(57)【要約】【課題】パケット受信負荷による音声品質の不良を防ぎ、ＶｏＩＰ伝送効率の向上と音質の安定化を実現するパケット受信装置を提供する。【解決手段】音声バッファ監視部１０５は、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量を監視して、蓄積量が所定のスレッシュレベルを下回るとフロー制御部１０６へ制御信号を送信する。フロー制御部１０６は、音声バッファ監視部１０５より制御信号を受信すると、データ通信系アプリケーション対向機器３００に対してフロー制御を行い、ＶｏＩＰ端末１００へのデータ通信系のパケット送信を停止させる。【選択図】図１
2007110574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを介してリアルタイム通信系のＶｏＩＰパケットとデータ通信系のパケットを受信して処理するパケット受信装置において、
音声データを蓄積する音声バッファと、
前記音声バッファの蓄積量を検出するバッファ監視部と、
前記バッファ監視部により検出された前記音声バッファの蓄積量に基づいてデータ通信系のパケットをフロー制御するフロー制御部と、
を備えることを特徴とするパケット受信装置。
【請求項２】
ネットワークを介してリアルタイム通信系のＶｏＩＰパケットとデータ通信系のパケットを受信して処理するパケット受信装置において、
音声データを蓄積する音声バッファと、
前記音声バッファの蓄積量を検出するバッファ監視部と、
受信したパケットのフィルタリングを行うフィルタ部と、
前記バッファ監視部により検出された前記音声バッファの蓄積量に基づいて前記フィルタ部によるフィルタリングを制御するフィルタ制御部と、
を備え、前記フィルタ部を通過したパケットを処理することを特徴とするパケット受信装置。
【請求項３】
ネットワークを介してリアルタイム通信系のＶｏＩＰパケットとデータ通信系のパケットを受信して処理するパケット受信装置において、
当該パケット受信装置の処理動作を制御するＣＰＵと、
音声データを蓄積する音声バッファと、
前記音声バッファの蓄積量を検出するバッファ監視部と、
前記バッファ監視部により検出された前記音声バッファの蓄積量に基づいて前記ＣＰＵのリソース割り当てを制御するＣＰＵリソース割り当て部と、
を備えることを特徴とするパケット受信装置。
【請求項４】
請求項１記載のパケット受信装置であって、
受信したパケットのフィルタリングを行うフィルタ部と、
前記バッファ監視部により検出された前記音声バッファの蓄積量に基づいて前記フィルタ部によるフィルタリングを制御するフィルタ制御部と、
をさらに備え、前記フィルタ部を通過したパケットを処理することを特徴とするパケット受信装置。
【請求項５】
請求項１もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フロー制御部は、アプリケーション層でフロー制御を行うことを特徴とするパケット受信装置。
【請求項６】
請求項１もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フロー制御部は、ＴＣＰ／ＩＰ層でフロー制御を行うことを特徴とするパケット受信装置。
【請求項７】
請求項１もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フロー制御部は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）層でフロー制御を行うことを特徴とするパケット受信装置。
【請求項８】
請求項２もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フィルタ部は、フィルタルールに登録したパケットのみを通過させることを特徴とするパケット受信装置。
【請求項９】
請求項２もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フィルタ部は、フィルタルールに登録したパケットのみを廃棄することを特徴とするパケット受信装置。
【請求項１０】
請求項３記載のパケット受信装置であって、前記ＣＰＵリソース割り当て部は、マルチタスクＯＳを使用して前記ＣＰＵのリソース割り当てを制御することを特徴とするパケット受信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のパケット受信装置であって、前記ＣＰＵリソース割り当て部は、周期的にタスクを起動して前記ＣＰＵのリソース割り当てを制御することを特徴とするパケット受信装置。
【請求項１２】
