(57)【要約】【課題】再送制御を行わない通信方式において、ネットワーク資源の予約を行わずに、画像や音声の品質低下を招くことなく、即時的に輻輳状態を解消すること。【解決手段】送信側装置は、ビットストリーム中のパケットの順序に対応したシーケンス番号を付加したＵＤＰパケットをインターネット２へ送信する。受信側装置では、輻輳状態決定部２２により、インターネット２から受信したＵＤＰパケットに含まれるシーケンス番号に基づいて輻輳状態の有無を決定し、制御パケット生成部２３により、フレーム間引きレートを生成する。受信側装置は、そのフレーム間引きレートをインターネット２を介して送信側装置へ送信する。送信側装置では、制御パケット受信部１５によりフレーム間引きレートを受信し、そのフレーム間引きレートに基づいて、フレーム間引きレート制御部１３によりフレーム間引きを行う。【選択図】図１
2009038565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビットストリームを複数のパケットに分割してデータグラム通信により送受信を行うデータ通信システムにおいて、
ネットワークを介して、ビットストリーム中のパケットの順序に対応する順序情報を受信し、該順序情報に基づいて輻輳状態の有無を決定する輻輳状態決定手段と、
前記輻輳状態決定手段により輻輳状態有りと決定された場合に、フレーム間引きレートの制御情報を生成し、該制御情報を前記ネットワークを介して前記順序情報の送信元へ送信する制御情報生成手段と、
前記ネットワークから前記フレーム間引きレートの制御情報を受信し、該制御情報に基づいて前記フレーム間引きレートを抽出する制御情報受信手段と、
前記制御情報受信手段により抽出された前記フレーム間引きレートに基づいてフレーム間引きを行うフレーム間引きレート制御手段と、
を備えることを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２】
前記ビットストリーム中の順序に対応した前記順序情報を含むパケットを生成するパケット生成手段、をさらに備え、
前記フレーム間引きレート制御手段は、前記パケット生成手段により生成されたパケットに対してフレーム間引きを行うことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
【請求項３】
ビットストリームを分割した複数のパケットをデータグラム通信により送信するデータ通信装置において、
ネットワークを介してフレーム間引きレートの制御情報を受信し、該制御情報に基づいてフレーム間引きレートを抽出する制御情報受信手段と、
前記制御情報受信手段により抽出された前記フレーム間引きレートに基づいてフレーム間引きを行うフレーム間引きレート制御手段と、
を備えることを特徴とするデータ通信装置。
【請求項４】
ビットストリームを分割した複数のパケットをデータグラム通信により受信するデータ通信装置において、
ネットワークを介して、ビットストリーム中のパケットの順序に対応する順序情報を受信し、該順序情報に基づいて輻輳状態の有無を決定する輻輳状態決定手段と、
前記輻輳状態決定手段により輻輳状態有りと決定された場合に、フレーム間引きレートの制御情報を生成し、該制御情報を前記ネットワークを介して前記順序情報の送信元へ送信する制御情報生成手段と、
を備えることを特徴とするデータ通信装置。
【請求項５】
ビットストリームを複数のパケットに分割してデータグラム通信により送受信を行うデータ通信方法において、
ビットストリーム中の順序に対応した順序情報を含むパケットをネットワークへ送信し、
前記ネットワークから受信した前記パケットに含まれる順序情報に基づいてフレーム間引きレートの制御情報をネットワークを介して前記パケットの送信元へ送信し、
前記ネットワークから受信した前記制御情報に基づいて前記フレーム間引きレートを制御することを特徴とするデータ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、データ通信システム、データ通信装置およびデータ通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを用いたインターネットのデータグラム通信により、送信側装置から受信側装置へデジタルビデオ信号を転送する場合、伝送の途中で輻輳が発生すると、パケットが破棄される。データグラム通信では、破棄されたパケットの再送制御が行われないため、パケットが破棄されると、受信側装置で再生した画像や音声が劣化してしまう。そこで、従来、デジタルビデオ信号などのストリーミングデータを送信する際には、輻輳状態の発生を回避するために、静的に送信フレームレートを制御したり、ネットワーク中に配置されているルータやスイッチ等のネットワーク機器の資源を予約したり、パケットの優先度を制御したり、データを圧縮することが行われている。
【０００３】
