JP2011077622A - データ伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークを経由して複数の音声通信装置間で音声データの送受信を行うにあたり、送信側の計時機能と受信側の計時機能とにズレが発生した場合であっても安定したデータ出力を可能とする。
【解決手段】音声データのリアルタイム性を確保するにあたって、送信側内部カウンタが更新されるタイミングに依存せず、独立したタイミングで受信側内部カウンタを更新し、カウンタ保存部２２ａに保存する。また、音声データが欠落・破損した場合や遅延が発生した場合、受信側の音声通信装置において補完データ保存部２２ｄに予め保存されている補完用の音声データをスピーカ２１ｂから音響出力する。さらに、音声データが保存される音声保存部２２ｃを有するバッファ領域にオーバーフロー又はアンダーフローが発生した場合、この音声保存部、カウンタ保存部及び補完データ保存部が備えられるメモリ２２を初期化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の通信機器間でデータ通信を行うデータ伝送システムに係り、特に、ネットワークを経由して音声データの送受信を行うデータ伝送システムに関する。

従来から、ネットワークを経由して音声データの送受信を行う複数の音声通信装置のうち、受信側の音声通信装置では、送信側の音声通信装置から伝送されてくる音声データの遅延や揺らぎの影響を考慮して等間隔で音響出力するため、受信した音声データを所定のメモリに保存し、その保存終了後、一定の間隔で読み出した音声データを音響出力する技術が知られている。

この技術によれば、送信側の音声通信装置が有するクロックと受信側の音声通信装置が有するクロックとに相違がある場合、或いはネットワークの輻輳により音声データに遅延が発生した場合、送信側の音声通信装置より一定の周期で音声データを送信していても、受信側の音声通信装置においては、若干早いタイミング、或いは遅いタイミングで音声データを受信してしまう虞があり、これに起因して、一定の間隔で音声データが音響出力されることから、若干でも早いタイミングで音声データを継続して受信すると、所定のメモリに音声データが保存されるのみで、リアルタイム性を有する音声データの音響出力ができず、常に過去の音声データが音響出力されていた。

そこで、この難点を解消するにあたり、ネットワークを経由して複数の通信装置間でデータ、例えば、映像データを送受信するデータ伝送システムであって、データを送信する送信側が、送信すべきデータに絶対時刻情報を付加してネットワークに出力し、そのデータを受信する受信側は、受信したデータをその伝送遅延時間に応じて決定される所定時間遅延して出力するデータ伝送システムが開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

このデータ伝送システムによれば、複数の地点から伝送されるデータについて、伝送遅延の影響を軽減できる。

特開平９−５１５１５号公報

しかしながら、背景技術に記載した特許文献１によれば、データ出力のリアルタイム性を確保するにあたって、送信側の通信装置と受信側の通信装置とで相互に絶対時刻が設定され、受信側の通信装置では、送信時に設定された絶対時刻情報との比較が行われるため、送信側、受信側の各通信装置において高精度なタイマを使用する必要がありコストが増大するばかりでなく、定期的なズレが発生し易く、それを解消するための時計合わせが必要であり、その作業に煩雑さを有し、さらには、データ送信中において、ネットワークの輻輳による長期的な遅延時間の変動に的確に対応できない虞があった。

本発明は、これらの難点を解消するためになされたもので、ネットワークを経由して複数の音声通信装置間で音声データの送受信を行うにあたり、送信側の計時機能に依存せず独立した計時機能を受信側に備え、データ出力のリアルタイム性を確保するとともに、送信側の計時機能と受信側の計時機能とにズレが発生した場合であっても安定したデータ出力が可能なデータ伝送システムを提供することを目的としている。

前述の目的を達成するため、本発明の第１の態様であるデータ伝送システムは、ネットワークを経由して複数の音声通信装置間で音声データの送受信を行うデータ伝送システムであって、音声通信装置は、ネットワークに一定の周期で送信される音声データの順序を確認するための送信側内部カウンタ、及び当該送信側内部カウンタが付加されてネットワークを経由し伝送されてくる音声データの順序を確認するための受信側内部カウンタを保存するカウンタ保存部、受信した音声データを送信側内部カウンタの順序で所定のバッファ領域に保存するための音声保存部を有するメモリと、音声保存部のバッファ領域に保存される音声データのデータ量を監視する機能を備え、当該データ量が予め設定された閾値に達したとき、バッファ領域の先頭に保存された音声データをスピーカから音響出力させる動作を開始するとともに、先頭の音声データに付加された送信側内部カウンタを受信側内部カウンタとして代入しカウンタ保存部に保存するための制御部とを有している。制御部は、送信側内部カウンタが更新されるタイミングに依存せず、独立したタイミングで受信側内部カウンタを更新するためのクロック機能を備えている。

また、本発明の第２の態様であるデータ伝送システムは、本発明の第１の態様において、制御機は、送信側内部カウンタ及び受信側内部カウンタの比較を行うための比較機能を備えている。

また、本発明の第３の態様であるデータ伝送システムは、本発明の第２の態様において、制御部は、送信側内部カウンタ及び受信側内部カウンタの一致を検出したとき、一致した当該内部カウンタに割り当てられる音声データを音声保存部のバッファ領域から読み出し、スピーカから音響出力させるものである。

また、本発明の第４の態様であるデータ伝送システムは、本発明の第２の態様において、制御部は、送信側内部カウンタが受信側内部カウンタより大きいことを検出したとき、検出前において一致した当該内部カウンタに割り当てられる音声データを音声保存部のバッファ領域から読み出し、当該内部カウンタの一致が検出されるまでの間、スピーカから音響出力させるものである。

