JPH09321798A

JPH09321798A - 通信速度制御方式

Info

Publication number: JPH09321798A
Application number: JP13202696A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Yamada; 越生山田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】通信網の負荷状況に応じて伝送情報量を制御
するための通信速度制御方式に関し、従来よりも簡便な
方法で負荷状況を測定可能とし、また負荷が小さくなっ
た時の負荷状況も定量的に測定可能とする。【解決手段】情報受信装置が、受信ビットレートと情
報送信装置側における情報符号化速度とを用いて情報の
伝送遅延を推定する手段１と、推定された伝送遅延が目
標範囲外となった時に適切な符号化速度を計算し、該計
算結果の符号化速度への変更を情報送信装置側に要求す
る手段２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば動画像や音
声情報などの実時間連続情報を、ＬＡＮなどのパケット
通信網を用いて伝送する通信システムにおいて、通信網
の状況に応じて伝送情報量を制御するための、通信シス
テムにおける通信速度制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の映像通信システムでは、ＩＳＤＮ
などの回線交換網が通信網として使用されることが多か
った。このような通信網を使用する場合には、通信帯域
は一定であり、端末間の通信スループットも一定とな
る。そこで映像データの送信側では、通信網の通信帯域
に合わせて一定速度で符号化データを出力すればよく、
通信速度の制御は比較的容易であった。

【０００３】これに対して近年、例えばパソコンなどが
接続されたローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を用
いて、テレビ電話などの映像通信を行いたいという要求
が高まっている。

【０００４】このようなＬＡＮなどを利用した通信シス
テムでは、通信網のトラヒックの大きさにより端末間の
通信スループットが変動するため、通信網の負荷の状態
に対応して、符号化速度を変更して通信を行う必要があ
る。

【０００５】そのためには、端末間の通信スループット
の動的な変化を測定し、その測定結果にしたがって通信
速度を制御することになるが、ここで問題となるのは、
通信スループットの変動要因としての通信網の負荷の測
定方法である。

【０００６】従来においては、通信網の負荷を表す量と
して伝送遅延を考えて、パケットに送信時刻情報を付加
した上で通信網に送り、受信端末でパケットの到着時刻
の間隔がどのように変化するかを測定し、更にその測定
結果を平均することにより伝送遅延を求めるという方法
がとられていた。本来通信網の負荷はマクロな量であ
り、このような量を測定するためにパケット間隔という
ミクロな量を測定する必要はないはずであるが、従来に
おいてはマクロな量を直接測定する代わりにミクロな量
の測定結果を平均することにより、マクロな量に変換す
るという方法がとられていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来におい
てはパケット間隔というミクロな量を測定し、更にその
測定結果を平均して伝送遅延を求めているために、通信
網の負荷を測定するのが面倒であるという問題点があっ
た。

【０００８】また一般に負荷が小さくなれば当然伝送遅
延が小さくなり、ほとんど０となるが、更に通信網の負
荷が減少しても伝送遅延は０より小さくなることはな
く、したがって単に伝送遅延を測定するだけでは、通信
網の負荷がどの程度小さくなったかを定量的に知ること
はできないという問題点があった。

【０００９】更に従来は受信側の端末で通信網の負荷を
測定していたために、送信側における符号化速度の変更
を要求するためには、受信端末から符号化速度の変更を
要求するパケットを送信側に送り、その変更要求を通知
する必要があるという問題点があった。

【００１０】本発明は、パケットに送信時刻情報を付加
し、受信端末でパケットの到着時刻の間隔がどのように
変化するかを測定して伝送遅延を求めるという面倒な従
来の方法に比較して、より簡便な方法で伝送遅延を求
め、それによって通信網の負荷の状況を測定可能とする
ことを目的とする。本発明は他に、通信網の負荷が小さ
くなった時に、その負荷がどの程度小さくなったのか定
量的に測定可能とすることであり、更に他に、通信網の
負荷状況に応じた符号化速度の変更要求をパケットを用
いて送信側に送ることなく、自端末からの送信情報に対
する符号化速度を変更することにより、通信網の負荷状
況をより最適化することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明は第１の実
施例における通信速度制御方式の原理構成ブロック図で
ある。同図は符号化された情報を送信する情報送信装置
と、受信した情報を復号化して出力する情報受信装置
と、これらの装置を接続する通信網とからなる通信シス
テムにおける通信速度制御方式の原理構成ブロック図で
ある。

【００１２】図１において、伝送遅延推定手段１は情報
受信装置側に備えられるものであり、情報の受信ビット
レートと情報送信装置側における情報符号化速度とを用
いて、情報の伝送遅延を推定するものである。

【００１３】また符号化速度更新要求手段２も情報受信
装置側に設けられ、伝送遅延推定手段１によって推定さ
れた伝送遅延が目標範囲外になった時に、伝送遅延を目
標範囲内に収めるために適切な符号化速度を計算して、
その計算結果としての符号化速度への変更要求を情報送
信装置側に行うものである。

【００１４】後述する第１の実施例では、ある時間、例
えば１秒間における平均受信ビットレートと、情報送信
装置側における符号化速度とを用いて、１ビットあたり
の平均の伝送遅延が求められる。そしてこの伝送遅延の
値が、例えばあらかじめ与えられる２つの閾値の間（目
標範囲）に収まるように、目標範囲外になった場合には
伝送遅延の値を目標範囲内に収めるために適切な符号化
速度が計算され、この符号化速度がパケットに格納され
て、通信網を介して情報送信装置側に伝送される。情報
送信装置側では、受け取ったパケットに格納されている
符号化速度変更要求にしたがって符号化速度を変更する
ことにより、受信側での伝送遅延が目標範囲内に収まる
ように通信が行われる。

【００１５】図２は本発明の第２、および第３の実施例
における通信速度制御方式の原理構成ブロック図であ
る。このブロック図を用いて第２の実施例における原理
構成を説明する。

【００１６】図２において、測定パターン発生手段３は
通信システムの情報送信装置側に備えられ、一周期内の
ある期間において大きく、それ以外の期間において小さ
な送信レートの値を有し、かつ一周期内の平均送信レー
トが指定された符号化速度に等しくなるような、周期的
な測定用送信パターンを発生するものである。測定パタ
ーン発生手段３は、例えば一周期内のある時間間隔では
最大ビットレートで送信を行い、残りの時間内にはまっ
たくデータを送信しないというようなパターンで、測定
用送信パターンを発生する。

