JP4742669B2 - 送受信システム、送信装置および送信方法、受信装置および受信方法、並びにプログラム - Google Patents

送受信システム、送信装置および送信方法、受信装置および受信方法、並びにプログラム Download PDF

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Description

本発明は、送受信システム、送信装置および送信方法、受信装置および受信方法、並びにプログラムに関し、特に、データの再送による輻輳と伝送レートの低下を防止することができるようにする送受信システム、送信装置および送信方法、受信装置および受信方法、並びにプログラムに関する。
画像や音声などのデータを伝送する場合、ストリーミング再生と実時間伝送を実現するためには、データの伝送プロトコルとしてRFC（Request For Comment）1889で規定されるRTP（Real-time Transport Protocol）を用い、パケットの順序やタイムスタンプに応じた伝送制御を行うことが望ましい。
一般に、データを伝送するネットワークでは、輻輳やエラーに伴うパケットのロス、およびネットワークの物理帯域や輻輳による可能な伝送レートの変動が生じる。このような状況において、受信されるデータの再生品質を維持し、向上させるためには、データの符号化レートとネットワークの使用可能帯域に応じた伝送レートの制御、並びにロスしたパケットの再送の制御を行う必要がある。
RTPを用いた伝送レートの制御手法では、受信装置においてRTPパケットに付加された順序番号を監視し、その順序番号に基づいてパケットのロスを検出して、そのパケットのロス率と伝送の遅延（RTT（Round Trip Time））とから伝送レートを算出する手法が一般的に採用されている。
このようなRTPを用いた伝送レートの制御手法としては、RFC3448で規定されるTFRC(TCP-Friendly Rate Control)がある。また、TFRCを基に、無線通信の状態も考慮した制御手法などもある。
データの実時間性を考慮した再送の制御手法としては、データのパケットを受信する受信装置が、そのパケットに付加された順序番号の抜けに基づいて、ロスしたパケットを検出して再送を要求し、パケットを送信する送信装置が、再送要求対象のパケットのうち、そのパケットの再生時間までに受信装置に到着するパケットを選択して再送する手法がある（特に、特許文献１参照）。
また、データのパケットを受信する受信装置が、パケットに対して決定された複数の優先度に基づいて、複数の優先度それぞれについて重要度の高いパケットのロスを検出し、そのパケットの再送を要求する手法もある（特に、特許文献２参照）。
しかしながら、上述した伝送レートの制御手法と、特許文献１や２に記載されている再送の制御手法の両方を同時に行う場合、伝送レートの制御とは独立して、再送対象のパケットが送信されるので、送信装置が、再送対象のパケット(以下、再送パケットという)と未送信のパケット（以下、通常パケットという）の両方を送信する場合、総伝送量（再送パケットと通常パケットのデータ量）が、伝送レートの制御手法にしたがって算出された伝送レートを上回り、更なるパケットのロスを引き起こす恐れがある。
なお、以下では、再送パケットと通常パケットを区別する必要がない場合、それらをまとめてパケットという。
また、再送パケットは伝送レートの制御とは独立して送信されるため、伝送レートの制御において、再送パケットに付加された順序番号は管理されていない。その結果、受信装置が順序番号に基づいて検出する、受信したパケットの量に誤りが生じ、伝送レートの算出に用いられるパケットのロス率を正確に算出することができない恐れがある。
そこで、再送パケットによる伝送レートの増加を回避するため、送信装置と受信装置の間の中継装置が、再送パケットの優先度と送信装置から供給される通常パケットの優先度とを参照して、再送パケット分の通常パケットを間引く手法が提案されている（特に、特許文献３参照）。
特開２００１−１１９４３７号公報 国際公開第０２／３００６７号パンフレット 特開２０００−２２８６７６号公報
しかしながら、特許文献３に記載の手法では、通常パケットを間引いた結果、後続の通常パケットの順序番号の連続性が失われ、パケットのロスがない場合であっても、受信装置において、順序番号に基づいてパケットのロスが検出される。その結果、パケットのロス率（パケットロス率）を用いて算出される伝送レートが低下する。
また、中継装置が間引いたパケットの順序番号を連続させるように書き換える場合、通常パケットの順序番号の連続性は保たれるが、送信装置が通常パケットに付与する順序番号と、受信装置で受信される通常パケットの順序番号が異なるため、受信装置がロスを検出して再送要求対象とする通常パケットの順序番号と、送信装置が通常パケットに付与して保持している順序番号が異なり、送信装置は、再送要求対象のパケットを、正確に再送することが困難である。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、データの再送による輻輳と伝送レートの低下を防止することができるようにするものである。
本発明の送受信システムは、送信装置が、未送信のパケットと再送対象のパケットとを、送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段と、パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、未送信のパケットに、パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与手段と、受信装置から再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信手段と、指定情報に基づいて、再送対象のパケットを、パケット記憶手段に記憶させる再送制御手段と、パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、番号を付加して送信するパケット送信手段と、パケット送信手段により送信されるパケットに付与された番号を記憶する番号記憶手段と、パケット送信手段によりまだ送信されていない送信予定のパケットを、パケット記憶手段から削除する削除手段とを備え、番号付与手段は、番号記憶手段に記憶される番号に基づいて、削除手段によりパケットが削除された後にパケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように番号を付与し、受信装置が、パケット送信手段により送信されるパケットを受信するパケット受信手段と、パケット受信手段により受信されるパケットに付加された番号に基づいて、パケットのロスを検出する検出手段と、検出手段によりロスが検出されたパケットを指定する指定情報を、送信装置に送信する情報送信手段とを備えることを特徴とする。
本発明の送信装置は、未送信のパケットと再送対象のパケットとを送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段と、パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、未送信のパケットに、パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与手段と、受信装置から再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信手段と、指定情報に基づいて、再送対象のパケットを、パケット記憶手段に記憶させる再送制御手段と、パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、番号を付加して送信するパケット送信手段と、パケット送信手段により送信されるパケットに付与された番号を記憶する番号記憶手段と、パケット送信手段によりまだ送信されていない送信予定のパケットを、パケット記憶手段から削除する削除手段とを備え、番号付与手段は、番号記憶手段に記憶される番号に基づいて、削除手段によりパケットが削除された後にパケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように番号を付与することを特徴とする。
この送信装置は、未送信のパケットに送信の優先順位を付与する優先順位付与手段をさらに設け、削除手段は、送信予定のパケットのうち、優先順位付与手段により付与された優先順位が低いものを優先的に削除することができる。
送信装置は、送信レートを決定する決定手段をさらに設け、情報受信手段は、受信装置から、パケットのロスに関する情報であるロス情報も受信し、決定手段は、情報受信手段により受信されるロス情報に基づいて、送信レートを決定し、パケット送信手段は、決定手段により決定される送信レートに基づいて、パケットを選択することができる。
決定手段は、ロス情報と番号記憶手段に記憶される番号とに基づいて、送信レートを決定することができる。
