JP2013225761A - 符号化装置、復号装置、通信システム及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信路の特性に応じて通信データにおける最適な冗長度を決定し、誤り訂正能力を維持しつつ、伝送遅延時間を低減するための技術を提供する。
【解決手段】本発明の符号化装置は、送信すべきデータパケットを受信する第１のインターフェース部と、通信路から通信状態の情報を受信するとともに符号化後のデータパケットを送信する第２のインターフェース部と、通信状態の情報から符号化処理の際のデータパケットの分割数と、冗長データパケット数を決定する制御部と、決定されたデータパケットの分割数に基づいて、送信すべきデータパケットを分割するデータ分割部と、決定された冗長データパケット数及び分割されたデータパケットに基づいて、誤り検出符号及び誤り訂正符号を有する冗長データパケットを生成する冗長データ生成部と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、符号化装置、復号装置、通信システム及び通信制御方法に関する。

通常、有線、無線を問わず、多くの通信ネットワークでは、通信トラフィックの集中や、通信路で発生する干渉やノイズの重畳や、信号の減衰響等によりデータパケットの消失が発生する。データパケットの消失対策として、消失訂正符号がある。消失訂正符号は、送信側でデータパケットを分割し、冗長なデータパケットを付加することによって実現される。この消失訂正符号により、通信システムでデータパケットの一部が消失した場合でも、他の分割したデータパケットや冗長なデータパケットから消失したデータパケットを消失訂正し、本来のデータを復元することが可能となる。

消失訂正符号では、データパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数によって、消失したパケットを訂正する能力と、データパケットの伝送遅延時間が変わる。例えば、データパケットを分割した数と冗長なデータパケット数を合わせた数に占める冗長なデータパケットの数の割合が高いほど、消失したパケットを訂正する能力が高くなる。また、データパケットを分割する数や冗長なデータパケットの数が多いほど、宛先情報などの本来のデータ以外の情報や送信間隔などの影響により、伝送遅延時間が長くなる。そのため、高いデータ到達率と短い伝送遅延時間を求められる通信システムに消失訂正符号を利用する場合は、データパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を適切に制御することが重要となる。

例えば特許文献１には、消失訂正符号を利用する通信システムが開示されている。特許文献１に記載の通信システムでは、データパケットのサイズ情報及び受信側のパケットロス率情報に基づいて、データパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を決定する。このようにすることにより、取得したパケットロス率に基づいた訂正能力と、データパケットのオーバヘッドデータ量と、冗長パケットのオーバヘッドデータ量の総計を小さくした伝送遅延時間を実現することができる。

特開２００８−１６０４９９号公報

しかしながら、特許文献１では、通信ネットワークの通信路特性が考慮されていない。例えば、特許文献１では、オーバヘッドデータ量の総計を小さくするため、誤り訂正率を満たすデータ分割数と冗長パケット数のうち、データ分割数が少なく、データ長が長い組合せを選択するが、無線通信ネットワークにおいては、データ長が長いほどパケットエラー率が高くなり、伝送遅延時間が長くなることが考えられる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、通信路の特性に応じて通信データにおける最適な冗長度を決定し、誤り訂正能力を維持しつつ、伝送遅延時間を低減するための技術を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明は、通信路における受信状態の情報を用いてデータパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を通信路特性に応じて制御する。言い換えれば、通信状態を監視し、その通信状態の情報に基づいて誤り訂正能力の程度を適応的に決定する。

つまり、本発明の符号化装置は、送信すべきデータパケットを受信する第１のインターフェース部と、通信路から通信状態の情報を受信するとともに符号化後のデータパケットを送信する第２のインターフェース部と、通信状態の情報から符号化処理の際のデータパケットの分割数と、冗長データパケット数を決定する制御部と、決定されたデータパケットの分割数に基づいて、送信すべきデータパケットを分割するデータ分割部と、決定された冗長データパケット数及び分割されたデータパケットに基づいて、誤り検出符号及び誤り訂正符号を有する冗長データパケットを生成する冗長データ生成部と、を有する。

