JP2016058909A - 通信システム、通信装置、通信方法及び通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 パケットロスの影響をより短い時間で回復できる、回復したものを除外したパ
ケットロス率を目標値以下にできる、ストリームデータの通信システムを提供する。
【解決手段】 受信側の通信装置は、パケットロスのデータパケットが生じたときに、予め設定されている再送要求回数だけ再送要求パケットを予め決定された間隔で、繰り返して送信する。送信側の通信装置は、再送要求パケットの最初の受信に応じ、予め設定されている再送回数だけ、再送が要求されたデータパケットを予め決定された間隔で、繰り返して送信する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、通信システム、通信装置、通信方法及び通信プログラムに関し、例えば、テレビ会議システムに適用し得るものである。

リアルタイム通信が求められるシステムとして、例えば、多地点テレビ会議システムがある。多地点テレビ会議システムは、例えば、図７に示すように、各地点のテレビ会議端末１−１〜１−Ｎが当該地点の画像データをＭＣＵ（Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；多地点通信制御装置）２に送信し、ＭＣＵ２が各地点からの画像データを並置した合成画像データを各地点のテレビ会議端末１−１〜１−Ｎに配信することにより、多地点の会議室の様子をどの地点でも目視し得るようにしている。ここで、テレビ会議をできるだけ自然な会議に近付けるためには、各テレビ会議端末１−１〜１−ＮからＭＣＵ２への画像データの通信も、ＭＣＵ２から各テレビ会議端末１−１〜１−Ｎへの合成画像データの通信もリアルタイム通信であることが望まれる。

しかしながら、ネットワークの状況によっては、リアルタイム通信が求められていてもパケットロスが生じることがある。

ビデオ会議の映像ストリームについては、パケットロスが生じて受信側で映像を再構成できない場合、映像送信端末に完全な映像フレーム（イントラフレーム）の再送を要求する仕組みがあり、代表的なものとしてＨ．３２３規格に関わるＨ．２４５規格において、ｖｉｄｅｏ ｆａｓｔ ｕｐｄａｔｅ Ｃｏｍｍａｎｄの１つである「ｖｉｄｅｏＦａｓｔＵｐｄａｔｅＰｉｃｔｕｒｅ」が規定されている（非特許文献１参照）。

Ｈ．２４５規格：ＪＴ−Ｈ２４５、マルチメディア通信用制御プロトコル、第８版、２００２年５月３０日制定、社団法人情報通信技術委員会、１６８−１６９頁

通常、送信ビットレートとの関係から、イントラフレームを受信した場合、ぼやけた映像フレームが再生され、後続のインターフレームにより徐々に精彩な映像が再生される方式が取られることが多い。従って、ユーザから見ると、新たなイントラフレームが受信及び再生される度に、再生映像がにじむように感じられる。また、パケットロスが生じたためにイントラフレームの再送要求を行ってから、イントラフレームが到着するまでの時間区間では、崩れた映像を再生し続ける、若しくは、新しいイントラフレームが到着するまで最後に再生された映像フレームを表示し続ける（この場合は、映像が一時的に停止したように見える）のいずれかの方法が取られることが多いが、いずれの方法においても、映像品質の低下が発生する。さらに、パケットロスは、時間的に集中して（バースト的に）発生し易いため、バースト的なパケットロスに対応しなければならない問題も生じている。

そのため、パケットロスの影響をより短い時間で回復できる、回復したものを除外したパケットロス率を所望するパケットロス率以下にできる通信システム、通信装置、通信方法及び通信プログラムが望まれている。

第１の本発明は、送信側の通信装置から受信側の通信装置へデータパケットによってストリームデータを授受する通信システムにおいて、上記受信側の通信装置は、(１)いずれかのデータパケットのパケットロスを検出するパケットロス検出手段と、(２)パケットロスのデータパケットの再送を要求する再送要求パケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送要求回数を保持する再送要求回数保持手段と、(３)上記再送要求パケットの送信する間隔を可変的に決定する再送要求間隔決定手段と、(４)パケットロスのデータパケットが生じたときに、上記再送要求回数保持手段に保持されている再送要求回数だけ再送要求パケットを上記再送要求間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送要求パケット送信手段とを有し、上記送信側の通信装置は、(５)上記再送要求パケットを受信する再送要求パケット受信手段と、(６)再送が要求されたデータパケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送回数を保持する再送回数保持手段と、(７)再送が要求されたデータパケットの送信する間隔を可変的に決定する再送間隔決定手段と、(８)上記再送要求パケットの最初の受信に応じ、上記再送回数保持手段に保持されている再送回数だけ、再送が要求されたデータパケットを上記再送間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送パケット送信手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、送信側の通信装置からのデータパケットによってストリームデータを受信する受信側の通信装置において、(１)いずれかのデータパケットのパケットロスを検出するパケットロス検出手段と、(２)パケットロスのデータパケットの再送を要求する再送要求パケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送要求回数を保持する再送要求回数保持手段と、(３)上記再送要求パケットの送信する間隔を可変的に決定する再送要求間隔決定手段と、(４)パケットロスのデータパケットが生じたときに、上記再送要求回数保持手段に保持されている再送要求回数だけ再送要求パケットを上記再送要求間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送要求パケット送信手段とを有することを特徴とする。

第３の本発明は、受信側の通信装置へデータパケットによってストリームデータを送信する送信側の通信装置において、(１)上記再送要求パケットを受信する再送要求パケット受信手段と、(２)再送が要求されたデータパケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送回数を保持する再送回数保持手段と、(３)再送が要求されたデータパケットの送信する間隔を可変的に決定する再送間隔決定手段と、(４)上記再送要求パケットの最初の受信に応じ、上記再送回数保持手段に保持されている再送回数だけ、再送が要求されたデータパケットを上記再送間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送パケット送信手段とを有することを特徴とする。

