(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット通信において、パケット送信装置から受信したパケットにブロック符号により誤り訂正符号を施してネットワークへ送出する誤り訂正符号化装置であって、
受信した可変長のパケットを誤り訂正符号対象パケットと非対象パケットに弁別するパケット解析手段と、
前記誤り訂正符号対象パケットのパケットヘッダとパケットペイロードを合わせた部分を誤り訂正符号ブロック構成ペイロードとし、該誤り訂正符号ブロック構成ペイロードとそのサイズを記録したヘッダ（以下、「誤り訂正符号ブロック構成ヘッダ」と記す）からなる誤り訂正符号が適用可能な形式の誤り訂正符号ブロック構成パケットを生成し、生成すべき固定長の誤り訂正符号パケットのサイズを列数とし、所定数の前記誤り訂正符号パケットからなる固定長の誤り訂正符号ブロックのサイズを行数とする２次元パケット配列を容量とし、ソース情報部分の行とパリティ情報部分の行からなり、各行を各誤り訂正符号パケットに対応させた記憶領域の前記ソース情報部分に、生成した各誤り訂正符号ブロック構成パケットを、その誤り訂正符号ブロック構成ヘッダが複数の行に跨らない限り、順次、詰めて配置し、誤り訂正符号ブロック構成ヘッダが複数の行に跨るような場合には、行の終端までパディングを行い、当該誤り訂正符号ブロック構成パケットは次の行の先頭から配置し、該記憶領域の各行の先頭には、その行内の先頭の誤り訂正符号ブロック構成ヘッダの、先頭からの位置を示すオフセットサイズを記述し、該誤り訂正符号ブロック構成パケットが前記ソース情報部分のサイズに収まるように配置する誤り訂正符号バッファリング手段と、
前記記憶領域の前記ソース情報部分に生成された前記誤り訂正符号パケットのパリティ生成を行い、その結果を前記記憶領域の前記パリティ情報部分に書き込む誤り訂正符号演算手段と、
前記記憶領域の前記ソース情報部分及びパリティ情報部分に生成された前記誤り訂正符号パケット、及び前記非対象パケットを前記ネットワークへ送出するパケット送信手段と、
を有することを特徴とする誤り訂正符号化装置。
【請求項２】
前記誤り訂正符号バッファリング手段は、
１つの誤り訂正符号ブロック構成パケットが複数の誤り訂正符号ブロックに跨るような場合には、該誤り訂正符号ブロックにパディングを行い、該誤り訂正符号ブロックに収まらなかった誤り訂正符号ブロック構成パケットは次の誤り訂正符号ブロックに配置する
請求項１記載の誤り訂正符号化装置。
【請求項３】
前記誤り訂正符号パケットに対して、その誤り訂正符号ブロック番号、及び誤り訂正符号ブロック内位置番号を該誤り訂正符号パケットヘッダとして付加する誤り訂正符号補助情報生成手段を更に有する
請求項１または２に記載の誤り訂正符号化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の誤り訂正符号化装置から受信したパケットを復号する誤り訂正復号化装置であって、
受信したパケットを誤り訂正符号パケットとそれ以外の非対象パケットに弁別するパケット解析手段と、
前記誤り訂正符号パケットをバッファリングする誤り訂正復号パケットバッファリング手段と、
前記誤り訂正符号パケットからロスしたパケットの誤り訂正符号ヘッダの誤り訂正符号ブロック番号及び誤り訂正符号ブロック内位置番号に基づいて、誤り訂正を行う誤り訂正復号演算手段と、
前記誤り訂正復号演算手段で誤り訂正ができなかった誤り訂正符号パケットを除いて、元の対象パケットを再生する回復パケット再生手段と、
前記回復パケット再生手段で再生された対象パケット及び非対称パケットを送出するパケット送信手段と、
を有することを特徴とする誤り訂正復号化装置。
【請求項５】
パケット通信において、パケット送信装置から受信したパケットにブロック符号により誤り訂正符号を施してネットワークへ送出する誤り訂正符号化方法であって、
受信した可変長のパケットを誤り訂正符号対象パケットと非対象パケットに弁別するパケット解析ステップと、
前記誤り訂正符号対象パケットのパケットヘッダとパケットペイロードを合わせた部分を誤り訂正符号ブロック構成ペイロードとし、該誤り訂正符号ブロック構成ペイロードとそのサイズを記録したヘッダ（以下、「誤り訂正符号ブロック構成ヘッダ」と記す）からなる誤り訂正符号が適用可能な形式の誤り訂正符号ブロック構成パケットを生成し、生成すべき固定長の誤り訂正符号パケットのサイズを列数とし、所定数の前記誤り訂正符号パケットからなる固定長の誤り訂正符号ブロックのサイズを行数とする２次元パケット配列を容量とし、ソース情報部分の行とパリティ情報部分の行からなり、各行を各誤り訂正符号パケットに対応させた記憶領域の前記ソース情報部分に、生成した各誤り訂正符号ブロック構成パケットを、その誤り訂正符号ブロック構成ヘッダが複数の行に跨らない限り、順次、詰めて配置し、誤り訂正符号ブロック構成ヘッダが複数の行に跨るような場合には、行の終端までパディングを行い、当該誤り訂正符号ブロック構成パケットは次の行の先頭から配置し、該記憶領域の各行の先頭には、その行内の先頭の誤り訂正符号ブロック構成ヘッダの、先頭からの位置を示すオフセットサイズを記述し、該誤り訂正符号ブロック構成パケットが前記ソース情報部分のサイズに収まるように配置する誤り訂正符号バッファリングステップと、
