JP4911609B2 - Packet communication control method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明はパケット通信制御方法および装置に係り、特に、複数のパケット網が相互に接続された環境においてリアルタイムパケット通信を制御するパケット通信制御方法および装置に関する。 The present invention relates to a packet communication control method and apparatus, and more particularly to a packet communication control method and apparatus for controlling real-time packet communication in an environment in which a plurality of packet networks are connected to each other.
従来のリアルタイムパケット通信によれば、パケット転送品質情報の測定は通信端末間でのみ行われる。従って、測定できる情報は通信端末間のもののみであり、複数のパケット網が相互に接続された環境においても網毎のパケット転送品質を個別に把握することは困難であった。また、通信端末間でのみ通信が行われるため、通信端末間のパケット転送品質情報を把握できるのは通信端末のみとなり、網側機器が情報を得ることは困難であった。 According to conventional real-time packet communication, packet transfer quality information is measured only between communication terminals. Therefore, information that can be measured is only between communication terminals, and it is difficult to individually grasp the packet transfer quality for each network even in an environment where a plurality of packet networks are connected to each other. Further, since communication is performed only between the communication terminals, only the communication terminal can grasp the packet transfer quality information between the communication terminals, and it is difficult for the network side device to obtain the information.
このような技術課題に対して、特許文献1には、通信端末と網側設備とが協調して、網毎の個別の品質を通信端末に通知する技術が開示されている。
複数の網が相互に接続された環境におけるリアルタイムパケット通信について、きめ細かな制御を行うには、網毎にパケット転送品質を把握する必要がある。しかしながら、従来の通信端末と網側設備が協調して網毎の個別の品質を通信端末に通知する方式では、専用の通信端末を用意する必要があり、既存の通信端末を活用することが困難であった。 In order to finely control real-time packet communication in an environment where a plurality of networks are connected to each other, it is necessary to grasp the packet transfer quality for each network. However, in the conventional method in which the communication terminal and the network side equipment cooperate to notify the communication terminal of the individual quality for each network, it is necessary to prepare a dedicated communication terminal and it is difficult to utilize the existing communication terminal Met.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、既存の通信端末を改修することなく、網品質に応じた通信制御を実施し、高品質なサービスを提供できるパケット通信における通信制御方法および装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, perform communication control according to network quality without modifying an existing communication terminal, and provide a communication control method in packet communication that can provide a high-quality service And providing an apparatus.
上記した目的を達成するために、本発明は、一対の通信端末が複数のパケット網を経由して行うパケット通信を制御するパケット通信制御装置において、パケット通信制御装置がパケット網間に接続され、通信端末間で交換されるパケットを監視するパケット監視手段と、監視結果に基づいて各パケット網の品質を検知する品質検知手段と、通信端末間で交換されるシグナリングパケットを、前記品質の監視結果に基づいて改変するパケット改変手段とを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a packet communication control apparatus that controls packet communication performed by a pair of communication terminals via a plurality of packet networks, wherein the packet communication control apparatus is connected between the packet networks, Packet monitoring means for monitoring packets exchanged between communication terminals, quality detection means for detecting the quality of each packet network based on the monitoring results, and signaling packets exchanged between communication terminals, the quality monitoring results Packet modification means for modifying based on the above.
本発明によれば、複数のパケット網を経由するリアルタイムパケット通信型のサービスにおいて、パケット網毎に品質を求め、各パケット網の品質を考慮した通信制御をシグナリングパケットの改変により行うので、既存の通信端末を改修することなく高品質なサービスを提供できるようになる。 According to the present invention, in a real-time packet communication type service that passes through a plurality of packet networks, quality is obtained for each packet network, and communication control considering the quality of each packet network is performed by modifying a signaling packet. It will be possible to provide high-quality services without modifying the communication terminal.
