(57)【要約】本発明は、パケットの損失を引き起こすエラーを導入することがあり、パケットが可変の通過時間を有するネットワークを通じたデータパケットの伝送に関するものである。本発明は、輻輳のための損失と伝送エラーによる損失を識別し、輻輳の場合にパケットの再送信のための少なくとも特定の要求を停止することを有する。
2005523603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット送信手段を有する送信機と、
パケット損失を引き起こすエラーを導入することがあり、パケットが可変の通過時間を有する伝送ネットワークと、
パケット受信手段と、損失パケット検出手段と、損失パケットの再送信を要求するための再送信要求手段と、前記通過時間を推定するための推定手段と、前記通過時間が少なくとも１つの所定の基準をもはや満たさない程度に増加したときに、少なくとも特定の損失パケットのための前記再送信要求手段を停止するための制御手段とを有する受信機と
を有する伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記パケットが、多様な可能な重要度からの重要度を有し、
前記損失パケットの前記重要度の関数として前記再送信要求手段を停止するために、前記制御手段が提供されることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の伝送システムであって、
パケットが送信時に送信され、受信時に受信されると、前記送信機が、その後のパケットと以前のパケットの送信時を分離する送信間隔を計算するための計算手段を有し、
前記送信間隔が、前記その後のパケットで伝送され、
前記通過時間を推定するための前記推定手段が、前記その後のパケットと前記以前のパケットの受信時を分離する受信間隔を計算するための計算手段と、前記受信間隔と前記送信間隔との差を計算するための計算手段とを有することを特徴とする伝送システム。
【請求項４】
パケット損失を引き起こすエラーを導入することがあり、パケットが可変の通過時間を有する伝送ネットワークを介して伝送されるパケットを受信するための手段と、
損失パケットを検出するための手段と、
損失パケットの再送信を要求するための再送信要求手段と、
前記通過時間を推定するための手段と、
前記通過時間が少なくとも１つの所定の基準をもはや満たさない程度に増加したときに、少なくとも特定の損失パケットのための前記再送信要求手段を停止するための制御手段と
を有する受信機。
【請求項５】
請求項４に記載の受信機であって、
パケットが送信時に送信され、受信時に受信されると、前記通過時間を推定するための推定手段が、その後のパケットと以前のパケットの受信時を分離する受信間隔を計算するための計算手段と、前記その後のパケットの送信時と前記以前のパケットの送信時を分離する送信間隔と前記受信間隔との差を計算するための計算手段とを有し、
前記送信間隔が前記その後のパケットに含まれることを特徴とする受信機。
【請求項６】
請求項４に記載の受信機であって、
前記パケットが、多様な可能な重要度からの重要度を有し、
前記損失パケットの前記重要度の関数として前記再送信要求手段を停止するために、前記制御手段が提供されることを特徴とする受信機。
【請求項７】
パケット損失を引き起こすエラーを導入することがあり、パケットが可変の通過時間を有する伝送ネットワークを介して伝送されるパケットを受信する方法であって、
損失パケット検出ステップと、
通過時間推定ステップと、
前記通過時間の関数として損失パケットの再送信要求を行うか否かを決定するステップであって、前記通過時間が少なくとも１つの所定の基準をもはや満たさない程度に増加したときに、少なくとも特定の損失パケットの再送信要求が行われないステップと
を少なくとも有する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
パケットが送信時に送信され、受信時に受信されると、前記通過時間の推定ステップが、その後のパケットと以前のパケットの受信時を分離する受信間隔を計算するステップと、前記その後のパケットと前記以前のパケットの送信時を分離する送信間隔と前記受信間隔との差を計算するステップとを有し、
前記送信間隔が前記その後のパケットに含まれることを特徴とする方法。
【請求項９】
プログラムがプロセッサにより実行されると、請求項７又は８に記載のパケット受信方法を実施するための命令を有するプログラム。
【請求項１０】
パケットが可変の通過時間を有する伝送ネットワークを介して受信機にパケットを送信するための手段を有する送信機であって、
