説明

データフローレートの変動を管理する方法

本発明はH.323のエンドポイントが最初協定したより多くのビデオ又は他のデータを送信している時データの作りすぎを検出し、標準フロー制御手順を使うことにより、それに、より少なく作らせる方法を開示する。フロー制御メッセージが周期的に送信され、該エンドポイントから受信されたビデオレートが該最初協定されたレート又は何等かの他の固定レート以下になるまで、より低い量のビットレートを送信するよう該H.323エンドポイントにインクレメント式に(incrementally)命ずる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はビデオ会議システム(video conferencing system)のフロー制御(flow control)に関する。
【背景技術】
【0002】
ビデオ会議システムは従来、回線交換(circuit switched)、及びパケット交換(packet switched)、の両方のネットワークを使うよう調整されている。かくして、質的損失(loss of quality)又は遅延の導入無しに対話と通信(interaction and communication)を可能にする回線交換及びパケット交換の両ターミナル間の相互操作性(interoperability)を達成するため大きな努力が払われて来た。ISDNの様な回線交換ネットワーク上でのマルチメディア通信用の共通の標準は国際電気通信連合(International Communication Union){アイテーユー(ITU)}からのH.320標準(standard)である。パケット交換用の対応する標準はH.323である。本発明はパケット交換に関連する課題であるフロー制御に関するので、H.323により密接した検討が下記で行われる。
【0003】
既述の様に、H.323は国際電気通信連合(ITU)からの包括的勧告(umbrella recommendation)であり、それはパケット交換ネットワーク上でマルチメディア通信(multimedia communications)用の標準を設定しているが、それは保証されたサービス品質(guaranteed Quality and Services)を提供するものではない。この様なネットワークは多くの共同ターミナル(corporate terminals)上に拡がり(pervasive)、イーサーネット上のテーシーピー/アイピー(TCP/IP)及びアイピーエックス(IPX)、高速イーサーネット(Fast Ethernet)そしてトークンリング(Token Ring)ネットワーク技術を含んでいる。パケットベースのマルチメディア通信システム(Packe−Based Multimedia Communications System)と名付けられる該H.323標準は、インターネットを含むアイピーベースのネットワーク(IP−based network)に亘るオーディオ、ビデオ、そしてデータ通信用の基礎を提供する。該H.323に適合するマルチメディアの製品及び応用は相互操作可能(interoperable)であり、相互に通信出来て、かくして互換性がある(compatible)。多くのサブ標準(sub standard)が該H.323標準又はプロトコルを構成し、その1つはH.245標準である。
【0004】
該H.245標準は該H.323標準の制御プロトコル部分(control protocol part)を規定する。このプロトコルに依れば、コール(call)中にフローレート(flow rate)を変える幾つかの方法がある。最もローバストな方法は送信ターミナルにflowControlCommandを送信することである。該flowControlCommandは、フィールド(fields)であるlogicalChannelNumber及びmaximumBitRateを有する。該maximumBitRateは該論理チャンネル用の許される最大ビットレート(maximum allowed bit rate for the logical channel)を指示する。該メッセージは拒絶可能(rejectable)でなく、すなわちターミナルは該メッセージ受信後より高いレートで送信することは許されない。該flowControlCommandは、もし無ければ(i.a.)、ターミナル間で協定された最大データレートを初期に設定するため使われる。該ビットレートを変える代わ
