JP4706593B2

JP4706593B2 - パケット信号受信装置

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Publication number: JP4706593B2
Application number: JP2006221653A
Authority: JP
Inventors: 和久原田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2006-08-15
Filing date: 2006-08-15
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2026-08-15
Also published as: JP2008048140A

Description

本発明は、パケット信号の伝送において発生するジッタによる影響を排除して、受信パケット信号に含まれるＴＤＭ（時分割多重）信号などの情報データ信号（以下単にＴＤＭ信号という）を正確に抽出するパケット信号受信装置に関する。

ＴＤＭ信号をパケット化して送受信するシステムでは、送信側で連続するＴＤＭ信号を一定周期で（例えば１０フレーム毎に）パケット化して等時間間隔で送信しても、伝送路上に発生する遅延変動等の揺らぎ（以下、単に“ジッタ”という）の影響によって、受信側では送信されたパケットを等間隔に受信することができない。それ故、このような送受信システムでは受信側の装置において、例えば、特許文献１乃至４に示すようなジッタによる影響を吸収するためのバッファ（以下、単に“ジッタバッファ”という）を設けて、これに受信データを一時的に蓄積して受信パケットの時間間隔を補正する必要がある。

例えば、図１のタイムチャートに示すように、ＴＤＭ信号のパケット化周期が１０ｍｓでジッタバッファの容量を２０ｍｓに設定した場合、ジッタバッファに２０ｍｓ分の受信データが蓄積された時点でジッタバッファからＴＤＭ信号の出力が開始される（図１のＢ点）。かかるジッタバッファの出力開始点をジッタバッファの動作ポイントと言い、具体的には、図１に示される受信時刻カウンタにおいてカウント値「２２」の位置となる（図１のＡ点）。これ以降、ジッタバッファは、１０ｍｓ毎に受信パケットに重畳されたデータを連続したＴＤＭ信号として順次出力する。

ところで、パケットによる伝送データが音声信号等に関するデータであれば、近似データや無音データを挿入或いは削除することによって、ジッタバッファの動作ポイントを動的に調整することが可能である。しかしながら、デジタルデータのＴＤＭ信号のように連続したデータ時系列の場合は、動作ポイント調整用のデータを挿入・削除することができないため一度決定された動作ポイントを変更することが困難になる。

したがって、従来の送受信するシステムでは、ジッタバッファの動作ポイントが決定された後に受信装置への受信パケットの到達遅延時間が増大すると、受信データのジッタバッファへの書き込みがジッタバッファの動作ポイント、即ち、ジッタバッファからのデータの読み出すタイミングに間に合わず、結果的に受信データの消失が発生する。

例えば、図１のタイムチャートのＣ点では、ジッタバッファからパケット・シーケンス番号がＮｏ．９のＴＤＭ信号を出力する際に、その動作ポイントを過ぎた後にシーケンス番号Ｎｏ．９のパケットが到達しているため、同受信パケットに重畳されたデータの消失を招いている。同じくＤ点のシーケンス番号Ｎｏ．１１のＴＤＭ信号についても同様のエラーが生じている。一方、逆に、受信パケットの到達遅延時間が極端に減少すると、ジッタバッファのオーバフローが発生し易くなるという問題が生ずるおそれもある。
特開２００２−２７１３９１号公報特開２００４−２７４５７２号公報特開２００５−０６４８７３号公報特表２００５−５０３０５７号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ジッタによる影響を排除して受信パケットに含まれるＴＤＭ信号を正確に抽出し得るパケット信号受信装置を提供する。

本発明は、伝送路を介して到来した複数のパケットを受信して受信パケットの各々に所定パケット化周期にてパケット化されて含まれる主信号データを抽出するパケット受信装置であって、前記受信パケットの各々から受信パケット番号及び受信シーケンス番号及び主信号データを抽出する抽出回路と、動作指令に応じて前記主信号データを書き込みかつ当該書き込まれた主信号データを読み出すジッタバッファと、前記受信シーケンス番号と基準クロックを所定カウント周期にてカウントして得られる基準カウント値とによって前記受信パケットの受信時刻の変動を測定してその測定値の平均値を演算して得られる演算平均値に基づいて現在動作ポイントを得てこれに従って前記動作指令を生成するジッタバッファ制御部とを含み、前記ジッタバッファは、複数の面を有し、前記面の各々に、互いに異なるパケット時系列に属する前記受信パケットを書き込み得るようになっており、前記ジッタバッファ制御部は、前記演算平均値に基づいてパケット受信期待位置を生成するパケット受信期待位置生成部と、前記パケット受信期待位置と前記パケット時系列毎に定まるジッタバッファ設定値とに基づいてパケット待ち受け範囲を設定する待ち受け範囲設定部と、前記受信パケットの受信タイミングが前記パケット待ち受け範囲内にある場合に限って前記受信期待位置と前記ジッタバッファ設定値によって定まるジッタバッファ書込みフレーム位置にて前記動作指令を前記面ごとに生成する動作制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によるパケット信号受信装置の第１の実施例を図２に示す。