また、本発明の第５の態様であるデータ伝送システムは、本発明の第２の態様において、制御部は、送信側内部カウンタが受信側内部カウンタより小さいことを検出したとき、内部カウンタの一致が検出されるまでの間、音声保存部のバッファ領域の先頭に保存されている音声データを破棄するとともに、受信側内部カウンタに一致する音声データをバッファ領域から読み出し、スピーカから音響出力させるものである。

また、本発明の第６の態様であるデータ伝送システムは、本発明の第１の態様乃至第５の態様のうち何れか１の態様において、制御部は、スピーカから音響出力させた音声データを音声保存部のバッファ領域から破棄し、補完用データとしてメモリの補完データ保存部に保存するものである。

また、本発明の第７の態様であるデータ伝送システムは、本発明の第１の態様乃至第６の態様のうち何れか１の態様において、制御部は、音声保存部のバッファ領域がオーバーフローとなる音声データの保存状態を監視する機能を備え、オーバーフローの発生を検出したとき、メモリの初期化を行うものである。

また、本発明の第８の態様であるデータ伝送システムは、本発明の第１の態様乃至第６の態様のうち何れか１の態様において、制御部は、音声保存部のバッファ領域がアンダーフローとなる音声データの保存状態を監視する機能を備え、アンダーフローの発生を検出したとき、メモリの初期化を行うものである。

本発明のデータ伝送システムによれば、送信側の音声通信装置からネットワークを経由して受信側の音声通信装置に伝送される音声データのリアルタイム性を確保するにあたり、送信側内部カウンタが更新されるタイミングに依存せず、独立したタイミングで受信側内部カウンタが更新されるため、送信側の音声通信装置と受信側の音声通信装置とで相互に絶対時刻のズレを整合する時計合わせのような煩雑な作業が不要となるばかりでなく、データ送信中において、ネットワークの輻輳による遅延の影響が軽減され、安定したデータ出力が可能となる。

また、本発明のデータ伝送システムによれば、送信側の音声通信装置からネットワークを経由して受信側の音声通信装置に伝送される音声データが欠落・破損した場合や、当該音声データに遅延が発生した場合であっても、受信側の音声通信装置に予め保存されている補完用の音声データをスピーカから音響出力することで、音切れの発生が防止され、リアルタイム性を確保することができる。

さらに、本発明のデータ伝送システムによれば、送信側の音声通信装置からネットワークを経由して受信側の音声通信装置に伝送される音声データに大幅な遅延が発生し、当該音声データが保存される音声保存部のバッファ領域にオーバーフローが発生した場合、又はアンダーフローが発生した場合であっても、この音声保存部（、カウンタ保存部及び補完データ保存部）が備えられるメモリを初期化することで、データ伝送時の大幅なバラツキを軽減でき、安定したデータ出力が可能となる。

図１は、本発明の実施例によるデータ伝送システムの具体的な構成を示すブロック図である。 図２（Ａ）は、本発明の実施例によるデータ伝送システムにおいて、送信側の音声通信装置にて音響入力される音声データと当該音声データが付加されたパケット信号を送信するタイミングとの関係を示す模式図であり、図２（Ｂ）は、パケット信号のフォーマット例を示すフォーマット図である、 図３は、本発明の実施例によるデータ伝送システムにおいて、受信側の音声通信装置の制御部にて行われる第１の比較動作で適用される模式図である。 図４は、本発明の実施例によるデータ伝送システムにおいて、受信側の音声通信装置の制御部にて行われる第２の比較動作で適用される模式図である。 図５は、本発明の実施例によるデータ伝送システムにおいて、受信側の音声通信装置の制御部にて行われる第３の比較動作で適用される模式図である。 図６は、本発明の実施例によるデータ伝送システムにおいて、受信側の音声通信装置の制御部にて検出される（メモリの）音声保存部のオーバーフロー発生時の動作で適用される模式図である。 図７は、本発明の実施例によるデータ伝送システムにおいて、受信側の音声通信装置の制御部にて検出される（メモリの）音声保存部のアンダーフロー発生時の動作で適用される模式図である。

以下、本発明のデータ伝送システムを適用した最良の実施の形態例について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例によるデータ伝送システムの具体的な構成を示すブロック図である。このシステムには、例えば、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）や携帯通信網、専用線の使用によるワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）等にて構成されるネットワーク１と、ネットワーク１を経由して音声データの送受信を行う例えば、パーソナル・コンピュータ、携帯電話、インターホン機器等にて構成される複数の音声通信装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとが設けられている。なお、同実施例によれば、複数の音声通信装置として、４台の音声通信装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを適用しているが、この台数に限定されるものではなく、任意で複数の台数を設けることもできる。

複数の音声通信装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ同様な構成であり所定のアドレス、ここでは、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」が割り当てられており、操作部２０、音声送受信部２１、メモリ２２、制御部２３及びインターフェース２４を有している。

この音声通信装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにおいて、操作部２０は、制御部２３により操作検出され、例えば、呼出元の使用者による呼出操作、呼出相手先の使用者による応答操作（や終話操作）等が行われるものであり、各種の押圧ボタンやキーボード等にて構成される。

音声送受信部２１は、制御部２３により制御され、マイク２１ａ及びスピーカ２１ｂを有している。ここで、マイク２１ａは、送話音声である音声データを音響入力するためのものである。また、スピーカ２１ｂは、受話音声である音声データを音響出力するためのものであり、呼出報知時においては、呼出音や音声メッセージを音響出力することもできる。

