JP4127843B2 - Data relay apparatus and data relay method - Google Patents
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Description
本発明は、ストリーミングサーバから送信されるパケットデータを受信して、当該受信したデータを移動機に配信するデータ中継装置、及び当該データ中継装置におけるデータ中継方法に関する。 The present invention relates to a data relay apparatus that receives packet data transmitted from a streaming server and distributes the received data to a mobile device, and a data relay method in the data relay apparatus.
近年、インターネット通信の高速化に伴い映像ストリーミングデータをリアルタイムでパケット配信するサービスが提供されている。このサービスの応用として、インターネット上のストリーミングサーバからのストリーミングデータを、移動体通信網上のデータ中継装置となる映像変換装置においてリアルタイムに回線交換データに変換し、テレビ電話機能を搭載した移動機に対して配信するシステムが提供されている。これにより、インターネット上のストリーミングデータを移動機で視聴可能となる。 2. Description of the Related Art In recent years, services that distribute video streaming data in real time as internet communication speeds up are provided. As an application of this service, streaming data from a streaming server on the Internet is converted into circuit-switched data in real time in a video conversion device that is a data relay device on a mobile communication network, and is converted into a mobile device equipped with a videophone function. A distribution system is provided. As a result, streaming data on the Internet can be viewed on a mobile device.
上記のようにストリーミングサーバと映像変換装置とは、インターネットにより接続されるが、インターネットのような複数の通信経路を持つ通信環境ではストリーミングサーバと映像変換装置との間のパケットデータの順序入替え(ジッタリング)やパケットデータの破棄等が発生する可能性がある。従って、ストリーミングデータが正しく移動機で再生されるように、映像変換装置では、ジッタリングやパケットデータの破棄といった事象への考慮が必要となる。 As described above, the streaming server and the video conversion device are connected by the Internet. However, in a communication environment having a plurality of communication paths such as the Internet, the order of packet data is changed between the streaming server and the video conversion device (jitter). Ring) and packet data may be discarded. Therefore, in order for the streaming data to be correctly reproduced on the mobile device, the video conversion apparatus needs to consider events such as jittering and packet data discarding.
既存システムではこのような事象への対策とし、映像変換装置において、ストリーミングサーバからのパケットデータの順序性を監視する機能を備えている。パケットデータの順序性を管理する具体的機能として、専用のバッファ及びタイマを持ち、受信したパケットデータのシーケンス番号に抜けがある場合、タイマで定められた一定の時間、抜けていたパケットデータが到達するまで、移動機に対するそれ以降のパケットデータの送信を待つという機能がある(例えば、下記の非特許文献1参照)。この方式ではストリーミングサーバから受信した一定時間分の映像及び音声に対応するパケットデータを映像変換装置で移動機向け送信データとしてメモリ(送信バッファ)上にバッファリングしている。
しかし、上記の方式ではパケットデータの抜けがあった場合、抜けていたパケットデータを必ず一定時間待つ。そのため、移動機向けの送信バッファ上にバッファリングしていたパケットデータが残り少ない場合、移動機に配信するパケットデータが無くなり、移動機での映像や音声が停止するという問題があった。 However, in the above method, when packet data is lost, the lost packet data is always waited for a certain time. For this reason, there is a problem that when there is little remaining packet data buffered on the transmission buffer for the mobile device, there is no packet data to be delivered to the mobile device, and video and audio on the mobile device are stopped.
ここで、移動機向けに送信するタイミングを遅らせ、移動機向けの送信バッファにバッファリングするパケットデータの量を増やせば、パケットデータのジッタリングが発生してそれ以降のパケットデータの送信を一定時間、待ったとしても、移動機向けの送信バッファに残っているパケットデータを送信する事が可能となる。そのため、移動機側の映像や音声への影響は少なくなる。しかし、映像及び音声に対応するパケットデータのバッファリング量を増やすことによりストリーミングサーバからのパケットデータの受信と移動機でのパケットデータの再生との間に大きな遅れが発生するためリアルタイム性が失われることとなる。 Here, if the transmission timing for the mobile device is delayed and the amount of packet data buffered in the transmission buffer for the mobile device is increased, the jitter of the packet data occurs and the subsequent packet data transmission is continued for a certain period of time. Even when waiting, the packet data remaining in the transmission buffer for the mobile device can be transmitted. Therefore, the influence on the video and audio on the mobile device side is reduced. However, increasing the buffering amount of packet data corresponding to video and audio causes a large delay between the reception of the packet data from the streaming server and the reproduction of the packet data on the mobile device, so that the real-time property is lost. It will be.
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、パケットデータのジッタリングやパケットデータの破棄等の事象に対し、リアルタイム性が損なわれることを防止すると同時に品質の良いストリーミングデータを移動機に対して提供することができるデータ中継装置及びデータ中継方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and prevents the real-time property from being lost in response to events such as jittering of packet data and discarding of packet data, and at the same time, high-quality streaming data. It is an object of the present invention to provide a data relay apparatus and a data relay method capable of providing a mobile station with a mobile station.
上記目的を達成するために、本発明に係るデータ中継装置は、ストリーミングサーバから送信される、ストリーミングデータに係る複数のパケットデータを受信する受信手段と、受信手段により受信されたパケットデータを装置内部のメモリに保存する保存手段と、保存手段により保存されたパケットデータに付与されているシーケンス番号を取得するシーケンス番号取得手段と、シーケンス番号取得手段により取得されたシーケンス番号に基づいてパケットデータの連続性を判断する連続性判断手段と、連続性判断手段による判断の結果、連続性があると判断された場合、当該判断対象のパケットデータを装置内部の移動機向けデータ送信用バッファに格納する送信用データ格納手段と、連続性判断手段による判断の結果、連続性がないと判断された場合、移動機向けデータ送信用バッファに残っているパケットデータのデータ量を確認するバッファ内残データ確認手段と、バッファ内残データ確認手段により確認されたデータ量に応じて、連続性判断手段による判断対象のパケットデータを移動機向けデータ送信用バッファに格納するまでの時間を制御する送信データ制御手段と、移動機向けデータ送信用バッファに格納されたパケットデータを移動機に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a data relay apparatus according to the present invention includes a receiving means for receiving a plurality of packet data related to streaming data transmitted from a streaming server, and the packet data received by the receiving means inside the apparatus. Storage means for storing in the memory, sequence number acquisition means for acquiring a sequence number assigned to the packet data stored by the storage means, and continuous packet data based on the sequence number acquired by the sequence number acquisition means Continuity determining means for determining the continuity, and if the result of determination by the continuity determining means indicates that there is continuity, the packet data to be determined is stored in a data transmission buffer for mobile devices inside the apparatus. As a result of judgment by credit data storage means and continuity judgment means, there is no continuity If it is disconnected, the remaining data confirmation means in the buffer for confirming the data amount of the packet data remaining in the data transmission buffer for the mobile device and the continuity according to the data amount confirmed by the remaining data confirmation means in the buffer Transmission data control means for controlling the time until the packet data to be determined by the determination means is stored in the data transmission buffer for mobile devices, and packet data stored in the data transmission buffer for mobile devices is transmitted to the mobile device And a transmission means.
