JP2014135637A

JP2014135637A - パケット分解組み立て装置およびパケット分解組み立て方法

Info

Publication number: JP2014135637A
Application number: JP2013002561A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ikuri; 謙二為栗; Hiroshi Nakajima; 浩中嶋
Original assignee: Anritsu Networks Co Ltd
Current assignee: Anritsu Networks Co Ltd
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2014-07-24

Abstract

【課題】運用時に、非同期網のゆらぎ特性や遅延時間が変化した場合にも、パケットの受信間隔のばらつきに応じてゆらぎ吸収バッファのバッファ長を自動的に調整できるパケット分解組み立て装置１０およびパケット分解組み立て方法を提供すること。
【解決手段】非同期網を介して送信される、音声データを含む複数のパケットを受信する受信回路１３と、受信回路１３で受信された各パケットを分解して音声データを取り出すパケット分解回路２１と、パケット分解回路２１で取り出された音声データを一時的に格納する可変長バッファ１４ａを有するメモリ回路１４と、受信回路１３で受信された複数のパケットの受信間隔を測定する測定回路１７ａと、測定回路１７ａで測定された複数のパケットの受信間隔のゆらぎ量を算出し、算出したゆらぎ量に応じて、可変長バッファ１４ａのバッファ長を制御する制御回路１７ｂ，１７ｃと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、パケット分解組み立て装置およびパケット分解組み立て方法に関し、より詳しくは、非同期網（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｎｅｔｗｏｒｋ）を介してパケット通信される音声データのゆらぎを吸収するためのゆらぎ吸収バッファを備えた、ＰＡＤ（ＰａｃｋｅｔＡｓｓｅｍｂｌｅｒＤｉｓａｓｓｅｍｂｌｅｒ）とも称される、パケット分解組み立て装置およびパケット分解組み立て方法に関するものである。

従来、音声データは、同期網（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ）により、一定間隔で送受信されていた。ところが、近年においては、非同期網を介して音声データをパケット通信により転送することが多くなってきた。

非同期網の場合には、パケット送信側がパケット送信間隔を一定として音声データを送信したとしても、パケット受信側において、パケット受信間隔にゆらぎを生じてしまう。そのため、通常は、パケット受信側にゆらぎ吸収バッファを設けて、音声データが損失するのを抑制するようにしている。

ゆらぎ吸収バッファは、バッファ長を大きくすれば、音声データを損失しにくくなるものの、遅延時間が増大する。逆に、バッファ長を小さくした場合には、遅延時間が減少する代わりに、音声データを損失しやすくなる。

これまでは、非同期網の管理者が、遅延時間とデータ損失率とのトレードオフによりゆらぎ吸収バッファのバッファ長を固定的に設定することで対応していた。そのため、設定後に非同期網のゆらぎ特性や遅延時間が変化した場合には、実際のゆらぎが設定から大きくはずれ、多くのデータを損失する、もしくは、遅延時間がより長くなるという問題があった。

この問題を解決するものとして、非同期転送モード用伝送路におけるセルデータのゆらぎ量を測定する測定手段と、前記セルデータが少なくとも前記測定手段で測定された前記ゆらぎ量分入力されたことを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果を基にデータバッファからのデータ読み出しを行う手段とを有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１０２７７２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、遅延変動の変動幅が大きく変わる場合に予定以上のゆらぎが入力されてもデータメモリ回路がオーバフローまたはアンダフローとなるのを防止し、正確なＳＴＭ出力信号が出力されるようにしたものであって、変換部でのデータ遅延の増大を防ぐことができるものの、実際のデータ通信に先だってセルのゆらぎ量を測定しておく必要があるため、運用時に非同期網のゆらぎ特性や遅延時間が変化した場合には、パケットの受信間隔のばらつきに応じてゆらぎ吸収バッファのバッファ長をダイナミックに調整できないという問題があった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、運用時に非同期網のゆらぎ特性や遅延時間が変化した場合にも、パケットの受信間隔のばらつきに応じてゆらぎ吸収バッファのバッファ長をダイナミックに調整することができるパケット分解組み立て装置およびパケット分解組み立て方法を提供することを目的とする。