本発明によれば、通信路の特性に応じて通信データにおける最適な冗長度を適応的に決定し、誤り訂正能力を維持しつつ、伝送遅延時間を低減することができるようになる。

本発明に関連する更なる特徴・作用・効果は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。

本発明の第１の実施形態に係る符号化装置と復号装置を用いた通信システムの概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置を用いた通信システムの概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る消失訂正符号の概略を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る符号化装置の概略内部構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る消失訂正符号の分割数と冗長数を決定する処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る復号装置の概略内部構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置の概略内部構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る、分配器を含む符号化装置の概略内部構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る、分配器を含む復号装置の概略内部構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る、分配器を含む通信装置の概略内部構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る、通信信頼性制御部を含む符号化装置の概略内部構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。

本実施形態では、当業者が本発明を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本発明の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

（１）第１の実施形態
＜通信システムの構成＞
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムの概略構成を示す図である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る符号化装置と復号装置を用いた通信システムの概略構成を示す図である。本通信システムは、符号化装置１０１と復号装置１０２を１台以上ずつ有し、パケットロスが発生する可能性のある通信ネットワーク１０３を介してデータパケットを伝送する。

図１において、符号化装置１０１は、データパケットを符号化し、復号装置１０２に向けて、通信ネットワーク１０３を介して送信する。

復号装置１０２は、受信したパケットを復号し、データパケットを復元する。また、復号装置１０２は、復号の過程で復号前のパケットのロス率や、パケットの受信間隔や、パケットの伝送遅延時間等の通信路特性を推定出来る受信状態の情報を取得する。また、復号装置１０２は、受信状態の情報を符号化装置１０１に向けて、通信ネットワーク１０３を介して送信する。

符号化装置１０１は、受信状態の情報を用いてデータパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を制御する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る通信装置を用いた通信システムの概略構成を示す図である。本通信システムは、図１の符号化装置１０１と復号装置１０２の機能を有する通信装置２０１を２台以上有する。

図２において、通信装置２０１ａ及び２０１ｂのうちデータパケットの送信側は、データパケットを符号化し、データパケット受信側の通信装置２０１ｂ、または２０１ａに向けて、通信ネットワーク１０３を介して送信する。

通信装置２０１ａ及び２０１ｂのうちデータパケットの受信側は、受信したパケットを復号し、データパケットを復元する。また、通信装置２０１ａ及び２０１ｂのうちデータパケットの受信側は、復号の仮定で復号前のパケットのロス率や、パケットの受信間隔や、パケットの伝送遅延時間等の通信路特性を推定出来る受信状態の情報を取得する。また、通信装置２０１ａ及び２０１ｂのうちデータパケットの受信側は、受信状態の情報をデータパケット送信側の通信装置２０１ｂ、または２０１ａに向けて、通信ネットワーク１０３を介して送信する。

通信装置２０１ａ及び２０１ｂのうちデータパケットの送信側は、受信状態の情報を用いてデータパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を制御する。

また、通信ネットワークの通信方向によらず通信路特性がほぼ同様である場合、通信装置２０１は、復号の仮定で復号前のパケットのロス率や、パケットの受信間隔や、パケットの伝送遅延時間等の通信路特性を推定出来る受信状態の情報をもう一方の通信装置に送信せず、通信装置２０１で測定した受信状態の情報を用いてデータパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を制御しても良い。例えば、通信装置２０１ａから通信装置２０１ｂにデータパケットを送信する場合に、通常では、通信装置２０１ａから通信装置２０１ｂへデータパケットを送信した際に通信装置２０１ｂで測定した受信状態の情報を用いてデータパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を制御するが、通信装置２０１ｂから通信装置２０１ａへデータパケットを送信された際に通信装置２０１ａで測定した受信状態の情報を用いて、通信装置２０１ａにおけるデータパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を制御しても良い。

＜消失訂正符号の概略＞
図３は、本発明の実施形態に係る消失訂正符号の概略を示す図である。消失訂正符号は、データパケットに基づいて符号化側３０１で生成され、復号側３０２でデータ消失処理が実行され元のデータパケットが復号される。なお、図３では、符号化側がデータパケットの送信側であり、復号側がデータパケットの受信側である。なお、図３においては、データパケットの通信のみを記載し、通信路特性を推定出来る受信状態の情報の通信を省略している。

