JP4127149B2 - 音声通信システムおよび音声通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばデジタル携帯電話や、いわゆるＩＰ電話等のネットワークを介した音声通信システムにおいて送信状況が悪化したときでも、最低限の音声通信を可能にするための技術に関する。

従来、例えばデジタル携帯電話サービスにおいては、デジタル音声双方向通信により相互にネットワークを介して音声データを送信することにより、双方向の通話を実現するようにしている。
そして、通話の品質要素としてのリアルタイム性を最重要視することにより、受信端末にて受信した音声データに関して誤りや欠落あるいは遅延が発生していたとしても、送信側にデータ再送要求を行なわずに、そのまま受信した音声データを利用して、この音声データをスピーカ等により音声に変換するようにしている。

したがって、送信状態が悪化したり、ネットワークにおけるトラフィック量の増大によって、送信端末からネットワークを介して受信端末までの端末間の実効送信データレートが低下した場合には、スピーカ等から発せられる音声に雑音や途切れが発生することになる。これにより、音声による通話内容を聞き取ることが困難になったり、あるいはまったく聞き取ることができなくなってしまうことがあった。

このため、受信した音声データをバッファに一時蓄積しておき、所定時間後にバッファから音声データを読み出す方法もあるが、この場合、バッファ容量によっては、オーバーフローが発生して、遅延が発生し、かつその遅延が継続してしまうことになると共に、アンダーフローの場合には、バッファ内に読み出す音声データが無くなってしまうことから、途切れが発生することになってしまう。

また、ＱｏＳ（サービス優先制御）制御されないＩＰ（インターネット・プロトコル）ネットワーク上でＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）によるいわゆるＩＰ電話等においては、ネットワーク混雑時には、通信帯域が非常に狭くなって、同様に音切れや遅延、そして場合によっては通信断が発生することがある。

これに対して、例えば特許文献１においては、受信端末にて、受信した音声パケットをバッファメモリに一時記憶させておき、この音声パケットからデータブロックナンバーを検出することにより、音声パケットの欠落を判定して、欠落部分の音声パケットに対して補間データを生成して置換挿入することにより、音声パケットの欠落を補完するようにした音声パケット補間装置が開示されている。
この装置によれば、音声パケットに欠落が発生した場合には、この欠落部分に対して補間データを生成して、挿入することにより、音声パケットの欠落が解消されると共に、音声の途切れが抑制されることになる。

また、例えば特許文献２おいては、同様に、受信端末にて、受信データをバッファに記憶しておき、この受信データから送信時刻情報を取得して、受信データの遅延時間のゆらぎを検出して、このゆらぎから最適な待ち時間を算出して、この待ち時間に基づいて、音声データを読み出すようにした音声ゆらぎ補正制御方法が開示されている。
このような方法によれば、受信データに遅延が発生した場合には、その遅延時間に見合うように算出された最適な待ち時間に基づいて、バッファから音声データを読み出すことにより、擬似的にリアルタイムな会話を実現することができるようになっている。
特開平０８−２５６１３１号公報 特開２０００−１５１６９４号公報

しかしながら、上述した各特許文献１〜２においては、以下のような問題がある。
すなわち、特許文献１においては、音声パケットに欠落が発生した場合に、この欠落部分に対して補間データを生成して挿入することにより、見かけ上の音声パケットの欠落を排除して、音声の途切れを防止することはできるが、補間データは本来の音声パケットとは異なるデータになることから、通話品質を保持することが困難である。

また、特許文献２においては、受信データの遅延時間のゆらぎを検出して最適な遅延時間を算出して、この遅延時間に基づいて、受信データをバッファから読み出して、音声として出力することにより、見かけ上途切れのない会話を行なうことができるが、遅延時間のゆらぎに基づく最適な遅延時間をもってバッファから受信データが読み出されることから、常に遅延時間を伴っていることになり、リアルタイム性に欠けることになってしまう。

本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、データ誤りが多発したときでも、リアルタイム性を犠牲にして、最低限の通話品質を確保することにより、音声通信を行なうことができるようにした音声通信システムおよび音声通信方法の提供を目的とする。

