JP2009182653A - Wireless communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異なる無線通信ネットワーク間でのハンドオーバが可能な無線通信装置に関するものである。 The present invention relates to a radio communication apparatus capable of performing handover between different radio communication networks.
近年、IETF(Internet Engineering Task Force)では、ユビキタス環境の実現に向けて、例えば携帯電話ネットワークや無線LAN等、異なる複数の無線通信ネットワーク間でのハンドオーバを可能として、シームレスな移動を行うIPモビリティ技術が検討されている。このIPモビリティ技術における具体的なプロトコルとしては、通信端末個々の移動をサポートするモバイルIPv4およびモバイルIPv6(以下、これらを総称してモバイルIPと略称する)があり、ネットワーク単位での移動をサポートするNEMO(Network Mobility)がある。 In recent years, the Internet Engineering Task Force (IETF) has developed an IP mobility technology that enables seamless movement by enabling handover between a plurality of different wireless communication networks such as a mobile phone network and a wireless LAN in order to realize a ubiquitous environment. Is being considered. Specific protocols in this IP mobility technology include Mobile IPv4 and Mobile IPv6 (hereinafter collectively referred to as Mobile IP) that support movement of individual communication terminals, and support movement in units of networks. There is NEMO (Network Mobility).
ところで、無線通信ネットワークを介して、VoIPなどのリアルタイム性を有するアプリケーション(以下、適宜、アプリと略称する)を実行する場合、無線通信経路の許容帯域は、フェージング等の伝搬環境に依存して変化し、その許容帯域の変化に応じて通信端末が受信するパケットの到着間隔も変化する。 By the way, when an application having real-time characteristics such as VoIP (hereinafter, abbreviated as an application as appropriate) is executed via a wireless communication network, the allowable bandwidth of the wireless communication path changes depending on a propagation environment such as fading. Then, the arrival interval of packets received by the communication terminal also changes according to the change in the allowable bandwidth.
このため、一般には、通信端末にジッタバッファを設けて、受信したパケットを一旦、ジッタバッファに溜め込み、その後、アプリに応じた間隔でジッタバッファからパケットを読み出して再生することにより、パケットの揺らぎ、すなわち到着間隔のずれ(ジッタ)によるパケットの再生間隔のずれを吸収して、再生音質等の再生品質の低下を防止するようにしている。また、ジッタが大きく、ジッタバッファ内のパケットがなくなって無音等が発生してしまう場合や、短時間で大量にパケットを受信して、パケットがジッタバッファに入りきらない場合などは、再生速度を変えたり、受信したパケットを破棄したり、ジッタバッファのサイズを変更したり、している。 For this reason, generally, a jitter buffer is provided in a communication terminal, and received packets are temporarily stored in the jitter buffer.Then, packets are read out from the jitter buffer at an interval according to the application and played back, thereby causing packet fluctuations. That is, a packet reproduction interval shift due to arrival interval shift (jitter) is absorbed to prevent a decrease in reproduction quality such as reproduction sound quality. Also, if the jitter is large and there are no packets in the jitter buffer and silence occurs, or if a large amount of packets are received in a short time and the packets do not fit in the jitter buffer, the playback speed is increased. It changes, discards received packets, and changes the size of the jitter buffer.
一方、通信端末が受信するパケットの下り絶対遅延時間、すなわち、相手通信端末から送信されたパケットが、無線通信ネットワークを介して受信されるまでに要する時間(遅延時間)は、無線通信ネットワークに応じて異なる。このため、通信端末が移動する無線通信装置の場合には、異なる無線通信ネットワークにハンドオーバした際に、例えば、ハンドオーバ先の下り絶対遅延時間が、ハンドオーバ元の下り絶対遅延時間より長いと、その差の分だけ、パケットの受信空き時間が生じることになる。 On the other hand, the downlink absolute delay time of the packet received by the communication terminal, that is, the time (delay time) required until the packet transmitted from the partner communication terminal is received via the wireless communication network depends on the wireless communication network. Different. For this reason, in the case of a wireless communication apparatus in which a communication terminal moves, when handover is performed to a different wireless communication network, for example, if the downlink absolute delay time of the handover destination is longer than the downlink absolute delay time of the handover source, the difference As a result, a packet reception idle time is generated.
このような場合、例えば、ジッタバッファからのパケットの読み出し間隔を、アプリに応じた一定の間隔として、一定の再生速度でパケットを再生すると、ハンドオーバ元の無線通信ネットワークから受信した最後のパケットが、ジッタバッファから読み出されるまでに要する時間(すなわち、ジッタバッファ標準遅延時間)よりも、上記の受信空き時間が長い場合には、その長い分の時間は、ジッタバッファ内のパケットが空となる。その結果、少なくとも、この時間帯は、パケットの再生が行われないため、無音等の状態となって再生品質の低下を招くことになる。 In such a case, for example, when the packet reading interval from the jitter buffer is set to a constant interval according to the application and the packet is reproduced at a constant reproduction speed, the last packet received from the handover source wireless communication network is When the reception idle time is longer than the time required for reading from the jitter buffer (that is, the jitter buffer standard delay time), the packet in the jitter buffer is emptied for the longer time. As a result, since the packet is not played back at least during this time period, the sound becomes silent and the playback quality deteriorates.
図14は、この場合のジッタバッファの制御方法を説明するための図で、図14(a)は、ジッタバッファが単位時間当たりに受信するパケット数、図14(b)は、ジッタバッファからのパケットの再生速度(読み出し間隔)、図14(c)は、ジッタバッファ内のパケット数を示している。また、図15は、この場合のパケットの流れを示しており、「送信」は、相手通信端末によるパケットの送信タイミング、「受信」は、無線通信装置のジッタバッファが受信するパケットの受信タイミング、「再生」は、無線通信装置によるパケットの再生タイミング(ジッタバッファからのパケットの読み出しタイミング)を示している。なお、ここでは、ハンドオーバ元の無線通信ネットワークAおよびハンドオーバ先の無線通信ネットワークBの各々において、受信パケットに揺らぎ(到着間隔のずれ)はないものとして示している。 FIG. 14 is a diagram for explaining a control method of the jitter buffer in this case. FIG. 14A shows the number of packets received by the jitter buffer per unit time, and FIG. The packet playback speed (reading interval), FIG. 14C shows the number of packets in the jitter buffer. FIG. 15 shows the packet flow in this case, where “transmission” is the packet transmission timing by the counterpart communication terminal, “reception” is the reception timing of the packet received by the jitter buffer of the wireless communication device, “Reproduction” indicates packet reproduction timing (packet read timing from the jitter buffer) by the wireless communication apparatus. Here, in each of the handover source radio communication network A and the handover destination radio communication network B, it is shown that there is no fluctuation (shift in arrival interval) in the received packet.
図14および図15から明らかなように、ハンドオーバ先の無線通信ネットワークBにおける下り絶対遅延時間TddnBが、ハンドオーバ元の無線通信ネットワークAにおける下り絶対遅延時間TddnAよりも長く、かつ、(TddnB−TddnA)が、ジッタバッファ内に標準のパケット数が蓄積されている場合に受信パケットが受けるジッタバッファ標準遅延時間Taよりも長い場合には、Tn={(TddnB−TddnA)−Ta}、の時間は、パケットの再生が行われないことになる。しかも、この場合には、ハンドオーバ先の無線通信ネットワークBからパケットを受信したら、直ちに再生することになるため、ジッタを吸収できないことになる。 As apparent from FIGS. 14 and 15, the downlink absolute delay time TddnB in the handover destination radio communication network B is longer than the downlink absolute delay time TddnA in the handover source radio communication network A, and (TddnB−TddnA). Is longer than the jitter buffer standard delay time Ta received by the received packet when the standard number of packets is accumulated in the jitter buffer, the time of Tn = {(TddnB−TddnA) −Ta} is Packets are not played back. In addition, in this case, when a packet is received from the wireless communication network B that is the handover destination, the packet is immediately reproduced, so that jitter cannot be absorbed.