本発明の送信方法は、未送信のパケットと再送対象のパケットとを、送信予定のパケットとしてパケット記憶手段に記憶させるパケット記憶制御ステップと、パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、未送信のパケットに、パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与ステップと、受信装置から再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信ステップと、指定情報に基づいて、再送対象のパケットを、パケット記憶手段に記憶させる再送制御ステップと、パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、番号を付加して送信するパケット送信ステップと、パケット送信ステップの処理により送信されるパケットに付与された番号を記憶させる番号記憶制御ステップと、パケット送信ステップの処理によりまだ送信されていない送信予定のパケットを、パケット記憶手段から削除する削除ステップとを含み、番号付与ステップの処理は、番号記憶ステップの処理により記憶される番号に基づいて、削除ステップの処理によりパケットが削除された後にパケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように番号を付与することを特徴とする。
本発明の第１のプログラムは、未送信のパケットと再送対象のパケットとを、送信予定のパケットとしてパケット記憶手段に記憶させるパケット記憶制御ステップと、パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、未送信のパケットに、パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与ステップと、受信装置から再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信ステップと、指定情報に基づいて、再送対象のパケットを、パケット記憶手段に記憶させる再送制御ステップと、パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、番号を付加して送信するパケット送信ステップと、パケット送信ステップの処理により送信されるパケットに付与された番号を記憶させる番号記憶制御ステップと、パケット送信ステップの処理によりまだ送信されていない送信予定のパケットを、パケット記憶手段から削除する削除ステップとを含み、番号付与ステップの処理は、番号記憶ステップの処理により記憶される番号に基づいて、削除ステップの処理によりパケットが削除された後にパケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように番号を付与することを特徴とする。
本発明の送受信システムにおいては、送信装置が、未送信のパケットを、送信予定のパケットとして記憶させ、その未送信のパケットに、パケットの送信順序を識別するための番号を付与する。また、受信装置から再送対象のパケットを指定する指定情報を受信し、その指定情報に基づいて、再送対象のパケットを、送信予定のパケットとして記憶させる。そして、送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、番号を付加して送信し、その送信されるパケットに付与された番号を記憶させ、その番号に基づいて、まだ送信されていない送信予定のパケットが削除された後に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように番号を付与する。また、受信装置が、送信装置から送信されてくるパケットを受信し、そのパケットに付加された番号に基づいて、パケットのロスを検出し、ロスが検出されたパケットを指定する指定情報を、送信装置に送信する。
本発明の送信装置および送信方法、並びにプログラムにおいては、未送信のパケットを、送信予定のパケットとして記憶させ、その未送信のパケットに、パケットの送信順序を識別するための番号を付与する。また、受信装置から再送対象のパケットを指定する指定情報を受信し、その指定情報に基づいて、再送対象のパケットを、送信予定のパケットとして記憶させる。そして、送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、番号を付加して送信し、その送信されるパケットに付与された番号を記憶させ、その番号に基づいて、まだ送信されていない送信予定のパケットが削除された後に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように番号を付与する。
本発明によれば、データの再送による輻輳と伝送レートの低下を防止することができる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。
請求項１に記載の送受信システムは、
断続的に生成されるデータをパケット化して送信する送信装置(例えば、図１の送信装置１１)と、前記パケットを受信する受信装置(例えば、図１の受信装置１３)とを備える送受信システム(例えば、図１の伝送システム１)において、
前記送信装置は、
未送信のパケットと再送対象のパケットとを、送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段（例えば、図１の送信パケットバッファ５３）と、
前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、前記未送信のパケットに、前記パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与手段(例えば、図１の順序制御部２４)と、
前記受信装置から前記再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信手段(例えば、図１の制御情報通信部２７)と、
前記指定情報に基づいて、前記再送対象のパケットを、前記パケット記憶手段に記憶させる再送制御手段(例えば、図７のステップＳ１６の処理を実行する図１の再送制御部２６)と、
前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、前記番号を付加して送信するパケット送信手段(例えば、図１の送信部３０)と、
前記パケット送信手段により送信されるパケットに付与された前記番号を記憶する番号記憶手段（例えば、図１の通常パケット情報記憶部２５と再送パケット情報記憶部２９）と、
前記パケット送信手段によりまだ送信されていない前記送信予定のパケットを、前記パケット記憶手段から削除する削除手段(例えば、図６のステップＳ４の処理を実行する図１の再送制御部２６)と
を備え、
前記番号付与手段は、前記番号記憶手段に記憶される番号に基づいて、前記削除手段によりパケットが削除された後に前記パケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように前記番号を付与し（例えば、図６のステップＳ５の処理）、
前記受信装置は、
前記パケット送信手段により送信されるパケットを受信するパケット受信手段(例えば、図１の受信部７１)と、
前記パケット受信手段により受信されるパケットに付加された番号に基づいて、前記パケットのロスを検出する検出手段(例えば、図１の順序解析部７２)と、
前記検出手段によりロスが検出されたパケットを指定する前記指定情報を、前記送信装置に送信する情報送信手段（例えば、図１の制御情報通信部７５）と
を備える
ことを特徴とする。
請求項２に記載の送信装置は、 断続的に生成されるデータをパケット化して受信装置に送信する送信装置(例えば、図１の送信装置１１)において、
未送信のパケットと再送対象のパケットとを送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段（例えば、図１の送信パケットバッファ５３）と、
前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、前記未送信のパケットに、前記パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与手段(例えば、図１の順序制御部２４)と、
前記受信装置から前記再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信手段(例えば、図１の制御情報通信部２７)と、
前記指定情報に基づいて、前記再送対象のパケットを、前記パケット記憶手段に記憶させる再送制御手段(例えば、図７のステップＳ１６の処理を実行する図１の再送制御部２６)と、
前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、前記番号を付加して送信するパケット送信手段(例えば、図１の送信部３０)と、
前記パケット送信手段により送信されるパケットに付与された前記番号を記憶する番号記憶手段（例えば、図１の通常パケット情報記憶部２５と再送パケット情報記憶部２９）と、
前記パケット送信手段によりまだ送信されていない前記送信予定のパケットを、前記パケット記憶手段から削除する削除手段(例えば、図６のステップＳ４の処理を実行する図１の再送制御部２６)と
を備え、
前記番号付与手段は、前記番号記憶手段に記憶される番号に基づいて、前記削除手段によりパケットが削除された後に前記パケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように前記番号を付与する（例えば、図６のステップＳ５の処理）
ことを特徴とする。
請求項３に記載の送信装置は、
前記未送信のパケットに送信の優先順位を付与する優先順位付与手段(例えば、図６のステップＳ２の処理を実行する図１のパケット生成部２２)
をさらに備え、
前記削除手段は、前記送信予定のパケットのうち、前記優先順位付与手段により付与された優先順位が低いものを優先的に削除する
