JP2004254255A - データパケット送信装置およびデータパケット送信方法 - Google Patents

データパケット送信装置およびデータパケット送信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ネットワークへの負荷を軽減しながら、ユーザの意思に基づいて音質を調整できる電話システムを提供する。
【解決手段】通話中に、ユーザが通話品質を所定度合だけ向上させる指示を入力すると、当該電話機は、音声データパケットのうち、指示された度合に応じた割合のパケットを優先して送信する旨のメッセージを作成し、相手電話機に送信する。このとき、優先帯域が確保されていない場合、優先帯域を確保するための要求をメッセージ中に含めておく。相手電話機は、受信したメッセージに基づいて、優先帯域を確保し、音声データパケットのうち一部のパケットをこの帯域を用いて送信するための制御データをこのパケットのヘッダに含める。
【選択図】図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
ネットワークを使用した通信における、データパケット送信装置およびデータパケットの送信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
音声や動画のリアルタイム配信やテレビ電話など、リアルタイムに処理する必要があるデータや緊急度が高いデータをネットワークを介して送受信する場合、通信の遅延や停止が許されないため、これらのデータの送受信を他のデータの送受信よりも優先度を高く設定し、ネットワークを優先的に使用する方法がある。
【0003】
特許文献1では、ネットワークを流れる転送パケットの制御情報を認識して、高速な動的優先度処理を行う方式が提案されている。これは、優先度が低いために長期間保留状態にあるパケット等を判別し、動的に優先度の調停を行う優先度調停装置に関するものである。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−008652号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ネットワーク資源は有限であるため、優先度を高く設定するユーザが増加すると、優先的に送受信されにくくなる。その結果、所望した優先的な通信処理が実現されなくなるとの問題が生じる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、ユーザの意思にもとづき、データの送受信における優先度をパケット毎に変更し、優先帯域で送るデータの量を調節し、ネットワークにおけるトラフィックを分散させる装置を提供するものである。
【0007】
各請求項に係る発明の特徴は以下の通りである。
【0008】
請求項1の発明は、データパケット送信装置において、パケットストリームのうち優先的に送信するデータパケットの割合を入力する入力手段と、前記入力された割合のデータパケットを優先的に送信するよう制御する送信制御手段と、前記送信制御にしたがって、データパケットを送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1に記載のデータパケット送信装置において、前記送信制御手段は、前記優先送信割合に対応する個数毎のパケットを優先的に送信するよう設定する優先送信パケット設定手段を含むことを特徴とする。
【0010】
請求項3の発明は、請求項2に記載のデータパケット送信装置において、前記送信制御手段は、前記優先送信割合に対応して、送信用帯域を確保する帯域確保手段をさらに含み、前記優先送信パケット設定手段は、前記優先送信割合に対応する個数毎のパケットを、前記確保した帯域を用いて送信するよう設定することを特徴とする。
【0011】
請求項4の発明は、請求項1から3の何れかに記載のデータパケット送信装置において、前記優先送信割合は、ユーザによるデータパケット通信の品質設定に基づいて決定されることを特徴とする。
【0012】
請求項5の発明は、データパケット送信方法において、入力手段から入力された優先送信比率に基づいて、パケットストリームのうち優先的に送信するデータパケットの割合を決定し、前記決定された割合のデータパケットを優先的に送信するよう制御し、前記送信制御にしたがって、データパケットを送信することを特徴とする。
【0013】
請求項6の発明は、請求項5に記載のデータパケット送信方法において、前記送信制御は、前記優先送信割合に対応する個数毎のパケットを優先的に送信するよう設定することを特徴とする。
【0014】
請求項7の発明は、請求項6に記載のデータパケット送信方法において、前記送信制御は、前記優先送信割合に対応して、送信用帯域を確保し、前記優先送信パケット設定処理は、前記優先送信割合に対応する個数毎のパケットを、前記確保した帯域を用いて送信するよう設定することを特徴とする。
【0015】
請求項8の発明は、請求項5から7の何れかに記載のデータパケット送信方法において、前記優先送信割合は、ユーザによるデータパケット通信の品質設定に基づいて決定されることを特徴とする。
