JP2006174299A - Data distribution method, receiver, computer program and recording medium recording computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送信装置から単一の受信装置にデータ配信を行うユニキャスト配信、または送信装置から1つ以上の中継装置を介して複数の受信装置に対し同一データを配信するマルチキャスト配信を行う通信ネットワークに用いられ、冗長符号化方式により通信路で発生するパケット消失を修復し、配信品質を改善するデータ配信方法、受信装置、コンピュータプログラム及びこのコンピュータプログラムを記録した記録媒体に関する。 The present invention provides communication for performing unicast distribution for distributing data from a transmitting device to a single receiving device, or performing multicast distribution for distributing the same data from a transmitting device to a plurality of receiving devices via one or more relay devices. The present invention relates to a data distribution method, a receiving apparatus, a computer program, and a recording medium on which this computer program is recorded, which is used in a network and repairs packet loss that occurs in a communication path by a redundant encoding method and improves distribution quality.
近年、映像のストリーム配信のような広帯域、低遅延を要求するアプリケーションの需要が高まっている。またインターネット人口の増加により、大規模な多地点配信を実現するマルチキャストの需要も高まっている。パケット通信を基本としたIP(インターネットプロトコル)網でマルチキャストを実現するプロトコルとして、IPマルチキャストやアプリケーションレイヤマルチキャスト(例えば特許文献1参照)が提案されている。これらの方式では、送信装置から配信されるパケットをネットワーク内に配置されたマルチキャストルータにおいて複製することにより複数の受信装置に送達する。 In recent years, there has been an increasing demand for applications that require wide bandwidth and low delay, such as video stream distribution. In addition, with the increase in the Internet population, there is an increasing demand for multicast that enables large-scale multipoint distribution. As a protocol for realizing multicast in an IP (Internet Protocol) network based on packet communication, IP multicast and application layer multicast (for example, see Patent Document 1) have been proposed. In these methods, a packet distributed from a transmission device is delivered to a plurality of reception devices by duplicating it in a multicast router arranged in the network.
しかし、インターネットのようなベストエフォート型のネットワークでは、パケットの消失が頻繁に発生し、配信品質の劣化を招く場合がある。映像のストリーム配信を考えると、パケット消失は映像を乱す原因となる。
パケット消失を修復する代表的な技術として、ARQ(Automatic Repeat reQuest)がある。
However, in a best-effort network such as the Internet, packet loss frequently occurs, which may lead to deterioration in distribution quality. Considering the video stream distribution, packet loss causes video disturbance.
A typical technique for repairing packet loss is ARQ (Automatic Repeat reQuest).
ARQでは、パケット消失発生時に受信装置から再送装置へ再送要求を送信し、これを受信した再送装置が消失パケットを受信装置へ再送する。つまり、再送には少なくとも受信装置、再送装置間の往復伝播遅延が必要となり、インターネットのような大規模なネットワークでは、データの受信遅延が大きくなってしまう。またマルチキャスト配信を考えると、受信装置の増加により再送装置に再送処理負荷が集中し、受信装置数に対するスケーラビリティを制限してしまう。 In ARQ, when a packet loss occurs, a retransmission request is transmitted from the reception device to the retransmission device, and the retransmission device that receives this retransmits the lost packet to the reception device. That is, at least a round-trip propagation delay between the receiving device and the retransmission device is required for retransmission, and the data reception delay becomes large in a large-scale network such as the Internet. When multicast distribution is considered, retransmission processing load is concentrated on the retransmission apparatus due to an increase in the number of reception apparatuses, and scalability with respect to the number of reception apparatuses is limited.
これに対し、冗長符号化方式を利用して消失パケットを修復するFEC(Forward Error Correction)という方式がある。FECでは、送信すべきデータを符号化して送信し、通信路でパケット消失が発生したとしても、受信装置での復号化により元のデータが復元される。FECは、受信装置内の処理のみで消失パケットの修復が可能なため、修復時間が通信路の遅延に依存しない。また再送を必要としないため、特定の装置に負荷が集中してしまうことが無く、受信装置数に対するスケーラビリティに優れる。 On the other hand, there is a method called FEC (Forward Error Correction) that repairs lost packets by using a redundant encoding method. In FEC, data to be transmitted is encoded and transmitted, and even if packet loss occurs on the communication path, the original data is restored by decoding at the receiving device. In FEC, lost packets can be repaired only by processing in the receiving apparatus, so the repair time does not depend on the delay of the communication path. Also, since retransmission is not required, the load is not concentrated on a specific device, and the scalability with respect to the number of receiving devices is excellent.
