(57)【要約】【課題】通信網の輻輳が発生した際に増加させたジッタ吸収バッファの許容蓄積量を、通信網の輻輳回復後にデフォルト値に戻す際に、音声の歪みや音飛びの発生等を抑制する。【解決手段】送信側装置１は、音声データの音量レベルに基づき無音状態情報を生成する無音状態情報生成部１１と、無音状態情報を付加して音声データをパケット化する音声パケット生成部１２と、パケットを受信側装置３に転送するパケット送出部１３とを備え、受信側装置３は、パケットを受信し、音声データおよび無音状態情報を取得するパケット受信部３１と、音声データを蓄積して遅延時間を調整するジッタ吸収バッファ３３と、蓄積量が設定した許容蓄積量を超過した場合に、当該許容蓄積量を増加させ、蓄積量が一定時間、設定した許容蓄積量内である場合に、無音状態を示す音声データを廃棄して、当該許容蓄積量をデフォルト値に戻すジッタバッファ調整部３２とを備えた。【選択図】図１
2012124689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声データをパケット化して送信する送信側装置と、前記送信側装置からパケットを受信し、音声データに変換する受信側装置とを備えた通信システムにおいて、
前記送信側装置は、
前記音声データの音量レベルに基づいて、無音状態情報を生成する無音状態情報生成部と、
前記無音状態情報生成部により生成された無音状態情報を付加して、対応する音声データをパケット化する音声パケット生成部と、
前記音声パケット生成部により生成されたパケットを該当する受信側装置に転送するパケット送出部とを備え、
前記受信側装置は、
前記パケット送出部により転送されたパケットを受信し、音声データおよび無音状態情報を取得するパケット受信部と、
前記パケット受信部により取得された音声データを蓄積して遅延時間を調整するジッタ吸収バッファと、
前記ジッタ吸収バッファに蓄積されている音声データ量が設定した許容蓄積量を超過した場合に、当該許容蓄積量を増加させ、前記ジッタ吸収バッファに蓄積されている音声データ量が一定時間、設定した許容蓄積量内である場合に、前記パケット受信部により取得された無音状態情報が無音状態を示す音声データを廃棄して、当該許容蓄積量をデフォルト値に戻すジッタバッファ調整部とを備えた
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記音声パケット生成部は、無音状態情報をパケットのＤＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）領域のＤＳＣＰ（ＤＳ  Ｃｏｄｅ  Ｐｏｉｎｔ）値に変換して埋め込む
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記音声パケット生成部は、無音状態情報をパケットのパディング領域に埋め込む
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項４】
前記音声パケット生成部は、パケットにＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）タグを付与し、無音状態情報を当該ＶＬＡＮタグのＣＯＳ値に変換して埋め込む
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項５】
音声データをパケット化して送信する送信側装置において、
前記音声データの音量レベルに基づいて、無音状態情報を生成する無音状態情報生成部と、
前記無音状態情報生成部により生成された無音状態情報を付加して、対応する音声データをパケット化する音声パケット生成部と、
前記音声パケット生成部により生成されたパケットを該当する受信側装置に転送するパケット送出部と
を備えたことを特徴とする送信側装置。
【請求項６】
前記音声パケット生成部は、無音状態情報をパケットのＤＳ領域のＤＳＣＰ値に変換して埋め込む
ことを特徴とする請求項５記載の送信側装置。
【請求項７】
前記音声パケット生成部は、無音状態情報をパケットのパディング領域に埋め込む
ことを特徴とする請求項５記載の送信側装置。
【請求項８】
前記音声パケット生成部は、パケットにＶＬＡＮタグを付与し、無音状態情報を当該ＶＬＡＮタグのＣＯＳ値に変換して埋め込む
ことを特徴とする請求項５記載の送信側装置。
【請求項９】
パケットを受信し、音声データに変換する受信側装置において、
音声データがパケット化される際に当該音声データが無音状態であるかを示す無音状態情報が付加されたパケットを受信し、当該音声データおよび無音状態情報を取得するパケット受信部と、
前記パケット受信部により取得された音声データを蓄積して遅延時間を調整するジッタ吸収バッファと、
前記ジッタ吸収バッファに蓄積されている音声データ量が設定した許容蓄積量を超過した場合に、当該許容蓄積量を増加させ、前記ジッタ吸収バッファに蓄積されている音声データ量が一定時間、設定した許容蓄積量内である場合に、前記パケット受信部により取得された無音状態情報が無音状態を示す音声データを廃棄して、当該許容蓄積量をデフォルト値に戻すジッタバッファ調整部と
