JP4292965B2 - 受信装置と受信方法 - Google Patents

Description

この発明は、受信装置と受信方法に関する。詳しくは、単位時間当たりの受信量を測定して、この単位時間当たりの受信量が受信制限判別値よりも増加したときは、単位時間当たりの受信量を制限するものである。

ネットワークの普及に伴い、多くのユーザ間でデータ通信が行われている。また、データ通信では、特許文献１に示すように、帯域幅を輻輳のレベルに適応させて制御することによりユーザからのデータの送信を調整することで、ネットワークの帯域幅を有効に活用することが示されている。

特許第２８９８５５８号公報

ところで、ユーザからのデータ送信が、輻輳のレベルに応じた帯域幅で行われても、複数ユーザから通信装置に対してデータの供給が集中して行われると、通信装置の処理性能を超えるデータが到来することとなる。この場合、通信装置に設けられている通信デバイスの内部で処理の遅延や、内部で受信済みのデータの消失等を招いてしまうおそれがある。

また、通信装置は、処理性能を超える過剰なデータが到来したとき、通信を停止することにより通信デバイスでの処理の遅延を防止することができる。しかし、ネットワークを介して接続された外部の通信装置は、通信の停止が受信側の通信装置の動作終了によるものであるか、処理性能を超えるデータの到来によるものか判別できない。

そこで、この発明では、通信を停止させることなく、過剰なデータの到来による不具合の発生を防ぐことができる受信装置および受信方法を提供するものである。

この発明に係る受信装置は、単位時間当たりの受信量を測定する測定手段と、測定手段で測定された単位時間当たりの受信量が、受信制限判別値よりも増加したとき、単位時間当たりの受信量の制限を行う受信制御手段とを有し、受信制御手段は、単位時間当たりの受信量の制限として、受信制限判別値を低下させるものである。

また、この発明に係る受信方法は、単位時間当たりの受信量を測定する測定ステップと、測定ステップで測定された単位時間当たりの受信量が、受信制限判別値よりも増加したとき、単位時間当たりの受信量の制限を行う受信制御ステップとを有し、受信制御ステップでは、単位時間当たりの受信量の制限として、受信制限判別値を低下させるものである。

この発明においては、単位時間当たりの受信量が測定されて、単位時間当たりの受信量が受信制限判別値よりも増加したとき、例えば通信許容量を低下させることで単位時間当たりの受信量が制限される。単位時間当たりの受信量の制限後に、測定された単位時間当たりの受信量が、受信制限判別値よりも小さい値である受信制限解除判別値よりも低下したとき、この単位時間当たりの受信量の制限が解除される。また、単位時間当たりの受信量の制限を行う際に測定された単位時間当たりの受信量に基づいて、単位時間当たりの受信量の制限後に用いる受信制限解除判別値が設定される。さらに、単位時間当たりの受信量の制限が行われたことや制限が解除されたことを示す表示が行われる。

この発明によれば、単位時間当たりの受信量が受信制限判別値よりも増加したとき、単位時間当たりの受信量の制限が行われる。このため、処理性能を超える過剰なデータが到来したとき、受信量の制限が行われて、過剰なデータの到来による不具合を防ぐことができる。また、受信量が制限された状態で引き続き通信が行われることから、処理性能を超える過剰なデータが到来したとき通信を停止する場合のように、通信の停止が受信側の通信装置の動作終了によるものであるか、処理性能を超えるデータの到来によるものか外部の通信装置で判別できなくなってしまうことを防止できる。

また、単位時間当たりの受信量の制限後に、単位時間当たりの受信量が受信制限解除判別値よりも低下したとき、この単位時間当たりの受信量の制限が解除される。このため、過剰なデータの到来が終了したときには、単位時間当たりの受信量の制限を行うことなく通信が可能となる。