【００１７】微小時間伝送遅延推定手段４は情報受信装
置側に備えられ、送信装置側から送られた測定用送信パ
ターンの受信時において、前述の周期の値に一致する時
間内で受信ビットレートが所定の閾値以上、例えば０で
ない期間における平均受信ビットレートと、その周期の
値に一致する時間内の平均受信ビットレートとを用い
て、周期の値より短い微小時間に対応する伝送遅延を推
定するものである。

【００１８】同様に情報受信装置側に備えられる符号化
速度更新要求手段２は、第１の実施例に対応する図１に
おけると同様に、推定された伝送遅延が目標範囲外とな
った時に、適切な符号化速度を計算し、その計算結果と
しての符号化速度への変更を情報送信装置側に要求する
ものである。

【００１９】後述する第２の実施例においては、測定用
送信パターンの一周期Ｔ１の間で、時刻０から時刻τま
ではデータは最大ビットレートで、また時刻τから時刻
Ｔ１まではデータが送信されないようなパターンで、周
期的な測定用送信パターンが通信網を介して受信装置に
送られる。

【００２０】受信装置側では、一周期内で受信ビットレ
ートが０でない期間における平均受信ビットレートと、
一周期内の平均受信ビットレートとが求められるが、受
信ビットレートが所定の閾値以上、例えば０でない期間
における平均受信ビットレートを精度よく求めるため
に、一周期の時間が例えば１０等分されて、１０等分さ
れた微小時間毎に受信ビットレートが計算される。

【００２１】このような平均受信ビットレートを用いて
求められる微小時間伝送遅延は、第１の実施例における
伝送遅延とは異なって、ネットワークの負荷がどの程度
小さくなっているかを表すものであり、この微小時間伝
送遅延が負で、その絶対値が大きいほどネットワークの
負荷が小さくなっていることを示す。第２の実施例で
は、この微小時間伝送遅延がある２つの閾値の間に収ま
るように、符号化速度の変更が情報送信装置側に要求さ
れる。

【００２２】図３は第４および第５の実施例における通
信速度制御方式の原理構成ブロック図である。このブロ
ック図を用いて第４の実施例における原理構成を説明す
る。図３において、情報送信装置側に備えられる測定パ
ターン発生手段３は、第２の実施例に対応する図２にお
ける測定パターン発生手段と同じものである。

【００２３】情報受信装置側に備えられる伝送遅延推定
手段１は、第１の実施例に対応する図１におけると同じ
ものである。また微小時間伝送遅延推定手段は、第２の
実施例に対応する図２におけると同じものである。

【００２４】情報受信装置側に備えられる符号化速度更
新要求手段２は、伝送遅延推定手段１の推定結果と微小
時間伝送遅延推定手段４の推定結果とに基づいて、輻輳
発生時には符号化速度を小さく、輻輳解消時には符号化
速度を大きくするように、符号化速度の変更を情報送信
装置側に要求するものである。

【００２５】第４の実施例においては、第１の実施例と
第２の実施例とを組み合わせた動作が行われる。第１の
実施例はトラヒックが大きい時のビットレート制御に適
し、第２の実施例はトラヒックが小さい時のビットレー
ト制御に適しているため、両者を組み合わせることによ
り、よりよい通信速度制御が可能となる。また例えば送
信側からの測定用パターンが必要な場合だけ受信装置側
に送られる時には、そのような測定用パターンが送られ
る間においては第２の実施例の処理が行われ、それに対
して第１の実施例の処理は常に実行されることになる。

【００２６】図４は第６の実施例における通信速度制御
方式の原理構成ブロック図である同図は、第１〜第５の
実施例と異なって、情報送受信端末が符号化された情報
を送信する情報送信装置と受信した情報を復号化して出
力する情報受信装置とをそれぞれ備え、複数の情報送受
信端末が相互に通信網によって接続された通信システム
における通信速度の制御が行われる。

【００２７】図４において、情報送受信端末内の情報送
信装置に備えられる測定パターン発生手段３は、図２お
よび図３で説明したものと同じである。また情報受信装
置に備えられる微小時間伝送遅延推定手段４は、図２で
説明したものと同じである。同じく受信装置内に備えら
れる符号化速度更新要求手段２は、微小時間伝送遅延推
定手段４によって推定された微小時間伝送遅延が目標範
囲外となった時、適切な符号化速度を計算し、その計算
結果の符号化速度への変更を自端末内の情報送信装置に
要求するものである。

【００２８】第６の実施例では、微小時間伝送遅延の推
定結果に基づいて、相手端末側に符号化速度の変更が要
求されるのではなく、自端末からのデータ送信速度、す
なわち符号化速度が変更されることになる。当然相手端
末側からの送信データの符号化速度は変更されないが、
微小時間伝送遅延の推定結果は通信網の負荷の状態を表
すものであり、例えば輻輳発生時には自端末からの通信
速度、すなわち符号化速度を小さくすることによって、
通信網における負荷の状態を適正化することが可能とな
る。

【００２９】以上のように本発明によれば、通信網にお
ける負荷の状況を簡便に、かつ定量的に知ることが可能
となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図５は本発明の第１の実施例にお
ける通信システムの構成ブロック図である。同図におい
てシステムは、情報を符号化し、例えばパケット化して
送信する情報送信装置１１、送信されたパケット内の符
号化情報を復号化して出力する情報受信装置１２、情報
送信装置１１と情報受信装置１２とを接続するパケット
通信網１３から構成されている。

【００３１】情報送信装置１１は、動画像や音声のよう
な実時間連続情報の入力に用いられる、例えばカメラな
どの情報入力部１４、入力情報を指定された符号化速度
で符号化する符号化部１５、符号化された情報をパケッ
トに組み立て、パケット通信網１３に出力する通信制御
部１６を備えている。

【００３２】情報部受信装置１２は、パケット通信網１
３から受信したパケットを分解する通信制御部１７、通
信制御部１７から受け取った情報を復号化し、動画像情
報などにする復号化部１８、動画像情報を出力する、例
えばテレビモニタなどの情報出力部１９、通信制御部１
７において受信された信号のビットレート情報を基にし
て、伝送遅延を推定する伝送遅延推定部２０、伝送遅延
推定部２０によって推定された伝送遅延がある目標範囲
外となった時に、通信制御部１７およびパケット通信網
１３を介して、情報送信装置１１側に符号化速度の変更
を要求する符号化速度更新要求部２１を備えている。