前記記憶領域の前記ソース情報部分に生成された前記誤り訂正符号パケットのパリティ生成を行い、その結果を前記記憶領域の前記パリティ情報部分に書き込む誤り訂正符号演算ステップと、
前記記憶領域の前記ソース情報部分及びパリティ情報部分に生成された前記誤り訂正符号パケット、及び前記非対象パケットを前記ネットワークへ送出するパケット送信ステップと、
を行うことを特徴とする誤り訂正符号化方法。
【請求項６】
前記誤り訂正符号バッファリングステップにおいて、
１つの誤り訂正符号ブロック構成パケットが複数の誤り訂正符号ブロックに跨るような場合には、該誤り訂正符号ブロックにパディングを行い、該誤り訂正符号ブロックに収まらなかった誤り訂正符号ブロック構成パケットは次の誤り訂正符号ブロックに配置する
請求項５記載の誤り訂正符号化方法。
【請求項７】
前記誤り訂正符号パケットに対して、その誤り訂正符号ブロック番号、及び誤り訂正符号ブロック内位置番号を該誤り訂正符号パケットヘッダとして付加する誤り訂正符号補助情報生成ステップを更に行う
請求項５または６に記載の誤り訂正符号化方法。
【請求項８】
請求項７に記載の誤り訂正符号化方法を行う誤り訂正符号化装置から受信したパケットを復号する誤り訂正復号化方法であって、
受信したパケットを誤り訂正符号パケットとそれ以外の非対象パケットに弁別するパケット解析ステップと、
前記誤り訂正符号パケットをバッファリングする誤り訂正復号パケットバッファリングステップと、
前記誤り訂正符号パケットからロスしたパケットの誤り訂正符号ヘッダの誤り訂正符号ブロック番号及び誤り訂正符号ブロック内位置番号に基づいて、誤り訂正を行う誤り訂正復号演算ステップと、
前記誤り訂正復号演算ステップで誤り訂正ができなかった誤り訂正符号パケットを除いて、元の対象パケットを再生する回復パケット再生ステップと、
前記回復パケット再生ステップで再生された対象パケット及び非対称パケットを送出するパケット送信ステップと、
を行うことを特徴とする誤り訂正復号化方法。
【請求項９】
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の誤り訂正符号化方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする誤り訂正符号化プログラム。
【請求項１０】
請求項８記載の誤り訂正復号化方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする誤り訂正復号化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誤り訂正符号化装置及び方法及びプログラム及び誤り訂正復号化装置及び方法及びプログラムに係り、特に、パケット交換通信網上で発生するパケットロスを補償するための誤り訂正符号化装置及び方法及び誤り訂正復号化装置及び方法に関する。詳しくは、一般的なパケット伝送システムに対し、パケットロス補償対象パケットを選択可能な誤り訂正符号化装置及び方法及びプログラム及び誤り訂正復号化装置及び方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット等のパケット交換伝送方式では、信頼性向上のための機構として、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)による再送制御が行われている。これは受信完了通知（ＡＣＫ）を返答することで実現しているため、高速応答性が求められる実時間伝送や、送信ノードに対して受信ノードが複数存在するようなマルチキャストで用いることが難しい。そこで、実時間伝送やマルチキャストでは、予め送信パケットを冗長化することで信頼性を向上させる手法として前方誤り訂正符号（FEC: Forward Error Correction）による信頼性向上手法が用いられる。
【０００３】
