JP4911075B2

JP4911075B2 - データ送信装置、データ送信方法、データ受信装置、データ受信方法およびデータ伝送システム

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Publication number: JP4911075B2
Application number: JP2008048203A
Authority: JP
Inventors: 嘉伸久礼
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: JP2009206944A

Description

この発明は、データ送信装置、データ送信方法、データ受信装置、データ受信方法およびデータ伝送システムに関する。詳しくは、この発明は、帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを経由してマルチメディアデータを送信する場合に、優先度を異にする複数のセッションを確立し、送信すべきマルチメディアデータの符号化データを、指定されたネットワーク利用料金に応じて各セッションに振り分けて送信することにより、ネットワーク利用料金を指定するだけで、料金に最適化された優先度で伝送が行われ、ユーザの手間が削減されるようにしたデータ送信装置等に係るものである。

従来、マルチメディアデータを階層符号化方式、例えば、ＪＰＥＧ２０００ＳＶＣ（ＳｃａｌａｂｌｅＶｉｄｅｏＣｏｄｅｃ）を用いて符号化し、データの重要度に応じてネットワーク伝送における優先度、例えば、ＲＦＣ２４７４におけるＤＳＦｉｅｌｄ，ＩＥＥＥ８０２．３ｐにおける優先度を付加し伝送するということは行われていた。

また、特許文献１には、送信すべき信号を第１のトラヒック信号および第２のトラヒック信号に分離し、第１のトラヒック信号に、第２のトラヒック信号より低い優先順位が与えられることが記載されている。

近年、従来の回線交換式の電話回線網をＩＰ（Internet Protocol）技術をベースにしたネットワークに置き換える、次世代ネットワーク（ＮＧＮ：Next Generation Network）の構築に向けた動きが活発化している（例えば、特許文献２参照）。

ＮＧＮは、ネットワーク自体に帯域補償機能、セキュリティ機能を備え、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ：Session Initiation Protocol）を使って、電話サービス、映像通信サービス、データ通信サービス等を統合的に実現するＩＰネットワークである。このＮＧＮでは、特定の通信に対して一定の帯域幅を予め予約する仕組みがある。
特表２０００−５０３１７６号公報特開２００７−１５９１４２号公報

上述したようにデータの重要度に応じてネットワーク伝送における優先度を付加して伝送することは行われている。しかし、ネットワークにおける伝送優先度毎のネットワーク利用料金を考慮した伝送は行われておらず、データの重要度のみにより、ネットワークにおける重要度が決定されていた。

そのため、ユーザが、例えば、ある程度ネットワークにおける優先度を落としてもネットワーク利用料金を削減したい場合、あるいはネットワークにおけるパケットロス率が低く、ユーザがネットワークにおける優先度の低いセッションに多くのデータを流したい場合でも、決められた優先度での伝送が行われていた。

この発明の目的は、料金に最適化した優先度での伝送を可能にすることにある。

この発明の概念は、
帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワークの利用料金が異なるネットワークを経由してマルチメディアデータを送信するデータ送信装置であって、
優先度を異にするｎ個（ｎは２以上の整数）のセッションを確立するｎ個のセッション送信部と、
送信すべきマルチメディアデータを符号化して符号化データを生成するエンコーダと、ネットワーク利用料金を指定するネットワーク利用料金指定部と、
上記ネットワーク利用料金指定部で指定されたネットワーク利用料金に応じて、上記エンコーダで生成された符号化データを、上記ｎ個のセッションから選択した一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分ける送信データ配分部と
を備えることを特徴とするデータ送信装置にある。

この発明においては、送信すべきマルチメディアデータがエンコーダにより符号化されて符号化データが得られる。そして、この符号化データは、指定されたネットワーク利用料金に応じて、ｎ個のセッションから選択した一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分けられて、対応するセッション送信部により送信される。

これにより、ネットワーク利用料金を指定するだけで、料金に最適化された優先度で伝送が行われ、ユーザの手間が削減される。また、単一の優先度セッションのみを使用した場合にはネットワーク利用料金が非連続的な段階でしか指定できないが、この発明においては、複数の優先度を指定したセッションに符号化データを振り分けるものであり、連続的な料金指定を行うことができ、ユーザの希望に応じた利用料金の削減が可能となる。

なお、データ受信装置側では、優先度を異にするｎ個（ｎは２以上の整数）のセッションが確立され、このｎ個のセッションで受信された符号化データが復号されて、受信マルチメディアデータが生成される。

この発明において、例えば、エンコーダは、送信すべきマルチメディアデータを階層符号化し、送信データ配分部は、符号化データのうち重要度の高い階層データほど優先度の高いセッションの送信データとして振り分ける、ようにされてもよい。この場合、マルチメディアデータがビデオデータである場合には、例えば、階層符号化における階層構造として、画質スケーラブル、解像度スケーラブルまたはフレームレートスケーラブルが用いられる。これにより、重要度の高い階層データは優先度の高いセッションで送信されるため、ＱｏＳの保証を図りながら、料金の最適化が可能となる。

また、この発明において、送信データ配分部は、ネットワーク利用料金指定部で指定されたネットワーク利用料金と共にネットワークの状況（例えば、パケットロス率、伝送遅延等）に応じて、エンコーダで生成された符号化データを、ｎ個のセッションから選択した一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分ける、ようにされてもよい。これにより、ネットワーク状況を考慮することにより、高優先度が必要ないネットワーク環境では、低優先度セッションに多くのデータを振り分けて、ネットワーク利用料金の削減が可能となる。また、このように低優先度セッションに多くのデータを振り分けることで、高優先度セッションへのデータ量、予約帯域を削減でき、ネットワーク帯域の効率的な利用が可能となる。

