(57)【要約】【課題】  ネットワークのトラフィックが逼迫した状態においても、データの破棄を防止することができるとともに宅内機器に必要な帯域を確保することができるホームネットワークシステムを提供する。【解決手段】  マスタ機器１０の宅外ネットワーク監視部１１で宅外ネットワークを監視してトラフィック量を把握し、宅内ＴＤＭＡ制御部１２でそのトラフィック量に基づいてＴＤＭＡの単位時間あたりの割当時間を制御して宅内機器２０に割り当て、宅内機器２０の目標ビットレート算出部２２において、割り当てられた時間に基づいて宅内ネットワーク３０に送出するデータの目標ビットレートを算出し、量子化計数制御部２３ａを有するデータ生成部２３で目標ビットレートのデータを生成して宅内ネットワーク３０に送出する。【選択図】  図１
2009182775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宅内ネットワークと宅外ネットワークとの間のゲートウェイ機能を有するマスタ機器と、該マスタ機器に宅内ネットワークを介して接続された宅内機器とを備えたホームネットワークシステムにおいて、
前記マスタ機器が、
宅外ネットワークを監視して該宅外ネットワークのトラフィック量を把握する宅外ネットワーク監視部と、
前記宅外ネットワーク監視部で把握した宅外ネットワークのトラフィック量に基づいて、前記宅内機器への、ＴＤＭＡの単位時間あたりの割当時間を制御する宅内ＴＤＭＡ制御部とを備え、
前記宅内機器が、
前記マスタ機器により当該宅内機器に割り当てられた時間に基づいて当該宅内機器が宅内ネットワークに送出するデータの目標ビットレートを算出する目標ビットレート算出部と、
前記目標ビットレート算出部で算出された目標ビットレートのデータを生成して宅内ネットワークに送出するデータ生成部とを備えたことを特徴とするホームネットワークシステム。
【請求項２】
前記データ生成部は、量子化係数に応じた量子化によりデータ量を制御する符号化器を備えたものであることを特徴とする請求項１記載のホームネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、宅外ネットワークと通信を行なうホームネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インターネットに代表される宅外ネットワークと通信を行なうホームネットワークシステムが知られている。このホームネットワークシステムは、パーソナルコンピュータやＩＰ電話機等の宅内機器が接続された宅内ネットワークを有する。また、このホームネットワークシステムには、宅外ネットワークと宅内ネットワークとの間のゲートウェイ機能を有するマスタ機器が備えられている。
【０００３】
宅内ネットワークを実現する手法の１つとして、商用電源用の電力線を用いた通信方式（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が知られている。この通信方式を採用した宅内ネットワークは、帯域共有型の宅内ネットワークである。ここで、帯域共有型の宅内ネットワークにおいて、個々の宅内機器が任意にデータを送ってしまうと、宅内機器どうしの間でデータが衝突してしまう恐れがある。このため、宅内機器どうしの間でデータの衝突を避けつつ、個々の宅内機器が効率的にデータ通信を行なう方式が必要である。このような方式を採用した宅内ネットワークとして、例えばＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式（時分割多重方式）を採用した宅内ネットワークが挙げられる。ＴＤＭＡ方式を採用した宅内ネットワークでは、マスタ機器が、各宅内機器から送出される帯域要求に応じて、各宅内機器で使用する帯域を保証するように制御する。
【０００４】
図３は、ＴＤＭＡ方式においてマスタ機器で割り当てられた各宅内機器の帯域を示す図である。
【０００５】
図３には、ＴＤＭＡの単位時間あたりの長さ（単位時間長Ｔ）が示されている。マスタ機器は、宅内機器である機器１，２，３，４からの帯域要求に応じて、この単位時間内に転送を許可する所定の時間間隔であるタイムスロットＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を、機器１，２，３，４に割り当てる。このようにして、機器１，２，３，４それぞれについて、所定の帯域を確保する。ここで、ビデオ会議システムに使用される宅内機器やテレビ電話等の宅内機器におけるリアルタイム性の高いデータは、優先的に送受信する必要がある。このため、マスタ機器は、それらの宅内機器それぞれについては、優先的に所定の帯域を保証するように制御する。
【０００６】
