JP2007228324A - 音声コーデック選択方法及び呼制御サーバ - Google Patents

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慎一 栗嶋
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Abstract

【目的】IP電話システムにおいて一元的な音声コーデックの選択を可能とすると共に最適な音声コーデックへの変更を可能とする音声コーデック選択方法及び呼制御サーバを提供する。
【構成】1つ以上の音声コーデックのうちの何れか1つを使用音声コーデックとして設定自在な複数のエンドポイント装置を含むIP電話システムにおける、該使用音声コーデックを選択する音声コーデック選択方法及び呼制御サーバであり、該エンドポイント装置のうちの何れか2つで対をなす組み合わせ毎に、該音声コーデックの各々を識別する少なくとも1つのコーデック識別名を保持し、該組み合わせのうちの1に対応する2つのエンドポイント装置間の呼接続要求が発生する度に、該1の組み合わせに対応する1つのコーデック識別名を判別し、これに対応する音声コーデックを該使用音声コーデックとして該エンドポイント装置に設定する。
【選択図】図1

Description

本発明は、IPネットワークを介して対向するIP電話端末やVoIP(Voice over IP)ゲートウェイ装置の如きエンドポイント装置の各々において用いられる音声符号化方式(以下、音声コーデックと称する)を、複数の音声コーデックの中から選択する音声コーデック選択方法、並びにかかるエンドポイント装置に呼制御サービスを提供する呼制御サーバに関する。
特許文献1に開示される技術は、第1の網が無線通信回線の通信状況から最適な音声コーデックを決定し、該第1の網と第2の網との間で該音声コーデックへの変更要求や応答を行うことで、該第2の網と共通の動作が可能な音声コーデックを選択する方法を含んでいる。
特許文献2に開示される技術は、発呼者の希望する音声コーデックの指定コードを発信側及び着信側の構内交換機の各々に送信することで、かかる指定コードに対応する音声コーデックを用いた音声変換を行う方法を含んでいる。
これらの従来技術は、端末や交換機の如き対向する2台のエンドポイント装置が互いに交渉を行うことにより音声コーデックの選択を行うのが一般的である。
特開2003−289380号公報 特開2003−37683号公報
しかしながら、かかる従来技術では、例えば、セントレックス(centrex)システムの如く、IPネットワークを介して接続されるVoIPゲートウェイ装置が多数の拠点に設置されるIP電話システムにおいては、対向するVoIPゲートウェイ装置の組み合わせ毎に音声コーデックの選択が個別になされてしまい、システム全体を通した一元的な音声コーデックの選択が困難であると共に、IPネットワークの輻輳状態に即応して各拠点間で用いられる音声コーデックをシステム全体の性能の観点から最適に修正することが容易ではなかった。
本発明の目的は、IP電話システムにおいて一元的な音声コーデックの選択を可能とすると共に最適な音声コーデックへの変更を可能とする音声コーデック選択方法及び呼制御サーバを提供することである。
本発明による音声コーデック選択方法は、1つ以上の音声コーデックのうちの何れか1つを使用音声コーデックとして設定自在な複数のエンドポイント装置を含むIP電話システムにおける、該使用音声コーデックを選択する音声コーデック選択方法であり、該エンドポイント装置のうちの何れか2つで対をなす組み合わせ毎に、該音声コーデックの各々を識別する少なくとも1つのコーデック識別名を保持する識別名保持ステップと、該組み合わせのうちの1に対応する2つのエンドポイント装置間の呼接続要求が発生する度に、該1の組み合わせに対応する1つのコーデック識別名を判別し、これに対応する音声コーデックを該使用音声コーデックとして該エンドポイント装置に設定する使用コーデック設定ステップとを含むことを特徴とする。
本発明による呼制御サーバは、かかる音声コーデック選択方法を実行することを特徴とする。
本発明による音声コーデック選択方法及び呼制御サーバによれば、IP電話システムにおいて一元的な音声コーデックの選択が可能となると共に最適な音声コーデックへの変更が可能となる。
