JP5223444B2 - 通信システム及び呼制御装置 - Google Patents
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上記のような問題を解決するために、IP電話機毎に適切なジッタバッファを設定する構内交換機が開発されている(例えば、特許文献1を参照)。
一つの実施形態による通信システムでは、複数のIPネットワークがルータを介して接続される。各IPネットワークにはIP電話機が接続される。また各IPネットワークは、IP電話機が他のIP電話機と音声通信する際に通信セッションを確立するための呼制御サーバをそれぞれ有する。呼制御サーバは、複数のIPネットワークを経由する通信経路に沿ってIP電話機間で通信セッションを確立する際に、自己の管理下にあるIPネットワークの通信の遅延に関する情報を、その通信経路上にある他のIPネットワークの呼制御サーバに通知する。また呼制御サーバは、その通信経路上にある他の呼制御サーバからその遅延に関する情報を受信する。そして呼制御サーバは、その通信経路上に存在する全てのIPネットワークの遅延に関する情報に基づいて、通信セッション毎に最適なジッタバッファサイズを決定する。そして呼制御サーバは、その通信セッションにおいて音声通信を行うIP電話機に、その最適なバッファサイズを通知する。一方IP電話機は、呼制御サーバから通知されたバッファサイズに基づいて、ジッタバッファの記憶容量を設定した後、通話を開始する。
また、電話機4は、固定電話、携帯電話、PHSなど、公衆交換電話網または移動体通信網において使用される電話機である。
また、第1のIPネットワーク200及び第2のIPネットワーク300は、パケットを伝送する際に、それぞれ遅延及び遅延ジッタを生じる。その遅延及び遅延ジッタの値は、それらIPネットワークの構成及び想定される通信量に応じて推定または継続的に測定される。さらに、IPネットワーク200及び300が保証する通信品質に応じて、IPネットワーク200及び300の許容遅延時間がそれぞれ設定される。そして、IPネットワーク200、300において生じる遅延、遅延ジッタ及び許容遅延時間は、IPネットワーク200、300を管理する呼制御サーバ10、20にそれぞれ記憶される。
図2に、IP電話機2の概略構成図を示す。IP電話機2は、音声処理部21と、パケット送受信部22と、通話制御部23とを有する。これらの各部は、IP電話機2が有するCPUなどの制御回路及びその制御回路上で実行されるプログラムによって実装される機能モジュールである。あるいは、上記の各部は、ファームウェアとしてIP電話機2に実装されてもよい。またIP電話機2は、RAMなどの半導体メモリを有するジッタバッファ24を有する。ジッタバッファ24は、受信したIPパケットに含まれる、符号化された音声信号を一時的に蓄積するメモリであり、その記憶容量は、物理的な最大記憶容量以下で自由に設定可能である。さらにIP電話機2は、マイクロフォン25と、スピーカ26を有する。
また、音声処理部21は、他の電話機からパケット送受信部22を介して受け取った、圧縮符号化された音声信号を復号する。また音声処理部21は、その音声信号に対してエコーキャンセラ処理を行った後、その音声信号をPCM形式の音声PCMデータに変換する。そして音声処理部21は、音声PCMデータをスピーカ26へ渡し、その音声信号を再生させる。
一方、パケット送受信部22は、他の電話機(IP電話機及び加入者電話機を含む)から発信された、音声信号を含むIPパケットを受信すると、そのIPパケットから音声信号を抽出してジッタバッファ24に記憶する。そしてパケット送受信部22は、ジッタバッファ24に蓄積された音声信号が、ジッタバッファ24の設定された記憶容量一杯になると、ジッタバッファ24に蓄積された全ての音声信号を音声処理部21に渡す。あるいは、パケット送受信部22は、音声信号を含むIPパケット自体を、ジッタバッファ24に記憶してもよい。この場合、パケット送受信部22は、ジッタバッファ24の設定された記憶容量一杯になると、ジッタバッファ24に蓄積された全てのIPパケットから音声信号を抽出して、音声処理部21に渡す。