また、マスタ機器は、一般的にはＴＣＰ／ＩＰベースのインターネットである宅外ネットワークのＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ：往復時間）を測定することにより、その宅外ネットワークの状態を把握することができる。宅外ネットワークの状態を把握した結果、宅外ネットワークの状態が逼迫している（輻輳が発生している）場合は、優先度の低い宅内機器のデータを破棄してネットワークトラフィック量を制御するということが一般的に行なわれている。
【０００７】
ここで、電力線を用いた通信方式（ＰＬＣ）の技術として、電力線に接続された親機により実際のデータ伝送速度情報を取得し、取得したデータ伝送速度情報に基づいて割り当てる伝送帯域を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、電力線を通信用の伝送路として使用した電力線通信装置において、通信制御部により各通信ポートに対応するデータ種別情報を取得し、取得したデータ種別情報に応じて、ＰＬＣネットワークにおける当該通信ポートに対応する通信リンクの必要な伝送帯域を確保する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−７４３７７号公報
【特許文献２】特開２００７−１１６４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ホームネットワークシステムにおいて、宅内ネットワークに接続される宅内機器が増加した場合であってその宅内ネットワーク上を伝送することのできるデータ容量を超えてしまう場合、結果としてデータが破棄されることとなる。また、前述したように、宅外ネットワークにおいて輻輳が発生した場合も、優先度に応じてデータが破棄される。ここで、テレビ会議システムやテレビ電話等では、データの欠落が許されないアプリケーションを使用しているため、データが破棄された場合は重大な支障をきたす恐れがある。
【００１０】
しかし、従来のホームネットワークシステムの技術では、宅内ネットワークや宅外ネットワークにおいて輻輳が発生した場合、データの破棄を避けることは困難である。従って、データの欠落が許されないアプリケーションを使用している場合は問題である。
【００１１】
また、既に宅内ネットワーク上を伝送することのできるデータ容量の限度に近いトラフィック量がある状態で、この宅内ネットワークに更に、広い帯域を必要とする宅内機器が接続された場合、所望の帯域を確保することは困難であるという問題も発生する。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、ネットワークのトラフィックが逼迫した状態においても、データの破棄を防止することができるとともに宅内機器に必要な帯域を確保することができるホームネットワーク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】
【００１３】
上記目的を達成する本発明のホームネットワークシステムは、宅内ネットワークと宅外ネットワークとの間のゲートウェイ機能を有するマスタ機器と、そのマスタ機器に宅内ネットワークを介して接続された宅内機器とを備えたホームネットワークシステムにおいて、
上記マスタ機器が、
宅外ネットワークを監視してその宅外ネットワークのトラフィック量を把握する宅外ネットワーク監視部と、
上記宅外ネットワーク監視部で把握した宅外ネットワークのトラフィック量に基づいて、上記宅内機器への、ＴＤＭＡの単位時間あたりの割当時間を制御する宅内ＴＤＭＡ制御部とを備え、
上記宅内機器が、
上記マスタ機器により当該宅内機器に割り当てられた時間に基づいて当該宅内機器が宅内ネットワークに送出するデータの目標ビットレートを算出する目標ビットレート算出部と、
上記目標ビットレート算出部で算出された目標ビットレートのデータを生成して宅内ネットワークに送出するデータ生成部とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明のホームネットワークシステムは、マスタ機器で把握した宅外ネットワークのトラフィック量に基づいて宅内機器へのＴＤＭＡの単位時間あたりの時間を割り当て、宅内機器では、その割り当てられた時間に基づいて宅内ネットワークに送出するデータの目標ビットレートを算出し、その算出した目標ビットレートのデータを宅内ネットワークに送出するものである。このため、例えば、宅内ネットワークに接続される宅内機器が増加し、結果としてその宅内ネットワーク上を伝送することのできるデータ容量を超えそうになった場合、宅内機器への、ＴＤＭＡの単位時間当たりの割当時間を短く制御して、トラフィック量を小さく抑えることができる。また、宅外ネットワークにおいて輻輳が発生した場合であっても、同様にしてトラフィック量を小さく抑えることができる。このように、本発明では、マスタ機器と宅内機器とが連携することにより、ネットワークの状態に応じて送出するデータ量を制御することにより、ネットワークのトラフィックが逼迫した状態においても、データの破棄を防止することができるとともに宅内機器に必要な帯域を確保することができる。