請求項１０記載のパケット受信装置であって、前記ＣＰＵリソース割り当て部は、タスクの優先度により前記ＣＰＵのリソース割り当てを制御することを特徴とするパケット受信装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記バッファ監視部はハードウェア割込みにより前記音声バッファの蓄積量を検出することを特徴とするパケット受信装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記バッファ監視部は周期的に前記音声バッファの蓄積量を検出することを特徴とするパケット受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークを介してリアルタイム通信系のＶｏＩＰパケットとデータ通信系のパケットを受信して処理するパケット受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声とＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットの変換処理技術を用いて、インターネットやＩＰ−ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のコンピュータネットワークを介した音声通信（通話）を実施するＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）技術が進展している。
【０００３】
図５はＶｏＩＰ端末のネットワークシステムの概要図である。ＶｏＩＰ端末４０１、４０２は、音声データをＴＣＰ／ＩＰおよびＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＩＰネットワーク処理によりＩＰパケット化し、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）４０３を通じて音声通信する。ＶｏＩＰ端末としては、ＩＰ電話や、ＶｏＩＰゲートウエイ、パーソナルコンピュータなどが例に挙げられる。
【０００４】
図６に従来のＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す。通常、ＶｏＩＰ端末のソフトウェアは、リアルタイム通信系のＶｏＩＰアプリケーション、他のデータ通信系アプリケーション（Ｈｔｔｐアプリケーション等）、通信系以外のアプリケーションなどの複数のアプリケーションにより構成され、これらのアプリケーションは競合状態にある。このように複数のアプリケーションが競合状態にある場合、音声パケット処理遅延による音飛びなどの音声品質不良が引き起こされるという問題がある。この問題が発生する原因を、図６を用いて説明する。
【０００５】
ＶｏＩＰ端末５００は、ＷＡＮからＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレーム６００を受信した後、受信処理部５０１においてＴＣＰ／ＩＰおよびＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の受信処理を行い、ＶｏＩＰパケットかデータ通信系のパケットかを判別する。
【０００６】
ＶｏＩＰパケットであった場合は、音声コーデック処理部５０２において音声コーデック処理を行い、復号化した音声データを音声蓄積バッファ部５０３に蓄積する。その後、ヒューマンインタフェース５０４において一定の間隔で音声データの再生を行う。一方、データ通信系のパケットであった場合は、Ｈｔｔｐ処理などを行った後に、Ｆａｘ出力や画面表示などのアプリケーション処理を行う。
【０００７】
図６に示すＶｏＩＰ端末の構成においてデータ通信系のパケット通信が頻繁に行われた場合には、当該ＶｏＩＰ端末５００の処理動作を制御するＣＰＵ（図示せず。）のリソースがデータ通信系アプリケーション処理に取られ、ＶｏＩＰアプリケーション処理を阻害する。その結果、音声品質が低下する。
【０００８】
上記問題を解決するために、従来より、パケットの優先制御を行った上で、ＣＰＵリソースの状態に応じて音声コーデック方式を変更する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。以下、ＣＰＵリソースの状態に応じて音声コーデック方式を変更するＶｏＩＰ端末について、図７を用いて説明する。
【０００９】
図７において、ＣＰＵリソース監視部５０５は、ＣＰＵ５０６のリソース測定を行い、例えばパケット輻輳時にＶｏＩＰアプリケーション処理に対するＣＰＵ負荷の増大を検出すると、音声コーデック処理部５０２を制御して音声コーデック方式を変更する。具体的には、音声コーデック方式にはＩＴＵ−ＴのＧシリーズにおいて規定されたＧ．７２９コーデック方式（８ＫＨｚ）や、Ｇ．７１１コーデック方式［６４Ｋ  ＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）符号化］等があり、音声品質的にはＧ．７１１コーデック方式が高品位であり、ＶｏＩＰアプリケーションに対するＣＰＵ負荷の増大を検出するまではＧ．７１１コーデック方式を選択し、ＶｏＩＰアプリケーションに対するＣＰＵ負荷の増大を検出すると、データ長等の高い圧縮率からＧ．７２９コーデック方式を選択するようにする。このように、従来は、ＣＰＵリソースの状態に応じて音声コーデック方式を変更することにより、ＶｏＩＰアプリケーションに対するＣＰＵ負荷の調整と既存通話呼の品質保証を可能にしていた。
【００１０】
しかしながら、上記従来のＶｏＩＰ端末では、データ通信系のパケットのバースト的な受信による音声品質の不良を完全には防げないという問題があった。以下、図８を用いて、その原因を説明する。
【００１１】