このようなハンドオーバ時の不具合を改善し得るものとして、例えば、パケットの受信状況を監視し、パケットが通常の受信間隔で受信できなかった場合には、ジッタバッファからのパケットの読み出し、すなわちパケットの再生速度を制御するようにしたジッタバッファの制御方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, if the packet reception status is monitored and the packet cannot be received at a normal reception interval, reading of the packet from the jitter buffer, that is, the packet A jitter buffer control method for controlling the reproduction speed has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図16は、特許文献1に開示されたジッタバッファの制御方法を説明するための図で、図16(a)〜(c)は、図14(a)〜(c)と同様に、ジッタバッファの単位時間当たりの受信パケット数、再生速度、ジッタバッファ内のパケット数を示している。また、図17は、この場合のパケットの流れを示している。 FIG. 16 is a diagram for explaining the jitter buffer control method disclosed in Patent Document 1. FIGS. 16A to 16C are similar to FIGS. 14A to 14C, respectively. The number of received packets per unit time, the playback speed, and the number of packets in the jitter buffer are shown. FIG. 17 shows the packet flow in this case.
図16および図17においては、下り絶対遅延時間がTddnAの無線通信ネットワークAから、TddnAよりも長い下り絶対遅延時間TddnBの無線通信ネットワークBにハンドオーバした場合のように、それまでの受信間隔でパケットが受信できなかった場合には、受信間隔の増加に従って、ジッタバッファ内のパケットの再生速度を徐々に低速とし、その後、受信間隔が正常に戻った場合には、ジッタバッファ内のパケット数に応じて、再生速度を通常の再生速度まで徐々に増加させるように制御している。 In FIG. 16 and FIG. 17, the packet is received at the reception interval until then, as in the case of handover from the wireless communication network A having the downlink absolute delay time TddnA to the wireless communication network B having the downlink absolute delay time TddnB longer than TddnA. If the packet cannot be received, the playback speed of the packets in the jitter buffer is gradually reduced as the reception interval increases, and if the reception interval returns to normal after that, it depends on the number of packets in the jitter buffer. Thus, the playback speed is controlled to gradually increase to the normal playback speed.
しかしながら、特許文献1に開示のジッタバッファの制御方法においては、単に、それまでの受信間隔でパケットが受信できなかった場合に、ジッタバッファに現在溜まっているパケットの再生速度を徐々に遅くするように制御しているに過ぎない。このため、ハンドオーバ先の下り絶対遅延時間TddnBが比較的長い場合には、再生速度の低速変化が大きくなって、再生品質の低下を招くことが懸念される。したがって、例えばVoIPにおいては、再生速度がもとの音声の速度から大きく変化することになるため、再生音の音質が大きく低下し、ユーザにとって聞きにくくなる。 However, in the jitter buffer control method disclosed in Patent Document 1, if a packet cannot be received at the previous reception interval, the playback speed of the packets currently accumulated in the jitter buffer is gradually decreased. It just controls it. For this reason, when the downlink absolute delay time TddnB at the handover destination is relatively long, there is a concern that the low speed change of the reproduction speed becomes large and the reproduction quality is deteriorated. Therefore, for example, in VoIP, the playback speed greatly changes from the original voice speed, so that the quality of the playback sound is greatly reduced, making it difficult for the user to hear.
また、図16および図17は、ジッタバッファ内のパケットが空となって、無音等が発生しなかった場合の制御例を示しているが、実際には、パケットの受信間隔がどれだけ空くかは未知であるため、ジッタバッファ標準遅延時間Taやハンドオーバ先の下り絶対遅延時間TddnBによっては、ジッタバッファ内のパケットが空となって、無音等が発生することも懸念される。なお、無音等の発生を防止するため、ジッタバッファ標準遅延時間Taを、より大きくすることも考えられるが、このようにすると、例えば、VoIPにおいては、相手端末からのパケットの再生に遅れが生じるため、リアルタイム性に欠けることになる。 FIGS. 16 and 17 show examples of control in the case where the packet in the jitter buffer is empty and no silence is generated. However, how much the packet reception interval is actually free. Therefore, depending on the jitter buffer standard delay time Ta and the handover destination downlink absolute delay time TddnB, there is a concern that the packet in the jitter buffer is emptied and silence is generated. Note that the jitter buffer standard delay time Ta may be increased in order to prevent the occurrence of silence or the like. However, for example, in VoIP, there is a delay in packet reproduction from the partner terminal. Therefore, the real-time property is lacking.
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、再生品質およびリアルタイム性を低下させることなく、異なる無線通信ネットワークへのハンドオーバが可能な無線通信装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to provide a wireless communication apparatus capable of performing handover to a different wireless communication network without deteriorating reproduction quality and real-time property.
上記目的を達成する請求項1に係る無線通信装置の発明は、
第1無線通信ネットワーク、および該第1無線通信ネットワークと異なる第2無線通信ネットワークに接続して無線通信を実行する無線通信部と、
ジッタバッファおよび該ジッタバッファのデータ量を監視するジッタバッファ監視部を有し、前記無線通信部を介してリアルタイム通信系のアプリケーションを実行する実行部と、
前記第1無線通信ネットワークに接続して前記アプリケーションを実行中に、当該第1無線通信ネットワークにおける無線リンクの通信品質を取得する通信品質取得部と、
該通信品質取得部により取得した前記通信品質に基づいて、前記第1無線通信ネットワークから前記第2無線通信ネットワークへのハンドオーバの準備を開始するか否かを決定する決定部と、
前記アプリケーションの実行中に、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記通信品質取得部が取得した通信品質に基づいてハンドオーバを開始するまでのハンドオーバ準備時間を推定する推定部と、
前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記第1無線通信ネットワークおよび前記第2無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間を計測する計測部と、
前記推定部により推定したハンドオーバ準備時間、前記計測部により計測した前記第1無線通信ネットワークおよび前記第2無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定した時点での前記ジッタバッファ監視部による前記ジッタバッファ内のデータ量に基づいて、前記アプリケーションの再生速度を演算する再生速度計算部、および前記アプリケーションの再生速度毎の評価値を記憶した再生速度評価部を有し、前記再生速度計算部で算出した再生速度および前記再生速度評価部に記憶されている評価値に基づいて、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするものである。
The invention of a wireless communication device according to claim 1 that achieves the above object is as follows:
A wireless communication unit that performs wireless communication by connecting to a first wireless communication network and a second wireless communication network different from the first wireless communication network;
A jitter buffer and a jitter buffer monitoring unit that monitors a data amount of the jitter buffer, and an execution unit that executes an application of a real-time communication system via the wireless communication unit;
A communication quality acquisition unit for acquiring communication quality of a radio link in the first wireless communication network while executing the application by connecting to the first wireless communication network;
A determination unit that determines whether to start preparation for handover from the first wireless communication network to the second wireless communication network based on the communication quality acquired by the communication quality acquisition unit;
When the determination unit determines the start of handover preparation during the execution of the application, an estimation unit that estimates a handover preparation time until the handover is started based on the communication quality acquired by the communication quality acquisition unit;
When the determination unit determines the start of handover preparation, a measurement unit that measures respective delay times in the first wireless communication network and the second wireless communication network;
The handover preparation time estimated by the estimation unit, the respective delay times measured in the first wireless communication network and the second wireless communication network measured by the measurement unit, and the time when the determination unit determines the start of handover preparation Based on the amount of data in the jitter buffer by the jitter buffer monitoring unit, a playback speed calculation unit that calculates the playback speed of the application, and a playback speed evaluation unit that stores an evaluation value for each playback speed of the application, A control unit for controlling the playback speed of the application by the execution unit based on the playback speed calculated by the playback speed calculation unit and the evaluation value stored in the playback speed evaluation unit;
It is characterized by providing.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記第1無線通信ネットワークにおける遅延時間と前記第2無線通信ネットワークにおける遅延時間とを比較し、前記第2無線通信ネットワークにおける遅延時間の方が、前記第1無線通信ネットワークにおける遅延時間よりも所定時間以上長い場合に、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を遅くすることを特徴とするものである。
The invention according to
The control unit compares the delay time in the first wireless communication network with the delay time in the second wireless communication network, and the delay time in the second wireless communication network is the delay in the first wireless communication network. The playback speed of the application by the execution unit is reduced when the time is longer than a predetermined time by a predetermined time.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、ハンドオーバの準備を開始してから、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を遅くすることを特徴とするものである。
The invention according to
The control unit slows down the playback speed of the application by the execution unit after starting preparation for handover.
