JP4973459B2

JP4973459B2 - 通信システム、通信装置、制御パラメータ決定方法、及び、プログラム

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Publication number: JP4973459B2
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Inventors: 耕介野上
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Description

本発明は、通信システム、通信装置、制御パラメータ決定方法、及び、プログラムに関し、更に詳しくは、通信に用いる制御パラメータが可変に設定可能な通信システム及び通信装置、並びに、そのような通信装置における制御パラメータの決定方法及びプログラムに関する。

ネットワークを通じて、音声通話や映像配信を行う技術がある。インターネットのようなＩＰネットワーク上で、音声通話や映像配信を行うためのプロトコルとしては、ＵＤＰ（User Datagram Packet）が利用される場合が多い。ＵＤＰは、信頼性確保のための再送処理を行わず、リアルタイム性を重視するプロトコルであるため、映像や音声といったリアルタイム性を特徴とするメディアの配信に適している。

しかし、ＵＤＰは、ＴＣＰ（Transport Control Protocol）とは異なり、時間的に変動するネットワーク品質、例えば遅延やパケットロス率に応じて、その振る舞いを変化させる輻輳制御の仕組みを有していない。このため、ネットワークの輻輳が発生しても、送信するデータを変化させることはない。ネットワークが輻輳している場合に、更にデータを送信することは、輻輳状況をより悪化させる可能性があり、ＵＤＰを用いる場合は、映像や音声の配信を行うアプリケーションが輻輳制御を行うことが必要となる。

アプリケーションが輻輳制御を行う技術に関して、非特許文献１では、ＴＦＲＣ（TCP Friendly Rate Control）という帯域制御方式が提案されている。ＴＦＲＣは、同じ通信経路をＴＣＰコネクションが利用した場合を仮定し、観測される遅延やパケットロス率から、仮定したＴＣＰコネクションが利用すると推定されるデータ送信レートを算出し、算出結果に基づいた送信レートで映像や音声の送信制御を行う方式である。
RFC3448 M.Handley, S.Floyd, J.Widmer, "TCP Friendly Rate Control(TFRC)", January 2003

ところで、ＴＦＲＣに代表される多くの送信制御方式は、受信した映像や音声の再生品質ではなく、計測されるネットワーク品質のみを判断基準として、送信レート等の制御可能なパラメータを決定している。従って、ＴＦＲＣなどでは、映像や音声のよりよい再生品質を保証できていないという問題がある。

本発明は、高い再生品質で通信を行うことができる通信システム、通信装置、制御パラメータ決定方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の通信装置は、通信相手の通信装置との通信に用いるネットワークの品質に関する情報を計測するネットワーク品質計測手段と、前記ネットワーク品質計測手段が計測した情報が示すネットワークの品質下で実現可能な、１組以上の再生可能なデータの通信に用いる制御パラメータの組合せを抽出する制御パラメータ抽出手段と、前記ネットワークの品質下で、前記制御パラメータ抽出手段が抽出した制御パラメータの組み合わせを用いて前記データを前記通信相手の通信装置に送信し、当該データを当該通信相手の通信装置が再生した際の再生品質を計算する再生品質計算手段と、前記制御パラメータ抽出手段が抽出した制御パラメータの組合せの中から、前記再生品質計算手段が計算した再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、前記通信に用いる制御パラメータとして決定する制御パラメータ決定手段と、を備え、前記ネットワーク品質計測手段は、前記ネットワークの可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方を計測し、前記制御パラメータ抽出手段は、前記制御パラメータの組合せのうちで、前記ネットワーク品質計測手段が計測した可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方以下の送信レートでデータ送信を行う制御パラメータの組合せを、前記ネットワークの品質下で実現可能な制御パラメータとして抽出する、ことを特徴とする。

