(57)【要約】【課題】大量の音声パケットが発生した場合でも音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、音声の品質劣化や遅延の増大を防止することができるＶｏＩＰ装置を提供することを目的とする。【解決手段】通信品質保証が可能なデータ通信ネットワーク１０１に接続されたＶｏＩＰ装置１０２であって、伝送する音声データの会話における重要度を分析しかつ分類し、分類された音声データに対してデータ通信ネットワークにおける通信の優先度を動的に割り当てる優先度決定部１０５と、伝送する音声データにアドレス情報や優先度決定部で割り当てた通信の優先度情報を付加するパケット生成部１０４とを有する。これにより、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、音声の品質劣化や遅延の増大を防止することができる。【選択図】図１
2005341484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信品質保証が可能なデータ通信ネットワークに接続されたＶｏＩＰ装置であって、
音声をアナログの音声信号からデジタルの音声データへ変換する符号化部と、伝送する音声データの会話における重要度を分析しかつ分類し、分類された音声データに対して前記データ通信ネットワークにおける通信の優先度を動的に割り当てる優先度決定部と、伝送する音声データにアドレス情報や前記優先度決定部で割り当てた通信の優先度情報を付加し、前記データ通信ネットワーク上における通信の単位であるパケットを生成し、前記データ通信ネットワークに送出するパケット生成部とを有することを特徴とするＶｏＩＰ装置。
【請求項２】
前記優先度決定部に代えて、音声の無音状態を検知する無音検知部を備え、前記無音検知部は、伝送する音声データが有音か無音かを判定し、有音部分を高い優先度、無音部分を低い優先度として音声データに対して動的に優先度を割り当てることを特徴とする請求項１に記載のＶｏＩＰ装置。
【請求項３】
前記優先度決定部に代えて、設定された音声品質保証レベルを保持するサービスクラス保持部を備え、前記サービスクラス保持部は、伝送する音声データに対して前記保持する音声品質保証レベルに応じて動的に優先度を割り当てることを特徴とする請求項１に記載のＶｏＩＰ装置。
【請求項４】
前記優先度決定部に代えて、前記データ通信ネットワークにおける通信条件を測定するメトリック部を備え、前記メトリック部は、前記データ通信ネットワークにおける通信相手との距離や帯域、コスト等の前記通信条件を測定し、伝送する音声データに対して前記通信条件に応じて動的に優先度を割り当てることを特徴とする請求項１に記載のＶｏＩＰ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信品質保証が可能なデータ通信ネットワークに接続されたＶｏＩＰ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＶｏＩＰ装置の間で通信を行うＶｏＩＰシステムでは、ＩＰ電話機から送出されるようなリアルタイム性が要求される音声パケットと、パソコン等から送出されるようなリアルタイム性が比較的要求されないデータパケットとに対して、スイッチやルータに代表されるようなパケット転送装置から構成されるデータ通信ネットワークが、音声パケットを優先的に転送するように制御を行うことで、音声通信の品質確保、低遅延化を実現している。このことは、例えば（特許文献１）に記載されている。
【０００３】
しかし、音声パケットに対して優先制御をおこなう場合でも、大量の音声パケットが発生することによって、音声パケット同士での通信の競合が発生し、音声の品質の低下、遅延の増加を招く可能性がある。これを防止するために、音声データを圧縮したり、音声の無音区間を検知して当該無音区間の音声パケットの送信量を抑えることで、音声パケットの発生量を抑制し、音声の品質の低下、遅延の増加を防止している。このことは、例えば（特許文献２）に記載されている。
【０００４】
図５は、ＶｏＩＰシステムを構成する従来のＶｏＩＰ装置を示すブロック図である。
【０００５】
図５において、５０１はパケット転送の優先制御等により通信品質保証が可能なデータ通信ネットワーク、５０２はＶｏＩＰ装置、５０３はアナログの音声信号をデジタルの音声データに変換する符号化部、５０４は音声データにアドレス情報や通信の優先度等のヘッダ情報を付加し、パケットと呼ばれるデータ通信ネットワーク５０１上における通信単位を生成するパケット生成部、５０７は無音状態を検知する無音検知部、５０９は無音区間の音声データの削除もしくは圧縮もしくは無音状態・無音区間を表すデータ生成等を行う無音圧縮部、５１０は音声データの圧縮を行う音声圧縮部、５１１は音声パケットの通信の優先度を保持している音声パケット優先度保持部である。
【０００６】
このように構成されたＶｏＩＰ装置について、その動作を図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）はＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  ＬＡＮ）タグ領域を示すデータ図であり、図６（ｂ）はＩＰヘッダのタイプオブサービスタイプ領域を示すデータ図である。同図は、パケット内の優先度情報の例を示し、音声パケット優先度保持部１１１によってパケットに付加される優先度情報の例を表している。