メモリ２２は、制御部２３により制御（保存・読み出し制御）され、カウンタ保存部２２ａ、計時部２２ｂ、音声保存部２２ｃ及び補完データ保存部２２ｄを有しており、例えば、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の各種の記憶媒体にて構成される。ここで、カウンタ保存部２２ａは、送信側の当該音声通信装置からネットワーク１に一定の周期で送信される音声データの順序を確認するための送信側内部カウンタＣ1、及び当該送信側内部カウンタが付加されてネットワーク１を経由し伝送されてくる音声データの順序を確認するための受信側内部カウンタＣ2を保存するものであり、計時部２２ｂは、その周期Ｔ1、Ｔ2を計時するためのものである。また、音声保存部２２ｃは、受信側の当該音声通信装置において、ネットワーク１を経由して受信した音声データを、一定の周期で更新される送信側内部カウンタＣ1の順序で後述する所定のバッファ領域Ｂに保存するためのものである。さらに、補完データ保存部２２ｄは、音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂから読み出され音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力された音声データを、補完用データとして保存するためのものである。

制御部２３は、当該音声通信装置の構成各部を制御するためのものである。また、インターフェース２４は、制御部２３及びネットワーク１の間で例えば、音声データや制御データが付加されたパケット信号の送受信、すなわち、パケット通信を行うためのものである。

このように構成されたデータ伝送システムにおいて、以下、具体的な動作について説明する。ここでは、図１に示すネットワーク１を経由して接続される複数の音声通信装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち、送信側である音声通信装置２ａの音声送受信部２１からネットワーク１を経由して受信側である音声通信装置２ｂの音声送受信部２１までの信号伝送ライン（パケット信号伝送ライン）が予め形成されている場合の動作について説明する。

図１に示す送信側の音声通信装置２ａにおいて、送話音声である音声データＳ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7、Ｓ8、Ｓ9、・・・を音声送受信部２１のマイク２１ａに順次音響入力するにあたり、最初の音響入力を検出した制御部２３は、図２（Ａ）の模式図に示すように、メモリ２２のカウンタ保存部２２ａに予め保存されている送信側内部カウンタＣ1のうち、音声データＳ1が最初の当該音声データであることを示す所定の当該内部カウンタ、ここでは、送信側内部カウンタＣ1＝５を読み出し、その後、計時部２２ｂにて計時される例えば、２０ミリ秒毎の周期（送信側の周期）Ｔ1毎、すなわち、送信側の周期Ｔ1＝２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０、・・・ミリ秒毎に、連番であるＣ1＝６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、・・・を順次読み出すことができる。

また、音声通信装置２ａの制御部２３は、図２（Ｂ）のフォーマット図に示すように、ヘッダ領域Ｚ1に音声通信装置２ｂを指定するためのアドレスｂを、カウンタ領域Ｚ2にメモリ２２のカウンタ保存部２２ａから読み出した送信側内部カウンタＣ1＝５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、・・・を、音声データ領域Ｚ3に音声送受信部２１のマイク２２ａに順次音響入力された音声データＳ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7、Ｓ8、Ｓ9、・・・をそれぞれ付加し、パケット化したパケット信号Ｓ1a、Ｓ2a、Ｓ3a、Ｓ4a、Ｓ5a、Ｓ6a、Ｓ7a、Ｓ8a、Ｓ9a、・・・を生成する。これらパケット信号Ｓ1a、Ｓ2a、Ｓ3a、Ｓ4a、Ｓ5a、Ｓ6a、Ｓ7a、Ｓ8a、Ｓ9a、・・・は、通常、制御部２３の制御によりメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される送信側の周期Ｔ1＝２０ミリ秒毎のタイミングで、インターフェース２４、ネットワーク１、送信側の音声通信装置２ａを除く他の音声通信装置２ｂ、２ｃ、２ｄのインターフェース２４を経由して制御部２３にそれぞれ伝送される。

音声通信装置２ｂ、２ｃ、２ｄの制御部２３はそれぞれ、送信側の音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して伝送されてきた最初のパケット信号Ｓ1aのヘッダ領域Ｚ1に付加されているアドレスと、自装置に予め設定されているアドレスとを比較し、当該アドレスが一致した場合のみ、パケット信号Ｓ1a及び、その後、伝送されてくるパケット信号Ｓ2a、Ｓ3a、Ｓ4a、Ｓ5a、Ｓ6a、Ｓ7a、Ｓ8a、Ｓ9a、・・・が有効であると判断する。ここでは、音声通信装置２ｂの制御部２３のみ当該アドレスが一致し、これを検出した制御部２３は、有効であると判断されたパケット信号Ｓ1aの音声データ領域Ｚ3から取り出した音声データＳ1を、図３の模式図に示すように、同様にカウンタ領域Ｚ2から取り出した送信側内部カウンタＣ1＝５に割り当ててメモリ２２の音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂに保存する。なお、図３及び後述する図４乃至図６の各模式図において、バッファ領域Ｂへの図示は、保存される当該音声データに割り当てられた送信側内部カウンタＣ1（の値）のみ表示するものとする。