第４の本発明は、送信側の通信装置から受信側の通信装置へデータパケットによってストリームデータを授受する通信方法において、上記受信側の通信装置は、(１)パケットロス検出手段が、いずれかのデータパケットのパケットロスを検出し、(２)再送要求回数保持手段が、パケットロスのデータパケットの再送を要求する再送要求パケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送要求回数を保持し、(３)再送要求間隔決定手段が、上記再送要求パケットの送信する間隔を可変的に決定し、(４)再送要求パケット送信手段が、パケットロスのデータパケットが生じたときに、上記再送要求回数保持手段に保持されている再送要求回数だけ再送要求パケットを上記再送要求間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信し、上記送信側の通信装置は、(５)再送要求パケット受信手段が、上記再送要求パケットを受信する再送要求パケット受信し、(６)再送回数保持手段が、再送が要求されたデータパケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送回数を保持し、(７)再送間隔決定手段が、再送が要求されたデータパケットの送信する間隔を可変的に決定し、(８)再送パケット送信手段が、上記再送要求パケットの最初の受信に応じ、上記再送回数保持手段に保持されている再送回数だけ、再送が要求されたデータパケットを上記再送間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信することを特徴とする。

第５の本発明の通信プログラムは、送信側の通信装置からのデータパケットによってストリームデータを受信する受信側の通信装置に搭載されるコンピュータを、(１)いずれかのデータパケットのパケットロスを検出するパケットロス検出手段と、(２)パケットロスのデータパケットの再送を要求する再送要求パケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送要求回数を保持する再送要求回数保持手段と、(３)上記再送要求パケットの送信する間隔を可変的に決定する再送要求間隔決定手段と、(４)パケットロスのデータパケットが生じたときに、上記再送要求回数保持手段に保持されている再送要求回数だけ再送要求パケットを上記再送要求間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送要求パケット送信手段として機能させることを特徴とする。

第６の本発明の通信プログラムは、受信側の通信装置へデータパケットによってストリームデータを送信する送信側の通信装置に搭載されるコンピュータを、(１)上記再送要求パケットを受信する再送要求パケット受信手段と、(２)再送が要求されたデータパケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送回数を保持する再送回数保持手段と、(３)再送が要求されたデータパケットの送信する間隔を可変的に決定する再送間隔決定手段と、(４)上記再送要求パケットの最初の受信に応じ、上記再送回数保持手段に保持されている再送回数だけ、再送が要求されたデータパケットを上記再送間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送パケット送信手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、パケットロスの影響をより短い時間で回復できる、回復したものを除外したパケットロス率を所望するパケットロス率以下にできる通信システム、通信装置、通信方法及び通信プログラムを提供できる。

第１の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る通信装置の内部構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る一方の通信装置から他方の通信装置に対して、送出データをＲＴＰストリームとして送信する場合のシーケンス図である。 第２の実施形態に係る通信装置の内部構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る一方の通信装置から他方の通信装置に対して、送出データをＲＴＰストリームとして送信する場合のシーケンス図である。 第２の実施形態に係る送信間隔を動的に変更する処理を示すフローチャートである。 多地点テレビ会議システムの一般的な構成を示すブロック図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による通信システム、通信装置、通信方法及び通信プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。

図１において、第１の実施形態に係る通信システム１０は、リアルタイム通信を行う２つの通信装置１１Ａ及び１１Ｂを有する。各通信装置１１Ａ、１１Ｂは、映像、音声等のメディアデータをＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットとして送受信するものである。また、各通信装置１１Ａ、１１Ｂは、付帯する情報をＲＴＣＰ（ＲＴＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットとして送受信するものである。

通信装置１１Ａ及び１１Ｂの具体的な装置の種類は限定されない。但し、一例を挙げれば、通信装置１１Ａ及び１１Ｂの一方が、図７に示した多地点テレビ会議システムのいずれかのテレビ会議端末１−ｎ（ｎは１〜Ｎ）に搭載されるものであり、通信装置１１Ａ及び１１Ｂの他方が、ＭＣＵ２に搭載されるものである態様を挙げることができる。

図２は、通信装置１１（１１Ａ又は１１Ｂ）の内部構成を示すブロック図である。図２に示す構成はハードウェアで構築しても良く、また、種々の送受信部における物理レイヤの構成を除いた部分を、ＣＰＵが実行するソフトウェア（通信プログラム）として実現するように構築しても良いが、いずれの構築方法を採用しても、機能的には、図２で表すことができる。

図２において、通信装置１１は、ＲＴＰ送受信部２０、ＲＴＣＰ送受信部２１、データ送受信部２２、制御部２３、送出データ保存部２４、送出データ抽出部２５、パケットロス検出部２６、再送要求回数／再送回数記憶部２７、通信バス２８及び再送間隔記憶部２９を有する。

ＲＴＰ送受信部２０は、当該通信装置１１と対向する通信装置との間で通信ネットワークを介してＲＴＰパケットを送受信する。ＲＴＰ送受信部２０は、制御部２３の制御下で、対向する通信装置から再送が要求されたことにより再送するＲＴＰパケットに関しては、再送要求回数／再送回数記憶部２７に記憶されている再送回数だけ繰り返し、再送間隔記憶部２９に記憶されている間隔を空けて送信する。すなわち、ＲＴＰ送受信部２０は、再送回数に到達していない状況において、前に送信（再送）したＲＴＰパケットが対向する通信装置に到達したか否かを判別することなく、ＲＴＰパケットの前の送信が終了後に時間間隔を空けて、同一のＲＴＰパケットを対向する通信装置に向けて送信する。

