(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークから誤り訂正演算ブロックを構成するパケットを受信して、通信ネットワークへ送信するパケット中継装置であって、
受信したパケットの持つ誤り訂正演算ブロック内位置情報の指すバッファメモリ位置に、該パケットを書き込む第１の手段と、
上記受信したパケットを、誤り訂正演算の実施前に逐次通信ネットワークへ送信する第２の手段と、
上記バッファメモリのパケットに対して誤り訂正演算を施すことで消失パケットを回復させて、それを通信ネットワークへ送信する第３の手段とを備えることを、
特徴とするパケット中継装置。
【請求項２】
請求項１記載のパケット中継装置において、
上記第３の手段は、誤り訂正演算で回復不可能な個数の消失パケットが存在する場合には、誤り訂正演算が可能となる個数まで該消失パケットを所定のバイト列に置き換えたうえで、誤り訂正演算で残る消失パケットを再構成して、該置換パケットがどれであるのかを示す情報とともに、再構成したパケットを通信ネットワークへ送信することを、
特徴とするパケット中継装置。
【請求項３】
請求項１記載のパケット中継装置において、
上記第３の手段は、上流側から、置換パケットがどれであるのかを示す情報が送信されてくる場合には、該情報の指すバッファメモリ位置に所定のバイト列を書き込んでから誤り訂正演算を実行することを、
特徴とするパケット中継装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のパケット中継装置において、
上記第３の手段は、誤り訂正演算でビット誤りを訂正した場合には、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報を生成して送信することを、
特徴とするパケット中継装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のパケット中継装置において、
上記第３の手段は、上流側から、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報が送信されてくる場合には、該情報の指定するバッファメモリ位置に書き込まれたパケットを、該情報に従って訂正してから誤り訂正演算を実行することを、
特徴とするパケット中継装置。
【請求項６】
通信ネットワークから誤り訂正演算ブロックを構成するパケットを受信して、通信ネットワークへ送信するパケット中継方法であって、
受信したパケットの持つ誤り訂正演算ブロック内位置情報の指すバッファメモリ位置に、該パケットを書き込む第１の過程と、
上記受信したパケットを、誤り訂正演算の実施前に逐次通信ネットワークへ送信する第２の過程と、
上記バッファメモリのパケットに対して誤り訂正演算を施すことで消失パケットを回復させて、それを通信ネットワークへ送信する第３の過程とを備えることを、
特徴とするパケット中継方法。
【請求項７】
請求項６記載のパケット中継方法において、
上記第３の過程では、誤り訂正演算で回復不可能な個数の消失パケットが存在する場合には、誤り訂正演算が可能となる個数まで該消失パケットを所定のバイト列に置き換えたうえで、誤り訂正演算で残る消失パケットを再構成して、該置換パケットがどれであるのかを示す情報とともに、再構成したパケットを通信ネットワークへ送信することを、
特徴とするパケット中継方法。
【請求項８】
請求項６記載のパケット中継方法において、
上記第３の過程では、上流側から、置換パケットがどれであるのかを示す情報が送信されてくる場合には、該情報の指すバッファメモリ位置に所定のバイト列を書き込んでから誤り訂正演算を実行することを、
特徴とするパケット中継方法。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項に記載のパケット中継方法において、
上記第３の過程では、誤り訂正演算でビット誤りを訂正した場合には、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報を生成して送信することを、
特徴とするパケット中継方法。
【請求項１０】
請求項６ないし８のいずれか１項に記載のパケット中継方法において、
上記第３の過程では、上流側から、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報が送信されてくる場合には、該情報の指定するバッファメモリ位置に書き込まれたパケットを、該情報に従って訂正してから誤り訂正演算を実行することを、
特徴とするパケット中継方法。
【請求項１１】
通信ネットワークから誤り訂正演算ブロックを構成するパケットを受信するパケット受信装置であって、
受信したパケットの持つ誤り訂正演算ブロック内位置情報の指すバッファメモリ位置に、該パケットを書き込む第１の手段と、
上記バッファメモリのパケットに対して誤り訂正演算を施すことで消失パケットを回復させる第２の手段と、
誤り訂正演算で回復不可能な消失パケットが存在する場合に、該パケットをデータフォーマットに準拠したスタッフィング用のバイトに置き換えるとともに、通信ネットワークから送信されてくる情報に従って、所定のバイト列に置き換えられることが検出される消失パケットと、消失パケットではないものの本来のものではないことが検出されるパケットとについて、該スタッフィング用のバイトに置き換える第３の手段とを備え、
さらに、上記第２の手段は、上流側から、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報が送信されてくる場合には、該情報の指定するバッファメモリ位置に書き込まれたパケットを、該情報に従って訂正してから誤り訂正演算を実行することを、
特徴とするパケット受信装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のパケット受信装置において、
上記第２の手段は、上流側から、上記置き換えられる消失パケットがどれであるのかを示す情報が送信されてくる場合には、該情報の指すバッファメモリ位置に所定のバイト列を書き込んでから誤り訂正演算を実行することを、
特徴とするパケット受信装置。
【請求項１３】
通信ネットワークから誤り訂正演算ブロックを構成するパケットを受信するパケット受信方法であって、
受信したパケットの持つ誤り訂正演算ブロック内位置情報の指すバッファメモリ位置に、該パケットを書き込む第１の過程と、
上記バッファメモリのパケットに対して誤り訂正演算を施すことで消失パケットを回復させる第２の過程と、
誤り訂正演算で回復不可能な消失パケットが存在する場合に、該パケットをデータフォーマットに準拠したスタッフィング用のバイトに置き換えるとともに、通信ネットワークから送信されてくる情報に従って、所定のバイト列に置き換えられることが検出される消失パケットと、消失パケットではないものの本来のものではないことが検出されるパケットとについて、該スタッフィング用のバイトに置き換える第３の過程とを備え、
さらに、上記第２の過程では、上流側から、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報が送信されてくる場合には、該情報の指定するバッファメモリ位置に書き込まれたパケットを、該情報に従って訂正してから誤り訂正演算を実行することを、
特徴とするパケット受信方法。
【請求項１４】
請求項１３記載のパケット受信方法において、
上記第２の過程では、上流側から、上記置き換えられる消失パケットがどれであるのかを示す情報が送信されてくる場合には、該情報の指すバッファメモリ位置に所定のバイト列を書き込んでから誤り訂正演算を実行することを、
特徴とするパケット受信方法。
【請求項１５】
請求項６ないし１０のいずれか１項に記載のパケット中継方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるためのパケット中継プログラム。
【請求項１６】
請求項６ないし１０のいずれか１項に記載のパケット中継方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるためのパケット中継プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１７】
請求項１３又は１４に記載のパケット受信方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるためのパケット受信プログラム。
【請求項１８】
請求項１３又は１４記載のパケット受信方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるためのパケット受信プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークから誤り訂正演算ブロックを構成するパケットを受信して、通信ネットワークへ送信するパケット中継装置及びその方法と、そのパケット中継方法の実現に用いられるパケット中継プログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体と、そのパケット中継装置を経由して送信されてくるパケットを受信するパケット受信装置及びその方法と、そのパケット受信方法の実現に用いられるパケット受信プログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体とに関する。
【０００２】
本発明は、具体的には、動画像や音声やその他のディジタル信号が例えばＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式に従って符号化および多重化され、パケット化されてパケット通信ネットワークに送出されるときに、その時系列のデータをパケット通信ネットワーク上で受信して下流へ送信するパケット中継技術と、そのパケット中継技術に従って送信されてくるパケットを受信するパケット受信技術とに関する。
【背景技術】
【０００３】
インターネットに代表されるディジタルパケット通信網の高速化・広帯域化にともない、高画質な動画像のネットワーク配信サービスが現実的となりつつある。動画像の配信サービスは、視聴者個別の要求に応じて配信を行うＶｏＤ（Video on Demand)型サービスと、多数の視聴者へ一斉に同報配信する放送型サービスとの二つに大別される。
【０００４】
放送型サービスでは、配信サーバから送信された動画像や音声その他の符号化情報が格納されたパケットを、中継ルータによってパケットを複製しながら下流に伝送することで、多数の受信端末への一斉配信を可能にする。このため、図３３に示すような樹状型の配信ネットワーク構造が適している。
【０００５】
さて、パケット通信ネットワークの特性として、伝送中のパケットの消失が起こることが一般的に知られている。これは、ルータやハブ等の交換装置において一時的にトラヒックが輻輳し、交換装置のバッファ溢れによってパケットが失われることが主な原因とされている。
【０００６】
