JP2002217972A

JP2002217972A - 輻輳状況対応型ＶｏＩＰシステム、及び、ＶｏＩＰシステムの輻輳回避方法

Info

Publication number: JP2002217972A
Application number: JP2001005447A
Authority: JP
Inventors: Shinpei Yotsui; 信平四井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-08-02
Also published as: US20020093911A1; US6999451B2

Abstract

(57)【要約】【課題】早期に輻輳状態を見出して、輻輳発生の前に輻
輳回避を簡素に実現すること。【解決手段】複数の端末１，２を接続するＩＰネットワ
ーク３の中継器４は、端末１に送信する音声パケット１
１に１か０かの輻輳値１９を付加する。端末１は、呼を
設定する設定部２９と、輻輳値付き音声パケット１１’
を受信して輻輳値付き音声パケット１１’の輻輳値１９
に基づいて輻輳状況を検出する検出部とを備えている。
設定部２９は、その輻輳状況に対応してコーディング方
式を選択的に決定する。このように、音声パケットを送
信する序でに輻輳値をそれに入り込ませるので、輻輳値
の送信が簡素であり、輻輳値の送信によるトラヒックの
増加は最小限に抑えられ、輻輳発生前に輻輳発生を回避
することができ、音声品質の劣化を回避することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、輻輳状況対応型Ｖ
ｏＩＰシステム、及び、ＶｏＩＰシステムの輻輳回避方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＰネットワーク上の輻輳状況に応じて
通話コーディング方式を決定する技術が、ＩＴＵ−Ｔ標
準Ｈ２２５．０で記述されている。ＲＴＣＰによるレポ
ートを用いて、サービス品質を測定する技術が知られて
いる。ＲＴＣＰにより測定することができるサービス品
質には、パケット損失、到着間隔ジッタが例示される。
Ｈ２２５．０では、ＲＴＣＰによりパケット損失、到着
間隔ジッタの増加によってネットワーク上で拡大する輻
輳が長期的に続くような状況では、メディアのコーディ
ング方式をより伝送速度が低いものに変更したり、重要
度が低いメディアを停止したりすることが提案されてい
る。

【０００３】このような公知のＶｏＩＰシステムでは、
パケットの到着遅延とパケット損失が発生した後に、コ
ーディング方式の変更、優先度が低いチャンネルの停止
のような輻輳回避動作が行われているために、必ず通話
品質が低下した後にコーディング方式の変更の動作が行
われることになる。

【０００４】早期に輻輳状態を見出して、輻輳発生の前
に輻輳回避を実現することが求められる。そのようなシ
ステムが、簡素に実現することが望まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、早期
に輻輳状態を見出して、輻輳発生の前に輻輳回避を実現
して通話品質の低下を回避することができる輻輳状況対
応型ＶｏＩＰシステム、及び、ＶｏＩＰシステムの輻輳
回避方法を提供することにある。本発明の他の課題は、
そのような実現を簡素なシステムの改善により達成する
ことができる輻輳状況対応型ＶｏＩＰシステム、及び、
ＶｏＩＰシステムの輻輳回避方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。

【０００７】本発明による輻輳状況対応型ＶｏＩＰシス
テムは、複数の端末（１，２）と、複数の端末（１，
２）間を接続するＩＰネットワーク（３）とから構成さ
れている。ＩＰネットワーク（３）は、中継器（４）を
備え、中継器（４）は端末（１）に送信する音声パケッ
ト（１１）に輻輳値（１９）を付加する輻輳値付加部
（１５）を備えている。端末（１）は、呼を設定する設
定部（２９）と、輻輳値付き音声パケット（１１’）を
受信して輻輳値付き音声パケット（１１’）の輻輳値
（１９）に基づいて輻輳状況を検出する検出部とを備え
ている。設定部（２９）は、その輻輳状況に対応してコ
ーディング方式を選択的に決定する。このように、音声
パケットを送信する序でに輻輳値をそれに入り込ませる
ので、輻輳値の送信が簡素であり、輻輳値の送信による
トラヒックの増加は最小限に抑えられる。

【０００８】端末（１）は、パケット送信部（７）を更
に備え、コーディング方式はパケット送信部（７）を介
して相手側端末に通知される。コーディング方式が送信
される音声パケットに載せられることは合理的である。