前記パケットが送信時に送信され、受信時に受信され、
前記送信機が、その後のパケットと以前のパケットの送信時を分離する送信間隔を計算するための計算手段と、前記通過時間を計算するための前記受信機による使用を目的として、前記その後のパケットで前記送信間隔を送信するための送信手段とを有する送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット送信手段を有する送信機と、パケットの損失を引き起こすエラーを導入することがあり、パケットが可変の通過時間を有する伝送ネットワークと、パケット受信手段を有する受信機と、損失パケット検出手段と、損失パケットの再送信を要求するための手段とを有する伝送システムに関するものである。
【０００２】
本発明はまた、前記の伝送システムで使用されることを目的とした送信機と受信機に関するものである。
【０００３】
本発明は、前記の受信機で使用されることを目的としたパケット受信方法に関するものであり、プロセッサにより実行されると前記の受信方法を実施するための命令を有するプログラムに関するものである。  
【０００４】
本発明は、特にインターネットネットワークを介した移動受信機への音声データ又は映像データの伝送に適用される。
【背景技術】
【０００５】
David  LeonとViktor  Varsaにより記載され、インターネットアドレス“search.ietf.org/internet-drafts/draft-leon-rtp-retransmission-02.txt”のIETFのインターネットサイトで2002年3月に公表された“”という題の文献は、パケットの再送信について議論する。特に、パケットの再送信がネットワークの輻輳のリスクを増加させることが、パラグラフ6に説明されている。パケットの損失が輻輳によるものである場合、再送信の要求により反応することは、輻輳を更に増加させる。これに関連して、損失パケットの数が大きくなりすぎると再送信をもはや使用しないことが提案されている。
【０００６】
損失パケットの数の増加は、この先行技術文献では輻輳の指標として使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ネットワークの輻輳を監視し、輻輳の場合に反応するその他の方法を提案する目的を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本発明による伝送システムは、パケット送信手段を有する送信機、パケット損失を引き起こすエラーを導入することがあり、パケットが可変の通過時間を有する伝送ネットワーク、及び、パケット受信手段と、損失パケット検出手段と、損失パケットの再送信を要求するための手段と、前記通過時間を推定するための手段と、前記通過時間が少なくとも１つの所定の基準をもはや満たさない程度に増加したときに、少なくとも特定の損失パケットのための前記再送信要求手段を停止するための制御手段とを有する受信機とを有する。
【０００９】
本発明による受信機は、パケット損失を引き起こすエラーを導入することがあり、パケットが可変の通過時間を有する伝送ネットワークを介して伝送されるパケットを受信するための手段と、損失パケットを検出するための手段と、損失パケットの再送信を要求するための手段と、前記通過時間を推定するための手段と、前記通過時間が少なくとも１つの所定の基準をもはや満たさない程度に増加したときに、少なくとも特定の損失パケットの再送信のための前記要求手段を停止するための制御手段とを有する。
【００１０】
パケット損失を引き起こすエラーを導入することがあり、パケットが可変の通過時間を有する伝送ネットワークを介して伝送されるパケットを受信するための本発明による方法は、損失パケットを検出するための手段と、損失パケットの再送信を要求するための手段と、前記通過時間を推定するための手段と、前記通過時間が少なくとも１つの所定の基準をもはや満たさない程度に増加したときに、少なくとも特定の損失パケットの再送信のための前記要求手段を停止するための制御手段とを有する。
【００１１】
従って、本発明は、輻輳の指標としてネットワークを通じた通過時間を利用する。輻輳の検出は受信機のレベルで行われ、それにより輻輳の場合に受信機が特定の損失パケットのための再送信の要求を少なくとも行わないことを決定することができる。
【００１２】
有利には、パケットはいくつかの可能な重要度からの重要度を有するため、損失パケットの重要度の関数として前記再送信を要求するための手段を停止するために、前記制御手段が提供される。
【００１３】