ことを特徴とする。
請求項４に記載の送信装置は、
送信レートを決定する決定手段(例えば、図１のレート制御部２８)
をさらに備え、
前記情報受信手段は、前記受信装置から、前記パケットのロスに関する情報であるロス情報も受信し（例えば、図１０の制御情報受信処理）、
前記決定手段は、前記情報受信手段により受信されるロス情報に基づいて、前記送信レートを決定し（例えば、図１０のステップＳ７３の処理）、
前記パケット送信手段は、前記決定手段により決定される送信レートに基づいて、前記パケットを選択する(例えば、図７のステップＳ１８の処理)
ことを特徴とする。
請求項５に記載の送信装置は、
前記決定手段は、前記ロス情報と前記番号記憶手段に記憶される番号とに基づいて、前記送信レートを決定する(例えば、図１０のステップＳ７３の処理)
ことを特徴とする。
請求項６に記載の送信方法は、
断続的に生成されるデータをパケット化して受信装置に送信する送信装置であって、未送信のパケットと再送対象のパケットとを送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段（例えば、図１の送信パケットバッファ５３）を備える送信装置(例えば、図１の送信装置１１)の送信方法において、
前記未送信のパケットと再送対象のパケットとを、前記送信予定のパケットとして前記パケット記憶手段に記憶させるパケット記憶制御ステップ（例えば、図６のステップ６）と、
前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、前記未送信のパケットに、前記パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与ステップ(例えば、図６のステップＳ５)と、
前記受信装置から前記再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信ステップ（例えば、図７のステップＳ１２）、
前記指定情報に基づいて、前記再送対象のパケットを、前記パケット記憶手段に記憶させる再送制御ステップ（例えば、図７のステップＳ１６）と、
前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、前記番号を付加して送信するパケット送信ステップ(例えば、図７のステップＳ１９)と、
前記パケット送信ステップの処理により送信されるパケットに付与された前記番号を記憶させる番号記憶制御ステップ(例えば、図７のステップＳ１７)と、
前記パケット送信ステップの処理によりまだ送信されていない前記送信予定のパケットを、前記パケット記憶手段から削除する削除ステップ（例えば、図６のステップＳ４）と
を含み、
前記番号付与ステップの処理は、前記番号記憶ステップの処理により記憶される番号に基づいて、前記削除ステップの処理によりパケットが削除された後に前記パケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように前記番号を付与する(例えば、図６のステップＳ５の処理)
ことを特徴とする。
請求項７に記載のプログラムは、
断続的に生成されるデータをパケット化して受信装置に送信する送信装置であって、未送信のパケットと再送対象のパケットとを送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段を備える送信装置（例えば、図１の送信装置１１）を制御するコンピュータに行わせるプログラムにおいて、
前記未送信のパケットと再送対象のパケットとを、前記送信予定のパケットとして前記パケット記憶手段に記憶させるパケット記憶制御ステップ（例えば、図６のステップ６）と、
前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、前記未送信のパケットに、前記パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与ステップ(例えば、図６のステップＳ５)と、
前記受信装置から前記再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信ステップ（例えば、図７のステップＳ１２）と、
前記指定情報に基づいて、前記再送対象のパケットを、前記パケット記憶手段に記憶させる再送制御ステップ（例えば、図７のステップＳ１６）と、
前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、前記番号を付加して送信するパケット送信ステップ(例えば、図７のステップＳ１９)と、
前記パケット送信ステップの処理により送信されるパケットに付与された前記番号を記憶させる番号記憶制御ステップ(例えば、図７のステップＳ１７)と、
前記パケット送信ステップの処理によりまだ送信されていない前記送信予定のパケットを、前記パケット記憶手段から削除する削除ステップ（例えば、図６のステップＳ４）と
を含み、
前記番号付与ステップの処理は、前記番号記憶ステップの処理により記憶される番号に基づいて、前記削除ステップの処理によりパケットが削除された後に前記パケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように前記番号を付与する(例えば、図６のステップＳ５の処理)
ことを特徴とする。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した伝送システム１の機能的構成例を示すブロック図である。
図１の伝送システム１は、送信装置１１、ネットワーク１２、および受信装置１３から構成されている。
送信装置１１は、パケット生成部２２、送信用バッファ２３、順序制御部２４、通常パケット情報記憶部２５、再送制御部２６、制御情報通信部２７、レート制御部２８、再送パケット情報記憶部２９、および送信部３０から構成される。
送信装置１１のパケット生成部２２は、例えば、ビデオ機器やデジタルスチルカメラなどにより構成され、再生フレーム単位で断続的にマルチメディアデータや画像データなどのデータを生成する。そして、パケット生成部２２は、生成したデータをファイルとして記憶させる。パケット生成部２２は、レート制御部２８からの符号化レートに基づいて、そのデータを符号化し、パケット化する。パケット生成部２２は、データのパケットに、送信の優先度（優先順位）を付与し、そのパケットと優先度を、送信用バッファ２３に供給する。
送信用バッファ２３は、通常パケットバッファ５１、再送パケットバッファ５２、および送信パケットバッファ５３から構成される。通常パケットバッファ５１には、パケット生成部２２からのパケットが供給される。通常パケットバッファ５１は、そのパケットを通常パケットとして、その通常パケットが生成された時刻単位で記憶する。再送パケットバッファ５２には、通常パケットバッファ５１に記憶される通常パケットのうち、受信装置１３から再送が要求された（再送要求対象である）通常パケットが、再送パケットとして記憶される。送信パケットバッファ５３には、送信対象とする通常パケットと再送パケットが記憶される。
なお、通常パケットバッファ５１、再送パケットバッファ５２、および送信パケットバッファ５３には、パケットに対応付けて、後述する順序制御部２４により付与された、送信順序を識別するための順序番号と優先度が記憶される。
順序制御部２４は、通常パケットバッファ５１に記憶される通常パケットに、送信する順に連続するように、順序番号を付与する。そして、順序制御部２４は、その順序番号とパケット生成部２２により付与された優先度を、通常パケットバッファ５１に記憶される通常パケットに対応付けて記憶させる。
さらに、順序制御部２４は、送信部３０から供給される送信済みの通常パケットの順序番号を、通常パケット情報として通常パケット情報記憶部２５に供給する。通常パケット情報記憶部２５は、順序制御部２４からの通常パケット情報を記憶する。
再送制御部２６は、制御情報通信部２７から供給される再送要求対象とする通常パケットを指定する指定情報に基づいて、送信用バッファ２３の通常パケットバッファ５１から、再送要求対象である通常パケットを読み出し、再送パケットとして、再送パケットバッファ５２に記憶させるとともに、その通常パケット(再送パケット)に対応付けられている順序番号と優先度も読み出し、再送パケットに対応付けて再送パケットバッファ５２に記憶させる。
また、再送制御部２６は、例えば、再送パケットが、受信装置１３において再生される時刻までに到着するように、送信部３０が送信することが可能であるかどうかに基づいて、再送パケットバッファ５２に記憶されている再送パケットを再送するかどうかを判定する。そして、再送制御部２６は、再送すると判定した再送パケット、即ち再送対象となる再送パケット、または通常パケットバッファ５１に記憶されている未送信の通常パケット、並びにその再送パケットまたは通常パケットに対応付けられている順序番号と優先度を、その優先度に基づいて、例えば、送信順に送信パケットバッファ５３に記憶させることにより、送信パケットバッファ５３を更新する
再送制御部２６は、送信部３０から供給される送信済みの再送パケットの順序番号、および再送パケットの前後のパケットの順序番号などを、再送パケット情報として、レート制御部２８に供給する。
制御情報通信部２７は、受信装置１３（の制御情報通信部７５）から、指定情報と、ネットワーク１２の通信状態を表す通信状態情報とを、制御情報として受信する。制御情報通信部２７は、指定情報を再送制御部２６に供給し、指定情報と通信状態情報をレート制御部２８に供給する。
