(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークにおける変動遅延の影響を受けるデータ・パケットの送信再同期化の発生を検出するための方法であって、前記パケットは、ネットワーク・エンティティで受信されて、ジッタ保護時間だけ遅延されて前記ネットワーク・エンティティにより転送され、
前記方法は、前記ネットワーク・エンティティで、
少なくとも複数の受信データ・パケットのデータ・パケット到着時間のジッタに対応する値を有する到着時間ジッタ値の集合を、所定の期間で決定するステップ（Ｓ１１０）と、
前記決定した到着時間ジッタ値の集合に含まれる値の間で最大の差を示すピーク・トゥ・ピーク値を決定するステップ（Ｓ１２０）と、
少なくとも１つの到着時間ジッタ値が上側閾値より大きい、或いは、少なくとも１つの到着時間ジッタ値が下側閾値より小さいということが検証されると、範囲外の条件を検出するステップ（Ｓ１３０）と、
前記範囲外の条件が検出されると、前記ピーク・トゥ・ピーク値を前記ジッタ保護時間と比較するステップ（Ｓ１４０）と、
前記比較の結果に基づいて再同期化が生じたことを検出するステップ（Ｓ１５０）と、
を実行することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記再同期化が生じたことの検出の結果に基づいて前記ジッタ保護時間を変更するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ジッタ保護時間を変更する前記ステップは、前記到着時間ジッタ値の平均に対応する量だけ前記ジッタ保護時間を変更するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記到着時間ジッタ値は、前記ネットワーク・エンティティでの受信データ・パケットの実際の到着時間を含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
受信データ・パケットの現在の期待される最も早い到着時間を示す前記受信データ・パケットの公称到着時間を決定するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ピーク・トゥ・ピーク値を決定する前記ステップは、
パケットの実際の到着時間と前記パケットの公称到着時間との差を決定するステップを含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
受信パケットの実際の到着時間が、公称到着時間より早いと決定されると、前記公称到着時間は、前記パケットの実際の到着時間に基づき更新される、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記上側閾値は、データ・パケットのスケジュールされたプレイアウト時間を含み、
前記範囲外の条件を検出する前記ステップは、前記データ・パケットの実際の到着時間が前記上側閾値より遅いかを検証するステップを含む、
ことを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記下側閾値は、データ・パケットのスケジュールされたプレイアウト時間とジッタ保護時間との差として決定され、
前記範囲外の条件を検出する前記ステップは、前記データ・パケットの実際の到着時間が前記下側閾値より早いかを検証するステップを含む、
ことを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記到着時間ジッタ値は、前記ネットワーク・エンティティでの期待される到着時間と前記ネットワーク・エンティティでの実際の到着時間の差を含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの到着時間ジッタ値が第２の上側閾値より大きく、かつ、総ての到着時間ジッタ値が第２の下側閾値より大きいとき、前記範囲外の条件が検出される、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの到着時間ジッタ値が第３の下側閾値より小さく、かつ、総ての到着時間ジッタ値が第３の上側閾値より小さいとき、前記範囲外の条件が検出される、
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ネットワーク・エンティティで前記ジッタ保護時間を基準時間に加算することにより、パケットを転送するステップと、
再同期が生じたことを検出することにより前記基準時間を変更するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
通信ネットワークにおける変動遅延の影響を受けるデータ・パケットの送信再同期化の発生を検出するためのネットワーク・エンティティ（２００）であって、
前記受信データ・パケットをジッタ保護時間だけ遅延させた後に、前記受信データ・パケットを転送するように構成された送信機（２１０）と、
少なくとも複数の前記受信データ・パケットに対するデータ・パケット到着時間のジッタに対応する値を有する到着時間ジッタ値の集合を所定の期間で決定するように構成され、さらに、前記決定した到着時間ジッタ値の集合に含まれる値の間で最大の差を示すピーク・トゥ・ピーク値を決定するように構成されたプロセッサ（２２０）と、
少なくとも１つの到着時間ジッタ値が所定の上側閾値より大きい、或いは、少なくとも１つの到着時間ジッタ値が所定の下側閾値より小さいということが検証されると、範囲外の条件を検出するように構成された検出器（２３０）と、
前記範囲外の条件が検出されると、前記ピーク・トゥ・ピーク値と前記ジッタ保護時間の比較を実行するように構成された比較器（２４０）と、
を備えており、
前記プロセッサ（２２０）は、さらに、前記比較の結果に基づいて再同期化が生じたことを検出するように構成される、
ことを特徴とするネットワーク・エンティティ（２００）。
【請求項１５】
前記プロセッサは、さらに、再同期化が生じたことを検出したことに応じて前記ジッタ保護時間を変更するように構成される、
ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク・エンティティ（２００）。
【請求項１６】
前記プロセッサは、さらに、前記到着時間ジッタ値の平均に対応する量だけ前記ジッタ保護時間を変更するように構成される、
ことを特徴とする請求項１５に記載のネットワーク・エンティティ（２００）。
【請求項１７】
プログラム可能なプロセッサで実行されるとき、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成されたことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信データ・パケットが変動する遅延の影響を受けるネットワークにおける通信に関する。より具体的には、本発明は、変動する遅延の影響を受けているデータ・パケットの送信再同期化の発生を検出する方法と、通信ネットワークにおいて変動する遅延の影響を受けているデータ・パケットの送信再同期化の発生を検出するためのネットワーク・エンティティと、送信再同期化の発生を検出するコンピュータ・プログラムに関する。更に、本発明はまた、通信ネットワークにおける送信の間、変動する遅延の影響を受けているデータ・パケットのプレイアウト時間を適応的に変更する方法に関係する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、会話型電話サービスにおける、規則的なパケット間隔（ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌ）のデータ・パケット・ストリームが、送信遅延が変化するようなインタフェースから、例えば、幾つかのメディア・ゲートウェイのようなネットワーク・ノードに入る場合、ネットワーク・ノードから、（回線交換電話ネットワーク又はユーザ装置における一定速度のプレイアウトのように）出力タイミングに非常に小さな変化を要求する可能性のある他のインタフェースに、規則的な間隔で連続的な一定速度のプレイアウトを保証するため、ジッタ・バッファがノードに要求される。
【０００３】
ネットワーク・ノードにおけるジッタ・バッファの必要性と原理を、ジッタの原理を示す図４に示す。図では本質的な部分のみを示し、例えば会話型電話サービスにおける音声デコーダのような、その他の総ての必要な処理機能は省略している。たとえ本接続が、例えば会話型電話サービスのように全二重の可能性があるとしても、本図は、一方向のみ示し、他の方向については省略している。
【０００４】
ソース・ノード１０は、ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌで示す一定間隔でパケット・ストリームを生成する。このパケット・ストリームは、パケット交換ネットワーク３０のようなネットワークを通して送信される。パケット交換ネットワーク３０は、ジッタをもたらす一定でない遅延を生じさせる可能性がある。ネットワーク３０を介して送信されるパケット・ストリームは、ネットワーク・ノード２０で受信され、ここでジッタを除去する必要がある。ネットワーク・ノード２０の例はメディア・ゲートウェイであってもよい。ネットワーク・ノード２０は、ネットワーク３０から受信したパケット・ストリームのパケットを保存するためにジッタ・バッファ２２を備えている。また、ネットワーク・ノードは、一定間隔でジッタ・バッファ２２からパケットをプレイアウトする。プレイアウトとは、トランスポート・ネットワーク４０のような他のネットワークにパケットを出力するか転送する、という事を意味する。トランスポート・ネットワーク４０は、例えば回線交換ネットワークのように、ジッタを許容しないネットワークであってもよい。
【０００５】
参照符号２４は、既知か一定の間隔でジッタ・バッファからパケットをプレイアウトするネットワーク・ノード２０の一部を示し、ネットワーク４０にそれらを出力する。
【０００６】
ジッタ・バッファの着想は、第１の（例えばパケット交換）ネットワークを介する送信遅延の変動を補償し、ジッタ・バッファ動作ノードからのプレイアウト時間とパケット・ソースからの送信時間との間の全遅延（ｄｔｏｔａｌ）を可能な限り一定に保つことである。
【０００７】
図２にこのことを例で示す。個々の送信遅延（ｄｉ）は、最小遅延（ｄｍｉｎ）と最大遅延（ｄｍａｘ）間の範囲で、ある分布を有するランダム変数である。通常、確率密度関数（ｐｄｆ）は対称ガウスｐｄｆではなく、（例えば、形状がポアッソン分布のような）非対称分布が非常に典型的である。ピーク・トゥ・ピークのジッタ（Ｊｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）は、図２の例では〜６．５ｍｓであり、差分ｄｍａｘ−ｄｍｉｎを表わしている。通常は、それは前もって知られてはいないが、測定及び／又は、例えばインタフェース（又は使用事例）に関係する合理的な推定に基づいていなければならない。ｄｍｉｎ及びｄｍａｘに対する正確な値はどちらも明確に分からないが、それらは、例えばＰ｛ｄｉ＜ｄｍｉｎ｝＜ε１及びＰ｛ｄｉ＜ｄｍａｘ｝＜１−ε２、ここで、ε１及びε２は、例えば１０−５、．．．、１０−３の範囲にある幾つかの小さな値、のようなある確率で間接的に特定される。
【０００８】