また、単位時間当たりの受信量の制限を行う際に測定された単位時間当たりの受信量に基づいて、単位時間当たりの受信量の制限後に用いる受信制限解除判別値を設定することで、定常時に受信量の制限や制限の解除が頻繁に繰り返されてしまうことを防止して、安定性の高い動作を確保できるとともに、過剰なデータの到来が終了したとき、受信量の制限の解除をより確実に行うことができる。

さらに、単位時間当たりの受信量の制限が行われたこと、および単位時間当たりの受信量の制限が解除されたことを示す表示を行うことで、ユーザは通信設定状態を容易に確認できる。また、単位時間当たりの受信量の制限として通信許容量を低下させることで、この単位時間当たりの受信量の制限を容易に行うことができる。

以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は、通信システムの構成を示しており、複数の通信装置１０は、ネットワーク３０を介して相互に接続されている。

図２は通信装置１０の構成を示している。通信装置１０の通信制御部１１は、ネットワーク３０を介して他の通信装置１０から供給された伝送信号を受信する。また、通信制御部１１は、受信した伝送信号に基づき受信データを生成し、バス１７を介してデータ処理部１２に供給する。例えば、通信制御部１１は、受信した伝送信号をディジタル化してパラレル信号に変換する。このパラレル信号からフレーム毎の信号を取り出して復号化して受信データを生成し、生成した受信データをデータ処理部１２に供給する。また、通信制御部１１は、後述する受信量測定部１３で測定された受信量に基づき、単位時間当たりの受信量が受信制限判別値よりも増加したとき、受信量の制限を行い、処理能力を超えた伝送信号の流入を阻止する。また、単位時間当たりの受信量の制限後に、測定された単位時間当たりの受信量が、受信制限判別値よりも小さい値である受信制限解除判別値よりも低下したとき、この単位時間当たりの受信量の制限を解除する。

さらに、通信装置１０が送信機能を有する場合、通信制御部１１は、データ処理部１２から供給された送信データに基づき伝送信号を生成してネットワーク３０に出力する。例えば、通信制御部１１は、送信データをフレーム化して、フレーム化された送信データに誤り検出訂正符号を付加してフレームデータを生成する。このフレームデータを符号化してシリアル信号に変換したのち、波形変換等を行い伝送信号を生成して出力する。

データ処理部１２は、通信制御部１１から供給された受信データを処理して、映像データや音声データ，種々の情報を示す情報データ等を出力する。例えば受信データが映像データや音声データ，情報データで構成されている場合、映像データや音声データ，情報データの分離を行う。さらに、映像データや音声データが圧縮された信号であるとき、映像データや音声データの伸長処理を行う。また、映像データや音声データ、種々の情報を示す情報データ等を送信するときには、これらのデータの圧縮処理や多重化処理等を行い送信データを生成して通信制御部１１に供給する。

通信制御部１１には、受信量測定部１３が接続されている。また、バス１７には計時部１４が接続されている。受信量測定部１３と計時部１４は測定手段を構成するものであり、計時部１４は時間情報を生成して通信制御部１１を介し受信量測定部１３に供給する。受信量測定部１３は、計時部１４からの時間情報を用いて、通信制御部１１における単位時間あたりの受信量を測定して通信制御部１１に供給する。この単位時間あたりの受信量の測定では、通信制御部１１で単位時間に受信した例えば伝送信号のビット数やパケット数、フレーム数等を測定する。

バス１７には表示部１５が接続されており、表示部１５は通信制御部１１やデータ処理部１２から供給された表示制御信号に基づき、通信制御部１１やデータ処理部１２の動作状態等に関する表示を行う。

図３は、通信装置１０の他の構成を示しており、ソフトウェアで通信装置の動作を実現する場合である。通信インタフェース２１は、バス２７と接続されている。このバス２７には、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、データ入出力部２５、表示部１５が接続されている。

通信インタフェース２１は、ネットワーク３０を介して他の通信装置１０から供給された伝送信号をディジタル化して、伝送データとしてＣＰＵ２２に供給する。また、ＣＰＵ２２から伝送データが供給されたときには、この伝送データを伝送信号に変換して出力する。

ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２３に記憶されているプログラムを実行して信号処理や通信制御を行う。ここで、ＲＯＭ２３には、ネットワーク３０を介して供給された伝送信号を受信する処理を行うプログラム、受信した伝送信号に基づいて映像データや音声データ等を生成する処理を行うプログラム、単位時間当たりの受信量を測定して伝送信号の受信量を制限する処理を行うためのプログラムが記憶されている。なお、通信装置１０に送信機能を持たせる場合は、伝送信号をネットワーク３０に出力する処理を行うためのプログラム、入力された映像データや音声データ等に基づいて伝送信号を生成する処理を行うためのプログラム等も記憶される。

ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２３に記憶されているプログラムを実行し、通信インタフェース２１で伝送信号を受信して得た伝送データから受信データを生成する。さらに、受信データに対して信号処理を行い、映像データや音声データ等を生成してデータ入出力部２５から出力する。また、ＣＰＵ２２は、単位時間当たりの受信量を判別して受信量の制限処理を行う。なお、送信機能が設けられているときは、データ入出力部２５から入力された映像データや音声データ等から送信データを生成する。さらに送信データを所定のフォーマットの伝送データに変換して通信インタフェース２１に供給する。通信インタフェース２１は、供給された伝送データを伝送信号に変換してネットワーク３０に出力する。

ＲＡＭ２４は、ＣＰＵ２２で信号処理や通信制御を行うためにデータを一時格納しておくワーク領域として用いられる。

図４は、通信装置１０の受信制限動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１では、受信量測定部１３と計時部１４あるいはＣＰＵ２２によって、伝送信号の受信量を測定してステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２で通信制御部１１あるいはＣＰＵ２２は、受信量Ｌmが通信装置の通信設定状態に対して設定されている受信制限判別値Ｌaよりも増加したか否かを判別する。受信制限判別値Ｌaは、この通信設定状態における例えば定常時の受信量の最大値に安全係数（１以上の値）を掛けた値とする。ここで、受信量Ｌmが受信制限判別値Ｌaよりも増加したときはステップＳＴ３に進む。また受信量Ｌmが受信制限判別値Ｌa以下であるときは、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ３で通信制御部１１あるいはＣＰＵ２２は、受信量制限処理を行いステップＳＴ１に戻る。この受信量制限処理では、例えば通信設定状態を通信許容量の小さい通信設定状態に切り換える。さらに、切り換え後の通信設定状態に対して設定されている受信制限判別値Ｌaと受信制限解除判別値Ｌbを用いてその後の処理を行う。このように、通信許容量の小さい通信設定状態に切り換えることで、単位時間あたりの受信量が少なくなり受信量を制限できる。

ステップＳＴ４で通信制御部１１あるいはＣＰＵ２２は、受信量Ｌmが通信装置の通信設定状態に対して設定されている受信制限解除判別値Ｌbよりも小さいか否かを判別する。この受信制限解除判別値Ｌbは、受信制限判別値Ｌaよりも小さい値である。また、この通信設定状態における例えば定常時の受信量よりも大きい値とする。受信量Ｌmが設定されている受信制限解除判別値Ｌbよりも低下したときにはステップＳＴ５に進む。また、受信量Ｌmが受信制限解除判別値Ｌb以上であるときにはステップＳＴ１に戻る。

ステップＳＴ５で通信制御部１１あるいはＣＰＵ２２は、受信量制限解除処理を行いステップＳＴ１に戻る。この受信量制限解除処理では、通信設定状態を、この通信設定状態に切り換えられる前の通信設定状態に戻す。さらに、戻された通信設定状態に対して設定されている受信制限判別値Ｌaと受信制限解除判別値Ｌbを用いてその後の処理を行う。このように、通信設定状態を戻すことで通信許容量が大きくなり、受信量の制限を解除できる。