同図において、パケットヘッダ抽出部２１は、受信したパケットから当該パケットに含まれるＴＤＭ信号である主信号部と、当該パケットのシーケンス番号及びパケット番号を含むヘッダ部とを分離・抽出する回路である。ここでパケット番号とは、一連の情報（例えば同一の情報源からの情報）を担うパケットを識別する識別番号であり、シーケンス番号とは、パケット番号毎のパケット群のパケットの現出順を示す番号である。

また、パケット状態メモリ部２２は、受信したパケットに対する本装置の処理状態を記憶するメモリ回路である。本実施例では、かかるパケットに対する処理状態として、初期状態、平均値測定中、及び平均値測定完了の３つの状態が定められており、各々の処理状態は以下のように定義されてこれを表わす情報データがメモリ部２２に書き込まれる。

（１）初期状態：一連のパケット信号の未受信状態を示す。

（２）平均値測定中：受信パケットの到達時刻の平均値を測定中の状態を示す。

（３）平均値測定完了：受信パケットの到達時刻の平均値測定が終了した状態を示す。

受信時刻カウンタ部２３（以下、単に“カウンタ部２３”という）は、本装置内の基準クロックで動作するカウンタ回路であり、受信したパケットの時刻をカウント・表示する。
差分演算／平均値測定部２４（以下、単に“演算部２４”という）は、カウンタ部２３のカウント値と、受信したパケットのシーケンス番号とを用いて後述する差分演算を実施して、受信パケットの到達遅延時間の平均値を算出する回路である。

なお、受信パケットのシーケンス番号とは、上記図１のタイムチャート中に示される如く、パケット化周期毎にインクリメントされる同一パケット番号のパケット群中の現出順序を示す番号であり、上記の差分演算とは、
Ｘ＝Ｃｎ−Ｐｎ×（Ｔ１÷Ｔ２）（数式１）
なる演算をいうものとする。ここで、
Ｘ：差分演算結果
Ｃｎ：カウンタ部２３のカウント値
Ｐｎ：受信パケットのシーケンス番号
Ｔ１：パケット化周期（本実施例では１０ｍｓ）
Ｔ２：カウンタ部２３のカウント周期（本実施例では１ｍｓ）
を示すものとする。但し、上記のＴ１並びにＴ２の値は説明の為の一例であって、本発明の実施がこのような実施例中の数値に限定されるものではないことは言うまでもない。

一方、パケット・シーケンス番号判定部２５（以下、単に“判定部２５”という）は、受信したパケットのシーケンス番号が後述する期待値の範囲内にあるか否かを判定する回路である。すなわち、同回路では、上記の初期状態で受信したパケットのシーケンス番号をパケット化周期毎にインクリメントした値Ｐ０ｎを中心とする±Ｋの範囲を期待値と定めて、受信パケットのシーケンス番号Ｐｎが当該範囲内にあるか否かを判定する。すなわちＰ０ｎ−Ｋ≦Ｐｎ≦Ｐ０ｎ＋Ｋが成立すればＰｎが期待値範囲内にある。なお、Ｋの値は、伝送路やネットワークにおけるジッタ量に応じて適宜設定することができ、また、後述するジッタバッファの遅延量に連動させて調整することもできる。

また、平均値メモリ部２６は、上記の差分演算結果Ｘと演算回数の値Ｎとを格納するメモリ回路である。

ジッタバッファ制御部２７は、ジッタバッファへのデータの書き込み、或いはジッタバッファからのデータの読み出しを制御する回路である。ジッタバッファ部２８は、ジッタバッファ制御部２７の制御の基でパケットヘッダ抽出部２１から順次供給される受信パケットの主信号を、例えば、ＦＩＦＯ等のメモリに逐次書き込み、これを連続した時系列のＴＤＭ信号として順次読み出す回路である。

次に、図２に示すパケット信号受信装置の動作について、図３の動作フローチャートを参照しつつ説明する。

本装置において、パケット信号の受信が開始されると図３のフローチャートに示される処理動作が起動される。先ず、同図のステップＳ３０１において、パケットヘッダ抽出部２１により受信パケットからそのヘッダ部が抽出され、該抽出されたヘッダ部に含まれるパケット番号をパケット状態メモリ部２２の検索アドレスとしての同メモリの内容が読み出される。

