JP5834851B2 - 通信システム、装置及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、通信システム、装置及びプログラムに関し、例えば、RTP(Real−Time Transport Protocol)パケットを利用して制御情報を通信する場合に適用し得るものである。
近年では、IPネットワークを利用したメディア情報(音声、画像等)の通信、配信が盛んに行なわれている。メディア情報そのものは、RTPパケットのペイロード部分に埋め込まれて伝送されるのが一般的である。メディア情報の伝送に際しては、これとは別に何らかの制御情報の伝送が必要になるが、例えば、音声通信の場合は、SIP(Session Initiation Protocol)プロトコルが用いられることが多い。しかし、この場合、ごく簡単な制御情報のみを伝送したい場合でも、RTP以外に別のプロトコル処理機能が必要となり、メディア情報と制御情報との伝送経路が変わったり、装置が複雑になったりしてしまう。これに対して、例えば、非特許文献1には、RTPパケットを適用して制御情報(DTMF信号など)を伝送する手法が記載されている。
RFC−2833
しかしながら、非特許文献1に記載の手法においても、メディア情報と制御情報を明示的に区別してRTPパケットのペイロードに挿入して伝送する必要があり、受信側では、ペイロードに挿入されている情報がメディア情報か制御情報かをパケットの内部を解析し、判別する必要がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、メディア情報を伝送する枠組みの中で、メディア情報以外の情報を、メディア情報の伝送に悪影響を与えないように、かつ簡便に伝送することができる通信システム、装置及びプログラムを提供しようとしたものである。
第1の本発明は、ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットを、順次、送信する通信装置において、(1)付加情報の送信指示時に、その付加情報の種類に応じた複数の付加情報伝送パケットの送信の仕方を得る付加情報/パケット系列変換部と、(2)上記パケットのプロトコルに準じながら、ヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを順次生成し、上記付加情報/パケット系列変換部が得た送信の仕方に従って、生成された複数の上記付加情報伝送パケットを送信する付加情報伝送パケット送信部とを有することを特徴とする。
第2の本発明は、ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットが、順次、到来して受信する通信装置において、(1)到来した上記パケットにおけるヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述されているか判定し、ペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを認識する付加情報伝送パケット認識部と、(2)付加情報伝送パケットの到来の仕方を把握し、到来の仕方に対応した付加情報の種類を得るパケット系列/付加情報変換部とを有することを特徴とする。
第3の本発明の通信システムは、第1の本発明の通信装置と、ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットが、順次、到来して受信する通信装置であって、到来したパケットにおけるヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述されているか判定し、ペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを認識する付加情報伝送パケット認識部と、付加情報伝送パケットの到来の仕方を把握し、到来の仕方に対応した付加情報の種類を得るパケット系列/付加情報変換部とを有する通信装置とで付加情報伝送パケットを授受することを特徴とする。
第4の本発明の通信プログラムは、ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットを、順次、送信する通信装置に搭載されたコンピュータを、(1)付加情報の送信指示時に、その付加情報の種類に応じた複数の付加情報伝送パケットの送信の仕方を得る付加情報/パケット系列変換部と、(2)上記パケットのプロトコルに準じながら、ヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを順次生成し、上記付加情報/パケット系列変換部が得た送信の仕方に従って、生成された複数の上記付加情報伝送パケットを送信する付加情報伝送パケット送信部として機能させることを特徴とする。
第5の本発明の通信プログラムは、ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットが、順次、到来して受信する通信装置に搭載されたコンピュータを、(1)到来した上記パケットにおけるヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述されているか判定し、ペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを認識する付加情報伝送パケット認識部と、(2)付加情報伝送パケットの到来の仕方を把握し、複数種類の付加情報の種類のうちから到来の仕方に対応した1つを得るパケット系列/付加情報変換部として機能させることを特徴とする。