FECの代表的な符号化方式としてRS(Reed−Solomon)符号がある。RS符号を用いた場合、送信装置は、送信すべきパケット列をkパケット毎のブロックに分け、ブロック毎に符号化を行って配信する。ここでkをブロックサイズと呼ぶ。符号化により、ブロック毎にh個の冗長パケットが付加され、計n(=k+h)個のパケットとなる。そして受信装置は、受け取ったパケット列をブロック毎に復号化し、k個のソースパケットを取り出す。 RS (Reed-Solomon) code is a typical FEC encoding method. When the RS code is used, the transmission apparatus divides the packet sequence to be transmitted into blocks for each k packet, performs encoding for each block, and distributes the blocks. Here, k is called a block size. By encoding, h redundant packets are added for each block, so that a total of n (= k + h) packets are obtained. Then, the receiving apparatus decodes the received packet sequence for each block, and extracts k source packets.
ここで通信路においてパケットが消失しても、n個のパケットの内、任意のk個のパケットを受信装置が受信できれば、復号化によりk個のソースパケットを復元できる。しかし、k個未満のパケットしか受け取れなかった場合は、復号化ができず、消失したパケットは復元できない。よって、通信路の状況によって適した冗長パケット数を設定する必要がある。 Here, even if a packet is lost on the communication path, if the receiving apparatus can receive any k packets among n packets, k source packets can be restored by decoding. However, if only less than k packets can be received, decoding cannot be performed and lost packets cannot be recovered. Therefore, it is necessary to set the number of redundant packets suitable for the communication path conditions.
インターネットは不均質なネットワークであり、時間や場所によって通信路の状況が異なる。よって、このようなネットワークでFECを用いた配信を行う場合、時間や場所によって冗長パケット数を変化させる必要がある。
そこで、冗長パケット数を適応的に変化させるAFEC(非特許文献1参照)という方式が提案されている。AFECは、受信装置が受け取ったパケット数と、受信パケット数の目標値との差を元に冗長パケット数を決定する方式である。冗長パケット数の決定は受信装置が1ブロック受信する毎に行われるため、通信路状況の時間変化に対応できる。
The Internet is a heterogeneous network, and the status of communication channels varies depending on time and place. Therefore, when performing distribution using FEC in such a network, it is necessary to change the number of redundant packets depending on time and place.
Therefore, a method called AFEC (see Non-Patent Document 1) that adaptively changes the number of redundant packets has been proposed. AFEC is a method for determining the number of redundant packets based on the difference between the number of packets received by the receiving apparatus and the target value of the number of received packets. Since the determination of the number of redundant packets is performed every time the receiving apparatus receives one block, it can cope with the time change of the communication path condition.
しかしAFECには、通信路で発生するパケット消失率の大きさにより、通信路状況の変化に対する追従性能、つまり、受信パケット数の目標値を達成するまでの時間が変化してしまうという問題がある。例えば、通信路で発生しているパケット消失率が1%の場合に受信パケット数とその目標値との差が5パケットの場合と、パケット消失率が10%の場合に同じく差が5パケットである場合には、どちらも同じ数だけ冗長パケットを増やす。 However, AFEC has a problem that the follow-up performance with respect to the change in the communication path status, that is, the time until the target value of the number of received packets is changed, due to the magnitude of the packet loss rate generated in the communication path. . For example, when the packet loss rate occurring on the communication path is 1%, the difference between the number of received packets and the target value is 5 packets, and when the packet loss rate is 10%, the difference is 5 packets. In some cases, both increase the number of redundant packets by the same number.
しかし実際には、冗長パケットも通信路のパケット消失率に従って廃棄されるため、後者の方がより多くの冗長パケットを必要とする。このため、通信路のパケット消失率が大きいほど、目標値を達成するまでの時間が長くなってしまう。
一方、マルチキャスト配信において、各受信装置の場所による通信路状況の違いに対応するデータ配信方法を本発明は既に提案している(特願2003−295308号)。このデータ配信方法では、まず各受信装置が必要とする冗長パケット数を上流に要求する。各受信装置からの冗長パケット数の通知はマルチキャストの中継装置により集約され、冗長度の最大値が送信装置に通知される。
送信装置は通知された最大数の冗長パケットを生成して配信する。そして中継装置が、各受信装置からの通知に基づき過剰な冗長パケットを廃棄することにより、受信装置毎に適した冗長度でのデータ配信ができる。
On the other hand, in the multicast distribution, the present invention has already proposed a data distribution method corresponding to the difference in communication channel status depending on the location of each receiving device (Japanese Patent Application No. 2003-295308). In this data distribution method, first, the number of redundant packets required by each receiving apparatus is requested upstream. The notification of the number of redundant packets from each receiving device is aggregated by the multicast relay device, and the maximum redundancy is notified to the transmitting device.