【０００７】
従来のＶｏＩＰ装置は、データ通信ネットワーク５０１と、少なくとも２台のＶｏＩＰ装置５０２とから構成される。ＶｏＩＰ装置５０２で入力されるアナログ音声信号は、符号化部５０３でデジタル音声データに変換され、無音検知部５０７に送られる。無音検知部５０７では、送られてきた音声データから有音状態か無音状態かを判定し、有音の音声データは音声圧縮部５１０へ送られ、無音の音声データは無音圧縮部５０９へ動的に切り替えられながら送られる。音声圧縮部５１０では、送られてきた有音の音声データを圧縮し、パケット生成部５０４へ送りだす。無音圧縮部５０９では、送られてきた無音の音声データに対し、無音の音声データの削除もしくは無音の音声データの圧縮もしくは無音状態・無音区間を表すデータ（例えば無音の開始や終了を表すデータや、無音状態の背景ノイズレベルを表すデータ）に変換し、パケット生成部５０４に送りだす。パケット生成部５０４では、送られてきたデータに、アドレス情報等のヘッダ情報と、音声パケット優先
度保持部５１１によって保持されている優先度情報とを付加し、データ通信ネットワーク５０１に送出す。音声パケット優先度保持部５１１によって付加される優先度情報の代表例が図６で示したＶＬＡＮタグ領域やＩＰヘッダのタイプオブサービス（ＴｏＳ）領域などである。音声パケット優先度保持部５１１に保持される優先度は、音声パケット全体に対してあらかじめ一意的に割り当てられるもので、パソコン等から送出されるデータパケットよりは高い優先度が一般的に割り当てられる。データ通信ネットワーク５０１は、付加された優先度に従って通信を行う。
【０００８】
データ通信ネットワーク５０１では、音声パケットのほうがデータパケットより高い優先度で通信されるため、音声パケットとデータパケットの通信競合は発生しないが、音声パケットが大量に発生した場合、音声パケットの優先度はすべて同じ値が設定されているため、音声パケット同士での通信の競合が発生し、音声品質の低下や遅延が発生する。従来の技術では、これを防止するために、音声圧縮や、無音区間の音声データを制御することにより、音声パケットの発生量を減らすことで対応している。
【特許文献１】特開昭６１−９４４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のＶｏＩＰ装置では、音声の品質保持や遅延低下のために音声圧縮や無音区間の音声データの制御を一律に行っているので、大量の音声パケットが発生した場合、音声パケットとして重要であっても重要でなくても同じ優先度で通信を行うことになり、重要な部分の音声品質や遅延がそうでない部分と共に劣化するという問題点を有していた。
【００１０】
このＶｏＩＰ装置では、音声のうち会話において重要な要素をもつ部分を高い優先度で通信することにより、大量の音声パケットが発生した場合でも音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、音声の品質劣化や遅延の増大を防止することが要求されている。
【００１１】
本発明は、この要求を満たすため、大量の音声パケットが発生した場合でも音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、音声の品質劣化や遅延の増大を防止することができるＶｏＩＰ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】
【００１２】
本発明は、通信品質保証が可能なデータ通信ネットワークに接続されたＶｏＩＰ装置であって、伝送する音声データの会話における重要度を分析しかつ分類し、分類された音声データに対してデータ通信ネットワークにおける通信の優先度を動的に割り当てる優先度決定部と、伝送する音声データにアドレス情報や優先度決定部で割り当てた通信の優先度情報を付加するパケット生成部とを有することを主要な特徴とする。
【００１３】
これにより、大量の音声パケットが発生した場合でも音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、音声の品質劣化や遅延の増大を防止することができるＶｏＩＰ装置が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＶｏＩＰ装置は、通信品質保証が可能なデータ通信ネットワークに接続されたＶｏＩＰ装置であって、伝送する音声データの会話における重要度を分析しかつ分類し、分類された音声データに対してデータ通信ネットワークにおける通信の優先度を動的に割り当てる優先度決定部と、伝送する音声データにアドレス情報や優先度決定部で割り当てた通信の優先度情報を付加し、データ通信ネットワーク上における通信の単位であるパケ
ットを生成し、データ通信ネットワークに送出するパケット生成部とを有することにより、会話にとって重要な音声パケットをより高い優先度で通信することができるので、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができるという有利な効果が得られる。
【００１５】
さらに、音声をアナログの音声信号からデジタルの音声データへ変換する符号化部を有することにより、音声データに対してより高度なデータ処理を行うことができるという有利な効果が得られる。
