パケット中継伝送装置
【課題】 伝送帯域が異なるネットワークに対して伝送帯域に応じた中継を行うことができ、且つエラー率の高いネットワークにおいても通信品質を維持し、回線の輻輳を回避できるパケット中継伝送装置を提供する。
【解決手段】 送信処理部１が階層符号化データを組み合せた冗長なパケットを組み立てて送出し、中継処理部２が送信処理部１から受信したパケットより符号化データを抽出して次段のネットワークの伝送帯域に適した階層符号化データを組み合せた冗長なパケットを組み立て直して次段のネットワークに送出し、当該ネットワークを介して中継処理部２からパケットを受信した受信処理部３が、受信したパケットより符号化データを抽出して復号する。
【解決手段】 送信処理部１が階層符号化データを組み合せた冗長なパケットを組み立てて送出し、中継処理部２が送信処理部１から受信したパケットより符号化データを抽出して次段のネットワークの伝送帯域に適した階層符号化データを組み合せた冗長なパケットを組み立て直して次段のネットワークに送出し、当該ネットワークを介して中継処理部２からパケットを受信した受信処理部３が、受信したパケットより符号化データを抽出して復号する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、伝送帯域が異なるネットワーク間で階層符号化したパケットデータを中継伝送するパケット中継伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
階層符号化データを伝送する従来のシステムとしては、例えば特許文献１に開示されるデータ送受信方法によるものがある。このシステムは、送信端末と受信端末との間の伝送路上に設けられたゲートウェイを含む中継点のうちの全部又は一部におけるデータの受信及び／又は送信の状態に基づいて、中継点後段の受信端末が、受信すべきデータを決定する。これにより、有線区間と無線区間とが混在した環境下でも、途切れない音声伝送、乱れない映像伝送を実現できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５２７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の階層符号化技術を適用した伝送システムでは、中継点後段の受信端末が受信すべきデータに応じて中継点前段の送信端末がデータを作成して送信する。このため、中継点前段のネットワークに対して送信端末が必要以上の冗長データを送出することになり、回線の輻輳を招き、通信品質を劣化させてしまうという課題があった。
【０００５】
具体的に説明すると、従来のシステムでは、中継点である中間ノードあるいは受信端末が受信データを選択して決定し、送信端末がそのデータを生成する。この場合、中間ノードあるいは受信端末が受信データを選択するまでの区間では、送信端末から選択肢となり得る全てのデータが伝送されることになる。このため、中継点後段のネットワークの状態によっては適切な冗長伝送を行うことができず、通話品質を劣化させてしまう。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、伝送帯域が異なるネットワークに対して伝送帯域に応じた中継を行うことができ、且つエラー率の高いネットワークにおいても通信品質を維持し、回線の輻輳を回避できるパケット中継伝送装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るパケット中継伝送装置は、階層符号化された符号化データを組み合わせてなり、この符号化データの組み合わせを特定するためのマーカーが付与されたパケットを中継元のネットワークから入力すると、マーカーに基づいて当該パケットに含まれる符号化データの組み合わせを判定する中継側判定部と、判定結果に基づいてパケットを符号化データに分解するパケット分解部と、分解結果の符号化データを用いてパケットを再び組み立て、中継先のネットワークへの送信パケットとして出力する中継側組立部とを有する中継処理部を備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のよれば、伝送帯域が異なるネットワークに対して伝送帯域に応じた中継を行うことができ、且つエラー率の高いネットワークにおいても通信品質を維持し、回線の輻輳を回避できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、階層符号化の概念を説明するための図であり、音声帯域の階層符号化信号である。図１では、符号化データＬ１が、ある音声帯域、例えば電話音声帯域に対して基本的な符号化処理を行った符号化データである。符号化データＬ２は符号化データＬ１の音声品質をさらに向上させるデータを符号化したものであり、符号化データＬ３は符号化データＬ１と符号化データＬ２（Ｌ１＋Ｌ２）の音声品質をさらに向上させるデータを符号化したものである。また、符号化データＬ４は符号化データＬ１、符号化データＬ２、符号化データＬ３（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）の音声品質をさらに向上させるデータを符号化したものである。
【００１０】
例えば、符号化データＬ１〜Ｌ３が電話帯域（〜３４００Ｈｚ）の音声データである場合、それに広域の音声データ用符号化データとして符号化データＬ４を加えると、例えば広帯域（〜７０００Ｈｚ）の音声データとなる。このように本実施の形態１では、基本となる符号化データを基準としてそのデータ品質を向上させるデータを階層的に符号化する階層符号化方式を採用している。
【００１１】
図２は、この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置を音声伝送装置として適用した伝送システムの構成例を示す図であり、当該音声伝送装置の送信処理部１により送信されたパケットを、他の音声伝送装置の中継処理部２や受信処理部３が受信し、中継処理部２に中継されたパケットをさらに他の音声伝送装置の受信処理部３が受信する例を示している。
【００１２】
また、送信処理部１と中継処理部２はネットワークＸ（中継元のネットワーク）を介して接続されており、中継処理部２と受信処理部３はネットワークＹ（中継先のネットワーク）を介して接続されている。ネットワークＸは、ネットワークＹより伝送帯域が大きく、さらにネットワークＸには他の音声伝送装置の受信処理部３が別個接続している。つまり、中継処理部２はネットワークＸとネットワークＹとの中継点として機能する。また、送信処理部１から受信処理部３へのデータの流れにおいて、ネットワークＸが中継点前段のネットワークに相当し、ネットワークＹが中継点後段のネットワークに相当する。
【００１３】
図３は、この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の送信処理部の構成を示すブロック図であり、図２中の音声伝送装置の送信処理部１を示している。実施の形態１によるパケット中継伝送装置の送信処理部１は、音声階層符号化部（符号化部）４、パケット組立部（送信側組立部）５−１〜５−３、マーカー付与部６−１〜６−３を備える。音声階層符号化部４は、入力した音声信号を階層符号化方式にて符号化処理し、符号化データＬ１〜Ｌ３としてパケット組立部５−１〜５−３に出力する。
【００１４】
パケット組立部５−１は、音声階層符号化部４から入力した符号化データＬ１と符号化データＬ２を一つのパケットデータに組み立てて音声パケットとしてマーカー付与部６−１に出力する。パケット組立部５−２は、音声階層符号化部４から入力した符号化データＬ２と符号化データＬ３を一つのパケットデータに組み立てて音声パケットとしてマーカー付与部６−２に出力する。パケット組立部５−３は、音声階層符号化部４から入力した符号化データＬ１と符号化データＬ３を一つのパケットデータに組み立てて音声パケットとしてマーカー付与部６−３に出力する。
【００１５】
マーカー付与部６−１は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロード部のデータが符号化データＬ１と符号化データＬ２であることを示すマーカーを付与してネットワークＸ上に出力する。マーカー付与部６−２は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロード部が符号化データＬ２と符号化データＬ３であることを示すマーカーを付与してネットワークＸ上に出力する。マーカー付与部６−３は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロード部が符号化データＬ１と符号化データＬ３であることを示すマーカーを付与してネットワークＸ上に出力する。
【００１６】
図４は、この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の中継処理部の構成を示すブロック図であり、図２中の音声伝送装置の中継処理部２を示している。本実施の形態１によるパケット中継伝送装置の中継処理部２は、パケット入力部７、マーカー判定部（中継側判定部）８、パケット分解部９、パケット組立部（中継側組立部）１０−１，１０−２、マーカー付与部１１−１，１１−２、パケット出力部１２を備える。
【００１７】
パケット入力部７は、ネットワークＸを介してパケットを受信しマーカー判定部８及びパケット分解部９に出力する。マーカー判定部８は、入力したパケットのマーカーを抽出し、抽出したマーカーから当該パケットに含まれる符号化データの種別を判定する。パケット分解部９は、マーカー判定部８による判定結果に基づき入力したパケットを符号化データに分解し、パケット組立部１０−１，１０−２に出力する。
【００１８】
パケット組立部１０−１は、パケット分解部９から入力した符号化データＬ１をパケットデータに組み立ててマーカー付与部１１−１に出力する。パケット組立部１０−２は、パケット分解部９から入力した符号化データＬ１と符号化データＬ２を一つのパケットデータに組み立ててマーカー付与部１１−２に出力する。