The transmitting apparatus generates and distributes the notified maximum number of redundant packets. Then, the relay device discards excessive redundant packets based on the notification from each receiving device, whereby data distribution with redundancy suitable for each receiving device can be performed.
しかしこのデータ配信方法でも、各受信装置が冗長パケット数を決定する方式としてAFECの方式を用いるため、通信路でのパケット消失率が大きいほど、目標値を達成するまでの時間が長くなってしまう。
前述したように、AFECをベースとして適応的に冗長度を更新する方式では、通信路でのパケット消失率が大きいほど、受信パケット数の目標値を達成するまでの時間が長くなってしまうという問題がある。
However, even in this data distribution method, since each receiving apparatus uses the AFEC method as a method for determining the number of redundant packets, the larger the packet loss rate in the communication path, the longer the time until the target value is achieved. .
As described above, in the method of adaptively updating the redundancy based on AFEC, as the packet loss rate in the communication channel is larger, the time until the target value of the number of received packets is achieved becomes longer. There is.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、パケット消失率の大きさに関わらず迅速に受信パケット数の目標値を達成することにより、通信路の状況が変動した際にFECにより修復ができない消失パケット数を低減することができるデータ配信方法、受信装置、コンピュータプログラム及びこのコンピュータプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and by quickly achieving the target value of the number of received packets regardless of the size of the packet loss rate, FEC can be used when the communication path conditions change. An object of the present invention is to provide a data distribution method, a receiving apparatus, a computer program, and a recording medium on which this computer program is recorded, which can reduce the number of lost packets that cannot be repaired by the above.
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、送信装置から単一の受信装置にデータ配信を行うユニキャスト配信を行う通信ネットワークに用いられ、冗長符号化方式により通信路で発生するパケット消失を修復するデータ配信方法において、前記受信装置は、パケット消失状態を常時監視し、通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算して前記送信装置に通知することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is used in a communication network that performs unicast distribution in which data is distributed from a transmission device to a single reception device, and is generated in a communication channel by a redundant encoding method. In the data distribution method for repairing packet loss, the receiving device constantly monitors the packet loss state, calculates the number of redundant packets suitable for the communication path condition based on the packet loss rate occurring in the communication path, and The transmission device is notified.
また、請求項2に記載の発明は、送信装置から1つ以上の中継装置を介して複数の受信装置に対し同一データを配信するマルチキャスト配信を行う通信ネットワークに用いられ、冗長符号化方式により通信路で発生するパケット消失を修復するデータ配信方法において、前記受信装置は、通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算して前記送信装置に通知することを特徴とする。
請求項1、2に記載の発明によれば、受信装置において通信路で発生しているパケット消失率を元に冗長パケットを計算することにより、パケット消失率の大きさに関わらず、通信路状況に適した冗長パケット数を迅速に求めることができる。
The invention according to claim 2 is used in a communication network for performing multicast distribution in which the same data is distributed from a transmitting apparatus to a plurality of receiving apparatuses via one or more relay apparatuses, and is communicated by a redundant encoding method. In a data distribution method for repairing packet loss occurring on a channel, the receiving device calculates the number of redundant packets suitable for the channel status based on a packet loss rate occurring on the channel and notifies the transmitting device It is characterized by doing.
According to the first and second aspects of the present invention, by calculating the redundant packet based on the packet loss rate occurring in the communication path in the receiving device, the communication path state is obtained regardless of the magnitude of the packet loss rate. It is possible to quickly obtain the number of redundant packets suitable for the above.