この目的を達成するため、本発明の請求項１記載の音声通信システムは、一つの送受信端末の送信部からネットワークを介して他の送受信端末の受信部に音声データを相互に送信する音声通信システムであって、各送受信端末が、受信部で受信した音声データを一時記憶する大きさ可変の受信バッファと、受信バッファに記憶された音声データのデータ誤りを検出するデータ誤り検出部と、送信部により再送要求を相手方の送受信端末に対してネットワークを介して送信する制御部と、を備えており、上記制御部が、データ誤り検出部で検出したデータ誤り量が所定量以下のときには、上記受信バッファの大きさを最小に設定し、上記データ誤り量が所定量を超えたとき、上記バッファの大きさを拡大すると共に、送信部により送信側の送受信端末に対して再送要求を送信する構成としてある。

音声通信システムをこのような構成とすると、通常、データ誤り量が所定値以下の場合には、受信側の送受信端末の受信部にて、受信バッファの大きさを最小にして、データ誤りが検出されたとしてもデータ再送を行なわずに、音声データの受信を行なうことにより、音声通信を行なう。これにより、受信バッファの大きさが最小であることから、多少のデータ欠落等のデータ誤りがあったとしても、実質的にリアルタイム性を損なうことなく、音声通信を行なうことができる。

これに対して、データ誤り量が所定値を超えた場合には、受信側の送受信端末の受信部にて、受信バッファの大きさを拡大すると共に、再送要求を送信側の送受信端末に送信して、データ再送を行なうことにより、ビット誤り率を低下させ、データ誤り量を低減して、音声通信を行なう。これにより、受信バッファの大きさに基づくデータの蓄積によって遅延が生じて、音声通信におけるリアルタイム性が多少損なわれることになるものの、データ再送によってデータエラー，データロス等のデータ誤りが少なくなることにより、音声通信における通話品質が向上することになる。したがって、リアルタイム性が多少損なわれるが、音声通信における音切れや雑音等が低減され、最低限の通話を確保することができる。

請求項２記載の音声通信システムは、上記ネットワークが、双方向に関して、受信部および送信部を備えており、各方向の受信部で受信した音声データを一時記憶する大きさ可変の受信バッファと、受信バッファに記憶された音声データのデータ誤りを検出するデータ誤り検出部と、各方向の送信部により再送要求を送信側の送受信端末に対してネットワークを介して送信する制御部と、を備えており、上記制御部が、データ誤り検出部で検出したデータ誤り量が所定量以下のときには、上記受信バッファの大きさを最小に設定し、上記データ誤り量が所定量を超えたとき、上記バッファの大きさを拡大すると共に、送信部により送信側の送受信端末に対して再送要求を送信する構成としてある。

音声通信システムをこのような構成とすると、通常、データ誤り量が所定値以下の場合には、ネットワークの受信部にて、受信バッファの大きさを最小にして、データ誤りが検出されたとしてもデータ再送を行なわずに、音声データを受信して、送信部から受信側の送受信端末に対して転送することにより、音声通信を行なう。これにより、ネットワークの受信部における受信バッファの大きさが最小であることから、多少のデータ欠落等のデータ誤りがあったとしても、実質的にリアルタイム性を損なうことなく、音声通信を行なうことができる。

これに対して、データ誤り量が所定値を超えた場合には、ネットワークの受信部にて、受信バッファの大きさを拡大すると共に、再送要求を送信側の送受信端末に送信して、データ再送を行なうことにより、ビット誤り率を低下させ、データ誤り量を低減して、音声データを受信して、送信部から受信側の送受信端末に対して転送することにより、音声通信を行なう。これにより、受信バッファの大きさに基づくデータの蓄積によって遅延が生じて、音声通信におけるリアルタイム性が多少損なわれることになるものの、データ再送によってデータエラー，データロス等のデータ誤りが少なくなることにより、音声通信における通話品質が向上することになる。したがって、リアルタイム性が多少損なわれるが、音声通信における音切れや雑音等が低減され、最低限の通話を確保することができる。

請求項３記載の音声通信システムは、ネットワークがデジタル携帯電話ネットワークであって、各送受信端末がデジタル携帯電話端末である構成としてある。
音声通信システムをこのような構成とすると、デジタル携帯電話ネットワークにて、デジタル携帯電話端末同士で音声通信を行なう場合に、デジタル携帯電話ネットワークの送受信環境が悪くなったときでも、リアルタイム性を多少犠牲にすることによって、最低限の通話を確保することができる。

請求項４記載の音声通信システムは、ネットワークがＶｏＩＰを提供するＩＰネットワークであって、各送受信端末がＩＰ電話端末である構成としてある。
音声通信システムをこのような構成とすると、ＶｏＩＰを提供するＩＰネットワークにて、ＩＰ電話端末同士で音声通信を行なう場合に、ネットワークの混雑によって通信帯域が非常に狭くなったとしても、リアルタイム性を多少犠牲にすることによって、最低限の通話を確保することができる。

