(57)【要約】  【課題】  送受信装置間で生じうるジッタの大幅な吸収を可能とする通信システムを提供することを目的とする。  【解決手段】  リアルタイム伝送が必要なストリームデータを送受信装置間で伝送する通信システムにおいて、受信装置２は、受信バッファ２５のパケット蓄積量と通信状態評価部２６が評価した通信状態とに応じて受信バッファ２５に蓄えられているバケットを読み出すタイミングを調整するジッタ吸収部２４を備えている。ジッタ吸収部２４は、上記パケット蓄積量が減った場合、それが通信状態の悪化に起因するかを判定し、受信バッファ２５からパケットを読み出すタイミングを適切に調整する。  【選択図】      図３
2007027813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアルタイム伝送が必要なストリームデータを送信する送信装置と、前記ストリームデータを受信する受信装置と、から成る通信システムにおいて、
前記送信装置は、
外部から与えられたデータを圧縮符号化し、固定長の第１のパケットを生成する符号化部と、
複数の前記第１のパケットから第２のパケットを生成するパケット生成部と、
前記第２のパケットを一時的に蓄積するための送信バッファと、
前記送信バッファに蓄積された前記第２のパケットを前記ストリームデータとして前記受信装置に送信する送信側通信部と、を有し、
前記受信装置は、
前記送信側通信部から送信された前記ストリームデータを受信する受信側通信部と、
前記受信側通信部が受信した前記ストリームデータを構成する前記第２のパケットを一時的に蓄積するための受信バッファと、
前記送信側通信部と前記受信側通信部との間における通信状態を評価する通信状態評価部と、
前記通信状態評価部による前記通信状態の評価結果と前記受信バッファの蓄積量とに基づいて、前記受信バッファに蓄積されている前記第２のパケットの読み出しタイミングを通知するジッタ吸収部と、
前記ジッタ吸収部から通知された前記読み出しタイミングに従って、前記受信バッファに蓄えられた前記第２のパケットの読み出しを行い、読み出した該第２のパケットから第１のパケットの再構築を行うパケット分割部と、
前記パケット分割部からのデータを復号する復号部と、を有している
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記ストリームデータの通信を開始する際、及び／又は前記符号化部による圧縮符号化の符号化速度を変更する際において、
前記送信装置は、前記受信装置に対して、これから送信を行うストリームデータについての圧縮符号化の符号化速度、及び前記送信装置と前記受信装置との間での最大遅延時間を特定する情報を通知する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記ジッタ吸収部は、前記通信状態の評価結果と、前記受信バッファの蓄積量と、予め設定された又は前記送信装置から通知された前記符号化部による圧縮符号化の符号化速度とに基づいて、前記読み出しタイミングを決定し、前記パケット分割部に通知する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記ジッタ吸収部は、前記通信状態の評価結果に基づいて前記通信状態の良好／不良を判断し、
前記通信状態が良好であると判断した場合には前記受信バッファの蓄積量が略一定に保たれるように前記パケット分割部に前記読み出しタイミングの通知を行う一方、
前記通信状態が不良であると判断した場合には前記パケット分割部による前記第２のパケットの現在の読み出し速度に従って前記パケット分割部に前記読み出しタイミングの通知を行う
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記ジッタ吸収部は、前記ストリームデータの通信開始時において、前記受信バッファの蓄積量と前記通信状態の評価結果に基づいて前記受信バッファに蓄積されている前記第２のパケットの読み出し開始タイミングを決定し、その読み出し開始タイミング以前においては前記パケット分割部による前記第２のパケットの読み出しを禁止する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記ジッタ吸収部は、前記ストリームデータの通信開始時において、前記受信バッファの蓄積量が所定の値に達するまでは、前記パケット分割部による前記第２のパケットの読み出しを禁止する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の通信システム。
【請求項７】
前記パケット分割部の再構築によって得られた第１のパケットが前記復号部に出力されるタイミングは、前記符号化部による圧縮符号化の符号化速度に応じて調整される
ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の通信システム。
【請求項８】
前記通信状態評価部は、前記受信側通信部の受信信号に基づいてパケットエラーレートを測定し、その測定結果を前記通信状態の評価結果とする
ことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像や音声等に関するデータをリアルタイム伝送する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
映像や音声等のリアルタイム信号をＭＰＥＧ２−ＴＳ（Moving Picture Experts Group phase 2−Transport Stream）などの圧縮符号化方式を用いて圧縮し、圧縮によって得られた信号を、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）などのプロトコルを用いて無線通信路や電力線にて形成されたネットワークに伝送するシステムが認知されるようになってきている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、周知の通り、無線通信においては伝送距離が長くなるほどマルチパスフェージングの影響を多く受ける。また、電力線通信においては他の機器を動作させた場合に発生するノイズの影響を受けることによりパケットエラーレート（パケットエラー率）が高くなり、結果的に伝送遅延に由来するジッタが発生する。
【０００４】
このような伝送遅延は１００ｍｓ（ミリ秒）以上になることがあるため、下記特許文献１のように、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルからのデータに存在するジッタを直接ＰＬＬ回路を用いて吸収する方法ではジッタを吸収しきれない。ジッタを吸収しきれないと、受信装置においては、復号する際に正しい時間間隔でデータの再現をすることができないため、正常な再生を保証することができず、画面のフリーズやブロックノイズが発生する場合もある。このような不具合を解消する手法として、送受信装置の間で一定量のバッファを持たせて伝送遅延を吸収する手法が知られている。
【０００５】
無線通信の場合を例にとり、図７〜図１３を参照して伝送遅延を吸収する従来手法を説明する。図７は、従来の通信システムの全体的な構成図である。
【０００６】
送信装置１０１は、放送局４、又はＳＴＢ（Set Top Box）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）機器もしくはビデオ再生機等のＡＶソース５からの映像や音声データを、無線通信路にて形成されたネットワーク７を介して、ストリームデータ３として受信装置１０２に無線送信する。受信装置１０２は、受信したストリームデータ３を、テレビジョンやパーソナルコンピュータ等の表示装置６にて映像や音声として再生させる。
【０００７】
放送局４やＡＶソース５からのデータが既にＭＰＥＧ２（ＭＰＥＧ２−ＴＳ）等の方式にて圧縮されている場合は、送信装置１内において再度圧縮符号化を行う必要はないが、放送局４やＡＶソース５からの映像や音声データを表す信号が、圧縮符号化の行われていないアナログのリアルタイム信号であるとして、以下の説明を行う。このリアルタイム信号及び上記ストリームデータ３は、リアルタイム伝送が必要となっている。
【０００８】
図８は、送信装置１０１のブロック構成図である。送信装置１０１は、リアルタイム信号をＭＰＥＧ２（ＭＰＥＧ２−ＴＳ）等の圧縮符号化方式を用いて圧縮符号化する符号化部１１と、符号化されたデータをネットワーク上で用いられるパケットに分割合成するパケット生成部１２と、送信バッファ１３と、受信装置１０２とネットワーク７を介して通信を行う通信部１４と、通信部１４に接続されたアンテナ１５と、を有して構成されている。
【０００９】
図９は、受信装置１０２のブロック構成図である。受信装置１０２は、送信装置１０１とネットワーク７を介して通信を行う通信部２７と、受信バッファ２５と、ジッタを吸収するジッタ吸収部１２４と、送信装置１０１側で分割合成されたパケットを再度復号できる形に再構築するパケット分割部２３と、符号化されたデータをリアルタイム信号へ復号する復号部２１と、通信部２７に接続されたアンテナ２８と、を有して構成されている。
【００１０】
図１０を参照して、送信装置１０１と受信装置１０２の処理の流れを説明する。送信装置１０１において、符号化部１１は、放送局４或いはＡＶソース５からのリアルタイム信号を圧縮符号化し、ＭＰＥＧ２の方式に則って、固定長（１８８バイト）のＴＳブロック（所謂ＴＳパケット）を生成する。符号化の条件として、一般的なＣＢＲ（Constant Bit Rate）を採用する場合を例にとる。この場合、各ＴＳブロック間の時間間隔Ｔts1は、通常一定間隔となる。尚、符号化の条件として、ＶＢＲ（Variable Bit Rate）が採用される場合もあるが、その場合、各ＴＳブロック間の時間間隔は一定とはならない。
【００１１】