インターネットに代表されるＩＰ網は、帯域が保証されないベストエフォート型の伝送路であるため、一時的な輻輳によるパケットの消失が起こりやすい。このため、一般のデータ伝送では、ＴＣＰプロトコルに代表される再送機能を持ったプロトコルを使用することにより、伝送データの完全性を保証している。
【０００７】
ＭＰＥＧ−２に代表される動画像の高圧縮符号化方式においても、可変長符号の特性などに起因して、符号化情報の誤りや消失が生じた場合に復号画像が劣化することが知られている。従って、動画像符号化情報の伝送においても、伝送時の信号誤りや消失を避けなければならない。
【０００８】
ＶｏＤに代表される非リアルタイムの動画像アプリケーションにおいては、ＴＣＰプロトコルに類似した再送手順を用いることによって伝送誤りや消失を回復することができる。しかしながら、ライブテレビ放送のようなリアルタイム型の動画像アプリケーションにおいては、再送による損失回復は困難となる。
【０００９】
デコーダには一定の伝送遅延で符号化情報が供給される必要があるため、再送手順によって生じた遅延によって、デコーダでの復号タイミングに間に合わなくなった場合には再送データは意味をなさなくなる。デコーダの直前にバッファを設けることにより、再送手順に要する時間の制限は緩和されるが、バッファでの滞留時間だけ伝送遅延が大きくなり、リアルタイム性が保たれなくなる。
【００１０】
多段中継によるリアルタイム伝送に特化して再送を行うノードを適応的に制御し、遅延時間を短縮する方式も提案されているが（例えば、非特許文献１参照）、再送手順そのものに要する遅延を減少させることはできない。さらに、図３３に示すような階層型の網構成をとる場合、下流の中継ルータからの再送要求が上流に集中し、再送の処理負荷が問題となる。
【００１１】
そこで、リアルタイム性を重視する伝送においては、ＦＥＣ（前方誤り訂正）を用いて伝送誤りや消失を回復する方式が採用される。なかでも、符号量の増加分に対する誤り訂正能力が高いリードソロモン符号によるＦＥＣが用いられている。
【００１２】
図３４は、ＦＥＣによる伝送損失回復方式の第１の例である（例えば、非特許文献２参照）。送信側において、符号化情報は行方向にバッファメモリに格納される。誤り訂正符号生成器は、バッファメモリに格納された値の列方向を原信号として、ＦＥＣ符号を生成し、ＦＥＣパケットを構成する。ここで、ＦＥＣ符号の生成を列方向とする理由は、伝送中に１つのパケット全体が消失した場合においても、ＦＥＣ復号の際にはそれぞれ１シンボルづつの消失に分散されることとなり、パケットの回復が可能となるためである。
【００１３】
ここではリードソロモンＦＥＣ(15,13) ＦＥＣ符号（１５個のパケット中、１３個がデータパケットで、２個がＦＥＣパケット）を使用することとし、１３個のメディアパケットと２個のＦＥＣパケットとが伝送される。受信側においては、到着したパケットをバッファメモリに行方向に格納し、列方向に順に誤り訂正演算を適用する。
【００１４】
リードソロモンＦＥＣ(n,k) 符号では、ｔ個のパケット消失、ｐ個のシンボルにビットエラーが生じた場合、“ｎ−ｋ≧ｔ＋２ｐ”を満たせば回復が可能である。例えば、リードソロモンＦＥＣ(15,13) 符号の場合には、ビットエラーが発生しない場合には２パケットの消失まで完全に復号でき、また、１パケットの消失と各列ごとに１シンボルのエラーとが同時に発生しても完全に復号することができる。
【００１５】
図３５は、パケット入出力をインタリーブしたＦＥＣによる伝送損失回復方式の第２の例である。行方向に入力される符号化情報に対し、ＦＥＣ符号は各行ごとに付加される。そのうえで、バッファメモリを各列単位に読み出して伝送用パケットを構成し、送出する。行方向の入力を列方向に読み出して伝送することにより、伝送中に１パケットが消失しても、ＦＥＣ復号の際にはそれぞれ１シンボルづつの消失に分散されるという効果は、第１の例と同じである。受信側では受信したパケットを列方向に格納し、各行ごとに誤り訂正演算を行ったのち、符号化情報のみを行方向に読み出して出力する。
【００１６】
なお、図３４に示す第１の例の場合も図３５に示す第２の例の場合も、伝送路を流れるデータはメディアパケットとＦＥＣパケットとから構成されている。
【００１７】
このようにＦＥＣを使用すると、パケットの再送を行うことなくパケット消失やビットエラーの訂正が可能となるが、誤り訂正符号の訂正能力を超えた場合には回復が不可能となる。特に図３３に示すように、多段の中継ルータを介してパケットが伝送される場合には、各リンクにおいて生じるパケット消失やビットエラーが累積してゆくため、受信側において誤り訂正能力を超える確率が上昇する。
【００１８】
これを防ぐ一つの方法として、ＦＥＣパケットの割合を増加させることで対処することができるが、伝送効率が悪化する。
【００１９】
これを防ぐもう一つの方法として、各中継ルータに誤り訂正符号演算器を設置し、中継ルータごとにＦＥＣ演算を行って損失を回復してから送信する方法が考えられる。しかしながら、この方法を用いる場合、各中継ルータにおいて、誤り訂正演算の１ブロック（誤り訂正符号の付与単位となるブロック）を構成するパケットの到着を待ち合わせてから誤り訂正を行い、改めて各パケットを送信する必要があるため遅延が増加し、ＦＥＣ方式の特徴である低遅延伝送の利点を損なうという問題がでてくることになる。
【００２０】
パケット消失によるもう一つの問題点として、デコーダにおける遅延揺らぎの発生が挙げられる。
【００２１】
ＭＰＥＧ−２符号化方式では、一定ビットレート（ＣＢＲ）のビットストリームは一定の伝送遅延でデコーダに到着することが仮定されており、エンコーダとデコーダとの時刻を一致させるための時報の役を担う時刻基準参照値（ＰＣＲまたはＳＣＲ）についても、到着時刻の誤差が±０.5μsec という高い精度が要求される。
【００２２】
一般的なパケット通信ネットワークにおいては、伝送によって遅延揺らぎが発生するため、ＭＰＥＧ−２デコーダが仮定するような一定の伝送遅延は実現できない。よってデコーダの前段に平滑化装置を設け、揺らぎを伴って到着したパケットを一時バッファに蓄積して、一定速度でデコーダへ供給する手段がとられる。
【００２３】
ここで、ＦＥＣで回復不可能な数量のパケット消失が生じた場合、後続のパケットが時間的に前方向にずれることとなり、到着タイミングの正確性が保てなくなる。ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの場合、1 パケットは１８８バイトであるから、４Ｍbps のストリームにおける１パケットの消失でも、“1/(4×106/8/188)(sec)= 376μsec ”の誤差となり、前述の±0.5 μsec と比較して大きなタイミング誤差を生じるという問題点があった。なお、８で割り算するのは、１バイトが８ビットであるからである。
【非特許文献１】大槻他,"リアルタイムメディア伝送のための適応プロトコル中継方式の提案",信学論Ｂ J84-B No.9 pp.1633-1642,Sep.2001
【非特許文献２】大塚他,"FEC を用いたMPEG2 over IP システムの開発と評価",情処研究報告「分散システム／インターネット運用技術」No.024,2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上述したように、パケット通信ネットワークを使って、パケットを送信装置から受信装置へ伝送していく場合、パケットの消失やビットエラーに対処するために、ＦＥＣのような誤り訂正演算を用いる必要がある。
【００２５】
しかるに、従来技術では、送信装置でＦＥＣ符号化を行い、受信装置でＦＥＣ復号するという方法を用いており、これでは、多段の中継ルータを介してパケットが伝送される場合には、各リンクにおいて生じるパケット消失やビットエラーが累積してゆくことにより、受信側において誤り訂正能力を超えることが頻繁に起こるという問題がある。
【００２６】
これを解決するために、各中継ルータに誤り訂正符号演算器を設置し、中継ルータごとにＦＥＣ演算を行って損失を回復してから送信するという方法を用いることが考えられる。
【００２７】
しかしながら、この方法を用いると、各中継ルータにおいて、誤り訂正演算の１ブロックを構成するパケットの到着を待ち合わせてから誤り訂正を行い、改めて各パケットを送信する必要があることから伝送遅延が増加するという新たな問題がでてくることになる。
【００２８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、パケットを送信装置から中継装置を介して受信装置へ伝送していく場合に、伝送遅延を抑えつつ、それと同時に誤り訂正能力の向上を実現できるようにする新たなパケット伝送技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
この目的を達成するために、本発明のパケット中継装置と本発明のパケット受信装置とは、次に説明する構成を採る。
【００３０】
〔イ〕本発明のパケット中継装置の構成
本発明のパケット中継装置は、通信ネットワークから誤り訂正演算ブロックを構成するパケットを受信して、通信ネットワークへ送信する処理を行うために、（１）受信したパケットの持つ誤り訂正演算ブロック内位置情報の指すバッファメモリ位置に、受信したパケットを書き込む第１の手段と、（２）受信したパケットを、誤り訂正演算の実施前に逐次通信ネットワークへ送信する第２の手段と、（３）バッファメモリのパケットに対して誤り訂正演算を施すことで消失パケットを回復させて、それを通信ネットワークへ送信する第３の手段とを備えるように構成する。
【００３１】
この構成を採るときにあって、第３の手段は、誤り訂正演算で回復不可能な個数の消失パケットが存在する場合には、誤り訂正演算が可能となる個数まで消失パケットを所定のバイト列に置き換えたうえで、誤り訂正演算で残る消失パケットを再構成して、置換パケットがどれであるのかを示す情報とともに、再構成したパケットを通信ネットワークへ送信する。
【００３２】
この置換パケットがどれであるのかを示す情報の送信を受けて、第３の手段は、上流側から、置換パケットがどれであるのかを示す情報が送信されてくる場合には、その情報の指すバッファメモリ位置に所定のバイト列を書き込んでから誤り訂正演算を実行する。
【００３３】
そして、第３の手段は、誤り訂正演算でビット誤りを訂正した場合には、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報を生成して送信する。
【００３４】
このビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報の送信を受けて、第３の手段は、上流側から、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報が送信されてくる場合には、その情報の指定するバッファメモリ位置に書き込まれたパケットを、その情報に従って訂正してから誤り訂正演算を実行する。
【００３５】