【００１６】
さらに、優先度決定部に代えて、音声の無音状態を検知する無音検知部を備え、無音検知部は、伝送する音声データが有音か無音かを判定し、有音部分を高い優先度、無音部分を低い優先度として音声データに対して動的に優先度を割り当てることにより、有音部分のみを高い優先度で通信するようにしたので、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができるという有利な効果が得られる。
【００１７】
さらに、優先度決定部に代えて、設定された音声品質保証レベルを保持するサービスクラス保持部を備え、サービスクラス保持部は、伝送する音声データに対して保持する音声品質保証レベルに応じて動的に優先度を割り当てることにより、高い通話品質レベルが要求される通話を高い優先度で、通話品質が要求されない通話を低い優先度で通信することができるので、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができるという有利な効果が得られる。
【００１８】
さらに、優先度決定部に代えて、データ通信ネットワークにおける通信条件を測定するメトリック部を備え、メトリック部は、データ通信ネットワークにおける通信相手との距離や帯域、コスト等の通信条件を測定し、伝送する音声データに対して通信条件に応じて動的に優先度を割り当てることにより、通信条件に応じた優先度で送信するようにしたので、通信条件が悪く音声品質の劣化や遅延が予想される場合には高い優先度で通信することにより高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、大量の音声パケットが発生した場合でも音声パケット同士の通信の競合を抑制し、音声の品質劣化や遅延の増大を防止するという目的を、伝送する音声データの会話における重要度を分析しかつ分類し、分類された音声データに対してデータ通信ネットワークにおける通信の優先度を動的に割り当て、伝送する音声データにアドレス情報や優先度決定部で割り当てた通信の優先度情報を付加することにより実現した。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、通信品質保証が可能なデータ通信ネットワークに接続されたＶｏＩＰ装置であって、音声をアナログの音声信号からデジタルの音声データへ変換する符号化部と、伝送する音声データの会話における重要度を分析しかつ分類し、分類された音声データに対してデータ通信ネットワークにおける通信の優先度を動的に割り当てる優先度決定部と、伝送する音声データにアドレス情報や優先度決定部で割り当てた通信の優先度情報を付加し、データ通信ネットワーク上における通信の単位であるパケットを生成し、データ通信ネットワークに送出するパケット生成部とを有することとしたものであり、会話にとって重要な音声パケットをより高い優先度で通信することができるので、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができるという作用・効果を有する。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、優先度決定部に代えて、音声の無音状態を検知する無音検知部を備え、無音検知部は、伝送する音声データが有音か無音かを判定し、有音部分を高い優先度、無音部分を低い優先度として音声データに対して動的に優先度を割り当てることとしたものであり、有音部分のみを高い優先度で通信するようにしたので、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができるという作用・効果を有する。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、優先度決定部に代えて、設定された音声品質保証レベルを保持するサービスクラス保持部を備え、サービスクラス保持部は、伝送する音声データに対して保持する音声品質保証レベルに応じて動的に優先度を割り当てることとしたものであり、高い通話品質レベルが要求される通話を高い優先度で、通話品質が要求されない通話を低い優先度で通信することができるので、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができるという作用・効果を有する。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた第４の発明は、優先度決定部に代えて、データ通信ネットワークにおける通信条件を測定するメトリック部を備え、メトリック部は、データ通信ネットワークにおける通信相手との距離や帯域、コスト等の通信条件を測定し、伝送する音声データに対して通信条件に応じて動的に優先度を割り当てることとしたものであり、通信条件に応じた優先度で送信するようにしたので、通信条件が悪く音声品質の劣化や遅延が予想される場合には高い優先度で通信することにより高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができるという作用・効果を有する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＶｏＩＰ装置を示すブロック図である。
【００２５】