この発明によれば、帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを経由してマルチメディアデータを送信する場合に、優先度を異にする複数のセッションを確立し、送信すべきマルチメディアデータの符号化データを、指定されたネットワーク利用料金に応じて各セッションに振り分けて送信するものであり、ネットワーク利用料金を指定するだけで、料金に最適化された優先度で伝送が行われ、ユーザの手間を削減できる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としてのデータ伝送システム１００の構成例を示している。このデータ伝送システム１００は、データ送信装置１１０およびデータ受信装置１２０からなっている。これらデータ送信装置１１０およびデータ受信装置１２０は、ＮＧＮ網１３０を介して接続されている。ここで、ＮＧＮ網１３０は、帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを構成している。

データ送信装置１１０について説明する。データ送信装置１１０は、エンコーダ１１１と、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセッション処理部１１２-1−１１２-nと、ｎ個のＲＴＰ（RealtimeTransport Protocol）セッション送信部１１３-1〜１１３-nと、ネットワーク利用料金指定部１１４と、送信データ配分部１１５とを有している。

エンコーダ１１１は、送信すべきマルチメディアデータとしてのビデオデータＶＤを符号化して符号化データを生成する。このエンコーダ１１１は、ビデオデータＶＤに対して、階層符号化を行う。このエンコーダ１１１は、階層符号化方式として、例えば、ＪＰＥＧ２０００，ＳＶＣ（Scalable Video Codec）を用い、画質（ＳＮＲ）、解像度、フレームレート等に対して階層符号化を行う。

セッション処理部１１２-1〜１１２-nは、エンコーダ１１１で生成された符号化データのうち、自身に送信データとして振り分けられたデータをＲＴＰパケット化する。

図２は、ＲＴＰパケットの構成を示している。ＲＴＰヘッダには、ヴァージョン番号（ｖ）、パディング（Ｐ）、拡張ヘッダの有無を示す拡張ビット、送信元数（Ｃｏｕｎｔｅｒ）、マーカ情報（ｍａｒｋｅｒｂｉｔ）、ペイロードタイプ（Ｐａｙｌｏａｄｔｙｐｅ）、シーケンス番号、タイムスタンプ（ＴＩＭＥＳＴＡＭＰ）、同期ソース（送信元）識別子（ＳＳＲＣ）および貢献ソース（送信元）識別子（ＣＳＲＣ）の各フィールドが設けられている。

データ受信側において、ＲＴＰヘッダに付与されたタイムスタンプによりＲＴＰパケットの展開時に処理時間の制御が実行され、リアルタイム画像、または、音声の再生制御が可能となる。なお、例えば、動画像データの符号化データを格納したＲＴＰパケットにおいては、１つのビデオフレームに属する複数のＲＴＰパケットに共通のタイムスタンプが設定され、各フレームを構成する終端パケットには、終端であることを示す識別フラグがＲＴＰヘッダに格納される。

ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nは、それぞれ、ＮＧＮ網１３０を経由してのセッションを確立する。このＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nは、セッション処理部１１２-1〜１１２-nで生成されたＲＴＰパケットを、確立したセッションにより送信する。ここで、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nで確立される各セッションは優先度を異にしている。つまり、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nは、例えば、ＲＦＣ２４７４におけるＤＳＦｉｅｌｄ，ＩＥＥＥ８０２．３ｐにおける優先度を付加し、優先伝送を行う。

また、ＮＧＮ網１３０の利用料金は、優先度が高いほど、高額に設定されている。例えば、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nで確立されるセッションの優先度をＰ１〜Ｐｎ、各セッションの単位伝送レート（１bps）当たりのネットワーク利用領域をＫ１〜Ｋｎとするとき、Ｐ１＞Ｐ２＞・・・＞Ｐｎであるときは、Ｋ１＞Ｋ２＞・・・＞Ｋｎとなる。

ネットワーク利用料金指定部１１４は、ユーザがネットワーク利用料金を指定する部分である。ユーザは、当該ネットワーク利用料金指定部１１４に料金Ｕを入力することで、ネットワーク利用料金を当該料金Ｕに指定できる。このネットワーク利用料金指定部１１４で指定されるネットワーク利用料金Ｕは、上述したエンコーダ１１１で生成された符号化データをＮＧＮ網１３０を経由して送信する際のユーザの希望料金である。

送信データ配分部１１５は、ネットワーク利用料金指定部１１４で指定されたネットワーク利用料金Ｕに基づいて、エンコーダ１１１で生成された符号化データを送信するために使用する一つまたは複数のセッション（以下、適宜、「送信セッション」という）と、各送信セッションへのデータ配分割合を決定する。

ここで、送信データ配分部１１５は、ネットワーク利用料金指定部１１４で指定されたネットワーク利用料金をＵ、ｎ個のセッションの単位伝送レート当たりのネットワーク利用料金をＫｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）、ｎ個のセッションに振り分けられる送信データの伝送レートをＭＳｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）とするとき、以下の（１）式を満たすように、送信セッションおよび各送信セッションへのデータ配分割合を決定する。

この送信セッションおよび各送信セッションへのデータ配分割合の決定方法について、ｎ＝２である場合を例にとってさらに説明する。この場合、確立するセッションの優先度の種類を、例えば、「最優先クラス」および「ベストエフォートクラス」の２種類とする。そして、ＲＴＰセッション送信部１１３-1で確立されるセッション１が「最優先クラス」であり、ＲＴＰセッション送信部１１３-2で確立されるセッション２が「ベストエフォートクラス」であるとする。

