JP3348080B1 - データ送信装置とデータ受信装置及びデータ送受信方法 - Google Patents

データ送信装置とデータ受信装置及びデータ送受信方法

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Abstract

【要約】 【課題】 受信側において、表示時刻等の再生時刻
に遅れたパケットを破棄せずに保存することができ、ま
た、再送パケットによる伝送帯域の無駄な使用を抑制す
ること。 【解決手段】 受信バッファ102に受信パケットを保
存し、再生判定手段103で、その保存パケットが再生
時刻に間に合うか否かを判定し、間に合うと判定された
保存パケットの再生順序及び保存アドレスを再生用ポイ
ンタ104に記憶し、この再生用ポインタ104に従い
保存パケットを読み出して再生する。また、保存用ポイ
ンタ106に、保存パケットの再生順序及び保存アドレ
スを記憶し、メディア変換手段107で、保存用ポイン
タ106に従い保存パケットを読み出し、保存メモリ1
08に記憶可能な形式に変換して記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パケット通信回線
に単独で接続されたり、交換局装置に搭載されるデータ
通信用のサーバーや、移動体通信システムにおける基地
局装置等に搭載されるサーバー等に用いられるデータ送
信装置と、有線回線を介してデータ送受信を行うパーソ
ナルコンピュータ等の情報通信端末装置又は、移動体通
信システムにおける携帯電話機や携帯電話機能及びコン
ピュータ機能を備えた情報通信端末装置等の移動局装置
に用いられるデータ受信装置と、データ送信装置とデー
タ受信装置間のデータ送受信方法に関し、特に符号誤り
や輻輳の発生しやすい通信環境において、動画像や音声
データの再生と保存を効率的に行うデータ送信装置とデ
ータ受信装置及びデータ送受信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、パケットネットワークにおける伝
送では、ネットワークが混雑した場合、パケットデータ
(パケット)が衝突して消失するという輻輳が発生す
る。輻輳が発生した場合、消失した全てのパケットを再
送しようとすると、ネットワークが益々混雑し、パケッ
ト遅延が増大することになる。
【0003】このため、パケット伝送を動画像通信に用
いる場合は、受信側に大きなメモリを配置して、動画像
情報を全て受信してから再生を開始することが考えられ
る。しかしこの場合、遅延が大きいためリアルタイムな
通信には適用できない。
【0004】この問題を解決するために特開平10−2
62245号公報の方式が提案されている。この方式
は、動画符号化方式に階層化符号化を採用し、重要度に
従ってパケットを構成し、重要度の高いデータ順に1動
画像フレーム周期内で送信可能な情報のみを送出するよ
うになっている。
【0005】これによって、ネットワークが混雑した場
合には、重要度の高い情報のみを送信し、重要度の低い
情報は破棄するので、ネットワークの混雑が増大するこ
とが少ない。受信側でも、パケットが破棄された場合で
あっても高い重要度のパケットを使って画質劣化を少な
く再生することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置においては、バッファ制御部が表示用であるため、
表示と保存を目的とした動画像通信においては、受信装
置で、再生時刻(表示時刻)の後から遅れてパケットが
受信された場合、破棄されるので保存することができな
いという問題がある。
【0007】また、受信側で再送要求を行った場合も、
再送パケットが再生時刻に間に合わなければ破棄される
ので、この場合、無駄なデータが再送されることにな
り、その再送分、伝送帯域が無駄に使用されるという問
題がある。
【0008】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、受信側において、表示時刻等の再生時刻に遅れた
パケットを破棄せずに保存することができ、また、再送
パケットによる伝送帯域の無駄な使用を抑制することが
できるデータ送信装置とデータ受信装置及びデータ送受
信方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のデータ受信装置
は、受信パケットを順次保存するバッファと、前記パケ
