通信品質評価装置

【課題】ＣＰＵの演算速度および動作状態の影響を受けずにスループットを測定できる通信品質評価装置を提供する。
【解決手段】受信したパケットが受信確認を返送すべきパケットである受信確認返送対象パケットであるか否かを判定する受信確認返送要求部１１と、受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出されたデータのバイト数が予め定められた受信確認返送バイト数に到達したときに受信確認を送出する受信確認送出部１２と、受信確認返送要求部１１が最初の受信確認返送認対象パケットを受信したときにダウンロード時間の計時を開始し受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出されたデータのバイト数が予め定められた品質評価バイト数に到達したときにダウンロード時間の計時を停止するダウンロード時間計時部１３と、受信確認返送要求部１１および受信確認送出部１２をパケット通信回線３に接続する接続部１４とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信品質評価装置に係り、特に、ウエッブサーバからパケット通信回線を介してデータをダウンロードする際のダウンロードスループットを計測することによって、パケット通信回線の通信品質を評価することのできる通信品質評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パケット通信回線の通信品質を評価する方法として、ウエッブサーバからパケット通信回線を介してデータをダウンロードし、ダウンロードしたデータ量（例えばデータのバイト数）をダウンロードに要した時間で除したダウンロードスループットによって評価することが一般的である。
【０００３】
従来は、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣと記す）に品質評価プログラムをインストールすること等により構成された通信品質評価装置を特定のウエッブサーバに接続し、ウエッブサーバからバイト数が既知のデータをダウンロードし、ダウンロードに要した時間でダウンロードしたバイト数を除することによりダウンロードスループットを測定していた。
【０００４】
ウエッブサーバと通信品質評価装置との間の通信のプロトコルとしては、一般的にＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）が使用されるが、このプロトコルでは受信側が所定数のパケットを受信するたびに送信側に受信確認（Acknowledgement、以下Ackと記す）を送信する必要がある。
【０００５】
従来の通信品質評価装置では受信確認の返送処理をソフトウエアで実行しているので、処理速度は通信品質評価装置に搭載されたＣＰＵの演算速度およびＣＰＵの動作状態に依存することとなる。
【０００６】
従って、ダウンロードスループットを測定する場合にも、通信品質評価装置に搭載されているＣＰＵの演算速度および動作状態によってダウンロード時間が影響を受けることを回避できない。
【０００７】
そこで、受信側から受信確認を返送しないプロトコルであるＵＤＰ（User Datagram Protocol）にパケットが欠落した場合の処理を追加することにより、ダウンロードスループットおよび通信品質を高めたプロトコルが既に提案されており（例えば特許文献１参照）、このプロトコルを使用することによりＣＰＵの演算速度および動作状態の影響を削減することも考えられる。
【特許文献１】特開平１０−５６４７９号公報（［０００７］、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記提案に係るプロトコルは、受信側だけでなく送信側にも適用する必要があり、ＴＣＰ／ＩＰを採用する通常のウエッブサーバからのダウンロードスループットの測定には適用できないという課題がある。
【０００９】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、ＴＣＰ／ＩＰを採用する通常のウエッブサーバからのダウンロードスループットを測定することによってパケット通信回線の通信品質を評価する際にも、ＣＰＵの演算速度および動作状態の影響を排除することのできる通信品質評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る通信品質評価装置は、パケット通信回線を介してウエッブサーバに受信確認を返送すべき受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が予め定められた受信確認返送バイト数に到達したときに受信確認返送を要求する受信確認返送要求部と、前記受信確認返送要求に応じて前記ウエッブサーバに受信確認を送出する受信確認送出部と、前記受信確認返送要求部が通信品質評価開始後に最初の前記受信確認返送対象パケットを受信したときにダウンロード時間の計時を開始し、前記受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が予め定められた通信品質評価バイト数に到達したときに前記ダウンロード時間の計時を終了するダウンロード時間計時部と、前記受信確認返送要求部と前記受信確認送出部とを前記パケット通信回線に接続する接続部とを含む。