パケットに対して誤り訂正符号を適用する場合、採用する誤り訂正符号化方式に適合するように、パケットを分割、結合、並べ替え等の操作が必要になる。こうした問題を解決するための手段として、対象パケットを分割し、符号化方式に適合できる大きさ毎に並び替え、パッディングパケットを付加する方式がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３６７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
誤り訂正符号を伝送パケットに対して適応するには、誤り訂正符号化装置において、誤り訂正符号化方式のブロック構造に適用するように伝送パケットを変換する必要がある。そして、誤り訂正復号化装置においては、受信パケットから元の伝送パケットに復元することが必要である。
【０００６】
この変換方式において、伝送帯域を効率化し、かつ、誤り訂正できなかったパケットを除いて元の伝送パケットを復元できる方式を如何にして実現するかが課題であった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、パケット交換網において、送信装置及び受信装置の通信方式に依存することなく、ブロック誤り訂正符号を適応可能な透過型の誤り訂正符号化装置及び方法及びプログラム及び誤り訂正復号化装置及び方法及びプログラム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】
【０００８】
図１は、本発明の原理構成図である。
【０００９】
本発明（請求項１）は、パケット通信において、パケット送信装置から受信したパケットにブロック符号により誤り訂正符号を施してネットワークへ送出する誤り訂正符号化装置であって、
受信した可変長のパケットを誤り訂正符号対象パケットと非対象パケットに弁別するパケット解析手段１２０と、
誤り訂正符号対象パケットのパケットヘッダとパケットペイロードを合わせた部分を誤り訂正符号ブロック構成ペイロードとし、該誤り訂正符号ブロック構成ペイロードとそのサイズを記録したヘッダ（以下、「誤り訂正符号ブロック構成ヘッダ」と記す）からなる誤り訂正符号が適用可能な形式の誤り訂正符号ブロック構成パケットを生成し、生成すべき固定長の誤り訂正符号パケットのサイズを列数とし、所定数の誤り訂正符号パケットからなる固定長の誤り訂正符号ブロックのサイズを行数とする２次元パケット配列を容量とし、ソース情報部分の行とパリティ情報部分の行からなり、各行を各誤り訂正符号パケットに対応させた記憶領域のソース情報部分に、生成した各誤り訂正符号ブロック構成パケットを、その誤り訂正符号ブロック構成ヘッダが複数の行に跨らない限り、順次、詰めて配置し、誤り訂正符号ブロック構成ヘッダが複数の行に跨るような場合には、行の終端までパディングを行い、当該誤り訂正符号ブロック構成パケットは次の行の先頭から配置し、該記憶領域の各行の先頭には、その行内の先頭の誤り訂正符号ブロック構成ヘッダの、先頭からの位置を示すオフセットサイズを記述し、該誤り訂正符号ブロック構成パケットがソース情報部分のサイズに収まるように配置する誤り訂正符号バッファリング手段１３０と、
記憶領域のソース情報部分に生成された誤り訂正符号パケットのパリティ生成を行い、その結果を記憶領域のパリティ情報部分に書き込む誤り訂正符号演算手段１４０と、
記憶領域のソース情報部分及びパリティ情報部分に生成された誤り訂正符号パケット、及び非対象パケットをネットワークへ送出するパケット送信手段１６０と、を有する。
【００１１】
また、本発明（請求項２）は、請求項１の誤り訂正符号バッファリング手段１３０において、
１つの誤り訂正符号ブロック構成パケットが複数の誤り訂正符号ブロックに跨るような場合には、該誤り訂正符号ブロックにパディングを行い、該誤り訂正符号ブロックに収まらなかった誤り訂正符号ブロック構成パケットは次の誤り訂正符号ブロックに配置する。
【００１２】
また、本発明（請求項３）は、請求項１または２の誤り訂正符号化装置において、
誤り訂正符号パケットに対して、その誤り訂正符号ブロック番号、及び誤り訂正符号ブロック内位置番号を該誤り訂正符号パケットヘッダとして付加する誤り訂正符号補助情報生成手段を更に有する。
【００１３】
本発明（請求項４）は、請求項３に記載の誤り訂正符号化装置から受信したパケットを復号する誤り訂正復号化装置であって、
受信したパケットを誤り訂正符号パケットとそれ以外の非対象パケットに弁別するパケット解析手段２２０と、
誤り訂正符号パケットをバッファリングする誤り訂正復号パケットバッファリング手段２３０と、
誤り訂正符号パケットからロスしたパケットの誤り訂正符号ヘッダの誤り訂正符号ブロック番号及び誤り訂正符号ブロック内位置番号に基づいて、誤り訂正を行う誤り訂正復号演算手段２４０と、
