JPH0514456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、種々の異なるメデイアの通信をサポ
ートする高速パケツト交換ネツトワークにおい
て、音声、動画等の連続的な通信をサポートする
方式に関する。

〔従来の技術〕

パケツト交換方式は、もともと離散的、バース
ト的に情報が発生するデータ通信に適し、音声、
動画等の連続的な通信には不向きであるとされて
いた。音声、動画等の連続的な通信においては、
情報が一定間隔で一定量ずつコンスタントに発生
するが、パケツト交換においては、キユーイング
ベースで交換が実施されるため遅延に揺らぎ（遅
延差）が生じ、受信側でその揺らぎを吸収して、
元の連続的な通信に戻して再生する必要があるか
らである。

しかし、近年のデイジタル通信、光通信の高速
化、高品質化により可能になりつつある高速パケ
ツト交換においては、遅延が著しく短縮され、そ
の結果遅延の揺らぎも小さくなるため、これら連
続的な通信をも収容することが原理的に可能とな
り、文字通りのマルチメデイア通信の実現が近づ
きつつある。

遅延差吸収は遅延差吸収用バツフアを設けて行
われるが、連続通信では一旦再生が開始されると
以後一定の速度で再生を連続する必要があるた
め、パケツトが到達し始めてからどの時点で再生
を開始するか、遅延差吸収用バツフアがオーバー
フロー、アンダーフローした時にどのように制御
するかが問題となる。また、パケツトネツトワー
クにおいては、伝送誤りあるいはネツトワーク内
のバツフアメモリのオーバーフローによりパケツ
トが廃棄される可能性があり、これにどう対処す
るかも問題である。パケツト網内でパケツトが紛
失した場合、そのまま受信端で受信パケツトのみ
を再生すると、紛失したパケツト分だけパケツト
の再生時点が繰り上がる。従つてパケツトの紛失
が積み重なるにしたがつて再生時点はどんどん繰
り上がり、ついには再生すべきパケツトが再生す
べき時点ではまだまだ受信端に到達していないと
いうバツフアアンダーフローを生じる。

これに対して従来種々の遅延差吸収方式が考え
られてきたが、第１の方式としては、最も単純な
方法であるが、アンダーフロー時はダミーパケツ
トを再生し、等価的に再生パケツト数を増やし
て、再生タイミングを遅らせる方法がある。また
第２の方式としては、送信側で一つの通話に属す
る各バケツトにシーケンス番号を付加してネツト
ワークに送信し、受信側では、その通話に関する
最初のパケツトの到着時点から適当な時間遅らせ
た時点からパケツトの再生を開始し、ネツトワー
ク内でのパケツトの喪失あるいは誤りによる廃棄
のためにシーケンス番号が飛んだ場合には、その
分のダミーパケツトを挿入し、かつ遅延差吸収用
バツフアがアンダーフローした時にもダミーパケ
ツトを挿入した後、当該パケツトが到達した時に
は当該パケツトを廃棄する方式がある。ダミーパ
ケツトとしては、音声の場合には無音情報に相当
するパケツト、背景雑音に相当するパケツト、あ
るいは一つ前に届いたパケツトを誤り返す等が考
えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の第１の方式によれば、アンダーフローが
発生するごとに再生タイミングを遅らせて行くこ
とになるため、アンダーフローの確率を非常に小
さく抑えることが可能である。しかし、アンダー
フローの確率は小さいにこしたことはないが、そ
れはバツフアメモリ量の増大、遅延の増大につな
がり、一概に０にすべきとは言えない。ネツトワ
ークでのパケツトの誤り、廃棄の確率と同程度な
いしはそれより小さければ十分である。

一方、従来の第２の方式によれば、ネツトワー
クでのパケツトの誤り、廃棄並びに受信側での遅
延差吸収用メモリのアンダーフローに起因する再
生タイミングの変動を抑えることができるが、最
初のパケツトのネツトワーク内遅延の偏りによつ
て再生タイミングが最適値からずれている場合に
は、アンダーフローが頻発することとなる。