ここで、ネットワーク利用料金指定部１１４で指定されたネットワーク利用料金をＵ、セッション１の単位伝送レートあたりのネットワーク利用料金をＫ１、セッション２の単位伝送レートあたりのネットワーク利用料金をＫ２（Ｋ１＞Ｋ２）、セッション１に振り分けられる送信データの伝送レートをＭＳ１[bps]、セッション２に振り分けられる送信データの伝送レートをＭＳ２[bps]とすると、以下の（２）式を満たすように、送信セッションおよび各送信セッションへのデータ配分割合が決定される。なお、エンコーダ１１１で生成される符号化データの伝送レートをＭ[bps]とするとき、Ｍ＝ＭＳ１＋ＭＳ２である。

Ｕ≧Ｋ１×ＭＳ１＋Ｋ２×ＭＳ２・・・（２）

この場合、ネットワーク利用料金Ｕおよび伝送レートＭによっては、エンコーダ１１１で生成される符号化データの全てがセッション１の送信データとして配分されることもある。その場合、ＭＳ１＝Ｍ、ＭＳ２＝０である。

また、送信データ配分部１１５は、エンコーダ１１１を制御し、当該エンコーダ１１１で生成された符号化データを、セッション処理部１１２-1〜１１２-nのうち、上述したように決定された各送信セッションに対応したセッション処理部に、上述したように決定されたデータ配分割合で、送信データとして振り分けて供給する。

上述したようにエンコーダ１１１では、ビデオデータＶＤに対して、階層符号化を行っている。送信データ配分部１１５は、上述したようにエンコーダ１１１で生成された符号化データを各送信セッションの送信データとして振り分ける際に、符号化データのうち重要度の高い階層データほど優先度の高いセッションの送信データとして振り分ける。

例えば、エンコーダ１１１で生成される符号化データが、重要度の高い方からレイヤ１、レイヤ２、レイヤ３の階層データからなっており、レイヤ１、レイヤ２、レイヤ３の階層データの割合が５０％、３０％、２０％であるとする。また、確立するセッションの優先度の種類が上述の「最優先クラス」および「ベストエフォートクラス」の２種類であって、セッション１（最優先クラス）へのデータ配分割合が７０％、セッション２（ベストエフォートクラス）への配分割合が３０％に決定されているものとする。

この場合、レイヤ１の階層データは全てセッション１（最優先クラス）の送信データとして振り分けられる。また、レイヤ２の階層データは、２０％分がセッション１（最優先クラス）の送信データとして振り分けられ、残りの１０％分がセッション２（ベストエフォートクラス）の送信データとして振り分けられる。さらに、レイヤ３の階層データは全てセッション２（ベストエフォートクラス）の送信データとして振り分けられる。

上述したように、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nは、それぞれ、ＮＧＮ網１３０を経由してのセッションを確立する。セッション確立時の予約帯域に応じてネットワーク利用料金が決まる場合には、上述の送信データ配分部１１５の制御のもと、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nは、セッション確立時に、各セッションに振り分けられた送信データの伝送レート分だけの帯域を予約する。

一方、ネットワーク利用料金が予約帯域によらずデータ伝送量で決まる場合、つまり従量課金の場合には、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nは、各セッションに振り分けられる送信データの伝送レートによらずに、セッション確立時に、予め多めに帯域を予約しておけばよい。

データ受信装置１２０について説明する。このデータ受信装置１２０は、ｎ個のＲＴＰセッション受信部１２１-1−１２１-nと、ｎ個のセッション処理部１２２-1〜１２２-nと、デコーダ１２３とを有している。

ＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nは、それぞれ、ＮＧＮ網１３０を経由してのセッションを確立する。このＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nは、上述したデータ送信装置１１０のＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nとの間でセッションを確立する。

セッション処理部１２２-1〜１２２-nは、ＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nで受信されたＲＴＰパケットを解析する。そして、セッション処理部１２２-1〜１２２-nは、ＲＴＰパケット内のヘッダ、ペイロードについての解析を実行し、パケット化前のデータを再構成する。このようにセッション処理部１２２-1〜１２２-nで再構成されるデータは、上述したデータ送信装置１１０において、エンコーダ１１１で生成された符号化データのうち、セッション処理部１１２-1〜１１２-nに送信データとして振り分けられたデータに対応する。

デコーダ１２３は、セッション処理部１１２-1〜１１２-nで再構成されたデータ（符号化データ）を復号してビデオデータＶＤを生成する。ここで、セッション処理部１１２-1〜１１２-nで再構成されたデータは、上述したデータ送信装置１１０のエンコーダ１１１で生成された符号化データに対応する。また、復号して得られたビデオデータＶＤは、上述したデータ送信装置１１０のエンコーダ１１１に入力されるビデオデータＶＤに対応する。

次に、図１に示すデータ伝送システム１００の動作を説明する。

最初に、データ送信装置１１０の動作を説明する。エンコーダ１１１には、送信すべきマルチメディアデータとしてのビデオデータＶＤが入力される。エンコーダ１１１では、このビデオデータＶＤに対して階層符号化が行われて符号化データが生成される。

ネットワーク利用料金指定部１１４にユーザにより料金Ｕが入力されることで、ネットワーク利用料金が当該料金Ｕに指定される。そして、送信データ配分部１１５では、指定されたネットワーク利用料金Ｕに基づいて、エンコーダ１１１で生成された符号化データを送信するために使用する一つまたは複数のセッション（送信セッション）と、各送信セッションへのデータ配分割合が決定される。この場合、送信セッションおよび各送信セッションへのデータ配分割合は、ネットワーク利用料金が、指定されたネットワーク利用料金Ｕを超えないように決定される（（１）式、（２）式参照）。