パケット生成部１２は、ネットワーク上に伝送するためのパケットを作成するべく、符号化部１１にて生成された複数のＴＳパケットを分割合成し、更にＴＣＰヘッダやＩＰヘッダを付加して所定のデータ長のＩＰパケットを作成する。パケット生成部１２で作成されたＩＰパケットは、一時的に送信バッファ１３に格納される。通信部１４は、送信バッファ１３から順次ＩＰパケットを読み出してＭＡＣ（Media Access Control）ヘッダやＰＬＣＰ（Physical Layer Convergence Procedure）ヘッダ等を付加し、必要であれば更に暗号化処理や誤り訂正符号の付加等を施した上で、無線パケットとして、順次アンテナ１５を介してネットワーク７上に送信する。ネットワーク７上に次々と送られる無線パケットは、ストリームデータ３を構成している。
【００１２】
一方、受信装置１０２において、通信部２７は、送信装置１０１から伝送された無線パケット（ストリームデータ）をアンテナ２８を介して受信する。そして、受信したデータ（パケット）に誤りがあるか否かを判定し、誤りがない場合は受信したデータをＩＰパケットとして受信バッファ２５に一時的に格納すると共に、送信装置１０１に対して受領確認のパケットを送信する。
【００１３】
ジッタ吸収部１２４は、受信バッファ２５に蓄えられたＩＰパケットの数量を監視しており、ストリームデータ３の通信開始時において、蓄えられたＩＰパケットの数量が予め設定された規定数Ｎ（Ｎは２以上の整数）に達すると、換言すれば、受信バッファ２５の蓄積量（受信バッファ２５内に蓄積されたＩＰパケットのデータ量）が予め設定された基準値に達すると、パケット分割部２３に対して受信バッファ２５からＩＰパケットを読み出すように指示を出す。パケット分割部２３は、読み出したＩＰパケットを復号部２１が復号できる形に再構築する。復号部２１は、パケット分割部２３からのデータを復号してリアルタイム信号を再現し、表示装置６に出力する。以下、受信バッファ２５の蓄積量（受信バッファ２５内に蓄積されたＩＰパケットのデータ量）を、単に「バッファ量α」と記すことがある。
【００１４】
上記の如く通信開始時において、ジッタ吸収部１２４は、予め設定した基準値以上のＩＰパケットが貯まった時点で、ＩＰパケットの読み出しを開始するように指示を出すが、その後は、バッファ量αを参照しながら読み出すタイミングを調整する。送信装置１０１と受信装置１０２の動作の基準周波数が一致しないこと等に起因して、バッファ量αに基づいた読み出しのタイミング調整を行わなければ、受信バッファ２５内のデータの枯渇やデータの溢れが生じてしまうからである。
【００１５】
そのような読み出しタイミングの調整手法について図１１を参照して説明する。尚、図１１は、通信状態が良好に維持されている場合を想定している。通信開始直後であって且つ読み出し開始後の或る時刻をｔ１とする。この時刻ｔ１においては、図１１に示すように、バッファ量αが上記基準値を上回っている。このため、ジッタ吸収部１２４は、読み出し速度が上がるようにパケット分割部２３を制御する。
【００１６】
時刻ｔ１の後の時刻ｔ２において、ジッタ吸収部１２４は、再度バッファ量αを確認する。時刻ｔ１における読み出し速度の上昇に起因して、時刻ｔ１−ｔ２間においては、通信部２７が受信バッファ２５にＩＰパケットを格納する速度よりもパケット分割部２３が受信バッファ２５からＩＰパケットを読み出す速度の方が速くなっており、結果的に、時刻ｔ２ではバッファ量αが上記基準値を下回っている。このため、ジッタ吸収部１２４は、読み出し速度が下がるようにパケット分割部２３を制御する。
【００１７】
時刻ｔ２の後の時刻ｔ３において、ジッタ吸収部１２４は、再度バッファ量αを確認する。時刻ｔ２における読み出し速度の減少に起因して、時刻ｔ２−ｔ３間においては、通信部２７が受信バッファ２５にＩＰパケットを格納する速度よりもパケット分割部２３が受信バッファ２５からＩＰパケットを読み出す速度の方が遅くなっており、結果的に、時刻ｔ３ではバッファ量αが上記基準値を上回っている。このため、ジッタ吸収部１２４は、読み出し速度が上がるようにパケット分割部２３を制御する。
【００１８】
上記の如く、バッファ量αを略一定に保つためのＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御を行うＰＬＬ回路（不図示）を設けることにより、伝送に伴うジッタを吸収することができる。
【００１９】
【特許文献１】特開２００４−３５６８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
図１１に示す従来の手法は、通信状態が良好であって、図１０に示すように送信装置１０１のパケット生成部１２がＩＰパケットの作成を行ってから受信装置１０２の受信バッファ２５に格納されるまでの時間が概ね一定の場合には正常に機能する。しかしながら、無線通信や電力線通信の通信状態は急激に変化することがあるため、バッファ量αを参照するだけではジッタを吸収しきれない場合も生じる。このような問題を、図１２及び図１３を参照しながら、説明する。
【００２１】