通話制御部23は、セッション確立処理が開始された後、ジッタバッファの記憶容量設定処理を開始する。そして通話制御部23は、呼制御サーバ10から受信した、セッション確立のための制御信号(例えば、Invite信号、180Ringing信号、200OK信号)などに、最適なジッタバッファサイズを示すジッタサイズ情報が含まれているか否か判定する(ステップS301)。なお、ジッタサイズ情報については後述する。制御信号にジッタサイズ情報が含まれていない場合、通話制御部23は、ジッタバッファ24の記憶容量を、予め指定された初期値に設定する(ステップS302)。例えば、その初期値は、IPネットワーク200内で音声通信を行う場合に想定される遅延ジッタに対応する期間(例えば、50msec)の音声信号を記憶するのに必要な記憶容量とすることができる。
上記のように、IP電話機2は、通信セッションの確立時に呼制御サーバから通知されたジッタバッファサイズに応じてジッタバッファ24の記憶容量を設定するので、通信セッション毎にジッタバッファ24の記憶容量を最適な値とすることができる。
先ず、呼制御サーバが、Invite信号を受信すると、そのInvite信号に示された発信元のIP電話機が、呼制御サーバが管理しているIPネットワークに接続されているか否かを判定する(ステップS601)。発信元のIP電話機が、管理下のIPネットワークに接続されていない場合、推奨バッファサイズ決定部32は、呼び出し先、すなわち、通信セッションの開始を求められたIP電話機が、呼制御サーバが管理しているIPネットワークに接続されているか否かを判定する(ステップS602)。そして呼び出し先のIP電話機が管理下のネットワークに接続されている場合、推奨バッファサイズ決定部32は、確立しようとする通信セッションにおいて経由される複数のIPネットワークで生じる最大遅延時間を推定する。そして推奨バッファサイズ決定部32は、その最大遅延時間が、管理下のIPネットワークの許容遅延時間内か否か判定する(ステップS603)。なお、推奨バッファサイズ決定部32は、最大遅延時間を求めるために、記憶部34から管理下のIPネットワークの遅延及び遅延ジッタを読み出す。また推奨バッファサイズ決定部32は、受信したInvite信号から、そのInvite信号が発信元のIP電話機から呼制御サーバに到達するまでに経由された他の各IPネットワークの遅延及び遅延ジッタを読み出す。そして推奨バッファサイズ決定部32は、管理下のIPネットワークの遅延及び遅延ジッタと、他の各IPネットワークの遅延及び遅延ジッタを加算して、ネットワーク遅延時間を算出する。さらに推奨バッファサイズ決定部32は、ネットワーク遅延時間に、音声信号を圧縮符号化するために要するコーデック時間と、圧縮符号化された音声信号をパケット化するために要する時間を加え、最大遅延時間を求める。
そしてステップS604〜S606、S608またはS609の後、接続処理部31はInvite信号の編集を終了し、IP電話機または他の呼制御サーバへそのInvite信号を送信する。
先ず、呼制御サーバが、180Ringing信号を受信すると、その180Ringing信号から、呼び出し先のIP電話機が、呼制御サーバが管理しているIPネットワークに接続されているか否かを判定する(ステップS701)。呼び出し先のIP電話機が、管理下のIPネットワークに接続されている場合、発信元のIP電話機も管理下のIPネットワークに接続されているので、通信セッションは、呼制御サーバが管理するIPネットワークのみを経由する。そこで、推奨バッファサイズ決定部32は、記憶部34から管理下のIPネットワークの遅延ジッタを読み出し、その遅延ジッタを最適なジッタバッファサイズとする。そして推奨バッファサイズ決定部32は、その最適なジッタバッファサイズを接続処理部31に通知する。接続処理部31は、そのジッタバッファサイズを呼び出し先のIP電話機へ送信される180Ringing信号のジッタサイズ情報に書き込む(ステップS702)。
そしてステップS702、S706またはS707の後、接続処理部31は180Ringing信号の編集を終了し、発信元のIP電話機へその180Ringing信号を送信する。