りの方法は論値チャンネルビットレートメッセージフロー(Logical Channel bit rate messages flow)を使うことである。図解する目的で、エンドポイント(Endpoint)から送信されたフローレートを変えるために論理チャンネルビットレートメッセージを使うゲートウエイを考えよう。LogicalChannelRateRequestメッセージは該ゲートウエイから該エンドポイントへ送信される。該メッセージは、論理チャンネル用の要求される最大ビットレートを、100ビット/秒の単位で指示するmaximumBitrateに加えて、該ビットレート変更要求が適用される論理チャンネルを指示するlogicalChannelNumberを含んでいる。該エンドポイントは、前に受信したLogicalChannelRateRequestメッセージに於けると同じパラメーターを含むLogicalChannelRateAcknowledgeメッセージを返すことにより、該指定されたチャンネルのデータレート変更用の要求を承認し肯定(acknowledges)する。代わりに、もし該エンドポイントが何等かの理由で該要求された変更を受け入れないならば、該LogicalChannelRateRequestメッセージは、何故該要求が否定されたかの理由を示すrejectReasonを含むLogicalChannelRateRejectにより応答される。
【0005】
H.323への代わりのプロトコルはSIP{セションイニシエーションプロトコル(Session Initiation Protocol)}プロトコルである。現在のSIP標準では、コール中にフローレートを変えることは該エンドポイントへReInviteメッセージを送信することにより行われる。該ReInviteメッセージはInviteメッセージと同じ情報を担っており、コールセットアップ(call set
up)で使われる、いわゆる、CapSetを含んでいる。かくして、ReInviteメッセージも又最大の許されるビットレートを含み、その結果、他のデータを変えないで置きながら新しい最大の許されるデータレートを有するReInviteメッセージを送信することはH.323の該flowControlCommandと同じ結果を有するであろう。
【0006】
ゲートウェイはマルチメディア会議のエンドポイント間の通信路の、IP側と回線交換側の間の接続を提供する。該IP側に定在するエンドポイントから見ると、該回線交換側のエンドポイントはIPエンドポイントへ仮想的に変換されており、その逆も起こる。該ゲートウェイの主な課題は結果的にネットワークに亘るデータストリーム(data stream)を実時間で翻訳し、パックし直し(re−pack)することである。該H.323エンドポイントから送信されるパケットはそれらがフエッチ(fetched)される前に、バッフアー内に1時的に蓄積され、固定サイズのH.320フレーム内に配置される。
【0007】
該ゲートウェイ内のH.323からH.320への翻訳過程は、アールエフシー(RFC)2032{アールテーピー(RTP)上のH.261},アールエフシー2190(アールテーピー上のH.263)そしてアールエフシー2429(アールテーピー上のH.263+)により指定されたパケットから生ビデオデータ(raw video data)を抽出(extracting)し、この生データをいわゆるビーシーエイチ(BCH)エンコーダーへ送ることにより達成される。
【0008】
H.320からH.323へ反対方向に翻訳する時、その過程は遙かにより複雑であり、何故ならば上述のアールエフシーで説明されたパケット化スキーム(packetization schemes)はどこでパケット分割(packet split)が行われるかについて厳格な規則を有するからである。特にパケット分割は映像(picture)、ブロックのグループ(Group of Block)(GOB)及びマクロブロック(Macro Block)(MB)レベルで許される。分割を映像及びGOBレ
ベルで発生させることが最も望ましく、何故ならばMBレベルでの分割は、該ビデオデータと一緒に幾らかのビデオデコーダーステイト情報(video decoder state information)を送信する必要による幾らかの付随オーバーヘッドを有するからである。
【0009】
従来の実施例(conventional implementation)はビデオストリーム(video stream)の中でブロックのグループの位置と長さを決定するために可変長さデコーデイング(variable length decoding)を使う。GOBを見出した時、下記のアクションの1つを選ぶために該GOB内のビット数(a)、現在のパケット内の利用可能ビット数(b)、そして最大パケットサイズ(c)を使うことにより対応するビットを処理する:
・もしa<=bなら、該GOBを現在のパケットに付属させる
・もしa>bそしてa<=cなら現在のパケットを送信し、該GOBを新しいパケットに付属させる
・もしa>bそしてa>cなら、現在のパケットを送信し、より最適さの低いマクロブロックレベルパケット化(less optimal macroblock level packetization)を使って該GOBを送信する。
【0010】
これらの3つの規則は、可能な場合には幾つかのGOBを1つのパケット内に組み合わせながら、もし可能ならパケット内の全GOBを適合させるようパケット化を最適化する。これは望ましく、何故ならばGOBを整合されたパケットはより少ないオーバーヘッドを有し、少ない大型パケットは多数の小型パケットより少ない処理オーバーヘッドしか要しないからである。
【0011】
上記規則に加えて、映像内の最後のGOBがパケットに付加されると、複数パケットも送信される。この付加規則(additional rule)はそのゲートウエイが欲しない遅延を蓄積することを防止する。
