(57)【要約】【課題】ネットワークの状態に応じてネットワークに与える負荷を、低コストかつ伝送帯域の利用効率良く、調整する音声パケット通信方法および装置を提供する。【解決手段】記憶手段２２は、予め、少なくとも１つの優先度の音声圧縮方式およびパケット送信周期が登録されたリストを、音声品質に応じて複数記憶している。受信測定手段２３は、パケットネットワーク１５からの音声パケットの受信状況を測定する。制御手段２１は、測定された受信状況から得られる音声品質に基づき、予め記録されているいずれかのリストを選択する。そして、制御手段２１は、優先度に基づいて対向装置とネゴシエーションを行い、選択しておいたリストから音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択する。音声変換手段２５は、選択された音声圧縮方式およびパケット送信周期で音声パケット通信を行う。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットネットワークを介して音声通信を行う通信装置における音声パケット通信方法であって、
予め、少なくとも１つの優先度の音声圧縮方式およびパケット送信周期が登録されたリストを、音声品質に応じて複数記憶しておく第１のステップと、
前記パケットネットワークからの音声パケットの受信状況を測定する第２のステップと、
前記第２のステップにて測定された前記受信状況から得られる前記音声品質に基づき、予め記録されているいずれかのリストを選択する第３のステップと、
優先度に基づいて対向装置とネゴシエーションを行い、前記第３のステップにて選択されたリストから音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択する第４のステップと、
前記第４のステップで選択された前記音声圧縮方式で音声データの圧縮および伸張を行い、前記第４のステップで選択された前記パケット送信周期に従って前記パケットネットワークに音声パケットを送信する第５のステップとを有する音声パケット通信方法。
【請求項２】
新たな呼を設定する際、前記第４のステップにおいて、該呼で用いる音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択する、請求項１記載の音声パケット通信方法。
【請求項３】
前記第２のステップにおいて、各対向装置毎に音声パケットの受信状況を測定し、
前記第３のステップにおいて、前記新たな呼が経由する対向装置からの音声パケットの受信状況から得られる前記音声品質に基づき、いずれかのリストを選択する、請求項２記載の音声パケット通信方法。
【請求項４】
前記音声品質は、前記パケットネットワークからの音声パケットの到着間隔および欠落の有無の状況から得られる、請求項１記載の音声パケット通信方法。
【請求項５】
前記音声品質は、前記到着間隔および欠落の有無に基づいて算出される前記音声パケットの遅延時間および欠落率から得られる、請求項４記載の音声パケット通信方法。
【請求項６】
パケットネットワークを介して音声通信を行う音声パケット通信装置であって、
少なくとも１つの優先度の音声圧縮方式およびパケット送信周期が登録されたリストを、音声品質に応じて複数記憶している記憶手段と、
前記パケットネットワークからの音声パケットの受信状況を測定する受信測定手段と、
前記受信測定手段にて測定された前記受信状況から得られる前記音声品質に基づき、前記記憶手段に記録されているいずれかのリストを選択し、優先度に基づいて対向装置とネゴシエーションを行い、前記リストから音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択する制御手段と、
前記制御手段で選択された前記音声圧縮方式で音声データの圧縮および伸張を行い、前記制御手段で選択された前記パケット送信周期に従って前記パケットネットワークに音声パケットを送信する音声変換手段とを有する音声パケット通信装置。
【請求項７】
前記制御手段は、新たな呼を設定する際に、該呼で用いる音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択する、請求項６記載の音声パケット通信装置。
【請求項８】
前記受信測定手段は、各対向装置毎に音声パケットの受信状況を測定し、
前記制御手段は、前記新たな呼が経由する対向装置からの音声パケットの受信状況から得られる前記音声品質に基づき、いずれかのリストを選択する、請求項７記載の音声パケット通信装置。
【請求項９】
前記音声品質は、前記パケットネットワークからの音声パケットの到着間隔および欠落の有無の状況から得られる、請求項６記載の音声パケット通信装置。
【請求項１０】