本発明に係るデータ中継装置では、ストリーミングサーバから送信されるパケットデータに連続性がないと判断される場合、パケットデータを移動機向けデータ送信用バッファに格納するまでの時間を移動機向けデータ送信用バッファに残っているパケットデータのデータ量に基づいて制御する。従って、ジッタリングや破棄によるパケットデータの抜けがあった場合に、移動機に送信すべきパケットデータが多く残っていれば抜けていたパケットを待つことができ、移動機に送信すべきパケットデータがあまり残っていなければそれ以降のパケットデータを送信することができる。これにより、大きな遅れを発生することを防止した上で移動機に対してなるべく抜けのないストリーミングデータを提供することができる。 In the data relay device according to the present invention, when it is determined that the packet data transmitted from the streaming server is not continuous, the time until the packet data is stored in the data transmission buffer for the mobile device is determined. Control based on the amount of packet data remaining in the trust buffer. Therefore, when packet data is lost due to jittering or discarding, if there is a lot of packet data to be transmitted to the mobile device, it is possible to wait for the lost packet, and there is packet data to be transmitted to the mobile device. If there is not much remaining, subsequent packet data can be transmitted. As a result, it is possible to provide streaming data that is as complete as possible to the mobile device while preventing occurrence of a large delay.
即ち、本発明に係るデータ中継装置によれば、パケットデータのジッタリングやパケットデータの破棄などの事象に対し、リアルタイム性が損なわれることを防止すると同時に品質の良いストリーミングデータを移動機に対して提供することができる。 That is, according to the data relay device of the present invention, it is possible to prevent the real-time property from being impaired in response to an event such as packet data jittering or packet data discarding, and at the same time, send high-quality streaming data to the mobile device. Can be provided.
ところで、本発明は、上記のようにデータ中継装置の発明として記述できる他に、以下のように当該データ中継装置におけるデータ中継方法の発明としても記述することができる。これはカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。 Incidentally, the present invention can be described as an invention of a data relay apparatus as described above, and can also be described as an invention of a data relay method in the data relay apparatus as follows. This is substantially the same invention only in different categories, and has the same operations and effects.
即ち、本発明に係るデータ中継方法は、ストリーミングサーバと移動機との間でデータを中継するデータ中継装置におけるデータ中継方法であって、ストリーミングサーバから送信される、ストリーミングデータに係る複数のパケットデータを受信する受信ステップと、受信ステップにおいて受信されたパケットデータを装置内部のメモリに保存する保存ステップと、保存ステップにおいて保存されたパケットデータに付与されているシーケンス番号を取得するシーケンス番号取得ステップと、シーケンス番号取得ステップにおいて取得されたシーケンス番号に基づいてパケットデータの連続性を判断する連続性判断ステップと、連続性判断ステップにおける判断の結果、連続性があると判断された場合、当該判断対象のパケットデータを装置内部の移動機向けデータ送信用バッファに格納する送信用データ格納ステップと、連続性判断ステップにおける判断の結果、連続性がないと判断された場合、移動機向けデータ送信用バッファに残っているパケットデータのデータ量を確認するバッファ内残データ確認ステップと、バッファ内残データ確認ステップにおいて確認されたデータ量に応じて、連続性判断ステップにおける判断対象のパケットデータを移動機向けデータ送信用バッファに格納するまでの時間を制御する送信データ制御ステップと、移動機向けデータ送信用バッファに格納されたパケットデータを移動機に送信する送信ステップと、を含むことを特徴とする。 That is, the data relay method according to the present invention is a data relay method in a data relay device that relays data between a streaming server and a mobile device, and a plurality of packet data related to streaming data transmitted from the streaming server. A reception step for receiving the packet data, a storage step for storing the packet data received in the reception step in a memory inside the device, and a sequence number acquisition step for acquiring a sequence number assigned to the packet data stored in the storage step; The continuity determination step for determining the continuity of the packet data based on the sequence number acquired in the sequence number acquisition step, and the determination target when it is determined that there is continuity as a result of the determination in the continuity determination step Packet data Packets remaining in the mobile device data transmission buffer when it is determined that there is no continuity as a result of determination in the transmission data storage step stored in the internal mobile device data transmission buffer and the continuity determination step According to the remaining data confirmation step in the buffer for confirming the data amount of the data and the data amount confirmed in the remaining data confirmation step in the buffer, the packet data to be judged in the continuity judgment step is stored in the data transmission buffer for the mobile device. It includes a transmission data control step for controlling the time until storage, and a transmission step for transmitting packet data stored in the data transmission buffer for mobile devices to the mobile device.
本発明によれば、パケットデータの抜けがあった場合に、大きな遅れを発生することを防止することができるので、パケットデータのジッタリングやパケットデータの破棄などの事象に対し、リアルタイム性が損なわれることを防止すると同時に品質の良いストリーミングデータを移動機に対して提供することができる。 According to the present invention, when packet data is lost, it is possible to prevent a large delay from occurring, so that real-time performance is impaired with respect to events such as packet data jittering and packet data discarding. It is possible to provide high quality streaming data to the mobile device at the same time.