【００３３】図６は、第１の実施例において、情報送信
装置１１が送信する情報のビットレートの時間変化例を
示す。Ｒは時刻０から時刻Ｔまでにおける送信ビットレ
ートの平均値である。ここでＴの大きさは送信データの
性質によって変化する。送信ビットレートがほとんど変
動しない場合にはＴを小さくすることができるが、動画
像を圧縮したデータのようにビットレートに変動がある
場合には、その変動の影響を小さくするためにＴを大き
くとる必要がある。具体的な値としては、例えば１秒と
か２秒というような値が用いられる。

【００３４】図７は情報受信装置１２が受信する情報の
ビットレートの時間変化例である。時刻ｔは時刻０に情
報送信装置１１から送信されたデータが情報受信装置１
２に到着する時刻であり、データの伝送に必要な物理的
な遅れ時間を表す。ｒは時刻ｔから時刻ｔ＋Ｔの間に受
信したビットレートの平均値である。

【００３５】この時情報の１ビットあたりの平均の伝送
遅延は次式で与えられる。

【００３６】

【数１】

【００３７】具体例として簡単な値を用い、伝送すべき
データ量をＤ＝２００とし、Ｒ＝２０、ｒ＝１０とする
と、送信を開始してから終了するまでにかかる時間Ｔ_S
は、

【００３８】

【数２】

【００３９】となる。同様に受信側で受信の開始から終
了までにかかる時間Ｔ_rは

【００４０】

【数３】

【００４１】となる。したがってＤビットだけ伝送する
のに、全体として10秒遅れていることになる。１ビット
あたりでは伝送遅延は次式となる。

【００４２】

【数４】

【００４３】図６における送信装置側での平均ビットレ
ートＲは、一般に情報送信装置１１に対して指定された
符号化速度Ｒ₀と等しく、その値はパケット通信網１３
の状態には依存しない。したがってＲの値を測定するこ
となく、Ｒ₀で置き換えることができる。そこで伝送遅
延推定部２０は次式を用いて伝送遅延を推定する。

【００４４】

【数５】

【００４５】図５の符号化速度更新要求部２１は、伝送
遅延推定部２０によって推定された伝送遅延を基にし
て、情報送信装置１１内の符号化部１５に対して要求す
る符号化速度を次のようにして計算する。まず、ある２
つの閾値δ₁、δ₂、および伝送遅延の目標値Ｋが設定
される。これらの値の間には次のような関係がある。

【００４６】

【数６】

【００４７】伝送遅延の値がδ₁より大きいか、または
δ₂より小さい時には、その値がＫと等しくなるよう
に、情報送信装置１１側における符号化速度Ｒ₀の変更
要求がなされる。すなわち要求される符号化速度は次式
で与えられる。

【００４８】

【数７】

【００４９】これによって輻輳が発生した時には符号化
速度が小さくなり、輻輳が解消した時には符号化速度が
大きくなるように制御が行われる。符号化速度更新要求
部２１は、このようにして計算された符号化速度の要求
値を通信制御部１７に渡し、その要求速度は通信制御部
１７によってパケット化され、パケット通信網１３を介
して情報送信装置１２に伝達される。情報送信装置１２
側では、このパケットを通信制御部１６で分解し、符号
化部１５に対してその要求速度を渡す。符号化部１５は
符号化速度の値を要求値に変更する。

【００５０】図８は第１の実施例における伝送遅延推定
部２０の詳細処理フローチャートである。同図において
処理が開始されると、まずステップＳ１で図６、図７に
おける測定時間Ｔが設定され、ステップＳ２で閾値δ₁
とδ₂、Ｓ３で目標伝送遅延Ｋの値が設定される。

【００５１】その後、測定時間Ｔ内の受信データ量Ｄが
ステップＳ４で０に初期化され、ステップＳ５で測定開
始時刻、すなわち図７の時刻ｔが記憶され、ステップＳ
６で通信制御部１７からのデータ受信通知、すなわち受
信データ量の通知があったか否かが判定される。

【００５２】通知があった場合にはステップＳ７で受信
データ量Ｄに通知された受信データ量が加算された後
に、また受信データ量の通知がない場合にはステップＳ
７の処理を行うことなく、ステップＳ８の処理に移行す
る。ステップＳ８では、現在時刻と測定開始時刻との差
が測定時間Ｔ以上になったか否かが判定され、なってい
ない場合にはステップＳ６以降の処理が繰り返される。

【００５３】ステップＳ８で現在時刻と測定開始時刻と
の差が測定時間Ｔに達した、すなわち測定時間Ｔが経過
したと判定された場合には、ステップＳ１００で受信デ
ータ量Ｄが０であるか否かが判定され、０である場合に
は直ちに処理を終了する。

【００５４】ここで直ちに処理を終了する理由は、後述
するように、Ｄの値が０でない場合には受信データ量Ｄ
を測定時間Ｔで割ることによりビットレートの平均値ｒ
を求め、その値を用いて（２）式によって伝送遅延の推
定値が求められることになるが、Ｄが０である場合には
ｒの値が０となり、その結果伝送遅延の推定値が無限大
となってしまうためである。ネットワークの動作という
観点からＤ＝０の意味を考えると、測定時間Ｔの間に受
信されたデータ量が０、すなわちネットワークからデー
タが全く受信されなかったことになり、ネットワークに
何らかの異常が発生したと考えることができ、そのため
に直ちに処理を終了する。

【００５５】ステップＳ１００でＤが０でないと判定さ
れた場合には、ステップＳ９で受信データ量Ｄを測定時
間Ｔで割ることにより受信側でのビットレートの平均値
ｒが求められ、ステップＳ１０でｒと送信側における符
号化速度の値Ｒ₀を用いて１ビットあたりの平均の伝送
遅延Δｔ₁が計算され、ステップＳ１１でその値が閾値
δ₁より大きいか、またはδ₂より小さいかが判定さ
れ、これらの条件が成立しない場合にはステップＳ４以
降の処理が繰り返される。

【００５６】ステップＳ１１で伝送遅延の値が目標値の
範囲外になったと判定された時には、ステップＳ１２で
（３）式を用いて符号化速度の変更要求値が計算され、
ステップＳ１３でその要求値が符号化速度更新要求部２
１に通知され、その後ステップＳ４以降の処理が繰り返
される。