請求項５記載の音声通信システムは、各送受信端末が、通常は再送制御を行なわないプロトコルにより音声データを送信し、データ誤り量が所定量を超えて、受信側の送受信端末から再送要求を受信したときには、再送制御を行なうプロトコルにより音声データを送信する構成としてある。
音声通信システムをこのような構成とすると、通常は再送制御を行なわないプロトコルにより音声データを送信することにより、データ転送量を低減させて、より高速なデータ伝送速度を実現して、リアルタイム性の良好な通話を確保することができると共に、データ誤り量が所定量を超えたときには、再送制御を行なうプロトコルにより音声データを送信することによって、データ誤り量を低減させることができる。

また、上記目的を達成するため、本発明の請求項６記載の音声通信方法によれば、一つの送受信端末の送信部からネットワークを介して他の送受信端末の受信部に音声データを相互に送信する音声通信方法であって、各送受信端末の受信部にて、受信した音声データを大きさ可変の受信バッファに一時記憶し、受信バッファに記憶された音声データのデータ誤りを検出して、検出したデータ誤り量が所定量以下のときには、上記受信バッファの大きさを最小に設定し、上記データ誤り量が所定量を超えたときには、上記バッファの大きさを拡大すると共に、送信側の送受信端末に対して再送要求を送信する方法としてある。
本発明は、このように音声通信方法としても実現化することができる。

このようにして、本発明による音声通信システムによれば、ネットワークにおける送信状況が悪化したり、ネットワークの混雑により端末間の伝送速度が低下して、極低信頼／極狭帯域の最悪環境になったとしても、受信側の送受信端末またはネットワーク上にて、リアルタイム性を多少犠牲にすることによって、データ誤り量が所定値以下となるように、音声データの再送を行なうようにしたことから、音声が不明瞭になることなく、最低限の通話を確保することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本発明の音声通信システムをデジタル携帯電話に適用した第一の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態の音声通信システムの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、音声通信システム１０は、第一のデジタル携帯電話端末１００と、第二のデジタル携帯電話端末２００と、ネットワーク３００とを有している。
なお、図１においては、デジタル携帯電話端末１００，２００は、送受信を行なうために二つだけ図示されているが、二つに限定されるものではなく、各デジタル携帯電話端末間にて相互に音声通信を行なうことができるようになっている。

第一のデジタル携帯電話端末１００および第二のデジタル携帯電話端末２００は、互いに同じ構成であるので、以下に第一のデジタル携帯電話端末１００について説明する。
第一のデジタル携帯電話端末（以下、デジタル携帯電話端末という）１００は、送受信に関して、図２に示すように構成されている。
なお、説明は省略するが、第二のデジタル携帯電話端末２００は、図２にて括弧内に示すように、第一のデジタル携帯電話端末１００の各部の符号の１００番台を２００番台に変更した符号を付した構成要素を備えている。

図２において、デジタル携帯電話端末１００は、送信部１１０と、受信部１２０とを有している。
送信部１１０は、公知の構成であって、マイク（図示せず）等から取り込まれた音声信号（アナログ信号）を音声符号化部１１１によりデジタル信号である音声データに変換して、音声符号化部１１１からの音声データ（デジタル信号）を送信バッファ１１２に一時記憶した後、無線送信部１１３が送信バッファ１１２から音声データ（デジタル信号）を読み出して、図示しないアンテナを介してネットワーク３００の基地局（図示せず）に向けて送信するようになっている。

また、受信部１２０は、公知の構成であって、図示しないアンテナで受信した受信信号を無線受信部１２１で音声データ（デジタル信号）に変換して、受信バッファ１２２に一時記憶した後、音声復号化部１２３で受信バッファ１２２から音声データ（デジタル信号）を読み出して、音声信号（アナログ信号）に復号化して、スピーカ（図示せず）等に出力するようになっている。
ここで、受信バッファ１２２は、その大きさ（記憶容量）を変更できるように構成されており、その大きさが後述する制御部１４０により設定され得るようになっている。

これにより、デジタル携帯電話端末１００においては、送信部１１０により音声信号をデジタル化して、送信バッファ１１２を介して送信し、また受信部１２０により受信した音声データ（デジタル信号）を受信バッファ１２２を介して音声信号（アナログ信号）に変換するようになっている。