また、通信媒体の輻輳度に応じた通信データ量の削減を実現する技術が公知である。この技術は、所望のデータ単位でビデオデータおよびオーディオデータが混在する動画像データのビットストリームの一部に、ビデオデータおよびオーディオデータの少なくとも一方の、ビットストリーム内における位置情報が記録された制御データを混在させておき、所望の通信媒体を経由して動画像データを送信するとき、必要に応じて制御データから得られる位置情報に基づいてビデオデータおよびオーディオデータの少なくとも一方を間引いて送信するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、無線通信路を用いて画像データのような大容量のデータ伝送を行う場合に、映像のリアルタイム性を維持できるようにした技術が公知である。この技術は、送信側では画像データに誤り訂正符号を付加して送信し、受信側では上記誤り訂正符号により画像データの伝送誤りの有無を調べ、誤りが発生した場合には上記画像データの再送要求を送信側に返送する応答処理を行い、さらに送信側においては、上記再送要求を受信した場合に再送処理を行った回数を記憶し、その再送回数が所定のしきい値を越えた場合には、再送を中止して次の画像データを送信することを特徴とする（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
また、伝送路上に輻輳が生じた場合の映像パケットの廃棄による映像情報の劣化を抑制するとともに、通信の実時間性を保つことができる技術が公知である。この技術は、送路から受信したパケットから伝送路の輻輳を検出し、該輻輳に応じて、または、伝送路の状態を検出し、この検出した伝送路の状態に応じて、または、転送時間測定パケットの往復転送時間を算出し、この往復転送時間に基づいて、または、伝送路におけるパケットの廃棄を検出し、このパケットの廃棄に基づいて、それぞれ映像符号化器のビットレートを制御するものである（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２９４９２７号公報（段落［００１２］）
【特許文献２】特開平１０−２６２２５６号公報（段落［００１１］）
【特許文献３】特開平５−２６００９０号公報（段落［００７０］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来のデータグラム通信における輻輳回避技術では、次のような問題点がある。静的に送信フレームレートを制御する場合には、ネットワーク管理者等が輻輳状態に鑑みて制御を行うため、輻輳状態が即時的に解消されない。ネットワーク機器の資源を予約したり、パケットの優先度を制御する場合には、ネットワーク機器が過負荷状態になるため、他の通信の妨げになる。また、通信が行われない間、予約した資源が無駄になる。データを圧縮する場合には、データグラム通信の特徴の一つであるリアルタイム性が損なわれたり、再生した画像や音声の品質が低下する。さらに、いずれの場合でも、ネットワーク機器の転送能力を超えた処理を行うことはできない。
【０００８】
また、前記特許文献１に開示された技術では、輻輳状態を検出した受信側装置やネットワーク機器から通達される制御情報に基づいて動的にフレーム間引きを行うことはできない。前記特許文献２に開示された技術は、再送制御を行う方式の技術であるため、再送制御を行わないデータグラム通信に適用することはできない。前記特許文献３に開示された技術は、映像データの符号化ビットレートを制御する技術であるため、輻輳状態が多くなると映像品質が低下する。さらに、これらの文献に開示された技術を組み合わせても、データグラム通信のように再送制御を行わない方式において、再生品質を低下させずにネットワークの輻輳状態を解消することはできない。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、再送制御を行わない通信方式において、ネットワーク資源の予約を行わずに、画像や音声の品質低下を招くことなく、即時的に輻輳状態を解消することができるデータ通信システム、データ通信装置およびデータ通信方法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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるデータ通信システム、データ通信装置およびデータ通信方法は、以下の特徴を有する。ビットストリームを分割した複数のパケットをデータグラム通信により送信する側の装置では、ビットストリーム中の順序に対応した順序情報を含むパケットをネットワークへ送信する。それらのパケットを受信する側の装置では、輻輳状態決定手段により、ネットワークを介して受信したパケットに含まれる順序情報に基づいて輻輳状態の有無を決定し、制御情報生成手段により、フレーム間引きレートの制御情報を生成する。そして、その制御情報をネットワークを介してパケットの送信元へ送信する。パケットを送信する側の装置では、制御情報受信手段により、ネットワークからフレーム間引きレートの制御情報を受信し、フレーム間引きレート制御手段により、その制御情報からフレーム間引きレートを取得してフレーム間引きを行う。
【００１１】