【0016】
上記請求項において、「データパケットの割合」とは、送信するパケットストリームに含まれる全データパケットに対する優先送信パケットの割合を意味する。
【0017】
本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。
【0018】
なお、請求項における「入力手段」は、実施の形態におけるメッセージ処理部108,208が対応する。請求項における「優先送信パケット設定手段」および「送信手段」は、実施の形態における通信制御部104,204にが対応する。請求項における「帯域確保手段」は、実施の形態における帯域制御部109,209が対応する。
【0019】
ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施の形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0021】
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例について概要を示す図である。
【0022】
本実施例は、ネットワークを利用したVoIP電話において、通常帯域と、帯域予約により確保した優先帯域との2つの帯域を備えるネットワーク3を介して、電話機1と電話機2との間で音声パケットの送受信を行うものである。
【0023】
優先帯域を用いた通話では、電話機1から電話機2に送信された通信制御用メッセージ4に含まれる優先帯域使用割合に基づき、優先帯域がRSVP(Resource Reservation Protocol)によって確保される。そして、確保された優先帯域を用いてパケットの一部の送受信が行われる。
【0024】
RSVPとは、ネットワーク上で送信先までの帯域を予約し、通信品質を確保するプロトコルの一種である。
【0025】
図1は、電話機2から電話機1へのパケット送信において、電話機2から送られるパケットのうち、パケット1とパケット5は優先帯域を用いて電話機1に送信され、他のパケット2〜4、パケット6〜8は通常帯域を用いて電話機1に送信されることを示している。
【0026】
電話機1は、到着順にパケットを受信し、あらためてパケット内のデータの順序を示す制御情報に従って、パケットの並べ替えを行う。これにより、正規の順番でデータを取得する。
【0027】
図2は、第1実施例におけるVoIP電話システムの構成を示すブロック図である。
【0028】
電話機1,2は、それぞれ音声入力部101,201、音声処理部102,202、メイン処理部103,203、通信制御部104,204、音声出力部105,205、表示部106,206、ユーザ入力部107,207、メッセージ処理部108,208、帯域制御部109,209から構成される。
【0029】
音声入力部101,201は、マイクなどのデバイスから入力された音声を音声処理部102,202に出力する。
【0030】
音声処理部102,202は、音声入力部101,201から入力された音声信号をA/D(アナログ/デジタル)変換し、所定の方式にて圧縮し、RTP(Real−time Transport Protocol)ヘッダを付加し、通信制御部104,204に出力する。また、通信制御部104,204から入力されたデータを、RTPヘッダを参照してシーケンス番号順に並び替え、復号し、D/A(デジタル/アナログ)変換を行い、音声出力部105,205に出力する。
【0031】
メイン処理部103,203は、電話機1,2全体の動作を制御し、各部に指示を出力する。
【0032】
通信制御部104,204は、音声処理部102,202からの音声データやメッセージ処理部108,208からのメッセージデータにIPヘッダ、UDP(User Datagram Protocol)ヘッダ等を付与し、パケットと成し、ネットワークに出力する。また、ネットワークから受信した上記データから、IPヘッダ、UDPヘッダ等を除去し、音声処理部102,202やメッセージ処理部108,208に出力する。
【0033】
また、通信制御部104,204は、帯域制御部109,209で生成された帯域制御用メッセージの送受信を行う。
【0034】
音声出力部105,205は、音声処理部102,202で処理されたデータをスピーカー等から出力する。
【0035】
表示部106,206は、メイン処理部103,203から受けとった情報、例えば、図3のように通信品質を表示する。
【0036】
ユーザ入力107,207は、ユーザからの入力を処理する。例えば、図3のボタン107を押すことによって通信における優先帯域を使用する割合が入力可能となる。
【0037】
メッセージ処理部108,208は、メイン処理部103,203からの指示を受けて、通信制御用メッセージ4を作成し、通信制御部104,204に出力する。また、通信制御部104,204から受信したメッセージを解析し、結果をメイン処理部103,203に出力する。
【0038】
帯域制御部109,209は、RSVP等のプロトコルにしたがって、必要な帯域を確保し、結果をメイン処理部に出力する。