受信機の反応は、例えば進行的である。輻輳の始まりが検出されると、受信機は最も重要でないパケットの再送信の要求をもはや行わないことを決定する。その決定は、輻輳が増加すると、重要度の昇順の他のパケットに進行的に拡張される。
【００１４】
有利には、パケットが送信時に送信され、受信時に受信されると、通過時間の推定は、その後のパケットと以前のパケットの受信時を分離する受信間隔を計算し、前記その後のパケットと前記以前のパケットの送信時を分離する送信間隔と前記受信間隔の差を計算することにより行われ、前記送信間隔は前記その後のパケットに含まれる。
【００１５】
このため、本発明による送信機は、その後のパケットと以前のパケットの送信時を分離する送信間隔を計算するための計算手段と、前記通過時間を計算するための前記受信機による使用を目的として、前記その後のパケット送信間隔の送信手段とを有する。
【発明の効果】
【００１６】
この計算モードは、正確な推定を作るという利点を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の前記及び他の態様が、以下に説明される実施例を参照して、非限定的な例を用いて明らかになり、説明される。
【００１８】
本発明は、送信機と受信機の間でパケットを伝送するための伝送システムに関するものである。送信機は受信機にデータパケットを送信する。受信機は損失データパケットを検出し、少なくとも特定の損失データパケットに関する再送信の要求を送信機に送信する。
【００１９】
図１は、本発明による伝送システムの例を示したものであり、本発明に関して送信機の機能を実行するサーバ10と、伝送ネットワーク20と、本発明に関して受信機の機能を実行する端末30とを有する。
【００２０】
伝送ネットワーク20は、例えばGPRSネットワーク又はUMTSネットワークのようなセルラーネットワークの形式である。サーバ10は、インターネットネットワークのようなパケット型ネットワークにアクセスするリンク40を用いて、伝送ネットワーク20に接続される。端末30は、無線リンク50を用いてセルラーネットワークに接続される。
【００２１】
この種類の伝送ネットワークにおいて、パケット損失はパケット伝送ネットワークの輻輳、又は無線リンクにより導入される伝送エラーのいずれかから生じる。実際に、
−パケット伝送ネットワークの輻輳の場合、伝送ネットワークの装置のバッファメモリは満杯であり、到達する新しいパケットは破棄される；
−無線リンクは本質的に信頼性がない。それが送信パケットに多すぎるエラーを導入すると、そのエラーは訂正されることができず、パケットが損失したと判断される。
【００２２】
サーバ10は、ブロック100により表されるデータ源VSSと、ブロック103により表される送受信装置TX1/RX1と、ブロック104により表される再送信メモリMEMと、ブロック105により表され、ワーキングメモリWM1とプログラムメモリPM１とプロセッサC1とを有するマイクロプロセッサ・アセンブリE1とを有する。
【００２３】
データ源VSSにより作られたデータは、マイクロプロセッサ・アセンブリE1のレベルでパケットに入れられる。このように形成されたパケットは、送受信装置TX1/RX1に伝送され、その送受信装置TX1/RX1からリンク40を介して伝送ネットワーク20上で伝送される。いくつかの場合に、パケットが損失すると損失パケットが再送信されなければならない。そのような再送信を可能にするために、送信パケットの内容の少なくとも一部が、データメモリMEMに格納される。
【００２４】
端末30は、ブロック301により表された送受信装置TX3/RX3と、ブロック302により表されたデータ宛先ユニットVSDと、ブロック303により表され、ワーキングメモリWM3とプログラムメモリWM3とプロセッサC3とを有するマイクロプロセッサ・アセンブリE3とを有する。
【００２５】
例えば、データ源VSSは、映像シーケンス源と、MPEG-4形式のコーダとを有する。伝送されるパケットに含まれるデータは、MPEG-4形式で符号化されたデータである。データ宛先ユニットVSDは、MPEG4形式のデコーダと、映像シーケンス読取器とを有する。
【００２６】
プログラムメモリPM1とPM3は、図２に関して説明される本発明による伝送方法を実施するためのプログラムコード命令を含むプログラム又はプログラムのセットG1とG3をそれぞれ有する。
【００２７】
サーバ10と端末30との間の伝送は、有利にはRTP形式の転送プロトコルを利用することにより実施される。RTP転送プロトコルは、IETFにより公表された文献RFC1889に記載されている。特に：
