(57)【要約】【課題】誤り訂正パケットの帯域内で利用可能な最良の誤り訂正能力を発揮することが可能なデータ送信装置を提供する。【解決手段】メディアパケットとこれに基づく複数の異なる誤り訂正能力を有するFECパケットを予め生成して対応付けて記憶部１０に記憶しておき、誤り訂正強度出力部６０がメディア比率とMTUサイズとに基づいて、誤り訂正パケットの送信に用いる帯域で送信可能な最良の誤り訂正能力Ｍを求め、これに対応するFECパケットをパケットストリーム読出部７０がメディアパケットとともに記憶部１０から読み出して、通信部５０が送信するようにしたものである。【選択図】      図１
2008172465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに収容される局装置を介して、前記ネットワークを通じたデータ送信を行うデータ送信装置において、
メディアをパケットデータ化したメディアパケットと、このメディアパケットを複数の異なる誤り訂正能力でそれぞれ誤り訂正する誤り訂正データをそれぞれパケットデータ化した複数の誤り訂正パケットとを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記局装置への１回の送信で送信可能なデータ量を検出する検出手段と、
前記局装置との通信で用いる帯域幅と、この帯域幅のうち前記メディアパケットの送信に必要な帯域幅と、前記検出手段が検出したデータ量とに基づいて、前記記憶手段が記憶する複数の誤り訂正パケットのうち、前記帯域幅の残る帯域で送信可能で、かつ最良の誤り訂正能力の誤り訂正パケットを選択する選択手段と、
この選択手段が選択した誤り訂正パケットと、この誤り訂正パケットに前記記憶手段で対応付けられたメディアパケットを送信する送信手段とを具備することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項２】
ネットワークに収容される局装置を介して、前記ネットワークを通じたデータ送信を行うデータ送信装置において、
メディアをパケットデータ化したメディアパケットを複数の異なる誤り訂正能力でそれぞれ誤り訂正する複数の誤り訂正データを生成する訂正データ生成手段と、
この訂正データ生成手段が生成した複数の誤り訂正データを、それぞれパケットデータ化して複数の誤り訂正パケットを生成するパケット化手段と、
前記局装置への１回の送信で送信可能なデータ量を検出する検出手段と、
前記局装置との通信で用いる帯域幅と、この帯域幅のうち前記メディアパケットの送信に必要な帯域幅と、前記検出手段が検出したデータ量とに基づいて、前記パケット化手段が生成した複数の誤り訂正パケットのうち、前記帯域幅の残る帯域で送信可能で、かつ最良の誤り訂正能力を有する誤り訂正パケットを選択する選択手段と、
この選択手段が選択した誤り訂正パケットと、このパケットに対応するメディアパケットを送信する送信手段とを具備することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項３】
ネットワークに収容される局装置を介して、前記ネットワークを通じたデータ送信を行うデータ送信装置において、
メディアをパケットデータ化してメディアパケットを生成する第１パケット化手段と、
この第１パケット化手段が生成したメディアパケットを、複数の異なる誤り訂正能力でそれぞれ誤り訂正する複数の誤り訂正データを生成する訂正データ生成手段と、
この訂正データ生成手段が生成した複数の誤り訂正データを、それぞれパケットデータ化して複数の誤り訂正パケットを生成する第２パケット化手段と、
前記局装置への１回の送信で送信可能なデータ量を検出する検出手段と、
前記局装置との通信で用いる帯域幅と、この帯域幅のうち前記メディアパケットの送信に必要な帯域幅と、前記検出手段が検出したデータ量とに基づいて、前記第２パケット化手段が生成した複数の誤り訂正パケットのうち、前記帯域幅の残る帯域で送信可能で、かつ最良の誤り訂正能力を有する誤り訂正パケットを選択する選択手段と、
この選択手段が選択した誤り訂正パケットと、前記第１パケット化手段が生成したメディアパケットを送信する送信手段とを具備することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記局装置への１回の送信で送信可能なデータ量と、通信相手が通信する局装置との間で１回の受信で受信可能なデータ量とを求め、これらのデータ量のうち、大きい方のデータ量を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のデータ送信装置。
【請求項５】
ネットワークに収容される局装置を介して、前記ネットワークを通じたデータ送信を行うデータ送信装置において、