請求項4に係る発明は、請求項1,2または3に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記再生速度計算部で算出した再生速度が、前記再生速度評価部に記憶されている最大評価値における最低再生速度以上の場合は、当該算出した再生速度で前記アプリケーションを再生するように制御し、
前記再生速度計算部で算出した再生速度が、前記最大評価値における最低再生速度未満の場合は、前記再生速度評価部により複数の評価値に対応する複数の再生速度の組み合わせからなる複合評価値を算出し、その算出した複合評価値から、前記再生速度計算部により、前記ハンドオーバ準備の開始を決定した時点から前記第2無線通信ネットワークからのデータの受信開始時点までの期間で、最も複合評価値の高い再生速度の組み合わせを選択して、当該選択した再生速度の組み合わせで前記アプリケーションを再生するように制御することを特徴とするものである。
The invention according to
When the playback speed calculated by the playback speed calculation unit is equal to or higher than the minimum playback speed in the maximum evaluation value stored in the playback speed evaluation unit, the control unit plays the application at the calculated playback speed. To control and
When the playback speed calculated by the playback speed calculation unit is less than the minimum playback speed in the maximum evaluation value, a composite evaluation value consisting of a combination of a plurality of playback speeds corresponding to a plurality of evaluation values is calculated by the playback speed evaluation unit. And the composite evaluation value is calculated from the calculated composite evaluation value in the period from the time when the reproduction speed calculation unit determines the start of the handover preparation to the time when data reception from the second wireless communication network starts. A combination of high playback speeds is selected, and the application is controlled to be played back at the selected combination of playback speeds.
請求項5に係る発明は、請求項2,3または4に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記第2無線通信ネットワークへのハンドオーバが完了した後、前記ジッタバッファ監視部が監視する前記ジッタバッファのデータ量が所定量を超えると、当該アプリケーションの再生速度を通常の速度に戻すことを特徴とするものである。
The invention according to claim 5 is the wireless communication device according to
When the data amount of the jitter buffer monitored by the jitter buffer monitoring unit exceeds a predetermined amount after the handover to the second wireless communication network is completed, the control unit sets the playback speed of the application to a normal speed. It is characterized by returning.
本発明では、第1無線通信ネットワークから第2無線通信ネットワークへハンドオーバする際に、事前に、ハンドオーバまでの準備時間と、第1無線通信ネットワークおよび第2無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間と、ハンドオーバ準備の開始を決定した時点でのジッタバッファ内のデータ量とを取得して、それらの取得情報に基づいて、再生速度計算部によりアプリケーションの再生速度を算出し、その算出した再生速度と再生速度評価部に記憶されている再生速度毎の評価値とに基づいて、アプリケーションの再生速度を制御する。これにより、例えば、ハンドオーバ先の第2無線通信ネットワークの遅延時間が、ハンドオーバ元の第1無線通信ネットワークの遅延時間よりも長い場合には、再生速度を遅くして遅延時間差を吸収するのにかけることのできる時間を増やしながら、評価の高い再生速度でアプリケーションを再生することができる。したがって、より標準再生速度に近い速度で再生することができる。また、遅延時間差が大きく、標準再生速度で再生できない場合も、評価の高い再生速度で再生することができるので、再生品質およびリアルタイム性を低下させることなく、第1無線通信ネットワークから第2無線通信ネットワークへのハンドオーバが可能となる。 In the present invention, when handing over from the first wireless communication network to the second wireless communication network, the preparation time up to the handover, the respective delay times in the first wireless communication network and the second wireless communication network, and the handover in advance The amount of data in the jitter buffer at the time when the start of preparation is determined is acquired, and the playback speed calculation unit calculates the playback speed of the application based on the acquired information, and the calculated playback speed and playback speed The playback speed of the application is controlled based on the evaluation value for each playback speed stored in the evaluation unit. Thereby, for example, when the delay time of the second radio communication network of the handover destination is longer than the delay time of the first radio communication network of the handover source, the reproduction speed is slowed down to absorb the delay time difference. The application can be played at a highly rated playback speed while increasing the time available. Therefore, playback can be performed at a speed closer to the standard playback speed. Further, even when the delay time difference is large and playback cannot be performed at the standard playback speed, playback can be performed at a highly evaluated playback speed, so that the second wireless communication can be performed from the first wireless communication network without deteriorating the playback quality and real-time performance. Handover to the network is possible.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置が使用可能な通信ネットワークの概略構成を示す図である。図1において、移動ノードである無線通信装置11は、対向ノードである相手通信端末12との間で、リアルタイム通信系のアプリであるVoIPによる通話を行うものとする。無線通信装置11は、第1無線通信ネットワーク15と第2無線通信ネットワーク16との間で、ハンドオーバが可能となっている。第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16は、パケットネットワーク17を介して、インターネット18に結合されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a communication network that can be used by a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, it is assumed that a
ここで、第1無線通信ネットワーク15は、例えば無線LANからなり、第2無線通信ネットワーク16は、例えばcdma2000 EV−DOの携帯電話ネットワークからなり、第1無線通信ネットワーク15における遅延時間(下り絶対遅延時間)の方が、第2無線通信ネットワーク16における遅延時間(下り絶対遅延時間)よりも、短くなっている。なお、図1において、符号15aは、第1無線通信ネットワーク15のアクセスポイントを示し、符号16aは、第2無線通信ネットワーク16の基地局を示している。
Here, the first
相手通信端末12は、例えば送受話器12aが接続され、ソフトフォンがインストールされたパーソナルコンピュータからなり、図示しないインターネットサービスプロバイダを介してインターネット18に接続されている。
For example, the
また、パケットネットワーク17およびインターネット18には、それぞれ通信を制御するSIP(Session Initiation Protocol)サーバ21および22が接続されている。さらに、インターネット18には、無線通信装置11宛の受信パケットを、無線通信装置11が接続されている無線通信ネットワークに転送するホームエージェント(HA)23が接続されている。
Further, SIP (Session Initiation Protocol)
図1に示す通信ネットワークにおいては、HA23に、無線通信装置11が本来属する無線通信ネットワークで用いるホームアドレスを登録するとともに、ハンドオーバ時に、ハンドオーバ先の無線通信ネットワーク16の気付けアドレス(care of address)を登録することにより、異なる無線通信ネットワーク間でのハンドオーバを可能としている。なお、このようなIPモビリティ技術については、上述したモバイルIPや、NEMOにおいて公知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
In the communication network shown in FIG. 1, the home address used in the wireless communication network to which the
本実施の形態では、無線通信装置11が本来属する無線通信ネットワークを第1無線通信ネットワーク15として、この第1無線通信ネットワーク15から第2無線通信ネットワーク16へハンドオーバするものとする。