本発明のパケット分解組み立て装置は、非同期網（１）を介して送信される、音声データを含む複数のパケットを受信する受信回路（１３）と、前記受信回路で受信された各パケットを分解して音声データを取り出すパケット分解回路（２１）と、前記パケット分解回路で取り出された音声データを一時的に格納する可変長バッファ（１４ａ）を有するメモリ回路（１４）と、前記受信回路で受信された複数のパケットの受信間隔を測定する測定回路（１７ａ）と、前記測定回路で測定された複数のパケットの受信間隔のゆらぎ量を算出し、算出したゆらぎ量に応じて、前記可変長バッファのバッファ長を制御する制御回路（１７ｂ，１７ｃ）と、を備えている。

この構成により、本発明のパケット分解組み立て装置は、実際のパケット間における受信間隔のゆらぎ量に応じて可変長バッファのバッファ長を自動的に調整できるため、非同期網の運用中のゆらぎ特性や遅延時間の変化にも容易に対応することができる。

なお、前記制御回路は、前記ゆらぎ量の測定時間当たりの分布を基に、前記可変長バッファのバッファ長を制御するようにしてもよい。

この構成により、本発明のパケット分解組み立て装置は、ゆらぎ量の測定時間当たりのばらつきに基づいて、可変長バッファのバッファ長を適切に制御することができる。

また、本発明のパケット分解組み立て装置は、前記ゆらぎ量の測定時間当たりの分布を表す情報を提示するための提示手段を、さらに備えるようにしてもよい。

この構成により、本発明のパケット分解組み立て装置は、ゆらぎ量の測定時間当たりのばらつきに応じて、適宜、可変長バッファのバッファ長を制御することができる。

また、本発明のパケット分解組み立て装置は、前記測定回路における前記複数のパケットの受信間隔を測定するための測定時間を決定するパラメータ（Ｐｃ）と、前記複数のパケットの測定時間当たりの救済率に応じて、前記制御回路における前記可変長バッファのバッファ長を制御するためのバッファ値を決定するパラメータ（Ｐｅ）と、前記制御回路における前記可変長バッファのバッファ長を制御するためのタイミングを決定するパラメータ（Ｐｆ）と、を少なくとも設定させるための設定手段（１８）を、さらに備えるようにしてもよい。

この構成により、本発明のパケット分解組み立て装置は、管理者の任意に応じて、可変長バッファのバッファ長を制御することができる。

また、この発明のパケット分解組み立て装置は、前記可変長バッファ内に格納された音声データが枯渇したときに、前記可変長バッファのバッファ長を拡大させるように制御してもよい。

この構成により、本発明のパケット分解組み立て装置は、アンダフローの発生に対しても容易に対応することができる。

さらに、この発明のパケット分解組み立て方法は、非同期網（１）を介して送信される、音声データを含む複数のパケットを受信回路（１３）により受信するステップと、前記受信回路で受信された各パケットをパケット分解回路（２１）により分解して音声データを取り出すステップと、前記パケット分解回路により取り出された音声データを、メモリ回路（１４）が有する可変長バッファ（１４ａ）に一時的に格納するステップと、前記受信回路で受信された複数のパケットの受信間隔を測定回路（１７ａ）により測定するステップと、前記測定回路で測定された複数のパケットの受信間隔のゆらぎ量を算出するとともに、算出したゆらぎ量に応じて、前記可変長バッファのバッファ長を制御回路（１７ｂ，１７ｃ）により制御するステップと、を備えている。

この構成により、本発明のパケット分解組み立て方法は、実際のパケット間における受信間隔のゆらぎ量に応じて可変長バッファのバッファ長を自動的に調整できるため、非同期網の運用中のゆらぎ特性や遅延時間の変化にも容易に対応することができる。

本発明は、運用時に非同期網のゆらぎ特性や遅延時間が変化した場合にも、パケットの受信間隔のばらつきに応じてゆらぎ吸収バッファのバッファ長をダイナミックに調整することができるパケット分解組み立て装置およびパケット分解組み立て方法を提供できる。

本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置を含むネットワーク構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置の構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置のゆらぎ測定部の動作を説明するために示す図である。本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置のパラメータ設定部において設定されるパラメータの一覧を示す図である。本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置のゆらぎ量算出部において内部的に生成されるヒストグラムの一例を示す図である。本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置の受信動作に係る処理の流れを説明するために示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置における可変長バッファの、バッファ長の第１の変更例を示す図である。本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置における可変長バッファの、バッファ長の第２の変更例を示す図である。本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置における可変長バッファの、バッファ長の第３の変更例を示す図である。本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置における可変長バッファの、バッファ長の第４の変更例を示す図である。