図１において、通信品質保証が可能なデータ通信ネットワーク１０１に接続されたＶｏＩＰ装置１０２は、音声をアナログの音声信号からデジタルの音声データへ変換する符号化部１０３と、伝送する音声データの会話における重要度を音の性質、状態、特性等から分析、分類し、分類された音声データごとにデータ通信ネットワーク１０１における通信の優先度を動的に決定する優先度決定部１０５と、符号化部１０３で符号化されたデジタル音声データをデータ通信ネットワーク１０１におけるアドレス情報や通信の優先度等を付加し通信単位であるパケットを生成するパケット生成部１０４とから構成される。
【００２６】
このように構成されたＶｏＩＰ装置について、その動作を説明する。
【００２７】
ＶｏＩＰ装置１０２に入力された音声は、符号化部１０３により、アナログ音声信号からデジタル音声データに変換され、優先度決定部１０５に送られる。優先度決定部１０５では、入力された音声データの会話における重要度を、音の性質、状態、特性等から分析、分類し、分類された音声データごとにデータ通信ネットワークにおける通信の優先度を動的に決定し、音声データと優先度情報をパケット生成部１０４へ送る。パケット生成部１０４では、送られてきた音声データから、データ通信ネットワーク１０１におけるアドレス情報や優先度決定部１０５で決定された通信の優先度等を付加して通信単位であるパケットを生成し、データ通信ネットワーク１０１へ送出する。データ通信ネットワーク１０１では、音声パケットの通信量が大量に発生した場合、通信の優先度に従って優先度の高い音声を優先的に通信することにより、音声パケットの通信競合を回避し、高品質かつ低遅延な音声伝送を可能とする。
【００２８】
以上のように本実施の形態１によれば、音声をアナログの音声信号からデジタルの音声
データへ変換する符号化部１０３と、伝送する音声データの会話における重要度を分析しかつ分類し、分類された音声データに対してデータ通信ネットワークにおける通信の優先度を動的に割り当てる優先度決定部１０５と、伝送する音声データにアドレス情報や優先度決定部で割り当てた通信の優先度情報を付加し、データ通信ネットワーク上における通信の単位であるパケットを生成し、データ通信ネットワークに送出するパケット生成部１０４とを有することにより、会話にとって重要な音声パケットをより高い優先度で通信することができるので、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができる。
【００２９】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２におけるＶｏＩＰ装置を示すブロック図である。
【００３０】
図２において、データ通信ネットワーク１０１、ＶｏＩＰ装置１０２、符号化部１０３、パケット生成部１０４は図１と同様のものであり、同一符号を付し、その説明は省略する。１０６は、図１における構成要素である優先度決定部１０５に代えて設けられた無音検知部である。
【００３１】
このように構成されたＶｏＩＰ装置について、その動作を説明する。
【００３２】
ＶｏＩＰ装置１０２に入力された音声は、符号化部１０３により、アナログ音声信号からデジタル音声データに変換され、無音検知部１０６に送られる。無音検知部１０６では、入力された音声データが無音か有音かを判定し、データ通信ネットワーク１０１における通信の優先度を、有音の場合は高優先度、無音の場合は低優先度として決定し、音声データと優先度情報をパケット生成部１０４へ送る。パケット生成部１０４では、送られてきた音声データから、データ通信ネットワーク１０１におけるアドレス情報や無音検知部１０６で決定された通信の優先度等を付加して通信単位であるパケットを生成し、データ通信ネットワーク１０１へ送出する。データ通信ネットワーク２０１では、音声パケットの通信量が大量に発生した場合、音声の有音部分を高い優先度で、無音部分を低い優先度で通信することで、音声パケットの通信競合を回避し、高品質かつ低遅延な音声伝送が可能となる。
【００３３】
以上のように本実施の形態２によれば、優先度決定部１０５に代えて、音声の無音状態を検知する無音検知部１０６を備え、無音検知部１０６は、伝送する音声データが有音か無音かを判定し、有音部分を高い優先度、無音部分を低い優先度として音声データに対して動的に優先度を割り当てることにより、有音部分のみを高い優先度で通信するようにしたので、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができる。
【００３４】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３におけるＶｏＩＰ装置を示すブロック図である。
【００３５】
図３において、データ通信ネットワーク１０１、ＶｏＩＰ装置１０２、符号化部１０３、パケット生成部１０４は図１と同様のものであり、同一符号を付し、その説明は省略する。１０７は、図１における構成要素である優先度決定部１０５に代えて設けられたサービスクラス保持部である。
【００３６】
このように構成されたＶｏＩＰ装置について、その動作を説明する。
【００３７】
ＶｏＩＰ装置１０２に入力された音声は、符号化部１０３により、アナログ音声信号からデジタル音声データに変換され、パケット生成部１０４に送られる。パケット生成部１