を特徴とする通信プログラム。
本発明の通信システム、装置及びプログラムによれば、メディア情報を伝送する枠組みの中で、メディア情報以外の情報を、メディア情報の伝送に悪影響を与えないように伝送することができる。
実施形態に係る音声通信装置の構成を示すブロック図である。 実施形態における制御情報/送信レート変換テーブルの構成を示す説明図である。 実施形態の音声通信装置におけるRTPパケット多重部によるRTPパケット及び制御RTPパケットの多重化の様子を示す説明図である。 実施形態における受信レート/制御情報変換テーブルの構成を示す説明図である。
(A)主たる実施形態
以下、本発明による通信システム、装置及びプログラムの一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。実施形態に係る通信装置は、音声通信装置である。
(A−1)実施形態の構成
図1は、実施形態に係る音声通信装置の構成を示すブロック図である。音声通信装置1は、図1(A)に示す音声送信部2と、図1(B)に示す音声受信部3とを有する。
図1において、音声送信部2は、マイクロフォン10、音声符号化部11、RTPパケット生成部12、制御情報/送信レート変換部13、制御RTPパケット生成部14及びRTPパケット多重部15を有する。
一方、音声受信部3は、RTPパケット判定部20、RTPパケット分解部21、音声復号部22、スピーカ23、制御RTPパケットカウンタ部24及び制御情報出力部25を有する。
マイクロフォン10は、ユーザの発話音声を捕捉し、得られたアナログ音声信号を音声符号化部11に与えるものである。
音声符号化部11は、マイクロフォン10から入力されたアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換した後、音声信号を符号化し、音声符号化データCsをRTPパケット生成部12に与えるものである。ここで、音声符号化方式としては、例えば、G.711を適用し得る。
RTPパケット生成部12は、音声符号化データCsを基に、対向する音声通信装置に送信するRTPパケットPKを生成し、RTPパケット多重部15に与えるものである。例えば、デジタル音声信号の20msを1フレームとして音声符号化し、得られたフレーム毎の音声符号化データCsをRTPパケットのペイロードに挿入して、RTPパケットPKを生成する場合、RTPパケットPKの生成周期は20msごととなり、音声符号化における圧縮の影響により、生成された前後のRTPパケットPK間には大きな間が空いている。
制御情報/送信レート変換部13には、外部から、送信しようとする制御情報の識別情報Cが与えられる。例えば、当該音声通信装置がソフトフォンを適用した装置の場合、ソフトフォンアプリケーションが制御情報の識別情報Cを発する。制御情報は、例えば、コーデックの種類を切り換えるための情報であったり、音声符号化に供する音声信号の帯域を狭帯域及び広帯域間で切り換えるための情報であったり、DTMF信号であったりする。
制御情報/送信レート変換部13は、与えられた制御情報の識別情報Cから、単位時間当たりの制御RTPパケットの送信数(送信レート)を得て制御RTPパケット生成部14に与える。制御情報/送信レート変換部13は、例えば、変換テーブルとして構築することができる。図2は、制御情報/送信レート変換テーブルの構成を示す説明図である。制御情報/送信レート変換テーブルTBL1は、制御情報の識別情報Cに対応付けて、制御RTPパケットの生成周期PITと、制御RTPパケットの生成数GCNTとが記述されている。
制御RTPパケット生成部14は、ペイロードが存在しない、RTPヘッダのペイロードサイズのフィールドに「0」が記述されているRTPパケット(このようなRTPパケットを制御RTPパケットと呼ぶ)CPKを生成し、RTPパケット多重部15に与えるものである。制御RTPパケット生成部14は、例えば、RTPヘッダの情報をRTPパケット生成部12から取込み、そのペイロードサイズのフィールドを「0」に書き換えることで制御RTPパケットCPKを生成する。制御RTPパケット生成部14は、制御情報/送信レート変換部13によって指示された送信レートで、言い換えると、指示された生成周期PITで指示された生成数GCNTだけ制御RTPパケットCPKを生成する。
RTPパケット多重部15は、RTPパケット生成部12からのRTPパケットPKと、制御RTPパケット生成部14からの制御RTPパケットCPKとを多重して、一系列化されたRTPパケットPK及び制御RTPパケットCPKをシーケンシャルに送出するものである。
ここで、RTPパケット多重部15は、RTPパケットPK及び制御RTPパケットCPKに対して、連続したシーケンス番号を付与しても良く、また、RTPパケットPKと制御RTPパケットCPKとで別個にシーケンス番号を付与するようにしても良い。後者の場合は、ペイロードサイズのフィールドが「0」以外のRTPパケットのシーケンス番号と、ペイロードサイズのフィールドが「0」のRTPパケット(制御RTPパケット)のシーケンス番号とが別個に更新されていくことを意味する。
