(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信内容データを所定データ量ずつ順次取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された通信内容データに対し、通信制御データの付加、もしくは通信制御データを圧縮したものの付加を行い、得られるデータを通信データとして順次送信する送信手段と、
スループットの低下を検出する検出手段と、
前記スループットの低下が検出されたときの通信レートに応じて、前記送信手段における、前記通信内容データに対する、前記通信制御データの付加、および前記通信制御データを圧縮したものの付加、のいずれかを選択して前記通信データを送信させる制御手段と、
を含むことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記送信手段における通信レートが前記スループットの低下が検出されたときの通信レートを上回らないように、前記通信内容データに対する、前記通信制御データの付加、および前記通信制御データを圧縮したものの付加、のいずれかを選択することを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記所定データ量は複数種類があり、
前記制御手段は、前記送信手段における通信レートが前記スループットの低下が検出されたときの通信レートを上回らないよう、さらに、複数種類の前記所定データ量から何れかを選択することを特徴とする、請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記所定データ量、前記通信内容データの単位時間当たりの送信回数、および前記通信制御データの圧縮有無の組が、複数の通信レートのそれぞれに対応して定義され、
前記制御手段は、前記スループットの低下が検出されたときの通信レートを上回らないような通信レートに対応する組を選択することを特徴とする、請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記スループットの低下が検出されたときの通信レートを上回らないような通信レートに対応する組が複数ある場合、前記通信制御データの圧縮の無い組を優先的に選択することを特徴とする、請求項４に記載の送信装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記スループットの低下が検出されたときの通信レートを上回らないような通信レートに対応する組が複数ある場合、前記通信内容データの単位時間当たりの送信回数が多い組を優先的に選択することを特徴とする、請求項４に記載の送信装置。
【請求項７】
通信内容データを所定データ量ずつ順次取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得された通信内容データに対し、通信制御データの付加、もしくは通信制御データを圧縮したものの付加を行い、得られるデータを送信する送信ステップと、
を含む送信方法であって、
スループットの低下を検出する検出ステップと、
前記スループットの低下が検出されたときの通信レートに応じて、前記送信ステップにおいて、前記通信内容データに対し、前記通信制御データの付加、および前記通信制御データを圧縮したものの付加、のいずれを実行するか選択する制御ステップと、
をさらに含むことを特徴とする送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は送信装置及び送信方法に関し、特にリアルタイム通信を維持するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声通信やストリーミング通信などのリアルタイム通信を行う通信システムには、一定データ量の通信内容データに一定データ量の通信制御データを付加してなる一定データ量の通信データを、１つずつ所定の送信間隔で順次送信するようにしているものがある。
【０００３】
なお、特許文献１には、一定データ量のパケットを送信する技術が開示されている。 
【特許文献１】特開２００２−７７２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、適応変調により無線環境が悪化して通信レートが低下する等の理由によりスループットが著しく低下すると、上記通信システムでは通信の維持が困難になる。スループットが低下すると通信データの送信に要する時間が増大するため、次第に通信データの到着遅延が顕著になってしまうからである。
【０００５】
従って、本発明の課題の一つは、スループットが著しく低下したとしても、リアルタイム通信を維持できる送信装置及び送信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明にかかる送信装置は、通信内容データを所定データ量ずつ順次取得する取得手段と、前記取得手段により取得された通信内容データに通信制御データを付加し、通信データとして順次送信する送信手段と、スループットの低下を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記所定データ量を制御する制御手段と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、スループットが著しく低下したとしても、所定データ量を上げることによって送信される通信データのデータ量を減らし、スループットの低下を抑制することができるので、通信を維持することができる。