In the present embodiment, it is assumed that the wireless communication network to which the
図2は、図1に示した本実施の形態に係る無線通信装置11の概略構成を示す機能ブロック図である。無線通信装置11は、第1無線通信ネットワーク15に対応する第1無線I/F(インターフェース)31と、第2無線通信ネットワーク16に対応する第2無線I/F32と、VoIPのアプリを実行する電話機能部33と、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16への接続を制御する通信処理部34と、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の無線情報を取得する無線情報取得部35と、第1無線通信ネットワーク15と第2無線通信ネットワーク16との間のハンドオーバを制御するハンドオーバ制御部36と、を有する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of
通信処理部34は、無線通信を実行する無線通信部を構成するもので、電話機能部33と相手通信端末12との間で、第1無線通信ネットワーク15または第2無線通信ネットワーク16を介して通話を行うとともに、ハンドオーバ制御部36による制御のもとに、HA23と通信するように、第1無線I/F31または第2無線I/F32の接続を制御する。
The
無線情報取得部35は、無線情報として、第1無線I/F31および第2無線I/F32から、それぞれ対応する第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の通信品質を取得し、その取得した通信品質をハンドオーバ制御部36に供給する。ここで、通信品質は、例えば、無線状態を表すRSSI(Received Signal Strength Indicator)を取得する。したがって、本実施の形態では、無線情報取得部35が、無線リンクの通信品質を取得する通信品質取得部を構成している。
The wireless
ハンドオーバ制御部36は、無線情報取得部35からの通信品質に基づいて、ハンドオーバを予定するか否か、すなわちハンドオーバの準備を開始するか否かの決定を含むハンドオーバ情報を生成し、そのハンドオーバ情報に基づいてハンドオーバを制御する。
Based on the communication quality from the radio
図3は、図2に示した無線通信装置11の電話機能部33の概略構成を示す機能ブロック図である。電話機能部33は、例えばソフトフォンからなり、公知のソフトフォンの構成と同様に、ボタン入力部41、画面表示部42、マイク43、エンコーダ44、パケット送信部45、パケット受信部46、ジッタバッファ47、デコーダ48、スピーカ49、ジッタバッファ監視部50、ジッタバッファ制御部51、SIP制御部52、および全体の動作を制御する全体制御部53を有する。
FIG. 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the
全体制御部53は、ボタン入力部41や画面表示部42を介して、ユーザの操作情報を取得し、その取得情報に基づいて全体の動作を制御する。また、SIP制御部52は、通話の開始や終了のSIPの手続きを制御する。通話中は、マイク43から取得した音声データを、エンコーダ44でエンコードし、そのエンコードしたデータを、パケット送信部45からパケットにいれて、通信処理部34を経て相手通信端末12へ送信する。
The
また、通信処理部34を経てパケット受信部46で受信した相手通信端末12からのパケットは、ジッタバッファ47に一旦取り込んでから読み出し、その読み出したパケットは、デコーダ48でペイロード部分をデコードして、スピーカ49から再生音声として出力する。なお、ジッタバッファ47のパケットの受信状況や、ジッタバッファ47内のパケット数(データ量)の状態は、ジッタバッファ監視部50で監視し、その監視結果に基づいて、ジッタバッファ制御部51により、ジッタバッファ47からのパケットの読み出し速度や、受信したパケットの破棄などの処理を制御する。
Further, the packet from the
本実施の形態では、電話機能部33に、さらに、ハンドオーバ情報取得部55、再生速度計算部56、および再生速度評価部57を設けている。ハンドオーバ情報取得部55は、ハンドオーバ制御部36からのハンドオーバ情報を一定間隔毎に監視して、ハンドオーバの予定があるか否かの情報を取得する。ハンドオーバの予定があった場合には、ハンドオーバ情報取得部55は、さらに、ハンドオーバ制御部36から所要のハンドオーバ情報を取得して、その取得した所要のハンドオーバ情報を再生速度計算部56に供給する。
In the present embodiment, the
再生速度計算部56は、ハンドオーバ情報取得部55から取得した所要のハンドオーバ情報に基づいて、ジッタバッファ47のパケットの読み出し速度、すなわち受信パケットの再生速度(本実施の形態では、VoIPアプリの再生速度)を制御するか否かを判定する。その結果、制御する場合には、再生速度計算部56は、当該取得した所要のハンドオーバ情報と、ジッタバッファ監視部50によるジッタバッファ47の監視結果とに基づいて、受信パケットの再生速度を計算する。
Based on the required handover information acquired from the handover
また、再生速度評価部57には、アプリケーションの再生速度毎の評価値を予め記憶しておく。ここで、VoIPアプリケーションの場合には、再生速度を標準再生速度から低下したときの音質(すなわち速度変化したときの音質の評価値)、および、一定の再生速度における音単体での音質の評価値は、例えば図4に示すようになる。したがって、図4の評価結果をもとに、再生速度評価部57には、図5に示すような再生速度毎の評価値を予め記憶しておく。なお、図5において、横軸は再生速度が標準再生速度から各速度へ変化した時の評価値であり、縦軸は各再生速度の音単体の評価値である。本実施の形態では、この両方の評価値を元に、標準再生速度に近い評価値5(標準再生速度を含む)から、無音の評価値0に近い評価値1(無音も含む)まで、再生速度を5段階に分類している。この再生速度毎の評価値は、デフォルトで設定するようにしても良いし、ユーザにより任意に設定するようにしても良い。
The playback
再生速度計算部56は、算出した再生速度が、再生速度評価部57に記憶されている最大評価値における最低再生速度以上の場合は、当該算出した再生速度をアプリの再生速度として、ジッタバッファ制御部51に供給する。
When the calculated playback speed is equal to or higher than the minimum playback speed in the maximum evaluation value stored in the playback
これに対し、再生速度計算部56で算出した再生速度が、再生速度評価部57に記憶されている最大評価値における最低再生速度未満の場合は、再生速度評価部57は、複数の評価値に対応する複数の再生速度の組み合わせからなる複合評価値を算出して、その算出結果を再生速度計算部56に供給する。再生速度計算部56は、再生速度評価部57からの複合評価値のなかから、ハンドオーバ準備の開始を決定した時点から第2無線通信ネットワーク16からのパケットの受信開始時点までの期間で、最も複合評価値の高い再生速度の組み合わせを選択し、その選択した再生速度の組み合わせをアプリの再生速度として、ジッタバッファ制御部51に供給する。これにより、ジッタバッファ制御部51は、受信パケットの再生速度が、再生速度計算部56からの再生速度となるように、ジッタバッファ47からの受信パケットの読み出しを制御する。したがって、本実施の形態では、電話機能部33が、リアルタイム通信系のアプリケーションを実行する実行部、および当該アプリケーションの再生速度を制御する制御部を構成している。
On the other hand, when the playback speed calculated by the playback
以下、本実施の形態に係る無線通信装置11の動作について説明する。先ず、主としてハンドオーバ制御部36の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of
ハンドオーバ制御部36は、第1無線I/F31および第2無線I/F32からそれぞれ取得した通信品質に基づいて、ハンドオーバの予定を決定する。例えば、第1無線通信ネットワーク15と無線リンクを形成して通話を行っている場合に、第1無線I/F31から取得した通信品質がハンドオーバ予定決定閾値よりも悪くなり、かつ第2無線I/F32の通信品質がハンドオーバ予定決定閾値以上となった場合には、ハンドオーバ制御部36において、第2無線通信ネットワーク16へのハンドオーバ予定を決定する、すなわちハンドオーバ準備の開始を決定する。なお、通話に使用していない第2無線通信ネットワーク16の通信品質は、例えば、基地局16aから送信される報知情報を受信して取得する。
The
ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバ予定を決定した場合には、ハンドオーバ開始までのハンドオーバ準備時間T1、現在使用中の無線通信ネットワーク(ここでは、第1無線通信ネットワーク15)におけるハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1、ハンドオーバ先の無線通信ネットワーク(ここでは、第2無線通信ネットワーク16)におけるハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2を取得し、これらの情報を所要のハンドオーバ情報として、ハンドオーバ予定有りを示す情報とともに、電話機能部33に供給する。したがって、本実施の形態では、ハンドオーバ制御部36が、ハンドオーバの準備を開始するか否かを決定する決定部、ハンドオーバ準備時間を推定する推定部、および第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16におけるそれぞれの遅延時間を計測する計測部を構成している。
When the
次に、ハンドオーバ制御部36による、ハンドオーバ準備時間T1、ハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1、ハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2の取得方法について説明する。
Next, a method for acquiring the handover preparation time T1, the handover source downlink absolute delay time Tddn1, and the handover destination downlink absolute delay time Tddn2 by the
(ハンドオーバ準備時間T1の取得方法)
ハンドオーバ準備時間T1は、例えば、図6(a)および(b)に示すように、通信品質を決定する無線状態(Rs)の単位時間の変化率ΔRs(傾き)に基づいて算出する。ここで、変化率ΔRsは、無線状態がハンドオーバ予定決定閾値を下回ってハンドオーバ予定を決定した時点で計測して取得することもできるが、本実施の形態では、当該通話中において、ハンドオーバの予定決定時点から所定時間前までの変化率平均値ΔRsrmsを取得する。
(How to obtain handover preparation time T1)
For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the handover preparation time T1 is calculated based on a unit time change rate ΔRs (slope) of the radio state (Rs) for determining communication quality. Here, the rate of change ΔRs can be measured and acquired when the radio state falls below the handover schedule determination threshold and the handover schedule is determined, but in this embodiment, the handover schedule determination is performed during the call. The change rate average value ΔRsrms from the time point to a predetermined time before is acquired.