メディアをパケットデータ化したメディアパケットに対して異なる誤り訂正能力の１つを選択して誤り訂正する誤り訂正データを生成する訂正データ生成手段と、
この訂正データ生成手段が生成した誤り訂正データを、それぞれパケットデータ化して訂正パケットを生成するパケット化手段と、
前記局装置への１回の送信で送信可能なデータ量を検出する検出手段と、
前記局装置との通信で用いる帯域幅と、この帯域幅のうち前記メディアパケットの送信に必要な帯域幅と、前記検出手段が検出したデータ量とに基づいて、前記帯域幅の残る帯域で送信可能で、かつ最良の誤り訂正能力を選択する選択手段と、
この選択手段が選択した誤り訂正能力に基づいた誤り訂正パケットと、このパケットに対応するメディアパケットを送信する送信手段とを具備することを特徴とするデータ送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、前方誤り訂正したパケット化データを送信するデータ送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデータ送信装置は、パケットが欠落するパス(例えばルータ)の最大パケットサイズに収まるように、メディアパケットおよび誤り訂正パケットを生成するようにしている（例えば、特許文献１参照）。そして、このデータ送信装置では、パケットが欠落するパスのMAC層において１回の転送で送信できる最大のパケットサイズ（MTU：Maximum Transmission Unit）を、メディアパケットおよび誤り訂正パケットのサイズを決定するのに使用している。
【０００３】
また周知のように、誤り訂正パケットが必要とする帯域幅は、メディアパケットの帯域幅と誤り訂正能力だけでなく、メディアパケットの最大サイズによっても変化する。例えば、携帯電話網においては、基地局と端末間の電波状況によって無線区間の伝送状況が変化するため、これによりメディアパケットの最大サイズが変化する。
【０００４】
しかしながら、最大パケットサイズのみに追随させて誤り訂正パケットの帯域幅を変化させても、誤り訂正パケットが伝送不能になったり（過剰の場合）、あるいは本来実現することのできる誤り訂正能力を発揮しない（過小の場合）場合があった。
【特許文献１】特開２００４−２８９４３１公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のデータ送信装置では、最大パケットサイズのみに追随させて誤り訂正パケットの帯域幅を変化させても、誤り訂正パケットが伝送不能になったり（過剰の場合）、あるいは本来実現することのできる誤り訂正能力を発揮しない（過小の場合）場合があった。    この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、誤り訂正パケットを送るための帯域内で利用可能な最良の誤り訂正能力を発揮することが可能なデータ送信装置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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、ネットワークに収容される局装置を介して、ネットワークを通じたデータ送信を行うデータ送信装置において、メディアをパケットデータ化したメディアパケットと、このメディアパケットを複数の異なる誤り訂正能力でそれぞれ誤り訂正する誤り訂正データをそれぞれパケットデータ化した複数の誤り訂正パケットとを対応付けて記憶する記憶手段と、局装置への１回の送信で送信可能なデータ量を検出する検出手段と、局装置との通信で用いる帯域幅と、この帯域幅のうちメディアパケットの送信に必要な帯域幅と、検出手段が検出したデータ量とに基づいて、記憶手段が記憶する複数の誤り訂正パケットのうち、帯域幅の残る帯域で送信可能で、かつ最良の誤り訂正能力の誤り訂正パケットを選択する選択手段と、この選択手段が選択した誤り訂正パケットと、この誤り訂正パケットに記憶手段で対応付けられたメディアパケットを送信する送信手段とを具備して構成するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
以上述べたように、この発明では、局装置との通信で用いる帯域幅と、この帯域幅のうちメディアパケットの送信に必要な帯域幅と、局装置への１回の送信で送信可能なデータ量とに基づいて、複数の誤り訂正パケットのうち、帯域幅の残る帯域で送信可能で、かつ最良の誤り訂正能力の誤り訂正パケットを、上記メディアパケットとともに送信するようにしている。
【０００８】
したがって、この発明によれば、誤り訂正パケットを送るための帯域内で利用可能な最良の誤り訂正能力の誤り訂正パケットを送信するので、最良の誤り訂正能力を発揮することが可能なデータ送信装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。  