このように決定された送信セッションおよび各送信セッションへの配分割合に基づいて、エンコーダ１１１で生成された符号化デーは、各送信セッションに対応したセッション処理部に供給される。この場合、符号化データのうち重要度の高い階層データほど優先度の高いセッションの送信データとして振り分けられる。

セッション処理部１１２-1〜１１２-nでは、エンコーダ１１１で生成された符号化データのうち、自身に送信データとして振り分けられたデータがＲＴＰパケット化される（図２参照）。セッション処理部１１２-1〜１１２-nで生成されたＲＴＰパケットは、それぞれ、対応するＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nに供給される。

ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nでは、少なくとも送信セッションに対応したセッションが確立され、セッション処理部１１２-1〜１１２-nで生成されたＲＴＰパケットがＮＧＮ網１３０を介して送信される。この場合、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nでは、例えば、ＲＦＣ２４７４におけるＤＳＦｉｅｌｄ，ＩＥＥＥ８０２．３ｐにおける優先度が付加され、優先伝送が行われる。

図３のフローチャートは、上述したデータ送信装置１１０の動作の流れを概略的に示している。

まず、ステップＳＴ１において、ユーザのネットワーク利用料金Ｕの入力により、ネットワーク利用料金が料金Ｕに指定される。次に、ステップＳＴ２において、データ送信装置１１０は、ステップＳＴ１で指定されたネットワーク利用料金Ｕに基づき、送信データ配分部１１５により、エンコーダ１１１で生成された符号化データを送信する一つまたは複数のセッション（送信セッション）と、各送信セッションへのデータ配分割合を決定する。

次に、データ送信装置１１０は、ステップＳＴ３において、エンコーダ１１１で、マルチメディアデータとしてのビデオデータＶＤを階層符号化する。そして、データ送信装置１１０は、ステップＳＴ４において、各送信セッションのデータ配分割合に従い、エンコーダ１１１で生成された符号化データを、各セッション処理部１１２-1〜１１２-nに振り分ける。

次に、データ送信装置１１０は、ステップＳＴ５において、各セッション処理部１１２-1〜１１２-nで送信データのＲＴＰパケット化を行い、生成された各パケットを各ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nにより、ＮＧＮ網１３０を介して受信側に送信する。データ処理装置１１０は、ステップＳＴ５の処理の後、ステップＳＴ２の処理に戻り、上述したと同様の処理を繰り返す。

次に、データ受信装置１２０の動作を説明する。ＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nで受信されたＲＴＰパケットは、セッション処理部１２２-1〜１２２-nに供給される。このセッション処理部１２２-1〜１２２-nでは、ＲＴＰパケット内のヘッダ、ペイロードについての解析が実行され、パケット化前のデータが再構成される。

セッション処理部１２２-1〜１２２-nで再構成されたデータ（符号化データ）はデコーダ１２３に供給される。デコーダ１２３では、セッション処理部１２２-1〜１２２-nから供給されるデータ（符号化データ）が復号されて、ビデオデータＶＤが生成される。

図４のフローチャートは、上述したデータ受信装置１２０の動作の流れを概略的に示している。

まず、データ受信装置１２０は、ステップＳＴ１１において、各ＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nによりＲＴＰパケットを受信し、各セッション処理部１２２-1〜１２２-nにより、ＲＴＰパケットのデパケタイズを行って、パケット化前のデータを再構成する。

次に、データ受信装置１２０は、ステップＳＴ１２において、デコーダ１２３により各セッション処理部１２２-1〜１２２-nで得られたデータ（符号化データ）を復号して、ビデオデータＶＤを出力する。データ受信装置１２０は、ステップＳＴ１２の処理の後、ステップＳＴ１２の処理に戻り、上述したと同様の処理を繰り返す。

以上説明したように、図１に示すデータ伝送システム１００において、データ送信装置１１０では、ビデオデータＶＤの符号化データは、指定されたネットワーク料金Ｕに応じて、優先度を異にするｎ個のセッションから選択された一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分けられ、対応するＲＴＰセッション送信部により、ＮＧＮ網１３０を介してデータ受信装置１２０に送信される。

したがって、データ送信装置１１０においては、ネットワーク利用料金を指定するだけで、料金に最適化された優先度で伝送が行われ、ユーザの手間が削減される。また、単一の優先度セッションのみを使用した場合にはネットワーク利用料金が非連続的な段階でしか指定できないが、データ送信装置１１０においては、複数の優先度を指定したセッションに符号化データが振り分けられるものであり、連続的な料金指定を行うことができ、ユーザの希望に応じた利用料金の削減が可能となる。

また、データ送信装置１１０においては、エンコーダ１１１ではビデオデータＶＤが階層符号化され、符号化データが上述したように複数の優先度を指定したセッションに振り分けられる際に、重要度の高い階層データほど優先度の高いセッションの送信データとして振り分けられる。したがって、ＱｏＳの保証を図りながら、料金の最適化が可能となる。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図５は、他の実施の形態としてのデータ伝送システム１００Ａの構成例を示している。この図５において、図１と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明を省略する。

このデータ伝送システム１００Ａは、データ送信装置１１０Ａおよびデータ受信装置１２０Ａからなっている。これらデータ送信装置１１０Ａおよびデータ受信装置１２０Ａは、ＮＧＮ網１３０を介して接続されている。ＮＧＮ網１３０は、帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを構成している。

データ送信装置１１０Ａについて説明する。データ送信装置１１０Ａは、エンコーダ１１１と、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセッション処理部１１２-1−１１２-nと、ｎ個のＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nと、ネットワーク利用料金指定部１１４と、送信データ配分部１１５Ａと、目標パケットロス率指定部１１６と、ｎ個のＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）セッション部１１７-1〜１１７-nとを有している。

