JP2003087317A - 音声パケット遅延揺らぎ吸収装置及び吸収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＰネットワークにおいて音声データをパケ
ット化し通信する際に、廃棄が必要になったパケットを
通話品質を損なうことなく廃棄する。 【解決手段】 音声パケット遅延揺らぎ吸収装置１００
は、ネットワークを通して音声パケットを受信するＩＰ
パケット受信部１０と、音声パケットのシーケンス番号
に基づき音声パケットの順序制御を行うＲＴＰ検出部１
１と、音声パケット到着時間間隔を計測し、音声パケッ
トの到着時間の遅延時間を算出し、該遅延時間を音声デ
ータの遅延揺らぎ量として蓄積する揺らぎ検出部１２
と、音声パケットの最大遅延量から揺らぎ吸収バッファ
部１４の廃棄しきい値の演算を行う揺らぎ吸収バッファ
制御部１３と、音声データを一時保管する揺らぎ吸収バ
ッファ部１４とからなる。揺らぎ吸収バッファ制御部１
３は、廃棄しきい値の演算を行い、揺らぎ吸収バッファ
部１４内に保管されている音声データの廃棄管理を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークを介
して音声パケット通信を行う際に発生する音声パケット
の遅延揺らぎを吸収する装置及び方法に関する。より詳
細には、本発明は、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔ
ｏｃｏｌ）ネットワークにおいて、音声データをパケッ
ト化し通信する場合に、音声パケットの到着間隔を監視
し、これに基づいて遅延揺らぎ量を推測し、揺らぎ吸収
バッファの廃棄しきい値を自動的に制御する音声パケッ
ト遅延揺らぎ吸収装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＰネットワークはこれまで文字データ
通信に用いられてきたが、近年、インターネットの普及
に伴い、ＩＰパケットに音声データをカプセリングして
パケット通信を行うＶＯＩＰ(Ｖｏｉｃｅ Ｏｖｅｒ
ＩＰ)が注目されている。ＶＯＩＰは、一般的には、イ
ンターネットラジオ、インターネット電話などのように
ＩＰを用いる音声通信に用いられる。インターネットで
は単位時間あたりのデータ伝送量（帯域幅に相当）や伝
達時間が保証されておらず、不安定に変動するため、音
質の劣化や音飛びが発生しやすくなる。

【０００３】ＩＰネットワークにおけるパケット通信に
おいて、個々のＩＰパケットは完全に独立したものとし
て扱われるため、必ずしも一連のパケットが同一のネッ
トワーク経路を通過するとは限らない。また、インター
ネットでは様々な伝達速度を持つ経路を複数のユーザー
で共有しており、情報を伝送するときに経路を随時決定
し、パケットを中継している。

【０００４】このようなパケット通信では、一般的に、
通信帯域が広ければ伝送遅延は小さく、通信帯域が狭け
れば伝送遅延が大きくなり、また、バースト的なトラフ
ィックが発生した場合、その瞬間だけ伝送遅延が大きく
なってしまうという特徴を持つ。

【０００５】また、ＩＰパケットの通過経路の相違によ
り、送信順とは異なる順序で受信されたり、ＩＰパケッ
トが途中で失われることもある。

【０００６】従って、音声パケットを伝送する場合、伝
送揺らぎが生じてしまうことは避けられない。

【０００７】一方、従来のラジオや電話は、一定の帯域
幅を占有して使用でき、伝達時間も一定であるため、一
定量の音声データを送受信することができるという特徴
を有している。

【０００８】従って、ＩＰネットワーク上を伝送されて
きた音声データを電話機などの音声再生装置や音声通信
網に出力する際には、ＩＰネットワークで発生する遅延
揺らぎを吸収する機能が必要となる。

【０００９】このような遅延揺らぎを吸収し、音声デー
タをパケット化するためのプロトコルとして、多くのプ
ロトコルが提案されている。

【００１０】そのようなプロトコルの一つとしてＲＴＰ
（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ ＴｒａｎｓｐｏＲＴＰｒｏｔｏ
ｃｏｌ）がある。このＲＴＰは、ネットワークとは独立
に、端末間でマルチメディアフローを適切に扱うために
機能するプロトコルである。ＲＴＰは、音声データにシ
ーケンス番号とパケット送信時刻とを付加して送信す
る。そして、音声パケット受信側では音声データに付加
されたシーケンス番号及びパケット送信時刻に基づいて
再生時間の同期をとり、遅延の大きいパケットを廃棄す
ることにより、遅延揺らぎを吸収するようになってい
る。

【００１１】また、ＩＰネットワークから音声データを
受信し、音声通信網へ送出する装置においては、遅延揺
らぎを吸収するため、一般的に、音声パケットを一時的
に蓄積するＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−
Ｏｕｔ）方式のバッファが用いられる。大きな遅延揺ら
ぎを吸収するためには、先頭音声パケットをＦＩＦＯ方
式のバッファに入力して出力するまでの時間を大きく設
定する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、ＦＩＦＯ方
式のバッファにおける遅延量を大きく設定する。必要以
上に大きな遅延は、音声品質を劣化させ、音声のやり取
りを不自然にし、さらには、音声通信での会話を行う場
合の妨げになる。従って、この遅延量はこれまでネット
ワーク設計時に固定的に設定された値であったが、ネッ
トワークの状態に合わせて遅延量を最小限にする必要が
ある。

【００１３】また、バッファによる制御において音声デ
ータの廃棄が必要となった場合には、ＦＩＦＯ方式のバ
ッファのリセットを行うことにより、音声データの廃棄
を行う。このため、それまでＦＩＦＯバッファ内に蓄積
された一連の音声データがなくなり、大きな音飛びとな
って通話内容が阻害されてしまうことがあった。

【００１４】そこで、このような問題を解決するための
遅延揺らぎ吸収装置の一例が、例えば、特開２００１−
１６０８２６公報に開示されている。

【００１５】この公報に開示されている遅延揺らぎ吸収
装置は、遅延量を増加させる場合には、無音部分を再生
挿入し、遅延量を減少させる場合には、無音部分を廃棄
して遅延量を必要最小限にすることを特徴とするもので
ある。これにより、音声の再生音が不自然ではなく、会
話の明瞭性を維持しようとするものである。

【００１６】しかしながら、この遅延揺らぎ吸収装置に
おいては、常にバッファ内にある程度の無音パケットを
保有することになり、バッファ自身の持つ固定遅延量が
大きくなるという問題を内包するものであった。

【００１７】本発明は、上述したような従来の音声デー
タ通信技術の問題点を回避するためになされたものであ
り、バッファ内部のデータを把握する仕組みを導入する
ことにより、バッファによる遅延時間を最小にするよう
に制御し、急激な音飛びを防ぎ、通話音質の劣化を防止
し得る遅延揺らぎ吸収装置及び同方法を提供することを
目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、特に、ＩＰプ
ロトコルを用いて、音声データをパケット化し、通信す
るシステムの受信側に設けられる遅延揺らぎ吸収装置に
おいて、各パケットの到着時間間隔を監視し、これから
得られた音声パケットの遅延揺らぎを定量的に処理し、
これにより収集されたデータに基づいて揺らぎ吸収バッ
ファ容量すなわち廃棄しきい値の制御を自動化し、ま
た、トラフィックの状態にあわせて吸収バッファによる
遅延時間を最小限にするものである。

【００１９】また、本発明は、揺らぎ吸収バッファ部に
おけるしきい値の変動、あるいは、バースト的なパケッ
トの到着によってパケット廃棄が必要になった場合、バ
ッファに蓄積されるパケットを従来のようにバッファの
リセットにより連続的に廃棄するのではなく、所定の間
隔をあけてパケットを廃棄することにより急激な音飛び
を緩和し、通話品質の劣化を防止している。