【０００９】輻輳値は、各音声パケットに付加される輻
輳データであり、輻輳データが１又は零であることは、
特に合理的である。この場合、必然的に、各音声パケッ
ト１１には、１又は０が付加され、輻輳値１が付加され
た音声パケットの数によって、輻輳度を表現することが
でき、音声パケットの送信を輻輳度の伝達に用いること
ができ、極めて合理的である。その１が付加されるパケ
ットの数と、その１が付加されるパケットの並びは、統
計的処理で容易に決定され得る。そのような統計処理と
しては、輻輳度合いに比例して１の付加割合が比例的に
増加する処理が好適に例示され得る。

【００１０】検出部は、データである”１”が付加され
ている音声パケット（１１’）の割合に基づいて輻輳状
況の輻輳度を設定部（２９）に出力する。設定部（２
９）は、輻輳度がより高い場合に、コーディング方式を
より低速であるコーディング方式に選択的に決定する。

【００１１】中継器（４）は、輻輳予測部（１４）を更
に備え、輻輳予測部（１４）は、音声パケット（１１）
の送信状況に基づいて、”１”を付加する音声パケット
の割合を定める。中継器（４）は、バッファ監視部（１
３）を更に備え、バッファ監視部（１３）は、音声デー
タ（１１）のデータ量に基づいて送信状況を輻輳予測部
（１４）に通知する。このような監視により、統計処理
を迅速化する。

【００１２】本発明によるＶｏＩＰシステムの輻輳回避
方法は、ネットワーク（３）上の音声データ（１１）の
データ量を中継器（４）で検出すること、そのデータ量
に基づいて中継器（４）から第１端末（１）に送信する
音声パケット（１１）に輻輳値（１９）を付加するこ
と、輻輳値（１９）を第１端末（２）で受信すること、
第１端末（２）が受信する輻輳値（１９）に基づいて、
第１端末（１）と第２端末（２）との間の音声通信に用
いるコーディング方式を第１端末（１）で選択的に決定
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図に対応して、本発明による輻輳
状況対応型ＶｏＩＰシステムの実施の形態は、複数端末
の間にＩＰネットワークが設けられている。その複数端
末として、図１に示されるように、ＶｏＩＰ端末装置
（以下、端末といわれる）１と、端末装置１に対向する
ＶｏＩＰ端末装置（以下、対向端末といわれる）２とが
例示されている。ＩＰネットワーク３は、端末装置１と
端末装置２の間に介設される複数の中継装置４が双方向
に連鎖する集合である。

【００１４】図２は、１つの中継装置４の回路ブロック
の詳細を示している。中継装置４は、端末装置１又は隣
り合う中継装置４から送信されてくるパケットを受信す
る第１パケット受信部５と、他の端末装置１又は隣り合
う他の中継装置４から送信されてくるＩＰパケットを受
信する第２パケット受信部６を備えている。中継装置４
は、更に、端末装置１又は隣り合う中継装置４にＩＰパ
ケットを送信する第１パケット送信部７と、他の端末装
置１又は隣り合う他の中継装置４にＩＰパケットを送信
する第２パケット送信部８を備えている。

【００１５】第１パケット受信部５と第１パケット送信
部７との間には、経路決定部９が介設されている。第２
パケット受信部６と第２パケット送信部８との間には、
同じ回路構成の経路決定部９が介設されている。第１パ
ケット受信部５と第２パケット受信部６は、それぞれに
外部から受け取るパケット１１を経路決定部９に送り込
む。経路決定部９は、第１パケット受信部５又は第２パ
ケット受信部６から受け取ったパケット１１のパケット
ヘッダの中の宛先アドレスに基づいて経路を決定し、そ
の経路の第１パケット送信部７又はその経路の第２パケ
ット送信部８にそのパケット１１を送る。

【００１６】第２パケット送信部８の中の回路構成は、
第１パケット送信部７の中の回路構成に全く同じであ
る。図２は、第２パケット送信部８の中の回路構成の詳
細を示している。第２パケット送信部８は、送信バッフ
ァ１２と、バッファ監視部１３と、輻輳予測部１４と、
ＥＣＮ付与部１５とを備えている。バッファ監視部１３
は、送信バッファ１２の中のデータのデータ量を送信バ
ッファ１２から受け取り、そのデータ量を統計情報１６
として記録する。統計情報１６は、バッファ監視部１３
から輻輳予測部１４に転送される。統計情報１６を取得
する輻輳予測部１４は、統計情報１６に基づいて、第２
パケット送信部８で将来的に輻輳が発生し得るかどうか
を判断する。