ジッタ保護時間（Ｔｊｉｔ）は、典型的には、第１のパケットに対するプレイアウト時間（Ｔｏｕｔ、０）を得るため、第１のパケットの到着時間（Ｔｉｎ、０）に加算される。その後は、後続のパケットｉのプレイアウト時間は、Ｔｏｕｔ、ｉ＝Ｔｏｕｔ、ｉ−１＋ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌの反復によって与えられる。この事は、プレイアウト遅延に対応する水平線によって図５に示されている。パケットｉの個々のバッファ遅延は、ｄｂｕｆ、i＝Ｔｏｕｔ、ｉ−Ｔｉｎ、ｉ＝ｄｔｏｔａｌ−ｄｉで定義されるが、これは（未知の）伝送遅延ｄｉに関して相補的ランダム変数（即ち、ｄｉが大きければ、ｄｂｕｆ、ｉは小さく、逆も同じ）である。
【０００９】
Ｔｊｉｔの値は、それが遅延損失（ｌａｔｅ  ｌｏｓｓ）を防ぐように設定されるが、この事は、次のプレイアウト時間Ｔｏｕｔ、ｉが終了するとき、ジッタ・バッファが空である、という事を意味する。しかしながら、ジッタ・バッファ動作のマージンと、したがって合計遅延を可能な限り小さく保つため、Ｔｊｉｔを可能な限り小さく設定しなければならない。これは、遅延損失と遅延時間のトレードオフである。図５の静的なジッタ・バッファ動作例では、Ｔｊｉｔは、今まで経験したピーク・トゥ・ピークのジッタ（Ｊｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）である６．５ｍｓに加えて〜０．５ｍｓのマージンがある。
【００１０】
また、プレイアウト時間シーケンスＴｏｕｔ、ｉの決定は、ワード同期化で呼び出される。第１の到着時間Ｔｉｎ、０は、ランダム送信遅延ｄ０の一つのサンプルに対応するランダム変数でもあるので、それは実際にはストリーム・インスタンスｋ毎に一定のＴｉｎ、ｋ、０であるが、個々の送信遅延ｄｉが遅延の集合にわたって分布しているのと同様に、それはインスタンスｋの集合にわたってランダムに分布している、ということに注意されたい。注意すべきことであるが、この議論では、遅延の分布は、時間で不変であると仮定している。だから、実際には合計遅延ｄｔｏｔａｌ、ｋは、ｄｍｉｎ＋Ｔｊｉｔ、．．．、ｄｍａｘ＋Ｔｊｉｔの範囲でインスタンスｋにわたって、ｄｉと同じ分布のランダム変数であるが、時間不変、即ちインスタンスｋ毎にジッタ無しである。図５の例では、Ｔｉｎ、０は、送信遅延ｄ０＝２１ｍｓに対応し、この例ではこれは観測したｄｍｉｎに近い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術で起こる可能性のある一つの問題点は、受信ノードのジッタ・バッファ動作が同期した後、図４のパケット・ソース１０がある時間ステップにより配信シーケンスの位相を変更する可能性がある、ということにある。言い換えると、同期化ソースが変更になる可能性がある。このことがたまたま生じる場合、新しい到着時間シーケンスに関する最適なプレイアウト時間シーケンスは、元のプレイアウト時間シーケンスと通常は整合しない。幾つかの、又は、多くのパケットが過度の遅延で受信されるので、このことは、典型的には最悪の場合には遅延損失の突発的増加をもたらす可能性のある不整合遅延の原因となる。例えば、このことを図６に示す。注意すべきことであるが、遅延損失はまた、再同期化又はパケット・ソース１０での時間ステップ変更とは異なるその他の要因によっても引き起こされる可能性がある。例えば、遅延損失は、偶然で時には散発的な遅延損失をもたらすネットワークにおいて、雑音又は遅延によって引き起こされる実際のジッタが原因となる可能性がある。そのような状況は、例えば、図１４に示され、高いジッタによる遅延ピークが、ネットワーク・ノードでパケットを受信する遅延のオーバーシュートをもたらした場合を示している。そのような遅い受信パケットはまた、遅延損失をもたらす可能性がある。遅延損失の発生の監視は、従来技術においては、オーバーシュートの検出に基づいている。しかしながら、再同期化の存在をいかに信頼性よく検出するか、即ち、ネットワーク・ノード２０でパケットを受信し、そこから転送する場合に、異なる位相をもたらすネットワークにおけるノードで、ある時間ステップ変更が生じたということをいかに信頼性よく検出するかによる従来技術では問題が起こる。更に、問題は、オーバーシュートの検出に基づく従来技術は、高いジッタが原因の遅延ピーク、例えばネットワークにおける雑音又は突発的な遅延によるオーバーシュートと、再同期化が原因のオーバーシュートとを区別することができない、ということに存在する。このようにして、従来技術は、再同期化がネットワークで起こる場合、再同期化の存在を信頼性よく検出できないという問題点に悩まされている。
【００１２】
更に、従来技術はまた、ネットワーク・ノード２０からネットワーク４０にパケットを転送するために選択したプレイアウト時間が、過剰で適切でない遅延を導くという事実に悩まされている。実際、遅延損失が生じ、それらが正しく検出される場合、それらの原因が、高いジッタに基づく散発的遅延ピークによるか再同期化によるかにかかわらず、従来技術は、それ以上の遅延損失が生じないことを保証するため、プレイアウト時間を増加させることに基づいている。従来技術によれば、最大許容遅延までプレイアウト時間を増加させることにより、静的な方法でプレイアウト時間の増加を行う。そのような手段は、典型的には、更なる遅延損失を削減するという目的で実施される。しかしながら、そのような解決策は、遅延の全分布の観点ではしばしば不必要である過剰な遅延を導く。このようにして、従来技術はまた、遅延損失に対する保護が望まれる場合、プレイアウト時間が過剰な遅延に導くという問題に悩まされる。言い換えると、従来技術はまた、再同期化又は散発的で突発的な高いジッタの原因となる可能性のあるネットワーク条件により、プレイアウト時間が最適化されないという問題に悩まされる。
【００１３】
本発明の目的は、少なくとも上記の不利益の幾つかを取り除くことと、通信ネットワークにおける変動遅延の影響を受けるデータ・パケットを処理し、ネットワークで再同期化が生じたことを検出するための、改善された技術を提供することである。本発明の更なる目的は、ネットワーク条件によるプレイアウト時間の最適な選択を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第一の実施形態によれば、通信ネットワークにおける変動遅延の影響を受けるデータ・パケットの送信再同期化の発生を検出するための方法が提供される。
【００１５】
本発明の実施形態によれば、通信ネットワークにおける変動遅延の影響を受けるデータ・パケットの送信再同期化の発生を検出するための方法が提供され、本パケットは、ネットワーク・エンティティで受信され、それらはジッタ保護時間だけ遅延されてネットワーク・エンティティにより転送される。
【００１６】
この実施形態による方法は、少なくとも複数の受信データ・パケットのデータ・パケット到着時間のジッタに対応する値を有する到着時間ジッタ値の集合を、所定の期間で決定するステップを、ネットワーク・エンティティで実行することを含む。本方法は、更に、決定した到着時間ジッタ値の集合に含まれる値の中で最大の差を示すピーク・トゥ・ピーク値を決定するステップと、少なくとも１つの到着時間ジッタ値が上側閾値より大きいか、少なくとも１つの到着時間ジッタ値が下側閾値より小さいかということが検証される場合、範囲外の条件を検出するステップとを含む。次に、この実施形態による方法は、範囲外の条件が検出される場合、ピーク・トゥ・ピーク値をジッタ保護時間と比較するステップと、比較結果に基づいて再同期化が生じたことを検出するステップとを実行することを含む。
【００１７】
この実施形態による方法は、例えば、ネットワークに存在する雑音又は時折の状況が原因の高いジッタによる散発的で突発的な遅延ピークの発生によって代わりにトリガされる可能性のある検出ミスを避けることにより、更に正確に再同期化を検出することを可能にしている。従って、結果として、本方法により、通信ネットワークにおける送信の間、データ・パケットの再同期化のより正確な検出が可能となる。
【００１８】
本発明の第二の実施形態によれば、通信ネットワークにおける変動遅延の影響をうけるデータ・パケットの送信再同期化の発生を検出するために、ネットワーク・エンティティが提供される。
【００１９】
第二の実施形態によるネットワーク・エンティティは、送信機、プロセッサ、検出器及び比較器を備える。送信機は、受信データ・パケットをジッタ保護時間だけ遅延させた後に転送するように構成される。プロセッサは、少なくとも複数の受信データ・パケットに対するデータ・パケット到着時間のジッタに対応する値を有する到着時間ジッタ値の集合を所定の期間で決定するように構成される。プロセッサは、更に、決定した到着時間ジッタ値の集合に含まれる値のうち、最も大きな差を示すピーク・トゥ・ピーク値を決定するように構成される。検出器は、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が所定の上側閾値より大きいか、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が所定の下側閾値より小さいかということが検証される場合、範囲外の条件を検出するように構成される。次に、比較器は、範囲外の条件が検出される場合、ピーク・トゥ・ピーク値とジッタ保護時間との間の比較を実行するように構成される。更に、プロセッサは、比較結果に基づいて再同期化が生じたということを検出するように構成される。
【００２０】
また、第二の実施形態によるネットワーク・エンティティは、更に、正確な検出又は再同期化を提供できる。更にそれは、例えば、高いジッタによる散発的で突発的な高いピークの発生が原因の誤検出を避けることができる。
【００２１】
更に、本発明の第三の実施形態によれば、本発明の第一の実施形態による方法又は本説明に記載されるそれらの変形を実行するために構成したプログラム部分を備えるコンピュータ・プログラムが提供される。
【００２２】
また、本発明の第三の実施形態によるコンピュータ・プログラムは、ネットワークにおける再同期化のより正確な検出を可能し、例えば、高いジッタによる散発的で突発的な遅延ピークの発生が原因の検出ミスを避けることという利点を達成する。
【００２３】
本発明の第四の実施形態によれば、通信ネットワークにおける送信の間、変動遅延の影響を受けるデータ・パケットのプレイアウト時間を適応的に変更するための方法が提供され、データ・パケットはネットワーク・エンティティで受信され、現在のプレイアウト時間でネットワーク・エンティティにより転送される。前記データ・パケットを一定のジッタ保護時間だけ遅延させることにより、本プレイアウト時間を獲得する。第四の実施形態による方法は、一定の期間の間に受信したパケットの、到着の最小期待時間に対応する到着の公称時間を所定の期間で決定するステップを、前記ネットワーク・エンティティで実行することを含む。第四の実施形態の方法は、更に、再同期化がデータ・パケットの送信の間に生じたかどうかを決定するステップと、もし再同期化が生じたということが決定されたなら、少なくとも現在のジッタ保護時間と到着の公称時間に基づき、新しいプレイアウト時間を決定するステップと、をネットワーク・エンティティで実行することを含む。
【００２４】
第四の実施形態の方法の変形によれば、新しいプレイアウト時間を決定するステップは、再同期化が送信において増加した遅延の結果として生じたということが決定されると、決定した到着の公称時間に一定のジッタ保護時間を加算するステップを含み得る。
【００２５】
第四の実施形態の方法の変形によれば、新しいプレイアウト時間を決定するステップは、前の時間に計算した到着の公称時間と決定した公称時間との差を、現在のプレイアウト時間から減算するステップを含み得る。
