(57)【要約】【課題】多大なコストを必要とすることなく、パケット化音声通信を安定して高音質化できるようにする。【解決手段】受信端末２０において、網状態計測部２Ｃにより、受信したデータパケットの受信状況に基づき所望区間３０における網状態を計測し、網状態送信部２Ｄにより、計測した網状態を示す網状態情報を送信端末１０へ送信し、送信端末１０において、網状態受信部１Ｃにより、受信端末２０からの網状態情報を受信し、冗長度決定部１Ｆにより、受信した網状態情報から得られる、所望区間３０の過去の網状態に基づく現在の網状態推定値を用いてデータパケットに対する冗長度を決定し、冗長パケット生成部１Ｂにより、冗長度決定部１Ｆで決定された冗長度に応じた割合でデータパケットに対する冗長パケットを生成して送信する。【選択図】  図１
2006109325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実時間データのデータパケットを転送する転送経路のうちその一部または全部からなる所望区間の両端に設けられた２つの通信装置からなり、このうち前記所望区間の送信側に位置する送信側通信装置に前記データパケットを送信する際に当該データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する冗長パケット生成部を備え、前記所望区間の受信側に位置する受信側通信装置に前記データパケットを受信する際に前記冗長パケットを受信して前記所望区間で廃棄されたデータパケットを当該冗長パケットで再現するパケット廃棄補償部を備え、これら送信側通信装置および受信側通信装置により前記所望区間で冗長性を有するパケット通信を行う通信システムであって、
前記受信側通信装置は、前記所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき網状態を計測する網状態計測部と、この網状態計測部で計測した前記網状態を示す網状態情報を前記送信側通信装置へ送信する網状態送信部とを備え、
前記送信側通信装置は、前記受信側通信装置からの網状態情報を受信する網状態受信部と、前記網状態受信部で受信した網状態情報から得られる、前記所望区間の過去の網状態に基づく網状態推定値を用いて前記データパケットに対する冗長度を決定する冗長度決定部とを備え、
前記冗長パケット生成部は、前記冗長度に応じた割合で前記データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記網状態計測部は、前記網状態として前記所望区間を介して受信したデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを計測し、
前記網状態送信部は、これらパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組を前記網状態情報として送信し、
前記送信側通信装置は、前記網状態受信部からの網状態情報に含まれるパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組に基づき待ち行列遅延時間とパケット廃棄率との関係を示す網状態特性を導出して記憶する網状態特性記憶部と、この網状態特性記憶部の網状態特性を参照して前記網状態受信部からの網状態情報に含まれる新たな待ち行列遅延時間から前記所望区間のパケット廃棄率を推定する廃棄率推定部とをさらに備え、
前記冗長度決定部は、前記廃棄率推定部で推定したパケット廃棄率に基づき前記データパケットに対する冗長度を決定する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の通信システムにおいて、
前記送信側通信装置は、前記転送経路の一端に位置する送信端末からのデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを前記送信端末と当該送信側通信装置との間の送信側経路に関する送信側網状態として計測する送信側網状態計測部をさらに備え、
前記網状態受信部は、前記受信側通信装置から網状態情報により通知された前記パケット廃棄率から前記送信側網状態計測部で計測したパケット廃棄率を減算することにより前記所望区間のパケット廃棄率を求めるとともに、前記受信側通信装置から網状態情報により通知された前記待ち行列遅延時間から前記送信側網状態計測部で計測した待ち行列遅延時間を減算することにより前記所望区間の待ち行列遅延時間を求め、得られた前記所望区間のパケット廃棄率および待ち行列遅延時間を前記網状態特性記憶部および廃棄率推定部へ出力する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記網状態計測部は、前記網状態として前記所望区間を介して受信したデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを計測し、
前記受信側通信装置は、前記網状態計測部で計測したパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組に基づき待ち行列遅延時間とパケット廃棄率との関係を示す網状態特性を導出して記憶する網状態特性記憶部と、この網状態特性記憶部の網状態特性を参照して前記網状態計測部で計測した新たな待ち行列遅延時間から前記所望区間のパケット廃棄率を推定する廃棄率推定部とをさらに備え、
前記網状態送信部は、前記新たな待ち行列遅延時間と前記パケット廃棄率とを前記送信側通信装置へ送信し、
前記冗長度決定部は、前記網状態受信部からの網状態情報に含まれる前記所望区間のパケット廃棄率に基づき前記データパケットに対する冗長度を決定する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の通信システムにおいて、
前記送信側通信装置は、前記転送経路の一端に位置する送信端末からのデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを前記送信端末と当該送信側通信装置との間の送信側経路に関する送信側網状態として計測する送信側網状態計測部と、この送信側網状態計測部で計測された送信側網状態を示す送信側網状態情報を前記受信側通信装置へ送信する送信側網状態送信部とをさらに備え、
前記受信側通信装置は、前記送信側通信装置からの送信側網状態情報を受信する送信側網状態受信部をさらに備え、
前記網状態計測部は、前記網状態として計測した前記パケット廃棄率から前記送信側網状態受信部で受信した送信側網状態情報のパケット廃棄率を減算することにより前記所望区間のパケット廃棄率を求めるとともに、前記網状態として計測した前記待ち行列遅延時間から前記送信側網状態受信部で受信した送信側網状態情報の待ち行列遅延時間を減算することにより前記所望区間の待ち行列遅延時間を求め、得られた前記所望区間のパケット廃棄率および待ち行列遅延時間を前記網状態送信部へ出力する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項２または４に記載の通信システムにおいて、
前記廃棄率推定部は、前記パケット廃棄率を推定する際、前記網状態特性記憶部に記憶されている網状態特性に基づき新たな待ち行列遅延時間を推定し、この新たな待ち行列遅延時間から前記パケット廃棄率を推定することを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項２または４に記載の通信システムにおいて、
前記網状態特性記憶部は、前記網状態特性を導出する際、前記網状態計測部で計測されたパケット廃棄率とこのパケット廃棄率より所定時間前に前記網状態計測部で計測された待ち行列遅延時間との組に基づき前記網状態特性を導出することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記送信側通信装置は、前記網状態受信部で受信した網状態情報に基づいて前記所望区間において前記データパケットを送信するのに最適な送信帯域幅を算出する帯域算出部をさらに備え、
前記冗長度決定部は、前記網状態推定値から得られる前記冗長度と前記帯域算出部で算出した送信帯域幅に収まる冗長度とを比較し、いずれか小さい方の冗長度に基づき前記冗長度を決定する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項８に記載の通信システムにおいて、
前記帯域算出部は、前記所望区間を用いてＴＣＰ通信を行った場合に用いられる送信帯域幅の推定値に基づき算出することを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記受信側通信装置は、前記送信側通信装置から受信したデータパケットと前記パケット廃棄補償部で再現したデータパケットとを一旦蓄積し、これらデータパケットの送信間隔を調整して出力する揺らぎ吸収バッファをさらに備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記受信側通信装置は、前記所望区間を介して受信した各非実時間パケットの送信先アドレスを取得して記録する送信先アドレス記録部をさらに備え、
前記網状態送信部は、前記送信先アドレス記録部で記録した送信先アドレスを前記送信側通信装置へ送信し、
前記網状態受信部は、前記受信側通信装置から前記送信先アドレスを受信し、
前記送信側通信装置は、前記網状態受信部で受信した非実時間パケットの送信先アドレスに基づき、当該送信側通信装置から前記所望区間へ出力される非実時間パケットのうち前記送信先アドレスを持つ非実時間パケットを選択して廃棄するパケット選択廃棄部をさらに備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の通信システムにおいて、
前記網状態送信部は、前記網状態情報とともに前記送信先アドレス記録部で記録した送信先アドレスを前記送信側通信装置へ送信し、
前記網状態受信部は、前記受信側通信装置から前記網状態情報とともに前記送信先アドレスを受信し、
前記送信側通信装置は、前記網状態受信部で受信した前記網状態情報と送信先アドレスとを、その送信先アドレスに対応付けて当該網状態情報の示す網状態を記憶する送信先別網状態記憶部をさらに備え、
前記パケット選択廃棄部は、前記非実時間パケットを廃棄する際、前記送信先別網状態記憶部に記憶されている送信先アドレスを持つ非実時間パケットについて、当該送信先アドレスに対応付けられている網状態に応じた確率で廃棄する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記送信側通信装置は、前記所望区間へ出力される各非実時間パケットの送信元アドレスを取得して記録する送信元アドレス記録部と、前記送信元アドレス記録部で記録した送信元アドレスを前記受信側通信装置へ送信する送信側網状態送信部とをさらに備え、
前記受信側通信装置は、前記送信側通信装置からの前記送信元アドレスを受信する送信側網状態受信部と、この送信側網状態受信部で受信した送信元アドレスに基づき、前記所望区間を介して受信した非実時間パケットのうち前記送信元アドレスを持つ非実時間パケットを選択して廃棄するパケット選択廃棄部とをさらに備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の通信システムにおいて、
前記送信側通信装置は、前記転送経路の一端に位置する送信端末からのデータパケットの受信状況に基づき前記送信端末と当該送信側通信装置との間の送信側経路に関する送信側網状態を計測し送信側網状態情報として出力する送信側網状態計測部をさらに備え、
前記送信側網状態送信部は、前記送信側網状態情報とともに前記送信元アドレス記録部で記録した送信元アドレスを前記受信側通信装置へ送信し、
前記送信側網状態受信部は、前記送信側通信装置から前記送信側網状態情報と送信元アドレスとを受信し、
前記受信側通信装置は、前記送信側網状態受信部で受信した前記送信側網状態情報と送信元アドレスとを、その送信元アドレスに対応付けて当該送信側網状態情報の示す送信側網状態を記憶する送信元別網状態記憶部をさらに備え、
前記パケット選択廃棄部は、前記非実時間パケットを廃棄する際、前記送信元別網状態記憶部に記憶されている送信元アドレスを持つ非実時間パケットについて、当該送信元アドレスに対応付けられている網状態に応じた確率で廃棄する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１５】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記送信側通信装置は、前記所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを前記所望区間の始点で終端するＴＣＰ受信部と、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを、他のトラヒックに対して低優先となる輻輳制御を行う新たなＴＣＰセッションへ載せ換えて前記所望区間へ出力するＴＣＰ送信部とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１６】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記送信側通信装置は、前記所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを前記所望区間の始点で終端するとともに、当該終端時に用いる受信バッファ量を制限するＴＣＰ受信部と、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて前記所望区間へ出力するＴＣＰ送信部とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１７】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記受信側通信装置は、前記所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを前記所望区間の終点で終端するＴＣＰ受信部と、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを、他のトラヒックに対して低優先となる輻輳制御を行う新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて出力するＴＣＰ送信部とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１８】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記受信側通信装置は、前記所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを前記所望区間の終点で終端するとともに、当該終端時に用いる受信バッファ量を制限するＴＣＰ受信部と、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて出力するＴＣＰ送信部とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１９】
実時間データのデータパケットを転送する転送経路のうちその一部または全部からなる所望区間の両端に設けられた２つの通信装置からなり、このうち前記所望区間の送信側に位置する送信側通信装置に前記データパケットを送信する際に当該データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する冗長パケット生成部を備え、前記所望区間の受信側に位置する受信側通信装置に前記データパケットを受信する際に前記冗長パケットを受信して前記所望区間で廃棄されたデータパケットを当該冗長パケットで再現するパケット廃棄補償部を備え、これら送信側通信装置および受信側通信装置により前記所望区間で冗長性を有するパケット通信を行う通信システムで、前記送信側通信装置として用いられる通信装置であって、