図１２において、或る時刻ｔ４にバッファ量αが上記基準値を下回っていたとする。この場合、ジッタ吸収部１２４は、読み出し速度が下がるようにパケット分割部２３を制御する。読み出し速度を下げたため、通信状態が良好に維持されておれば、次の時刻ｔ５におけるバッファ量αは上記基準値を上回るはずであるが、今、時刻ｔ４とｔ５の間で通信状態が急激に悪化し、その間、無線パケットが受信装置１０２に届かなくなっていた場合を考える。この場合、時刻ｔ４において読み出し速度を下げたにも拘わらず、時刻ｔ５におけるバッファ量αは時刻ｔ４よりも減少していることになる。このため、読み出し速度が更に下がるような制御が加わる。
【００２２】
そして、時刻ｔ５とｔ６の間で通信状態が良好な状態に戻ったとする。この場合、送信の失敗で送信バッファ１３に貯まっていたパケットが一気に送信されることになるため、受信装置１０２は通常より多いパケットを受信することになる。加えて、読み出し速度が下がっているため、バッファ量αは急激に増えてしまうことになる。このような通信状態の変動に起因して、時刻ｔ６におけるバッファ量αが基準値を大きく上回ってしまうと、時刻ｔ６では読み出し速度を相当に速く設定することが必要となって、定常状態に落ち着くまでに長い時間が必要となる。即ち、大きなジッタが生じてしまうこととなる。
【００２３】
また、図１３は、通信状態が悪い場合を想定した通信開始直後におけるパケットの流れのイメージ図である。図１３に示す如く、通信状態が悪いと、受信バッファ２５にＮ個のＩＰパケットが貯まるまでの時間が図１０におけるそれと比べて長くなってしまう。通信状態が良好である場合はＮ個のＩＰパケットが貯まった時点で読み出しを開始すればよいが、通信状態が悪い場合は、Ｎ個のＩＰパケットが貯まるまでの時間が通常よりも長く掛かるため、その時点で大きなジッタが発生してしまい、定常状態に落ち着くまでに比較的長い時間が必要となってしまう。
【００２４】
また、図１０や図１３にも示されているように従来の通信システムにおいては、送信装置１０１におけるＴＳブロックの入力間隔（発生間隔）、即ちパケット生成部１２に与えられる各ＴＳブロック間の時間間隔Ｔts1は、受信装置１０２におけるＴＳブロックの出力間隔、即ち復号部２１に与えられる各ＴＳブロック間の時間間隔Ｔts2よりも長くなっている。このため、通信の伝送遅延に由来するジッタだけでなく、ＩＰパケット作成時に発生するジッタも吸収する必要がある。
【００２５】
上記問題点を解決する手法として、ＩＰパケット作成時に受信装置側の出力時刻を表すタイムスタンプを各ＴＳブロックに付加するという手法が考えられる。しかし、タイムスタンプを付加する手法は、ＩＰパケットへのオーバーヘッドが大きいだけでなく、時刻情報を共有するための時刻情報のパケットを送受信する必要があるため、伝送効率が下がるという問題を有する。また、送受信装置間で時刻を合わせるための時計合わせ回路も必要となるため、回路構成が複雑となってしまう。
【００２６】
そこで本発明は、送受信装置間で生じうるジッタの大幅な吸収を可能とする通信システム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】
【００２７】
上記目的を達成するために本発明に係る通信システムは、リアルタイム伝送が必要なストリームデータを送信する送信装置と、前記ストリームデータを受信する受信装置と、から成る通信システムにおいて、前記送信装置は、外部から与えられたデータを圧縮符号化し、固定長の第１のパケットを生成する符号化部と、複数の前記第１のパケットから第２のパケットを生成するパケット生成部と、前記第２のパケットを一時的に蓄積するための送信バッファと、前記送信バッファに蓄積された前記第２のパケットを前記ストリームデータとして前記受信装置に送信する送信側通信部と、を有し、前記受信装置は、前記送信側通信部から送信された前記ストリームデータを受信する受信側通信部と、前記受信側通信部が受信した前記ストリームデータを構成する前記第２のパケットを一時的に蓄積するための受信バッファと、前記送信側通信部と前記受信側通信部との間における通信状態を評価する通信状態評価部と、前記通信状態評価部による前記通信状態の評価結果と前記受信バッファの蓄積量とに基づいて、前記受信バッファに蓄積されている前記第２のパケットの読み出しタイミングを通知するジッタ吸収部と、前記ジッタ吸収部から通知された前記読み出しタイミングに従って、前記受信バッファに蓄えられた前記第２のパケットの読み出しを行い、読み出した該第２のパケットから第１のパケットの再構築を行うパケット分割部と、前記パケット分割部からのデータを復号する復号部と、を有していることを特徴とする。
【００２８】
上記のように構成すれば、例えば、受信バッファの蓄積量が減った場合でも、それが通信状態の悪化に起因するものであるかを判定することができる。そして、受信バッファの蓄積量と通信状態を総合的に判断して読み出しタイミングを適切に調整することが可能となるため、大幅なジッタの吸収が実現可能となる。
【００２９】
例えば、前記ストリームデータの通信を開始する際、及び／又は前記符号化部による圧縮符号化の符号化速度を変更する際において、前記送信装置は、前記受信装置に対して、これから送信を行うストリームデータについての圧縮符号化の符号化速度、及び前記送信装置と前記受信装置との間での最大遅延時間を特定する情報を通知する。
【００３０】