誤り訂正復号演算手段２４０で誤り訂正ができなかった誤り訂正符号パケットを除いて、元の対象パケットを再生する回復パケット再生手段２５０と、
回復パケット再生手段で再生された対象パケット及び非対称パケットを送出するパケット送信手段２６０と、を有する。
【００１４】
図２は、本発明の原理を説明するための図である。
【００１５】
本発明（請求項５）は、パケット通信において、パケット送信装置から受信したパケットにブロック符号により誤り訂正符号を施してネットワークへ送出する誤り訂正符号化方法であって、
受信した可変長のパケットを誤り訂正符号対象パケットと非対象パケットに弁別するパケット解析ステップ（ステップ１）と、
誤り訂正符号対象パケットのパケットヘッダとパケットペイロードを合わせた部分を誤り訂正符号ブロック構成ペイロードとし、該誤り訂正符号ブロック構成ペイロードとそのサイズを記録したヘッダ（以下、「誤り訂正符号ブロック構成ヘッダ」と記す）からなる誤り訂正符号が適用可能な形式の誤り訂正符号ブロック構成パケットを生成し、生成すべき固定長の誤り訂正符号パケットのサイズを列数とし、所定数の誤り訂正符号パケットからなる固定長の誤り訂正符号ブロックのサイズを行数とする２次元パケット配列を容量とし、ソース情報部分の行とパリティ情報部分の行からなり、各行を各誤り訂正符号パケットに対応させた記憶領域のソース情報部分に、生成した各誤り訂正符号ブロック構成パケットを、その誤り訂正符号ブロック構成ヘッダが複数の行に跨らない限り、順次、詰めて配置し、誤り訂正符号ブロック構成ヘッダが複数の行に跨るような場合には、行の終端までパディングを行い、当該誤り訂正符号ブロック構成パケットは次の行の先頭から配置し、該記憶領域の各行の先頭には、その行内の先頭の誤り訂正符号ブロック構成ヘッダの、先頭からの位置を示すオフセットサイズを記述し、該誤り訂正符号ブロック構成パケットがソース情報部分のサイズに収まるように配置する誤り訂正符号バッファリングステップ（ステップ２）と、
記憶領域のソース情報部分に生成された誤り訂正符号パケットのパリティ生成を行い、その結果を記憶領域のパリティ情報部分に書き込む誤り訂正符号演算ステップ（ステップ３）と、
記憶領域のソース情報部分及びパリティ情報部分に生成された誤り訂正符号パケット、及び非対象パケットをネットワークへ送出するパケット送信ステップ（ステップ４）と、を行う。
【００１７】
また、本発明（請求項６）は、請求項５の誤り訂正符号バッファリングステップにおいて、
１つの誤り訂正符号ブロック構成パケットが複数の誤り訂正符号ブロックに跨るような場合には、該誤り訂正符号ブロックにパディングを行い、該誤り訂正符号ブロックに収まらなかった誤り訂正符号ブロック構成パケットは次の誤り訂正符号ブロックに配置する。
【００１８】
また、本発明（請求項７）は、誤り訂正符号パケットに対して、その誤り訂正符号ブロック番号、及び誤り訂正符号ブロック内位置番号を該誤り訂正符号パケットヘッダとして付加する誤り訂正符号補助情報生成ステップを更に行う。
【００１９】
本発明（請求項８）は、請求項７に記載の誤り訂正符号化方法を行う誤り訂正符号化装置から受信したパケットを復号する誤り訂正復号化方法であって、
受信したパケットを誤り訂正符号パケットとそれ以外の非対象パケットに弁別するパケット解析ステップ（ステップ５）と、
誤り訂正符号パケットをバッファリングする誤り訂正復号パケットバッファリングステップ（ステップ６）と、
誤り訂正符号パケットからロスしたパケットの誤り訂正符号ヘッダの誤り訂正符号ブロック番号及び誤り訂正符号ブロック内位置番号に基づいて、誤り訂正を行う誤り訂正復号演算ステップ（ステップ７）と、
誤り訂正復号演算ステップ（ステップ７）で誤り訂正ができなかった誤り訂正符号パケットを除いて、元の対象パケットを再生する回復パケット再生ステップ（ステップ８）と、
回復パケット再生ステップ（ステップ８）で再生された対象パケット及び非対称パケットを送出するパケット送信ステップ（ステップ９）と、を行う。
【００２０】
本発明（請求項９）は、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の誤り訂正符号化方法の各ステップをコンピュータに実行させる誤り訂正符号化プログラムである。
【００２１】
本発明（請求項１０）は、請求項８記載の誤り訂正復号化方法の各ステップをコンピュータに実行させる誤り訂正復号化プログラムである。
【発明の効果】
【００２２】
上記のように本発明によれば、以下のような効果を奏する。
【００２３】
１．誤り訂正符号化装置及び誤り訂正復号化装置をパケット伝送装置と独立して、伝送路上に配置することで、任意のパケット伝送において適応可能である。
【００２４】