図１は、この発明の一実施形態に係わる送信側装置１００の構成と、この装置が適用されるシステムの構成を示すものである。ここで、このシステムは、携帯電話システムを例に挙げて説明する。
【００１０】
送信側装置１００および受信側装置５００は、携帯電話機である。送信側装置１００は、基地局２００と無線通信し、受信側装置５００は、基地局４００と無線通信する。そして、送信側装置１００は、基地局２００と無線通信し、交換網３００および基地局４００を通じて、受信側装置５００にパケットデータを送信する。
【００１１】
データ送信装置は、記憶部１０と、映像符号化部２０と、メディアパケット生成部３０と、誤り訂正パケット生成部４０と、通信部５０と、誤り訂正強度出力部６０と、パケットストリーム読出部７０とを備えている。
【００１２】
記憶部１０は、予めメディアパケット生成部３０から与えられたメディアパケットを記憶する。このため、予め映像符号化部２０は、映像信号を符号化し、これをメディアパケット生成部３０がメディアパケット化する。映像符号化部２０の映像符号化方式としては、例えばH.264を採用し、またメディアパケット生成部３０のパケット化方式としては、RTP(the real-time transport protocol)などを採用する。以下の説明では、これらの方式を採用するものとし、記憶部１０は、RTPパケットを記憶するものとする。
【００１３】
また記憶部１０は、図２に示すように、RTPパケット１１〜１ｎにそれぞれ対応付けて、RTPパケット１１〜１ｎ毎に互いに異なる誤り訂正能力を有するFEC(Forward Error Correction)パケット１１１〜１１ｍ、１２１〜１２ｍ、…、１ｎ１〜１ｎｍを対応付けて記憶する。
【００１４】
ここで、誤り訂正能力とは、例えば、受信側で誤りを訂正できる数を示しており、FECパケット１１１〜１１ｍ、１２１〜１２ｍ、…、１ｎ１〜１ｎｍは、誤り訂正パケット生成部４０が、RTPパケット１１〜１ｎにそれぞれ基づいて生成する。すなわち、誤り訂正パケット生成部４０は、RTPパケット１１に基づいて、互いに異なる誤り訂正能力を有するFECパケット１１１〜１１ｍを生成する。RTPパケット１２〜１ｎについても同様にして、１２１〜１２ｍ、…、１ｎ１〜１ｎｍを生成する。
【００１５】
図３に、誤り訂正パケット生成部４０の誤り訂正パケットの生成方式の一例を示す。この例では、ｌ（エル）個からなるRTPパケット間で対応するビットに誤り訂正符号（XORによるパリティ、リード・ソロモン符号など）を掛けることで、FECパケットを生成している。
【００１６】
ｌ個からなるRTPパケットのMTU(Maximum Transmission Unit)サイズに満たない部分は、「０」とみなして誤り訂正符号化するため、FECパケットのサイズは、FECパケットの基となるRTPパケットの最大サイズ（MTU）によって決まる。
【００１７】
これによりFECパケットの帯域がRTPパケットの帯域に単純に比例せず、RTPパケットに含まれる映像の帯域が同じであっても、MTUサイズをどのように設定するかによってFECパケットの帯域が異なる。すなわち映像の帯域が同じであっても、RTPパケットのサイズ（その基となっている無線区間のMTU）が異なると、所定の誤り訂正パケットの帯域で利用可能な誤り訂正強度が異なる。
【００１８】
通信部５０は、基地局２００と無線通信するものであって、後述する誤り訂正強度出力部６０から入力されるパケットデータを基地局２００に無線送信する。また通信部５０は、基地局２００との間で所定のプロトコルにしたがい、MTUサイズ（送信側MTUサイズ）を決定する。また通信部５０は、同様にして、基地局４００と受信側装置５００との間で決定されたMTUサイズ（受信側MTUサイズ）を取得する。
【００１９】
そして通信部５０は、このようにして取得した２つのMTUサイズ（送信側MTUサイズと受信側MTUサイズ）のうち、大きい方のMTUサイズを採用して通信を行う。また採用したMTUサイズを誤り訂正強度出力部６０に通知する。
【００２０】
MTUサイズの定義はプロトコル層によって異なるが、例えばW-CDMA網においては、RLC-PDUにおけるフレームサイズをMTUサイズと規定しており、上位プロトコル（RTPなど）はMTUサイズからヘッダオーバヘッド（RTPヘッダなど）を除いた値を用いる。
【００２１】
誤り訂正強度出力部６０は、誤り訂正能力毎に、MTUサイズとメディア比率の関係を示すデータを記憶している。メディア比率とは、図４に示すように、送信に用いる総帯域に対して、RTPパケットが占有する帯域（メディアパケット帯域）の割合を示すものであって、残りの帯域は、FECパケットの送信に用いられる誤り訂正パケット帯域である。