前記受信側通信装置で所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき計測した前記所望区間の網状態を示す網状態情報を前記受信側通信装置から受信する網状態受信部と、
この網状態受信部で受信した網状態情報で得られる、前記所望区間の過去の網状態に基づく網状態推定値を用いて前記データパケットに対する冗長度を決定する冗長度決定部と
を備え、
前記冗長パケット生成部は、前記冗長度に応じた割合で前記データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の通信装置において、
前記網状態受信部からの網状態情報に含まれるパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組に基づき待ち行列遅延時間とパケット廃棄率との関係を示す網状態特性を導出して記憶する網状態特性記憶部と、
前記網状態特性記憶部の網状態特性を参照して前記網状態受信部からの網状態情報に含まれる新たな待ち行列遅延時間から前記所望区間のパケット廃棄率を推定する廃棄率推定部と
をさらに備え、
前記冗長度決定部は、前記廃棄率推定部で推定したパケット廃棄率に基づき前記データパケットに対する冗長度を決定する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の通信装置において、
前記廃棄率推定部は、前記パケット廃棄率を推定する際、前記網状態特性記憶部に記憶されている網状態特性に基づき新たな待ち行列遅延時間を推定し、この新たな待ち行列遅延時間から前記パケット廃棄率を推定することを特徴とする通信装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載の通信装置において、
前記網状態特性記憶部は、前記網状態特性を導出する際、前記受信側通信装置で計測されたパケット廃棄率とこのパケット廃棄率より所定時間前に前記受信側通信装置で計測された待ち行列遅延時間との組に基づき前記網状態特性を導出することを特徴とする通信装置。
【請求項２３】
請求項１９に記載の通信装置において、
前記網状態受信部で受信した網状態情報に基づいて前記所望区間において前記データパケットを送信するのに最適な送信帯域幅を算出する帯域算出部をさらに備え、
前記冗長度決定部は、前記網状態推定値から得られる前記冗長度と前記帯域算出部で算出した送信帯域幅に収まる冗長度とを比較し、いずれか小さい方の冗長度に基づき前記冗長度を決定する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２４】
請求項１９に記載の通信装置において、
前記網状態受信部は、前記受信側通信装置により前記所望区間を介して受信した各非実時間パケットから取得した送信先アドレスを前記受信側通信装置から受信し、
前記網状態受信部で受信した非実時間パケットの送信先アドレスに基づき、当該送信側通信装置から前記所望区間へ出力される非実時間パケットのうち前記送信先アドレスを持つ非実時間パケットを選択して廃棄するパケット選択廃棄部をさらに備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２５】
請求項１９に記載の通信装置において、
前記網状態受信部は、前記網状態情報とともに前記送信先アドレスを前記受信側通信装置から受信し、
前記網状態受信部で受信した前記網状態情報と送信先アドレスとを、その送信先アドレスに対応付けて当該網状態情報の示す網状態を記憶する送信先別網状態記憶部をさらに備え、
前記パケット選択廃棄部は、前記非実時間パケットを廃棄する際、前記送信先別網状態記憶部に記憶されている送信先アドレスを持つ非実時間パケットについて、当該送信先アドレスに対応付けられている網状態情報に応じた確率で廃棄する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２６】
請求項１９に記載の通信装置において、
前記所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを前記所望区間の始点で終端するＴＣＰ受信部と、
このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを、他のトラヒックに対して低優先となる輻輳制御を行う新たなＴＣＰセッションへ載せ換えて前記所望区間へ出力するＴＣＰ送信部と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２７】
請求項１９に記載の通信装置であって、
前記送信側通信装置は、前記所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを前記所望区間の始点で終端するとともに、当該終端時に用いる受信バッファ量を制限するＴＣＰ受信部と、
このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて前記所望区間へ出力するＴＣＰ送信部と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２８】
実時間データのデータパケットを転送する転送経路のうちその一部または全部からなる所望区間の両端に設けられた２つの通信装置からなり、このうち前記所望区間の送信側に位置する送信側通信装置に前記データパケットを送信する際に当該データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する冗長パケット生成部を備え、前記所望区間の受信側に位置する受信側通信装置に前記データパケットを受信する際に前記冗長パケットを受信して前記所望区間で廃棄されたデータパケットを当該冗長パケットで再現するパケット廃棄補償部を備え、これら送信側通信装置および受信側通信装置により前記所望区間で冗長性を有するパケット通信を行う通信システムで、前記受信側通信装置として用いられる通信装置であって、
前記所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき前記所望区間における網状態を計測する網状態計測部と、
この網状態計測部で計測した前記網状態を示す網状態情報を、前記送信側通信装置で前記冗長パケットを生成する割合を示す冗長度を決定するための情報として前記送信側通信装置へ送信する網状態送信部と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の通信装置において、
前記網状態計測部は、前記網状態として前記所望区間を介して受信したデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを計測し、
前記網状態計測部で計測したパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組に基づき待ち行列遅延時間とパケット廃棄率との関係を示す網状態特性を導出して記憶する網状態特性記憶部と、
前記網状態特性記憶部の網状態特性を参照して前記網状態計測部で計測した新たな待ち行列遅延時間から前記所望区間のパケット廃棄率を推定する廃棄率推定部と
をさらに備え、
前記網状態送信部は、前記新たな待ち行列遅延時間と前記パケット廃棄率とを前記送信側通信装置へ送信する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の通信装置において、
前記廃棄率推定部は、前記パケット廃棄率を推定する際、前記網状態特性記憶部に記憶されている網状態特性に基づき新たな待ち行列遅延時間を推定し、この新たな待ち行列遅延時間から前記パケット廃棄率を推定することを特徴とする通信装置。
【請求項３１】
請求項２９に記載の通信装置において、
前記網状態特性記憶部は、前記網状態特性を導出する際、前記網状態計測部で計測されたパケット廃棄率とこのパケット廃棄率より所定時間前に前記網状態計測部で計測された待ち行列遅延時間との組に基づき前記網状態特性を導出することを特徴とする通信装置。
【請求項３２】
請求項２８に記載の通信装置において、
前記送信側通信装置から受信したデータパケットと前記パケット廃棄補償部で再現したデータパケットとを一旦蓄積し、これらデータパケットの送信間隔を調整して出力する揺らぎ吸収バッファをさらに備えることを特徴とする通信装置。
【請求項３３】
請求項２８に記載の通信装置において、
前記送信側通信装置で前記所望区間へ出力される各非実時間パケットから取得した送信元アドレスを前記送信側通信装置から受信する送信側網状態受信部と、
この送信側網状態受信部で受信した送信元アドレスに基づき、前記所望区間を介して受信した非実時間パケットのうち前記送信元アドレスを持つ非実時間パケットを選択して廃棄するパケット選択廃棄部と
をさらに備えることを特徴とする通信装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の通信装置において、
前記送信側網状態受信部は、前記送信元アドレスとこの送信元アドレスを取得した時点での前記転送経路の一端に位置する送信端末と前記送信側通信装置との間の送信側経路の網状態を示す送信側網状態情報とを前記送信側通信装置から受信し、
前記送信側網状態受信部で受信した前記送信側網状態情報と送信元アドレスとを、その送信元アドレスに対応付けて当該送信側網状態情報の示す送信側網状態を記憶する送信元別網状態記憶部をさらに備え、
前記パケット選択廃棄部は、前記非実時間パケットを廃棄する際、前記送信元別網状態記憶部に記憶されている送信元アドレスを持つ非実時間パケットについて、当該送信元アドレスに対応付けられている網状態に応じた確率で廃棄する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項３５】
請求項２８に記載の通信装置において、
前記所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを前記所望区間の終点で終端するＴＣＰ受信部と、
このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを、他のトラヒックに対して低優先となる輻輳制御を行う新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて出力するＴＣＰ送信部と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項３６】
請求項２８に記載の通信装置であって、
前記所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを前記所望区間の終点で終端するとともに、当該終端時に用いる受信バッファ量を制限するＴＣＰ受信部と、
このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて出力するＴＣＰ送信部と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項３７】
実時間データのデータパケットを転送する転送経路のうちその一部または全部からなる所望区間の両端に設けられた２つの通信装置からなり、このうち前記所望区間の送信側に位置する送信側通信装置に前記データパケットを送信する際に当該データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する冗長パケット生成ステップを備え、前記所望区間の受信側に位置する受信側通信装置に前記データパケットを受信する際に前記冗長パケットを受信して前記所望区間で廃棄されたデータパケットを当該冗長パケットで再現するパケット廃棄補償ステップを備え、これら送信側通信装置および受信側通信装置により前記所望区間で冗長性を有するパケット通信を行う通信システムで、前記送信側通信装置として用いられる通信装置のコンピュータに、
前記受信側通信装置で所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき計測した前記所望区間の網状態を示す網状態情報を前記受信側通信装置から受信する網状態受信ステップと、
この網状態受信ステップで受信した網状態情報で得られる、前記所望区間の過去の網状態に基づく網状態推定値を用いて前記データパケットに対する冗長度を決定する冗長度決定ステップと、
前記冗長パケット生成部ステップとして、前記冗長度に応じた割合で前記データパケットに対する冗長パケットを生成して送信するステップと
を実行させるプログラム。
【請求項３８】
実時間データのデータパケットを転送する転送経路のうちその一部または全部からなる所望区間の両端に設けられた２つの通信装置からなり、このうち前記所望区間の送信側に位置する送信側通信装置に前記データパケットを送信する際に当該データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する冗長パケット生成ステップを備え、前記所望区間の受信側に位置する受信側通信装置に前記データパケットを受信する際に前記冗長パケットを受信して前記所望区間で廃棄されたデータパケットを当該冗長パケットで再現するパケット廃棄補償ステップを備え、これら送信側通信装置および受信側通信装置により前記所望区間で冗長性を有するパケット通信を行う通信システムで、前記受信側通信装置として用いられる通信装置のコンピュータに、
前記所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき前記所望区間における網状態を計測する網状態計測ステップと、
この網状態計測ステップで計測した前記網状態を示す網状態情報を、前記送信側通信装置で前記冗長パケットを生成する割合を示す冗長度を決定するための情報として前記送信側通信装置へ送信する網状態送信ステップと
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット通信技術に関し、特にＩＰ網上で音声などの実時間データをパケット化して通信する実時間パケット通信の高品質化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、公衆電話網での音声通信の代わりに、インターネットなどのＩＰ（Internet Protocol）網を介してパケット化された音声をやり取りするパケット化音声通信が盛んに行われている。また、このようなパケット通信技術が発展し、今後は、いわゆるテレビ電話や遠隔テレビ会議、そして実時間動画像配信などにおいて、動画像を含む通信も増加してゆくと考えられる。
【０００３】
公衆電話網においては呼毎に通信資源の予約を行っていたため、通常、輻輳による音声通信の品質劣化は発生しない。これに対して、インターネットなどのＩＰ網においては、同一経路上に実時間の音声通信や動画像通信だけではなく、データ通信などの非実時間通信も多重化される。またＩＰ網では、通常、呼毎の通信資源の予約は行わず、データ通信などの非実時間通信のバースト性が高い。このため、輻輳によるパケット廃棄や遅延の発生を避けることはできず、実時間の音声通信や動画像通信の品質劣化が発生する。
パケット廃棄が発生した際には、データの欠落により受信した音質や画質が劣化したり、もしくは音声や画像が途切れたりするなどの問題が発生する。また、遅延が発生した際には、許容時間内にパケットが到着しないために該パケットが廃棄されたと判断されたり、もしくは対話性が劣化したりするなどの問題が発生する。
【０００４】
従来、音声パケットを用いた実時間の音声通信や動画像通信（以下、実時間通信という）の品質を向上する手段としては、大きく分けて２つの手法が提案されている。
第１の手法は、実時間通信のパケットをＦＥＣ（Forward Error Correction）技術などの技術を用いて冗長化し、受信側においてパケット廃棄を検出した際には冗長化されたパケット列から廃棄されたパケットを再生することでパケット廃棄を隠蔽し、高音質化を図る、という手法である。
また、第２の手法は、何らかの技術を用いて実時間通信以外のパケットを制限することで、実時間通信のための網資源を確保し、高音質化を図る、という手法である。