図８はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）上でパケットを伝送する場合のパケット構造を示している。図８に示すようにＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を用いて音声データ８０９を転送する場合、１２バイトのＩＰＧ（ＩｎｔｅｒＰａｃｋｅｔ  ＧＡＰ）８０１、８バイトのプリアンブル８０２、１４バイトのＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ヘッダ８０３、２０バイトのＩＰヘッダ８０６、８バイトのＵＤＰヘッダ８０７、１２バイトのＲＴＰヘッダ８０８、音声データ８０９、４バイトのＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）８０５のパケット構成となる。
【００１２】
通常、ＶｏＩＰ端末がＶｏＩＰアプリケーションで扱う音声データのサイズは約５００バイトである。一方、データ通信系アプリケーションで扱うデータのサイズはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレーム規格の最大長となる１４７２バイトである。このように、データ通信系アプリケーションで扱うデータのサイズはＶｏＩＰアプリケーションで扱うデータのサイズの約３倍となる。このため、データ通信系のパケットをバースト的に受信した場合、音声コーデック方式を変更して音声復号化に対するＣＰＵ負荷を軽減しても、ＣＰＵリソースがデータ通信系アプリケーションのパケット受信処理に取られてしまう。その結果、ＶｏＩＰアプリケーション処理に充分なＣＰＵリソースが割り当てられずに、音声パケット処理遅延による音飛びなどが発生してしまう。
【特許文献１】特開２００３−４６５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑み、音声蓄積バッファ部（音声バッファ）の蓄積量を監視し、その蓄積量に基づいて通信パラメータ（フロー制御、フィルタ制御、ＣＰＵリソース割り当て）を自律的に制御することにより、データ通信系のパケットの受信負荷による音声品質の不良を防ぎ、ＶｏＩＰ伝送効率の向上と音質の安定化を実現するパケット受信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】
【００１４】
本発明の請求項１記載のパケット受信装置は、ネットワークを介してリアルタイム通信系のＶｏＩＰパケットとデータ通信系のパケットを受信して処理するパケット受信装置において、音声データを蓄積する音声バッファと、前記音声バッファの蓄積量を検出するバッファ監視部と、前記バッファ監視部により検出された前記音声バッファの蓄積量に基づいてデータ通信系のパケットをフロー制御するフロー制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項２記載のパケット受信装置は、ネットワークを介してリアルタイム通信系のＶｏＩＰパケットとデータ通信系のパケットを受信して処理するパケット受信装置において、音声データを蓄積する音声バッファと、前記音声バッファの蓄積量を検出するバッファ監視部と、受信したパケットのフィルタリングを行うフィルタ部と、前記バッファ監視部により検出された前記音声バッファの蓄積量に基づいて前記フィルタ部によるフィルタリングを制御するフィルタ制御部と、を備え、前記フィルタ部を通過したパケットを処理することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項３記載のパケット受信装置は、ネットワークを介してリアルタイム通信系のＶｏＩＰパケットとデータ通信系のパケットを受信して処理するパケット受信装置において、当該パケット受信装置の処理動作を制御するＣＰＵと、音声データを蓄積する音声バッファと、前記音声バッファの蓄積量を検出するバッファ監視部と、前記バッファ監視部により検出された前記音声バッファの蓄積量に基づいて前記ＣＰＵのリソース割り当てを制御するＣＰＵリソース割り当て部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項４記載のパケット受信装置は、請求項１記載のパケット受信装置であって、受信したパケットのフィルタリングを行うフィルタ部と、前記バッファ監視部により検出された前記音声バッファの蓄積量に基づいて前記フィルタ部によるフィルタリングを制御するフィルタ制御部と、をさらに備え、前記フィルタ部を通過したパケットを処理することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項５記載のパケット受信装置は、請求項１もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フロー制御部は、アプリケーション層でフロー制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項６記載のパケット受信装置は、請求項１もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フロー制御部は、ＴＣＰ／ＩＰ層でフロー制