この発明によれば、輻輳状態が発生すると、パケットを受信する側の装置からパケットを送信する側の装置へ、輻輳状態に応じたフレーム間引きレートが通知される。パケットを送信する側の装置は、通知されたフレーム間引きレートに基づいてフレーム間引き制御を行う。従って、動的に送信フレームレートを制御することができる。その際、ネットワーク機器の資源を予約したり、パケットの優先度を制御したり、データを圧縮する必要がない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかるデータ通信システム、データ通信装置およびデータ通信方法によれば、再送制御を行わない通信方式において、ネットワーク資源の予約を行わずに、画像や音声の品質低下を招くことなく、即時的に輻輳状態を解消することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるデータ通信システム、データ通信装置およびデータ通信方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の説明において、同様の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、本発明は、以下の実施の形態の説明に限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムの構成を示す図である。図１に示すように、このデータ通信システムは、例えば、デジタルビデオカメラ１およびデータ送信装置４からなる送信側装置と、デジタルビデオデッキ３およびデータ受信装置５からなる受信側装置を、それぞれ、インターネット２に接続し、デジタルビデオカメラ１で撮影した映像のＤＶ（デジタルビデオ）データをインターネット２のデータグラム通信によりデジタルビデオデッキ３へ転送するシステムである。
【００１５】
データ送信装置４は、ＤＶアダプタ１１、ＤＶパケット生成部１２、フレーム間引きレート制御部１３、インターネットアダプタ１４、および制御情報受信手段としての機能を有する制御パケット受信部１５を備えている。ＤＶアダプタ１１は、ＤＶ機器、ここではデジタルビデオカメラ１に接続するインタフェースである。
【００１６】
ＤＶパケット生成部１２は、ＤＶデータのビットストリームを複数のＵＤＰパケットに分割し、各ＵＤＰパケットに、ビットストリーム中における自身の順序に対応した順序情報を埋め込む。順序情報として、例えば、連続したシーケンス番号や、タイプスタンプ値が用いられる。ここでは、シーケンス番号を用いるとする。ＤＶパケット生成部１２の詳細な動作については後述する。
【００１７】
インターネットアダプタ１４は、インターネット２に接続するインタフェースである。制御パケット受信部１５は、インターネットアダプタ１４を介してインターネットからフレーム間引きレートの制御情報を格納した制御パケットを受信し、その制御情報からフレーム間引きレートを抽出する。制御パケット受信部１５の詳細な動作については後述する。
【００１８】
フレーム間引きレート制御部１３は、ＤＶパケット生成部１２により生成されたＵＤＰパケットに対して、制御パケット受信部１５により抽出されたフレーム間引きレートに基づいて、フレーム間引き対象のパケットを破棄し、そうでないパケットをインターネットアダプタ１４を介してインターネット２へ送信する。フレーム間引きレート制御部１３の詳細な動作については後述する。
【００１９】
前記データ受信装置５は、インターネットアダプタ２１、輻輳状態決定部２２、制御情報生成手段としての機能を有する制御パケット生成部２３、ＤＶパケット受信部２４、およびＤＶアダプタ２５を備えている。インターネットアダプタ２１は、インターネット２に接続するインタフェースである。
【００２０】
輻輳状態決定部２２は、インターネットアダプタ２１を介してインターネット２からＵＤＰパケットを受信する。そして、輻輳状態決定部２２は、受信したＵＤＰパケットから前記順序情報、すなわち、ここではシーケンス番号を取得し、輻輳状態の有無を決定する。輻輳状態決定部２２の詳細な動作については後述する。
【００２１】
制御パケット生成部２３は、輻輳状態決定部２２により輻輳状態有りと決定された場合に、前記フレーム間引きレートの制御情報を生成し、その制御情報を格納した前記制御パケットを生成する。そして、制御パケット生成部２３は、その制御パケットをインターネットアダプタ２１を介してインターネット２へ送信する。制御パケット生成部２３の詳細な動作については後述する。
【００２２】
ＤＶパケット受信部２４は、受信したＵＤＰパケットからヘッダ等を除去して、ＵＤＰパケットをＤＶデータに戻す。ＤＶパケット受信部２４の詳細な動作については後述する。ＤＶアダプタ２５は、ＤＶ機器、ここではデジタルビデオデッキ３に接続するインタフェースである。
【００２３】
図２は、ＤＶパケット生成部の動作を説明する図である。図２に示すように、ＤＶパケット生成部１２は、デジタルビデオカメラ１から送られてきたデータが先頭であるか否かを判断する（ステップＳ１）。先頭のデータであれば（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＤＶパケット生成部１２は、シーケンス番号Ｓとフレーム番号Ｆを初期化し、それぞれ１に設定する（ステップＳ２）。そして、ステップＳ３へ進む。
【００２４】