さらに、上記デジタル携帯電話端末１００は、データ誤り検出部１３０と、制御部１４０とを有している。
データ誤り検出部１３０は、受信部１２０の受信バッファ１２２に一時記憶された音声データ（デジタル信号）をチェックして、データ欠落，データ化け，データ損失等のデータ誤りを検出する。そして、データ誤り検出部１３０は、検出したデータ誤りの量を後述する制御部１４０に送出するようになっている。

上記制御部１４０は、データ誤り検出部１３０からのデータ誤り量に基づいて、このデータ誤り量が所定値以下の場合には、受信バッファ１２２の大きさを最小に設定する。
また、上記制御部１４０は、上記データ誤り量が所定値を超えた場合には、受信バッファ１２２の大きさを拡大すると共に、送信バッファ１１２を介して、無線送信部１１３からネットワーク３００を介して通話の相手先である第二のデジタル携帯電話端末２００に対して、再送要求を送信する。

さらに、受信部１２０にて、通話の相手先である第二のデジタル携帯電話端末２００から再送要求を受信した場合には、データ誤り検出部１３０がこの再送要求を検出することにより、制御部１４０が、送信バッファ１１２内に一時記憶された音声データ（デジタル信号）を無線送信部１１３からネットワーク３００を介して第二のデジタル携帯電話端末２００に対して、再送するようになっている。
ここで、上記制御部１４０は、データ誤り検出部１３０からのデータ誤り量が所定値以下になったときには、再び受信バッファ１２２の大きさを最小に戻すと共に、再送要求の送信を中止する。

上記ネットワーク３００は、デジタル携帯電話ネットワークであって、デジタル携帯電話端末間を接続することにより、これらのデジタル携帯電話端末相互の音声通信サービスを提供するものである。
なお、ネットワーク３００は、一つのみが図示されているが、これに限らず、複数のネットワークが設けられ、これらが相互に接続されることにより、個々のネットワークに接続可能なデジタル携帯電話端末同士で音声通信を行なうことができるようになっていてもよい。

ここで、ネットワーク３００は、図３に示すように構成されている。
図３において、ネットワーク３００は、データ伝送に関して双方向に、それぞれ受信部３１０，３２０と、バックボーン３３０，３４０と、送信部３５０，３６０とを有している。
すなわち、第一のデジタル携帯電話端末１００から第二のデジタル携帯電話端末２００への第一の伝送方向Ａに関して、ネットワーク３００は、受信部３１０，バックボーン３３０および送信部３５０を備えており、逆の第二の伝送方向Ｂに関して、受信部３２０，バックボーン３４０および送信部３６０を備えている。

上記受信部３１０，３２０は、それぞれ送信側のデジタル携帯電話端末１００，２００からの音声データ（デジタル信号）を無線受信部３１１，３２１により受信して、受信バッファ３１２，３２２に一時記憶した後、バックボーン３３０，３４０に送出するようになっている。
この場合も、受信バッファ３１２，３２２は、同様にして大きさを変更できるように構成されている。

また、上記送信部３５０，３６０は、それぞれバックボーン３３０，３４０からの音声データ（デジタル信号）が入力されると、送信バッファ３５１，３６１に一時記憶した後、無線送信部３５２，３６２から送信するようになっている。

さらに、上記ネットワーク３００は、データ伝送に関して双方向に、それぞれデータ誤り検出部３７０，３８０と、制御部３７１，３８１とを有している。
データ誤り検出部３７０，３８０は、受信部３１０，３２０の受信バッファ３１２，３２２に一時記憶された音声データ（デジタル信号）をチェックして、データ欠落，データ化け，データ損失等のデータ誤りを検出する。そして、データ誤り検出部３７０，３８０は、検出したデータ誤りの量を後述する制御部３７１，３８１に送出するようになっている。

上記制御部３７１，３８１は、データ誤り検出部３７０，３８０からのデータ誤り量に基づいて、このデータ誤り量が所定値以下の場合には、受信バッファ３１２，３２２の大きさを最小に設定する。
また、上記制御部３７１，３８１は、上記データ誤り量が所定値を超えた場合には、受信バッファ３１２，３２２の大きさを拡大すると共に、送信バッファ３６１，３５１を介して、送信部３６０，３５０の無線送信部３６２，３５２から通話の送信元であるデジタル携帯電話端末１００，２００に対して、再送要求を送信するようになっている。