以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明に係るパケット通信制御装置が適用されるネットワーク環境の一例を示した図であり、相互に通信する一対の通信端末1,2は、通信制御装置3を介して相互に接続された2つのパケット網10,20を経由して音声パケットや画像パケットなどのリアルタイムパケットを交換する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of a network environment to which a packet communication control device according to the present invention is applied. A pair of
前記通信制御装置3は、通信端末1,2間で交換されるシグナリングパケット、リアルタイム通信パケットおよびリアルタイム通信制御パケットを監視し、各パケット網10,20の品質を検知・算出する。前記通信制御装置3はさらに、各パケット網10,20の品質に基づいて最適な通信条件を決定し、この通信条件に基づいてシグナリングパケットの一部を書き換えることにより、各通信端末1,2と同様にパケット網10,20を経由するリアルタイムパケット通信を制御する。
The
図2は、前記通信制御装置3において各パケット網10,20の品質を検知・算出する方法を模式的に表現した図であり、ここでは、一対の通信端末1,2が、音声データ等のリアルタイム通信パケットをRTP(Real-time Transport Protocol)で交換し、リアルタイム通信制御パケットをRTCP(RTP Control Protocol)で交換する場合を例にして説明する。
FIG. 2 is a diagram schematically representing a method for detecting and calculating the quality of each
通信制御装置3は、通信端末1から通信端末2へ送信されるRTPパケットを監視することにより、通信端末1と通信制御装置3とを結ぶ区間A(主にパケット網10)において通信端末1から通信制御装置3に至る経路の品質Qa1を検知する。前記通信制御装置3はさらに、通信端末2から通信端末1へ送信されるRTCP RRパケットを監視する。このRTCP RRパケットには、後に詳述するように、通信端末2が通信端末1から受信したパケットに基づいて評価した、通信端末1から通信端末2へ至る経路の品質が登録されているので、通信制御装置3は、このRTCP RRパケットに基づいて、通信端末1と通信端末2とを結ぶ全区間(区間A+B)において通信端末1から通信端末2に至る経路の品質Qall1を検知する。そして、この全経路の品質Qall1から前記区間Aの品質Qa1を減じることにより、通信制御装置3と通信端末2とを結ぶ区間B(主にパケット網20)において通信制御装置3から通信端末2に至る経路の品質Qb1を求める。
The
同様に、通信制御装置3は通信端末2から通信端末1へ送信されるRTPパケットを監視することで、区間Bにおいて通信端末2から通信制御装置3に至る経路の品質Qb2を検知する。通信制御装置3はさらに、通信端末1から通信端末2へ送信されるRTCP RRパケットを監視することで、全区間(区間A+B)において通信端末2から通信端末1に至る経路の品質Qall2を検知する。そして、この全経路の品質Qall2から前記区間Bの品質Qb2を減じることにより、区間Aにおいて通信制御装置3から通信端末1に至る経路の品質Qa2を求める。
Similarly, the
図3は、前記通信制御装置3の主要部の構成を示した機能ブロック図である。第1網接続インターフェース31は、この通信制御装置3と一方のパケット網10との接続を制御する。第2網接続インターフェース32は、この通信制御装置3と他方のパケット網20との接続を制御する。パケットモニタ部33は、2つのパケット網10,20を経由して通信端末1,2間で交換されるシグナリングパケット、リアルタイム通信パケット(RTPパケット)およびリアルタイム通信制御パケット(RTCP RRパケット)を監視する。
FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the main part of the
品質情報算出部34は、前記図2に関して説明したように、通信端末2から通信端末1へ送信されるリアルタイム通信制御パケット(RTCP RRパケット)を監視し、通信端末1から通信端末2へ至る経路の品質Qall1を検知する。同様に、通信端末1から通信端末2へ送信されるリアルタイム通信制御パケット(RTCP RRパケット)を監視し、無線端末2から無線端末1へ至る経路の品質Qall2を検知する。
As described with reference to FIG. 2, the quality
図4は、前記RTCP RRパケットのフォーマットを示した図であり、そのヘッダにはプロトコルバージョンを表すV(Version number)やRTCPパケットタイプを表すPTが登録されている。レポートブロックには、パケットの欠落率、累積欠落パケット数、パケット間隔ジッタ、最新送信レポートのタイムスタンプ(LSR)、最新送信レポート経過時間(DLSR)などの、パケット転送品質を代表する各種品質情報が登録されている。前記品質情報算出部34は、各RTCP RRパケットのレポートブロックに登録されている品質情報を全区間(区間A+B)の各方向の品質Qall1,Qall2として検知する。