２．誤り訂正対象パケットを選択可能である。即ち、パケットフィルタ（パケット解析手段）を用いることで、任意のパケット誤り訂正の対象とすることが可能である。さらに、非対象パケットは透過的に通過させることで、同伝送システムの誤り訂正非対象パケット伝送に影響を与えない。例えば、ＵＤＰ（User Datagram Protocol)の1000番ポートのみの伝送を対象として、同システム上の他の伝送は非対象として扱うことが可能である。
【００２５】
３．任意の複数のプロトコルのパケットに対して適応可能である。即ち、パケットフィルタ（パケット解析部）を用いることで、例えば、ＩＰ網では、ＩＰ、ＵＤＰ、ＴＣＰ、ＲＴＰ(Real-time Transport Protocol)など任意の伝送レイヤで適応可能である。
【００２６】
４．ＩＰ伝送だけでなく、一般のパケット交換伝送システムにおいて適応可能である。即ち、パケットヘッダ自身も誤り訂正で補償することで、任意のプロトコルを持つパケットに対して適応可能である。
【００２７】
５．可変長パケットに対して、伝送帯域が高効率である。即ち、複数のパケットの誤り訂正ブロック長単位まで結合することで、伝送帯域を圧迫するパディングを小さくできる。
【００２８】
６．誤り訂正符号で完全なロス補償（回復）が達成できなかった場合、回復できたパケットのみを再生する。即ち、誤り訂正符号ブロック化の際にパケットサイズ等のパケット補助情報を与えることで、誤り訂正で着なかった場合に、回復できたパケットのみの再生が可能である。
【００２９】
７．誤り訂正符号化装置と誤り訂正復号化装置を併せ持ち、双方向通信において適応可能である。例えば、ＴＣＰのＡＣＫ方式のような双方向通信を前提としたパケット伝送において適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の原理を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるシステム構成図である。
【図４】本発明の一実施の形態における誤り訂正符号化装置の構成図である。
【図５】本発明の一実施の形態における誤り訂正符号化方法におけるパケット構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態における様々なサイズの誤り訂正符号ブロック構成パケットの例である。
【図７】本発明の一実施の形態における誤り訂正符号ブロックの構成を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態における誤り訂正符号ヘッダの構成を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態における誤り訂正復号化装置の構成図である。
【図１０】本発明の一実施の形態における回復パケット再生部の動作のフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施例のシステム構成図である。
【図１２】本発明の一実施例のパケットの構成を示す図である。
【図１３】本発明の一実施例の誤り訂正ブロックの構成を示す図である。
【図１４】本発明の一実施の形態における誤り符号ヘッダの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
図３は、本発明の一実施の形態におけるシステム構成図である。
【００３３】
同図に示すシステムは、従来のパケット送信装置１０とパケット交換通信路２０の間に本発明の誤り訂正符号化装置１００を配置し、パケット交換通信路２０と従来のパケット受信装置３０の間に誤り訂正復号化装置２００を配置するに構成する。これにより、誤り訂正符号化装置１００と誤り訂正復号化装置２００の間のパケット交換通信路２０上で発生したパケットロスに対して、誤り訂正符号を適用することが可能である。
【００３４】
この構成は、誤り訂正符号化装置１００と誤り訂正復号化装置２００において、パケット解析部の機能を無効にした場合、任意のパケット送信装置１０から送信される送信パケットがそのままパケット受信装置３０で受信されるので、任意のパケット伝送装置（パケット送信装置とパケット受信装置）において本発明の誤り訂正符号化装置１００及び誤り訂正復号化装置２００を適用することが可能である。
【００３５】
次に、本発明の誤り訂正符号化装置１００について説明する。
【００３６】
図４は、本発明の一実施の形態における誤り訂正符号化装置の構成を示す。
【００３７】
同図に示す誤り訂正符号化装置はパケット受信部１１０、パケット解析部１２０、誤り訂正符号バッファリング部１３０、誤り訂正符号演算部１４０、誤り訂正符号補助情報生成部１５０、パケット送信部１６０から構成される。