以下に、本発明に係るパケット分解組み立て装置およびパケット分解組み立て方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置１０を含むネットワーク構成の概略を示すものである。

図１に示すように、非同期網であるＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク１には、それぞれ、パケット分解組み立て装置１０を介して、送信者および受信者となる複数のユーザ２が接続されるようになっている（本図１では、便宜上、二人のユーザ２（２ａ，２ｂ）のみを例示している）。ＩＰネットワーク１は、例えばユーザ２間で音声データを含むパケットを通信（送受信）するもので、ＩＰネットワーク１に対して、送信者側のユーザ２からは複数のパケットが一定間隔で送信されるようになっている。一定間隔で送信される複数のパケットには、送信順に、それぞれシーケンス番号（シリアル番号）が付されている。受信者側のユーザ２は、ＩＰネットワーク１上を送信される複数のパケットのうち、受信者宛のパケットだけを選択的に受信するようになっている。

ＩＰネットワーク１は、その運用が管理者１００により管理されるようになっている。また、ＩＰネットワーク１は、管理者１００によって、運用に係る基本的な動作パラメータが予め設定されるようになっている。管理者１００により予め設定される動作パラメータとしては、例えば、ＩＰネットワーク１におけるパケットの通信経路や遅延時間と音声データの損失率とのトレードオフによるゆらぎ吸収バッファのバッファ長などがある。

図２は、本発明の実施の形態に係るパケット分解組み立て装置１０の概略構成を示すものである。

このパケット分解組み立て装置１０は、ＩＰネットワーク１を介して、ユーザ２間で通信される複数のパケットを分解したり、組み立てたりするものである。すなわち、パケット分解組み立て装置１０では、ＩＰネットワーク１を介して受信したパケットを分解して音声データの取り出しを行うとともに、ＩＰネットワーク１を介して送信される、音声データを含むパケットの組み立てを行うようになっている。

図２に示すように、パケット分解組み立て装置１０は、ＩＰネットワーク１に対して、複数のパケットを一定間隔で送信する送信機１１と、ＩＰネットワーク１を介して送信される複数のパケットを受信する受信機１２と、を有して構成されている。送信機１１は、パケット組み立て回路（図示していない）を備えている。なお、送信機１１に関しては、本発明に係るパケット分解組み立て装置において必須の構成ではないので、ここでの説明は省略し、受信機１２の構成についてのみ詳細に説明する。

また、以下の説明においては、一方のユーザ２をパケット（音声データ）の送信者２ａとし、他方のユーザ２を受信者２ｂと想定した場合について説明する。

受信機１２は、受信回路としての受信ＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１３、メモリ回路１４、バッファ長制御回路１７、設定手段としてのパラメータ設定部１８、読み出しタイミング調整回路２０、および、パケット分解回路２１を有している。

受信ＩＦ１３は、ＩＰネットワーク１を介して送信されるパケットを受信するものである。受信ＩＦ１３は、受信したパケットをパケット分解回路２１およびバッファ長制御回路１７に供給するようになっている。

メモリ回路１４は、可変長バッファ１４ａを有し、パケット分解回路２１で分解されたパケットより取り出された複数の音声データを、可変長バッファ１４ａ内に一時的に格納するものである。可変長バッファ１４ａは、音声データの伝送時のゆらぎ（遅延変動）を吸収するためのゆらぎ吸収バッファとして機能する。また、メモリ回路１４は、メモリ書き込み回路としてのライトアドレスカウンタ（ＷＡＣ）１５と、メモリ読み出し回路としてのリードアドレスカウンタ（ＲＡＣ）１６と、を備えている。ＷＡＣ１５およびＲＡＣ１６は、メモリ回路１４の外部に配設されるものであってもよい。

バッファ長制御回路１７は、ＩＰネットワーク１における遅延時間と音声データの損失率とのトレードオフにより、パケット間における受信間隔のゆらぎに対する可変長バッファ１４ａのバッファ長（バッファサイズ）の最適化を図るものである。ここでのバッファ長の最適化とは、後述するように、管理者１００により設定される各種のパラメータにしたがって可変長バッファ１４ａのバッファ長を変更し、測定時間当たりのゆらぎ量の変化（ばらつき）に応じて、可変長バッファ１４ａのバッファ長をＩＰネットワーク１の運用中に自動調整（制御）することを含んでいる。