また、例えば、前記ジッタ吸収部は、前記通信状態の評価結果と、前記受信バッファの蓄積量と、予め設定された又は前記送信装置から通知された前記符号化部による圧縮符号化の符号化速度とに基づいて、前記読み出しタイミングを決定し、前記パケット分割部に通知する。
【００３１】
そして、具体的には例えば、前記ジッタ吸収部は、前記通信状態の評価結果に基づいて前記通信状態の良好／不良を判断し、前記通信状態が良好であると判断した場合には前記受信バッファの蓄積量が略一定に保たれるように前記パケット分割部に前記読み出しタイミングの通知を行う一方、前記通信状態が不良であると判断した場合には前記パケット分割部による前記第２のパケットの現在の読み出し速度に従って前記パケット分割部に前記読み出しタイミングの通知を行う。
【００３２】
また、例えば、前記ジッタ吸収部は、前記ストリームデータの通信開始時において、前記受信バッファの蓄積量と前記通信状態の評価結果に基づいて前記受信バッファに蓄積されている前記第２のパケットの読み出し開始タイミングを決定し、その読み出し開始タイミング以前においては前記パケット分割部による前記第２のパケットの読み出しを禁止する。
【００３３】
これにより、通信開始時におけるジッタの発生を抑制することが可能となる。
【００３４】
また、例えば、前記ジッタ吸収部は、前記ストリームデータの通信開始時において、前記受信バッファの蓄積量が所定の値に達するまでは、前記パケット分割部による前記第２のパケットの読み出しを禁止するようにしてもよい。
【００３５】
また、例えば、前記パケット分割部の再構築によって得られた第１のパケットが前記復号部に出力されるタイミングは、前記符号化部による圧縮符号化の符号化速度に応じて調整される。
【００３６】
これにより、例えば、送信装置側における各第１のパケット間の時間間隔を再現するように前記復号部に第１のパケットが出力されるため、更にジッタを吸収することが可能となる。また、タイムスタンプ付加などのオーバーヘッドもなく、時計合わせ回路なども不要であるため、上記構成は簡単な回路で実現できる。
【００３７】
また、具体的には例えば、前記通信状態評価部は、前記受信側通信部の受信信号に基づいてパケットエラーレートを測定し、その測定結果を前記通信状態の評価結果とする。
【発明の効果】
【００３８】
上述した通り、本発明に係る通信システムによれば、送受信装置間で生じうるジッタの大幅な吸収が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明に係る通信システムの実施形態につき、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本実施形態に係る通信システムの全体的な構成図である。図１において、図７と同一の部分には同一の符号を付してある。
【００４０】
送信装置１は、放送局４、又はＳＴＢ、ＤＶＤ機器もしくはビデオ再生機等のＡＶソース５からの映像や音声データを、無線通信路にて形成されたネットワーク７を介して、ストリームデータ３として受信装置２に無線送信する。受信装置２は、受信したストリームデータ３を、テレビジョンやパーソナルコンピュータ等の表示装置６にて映像や音声として再生させる。尚、ストリームデータ３の伝送路は、電力線等であっても良い。
【００４１】
放送局４やＡＶソース５からのデータが既にＭＰＥＧ２（ＭＰＥＧ２−ＴＳ）等の方式にて圧縮されている場合は、送信装置１内において再度圧縮符号化を行う必要はないが、放送局４やＡＶソース５からの映像や音声データを表す信号が、圧縮符号化の行われていないアナログのリアルタイム信号であるとして、以下の説明を行う。このリアルタイム信号及び上記ストリームデータ３は、リアルタイム伝送が必要となっている。
【００４２】
図２は、送信装置１のブロック構成図である。送信装置１の内部構成は、図８の送信装置１０１のそれと同様となっている。即ち、送信装置１は、リアルタイム信号をＭＰＥＧ２（ＭＰＥＧ２−ＴＳ）等の圧縮符号化方式を用いて圧縮符号化する符号化部１１と、符号化されたデータをネットワーク上で用いられるパケットに分割合成するパケット生成部１２と、送信バッファ１３と、受信装置２とネットワーク７を介して通信を行う通信部１４と、通信部１４に接続されたアンテナ１５と、を有して構成されている。
【００４３】
図３は、受信装置２のブロック構成図である。受信装置２は、送信装置１とネットワーク７を介して通信を行う通信部２７と、通信部２７の受信信号に基づいて現在のパケットエラーレートを測定することにより、送信装置１側の通信部１４と受信装置２側の通信部２７との間における通信状態を評価する通信状態評価部２６と、受信バッファ２５と、ジッタを吸収するジッタ吸収部２４と、送信装置１側で分割合成されたパケットを再度復号できる形に再構築するパケット分割部２３と、パケット分割部２３の再構築によって得られたＴＳブロックの出力タイミングを調整する出力調整部２２と、符号化されたデータをリアルタイム信号へ復号する復号部２１と、通信部２７に接続されたアンテナ２８と、を有して構成されている。
【００４４】
