JP4588518B2

JP4588518B2 - パケット多重伝送装置

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Publication number: JP4588518B2
Application number: JP2005113253A
Authority: JP
Inventors: 勇小川; 茂明鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2025-04-11
Also published as: JP2006295526A

Description

この発明は、音声信号などをパケット化して多重化し、１つのＩＰパケット（以下、多重化パケット）に組立てて伝送するパケット多重伝送装置に関するものである。

特開２００４−２００７９１号公報に開示されている従来のパケット多重伝送装置は、複数のＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol ）端末から送信されたＩＰパケットを受信してショートパケットに変換した後、複数のショートパケットを多重化して１つのＩＰパケット（以下、多重化パケット）を組立てて、相手先のパケット多重伝送装置へ送信する。
相手先のパケット多重伝送装置は、受信した多重化パケットを個々のショートパケットに分解した後、各ショートパケットから元のＩＰパケットを復元して最終的な転送先であるＶｏＩＰ端末へ送信する。ショートパケットのヘッダはＩＰパケットのヘッダよりもサイズが小さいため、パケット多重伝送装置を適用することで、パケットの伝送量を削減することが可能になる。

伝送量を更に削減する手段として、音声の有音／無音を判定し、有音と判定された音声のデータのみを伝送する無音圧縮の適用が考えられる。パケット多重伝送装置に一般的な無音圧縮を適用した場合、有音と判定された音声データを含むＩＰパケットのみがショートパケットとして送信される。この場合、相手先のパケット多重伝送装置は、ＩＰパケットが伝送路で廃棄されたのか、無音と判定されたために送信されないのかを判断することができないため、最終的な転送先であるＶｏＩＰ端末へＩＰパケットを適切なタイミングで送信することができなくなるという問題が生じる。
このような問題を解決する手段として、特開２００２−９９２９９号公報に開示されているような無音圧縮方式を適用することが考えられる。この方式では、無音と判定された場合に無音を示すフラグを送信するため、有音／無音のどちらに判定された場合でも、ＶｏＩＰ端末から受信した全てのＩＰパケットをショートパケットとして送信することになり、相手先のパケット多重伝送装置は、最終的な転送先であるＶｏＩＰ端末へＩＰパケットを適切なタイミングで送信することが可能になる。

特開２００４−２００７９１号公報特開２００２−９９２９９号公報

パケット多重伝送装置に無音圧縮を適用する場合、無音の場合でも常にパケットを送信することによって、受信側のパケット多重伝送装置はＩＰパケットを適切なタイミングで送信することが可能になる。しかし、無音の場合でも常にパケットを送信する必要があるため、無音区間での伝送効率が低下するという問題点があった。

この発明に係るパケット多重伝送装置は、同一チャネルで無音と判定された複数のパケットを１つのショートパケットに多重化して伝送することにより、受信側のパケット多重伝送装置が適切なタイミングでＩＰパケットを送信できるようにしつつ、無音区間での伝送効率を向上させることを目的とする。

この発明に係るパケット多重伝送装置は、
端末装置から受信されたパケットに含まれる音声データの有音／無音を判定する有音／無音判定手段、
有音／無音判定手段によって有音と判定されたパケットの情報からショートパケットを組み立てるショートパケット組立手段、
ショートパケット組立手段によって組み立てられたショートパケットを蓄積するショートパケット蓄積手段、
有音／無音判定手段によって無音と判定されたパケットに含まれる音声データからノイズコードを生成するノイズコード生成手段と、
有音／無音判定手段によって無音と判定されたパケットとノイズコード生成手段が生成したノイズコードの情報からショートパケットの組立ておよびノイズコードの多重化を行うショートパケット多重手段、
ショートパケット蓄積手段およびショートパケット多重手段に蓄積されているショートパケットを多重化する多重化パケット組立手段、
多重化パケット組立手段が組み立てたパケットを相手先のパケット多重伝送装置に送信する多重化パケット送信手段、
相手先のパケット多重伝送装置からのパケットを分解して多重化されているショートパケットを取り出す多重化パケット分解手段、
多重化パケット分解手段が取り出したショートパケットが無音圧縮されているか否かを判定する無音圧縮判定手段、
無音圧縮判定手段によって無音圧縮されていると判定されたショートパケットを分解して多重化されているノイズコードを取り出すショートパケット分離手段、
ショートパケット分離手段により取り出されたノイズコードから音声データを生成するノイズ信号生成手段、
無音圧縮判定手段で無音圧縮されていないと判定されたショートパケット、ショートパケット分離手段からのショートパケットヘッダ、ノイズ信号生成手段から音声データを用いて端末装置へ送信するパケットを組み立てるパケット組立手段、
パケット組立手段が組み立てたパケットを端末装置へ送信するパケット送信手段
を備える。