ＲＴＣＰ送受信部２１は、当該通信装置１１と対向する通信装置との間で通信ネットワークを介してＲＴＣＰパケットを送受信する。ＲＴＣＰ送受信部２１は、制御部２３の制御下で、対向する通信装置へＲＴＰパケットの再送を要求するＲＴＣＰパケット（例えば、ＲＦＣ４５８５で定義されているＲＴＣＰ Ｇｅｎｅｒｉｃ−ＮＡＣＫパケット）を送信する際、再送要求回数／再送回数記憶部２７に記憶されている再送要求回数だけ繰り返し、再送間隔記憶部２９に記憶されている間隔を空けて送信する。すなわち、ＲＴＣＰ送受信部２１は、再送要求回数に到達していない状況において、前に送信（再送）したＲＴＣＰパケットが対向する通信装置に到達したか否かを判別することなく、ＲＴＣＰパケットの前の送信が終了後に時間間隔を空けて、同一のＲＴＣＰパケットを対向する通信装置に向けて送信する。

データ送受信部２２は、当該データ送受信部２２と、当該通信装置１１を外付け若しくは内蔵する情報処理装置におけるアプリケーションプログラム（以下、上位のアプリケーション、又は、単にアプリケーションと呼ぶ）との間で、データを送受信する。

図２に示した各部は、データ通信バス２８を介してデータの授受を行うことが可能であり、制御部２３は、当該通信装置１１内の各部や各部間のデータの授受などを制御するものである。ここで、制御部２３は、映像再生制御部３０を有する。映像再生制御部３０は、授受した映像データ（ＲＴＰパケットに含まれる映像データ）が、再生できるか否かの制御を行い、再生できない場合、例えば、全画面更新コマンドを対向する通信装置１１に送出する。全画面更新コマンドには、Ｈ．２４５プロトコルのｖｉｄｅｏＦａｓｔＵｐｄａｔｅＰｉｃｔｕｒｅ、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロコルの、ＩＮＦＯ（Ｖｉｄｅｏ Ｆａｓｔ Ｕｐｄａｔｅ）等が存在する。

送出データ保存部２４は、過去に送信したＲＴＰデータ（ＲＴＰパケットに挿入したデータ）を所定パケット数分だけ保存する機能を有している。

送出データ抽出部２５は、送出データ保存部２４に保存されたデータから指定されたデータを抽出する機能を有している。

パケットロス検出部２６は、当該通信装置１１を宛先としたＲＴＰパケットに対して発生したパケットロスを検出する機能を有している。

再送要求回数／再送回数記憶部２７は、再送を要求するＲＴＣＰパケットの繰り返し送信回数である再送要求回数や、再送が要求されたＲＴＰパケットの繰り返し送信回数である再送回数を記憶しているものである。再送要求回数及び再送回数は同一であっても異なっていても良い。再送要求回数／再送回数記憶部２７は、再送要求回数や再送回数を書き換え可能に記憶しているものである。ここで、再送要求回数／再送回数記憶部２７は、オペレータにより任意に指定された再送要求回数や再送回数を記憶するようにしても良い。また、再送要求回数／再送回数記憶部２７は、外部装置（例えば、ネットワーク管理装置）から与えられた再送要求回数や再送回数を記憶するようにしても良い。

ここで、当該通信装置１１が、多地点テレビ会議システムのテレビ会議端末に搭載されるものであれば、上位のアプリケーションは、撮像カメラからの画像データを所定の符号化方式に従って符号化した後のデータを当該通信装置１１に入力すると共に、当該通信装置１１からのデータを復号して得た合成画像データを表示装置に表示させるものとなる。

また、当該通信装置１１が、多地点テレビ会議システムのＭＣＵに搭載される各地点対応のものであれば、上位のアプリケーションは、当該通信装置１１からのデータを復号して得たある地点の画像データと、同様にして得た他の地点の画像データとを合成した後、合成画像データを所定の符号化方式に従って符号化し、その符号化後のデータを当該通信装置１１に入力するものとなる。

再送間隔記憶部２９は、再送を要求するＲＴＣＰパケットの送信間隔や、再送が要求されたＲＴＰパケットの再送間隔を記憶するものである。ＲＴＣＰとＲＴＰの送信間隔は同一であっても異なっていても良い。再送間隔記憶部２９は、再送間隔を書き換え可能に記憶しているものである。ここで、再送間隔記憶部２９は、オペレータにより任意に指定されたＲＴＣＰパケットの送信間隔やＲＴＰパケットの再送間隔を、記憶するようにしても良い。また、再送間隔記憶部２９は、外部装置（例えば、ネットワーク管理装置）から与えられたＲＴＣＰパケットの再送間隔やＲＴＰパケットの再送間隔を、再送間隔記憶部２９に書き込むようにしても良い。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係る通信システム１０の動作を、図３を参照しながら説明する。

図３は、通信装置１１Ａから通信装置１１Ｂに対して、送出データ（例えば、画像データや音声データでなるメディアデータ）をＲＴＰストリームとして送信する場合のシーケンス図である。以下の説明において、通信装置１１Ａの構成要素については、図２の符号末尾にさらに符号「Ａ」を追加して記述し、通信装置１１Ｂの構成要素については、図２の符号末尾にさらに符号「Ｂ」を追加して記述する。図３は、再送要求回数／再送回数記憶部２７Ｂに記憶されている再送要求回数ｎ１が４回であり、再送要求回数／再送回数記憶部２７Ａに記憶されている再送回数ｎ２が４回の場合を示している。なお、再送間隔記憶部２９Ｂに記憶されている送信（再送要求）間隔はｄ１であり、再送間隔記憶部２９Ａに記憶さる送信（再送）間隔はｄ２である。ｄ１とｄ２は、例えば、この実施形態では、共に１ミリ秒（ｍｓｅｃ）である。

通信装置１１ＡのＲＴＰ送受信部２０Ａは、制御部２３Ａの制御下で、アプリケーションから与えられた送出データをＲＴＰパケットに振り分けて挿入し、各ＲＴＰパケットＲＴＰ＃１０１、＃１０２、…を順次送出する。制御部２３Ａは、対向する通信装置１１Ｂからの再送要求に応じられるように、内蔵する送出データ保存部２４Ａに、送出済みのＲＴＰパケットであり、送出直後から過去所定数のＲＴＰパケットに挿入された送出データを、ＲＴＰパケットを特定する情報と共に保存させておく。