送信装置１において、符号化部１１は、放送局４或いはＡＶソース５からのリアルタイム信号を圧縮符号化し、ＭＰＥＧ２の方式に則って、固定長（１８８バイト）のＴＳブロック（所謂ＴＳパケット）を生成する。符号化の条件として、一般的なＣＢＲ（Constant Bit Rate）を採用しており、各ＴＳブロック間の時間間隔Ｔts1は、通常一定間隔となっている。尚、符号化の条件として、ＶＢＲ（Variable Bit Rate）を採用しても構わない。この場合、各ＴＳブロック間の時間間隔は一定とはならない。
【００４５】
パケット生成部１２は、ネットワーク上に伝送するためのパケットを作成するべく、符号化部１１にて生成された複数のＴＳパケットを分割合成し、更にＴＣＰヘッダやＩＰヘッダを付加して所定のデータ長のＩＰパケットを作成する。パケット生成部１２で作成されたＩＰパケットは、一時的に送信バッファ１３に格納される。通信部１４は、送信バッファ１３から順次ＩＰパケットを読み出してＭＡＣヘッダやＰＬＣＰヘッダ等を付加し、必要であれば更に暗号化処理や誤り訂正符号の付加等を施した上で、無線パケットとして、アンテナ１５を介してネットワーク７上に送信する。ネットワーク７上に次々と送られる無線パケットは、ストリームデータ３を構成している。
【００４６】
一方、受信装置２において、通信部２７は、送信装置１から伝送された無線パケット（ストリームデータ）をアンテナ２８を介して受信する。そして、受信したデータ（パケット）に誤りがあるか否かを判定し、誤りがない場合は受信したデータをＩＰパケットとして受信バッファ２５に一時的に格納すると共に、送信装置１に対して受領確認のパケットを送信する。通信状態評価部２６は、誤りがあるパケット（或いは誤りが訂正しきれなかったパケット）をカウントすることにより、パケットエラーレートを検出する。
【００４７】
ジッタ吸収部２４は、通信状態評価部２６による通信状態の評価結果（即ち、パケットエラーレート）と受信バッファ２５の蓄積量（バッファ量α）を参照しつつ、受信バッファ２５に蓄積されているＩＰパケットの読み出しタイミング（ＩＰパケットを読み出すタイミング）をパケット分割部２３に通知する。パケット分割部２３は、ジッタ吸収部２４から通知された読み出しタイミングに従って、受信バッファ２５に蓄えられたＩＰパケットの読み出しを行い、読み出したＩＰパケットを復号部２１が復号できる形に再構築する。即ち、ＩＰパケットからＴＳブロックを再構築する。
【００４８】
出力調整部２２は、パケット分割部２３の再構築によって得られるＴＳブロックを復号部２１に対して出力するタイミングを調整する。復号部２１は、パケット分割部２３から出力調整部２２を介して供給されるデータ（ＴＳブロック）を復号してリアルタイム信号を再現し、表示装置６に出力する。
【００４９】
以下、従来の通信システムとの主たる相違点である通信状態評価部２６、ジッタ吸収部２４及び出力調整部２２の動作に着目して、本実施形態に係る通信システムの特徴的な動作を説明する。
【００５０】
図４に、本実施形態に係る通信システムの動作のフローチャートを示す。ユーザからのリアルタイム信号の再生要求があるとリアルタイム信号の伝送のセットアップが開始され、ステップＳ１において、送信装置１と受信装置２との間で、これから送信を行うリアルタイム信号に対する符号化部１１の圧縮符号化の符号化速度、及び送信装置１と受信装置２との間での最大遅延時間を特定する情報などのやり取りが行われる。
【００５１】
上記符号化速度は、送信装置１と受信装置２との間の通信のビットレート（リアルタイム信号が映像に関するデータである場合は映像レート）に等しい。リアルタイム性のあるストリームデータ３を送受信する場合は、送受信機間で一定量の遅延を与えてやる必要があるが、許容される遅延の最大値が上記最大遅延時間である（尚、「許容される遅延の最大値」という表現は、送信装置１側から見た表現といえる）。送信装置１は、送信装置１にリアルタイム信号が入力されてから少なくとも上記最大遅延時間が経過するまでに、そのリアルタイム信号についてのストリームデータ３の送信を完了する必要がある。一方、受信装置２は、送信装置１にリアルタイム信号が入力されてから（理想的には）上記最大遅延時間後に、そのリアルタイム信号を再現した信号（即ち、復号部２１の復号によって得られるリアルタイム信号）を出力する。送信装置１に次々と入力されるリアルタイム信号を、全て、受信装置２が上記最大遅延時間後に（復号したリアルタイム信号として）出力すれば、ジッタはゼロとなる。
【００５２】
ステップＳ１において、やり取りが行われるべき上記「最大遅延時間を特定する情報」は、最大遅延時間を表す値そのものであっても良いし、送受信装置間で確保しておくべきバッファ量を表す値であってもよい。「送受信装置間で確保しておくべきバッファ量」とは、「送信バッファ１３に蓄えておくべきＩＰパケットのデータ量及び受信バッファ２５に蓄えておくべきＩＰパケットのデータ量」を意味しており、「送信バッファ１３に蓄えておくべきＩＰパケットのデータ量」と「受信バッファ２５に蓄えておくべきＩＰパケットのデータ量」は、例えば一致している。上記最大遅延時間は、「受信バッファ２５に蓄えておくべきＩＰパケットのデータ量」を上記「符号化速度」で割った値に等しいため、「受信バッファ２５に蓄えておくべきＩＰパケットのデータ量」と上記「符号化速度」を与えてやれば、上記最大遅延時間を求めることができる。