【００１７】輻輳が将来的に第２パケット送信部８で発
生すると判断した場合、将来的に発生すると予測された
その予測的輻輳の輻輳度合１８を計算して、その輻輳度
合１８をＥＣＮ付与部１５に送付する。ＥＣＮ付与部１
５は、輻輳度合１８に対応させて、経路決定部９から受
け取るパケット１１のパケットヘッダに、輻輳通知ビッ
ト（ＥＣＮビット）１９として”１”を設定して、この
ように輻輳通知ビット１９が設定された輻輳通知ビット
付きパケット１１’を送信バッファ１２に送付する。送
信バッファ１２は、そのような輻輳通知ビット付きパケ
ット１１’を中継装置４から外部に送信する。

【００１８】端末装置１は、図１に示されるように、音
声データ送信部２１と、音声データ送信部２１が接続す
るエンコード部２２と、エンコード部２２が接続しパケ
ットを送信するパケット送信部２３と、パケットを受信
するパケット受信部２４と、パケット受信部２４が接続
するデコード部２５と、デコード部２５が接続する音声
データ受信部２６とを備えている。音声入力部２７に入
力される音声は、音声入力部２７により音声換電気信号
に変換されて音声データ送信部２１に入力される。音声
データ受信部２６が生成する音声変換電気信号は、音声
出力部２８に入力され音声に変換されて音声出力部２８
から出力される。

【００１９】端末装置１は、更に、呼設定処理部２９と
呼設定入力部３１とを備えている。呼設定入力部３１
は、呼設定処理部２９に接続している。呼設定入力部３
１は、呼設定指示信号３２を出力し、呼設定指示信号３
２は呼設定処理部２９に入力する。呼設定指示信号３２
により呼設定指示を受けた呼設定処理部２９は、端末装
置１と対向端末装置２との間に呼を設定する。

【００２０】端末装置１は、更に、輻輳検出部３３を備
えている。パケット受信部２４は輻輳検出部３３に接続
し、輻輳検出部３３は呼設定処理部２９に接続してい
る。パケット受信部２４は、ＩＰネットワーク３の中継
装置４の送信バッファ１２から輻輳通知ビット付きパケ
ット１１’を受信して、輻輳通知ビット付きパケット１
１’のうちの輻輳通知ビット１９を輻輳検出部３３に送
信する。輻輳検出部３３は、既述の輻輳度合１８を検出
して、その輻輳統計情報１７を呼設定処理部２９に伝達
する。

【００２１】呼設定処理部２９は、呼設定入力部３１の
呼設定指示と輻輳検出部３３から受け取る輻輳度合１８
とに基づいて、端末装置１と対向端末装置２との間で使
用するコーディング方式を決定し、又は、通話中であれ
ばそのコーディング方式を変更する。このような決定又
は変更の際には、呼設定処理部２９は、必要に応じて予
め通話毎に優先度を与えることにより、重要ではないチ
ャンネルの決定とそのチャンネルの停止などの処理を行
う。そのように決定され又は変更されるコーディング方
式は、呼設定処理部２９からエンコード部２２に伝達さ
れる。

【００２２】図３は、本発明によるＶｏＩＰシステムの
輻輳回避方法の実施の形態を示している。呼設定入力部
３１から出力される呼設定指示信号３２が呼設定処理部
２９に入力されて、呼設定が開始されて通話が開始され
る（ステップＳ１）。呼設定処理部２９は、要求された
呼設定指示信号３２を解釈し、必要な呼設定パケットを
パケット送信部２３とパケット受信部２４を介して、予
めＩＰアドレスが検索された相手側の対向端末２に対し
て、呼設定要求、その受付、呼出し、その応答、端末の
能力通知、論理チャンネルの確立の複数処理から形成さ
れる呼設定処理（ステップＳ２）を実行して、呼を設定
する。