レート制御部２８は、再送制御部２６からの再送パケット情報を、パケット情報記憶部２９に供給し、記憶させる。また、レート制御部２８は、再送パケット情報記憶部２９に既に記憶されている再送パケット情報を読み出す。
レート制御部２８は、再送パケット情報記憶部２９から読み出した再送パケット情報と、制御情報通信部２７からの通信状態情報とに基づいて、伝送レート（送信レート）を決定し、送信部３０に供給する。さらに、レート制御部２８は、その伝送レートに基づいて、データの符号化レートを決定し、パケット生成部２２に供給する。
送信部３０は、レート制御部２８からの伝送レートにしたがった時間間隔（タイミング）で、送信用バッファ２３の送信パケットバッファ５３に記憶されるパケットと、そのパケットに対応する順序番号とを順に読み出し、パケットに、順序番号を付加して送信する。また、送信部３０は、送信済みの通常パケットの順序番号を、順序制御部２４に供給するとともに、送信済みの再送パケットの順序番号、および再送パケットの前後のパケットの順序番号などを再送制御部２６に供給する。
ネットワーク１２は、例えば、インターネットであり、TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）などの所定のプロトコルにしたがって、送信装置１１と受信装置１３を相互に通信させる。なお、ネットワーク１２は、有線であっても無線であってもよい。
受信装置１３は、受信部７１、順序解析部７２、記憶部７３、通信状態情報生成部７４、制御情報通信部７５、受信用バッファ７６、および出力部７８から構成される。
受信部７１は、送信装置１１の送信部３０から送信されてくるパケットを受信し、順序解析部７２、通信状態情報生成部７４、および受信用バッファ７６に供給する。
順序解析部７２は、受信部７１からのパケットに付加された順序番号を解析し、通常パケットのロスを検出する。順序解析部７２は、受信した再送パケットの順序番号を表す再送済みパケット情報、ロスした通常パケットの順序番号を表すロスパケット情報、並びに受信した通常パケットの順序番号を表す送信済みパケット情報を、記憶部７３に供給し、記憶させる。
また、順序解析部７２は、記憶部７３に記憶されるロスパケット情報を読み出し、再送要求対象を指定する指定情報として、制御情報通信部７５に供給する。順序解析部７２は、記憶部７３に記憶される再送済みパケット情報と送信済みパケット情報を、通信状態情報生成部７４に供給する。さらに、順序解析部７２は、受信部７１からのパケットに付加された順序番号に基づいて、エラー処理として、パケットを受信用バッファ７６から削除する。
記憶部７３は、順序解析部７２からの再送済みパケット情報、ロスパケット情報、および送信済みパケット情報を記憶する。
通信状態情報生成部７４は、受信部７１からのパケットに基づいて、例えば、パケットの受信時刻、通信状態情報の送信時刻などを、送信装置１１がRTTを算出するために必要なRTT情報として生成する。また、通信状態情報生成部７４は、順序解析部７２からの再送済みパケット情報と送信済みパケット情報とを、送信装置１１がパケットロス率を算出するために必要なロスに関する情報であるロス率情報として生成する。そして、通信状態情報生成部７４は、RTT情報とロス率情報を、通信状態情報として制御情報通信部７５に供給する。
制御情報通信部７５は、順序解析部７２からの指定情報と、通信状態情報生成部７４からの通信状態情報とを制御情報として、パケット化し、ネットワーク１２を介して、送信装置１１の制御情報通信部２７に送信する。
受信用バッファ７６は、受信部７１からのパケットを記憶する。出力部７８は、所定のタイミングで、受信用バッファ７６からパケットを読み出し、復号する。出力部７８は、復号後のデータに対応する画像を表示したり、音声を出力する。
図２は、図１の送信装置１１のハードウェア構成例を示すブロック図である。
図２に示されるように、CPU（Central Processing Unit）１０１は、バス１０４を介して、ROM(Read Only Memory)１０２とRAM（Random Access Memory）１０３に接続される。例えば、CPU１０１、ROM１０２、およびRAM１０３は、マイクロコンピュータ（マイコン）として構成される。CPU１０１は、ROM１０２に記憶されているプログラム、または、記録部１０８に記録されているプログラムにしたがって各種の処理を実行する。RAM１０３には、CPU１０１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。
CPU１０１にはまた、バス１０４を介して入出力インタフェース１０５が接続されている。入出力インタフェース１０５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部１０６、LCD（Liquid Crystal Display）やCRT（Cathode Ray Tube）ディスプレイなどよりなる出力部１０７が接続されている。CPU１０１は、入力部１０６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU１０１は、処理の結果得られた画像や音声などを出力部１０７に出力する。
入出力インタフェース１０５に接続されている記録部１０８は、例えば、ハードディスクなどで構成され、CPU１０１が実行するプログラムや各種のデータを記録する。通信部１０９は、例えば、ネットワーク１２を介して受信装置１３と通信する。
なお、プログラムは、通信部１０９を介して取得され、記録部１０８に記録されるようにしてもよい。
入出力インタフェース１０５に接続されているドライブ１１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブルメディア１１１が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記録部１０８に転送され、記録される。
なお、受信装置１３は、送信装置１１と同様に構成されるので、説明は省略する。
次に、図３Ａと図３Ｂ、並びに図４Ａと図４Ｂを参照して、再送制御部２６による送信パケットバッファ５３の更新の例について説明する。
なお、図３Ａと図３Ｂでは、図１のパケット生成部２２から、時刻ｔｓ（時刻ｔｓは説明の便宜上の変数）に生成された６個の通常パケット（以下、時刻ｔｓ通常パケットという）が、送信パケットバッファ５３に供給されている。また、送信部３０により送信済みの通常パケットの順序番号の最大の値（直前に送信された通常パケットの順序番号）は２０であるものとする。
図３Ａでは、パケット生成部２２は、時刻ｔｓ通常パケットに対して、パケット生成部２２から供給される順（パケット順）にしたがって、後方（図３Ａの送信パケットバッファ５３の左側方向）の通常パケットが低くなるように、送信の優先度を決定している。ここで、優先度の番号は小さい方が、優先度が高いものとする。
順序制御部２４は、パケット生成部２２から供給される時刻ｔｓ通常パケットに、パケット順に、送信済みの通常パケットの順序番号の最大の値である２０と連続するように、２１乃至２６の順序番号を付与する。送信用バッファ２３の通常パケットバッファ５１と送信パケットバッファ５３は、パケット生成部２２から供給される時刻ｔｓ通常パケットを、対応する順序番号と優先度とともに記憶する。
なお、図３Ａでは、通常パケットは図示しないが、順序番号と優先度に対応して記憶されているものとする。また、図３Ａでは、送信パケットバッファ５３の右端が先頭を表わしている。これらのことは、後述する図３Ｂ、図４Ａと図４Ｂ、図１１Ａと図１１Ｂ、並びに図１２Ａと図１２Ｂにおいても同様である。
図３Ａに示すように、送信部３０が、伝送レートにしたがったタイミングで、送信パケットバッファ５３の先頭に記憶されている順序番号が２１の通常パケットを送信し、その後、受信装置１３から、ネットワーク１２と制御情報通信部２７を介して、順序番号が１６と１８の通常パケットを、再送要求対象として指定する指定情報が、制御情報として供給されると、再送制御部２６は、通常パケットバッファ５１に記憶されている、順序番号の１６と１８に対応する優先度と通常パケットを読み出し、再送パケットバッファ５２に供給する。なお、送信パケットバッファ５３に記憶されている送信済みの順序番号が２１の通常パケットは、送信パケットバッファ５３から削除される。
再送制御部２６は、通常パケットバッファ５１に記憶される、送信済みの順序番号が２１の通常パケット以外の時刻ｔｓ通常パケット（順序番号が２２乃至２６の通常パケット）の優先度と、再送パケットバッファ５２に記憶される再送パケットの優先度とに基づいて、送信パケットバッファ５３を更新する。
具体的には、図３Ｂに示すように、順序番号が１６の再送パケットは、優先度が１であるので、再送制御部２６は、優先度が１の順序番号が２１の通常パケット以外の時刻ｔｓ通常パケットのうち、順序番号が最も小さい２２である時刻ｔｓ通常パケットよりも前に、順序番号が１６の再送パケットを送信パケットバッファ５３に記憶させる。
また、順序番号が１８の再送パケットは、優先度が２であるので、再送制御部２６は、優先度が１の順序番号が２２の時刻ｔｓ通常パケットを、順序番号が１６の再送パケットに続けて、送信パケットバッファ５３に記憶させ、その後、順序番号が１８の再送パケット、順序番号が２３乃至２６の時刻ｔｓ通常パケットを順に送信パケットバッファ５３に記憶させる。