さらに、呼制御サーバは、遅延情報、遅延ジッタ情報あるいはジッタサイズ情報を、通信セッションの確立時、すなわち通話が開始される前において通信セッションの確立に使用される制御信号を利用して、IP電話機または他の呼制御サーバに通知する。そして、IP電話機がジッタバッファサイズを設定するために要する時間は殆ど無視できる程度であるので、係る通信システムは、IP電話機を使用するユーザに不快感を与えずに最適なジッタバッファサイズを設定することができる。
さらに、呼制御サーバは、上記の図7に示した発信元のIP電話機へ送信する180Ringing信号の編集処理のステップS706において、改めてその通信セッションにおいて経由する全てのIPネットワークの遅延ジッタを加算して全遅延ジッタを計算してもよい。そして呼制御サーバは、その全遅延ジッタを最適なジッタバッファサイズとして、180Ringing信号のジッタサイズ情報に追加してもよい。この場合、全遅延ジッタを計算するために、呼び出し先のIP電話機側の呼制御サーバから、発信元のIP電話機側の呼制御サーバに伝送される180Ringing信号に、各IPネットワークの遅延ジッタ情報が追加される。
さらに係る通信システムは、音声通話だけでなく、リアルタイム性が要求される他のタイプの通信、例えば、ライブ映像を伝送するサービスにも利用することができる。
以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
(付記1)
符号化データをパケット単位で送受信する少なくとも二つの通信ネットワークを有する通信システムであって、
前記少なくとも二つの通信ネットワークのそれぞれは、
受信した複数のパケットに含まれる符号化データを蓄積するメモリと、該メモリに蓄積された符号化データをまとめて復号する信号処理部とを有する第1の通信端末と、
前記第1の通信端末と前記少なくとも二つの通信ネットワークの何れかに接続された第2の通信端末間に通信セッションを確立する呼制御装置とを有し、
前記呼制御装置は、前記第2の通信端末から前記第1の通信端末に対する通信セッションの確立要求信号を受信したときに、前記第2の通信端末から前記呼制御装置が属する自通信ネットワークまでの間に経由する前記少なくとも二つの通信ネットワークのうちの他の通信ネットワークで生じる遅延に関する他ネットワーク遅延情報を、前記他の通信ネットワークから取得し、前記他ネットワーク遅延情報と、前記自通信ネットワークで生じる遅延に関する自ネットワーク遅延情報からデータバッファサイズを求めて前記第1の通信端末に通知し、
前記第1の通信端末は、前記メモリの記憶容量を前記呼制御装置から通知された前記データバッファサイズに設定し、その後通信を開始する、
通信システム。(1)(図1)
(付記2)
前記他ネットワーク遅延情報は、前記他の通信ネットワークのそれぞれにおいて生じる遅延ジッタを含み、前記自ネットワーク遅延情報は、前記自通信ネットワークにおいて生じる遅延ジッタを含み、
前記呼制御装置は、前記他の通信ネットワークのそれぞれにおいて生じる遅延ジッタと前記自通信ネットワークにおいて生じる遅延ジッタを合計して全遅延ジッタを算出し、該全遅延ジッタを前記データバッファサイズとする、付記1に記載の通信システム。(2)(図6、図8)
(付記3)
前記他ネットワーク遅延情報は、前記他の通信ネットワークのそれぞれにおいて生じる遅延をさらに含み、かつ、前記自ネットワーク遅延情報は、前記自通信ネットワークにおいて生じる遅延をさらに含み、
前記呼制御装置は、前記他の通信ネットワークのそれぞれにおいて生じる遅延及び遅延ジッタと、前記自通信ネットワークにおいて生じる遅延及び遅延ジッタと、前記第2の通信端末または前記第1の通信端末において生じる遅延とを合計して全遅延時間を算出し、該全遅延時間が前記自通信ネットワークの許容遅延時間内である場合、前記全遅延ジッタを前記データバッファサイズとし、該全遅延時間が前記自通信ネットワークの許容遅延時間を超える場合、前記自通信ネットワークの最大許容遅延ジッタを前記データバッファサイズとする、付記2に記載の通信システム。(3)(図6、図8)