本発明の通信システムは、送信側端末と受信側端末とがネットワークを介して接続される通信システムであって、少なくとも前記送信側端末が、前記受信側端末との通信に用いるネットワークの品質に関する情報を計測するネットワーク品質計測手段と、前記ネットワーク品質計測手段が計測した情報が示すネットワークの品質下で実現可能な、１組以上の再生可能なデータの通信に用いる制御パラメータの組合せを抽出する制御パラメータ抽出手段と、前記ネットワークの品質下で、前記制御パラメータ抽出手段が抽出した制御パラメータの組み合わせを用いて前記データを前記受信側端末に送信し、当該データを当該受信側端末が再生した際の再生品質を計算する再生品質計算手段と、前記制御パラメータ抽出手段が抽出した制御パラメータの組合せの中から、前記再生品質計算手段が計算した再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、前記送信側端末と前記受信側端末との間の通信に用いる制御パラメータとして決定する制御パラメータ決定手段と、を備え、前記ネットワーク品質計測手段は、前記ネットワークの可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方を計測し、前記制御パラメータ抽出手段は、前記制御パラメータの組合せのうちで、前記ネットワーク品質計測手段が計測した可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方以下の送信レートでデータ送信を行う制御パラメータの組合せを、前記ネットワークの品質下で実現可能な制御パラメータとして抽出する、ことを特徴とする。

本発明の制御パラメータ決定方法は、ネットワークを通じて他の通信装置との間で通信を行う通信装置にて、通信に用いる制御パラメータを決定する方法であって、前記他の通信装置との通信に用いるネットワークの品質に関する情報として、前記ネットワークの可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方を計測するステップと、前記計測した可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方以下の送信レートでデータ送信を行う、再生可能なデータの通信に用いる１組以上の制御パラメータの組合せを、前記計測した情報が示すネットワークの品質下で実現可能な制御パラメータの組合せとして抽出するステップと、前記ネットワークの品質下で、前記抽出した制御パラメータの組み合わせを用いて前記データを前記他の通信装置に送信し、当該データを当該他の通信装置が再生した際の再生品質を計算するステップと、前記抽出した制御パラメータの組合せの中から、前記計算した再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、前記通信に用いる制御パラメータとして決定するステップと、を有することを特徴とする。

本発明のプログラムは、ネットワークを通じて他の通信装置との間で通信を行う通信機能を有するコンピュータに、通信に用いる制御パラメータを決定する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、前記他の通信装置との通信に用いるネットワークの品質に関する情報として、前記ネットワークの可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方を計測する処理と、前記計測した可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方以下の送信レートでデータ送信を行う、再生可能なデータの通信に用いる１組以上の制御パラメータの組合せを、前記計測した情報が示すネットワークの品質下で実現可能な制御パラメータの組合せとして抽出する処理と、前記ネットワークの品質下で、前記抽出した制御パラメータの組み合わせを用いて前記データを前記他の通信装置に送信し、当該データを当該他の通信装置が再生した際の再生品質を計算する処理と、前記抽出した制御パラメータの組合せの中から、前記計算した再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、前記通信に用いる制御パラメータとして決定する処理と、を実行させることを特徴とする。

本発明の通信システム、通信装置、制御パラメータ決定方法、及び、プログラムでは、高い再生品質で通信を行うことができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の通信装置を含む通信システムを示している。通信システムは、ネットワーク１３０を介して接続された送信側端末１１０と受信側端末１２０とを有する。送信側端末１１０は、ネットワーク１３０にパケットを送信する通信装置１１１と、通信装置１１１を通じてネットワーク１３０に映像や音声のデータを送り込む映像・音声配信アプリケーション１１２とを有する。受信側端末１２０は、ネットワーク１３０からパケットを受信する通信装置１２１と、通信装置１２１から映像や音声のパケットデータを受信する映像・音声配信アプリケーション１２２とを有する。

なお、送信側端末１１０における通信装置１１１と、受信側端末１２０における通信装置１２１とは、基本的に同じ構成である。通信装置１１１及び通信装置１２１は、送信側端末１１０及び受信側端末１２０において異なる役割を果すため、図１では、両者に異なる符合を付けて区別している。また、送信側端末１１０と受信側端末１２０については、送信側及び受信側の役割の説明のために便宜的に固定しているが、実際には、随時役割を入れ替えて、相互にデータを送受信することとしても問題はない。