本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
<第1の実施例>
図1は、本発明の実施例を示し、音声コーデック選択方法を実行するVoIP電話システムの構成を示している。VoIP電話システムは、SIP(Session Initiation Protocol)プロトコルによる呼制御サービスが可能なIPネットワーク20と、これに接続される複数のVoIPゲートウェイ装置10a及び10bと、IPネットワーク20に接続される呼制御サーバ30とからなる。呼制御サーバ30は、VoIPゲートウェイ装置10a及び10bの各々との間でSIPメッセージを交換することにより、各ゲートウェイ装置に呼制御サービスを提供するサーバである。呼制御サーバ30は、装置別拠点番号テーブル60(図2参照)と、拠点間コーデックテーブル群50(図4参照)とを備えている。
VoIPゲートウェイ装置10a及び10bは、IPネットワーク20において末端のノードを構成するエンドポイント装置であり、複数のアナログ電話機またはIP電話機からなる電話群13a及び13bを各々収容している。VoIPゲートウェイ装置10a及び10bの各々が互いに遠隔に位置する各拠点に配置されると共に、1つの呼制御サーバ30が構内交換機(PBX)として用いられることより、本実施例のIP電話システムは全体として1つのセントレックスシステムを構成している。VoIPゲートウェイ装置10aは拠点番号#1により識別される拠点に位置し、VoIPゲートウェイ装置10bは拠点番号#2により識別される拠点に位置するものとする。また、VoIPゲートウェイ装置10a及び10bの各々には、装置識別番号として電話番号が割り当てられ、該電話番号と拠点番号とが対応付けられている(図2参照)。
VoIPゲートウェイ装置10a及び10bは、収容する電話機網11a及び11bの各電話機において外部入出力される音声信号と、IPネットワーク30において伝送される圧縮符号化音声信号との間の変換を行う変換機能を備える。該変換機能は、異なる仕様の複数の音声符号化方式(以下、音声コーデックと称する)が動作可能であって、音声通話毎に1つ音声コーデックが呼接続の度に使用音声コーデックとして設定されて動作する。音声コーデックの各々は、例えば、G.711、G.722あるいはG.729の如きコーデック識別名により区別される。異なる音声コーデックの何れを動作せしめるかを画定する優先順位を設定するために、VoIPゲートウェイ装置10a及び10bの各々は、優先順位とコーデック識別名との対応関係を指示する装置別コーデックテーブル12a及び12b(図3参照)を各々備えている。
図1に示されるように、例えば、VoIPゲートウェイ装置10aは、電話発信時に発信メッセージを呼制御サーバ30に送信する。該発信メッセージは、1つのSIPメッセージ(INVITEメッセージ)を含み、そのボディ部には、装置別コーデックテーブル12aの内容が記述されている。装置別コーデックテーブル12aの内容は、REC2327により規定されるSDP(Session Description Protocol)に従って通知される。該発信メッセージを受信した呼制御サーバ30は、その発信要求に基づく呼制御をなすと共に、該発信メッセージに含まれる装置別コーデックテーブル12aの内容を、以降で説明する音声コーデック選択方法に従って修正し、これを装置別コーデックテーブル12a’として発信先のVoIPゲートウェイ装置10bに転送する。本図の例では、コーデック識別名“G.722”が1番目の優先順位から3番目の優先順位に繰り下げる修正がなされている。
図4は、図1に示した呼制御サーバ30に保持される拠点間コーデックテーブル群50の構成例を示している。拠点間コーデックテーブル群50は、ある拠点と対向する拠点との組み合わせの拠点間毎に設定される複数の拠点間コーデックテーブル51〜5N(Nは正数)から構成される。