セッション処理部１１２-1〜１１２-nは、エンコーダ１１１で生成された符号化データのうち、自身に送信データとして振り分けられたデータをＲＴＰパケット化する（図２参照）。

また、ＮＧＮ網１３０の利用料金は、優先度が高いほど、高額に設定されている。例えば、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nで確立されるセッションの優先度をＰＲ１〜ＰＲｎ、その単位伝送レート（１bps）当たりのネットワーク利用料金をＫ１〜Ｋｎとするとき、ＰＲ１＞ＰＲ２＞・・・＞ＰＲｎであるときは、Ｋ１＞Ｋ２＞・・・＞Ｋｎとなる。

目標パケットロス率指定部１１６は、ユーザが、目標パケットロス率を指定する部分である。ユーザは、当該目標パケットロス率指定部１１６にパケットロス率Ｐｔを入力することで、目標パケットロス率を当該パケットロス率Ｐｔに指定できる。

ＲＴＣＰセッション部１１７-1〜１１７-nは、データ受信装置１２０Ａとの間で、ＲＴＣＰパケットの通信を行う。ＲＴＣＰセッション部１１７-1〜１１７-nは、データ受信装置１２０Ａから、上述したようにＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nで確立された各セッションのパケットロス率を取得する。例えば、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nで確立されるセッションの優先度をＰＲ１〜ＰＲｎ、そのパケットロス率をＰ１〜Ｐｎとするとき、通常、ＰＲ１＞ＰＲ２＞・・・＞ＰＲｎであるときは、Ｐ１＜Ｐ２＜・・・＜Ｐｎとなる。

送信データ配分部１１５Ａは、ネットワーク利用料金指定部１１４で指定されたネットワーク利用料金Ｕ、目標パケットロス率指定部１１６で指定されたに目標パケットロス率Ｐｔ、およびＲＴＣＰセッション部１１７-1〜１１７-nで取得された各セッションのパケットロス率Ｐｔに基づいて、エンコーダ１１１で生成された符号化データを送信するために使用する一つまたは複数のセッション（以下、適宜、「送信セッション」という）と、各送信セッションへのデータ配分割合を決定する。

ここで、送信データ配分部１１５Ａは、ネットワーク利用料金指定部１１４で指定されたネットワーク利用料金をＵ、ｎ個のセッションの単位伝送レート当たりのネットワーク利用料金をＫｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）、ｎ個のセッションに振り分けられる送信データの伝送レートをＭＳｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）、エンコーダ１１１で生成された符号化データの伝送レートをＭ、目標パケットロス率指定部１１６で指定された目標パケットロス率をＰｔ、ｎ個のセッションのパケットロス率をＰｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）とするとき、以下の（３）式、（４）式を満たすように、送信セッションおよび各送信セッションへのデータ配分割合を決定する。

ここで、ネットワーク利用料金指定部１１４で指定されたネットワーク利用料金をＵ、セッション１の単位伝送レートあたりのネットワーク利用料金をＫ１、セッション２の単位伝送レートあたりのネットワーク利用料金をＫ２（Ｋ１＞Ｋ２）、セッション１に振り分けられる送信データの伝送レートをＭＳ１[bps]、セッション２に振り分けられる送信データの伝送レートをＭＳ２[bps]、目標パケットロス率指定部１１６で指定される目標パケットロス率をＰｔ、セッション１のパケットロス率をＰ１、セッション２のパケットロス率をＰ２（Ｐ１＜Ｐ２）とすると、以下の（５）式、（６）式を満たすように、送信セッションおよび各送信セッションへのデータ配分割合が決定される。なお、エンコーダ１１１で生成される符号化データの伝送レートをＭ[bps]とするとき、Ｍ＝ＭＳ１＋ＭＳ２である。

Ｕ≧Ｋ１×ＭＳ１＋Ｋ２×ＭＳ２・・・（５）
Ｐt≧Ｐ１×（ＭＳ１／Ｍ）＋Ｐ２×（ＭＳ２／Ｍ）・・・（６）

この場合、ユーザの支払い料金（Ｋ１×ＭＳ１＋Ｋ２×ＭＳ２）をできるだけ少なくするには、（６）式を満たす限り、できるだけ、ＭＳ２を大きく、ＭＳ１を小さく設定すればよい。

例えば、Ｐt = 10^(-6)で、通信開始時は、Ｐ１=10^(-9)、Ｐ２=10^(-9)であり、通信途中から、セッション２の伝送品質が劣化し、Ｐ１=10^(-9)，Ｐ２=10^(-3)となった場合、Ｐ１=10^(-9)、Ｐ２=10^(-9)の間は，Ｍ１＝０，Ｍ２＝Ｍとし，Ｐ１=10^(-9)，Ｐ２=10^(-3)となった後は、Ｍ１≒Ｍ，Ｍ２≒０（ほとんどのデータをセッション０に割り当てる）とする。

このようにネットワーク状況に応じて、動的に各セッションに対する帯域割り当てを変更することにより、目標パケットロス率Ｐｔを満たした上で、ユーザの支払い料金を、配分割合が固定の場合に比べて少なくできる。

また、送信データ配分部１１５Ａは、エンコーダ１１１を制御し、当該エンコーダ１１１で生成された符号化データを、セッション処理部１１２-1〜１１２-nのうち、上述のように決定された各送信セッションに対応したセッション処理部に、上述のように決定されたデータ配分割合で、送信データとして振り分けて供給する。

上述したようにエンコーダ１１１では、ビデオデータＶＤに対して、階層符号化を行っている。送信データ配分部１１５Ａは、上述したようにエンコーダ１１１で生成された符号化データを各送信セッションの送信データとして振り分ける際に、符号化データのうち重要度の高い階層データほど優先度の高いセッションの送信データとして振り分ける。