前記音声品質は、前記到着間隔および欠落の有無に基づいて算出される前記音声パケットの遅延時間および欠落率から得られる、請求項９記載の音声パケット通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構内交換機経由のＶｏＩＰ通信に関し、特に、ＶｏＩＰ通信の音声品質の劣化防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
構内交換機に収容された通話端末がＩＰネットワークを介して行うＶｏＩＰ通信において、ＩＰネットワーク内での帯域不足や、ＩＰネットワーク内の装置の処理能力不足などの影響によりパケット転送効率が低下することがある。そのような場合、音声データのパケットが欠落して到達しなかったり、遅延により期待するタイミングにパケットが到達しなかったりすることとなる。そのため、音抜けが生じたり、音声品質が著しく劣化したりして、通話に支障をきたすことがあった。
【０００３】
この問題を解決するために、ＩＰネットワーク側の状態に応じて、通話の音声符号化方式を可変制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１によれば、ゲートウェイ装置が、パケット損失率やパケット到着間隔ジッタ値、音声品質などによりＩＰネットワークの状態を評価し、その評価結果に応じて符号化処理またはパケット化処理を制御する。その制御内容は、メディアゲートウェイコントローラを介して対向するゲートウェイ装置に通知される。
【０００５】
このように、ＩＰネットワークが過負荷の状態のとき、通話の音声符号化方式をより圧縮効率の高いものに変更すれば、ＩＰネットワークにかかる負荷を低減し、パケットの遅延や欠落を防止することができ、それにより音声品質の劣化が防止できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３００２７４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された方法では、ゲートウェイ装置は、音声符号化方式を制御するために、対向装置のサポートしている音声符号化方式を予め知っている必要がある。すなわち、ネットワーク上に接続されたゲートウェイ装置は、互いのサポートしている音声符号化方式を把握している必要がある。例えば、ゲートウェイ装置が増設されると、既設の全てのゲートウェイ装置に、そのゲートウェイ装置の情報を登録することが必要となり、作業が煩雑である。また、あるゲートウェイ装置のサポートする音声符号化方式に変更が生じれば、それを他のゲートウェイ装置に反映させる必要がある。このようなことからシステム管理コストが増大していた。
【０００８】
また、特許文献１に記載された方法では、音声データを送受信するゲートウェイ装置の他に、メディアゲートウェイコントローラや、ゲートウェイ装置とメディアゲートウェイコントローラとの通信経路が必要となり、ネットワーク構成が複雑化し、システム設備コストの増大を招いていた。
【０００９】
本発明の目的は、ＩＰネットワークの状態に応じてＩＰネットワークに与える負荷を、低コストかつ伝送帯域の利用効率良く、調整する音声パケット通信方法および装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の音声パケット通信方法は、パケットネットワークを介して音声通信を行う通信装置における音声パケット通信方法であって、
予め、少なくとも１つの優先度の音声圧縮方式およびパケット送信周期が登録されたリストを、音声品質に応じて複数記憶しておく第１のステップと、
前記パケットネットワークからの音声パケットの受信状況を測定する第２のステップと、
前記第２のステップにて測定された前記受信状況から得られる前記音声品質に基づき、予め記録されているいずれかのリストを選択する第３のステップと、
優先度に基づいて対向装置とネゴシエーションを行い、前記第３のステップにて選択されたリストから音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択する第４のステップと、
前記第４のステップで選択された前記音声圧縮方式で音声データの圧縮および伸張を行い、前記第４のステップで選択された前記パケット送信周期に従って前記パケットネットワークに音声パケットを送信する第５のステップとを有している。
【００１１】
本発明によれば、音声パケットの受信状況に応じて適切なリストを選択し、対向装置とのネゴシエーションにおいて、そのリストの中で可能な限り優先度の高い音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択し、音声データの圧縮／伸張とパケットの送信周期の調整をする。
【００１２】
また、新たな呼を設定する際、前記第４のステップにおいて、該呼で用いる音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択することとしてもよい。
【００１３】
また、前記第２のステップにおいて、各対向装置毎に音声パケットの受信状況を測定し、