通信装置１１ＡからのＲＴＰパケットが到来する通信装置１１Ｂにおいては、ＲＴＰ送受信部２０Ｂが、到来するＲＴＰパケットを受信処理する。パケットロス検出部２６Ｂは、受信したＲＴＰパケットのヘッダ情報（例えば、シーケンス番号ＳＮ）などに基づいて、公知の検出方法によって、パケットロスの発生を監視している。パケットロス検出部２６Ｂが、通信装置１１ＡからのいずれかのＲＴＰパケットの損失（ロス）を検出すると、即座に、ＲＴＣＰ送受信部２１Ｂは、制御部２３Ｂの制御下で、次の処理を実行する。ＲＴＣＰ送受信部２１Ｂは、パケットロスを検出したＲＴＰパケットを特定する情報（例えば、シーケンス番号ＳＮ）が盛り込まれた、再送を要求するＲＴＣＰパケットを再送要求回数／再送回数記憶部２７Ｂに記憶されている再送要求回数ｎ１（＝４回）だけ繰り返し送信する（ＲＴＣＰ＃２０１−１〜＃２０１−ｎ１）。

例えば、パケットロス検出部２６Ｂが、図３に示すように、シーケンス番号ＳＮが２のＲＴＰパケットＲＴＰ＃１０２のパケットロスを検出した場合、即座に、ＲＴＣＰ送受信部２１Ｂは、次の処理を実行する。ＲＴＣＰ送受信部２１Ｂは、シーケンス番号ＳＮが２のＲＴＰパケットの再送を要求するＲＴＣＰパケットＲＴＣＰ＃２０１を再送要求回数／再送回数記憶部２７Ｂに記憶されている再送要求回数ｎ１である４回だけ繰り返し送信する（ＲＴＣＰ＃２０１−１〜＃２０１−４）。このとき、ＲＴＣＰ送受信部２１Ｂは、各ＲＴＣＰパケット（ＲＴＣＰ＃２０１−１〜＃２０１−４）を、送信間隔ｄ１に基づき、直前に送信したパケットから、（送信間隔ｄ１）ｘ（送信回数−１）だけ時間間隔を空けて送信する。

通信装置１１ＡのＲＴＣＰ送受信部２１Ａが、対向する通信装置１１Ｂからの再送を要求するＲＴＣＰパケットを受信し、今回の受信が再送要求されたシーケンス番号のパケットに対する最初の受信であると、即座に、ＲＴＰ送受信部２０Ａは、制御部２３Ａの制御下で、次の処理を実行する。ＲＴＰ送受信部２０Ａは、再送が要求されたシーケンス番号のＲＴＰパケットに係る送出データを送出データ抽出部２５によって送出データ保存部２４から抽出させてＲＴＰパケット＃３０１を組立てる。ＲＴＰ送受信部２０Ａは、組立てた各ＲＴＰパケット（ＲＴＰ＃３０１−１〜＃３０１−ｎ２）を、再送要求回数／再送回数記憶部２７Ａに記憶されている再送回数ｎ２（＝４回）だけ繰り返し送信する。このとき、ＲＴＰ送受信部２０Ａは、各ＲＴＰパケット（ＲＴＰ＃３０１−１〜＃３０１−ｎ２）を、送信間隔ｄ２に基づき、直前に送信したパケットから、（送信間隔ｄ２）ｘ（送信回数−１）だけ時間間隔をあけて送信する。

図３の例は、通信装置１１Ｂが再送要求のために４個のＲＴＣＰパケットＲＴＣＰ＃２０１−１〜＃２０１−４を順次送出した場合を示している。さらに、図３の例は、最初のＲＴＣＰパケットＲＴＣＰ＃２０１−１が通信装置１１Ａに到達しなかったが、２、３番目及び４番目のＲＴＣＰパケットＲＴＣＰ＃２０１−２、＃２０１−３及び＃２０１−４が通信装置１１Ａに到達した場合を示している。通信装置１１Ａは、ＲＴＣＰパケットＲＴＣＰ＃２０１−２の到来が、同一のＲＴＰパケットの再送を要求するＲＴＣＰパケットの中の最初の到来であるので、その受信時に即座に、次の処理を実行する。通信装置１１Ａは、要求されたＲＴＰパケット＃３０１を組立てて、再送要求回数／再送回数記憶部２７Ａに記憶されている再送回数ｎ２である４回だけ繰り返し送信する（ＲＴＰ＃３０１−１〜＃３０１−４）。通信装置１１Ａは、ＲＴＣＰパケットＲＴＣＰ＃２０１−３の到来時には、同一内容のＲＴＣＰパケット＃２０１−２が既に到来していて再送動作を開始しているので（若しくは再送を既に行ったので）、ＲＴＣＰパケットＲＴＣＰ＃２０１−３の到来を無視する。同様に、通信装置１１Ａは、後続のＲＴＣＰパケットＲＴＣＰ＃２０１−４の到来も無視する。

通信装置１１Ａからｎ２回だけ再送されたＲＴＰパケットは、対向する通信装置１１Ｂに到達することもあれば到達し得ないこともある。通信装置１１ＢのＲＴＰ送受信部２０Ｂは、再送されたＲＴＰパケットが複数到来しても、最初に到来した再送されたＲＴＰパケットを有効なパケットとして処理し、その後に到来した再送されたＲＴＰパケットの到来を無視する。

図３の例は、通信装置１１Ａが４個のＲＴＰパケットＲＴＰ＃３０１−１〜３０１−４を順次送出した場合を示している。さらに、図３の例は、ＲＴＰパケットＲＴＰ＃３０１−１，３，４が通信装置１１Ｂに到達したが、２番目のＲＴＰパケットＲＴＰ＃３０１−２が通信装置１１Ｂに到達しなかった場合を示している。通信装置１１Ｂは、ＲＴＰパケットＲＴＰ＃３０１−１の到来により、当初にパケットロスを検出したＲＴＰパケットＲＴＰ＃１０２のロスを補償する。このような補償により、通信装置１１Ｂの上位のアプリケーションから見ると、通信装置１１ＢがＲＴＰパケットＲＴＰ＃１０２に挿入されていたデータも与えられるので、通信装置１１Ｂは、ＲＴＰパケットＲＴＰ＃１０２のロスがなかったものとみなすことができる。

