(57)【要約】      （修正有）【課題】個々の音声通信端末にとって最適な揺らぎ補償を可能とする。【解決手段】複数の音声通信端末からパケット伝送網を介して到来する音声パケット信号を受信する受信部と、受信した音声パケット信号に対して揺らぎ補償をなす揺らぎ補償部と、を含む音声パケット信号受信装置であり、受信した音声パケット信号の内容から該音声通信端末の端末タイプを判別する端末タイプ判別手段と、判別したタイプに対応する揺らぎ制御パラメータを該揺らぎ補償部に供給する制御パラメータ供給手段とを含み、該揺らぎ補償部は、供給された制御パラメータに応じた揺らぎ補償動作をなす。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の音声通信端末からパケット伝送網を介して到来する音声パケット信号を受信する受信部と、受信した音声パケット信号に対して揺らぎ補償をなす揺らぎ補償部と、を含む音声パケット信号受信装置であって、
受信した音声パケット信号の内容から前記音声通信端末の端末タイプを判別する端末タイプ判別手段と、
判別したタイプに対応する揺らぎ制御パラメータを前記揺らぎ補償部に供給する制御パラメータ供給手段と、を含み、
前記揺らぎ補償部は、供給された制御パラメータに応じた揺らぎ補償動作をなすことを特徴とする音声パケット信号受信装置。
【請求項２】
前記端末タイプ判別手段は、前記音声通信端末と前記パケット伝送網との間の通信方式の規格によって、前記端末タイプを判別することを特徴とする請求項１記載の音声パケット信号受信装置。
【請求項３】
前記揺らぎ補償部は、前記揺らぎ制御パラメータに含まれるパケット蓄積量に対応するサイズの受信バッファを用意し、到来する音声パケット信号の複数のパケットの各々を、その到来時に前記受信バッファに順次蓄積すると共に、蓄積したパケットの各々を一定周期で読み出すことを特徴とする請求項１記載の音声パケット信号受信装置。
【請求項４】
前記揺らぎ補償部は、前記揺らぎ制御パラメータに含まれるパケット破棄率に従って、蓄積したパケットのうちから少なくとも１つのパケットを破棄するパケット破棄手段を含むことを特徴とする請求項１記載の音声パケット信号受信装置。
【請求項５】
前記揺らぎ補償部は、前記揺らぎ制御パラメータに含まれる遅延回復量に基づいてパケット破棄率を決定し、決定したパケット破棄率に従って蓄積したパケットのうちから少なくとも１つのパケットを破棄することで音声パケット信号の遅延を回復する遅延回復手段を含むことを特徴とする請求項１記載の音声パケット信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶｏＩＰ端末等の音声通信端末から送信される音声パケット信号を受信する音声パケット信号受信装置に関し、特に、受信した音声パケット信号に対して揺らぎを吸収する、すなわち、揺らぎ補償をなす音声パケット信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パケット伝送網であるＩＰ網を介したパケット通信においては、伝送網の輻輳状態変化に応じてパケット毎に伝送に要する時間が変動し、連続して受信されるパケット間の間隔に変動、すなわち、「揺らぎ」が発生する。ＶｏＩＰ技術を用いてＩＰ網を介した音声通信を行う場合、かかる「揺らぎ」の影響により、復号される音声の連続性が損なわれ再生音質が劣化してしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、受信したパケットを一旦揺らぎ吸収バッファと称するバッファメモリーに蓄積して、このバッファからのパケットを一定周期ごとに音声信号に変換することで、かかる揺らぎを吸収し、再生音質を高める方法が知られている。この揺らぎ吸収バッファ内の定常的なパケット蓄積量を大きくするほど、瞬間的に生じる大きな揺らぎに対応することが可能となる。
【０００４】
一方で、揺らぎ吸収のためのバッファへのパケット蓄積は、音声信号にとって固定遅延として現れる。そのため、適宜この遅延を回復する必要がある。特許文献１は、通話の中の無音部分を認識してその部分のパケットを減らすことによって、通話の遅延を回復し自然な音声通話を効率的に実現している。
【０００５】
