(57)【要約】  本発明は、データパケットをベースとするデータ伝送をタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送に変換するステップと、データパケットを変換バッファメモリ（３）に格納するステップを有するデータ変換方法に関する。本発明によれば、１つのタイムインターバルＴｘ中、変換バッファメモリ（３）内のデータパケットが閾値（ｔ＞０）を決して下回らなければ、このタイムインターバルＴｘの終了時に１つのデータパケットが廃棄される。本発明はさらにデータ変換システムにも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データパケットをベースとするデータ伝送（１，７）をタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送（４，８）に変換するステップと、データパケットを変換バッファメモリ（３）に格納するステップを有するデータ変換方法において、
１つのタイムインターバルＴｘ中、変換バッファメモリ（３）内のデータパケットが閾値ｔ＞０を決して下回らなければ、該タイムインターバルＴｘの終了時に１つのデータパケットを廃棄することを特徴とする、
データ変換方法。
【請求項２】
変換時にデータパケットを廃棄すると、少なくともタイムインターバルＴｑだけ低減された伝送遅延が変換時に生じる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
データパケットの個数がｔ＝１のとき、タイムインターバルＴｘ中、常に少なくとも１つのデータパケットが変換バッファメモリ（３）内に存在している場合のみ、１つのデータパケットを廃棄する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
関連し合う２つの連続するデータパケットが到来したとき、および／または１つのデータパケットが他のデータパケットがなければ役に立たないとき、前記閾値ｔを２以上にセットする、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
タイムインターバルＴｘ中、変換バッファメモリ（３）内のデータパケットが２以上である閾値ｔを決して下回らなければ、２つのデータパケットを廃棄する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
データパケットをベースとするデータ伝送をＡＡＬ２（Asynchronous Transfer Mode Adaption Layer Type 2）標準に従い実行する、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
タイムスロットで同期合わせされる伝送を時分割多重方式に従い実行する、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
データは音声データである、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
データパケットはサブレイヤのパケットたとえばＣＰＳ（Common Part Sub-Layer）パケットである、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
変換手段（２）と、データパケットを記憶する変換バッファメモリ（３）が設けられており、データパケットをベースとするデータ伝送をタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送に変換するデータ変換システムにおいて、
１つのタイムインターバルＴｘ中、変換バッファメモリ（３）内のデータパケットが閾値ｔ＞０を決して下回らなければ、該タイムインターバルＴｘの終了時にデータパケットが廃棄されることを特徴とする、
データ変換システム。
【請求項１１】
データパケットの廃棄を制御する制御装置（５）が設けられている、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
変換時に１つのデータパケットが廃棄されると、少なくともタイムインターバルＴｑだけ低減された伝送遅延が変換時に生じる、請求項１０または１１記載のシステム。
【請求項１３】
データパケットの個数がｔ＝１のとき、タイムインターバルＴｘ中、常に少なくとも１つのデータパケットが変換バッファメモリ（３）内に存在していた場合のみ、１つのデータパケットが廃棄される、請求項１０から１２のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１４】
関連し合う２つの連続するデータパケットが到来したとき、および／または１つのデータパケットが他のデータパケットがなければ役に立たないとき、前記閾値ｔが２以上にセットされる、請求項１０から１３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１５】
タイムインターバルＴｘ中、変換バッファメモリ（３）内のデータパケットが２以上である閾値ｔを決して下回らなければ、２つのデータパケットが廃棄される、請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
