(57)【要約】【課題】  ネットワーク内でトラヒックの輻輳によるパケットロスが発生した場合においても、メディアパケットが復元不可能となる状態を回避する。【解決手段】  本発明は、入力されたパケットをメディアパケットとFECパケットに識別し、メディアパケット及び前記FECパケットにフラグを設定し、伝送路上で輻輳が発生したことを判定する。輻輳が発生した場合には、選択的にパケットを廃棄し、廃棄されなかったパケットを次段のルータまたは受信装置に転送する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般のIPネットワークにおいて、送信側で配信データに冗長パケットを付加し、受信側でのロスパケット復元を可能にする前方誤り訂正（FEC: Forward Error Correction）方式を採用するストリーミング型トラヒックに対して品質劣化を抑制するための通信データの品質劣化抑制方法であって、
パケット識別手段が、入力されたパケットをメディアパケットとFECパケットに識別するパケット識別ステップと、
フラグ設定手段が、前記メディアパケット及び前記FECパケットにフラグを設定するフラグ設定ステップと、
輻輳状態判定手段が、伝送路上で輻輳が発生したことを判定する輻輳状態判定ステップと、
パケット廃棄手段が、前記輻輳が発生した場合には、選択的にパケットを廃棄するパケット廃棄ステップと、
パケット転送手段が、廃棄されなかったパケットを次段のルータまたは受信装置に転送するパケット転送ステップと、
を行うことを特徴とする通信データの品質劣化抑制方法。
【請求項２】
一般のIPネットワークにおいて、送信側で配信データに冗長パケットを付加し、受信側でのロスパケット復元を可能にする前方誤り訂正（FEC: Forward Error Correction）方式を採用するストリーミング型トラヒックに対して品質劣化を抑制するための通信データの品質劣化抑制システムであって、
入力されたパケットをメディアパケットとFECパケットに識別するパケット識別手段と、
前記メディアパケット及び前記FECパケットにフラグを設定するフラグ設定手段と、
伝送路上で輻輳が発生したことを判定する輻輳状態判定手段と、
前記輻輳が発生した場合には、選択的にパケットを廃棄するパケット廃棄手段と、
廃棄されなかったパケットを次段のルータまたは受信装置に転送するパケット転送手段と、
を有することを特徴とする通信データの品質劣化抑制システム。
【請求項３】
前記パケット識別手段及び前記フラグ設定手段を送信装置に具備し、
前記輻輳状態判定手段、前記パケット廃棄手段、前記パケット転送手段を中継ルータに具備する
ことを特徴とする請求項２記載の通信データの品質劣化抑制システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信データの品質劣化抑制方法及びシステムに係り、特に、IPネットワークにおいて、送信側で配信データに冗長パケットを付加し、受信側でのロスパケット復元を可能にする前方誤り訂正(FEC: Forward Error Correction)方式を採用するストリーミング型トラヒックを転送するシステムにおける通信データの品質劣化抑制方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
IPネットワークにおいて、FEC方式を用いたストリーミングトラヒックを伝送する場合に、キュー長に応じて定まる廃棄率に従って確率的にパケットを廃棄する方式（Random early detection）がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
FEC方式は、図２に示すように、いくつかの映像データを含むパケットにFECパケットを付加した集合（以下、ユニットと記す）に対して、誤り訂正符号によってエンコーディングを行い、受信側で誤りを検出し訂正する。図２の例では、画像データをパケット化し、FEC符号化を行う。このとき、バースト的なロスへの耐性を高めるために、行列を作成し、縦方向にパリティ演算を行ってユニットを生成する。パリティ演算は、パケット［１］XORパケット［２］XORパケット［９］XORパケット［１３］＝FECパケット［１］のようにしてFECパケットを求めユニットに組み込む。中継ルータにおいて、パケットロスが発生すると（図２の例ではパケット［３］）、輻輳が発生したことを検知し、受信装置では、受信したFECパケットをデコーディンングし、ロスしたパケットを復元する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Sally Folyd, Van Jacobson, "Random early detection gateways for congestion avoidance", IEEE/ACM TRANSACTIONS ON NETWRKING VOL1. No.4. AUGUST 1993.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図３（ａ）に示すように、一般にFEC方式はロスパケットが複数のユニットに分散していればメディアパケットを復元できるが、図３（ｂ）に示すように特定のユニットにロスパケットが集中してしまうと、メディアパケットを復元できないという課題がある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、ネットワーク内でトラヒックの輻輳によるパケットロスが発生した場合においても、メディアパケットが復元不可能となる状態を回避することが可能な通信データの品質劣化抑制方法及びシステ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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、一般のIPネットワークにおいて、送信側で配信データに冗長パケットを付加し、受信側でのロスパケット復元を可能にする前方誤り訂正（FEC: Forward Error Correction）方式を採用するストリーミング型トラヒックに対して品質劣化を抑制するための通信データの品質劣化抑制方法であって、