ットの受信時刻が前記パケットの再生時刻より前か後か
判定する判定手段と、前記バッファに記憶されたパケッ
トのうち受信時刻が前記再生時刻以前であるパケットの
再生順序を記憶する一方、前記再生時刻より後に受信し
たパケットの再生順序を記憶しない再生用ポインタと、
前記再生用ポインタの示す順に前記バッファから前記受
信時刻が前記再生時刻以前であるパケットを取り出して
再生順序に従って再生する再生手段と、再生時刻に遅れ
たパケットを破棄せずに前記バッファに保存されたパケ
ットを記憶する記憶手段と、を具備する構成を採る。
【0010】
【0011】これらの構成によれば、再生時刻に遅れた
パケットデータを従来のように破棄することなく記憶可
能なので、記憶されたデータを後から任意に読み出して
再生することができる。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】本発明のデータ受信方法は、受信パケット
順次バッファに保存するバッファ行程と、前記パケッ
トの受信時刻が前記パケットの再生時刻より前か後か判
定する判定行程と、前記バッファに記憶されたパケット
のうち受信時刻が前記再生時刻以前であるパケットの再
生順序を記憶する一方、前記再生時刻より後に受信した
パケットの再生順序を記憶しない再生用ポインタを用い
て前記再生用ポインタの示す順に前記バッファから前記
受信時刻が前記再生時刻以前であるパケットのみを取り
出して再生順序に従って再生する再生行程と、再生時刻
に遅れたパケットを破棄せずに前記バッファに保存され
たパケットを記憶する記憶行程と、を具備するようにし
た。
【0036】この方法によれば、再生時刻に遅れたパケ
ットデータを従来のように破棄することなく記憶可能な
ので、記憶されたデータを後から任意に読み出して再生
することができる。
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
【0044】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1に係る端末装置の構成を示すブロック図である。
【0045】この図1に示す端末装置100は、例え
ば、有線回線を介してデータ送受信を行うパーソナルコ
ンピュータ等の情報通信端末装置又は、移動体通信シス
テムにおける携帯電話機や携帯電話機能及びコンピュー
タ機能を備えた情報通信端末装置等の移動局装置であ
る。
【0046】この端末装置100と通信を行う相手側の
装置は、例えばサーバーであり、端末装置100へ画像
や音声データが格納されたパケットを送信する。サーバ
ーは、例えば通信回線に単独で接続されたり、交換局装
置や、移動体通信システムにおける基地局装置に搭載さ
れる。
【0047】端末装置100は、図1に示すように、受
信手段101と、受信バッファ102と、再生判定手段
103と、再生用ポインタ104と、再生手段105
と、保存用ポインタ106と、メディア変換手段107
と、保存メモリ108とを備えて構成されている。
【0048】受信手段101は、サーバーからネットワ
ークを解してパケットを受信するものである。受信バッ
ファ102は、受信手段101での受信パケットを保存
するものである。再生判定手段103は、受信手段10
1での受信パケットが再生時刻に間に合って再生できる
か否かを判定するものである。
【0049】再生用ポインタ104は、再生判定手段1
03で再生できると判定されたパケットの受信バッファ
102上の位置を記憶するものである。再生手段105
は、再生用ポインタ104に従って受信バッファ102
よりパケットを読み出して再生するものである。
【0050】保存用ポインタ106は、受信手段101
での受信パケットの受信バッファ102上の位置を記憶
するものである。
【0051】メディア変換手段107は、保存用ポイン
タ106に従って受信バッファ102よりパケットを読
み出し、保存メモリ108への保存形式に変換するもの
である。保存メモリ108は、メディア変換手段107
で変換されたデータを保存するものである。
【0052】また、受信手段101での受信パケットの
一構成例を図2に示す。受信パケットは、全長が32b
it長であり、格納データ種別を示すペイロードタイ
プ、パケット送信順に番号が付与されるシーケンス番号
SN、パケット生成時刻が付与されるタイムスタンプT
S、実際のデータが格納されているペイロードなどから
構成される。
【0053】シーケンス番号SNを監視することにより