さらに、受信部３１０，３２０にて、通話の相手先であるデジタル携帯電話端末１００，２００から再送要求を受信した場合には、データ誤り検出部３７０，３８０がこの再送要求を検出することにより、制御部３７１，３８１が、送信バッファ３６１，３５１内に一時記憶された音声データ（デジタル信号）を無線送信部３６２，３５２からデジタル携帯電話端末１００，２００に対して、再送するようになっている。
ここで、上記制御部３７１，３８１は、データ誤り検出部３７０，３８０からのデータ誤り量が所定値以下になったときには、再び受信バッファ３１２，３２２の大きさを最小に戻すと共に、再送要求の送信を中止する。

次に、本実施形態の音声通信システムによる音声通信方法について説明する。
まず、第一のデジタル携帯電話端末１００の送信部１１０から音声データがネットワーク３００を介して通話の相手先である第二のデジタル携帯電話端末２００に対して送信される。

この際、ネットワーク３００上では、第一のデジタル携帯電話端末１００から送信された音声データが、受信バッファ３１２に一時記憶され、データ誤り検出部３７０によりデータ誤りが検出される。
ここで、データ誤り量が所定値以下の場合には、音声データは、そのまま第二のデジタル携帯電話端末２００に対して伝送される。
また、データ誤り量が所定値を超えた場合には、制御部３７１は、受信バッファ３１２の大きさを拡大すると共に、送信部３６０により送信元である第一のデジタル携帯電話端末１００に対して再送要求を送信する。
これにより、第一のデジタル携帯電話端末１００は、送信バッファ１１２に一時記憶している音声データを再度送信する。

このようにして、送信元である第一のデジタル携帯電話端末１００からネットワーク３００に対して送信された音声データは、ネットワーク３００内の受信バッファ３１２および送信バッファ３５１に一時蓄積された後、送信先である第二のデジタル携帯電話端末２００に対して送信される。

このとき、第二のデジタル携帯電話端末２００では、第一のデジタル携帯電話端末１００からネットワーク３００を介して送信された音声データが、受信バッファ２２２に一時記憶され、データ誤り検出部２３０によりデータ誤りが検出される。
ここで、データ誤り量が所定値以下の場合には、音声データは、そのまま音声復号化部１２３で音声信号（アナログ信号）に変換されて、スピーカ等に出力される。

また、データ誤り量が所定値を超えた場合には、制御部２４０は、受信バッファ２２２の大きさを拡大すると共に、送信部２１０により送信元である第一のデジタル携帯電話端末１００に対して再送要求を送信する。
これにより、第一のデジタル携帯電話端末１００は、送信バッファ１１２に一時記憶している音声データを再度送信する。
このようにして、送信先の第二のデジタル携帯電話端末２００では、受信バッファ２２２に、前もって決められた所定時間分の音声データが蓄積されたとき、受信バッファ２２２から音声復号化部２２３に音声データが出力され、音声信号（アナログ信号）に変換されて、スピーカ等から音声として出力されることになる。

そして、受信バッファ２２２は、再び所定時間分の音声データが蓄積されるのを待って、音声データを音声復号化部２２３に出力する。
これにより、第二のデジタル携帯電話端末２００では、データ誤り量が所定値以下の場合には、制御部２４０によって受信バッファ２２２の大きさが最小に設定されることにより、受信バッファ２２２から実質的にリアルタイムに音声データが音声復号化部２２３に出力され、音声信号（アナログ信号）に変換されて、スピーカ等から出力される。
これにより、データ誤り量が所定値以下の場合には、データ誤りによる通話への影響（音切れ等）が少ないことから、通話が成り立つものとして、リアルタイム性を優先し、音声データの再送による遅延を回避する。

また、データ誤り量が所定値を超えた場合には、制御部２４０によって受信バッファ２２２の大きさが拡大され、一定時間（例えば５〜１０秒程度）分の音声データが蓄積されると共に、送信元の第一のデジタル携帯電話端末１００に対して再送要求が送信される。そして、受信バッファ２２２に一定時間分の音声データが蓄積されたとき、音声データが音声復号化部２２３に出力され、音声信号（アナログ信号）に変換されて、スピーカ等から出力される。

これにより、データ誤りが多発するような場合には、受信バッファ２２２の大きさの拡大により、リアルタイム性が多少損なわれることになるものの、音声データの再送によりデータ誤り量が低減することによって、最低限の通話品質を確保することができるので、音声通信が可能になる。
なお、このような受信バッファ２２２による音声信号の遅延によって、データ再送そして受信バッファ２２２への音声データの蓄積のための時間は、音声信号がスピーカ等から出力されずに、無音状態になる。