以上の各処理手段が動作することで実現される本発明のパケット中継方法はコンピュータプログラムで実現できるものであり、このコンピュータプログラムは、半導体メモリなどのような適当な記録媒体に記録して提供されたり、ネットワークを介して提供され、本発明を実施する際にインストールされてＣＰＵなどの制御手段上で動作することにより本発明を実現することになる。
【００３６】
〔ロ〕本発明のパケット受信装置の構成
本発明のパケット受信装置は、本発明のパケット中継装置を経由して送信されてくる誤り訂正演算ブロックを構成するパケットを受信する処理を行うために、（１）受信したパケットの持つ誤り訂正演算ブロック内位置情報の指すバッファメモリ位置に、受信したパケットを書き込む第１の手段と、（２）バッファメモリのパケットに対して誤り訂正演算を施すことで消失パケットを回復させる第２の手段と、（３）誤り訂正演算で回復不可能な消失パケットが存在する場合に、それらのパケットをデータフォーマットに準拠したスタッフィング用のバイトに置き換えるとともに、通信ネットワークから送信されてくる情報に従って、所定のバイト列に置き換えられることが検出される消失パケットと、消失パケットではないものの本来のものではないことが検出されるパケットとについて、それらのパケットをデータフォーマットに準拠したスタッフィング用のバイトに置き換える第３の手段とを備えるように構成する。
【００３８】
この構成を採るときにあって、第２の手段は、上流側から、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報が送信されてくる場合には、その情報の指定するバッファメモリ位置に書き込まれたパケットを、その情報に従って訂正してから誤り訂正演算を実行する。
そして、第２の手段は、上流側から、置き換えられる消失パケットがどれであるのかを示す情報が送信されてくる場合には、その情報の指すバッファメモリ位置に所定のバイト列を書き込んでから誤り訂正演算を実行する。
【００３９】
以上の各処理手段が動作することで実現される本発明のパケット受信方法はコンピュータプログラムで実現できるものであり、このコンピュータプログラムは、半導体メモリなどのような適当な記録媒体に記録して提供されたり、ネットワークを介して提供され、本発明を実施する際にインストールされてＣＰＵなどの制御手段上で動作することにより本発明を実現することになる。
【００４０】
このように構成される本発明のパケット中継装置では、受信したパケットを誤り訂正のためにバッファメモリに蓄積すると同時に、誤り訂正演算ブロック全体のパケットが到着するのを待つことなく、下流のパケット中継装置および受信装置に向かって逐次送信する。
【００４１】
そして、誤り訂正演算ブロック全体のパケットが到着し、パケットの消失が検出された場合、パケットの回復が可能であるならば誤り訂正演算を行って回復させて、その回復させたパケットを先送りしたパケットに続く形式で送信する。
【００４２】
この基本的な構成に従って、本発明のパケット中継装置によれば、伝送遅延を極力抑えつつ、誤り訂正演算を実行しながら、パケットを下流側へと送信できるようになる。
【００４３】
このとき、回復が不可能な個数の消失パケットが発生している場合には、第一の方法として誤り訂正演算を行わないか、あるいは、第二の方法として、誤り訂正演算による回復が可能な個数となるまで消失パケットをあらかじめ共通に定めたフィリングバイトで置き換えたうえで、誤り訂正演算を行い残りの消失パケットを再構成して、置換パケット及び再構成パケットがどれであるのかを示す情報とともに、その再構成したパケットを送信する。
【００４４】
第二の方法を用いる場合、下流側に位置するパケット中継装置は、置換パケットについては見かけ上消失パケットとなるので、あらかじめ共通に定めたフィリングバイトで置き換えたうえで、誤り訂正演算を行うことになる。
【００４５】
この第二の方法を用いることで、本発明のパケット中継装置によれば、消失を免れたパケットの誤り訂正能力を保持しつつ、パケットを下流側へと送信できるようになる。
【００４６】
そして、本発明のパケット中継装置では、誤り訂正演算でビット誤りを訂正した場合には、パケットを先送りしていることでその時点では訂正できないことから、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報を生成して送信し、これを受けて、下流側に位置する本発明のパケット中継装置は、先送りされてきたパケットに対して誤り訂正演算を実行する際に、その送信されてくる情報に従って、ビット誤りの発生しているパケットについてはビット誤りを訂正してから誤り訂正演算を実行する。
【００４７】
この構成に従って、本発明のパケット中継装置によれば、多段伝送におけるビットエラーの回復効率を高めることができるようになる。
【００４８】
一方、本発明のパケット受信装置では、誤り訂正演算ブロック全体のパケットが到着し、パケットの消失が検出された場合、パケットの回復が可能であるならば誤り訂正演算を行って回復させる。
【００５０】
この誤り訂正演算の実行にあたって、本発明のパケット中継装置から、ビット誤りの発生位置及び訂正値について記述する情報が送信されてくる場合には、その送信されてくる情報に従ってパケットを訂正してから誤り訂正演算を実行する。
そして、この誤り訂正演算の実行にあたって、本発明のパケット中継装置から、置換パケットがどれであるのかを示す情報が送信されてくる場合には、その情報の指す消失パケットをあらかじめ共通に定めたフィリングバイトで置き換えたうえで、誤り訂正演算を行うことになる。
【００５１】
この構成に従って、本発明のパケット受信装置によれば、本発明のパケット中継装置から送信されてくるパケットに対して、正確な誤り訂正演算を実行することができるようになる。
【００５２】
本発明のパケット受信装置では、この誤り訂正演算を実行するときに、回復が不可能な個数の消失パケットが発生している場合には、それらのパケットをデータフォーマットに準拠したスタッフィング用のバイトに置き換えたうえで、デコーダへ出力するとともに、本発明のパケット中継装置から、置換パケット及び再構成パケットがどれであるのかを示す情報が送信されてくる場合には、それらのパケットが本来のパケットではないので、それらの情報の指すパケットについてもデータフォーマットに準拠したスタッフィング用のバイトに置き換えたうえで、デコーダへ出力する。
【００５３】
このパケットの置き換え処理に従って、本発明のパケット受信装置によれば、本来のパケットがデコーダへ到着するタイミングについて正確性を保てるようになる。
【発明の効果】
【００５４】
以上説明したように、本発明によれば、各パケット中継装置において誤り訂正演算を実施しつつ下流へ配信することにより、パケット受信装置のみで誤り訂正演算を行う従来方式と比較して誤り訂正能力を向上させるとともに、誤り訂正演算ブロック全体のパケットが到着するのを待たずにパケットを送信することにより、系全体での伝送遅延を低減することができるようになる。
【００５５】
さらに、本発明によれば、消失パケットの回復が不可能な場合においても、メディア情報の符号化フォーマットに準拠したスタッフィングバイトに置き換えることにより、動画像ストリームのビットレートの一定性（ＣＢＲ）が確保され、受信側のデコーダにおいてパケットの到着タイミングに生じる誤差を防ぐことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、実施の形態に従って本発明を詳細に説明する。
【００５７】
〔１〕第１の実施形態例
図１は、本発明が想定するメディア情報の配信形態を示す図である。
【００５８】
動画像、音声、その他の番組を構成するメディア情報を格納したメディアパケットは、送信装置１において、誤り訂正演算ブロック単位でＦＥＣ符号が追加され、ネットワークパケットのペイロードに格納されてパケット通信ネットワーク２へ送信される。誤り訂正演算ブロックの構成は、図３４および図３５で示したいずれの方式でもかまわない。
【００５９】
ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームを図３４に示した方法で処理した場合、誤り訂正演算ブロック１行にはｍ個のＭＰＥＧ−２トランスポートストリームパケット（ｍは１以上の整数) が入力され、1 つのメディアパケットとなる。
【００６０】
すなわち、誤り訂正演算ブロックの１行を構成するメディアパケットは、１パケットが１８８バイトで構成されるｍ個のＭＰＥＧ−２トランスポートストリームパケットで構成されることになる。
【００６１】
一方、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームを図３５に示した方法で処理した場合、誤り訂正演算ブロック全体でｍ’個のＭＰＥＧ−２トランスポートストリームパケット（ｍ’は１以上の整数) が入力される。
【００６２】
パケット通信ネットワーク2 としてＩＰ網を使用する場合、ネットワークパケットにはＩＰパケットが相当する。
【００６３】
図２に、ネットワークパケット３１１のフォーマットの一例を示す。この図に示すように、ネットワークパケット３１１は、パケットヘッダ３１２、拡張ヘッダ３１３およびペイロードフィールド３１４で構成される。
【００６４】
パケットヘッダ３１２は、ネットワークパケット３１１のヘッダであり、ＩＰパケットの場合にはＩＰ，ＵＤＰ，ＲＴＰヘッダなどに相当する。拡張ヘッダ３１３は、後述する処理のために必要な情報（ブロック通し番号／パケット通し番号）を格納するために設置される。ブロック通し番号３１５は、1 つの誤り訂正演算ブロックごとに１つずつカウントアップされ、誤り訂正演算ブロックの区切りを示す。パケット通し番号３１６は、誤り訂正演算ブロック内でのパケット順序を示す。拡張ヘッダ３１３の後に、メディアパケットおよびＦＥＣパケットが格納されるペイロードフィールド３１４が続く。
【００６５】
なお、本実施形態例では説明の簡明のため拡張ヘッダ３１３を設けたが、パケットヘッダ３１２中に存在するＲＴＰヘッダのシーケンス番号フィールド等によって、拡張ヘッダ３１３と同等の情報を格納することができる場合には、拡張ヘッダ３１３は必須ではない。
【００６６】
中継装置３は、ネットワークパケットを受信し、後述する誤り訂正処理を実施しながら、下流の中継装置３または受信装置４へ送信する。
【００６７】
受信装置４は、中継装置３からネットワークパケットを受信し、誤り訂正処理を行うとともに、回復不可能な消失パケットについては、メディア情報の符号化フォーマットに準拠したスタッフィングバイト（メディア情報としては意味のない詰め込み用のバイト。例として、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームであればヌルパケット）に置き換える。そして、誤り訂正符号を除いたメディアパケットのみを元の順序に並べ替え、図示しないデコーダに向かって伝送する。
【００６８】
次に、中継装置３および受信装置４の動作について説明する。
【００６９】
図３に、中継装置３の構成を示す。
【００７０】
この図に示すように、中継装置３は、ネットワークパケット受信器３１と、書込制御器３２と、バッファメモリ３３と、誤り訂正符号演算器３４と、読出制御器３５と、ネットワークパケット送信器３６とを備える。