図５は、複数の通信設定状態Ｐ1〜Ｐnを切り換えることで受信量の制限を行う場合の受信制限判別値と受信制限解除判別値を示している。ここで、通信設定状態Ｐ1は受信量の制限が行われていない通信設定状態、通信設定状態Ｐ2は受信量の制限を行う通信設定状態、通信設定状態Ｐ3は通信設定状態Ｐ2よりも受信量の制限を厳しく行う通信設定状態、通信設定状態Ｐn-1は通信設定状態Ｐn-2よりも受信量の制限を厳しく行う通信設定状態、通信設定状態Ｐnは、受信量の制限を最も厳しく行う通信設定状態とする。

通信設定状態Ｐ1に対しては、受信制限判別値Ｌa-1を設定する。なお、通信設定状態Ｐ1であるとき受信量の制限を解除する必要はないことから、受信制限解除判別値の設定は不要である。

通信設定状態Ｐ2に対しては、受信制限判別値Ｌa-2と受信制限解除判別値Ｌb-2を設定する。また、通信設定状態Ｐ3に対しては、受信制限判別値Ｌa-3と受信制限解除判別値Ｌb-3を設定する。さらに、通信設定状態Ｐn-1までの通信設定状態に対しても、受信制限判別値と受信制限解除判別値を設定する。

通信設定状態Ｐnに対しては、受信制限解除判別値Ｌb-nを設定する。なお、通信設定状態Ｐnであるとき受信量の制限が最も厳しく行われていることから、受信制限判別値の設定は不要である。

このように、通信設定状態Ｐ1〜Ｐnに対して、受信制限判別値と受信制限解除判別値、あるいは受信制限判別値と受信制限解除判別値の一方を設定しておき、図４に示す処理を行うものとすれば、受信量に応じて受信量の制限や制限の解除を段階的に行うことができる。

受信量の制限は、上述のように通信許容量の小さい通信設定状態に切り換えることで、単位時間あたりの受信量を制限するものに限られるものではない。例えば通信設定状態に応じて規定された単位時間当たりの受信量を超える伝送信号を廃棄することで受信量を制限することもできる。なお、コネクション型の通信プロトコルを用いて通信を行う場合には、伝送信号を廃棄したとき、送信側に対して受信が行われたことを示す応答が行われないことから、伝送信号が廃棄されても再送が可能となる。

また、各通信設定状態における受信制限解除判別値Ｌbは、予め固定値に設定することで通信装置１０の構成や処理を簡単にできる。また、測定された単位時間当たりの受信量Ｌmに基づいて、受信量の制限後の受信制限解除判別値Ｌbを設定することもできる。すなわち、受信量の制限が行われるときの受信量Ｌmに係数（１以下の値）を乗算して、通信設定状態の切り換えた後に用いる受信制限解除判別値Ｌbとする。例えば、受信量Ｌmが受信制限判別値Ｌa-1よりも増加して、通信設定状態Ｐ1から通信設定状態Ｐ2に切り換えられるとき、このときの受信量Ｌmに係数を乗算して通信設定状態Ｐ2における受信制限解除判別値Ｌb-2とする。このように受信制限解除判別値Ｌbを設定すると、受信量の制限を行うときの受信量Ｌmが小さいときには、切り換え後の通信設定状態における受信制限解除判別値Ｌbも小さくなるので、単位時間当たりの受信量がより小さくならないと受信制限の解除が行われなくなる。また、受信量の制限を行うときの受信量Ｌmが大きいときには、切り換え後の通信設定状態における受信制限解除判別値Ｌbも大きくなるので、受信量の制限を行うときの受信量Ｌmが小さい場合に比べて受信制限の解除が行われ易くなる。このため、定常時に受信量が受信制限判別値Ｌaをわずかに超えるような場合が生じて通信設定状態の切り換えが行われたとき、受信制限の解除が行われ難くなるので、定常時に通信設定状態の切り換えが頻繁に繰り返されてしまうことを防止して、安定性の高い動作を確保できる。また、過剰なデータの到来により受信量Ｌmが大きくなって通信設定状態の切り換えが行われたときは、定常時に受信量が受信制限判別値Ｌaをわずかに超えたときよりも受信量の制限の解除が行われ易いので、過剰なデータの到来が終了したときに受信量の制限の解除をより確実に行うことができる。