図２に、通信装置の構成を示す。通信装置２００は、ネットワーク品質報告モジュール２０１、制御パラメータ抽出モジュール２０２、再生品質計算モジュール２０３、制御パラメータ決定モジュール２０４、及び、送信モジュール２０５を有する。図２に示す通信装置２００は、図１における通信装置１１１及び１２１に相当し、映像・音声配信アプリケーション２０６は、図１における映像・音声配信アプリケーション１１２及び１２２に相当する。映像・音声配信アプリケーション２０６は、カメラやマイクを通じて映像や音声のデータをキャプチャし、送信モジュール２０５に送信データを提供する。

ネットワーク品質報告モジュール２０１は、対向する通信装置からネットワーク品質に関するレポートを受信する。例えば、通信装置２００が図１の送信側端末１１０の通信装置１１１であるときは、通信相手である受信側端末１２０の通信装置１２１から、ネットワーク品質に関するレポートを受信する。このレポートには、例えばパケットの平均遅延時間やパケットロス率が含まれる。また、通信に用いられる制御パラメータの情報を含んでいてもよい。ネットワーク品質報告モジュール２０１は、レポートを受信すると、そのレポートに含まれるネットワーク品質情報を、制御パラメータ抽出モジュール２０２、再生品質計算モジュール２０３、及び、制御パラメータ決定モジュール２０４に提供する。

制御パラメータ抽出モジュール２０２は、ネットワーク品質報告モジュール２０１から報告されたネットワーク品質、及び、現在の制御パラメータに基づいて、送信モジュール２０５にて設定可能な制御パラメータの組合せの中から、１組以上の実現可能な制御パラメータの組合せ候補を抽出する。制御パラメータには、映像・音声に共通の制御パラメータとして、コーデック、送信レート、冗長化送信制御の有無、冗長度、インターリーブ長等を考える。また、映像のみの制御パラメータとして、階層符号化の有無等を考える。

制御パラメータ抽出モジュール２０２は、送信モジュール２０５にて設定可能な制御パラメータの組合せを記憶しており、その選択可能な制御パラメータの組合せの中から、実現可能な制御パラメータの組合せ候補を抽出する。例えば、現在の制御パラメータの組合せが（コーデックα，送信レートＸ，冗長化なし）であり、ネットワーク品質としてパケットロス率Ｐが報告された場合、選択可能な制御パラメータの組合せの中から、送信レートＸ以下で送信可能な組合せを抽出する。このとき、冗長化ありの組合せについては、冗長化によるデータレートの増加を考慮して抽出を行う。例えば、冗長度ｎで冗長化を行うことでデータレートがｎ倍になる制御パラメータの組合せについては、送信レートがＸ／ｎ以下となる組合せを、実現可能な制御パラメータの組合せとして抽出する。

制御パラメータ決定モジュール２０４は、制御パラメータ抽出モジュール２０２が実現可能な制御パラメータの組合せ候補を抽出すると、その組合せ候補について、報告されたネットワーク品質における再生品質を、再生品質計算モジュール２０３に問い合わせる。再生品質計算モジュール２０３は、制御パラメータ抽出モジュール２０２にて抽出された制御パラメータの組合せ候補のそれぞれについて、現在のネットワーク品質における再生品質値を計算する。再生品質計算モジュール２０３は、選択可能な制御パラメータの各制御組合せについて、ネットワーク品質と再生品質値との関係を示す関数を記憶しており、その関数と現在のネットワーク品質情報とを用いて、再生品質値を計算する。

制御パラメータ決定モジュール２０４は、再生品質計算モジュール２０３より各制御パラメータの組合せ候補に対する再生品質を受け取ると、再生品質を比較し、再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、送信モジュール２０５に設定するパラメータとして決定する。送信モジュール２０５は、制御パラメータ決定モジュール２０４が決定した制御パラメータに基づいて、映像や音声のパケットを加工し、ネットワーク１３０を通じて、受信側端末１２０に向けてパケットを送信する。

図３に、制御パラメータ設定時の動作手順を示す。送信側端末１１０と受信側端末１２０（図１）とは、ネットワーク１３０を通じて、映像や音声のデータをやり取りしている。ネットワーク品質報告モジュール２０１は、受信側端末１２０から、所定期間における平均遅延やパケットロス率等のネットワーク品質情報を受信し、受信したネットワーク品質情報を、制御パラメータ抽出モジュール２０２、再生品質計算モジュール２０３、及び、制御パラメータ決定モジュール２０４に報告する（ステップＳ１０１）。制御パラメータ抽出モジュール２０２は、現在の制御パラメータの組合せ及び報告されたネットワーク品質とから、実現可能な１個以上の制御パラメータの候補を抽出する（ステップＳ１０２）。