【0039】
次に、メッセージ処理部108,208で処理されるメッセージについて説明する。
【0040】
メッセージは、通話等の通信を行う際の通信路の制御において、通信経路の確立、通信の接続・切断や通信能力(コーデックの方法、利用するプロトコル、ポート番号など)などの調整に必要な情報を含む。このメッセージは、通信を行う端末間で送受信され、呼接続の制御においても利用される。
【0041】
図4にメッセージ4のフォーマットの一例を示す。
【0042】
メッセージ4は、メッセージヘッダ41とメッセージの本体であるメッセージボディ42から構成される。
【0043】
メッセージヘッダ41は、通信処理における基本的な情報、電子メールのヘッダと同様に、メッセージの通信における基本的な制御情報であり、発信元情報、相手先情報、メッセージボディのタイプなどから構成される。
【0044】
処理タイプ411は、通信相手の端末への要求を示す。サーバアドレス412は、インターネット電話サービス提供会社のサーバのアドレスを示す。相手先情報413は、メッセージの送信先となる端末の識別情報である。発信元情報414は、メッセージの送信元である端末の識別情報である。
【0045】
相手先情報413および発信元情報414の識別情報は、電話番号やメールアドレス形式など、通信相手が特定できるものであれば何でも良い。
【0046】
メッセージボディタイプ415は、メッセージボディ42に記述するフォーマットを指定するものであり、例えばSDP(Session Description Protocol)やMIME(Multipurpose Internet Mail Extension)などである。
【0047】
メッセージボディサイズ416は、メッセージボディのサイズである。メッセージ識別番号417は、当該メッセージを識別するための識別番号である。
【0048】
メッセージボディ42には、通信制御の内容が記述される。優先度を変更する場合、このメッセージボディ42には、データの送受信における優先帯域使用割合421が記述される。
【0049】
その他、メッセージヘッダ41およびメッセージボディ42への情報追加などは任意に行うことができ、各情報の並び順は任意に変更可能である。
【0050】
図5に、このメッセージフォーマットを使用したメッセージ40を一例として示す。
【0051】
メッセージ40は、電話機1から電話機2へ送られるメッセージであり、メッセージ識別番号“10000”は、処理タイプ“優先送信”を示し、発信元である自身の電話機1(電話番号“+81−3−3123−4567”)から、相手方の電話機2(電話番号“+81−3−3456−7890”)へ、パケットの“25%”を優先して送信することを指示している。
【0052】
また、サーバアドレス“10.123.456.789”は、ネットワーク上のサーバのアドレスを示し、呼制御に使用されるデータが、このアドレスに対して送信されることを意味し、“20BYTE”のメッセージボディが“TEXT”で記述されていることを示す。
【0053】
メッセージボディには、優先して送る割合“25%”が記述されている。
【0054】
上記では、メッセージ4は図4に示すフォーマットに基づいているが、他のプロトコルに対応したフォーマットに基づいても良い。
【0055】
次に、帯域制御部109,209が行うRSVPによる帯域確保について説明する。
【0056】
図6にRSVPによる帯域確保の概要を示す。図7にRSVPで用いられるメッセージの種類を示す。図8にメッセージ<PATH>とメッセージ<RECV>の構成を示す。
【0057】
以下、これらの図を用いて、電話機1から電話機2に対して、帯域確保を要求する場合について説明する。ここでは、全帯域に対し、25%の帯域を確保する例を示す。
【0058】
電話機2のメイン処理部203は、現在の通話状態、例えば、通話前の呼制御で決定される音声の符号化方式等を確認する。
【0059】
このとき、例えば、音声符号化方式G.711(通信レート:64kbps)によって通信中の場合、その通信レートの25%である16kbps分の帯域を確保するように、帯域制御部209に指示を出す。
【0060】
これを受けた帯域制御部209は、メッセージ<PATH>を作成し、通信制御部204を介してルータ6に送信する。ルータ6は、受信したメッセージ<PATH>のPHOP情報やAdspec情報等を書き換え、ルータ5に転送する。同様にして、ルータ5は、メッセージ<PATH>を電話機1に転送する。このとき、エラーが発生した場合、メッセージ<PATH−ERR>が電話機2に送信される。
【0061】
電話機1では、通信制御部104を介して帯域制御部109が、メッセージ<PATH>を受け取ると、Adspec情報の値を見て、予約するQoS(Quality Of Service)を決定し、メッセージ<RESV>を作成する。具体的には、電話機1の帯域制御部109は、平均転送レートと転送ピークレートの値を設定する。本実施例の場合、25%分の帯域を確保するために、これらの値として64kbps(G.711)の25%である16kbpsを設定する。