０４では、送られてきた音声データから、データ通信ネットワーク１０１におけるアドレス情報やサービスクラス保持部１０７から取り出した通話の優先度等を付加して通信単位であるパケットを生成し、データ通信ネットワーク１０１へ送出する。パケット生成部１０４で付加される通話の優先度情報として、サービスクラス保持部１０７により保持されている通話の優先度情報が使用される。この優先度情報は、クラス化された通話の保証品質レベルに対応した通話の優先度情報である。データ通信ネットワーク１０１では、音声パケットの通信量が大量に発生した場合、サービスクラス保持部１０７に保持されている通話の保証品質レベルより、高い品質保証が要求される通話に対しては高い優先度で、低い品質保証でかまわない通話に対しては低い優先度で通信することにより、音声パケットの通信競合を回避し、高品質かつ低遅延な音声伝送が可能となる。
【００３８】
以上のように本実施の形態３によれば、優先度決定部１０５に代えて、設定された音声品質保証レベルを保持するサービスクラス保持部１０７を備え、サービスクラス保持部１０７は、伝送する音声データに対して保持する音声品質保証レベルに応じて動的に優先度を割り当てることにより、高い通話品質レベルが要求される通話を高い優先度で、通話品質が要求されない通話を低い優先度で通信することができるので、大量の音声パケットが発生した場合でも、音声パケット同士の通信の競合を抑制することができ、高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができる。
【００３９】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４におけるＶｏＩＰ装置を示すブロック図である。
【００４０】
図４において、データ通信ネットワーク１０１、ＶｏＩＰ装置１０２、符号化部１０３、パケット生成部１０４は図１と同様のものであり、同一符号を付し、その説明は省略する。１０８は、図１における構成要素である優先度決定部１０５に代えて設けられたメトリック部である。
【００４１】
このように構成されたＶｏＩＰ装置について、その動作を説明する。
【００４２】
ＶｏＩＰ装置１０２に入力された音声は、符号化部１０３により、アナログ音声信号からデジタル音声データに変換され、パケット生成部１０４に送られる。パケット生成部１０４では、送られてきた音声データから、データ通信ネットワーク１０１におけるアドレス情報やメトリック部１０８で決定された通信の優先度等を付加して通信単位であるパケットを生成し、データ通信ネットワーク１０１へ送出する。パケット生成部１０４で付加される通話の優先度は、メトリック部１０８により決定される。メトリック部１０８では、ネットワークにおける通信相手との距離や帯域、コスト等を測定し、通信条件が厳しいものに対して高い優先度で、通信条件が良いものには低い優先度を決定する。これにより、通信条件の悪い場合でも、高品質かつ低遅延な音声伝送が可能となる。
【００４３】
以上のように本実施の形態４では、優先度決定部１０５に代えて、データ通信ネットワークにおける通信条件を測定するメトリック部１０８を備え、メトリック部１０８は、データ通信ネットワークにおける通信相手との距離や帯域、コスト等の通信条件を測定し、伝送する音声データに対して通信条件に応じて動的に優先度を割り当てることにより、通信条件に応じた優先度で送信するようにしたので、通信条件が悪く音声品質の劣化や遅延が予想される場合には高い優先度で通信することにより高品質かつ低遅延な音声伝送を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、通信品質保証が可能なデータ通信ネットワークに接続されたＶｏＩＰ装置に関し、大量の音声パケットが発生した場合でも音声パケット同士の通信の競合を抑制する
ことができ、音声の品質劣化や遅延の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＶｏＩＰ装置を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２におけるＶｏＩＰ装置を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３におけるＶｏＩＰ装置を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４におけるＶｏＩＰ装置を示すブロック図
【図５】ＶｏＩＰシステムを構成する従来のＶｏＩＰ装置を示すブロック図
【図６】（ａ）ＶＬＡＮタグ領域を示すデータ図、（ｂ）ＩＰヘッダのタイプオブサービス（ＴｏＳ）領域を示すデータ図
【符号の説明】
【００４６】
１０１    データ通信ネットワーク
１０２    ＶｏＩＰ装置
１０３    符号化部
１０４    パケット生成部
１０５    優先度決定部
１０６    無音検知部
１０７    サービスクラス保持部
１０８    メトリック部
【図１】
2005341484.tif 000003
【図２】
2005341484.tif 000004
【図３】
2005341484.tif 000005
【図４】
2005341484.tif 000006
【図５】
2005341484.tif 000007
【図６】
2005341484.tif 000008