【００７１】
上流の送信装置１または中継装置３から到着したネットワークパケット３１１は、ネットワークパケット受信器３１によって受信される。以降の中継装置３の動作を、図４に示す動作手順に従って説明する。
【００７２】
まずステップＳ１で、ネットワークパケット受信器３１がネットワークパケット３１１を受信したら、ステップＳ２でブロック通し番号３１５を検査する。そして、同一のブロック通し番号３１５が付与されたパケットが到着している間、書込制御器３２はパケット通し番号３１６を参照し、ネットワークパケット３１１から取り出された受信メディア／ＦＥＣパケット３１２ａを、バッファメモリ３３内の対応する位置へ格納する（ステップＳ３）とともに、バイパス３２１を通じて読出制御器３５へも伝達し、送信メディア／ＦＥＣパケット３５１としてネットワークパケット送信器３６を経由してネットワークパケット３６１を送り出す（ステップＳ４）。
【００７３】
すなわち、誤り訂正演算ブロックを構成するパケット全体がバッファメモリ３３に蓄積されるのを待つことなく、受信メディア／ＦＥＣパケット３１２ａは逐次下流の中継装置３や受信装置４へ送信されることになる。
【００７４】
さて、ステップＳ２において、ブロック通し番号３１５が１つ大きな値を持った（桁あふれ時を除く) パケットが到着したら、直前の誤り訂正演算ブロックのパケットが到着し終わったことになるので、以降に説明するバッファメモリ３３内の誤り訂正および送信処理（ステップＳ５）を行ったのち、バッファメモリ３３の内容をクリアする（ステップＳ６）。
【００７５】
次に、ステップＳ５の動作を、図５に示す動作手順に従って説明する。ここで、消失パケット数ｄの値は、到着情報３０２として、ネットワークパケット受信器３１から誤り訂正符号演算器３４にもたらされることになる。
【００７６】
まずステップＳ１１において、消失パケット数ｄが０である場合は、処理を行わず終了する。一方、消失パケット数ｄが１以上の場合は、ステップＳ１２においてｄが回復可能な範囲内（ｄ≦（ｎ−ｋ))か否かをチェックし、範囲外であれば処理を行わずに終了する。回復可能な範囲内であれば、ステップＳ１３において誤り訂正符号演算器３４が誤り訂正演算を行い、バッファメモリ３３内に消失パケットを回復する。
【００７７】
ここで、ｎ、ｋは、上述したリードソロモンＦＥＣ(n,k) 符号に記述されるｎ，ｋを示している。
【００７８】
そして、ステップＳ１４において、読出制御器３５は演算結果情報３４１に基づいて、回復されたパケットをバッファメモリ３３から取り出し、ネットワークパケット送信器３６がブロック通し番号３１５およびパケット通し番号３１６を付加して、ネットワークパケット３６１として送り出す。
【００７９】
次に、上記の中継装置３の動作を、図６の例を用いて具体的に説明する。
【００８０】
ここで、この例において、1 つの誤り訂正演算ブロックは１５個のパケットで構成され、誤り訂正符号としてリードソロモンＦＥＣ(15,13) 符号（１５個のパケット中、１３個がデータパケットで、２個がＦＥＣパケット）を使用しているものとする。リードソロモンＦＥＣ(15,13) 符号では、１５個のパケット中、2 個までのパケット消失を完全に回復できる。
【００８１】
図６に示すように、いま、パケット通し番号３１６で１番〜１５番が付与されたパケットのうち、３番と４番のパケットが消失したと仮定する。
【００８２】
バッファメモリ３３には、到着したパケットが、それぞれパケット通し番号３１６に対応した位置に格納される（ステップＳ３）。また、前述のバイパス３２１（ステップＳ４）により、消失したパケット３番、４番を除く他のすべてのパケットは、送信メディア／ＦＥＣパケット３５１として逐次送信される。
【００８３】
１つの誤り訂正演算ブロックを構成するパケットの到着が完了したら（ステップＳ２のＹesの場合) 、誤り訂正符号演算器３４は動作を開始する（ステップＳ５）。
【００８４】
いま、３番と４番のパケットが未到着、すなわち消失しているから、消失パケット数ｄ＝２である。よって、誤り訂正符号演算器３４はＦＥＣ復号を行い、消失した３番と４番のパケットを回復する（ステップＳ１３）。回復したパケットは、元と同じブロック通し番号３１５と、元と同じパケット通し番号３１６（すなわち、３番, ４番のパケット通し番号３１６）とが付加されたうえ、バイパス３２１（ステップＳ４）経由で、すでに送信されたパケットの後に続けて、「１番→２番→５番→６番→・・・→15番→３番→４番」というような順序で送信される（ステップＳ１４）。
【００８５】
このように、中継装置３を結ぶひとつの伝送路において、誤り訂正符号の訂正能力の範囲内のパケット消失が起こった場合においては、パケットのデータはすべて回復されて下流に送信される。ただしパケット順序の入れ替わりが生じるため、後述するように、受信装置４において正しい順序に並べ替えての出力が行われる。
【００８６】
次に、誤り訂正符号の訂正能力を超えた数のパケットが消失した場合の動作について具体的に説明する。
【００８７】
例として、図６で送信メディア／ＦＥＣパケット３５１として送り出されたパケット（図６中に示すように、１番→２番→５番→６番→・・・→15番→３番→４番という順序で送り出されることになる）が、次段の中継装置３に到着するまでに、パケット通し番号３１６の２番、１５番、３番の３つのパケットが消失することで、図７の状態になったとする。
【００８８】
この場合、消失パケット数ｄ＝３となり、ステップＳ１２において回復不可能と判断されるため、誤り訂正処理を行わない。すなわち、この場合には、パケット通し番号３１６の２番、１５番、３番の３つのパケットが消失したまま、下流に送信される。
【００８９】
このように本実施形態例においては、ひとつの伝送路において、誤り訂正符号の訂正能力を超えるパケット消失が起こった場合には、当該誤り訂正演算ブロックの訂正をとりやめる。
【００９０】
図８に、受信装置４の構成を示す。
【００９１】
この図に示すように、受信装置４は、ネットワークパケット受信器４１と、書込制御器４２と、バッファメモリ４３と、誤り訂正符号演算器４４と、読出制御器４５とを備え、バイパス３２１およびネットワークパケット送信器３６が存在しない点が中継装置３と異なる。
【００９２】
受信装置４の動作を、図９に示す動作手順に従って説明する。
【００９３】
図９と図４とを比較すれば分かるように、図４に示す中継装置３の動作と異なるのは、バイパス３２１を経由した送信（ステップＳ４) が存在しない点と、バッファメモリ４３への書き込み（ステップＳ２３）は、図３５で示したパケット入出力をインタリーブしたＦＥＣ方式が用いられている場合のみ、各パケットが列方向の対応する位置に書き込まれる点である。
【００９４】
次に、ステップＳ２５（バッファメモリ４３内の誤り訂正および出力処理：図４のステップ５に相当する処理）の動作を、図１０に示す動作手順に従って説明する。
【００９５】
まずステップＳ３１において、消失パケット数ｄが回復可能な範囲内（ｄ≦（ｎ−ｋ))か否かをチェックし、範囲内であれば、ステップＳ３２において、誤り訂正符号演算器４４が誤り訂正演算を行い、消失パケットを回復する。
【００９６】
一方、消失パケット数ｄが回復可能な範囲を超えている場合は、ステップＳ３３において、消失パケットに対して後述のスタッフィング処理を行う。そして、ステップＳ３４にて、元の順序に従ってメディアパケット４５１をバッファメモリ４３の最上行から順次読み出し、図示しないデコーダに向かって出力する。
【００９７】
次に、回復不可能な個数の消失パケットが生じた場合の、ステップＳ３４におけるスタッフィング処理を、図１１に基づいて説明する。
【００９８】
図３４に示した第１のＦＥＣ方式を使用している場合、消失パケットは、メディア情報の符号化フォーマットに準拠したスタッフィングバイトに置き換える( 図１１（ａ))。例としてＭＰＥＧ−２トランスポートストリームの場合、スタッフィングバイトとしてヌルパケットが使用できる。前述のように、誤り訂正演算ブロック１行はｍ個のＭＰＥＧ−２トランスポートストリームパケット（ｍは１以上の整数) からなっているので、バッファメモリ４３の消失パケットに相当する行を、ｍ個のヌルパケットに置き換えることができる。
【００９９】
このヌルパケットは、内部に有効な情報を持たないパケットであり、図示しないＭＰＥＧ−２デコーダに入力された後、映像や音声の復号処理が行われる前に破棄される。もしこの置き換え処理を行わず、消失パケットを消失したまま出力した場合、後続のパケットが時間的に前方向にずれてデコーダに入力されることとなり、デコーダへの到着タイミングの正確性が保てなくなる。消失パケットをヌルパケットに置き換えて出力することにより、デコーダに対して動画像ストリームのビットレートの一定性（ＣＢＲ）を確保することができる。
【０１００】
図３５に示した第２のＦＥＣ方式（パケット入出力がインタリーブされた方式）を使用している場合、消失パケットはバッファメモリ４３の縦方向の欠落をもたらす。そのため、欠落部分は任意のバイトに置き換えて出力する（図１１（ｂ))か、あるいは、データの一部が壊れたメディアパケットの発生を防ぐために、誤り訂正演算ブロック全体のパケットを、メディア情報の符号化フォーマットに準拠したスタッフィングバイト、例えばヌルパケットに置き換えて出力する( 図１１（ｃ))。
【０１０１】
いずれの場合も、デコーダに対して動画像ストリームのビットレートの一定性（ＣＢＲ）を確保することができる。
【０１０２】
なお、いずれの置き換え処理においても、動画像ストリームの一部が消失しているため、デコーダは動画像や音声を完全に復号することができない。そのため、図示しないデコーダに、回復不可能なエラーが発生したことを通知することもできる。デコーダは、この通知を受け、動画像ストリームの復号で異常状態に陥らないよう自身を制御するとともに、画像の補間などにより復号画像の乱れを抑える処理を行うことができる。
【０１０３】
本発明によってパケット中継を行った場合の伝送遅延を、従来例と比較した例を図１２に示す。ここでは、誤り訂正演算に要する時間は、パケット伝送に要する時間と比較して十分小さいとしている。
【０１０４】
従来例では、パケットの回復率を高めるために各中継装置において誤り訂正演算を行うためには、誤り訂正演算ブロックを構成するパケット全体が到着してから誤り訂正演算を行い、その後に当該誤り訂正演算ブロックの送信を開始せざるを得なかった。そのため、中継装置１段につき、ｎパケットの伝送に必要な時間分の遅延が生じる。ここで、ｎは、上述したリードソロモンＦＥＣ(n,k) 符号に記述されるｎを示している。
【０１０５】
これと比較して、本発明では、各中継装置において、当該誤り訂正演算ブロックの受信が終了した後、誤り訂正演算を行い、その後出力されるパケットは最大でも（ｎ−ｋ）個である。従って、中継装置１段あたりの遅延は、（ｎ−ｋ）パケットの伝送に必要な時間にまで抑えられる。
【０１０６】
すなわち、リードソロモンＦＥＣ(n,k) 符号で回復できるパケットは最大でも（ｎ−ｋ）個であることから、その後出力されるパケットは最大でも（ｎ−ｋ）個であり、従って、中継装置１段あたりの遅延は、（ｎ−ｋ）パケットの伝送に必要な時間にまで抑えられるのである。