上述のように、再送を要求するＲＴＣＰパケットを再送要求回数ｎ１だけ繰り返し送出すると、少なくとも１個のＲＴＣＰパケットが相手側の通信装置に到達する可能性は、ＲＴＣＰパケットを１個だけ送出する場合よりかなり大きくなる。また、再送のＲＴＰパケットを再送回数ｎ２だけ繰り返し送出すると、少なくとも１個のＲＴＰパケットが相手側の通信装置に到達する可能性は、ＲＴＰパケットを１個だけ送出する場合よりかなり大きくなる。さらに、再送パケットを連続して送信した場合（言い換えれば、送信間隔が無い場合）と比較して、再送間隔記憶部２９に記憶されているｄ１、ｄ２に基づき、時間間隔を空けてパケットを送信することは、バースト的に発生するパケットロスを回避することが出来る。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、再送を要求するＲＴＣＰパケットを再送要求回数ｎ１だけ繰り返し送出すると共に、再送のＲＴＰパケットを再送回数ｎ２だけ繰り返し送出するようにし、それぞれの送信間隔を再送間隔記憶部２９に記憶されているｄ１、ｄ２に基づき間隔を空けることにより、アプリケーションから見たパケットロス率は、従来よりも小さいものとすることができる。かかる効果は、再送要求回数ｎ１及び再送回数ｎ２を一定（例えば２）としたとき、ｄ１、ｄ２の送信間隔を空けることで、より大きなものとなる。

以下、時間間隔を空けて送信した場合の効果をバースト的なパケットロスが発生する確率モデルを用いて具体的に説明する。

確率モデルの前提は、バーストパケットロスが継続する時間を「Ｔ」とする。直前のパケットがロスしていない場合、又は直前のパケットがロスして、時間Ｔが経過した場合のパケットロス率を「ＸＲ」とする。直前のパケットがロスして、時間Ｔが経過していない場合のパケットロス率を「ＸＢ」とする。ＸＲとＸＢの大小関係は、ＸＲ＜＜ＸＢである。ここで、説明を簡易とするため、ｎ１＝ｎ２＝ｎ＝２、ｄ１＝ｄ２＝ｄとする。ｄ＞Ｔの場合に特に効果を発揮するので、以下、この場合について説明する。

通信装置が連続してパケットを送信した場合、ｄ＝０であるため、（ＸＲ）ｘ（ＸＢ）の確率で送信したパケットは、全てパケットロスする場合が生じる。本発明により、通信装置から送信されたパケットが全てパケットロスする確率は、（ＸＲ）ｘ（ＸＲ）となり、ＸＲ＜＜ＸＢであるモデルでは、パケットロス率がＸＢ／ＸＲ倍改善する。ＸＲ＝０．２５％、ＸＢ＝２５％と仮定すると、パケットロスする確率は１００倍改善する。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による通信システム、通信装置、通信方法及び通信プログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
第２の実施形態の通信システム１０も、上述した図１に示すように、ＲＴＰパケットやＲＴＣＰパケットを授受し合う２つの通信装置１１Ａ又は１１Ｂが対向しているものである。

しかしながら、第２の実施形態の場合、通信装置１１（１１Ａ又は１１Ｂ）の内部構成が第１の実施形態のものと異なっている。なお、通信装置の内部構成は異なっているが、以下の説明において、通信装置に対する符号は、第１の実施形態のものと同一のものを用いる。

図４は、第２の実施形態に係る通信装置１１（１１Ａ又は１１Ｂ）の内部構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図２との同一、対応部分には同一符号を付して示している。

図４において、第２の実施形態に係る通信装置１１は、ＲＴＰ送受信部２０、ＲＴＣＰ送受信部２１、データ送受信部２２、制御部５３、送出データ保存部２４、送出データ抽出部２５、パケットロス検出部２６、再送要求回数／再送回数記憶部２７、通信バス２８及び再送間隔記憶部２９を有する。すなわち、第２の実施形態における構成要素は、第１の実施形態における制御部２３と再送間隔記憶部２９に代えて、制御部５３と再送間隔記憶部５９を有しており、その他の構成要素は、第１の実施形態のものと同様である。

制御部５３は、制御部２３の機能に加えて、パケットロス検出部２６より検出されたパケットロスを基に、次の処理を実行する機能を有する。制御部５３は、パケットロス率ＸＲ、パケットロス率ＸＢ、バーストパケットロス継続時間Ｔを推測して、送信間隔≧Ｔとなる送信間隔に、再送間隔記憶部５９に記憶される送信間隔を変更する機能を有する。また、制御部５３は、送信間隔を変更することにより、パケットロス率（ＸＲ、ＸＢ）が変化するため、再度バーストパケットロス継続時間Ｔを推測し直す。第２の実施形態において、制御部５３は、再送を行う度に、この一連の計算処理を繰り返し行う。制御部５３の詳しい動作については、後述する動作の項で明らかにする。