データが先頭でなければ（ステップＳ１：Ｎｏ）、ＤＶパケット生成部１２は、ＵＤＰパケットヘッダを形成する（ステップＳ３）。次いで、ＤＶパケット生成部１２は、ＵＤＰパケットにシーケンス番号Ｓを格納し（ステップＳ４）、ＵＤＰデータパケットを形成する（ステップＳ５）。そして、ＤＶパケット生成部１２は、現在のシーケンス番号Ｓに１を加算して新たなシーケンス番号Ｓとする（ステップＳ６）。
【００２５】
次いで、ＤＶパケット生成部１２は、ステップＳ５で形成したＵＤＰデータパケットがフレームの先頭であるか否かを判断する（ステップＳ７）。フレームの先頭であれば（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ＤＶパケット生成部１２は、現在のフレーム番号Ｆに１を加算して新たなフレーム番号Ｆとし（ステップＳ８）、ステップＳ９へ進む。フレームの先頭でなければ（ステップＳ７：Ｎｏ）、ＤＶパケット生成部１２は、ＵＤＰパケットにフレーム番号Ｆを付与する（ステップＳ９）。ＤＶパケット生成部１２は、デジタルビデオカメラ１からデータを受け取るたびに、ステップＳ１からステップＳ９までの動作を行う。
【００２６】
図３は、ＤＶパケット生成部により生成されるＵＤＰパケットのフォーマット例を示す図である。図３に示すように、ＵＤＰパケット８のデータ・フィールド３１の一部がシーケンス番号フィールド３２に割り当てられる。このシーケンス番号フィールド３２にシーケンス番号Ｓが格納される。
【００２７】
図４および図５は、シーケンス番号フィールドの長さを可変にしたＵＤＰパケットのフォーマット例を示す図である。この場合には、シーケンス番号フィールド３２の前に、シーケンス番号フィールド３２のデータ長を示すレングス・フィールド３３が設けられる。例えば、レングス・フィールド３３が１６ビット長であり、レングス・フィールド３３に４８が設定されると、シーケンス番号フィールド３２のデータ長は、４８ビットとなる。
【００２８】
図４に示す例は、シーケンス番号をより大きな値まで設定することができるので、データ量の大きなビットストリームをより多くのＵＤＰパケットに分割して送信するのに適している。一方、図５に示す例は、シーケンス番号フィールド３２とレングス・フィールド３３のデータ長が小さいので、１パケット中により多くの送信データを格納して送信するのに適している。
【００２９】
図６は、制御パケット受信部の動作を説明する図である。図６に示すように、制御パケット受信部１５は、インターネットアダプタ１４を介してインターネット２からパケットを受信すると（ステップＳ１１）、そのパケットが制御パケットであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。受信したパケットが制御パケットでない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、制御パケット受信部１５は、そのパケットを上位レイヤーへ転送する（ステップＳ１３）。
【００３０】
一方、制御パケットを受信した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御パケット受信部１５は、その制御パケットからフレーム間引きレートを抽出する（ステップＳ１４）。そして、制御パケット受信部１５は、抽出したフレーム間引きレートをフレーム間引きレートレジスタに設定する（ステップＳ１５）。フレーム間引きレートレジスタは、特に図示しないが、例えば、フレーム間引きレート制御部１３に設けられている。制御パケット受信部１５は、パケットを受信するたびに、ステップＳ１１からステップＳ１５までの動作を行う。
【００３１】
図７は、フレーム間引きレート制御部の動作を説明する図である。図７に示すように、フレーム間引きレート制御部１３は、ＤＶパケット生成部１２からＵＤＰパケットを受け取ると（ステップＳ２１）、そのパケットが間引きフレームに該当するか否か、すなわち、間引きフレーム内のパケットであるか否かを判断する（ステップＳ２２）。ＵＤＰパケットのフレーム番号Ｆとフレーム間引きレートとのアンドを取り、その値が０であれば、間引きフレームである。フレーム間引きレートは、制御パケット受信部１５から渡される。
【００３２】
フレーム間引きレート制御部１３は、間引きフレームでない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）には、ステップＳ２５へ進み、間引きフレームである場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）には、さらに、ステップＳ２１で受け取ったＵＤＰパケットが音声パケットであるか否かを判断する（ステップＳ２３）。フレーム間引きレート制御部１３は、音声パケットでなければ（ステップＳ２３：Ｎｏ）、破棄し（ステップＳ２４）、音声パケットであれば（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、破棄せずに、ステップＳ２５へ進む。
【００３３】
ステップＳ２５では、フレーム間引きレート制御部１３は、破棄されずに残った送信対象のＵＤＰパケットに対して、送信処理を行う（ステップＳ２５）。フレーム間引きレート制御部１３は、ＵＤＰパケットを受け取るたびに、ステップＳ２１からステップＳ２５までの動作を行う。