【００２２】
上記データの一例を図５に示す。ここでは、説明を簡明にするためにグラフとして示すが、実際には、このグラフに基づくテーブルを記憶する。なお、図５に示す例では、３つの誤り訂正能力の場合を例示しているが、上記テーブルは、前述の記憶部１０が記憶するFECパケットの誤り訂正能力に対応するものであり、図２の例に対応させる場合には、ｍ通りの誤り訂正能力について示すデータを記憶する。
【００２３】
そして、誤り訂正強度出力部６０は、送信に先立って予め規定されたメディア比率と、通信部５０から通知されるMTUサイズとに基づいて、最良の能力が得られる誤り訂正能力Ｍを選択し、これをパケットストリーム読出部７０に通知する。図５に示す例では、通信部５０から通知されたMTUサイズが例えば1280[byte]で、予め規定されたメディア比率が50[%]であった場合、誤り訂正強度出力部６０は、メディア比率50[%]を超え、なおかつ誤り訂正能力が最良である「８誤り訂正可能」な誤り訂正能力をＭとして選択する。
【００２４】
パケットストリーム読出部７０は、記憶部１０から、送信すべきRTPパケットを順次読み出すとともに、読み出したRTPパケットに対応付けられたFECパケットのうち、誤り訂正強度出力部６０から通知された誤り訂正能力Ｍに対応するFECパケットを読み出し、これら読み出したデータを誤り訂正強度出力部６０を通じて、通信部５０に出力する。
【００２５】
次に、上記構成の送信側装置１００の動作について説明する。図６は、送信側装置１００の送信時の処理を示すフローチャートであって、１フレーム毎に繰り返し実行される。
【００２６】
まずステップ６ａにおいて通信部５０は、基地局２００と無線通信し、基地局２００との間でMTUサイズ（送信側MTUサイズ）を決定するとともに、受信側装置５００と基地局４００との間で決定されたMTUサイズ（受信側MTUサイズ）を取得し、ステップ６ｂに移行する。
【００２７】
ステップ６ｂにおいて通信部５０は、ステップ６ａで取得した送信側MTUサイズと受信側MTUサイズのうち、大きい方のMTUサイズを選択し、これを誤り訂正強度出力部６０に通知し、ステップ６ｃに移行する。
【００２８】
ステップ６ｃにおいて誤り訂正強度出力部６０は、前回のフレームでの処理の際に通信部５０から通知されたMTUサイズと、今回のステップ６ｂにより通知されたMTUサイズが等しいか否かを判定する。ここで、MTUサイズが等しい場合には、ステップ６ｅに移行し、一方、等しくない場合には、ステップ６ｄに移行する。
【００２９】
ステップ６ｄにおいて誤り訂正強度出力部６０は、この時点で規定されているメディア比率と、ステップ６ｂで通知されたMTUサイズとに基づいて、最良の能力が得られる誤り訂正能力Ｍを選択し、これをパケットストリーム読出部７０に通知して、ステップ６ｅに移行する。
【００３０】
ステップ６ｅにおいてパケットストリーム読出部７０は、次に送信すべきメディアパケットを読み出すとともに、このメディアパケットに対応付けられたFECパケットのうち、誤り訂正能力Ｍに対応するFECパケットを読み出し、これらのパケットデータを誤り訂正強度出力部６０を通じて、通信部５０に出力する。
【００３１】
なお、ステップ６ｄを経由した場合には、ステップ６ｄで選択された誤り訂正能力Ｍに対応するFECパケットを読み出し、ステップ６ｃからステップ６ｄを介さずに移行した場合には、前回読み出しに用いた誤り訂正能力Ｍに対応するFECパケットを読み出す。
【００３２】
ＭＴＵサイズが変化した場合は、メディアから生成されるＲＴＰパケットも変化する。そのためＭＴＵサイズの変更時点と、誤り訂正符号化対象となるＲＴＰパケット集合の境界が一致する必要がある。この対処法として、特定種類のフレーム（キーフレームなど）をＲＴＰパケット集合の境界とする方法がある。すなわちキーフレームの直前のフレームから生成したＲＴＰパケット集合のパケット数が、誤り訂正符号化に必要なＲＴＰパケット数に満たない場合は、サイズ０のＲＴＰパケットがあるとみなして誤り訂正符号化を行い、ＦＥＣパケットを生成する。
【００３３】
ステップ６ｆにおいて通信部５０は、ステップ６ｅでパケットストリーム読出部７０が読み出したメディアパケットおよびFECパケットを基地局２００に無線送信し、当該処理を終了し、次のフレームのパケット送信に備える。
【００３４】
以上のように、上記構成の送信側装置１００では、メディアパケットとこれに基づく複数の異なる誤り訂正能力を有するFECパケットを予め生成して対応付けて記憶しておき、メディア比率とMTUサイズとに基づいて、FECパケットの送信に用いる帯域で送信可能な最良の誤り訂正能力Ｍを求め、これに対応するFECパケットを送信するようにしている。
【００３５】