拠点間コーデックテーブル51〜5Nの各々は同一の構成を有し、例として、拠点間コーデックテーブル51は、拠点番号と、対向拠点番号と、最大帯域幅と、空帯域幅と、複数の優先順位に各々対応する複数のコーデック識別名とからなる。拠点番号は、発信元のVoIPゲートウェイ装置の位置する拠点を識別する番号であり、装置識別番号(電話番号)との対応関係により特定のVoIPゲートウェイ装置に対応する。対向拠点番号は、IPネットワークを介して対向する発信先(着信先)のVoIPゲートウェイ装置の位置する拠点を識別する番号であり、やはり装置識別番号(電話番号)との対応関係により特定のVoIPゲートウェイ装置に対応する。
最大帯域幅とは、本IP電話システムの仕様または運用上の制約から計画され得る、当該拠点間において使用可能とする伝送帯域幅である。また、空帯域幅とは、可変の値であって現在時点において使用可能な帯域幅であり、前述の最大帯域幅から既に使用中の帯域幅を控除して得られる伝送帯域幅である。使用中とする使用帯域幅は、当該拠点間で共通に用いられる音声コーデックにより定まる符号化ビット周期から計算される。例として、拠点番号#1と対応拠点番号#2との組み合わせについて見ると、最大帯域幅(bps: bit/sec)は“10000000bps”であり、空帯域幅は“5000000bps”である。拠点番号#1と拠点番号#2との間の拠点間通信においては、当該時点においてなお“5000000bps”が使用可能である。
図5は、本発明の第1の実施例における音声コーデック選択方法の処理手順を示している。該処理手順は、発信元拠点と発信先拠点との組み合わせの違いに従って音声コーデックを最適に選択する形態を示している。ここでは、発信元のVoIPゲートウェイ装置10aが発信先のVoIPゲートウェイ装置10bに向けて発信をなすものとする。また、VoIPゲートウェイ装置10a及びゲートウェイ装置10bの組み合わせに対応する音声コーデックの優先順位は拠点間コーデックテーブル53(図4参照)に設定されているものとする。
先ず、VoIPゲートウェイ装置10aは、呼制御サーバ30に向けて発信メッセージとしてINVITEメッセージを送信する(ステップS101)。該INVITEメッセージには、装置別コーデックテーブル12a(図3参照)を含んでいる。
呼制御サーバ30は、該INVITEメッセージの受信に応じて、該INVITEメッセージに含まれる発信元電話番号から拠点番号を判別すると共に、発信先電話番号から対向拠点番号を判別する。次いで、呼制御サーバ30は、装置別コーデックテーブル12aにおける優先順位の順に記述されているコーデック識別名を、対応する拠点間コーデックテーブル53における優先順位の順に並び替えて修正する(ステップS102)。次いで、該修正の結果を修正装置別コーデックテーブル12a’として生成する。尚、例外的に、拠点間コーデックテーブルに有って装置別コーデックテーブル12aに無いコーデック識別名についてはこれを修正装置別コーデックテーブル12a’から削除し、優先順位が下位のコーデック識別名を繰り上げるようにする。これは、コーデック識別名が装置別コーデックテーブル12aに無い音声コーデックは、たとえ拠点間コーデックテーブル53に設定されていても、当該VoIPゲートウェイ装置において利用不可能であるからである。
次に、呼制御サーバ30は、修正された結果の修正装置別コーデックテーブル12a’を含むINVITEメッセージを発信先であるVoIPゲートウェイ装置10bに向けて送信する(ステップS103)。次いで、修正装置別コーデックテーブル12a’に含まれる1つまたは複数のコーデック識別名に対応する各音声コーデックの使用帯域幅のうちでその値が最大の使用帯域幅を判別し、かかる値を拠点間コーデックテーブル53における空帯域幅の値から控除する(ステップS104)。これにより、最終的な音声コーデックの選択を待たずして帯域幅の確保が保証される。
一方、VoIPゲートウェイ装置10bは、呼制御サーバ30からのINVITEメッセージに応じて、着信に係わる呼制御応答をなすと共に、音声コーデックの選択を行う(ステップS109)。すなわち、VoIPゲートウェイ装置10bは、自身の使用可能性及び優先順位を画定する装置別コーデックテーブル12bと、受信した修正装置別コーデックテーブル12a’とを比較し、一致し且つ最も優先順位の高いコーデック識別名(本図の例では、“G.729”)を判別して、これに対応する音声コーデックを選択する。