【0062】
作成されたメッセージ<RESV>は、通信制御部104からネットワークに出力される。メッセージ<RESV>を受信したネットワーク上の各ルータ5,6は、QoSを満たすか否かを検証する。すなわち、電話機1からメッセージ<RESV>を受信し、そのメッセージで示されるFlowspec情報等の条件において、パケットを転送する能力があるか否かを検証する。
【0063】
上記の結果、QoSを満たすことができない場合は、メッセージ<RESV−ERR>を送信する。QoSを満たすことができれば、帯域が確保されたとし、本処理を終了する。
【0064】
次に、本実施例の音声処理部102,202および通信制御部104,204で処理するデータについて述べる。本実施例では、音声データを例に挙げ、そのパケットの構造を図9に示す。
【0065】
IPヘッダ81は、データの配送に必要な情報、例えば、送信者アドレス、受信者アドレス、データ長等を含む。このIPヘッダ81は、通信制御部104,204において、付加や解析等の処理がなされる。
【0066】
UDPヘッダ82は、データをアプリケーションに渡すために必要な情報、例えば、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を含む。このUDPヘッダ82は、通信制御部104,204において、付加や解析等の処理がなされる。
【0067】
RTPヘッダ83は、アプリケーションが音声や映像を再生するために必要な情報、例えば、シーケンス番号、タイムスタンプ等を含む。
【0068】
音声データ84は、音声入力部101,201から入力された音声が、音声処理部102,202にて、A/D変換され、所定の方式にて圧縮されたものである。伝送のために、複数のパケットに格納されるため、復元の際は、RTPヘッダ83のシーケンス番号順に並び替えられる。
【0069】
以下、本VoIP電話システムの動作について説明する。
【0070】
(通常帯域を用いた通話)
電話機1と電話機2の間で通話を行う場合、まず呼接続が実行される。呼接続では、通信路を制御(これを呼制御と称す)し、通信経路の確立、通信の接続・切断や通信能力(コーデックの方法、利用するプロトコル、ポート番号など)などの調整を行う。
【0071】
ここで使用される帯域は、通常の通信に用いられる帯域であり、前述のRSVP等によって帯域を確保することなく、データパケットを送受する帯域のことである。
【0072】
この呼接続が完了すると、通話が開始される。引き続いて、ユーザAが電話機1の音声入力部101に対して発話を行う。
【0073】
発話した音声は、音声処理部102でA/D変換などがなされた後、所定の音声コーデック方式(例えば、PDC,PHS,CdmaOne、W−CDMA,Cdma2000などの通信方式で利用されるコーデック、あるいはG.711,G.729,G.729A、G723.1,G.726,G.722、AMR−WBなど)により圧縮される。もちろん非圧縮のままでも良い。
【0074】
このように処理された音声データは、RTPヘッダや誤り訂正符号を付加するなどして適切な音声データへ変換され、さらに通信制御部104において、音声データをインターネット上で送受信するためのデータ構造(例えば、UDPあるいはTCPヘッダ、IPヘッダなどが付与される)に変換される。
【0075】
変換されたデータは、ネットワーク3へ出力され、通話相手である電話機2へ送信される。
【0076】
また、通話相手からの音声データの受信は、以下のように行われる。
【0077】
電話機1の通信制御部104は、受信した音声データから、UDPあるいはTCPヘッダ、IPヘッダ等を取り除き、音声処理部102へ出力する。音声処理部102は、RTPヘッダのシーケンス番号を参照してパケットの並べ替えや、通信において損失したパケットを検出する。さらに、ヘッダ情報や誤り訂正符号から、誤りのない音声部分のみを抽出し、所定の音声コーデックに応じた伸張方式により伸張処理した後、D/A変換され、D/A変換された音声は、音声出力部105から出力される。
【0078】
(優先帯域確保処理&優先パケット設定処理を用いた通話)
電話機1を使用しているユーザAと、電話機2を使用しているユーザBとが通話中の状態において、電話機1,2のそれぞれの表示部106,206には、現在の通話品質をあらわす表示がなされている。その表示の一例を、図3に示す。
【0079】
この通話品質は、最良の通話品質を100としたとき、その度合が0のレベル1、25のレベル2、50のレベル3、75のレベル4、100のレベル5の5段階に分けられる。このレベル設定は、言うまでもなく任意に変更することができる。
【0080】
通話相手であるユーザBの音声が途切れるなど、通話品質が悪く聞きづらい状態であるとき、ユーザAは電話機1のユーザ入力部107を介して、例えば、図3に示すようなユーザ入力部107のボタンを押すことにより、通話品質を1レベル上げる指示を行う。ここでは、ボタンを1回押す毎にレベル1→レベル2→レベル3→レベル4→レベル5→レベル1というように、サイクリックに指定できるものとする。例えば、現在の通話品質がレベル1である場合、1回のボタン操作によって、レベル2に設定される。