バッファ長制御回路１７は、ゆらぎ測定部（測定回路）１７ａ、ゆらぎ量算出部１７ｂ、および、バッファ長設定部１７ｃを有して構成されている。

ゆらぎ測定部１７ａは、受信ＩＦ１３で受信された複数のパケットの受信間隔を測定することにより、パケット間における受信間隔のゆらぎを測定するものである。ゆらぎ測定部１７ａは、受信時に各パケットに付されたシーケンス番号をチェックし、例えばチェックしたシーケンス番号が１カウントアップしているものだけを有効なパケットとして扱うようになっている。

図３に示すように、ゆらぎ測定部１７ａは、第１パケットＰ１に続いて第２パケットＰ２が受信されたことを確認した場合に、第１パケットＰ１の受信から第２パケットＰ２の受信までのパケット受信間隔をパケットＰ１，Ｐ２間における受信間隔のゆらぎとして測定する。同様に、ゆらぎ測定部１７ａは、第２パケットＰ２に続いて第３パケットＰ３が受信されたことを確認した場合に、第２パケットＰ２の受信から第３パケットＰ３の受信までのパケット受信間隔をパケットＰ２，Ｐ３間における受信間隔のゆらぎとして測定する。

一方、ゆらぎ測定部１７ａは、例えば第１パケットＰ１に続いて第２パケットＰ２よりも第３パケットＰ３が先に受信されたことを確認した場合には、第３パケットＰ３は有効でないパケットである（無効）とし、パケットＰ１，Ｐ３間における受信間隔のゆらぎを測定しないようになっている。

図２において、ゆらぎ量算出部１７ｂは、ゆらぎ測定部１７ａで測定されたパケット間における受信間隔のゆらぎ（測定値）に基づいて、測定時間当たりのゆらぎ量を算出するものである。ゆらぎ量算出部１７ｂは、測定時間当たりのゆらぎ量を算出するために、例えばパケット間における受信間隔のゆらぎに基づいて内部（ソフト）的にヒストグラムを生成するようになっている（図５参照）。

バッファ長設定部１７ｃは、ゆらぎ量算出部１７ｂで算出された測定時間当たりのゆらぎ量の分布（ヒストグラム）を基に、可変長バッファ１４ａのバッファ長を制御するためのバッファ長変更値を設定するものである。バッファ長設定部１７ｃは、設定した変更値に基づいて読み出しタイミング調整回路２０の読み出しタイミングを調整することにより、メモリ回路１４における可変長バッファ１４ａのバッファ長(ＷＡＣ１５とＲＡＣ１６とのアドレス差)を制御するようになっている。

ここで、可変長バッファ１４ａのバッファ長を小さくすることは、既に可変長バッファ１４ａ内に格納されている音声データの一部を廃棄することなしに、ＲＡＣ１６を制御して音声データの読み出しの周期が短く（一定期間内に読み出す音声データ数が管理者１００により設定された動作パラメータに基づく通常時よりも多く）なるように調整することであり、逆に、バッファ長を大きくすることは、ＲＡＣ１６を制御して音声データの読み出しの周期が長くなるように調整することである。

なお、バッファ長設定部１７ｃには、ＷＡＣ１５とＲＡＣ１６からアンダフロー検出のためのアドレスが供給されるようになっている。

パラメータ設定部１８は、ＩＰネットワーク１の利用環境や管理者１００のポリシーなどに応じて、管理者１００が各種のパラメータを設定するためのものである。パラメータ設定部１８は、ゆらぎ量算出部１７ｂにおいて内部的に生成されるヒストグラムに応じた情報を、例えば提示手段としてのモニタ（図示していない）を介して管理者１００に提示するための、モニタ出力を発生するようになっている。なお、提示手段としてはモニタに限らず、例えば液晶表示装置などであってもよいし、当然、パラメータ設定部１８の内部に配置されていてもよい。

読み出しタイミング調整回路２０は、バッファ長制御回路１７のバッファ長設定部１７ｃでの設定（変更値）に基づく読み出しタイミングにより、ＲＡＣ１６を制御するものである。