例えば、エンコーダ１１１で生成される符号化データが、重要度の高い方からレイヤ１、レイヤ２、レイヤ３の階層データからなっており、レイヤ１、レイヤ２、レイヤ３の階層データの割合が５０％、３０％、２０％であるとする。また、確立するセッションの優先度の種類が上述の「最優先クラス」および「ベストエフォートクラス」の２種類であって、セッション１（最優先クラス）へのデータ配分割合が７０％、セッション２（ベストエフォートクラス）の配分割合が３０％に決定されているものとする。

上述したように、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nは、それぞれ、ＮＧＮ網１３０を経由してのセッションを確立する。セッション確立時の予約帯域に応じてネットワーク利用料金が決まる場合には、上述の送信データ配分部１１５Ａの制御のもと、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nは、セッション確立時に、各セッションに振り分けられた送信データの伝送レート分だけの帯域を予約する。

一方、ネットワーク利用料金が予約帯域によらずデータ伝送量で決まる場合、つまり従量課金の場合には、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nは、各セッションに振り分けられる送信データの伝送レートによらずに、セッション確立時に、予め多めに帯域を予約しておけばよい。上述したように各セッションのパケットロス率に応じて、動的に各セッションに対する帯域割り当てを変更するものにあっては、この重量課金の場合が適用される。

データ受信装置１２０Ａについて説明する。このデータ受信装置１２０Ａは、ｎ個のＲＴＰセッション受信部１２１-1−１２１-nと、ｎ個のセッション処理部１２２-1〜１２２-nと、デコーダ１２３と、ｎ個のＲＴＣＰセッション部１２４-1〜１２４-nを有している。

ＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nは、それぞれ、ＮＧＮ網１３０を経由してのセッションを確立する。このＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nは、上述したデータ送信装置１１０ＡのＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nとの間でセッションを確立する。

セッション処理部１２２-1〜１２２-nは、ＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nで受信されたＲＴＰパケットを解析する。そして、セッション処理部１２２-1〜１２２-nが、ＲＴＰパケット内のヘッダ、ペイロードについての解析を実行し、パケット化前のデータを再構成する。このようにセッション処理部１２２-1〜１２２-nで再構成されるデータは、上述したデータ送信装置１１０において、エンコーダ１１１で生成された符号化データのうち、セッション処理部１１２-1〜１１２-nに送信データとして振り分けられたデータに対応する。

ＲＴＣＰセッション部１２４-1〜１２４-nは、データ送信装置１１０Ａとの間で、ＲＴＣＰパケットの通信を行う。ＲＴＣＰセッション部１２４-1〜１２４-nは、データ送信装置１１０Ａに、上述したようにＲＴＰセッション送信部１２１-1〜１２１-nで確立された各セッションのパケットロス率Ｐ１〜Ｐｎを、送信する。

次に、図５に示すデータ伝送システム１００Ａの動作を説明する。

最初に、データ送信装置１１０Ａの動作を説明する。エンコーダ１１１には、送信すべきマルチメディアデータとしてのビデオデータＶＤが入力される。エンコーダ１１１では、このビデオデータＶＤに対して階層符号化が行われて符号化データが生成される。

ネットワーク利用料金指定部１１４にユーザにより料金Ｕが入力されることで、ネットワーク利用料金が当該料金Ｕに指定される。また、目標パケットロス率指定部１１６にユーザによりパケットロス率Ｐｔが入力されることで、目標パケットロス率が当該パケットロス率Ｐｔに指定される。

また、ＲＴＣＰセッション部１１７-1〜１１７-nでは、データ受信装置１２０Ａとの間でＲＴＣＰパケットの通信が行われ、当該データ受信装置１２０Ａから、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nで確立される各セッションのパケットロス率Ｐ１〜Ｐｎが取得される。

ネットワーク利用料金指定部１１４で指定されたネットワーク利用料金Ｕ、目標パケットロス率指定部１１６で指定された目標パケットロス率Ｐｔ、およびＲＴＣＰセッション部１１７-1〜１１７-nで取得された各セッションのパケットロス率Ｐ１〜Ｐｎは、送信データ配分部１１５Ａに供給される。

この送信データ配分部１１５Ａでは、ネットワーク利用料金Ｕ、目標パケットロス率Ｐｔおよびパケットロス率Ｐ１〜Ｐｎに基づいて、エンコーダ１１１で生成された符号化データを送信するために使用する一つまたは複数のセッション（送信セッション）と、各送信セッションへのデータ配分割合が決定される。この場合、送信セッションおよび各送信セッションへのデータ配分割合は、ネットワーク利用料金が、指定されたネットワーク利用料金Ｕを超えず、かつパケットロス率が目標パケットロス率Ｐｔを超えないように決定される（（３）式、（４）式、（５）式、（６）式参照）。

図６のフローチャートは、上述したデータ送信装置１１０Ａの動作の流れを概略的に示している。この動作例は、上述した重量課金の場合を想定している。

まず、ステップＳＴ２１において、ユーザのネットワーク利用料金Ｕの入力によりネットワーク利用料金が料金Ｕに指定されると共に、ユーザのパケットロス率Ｐｔの入力により目標パケットロス率がパケットロス率Ｐｔに指定される。

次に、データ送信装置１１０Ａは、ステップＳＴ２２において、ＲＴＣＰセッション部１１７-1〜１１７-nにより、受信側から、ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nで確立される各セッションのパケットロス率Ｐ１〜Ｐｎを取得する。