再生品質計算モジュール２０３は、ステップＳ１０２で抽出された制御パラメータの組合せ候補のそれぞれについて、報告されたネットワーク品質下で、各制御パラメータの組合せを実施した際の再生品質値を計算し、その結果を、制御パラメータ決定モジュール２０４に報告する（ステップＳ１０３）。制御パラメータ決定モジュール２０４は、各制御パラメータの組合せに対する再生品質値を比較し、再生品質値が最良となる制御パラメータの組合せを、送信モジュール２０５に設定する制御パラメータとして決定し、送信モジュール２０５に通知する（ステップＳ１０４）。

送信モジュール２０５は、制御パラメータ決定モジュール２０４から通知された制御パラメータに基づいて、映像・音声配信アプリケーション２０６から受け取った映像や音声のデータを加工し、受信側端末１２０に向けてデータを送信する（ステップＳ１０５）。受信側端末１２０が定期的にネットワーク品質に関するレポートを送信する場合、送信側端末１１０は、レポートを受信するたびに、ステップＳ１０１からステップＳ１０５までの処理を実行し、通信に用いる制御パラメータの見直しを行う。

本実施形態では、現状のネットワークの品質下で実現可能な１組以上の制御パラメータの組合せを抽出し、抽出された制御パラメータの組合せについて、ネットワークの品質下での再生品質を計算し、抽出された制御パラメータの組合せの中から、再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、制御パラメータとして決定する。このようにすることで、ネットワーク品質が変動した場合でも、ネットワークを通じた映像や音声の配信にて、高い再生品質を実現することができる。また、実現可能な制御パラメータの組合せを抽出し、再生品質を計算することで、実現可能な制御パラメータの組合せの中から、再生品質値が高い制御パラメータの組合せを選択できる。

図４は、本発明の第２実施形態の通信装置の構成を示している。本実施形態の通信装置３００は、ネットワーク品質計測モジュール３０１、ネットワーク品質報告モジュール３０２、制御パラメータ抽出モジュール３０３、再生品質計算モジュール３０４、制御パラメータ決定モジュール３０５、及び、送信モジュール３０６を有する。ネットワーク品質計測モジュール３０１を除くネットワーク品質報告モジュール３０２、制御パラメータ抽出モジュール３０３、再生品質計算モジュール３０４、制御パラメータ決定モジュール３０５、送信モジュール３０６、及び、映像・音声配信アプリケーション３０７は、第１実施形態における通信装置２００（図２）と同様であり、動作の説明は省略する。

ネットワーク品質計測モジュール３０１は、周期的にネットワーク品質を計測し、計測したネットワーク品質をネットワーク品質報告モジュール３０２に報告する。ネットワーク品質の計測には、自発的にネットワーク品質計測用のパケットを発行し、ネットワーク品質を計測するアクティブ計測、或いは、受信側端末１２０との間でやりとりされる映像や音声のパケットの振る舞いからネットワーク品質を計測するインライン計測を用いることができる。ネットワーク品質計測モジュール３０１は、受信側端末１２０から送信されるネットワーク品質に関するレポートに含まれないネットワーク品質、或いは、より精度の高いネットワーク品質を計測する。ネットワーク品質計測モジュール３０１は、例えば、ネットワーク１３０における可用帯域幅や物理リンク帯域などを計測する。

図５に、制御パラメータ設定時の動作手順を示す。送信側端末１１０（図１）と受信側端末１２０とは、ネットワーク１３０を通じて、映像や音声のデータをやり取りしている。ネットワーク品質計測モジュール３０１は、定期的に自らネットワーク品質計測用のパケットを発行しネットワーク品質を計測するアクティブ計測により計測されたネットワーク品質を、ネットワーク品質報告モジュール３０２に報告する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１におけるネットワーク品質の計測には、アクティブ計測に代えて、受信側端末１２０との間でやりとりされる映像や音声のパケットの振る舞いからネットワーク品質を計測するインライン計測を用いることもできる。