また、請求項3に記載の発明は、送信装置から単一の受信装置にデータ配信を行うユニキャスト配信、または送信装置から1つ以上の中継装置を介して複数の受信装置に対し同一データを配信するマルチキャスト配信を行う通信ネットワークに用いられ、冗長符号化方式により通信路で発生するパケット消失を修復するデータ配信方法を実施するのに用いられる受信装置であって、通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算する冗長パケット要求生成部を有することを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、受信装置において、通信路で発生しているパケット消失率を元に冗長パケットを計算することにより、パケット消失率の大きさに関わらず、通信路状況に適した冗長パケット数を迅速に求めることができる。
According to a third aspect of the present invention, the same data is transmitted to a plurality of receiving devices from a transmitting device through one or more relay devices. A receiving device used in a communication network that performs multicast distribution and is used to implement a data distribution method that repairs packet loss that occurs in a communication path by a redundant encoding method, and is generated in the communication path It has a redundant packet request generation unit that calculates the number of redundant packets suitable for the communication path condition based on the packet loss rate.
According to the third aspect of the present invention, the receiving device calculates the redundant packet based on the packet loss rate occurring in the communication path, so that the communication path condition is maintained regardless of the size of the packet loss rate. A suitable number of redundant packets can be quickly obtained.
また、請求項4に記載の発明は、送信装置から単一の受信装置にデータ配信を行うユニキャスト配信、または送信装置から1つ以上の中継装置を介して複数の受信装置に対し同一データを配信するマルチキャスト配信を行う通信ネットワークに用いられ、冗長符号化方式により通信路で発生するパケット消失を修復するデータ配信方法を実施するのに用いられる受信装置上で実行されるコンピュータプログラムであって、通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算するステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、上記コンピュータプログラムを受信装置を構成するコンピュータに実行させることにより、受信装置において、通信路で発生しているパケット消失率を元に冗長パケットを計算することにより、パケット消失率の大きさに関わらず、通信路状況に適した冗長パケット数を迅速に求めることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the same data is transmitted to a plurality of receiving devices from a transmitting device through one or more relay devices. A computer program executed on a receiving device used for implementing a data distribution method used for a communication network for performing multicast distribution and for repairing packet loss generated in a communication path by a redundant encoding method, The computer is caused to execute a step of calculating the number of redundant packets suitable for the communication path condition based on the packet loss rate generated in the communication path.
According to the invention described in claim 4, by causing the computer constituting the receiving apparatus to execute the computer program, the receiving apparatus calculates a redundant packet based on the packet loss rate generated in the communication path. As a result, the number of redundant packets suitable for the communication path condition can be quickly obtained regardless of the size of the packet loss rate.
また、請求項5に記載の発明は、送信装置から単一の受信装置にデータ配信を行うユニキャスト配信、または送信装置から1つ以上の中継装置を介して複数の受信装置に対し同一データを配信するマルチキャスト配信を行う通信ネットワークに用いられ、冗長符号化方式により通信路で発生するパケット消失を修復するデータ配信方法を実施するのに用いられる受信装置上で実行されるコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算するステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムを記録することを特徴とする。
請求項5に記載の発明によれば、上記コンピュータプログラムが記録された記録媒体から、受信装置を構成するコンピュータにより、上記コンピュータプログラムを読み出し、実行することにより、受信装置において、通信路で発生しているパケット消失率を元に冗長パケットを計算することにより、パケット消失率の大きさに関わらず、通信路状況に適した冗長パケット数を迅速に求めることができる。
In the invention according to claim 5, the same data is transmitted to a plurality of receiving apparatuses from a transmitting apparatus via a unicast distribution that distributes data to a single receiving apparatus or from one transmitting apparatus to one or more relay apparatuses. Computer for recording a computer program to be executed on a receiving apparatus used for implementing a data distribution method for repairing packet loss generated in a communication path by a redundant encoding method, used in a communication network that performs multicast distribution A readable recording medium, characterized by recording a computer program that causes a computer to execute a step of calculating the number of redundant packets suitable for a communication path condition based on a packet loss rate occurring in the communication path. .
According to the fifth aspect of the present invention, the computer program is read from the recording medium on which the computer program is recorded, and the computer program is read out and executed. By calculating redundant packets based on the packet loss rate, the number of redundant packets suitable for the communication path condition can be quickly obtained regardless of the size of the packet loss rate.