さらに、受信量は受信した伝送信号のビット数やパケット数、フレーム数を用いるだけでなく、伝送信号の受信時にＣＰＵ２２に対して割り込みが行われるときには、割り込み回数を受信量として用いることもできる。

例えば、通信設定状態が通信許容量の異なる２つの状態として、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)におけるＩＥＥＥ８０２．３ワーキンググループで標準化された100BASE-TXと10BASE-Tで切換可能とされている場合について説明する。

通信装置が100BASE-TXの状態に設定されている場合、過剰なデータの到来が生じて割り込み回数ＬＴmが定常時よりも増加し、100BASE-TXに対して設定されている受信制限割り込み回数ＬＴa（例えば定常時の割り込み回数に安全係数を掛けた値３６００回／秒）を超えたときには、通信許容量が小さい10BASE-Tに自動的に切り換えられて受信量の制限が行われる。なお、割り込み回数の最大許容値は例えば５０００回／秒とする。その後、過剰なデータの到来が終了して10BASE-Tにおける割り込み回数ＬＴmが定常時の値となり、10BASE-Tに対して設定されている受信制限解除割り込み回数ＬＴb（例えば５００回／秒あるいは測定された単位時間当たりの受信量Ｌmに係数０．１を乗算した値のいずれか小さい値）よりも低下したとき、通信許容量が高い通信設定状態、すなわち100BASE-TXに自動的に切り換えられて受信量の制限が解除される。

このように、単位時間当たりの受信量に応じて受信量の制限や制限の解除を行うことで、過剰なデータの到来による不具合の発生を防ぐことができる。例えば、複数のユーザが過剰なデータが供給された場合、例えばネットワーク上で攻撃が行われて過剰なデータが送られてくるような場合であっても、受信量の制限が行われることから、過剰なデータの到来による不具合の発生を防止できる。また、受信量が少なくなったときには、受信量の制限が自動的に解除されるので、高速にデータ伝送を行うことができる。さらに、通信を停止することなく受信量の制限を行うことで、通信データ処理が行われているか否かを伝送信号の送信側で判別できる。また、送信側と受信側とで輻輳状態を確認するための通信を行いトラフィックパラメータの設定等を行う必要がなく、受信側のみで受信量の制限を行うことができるので構成が簡単であり、処理能力の低い機器であっても能力に応じて受信量の制限を容易に行うことができる。

また、通信装置は、受信量の制限が行われているか否かを判別可能とする表示を表示部１５で行う。図６は、表示部１５の動作を説明するための図である。例えば、発光素子１５aを用いて表示部１５を構成した場合、図６Ａに示すように、受信量の制限が行われていないときには発光素子１５aを点灯させ、受信量の制限が行われていないときには発光素子１５aを消灯させる。なお図６では、点灯状態をハッチングで示している。また、複数色の発光を行う発光素子１５bを用いて表示部１５を構成した場合、図６Ｂに示すように、受信量の制限が行われていないときには第１の発光色で発光素子１５bを点灯させ、受信量の制限が行われていないときには第２の発光色で発光素子１５bを点灯させる。さらに、複数の発光素子を用いて表示部１５を構成すれば、通信設定状態が３以上であっても、いずれの状態に設定されているか容易に判別できる。例えば図６Ｃに示すように、通信設定状態が「Ｐ1〜Ｐ4」の４つ設けられている場合、設定された通信設定状態に応じて点灯させる発光素子の数を切り替える。すなわち、通信設定状態が「Ｐ1」のときには４つの発光素子、通信設定状態が「Ｐ2」のときには３つの発光素子、通信設定状態が「Ｐ3」のときには２つの発光素子、通信設定状態が「Ｐ4」のときには１つの発光素子を点灯させることで、通信設定状態を容易に判別できる。なお、上述の点灯動作は、例示的なものであり限定的なものでないことは勿論である。また、表示部１５に液晶表示素子や蛍光表示管等の表示デバイスを用いて、通信設定状態を文字表示することもできる。さらに、通信装置から出力する映像データに通信設定状態を示す表示データを重畳させて出力すれば、図７に示すように、通信装置から出力された映像データが供給される画像表示装置４０の画面上に、通信設定状態を示す表示ＨＳを行うこともできる。