【００２３】ステップＳ１〜Ｓ２で、パケット受信部２
４で受信したパケットのうち対向端末２から送られてき
たパケットの輻輳通知ビット１９は、輻輳検出部３３に
通知される。輻輳検出部３３は、輻輳通知ビット１９
に”１”が設定されているか、又は、”０”に設定され
ているかを調べて統計を取り、その統計に基づいて輻輳
が発生していると判断した場合、呼設定処理部２９に輻
輳統計情報１７を呼設定処理部２９に通知する（ステッ
プＳ３）。呼設定入力部３１から呼設定処理部２９に輻
輳統計情報１７が通知された場合、呼設定処理部２９は
輻輳統計情報１７に基づいて、輻輳状況の程度を考慮し
て、音声通話に使用するコーディング方式を決定する
（ステップＳ４）。

【００２４】このように決定され選択されたコーディン
グ方式は、デコード部２５に通知される。次に、コーデ
ィング方式指定パケットが呼設定処理部２９で生成され
る。そのコーディング方式指定パケット４１は、パケッ
ト送信部２３を介して対向端末２に送信される。端末１
は、中継装置４１を対向端末２に送信することにより、
共通に使用することになるコーディング方式を対向端末
２に指示する。逆に、対向端末２からコーディング方式
指定パケット４１をパケット受信部２４で受信した場
合、そのコーディング方式指定パケット４１は、パケッ
ト受信部２４から呼設定処理部２９に渡され、呼設定処
理部２９は対向端末２が指示するコーディング方式をエ
ンコード部２２に通知する。

【００２５】このようにコーディング方式が指示され決
定されて、音声通話が開始され、指定されたコーディン
グ方式で音声パケットが端末１から対向端末２に転送さ
れる（ステップＳ５）。対向端末２から送信されてくる
音声パケットは、パケット受信部２４で受信される。こ
のように呼びが完了すれば（ステップＳ６）、そのパケ
ットのパケットヘッダの中の輻輳通知ビット１９は、輻
輳検出部３３に送られる。輻輳検出部３３は、輻輳通知
ビット１９について統計的解析を実行する（ステップＳ
７）。

【００２６】パケット受信部２４で受信するパケットの
うちの音声パケットは、デコード部２５でデコードされ
る。デコード部２５でデコードされた音声パケットは、
音声データ受信部２６で音声データに変換されて、音声
出力部２８により音声として出力される。逆に、音声入
力部２７で入力された音声は、音声データ送信部２１に
渡された後に、音声データとしてエンコード部２２でエ
ンコードされて、既に決定され選択されているコーディ
ング方式による音声データに変換され、端末１から対向
端末２に送信される。

【００２７】ＩＰネットワーク３の中の中継装置４で、
図４（ａ）に示されるように、端末１に向かう情報のト
ラヒックが増加して、輻輳発生のが事前に予測される場
合、図４（ｂ）に示されるように、中継装置４の中の端
末１に向かう経路に対して送られてくるパケットのヘッ
ダの中の輻輳通知ビット１９に”１（＝ＥＣＮ）”が中
継装置４のＥＣＮ付与部１５で設定される。輻輳検出部
３３は、全ての輻輳通知ビット１９のうちの”１”が設
定されている輻輳通知ビット１９の割合に基づいて、図
４（ｃ）に示されるように、ＩＰネットワーク３に輻輳
状況が発生していると統計データから予測的に判断した
場合（ステップＳ８）、呼設定処理部２９に輻輳統計情
報１７を通知する。

【００２８】呼設定処理部２９は、輻輳統計情報１７に
基づいて、その輻輳の度合いに対応する低速コーディン
グ方式を選択的に採用する。呼設定処理部２９は、その
ように採用したコーディング方式によってコーディング
方式指定パケット４１を生成し、パケット送信部２３を
介して、対向端末２に対して使用することになる変更後
のコーディング方式を再通知し伝達する（ステップＳ
９）。

【００２９】変更後コーディング方式の通知を受けてコ
ーディング方式変更指示を端末１から受け取った対向端
末２は、通話路を指示された低速コーディング方式に変
更して通話を続行する。このように低速コーディング方
式に変更されることにより、図４（ｄ）に示されるよう
に、ＩＰネットワーク３の中の中継装置４に流入するト
ラヒックが減少して、その発生が予測された可能的輻輳
状況が解消され、輻輳の発生が回避される。

【００３０】パケット受信部２４で呼の開放指示のパケ
ットを受信した場合（ステップＳ６）、その呼の開放指
示パケットは、呼設定処理部２９に送られる。その開放
指示パケットを受け取った呼設定処理部２９は、パケッ
ト送信部２３とパケット受信部２４とを介して、対向端
末２とやり取りを行って、呼の開放処理を実行して（ス
テップＳ１０）、呼を完了する（ステップＳ１１）。