以下、図面とともに本発明に係るデータ中継装置及びデータ中継方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of a data relay device and a data relay method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1に本実施形態に係るデータ中継装置である映像変換装置10と、当該映像変換装置10を含んで構成される映像配信システム1とを示す。図1に示すように、映像配信システム1は、映像変換装置10に加えて、ストリーミングサーバ30と、移動機40とを含んで構成されている。映像配信システム1は、ストリーミングサーバ30から移動機40に対して、コンテンツがストリーミングデータとして提供されるシステムである。
FIG. 1 shows a
映像変換装置10は、移動体通信網20に含まれており、ストリーミングサーバ30から送信されるストリーミングデータに係るパケットデータを受信して、当該受信したデータを移動体通信により移動機40に配信する装置である。即ち、映像変換装置10は、ストリーミングサーバ30と移動機40との間でデータの中継を行う。映像変換装置10から移動機40へのデータの送信は、パケットデータを回線交換データに変換して、映像変換装置10と移動機40との間に移動体通信により確立された回線交換呼を介して行なわれる。このように、回線交換データとして、データの送信が行われることによって、移動体通信においてもストリーミングデータのような比較的大きいデータでもより確実に送信することができる。
The
ストリーミングサーバ30は、複数のコンテンツファイル31a〜31cを格納しており、当該コンテンツファイル31a〜31cをストリーミングデータとして、映像変換装置10を介して移動機40に対して配信する装置である。ストリーミングサーバ30は、インターネットNを介して、コンテンツファイル31a〜31cに係るストリーミングデータを分割して細分化したパケットデータとして映像変換装置10に送信する。このコンテンツファイル31a〜31cは、移動機40において映像として再生される。また、ストリーミングサーバ30から配信されるものはコンテンツファイル31a〜31cに限られず、ニュースやコンサート等のカメラ映像等、リアルタイム性が要求されるデータであってもよい。この場合、ストリーミングサーバ30が、例えばカメラ等の映像撮影機器からのデータの入力を受け付け、ストリーミングデータに係るパケットデータとして送信する。
The
移動機40は、ユーザにより用いられる通信機器であり、移動体通信網20に接続することができる。移動機40は、映像変換装置10がストリーミングサーバ30から受信し変換した回線交換データを受けることができ、配信された回線交換データを映像として再生できように表示装置を備えている。移動機40は、具体的には例えば、移動機40は、テレビ電話機能を有する携帯電話機に相当する。
The
なお、図1においては、ストリーミングサーバ30及び移動機40は、それぞれ1つずつしか描かれていないが、映像配信システム1にはそれぞれが通常、複数含まれている。
In FIG. 1, only one
引き続いて、各装置の構成についてより詳細に説明する。図1に示すように、映像変換装置10は、端末間通信制御部11と、サーバ間通信制御部12と、ジッタバッファ13と、受信データ順序制御部14と、移動機向けデータ送信用バッファ15と、映像データ制御部16とを備えて構成される。
Subsequently, the configuration of each device will be described in more detail. As shown in FIG. 1, the
端末間通信制御部11は、移動機40との間で移動体通信を行うための手段である。具体的には、端末間通信制御部11は、移動機40からコンテンツの要求を受け付けて、当該要求に応じてストリーミングサーバ30から取得したコンテンツファイル31a〜31cに係るパケットデータを移動機40に送信する。即ち、端末間通信制御部11は、移動機向けデータ送信用バッファ15に格納されたパケットデータを移動機40に送信する送信手段である。この送信は、移動機40との間で回線交換呼を確立して、パケットデータを回線交換データに変換した上で行われる。端末間通信制御部11は、移動機40からのコンテンツの要求を受信すると、サーバ間通信制御部12にその旨を通知する。
The inter-terminal
サーバ間通信制御部12は、ストリーミングサーバ30との間でインターネットNを介して通信を行うための手段である。具体的には、サーバ間通信制御部12は、ストリーミングサーバ30から送信される、ストリーミングデータに係る複数のパケットデータを受信する受信手段である。サーバ間通信制御部12は、端末間通信制御部11により通知された移動機40からのコンテンツの要求に応じて、ストリーミングサーバ30に対してコンテンツの要求を行う。サーバ間通信制御部12は、その要求に応じて送信されるストリーミングデータに係る複数のパケットデータを受信する。また、サーバ間通信制御部12は、受信された複数のパケットデータをジッタバッファ13に保存する保存手段でもある。
The inter-server
なお、ストリーミングデータに係る複数のパケットデータには順序がある。この順序は、パケットデータが受信されて再生される順序である。この順序は、パケットデータに含まれるシーケンス番号を参照することにより判断することができる。シーケンス番号とは、ストリーミングサーバ30によりストリーミングデータがパケットデータに分割されて映像変換装置10に送信される際に、各パケットデータの順序に応じて各パケットデータに付与される連続した番号である。シーケンス番号を参照することによって、パケットデータの順序、即ちパケットデータの連続性を判断することができる。
The plurality of packet data related to the streaming data has an order. This order is the order in which packet data is received and reproduced. This order can be determined by referring to the sequence number included in the packet data. The sequence number is a consecutive number assigned to each packet data according to the order of each packet data when streaming data is divided into packet data by the streaming
ストリーミングサーバ30からのパケットデータは、インターネットNを介して受信されるが、上述したようにインターネットNは複数の通信経路を有しているので、受信時にパケットデータのジッタリングや、信頼性の低い経路を通った場合パケットデータの破棄が発生する場合がある。
Packet data from the streaming
ジッタバッファ13は、映像変換装置10内部のメモリであり、サーバ間通信制御部12により受信されたパケットデータを保存する。なお、ジッタバッファ13には、ストリーミングデータに係るパケットデータを受信し始めると、少なくとも必ず1つのパケットデータを保存しておく。これは、後述するように受信データ順序制御部14によるパケットデータの連続性の判断のためである。
The
受信データ順序制御部14は、サーバ間通信制御部12により受信されてジッタバッファ13に保存された複数のパケットデータの連続性を判断する連続性判断手段である。パケットデータの連続性とは、上記のように、パケットデータが再生されるべき順序になっていること(再生されるべき順序のパケットが抜け無く存在しているか)を指す。
The reception data
受信データ順序制御部14は、以下のように連続性を判断する。受信データ順序制御部14は、ジッタバッファ13に保存されたパケットデータを読み出して、当該パケットデータに付与されているシーケンス番号を取得する。即ち、受信データ順序制御部14は、上記のようにシーケンス番号取得手段でもある。
The reception data