パケットをベースとするデータ伝送がＡＡＬ２（Asynchronous Transfer Mode Adaption Layer Type 2）標準に従い実行される、請求項１０から１５のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１７】
タイムスロットで同期合わせされる伝送が時分割多重方式に従い実行される、請求項１０から１６のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１８】
データは音声データである、請求項１０から１７のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１９】
データパケットはサブレイヤのパケットたとえばＣＰＳ（Common Part Sub-Layer）パケットである、請求項１０から１８のいずれか１項記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ変換方法およびデータ変換システムに関する。
【０００２】
ディジタルデータ伝送のために、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）ネットワークの利用される範囲がますます広がってきている。ＡＴＭネットワークとは高速セル中継サービスのことであり、そのようなサービスにおいては多数のデータ形式が１つの共通の通信媒体を介して伝送される。伝送のためにたいていは１つの連続したビットストリームがＡＴＭセルに変換され、ＡＴＭネットワークを介して送信され、ついで再び１つの連続ビットストリームに変換される。この場合、各ＡＴＭセルには同数のバイトが含まれている。この理由で、相前後するセル間のタイムインターバルを一定にしてＡＴＭセルが生成される。
【０００３】
とはいえＡＴＭネットワークは、送信されるセルとセルの間でいくらかの時間遅延を引き起こす。このことに起因して１つのＡＴＭネットワーク内で伝送後、後続のセルとの間のタイムインターバルが変動する。
【０００４】
ＡＴＭセルから連続ビットストリームへの変換が１番目のセルの受信後に開始されるケースでは、２番目のセルは１番目のセルよりも大きい遅延をもつ可能性がある。したがってこのケースでは、第２のセルが必要とされるときにそれを得ることができない。このことにより伝送停止状態が引き起こされ、その結果、データ内容を含まないバイトを挿入する必要が生じてくる。この理由で慣用的なやり方では、１番目のセルが受信される時点よりも前ではＡＴＭセルから連続ビットストリームへの逆変換が開始されず、最大時間遅延に相当する遅延期間後にはじめて開始される。このため変換にあたり、ＡＴＭセルをそれが必要とされる期間バッファリングできるようにする目的でバッファメモリが必要とされる。その際、バッファメモリのサイズを十分大きく選定する必要がある。バッファメモリサイズの選定を小さくしすぎると、受信したＡＴＭセルを廃棄しなければならないケースが生じる可能性がある。
【０００５】
同じことは原則的に、ＡＡＬ（ATM Adaption Layer Type 2）ネットワークにおいても生じる。ＡＡＬ２は、ITU-T勧告1. 363. 2において仕様の規定されているＡＴＭレイヤである。ＡＡＬ２によれば、効率的な帯域幅利用、音声圧縮のサポート、低ノイズ性の識別もしくは低減、空の音声チャネルの消去、個々のＡＴＭコネクションにおいて帯域幅の変化する複数の音声チャネルの提供といったフィーチャがサポートされる。
【０００６】
圧縮音声伝送の場合、各ＡＡＬ２パケットには１６０ｂｙｔｅの非圧縮音声サンプリングデータが含まれている。各コネクションに対するＡＡＬ２パケットは２０ｍｓごとに生成される。ついでそれらのパケットは、ＡＴＭネットワークもしくはＡＡＬ２ネットワークにおいて伝送される。ネットワーク内でのＡＡＬ２パケット遅延のばらつきに起因して、データ変換すなわちＡＡＬ２パケットから時分割多重データ流への変換にあたり後続のパケットとの間のタイムインターバルが変動する。この場合、２０ｍｓごとに１６０ｂｙｔｅということは毎秒６４ｋｂｉｔに相当する。この理由で１番目のＡＡＬ２パケットの到来時点に変換を始めることはできず、所定の時間遅延後にはじめて開始できるようになる。ＡＡＬ２パケット遅延を１０ｍｓに制限できれば、変換遅延はたとえば１０ｍｓになる。
【０００７】
しかしながら、ＡＡＬ２パケットを１０ｍｓよりも長い遅延を伴って受信した場合には問題が発生する。このようなケースでは慣用のやり方によればデータ内容の含まれない１６０ｂｙｔｅが変換装置によって挿入される。その結果、この時点からは時分割多重されたすべてのバイトが２０ｍｓの付加的な遅延をもつことになる。
【０００８】
このような問題点を解消する可能性として挙げられるのは、変換メモリのメモリ容量を最大で１パケットに制限することである。１つのパケットだけが１０ｍｓを超える遅延を有しているならば、そのパケットは過度に遅れて到来し、データ内容の含まれないバイトによって置き換えられる。次のパケットは消去され、ついで再び通常のデータ伝送が行われる。
【０００９】