【００５３】
また、上記符号化速度（ビットレート）によって、送信装置１におけるＴＳブロックの入力間隔（発生間隔）、即ちパケット生成部１２に与えられる各ＴＳブロック間の時間間隔Ｔts1が特定される。例えば、符号化速度（ビットレート）が６Ｍｂｐｓ(Mega Bits Per Second)である場合、１つのＴＳブロックのデータ長が１８８バイト（＝１８８×８ビット）であるので、（１８８×８）÷（６×１０6）≒２５０×１０-6、より、Ｔts1は約２５０μｓ（マイクロ秒）となる。また、ストリームデータ３（リアルタイム信号）の通信中において、符号化部１１の圧縮符号化の符号化速度が変更される場合は、再度、送信装置１から受信装置２に、変更後の符号化速度と上記最大遅延時間を特定する情報が通知される。
【００５４】
尚、符号化部１１による圧縮符号化の符号化速度を通信システム内で予め設定しておき、その値を予め受信装置２に与えていても構わない。この場合、ステップＳ１において、上記符号化速度を受信装置２に通知する必要はない。
【００５５】
ステップＳ１を終えて移行するステップＳ２では、ジッタ吸収部２４が、受信バッファ２５に蓄えられたＩＰパケットの読み出し開始タイミングの基準となる基準値を定めて、該基準値をパケット分割部２３に伝達する。そして、ストリームデータ３（リアルタイム信号）の伝送が開始される。基準値は、ステップＳ１において受信装置２に通知された情報に基づいて決定される。蓄えられたＩＰパケットの数量が規定数Ｎ（Ｎは２以上の整数）に達すると、受信バッファ２５の蓄積量が上記基準値に達することになる。
【００５６】
ストリームデータ３（リアルタイム信号）の伝送が開始されると、受信バッファ２５にＩＰパケットが次々と格納されていくが、ジッタ吸収部２４は、通信状態評価部２６が測定した現在のパケットエラーレートと受信バッファ２５の蓄積量（バッファ量α）を参照しつつ、バッファ量αがステップＳ２で設定した基準値にちょうど達するタイミング或いは該基準値を上回らないタイミングで、パケット分割部２３にＩＰパケットの読み出し開始の指示を与える（ステップＳ３）。ＩＰパケットの読み出し開始の指示を与えるタイミングを、「読み出し開始タイミング」という。この読み出し開始タイミングが訪れるまでは、ジッタ吸収部２４からパケット分割部２３に対して読み出しタイミングの通知は行われない。つまり、この読み出し開始タイミングが訪れるまで、ジッタ吸収部２４は、パケット分割部２３によるＩＰパケットの読み出しを禁止する。
【００５７】
パケット分割部２３によるＩＰパケットの読み出しが開始された後、ジッタ吸収部２４は、定期的に現在のバッファ量αの確認を行い、そのバッファ量αが上記基準値を上回っているかを判断する（ステップＳ４）。ステップＳ４で確認されたバッファ量αが基準値を上回っている場合（ステップＳ４のＹ）、ジッタ吸収部２４は、パケット分割部２３によるＩＰパケットの読み出し速度が増加するような読み出しタイミングを、パケット分割部２３に通知する（ステップＳ８）。これにより、該読み出し速度は増加する。
【００５８】
一方、ステップＳ４で確認されたバッファ量αが基準値を下回っている場合（ステップＳ４のＮ）、ステップＳ５に移行し、ジッタ吸収部２４は現在の通信状態の良好／不良を判断する。具体的には、ジッタ吸収部２４は、通信状態評価部２６が測定した現在のパケットエラーレートが所定のエラー閾値Ｅｔｈ１よりも小さい場合に現在の通信状態が良好であると判断する一方、通信状態評価部２６が測定した現在のパケットエラーレートが上記エラー閾値Ｅｔｈ１以上になっている場合に現在の通信状態が不良であると判断する。
【００５９】
ステップＳ５において、現在の通信状態が良好であると判断された場合（ステップＳ５のＹ）、ジッタ吸収部２４は、パケット分割部２３によるＩＰパケットの読み出し速度が減少するような読み出しタイミングを、パケット分割部２３に通知する（ステップＳ６）。これにより、該読み出し速度は減少する。
【００６０】
一方、ステップＳ５において、現在の通信状態が不良であると判断された場合（ステップＳ５のＮ）、ステップＳ７に移行し、ジッタ吸収部２４は、パケット分割部２３によるＩＰパケットの現在の読み出し速度が維持されるような読み出しタイミングをパケット分割部２３に通知することにより、該読み出し速度を現状のまま維持する。バッファ量αが基準値を下回っているからといって、通信状態が悪い場合も読み出し速度を下げてしまうと、図１２に示したように大きなジッタが発生しうる。これを考慮して、読み出し速度を現状維持するのである。
【００６１】
尚、パケット分割部２３によるＩＰパケットの読み出し速度とは、パケット分割部２３が単位時間当たりに読み出すＩＰパケットの数（或いはデータ量）を意味する。また、ステップＳ６、Ｓ７又はＳ８を終えると、ステップＳ４に戻ることになる。
【００６２】