ネットワーク品質報告モジュール３０２は、受信側端末１２０及びネットワーク品質計測モジュール３０１から、ネットワーク品質に関するレポート（情報）を受取り、受け取ったネットワーク品質に関する情報を制御パラメータ抽出モジュール３０３、再生品質計算モジュール３０４、及び、制御パラメータ決定モジュール３０５に報告する（ステップＳ２０２）。制御パラメータ抽出モジュール３０３は、現在の制御パラメータの組合せ及び報告されたネットワーク品質から、実現可能な１個以上の制御パラメータの候補を抽出する（ステップＳ２０３）。

再生品質計算モジュール３０４は、報告されたネットワーク品質下で、ステップＳ２０３で抽出された制御パラメータの組合せ候補及びネットワーク品質から再生品質値を計算し、その結果を制御パラメータ決定モジュール３０５に報告する（ステップＳ２０４）。制御パラメータ決定モジュール３０５は、１個以上の制御パラメータの組み合わせ候補に対する再生品質値を比較し、再生品質値が最大となる制御パラメータの組み合わせを制御パラメータとして決定し、送信モジュール３０６に通知する（ステップＳ２０５）。

送信モジュール３０６は、制御パラメータ決定モジュール３０５から指示された制御パラメータに基づいて、映像・音声配信アプリケーション３０７から受け取った映像や音声のデータを加工し、受信側端末１２０に送信する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０３からステップＳ２０６に至る処理は、ステップＳ２０１でネットワーク品質計測モジュール３０１がネットワーク品質を計測するたびに実施する。或いは、ステップＳ２０２でネットワーク品質報告モジュール３０２がネットワーク品質に関するレポートを受信するたびに実施してもよい。

本実施形態では、第１実施形態に加えて、送信側の通信装置が自発的に計測したネットワーク品質を用いる。本実施形態では、第１実施形態に比して、より多くのネットワーク品質に関する情報を入手できるため、実現可能な制御パラメータの組み合わせ候補の増加や、精度の高い再生品質値の算出が可能となる。従って、より高い再生品質を提供する映像・音声の配信制御が可能となる。

以下、具体的な実施例を用いて、説明する。図６に、実施例の音声通信システムの構成を示す。音声通信システムは、ネットワーク４２０を介して接続された音声送受信端末４００、４１０を有する。音声送受信端末４００、４１０は、ネットワーク４２０を通じて、音声データの交換を行う。本実施例では、音声データを対象とするが、映像データに対して、同様の方法を適用することが可能である。

音声送受信端末４００、４１０は、音声配信アプリケーション４０１、４１１と、通信装置４０２、４１２とを有する。通信装置４０２、４１２には、第２実施形態における通信装置３００（図４）を用いる。音声配信アプリケーション４０１は、マイクから音声を取り込み、通信装置４０２に音声データを提供する。また、通信装置４０２を通じて、対向する音声送受信端末４１０から送信された音声データを受け取り、音声データの再生を行う。

通信装置４０２は、対向する音声送受信端末４１０内の通信装置４１２から、定期的にＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）を通じて、ネットワーク品質に関する報告を受ける。ＲＴＣＰには、前回、ＲＴＣＰが送信された時点からの平均遅延やパケットロス率が含まれる。また、通信装置４０２は、ＲＴＣＰには含まれないネットワーク品質情報、例えば、可用帯域を求めるため、アクティブ計測やインライン計測を用いたネットワーク品質計測を行う。

音声送受信端末４１０との間のネットワークの可用帯域の調査には、例えば、アクティブ計測の一手法であるパケットペア手法を用いる。パケットペア手法では、通信装置４０２から通信装置４１２に向けて、送信間隔を変化させたネットワーク品質計測用パケットの組を送信し、通信装置４１２にて、受信したネットワーク品質計測用パケットの組の受信間隔の変化を調査する。送信間隔と比較して、受信間隔が広がっていた場合、送信パケット及び送信間隔から計算される送信レートより可用帯域が小さいと判断できるため、送信間隔を変化させたネットワーク品質計測用パケットを送信し、送信間隔＜受信間隔となる点を求めることで、可用帯域を求めることが可能となる。