【００５７】図９は符号化速度更新要求部２１の処理フ
ローチャートである。同図において処理が開始される
と、ステップＳ１５で伝送遅延推定部２０から要求され
た符号化速度の要求値Ｒ₀が通信制御部１７に通知され
て、処理を終了する。

【００５８】図１０は第２の実施例における通信システ
ムの構成ブロック図である。同図を第１の実施例に対す
る図５と比較すると、情報送信装置１１側の通信制御部
１６の内部に測定パターン発生部２２が設けられている
点と、情報受信装置１２側で伝送遅延推定部２０に代わ
って微小時間伝送遅延推定部２３が設けられている点が
異なっている。更に後述するように符号化速度更新要求
部２１による処理が異なる。

【００５９】情報送信装置１１側の通信制御部１６内に
設けられる測定用パターン発生部は、図１１に示される
ような測定用送信パターンを周期的に発生し、通信制御
部１６はその送信パターンにしたがってパケットを組み
立て、そのパケットをパケット通信網１３に送り出す。

【００６０】図１１の測定用送信パターンは、時刻０か
ら時刻τまではデータが最大ビットレートＲmax で送信
され、時刻τから時刻Ｔ₁まではデータが送信されない
形式のパターンであり、かつ時刻０から時刻Ｔ₁までの
送信ビットレートを平均すると、送信側で指定されてい
る符号化速度Ｒ₀に等しくなる。すなわち次式が成立す
る。

【００６１】τ・Ｒmax ＝Ｒ₀・Ｔ₁ （４）最大ビットレートＲmax としては、例えば通信網によっ
て決まる最大のビットレート、通信網で用いられている
動画像符号化方式において使用できる最大ビットレー
ト、あるいは良好な通信状態において通信網で目標とさ
れるビットレートなどの値が用いられる。

【００６２】情報受信装置１２の内部の微小時間伝送遅
延推定部２３は、次式を用いて微小時間伝送遅延Δｔ₂
を推定する。

【００６３】

【数８】

【００６４】図７と同様に、時刻０において情報送信装
置１１の側から送信されたデータが情報受信装置１２に
よって受信され始める時刻をｔとし、ｔと測定用送信パ
ターンの周期Ｔ₁との和ｔ＋Ｔ₁までの、時刻ｔからの
受信ビットレートの平均値をｒ、時刻ｔから時刻ｔ＋Ｔ
₁までの間の０でない受信ビットレートを平均した値を
ｒ₁とする。このｒおよびｒ₁は数周期に渡って平均し
たものを用いてもよい。

【００６５】具体的な微小時間伝送遅延の求め方を、図
１２を用いて説明する。図１２では測定用送信パターン
の周期Ｔ₁を１１等分したものを微小時間Ｔ₀としてい
る。この微小時間Ｔ₀毎に微小時間のビットレートを計
算することができる。そのような計算値をデータが到着
した区間（Ｔ₀）のみについて平均した値がｒ₁であ
り、データが到着しなかった区間も含めて平均した値が
ｒである。図１２では測定用送信パターンの一周期のみ
についてｒ₁とｒとを示しているが、測定時間Ｔを送信
パターンの周期の数倍とする場合には、測定時間Ｔを微
小時間Ｔ₀で分割してｒ₁とｒとの値を求める。ここで
ｒの値はＴ₀の大きさとは無関係であるが、ｒ₁の値は
Ｔ₀が大きいほど精度が悪くなる。したがって一般的に
は微小時間Ｔ₀の値は小さければ小さいほどよいと言え
る。しかしながらパケット通信の場合にはパケットが断
続的に送信されるために、微小時間Ｔ₀をあまり小さく
するとパケットが到着しない、すなわちデータを受信で
きない区間が生じることになり、微小時間Ｔ₀の値はパ
ケット間隔Ｔ_pより大きくする必要がある。

【００６６】送信ビットレートＲが一定の場合、パケッ
トサイズＬも一定とすれば、パケット間隔Ｔ_pは次式で
与えられる。

【００６７】

【数９】

【００６８】具体的には、例えばＲが１Ｍbps で、Ｌが
12kbitの時、Ｔ_pは 0.012秒になる。この時微小時間Ｔ
₀を0.05秒とすると、その値はＴ_pの約４倍であり、送
信ビットレートＲが１Ｍbps の約１／４の250kbps 程度
までなら正しく制御できることが分かる。微小時間Ｔ₀
の値は、例えばこのようにして決める。

【００６９】これに対して、図１１で説明した測定用送
信パターンの周期Ｔ₁の決め方については、まず当然微
小時間Ｔ₀よりは大きくする必要がある。しかしながら
周期Ｔ₁の値をどこまでも大きくすることはできない。
なぜなら図１１のようなパターンを発生するためにはデ
ータを送信側で一旦蓄積する必要があるためであって、
このデータの蓄積によって生じる遅延の最大値Ｔ₁−τ
が、許容可能な遅延の大きさＴmax よりも小さい必要が
ある。（４）式からこの遅延の最大値は次式で与えられ
る。

【００７０】

【数１０】

【００７１】このため周期の値は次の不等式を満足する
必要がある。

【００７２】

【数１１】

【００７３】この不等式の右辺が最小になるのは、情報
送信送信１１に対して指定された符号化速度Ｒ₀が最小
の時であり、Ｔ₁の値をＴmax よりも小さくしておけば
よいということになる。例えばＴmax の値を 0.5秒とす
ると、Ｔ₁を 0.5秒よりも小さくしておけばよい。した
がって微小時間Ｔ₀、パターン周期Ｔ₁、および許容可
能な遅延の大きさＴmax の間に、次の関係が成立するよ
うにしておけばよい。実際の値は、例えば実験により適
切な値をそのつど決めることになる。

【００７４】Ｔ₀＜Ｔ₁＜Ｔmax 符号化速度更新要求部２１は、微小時間伝送遅延推定部
２３によって推定された微小時間伝送遅延を基にして、
情報送信装置１１内の符号化部１５に要求する符号化速
度を次のように計算する。まず、ある２つの閾値δ₁、
δ₂、および伝送遅延の目標値Ｋを設定する。これらの
値の間には次のような関係がある。

【００７５】δ₁＜Ｋ＜δ₂＜０微小時間伝送遅延Δｔ₂がδ₂より大きいか、またはδ
₁より小さい時には、Δｔ₂＝Ｋとなるように符号化速
度の要求値Ｒ₀を求める。すなわちＲ₀の要求値は次式
によって与えられる。