【００３４】
図８は、１フレーム分のＤＶデータのフォーマット例を示す図である。図８に示すように、１個のフレーム９は、１０個のＤＩＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）シーケンスに分割され、各ＤＩＦシーケンスは、さらに、ヘッダ情報（ｆ）、音声情報（ａ）および画像情報（ｖ）からなる１５０個のＤＩＦブロックにより構成される。このような構成のフレーム９が間引きフレームに該当する場合、図７のステップＳ２３では、画像情報（ｖ）を格納するパケットは破棄され、音声情報（ａ）を格納するパケットは破棄されずに残される。このように、音声パケットを間引きしないようにすることによって、音声が聞き取りにくくなるのを避けることができる。音声情報よりも画像情報の方が重要度が高い場合には、画像情報（ｖ）を格納するパケットを破棄せずに残し、音声情報（ａ）を格納するパケットを破棄するようにしてもよい。
【００３５】
図９は、輻輳状態決定部の動作を説明する図である。図９に示すように、輻輳状態決定部２２は、インターネットアダプタ２１を介してインターネット２から受信したデータが先頭であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。先頭のデータであれば（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、輻輳状態決定部２２は、カウンタ値ＣとエラーレートＲとタイマ値Ｔを初期化し、それぞれ１に設定する（ステップＳ３２）。そして、ステップＳ３３へ進む。
【００３６】
データが先頭でなければ（ステップＳ３１：Ｎｏ）、輻輳状態決定部２２は、ＵＤＰパケットを受信し、その中に格納されているシーケンス番号Ｓを取得する（ステップＳ３３）。次いで、輻輳状態決定部２２は、シーケンス番号Ｓがカウンタ値Ｃに一致するか否かを判断する（ステップＳ３４）。シーケンス番号Ｓがカウンタ値Ｃに等しければ（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、輻輳状態決定部２２は、輻輳によるパケットの損失が発生していないと判断して、ステップＳ３８へ進む。
【００３７】
一方、シーケンス番号Ｓがカウンタ値Ｃと異なる場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）には、輻輳状態決定部２２は、現在のエラーレートＲに１を加算して新たなエラーレートＲとする（ステップＳ３５）。そして、輻輳状態決定部２２は、その新たなエラーレートＲが、予め設定されたエラーレートしきい値ＲＡＴＥ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３６）。エラーレートＲがしきい値ＲＡＴＥを超えない場合（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、ステップＳ３８へ進む。
【００３８】
一方、エラーレートＲがしきい値ＲＡＴＥを超える場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）、輻輳状態決定部２２は、制御パケット生成部２３に対して制御パケットの送信を指示する（ステップＳ３７）。次いで、輻輳状態決定部２２は、タイマ値Ｔが、予め設定されたタイマ上限値ＴＩＭＥ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３８）。タイマ値Ｔが上限値ＴＩＭＥを超える場合（ステップＳ３８：Ｎｏ）、輻輳状態決定部２２は、エラーレートＲとタイマ値Ｔを初期化し、それぞれ１に設定する（ステップＳ３９）。
【００３９】
一方、タイマ値Ｔが上限値ＴＩＭＥを超えない場合（ステップＳ３８：Ｙｅｓ）、輻輳状態決定部２２は、現在のカウンタ値Ｃおよびタイマ値Ｔにそれぞれ１を加算して新たなカウンタ値Ｃおよびタイマ値Ｔとする（ステップＳ４０）。輻輳状態決定部２２は、データを受信するたびに、ステップＳ３１からステップＳ４０までの動作を行う。
【００４０】
図１０は、制御パケット生成部の動作を説明する図である。図１０に示すように、制御パケット生成部２３は、制御パケット送信指示があると（ステップＳ５１）、フレーム間引きレートを算出する（ステップＳ５２）。フレーム間引きレートは、エラーレートＲをシーケンス番号Ｓで割ることによって求められる。エラーレートＲとシーケンス番号Ｓは、輻輳状態決定部２２から渡される。
【００４１】
次いで、制御パケット生成部２３は、制御パケットを形成し、その中にフレーム間引きレートを埋め込む（ステップＳ５３）。そして、制御パケット生成部２３は、制御パケットの送信処理を行う（ステップＳ５４）。制御パケット生成部２３は、制御パケット送信指示があるたびに、ステップＳ５１からステップＳ５４までの動作を行う。
【００４２】