再送間隔記憶部５９は、再送間隔記憶部２９の機能に加えて、対向する通信装置と通信中に当該通信装置１１と対向する通信装置との間における通信状況からのフィードバックにより動的に再送間隔記憶部５９に記憶される送信間隔を変更することもできる。再送間隔記憶部５９に記憶される送信間隔の動的な変更については後述する動作の項で明らかにする。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態に係る通信システム１０の動作を説明する。第２の実施形態の動作で、第１の実施形態と異なるのは、主に、制御部５３が行う送信間隔の決定（計算）動作であるので、以下では、この動作を中心に説明する。以下の説明において、当該通信装置が図１における通信装置１１Ａであり、対向する通信装置が図１における通信装置１１Ｂであるとする。また、以下の説明において、通信装置１１Ａの構成要素には符号末尾に「Ａ」を付与し、通信装置１１Ｂの構成要素には符号末尾に「Ｂ」を付与して区別する。なお、再送間隔記憶部５９Ｂに記憶されている送信（再送要求）間隔はｄ１であり、再送間隔記憶部５９Ａに記憶される送信（再送）間隔はｄ２である。ｄ１とｄ２は、この実施形態では、例えば、初期値として、共に１ミリ秒（ｍｓｅｃ）である。

図５は、通信装置１１Ａから通信装置１１Ｂに対して、送出データ（例えば、画像データや音声データでなるメディアデータ）をＲＴＰストリームとして送信する場合のシーケンス図である。

図５は、図３と同様に、再送要求回数／再送回数記憶部２７Ｂに記憶されている再送要求回数ｎ１が４回であり、再送要求回数／再送回数記憶部２７Ａに記憶されている再送回数ｎ２が４回の場合を示している。

通信装置１１Ａが、各ＲＴＰパケットＲＴＰ＃１０１、＃１０２、…を順次送出し、通信装置１１ＢがロスしたＲＴＰパケット（ＲＴＰ＃１０２）に対して、ＲＴＣＰパケット（ＲＴＣＰ＃２０１−１〜＃２０１−４）を送出するまでの処理は、第１の実施形態と同様である。このときの各ＲＴＣＰパケットの送信間隔ｄ１は、計算する基となるデータ（過去のＲＴＣＰのパケットロス率）が存在しないので、各ＲＴＣＰパケットは、初期状態の送信間隔ｄ１に基づき、直前に送信したパケットから、（送信間隔ｄ１）ｘ（送信回数−１）だけ時間間隔を空けて送信される（第１の実施形態と同様）。

なお、図５では、通信装置１１ＡのＲＴＣＰ送受信部２１Ａが、通信装置１１Ｂから通信装置１１Ａに対する通信におけるバーストによるパケットロスにより、ＲＴＣＰ＃２０１−４だけしかＲＴＣＰパケットを受信できなかった場合を示している。

通信装置１１ＡのＲＴＣＰ送受信部２１Ａが、対向する通信装置１１Ｂからの再送を要求するＲＴＣＰパケットを受信し、今回の受信が再送要求されたシーケンス番号のパケットに対する最初の受信であると、即座に、ＲＴＰ送受信部２０Ａは、次の処理を実行する。ＲＴＰ送受信部２０Ａは、制御部５３Ａの制御下で、再送が要求されたシーケンス番号のＲＴＰパケットに係る送出データを送出データ抽出部２５によって送出データ保存部２４Ａから抽出させてＲＴＰパケット＃３０１を組立てる。ＲＴＰ送受信部２０Ａは、組立てた各ＲＴＰパケット（ＲＴＰ＃３０１−１〜＃３０１−ｎ２）を、再送要求回数／再送回数記憶部２７Ａに記憶されている再送回数ｎ２（＝４回）だけ繰り返し送信する（ＲＴＰ＃３０１−１〜＃３０１−ｎ２）。このとき、送信パケットは、送信間隔ｄ２に基づき、直前に送信したパケットから、（送信間隔ｄ２）ｘ（送信回数−１）だけ時間間隔を空けて送信される。

通信装置１１Ａは、通信装置１１Ｂに対して、通信装置１１Ｂの制御部５３ＢにおけるＲＴＣＰパケットのパケットロス率の計算のため、その計算の基となるＲＴＣＰパケットの受信数を別途通知する（図５では通知するシーケンスは省略）。以下、送信間隔を動的に変更し、再送要求するフローチャートである図６も参照しながら通信装置１１Ｂの処理を説明する。

通信装置１１Ｂの制御部５３Ｂは、通信装置１１ＡからＲＴＣＰパケットの受信数の通知を受信した場合、送出したＲＴＣＰパケット（ＲＴＣＰ＃２０１−１〜ＲＴＣＰ＃２０１−４）のパケットロス率Ｘを計算する（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。この計算により、制御部５３Ｂは、｛（ＸＲ）ｘ（ＸＲ）ｘ（ＸＲ）ｘ（ＸＲ）｝＜Ｘ＜｛（ＸＲ）ｘ（ＸＢ）ｘ（ＸＢ）ｘ（ＸＢ）｝の範囲をとるパケットロス率Ｘを得ることが出来る。なお、実用上、パケットロス率Ｘは０．０００２％で必要十分である。このパケットロス率の目標値であるＸを、以下「ＸＧ」と呼ぶ。

次に、制御部５３Ｂは、以下の計算を行う。なお、制御部５３Ｂは、送信間隔ｄ１、パケットロス率Ｘの値を認識しているが、通信システム１０の外部に依存するパラメータであるＸＲ、ＸＢ、Ｔについて、認識していないものとする。

制御部５３Ｂは、ｄ１＜ｄｍａｘ（実用上のｄの最大値）の判定を行う（Ｓ１０３）。ｄ１≧ｄｍａｘならば、制御部５３Ｂは、送信間隔ｄ１を変更しないものとし、通信装置１１Ｂは、図６におけるフローチャートの処理を終了する。

ｄ１＜ｄｍａｘならば、制御部５３Ｂは、Ｘ＞ＸＧであるか否かを判定する（Ｓ１０４）。制御部５３Ｂは、Ｘ≦ＸＧならば、送信間隔ｄ１は変更せず、通信装置１１Ｂは、図６のフローチャートの処理を終了する。Ｘ＞ＸＧならば、通信装置１１Ｂは、次の処理へ移行する。