【０００５】
次に、これらの従来の手法を用いた従来技術についてその具体例を説明する。以下、第１〜第３の従来技術は上記第１の手法に基づくものであり、第４の従来技術は上記第２の手法に基づくものである。
まず、第１の従来技術は、実時間通信のパケットの冗長化を行うことで、パケット廃棄を隠蔽する技術であり、具体的には、ＦＥＣ技術を用いたパケットの冗長化方式や（例えば、非特許文献１など参照）、パケット冗長化による音質向上例がある（例えば、非特許文献２など参照）。
【０００６】
この第１の従来技術では、送信元端末においてパケットの冗長化を行い、受信端末ではパケット廃棄を検出した際に冗長パケットを用いて欠落したパケットを補償する実施形態がある。また、送信端末では冗長化を行わず、送信端末から受信端末への経路上の通信中継装置において冗長化を行って冗長パケットを挿入し、経路上の別の通信中継装置においてパケット廃棄を検出した際に冗長パケットを用いて欠落したパケットを補償して冗長化を解除し、受信端末は冗長化されないパケットを受信する実施形態がある。後者の実施形態では、経路上の通信中継装置間でのパケット廃棄のみの補償となるが、端末を変更しなくてもよい利点がある。
【０００７】
次に、第２の従来技術は、上記パケット冗長化技術において、冗長度すなわち元のデータに対してどの程度のデータを冗長データとして付加するかという割合を動的に変更する技術である。このうち、網の品質測定や実時間通信の受信品質に応じて動的に冗長度を変化させる方式については多数提案されており、具体的には、観測したパケット廃棄率に基づいて冗長度や階層符号化の符号化率等を変化させる方式がある（例えば、非特許文献３や特許文献１など参照）。
【０００８】
また、観測した往復遅延時間に応じてパケット廃棄時の再送処理の可否を判断する方式が示されており、パケットの廃棄率や遅延状況に応じて冗長度を変化させることも提案されている（例えば、特許文献２など参照）。さらに、冗長度を変化させる具体的な技術の開示はないが、受信端末が送信端末に対して冗長度の変更を要求する手段が提案されている（例えば、特許文献３など参照）。
【０００９】
次に、第３の従来技術は、網内ノードにおいて実時間通信のパケットを優先して出力することにより、実時間通信のための網資源を確保する技術である。例えば、ＩＰ網におけるDifferentiated Services技術として、ＩＰパケットのヘッダ中にあるＴＯＳ（Type Of Service）フィールドに優先度を設定することにより、優先設定されたパケットを網内で優先的に転送する方式が規定されている（例えば、非特許文献４など参照）。
本技術を用い、実時間通信のパケットを非実時間通信のパケットに比べて高い優先度に設定することで、実時間通信の品質を向上させることができる。本技術は、送信端末あるいは受信端末に実装するのではなく、網内の各ノードに実装する必要がある。
【００１０】
また、第４の従来技術は、網内のノードにおいて非実時間通信が使用できる網資源を制限することにより、実時間通信のための網資源を確保する技術である。具体的には、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）セッションで使用するＡＣＫ（Acknowledgement）パケットを遅延させることによりＴＣＰセッションの帯域を制限する方式が提案されている（例えば、特許文献４など参照）。これにより、ＴＣＰを用いている非実時間トラヒックの帯域が制限され、実時間通信が使用できる帯域が確保される。
【００１１】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【特許文献１】特開２００３−２１８８４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９５８０号公報
【特許文献３】特開２００３−９２５６４号公報
【特許文献４】米国特許第６，０３８，２１６号公報
【非特許文献１】J. Rosenberg他、"An RTP Payload Format for Generic Forward Error Correction"、IETF RFC-2733
【非特許文献２】Wenyu Jiang他、"Comparison and Optimization of Packet Loss Repair Methods on VoIP Perceived Quality under Bursty Loss"、In Proc. of NOSSDAV 2002
【非特許文献３】jean-Chrysostome Bolot他、"Adaptive FEC-Based Error Correction for Internet Telephony、Real-time Internet"、In Proc. of INFOCOM 1999
【非特許文献４】S. Blake他、"An Architecture for Differentiated Services"、IETF RFC-2475
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来技術では、それぞれについて実際に適用した場合、網の状態によってはトラヒック量の増加や輻輳状態の悪化を招き、あるいはコスト増大を招くため、実用化は難しいという問題点があった。
まず、第１の従来技術については、パケットの冗長化により全体のトラヒック量が増加するという問題点があった。これは、網の品質が高く、パケット廃棄が発生し得ないような状況でも一律にパケットの冗長化を行うため、不必要に網資源を消費するからである。
【００１３】
第２の従来技術については、網の輻輳状態の変化に対して冗長度の変更が追いつかない場合、やはり無駄な冗長化により全体のトラヒック量が増加するという問題点があった。本技術では、網の廃棄率の変化が緩やかである場合には、この廃棄率に合わせて冗長度を変化させることにより、最適な冗長化が可能である。しかしながら、網の廃棄率の計測値はパケットの廃棄が実際に発生してから変化するものであり、網の廃棄率が変化してからこれが計測されるまでには時間差が発生する。特に、音声通信の場合、データ量が少なく発生するパケット量も少ないため（一般的には１秒間に５０パケット程度）、統計値として意味のある廃棄率を計測するためには数秒以上の時間が必要である。
【００１４】
一方、非実時間通信のトラヒックは一般的にバースト的であり、例えば１Ｍバイトのデータを１０Ｍｂｐｓの回線で通信する場合、その通信時間は０．８秒である。したがって、実時間通信と非実時間通信が混在し、非実時間通信によって実時間通信の品質が劣化している場合、網の輻輳状態の変化に対して実時間通信の冗長度の変更が間に合わず、結果として無駄な冗長トラヒックが発生することとなる。
また、第２の従来技術は、網の輻輳状態が深刻である場合、輻輳をより悪化させてしまうという別の問題点もあった。網の輻輳によってパケット廃棄率が高まると、これに応じて冗長度は高く変更される。このため、冗長化によってより多くのトラヒックが発生されることになり、網の輻輳がより深刻となってしまい、結果として実時間通信の品質が劣化してしまう。
【００１５】
次に、第３の従来技術は、網内の各ノードに方式を実装する必要があるため、実装にかかるコストが大きくなるという問題点があった。仮に網内の特定のノードにのみ本技術を実装した場合、本技術を実装していないノードにおいて発生した品質劣化には対処することができない。
【００１６】
また、第４の従来技術は、非実時間通信の帯域を制限するコストが大きいという問題点があった。本技術では、本技術を実装するノードを通過する全てのＴＣＰトラヒックについて、各ＴＣＰセッションの状態を保持し、ＴＣＰセッションごとに帯域制御の処理を行う。そのため、たとえ扱う実時間通信のトラヒック量がわずかであったとしても、大量の実時間通信をセッションごとに制御する必要があるため、装置のコストが非常に高くなってしまう。
【００１７】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、多大なコストを必要とすることなく、パケット化音声通信を安定して高音質化できる通信システム、通信装置、およびプログラムを提供することを目的としている。
【００１８】
より具体的には、本発明の第１の目的は、網の急激な輻輳度の変化に対してもすばやく追従して冗長度を変化させることにより、少ない量の冗長パケットで高い実時間通信の品質を得ることである。
本発明の第２の目的は、網の輻輳が深刻である場合には、網の輻輳が軽減されるように輻輳度を変化させることにより、網の深刻な輻輳状態を回避し、実時間通信の品質劣化を軽減することである。
【００１９】
本発明の第３の目的は、通信中継装置内での輻輳だけではなく網内の他の場所で発生した輻輳に対しても非実時間通信の帯域を制限することで、網内の全てのノードで非実時間通信の帯域を制限しなくても高い実時間通信の品質を得られるようし、システム全体のコストを低減することである。
本発明の第４の目的は、ＴＣＰセッションを区別せずに非実時間通信の帯域を制限することで、通信中継装置のコストを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような目的を達成するために、本発明にかかる通信システムは、実時間データのデータパケットを転送する転送経路のうちその一部または全部からなる所望区間の両端に設けられた２つの通信装置からなり、このうち所望区間の送信側に位置する送信側通信装置にデータパケットを送信する際に当該データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する冗長パケット生成部を備え、所望区間の受信側に位置する受信側通信装置にデータパケットを受信する際に冗長パケットを受信して所望区間で廃棄されたデータパケットを当該冗長パケットで再現するパケット廃棄補償部を備え、これら送信側通信装置および受信側通信装置により所望区間で冗長性を有するパケット通信を行う通信システムであって、受信側通信装置は、所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき網状態を計測する網状態計測部と、この網状態計測部で計測した網状態を示す網状態情報を送信側通信装置へ送信する網状態送信部とを備え、送信側通信装置は、受信側通信装置からの網状態情報を受信する網状態受信部と、網状態受信部で受信した網状態情報から得られる、所望区間の過去の網状態に基づく網状態推定値を用いてデータパケットに対する冗長度を決定する冗長度決定部とを備え、冗長パケット生成部は、冗長度に応じた割合でデータパケットに対する冗長パケットを生成して送信するようにしたものである。
【００２１】
この際、網状態計測部で、網状態として所望区間を介して受信したデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを計測し、網状態送信部で、これらパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組を網状態情報として送信し、網状態特性記憶部で、網状態受信部からの網状態情報に含まれるパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組に基づき待ち行列遅延時間とパケット廃棄率との関係を示す網状態特性を導出して記憶し、廃棄率推定部で、網状態特性記憶部の網状態特性を参照して網状態受信部からの網状態情報に含まれる新たな待ち行列遅延時間から所望区間のパケット廃棄率を推定し、冗長度決定部で、廃棄率推定部で推定したパケット廃棄率に基づきデータパケットに対する冗長度を決定するようにしてもよい。
【００２２】
さらに、送信側網状態計測部で、転送経路の一端に位置する送信端末からのデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを送信端末と当該送信側通信装置との間の送信側経路に関する送信側網状態として計測し、網状態受信部で、受信側通信装置から網状態情報により通知されたパケット廃棄率から送信側網状態計測部で計測したパケット廃棄率を減算することにより所望区間のパケット廃棄率を求めるとともに、受信側通信装置から網状態情報により通知された待ち行列遅延時間から送信側網状態計測部で計測した待ち行列遅延時間を減算することにより所望区間の待ち行列遅延時間を求め、得られた所望区間のパケット廃棄率および待ち行列遅延時間を網状態特性記憶部および廃棄率推定部へ出力するようにしてもよい。
【００２３】
あるいは、網状態計測部で、網状態として所望区間を介して受信したデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを計測し、網状態特性記憶部で、網状態計測部で計測したパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組に基づき待ち行列遅延時間とパケット廃棄率との関係を示す網状態特性を導出して記憶し、廃棄率推定部で、網状態特性記憶部の網状態特性を参照して網状態計測部で計測した新たな待ち行列遅延時間から所望区間のパケット廃棄率を推定し、網状態送信部で、新たな待ち行列遅延時間とパケット廃棄率とを送信側通信装置へ送信し、冗長度決定部で、網状態受信部からの網状態情報に含まれる所望区間のパケット廃棄率に基づきデータパケットに対する冗長度を決定するようにしてもよい。
【００２４】
さらに、送信側網状態計測部で、転送経路の一端に位置する送信端末からのデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを送信端末と当該送信側通信装置との間の送信側経路に関する送信側網状態として計測し、送信側網状態送信部で、この送信側網状態計測部で計測された送信側網状態を示す送信側網状態情報を受信側通信装置へ送信し、送信側網状態受信部で、送信側通信装置からの送信側網状態情報を受信し、網状態計測部で、網状態として計測したパケット廃棄率から送信側網状態受信部で受信した送信側網状態情報のパケット廃棄率を減算することにより所望区間のパケット廃棄率を求めるとともに、網状態として計測した待ち行列遅延時間から送信側網状態受信部で受信した送信側網状態情報の待ち行列遅延時間を減算することにより所望区間の待ち行列遅延時間を求め、得られた所望区間のパケット廃棄率および待ち行列遅延時間を網状態送信部へ出力するようにしてもよい。
【００２５】
また、廃棄率推定部で、パケット廃棄率を推定する際、網状態特性記憶部に記憶されている網状態特性に基づき新たな待ち行列遅延時間を推定し、この新たな待ち行列遅延時間からパケット廃棄率を推定するようにしてもよい。
【００２６】
あるいは、網状態特性記憶部で、網状態特性を導出する際、網状態計測部で計測されたパケット廃棄率とこのパケット廃棄率より所定時間前に網状態計測部で計測された待ち行列遅延時間との組に基づき網状態特性を導出するようにしてもよい。
【００２７】
また、帯域算出部で、網状態受信部で受信した網状態情報に基づいて所望区間においてデータパケットを送信するのに最適な送信帯域幅を算出し、冗長度決定部で、網状態推定値から得られる冗長度と帯域算出部で算出した送信帯域幅に収まる冗長度とを比較し、いずれか小さい方の冗長度に基づき冗長度を決定するようにしてもよい。
【００２８】
この際、帯域算出部で、所望区間を用いてＴＣＰ通信を行った場合に用いられる送信帯域幅の推定値に基づき算出するようにしてもよい。
【００２９】
また、揺らぎ吸収バッファで、送信側通信装置から受信したデータパケットとパケット廃棄補償部で再現したデータパケットとを一旦蓄積し、これらデータパケットの送信間隔を調整して出力するようにしてもよい。
【００３０】
また、送信先アドレス記録部で、所望区間を介して受信した各非実時間パケットの送信先アドレスを取得して記録し、網状態送信部で、送信先アドレス記録部で記録した送信先アドレスを送信側通信装置へ送信し、網状態受信部で、受信側通信装置から送信先アドレスを受信し、パケット選択廃棄部で、網状態受信部で受信した非実時間パケットの送信先アドレスに基づき、当該送信側通信装置から所望区間へ出力される非実時間パケットのうち送信先アドレスを持つ非実時間パケットを選択して廃棄するようにしてもよい。