図１１は、ＤＶパケット受信部の動作を説明する図である。図１１に示すように、ＤＶパケット受信部２４は、輻輳状態決定部２２から、破棄されずに残ったＵＤＰパケットを受け取ると（ステップＳ６１）、そのパケットのヘッダを除去する（ステップＳ６２）。そして、ＤＶパケット受信部２４は、データ領域（データ・フィールド３１）からシーケンス番号フィールド３２を除去する（ステップＳ６３）。ＵＤＰパケットのフォーマットが図４または図５に示す例である場合には、シーケンス番号フィールド３２とともにレングス・フィールド３３も除去される。
【００４３】
図１２は、この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムにおける間引き制御の処理シーケンスを示す図である。図１２に示すように、送信側装置は、上述したステップＳ１からステップＳ９まで、およびステップＳ２１からステップＳ２５までの動作を行い、データグラムパケットに制御情報としてシーケンス番号を付加したＵＤＰパケットを受信側装置へ送信する（ステップＳ７１）。輻輳が発生していない場合は、ＵＤＰパケットは、通常通りの通信で転送される。
【００４４】
受信側装置で輻輳が発生すると、図１２に×印で示すように、受信側装置に到達しないＵＤＰパケットが発生し、パケットの損失が起こる。受信側装置は、上述したステップＳ３１からステップＳ４０までの動作を行い、エラーレートがそのしきい値を超えると、輻輳回避制御を行う（ステップＳ７２）。そして、受信側装置は、上述したＳ５１からステップＳ５４までの動作を行い、送信側装置へ制御パケットを送信する（ステップＳ７３）。
【００４５】
送信側装置は、制御パケットを受信すると、上述したステップＳ２１からステップＳ２５までの動作を行い、フレーム間引き制御を行う（ステップＳ７４）。これによって、送信側装置から受信側装置へのＵＤＰパケットの送出間隔が動的に制御され、長い送出間隔でＵＤＰパケットが送信される（ステップＳ７５）。
【００４６】
（実施の形態２）
図１３は、この発明の実施の形態２にかかるデータ通信システムの構成を示す図である。図１３に示すように、実施の形態２は、ネットワーク中に配置されているルータやスイッチ等のネットワーク機器６で輻輳が発生する場合の例であり、このネットワーク機器６が受信側装置に相当する。ネットワーク機器６は、インターネットアダプタ２１、輻輳状態決定部２２、制御パケット生成部２３およびインターネットアダプタ２６を備えている。
【００４７】
ネットワーク機器６は、輻輳状態決定部２２で破棄されずに残ったＵＤＰパケットを、インターネットアダプタ２６を介してインターネット２へ転送する。インターネットアダプタ２１、輻輳状態決定部２２および制御パケット生成部２３は、実施の形態１において説明した通りである。このように、ＵＤＰパケットを生成して出力するデータ送信装置４とネットワーク機器６の間でも、データ送信装置４からネットワークへ送出されるＵＤＰパケットの送出間隔が、ネットワーク機器６の輻輳状態に応じて動的に制御される。
【００４８】
（実施の形態３）
図１４は、この発明の実施の形態３にかかるデータ通信システムの構成を示す図である。図１４に示すように、実施の形態３は、ＵＤＰパケットの中継を行うネットワーク機器７が送信側装置に相当し、受信側装置に相当するネットワーク機器６で輻輳が発生する場合の例である。ネットワーク機器７は、フレーム間引きレート制御部１３、インターネットアダプタ１４，１６および制御パケット受信部１５を備えている。ネットワーク機器７は、インターネットアダプタ１６を介してインターネット２から、シーケンス番号が付加されたＵＤＰパケットを受信する。
【００４９】
フレーム間引きレート制御部１３、インターネットアダプタ１４および制御パケット受信部１５は、実施の形態１において説明した通りである。ただし、フレーム間引きレート制御部１３は、インターネットアダプタ１６で受信したＵＤＰパケットに対して、フレーム間引き制御を行う。ネットワーク機器６は、実施の形態２において説明した通りである。このように、ネットワーク機器同士の間でも、一方のネットワーク機器７からネットワークへ送出されるＵＤＰパケットの送出間隔が、他方のネットワーク機器６の輻輳状態に応じて動的に制御される。
【００５０】
（実施の形態４）
図１５は、この発明の実施の形態４にかかるデータ通信システムの構成を示す図である。図１５に示すように、実施の形態４は、実施の形態３と同様に、ネットワーク機器７が送信側装置に相当する場合の例である。この例では、ネットワーク機器７からネットワークへ送出されるＵＤＰパケットの送出間隔が、データ受信装置５の輻輳状態に応じて動的に制御される。
【００５１】
以上説明したように、実施の形態１〜４によれば、受信側装置で輻輳状態が発生すると、受信側装置から送信側装置へ、輻輳状態に応じたフレーム間引きレートが通知され、このフレーム間引きレートに基づいて、送信側装置がフレーム間引き制御を行うことによって、ネットワーク機器の資源を予約したり、パケットの優先度を制御したり、データを圧縮したりすることなく、動的に送信フレームレートを制御することができる。従って、再送制御を行わない通信方式において、ネットワーク資源の予約を行わずに、画像や音声の品質低下を招くことなく、即時的に輻輳状態を解消することができる。また、ネットワークの過負荷状態を即座に解消することができる。
【００５２】