上述した如く、パケット状態メモリ部２２の内容には、初期状態、平均値測定中、及び平均値測定完了の３つの状態が記録されており、読み出された内容に応じて以下のような動作が実行される。
（１）初期状態の場合
パケット状態メモリ部２２の内容が初期状態の場合は、図３のフローチャートのステップＳ３０２を介してステップＳ３０３に至り、演算部２４において、上述の数式１に示される差分演算処理が実行される。すなわち、カウンタ部２３のカウント値Ｃｎと、受信パケットのヘッダから抽出されたシーケンス番号Ｐｎからから差分演算結果Ｘが算出されて、平均値メモリ部２６の該当記憶エリアにかかる差分演算結果Ｘと測定回数Ｎが書き込まれる（ステップＳ３０４）。なお、この場合は初期状態であるので、当然に測定回数ＮはＮ＝１となる。

演算部２４においてかかる処理が為されると、次のステップＳ３０５に移行してパケット状態メモリ部２２の内容が「初期状態」から「平均値測定中」に遷移されて、パケット信号の受信に伴う一連の処理が終了する。
（２）平均値測定中の場合
パケット状態メモリ部２２の内容が平均値測定中の場合は、図３のフローチャートのステップＳ３０２、及びＳ３０６を介してステップＳ３０７に至り、判定部２５によって、受信したパケットのシーケンス番号Ｐｎが上記の期待値、即ち初期状態で受信したパケットのシーケンス番号をインクリメントした値Ｐ０ｎを中心とする±Ｋの範囲内に収まっているか否かが判定される。

ステップＳ３０７において、受信パケットのシーケンス番号が期待値の範囲内を逸脱しているときは、ステップＳ３０８に移行してパケット状態メモリ部２２の内容が「平均値測定中」から「初期状態」に遷移されて、パケット信号の受信に伴う一連の処理が終了する。

一方、受信パケットのシーケンス番号が期待値の範囲内に収まっていれば、かかるパケットのパケット番号を検索アドレスとして平均値メモリ部２６から関連データが読み出され、上述の数式１による差分演算処理が実行される（ステップＳ３０９）。ステップＳ３０９の差分演算処理が終了すると、かかる演算結果Ｘを前回行われた演算結果に加算した値と、測定回数Ｎをインクリメントした値「Ｎ＋１」が平均値メモリ部２６に書き込まれる（ステップＳ３１０）。

その後、ステップＳ３１１に移行して、インクリメントした測定回数が予め設定された設定値Ｎｍａｘに到達したか否かが判断され、測定回数がかかる設定値に到達していると判断されたときは、演算部２４によって、差分演算結果の累積加算値ΣＸをＮｍａｘで割
り平均値Ｘｍを算出する
Ｘｍ＝ΣＸ／Ｎｍａｘ（数式２）
平均値算出処理が実行される（ステップＳ３１２）。

そして、かかる平均値Ｘｍの算出結果がパケット状態メモリ部２２の所定エリアに書き込まれると共に、パケット状態メモリ部２２の内容が「平均値測定中」から「平均値測定完了」に遷移されて一連の処理が終了する。

一方、上記のステップＳ３１１において、測定回数が予め設定された設定値に到達していないと判定されたときは、ステップＳ３１４に移行してパケット状態メモリ部２２の内容を「平均値測定中」に維持したまま一連の処理が終了する。
（３）平均値測定完了の場合
パケット状態メモリ部２２の内容が平均値測定完了の場合は、図３のフローチャートのステップＳ３０２、及びＳ３０６を介してステップＳ３１５に至り、パケット状態メモリ部２２に格納されている平均値Ｘｍの算出結果に基づいて、ジッタバッファ制御部２７によってジッタバッファ２８への制御処理を実行される。

ジッタバッファ制御部２７は、これ以降ジッタバッファ２８の状態を監視する。そして、ジッタバッファ２８へのデータ書き込みの失敗を意味する、いわゆるパケットロスが一定時間検出されなければ、動作ポイントが適切であると判定してパケット信号受信装置の平常時の運用状態に移行する（ステップＳ３１６）。

一方、ステップＳ３１６において、一定時間内にパケットロスが検出された場合は、パケット状態メモリ部２２の内容が「平均値測定完了」から「初期状態」に遷移されて一連の処理が終了する。

次に、本装置の動作を図４に示す動作タイムチャートに基づいて説明する。なお、図中の「シーケンス番号×１０」とは、上述した数式１の「Ｐｎ×（Ｔ１÷Ｔ２）」に相当する部分を示すものである。