【００１９】
マーカー付与部１１−１は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロードのデータが符号化データＬ１であることを示すマーカーを付与してパケット出力部１２に出力する。マーカー付与部１１−２は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロードのデータが符号化データＬ１と符号化データＬ２であることを示すマーカーを付与してパケット出力部１２に出力する。パケット出力部１２は、マーカー付与部１１−１，１１−２から入力したパケットをネットワークＹに出力する。
【００２０】
図５は、この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の受信処理部の構成を示すブロック図であり、図２中の音声伝送装置の受信処理部３を示している。実施の形態１によるパケット中継伝送装置の受信処理部３は、パケット入力部１３、マーカー判定部（受信側判定部）１４、パケット分解部１５、復号タイミング制御部（タイミング制御部）１６−１〜１６−３、音声復号部（復号部）１７、基準タイミング制御部１８を備える。
【００２１】
パケット入力部１３は、ネットワークＸ又はネットワークＹを介してパケットを受信し、マーカー判定部１４及びパケット分解部１５に出力する。マーカー判定部１４は、入力したパケットのマーカーを抽出し、抽出したマーカーより当該パケットに含まれる符号化データの種別を判定する。パケット分解部１５は、マーカー判定部１４による判定結果に基づき入力したパケットを符号化データに分解し、復号タイミング制御部１６−１〜１６−３に出力する。
【００２２】
復号タイミング制御部１６−１〜１６−３は、基準タイミング制御部１８からの制御情報に基づき符号化データＬ１〜Ｌ３をそれぞれ音声復号部１７へ出力するタイミングを制御する。音声復号部１７は、復号タイミング制御部１６−１〜１６−３から入力した符号化データＬ１〜Ｌ３に基づき音声復号処理を行い音声信号を出力する。基準タイミング制御部１８は、復号処理の基準タイミングとして音声復号部１７へ符号化データを出力するタイミングを復号タイミング制御部１６−１〜１６−３に通知する。
【００２３】
次に動作について説明する。
以降では、図１に示したように符号化データＬ１が、例えば電話音声帯域に対して基本的な符号化処理を行ったものであり、この符号化データＬ１をさらに音声品質向上させる符号化データＬ２、符号化データＬ１と符号化データＬ２（Ｌ１＋Ｌ２）をさらに音声品質向上させる符号化データＬ３について階層符号化している。ここで、図２の下段に示す例では、音声伝送装置の送信処理部１が、符号化データＬ１，Ｌ２，Ｌ３をそれぞれ二つずつ冗長処理したパケットを送信する場合を示している。
【００２４】
また、伝送帯域の大きいネットワークＸに接続する音声伝送装置の受信処理部３では、受信したパケットのうち、符号化データＬ１と符号化データＬ３をペイロード部に含むパケット、及び符号化データＬ２と符号化データＬ３をペイロードに含むパケットから、符号化データＬ１，Ｌ２，Ｌ３を抽出して復号処理を行い、高品質の再生音声を得る。
【００２５】
ネットワークＸ，Ｙ間に介在する音声伝送装置の中継処理部２は、受信したパケットのうち、符号化データＬ１と符号化データＬ３をペイロード部に含むパケット、及び符号化データＬ２と符号化データＬ３をペイロード部に含むパケットから、次段の伝送帯域が小さいネットワークＹに対して、符号化データＬ１、及び符号化データＬ１と符号化データＬ２の新たな冗長処理したパケットを伝送帯域の小さいネットワークＹに送信する。
【００２６】
伝送帯域の小さいネットワークＹに接続する音声伝送装置の受信処理部３は、受信したパケットのうち、符号化データＬ１をペイロード部に含むパケットから、符号化データＬ１を抽出して復号処理を行い、高品質の再生音声を得る。
【００２７】
各処理部の構成要素との関係を含めて具体的に説明する。
先ず、伝送帯域の大きいネットワークＸに接続する音声伝送装置の送信処理部１が、例えば電話音声帯域の音声信号を入力する。この送信処理部１内の音声階層符号化部４は、入力した音声信号について、図１に示したような符号化データＬ１〜Ｌ３に階層符号化処理を実施して、符号化データＬ１，Ｌ２をパケット組立部５−１に出力し、符号化データＬ２，Ｌ３をパケット組立部５−２に出力し、符号化データＬ１，Ｌ３をパケット組立部５−３に出力する。
【００２８】
パケット組立部５−１では、入力した符号化データＬ１，Ｌ２をペイロード部に格納した一つのパケットを作成し、マーカー付与部６−１に出力する。また、パケット組立部５−２は、入力した符号化データＬ２，Ｌ３をペイロード部に格納した一つのパケットを作成し、マーカー付与部６−２に出力する。同様に、パケット組立部５−３は、入力した符号化データＬ１，Ｌ３をペイロード部に格納した一つのパケットを作成し、マーカー付与部６−３に出力する。
【００２９】
マーカー付与部６−１では、パケット組立部５−１から入力したパケットに対して、このパケットに含まれる符号化データが符号化データＬ１＋Ｌ２であることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてネットワークＸ上に送出する。また、マーカー付与部６−２は、パケット組立部５−２から入力したパケットに対して、このパケットに含まれる符号化データが符号化データＬ２＋Ｌ３であることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてネットワークＸ上に送出する。同様に、マーカー付与部６−３では、パケット組立部５−３から入力したパケットに対して、このパケットに含まれる符号化データが符号化データＬ１＋Ｌ３であることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてネットワークＸ上に送出する。
【００３０】
図６は、マーカー付与部６−１〜６−３によるマーカーの付与例を示す図である。図６では、ストリーム型の実時間マルチメディア通信プロトコルであるＲＴＰ（real-time transport protocol）をのせるＲＴＰヘッダ部のシーケンス番号（ＳＮ）を利用し、上位３ビットで符号化データの種別を規定している。例えば、符号化データの種別がＬ１＋Ｌ２である場合、シーケンス番号の上位３ビットを“０００”とし、符号化データの種別がＬ２＋Ｌ３であれば、シーケンス番号の上位３ビットを“００１”とし、符号化データの種別がＬ１＋Ｌ３であると、シーケンス番号の上位３ビットを“０１０”とする。
【００３１】
つまり、図６中の上段の送信パケットは、シーケンス番号（ＳＮ）の上位４ビットが“００００”となっており、符号化データＬ１＋Ｌ２を扱うマーカー付与部６−１による出力である。また、図６中の中段における送信パケットは、シーケンス番号の上位３ビットが“００１”で上位４ビットが“００１０”（＝２）となっており、符号化データＬ２＋Ｌ３を扱うマーカー付与部６−２による出力である。さらに、図６中の下段における送信パケットは、シーケンス番号の上位３ビットが“０１０”で上位４ビットが“０１００”（＝４）となっており、符号化データＬ１＋Ｌ３を扱うマーカー付与部６−３による出力である。
【００３２】
なお、同じ時間の音声信号を対象とする符号化データでは、シーケンス番号の全１６ビットのうち、下位１３ビットは同じ番号とし、上位３ビットを種別に応じて異ならせることにより、符号化データの種別を特定するマーカーとして用いることができる。
【００３３】
この他のマーカー付与例を図７に示す。
図７では、同じ時間の音声信号を対象とした符号化データを組み合せたパケットに対して、マーカー付与部６−１ではシーケンス番号を“０”（図７中、“００００”）とし、マーカー付与部６−２ではシーケンス番号を“１”（図７中、“０００１”）と、マーカー付与部６−３ではシーケンス番号を“２”（図７中、“０００２”）とする。そして、次の時間のパケットに対して、マーカー付与部６−１は、シーケンス番号を“３”（図７中、“０００３”）とし、マーカー付与部６−２はシーケンス番号を“４”（図７中、“０００４”）とし、マーカー付与部６−３はシーケンス番号を“５”（図７中、“０００５”）とする。これを同様に繰り返す。
【００３４】
このようにシーケンス番号を設定することで、シーケンス番号を“３”で除算した余りが“０”ならば符号化データＬ１＋Ｌ２であると特定することができ、また余りが“１”ならば符号化データＬ２＋Ｌ３であると特定でき、さらに余りが“２”ならば符号化データＬ１＋Ｌ３であると特定できることから、シーケンス番号をマーカーとして用いることができる。なお、シーケンス番号と同様に、ＲＴＰヘッダ部のタイムスタンプ値を符号化データ種別に応じてデジタル値を設定することでマーカーとして利用することもできる。
【００３５】
図２に示す音声伝送装置の中継処理部２は、ネットワークＸを介して前述のようにして他の音声伝送装置の送信処理部１から出力された音声パケットを受信する。この中継処理部２のパケット入力部７は、受信した音声パケットをマーカー判定部８及びパケット分解部９にそれぞれ出力する。
【００３６】
マーカー判定部８では、パケット入力部７から入力した音声パケットからマーカーを読み取り、当該パケットのペイロード部に含まれる符号化データの種別を判定する。例えば、図６又は図７に示したようなマーカーの付与ルールをマーカー判定部８に設定しておき、入力した音声パケットのＲＴＰヘッダ部のシーケンス番号のビット値又はこれを用いた所定の演算値から、パケットに含まれる符号化データがＬ１＋Ｌ２なのか、Ｌ２＋Ｌ３なのか、Ｌ１＋Ｌ３なのか等の符号化データの組み合わせを特定する。この判定結果は、マーカー判定部８からパケット分解部９に出力される。
【００３７】
パケット分解部９では、マーカー判定部８より受け取った判定結果に基づき、パケット入力部７から入力したパケットを分解し、符号化データＬ１はパケット組立部１０−１及びパケット組立部１０−２へ出力し、符号化データＬ２はパケット組立部１０−２へ出力する。このとき、出力先のネットワークＹの伝送帯域を考慮して、符号化データＬ１＋Ｌ２の音声品質を向上させるための付加的データである符号化データＬ３は廃棄する。