符号化側３０１は、まず、データパケットを２つ以上に分割する。図３では、データパケットを４つに分割した場合を示している。次に、分割したデータパケットを基に冗長データパケットを生成する。図３では、２つの冗長データパケットを生成した場合を示している。その後、分割したデータパケットと冗長データパケットを復号側３０２に向けて送信する。

復号側３０２は、パケットロスが発生する可能性のある通信ネットワーク１０３を介して、分割したデータパケットと冗長データパケットを受信する。このとき、通信ネットワーク１０３にてデータパケットが消失する場合がある。図３では、２番目と４番目のデータパケットが消失した場合を示している。次に、復号側３０２は、受信したデータパケットから消失したデータパケットを消失訂正して、送信側で冗長データパケットを付加する前の分割されたデータパケットを復元する。その後、復号側３０２は、分割されたデータパケットを統合し、元のデータパケットを再構成する。

＜符号化装置、復号装置、及び通信装置の内部構成＞
以下、本発明の第１の実施形態に係る符号化装置、復号装置、及び通信装置の内部構成について説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る符号化装置の内部構成を示す図である。符号化装置４０１は、インターフェース部４０２と、データ分割部４０３と、冗長データ生成部４０４と、インターフェース部４０５と、分割数及び冗長数制御部４０６を有する。

インターフェース部４０２は、外部から受信したデータパケットをデータ分割部４０３に転送する。また、インターフェース部４０５は、外部から受信したデータパケットのデータ長を分割数及び冗長数制御部４０６に通知する。

データ分割部４０３は、分割数及び冗長数制御部４０６から指示された分割数に従い、インターフェース部４０２から転送されたデータパケットを分割する。また、データ分割部４０３は、分割したデータパケットを冗長データ生成部４０４に転送する。

冗長データ生成部４０４は、分割数及び冗長数制御部４０６から指示された冗長数に従い、データ分割部４０３から転送された分割データパケットから冗長データパケットを生成する。ここで、冗長データパケットの生成に誤り訂正符号や、誤り検出符号を用いると良い。また、冗長データ生成部４０４は、転送された分割データパケットと、生成した冗長データパケットをインターフェース部４０５に転送する。

インターフェース部４０５は、冗長データ生成部４０４から転送された分割データパケットと、冗長データパケットを接続している通信ネットワークの通信形式に変換し、通信ネットワークへ送信する。また、インターフェース部４０５は、通信ネットワークから受信状態の情報を受信した場合、受信状態の情報を分割数及び冗長数制御部４０６に転送する。

分割数及び冗長数制御部４０６は、インターフェース部４０５から転送された受信状態の情報とインターフェース部４０２から通知されたデータ長から、データパケットを分割する数と冗長データパケット生成する数を決定し、データ分割部４０３に分割数を指示し、冗長データ生成部４０４に冗長数を指示する。詳細な受信状態の情報と、データ長から、分割数と冗長数を決定する処理については、図５を用いて説明する。

＜分割数及び冗長数決定処理＞
図５は、消失訂正符号の分割数と冗長数を決定する処理を説明するためのフローチャートである。消失訂正符号の分割数と冗長数の決定する処理は、図４の分割数及び冗長数制御部４０６の処理に相当する。

まず、ステップＳ５０１において、分割数及び冗長数制御部４０６は、受信間隔の揺らぎの平均値と、直近の受信間隔を比較する。ここで、受信間隔の揺らぎとは、復号を実施する受信側でデータパケットを受信する間隔であり、受信間隔の揺らぎが大きいほど、再送の発生や、送信待機時間が長いことが考えられ、通信路の状態が悪いと推測される。別の言い方をすると、受信間隔の揺らぎとは、（最大受信（転送）間隔−最小受信（転送）間隔）によって求められる値である。図４の分割数及び冗長数制御部４０６は、インターフェース部４０５から受信間隔を転送された場合、一定期間、または一定回数の受信間隔の揺らぎの平均値を計算するとともに、直近の受信間隔を記憶しておく。例えば、揺らぎが大きければ再送処理が多く発生し、揺らぎが少なければ（無ければ）再送処理が殆どない（無い）ということとなる。また、揺らぎが同程度であれば、再送処理はあるが少ない或いは前回と変わらない程度の再送処理が発生している状態ということになる。再送のための処理時間が受信間隔に影響を与える場合のほかに、例えば、他の通信の影響により受信間隔が大きくなる場合もあるため、ここでは「揺らぎ」という表現を用いている。ステップＳ５０１において、受信間隔の揺らぎの平均値と、直近の受信間隔の揺らぎを比較して、直近の受信間隔の揺らぎが大きい場合、処理はステップＳ５０２ａに移行する。直近の受信間隔の揺らぎが受信間隔の揺らぎの平均値と同程度の場合、処理はステップＳ５０２ｂに移行する。直近の受信間隔の揺らぎが受信間隔の揺らぎの平均値よりも小さい場合、処理はステップＳ５０２ｃに移行する。