とはいうものの各パケットが９ｍｓ〜１１ｍｓという遅延のばらつきをもっているならば、１つおきにパケットが廃棄され、データ内容を含まない１つのパケットがそのつど挿入されることになる。
【００１０】
１番目のケースでは小さいバッファメモリは利点となるし、２番目のケースではそれが欠点となる。
【００１１】
同じ問題はＡＴＭとＩＰ（Internet Protocol）のネットワークにおいても生じる。
【００１２】
したがって本発明の課題は、時間遅延の低減されたデータ変換方法およびデータ変換システムを提供することにある。
【００１３】
この課題は請求項１記載の特徴を備えたデータ変換方法ならびに請求項１０記載の特徴を備えたデータ変換システムによって解決される。従属請求項には本発明の実施形態が示されている。
【００１４】
本発明によるデータ変換方法には、パケットをベースとするデータ伝送をタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送へ変換するステップと、データパケットを変換バッファメモリに記憶させるステップが含まれている。
【００１５】
パケットをベースとするデータ伝送をたとえば非同期データ伝送方式殊にＡＴＭとすることができる。ただし原則的に本発明はパケットをベースとするいかなる種類のデータ伝送でも使用可能である。タイムスロットで同期合わせされるデータ伝送は有利には、時分割多重で同期合わせされるデータ伝送である。
【００１６】
データパケットは変換バッファメモリに一時記憶される。変換バッファメモリは原則的にいかなる種類の記憶媒体であってもよい。
【００１７】
パケットをベースとするデータ伝送からタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送への変換にあたり伝送遅延を低減する目的で、タイムインターバルＴｘ中に変換バッファメモリ内のパケットが閾値ｔ＞０を決して下回らないとき、このタイムインターバルの終了時に１つのパケットが廃棄される。この場合、変換時に１つのデータパケットが廃棄されると、伝送遅延は少なくとも１つのタイムインターバルＴｑだけ減少する。ここでＴｑは、信号源において相前後する２つのパケットの間隔である。ここでシステム全体にとって伝送遅延の低減は、限定的に発生するパケット損失よりも重要である。タイムインターバルＴｘの経過後、変換が行われる。ついで新たなタイムインターバルＴｘが始まり、この方法が繰り返される。
【００１８】
ＡＡＬ２ネットワークの場合、タイムインターバルＴｘはたとえば２０秒である。したがって２０秒というこのような１つのタイムインターバルは１０００個のタイムインターバルＴｑ＝２０ｍｓに対応する。同様に他のネットワークについても、ＴｘとＴｑに関して別の値が得られる。
【００１９】
本発明の１つの実施形態によれば、変換バッファメモリ内のデータパケット数の閾値がｔ＝１であるとき、長さＴｘの１つのタイムインターバル中に常に少なくとも１つのデータパケットが変換バッファメモリ内にあった場合のみ、１つのデータパケットが廃棄される。
【００２０】
本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、関連し合う２つの連続したデータパケットが到来するとき、および／またはある１つのデータパケットが他のデータパケットがないと役に立たないとき、閾値ｔが２以上にセットされる。データパケットが常にペアになって到来し、１つのパケット自体単独では役立たないようなデータサービスが存在する。そのようなデータサービスとはたとえばＡＡＬ２パケットであれば、パケットがペアとして送信されるときのブロードバンドＡＭＲ（適応型マルチレート）が該当する。
【００２１】
タイムインターバルＴｘ中、変換バッファメモリ内のデータパケットが２以上である閾値ｔを決して下回らなければ、２つのデータパケットが廃棄される。ただしその場合でも、ＡＴＭ標準またはＩＰ標準に従ってデータ伝送を行うことができる。
【００２２】
さらに別の有利な実施形態によれば、パケットをベースとするデータ伝送をＡＡＬ２（Asynchronous Transfer Mode Adaption Layer Type 2）標準に従って行うことができる。その際、変換すべきデータは有利には音声データである。ただし原則的にいかなる種類のデータであってもよい。
【００２３】
１つの別の実施形態によればパケットはサブレイヤのパケットであり、たとえばＣＰＳ（Common Part Sub-Layer）パケットである。ＡＡＬ２パケットは２つのサブレイヤに分割することができる。これらのサブレイヤは、コンバージョンサブレイヤ（CS, Conversion Sub-Layer）およびセグメンテーション＆リアセンブリ（SAR, Segmentation and Re-Assembly）と呼ばれる。さらにＣＳは２つのサブレイヤに分割することができ、すなわちいわゆるコモンパートサブレイヤ（CPS, Common Part Sub-Layer）とサービス固有コンバージョンサブレイヤ（Service Specific Conversion Sub-Layer）とに分割することができる。ＣＰＳの使用によって広帯域リソースの効率的な利用が保証される。
【００２４】