【００３１】
この際、網状態送信部で、網状態情報とともに送信先アドレス記録部で記録した送信先アドレスを送信側通信装置へ送信し、網状態受信部で、受信側通信装置から網状態情報とともに送信先アドレスを受信し、送信先別網状態記憶部で、網状態受信部で受信した網状態情報と送信先アドレスとを、その送信先アドレスに対応付けて当該網状態情報の示す網状態を記憶し、パケット選択廃棄部で、非実時間パケットを廃棄する際、送信先別網状態記憶部に記憶されている送信先アドレスを持つ非実時間パケットについて、当該送信先アドレスに対応付けられている網状態に応じた確率で廃棄するようにしてもよい。
【００３２】
また、送信元アドレス記録部で、所望区間へ出力される各非実時間パケットの送信元アドレスを取得して記録し、送信側網状態送信部で、送信元アドレス記録部で記録した送信元アドレスを受信側通信装置へ送信し、送信側網状態受信部で、送信側通信装置からの送信元アドレスを受信し、パケット選択廃棄部で、この送信側網状態受信部で受信した送信元アドレスに基づき、所望区間を介して受信した非実時間パケットのうち送信元アドレスを持つ非実時間パケットを選択して廃棄するようにしてもよい。
【００３３】
この際、送信側網状態計測で、転送経路の一端に位置する送信端末からのデータパケットの受信状況に基づき送信端末と当該送信側通信装置との間の送信側経路に関する送信側網状態を計測し送信側網状態情報として出力し、送信側網状態送信部で、送信側網状態情報とともに送信元アドレス記録部で記録した送信元アドレスを受信側通信装置へ送信し、送信側網状態受信部で、送信側通信装置から送信側網状態情報と送信元アドレスとを受信し、送信元別網状態記憶部で、送信側網状態受信部で受信した送信側網状態情報と送信元アドレスとを、その送信元アドレスに対応付けて当該送信側網状態情報の示す送信側網状態を記憶し、パケット選択廃棄部で、非実時間パケットを廃棄する際、送信元別網状態記憶部に記憶されている送信元アドレスを持つ非実時間パケットについて、当該送信元アドレスに対応付けられている網状態に応じた確率で廃棄するようにしてもよい。
【００３４】
また、ＴＣＰ受信部で、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の始点で終端し、ＴＣＰ送信部で、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを、他のトラヒックに対して低優先となる輻輳制御を行う新たなＴＣＰセッションへ載せ換えて所望区間へ出力するようにしてもよい。
【００３５】
また、ＴＣＰ受信部で、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の始点で終端するとともに、当該終端時に用いる受信バッファ量を制限し、ＴＣＰ送信部で、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて所望区間へ出力するようにしてもよい。
【００３６】
また、ＴＣＰ受信部で、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の終点で終端し、ＴＣＰ送信部で、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを、他のトラヒックに対して低優先となる輻輳制御を行う新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて出力するようにしてもよい。
【００３７】
また、ＴＣＰ受信部で、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の終点で終端するとともに、当該終端時に用いる受信バッファ量を制限し、ＴＣＰ送信部で、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて出力するようにしてもよい。
【００３８】
また、本発明にかかる通信装置は、実時間データのデータパケットを転送する転送経路のうちその一部または全部からなる所望区間の両端に設けられた２つの通信装置からなり、このうち所望区間の送信側に位置する送信側通信装置にデータパケットを送信する際に当該データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する冗長パケット生成部を備え、所望区間の受信側に位置する受信側通信装置にデータパケットを受信する際に冗長パケットを受信して所望区間で廃棄されたデータパケットを当該冗長パケットで再現するパケット廃棄補償部を備え、これら送信側通信装置および受信側通信装置により所望区間で冗長性を有するパケット通信を行う通信システムで、送信側通信装置として用いられる通信装置であって、受信側通信装置で所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき計測した所望区間の網状態を示す網状態情報を受信側通信装置から受信する網状態受信部と、この網状態受信部で受信した網状態情報で得られる、所望区間の過去の網状態に基づく網状態推定値を用いてデータパケットに対する冗長度を決定する冗長度決定部とを備え、冗長パケット生成部は、冗長度に応じた割合でデータパケットに対する冗長パケットを生成して送信するようにしたものである。
【００３９】
この際、網状態特性記憶部で、網状態受信部からの網状態情報に含まれるパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組に基づき待ち行列遅延時間とパケット廃棄率との関係を示す網状態特性を導出して記憶し、廃棄率推定部で、網状態特性記憶部の網状態特性を参照して網状態受信部からの網状態情報に含まれる新たな待ち行列遅延時間から所望区間のパケット廃棄率を推定し、冗長度決定部で、廃棄率推定部で推定したパケット廃棄率に基づきデータパケットに対する冗長度を決定するようにしてもよい。
【００４０】
また、廃棄率推定部で、パケット廃棄率を推定する際、網状態特性記憶部に記憶されている網状態特性に基づき新たな待ち行列遅延時間を推定し、この新たな待ち行列遅延時間からパケット廃棄率を推定するようにしてもよい。
【００４１】
あるいは、網状態特性記憶部で、網状態特性を導出する際、受信側通信装置で計測されたパケット廃棄率とこのパケット廃棄率より所定時間前に受信側通信装置で計測された待ち行列遅延時間との組に基づき網状態特性を導出するようにしてもよい。
【００４２】
また、帯域算出で、網状態受信部で受信した網状態情報に基づいて所望区間においてデータパケットを送信するのに最適な送信帯域幅を算出し、冗長度決定部で、網状態推定値から得られる冗長度と帯域算出部で算出した送信帯域幅に収まる冗長度とを比較し、いずれか小さい方の冗長度に基づき冗長度を決定するようにしてもよい。
【００４３】
また、網状態受信部で、受信側通信装置により所望区間を介して受信した各非実時間パケットから取得した送信先アドレスを受信側通信装置から受信し、パケット選択廃棄部で、網状態受信部で受信した非実時間パケットの送信先アドレスに基づき、当該送信側通信装置から所望区間へ出力される非実時間パケットのうち送信先アドレスを持つ非実時間パケットを選択して廃棄するようにしてもよい。
【００４４】
この際、網状態受信部で、網状態情報とともに送信先アドレスを受信側通信装置から受信し、送信先別網状態記憶部で、網状態受信部で受信した網状態情報と送信先アドレスとを、その送信先アドレスに対応付けて当該網状態情報の示す網状態を記憶し、パケット選択廃棄部で、非実時間パケットを廃棄する際、送信先別網状態記憶部に記憶されている送信先アドレスを持つ非実時間パケットについて、当該送信先アドレスに対応付けられている網状態情報に応じた確率で廃棄するようにしてもよい。
【００４５】
また、ＴＣＰ受信部で、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の始点で終端し、ＴＣＰ送信部で、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを、他のトラヒックに対して低優先となる輻輳制御を行う新たなＴＣＰセッションへ載せ換えて所望区間へ出力するようにしてもよい。
【００４６】
また、ＴＣＰ受信部で、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の始点で終端するとともに、当該終端時に用いる受信バッファ量を制限し、ＴＣＰ送信部で、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて所望区間へ出力するようにしてもよい。
【００４７】
また、本発明にかかる他の通信装置は、実時間データのデータパケットを転送する転送経路のうちその一部または全部からなる所望区間の両端に設けられた２つの通信装置からなり、このうち所望区間の送信側に位置する送信側通信装置にデータパケットを送信する際に当該データパケットに対する冗長パケットを生成して送信する冗長パケット生成部を備え、所望区間の受信側に位置する受信側通信装置にデータパケットを受信する際に冗長パケットを受信して所望区間で廃棄されたデータパケットを当該冗長パケットで再現するパケット廃棄補償部を備え、これら送信側通信装置および受信側通信装置により所望区間で冗長性を有するパケット通信を行う通信システムで、受信側通信装置として用いられる通信装置であって、所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき所望区間における網状態を計測する網状態計測部と、この網状態計測部で計測した網状態を示す網状態情報を、送信側通信装置で冗長パケットを生成する割合を示す冗長度を決定するための情報として送信側通信装置へ送信するようにしたものである。
【００４８】
この際、網状態計測部で、網状態として所望区間を介して受信したデータパケットのパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを計測し、網状態特性記憶部で、網状態計測部で計測したパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組に基づき待ち行列遅延時間とパケット廃棄率との関係を示す網状態特性を導出して記憶し、廃棄率推定部で、網状態特性記憶部の網状態特性を参照して網状態計測部で計測した新たな待ち行列遅延時間から所望区間のパケット廃棄率を推定し、網状態送信部で、新たな待ち行列遅延時間とパケット廃棄率とを送信側通信装置へ送信するようにしてもよい。
【００４９】
また、廃棄率推定部で、パケット廃棄率を推定する際、網状態特性記憶部に記憶されている網状態特性に基づき新たな待ち行列遅延時間を推定し、この新たな待ち行列遅延時間からパケット廃棄率を推定するようにしてもよい。
【００５０】
あるいは、網状態特性記憶部で、網状態特性を導出する際、網状態計測部で計測されたパケット廃棄率とこのパケット廃棄率より所定時間前に網状態計測部で計測された待ち行列遅延時間との組に基づき網状態特性を導出するようにしてもよい。
【００５１】
また、揺らぎ吸収バッファで、送信側通信装置から受信したデータパケットとパケット廃棄補償部で再現したデータパケットとを一旦蓄積し、これらデータパケットの送信間隔を調整して出力するようにしてもよい。
【００５２】
また、送信側網状態受信部で、送信側通信装置で所望区間へ出力される各非実時間パケットから取得した送信元アドレスを送信側通信装置から受信し、パケット選択廃棄部で、この送信側網状態受信部で受信した送信元アドレスに基づき、所望区間を介して受信した非実時間パケットのうち送信元アドレスを持つ非実時間パケットを選択して廃棄するようにしてもよい。
【００５３】
この際、送信側網状態受信部で、送信元アドレスとこの送信元アドレスを取得した時点での転送経路の一端に位置する送信端末と送信側通信装置との間の送信側経路の網状態を示す送信側網状態情報とを送信側通信装置から受信し、送信元別網状態記憶部で、送信側網状態受信部で受信した送信側網状態情報と送信元アドレスとを、その送信元アドレスに対応付けて当該送信側網状態情報の示す送信側網状態を記憶し、パケット選択廃棄部で、非実時間パケットを廃棄する際、送信元別網状態記憶部に記憶されている送信元アドレスを持つ非実時間パケットについて、当該送信元アドレスに対応付けられている網状態に応じた確率で廃棄するようにしてもよい。
【００５４】
また、ＴＣＰ受信部で、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の終点で終端し、ＴＣＰ送信部で、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを、他のトラヒックに対して低優先となる輻輳制御を行う新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて出力するようにしてもよい。
【００５５】
また、ＴＣＰ受信部で、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の終点で終端するとともに、当該終端時に用いる受信バッファ量を制限し、ＴＣＰ送信部で、このＴＣＰ受信部で終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへと載せ換えて出力するようにしてもよい。
【００５６】
また、本発明にかかるプログラムは、通信システムで送信側通信装置として用いられる通信装置のコンピュータに、受信側通信装置で所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき計測した所望区間の網状態を示す網状態情報を受信側通信装置から受信する網状態受信ステップと、この網状態受信ステップで受信した網状態情報で得られる、所望区間の過去の網状態に基づく網状態推定値を用いてデータパケットに対する冗長度を決定する冗長度決定ステップと、冗長パケット生成部ステップとして、冗長度に応じた割合でデータパケットに対する冗長パケットを生成して送信するステップとを実行させるようにしたものである。
【００５７】
また、本発明にかかる他のプログラムは、通信システムで受信側通信装置として用いられる通信装置のコンピュータに、所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき所望区間における網状態を計測する網状態計測ステップと、この網状態計測ステップで計測した網状態を示す網状態情報を、送信側通信装置で冗長パケットを生成する割合を示す冗長度を決定するための情報として送信側通信装置へ送信する網状態送信ステップとを実行させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００５８】
本発明によれば、受信側通信装置において、網状態計測部により、所望区間を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき所望区間における網状態が計測され、網状態送信部により、この網状態計測部で計測した網状態を示す網状態情報が送信側通信装置へ送信され、送信側通信装置において、網状態受信部により、受信側通信装置からの網状態情報が受信され、冗長度決定部により、網状態受信部で受信した網状態情報から得られる、所望区間の過去の網状態に基づく網状態推定値を用いてデータパケットに対する冗長度が決定され、冗長パケット生成部により、冗長度決定部で決定された冗長度に応じた割合でデータパケットに対する冗長パケットが生成されて送信される。
これにより、実時間データのデータパケットに対して所望区間の網状態に応じた適切な冗長化を行うことができる。したがって、多大なコストを必要とすることなく、パケット化音声通信を安定して高音質化できる。
【００５９】
本発明のより具体的な効果としては、第１に、網の急激な輻輳度の変化に対してもすばやく追従して冗長度を変化させることができ、少ない量の冗長パケットで高い実時間通信の品質を得ることができる。