以上において本発明は、上述した各実施の形態に限らず、種々変更可能である。例えば、実施の形態１〜４において、ビットストリーム中におけるパケットの順序に対応した順序情報として、タイプスタンプ値を用いる場合には、次のようにしてもよい。受信側装置（ネットワーク機器を含む）は、現到着パケットのタイムスタンプ値と前到着パケットのタイムスタンプ値の差分と、現到着パケットの到着時刻と前パケットの到着時刻の差分との乖離が、一定のしきい値を超えたら、輻輳状態が発生していると判断し、制御パケットを送出する。タイムスタンプ値として、ＤＶデータの時刻情報を用いてもよいし、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などから取得した時刻情報を用いてもよい。
【００５３】
また、送信側装置（ネットワーク機器を含む）において、フレーム間引きレート制御部１３は、フレーム間引きレートを減少させた後、一定の時間間隔でフレーム間引きレートを少しずつ増加させるようになっていてもよい。この場合、送信側装置（ネットワーク機器を含む）は、受信側装置（ネットワーク機器を含む）から制御パケットが送信されてこなければ、輻輳状態が解消したと判断し、さらにフレーム間引きレートを増加させることができる。あるいは、受信側装置（ネットワーク機器を含む）において、エラーレートがしきい値以下に納まっていれば、輻輳状態が解消されたと判断して、送信側装置（ネットワーク機器を含む）へフレーム間引きレートを増加させる制御パケットを送出するようにしてもよい。いずれの場合でも、フレーム間引きレートを減少させるときだけでなく、輻輳状態の解消後にフレーム間引きレートを増加させる際にも、動的にフレーム間引きレートを制御することができるので、効率良くフレーム間引き制御を行うことができる。
【００５４】
また、送信側装置（ネットワーク機器を含む）が受信側装置（ネットワーク機器を含む）に対して到達確認パケットを送出し、受信側装置（ネットワーク機器を含む）がこの到達確認パケットの到達状況に基づいて輻輳状態を判断するような構成としてもよい。この場合、到達確認パケットにシーケンス番号やタイムスタンプ値を埋め込んでおく必要がある。
【００５５】
また、受信側装置（ネットワーク機器を含む）から送信側装置（ネットワーク機器を含む）に制御パケットが到着しなくても、送信側装置（ネットワーク機器を含む）においてフレーム間引きレートを徐々に下げていき、制御パケットが到着した時点でフレーム間引きレートの制御を行うような構成としてもよい。この場合、輻輳状態が発生していなくても、受信側装置（ネットワーク機器を含む）から一定間隔毎に制御パケットを送出するようにしておく。このようにすれば、輻輳状態が極めて悪化しているため、受信側装置（ネットワーク機器を含む）から送信側装置（ネットワーク機器を含む）に制御パケットが到達しない場合でも、フレーム間引き制御を行うことができる。
【００５６】
（付記１）ビットストリームを複数のパケットに分割してデータグラム通信により送受信を行うデータ通信システムにおいて、ネットワークを介して、ビットストリーム中のパケットの順序に対応する順序情報を受信し、該順序情報に基づいて輻輳状態の有無を決定する輻輳状態決定手段と、前記輻輳状態決定手段により輻輳状態有りと決定された場合に、フレーム間引きレートの制御情報を生成し、該制御情報を前記ネットワークを介して前記順序情報の送信元へ送信する制御情報生成手段と、前記ネットワークから前記フレーム間引きレートの制御情報を受信し、該制御情報に基づいて前記フレーム間引きレートを抽出する制御情報受信手段と、前記制御情報受信手段により抽出された前記フレーム間引きレートに基づいてフレーム間引きを行うフレーム間引きレート制御手段と、を備えることを特徴とするデータ通信システム。
【００５７】
（付記２）前記ビットストリーム中の順序に対応した前記順序情報を含むパケットを生成するパケット生成手段、をさらに備え、前記フレーム間引きレート制御手段は、前記パケット生成手段により生成されたパケットに対してフレーム間引きを行うことを特徴とする付記１に記載のデータ通信システム。
【００５８】
（付記３）ビットストリームを分割した複数のパケットをデータグラム通信により送信するデータ通信装置において、ネットワークを介してフレーム間引きレートの制御情報を受信し、該制御情報に基づいてフレーム間引きレートを抽出する制御情報受信手段と、前記制御情報受信手段により抽出された前記フレーム間引きレートに基づいてフレーム間引きを行うフレーム間引きレート制御手段と、を備えることを特徴とするデータ通信装置。
【００５９】
（付記４）前記ビットストリーム中の順序に対応した前記順序情報を含むパケットを生成するパケット生成手段、をさらに備え、前記フレーム間引きレート制御手段は、前記パケット生成手段により生成されたパケットに対してフレーム間引きを行うことを特徴とする付記３に記載のデータ通信装置。
【００６０】
（付記５）ビットストリームを分割した複数のパケットをデータグラム通信により受信するデータ通信装置において、ネットワークを介して、ビットストリーム中のパケットの順序に対応する順序情報を受信し、該順序情報に基づいて輻輳状態の有無を決定する輻輳状態決定手段と、前記輻輳状態決定手段により輻輳状態有りと決定された場合に、フレーム間引きレートの制御情報を生成し、該制御情報を前記ネットワークを介して前記順序情報の送信元へ送信する制御情報生成手段と、を備えることを特徴とするデータ通信装置。