また、パケット蓄積量等の制御パラメータの最適値はネットワーク環境によって異なる。そこで、特許文献２は、パケット到着間隔の揺らぎ等のネットワーク状態を監視し、かかるネットワーク状態の監視結果に応じて、受信バッファ長等の制御パラメータを自律的に変更する技術を開示している（図１参照）。
【特許文献１】特許３５８０７２３号
【特許文献２】特開平２００４−０７２２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、制御パラメータの最適値は、ネットワーク環境のみならず、音声パケット信号を送信する音声通信端末が有線端末であるか無線端末であるかの如く端末タイプの違いよって大きく異なる。従って、制御パラメータの最適値をネットワーク環境のみにより選択する方法によっては、個々の端末に合わせた最適な揺らぎ吸収、すなわち、揺らぎ補償が実現できないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、個々の音声通信端末にとって最適な揺らぎ補償を可能とする音声パケット信号受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による音声パケット信号受信装置は、複数の音声通信端末からパケット伝送網を介して到来する音声パケット信号を受信する受信部と、受信した音声パケット信号に対して揺らぎ補償をなす揺らぎ補償部と、を含む音声パケット信号受信装置であり、受信した音声パケット信号の内容から該音声通信端末の端末タイプを判別する端末タイプ判別手段と、判別したタイプに対応する揺らぎ制御パラメータを該揺らぎ補償部に供給する制御パラメータ供給手段と、を含み、該揺らぎ補償部は、供給された制御パラメータに応じた揺らぎ補償動作をなすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による音声パケット信号受信装置によれば、音声通信端末の端末タイプを識別し当該端末タイプに対応した揺らぎ補償をなす構成が与えられ、個々の音声通信端末にとって適切な揺らぎ補償が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
図２は、本発明の実施例であり、音声パケット信号受信装置を含む全体の構成を示している。音声パケット信号受信装置４０は、パケット伝送網であるＩＰ網３０を介して無線端末収容装置２０及び有線端末収容装置２１と構内交換機（ＰＢＸ）５０との間に接続されている。
【００１２】
無線端末収容装置２０は、ＶｏＩＰ無線端末１０との間で無線リンクを確立してＶｏＩＰ無線端末１０を収容する無線アクセスポイント機能を備える。ＶｏＩＰ無線端末１０は、ＶｏＩＰ技術を用いた通話機能を備える音声通信端末であり、ＩＰ網３０及び無線端末収容装置２０を介して音声パケット信号受信装置４０との間で音声パケット信号を送受信する機能を備える。無線端末収容装置２０は、また、ＶｏＩＰ無線端末１０との間で用いる通信規格を、無線リンクを確立する調停手順を実行することで決定する。想定される通ン規格としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇの如き複数の規格が想定される。これにより、無線端末収容装置２０は、ＶｏＩＰ無線端末１０の用いる通信規格を判別することができる。判別された通信規格は、音声パケット信号の音声パケットの内容に格納されて、音声パケット信号受信装置４０に通知される。
【００１３】
有線端末収容装置２１は、ＶｏＩＰ有線端末１１との間で有線リンクを確立してＶｏＩＰ有線端末１１を収容する機能を備える。ＶｏＩＰ有線端末１１は、ＶｏＩＰ技術を用いた通話機能を備える音声通信端末であり、ＩＰ網３０及び有線端末収容装置２１を介して音声パケット信号受信装置４０との間で音声パケット信号を送受信する機能を備える。有線端末収容装置２１は、また、ＶｏＩＰ有線端末１１との間で用いる通信規格を、有線リンクを確立する調停手順を実行することで決定する。想定される通信規格としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３に規定される１００ＢＡＳＥや１０００ＢＡＳＥが想定される。これにより、有線端末収容装置２１は、ＶｏＩＰ有線端末１１の用いる通信規格を判別することができる。判別された通信規格は、音声パケット信号の音声パケットの内容に格納されて、音声パケット信号受信装置４０に通知される。
【００１４】