図５に、本実施形態におけるバッファ量αの推移例を示す。読み出し開始後の或る時刻ｔ１１において、バッファ量αが上記基準値を下回っており、且つ該時刻ｔ１１における通信状態が良好であると判断されて読み出し速度を遅くする制御が働いたとする。
【００６３】
読み出し速度を下げたため、通信状態が良好に維持されておれば、時刻ｔ１１の後の時刻ｔ１２におけるバッファ量αは上記基準値を上回るはずであるが、今、時刻ｔ１１とｔ１２の間で通信状態が急激に悪化し、その間、無線パケットが受信装置２に届かなくなっていた場合を考える。この場合、時刻ｔ１１において読み出し速度を下げたにも拘わらず、時刻ｔ１２におけるバッファ量αは時刻ｔ１１よりも減少していることになる。
【００６４】
このような場合、読み出し速度に問題があるわけではないので、上記の処理手法に従い、読み出し速度の調整を一旦中止する。時刻ｔ１２と時刻ｔ１２に続く時刻ｔ１３との間で通信状態が良好な状態に戻った場合、送信の失敗で送信バッファ１３に貯まっていたパケットが一気に送信されるため、受信装置２は通常より多いパケットを受信することになる。しかしながら、時刻ｔ１２において読み出し速度を変化させなかったため、バッファ量αの急激な増加は抑制される。つまり、図１２で示したような従来例における大きなジッタの発生が抑制される。
【００６５】
図６は、図４のステップＳ３におけるＩＰパケットの読み出し開始タイミングの決定動作と、図３の出力調整部２２の動作を表す図である。図６は、通信開始直後の通信状態が悪い場合を想定している。通信開始直後の通信状態が悪い場合は、バッファ量αが上記基準値に達する（受信バッファ２５にＮ個のＩＰパケットが貯まる）まで読み出しを待機していたのでは、その時点でジッタが発生してしまう。
【００６６】
そこで、ジッタ吸収部２４は、通信状態が悪い場合には、バッファ量αが上記基準値に達しないタイミングにおいて、パケット分割部２３にＩＰパケットの読み出し開始の指示を与える。具体的には、通信状態評価部２６が測定した現在のパケットエラーレートが大きければ大きいほど、バッファ量αがより少ない状態で、読み出し開始の指示を与える。但し、通信状態評価部２６が測定した現在のパケットエラーレートが所定のエラー閾値Ｅｔｈ２よりも小さい場合は、通信状態が比較的良好であると判断し、バッファ量αが上記基準値に達した時点でパケット分割部２３にＩＰパケットの読み出し開始の指示を与えるようにしてもよい。
【００６７】
また、読み出されたＩＰパケットは、パケット分割部２３により復号部２１が復号できる形に再構築されることになるが、出力調整部２２は、パケット分割部２３の再構築によって得られるＴＳブロックの復号部２１に対する出力タイミングを、送信装置１から通知された或るいは予め設定された上記符号化速度に応じて調整する。具体的には、出力調整部２２は、送信装置１側における各ＴＳブロック間の時間間隔Ｔts1を再現するように、再構築によって得られるＴＳブロックを復号部２１に与える。即ち、復号部２１に与えられる各ＴＳブロック間の時間間隔Ｔts2が、パケット生成部１２に与えられる各ＴＳブロック間の時間間隔Ｔts1と（略）等しくなるようにする。これにより、ＩＰパケット作成時に発生するジッタも吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの全体的な構成図である。
【図２】図１の送信装置のブロック構成図である。
【図３】図１の受信装置のブロック構成図である。
【図４】図１の通信システムの動作のフローチャートである。
【図５】図３の受信バッファの蓄積量の推移例を示す図である。
【図６】図３のパケット分割部によるＩＰパケットの読み出し開始タイミングの決定動作と、出力調整部の動作を表す図である。
【図７】従来の通信システムの全体的な構成図である。
【図８】図７の送信装置のブロック構成図である。
【図９】図７の受信装置のブロック構成図である。
【図１０】通信状態が良好に維持されている場合における、図７の通信システムの動作を説明するための図である。
【図１１】通信状態が良好に維持されている場合における、図７の通信システムの動作を説明するための図である。
【図１２】通信状態が変動する場合における、図７の通信システムの動作を説明するための図である。
【図１３】通信状態が変動する場合における、図７の通信システムの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  送信装置
２  受信装置
３  ストリームデータ
４  放送局
５  ＡＶソース
６  表示装置
７  ネットワーク
１１  符号化部
１２  パケット生成部
１３  送信バッファ
１４  通信部
１５  アンテナ
２１  復号部
２２  出力調整部
２３  パケット分割部
２４  ジッタ吸収部
２５  受信バッファ
２６  通信状態評価部
２７  通信部
２８  アンテナ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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