したがって、上記構成の送信側装置１００によれば、誤り訂正パケットの帯域内で利用可能な最大の誤り訂正能力を発揮することができる。またこれに伴い、メディアパケットの欠落を回復できる確率を最大にすることができるため、受信側装置５００の再生品質を向上させることができる。
【００３６】
なお、フレーム毎に誤り訂正能力を変更しても、メディアパケットを変更する必要はなく、FECパケットのヘッダ以降（ペイロード）については、生成済のメディアパケットを記憶部１０から選択するだけで済むため、送信時に計算が必要となる誤り訂正符号は、FECパケットのヘッダのみである。そのため、MTUサイズの変化に伴って発生する処理量は、画像符号化および誤り訂正符号生成に比べて少ない。
【００３７】
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３８】
その一例として例えば、上記実施の形態では、記憶部１０を備えて、これにメディアパケットと複数のFECパケットを対応付けて予め記憶しておくようにしたが、カメラなどからの入力画像をリアルタイムでエンコードして送信する場合にも適用できる。その一例を図７に示す。
【００３９】
カメラ８０が撮影し、これによって得られた映像信号は、映像符号化部２０によって符号化され、そしてメディアパケット生成部３０によりメディアパケット化され、メディアパケットが得られる。このメディアパケットは、誤り訂正パケット生成部４１に出力される。
【００４０】
一方、誤り訂正強度出力部６０は、送信に先立って予め規定されたメディア比率と、通信部５０から通知されるMTUサイズとに基づいて、最良の能力が得られる誤り訂正能力Ｍを選択し、これを誤り訂正パケット生成部４１に通知する。
【００４１】
これに対して誤り訂正パケット生成部４１は、入力されたメディアパケットについて、誤り訂正能力Ｍに対応するFECパケットを生成し、これを上記メディアパケットとともに、誤り訂正強度出力部６０を通じて、通信部５０に出力する。これにより通信部５０は、上記メディアパケットおよびFECパケットを基地局２００に無線送信する。
【００４２】
これによれば、撮像したばかりの映像を逐次符号化して送信するので、ライブ中継のようにリアルタイム符号化が必須であるメディアストリームの送信に好適し、受信側装置５００での再生品質を向上することができる。
【００４３】
そしてまた、上記実施の形態では、メディア比率とMTUサイズとに基づいて、誤り訂正パケットの送信に用いる帯域で送信可能な最良の誤り訂正能力Ｍを求めるようにしたが、メディア比率に代わって、通信に用いる総帯域と、メディアパケットの送信に必要な帯域とに基づいて、FECパケットの送信に用いることが可能な帯域を求め、この帯域とMTUサイズとに基づいて、最良な誤り訂正能力Mを求めることも可能である。
【００４４】
また上記実施の形態では、無線通信を例に挙げて説明したが、有線通信に適用することも可能である。そしてまた、メディアの一例として、映像信号を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、音声信号や、音声信号と映像信号を含む信号であってもよい。    その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明に係わるデータ送信装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示したデータ送信装置の記憶部が記憶するデータの一例を示す図。
【図３】図１に示したデータ送信装置の誤り訂正パケット生成部の動作を説明するための図。
【図４】図１に示したデータ送信装置の誤り訂正強度出力部の動作を説明するための図。
【図５】図１に示したデータ送信装置の誤り訂正強度出力部の動作を説明するための図。
【図６】図１に示したデータ送信装置の動作を説明するための図。
【図７】この発明に係わるデータ送信装置の変形例の構成を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
【００４６】
１０…記憶部、２０…映像符号化部、３０…メディアパケット生成部、４０，４１…誤り訂正パケット生成部、５０…通信部、６０…誤り訂正強度出力部、７０…パケットストリーム読出部、８０…カメラ、１００…送信側装置、２００…基地局、３００…交換網、４００…基地局、５００…受信側装置。
【図１】
2008172465.tif 000003
【図２】
2008172465.tif 000004
【図３】
2008172465.tif 000005
【図４】
2008172465.tif 000006
【図５】
2008172465.tif 000007
【図６】
2008172465.tif 000008
【図７】
2008172465.tif 000009