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項７記載のパケット受信装置は、請求項１もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フロー制御部は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）層でフロー制御を行うことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項８記載のパケット受信装置は、請求項２もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フィルタ部は、フィルタルールに登録したパケットのみを通過させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項９記載のパケット受信装置は、請求項２もしくは４のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記フィルタ部は、フィルタルールに登録したパケットのみを廃棄することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１０記載のパケット受信装置は、請求項３記載のパケット受信装置であって、前記ＣＰＵリソース割り当て部は、マルチタスクＯＳを使用して前記ＣＰＵのリソース割り当てを制御することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１１記載のパケット受信装置は、請求項１０記載のパケット受信装置であって、前記ＣＰＵリソース割り当て部は、周期的にタスクを起動して前記ＣＰＵのリソース割り当てを制御することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１２記載のパケット受信装置は、請求項１０記載のパケット受信装置であって、前記ＣＰＵリソース割り当て部は、タスクの優先度により前記ＣＰＵのリソース割り当てを制御することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１３記載のパケット受信装置は、請求項１ないし１２のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記バッファ監視部はハードウェア割込みにより前記音声バッファの蓄積量を検出することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項１４記載のパケット受信装置は、請求項１ないし１２のいずれかに記載のパケット受信装置であって、前記バッファ監視部は周期的に前記音声バッファの蓄積量を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、パケットの受信負荷による音声品質の不良を防ぎ、ＶｏＩＰ伝送効率の向上と音質の安定化を実現することができる。よって、データ通信系のパケットのバースト的な受信による音声品質の不良を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態におけるパケット受信装置であるＶｏＩＰ端末について、図面を交えて説明する。ＶｏＩＰ端末は、リアルタイム通信系のＶｏＩＰアプリケーションや、他のデータ通信系のアプリケーション、通信系以外のアプリケーションなどの複数のアプリケーションを有しており、インターネットやＩＰ−ＶＰＮ等のネットワークを介してリアルタイム通信系のＶｏＩＰパケットやデータ通信系のパケットを受信すると、通信系のアプリケーションにより処理する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１に、本実施の形態１におけるＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す。
【００３１】
図１に示すＶｏＩＰ端末１００において、受信処理部１０１は、ＷＡＭから受信したＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームに対してＴＣＰ／ＩＰおよびＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の受信処理を行い、ＶｏＩＰパケットかデータ通信系のパケットかを判別して、対向ＶｏＩＰ端末２００からのＶｏＩＰパケットについては音声コーデック処理部１０２へ送信する。一方、データ通信系アプリケーション対向機器３００からのデータ通信系のパケットについては、Ｈｔｔｐ処理などを行った後に、Ｆａｘ出力や画面表示などのアプリケーション処理を行う（図示せず。）。
【００３２】
音声コーデック処理部１０２はＶｏＩＰパケットに対して音声コーデック処理を行い、圧縮された音声データをデコード（復号化）して音声蓄積バッファ部１０３へ送信する。音声蓄積バッファ部（音声バッファ）１０３は、デコードされた音声データを蓄積する。
【００３３】
音声蓄積バッファ部１０３に蓄積された音声データは、一定の間隔でヒューマンインタフェース１０４へ送信される。ヒューマンインタフェース１０４は、音声データから音声を再生する。