そして、送信部３０は、レート制御部２８からの伝送レートにしたがった時間間隔（タイミング）で、送信パケットバッファ５３の先頭に記憶されている順序番号が１６のパケットを読み出し、ネットワーク１２を介して受信装置１３に送信する。
なお、図３Ａと図３Ｂでは、同一の優先度である場合、再送パケットを、時刻ｔｓ通常パケットに比べて優先的に送信するようにしたが、時刻ｔｓ通常パケットを再送パケットに比べて優先的に送信するようにしてもよい。
送信部３０は、順序番号が１６の再送パケットを送信した後、送信パケットバッファ５３に記憶されている順序番号が２２，１８，２３、および２４のパケットを送信し、時刻ｔｓ＋１において、パケット生成部２２により生成され、優先度が付与された６個の通常パケット(以下、時刻ｔｓ＋１通常パケットという)が、パケット生成部２２から送信パケットバッファ５３に供給される。
再送制御部２６は、図４Ａに示すように、送信パケットバッファ５３に記憶されている、未送信の２個の時刻ｔｓ通常パケットを、時刻ｔｓ＋１通常パケットが生成された時刻ｔｓ＋１までに送信されなかった超過分として削除する。即ち、時刻ｔｓ＋１までに送信されなかった順序番号が２５と２６の時刻ｔｓ通常パケットは削除される。また、再送制御部２６は、通常パケットバッファ５１に記憶されている順序番号が２５と２６の時刻ｔｓ通常パケットも削除する。
順序制御部２４は、図４Ｂに示すように、時刻ｔｓ＋１通常パケットに、パケット順に、送信済みの通常パケットの順序番号の最大値である２４に１を加えた値である２５から、順序番号を付与する。即ち、通常パケットバッファ５１に記憶される時刻ｔｓ＋１通常パケットには、２５乃至３０の順序番号が付与される。通常パケットバッファ５１と送信パケットバッファ５３は、パケット生成部２２からの時刻ｔｓ＋１通常パケットを、対応する優先度と順序番号とともに記憶する。
このように、図１の伝送システム１では、順序制御部２４が、時刻ｔｓ＋１通常パケットを、送信済みの通常パケットの順序番号の最大値の、次の値から付与することにより、送信部３０から送信される通常パケットの順序番号を連続させることができる。
これにより、受信装置１３は、受信したパケットに付与された順序番号に基づいて、正確にロスを検出することができる。その結果、パケットのロス率を用いて算出される伝送レートの低下を防止し、安定したスループットを実現することができる。
ここで、受信装置１３から通常パケットの再送が要求されていない場合、即ち受信装置１３から指定情報が供給されていない場合、送信部３０は、送信パケットバッファ５３の先頭に記憶される、順序番号が２５の時刻ｔｓ＋１通常パケットを読み出し、ネットワーク１２を介して受信装置１３に送信する。
次に、図５を参照して、送信装置１１のレート制御部２８が算出するパケットロス率について説明する。
図３Ａと図３Ｂ，並びに図４Ａに示すように、順序番号が１６，２１，２２，１８，２３、および２４の６個のパケットが順に送信装置１１から送信され、図５に示すように、順序番号が２２と１８のパケットがロスした場合、受信装置１３の順序解析部７２は、受信部７１から供給されるパケットの順序番号に基づいて、受信した再送パケットの順序番号を表す再送済みパケット情報として、順序番号の１６を記憶部７３に記憶させるとともに、通信状態情報生成部７４に供給する。
また、順序解析部７２は、受信部７１から供給されるパケットの順序番号が、前の順序番号である２１と連続しておらず、その順序番号が前の番号ではない２３のパケットに基づいて、順序番号が２２のパケットのロスを検出し、ロスした通常パケットの順序番号を表すロスパケット情報として、順序番号の２２を記憶部７３に記憶させる。そして、順序解析部７２は、ロスパケット情報が表す順序番号の２２を、再送要求対象を指定する指定情報として制御情報通信部７５に供給する。
さらに、順序解析部７２は、受信部７１から供給されるパケットの順序番号に基づいて、受信した通常パケットの順序番号を表す送信済みパケット情報として、順序番号の２１，２３、および２４を記憶部７３に記憶させるとともに、通信状態情報生成部７４に供給する。
その結果、受信装置１３の制御情報通信部７５は、順序番号の１６を表す再送済みパケット情報、並びに順序番号の２１，２３、および２４を表す送信済みパケット情報を、ロス率情報とした通信状態情報と、順序番号の２２を表す指定情報とを、制御情報として送信装置１１に送信する。
ここで、送信部３０により送信済みの再送パケットは、順序番号が１６と１８の再送パケットであるので、再送パケット情報記憶部２９に記憶されている再送パケット情報は、再送パケットの順序番号である１６とその再送パケットの後の順序番号である２１、並びに再送パケットの順序番号である１８とその再送パケットの前後の順序番号である２２と２３を表している。
レート制御部２８は、受信装置１３からの指定情報に基づいて、ロスしたパケットが順序番号が２２の１つのパケットであることを認識する。そして、レート制御部２８は、受信装置１３からの送信済みパケット情報と指定情報、並びに再送パケット情報とに基づいて、再送対象となった再送パケットが、順序番号が２１の通常パケットの前の順序番号が１６の再送パケットと、順序番号が２２と２３の通常パケットの間の順序番号が１８の再送パケットの２つであることを認識する。
しかしながら、受信装置１３からの再送パケット情報は順序番号の１６のみを表しているので、レート制御部２８は、順序番号が１８の再送パケットはロスしたと認識する。その結果、レート制御部２８は、送信対象となったパケットが、通常パケット情報が表す順序番号が２１，２３および２４の通常パケット、再送済みパケット情報が表す順序番号が１６の再送パケット、ロスパケット情報が表す順序番号が２２の通常パケット、並びにロスした再送パケットである順序番号が１８のパケットの６個のパケットであり、ロスしたパケットが、順序番号が２３の通常パケットと順序番号が１８の再送パケットの２個のパケットであることを認識する。従って、レート制御部２８は、2/6（=1/3）をパケットロス率として算出する。
次に、図６を参照して、送信装置１１におけるパケット生成処理について説明する。このパケット生成処理は、例えば、パケット生成部２２により生成されるデータのフレーム速度に基づく、１フレーム分のデータのパケットを生成するタイミングで、開始される。
ステップＳ１において、パケット生成部２２は、レート制御部２８から供給される符号化レートに基づいてフレーム単位でデータを符号化し、パケット化して、通常パケットを生成し、ステップＳ２に進む。
ステップＳ２において、パケット生成部２２は、ステップＳ１で生成した通常パケットの優先度を決定し、パケットと優先度を送信用バッファ２３に供給して、ステップＳ３に進む。
ステップＳ３において、再送制御部２６は、送信パケットバッファ５３にパケットが記憶されているかどうかを判定し、パケットが記憶されている場合、ステップＳ４に進む。
ステップＳ４において、再送制御部２６は、送信パケットバッファ５３に記憶されているパケット、即ち超過分のパケットを削除する。
このように、再送制御部２６は、超過分のパケットを削除するので、送信部３０は、再送パケットを送信する場合においても、レート制御部２８からの伝送レートを超えることなくパケットを送信することができる。その結果、図１の伝送システム１では、輻輳を誘発せずに、ネットワーク１２の通信状態を安定化することができる。
一方、ステップＳ３において、送信パケットバッファ５３にパケットが記憶されていないと判定された場合、即ち超過分のパケットがない場合、ステップＳ４をスキップして、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５において、順序制御部２４は、ステップＳ１で生成された通常パケットのパケット順に、後述する図７のステップＳ１８で通信パケット情報記憶部２５に記憶される通常パケットの順序番号の最大値に１を加えた値から順序番号を付与する。なお、最初のステップＳ５の処理では、順序制御部２４は、パケット順に、ある初期値から順序番号を付与する。
ステップＳ５の処理後は、ステップＳ６に進み、パケット生成部２２は、ステップＳ１で生成した通常パケットを、対応する優先度と順序番号とともに、通常パケットバッファ５１と送信パケットバッファ５３に記憶させ、処理を終了する。
次に、図７を参照して、送信装置１１におけるパケット送信処理を説明する。
ステップＳ１１において、送信部３０は、レート制御部２８から供給される伝送レートにしたがって、前回の送信から、次回の送信までの時間をカウントする送信タイマ（図示せず）が切れたかどうか、即ちいまがパケットの送信時刻であるかどうかを判定し、送信タイマが切れていないと判定した場合、送信タイマが切れるまで待機する。
一方、ステップＳ１１において、送信タイマが切れたと判定された場合、ステップＳ１２に進み、再送制御部２６は、受信装置１３から再送要求があったか、即ち受信装置１３の制御情報通信部７５から、ネットワーク１２と制御情報通信部２７を介して、再送要求対象とするパケットを指定する情報である指定情報が供給されたかどうかを判定し、受信装置１３から再生要求があったと判定した場合、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３において、再送制御部２６は、指定情報に基づいて、その指定情報で指定される再送要求対象とする通常パケットを、通常パケットバッファ５１から読み出し、再送パケットとして、再送パケットバッファ５２に記憶させ、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４において、再送制御部２６は、ステップＳ１３で再送パケットバッファ５２に記憶される再送パケットに基づいて、少なくとも１つの再送パケットを再送するかどうかを判定する。例えば、再送制御部２６は、再送パケットが、受信装置１３において再生される時刻までに到着するように、送信部３０が送信することが可能であるかどうかを判定し、可能である場合、再送すると判定し、可能ではない場合、再送しないと判定する。