このため、ハンドオーバ制御部36は、下記の(1)式に従って、現在使用中の無線通信ネットワークにおける無線状態の単位時間(Δt)の変化率ΔRs(t)を所定のタイミングで算出して、所定時間前(例えば、2sec前)までの複数の変化率ΔRs(t)をメモリに保持するようにし、ハンドオーバ予定を決定したら、その時点で保持していた所定時間前までの変化率平均値ΔRsrmsを算出する。なお、ここでは、徐々に無線状態が悪化していることを前提とする。
[数1]
ΔRs(t)=|{Rs(t)−Rs(t-Δt)}/Δt| ・・・(1)
For this reason, the
[Equation 1]
ΔRs (t) = | {Rs (t) −Rs (t−Δt)} / Δt | (1)
その後、ハンドオーバ制御部36は、算出した変化率平均値ΔRsrmsが、予め設定した変化率閾値Rsrefよりも小さいか否かを判定する。その結果、ΔRsrms≦Rsrefの場合、すなわち、無線状態の変化が緩やかな場合には、図6(a)に示すように、ハンドオーバ準備時間T1を、予め設定した標準時間Tref(例えば、5sec)とする。
Thereafter, the
これに対し、ΔRsrms>Rsrefの場合、すなわち、無線状態の変化が急激な場合には、例えば、T1=Tref(Rsref/ΔRsrms)、を演算して、変化率ΔRsrmsが大きいほど、ハンドオーバ準備時間T1を、標準時間Trefよりも短く設定する。図6(b)は、ΔRsrms>Rsrefの場合で、ハンドオーバ準備時間T1を、標準時間Trefのほぼ半分の時間(2.5sec)に設定した場合を示している。 On the other hand, when ΔRsrms> Rsref, that is, when the wireless state changes suddenly, for example, T1 = Tref (Rsref / ΔRsrms) is calculated, and as the rate of change ΔRsrms increases, the handover preparation time T1 Is set shorter than the standard time Tref. FIG. 6B shows a case where ΔRsrms> Rsref and the handover preparation time T1 is set to approximately half the standard time Tref (2.5 sec).
(絶対遅延時間Tddn1、Tddn2の取得方法)
ハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1およびハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2は、例えば、以下に説明する第1〜第4の絶対遅延時間取得方法のいずれかによって取得する。なお、本実施の形態では、相手通信端末(CN)12とHA23との間のネットワークは切替わらないので、この間の絶対遅延時間は考慮しないものとする。
(Acquisition method of absolute delay time Tddn1, Tddn2)
The handover source downlink absolute delay time Tddn1 and the handover destination downlink absolute delay time Tddn2 are acquired by, for example, any one of first to fourth absolute delay time acquisition methods described below. In the present embodiment, since the network between the counterpart communication terminal (CN) 12 and the
(a)第1の絶対遅延時間取得方法
ハンドオーバ制御部36においてハンドオーバの予定を決定したら、電話機能部33および/または通信処理部34を制御して、無線通信装置11と時間同期しているHA23に対して送信タイムスタンプを有する計測用パケットの送信を要求し、これにより、HA23から、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の双方に計測用パケットを送信させる。無線通信装置11は、HA23から送信された計測用パケットを、対応する第1無線I/F31および第2無線I/F32を介してそれぞれ受信し、その受信時刻と計測用パケットのタイムスタンプとから、対応するネットワークの下り絶対遅延時間Tddn1およびTddn2を計測する。なお、ハンドオーバ元の無線通信ネットワークの下り絶対遅延時間が、通話中の受信パケットから計測できる場合には、当該無線通信ネットワークへの計測用パケットの送出は省略することができる。
(A) First Absolute Delay Time Acquisition Method After the handover schedule is determined in the
(b)第2の絶対遅延時間取得方法
ハンドオーバ制御部36においてハンドオーバの予定を決定したら、電話機能部33および/または通信処理部34を制御して、無線通信装置11と時間同期しているHA23に対してその旨を通知し、これにより、上記第1の絶対遅延時間取得方法と同様に、HA23から、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の双方に計測用パケットを送信して、対応するネットワークの下り絶対遅延時間Tddn1およびTddn2を計測する。
(B) Second Absolute Delay Time Acquisition Method Once the
(c)第3の絶対遅延時間取得方法
ハンドオーバ制御部36においてハンドオーバの予定を決定したら、電話機能部33および/または通信処理部34を制御して、無線通信装置11から該無線通信装置11と時間同期しているHA23に対して、第1無線通信ネットワーク15および第2無線通信ネットワーク16の双方から、PINGやRTCP等の計測用パケットを送信し、その返信を受信して、対応するネットワークの下り絶対遅延時間Tddn1およびTddn2を計測する。
(C) Third Absolute Delay Time Acquisition Method When the
(d)第4の絶対遅延時間取得方法
ハンドオーバ制御部36においてハンドオーバの予定を決定すると、IEEE802.21において検討されているハンドオーバ技術を利用して、各無線通信ネットワークの絶対遅延時間を取得する。その例示を以下に行う。
第1無線通信ネットワーク15の絶対遅延時間(Tddn1)の取得方法を以下に説明する。
無線通信装置11は、第1無線通信ネットワーク15の第1インフォメーションサーバに保持されている次の値を取得する。
・遅延時間を計測するために動作する計測用サーバ(例えば、インターネット18の基幹ネットワーク網に接続しているものとする)から第1無線通信ネットワーク15で接続している現在のアクセスポイント15aまでの片道遅延時間の標準値(Tn3)
・アクセスポイント15aとそこに繋がる端末間の上下の遅延時間の標準値(下り:Trdn3,上り:Trup3)
さらに、無線通信装置11は、PING等の計測用パケットをHA23に対して送信し、その返信を受信して、無線通信装置11とHA23との間の往復遅延時間Trt1を計測する。
そして、これらの値から第1無線通信ネットワーク15の絶対遅延時間Tddn1を、下記の(2)式に従って計算する。ただし、アクセスポイント15aとHA23との間の片道遅延時間が取得できないため、この片道遅延時間をTn3と、{Trt1-(Tn3+Trdn3+Tn3+Trup3)}/2との加算により近似値とする。
[数2]
Tddn1=Tn3+Trdn3+{Trt1-(Tn3+Trdn3+Tn3+Trup3)}/2 ・・・(2)
(D) Fourth Absolute Delay Time Acquisition Method When the
A method for obtaining the absolute delay time (Tddn1) of the first
The
From the measurement server that operates to measure the delay time (for example, connected to the backbone network of the Internet 18) to the current access point 15a connected through the first
Standard value of the upper and lower delay times between the access point 15a and the terminal connected to the access point 15a (downward: Trdn3, upstream: Trup3)
Further, the
Then, the absolute delay time Tddn1 of the first
[Equation 2]
Tddn1 = Tn3 + Trdn3 + {Trt1- (Tn3 + Trdn3 + Tn3 + Trup3)} / 2 (2)
次に、ハンドオーバ先である第2無線通信ネットワーク16の絶対遅延時間(Tddn2)の取得方法を以下に説明する。
無線通信装置11は、第1無線通信ネットワーク15の第1インフォメーションサーバを経由して、ハンドオーバ先の第2無線通信ネットワーク16に接続されている第2インフォメーションサーバに保持されている次の値を取得する。なお、第2インフォメーションサーバへは、無線通信装置11またはアクセスポイント15aで取得した無線通信装置11の位置情報を送信する。
・無線通信装置11が接続されると予想される基地局16aと計測用サーバとの間の片道遅延時間の標準値(Tn4)
・基地局16aとそこに繋がる端末間の上下の遅延時間の標準値(下り:Trdn4,上り:Trup4)
そして、これらの値から第2無線通信ネットワーク16の絶対遅延時間Tddn2を、下記の(3)式に従って計算する。ただし、基地局16aとHA23との間の片道遅延時間が取得できないため、この片道遅延時間をTn4と、{Trt1-(Tn3+Trdn3+Tn3+Trup3)}/2との加算により近似値とする。
[数3]
Tddn2=Tn4+Trdn4+{Trt1-(Tn3+Trdn3+Tn3+Trup3)}/2 ・・・(3)
Next, a method for obtaining the absolute delay time (Tddn2) of the second
The
Standard value (Tn4) of one-way delay time between the
Standard value of the upper and lower delay times between the