通信装置１１Ｂは、再送間隔記憶部２９Ｂにおける送信間隔ｄ１を所定数増加させる（Ｓ１０５）。この実施形態では、送信間隔ｄ１＝送信間隔ｄ１＋１（ｍｓｅｃ）とする。

通信装置１１Ｂは、再送要求するＲＴＣＰパケットが存在するならば、ＲＴＣＰパケットを、（上記で計算した新たな送信間隔ｄ１）×（送信回数−１）送出する（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。

ここで、図５においては、通信装置１１Ａが、続けて、各ＲＴＰパケットＲＴＰ＃１１１、＃１１２、…を順次送出し、通信装置１１ＢがロスしたＲＴＰパケット（ＲＴＰ＃１１２）に対して、ＲＴＣＰパケット（ＲＴＣＰ＃２１１−１〜＃２１１−４）を送出することになる。例えば、ＲＴＰパケットＲＴＣＰ＃２０１−１〜ＲＴＣＰ＃２０１−４における（ｉ)、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の各送信間隔は、１ｍｓｅｃ、２ｍｓｅｃ、３ｍｓｅｃであるならば、ＲＴＰパケットＲＴＣＰ＃２１１−１〜ＲＴＣＰ＃２１１−４における（ｉ)、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の各送信間隔は、２ｍｓｅｃ、４ｍｓｅｃ、６ｍｓｅｃとなる。

なお、この実施形態では通信装置１１Ｂが、算出する送信間隔ｄ１は、ステップＳ１０５の処理により、線形的に増加することとなるが、この送信間隔ｄ１の算出方法は、一例であり、他の方法により、最適な送信間隔ｄ１を可変的に求めても良い。また、上記の例では、ＲＴＣＰパケットの送信間隔ｄ１を動的に変更する例を示したが、同様の方法により、ＲＴＰパケットの送信間隔ｄ２も動的に変更することができる。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、再送間隔記憶部２９に記憶される値である送信間隔を動的に繰り返し変更することにより、パケットロス検出部２６で観測されるパケットロス率を、次のように出来る。パケットロス検出部２６で観測されるパケットロス率は、バーストパケットロスの影響がある確率、例えば、再送を２回行う確率である（ＸＲ）ｘ（ＸＢ）から、バーストパケットロスの影響が無い（言い換えれば、ランダムパケットロスの影響のみの）理想的な確率である（ＸＲ）ｘ（ＸＲ）に徐々に近づく。

（Ｃ）他の実施形態
上記の実施形態に加えて、さらに、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｃ−１） 送信間隔を変更する手段として、通信装置１１は、第１の実施形態と第２の実施形態の手段を組み合わせて本発明を適用することができる。例えば、通信装置１１において、ＲＴＣＰ（又はＲＴＰ）パケットを４回送出する場合、２回目と３回目の送出は、外部から設定された送信間隔を用い、４回目の送出は、第２の実施形態の動作で示す動的に変更した送信間隔を用いても良い。

（Ｃ−２） 第２の実施形態では、対向する通信装置１１ＡからＲＴＣＰ（又はＲＴＰ）パケットの受信数の通知を受けることによって、通信装置１１Ｂが送出したＲＴＣＰ（又はＲＴＰ）パケットのパケットロス率を計算し、送信間隔を動的に変更していたが、通信装置１１は、以下の手段を用いることにより、送信間隔を動的に変更しても良い。例えば、通信装置１１Ｂは、ＲＴＣＰパケットを送出後、所定時間のタイマーを起動し、所定時間内に対向する通信装置１１Ａから再送ＲＴＰパケットを受信することができなかった場合、通信装置１１Ｂは、次のように送信間隔を動的に変更する。通信装置１１Ｂは、ＲＴＣＰパケットの送出に全て失敗してしまったと仮定して、ＲＴＣＰパケットのパケットロス率を計算して、そのＲＴＣＰパケットのパケットロス率を用いて送信間隔を動的に変更する。

また、通信装置１１Ａは、例えば、Ｈ．２４５規格の全画面更新のコマンドであるｖｉｄｅｏＦａｓｔＵｐｄａｔｅＰｉｃｔｕｒｅコマンドを対向する通信装置１１Ｂから受信した場合、通信装置１１Ａは、次のようにＲＴＰパケット＃３０１の送信間隔を動的に変更してもよい。通信装置１１Ａは、通信装置１１Ａから通信装置１１Ｂへ送出したＲＴＰパケットが全てロスしたと判断して、ＲＴＰパケットのパケットロス率を計算して、そのＲＴＰパケットのパケットロス率を用いてＲＴＰパケット＃３０１の送信間隔を動的に変更する。なお、通信制御規格として、ＳＩＰを用いた場合には、通信装置１１Ａは、ＩＮＦＯ（Ｖｉｄｅｏ Ｆａｓｔ Ｕｐｄａｔｅ）メッセージを受信したときに、上記と同様に、次のようにＲＴＰパケット＃３０１の送信間隔を動的に変更してもよい。通信装置１１Ａは、通信装置１１Ａから通信装置１１Ｂへ送出したＲＴＰパケットが全てロスしたと判断して、ＲＴＰパケットのパケットロス率を計算して、そのＲＴＰパケットのパケットロス率を用いてＲＴＰパケット＃３０１の送信間隔を動的に変更する。ここで、例えば、再送間隔記憶部２９Ａにおいて、変更前の各送信間隔が、１ｍｓｅｃ、２ｍｓｅｃ、３ｍｓｅｃであり、「送信間隔ｄ２＝送信間隔ｄ２＋１（ｍｓｅｃ）」を用いて送信間隔を変更するならば、変更後の各送信間隔は、２ｍｓｅｃ、４ｍｓｅｃ、６ｍｓｅｃとなる。

２０…ＲＴＰ送受信部、２１…ＲＴＣＰ送受信部、２２…データ送受信部、２３、５３…制御部、２４…送出データ保存部、２５…送出データ抽出部、２６…パケットロス検出部、２７…再送要求回数／再送回数記憶部、２８…通信バス、３０…映像再生制御部、２９、５９…再送間隔記憶部