本発明はデータ変換システムにも関する。パケットをベースとするデータ伝送をタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送へ変換するデータ変換システムは、変換手段とデータパケット記憶用の変換バッファメモリを有している。変換手段において、パケットデータがタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送に変換される。
【００２５】
１つの有利な実施形態によればシステムにはさらに、データパケットの廃棄を制御する制御装置が含まれている。ここで制御装置をたとえばマイクロコントローラとすることができる。
【００２６】
データ変換システムの個々の構成要素を１つの装置内に配置してもよいし、別々に配置してもよい。
【００２７】
本発明はＡＴＭデータ変換、ＡＡＬ２データ変換、あるいはＩＰデータ変換に制約されるものではない。原則的に本発明をいかなる種類のデータ変換にも適用可能であり、同期データトラフィックから非同期データトラフィックへ、ついで再び同期データトラフィックへ変換される形式のいかなる種類のデータ変換にも適用可能である。
【００２８】
次に、添付の図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。以下に示す特徴ならびにすでに述べた特徴は、言及した組み合わせだけにかぎらず単独でもあるいは他の組み合わせにおいても発明の本質となり得るものである。また、明細書全体ならびに特許請求の範囲において方法に関して記載したすべての特徴は、システムに関しても発明の本質となり得るものであり、また、その逆も成り立つ。
【００２９】
図１は、パケットベースのデータ伝送からタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送へ変換するためのシステムを示す図である。
【００３０】
図１に示されている実施例は、ＡＡＬ２フォーマットからＴＤＭ（Time Division Multiplex）データへの変換を行うデータ変換システムである。
【００３１】
図１には、ＡＴＭネットワーク１、変換バッファメモリ３を備えたデータ変換カード２、ＴＤＭネットワーク４ならびに制御装置５が示されている。データ変換カード２、変換バッファメモリ３、制御装置５という要素をこのように配置することは必須ではない。さらにたとえば変換バッファメモリ３を変換カード２の外部に設けることも考えられるし、あるいはたとえば制御装置５を変換カード２に設けることも考えられる。
【００３２】
外部データ流６はＡＴＭネットワーク１を介して伝送される。この目的でデータ流６をＡＴＭ−ＡＡＬ２パケットに変換する必要がある。ついでＡＡＬ２パケットは矢印７で示されているように変換カード２へ供給される。
【００３３】
変換バッファメモリ内に記憶場所が存在しているならば、変換すべきＡＡＬ２パケットはそこに一時記憶される。時間インターバルＴｘ（たとえばＴｘ＝２０ｓ）中に常に最小数のパケットが変換バッファメモリ内に存在していたのであれば、このタイムインターバルＴｘの終了時に１つのパケットが廃棄される。
【００３４】
制御装置５はＡＡＬ２パケットの廃棄を制御する。この目的で制御装置５はＡＴＭネットワーク１から情報１１を受け取る。さらに制御装置５は変換カード２ないしは変換バッファメモリ３と通信を行い、もしくはそれらを制御する。その際に制御装置５は変換バッファメモリ３を継続的に監視し、ないしはタイムインターバルＴｘを考慮する。ＡＡＬ−２パケットの制御もしくは廃棄により、変換にあたり少なくとも１つのタイムインターバルのぶんだけ伝送遅延が低減される。変換後、データがＴＤＭデータストリームとしてＴＤＭネットワーク４へ供給される。以降、これらのデータを任意に転送可能である。
【００３５】
変換のため、以下のステップを実行する必要がある：
ＡＡＬ２音声データパケットが変換にあたり適時に到来しなければ、いかなる音声も出力されず、つまりミューティングが生じる。
【００３６】
変換カードにＡＡＬ２パケットが到来したとき、変換バッファメモリが満杯でなければ（たとえば４つのパケットよりも少ないパケットしか待機していなければ）、このパケットは変換バッファメモリに格納される。変換バッファメモリが満杯であれば、そのパケットが廃棄される。
【００３７】
ＣＰＳパケットがコネクションの待ち行列から取り出される場合、さらに取り出し後に待ち行列が閾値ｔ＞０よりも小さければ、コネクション固有の変数ＱがＴＲＵＥにセットされる。変数Ｑは状態ＴＲＵＥと状態ＦＡＬＳＥをとることができ、初期状態ではＱはＴＲＵＥにセットされている。
【００３８】
各コネクションに対しＴｘ秒間隔で（もしくはＴＸは２０ｍｓのＣＰＳパケットごと）で、以下のことが発生する。すなわち変数ＱがＦＡＬＳＥであれば、１つのＣＰＳパケットが各コネクション待ち行列から廃棄される。次にいずれの場合でも変数ＱがＦＡＬＳＥにセットされる。ついで上述の手順がそれ相応に繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】パケットベースのデータ伝送からタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送へ変換するためのシステムを示す図である。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年1月15日(2004.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