FIG. 4 is a diagram showing the format of the RTCP RR packet, in which V (Version number) representing the protocol version and PT representing the RTCP packet type are registered in the header. The report block contains various quality information that represents packet transfer quality, such as packet drop rate, cumulative number of lost packets, packet interval jitter, latest transmission report time stamp (LSR), and latest transmission report elapsed time (DLSR). It is registered. The quality
前記品質情報算出部34はまた、リアルタイム通信パケット(RTPパケット)に基づいて、各区間A,Bの品質情報を、前記RTCP RRパケットのレポートブロックに登録されている各項目に関して検知する。
The quality
前記品質情報算出部34はさらに、全経路の品質Qall1から区間Aの品質Qa1を減じることにより、通信制御装置3から通信端末2に至る経路(区間B)の品質Qb1を求める。同様に、全経路の品質Qall2から前記区間Bの品質Qb2を減じることにより、通信制御装置3から通信端末1に至る経路(区間A)の品質Qa2を求める。
The quality
通信条件決定部35は、前記パケットモニタ部33で検知されたRTCP RRパケットに既登録の品質情報および前記品質情報算出部34において算出された品質情報、ならびに前記パケットモニタ部33で検知されたシグナリングパケットのメディア情報に基づいて最適な通信条件を決定する。
The communication
本実施形態では、パケット転送品質を経路全体ではなく経由するパケット網ごとに検知できるので、RTCP RRパケットに基づいて検知できる経路全体の品質が低下していても、各パケット網の品質を参照すれば、品質低下がいずれのパケット網で生じているのかを認識できる。そして、例えば図1のネットワーク環境において、パケット網10が無線区間を含み、パケット網20が無線区間を含まず、無線区間を含むパケット網10の品質のみが低下している場合には、その原因が輻輳以外の降雨減衰等であって、帯域を制限しても品質改善の効果が低いと予測できるので、このような場合には帯域を制限しない通信条件を決定する。
In this embodiment, since the packet transfer quality can be detected not for the entire route but for each packet network that passes through, even if the quality of the entire route that can be detected based on the RTCP RR packet is degraded, the quality of each packet network is referred to. For example, it can be recognized in which packet network the quality degradation has occurred. For example, in the network environment of FIG. 1, when the
これに対して、無線区間を含まないパケット網20の品質が低下していた場合には、その原因が輻輳であって、帯域を制限すれば品質改善の効果が高いと予測できるので、このような場合には帯域を制限する通信条件を決定する。
On the other hand, when the quality of the
パケット改変部36は、前記通信条件決定部35で決定された通信条件に基づいて、次にパケット網10,20を経由する呼制御プロトコルにおいて、そのシグナリングパケットのメディア情報を改変し、各パケット網10,20の品質に最適な通信条件を設定する。
Based on the communication conditions determined by the communication
図5は、呼制御プロトコルとしてSIP/SDPを採用し、通信端末1から通信端末2に発呼してVoIP通信を開始する際の、呼接続シグナリングパケットの改変方法の一例を模式的に表現した図である。
FIG. 5 schematically shows an example of a call connection signaling packet modification method when SIP / SDP is adopted as a call control protocol and a call is made from the communication terminal 1 to the
通信端末1は、呼接続シグナリングパケット(INVITE)のSDP(Session Description Protocol)部に以下のようなメディア情報を記述して所望のコーデック方式を要求する。メディア情報(1)〜(3)は、音声に関してG.711(64kbps)またはG.729(8kbps)での接続を要求する旨を示し、メディア情報(4),(5)は、映像に関してH.261での接続を要求する旨を示している。 The communication terminal 1 requests the desired codec method by describing the following media information in the SDP (Session Description Protocol) part of the call connection signaling packet (INVITE). Media information (1) to (3) indicates that a connection with G.711 (64 kbps) or G.729 (8 kbps) is required for audio, and media information (4) and (5) is H for video. This indicates that a connection with .261 is requested.