このように、受信量の制限に関する情報の表示を行うことで、通信装置がどのような状態で動作しているか通信装置のユーザが容易に確認できる。

以上のように、本発明にかかる受信方法および受信装置は、受信装置を安価に提供するため処理能力が高くない場合等に有用であり、過剰なデータの到来が生じる伝送路、例えばインターネットに接続する場合に適している。

通信システムの構成を示す図である。 通信装置の構成を示す図である。 通信装置の他の構成を示す図である。 通信装置の受信制限動作を示すフローチャートである。 受信制限判別値と受信制限解除判別値を示す図である。 表示部の動作を示す図である。 画像表示装置の表示画像を示す図である。

符号の説明

１０・・・通信装置、１１・・・通信制御部、１２・・・データ処理部、１３・・・受信量測定部、１４・・・計時部、１５・・・表示部、１７，２７・・・バス、２１・・・通信インタフェース、２５・・・データ入出力部、３０・・・ネットワーク

Claims (7)

1. 単位時間当たりの受信量を測定する測定手段と、
   前記測定手段で測定された単位時間当たりの受信量が、受信制限判別値よりも増加したとき、前記単位時間当たりの受信量の制限を行う受信制御手段とを有し、
   前記受信制御手段は、前記単位時間当たりの受信量の制限として、前記受信制限判別値を低下させる受信装置。
2. 前記受信制御手段は、前記単位時間当たりの受信量の制限後に、前記測定手段で測定された単位時間当たりの受信量が、前記受信制限判別値よりも小さい値である受信制限解除判別値よりも低下したとき、該単位時間当たりの受信量の制限を解除する
   ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記受信制御手段は、前記単位時間当たりの受信量の制限を行う際に前記測定手段で測定された単位時間当たりの受信量に基づいて、前記単位時間当たりの受信量の制限後に用いる前記受信制限解除判別値を設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の受信装置。
4. 前記単位時間当たりの受信量の制限が行われたこと、および前記単位時間当たりの受信量の制限が解除されたことを示す表示手段を有する
   ことを特徴とする請求項２記載の受信装置。
5. 単位時間当たりの受信量を測定する測定ステップと、
   前記測定ステップで測定された単位時間当たりの受信量が、受信制限判別値よりも増加したとき、前記単位時間当たりの受信量の制限を行う受信制御ステップとを有し、
   前記受信制御ステップでは、前記単位時間当たりの受信量の制限として、前記受信制限判別値を低下させる受信方法。
6. 前記受信制御ステップでは、前記単位時間当たりの受信量の制限後に、前記測定ステップで測定された単位時間当たりの受信量が、前記受信制限判別値よりも小さい値である受信制限解除判別値よりも低下したとき、該単位時間当たりの受信量の制限を解除する
   ことを特徴とする請求項５記載の受信方法。
7. 前記受信制御ステップでは、前記単位時間当たりの受信量の制限を行う際に前記測定ステップで測定された単位時間当たりの受信量に基づいて、前記単位時間当たりの受信量の制限後に用いる前記受信制限解除判別値を設定する
   ことを特徴とする請求項６記載の受信方法。

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