パケットの欠落を検出することができ、保存用又は再生
用にポインタを並び替える(ソート)することが可能な
ようになっている。タイムスタンプTSは、パケット生
成時刻を表すので、基準時刻からの相対値を算出するこ
とにより再生時刻を算出できるようになっている。
【0054】このような構成の端末装置100の動作を
説明する。最初に図3に示すフロー図を参照して、受信
したパケットを再生する場合の動作を説明する。
【0055】ステップST301において、受信手段1
01でパケットが受信されたか否かを判定する。受信さ
れた場合、ステップST302において、再生判定手段
103が、再生時刻が現在時刻より後か否かを判定す
る。
【0056】この結果、再生時刻が前の場合は、受信パ
ケットの再生時刻が既に過ぎているので再生せずにステ
ップST301に戻る。後の場合は受信パケットの再生
が可能なので、ステップST303において、再生用ポ
インタ104に、受信パケットのシーケンス番号と受信
バッファの保存アドレスとを記憶した後、再生用ポイン
タ104をシーケンス番号順にソートする。
【0057】このソートの動作を、図4の(a)〜
(c)を参照して説明する。パケット受信前の再生用ポ
インタ104は、(a)に示す配列になっているとす
る。この状態で、シーケンス番号SN=3、バッファア
ドレス=0008というパケットを受信すると、再生用
ポインタ104には、(b)に示すように最後尾にSN
=3とバッファアドレス=0008が記憶される。
【0058】次に再生用ポインタ104はソートを行
う。これによって、SN=2とSN=4の間に、(c)
に示すように、受信パケットのSN=3、バッファアド
レス=0008が挿入される。但し、保存用ポインタ1
06も同様に動作する。
【0059】このソート後、ステップST304におい
て、再生手段105が、再生用ポインタ104に従って
受信バッファ102からデータを読み出し再生する。
【0060】次に、図5に示すフロー図を参照して受信
パケットを変換して保存する場合の動作を説明する。
【0061】ステップST501において、受信手段1
01でパケットが受信されたか否かを判定する。受信さ
れた場合、ステップST502において、保存用ポイン
タ106に受信パケットのシーケンス番号と受信バッフ
ァのアドレスを記憶した後、保存用ポインタ106をシ
ーケンス番号順にソートする。
【0062】次に、ステップST503において、メデ
ィア変換手段107は、受信バッファ102のパケット
保存容量が閾値THを超えたか否かを判定する。
【0063】この結果、超えていない場合はステップS
T501に戻る。越えた場合は、ステップST504に
おいて、メディア変換手段107が、受信バッファ10
2中のデータを保存メモリ108への保存形式に変換す
る。
【0064】そして、ステップST505において、変
換したデータを保存メモリ108に転送して保存する。
この保存終了後、ステップST506において、受信バ
ッファ102の該当領域をクリアする。
【0065】このように、実施の形態1の端末装置10
0によれば、受信バッファ102に受信パケットを保存
し、再生判定手段103で、その保存パケットが再生時
刻に間に合うか否かを判定し、間に合うと判定された保
存パケットの再生順序及び保存アドレスを再生用ポイン
タ104に記憶し、この再生用ポインタ104に従い保
存パケットを読み出して再生する。
【0066】また、保存用ポインタ106に、保存パケ
ットの再生順序及び保存アドレスを記憶し、メディア変
換手段107で、保存用ポインタ106に従い保存パケ
ットを読み出し、保存メモリ108に記憶可能な形式に
変換して記憶するようにした。
【0067】これによって、再生時刻に遅れたパケット
データを従来のように破棄することなく記憶可能なの
で、記憶されたデータを後から任意に読み出して再生す
ることができる。
【0068】(実施の形態2)図6は、本発明の実施の
形態2に係る端末装置の構成を示すブロック図、図7
は、実施の形態2に係るサーバーの構成を示すブロック
図である。
【0069】図6に示す端末装置600は、サーバー7
00から画像や音声等のパケットを受信するものであ
り、受信手段601と、欠落判定手段602と、優先度
判定手段603と、再生時刻算出手段604と、往復時
間記憶手段605と、再送要求判定手段606と、タイ
マ607と、再送要求送信手段608と、即時再送要求