次に、本発明の音声通信システムをいわゆるＩＰ電話に適用した第二の実施形態について、図４および図５を参照して説明する。
図４は、本実施形態の音声通信システムの構成を示すブロック図である。

図４に示すように、音声通信システム２０は、第一のＩＰ電話端末４００と、第二のＩＰ電話端末５００と、ネットワーク６００とを有している。
なお、図４においては、ＩＰ電話端末４００，５００は、送受信を行なうために二つだけ図示されているが、二つに限定されるものではなく、各ＩＰ電話端末間にて相互に音声通信を行なうことができるようになっている。

第一のＩＰ電話端末４００および第二のＩＰ電話端末５００は、互いに同じ構成であるので、以下に第一のＩＰ電話端末４００について説明する。
第一のＩＰ電話端末（以下、ＩＰ電話端末という）１００は、送受信に関して、図５に示すように構成されている。
なお、説明は省略するが、第二のＩＰ電話端末５００は、図５にて括弧内に示すように、第一のＩＰ電話端末４００の各部の符号の４００番台を５００番台に変更した符号を付した構成要素を備えている。

図５において、ＩＰ電話端末４００は、送信部４１０と、受信部４２０とを有している。
送信部４１０は、公知の構成であって、マイク（図示せず）等から取り込まれた音声信号（アナログ信号）を音声符号化部４１１によりデジタル信号である音声データに変換して、音声符号化部４１１からの音声データ（デジタル信号）を送信バッファ４１２に一時記憶した後、ＩＰパケット送信部４１３が送信バッファ４１２から音声データ（デジタル信号）を読み出して、接続ケーブルまたは無線ＬＡＮ等（図示せず）を介してネットワーク６００に、そして送信先である第二のＩＰ電話端末５００に対して送信するようになっている。

また、受信部４２０は、公知の構成であって、ネットワーク６００からの受信信号をＩＰパケット受信部４２１で音声データ（デジタル信号）に変換して、受信バッファ４２２に一時記憶した後、音声復号化部４２３で受信バッファ４２２から音声データ（デジタル信号）を読み出して、音声信号（アナログ信号）に復号化して、スピーカ（図示せず）等に出力するようになっている。
ここで、受信バッファ４２２は、その大きさ（記憶容量）を変更できるように構成されており、その大きさが後述する制御部４４０により設定され得るようになっている。

これにより、ＩＰ電話端末４００においては、送信部４１０により音声信号をデジタル化して、送信バッファ４１２を介して送信し、また受信部４２０により受信した音声データ（デジタル信号）を受信バッファ４２２を介して音声信号（アナログ信号）に変換するようになっている。

さらに、上記ＩＰ電話端末４００は、データ誤り検出部４３０と、制御部４４０とを有している。
データ誤り検出部４３０は、受信部４２０の受信バッファ４２２に一時記憶された音声データ（デジタル信号）をチェックして、ネットワーク６００の混雑時の伝送遅延そして極狭帯域によるタイムアウトに基づくデータ欠落，データ化け，データ損失等のデータ誤りを検出する。そして、データ誤り検出部４３０は、検出したデータ誤りの量を後述する制御部４４０に送出するようになっている。

上記制御部４４０は、データ誤り検出部４３０からのデータ誤り量に基づいて、このデータ誤り量が所定値以下の場合には、受信バッファ４２２の大きさを最小に設定すると共に、例えばＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の再送制御を行なわないＬａｙｅｒ４トランスポート層のプロトコルを使用するようにＩＰパケット送信部４１２を制御する。
また、上記制御部４４０は、上記データ誤り量が所定値を超えた場合には、受信バッファ４２２の大きさを拡大すると共に、送信バッファ４１２を介して、ＩＰパケット送信部４１３からネットワーク６００を介して通話の相手先である第二のＩＰ電話端末５００に対して、再送要求を送信し、さらに再送制御を行なうプロトコルを使用するようにＩＰパケット送信部４１２を制御する。