この発明によれば、同一チャネルで無音と判定された複数のパケットをショートパケット多重手段で１つのショートパケットに組み立て、多重化して伝送することにより、無音と判定した音声データのパケットを伝送する場合において、ヘッダ情報のオーバヘッドの増大を低減することができるため、無音区間での伝送効率が向上するという効果が得られる。
また、端末装置から受信したパケットを全てショートパケットとして伝送するため、相手先のパケット多重伝送装置は自己の端末装置に対してパケットを適切なタイミングで送信することが可能である。

以下、この発明を実施するための最良の形態について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるパケット多重伝送装置の構成を示すブロック図である。この図において、１０１はＶｏＩＰ端末から送信されるＩＰパケットを受信するＩＰパケット受信部、１０２はＩＰパケット受信部１０１が受信したＩＰパケットに含まれる音声データが無音圧縮可能か否かを判定し、更に音声データの有音／無音を判定する有音／無音判定部、１０３は有音／無音判定部１０２によって無音圧縮不可能と判定された音声データもしくは有音と判定された音声データとそのＩＰパケットヘッダからショートパケットを作成するショートパケット組立部、１０４はショートパケット組立部１０３が作成したショートパケットを蓄積するためのバッファである。

１０５は有音／無音判定部１０２によって無音と判定された音声データをノイズコードに変換するノイズコード生成部、１０６はノイズコード生成部１０５が変換したノイズコードと、ノイズコードに変換された無音データのＩＰヘッダからショートパケットを作成し、同一チャネルのノイズコードを１つのショートパケットに多重化するショートパケット多重部としてのノイズコード多重部、１０７はショートパケット蓄積バッファ１０４とノイズコード多重部１０６に蓄積されているショートパケットを多重化して多重化パケットを作成する多重化パケット組立部、１０８は多重化パケット組立部１０７が作成した多重化パケットを相手先のパケット多重伝送装置へ送出する多重化パケット送信部である。

また、１０９は相手先のパケット多重伝送装置から送信された多重化パケットを受信する多重化パケット受信部、１１０は多重化パケット受信部１０９が受信した多重化パケットを個々のショートパケットに分解する多重化パケット分解部、１１１は多重化パケット分解部１１０が分解したショートパケットが無音圧縮されているか否かを判定する無音圧縮判定部、１１２は無音圧縮判定部１１１によって無音圧縮されていると判定されたショートパケットに含まれるノイズコードが多重化されているか否かを判定し、多重化されている場合は個々のノイズコードに分離するノイズコード分離部、１１３はノイズコード分離部１１２によって分離されたノイズコードに対応する音声データを生成するノイズ信号生成部、１１４は無音圧縮判定部１１１で無音圧縮されていないと判定されたショートパケットからＩＰパケットを作成し、また、ノイズ信号生成部１１３によって生成された音声データとノイズコード分離部１１２から出力されたショートパケットのヘッダ情報からＩＰパケットを作成するＩＰパケット組立部、１１５は、ＩＰパケット組立部１１４が作成したＩＰパケットをＶｏＩＰ端末へ送信するＩＰパケット送信部である。

次に動作について説明する。
まず、パケット多重伝送装置がＶｏＩＰ端末からＩＰパケットを受信した場合の動作について述べる。この場合、パケット多重伝送装置はＩＰパケット受信部１０１によってＶｏＩＰ端末からのＩＰパケットを受信し、有音／無音判定部１０２へ出力する。そして、有音／無音判定部１０２は、ＩＰパケット受信部１０１から入力されたＩＰパケットを検査して音声データが無音圧縮可能か否かを判定する。例えば、入力されたＩＰパケットのＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）ヘッダを検査して、音声データがＩＴＵ（International Telecommunications Union）−Ｔ勧告Ｇ．７１１準拠の６４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭ（Pulse Coded Modulation）方式で符号化されている場合は無音圧縮可能と判定する。これ以外の方式で符号化されている場合は無音圧縮否と判定する。更に、有音／無音判定部１０２は、入力されたＩＰパケットに含まれる音声データが無音圧縮可能であった場合に、音声データが有音か否かを判定する。例えば、入力されたＩＰパケットに含まれる音声データの信号レベルを算出し、信号レベルがあらかじめ設定したしきい値以上であった場合は、音声データを有音と判定する。そして、有音／無音判定部１０２は、音声データを有音であると判定した場合、ＩＰパケットをショートパケット組立部１０３へ出力する。

次に、ショートパケット組立部１０３は、有音／無音判定部１０２から入力されたＩＰパケットからショートパケットを作成する。例えば、入力されたＩＰパケットのＩＰ／ＵＤＰ（User Datagram Protocol）／ＲＴＰヘッダから必要な情報のみを抽出してショートパケットのヘッダ情報を作成する。
ショートパケットのヘッダ情報のフォーマットを図２に示す。この図に示すように、ショートパケットのヘッダ情報は、宛先ＶｏＩＰ端末アドレス、シリアル番号、符号化タイプによって構成される。宛先ＶｏＩＰ端末アドレスは、ＩＰパケットを送信するＶｏＩＰ端末のＩＰアドレスであり、シリアル番号は、ＲＴＰヘッダのシーケンス番号（ＳＮ）を基準にして同じ転送先のショートパケットに対して１ずつ増加する数値を付与する。符号化タイプは音声データの符号化方式の種別をコード化したものである。そして、ショートパケット組立部１０３は、ＲＴＰパケットのペイロードをショートパケットのペイロードとし、作成したショートパケットをショートパケット蓄積バッファ１０４に格納する。