【００１５】
ここで、上記データ生成部は、量子化係数に応じた量子化によりデータ量を制御する符号化器を備えたものであることが好ましい。
【００１６】
このような符号化器を備えると、例えば、ビデオ会議システムに使用される宅内機器やテレビ電話等の宅内機器において、リアルタイムでデータを圧縮して宅内ネットワークに送出するにあたり、ネットワークのトラフィックが逼迫している場合、目標ビットレート（目標となる符号化率）を低く抑えて、ネットワークに送出するデータ量を少なくすることでネットワークの負荷を低減し、データ破棄などの致命的な問題を回避することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のホームネットワークシステムによれば、ネットワークのトラフィックが逼迫した状態においても、データの破棄を防止することができるとともに宅内機器に必要な帯域を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態のホームネットワークシステムの構成を示す図である。
【００２０】
図１に示すホームネットワークシステム１には、マスタ機器１０と宅内機器２０が備えられている。マスタ機器１０と宅内機器２０は、宅内ネットワーク３０を介して接続されている。尚、宅内ネットワーク３０には、複数の宅内機器が接続されているが、ここでは１つの宅内機器２０を例示的に示す。
【００２１】
本実施形態のホームネットワークシステム１における宅内ネットワーク３０は、商用電源用の電力線を用いた通信方式（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を採用したネットワークである。また、この宅内ネットワーク３０は、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式（時分割多重方式）を採用したネットワークでもある。
【００２２】
先ず、マスタ機器１０について説明する。
【００２３】
マスタ機器１０は、宅内ネットワーク３０と宅外ネットワークとの間のゲートウェイ機能を有する。宅外ネットワークとしては、ＴＣＰ／ＩＰベースのインターネットがある。このマスタ機器１０には、宅外ネットワーク監視部１１と、宅内ＴＤＭＡ制御部１２と、ネットワークインターフェース部１３とが備えられている。
【００２４】
宅外ネットワーク監視部１１は、宅外ネットワークを監視してその宅外ネットワークのトラフィック量を把握する。宅外ネットワークのトラフィック量の把握にあたっては、その宅外ネットワークのＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ：往復時間）を測定したり、現在のＴＤＭＡ要求帯域の総量を計算する等により行なう。
【００２５】
宅内ＴＤＭＡ制御部１２は、宅外ネットワーク監視部１１で把握した宅外ネットワークのトラフィック量に基づいて、宅内機器２０への、ＴＤＭＡの単位時間あたりの割当時間を制御する。具体的には、宅内ネットワーク３０に要求される帯域がネットワーク総量を超えそうになった場合、宅内機器２０に割り当てるＴＤＭＡ時間を短くしてトラフィック量を小さく抑える。
【００２６】
ネットワークインターフェース部１３は、宅内ＴＤＭＡ制御部１２との間でデータのやり取りを行なうとともに、宅内ネットワーク３０を介して宅内機器２０との間でデータのやり取りを行なう。
【００２７】
ここでは、マスタ機器１０は、ＤＬＮＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｖｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｉａｎｃｅ）等の宅内ネットワークのマスタ機器（ＤＬＮＡの場合は、コントロールポイントと称する）である。このため、マスタ機器１０は、新たな宅内機器が宅内ネットワークに接続されたことを認知することができる。また、このマスタ機器１０は、既に宅内ネットワーク３０に要求される帯域がネットワーク総量を超えそうな場合であって、新たな宅内機器が宅内ネットワーク３０に接続された場合などは、各宅内機器に与える帯域を狭くして、新たに追加される宅内機器に割り当てる帯域を確保する。
【００２８】
次に、宅内機器２０について説明する。
【００２９】
宅内機器２０には、ネットワークインターフェース部２１と、目標ビットレート算出部２２と、データ生成部２３とが備えられている。
【００３０】
ネットワークインターフェース部２１は、宅内ネットワーク３０を介してマスタ機器１０との間でデータのやり取りを行なう。
【００３１】