ステップＳ５０２ａでは、分割数及び冗長数制御部４０６は、基本分割データ長を所定長分だけ短くする。

ステップＳ５０２ｂでは、分割数及び冗長数制御部４０６は、基本分割データ長を維持する。

ステップＳ５０２ｃでは、分割数及び冗長数制御部４０６は、基本分割データ長を所定長分だけ長くする。ここで、基本分割データ長とは、分割後のデータパケットのデータ長の目安とするものである。基本分割データ長を調整することで、通信路特性に適したデータ長に分割する。例えば、直近の受信間隔の揺らぎが大きい場合、通信路特性が悪化したことが考えられるため、伝送効率が落ちるが通信信頼性の高くなるようにデータ長を短くする。また、直近の受信間隔の揺らぎが小さい場合、通信路特性が良好であることが考えられるため、通信信頼性は下がるが伝送効率が良くなるようにデータ長を長くする。

次に、ステップＳ５０３において、分割数及び冗長数制御部４０６は、ステップＳ５０２ａ乃至ｃの何れかで求められた基本分割データ長の情報と、図４のインターフェース部４０２から通知されたデータパケットのデータ長（全体のデータパケット長）から、分割後のデータ長が基本分割データ長以下になるようにデータパケットの分割数を決定する。例えば、全体のデータパケット長が１５００ｂｙｔｅである場合であって、ステップＳ５０２において基本分割データ長が１０００ｂｙｔｅと決定されたときを考える。この場合、単純計算では、分割数＝全データ長÷基本分割データ長＝１．５となるが、これを切り上げて分割数を２とし、最終的な基本分割データ長を７５０ｂｙｔｅとする。

続いて、ステップＳ５０４において、分割数及び冗長数制御部４０６は、ステップ５０３で求めたデータパケットの分割数と、図４のインターフェース部４０５から転送されたパケットロス率から、冗長データパケット数を決定する。この冗長パケット数は、パケットロスが発生しなくなる十分な訂正率になるように決定される。ここで、十分な訂正率とは、例えば、パケットロス率１０％の場合、訂正率が１０％以上のことを意味する。また、通信路特性の変動を考慮して、パケットロス率に対して訂正率を大きめに設定しても良い。

＜復号装置の内部構成＞
図６は、本発明の実施形態に係る復号装置の概略内部構成を示すブロック図である。復号装置６０１は、インターフェース部６０２と、消失訂正部６０３と、データ再構成部６０４と、インターフェース部６０５と、受信状態測定部６０６と、受信状態通知部６０７と、を有する。

インターフェース部６０２は、通信ネットワークから受信したデータパケットを消失訂正部６０３に転送する。また、インターフェース部６０２は、受信状態通知部６０７から転送された受信状態の情報を接続している通信ネットワークの通信形式に変換し、通信ネットワークへ送信する。