【0012】
ゲートウェイユニット内で一緒に接続されたH.323エンドポイントとH.320エンドポイントとは、該H.320プロトコルがそれをサポートしないので、エンドツーエンドフロー制御(end−to−end flow control)を使うことは出来ない。しかしながら、該ゲートウェイと該H.323エンドポイントの間ではフロー制御が使われ得る。例えば、ポリコム(Polycom)及びエゼニア(Ezenia)からの公知のH320/H323ゲートウェイ内の典型的シナリオは、該ゲートウェイが、作られたビデオデータレートを、該ゲートウェイから出て行くH.320接続内の利用可能な容量に調整するために、フロー制御メッセージを該H.323エンドポイントへ送信することである。該H.320プロトコルは簡単にこれをサポートしないので、該H.320エンドポイントをフロー制御することは出来ない。これは該H.320が該H.323エンドポイントがサポートするより多くのビデオを作ることが出来ることを意味する。該ゲートウェイから該H.323エンドポイントへのフロー制御メッセージのみが何等かの効果を有するであろう。該効果は該H.323エンドポイント内のフロー制御サポートに左右されよう。
【0013】
該H.323エンドポイントが何かの理由で該フロー制御により始動されたよりも高いビットレートで該ゲートウェイにデータを送信することをスタートすると問題が起こる。これは、該エンドポイント内の欠陥、データ設定の消失(loss of data settings)又はドリフトする又は正しくないウオールクロック(wall clock)、のために起こる。その時該ゲートウェイは、バッフアーが充たされる程速くH.320フレームへデータを取り込むことは出来ない。最初の場合、これは、ペイロード(payload)が該バッフアー内でより長い時間を費やすので、データ送信での益々大
きくなる遅延を意味し、それはビデオ会議の様な実時間的応用では重大(crucial)である。加えて、或る点で、該バッフアーの上方充填限界(upper fill limit)に到達するであろう。該上方充填限界に到達すると、該ゲートウェイは次に入って来るデータを拒絶する他に選択はない。この結果は不在映像アーチフアクト(i.a. picture artefacts)として該H.320エンドポイントのユーザー用に出現するデータの消失となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0014】
ここに同封された独立請求項で規定された特徴がこの配置と方法を特徴付ける。
【0015】
特に、本発明は、第1のパケット交換のH.323又はSIP構成のビデオ会議ターミナルから送信され、第2のパケット交換のH.323又はSIP構成のビデオ会議ターミナルで受信されるデータのフローレートを調整し、更に進んだ処理用に取り込まれる前に該第2パケット交換ビデオ会議ターミナル内の1つ以上のバッフアー内の該受信されたデータを1時的に蓄積する、方法を開示しており、該方法は更に、前記1つ以上のバッフアーからの各データ取り込みの後に、下記過程、すなわち、該1つ以上のバッフアーの充填レベル(fill level)を予め規定されたレベルと比較し、もし前記充填レベルが前記予め規定されたレベルより低ければ、カウンターをリセットし、もし前記充填レベルが前記予め規定されたレベルより高ければ、前記カウンターをインクレメントし、そして前記カウンターを予め規定されたカウンターリミット(counter limit)と比較し、もし前記カウンターが前記予め規定されたカウンターリミットより大きければ、前記カウンターをリセットし、そして該第2から該第1のパケット交換ターミナルへフロー制御メッセージを送信するが、該第1のパケット交換ターミナルに、前記フロー制御メッセージに含まれたフローレート値により該フローレートを減ずるよう命ずる該メッセージを送信することにより該送信されるデータのフローレートを減ずる過程、を具備している。
【実施例1】
【0016】
本発明を実施する最良モード
下記では、本発明は好ましい実施例を説明し、付属する図面を参照することにより論じられる。しかしながら、当業者はここに含まれる独立請求項に規定された本発明の範囲内で他の応用と変型を実現するであろう。
【0017】
本発明は、例えばH.323のエンドポイントが初期に協定した(negotiated)ものより多いビデオ又は他のデータを送信している時、データの作りすぎ(overproduction)の検出を自動的に提供し、データレート変更又は他のフロー制御機構用の上記説明のメッセージフロー(message flow)を利用することにより、それがより少なく作るようにさせる。H.323の場合、該エンドポイントから受信されるビデオレートが初期に協定されたレート、又は何等かの他の固定レート(fixed rate)以下になるまで、maximumBitrateのインクレメント式に(incrementally)より低い量を有するflowControlCommand又はLogicalChannelRateRequestメッセージが当該のエンドポイントへ周期的に送信される。