【００３８】
パケット組立部１０−１は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１をペイロードに格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−１に出力する。また、パケット組立部１０−２は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１＋Ｌ２をペイロードに格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−２に出力する。
なお、上述したパケットの組み立て処理において、一つのパケットに組み立てられる符号化データＬ１と符号化データＬ２は同じ時間の音声信号を対象とした符号化データであり、同じ時間の符号化データが揃わない場合には、パケットとしての組み立ては行われないものとする。
【００３９】
マーカー付与部１１−１は、パケット組立部１０−１から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット出力部１２に出力する。また、マーカー付与部１１−２では、パケット組立部１０−２から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１＋Ｌ２が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット出力部１２に出力する。このマーカー付与処理では、前述した図６又は図７に示す付与例を採用してもよい。パケット出力部１２では、マーカー付与部１１−２，１１−２から入力したパケットをネットワークＹへ出力する。
【００４０】
図２に示すように、ネットワークＹを介して音声伝送装置の中継処理部２と通信可能な音声伝送装置の受信処理部３は、前述のようにして中継処理部２から出力された音声パケットを受信する。この受信処理部３のパケット入力部１３は、受信した音声パケットをマーカー判定部１４及びパケット分解部１５にそれぞれ出力する。
【００４１】
マーカー判定部１４では、パケット入力部１３から入力した音声パケットからマーカーを読み取り、当該パケットのペイロード部に含まれる符号化データの種別を判定する。例えば、図６又は図７に示したようなマーカーの付与ルールをマーカー判定部１４に設定しておき、入力した音声パケットのＲＴＰヘッダ部のシーケンス番号のビット値又はこれを用いた所定の演算値からパケットに含まれる符号化データの組み合わせを特定する。この判定結果は、マーカー判定部１４からパケット分解部１５に出力される。
【００４２】
パケット分解部１５では、マーカー判定部１４より受け取った判定結果に基づき、パケット入力部１３から入力したパケットを分解し、符号化データＬ１は復号タイミング制御部１６−１へ出力し、符号化データＬ２は復号タイミング制御部１６−２へ出力する。
【００４３】
また、基準タイミング制御部１８は、復号タイミング制御部１６−１，１６−２が同じ時間の音声信号を対象とした符号化データを同じタイミングで音声復号部１７に出力できるように基準となるタイミング制御情報を復号タイミング制御部１６−１，１６−２に出力する。
【００４４】
これにより、復号タイミング制御部１６−１は、入力した符号化データＬ１の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ１を音声復号部１７に出力する。一方、復号タイミング制御部１６−２も同様に、入力した符号化データＬ２の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ２を音声復号部１７に出力する。
【００４５】
音声復号部１７では、復号タイミング制御部１６−１，１６−２から同じ時間の音声信号を対象とした符号化データが同じタイミングで入力され、これらの符号化データに基づいて復号処理を実施して再生音声を出力する。この復号処理において、最低一つの符号化データが入力された場合には、入力された符号化データを用いて復号処理を行い、一つも符号化データが入力されなかった場合には補間処理などのパケット損失対策処理を行う。
【００４６】
例えば、図２の下段に示すように、送信処理部１のマーカー付与部６−１から伝送された音声パケットのうち、符号化データＬ１が損失した場合、中継処理部２では、上述したように、送信処理部１のマーカー付与部６−１〜６−３から伝送された音声パケットを用いて、符号化データＬ１を含む音声パケット及び符号化データＬ１＋Ｌ２を含む音声パケットをネットワークＹに出力する。
【００４７】
このとき、中継処理部２のマーカー付与部１１−２から伝送された音声パケットの符号化データＬ１が損失しても、受信処理部３では、中継処理部２のマーカー付与部１１−１から伝送された音声パケットを用いて符号化データＬ１を復号することができ、中継処理部２のマーカー付与部１１−２から伝送された音声パケットを用いて符号化データＬ２を復号することができる。
【００４８】
一方、図２に示すように、ネットワークＸを介して音声伝送装置の送信処理部１と通信可能な音声伝送装置の受信処理部３では、前述のようにして送信処理部１から出力された音声パケットを受信する。この受信処理部３のパケット入力部１３は、受信した音声パケットをマーカー判定部１４及びパケット分解部１５にそれぞれ出力する。
【００４９】
上述した処理と同様にして、マーカー判定部１４は、パケット入力部１３から入力した音声パケットからマーカーを読み取り、当該パケットのペイロード部に含まれる符号化データの種別を判定する。この判定結果は、マーカー判定部１４からパケット分解部１５に出力される。パケット分解部１５では、マーカー判定部１４より受け取った判定結果に基づき、パケット入力部１３から入力したパケットを分解し、符号化データＬ１は復号タイミング制御部１６−１へ出力し、符号化データＬ２は復号タイミング制御部１６−２へ出力し、符号化データＬ３は復号タイミング制御部１６−３へ出力する。
【００５０】
このとき、基準タイミング制御部１８は、復号タイミング制御部１６−１，１６−２，１６−３が同じ時間の音声信号を対象とした符号化データを同じタイミングで音声復号部１７に出力できるように基準となるタイミング制御情報を復号タイミング制御部１６−１，１６−２，１６−３に出力する。
【００５１】
これにより、復号タイミング制御部１６−１は、入力した符号化データＬ１の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ１を音声復号部１７に出力する。また、復号タイミング制御部１６−２も同様に、入力した符号化データＬ２の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ２を音声復号部１７に出力する。さらに、復号タイミング制御部１６−３も、入力した符号化データＬ３の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ３を音声復号部１７に出力する。
【００５２】
音声復号部１７では、復号タイミング制御部１６−１，１６−２，１６−３から同じ時間の音声信号を対象とした符号化データが同じタイミングで入力され、これらの符号化データに基づいて復号処理を実施して再生音声を出力する。この復号処理においても、最低一つの符号化データが入力された場合には、入力された符号化データを用いて復号処理を行い、一つも符号化データが入力されなかった場合には補間処理などのパケット損失対策処理を行う。
【００５３】
以上のように、この実施の形態１によれば、送信処理部１が階層符号化データを組み合せた冗長なパケットを組み立てて送出し、中継処理部２が送信処理部１から受信したパケットより符号化データを抽出して次段のネットワークの伝送帯域に適した階層符号化データを組み合せた冗長なパケットを組み立て直して次段のネットワークに送出し、当該ネットワークを介して中継処理部２からパケットを受信した受信処理部３が、受信したパケットより符号化データを抽出して復号するので、伝送帯域の異なるネットワーク間のパケットを中継する伝送システムにおいても、その伝送帯域に応じた適切な冗長伝送を実現することができ、エラー率が高いネットワークでも通話音声品質を確保することができる。また、マーカーとしてＲＴＰヘッダ部内の情報を活用することで、情報量を増やすことなく、冗長なパケットを区別することができる。
【００５４】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２によるパケット中継伝送装置の中継処理部の構成を示すブロック図である。本実施の形態２による中継処理部２Ａは、上記実施の形態１で示した中継処理部２の構成に加え、符号化データＬ３に対応するパケット組立部（中継側組立部）１０−３及びマーカー付与部１１−３、伝送帯域監視部（監視部）１９、パケット廃棄部２０をさらに備える。
【００５５】
伝送帯域監視部１９は、出力先のネットワークの伝送帯域を監視してこの伝送帯域を特定するための伝送帯域監視情報をパケット廃棄部２０に出力する。パケット廃棄部２０は、伝送帯域監視情報により特定した出力先のネットワークの伝送帯域に応じて伝送量を削減するため、送出パケットの中からパケットを適宜廃棄する。なお、図４と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５６】
次に動作について説明する。
本実施の形態２によるパケット中継伝送装置の送信処理部１及び受信処理部３の動作は上記実施形態１と同様であり、説明を省略する。以降では、上記実施の形態１で示した図２のシステムにおける、本実施の形態２の中継処理部２Ａによる中継処理を説明する。
先ず、本実施の形態２による中継処理部２Ａは、ネットワークＸを介して上記実施の形態１と同様にして他のパケット中継伝送装置の送信処理部１から出力された音声パケットを受信する。この中継処理部２Ａのパケット入力部７は、受信した音声パケットをマーカー判定部８及びパケット分解部９にそれぞれ出力する。