【０００８】
なお、スループットが上昇した場合には所定データ量を下げることによって送信回数を増やすこととすれば、常時通信内容データが発生し続ける通信（音声通信など）において、より細かい頻度でデータ送信ができるようになる。
【０００９】
また、上記送信装置において、前記取得手段により順次取得される通信内容データにそれぞれ付加される通信制御データ相互の関係に基づいて、前記通信制御データのデータ量を制御する通信制御データ制御手段、をさらに含み、前記制御手段は、前記検出手段による検出の結果、前記所定データ量を制御できない場合には、前記通信制御データ制御手段に前記通信制御データのデータ量の制御を実施させることにより、前記通信データのデータ量を制御する、こととしてもよい。
【００１０】
これによれば、スループットが著しく低下したとしても、通信制御データのデータ量制御処理（例えば、パケットヘッダの圧縮処理）によって送信される通信データのデータ量を減らし、スループットの低下を抑制することができるので、通信を維持することができる。
【００１１】
また、上記送信装置において、通信レートを取得する通信レート取得手段、をさらに含み、前記検出手段は、前記通信レート取得手段により取得される通信レートに基づき、スループットの低下を検出する、こととしてもよい。
【００１２】
これによれば、通信レートに基づき、スループットの低下を検出することができる。
【００１３】
また、本発明にかかる送信方法は、通信内容データを所定データ量ずつ順次取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された通信内容データに通信制御データを付加し、送信する送信ステップと、を含む送信方法であって、スループットの低下を検出する検出ステップと、前記検出ステップにおける検出結果に応じて、前記所定データ量を制御する制御ステップと、をさらに含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態にかかる移動体通信システム１のシステム構成を示す図である。同図に示すように、移動体通信システム１は移動局装置１０、基地局装置２０、通信装置３０を含んで構成される。
【００１６】
移動局装置１０、基地局装置２０、通信装置３０は、いずれもＣＰＵ及びメモリを備えるコンピュータである。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行するための処理ユニットであり、各装置の各部を制御する処理を行うとともに、後述する各機能を実現する。メモリは本実施の形態を実施するためのプログラムやデータを記憶している。また、ＣＰＵのワークメモリとしても動作する。
【００１７】
移動局装置１０と基地局装置２０とは無線による通信を行う。また、基地局装置２０と通信装置３０とは、図示しないネットワークを介して、有線による通信を行う。本実施の形態では特に、移動局装置１０は、通信装置３０との間で、基地局装置２０を介し、ＳＩＰ(Session Initiation Protocol)及びＲＴＰ(Real-time Transport Protocol)の各プロトコルを用いるパケット音声通信（ＶｏＩＰ(Voice over IP)通信）を行う。
【００１８】
図２は、移動局装置１０の機能のうち、パケット音声通信にかかる通信データを送信する送信装置としての機能を示す機能ブロック図である。なお、本実施の形態では移動局装置１０を例に挙げて説明するが、基地局装置２０、通信装置３０にも同様な機能を備えるようにすることが好適である。
【００１９】
音声データ取得部１１は、マイクなどの収音手段を備えている。この収音手段は、人間が発した言葉などの音を電気信号に変換する。音声データ取得部１１は、収音手段により得られた電気信号を所定のサンプリング周期でサンプリングすることにより、通信内容データとしての音声データを取得する。そして、取得したものから順に先入れ先出し方式の記憶手段である音声データバッファ１２に書き込む。このサンプリング周期は、収音手段に備えられるコーデックによって異なる。
【００２０】
ＲＴＰパケット生成部１３は、音声データバッファ１２から、音声データを所定データ量ずつ所定の時間間隔で順次取得する。
【００２１】
ＲＴＰパケット生成部１３が音声データバッファ１２から取り出すべき音声データのデータ量及びその時間間隔は、収音手段に備えられるコーデックの種類によって異なる。具体的なコーデックの例（G.729）では、例えば表１に示されるように、ＲＴＰパケット生成部１３が音声データバッファ１２から取り出すべき音声データのデータ量には３種類ある。これに、ヘッダ圧縮の有無によりさらに３種類が加わり、ＲＴＰパケットのデータ量としては６種類となる。ＲＴＰパケット生成部１３は、後述するスループット低下検出部１５による制御に応じて６種類のうちのいずれかを選択し、選択した種類にかかるデータ量（以下、選択データ量という。）の音声データを、選択した種類にかかる送信間隔（以下、選択送信間隔という。）で、順次取得する。
【００２２】
【表１】
0004823754.tif 000002
【００２３】
ＲＴＰパケット生成部１３は、ヘッダ圧縮を行わない場合、取得した選択データ量の音声データにＲＴＰパケットヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＰヘッダ、ＰＰＰヘッダを含んでなる通信制御データを付加することにより、ＲＴＰパケットを順次生成する。そして、生成したＲＴＰパケットを、選択送信間隔で、順次無線送信部１４に出力する。