受信データ順序制御部14は、取得した各パケットデータのシーケンス番号に基づいて、パケットデータの連続性を判断する。この判断は、新たなパケットデータが受信されてジッタバッファ13に保存されたときと、パケットデータがジッタバッファ13から移動機向けデータ送信用バッファ15に格納されたときとに行われる。また、この判断は、ジッタバッファ13に格納されたパケットデータのうちシーケンス番号が最も若いものに対して行われる。パケットデータの連続性の判断は、ジッタバッファ13に保存されているパケットデータのシーケンス番号に基づいておこなわれる。また、この判断の際、それ以前のパケットデータの連続性の判断結果を保持させておき、それを参照することとしてもよい。
The received data
パケットデータの連続性の判断は、ジッタバッファ13に格納されているパケットデータのシーケンス番号のうち、最も若いシーケンス番号に対して連続したシーケンス番号があるかどうかを確認することにより行われる。連続したシーケンス番号がなかった場合、判断対象のパケットデータ(最も若いシーケンス番号を有するパケットデータ)は連続性がないものと判断される。連続したシーケンス番号があった場合、判断対象のパケットデータ(最も若いシーケンス番号を有するパケットデータ)は連続性があるものと判断される。
The determination of the continuity of the packet data is performed by confirming whether there is a continuous sequence number with respect to the youngest sequence number among the sequence numbers of the packet data stored in the
例えば、ジッタバッファ13にシーケンス番号が“5”のパケットデータが保存されていて、新たにシーケンス番号が“6”のパケットデータがジッタバッファ13に保存された場合、最も若いシーケンス番号“5”に連続するシーケンス番号“6”があるので、シーケンス番号“5”のパケットデータは連続性があるものと判断される。
For example, when packet data with a sequence number “5” is stored in the
また、ジッタバッファ13にシーケンス番号が“5”のパケットデータが保存されていて、新たにシーケンス番号が“7”のパケットデータがジッタバッファ13に保存された場合、最も若いシーケンス番号“5”に連続するシーケンス番号“6”がないので(シーケンス番号“6”のパケットデータが抜けているので)、シーケンス番号“5”のパケットデータは連続性がないものと判断される。ここで、シーケンス番号“5”のパケットデータの連続性があると判断するための、シーケンス番号“6”を受信データ順序制御部14に記憶させておき、その情報を次の連続性の判断に用いてもよい。例えば、次にジッタバッファ13に保存されるシーケンス番号が“6”か否かを確認することにより、シーケンス番号が“5”のパケットデータの連続性があると判断することができる。
Further, when packet data with a sequence number “5” is stored in the
受信データ順序制御部14は、判断した連続性を示す情報を映像データ制御部16に通知する。この通知は、例えば、パケットデータを特定する情報(例えば、シーケンス番号)と、連続性のあるなしを示す情報とを対応させた情報を送信することにより行われる。
The reception data
移動機向けデータ送信用バッファ15は、映像変換装置10内部のメモリであり、移動機40に対して送信するパケットデータを格納する。移動機向けデータ送信用バッファ15に格納されたパケットデータは、端末間通信制御部11により取得され順次、送信される。送信されたパケットデータは、移動機向けデータ送信用バッファ15から消去される。
The mobile device
映像データ制御部16は、受信データ順序制御部14から通知された連続性を示す情報に基づいて、パケットデータの制御を行う手段である。具体的には、映像データ制御部16は、受信データ順序制御部14による判断の結果、パケットデータの連続性があると判断された場合、当該判断対象のパケットデータをジッタバッファ13から移動機向けデータ送信用バッファ15に格納する送信用データ格納手段である。移動機向けデータ送信用バッファ15に格納されたパケットデータは、ジッタバッファ13から消去される。
The video
また、映像データ制御部16は、受信データ順序制御部14による判断の結果、パケットデータの連続性がないと判断された場合、移動機向けデータ送信用バッファ15に残っている、移動機40に送信されるべきストリーミングデータに係るパケットデータのデータ量を確認するバッファ内残データ確認手段でもある。そして、映像データ制御部16は、確認されたデータ量に応じて、判断対象のパケットデータを移動機向けデータ送信用バッファ15に格納するまでの時間を制御する送信データ制御手段でもある。映像データ制御部16は、上記のデータ量が少ないと判断した場合には、判断対象のパケットデータを移動機向けデータ送信用バッファ15に格納するまでの時間をゼロに設定する。即ち、判断対象のパケットデータを移動機向けデータ送信用バッファ15に直ちに格納する。映像データ制御部16は、上記のデータ量が多いと判断した場合には、判断対象のパケットデータを移動機向けデータ送信用バッファ15に格納するまでの時間を、所定の時間(ある程度の長さの時間)に設定する。なお、データ量の多い少ないの判断は、映像データ制御部16が予め記憶しているデータ量の閾値TH1に基づいて行われる。閾値TH1よりもデータ量が大きければ、上記のデータ量は多いとされる。閾値TH1よりもデータ量が小さければ、上記のデータ量は少ないとされる。また、データ量の大小に応じて、設定される各時間(下記のタイマT1の満了値)についても、予め映像データ制御部16が記憶している。
If the video
映像データ制御部16は、上記のパケットデータの連続性がないと判断されたパケットデータ毎にタイマT1により、当該判断時からの時間を計測して、上記の設定された時間が満了したら、当該パケットデータをジッタバッファ13から移動機向けデータ送信用バッファ15に格納する。なお、このタイマT1が満了するまでの間(パケットデータの移動機向けデータ送信用バッファ15への格納待ちの間)も、サーバ間通信制御部12は、ストリーミングサーバ30からのパケットデータを受信して、ジッタバッファ13に格納する。
The video
なお、連続性がないと判断された場合でも、抜けていたパケットデータがジッタバッファ13に保存されて、連続性がないと判断されていたパケットデータが連続性を有することになったことが受信データ順序制御部14から通知された場合、映像データ制御部16は、当該連続性がないと判断されたパケットデータを、ジッタバッファ13から移動機向けデータ送信用バッファ15に格納する。
Even when it is determined that there is no continuity, the missing packet data is stored in the
上記の制御は、移動機40に対して送信するデータが(多く)ある場合には、不連続なパケットデータを移動機40に対して送信せずに、抜けていたパケットデータを待つようにしたものである。また、移動機40に対して送信するデータが(少ししか)ない場合には抜けていたパケットデータを待たずに、不連続なパケットデータを移動機40に対して送信するようにしたものである。
The above control waits for missing packet data without sending discontinuous packet data to the
従って、閾値TH1やタイマT1の各満了値の値は、ストリーミングサーバ30と映像変換装置10との間の通信経路の速度や、必要なストリーミングデータのリアルタイム性及び映像品質に応じて、任意に変更可能である。例えば、リアルタイム性を確保するにはタイマT1の満了値をなるべく小さくするのがよい。しかし、その場合、映像品質の劣化がおきやすくなる。一方、映像品質を確保するためには閾値TH1をなるべく大きい値にするのがよい。しかし、その場合、リアルタイム性が損なわれるおそれがある。以上が、映像変換装置10の機能構成である。
Therefore, the values of the expiration values of the threshold value TH1 and the timer T1 are arbitrarily changed according to the speed of the communication path between the streaming