【００６１】
（付記６）前記輻輳状態決定手段は、受信した順序情報と期待値とが異なるエラー回数がしきい値を超えたときに輻輳状態有りと決定し、前記制御情報生成手段は、前記輻輳状態決定手段により輻輳状態有りと決定されたときの前記エラー回数と、同エラー回数がゼロである場合にそれまでに受信すべきパケットの数に基づいて、前記フレーム間引きレートの制御情報を生成することを特徴とする付記５に記載のデータ通信装置。
【００６２】
（付記７）ビットストリームを複数のパケットに分割してデータグラム通信により送受信を行うデータ通信方法において、ビットストリーム中の順序に対応した順序情報を含むパケットをネットワークへ送信し、前記ネットワークから受信した前記パケットに含まれる順序情報に基づいてフレーム間引きレートの制御情報をネットワークを介して前記パケットの送信元へ送信し、前記ネットワークから受信した前記制御情報に基づいて前記フレーム間引きレートを制御することを特徴とするデータ通信方法。
【００６３】
（付記８）受信した順序情報と期待値とが異なるエラー回数と、該エラー回数がゼロである場合に受信すべきパケットの数に基づいて、前記フレーム間引きレートの制御情報を生成することを特徴とする付記７に記載のデータ通信方法。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかるデータ通信システム、データ通信装置およびデータ通信方法は、ベストエフォート型で信頼性がなく通信遅延が変化するようなネットワークにおけるデータ通信に有用であり、特に、インターネットのデータグラム通信により動画や音声データなどの一連のデータを通信するシステムに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の実施の形態１にかかるデータ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にかかるデータ通信システムのＤＶパケット生成部の動作を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムのＵＤＰパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムのＵＤＰパケットフォーマットの他の例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムのＵＤＰパケットフォーマットのさらに他の例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムの制御パケット受信部の動作を説明する図である。
【図７】この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムのフレーム間引きレート制御部の動作を説明する図である。
【図８】ＤＶデータのフォーマット例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムの輻輳状態決定部の動作を説明する図である。
【図１０】この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムの制御パケット生成部の動作を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムのＤＶパケット受信部の動作を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態１にかかるデータ通信システムにおける間引き制御の処理シーケンスを示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態２にかかるデータ通信システムの構成を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態３にかかるデータ通信システムの構成を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態４にかかるデータ通信システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
２  インターネット
４  データ送信装置
５  データ受信装置
６，７  ネットワーク機器
１２  ＤＶパケット生成部
１３  フレーム間引きレート制御部
１５  制御パケット受信部
２２  輻輳状態決定部
２３  制御パケット生成部
【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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【図１４】
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【図１５】
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