【０１０７】
なお、本実施形態例においては１チャネルの場合について記述したが、複数チャネルに対応した中継装置の構成も、バッファメモリの複数配置ないし複数チャネルを多重したメディア／ＦＥＣパケットの使用によって容易に実現することが可能である。
【０１０８】
また、図３において、バイパス３２１は書込制御器３２と読出制御器３５とを結び、メディア／ＦＥＣパケットを伝送するよう記述したが、受信したネットワークパケット３１１の宛先アドレスやポート番号等を書き換えるのみで送信のネットワークパケット３６１として使用することが可能な場合には、処理負荷の軽減のため、バイパス３２１がネットワークパケット３６１を伝送するよう構成することも可能である。
【０１０９】
また、説明の簡素化を図るために、バッファメモリ３３，４３は１つのみ記載したが、一般的にバッファメモリ３３，４３は、いわゆるダブルバッファで構成することができる。この場合、一方のバッファメモリで、ある誤り訂正演算ブロックの誤り訂正処理およびパケット出力処理を行っていると同時に、他方のバッファメモリで、次の誤り訂正演算ブロックの到着パケットを格納することができ、パケット入出力の平滑性を高めることができる。
【０１１０】
本実施形態例で説明した動作手順においては、バッファメモリ３３内の誤り訂正および送信処理（ステップＳ５）が起動されるのは、ブロック通し番号３１５が＋１された次の誤り訂正演算ブロックのネットワークパケットが到着したとき（ステップＳ２）としたが、ステップＳ５の起動に別の条件を設定することも考えられる。
【０１１１】
例えば、動画像や音声などの符号化情報は一般的にパケット伝送遅延に対する要求が厳しく、ある閾値よりも大きな遅延をもってデコーダに到着したパケットは復号に用いることができず、パケットを廃棄せざるを得ない場合が生じる。このような場合、ステップＳ５を起動する条件として、ステップＳ２が真の場合、ならびに、パケットの受信遅延が当該中継装置で許容される最大遅延に達した場合と規定することができる。
【０１１２】
例えば、1 つの誤り訂正演算ブロックを構成するｎパケットの伝送に要する時間をＴ、許容される最大の遅延増加をＴｄ、パケット中継開始からの訂正演算ブロックの累積数（すなわち、当該誤り訂正演算ブロックのブロック通し番号３１５と、パケット中継開始後最初にステップＳ５の処理を行った誤り訂正演算ブロックのブロック通し番号３１５との差分) をＢとすると、パケット中継開始後最初にステップＳ５を起動してのち、“Ｔ×Ｂ＋Ｔｄ”時間ごとにステップＳ５を起動することができる。それ以降に、当該誤り訂正演算ブロックを構成するパケットが遅れて到着したとしても、消失パケットとして扱われる。
【０１１３】
ステップＳ５を起動する条件を上記のように変更することにより、パケット通信ネットワーク２において一時的に伝送遅延が増加した場合でも、許容される最大遅延に違反することなくパケット中継を継続することができる。
【０１１４】
本発明が対象とするパケット通信ネットワーク２では、多数端末への一斉配信を実現するために中継装置３を樹状型に配置したが、これは物理的な網構成を限定するものではなく、仮想的（論理的）に階層型構成をとる場合も含むものである。また、多数端末への一斉配信を必要としない場合には、樹状型の階層構成は必要なく、送信装置１と受信装置４とを結ぶ伝送路上に中継装置３を配置すればよい。
【０１１５】
〔２〕第２の実施形態例
本実施形態例は、ある誤り訂正演算ブロックにおいて誤り訂正符号の訂正能力を超えたパケット消失が起こった場合でも、消失を免れた他のパケットの誤り訂正能力を保持しようとするものである。
【０１１６】
第１の実施形態例においては、中継装置３において、消失パケットの個数ｄが誤り訂正符号の訂正能力（ｎ−ｋ）を超えている場合には、図５のステップＳ１２や図７に示したように誤り訂正処理を行わなかった。そのため、当該誤り訂正演算ブロックで消失を免れた他のパケットについても、以降の伝送においてパケット損失が発生した場合、回復が不可能となっていた。
【０１１７】
これに対し本実施形態例では、ｄ−（ｎ−ｋ）個の消失パケットを、あらかじめ共通に定めたフィリングバイト（メディア情報として意味を持たない無効なバイト）に置き換えたうえで、残りの（ｎ−ｋ）個の消失パケットを、誤り訂正演算によって再構成する。そして、再構成した消失パケットを下流に向けて送信する。それと同時に、フィリングおよび再構成したパケットの通し番号情報もあわせて送信する。
【０１１８】
この処理により、当該誤り訂正演算ブロックで消失を免れた他のパケットについては、以降の伝送においてもパケット損失に対する回復能力が保持される効果がある。
【０１１９】
図１３に、本実施形態例で使用するネットワークパケット３１１のフォーマットの一例を示す。
【０１２０】
本実施形態例で使用するネットワークパケット３１１は、第１の実施形態例で使用するものと比較して、拡張ヘッダ３１３に損失表示３１７が追加されている点が異なる。
【０１２１】
この損失表示３１７は、後述のフィリング処理ならびに再構成処理がなされたパケットの通し番号を表示するためのフィールドである。例えば、図１３（ａ）に示すように、各パケット通し番号３１６について、通し番号１〜ｎのそれぞれについて２ビットを割り当てて、「通常（０）」／「フィリング（１）」／「再構成（２）」の３値を用いて表示したり、図１３（ｂ）に示すように、フィリングパケットおよび再構成パケットの通し番号を列挙により表示することで、どれが通常パケットで、どれがフィリングパケットで、どれが再構成パケット（再構成されたパケット）であるのかを表示する。
【０１２２】
送信装置１からネットワークパケットを送信する際には、どのパケットもフィリング・再構成されていない状態である。すなわち、損失表示３１７はすべて「通常（０）」となっている。
【０１２３】
次に、中継装置３および受信装置４の動作について述べる。
【０１２４】
中継装置３の構成および動作手順は、第１の実施形態例で示した図３および図４と同様である。ただし、バッファメモリ３３内の誤り訂正および送信処理（図４のステップＳ５の処理) のみが第１の実施形態例の図５と異なるため、これについて図１４に従って説明する。
【０１２５】
消失パケット数ｄの値および損失表示３１７の内容は、到着情報３０２としてネットワークパケット受信器３１から誤り訂正符号演算器３４にもたらされる。損失表示３１７の内容は、当該誤り訂正演算ブロックを構成するパケットの中で最後にネットワークパケット受信器３１に到着したものが使用される。
【０１２６】
まずステップＳ４１において、消失パケット数ｄから「フィリング（１）」表示されたパケットの数ｓを差し引いた値ｄ'(＝ｄ−ｓ）が演算される。ステップＳ４２において、ｄ’が０である場合には、直前の伝送路（一段上流側の送信装置２または中継装置３から、当該中継装置３までを結ぶ伝送路) においてパケット損失が発生していないことを意味するので、処理を行わず終了する。
【０１２７】
一方、ｄ’が１以上の場合は、ステップＳ４３において、損失表示３１７で「フィリング（１）」表示された通し番号のパケットが格納されるバッファメモリ３３の位置に、あらかじめ共通に定めたフィリングバイトを書き込む。
【０１２８】
続いてステップＳ４４において、d ’が（ｎ−ｋ）以下か否かをチェックする。d ’が（ｎ−ｋ）以下の場合、直前の伝送路で生じた消失パケットが回復可能であることを意味するので、ステップＳ４５において、誤り訂正符号演算器３４が消失パケットを回復する。そして、ステップＳ４６において、回復されたパケットを、到着情報３０２で得た損失表示３１７と同じ損失表示３１７を添えて送信する。
【０１２９】
ステップＳ４４において、d ’が（ｎ−ｋ）を超えた値の場合、直前の伝送路で回復不可能な個数の消失パケットが生じたことになる。そこで、ステップＳ４７において、ステップＳ４３でフィリングされずに残っている任意のｄ’−（ｎ−ｋ）個の消失パケットを新たにフィリングする。そしてステップＳ４８において、誤り訂正符号演算器３４が（ｎ−ｋ）個の消失パケットを再構成する。
【０１３０】
ステップＳ４９では、損失表示３１７を更新する。すなわち、到着情報３０２として得た損失表示３１７に対して、ステップＳ４７において新たにフィリングしたd ’−（ｎ−ｋ）個の消失パケットの表示を「フィリング（１）」とするとともに、ステップＳ４８で再構成した消失パケットの表示を「再構成（２）」とする。そのうえで、ステップＳ５０において、更新した損失表示３１７を添えて、再構成されたパケットが送信される。
【０１３１】
このように、d ’−（ｎ−ｋ）個の消失パケットを、あらかじめ共通に定めたフィリングバイトに置き換え、残り（ｎ−ｋ）個の消失パケットを誤り訂正演算によって再構成することにより、元の値とは異なる新たな値の誤り演算ブロックが生成されたことになる。この誤り訂正演算ブロックは、元と同じく（ｎ−ｋ）個のパケット消失を回復する能力をもつ。そのため、この段階で消失を免れているその他のパケットについては、これ以降の伝送においても誤り訂正能力を失うことなく、パケット消失から保護することができる。
【０１３２】
上記の中継装置３の動作を、図１５の例を用いて具体的に説明する。この例においても、1 つの誤り訂正演算ブロックは１５個のパケットで構成され、誤り訂正符号としてリードソロモンＦＥＣ(15,13) 符号（１５個のパケット中、１３個がデータパケットで、2 個がＦＥＣパケット）を使用しているものとする。
【０１３３】
いま、損失表示３１７がすべて「通常（０）」の状態で、通し番号２番、１５番、３番の３つのパケットが消失したとする。すなわち、「フィリング（１）」表示されたパケット数ｓ＝０で、消失パケット数ｄ＝３であるとする。
【０１３４】
まず、ステップＳ４１において、ｄ’＝３−０＝３と演算される。ステップ４２の判断結果はＮｏとなる。ステップＳ４３では、「フィリング（１）」表示されたパケットは現時点で存在しないので、どれもフィリングされない。
【０１３５】
ステップＳ４４において、ｄ’＝３は（ｎ−ｋ）＝２を超える値なので、ステップＳ４７に移行し、ｄ’−（ｎ−ｋ）＝３−２＝１個の消失パケットのバッファ位置に、あらかじめ共通に定めたフィリングバイトを書き込む。図１５の例では、通し番号２のバッファ位置にフィリングバイトを書き込んでいる。そのうえで、ステップＳ４８で、残る１５番、３番の消失パケットを、誤り訂正演算によって再構成する。そして、ステップＳ４９で、損失表示３１７を、通し番号２番を「フィリング（１）」に、１５番と３番とを「再構成（２）」に更新したうえ、ステップＳ５０で２つの再構成パケットを送信する。
【０１３６】
この更新された損失表示３１７については、再構成パケット（この例では、１５番と３番）にのみ付加される。したがって、下流に位置する中継装置３は、誤り訂正符号演算器３４により再構成の処理の施された再構成パケット（再構成パケットは最後に送信されてくることになる）に付加されている損失表示３１７を参照することになる。
【０１３７】