【0081】
ユーザ入力部107を介して指示された“通話品質レベル2”の指示は、メイン処理部103に入力され、メイン処理部103は、さらにメッセージ処理部108と帯域制御部109に当該指示を出力する。
【0082】
メッセージ処理部108は、当該指示に基づき、通話品質レベル2に対応して、パケットの25%を優先帯域で送信することを示すメッセージ40(図5に示す)を生成する。
【0083】
ここで、メッセージ40で設定する優先して送る割合421は、通話品質レベルに対応して設定される。例えば、通話品質レベル1の場合、優先して送る割合を0%とする。同様に、通話品質レベル2、通話品質レベル3、通話品質レベル4、通話品質レベル5は、優先して送る割合をそれぞれ、25%、50%、75%、100%とする。
【0084】
生成されたメッセージ40は、通信制御部104を経由して、通話相手である電話機2に送信される
一方、電話機1の通信相手である電話機2では、電話機1が送信したメッセージ40がメッセージ処理部208によって解析される。そして、メッセージ40にて指示された内容が、帯域制御部209に知らされる。
【0085】
帯域制御部209では、RSVP等のプロトコルにしたがって、帯域予約処理が行われ、優先帯域として帯域が確保される。具体的には、帯域制御部209は、受信したメッセージ40を解析し、優先して送る割合が25%であることを知ると、メッセージ<PATH>を作成し、これを通信制御部204から電話機1に対して送信する。
【0086】
ネットワークに出力されたメッセージ<PATH>は、ネットワーク上のルータを経由して、電話機1に転送される。ルータは、受信したメッセージ<PATH>のPHOP情報やAdspec情報等を書き換え送信する。このとき、エラーが発生した場合、メッセージ<PATH−ERR>を電話機2に対して送信する。
【0087】
電話機1の通信制御部104にて受信されたメッセージ<PATH>は、帯域制御部109に送られる。そして、メッセージ<PATH>内のAdspec情報等の値を参照して、予約するQoSを決定し、それらを含むメッセージ<RESV>を作成する。このメッセージ<RESV>は、通信制御部104から電話機2に対して送信される。
【0088】
ネットワークに出力されたメッセージ<RESV>は、ネットワーク上のルータを経由して、電話機2に転送される。このとき、各ルータはQoSを満足するか否かを判断する。この結果、QoSを満足する場合、メッセージ<RESV>を電話機2に対して送信する。QoSを満足しない場合、メッセージ<RESV−ERR>を電話機2に対して送信する。
【0089】
電話機2の通信制御部204は、受信したメッセージ<RESV>およびメッセージ<RESV−ERR>を、帯域制御部209に送る。帯域制御部209は、受信したメッセージ<RESV>およびメッセージ<RESVERR>から、帯域確保の状況を知る。
【0090】
続いて、メッセージ40の優先して送る割合421に基づいて、電話機2から電話機1に音声パケットが送信される。帯域が確保された場合、すなわち、優先帯域が確保された場合、その優先帯域を用いて送信が行われる。具体的には、音声入力部205から入力された音声は、音声処理部202において、A/D変換された後、所定の方式により圧縮される。
【0091】
圧縮された音声データは、任意のサイズに分割され、RTPヘッダ83が付されてRTPパケットに構成される。このとき、音声パケット8のRTPヘッダ83(図9に示す)のシーケンス番号には、音声データに対応した一連の音声パケット8に対応して番号が付与される。
【0092】
このように構成されたパケットは、通信制御部204に出力される。RTPパケット83は、さらに通信制御部204において、ネットワークで送受信されるためのデータ構造(例えば、UDPヘッダ82、TCPヘッダ、IPヘッダ81が付与される)に変換される。
【0093】
また、メッセージ40の優先して送る割合421が25%であることから、4個に1個の割合でパケットが、優先帯域で送るための構造に変換される。具体的には、例えば、IPヘッダ81のToSフィールドの優先度が、通常帯域を示す低いレベルから優先帯域を示す高いレベル、例えば、レベル0からレベル4に変更され、送信元ポート(IPヘッダ81の送信元ポート)が、優先帯域に対応したポートに変更される。
【0094】
このとき、パケットのうち優先して送る割合421分のパケットをどのように決めるかは、任意である。
【0095】
このように、準備されたパケットは、通信制御部204からネットワーク3に出力される。出力されたパケットは、ネットワーク3上のルータを経由して電話機1に転送される。ルータは、受信したパケット8を解析し、その内容に応じてパケットを転送する。具体的には、IPヘッダ81のToSフィールドの優先度を参照し、通常帯域か優先帯域かを判断する。そして、優先度が通常帯域を示す場合(たとえばレベル0)にはそのパケットを通常帯域にてネットワークに転送する。
【0096】