を備えたことを特徴とする受信側装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）電話サービスを提供するＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  Ｏｖｅｒ  ＩＰ）ターミナルアダプタ機能を搭載したＶｏＩＰ通信システム等の通信システム、送信側装置および受信側装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、通信事業者が提供する電話サービスでは、アナログ音声データをデジタル化した後、ＩＰパケット化を行い、ＰＣ等のデータ通信と同じパケット通信網（インターネット等）で転送するＶｏＩＰ技術が使用されている。
ＶｏＩＰ技術を用いた場合には、通信網に音声専用装置が不要であり、データ通信網と共用化できるため、安価なサービスを提供できるというメリットがある。一方、通信網の輻輳が発生した際には、受信側装置でパケットの到着時間にジッタが生じる。この場合、受信側装置の受信ＣＯＤＥＣにより連続した音声データを再生した際に、音飛び等が生じ、音声品質が劣化するという課題がある。
【０００３】
そこで、従来の受信側装置では、通信網の輻輳によるジッタを吸収するために、受信ＣＯＤＥＣの前段にジッタ吸収バッファを設けている。そして、受信した音声データを、ジッタ吸収バッファに許容蓄積量まで蓄積させた後、受信ＣＯＤＥＣへ転送している。これにより、ジッタによるアンダーランの発生を抑制することができる。
【０００４】
しかしながら、さらにジッタが増大した場合には、ジッタ吸収バッファでアンダーランが発生し、音飛びが発生する。そこで、アンダーランの発生を検出した場合には、ジッタ吸収バッファでの許容蓄積量を増加させ、以降のアンダーランの発生を抑制することによって、音声品質を確保している。
【０００５】
上記の制御により音声品質は確保されるが、ジッタ吸収バッファで許容蓄積量を増加した分だけ遅延が追加されるため、会話が不自然となる。そこで、ジッタ吸収バッファの蓄積量が一定時間、許容蓄積量内で維持されている場合には、通信網の輻輳が回復したとみなし、ジッタ吸収バッファの許容蓄積量をデフォルト値に戻す。この際、受信ＣＯＤＥＣでの再生速度を上げたり、ジッタ吸収バッファへの転送データを無条件に廃棄することによって、ジッタ吸収バッファの蓄積量を減らしている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８２６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、特許文献１に開示される方法では、ジッタ吸収バッファの許容蓄積量をデフォルト値に戻す際に、受信ＣＯＤＥＣでの再生速度を上げたり、ジッタ吸収バッファへの転送データを無条件に廃棄している。しかしながら、いずれも再生した音声に歪みや音飛びの発生等、音声品質に影響を与えてしまうという課題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、通信網の輻輳が発生した際に増加させたジッタ吸収バッファの許容蓄積量を、通信網の輻輳回復後に、遅延最適化のためにデフォルト値に戻す際に、音声の歪みや音飛びの発生等、音声品質に対する影響を抑制することができる通信システム、送信側装置および受信側装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る通信システムは、音声データをパケット化して送信する送信側装置と、送信側装置からパケットを受信し、音声データに変換する受信側装置とを備え、送信側装置は、音声データの音量レベルに基づいて、無音状態情報を生成する無音状態情報生成部と、無音状態情報生成部により生成された無音状態情報を付加して、対応する音声データをパケット化する音声パケット生成部と、音声パケット生成部により生成されたパケットを該当する受信側装置に転送するパケット送出部とを備え、受信側装置は、パケット送出部により転送されたパケットを受信し、音声データおよび無音状態情報を取得するパケット受信部と、パケット受信部により取得された音声データを蓄積して遅延時間を調整するジッタ吸収バッファと、ジッタ吸収バッファに蓄積されている音声データ量が設定した許容蓄積量を超過した場合に、当該許容蓄積量を増加させ、ジッタ吸収バッファに蓄積されている音声データ量が一定時間、設定した許容蓄積量内である場合に、パケット受信部により取得された無音状態情報が無音状態を示す音声データを廃棄して、当該許容蓄積量をデフォルト値に戻すジッタバッファ調整部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、上記のように構成したので、通信網の輻輳が発生した際に増加させたジッタ吸収バッファの許容蓄積量を、通信網の輻輳回復後に、遅延最適化のためにデフォルト値に戻す際に、音声の歪みや音飛びの発生等、音声品質に対する影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＶｏＩＰ通信システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るＶｏＩＰ通信システムにおけるジッタバッファ調整動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１におけるジッタ吸収バッファの蓄積量の削減を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るＶｏＩＰ通信システムの構成を示す図である。