すなわち、音声通信装置２ｂの制御部２３は、同様に有効であると判断されるパケット信号Ｓ2a、Ｓ3a、Ｓ4a、Ｓ5a、Ｓ6a、Ｓ7a、Ｓ8a、Ｓ9a、・・・の音声データ領域Ｚ3から取り出した音声データＳ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7、Ｓ8、Ｓ9、・・・を、カウンタ領域Ｚ2から取り出した送信側内部カウンタＣ1＝６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、・・・に割り当ててメモリ２２の音声保存部２２ｂが有するバッファ領域Ｂに順次保存することができる。なお、バッファ領域Ｂは、１領域毎に１００ミリ秒の音声データ、すなわち、５パケット分の当該音声データを保存することができるものとし、一度のタイミングで８パケット分以上の当該音声データを保存した場合には、オーバーフローが発生するものとする。

次に、受信側の音声通信装置２ｂによる具体的な動作を説明するにあたり、図３に示すように、メモリ２２の音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂへの音声データＳ5の保存時、すなわち、送話側の周期Ｔ1＝８０ミリ秒のタイミング（図２を参照。）において、バッファ領域Ｂを満たすデータ量、すなわち、２０ミリ秒の当該音声データが５パケット分となるデータ量に達すると、これを検出した制御部２３は、バッファ領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ1に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝５を、受信側内部カウンタＣ2として代入し、カウンタ保存部２２ａに保存するとともに、計時部２２ｂにて計時される周期（受信側の周期）Ｔ2として、前述の送信側の周期Ｔ1に依存せず、独立したタイミングである２０ミリ秒毎の計時を開始することにより、送信側の音声通信装置２ａと受信側の音声通信装置２ｂとで相互に絶対時刻の整合を行う時計合わせのような煩雑な作業が不要となるばかりでなく、データ送信中において、ネットワーク１の輻輳による遅延の影響が軽減され、安定したデータ出力が可能となる。また、制御部２３は、バッファ領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ1を読み出し、音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力させるとともに、この音声データＳ1をバッファ領域Ｂから破棄し、さらには、補完用データとして補完データ保存部２２ｄに保存する。

この後、音声通信装置２ｂの制御部２３は、メモリ２２の計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒後のタイミングにおいて、カウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、「５」→「６」に更新するとともに、音声データＳ2が先頭に音声データＳ3、Ｓ4、Ｓ5の順序で予め保存されている音声保存部２２ｃが有するパケット領域Ｂに、送信側の音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して伝送されてくるパケット信号Ｓ6aの音声データ領域Ｚ3から取り出した音声データＳ6を、カウンタ領域Ｚ2から取り出した送信側内部カウンタＣ1＝１０に割り当てて保存し、このパケット領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ2に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝６と更新された受信側内部カウンタＣ2＝６とを比較する。

ここでは、第１の比較結果として、送信側の音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して伝送されてくるパケット信号Ｓ6aに欠落・破損や遅延が発生していない場合、当該内部カウンタが「６」で一致するため、これを検出した音声通信装置２ｂの制御部２３は、メモリ２２のカウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、「６」→「７」に更新するとともに、当該内部カウンタが「６」で一致する音声データＳ2を音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂから読み出し、音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力させる。また、制御部２３は、バッファ領域Ｂからから読み出した音声データＳ2を破棄するとともに、補完用データとして予め保存されている音声データＳ1に上書きして補完データ保存部２２ｄに保存する。

前述までの説明から明らかなように、第１の比較結果に伴う動作によれば、送信側の音声通信装置２ａの制御部２３によりメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される送信側の周期Ｔ1＝２０ミリ秒毎のタイミングで遅延なく、ネットワーク１を経由して受信側の音声通信装置２ｂにパケット信号Ｓ1a、Ｓ2a、Ｓ3a、Ｓ4a、Ｓ5a、Ｓ6a、Ｓ7a、Ｓ8a、Ｓ9a、・・・が欠落・破損せずに伝送されてくると、受信側の音声通信装置２ｂでは、メモリ２２の音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂの先頭に保存されている当該音声データに割り当てられた送信側内部カウンタＣ1と、カウンタ保存部２２ａに保存され受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎で更新される受信側内部カウンタＣ2とが、「５」、「６」、「７」、「８」、「９」、・・・でそれぞれ一致するため、一致した当該内部カウンタで送信された音声データＳ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、・・・を順次読み出して音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力でき、リアルタイム性を有する音響出力が可能となる。

次に、前述のように送信側の音声通信装置２ａの制御部２３の制御によりメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される送信側の周期Ｔ1＝０〜８０ミリ秒のタイミング（図２を参照。）でネットワーク１に送信されたパケット信号Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5には欠落・破損や遅延が発生せず、その後、送信側の周期Ｔ1＝１００ミリ秒のタイミングでネットワーク１に送信されたパケット信号Ｓ6に欠落・破損が発生し、受信側の音声通信装置２ｂの制御部２３にて（正常に）受信されなかった場合の動作について、図４の模式図を参照して説明する。

この事由が発生したとき、音声通信装置２ｂの制御部２３は、図４に示すように、メモリ２２のカウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎に、「５」→「６」→「７」→「８」→「９」に順次更新し、音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂの先頭に保存されている当該音声データに割り当てられた送信側内部カウンタＣ1と、カウンタ保存部２２ａに保存され計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎で順次更新される受信側内部カウンタＣ2とが、「６」、「７」、「８」、「９」でそれぞれ一致するため、一致した当該内部カウンタで送信された音声データＳ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5を、バッファ領域Ｂから順次読み出して音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力でき、リアルタイム性を有する音響出力が可能となり、さらには、補完用データとしても補完データ保存部２２ｄに上書き保存できるものの、送信側の音声通信装置２ａの制御部２３の制御によりメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される送信側の周期Ｔ1＝１８０ミリ秒のタイミング（図２を参照。）でネットワーク１に送信されたパケット信号Ｓ10aを受信したとき、バッファ領域Ｂの先頭には音声データＳ7が保存され、この音声データＳ7に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝１１は、受信側内部コネクタＣ2＝１０と比較して大きくなる。