図3は、RTPパケット多重部15によるパケット多重化の様子を示す説明図である。図3(A)に示すように、RTPパケット生成部12から一般的なRTPパケットPK1〜PK3が間欠的に出力されており、このような状態で、制御RTPパケット生成部14から制御RTPパケットCPK1、CPK2が生じると、RTPパケット多重部15の機能により、図3(B)に示すように、一般的なRTPパケットPK1〜PK3の間に、制御RTPパケットCPK1、CPK2が挿入されたパケットの時系列が形成される。図3では、前後するRTPパケットの間に、制御RTPパケットが1パケットずつ挿入されている様子を示しているが、前後するRTPパケットの間に挿入される制御RTPパケットは1パケットに限定されず、制御RTPパケット生成部14からの制御RTPパケットの出力周期によって変化する。
音声受信部3におけるRTPパケット判定部20は、対向する音声通信装置から到来したRTPパケットRPKから当該音声通信装置1宛のものだけを抽出し、抽出したRTPパケットRPKのヘッダにおけるペイロードサイズフィールドの値を確認し、ペイロードサイズが「0」であれば、制御RTPパケットCPKであるとして、到来したRTPパケット(制御RTPパケット)CPKを制御RTPパケットカウンタ部24に与え、ペイロードサイズが「0」以外であれば、一般のRTPパケットPKであるとして、到来したRTPパケットPKをRTPパケット分解部21に与えるものである。
RTPパケット分解部21は、RTPパケット判定部20から与えられたRTPパケットPKを分解し、ペイロードからメディア情報(符号化音声データ)Crを取り出して、音声復号部22に与えるものである。
音声復号部22は、RTPパケット分解部21から与えられた符号化音声データCrを復号し、得られたデジタル音声信号をアナログ音声信号Srに変換してスピーカ23に与えるものである。
スピーカ23は、音声復号部22から与えられたアナログ音声信号Srを発音出力するものである。
制御RTPパケットカウンタ部24は、タイマを内蔵している。制御RTPパケットカウンタ部24は、RTPパケット判定部20から制御RTPパケットCPKが与えられたときには、タイマが単位時間の計時を開始しているか否かを判定し、計時を開始しているときにはカウント値を1インクリメントし、計時を開始していないときには、タイマの計時を開始させると共に、カウント値を初期値である「1」にする。すなわち、制御RTPパケットカウンタ部24は、制御RTPパケットが到来し始めてからの単位時間に到来した制御RTPパケットの数を計数するものである。制御RTPパケットカウンタ部24は、内蔵するタイマが単位時間を計時したときには、そのときのカウント値を制御情報出力部25に与える。
なお、制御RTPパケットだけでシーケンス番号を更新する方法を採用している場合には、前回の制御RTPパケットのシーケンス番号と今回の制御RTPパケットのシーケンス番号との差分だけ、カウント値を更新させることを行うようにしても良い。
また、音声送信部2が、例えば、単位時間の整数倍の時間を考慮して制御RTPパケットを送信し、制御RTPパケットカウンタ部24が、単位時間の整数倍の時間の間に到来した制御RTPパケットを計数し、それから、単位時間当たりの制御RTPパケット数を得て、制御情報出力部25に出力するようにしても良い。
制御情報出力部25は、制御RTPパケットカウンタ部24から与えられた、単位時間当たりの制御RTPパケット数に基づいて、その数が指示する制御情報の識別情報を得て、外部(例えば、当該音声受信部3が搭載されている装置のアプリケーション部)に与えるものである。制御情報出力部25は、例えば、受信レート/制御情報変換テーブルとして構築することができる。図4は、受信レート/制御情報変換テーブルの構成を示す説明図である。受信レート/制御情報変換テーブルTBL2は、単位時間当たりの制御RTPパケット数の範囲に、制御情報の識別情報Cを対応付けて記述しているものであり、制御情報出力部25は、制御RTPパケットカウンタ部24から与えられた単位時間当たりの制御RTPパケット数が属する、受信レート/制御情報変換テーブルTBL2の範囲を認識し、その範囲に対応付けられている制御情報の識別情報Cを出力する。単位時間当たりの制御RTPパケット数を範囲で記述することにより、ネットワーク上で制御RTPパケットがロスしても、制御情報出力部25は正しい制御情報の識別情報Cを出力し得る。なお、制御RTPパケット生成部14における生成周期PIT及び生成数GCNTは、受信側の範囲を考慮し、所定割合の制御RTPパケットがネットワークでロスしても、制御情報出力部25が正しい制御情報の識別情報Cを出力できるように定められている。
ここで、音声送信部2における、音声符号化部11内のデジタル音声信号を処理する以降の構成、RTPパケット生成部12、制御情報/送信レート変換部13、制御RTPパケット生成部14及びRTPパケット多重部15は、CPUと、CPUが実行するプログラムという形で実現するようにしても良い。
同様に、音声受信部3における、RTPパケット判定部20、RTPパケット分解部21、音声復号部22内のデジタル音声信号を得るまでの構成、制御RTPパケットカウンタ部24及び制御情報出力部25は、CPUと、CPUが実行するプログラムという形で実現するようにしても良い。