【００３８】
誤り訂正符号化装置１００において、図３のパケット送信装置１０から送信されたパケットは、図４のパケット受信部１１０で受信され、パケット受信部１１０から入力されたパケットはパケット解析部１２０によって、対象パケット弁別条件に基づいて誤り訂正符号を適用する対象パケットと適用しない非対象パケットに弁別される。この弁別は、パケットヘッダ情報により行う。具体的には、ＩＰパケットの場合、IＰパケットヘッダに書かれた宛先アドレス情報、送信元アドレス情報、上位プロトコル識別子などを用いる。また、ＵＤＰパケットの場合は、上記のＩＰパケットヘッダ情報に加えて、ＵＤＰヘッダ情報（ポート番号など）も弁別に使用する。
【００３９】
弁別された対象パケットは誤り訂正符号バッファリング部１３０に送られ、非対象パケットはパケット送信部１６０に送られる。このようにして対象／非対象パケットの弁別が行われるので、誤り訂正符号を行わない非対象パケットは図４の誤り訂正符号化装置１００を透過的に経由し、パケット送信部１６０からパケット交換通信路２０へ送出される。
【００４０】
そして、誤り訂正符号を行う対象パケットのみが選択され、誤り訂正符号を施される。このように、如何なるパケット伝送システムにおいても、そのサービス提供方法やパケット伝送方法に影響を与えることなく、本発明の誤り訂正符号を適応することが可能となる。
また、パケット解析部１２０における上記フィルタリング処理により、如何なる伝送プロトコルのパケットに対しても、パケットの宛先やサービス毎に本発明の誤り訂正符号の選択的な適用が可能である。例えば、 IP伝送システムにおいて、UDP通信の宛先IPアドレスやポート番号などを用いて選択的に本発明の誤り訂正符号を適用することが可能である。
【００４１】
誤り訂正符号バッファリング部１３０では、可変長であるパケット群に対して誤り訂正符号が適用可能な形式へ変換する。その処理方法を以下に示す。
【００４２】
まず、図５に示すように、パケットヘッダａとパケットペイロードｂを合わせた部分を誤り訂正符号ブロック構成ペイロード（ＰＬＤ）として扱う。そして、誤り訂正符号ブロック構成ペイロード（ＰＬＤ）のサイズ（長さ）を記録したヘッダをＰＬＤに付加する。これらＰＬＤとヘッダの両者を合わせて「誤り訂正符号ブロック構成パケット」と呼ぶ。
【００４３】
図６は、図４の誤り訂正符号化装置１００のパケット受信部１１０に届いた誤り訂正符号の対象パケットによって様々なサイズをとる誤り訂正符号ブロック構成パケットを示している。即ち、パケット受信部１１０が受信するパケットは可変長であるので、パケット長は様々になる。以下では、この可変長誤り訂正符号ブロック構成パケットに対して、誤り訂正符号を最小のパディングで構成できる方法を説明する。
【００４４】
誤り訂正符号バッファリング部１３０では、誤り訂正符号ブロックサイズを行数、誤り訂正符号パケットサイズを列数とするような２次元配列をバッファとしてメモリ確保を行う。この例を図７に示す。同図の各行は一つの誤り訂正符号パケットに対応する。そして、誤り訂正符号ブロックサイズ（固定サイズ）を単位として誤り訂正符号を行う。図７に示すように、各行の先頭には、その行内の先頭の誤り訂正符号ブロック構成ペイロードサイズヘッダの、先頭からの位置を示すオフセットサイズを記述する。例えば、パケット先頭から６バイト目と７バイト目の２バイトが、その行内の先頭の誤り訂正符号ブロック構成ペイロードサイズヘッダとした場合、オフセットは６バイトになる。その後は、順次、誤り訂正符号ブロック構成パケットを配置し、行内に収まりきらない場合は、残りのパケット部分を次の行に配置する。ただし、一つの誤り訂正符号ブロック構成パケットが複数の誤り訂正符号ブロックにまたがることは許されない。またがりそうな場合は、当該誤り訂正符号ブロックにパディングを行い（図７の誤り訂正符号ブロック内位置番号４、５）、収まりきらなかった誤り訂正符号ブロック構成パケットは次の誤り訂正符号ブロックに配置する。また、誤り訂正符号ブロック構成ヘッダが複数の行にまたがることも許されない。またがりそうな場合には、行の終端までパディングを行い、次の行頭から処理を続ける。
【００４５】
このように、図６に示すような受信するパケット長が様々であっても、上述のようにして異なるパケット長のパケットを誤り訂正符号が適用できるように誤り訂正符号ブロック構成パケットを固定ブロックサイズへ箱詰めするように誤り訂正符号ブロック構成パケットの配列とオフセットを調節することで、誤り訂正符号を最小のパディングで構成可能となる。
【００４６】