【００１１】
この構成により、ＣＰＵの演算速度および動作状態の影響を受けずにダウンロード時間を測定できることとなる。
【００１２】
本発明に係る通信品質評価装置は、前記受信確認返送要求部が、前記パケット通信回線を介して受信したパケットが前記受信確認返送対象パケットであるか否かを判定する受信確認返送対象パケット判定回路と、前記受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が前記受信確認返送バイト数に到達したときに到達時受信確認返送要求を発生する到達時受信確認返送要求発生回路と、前記到達時受信確認返送要求に基づいて受信確認返送要求を発生する受信確認返送要求発生回路と、前記受信確認返送対象パケットの受信確認番号に基づいて受信確認送出時のシーケンス番号を計算するシーケンス番号計算回路と、前記受信確認返送対象パケットのシーケンス番号と前記受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数とに基づいて受信確認送出時の受信確認番号を計算する受信確認番号計算回路とを含んでいてもよい。
【００１３】
本発明に係る通信品質評価装置は、前記受信確認返送要求部が、前記受信確認を送出後予め定められた受信確認タイムアウト時間以内に前記受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出されたデータのバイト数が前記受信確認返送バイト数に到達しなかったときに、タイムアウト時受信確認返送要求を発生するタイムアウト時受信確認返送要求発生回路を含み、前記受信確認返送要求発生回路が、前記タイムアウト時受信確認返送要求または前記到達時受信確認返送要求に基づいて受信確認返送要求を発生するものであってもよい。
【００１４】
本発明に係る通信品質評価装置は、前記受信確認返送要求部が、前記受信確認を送出後予め定められた受信確認返送対象パケットタイムアウト時間以内に前記受信確認返送対象パケットを受信しなかったときに受信確認返送対象パケットタイムアウトを検出する受信確認返送対象パケットタイムアウト検出回路を含んでいてもよい。
【００１５】
本発明に係る通信品質評価装置は、前記受信確認送出部が、前記シーケンス番号計算回路で計算された最新のシーケンス番号および前記受信確認番号計算回路で計算された最新の受信確認番号を受信確認パケットデータとして記憶する受信確認パケットデータ記憶回路と、前記受信確認パケットデータに基づいてパケットチェックサムを計算するパケットチェックサム計算回路と、前記受信確認返送要求を受信したときに前記最新のシーケンス番号および前記最新の受信確認番号をシーケンス番号および受信確認番号とし前記パケットチェックサムを格納した受信確認パケットを生成する受信確認パケット生成回路とを含んでいてもよい。
【００１６】
本発明に係る通信品質評価装置は、前記ダウンロード計時部が、前記受信確認返送対象パケット判定回路が最初の前記受信確認返送対象パケットを検出したときに前記ダウンロード時間の計時を開始するダウンロード時間計時回路と、前記受信確認返送対象パケットから抽出されたデータのバイト数を積算する抽出データバイト数積算回路と、前記受信確認返送対象パケットから抽出されたデータのバイト数の積算値が予め定められた前記通信品質評価データバイト数に到達したときに前記ダウンロード時間計時部に前記ダウンロード時間の計時停止指令を出力する計時停止指令出力回路とを含んでいてもよい。
【００１７】
本発明に係る通信品質評価装置は、前記品質評価バイト数を前記ダウンロード時間で除してダウンロードスループットを算出するダウンロードスループット算出部を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ＴＣＰ／ＩＰで必要となる受信確認を専用ハードウエアから送出することにより、ＣＰＵの演算速度および動作状態の影響を受けずにダウンロード時間を測定できるという効果を有する通信品質評価装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下図面を参照しつつ、本発明に係る通信品質評価装置の実施形態を説明する。
【００２０】
まず、本発明に係る通信品質評価装置の構成を説明する。
【００２１】
本発明に係る通信品質評価装置１は、図１に示すように、パケット通信回線３を介してウエッブサーバ２に受信確認を返送すべき受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が予め定められた受信確認返送バイト数に到達したときに受信確認返送を要求する受信確認返送要求部１１と、受信確認返送要求に応じてウエッブサーバ２に受信確認を送出する受信確認送出部１２と、受信確認返送要求部１１が通信品質評価開始後に最初の受信確認返送対象パケットを受信したときにダウンロード時間の計時を開始し受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が予め定められた通信品質評価バイト数に到達したときにダウンロード時間の計時を終了するダウンロード時間計時部１３と、受信確認返送要求部１１と受信確認送出部１２とをパケット通信回線３に接続する接続部１４とを含む。