また、ネットワーク品質計測用パケットの代わりに、音声送受信端末４００と音声送受信端末４１０との間で送受信する音声パケットを利用するインライン計測を用いることも可能である。ネットワーク品質として、可用帯域以外の情報もアクティブ計測やインライン計測を用いて求めることも可能であり、通信装置４０２及び通信装置４１２が計測するネットワーク品質も可用帯域に限定されるものではない。アクティブ計測又はインライン計測により計測されたネットワーク品質は、先に述べたＲＴＣＰや通信装置４０２と通信装置４１２とを結ぶ別の通信経路を通じて、双方の音声送受信端末に通知される。

通信装置４０２は、計測されたネットワーク品質下で実現可能な制御パラメータの組み合わせ候補を求める。例えば、現在の制御パラメータの組合せが、（コーデックα，送信レートＸ，冗長化なし）であり、計測された可用帯域幅がＡで、ネットワーク品質としてパケットロス率Ｐ２が報告された場合、実現可能な制御パラメータの抽出（図５のステップＳ２０３）では、選択可能な制御パラメータの組合せの中から、可用帯域幅Ａ以下で、送信レートが可用帯域幅Ａに近い制御パラメータの組合せを抽出する。以下では、制御パラメータの抽出で、現在の制御パラメータの組合せである（コーデックα，送信レートＸ，冗長化なし）に加えて、(コーデックα，送信レートＹ，冗長化あり)、(コーデックβ，送信レートＺ，冗長化なし)が抽出されたものとする。

現在の制御パラメータの組合せと（コーデックα，送信レートＸ，冗長化なし）と、（コーデックα，送信レートＹ，冗長化あり）の組合せとを比較すると、コーデックは同じであるが、送信レート及び冗長化の有無が異なっている。音声データの符号冗長化或いは音声パケットの冗長化を行うことで、パケットロス率に対する耐性を高めることができる。しかしながら、送信レートの上限は可用帯域幅で決まるため、冗長化を行った場合の送信レートＹは、冗長化を行わない場合の送信レートＸと比較して小さくなる。また、現在の制御パラメータの組合せと、（コーデックβ，送信レートＺ，冗長化なし）の組合せとを比較すると、音声データを符号化する際のコーデックが異なる。

抽出された制御パラメータの各組合せについて、再生品質値を計算する。再生品質値の計算方法としては、例えば音声の客観品質を示す指標の１つであるＲ値を用いる。Ｒ値は、Ｅ−ｍｏｄｅｌと呼ばれる音声品質算出アルゴリズムに、コーデックの特性やネットワークの遅延、パケットロス率等のパラメータを指定することで求められる音声品質値であり、このＲ値を再生品質値とみなしている。再生品質値には、Ｒ値に代えて、ＰＥＳＱ（Perceptual Evaluation of Speech Quality)といった客観品質指標を用いることも可能である。

再生品質値の計算は、あらかじめ用意されたネットワーク品質値を変数とする関数に、現在のネットワーク品質を代入することで行う。例えば、ネットワーク品質としてパケットロス率Ｐ２が観測された場合は、関数にパケットロス率Ｐ２を代入して、再生品質値を求める。このとき、制御パラメータの組合せが「冗長化あり」の場合は、理論的にはパケットロス率が低減されたことになるため、理論値を用いて再生品質値を計算する。

図７に、各制御パラメータの組合せについてのパケットロス率と再生品質値との関係を示す。上記した３つの制御パラメータの組合せの再生品質値は、パケットロス率に対して、図７に示すように変化する。ステップＳ２０２で受信側から受信したネットワーク品質レポートにてパケットロス率Ｐ２が報告された場合は、３つの制御パラメータのうちで、パケットロス率Ｐ２と交点２で交わる（コーデックα，送信レートＹ，冗長化あり）の再生品質値が最大となる。従って、制御パラメータ決定モジュール３０５は、その制御パラメータの組合せを、送信モジュール３０６に設定する。ネットワーク品質報告レポートにてパケットロス率Ｐ１が報告された場合は、パケットロス率Ｐ１と交点１で交わる（コーデックβ，送信レートＺ，冗長化なし）の再生品質値が最大となるので、制御パラメータ決定モジュール３０５は、その制御パラメータの組合せを、送信モジュール３０６に設定することになる。