−RFC1889のパラグラフ5に記載された形式のデータパケットで、有用なデータがサーバ10から端末30に伝送される。
−前記データは、特に“連続番号”と呼ばれるフィールドを含むヘッダを有する。そのフィールドに含まれる連続番号SNは、所定のデータセッションRTPでデータパケットが伝送される毎に１つずつ増加される。データパケットの連続で１つ以上のデータパケットの損失の検出のために、受信機により利用されることが意図される。例えば、受信機が連続番号36を備えたパケットと、それに続いて連続番号40を備えたその他のパケットを受信すると、このことから連続番号37と38と39を含むパケットが損失したことを推論する。パケットのフィールドSNは、そのパケットの再送信を可能にするために、メモリMEMに格納されなければならない。
−前記データはまた、有用なデータ（すなわち、ここに記載された例では発信源VSSにより作られたデータ）を含む“ペイロード”と呼ばれるペイロード・フィールドを有する。パケットの“ペイロード”フィールドは、そのパケットの再送信を可能にするために、メモリMEMに格納される。
−再送信要求は、RFC1889のパラグラフ6に記載された形式の制御パケットで、端末30からサーバ10に送信される。
【００２８】
元のパケットと再送信パケットは、同じRTPセッションを共有し、又は２つの異なるRTPセッションを使用して送信されることがある。
【００２９】
以下の説明において、元のパケットと再送信パケットを送信するために、２つの異なるセッションが使用されることが検討される。連続番号SNがiと等しいRTPパケットは、P(i)と呼ばれる。
【００３０】
有利には、受信機のレベルで通過時間の推定を可能にするために、パケットP(i)で送信間隔Δ(i)が送信される。この送信間隔は、パケットP(i)の送信時t(i)と、以前に送信されたパケットP(i-j)の送信時P(i-j)との差を示す。例えば、j=1ではΔ(i)=t(i)-t(i-1)である。時間間隔Δ(i)は、例えばRTPヘッダ拡張と呼ばれ、RFC1889のパラグラフ5.3.1に定められたRTPパケットのヘッダの拡張の32ビットのフィールドで伝送される。
【００３１】
本発明によると、通過時間は受信パケットに基づいて定期的に推定される。パケットの損失が検出されると、損失パケットの再送信の要求を行うか否かを決定するために、通過時間の現在の値が使用される。
【００３２】
図２は、本発明によるパケット受信方法の第１の例を示したものである。図２によると前記の方法は、
−前記に定められた送信間隔Δ(i)を含むパケットP(i)を受信するステップS1と、
−パケットP(i)の通過時間の推定TT(i)を計算するステップS2と（この例ではjは1であると考えられる）、
（なお、TT(i)= R(i)-R(i-1)-Δ(i)であり、R(i)とR(i-1)はパケットP(i)とP(i-1)の受信時である）
−受信パケットに含まれる連続番号の観察により、損失パケットP(k)を検出するステップS3と、
−ネットワークを通じた通過時間の推定TT(i)の現在の値と、所定の閾値Xとを比較するステップS4と
を有する。
TT(i)＜Xの場合、ステップS5でパケットP(k)の再送信要求RRが送信される。
TT(i)≧Xの場合、輻輳が伝送ネットワークに現れていると受信機がみなし、パケットP(k)の再送信の要求が行われない。
【００３３】
本発明のその他の実施例において、再送信の要求を行うか否かの決定は、伝送ネットワークを通じた通過時間に依存するのみならず、例えば多様な可能な重要度からパケットP(k)に割り当てられた重要度の損失パケットP(k)に依存する。
【００３４】
重要度は、例えば受信機のレベルで伝送される各パケットに割り当てられる。送信パケットは、１つ又は多様な他のパケットに関連する重要度を有する１つ又は多様なフィールドを（例えば前述のヘッダRTPの拡張に）有するように構成される。例えば、各送信パケットP(i)は、送信P(i-1),...,P(i-N)の順に上位にあるN個のパケットに関連するN個の重要度IL(i-1),...,IL(i-N)を有する。
【００３５】
伝送されるデータがMPEG-4形式で符号化されたデータである場合、パケットの重要度は、例えばそのパケットで伝送されるデータを符号化するために使用された符号化モードの関数である。MPEG-4標準は、３つの符号化モードを提供する。
−画像自体を含む情報にのみ基づいて、画像が符号化される符号化モードI（イントラ符号化）
−時間で先行する参照画像を利用することにより、画像が符号化される符号化モードP（予測符号化）