本発明によれば、FECを適用したユニキャスト配信、またはマルチキャスト配信を行う通信ネットワークにおいて、通信路でのパケット消失率が大きいほど、受信パケット数の目標値を達成するまでの時間が長くなってしまうという問題を解決し、受信装置において通信路で発生しているパケット消失率を元に冗長パケットを計算することにより、パケット消失率の大きさに関わらず、通信路状況に適した冗長パケット数を迅速に求めることができ、通信路の状況が変勤した際にFECにより修復できない消失パケット数を削減することができる。 According to the present invention, in a communication network that performs unicast distribution or multicast distribution to which FEC is applied, the time until the target value of the number of received packets is achieved increases as the packet loss rate in the communication path increases. By calculating redundant packets based on the packet loss rate occurring on the communication path in the receiving device, the number of redundant packets suitable for the communication path status regardless of the size of the packet loss rate And the number of lost packets that cannot be repaired by FEC when the communication path status changes.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明が適用されるユニキャスト配信を行う通信システムの配信形態を示している。ここでは、IP網におけるパケット通信を前提とする。
図1において、送信装置10から配信されるデータが、複数のルータ20を介し、受信装置30で受信される。図1では、送信装置10と受信装置30の間にルータ20が2台接続されているが、これは説明の簡単化のためであり、任意の台数が存在していて良い。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a distribution form of a communication system that performs unicast distribution to which the present invention is applied. Here, packet communication in the IP network is assumed.
In FIG. 1, data distributed from the
図2は、本発明が適用されるマルチキャスト配信を行う通信システムの配信形態を示している。図2において、マルチキャストプロトコルを利用して、送信装置10から配信されるデータが、複数の中継装置40やマルチキャストルータ50を介し、複数の受信装置30で受信される。
ここで、マルチキャストプロトコルとは、前述したIPマルチキャストやアプリケーションレイヤマルチキャスト等である。
マルチキャストルータ50は、利用するマルチキャストプロトコルに対応したルータである。
FIG. 2 shows a distribution form of a communication system that performs multicast distribution to which the present invention is applied. In FIG. 2, data distributed from the
Here, the multicast protocol is the aforementioned IP multicast, application layer multicast, or the like.
The
また、中継装置40は、配信に使用するマルチキャストプロトコルに対応したルータであると共に、既述した、本発明者が既に提案した特願2003−295308号に示される、冗長パケット要求の集約と、冗長パケット数の調整機能を持った装置である。
図2では、中継装置20及びマルチキャストルータ30の下流には中継装置20またはマルチキャストルータ30または受信装置40が1台または2台接続されているが、これは説明の簡単化のためであり、一般的にはさらに多くの台数が接続可能である。これは、マルチキャストプロトコル、あるいは中継装置20またはマルチキャストルータ30の性能により制限される。
The
In FIG. 2, one or two
図3は、図1、図2に示す通信システムを構成する受信装置30の内部を機能展開して示したブロック図である。図3では受信装置30が直接、送信装置10に接続されているが、図1、図2と同様に、送信装置10と受信装置30の間に複数のルータ20、または中継装置40、またはマルチキャストルータ50が接続されても良い。
FIG. 3 is a block diagram showing functional expansion of the inside of the receiving
受信装置30は、通信路における上流の装置から配信されるパケットを受信するとともに、生成した冗長パケット数の要求を上流の装置に通知する通信I/F31 と、受信した配信パケットをFECにより復号化するFEC復号化部32と、復号化されたパケットから配信データを取り出すパケット受信部33と、取り出されたデータを、例えば映像データであれば表示装置に出力するデータ受信部34と、受信した配信パケットからパケット消失を検出し、パケット消失率を測定するパケット消失検出部35と、測定されたパケット消失率から必要とする冗長パケット数を求め、上流の装置への冗長パケット数の要求を生成する冗長パケット要求生成部を備えている。
The receiving
受信装置30の冗長パケット要求生成部では、例えば次式により要求する冗長パケット数を決定する。
The redundant packet request generation unit of the receiving
q(t)は時刻tにおける通信路の通過率と呼び、パケット消失検出部35で測定された時刻tにおける通信路でのパケット消失率をp(t)とすると、q(t)=1−p(t)で求まる。β(≧1)は余裕度とよばれる。
q (t) is referred to as the passage rate of the communication path at time t, and when the packet loss rate on the communication path at time t measured by the packet
上式は、受信装置30が受信するパケット数の目標値をkβとし、時刻t+Tにこの目標値を達成できるような冗長パケット数を求める。前述したようにFECでは、1ブロック当たりk個のパケットを受信できれば元のk個のパケットを復元できるので、受信パケット数の目標値はkとしても良いが、通信路の変動に対する余裕を持たせるために、βを導入している。
上式では、通信路のパケット消失率(1−通過率)を元に冗長パケット数を決定しており、通信路のパケット消失率の大きさに関わらず、受信パケット数の目標値を達成する冗長パケット数を迅速に求めることが可能である。
In the above equation, the target value of the number of packets received by the receiving
In the above equation, the number of redundant packets is determined based on the packet loss rate (1-pass rate) of the communication path, and the target value of the number of received packets is achieved regardless of the size of the packet loss rate of the communication path. It is possible to quickly obtain the number of redundant packets.