パケット分解回路２１は、受信ＩＦ１３で受信されたパケットを分解して複数の音声データを取り出すとともに、取り出した音声データを、ＷＡＣ１５を含むメモリ回路１４に供給するものである。

図４は、管理者１００により設定されるパラメータの一覧を示すものである。

パラメータ設定部１８より設定されるパラメータとしては、例えば図４に示すように、ゆらぎ吸収バッファ初期値設定パラメータＰａ、ゆらぎ吸収バッファ変更ステップ設定パラメータＰｂ、測定時間設定パラメータＰｃ、測定値有効期間設定パラメータＰｄ、バッファ値設定パラメータＰｅ、変更タイミング設定パラメータＰｆ、および、アンダフロー即時変更（有効／無効）設定パラメータＰｇが用意されている。

ゆらぎ吸収バッファ初期値設定パラメータＰａは、可変長バッファ１４ａにおいて、ゆらぎを吸収するためのバッファ長の初期値を設定するパラメータである。

ゆらぎ吸収バッファ変更ステップ設定パラメータＰｂは、バッファ長の急激な変更を避けるために、可変長バッファ１４ａのバッファ長を段階的に変更させるためのステップ数を設定するパラメータである。

測定時間設定パラメータＰｃは、ゆらぎを測定するための、パケット間における受信間隔を測定する際の測定時間を設定するパラメータである。

測定値有効期間設定パラメータＰｄは、パケット間における受信間隔のゆらぎ（測定値）の有効期間を設定するパラメータである。

バッファ値設定パラメータＰｅは、例えば複数のパケットの測定時間当たりの救済率に応じて、可変長バッファ１４ａのバッファ長を制御するためのバッファ値を設定するパラメータである。バッファ値設定パラメータＰｅについては後述するが、最大値の減算（例えば、パーセンテージ）による設定が可能となっている。

変更タイミング設定パラメータＰｆは、可変長バッファ１４ａのバッファ長を変更するタイミングを設定するパラメータである。変更タイミング設定パラメータＰｆとしては、例えば以下のタイミングでの変更時期が設定されるようになっている。第１のタイミング（１）は、測定値有効期間経過後であって、トラヒックを常時フィードバックさせるために、測定値有効期間設定パラメータＰｄで設定された有効期間を経過した後に可変長バッファ１４ａのバッファ長を変更させようとするものである。第２のタイミング（２）は、特定時刻であって、例えば１日単位または１週間単位でトラヒックを把握するために、設定された時刻に可変長バッファ１４ａのバッファ長を変更させようとするものである。第３のタイミング（３）は、変更なしの場合であって、設定値の最大値が更新されるまでは現時点での設定を維持しようとするものである。

アンダフロー即時変更（有効／無効）設定パラメータＰｇは、変更タイミング設定パラメータＰｆに加えて、アンダフローの発生時に即時に可変長バッファ１４ａのバッファ長を変更させるかどうかを、「有効」または「無効」により指示するためのパラメータである。なお、このアンダフロー即時変更設定パラメータＰｇの「有効」の設定は、例えばゆらぎ吸収バッファ変更ステップ設定パラメータＰｂの設定に優先する。

管理者１００は、これらの設定パラメータＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ，Ｐｆ，Ｐｇを、パラメータ設定部１８を用いて設定するようになっている。設定の際に、管理者１００は、モニタにより提示される、ゆらぎ量算出部１７ｂにおいて内部的に生成されるヒストグラムに応じた情報、例えばヒストグラムを数値化したデータを参照することが可能になっている。

図５は、ゆらぎ量算出部１７ｂにおいて内部的に生成されるヒストグラムの一例を示すものである。

このヒストグラムは、測定時間内において、パケット受信間隔ごとの測定値のばらつき（分布）を示したもので、この例の場合、パケット送信間隔とほぼ同じパケット受信間隔で受信されているパケットが最も多いことがわかる。パケット受信間隔がパケット送信間隔とほぼ同じパケットはゆらぎが小さいパケットであると言うことができる。逆に、パケット受信間隔がパケット送信間隔から離れるほど、ゆらぎの大きいパケットであると言える。