音声送受信端末４００に含まれる通信装置４０２は、再生品質値を最大化する制御パラメータの組み合わせを選択し、音声配信アプリケーション４０１から受け取る音声データを加工して、音声パケットの送信を行う。音声送受信端末４１０は、受信した音声パケットを再生する。このように、実現可能な制御パラメータのうちで、再生品質値を最大とする制御パラメータの組合せを、通信に用いることで、ネットワーク品質に変化が生じたときでも、高い再生品質にて、音声・映像の配信を行うことができる。

なお、上記各実施形態では、計算された再生品質値のうちで再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、通信に用いる制御パラメータとして決定することとしたが、厳密に最良であることまでは要しない。すなわち、再生品質が最良となる制御パラメータの組合せ以外に、その最良の再生品質値に近い再生品質が得られる制御パラメータの組合せがある場合には、その制御パラメータの組合せを、通信に用いる制御パラメータとして決定することも可能である。また、抽出された全ての制御パラメータの組合せについて再生品質値を計算することは必ずしも必要ではなく、再生品質値の計算にて十分に高い再生品質が得られる制御パラメータの組合せが存在したときは、その段階で再生品質値の計算を終了し、高い再生品質が得られる制御パラメータの組合せを、通信に用いる制御パラメータとして決定してもよい。

以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明の通信システム、通信装置、制御パラメータ決定方法、及び、プログラムは、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

本発明の第１実施形態の通信装置を含む通信システムを示すブロック図。通信装置の構成を示すブロック図。制御パラメータ設定時の動作手順を示すフローチャート。本発明の第２実施形態の通信装置の構成を示すブロック図。第２実施形態における制御パラメータ設定時の動作手順を示すフローチャート。実施例の音声通信システムを示すブロック図。パケットロス率と再生品質値との関係を示すグラフ。

符号の説明

１１０：送信側端末
１２０：受信側端末
１１１、１２１：通信装置
１１２、１２２：映像・音声配信アプリケーション
１３０：ネットワーク
２００、３００：通信装置
２０１、３０２：ネットワーク品質報告モジュール
２０２、３０３：制御パラメータ抽出モジュール
２０３、３０４：再生品質計算モジュール
２０４、３０５：制御パラメータ決定モジュール
２０５、３０６：送信モジュール
２０６、３０７：映像・音声配信アプリケーション
３０１：ネットワーク品質計測モジュール
４００、４１０：音声送受信端末
４０１、４１１：音声配信アプリケーション
４０２、４１２：通信装置
４２０：ネットワーク