次にまたはステップS109に並行して、呼制御サーバ30は、VoIPゲートウェイ装置10aからのINVITEメッセージに対する応答として、100 Tryingメッセージを送信する(ステップS105)。一方、VoIPゲートウェイ装置10bは、呼制御サーバ30からのINVITEメッセージに対する応答として、100 Tryingメッセージを呼制御VoIPゲートウェイ装置10aに送信し(ステップS106)、さらに180 Ringingメッセージを送信する(ステップS107)。該180 Ringingメッセージに応じて、呼制御サーバ30は、180 RingingメッセージをVoIPゲートウェイ装置10aに送信する(ステップS108)。
さらに、VoIPゲートウェイ装置10bは、収容する電話機を含めた着信完了に応じて、200 OKメッセージを呼制御サーバ30に向けて送信する(ステップS110)。該メッセージには、ステップS109において選択されたコーデック識別名(本図の例では、“G.729”)を含んでいる。
呼制御サーバ30は,VoIPゲートウェイ装置10bからの200 OKメッセージに応じて、同様に選択されたコーデック識別名を含む200 OKメッセージをVoIPゲートウェイ装置10aに向けて送信する(ステップS110)。次いで、呼制御サーバ30は、選択されたコーデック識別名に対応する音声コーデックの使用帯域幅の値を、前述の最大使用帯域幅の値に代えて、空帯域幅の値から控除することにより空帯域幅を修正する(ステップS111)。これにより、現在時点で当該拠点間において使用可能な帯域幅が拠点間コーデックテーブル51に反映される。例えば、発信時には最も高帯域幅を使用する“G.711”の帯域が確保されたが、応答時には狭帯域幅を使用する“G.729”が選択される。
呼制御サーバ30からの200 OKメッセージに応じて、VoIPゲートウェイ装置10aとVoIPゲートウェイ装置10bとは通話を開始する(ステップS112)。この間、音声信号はIPネットワーク間をRTPプロトコルにより伝送されると共に、音声信号は選択された音声コーデック(本図の例では、“G.729”)が両者で共通的に用いられる。
以上の第1の実施例において、本発明による音声コーデック選択方法及び呼制御サーバを用いることにより、発信元拠点及び発信先拠点からなる拠点間の違いに従って、使用音声コーデックの選択を制御することが可能になる。例えば、音声品質を重視する拠点間の通話では、良質な非圧縮方式の音声コーデックを選択し、音声品質を重視しない場合や狭い帯域幅のWANなどを経由する拠点間の場合は広帯域を要しない圧縮方式の音声コーデックを選択するといった運用が可能となる。
<第2の実施例>
図6は、本発明の第2の実施例を示し、音声コーデック選択方法の他の処理手順を示している。該処理手順は、帯域幅を超えると予想される場合に発信先へ着信の制限を実現する形態を示している。以下、第1の実施例における処理手順と異なる部分についてのみ説明する。ここでは、発信元のVoIPゲートウェイ装置10aが発信先のVoIPゲートウェイ装置10bに向けて発信をなすものとする。
先ず、VoIPゲートウェイ装置10aは、呼制御サーバ30に向けて発信メッセージとしてINVITEメッセージを送信する(ステップS201)。呼制御サーバ30は、該INVITEメッセージの受信に応じて、装置別コーデックテーブル12aにおける優先順位順のコーデック識別名を、対応する拠点間コーデックテーブルにおける優先順位順のコーデック識別名に修正する(ステップS202)。
次に、呼制御サーバ30は、帯域確保が可能か否かを判定する(ステップS203)。帯域確保が可能な場合(OK)は、呼制御サーバ30は、修正された結果の修正装置別コーデックテーブル12a’を含むINVITEメッセージを発信先であるVoIPゲートウェイ装置10bに向けて送信し(ステップS204)、以後、第1の実施例の場合と同様の処理を行う(図5におけるステップ104以降を参照)。
一方、帯域確保が不可能な場合(NG)は、呼制御サーバ30は、VoIPゲートウェイ装置10aに向けて、100 Tryngメッセージを送信し(ステップS205)、さらに488 Not Acceptable Hereメッセージを送信する(ステップS206)。これにより、VoIPゲートウェイ装置10aからVoIPゲートウェイ装置10bへの発信は中断され、VoIPゲートウェイ装置10aは、発信が拒絶されたことを認識することができる。