(1)m=audio 50000 RTP/AVP 0 18
(2)a=rtpmap:0 PCMU/8000
(3)a=rtpmap:18 G729/8000
(4)m=video 51000 RTP/AVP 31
(5)a=rtpmap:31 H261/90000
(1) m =
(2) a = rtpmap: 0 PCMU / 8000
(3) a = rtpmap: 18 G729 / 8000
(4) m =
(5) a = rtpmap: 31 H261 / 90000
通信制御装置3では、このINVITEリクエストがパケットモニタ部33で参照され、前記要求内容が通信条件決定部35へ通知される。ここで、前記品質情報算出部34により算出された品質が劣化しており、その改善には帯域制限が有効であると判定されれば、前記通信条件決定部35は、通信端末1が音声に関してG.711(64kbps)での接続のみを要求し、映像に関しては要求が無いように、前記メディア情報を以下のように改変して通信端末2へ送信する。
In the
(1)m=audio 50000 RTP/AVP 0 18
(2)a=rtpmap:18 G729/8000
(1) m = audio 50000 RTP /
(2) a = rtpmap: 18 G729 / 8000
通信端末2は、前記メディア情報の改変されたINVITEリクエストに応答して、音声に関してG.711(64kbps)での接続が可能である旨の以下のメディア情報(1),(2)を含む呼接続シグナリングパケット(200 OK)を返信する。
In response to the media information modified INVITE request, the
(1)m=audio 50000 RTP/AVP 0 18
(2)a=rtpmap:18 G729/8000
(1) m = audio 50000 RTP /
(2) a = rtpmap: 18 G729 / 8000
前記通信制御装置3では、この200 OKレスポンスがパケットモニタ部33で参照され、前記応答内容が通信条件決定部35へ通知される。通信条件決定部35はパケット改変部36に対して、通信端末1へ返信する200 OKレスポンスのメディア情報を、音声に関してG.711(64kbps)での接続は可能であるがG.729(8kbps)での接続は不能であり、映像に関しては接続が不能である旨の以下の内容(1)〜(5)へ改変するよう指示する。
In the
(1)m=audio 50000 RTP/AVP 0 18
(2)a=inactive
(3)a=rtpmap:18 G729/8000
(4)m=video 0 RTP/AVP 31
(5)a=inactive
(1) m = audio 50000 RTP /
(2) a = inactive
(3) a = rtpmap: 18 G729 / 8000
(4) m =
(5) a = inactive
パケット改変部36は、通信端末2から返信された200 OKレスポンスのメディア情報を上記のように改変して通信端末1へ送信する。
The
なお、上記した実施形態ではセッションを開始する際に無線端末間で交換される呼接続のシグナリングパケット(INVITEおよび200 OK)においてメディア情報を書き換え、次のセッションの最初から通信条件を変更するものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、各セッションにおいて死活監視のために交換されるシグナリングパケットにおいてメディア情報を改変することにより、セッションの途中で通信条件を変更できるようにしても良い。 In the above-described embodiment, it is assumed that the media information is rewritten in the call connection signaling packet (INVITE and 200 OK) exchanged between wireless terminals when starting a session, and the communication conditions are changed from the beginning of the next session. Although described above, the present invention is not limited to this, and it is possible to change communication conditions in the middle of a session by modifying media information in a signaling packet exchanged for alive monitoring in each session. May be.