Then, from these values, the absolute delay time Tddn2 of the second
[Equation 3]
Tddn2 = Tn4 + Trdn4 + {Trt1- (Tn3 + Trdn3 + Tn3 + Trup3)} / 2 (3)
以上のようにして、ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバ準備時間T1、ハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1、およびハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2を取得して、それらの取得情報を電話機能部33に供給する。
As described above, the
また、ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバ予定を決定した場合には、通信処理部34を制御して、第2無線I/F32を第2無線通信ネットワーク16に接続する。その後、ハンドオーバ制御部36は、ハンドオーバ準備時間T1が経過した時点で、ハンドオーバ先の第2無線通信ネットワーク16を介してHA23にRegistration Request(NEMOでは、Binding Update)を送信して、HA23にハンドオーバ先の気付けアドレス(care of address)を登録する。
Further, when the
その際、ハンドオーバ制御部36は、Registration RequestメッセージのRegistration Request Fieldの8ビットを通信処理部34にセットし(NEMOでは、Multiple care of addressを使用し)、第1無線通信ネットワーク15でも第2無線通信ネットワーク16でも通信できるようにする。
At that time, the
その後、ハンドオーバ制御部36は、HA23から返信されるハンドオーバ完了情報であるRegistration Reply(NEMOでは、Binding Acknowledge)を受信したら、ハンドオーバ元の第1無線通信ネットワーク15の気付けアドレスの登録を解除し、接続を切断して、以後は、ハンドオーバ先の第2無線通信ネットワーク16を介してVoIPアプリを継続するように通信処理部34を制御するとともに、受信したハンドオーバ完了情報を電話機能部33に供給する。
After that, when receiving the Registration Reply (Binding Acknowledge in NEMO) which is the handover completion information returned from the
次に、電話機能部33の動作について、図7および図8を参照して説明する。図7は、電話機能部33の要部の動作を示すシーケンス図であり、図8は、再生速度の設定動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
電話機能部33のハンドオーバ情報取得部55は、ハンドオーバ制御部36からのハンドオーバ情報を一定間隔毎に監視し、ハンドオーバ予定有りの情報を取得した場合には、さらに、ハンドオーバ制御部36からの所要のハンドオーバ情報であるハンドオーバ準備時間T1、ハンドオーバ元下り絶対遅延時間Tddn1、ハンドオーバ先下り絶対遅延時間Tddn2を取得して、その取得した所要のハンドオーバ情報を再生速度計算部56に供給する。
The handover
再生速度計算部56は、ハンドオーバ情報取得部55から取得した所要のハンドオーバ情報に基づいて、第2無線通信ネットワーク16の下り絶対遅延時間(Tddn2)と第1無線通信ネットワーク15の下り絶対遅延時間(Tddn1)との差T2(T2= Tddn2- Tddn1)を算出して、所定値(>0)を超えるか否かを判定する。
Based on the required handover information acquired from the handover
ここで、遅延時間差T2が所定値を超える場合には、再生速度計算部56は、取得した所要のハンドオーバ情報と、ジッタバッファ監視部50によるジッタバッファ47の監視結果とに基づいて、再生速度Vを計算する(ステップS11)。本実施の形態では、ハンドオーバ予定有りの情報を取得した時点から、ハンドオーバ先の第2無線通信ネットワーク16からのパケットの受信開始時点で、ジッタバッファ47内のパケット数が0となるように、下記の(4)式から、ジッタバッファ47の受信パケットの再生速度Vを計算する。なお、(4)式において、Vnは標準再生速度を示し、Tbはハンドオーバ予定有りの情報を受信した時点でのジッタバッファ47のパケット数(データ量)に相当する時間を示している。また、再生速度V,Vnは、時間比(時間/時間)で表しており、例えば、Vn=1である。
[数4]
V=(Tb+T1×Vn)/(T1+T2) ・・・(4)
Here, when the delay time difference T2 exceeds the predetermined value, the playback
[Equation 4]
V = (Tb + T1 × Vn) / (T1 + T2) (4)
再生速度計算部56は、上記(4)式により再生速度Vを算出したら、再生速度評価部57から最大評価値(本実施の形態では評価値5)における最低再生速度(本実施の形態では、V5)を取得して、算出した再生速度Vと評価値5に対応する再生速度V5とを比較する(ステップS12)。
When the playback
その結果、再生速度Vが再生速度V5以上の場合は、その算出した再生速度Vをジッタバッファ制御部51に供給して、算出した再生速度Vでアプリを再生するように、ジッタバッファ47からの受信パケットの読み出しを制御する(ステップS13)。
As a result, when the playback speed V is equal to or higher than the playback speed V5, the calculated playback speed V is supplied to the jitter
これに対し、再生速度Vが再生速度V5未満の場合は、再生速度計算部56は、さらに再生速度評価部57から評価値4〜1における各最低再生速度Vm(Vm=V4,V3,V2,V1)を取得する。そして、最大の評価値である評価値5の最低再生速度V5を基準に、取得した他の評価値における各最低再生速度Vmとを用いて再生する場合の各再生速度Vmにおける再生時間tmを、下記(5)式から計算するとともに、その計算結果から基準となる再生速度V5における再生時間t5を算出する(ステップS14)。なお、再生時間tmが、(T1+T2)を超える場合は、その再生速度の組み合わせは使用しないようにする。
[数5]
tm={(T1+T2)×V5-T1×Vn-Tb}/(V5-Vm) ・・・(5)
On the other hand, when the playback speed V is less than the playback speed V5, the playback
[Equation 5]
tm = {(T1 + T2) × V5-T1 × Vn-Tb} / (V5-Vm) (5)
例えば、T1=380msec,T2=380msec,Ta=160msec,Tb=160msec,Vn=1(100%),V5=0.75(75%)、の場合、再生速度V1との組み合わせでは、再生速度V1(0%)の再生時間t1は、t1={(380+380)×0.75-380×1-160}/(0.75-0)=40(msec)となり、再生速度V5の再生時間t5は、t5=380+380-40=720(msec)となる。また、再生速度V2との組み合わせでは、再生速度V2(50%)の再生時間t2は、t2={(380+380)×0.75-380×1-160}/(0.75-0.5)=120(msec)となり、再生速度V5の再生時間t5は、t5=380+380-120=640(msec)となる。また、再生速度V3との組み合わせでは、再生速度V3(60%)の再生時間t3は、t3={(380+380)×0.75-380×1-160}/(0.75-0.6)=200(msec)となり、再生速度V5の再生時間t5は、t5=380+380-200=560(msec)となる。さらに、再生速度V4との組み合わせでは、再生速度V4(71.4%)の再生時間t4は、t4={(380+380)×0.75-380×1-160}/(0.75-0.714)=833.3(msec)となる。この場合は、再生時間t4が(T1+T2)を超えるので、この組み合わせは使用しないようにする。 For example, when T1 = 380 msec, T2 = 380 msec, Ta = 160 msec, Tb = 160 msec, Vn = 1 (100%), V5 = 0.75 (75%), the playback speed V1 (0 %) Playback time t1 is t1 = {(380 + 380) × 0.75-380 × 1-160} / (0.75-0) = 40 (msec), and playback time t5 at playback speed V5 is t5 = 380 + 380-40 = 720 (msec). Further, in combination with the playback speed V2, the playback time t2 of the playback speed V2 (50%) is t2 = {(380 + 380) × 0.75-380 × 1-160} / (0.75-0.5) = 120 (msec ), And the playback time t5 at the playback speed V5 is t5 = 380 + 380-120 = 640 (msec). In combination with the playback speed V3, the playback time t3 of the playback speed V3 (60%) is t3 = {(380 + 380) × 0.75-380 × 1-160} / (0.75-0.6) = 200 (msec ), And the playback time t5 at the playback speed V5 is t5 = 380 + 380-200 = 560 (msec). Furthermore, in combination with the playback speed V4, the playback time t4 of the playback speed V4 (71.4%) is t4 = {(380 + 380) × 0.75-380 × 1-160} / (0.75-0.714) = 833.3 (msec ). In this case, since the reproduction time t4 exceeds (T1 + T2), this combination is not used.