(A−2)実施形態の動作
次に、実施形態に係る音声通信装置1の動作を、音声送信部2の動作、音声受信部3の動作の順に説明する。
ユーザの発話音声はマイクロフォン10によって捕捉され、得られたアナログ音声信号が音声符号化部11に与えられ、デジタル音声信号に変換された後、音声符号化される。
音声符号化データCsから、RTPパケット生成部12によってRTPパケットPKが生成され、RTPパケット多重部15を介して対向する音声通信装置に向けて送信される。
このような状況において、送信しようとする制御情報が生じると、その識別情報Cが制御情報/送信レート変換部13に与えられる。これにより、制御情報/送信レート変換部13から、単位時間当たりの制御RTPパケットの送信数(例えば、制御RTPパケットの生成周期PITと制御RTPパケットの生成数GCNT)が制御RTPパケット生成部14に与えられ、制御RTPパケット生成部14によって、RTPヘッダのペイロードサイズのフィールドに「0」が記述されている制御RTPパケットCPKが、与えられた単位時間当たりの制御RTPパケットの送信数に合致するように生成される。
生成された制御RTPパケットCPKは、RTPパケット多重部15によって、RTPパケット生成部12からの一般的なRTPパケットと多重され、対向する音声通信装置に向けて送信される。
次に、音声受信部3の動作を説明する。
対向する音声通信装置から到来した一般的なRTPパケットPKは、ペイロードサイズフィールドに「0」以外の値が挿入されていることにより、RTPパケット判定部20からRTPパケット分解部21に与えられる。これにより、RTPパケットPKは、RTPパケット分解部21によって分解され、ペイロードからメディア情報(符号化音声データ)Crが取り出されて音声復号部22に与えられ、音声復号部22において、メディア情報(符号化音声データ)Crが復号され、さらに、アナログ音声信号Srに変換されてスピーカ23に与えられ、発音出力される。
対向する音声通信装置からのRTPパケットPKの系列に制御RTPパケットCPKが混在するようになると、混在している制御RTPパケットCPKは、ペイロードサイズフィールドに「0」の値が挿入されているため、RTPパケット判定部20から制御RTPパケットカウンタ部24に与えられる。そして、制御RTPパケットカウンタ部24によって、単位時間当たりに到来した制御RTPパケット数が取得され、制御情報出力部25に与えられる。制御情報出力部25においては、単位時間当たりの制御RTPパケット数に応じた制御情報の識別情報が得られ、外部(例えば、当該音声受信部3が搭載されている装置のアプリケーション部)に出力される。
以上のような音声送信部2の動作及び音声受信部3の動作により、メディア情報を伝送するRTPのプロトコルを利用しつつ、音声通信を邪魔することなく、制御情報を、音声送信部2から音声受信部3へ伝送することができる。
(A−3)実施形態の効果
上記実施形態によれば、メディア情報を伝送するRTPに従う枠組みの中で、メディア情報以外の制御情報を、メディア情報の伝送に悪影響を与えないように、かつ簡便に伝送することができる。
(B)他の実施形態
上記実施形態では、単位時間当たりの制御RTPパケット数で、制御情報の種類を表すものを示したが、制御RTPパケットに係る他の指標で、制御情報の種類を規定するようにしても良い。例えば、単位時間当たりのRTPパケット数と制御RTPパケット数の比で制御情報の種類を規定するようにしても良く、相前後するRTPパケット間に挿入されている制御RTPパケットの数で制御情報の種類を規定するようにしても良い。
上記実施形態では、音声受信部で許容できる制御RTPパケット数の誤差を、範囲で規定するものを示したが、制御情報の種類で定まる制御RTPパケット数だけを記述しておき、許容できる誤差範囲を演算によって求めるようにしても良い。例えば、単位時間当たりに10パケット受信した場合に制御情報#1を表すと記述しておき、誤差範囲を、予め定められている割合(例えば、プラス側10%、マイナス側20%)を適用して計算し、単位時間に到来した制御RTPパケット数が、8〜11パケットでは、制御情報#1が伝送されたものと捉えるようにしても良い。
上記実施形態では、制御RTPパケットはペイロードを有しないものであったが、ペイロードがあっても良い。例えば、RTPパケット生成部12が生成した一般的なRTPパケットのペイロードサイズを「0」に書き換えることで制御RTPパケットを生成するようにしても良く、この場合、ペイロードの除去を実行しないようにしても良い。このような場合には、制御RTPパケットの生成のため、一般的なRTPパケットがロスしたと受信側で捉えるようにしても良い。このような場合、ペイロードのサイズは不明であるが、ペイロードサイズが「0」の制御RTPパケットにも、それなりのメディア情報が挿入されているとして受信側で補間処理の際に利用するようにしても良い。
上記実施形態では、ペイロードサイズ「0」で制御RTPパケットであることを通知するものを示したが、これに加え、他の情報も、制御RTPパケットを表す値にし、制御RTPパケットであることを確実に通知するようにしても良い。