【００２２】
図２は、本発明に係る通信品質評価装置１のハードウエア構成を示すブロック線図であって、通信品質評価装置１はパケット通信回線３を介してウエッブサーバ２と接続されている。
【００２３】
通信品質評価装置１は、ＯＳＩ参照モデルに準拠して構成されており、物理層４１、データリンク層４２およびトランスポート／ネットワーク層４３は専用ハードウエアにより構成されており、上位層４４（セッション層、プレゼンテーション層、およびアプリケーション層）はソフトウエアにより構成される。
【００２４】
物理層４１は、パケット通信回線３に接続される接続回路４１１と、パケット通信回線３から受信した受信信号を接続回路４１１から抽出し、パケット通信回線３に送信すべき送信信号を接続回路４１１に出力し接続回路４１１から受信信号を受信する物理Ｉ／Ｆ（インターフェイス）４１２と、送信すべきイーサネット（登録商標）パケットを物理Ｉ／Ｆ４１２に出力する送信物理Ｉ／Ｆ４１３と、受信信号からイーサネット（登録商標）パケットを生成する受信物理Ｉ／Ｆ４１４とを含む。
【００２５】
データリンク層４２は、送信すべきＴＣＰ／ＩＰパケットのフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）を計算してイーサネット（登録商標）パケットを生成するＦＣＳ計算回路４２１と、受信したイーサネット（登録商標）パケットから後流の処理で必要となる制御信号およびＴＣＰ／ＩＰパケットを生成する制御信号生成回路４２２とを含む。
【００２６】
トランスポート／ネットワーク層４３は、上位層４４からデータのストリーム送信の要求があったときにストリーム通信用のパケットを生成するストリームパケット生成回路４３１と、送信すべきパケットを選択する送信パケット選択回路４３２とを含む。
【００２７】
トランスポート／ネットワーク層４３は、さらに、受信確認返送要求部１１、受信確認送出部１２およびダウンロード時間計時部１３を含む。
【００２８】
なお、接続部１４は、物理層４１と、データリンク層４２と、トランスポート／ネットワーク層４３中の送信パケット選択回路４３２により構成される。
【００２９】
通信品質評価装置１の上位層４４は、ハードウエア的には、プログラムを実行するＣＰＵ４４１、プログラムおよび処理結果を記憶するメモリ４４２、および周辺機器Ｉ／Ｆ４４３がバスに接続された構成を有する。
【００３０】
なお、ストリームパケット生成回路４３１にストリームパケット用データを出力するデータメモリ４４４、ＣＰＵ４４１から送信すべきデータのパケットを生成する送信パケットＩ／Ｆ４４５、ＣＰＵ４４１に転送すべきパケットをバスに出力する受信パケットＩ／Ｆ４４６、受信確認返送要求部１１をＣＰＵ４４１に接続する受信確認返送要求部Ｉ／Ｆ４４７、受信確認送出部１２をＣＰＵ４４１に接続する受信確認送出部Ｉ／Ｆ４４８、およびダウンロード時間計時部１３をＣＰＵ４４１に接続するダウンロード時間計時部Ｉ／Ｆ４４９も上位層４４に含まれる。
【００３１】
また、周辺機器Ｉ／Ｆ４４３には、表示パネル４５１、キーボード４５２およびマウス４５３で構成される周辺機器が接続される。なお、これらの周辺機器は通信品質評価装置１に含まれていてもよい。
【００３２】
図３は受信確認返送要求部１１の構成を示すブロック線図であって、制御信号生成回路４２２から出力されるイーサネット（登録商標）パケットが受信確認返送の対象となるパケットであるか否かを判定する受信確認返送対象パケット判定回路１１１と、受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が予め定められた受信確認返送バイト数に到達したときに到達時受信確認返送要求を発生する到達時受信確認返送要求発生回路１１２と、到達時受信確認返送要求およびその他の条件で受信確認返送要求が発生したときに受信確認返送要求を発生する受信確認返送要求発生回路１１３と、受信確認返送対象パケットに含まれるシーケンス番号および受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数に基づいてウエッブサーバ２に返送する受信確認パケットの受信確認番号を計算する受信確認番号計算回路１１４と、受信確認返送対象パケットに含まれる受信確認番号に基づいてウエッブサーバ２に返送する受信確認パケットのシーケンス番号を計算するシーケンス番号計算回路１１５とを含む。
【００３３】
なお、受信確認返送要求部１１は、受信確認返送後予め定められた受信確認返送対象パケットタイムアウト時間を経過しても受信確認返送対象パケットを受信しないことを検出する受信確認返送対象パケットタイムアウト検出回路１１６と、受信確認返送後予め定められた受信確認条件成立タイムアウト時間を経過しても受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が受信確認返送バイト数に到達しないときにタイムアウト時受信確認返送要求を発生するタイムアウト時受信確認返送要求発生回路１１７とを含んでいてもよい。