したがって、本ヒストグラムに基づけば、測定時間当たりのゆらぎ量を容易に算出することが可能となるため、たとえ運用時に通信経路の切り換えなどによりＩＰネットワーク１のゆらぎ特性や遅延時間が変化した場合にも、パケット間における受信間隔のゆらぎのばらつきに応じて可変長バッファ１４ａのバッファ長をダイナミックに調整できる。

ここで、図５に示したヒストグラムを例に、管理者１００により設定されるバッファ値設定パラメータＰｅについて説明する。

遅延時間にこだわりを持つ管理者１００、例えば音声データの損失率よりも可変長バッファ１４ａでの遅延時間が増大するのを嫌う管理者１００の場合は、そのポリシーにしたがって、受信パケットの測定時間当たりの救済率が１００％以下となるようなバッファ値をパラメータＰｅとして設定する。より具体的には、例えば９５％の音声データを損失しないために必要なバッファ長を設定する場合、測定値を受信間隔の小さい順に並べ、××．×××××％目にある値（測定値の最大値にあたる１００％に対する相対値）をバッファ値として設定する。

これに対し、音声データの音質にこだわりを持つ管理者１００、例えば可変長バッファ１４ａでの遅延時間よりも音声データの損失を嫌う管理者１００の場合は、そのポリシーにしたがって、受信パケットの測定時間当たりの救済率が１００％以上となるようなバッファ値をパラメータＰｅとして設定する。より具体的には、１００％の音声データを損失しないために必要なバッファ長にさらに余裕を持たせるために、例えば測定値有効期間内において測定値の最大値（１００％に相当）を超える倍数をバッファ値として設定する（一例として、１２０％の場合は１．２倍）。

一方、可変長バッファ１４ａでの遅延時間と音声データの損失率とのトレードオフにより、バッファ長の最適化を望む管理者１００の場合は、そのポリシーにしたがって、受信パケットの測定時間当たりの救済率が１００％となるようなバッファ値をパラメータＰｅとして設定する。すなわち、１００％の音声データを損失しないために必要なバッファ長を確保する場合、測定値有効期間内において測定値の最大値（１００％に相当）をバッファ値として設定する。

このように、可変長バッファ１４ａのバッファ長をパケット間の受信間隔のばらつきに応じてダイナミックに調整できることに加えて、ＩＰネットワーク１の利用環境や管理者１００のポリシーにしたがって、可変長バッファ１４ａのバッファ長を自動的に調整することが可能となり、管理者１００の任意の要求に対しても柔軟に対応できるものである。

次に、上記した構成のパケット分解組み立て装置１０におけるパケットの受信動作について説明する。

図６は、パケット分解組み立て装置１０のパケットの受信動作に係る処理の流れを示すものである。

まず、受信者２ｂのパケット分解組み立て装置１０において、送信者２ａより送信されたパケットが受信ＩＦ１３によって受信されると、逐次、受信されたパケットはパケット分解回路２１およびバッファ長制御回路１７のゆらぎ測定部１７ａに送られる。パケット分解回路２１に送られた受信パケットは分解され、音声データが取り出される。パケット分解回路２１によって取り出された複数の音声データは、メモリ回路１４に送られ、ＷＡＣ１５からのライトアドレスにしたがって可変長バッファ１４ａの所定の領域に書き込まれる。

一方、ゆらぎ測定部１７ａでは、測定時間設定パラメータＰｃにしたがって、複数のパケットの受信間隔から、パケット間における受信間隔のゆらぎを測定する（ステップＳ０１）。測定したパケット間における受信間隔のゆらぎは、ゆらぎ量算出部１７ｂに送られる。

ゆらぎ量算出部１７ｂでは、ゆらぎ測定部１７ａで測定されたパケット間における受信間隔のゆらぎに基づいて内部的にヒストグラムを生成し（ステップＳ０２）、測定時間当たりのゆらぎ量を算出する。算出した測定時間当たりのゆらぎ量は、バッファ長設定部１７ｃに送られる。

バッファ長設定部１７ｃでは、ゆらぎ吸収バッファ初期値設定パラメータＰａ、ゆらぎ吸収バッファ変更ステップ設定パラメータＰｂ、測定値有効期間設定パラメータＰｄ、バッファ値設定パラメータＰｅ、および、変更タイミング設定パラメータＰｆにしたがって、ゆらぎ量算出部１７ｂで算出された測定時間当たりのゆらぎ量の分布からバッファ長変更値を設定する（ステップＳ０３）。設定したバッファ長変更値は、読み出しタイミング調整回路２０に送られる。