【００７６】

【数１２】

【００７７】このような要求を行うことにより、輻輳が
発生した時には符号化速度が小さくなるように、輻輳が
解消した時には符号化速度が大きくなるように制御する
ことができる。なお（６）式は（５）式においてｒ＝Ｒ
₀と置けば直ちに求められるように考えられるが、これ
は必ずしも正しくない。この点については、後述する第
３の実施例と比較することによって詳しく説明する。

【００７８】符号化速度更新要求部２１は、このように
して計算された符号化速度の要求値を通信制御部１７に
渡し、通信制御部１７はこの要求値をパケットに組み込
んで、パケット通信網１３を通して情報送信装置１２側
に送る。情報送信装置１２は、受信したパケットを通信
制御部１６で分解し、符号化部１５に対して符号化速度
の要求値を渡す。符号化部１５は符号化速度をこの要求
され値に変更する。

【００７９】図１３は情報送信装置１２の内部の測定パ
ターン発生部２２の処理フローチャートである。同図に
おいて処理が開始されると、まずステップＳ２０で測定
パターンの周期Ｔ₁、ステップＳ２１で最大ビットレー
トＲmax ，ステップＳ２２で符号化速度Ｒ₀が設定さ
れ、ステップＳ２３で符号化速度Ｒmax でデータが送ら
れる時間間隔τの値が求められる。

【００８０】その後ステップＳ２４でパターン発生開始
時刻が記憶され、ステップＳ２５でビットレートＲmax
でデータが送信され、ステップＳ２６で現在時刻とパタ
ーン発生開始時刻との差がτの値以上になったか否かが
判定され、以上となっていない場合にはステップＳ２５
以降の処理が繰り返される。

【００８１】ステップＳ２６ですでにτの時間が経過し
たと判定されると、ステップＳ２７で現在時刻とパター
ン発生開始時刻との差がパターン周期Ｔ₁以上となった
か否かが判定され、なっていない場合にはステップＳ２
７の判定処理が繰り返され、Ｔ₁の時間が経過したと判
定された場合にはステップＳ２４以降の処理、すなわち
次の周期に対するパターンの発生処理が繰り返される。

【００８２】図１４は微小時間伝送遅延推定部２３の処
理フローチャートである。同図において処理が開始され
ると、まずステップＳ３１で測定時間Ｔの値が設定され
る。この測定時間は測定用送信パターンの周期Ｔ₁と同
じでもよく、あるいはその数倍というような値でもよ
い。続いてステップＳ３２で微小時間Ｔ₀、ステップＳ
３３で２つの閾値δ₁、δ₂、ステップＳ３４で伝送遅
延の目標値Ｋの値が設定される。

【００８３】その後具体的な処理に入り、まずステップ
Ｓ３５でデータ量Ｄの値が０に初期化され、ステップＳ
３６で受信ビットレートが所定の閾値以上、例えば０で
ない期間を表すＴ₂の値が０に初期化され、ステップＳ
３７で開始時刻１、すなわち測定時間Ｔの開始時刻が記
憶される。

【００８４】次にステップＳ３８で微小時間Ｔ₀の間に
受信側に到着したデータ量を示すＤ ₁の値が０に初期化
され、ステップＳ３９で微小時間Ｔ₀の開始を示す開始
時刻２が記憶され、ステップＳ４０で通信制御部１７か
らデータの受信があったか否か、すなわち受信データ量
の通知があったか否かが判定され、あった場合にはステ
ップＳ４１でその受信データ量がＤ₁に加算された後
に、通知がなかった場合にはステップＳ４１の処理を行
うことなく、ステップＳ４２で現在時刻と開始時刻２と
の差が微小時間Ｔ₀の値より大きくなったか否か判定さ
れ、まだ大きくなっていない、すなわち微小時間Ｔ₀が
経過していない場合にはステップＳ４０以降の処理が繰
り返される。

【００８５】ステップＳ４２で微小時間Ｔ₀が経過した
と判定されると、ステップＳ４３で経過した微小時間の
間に到着したデータ量Ｄ₁が０でないか否かが判定され
る。０でない場合には、ステップＳＳ４４で受信ビット
レートが０でない期間を表すＴ₂の値に微小時間Ｔ₀が
加算され、ステップＳ４５で測定時間Ｔの間に到着した
データ量を表すＤにＤ₁の値が加算された後に、またス
テップＳ４３でデータ量Ｄ₁が０である場合にはステッ
プＳ４４、およびＳ４５の処理を行うことなく、ステッ
プＳ４６の処理に移行する。

【００８６】ステップＳ４６で現在時刻と開始時刻１と
の差が測定時間Ｔ以上となったか否かが判定され、以上
となっていない場合にはステップＳ３８以降の処理が繰
り返され、次の微小時間に対応する処理が続行される。
これに対してステップＳ４６ですでに測定時間Ｔが経過
したと判定されると、ステップＳ２００でＤの値、また
はＴ₂の値のいずれかが０になっているか否かが判定さ
れ、この判定結果がＹｅｓの場合には直ちに処理を終了
する。

【００８７】ここで直ちに処理を終了する理由は図８に
おけるステップＳ１００の判定の場合とほぼ同様であ
り、後述するように（５）式を用いた微小時間伝送遅延
の値の計算ができないことと、例えば１秒とか２秒とい
うような比較的長い時間として設定される測定時間Ｔの
間にデータがネットワークから全く届かないということ
が、ネットワークにおける異常発生と考えられるためで
ある。

【００８８】ステップＳ２００での判定結果がＮｏの時
には、ステップＳ４７で測定時間Ｔの間に受信したデー
タ量Ｄを受信ビットレートが０でない期間を示すＴ₂の
値で割ることにより、図１２で説明したｒ₁の値が求め
られ、続いてステップＳ４８でデータ量Ｄを測定時間Ｔ
で割ることによりｒの値が求められ、ステップＳ４９で
微小時間伝送遅延Δｔ₂の値が（５）式を用いて計算さ
れる。