消失訂正部６０３は、転送されたデータパケットの一部に消失が確認された場合は、他のデータパケットから消失したデータパケットを消失訂正により復元する。また、消失訂正部６０３は、転送されたデータパケットと、復元したデータパケットをデータ再構成部６０４に転送する。さらに、消失訂正部６０３は、受信した時刻と、データパケットのシーケンス番号を受信状態測定部６０６に通知する。消失訂正部６０３は、データパケットにおけるデータのエラーを訂正する際に、受信したデータ全体のパケット数を把握できるので、そのうちの訂正パケット数をも把握することができる。ここで、受信した時刻の通知は、受信タイミングの通知や、受信間隔の通知など、受信状態測定部６０６で受信間隔を測定可能な情報であれば、代替可能である。また、データパケットのシーケンス番号は、シーケンス番号の飛び数や、パケットロス率など、受信状態測定部６０６でパケットロス率を測定可能な情報であれば、代替可能である。

データ再構成部６０４は、転送された複数のデータパケットから元のデータパケットに再構成する。また、データ再構成部６０４は、インターフェース部６０５に再構成したデータパケットを転送し、インターフェース部６０５は、転送されたデータパケットを外部へ送信する。

受信状態測定部６０６は、通知された受信時刻、または、受信タイミングから受信間隔を測定する。つまり、それぞれの受信時刻の差分を取ることにより受信間隔を把握することができる。また、受信状態測定部６０６は、通知されたシーケンス番号、または、シーケンス番号の飛び数から、パケットロス率を測定する。また、受信状態測定部６０６は、受信間隔や、パケットロス率など、受信状態の情報を受信状態通知部６０７に転送する。

受信状態通知部６０７は、一定時間、または、一定回数ごとに転送された受信状態の情報を纏めてインターフェース部６０２に転送する。

＜通信装置の内部構成＞
図７は、本発明の第１の実施形態に係る通信装置の概略内部構成を示すブロック図である。通信装置７０１は、インターフェース部７０２と、符号化装置７０３と、インターフェース部７０４と、復号装置７０５と、を有する。

インターフェース部７０２は、データパケットを受信した場合、符号化装置７０３にデータパケットを転送する。また、インターフェース部７０２は、復号装置７０５からデータパケットを転送された場合、データパケットを外部へ送信する。

符号化装置７０３及び復号装置７０５は、図４の符号化装置４０１及び図６の復号装置６０１と同様の構成と機能を有するので詳細な説明は省略する。

インターフェース部７０４は、符号化装置７０３からデータパケットを転送された場合、データパケットを接続している通信ネットワークの通信形式に変換し、通信ネットワークへ送信する。また、インターフェース部７０４は、通信ネットワークから受信状態の情報を受信した場合、受信状態の情報を符号化装置７０３に転送する。また、インターフェース部７０４は、通信ネットワークから受信したデータパケットを復号装置７０５に転送する。また、インターフェース部７０４は、復号装置７０５から転送された受信状態の情報を接続している通信ネットワークの通信形式に変換し、通信ネットワークへ送信する。

以上説明した本実施形態によれば、通信路特性を推定可能な受信状態の情報を用いてデータパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を制御することにより、高いデータ到達率と短い伝送遅延時間に寄与する。具体的には、受信間隔を用いて、通信路特性に適したデータ長でデータを分割することにより、伝送遅延時間の短縮に寄与し、パケットロス率を用いて、パケットロス率に応じた訂正率を実現する冗長データパケット数にすることで高いデータ到達率に寄与する。

（２）第２の実施形態
以下、本発明の第２の実施形態に係る符号化装置、復号装置、及び通信装置の内部構成について説明する。

＜符号化装置の構成＞
図８は、本発明の第２の実施形態に係る分配器を備えた符号化装置の概略内部構成を示すブロック図である。

図８の符号化装置８０１は、図４の符号化装置４０１の構成に加えて、分配器８０２を含んでいる。分配器８０２以外の各部の処理内容は図４と同様であるので、その説明については省略する。

分配器８０２は、インターフェース部４０２及びインターフェース部４０５より転送されたデータパケットや、受信状態の情報を各部に転送する。分配器８０２は、各情報・データの転送先について、データパケットのフレーム種別や、タイプ情報などのデータを判別可能な情報と、転送された方向から判断する。

＜復号装置の構成＞
図９は、本発明の第２の実施形態に係る分配器を備えた復号装置の概略内部構成を示すブロック図である。

図９の復号装置９０１は、図６の復号装置６０１の構成に加えて、分配器９０２を含んでいる。分配器９０２以外の各部の処理内容は図６と同様であるので、その説明については省略する。