第２に、網の輻輳が深刻である場合には、網の輻輳が軽減されるように輻輳度を変化させることができ、網の深刻な輻輳状態を回避し、実時間通信の品質劣化を軽減することができる。
【００６０】
第３に、該装置内での輻輳だけではなく網内の他の場所で発生した輻輳に対しても非実時間通信の帯域を制限することができ、網内の全てのノードで非実時間通信の帯域を制限しなくても高い実時間通信の品質を得られるようにでき、システム全体のコストを低減することができる。
第４に、ＴＣＰセッションを区別せずに非実時間通信の帯域を制限することができ、通信中継装置のコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および受信端末の構成を示すブロック図である。
この通信システムは、実時間データのデータパケットを転送する転送経路の全部からなる所望区間３０の両端に設けられた２つの通信装置すなわち送信端末（送信側通信装置）１０および受信端末（受信側通信装置）２０から構成されている。
【００６２】
本実施の形態にかかる通信システムは、受信端末２０で、所望区間３０における網状態を計測して送信端末１０へ送信し、送信端末１０で、受信端末２０から通知された所望区間３０の網状態に基づきデータパケットに対する冗長度を決定し、この冗長度に応じた割合でデータパケットに対する冗長パケットを生成し所望区間３０へ出力するようにしたものである。
【００６３】
送信端末１０は、全体してコンピュータにより各種ハードウェアを制御することにより実時間データのデータパケットを送信する送信側通信装置からなり、実時間データ送信部１Ａ、冗長パケット生成部１Ｂ、網状態受信部１Ｃ、網状態特性記憶部１Ｄ、廃棄率推定部１Ｅ、および冗長度決定部１Ｆが設けられている。これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。
【００６４】
実時間データ送信部１Ａは、受信端末２０へ送信する符号化した所望の実時間データをパケット化して所望区間３０へ出力する機能を有している。冗長パケット生成部１Ｂは、実時間データ送信部１Ａから出力されたデータパケット列に対して冗長度決定部１Ｆから指示された冗長度に応じた割合で冗長パケットを作成し所望区間３０へ出力する機能を有している。網状態受信部１Ｃは、受信端末２０から通知された所望区間３０の網状態を示す網状態情報を受信する機能を有している。
【００６５】
網状態特性記憶部１Ｄは、網状態受信部１Ｃで受信した網状態情報に含まれているパケット廃棄率と待ち行列遅延時間との組に基づき待ち行列遅延時間とパケット廃棄率との関係を示す網状態特性を導出して記憶する機能を有している。廃棄率推定部１Ｅは、網状態特性記憶部１Ｄ内の過去の網状態特性に基づき現在の新たな待ち行列遅延時間から所望区間３０のパケット廃棄率を推定する機能を有している。冗長度決定部１Ｆは、廃棄率推定部１Ｅで推定した所望区間３０のパケット廃棄率に基づきデータパケットに対する冗長度を決定する機能を有している。
【００６６】
受信端末２０は、全体してコンピュータにより各種ハードウェアを制御することにより実時間データのデータパケットを受信する受信側通信装置からなり、パケット廃棄補償部２Ａ、実時間データ受信部２Ｂ、網状態計測部２Ｃ、および網状態送信部２Ｄが設けられている。これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。
【００６７】
パケット廃棄補償部２Ａは、所望区間３０を介して送信端末１０から受信したデータパケット列および冗長パケットを受信してこれらをもとに廃棄されたデータパケットを再現する機能を有している。実時間データ受信部２Ｂは、受信したデータパケットから実時間データを復号する機能を有している。網状態計測部２Ｃは、受信したデータパケットをもとに所望区間３０における現在の網状態を計測する機能を有している。網状態送信部２Ｄは、網状態計測部２Ｃで計測した網状態を示す網状態情報をパケット化して送信端末１０へ送信する脳を有している。
【００６８】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる通信システムの動作のうち、送信端末１０と受信端末２０との間で実時間データのデータパケットを冗長化して通信する動作について説明する。
まず、送信端末１０では、実時間データ送信部１Ａにおいて、実時間データを符号化した後、パケット化して出力する。この際、各データパケットには生成された順番の番号と、生成された時刻が記されており、ネットワーク内でデータパケットの順序が入れ替わった場合でも、元の順序への並べ替えが可能である。
【００６９】
次に、冗長パケット生成部１Ｂでは、冗長度決定部１Ｆより通知される冗長度の割合に応じて、実時間データ送信部１Ａから出力されたデータパケット列に対して冗長パケットを生成し、これらのデータパケットを受信端末２０に宛てて所望区間３０へ出力する。
冗長化に際して、送信端末１０は、元データパケットＭ個（Ｍは正整数）に対してＮ個の割合で冗長パケットを付加し、Ｍ＋Ｎ個のデータパケットを出力する。この際、必ずしもＭ個の元データパケットの内容を変更する必要はなく、これらデータパケットから生成したＮ個の冗長パケットを元データパケットに加えて出力するだけでよい。また、冗長パケット内に、どのデータパケットに対する冗長パケットであるかという情報、すなわちＭ個の元データパケットのそれぞれの順序番号を記しておけば、冗長度を明示的に通知しなくても、受信端末２０において廃棄されたパケットの補償処理を容易に行うことができる。以上で述べた冗長化処理に関しては、公知の技術を用いればよい（例えば、非特許文献１など参照）。
【００７０】
一方、受信端末２０では、パケット廃棄補償部２Ａにおいて、廃棄されたパケットの補償処理を行う。パケット廃棄補償部２Ａでは、受信したデータパケット列に対してこれらのデータパケットの順序番号を検査することで、廃棄されたデータパケットを特定することができる。廃棄されたデータパケットが特定されれば、このデータパケットに関わる冗長パケットと、さらにこの冗長パケットに関わる全ての元データパケットから、廃棄されたパケットを再現することができる。この際、送信されたＭ個の元パケットとＮ個の冗長パケットを合わせたＭ＋Ｎ個のパケットのうち、Ｍ個以上のパケットを受信することができれば、元のＭ個のパケット列を再現することができる。この際、Ｍ個以上のデータパケットを受信できていれば、その内訳が元データパケットであっても冗長パケットであっても構わない。最後に、実時間データ受信部２Ｂは、受信した元データパケットおよび再現された廃棄パケットを元に、元の実時間データを復号する。
【００７１】
次に、本発明の第１の実施の形態にかかる通信システムの動作として、冗長度を動的に変化させる動作について説明する。
まず、受信端末２０では、網状態計測部２Ｃにおいて、所望区間３０を介して受信したデータパケットをもとに現在の網状態の計測を行う。具体的には、受信したデータパケットに記されている生成時刻とこのデータパケットを受信した受信時刻との差分より、所望区間３０での遅延時間を計測する。ただし、送信端末１０での時刻情報と受信端末２０での時刻情報とは必ずしも同期しておらず、上記計算で得られた時刻差分の絶対値は必ずしも所望区間３０での遅延時間の絶対値を示すものではない。そのため、ここでは過去に計測した時刻差分の最小値を基準とし、これと現在計測した時刻差分との差分を、現在の所望区間３０での待ち行列遅延時間、すなわち所望区間３０での遅延時間から伝播遅延を引いたものであると推定する。この待ち行列遅延時間は、現在の所望区間３０での輻輳度の指標とすることができる。
【００７２】
また、網状態計測部２Ｃでは、受信したデータパケットの順序番号を検査することで廃棄されたデータパケットの数と、正常に受信できたデータパケットの数を計測する。そして、網状態送信部２Ｄは、計測した待ち行列遅延時間および前回の網状態情報の通知以降に正常に受信したデータパケット数と廃棄パケット数を含む情報をパケット化し、網状態情報として送信端末１０へ送信する。
【００７３】
この際、受信端末２０から送信端末１０への網状態情報の通知パケットに関する送信間隔は任意であるが、少なくとも所望区間３０の輻輳状態の変化を反映できる程度の細粒度で通知する必要がある。１つの理想的な送信間隔の目安は、送信端末１０と受信端末２０との間の往復遅延時間相当である。この送信間隔を実現する１つの方式は、送信端末１０より要求パケットを送信し、この要求パケットに対応して網状態通知パケットを受信端末２０が返送し、この網状態通知パケットを受信した際に送信端末１０が再び要求パケットを送信すればよい。また、要求パケットではなく、冗長パケットや元データパケット内に要求ビットを設けてもよい。
【００７４】
送信端末１０では、網状態受信部１Ｃにより、受信端末２０からの網状態情報の通知パケットを受信し、その通知パケットから、現在の所望区間３０における送信端末１０から受信端末２０への待ち行列遅延時間、および前回の通知以降に正常に受信したデータパケット数と廃棄パケット数などの情報を得る。
網状態特性記憶部１Ｄでは、過去に受信した通知パケットに含まれていた網状態情報により、網状態とパケット廃棄率との関係を推定し記憶する。具体的には、特定の待ち行列遅延時間に対して、正常に受信したパケット数と廃棄されたパケット数の組の対応関係を網状態特性として記憶する。
【００７５】
これにより、新たな待ち行列遅延時間を与えると、過去に、この待ち行列遅延時間の時に経験したパケット廃棄の確率すなわちパケット廃棄率が推定できる。なお、与えられた新たな待ち行列遅延時間に対する過去の情報がない場合には、新たな待ち行列遅延時間より大きな待ち行列時間に対する過去の情報を用いればよい。
あるいは、網状態特性記憶部１Ｄで、例えば過去に受信端末２０から通知された網状態情報に基づき、新たな待ち行列遅延時間を与えると、これに対するパケット廃棄率の予測値を与える関数を保持するようにしてもよい。この際、この関数で使用する係数は過去受信した通知パケットの網状態情報により適宜更新すればよい。
【００７６】
廃棄率推定部１Ｅでは、網状態受信部１Ｃより通知される新たな待ち行列遅延時間を元に、網状態特性記憶部１Ｄを参照し、所望区間３０における現在の網状態推定値としてパケット廃棄率を推定する。そして、冗長度決定部１Ｆでは、推定した現在のパケット廃棄率を基にして、目標とする廃棄率を達成するための冗長度を決定し、これを冗長パケット生成部１Ｂに通知する。
したがって、冗長パケット生成部１Ｂは、所望区間３０における現在の網状態に応じて、過去の経験値から必要最低限の適切な割合でデータパケットに対する冗長パケットを生成し、所望区間３０へ出力する。
【００７７】
このように、本実施の形態では、受信端末（受信側通信装置）２０において、網状態計測部２Ｃにより、所望区間３０を介して受信したデータパケットの受信状況に基づき所望区間３０における網状態を計測し、網状態送信部２Ｄにより、この網状態計測部２Ｃで計測した網状態を示す網状態情報を送信側通信装置へ送信し、送信端末（送信側通信装置）１０において、網状態受信部１Ｃにより、受信端末２０からの網状態情報を受信し、冗長度決定部１Ｆにより、網状態受信部１Ｃで受信した網状態情報から得られる、所望区間３０の過去の網状態に基づく網状態推定値を用いてデータパケットに対する冗長度を決定し、冗長パケット生成部１Ｂにより、冗長度決定部１Ｆで決定された冗長度に応じた割合でデータパケットに対する冗長パケットを生成して送信するようにしたので、実時間データのデータパケットに対して所望区間３０の網状態に応じた適切な冗長化を行うことができる。
【００７８】
網状態通知パケットの受信間隔は、前述したように、所望区間での輻輳状態の変化を反映できる程度の細粒度となる。したがって、この受信間隔内で送受信するデータパケット数は少なく、このデータパケット数では統計的に意味のある廃棄率を得ることはできない。そのため、通知パケットから得られるパケット廃棄率を元に、直接、冗長度を決定することはできない。一方、多くのデータパケットより統計的に意味のある廃棄率を得たとすれば、前述した従来技術の問題点で述べたとおり、この廃棄率を得るまでに時間がかかり、所望区間における現在の輻輳度を適切に反映した廃棄率を得ることができない。
【００７９】
本実施の形態では、所望区間の過去の網状態から現在の網状態を推定しているため、現在の輻輳状態を適切に反映し、かつ統計的に意味のある廃棄率を迅速に推定できる。したがって、このような正確なパケット廃棄率から冗長度を決定することにより、所望区間の輻輳度に対して適切かつ迅速に冗長度を変化させることができ、必要最低限の冗長パケット数で高品質な実時間通信を行うことができる。
また、本実施の形態は、所望区間の両端に位置する通信装置としての送信端末および受信端末に、前述した構成を実装するだけで実現できる。これにより、多大なコストを必要とすることなく、パケット化音声通信を安定して高音質化できる。
【００８０】
［第２の実施の形態］
次に、図２および図３を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および送信側中継装置（送信側通信装置）の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる通信システムで用いられる受信端末および受信側中継装置（受信側通信装置）の構成を示すブロック図である。なお、図２および図３において、前述した図１と同じまた同等部分には同一符号を付してある。
【００８１】
前述した第１の実施の形態では、通信システムが、実時間データのデータパケットを転送する転送経路の全部からなる所望区間３０の両端に設けられた２つの通信装置すなわち送信端末（送信側通信装置）１０および受信端末（受信側通信装置）２０で構成されている場合について説明した。
本実施の形態では、通信システムが、実時間データのデータパケットを転送する転送経路の一部からなる所望区間３０の両端に設けられた２つの通信装置すなわち送信側中継装置（送信側通信装置）１１および受信側中継装置（受信側通信装置）２１と、転送経路の両端に設けられた送信端末１２および受信端末２２とで構成されている場合について説明する。
【００８２】
まず、図２を参照して、送信端末１２および送信側中継装置１１について説明する。
送信端末１２は、全体してコンピュータで各種ハードウェアを制御することにより実時間データのデータパケットを送信する通信装置からなり、実時間データ送信部１Ａが設けられている。送信側中継装置１１とは、送信側経路３１を介して接続されている。
【００８３】
また、送信側中継装置１１は、全体してコンピュータにより各種ハードウェアを制御することにより実時間データのデータパケットを送信する送信側通信装置からなり、図１の冗長パケット生成部１Ｂ、網状態受信部１Ｃ、網状態特性記憶部１Ｄ、廃棄率推定部１Ｅ、および冗長度決定部１Ｆに加え、送信側網状態計測部１Ｇおよび帯域算出部１Ｈが設けられている。これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。
【００８４】
送信側網状態計測部１Ｇは、送信端末１２から送信側中継装置１１までの間の網状態を計測する機能を有している。帯域算出部１Ｈは、現在の網状態から適切な送信帯域を算出する機能を有している。なお、他の機能部については、前述とほぼ同様であり、ここでの説明は省略する。
【００８５】
次に、図３を参照して、受信端末２２および受信側中継装置２１について説明する。
受信端末２２は、全体してコンピュータにより各種ハードウェアを制御することにより実時間データのデータパケットを受信する通信装置からなり、実時間データ受信部２Ｂが設けられている。受信側中継装置２１とは、受信側経路３２を介して接続されている。