パケット解析部１２０で弁別された誤り訂正符号の対象となるパケットが誤り訂正符号バッファリング部１３０に蓄積される。誤り訂正符号バッファリング部１３０は、図７に示すブロック構造になっており、ソース情報部分（図７の誤り訂正符号ブロック内位置番号１〜５のパケット）とパリティ情報部分（図７の誤り訂正符号ブロック内位置番号６〜８）とに分かれている。
【００４７】
図４の誤り訂正符号演算部１４０では、誤り訂正符号バッファリング部１３０のソース情報部分から、誤り訂正符号のパリティ生成の演算を行い、その結果を誤り訂正符号パリティパケット部分に書き込む。
【００４８】
図４の誤り訂正符号補助情報生成部１５０では、図８に示すように、各誤り訂正符号パケットに対して、その誤り訂正ブロック番号ｃ、及び、誤り訂正符号ブロック内位置番号ｄ等をパケットヘッダとして付加する。その後、当該パケットをパケット送信部１６０に出力することで、対応する誤り訂正復号化装置２００に送信する。
【００４９】
次に、誤り訂正復号化装置２００について説明する。
【００５０】
図９は、本発明の位置実施の形態における誤り訂正復号化装置の構成を示す。
【００５１】
同図に示す誤り訂正復号化装置２００は、パケット受信部２１０、パケット解析部２２０、誤り訂正復号パケットバッファリング部２３０、誤り訂正復号演算部２４０、回復パケット再生部２５０、及びパケット送信部２６０から構成される。
【００５２】
当該誤り訂正復号化装置２００は、誤り訂正符号化装置１００と同様に、パケット受信部２１０は、パケット交換通信路２０からのパケットを受信する。パケット受信部２１０が受信したパケットはパケット解析部２２０によって誤り訂正符号パケットと、誤り訂正符号パケット以外のパケットに弁別さる。その後、対象パケットは誤り訂正符号パケットバッファリング部２３０に送られ、非対象パケットはパケット送信部２６０に送られる。これにより、誤り訂正を適応するパケット伝送装置において、他のサービスやパケット伝送に対して影響を与えない。
【００５３】
誤り訂正復号パケットバッファリング部２３０は、受信した誤り訂正符号パケットをバッファリングする。１つ以上の誤り訂正符号パケットが受信された時点でこれが誤り訂正復号演算部２４０に送られる。
【００５４】
誤り訂正復号演算部２４０では、誤り訂正符号パケットヘッダからロスしたパケットの位置を調べ、誤り訂正を行う。これにより、ロスしたパケットは全て、もしくは部分的に回復する。誤り訂正符号パケットにロスしたパケットが存在すると、当該パケットが歯抜けの状態で受信されるので、これに誤り訂正が施されて完全な図７の状態が復元される。
【００５５】
図９は、本発明の一実施の形態における誤り訂正復号化装置の構成を示す。
【００５６】
図１０は、本発明の一実施の形態における回復パケット再生部のフローチャートである。
【００５７】
ステップ１０１）  パケットの位置番号Posを０に初期化する。
【００５８】
ステップ１０２）  第Posの誤り訂正符号パケットがロスしているかを判定し、ロスしている場合はステップ１０３に移行し、ロスしていない場合はステップ１０７に移行する。
【００５９】
ステップ１０３）  第Pos誤り訂正符号パケットに未処理のsizヘッダを含むかを判定し、含む場合はステップ１０４に移行し、含まない場合はステップ１０７に移行する。
【００６０】
ステップ１０４）  ステップ１０３のsizヘッダを参照する。
【００６１】
ステップ１０５）  注目のsizのペイロードが全て受信している場合は、ステップ１０６に移行し、全て受信していない場合はステップ１０７に移行する。
【００６２】
ステップ１０６）  該当のペイロードを切り出してステップ１０３に移行する。
【００６３】
ステップ１０７）  第Pos誤り訂正パケットが最終パケットである場合は当該処理を終了する。最終パケットでない場合は、ステップ１０４に移行する。
【００６４】
ステップ１０８）  Posを１インクリメントし、ステップ１０２に移行する。
【００６５】
上記の処理後、パケットはパケット送信部２６０に送られ、パケット受信装置３０に伝送される。
【実施例】
【００６６】
次に、本発明の実施例として、上記の実施の形態をIP網上の映像伝送装置において、誤り訂正符号であるLDGM符号化方式に適用した例を説明する。
【００６７】
図１１は、本発明の一実施例のシステム構成を示す。
【００６８】
同図に示すシステムは、映像IP送信装置３００の後段にLDGM(Low Density Generator Matrix)符号化装置４００を配置し（送信系）、映像IP受信装置９００の前段にLDGM復号化装置８００を配置する（受信系）。送信系及び受信系は同じサブネットとし、イーサネット経由で接続されている。送信系と受信系はIP網６００で接続されており、その中間には複数のIPルータ５００，７００が配置してある。