【００３４】
音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量を検出する音声バッファ監視部１０５は、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量と所定のスレッシュレベル（しきい値）を比較して、蓄積量がスレッシュレベルを下回ったことを検知すると、フロー制御部１０６へ制御信号を送信する。
【００３５】
フロー制御部１０６は、音声バッファ監視部１０５より制御信号を受信すると、データ通信系アプリケーション対向機器３００へパケット送信の停止を要求するフロー制御を行う。このようにフロー制御部１０６は、音声バッファ監視部１０５により検出された音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量に基づいてデータ通信系のパケットをフロー制御する。
【００３６】
ＶｏＩＰ端末１００とＷＡＮを介してパケット通信する対向ＶｏＩＰ端末２００は、音声データをパケット化して送信する。また、ＶｏＩＰ端末１００とＷＡＮを介してパケット通信するデータ通信系アプリケーション対向機器３００は、画像データやＦａｘデータ等をパケット化して送信する。
【００３７】
以下、本実施の形態１におけるＶｏＩＰ端末１００のパケット受信処理を説明する。
ＶｏＩＰ端末１００は、ＷＡＭからＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームを受信すると、受信処理部１０１においてＴＣＰ／ＩＰおよびＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の受信処理を行い、ＶｏＩＰパケットかデータ通信系のパケットかを判別する。
【００３８】
ＶｏＩＰパケットであれば、音声コーデック処理部１０２において音声コーデック処理を行い、復号化した音声データを音声蓄積バッファ部１０３に蓄積する。音声バッファ監視部１０５は音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量を監視しており、蓄積量が所定のスレッシュレベルを下回ると、フロー制御部１０６へ制御信号を送信する。フロー制御部１０６は、その制御信号に従い、データ通信系アプリケーション対抗機器３００に対してフロー制御を行う。
【００３９】
例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）層（レイヤ２層）でフロー制御を実施する場合、ｐａｕｓｅパケットを利用する。ＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔ）では、ｐａｕｓｅパケットを受け取ったネットワーク端末は、ｐａｕｓｅパケットのパラメータに指示された期間パケット送信を停止することを定めている。そのため、ＶｏＩＰ端末１００がｐａｕｓｅパケットをデータ通信系アプリケーション対向機器３００に送信し、データ通信系アプリケーション対向機器３００からのパケット送信を停止させることで、フロー制御を実施することができる。なお、同様の手法を用いて、ＴＣＰ／ＩＰ層（レイヤ３、４層）や、アプリケーション層（レイヤ７層）でもフロー制御を実施することができる。
【００４０】
その後、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量が所定のスレッシュレベル以上になると、音声バッファ監視部１０５はフロー制御部１０６へ制御信号を送信する。フロー制御部１０６は、その制御信号に従い、データ通信系アプリケーション対抗機器３００に対するフロー制御を解除する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態１では、音声バッファ監視部が音声蓄積バッファ部を監視し、フロー制御部がその蓄積量に基づいてデータ通信系アプリケーション対抗機器に対しフロー制御を行うので、データ通信系アプリケーション対抗機器からバースト的なパケット送信が発生しなくなる。すなわち、複数のパケットが連続的に送信されることがなくなる。そのため、ＶｏＩＰ端末のパケット受信負荷による音飛びを防ぐことが可能となる。なお、音声バッファ監視部とフロー制御部は、ハードウェア／ソフトウェアのいずれにおいても実施することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態２におけるＶｏＩＰ端末について説明する。図２に、本実施の形態２におけるＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す。但し、前述した実施の形態１で説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００４３】
図２に示すＶｏＩＰ端末１００において、フィルタ部１０７は、フィルタ制御部１０８から制御信号を受信すると、ＷＡＮから受信したＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームのうちＶｏＩＰ端末１００に不要なパケットを含むフレームをフィルタリング（廃棄）する。具体的には、例えば、自宛ＭＡＣアドレス以外のユニキャストパケットや、自宛ノード以外のマルチキャストパケット、ｐｉｎｇフラット等のＤｏＳ攻撃用のブロードキャストパケットをフィルタリングする。