Claims

通信相手の通信装置との通信に用いるネットワークの品質に関する情報を計測するネットワーク品質計測手段と、
前記ネットワーク品質計測手段が計測した情報が示すネットワークの品質下で実現可能な、１組以上の再生可能なデータの通信に用いる制御パラメータの組合せを抽出する制御パラメータ抽出手段と、
前記ネットワークの品質下で、前記制御パラメータ抽出手段が抽出した制御パラメータの組み合わせを用いて前記データを前記通信相手の通信装置に送信し、当該データを当該通信相手の通信装置が再生した際の再生品質を計算する再生品質計算手段と、
前記制御パラメータ抽出手段が抽出した制御パラメータの組合せの中から、前記再生品質計算手段が計算した再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、前記通信に用いる制御パラメータとして決定する制御パラメータ決定手段と、
を備え、
前記ネットワーク品質計測手段は、前記ネットワークの可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方を計測し、
前記制御パラメータ抽出手段は、前記制御パラメータの組合せのうちで、前記ネットワーク品質計測手段が計測した可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方以下の送信レートでデータ送信を行う制御パラメータの組合せを、前記ネットワークの品質下で実現可能な制御パラメータとして抽出する、
ことを特徴とする通信装置。
前記制御パラメータは、通信される前記データのコーデック、冗長化送信制御の有無、冗長度、インターリーブ長及び階層符号化の有無の少なくとも一つを含み、
前記再生品質計算手段は、前記再生品質を、前記制御パラメータに含まれる通信される前記データのコーデック、冗長化送信制御の有無、冗長度、インターリーブ長及び階層符号化の有無の少なくとも一つに基づいて計算する、
請求項１に記載の通信装置。
前記制御パラメータは、通信される前記データのコーデック、冗長化送信制御の有無及び冗長度を少なくとも含む、
請求項１または２に記載の通信装置。
前記再生品質計算手段は、前記制御パラメータ抽出手段が抽出した制御パラメータの組み合わせのそれぞれに対し、再生品質の客観品質を示す指標値を、あらかじめ用意された関数を用いて計算し、
前記制御パラメータ決定手段は、前記指標値が最大となる制御パラメータの組み合わせを、前記通信に用いる制御パラメータとして決定する、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の通信装置。
前記通信相手の通信装置から、パケットロス値を含む前記ネットワークの品質に関する情報を受信するネットワーク品質受信手段を更に備え、
前記再生品質計算手段は、パケットロス値を変数とする前記あらかじめ用意された関数に、前記ネットワーク品質受信手段が受信した情報に含まれるパケットロス値を代入して、前記再生品質の客観品質を示す指標値を計算する、
請求項４に記載の通信装置。
送信側端末と受信側端末とがネットワークを介して接続される通信システムであって、
少なくとも前記送信側端末が、
前記受信側端末との通信に用いるネットワークの品質に関する情報を計測するネットワーク品質計測手段と、
前記ネットワーク品質計測手段が計測した情報が示すネットワークの品質下で実現可能な、１組以上の再生可能なデータの通信に用いる制御パラメータの組合せを抽出する制御パラメータ抽出手段と、
前記ネットワークの品質下で、前記制御パラメータ抽出手段が抽出した制御パラメータの組み合わせを用いて前記データを前記受信側端末に送信し、当該データを当該受信側端末が再生した際の再生品質を計算する再生品質計算手段と、
前記制御パラメータ抽出手段が抽出した制御パラメータの組合せの中から、前記再生品質計算手段が計算した再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、前記送信側端末と前記受信側端末との間の通信に用いる制御パラメータとして決定する制御パラメータ決定手段と、
を備え、
前記ネットワーク品質計測手段は、前記ネットワークの可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方を計測し、
前記制御パラメータ抽出手段は、前記制御パラメータの組合せのうちで、前記ネットワーク品質計測手段が計測した可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方以下の送信レートでデータ送信を行う制御パラメータの組合せを、前記ネットワークの品質下で実現可能な制御パラメータとして抽出する、
ことを特徴とする通信システム。
ネットワークを通じて他の通信装置との間で通信を行う通信装置にて、通信に用いる制御パラメータを決定する方法であって、
前記他の通信装置との通信に用いるネットワークの品質に関する情報として、前記ネットワークの可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方を計測するステップと、
前記計測した可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方以下の送信レートでデータ送信を行う、再生可能なデータの通信に用いる１組以上の制御パラメータの組合せを、前記計測した情報が示すネットワークの品質下で実現可能な制御パラメータの組合せとして抽出するステップと、
前記ネットワークの品質下で、前記抽出した制御パラメータの組み合わせを用いて前記データを前記他の通信装置に送信し、当該データを当該他の通信装置が再生した際の再生品質を計算するステップと、
前記抽出した制御パラメータの組合せの中から、前記計算した再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、前記通信に用いる制御パラメータとして決定するステップと、
を有することを特徴とする制御パラメータ決定方法。
ネットワークを通じて他の通信装置との間で通信を行う通信機能を有するコンピュータに、通信に用いる制御パラメータを決定する処理を実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記他の通信装置との通信に用いるネットワークの品質に関する情報として、前記ネットワークの可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方を計測する処理と、
前記計測した可用帯域幅又は物理リンク帯域の少なくとも一方以下の送信レートでデータ送信を行う、再生可能なデータの通信に用いる１組以上の制御パラメータの組合せを、前記計測した情報が示すネットワークの品質下で実現可能な制御パラメータの組合せとして抽出する処理と、
前記ネットワークの品質下で、前記抽出した制御パラメータの組み合わせを用いて前記データを前記他の通信装置に送信し、当該データを当該他の通信装置が再生した際の再生品質を計算する処理と、
前記抽出した制御パラメータの組合せの中から、前記計算した再生品質が最良となる制御パラメータの組合せを、前記通信に用いる制御パラメータとして決定する処理と、
を実行させることを特徴とするプログラム。