同図において、例えば、シーケンス番号Ｎｏ．４の受信パケットの場合、差分演算結果Ｘは、
Ｘ＝Ｃｎ−Ｐｎ×（Ｔ１÷Ｔ２）
＝４１−４×（１０ｍｓ÷１ｍｓ）
＝４１−４０＝１
となる。

また、図４に示される事例では平均値の測定回数の設定値Ｎｍａｘは、
Ｎｍａｘ＝８
に設定されているものと仮定する。従って、シーケンス番号Ｎｏ．８の受信パケットの受信までに、到達遅延時間測定の差分演算が８回実施されて累積差分演算結果として
ΣＸ＝（−８）＋（−８）＋（−８）＋（１）＋（７）＋（７）＋（９）＋（８）
＝８
が算出される。そして、８回目の差分演算が終了した段階で平均値測定完了の状態となり、数式２に基づいて平均値Ｘｍが
Ｘｍ＝ΣＸ÷Ｎｍａｘ＝８÷８＝１
として算出される。

平均値の測定完了後、本装置は運用状態に移行して、ジッタバッファの動作ポイントＰＤが決定される。因みに、かかる動作ポイントＰＤは、
ＰＤ＝Ｐｎ×（Ｔ１÷Ｔ２）＋Ｘｍ＋ＪＢ（数式３）
なるアルゴリズムによって求められるものとする。ここで、
Ｐｎ：受信パケットのシーケンス番号
Ｔ１：パケット化周期（本実施例では１０ｍｓ）
Ｔ２：カウンタ部２３のカウント周期（本実施例では１ｍｓ）
Ｘｍ：平均値
ＪＢ：ジッタバッファ容量（単位はｍｓ）
とする。

したがって、運用状態に移行した直後のシーケンス番号Ｎｏ．９の場合、ジッタバッファの動作ポイントＰＤは、
ＰＤ＝９×（１０ｍｓ÷１ｍｓ）＋１＋２０＝１１１
となって、受信時刻カウンタのカウント値「１１１」、即ち図４に示されるＡ点となる。

以上に説明したように、本実施例によれば、受信パケットの到着遅延時間の平均値測定機能を設けて、ネットワークや伝送路上のジッタ特性を解析することにより、最適なジッタバッファの動作ポイントを決定することができるので、データ損失の低減、即ち伝送品質の向上を図ることが可能となる。

また、伝送路やネットワークの品質に応じて、平均値を算出するまでの受信パケットの遅延時間の測定回数を調整することにより、より適切なジッタバッファの動作ポイントを決定することができる。

次に、本発明によるパケット信号受信装置の第２の実施例について説明を行う。

一般に、ＴＤＭ信号内の複数のチャネルデータ（例えば、最大Ｎチャネル）を、任意のサイズ（例えば、最大Ｍサイズ）でパケット化する送受信システムでは、伝送路上でパケット毎に発生するジッタを吸収するため、パケット時系列毎（チャネル毎）にジッタバッファと同ジッタバッファの制御回路等を受信装置に備えなければならない。特に、ジッタバッファの読み出し側においては、各パケットで異なる動作ポイントや、ジッタバッファ設定値（ジッタバッファ容量）を考慮して、ジッタバッファからのデータの読み出しをＴＤＭ信号の位相に合うように制御する必要がある。

このため、上記の送受信システムでは、受信装置側に最大Ｍサイズが格納可能なジッタバッファを最大Ｎ個必要とし、さらに同数のジッタバッファ制御回路を必要とする。したがって、ＴＤＭ信号のチャネル数の増加及びパケット数の増加に伴い、パケット受信装置におけるジッタバッファ部分の回路規模が飛躍的に増加するという問題があった。

本実施例は、第１実施例において説明した受信パケットの到着遅延時間の平均値測定結果を利用して、複数種別の受信パケットのデータについて、ＴＤＭ信号の該当するチャネル位置に書き込む処理を実行するパケット受信装置に関するものである。

なお、ジッタバッファへのデータの書き込み側でＴＤＭ信号の配列に変換することによって、ジッタバッファの読み出し側において一定の位相でデータの読み出しが可能となる。また、書き込み側では、パケットの受信時にのみ演算処理を実行すれば良いので書込み制御回路が１つ有れば良く、ジッタバッファへのデータの書込み制御回路の規模を縮小することができる。