音声パケット信号受信装置４０は、受信部４１と、受信バッファ４２と、非パケット化部４３と、音声伸張復号部４４と、端末タイプ識別部４５と、制御パラメータテーブル４６と、受信バッファ制御部４７とを含む。
【００１５】
受信部４１は、ＩＰ網３０を介して到来する音声パケット信号を受信し、該音声パケット信号を構成する各音声パケットを受信バッファ４２に供給する機能を備える。受信バッファ４２は、供給された各音声パケットを蓄積し、並行して、所定の非周期で蓄積された音声パケットを順次読み出して、これを非パケット化部４３に転送する機能を備える。この蓄積転送機能により揺らぎ補償がなされる。受信バッファ制御部４７は、制御パラメータテーブル４６に設定された制御パラメータに従って受信バッファ４２による揺らぎ補償の動作を制御する機能を備える。該制御パラメータとしては、端末タイプ識別部４５から通知される端末タイプに対応する制御パラメータが用いられる。制御パラメータテーブル４６は、各端末タイプの各々に対応づけて、受信バッファ４２のバッファサイズ等の制御パラメータが予めから設定されているテーブルである（図３参照）。
【００１６】
受信バッファ４２及び受信バッファ制御部４７は、本発明の構成要素である揺らぎ補償部を構成する。
【００１７】
端末タイプ識別部４５は、受信部４１から供給される音声パケットの内容から通信規格を識別する情報を抽出し、この情報に応じてＶｏＩＰ無線端末１０やＶｏＩＰ有線端末１１の端末タイプを識別し、これを受信バッファ制御部４７に通知する機能を備える。通信規格の通知方法としては、音声パケット信号に通信規格を識別する情報を埋め込み、これを端末タイプ識別部４５が取り込むことで、端末タイプを識別するようにしても良い。
【００１８】
非パケット化部４３は、受信バッファ４２から音声パケットを所定周期で読み出して、該音声パケットから音声信号を取り出す非パケット化処理を行う機能を備える。音声伸張復号部４４は、非パケット化部４３により得られた音声信号に対して音声伸張復号処理を行って音声信号を再生する機能を備える。該音声伸張復号処理は、例えば、音声符号化規格Ｇ．２９３の如き規格に基づいた方式を用いることが想定される。音声伸張復号部４４により伸張復号された音声信号は、例えば、ＰＢＸ５０等の外部装置に送出される。
【００１９】
図３は、図２に示した制御パラメータテーブルの設定例を示している。制御パラメータテーブル４６は、複数の「端末タイプ」の各々に対応して、少なくとも、「通信規格」と「バッファサイズ」の設定を含む。さらに、「パケット破棄率」、「遅延回復量」、「音声符号化方式」の設定を含んでも良い。
【００２０】
「バッファサイズ」は、時間長で計った受信バッファの深さであり、この値により蓄積可能な音声パケット信号のパケット数が与えられる。例えば、パケット長を２０ｍｓｅｃとしバッファサイズを５００ｍｓｅｃとすると、受信バッファに最大２５個の受信パケットが蓄積され得ることになる。その結果、音声パケット信号には、最大５００ｍｓｅｃの固定遅延が生じ得ることになる。
【００２１】
「パケット破棄率」は、パケット総数と破棄パケット数との比を表す。例えば、廃棄率を０．１％とすると１０００パケットで１パケット廃棄することを意味し、パケット廃棄率を０．２％とすると５００パケットで１パケット廃棄することを意味する。遅延回復量はパケット廃棄率の設定値に依存する。例えば、パケットサイズを２０ｍｓとして、パケット廃棄率を０．１％とした場合、１０００パケット（２０ｓｅｃの期間）のうちから１個のパケットが廃棄され、そのときの遅延回復量は２０ｍｓになる。
【００２２】
これらの制御パラメータの決定はシミュレーションや実機での測定によってなされ得る。例えば、無線端末の方が有線端末よりもネットワークの安定性が低く揺らぎが大きくなりやすいことから、バッファサイズやパケット破棄率はより高めの値が適切であると予想される。
【００２３】
図４は、図２に示された構成において実行される処理手順を示している。ここでは、ＶｏＩＰ無線端末１０が音声パケット信号受信装置４０に向けて音声パケット信号を送信する形態が説明される。
【００２４】
先ず、ＶｏＩＰ無線端末１０は、無線端末収容装置２０に対して接続要求に行う（ステップＳ１）。該接続要求に応じて、無線端末収容装置２０は、ＶｏＩＰ無線端末１０との間に無線リンクを確立する（ステップＳ２）。このとき、無線端末収容装置２０は、ＶｏＩＰ無線端末１０との間で用いられる通信手段の通信規格をＶｏＩＰ無線端末１０との調停手順を実行する過程で判別する（ステップＳ３）。次いで、該通信規格を音声パケット信号受信装置３０に通知する（ステップＳ４）。