また、優先度が優先帯域を示す場合(たとえばレベル4)にはIPヘッダの送信元ポートを参照し、そのパケットの送信ポートとして、送信元ポートに記述されている優先帯域に対応したポートを設定し、この優先帯域ポートにて当該パケットを転送する。ここで、このパケットは、優先度に従った順番で転送される。すなわち、当該優先帯域ポートに対し他の電話機からのパケットが同様に割り当てられている場合には、このパケットの優先度との優劣(レベルの大小)に従って、ネットワークへの転送順位が決定される。
【0097】
なお、ネットワークへの転送順位の決定は、通常帯域を用いたパケット転送においても同様に行われる。すなわち、それぞれのパケットに付されている優先度に従って、ネットワークへの転送順位が決定される。
【0098】
このようにして、通話相手である電話機2から送信されたパケット8は、電話機1の通信制御部104において受信される。受信された音声パケット8は、通信制御部104において、IPヘッダ81やUDPヘッダ82等を取り除かれ、音声処理部102へ出力される。
【0099】
音声処理部102は、受信した音声パケット8のRTPヘッダ83を参照し、そのシーケンス番号の順にパケットを並び替え、ヘッダ情報や誤り訂正符号から、誤りのない音声部分のみを抽出する。抽出された音声データは、所定の音声コーデックに応じた伸張方式により伸張処理された後、D/A変換され、音声として、音声出力部105から出力される。
【0100】
上記帯域確保において、帯域が確保できなかった場合、上記通信制御部204における処理は、以下のように異なる。この他の処理については、上記と同様である。
【0101】
音声処理部202から通信制御部204に入力されたRTPパケット83は、さらに通信制御部204において、ネットワークで送受信されるためのデータ構造に変換される。
【0102】
メッセージ40の優先して送る割合421が25%であることから、4個に1個の割合でパケットが、優先的に送られるための構造に変換される。具体的には、例えば、IPヘッダ81のToSフィールドの優先度が低いレベルから優先度が高いレベル、例えば、レベル0からレベル4に変更される。
【0103】
このとき、パケットのうち優先して送る割合421分のパケットをどのように決めるかは、任意である。
【0104】
また、帯域が確保できた場合には、IPヘッダ81の送信元ポートに優先帯域に対応したポートを設定したが、帯域が確保できなかった場合には、この設定は行わない。
【0105】
このように、準備されたパケットは、通信制御部204からネットワーク3に出力される。以降の処理は、前述と同様である。
【0106】
なお、優先帯域が確保されなかった場合、ルータは、電話機2からの全てのパケットを通常帯域にてネットワークに転送することとなる。但し、転送順位は、上記と同様、各パケットの優先度に従って決定される。よって、優先度の高いパケット(たとえばレベル4)は、自己およびその他の電話機からの通常優先度のパケットに優先してネットワークに転送されることとなる。
【0107】
このように、メッセージによって示される優先して送る割合に基づき、優先帯域を確保し、かつ、当該割合のパケットを確保した帯域で送信することによって、すべてのパケットを通常帯域で送信するよりも、ネットワークに負荷をかけず、かつ高い音声品質を確保することができる。
【0108】
上記では、メッセージによって示される優先して送る割合に基づき、優先帯域を確保し、かつ、当該割合のパケットを確保した帯域で送信するようにしたが、優先帯域を確保せず、優先して送る割合のパケットに高い優先度のみを設定することによって送信を行うようにしても良い。この場合、ルータでは、上記優先帯域が確保できなかった場合と同様にして、ネットワークに対するパケットの転送がなされる。すなわち、優先度のみを高く設定した場合、このパケットは、他の通常優先度のパケットに優先して、通常帯域を用いてネットワークに転送される。
【0109】
(第2実施例)
本実施例では、予め優先帯域が確保されている場合における、本VoIP電話システムの動作についてついて説明する。
【0110】
図10は、第2実施例におけるVoIP電話システムの構成を示すブロック図である。
【0111】
尚、第1実施例におけるVoIP電話システムの構成、および、電話機1,2と同一の機能を有するブロックには、同一番号を付し、その説明は省略する。以下、本発明により新たに提供される機能についてのみ、説明する。
【0112】
本実施例では、予め優先帯域が確保されているため、第1実施例の構成における、それぞれ帯域制御部109,209を必要としない。他の構成については、第1実施例と同一である。
【0113】
また、本実施例のVoIP電話システムの動作については、電話機1および2において実行される、RSVPによる帯域確保処理が共に、実行されない点を除いて、第1実施例と同一である。
【0114】
すなわち、電話機1から送信されたメッセージ40を受信した電話機2では、メッセージの解析処理の後、通信制御部204が、メッセージ40に含まれる優先して送る割合421に基づいて、音声パケットを予め確保された優先帯域で送信するよう制御する。