ＶｏＩＰ通信システムは、図１に示すように、送信側装置１、通信網（例えばインターネット等）２および受信側装置３から構成されている。
【００１３】
送信側装置１は、電話機４から受信したアナログ音声データをデジタル化し、ＩＰパケット化するものである。この送信側装置１は、送信ＣＯＤＥＣ（無音状態情報生成部）１１、音声パケット生成部１２およびパケット送出部１３から構成されている。
【００１４】
送信ＣＯＤＥＣ１１は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１，Ｇ．７２９ａ等で規定される方式に従い、電話機４からのアナログ音声データをデジタル音声データにエンコードするものである。
また、送信ＣＯＤＥＣ１１は、アナログ音声データをエンコードする際に、この音声データの音量レベルを検出し、所定の閾値と比較して無音状態情報を生成する。ここで、送信ＣＯＤＥＣ１１は、音量レベルが閾値を下回っていると判断した場合には、音声データが無音状態であると判断する。この送信ＣＯＤＥＣ１１により生成された、音声データが無音状態であるかを示す無音状態情報は、デジタル音声データと共に音声パケット生成部１２に転送される。
【００１５】
音声パケット生成部１２は、一定時間毎にＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に従い、送信ＣＯＤＥＣ１１からのデジタル音声データをＩＰパケット化するものである。
また、音声パケット生成部１２は、デジタル音声データをＩＰパケット化する際に、デジタル音声データと共に転送された無音状態情報を、ＩＰパケットのＤＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）領域のＤＳＣＰ（ＤＳ  Ｃｏｄｅ  Ｐｏｉｎｔ）値に変換して埋め込む。具体的には、無音状態情報が無音状態を示す場合には低優先パケット（例えばＤＳＣＰ値＝０ｘ２２）として、それ以外は高優先パケット（例えばＤＳＣＰ値＝０ｘ２ｅ）として埋め込みを行う。
この音声パケット生成部１２により生成されたＩＰパケットはパケット送出部１３に転送される。
【００１６】
パケット送出部１３は、音声パケット生成部１２からのＩＰパケットを通信網２を介して該当する受信側装置３に転送するものである。
通信網２は、送信側装置１からのＩＰパケットを該当する受信側装置３へ転送するものであり、ＰＣ等のデータ通信と同じパケット通信網である。
【００１７】
受信側装置３は、通信網２を介して送信側装置１からＩＰパケットを受信してデジタル音声データを取得し、アナログ音声データに変換して電話機５に送信するものである。この受信側装置３は、パケット受信部３１、ジッタバッファ調整部３２、ジッタ吸収バッファ３３および受信ＣＯＤＥＣ３４から構成されている。
【００１８】
パケット受信部３１は、通信網２を介して送信側装置１からＩＰパケットを受信し、デジタル音声データを取得するものである。また、パケット受信部３１は、受信したＩＰパケットのＤＳＣＰ値を精査して、無音状態情報を取得する。このパケット受信部３１により取得されたデジタル音声データおよび無音状態情報はジッタバッファ調整部３２に転送される。
【００１９】
ジッタバッファ調整部３２は、ジッタ吸収バッファ３３に蓄積させる音声データ量（許容蓄積量）を調整するものである。なお、許容蓄積量のデフォルト値としては、例えば通信網２の平均ジッタを吸収可能な値等に設定する。ここで、ジッタバッファ調整部３２は、通信網２の輻輳の発生によりジッタが増大し、設定した許容蓄積量で吸収可能なジッタ量を超過したと判断した場合には、許容蓄積量を増加させる。また、ジッタバッファ調整部３２は、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量が一定時間、設定した許容蓄積量内で維持されている場合は、この許容蓄積量をデフォルト値に戻す。この際、ジッタバッファ調整部３２は、パケット受信部３１により取得された無音状態情報が無音状態を示す音声データを廃棄することによって、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量を削減して、許容蓄積量をデフォルト値に戻す。
【００２０】
ジッタ吸収バッファ３３は、ジッタバッファ調整部３２を介して、パケット受信部３１からのデジタル音声データを蓄積し、遅延時間を調整した上で受信ＣＯＤＥＣ３４に転送することで、ジッタを吸収するものである。このジッタ吸収バッファ３３は、デジタル音声データを、ジッタバッファ調整部３２により設定された許容蓄積量まで蓄積した後、受信ＣＯＤＥＣ３４への転送を開始する。