図4は、本発明が適用されるユニキャスト配信を行う通信システムの通信路条件が変動する場合の配信形態を示している。同図に示すように、送信装置10から2台のルータ20を介して受信装置30にデータを配信する場合を考える。
まず、送信装置10からルータ20へ配信データの送信を開始する。ここで送信装置10では、まだ下流からの冗長パケット要求を通知されていないため、符号化において、例えば16パケットのように、予め決められた適当な数の冗長パケットを生成し、配信データと共に送信する。
FIG. 4 shows a distribution form when the communication channel condition of the communication system performing unicast distribution to which the present invention is applied varies. As shown in the figure, a case is considered where data is distributed from the
First, transmission of distribution data from the
2台のルータ20は、送信装置10から配信されるパケットを、受信装置30に転送する。
受信装置30では、ルータ20から転送されるパケットを受信し、1ブロック受信する毎に復号化を行い元の配信データを得る。また、受信したパケットからパケット消失を検出する。パケット消失は、例えば、送信装置10においてパケットを生成する際にシーケンス番号を含めておくことにより、受信装置30で、受信したパケット中のシーケンス番号を監視し、番号に途切れがあるかどうかで検出することにより実現できる。
The two
The receiving
そして、例えば1秒毎のように、所定の時間毎、定期的に消失パケット数の平均値からパケット消失率を求め、さらに、このパケット消失率を元に要求する冗長パケット数を求めて上流に通知する。
2台のルータ20は受信装置30からの冗長パケット要求を送信装置10に転送する。
送信装置10は、FECによる符号化の際に、受信装置から通知された数の冗長パケットを生成し、配信データと共に送信する。
これらの動作により、受信装置30に通信路状況に適した冗長パケット数での配信が可能となる。
Then, for example, every second, the packet loss rate is obtained from the average value of the number of lost packets periodically every predetermined time, and further, the number of redundant packets requested based on this packet loss rate is obtained upstream. Notice.
The two
The
With these operations, it is possible to distribute to the receiving
ここで、通信路状況が変化し、通信路でのパケット消失率が変化した場合を考える。この場合、受信装置30のパケット消失検出部において測定されるパケット消失率が変化するため、この値を元に冗長パケット要求生成部36において、変動後の通信路状況に適した新たな冗長パケット数が計算され、上流の送信装置10に通知される。この結果、受信装置30には変動後の通信路状況に適した冗長パケット数で配信されることになり、通信路状況の時間変動に対応できる。
Here, let us consider a case where the channel condition changes and the packet loss rate on the channel changes. In this case, since the packet loss rate measured by the packet loss detection unit of the receiving
ここでAFECを用いた場合は、前述したように、通信路でのパケット消失率が大きいほど、受信パケット数の目標値を達成するまでの時間が長くなってしまうという問題がある。
これに対し本発明では、通信路で発生しているパケット消失率を元に冗長パケットを計算するので、パケット消失率の大きさに関わらず、通信路状況に適した冗長パケット数を迅速に求めることができ、通信路の時間変動にも迅速に対応できる。
なお、送信装置10と受信装置30の間に任意の数のルータ20が存在するような構成でも同様に動作する。
When AFEC is used here, as described above, there is a problem that the time until the target value of the number of received packets is reached increases as the packet loss rate in the communication path increases.
In contrast, in the present invention, redundant packets are calculated based on the packet loss rate occurring in the communication path, so that the number of redundant packets suitable for the communication path condition can be quickly obtained regardless of the size of the packet loss rate. And can respond quickly to fluctuations in the communication channel over time.