なお、「フィリング（１）」表示した２番についてはパケットを送信する必要はない。
【０１３８】
図１５において送信されたパケットが、さらにひとつ下流に位置する中継装置3 に到着するまでに、通し番号５番のパケットが損失したと仮定し、次段の中継装置３の動作を図１６を用いて具体的に説明する。
【０１３９】
更新された損失表示３１７を持っているパケットは通し番号３番、１５番のふたつのみである。だが前述のとおり、到着情報３０２として得る損失表示３１７の内容は、当該誤り訂正演算ブロックを構成するパケットの中で最後にネットワークパケット受信器３１に到着したものが使用されるため、通し番号２番が「フィリング（１）」であり、１５番と３番とが「再構成（２）」であると正しく認識される。よってｓ＝１である。
【０１４０】
損失したパケットは通し番号２番と５番（但し、２番については、上流側で「フィリング（１）」表示したことで送られてこない）であるから、ｄ＝２であり、ステップＳ４１で、ｄ’＝２−１＝１と演算される。すなわち、損失したパケットの内、本来的に損失したものの個数がｄ’＝１として求まるのである。
【０１４１】
ステップ４２の判断結果はＮｏとなる。ステップＳ４３において、「フィリング（１）」表示された通し番号２の位置にフィリングバイトを書き込む。そしてステップＳ４４において、ｄ’＝１＜（ｎ−ｋ）＝２なので、ステップＳ４５において、誤り訂正符号演算器３４が消失した通し番号５番のパケットを正しい値に回復する。ステップＳ４６で、回復した通し番号５番のパケットを、到着情報３０２として得た損失表示３１７と同じ損失表示３１７を添えて送信する。
【０１４２】
上記の例から分かるように、いちど誤り訂正演算の範囲を超えたパケット消失が生じた場合でも、それ以降の伝送において、消失を免れたパケットの誤り訂正能力を保持することができる。
【０１４３】
なお、図１５の例で明らかなように、更新された損失表示３１７が付加されるのは、再構成された通し番号３番、１５番のふたつのパケットのみである。よって、次段の中継装置３への伝送路上において、もし３番、１５番の両パケットが消失したとすると、更新された損失表示３１７は正しく次段の中継装置３へ伝わらないという問題が懸念される。
【０１４４】
しかしながら、この状況を次段の中継装置３から見ると、損失表示３１７がすべて「通常（０）」の状態で、通し番号２番、３番、１５番の３パケットが消失したことになる。よって図１５とまったく同じ処理が次段の中継装置３で行われ、結果として、更新された損失表示３１７も図１５と同じものが出力される。
【０１４５】
なお、通し番号３番、１５番以外の任意の２パケットが消失した場合には、更新された損失表示３１７が正しく次段の中継装置３に伝わり、ステップＳ４５で消失パケットが回復されることは上述した通りである。
【０１４６】
受信装置４の構成および動作手順も、図８および図９に示した第１の実施形態例の場合と同様である。ただし、バッファメモリ３３内の誤り訂正および送信処理（図９のステップＳ２５の処理) のみが第１の実施形態例の図１０と異なるため、これについて図１７に従って説明する。
【０１４７】
まずステップＳ６１において、消失パケット数ｄから「フィリング（１）」表示されたパケットの数をｓを差し引いた値ｄ'(＝ｄ−ｓ）が演算される。ステップＳ６２で、ｄ’が（ｎ−ｋ）以下であれば、直前の伝送路で発生した消失パケットの回復が可能なので、ステップＳ６３で、「フィリング（１）」表示された通し番号のパケットがフィリングされた後、ステップＳ６４で、消失パケットを回復する。
【０１４８】
さて、受信装置４から図示しないデコーダへメディアパケット４５１を出力するにあたり、フィリングおよび再構成されたパケットは元のパケットとまったく違う値であるため、そのままデコーダへ出力することはできない。そのため、ステップＳ６５でｄが１以上の値の場合、ステップＳ６６において、損失表示３１７で「通常（０）」以外が表示されたパケットならびに消失したパケットを、メディア情報の符号化フォーマットに準拠したスタッフィングバイトに置き換える。スタッフィング方法は第１の実施形態例の図１１で説明した消失パケットのスタッフィング方法と同じである。
【０１４９】
そして、最終的にステップＳ６７にて、元の順序に従ってメディアパケット４５１をバッファメモリ４３の最上行から順次読み出し、図示しないデコーダに向かって出力する。
【０１５０】
以上述べたように、本実施形態例によれば、ある誤り訂正演算ブロックにおいて誤り訂正符号の訂正能力を超えたパケット消失が起こった場合でも、消失を免れた他のパケットの誤り訂正能力を保持し続けることができる。その他の特性については、第１の実施形態例と同様である。
【０１５１】
なお、誤り訂正演算ブロックの構成として図３４に示す方式を用いる場合、あらかじめ共通に定めたフィリングバイトとして、メディア情報の符号化フォーマットに準拠したスタッフィングバイト、例えばヌルパケットと規定することができる。これにより、ステップＳ６６のスタッフィング処理において、「フィリング（１）」表示された消失パケットはステップＳ６３で既にスタッフィングバイトとなっているため、これを改めてスタッフィングする必要がなく、ステップＳ６６の処理を簡略化することができる。
【０１５２】
〔３〕第３の実施形態例
本実施形態例は、パケット消失のみならず、パケット内部にビットエラーが生じる伝送路に対処できるようにするものである。
【０１５３】
一般的な有線パケットネットワークの場合、パケット消失と比較して、ビットエラーが発生する確率は相当低い。しかしながら、無線伝送路などではビットエラーの発生率が高いことが知られているため、このような場合には本実施形態例に示す方式が適用できる。
【０１５４】
リードソロモンＦＥＣ(n,k) 符号では、ｔ個のパケット消失、ｐ個のシンボルにビットエラーが生じた場合、“ｎ−ｋ≧ｔ＋２ｐ”を満たせば回復が可能である。例えば、リードソロモンＦＥＣ(15,13) 符号の場合には、１個のパケット消失と、各演算ごとに１個のシンボルエラーとが同時に発生しても正しく回復が可能である。
【０１５５】
しかしながら、図１に示すような多段伝送においては、各段におけるシンボルエラーが蓄積するため、受信側において回復可能な範囲を超えるシンボルエラーとなる可能性がある。
【０１５６】
そこで、本実施形態例では、各中継装置３においてシンボルエラーの回復が可能であった場合、シンボルの位置ならびに回復したシンボル値を別途送信することにより、シンボルエラーの蓄積を避けようとするものである。
【０１５７】
図１８に、本実施形態例で使用するネットワークパケット３１１のフォーマットの一例を示す。
【０１５８】
第１の実施形態例で用いた図２の拡張ヘッダ３１３や、第２の実施形態例で用いた図１３の拡張ヘッダ３１３が、誤り検出・訂正符号であるＣＲＣ３１８によってビットエラーから保護されている。もし、ＣＲＣ３１８によって誤り訂正不可能なビットエラーが生じた場合、当該ネットワークパケット３１１全体が消失したものとして扱う。
【０１５９】
図１９に、本実施形態例で使用するシンボル訂正パケット３５２の一例を示す。このシンボル訂正パケット３５２はネットワークパケット３１１の一種である。
【０１６０】
図中に示すシンボル訂正パケット表示３５４は、このパケットがシンボル訂正パケットであることを宣言するために用いられ、例えばパケット通し番号３５６では使用されない値を格納することで宣言できる。
【０１６１】
シンボル訂正情報３５５は、検出および回復されたシンボルエラー１つあたりに１フィールドが用意され、パケット通し番号３５６とシンボル位置３５７とによって対象シンボルを特定し、さらに正しいシンボル値３５８が記述される。例えば、通し番号５番のパケットの、左から１０番目のシンボルの正しい値が「‘１’」であれば、「５，１０，`1' 」と記述できる。最後に、シンボル訂正情報全体がＣＲＣ３５９によって保護される。ＣＲＣ３５９によって誤り訂正不可能なビットエラーが生じた場合、当該シンボル訂正パケット３５２全体が消失したものとして扱う。
【０１６２】
次に、第１の実施形態例で記載した方式にシンボル訂正パケット３５２を組み合わせた方式について詳細に説明する。
【０１６３】
図２０に、中継装置３の動作手順（図４に示した動作手順に対応する動作手順）を示す。
【０１６４】
第１の実施形態例で説明した図４と異なるのは、ステップＳ７とステップＳ８とが加わっている点であり、ステップＳ７においてシンボル訂正パケット３５２を受信したら、ステップＳ８おいてシンボル訂正情報３５５を読み出す。このシンボル訂正情報３５５は、到着情報３０２として書込制御器３２および誤り訂正符号演算器３４に伝達される。
【０１６５】
図２１は、図２０に示す動作手順のステップＳ５の動作を記したものである。第１の実施形態例の図５と比較しながら説明する。
【０１６６】
まず、ステップＳ１５において、シンボル訂正パケット３５２を受信していたら、ステップＳ１６において、書込制御器３２はシンボル訂正情報３５５に従い、バッファメモリ３３内の当該シンボルを正しいシンボル値３５８に書き換える。ただし、当該パケット全体が消失している場合は書き込まない。
【０１６７】
なお、本実施形態例では、消失パケットが０個の場合でもシンボルエラーを検出する必要があるため、第１の実施形態例の図５に記載したステップＳ１１の分岐は存在しない。
【０１６８】
ステップＳ１２で、消失パケット数ｄが回復可能範囲内であれば、ステップＳ１３’において、誤り訂正符号演算器３４が、消失パケットならびにシンボルエラーを回復する。ステップＳ１４’において、回復に成功した消失パケットがある場合には、ステップＳ１４”で回復したパケットを送信する。
【０１６９】
また、ステップＳ１７において、ステップＳ１６で訂正を行ったシンボル、ならびにステップＳ１３’において回復に成功したシンボルが存在する場合には、これらの情報からシンボル訂正情報３５５を生成し、ステップＳ１８においてシンボル訂正パケット３５２を送信して終了する。
【０１７０】
上記の中継装置３の動作を、図２２の例を用いて具体的に説明する。
【０１７１】
いま、受信メディア／ＦＥＣパケット３１２ａにおいて、通し番号２番のパケットが消失し、通し番号４番のパケットの左から１０番目のシンボルが‘１’から‘３’に変化するビットエラーが生じたとする。
【０１７２】
本発明の特徴として、到着したパケットは誤り訂正演算を行う前に、ステップＳ４によって逐次送信されるため、シンボルエラーを含んだ通し番号４番のパケットもそのまま送信されている。
【０１７３】
さて、図２２の動作手順において、シンボル訂正パケットは受信していないから、ステップＳ１５での判断はＮｏである。ステップＳ１２において、消失パケット数ｄ’＝１であるから、ステップＳ１３’において誤り訂正符号演算器３４が誤り訂正演算を行う。このとき、通し番号４のパケットの左から１０番目のシンボルにエラーが検出され、正しい値が「‘１’」であることが判明する。
【０１７４】
よって、ステップＳ１４”において、回復された通し番号２のパケットが送出されるとともに、ステップＳ１８において、シンボル訂正情報「４，１０，`1' 」が生成され、シンボル訂正パケット３５２として送信される。