図9〜図12は、各再生速度の組み合わせ結果を示すもので、図9は再生速度V5(評価値5)と再生速度V1(評価値1)との組み合わせ結果を示し、図10は再生速度V5と再生速度V2(評価値2)との組み合わせ結果を示し、図11は再生速度V5と再生速度V3(評価値3)との組み合わせ結果を示している。また、図12は、再生速度V4(評価値4)の再生時間t4がT1+T2を超える場合を示している。図12の場合には、再生時間t4がT1+T2を超えているため、最初から再生速度V4で再生し続けても、最後にはパケットが無くなり、結果として再生速度V4と再生速度V1(無音)との組み合わせとなっている。なお、図9〜図12の各図において、(a)はジッタバッファ47が単位時間当たりに受信するパケット数を示し、(b)は組み合わせた再生速度(読み出し間隔)およびその時間(期間)を示し、(c)はジッタバッファ47内のパケット数を示し、(d)は評価値を示している。
9 to 12 show the combination results of the respective reproduction speeds. FIG. 9 shows the combination results of the reproduction speed V5 (evaluation value 5) and the reproduction speed V1 (evaluation value 1), and FIG. 10 shows the reproduction speed. The combination result of V5 and reproduction speed V2 (evaluation value 2) is shown, and FIG. 11 shows the combination result of reproduction speed V5 and reproduction speed V3 (evaluation value 3). FIG. 12 shows a case where the playback time t4 at the playback speed V4 (evaluation value 4) exceeds T1 + T2. In the case of FIG. 12, since the playback time t4 exceeds T1 + T2, even if playback is continued at the playback speed V4 from the beginning, there are no packets at the end. As a result, the playback speed V4 and playback speed V1 (silence) ). 9 to 12, (a) shows the number of packets received by the
再生速度計算部56は、上記の演算を終了したら、演算した有効な再生速度の組み合わせ、およびその各再生速度による再生時間を、再生速度評価部57に供給する。これにより、再生速度評価部57は、再生速度計算部56からの再生速度の組み合わせ情報に基づいて、複合評価値を算出する(図8のステップS15)。
Upon completion of the above calculation, the playback
例えば、再生速度計算部56から、上述した、再生速度V5と再生速度V1との組み合わせ情報、再生速度V5と再生速度V2との組み合わせ情報、および、再生速度V5と再生速度V3との組み合わせ情報、が入力された場合には、再生速度評価部57は、それぞれの組み合わせ情報に基づいて、以下の演算を行なって、各複合評価値を算出する。
For example, from the playback
すなわち、再生速度V5と再生速度V1との組み合わせについては、再生速度V5の評価値5と、再生速度V1の評価値1と、各再生速度の再生時間とを用いて、5×720+1×40=3640、の複合評価値を算出し、再生速度V5と再生速度V2との組み合わせについては、5×640+2×120=3440、の複合評価値を算出し、再生速度V5と再生速度V3との組み合わせについては、5×560+3×200=3400、の複合評価値を算出する。 That is, for the combination of the playback speed V5 and the playback speed V1, 5 × 720 + 1 × using the evaluation value 5 of the playback speed V5, the evaluation value 1 of the playback speed V1, and the playback time of each playback speed. The composite evaluation value of 40 = 3640 is calculated. For the combination of playback speed V5 and playback speed V2, the composite evaluation value of 5 × 640 + 2 × 120 = 3440 is calculated, and playback speed V5 and playback speed V3 are calculated. For the combination of, a composite evaluation value of 5 × 560 + 3 × 200 = 3400 is calculated.
再生速度評価部57は、上記の演算を終了したら、演算した各複合評価値を再生速度計算部56に供給する。再生速度計算部56は、再生速度評価部57から入力された複合評価値のなかから、最も複合評価値の高い再生速度の組み合わせを選択し、その選択した再生速度の組み合わせにおける各再生速度および再生時間を、ジッタバッファ制御部51に供給して、選択した各再生速度および再生時間でアプリを再生するように、ジッタバッファ47からの受信パケットの読み出しを制御する(図8のステップS16)。
After completing the above calculation, the reproduction
例えば、上記の場合には、再生速度V5と再生速度V1との組み合わせを選択し、最初は再生速度V5 (75%)で720msec再生し、その後、40msecの間は、再生速度V1(0%=無音)とするように、ジッタバッファ47を制御する。
For example, in the above case, a combination of the playback speed V5 and the playback speed V1 is selected, and the playback speed V5 (75%) is initially played for 720 msec, and then for 40 msec, the playback speed V1 (0% = The
ここで、ジッタバッファ制御部51による受信パケットの再生速度制御は、例えば、以下に説明する第1の再生速度制御方法または第2の再生速度制御方法の何れかにより実行する。
Here, the playback speed control of the received packet by the jitter
(a)第1の再生速度制御方法
標準再生速度Vnに対するジッタバッファ47からのパケットの読み出し間隔をTR1、上記(4)式における(Tb+T1×Vn)/(T1+T2)をk、算出した再生速度Vに対応するジッタバッファ47からのパケットの読み出し間隔をTR、するとき、TR=TR1/k、とする。例えば、標準再生速度Vnでは、ジッタバッファ47内のパケットを20msecの間隔で読み出して再生するVoIPアプリの場合において、再生速度Vを標準再生速度Vnの75%(k=0.75)とする場合には、ジッタバッファ47からのパケットの読み出し間隔TRを、TR=20/0.75(msec)、とする。
(A) First playback speed control method Calculate the packet reading interval from the
(b)第2の再生速度制御方法
ハンドオーバのための再生速度のコントロールを開始したら、その直後に再生したパケット(最初のパケット)のタイムスタンプと、その再生時間とを組み合わせて記録する。その後のパケットについては、下記(6)式で示す時間Tvに、ジッタバッファ47から読み出して再生する。なお、(6)式において、TDは、遅延時間で、初期値は0である。
[数5]
Tv=(パケットのタイムスタンプ−最初のパケットのタイムスタンプ)+(最初のパケットの再生時間+TD) ・・・(6)
(B) Second Playback Speed Control Method When playback speed control for handover is started, the time stamp of the packet (first packet) played back immediately after that is recorded in combination with the playback time. Subsequent packets are read from the
[Equation 5]
Tv = (packet time stamp−first packet time stamp) + (first packet playback time + TD) (6)
ここで、ジッタバッファ47からパケットを読み出す際、[{Vn/(Vn-V)}-1]個目に読み出したパケットは、コピーしてデコーダ48内のメモリに記憶し、コピー元のパケットを再生した後、次の再生タイミングでコピーしたパケットを読み出して再生する。例えば、再生速度Vを、標準再生速度Vnの75%とする場合には、図13に示すように、ジッタバッファ47内の順次の3個のパケットP1〜P3を順番に読み出して再生するとともに、3個目のパケットP3はコピーし、そのコピーしたパケットP3′は、コピー元のパケットP3を再生した後、次の再生タイミングで再生する。その後、ジッタバッファ47からパケットP4を読み出す際は、上記(6)式のTDを、コピーによる再生間隔の時間分増加する。なお、[{Vn/(Vn-v)}-1]個目に読み出すパケットが、届いていなかったり、破棄されたりして、ジッタバッファ47にない場合には、次の再生タイミングのパケットに対して、同様の処理を行う。
Here, when the packet is read from the
以上のようにして、ジッタバッファ制御部51による受信パケットの再生速度制御を実行する。その後、ハンドオーバ情報取得部55がハンドオーバ制御部36からハンドオーバ完了情報を取得したら、再生速度計算部56は、ジッタバッファ監視部50から一定時間毎にパケットの受信間隔時間を取得して、取得した受信間隔時間の所定時間における平均値を算出し、その算出したパケット受信間隔平均値と、当該VoIPアプリでの標準の受信間隔との差が、閾値以内に入ったか否かを監視する。
As described above, the reproduction speed control of the received packet by the jitter
その結果、閾値以内に入った場合には、再生速度計算部56は、ハンドオーバ先からのパケットを受信したと判定して、その時点でのジッタバッファ47内のパケット数(データ量)をジッタバッファ監視部50から取得し、その取得したパケット数が所定量を超えているか否かを判断する。
As a result, if it falls within the threshold value, the playback
その結果、ジッタバッファ47内のパケット数が所定量を超えていない場合には、当該パケット数が所定量を超える、t=(Ta-Tb)/(Vn-V5)の後に、通常の再生速度制御に戻すようにジッタバッファ制御部51に指示する。ここで、Taは、ジッタバッファ47内の標準パケット数に相当するジッタバッファ標準遅延時間である。これに対し、ジッタバッファ47内のパケット数が所定量を超えている場合には、直ちに通常の再生速度制御に戻すようにジッタバッファ制御部51に指示する。すなわち、再生速度計算部56が、ハンドオーバ先からのパケットを受信したと判断したら、ジッタバッファ制御部51は、ジッタバッファ47内のパケット数が所定量を超えると、標準再生速度Vnに戻すようにジッタバッファ47の読み出しを制御する。
As a result, when the number of packets in the
以上のように、本実施の形態では、絶対遅延時間Tddn1の短い第1無線通信ネットワーク15から、絶対遅延時間Tddn2の長い第2無線通信ネットワーク16へハンドオーバする場合に、事前に、ハンドオーバまでの準備時間T1と、各絶対遅延時間Tddn1およびTddn2と、ハンドオーバ予定決定時点でのジッタバッファ47のパケット数(データ量)とを取得して、それらの取得情報に基づいてアプリの再生速度を算出し、その算出した再生速度と、予め設定した再生速度毎の評価値とに基づいてアプリの再生速度を制御する。そして、算出した再生速度が、最大評価値における最低再生速度に達していない場合は、ハンドオーバ予定決定からハンドオーバ先からのパケットの受信開始時点までの期間で、複数の再生速度の組み合わせからなる複合評価値が最も高い再生速度の組み合わせを選択して、アプリを再生する。
As described above, in the present embodiment, when a handover is performed from the first
したがって、本実施の形態によれば、ハンドオーバ元の第1無線通信ネットワーク15とハンドオーバ先の第2無線通信ネットワーク16との遅延時間差を長い時間をかけて吸収できるとともに、評価の高い再生速度で再生することができるので、再生品質およびリアルタイム性を低下させることなく、ハンドオーバが可能となる。例えば、上述した図9〜図12に示すような再生速度の組み合わせの場合には、複合評価値が最も高い図9の再生速度の組み合わせが選択される。この場合、再生速度V1で短時間無音が生じても、それまでの再生速度V5は、聞き手の評価を考慮して選択された標準の再生速度に近い評価値5の再生速度である。したがって、図10や図11のように、評価値の低い再生時間を長くしたり、図12のように評価値を「4」に落として再生したりする場合よりも、ハンドオーバ付近全体の再生音声の評価を高くできる。
Therefore, according to the present embodiment, the delay time difference between the first