また、受信側中継装置２１は、全体してコンピュータにより各種ハードウェアを制御することにより実時間データのデータパケットを受信する受信側通信装置からなり、図１のパケット廃棄補償部２Ａ、実時間データ受信部２Ｂ、網状態計測部２Ｃ、および網状態送信部２Ｄが設けられている。なお、これら機能部については、前述と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００８６】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図２および図３を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる通信システムの動作のうち、送信側中継装置１１と受信側中継装置２１との間で実時間データのデータパケットを冗長化して通信する動作について説明する。
まず、送信端末１２では、実時間データ送信部１Ａにおいて、実時間データを符号化した後、パケット化して出力する。この際、各データパケットには生成された順番の番号と、生成された時刻が記されており、ネットワーク内でデータパケットの順序が入れ替わった場合でも、元の順序への並べ替えが可能である。
【００８７】
次に、送信側中継装置１１は、送信端末１２から出力されたデータパケットを受信する。そして、冗長パケット生成部１Ｂにおいて、冗長度決定部１Ｆより通知される冗長度に応じて、受信した元データパケットに対する冗長パケットを生成し、これらのデータパケットを受信端末２２に宛てて所望区間３０へ出力する。
【００８８】
一方、受信側中継装置２１は、送信端末１２から出力されたデータパケット、および送信側中継装置１１から出力された冗長パケットを受信する。そして、パケット廃棄補償部２Ａにおいて、廃棄されたデータパケットの補償処理を行う。パケット廃棄補償部２Ａでは、受信したデータパケット列に対してこれらのデータパケットの順序番号を検査することで、廃棄されたデータパケットを特定することができる。廃棄されたデータパケットが特定されれば、このデータパケットに関わる冗長パケットと、さらにこの冗長パケットに関わる全ての元データパケットから、廃棄されたパケットを再現することができる。
【００８９】
そして、受信側中継装置２１は、受信したデータパケットおよび再現されたデータパケットを受信端末２２に宛てて出力する。
受信端末２２では、受信側中継装置２１から出力されたパケットを受信する。そして、実時間データ受信部２Ｂにおいて、受信した元データパケットおよび再現された廃棄パケットを元に、元の実時間データを復号する。
【００９０】
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる通信システムの動作として、冗長度を動的に変化させる動作について説明する。
まず、受信側中継装置２１では、網状態計測部２Ｃにおいて、所望区間３０を介して受信したデータパケットをもとに現在の網状態の計測を行う。なお、ここで計測される網状態は、送信端末１２と送信側中継装置１１との間の送信側経路３１および所望区間３０の状態である。計測する網状態に関しては、第１の実施の形態での網状態計測部２Ｃの場合と同様であり、ここでは説明は省略する。網状態送信部２Ｄは、計測した網状態をパケット化し、送信側中継装置１１へと送信する。受信側中継装置２１から送信側中継装置１１への網状態の通知パケットの送信間隔は、第１の実施の形態と同様に任意である。
【００９１】
送信側中継装置１１では、網状態受信部１Ｃで、受信側中継装置２１からの網状態の通知パケットを受信する。また同時に、送信側網状態計測部１Ｇにおいて、送信端末１２と送信側中継装置１１との間の送信側経路３１の網状態、すなわちこの間の待ち行列遅延時間と廃棄パケット数を計測する。網状態受信部１Ｃでは、これらの網状態情報を用い、網状態通知パケットで通知された待ち行列遅延時間から送信側網状態計測部１Ｇで計測した待ち行列遅延時間を減算することで、現在の送信側中継装置１１から受信側中継装置２１への待ち行列遅延時間を求める。そして、網状態受信部１Ｃで、受信側中継装置２１から通知された廃棄パケット数から送信側網状態計測部１Ｇで計測した廃棄パケット数を減算することで、現在の送信側中継装置１１と受信側中継装置２１との間の所望区間３０の廃棄パケット数を求める。
【００９２】
網状態特性記憶部１Ｄでは、網状態受信部１Ｃからの網状態情報により、所望区間３０での、網状態とパケット廃棄率との関係を推定し記憶する。廃棄率推定部１Ｅでは、網状態受信部１Ｃより通知される所望区間３０の現在の待ち行列遅延時間を元に、網状態特性記憶部１Ｄを参照し、現在のパケット廃棄率を推定する。
次に、帯域算出部１Ｈでは、網状態受信部１Ｃより通知される現在の廃棄率情報と、送信側中継装置１１と受信側中継装置２１との往復遅延時間を元に、適切な送信帯域を算出する。なお、往復遅延時間は、予め設定しておいてもよいし、第１の実施の形態と同様に要求パケットを送信することで計測してもよい。
【００９３】
廃棄率と往復遅延時間から適切な帯域を算出する方式としては、公知の方式を用いればよく、同じ経路においてＴＣＰ(Transmission Control Protocol)を用いて通信する場合と同程度の帯域を算出することができる。また、冗長パケットを含めた送信帯域と廃棄率とを元に、冗長パケットを含めた受信帯域を推定し、これに一定の帯域を加えて算出してもよい。ここで加える帯域は、例えば、往復伝播遅延時間に一定個数のパケット分のバイト数を乗じたものを使用してもよい。
【００９４】
冗長度決定部１Ｆでは、廃棄率推定部１Ｅで推定した現在の廃棄率を基にして、目標とする廃棄率を達成するための冗長度を決定し、また、冗長パケットと元データパケットを合計した帯域が、帯域算出部１Ｈで算出した最適帯域内に収まる冗長度を決定し、これらのうち小さい方を冗長度として決定し、これを冗長パケット生成部１Ｂに通知する。また、冗長度決定部１Ｆでは、送信側網状態計測部１Ｇにおいてパケット廃棄を検出した際、このパケットの前後のパケットの冗長度を特に高めてもよい。これは、複数のパケットが連続して廃棄された場合の、実時間通信の品質の劣化を防ぐ措置である。
【００９５】
このように、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態にかかる通信システムの送信端末１０および受信端末２０の主な構成を、送信側中継装置１１および受信側中継装置２１に設けて、実時間通信に関わるパケットの冗長化を最適に行うようにしたので、第１の実施の形態と同様に、必要最低限の冗長パケット数で高品質な実時間通信を行うことができる。
また、本実施の形態では、送信側中継装置ならびに受信側中継装置を用いることにより、送信端末および受信端末を変更することなく冗長化通信を行うことができる。特に、送信端末および受信端末が多い場合、送信側中継装置および受信側中継装置がそれぞれ１台で冗長化通信を行うことが可能となり、より低いコストで冗長化通信が導入可能となる。
【００９６】
また、本実施の形態では、所望区間３０の網状態を求める際、送信側中継装置１１により、送信側経路３１の網状態を計測し、受信側中継装置２１から通知された網状態と送信側経路３１の網状態とから所望区間３０の網状態を求めるようにしたので、送信側中継装置１１と送信端末１２との間の送信側経路３１における網状態が、データパケットに無視できない影響を与える場合でも、送信側中継装置１１での冗長度決定に必要な所望区間３０の網状態を正確に求めることができる。この際、送信側経路３１における網状態がデータパケットにほとんど影響を与えない場合、あるいは送信側経路３１が存在しない場合、送信側経路３１における網状態を考慮せずに所望区間３０の網状態を算出すればよい。
【００９７】
また、帯域算出部１Ｈにより、網状態受信部１Ｃより通知される現在の廃棄率情報と、送信側中継装置１１と受信側中継装置２１との往復遅延時間を元に、適切な送信帯域を算出し、冗長度決定部１Ｆにより、廃棄率推定部１Ｅで推定した現在の廃棄率と、帯域算出部１Ｈで算出した送信帯域幅とに基づき冗長度として決定するようにしたので、複数のパケットが連続して廃棄された場合に、実時間通信の品質の劣化を防ぐことができる。
【００９８】
［第３の実施の形態］
次に、図４および図５を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図４は、本発明の第３の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および送信側中継装置（送信側通信装置）の構成を示すブロック図である。図５は、本発明の第３の実施の形態にかかる通信システムで用いられる受信端末および受信側中継装置（受信側通信装置）の構成を示すブロック図である。なお、図４および図５において、前述した各図と同じまた同等部分には同一符号を付してある。
【００９９】
前述した第２の実施の形態では、送信側中継装置１１により、送信側経路３１の網状態を計測し、受信側中継装置２１から通知された網状態と送信側経路３１の網状態とから所望区間３０の網状態を求める場合について説明した。
本実施の形態では、送信側中継装置１１により、送信側経路３１の網状態を計測して受信側中継装置２１へ通知し、受信側中継装置２１で計測された網状態と送信側経路３１の網状態とから所望区間３０の網状態を求める場合について説明する。
【０１００】
まず、図４を参照して、送信側中継装置１１について説明する。
送信側中継装置１１は、全体してコンピュータにより各種ハードウェアを制御することにより実時間データのデータパケットを送信する送信側通信装置からなり、図２の冗長パケット生成部１Ｂ、網状態受信部１Ｃ、網状態特性記憶部１Ｄ、廃棄率推定部１Ｅ、冗長度決定部１Ｆ、送信側網状態計測部１Ｇ、および帯域算出部１Ｈに加え、送信側網状態送信部１Ｉが設けられている。これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。
【０１０１】
送信側網状態送信部１Ｉは、送信側網状態計測部１Ｇで計測した送信側経路３１の送信側網状態を送信側網状態情報としてパケット化して受信側通計装置へと出力する機能を有している。なお、他の機能部および送信端末１２については、前述とほぼ同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１０２】
次に、図５を参照して、受信側中継装置２１について説明する。
受信側中継装置２１は、全体してコンピュータにより各種ハードウェアを制御することにより実時間データのデータパケットを受信する受信側通信装置からなり、図３のパケット廃棄補償部２Ａ、実時間データ受信部２Ｂ、網状態計測部２Ｃ、および網状態送信部２Ｄに加え、送信側網状態受信部２Ｅが設けられている。これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。
【０１０３】
送信側網状態受信部２Ｅは、送信側中継装置１１から送信された送信側網状態を受信する機能を有している。なお、他の機能部および受信端末２２については、前述と同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１０４】
［第３の実施の形態の動作］
次に、図４および図５を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる通信システムの動作について説明する。なお、本実施の形態にかかる通信システムの動作は、前述した第２の実施の形態とほぼ同様であり、所望区間３０における網状態の計測方式が異なるのみであるため、ここではこの方式についてのみ説明を行う。
【０１０５】
送信側中継装置１１では、送信側網状態計測部１Ｇにおいて、送信端末１２と送信側中継装置１１との間の送信側経路３１の送信側網状態、すなわちこの間の待ち行列遅延時間と廃棄パケット数を計測する。そして、送信側網状態送信部１Ｉにおいて、計測した網状態を送信側網状態情報としてパケット化し、受信側中継装置２１へと送信する。
受信側中継装置２１では、送信側網状態受信部２Ｅにおいて送信側網状態情報を受信する。網状態計測部２Ｃでは、所望区間３０を介して受信したデータパケットをもとに現在の網状態の計測を行う。なお、ここで計測される網状態は、送信端末１２と受信側中継装置２１との間の送信側経路３１および所望区間３０の網状態である。
【０１０６】
網状態計測部２Ｃでは、これら２つの網状態を元に、送信側中継装置１１と受信側中継装置２１との間の所望区間３０の網状態を算出する。この算出については、第２の実施の形態における算出方法と同様である。網状態送信部２Ｄでは、算出された所望区間３０のの網状態をパケット化し、網状態情報として送信側中継装置１１へと通知する。
送信側中継装置１１は、受信側中継装置２１からの網状態通知パケットを受信する。ここで受信する網状態は所望区間３０の網状態であり、この網状態が網状態特性記憶部１Ｄ、廃棄率推定部１Ｅ、および帯域算出部１Ｈに通知される。以降の動作は第２の実施の形態と同様である。
【０１０７】
このように、本実施の形態は、所望区間３０の網状態を求める方法が異なるものの、第２の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
なお、本実施の形態においては、第１および第２の実施の形態の場合と同様に要求パケットを用いて往復遅延時間を求めてもよいが、要求パケットではなく送信側網状態を通知するパケットを用いて往復伝播遅延時間を求めてもよい。
【０１０８】
［第４の実施の形態］
次に、図６および図７を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図６は、本発明の第４の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および送信側中継装置（送信側通信装置）の構成を示すブロック図である。図７は、本発明の第４の実施の形態にかかる通信システムで用いられる受信端末および受信側中継装置（受信側通信装置）の構成を示すブロック図である。なお、図６および図７において、前述した各図と同じまた同等部分には同一符号を付してある。
【０１０９】
前述した第１〜第３の実施の形態では、送信側中継装置１１により、所望区間３０のパケット廃棄率を算出する場合について説明した。本実施の形態では、受信側中継装置２１により、所望区間３０のパケット廃棄率を算出する場合について説明する。
【０１１０】
まず、図６を参照して、送信側中継装置１１について説明する。
送信側中継装置１１は、前述の図４と比較して、網状態特性記憶部１Ｄと廃棄率推定部１Ｅが省かれている。なお、他の機能部および送信端末１２については、前述とほぼ同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１１１】
次に、図７を参照して、受信側中継装置２１について説明する。
受信側中継装置２１は、全体してコンピュータにより各種ハードウェアを制御することにより実時間データのデータパケットを受信する受信側通信装置からなり、図５のパケット廃棄補償部２Ａ、実時間データ受信部２Ｂ、網状態計測部２Ｃ、網状態送信部２Ｄ、および送信側網状態受信部２Ｅに加え、網状態特性記憶部２Ｆと廃棄率推定部２Ｇが設けられている。これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。
【０１１２】
網状態特性記憶部２Ｆは、網状態計測部２Ｃで網状態として計測されたパケット廃棄率と待ち行列遅延時間とを網状態特性として記憶する機能を有している。廃棄率推定部２Ｇは、網状態特性記憶部２Ｆ内の網状態特性を用いて現在の網状態からパケット廃棄率を推定する機能を有している。なお、他の機能部および受信端末２２については、前述と同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１１３】
［第４の実施の形態の動作］
次に、図６および図７を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかる通信システムの動作について説明する。なお、本実施の形態にかかる通信システムの動作は、前述した第２の実施の形態とほぼ同様であり、冗長度の算出に用いるパケット廃棄率を送信側中継装置１１ではなく受信側中継装置２１で推定する点が異なるのみであるため、ここではこの点についてのみ説明を行う。
【０１１４】