続いて、図2に映像変換装置10のハードウェア構成を示す。図2に示すように、映像変換装置10は、CPU(Central Processing Unit)101、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)102及びROM(Read Only Memory)103、通信を行うための通信モジュール104、並びにハードディスク等の補助記憶装置105等のハードウェアを備えるコンピュータとして構成される。これらの構成要素が動作することにより、上述した機能が発揮される。
Next, FIG. 2 shows a hardware configuration of the
図1に示すように、ストリーミングサーバ30は、通信制御部32と、データ管理部33とを備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the streaming
通信制御部32は、映像変換装置10との間でインターネットNを介した通信を行うための手段である。具体的には、通信制御部32は、映像変換装置10からコンテンツの要求を受信して、当該要求に応じたコンテンツファイル31a〜31cをデータ管理部33から取得して、映像変換装置10に送信する。この送受信は、インターネットNを介して行われる。また、映像変換装置10へのコンテンツファイル31a〜31cの送信は、ストリーミングデータとしてパケットデータに分割して行われる。データ管理部33は、複数のコンテンツファイル31a〜31cを格納する手段である。
The
ストリーミングサーバ30は、図2に示したような映像変換装置10と同様に、CPU、メモリ、ハードディスク等を備えるコンピュータとして構成される。これらの構成要素が動作することにより、上述した機能が発揮される。
The streaming
図1に示すように、移動機40は、通信制御部41と、入力制御部42と、情報処理部43と、画面制御部44とを備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the
通信制御部41は、映像変換装置10との間で移動体通信を行うための手段である。具体的には、通信制御部41は、ユーザからの入力に応じて、映像変換装置10に対してコンテンツの要求を送信して、当該要求に応じて映像変換装置10から送信される、コンテンツファイル31a〜31cに係る、回線交換データに変換されたパケットデータを受信する。受信されたパケットデータは、情報処理部43に出力される。
The
入力制御部42は、ユーザからの入力を受け付ける手段である。ユーザからの入力は、移動機40が備えるボタン等の操作部から行われる。通信制御部41により送信されるコンテンツの要求は、ユーザによって入力制御部42から入力される。情報処理部43は、通信制御部41により受信されたコンテンツファイル31a〜31cに係るパケットデータの内容確認を行って、画面制御部44に出力する手段である。画面制御部44は、情報処理部43から入力されたパケットデータを移動機40が備えるディスプレイやスピーカ(図示せず)に出力することにより、ユーザがコンテンツを視聴することができる。
The
移動機40は、CPU、メモリ、アンテナ等のハードウェアにより構成され、これらの構成要素が動作することにより、上述した機能が発揮される。
The
引き続いて、本実施形態に係るデータ中継装置である映像変換装置10で実行される処理(データ中継方法)を説明する。この処理は、移動機40が映像変換装置10を経由してストリーミングサーバ30からストリーミングデータに係るパケットデータを受信する際の処理である。
Subsequently, processing (data relay method) executed by the
まず、移動機40では、ユーザから入力制御部42に対して、コンテンツの要求及び当該要求に係るコンテンツを特定する番号の入力が行われると共に、映像変換装置10との回線交換呼を確立するための発呼を行うための入力が行われる。それらの入力により移動機40の通信制御部41から、映像変換装置10に対して発呼(接続要求)が行われ、併せて、コンテンツの要求及び当該要求に係るコンテンツを特定する番号が送信される。なお、映像変換装置10に送信される情報には、例えば、映像変換装置10がストリーミングサーバ30を特定する情報(例えば、URL(Uniform Resource Location)等)が含まれていてもよい。
First, in the
映像変換装置10では、端末間通信制御部11によって当該発呼に係る信号が受信されて、移動機40の通信制御部41との間で回線交換呼を確立するための処理が行われる。また、端末間通信制御部11によって、移動機40から送信されたコンテンツの要求及び当該要求に係るコンテンツを特定する番号が受信される。コンテンツ要求があった旨及びコンテンツを特定する番号は、端末間通信制御部11からサーバ間通信制御部12に通知される。
In the
続いて、サーバ間通信制御部12によって、ストリーミングサーバ30(の通信制御部32)との間にインターネットNを介した接続が確立される。接続が確立されると、サーバ間通信制御部12からストリーミングサーバ30に対して、端末間通信制御部11から通知されたコンテンツを特定する番号を含めたコンテンツの要求が行われる。当該要求がなされたストリーミングサーバ30では、通信制御部32によって、当該コンテンツの要求が受信されて、当該要求に含まれる、コンテンツを特定する番号に対応するコンテンツファイル31a〜31cがデータ管理部33から取得される。続いて、通信制御部32によって、コンテンツファイル31a〜31cが、ストリーミングデータとしてパケットに分割されて映像変換装置10にインターネットNを介して送信(配信)される。
Subsequently, the inter-server
以降のストリーミングサーバ30から送信されるパケットデータを受信して移動機40に送信する映像変換装置10での処理を、図3のフローチャートを用いて説明する。また、以下の説明では、映像変換装置10におけるメモリの状態を模式的に示した図4を用いる。図4において、ブロックは各パケットデータを示している。また、ブロックに記載された数字は、パケットデータのシーケンス番号を示している。図4(a)に示すように、映像変換装置10のジッタバッファ13及び移動機向けデータ送信用バッファ15には、パケットデータは格納されていない。
Processing in the
映像変換装置10では、サーバ間通信制御部12によって、ストリーミングサーバ30からのパケットデータが受信される(S01、受信ステップ)。なお、以下の処理は、複数のパケットデータに対して、映像変換装置10においてパケットデータが受信される毎に行われる。サーバ間通信制御部12によって受信されたパケットデータは、ジッタバッファ13に保存される(S02、保存ステップ)。続いて、受信データ順序制御部14によって、ジッタバッファ13に保存されたパケットデータからシーケンス番号が取得される(S03、シーケンス番号取得ステップ)。続いて、受信データ順序制御部14によって、取得されたシーケンス番号に基づいて、保存されたパケットデータに関して連続性が判断される(S04、連続性判断ステップ)。
In the
例えば、図4(b)に示すように、ジッタバッファ13にシーケンス番号“1”及び“2”のパケットデータが保存されていた場合、最も若いシーケンス番号“1”に連続するシーケンス番号“2”があるので、パケットデータの連続性があると判断される。続いて、その旨及び判断対象のパケットデータを特定する情報が受信データ順序制御部14から映像データ制御部16に通知される。パケットデータの連続性があると判断された場合、図4(c)に示すように、映像データ制御部16によって、連続性があると判断されたシーケンス番号“1”のパケットデータは、ジッタバッファ13から移動機向けデータ送信用バッファ15に格納される(S05、送信用データ格納ステップ)。なお、上述したようにジッタバッファ13は少なくとも1つのパケットデータが保存していなければならない(当該パケットデータがストリーミングデータに係る最後のデータと判断される場合以外)。
For example, as shown in FIG. 4B, when packet data having sequence numbers “1” and “2” are stored in the