【００５７】
マーカー判定部８では、パケット入力部７から入力した音声パケットからマーカーを読み取り、当該パケットのペイロードに含まれる符号化データの種別を判定する。例えば、上記実施の形態１で示した図６又は図７のようなマーカーの付与ルールをマーカー判定部８に設定しておき、入力した音声パケットのＲＴＰヘッダ部のシーケンス番号のビット値又はこれを用いた所定の演算値から、パケットに含まれる符号化データがＬ１＋Ｌ２なのか、Ｌ２＋Ｌ３なのか、Ｌ１＋Ｌ３なのか等の符号化データの組み合わせを特定する。この判定結果は、マーカー判定部８からパケット分解部９に出力される。
【００５８】
パケット分解部９では、マーカー判定部８より受け取った判定結果に基づき、パケット入力部７から入力したパケットを分解し、符号化データＬ１をパケット組立部１０−１及びパケット組立部１０−２へ出力し、符号化データＬ２及び符号化データＬ３をパケット組立部１０−２へ出力し、符号化データＬ１及び符号化データＬ３をパケット組立部１０−３へ出力する。このとき、上記実施の形態１と異なり、パケット分解部９が符号化データを廃棄することはない。
【００５９】
パケット組立部１０−１は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１をペイロード部に格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−１に出力する。パケット組立部１０−２は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１＋Ｌ２をペイロード部に格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−２に出力する。パケット組立部１０−３は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１＋Ｌ３をペイロード部に格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−３に出力する。
【００６０】
なお、上述したパケットの組み立て処理において、一つのパケットに組み立てられる符号化データＬ１と符号化データＬ２、符号化データＬ１と符号化データＬ３は、同じ時間の音声信号を対象とした符号化データであり、同じ時間の符号化データが揃わない場合には、パケットとしての組み立ては行われないものとする。
【００６１】
マーカー付与部１１−１は、パケット組立部１０−１から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット廃棄部２０に出力する。また、マーカー付与部１１−２では、パケット組立部１０−２から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１＋Ｌ２が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット廃棄部２０に出力する。マーカー付与部１１−３では、パケット組立部１０−３から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１＋Ｌ３が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット廃棄部２０に出力する。このマーカー付与処理では、前述した図６又は図７に示す付与例を採用してもよい。
【００６２】
伝送帯域監視部１９は、出力先のネットワークＹに接続する音声伝送装置の受信処理部３との間におけるデータ送受信に要する時間等に基づいて出力先のネットワークＹの伝送帯域をモニタし、その結果を伝送帯域監視情報としてパケット廃棄部２０に出力する。
【００６３】
パケット廃棄部２０では、伝送帯域監視部１９から入力した伝送帯域監視情報に基づいて次段（中継点後段）のネットワークＹの伝送帯域を特定し、送出されるパケットの伝送量がネットワークＹの伝送帯域内になるように制御する。例えば、ネットワークＹが、符号化データＬ１のパケットと符号化データＬ１＋Ｌ２のパケットを伝送できる伝送帯域であるが、これらに符号化データＬ１＋Ｌ３も加えるとその伝送帯域を越えてしまうような場合、パケット廃棄部２０は、符号化データＬ１＋Ｌ３のパケットを廃棄する。そして、パケット出力部１２は、パケット廃棄部２０から伝送すべき音声パケットを受け取り、ネットワークＹ上へ出力する。
【００６４】
以上のように、この実施の形態２によれば、中継処理部２が次段のネットワークへ出力するパケットの伝送量をその伝送帯域に応じて制御するので、伝送帯域の異なるネットワークへパケットを中継する伝送システムにおいてもその伝送帯域に応じた適切な冗長伝送を実現することができる。これにより、ネットワークの輻輳を回避することができ、またエラー率が高いネットワークでも通話音声品質を確保することができる。
【００６５】
また、上記実施の形態２による中継処理部として、図８に示した構成の他、例えば図９に示すような構成であってもよい。図９では、中継処理部２Ｂが、図８に示した構成に加え、復号タイミング制御部１６−１〜１６−３、音声復号部１７、基準タイミング制御部１８を備える。このように、中継処理部２Ｂとして、中継処理部２Ａに受信処理部の構成を加えることで、受信した音声パケットを再生すると共に、次段のネットワークへ出力するパケットの伝送量をその伝送帯域に応じて制御することができる。
【００６６】
なお、上記実施の形態１及び上記実施の形態２では、符号化対象を音声信号とした場合について説明したが、音声信号以外の例えば映像信号等を対象とする階層符号化方式を適用した場合であっても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】階層符号化の概念を説明するための図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置を適用した伝送システムの構成例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の送信処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の中継処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の受信処理部の構成を示すブロック図である。
【図６】マーカーの付与例を示す図である。
【図７】マーカーの他の付与例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２によるパケット中継伝送装置の中継処理部の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態２によるパケット中継伝送装置の中継処理部の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 送信処理部、２，２Ａ，２Ｂ 中継処理部、３ 受信処理部、４ 音声階層符号化部（符号化部）、５−１〜５−３，１０−１〜１０−３ パケット組立部（送信側組立部、中継側組立部）、６−１〜６−３，１１−１〜１１−３ マーカー付与部、７，１３ パケット入力部、８，１４ マーカー判定部（中継側判定部、受信側判定部）、９，１５ パケット分解部、１２ パケット出力部、１６−１〜１６−３ 復号タイミング制御部（タイミング制御部）、１７ 音声復号部（復号部）、１８ 基準タイミング制御部、１９ 伝送帯域監視部（監視部）、２０ パケット廃棄部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、伝送帯域が異なるネットワーク間で階層符号化したパケットデータを中継伝送するパケット中継伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
階層符号化データを伝送する従来のシステムとしては、例えば特許文献１に開示されるデータ送受信方法によるものがある。このシステムは、送信端末と受信端末との間の伝送路上に設けられたゲートウェイを含む中継点のうちの全部又は一部におけるデータの受信及び／又は送信の状態に基づいて、中継点後段の受信端末が、受信すべきデータを決定する。これにより、有線区間と無線区間とが混在した環境下でも、途切れない音声伝送、乱れない映像伝送を実現できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５２７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の階層符号化技術を適用した伝送システムでは、中継点後段の受信端末が受信すべきデータに応じて中継点前段の送信端末がデータを作成して送信する。このため、中継点前段のネットワークに対して送信端末が必要以上の冗長データを送出することになり、回線の輻輳を招き、通信品質を劣化させてしまうという課題があった。
【０００５】