【００２０】具体的には、本発明は、パケット受信部
と、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）検出部と、揺らぎ検出部と、揺ら
ぎ吸収バッファ制御部と、揺らぎ吸収バッファ部と、か
らなる、音声パケット遅延揺らぎを吸収する装置であっ
て、前記パケット受信部は、ネットワークに接続され、
前記ネットワークを介して音声パケットを受信するとと
もに、受信した音声パケットのデータを前記ＲＴＰ検出
部に送信し、前記ＲＴＰ検出部は、前記音声パケットの
データから前記音声パケットのシーケンス番号を抽出
し、そのシーケンス番号に基づいて、前記音声パケット
の順序制御を行い、前記音声パケットの順序が揃う毎
に、音声パケットが到着した旨の到着通知を前記揺らぎ
検出部に送信し、前記到着通知がなされた音声パケット
を前記揺らぎ吸収バッファ部に出力し、前記揺らぎ検出
部は、前記到着通知に基づいて、前記音声パケットの到
着時間間隔を計測し、前記音声パケットの到着の遅延時
間を算出し、その遅延時間を前記音声パケットの遅延揺
らぎ量として蓄積し、前記遅延時間のうち最大遅延時間
を前記揺らぎ吸収バッファ制御部に出力し、前記揺らぎ
吸収バッファ制御部は、前記最大遅延時間に基づいて、
前記揺らぎ吸収バッファ部における前記音声パケットの
廃棄の可否を規定する廃棄しきい値の演算を行い、前記
廃棄しきい値に基づいて、前記揺らぎ吸収バッファ部に
保管されている前記音声パケットの廃棄管理を行い、前
記揺らぎ吸収バッファ部は、前記揺らぎ吸収バッファ制
御部からの指示に従って、音声パケットを出力するもの
である音声パケット遅延揺らぎ吸収装置を提供する。

【００２１】前記パケット受信部は前記音声パケットの
ペイロード及びデータ長を前記ＲＴＰ検出部に送信する
ものであることが好ましい。

【００２２】前記ＲＴＰ検出部は、例えば、前記ペイロ
ードに含まれているＲＴＰヘッダに基づいて、前記シー
ケンス番号を抽出し、抽出したシーケンス番号が次に来
るべき音声パケットのシーケンス番号である場合には、
前記到着通知を前記揺らぎ検出部に送信し、その音声パ
ケットのシーケンス番号、データ長及び到着通知を前記
揺らぎ吸収バッファ制御部に送信するように構成するこ
とができる。

【００２３】前記ＲＴＰ検出部は、例えば、到着順序が
逆転し、期待しているシーケンス番号の音声パケットが
到着しない場合には、前記揺らぎ検出部からのタイムア
ウト通知信号を受けるまで、先に到着した音声パケット
を保持し、前記タイムアウト通知信号を受信したとき
に、保持してあった音声パケットが到着したものと見な
して、前記到着通知を前記揺らぎ検出部に送信するよう
に構成することができる。

【００２４】前記揺らぎ検出部は、例えば、演算制御部
と、カウンタ部と、揺らぎ情報レジスタと、からなるも
のとすることができる。この場合、前記演算制御部は、
前記ＲＴＰ検出部から前記到着通知を受信したときに、
前記カウンタ部を起動させ、前記音声パケットの到着時
間間隔を計測し、前記演算制御部に予め設定されている
到着予測時間に基づいて、前記音声パケットの遅延時間
を算出し、その算出結果を前記揺らぎ情報レジスタに格
納し、前記カウンタ部におけるカウント値が予め設定さ
れていた値に達したときには、前記ＲＴＰ検出部にタイ
ムアウト通知信号を送信するものとして構成することが
できる。

【００２５】また、前記揺らぎ吸収バッファ制御部は、
例えば、制御部と、管理部とから構成することができ
る。この場合、前記制御部は、前記ＲＴＰ検出部から送
られてくる前記到着通知、シーケンス番号及びデータ長
を前記管理部に通知し、前記管理部は、前記シーケンス
番号と前記揺らぎ吸収バッファ部のアドレスとを関係付
けたメモリマップと、現在のメモリの読み出しアドレス
を示す読み出しアドレスカウンタと、書き込みアドレス
を示す書き込みアドレスカウンタと、前記揺らぎ吸収バ
ッファ部の廃棄しきい値を示すしきい値アドレスカウン
タと、からなり、前記制御部は、前記読み出しアドレス
カウンタ、前記書き込みアドレスカウンタ及び前記しき
い値アドレスカウンタに格納されるデータを更新するよ
うに構成することができる。

【００２６】前記揺らぎ吸収バッファ部は、例えば、書
き込みタイミング部と、ＤＰＭ（Ｄｕａｌ Ｐｏｒｔ
Ｍｅｍｏｒｙ）部と、読み出しタイミング部と、からな
るものとすることができる。この場合、前記ＤＰＭ部
は、読み出しポインタ、書き込みポインタ及びしきい値
ポインタの概念を有することにより、仮想的ＦＩＦＯバ
ッファを構成しており、前記書き込みタイミング部は、
前記揺らぎ吸収バッファ制御部からの指示に従って、前
記ＲＴＰ検出部から送られてきた音声パケットを前記Ｄ
ＰＭ部に書き込む際の書き込みタイミングの調整を行
い、前記読み出しタイミング部は、前記揺らぎ吸収バッ
ファ制御部からの指示に従って、前記ＲＴＰ検出部から
送られてきた音声パケットを前記ＤＰＭ部が読み出す際
の読み出しタイミングの調整を行うものとして構成する
ことができる。

【００２７】前記演算制御部は、前記到着通知に基づい
て前記カウンタ部のタイマ値の読み出し及び起動を行う
ことにより、前記音声パケットの到着時間間隔ｔｂを計
測し、この値と前記カウンタ部に設定されているタイム
アウト時間ｔｄとを比較し、前記到着時間間隔ｔｂが前
記タイムアウト時間ｔｄより大きい場合には、タイムア
ウト通知信号を前記ＲＴＰ検出部に送信するようになっ
ていることが好ましい。

【００２８】また、前記演算制御部は、前記到着時間間
隔ｔｂと、前記演算制御部内に予め設定されている到着
予測時間との差を揺らぎ遅延時間として算出し、この揺
らぎ遅延時間を前記揺らぎ情報レジスタに格納すること
が好ましい。

【００２９】前記メモリマップは、例えば、前記音声パ
ケットのシーケンス番号と、書き込まれたアドレス情報
と、廃棄フラグとの組み合わせからなるものとすること
ができる。

【００３０】前記読み出しアドレスカウンタの値は読み
出しポインタであり、前記書き込みアドレスカウンタの
値は書き込みポインタであり、前記しきい値アドレスカ
ウンタの値はしきい値ポインタであり、前記読み出しポ
インタ、前記書き込みポインタ及び前記しきい値ポイン
タは、現在の読み出しアドレス、現在の書き込みアドレ
ス、現在のしきい値アドレスをそれぞれ示しているもの
とすることができる。

【００３１】前記しきい値ポインタは、例えば、前記演
算制御部から前記制御部に通知された最大遅延量をメモ
リアドレスに換算したものであることが好ましい。

【００３２】前記しきい値ポインタと前記読み出しポイ
ンタとの差が前記揺らぎ吸収バッファ部の容量であり、
前記制御部からの書きこみ要求信号により、書き込みポ
インタが更新され、前記制御部からの読み出し要求信号
により、前記読み出しポインタと前記しきい値ポインタ
とが更新されるものであることが好ましい。

【００３３】前記到着予測時間は前記音声パケットの平
均到着時間間隔に等しく設定されていることが好まし
い。

【００３４】前記平均到着時間間隔は、例えば、前記揺
らぎ情報レジスタに蓄積されている遅延時間の度数分布
に基づき、受信している音声パケットの到着予測時間の
補正量を算出し、この補正量に基づいて求められる。

【００３５】また、本発明は、音声パケットの遅延揺ら
ぎを吸収する装置において、ネットワークを介して受信
され、保持されている音声パケットの廃棄の可否を決定
する廃棄しきい値を管理する方法であって、前記音声パ
ケットが前記廃棄しきい値を超えていない場合におい
て、前記音声パケットの少なくとも１つが欠落している
ときには、欠落した音声パケットの代わりにダミーデー
タを挿入し、順番制御された一連の音声パケットとして
出力する過程を備えることを特徴とする方法を提供す
る。