以上の第2の実施例において、本発明による音声コーデック選択方法及び呼制御サーバを用いることにより、発信がなされた時点で空帯域幅を超える音声コーデックを用いる発信を規制することができる。これにより、IP電話システムの輻輳状態に即応した音声コーデックの選択が可能となる。
<第3実施例>
図7は、本発明の第3の実施例を示し、音声コーデック選択方法のさらなる処理手順を示している。該処理手順は、空帯域が不足している場合にも着信先への着信を制限することなく最適な音声コーデックを選択する形態を示している。ここでは、発信元のVoIPゲートウェイ装置10aが発信先のVoIPゲートウェイ装置10bに向けて発信をなすものとする。
先ず、VoIPゲートウェイ装置10aは、呼制御サーバ30に向けて発信メッセージとしてINVITEメッセージを送信する(ステップS301)。呼制御サーバ30は、該INVITEメッセージの受信に応じて、装置別コーデックテーブル12aにおける優先順位順のコーデック識別名を、対応する拠点間コーデックテーブルにおける優先順位順のコーデック識別名に修正する(ステップS302)。これにより、修正された修正装置別コーデックテーブル12a’が生成される。
次に、呼制御サーバ30は、帯域確保が可能か否かを判定する(ステップS303)。帯域確保が可能な場合は、呼制御サーバ30は、第1の実施例の場合と同様の処理を行う(図5におけるステップ104以降を参照)。
一方、帯域確保が不可能な場合は、呼制御サーバ30は、修正装置別コーデックテーブル12a’の中から現在時点の空帯域においても帯域確保可能な音声コーデックを絞り込む(ステップS304)。これにより、かかる絞り込みが反映された絞込装置別コーデックテーブル12a’’が生成される。
次に、呼制御サーバ30は、絞込装置別コーデックテーブル12a’’を含むINVITEメッセージを発信先であるVoIPゲートウェイ装置10bに向けて送信する(ステップS305)。一方、VoIPゲートウェイ装置10bは、呼制御サーバ30からのINVITEメッセージに応じて、着信に係わる呼制御応答をなすと共に、音声コーデックの選択を行う(ステップS306)。すなわち、VoIPゲートウェイ装置10bは、自身の使用可能性及び優先順位を規定する装置別コーデックテーブル12bと、受信した絞込装置別コーデックテーブル12a’’とを比較し、一致し且つ最も優先順位の高いコーデック識別名(本図の例では、“G.729”)を判別して、これに対応する音声コーデックを選択する。絞込装置別コーデックテーブル12a’’には、現在の空帯域幅において使用可能な音声コーデックのコーデック識別名のみが示される。従って、VoIPゲートウェイ装置10bは、現在時点で使用可能且つ優先度の高い音声コーデックを選択することができる。
次に、第1実施例におけると同様の処理手順を踏む(ステップS307〜S310)ことにより、VoIPゲートウェイ装置10aとVoIPゲートウェイ装置10bとは通話を開始する(ステップS311)。この間、音声信号はIPネットワーク間をRTPプロトコルにより伝送されると共に、音声信号は選択された音声コーデック(本図の例では、“G.729”)が両者で共通的に用いられる。
以上の第3の実施例においては、本発明による音声コーデック選択方法及び呼制御サーバを用いることにより、例えば、拠点グループ間の通話数が増加した場合においても、呼制御サーバーがその時点の空帯域で利用可能な音声コーデックを最適に選択して、発信先への着信を可能とする運用が可能となる。
以上の複数の実施例から明らかなように、本発明による音声コーデック選択方法及び呼制御サーバによれば、要求音質条件や輻輳状態の如きネットワーク条件に応じて最適な音声コーデックを選択することができる。
例えば、音声品質を優先したい相手との通話では非圧縮の音声コーデックの優先順位を上げ、一方、音声品質を優先しない相手の場合、宛先ルートに帯域幅の狭いWANを経由する相手の場合あるいはネットワークに帯域不足が発生している相手の場合には圧縮した音声コーデックの優先順位を上げるといった運用が可能となる。また、一定の帯域幅を超える通話数が発生するといった現在の状況に即応して、それ以降の通話を規制することや広帯域の音声コーデックの使用を制限するといったシステム全体を通した一元的な運用が可能となる。
