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】