【００３６】本方法は、前記音声パケットが前記廃棄し
きい値を超えている場合には、前記音声パケットのうち
廃棄フラグが付加されている音声パケットを一連の音声
パケットから排除し、順番制御された一連の音声パケッ
トとして出力する過程を備えることが好ましい。

【００３７】本方法は、前記音声パケットが前記廃棄し
きい値を超えている場合には、メモリマップに格納され
ているシーケンス番号に廃棄フラグを立て、前記廃棄フ
ラグが立てられたシーケンス番号に対応する音声パケッ
トが格納されているメモリアドレスを出力しないように
する過程を備えることが好ましい。

【００３８】さらに、本発明は、ネットワークを介して
受信した音声パケットにおける遅延揺らぎを吸収する方
法であって、ネットワークを介して音声パケットを受信
する第１の過程と、前記音声パケットからそのシーケン
ス番号を抽出し、そのシーケンス番号に基づいて、前記
音声パケットの順序制御を行い、前記音声パケットの順
序が揃う毎に、音声パケットが到着した旨の到着通知を
送信する第２の過程と、前記到着通知に基づいて、前記
音声パケットの到着時間間隔を計測し、前記音声パケッ
トの到着の遅延時間を算出し、その遅延時間を前記音声
パケットの遅延揺らぎ量として蓄積する第３の過程と、
前記遅延時間のうち最大遅延時間に基づいて、前記音声
パケットの廃棄の可否を決定する廃棄しきい値の演算を
行う第４の過程と、前記廃棄しきい値に基づいて、保管
されている前記音声パケットの廃棄管理を行う第５の過
程と、を備える音声パケット遅延揺らぎ吸収方法を提供
する。

【００３９】前記第２の過程は、例えば、前記音声パケ
ットのペイロードに含まれているＲＴＰヘッダに基づい
て、前記シーケンス番号を抽出する過程と、抽出したシ
ーケンス番号が次に来るべき音声パケットのシーケンス
番号である場合には、前記到着通知を送信する過程と、
を備えることが好ましい。

【００４０】前記第２の過程は、例えば、到着順序が逆
転し、期待しているシーケンス番号の音声パケットが到
着しない場合には、タイムアウト通知信号を受けるま
で、先に到着した音声パケットを保持し、前記タイムア
ウト通知信号を受信したときに、保持してあった音声パ
ケットが到着したものと見なして、前記到着通知を送信
する過程を備えることが好ましい。

【００４１】本方法は、前記到着通知を受信したとき
に、カウンタを起動させ、前記音声パケットの到着時間
間隔を計測する第６の過程と、予め設定されている到着
予測時間に基づいて、前記音声パケットの遅延時間を算
出し、その算出結果を格納する第７の過程と、前記カウ
ンタにおけるカウント値が予め設定されていた値に達し
たときには、前記タイムアウト通知信号を送信する第８
の過程と、を備えることが好ましい。

【００４２】前記第７の過程は、例えば、前記到着通知
に基づいて前記カウンタのタイマ値の読み出し及び起動
を行うことにより、前記音声パケットの到着時間間隔ｔ
ｂを計測する過程と、前記到着時間間隔ｔｂと前記カウ
ンタに設定されているタイムアウト時間ｔｄとを比較
し、前記到着時間間隔ｔｂが前記タイムアウト時間ｔｄ
より大きい場合には、前記タイムアウト通知信号を送信
する過程と、を備えることが好ましい。

【００４３】本方法は、前記到着時間間隔ｔｂと、前記
演算制御部内に予め設定されている到着予測時間との差
を揺らぎ遅延時間として算出し、この揺らぎ遅延時間を
格納する過程を備えることが好ましい。

【００４４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
る音声パケット遅延揺らぎ吸収装置１００の原理的な構
造を示すブロック図である。

【００４５】本実施形態に係る音声パケット遅延揺らぎ
吸収装置１００は、ネットワークに接続されているＩＰ
パケット受信部１０と、ＲＴＰ検出部１１と、揺らぎ検
出部１２と、揺らぎ吸収バッファ制御部１３と、揺らぎ
吸収バッファ部１４と、から構成されている。

【００４６】ＩＰパケット受信部１０は、インターネッ
トに代表されるＩＰネットワークに接続されている。Ｉ
Ｐパケット受信部１０はＩＰネットワークから送信され
る音声パケットを受信し、音声パケットに付加されたＩ
Ｐヘッダを受け取り、音声パケットに含まれるデータの
確認をする。

【００４７】次に、ＩＰパケット受信部１０は、ＵＤＰ
ヘッダから、送信ポート番号及び宛先ポート番号、デー
タフィールド、誤り検出などを行った後に、ＵＤＰデー
タフィールドのデータ長情報をＲＴＰ検出部１１に出力
する。

【００４８】ＲＴＰ検出部１１は、ＲＴＰヘッダを付加
して送信されてきた音声データのシーケンス番号に基づ
いて順序制御を行う。ＲＴＰ検出部１１は、音声パケッ
トの順序が揃うごとに、揺らぎ検出部１２に音声パケッ
トが到着したことを知らせる到着通知を送信する。さら
に、ＲＴＰ検出部１１は、音声パケットが到着した旨と
シーケンス番号とを揺らぎ吸収バッファ制御部１３に通
知するための機能を有する。このように音声パケットの
到着通知が行われた音声データは、ＲＴＰ検出部１１か
ら揺らぎ吸収バッファ部１４に出力される。

【００４９】揺らぎ検出部１２は、音声パケットの到着
通知により、音声データの揺らぎを各音声パケットの遅
延量として度数分布の状態で蓄積する。また、揺らぎ検
出部１２は、音声データの遅延時間のうちの最大遅延時
間を揺らぎ吸収バッファ制御部１３に通知する。

【００５０】揺らぎ吸収バッファ制御部１３は、ＲＴＰ
検出部１１から音声パケット到着通知とシーケンス番号
とを受信し、音声データを書込むためにバッファメモリ
の書き込みアドレスを生成し、音声データの書き込みの
タイミング制御を行う。これと同時に、シーケンス番号
と書き込みアドレス情報とがアドレステーブルに保持さ
れる。

【００５１】さらに、揺らぎ吸収バッファ制御部１３
は、揺らぎ検出部１２から送信された最大遅延時間から
揺らぎ吸収バッファ部１４における廃棄しきい値を演算
し、この結果得られた廃棄しきい値に基づいて、揺らぎ
吸収バッファ部１４における音声データの廃棄管理を行
うようになっている。

【００５２】揺らぎ吸収バッファ部１４はＤＰＭ（Ｄｕ
ａｌ Ｐｏｒｔ Ｍｅｍｏｒｙ）から構成されている。
揺らぎ吸収バッファ部１４は、揺らぎ吸収バッファ制御
部１３からの指示により音声データを一時保持し、これ
を符号伸張部に送るようになっている。

【００５３】以上のような構成を有する本実施形態に係
る音声パケット遅延揺らぎ吸収装置１００においては、
音声パケットが到着する時間間隔を監視し、遅延揺らぎ
量の度数分布を推測することにより、揺らぎ吸収バッフ
ァ部１４における廃棄しきい値を動的に、かつ、自動的
に制御することになる。

【００５４】また、音声データの遅延量を動的に最小限
に制御できるので音声品質を損なうことがない。

【００５５】図２は、本実施形態に係る音声パケット遅
延揺らぎ吸収装置１００の具体的な構成を示すブロック
図である。

【００５６】以下、図２を参照して、本実施形態に係る
音声パケット遅延揺らぎ吸収装置１００の構成を具体的
に説明する。図２において、図１と同一の構成部分には
同一の符号を付する。