【００２６】
第四の実施形態の方法の変形によれば、方法は、パケットを新しいプレイアウト時間だけ遅延させることによりネットワーク・エンティティでパケットを転送するステップを更に含み得る。
【００２７】
第四の実施形態により、再同期化の形式とエンティティにより、プレイアウト時間を変更する、より柔軟で適応的な方法が可能になる。このようにして、パケットを転送する場合の遅延は、環境とネットワーク条件により、柔軟で適応的な方法で最小に保つことができる。
【００２８】
本発明により提供される解決策により、送信再同期化の正確な検出が可能になる。実際、本発明の結果、散発的な高いジッタによる遅延ピークが原因の突発的で時折の損失の発生から区別される送信再同期化が生じたかどうかを、高精度で検出することが可能になる。
【００２９】
再同期化が検出された場合、全遅延を最少化することにより、効率的な方法でプレイアウト時間を選択できるので、本発明は、従来技術に比較して、より効率的な方法でプレイアウト時間を適応できる可能性を更に提供する。
【００３０】
本発明は、例えば上述したように、従来技術の不利な点の少なくとも幾つかを取り除き、上述したように改善された方法、デバイス及びコンピュータ・プログラムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を実施する方法によるステップを示す概略的なフローチャート。
【図２】本発明の実施形態によるネットワーク・エンティティの概略的ブロック図。
【図３】本発明の更なる実施形態による、変動遅延の影響を受けるデータ・パケットのプレイアウト時間を適応的に変更する方法のステップを示す概略的なフローチャート。
【図４】本発明が適用され得る通信ネットワークとジッタ・バッファの動作原理を示す機能ブロック図。
【図５】十分なジッタ保護時間を有する、静的なジッタ・バッファ例を示す図。
【図６】静的なジッタ・バッファ遅延を伴う遅延損失の原因となる３．５ｍｓの不整合遅延ステップの例を示す図。
【図７】３．５ｍｓ遅延の下流への遅延ステップのように見える１６．５ｍｓの不整合遅延ステップの例を示す図。
【図８】バッファリング遅延をジャンプさせる半静的なジッタ・バッファの３．７ｍｓ入力遅延ステップの例を示す図。
【図９】ＤＴＸが可能であるとき、ジッタ保護マージンが繰り返してジャンプする例を示す図。
【図１０】再同期化により変更された（上方ステップの）デッドライン遅延の例を示す図。
【図１１】再同期化により変更された（下方ステップの）デッドライン遅延の例を示す図。
【図１２】遅延がステップ・アップする場合に再同期化により変更されるプレイアウト遅延の例を示す図。
【図１３】遅延がステップ・ダウンする場合に再同期化により変更されるプレイアウト遅延の例を示す図。
【図１４】高いジッタによる遅延ピークが原因のオーバーシュートの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明の望ましい実施形態について、図を参照して説明する。注意すべきことであるが、以下の説明には特許請求した概念をよりよく理解するのに役に立つ例を含むが、特許請求した発明を制限するものとして解釈すべきではない。
【００３３】
図１の概略的フローチャートは、通信ネットワークにおける変動遅延の影響を受けるデータ・パケットの送信再同期化の発生を検出するために、本発明の実施形態による方法が実行するステップを示す。用語"同期化"は、ネットワークを介して送信されるパケットのプレイアウト・シーケンスの決定を指す。例えば、図４に示す典型的なネットワークを参照すると、シーケンスとは、ネットワーク・ノード２０のようなネットワーク・エンティティが、もう一つのネットワーク・エンティティから受信したデータ・パケットを転送するシーケンスであり、本シーケンス内のデータ・パケットは、所定の間隔で分離されている。以下に説明するような特定の実施形態において、パケットは規則的な間隔で分離されているが本発明はそのことに限定されない。実際、本発明はまた、パケットが、既知の可変の間隔で分離されるような場合にも適用可能である。音声パケットの場合におけるように、所定のシーケンス又は連続性により、パケットを転送する必要がある場合、同期化は特に関連があり、重要である。再同期化は、パケットを転送する前に、ネットワーク・エンティティが受信パケットのシーケンスを再構成する必要がある、ということを意味する。シーケンスを再構成すること、或いは、再同期化することは、規則的な間隔であるが、異なった位相又は異なった遅延でパケットが送信される、ということを意味する。
【００３４】
本発明を適用できるデータ・パケットは、ネットワーク・エンティティで受信され、ジッタ保護時間だけ遅延させてネットワーク・エンティティが転送したパケットである。この文脈における転送には、例えば音声トランスコーディングのようなパケットの処理を組み込んでもよい。ジッタ保護時間とは、基準パケットに加算し、次に、少なくとも所定の期間の後続パケットに加算する所定の時間である。基準パケットとは、一例では最初に受信したパケットとできる。ジッタ保護時間は、最初に受信したパケットには必ずしも割当てる必要は無いが、その他の受信パケットの間での所定の条件により、一定の条件を満足するパケット又は最初の受信パケットとして選択されたパケットに加算することができる。例えば、幾つかの連続する到着時間、そこでは最初の到着時間を表わすものとして最小遅延に対応する到着時間を選択するが、それを活用して最初の到着時間を決定してもよい。全遅延ｄｔｏｔａｌ及び上述した範囲（例えば、ｄｍｉｎ＋Ｔｊｉｔ、．．．、ｄｍａｘ＋Ｔｊｉｔ）を参照する一つの更なる実施形態によれば、注意すべきことであるが、全遅延ｄｔｏｔａｌに対する上記範囲の下端の確率を増加させるため、最初に幾つかの（例えば、１０個の）連続する到着時間を活用して、最初の到着時間Ｔｉｎ、０を決定できる可能性があり、同期化のための代表的な最初の到着時間として、最小のｄｉに対応するものを選択している可能性がある。もし、（例えば）最初の１０個のパケットを無駄にするか、残りのパケットより長い全遅延ｄｔｏｔａｌでそれらをプレイアウトすることが許容されるなら、このことは可能である。しかしながら、また注意すべきであるが、もしｄ０がｄｍｉｎからはるかに離れているなら、それは結局、再同期化を要求するであろうことから、本発明はこれを避ける可能性があるのでこの実装は選択的である。
【００３５】
同期化を獲得するため、最初の到着時間、又は、最初の時間を表わす選択値に、ジッタ保護時間を加算する。言い換えれば、不規則な空き間隔でネットワーク・エンティティが受信するパケットを、もっと規則的な空き間隔又は正確に一定の規則的な空き間隔で転送することを保証するため、ジッタ保護時間はパケットの受信シーケンスに加算されるガード時間又はマージンである。ネットワーク・エンティティは、トラヒックを処理するように構成された通信ネットワークのコンポーネントである。一つの例では、ネットワーク・エンティティはネットワーク・ノード又はデバイスである。もう一つの例では、ネットワーク・エンティティは複数のネットワーク・ノード又はネットワーク・デバイスに分散されてもよく、ネットワーク・ノード又はネットワーク・デバイス内に備えられてもよい。ハードウエア、ソフトウエア又はそれらの任意の適当な組合せで、ネットワーク・エンティティを実装してもよい。一つの例では、ネットワーク・エンティティはメディア・ゲートウェイである。トラヒックには、例えば、データ、音声、ビデオ若しくはシグナリング・メッセージ又は送信情報に関連するオーバヘッド情報を含むデータ・パケットのように、通信ネットワークを介して通信可能な、総ての形式の情報を含む。
【００３６】
本実施形態による方法は、図１に示すネットワーク・エンティティで実行されるステップを含む。ステップＳ１１０で、本方法は、所定の期間で、少なくとも複数の受信データ・パケットのデータ・パケット到着時間のジッタに対応する値を含む到着時間ジッタ値の集合を決定する。所定の期間とは、一つの例では、時間の所定の長さ又は継続を持つ時間ウインドウである。例えば、所定の期間は、２秒の継続、或いは、ある数の受信パケットを含む任意の他の値を持つ検出期間であってもよい。決定を実行する所定の期間を、固定の期間とリンクする必要は無いが、満足されるべき条件に基づいて決定されてもよい。実際、所定の期間は、他の環境では、電話サービスにおける通話区間と整合する検出期間と定義されてもよい。例えば、ＤＴＸ送信が可能である場合、所定の期間は、ＤＴＸ送信の間の通話区間内の期間とすることができる。言い換えると、所定の期間とは、ＤＴＸ送信内の十分に長い通話区間であってもよく、十分に長いとは、例えば以下で説明するような解析が、信頼できる量の連続するパケットに基づいてもよいように、前記所定の期間の間に、一定数のパケットを受信する、ということを意味する。勿論、例えば、所定の期間は通話区間として選択した検出期間、或いは、どちらかが最初に終了する不変のタイムアウト値であり、両方の方法の組合せを使用する可能性がある。
【００３７】
ジッタとは、信号又はパケットに関連する重要な値の変化を指す。本ケースでは、データ・パケット到着時間のジッタとは、期待される理論的到着時間と比較した実際の到着時間の変動の表示を指す。言い換えれば、パケット到着時間のジッタとは、データ・パケットの到着時間の変化の表示を表わし、この到着時間は、データ・パケットの重要な値を表わす。これに関して、記述した変動は、絶対的到着時間と絶対的期待時間との間の変動であり、絶対的値とは、現在の絶対的な到着時間と絶対的な期待時間を同じ時間に参照することが可能であるシステムを指す。このことは、受信機と送信機のクロックの同期が可能であるか、適切なシグナリングが、そのような値が利用可能であることを保証するために利用できるか、適当なタイム・スタンプのようなその他の手段を使用するシステムで、実現できる可能性がある。しかしながら、ジッタはまた、ネットワーク・エンティティでのパケットの期待される到着時間と、実際の到着時間との間の変化により表わしてもよい。このことは、ネットワーク・エンティティが、その他のネットワーク・デバイスと同期したクロックを参照できないような場合においては、利点がある可能性がある。更に、ジッタはまた、実際の到着時間を暗黙のうちに参照すると仮定する、パケットの実際の到着時間によって表してもよい。以下に詳細を述べる一つの実施形態では、パケットの実際の到着時間は、到着時間ジッタ値を表わすと仮定している。言い換えれば、ジッタの定義を前提として、異なる実装が以下の更なる実施形態で説明され、また詳述される可能性がある。注意すべきことであるが、到着時間ジッタ値の集合には、所定の期間内に受信した総てのパケット又はそれらの受信パケットの一部のみに対応する到着時間ジッタ値を備えてもよい。到着時間ジッタ値の集合の決定のために受信した、或いは、必要としたパケットは、ひとたび所定の期間が経過すれば選択的に記憶され、次に処理されてもよく、又は、メモリを節約できるよう、受信後に実時間で処理されてもよい。
【００３８】
次に、本実施形態による方法は、到着時間ジッタ値の決定した集合に含まれる値の間で最大の差を示すピーク・トゥ・ピーク値を決定するステップＳ１２０に進む。言い換えると、ピーク・トゥ・ピーク値は、ステップＳ１１０で決定した到着時間ジッタ値の集合に含まれる値の間で最大の差として計算されてもよい。注意すべきことであるが、幾つかの実施形態では、ピーク・トゥ・ピーク値は、到着時間ジッタ値の決定した集合に含まれる絶対値の最大の差として計算されてもよい。その他の実施形態では、ピーク・トゥ・ピーク値は、到着時間ジッタ値の決定した集合に含まれる値の差の絶対値で最大のものとして計算されてもよい。