先ず、本実施例によるパケット信号受信装置の構成を、図５のブロック図に基づいて説明する。

同図において、パケットヘッダ抽出部５１は、受信したパケットから当該パケットにパケット化されたＴＤＭ信号である主信号部と、当該パケットのシーケンス番号及びパケット番号を含むヘッダ部とを分離・抽出する回路である。

また、パケット状態メモリ部５２は、受信したパケットに対する本装置の処理状態を記憶するメモリ回路である。本実施例では、かかるパケットに対する処理状態として、初期状態、平均値測定中、及び平均値測定完了の３つの状態が定められており、各々の処理状態は以下のように定義される。

受信パケット平均時間測定部５３（以下、単に“測定部５３”という）は、受信したパケットのシーケンス番号と受信時刻カウンタのカウント値からパケットの受信到着時刻の平均値を測定して、各パケットのジッタバッファの動作ポイントを決定する回路である。なお、同回路に関する構成並びに動作の詳細については、上述の第１の実施例に説明した通りである。

装置内カウンタ部５４は、本装置内の基準クロックで動作するカウンタ回路であり、以下に示す各種のカウンタ機能を有している。
・受信時刻カウンタ機能
受信したパケットの時刻を表示し、ＴＤＭ信号のフレーム周期でカウントアップされるカウンタ機能である。
・ジッタバッファ面情報カウンタ機能
ジッタバッファの面情報を示し、パケット化周期でインクリメントされるカウンタ機能である。因みに、ジッタバッファは、複数の面を持っており１つの面でパケット化周期分の情報を保持する。
・ジッタバッファ・フレームカウンタ機能
ジッタバッファ面情報内のフレーム位置を示すカウンタ機能である。

また、パケット情報メモリ部５５は、パケット番号毎の「ジッタバッファ設定値」及び「チャネル番号」の情報を格納するメモリ回路である。

ジッタバッファ書込み位置判定部５６（以下、単に“書込み位置判定部５６”という）は、パケットを受信した際に、上記の測定部５３において測定した結果を当該パケットのパケット番号に基づいて読み出し、ジッタバッファへの書込み位置を決定する回路である。

因みに、同回路による、ジッタバッファへの書込み位置決定のプロセスを説明すれば次の通りである。
先ず、受信パケットの受信期待位置を以下の演算により算出する。

受信期待位置＝シーケンス番号×（パケット化周期÷受信時刻カウンタ周期）
＋平均値測定結果（数式４）
次に、上記の演算により求めた「受信期待位置」に「ジッタバッファ設定値」を加算した値が、ジッタバッファへの書込みフレーム位置となる。すなわち、
ジッタバッファ書込みフレーム位置＝受信期待位置＋ジッタバッファ設定値（数式５）
となる。

そして、以上の結果から求められた「ジッタバッファの面情報」と「フレーム情報の位置」、並びにパケット情報メモリ部５５から読み出された「チャネル番号情報」より、ジッタバッファに対するデータの書込み位置、即ち、ジッタバッファ書込みアドレスが決定される。

一方、ジッタバッファ待受け範囲判定部５７（以下、単に“待受け範囲判定部５７”という）は、平均値測定完了時の受信パケットから待ち受け範囲基準値を生成する。すなわち、
待受け範囲基準値＝受信時の面情報カウンタ値−受信期待位置の面情報カウンタ値
＋受信シーケンス番号
上記式によって決定した待受け範囲基準値とパケット情報メモリから読み出した「ジッタバッファ設定値」から待受け範囲を決定し、受信したパケットのシーケンス番号が範囲内にあるか否かを以下の式によって判定する。すなわち、
待受け範囲基準値−Delay値＋１≦受信シーケンス番号≦待受け範囲基準値＋Delay値
ここで、Delay値＝ジッタバッファ設定値÷面情報カウンタ周期
これ以降、待受け範囲基準値はジッタバッファの動作ポイントでパケット化周期ごとにインクリメントされる。

ジッタバッファ制御部５８は、ジッタバッファへのデータの書込み、並びに読み出しの制御を行う回路である。また、同回路は、上記で判定した待受け範囲内に受信パケットが該当するか否かを確認する。そして、受信パケットがかかる範囲内であれば、書込み位置判定部５６が判定したジッタバッファへの書込み位置へ受信パケットからのデータを書き込む。一方、その範囲外であれば、当該パケットを廃棄してジッタバッファへのデータの書込みは行わない。因みに、本実施例では、ジッタバッファの書込み側で各パケットをＴＤＭ信号の該当するチャネル位置へ書き込んでいるので、ジッタバッファの読み出し側では、単にＴＤＭ信号の位相情報を用いてデータの読み出し制御を行えば良いことになる。