【0115】
具体的には、音声入力部205から入力された音声は、音声処理部202において、A/D変換された後、所定の方式により圧縮される。圧縮された音声データは、任意のサイズに分割され、RTPヘッダ83が付されてRTPパケットに構成される。このとき、音声パケット8のRTPヘッダ83(図9に示す)のシーケンス番号には、音声データに対応した一連の音声パケット8に対応して番号が付与される。
【0116】
このように構成されたパケットは、通信制御部204に出力される。RTPパケット83は、さらに通信制御部204において、ネットワークで送受信されるためのデータ構造(例えば、UDPヘッダ82、TCPヘッダ、IPヘッダ81が付与される)に変換される。
【0117】
また、メッセージ40の優先して送る割合421が25%であることから、4個に1個の割合のパケットが、優先帯域で送るための構造に変換される。具体的には、例えば、IPヘッダ81のToSフィールドの優先度が、通常帯域を示す低いレベルから優先帯域を示す高いレベル、例えば、レベル0からレベル4に変更される。また、送信元ポート(IPヘッダ81の送信元ポート)が、予め確保されている優先帯域に対応したポートに変更される。
【0118】
このとき、パケットのうち優先して送る割合421分のパケットをどのように決めるかは、任意である。
【0119】
このように、準備されたパケットは、通信制御部204からネットワーク3に出力される。以降の処理は、第1実施例と同様である。
【0120】
(第3実施例)
本実施例では、上記実施例のように帯域を予約することができない場合において、ある程度通話状態が良いとき、ユーザが一部のパケットについて、通信における優先度を一方的に変更する場合のVoIP電話システムについて説明する。
【0121】
通話状態にある電話機1,2の内、一方の電話機1が優先度を変更すると、この電話機1から送信されるパケットの優先度が変更される。
【0122】
他方の電話機2から送信されるパケットの優先度は、そのまま維持される。よって、電話機1から送信される音声のみ品質が変更される。
【0123】
図11は、第3実施例におけるVoIP電話システムの構成を示すブロック図である。
【0124】
尚、第1実施例におけるVoIP電話システムの構成、および、電話機1および2と同一の機能を有するブロックには、同一番号を付し、その説明は省略する。以下、本発明と第1実施例との相違点についてのみ、説明する。
【0125】
本実施例では、優先帯域を用いての送受信を行わないため、第1実施例の電話機1,2の構成における、それぞれメッセージ処理部108,208、および、帯域制御部109,209を必要としない。他の構成については、第1実施例と同一である。
【0126】
本実施例のVoIP電話システムでは、第1実施例の電話機1および2において実行される、RSVPによる帯域確保処理、および、優先帯域を用いた送受信が、共に実行されない。
【0127】
以下、詳細を説明する。
【0128】
電話機1を使用しているユーザAと、ネットワークを介して他のユーザとが通話中の状態において、電話機1の表示部106には、現在の通話品質をあらわす表示がなされている。
【0129】
通話相手の音声が明確に聞き取れ、通話品質が良く、通話品質レベルを下げてもよいとユーザAが判断したとき、ユーザAは電話機1のユーザ入力部107を介して、例えば、ボタンを数回押すことにより、通話品質を1レベル下げる指示を行う。ここでは、ボタンを1回押す毎にレベル1→レベル2→レベル3→レベル4→レベル5→レベル1というように、レベルがサイクリックに変化するため、例えば、現在の通話品質がレベル3である場合、4回のボタン操作によって、所望のレベル2が設定される。
【0130】
ユーザ入力部107を介して指示された“通話品質レベル1”の指示は、メイン処理部103に入力され、メイン処理部103は、さらに通信制御部104に当該指示を出力する。
【0131】
一方、音声入力部105から入力された音声は、音声処理部102において、A/D変換された後、所定の方式により圧縮される。圧縮された音声データは、任意のサイズに分割され、RTPヘッダ83が付されてRTPパケットとなされ、通信制御部104に出力される。
【0132】
RTPパケット83は、さらに通信制御部104において、ネットワークで送受信されるためのデータ構造(例えば、UDPヘッダ82、TCPヘッダ、IPヘッダ81が付与される)に変換される。
【0133】
音声パケット8のRTPヘッダ83(図9に示す)のシーケンス番号には、音声データに対応した一連の音声パケット8に対応して番号が付与される。
【0134】
また、IPヘッダ81には、メイン処理部103より入力された通話品質レベルに対応して、各パケットに通信における優先度を設定する。例えば、通話品質レベル1の場合、高優先度パケットと低優先度のパケットの割合を0:1とする。同様に、通話品質レベル2、通話品質レベル3の場合、通話品質レベル4、通話品質レベル5の場合、高優先度パケットと低優先度のパケットの割合をそれぞれ、1:3、1:1、3:1、1:0とする。
【0135】