【００３９】
次に、本実施形態による方法は、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が上側閾値より大きいか、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が下側閾値より小さいということが検証される場合、範囲外の条件を検出することを含むステップＳ１３０に進む。検出ステップＳ１３０における"又は"は、一つの実施形態で、一つ又は両方の条件が検証される場合、範囲外の条件が決定されるということ、即ち、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が上側閾値より大きいか、及び／又は、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が下側閾値より小さいということを意味する。もう一つの実施形態では、ステップＳ１３０の"又は"は、排他的であるか、又は、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が上側閾値より大きい場合のみ、又は、代わりに少なくとも一つの到着時間ジッタ値が下側閾値より小さい場合のみ、範囲外の条件が検証されるということを意味する。上側及び下側閾値は予め定めた値であり、環境により適応的に変更してもよい。一つの実施形態では、上側閾値は、プレイアウト遅延時間、即ち、ネットワーク・エンティティがデータ・パケットを転送又は送信するようスケジュールされた時間に対応し、最初のパケットの到着の時間、或いは、ジッタ保護時間が加算された最初のパケットとして選択されたパケットの到着の時間に対応してもよい。一つの実施形態における下側閾値は、以下において説明するような異なる方法で決定することができる、到着が期待される最少の時間に対応してもよい。その結果、範囲外の条件は、ネットワーク・エンティティが受信したパケットの遅延は、最大の期待遅延を超えるか、最少の期待遅延未満である、ということを示す。データ・パケットの到着の実際時間によってジッタ値を表わす場合、範囲外の条件は、到着の実際時間が、例えばプレイアウト遅延に対応する到着の最大許容時間より遅いか、到着の最少の期待時間より早いということを示す。
【００４０】
次に、本発明の実施形態による方法は、範囲外の条件が検出される場合、ピーク・トゥ・ピーク値をジッタ保護時間と比較するステップＳ１４０に進む。言い換えると、検出ステップＳ１３０の結果が、範囲外の条件が検出されるということである場合、ステップＳ１２０で決定したピーク・トゥ・ピーク値をジッタ保護時間と比較する。
【００４１】
次に、本実施形態による方法は、再同期化がステップＳ１４０で実行した比較に基づいて生じたということを検出するステップＳ１５０に進む。例えば、ステップＳ１４０に関して、ピーク・トゥ・ピーク値がジッタ保護時間より小さいということ示していると、範囲外の条件が検出される場合、ステップＳ１５０は再同期化が生じたということを検出する。もう一つの例によれば、代わりに、範囲外の条件が検出されるが、ステップＳ１４０においてピーク・トゥ・ピーク値がジッタ保護時間より大きいということを示す場合、ステップＳ１５０は再同期化が全く起こらなかったということを表示する。本実施形態による方法は、実際、再同期化が起こる場合、典型的には（パケットが転送される）平均位相のシフトは生じたが、一定の期間で経験した最少と最大の遅延間の差が、典型的には、再同期化の前後で変化していない、という認識と見識に基づいている。また、本発明は、即ち、再同期化の存在下では、ピーク・トゥ・ピーク値は、典型的にはジッタ保護時間に対して同じ比率を保持しているということの認識に基づいている。その結果、ピーク・トゥ・ピーク値がジッタ保護時間に対して一定の比率にある場合、本方法は再同期化が起こったということを検出することができる。ある例によれば、ピーク・トゥ・ピーク値がジッタ保護時間より小さい場合、そのような条件が検出される可能性がある。もう一つの例によれば、ピーク・トゥ・ピーク値が、ジッタ保護時間から例えば一定のマージンを表わす所定の一定値を差し引いた値より小さい場合、同じ条件が検出される可能性がある。不正確を考慮し、例えばヒステリシスを避けるために、一定のマージンを都合よく選択できる。反対に、範囲外の条件が検出される場合、最大と最少遅延間の関係又は所定の期間内の到着時間が、ジッタ保護時間に関して特別な関係にある、という状況がある可能性がある。本方法はまた、例えば、ピーク・トゥ・ピーク値がジッタ保護時間より大きいか、もう一つの実施形態により、ジッタ保護時間に一定のマージンを示す値を加算した値より大きい場合、再同期化は全く生じなかった、という認識に基づいている。そのような場合、送信パケットの再同期化にリンクされずに、（ネットワーク内に原因のある）高いジッタによる偶発的又は散発的遅延の結果として、範囲外の条件が検出されてしまう可能性がある。再同期化が生じた典型的な状況を図６に示すが、再同期化により、プレイアウト遅延を超えるある遅延の原因となる、データ・パケットの平均遅延の増加（上側への遅延ステップ）がもたらされる。プレイアウト遅延を超える遅延、即ちオーバーシュートは、図６に示すように遅延損失をもたらす。代わりに、図１４は、散発的遅延ピークが原因の範囲外の条件に対応する遅延損失の場合を示す。図１４に示したような遅延損失は、送信パケットの再同期化にリンクされない。
【００４２】
例えば、本発明の実施形態による方法は、再同期化が原因でない高いジッタによる遅延ピークの発生が原因の検出ミスを避けるので、従って、本発明の実施形態による方法により、再同期化が起こったかどうかをもっと正確な方法で検出できる。範囲外の条件が検出される場合、本発明は範囲外の条件の検出だけでなく、ピーク・トゥ・ピーク値とジッタ保護時間との間の比較結果にも依存するので、本利点が達成される。所定の期間の間に決定した到着時間ジッタ値の集合において比較した値の間で、ピーク・トゥ・ピークの値を決定する。所定の期間を適切に調整又は選択することにより、本方法の正確性、信頼性及び適時性を調整できる。このようにして、期間を調整することができるため、検出の正確性と信頼性をチューニングが可能である。
【００４３】
従って、本実施形態による方法は、変動遅延の影響を受けるデータ・パケットの送信において再同期化の高精度な検出を実現し、範囲外の条件のみでの決定に基づく別の方法で起こる可能性のある検出ミスを避けている。
【００４４】
本発明の更なる実施形態によれば、図１に示した方法は、検出のステップＳ１５０に応じて、ジッタ保護時間を変更するステップを更に含んでいる。言い換えれば、ステップＳ１５０で再同期化が起こったと決定される場合、本方法は、再同期化を考慮に入れるため、ジッタ保護時間を変更することを行う可能性がある。ジッタ保護時間を変更するステップは選択的である。実際、一つの実施形態では、再同期化を検出すると、ジッタ保護時間を変更しないままであってもよく、一方、一つの例では警告を出力する可能性がある。更に、範囲外の条件が検出されるが、同時に、例えば、ピーク・トゥ・ピーク値がジッタ保護時間より大きいということが検出される場合、もう一つの例によれば、何のアクションもとられる必要が無い。他方、再同期化が起こったということが検出される場合、再同期化の形式に依存して、ジッタ保護時間の変更の幾つかの形式を取る可能性がある。例えば、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が上側閾値より大きいということの検証に関連して後で説明する実施形態により、オーバーシュートに関連して再同期化が起こった場合、結果としてそれが増加されるように、ジッタ保護時間を変更してもよい。例えば、後で説明する実施形態により、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が下側閾値より小さいということの検証に関連して、アンダーシュートに関連して再同期化が検出された場合、ジッタ保護時間を減少させるよう、それを変更できる。
【００４５】
更なる実施形態によれば、ジッタ保護時間を変更する上記のステップは、到着時間ジッタ値の平均に対応する量でジッタ保護時間を変更することを更に含む。例えば、図６に示した状況を参照して、ステップＳ１１０により、到着時間ジッタ値の集合が決定される間の所定の期間内で、到着時間ジッタ値の平均を計算又は推定できる。その後、オーバーシュートに関連した範囲外の条件が検出される場合、到着時間ジッタ値の計算又は推定した平均に対応する量で、ジッタ保護時間を増加してもよい。もう一つの例によれば、アンダーシュートに関連した範囲外の条件が検出される場合、計算した到着時間ジッタ値の平均に対応する量で、ジッタ保護時間を減少してもよい。そのような条件を図７に示す。注意すべきことであるが、例えば標準偏差のような平均的変化は、例えば９９．９％変位値の範囲におけるようなピーク・トゥ・ピークのジッタより小さい。注意すべきであるが、平均値ではなく、ジッタ・バッファにおけるオーバーシュート又はアンダーシュートによる極値に耐えるように、一つの実施形態の目標を設定してもよい。
【００４６】
上記で説明した更なる実施形態は、再同期化が検出されたかどうかに応じて、ジッタ保護時間を変更するステップを予測する。しかしながらまた、本発明のもう一つの実施形態により、再同期化を検出することは異なる動作をもたらしてもよい。この更なる実施形態によれば、再同期化の検出に選択的に続く動作については、以下におけるように要約される可能性がある。ネットワーク・エンティティで受信されたパケットは、ジッタ保護時間の同じパケットを遅延させることにより、同じネットワーク・エンティティにより転送される。この更なる実施形態によれば、ネットワーク・エンティティは、基準時間にジッタ保護時間を加算することによりパケットを転送する時間を決定してもよい。この方法で、ジッタ保護時間によるパケットの遅延が達成される。基準時間とは、最初の受信パケットの到着の時間、或いは、受信パケットの集合から選択した基準パケットの到着の時間でありうる。前の実施形態では、ジッタ保護時間は、再同期化の検出により変更される。本実施形態によれば、再同期化を検出すると、ジッタ保護時間は変更されないままであり、一方、パケットの転送が実行される際に基づく時間である基準時間は変更される。従って、例えばオーバーシュートと関連する再同期化の存在においては、本方法には、基準時間を増加させることによる基準時間の変更を更に備える。次に、パケットをもう一つのネットワーク・エンティティに転送する時間を取得するため、ジッタ保護時間を変更するか、増加した基準時間を加算する。言い換えれば、パケットをネットワーク・エンティティから転送するプレイアウト時間を獲得するため、ジッタ保護時間の代わりに基準時間を変更する。アンダーシュートに関連して再同期化が検出される場合、もう一つの実施形態による方法は、基準時間を減少させることにより基準時間を変更することを予測してもよい。次に、ネットワーク・エンティティによりパケットを転送するプレイアウト時間は、減少した基準時間にジッタ保護時間を加算することにより計算される。一つの更なる実施形態では、パケットの到着の最小期待時間で基準時間を表わすことができる。言い換えれば、ジッタ保護時間を変更する代わりに、本発明を実施する方法のこの変形によると、ネットワーク・エンティティによりパケットを転送するプレイアウト時間を獲得するために基準時間を変更できる。ある実施形態においては、基準時間は、パケットの到着の最小期待時間に対応してもよい。