この第２の比較結果を検出した音声送受信装置２ｂの制御部２３は、当該内部カウンタが一致した直前の受信側の周期Ｔ2＝８０ミリ秒のタイミングで音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力された音声データであって、メモリ２２の補完データ保存部２２ｄに予め保存されている音声データＳ5を読み出し、当該内部カウンタが「１１」で一致するまでの間、すなわち、計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2が、パケット信号Ｓ11aを受信する１２０ミリ秒となるまでの間、（継続して）スピーカ２１ｂから音響出力させる。

この後、音声通信装置２ｂの制御部２３は、メモリ２２の計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝１２０ミリ秒後のタイミングにおいて、カウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、「１１」→「１２」に更新するとともに、音声データＳ7が先頭に音声データＳ8、Ｓ9、Ｓ10の順序で予め保存されている音声保存部２２ｃが有するパケット領域Ｂに、送信側の音声通信装置２ａから周期Ｔ1＝２００ミリ秒のタイミング（図２を参照。）でネットワーク１を経由して伝送されてくるパケット信号Ｓ11aの音声データ領域Ｚ3から取り出した音声データＳ11を、カウンタ領域Ｚ2から取り出した送信側内部カウンタＣ1＝１５に割り当てて保存し、このパケット領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ7に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝１１と更新された受信側内部カウンタＣ2＝１１とを比較する。ここでは、当該内部カウンタが「１１」で一致することから、前述の第１の比較結果に伴う動作が行われることになる。

前述までの説明から明らかなように、第２の比較結果に伴う動作によれば、送信側の音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して受信側の音声通信装置２ｂに伝送される当該パケット信号に欠落・破損が発生し、受信側である音声通信装置２ｂの制御部２３にて比較される送信側内部カウンタＣ1が受信側内部カウンタＣ2と比較して大きい場合であっても、音声送受部２１のスピーカ２１ｂから音響出力される音声データを、メモリ２２の補完データ保存部２２ｄから読み出される音声データを用いることで、無音となるような音切れの発生が防止され、リアルタイム性を確保することができる。

次に、前述のように送信側の音声通信装置２ａの制御部２３の制御によりメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される送信側の周期Ｔ1＝０〜８０ミリ秒のタイミング（図２を参照。）でネットワーク１に送信されたパケット信号Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5には欠落・破損や遅延が発生せず、その後、送信側の周期Ｔ1＝１００ミリ秒のタイミングでネットワーク１に送信されたパケット信号Ｓ6に例えば、当該ネットワークの輻輳により１２０ミリ秒の遅延が発生し、その後のパケット信号Ｓ7、Ｓ8、Ｓ9、・・・についても同様な遅延が発生した場合の動作について、図５の模式図を参照して説明する。

この事由が発生したとき、音声通信装置２ｂの制御部２３は、図５に示すように、メモリ２２のカウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎に、「５」→「６」→「７」→「８」→「９」に順次更新し、音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂの先頭に保存されている当該音声データに割り当てられた送信側内部カウンタＣ1と、カウンタ保存部２２ａに保存され計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎で順次更新される受信側内部カウンタＣ2とが、「６」、「７」、「８」、「９」でそれぞれ一致するため、一致した当該内部カウンタで送信された音声データＳ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5を、バッファ領域Ｂから順次読み出して音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力でき、リアルタイム性を有する音響出力が可能となり、さらには、補完用データとしても補完データ保存部２２ｄに上書き保存できるものの、受信側内部カウンタＣ2が「１０」→「１１」と更新される受信側の周期Ｔ2＝１００、１２０ミリ秒のときには、バッファ領域Ｂに保存すべき音声データが存在しなくなる。

これを検出した音声送受信装置２ｂの制御部２３は、当該内部カウンタが一致した直前の受信側の周期Ｔ2＝８０ミリ秒のタイミングで音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力された音声データであって、メモリ２２の補完データ保存部２２ｄに予め保存されている音声データＳ5を読み出し、スピーカ２１ｂから音響出力させる。これにより、受信側の周期Ｔ2＝１００、１２０ミリ秒のそれぞれのタイミングで無音となるような音切れの発生が防止され、リアルタイム性を確保することができる。

また、音声通信装置２ｂの制御部２３は、メモリ２２の計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝１４０ミリ秒（のタイミング）を検出したとき、送信側の音声通信装置２ａからネットワーク１に送信されたパケット信号Ｓ6a、Ｓ7a、Ｓ8a、Ｓ9a、Ｓ10a、Ｓ11a、Ｓ12aをそれぞれ受信することになり、音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂには、音声データＳ6を先頭に、音声データＳ7、Ｓ8、Ｓ9、Ｓ10、Ｓ11、Ｓ12の順序で当該バッファ領域の閾値を超える７パケット分の当該音声データが保存され、先頭の音声データＳ10に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝１０が受信側内部カウンタＣ2＝１２と比較して小さくなる。

この第３の比較結果を検出した音声通信装置２ｂの制御部２３は、音声送受信部２２の音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ6、Ｓ7をそれぞれ破棄するとともに、当該内部カウンタ「１２」に割り当てられた音声データＳ8を読み出し、スピーカ２１ｂから音響出力させるとともに、この音声データＳ8を、補完用データとして予め保存されている音声データＳ5に上書きして補完データ保存部２２ｄに保存することができ、この動作を当該内部カウンタが「１２」で一致するまでの間繰り返して行う。