【０１７５】
こうして送信された送信メディア／ＦＥＣパケット３５１およびシンボル訂正パケット３５２が次段の中継装置３に到着するまでに、さらに通し番号１４番のパケットの左から１０番目のシンボルが‘５’から‘７’に変化するビットエラーが生じ、図２３の状態になったとする。
【０１７６】
図２１の動作手順に従い、まずステップＳ１５において、シンボル訂正パケット３５２を受信したので、ステップＳ１６においてシンボル訂正情報「４，１０，`1' 」に基づき、バッファメモリ３３の該当部分を書き換える（図中に示す丸印の個所）。
【０１７７】
ステップＳ１２において、消失パケット数ｄ＝０であるから、ステップＳ１３’において誤り訂正符号演算器３４が誤り訂正演算を行う。このとき、通し番号１４番のパケットの左から１０番目のシンボルにエラーが検出され、正しい値が「‘５’」であることが判明する。
【０１７８】
よって、ステップＳ１８において、シンボル訂正情報「４，１０，`1' 」に加えて「１４，１０，`5' 」が生成され、シンボル訂正パケット３５２として送信される。
【０１７９】
上記の例においては、同じシンボル位置（左から１０番目のシンボル) に２か所のエラーが生じたため、もし受信装置のみでリードソロモンＦＥＣ(15,13) 復号を行ったとするとリードソロモン符号の誤り訂正能力を超え、シンボルエラーを回復できない。
【０１８０】
これに対して、本実施形態例では、各中継装置３において検出・回復したシンボルエラーをシンボル訂正情報３５５として下流に配信し、下流の中継装置３は、誤り訂正演算を開始するより前に、シンボル訂正情報３５５によってシンボルエラーを修正しているため、多段伝送におけるシンボルエラーの回復効率を上げることができる。
【０１８１】
図２４に、受信装置４の動作手順を示す。
【０１８２】
第１の実施形態例で説明した図９と異なるのは、ステップＳ２７とステップＳ２８とが加わっている点であり、ステップＳ２７においてシンボル訂正パケット３５２を受信したら、ステップＳ２８においてシンボル訂正情報３５５を読み出す。このシンボル訂正情報３５５は、到着情報３０２として書込制御器４２および誤り訂正符号演算器４４に伝達される。
【０１８３】
図２５は、図２４に示す動作手順のステップＳ２５の動作を記したものである。
【０１８４】
まず、ステップＳ３５においてシンボル訂正パケット３５２を受信していたら、ステップＳ３６において書込制御器４２はシンボル訂正情報３５５に従い、バッファメモリ４３内の当該シンボルを正しいシンボル値３５８に書き換える。
【０１８５】
その後の動作は第１の実施形態例の図１０と同様であるが、本実施形態例ではステップＳ３２の誤り回復処理において、シンボルエラーが多く発生した場合には、ｄ≦（ｎ−ｋ）であっても誤り回復が不可能な場合が生じ得る。
【０１８６】
そのため、ステップＳ３７において、回復できなかったパケットが存在する場合には、ステップＳ３３’に移行してこれをスタッフィングする。スタッフィング方法としては、回復不能なシンボルを任意のバイトに置き換えるか、回復不能なパケットを図１１と同様にメディア情報の符号化フォーマットに準拠したスタッフィングバイトに置き換える。
【０１８７】
以上、第１の実施形態例で記載した方式にシンボル訂正パケット３５２を組み合わせた方式について説明したが、第２の実施形態例で記載した方式についても、動作手順に同様の修正を加えることにより、シンボル訂正パケット３５２を組み合わせることができるものである。
【０１８８】
このように本実施形態例においては、パケット消失のみならず、パケット中のビットエラーが生じる伝送路環境下においても、各中継装置３でビットエラーを回復し、結果として受信装置４におけるビットエラーの回復率を上昇させることができる。その他の効果については、第１の実施形態例および第２の実施形態例と同様である。
【０１８９】
なお、本実施形態例において、シンボル訂正情報３５５は、メディア／ＦＥＣパケットが格納されるネットワークパケット３１１とは別のシンボル訂正パケット３５２に格納して伝送したが、これを第２の実施形態例の損失表示３１７と同様の方法でネットワークパケット３１１の拡張ヘッダ３１３に含めることにより、メディア／ＦＥＣパケットと同時に送信するようにしてもよい。
【０１９０】
〔４〕第４の実施形態例
本実施形態例もまた、パケット消失のみならず、パケット中にビットエラーが生じる伝送路に対処できるようにするものである。
【０１９１】
本実施形態例におけるネットワークパケット３１１のフォーマット、中継装置３と受信装置４の構成および動作手順については、第１の実施形態例や第２の実施形態例とまったく同様である。
【０１９２】
図２６に従って、本実施形態例の動作手順について説明する。ここで、図２６では、図２２と同様に、受信メディア／ＦＥＣパケット３１２ａにおいて、通し番号２のパケットが消失し、通し番号４のパケットの中の１シンボルにビットエラーが生じた場合を仮定している。
【０１９３】
本実施形態例においては、パケット消失が起きた通し番号２のパケットを誤り訂正によって回復し、送信メディア／ＦＥＣパケット３５１として送信するが、通し番号４のパケットに生じているシンボルエラーは検出しても放置し、シンボル訂正パケット３５２は送信しないようにしている。
【０１９４】
これにより、次段の中継装置３においても、通し番号４のパケットに生じたシンボルエラーは残存したままとなる。
【０１９５】
しかしながら、受信装置４に至るまでに生じるシンボルエラーの累積が、ＦＥＣ演算それぞれにつき１つまで（リードソロモンＦＥＣ(15,12) 符号や、リードソロモンＦＥＣ(15,13) 符号の場合）であれば、受信装置４の誤り訂正処理（図１０のステップＳ３２および図１７のステップＳ６４）によって、消失パケットの回復と同時にシンボルエラーも訂正できる。
【０１９６】
ビットエラーが発生する確率が十分に小さい伝送路を経由する場合には、第３の実施形態例のようにシンボル訂正パケットを使用する必要がなく、本実施形態例のように第１の実施形態例や第２の実施形態例とまったく同様の動作を行えばよい。
【０１９７】
〔５〕第５の実施形態例
本実施形態例は、複数の異なる帯域およびパケット損失特性を持つ回線が連結された伝送路に対処できるようにするものである。
【０１９８】
図２７に、本実施形態例が想定する伝送路の例を図示する。この図に示すように、本実施形態例が想定する伝送路では、送信装置１と一方の中継装置３、およびもう一方の中継装置３と受信装置４は、アクセス回線２１によって接続されている。また、中継装置３間は、パケット通信ネットワーク２２によって接続されている。
【０１９９】
インターネットを介したテレビ電話アプリケーションを例に挙げると、送信装置１および受信装置４は各家庭に設置されていて、アクセス回線２１はＡＤＳＬやＦＴＴＨからなり、パケット通信ネットワーク２２はインターネットに相当する。
【０２００】
このとき、アクセス回線２１は一般的にＡＤＳＬやＦＴＴＨで構成されるため伝送帯域が限られる反面、各家庭と中継装置３とが直接結ばれているため、回線上のパケット損失率は小さいという特性がある。これに対して、パケット通信ネットワーク２２はインターネットバックボーンで構成されるため、伝送帯域には余裕がある反面、パケット損失率は高いという特性がある。
【０２０１】
とりわけＡＤＳＬの場合、上り回線の帯域が最大１Ｍbps 程度に限られるため、送信装置１から中継装置３にいたる回線は伝送帯域が非常に限られ、ＦＥＣ符号の冗長性（n-k の値）を大きくとることができない。従って、パケット通信ネットワーク２２で発生する高いパケット損失率に対応する冗長性を送信装置１で付加しようとしても、アクセス回線２１の帯域不足で伝送できない状況が起こり得る。
【０２０２】
この問題を解決するため、本実施形態例では、以下のように、回線の特性にあわせて冗長度を変化させつつ伝送する方式を適用する。
【０２０３】
図２８に、本実施形態例を実現する送信側の構成を図示する。
【０２０４】
この図に示すように、本実施形態例を実現する場合、送信装置１では、パケット通信ネットワーク２２で生ずるパケット損失に対応可能な冗長度（n-k ）を設定して、ｋ個のメディアパケットに対して（ｎ−ｋ）個のＦＥＣパケットを生成する。しかし、（ｎ−ｋ）個のＦＥＣパケットをすべては伝送せず、一部のＦＥＣパケットのみを伝送して残りのＦＥＣパケットは破棄するようにする。
【０２０５】
例えば、アクセス回線２１の上り帯域の上限およびパケット損失特性から、冗長度はｑ(q <(n-k))で十分であると判断される場合には、ｋ個のメディアパケットに続いてｑ個のＦＥＣパケットのみを伝送し、残りのＦＥＣパケットは破棄する。このように、冗長度の高いＦＥＣ符号を行ったうえで一部のＦＥＣ符号を意図的に破棄し、等価的に冗長度の低いＦＥＣ符号として利用する方法は、一般的にパンクチャド符号化と呼ばれている。
【０２０６】
これを受けて、中継装置３では、伝送を省略した（ｎ−ｋ−ｑ）個のＦＥＣパケットも損失パケットとして扱い、ＦＥＣを復号する。上記の例では、アクセス回線２１での伝送中に生じた実際のパケット損失がｑ個以下であれば、伝送を省略したＦＥＣパケットも含めて（ｎ−ｋ）個以下の損失となるため、誤り訂正符号演算器は損失したパケット、および伝送を省略した（ｎ−ｋ−ｑ）個のＦＥＣパケットをすべて回復できる。
【０２０７】
そして、中継装置３からパケット通信ネットワーク２２へパケットを送出する際には、ＦＥＣパケットの伝送を省略することなく、ｋ個のメディアパケットと（ｎ−ｋ）個のＦＥＣパケットをすべて伝送する。
【０２０８】
一方、図２９に、本実施形態例を実現する受信側の構成を図示する。
【０２０９】
この図に示すように、受信側の中継装置３では、パケット通信ネットワーク２２を通じて到着したパケットに対してＦＥＣ復号を行ない、損失パケットを回復する。その後、例えば、アクセス回線２１の下り帯域の上限およびパケット損失特性から、冗長度はｒ(r <(n-k))で十分であると判断される場合には、ｋ個のメディアパケットに続いてｒ個のＦＥＣパケットのみを伝送し、残りのＦＥＣパケットは破棄する。
【０２１０】
これを受けて、受信装置４は、伝送を省略した（ｎ−ｋ−ｒ）個のＦＥＣパケットも損失パケットとして扱い、ＦＥＣを復号して損失パケットを回復する。
【０２１１】
このように、回線の特性が変化する地点に中継装置３を設置することにより、パンクチャド符号化を有効に使用し、ＦＥＣの冗長度を変化させながら伝送することが可能となる。
【０２１２】
上記のような伝送形態において、中継装置３ごとにＦＥＣ演算を行って損失を回復してから送信するという従来方法を用いた場合、「発明が解決しようとする課題」で述べた伝送遅延増加の問題が生ずる。ここに、第１の実施形態例から第４の実施形態例で述べた中継装置３を適用することにより、本実施形態例において所望の機能を実現しつつ、中継装置３の導入によって生ずる系全体での伝送遅延増加を抑制するという効果を得ることができる。
【０２１３】
〔６〕本発明の有効性を検証するために行った計算機シミュレーション
次に、本発明の有効性を検証するために行った計算機シミュレーションの結果について説明する。