【００４７】
このようにして、上記の考察により、更なる実施形態は、ネットワーク・エンティティで、基準時間にジッタ保護時間を加算することによりパケットを転送するステップと、再同期化が生じたということを検出することに応じて、基準時間を変更するステップとを更に含んでいる、上述の方法又はそれらの変形に基づいている。基準時間は、ネットワーク・エンティティによりパケットを転送する時間を決定する時間ベースを表わす時間である。上記に示すように、基準時間は、決定ステップＳ１１０を実行する間の所定の期間に含まれる最初のパケットの、ネットワーク・エンティティでの到着の時間として取られてもよい。もう一つの実施形態によれば、所定の期間の最初にネットワーク・エンティティで受信した一定の数のパケットの内のパケットの到着時間として基準時間を選んでもよい。ネットワーク・エンティティで受信した連続のパケットに対しては、後で説明する実施形態でも概要を説明するように、パケットを分離する既知の時間間隔を考慮に入れることにより、基準時間を更新することができる。次のデータ・パケットを転送する時点を決定することを可能とする限り、その他の基準時間を選ぶことができる。次に、上記で説明したように、再同期化の検出により、基準時間を変更する。上で見たように、再同期化の検出に応答して、ジッタ保護時間か基準時間のどちらか、又は両方が、再同期化の検出に応答してプレイアウト時間の変更を許容する限り、区別せずに変更可能である。
【００４８】
本発明の更なる実施形態によれば、本方法及び上記で説明したそれらに変形において、到着時間ジッタ値は、ネットワーク・エンティティで受信したデータ・パケットの実際の到着の時間を含むことができる。実際、上記でも説明したように、そしてまた、以下でも更に詳細に説明するように、実際の到着時間は、ジッタの表示と見なすことができる。実際、到着の時間は、データ・パケットの理論的又は期待された受信時間とみなすことができ、或いは、ネットワーク・エンティティがデータ・パケットを転送する時間を表わすプレイアウト時間として参照してもよい。この暗黙的参照により、ネットワーク・エンティティでのデータ・パケットの実際の到着時間を参照することにより、ジッタを表示することが可能となる。そのような実施形態では、ネットワーク・エンティティは、受信したパケットの到着の時間を計算するための内部時間基準を維持する手段を選択的に備えてもよい。例えば音声データ・パケットの場合のように、規則的な時間間隔でデータ・パケットを受信する場合、データ・パケットを分離する期間に対応する時間間隔で各パケットを受信するよう、期待される最小の受信時間及び後続のパケットのプレイアウト時間を増加させる。
【００４９】
更なる実施形態によれば、本方法又は上述した更なる実施形態は、さらに、現在の受信パケットの期待される最小到着時間を示す受信パケットのために、公称の到着時間を決定するステップを選択的に含んでいる。言い換えれば、パケットの公称の到着時間は、受信パケットの期待される最小到着時間を表わす値である。一定のシーケンス、又は、一定の時間ウインドウ内の最初の受信パケットに対して、公称時間は、一つの例においては最初のパケットの到着の時間か、もう一つの例によれば、ある期間の最初に受信した一定数のパケットから選択されたパケットの到着の時間であろう。例えば、音声データ・パケットの場合のように、規則的で既知の時間間隔でパケットを受信すると仮定すると、最初のデータ・パケットの後で受信したデータ・パケットの到着の公称時間は、前のデータ・パケットの到着の公称時間に、所定かつ既知の時間間隔を加えたものとして計算することが可能である。しかしながら、次のデータ・パケットの受信が期待される最も早い時間を表わす表示を提供する限り、到着の公称時間を決定するため、その他の方法を使用できる可能性がある。後の説明において、規則的な時間間隔のデータ・パケットを受信するネットワーク・エンティティで、いかにこの値を計算し、更新するかを示す、更なる実施形態を提示するであろう。
【００５０】
更なる実施形態によれば、上記の任意の実施形態による方法のピーク・トゥ・ピーク値を決定するステップは、一定のパケットの実際の到着時間と、このパケットの公称の到着時間との差を決定することを含む。言い換えると、ネットワーク・エンティティが既知の時間間隔で分離されたデータ・パケットを受信する場合、パケットが実際に受信された時間と、同じパケットの公称到着時間との差として、ピーク・トゥ・ピーク値を決定してもよく、ここで、公称の到着時間は、同じパケットを受信することを期待する、最も早い時間を表わす。特定の実施形態では、既知の時間間隔は総ての後続のパケットに対して一定であるが、その他の実施形態では、既知の時間間隔を変更してもよい。
【００５１】
更なる実施形態によれば、本方法によるピーク・トゥ・ピーク値と上記それらの変形とを決定するステップは、実際の到着時間と、公称到着時間との差を計算することを含む。言い換えると、この実施形態によれば、ネットワーク・エンティティで実際にパケットを受信する時間瞬間と、ネットワーク・エンティティで同じパケットを受信すると期待する時間瞬間との差として、ピーク・トゥ・ピーク値を決定してもよい。更なる実施形態によれば、実際の到着時間と公称到着時間との差は、差の絶対値であってもよい。
【００５２】
更なる実施形態によれば、本方法及び上記それらの変形は、受信パケットの実際の到着時間が、同じパケットの公称到着時間より小さいということが決定された場合、公称到着時間を更新することを更に含んでもよい。この条件が検証される場合、同じパケットの実際の到着時間に基づいて、公称到着時間を更新する。言い換えると、ネットワーク・エンティティで受信したパケットの実際の到着時間がジッタを表わすようなそれらの実施形態において、パケットの期待される最小到着時間を表わす公称到着時間は、パケットの実際の受信時間が同じパケットの期待される最小受信時間より早い場合はいつでも、パケットを実際に受信する時間に更新される。
【００５３】
更なる実施形態によれば、既に議論した上側閾値は、一定のデータ・パケットのためにスケジュールされたプレイアウト時間を含んでもよい。スケジュールされたプレイアウト時間は、ネットワーク・エンティティがパケットを送信又は転送する時間瞬間、即ち、ネットワーク・エンティティが、図４に示すネットワーク４０のもう一つのネットワーク・エンティティに向けて、パケットをプレイアウトする時間瞬間を表わす。上側閾値は、測定における不正確性を考慮するため、或いは、ヒステリシスを避けるため、適切な訂正ファクタ又は適切なマージンに基づいて更に決定されてもよい。更に、この実施形態によれば、範囲外の条件を検出するステップは、一定のパケットの実際の到着時間がこの上側閾値より大きいということを検証することを、選択的に含んでもよい。言い換えれば、この実施形態によれば、パケットの実際の到着時間が、同じパケットをもう一つのネットワーク・エンティティに転送するようスケジュールした時間瞬間を超える場合、範囲外の条件が検出されてもよい。
【００５４】
更なる実施形態によれば、既に議論した下側閾値は、一定のパケットに対するスケジュールされたプレイアウト時間とジッタ保護時間との間の差として決定されてもよい。この実施形態によれば、範囲外の条件を検出するステップは、この一定のパケットの実際の到着時間がこの下側閾値より小さいということを検証することを、選択的に含んでも良い。言い換えれば、範囲外の条件の特別な場合を表わすアンダーシュートは、ジッタ保護時間だけ減少したスケジュールされたプレイアウト時間より小さな実際の時間で、パケットを受信する場合に検出されてもよい。この特別な実施形態については、例えば、図１１及び１３を参照して、後で更に詳細に説明する。
【００５５】
また上述したように、到着時間ジッタ値は、ネットワーク・エンティティで受信したパケットの実際の到着時間に基づいてもよい。ネットワーク・エンティティが一般的な時間基準や、その他のネットワーク・エンティティと共有する時間基準を持たない場合、そのような解決策が好まれる。しかしながら、本発明はそれに限定されない。実際、ネットワーク・エンティティがその他のネットワーク・エンティティと同じクロック基準を共有する場合や、パケットを受信すると期待される時間瞬間をネットワーク・エンティティも知ることが可能なようにするため、適当なシグナリングが行われるような状況では、ネットワーク・エンティティでの期待される到着時間とネットワーク・エンティティでの実際の時間との差を含む到着時間ジッタ値を持つことは可能である。そのような状況では、到着時間ジッタ値は、ネットワーク・エンティティで受信したデータ・パケットの実効的な遅延に対応する可能性がある。
【００５６】
更なる実施形態によれば、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が、第２の上側閾値より大きく、総ての到着時間ジッタ値が、第２の下側閾値より大きい場合、特定の実装により、上述した範囲外の条件が検出される可能性がある。更なる特別の実施形態においては、第２の上側閾値は、上述した上側閾値に対応してもよく、及び／又は、第２の下側閾値は既に述べた下側閾値に対応してもよい。この実装の利点は、統計的不確実性が更に除去され、従って、範囲外の条件の検出の正確性が改善される可能性がある点である。実際、そのような条件は、ピーク・トゥ・ピーク値がジッタ保護時間より小さいという条件によりこれを検証する場合、オーバーシュート及びアンダーシュートの両方の原因となる雑音を除去し、オーバーシュートと、おそらく遅延の増加を与える範囲外の条件のみに焦点を当てるだろうという可能性がある。
【００５７】
更なる実施形態によれば、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が第３の下側閾値より小さく、総ての到着時間ジッタ値が第３の上側閾値より小さい場合、範囲外の条件が検出される可能性がある。第３の下側閾値は、更なる実施形態においては、下側閾値又は上記第２の下側閾値に対応するか、又は、等しく設定することができる。同様に、第３の上側閾値は、上記で議論した上側閾値か第２の上側閾値に対応するか、又は、一致させることができる。これらの更なる実施形態の利点は、アンダーシュート及びオーバーシュートの両方の原因となる遅延における（又は時間的に先立つ）散発的ピークにより生成される場合に関連する、統計的不確実性を除去することが可能である、ということである。このようにして、この実施形態によれば、検出は、ピーク・トゥ・ピーク値とジッタ保護時間との比較によって確認される場合に、再同期化により導入される減少ステップを示す場合に焦点を合わせることができる。
【００５８】
ここで、本発明のもう一つの実施形態によるネットワーク・エンティティの概略的ブロック図を示す図２を参照する。本実施形態によるネットワーク・エンティティ２００は、通信ネットワークにおいて変動遅延の影響を受けるデータ・パケットの送信再同期化の発生を検出するように構成される。本方法の実施形態を参照して行う、例えば、ネットワーク・エンティティ、再同期化、プレイアウト時間、ジッタ保護時間等を参照するような、一般的な考察又は定義は、ここでもまた有効である。本実施形態によるネットワーク・エンティティ２００は、同じ受信パケットをジッタ保護時間だけ遅延させた後、受信パケットを転送するよう構成された送信機２１０を備える。送信機が受信したデータ・パケットは、その他のネットワーク・エンティティ、図４の参照符号１０が示す、その他のネットワーク・ノード、その他のネットワーク・デバイス、又は、図４に示すネットワーク３０に含まれたその他のネットワーク・エンティティから受信したデータ・パケットである。