ステップＳ１４において、少なくとも１つの再送パケットを再送しないと判定された場合、ステップＳ１５に進み、再送制御部２６は、再送パケットバッファ５３に記憶されている再送パケットを削除することにより、再送パケットバッファ５２を更新し、ステップＳ１６に進む。
一方、ステップＳ１４で少なくとも１つの再送パケットを再送すると判定された場合、処理はステップＳ１６に進む。なお、ステップＳ１４で再送しないと判定された再送パケットがある場合、再送制御部２６は、その再送パケットを再送パケットバッファ５２から削除する。
ステップＳ１６において、再送制御部２６は、いま送信パケットバッファ５１に記憶されている通常パケットに対応する優先度と、再送パケットバッファ５２に記憶されている再送パケットに対応する優先度とに基づいて、送信パケットバッファ５３を更新する。即ち、再送制御部２６は、通常パケットと再送パケットを、送信順に送信パケットバッファ５３に記憶させる。
ステップＳ１２で再送要求がないと判定された場合、またはステップＳ１６の処理後は、ステップＳ１７に進み、送信部３０は、送信パケットバッファ５３の先頭に記憶されているパケットを読み出す。そして、そのパケットが通常パケットである場合、送信部３０は、その通常パケットの順序番号を順序制御部２４に供給し、パケットが再送パケットである場合、その再送パケットの順序番号と再送パケットの前後の順序番号とを再送制御部２６に供給する。なお、送信パケットバッファ５３から読み出されたパケットは、送信パケットバッファ５３から削除される。
ステップＳ１７の処理後は、ステップＳ１８に進み、再送制御部２６が、ステップ１７で供給される再送パケットの順序番号と、再送パケットの前後のパケットの順序番号とを、再送パケット情報として、レート制御部２８を介して、再送パケット情報記憶部２９に記憶させるか、または順序制御部２４が、ステップＳ１７で供給される通常パケットの順序番号を、通常パケット情報として通常パケット情報記憶部２５に供給して記憶させる。
ステップＳ１８の処理後は、ステップＳ１９に進み、送信部３０は、ステップＳ１７で読み出したパケットを、ネットワーク１２を介して受信装置１３に送信し、処理を終了する。
なお、上述した図６のパケット生成処理では、再送制御部２６が超過分のパケットを削除したが、優先度が単一であり、符号化レートの細かい変更が可能である場合、再送制御部２６は超過分のパケットを削除しなくてもよい。この場合、レート制御部２８は、符号化レートを伝送レートに対して小さく指定し、送信パケットバッファ５３に記憶されている超過分のパケットが、次の図７のステップＳ１９の処理で送信される。
例えば、図４Ａと図４Ｂにおいて、パケット生成部２２が、時刻ｔｓ＋１通常パケットとして、超過分の時刻ｔｓ通常パケットの数である２だけ減らした４パケットに、データを符号化する場合、超過分の順序番号が２５と２６の時刻ｔｓ通常パケットも、次の通常パケットが生成される時刻ｔｓ＋２までに送信することが可能である。従って、再送制御部２６は超過分を削除せずに、順序制御部２４は時刻ｔｓ＋１通常パケットに、２７から順に順序番号を付与し、送信部３０は、時刻ｔｓ＋１通常パケットとともに超過分の時刻ｔｓ通常パケットも送信する。
次に、図８を参照して、図１の受信装置１３が行うパケット受信処理を説明する。このパケット受信処理は、例えば、送信装置１２の送信部３０から送信されてくるパケットが、受信部７１により受信されたとき開始される。なお、受信部７１は、受信したパケットを順序解析部７２、通信状態情報生成部７４、および受信用バッファ７６に供給する。
ステップＳ３１において、順序解析部７２は、受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号が、前回供給された順序番号と連続しているかどうかを判定し、連続していると判定した場合、その受信したパケットの順序番号を、送信済みパケット情報として記憶部７３に記憶させ、順序番号が連続していないパケットが供給されるまで処理を繰り返す。
また、ステップＳ３１において、受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号が、前回供給された順序番号と連続していないと判定された場合、ステップＳ３２に進み、順序解析部７２は、受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号が、前回供給された順序番号より前の番号であるかどうかを判定する。
ステップＳ３２において、受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号が、前回供給された順序番号より前の番号であると判定された場合、ステップＳ３３に進み、順序解析部７２は、再送パケットの順序番号であるかどうか、即ち後述するステップＳ３６でロスパケット情報として記憶部７３に記憶されたロスした通常パケットの順序番号であるかどうかを判定する。
ステップＳ３３において、受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号が、再送パケットの順序番号であると判定された場合、ステップＳ３４に進み、順序解析部７２は、その順序番号を、受信した再送パケットの順序番号を表す再送済みパケット情報として記憶部７３に記憶させ、ステップＳ３１に戻る。
また、ステップＳ３３において、受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号が、再送パケットの順序番号ではないと判定された場合、ステップＳ３５に進み、順序解析部７２は、例えば、受信用バッファ７６から、その順序番号のパケットを削除するなどのエラー処理を行い、ステップＳ３１に戻る。
一方、ステップＳ３２において、受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号が、前回供給された順序番号より前の番号ではないと判定された場合、ステップＳ３６に進み、順序解析部７２は、前回供給された順序番号と、いま受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号との間の順序番号を、ロスした通常パケットの順序番号を表すロスパケット情報として記憶部７３に記憶させる。
即ち、順序解析部７２は、前回供給された順序番号と、いま受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号とに基づいて、パケットのロスを検出する。そして、順序解析部７２は、いま受信部７１から供給されるパケットに付加された順序番号を、送信済みパケット情報として記憶部７３に記憶させ、ステップＳ３１に戻る。
次に、図９を参照して、受信装置１３による制御情報送信処理について説明する。
ステップＳ５１において、順序解析部７２は、図８のステップＳ３４で記憶された再送済みパケット情報、図８のステップＳ３６で記憶されたロスパケット情報、および送信済みパケット情報を、記憶部７３から読み出し、再送済みパケット情報と送信済みパケット情報を通信状態情報生成部７４に供給するとともに、ロスパケット情報を指定情報として制御情報通信部７５に供給する。
ステップＳ５１の処理後は、ステップＳ５２に進み、通信状態情報生成部７４は、受信部７１から供給されるパケットに基づいて、RTTを算出するためのRTT情報を生成するとともに、ステップＳ５１で供給される再送済みパケット情報と送信済みパケット情報をロス率情報として生成し、そのRTT情報とロス率情報を通信状態情報として、制御情報通信部７５に供給する。
ステップ５２の処理後は、ステップＳ５３に進み、制御情報通信部７５は、ステップＳ５１で供給される指定情報と、ステップＳ５２で供給される通信状態情報を、制御情報として、ネットワーク１２を介して送信装置１１に送信し、処理を終了する。
次に、図１０を参照して、送信装置１１が行う制御情報受信処理を説明する。この制御情報受信処理は、例えば、図９のステップＳ５３で制御情報通信部７５から送信されてくる制御情報を、制御情報通信部２７が受信したとき、開始される。なお、制御情報通信部２７は、受信した制御情報のうち、指定情報を再送制御部２６とレート制御部２８に供給するとともに、通信状態情報をレート制御部２８に供給する。
ステップＳ７１において、レート制御部２８は、制御情報通信部２７から供給される通信状態情報のうち、RTT情報に基づいてRTTを算出し、ステップＳ７２に進む。
ステップＳ７２において、レート制御部２８は、再送パケット情報記憶部２９から再送パケット情報を読み出し、その再送パケット情報、並びに制御情報通信部２７から供給される通信状態情報のロス率情報と指定情報に基づいて、パケットロス率を算出する。
ステップＳ７２の処理後は、ステップＳ７３に進み、レート制御部２８は、ステップＳ７１で算出したRTTとステップＳ７２で算出したパケットロス率とを用いて、伝送レートを算出する。レート制御部２８は、その伝送レートに基づいて符号化レートを決定し、パケット生成部２２に供給する。パケット生成部２２は、図６のステップＳ１において、その符号化レートに基づいて、通常パケットを生成する。