尚、以上の複数の実施例では、1つの呼制御サーバ30と、2つのVoIPゲートウェイ装置10a及び10bが示されているが、本発明におけるIP電話システムは、複数の呼制御サーバ及び2つ以上のVoIPゲートウェイ装置10a及び10bを含み得る。また、VoIPゲートウェイ装置10a及び10bが本発明におけるエンドポイント装置の一例として示されたが、かかるエンドポイント装置は、IP電話システムにおける1つの端末として機能し得ると共に、音声コーデックを用いて音声符号化をなす多様な装置で有り得る。
本発明の実施例であり、音声コーデック選択方法を実行するVoIP電話システムの構成を示すブロック図である。 装置別拠点番号テーブルの構成例を示す図である。 装置別コーデックテーブルの構成例を示す図である。 図1に示した呼制御サーバに保持される拠点間コーデックテーブルの構成例を示すテーブル図である。 本発明の第1の実施例を示し、音声コーデック選択方法の処理手順を示すシーケンス図である。 本発明の第2の実施例を示し、音声コーデック選択方法の他の処理手順を示すシーケンス図である。 本発明の第3の実施例を示し、音声コーデック選択方法のさらなる処理手順を示すシーケンス図である。
符号の説明
10a、10b VoIPゲートウェイ装置
12a、12b 装置別コーデックテーブル
12a’ 修正装置別コーデックテーブル
12a’’ 絞込装置別コーデックテーブル
13a、13b 電話機群
20 IPネットワーク
30 呼制御サーバ
50 拠点間コーデックテーブル群
51〜5N 拠点間コーデックテーブル
60 装置別拠点番号テーブル

Claims (6)

  1. 1つ以上の音声コーデックのうちの何れか1つを使用音声コーデックとして設定自在な複数のエンドポイント装置を含むIP電話システムにおける、前記使用音声コーデックを選択する音声コーデック選択方法であって、
    前記エンドポイント装置のうちの何れか2つで対をなす組み合わせ毎に、前記音声コーデックの各々を識別する少なくとも1つのコーデック識別名を保持する識別名保持ステップと、
    前記組み合わせのうちの1に対応する2つのエンドポイント装置間の呼接続要求が発生する度に、前記1の組み合わせに対応する1つのコーデック識別名を判別し、これに対応する音声コーデックを前記使用音声コーデックとして前記エンドポイント装置に設定する使用コーデック設定ステップと、
    を含むことを特徴とする音声コーデック選択方法。
  2. 前記識別名保持ステップは、前記コーデック識別名の各々をその優先順位に対応付けて保持するステップであり、前記使用コーデック設定ステップは、前記優先順位に従って優先するコーデック識別名を判別するステップであることを特徴とする請求項1記載の音声コーデック選択方法。
  3. 前記使用コーデック設定ステップは、前記優先順位において優先すると共に、前記エンドポイント装置からの発信メッセージに含まれる使用可能コーデック識別名に一致するコーデック識別名を判別するステップであることを特徴とする請求項1記載の音声コーデック選択方法。
  4. 前記組み合わせ毎に、前記IP電話システムにおいて割り当てられる最大伝送帯域幅と、前記最大伝送帯域から最新の使用伝送帯域幅を控除した空伝送帯域幅とを保持する伝送帯域幅保持ステップと、
    前記使用音声コーデックが使用する使用伝送帯域幅が前記空伝送帯域幅を超える場合には、前記呼接続を中断する呼接続中断ステップと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の音声コーデック選択方法。
  5. 前記使用コーデック設定ステップは、前記1の組み合わせに対応する少なくとも1つのコーデック識別名の中から、前記空伝送帯域幅を超えない音声コーデックのコーデック識別名を判別するステップであることを特徴とする請求項4記載の音声コーデック選択方法。
  6. 請求項1記載の音声コーデック選択方法を実行すると共に、前記エンドポイント装置に呼制御サービスを提供することを特徴とする呼制御サーバ。
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