一方、有音／無音判定部１０２が音声データを無音であると判定した場合、ＩＰパケットはノイズコード生成部１０５へ出力される。そして、ノイズコード生成部１０５は、入力されたＩＰパケットの音声データに対応するノイズコードを決定し、ノイズコードとＩＰパケットをノイズコード多重部１０６へ出力する。例えば、入力されたＩＰパケットの音声データから音声信号のレベルを算出し、音声信号のレベルに応じてあらかじめ設定されたノイズコードを割り当てるようにする。
次に、ノイズコード多重部１０６は、入力されたＩＰパケットから音声チャネルを識別し、同一の音声チャネルのノイズコードが既に蓄積されているか否かを判定する。そして、同一の音声チャネルのノイズコードが蓄積されていない場合は、入力されたＩＰパケットからショートパケットを新規に作成する。例えば、入力されたＩＰパケットのＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダから必要な情報のみを抽出して図２に示すショートパケットのヘッダ情報を作成する。その際、ショートパケットヘッダの符号化タイプには、ノイズコードに対応するコード情報を格納する。そして、ノイズコード多重部１０６は、入力されたノイズコードをショートパケットのペイロードとして格納する。

また、同一の音声チャネルのノイズコードが既に蓄積されている場合は、既に蓄積されているショートパケットヘッダに含まれる符号化タイプのコード情報を、ノイズコードの多重数に合わせて更新する。例えば、ノイズコードの多重数に対応する形で符号化タイプのコードを定義しておき、ノイズコードが多重化される毎に対応するコード情報を検索して符号化タイプの領域に格納する。そして、図３に示すように、ショートパケットのペイロードの末尾に生成したノイズコードを追加する。

次に、多重化パケット組立部１０７は、ショートパケット蓄積バッファ１０４に蓄積されているショートパケットと、ノイズコード多重部１０６に蓄積されているショートパケットの合計長を算出し、求めた合計長があらかじめ設定したしきい値を越えた場合に、ショートパケット蓄積バッファ１０４に格納されているショートパケットとノイズコード多重部１０６に蓄積されているショートパケットを多重化して多重化パケットを作成する。そして、多重化パケット組立部１０７は、作成した多重化パケットを多重化パケット送信部１０８へ出力し、多重化パケット送信部１０８は、多重化パケットを相手先のパケット多重伝送装置へ送出する。

次に、相手先のパケット多重伝送装置から多重パケットを受信した場合の動作について述べる。この場合、パケット多重伝送装置は、多重化パケット受信部１０９によって相手先のパケット多重伝送装置から送信された多重化パケットを受信し、多重化パケット分解部１１０へ出力する。そして、多重化パケット分解部１１０は、多重化パケット受信部１０９から入力された多重化パケットを個々のショートパケットに分解し、ショートパケット毎に無音圧縮判定部１１１へ出力する。次に、無音圧縮判定部１１１は、多重化パケット分解部１１０から入力されたショートパケットのヘッダ情報を参照し、符号化タイプの領域に格納されているコード情報から、ショートパケットのペイロードがノイズコードか否かを判定する。そして、入力されたショートパケットのペイロードがノイズコードでないと判定した場合、入力されたショートパケットをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。そして、ＩＰパケット組立部１１４は、無音圧縮判定部１１１から入力されたショートパケットからＩＰパケットを作成する。例えば、ショートパケットのヘッダ情報からＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダを生成し、ＲＴＰパケットのペイロードにはショートパケットのペイロードを格納する。

一方、無音圧縮判定部１１１によってショートパケットのペイロードがノイズコードであると判定された場合、無音圧縮判定部１１１は入力されたショートパケットをノイズコード分離部１１２へ出力する。そして、ノイズコード分離部１１２は入力されたショートパケットのヘッダ情報に含まれる符号化タイプを参照し、ノイズコードが多重化されているか否かを判定する。例えば、ノイズコードの多重数に対応する形で符号化タイプのコードを定義しておき、符号化タイプの値から多重数を取得できるようにする。そして、ノイズコードが多重化されていない場合、ノイズコード分離部１１２はショートパケットのノイズコードをノイズ信号生成部１１３に出力し、ショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。また、ノイズコードが多重化されている場合は、まずショートパケットの先頭のノイズコードをノイズ信号生成部１１３へ出力し、ショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。次に、２番目に格納されているノイズコードをノイズ信号生成部１１３へ出力し、ショートパケットヘッダに含まれるシリアル番号を＋１した後、ショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。以降、ノイズコードを１つ出力する毎にショートパケットヘッダに含まれるシリアル番号を＋１して出力する。