送信手段609とを備えて構成されている。
【0070】図7に示すサーバー700は、受信手段7
01と、送信キュー管理手段702と、パケット優先度
判定手段703と、即時再送用バッファ704と、再送
用バッファ管理手段705と、送信手段706と、再送
要求受信手段707と、即時再送可否判定手段708
と、後再送用バッファ709とを備えて構成されてい
る。
【0071】このような構成の動作を説明する。まず、
サーバー700において、受信手段701は、自装置7
00の画像や音声符号化等のアプリケーション機能から
パケットを受信し、このパケットを送信キュー管理手段
702及びパケット優先度判定手段703へ出力すると
共に後再送用バッファ709に保存する。
【0072】パケット優先度判定手段703は、そのパ
ケットの優先度を判定し、優先度が高いと判定されたパ
ケットを即時再送用バッファ704に保存する。但し、
優先度は、アプリケーション機能によってパケットに予
め付与されているものとする。
【0073】即時再送用バッファ704の保存の際に、
再送用バッファ管理手段705は、パケットに付与され
たシーケンス番号から個々のパケットを識別し、このパ
ケットが即時再送用バッファ704のどのアドレスの記
憶領域に保存されたかを管理する。
【0074】送信キュー管理手段702は、受信手段7
01からのパケットの送信タイミングを管理する。この
管理されるパケットが送信手段706から端末装置60
0へ送信される。
【0075】次に、端末装置600におけるパケット再
送要求判定の動作を図8に示すフロー図を参照して説明
する。
【0076】ステップST801において、端末装置6
00の受信手段601が、サーバー700からのパケッ
トを受信する。
【0077】この受信パケットには、図9に示すよう
に、優先度の高い(高優先度)パケット(P=1)と、
優先度の低い(低優先度)パケット(P=0)がある。
このようなパケットをサーバー100が送信する場合、
パケットを送信する毎にヘッダーフィールドに記録され
たシーケンス番号SNを1づつ増分する。
【0078】高優先度パケット(P=1)を送信する場
合は、高優先度パケット(P=1)の高優先度パケット
シーケンス番号SNHPも1づつ増分するようになって
いる。例えばSN=1のパケットは、低優先度P=0な
のでSNHP=0であるが、次のSN=2のパケット
は、高優先度P=1なのでSNHPが1増加されて、S
NHP=1とされる。
【0079】次に、ステップST802において、欠落
判定手段602は、今回受信したパケットのSNが、前
回受信したパケットのSNに対して1増加されているか
否かを判定する。
【0080】この結果、1であれば、前回受信したパケ
ットから欠落したパケットは無いということなのでステ
ップST812において受信の待機状態となる。1以外
であれば、前回受信したパケットから欠落したパケット
が有るということなので、次のステップST803以降
で、その欠落したパケットの再送要求を行うか否かを決
定する。
【0081】ステップST803において、優先度判定
手段603が、受信パケットの優先度が高いか否かを判
定する。
【0082】この結果、優先度が高くない、即ち低優先
度の場合、仮に欠落がなければSNが1だけ増加、SN
HPは増加がないので、ステップST804において、
前回受信したパケットのSNHPに対する現SNHPの
増分が0か否かを判定する。
【0083】この結果、0であれば高優先度パケットの
欠落がないと判定し、ステップST812に移る。0以
外であれば、高優先度パケットの欠落があるということ
なので、ステップST806に移る。
【0084】一方、ステップST803の判定結果、現
パケットが高優先度の場合は、仮に欠落がなければ、S
N、SNHP供に1だけ増加しているはずなので、ステ
ップST805において、前回受信した高優先度パケッ
トのSNHPに対する現SNHPの増分が1か否かを判
定する。
【0085】この結果、1であれば高優先度パケットの
欠落がないと判定し、ステップST812に移る。1以
外であれば、高優先度パケットの欠落があるということ
なのでステップST806に移る。
【0086】ステップST806において、再生時刻算
出手段604は、セッション開始時の時刻を0とした相
対時刻を算出するため、現パケットのタイムスタンプT
Sからセッション開始時のタイムスタンプTS0の差分
を算出することによって、パケットの再生時刻PLTを