さらに、受信部４２０にて、通話の相手先である第二のＩＰ電話端末５００から再送要求を受信した場合には、データ誤り検出部４３０がこの再送要求を検出することにより、制御部４４０が、送信バッファ４１２内に一時記憶された音声データ（デジタル信号）をＩＰパケット送信部４１３からネットワーク６００を介して第二のＩＰ電話端末５００に対して、再送するようになっている。
ここで、上記制御部４４０は、データ誤り検出部４３０からのデータ誤り量が所定値以下になったときには、再び受信バッファ４２２の大きさを最小に戻すと共に、再送要求の送信を中止する。

上記ネットワーク６００は、ＶｏＩＰによるＩＰ電話サービスを提供するＩＰネットワークであって、ネットワークに接続されるＩＰ電話端末間で通話サービスを提供するものである。

次に、この実施形態の音声通信システム２０による音声通信方法について説明する。
まず、第一のＩＰ電話端末４００の送信部４１０から音声データがネットワーク６００を介して通話の相手先である第二のＩＰ電話端末５００に対して送信される。

このとき、第二のＩＰ電話端末５００では、第一のＩＰ電話端末４００からネットワーク６００を介して送信された音声データが、受信バッファ５２２に一時記憶され、データ誤り検出部５３０によりデータ誤りが検出される。
ここで、データ誤り量が所定値以下の場合には、音声データは、そのまま音声復号化部５２３で音声信号（アナログ信号）に変換されて、スピーカ等に出力される。

また、データ誤り量が所定値を超えた場合には、制御部５４０は、受信バッファ５２２の大きさを拡大すると共に、送信部５１０により送信元である第一のＩＰ電話端末４００に対して再送要求を送信する。
これにより、第一のＩＰ電話端末４００は、送信バッファ４１２に一時記憶している音声データを再度送信する。その際、第一のＩＰ電話端末４００は、再送制御を行なうプロトコルを使用して、音声データを再送する。
このようにして、送信先の第二のＩＰ電話端末５００では、受信バッファ５２２に、前もって決められた所定時間分の音声データが蓄積されたとき、受信バッファ５２２から音声復号化部５２３に音声データが出力され、音声信号（アナログ信号）に変換されて、スピーカ等から音声として出力されることになる。

そして、受信バッファ５２２は、再び所定時間分の音声データが蓄積されるのを待って、音声データを音声復号化部５２３に出力する。
これにより、第二のＩＰ電話端末５００では、データ誤り量が所定値以下の場合には、制御部５４０によって受信バッファ５２２の大きさが最小に設定されることにより、受信バッファ５２２から実質的にリアルタイムに音声データが音声復号化部５２３に出力され、音声信号（アナログ信号）に変換されて、スピーカ等から出力される。
これにより、データ誤り量が所定値以下の場合には、データ誤りによる通話への影響（音切れ等）が少ないことから、通話が成り立つものとして、リアルタイム性を優先し、音声データの再送による遅延を回避する。

また、データ誤り量が所定値を超えた場合には、制御部５４０によって受信バッファ５２２の大きさが拡大され、一定時間（例えば５〜１０秒程度）分の音声データが蓄積されると共に、送信元の第一のＩＰ電話端末４００に対して再送要求が送信される。そして、受信バッファ５２２に一定時間分の音声データが蓄積されたとき、音声データが音声復号化部５２３に出力され、音声信号（アナログ信号）に変換されて、スピーカ等から出力される。

これにより、通常は伝送速度の速い再送制御を行なわないプロトコルを使用して、音声データを送信して、よりリアルタイム性を向上させる。また、データ誤りが多発するような場合には、受信バッファ５２２の大きさの拡大により、リアルタイム性が多少損なわれることになるものの、再送制御を行なうプロトコルを使用した音声データの再送によりデータ誤り量が低減することによって、最低限の通話品質を確保することができるので、音声通信が可能になる。
なお、このような受信バッファ５２２による音声信号の遅延によって、データ再送そして受信バッファ２２２への音声データの蓄積のための時間は、音声信号がスピーカ等から出力されずに、無音状態になる。

上述した実施形態においては、音声通信システムとして、デジタル携帯電話端末またはＩＰ電話端末を利用した音声通信システムについて説明したが、これに限らず、他の端末を利用した音声通信システムに対して本発明を適用し得ることは明らかである。

このようにして、本発明によれば、デジタル携帯電話やいわゆるＩＰ電話、あるいは端末間でデータ損失が多発するようなデジタル音声通信システム等の各種音声通信システムにおいて、ネットワークの混雑や伝送状況の悪い場合でも、リアルタイム性を多少犠牲にすることにより、データ誤り量を低減して、最低限の通話品質を確保することにより、音声通信による通話を可能にする。