図6は、シグナリングパケットの他の改変方法の一例を模式的に表現した図であり、通信制御装置3から通信端末2に至る経路で深刻な輻輳が検知されているような場合には、通信端末1から受信した呼接続のシグナリングパケットに対して、これを通信端末2へ通知することなく、通信制御装置3から通信端末1へ呼接続拒否(Temporarily Unavailable)のシグナリングパケットを返すことにより、呼接続自体を禁止するようにしても良い。あるいは、通信端末から受信した死活監視のシグナリングパケットに対して呼接続拒否のシグナリングパケットを返すようにしても良い。
FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of another modification method of the signaling packet. When serious congestion is detected on the route from the
図7は、前記通信制御装置3の他の実施形態の構成を示した機能ブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration of another embodiment of the
本実施形態では、品質情報算出部34で算出された品質情報を、ネットワーク上に設けられた品質管理サーバへ送信する品質情報通知部37を設けた点に特徴がある。品質管理サーバは、各通信制御装置3から各パケット網の品質情報を収集して管理する一方、各通信制御装置3からの要求に応じて各パケット網の品質情報を提供する。各通信制御装置3は、例えば一方の通信端末がRTCPに対応していないために品質情報が不足する場合などに、前記品質管理サーバにアクセスして、不足している品質情報を取得し、自身で検知した品質情報と品質管理サーバから取得した品質情報とに基づいて各通信端末の通信条件を決定し、この決定結果に基づいてシグナリングパケットを改変する。
The present embodiment is characterized in that a quality
また、ネットワークを管理する通信事業者も、前記品質管理サーバを参照するだけで各パケット網の品質を簡単に認識できるようになるので、例えばリアルタイム通信以外のアプリケーションに前記品質情報を適用できるようになる。 In addition, since the telecommunications carrier that manages the network can easily recognize the quality of each packet network simply by referring to the quality management server, the quality information can be applied to applications other than real-time communication, for example. Become.
1,2…通信端末,3…通信制御装置,10,20…パケット網,31…第1網接続インターフェース,32…第2網接続インターフェース,33…パケットモニタ部,34…品質情報算出部,35…通信条件決定部,36…パケット改変部,37…品質情報通知部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記パケット通信制御装置がパケット網間に接続され、
通信端末間で交換されるパケットを監視するパケット監視手段と、
前記監視結果に基づいて各パケット網の品質を検知する品質検知手段と、
前記検知された各パケット網の品質に基づいて各通信端末の通信条件を決定する通信条件決定手段と、
前記決定された通信条件に応じた共通のコーデック方式を採用するためのメディア情報が各通信端末に送信されるように、前記通信端末間で交換されるシグナリングパケットを前記通信条件に基づいて改変するパケット改変手段とを含むことを特徴とするパケット通信制御装置。 In a packet communication control apparatus for controlling packet communication performed via a plurality of packet networks, a pair of communication terminals exchange media information with each other to request a codec method .
The packet communication control device is connected between packet networks;
Packet monitoring means for monitoring packets exchanged between communication terminals;
Quality detection means for detecting the quality of each packet network based on the monitoring results;
Communication condition determining means for determining the communication condition of each communication terminal based on the detected quality of each packet network;
The signaling packet exchanged between the communication terminals is modified based on the communication condition so that media information for adopting a common codec method according to the determined communication condition is transmitted to each communication terminal. A packet communication control device comprising packet modification means.
前記品質検知手段が、
リアルタイム通信パケットの監視結果に基づいて各通信端末から各パケット網を経由してパケット通信制御装置に至る第一の経路の品質を検知する手段と、
リアルタイム通信制御パケットの監視結果に基づいて通信端末間の第二の経路の品質を検知する手段と、
前記通信端末間の第二の経路の品質および各通信端末から各パケット網を経由してパケット通信制御装置に至る第一の経路の品質に基づいて、パケット通信制御装置から各パケット網を経由して各通信端末へ至る第三の経路の品質を算出する手段とを含むことを特徴とする請求項1に記載のパケット通信制御装置。 The packet monitoring means monitors a real-time communication packet and a real-time communication control packet;
The quality detection means is
Means for detecting the quality of the first route from each communication terminal to each packet communication control device via each packet network based on the monitoring result of the real-time communication packet;
Means for detecting the quality of the second path between the communication terminals based on the monitoring result of the real-time communication control packet;
Based on the quality of the first path through each packet network from the quality and the communication terminal of the second path between the communication terminal to a packet communication control device, via each packet network from the packet communication control device The packet communication control device according to claim 1, further comprising means for calculating a quality of a third route to each communication terminal.