求める。
【0087】ステップST807において、再送要求判
定手段606は、サーバー700から受信して記憶され
たデータ往復時間往復時間記憶手段605から読み込
む。ステップST808において、再送要求判定手段6
06は、上記算出された再生時刻PLTが、往復時間と
現在時刻との和よりも小さいか否かを判定する。
【0088】この結果、PLTの方が小さい場合は、再
送パケットを受信する時刻よりも再生する時刻が先にな
る。ここで、再送要求送信手段608は、タイマ607
が0か否かを判定する。
【0089】タイマーが0であれば、ステップST81
1において、これまでの再送要求対象パケットに対する
通常の再送要求(通常再送要求)を送信し、タイマ60
7をリセットする。タイマ607が0でなければステッ
プST812で待機する。
【0090】但し、通常再送要求には、サーバー700
が再送要求を受信した後、例えば送信データ量が少ない
時にパケットの再送を行うように指示する情報を付加し
てもよい。
【0091】一方、ステップST808の判定結果、再
生時刻PLTの方が大きい場合は、再送データを受信し
てから再生することが可能であるので、即時再送要求送
信手段609が即時再送要求をサーバー700へ送信す
る。
【0092】この即時再送要求又は通常再送要求を受信
するサーバー700のパケット再送動作を、図10に示
すフロー図を参照して説明する。
【0093】ステップST1001において、再送要求
受信手段707が、即時再送要求又は通常再送要求を受
信する。ステップST1002において、即時再送可否
判定手段708が、再送要求受信手段707で受信され
た要求を確認することによって即時再送が必要か否かを
判定する。
【0094】この結果、即時再送が必要な場合は、ステ
ップST1004において、送信キュー管理手段702
が、即時再送要求に応じたパケットを即時再送用バッフ
ァ704から読み出し、送信手段706から端末装置6
00へ送信する。
【0095】必要でない場合、即ち通常再送要求の受信
時には、送信キュー管理手段702が、受信手段601
での受信パケットがあるか否かを判定する。この結果、
ある場合は、ステップST1005において、受信パケ
ットを送信する。ない場合は、ステップST1003に
おいて、後ほどパケットの送信を行う後再送が必要か否
かを判定する。後再送とは、例えば、後で送信データ量
が少ない時にパケット送信を行うことである。
【0096】この結果、後再送が必要な場合は、ステッ
プST1006において、例えば送信データ量が少ない
時に後再送用バッファ709から後再送パケットを読み
出して送信手段706から送信する。必要のない場合
は、ステップST1002に戻る。
【0097】このように、実施の形態2の端末装置60
0及びサーバー700によれば、端末装置600におい
て、パケットデータ受信時にパケットデータ欠落の有無
及び優先度を判定し、受信パケットデータの再生時刻を
算出し、送信側とのデータの往復時間及び現在時刻の和
が再生時刻よりも小さい場合に、優先度の高い欠落パケ
ットデータの即時再送要求を行い、大きい場合に通常再
送要求を行う。
【0098】サーバー700において、送信用パケット
データを記憶し、即時再送要求の受信時にその要求に応
じた記憶パケットデータを即時再送し、通常再送要求の
受信時には送信パケットデータが無い時にのみ、その要
求に応じた記憶パケットデータを再送するようにした。
【0099】これによって、端末装置600で欠落した
パケットデータの再送が再生に間に合う時のみ即時再送
要求を行うので、確実に再送要求したパケットデータを
再生することができる。また、通常再送要求時は、サー
バー700おいて、端末装置600へ送信するパケット
データがない時のみに欠落パケットデータを再送するの
で、伝送帯域を有効に利用することができる。
【0100】なお、通常のデータ及び即時再送要求デー
タが少ないときのみに再送を行なう方法をとったが、デ
ータ送信終了後にまとめて再送を行なう方法や、通常の
データ及び即時再送要求データが少ないときのみに再送
を行ない、データ送信終了後に再送データが残存してい
る場合にはデータ送信終了後まとめて再送を行なう方法
でもよい。
【0101】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信側において、表示時刻等の再生時刻に遅れたパケッ
トを破棄せずに保存することができ、また、再送パケッ