続いて、図4(d)に示すシーケンス番号“1”のパケットデータのように、端末間通信制御部11によって、移動機向けデータ送信用バッファ15に格納されたパケットデータが、シーケンス番号の順に回線交換データに変換されて、順次移動機40に送信(配信)される(S06、送信ステップ)。移動機40に送信されたパケットデータは、移動機40の通信制御部41により受信されて、情報処理部43を介して画面制御部44により出力されて、ユーザに参照される。なお、ジッタバッファ13に保存されたパケットデータが、ストリーミングデータに係る最後のパケットデータであると判断された場合には、当該パケットデータに対しては連続性の判断は行われず、移動機向けデータ送信用バッファ15に格納され、移動機40に送信される。
Subsequently, as in the packet data of sequence number “1” shown in FIG. 4D, the packet data stored in the mobile device
上記の処理が順次繰返されて、ジッタバッファ13及び移動機向けデータ送信用バッファ15が、図4(d)に示す状態になったとする。即ち、ジッタバッファ13にシーケンス番号が“4”のパケットデータが保存され、移動機向けデータ送信用バッファ15にシーケンス番号が“3”のパケットデータが格納されている状態である。
It is assumed that the above processing is sequentially repeated, and the
ここで、図4(e)に示すように、シーケンス番号が“6”のパケットデータが受信され(S01、受信ステップ)、ジッタバッファ13に保存される(S02、保存ステップ)。このように、シーケンス番号“4”に連続するシーケンス番号が“5”のパケットデータでなく、シーケンス番号が“6”のパケットデータが受信されるのは、上述したようにジッタリングやパケットデータの破棄が発生したためである。 Here, as shown in FIG. 4E, packet data with a sequence number of “6” is received (S01, reception step) and stored in the jitter buffer 13 (S02, storage step). As described above, the packet data with the sequence number “6” is received instead of the packet data with the sequence number “5” following the sequence number “4”. This is because destruction occurred.
続いて、受信データ順序制御部14によって、ジッタバッファ13に保存されたパケットデータからシーケンス番号が取得される(S03、シーケンス番号取得ステップ)。続いて、受信データ順序制御部14によって、取得されたシーケンス番号に基づいて、保存されたパケットデータに関して連続性が判断される(S04、連続性判断ステップ)。ここでは、図4(e)に示すように、ジッタバッファ13にシーケンス番号“4”及び“6”のパケットデータが保存されていた場合、最も若いシーケンス番号“4”に連続するシーケンス番号“5”がないので、パケットデータの連続性がないと判断される。続いて、その旨及び判断対象のパケットデータを特定する情報が受信データ順序制御部14から映像データ制御部16に通知される。
Subsequently, the sequence number is acquired from the packet data stored in the
パケットデータの連続性がないと判断された場合、映像データ制御部16によって、移動機向けデータ送信用バッファ15に残っているパケットデータのデータ量が確認される(S07、バッファ内残データ確認ステップ)。図4(e)に示す場合では、パケット1つ分のデータ量が確認される。続いて、映像データ制御部16によって、確認されたデータ量が閾値よりも小さいか否かが判断される(S08、送信データ制御ステップ)。閾値がパケット1つ分以上2つ分以下の値であれば、この場合、データ量が閾値よりも小さいと判断される。
When it is determined that there is no continuity of packet data, the video
そのように判断されると、図4(f)に示すように、映像データ制御部16によって、連続性がないと判断されたシーケンス番号“4”のパケットデータを直ちに移動機向けデータ送信用バッファ15に格納する(S09、送信データ制御ステップ)。これは、パケットデータの抜けや破棄があった場合でも、移動機40に対して送信するパケットデータを切らさないようにするためである。移動機向けデータ送信用バッファ15に格納されたパケットデータは、順次移動機40に送信(配信)される(S06、送信ステップ)。
If so, as shown in FIG. 4 (f), the packet data of sequence number “4” determined to be non-continuous by the video
その一方、ジッタバッファ13及び移動機向けデータ送信用バッファ15が、図4(d)に示す状態でなく、図4(g)に示す状態になったとする。即ち、ジッタバッファ13にシーケンス番号が“4”のパケットデータが保存され、移動機向けデータ送信用バッファ15にシーケンス番号が“2”“3”のパケットデータが格納されている状態である。ここで、シーケンス番号が“6”のパケットデータが受信され(S01、受信ステップ)、ジッタバッファ13に保存される(S02、保存ステップ)。
On the other hand, it is assumed that the
続いて、受信データ順序制御部14によって、ジッタバッファ13に保存されたパケットデータからシーケンス番号が取得される(S03、シーケンス番号取得ステップ)。続いて、受信データ順序制御部14によって、取得されたシーケンス番号に基づいて、保存されたパケットデータに関して連続性が判断される(S04、連続性判断ステップ)。ここでは、図4(h)に示すように、ジッタバッファ13にシーケンス番号“4”及び“6”のパケットデータが保存されていた場合、最も若いシーケンス番号“4”に連続するシーケンス番号“5”がないので、パケットデータの連続性がないと判断される。続いて、その旨及び判断対象のパケットデータを特定する情報が受信データ順序制御部14から映像データ制御部16に通知される。
Subsequently, the sequence number is acquired from the packet data stored in the
パケットデータの連続性がないと判断された場合、映像データ制御部16によって、移動機向けデータ送信用バッファ15に残っているパケットデータのデータ量が確認される(S07、バッファ内残データ確認ステップ)。図4(h)に示す場合では、パケット2つ分のデータ量が確認される。続いて、映像データ制御部16によって、確認されたデータ量が閾値よりも小さいか否かが判断される(S08、送信データ制御ステップ)。閾値がパケット1つ分以上2つ分以下の値であれば、この場合、データ量が閾値よりも大きいと判断される。
When it is determined that there is no continuity of packet data, the video
そのように判断されると、映像データ制御部16によって、タイマT1により当該判断時からの時間が計測されて、上記の設定された時間が満了したら、当該シーケンス番号“4”のパケットデータをジッタバッファ13から移動機向けデータ送信用バッファ15に格納する。即ち、タイマT1が満了するまでパケットデータの受信待ち状態となる(S10、送信データ制御ステップ)。なお、このとき、新たなパケットデータが受信されると(S01、受信ステップ)、上記と同様にジッタバッファ13に保存される(S02、保存ステップ)。例えば、シーケンス番号が“7”のパケットデータが受信されると、図4(i)に示すような状態となる。
When such a determination is made, the time from the determination time is measured by the video