【００５９】
ネットワーク・エンティティ２００は、所定の期間で、少なくとも複数の受信データ・パケットに対するデータ・パケット到着時間のジッタに対応する値を含む、到着時間ジッタ値の集合を決定するよう構成されたプロセッサ２２０を備える。所定の期間は、時間的に所定の期間を持つ一定の時間ウインドウか、例えば、通話区間のようなその他の条件にリンクしされても良い。一般的には、所定の期間で、同じ考察は、本発明を実施する方法を参照して上記で行ったように有効である。プロセッサ２２０は、決定した到着時間ジッタ値の集合に含まれる値間の最大の差を示す、ピーク・トゥ・ピーク値を決定するよう、更に構成される。言い換えると、プロセッサは、ネットワーク・エンティティが受信したパケットの到着時間の変化を表わす到着時間ジッタ値を決定し、ピーク・トゥ・ピーク値を決定するため、決定した到着時間ジッタ値間の最大の差を決定する。選択的な実施形態によれば、最大の差は、到着時間ジッタ値の決定した集合に含まれる値の間の差の絶対値として計算されてもよい。もう一つの実施形態によれば、差は絶対値間で計算されてもよい。
【００６０】
ネットワーク・エンティティ２００は、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が、所定の上側閾値より大きいか、又は、少なくとも一つの到着時間ジッタ値が、所定の下側閾値より小さいということが検証される場合、範囲外の条件を検出するよう構成された検出器２３０を更に備える。検出器に実装される"又は"の動作は、上記状況の一つ又は両方が検証されるということを示す可能性がある。もう一つの実施形態によれば、"又は"の動作は、排他的な動作として実装される。従って、範囲外の条件は、ジッタ値が上側及び下側閾値が表わす特定の区間の外側にある条件である。
【００６１】
ネットワーク・エンティティ２００は、範囲外の条件が検出される場合、ピーク・トゥ・ピーク値とジッタ保護時間との比較を実行するよう構成された比較器２４０を更に備える。言い換えると、検出器が、範囲外の条件が検出されたことを報告する場合、比較器は、ピーク・トゥ・ピーク値とジッタ保護時間との間の比較を実行する。範囲外の条件は、図２に示すように、検出器２３０が、直接プロセッサに報告することで、プロセッサ２２０経由で比較器２４０に報告され、或いは、図には示されていないが、直接比較器２４０に報告されてもよい。
【００６２】
更に、本実施形態によるプロセッサ２２０は、比較結果に基づき再同期化が生じたということを検出するよう更に構成される。言い換えると、プロセッサ２２０は、検出器２３０が範囲外の条件を検出する場合、比較器による結果出力により、ネットワーク内で再同期化が生じたということを検出するよう構成される。
【００６３】
上記の実施形態では、検出器２３０は、範囲外の条件をプロセッサ２２０に報告する。しかしながら、検出器２３０が、この情報を比較の結果と合成し、その結果をプロセッサに転送する比較器２４０に範囲外の条件を報告する、というその他の実装が予測される可能性がある。比較器２４０の結果及び範囲外の条件を報告する検出器２３０の結果に基づいて再同期化が生じたということを、プロセッサ２２０が検出できる限り、異なる構成は同等に有効である。
【００６４】
本実施形態に基づくネットワーク・エンティティ２００は、高い精度でネットワークの再同期化を検出することができる。もっと詳細には、ネットワーク・エンティティ２００は、高いジッタによる散発的で偶発的遅延ピークによりトリガされる可能性のある、再同期化の検出ミスを避けることができる。それによって、ネットワーク・エンティティ２００は、従来技術の解決策の典型的な問題点に悩まされることはない。
【００６５】
更なる実施形態によれば、ネットワーク・エンティティ２００のプロセッサ２２０は、再同期化が生じたということを検出するプロセッサに依存して、ジッタ保護時間を変更するよう更に構成され得る。言い換えれば、再同期化が生じたということをプロセッサが検出する場合、同じプロセッサがジッタ保護時間を変更するよう決定してもよい。一つの例では、再同期化が生じ、受信パケットの位相又は遅延時間の平均的増加がもたらされたということが検出された場合、プロセッサは、更なる損失を避けるため、ジッタ保護時間を増加させるよう、オプションとして構成され得る。同様に、ネットワーク・エンティティで受信したパケットの平均的遅延の減少をもたらす再同期化が生じた、ということをプロセッサが決定した場合、ネットワーク・エンティティがパケットを転送する全遅延を削減するため、プロセッサはジッタ保護時間を削減してもよい。ネットワーク・エンティティ２００がパケットを転送する時間瞬間は、すでに議論したように、ジッタ保護時間が加算される基準時間により表わされる。上記の実施形態では、検出された再同期化にプレイアウト時間を適応させるため、プロセッサはジッタ保護時間を変更するよう構成される。しかしながら、その他の可能な実施形態によれば、ジッタ保護時間は一定にし、再同期化に応答するため、基準時間を適応させてもよい。例えば、ネットワーク・エンティティでの受信パケットの平均遅延の増加をもたらす再同期化が検出された場合、遅延損失を避け、全プレイアウト時間を増加させるよう、基準時間を増加させてもよい。同様に、ネットワーク・エンティティでの受信パケットの平均遅延の減少をもたらす再同期化が検出される場合、ネットワーク・エンティティがパケットを転送するプレイアウト遅延を減少させるため、基準時間を減少させてもよい。基準時間は、例えば、パケットのシーケンスに属する最初のパケットをネットワーク・エンティティが受信する時間であり得る。
【００６６】
更なる実施形態によれば、さらに、到着時間ジッタ値の平均に対応する量だけジッタ保護時間を変更するよう、ネットワーク・エンティティ２００のプロセッサ２２０を、選択的に構成しても良い。言い換えれば、プロセッサ２２０は、ジッタ保護時間、又は、他の実施形態によると、所定の期間内の到着時間ジッタ値の平均の増加又は減少に対応する量により、パケットのプレイアウト時間を決定する基準時間を調整するよう、プロセッサ２２０を構成しても良い。この点に関して、これと同様の考察が、本発明を実施する方法を参照して行うよう適用される。
【００６７】
更なる実施形態によれば、上記で説明したように本発明を実施する任意の方法、又は、例えば図５から１３を参照して以下で説明する任意の実施形態を実行できるよう、ネットワーク・エンティティ２００及びそのコンポーネントを更に構成してもよい。ネットワーク・エンティティ２００は、プロセッサ２２０、送信機２１０、検出器２３０及び比較器２４０を備える。しかしながら、理解すべきことであるが、それらのコンポーネントは単なる実例である。実際、適切にプログラムされた一つのプロセッサにより、又は、コンポーネント２１０から２４０が実行するのと同じ機能を実行するよう構成されれば、異なる手段により、又は本発明を実施する任意の方法を実行するよう構成した適当な手段により、同じ機能を実行してもよい。
【００６８】
本発明の更なる実施形態によれば、プログラム可能プロセッサ上で実行する場合、既に述べた方法を行うために構成したプログラム部分を備えるコンピュータ・プログラム・プロダクトにより、上記で説明した方法及びそれらの変形をまた実行してもよい。
【００６９】
ここで、通信ネットワークにおける送信の間の変動遅延の影響を受けるデータ・パケットのプレイアウト時間を適応的に変更する方法の概略的フローチャートを示す図３を参照する。プレイアウト時間は、図４のネットワーク・エンティティ２０のようなネットワーク・エンティティが、例えば図４に示すネットワーク４０に含まれるもう一つのネットワーク・エンティティにデータ・パケットを転送する、時間瞬間を表わす。本実施形態によれば、ネットワーク・エンティティで受信したデータ・パケットは、一定のジッタ保護時間だけデータ・パケットを遅延させて獲得した現在のプレイアウト時間で、同じネットワーク・エンティティにより転送される。言い換えると、データ・パケットは、ネットワーク・エンティティで受信され、それらは、現在のプレイアウト時間としてここで参照する一定の時間瞬間で転送される。言い換えると、現在のプレイアウト時間は、ネットワークにパケットを現在転送する時間瞬間を表わす。あるパケットのための現在のプレイアウト時間は、あるジッタ保護時間だけデータ・パケットを遅延させることにより、獲得される。言い換えると、ジッタ保護時間は、パケットを転送する前に、基準時間又は一定の時間に加算される。本実施形態のよる方法は、一定の期間の間に受信したパケットの最小期待到着時間に対応する公称到着時間を、一定の期間の間に決定するステップＳ１１００を備える。注意すべきことであるが、一定の期間は、既知であるか、決定可能な長さを持つ期間である。ある実施形態によれば、一定の期間は、固定時間の継続であってもよい。その他の実施形態によれば、一定の期間は、例えばＤＴＸ送信がアクティブにされる場合のように、通話区間によって表わされてもよい。ステップＳ１１００は、この一定の期間内でネットワーク・エンティティにパケットが到着すると期待される最小の時間を表わす、公称到着時間を決定する。ネットワーク・エンティティがその他のネットワーク・エンティティと同期したクロック参照を持たないか、ネットワーク・エンティティが、パケットの到着の理論的又は期待される時間を知ることを可能にする特定のシグナリングが行われないような実施形態では、ネットワーク・エンティティは、各パケットが受信される時間を測定するために、内部クロックを頼りにするかもしれない。そのような状況では、最初のパケットの到着の時間によって、又は、もう一つの実施形態によれば、一定のパケットの集合から選択された代表的パケットの到着の時間によって、公称時間は表わされてもよい。次のパケットが既知の間隔で分離されていると仮定すれば、次のパケットの公称到着時間は、既知の時間間隔で公称時間を増加させることにより、獲得される。次のパケットが期待される到着時間より早く到着する場合、公称到着時間は、パケットの実際の到着時間に更新される。言い換えれば、公称到着時間は、パケットがネットワーク・エンティティに到着すると期待される最小の期待時間を表わすように更新される。
【００７０】
本実施形態による方法は、データ・パケットの送信の間に、再同期化が生じたかどうかを決定するステップＳ１２００を更に備える。再同期化が生じたかどうかを決定するために使用する方法は、本実施形態には無関係である。実際、再同期化がネットワークにおいてデータ・パケットの送信の間に生じたということをある確率で示すことができる限り、本実施形態には、再同期化を検出する任意の方法を、プレイアウト時間を適応的に変更するために適切に使用できる。
【００７１】
一つの特定の実施形態では、図１に示した方法は、再同期化を検出するために使用され得る。しかしながら、図３の実施形態は、この実装に限定されない。実際、それらが再同期化の表示を提供する限り、例えばオーバーシュート又はアンダーシュートの検出のみに基づいて、再同期化を検出する従来技術の方法や、任意のその他の方法もステップ１２００で実装できる可能性がある。
【００７２】