当該第二の経路に対応する前記第一の経路及び前記第三の経路のうちの一方が無線区間を含み且つ前記品質検知手段によって品質低下が検知され、他方が無線区間を含まず且つ前記品質検知手段によって品質低下が検知されていない場合には、帯域を制限しない通信条件を決定し、 One of the first route and the third route corresponding to the second route includes a wireless section, and the quality detection unit detects a deterioration in quality, and the other does not include a wireless section, and the quality If quality degradation is not detected by the detection means, determine the communication conditions that do not limit the bandwidth,
当該第二の経路に対応する前記第一の経路及び前記第三の経路のうちの少なくとも一方が無線区間を含まず且つ前記品質検知手段によって品質低下が検知されている場合には、帯域を制限する通信条件を決定する請求項6に記載のパケット通信制御装置。 If at least one of the first route and the third route corresponding to the second route does not include a wireless section and a quality deterioration is detected by the quality detection unit, the bandwidth is limited. The packet communication control device according to claim 6, wherein communication conditions to be determined are determined.
前記通信条件決定手段は、前記検知された各パケット網の品質および前記品質管理サーバから取得した品質情報に基づいて通信条件を決定することを特徴とする請求項8に記載のパケット通信制御装置。 Means for obtaining quality information of each packet network from the quality management server;
9. The packet communication control device according to claim 8 , wherein the communication condition determining means determines a communication condition based on the detected quality of each packet network and quality information acquired from the quality management server.
通信端末間で交換されるパケットをパケット網間で監視する手順と、
前記監視結果に基づいて各パケット網の品質を検知する手順と、
前記検知された各パケット網の品質情報に基づいて各通信端末の通信条件を決定する手順と、
前記決定された通信条件に応じた共通のコーデック方式を採用するためのメディア情報が各通信端末に送信されるように、前記通信端末間で交換されるシグナリングパケットを、前記通信条件に基づいて改変する手順とを含むことを特徴とするパケット通信制御方法。 In a packet communication control method in which a pair of communication terminals exchange media information with each other to request a codec method and control packet communication performed via a plurality of packet networks.
A procedure for monitoring packets exchanged between communication terminals between packet networks;
Detecting the quality of each packet network based on the monitoring results;
Determining communication conditions of each communication terminal based on the detected quality information of each packet network;
The signaling packet exchanged between the communication terminals is modified based on the communication condition so that media information for adopting a common codec method according to the determined communication condition is transmitted to each communication terminal. And a packet communication control method.
リアルタイム通信パケットの監視結果に基づいて各通信端末から各パケット網を経由してパケット通信制御装置に至る経路の品質を検知する手順と、
リアルタイム通信制御パケットの監視結果に基づいて通信端末間の経路の品質を検知する手順と、
前記通信端末間の経路の品質および各通信端末から各パケット網を経由してパケット通信制御装置に至る経路の品質に基づいて、パケット通信制御装置から各パケット網を経由して各通信端末へ至る経路の品質を算出する手順とを含むことを特徴とする請求項10に記載のパケット通信制御方法。 The procedure for detecting the quality comprises:
A procedure for detecting the quality of the route from each communication terminal to the packet communication control device via each packet network based on the monitoring result of the real-time communication packet;
A procedure for detecting the quality of the route between communication terminals based on the monitoring result of the real-time communication control packet,
Based on the quality of the route between the communication terminals and the quality of the route from each communication terminal to the packet communication control device via each packet network, the communication from the packet communication control device to each communication terminal via each packet network The packet communication control method according to claim 10 , further comprising a step of calculating route quality.
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