【００５７】ＩＰパケット受信部１０は、ネットワーク
からＩＰパケットを受信し、ＩＰヘッダの処理を行う。

【００５８】次に、ＩＰパケット受信部１０は、ＵＤＰ
ヘッダの終端処理、すなわち、アドレスの確認、ＵＤＰ
ヘッダに付与された送信先及び宛先ポート番号、データ
長、誤りのチェック等を行う。これが終了すると、ＩＰ
パケット受信部１０は、ＩＰパケットのペイロードとデ
ータ長に関する情報をＲＴＰ検出部１１に送信する。

【００５９】ＲＴＰ検出部１１は、ＩＰパケットのペイ
ロードに含まれているＲＴＰヘッダを読み取り、そのＲ
ＴＰヘッダからその音声パケットのシーケンス番号を検
出し、この番号が次に来るべき音声パケットのシーケン
ス番号であるか否かを判断する。

【００６０】ＲＴＰ検出部１１は、このシーケンス番号
が、期待通りに次に来るべきシーケンス番号であれば、
正しい音声パケットが到着したものと判断する。次い
で、ＲＴＰ検出部１１は、正しい音声パケットが到着し
たことを揺らぎ検出部１２に通知すると同時に、音声パ
ケットの到着、この音声パケットのシーケンス番号、デ
ータ長を揺らぎ吸収バッファ制御部１３に通知する。さ
らに、ＲＴＰ検出部１１は、音声パケットからＲＴＰヘ
ッダを取り除いた部分、すなわち、音声データを揺らぎ
吸収バッファ部１４に送信する。

【００６１】一方、音声パケットの順序が中継途中に逆
転し、次に来るべきパケットが到着しなかった場合、す
なわち、期待通りのシーケンス番号が到着しなかった場
合、ＲＴＰ検出部１１は、先に到着したとみなされた音
声パケットを、後に説明する揺らぎ検出部１２からのタ
イムアウト通知信号を受け取るまで一時保持する。タイ
ムアウト通知信号を受け取るまでに、期待した音声パケ
ットが到着すれば、ＲＴＰ検出部１１は、上述したよう
に、この音声パケットの到着通知を揺らぎ検出部１２に
通知し、音声パケットの到着、音声パケットのシーケン
ス番号及びデータ長を揺らぎ吸収バッファ制御部１３に
通知し、さらに、音声データを揺らぎ吸収バッファ部１
４に送信する。

【００６２】ＲＴＰ検出部１１は、タイムアウト通知信
号を受け取るまでに期待した音声パケットが到着しなけ
れば、先に保存してあった音声パケットが次に来るべき
音声パケットであるとみなし、上述と同様に、音声パケ
ットが到着したことを揺らぎ検出部１２に通知し、音声
パケットの到着、音声パケットのシーケンス番号及びデ
ータ長を揺らぎ吸収バッファ制御部１３に通知し、さら
に、音声データを揺らぎ吸収バッファ部１４に送る。

【００６３】揺らぎ検出部１２は、図２に示すように、
演算制御部２０１と、カウンタ部２０２と、揺らぎ情報
レジスタ２０３と、から構成されている。

【００６４】まず、演算制御部２０１は、ＲＴＰ検出部
１１から音声パケット到着通知を受け取るとカウンタ部
２０２を読み出し、カウンタ部２０２を起動させる。

【００６５】次に、カウンタ部２０２は音声パケットが
到着する時間間隔を計測する。演算制御部２０１には、
予め到着予測時間間隔が設定されている到着予測時間レ
ジスタ２０４が含まれており、この到着予測時間間隔と
計測された到着時間間隔の差を、音声パケットの遅延時
間として算出する。算出された値は揺らぎ情報レジスタ
２０３に格納される。

【００６６】また、カウンタ部２０２が予め設定されて
いた到着予測時間間隔の値をカウントしきった場合に
は、演算制御部２０１は、上述したように、ＲＴＰ検出
部１１にタイムアウト通知信号を送信する。また、演算
制御部２０１は、揺らぎ情報レジスタ２０３に格納され
た情報を基づいて得られた揺らぎ吸収バッファ部１４の
廃棄しきい値を揺らぎ吸収バッファ制御部１３に通知す
る。

【００６７】揺らぎ吸収バッファ制御部１３は、制御部
３０１と、管理部３０２とから構成されている。

【００６８】制御部３０１は、ＲＴＰ検出部１１から音
声パケット到着通知、音声パケットのシーケンス番号及
びデータ長に関する情報を受信し、それらを管理部３０
２に通知する。

【００６９】管理部３０２は、メモリマップ３０３と、
現在のメモリの読み出しアドレスを示すようになってい
る読み出しアドレスカウンタ３０４と、書き込みアドレ
スを示すようになっている書き込みアドレスカウンタ３
０５と、揺らぎ吸収バッファ部１４の廃棄しきい値を表
すしきい値アドレスカウンタ３０６と、から構成されて
いる。

【００７０】メモリマップ３０３は、音声パケットのシ
ーケンス番号と、後に説明する揺らぎ吸収バッファ部１
４内のＤＰＭ部４０２のアドレスとが関係付けて格納し
ている。読み出しアドレスカウンタ３０４、書き込みア
ドレスカウンタ３０５及びしきい値アドレスカウンタ３
０６の各々は制御部３０１により更新される。

【００７１】揺らぎ吸収バッファ部１４は、書き込みタ
イミング部４０１と、ＤＰＭ（Ｄｕａｌ Ｐｏｒｔ Ｍ
ｅｍｏｒｙ）部４０２と、読み出しタイミング部４０３
と、から構成されている。

【００７２】ＤＰＭ部４０２は複数のデュアルポートメ
モリで構成されており、後に記載するように、図７に示
す読み出しポインタ５０１、書き込みポインタ５０２、
しきい値ポインタ５０３の概念を持つことにより、ＦＩ
ＦＯ方式のバッファを構成している。

【００７３】書き込みタイミング部４０１は、揺らぎ吸
収バッファ制御部１３からの指示に従って、ＲＴＰ検出
部１１から送られてくる音声データのＤＰＭ部４０２へ
の書き込みタイミングの調整を行う。

【００７４】読み込みタイミング部４０３は、揺らぎ吸
収バッファ制御部１３からの指示に従って、ＲＴＰ検出
部１１から送られてくる音声データのＤＰＭ部４０２か
らの読み出しタイミングの調整を行う。

【００７５】次に、本実施形態に係る音声パケット遅延
揺らぎ吸収装置１００の動作を図２に従って説明する。

【００７６】ＩＰパケット受信部１０は、ＩＰネットワ
ークから音声パケットを受信する。

【００７７】本実施形態においては、音声パケットは図
３に示すようにＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎ
ｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいてパケット化
されているものとする。すなわち、本実施形態における
音声パケットは、ＩＰヘッダと、ＵＤＰヘッダと、ＲＴ
Ｐパケットと、からなり、ＲＴＰパケット内のペイロー
ドに音声データが含まれている。

【００７８】ＩＰパケット受信部１０は、ＩＰヘッダの
終端処理、すなわち、アドレスの確認、ＵＤＰヘッダか
らのポート番号及びデータ長の抽出、誤りチェック等を
行い、受信したＵＤＰデータフィールドのデータ長情報
とＲＴＰパケットをＲＴＰ検出部１１に送る。

【００７９】ＲＴＰ検出部１１は、ＩＰパケット受信部
１０からデータ長情報とＲＴＰパケットとを受け取る
と、ＲＴＰヘッダ内のシーケンス番号をチェックする。
上述したように、ＩＰネットワークから送られてくる音
声パケットは、音声パケットが生成された順番通りに受
信されるとは限らない。音声パケットの順序が中継途中
に逆になることもある。従って、ＲＴＰ検出部１１はＲ
ＴＰヘッダ内のシーケンス番号をチェックして並べ替え
を行う機能を有するように構成されている。

【００８０】ＲＴＰ検出部１１は、チェックしたシーケ
ンス番号が期待した番号であれば正しい音声パケットが
到着したと判断する。

【００８１】一方、シーケンス番号が期待した番号でな
い場合には、ＲＴＰ検出部１１は、このＲＴＰパケット
とデータ長情報とを一時的に保持し、次の音声パケット
の到着を待つ。