【0018】
本発明の方法はゲートウェイで特に有用である。ビデオデータの作りすぎは、受け入れバッフアー(incoming buffer)内のデータの量を周期的に観察することによりゲートウェイ内で検出される。該データ量が規定された時間で或る限界より多ければ、該エンドポイントは作りすぎしつつありと考えられる。該バッフアー用のデータリミットは出て行く(outgoing)H.320ビデオレートに比例して設定されるのが
好ましい。
【0019】
作りすぎが検出された時、新しいflowControlCommand又はLogicalChannelRateRequestメッセージが該H.323エンドポイントへ送信される。それで該ビットレートは一定量減じられる。該リミットを超えるバッフアーレベルを観察するための時間(time−period)は予め規定されるべきである。
【0020】
本発明の好ましい実施例がここで図1のフローシートを参照して説明される。関心のあるデータフローはH.323エンドポイントからH320/H323ゲートウェイへ送信されるビデオデータである。該ゲートウェイは入って来るビデオデータのペイロードを一定量のビデオデータを担うことが出来る10ms持続時間のH.320フレームへとパックし直し(repacking)する。かくして10msの間隔で(at interval of 10ms)、該ビデオのパックし直し部(re−packer)は10ms(H.221)フレーム内へ填め込むようデータを作ることを求められる。カウンターは、該バッフアーの充填レベルが予め規定されたレベルの下になった最終の時から、該バッフアーからのデータ取り込みイベントの数を追跡し続ける。
【0021】
該パックし直し部がH.221フレーム用データを作った後、該エンドポイント用に入って来るビデオデータを1時的に蓄積するビデオバッフアーの充填レベルを示すbuffer_levelがチェックされる。もしbuffer_levelが予め規定されたMax_Levelの下にあるならば、該カウンターはリセットされ、該手順は該パックし直し部がもう1つのH.221フレーム用に新データを作るのを待つが、もしそうでないなら、該カウンターはインクレントされる。この例では、Max_levelは10msのH.221フレーム内のビデオデータの最大量である。
【0022】
次いで該カウンター自身が調べられ、そして、もしそれが予め規定されたOverpro_Levelの下にあれば、該手順は該パックし直し部がもう1つのH.221フレーム用に新データを作るのを待つ。もしそうでないなら、該H.323エンドポイントは作りすぎと考えられる。該カウンターはリセットされ、そして、該H.323エンドポイントから送信されるビデオデータのデータフローレートはそのパラメーターのFlow_Stepで示される予め規定された量だけ低下される。この例ではFlow_Stepは16kビットの定数である。該データフローレートのデクレメント動作(decrementing)は、現在のフローレートマイナスFlow_StepのmaximumBitrateを含むflowControlCommand又はlogicalChannelRateRequestメッセージと、ビデオデータの論理チャンネルを示すlogicalChannelNumberと、を送信することにより行われる。しかしながら、デクレメント動作が起こる前に、該現在のフローレートマイナスFlow_Stepが予め規定されたFlow_Minより低いかどうかをチェックせねばならない。もしそうであれば、該デクレメント動作はバイパスされ、該手順は該パックし直し部がもう1つのH.221フレーム用に新データを作るのを待つ。この理由は該H.323エンドポイントから送信される現実のビデオデータレートがゼロにセットされることを確認することである。
【0023】
例えば、該フローレートの過大な削減(oversized reduction)をトリガーするデータバーストを避けるために、データバーストをもたらす少なくとも最も普通なイベント(at least the most common events producing data burst)を中断(intercepting)させる機構が好ましくは導入されるべきである。例として、エンドポイントが種々のコールレートを有するH.323会議コールの場合(the case of a H.323
conference call where the endpoints have
different call rates)を考える。最も低いコールレートを有するエンドポイントが最初に、他のエンドポイントへそれらに該低いレートで作らせる(to make them produce at the low rate)ようフロー制御メッセージを送信する。しかしながら、これは短期間の作りすぎを妨げないであろう。このスタートのバーストは本発明のオーバーフロー検出機構をトリガーし、必要より多くフローレートを減ずる。これを避けるために、該ゲートウェイは常に、ビデオチャンネルが開いた後規定された時間間隔だけ、該フローレートを該出て行くH.320レートまで増加させるよう構成されることが出来る。