【００４４】
音声バッファ監視部１０５は、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量と所定のスレッシュレベル（しきい値）を比較して、蓄積量が所定のスレッシュレベルを下回ったことを検知すると、フィルタ制御部１０８へ制御信号を送信する。
【００４５】
フィルタ制御部１０８は、音声バッファ監視部１０５より制御信号を受信すると、フィルタ部１０７へ制御信号を送信する。このようにフィルタ制御部１０８は、音声バッファ監視部１０５により検出された音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量に基づいてフィルタ部１０７によるフィルタリングを制御する。
【００４６】
ここで、フィルタ部１０７が通過させるパケットの種類の例を述べる。フィルタ部１０７が通過させるパケットとしては、自宛ユニキャストパケット、ブロードキャストパケット、ＩＰｖ６要請ノードマルチキャストパケット、ＩＰｖ６全ノードマルチキャストパケット、ＵＰｎＰ／ＩＰｖ４マルチキャストパケット、ＵＰｎＰ／ＩＰｖ６マルチキャストパケットなどが候補として挙げられる。
【００４７】
また、上記のパケットを通過させるフィルタ部としては、フィルタルールに登録したパケットのみを通過させる通過登録型フィルタと、フィルタルールに登録したパケットのみを廃棄する廃棄登録型フィルタのいずれを用いてもよい。
【００４８】
また、通過させるパケットの種類をさらに詳細に設定することもできる。例えば自宛ユニキャストパケットについては、ＶｏＩＰパケットとそれ以外のパケットを図８に示すＵＤＰヘッダ８０７により判別して、ＶｏＩＰパケット以外を廃棄することができる。なお、フィルタ部は、複数のフィルタルールを動的に設定可能である。
【００４９】
以下、本実施の形態２におけるＶｏＩＰ端末１００のパケット受信処理を説明する。
実施の形態１と同様に音声バッファ監視部１０５は音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量を監視しており、蓄積量が所定のスレッシュレベルを下回ると、フィルタ制御部１０８へ制御信号を送信する。フィルタ制御部１０８は、その制御信号に従い、フィルタ部１０７へ制御信号を送信し、ＶｏＩＰ端末１００に不要なパケットを含むフレームをフィルタリングさせる。
【００５０】
その後、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量が所定のスレッシュレベル以上になると、音声バッファ監視部１０５はフィルタ制御部１０８へ制御信号を送信する。フィルタ制御部１０８は、その制御信号に従い、フィルタ部１０７へ制御信号を送信し、フィルタ部１０７によるフィルタリングを解除し、全てのパケットを通過させる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態２では、音声バッファ監視部が音声蓄積バッファ部を監視し、フィルタ制御部がその蓄積量に基づいてフィルタ部によるフィルタリングを制御するので、ＶｏＩＰ端末に不要なパケットを廃棄することができる。そのため、ＶｏＩＰ端末のパケット受信負荷による音飛びを防ぐことが可能となる。なお、音声バッファ監視部とフィルタ制御部は、ハードウェア／ソフトウェアのいずれにおいても実施することができる。
【００５２】
（実施の形態３）
以下、本実施の形態３におけるＶｏＩＰ端末について説明する。図３に、本実施の形態３におけるＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す。但し、前述した実施の形態１で説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００５３】
図３に示すＶｏＩＰ端末１００において、音声バッファ監視部１０５は、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量と所定のスレッシュレベル（しきい値）を比較して、蓄積量がスレッシュレベルを下回ったことを検知すると、ＣＰＵリソース割り当て部１０９へ制御信号を送信する。
【００５４】
ＣＰＵリソース割り当て部１０９は、音声バッファ監視部１０５より制御信号を受信すると、ＶｏＩＰアプリケーション処理とデータ通信系アプリケーション処理に対するＣＰＵ（図示せず。）リソースの割り当てを制御するための割り当て制御信号を出力する。具体的には、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量がスレッシュレベルを下回った場合、ＶｏＩＰアプリケーション処理に対するＣＰＵリソースを増加させる。その後、蓄積量がスレッシュレベル以上になると、ＶｏＩＰアプリケーション処理に対するＣＰＵリソースを減少させる。このようにＣＰＵリソース割り当て部１０９は、音声バッファ監視部１０５により検出された音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量に基づいて、当該ＶｏＩＰ端末１００の処理動作を制御するＣＰＵのリソース割り当てを制御する。