【００８２】所定の時間が経過しても、次に来るべきシ
ーケンス番号を有する音声パケットが到着しない場合に
は、ＲＴＰ検出部１１は、揺らぎ検出部１２からのタイ
ムアウト通知信号を受けたときに、音声パケットがＩＰ
ネットワーク内で消失したものと判断し、シーケンス番
号を更新する。この更新されたシーケンス番号を現在保
持しているＲＴＰパケットから検索し、該当するシーケ
ンス番号が存在すれば、音声パケットが到着したものと
判断し、ＲＴＰ検出部１１は、音声パケット到着の通知
を演算制御部２０１に送信する。

【００８３】一方、ＲＴＰ検出部１１内に保持されてい
る音声パケット内に該当するシーケンス番号が存在しな
い場合には、次の音声パケットの到着を待つ。そして、
次に来るべき音声パケットが到着するまで、上述の手順
を反復し、該当するシーケンス番号を有する音声パケッ
トが到着すると、ＲＴＰ検出部１１は、音声パケットが
到着したことを揺らぎ検出部１２内の演算制御部２０１
に通知する。

【００８４】さらに、ＲＴＰ検出部１１は、このように
して次に来るべき音声パケットが到着すると、音声パケ
ットが到着したこと、その音声パケットのシーケンス番
号及びデータ長情報を揺らぎ吸収バッファ制御部１３に
通知するとともに、ＲＴＰパケットのペイロードに格納
されている音声データを揺らぎ吸収バッファ部１４の書
き込みタイミング部４０１に送る。

【００８５】揺らぎ検出部１２において、演算制御部２
０１は、ＲＴＰ検出部１１から音声パケット到着の通知
を受けると、カウンタ部２０２のタイマーの読み出しと
起動を行い、各音声パケットの実際の到着時間間隔を時
間ｔｂとして計測する。

【００８６】カウンタ部２０２にはタイムアウト時間ｔ
ｄが予め設定されている。例えば、音声パケットの到着
時間間隔ｔｂがｔｄより大きいとき、すなわち、ｔｂ＞
ｔｄであれば、タイムアウトが発生する。この場合、揺
らぎ検出部１２はこのタイムアウトを示すタイムアウト
通知信号をＲＴＰ検出部１１に送る。

【００８７】ここで、本実施形態におけるタイムアウト
時間の値ｔｄは、本音声パケット遅延揺らぎ吸収装置を
使用する際に音声品質として許容できる最大遅延時間で
あり、通話に支障をきたさない程度の時間に設定される
ことが好ましい。

【００８８】一方、演算制御部２０１は到着予測時間レ
ジスタ２０４を備えており、到着予測時間レジスタ２０
４内には予想到着時間間隔の値ｔｃが予め設定されてい
る。演算制御部２０１は、この予想到着時間間隔の値ｔ
ｃと実際の到着時間間隔の値ｔｂとの差、すなわち、ｔ
＝ｔｂ−ｔｃを揺らぎ遅延時間ｔとして算出する。

【００８９】ここで、時間値ｔｃは音声パケットの到着
に揺らぎが生じないと仮定した場合の時間である。すな
わち、時間ｔｃは音声パケットの生成時間間隔を意味す
る。例えば、これに近似する値としては、ＩＰネットワ
ークに接続される、音声パケット化装置内のルータのシ
ェーピング速度が考えられる。

【００９０】演算された結果として得られた遅延時間ｔ
は、揺らぎ情報レジスタ２０３に蓄積される。

【００９１】図４は揺らぎ情報レジスタ２０３の構成を
示す。遅延時間ｔは時間幅ｔａでグループ化されてお
り、到着パケット数を度数分布として情報を蓄積するよ
うになっている。つまり、遅延時間ｔが、時間（ｋｔａ
‐（ｔａ／２)）から（ｋｔａ+(ｔａ／２)）の範囲にあ
る場合（ｋは１以上の整数）、遅延時間ｋｔａで音声パ
ケットが到着したとみなされる。

【００９２】以下、図５を参照して、揺らぎ検出部１２
の演算制御部２０１の動作を説明する。

【００９３】図５は、音声パケットが到着するときの様
々な状態を時間軸上に表したものである。ここで、到着
予測時間ｔｃ＝４ｔａとする。

【００９４】音声パケット（１）から（４）までは到着
予測時間通りに到着している。このため、音声パケット
（１）から（４）までの到着は揺らぎのない状態を示
す。

【００９５】これに対して、音声パケット（５）から
（８）までは到着予定時間より遅延を生じて到着した状
態を示す。具体的には、音声パケット（５）は到着予定
時間よりも２ｔａだけ遅れて到着し、音声パケット
（６）から（８）までは到着予定時間よりもｔａだけ遅
れて到着している。

【００９６】また、音声パケット（９）から（１２）ま
では到着予定時間よりも早く到着した状態、すなわち、
バースト状態を示す。具体的には、音声パケット
（９）、（１１）、（１２）は到着予定時間よりもｔａ
早く到着し、音声パケット（１０）は到着予定時間より
も２ｔａ早く到着している。

【００９７】ＲＴＰ検出部１１からの到着信号を受信す
ると、演算制御部２０１はカウンタ部２０２を制御し、
各音声パケットの到着時間間隔を計測し、このように計
測された実際の到着時間間隔ｔｂと、到着予測時間レジ
スタ２０４に設定されている予想到着時間間隔の値ｔｃ
との差を演算し、揺らぎ量を算出する。このようにして
得られた各音声パケットの揺らぎ量が揺らぎ情報レジス
タ２０３内に格納される。

【００９８】揺らぎ情報レジスタ２０３においては、図
６に示すように、（２）から（１３）までの各音声パケ
ットの遅延量が時間間隔ｔａで区切られており、−２ｔ
ａ、−ｔａ、０、ｔａ、２ｔａを代表値とする度数分布
で揺らぎ情報として蓄積されている。

【００９９】揺らぎ情報レジスタ２０３は、このように
して揺らぎ情報を蓄積し続けることになるので、いずれ
カウンタがオーバーフローすることになる。しかし、オ
ーバーフローが発生するようなことがある場合には、オ
ーバーフローしてしまう前に、代表値それぞれの各度数
を１／２にして、カウントし続けることにより現在まで
蓄積された情報を継続して保持することができるように
構成されている。

【０１００】次に、演算制御部２０１は、揺らぎ情報レ
ジスタ２０３を参照し、遅延量の度数分布で分布してい
る最大遅延量ｎｔａを揺らぎ吸収バッファ制御部１３の
制御部３０１に通知する。すなわち、演算制御部２０１
は、例えば、図６の場合、２ｔａを最大遅延時間として
制御部３０１に通知する。

【０１０１】制御部３０１は、ＲＴＰ検出部１１から、
音声パケット到着通知、シーケンス番号、データ長情報
を受け取ると、これらの情報を管理部３０２に送る。

【０１０２】次いで、制御部３０１は、ＲＴＰ検出部１
１から揺らぎ吸収バッファ部１４内の書き込みタイミン
グ部４０１に送られてくる音声データの書き込み要求を
行う。この要求に応答して、管理部３０２から書き込み
メモリアドレスが出力されるので、書き込みのタイミン
グ信号を生成し、これを揺らぎ吸収バッファ部１４内の
書き込みタイミング部４０１に出力する。

【０１０３】また、制御部３０１は、読み出し要求を管
理部３０２に出力すると、これに応じて、管理部３０２
から読み出しメモリアドレスが出力されるので、読み出
しタイミング信号を生成し、この読み出しタイミング信
号を揺らぎ吸収バッファ部１４内の読み出しタイミング
部４０３に出力する。