【００２１】
受信ＣＯＤＥＣ３４は、ジッタ吸収バッファ３３からのデジタル音声データをアナログ音声データにデコードするものである。この受信ＣＯＤＥＣ３４によりデコードされたアナログ音声データは電話機５へ送信される。
【００２２】
次に、上記のように構成されたＶｏＩＰ通信システムにおけるジッタバッファ調整動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１に係るＶｏＩＰ通信システムにおけるジッタバッファ調整動作を示すフローチャートであり、図３はこの発明の実施の形態１におけるジッタ吸収バッファ３３の蓄積量の削減を示す図である。
【００２３】
なお、送信側装置１から送信されるＩＰパケットには、デジタル音声データに加えて無音状態情報が含まれている。すなわち、送信ＣＯＤＥＣ１１は、アナログ音声データをエンコードする際に、この音声データの音量レベルに基づいて、無音状態情報を生成している。また、音声パケット生成部１２は、デジタル音声データをＩＰパケット化する際に、無音状態情報を付加している。
【００２４】
ＶｏＩＰ通信システムにおけるジッタバッファ調整動作では、図２に示すように、まず、ジッタバッファ調整部３２は、通常状態において、ジッタ吸収バッファ３３でアンダーランが発生したかを判断する（ステップＳＴ２１，２２）。すなわち、ジッタバッファ調整部３２は、通信網２の輻輳の発生によりジッタが増大し、ＩＰパケットの受信間隔が、受信ＣＯＤＥＣ３４の再生速度に満たないレートで一定時間継続した場合、ジッタ吸収バッファ３３で吸収可能なジッタ量を超過していると判断し、アンダーランが発生したと判断する。
【００２５】
このステップＳＴ２２において、ジッタバッファ調整部３２が、ジッタ吸収バッファ３３でアンダーランが発生したと判断した場合には、受信側装置３は通信網輻輳状態に移行し、ジッタ吸収バッファ３３の許容蓄積量を増加させる（ステップＳＴ２３，２４）。すなわち、ジッタバッファ調整部３２は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１  Ａｐｐｅｎｄｉｘ１等で規定されるＰＬＣ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｌｏｓｓ  Ｃｏｎｃｅａｌｍｅｎｔ）機能により、最後に再生した音声データを補間（連続する場合は２回目以降の振幅を２０％減とする）して、音飛びを防止する。そして、ジッタ吸収バッファ３３の許容蓄積量を増加（例えばＰＬＣ機能により補間したデータ量分の増加等）する。通信網輻輳状態では、ＰＬＣ機能により数パケット毎に音声データを補間することで、増加させた許容蓄積量まで、ジッタ吸収バッファ３３に音声データを蓄積させる。その後、音声データが許容蓄積量まで蓄積されたら、ＰＬＣ機能による音声データの補間を停止する。
この処理により、ジッタ吸収バッファ３３でのアンダーランを防止することができる。
【００２６】
次いで、ジッタバッファ調整部３２は、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量を検出し、一定時間、許容蓄積量内で維持されているかを判断する（ステップＳＴ２５）。
このステップＳＴ２５において、ジッタバッファ調整部３２は、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量が許容蓄積量を超えていると判断した場合には、ステップＳＴ２４に戻り、許容蓄積量を増加させる。
【００２７】
一方、ステップＳＴ２５において、ジッタバッファ調整部３２は、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量が一定時間、許容蓄積量内で維持されていると判断した場合には、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量がデフォルト値であるかを判断する（ステップＳＴ２６）。すなわち、許容蓄積量をデフォルト値から増加させた状態が継続すると、蓄積量を追加した分、音飛びは解消されるが、遅延が増加された状態が継続するため、ズレにより会話が不自然になる。そこでジッタ吸収バッファ３３の許容蓄積量をデフォルト値に戻す。
このステップＳＴ２６において、ジッタバッファ調整部３２は、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量がデフォルト値であると判断した場合には、ステップＳＴ２１に戻り、受信側装置３は通常状態に移行する。
【００２８】
一方、ステップＳＴ２６において、ジッタバッファ調整部３２は、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量がデフォルト値ではない、すなわち、蓄積量がデフォルト値より大きいと判断した場合には、受信側装置３は、許容蓄積量をデフォルト値に戻すため、遅延の最適化処理状態に移行する（ステップＳＴ２７）。
【００２９】