トによる伝送帯域の無駄な使用を抑制することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る端末装置の構成を
示すブロック図
【図2】実施の形態1に係る端末装置における受信パケ
ットデータの構成図
【図3】実施の形態1に係る端末装置における受信パケ
ットの再生動作を説明するためのフロー図
【図4】実施の形態1に係る端末装置における再生用ポ
インタ又は保存用ポインタのソート動作の説明図
【図5】実施の形態1に係る端末装置における受信パケ
ットの変換保存動作を説明するためのフロー図
【図6】本発明の実施の形態2に係る端末装置の構成を
示すブロック図
【図7】本発明の実施の形態2に係るサーバーの構成を
示すブロック図
【図8】実施の形態2に係る端末装置におけるパケット
再送要求判定処理の動作を説明するためのフロー図
【図9】実施の形態2に係るサーバーから端末装置への
送信パケットデータに付与されるシーケンス番号SN、
高優先度パケットシーケンス番号SNHP、優先度Pの
説明図
【図10】実施の形態2に係るサーバーにおけるパケッ
ト再送処理の動作を説明するためのフロー図
【符号の説明】
100,600 端末装置 101,601 受信手段 102 受信バッファ 103 再生判定手段 104 再生用ポインタ 105 再生手段 106 保存用ポインタ 107 メディア変換手段 108 保存メモリ 602 欠落判定手段 603 優先度判定手段 604 再生時刻算出手段 605 往復時間記憶手段 606 再送要求判定手段 607 タイマ 608 再送要求送信手段 609 即時再送要求送信手段 700 サーバー 701 受信手段 702 送信キュー管理手段 703 パケット優先度判定手段 704 即時再送用バッファ 705 再送用バッファ管理手段 706 送信手段 707 再送要求受信手段 708 即時再送可否判定手段 709 後再送用バッファ SN シーケンス番号 SNHP 高優先度パケットシーケンス番号 P 優先度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑 幸一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−191314(JP,A) 特開2000−115143(JP,A) 特開 平11−55345(JP,A) 特開 平10−313350(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/56 H04L 29/08 H04L 13/08 H04L 1/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信パケットを順次保存するバッファ
    と、前記パケットの受信時刻が前記パケットの再生時刻
    より前か後か判定する判定手段と、前記バッファに記憶
    されたパケットのうち受信時刻が前記再生時刻以前であ
    るパケットの再生順序を記憶する一方、前記再生時刻よ
    り後に受信したパケットの再生順序を記憶しない再生用
    ポインタと、前記再生用ポインタの示す順に前記バッフ
    ァから前記受信時刻が前記再生時刻以前であるパケット
    を取り出して再生順序に従って再生する再生手段と、
    生時刻に遅れたパケットを破棄せずに前記バッファに保
    存されたパケットを記憶する記憶手段と、を具備するこ
    とを特徴とするデータ受信装置。
  2. 【請求項2】 受信パケットを順次バッファに保存する
    バッファ行程と、前記パケットの受信時刻が前記パケッ
    トの再生時刻より前か後か判定する判定行程と、前記バ
    ッファに記憶されたパケットのうち受信時刻が前記再生
    時刻以前であるパケットの再生順序を記憶する一方、前
    記再生時刻より後に受信したパケットの再生順序を記憶
    しない再生用ポインタを用いて前記再生用ポインタの示
    す順に前記バッファから前記受信時刻が前記再生時刻以
    前であるパケットのみを取り出して再生順序に従って再
    生する再生行程と、再生時刻に遅れたパケットを破棄せ
    ずに前記バッファに保存されたパケットを記憶する記憶
    行程と、を具備するデータ受信方法。
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