本発明の目的は、上述の第２の方式において、
アンダーフローの確率が、ネツトワークでのパケ
ツトの誤り、廃棄の確率と同程度以下になるよう
にアダプテイブに制御する、パケツト交換の遅延
差吸収方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、パケツト交換における連続通信に対
するパケツト遅延差吸収方式であつて、 送信側では、同一通話に属するパケツトにシー
ケンス番号を付加して送信し、 遅延差吸収用パケツトとアンダーフロー計数用
カウンタとパケツト抜け・パケツト誤り計数用カ
ウンタとが設けられた受信側では、受信パケツト
の伝送誤り及び前記シーケンス番号を監視し、正
しく受信されたパケツトを前記遅延差吸収用バツ
フアに格納し、かつ前記受信パケツトを前記遅延
差吸収用バツフアから一定速度で読み出し、 前記受信パケツト監視時に、受信パケツトが誤
つたあるいは受信パケツトのシーケンス番号が抜
けた場合には、誤つた個数あるいは抜けた個数だ
けダミーパケツトを前記遅延差吸収用バツフアに
格納するとともにその個数だけ前記パケツト抜
け・パケツト誤り計数用カウンタをカウントアツ
プし、 前記パケツト抜け・パケツト誤り計数用カウン
タがその最大計数値に達した時には、このパケツ
ト抜け・パケツト誤り計数用カウンタ並びに前記
アンダーフロー計数用カウンタをリセツトし、 前記遅延差吸収用バツフアがアンダーフローし
た場合には、ダミーパケツトを挿入・再生すると
ともに前記アンダーフロー計数用カウンタをカウ
ントアツプし、その結果このカウントがその最大
計数値に達した時には、このカウンタ並びに前記
パケツト抜け・パケツト誤り計数用カウンタをリ
セツトし、一方前記アンダーフロー計数用カウン
タの値がその最大計数値以下であるときには、前
記ダミーパケツト挿入後、前記アンダーフロー時
に再生すべきであつたシーケンス番号を有するパ
ケツトを受信した時にこの受信パケツトを廃棄す
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明において、各パケツトにシーケンス番号
を付加し、平常時は、パケツト網内での伝送誤
り、バツフアオーバーフロー等により欠落したパ
ケツトを受信側でシーケンス番号の抜けによつて
検出してその分のダミーパケツトを挿入し、バツ
フアのアンダーフローが起こつた場合には、ダミ
ーパケツトを挿入再生し、しかる後アンダーフロ
ー時に再生すべきであつたシーケンス番号を有す
るパケツトを受信した時には当該受信パケツトを
廃棄し、再生タイミングが変化しないようにする
点は従来方式と同じである。

本発明においては、さらに受信側にパケツト抜
け・パケツト誤り計数用カウンタと、アンダーフ
ロー計数用カウンタを設け、両カウンタの値によ
つてアンダーフロー時に再生タイミングの修正を
行うか否かを判定する。具体的には、パケツト抜
け・パケツト誤りカウンタの最大計数値をＮ１、
アンダーフロー計数用カウンタの最大計数値をＮ
２として、パケツト抜け・パケツト誤り計数用カ
ウンタが先にフルアツプしたときには、両カウン
タをリセツトし、アンダーフロー計数用カウンタ
が先にフルアツプした時には、両カウンタをリセ
ツトするとともに、アンダーフローした時、ダミ
ーパケツト挿入後のアンダーフロー時に再生すべ
きであつた真のパケツトの廃棄を行わず、再生タ
イミングを１パケツト分遅らせる。この方法によ
り、アンダーフロー発生率は、パケツト抜け・パ
ケツト誤り発生率のほぼＮ２／Ｎ１以下とするこ
とができる。〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明によるパケツトの遅延差吸収方
式の一実施例を示す説明図であり、連続通信をサ
ポートするときの送信側、受信側、再生時のタイ
ムチヤートを示している。第１図に示されている
ように、送信側では、各パケツトにシーケンス番
号からを付加して等間隔で送信する。これら
のパケツトは、ネツトワーク内部のキユーイング
によつて図に示すように、遅延がパケツト毎に異
なつて受信側に到達する。受信側では受信パケツ
トの誤りやシーケンス番号をチエツクしながら、
これを遅延差吸収用バツフアに格納し、所定の時
間になつたら、順番に等間隔でこれら受信パケツ
トを読み出す。再生開始タイミングは、例えば各
通話の先頭パケツトが受信側に到達した時点か
ら、99％のパケツトが満足する遅延時間99％Ｄだ
け後する。一旦再生が開始されると、以後は連続
的にパケツトが読み出される。第１図のパケツト
，，のように、ネツトワーク内で廃棄され
たり、再生タイミングまでに受信端に届かないパ
ケツトは、代わりに音声の場合なら無音パケツ
ト、背景雑音パケツト、あるいは直前のパケツト
などのダミーパケツト′，′，′が再生され
る。この後、本物のパケツトが到着しても、こ
のパケツトは廃棄してしまう。いま例えば、ネツ
トワーク内のパケツトの廃棄、誤りの確率とアン
ダーフローの確率とを同程度とするように制御す
ることとし、パケツト抜け・パケツト誤り計数用
カウンタの最大計数値Ｎ１を２、アンダーフロー
計数用カウンタの最大計数値を２とすると、第１
図に示すように、パケツトがアンダーフローと
なつた時点で、アンダーフロー計数用カウンタが
フルアツプし、両カウンタをリセツトするととも
に、遅れて届くパケツトの廃棄を行わず、その
まま遅延吸収用バツフアに書き込んで再生する。
すなわち、パケツトがアンダーフローした時点
で、アンダーフロー確率はネツトワーク内のパケ
ツトの廃棄・パケツト誤り率より高くなつている
と判断され、それを是正するために再生タイミン
グを遅らせ、アンダーフロー確率を低下させるよ
うに制御する。パケツトの廃棄を行わないこと
によつてこれが実現される。