前記第３のステップにおいて、前記新たな呼が経由する対向装置からの音声パケットの受信状況から得られる前記音声品質に基づき、いずれかのリストを選択することとしてもよい。
【００１４】
したがって、対向装置毎の音声パケットの受信状況に応じて、その対向装置に適切なリストを選択する。
【００１５】
また、前記音声品質は、前記パケットネットワークからの音声パケットの到着間隔および欠落の有無の状況から得られるものであってもよい。さらに、前記音声品質は、前記到着間隔および欠落の有無に基づいて算出される前記音声パケットの遅延時間および欠落率から得られるものであってもよい。
【００１６】
本発明の音声パケット通信装置は、パケットネットワークを介して音声通信を行う音声パケット通信装置であって、
少なくとも１つの優先度の音声圧縮方式およびパケット送信周期が登録されたリストを、音声品質に応じて複数記憶している記憶手段と、
前記パケットネットワークからの音声パケットの受信状況を測定する受信測定手段と、
前記受信測定手段にて測定された前記受信状況から得られる前記音声品質に基づき、前記記憶手段に記録されているいずれかのリストを選択し、優先度に基づいて対向装置とネゴシエーションを行い、前記リストから音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択する制御手段と、
前記制御手段で選択された前記音声圧縮方式で音声データの圧縮および伸張を行い、前記制御手段で選択された前記パケット送信周期に従って前記パケットネットワークに音声パケットを送信する音声変換手段とを有している。
【００１７】
また、前記制御手段は、新たな呼を設定する際に、該呼で用いる音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択することとしてもよい。
【００１８】
また、前記受信測定手段は、各対向装置毎に音声パケットの受信状況を測定し、
前記制御手段は、前記新たな呼が経由する対向装置からの音声パケットの受信状況から得られる前記音声品質に基づき、いずれかのリストを選択することとしてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態のＶｏＩＰ通信システムの構成を示す図である。図１を参照すると、ＶｏＩＰ通信システムは構内交換機１３，１７を有している。構内交換機１３，１７には、ＶｏＩＰゲートウェイカード１４，１６が実装されている。ＶｏＩＰゲートウェイカード１４，１６は、ＩＰネットワーク１５を介して相互に接続されている。
【００２１】
構内交換機１３には内線電話機１１，１２が収容されており、構内交換機１７には内線電話機１８，１９が収容されている。構内交換機１３に収容された内線電話機１１，１２と、構内交換機１７に収容された内線電話機１８，１９とはＶｏＩＰで通信する。
【００２２】
図２は、本実施形態の構内交換機とＶｏＩＰゲートウェイカードの構成を示すブロック図である。ここでは、構内交換機１３とＶｏＩＰゲートウェイカード１４が示されている。また、ＩＰネットワーク１５には、保守端末２６が接続されている。
【００２３】
図２を参照すると、構内交換機１３は呼制御装置２１およびゲートウェイ情報記憶装置２２を有している。ＶｏＩＰゲートウェイカード１４は、受信測定部２３、計算部２４、および音声変換装置２５を有している。
【００２４】
呼制御装置２１は呼制御を行い、内線電話機間の呼を確立する。例えば、構内交換機１３に収容された内線電話機１１から、構内交換機１７に収容された内線電話機１８に対して発呼が行われると、ダイヤル情報を元に接続先を特定して呼び出し、応答があれば呼を確立する。
【００２５】
その際、呼制御装置２１は、ゲートウェイ情報記憶装置２２のテーブルに記録された情報に基づき、対向する構内交換機の呼制御装置とネゴシエーションを行うことにより、音声圧縮方式および音声データ送信周期を決定する。
【００２６】
ゲートウェイ情報記憶装置２２は、ＶｏＩＰゲートウェイカード１４に関する情報を記憶する。図３は、ＶｏＩＰゲートウェイカードに関する情報を記録したゲートウェイ情報記憶装置のテーブルを示す図である。図３を参照すると、ゲートウェイ情報記憶装置２２は、３つのテーブル３１〜３３を有している。
【００２７】
テーブル３１には、接続先となる他の構内交換機のＩＰアドレスと、その構内交換機に付与された対地番号との対応関係が示されている。テーブル３２には、各構内交換機の対地番号と、その構内交換機と送受信している音声データの音質の劣化の度合いを示す音質劣化値との対応関係が示されている。テーブル３２の音質劣化値は、受信測定部２３による音質の測定結果に応じて適宜、例えば一定周期で更新される。
【００２８】