【００３４】
受信確認返送要求発生回路１１３は、タイムアウト時受信確認返送要求に応答して受信確認返送要求を発生する。
【００３５】
図４は受信確認返送対象パケット判定回路１１１の回路図であって、制御信号生成回路４２２から出力されるＴＣＰ／ＩＰパケットに含まれる宛先ＭＡＣアドレスが予め定められた通信品質評価装置ＭＡＣアドレスと一致しているか否かを判定するＭＡＣアドレス一致検出回路５１１と、制御信号生成回路４２２から出力されるＴＣＰ／ＩＰパケットに含まれる宛先ＩＰアドレスが予め定められた通信品質評価装置ＩＰアドレスと一致しているか否かを判定するＩＰアドレス一致検出回路５１２と、制御信号生成回路４２２から出力されるＴＣＰ／ＩＰパケットに含まれる宛先ポートアドレスが予め定められたウエッブサーバ閲覧ポートアドレスと一致しているか否かを判定するポートアドレス一致検出回路５１３と、ＭＡＣアドレス一致検出回路５１１、ＩＰアドレス一致検出回路５１２、およびポートアドレス一致検出回路５１３のすべてで一致が検出されたときに受信確認返送対象パケット受信を出力する受信確認返送対象パケット受信出力回路５１４とを含む。
【００３６】
受信確認返送対象パケット判定回路１１１は、さらに、ＣＰＵ４４１からダウンロードスループット計測開始指令を受信した後に、最初に受信確認返送対象パケットを検出したときに計時開始指令を出力する計時開始指令出力回路５１０を含む。
【００３７】
なお、受信確認返送対象パケット判定回路１１１は、通信品質評価装置ＭＡＣアドレス、通信品質評価装置ＩＰアドレス、ウエッブサーバ閲覧ポートアドレスおよびダウンロードスループット計測開始指令を、受信確認返送要求部Ｉ／Ｆ４４７を介してＣＰＵ４４１から受信する。
【００３８】
図５は到達時受信確認返送要求発生回路１１２の回路図であって、受信したＴＣＰ／ＩＰパケットのペイロードに含まれるデータのバイト数を積算する積算回路５１５と、積算結果が予め定められた受信確認返送バイト数に到達したときに到達時受信確認返送要求を発生する発生回路５１６とを含む。なお、受信確認返送バイト数は、ＣＰＵ４４１から受信確認返送要求部Ｉ／Ｆ４４７を介して送信される。
【００３９】
図６は受信確認返送要求発生回路１１３の回路図であって、到達時受信確認返送要求発生回路１１２が到達時受信確認返送要求を発生したとき、またはタイムアウト時受信確認返送要求発生回路１１７がタイムアウト時受信確認返送要求を発生したときに受信確認返送要求を発生する発生回路５１７を含む。
【００４０】
図７は受信確認番号計算回路１１４の回路図であって、受信したＴＣＰ／ＩＰパケットのＴＣＰヘッダに含まれるシーケンス番号と受信したＴＣＰ／ＩＰパケットのペイロードから抽出されたデータのバイト数とを加算して受信確認番号を計算する加算回路５１８を含む。
【００４１】
また、シーケンス番号計算回路１１５は、受信したＴＣＰ／ＩＰパケットのＴＣＰヘッダに含まれる受信確認番号をそのままシーケンス番号として出力する。
【００４２】
図８は受信確認送出部１２（図２）のブロック図であって、受信確認番号計算回路１１４で計算された受信確認番号およびシーケンス番号計算回路１１５で計算されたシーケンス番号を記憶する受信確認パケットデータ記憶回路１２１と、受信確認パケットを返送するときにＴＣＰチェックサムおよびＩＰチェックサムであるパケットチェックサム（誤り検出ビット）を計算するパケットチェックサム計算回路１２２と、受信確認返送要求発生回路１１３から受信確認返送要求を受信したときに受信確認パケットデータ記憶回路１２１に記憶されている受信確認番号およびシーケンス番号ならびにパケットチェックサム計算回路１２２で計算されたパケットチェックサムに基づいて受信確認パケットを生成する受信確認パケット生成回路１２３とを含む。
【００４３】
図９はダウンロード時間計時部１３（図２）のブロック図であって、受信確認返送対象パケット判定回路１１１（図３および図４）が計時開始指令を出力したときにダウンロード時間の計時を開始するダウンロード時間計時回路１３１と、受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出されたデータのバイト数を積算する抽出データバイト数積算回路１３２と、抽出データバイト数積算値が予め定められた通信品質評価バイト数に到達したときにダウンロード時間計時回路１３１に対してダウンロード時間の計時停止指令を出力する計時停止指令出力回路１３３とを含む。
【００４４】
以下本発明に係る通信品質評価装置１の動作を説明するが、通信品質評価装置１で取り扱う受信確認返送対象パケットは、図１０に示すように、パケットの先頭から末尾に向かってイーサネット（登録商標）ヘッダ、ＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダ、ペイロードおよびイーサネット（登録商標）トレーラの順にならんでいる。
【００４５】
そして、通信評価パケットのイーサネット（登録商標）ヘッダおよびイーサネット（登録商標）トレーラは、データリンク層４２に属するＦＣＳ計算回路４２１で付加され、同じくデータリンク層４２に属する制御信号生成回路４２２で検査される。イーサネット（登録商標）ヘッダは宛先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを含み、イーサネット（登録商標）トレーラはＦＣＳを含む。