第２図は本発明の遅延差吸収方式を実現するた
めの、受信側の回路構成の概略を示す説明図であ
る。第２図において受信回線１１からパケツト受
信した受信制御回路１２は、パケツト受信をバツ
フアメモリ制御回路１３に通知し、バツフアメモ
リ制御回路１３は遅延差吸収バツフアメモリ１４
が空いていれば、受信制御回路１２に遅延差吸収
バツフアメモリ１４へのパケツト書き込み命令す
る。受信制御回路１２において受信パケツトの伝
送誤り、受信パケツトのシーケンス番号抜けを検
出した場合には、バツフアメモリ制御回路１３の
制御によりダミーパケツト発生回路１７にその個
数分のダミーパケツトを遅延差吸収バツフアメモ
リ１４に書き込むように命令するとともに、パケ
ツト抜け・パケツト誤り計数用カウンタ１５をカ
ウントアツプする。またバツフアメモリ１４がア
ンダーフローした場合には、発生回路１７にダミ
ーパケツトを発生させセレクタ１８を経て出力端
子１９に出力するとともに、アンダーフロー計数
用カウンタ１６をカウントアツプする。アンダー
フロー計数用カウンタが最大計数値に到達しなけ
れば、バツフア制御回路１３は受信制御回路１２
にアンダーフロー発生時点で再生すべきであつた
パケツトが遅れて到着した時に、これを遅延差吸
収バツフアメモリ１４に格納することなく廃棄さ
せる。また、アンダーフロー計数用カウンタ１６
が最大計数値に到達した場合には、パケツト抜
け・パケツト誤り計数用カウンタ１５とアンダー
フロー計数用カウンタ１６をリセツトするのみ
で、遅れて到着するアンダーフローパケツトの廃
棄は指示しない。一方、パケツト抜け・パケツト
誤り計数用カウンタ１５が最大計数値に到達した
場合には、両カウンタをリセツトする。以上の回
路構成により、先に述べた本発明による遅延差吸
収機能を実現することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ネツトワーク内のパケツト喪
失・パケツト誤り確率と同程度以下にアンダーフ
ロー確率を抑えることができ、連続通信に対する
サービス品質を適正レベルに保つことができるの
で、その効果は著しいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遅延差吸収方式の原理を示す
説明図、第２図は本発明の遅延差吸収方式を実現
するための概略回路構成を示す説明図である。 １２……受信制御回路、１３……バツフアメモ
リ制御回路、１４……遅延差吸収バツフアメモ
リ、１５……パケツト抜け・パケツト誤り計数用
カウンタ、１６……アンダーフロー計数用カウン
タ、１７……ダミーパケツト発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パケツト交換における連続通信に対するパケ
   ツトの遅延差吸収方式であつて、 送信側では、同一通話に属するパケツトにシー
   ケンス番号を付加して送信し、 遅延差吸収用バツフアとアンダーフロー計数用
   カウンタとパケツト抜け・パケツト誤り計数用カ
   ウンタとが設けられた受信側では、受信パケツト
   の伝送誤り及び前記シーケンス番号を監視し、正
   しく受信されたパケツトを前記遅延差吸収用バツ
   フアに格納し、かつ前記受信パケツトを前記遅延
   差吸収用バツフアから一定速度で読み出し、 前記受信パケツト監視時に、受信パケツトが誤
   つたあるいは受信パケツトのシーケンス番号が抜
   けた場合には、誤つた個数あるいは抜けた個数だ
   けダミーパケツトを前記遅延差吸収用バツフアに
   格納するとともにその個数だけ前記パケツト抜
   け・パケツト誤り計数用カウンタをカウントアツ
   プし、 前記パケツト抜け・パケツト誤り計数用カウン
   タがその最大計数値に達した時には、このパケツ
   ト抜け・パケツト誤り計数用カウンタ並びに前記
   アンダーフロー計数用カウンタをリセツトし、 前記遅延差吸収用バツフアがアンダーフローし
   た場合には、ダミーパケツトを挿入・再生すると
   ともに前記アンダーフロー計数用カウンタをカウ
   ントアツプし、その結果このカウントがその最大
   計数値に達した時には、このカウンタ並びに前記
   パケツト抜け・パケツト誤り計数用カウンタをリ
   セツトし、一方前記アンダーフロー計数用カウン
   タの値がその最大計数値以下であるときには、前
   記ダミーパケツト挿入後、前記アンダーフロー時
   に再生すべきであつたシーケンス番号を有するパ
   ケツトを受信した時にこの受信パケツトを廃棄す
   ることを特徴とするパケツト交換の遅延差吸収方
   式。