テーブル３３には、音質劣化値と、その音質劣化値のときに使用可能な音声圧縮方式および音声データ送信周期のリストとの対応関係が示されている。この音声圧縮方式は、ＩＰネットワーク１５内で使用される音声符号化方式である。ＩＰネットワーク１５内では圧縮率の高い音声圧縮方式が用いられることが多く、６４ｋ−ＰＣＭの他、例えば３２ｋ−ＡＤＰＣＭ、８ｋ−ＣＳ−ＡＣＥＬＰ、５．３ｋ−ＡＣＥＬＰなどが用いられ得る。
【００２９】
リストには、少なくとも１つの優先度（図３中の第一優先、第二優先・・・）毎に音声圧縮方式と音声データ送信周期が設定されている。概して、圧縮率の低い、すなわちデータレートの高い音声圧縮方式が音声品質が高いので、通常、圧縮率の低い音声圧縮方式に高い優先度が与えられる。呼制御装置２１によるネゴシエーションでは、例えば、双方の構内交換機で選択可能な音声圧縮方式および音声データ送信周期の中で優先度の最も高いものが選択される。
【００３０】
ゲートウェイ情報記憶装置２２のテーブル３１〜３３の接続先ＩＰアドレス、対地情報、音声圧縮方式および音声データ送信周期は保守端末２６から設定可能である。
【００３１】
図４は、受信測定部の構成を示すブロック図である。図４を参照すると、受信測定部２３は、パケット到着間隔／欠落監視部４１および集計部４２を有している。
【００３２】
パケット到着間隔欠落監視部４１は、ＩＰネットワーク１５からの音声データパケットの到着間隔および欠落の有無を、対向する構内交換機毎に監視し、集計部４２に通知する。
【００３３】
集計部４２は、パケット到着間隔／欠落監視部４１からの到着間隔および欠落の有無のデータを集計し、対向する構内交換機毎の遅延時間および欠落率を算出する。算出されたデータは計算部２４に通知される。
【００３４】
図５は、計算部の有するテーブルを示す図である。
【００３５】
計算部２４は、テーブル５１を参照することにより、集計部４２から通知された、構内交換機毎の遅延時間および欠落率に対応する音質劣化値を求め、ゲートウェイ情報記憶装置２２に通知する。ゲートウェイ情報記憶装置２２では、通知された構内交換機を示す対地番号に対応する音質劣化値が、計算部２４から通知された値に更新される。
【００３６】
音声変換装置２５は、音声信号の圧縮／伸張処理と、圧縮された音声を用いたパケット組み立て／分解処理を行う。このとき、音声変換装置２５は、音声信号の圧縮／伸張処理において、呼制御装置２１によるネゴシエーションで決定された音声圧縮方式を用いる。また、音声変換装置２５は、ＩＰネットワーク１５に送るパケットの送信間隔を、呼制御装置２１にて決定された音声データ送信周期に調整する。
【００３７】
図６は、呼制御装置が、自身に収容された内線電話機と他の構内交換機に収容された内線電話機との間に設定する呼に使用する音声圧縮方式および音声データ送信周期を選択する動作を示すフローチャートである。
【００３８】
呼制御装置２１は、内線電話機から発呼があり、ＶｏＩＰ通信で呼設定が可能と判断すると、対向する構内交換機のＩＰアドレスを用いてテーブル３１を参照し、対地番号を求める。
【００３９】
次に、呼制御装置２１は、テーブル３２を参照し、対向する構内交換機の対地番号に対応する音質劣化値を引き出す（ステップ１０１）。次に、呼制御装置１は、テーブル３３を参照し、ステップ１０１にて引き出された音声劣化値に対応する音声圧縮方式および音声データ送信周期のリストを引き出す（ステップ１０２）。
【００４０】
次に、呼制御装置２１は、ステップ１０２にて引き出されたリストを用いて、対向する構内交換機とネゴシエーションを行う（ステップ１０３）。次に、呼制御装置２１は、ステップ１０３のネゴシエーションの結果として選択された音声圧縮方式および音声データ送信周期を音声変換装置２５に通知する（ステップ１０４）。音声変換装置２５は、新たに設定された呼の音声通話に、呼制御装置２１から通知された音声圧縮方式および音声データ送信周期を使用する。
【００４１】
図７は、受信測定部が、音声データパケットの遅延時間および欠落率を求める動作を示すフローチャートである。パケット到着間隔／欠落監視部４１は、ＩＰネットワーク１５からの音声データパケットの到着間隔および欠落の有無を、対向する構内交換機毎に常時監視し、集計部４２に通知している。
【００４２】
集計部４２は、パケット到着間隔／欠落監視部４１からのデータを集計するタイミングを待つ（ステップ２０１）。データの集計は、例えば一定周期のタイミングで行うこととそればよく、その場合、一定周期のタイマを用いて、そのタイミングを得ることができる。
【００４３】
データを集計するタイミングが来ると、集計部４２は、それまでにパケット到着間隔／欠落監視部４１から通知された到着間隔および欠落の有無のデータを集計し、対向する構内交換機毎の遅延時間および欠落率を算出する（ステップ２０２）。
【００４４】
次に、集計部４２は、計算結果である遅延時間および欠落率を計算部２４に通知する（ステップ２０３）。
【００４５】
図８は、計算部が、ゲートウェイ情報記録装置の音質劣化値を更新する動作を示すフローチャートである。