【００２４】
一方、ＲＴＰパケット生成部１３は、ヘッダ圧縮を行う場合、ＲＯＨＣ(Robust Header Compression:ロバストヘッダ圧縮)と呼ばれる技術を利用してヘッダ圧縮を行う。以下、具体的に説明する。
【００２５】
ＲＴＰパケット生成部１３は、順次取得される音声データにそれぞれ付加する上記通信制御データ相互の関係に基づいて、通信制御データのデータ量を制御する。より具体的には、ＲＴＰパケット生成部１３は、上記通信制御データのうち、受信装置（例えば、基地局装置２０）で予測可能である部分を省略することにより、通信制御データのデータ量を圧縮する。そして、一部分を省略した通信制御データを付加してなるＲＴＰパケット（ＲＯＨＣパケットと呼ばれる。）を順次生成する。
【００２６】
こうして通信制御データの一部分が省略されたＲＯＨＣパケットを受信した受信装置は、過去に受信したＲＯＨＣパケットに含まれる通信制御データと、上記相互の関係と、に基づいて、通信制御データの省略された部分を予測する。ヘッダ圧縮はこうして実現される。
【００２７】
上記ＲＯＨＣにかかる処理は、具体的にはＲＯＨＣコンプレッサと呼ばれる圧縮機能により実現される。ＲＯＨＣパケットでは、通信制御データの大半が省略されているので、ＲＯＨＣパケットでないＲＴＰパケットに比べてデータ量が少なくなる。ＲＴＰパケット生成部１３は、生成したＲＯＨＣパケットを、選択送信間隔で、順次無線送信部１４に出力する。
【００２８】
無線送信部１４はアンテナを備えており、ＲＴＰパケット生成部１３から入力されたＲＴＰパケット（ＲＯＨＣパケットを含む）を無線信号に変換し、無線区間に順次送出する。こうして送信された無線信号は基地局装置２０によって受信され、通信装置３０に対して転送される。
【００２９】
ところで、無線区間のスループットは、無線区間の通信状態（無線品質）によって適宜変化する。例えば、無線品質が悪く再送制御が頻発するような状況では、スループットは低下する。また、適応変調制御（リンクアダプテーション）が行われる場合には、基地局装置２０において受信された上記無線信号のＳ／Ｎ比（Signal per Noise Ratio：信号対雑音比）に応じて、通信レートが制御される。この制御により通信レートが低下することによっても、スループットは低下する。
【００３０】
スループット低下検出部１５は、このようなスループットの低下を検出する。具体的には、無線区間の通信レートを取得し、取得した通信レートに基づき、スループットの低下を検出するようにすることが好適である。
【００３１】
スループット低下検出部１５は、こうして取得したスループット低下の検出結果に応じて、ＲＴＰパケット生成部１３が生成するするＲＴＰパケットのデータ量を制御する。具体的には、スループット低下検出部１５は、スループット低下の検出結果に応じて、ＲＴＰパケット生成部１３が取得する音声データのデータ量を制御する。又、スループット低下検出部１５は、スループット低下の検出結果に応じて、ＲＴＰパケット生成部１３に通信制御データのデータ量制御を実施させるか否かを決定する。そして、これらの制御乃至決定に基づいて、上記６種類のＲＴＰパケットのデータ量のうちＲＴＰパケット生成部１３が選択すべきものを決定し、決定したものを選択するよう、ＲＴＰパケット生成部１３に指示する。
【００３２】
より具体的な例を挙げて説明する。適応変調方式では、表２に示す９種類の変調方式から、上記Ｓ／Ｎ比に応じて、１つの変調方式が選択される。なお、表２において、ＢＰＳＫはBinary Phase Shift Keying（二相位相偏移変調方式）の略、ＱＰＳＫはQuadrature Phase Shift Keying（四相位相偏移変調方式）の略、８ＰＳＫは8 Phase Shift Keying（八相位相偏移変調方式）の略、ＱＡＭはQuadrature Amplitude Modulation（直角位相振幅変調方式）の略である。
【００３３】
【表２】
0004823754.tif 000003
【００３４】
表２に示すように、変調方式ごとに通信レートが異なる。スループット低下検出部１５は、適応変調方式により選択された変調方式に対応する下り通信レートと上り通信レートのうち、小さい方の通信レートと、表１に示すトータルスループットと、を比較する。そして、通信レートを上回らない最大のトータルスループットに対応するＲＴＰパケットデータ量を、ＲＴＰパケット生成部１３が選択すべきものとして決定する。こうすることにより、スループット（通信レート）が著しく低下したとしても、トータルスループットを減らし、スループットの低下を抑制することができるので、通信を維持することができるようになる。
【００３５】
以上説明した処理を、移動局装置１０と基地局装置２０の間の処理シーケンスを参照しながら、再度より詳細に説明する。
【００３６】
図３及び図４は、移動局装置１０と基地局装置２０の間の処理シーケンスを示す図である。
【００３７】
図３に示すように、移動局装置１０は、まずユーザからパケット音声通信の開始指示を受ける。具体的には、SIP INVITE信号を上位レイヤから受信する（Ｓ１）。このSIP INVITE信号にはコーデックを示す情報が含まれており、移動局装置１０は、SIP INVITE信号を受信すると、その中からコーデックを示す情報を取得する（Ｓ２）。
【００３８】
ここではコーデックが上記G.729であったとすると、移動局装置１０は表１に示すＲＴＰパケットデータ量のいずれかを選択し、送信を開始する（Ｓ３）。