ジッタバッファ部５９は、パケットヘッダ抽出部５１から供給される受信パケットの主信号データを保持して、ＴＤＭ信号の連続した時系列として出力するバッファ回路である。なお、言うまでもなくジッタバッファ部５９からの出力データには、チャネル毎に異なる遅延量が含まれている。

次に、本実施例の動作処理について図６に示すフローチャートを参照しつつ説明を行う。

先ず、本装置においてパケットが受信されると、図６のステップＳ６０１において、受信パケットからそのヘッダ部が抽出される。そして、当該抽出されたヘッダ部に含まれるバケット番号をパケット状態メモリ部５２のメモリアドレスとして、パケット状態メモリ部５２の内容が読み出される。

読み出されたパケット状態メモリ部５２の内容が「平均値測定完了」でなければ、「平均値測定中」の状態であると認識し、ステップＳ６０２を介してステップＳ６０３に移行して平均値の測定処理を実行する。

一方、パケット状態メモリ部５２の内容が「平均値測定完了」であれば、次のステップＳ６０４に移行して、受信パケットの「ジッタバッファ書込み位置」及び「ジッタバッファ待受け範囲」の決定処理を実行する。その後、ステップＳ６０５に移り、受信したパケットのシーケンス番号がジッタバッファの待受け範囲内に在るか否かが判定される。

ステップＳ６０５において、受信パケットがジッタバッファの待受け範囲外であると判定された場合は、ステップＳ６０６に移行してジッタバッファへのデータの書込み制御は為されない。即ち、同パケットのデータは廃棄されることになる。

一方、ステップＳ６０５において、受信パケットがジッタバッファの待受け範囲内にあると判定された場合は、ステップＳ６０７に移行して、上記のステップＳ６０４において決定された「ジッタバッファ書込み位置」にデータの書込み制御が為される。その後、さらにステップＳ６０８において、ジッタバッファからのデータの読み出し処理が実行される。すなわち、ジッタバッファ制御部５８は、ジッタバッファから所定のデータを読み出してこれを「ＴＤＭデータ」として出力する（ステップＳ６０９）。

以上の処理について、図７に示すタイムチャートを用いて具体的に説明する。

先ず、平均値測定完了後の状態において、受信パケットの受信期待位置を上記の数式４に基づいて算出する。例えば、同図のパケットＡのシーケンス番号Ｎｏ．８の場合、その測定回数８回分における平均値測定結果を「−９」と仮定すると、その受信期待位置は、
受信期待位置＝シーケンス番号×（パケット化周期÷時刻カウンタ周期）
＋平均値測定結果
＝８×（１０ｍｓ÷１ｍｓ）＋（−９）＝７１
として算出され、受信時刻カウンタのカウント値「７１」が、パケットＡのシーケンス番号Ｎｏ．８の受信期待位置となる。

また、そのジッタバッファ待受け範囲は、
待受け範囲基準値＝受信時の面情報カウンタ値−受信期待位置の面情報カウンタ値
＋受信シーケンス番号
待受け範囲基準値−Delay値＋１≦受信シーケンス番号≦待受け範囲基準値＋Delay値
ここで、Delay値＝ジッタバッファ設定値÷面情報カウンタ周期
となる。

すなわち、パケットＡのシーケンス番号Ｎｏ．８のジッタバッファ待受け範囲は、
待受け範囲基準値＝７−７＋８＝８となり、
ジッタバッファ待ち受け範囲は、
８−（２０ｍｓ÷１０ｍｓ）＋１≦８≦８＋（２０ｍｓ÷１０ｍｓ）
７≦８≦１０
となる。待ち受け範囲基準値は、ジッタバッファ動作ポイントにおいてインクリメント処理される。

次に、ジッタバッファへのデータの書込み位置は、
「受信期待位置」＋「ジッタバッファ設定値」
となるので、パケットＡのシーケンス番号Ｎｏ．９の場合、その受信期待位置は「８１
」となるので、当該パケットのジッタバッファへのデータの書込み位置は、
書込み位置＝８１＋２０（ジッタバッファ設定値２０ｍｓ）＝１０１
となり、受信時刻カウンタのカウント値「１０１」、即ち、面情報カウンタが「１０」で、フレームカウンタが「１」となる。そして、ジッタバッファへの書込みアドレスは、面情報、フレーム情報、及びパケット毎に設定されるチャネル番号により決定される。