本発明の第一の実施形態の音声通信システムの構成を示すブロック図である。 図１の音声通信システムにおけるデジタル携帯電話端末の送受信に関する構成を示すブロック図である。 図１の音声通信システムにおけるネットワークの構成を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態の音声通信システムの構成を示すブロック図である。 図１の音声通信システムにおけるＩＰ電話端末の送受信に関する構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０，２０ 音声通信システム
１００，２００ デジタル携帯電話端末
１１０，２１０ 送信部
１１１，２１１ 音声符号化部
１１２，２１２ 送信バッファ
１１３，２１３ 無線送信部
１２０，２２０ 受信部
１２１，２２１ 無線受信部
１２２，２２２ 受信バッファ
１２３，２２３ 音声復号化部
１３０，２３０ データ誤り検出部
１４０，２４０ 制御部
３００ ネットワーク
３１０，３２０ 受信部
３１１，３２１ 無線受信部
３１２，３２２ 受信バッファ
３３０，３４０ バックボーン
３５０，３６０ 送信部
３５１，３６２ 送信バッファ
３５２，３６２ 無線送信部
３７０，３８０ データ誤り検出部
３７１，３８１ 制御部
４００，５００ ＩＰ電話端末
４１０，５１０ 送信部
４１１，５１１ 音声符号化部
４１２，５１２ 送信バッファ
４１３，５１３ ＩＰパケット送信部
４２０，５２０ 無線受信部
４２１，５２１ ＩＰパケット受信部
４２２，５２２ 受信バッファ
４２３，５２３ 音声復号化部
４３０，５３０ データ誤り検出部
４４０，５４０ 制御部
６００ ネットワーク

Claims (6)

1. 一つの送受信端末の送信部からネットワークを介して他の送受信端末の受信部に音声データを相互に送信する音声通信システムであって、
   各送受信端末が、受信部で受信した音声データを一時記憶する大きさ可変の受信バッファと、受信バッファに記憶された音声データのデータ誤りを検出するデータ誤り検出部と、送信部により再送要求を相手方の送受信端末に対してネットワークを介して送信する制御部と、を備えており、
   上記制御部が、データ誤り検出部で検出したデータ誤り量が所定量以下のときには、上記受信バッファの大きさを最小に設定し、上記データ誤り量が所定量を超えたとき、上記バッファの大きさを拡大すると共に、送信部により送信側の送受信端末に対して再送要求を送信する
   ことを特徴とする音声通信システム。
2. 上記ネットワークが、双方向に関して、受信部および送信部を備えており、各方向の受信部で受信した音声データを一時記憶する大きさ可変の受信バッファと、受信バッファに記憶された音声データのデータ誤りを検出するデータ誤り検出部と、各方向の送信部により再送要求を送信側の送受信端末に対してネットワークを介して送信する制御部と、を備えており、
   上記制御部が、データ誤り検出部で検出したデータ誤り量が所定量以下のときには、上記受信バッファの大きさを最小に設定し、上記データ誤り量が所定量を超えたとき、上記バッファの大きさを拡大すると共に、送信部により送信側の送受信端末に対して再送要求を送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載の音声通信システム。
3. ネットワークがデジタル携帯電話ネットワークであって、各送受信端末がデジタル携帯電話端末であることを特徴とする請求項１または２に記載の音声通信システム。
4. ネットワークがＶｏＩＰを提供するＩＰネットワークであって、各送受信端末がＩＰ電話端末であることを特徴とする請求項１または２に記載の音声通信システム。
5. 各送受信端末が、通常は再送制御を行なわないプロトコルにより音声データを送信し、データ誤り量が所定量を超えて、受信側の送受信端末から再送要求を受信したときには、再送制御を行なうプロトコルにより音声データを送信することを特徴とする請求項４に記載の音声通信システム。
6. 一つの送受信端末の送信部からネットワークを介して他の送受信端末の受信部に音声データを相互に送信する音声通信方法であって、
   各送受信端末の受信部にて、受信した音声データを大きさ可変の受信バッファに一時記憶し、
   受信バッファに記憶された音声データのデータ誤りを検出して、
   検出したデータ誤り量が所定量以下のときには、上記受信バッファの大きさを最小に設定し、
   上記データ誤り量が所定量を超えたときには、上記バッファの大きさを拡大すると共に、送信側の送受信端末に対して再送要求を送信する
   ことを特徴とする音声通信方法。

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