上記実施形態では、エンドツーエンドで、制御情報を通知する場合を示したが、音声端末から中継装置へ制御情報を通知する場合にも、上記実施形態の方法を適用することができる。例えば、単位時間当たりの制御RTPパケット数が、所定値以上の場合には対向装置への制御情報を表し、単位時間当たりの制御RTPパケット数が、所定値未満の場合には中継装置への制御情報を表しているように規定しても良い。
上記実施形態では、音声通信に本発明を適用したものを示したが、他のメディア通信に本発明を適用することができる。
制御RTPパケットで伝送する付加情報(制御情報)は、シグナリング情報に限定されない。例えば、アプリケーション部が必要とする情報であれば、ユーザに関する情報などであっても良い。
上記実施形態では、メディア情報の伝送に利用されるパケットがRTPパケットであるものを示したが、本発明の技術思想を適用できるのであれば、他のプロトコルに係るパケットであっても良い。
1…音声通信装置、2…音声送信部、3…音声受信部、12…RTPパケット生成部、13…制御情報/送信レート変換部、14…制御RTPパケット生成部、15…RTPパケット多重部、20…RTPパケットサイズ判定部、21…RTPパケット分解部、24…制御RTPパケットカウンタ部、25…制御情報出力部。

Claims (6)

  1. ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットを、順次、送信する通信装置において、
    付加情報の送信指示時に、その付加情報の種類に応じた複数の付加情報伝送パケットの送信の仕方を得る付加情報/パケット系列変換部と、
    上記パケットのプロトコルに準じながら、ヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを順次生成し、上記付加情報/パケット系列変換部が得た送信の仕方に従って、生成された複数の上記付加情報伝送パケットを送信する付加情報伝送パケット送信部と
    を有することを特徴とする通信装置。
  2. ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットが、順次、到来して受信する通信装置において、
    到来した上記パケットにおけるヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述されているか判定し、ペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを認識する付加情報伝送パケット認識部と、
    付加情報伝送パケットの到来の仕方を把握し、複数種類の付加情報の種類のうちから到来の仕方に対応した1つを得るパケット系列/付加情報変換部と
    を有することを特徴とする通信装置。
  3. 上記パケットがRTPパケットであること特徴を特徴とする請求項1又は2に記載の通信装置。
  4. 請求項1に記載の通信装置と、
    ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットが、順次、到来して受信する通信装置であって、
    到来した上記パケットにおけるヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述されているか判定し、ペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを認識する付加情報伝送パケット認識部と、
    付加情報伝送パケットの到来の仕方を把握し、到来の仕方に対応した付加情報の種類を得るパケット系列/付加情報変換部と
    を有する通信装置と
    で上記付加情報伝送パケットを授受することを特徴とする通信システム。
  5. ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットを、順次、送信する通信装置に搭載されたコンピュータを、
    付加情報の送信指示時に、その付加情報の種類に応じた複数の付加情報伝送パケットの送信の仕方を得る付加情報/パケット系列変換部と、
    上記パケットのプロトコルに準じながら、ヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを順次生成し、上記付加情報/パケット系列変換部が得た送信の仕方に従って、生成された複数の上記付加情報伝送パケットを送信する付加情報伝送パケット送信部と
    して機能させることを特徴とする通信プログラム。
  6. ペイロードにメディア情報が挿入され、ヘッダにペイロードサイズのフィールドが設けられているパケットが、順次、到来して受信する通信装置に搭載されたコンピュータを、
    到来した上記パケットにおけるヘッダのペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述されているか判定し、ペイロードサイズのフィールドに0を意味する情報が記述された付加情報伝送パケットを認識する付加情報伝送パケット認識部と、
    付加情報伝送パケットの到来の仕方を把握し、複数種類の付加情報の種類のうちから到来の仕方に対応した1つを得るパケット系列/付加情報変換部と
    して機能させることを特徴とする通信プログラム。
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