次に、ノイズ信号生成部１１３は入力されたノイズコードに対応する音声データを生成する。例えば、各ノイズコードに対応する音声データをあらかじめ用意しておき、入力されたノイズコードに応じた音声データを出力するようにする。次にＩＰパケット組立部１１４は、ノイズコード分離部１１２から出力されたショートパケットヘッダとノイズ信号生成部１１３から出力された音声データからＩＰパケットを作成する。例えば、ショートパケットのヘッダ情報からＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダを作成し、ＲＴＰパケットのペイロードにはノイズ信号生成部１１３から入力された音声データを格納する。
次に、ＩＰパケット組立部１１４は、作成したＩＰパケットをＩＰパケット送信部１１５へ出力し、ＩＰパケット送信部１１５は入力されたＩＰパケットをＶｏＩＰ端末へ送出する。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、同一の音声チャネルのノイズコードが複数存在し、それらのノイズコードが同一のＩＰパケットに多重化される場合に、ノイズコード多重部１０６が、それらのノイズコードを１つのショートパケットとして組み立てることにより、無音と判定した音声データのパケットを伝送する場合において、ヘッダ情報のオーバヘッドの増大を低減することができるため、無音区間での伝送効率が向上するという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態１では、ＶｏＩＰ端末から受信したＩＰパケットを全てショートパケットとして伝送するため、相手先のパケット多重伝送装置はＶｏＩＰ端末に対してＩＰパケットを適切なタイミングで送信することが可能である。

また、この発明の実施の形態１では、有音／無音判定部１０２が、受信したＩＰパケットの音声データがＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１準拠の６４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭ方式で符号化されている場合のみ無音圧縮可能と判定するため、無音圧縮処理の実装が容易に行えるという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態１では、多重化パケット組立部１０７が、ショートパケット蓄積バッファ１０４に蓄積されているショートパケットと、ノイズコード多重部１０６に蓄積されているショートパケットの合計長を多重化の条件としているため、ショートパケットの送出遅延を抑制できるという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態１では、ノイズコードの多重化に関する情報をショートパケットヘッダの符号化タイプのコード情報として保存しているが、ショートパケットヘッダにペイロード長を格納するようにし、ペイロード長の情報によってノイズコードが多重化されていることを示すようにしてもよい。例えば、ノイズコードのサイズを１ｂｙｔｅ固定とし、ショートパケットのペイロード長が１ｂｙｔｅであれば、ノイズコードは多重されていないと判定し、２ｂｙｔｅであれば、２つのノイズコードが多重化されていると判定するようにしてもよい。

また、この発明の実施の形態１では、ノイズコード多重部１０６によってノイズコードを多重化しているが、１つのショートパケットで伝送するノイズコードは１つに限定し、多重化する２番目以降のノイズコードは送信しないようにしてもよい。例えば、新規にショートパケットを作成する際はノイズコードをショートパケットのペイロードとして格納し、ノイズコードを多重化する際は、ショートパケットのペイロードにノイズコードを追加せず、ショートパケットヘッダの符号化タイプの内容のみ更新するようにしてもよい。これにより無音区間での伝送効率が更に向上するという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態１によれば、多重化パケット組立部１０７が、ショートパケット蓄積バッファ１０４に蓄積されているショートパケットと、ノイズコード多重部１０６に蓄積されているショートパケットの合計長を多重化の条件としているが、ショートパケット蓄積バッファ１０４とノイズコード多重部１０６にショートパケットが蓄積されている時間を計測するタイマを用意し、ショートパケットの蓄積されている時間があらかじめ設定したしきい値を越えた場合にショートパケットの多重化を行うようにしてもよい。これにより、ショートパケットの送出遅延を抑制できるという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態１によれば、有音／無音判定部１０２が、受信したＩＰパケットの音声データがＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１準拠の６４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭ方式で符号化されている場合のみ無音圧縮可能と判定しているが、他の方式で符号化されている場合でも無音圧縮可能と判定するようにしてもよい。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、無音と判定した音声データの代わりにノイズコードを多重化して伝送しているが、この実施の形態２は、音声データが無音の場合にショートパケットのヘッダ情報のみを伝送するものである。

図４は、この発明の実施の形態２によるパケット多重伝送装置の構成を示すブロック図である。この図において、ＩＰパケット受信部１０１、有音／無音判定部１０２、ショートパケット組立部１０３、ショートパケット蓄積バッファ１０４、多重化パケット組立部１０７、多重化パケット送信部１０８、多重化パケット受信部１０９、多重化パケット分解部１１０、ＩＰパケット組立部１１４、ＩＰパケット送信部１１５は実施の形態１と同一であるため説明を省略する。

２０１は有音／無音判定部１０２によって無音と判定された音声データのＩＰパケットからショートパケットヘッダを作成し、無音と判定された音声データを含む同一の音声チャネルのＩＰパケットを１つのショートパケットヘッダに多重化する無音パケット多重部、２０２は多重化パケット分解部１１０が分解したショートパケットが無音圧縮されているか否かを判定する無音圧縮判定部、２０３は無音圧縮判定部２０２によって無音圧縮されていると判定されたショートパケットヘッダから、多重化されているショートパケットの情報を抽出する無音パケット分離部である。