次に、本実施形態による方法は、もし再同期化が生じたということが決定されると、少なくとも現在のジッタ保護時間及び公称到着時間に基づいて新しいプレイアウト時間を決定するステップＳ１３００を備える。言い換えると、再同期化が生じたということが決定される場合、再同期化を決定するために使用した方法にかかわらず、現在のジッタ保護時間と到着の公称時間を考慮して、新しいプレイアウト時間を計算する。
【００７３】
言い換えると、再同期化の発生後、現在適用可能なジッタ保護時間と、パケットの期待される最小到着時間を表わす公称到着時間とを考慮して、プレイアウト時間を適応的に変更するが、ここで期待される最小到着時間とは、一定の期間の間に期待される最小到着時間である。
【００７４】
本実施形態の方法が実現する利点は、再同期化の形式、即ち、再同期化が、パケットを転送する遅延又は位相の増加又は減少と、再同期化のエンティティを反映する量とをもたらすかどうかにより、プレイアウト時間を柔軟に変更できる、即ち、再同期化からもたらされる遅延又は位相変更の量に比例する方法でプレイアウト時間を変更するということにある。この場合、過度に遅延したプレイアウト時間を避けることができる。更に、再同期化がそれを許容する場合は、プレイアウト時間を短縮することができる。
【００７５】
図３に示す方法の更なる実施形態によれば、新しいプレイアウト時間を決定するステップＳ１３００は、送信において増加した遅延の結果として再同期化が生じたということが決定される場合、決定された公称到着時間に一定のジッタ保護時間を加算することを選択的に備えてもよい。言い換えると、再同期化が遅延再送信の増加、又は、ネットワーク・エンティティがパケットを転送する位相の増加をもたらすということが決定される場合、一定の期間での最小期待到着時間を表わす、決定した公称到着時間に一定のジッタ保護時間を加算することにより、新しいプレイアウト時間を計算する。
【００７６】
実際、もし再同期化により、一定の期間の間にネットワーク・エンティティがパケットを転送する位相の増加が生じるなら、同じ期間の間の再同期化により、パケットの最小期待到着時間もまた、増加している。システムの動作のこの認識及び見識に基づいて、一定の期間の間に計算した公称到着時間にジッタ保護時間を加算することにより、プレイアウト時間を決定することが可能である。
【００７７】
図３に示す方法のもう一つの実施形態によれば、新しいプレイアウト時間を決定するステップＳ１３００は、平均遅延の減少、又は、ネットワーク・エンティティがパケットを転送する位相の減少をもたらす再同期化が検出される場合、現在のプレイアウト時間から、前の期間で計算した公称到着時間と所定の公称時間との差を差し引くことを選択的に備えてもよい。そのような解決策の利点は、ネットワークの再同期化により導入される遅延又は位相の削減の量により、最適な測定で一般的なプレイアウト時間を減少できることにある。
【００７８】
図３に示す方法の更なる実施形態によれば、次に、決定した新しいプレイアウト時間だけパケットを遅延させて、ネットワーク・エンティティがパケットを送信する。
【００７９】
以下において、本発明を適用できる幾つかの事例的状況を表わす、図６から９を参照する。また、同じ図は、本発明の幾つかの実施形態の機能の原理を理解するのに役に立つであろう。
【００８０】
それらの図は、例えば、図４のパケット・ソースで配信の位相を変更する状況を表わす。以下の議論では、二つの連続するパケットを分離する規則的な時間間隔の場合を提示する。しかしながら、本発明は、二つの連続するパケットを分離する間隔が一定でないが、それはネットワーク・エンティティに知られているか、通信されているようなその他の場合に同じように適用され得る。もし受信ノードでのジッタ・バッファリングの同期（即ち、同期ソースの変更）後に、パケット・ソースがある時間ステップにより配信シーケンスの位相を変更するなら、新しい到着時間シーケンスに関する最適なプレイアウト時間シーケンスは、通常、元のプレイアウト時間シーケンスと整合しない。これは、インスタンスｋ当たりの遅延における一定したオフセットである不整合遅延の原因であるが、範囲０、．．．、ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌでインスタンス集合にわたって一様に分布したランダム値である。それはまさに、実際の送信ジッタが増加しなかったにも拘らず、遅延損失の突然の増加の原因になる可能性がある。このことは、図５の入力遅延プロファイルが遅延ステップにより分布させられたものである図６に示されている。注意すべきことであるが、図５から１４は遅延を表わしており、それ故、実際の及び理論的到着時間は既知であるということを意味する。しかしながら注意すべきことであるが、それらの図は、単に例示であり、ネットワーク・エンティティがそれらの時間基準を知っている場合に本発明を限定するものではない。更に注意すべきことであるが、実際、ネットワーク・エンティティが、パケットの実際の到着時間のみを測定できる場合でも、それでも遅延の分布は図５から１４によって表わされる。言い換えると、それらの図が遅延を示すということにもかかわらず、それらに関して取り入れられるであろう、以下の実施形態又は式は、例えば、ネットワーク・エンティティでの受信器のクロック（図示せず）が測定した実行時間に基づいており、その結果、絶対遅延値を全く必要とせず、それ故、受信器と送信機のクロック間のスキュー及びドリフトは補償される必要がない。基本的な測定値は、パケットの到着時間（Ｔｉｎ、ｉ）である。図では、説明においても度々遅延を使用するが、それは、それらが読者にとって、到着よりもっと説明に役立つからである。言及したように、特に、受信機が絶対遅延を測定するため利用可能であるべきの、送信機からの厳密な送信時間を表示できないような状況において、受信器による絶対（一方向の）遅延の測定は、到着時間の測定より困難である可能性がある。しかしながら、すでに言及したように、本発明及び以下の実施形態は、システム又は１つ以上のネットワーク・エンティティが、絶対遅延を測定又はその知識を持つことができる場合に等しく適用される可能性がある。
【００８１】
例えば、これらの図に示した例では、２０ｍｓの規則的パケット間隔を有する通話パケットの送信シーケンスが、不整合遅延がたまたま３．５ｍｓであるように、ソースで突然変更される。このことは、１０ｓで生じる遅延曲線において上側ステップのように見える。ジッタ・バッファ動作は、図５におけるように、０ｓ時点で元の遅延シーケンスと同期していた。入力遅延ステップの後、パケットは、時々、プレイアウト・シーケンスＴｏｕｔ、ｉに関して余りにも遅い。これは、静的ジッタ・バッファ動作を伴う遅延損失の原因となるが、それは過度な遅延パケットは単に失われる（即ち、プレイアウトなしに脱落する）からである。注意すべきことであるが、以上及び以下の数値の選択は、単に説明に役立つものであり、制限を与えるものではない。
【００８２】
図７にもう一つの例を示す。ここでは、不整合遅延は１６．５ｍｓであるが、それは１０ｓ時点で生じる遅延曲線において、受信機側で下側のステップのように見える。そのように実効的に、不整合遅延は、２０ｍｓのパケット間隔で−１０、．．．、１０ｍｓの範囲にある。この結果は、増加したプレイアウト時間として受け止められる、増加したジッタ・バッファ・マージンである。
【００８３】
送信側の配信シーケンスの位相のそのような変化に対しては、幾つかの原因があり、例えば、ハンドオーバ、サービス変更が原因の再同期化等である。電話サービスに関連するサービス変更の例は、以下のような場合である。まず"呼出音"パケットが、あるパケット・シーケンスで幾つかの（メディア・ゲートウェイのような）ネットワーク・ノードにより発呼側（Ａ加入者）に向けて送信され、次にＢ加入者が応答し、"呼出音"シーケンスが、送信シーケンスの同じ間隔だが異なる位相のＢの電話機から生じる通話シーケンスによって置き換えられる。
【００８４】
図６の場合における遅延損失を阻止する方法は、いわゆる"半静的な"もので静的ジッタ・バッファ動作を置き換えることである。それは、過度に遅延したパケットは失われないが、次の（又は後続の）プレイアウト時間Ｔｏｕｔ、ｉ＋１に遅らされる、ということを意味する。この場合、全遅延ｄｔｏｔａｌは、図８に示すように、繰返し間隔（ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌ）の余分の遅延分だけ飛び上がる。
【００８５】
入力遅延ステップ後の最初の時点で、ジッタ・バッファが空である場合、プレイアウトは、ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌだけ遅らされる。ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌは、入力遅延ステップより大きいことが多いので、それは必要以上にジッタ保護マージンを増加させる。図５の例では、ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌ＝２０ｍｓであり、これは３．５ｍｓの入力遅延ステップより１６．５ｍｓ大きい。
【００８６】
"半静的"ジッタ・バッファ動作のもう一つの"特徴"は、もし規則的パケット・ストリームに中断があれば、通常は、実際のジッタ・ピークによる"オーバーシュート"により、一時的に増加した遅延を減少させるための中断の間の、いわゆる"巻き返し"の手順があるため、ジャンプした全遅延ｄｔｏｔａｌは、中断後、その元のレベルを取り戻す。電話サービスにおけるそのような中断の例は、不連続送信（ＤＴＸ）が可能である場合、会話パケット・フローにおける無言期間である。無言期間の間、入力パケット速度は、通話区間の間より遅く、ジッタ・バッファは空になり、"巻き返し"が行われるであろう。次の通話区間が開始すると、プレイアウトは、元のプレイアウト・シーケンスＴｏｕｔ、ｉから開始し、ジッタ保護は、その初期の値に再び落ちる。入力遅延ステップと結びついたこの動作は、図９の例に示されている。
【００８７】
入力遅延ステップの後、遅延"オーバーシュート"が生じるごとに、全遅延ｄｔｏｔａｌはＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌ（この場合は２０ｍｓ）だけ跳び上がる。 "巻き返し"のため、それが再び下がる（又はその元の値になる）間、それは次の無音区間までそのままとどまる。次の通話区間の間、遅延"オーバーシュート"が再び可能であるから、それは再び跳び上がる。そのように、入力遅延ステップの後、"オーバーシュート"が、通話区間毎に（多くても）一度生じる可能性がある。結果として、全遅延が、通話区間と無音期間それぞれの間に間欠的にＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌだけ跳び上がったり、下がったりする可能性があり、このことは通話品質にとって準最適な動作である。
【００８８】
また、この"半静的"なジッタ・バッファは、図７に示す増加したジッタ・バッファ・マージンの場合には役に立たない。
【００８９】
もう一つの可能性のある解決策によれば、ステップが配信シーケンスで生じたことを送信機が検出すると、最適化した新しいプレイアウト時間シーケンスＴｏｕｔ、ｉをもつため、送信機は、受信機にそのジッタ・バッファ動作を同期させるよう要求する。しかしながら、これには、（ＩＥＴＦ  ＲＦＣ  ３５５０によると）ＲＴＰパケットのヘッダ・フィールドで、例えば同期ソース（ＳＳＲＣ）のような幾つかの（帯域内／外の）制御シグナリング・プロトコルを必要とする。不幸にも、この目的には、これは常には利用可能でないか使用されない。
【００９０】