読み出しタイミング調整回路２０では、バッファ長制御回路１７のバッファ長設定部１７ｃにおいて設定されたバッファ長変更値に基づいて、一時的にＲＡＣ１６におけるリードアドレスの読み出しタイミングを調整する。

ＲＡＣ１６では、読み出しタイミング調整回路２０において一時的に調整された読み出しタイミングに応じて、メモリ回路１４に供給するリードアドレスを制御する。これにより、メモリ回路１４において、リードアドレスに対応する、可変長バッファ１４ａにおける所定の領域からの音声データの読み出しが開始される（ステップＳ０４）。

このように、バッファ長変更値に基づいて、可変長バッファ１４ａのデータ書き込みに対するデータ読み出しのタイミングを速くしたり遅くしたりすることによって、可変長バッファ１４ａ内に格納可能な音声データ数（滞留値）が変化する、つまりバッファ長が調整される。

ただし、ステップＳ０３において、アンダフロー即時変更設定パラメータＰｇによる「有効」が設定されている場合、アンダフローの発生に伴うＷＡＣ１５からのライトアドレスの供給により、バッファ長設定部１７ｃでは、バッファ長変更値がアンダフロー用の設定値に置き換えられるようになっている。すなわち、可変長バッファ１４ａのバッファ長は、アンダフローの発生時には一挙に拡大される。

図７〜図１０は、いずれもバッファ長を制御するようにした場合の例（第１〜第４の変更例）を示すものである。

図７は、変更タイミング設定パラメータＰｆの設定により第１のタイミング（１）である測定値有効期間経過後に可変長バッファ１４ａのバッファ長が変更されるようにした場合の例である。この変更例の場合、バッファ長と滞留値（格納されている音声データ数）との間に余裕がみられるために、徐々（段階的）にバッファ長が短くなるように調整されるようになっている。

図８は、変更タイミング設定パラメータＰｆの設定により第１のタイミング（１）である測定値有効期間経過後に可変長バッファ１４ａのバッファ長が変更されるようにした場合の別の例である。この変更例の場合、バッファ長に対して滞留値がアンダフロー（格納されている音声データが枯渇した状態）になりそうなために、徐々にバッファ長が長くなるように調整されるようになっている。

図９は、第２のタイミング（２）である特定時刻に可変長バッファ１４ａのバッファ長が変更されるようにした場合の例である。この変更例の場合、変更タイミング設定パラメータＰｆにより設定された時刻（例えば、○曜日の×時）になると、バッファ長が徐々に短くなるように調整されるようになっている。

図１０は、アンダフロー即時変更設定パラメータＰｇにより「有効」が設定されている場合の例である。この変更例の場合、変更タイミング設定パラメータＰｆの設定にかかわらず、アンダフローが発生すると即時（一挙に）に可変長バッファ１４ａのバッファ長が拡大するように調整されるようになっている。

なお、アンダフローの発生に際しては、送信者２ａ側がパケットの送信を意図的に停止した場合も考えられる。そのため、パケットを一定時間以内に再受信しない場合には、可変長バッファ１４ａのバッファ長の変更を行わないようにしてもよい。

このように、ＩＰネットワーク１の運用中に、ＩＰネットワーク１のゆらぎ特性や遅延時間が変化した場合にも、音声データが格納される可変長バッファ１４ａのバッファ長を最適化できるようになる。

すなわち、パケットの受信間隔をパケット間の受信間隔のゆらぎとして測定し、その測定されたパケット間の受信間隔のゆらぎに基づいて、可変長バッファ１４ａのバッファ長を制御するようにしている。これにより、ＩＰネットワーク１を通常運用しながら、可変長バッファ１４ａのバッファ長を自動的に調整できるようになる。したがって、ＩＰネットワーク１の運用時に、ＩＰネットワーク１のゆらぎ特性や遅延時間が変化した場合にも、パケットの受信間隔のばらつきに応じて、可変長バッファ１４ａのバッファ長をダイナミックに調整することが可能となるものである。

しかも、本実施の形態によれば、試験用セルなどを用いたり、実際のデータ通信に先立って運用試験などを行わずとも、ＩＰネットワーク１上の通信経路の切り換わりやトラフィク量の増加に伴う遅延時間の増大に対しても容易に対応することが可能になるものである。