【００５５】
ＣＰＵリソースの割り当ては、マルチタスクＯＳを使用して実施することができる。例えば、周期的にタスクを起動させることによりＣＰＵリソースの割り当てを制御することができる。具体的には、ＶｏＩＰアプリケーションとデータ通信系アプリケーションをタスクとして実装し、ラウンドロビンに起動させる。そして、ＣＰＵリソース割り当て部１０９により、ＣＰＵリソースを多く割り当てたいアプリケーションのタスクの起動時間を長くすることにより、ＣＰＵリソースの割り当ての制御が可能となる。
【００５６】
また、タスクの優先度によりＣＰＵリソースの割り当てを制御することができる。具体的には、ＶｏＩＰアプリケーションとデータ通信系アプリケーションをタスクとして実装し、ＣＰＵリソース割り当て部１０９により、ＣＰＵリソースを多く割り当てたいアプリケーションのタスクの優先度を高くすることにより、ＣＰＵリソースの割り当ての制御が可能となる。
【００５７】
以下、本実施の形態３におけるＶｏＩＰ端末１００のパケット受信処理を説明する。
実施の形態１と同様に音声バッファ監視部１０５は音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量を監視しており、蓄積量が所定のスレッシュレベルを下回ると、ＣＰＵリソース割り当て部１０９へ制御信号を送信する。ＣＰＵリソース割り当て部１０９は、その制御信号に従い、ＶｏＩＰアプリケーション処理とデータ通信系アプリケーション処理に対するＣＰＵリソースの割り当てを制御するための割り当て制御信号を出力する。
【００５８】
その後、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量が所定のスレッシュレベル以上になると、音声バッファ監視部１０５はＣＰＵリソース割り当て部１０９へ制御信号を送信する。ＣＰＵリソース割り当て部１０９は、その制御信号に従い、ＣＰＵリソースの割り当てを初期値に戻す。
【００５９】
以上のように、本実施の形態３では、音声バッファ監視部が音声蓄積バッファ部を監視し、ＣＰＵリソース割り当て部がその蓄積量に基づいてアプリケーションへのＣＰＵリソースの割り当てを制御するので、ＶｏＩＰアプリケーションに適切なＣＰＵリソースを割り当てることができる。そのため、ＶｏＩＰ端末のパケット受信負荷による音飛びを防ぐことが可能となる。なお、音声バッファ監視部とＣＰＵリソース割り当て部は、ハードウェア／ソフトウェアのいずれにおいても実施することができる。
【００６０】
（実施の形態４）
以下、本実施の形態４におけるＶｏＩＰ端末について説明する。図４に、本実施の形態４におけるＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す。但し、前述した実施の形態１、２で説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００６１】
上述した実施の形態１では、データ通信系のパケットに対してフロー制御を行うため、データ通信系のパケット以外の不要パケットを連続して受信する可能性がある。この場合、ＣＰＵリソースが不要パケット処理に割かれて、ＶｏＩＰパケット処理遅延による音飛びが発生する可能性がある。また、実施の形態２では、データ通信系のパケットをフィルタで廃棄する場合、パケットロスやパケット再送が発生してネットワークのトラフィックが混雑し、ＶｏＩＰパケットの到着遅延による音飛びが発生する可能性がある。一方、ＶｏＩＰ端末に不要なパケットを廃棄する場合には、データ通信系のパケットのバースト的な受信による音飛びが発生する可能性がある。そこで、本実施の形態４では、音声蓄積バッファ部の蓄積量に対して２つのしきい値（スレッシュレベルａ、ｂ）を設定し、フロー制御とフィルタリングを行う。
【００６２】
以下、本実施の形態４におけるＶｏＩＰ端末１００のパケット受信処理を説明する。
実施の形態１、２と同様に音声バッファ監視部１０５は音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量を監視しており、蓄積量がスレッシュレベルｂ（＞スレッシュレベルａ）を下回ると、フロー制御部１０６とフィルタ制御部１０８へ制御信号を送信する。
【００６３】
フロー制御部１０６は、音声バッファ監視部１０５から受信した制御信号に従い、画像データやＦａｘデータをパケット化して通信するデータ通信系アプリケーション対抗機器３００に対してフロー制御を行う。また、フィルタ制御部１０８は、音声バッファ監視部１０５から受信した制御信号に従い、フィルタ部１０７へ制御信号を送信し、ＶｏＩＰ端末１００に不要なパケットを含むフレームをフィルタリングさせる。
【００６４】
さらに、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量がスレッシュレベルａを下回ると、音声バッファ監視部１０５はフィルタ制御部１０８へ制御信号を送信する。フィルタ制御部１０８は、音声バッファ監視部１０５から受信した制御信号に従い、フィルタ部１０７へ制御信号を送信し、ＶｏＩＰパケット以外のパケットを含むフレームをフィルタリングさせる。