次に動作について説明する。
まず、パケット多重伝送装置がＶｏＩＰ端末からＩＰパケットを受信した場合の動作について述べる。なお、入力されたＩＰパケットの音声データが有音／無音判定部１０２によって有音であると判定された場合の動作は実施の形態１と同一であるため説明を省略する。

入力されたＩＰパケットの音声データが有音／無音判定部１０２によって無音であると判定された場合、有音／無音判定部１０２は、入力されたＩＰパケットを無音パケット多重部２０１へ出力する。そして、無音パケット多重部２０１は、入力されたＩＰパケットから音声チャネルを識別し、同一の音声チャネルのショートパケットが既に蓄積されているか否かを判定する。そして、同一の音声チャネルのショートパケットが蓄積されていない場合は、入力されたＩＰパケットからショートパケットを新規に作成する。例えば、入力されたＩＰパケットのＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダから必要な情報のみを抽出して図２に示すショートパケットのヘッダ情報を作成する。その際、ショートパケットヘッダの符号化タイプには、あらかじめ定義した無音の音声データに対応するコード情報を格納する。なお、無音パケット多重部２０１は、ショートパケットのペイロードには何も格納しない。

また、同一の音声チャネルのショートパケットが既に蓄積されている場合は、既に蓄積されているショートパケットヘッダに含まれる符号化タイプのコード情報を無音の音声データの多重数に合わせて更新する。例えば、無音の音声データの多重数に対応する形で符号化タイプのコード情報を定義しておき、無音の音声データが多重化される毎に対応するコード情報を検索して符号化タイプの領域に格納する。そして、ショートパケットのペイロードには何も追加しない。

次に、多重化パケット組立部１０７は、ショートパケット蓄積バッファ１０４に蓄積されているショートパケットと、無音パケット多重部２０１に蓄積されているショートパケットの合計長を算出し、求めた合計長があらかじめ設定したしきい値を越えた場合、ショートパケット蓄積バッファ１０４に格納されているショートパケットと無音パケット多重部２０１に蓄積されているショートパケットを多重化して多重化パケットを作成する。そして、多重化パケット組立部１０７は、作成した多重化パケットを多重化パケット送信部１０８へ出力し、多重化パケット送信部１０８は、多重化パケットを相手先のパケット多重伝送装置へ送出する。

次に、相手先のパケット多重伝送装置から多重パケットを受信した場合の動作について述べる。なお、多重化パケット受信部１０９および多重化パケット分解部１１０の動作は実施の形態１と同一であるため説明を省略する。
無音圧縮判定部２０２は、多重化パケット分解部１１０から入力されたショートパケットのヘッダ情報を参照し、符号化タイプの領域に格納されているコード情報を検査して、ショートパケットが無音の音声データか否かを判定する。そして、入力されたショートパケットが無音の音声データでないと判定した場合は、入力されたショートパケットをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。そして、ＩＰパケット組立部１１４は、無音圧縮判定部２０２から入力されたショートパケットのヘッダ情報からＩＰパケットを作成する。例えば、ショートパケットのヘッダ情報からＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダを生成し、ＲＴＰパケットのペイロードにはショートパケットのペイロードを格納する。

一方、無音圧縮判定部２０２によってショートパケットが無音の音声データであると判定された場合、無音圧縮判定部２０２は入力されたショートパケットを無音パケット分離部２０３へ出力する。そして、無音パケット分離部２０３は入力されたショートパケットのヘッダ情報から符号化タイプを参照し、無音の音声データが多重化されているか否かを判定する。例えば、無音の音声データの多重数に対応する形で符号化タイプのコードを定義しておき、符号化タイプの値から多重数を取得できるようにする。無音の音声データが多重化されていない場合、無音パケット分離部２０３は、あらかじめ用意した無音出力用の音声データと、ショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。また、無音の音声データが多重化されている場合は、まずあらかじめ用意した無音出力用の音声データと、入力されたショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。次に、同じ無音出力用の音声データと、シリアル番号を＋１したショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。以降、無音出力用の音声データを１つ出力する毎にショートパケットヘッダに含まれるシリアル番号を＋１してＩＰパケット組立部１１４へ出力する。
なお、ＩＰパケット組立部１１４およびＩＰパケット送信部１１５の動作は実施の形態１と同一であるため説明を省略する。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、同一の音声チャネルで無音と判定された音声データが複数存在し、それらの音声データが同一のＩＰパケットに多重化される場合に、無音パケット多重部２０１が、それらの音声データを１つのショートパケットとして組み立てることにより、無音と判定した音声データのパケットを伝送する場合において、ヘッダ情報のオーバヘッドの増大を低減することができるため、無音区間での伝送効率が向上するという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態２では、ＶｏＩＰ端末から受信したＩＰパケットを全てショートパケットとして伝送するため、相手先のパケット多重伝送装置はＶｏＩＰ端末に対してＩＰパケットを適切なタイミングで送信することが可能である。