以上に説明したように、本実施例によればジッタバッファへのデータの書込み制御を、複数のパケットについて一つの演算回路による多重処理によって実行する。具体的にはジッタバッファへのデータ書込み位置の判定機能を設けて、複数のパケットをジッタバッファ内のフレームに時分割多重することにより、ジッタバッファからのデータの読み出し側では、一定の位相（読取り間隔）で各パケットのデータ読取りが可能となる。そして、かかる構成を採ることによってパケット信号受信装置の回路規模を縮小することができ、パケットチャネル数の増加に対して柔軟な対応が可能となる。また、ジッタバッファの待受け範囲判定機能を設けることにより、不要パケットの廃棄やＴＤＭ信号の出力タイミングに合致しないパケットデータの書込みを防止することが可能となる。

次に、本発明によるパケット信号受信装置の第３の実施例について説明を行う。

上記の第２実施例によるパケット信号受信装置では、その「ジッタバッファ待受け範囲判定部」で設定する「受信パケットの待受け範囲」をパケット化周期毎にインクリメントする動作において、パケット毎に異なるジッタバッファの動作ポイントに基づいてインクリメントしなければならなかった。このような処理は、パケット数が少ない場合は、例えば、パケット毎の動作ポイント情報を保持するレジスタを備えて、かつ動作ポイントと一致するジッタバッファのフレーム位置でインクリメントするカウンタを設ければ実行することができる。しかしながら、パケット数が増加した場合に、かかるレジスタやカウンタの回路規模が増大することになる。

本実施例は、かかる問題を解消するものであり、待受け範囲の更新タイミング、即ち「受信パケットの待受け範囲」をインクリメントするタイミングを、各パケットについて共通にして多重化処理を行うことによって回路規模の縮小を図るものである。なお、本実施例によるパケット信号受信装置の構成については、第２実施例の場合と同様であるのでその説明を割愛する。

次に、本実施例における処理動作を説明する。先ず、受信されたパケットについての平均値測定が完了したと判定された時点で、待受け範囲の基準値が生成される。かかる基準値の生成は、平均値測定時に受信した最後のパケットを用いて、以下の演算式を用いて為される。

待受け範囲基準値＝受信時の面情報カウンタ値−受信期待位置の面情報カウンタ値
＋受信シーケンス番号
かかる演算式により求められた「待受け範囲基準値」は、一旦メモリに格納された後、所定のジッタバッファフレームカウンタのカウント値（更新フレーム）で当該メモリからパケット番号順に読み出され、その読み出し値に＋１されて再びメモリに書き込まれる。なお、かかる「待受け範囲基準値」の生成処理を示したタイムチャートを図８に示す。

次に、「待受け範囲基準値」の生成後の処理について、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。

本実施例では、先ず、パケットを受信した場合、その受信位置が更新フレームに該当するか否かを判定して以下に示すプロセスに移行する。
（１）更新フレームの場合
更新フレームに該当する場合は、続いて、受信したパケットのパケット番号が更新前であるか更新後であるかが判定され。そして、更新後であれば以下に示す条件式１の範囲内か、更新前であれば条件式２の範囲内であるかの判定が為される。
［条件式１］
待受け範囲基準値−Delay値≦受信シーケンス番号≦待受け範囲基準値＋Delay値−１
［条件式２］
待受け範囲基準値−Delay値＋１≦受信シーケンス番号≦待受け範囲基準値＋Delay値
但し、ここでＤｅｌａｙ値とは、
ジッタバッファ設定値÷面情報カウンタ周期
を示すものとする。
（２）更新フレーム以外の場合
受信したパケットの現在の基準値と動作ポイントの情報をメモリから読み出されて、以下に示す範囲内にあるか否かが判定される。

０≦受信時のフレームカウンタ値＜動作ポイントのフレームカウンタ値
（かつ、動作ポイントのフレームカウンタ値≠０）
かかる判定の結果、その範囲内にあれば、さらに上記の条件式１の範囲内にあるか否かが判定され、その範囲外であれば、条件式２の範囲内にあるか否かが判定される。

以上に説明した（１）若しくは（２）の結果、待受け範囲内であればデータをジッタバッファに書込み、待受け範囲外であれば当該パケットのデータを廃棄する。なお、待受け範囲の判定に関する事例を図１０のタイムチャートに示す。

以上に説明したように、本実施例によれば、待受け範囲のインクリメント処理を受信パケットのパケット番号毎に行うのではなく所定のフレームで一括して行うので、待受け範囲のインクリメント処理に関係する回路規模を縮小することができる。また、パケット数（チャネル数）増加に対しても柔軟に対応することが可能となる。