この際も、シーケンス番号の取得(S03、シーケンス番号取得ステップ)及びシーケンス番号の連続性が判断される(S04、連続性判断ステップ)。しかし、この場合もパケットデータの連続性はなしと判断される。なお、この場合は、一旦タイマT1による計測が行われているので、タイマT1のリセットは行われない。 Also at this time, sequence number acquisition (S03, sequence number acquisition step) and sequence number continuity are determined (S04, continuity determination step). However, even in this case, it is determined that there is no continuity of the packet data. In this case, since the measurement by the timer T1 is once performed, the timer T1 is not reset.
タイマT1が満了する(S11、送信データ制御ステップ)と、図4(j)に示すように、映像データ制御部16によって、連続性がないと判断されたシーケンス番号“4”のパケットデータが移動機向けデータ送信用バッファ15に格納される(S12、送信データ制御ステップ)。なお、ジッタバッファ13に複数のパケットデータが残った場合は、このときに、更にパケットデータの連続性の判断(S04、連続性判断ステップ)が行われる。図4(j)に示すように、ジッタバッファ13にシーケンス番号“6”及び“7”のパケットデータが保存されていた場合、最も若いシーケンス番号“6”に連続するシーケンス番号“7”があるので、パケットデータの連続性があると判断される。この場合、映像データ制御部16によって、連続性があると判断されたシーケンス番号“6”のパケットデータは、ジッタバッファ13から移動機向けデータ送信用バッファ15に格納される(S05、送信用データ格納ステップ)。
When the timer T1 expires (S11, transmission data control step), as shown in FIG. 4 (j), the packet data of the sequence number “4” determined not to be continuous by the video
ところで、上記のようにタイマT1による計測が行われている間に受信されたパケットデータのシーケンス番号が“7”でなく、“5”であった場合は、ジッタバッファ13の状態は、図4(k)に示すようになる。この場合、シーケンス番号の連続性の判断(S04、連続性判断ステップ)において、最も若いシーケンス番号“4”に連続するシーケンス番号“5”があるので、パケットデータの連続性があると判断される。この場合、図4(l)に示すように、映像データ制御部16によって、連続性があると判断されたシーケンス番号“4”のパケットデータは、ジッタバッファ13から移動機向けデータ送信用バッファ15に格納される(S05、送信用データ格納ステップ)。また、上記と同様に、シーケンス番号が“5”と“6”とのパケットデータに対しても連続性の判断が行われ(S04、連続性判断ステップ)、シーケンス番号が“5”のパケットデータが、ジッタバッファ13から移動機向けデータ送信用バッファ15に格納される(S05、送信用データ格納ステップ)。
By the way, when the sequence number of the packet data received during the measurement by the timer T1 as described above is “7” instead of “7”, the state of the
上記のようにパケットデータに連続性がないとされた場合に、移動機向けデータ送信用バッファ15に格納されたパケットデータのデータ量に応じて、移動機向けデータ送信用バッファ15に格納する時間を変動させているのは、移動機40に送信するストリーミングデータのリアルタイム性を損なわずに、品質を上げるためである。ここでいう高い品質とは、パケットデータの抜けが少なく、移動機40においてストリーミングデータが再生されたときに滑らかな映像になることをいう。即ち、移動機向けデータ送信用バッファ15に多くのデータがある場合(移動機40に送信するパケットデータが十分にある場合)は、抜けているパケットデータを待って品質を上げることができる。その一方、即ち、移動機向けデータ送信用バッファ15にあまりデータがない場合(移動機40に送信するパケットデータが十分にない場合)は、抜けているパケットデータを待たずにリアルタイム性を担保することができる。
When packet data has no continuity as described above, the time stored in the mobile device
従って、本実施形態に係るデータ中継装置である映像変換装置10では、ジッタリングや破棄によるパケットデータの抜けがあった場合に、移動機40に送信すべきパケットデータが移動機向けデータ送信用バッファ15に多く残っていれば抜けていたパケットを待つことができ、移動機40に送信すべきパケットデータがあまり残っていなければそれ以降のパケットデータを送信することができる。これにより、大きな遅れを発生することを防止した上で移動機40に対してなるべく抜けのないストリーミングデータを提供することができる。即ち、本実施形態に係るデータ中継装置である映像変換装置10によれば、パケットデータのジッタリングやパケットデータの破棄などの事象に対し、リアルタイム性が損なわれることを防止すると同時に品質の良いストリーミングデータを移動機に対して提供することができる。
Therefore, in the
上記の本実施形態では、データ中継装置が中継するデータを、映像に係るコンテンツのストリーミングデータに係るパケットデータとしたが、必ずしも映像に係るものでなくてもよい。当該データは、ストリーミングサーバ30から送信されるストリーミングデータに係る複数のパケットデータであればよい。例えば、映像でなく音声に係るものでもよい。
In the above-described embodiment, the data relayed by the data relay device is packet data related to streaming data of content related to video. However, the data is not necessarily related to video. The data may be a plurality of packet data related to streaming data transmitted from the streaming
1…映像配信システム、10…映像変換装置、11…端末間通信制御部、12…サーバ間通信制御部、13…ジッタバッファ、14…受信データ順序制御部、15…移動機向けデータ送信用バッファ、16…映像データ制御部、101…CPU、102…RAM、103…ROM、104…通信モジュール、105…補助記憶装置、20…移動体通信網、30…ストリーミングサーバ、31…コンテンツファイル、32…通信制御部、33…データ管理部、40…移動機、41…通信制御部、42…入力制御部、43…情報処理部、44…画面制御部、N…インターネット。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記受信手段により受信されたパケットデータを装置内部のメモリに保存する保存手段と、
前記保存手段により保存されたパケットデータに付与されているシーケンス番号を取得するシーケンス番号取得手段と、
前記シーケンス番号取得手段により取得されたシーケンス番号に基づいて前記パケットデータの連続性を判断する連続性判断手段と、
前記連続性判断手段による判断の結果、連続性があると判断された場合、当該判断対象のパケットデータを装置内部の移動機向けデータ送信用バッファに格納する送信用データ格納手段と、
前記連続性判断手段による判断の結果、連続性がないと判断された場合、前記移動機向けデータ送信用バッファに残っている前記パケットデータのデータ量を確認するバッファ内残データ確認手段と、
前記バッファ内残データ確認手段により確認された前記データ量に応じて、前記連続性判断手段による判断対象のパケットデータを前記移動機向けデータ送信用バッファに格納するまでの時間を制御する送信データ制御手段と、
前記移動機向けデータ送信用バッファに格納されたパケットデータを移動機に送信する送信手段と、