(付記4)
前記呼制御装置は、前記第1の通信端末から前記第2の通信端末に対する第2の通信セッション確立要求信号を受信すると、前記他の通信ネットワークが有する呼制御装置へ、前記自ネットワーク遅延情報を通知する、付記1〜3の何れか一項に記載の通信システム。(4)(図5、図6)
(付記5)
前記他ネットワーク遅延情報は、前記通信セッション確立要求信号に含まれる、付記1〜4の何れか一項に記載の通信システム。(図6)
(付記6)
前記呼制御装置は、セッション確立プロトコルにしたがって前記通信セッションを確立し、かつ前記通信セッション確立要求信号はInvite信号である、付記5に記載の通信システム。(図6)
(付記7)
符号化データをパケット単位で送受信する複数の通信ネットワークのうちの第1の通信ネットワークに接続され、該第1の通信ネットワークに接続された第1の通信端末と前記複数の通信ネットワークのうちの何れかの通信ネットワークに接続された第2の通信端末間の通信セッションを確立する呼制御装置であって、
前記第2の通信端末と前記第1の通信端末との通信セッションの確立要求信号を受信したときに、前記第2の通信端末から前記第1の通信ネットワークまでの間に経由する他の通信ネットワークで生じる遅延に関する他ネットワーク遅延情報を、前記他の通信ネットワークから取得し、前記他ネットワーク遅延情報と、前記第1の通信ネットワークで生じる遅延に関する自ネットワーク遅延情報から、前記第1の通信端末が前記第2の通信端末から受信したパケットに含まれる符号化データを蓄積するデータバッファサイズを求めて前記第1の通信端末に通知する、
呼制御装置。(5)(図4)
(付記8)
符号化データをパケット単位で送受信する通信ネットワークに接続される通信端末であって、
受信した複数のパケットに含まれる符号化データを蓄積するメモリと、
前記メモリの記憶容量を、他の通信端末との通信セッションを確立する呼制御装置から通知された前記データバッファサイズに設定し、前記メモリに蓄積された符号化データの容量が設定された記憶容量に達すると、該蓄積された符号化データをまとめて復号する信号処理部と、
を有する通信端末。(図2)
(付記9)
符号化データをパケット単位で送受信する少なくとも二つの通信ネットワークの何れかに接続され、受信した複数のパケットに含まれる符号化データを所定の記憶容量だけ蓄積するメモリと、該メモリに蓄積された符号化データをまとめて復号する信号処理部とを有する通信端末の該所定の記憶容量を設定する方法であって、
前記少なくとも二つの通信ネットワークのうちの前記通信端末が接続された第1の通信ネットワークに接続され、前記通信端末と前記少なくとも二つの通信ネットワークの何れかに接続された他の通信端末間に通信セッションを確立する呼制御装置が、前記他の通信端末から前記通信端末に対する通信セッションの確立要求信号を受信したときに、前記他の通信端末から前記第1の通信ネットワークまでの間に経由する、前記少なくとも二つの通信ネットワークのうちの他の通信ネットワークで生じる遅延に関する他ネットワーク遅延情報を、前記他の通信ネットワークから取得するステップと、
前記呼制御装置により、前記他ネットワーク遅延情報と、前記自通信ネットワークで生じる遅延に関する自ネットワーク遅延情報からデータバッファサイズを求めるステップと、
前記呼制御装置により、前記データバッファサイズを前記通信端末に通知するステップと、
前記通信端末が前記メモリの記憶容量を前記呼制御装置から通知された前記データバッファサイズに設定するステップと、
を有する通信端末の記憶容量設定方法。(図5)
2、3 IP電話機
4 電話機
10、20 呼制御サーバ
50 ゲートウェイ
51 ルータ
100 電話交換ネットワーク
200、300 IPネットワーク
21 音声処理部
22 パケット送受信部
23 通話制御部
24 ジッタバッファ
31 接続処理部
32 推奨バッファサイズ決定部
Claims (5)
- 符号化データをパケット単位で送受信する少なくとも二つの通信ネットワークを有する通信システムであって、