この後、音声通信装置２ｂの制御部２３は、メモリ２２の計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝１６０ミリ秒後のタイミングにおいて、カウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、「１２」→「１３」に更新するとともに、音声データＳ9が先頭に音声データＳ10、Ｓ11、Ｓ12の順序で予め保存されている音声保存部２２ｃが有するパケット領域Ｂに、音声通信装置２ａから送信側の周期Ｔ1＝２４０ミリ秒のタイミング（図２を参照。）でネットワーク１を経由して伝送されてくるパケット信号Ｓ13aの音声データ領域Ｚ3から取り出した音声データＳ13を、カウンタ領域Ｚ2から取り出した送信側内部カウンタＣ1＝１７に割り当てて保存し、このパケット領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ9に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝１３と更新された受信側内部カウンタＣ2＝１３とを比較する。ここでは、当該内部カウンタが「１３」で一致することから、前述の第１の比較結果に伴う動作が行われることになる。

前述までの説明から明らかなように、第３の比較結果に伴う動作によれば、送信側の音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して受信側の音声通信装置２ｂに伝送される当該パケット信号に例えば、当該ネットワークの輻輳により遅延が発生し、音声通信装置２ｂの制御部２３にて比較される送信側内部カウンタＣ1が受信側内部カウンタＣ2と比較して小さい場合であっても、音声送受部２１のスピーカ２１ｂから音響出力される音声データを、メモリ２２の補完データ保存部２２ｄから読み出される音声データを用いることで、無音となるような音切れの発生が防止され、リアルタイム性を確保することができる。

次に、前述のように送信側の音声通信装置２ａの制御部２３の制御によりメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される送信側の周期Ｔ1＝０〜８０ミリ秒のタイミング（図２を参照。）でネットワーク１に送信されたパケット信号Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5には欠落・破損や遅延が発生せず、その後、送信側の周期Ｔ1＝１００ミリ秒のタイミングでネットワーク１に送信されたパケット信号Ｓ6に例えば、当該ネットワークの輻輳により１４０ミリ秒の大幅な遅延が発生し、その後のパケット信号Ｓ7、Ｓ8、Ｓ9、・・・についても同様な遅延が発生した場合の動作について、図６の模式図を参照して説明する。

この事由が発生したとき、音声通信装置２ｂの制御部２３は、図６に示すように、メモリ２２のカウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎に、「５」→「６」→「７」→「８」→「９」に順次更新し、音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂの先頭に保存されている当該音声データに割り当てられた送信側内部カウンタＣ1と、カウンタ保存部２２ａに保存され計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎で順次更新される受信側内部カウンタＣ2とが、「６」、「７」、「８」、「９」でそれぞれ一致するため、一致した当該内部カウンタで送信された音声データＳ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5を、バッファ領域Ｂから順次読み出して音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力でき、リアルタイム性を有する音響出力が可能となり、さらには、補完用データとしても補完データ保存部２２ｄに上書き保存できるものの、受信側内部カウンタＣ2が「１０」→「１１」と更新される受信側の周期Ｔ2＝１００、１２０、１４０ミリ秒のときには、バッファ領域Ｂに保存すべき音声データが存在しなくなる。

これを検出した音声送受信装置２ｂの制御部２３は、当該内部カウンタが一致した直前の周期Ｔ2＝８０ミリ秒のタイミングで音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力された音声データであって、メモリ２２の補完データ保存部２２ｄに予め保存されていた音声データＳ5を読み出し、スピーカ２１ｂから音響出力させることができる。これにより、受信側の周期Ｔ2＝１００、１２０、１４０ミリ秒のそれぞれのタイミングで無音となるような音切れの発生が防止され、リアルタイム性を確保することができる。

また、送信側の音声通信装置２ａの制御部２３は、メモリ２２の計時部２２ｂにて計時される周期Ｔ2＝１６０ミリ秒（のタイミング）を検出したとき、送信側の音声通信装置２ａからネットワーク１に送信されたパケット信号Ｓ6a、Ｓ7a、Ｓ8a、Ｓ9a、Ｓ10a、Ｓ11a、Ｓ12a、Ｓ13aをそれぞれ同一のタイミングで受信することになり、メモリ２２の音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂには、音声データＳ6を先頭に、音声データＳ7、Ｓ8、Ｓ9、Ｓ10、Ｓ11、Ｓ12、Ｓ13の順序で当該バッファ領域の閾値を超える８パケット分の当該音声データが保存され、オーバーフローが発生する。これを検出した制御部２３は、オーバーフロー状態のバッファ領域Ｂの初期化を行うとともに、カウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2の初期化、及び補完データ保存部２２ｄに保存される補完データの初期化をそれぞれ行う。

この後、音声通信装置２ｂの制御部２３は、前述の初期化を行った後のタイミングであって、送信側の周期Ｔ1＝２６０、２８０、３００、３２０、３４０ミリ秒のタイミング（図２を参照。）で音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して伝送されてくるパケット信号Ｓ14a、Ｓ15a、Ｓ16a、Ｓ17a、Ｓ18aに前述のような欠落・破損や遅延が発生せず、正常に受信し、メモリ２２の音声受信部２２ｂが有するパケット領域Ｂに５パケット分の当該音声データとして順次保存し、その保存終了を検出すると、先頭に保存されている音声データＳ14に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝１８を、受信側内部カウンタＣ2として代入し、カウンタ保存部２２ａに保存するとともに、計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒の計時を再開する。また、制御部２３は、バッファ領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ18を読み出し、音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力させるとともに、この音声データＳ18をバッファ領域Ｂから破棄し、さらには、補完用データとして補完データ保存部２２ｄに保存する。