【００６９】
この映像IP伝送装置はUPD/IPのプロトコルを用いて伝送を行う。
【００７０】
LDGM符号化装置４００において、映像ＩＰ送信装置３００からイーサネットフレームを受信し、パケット解析部の対象パケット弁別条件として、あて先IPアドレス、あて先ポート、UDPプロトコルを設定しLDGM符号の対象パケットを弁別する。LDGM符号の対象でないパケットに対しては、何も処理せずに通過させる。一方のLDGM符号対象パケットは、LDGM符号ブロックを構成するフィルタ／ＦＥＣ処理プロセス４２０に送られる。
【００７１】
LDGM符号ブロックの構成において、LDGM符号対象パケットは、イーサネットヘッダとイーサネットトレーラを破棄され、図１２に示すように、IPヘッダｆ、UDPヘッダｇ、UDPペイロードｈがLDGM符号ブロック構成ペイロードとして扱われる。フィルタ／ＦＥＣ処理プロセス４２０は、このLDGMブロック構成ペイロードを、前述の実施の形態における誤り訂正符号パケットバッファリング部１３０のバッファ手法により、LDGMブロックを構成する。ここでは、図１３に示すように、LDGM符号パケットサイズを1400バイト、LDGM符号ブロックサイズを5000パケット、冗長度を500バイトとして、LDGM符号の適用を行う。LDGM符号ヘッダｊは、図１４に示すように、LDGM符号ブロック番号ｋ、及び、LDGM符号ブロック内位置番号ｍで構成される。
【００７２】
上記の実施例では、本発明をLDGM符号化方式に適用し、UPD/IPのプロトコルを用いる例を示したが、これ以外の方式にも適用可能である。
【００７３】
なお、上記の図４に示す誤り訂正符号化装置、図９に示す誤り訂正復号化装置の各構成要素の動作、または、上記の誤り訂正符号化処理及び誤り訂正復号化処理をプログラムとして構築し、誤り訂正符号化装置及び誤り訂正復号化装置として利用されるコンピュータにインストールし実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。
【００７４】
また、構築したプログラムをハードディスクや、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納し、コンピュータにインストールする、または配布すること等が可能である。
【００７５】
なお、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、任意の複数のプロトコルのパケット、一般のパケット交換伝送システム、ＴＣＰのＡＣＫ方式のような双方向通信等に対して適応可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  パケット送信装置
２０  パケット交換通信路
３０  パケット受信装置
１００  誤り訂正符号化装置
１１０  パケット受信部
１２０  パケット解析手段、パケット解析部
１３０  誤り訂正符号バッファリング手段、誤り訂正符号バッファリング部
１４０  誤り訂正符号演算手段、誤り訂正符号演算部
１５０  誤り訂正符号補助情報生成部
１６０  パケット送信手段、パケット送信部
２００  誤り訂正復号化装置
２１０  パケット受信部
２２０  パケット解析手段、パケット解析部
２３０  誤り訂正復号パケットバッファリング手段、誤り訂正復号パケットバッファリング部
２４０  誤り訂正復号演算手段、誤り訂正復号演算部
２５０  回復パケット再生手段、回復パケット再生部
２６０  パケット送信手段、パケット送信部
３００  映像ＩＰ送信装置
４００  ＬＤＧＭ符号化装置
４１０  パケット送受信プロセス
４２０  フィルタ／ＦＥＣ処理プロセス
５００，７００  ルータ
６００  ネットワーク
８００  ＬＤＧＭ復号化装置
８１０  パケット送受信プロセス（ＩＰ）
８２０  フィルタ／ＦＥＣ処理プロセス（ＵＤＰ）
９００  映像ＩＰ受信装置
ａ  パケットヘッダ
ｂ  パケットペイロード
ｃ  誤り訂正符号ブロック番号
ｄ  誤り訂正符号ブロック内位置番号
ｅ  イーサネットヘッダ
ｆ  ＩＰヘッダ
ｇ  ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダ
ｈ  ＴＣＰ／ＵＤＰペイロード
ｉ  イーサネットトレーラ
ｊ  ＬＤＧＭ符号ヘッダ
ｋ  ＬＤＧＭ符号ブロック番号
ｍ  ＬＤＧＭ符号ブロック内位置番号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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