【００４６】
また、通信評価パケットのＩＰヘッダおよびＴＣＰヘッダは、トランスポート／ネットワーク層４３に属する受信確認送出部１２で付加され、同じくトランスポート／ネットワーク層４３に属する受信確認返送要求部１１で検査される。ＩＰヘッダは、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレスおよびＩＰチェックサムを含み、ＴＣＰヘッダは、送信元ポートアドレス、宛先ポートアドレス、シーケンス番号、受信確認番号およびＴＣＰチェックサムを含む。
【００４７】
図１１は、本発明に係る通信品質評価装置１を使用してウエッブサーバ２（図２）から通信品質評価データをダウンロードするときのダウンロードスループット測定手順を示すフローチャートであって、通信品質評価装置１はウエッブサーバ２にスループット測定に使用される通信品質評価データのサイズである通信品質評価バイト数を問い合わせる（ステップＳ１１１）。次に、通信品質評価装置１からのダウンロードの要求に応答してウエッブサーバ２は通信品質評価装置１に通信品質評価データをダウンロードし、通信品質評価装置１はダウンロードに要した時間を計時する（ステップＳ１１２）。そして、通信品質評価バイト数のダウンロードが終了すると、通信品質評価装置１は通信品質評価バイト数およびダウンロード時間に基づいてダウンロードスループットを計算する（ステップＳ１１３）。
【００４８】
図１２は通信品質評価バイト数問い合わせの手順を示すシーケンス図であって、通信品質評価バイト数問い合わせ手順は、接続ステップ、通信品質評価バイト数取得ステップ、および切断ステップの３つのステップを含む。
【００４９】
通信品質評価装置１とウエッブサーバ２との接続ステップはＴＣＰの３ウエイハンドシェークに従って行われ、まず通信品質評価装置１がウエッブサーバ２に接続開始要求パケットを送信する（ＳＥＱ１２１）。次に、接続開始要求パケットを受信したウエッブサーバ２は通信品質評価装置１に受信確認を送信する（ＳＥＱ１２２）。通信品質評価装置１は、この受信確認に対する受信確認をウエッブサーバ２に返送することにより（ＳＥＱ１２３）、通信品質評価装置１とウエッブサーバ２との接続が確立する。
【００５０】
接続が確立すると、通信品質評価バイト数取得ステップが実行されるが、通信品質評価装置１はＨＴＴＰのＨＥＡＤコマンドを使用してウエッブサーバ２に通信品質評価バイト数を問い合わせる（ＳＥＱ１２４）。ウエッブサーバ２は、この問い合わせに対してダウンロードスループット測定時にウエッブサーバ２からダウンロードする通信品質評価データのバイト数である通信品質評価バイト数を通信品質評価装置１に送信する（ＳＥＱ１２５）。
【００５１】
通信品質評価装置１は通信品質評価バイト数を受信すると、いったん通信品質評価装置１とウエッブサーバ２との接続を切断するために、切断ステップを実行する。即ち、通信品質評価装置１はウエッブサーバ２に切断要求パケットを送信し（ＳＥＱ１２６）、通信品質評価装置１はウエッブサーバ２から受信確認を受信した後にウエッブサーバ２との接続を切断する（ＳＥＱ１２７）。
【００５２】
通信品質評価バイト数問い合わせは通信品質評価装置１にインストールされたソフトウエアによって実行される。
【００５３】
図１３は通信品質評価データダウンロードの手順を示すシーケンス図であって、通信品質評価データダウンロード手順は、接続ステップ、設定ステップ、データダウンロードステップ、および切断ステップの４つのステップを含む。この４つのステップのうち、接続ステップおよび切断ステップは品質評価バイト数問い合わせ手順で既に詳述したので、再度の説明を省略する。
【００５４】
設定ステップでは、通信品質評価条件を設定する。
【００５５】
通信品質評価装置１は、前述した通信品質評価バイト数問い合わせ手順で取得した通信品質評価バイト数をダウンロード時間計時部Ｉ／Ｆ４４９（図２）を介して計時停止指令出力回路１３３（図９）に設定するほか、受信確認送出部Ｉ／Ｆ４４８（図２）を介して受信確認返送対象フレーム判定回路１１１（図３）に通信品質評価装置ＭＡＣアドレス、通信品質評価装置ＩＰアドレス、およびウエッブサーバ閲覧ポートアドレスを設定するとともに、受信確認送出部１２（図２）に受信確認送出部Ｉ／Ｆ４４８（図２）を介して受信確認番号およびシーケンス番号の初期値を設定する（ＳＥＱ１３１）。
【００５６】
次に、通信品質評価装置１はＨＴＴＰのＧＥＴコマンドをデータメモリ４４４（図２）に書き込む（ＳＥＱ１３２）。データメモリ４４４に書き込まれたＧＥＴコマンドは、ストリームパケット生成回路４３１（図２）でストリームパケットに格納され、接続部１４（図２）を介してウエッブサーバ２に送信される（ＳＥＱ１３３）。
【００５７】
ウエッブサーバ２はＧＥＴコマンドを受信すると、予め定められた受信確認返送バイト数のデータをパケットの形式で通信品質評価装置１に送信する（ＳＥＱ１３４）。
【００５８】
ウエッブサーバ２から送信されたパケットは、パケット通信回線３、接続部１４、および制御信号生成回路４２２（図２）を介して受信確認返送要求部１１に導かれる。