具体的に説明すると、従来のシステムでは、中継点である中間ノードあるいは受信端末が受信データを選択して決定し、送信端末がそのデータを生成する。この場合、中間ノードあるいは受信端末が受信データを選択するまでの区間では、送信端末から選択肢となり得る全てのデータが伝送されることになる。このため、中継点後段のネットワークの状態によっては適切な冗長伝送を行うことができず、通話品質を劣化させてしまう。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、伝送帯域が異なるネットワークに対して伝送帯域に応じた中継を行うことができ、且つエラー率の高いネットワークにおいても通信品質を維持し、回線の輻輳を回避できるパケット中継伝送装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るパケット中継伝送装置は、階層符号化された符号化データを組み合わせてなり、この符号化データの組み合わせを特定するためのマーカーが付与されたパケットを中継元のネットワークから入力すると、マーカーに基づいて当該パケットに含まれる符号化データの組み合わせを判定する中継側判定部と、判定結果に基づいてパケットを符号化データに分解するパケット分解部と、分解結果の符号化データを用いてパケットを再び組み立て、中継先のネットワークへの送信パケットとして出力する中継側組立部とを有する中継処理部を備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のよれば、伝送帯域が異なるネットワークに対して伝送帯域に応じた中継を行うことができ、且つエラー率の高いネットワークにおいても通信品質を維持し、回線の輻輳を回避できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、階層符号化の概念を説明するための図であり、音声帯域の階層符号化信号である。図１では、符号化データＬ１が、ある音声帯域、例えば電話音声帯域に対して基本的な符号化処理を行った符号化データである。符号化データＬ２は符号化データＬ１の音声品質をさらに向上させるデータを符号化したものであり、符号化データＬ３は符号化データＬ１と符号化データＬ２（Ｌ１＋Ｌ２）の音声品質をさらに向上させるデータを符号化したものである。また、符号化データＬ４は符号化データＬ１、符号化データＬ２、符号化データＬ３（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）の音声品質をさらに向上させるデータを符号化したものである。
【００１０】
例えば、符号化データＬ１〜Ｌ３が電話帯域（〜３４００Ｈｚ）の音声データである場合、それに広域の音声データ用符号化データとして符号化データＬ４を加えると、例えば広帯域（〜７０００Ｈｚ）の音声データとなる。このように本実施の形態１では、基本となる符号化データを基準としてそのデータ品質を向上させるデータを階層的に符号化する階層符号化方式を採用している。
【００１１】
図２は、この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置を音声伝送装置として適用した伝送システムの構成例を示す図であり、当該音声伝送装置の送信処理部１により送信されたパケットを、他の音声伝送装置の中継処理部２や受信処理部３が受信し、中継処理部２に中継されたパケットをさらに他の音声伝送装置の受信処理部３が受信する例を示している。
【００１２】
また、送信処理部１と中継処理部２はネットワークＸ（中継元のネットワーク）を介して接続されており、中継処理部２と受信処理部３はネットワークＹ（中継先のネットワーク）を介して接続されている。ネットワークＸは、ネットワークＹより伝送帯域が大きく、さらにネットワークＸには他の音声伝送装置の受信処理部３が別個接続している。つまり、中継処理部２はネットワークＸとネットワークＹとの中継点として機能する。また、送信処理部１から受信処理部３へのデータの流れにおいて、ネットワークＸが中継点前段のネットワークに相当し、ネットワークＹが中継点後段のネットワークに相当する。
【００１３】
図３は、この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の送信処理部の構成を示すブロック図であり、図２中の音声伝送装置の送信処理部１を示している。実施の形態１によるパケット中継伝送装置の送信処理部１は、音声階層符号化部（符号化部）４、パケット組立部（送信側組立部）５−１〜５−３、マーカー付与部６−１〜６−３を備える。音声階層符号化部４は、入力した音声信号を階層符号化方式にて符号化処理し、符号化データＬ１〜Ｌ３としてパケット組立部５−１〜５−３に出力する。
【００１４】
パケット組立部５−１は、音声階層符号化部４から入力した符号化データＬ１と符号化データＬ２を一つのパケットデータに組み立てて音声パケットとしてマーカー付与部６−１に出力する。パケット組立部５−２は、音声階層符号化部４から入力した符号化データＬ２と符号化データＬ３を一つのパケットデータに組み立てて音声パケットとしてマーカー付与部６−２に出力する。パケット組立部５−３は、音声階層符号化部４から入力した符号化データＬ１と符号化データＬ３を一つのパケットデータに組み立てて音声パケットとしてマーカー付与部６−３に出力する。
【００１５】
マーカー付与部６−１は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロード部のデータが符号化データＬ１と符号化データＬ２であることを示すマーカーを付与してネットワークＸ上に出力する。マーカー付与部６−２は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロード部が符号化データＬ２と符号化データＬ３であることを示すマーカーを付与してネットワークＸ上に出力する。マーカー付与部６−３は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロード部が符号化データＬ１と符号化データＬ３であることを示すマーカーを付与してネットワークＸ上に出力する。
【００１６】
図４は、この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の中継処理部の構成を示すブロック図であり、図２中の音声伝送装置の中継処理部２を示している。本実施の形態１によるパケット中継伝送装置の中継処理部２は、パケット入力部７、マーカー判定部（中継側判定部）８、パケット分解部９、パケット組立部（中継側組立部）１０−１，１０−２、マーカー付与部１１−１，１１−２、パケット出力部１２を備える。
【００１７】
パケット入力部７は、ネットワークＸを介してパケットを受信しマーカー判定部８及びパケット分解部９に出力する。マーカー判定部８は、入力したパケットのマーカーを抽出し、抽出したマーカーから当該パケットに含まれる符号化データの種別を判定する。パケット分解部９は、マーカー判定部８による判定結果に基づき入力したパケットを符号化データに分解し、パケット組立部１０−１，１０−２に出力する。
【００１８】
パケット組立部１０−１は、パケット分解部９から入力した符号化データＬ１をパケットデータに組み立ててマーカー付与部１１−１に出力する。パケット組立部１０−２は、パケット分解部９から入力した符号化データＬ１と符号化データＬ２を一つのパケットデータに組み立ててマーカー付与部１１−２に出力する。
【００１９】
マーカー付与部１１−１は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロードのデータが符号化データＬ１であることを示すマーカーを付与してパケット出力部１２に出力する。マーカー付与部１１−２は、入力した音声パケットに当該パケットのペイロードのデータが符号化データＬ１と符号化データＬ２であることを示すマーカーを付与してパケット出力部１２に出力する。パケット出力部１２は、マーカー付与部１１−１，１１−２から入力したパケットをネットワークＹに出力する。
【００２０】
図５は、この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の受信処理部の構成を示すブロック図であり、図２中の音声伝送装置の受信処理部３を示している。実施の形態１によるパケット中継伝送装置の受信処理部３は、パケット入力部１３、マーカー判定部（受信側判定部）１４、パケット分解部１５、復号タイミング制御部（タイミング制御部）１６−１〜１６−３、音声復号部（復号部）１７、基準タイミング制御部１８を備える。
【００２１】
パケット入力部１３は、ネットワークＸ又はネットワークＹを介してパケットを受信し、マーカー判定部１４及びパケット分解部１５に出力する。マーカー判定部１４は、入力したパケットのマーカーを抽出し、抽出したマーカーより当該パケットに含まれる符号化データの種別を判定する。パケット分解部１５は、マーカー判定部１４による判定結果に基づき入力したパケットを符号化データに分解し、復号タイミング制御部１６−１〜１６−３に出力する。
【００２２】
復号タイミング制御部１６−１〜１６−３は、基準タイミング制御部１８からの制御情報に基づき符号化データＬ１〜Ｌ３をそれぞれ音声復号部１７へ出力するタイミングを制御する。音声復号部１７は、復号タイミング制御部１６−１〜１６−３から入力した符号化データＬ１〜Ｌ３に基づき音声復号処理を行い音声信号を出力する。基準タイミング制御部１８は、復号処理の基準タイミングとして音声復号部１７へ符号化データを出力するタイミングを復号タイミング制御部１６−１〜１６−３に通知する。
【００２３】
次に動作について説明する。
以降では、図１に示したように符号化データＬ１が、例えば電話音声帯域に対して基本的な符号化処理を行ったものであり、この符号化データＬ１をさらに音声品質向上させる符号化データＬ２、符号化データＬ１と符号化データＬ２（Ｌ１＋Ｌ２）をさらに音声品質向上させる符号化データＬ３について階層符号化している。ここで、図２の下段に示す例では、音声伝送装置の送信処理部１が、符号化データＬ１，Ｌ２，Ｌ３をそれぞれ二つずつ冗長処理したパケットを送信する場合を示している。
【００２４】
また、伝送帯域の大きいネットワークＸに接続する音声伝送装置の受信処理部３では、受信したパケットのうち、符号化データＬ１と符号化データＬ３をペイロード部に含むパケット、及び符号化データＬ２と符号化データＬ３をペイロードに含むパケットから、符号化データＬ１，Ｌ２，Ｌ３を抽出して復号処理を行い、高品質の再生音声を得る。
【００２５】
ネットワークＸ，Ｙ間に介在する音声伝送装置の中継処理部２は、受信したパケットのうち、符号化データＬ１と符号化データＬ３をペイロード部に含むパケット、及び符号化データＬ２と符号化データＬ３をペイロード部に含むパケットから、次段の伝送帯域が小さいネットワークＹに対して、符号化データＬ１、及び符号化データＬ１と符号化データＬ２の新たな冗長処理したパケットを伝送帯域の小さいネットワークＹに送信する。