【００８９】微小時間伝送遅延Δｔ₂の値が求められる
と、ステップＳ５０でその値が閾値δ₂より大きいか、
またはδ₁より小さいか否かが判定され、これらの２つ
の条件のうちいずれかが成立する場合にはステップＳ５
１で（６）式にしたがって符号化速度の変更要求値が計
算され、ステップＳ５２でその要求値Ｒ₀が符号化速度
更新要求部２１に通知され、ステップＳ３５以降の処理
が繰り返される。またステップＳ５０で微小時間伝送遅
延Δｔ₂が２つの閾値の間にあると判定された場合に
は、ステップＳ５１、Ｓ５２の処理を行うことなく、ス
テップＳ３５以降の処理、すなわち次の測定時間に対応
する処理が行われる。

【００９０】なおこのフローチャートでは、測定時間Ｔ
は一般的に測定用送信パターンの周期Ｔ₁の数倍である
場合を想定しており、その測定時間Ｔの間でビットレー
トが０となっている微小時間を除いたものがＴ₂の値と
なる。これに対して図１２は、測定用送信パターンの一
周期だけについて、Ｔ₂の区間を示しているものであ
る。

【００９１】ここで第２の実施例における微小時間伝送
遅延について更に説明する。微小時間伝送遅延Δｔ₂は
（１）式で与えられる一般的な１ビットあたりの平均の
伝送遅延と異なり、本発明に特有の概念である。

【００９２】第２の実施例ではネットワークのトラヒッ
クがどの程度小さくなってきたかが測定され、ビットレ
ートの制御が行われる。これに対して第１の実施例はト
ラヒックがどの程度大きくなってきたかを測定する方式
であり、第１の実施例と第２の実施例とは対をなすもの
と考えることができる。

【００９３】トラヒックが小さくなってきた時、通信に
使用可能なビットレートを知るためには、最大ビットレ
ートＲmax でデータを送信し、受信ビットレートｒ₁が
どの位になるかを測定すればよい。しかしながら平均の
送信ビットレートはネットワークによって制限されてい
るため、図１１の測定用送信パターンにしたがって測定
用データが送信される。

【００９４】平均受信ビットレートｒは、通信網に余裕
がどの程度あるかの基準となる。すなわちｒは符号化速
度Ｒ₀の代用として用いられている。トラヒックが大き
い時にはｒはＲ₀より小さくなるが、トラヒックが小さ
くなるとｒはほぼＲ₀と等しくなる。

【００９５】微小時間伝送遅延Δｔ₂は、ｒを基準とし
て通信網の余裕を伝送遅延の形式で表したものである。
伝送遅延が正の時は、通信網に余裕がなくなってデータ
の伝送遅れが起こっていることを表している。負の時に
は逆にそれだけ通信網に余裕があることを意味する。し
かしながらトラヒックが大きい時にはｒの値がＲ₀より
小さくなるために、第２の実施例においては微小時間伝
送遅延Δｔ₂の値は正となることはない。またｒとｒ₁
が等しくなるのは通信網に余裕がない時である。

【００９６】これは送信側で凹凸のあるパターンを送っ
たのに、受信側ではそのパターンがすっかりならされて
平らになってしまっている状態を示す。次に本発明の第
３の実施例について説明する。第３の実施例を第２の実
施例と比較すると、図１０において微小時間伝送遅延推
定部２３、および符号化速度更新要求部２１の処理が一
部異なるだけである。

【００９７】図１５は第３の実施例における測定用送信
パターンの受信例の説明図である。情報受信装置１２の
内部の微小時間伝送遅延推定部２３は、このようなビッ
トレートパターンを受信して、次式によって微小時間伝
送遅延Δｔ₃を推定する。

【００９８】

【数１３】

【００９９】図１５で、時刻ｔは送信側で時刻０におい
て送信されたデータが情報受信装置１２によって受信さ
れ始める時刻を示し、Ｔ₁は測定用送信パターンの周期
である。ｒ₁は、周期Ｔ₁内で受信ビットレートが所定
の閾値以上、例えば０でない区間において、受信ビット
レートを平均したものである。このｒ₁としては数周期
に渡って平均したものを用いてもよい。Ｒ₀は情報送信
装置１１側で指定されている符号化速度である。第３の
実施例では第２の実施例と異なり、受信側でこの符号化
速度がＲ₀が既知であるものとして、微小時間伝送遅延
の推定が行われる。

【０１００】符号化速度更新要求部２１は、推定された
微小時間伝送遅延を基にして、情報送信装置１１の内部
の符号化部１５に要求する符号化速度を次のように計算
する。まず２つの閾値δ₁、δ₂を設定する。ここでこ
れらの２つの閾値の間には次のような関係がある。

【０１０１】δ₂＜０＜δ₁ 微小時間伝送遅延Δｔ₃の値がδ₁より大きいか、また
はδ₂より小さい時には、Δｔ₃の値が０となるように
符号化速度Ｒ₀の変更が要求される。その要求値は次式
で与えられる。

【０１０２】Ｒ₀＝ｒ₁ （８）こうすることにより輻輳が発生した時には符号化速度が
小さくなり、輻輳が解消した時には符号化速度が大きく
なるような制御が行われる。

【０１０３】符号化速度更新要求部２１は、このように
して計算した符号化速度の要求値を通信制御部１７に渡
し、通信制御部１７はこれをパケット化して情報送信装
置１２側に伝達する。情報送信装置１２は、受信したパ
ケットを通信制御部１６で分解し、符号化部１５に対し
て符号化速度の要求値を渡す。符号化部１５は符号化速
度を要求された値に変更する。

【０１０４】ここで第１〜第３の実施例の相違について
詳細に説明する。まず第３の実施例では（７）式にした
がって微小時間伝送遅延が推定されるが、ここで平均受
信ビットレートｒは通信網の状態に応じて変化する量で
あり、トラヒックが大きくなるとｒの値は小さくなる。
それに対して符号化速度Ｒ₀は情報送信装置側で指定さ
れる量であり、通信網の状態とは無関係の量である。

【０１０５】したがって（７）式と第２の実施例におけ
る（５）式を比較すると、トラヒックが大きくなった時
に大きな違いを生ずる。トラヒックが大きくなった時、
（５）式ではｒ₁＝ｒとなりΔｔ₂＝０となる。一方
（７）式ではｒ₁はＲ₀より小さくなり、Δｔ₃は正と
なる。この時ｒとｒ₁が等しいことに注意すると、
（７）式は（２）式と等しいことが分かる。

【０１０６】すなわち（７）式はトラヒックが大きい時
には（２）式に等しく、トラヒックが小さい時には
（５）式に等しくなる。したがって第３の実施例では、
第１の実施例と第２の実施例の両方の特徴を合わせ持つ
制御が可能となる。なおｒ₁とＲ ₀とが等しくなること
は、微小時間伝送遅延Δｔ₃が丁度０となるため、利用
可能なぎりぎりのビットレートで通信が行われている状
態を示す。