【００５９】
受信確認返送要求部１１は、まず、パケットを受信確認返送対象パケット判定回路１１１（図３）に送信する。受信確認返送対象パケット判定回路１１１は、パケットの宛先ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、および宛先ポートアドレスが、それぞれ、通信品質評価装置ＭＡＣアドレス、通信品質評価装置ＩＰアドレス、およびウエッブサーバ閲覧ポートアドレスと一致するか否かを判定する。
【００６０】
パケットの宛先ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、および宛先ポートアドレスが、それぞれ、通信品質評価装置ＭＡＣアドレス、通信品質評価装置ＩＰアドレス、およびウエッブサーバ閲覧ポートアドレスと一致すると、受信確認返送対象パケット判定回路１１１は、受信したパケットは通信品質評価パケットであるとして、通信品質評価パケットのペイロードからデータを抽出する。
【００６１】
受信確認返送対象パケット判定回路１１１は、ＣＰＵ４４１からダウンロードスループット計測開始指令を受信した後に最初に通信品質評価パケットを検出したときは、計時開始指令を出力する。
【００６２】
到達時受信確認返送要求発生回路１１２（図３）に含まれる積算回路５１５（図５）は、今回受信した通信品質評価パケットのペイロードから抽出されたデータのバイト数を積算する。積算回路５１５の積算値が予め定められた受信確認返送バイト数に到達すると到達時受信確認返送要求発生回路１１２は到達時受信確認返送要求を発生する。
【００６３】
受信確認返送要求発生回路１１３（図３）は、到達時受信確認返送要求発生回路１１２の発生した到達時受信確認返送要求に基づいて受信確認返送要求を受信確認送出部１２（図２）に出力する。
【００６４】
受信確認送出部１２が受信確認をウエッブサーバ２に送出して予め定められた所定時間経過してもウエッブサーバ２から通信品質評価パケットが送信されないときは、受信確認返送要求発生回路１１３（図３）は、タイムアウト時受信確認返送要求発生回路１１７（図２）からタイムアウト時受信確認返送要求を受信し、受信確認返送要求を受信確認送出部１２（図２）に出力する。
【００６５】
なお、受信確認返送対象パケットタイムアウト検出回路１１６が受信確認返送後予め定められた受信確認返送対象パケットタイムアウト時間を経過しても受信確認返送対象パケットを受信しないことを検出したときは、受信確認返送対象パケットタイムアウト検出回路１１６は受信確認返送対象パケットタイムアウトを受信確認送出部Ｉ／Ｆ４４８（図２）を介してＣＰＵ４４１に送る。ＣＰＵ４４１は表示パネル４５１に「ダウンロードスループットの測定に失敗した」旨のメッセージを表示する。なお、受信確認送出部１２の動作は後述する。
【００６６】
受信確認番号計算回路１１４およびシーケンス番号計算回路１１５は、通信品質評価パケットに含まれる受信確認番号およびシーケンス番号に基づいて、それぞれ、受信確認返送時の受信確認番号およびシーケンス番号を計算する。
【００６７】
図１４は受信確認番号およびシーケンス番号の計算手順を示すシーケンス図であって、設定ステップにおいて通信品質評価装置１はＧＥＴコマンドとともにシーケンス番号（Seq. No.）の初期値（＝１００）および受信確認番号（Ack. No.）の初期値（＝５００）ならびに２５バイトのデータをウエッブサーバ２に送信する。
【００６８】
なお、前述したように、通信品質評価バイト数問い合わせステップ（図１２）において一度通信品質評価装置１とウエッブサーバ２との接続を切断した後に、通信品質評価データダウンロードステップ（図１２）で通信品質評価装置１とウエッブサーバ２とを再度接続する理由は、シーケンス番号および受信確認番号の初期値を通信品質評価装置１で設定することが可能となるからである。
【００６９】
ウエッブサーバ２は、通信品質評価装置１に２００バイトのデータを送信する際のシーケンス番号および受信確認番号をＴＣＰに従いソフトウエアで計算する。
【００７０】
即ち、ウエッブサーバ２は、受信した受信確認番号（＝５００）を通信品質評価装置１へのデータ送信時のシーケンス番号とし、受信したシーケンス番号（＝１００）と受信したデータのバイト数（＝２５）の和（＝１２５）を受信確認番号として、通信品質評価装置１へ２００バイトのデータを送信する。
【００７１】
２００バイトのデータを受信した通信品質評価装置１は、シーケンス番号計算回路１１５により受信した通信品質評価パケットに含まれる受信確認番号（＝１２５）をウエッブサーバ２への受信確認送信時のシーケンス番号に設定し、受信確認番号計算回路１１４により受信した通信品質評価パケットに含まれるシーケンス番号（＝５００）と受信した通信品質評価パケットから抽出したデータのバイト数（＝２００）の和（＝７００）を受信確認番号に設定する。通信品質評価装置１は、シーケンス番号計算回路１１５で計算されたシーケンス番号および受信確認番号計算回路１１４で計算された受信確認番号を受信確認パケットに格納してウエッブサーバ２へ送出する。この際、通信品質評価装置１はウエッブサーバにデータを送信しない（即ち、データのバイト数＝０）。