また、この発明の実施の形態２では、無音と判定された音声データを含むＩＰパケットをショートパケットに変換する際に、ショートパケットヘッダのみを伝送するため、無音区間での伝送効率が向上するという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態２によれば、多重化パケット組立部１０７が、ショートパケット蓄積バッファ１０４に蓄積されているショートパケットと、無音パケット多重部２０１に蓄積されているショートパケットの合計長を多重化の条件としているが、ショートパケット蓄積バッファ１０４と無音パケット多重部２０１にショートパケットが蓄積されている時間を計測するタイマを用意し、ショートパケットの蓄積されている時間があらかじめ設定したしきい値を越えた場合にショートパケットの多重化を行うようにしてもよい。これにより、ショートパケットの送出遅延を抑制できるという効果が得られる。

実施の形態３．
上記実施の形態１および実施の形態２では、無音と判定した音声データが含まれるＩＰパケットをショートパケットに変換する方法は固定されているが、この実施の形態３は、伝送路の負荷に応じてショートパケットに変換する方法を変更するものである。

図５は、この発明の実施の形態３によるパケット多重伝送装置の構成を示すブロック図である。この図において、ＩＰパケット受信部１０１、有音／無音判定部１０２、ショートパケット組立部１０３、ショートパケット蓄積バッファ１０４、ノイズコード生成部１０５、多重化パケット組立部１０７、多重化パケット分解部１１０、ノイズ信号生成部１１３、ＩＰパケット組立部１１４、ＩＰパケット送信部１１５は実施の形態１と同一であるため説明を省略する。

３０１はノイズコード生成部１０５が生成したノイズコードと、ノイズコードに変換した音声データのＩＰヘッダからショートパケットを作成し、伝送路の負荷が低い場合は同一の音声チャネルのノイズコードを１つのショートパケットに多重化し、伝送路の負荷が高い場合は多重化情報のみを１つのショートパケットヘッダに格納するノイズコード／無音パケット多重部、３０２は、多重化パケット組立部１０７が作成した多重化パケットを相手先のパケット多重伝送装置へ送出し、送信したデータ量を出力する多重化パケット送信部である。

３０３は相手先のパケット多重伝送装置から送信される多重化パケットを受信し、受信したデータ量を出力する多重化パケット受信部、３０４は多重化パケット分解部１１０が分解したショートパケットが無音圧縮されているか否かを判定する無音圧縮判定部、３０５は無音圧縮判定部３０４によって無音圧縮されていると判定されたショートパケットにノイズコードが含まれているか否かを判定し、ノイズコードが含まれている場合は多重化されているノイズコードを個々のノイズコードに分離するノイズコード／無音パケット分離部、３０６は多重化パケット送信部３０２からの送信データ量と多重化パケット受信部３０３からの受信データ量から伝送路の負荷を算出し、伝送路の負荷が高いと判定した場合にノイズコード／無音パケット多重部３０１に対してノイズコードの伝送を抑制する信号を出力する伝送路負荷制御部である。

次に動作について説明する。
まず、パケット多重伝送装置がＶｏＩＰ端末からＩＰパケットを受信した場合の動作について述べる。なお、伝送路負荷制御部３０６がノイズコード／無音パケット多重部３０１に対してノイズコードの伝送を抑制する信号を出力していない場合の動作は、多重化パケット送信部３０２を除いて全て実施の形態１と同一であるため、説明を省略する。この場合ノイズコード／無音パケット多重部３０１はノイズコード多重部１０６と同一の動作になる。また、伝送路負荷制御部３０６がノイズコード／無音パケット多重部３０１に対してノイズコードの伝送を抑制する信号を出力している場合の動作は、多重化パケット送信部３０２を除いて全て実施の形態２と同様であるため、説明を省略する。この場合ノイズコード／無音パケット多重部３０１は無音パケット多重部２０１と同様の動作を行う。
なお、多重化パケット送信部３０２は、多重化パケット組立部１０７が作成した多重化パケットを相手先のパケット多重伝送装置へ送出し、送出したデータ量を伝送路負荷制御部３０６へ出力する。

次に、相手先のパケット多重伝送装置から多重パケットを受信した場合の動作について述べる。この場合、パケット多重伝送装置は、多重化パケット受信部３０３によって相手先のパケット多重伝送装置から送信された多重化パケットを受信し、多重化パケット分解部１１０へ出力する。また、多重化パケット受信部３０３は、受信したＩＰパケットのデータ量を伝送路負荷制御部３０６へ出力する。次に、多重化パケット分解部１１０は、多重化パケット受信部３０３から入力された多重化パケットを個々のショートパケットに分解し、ショートパケット毎に無音圧縮判定部３０４へ出力する。
無音圧縮判定部３０４は、多重化パケット分解部１１０から入力されたショートパケットのヘッダ情報の符号化タイプに格納されているコード情報を検査して、無音と判定された音声データであるか否かを判定する。そして、入力されたショートパケットが無音と判定された音声データではないと判定した場合は、入力されたショートパケットをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。