この遅延の最適化処理状態において許容蓄積量をデフォルト値に戻す際に、従来の受信側装置では、受信ＣＯＤＥＣでの再生速度を上げたり、ジッタ吸収バッファへの転送データの無条件廃棄等によって、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量を削減しており、いずれも音の歪みや音飛びが発生していた。
【００３０】
そこで、実施の形態１に係る受信側装置３では、遅延の最適化処理状態において許容蓄積量をデフォルト値に戻す際に、無音データの廃棄を実施する（ステップＳＴ２８）。すなわち、パケット受信部３１は、受信したＩＰパケットのＤＳＣＰ値を精査し、無音状態情報を取得する。次に、ジッタバッファ調整部３２は、取得した無音状態情報に基づき無音データの廃棄を行う。ここで、ジッタバッファ調整部３２は、無音状態情報が無音状態を示していない音声データについては、図３（ａ）に示すように、ジッタ吸収バッファ３３への転送を行う。一方、無音状態情報が無音状態を示している音声データについては、図３（ｂ）に示すように、ジッタ吸収バッファ３３へは転送せずに廃棄する。これにより、音声品質に対する影響を最小限に抑制しつつ、図３（ｃ）に示すように、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量を削減することができる。
【００３１】
次いで、ジッタバッファ調整部３２は、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量がデフォルト値であるかを判断する（ステップＳＴ２９）。
このステップＳＴ２９において、ジッタバッファ調整部３２は、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量がデフォルト値であると判断した場合には、ステップＳＴ２１に戻り、受信側装置３は通常状態に移行する。
【００３２】
一方、ステップＳＴ２９において、ジッタバッファ調整部３２が、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量がデフォルト値ではない、すなわち、蓄積量がデフォルト値以上であると判断した場合には、ステップＳＴ２８に戻り、無音データの廃棄を継続する。以降、ジッタ吸収バッファ３３への無音データを数パケット毎に廃棄し、ジッタ吸収バッファ３３の蓄積量が許容蓄積量のデフォルト値まで戻った後、受信側装置３は通常状態へ移行する。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１によれば、送信側装置１では、音声データの音量レベルに基づき無音状態を検出し、ＩＰパケットに無音状態情報を付加して受信装置に転送する。また、受信側装置３では、付加された無音状態情報を取得し、通信網２が輻輳状態から回復した際、ジッタ吸収バッファ３３への転送データのうち、無音状態である音声データのみを廃棄する。このように構成することで、輻輳回復後に遅延最適化のため、ジッタ吸収バッファ３３の許容蓄積量をデフォルト値に戻す際に、音声の歪みや音飛びを抑制することができ、音声品質への影響を最低限に抑制することができ、ＥＮＤ−ＥＮＤの遅延最適化を図ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態１における音声パケット生成部１２では、無音状態情報をＩＰパケットのＤＳ領域のＤＳＣＰ値に変換して埋め込むように構成したが、無音状態情報が無音状態を示す場合に、ＩＰパケットをパディング領域が必要となるパケット長とし、無音状態情報をパディング領域に埋め込むように構成してもよい。
このように、無音状態情報をＩＰパケットに付加する際に、パディング領域を使用することで、ＤＳＣＰ値による優先制御を使用したサービスにおいて制約が発生しない効果が期待できる。
【００３５】
実施の形態３．
実施の形態１における音声パケット生成部１２では、無音状態情報をＩＰパケットのＤＳ領域のＤＳＣＰ値に変換して埋め込むように構成したが、無音状態情報が無音状態を示す場合に、ＩＰパケットにＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）タグを付与し、無音状態情報をＶＬＡＮタグのＣＯＳ値に変換して非優先パケットとして転送するように構成してもよい。
このように、無音状態情報をＩＰパケットに付加する際に、ＶＬＡＮのＣＯＳ値を使用することで、実施の形態２と同様の効果が期待できる。
【００３６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  送信側装置、２  通信網、３  受信側装置、４，５  電話機、１１  送信ＣＯＤＥＣ（無音状態情報生成部）、１２  音声パケット生成部、１３  パケット送出部、３１  パケット受信部、３２  ジッタバッファ調整部、３３  ジッタ吸収バッファ、３４  受信ＣＯＤＥＣ。
【図１】
2012124689.tif 000003
【図２】
2012124689.tif 000004
【図３】
2012124689.tif 000005