分配器９０２は、インターフェース部６０２及びインターフェース部６０５より転送されたデータパケットや、受信状態の情報を各部に転送する。分配器９０２は、各情報・データの転送先について、データパケットのフレーム種別や、タイプ情報などのデータを判別可能な情報と、転送された方向から判断する。

＜通信装置の構成＞
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る分配器を備えた通信装置の概略内部構成を示すブロック図である。

図１０の通信装置１００１は、図７の通信装置７０１の構成に加えて、分配器１００２を含んでいる。分配器１００２以外の各部の処理内容は図７と同様であるので、その説明については省略する。

分配器１００２は、インターフェース部７０２及びインターフェース部７０４より転送されたデータパケットや、受信状態の情報を各部に転送する。分配器１００２は、各情報・データの転送先について、データパケットのフレーム種別や、タイプ情報などのデータを判別可能な情報と、転送された方向から判断する。

以上説明した本実施形態によれば、分配器を設けているので、インターフェースを接続する方向を意識することなく、符号化装置、復号装置、及び通信装置を使用することが可能になる。これにより、接続ミスにより消失訂正の効果が得られないことや、通信不可になることを防ぐことが可能である。

（３）第３の実施形態
以下、本発明の第３の実施形態に係る符号化装置の内部構成について説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る通信信頼性制御部を含む符号化装置の概略内部構成を示すブロック図である。図１１の符号化装置８０１は、図４の符号化装置４０１の構成に、信頼性制御部１１０３を含んでおり、当該構成の追加によりインターフェース部１１０２と、分割数及び冗長数制御部１１０４の処理内容に追加がある。他の各部の処理内容は、図４と同様であるので説明については省略する。

インターフェース部１１０２は、図４のインターフェース部４０２の処理に加え、重要度に関する情報を信頼性制御部１１０３に通知する処理を実行する。重要度に関する情報は、優先度情報や、フレームタイプなどを用いる。重要度が高い情報は、必ず送信先に届いて欲しい情報であり、後述のように制御情報などが含まれる。

信頼性制御部１１０３は、通知された重要度に関する情報から、重要度に応じて、訂正率の上乗せ情報を分割数及び冗長数制御部１１０４に通知する。訂正率の上乗せ情報は、重要な情報ほど大きくする。例えば、通常の情報（例えば、監視情報）を０％とし、重要な情報（例えば、制御情報）を２０％とすることで、重要な情報の信頼性を確保する。また、重要度の情報は、外部から入力可能としても良い。

分割数及び冗長数制御部１１０４は、図４の分割数及び冗長数制御部４０６の処理に加え、転送された訂正率の上乗せ情報に応じた処理が追加される。訂正率の上乗せ情報に応じた処理は、パケットロス率から求めた訂正率に訂正率の上乗せ情報分を加算してから冗長データパケット数を決定することにより実行される。

以上説明した本実施形態によれば、重要度に応じて信頼性を確保することが可能になる。例えば、重要な情報ほど、冗長データパケット数を多くすることで、重要な情報のデータ到達率を向上することに寄与する。

（４）まとめ
（i）本実施形態は、消失訂正符号を利用した通信装置、及び符号化装置、及び復号装置、並びに通信制御方法において、通信路特性を推定可能な受信状態の情報を用いてデータパケットを分割する数と冗長なデータパケットの数を通信路特性に応じて制御する手段を提供することが可能であり、高いデータ到達率と短い伝送遅延時間に寄与する効果がある。特に高信頼性やリアルタイム性が求められる産業用途の無線通信システムに適用すると効果的であり、その工業的価値は、大である。

（ii）より具体的には、本発明の符号化装置では、復号装置で測定して送信されてきた通信状態の情報（データパケットの受信間隔及びパケットロス率）を受信し、通信状態に基づいて適応的にデータパケットの分割数と冗長パケット数を決定する。そして、その分割数に基づいて復号装置に送信すべきデータパケットを分割し、冗長データパケット数及び分割されたデータパケットに基づいて、誤り検出符号及び誤り訂正符号を有する冗長データパケットを生成する。この冗長データは、通信路を介して復号装置に送信される。このようにすることにより、誤り訂正能力を維持しつつ、伝送遅延時間を低減することができるようになる。