The same operation is performed even in a configuration in which an arbitrary number of
図5は、本発明が適用されるマルチキャスト配信を行う通信システムの通信路条件が変動する場合の配信形態を示している。同図に示すように、送信装置10から3台の受信装置30(これらを受信装置30a、30b、30cとする)にデータを配信する場合を考える。データ配信の際のパケットは、送信装置10から中継装置40を介して受信装置30aへ、また、受信装置30b、30cへは中継装置40、及び、その下流のマルチキャストルータ50を介してマルチキャスト配信される。
FIG. 5 shows a distribution form in the case where the channel conditions of a communication system performing multicast distribution to which the present invention is applied fluctuate. As shown in the figure, a case is considered where data is distributed from the
まず、送信装置10から中継装置40へ配信データのマルチキャストを開始する。ここで送信装置10では、まだ下流からの冗長パケット要求を通知されていないため、符号化において、例えば16パケットのように、予め決められた適当な数の冗長パケットを生成し、配信データと共に送信する。
中継装置40では、上流の送信装置10から配信されるパケットを複製し、受信装置30a及びマルチキャストルータ50に転送する。
First, multicast of distribution data from the
The
前述したようにこの中継装置40は冗長パケット数の調整機能を備えているが、まだ下流から冗長度パケット要求を通知されていないため、例えば16パケットのように、予め決められた適当な冗長パケット数に調整するか、又は冗長パケット数の調整を行わない。
マルチキャストルータ50は、中継装置40から転送される配信データを複製し、受信装置30b及び30cに転送する。
受信装置30a、30b、30cでは、各上流の装置から転送されるパケットを受信し、1ブロック受信する毎に復号化を行い、元の配信データを得る。
As described above, the
The
The receiving
また、受信したパケットからパケット消失を検出する。パケット消失は、例えば、送信装置10においてパケットを生成する際にシーケンス番号を含めておくことにより、受信装置30で、受信したパケット中のシーケンス番号を監視し、番号に途切れがあるかどうかで検出することにより実現できる。そして、例えば1秒毎のように、所定時間毎、定期的に消失パケット数の平均値からパケット消失率を求め、さらに、このパケット消失率を元に要求する冗長パケット数を求めて上流に通知する。
Further, packet loss is detected from the received packet. Packet loss is detected, for example, by monitoring the sequence number in the received packet at the receiving
前述したようにこの中継装置40は冗長パケット要求の集約機能を備えているため、受信装置30a、30b、30cからの冗長パケット要求をそれぞれ記憶し、その内の最大値を上流の送信装置10に転送する。
送信装置10は、FECによる符号化の際に、この最大値の数の冗長パケットを生成し、配信データと共に送信する。
中継装置40では、上流からの配信データの冗長パケット数を、記憶していた受信装置30a、30b、30cから要求された冗長パケット数に調整して転送する。つまり、受信装置30a、30b、30cにそれぞれ要求された数の冗長パケットだけ転送し、残りは廃棄する。
As described above, since the
The
The
これらの動作により、受信装置30a、30b、30cに、それぞれの通信路状況に適した冗長パケット数での配信が可能となる。
ここで、中継装置40と受信装置30a間の通信路状況が変化し、パケット消失率が変化した場合を考える。この場合、受信装置30aにおいて、パケット消失検出部35で測定されるパケット消失率が変化するため、この値を元に冗長パケット要求生成部36において、変動後の通信路状況に適した新たな冗長パケット数が計算され、上流の中継装置40に通知される。
By these operations, it is possible to distribute to the
Here, a case is considered where the communication path state between the
中継装置40は、先ほどと同様に受信装置30a、30b、30cからの要求冗長パケット数の最大値を送信装置10に要求し、送信装置10からの配信データの冗長パケット数を、受信装置30a、30b、30cから要求された冗長パケット数に調整して転送する。これにより、受信装置30aには変動後の通信路状況に適した冗長パケット数で配信され、受信装置30b、30cには今まで通りの冗長パケット数で配信されることになり、受信装置毎の冗長パケット数の調整が可能となる。
The
ここで、本発明者が既に提案しているデータ配信方法(特願2003−295308号)のようにAFECと同様の方法で冗長パケット数の計算を行った場合、前述したように、通信路でのパケット消失率が大きいほど、受信パケット数の目標値を達成するまでの時間が長くなってしまうという問題がある。
これに対し、本発明に係るデータ配信方法及び受信装置では、通信路で発生しているパケット消失率を元に冗長パケットを計算するので、パケット消失率の大きさに関わらず、通信路状況に適した冗長パケット数を迅速に求めることができ、通信路の時間変動にも迅速に対応できる。
なお、送信装置10と各受信装置30の間に任意の数の中継装置40またはマルチキャストルータ50が存在するような構成でも同様に動作する。
Here, when the number of redundant packets is calculated by the same method as AFEC as in the data distribution method (Japanese Patent Application No. 2003-295308) already proposed by the present inventor, as described above, There is a problem that the time until the target value of the number of received packets is achieved becomes longer as the packet loss rate becomes larger.