【００７２】
ウエッブサーバ２は、受信した受信確認番号（＝７００）をシーケンス番号とし、受信したシーケンス番号（＝１２５）と受信したデータのバイト数（＝０）の和（＝１２５）を受信確認番号として、通信品質評価装置１へ１０００バイトのデータを送信する。
【００７３】
１０００バイトのデータを受信した通信品質評価装置１は、受信した受信確認番号（＝１２５）をシーケンス番号とし、受信したシーケンス番号（＝７００）と受信したデータのバイト数（＝１０００）の和（＝１７００）を受信確認番号としてウエッブサーバ２へ受信確認を送信する。この際、通信品質評価装置１からウエッブサーバにデータは送信されない（即ち、データのバイト数＝０）。
【００７４】
次に、受信確認送出部１２（図８）の動作を説明する。
【００７５】
受信確認返送要求部１１の受信確認番号計算回路１１４およびシーケンス番号計算回路１１５で計算された受信確認番号およびシーケンス番号は、受信確認パケットデータ記憶回路１２１にいったん記憶される。なお、受信確認パケットデータ記憶回路１２１は受信確認番号およびシーケンス番号を受信するたびに記憶を更新するので、受信確認パケットデータ記憶回路１２１には最新の受信確認番号およびシーケンス番号が記憶されている。
【００７６】
受信確認パケット生成回路１２３は、受信確認返送要求部１１の受信確認返送要求発生回路１１３が発生した受信確認返送要求を受信すると、受信確認パケットデータ記憶回路１２１に記憶されている最新の受信確認番号およびシーケンス番号に基づいてパケットチェックサム計算回路１２２において計算されたチェックサムを受信確認パケットに格納するとともに、受信確認パケットの受信確認番号およびシーケンス番号を受信確認パケットデータ記憶回路１２１に記憶されている最新の受信確認番号およびシーケンス番号に設定する。
【００７７】
そして、受信確認パケット生成回路１２３は、この受信確認パケットを、接続部１４およびパケット通信回線３を介してウエッブサーバ２に送出する（図１３のＳＥＱ１３５）。
【００７８】
上述したＳＥＱ１３３からＳＥＱ１３５を繰り返して、品質評価データのダウンロードを実行する。
【００７９】
最後にダウンロード時間計時部１３（図９）の動作を説明する。
【００８０】
ダウンロード時間計時部１３のダウンロード時間計時回路１３１は、受信確認返送要求部１１が出力する計時開始指令によりダウンロード時間の計時を開始する。
【００８１】
抽出データバイト数積算回路１３２は、受信確認返送対象パケットのペイロードに含まれるデータのバイト数を積算する。この積算結果は計時停止指令出力回路１３３に送信され、計時停止指令出力回路１３３は積算結果がダウンロード時間計時部Ｉ／Ｆ４４９（図２）を介して設定された通信品質評価バイト数に到達したときに、ダウンロード時間計時回路１３１に計時停止指令を出力し、ダウンロード時間の計時を停止する。
【００８２】
ＣＰＵ４４１は、ソフトウエアで計時停止指令をポーリングしており、ダウンロード時間計時部１３が計時停止指令を出力すると、ＣＰＵ４４１はダウンロード時間計時部Ｉ／Ｆ４４９を介してダウンロード時間を読み込み、通信品質評価バイト数をダウンロード時間で除してダウンロードスループットを算出する。
【００８３】
なお、上記の実施の形態においては、本発明に係る通信品質評価装置はハードワイヤード論理回路で構成されているものとしているが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）のようなプログラマブル論路回路で構成することもできることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明に係る通信品質評価装置は、ＴＣＰ／ＩＰで必要となる受信確認返送を処理する専用ハードウエアを設けることにより、通信品質評価装置に搭載されるＣＰＵの演算速度および動作状態の影響を受けずにダウンロード時間を測定できるという効果を有し、パケット通信回線の通信品質評価装置等として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る通信品質評価装置のブロック図
【図２】本発明に係る通信品質評価装置のハードウエア構成を示すブロック線図
【図３】本発明に係る通信品質評価装置の受信確認返送要求部の詳細な構成を示すブロック線図
【図４】本発明に係る通信品質評価装置の受信確認返送要求部の受信確認返送対象パケット判定回路の回路図
【図５】本発明に係る通信品質評価装置の受信確認返送要求部の到達時受信確認返送要求発生回路の回路図
【図６】本発明に係る通信品質評価装置の受信確認返送要求部の受信確認返送要求発生回路の回路図
【図７】本発明に係る通信品質評価装置の受信確認返送要求部の受信確認番号計算回路の回路図
【図８】本発明に係る通信品質評価装置の受信確認送出部の回路図
【図９】本発明に係る通信品質評価装置のダウンロード時間計時部の回路図
【図１０】通信評価パケットのブロック図
【図１１】本発明に係る通信品質評価装置によるスループット測定手順を示すフローチャート
【図１２】本発明に係る通信品質評価装置による通信品質評価バイト数問い合わせの手順を示すシーケンス図