【００６５】
その後、音声蓄積バッファ部１０３の蓄積量がスレッシュレベルｂ以上になると、音声バッファ監視部１０５はフロー制御部１０６とフィルタ制御部１０８に制御信号を送信する。フロー制御部１０６は、その制御信号に従い、データ通信系アプリケーション対抗機器３００に対するフロー制御を解除する。また、フィルタ制御部１０８は、その制御信号に従い、フィルタ部１０７へ制御信号を送信し、フィルタ部１０７によるフィルタリングを解除し、全てのパケットを通過させる。
【００６６】
フィルタ部が通過させるパケットの種類としては、例えば、音声蓄積バッファ部の蓄積量がスレッシュレベルｂを下回り、かつスレッシュレベルａ以上である場合には、自宛ユニキャストパケット、ブロードキャストパケット、ＩＰｖ６要請ノードマルチキャストパケット、ＩＰｖ６全ノードマルチキャストパケット、ＵＰｎＰ／ＩＰｖ４マルチキャストパケット、ＵＰｎＰ／ＩＰｖ６マルチキャストパケットなどが候補として挙げられる。また、音声蓄積バッファ部の蓄積量がスレッシュレベルａを下回る場合には、自宛ユニキャストパケットであるＶｏＩＰパケット以外の全てのパケット廃棄する。自宛ユニキャストパケットでは、ＶｏＩＰパケットとそれ以外のパケットを図８に示すＵＤＰヘッダ８０７により判別して、ＶｏＩＰパケット以外を廃棄することができる。
【００６７】
以上のように、本実施の形態４では、音声蓄積バッファ部の蓄積量に基づいてフロー制御とフィルタ部によるフィルタリングを行うので、上記した実施の形態１と実施の形態２の問題点を解決することができる。すなわち、データ通信系のパケットをフロー制御し、かつＶｏＩＰ端末に不要なパケットをフィルタリングするので、パケットロスやパケット再送が発生せず、かつＣＰＵリソースが不要パケット処理に割かれない。また、音声蓄積バッファ部の蓄積量がさらに減少したときには、ＶｏＩＰパケット以外のパケットを全て廃棄する。そのため、ＶｏＩＰ端末のパケット受信負荷による音飛びを防ぐことが可能となる。なお、音声バッファ監視部とフロー制御部とフィルタ制御部は、ハードウェア／ソフトウェアのいずれにおいても実施することができる。
【００６８】
上述した実施の形態１ないし４において、音声蓄積バッファ部の蓄積量の検出方法としては、蓄積量が所定のしきい値を下回るとハード割込みを発生させる方法や、周期的に音声蓄積バッファ部の蓄積量を監視する方法が実施可能である。なお、音声蓄積バッファ部の蓄積量に対するスレッシュレベルを動的に変更できるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明にかかるパケット受信装置は、パケット受信負荷による音声品質の不良を防ぎ、ＶｏＩＰ端末として有用である。また、ＶｏＩＰ端末以外のパケット受信装置にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態２におけるＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態３におけるＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態４におけるＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す図
【図５】ＶｏＩＰ端末のネットワークシステムの概要を示す図
【図６】従来のＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す図
【図７】従来のＶｏＩＰ端末システムのパケット受信処理時の構成を示す図
【図８】Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームの構造を示す図
【符号の説明】
【００７１】
１００、４０１、４０２、５００      ＶｏＩＰ端末
１０１、５０１      受信処理部
１０２、５０２      音声コーデック処理部
１０３、５０３      音声蓄積バッファ部
１０４、５０４      ヒューマンインタフェース
１０５      音声バッファ監視部
１０６      フロー制御部
１０７      フィルタ部
１０８      フィルタ制御部
１０９      ＣＰＵリソース割り当て部
２００、７００      対向ＶｏＩＰ端末
３００      データ通信系アプリケーション対向機器
４０３      ＷＡＮ
５０５      ＣＰＵリソース監視部
５０６      ＣＰＵ
６００      Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレーム
８０１      ＩＰＧ
８０２      プリアンブル
８０３      ＭＡＣヘッダ
８０４      データ
８０５      ＦＣＳ
８０６      ＩＰヘッダ
８０７      ＵＤＰヘッダ
８０８      ＲＴＰヘッダ
８０９      音声データ
【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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