【００２５】
該通信規格の通知に応じて、音声パケット信号受信装置３０は、該通信規格をキーとして制御パラメータテーブルを参照し、ＶｏＩＰ無銭端末１０の端末タイプを識別する（ステップＳ５）。次いで、音声パケット信号受信装置３０は、識別した端末タイプに対応する制御パラメータに基づいて受信バッファを設定する（ステップＳ６）。制御パラメータの設定としては、少なくともバッフアサイズが設定される。バッフアサイズの設定より、音声パケット信号に介してどの程度の揺らぎ吸収を行うかが定まる。
【００２６】
以後、ＶｏＩＰ無線端末１０は、音声パケット信号を音声パケット信号受信装置３０に向けて送信する（ステップＳ７）。無線端末収容装置２０は、送信された音声パケット信号を中継する（ステップＳ８）。次いで、音声パケット信号受信装置３０は、中継された音声パケット信号を受信し、設定された制御パラメータに従った揺らぎ吸収、すなわち、揺らぎ補償処理を行う（ステップＳ９）。
【００２７】
音声パケット信号受信装置３０は、受信バッファによる揺らぎ補償処理と共に、パケット破棄による遅延補償を行うこともできる。この場合、受信バッファ制御部４７（図２参照）は、受信バッファ中のパケットの内から無作為または特定のパケットを、制御パラメータに含まれるパケット破棄率に従った割合で破棄する。この場合、、受信バッファ制御部４７は、音声パケットの内容が無音である特定のパケットを選択的に破棄するようにしても良い。
【００２８】
図５は、受信バッファにおける音声パケットの遅延量の時間変化を示している。本グラフの例では、パケット破棄率を０．１％、パケットサイズを２０ｍｓｅｃ及びバッファサイズを５００ｍｓｅｃとしている。
【００２９】
遅延量の変化を見ると、２０ｓｅｃ分の１０００パケットが蓄積された時点で１パケットが破棄される。これにより、パケットサイズ２０ｍｓｅｃが遅延回復される。以後、順次、音声パケットが蓄積され、１０００パケットが追加して蓄積される都度１パケットが破棄される。音声パケットがさらに蓄積され、バッファサイズ５００ｍｓｅｃを超えた場合にはパケットロスとして処理される。
【００３０】
以上の実施例において、本発明による音声パケット信号受信装置は、ＶｏＩＰ無線端末の如き音声通信端末の端末タイプを識別し、かかる端末タイプの違いに応じて最適な制御パラメータに従った揺らぎ補償を行う。さらに、制御パラメータとしてパケット廃棄率や遅延回復量を設定することより、揺らぎ補償の結果として発生する固定遅延を補償することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明による音声パケット信号受信装置は、ＶｏＩＰ技術を用いた音声通信に限られず、パケット伝送網を介したパケット通信により音声通信をなす多様な音声パケット信号受信装置に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来のＶｏＩＰシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例であり、音声パケット信号受信装置を含む全体の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した制御パラメータテーブルの設定例を示す図である。
【図４】図２に示された構成において実行される処理手順を示すフローチャートである。
【図５】受信バッファにおける音声パケットの遅延量の時間変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ＶｏＩＰ無線端末
１１  ＶｏＩＰ有線端末
２０  無線端末収容装置
２１  有線端末収容装置
３０  ＩＰ網
４０  音声パケット信号受信装置
４１  受信部
４２  受信バッファ
４３  非パケット化部
４４  音声伸張復号部
４５  端末タイプ識別部
４６  制御パラメータテーブル
４７  受信バッファ制御部
【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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