次に、ステップＳＴ２３において、データ送信装置１１０Ａは、ステップＳＴ２１で指定されたネットワーク利用料金Ｕ、目標パケットロス率Ｐｔ、およびステップＳＴ２２で取得された各セッションのパケットロス率Ｐ１〜Ｐｎに基づき、送信データ配分部１１５Ａにより、エンコーダ１１１で生成された符号化データを送信する一つまたは複数のセッション（送信セッション）と、各送信セッションへのデータ配分割合を決定する。

次に、データ送信装置１１０Ａは、ステップＳＴ２４において、エンコーダ１１１で、マルチメディアデータとしてのビデオデータＶＤを階層符号化する。そして、データ送信装置１１０Ａは、ステップＳＴ２５において、各送信セッションのデータ配分割合に従い、エンコーダ１１１で生成された符号化データを、各セッション処理部１１２-1〜１１２-nに振り分ける。

次に、データ送信装置１１０Ａは、ステップＳＴ２６において、各セッション処理部１１２-1〜１１２-nで送信データのＲＴＰパケット化を行い、生成された各パケットを各ＲＴＰセッション送信部１１３-1〜１１３-nにより、ＮＧＮ網１３０を介して受信側に送信する。データ処理装置１１０は、ステップＳＴ２６の処理の後、ステップＳＴ２２の処理に戻り、上述したと同様の処理を繰り返す。これにより、各セッションのパケットロス率の変動に応じて、各セッションに対する帯域割り当てを動的に変更でき、目標パケットロス率Ｐｔを満たした上で、ユーザの支払い料金を、配分割合が固定の場合に比べて少なくできる。

次に、データ受信装置１２０Ａの動作を説明する。ＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nで受信されたＲＴＰパケットは、セッション処理部１２２-1〜１２２-nに供給される。このセッション処理部１２２-1〜１２２-nでは、ＲＴＰパケット内のヘッダ、ペイロードについての解析が実行され、パケット化前のデータが再構成される。

また、ＲＴＣＰセッション部１２４-1〜１２４-nでは、データ送信装置１１０Ａとの間で、ＲＴＣＰパケットの通信が行われ、データ送信装置１１０ＡにＲＴＰセッション送信部１２１-1〜１２１-nで確立された各セッションのパケットロス率Ｐ１〜Ｐｎが送信される。

図７のフローチャートは、上述したデータ受信装置１２０Ａの動作の流れを概略的に示している。

まず、データ受信装置１２０Ａは、ステップＳＴ３１において、各ＲＴＰセッション受信部１２１-1〜１２１-nによりＲＴＰパケットを受信し、各セッション処理部１２２-1〜１２２-nにより、ＲＴＰパケットのデパケタイズを行って、パケット化前のデータを再構成する。

次に、データ受信装置１２０Ａは、ステップＳＴ３２において、デコーダ１２３により各セッション処理部１２２-1〜１２２-nで得られたデータ（符号化データ）を復号して、ビデオデータＶＤを出力する。データ受信装置１２０Ａは、

次に、データ受信装置１２０Ａは、ステップＳＴ３３において、ＲＴＣＰセッション部１２４-1〜１２４-nにより、各セッションのパケットロス率Ｐ１〜Ｐｎを、端末側へ送信する。ステップＳＴ３３の処理の後、ステップＳＴ３１の処理に戻り、上述したと同様の処理を繰り返す。

以上説明したように、図５に示すデータ伝送システム１００Ａにおいて、データ送信装置１１０Ａでは、ビデオデータＶＤの符号化データは、指定されたネットワーク料金Ｕおよび目標パケットロス率Ｐｔに応じて、優先度を異にするｎ個のセッションから選択された一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分けられ、対応するＲＴＰセッション送信部により、ＮＧＮ網１３０を介してデータ受信装置１２０Ａに送信される。

したがって、データ送信装置１１０Ａにおいては、ネットワーク利用料金および目標パケットロス率を指定するだけで、伝送品質の低下を招くことなく、料金に最適化された優先度で伝送が行われ、ユーザの手間が削減される。すなわち、このデータ送信装置１１０Ａにおいては、ネットワーク状況が考慮され、高優先度が必要ないネットワーク環境では、低優先度セッションに多くのデータを振り分けて、ネットワーク利用料金の削減が可能となる。また、このように低優先度セッションに多くのデータを振り分けることで、高優先度セッションへのデータ量、予約帯域を削減でき、ネットワーク帯域の効率的な利用が可能となる。

なお、図５に示すデータ伝送システム１００Ａにおいては、ネットワークの状況を示す情報として、各セッションのパケットロス率Ｐ１〜Ｐｎの情報を用いるものを示したが、その他の情報、例えば各セッションの伝送遅延（ＲＴＴ）等の情報を用いる構成とすることもできる。

また、上述実施の形態においては、マルチメディアデータがビデオデータＶＤであるものを示したが、この発明で取り扱われるマルチメディアデータはビデオデータに限定されるものではなく、オーディオデータ、テキストデータ等の取扱も可能である。

この発明は、帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを経由してマルチメディアデータを送信するデータ伝送システムに適用できる。

この発明の実施の形態としてのデータ伝送システムの構成例を示すブロック図である。ＲＴＰパケットのフォーマットを示す図である。データ伝送システムを構成するデータ送信装置の動作の流れを概略的に示すフローチャートである。データ伝送システムを構成するデータ受信装置の動作の流れを概略的に示すフローチャートである。この発明の他の実施の形態としてのデータ伝送システムの構成例を示すブロック図である。データ伝送システムを構成するデータ送信装置の動作の流れを概略的に示すフローチャートである。データ伝送システムを構成するデータ受信装置の動作の流れを概略的に示すフローチャートである。