特に、可変長バッファ１４ａのバッファ長に関して、管理者１００による各種のパラメータの設定により、管理者１００のポリシーなどに応じた柔軟な調整が可能となるものである。

上記したように、本発明に係るパケット分解組み立て装置１０およびパケット分解組み立て方法によれば、運用時に非同期網のゆらぎ特性や遅延時間が変化した場合にも、パケットの受信間隔のばらつきに応じてゆらぎ吸収バッファのバッファ長をダイナミックに調整することができる。

なお、上記した本発明に係る実施の形態においては、ＩＰネットワーク１とユーザ２とをつなぐパケット分解組み立て装置１０を例に説明したが、これに限らず、例えばＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｍｉｔＭｏｄｅ）／ＳＴＭ（ＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｍｉｔＭｏｄｅ）変換装置やＩＰアダプタ、ＶｏＩＰ（ＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩＰ）コンバータなどの、ゆらぎ吸収バッファ（可変長バッファ）を含む各種の機器に適用できる。

また、上記したパケット分解組み立て装置１０の構成は、本発明を限定するものではない。上記の実施の形態に基づいて当業者が容易に変形または修正できる実施の形態も本発明の技術的範囲に属するものである。

１ＩＰネットワーク
２ユーザ
１０パケット分解組み立て装置
１２受信機
１３受信ＩＦ
１４メモリ回路
１４ａ可変長バッファ
１５ＷＡＣ
１６ＲＡＣ
１７バッファ長制御回路
１７ａゆらぎ測定部
１７ｂゆらぎ量算出部
１７ｃバッファ長設定部
１８パラメータ設定部
２０読み出しタイミング調整回路
２１パケット分解回路
１００管理者

Claims

非同期網（１）を介して送信される、音声データを含む複数のパケットを受信する受信回路（１３）と、
前記受信回路で受信された各パケットを分解して音声データを取り出すパケット分解回路（２１）と、
前記パケット分解回路で取り出された音声データを一時的に格納する可変長バッファ（１４ａ）を有するメモリ回路（１４）と、
前記受信回路で受信された複数のパケットの受信間隔を測定する測定回路（１７ａ）と、
前記測定回路で測定された複数のパケットの受信間隔のゆらぎ量を算出し、算出したゆらぎ量に応じて、前記可変長バッファのバッファ長を制御する制御回路（１７ｂ，１７ｃ）と、
を備えたことを特徴とするパケット分解組み立て装置。
前記制御回路は、前記ゆらぎ量の測定時間当たりの分布を基に、前記可変長バッファのバッファ長を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載のパケット分解組み立て装置。
前記ゆらぎ量の測定時間当たりの分布を表す情報を提示するための提示手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のパケット分解組み立て装置。
前記測定回路における前記複数のパケットの受信間隔を測定するための測定時間を決定するパラメータ（Ｐｃ）と、前記複数のパケットの測定時間当たりの救済率に応じて、前記制御回路における前記可変長バッファのバッファ長を制御するためのバッファ値を決定するパラメータ（Ｐｅ）と、前記制御回路における前記可変長バッファのバッファ長を制御するためのタイミングを決定するパラメータ（Ｐｆ）と、を少なくとも設定させるための設定手段（１８）を、さらに備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載のパケット分解組み立て装置。
前記制御回路は、前記可変長バッファ内に格納された音声データが枯渇したときに、前記可変長バッファのバッファ長を拡大させるように制御するものであることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のパケット分解組み立て装置。
非同期網（１）を介して送信される、音声データを含む複数のパケットを受信回路（１３）により受信するステップと、
前記受信回路で受信された各パケットをパケット分解回路（２１）により分解して音声データを取り出すステップと、
前記パケット分解回路により取り出された音声データを、メモリ回路（１４）が有する可変長バッファ（１４ａ）に一時的に格納するステップと、
前記受信回路で受信された複数のパケットの受信間隔を測定回路（１７ａ）により測定するステップと、
前記測定回路で測定された複数のパケットの受信間隔のゆらぎ量を算出するとともに、算出したゆらぎ量に応じて、前記可変長バッファのバッファ長を制御回路（１７ｂ，１７ｃ）により制御するステップと、
を備えることを特徴とするパケット分解組み立て方法。