以下に、言及した利点を獲得するため、本発明の実施形態がいかに上記の状況に適用できるか説明する。この実施形態によれば、ジッタによる雑音に隠れた入力遅延ステップを検出することが可能である。それは、受信側でのパケットの到着時間の動作を解析することに基づいている。これについて、上又は下への遅延ステップそれぞれに対する図１０及び１１に示す。
【００９１】
ある継続時間（例えば、２ｓ）の検出期間にわたって、到着時間の動作を分析する。検出期間を定めるもう一つの方法は、もしＤＴＸが可能であり、分析が信頼できる量の連続パケットに基づくように通話区間が十分長かったなら、それらを電話サービスにおける通話区間と整合させることである。又は、両方の方法の組合せを使用できる可能性がある、即ち、検出期間は通話区間か、幾つかの一定した中断の最初に終了する方である。
【００９２】
検出期間の終了時に、遅延したパケット（又は"オーバーシュート"）の数又は余りにも早い到着（"アンダーシュート"）の数と、前の検出期間内の局所的なピーク・トゥ・ピークのジッタＪｐｅａｔｏｐｅａｋを測定する。もし入力遅延ステップが生じたなら、検出のためにこれらの測定値を使用する。図１に示す実施形態によれば、オーバーシュート及びアンダーシュートの数は、範囲外の条件の検出の例に対応し、それそのものである。もし検出期間の終了時に、"オーバーシュート"又は"アンダーシュート"は検出されたが、Ｊｐｅａｔｏｐｅａｋがジッタ保護時間Ｔｊｉｔより著しく小さいなら、入力遅延ステップが表示され、（〜１２ｓで示すように）ジッタ・バッファ動作が再同期化される。これは、アンダーシュート又はオーバーシュート、即ち範囲外の条件と図１の実施形態のステップＳ１４０で計算したピーク・トゥ・ピーク値に基づいて、再同期化が生じたということを検出するステップＳ１５０の例である。この再同期化が原因で、入力遅延ステップの大きさ（これらの例では３．５ｍｓ又は３．５ｍｓ）により、プレイアウト・シーケンスは（図１０の例では）遅延させられ、或いは、（図１１の例では）前に進められる。それらは、上記で示したように、ジッタ保護時間又は基準時間のどちらかを変更することにより実現可能な、プレイアウト時間を変更するステップの例である。
【００９３】
本発明の実施形態のより詳細な説明は、入力遅延ステップを検出する場所をもっと近づいて見ることに基づいている。これについては、上側及び下側遅延ステップに対する図１２及び１３にそれぞれ示している。
【００９４】
ある検出期間（ｎ）の間のオーバーシュート数（ＮｏｖｅｒＳｈｏｏｔ、ｎ）は、各受信パケット（ｉ）に対して実行する次の方法により測定される。
ｉｆ（Ｔｉｎ、ｉ＞Ｔｏｕｔ、ｉ），ＮｏｖｅｒＳｈｏｏｔ、ｎ＝ＮｏｖｅｒＳｈｏｏｔ、ｎ＋１
ここで、Ｔｉｎ、ｉは、パケットｉの到着時間であり、Ｔｏｕｔ、ｉはパケットｉのスケジュールされたプレイアウト時間である。これは、図１で示した実施形態の範囲外の条件を決定するステップＳ１３０の例である。
【００９５】
ある検出期間（ｎ）の間のアンダーシュート数（ＮｕｎｄｅｒＳｈｏｏｔ、ｎ）は、各受信パケット（ｉ）に対して実行する次の方法により測定される。
ｉｆ（Ｔｉｎ、ｉ＞Ｔｏｕｔ、ｉ−Ｔｊｉｔ−δ），ＮｕｎｄｅｒＳｈｏｏｔ、ｎ＝ＮｕｎｄｅｒＳｈｏｏｔ、ｎ＋１
ここでＴｊｉｔはジッタ保護時間であり、δはある小さなマージン（例えば０．５ｍｓ）である。これは、図１で示した実施形態により、範囲外の条件を決定するステップＳ１３０のもう一つの例である。
【００９６】
ある検出期間（ｎ）の間の局所的ピーク・トゥ・ピークのジッタ（Ｊｐｅａｋｔｏｐｅａｋ）は、各パケット（ｉ）でまた実行される次の方法により測定される。
ｉｆ（Ｔｉｎ、ｉ＜Ｔｎｏｍｉｎａｌ、ｉ）、Ｔｎｏｍｉｎａｌ、ｉ＝Ｔｉｎ、ｉ
ｉｆ（（Ｔｉｎ、ｊ−Ｔｎｏｍｉｎａｌ、ｉ）＞Ｊｐｅａｋｔｏｐｅａｋ，ｎ）、Ｊｐｅａｋｔｏｐｅａｋ，ｎ＝Ｔｉｎ、ｉ−Ｔｎｏｍｉｎａｌ、ｉ、Ｔｎｏｍｉｎａｌ、ｉ＝Ｔｎｏｍｉｎａｌ、ｉ＋ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌ
ここで、ＴｒｅｐＩｎｔｅｒｖａｌは、ソースでの規則的パケット間隔の値（デフォルトによって既知であり、使用状態に基づく）に等しく、Ｔｎｏｍｉｎａｌ、ｉはパケットｉに対する最小の期待される到着時間の現在の値に等しい。また図１２と１３は、それまでの最小の期待される遅延と、それまでに検出された最大の遅延に対応する軌跡を示すが、それに基づいてＪｐｅａｋｔｏｐｅａｋ，ｎが決定される。上記の式は、上記図１に示した実施形態の変更により、公称到着時間を決定し、それを更新する例である。
【００９７】
各検出期間ｎの始めで、次の再初期化が行われる。
Ｎｏｖｅｒｓｈｏｏｔ，ｎ＝０
Ｎｕｎｄｅｒｓｈｏｏｔ，ｎ＝０
Ｊｐｅａｋｔｏｐｅａｋ，ｎ＝０
Ｔｎｏｍｉｎａｌ，ｉ＝Ｔｉｎ、ｉ
【００９８】
各検出期間の終了時に、再同期化条件が評価される。それは次のブール変数で定義される。もしそれが真なら、本仮定は、入力遅延ステップが最後の検出期間の間に検出された、ということである。
ＣｒｅＳｙｎｃ，ｎ＝（（Ｎｏｖｅｒｓｈｏｏｔ、ｎ＞０）||（Ｎｕｎｄｅｒｓｈｏｏｔ，ｎ＞０））＆＆（Ｊｐｅａｋｔｏｐｅａｋ、ｎ＜（Ｔｊｉｔ−δ））
ここでＴｊｉｔ＝ジッタ保護時間、δ＝ある小さいマージン（例えば０．５ｍｓ）である。これは、範囲外の条件、例えばオーバーシュート又はアンダーシュートの数や、ステップＳ１４０で決定したピーク・トゥ・ピーク値に基づいて再同期化が生じたかどうかを決定する、図１の実施形態のステップＳ１５０の例を表わす。
【００９９】
ＣｒｅＳｙｎｃ，ｎが真である場合、受信側でのジッタ・バッファ動作が再同期化される。検出期間の終了時での再同期化は、Ｔｉｎ、ｉの単一値の代わりに、（それが再初期化される前の）検出期間の終了時でのＴｎｏｍｉｎａｌ、ｉの値に基づくべきである。このようにして、再同期化は、可能な限り最小送信遅延ｄｍｉｎに近接するよう対応し、全遅延（ｄｔｏｔａｌ）は、可能な限りｄｍｉｎ＋Ｔｊｉｔの最小値に近接する。これは、上記の実施形態で説明したように、基準時間を変更することよりプレイアウト時間を変更する例である。
【０１００】
図１４は、実際のジッタ・ピークによるが、送信機が原因の不整合遅延ステップにはよらない過度の遅延パケットが原因で、"オーバーシュート"が生じる場合を示す。
【０１０１】
ここでは、再同期化条件ＣｒｅＳｙｎｃ，ｎが偽であり、
Ｊｐｅａｋｔｏｐｅａｋ、ｎ≧（Ｔｊｉｔ−δ）
のため、ジッタ・バッファ動作の再同期化は役に立たず行われない。
【０１０２】
従って、ピーク・トゥ・ピーク値及び範囲外の条件を考慮に入れることにより、本実施形態が、再同期化が生じたかどうかをいかに正確にかつ信頼して検出できるかは明白である。また、図１４に示す例は、本実施形態に適用した本発明が、そうでなければ突発的で散発的な高いジッタが原因の遅延ピークの発生による可能性がある、虚偽の検出の影響をいかに受けないかを示す。
【０１０３】
統計的不確実性を除去し、決定を更に確実にする、改善した再同期化条件のための更なる実施形態は、下記のように与えられる。
ＣｒｅＳｙｎｃ，ｎ＝（（（Ｎｏｖｅｒｓｈｏｏｔ、ｎ＞０）＆＆（Ｎｕｎｄｅｒｓｈｏｏｔ，ｎ＝０））||（（Ｎｕｎｄｅｒｓｈｏｏｔ，ｎ＞０）＆＆（Ｎｏｖｅｒｓｈｏｏｔ，ｎ＝０）））＆＆（Ｊｐｅａｋｔｏｐｅａｋ、ｎ＜（Ｔｊｉｔ−δ）
【０１０４】
この更なる実施形態によれば、ネットワークで再同期化を検出する場合に更に高い正確性が実現される可能性がある。
【０１０５】
上記の説明と幾つかの実施形態から明白なように、本発明により、上記で議論したように幾つかの利点が可能となる。
【０１０６】
更なる利点は、送信機側で変更された同期化ソースによる不整合遅延が原因の上側又は下側遅延ステップを検出することが可能であり、それ故、受信機のジッタ・バッファ動作の再同期化を要求することが可能になるため、準最適なジッタ・バッファ動作マージンが阻止される、ということにある。また、遅延ステップがジッタによる雑音に隠されている場合も、検出は機能する。
【０１０７】
更なる利点は、送信側で同期ソースが変更された場合、本発明により、明白な帯域内又は外の制御シグナリングが無くても、デスティネーションの再同期化が可能となる、ということにある。
【０１０８】
更なる利点は、本発明により、入力遅延ステップが理由のバッファ・アンダーフローを、余りにも高い実際のジッタ・ピークが理由のアンダーフローから区別することが可能となる、ということにある。このようにして、入力遅延ステップが生じた場合、受信機側がプレイアウト・シーケンスを再同期化させることにより、静的ジッタ・バッファ動作で遅延損失確率を低く保つ。
【０１０９】
上記で議論したように、メディア・ゲートウェイ（ＭＧＷ）のようなネットワーク・エンティティにおいて実装される可能性のある、いわゆる"半静的"ジッタ・バッファ動作で、本発明は、全遅延が必要以上に増加し、それ故、対話式会話品質の低下をもたらすことを更に阻止する。
【０１１０】
当事業者には当然のことであるが、本発明のエンティティと方法においても、本発明の構築においても、本発明の範囲又は精神から逸脱することなしに、各種の修正及び変更を行うことが可能である。
【０１１１】
本発明について、総ての面で、制限的というよりは説明的であることを意図した、特定の実施形態と例に関連して説明した。当業者は理解するであろうが、ハードウエア、ソフトウエア及びファームウエアの多くの異なる組合せが、本発明を実行するために適当であろう。
【０１１２】
プロセッサ、検出器、比較器、ネットワーク・エンティティのような用語を使用する場所では、これらの要素がいかに分布してもよいかについて、そして要素をいかに寄せ集めてもよいかについて、何の制約も行われない。即ち、ユニット、要素又はエンティティの構成部分は、本意図の機能をもたらすために異なるソフトウエア若しくはハードウエア構成要素又はデバイスに分配してもよい。また、意図する機能を提供するため、複数の独特な要素を集めてもよい。
【０１１３】
ハードウエア、ソフトウエア、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ファームウエア又は同様なものに、上記で言及したネットワーク・エンティティのユニット、要素、ネットワーク・デバイス、又はネットワーク・ノード等のいずれか一つを実装してもよい。
【０１１４】
本発明の更なる実施形態において、制御器又は受信機（このリストは網羅的でない）のような、上記で説明した、及び／又は特許請求した部分のいずれか一つは、対応する制御手段又は受信手段で置き換えてもよい。
【０１１５】
本発明の更なる実施形態において、例えばコンピュータが理解可能な手順、方法又は同様なものの形式で、任意の種類のコンピュータ言語、及び／又は、ファームウエア、集積回路又は同様なものに内蔵のソフトウエアの形式で、コンピュータ読取り可能な命令を使用して、上記で説明したステップのいずれか一つを実装してもよい。
【０１１６】
更に、ここで開示した発明の仕様及び実行の考察から、当事業者には本発明のその他の実装は明らかであろう。仕様及び例は、単に典型的としてのみ考えられることを意図している。この目的で、理解すべきことであるが、本発明の側面は、開示された上述の単一の実装又は構成の総ての特徴にのみあるわけではない。それ故、本発明の真の範囲及び精神は以下の特許請求範囲によって示される。
【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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