【０１０４】また、制御部３０１は、演算制御部２０１
から送られてくる音声パケットの最大遅延量ｎｔａを管
理部３０２に通知する。

【０１０５】管理部３０２は、メモリマップ３０３、読
み出しアドレスカウンタ３０４、書き込みアドレスカウ
ンタ３０５及びしきい値アドレスカウンタ３０６から構
成されている。このように構成することにより、管理部
３０２は、書き込み及び読み出しメモリの管理及びパケ
ット廃棄しきい値の管理を行い、揺らぎ吸収バッファ部
１４内のＤＰＭ部４０２をＦＩＦＯ方式メモリとして動
作させることができるようになっている。

【０１０６】制御部３０１から管理部３０２に対して書
き込み要求があると、書き込みアドアレスカウンタ３０
５は書き込みメモリアドレス情報を書き込みタイミング
部４０１に出力する。次いで、管理部３０２は、制御部
３０１から出力された音声パケットのシーケンス番号と
データ長情報とに基づいて、メモリマップ３０３にデー
タのアドレスを登録する。

【０１０７】本実施形態においては、メモリマップ３０
３は、音声パケットのシーケンス番号、書き込まれてい
るアドレス情報及び廃棄フラグの組み合わせから構成さ
れている。

【０１０８】読み出しアドレスカウンタ３０４の値、す
なわち、読み出しポインタ５０１は現在のメモリの読み
出しアドレスを、書き込みアドレスカウンタ３０５の
値、すなわち、書き込みポインタ５０２は現在の書き込
みアドレスを、しきい値アドレスカウンタ３０６の値、
すなわち、しきい値ポインタ５０３は現在のしきい値ア
ドレスをそれぞれ示している。

【０１０９】ここで、しきい値ポインタ５０３とは、演
算制御部２０１から制御部３０１に通知された最大遅延
量ｎｔａをメモリアドレスに換算したものである。

【０１１０】上述したように、書き込みタイミング部４
０１は、揺らぎ吸収バッファ制御部１３からの指示に従
い、ＲＴＰ検出部１１から送られる音声データのＤＰＭ
部４０２への書き込みタイミングの調整を行う。一方、
読み込みタイミング部４０３は、揺らぎ吸収バッファ制
御部１３からの指示に従って、ＤＰＭ部４０２からの音
声データの読み出しタイミングの調整を行う。従って、
読み出しポインタ５０１、書き込みポインタ５０２及び
しきい値ポインタ５０３は、書き込みタイミング部４０
１と読み出しタイミング部４０３とを介して、揺らぎ吸
収バッファ制御部１３により制御可能となっている。

【０１１１】図７に読み出しポインタ５０１、書き込み
ポインタ５０２及びしきい値ポインタ５０３のそれぞれ
を図示する。

【０１１２】ここで、しきい値ポインタ５０３と読み出
しポインタ５０１との差が、本実施形態に係る音声パケ
ット遅延揺らぎ吸収装置１００における揺らぎ吸収バッ
ファ部１４の現在の容量を示す。制御部３０１から書き
込み要求信号が発せられると書き込みポインタ５０２が
更新され、これに応じて、読み出し要求信号により読み
出しポインタ５０１としきい値ポインタ５０３とが更新
される。このようにして、ＦＩＦＯ方式のバッファを構
築することができる。

【０１１３】次に、図８を参照して、音声データの動作
について説明する。

【０１１４】図８(Ａ)は、音声データがデータ廃棄しき
い値を超えていない場合の動作を示すものである。

【０１１５】図８(Ａ)に示すように、ＤＰＭ部４０２に
仮想的に作られているＦＩＦＯ方式のバッファメモリ５
０４の内部に音声データ５０５が格納されている。音声
データ５０５はＫ番から（Ｋ＋４）番までの５個の音声
データから構成されているが、図８(Ａ)に示す例におい
ては、（Ｋ＋３）番のデータが欠落しているものとす
る。バッファメモリ５０４の所定の場所、すなわち、Ｄ
ＰＭ部４０２の特定アドレスにはホワイトノイズがダミ
ーデータ５０６として格納されている。バッファメモリ
５０４からは音声データ５０７が出力される。

【０１１６】音声データ５０７中のＫ番から（Ｋ＋４）
番までの各データは順番通りに並んでいるが、欠落して
いた（Ｋ＋３）番のデータの代わりにダミーデータ５０
６が挿入されている。

【０１１７】管理部３０２は、音声パケットのシーケン
ス番号とＤＰＭ部４０２のアドレスとを関係付けたメモ
リマップ３０３を有しているので、揺らぎ吸収バッファ
部１４のＤＰＭ部４０２のバッファにどのような音声デ
ータが存在するかを把握することができる。このため、
上述のように、音声パケットが廃棄されてシーケンス番
号が欠落している場合や、ＤＰＭ部４０２の音声データ
が空になっているような場合には、ダミーデータ５０６
が補間される。

【０１１８】上述したように、管理部３０２がダミーデ
ータ５０６の補間の必要性を検出することができるの
で、管理部３０２は、ダミーデータ５０６の補間が必要
であると判断した場合には、ダミーデータ５０６が予め
格納されているメモリアドレスを揺らぎ吸収バッファ部
１４に出力する。

【０１１９】次に、図８(Ｂ)を参照して、音声データが
データの廃棄しきい値を超えている状態の動作について
説明する。

【０１２０】音声データが廃棄しきい値を超える現象
は、ＩＰネットワークが比較的空いているときに音声パ
ケットが安定的に到着し、揺らぎ検出部１２の演算によ
る最大遅延量ｎｔａが小さくなった場合や、これとは逆
にバースト的にデータが到着する場合に発生すると考え
られる。

【０１２１】バッファメモリ５０４の内部には、（Ｋ＋
１）番から（Ｋ＋ｍ）番までのｍ個の音声データが格納
されている。ここで、（Ｋ＋４）番の音声データには廃
棄フラグが付加されているものとすると、バッファメモ
リ５０４から実際に出力される音声データ５０９におい
ては、（Ｋ＋４）番の音声データが廃棄されていること
がわかる。

【０１２２】管理部３０２がしきい値を超えたことを検
出した場合、メモリマップ３０３に格納されているシー
ケンス番号に数個置きに廃棄フラグを立てることによ
り、仮想的な廃棄処理とする。管理部３０２は、廃棄フ
ラグが付与されたシーケンス番号に対応する音声データ
が格納されているアドレスは出力しない。

【０１２３】上述の実施形態においては、到着時間間隔
ｔｂと、揺らぎ検出部１２における演算制御部２０１内
の到着予測時間レジスタ２０４に予め設定されている値
ｔｃとの差から揺らぎ遅延時間ｔを求めている。

【０１２４】しかしながら、送信側の音声パケット化の
生成時間が未知である可能性もあるので、到着予測時間
ｔｃは、音声パケットの平均到着時間間隔であることが
望ましい。この平均到着時間間隔は、揺らぎ情報レジス
タ２０３内に蓄積されている遅延量の度数分布に基づい
て、受信している音声パケットの到着予測時間ｔｃの補
正量を算出することにより得ることができる。

【０１２５】例えば，図４に図示した構成を有する揺ら
ぎ情報レジスタ２０３の場合、補正時間ｔｅは、次式
（１）から求めることができる。

【０１２６】

【式１】

【０１２７】このように、音声パケットの平均到着時間
間隔である新しい到着予測時間ｔｃはｔｃ＋ｔｅとして
得ることができる。このような場合、当然、揺らぎ情報
レジスタ２０３の内容は更新されることになる。例え
ば、代表値ｋｔａの値をｋｔａ＋ｔｅにすることによ
り、揺らぎ情報レジスタ２０３の内容を更新することが
可能になる。この場合、パケット数はｊ（ｋ）のままで
よい。

【０１２８】このように、本実施形態に係る音声パケッ
ト遅延揺らぎ吸収装置１００によれば、パケットの平均
到着時間は、実際に受信されたパケットから求めること
ができるので、一定時間ごとに到着予測時間ｔｃが妥当
であるかどうかを監視することができる。従って、現在
のデータのトラフィック状態に適した音声パケットの揺
らぎ情報を得ることができるようになる。