Claims (10)

1. 送信側の通信装置から受信側の通信装置へデータパケットによってストリームデータを授受する通信システムにおいて、
   上記受信側の通信装置は、
   いずれかのデータパケットのパケットロスを検出するパケットロス検出手段と、
   パケットロスのデータパケットの再送を要求する再送要求パケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送要求回数を保持する再送要求回数保持手段と、
   上記再送要求パケットの送信する間隔を可変的に決定する再送要求間隔決定手段と、
   パケットロスのデータパケットが生じたときに、上記再送要求回数保持手段に保持されている再送要求回数だけ再送要求パケットを上記再送要求間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送要求パケット送信手段とを有し、
   上記送信側の通信装置は、
   上記再送要求パケットを受信する再送要求パケット受信手段と、
   再送が要求されたデータパケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送回数を保持する再送回数保持手段と、
   再送が要求されたデータパケットの送信する間隔を可変的に決定する再送間隔決定手段と、
   上記再送要求パケットの最初の受信に応じ、上記再送回数保持手段に保持されている再送回数だけ、再送が要求されたデータパケットを上記再送間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送パケット送信手段とを有する
   ことを特徴とする通信システム。
2. 上記再送要求間隔決定手段が、予め設定された所定の間隔と、上記再送要求回数保持手段に保持されている再送要求回数とに基づいて、上記各再送要求パケットの送信する間隔を可変的に決定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 上記再送間隔決定手段が、予め設定された所定の間隔と、上記再送回数保持手段に保持されている再送回数とに基づいて、上記各再送が要求されたデータパケットの送信する間隔を可変的に決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 上記再送要求間隔決定手段は、パケットロスのデータパケットの再送を要求する再送要求パケットが連続的に繰り返して送信される度に、再送の仕組みによってもカバーできなかったパケットロスに関するパケットロス率をその目標値以下にするために、間隔を延ばすことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
5. 上記再送間隔決定手段は、再送が要求されたデータパケットが連続的に繰り返して送信される度に、再送の仕組みによってもカバーできなかったパケットロスに関するパケットロス率をその目標値以下にするために、間隔を延ばすことを特徴とする請求項１又は４に記載の通信システム。
6. 送信側の通信装置からのデータパケットによってストリームデータを受信する受信側の通信装置において、
   いずれかのデータパケットのパケットロスを検出するパケットロス検出手段と、
   パケットロスのデータパケットの再送を要求する再送要求パケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送要求回数を保持する再送要求回数保持手段と、
   上記再送要求パケットの送信する間隔を可変的に決定する再送要求間隔決定手段と、
   パケットロスのデータパケットが生じたときに、上記再送要求回数保持手段に保持されている再送要求回数だけ再送要求パケットを上記再送要求間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送要求パケット送信手段と
   を有することを特徴とする通信装置。
7. 受信側の通信装置へデータパケットによってストリームデータを送信する送信側の通信装置において、
   上記再送要求パケットを受信する再送要求パケット受信手段と、
   再送が要求されたデータパケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送回数を保持する再送回数保持手段と、
   再送が要求されたデータパケットの送信する間隔を可変的に決定する再送間隔決定手段と、
   上記再送要求パケットの最初の受信に応じ、上記再送回数保持手段に保持されている再送回数だけ、再送が要求されたデータパケットを上記再送間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送パケット送信手段と
   を有することを特徴とする通信装置。
8. 送信側の通信装置から受信側の通信装置へデータパケットによってストリームデータを授受する通信方法において、
   上記受信側の通信装置は、
   パケットロス検出手段が、いずれかのデータパケットのパケットロスを検出し、
   再送要求回数保持手段が、パケットロスのデータパケットの再送を要求する再送要求パケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送要求回数を保持し、
   再送要求間隔決定手段が、上記再送要求パケットの送信する間隔を可変的に決定し、
   再送要求パケット送信手段が、パケットロスのデータパケットが生じたときに、上記再送要求回数保持手段に保持されている再送要求回数だけ再送要求パケットを上記再送要求間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信し、
   上記送信側の通信装置は、
   再送要求パケット受信手段が、上記再送要求パケットを受信する再送要求パケット受信し、
   再送回数保持手段が、再送が要求されたデータパケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送回数を保持し、
   再送間隔決定手段が、再送が要求されたデータパケットの送信する間隔を可変的に決定し、
   再送パケット送信手段が、上記再送要求パケットの最初の受信に応じ、上記再送回数保持手段に保持されている再送回数だけ、再送が要求されたデータパケットを上記再送間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する
   ことを特徴とする通信方法。
9. 送信側の通信装置からのデータパケットによってストリームデータを受信する受信側の通信装置に搭載されるコンピュータを、
   いずれかのデータパケットのパケットロスを検出するパケットロス検出手段と、
   パケットロスのデータパケットの再送を要求する再送要求パケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送要求回数を保持する再送要求回数保持手段と、
   上記再送要求パケットの送信する間隔を可変的に決定する再送要求間隔決定手段と、
   パケットロスのデータパケットが生じたときに、上記再送要求回数保持手段に保持されている再送要求回数だけ再送要求パケットを上記再送要求間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送要求パケット送信手段と
   して機能させることを特徴とする通信プログラム。
10. 受信側の通信装置へデータパケットによってストリームデータを送信する送信側の通信装置に搭載されるコンピュータを、
    上記再送要求パケットを受信する再送要求パケット受信手段と、
    再送が要求されたデータパケットを繰り返して連続的に送信する回数である再送回数を保持する再送回数保持手段と、
    再送が要求されたデータパケットの送信する間隔を可変的に決定する再送間隔決定手段と、
    上記再送要求パケットの最初の受信に応じ、上記再送回数保持手段に保持されている再送回数だけ、再送が要求されたデータパケットを上記再送間隔決定手段により決定された間隔で、繰り返して送信する再送パケット送信手段と
    して機能させることを特徴とする通信プログラム。

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