パケット識別手段が、入力されたパケットをメディアパケットとFECパケットに識別するパケット識別ステップと、
フラグ設定手段が、前記メディアパケット及び前記FECパケットにフラグを設定するフラグ設定ステップと、
輻輳状態判定手段が、伝送路上で輻輳が発生したことを判定する輻輳状態判定ステップと、
パケット廃棄手段が、前記輻輳が発生した場合には、選択的にパケットを廃棄するパケット廃棄ステップと、
パケット転送手段が、廃棄されなかったパケットを次段のルータまたは受信装置に転送するパケット転送ステップと、を行う。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように本発明によれば、輻輳時に冗長パケットの処理そのものがさらに輻輳を冗長するという観点から、トラヒックが増加してきたときに、冗長パケットを選択的に廃棄することで、ネットワーク内でトラヒックの輻輳によるパケットロスが発生した場合においても、メディアパケットが復元不可能となる状態を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】パリティ符号を用いる場合のFEC動作の例である。
【図２】パリティ符号を用いる場合のFEC動作を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態における概要を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態における品質劣化制御システムの構成図である。
【図５】本発明の一実施の形態における機能配置例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
まず、本発明の概要を説明する。
【００１２】
図３に示すように、本発明は、FECパケットは各ユニットに一定数が必ず含まれている、FECパケットを選択的にロスさせることで、ロスパケットの特定ユニットへの集中を防ぐことでメディアパケットを復元できない状態を回避するものである。
【００１３】
図４は、本発明の一実施の形態における品質劣化抑制システムの構成を示す。
【００１４】
同図に示す品質劣化抑制装置は、パケット識別機能部１、フラグ設定機能部２、輻輳状態判定部３、パケット廃棄機能部４、パケット転送機能部５を有する。
【００１５】
パケット識別機能部１は、送出するFECパケットとメディアパケットの識別を行い、フラグ設定機能部２に出力する。
【００１６】
フラグ設定機能部２は、パケット識別機能部１からパケットの識別情報を取得して、FECパケットもしくはメディアパケットを示すフラグを設定する。例えば、FECパケットには"１"、メディアパケットには"０"のように設定することが可能である。
【００１７】
輻輳状態判定部３は、自装置に接続するリンクがパケットの喪失や重複などの輻輳状態か否かを判定し、輻輳状態である場合には、輻輳ありとして、パケット廃棄機能部４に通知し、輻輳状態でない場合は輻輳なしとしてパケット転送機能部５のキューに出力する。輻輳状態の判定は、当該装置の出力キューに一定数のパケットが溜まった場合に輻輳状態を検知するものとする（例えば、http://www.itbook.info/study/gos4.html参照）。
【００１８】
パケット廃棄機能部４は、パケットに付与されているフラグを参照してFECパケットを選択的に廃棄し、廃棄されなかったパケットは、パケット転送機能部５のキューに出力する。
【００１９】
パケット転送機能部５は、キューに存在するパケットを受信者側に転送する。
【００２０】
図５は、本発明の一実施の形態における機能配置例である。
【００２１】
図４に示す構成のうち、パケット識別機能部１とフラグ設定機能部２を送信装置に配置し、輻輳状態判定部３、パケット廃棄機能部４、パケット転送機能部５をパケットを中継するルータに配置することが考えられる。
【００２２】
図５において、例えば、送信装置にパケット識別機能部１とフラグ設定機能部２を配置し、中継ルータであるルータＢに輻輳状態判定部３、パケット廃棄機能部４、パケット転送機能部５を配置した場合を考える。送信装置において、同図（ａ）に示すようなメディアパケット（１〜１６）、FECパケット（１*〜４*）からなる冗長パケットを送信する。なお、送信パケットは図１に示すように、ユニット単位に縦方向にパリティ演算を行ってFECパケットを付加しておくものとする。パケット識別機能部１は、図５（ａ）の送信パケット１〜１６がメディアパケットであることと、１*〜４*がFECパケットであることをフラグ設定機能部２に通知する。フラグ設定機能部２では、メディアパケット（１〜１６）にフラグ"０"を、FECパケット（1*〜４*）にフラグ"１"を設定し、ルータＡに送出する。
【００２３】
ルータＡはルータＢに当該パケットを転送する。ルータＢの輻輳状態判定部３において、次段のルータＣとの間に輻輳が発生したことを検知すると、ルータＢのパケット廃棄機能部４において、FECパケットのうち、１*と４*を廃棄し、パケット転送機能部５に出力する。
【００２４】
これにより、ルータＣを経て受信装置には同図（ｂ）に示すようなパケットが到着する。これにより、１つのユニットにロスパケットが集中することがないため、メディアパケットの復元に影響を与えないので、復元不能となる状態を回避することが可能となる。
【００２５】
なお、本発明は上記の実施の形態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。
【符号の説明】
【００２６】
１  パケット識別機能部
２  フラグ設定機能部
３  輻輳状態判定部
４  パケット廃棄機能部
５  パケット転送機能部
【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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