−時間で先行する参照画像と時間で後に生じる参照画像とに基づいて、画像が符号化される符号化モードB（双方向予測符号化）
符号化モードIの使用を介して符号化された画像は、その損失が参照画像としての役割をする符号化用の画像の再構成を妨げるため、特に重要である。従って、有利な方法では、サーバは符号化モードIによる符号化画像に、符号化モードPに従って符号化された画像より高い重要度を割り当てる。同様に、符号化モードBに従って符号化された画像より高い重要度が、符号化モードPに従って符号化された画像に帰する。
【００３６】
本発明による受信方法の第２の例のフローチャートが図３に表され、再送信要求を行うか否かの決定が、パケットの重要度を考慮するものである。図３によると、前記の受信方法は、
−前記に定められた送信間隔Δ(i)と、送信P(i-1),...,P(i-N)の順に上位にあるN個のパケットに関連するN個の重要度IL(i-1),...,IL(i-N)とを有するパケットP(i)を受信するステップS10と、
−パケットP(i)の通過時間TT(i)を推定するステップS20と、
（なお、TT(i)=R(i)-R(i-1)-Δ(i)であり、R(i)とR(i-1)はパケットP(i)とP(i-1)の受信時である）
−受信パケットに含まれる連続番号の観察により、損失パケットP(k)を検出するステップS30と、
−損失パケットP(k)の後に正確に受信された第１のパケットP(k+m)において、損失パケットP(k)の重要度IL(k)を回復するステップS35と、
−このように回復された重要度IL(k)の関数としての損失パケットP(k)と、通過時間TT(i)の現在の値に関係する再送信の要求RRを送信するか否かを決定するステップS40と
を有する。
例えば、
TT(i)≧X2の場合、パケットP(k)の再送信要求が行われない。
X1≦TT(i)＜X2且つIL(k)＞Y2の場合、ステップS50でパケットP(k)の再送信要求が送信される。
X0＜TT(i)＜X1且つIL(k)＞Y1の場合（Y1はY2より低い重要度を表す）、ステップS50でパケットP(k)の再送信要求が送信される。
【００３７】
この例では、受信機の反応は進行的である。輻輳の始まりが検出されると（通過時間が第１の閾値X0を越えるが、第２の閾値X1に及ばない）受信機は、重要度がY1より低いパケットの再送信要求をもはや行わないことを決定する。通過時間が第２の閾値X1以上になると、前記の決定がY2より低い重要度を有するパケットまで拡張される。通過時間が第３の閾値X2以上になると、前記のことが最終的に全てのパケットに適用される。この進行性の機構は、ここでは一例として説明されている。他の進行性の機構も使用されることがある。
【００３８】
本発明は、例を用いて説明された実施例に限定されない。本発明の範囲内に留まりつつ、変更又は改良が行われることがある。
【００３９】
更に具体的には、ネットワーク上で伝送される再送信要求の数を制限するためにここで説明されたもの以外に、他の基準が適用されることがある。
【００４０】
ネットワークを通じた通過時間を推定する他の形態もまた使用されることがある。例えば、送信間隔Δ(i)が、重要なパケット又は非常に重要なパケットについてのみ伝送されることが可能である。
【００４１】
元のパケットと再送信パケットを転送するために、単一のセッションRTPを利用することも可能である。その場合に、前述の通過時間の計算形態が使用される場合には、その場合に再送信パケットの連続番号が元のパケットの連続番号と等しいため、通過時間を計算するために再送信パケットが使用される必要がない。従って、再送信パケットで送信間隔を伝送しないことが可能になる。
【００４２】
本発明は、MPEG-4形式で符号化されたデータの伝送に限定されない。それは伝送データの形式とは無関係である。
【００４３】
特許請求の範囲において、“有する”という動詞は、他の要素、手段又はステップの使用が除外されないことを意味するものとして使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による伝送システムの例を表す図である。
【図２】本発明による受信方法の第１の例のフローチャートである。
【図３】本発明による受信方法の第２の例のフローチャートである。
【図１】
2005523603.tif 000003
【図２】
2005523603.tif 000004
【図３】
2005523603.tif 000005
【国際調査報告】
2005523603.tif 000006
2005523603.tif 000007
2005523603.tif 000008