一方、無音圧縮判定部３０４によってショートパケットが無音の音声データであると判定された場合、無音圧縮判定部３０４は入力されたショートパケットをノイズコード／無音パケット分離部３０５へ出力する。そして、ノイズコード／無音パケット分離部３０５は入力されたショートパケットのヘッダ情報に含まれる符号化タイプを参照し、ショートパケットにノイズコードが含まれているか否かを判定する。例えば、ノイズコードを格納する場合の多重数とノイズコードを格納しない場合の多重数をそれぞれ異なる符号化タイプのコード情報として定義しておき、符号化タイプの値からノイズコードの有無と多重数を取得できるようにする。

そして、ショートパケットにノイズコードが含まれており、ノイズコードが多重化されていない場合、ノイズコード／無音パケット分離部３０５はショートパケットのノイズコードをノイズ信号生成部１１３に出力し、ショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。また、ノイズコードが多重化されている場合は、まずショートパケットの先頭のノイズコードをノイズ信号生成部１１３へ出力し、ショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。次に、２番目に格納されているノイズコードをノイズ信号生成部１１３へ出力し、ショートパケットヘッダに含まれるシリアル番号を＋１した後、ショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。以降、ノイズコードを１つ出力する毎にショートパケットヘッダに含まれるシリアル番号を＋１して出力する。

また、ショートパケットにノイズコードが含まれておらず、音声データが多重化されていない場合、ノイズコード／無音パケット分離部３０５は、あらかじめ用意したノイズコードをノイズ信号生成部１１３に出力し、ショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。また、音声データが多重化されている場合は、まずあらかじめ用意したノイズコードをノイズ信号生成部１１３へ出力し、入力されたショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。次に、再度同じノイズコードをノイズ信号生成部１１３へ出力し、ショートパケットヘッダに含まれるシリアル番号を＋１した後、ショートパケットヘッダをＩＰパケット組立部１１４へ出力する。以降、ノイズコードを１つ出力する毎にショートパケットヘッダに含まれるシリアル番号を＋１して出力する。

次に、伝送路負荷制御部３０６の動作について述べる。伝送路負荷制御部３０６は、多重化パケット送信部３０２から入力される送信データ量と多重化パケット受信部３０３から入力される受信データ量を監視し、送信データ量と受信データ量の合計があらかじめ定めたしきい値以上となった場合に、ノイズコード／無音パケット多重部３０１に対して、ノイズコードの伝送を抑制する信号を出力する。そして、送信データ量と受信データ量の合計があらかじめ定めたしきい値未満となった場合に、ノイズコード／無音パケット多重部３０１に対して、ノイズコードの伝送を抑制する信号の出力を停止する。
なお、ＩＰパケット組立部１１４およびＩＰパケット送信部１１５の動作は実施の形態１と同一であるため説明を省略する。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、同一の音声チャネルのノイズコードが複数存在し、それらのノイズコードが同一のＩＰパケットに多重化される場合に、ノイズコード／無音パケット多重部３０１が、それらのノイズコードを１つのショートパケットとして組み立てることにより、無音と判定した音声データのパケットを伝送する場合において、ヘッダ情報のオーバヘッドの増大を低減することができるため、無音区間での伝送効率が向上するという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態３によれば、同一の音声チャネルで無音と判定された音声データが複数存在し、それらの音声データが同一のＩＰパケットに多重化される場合に、ノイズコード／無音パケット多重部３０１が、それらの音声データを１つのショートパケットヘッダとして組み立てることにより、無音と判定した音声データのパケットを伝送する場合において、ヘッダ情報のオーバヘッドの増大を低減することができるため、無音区間での伝送効率が向上するという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態３では、ＶｏＩＰ端末から受信したＩＰパケットを全てショートパケットとして伝送するため、相手先のパケット多重伝送装置はＶｏＩＰ端末に対してＩＰパケットを適切なタイミングで送信することが可能である。

また、この発明の実施の形態３では、伝送路の負荷に応じて伝送路負荷制御部３０６が、無音と判定した音声データをショートパケットに変換する方法を切り替えるため、伝送路の輻輳を抑制できるという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態３では、ノイズコードの多重化に関する情報をショートパケットヘッダの符号化タイプのコード情報として保存しているが、ショートパケットヘッダにペイロード長を格納するようにし、ペイロード長の情報によってノイズコードが多重化されていることを示すようにしてもよい。例えば、ノイズコードのサイズを１ｂｙｔｅ固定とし、ショートパケットのペイロード長が１ｂｙｔｅであれば、ノイズコードは多重されていないと判定し、２ｂｙｔｅであれば、２つのノイズコードが多重化されていると判定するようにしてもよい。