目標ビットレート算出部２２は、マスタ機器１０により宅内機器２０に割り当てられたＴＤＭＡ割り当て時間情報を、ネットワークインターフェース部２１を経由して入力する。さらに目標ビットレート算出部２２は、このＴＤＭＡ割り当て時間情報に基づいて、宅内機器２０が宅内ネットワーク３０に送出するデータの目標ビットレート（目標となる符号化率）を算出する。
【００３２】
データ生成部２３には、量子化係数制御部２３ａ（本発明にいう符号化器の一例に相当）が備えられている。データ生成部２３は、量子化係数に応じた量子化によりデータ量を制御し、目標ビットレート算出部２２で算出された目標ビットレートのデータ（符号化データ）を生成して、ネットワークインターフェース部２１を経由して宅内ネットワーク３０に送出する。
【００３３】
図２は、宅内ネットワークに接続される宅内機器に割り当てられた時間を示す図である。
【００３４】
図２には、ＴＤＭＡの単位時間あたりの長さ（単位時間長Ｔ１）が示されている。また、この単位時間長Ｔ１のうちの自分に割り当てられた時間Ｔ２（宅内機器２０に割り当てられた時間）と、他機器に割り当てられた時間（残りの宅内機器に割り当てられた、時間Ｔ２を除いた時間）が示されている。
【００３５】
詳細には、宅内機器２０は、目標ビットレート算出部２２により、図２に示す自分に割り当てられたＴＤＭＡの時間Ｔ２を計測し、この計測した情報に基づいて目標ビットレートを算出する。また、残りの宅内機器それぞれも自分に割り当てられた時間を計測して得られた情報に基づいて、目標ビットレートを算出する。ここで、自分に割り当てられた時間の開始時刻および終了時刻は、所定のプロトコルで決められている制御データを監視することにより知ることができる。詳細には、宅内機器２０は、開始時刻を示す制御データを受け取った時刻から終了時刻を示す制御データを受け取った時刻までの時間を内部タイマ等で計測することにより、自分に割り当てられた時間Ｔ２を算出する。また、ＴＤＭＡの単位時間長Ｔ１は、自分に割り当てられた時間Ｔ２の開始時刻の間隔を計測することにより算出する。
【００３６】
ここで、宅内ネットワーク３０の物理的帯域は予め分かっているので、各宅内機器に割り当てられた帯域（値）は、宅内ネットワーク３０の物理的帯域をＲとすると、
Ｔ２／Ｔ１×Ｒ
の式で算出することができる。
【００３７】
この値をデータ圧縮の目標値とすることにより、宅内ネットワーク３０に許容される最適なデータ量となる符号化の実施が可能となる。
【００３８】
一般に、宅内機器側で符号化されたデータが宅内ネットワーク３０に送出されるまでにはある程度の遅延時間がある。この遅延時間の間に、宅内ネットワーク３０の帯域の使用状況を予測して対処することは有効である。
【００３９】
ビデオ会議システムに使用される宅内機器やテレビ電話等の宅内機器では、リアルタイムでデータを圧縮して宅内ネットワーク３０に送出する。ここで、データを圧縮するにあたり、目標となる符号化率（ビットレート）を設定して符号化を実施する。宅内ネットワーク３０が逼迫している場合、このビットレートを低く抑えて、この宅内ネットワーク３０に送出するデータ量を少なくする。このようにすることで、宅内ネットワーク３０の負荷を低減し、データ破棄などの致命的な問題を回避することができる。
【００４０】
このように、本実施形態のホームネットワークシステム１では、マスタ機器１０と宅内機器２０を含む各宅内機器とが連携することにより、ネットワークの状態に応じて送出するデータ量を制御することにより、ネットワークのトラフィックが逼迫した状態においても、データの破棄を防止することができるとともに各宅内機器に必要な帯域を確保することができる。また、リアルタイム性の高いアプリケーションで問題となるデータ破棄の発生を極力低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態のホームネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】宅内ネットワークに接続される宅内機器に割り当てられた時間を示す図である。
【図３】ＴＤＭＡ方式においてマスタ機器で割り当てられた各宅内機器の帯域を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ホームネットワークシステム
１０  マスタ機器
１１  宅外ネットワーク監視部
１２  宅内ＴＤＭＡ制御部
１３，２１  ネットワークインターフェース部
２０  宅内機器
２２  目標ビットレート算出部
２３  データ生成部
２３ａ  量子化係数制御部
３０  宅内ネットワーク
【図１】
2009182775.tif 000003
【図２】
2009182775.tif 000004
【図３】
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