【０１２９】以上のように、本実施形態に係る音声パケ
ット遅延揺らぎ吸収装置１００によれば、音声パケット
の到着時間間隔を計測し、各音声パケットの遅延量を度
数分布にして音声データの揺らぎを定量的に把握する。
これにより、揺らぎ吸収バッファ部１４の廃棄しきい値
を自動的に制御しながら、揺らぎ吸収バッファ部１４内
における音声データの廃棄が必要になったときに連続的
なデータ破棄を避けて、断片的な音声データを破棄す
る。この結果として、通話の内容を保護しながら、揺ら
ぎ吸収バッファ部１４における遅延を最小限に保つこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る音声パケット遅延揺
らぎ吸収装置の原理を表すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る音声パケット遅延揺
らぎ吸収装置の構成を表すブロック図である。

【図３】ＲＴＰによりパケット化された音声データの構
造を表す概略図である。

【図４】揺らぎ情報レジスタの構成を表す概略図であ
る。

【図５】音声パケットが到着する様々な状態を時間軸上
で示した図である。

【図６】遅延量を度数分布で分布させた状態を表す概略
図である。

【図７】読み出しポインタ、書き込みポインタ及びしき
い値ポインタの関係を表す概略図である。

【図８】図８(Ａ)は、音声データがデータの廃棄しきい
値を超えていない場合の音声データの動作を示すもので
あり、図８(Ｂ)は、音声データがデータの廃棄しきい値
を超えている場合の音声データの動作を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１０ ＩＰパケット受信部 １１ ＲＴＰ検出部 １２ 揺らぎ検出部 １３ 揺らぎ吸収バッファ制御部 １４ 揺らぎ吸収バッファ部 ２０１ 演算制御部 ２０２ カウンタ部 ２０３ 揺らぎ情報レジスタ ２０４ 到着予測時間レジスタ ３０１ 制御部 ３０２ 管理部 ３０３ メモリマップ ３０４ 読み出しアドレスカウンタ ３０５ 書き込みアドレスカウンタ ３０６ しきい値アドレスカウンタ ４０１ 書き込みタイミング部 ４０２ ＤＰＭ部 ４０３ 読み出しタイミング部