また、この発明の実施の形態３では、ノイズコード／無音パケット多重部３０１によってノイズコードを多重化しているが、伝送路負荷制御部３０６によって伝送路の負荷が増大したと判定された場合に、１つのショートパケットで伝送するノイズコードを１つに限定し、多重化する２番目以降のノイズコードは送信しないようにしてもよい。例えば、新規にショートパケットを作成する際はノイズコードをショートパケットのペイロードとして格納し、ノイズコードを多重化する際は、ショートパケットのペイロードにノイズコードを追加せず、ショートパケットヘッダの符号化タイプの内容のみ更新するようにしてもよい。これにより伝送路の負荷に応じてな伝送方法を選択できるという効果が得られる。

また、この発明の実施の形態３によれば、多重化パケット組立部１０７が、ショートパケット蓄積バッファ１０４に蓄積されているショートパケットと、ノイズコード／無音パケット多重部３０１に蓄積されているショートパケットの合計長を多重化の条件としているが、ショートパケット蓄積バッファ１０４とノイズコード／無音パケット多重部３０１にショートパケットが蓄積されている時間を計測するタイマを用意し、ショートパケットの蓄積されている時間があらかじめ設定したしきい値を越えた場合にショートパケットの多重化を行うようにしてもよい。これにより、ショートパケットの送出遅延を抑制できるという効果が得られる。

この発明のパケット多重伝送装置をＶｏＩＰ機器の音声信号などをパケット化して多重化し、伝送するＤＣＭＥ（Digital Circuit Multiplication Equipment：ディジタル回線多重化装置）に適用することで、ＤＣＭＥはパケット数の削減と伝送効率の向上が可能となる。

この発明の実施の形態１によるパケット多重伝送装置の構成を示すブロック図である。ショートパケットのヘッダ情報のフォーマット図である。多重化されたショートパケットのフォーマット図である。この発明の実施の形態２によるパケット多重伝送装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態３によるパケット多重伝送装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０１；ＩＰパケット受信部、１０２；有音／無音判定部、１０３；ショートパケット組立部、１０４；ショートパケット蓄積バッファ、１０５；ノイズコード生成部、１０６；ノイズコード多重部、１０７；多重化パケット組立部、１０８；多重化パケット送信部、１０９；多重化パケット受信部、１１０；多重化パケット分解部、１１１；無音圧縮判定部、１１２；ノイズコード分離部、１１３；ノイズ信号生成部、１１４；ＩＰパケット組立部、１１５；ＩＰパケット送信部、２０１；無音パケット多重部、２０２；無音圧縮判定部、２０３；無音パケット分離部、３０１；ノイズコード／無音パケット多重部、３０２；多重化パケット送信部、３０３；多重化パケット受信部、３０４；無音圧縮判定部、３０５；ノイズコード／無音パケット分離部、３０６；伝送路負荷制御部。

Claims

端末装置から受信されたパケットに含まれる音声データの有音／無音を判定する有音／無音判定手段、
有音／無音判定手段によって有音と判定されたパケットの情報からショートパケットを組み立てるショートパケット組立手段、
ショートパケット組立手段によって組み立てられたショートパケットを蓄積するショートパケット蓄積手段、
有音／無音判定手段によって無音と判定されたパケットに含まれる音声データからノイズコードを生成するノイズコード生成手段と、
有音／無音判定手段によって無音と判定されたパケットとノイズコード生成手段が生成したノイズコードの情報からショートパケットの組立ておよびノイズコードの多重化を行うショートパケット多重手段、
ショートパケット蓄積手段およびショートパケット多重手段に蓄積されているショートパケットを多重化する多重化パケット組立手段、
多重化パケット組立手段が組み立てたパケットを相手先のパケット多重伝送装置に送信する多重化パケット送信手段、
相手先のパケット多重伝送装置からのパケットを分解して多重化されているショートパケットを取り出す多重化パケット分解手段、
多重化パケット分解手段が取り出したショートパケットが無音圧縮されているか否かを判定する無音圧縮判定手段、
無音圧縮判定手段によって無音圧縮されていると判定されたショートパケットを分解して多重化されているノイズコードを取り出すショートパケット分離手段、
ショートパケット分離手段により取り出されたノイズコードから音声データを生成するノイズ信号生成手段、
無音圧縮判定手段で無音圧縮されていないと判定されたショートパケット、ショートパケット分離手段からのショートパケットヘッダ、ノイズ信号生成手段から音声データを用いて端末装置へ送信するパケットを組み立てるパケット組立手段、
パケット組立手段が組み立てたパケットを端末装置へ送信するパケット送信手段
を備えたパケット多重伝送装置。
上記有音／無音判定手段が、有音／無音の判定を特定の符号化方式に対してのみ行うことを特徴とする請求項１に記載のパケット多重伝送装置。
上記多重化パケット組立手段が、ショートパケット蓄積手段に蓄積されているショートパケットの合計長を算出し、ショートパケットの合計長があらかじめ定められたしきい値を越えた場合にショートパケットの多重化を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のパケット多重伝送装置。
上記多重化パケット組立手段が、ショートパケット蓄積手段にショートパケットが蓄積されている時間を計測するタイマを備え、ショートパケットの蓄積されている時間があらかじめ定められたしきい値を越えた場合にショートパケットの多重化を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパケット多重伝送装置。