【図１３】本発明に係る通信品質評価装置による通信品質評価パケットダウンロードの手順を示すシーケンス図
【図１４】本発明に係る通信品質評価装置による受信確認番号およびシーケンス番号の計算手順を示すシーケンス図
【符号の説明】
【００８６】
１通信品質評価装置
２ウエッブサーバ
３パケット通信回線
１１受信確認返送要求部
１２受信確認送出部
１３ダウンロード時間計時部
１４接続部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット通信回線を介してウエッブサーバに受信確認を返送すべき受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が予め定められた受信確認返送バイト数に到達したときに受信確認返送を要求する受信確認返送要求部（１１）と、
前記受信確認返送要求に応じて前記ウエッブサーバに受信確認を送出する受信確認送出部（１２）と、
前記受信確認返送要求部が通信品質評価開始後に最初の前記受信確認返送対象パケットを受信したときにダウンロード時間の計時を開始し、前記受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が予め定められた通信品質評価バイト数に到達したときに前記ダウンロード時間の計時を終了するダウンロード時間計時部（１３）と、
前記受信確認返送要求部と前記受信確認送出部とを前記パケット通信回線に接続する接続部（１４）とを含む通信品質評価装置。
【請求項２】
前記受信確認返送要求部が、
前記パケット通信回線を介して受信したパケットが前記受信確認返送対象パケットであるか否かを判定する受信確認返送対象パケット判定回路（１１１）と、
前記受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数が前記受信確認返送バイト数に到達したときに到達時受信確認返送要求を発生する到達時受信確認返送要求発生回路（１１２）と、
前記到達時受信確認返送要求に基づいて受信確認返送要求を発生する受信確認返送要求発生回路（１１３）と、
前記受信確認返送対象パケットの受信確認番号に基づいて受信確認送出時のシーケンス番号を計算するシーケンス番号計算回路（１１５）と、
前記受信確認返送対象パケットのシーケンス番号と前記受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出したデータのバイト数とに基づいて受信確認送出時の受信確認番号を計算する受信確認番号計算回路（１１４）とを含む請求項１に記載の通信品質評価装置。
【請求項３】
前記受信確認返送要求部が、
前記受信確認を送出後予め定められた受信確認タイムアウト時間以内に前記受信確認返送対象パケットのペイロードから抽出されたデータのバイト数が前記受信確認返送バイト数に到達しなかったときに、タイムアウト時受信確認返送要求を発生するタイムアウト時受信確認返送要求発生回路（１１７）を含み、
前記受信確認返送要求発生回路が、前記タイムアウト時受信確認返送要求または前記到達時受信確認返送要求に基づいて受信確認返送要求を発生するものである請求項２に記載の通信品質評価装置。
【請求項４】
前記受信確認返送要求部が、
前記受信確認を送出後予め定められた受信確認返送対象パケットタイムアウト時間以内に前記受信確認返送対象パケットを受信しなかったときに受信確認返送対象パケットタイムアウトを検出する受信確認返送対象パケットタイムアウト検出回路（１１６）を含む請求項３に記載の通信品質評価装置。
【請求項５】
前記受信確認送出部が、
前記シーケンス番号計算回路で計算された最新のシーケンス番号および前記受信確認番号計算回路で計算された最新の受信確認番号を受信確認パケットデータとして記憶する受信確認パケットデータ記憶回路（１２１）と、
前記受信確認パケットデータに基づいてパケットチェックサムを計算するパケットチェックサム計算回路（１２２）と、
前記受信確認返送要求を受信したときに、前記最新のシーケンス番号および前記最新の受信確認番号をシーケンス番号および受信確認番号とし、前記パケットチェックサムを格納した受信確認パケットを生成する受信確認パケット生成回路（１２３）とを含む請求項２に記載の通信品質評価装置。
【請求項６】
前記ダウンロード時間計時部が、
前記受信確認返送対象パケット判定回路が最初の前記受信確認返送対象パケットを検出したときにダウンロード時間の計時を開始するダウンロード時間計時回路（１３１）と、
前記受信確認返送対象パケットから抽出されたデータのバイト数を積算する抽出データバイト数積算回路（１３２）と、
前記受信確認返送対象パケットから抽出されたデータのバイト数の積算値が、前記通信品質評価データバイト数に到達したときに、前記ダウンロード時間計時回路に前記ダウンロード時間の計時停止指令を出力する計時停止指令出力回路（１３３）とを含む請求項２に記載の通信品質評価装置。
【請求項７】
前記通信品質評価バイト数を前記ダウンロード時間で除してダウンロードスループットを算出するダウンロードスループット算出部を含む請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の通信品質評価装置。

【図１】