【0024】
本発明は該フロー制御始動されたレートに対してより多くのビデオデータ(又は他のマルチメデイアデータ)を一貫して作るH.323エンドポイント(又は同様な標準に調整されたエンドポイント)を取り扱う。
【0025】
換言すれば、本発明はゲートウェイに、バッフアー溢れ(buffer overflow)とデータ消失を防止しつつ一貫して作りすぎするH.323エンドポイントと共に作動するようにさせる。この方法では、遅延と映像アーチフアクトの形成(build ups)は、避けられるか又は大いに減じられる。
【0026】
本発明はエンドポイントとゲートウェイの間のフロー制御だけに限定されず、エンドからエンドの背景で(end−to−end context)又はエムシーユー(MCU)とエンドポイントの間でも同様に利用されてもよい。本発明はH.323標準に限定されず、それは他の同様な標準、例えば、SIP標準に関連しても有用であり得る。SIP標準の場合、H.323に関しての説明で使われたflowControlCommandは背景のセクションで説明されたReInviteメッセージと置き換えられる。本発明はフロー制御用に使われる該SIP及びH.323標準の将来版の何等かのメッセージ又は方法用にも適用される。
【0027】
本発明をより容易に理解可能にするために、行われる論議は付属する図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の好ましい実施例を図解するフローシートである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1のパケット交換のH.323又はSIP構成されたビデオ会議ターミナルから送信され、第2のパケット交換のH.323又はSIP構成されたビデオ会議ターミナルにより受信されるデータのフローレートを調整し、該受信されたデータを、更に進んだ処理用に取り込まれる前に、該第2パケット交換ビデオ会議ターミナル内の1つ以上のバッフアー内に1時的に蓄積する方法に於いて、該方法が
前記1つ以上のバッフアーからの各データ取り込み後、
該1つ以上のバッフアーの充填レベルを予め規定されたレベルと比較し
もし前記充填レベルが前記予め規定されたレベルより低ければ
カウンターをリセットし、
もし前記充填レベルが前記予め規定されたレベルより高ければ
前記カウンターをインクレメントし、そして
前記カウンターを予め規定されたカウンターリミットと比較し、
もし前記カウンターが前記予め規定されたカウンターリミットより高ければ、
前記カウンターをリセットし、そして
該第2から該第1のパケット交換ターミナルへのフロー制御メッセージであるが、前記フロー制御メッセージ内に含まれるフローレート値により該フローレートを減ずるよう該第1パケット交換ターミナルに命ずる該フロー制御メッセージを送信することにより該送信されるデータの該フローレートを減ずることを特徴とする該方法。
【請求項2】
該第2パケット交換ビデオ会議ターミナルがゲートウェイであることを特徴とする請求項1の方法。
【請求項3】
該フローレートが予め規定された一定値だけ減じられることを特徴とする請求項1又は2の方法。
【請求項4】
該フローレートを減じる過程の前の下記過程、すなわち、
該フローレートと前記予め規定された一定値との間の差を予め規定された下方フローレートリミットと比較する過程と、
もし前記差が前記予め規定された下方フローレートリミットより大きい場合のみ該フローレートを減じる過程を行う過程と、を特徴とする請求項3の方法。
【請求項5】
前記ゲートウェイはH.323/H.320のゲートウェイであり、前記予め規定されたレベルは、該1つ以上のバッフアーから取り込まれたデータが挿入されるH.320フレーム内のデータの最大量に等しいことを特徴とする請求項2−4の方法。
【請求項6】
前記データが、1つのビデオ会議で該第1パケット交換ビデオ会議ターミナルから該第2パケット交換ビデオ会議ターミナルを経由して回線交換ターミナルへ送信されたビデオ、オーディオ及び/又は他のマルチメディアのデータであることを特徴とする請求項5の方法。

【図1】
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【公表番号】特表2007−514335(P2007−514335A)
【公表日】平成19年5月31日(2007.5.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−532152(P2006−532152)
【出願日】平成16年5月13日(2004.5.13)
【国際出願番号】PCT/NO2004/000144
【国際公開番号】WO2004/105394
【国際公開日】平成16年12月2日(2004.12.2)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ETHERNET
【出願人】(505199337)タンドベルク・テレコム・エイ・エス (33)
【Fターム(参考)】