また、音声通信装置２ｂの制御部２３は、メモリ２２の計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒後のタイミングで、カウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、「１８」→「１９」に更新するとともに、音声データＳ15が先頭に音声データＳ16、Ｓ17、Ｓ18の順序で予め保存されている音声保存部２２ｃが有するパケット領域Ｂに、送信側の周期Ｔ1＝３６０ミリ秒のタイミング（図２を参照。）で音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して伝送されてくるパケット信号Ｓ19aの音声データ領域Ｚ3から取り出した音声データＳ19を、カウンタ領域Ｚ2から取り出した送信側内部カウンタＣ1＝１９に割り当てて保存し、このパケット領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ15に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝１９と更新された受信側内部カウンタＣ2＝１９とを比較する。ここでは、当該内部カウンタが「１９」で一致することから、前述の第１の比較結果に伴う動作が行われることになる。

前述までの説明から明らかなように、送信側の音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して受信側の音声通信装置２ｂに伝送されるパケット信号に大幅な遅延が発生し、音声通信装置２ｂのメモリ２２の音声送受信部２２ｂが有するバッファ領域Ｂがオーバーフローとなった場合であっても、バッファ領域Ｂの初期化、カウンタ保存部２２ａに保存する受信側内部カウンタＣ2の初期化、及び補完データ保存部２２ｄに保存する補完用データの初期化をそれぞれ行うことで、データ伝送時の大幅なバラツキが軽減され、安定したデータ出力が可能となる。

次に、音声通信装置２ａのメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される送信側の周期Ｔ1＝２０ミリ秒毎のカウンタに誤差が発生し、音声通信装置２ｂのメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎のカウンタよりも遅れていた場合、例えば、送信側の周期Ｔ1が誤差によって周期Ｔ1＝３０ミリ秒となっていた場合について、図７の模式図を参照して説明する。

この事由が発生したとき、音声通信装置２ｂの制御部２３は、図７に示すように、メモリ２２のカウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎に、「１９」→「２０」→「２１」→「２２」→「２３」に順次更新し、音声保存部２２ｃが有するバッファ領域Ｂの先頭に保存されている当該音声データに割り当てられた送信側内部カウンタＣ1と、カウンタ保存部２２ａに保存され計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎で順次更新される受信側内部カウンタＣ2とが、「１９」、「２０」、「２１」、「２２」「２３」でそれぞれ一致するため、一致した当該内部カウンタで送信された音声データＳ15、Ｓ16、Ｓ17、Ｓ18、Ｓ19を、バッファ領域Ｂから順次読み出して音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力でき、リアルタイム性を有する音響出力が可能となり、さらには、補完用データとしても補完データ保存部２２ｄに上書き保存できるものの、受信側内部カウンタＣ2が「２３」→「２４」と更新される受信側の周期Ｔ2＝３８０ミリ秒のときには、バッファ領域Ｂに保存すべき音声データが存在しなくなり、アンダーフローが発生する。これを検出した制御部２３は、アンダーフロー状態のバッファ領域Ｂの初期化を行うとともに、カウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2の初期化、及び補完データ保存部２２ｄに保存される補完データの初期化をそれぞれ行う。

この後、音声通信装置２ｂの制御部２３は、前述の初期化を行った後のタイミングで音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して伝送されてくるパケット信号Ｓ20a、Ｓ21a、Ｓ22a、Ｓ23a、Ｓ24a、・・・に前述のような欠落・破損や遅延が発生せず、正常に受信し、メモリ２２の音声受信部２２ｂが有するパケット領域Ｂに５パケット分の当該音声データとして順次保存し、その保存終了を検出すると、先頭に保存されている音声データＳ20に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝２４を、受信側内部カウンタＣ2として代入し、カウンタ保存部２２ａに保存するとともに、計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒の計時を再開する。また、制御部２３は、バッファ領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ20を読み出し、音声送受信部２１のスピーカ２１ｂから音響出力させるとともに、この音声データＳ20をバッファ領域Ｂから破棄し、さらには、補完用データとして補完データ保存部２２ｄに保存する。

また、音声通信装置２ｂの制御部２３は、メモリ２２の計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒後のタイミングで、カウンタ保存部２２ａに保存される受信側内部カウンタＣ2を、「２４」→「２５」に更新するとともに、音声データＳ21が先頭に音声データＳ22、Ｓ23、Ｓ24の順序で予め保存されている音声保存部２２ｃが有するパケット領域Ｂに、音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して伝送されてくるパケット信号Ｓ25aの音声データ領域Ｚ3から取り出した音声データＳ25を、カウンタ領域Ｚ2から取り出した送信側内部カウンタＣ1＝２９に割り当てて保存し、このパケット領域Ｂの先頭に保存されている音声データＳ21に割り当てられた送信側内部カウンタＣ1＝２５と更新された受信側内部カウンタＣ2＝２５とを比較する。ここでは、当該内部カウンタが「２５」で一致することから、前述の第１の比較結果に伴う動作が行われることになる。