【０１０７】第３の実施例において２つの閾値のうち一
方を正、他方を負とする理由については、このようにΔ
ｔ₃が０の時には利用可能な資源がぎりぎりまで使用さ
れており、なおかつ余分な負荷がかからない理想的な状
態を示しているのに対して、この値が負の時にはもう少
しビットレートを上げることができ、正の時には伝送遅
延があるためビットレートを下げる必要があることを示
す。そこで正、負の両方に閾値を設け、Δｔ₃が０にな
るような制御が行われる。これに対して、第２の実施例
では微小時間伝送遅延Δｔ₂は正になることはなく、２
つの閾値は共に負となる。

【０１０８】次に第２の実施例について、第３の実施例
との比較を中心として更に詳しく説明する。まず情報送
信装置１１側から送信されるデータのビットレートは図
１１で説明した測定用パターンにしたがって変化する
が、受信側では測定時間Ｔについて平均すると、その値
（Ｒ）は指定された符号化速度Ｒ₀とほぼ等しいものと
考えてよい。

【０１０９】トラヒックが小さい時には伝送遅延がほと
んど発生しないため、測定時間Ｔについて平均した受信
ビットレートｒは送信ビットレートの平均値としてのＲ
₀とほぼ等しくなる。

【０１１０】これに対して微小時間の受信ビットレート
のうち０でないものの平均値ｒ₁の値は、トラヒックが
ほとんど０の時にはほぼＲmax に等しく、トラヒックが
大きくなるにつれてその値は小さくなる。したがってト
ラヒックが小さい時にはｒ₁の値はＲ₀よりも大きく、
トラヒックが大きくなるにつれてＲ₀と等しくなり、つ
いにはＲ₀よりも小さくなる。

【０１１１】これを別の言い方で説明すると、トラヒッ
クが小さい時には測定用パターンはあまりくずれること
なく受信送信側に届く。そのためｒ₁の値はほぼＲmax
に一致する。トラヒックが大きくなってくると通信網内
でビットレートが押さえられるためにｒ₁の値はしだい
に小さくなり、伝送遅延が大きくなる。この時受信パタ
ーンは時間軸方向に幅が広がった形になる。

【０１１２】更にトラヒックが大きくなると、微小時間
毎の測定において受信ビットレートが０となる区間がほ
とんどなくなる。この時の受信パターンは、周期的な山
がなくなり、ほとんど平坦な形となる。また受信ビット
レートが０である区間がほとんど存在しないため、ｒ₁
はｒとほぼ等しくなる。

【０１１３】受信パターンに周期的な山があるか、平坦
になるかの境目は、ｒ₁がＲ₀と等しくなる付近にあ
る。この状態は送信ビットレートが大きすぎず、小さす
ぎることもない状態であり、理想的な状態である。すな
わち第２の実施例においては、ｒ₁とＲ₀とがほぼ等し
くなるようにＲ₀の制御が行われる。

【０１１４】これを実現するためには、式（７）に示さ
れるようにΔｔ₃を求め、これが０になるように制御す
るのが本来の方法である。これをそのまま実現したのが
第３の実施例であり、第３の実施例ではｒ₁とＲ₀とを
比較することにより微小時間伝送遅延が計算される。こ
れに対して、第２の実施例ではｒ₁と受信ビットレート
の平均値ｒを比較することにより、（５）式を用いて微
小時間伝送遅延が計算される。

【０１１５】すなわち第２の実施例の特徴は、現在送信
側で用いられているＲ₀の値を使わずにＲ₀の要求値を
計算することにある。更に言い替えを行うと、受信デー
タのパターンだけから通信網の状態を知り、それに基づ
いて送信側における符号化速度を適切な値に変更するこ
とを要求するのが、第２の実施例の特徴である。

【０１１６】受信したデータのパターンだけから通信網
の状態を知ることができるという性質を利用すると、双
方向の通信においても通信相手に対して通信網の状態を
伝えたり、符号化速度の変更を要求したりする必要がな
くなることになる。これを利用するのが後述の第６の実
施例である。

【０１１７】すなわち本来送信側における符号化速度Ｒ
₀を制御するためには第３の実施例の方法を用いること
が望ましいが、この場合には受信装置側でこの符号化速
度Ｒ ₀の値を知っている必要があるので、第２の実施例
においては、Ｒ₀の代わりに受信ビットレートｒを使う
ことによって、受信データのパターンだけから通信網の
状態を知ろうとするものである。

【０１１８】トラヒックの状況に応じて場合分けを行う
と、ｒ₁がＲ₀より大きい場合、すなわちトラヒックが
小さい場合にはｒはほとんどＲ₀と等しくなる。したが
ってこの場合には（５）式と（７）式は同等であり、第
２の実施例と第３の実施例に違いはない。

【０１１９】トラヒックが適当であり、ｒ₁がＲ₀と等
しい場合には、ｒはやはりＲ₀とほとんど等しくなる。
これに対してトラヒックが大きく、ｒ₁がＲ₀より小さ
い場合には、ｒはほとんどｒ₁と等しくなり、したがっ
てＲ₀より小さくなる。

【０１２０】ｒがｒ₁と等しくなるのは、ｒがＲ₀と等
しいか、ｒがＲ₀よりも小さい時である。したがってそ
の場合には、第１〜第３の実施例において次式が成り立
つ。

【０１２１】

【数１４】

【０１２２】すなわちΔｔ₂がほとんど０の時には、Δ
ｔ₁、Δｔ₃もほとんど０か、または正であるというこ
とである。したがって第２の実施例では、第１の実施例
および第３の実施例と比較して、トラヒックが大きい時
の伝送遅延の値が分からなくなってしまうという欠点が
ある。

【０１２３】ここで第１の実施例でＲ₀を利用した理由
はΔｔ₁を計算するためであり、これを計算したのは伝
送遅延Δｔ₁が伝送遅延の目標値Ｋからどれほど離れて
いるかを検討するためであった。第２の実施例では、微
小時間伝送遅延Δｔ₂がほとんど０の場合には一般的な
意味での伝送遅延Δｔ₁が０または正であることが分か
るので、その場合にはＲ₀を更新する要求を行う必要が
あることが分かる。