前記少なくとも二つの通信ネットワークのそれぞれは、
受信した複数のパケットに含まれる符号化データを蓄積するメモリと、該メモリに蓄積された符号化データをまとめて復号する信号処理部とを有する第1の通信端末と、
前記第1の通信端末と前記少なくとも二つの通信ネットワークの何れかに接続された第2の通信端末間に通信セッションを確立する呼制御装置とを有し、
前記呼制御装置は、前記第2の通信端末から前記第1の通信端末に対する通信セッションの確立要求信号を受信したときに、前記第2の通信端末から前記呼制御装置が属する自通信ネットワークまでの間に経由する前記少なくとも二つの通信ネットワークのうちの他の通信ネットワークで生じる遅延に関する他ネットワーク遅延情報を、前記他の通信ネットワークから取得し、前記他ネットワーク遅延情報と、前記自通信ネットワークで生じる遅延に関する自ネットワーク遅延情報からデータバッファサイズを求めて前記第1の通信端末に通知し、
前記第1の通信端末は、前記メモリの記憶容量を前記呼制御装置から通知された前記データバッファサイズに設定し、その後通信を開始し、
前記他ネットワーク遅延情報は、前記他の通信ネットワークから受信した前記第1の通信端末と前記第2の通信端末間の通信セッションを確立するための制御信号に含まれる、
通信システム。 - 前記他ネットワーク遅延情報は、前記他の通信ネットワークのそれぞれにおいて生じる遅延ジッタを含み、前記自ネットワーク遅延情報は、前記自通信ネットワークにおいて生じる遅延ジッタを含み、
前記呼制御装置は、前記他の通信ネットワークのそれぞれにおいて生じる遅延ジッタと前記自通信ネットワークにおいて生じる遅延ジッタを合計して全遅延ジッタを算出し、該全遅延ジッタを前記データバッファサイズとする、請求項1に記載の通信システム。 - 前記他ネットワーク遅延情報は、前記他の通信ネットワークのそれぞれにおいて生じる遅延をさらに含み、かつ、前記自ネットワーク遅延情報は、前記自通信ネットワークにおいて生じる遅延をさらに含み、
前記呼制御装置は、前記他の通信ネットワークのそれぞれにおいて生じる遅延及び遅延ジッタと、前記自通信ネットワークにおいて生じる遅延及び遅延ジッタと、前記第2の通信端末または前記第1の通信端末において生じる遅延とを合計して全遅延時間を算出し、該全遅延時間が前記自通信ネットワークの許容遅延時間内である場合、前記全遅延ジッタを前記データバッファサイズとし、該全遅延時間が前記自通信ネットワークの許容遅延時間を超える場合、前記自通信ネットワークの最大許容遅延ジッタを前記データバッファサイズとする、請求項2に記載の通信システム。 - 前記呼制御装置は、前記第1の通信端末から前記第2の通信端末に対する第2の通信セッション確立要求信号を受信すると、前記他の通信ネットワークが有する呼制御装置へ、前記自ネットワーク遅延情報を通知する、請求項1〜3の何れか一項に記載の通信システム。
- 符号化データをパケット単位で送受信する複数の通信ネットワークのうちの第1の通信ネットワークに接続され、該第1の通信ネットワークに接続された第1の通信端末と前記複数の通信ネットワークのうちの何れかの通信ネットワークに接続された第2の通信端末間の通信セッションを確立する呼制御装置であって、
前記第2の通信端末と前記第1の通信端末との通信セッションの確立要求信号を受信したときに、前記第2の通信端末から前記第1の通信ネットワークまでの間に経由する他の通信ネットワークで生じる遅延に関する他ネットワーク遅延情報を、前記他の通信ネットワークから取得し、前記他ネットワーク遅延情報と、前記第1の通信ネットワークで生じる遅延に関する自ネットワーク遅延情報から、前記第1の通信端末が前記第2の通信端末から受信したパケットに含まれる符号化データを蓄積するデータバッファサイズを求めて前記第1の通信端末に通知し、
前記他ネットワーク遅延情報は、前記他の通信ネットワークから受信した前記第1の通信端末と前記第2の通信端末間の通信セッションを確立するための制御信号に含まれる、
呼制御装置。
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