On the other hand, in the data distribution method and the receiving device according to the present invention, since the redundant packet is calculated based on the packet loss rate occurring in the communication path, the communication path condition is maintained regardless of the size of the packet loss rate. A suitable number of redundant packets can be quickly obtained, and it is possible to quickly cope with time fluctuations in the communication path.
The same operation is performed even in a configuration in which an arbitrary number of
なお、上述した本発明の実施形態に係る送信装置10、ルータ20、受信装置30、中継装置40、及びマルチキャストルータ50は、内部にコンピュータシステムを有している。
そして、上述した送信装置10、ルータ20、受信装置30、中継装置40、及びマルチキャストルータ50の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
Note that the
The operation processes of the
ここでいうコンピュータシステムとは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものである。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ROMの他に、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のシステムやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
The computer system here includes an OS and hardware such as peripheral devices.
In addition to ROM, “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. That means.
Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system serving as a system or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding a program for a certain period of time are also included.
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
10…送信装置
20…ルータ
30、30a、30b、30c…受信装置
31…通信I/F
32…FEC復号化部
33…パケット受信部
34…データ受信部
35…パケット消失検出部
36…冗長パケット要求生成部
40…中継装置
50…マルチキャストルータ
DESCRIPTION OF
32 ...
Claims (5)
前記受信装置は、パケット消失状態を常時監視し、通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算して前記送信装置に通知することを特徴とするデータ配信方法。 In a data distribution method that is used in a communication network that performs unicast distribution that performs data distribution from a transmission device to a single reception device, and that repairs packet loss that occurs in a communication path using a redundant encoding method,
The receiving device constantly monitors the packet loss state, calculates the number of redundant packets suitable for the communication channel state based on the packet loss rate occurring in the communication channel, and notifies the transmission device Data delivery method.
前記受信装置は、通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算して前記送信装置に通知することを特徴とするデータ配信方法。 Data distribution that is used in a communication network that performs multicast distribution in which the same data is distributed from a transmitting device to a plurality of receiving devices via one or more relay devices, and that repairs packet loss that occurs in the communication path using a redundant coding scheme In the method
The receiving apparatus calculates a number of redundant packets suitable for a communication path condition based on a packet loss rate generated in the communication path and notifies the transmitting apparatus of the number of redundant packets.
通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算する冗長パケット要求生成部を有することを特徴とする受信装置。 Used in communication networks that perform unicast distribution that distributes data from a transmission device to a single reception device, or multicast distribution that distributes the same data from a transmission device to multiple reception devices via one or more relay devices. A receiving apparatus used to implement a data distribution method for repairing packet loss that occurs in a communication path by a redundant encoding method,
A receiving apparatus comprising: a redundant packet request generation unit that calculates a number of redundant packets suitable for a communication path condition based on a packet loss rate generated in the communication path.
通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算するステップ、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 Used in communication networks that perform unicast distribution that distributes data from a transmission device to a single reception device, or multicast distribution that distributes the same data from a transmission device to multiple reception devices via one or more relay devices. A computer program executed on a receiving device used to implement a data distribution method for repairing packet loss that occurs in a communication path by a redundant encoding method,
Calculating the number of redundant packets suitable for the channel conditions based on the packet loss rate occurring in the channel;
A computer program for causing a computer to execute.
通信路で発生しているパケット消失率を元に通信路状況に適した冗長パケット数を計算するステップ、
をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムを記録することを特徴とする記録媒体。
Used in communication networks that perform unicast distribution that distributes data from a transmission device to a single reception device, or multicast distribution that distributes the same data from a transmission device to multiple reception devices via one or more relay devices. A computer-readable recording medium recording a computer program executed on a receiving apparatus used to implement a data distribution method for repairing packet loss occurring in a communication path by a redundant encoding method,
Calculating the number of redundant packets suitable for the channel conditions based on the packet loss rate occurring in the channel;
A recording medium for recording a computer program for causing a computer to execute.
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WO2011110130A2 (en) * | 2011-04-25 | 2011-09-15 | 华为技术有限公司 | Method for adjusting packet redundancy, device and network system thereof |
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2004
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