以上のように、伝送システム１では、受信装置１３がロス率情報を送信し、送信装置１１（の再送パケット情報記憶部２９）が再送パケット情報を記憶しておくので、レート制御部２８は、再送パケットのロスも検出することができ、これにより、再送パケットのロスも考慮した正確なパケットロス率を算出することができる。その結果、再送パケットを考慮した伝送レートの制御を行うことができる。
なお、通信状態情報生成部７４は、受信部７１により受信された通常パケットの数とロスを検出した通常パケットの数とに基づいて、再送パケットを考慮せずにパケットロス率を算出し、そのパケットロス率を表す情報を、ロス率情報として送信装置１１に送信するようにしてもよい。この場合、再送パケットが送信されるとき、送信対象となる通常パケットの数が減るため、パケットロス率が高くなり、伝送レートが多少低下することがあるが、送信対象となる通常パケットの順序番号の連続性は維持されるため、安定したスループットを実現することができる。また、受信装置１３の処理は、既存の処理と同様の処理となるので、既存の伝送システム１に適用しやすい。

次に、図１１Ａと図１１Ｂ、並びに図１２Ａと図１２Ｂを参照して、再送制御部２６による送信パケットバッファ５３の更新の他の例について説明する。
なお、図１１Ａと図１１Ｂでは、図１のパケット生成部２２から、６個の時刻ｔｓ通常パケットが、送信用バッファ２３に供給されている。また、送信部３０により送信済みの通常パケットの順序番号の最大の値が２０であるものとする。
図１１Ａでは、パケット生成部２２は、時刻ｔｓ通常パケットに対して、パケット順とは関係なく、送信の優先度を決定する。
また、順序制御部２４は、時刻ｔｓ通常パケットに、パケット順に、送信済みの通常パケットの順序番号の最大の値である２０と連続するように、２１乃至２６の順序番号を付与する。送信用バッファ２３の通常パケットバッファ５１と送信パケットバッファ５３は、パケット生成部２２から供給される時刻ｔｓ通常パケットを、対応する順序番号と優先度とともに記憶する。
図１１Ａに示すように、送信部３０が、伝送レートにしたがったタイミングで、送信パケットバッファ５３の先頭に記憶されている順序番号が２１の通常パケットを送信し、その後、受信装置１３から、ネットワーク１２と制御情報通信部２７を介して、順序番号が１６の通常パケットを、再送要求対象として指定する指定情報が、制御情報として供給されると、再送制御部２６は、通常パケットバッファ５１に記憶されている、順序番号の１６に対応する優先度と通常パケットを読み出し、再送パケットバッファ５２に供給する。
再送制御部２６は、通常パケットバッファ５１に記憶される、送信済みの順序番号が２１の通常パケット以外の時刻ｔｓ通常パケット（順序番号が２２乃至２６の通常パケット）の優先度と、再送パケットバッファ５２に記憶される再送パケットの優先度とに基づいて、送信パケットバッファ５３を更新する。
具体的には、図１１Ａに示すように、順序番号が１６の再送パケットは、優先度が１であるので、再送制御部２６は、優先度が１の順序番号が２１の通常パケット以外の時刻ｔｓ通常パケットのうち、順序番号が最も小さい２２である時刻ｔｓ通常パケットよりも前に、順序番号が１６の再送パケットを送信パケットバッファ５３に記憶させる。そして、再送制御部２６は、送信パケットバッファ５３に記憶されている、優先度が最も低い３である通常パケットのうち、順序番号が最も小さい２３である通常パケットを削除する。
また、順序制御部２４は、送信パケットバッファ５３に記憶されている未送信の時刻ｔｓ通常パケットの順序番号が連続するように、未送信の時刻ｔｓ通常パケットに対して順序番号を付与し直す。具体的には、順序制御部２４は、削除した通常パケットの順序番号である２３から順に、パケット順が削除した通常パケット以降の通常パケットに対して、順序番号を付与し直す。そして、次の送信タイミングにおいて、受信装置１３から再送が要求されていない場合、送信部３０は、送信パケットバッファ５３の先頭の順序番号が２２の通常パケットを送信する。
即ち、順序制御部２４は、図１１Ｂに示すように、削除した通常パケット以降の、順序番号の２４，２５、または２６が付与されていた通常パケットに対して、それぞれ順序番号の２３，２４または２５を付与し直しており、送信パケットバッファ５３から送信済みの順序番号が２２の通常パケットは削除されている。
その後、図１１Ｂに示すように、受信装置１３から、ネットワーク１２と制御情報通信部２７を介して、順序番号が１８の通常パケットを、再送要求対象として指定する指定情報が、制御情報として供給されると、再送制御部２６は、通常パケットバッファ５１に記憶されている、順序番号の１８に対応する優先度と通常パケットを読み出し、再送パケットバッファ５２に供給する。
再送制御部２６は、通常パケットバッファ５１に記憶される、送信済みの順序番号が２１と２２の通常パケット以外の時刻ｔｓ通常パケット（順序番号が２３乃至２５の通常パケット）の優先度と、再送パケットバッファ５２に記憶される再送パケットの優先度とに基づいて、順序番号が２１と２２の通常パケット以外の時刻ｔｓ通常パケットの、順序番号が再送パケットの優先度より低いもののうち、順序番号が最も小さい２５である時刻ｔｓ通常パケットよりも前に、順序番号が１８の再送パケットを送信パケットバッファ５３に記憶させる。そして、再送制御部２６は、送信パケットバッファ５３に記憶されている、優先度が最も低い３である通常パケットのうち、順序番号が最も小さい２５である通常パケットを削除する。
この場合、パケット順が、順序番号が２５の削除した通常パケット以降の通常パケットは、送信パケットバッファ５３に記憶されていないので、順序制御部２４は、順序番号を付与し直す必要がない。
送信部３０は、順序番号が２２の通常パケットを送信した後、図１２Ａに示すように、送信パケットバッファ５３に記憶されている順序番号が２３，１８、および２４のパケットを送信し、時刻ｔｓ＋１において、優先度が付与された６個の時刻ｔｓ＋１通常パケットが、パケット生成部２２から送信用バッファ２３に供給される。
この場合、送信パケットバッファ５３には何も記憶されていない、即ち超過分のパケットが存在しないので、超過分のパケットを削除する必要がない。順序制御部２４は、図１２Ｂに示すように、時刻ｔｓ＋１通常パケットに、パケット順に、送信済みの通常パケットの順序番号の最大値である２４に１を加えた値である２５から、順序番号を付与する。即ち、通常パケットバッファ５１に記憶される時刻ｔｓ＋１通常パケットには、２５乃至３０の順序番号が付与される。通常パケットバッファ５１と送信パケットバッファ５３は、パケット生成部２２からの時刻ｔｓ＋１通常パケットを、対応する優先度と順序番号とともに記憶する。
なお、図１２Ａにおいては、超過分のパケットが存在しなかったが、超過分のパケットが存在する場合、再送制御部２６は、超過分のパケットを削除する。
また、送信パケットバッファ５３へ記憶するパケット、または送信パケットバッファ５３から削除するパケットの選択の手法としては、上述した手法に限定されず、パケットのサイズやパケットに付与された順序番号を考慮した手法などを適用することもできる。
以上のように、伝送システム１では、順序制御部２４が、通常パケット情報記憶部２５に記憶される順序番号に基づいて、通常パケットに、直前に送信された通常パケットの順序番号に連続するように順序番号を付与し、送信部３０が通常パケットまたは再送パケットを、伝送レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、順序番号を付加して送信し、順序解析部７２が、受信したパケットに付加された順序番号に基づいてロスを検出するようにしたので、データの再送による輻輳と伝送レートの低下を防止することができる。
本発明は、伝送レートの変動やパケットのロスが多く発生し、再送するパケットの量が多い通信環境、例えば無線ネットワークを含む環境において、特に効果を発揮する。
ここで、本明細書において、コンピュータに各種の処理を行わせるためのプログラムを記述する処理ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。
また、プログラムは、１のコンピュータにより処理されるものであっても良いし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであっても良い。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであっても良い。
本発明を適用した伝送システムの機能的構成例を示すブロック図である。 図１の送信装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 再送制御部による送信パケットバッファの更新の例について説明する図である。 再送制御部による送信パケットバッファの更新の例について説明する図である。 レート制御部が算出するパケットロス率について説明する図である。 送信装置におけるパケット生成処理について説明するフローチャートである。 送信装置におけるパケット送信処理について説明するフローチャートである。 図１の受信装置が行うパケット受信処理を説明するフローチャートである。 受信装置による制御情報送信処理について説明するフローチャートである。 送信装置が行う制御情報受信処理を説明するフローチャートである。 再送制御部による送信パケットバッファの更新の例について説明する図である。 再送制御部による送信パケットバッファの更新の例について説明する図である。
符号の説明