【０２１４】
この計算機シミュレーションは、送信装置１と受信装置４との間に２台もしくは５台（すなわち、送信装置１と受信装置４とを結ぶ回線が３段もしくは６段）の中継装置３を設けることを想定して、（イ）図３０（ａ）に示すように、送信装置１でＦＥＣ符号化を行い、受信装置４のみでＦＥＣ復号を行う方式と、（ロ）図３０（ｂ）に示すように、各中継装置３ごとにＦＥＣ演算を行って損失を回復してから送信する方式と、（ハ）第１の実施形態例に従う方式と、（ニ）第２の実施形態例に従う方式という４つの方式について、パケット損失率と伝送遅延とを比較することで行った。
【０２１５】
ここで、図中では、（イ）の方式による計算機シミュレーション結果を従来例、（ロ）による計算機シミュレーション結果を類推可能例（上述した〔発明が解決しようとする課題〕欄で説明した構成に対応している）と記載している。
【０２１６】
図３１に、パケット損失率の計算機シミュレーション結果を示す。
【０２１７】
ＦＥＣ方式としては、図３４に示すＦＥＣ方式にリードソロモンＦＥＣ(255,251) 符号を適用した。パケット損失パターンは二重マルコフモデルに基づき、平均パースト長は２に設定した。
【０２１８】
図３１（ａ）は、中継装置３が２台（すなわち、送信装置１と受信装置４とを結ぶ回線が３段）の場合のシミュレーション結果を示し、図３１（ｂ）は、中継装置３が５台（すなわち、送信装置１と受信装置４とを結ぶ回線が６段）の場合のシミュレーション結果を示している。横軸は回線１段あたりで発生するパケット損失率、縦軸は受信装置４で観測されるトータルのパケット損失率である。参考のために、ＦＥＣをまったく使用しない場合のデータもあわせて記してある。
【０２１９】
この図３１に示す計算機シミュレーションによれば、回線１段あたりの損失率が１０-3〜１０-2の領域において、従来例ではＦＥＣの回復能力が低下し、“ＦＥＣなし”の損失率に近づいてゆく傾向を示しているのに対して、第１の実施形態例ではＦＥＣの回復能力の低下が抑えられていることが分かる。
【０２２０】
さらに第２の実施形態例では、図３１（ａ）では第１の実施形態例と比較して明確な差は現れていないものの、中継段数の多い図３１（ｂ）では第１の実施形態例と比較して損失率がさらに最大２０％ほど抑制されており、中継装置３ごとにＦＥＣ復号と符号化をやりなおす類推可能例とほぼ等しい損失率抑制効果が得られている。
【０２２１】
以上述べたように、本発明による実施形態例を損失率抑制の観点からみると、回線の損失率が比較的高い環境下においてＦＥＣの回復能力の低下を防止し、中継装置３ごとにＦＥＣ復号と符号化をやりなおす場合とほぼ等しい損失率抑制効果を得られることが分かる。
【０２２２】
図３２に、伝送遅延の計算機シミュレーション結果を示す。
【０２２３】
ＦＥＣ方式としては、図３１と同様に、図３４に示すＦＥＣ方式にリードソロモンＦＥＣ(255,251) 符号を適用した。図３４のバッファメモリの一行に相当するパケットサイズは１３１６バイトに設定し、誤り訂正ブロックの符号化および復号１回に要する時間として２msec、回線一段あたりの伝送遅延として１０msecを想定した。
【０２２４】
図３２（ａ）はビットレートが４Ｍbps の場合のシミュレーション結果を示し、図３２（ｂ）はビットレートが２０Ｍbps の場合のシミュレーション結果を示している。横軸は伝送路中に挿入される中継装置３の数、縦軸は送信装置１から受信装置４までの伝送に要するトータルの伝送遅延である。
【０２２５】
この図３２に示す計算機シミュレーションによれば、第１の実施形態例と第２の実施形態例とも、伝送遅延でみた場合、中継装置３をまったく用いない従来例とほぼ等しい遅延に抑えられているとともに、中継装置３ごとにＦＥＣ復号・符号化を繰り返す類推可能例に比べて、伝送段数の増加による伝送遅延の増加が大幅に抑えられていることが分かる。
【０２２６】
図３１と図３２のシミュレーション結果を総合すると、本発明による実施形態例は、中継装置３を導入することによって高損失率環境下におけるＦＥＣの回復能力を維持しつつも、伝送遅延の増加をきわめて小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２７】
【図１】本発明が想定するメディア情報の配信形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるネットワークパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における中継装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における中継装置の動作手順を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における中継装置でのバッファメモリの誤り訂正および送信処理の動作手順を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるＦＥＣで修正可能な個数のパケット消失が生じた際の中継装置の動作を説明する図である。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるＦＥＣで修正不可能な個数のパケット消失が生じた際の中継装置の動作を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態における受信装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における受信装置の動作手順を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態における受信装置でのバッファメモリの誤り訂正および出力処理の動作手順を示す図である。
【図１１】本発明の受信装置での消失パケットのスタッフィング処理を説明する図である。
【図１２】従来例および本発明によってパケット中継を行った場合の伝送遅延を比較する図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態におけるネットワークパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における中継装置でのバッファメモリの誤り訂正および送信処理の動作手順を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態におけるＦＥＣで修正不可能な個数のパケット消失が生じた際の中継装置の動作を説明する図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態におけるＦＥＣで修正可能な個数のパケット消失が生じた際の中継装置の動作を説明する図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態における受信装置でのバッファメモリの誤り訂正および出力処理の動作手順を示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態におけるネットワークパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態におけるシンボル訂正パケットフォーマットの一例を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態における中継装置の動作手順を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態における中継装置でのバッファメモリの誤り訂正および送信処理の動作手順を示す図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態におけるパケット消失とビットエラーとが発生した際の中継装置の動作を説明する図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態におけるビットエラーが発生した際の中継装置の動作を説明する図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態における受信装置の動作手順を示す図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態における受信装置でのバッファメモリの誤り訂正および出力処理の動作手順を示す図である。
【図２６】本発明の第４の実施形態におけるパケット消失とビットエラーとが発生した際の中継装置の動作を説明する図である。
【図２７】本発明の第５の実施形態におけるメディア情報の伝送形態を示す図である。
【図２８】本発明の第５の実施形態におけるメディア情報の伝送形態について、送信側の動作を示した図である。
【図２９】本発明の第５の実施形態におけるメディア情報の伝送形態について、受信側の動作を示した図である。
【図３０】本発明の有効性を検証するために行った計算機シミュレーションの説明図である。
【図３１】本発明の有効性を検証するために行った計算機シミュレーションのシミュレーション結果を説明する図である。
【図３２】本発明の有効性を検証するために行った計算機シミュレーションのシミュレーション結果を説明する図である。
【図３３】パケット通信ネットワークを用いた番組配信の一形態を示す図である。
【図３４】ＦＥＣによる伝送損失回復方式の第１の例を示す図である。
【図３５】パケット入出力をインタリーブしたＦＥＣによる伝送損失回復方式の第２の例を示す図である。
【符号の説明】
【０２２８】
１      送信装置
２      パケット通信ネットワーク
３      中継装置
４      受信装置
３１    ネットワークパケット受信器
３２    書込制御器
３３    バッファメモリ
３４    誤り訂正符号演算器
３５    読出制御器
３６    ネットワークパケット送信器
４１    ネットワークパケット受信器
４２    書込制御器
４３    バッファメモリ
４４    誤り訂正符号演算器
４５    読出制御器
【図１】
0003701956.tif 000002
【図２】
0003701956.tif 000003
【図３】
0003701956.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003701956.tif 000006
【図６】
0003701956.tif 000007
【図７】
0003701956.tif 000008
【図８】
0003701956.tif 000009
【図９】
0003701956.tif 000010
【図１０】
0003701956.tif 000011
【図１１】
0003701956.tif 000012
【図１２】
0003701956.tif 000013
【図１３】
0003701956.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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