このような問題点を解消する可能性として挙げられるのは、変換メモリのメモリ容量を最大で１パケットに制限することである。１つのパケットだけが１０ｍｓを超える遅延を有しているならば、そのパケットは過度に遅れて到来し、データ内容の含まれないバイトによって置き換えられる。次のパケットは消去され、ついで再び通常のデータ伝送が行われる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
とはいうものの各パケットが９ｍｓ〜１１ｍｓという遅延のばらつきをもっているならば、１つおきにパケットが廃棄され、データ内容を含まない１つのパケットがそのつど挿入されることになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
１番目のケースでは小さいバッファメモリは利点となるし、２番目のケースではそれが欠点となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
同じ問題はＡＴＭとＩＰ（Internet Protocol）のネットワークにおいても生じる。FR-A-2 803 466（Ｄ１）から、到来するデータパケットのための待ち行列を備えた受信インタフェースを有する装置が知られている。また、EP-A-0 921 666（Ｄ２）により公知の音声の受信ないしは再生によれば、音声はデータパケットによりインターネットプロトコルに従い機能する通信システムを介して伝送される。さらにWO 01 33787 A（Ｄ３）から、パケット交換ネットワーク内でいわゆるジッタマネージメントを行うためのシステムならびにコンピュータプログラム製品が知られている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
したがって本発明の課題は、時間遅延の低減されたデータ変換方法およびデータ変換システムを提供することにある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この課題は請求項１記載の特徴を備えたデータ変換方法ならびに請求項１０記載の特徴を備えたデータ変換システムによって解決される。従属請求項には本発明の実施形態が示されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明によるデータ変換方法には、パケットをベースとするデータ伝送をタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送へ変換するステップと、データパケットを変換バッファメモリに記憶させるステップが含まれている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
データパケットをベースとするデータ伝送をタイムスロットで同期合わせされるデータ伝送に変換するデータ変換システムにおいて、
変換手段（２）とデータパケットを記憶する変換バッファメモリ（３）とが設けられており、これによって１つのタイムインターバルＴｘ中、前記変換バッファメモリ（３）内のデータパケットが閾値ｔ＞０を下回ることがなければ、該タイムインターバルＴｘの終了時にデータパケットが廃棄されることを特徴とする、
データ変換システム。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
データパケットが廃棄されたとき、少なくともタイムインターバルＴｑだけ低減された伝送遅延が変換時に生じる、請求項１０または１１記載のシステム。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
データパケット数がｔ＝１のとき、タイムインターバルＴｘ中、常に少なくとも１つのデータパケットが変換バッファメモリ（３）内に存在していたならば１つのデータパケットが廃棄される、請求項１０から１２のいずれか１項記載のシステム。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
関連し合う２つの連続するデータパケットが到来するケースでは、および／または１つのデータパケットが他のデータパケットがなければ役に立たないケースでは、前記閾値（ｔ）が２以上にセットされている、請求項１０から１３のいずれか１項記載のシステム。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
タイムインターバルＴｘ中、変換バッファメモリ（３）内のデータパケットが２以上である閾値（ｔ）を決して下回らなければ、２つのデータパケットが廃棄される、請求項１４記載のシステム。
【国際調査報告】
2005515710.tif 000004
2005515710.tif 000005
2005515710.tif 000006
2005515710.tif 000007
2005515710.tif 000008
2005515710.tif 000009