受信側中継装置２１では、網状態計測部２Ｃにおいて、所望区間３０の現在の網状態の計測を行う。網状態特性記憶部２Ｆでは、計測した網状態とパケット廃棄率との関係を推定し記憶する。具体的には、特定の待ち行列遅延時間に対して、正常に受信したパケット数と廃棄されたパケット数の組の対応関係を網状態特性として記憶する。これにより、特定の待ち行列遅延時間を与えると、過去この待ち行列遅延時間の時に経験したパケット廃棄の確率が推定できる。廃棄率推定部２Ｇでは、計測した現在の待ち行列遅延時間を元に、網状態特性記憶部２Ｆを参照し、現在のパケット廃棄率を推定する。そして、網状態送信部２Ｄでは、計測した網状態と推定したパケット廃棄率をパケット化し、送信側中継装置１１へと通知する。
【０１１５】
送信側中継装置１１は、受信側中継装置２１からの網状態通知パケットを受信する。ここで受信した網状態を帯域算出部１Ｈに通知し、受信した推定廃棄率を冗長度決定部１Ｆに通知する。以降の動作は第２の実施の形態と同様である。
【０１１６】
このように、本実施の形態は、パケット廃棄率の推定方法が異なるものの、第２および第３の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【０１１７】
［第５の実施の形態］
次に、図８および図９を参照して、本発明の第５の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図８は、本発明の第５の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および送信側中継装置（送信側通信装置）の構成を示すブロック図である。図９は、本発明の第５の実施の形態にかかる通信システムで用いられる受信端末および受信側中継装置（受信側通信装置）の構成を示すブロック図である。なお、図８および図９において、前述した各図と同じまた同等部分には同一符号を付してある。
【０１１８】
本実施の形態は、第２の実施の形態と比較して、受信側中継装置２１に揺らぎ吸収バッファ２Ｈを設けた点が異なる。
揺らぎ吸収バッファ２Ｈは、パケット廃棄補償部２Ａから出力されたデータパケットおよび補償されたデータパケットの送信間隔を調整して出力する機能を有している。この機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。なお、他の機能部、受信端末２２、送信端末１２、および送信側中継装置１１については、前述とほぼ同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１１９】
［第５の実施の形態の動作］
次に、図８および図９を参照して、本発明の第５の実施の形態にかかる通信システムの動作について説明する。
受信側中継装置２１では、パケット廃棄補償部２Ａにおいて、廃棄されたパケットの補償処理を行った後、一旦全てのパケットを揺らぎ吸収バッファ２Ｈに格納する。揺らぎ吸収バッファ２Ｈでは、パケットの長期的な受信帯域を測定し、この帯域にしたがってバッファ内からパケットを取り出し、送信間隔を調整して受信端末２２へと出力する。
【０１２０】
このように、本実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の作用効果が得られるとともに、揺らぎ吸収バッファによって受信端末に到着するパケットの到着時間の変動を抑えることができ、さらなる品質の向上が期待できる。
【０１２１】
［第６の実施の形態］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第６の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図１０は、本発明の第６の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および送信側中継装置（送信側通信装置）の構成を示すブロック図である。図１１は、本発明の第６の実施の形態にかかる通信システムで用いられる受信端末および受信側中継装置（受信側通信装置）の構成を示すブロック図である。なお、図１０および図１１において、前述した各図と同じまた同等部分には同一符号を付してある。
【０１２２】
本実施の形態では、第２の実施の形態に加えて、実時間通信の品質を向上させるために非実時間通信のパケットを廃棄するようにしたものである。具体的には、受信側中継装置２１で検出した非実時間パケットの送信先アドレスに基づき、送信側中継装置１１で該当する非実時間パケットを廃棄している。
【０１２３】
まず、図１０を参照して、送信端末１２および送信側中継装置１１について説明する。
送信端末１２には、前述の図２と比較して、非実時間データ送信部１Ｊが追加して設けられている。非実時間データ送信部１Ｊは、非実時間データをパケット化して送信する機能を有している。
【０１２４】
送信側中継装置１１には、前述の図２と比較して、パケット振り分け部１Ｋ、送信先別網状態記憶部１Ｌ、およびパケット選択廃棄部１Ｍが追加して設けられている。パケット振り分け部１Ｋは、受信したパケットを実時間データと非実時間データとに振り分ける機能を有している。
送信先別網状態記憶部１Ｌは、送信先アドレス別に網内での待ち行列遅延時間を記憶する機能を有している。パケット選択廃棄部１Ｍは、受信した非実時間パケットの宛先アドレスを元に送信先別網状態記憶部１Ｌを参照することで当該パケットを廃棄するか否かを決定する機能を有している。
【０１２５】
次に、図１１を参照して、受信端末２２および受信側中継装置２１について説明する。
受信端末２２には、前述の図３と比較して、非実時間データ受信部２Ｋが追加して設けられている。非実時間データ受信部２Ｋは、非実時間パケットを受信する機能を有している。
受信側中継装置２１には、前述の図３と比較して、パケット振り分け部２Ｉ、および送信先アドレス記録部２Ｊが追加して設けられている。パケット振り分け部２Ｉは、受信したパケットを実時間データと非実時間データとに振り分ける機能を有している。送信先アドレス記録部２Ｊは、受信した非実時間パケットの送信先アドレスを取得する機能を有している。
【０１２６】
これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。なお、他の機能部については、前述とほぼ同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１２７】
［第６の実施の形態の動作］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第６の実施の形態にかかる通信システムの動作について説明する。なお、本実施の形態にかかる通信システムの動作は、前述した第２の実施の形態に加え、実時間通信の品質を向上させるために非実時間通信のパケットを廃棄するようにしたものである。ここではこの点についてのみ説明を行う。
【０１２８】
まず、受信側中継装置２１では、パケット振り分け部２Ｉにおいて非実時間通信のパケットの識別を行う。送信先アドレス記録部２Ｊでは、非実時間通信のパケットについて、その宛先アドレスを全て記録する。そして、網状態送信部２Ｄから網状態を送信側中継装置１１へと出力する際には、送信先アドレス記録部２Ｊで記録した送信先アドレスの組を合わせて出力する。
【０１２９】
送信側中継装置１１では、受信した網状態と送信先アドレスの組を送信先別網状態記憶部１Ｌにおいて記憶する。そして、送信側中継装置１１がパケットを受信した際、パケット振り分け部１Ｋにおいて非実時間通信のパケットを識別し、このパケットの宛先アドレスから、該パケットが通過する網の状態を送信先別網状態記憶部１Ｌを参照して得る。ここで得られた網状態が、予め定められた品質より悪い場合には、パケット選択廃棄部１Ｍにて該非実時間通信のパケットを廃棄する。
【０１３０】
非実時間通信のパケット廃棄の１つの方式としては、網内の待ち行列遅延時間の目標値を設定し、現在の待ち行列遅延時間が目標値の半分より小さければ非実時間通信のパケットは一切廃棄せず、現在の待ち行列遅延時間が目標値の半分より大きくなれば非実時間通信のパケット廃棄の確率を徐々に高くしてゆき、現在の待ち行列遅延時間が目標値を超えれば全ての非実時間通信のパケットを廃棄する方式が考えられる。また、別の方式としては、待ち行列遅延時間の代わりに、パケット廃棄率を使用する方式が考えられる。
【０１３１】
送信先アドレスに関しては、全ての送信先アドレスを保持、あるいは送信すると情報量が非常に多きなってしまう可能性がある。この場合、送信先アドレスを、ハッシュ関数を用いてＫ個（Ｋは正整数）のアドレスに縮退することで保持する情報量を削減し、Ｋビットのビットマップを用いて送信先アドレスを送信することにより送信データ量を削減することができる。
【０１３２】
このように、本実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の作用効果が得られるとともに、所望区間３０において実時間通信のパケット廃棄を補償することで、実時間通信の品質を向上する効果がある。
また、網の品質が劣化した際には、実時間通信と同じ網を通過する非実時間通信のパケットを廃棄することにより、実時間通信の品質を向上する効果がある。なお、本実施の形態においては、網状態を送信先別に保持することにより、送信側中継装置、あるいは受信側中継装置が複数台存在する場合でも、品質が劣化している実時間通信と同じ経路をとる非実時間通信のパケットを選択的に廃棄することができ、不必要に非実時間通信のパケットを廃棄してしまうことを防止することができる。
【０１３３】
［第７の実施の形態］
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の第７の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図１２は、本発明の第７の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および送信側中継装置（送信側通信装置）の構成を示すブロック図である。図１３は、本発明の第７の実施の形態にかかる通信システムで用いられる受信端末および受信側中継装置（受信側通信装置）の構成を示すブロック図である。なお、図１２および図１３において、前述した各図と同じまた同等部分には同一符号を付してある。
【０１３４】
本実施の形態では、第３の実施の形態に加えて、実時間通信の品質を向上させるために非実時間通信のパケットを廃棄するようにしたものである。具体的には、送信側中継装置１１で検出した非実時間パケットの送信元アドレスに基づき、受信側中継装置２１で該当する非実時間パケットを廃棄している。
【０１３５】
まず、図１２を参照して、送信端末１２および送信側中継装置１１について説明する。
送信端末１２には、前述の図４と比較して、非実時間データ送信部１Ｊが追加して設けられている。非実時間データ送信部１Ｊは、非実時間データをパケット化して送信する機能を有している。
送信側中継装置１１には、前述の図４と比較して、パケット振り分け部１Ｋ、および送信元アドレス記録部１Ｎが追加して設けられている。パケット振り分け部１Ｋは、受信したパケットを実時間データと非実時間データとに振り分ける機能を有している。送信元アドレス記録部１Ｎは、受信した非実時間パケットの送信元アドレスを取得する機能を有している。
【０１３６】
次に、図１３を参照して、受信端末２２および受信側中継装置２１について説明する。
受信端末２２には、前述の図５と比較して、非実時間データ受信部２Ｋが追加して設けられている。非実時間データ受信部２Ｋは、非実時間パケットを受信する機能を有している。
受信側中継装置２１には、前述の図５と比較して、パケット振り分け部２Ｉ、送信元別網状態記憶部２Ｌ、およびパケット選択廃棄部２Ｍが追加して設けられている。パケット振り分け部２Ｉは、受信したパケットを実時間データと非実時間データとに振り分ける機能を有している。送信元別網状態記憶部２Ｌは、送信元アドレス別に網内での待ち行列遅延時間を記憶する機能を有している。パケット選択廃棄部２Ｍは、受信した非実時間パケットの送元アドレスを元に送信元別網状態記憶部２Ｌを参照することで該パケットを廃棄するか否かを決定する機能を有している。
【０１３７】
これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。なお、他の機能部については、前述とほぼ同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１３８】
［第７の実施の形態の動作］
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の第７の実施の形態にかかる通信システムの動作について説明する。なお、本実施の形態にかかる通信システムの動作は、前述した第２の実施の形態に加え、実時間通信の品質を向上させるために非実時間通信のパケットを廃棄するようにしたものである。ここではこの点についてのみ説明を行う。
【０１３９】
まず、送信側中継装置１１では、パケット振り分け部１Ｋにおいて非実時間通信のパケットの識別を行う。送信元アドレス記録部１Ｎでは、非実時間通信のパケットについて、その送信元アドレスを全て記録する。そして、送信側網状態送信部１Ｉから網状態を受信側中継装置２１へと出力する際には、送信元アドレス記録部１Ｎで記録した送信元アドレスの組を合わせて出力する。
【０１４０】
受信側中継装置２１では、受信した送信元アドレスごとに、これに対応する網状態を送信元別網状態記憶部２Ｌにおいて記憶する。そして、受信側中継装置２１がパケットを受信した際、パケット振り分け部２Ｉにおいて非実時間通信のパケットを識別し、該パケットの送信元アドレスから、このパケットが通過してきた網の状態を送信元別網状態記憶部２Ｌを参照して得る。ここで得られた網状態が、予め定められた品質より悪い場合には、パケット選択廃棄部２Ｍにて当該非実時間通信のパケットを廃棄する。
【０１４１】
本実施の形態によれば、構成は異なるものの、第６の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【０１４２】
［第８の実施の形態］
次に、図１４および図１５を参照して、本発明の第８の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図１４は、本発明の第８の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および送信側中継装置（送信側通信装置）の構成を示すブロック図である。図１５は、本発明の第８の実施の形態にかかる通信システムで用いられる受信端末および受信側中継装置（受信側通信装置）の構成を示すブロック図である。なお、図１４および図１５において、前述した各図と同じまた同等部分には同一符号を付してある。
【０１４３】
本実施の形態では、前述した第２の実施の形態に加えて、網状態を示す各種情報を記憶するようにしたものである。
まず、図１４の送信側中継装置１１には、前述の図２と比較して、送信側網状態記憶部１Ｐと網状態記憶部１Ｑが追加して設けられている。送信側網状態記憶部１Ｐは、送信側経路３１の網状態を記憶する機能を有している。網状態記憶部１Ｑは、所望区間３０の網状態を記憶する機能を有している。
【０１４４】
次に、図１５の受信側中継装置２１には、前述の図３と比較して、受信側網状態記憶部２Ｎが追加して設けられている。受信側網状態記憶部２Ｎは、受信側経路３２の網状態を記憶する機能を有している。
この機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。なお、他の機能部については、前述とほぼ同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１４５】
［第８の実施の形態の動作］
次に、図１４および図１５を参照して、本発明の第８の実施の形態にかかる通信システムの動作について説明する。なお、本実施の形態にかかる通信システムの動作は、前述した第２の実施の形態に加え、網状態を示す各種情報を記憶するようにしたものである。ここではこの点についてのみ説明を行う。
【０１４６】