【００２６】
伝送帯域の小さいネットワークＹに接続する音声伝送装置の受信処理部３は、受信したパケットのうち、符号化データＬ１をペイロード部に含むパケットから、符号化データＬ１を抽出して復号処理を行い、高品質の再生音声を得る。
【００２７】
各処理部の構成要素との関係を含めて具体的に説明する。
先ず、伝送帯域の大きいネットワークＸに接続する音声伝送装置の送信処理部１が、例えば電話音声帯域の音声信号を入力する。この送信処理部１内の音声階層符号化部４は、入力した音声信号について、図１に示したような符号化データＬ１〜Ｌ３に階層符号化処理を実施して、符号化データＬ１，Ｌ２をパケット組立部５−１に出力し、符号化データＬ２，Ｌ３をパケット組立部５−２に出力し、符号化データＬ１，Ｌ３をパケット組立部５−３に出力する。
【００２８】
パケット組立部５−１では、入力した符号化データＬ１，Ｌ２をペイロード部に格納した一つのパケットを作成し、マーカー付与部６−１に出力する。また、パケット組立部５−２は、入力した符号化データＬ２，Ｌ３をペイロード部に格納した一つのパケットを作成し、マーカー付与部６−２に出力する。同様に、パケット組立部５−３は、入力した符号化データＬ１，Ｌ３をペイロード部に格納した一つのパケットを作成し、マーカー付与部６−３に出力する。
【００２９】
マーカー付与部６−１では、パケット組立部５−１から入力したパケットに対して、このパケットに含まれる符号化データが符号化データＬ１＋Ｌ２であることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてネットワークＸ上に送出する。また、マーカー付与部６−２は、パケット組立部５−２から入力したパケットに対して、このパケットに含まれる符号化データが符号化データＬ２＋Ｌ３であることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてネットワークＸ上に送出する。同様に、マーカー付与部６−３では、パケット組立部５−３から入力したパケットに対して、このパケットに含まれる符号化データが符号化データＬ１＋Ｌ３であることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてネットワークＸ上に送出する。
【００３０】
図６は、マーカー付与部６−１〜６−３によるマーカーの付与例を示す図である。図６では、ストリーム型の実時間マルチメディア通信プロトコルであるＲＴＰ（real-time transport protocol）をのせるＲＴＰヘッダ部のシーケンス番号（ＳＮ）を利用し、上位３ビットで符号化データの種別を規定している。例えば、符号化データの種別がＬ１＋Ｌ２である場合、シーケンス番号の上位３ビットを“０００”とし、符号化データの種別がＬ２＋Ｌ３であれば、シーケンス番号の上位３ビットを“００１”とし、符号化データの種別がＬ１＋Ｌ３であると、シーケンス番号の上位３ビットを“０１０”とする。
【００３１】
つまり、図６中の上段の送信パケットは、シーケンス番号（ＳＮ）の上位４ビットが“００００”となっており、符号化データＬ１＋Ｌ２を扱うマーカー付与部６−１による出力である。また、図６中の中段における送信パケットは、シーケンス番号の上位３ビットが“００１”で上位４ビットが“００１０”（＝２）となっており、符号化データＬ２＋Ｌ３を扱うマーカー付与部６−２による出力である。さらに、図６中の下段における送信パケットは、シーケンス番号の上位３ビットが“０１０”で上位４ビットが“０１００”（＝４）となっており、符号化データＬ１＋Ｌ３を扱うマーカー付与部６−３による出力である。
【００３２】
なお、同じ時間の音声信号を対象とする符号化データでは、シーケンス番号の全１６ビットのうち、下位１３ビットは同じ番号とし、上位３ビットを種別に応じて異ならせることにより、符号化データの種別を特定するマーカーとして用いることができる。
【００３３】
この他のマーカー付与例を図７に示す。
図７では、同じ時間の音声信号を対象とした符号化データを組み合せたパケットに対して、マーカー付与部６−１ではシーケンス番号を“０”（図７中、“００００”）とし、マーカー付与部６−２ではシーケンス番号を“１”（図７中、“０００１”）と、マーカー付与部６−３ではシーケンス番号を“２”（図７中、“０００２”）とする。そして、次の時間のパケットに対して、マーカー付与部６−１は、シーケンス番号を“３”（図７中、“０００３”）とし、マーカー付与部６−２はシーケンス番号を“４”（図７中、“０００４”）とし、マーカー付与部６−３はシーケンス番号を“５”（図７中、“０００５”）とする。これを同様に繰り返す。
【００３４】
このようにシーケンス番号を設定することで、シーケンス番号を“３”で除算した余りが“０”ならば符号化データＬ１＋Ｌ２であると特定することができ、また余りが“１”ならば符号化データＬ２＋Ｌ３であると特定でき、さらに余りが“２”ならば符号化データＬ１＋Ｌ３であると特定できることから、シーケンス番号をマーカーとして用いることができる。なお、シーケンス番号と同様に、ＲＴＰヘッダ部のタイムスタンプ値を符号化データ種別に応じてデジタル値を設定することでマーカーとして利用することもできる。
【００３５】
図２に示す音声伝送装置の中継処理部２は、ネットワークＸを介して前述のようにして他の音声伝送装置の送信処理部１から出力された音声パケットを受信する。この中継処理部２のパケット入力部７は、受信した音声パケットをマーカー判定部８及びパケット分解部９にそれぞれ出力する。
【００３６】
マーカー判定部８では、パケット入力部７から入力した音声パケットからマーカーを読み取り、当該パケットのペイロード部に含まれる符号化データの種別を判定する。例えば、図６又は図７に示したようなマーカーの付与ルールをマーカー判定部８に設定しておき、入力した音声パケットのＲＴＰヘッダ部のシーケンス番号のビット値又はこれを用いた所定の演算値から、パケットに含まれる符号化データがＬ１＋Ｌ２なのか、Ｌ２＋Ｌ３なのか、Ｌ１＋Ｌ３なのか等の符号化データの組み合わせを特定する。この判定結果は、マーカー判定部８からパケット分解部９に出力される。
【００３７】
パケット分解部９では、マーカー判定部８より受け取った判定結果に基づき、パケット入力部７から入力したパケットを分解し、符号化データＬ１はパケット組立部１０−１及びパケット組立部１０−２へ出力し、符号化データＬ２はパケット組立部１０−２へ出力する。このとき、出力先のネットワークＹの伝送帯域を考慮して、符号化データＬ１＋Ｌ２の音声品質を向上させるための付加的データである符号化データＬ３は廃棄する。
【００３８】
パケット組立部１０−１は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１をペイロードに格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−１に出力する。また、パケット組立部１０−２は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１＋Ｌ２をペイロードに格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−２に出力する。
なお、上述したパケットの組み立て処理において、一つのパケットに組み立てられる符号化データＬ１と符号化データＬ２は同じ時間の音声信号を対象とした符号化データであり、同じ時間の符号化データが揃わない場合には、パケットとしての組み立ては行われないものとする。
【００３９】
マーカー付与部１１−１は、パケット組立部１０−１から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット出力部１２に出力する。また、マーカー付与部１１−２では、パケット組立部１０−２から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１＋Ｌ２が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット出力部１２に出力する。このマーカー付与処理では、前述した図６又は図７に示す付与例を採用してもよい。パケット出力部１２では、マーカー付与部１１−２，１１−２から入力したパケットをネットワークＹへ出力する。
【００４０】
図２に示すように、ネットワークＹを介して音声伝送装置の中継処理部２と通信可能な音声伝送装置の受信処理部３は、前述のようにして中継処理部２から出力された音声パケットを受信する。この受信処理部３のパケット入力部１３は、受信した音声パケットをマーカー判定部１４及びパケット分解部１５にそれぞれ出力する。
【００４１】
マーカー判定部１４では、パケット入力部１３から入力した音声パケットからマーカーを読み取り、当該パケットのペイロード部に含まれる符号化データの種別を判定する。例えば、図６又は図７に示したようなマーカーの付与ルールをマーカー判定部１４に設定しておき、入力した音声パケットのＲＴＰヘッダ部のシーケンス番号のビット値又はこれを用いた所定の演算値からパケットに含まれる符号化データの組み合わせを特定する。この判定結果は、マーカー判定部１４からパケット分解部１５に出力される。
【００４２】
パケット分解部１５では、マーカー判定部１４より受け取った判定結果に基づき、パケット入力部１３から入力したパケットを分解し、符号化データＬ１は復号タイミング制御部１６−１へ出力し、符号化データＬ２は復号タイミング制御部１６−２へ出力する。
【００４３】
また、基準タイミング制御部１８は、復号タイミング制御部１６−１，１６−２が同じ時間の音声信号を対象とした符号化データを同じタイミングで音声復号部１７に出力できるように基準となるタイミング制御情報を復号タイミング制御部１６−１，１６−２に出力する。
【００４４】