を備えるデータ中継装置。 Receiving means for receiving a plurality of packet data related to streaming data transmitted from a streaming server;
Storage means for storing packet data received by the receiving means in a memory inside the apparatus;
Sequence number acquisition means for acquiring a sequence number assigned to the packet data stored by the storage means;
Continuity determining means for determining the continuity of the packet data based on the sequence number acquired by the sequence number acquiring means;
As a result of the determination by the continuity determination means, when it is determined that there is continuity, the transmission data storage means for storing the packet data to be determined in a data transmission buffer for mobile devices inside the device;
As a result of the determination by the continuity determination means, if it is determined that there is no continuity, the remaining data confirmation means in the buffer for confirming the data amount of the packet data remaining in the data transmission buffer for the mobile device;
Transmission data control for controlling the time until the packet data to be determined by the continuity determining unit is stored in the data transmission buffer for the mobile device according to the amount of data confirmed by the remaining data confirmation unit in the buffer Means,
Transmitting means for transmitting packet data stored in the data transmission buffer for the mobile device to the mobile device;
A data relay device comprising:
ストリーミングサーバから送信される、ストリーミングデータに係る複数のパケットデータを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信されたパケットデータを装置内部のメモリに保存する保存ステップと、
前記保存ステップにおいて保存されたパケットデータに付与されているシーケンス番号を取得するシーケンス番号取得ステップと、
前記シーケンス番号取得ステップにおいて取得されたシーケンス番号に基づいて前記パケットデータの連続性を判断する連続性判断ステップと、
前記連続性判断ステップにおける判断の結果、連続性があると判断された場合、当該判断対象のパケットデータを装置内部の移動機向けデータ送信用バッファに格納する送信用データ格納ステップと、
前記連続性判断ステップにおける判断の結果、連続性がないと判断された場合、前記移動機向けデータ送信用バッファに残っている前記パケットデータのデータ量を確認するバッファ内残データ確認ステップと、
前記バッファ内残データ確認ステップにおいて確認された前記データ量に応じて、前記連続性判断ステップにおける判断対象のパケットデータを前記移動機向けデータ送信用バッファに格納するまでの時間を制御する送信データ制御ステップと、
前記移動機向けデータ送信用バッファに格納されたパケットデータを移動機に送信する送信ステップと、
を含むデータ中継方法。 A data relay method in a data relay device that relays data between a streaming server and a mobile device,
A receiving step of receiving a plurality of packet data related to the streaming data transmitted from the streaming server;
A storing step of storing the packet data received in the receiving step in a memory inside the device;
A sequence number acquisition step of acquiring a sequence number assigned to the packet data stored in the storage step;
A continuity determination step of determining the continuity of the packet data based on the sequence number acquired in the sequence number acquisition step;
As a result of the determination in the continuity determination step, when it is determined that there is continuity, a transmission data storage step of storing the packet data to be determined in a data transmission buffer for mobile devices inside the apparatus;
As a result of the determination in the continuity determination step, if it is determined that there is no continuity, a buffer residual data confirmation step for confirming the data amount of the packet data remaining in the data transmission buffer for the mobile device;
Transmission data control for controlling the time until packet data to be determined in the continuity determining step is stored in the data transmission buffer for the mobile device according to the data amount confirmed in the remaining data confirmation step in the buffer Steps,
Transmitting the packet data stored in the data transmission buffer for the mobile device to the mobile device;
Data relay method including
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