【００４６】
計算部２４は、集計部４２から通知された構内交換機毎の遅延時間および欠落率を元に、テーブル５１を参照して、構内交換機毎の通信の音声劣化値を算出する（ステップ３０１）。例えば、遅延時間が１５ｍｓｅｃで、欠落率が２％であったとすると、図５に示したテーブル５１から音質劣化値は「１」となる。
【００４７】
次に、計算部２４は、テーブル３１を参照して、各構内交換機のＩＰアドレスに対応する対地番号を求め、テーブル３２の対地番号に対応する音質劣化値を更新する（ステップ３０２）。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の構内交換機によれば、音声データパケットの到着間隔および欠落の状態から遅延時間および欠落率を求め、それらに基づいて音質劣化値を随時更新しており、新たな呼を設定するとき、その呼が経由する構内交換機との通信の音質劣化に応じて選択したリストを用いて、その構内交換機とネゴシエーションすることにより、音声圧縮方式および音声データ送信周期を決定するので、構内交換機同士でサポートする音声符号化方式を相互に把握しておくことを必要とせず低管理コストで、かつ各構内交換機の音声圧縮方式を統合管理する制御装置を必要とせず低設備コストで、ＩＰネットワークの状態に応じてＩＰネットワークに与える負荷を調整し、音声品質の劣化を抑えることができる。
【００４９】
本実施形態では、音声データのパケットの到着間隔および欠落の有無から遅延時間および欠落率を求め、その遅延時間および欠落率から音質劣化値を求め、音質劣化値から音声圧縮方式および音声データ送信周期のリストを選択することとしたが、本発明は、それ限定されない。
【００５０】
音声データのパケットの受信状況から得られる情報に基づいて、音声圧縮方式および音声データ送信周期のリストを選択するものであればよく、例えば、受信状況からリストを直接求めることとしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、音声パケットの受信状況に応じて適切なリストを選択し、対向装置とのネゴシエーションにおいて、そのリストの中で可能な限り優先度の高い音声圧縮方式およびパケット送信周期を選択し、音声データの圧縮／伸張とパケットの送信周期の調整をするので、通信装置同士でサポートする音声符号化方式を相互に把握しておくことを必要とせず低管理コストで、かつ各通信装置の音声圧縮方式を統合管理する制御装置を別途必要とせず低設備コストで、パケットネットワークの状態に応じてパケットネットワークに与える負荷を調整し、音声品質の劣化を抑えることができる。
【００５２】
また、対向装置毎の音声パケットの受信状況に応じて、その対向装置に適切なリストを選択するので、パケットネットワークの状態に応じて各通信装置間に与える負荷を調整し、音声品質の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のＶｏＩＰ通信システムの構成を示す図である。
【図２】本実施形態の構内交換機とＶｏＩＰゲートウェイカードの構成を示すブロック図である。
【図３】ＶｏＩＰゲートウェイカードに関する情報を記録したゲートウェイ情報記憶装置のテーブルを示す図である。
【図４】受信測定部の構成を示すブロック図である。
【図５】計算部の有するテーブルを示す図である。
【図６】呼制御装置が、自身に収容された内線電話機と他の構内交換機に収容された内線電話機との間に設定する呼に使用する音声圧縮方式および音声データ送信周期を選択する動作を示すフローチャートである。
【図７】受信測定部が、音声データパケットの遅延時間および欠落率を求める動作を示すフローチャートである。
【図８】計算部が、ゲートウェイ情報記録装置の音質劣化値を更新する動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１，１２，１８，１９    内線電話機
１３，１７    構内交換機
１４，１６    ＶｏＩＰゲートウェイカード
１５    ＩＰネットワーク
２１    呼制御装置
２２    ゲートウェイ情報記憶装置
２３    受信測定部
２４    計算部
２５    音声変換装置
２６    保守端末
３１，３２，３３，５１    テーブル
４１    パケット到着間隔／欠落監視部
４２    集計部
１０１〜１０４，２０１〜２０３，３０１，３０２    ステップ
【図１】
2004274213.tif 000003
【図２】
2004274213.tif 000004
【図３】
2004274213.tif 000005
【図４】
2004274213.tif 000006
【図５】
2004274213.tif 000007
【図６】
2004274213.tif 000008
【図７】
2004274213.tif 000009
【図８】
2004274213.tif 000010