また、当該符号化装置は、さらに、外部からの情報を受信する２つのインターフェース（送信すべきデータパケットを受信するインターフェース及び通信路にデータを出力及び通信路からデータ・情報を受信するインターフェース）を有し、これらのインターフェース部がそれぞれ受信したデータを符号化装置内の適切な処理部に転送し、符号化装置内から転送されたデータパケットを適切なインターフェースに送信する分配器を有するように構成しても良い。このようにすることにより、符号化装置のインターフェースの接続の方向に関係なく、正しい情報・データを適切な処理部に受け渡すことができ、ユーザの使い勝手も向上する。

さらに、当該符号化装置は、送信すべきデータパケットの重要度（例えば、制御情報は監視情報よりも重要度、優先度が高い）に応じて冗長データパケット数を決定し、それに応じて誤り訂正能力を調整する。このよいにすることにより、重要な情報の到達率を高め、通信の信頼性を向上させることができるようになる。

本発明の復号装置は、通信過程で消失した符号化データパケットを検出し、当該消失した符号化データパケットを消失訂正し、符号化データパケットと消失訂正した符号化データパケットから、元のデータパケットを再構成する。さらに、復号装置は、符号化データパケットの受信時刻及びパケットのシーケンス番号から、符号化データパケットの通信状態（符号化データパケット間の受信間隔、パケットロス率）を測定し、それを符号化装置に通知する。このようにすることで、通信状態が符号化装置で利用することができるので、誤り訂正能力を維持しつつ、伝送遅延時間を低減するために資することが可能となる。

なお、復号装置にも上記分配器を設けることができる。これにより、復号装置のインターフェースの接続の方向に関係なく、正しい情報・データを適切な処理部に受け渡すことができ、ユーザの使い勝手も向上する。

（iii）本発明は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。

また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。

さらに、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。

最後に、ここで述べたプロセス及び技術は本質的に如何なる特定の装置に関連することはなく、コンポーネントの如何なる相応しい組み合わせによってでも実装できることを理解する必要がある。つまり、本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

更に、汎用目的の多様なタイプのデバイスがここで記述した教授に従って使用可能である。ここで述べた方法のステップを実行するのに、専用の装置を構築するのが有益であることが判るかもしれない。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本発明は、具体例に関連して記述したが、これらは、すべての観点に於いて限定の為ではなく説明の為である。本分野にスキルのある者には、本発明を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。

また、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。

加えて、本技術分野の通常の知識を有する者には、本発明のその他の実装がここに開示された本発明の明細書及び実施形態の考察から明らかになる。記述された実施形態の多様な態様及び／又はコンポーネントは、データを管理する機能を有するコンピュータ化ストレージシステムに於いて、単独又は如何なる組み合わせでも使用することが出来る。明細書と具体例は典型的なものに過ぎず、本発明の範囲と精神は後続する請求範囲で示される。

１０１、４０１、７０３、８０１、１１０１ 符号化装置
１０２、６０１、７０５ 復号装置
２０１、７０１ 通信装置
４０２、４０５、６０２、６０５、７０２、７０４ インターフェース部
４０３ データ分割部
４０４ 冗長データ生成部
４０５ インターフェース部
４０６、１１０４ 分割数及び冗長数制御部
６０３ 消失訂正部
６０４ データ構成部
６０６ 受信状態測定部
６０７ 受信状態通知部
８０２、９０２、１００２ 分配器
１１０３ 信頼性制御部

Claims (10)