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パケット受信部と、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−
   Ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）検
   出部と、揺らぎ検出部と、揺らぎ吸収バッファ制御部
   と、揺らぎ吸収バッファ部と、からなる、音声パケット
   遅延揺らぎを吸収する装置であって、 前記パケット受信部は、ネットワークに接続され、前記
   ネットワークを介して音声パケットを受信するととも
   に、受信した音声パケットのデータを前記ＲＴＰ検出部
   に送信し、 前記ＲＴＰ検出部は、前記音声パケットのデータから前
   記音声パケットのシーケンス番号を抽出し、そのシーケ
   ンス番号に基づいて、前記音声パケットの順序制御を行
   い、前記音声パケットの順序が揃う毎に、音声パケット
   が到着した旨の到着通知を前記揺らぎ検出部に送信し、 前記到着通知がなされた音声パケットを前記揺らぎ吸収
   バッファ部に出力し、 前記揺らぎ検出部は、前記到着通知に基づいて、前記音
   声パケットの到着時間間隔を計測し、前記音声パケット
   の到着の遅延時間を算出し、その遅延時間を前記音声パ
   ケットの遅延揺らぎ量として蓄積し、 前記遅延時間のうち最大遅延時間を前記揺らぎ吸収バッ
   ファ制御部に出力し、 前記揺らぎ吸収バッファ制御部は、前記最大遅延時間に
   基づいて、前記揺らぎ吸収バッファ部における前記音声
   パケットの廃棄の可否を規定する廃棄しきい値の演算を
   行い、 前記廃棄しきい値に基づいて、前記揺らぎ吸収バッファ
   部に保管されている前記音声パケットの廃棄管理を行
   い、 前記揺らぎ吸収バッファ部は、前記揺らぎ吸収バッファ
   制御部からの指示に従って、音声パケットを出力するも
   のである音声パケット遅延揺らぎ吸収装置。
2. 【請求項２】 前記パケット受信部は前記音声パケット
   のペイロード及びデータ長を前記ＲＴＰ検出部に送信す
   るものであることを特徴とする請求項１に記載の音声パ
   ケット遅延揺らぎ吸収装置。
3. 【請求項３】 前記ＲＴＰ検出部は、 前記ペイロードに含まれているＲＴＰヘッダに基づい
   て、前記シーケンス番号を抽出し、 抽出したシーケンス番号が次に来るべき音声パケットの
   シーケンス番号である場合には、前記到着通知を前記揺
   らぎ検出部に送信し、 その音声パケットのシーケンス番号、データ長及び到着
   通知を前記揺らぎ吸収バッファ制御部に送信することを
   特徴とする請求項２に記載の音声パケット遅延揺らぎ吸
   収装置。
4. 【請求項４】 前記ＲＴＰ検出部は、 到着順序が逆転し、期待しているシーケンス番号の音声
   パケットが到着しない場合には、前記揺らぎ検出部から
   のタイムアウト通知信号を受けるまで、先に到着した音
   声パケットを保持し、前記タイムアウト通知信号を受信
   したときに、保持してあった音声パケットが到着したも
   のと見なして、前記到着通知を前記揺らぎ検出部に送信
   することを特徴とする請求項３に記載の音声パケット遅
   延揺らぎ吸収装置。
5. 【請求項５】 前記揺らぎ検出部は、演算制御部と、カ
   ウンタ部と、揺らぎ情報レジスタと、からなり、 前記演算制御部は、 前記ＲＴＰ検出部から前記到着通知を受信したときに、
   前記カウンタ部を起動させ、前記音声パケットの到着時
   間間隔を計測し、 前記演算制御部に予め設定されている到着予測時間に基
   づいて、前記音声パケットの遅延時間を算出し、その算
   出結果を前記揺らぎ情報レジスタに格納し、 前記カウンタ部におけるカウント値が予め設定されてい
   た値に達したときには、前記ＲＴＰ検出部にタイムアウ
   ト通知信号を送信することを特徴とする請求項１乃至４
   の何れか一項に記載の音声パケット遅延揺らぎ吸収装
   置。
6. 【請求項６】 前記揺らぎ吸収バッファ制御部は、制御
   部と、管理部とから構成されており、 前記制御部は、前記ＲＴＰ検出部から送られてくる前記
   到着通知、シーケンス番号及びデータ長を前記管理部に
   通知し、 前記管理部は、前記シーケンス番号と前記揺らぎ吸収バ
   ッファ部のアドレスとを関係付けたメモリマップと、現
   在のメモリの読み出しアドレスを示す読み出しアドレス
   カウンタと、書き込みアドレスを示す書き込みアドレス
   カウンタと、前記揺らぎ吸収バッファ部の廃棄しきい値
   を示すしきい値アドレスカウンタと、からなり、 前記制御部は、前記読み出しアドレスカウンタ、前記書
   き込みアドレスカウンタ及び前記しきい値アドレスカウ
   ンタに格納されるデータを更新するものであることを特
   徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の音声パケ
   ット遅延揺らぎ吸収装置。
7. 【請求項７】 前記揺らぎ吸収バッファ部は、書き込み
   タイミング部と、ＤＰＭ（Ｄｕａｌ Ｐｏｒｔ Ｍｅｍ
   ｏｒｙ）部と、読み出しタイミング部と、からなり、 前記ＤＰＭ部は、読み出しポインタ、書き込みポインタ
   及びしきい値ポインタの概念を有することにより、仮想
   的ＦＩＦＯバッファを構成しており、 前記書き込みタイミング部は、前記揺らぎ吸収バッファ
   制御部からの指示に従って、前記ＲＴＰ検出部から送ら
   れてきた音声パケットを前記ＤＰＭ部に書き込む際の書
   き込みタイミングの調整を行い、 前記読み出しタイミング部は、前記揺らぎ吸収バッファ
   制御部からの指示に従って、前記ＲＴＰ検出部から送ら
   れてきた音声パケットを前記ＤＰＭ部が読み出す際の読
   み出しタイミングの調整を行うものであることを特徴と
   する請求項１乃至６の何れか一項に記載の音声パケット
   遅延揺らぎ吸収装置。
8. 【請求項８】 前記演算制御部は、前記到着通知に基づ
   いて前記カウンタ部のタイマ値の読み出し及び起動を行
   うことにより、前記音声パケットの到着時間間隔ｔｂを
   計測し、この値と前記カウンタ部に設定されているタイ
   ムアウト時間ｔｄとを比較し、前記到着時間間隔ｔｂが
   前記タイムアウト時間ｔｄより大きい場合には、タイム
   アウト通知信号を前記ＲＴＰ検出部に送信するようにな
   っていることを特徴とする請求項５に記載の音声パケッ
   ト遅延揺らぎ吸収装置。
9. 【請求項９】 前記演算制御部は、前記到着時間間隔ｔ
   ｂと、前記演算制御部内に予め設定されている到着予測
   時間との差を揺らぎ遅延時間として算出し、この揺らぎ
   遅延時間を前記揺らぎ情報レジスタに格納することを特
   徴とする請求項８に記載の音声パケット遅延揺らぎ吸収
   装置。
10. 【請求項１０】 前記メモリマップは、前記音声パケッ
    トのシーケンス番号と、書き込まれたアドレス情報と、
    廃棄フラグとの組み合わせからなることを特徴とする請
    求項６に記載の音声パケット遅延揺らぎ吸収装置。
11. 【請求項１１】 前記読み出しアドレスカウンタの値は
    読み出しポインタであり、前記書き込みアドレスカウン
    タの値は書き込みポインタであり、前記しきい値アドレ
    スカウンタの値はしきい値ポインタであり、前記読み出
    しポインタ、前記書き込みポインタ及び前記しきい値ポ
    インタは、現在の読み出しアドレス、現在の書き込みア
    ドレス、現在のしきい値アドレスをそれぞれ示している
    ことを特徴とする請求項６に記載の音声パケット遅延揺
    らぎ吸収装置。
12. 【請求項１２】 前記しきい値ポインタは、前記演算制
    御部から前記制御部に通知された最大遅延量をメモリア
    ドレスに換算したものであることを特徴とする請求項１
    １に記載の音声パケット遅延揺らぎ吸収装置。
13. 【請求項１３】 前記しきい値ポインタと前記読み出し
    ポインタとの差が前記揺らぎ吸収バッファ部の容量であ
    り、前記制御部からの書きこみ要求信号により、書き込
    みポインタが更新され、前記制御部からの読み出し要求
    信号により、前記読み出しポインタと前記しきい値ポイ
    ンタとが更新されるものであることを特徴とする１１ま
    たは１２に記載の音声パケット遅延揺らぎ吸収装置。
14. 【請求項１４】 前記到着予測時間は前記音声パケット
    の平均到着時間間隔に等しく設定されていることを特徴
    とする請求項９に記載の音声パケット遅延揺らぎ吸収装
    置。
15. 【請求項１５】 前記平均到着時間間隔は、前記揺らぎ
    情報レジスタに蓄積されている遅延時間の度数分布に基
    づき、受信している音声パケットの到着予測時間の補正
    量を算出し、この補正量に基づいて求められるものであ
    ることを特徴とする請求項１４に記載の音声パケット遅
    延揺らぎ吸収装置。
16. 【請求項１６】 音声パケットの遅延揺らぎを吸収する
    装置において、ネットワークを介して受信され、保持さ
    れている音声パケットの廃棄の可否を決定する廃棄しき
    い値を管理する方法であって、 前記音声パケットが前記廃棄しきい値を超えていない場
    合において、前記音声パケットの少なくとも１つが欠落
    しているときには、欠落した音声パケットの代わりにダ
    ミーデータを挿入し、順番制御された一連の音声パケッ
    トとして出力する過程を備えることを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】 前記音声パケットが前記廃棄しきい値
    を超えている場合には、前記音声パケットのうち廃棄フ
    ラグが付加されている音声パケットを一連の音声パケッ
    トから排除し、順番制御された一連の音声パケットとし
    て出力する過程を備えることを特徴とする請求項１６に
    記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記音声パケットが前記廃棄しきい値
    を超えている場合には、メモリマップに格納されている
    シーケンス番号に廃棄フラグを立て、前記廃棄フラグが
    立てられたシーケンス番号に対応する音声パケットが格
    納されているメモリアドレスを出力しないようにする過
    程を備えることを特徴とする請求項１６または１７に記
    載の方法。
19. 【請求項１９】 ネットワークを介して受信した音声パ
    ケットにおける遅延揺らぎを吸収する方法であって、 ネットワークを介して音声パケットを受信する第１の過
    程と、 前記音声パケットからそのシーケンス番号を抽出し、そ
    のシーケンス番号に基づいて、前記音声パケットの順序
    制御を行い、前記音声パケットの順序が揃う毎に、音声
    パケットが到着した旨の到着通知を送信する第２の過程
    と、 前記到着通知に基づいて、前記音声パケットの到着時間
    間隔を計測し、前記音声パケットの到着の遅延時間を算
    出し、その遅延時間を前記音声パケットの遅延揺らぎ量
    として蓄積する第３の過程と、 前記遅延時間のうち最大遅延時間に基づいて、前記音声
    パケットの廃棄の可否を決定する廃棄しきい値の演算を
    行う第４の過程と、 前記廃棄しきい値に基づいて、保管されている前記音声
    パケットの廃棄管理を行う第５の過程と、 を備える音声パケット遅延揺らぎ吸収方法。
20. 【請求項２０】 前記第２の過程は、 前記音声パケットのペイロードに含まれているＲＴＰヘ
    ッダに基づいて、前記シーケンス番号を抽出する過程
    と、 抽出したシーケンス番号が次に来るべき音声パケットの
    シーケンス番号である場合には、前記到着通知を送信す
    る過程と、 を備えることを特徴とする請求項１９に記載の音声パケ
    ット遅延揺らぎ吸収方法。
21. 【請求項２１】 前記第２の過程は、 到着順序が逆転し、期待しているシーケンス番号の音声
    パケットが到着しない場合には、タイムアウト通知信号
    を受けるまで、先に到着した音声パケットを保持し、前
    記タイムアウト通知信号を受信したときに、保持してあ
    った音声パケットが到着したものと見なして、前記到着
    通知を送信する過程を備えることを特徴とする請求項１
    ９に記載の音声パケット遅延揺らぎ吸収方法。
22. 【請求項２２】 前記到着通知を受信したときに、カウ
    ンタを起動させ、前記音声パケットの到着時間間隔を計
    測する第６の過程と、 予め設定されている到着予測時間に基づいて、前記音声
    パケットの遅延時間を算出し、その算出結果を格納する
    第７の過程と、 前記カウンタにおけるカウント値が予め設定されていた
    値に達したときには、前記タイムアウト通知信号を送信
    する第８の過程と、 を備えることを特徴とする請求項２１に記載の音声パケ
    ット遅延揺らぎ吸収方法。
23. 【請求項２３】 前記第７の過程は、 前記到着通知に基づいて前記カウンタのタイマ値の読み
    出し及び起動を行うことにより、前記音声パケットの到
    着時間間隔ｔｂを計測する過程と、 前記到着時間間隔ｔｂと前記カウンタに設定されている
    タイムアウト時間ｔｄとを比較し、前記到着時間間隔ｔ
    ｂが前記タイムアウト時間ｔｄより大きい場合には、前
    記タイムアウト通知信号を送信する過程と、 を備えることを特徴とする請求項２１に記載の音声パケ
    ット遅延揺らぎ吸収方法。
24. 【請求項２４】 前記到着時間間隔ｔｂと、前記演算制
    御部内に予め設定されている到着予測時間との差を揺ら
    ぎ遅延時間として算出し、この揺らぎ遅延時間を格納す
    る過程を備えることを特徴とする請求項２３に記載の音
    声パケット遅延揺らぎ吸収方法。