これにより、復号タイミング制御部１６−１は、入力した符号化データＬ１の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ１を音声復号部１７に出力する。一方、復号タイミング制御部１６−２も同様に、入力した符号化データＬ２の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ２を音声復号部１７に出力する。
【００４５】
音声復号部１７では、復号タイミング制御部１６−１，１６−２から同じ時間の音声信号を対象とした符号化データが同じタイミングで入力され、これらの符号化データに基づいて復号処理を実施して再生音声を出力する。この復号処理において、最低一つの符号化データが入力された場合には、入力された符号化データを用いて復号処理を行い、一つも符号化データが入力されなかった場合には補間処理などのパケット損失対策処理を行う。
【００４６】
例えば、図２の下段に示すように、送信処理部１のマーカー付与部６−１から伝送された音声パケットのうち、符号化データＬ１が損失した場合、中継処理部２では、上述したように、送信処理部１のマーカー付与部６−１〜６−３から伝送された音声パケットを用いて、符号化データＬ１を含む音声パケット及び符号化データＬ１＋Ｌ２を含む音声パケットをネットワークＹに出力する。
【００４７】
このとき、中継処理部２のマーカー付与部１１−２から伝送された音声パケットの符号化データＬ１が損失しても、受信処理部３では、中継処理部２のマーカー付与部１１−１から伝送された音声パケットを用いて符号化データＬ１を復号することができ、中継処理部２のマーカー付与部１１−２から伝送された音声パケットを用いて符号化データＬ２を復号することができる。
【００４８】
一方、図２に示すように、ネットワークＸを介して音声伝送装置の送信処理部１と通信可能な音声伝送装置の受信処理部３では、前述のようにして送信処理部１から出力された音声パケットを受信する。この受信処理部３のパケット入力部１３は、受信した音声パケットをマーカー判定部１４及びパケット分解部１５にそれぞれ出力する。
【００４９】
上述した処理と同様にして、マーカー判定部１４は、パケット入力部１３から入力した音声パケットからマーカーを読み取り、当該パケットのペイロード部に含まれる符号化データの種別を判定する。この判定結果は、マーカー判定部１４からパケット分解部１５に出力される。パケット分解部１５では、マーカー判定部１４より受け取った判定結果に基づき、パケット入力部１３から入力したパケットを分解し、符号化データＬ１は復号タイミング制御部１６−１へ出力し、符号化データＬ２は復号タイミング制御部１６−２へ出力し、符号化データＬ３は復号タイミング制御部１６−３へ出力する。
【００５０】
このとき、基準タイミング制御部１８は、復号タイミング制御部１６−１，１６−２，１６−３が同じ時間の音声信号を対象とした符号化データを同じタイミングで音声復号部１７に出力できるように基準となるタイミング制御情報を復号タイミング制御部１６−１，１６−２，１６−３に出力する。
【００５１】
これにより、復号タイミング制御部１６−１は、入力した符号化データＬ１の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ１を音声復号部１７に出力する。また、復号タイミング制御部１６−２も同様に、入力した符号化データＬ２の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ２を音声復号部１７に出力する。さらに、復号タイミング制御部１６−３も、入力した符号化データＬ３の復号タイミングを基準タイミング制御部１８からのタイミング情報に基づいて制御し、符号化データＬ３を音声復号部１７に出力する。
【００５２】
音声復号部１７では、復号タイミング制御部１６−１，１６−２，１６−３から同じ時間の音声信号を対象とした符号化データが同じタイミングで入力され、これらの符号化データに基づいて復号処理を実施して再生音声を出力する。この復号処理においても、最低一つの符号化データが入力された場合には、入力された符号化データを用いて復号処理を行い、一つも符号化データが入力されなかった場合には補間処理などのパケット損失対策処理を行う。
【００５３】
以上のように、この実施の形態１によれば、送信処理部１が階層符号化データを組み合せた冗長なパケットを組み立てて送出し、中継処理部２が送信処理部１から受信したパケットより符号化データを抽出して次段のネットワークの伝送帯域に適した階層符号化データを組み合せた冗長なパケットを組み立て直して次段のネットワークに送出し、当該ネットワークを介して中継処理部２からパケットを受信した受信処理部３が、受信したパケットより符号化データを抽出して復号するので、伝送帯域の異なるネットワーク間のパケットを中継する伝送システムにおいても、その伝送帯域に応じた適切な冗長伝送を実現することができ、エラー率が高いネットワークでも通話音声品質を確保することができる。また、マーカーとしてＲＴＰヘッダ部内の情報を活用することで、情報量を増やすことなく、冗長なパケットを区別することができる。
【００５４】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２によるパケット中継伝送装置の中継処理部の構成を示すブロック図である。本実施の形態２による中継処理部２Ａは、上記実施の形態１で示した中継処理部２の構成に加え、符号化データＬ３に対応するパケット組立部（中継側組立部）１０−３及びマーカー付与部１１−３、伝送帯域監視部（監視部）１９、パケット廃棄部２０をさらに備える。
【００５５】
伝送帯域監視部１９は、出力先のネットワークの伝送帯域を監視してこの伝送帯域を特定するための伝送帯域監視情報をパケット廃棄部２０に出力する。パケット廃棄部２０は、伝送帯域監視情報により特定した出力先のネットワークの伝送帯域に応じて伝送量を削減するため、送出パケットの中からパケットを適宜廃棄する。なお、図４と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５６】
次に動作について説明する。
本実施の形態２によるパケット中継伝送装置の送信処理部１及び受信処理部３の動作は上記実施形態１と同様であり、説明を省略する。以降では、上記実施の形態１で示した図２のシステムにおける、本実施の形態２の中継処理部２Ａによる中継処理を説明する。
先ず、本実施の形態２による中継処理部２Ａは、ネットワークＸを介して上記実施の形態１と同様にして他のパケット中継伝送装置の送信処理部１から出力された音声パケットを受信する。この中継処理部２Ａのパケット入力部７は、受信した音声パケットをマーカー判定部８及びパケット分解部９にそれぞれ出力する。
【００５７】
マーカー判定部８では、パケット入力部７から入力した音声パケットからマーカーを読み取り、当該パケットのペイロードに含まれる符号化データの種別を判定する。例えば、上記実施の形態１で示した図６又は図７のようなマーカーの付与ルールをマーカー判定部８に設定しておき、入力した音声パケットのＲＴＰヘッダ部のシーケンス番号のビット値又はこれを用いた所定の演算値から、パケットに含まれる符号化データがＬ１＋Ｌ２なのか、Ｌ２＋Ｌ３なのか、Ｌ１＋Ｌ３なのか等の符号化データの組み合わせを特定する。この判定結果は、マーカー判定部８からパケット分解部９に出力される。
【００５８】
パケット分解部９では、マーカー判定部８より受け取った判定結果に基づき、パケット入力部７から入力したパケットを分解し、符号化データＬ１をパケット組立部１０−１及びパケット組立部１０−２へ出力し、符号化データＬ２及び符号化データＬ３をパケット組立部１０−２へ出力し、符号化データＬ１及び符号化データＬ３をパケット組立部１０−３へ出力する。このとき、上記実施の形態１と異なり、パケット分解部９が符号化データを廃棄することはない。
【００５９】
パケット組立部１０−１は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１をペイロード部に格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−１に出力する。パケット組立部１０−２は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１＋Ｌ２をペイロード部に格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−２に出力する。パケット組立部１０−３は、パケット分解部８から入力した符号化データＬ１＋Ｌ３をペイロード部に格納した一つのパケットを組み立ててマーカー付与部１１−３に出力する。
【００６０】
なお、上述したパケットの組み立て処理において、一つのパケットに組み立てられる符号化データＬ１と符号化データＬ２、符号化データＬ１と符号化データＬ３は、同じ時間の音声信号を対象とした符号化データであり、同じ時間の符号化データが揃わない場合には、パケットとしての組み立ては行われないものとする。
【００６１】
マーカー付与部１１−１は、パケット組立部１０−１から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット廃棄部２０に出力する。また、マーカー付与部１１−２では、パケット組立部１０−２から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１＋Ｌ２が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット廃棄部２０に出力する。マーカー付与部１１−３では、パケット組立部１０−３から入力したパケットに対して、このパケットに符号化データＬ１＋Ｌ３が含まれることを示すマーカーを付与して音声パケットとしてパケット廃棄部２０に出力する。このマーカー付与処理では、前述した図６又は図７に示す付与例を採用してもよい。
【００６２】
伝送帯域監視部１９は、出力先のネットワークＹに接続する音声伝送装置の受信処理部３との間におけるデータ送受信に要する時間等に基づいて出力先のネットワークＹの伝送帯域をモニタし、その結果を伝送帯域監視情報としてパケット廃棄部２０に出力する。
【００６３】