上記例の通話品質レベル2の場合、高優先度パケットと低優先度のパケットの割合は1:3であることから、4個に1個の割合でパケットに高い優先度が設定される。具体的には、例えば、IPヘッダ81のToSフィールドの優先度が、高いレベルから低いレベル(例えば、レベル7からレベル4)に変更される。
【0136】
このとき、パケットのうち高優先度を設定する割合のパケットをどのように決めるかは任意である。
【0137】
このように、準備されたパケットは、通信制御部104からネットワーク3に出力される。出力されたパケットは、ネットワーク3上のルータを経由して相手先に転送される。
【0138】
ルータは、受信したパケット8を解析し、その内容に応じてパケットを転送する。具体的には、IPヘッダ81のToSフィールドの優先度を参照してパケットの転送順位を決定し、この転送順位に従ってパケットを通常帯域にてネットワークに転送する。
【0139】
このように送信されたパケットはネットワークを介して相手方電話機で受信される。そのパケット受信以降の処理については、第1実施例で述べた受信以降の処理と同一である。
【0140】
尚、上記では、音声入力部から入力された音声は、所定の方式によって圧縮されるようにしたが、非圧縮であっても良い。
【0141】
尚、本発明は、上記実施の形態に制限されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【0142】
【発明の効果】
本発明によれば、ネットワークおよび優先帯域の負荷を分散し、かつ、できるだけ高品質を保ちながらデータを送受信することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の概要を示す。
【図2】第1実施例におけるVoIP電話システムの構成を示すブロック図を示す。
【図3】第1実施例における電話機の表示部とユーザ入力部の概要を示す。
【図4】メッセージのフォーマットの一例を示す。
【図5】メッセージの一例を示す。
【図6】RSVPによる帯域確保の概要を示す。
【図7】RSVPで用いられるメッセージの種類を示す。
【図8】メッセージ<PATH>とメッセージ<RECV>の構成を示す。
【図9】本実施例におけるデータパケットの構造を示す。
【図10】第2実施例におけるVoIP電話システムの構成を示すブロック図を示す。
【図11】第3実施例におけるVoIP電話システムの構成を示すブロック図を示す。
【符号の説明】
1,2 電話機
3 ネットワーク
4 メッセージ
101,201 音声入力部
102,202 音声処理部
103,203 メイン処理部
104,204 通信制御部
105,205 音声出力部
106,206 表示部
107,207 ユーザ入力部
108,208 メッセージ処理部
109,209 帯域処理部

Claims (8)

  1. パケットストリームのうち優先的に送信するデータパケットの割合を入力する入力手段と、
    前記入力された割合のデータパケットを優先的に送信するよう制御する送信制御手段と、
    前記送信制御にしたがって、データパケットを送信する送信手段とを
    備えることを特徴とするデータパケット送信装置。
  2. 請求項1において、
    前記送信制御手段は、前記優先送信割合に対応する個数毎のパケットを優先的に送信するよう設定する優先送信パケット設定手段を含む
    ことを特徴とするパケット送信装置。
  3. 請求項2において、
    前記送信制御手段は、前記優先送信割合に対応して、送信用帯域を確保する帯域確保手段をさらに含み、
    前記優先送信パケット設定手段は、前記優先送信割合に対応する個数毎のパケットを、前記確保した帯域を用いて送信するよう設定する
    ことを特徴とするパケット送信装置。
  4. 請求項1から3の何れかにおいて、
    前記優先送信割合は、ユーザによるデータパケット通信の品質設定に基づいて決定されることを特徴とするパケット送信装置。
  5. 入力手段から入力された優先送信比率に基づいて、パケットストリームのうち優先的に送信するデータパケットの割合を決定し、
    前記決定された割合のデータパケットを優先的に送信するよう制御し、
    前記送信制御にしたがって、データパケットを送信することを特徴とするデータパケット送信方法。
  6. 請求項5において、
    前記送信制御は、前記優先送信割合に対応する個数毎のパケットを優先的に送信するよう設定することを特徴とするパケット送信方法。
  7. 請求項6において、
    前記送信制御は、前記優先送信割合に対応して、送信用帯域を確保し、
    前記優先送信パケット設定処理は、前記優先送信割合に対応する個数毎のパケットを、前記確保した帯域を用いて送信するよう設定することを特徴とするパケット送信方法。
  8. 請求項5から7の何れかにおいて、
    前記優先送信割合は、ユーザによるデータパケット通信の品質設定に基づいて決定されることを特徴とするパケット送信方法。
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