1. 送信すべきデータパケットを受信する第１のインターフェース部と、
   通信路から通信状態の情報を受信するとともに符号化後のデータパケットを送信する第２のインターフェース部と、
   前記通信状態の情報から符号化処理の際のデータパケットの分割数と、冗長データパケット数を決定する制御部と、
   前記決定されたデータパケットの分割数に基づいて、前記送信すべきデータパケットを分割するデータ分割部と、
   前記決定された冗長データパケット数及び前記分割されたデータパケットに基づいて、誤り検出符号及び誤り訂正符号を有する冗長データパケットを生成する冗長データ生成部と、
   を有することを特徴とする符号化装置。
2. 請求項１において、
   前記第２のインターフェース部は、前記通信状態の情報を、前記冗長データパケットを復号する復号装置から前記通信路を介して受信し、
   前記通信状態の情報は、前記復号装置における前記冗長データパケットの受信間隔に関する情報及びパケットロス率の情報を含むことを特徴とする符号化装置。
3. 請求項１において、
   さらに、前記第１及び第２のインターフェース部が受信したデータを符号化装置内の適切な処理部に転送し、符号化装置内から転送されたデータパケットを適切なインターフェース部に送信する分配器を有することを特徴とする符号化装置。
4. 請求項１において、
   前記制御部は、前記送信すべきデータパケットの重要度に応じて前記冗長データパケット数を制御することを特徴とする符号化装置。
5. 符号化装置から通信路を介して送信される符号化データパケットを受信する第３のインターフェース部と、
   復号して得られるデータパケットを出力する第４のインターフェース部と、
   受信した前記符号化データパケットから前記通信路を介した通信過程で消失した符号化データパケットを検出し、当該消失した符号化データパケットを消失訂正すると共に、前記符号化データパケットの受信時刻及びパケットのシーケンス番号を出力する消失訂正部と、
   受信した前記符号化データパケットと、前記消失訂正した符号化データパケットから、元のデータパケットを再構成するデータ再構成部と、
   前記消失訂正部から前記受信時刻及び前記シーケンス番号を受信し、前記符号化データパケットの通信状態を測定する通信状態測定部と、
   前記符号化データパケットの通信状態の情報を、前記第３のインターフェース部を介して前記符号化装置に通知する通信状態通知部と、
   を有することを特徴とする復号装置。
6. 請求項５において、
   前記通信状態測定部は、前記受信時刻から前記符号化データパケット間の受信間隔、前記シーケンス番号からパケットロス率を測定し、これらの情報を前記通信状態とすることを特徴とする復号装置。
7. 請求項５において、
   さらに、前記第３及び第４のインターフェース部が受信したデータを復号装置内の適切な処理部に転送し、復号装置内から転送されたデータパケットを適切なインターフェース部に送信する分配器有することを特徴とする復号装置。
8. 少なくとも１つの、請求項１乃至４の何れか１項に記載の符号化装置と、
   少なくとも１つの、請求項５乃至７の何れか１項に記載の復号装置と、
   を有することを特徴とする通信システム。
9. 第１のインターフェース部が、送信すべきデータパケットを受信するステップと、
   第２のインターフェース部が、通信路から通信状態の情報を受信するステップと、
   制御部が、前記通信状態の情報から符号化処理の際のデータパケットの分割数と、冗長データパケット数を決定するステップと、
   データ分割部が、前記決定されたデータパケットの分割数に基づいて、前記送信すべきデータパケットを分割するステップと、
   冗長データ生成部が、前記決定された冗長データパケット数及び前記分割されたデータパケットに基づいて、誤り検出符号及び誤り訂正符号を有する冗長データパケットを生成するステップと、
   前記第２のインターフェース部が、前記生成した冗長データパケットを前記通信路に出力するステップと、
   を有することを特徴とする符号化方法。
10. 第３のインターフェース部が、符号化装置から通信路を介して送信される符号化データパケットを受信するステップと、
    消失訂正部が、受信した前記符号化データパケットから前記通信路を介した通信過程で消失した符号化データパケットを検出し、当該消失した符号化データパケットを消失訂正すると共に、前記符号化データパケットの受信時刻及びパケットのシーケンス番号を出力するステップと、
    データ再構成部が、受信した前記符号化データパケットと、前記消失訂正した符号化データパケットから、元のデータパケットを再構成するステップと、
    通信状態測定部が、前記消失訂正部から前記受信時刻及び前記シーケンス番号を受信し、前記符号化データパケットの通信状態を測定するステップと、
    通信状態通知部が、前記符号化データパケットの通信状態の情報を、前記第３のインターフェース部を介して前記符号化装置に通知するステップと、
    第４のインターフェース部が、前記元のデータパケットを出力するステップと、
    を有することを特徴とする復号方法。

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