１ 伝送システム, １１ 送信装置, １３ 受信装置, ２３ 送信用バッファ, ２４ 順序制御部, ２５ 通常パケット情報記憶部, ２６ 再送制御部, ２７ 制御情報通信部, ３８ レート制御部, ３０ 送信部, ７１ 受信部, ７２ 順序解析部, ７４ 通信状態情報生成部, ７５ 制御情報通信部, １０１ CPU, １０２ ROM, １０３ RAM, １０６ 入力部, １０７ 出力部, １０８ 記録部, １０９ 通信部, １１０ドライブ, １１１ リムーバブルメディア

Claims (7)

  1. 断続的に生成されるデータをパケット化して送信する送信装置と、前記パケットを受信する受信装置とを備える送受信システムにおいて、
    前記送信装置は、
    未送信のパケットと再送対象のパケットとを、送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段と、
    前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、前記未送信のパケットに、前記パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与手段と、
    前記受信装置から前記再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信手段と、
    前記指定情報に基づいて、前記再送対象のパケットを、前記パケット記憶手段に記憶させる再送制御手段と、
    前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、前記番号を付加して送信するパケット送信手段と、
    前記パケット送信手段により送信されるパケットに付与された前記番号を記憶する番号記憶手段と、
    前記パケット送信手段によりまだ送信されていない前記送信予定のパケットを、前記パケット記憶手段から削除する削除手段と
    を備え、
    前記番号付与手段は、前記番号記憶手段に記憶される番号に基づいて、前記削除手段によりパケットが削除された後に前記パケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように前記番号を付与し、
    前記受信装置は、
    前記パケット送信手段により送信されるパケットを受信するパケット受信手段と、
    前記パケット受信手段により受信されるパケットに付加された番号に基づいて、前記パケットのロスを検出する検出手段と、
    前記検出手段によりロスが検出されたパケットを指定する前記指定情報を、前記送信装置に送信する情報送信手段と
    を備える
    ことを特徴とする送受信システム。
  2. 断続的に生成されるデータをパケット化して受信装置に送信する送信装置において、
    未送信のパケットと再送対象のパケットとを送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段と、
    前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、前記未送信のパケットに、前記パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与手段と、
    前記受信装置から前記再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信手段と、
    前記指定情報に基づいて、前記再送対象のパケットを、前記パケット記憶手段に記憶させる再送制御手段と、
    前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、前記番号を付加して送信するパケット送信手段と、
    前記パケット送信手段により送信されるパケットに付与された前記番号を記憶する番号記憶手段と、
    前記パケット送信手段によりまだ送信されていない前記送信予定のパケットを、前記パケット記憶手段から削除する削除手段と
    を備え、
    前記番号付与手段は、前記番号記憶手段に記憶される番号に基づいて、前記削除手段によりパケットが削除された後に前記パケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように前記番号を付与する
    ことを特徴とする送信装置。
  3. 前記未送信のパケットに送信の優先順位を付与する優先順位付与手段
    をさらに備え、
    前記削除手段は、前記送信予定のパケットのうち、前記優先順位付与手段により付与された優先順位が低いものを優先的に削除する
    ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
  4. 送信レートを決定する決定手段
    をさらに備え、
    前記情報受信手段は、前記受信装置から、前記パケットのロスに関する情報であるロス情報も受信し、
    前記決定手段は、前記情報受信手段により受信されるロス情報に基づいて、前記送信レートを決定し、
    前記パケット送信手段は、前記決定手段により決定される送信レートに基づいて、前記パケットを選択する
    ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
  5. 前記決定手段は、前記ロス情報と前記番号記憶手段に記憶される番号とに基づいて、前記送信レートを決定する
    ことを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
  6. 断続的に生成されるデータをパケット化して受信装置に送信する送信装置であって、未送信のパケットと再送対象のパケットとを送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段を備える送信装置の送信方法において、
    前記未送信のパケットと再送対象のパケットとを、前記送信予定のパケットとして前記パケット記憶手段に記憶させるパケット記憶制御ステップと、
    前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、前記未送信のパケットに、前記パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与ステップと、
    前記受信装置から前記再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信ステップと、
    前記指定情報に基づいて、前記再送対象のパケットを、前記パケット記憶手段に記憶させる再送制御ステップと、
    前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、前記番号を付加して送信するパケット送信ステップと、
    前記パケット送信ステップの処理により送信されるパケットに付与された前記番号を記憶させる番号記憶制御ステップと、
    前記パケット送信ステップの処理によりまだ送信されていない前記送信予定のパケットを、前記パケット記憶手段から削除する削除ステップと
    を含み、
    前記番号付与ステップの処理は、前記番号記憶ステップの処理により記憶される番号に基づいて、前記削除ステップの処理によりパケットが削除された後に前記パケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように前記番号を付与する
    ことを特徴とする送信方法。
  7. 断続的に生成されるデータをパケット化して受信装置に送信する送信装置であって、未送信のパケットと再送対象のパケットとを送信予定のパケットとして記憶するパケット記憶手段を備える送信装置を制御するコンピュータに行わせるプログラムにおいて、
    前記未送信のパケットと再送対象のパケットとを、前記送信予定のパケットとして前記パケット記憶手段に記憶させるパケット記憶制御ステップと、
    前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットのうち、前記未送信のパケットに、前記パケットの送信順序を識別するための番号を付与する番号付与ステップと、
    前記受信装置から前記再送対象のパケットを指定する指定情報を受信する情報受信ステップと、
    前記指定情報に基づいて、前記再送対象のパケットを、前記パケット記憶手段に記憶させる再送制御ステップと、
    前記パケット記憶手段に記憶される送信予定のパケットを、所定の送信レートに基づいて選択し、その選択したパケットを、前記番号を付加して送信するパケット送信ステップと、
    前記パケット送信ステップの処理により送信されるパケットに付与された前記番号を記憶させる番号記憶制御ステップと、
    前記パケット送信ステップの処理によりまだ送信されていない前記送信予定のパケットを、前記パケット記憶手段から削除する削除ステップと
    を含み、
    前記番号付与ステップの処理は、前記番号記憶ステップの処理により記憶される番号に基づいて、前記削除ステップの処理によりパケットが削除された後に前記パケット記憶手段に記憶される未送信のパケットに、直前に送信された再送対象のパケットではないパケットの番号に連続するように前記番号を付与する
    ことを特徴とするプログラム。
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