パケット廃棄部２０では、伝送帯域監視部１９から入力した伝送帯域監視情報に基づいて次段（中継点後段）のネットワークＹの伝送帯域を特定し、送出されるパケットの伝送量がネットワークＹの伝送帯域内になるように制御する。例えば、ネットワークＹが、符号化データＬ１のパケットと符号化データＬ１＋Ｌ２のパケットを伝送できる伝送帯域であるが、これらに符号化データＬ１＋Ｌ３も加えるとその伝送帯域を越えてしまうような場合、パケット廃棄部２０は、符号化データＬ１＋Ｌ３のパケットを廃棄する。そして、パケット出力部１２は、パケット廃棄部２０から伝送すべき音声パケットを受け取り、ネットワークＹ上へ出力する。
【００６４】
以上のように、この実施の形態２によれば、中継処理部２が次段のネットワークへ出力するパケットの伝送量をその伝送帯域に応じて制御するので、伝送帯域の異なるネットワークへパケットを中継する伝送システムにおいてもその伝送帯域に応じた適切な冗長伝送を実現することができる。これにより、ネットワークの輻輳を回避することができ、またエラー率が高いネットワークでも通話音声品質を確保することができる。
【００６５】
また、上記実施の形態２による中継処理部として、図８に示した構成の他、例えば図９に示すような構成であってもよい。図９では、中継処理部２Ｂが、図８に示した構成に加え、復号タイミング制御部１６−１〜１６−３、音声復号部１７、基準タイミング制御部１８を備える。このように、中継処理部２Ｂとして、中継処理部２Ａに受信処理部の構成を加えることで、受信した音声パケットを再生すると共に、次段のネットワークへ出力するパケットの伝送量をその伝送帯域に応じて制御することができる。
【００６６】
なお、上記実施の形態１及び上記実施の形態２では、符号化対象を音声信号とした場合について説明したが、音声信号以外の例えば映像信号等を対象とする階層符号化方式を適用した場合であっても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】階層符号化の概念を説明するための図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置を適用した伝送システムの構成例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の送信処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の中継処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるパケット中継伝送装置の受信処理部の構成を示すブロック図である。
【図６】マーカーの付与例を示す図である。
【図７】マーカーの他の付与例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２によるパケット中継伝送装置の中継処理部の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態２によるパケット中継伝送装置の中継処理部の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 送信処理部、２，２Ａ，２Ｂ 中継処理部、３ 受信処理部、４ 音声階層符号化部（符号化部）、５−１〜５−３，１０−１〜１０−３ パケット組立部（送信側組立部、中継側組立部）、６−１〜６−３，１１−１〜１１−３ マーカー付与部、７，１３ パケット入力部、８，１４ マーカー判定部（中継側判定部、受信側判定部）、９，１５ パケット分解部、１２ パケット出力部、１６−１〜１６−３ 復号タイミング制御部（タイミング制御部）、１７ 音声復号部（復号部）、１８ 基準タイミング制御部、１９ 伝送帯域監視部（監視部）、２０ パケット廃棄部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層符号化された符号化データを組み合わせてなり、この符号化データの組み合わせを特定するためのマーカーが付与されたパケットを中継元のネットワークから入力すると、前記マーカーに基づいて当該パケットに含まれる符号化データの組み合わせを判定する中継側判定部と、
前記判定結果に基づいて前記パケットを符号化データに分解するパケット分解部と、
前記分解結果の符号化データを用いてパケットを再び組み立て、中継先のネットワークへの送信パケットとして出力する中継側組立部とを有する中継処理部を備えたパケット中継伝送装置。
【請求項２】
入力信号を階層符号化する符号化部と、前記符号化部による符号化データを組み合わせたパケットを生成する送信側組立部と、前記符号化データの組み合わせを特定するためのマーカーを前記パケットに付与して送信データとして出力するマーカー付与部とを有する送信処理部を備えたことを特徴とする請求項１記載のパケット中継伝送装置。
【請求項３】
マーカー付与部は、パケットのヘッダ部におけるシーケンス番号情報の一部をマーカーとして設定することを特徴とする請求項２記載のパケット中継伝送装置。
【請求項４】
マーカー付与部は、パケットのヘッダ部におけるタイムスタンプ情報の一部をマーカーとして設定することを特徴とする請求項２記載のパケット中継伝送装置。
【請求項５】
パケット分解部は、中継先のネットワークの伝送帯域に応じて、パケット分解部による分解結果の符号化データを廃棄することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のパケット中継伝送装置。
【請求項６】
中継処理部は、中継先のネットワークの伝送帯域を監視する監視部と、その監視結果より特定された伝送帯域に応じて中継側組立部から出力されたパケットを廃棄するパケット廃棄部とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のパケット中継伝送装置。
【請求項７】
中継処理部は、パケット分解部による分解結果の符号化データの復号タイミングを制御するタイミング制御部と、前記符号化データを復号する復号部とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のパケット中継伝送装置。
【請求項８】
受信したパケットのマーカーに基づいて当該パケットに含まれる符号化データの組み合わせを判定する受信側判定部と、前記判定結果に基づいて前記パケットを符号化データに分解するパケット分解部と、分解結果の符号化データの復号タイミングを制御するタイミング制御部と、前記符号化データを復号する復号部とを有する受信処理部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のパケット中継伝送装置。
【請求項１】
階層符号化された符号化データを組み合わせてなり、この符号化データの組み合わせを特定するためのマーカーが付与されたパケットを中継元のネットワークから入力すると、前記マーカーに基づいて当該パケットに含まれる符号化データの組み合わせを判定する中継側判定部と、
前記判定結果に基づいて前記パケットを符号化データに分解するパケット分解部と、
前記分解結果の符号化データを用いてパケットを再び組み立て、中継先のネットワークへの送信パケットとして出力する中継側組立部とを有する中継処理部を備えたパケット中継伝送装置。
【請求項２】
入力信号を階層符号化する符号化部と、前記符号化部による符号化データを組み合わせたパケットを生成する送信側組立部と、前記符号化データの組み合わせを特定するためのマーカーを前記パケットに付与して送信データとして出力するマーカー付与部とを有する送信処理部を備えたことを特徴とする請求項１記載のパケット中継伝送装置。
【請求項３】
マーカー付与部は、パケットのヘッダ部におけるシーケンス番号情報の一部をマーカーとして設定することを特徴とする請求項２記載のパケット中継伝送装置。
【請求項４】
マーカー付与部は、パケットのヘッダ部におけるタイムスタンプ情報の一部をマーカーとして設定することを特徴とする請求項２記載のパケット中継伝送装置。
【請求項５】
パケット分解部は、中継先のネットワークの伝送帯域に応じて、パケット分解部による分解結果の符号化データを廃棄することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のパケット中継伝送装置。
【請求項６】
中継処理部は、中継先のネットワークの伝送帯域を監視する監視部と、その監視結果より特定された伝送帯域に応じて中継側組立部から出力されたパケットを廃棄するパケット廃棄部とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のパケット中継伝送装置。
【請求項７】
中継処理部は、パケット分解部による分解結果の符号化データの復号タイミングを制御するタイミング制御部と、前記符号化データを復号する復号部とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のパケット中継伝送装置。
【請求項８】
受信したパケットのマーカーに基づいて当該パケットに含まれる符号化データの組み合わせを判定する受信側判定部と、前記判定結果に基づいて前記パケットを符号化データに分解するパケット分解部と、分解結果の符号化データの復号タイミングを制御するタイミング制御部と、前記符号化データを復号する復号部とを有する受信処理部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のパケット中継伝送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２８４３２（Ｐ２００７−２８４３２Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１０３５５（Ｐ２００５−２１０３５５）
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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