【００３９】
なお、この場合において、移動局装置１０は、ヘッダ圧縮を使用しないものを優先的に選択する。ヘッダ圧縮のための処理を行うと、移動局装置１０及び通信相手の処理負荷が大きくなってしまうからである。また、できるだけ送信間隔が短いものを優先的に選択する。送信間隔が短いほど、取得された音声データを迅速にＲＴＰパケットとして送信できるからである。
【００４０】
Ｓ３による送信を行っている間、移動局装置１０は定期的にスループットを算出する（Ｓ４）。
【００４１】
ここで、無線品質が劣化し、変調方式が変わったとする（Ｓ５）。すると、スループットは下がることになり、移動局装置１０はスループットが低下したことを検出する。ここではスループットが25 kbpsに低下したことが検出されたとすると、この検出結果に応じ、移動局装置１０は表１に示されるＲＴＰパケットデータ量のうち、25 kbpsを上回らない最大のトータルスループットに対応するＲＴＰパケットデータ量（62 byte）を選択する。そして、該ＲＴＰパケットデータ量（62 byte）に対応する音声データのデータ量（20 byte）及び時間間隔（20 ms）で音声データの取得を開始する（Ｓ６）。その結果、トータルスループットは24.8 kbpsとなり、25 kbpsを下回ることになる。
【００４２】
次に、さらに無線品質が劣化し、変調方式が変わったとする（図４のＳ７）。すると、スループットはさらに下がることになり、移動局装置１０はスループットがさらに低下したことを検出する。ここではスループットが11 kbpsに低下したことが検出されたとすると、この検出結果に応じ、移動局装置１０は表１に示されるＲＴＰパケットデータ量のうち、11 kbpsを上回らない最大のトータルスループットに対応するＲＴＰパケットデータ量（13 byte）を選択する。
【００４３】
このＲＴＰパケットデータ量はＲＯＨＣによるヘッダ圧縮処理を行う場合に実現されるものであるので、移動局装置１０及び基地局装置２０は、従来公知の方法により、それぞれＲＯＨＣコンプレッサ及びＲＯＨＣデコンプレッサとしての処理を開始する（Ｓ８，Ｓ９）。
【００４４】
また、移動局装置１０は、該ＲＴＰパケットデータ量（13 byte）に対応する音声データのデータ量（10 byte）及び時間間隔（10 ms）で音声データの取得を開始する。そして、ＲＯＨＣコンプレッサにより、通信制御データを省略することでＲＴＰパケットのデータ量を圧縮(Compress)しつつ（Ｓ１０）ＲＴＰパケット（ＲＯＨＣパケット）を生成し、送信を開始する（Ｓ１１）。この処理の結果、トータルスループットは10.4
kbpsとなり、11 kbpsを下回ることになる。
【００４５】
基地局装置２０は、こうして送信されたＲＯＨＣパケットを受信すると、ＲＯＨＣデコンプレッサにより通信制御データを補うことでＲＴＰパケットを解凍(Decompress)し（Ｓ１２）、通信装置３０に対して転送する。
【００４６】
以上説明したように、本発明によれば、スループットが著しく低下したとしても、送信される通信データのデータ量を減らし、スループットの低下を抑制することができるので、通信を維持することができる。
【００４７】
具体的には、所定データ量を上げることによって送信される通信データのデータ量を減らし、スループットの低下を抑制することができるので、通信を維持することができる。
【００４８】
さらに、スループットが上昇した場合には所定データ量を下げることによって送信回数を増やすこととすれば、常時通信内容データが発生し続ける通信（音声通信など）において、より細かい頻度でデータ送信ができるようになる。
【００４９】
また、通信制御データのデータ量制御処理によって送信される通信データのデータ量を減らし、スループットの低下を抑制することができるので、スループットが著しく低下したとしても通信を維持することができる。
【００５０】
さらに、通信レートに基づき、スループットの低下を検出することができる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では移動体通信システムに本発明を適用した例について説明したが、本発明はリアルタイム通信を行う他のいかなる通信システムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる移動体通信システムのシステム構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる移動局装置の機能ブロックを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる移動局装置と基地局装置の間の処理シーケンスを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる移動局装置と基地局装置の間の処理シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  移動体通信システム、１０  移動局装置、１１  音声データ取得部、１２  音声データバッファ、１３  パケット生成部、１４  無線送信部、１５  スループット低下検出部、２０  基地局装置、３０  通信装置。
【図１】
0004823754.tif 000004
【図２】
0004823754.tif 000005
【図３】
0004823754.tif 000006
【図４】
0004823754.tif 000007