【００３１】

【発明の効果】本発明による輻輳状況対応型ＶｏＩＰシ
ステム、及び、ＶｏＩＰシステムの輻輳回避方法は、輻
輳予測によりコーディング方式を変更して輻輳が発生す
る前に輻輳の発生を回避することができる。輻輳状況を
端末間の通信パケットに載せるので、通信中の輻輳状況
を正確に端末に知らせて、端末自身の判断とその能力に
従って輻輳を回避する解決手段は、課題達成のための技
術として合理的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による輻輳状況対応型ＶｏＩＰ
システムの実施の形態を示すシステムブロック図であ
る。

【図２】図２は、中継装置の詳細を示す回路ブロック図
である。

【図３】図３は、本発明によるＶｏＩＰシステムの輻輳
回避方法の動作を示す動作フロー図である。

【図４】図４は、通話路のトラヒック状態を示す通話デ
ータの流れを示すデータフロー図である。

【符号の説明】

１，２…端末１…第１端末２…第２端末（相手側端末）３…ＩＰネットワーク４…中継器７…パケット送信部１１…音声パケット１１’…輻輳値付き音声パケット１３…バッファ監視部１４…輻輳予測部１５…輻輳値付加部１９…輻輳値２９…設定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の端末と、前記複数の端末間を接続するＩＰネットワークとを含
み、前記ＩＰネットワークは、中継器を備え、前記中継器は、前記端末に送信する音声パケットに輻輳
値を付加する輻輳値付加部を備え、前記端末は、呼を設定する設定部と、前記輻輳値付き音声パケットを受信して前記輻輳値付き
音声パケットの前記輻輳値に基づいて輻輳状況を検出す
る検出部とを備え、前記設定部は、前記輻輳状況に対応してコーディング方
式を選択的に決定する輻輳状況対応型ＶｏＩＰシステ
ム。
【請求項２】前記端末は、パケット送信部を更に備え、前記コーディング方式は前記パケット送信部を介して相
手側端末に通知される請求項１の輻輳状況対応型ＶｏＩ
Ｐシステム。
【請求項３】前記輻輳値は、各音声パケットに付加され
る輻輳データであり、前記輻輳データは１又は零である請求項２の輻輳状況対
応型ＶｏＩＰシステム。
【請求項４】前記検出部は前記データである”１”が付
加されている前記音声パケットの割合に基づいて前記輻
輳状況の輻輳度を前記設定部に出力する請求項３の輻輳
状況対応型ＶｏＩＰシステム。
【請求項５】前記設定部は、前記輻輳度がより高い場合
に、前記コーディング方式をより低速であるコーディン
グ方式に選択的に決定する請求項４の輻輳状況対応型Ｖ
ｏＩＰシステム。
【請求項６】前記中継器は、輻輳予測部を更に備え、前記輻輳予測部は、前記音声パケットの送信状況に基づ
いて、前記”１”を付加する前記音声パケットの割合を
定める。請求項１〜５の輻輳状況対応型ＶｏＩＰシステ
ム。
【請求項７】前記中継器は、バッファ監視部を更に備え、前記バッファ監視部は、前記音声データのデータ量に基
づいて送信状況を前記輻輳予測部に通知する請求項１〜
６から選択される１請求項の輻輳状況対応型ＶｏＩＰシ
ステム。
【請求項８】ネットワーク上の音声データのデータ量を
中継器で検出すること、前記データ量に基づいて前記中継器から第１端末に送信
する音声パケットに輻輳値を付加すること、前記輻輳値を第１端末で受信すること、前記第１端末が受信する前記輻輳値に基づいて、前記第
１端末と前記第２端末との間の音声通信に用いるコーデ
ィング方式を前記第１端末で選択的に決定することとを
含むＶｏＩＰシステムの輻輳回避方法。
【請求項９】前記輻輳値は”１”又は”０”である請求
項８のＶｏＩＰシステムの輻輳回避方法。
【請求項１０】前記データ量に基づいて”１”と”０”
の割合を変更することを更に含む請求項９のＶｏＩＰシ
ステムの輻輳回避方法。
【請求項１１】前記割合に基づいて前記コーディング方
式を選択的に決定することを更に含む請求項１０のＶｏ
ＩＰシステムの輻輳回避方法。