送信側中継装置１１では、送信側網状態計測部１Ｇにおいて計測される送信側経路３１の網状態を送信側網状態記憶部１Ｐで記憶し、網状態受信部１Ｃにおいて特定される所望区間３０の網状態を網状態記憶部１Ｑで記憶する。
受信側中継装置２１では、受信端末２２から送信される品質レポートと、網状態計測部２Ｃで計測される送信端末１２から受信側中継装置２１との間の送信側経路３１と所望区間３０との網品質の差分から、受信側中継装置２１と受信端末２２間の受信側経路３２の網品質を計測し、これを受信側網状態記憶部２Ｎで記憶する。
【０１４７】
このように、本実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の作用効果が得られるとともに、送信端末、送信側中継装置、受信側中継装置、そして受信端末の間の区間、すなわち送信側経路３１、所望区間３０、および受信側経路３２ごとに品質を記録しているため、実時間通信の品質劣化を検出した際には、送受信端末間のどの区間で品質劣化が発生しているかを容易に解析することができる。
【０１４８】
［第９の実施の形態］
次に、図１６および図１７を参照して、本発明の第９の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図１６は、本発明の第９の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および送信側中継装置（送信側通信装置）の構成を示すブロック図である。図１７は、本発明の第９の実施の形態にかかる通信システムで用いられる受信端末および受信側中継装置（受信側通信装置）の構成を示すブロック図である。なお、図１６および図１７において、前述した各図と同じまた同等部分には同一符号を付してある。
【０１４９】
本実施の形態では、前述した第６の実施の形態に加えて、送信側中継装置において非実時間通信を制限するようにしたものである。
まず、図１６の送信側中継装置１１には、前述の図１０と比較して、パケット選択廃棄部１Ｍの代わりに、ＴＣＰ受信部１ＲおよびＴＣＰ送信部１Ｓが追加して設けられている。ＴＣＰ受信部１Ｒは、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の始点で終端する機能を有している。ＴＣＰ送信部１Ｓは、ＴＣＰ受信部１Ｒで終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへ載せ換えて所望区間へ出力する機能を有している。
【０１５０】
これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。なお、他の機能部、送信端末１２、受信端末２２、および受信側中継装置２１については、前述とほぼ同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１５１】
［第９の実施の形態の動作］
次に、図１６および図１７を参照して、本発明の第９の実施の形態にかかる通信システムの動作について説明する。なお、本実施の形態にかかる通信システムの動作は、前述した第６の実施の形態に加え、送信側中継装置において非実時間通信を制限するようにしたものである。ここではこの点についてのみ説明を行う。
【０１５２】
送信側中継装置１１では、受信した網状態と送信先アドレスの組を送信先別網状態記憶部１Ｌにおいて記憶する。そして、送信側中継装置１１がパケットを受信した際、パケット振り分け部１Ｋにおいて非実時間通信のパケットを識別し、これがＴＣＰセッションに属していれば、そのＴＣＰセッションの終端処理をＴＣＰ受信部１Ｒで行う。そしてＴＣＰセッションを終端して得られたデータは再び別のＴＣＰを用いてＴＣＰ送信部１Ｓから本来の受信端末へと送信される。
【０１５３】
この際、ＴＣＰ送信部１Ｓで、そのセッションの送信先アドレスからセッションが通過する網状態を送信先別網状態記憶部１Ｌから得る。そして、得られた網状態に応じて別のＴＣＰセッションへの載せ換えを行う。例えば、網状態が悪ければ他のトラヒックに比べて低優先で帯域を使用するＴＣＰを用いたり、また通常のＴＣＰを用いるがそのパラメータは帯域利用を控える方向で再設定を行ったりすることが考えられる。
あるいは、ＴＣＰ受信部１Ｒで、ＴＣＰセッションの終端処理を行う際、そのセッションの送信先アドレスからセッションが通過する網状態を送信先別網状態記憶部１Ｌから得る。そして、その網状態に応じて、終端するＴＣＰセッションに与える受信バッファの量を制限する。
【０１５４】
このように、本実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様に、実時間通信のパケット廃棄を補償することで、実時間通信の品質を向上する効果がある。
また、本実施の形態では、網の品質が劣化した際、実時間通信と同じ網を通過する非実時間通信のトラヒック量をＴＣＰ制御を用いて制限することができ、実時間通信の品質を向上する効果がある。
【０１５５】
［第１０の実施の形態］
次に、図１８および図１９を参照して、本発明の第１０の実施の形態にかかる通信システムについて説明する。図１８は、本発明の第１０の実施の形態にかかる通信システムで用いられる送信端末および送信側中継装置（送信側通信装置）の構成を示すブロック図である。図１９は、本発明の第１０の実施の形態にかかる通信システムで用いられる受信端末および受信側中継装置（受信側通信装置）の構成を示すブロック図である。なお、図１８および図１９において、前述した各図と同じまた同等部分には同一符号を付してある。
【０１５６】
本実施の形態では、前述した第７の実施の形態に加えて、受信側中継装置において非実時間通信を制限するするようにしたものである。
まず、図１９の受信側中継装置２１には、前述の図１３と比較して、パケット選択廃棄部２Ｍの代わりに、ＴＣＰ受信部２ＰおよびＴＣＰ送信部２Ｑが追加して設けられている。ＴＣＰ受信部２Ｐは、所望区間を経由して非実時間通信を行っているＴＣＰセッションを所望区間の終点で終端する機能を有している。ＴＣＰ送信部２Ｑは、ＴＣＰ受信部２Ｐで終端したＴＣＰセッションのパケットを新たなＴＣＰセッションへ載せ換えて出力する機能を有している。
【０１５７】
これら各機能部は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサ（図示せず）で記憶部（図示せず）からプログラムを読み込んで実行することにより、ハードウェアとプログラムとを協働させて実現されるが、それぞれ回路で構成してもよい。なお、他の機能部、受信端末２２、送信端末１２、および送信側中継装置１１については、前述とほぼ同様であり、ここでの説明は省略する。
【０１５８】
［第１０の実施の形態の動作］
次に、図１８および図１９を参照して、本発明の第１０の実施の形態にかかる通信システムの動作について説明する。なお、本実施の形態にかかる通信システムの動作は、前述した第６の実施の形態に加え、送信側中継装置において非実時間通信を制限するようにしたものである。ここではこの点についてのみ説明を行う。
【０１５９】
受信側中継装置２１では、受信した送信元アドレスに対して、これに対応する網状態を送信元別網状態記憶部２Ｌにおいて記憶する。そして、受信側中継装置２１がパケットを受信した際、パケット振り分け部２Ｉ4において非実時間通信のパケットを識別し、これがＴＣＰセッションに属していれば、該ＴＣＰセッションの終端処理をＴＣＰ受信部２Ｐで行う。そしてＴＣＰセッションを終端して得られたデータは再び別のＴＣＰセッションを用いてＴＣＰ送信部２Ｑから本来の受信端末へと送信される。
【０１６０】
この際、ＴＣＰ送信部２Ｑは、そのセッションの送信元アドレスからセッションが通過してきた網状態を送信元別網状態記憶部２Ｌから得る。そして、得られた網状態に応じた輻輳制御を行う別のＴＣＰセッションへの載せ換えを行う。
あるいは、ＴＣＰ受信部２Ｐで、ＴＣＰセッションの終端処理を行う際、そのセッションの送信元アドレスからセッションが通過してきた網状態を送信元別網状態記憶部２Ｌから得る。そして、その網状態に応じて、終端するＴＣＰセッションに与える受信バッファの量を制限する。なお、網状態が悪ければ、現在既に使用している受信バッファ量に加えて、網状態に応じたわずかな量のバッファ量を加え、これを新たな受信バッファ量としてもよい。
【０１６１】
本実施の形態によれば、構成は異なるものの、第９の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【０１６２】
［各実施の形態の拡張］
前述した各実施の形態では、所望区間の両端に、送信端末と受信端末との組、あるいは送信側中継装置と受信側中継装置との組を配置した場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、送信端末と受信側中継装置との組、あるいは送信側中継装置と受信端末との組を所望区間の両端に配置した場合にも、本発明の各実施の形態を前述と同様にして適用できる場合があり、同様の作用効果が得られる。
【０１６３】
また、前述した各実施の形態では、パケット廃棄率推定部でデータパケットの冗長度を決定するのに用いるパケット廃棄率を推定する際、網状態特性記憶部に記憶されている網状態特性を参照して、網状態計測部で計測された新たな待ち行列遅延時間から所望のパケット廃棄率を推定する場合を例として説明したが、パケット廃棄率の推定に用いる待ち行列遅延時間や網状態特性については、これに限定されるものではない。
【０１６４】
例えば、パケット廃棄率推定部において、網状態特性記憶部に記憶されている網状態特性を参照して、網状態計測部で計測された新たな待ち行列遅延時間からその次の待ち行列遅延時間を推定し、得られた次の待ち行列遅延時間から網状態特性記憶部に記憶されている網状態特性を参照して所望のパケット廃棄率を推定するようにしてもよい。
あるいは、網状態特性記憶部において、網状態特性を導出する際、網状態計測部で計測されたパケット廃棄率とこのパケット廃棄率より所定時間前に網状態計測部で計測された待ち行列遅延時間との組に基づき網状態特性を導出し、この網状態特性を参照してパケット廃棄率推定部で所望のパケット廃棄率を推定するようにしてもよい。
【０１６５】
これにより、上記いずれの場合についても、パケット廃棄率を推定する際、所望区間で任意の時点に計測された待ち行列時間遅延から、次の時点における所望区間でのパケット廃棄率、すなわち推定された冗長度に基づき生成された冗長パケットが所望区間に出力される時点におけるパケット廃棄率を推定することができる。したがって、所望区間からの待ち行列遅延時間の計測、あるいは待ち行列遅延時間の通知に遅れが生じる場合でも、その遅れ時間を解消でき、実際の所望区間の網状態に応じた冗長度を決定できる。
【０１６６】
なお、これら構成については、前述した第１の実施の形態のように通信装置が送受信端末から構成される場合であっても、前述した第２の実施の形態のように通信装置が中継装置から構成される場合であっても同様に適用できる。
さらには、前述した第２の実施の形態のようにパケット廃棄率を送信側中継装置で推定する場合であっても、前述した第４の実施の形態のようにパケット廃棄率を受信側中継装置で推定する場合であっても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および受信端末の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および送信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる通信システムの受信端末および受信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および送信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる通信システムの受信端末および受信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および送信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態にかかる通信システムの受信端末および受信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および送信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態にかかる通信システムの受信端末および受信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および送信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態にかかる通信システムの受信端末および受信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および送信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態にかかる通信システムの受信端末および受信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第８の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および送信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第８の実施の形態にかかる通信システムの受信端末および受信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第９の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および送信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第９の実施の形態にかかる通信システムの受信端末および受信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第１０の実施の形態にかかる通信システムの送信端末および送信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第１０の実施の形態にかかる通信システムの受信端末および受信側中継装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１０，１２…送信端末（送信側通信装置）、１１…送信側中継装置（送信側通信装置）、１Ａ…実時間データ送信部、１Ｂ…冗長パケット生成部、１Ｃ…網状態受信部、１Ｄ…網状態特性記憶部、１Ｅ…廃棄率推定部、１Ｆ…冗長度決定部、１Ｇ…送信側網状態計測部、１Ｈ…帯域算出部、１Ｉ…送信側網状態送信部、１Ｊ…非実時間データ送信部、１Ｋ…パケット振り分け部、１Ｌ…送信先別網状態記憶部、１Ｍ…パケット選択廃棄部、１Ｎ…送信元アドレス記録部、１Ｐ…送信側網状態記憶部、１Ｑ…網状態記憶部、１Ｒ…ＴＣＰ受信部、１Ｓ…ＴＣＰ送信部、２０，２２…受信端末（受信側通信装置）、２１…受信側中継装置（受信側通信装置）、２Ａ…パケット廃棄補償部、２Ｂ…実時間データ受信部、２Ｃ…網状態計測部、２Ｄ…網状態送信部、２Ｅ…送信側網状態受信部、２Ｆ…網状態特性記憶部、２Ｇ…廃棄率推定部、２Ｈ…揺らぎ吸収バッファ、２Ｉ…パケット振り分け部、２Ｊ…送信先アドレス記録部、２Ｋ…非実時間データ受信部、２Ｌ…送信元別網状態記憶部、２Ｍ…パケット選択廃棄部、２Ｎ…受信側網状態記憶部、２Ｐ…ＴＣＰ受信部、２Ｑ…ＴＣＰ送信部、３０…所望区間、３１…送信側経路、３２…受信側経路。
【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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【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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