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、本発明は、VoIPのアプリを実行する場合に限らず、映像や音楽等のマルチメディアデータをストリーミング再生する場合のようなリアルタイム通信系のアプリケーションを実行する場合にも有効に適用できる。この場合には、アプリの実行部を、電話機能部に代えて、同様のジッタバッファの制御機能を有するマルチメディア機能部で構成すればよい。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, the present invention is not limited to the case of executing a VoIP application, but can be effectively applied to the case of executing a real-time communication application such as streaming reproduction of multimedia data such as video and music. In this case, the application execution unit may be configured by a multimedia function unit having a similar jitter buffer control function instead of the telephone function unit.
11 無線通信装置
12 相手通信端末
12a 送受話器
15 第1無線通信ネットワーク
15a アクセスポイント
16 第2無線通信ネットワーク
16a 基地局
17 パケットネットワーク
18 インターネット
21,22 SIPサーバ
23 ホームエージェント(HA)
31 第1無線I/F
32 第2無線I/F
33 電話機能部
34 通信処理部
35 無線情報取得部
36 ハンドオーバ制御部
47 ジッタバッファ
50 ジッタバッファ監視部
51 ジッタバッファ制御部
55 ハンドオーバ情報取得部
56 再生速度計算部
57 再生速度評価部
DESCRIPTION OF
31 First wireless I / F
32 Second wireless I / F
33
Claims (5)
ジッタバッファおよび該ジッタバッファのデータ量を監視するジッタバッファ監視部を有し、前記無線通信部を介してリアルタイム通信系のアプリケーションを実行する実行部と、
前記第1無線通信ネットワークに接続して前記アプリケーションを実行中に、当該第1無線通信ネットワークにおける無線リンクの通信品質を取得する通信品質取得部と、
該通信品質取得部により取得した前記通信品質に基づいて、前記第1無線通信ネットワークから前記第2無線通信ネットワークへのハンドオーバの準備を開始するか否かを決定する決定部と、
前記アプリケーションの実行中に、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記通信品質取得部が取得した通信品質に基づいてハンドオーバを開始するまでのハンドオーバ準備時間を推定する推定部と、
前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定すると、前記第1無線通信ネットワークおよび前記第2無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間を計測する計測部と、
前記推定部により推定したハンドオーバ準備時間、前記計測部により計測した前記第1無線通信ネットワークおよび前記第2無線通信ネットワークにおけるそれぞれの遅延時間、前記決定部がハンドオーバ準備の開始を決定した時点での前記ジッタバッファ監視部による前記ジッタバッファ内のデータ量に基づいて、前記アプリケーションの再生速度を演算する再生速度計算部、および前記アプリケーションの再生速度毎の評価値を記憶した再生速度評価部を有し、前記再生速度計算部で算出した再生速度および前記再生速度評価部に記憶されている評価値に基づいて、前記実行部による当該アプリケーションの再生速度を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication unit that performs wireless communication by connecting to a first wireless communication network and a second wireless communication network different from the first wireless communication network;
A jitter buffer and a jitter buffer monitoring unit that monitors a data amount of the jitter buffer, and an execution unit that executes an application of a real-time communication system via the wireless communication unit;
A communication quality acquisition unit for acquiring communication quality of a radio link in the first wireless communication network while executing the application by connecting to the first wireless communication network;
A determination unit that determines whether to start preparation for handover from the first wireless communication network to the second wireless communication network based on the communication quality acquired by the communication quality acquisition unit;
When the determination unit determines the start of handover preparation during the execution of the application, an estimation unit that estimates a handover preparation time until the handover is started based on the communication quality acquired by the communication quality acquisition unit;
When the determination unit determines the start of handover preparation, a measurement unit that measures respective delay times in the first wireless communication network and the second wireless communication network;
The handover preparation time estimated by the estimation unit, the respective delay times measured in the first wireless communication network and the second wireless communication network measured by the measurement unit, and the time when the determination unit determines the start of handover preparation Based on the amount of data in the jitter buffer by the jitter buffer monitoring unit, a playback speed calculation unit that calculates the playback speed of the application, and a playback speed evaluation unit that stores an evaluation value for each playback speed of the application, A control unit for controlling the playback speed of the application by the execution unit based on the playback speed calculated by the playback speed calculation unit and the evaluation value stored in the playback speed evaluation unit;
A wireless communication apparatus comprising:
前記再生速度計算部で算出した再生速度が、前記最大評価値における最低再生速度未満の場合は、前記再生速度評価部により複数の評価値に対応する複数の再生速度の組み合わせからなる複合評価値を算出し、その算出した複合評価値から、前記再生速度計算部により、前記ハンドオーバ準備の開始を決定した時点から前記第2無線通信ネットワークからのデータの受信開始時点までの期間で、最も複合評価値の高い再生速度の組み合わせを選択して、当該選択した再生速度の組み合わせで前記アプリケーションを再生するように制御することを特徴とする請求項1,2または3に記載の無線通信装置。 When the playback speed calculated by the playback speed calculation unit is equal to or higher than the minimum playback speed in the maximum evaluation value stored in the playback speed evaluation unit, the control unit plays the application at the calculated playback speed. To control and
When the playback speed calculated by the playback speed calculation unit is less than the minimum playback speed in the maximum evaluation value, a composite evaluation value consisting of a combination of a plurality of playback speeds corresponding to a plurality of evaluation values is calculated by the playback speed evaluation unit. And the composite evaluation value is calculated from the calculated composite evaluation value in the period from the time when the reproduction speed calculation unit determines the start of the handover preparation to the time when data reception from the second wireless communication network starts. The wireless communication apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein a combination of playback speeds with a higher playback speed is selected and the application is played back with the selected playback speed combination.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2008019656A JP2009182653A (en) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Wireless communication device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008019656A JP2009182653A (en) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Wireless communication device |
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JP2008019656A Withdrawn JP2009182653A (en) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Wireless communication device |
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JP (1) | JP2009182653A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011049921A (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Communication network system |
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2008
- 2008-01-30 JP JP2008019656A patent/JP2009182653A/en not_active Withdrawn
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