前述までの説明から明らかなように、カウンタの誤差によって送信側の音声通信装置２ａからネットワーク１を経由して受信側の音声通信装置２ｂに伝送されるパケット信号に継続した遅延が発生し、音声通信装置２ｂのメモリ２２の音声送受信部２２ｂが有するバッファ領域Ｂがアンダーフローとなった場合であっても、バッファ領域Ｂの初期化、カウンタ保存部２２ａに保存する受信側内部カウンタＣ2の初期化、及び補完データ保存部２２ｄに保存する補完用データの初期化をそれぞれ行うことで、データ伝送時の大幅なバラツキが軽減され、安定したデータ出力が可能となる。

なお、図７の模式図に示すようなアンダーフローが発生する態様において、音声通信装置２ａのメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される送信側の周期Ｔ1＝２０ミリ秒毎のカウンタに誤差が発生し、音声通信装置２ｂのメモリ２２の計時部２２ｂにて計時される受信側の周期Ｔ2＝２０ミリ秒毎のカウンタよりも進んでいた場合、例えば、送信側の周期Ｔ1が誤差により周期Ｔ1＝１０ミリ秒となっていた場合には、図６の模式図に示す態様と同様、オーバーフローが発生するが、その動作についての説明は省略するものとする。

なお、本発明のデータ伝送システムにおいては、特定の実施の形態をもって説明してきたが、この形態に限定されるものでなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られた如何なる構成の当該システムであっても採用できるということはいうまでもないことである。

例えば、本発明の実施例によれば、複数の音声通信装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにおいて、送信側内部カウンタＣ1及び受信側内部カウンタＣ2を保存するカウンタ保存部２２ａと、当該カウンタが更新される周期Ｔ1、Ｔ2のタイミングを計時する計時部２２ｂとを、メモリ２２に備える態様について説明したが、この態様に限定されるものではなく、カウンタ保存部２２ａ及び計時部２２ｂが有する機能を制御部２３に備える態様であっても同様な効果を奏することができる。

１……ネットワーク
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ……複数の音声通信装置
２１ｂ……スピーカ
２２……メモリ
２２ａ……カウンタ保存部
２２ｃ……音声保存部
Ｂ……バッファ領域
２２ｄ……補完データ保存部
２３……制御部
Ｃ1……送信側内部カウンタ
Ｃ2……受信側内部カウンタ

Claims (8)

1. ネットワーク（１）を経由して複数の音声通信装置（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）間で音声データの送受信を行うデータ伝送システムであって、
   前記音声通信装置は、前記ネットワークに一定の周期で送信される前記音声データの順序を確認するための送信側内部カウンタ（Ｃ1）、及び当該送信側内部カウンタが付加されて前記ネットワークを経由し伝送されてくる前記音声データの順序を確認するための受信側内部カウンタ（Ｃ2）を保存するカウンタ保存部（２２ａ）、前記受信した音声データを前記送信側内部カウンタの順序で所定のバッファ領域（Ｂ）に保存するための音声保存部（２２ｃ）を有するメモリ（２２）と、前記音声保存部のバッファ領域に保存される前記音声データのデータ量を監視する機能を備え、当該データ量が予め設定された閾値に達したとき、前記バッファ領域の先頭に保存された音声データをスピーカ（２１ｂ）から音響出力させる動作を開始するとともに、前記先頭の音声データに付加された前記送信側内部カウンタを前記受信側内部カウンタとして代入し前記カウンタ保存部に保存するための制御部（２３）とを有し、
   前記制御部は、前記送信側内部カウンタが更新されるタイミングに依存せず、独立したタイミングで前記受信側内部カウンタを更新するためのクロック機能を備えることを特徴とするデータ伝送システム。
2. 前記制御部は、前記送信側内部カウンタ及び前記受信側内部カウンタの比較を行うための比較機能を備えることを特徴とする請求項１記載のデータ伝送システム。
3. 前記制御部は、前記送信側内部カウンタ及び前記受信側内部カウンタの一致を検出したとき、前記一致した当該内部カウンタに割り当てられる音声データを前記音声保存部のバッファ領域から読み出し、前記スピーカから音響出力させることを特徴とする請求項２記載のデータ伝送システム。
4. 前記制御部は、前記送信側内部カウンタが前記受信側内部カウンタより大きいことを検出したとき、前記検出前において一致した当該内部カウンタに割り当てられる音声データを前記音声保存部のバッファ領域から読み出し、当該内部カウンタの一致が検出されるまでの間、前記スピーカから音響出力させることを特徴とする請求項２記載のデータ伝送システム。
5. 前記制御部は、前記送信側内部カウンタが前記受信側内部カウンタより小さいことを検出したとき、前記内部カウンタの一致が検出されるまでの間、前記音声保存部のバッファ領域の先頭に保存されている音声データを破棄するとともに、前記受信側内部カウンタに一致する音声データを前記バッファ領域から読み出し、前記スピーカから音響出力させることを特徴とする請求項２記載のデータ伝送システム。
6. 前記制御部は、前記スピーカから音響出力させた音声データを前記音声保存部のバッファ領域から破棄し、補完用データとして前記メモリの補完データ保存部（２２ｄ）に保存することを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち何れか１項記載のデータ伝送システム。
7. 前記制御部は、前記音声保存部のバッファ領域がオーバーフローとなる前記音声データの保存状態を監視する機能を備え、前記オーバーフローの発生を検出したとき、前記メモリの初期化を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち何れか１項記載のデータ伝送システム。
8. 前記制御部は、前記音声保存部のバッファ領域がアンダーフローとなる前記音声データの保存状態を監視する機能を備え、前記アンダーフローの発生を検出したとき、前記メモリの初期化を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち何れか１項記載のデータ伝送システム。

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