符号の説明

１００，１００Ａ・・・データ伝送システム、１１０，１１０Ａ・・・データ送信装置、１１１・・・エンコーダ、１１２-1〜１１２-n・・・セッション処理部、１１３-1〜１１３-n・・・ＲＴＰセッション送信部、１１４・・・ネットワーク利用料金指定部、１１５，１１５Ａ・・・送信データ配分部、１１６・・・目標パケットロス率指定部、１１７-1〜１１７-n・・・ＲＴＣＰセッション部、１２０，１２０Ａ・・・データ受信装置、１２１-1〜１２１-n・・・ＲＴＰセッション送信部、１２２-1〜１２２-n・・・セッション処理部、１２３・・・デコーダ、１２４-1〜１２４-n・・・ＲＴＣＰセッション部、１３０・・・ＮＧＮ網

Claims

帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを経由してマルチメディアデータを送信するデータ送信装置であって、
優先度を異にするｎ個（ｎは２以上の整数）のセッションを確立するｎ個のセッション送信部と、
送信すべきマルチメディアデータを符号化して符号化データを生成するエンコーダと、
ネットワーク利用料金を指定するネットワーク利用料金指定部と、
上記ネットワーク利用料金指定部で指定されたネットワーク利用料金に応じて、上記エンコーダで生成された符号化データを、上記ｎ個のセッションから選択した一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分ける送信データ配分部と
を備えることを特徴とするデータ送信装置。
上記エンコーダは、上記送信すべきマルチメディアデータを階層符号化し、
上記送信データ配分部は、上記符号化データのうち重要度の高い階層データほど優先度の高いセッションの送信データとして振り分ける
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送信装置。
上記マルチメディアデータはビデオデータであり、
上記エンコーダは、上記階層符号化における階層構造として、画質スケーラブル、解像度スケーラブルまたはフレームレートスケーラブルを用いる
ことを特徴とする請求項２に記載のデータ送信装置。
上記送信データ配分部は、
上記ネットワーク利用料金指定部で指定されたネットワーク利用料金をＵ、上記ｎ個のセッションの単位伝送レート当たりのネットワーク利用料金をＫｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）、上記ｎ個のセッションに振り分けられる送信データの伝送レートをＭＳｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）とするとき、

の式を満たすように、上記エンコーダで生成された符号化データを、上記ｎ個のセッションから選択した一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分ける
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送信装置。
上記送信データ配分部は、
上記ネットワーク利用料金指定部で指定されたネットワーク利用料金と共に上記ネットワークの状況に応じて、上記エンコーダで生成された符号化データを、上記ｎ個のセッションから選択した一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分ける
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送信装置。
上記ネットワークの状況を示す情報として上記ｎ個のセッションのパケットロス率を取得するパケットロス率取得部と、
目標パケットロス率を指定する目標パケットロス率指定部とを備え、
上記送信データ配分部は、
上記ネットワーク利用料金指定部で指定されたネットワーク利用料金をＵ、上記ｎ個のセッションの単位伝送レート当たりのネットワーク利用料金をＫｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）、上記ｎ個のセッションに振り分けられる送信データの伝送レートをＭＳｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）、上記エンコーダで生成された符号化データの伝送レートをＭ、上記目標パケットロス率指定部で指定された目標パケットロス率をＰｔ、上記ｎ個のセッションのパケットロス率をＰｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）とすると、

の式を満たすように、上記エンコーダで生成された符号化データを、上記ｎ個のセッションから選択した一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分ける
ことを特徴とする請求項５に記載のデータ送信装置。
帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを経由してマルチメディアデータを送信するデータ送信方法であって、
優先度を異にするｎ個（ｎは２以上の整数）のセッションを確立するセッション確立ステップと、
送信すべきマルチメディアデータを符号化して符号化データを生成するエンコードステップと、
指定されたネットワーク利用料金に応じて、上記エンコードステップで生成された符号化データを、上記ｎ個のセッションから選択した一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分ける送信データ配分ステップと
を備えることを特徴とするデータ送信方法。
帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを経由してマルチメディアデータを受信するデータ受信装置であって、
優先度を異にするｎ個（ｎは２以上の整数）のセッションを確立するｎ個のセッション受信部と、
上記ｎ個のセッション受信部で受信された符号化データを復号してマルチメディアデータを生成するデコーダと
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを経由してマルチメディアデータを受信するデータ受信方法であって、
優先度を異にするｎ個（ｎは２以上の整数）のセッションを確立するセッション確立ステップと、
上記ｎ個のセッションで受信された符号化データを復号してマルチメディアデータを生成するデコードステップと
を備えることを特徴とするデータ受信方法。
データ送信装置およびデータ受信装置からなり、マルチメディアデータを、帯域予約が可能で、帯域予約したセッションの優先度に応じてネットワーク利用料金が異なるネットワークを経由して伝送するデータ伝送システムであって、
上記データ送信装置は、
優先度を異にするｎ個（ｎは２以上の整数）のセッションを確立するｎ個のセッション送信部と、
送信すべきマルチメディアデータを符号化して符号化データを生成するエンコーダと、
ネットワーク利用料金を指定するネットワーク利用料金指定部と、
上記ネットワーク利用料金指定部で指定されたネットワーク利用料金に応じて、上記エンコーダで生成された符号化データを、上記ｎ個のセッションから選択した一つまたは複数のセッションの送信データとして振り分ける送信データ配分部とを有し、
上記受信装置は、
優先度を異にする上記ｎ個のセッションを確立するｎ個のセッション受信部と、
上記ｎ個のセッション受信部で受信された符号化データを復号してマルチメディアデータを生成するデコーダとを有する
ことを特徴とするデータ伝送システム。