図１は、従来のパケット信号送受信時における動作シーケンスを示すタイムチャートである。図２は、本発明の第１の実施例によるパケット信号受信装置の構成を示すブロック図である。図３は、図２のパケット信号受信装置における処理動作を示すフローチャートである。図４は、図２のパケット信号受信装置における動作シーケンスを示すタイムチャートである。図５は、本発明の第２の実施例によるパケット信号受信装置の構成を示すブロック図である。図６は、図５のパケット信号受信装置における処理動作を示すフローチャートである。図７は、図５のパケット信号受信装置における動作シーケンスを示すタイムチャートである。図８は、本発明の第３の実施例における「待受け範囲基準値」の生成処理を示すタイムチャートである。図９は、本発明の第３の実施例における「待受け範囲基準値」の生成後の処理示すフローチャートである。図１０は、本発明の第３の実施例における待受け範囲の判定に関する事例を示すタイムチャートである。

符号の説明

２１、５１パケットヘッダ抽出部
２２、５２パケット状態メモリ部
２３受信時刻カウンタ部
２４差分演算／平均値測定部
２５パケットシーケンス番号判定部
２６平均値メモリ部
２７、５８ジッタバッファ制御部
２８、５９ジッタバッファ部
５３受信パケット平均時間測定部
５４装置内カウンタ部
５５パケット情報メモリ部
５６ジッタバッファ書込位置判定部
５７ジッタバッファ待受け範囲判定部

Claims

伝送路を介して到来した複数のパケットを受信して受信パケットの各々に所定パケット化周期にてパケット化されて含まれる主信号データを抽出するパケット受信装置であって、
前記受信パケットの各々から受信パケット番号及び受信シーケンス番号及び主信号データを抽出する抽出回路と、
動作指令に応じて前記主信号データを書き込みかつ当該書き込まれた主信号データを読み出すジッタバッファと、
前記受信シーケンス番号と基準クロックを所定カウント周期にてカウントして得られる基準カウント値とによって前記受信パケットの受信時刻の変動を測定してその測定値の平均値を演算する差分演算/平均値測定部にて得られる演算平均値に基づいて現在動作ポイントを得てこれに従って前記動作指令を生成するジッタバッファ制御部と、
を含み、
前記ジッタバッファは、複数の面を有し、前記面の各々に、互いに異なるパケット時系列に属する前記受信パケットを書き込み得るようになっており、
前記ジッタバッファ制御部は、前記演算平均値に基づいてパケット受信期待位置を生成するパケット受信期待位置生成部と、前記パケット受信期待位置と前記パケット時系列毎に定まるジッタバッファ設定値とに基づいてパケット待ち受け範囲を設定する待ち受け範囲設定部と、前記受信パケットの受信タイミングが前記パケット待ち受け範囲内にある場合に限って前記受信期待位置と前記ジッタバッファ設定値によって定まるジッタバッファ書込みフレーム位置にて前記動作指令を前記面ごとに生成する動作制御部と、を有することを特徴とするジッタバッファ制御回路。
前記受信パケットの受信毎に前記基準カウント値と前記シーケンス番号に前記所定カウント周期と前記パケット化周期との比を乗算して得られる乗算値との間の差分演算結果を算出してこれらの平均値を前記演算平均値とし、前記演算平均値と、前記ジッタバッファの容量値と、前記受信シーケンス番号に前記所定カウント周期と前記パケット化周期との比を乗算して得られる乗算値とを加算して得られた値を前記現在動作ポイントとすることを特徴とする請求項１記載のジッタバッファ制御回路。
前記平均値を得るための測定値の個数は、可変であることを特徴とする請求項１または２記載のジッタバッファ制御回路。
前記ジッタバッファ制御部は、前記受信シーケンス番号が期待シーケンス番号範囲内に存在しない場合、前記平均値の演算を初期状態にする期待範囲判別部を含むことを特徴とする請求項１記載のジッタバッファ制御回路。
前記期待シーケンス番号範囲の広さは、前記ジッタバッファの容量の大きさに応じていることを特徴とする請求項４記載のジッタバッファ制御回路。
前記ジッタバッファ制御部は、ジッタバッファへの前記主信号データの書き込み不良を検知する検知部を含み、前記検知部による書き込み不良の検知が生じない限り前記現在動作ポイントの値を維持することを特徴とする請求項１記載のジッタバッファ制御回路。
前記待ち受け範囲設定部は、前記面毎のフレーム位置を示すジッタバッファフレーム位置カウンタと、前記ジッタバッファフレーム位置カウンタが所定の更新フレーム値に達する度にメモリアクセスして待ち受け基準値を更新し、更新されるパケット待ち受け基準値に従って前記パケット待ち受け範囲を定めることを特徴とする請求項１記載のジッタバッファ制御回路。