【０１２４】そこで第２の実施例においては、この要求
値Ｒ₀を計算するのに（３）式が利用される。第２の実
施例ではＲ₀の値が用いられていないためにΔｔ₁の値
を計算することはできないが、この量が存在しないわけ
ではなく、Δｔ₁＝ＫとなるようなＲ₀の値を求めれば
よいことになる。

【０１２５】Δｔ₂がほとんど０の場合、（３）式にし
たがって制御が行われるが、この場合にはトラヒックが
大きいためにｒとｒ₁とは等しくなり、したがって
（３）式と（６）式とは同等となる。

【０１２６】続いて本発明の第４の実施例について説明
する。図１６は第４の実施例における通信システムの構
成ブロック図である。これを図５で説明した第１の実施
例と比較すると、第２の実施例における微小時間伝送遅
延推定部２３が情報受信装置１２の内部に追加されてい
る点と、符号化速度更新要求部２１による処理が異なる
だけである。

【０１２７】第４の実施例において、伝送遅延推定部２
０による伝送遅延の推定は（２）式によって行われ、微
小時間伝送遅延推定部２３による微小時間伝送遅延の推
定は（５）式を用いて行われる。

【０１２８】符号化速度更新要求部２１は、推定された
伝送遅延Δｔ₁と微小時間伝送遅延Δｔ₂とを基にし
て、符号化部１５に対する符号化速度の更新要求値を次
のように計算する。まず２つの閾値δ₁、δ₂が設定さ
れる。これらの閾値の間には次のような関係がある。

【０１２９】δ₂＜０＜δ₁ 伝送遅延Δｔ₁の値がδ₁より大きい時、この遅延の値
が０となるようにＲ₀の変更が要求される。すなわちＲ
₀の要求値は次式で与えられる。

【０１３０】Ｒ₀＝ｒ（９） Δｔ₂の値がδ₂より小さい時には、微小時間伝送遅延
Δｔ₂が０となるようにＲ₀の変更が要求される。すな
わちその要求値は次式で与えられる。

【０１３１】Ｒ₀＝ｒ₁ （１０）こうすることによって輻輳が発生した時には符号化速度
が小さくなり、輻輳が解消した時には符号化速度が大き
くなるような制御が行われる。なお第４の実施例では目
標とされる伝送遅延の値は０であり、（１０）式は
（６）式でＫ＝０としたものである。したがって前述の
ようにトラヒックが大きい場合にも成立する。この時に
はｒとｒ₁とは等しくなり、（９）式は（１０）式と等
しくなることも分かる。（９）式と（１０）式とを分け
て書いてある理由は、（９）式が測定用パターンを用い
ていない場合にも使用可能であることによる。

【０１３２】このようにして符号化速度の変更要求値が
計算されると、その値は前述と同様に情報送信装置１１
側に伝えられ、符号化速度の変更が行われる。ここで第
４の実施例を他の実施例と比較して説明する。第４の実
施例は、第１の実施例と第２の実施例とを組み合わせた
ものである。第１の実施例はトラヒックが大きい時、第
２の実施例はトラヒックの小さい時の制御に適している
ため、両者を組み合わせることにより、それらの欠点を
補うことができる。第４の実施例では伝送遅延推定部と
微小時間伝送遅延推定部の両方が備えられているという
点を除けば、第３の実施例におけるとまったく同様に通
信速度の制御が行われる。しかしながら測定用送信パタ
ーンを必要に応じて発生するような場合を考えると、第
３の実施例と相違がでてくる。

【０１３３】第３の実施例では、第１の実施例と第２の
実施例に相当する処理を、測定用パターンが送信されて
いる場合についてだけ行うことになるが、第４の実施例
では第２の実施例における処理は測定用パターンが送信
されている場合についてだけ行い、第１の実施例におけ
る処理は常に行うということが可能となる。

【０１３４】次に本発明の第５の実施例について説明す
る。第５の実施例における通信システムの構成は第４の
実施例に対応する図１６と同じであるが、微小時間伝送
遅延推定部２３における推定法と、符号化速度更新要求
部２１による処理が異なる。

【０１３５】第５の実施例において。情報受信装置１２
の内部の伝送遅延推定部２０による推定は（２）式を用
いて行われ、微小時間伝送遅延推定部２３による推定は
（７）式を用いて行われる。

【０１３６】符号化速度更新要求部２１は、これら推定
された遅延を基にして、情報送信装置１１内の符号化部
１５に要求する符号化速度の要求値を次のようにして計
算する。まず２つの閾値δ₁、δ₂が用意される。ここ
でこれらの閾値の間には次のような関係がある。

【０１３７】δ₂＜０＜δ₁ 伝送遅延Δｔ₁が閾値δ₁より大きい時には、伝送遅延
の値が０となるようにＲ₀の変更要求値が設定される。
すなわち変更要求値は次式で与えられる。

【０１３８】Ｒ₀＝ｒ（１１）微小時間伝送遅延Δｔ₃が閾値δ₂より小さい時には、
微小時間伝送遅延の値が０となるようなＲ₀の変更要求
値が次式のように計算される。

【０１３９】Ｒ₀＝ｒ₁ （１２）こうすることにより輻輳が発生した時には符号化速度が
小さくなり、輻輳が解消した時には符号化速度が大きく
なるにような制御が行われる。このようにして計算され
た符号化速度の更新要求値は、前述と同様にして情報送
信装置１１側に伝えられ、符号化速度の変更が行われ
る。

【０１４０】第５の実施例は、第１の実施例と第３の実
施例とを組み合わせたものである。第３の実施例は第１
の実施例の機能を持っているが、前述のように測定用送
信パターンを必要に応じて発生するような場合を考える
と、このように第１の実施例の処理をあえて付け加える
ことに意味が生ずる。

【０１４１】図１７は第６の実施例における通信速度制
御方式の構成ブロック図である。同図においては、第５
の実施例までと異なって、一般に複数の情報送受信装置
２４がパケット通信網１３によって相互に接続されてい
る。

【０１４２】図１７の情報送受信装置２４は、例えば図
１０の情報送信装置１１と情報受信装置１２とを組み合
わせたものであり、情報入力部１４、符号化部１５、通
信制御部１６、復号化部１８、情報出力部１９、符号化
速度更新要求部２１、測定パターン発生部２２、微小時
間伝送遅延推定部２３を備えている。

【０１４３】微小時間伝送遅延推定部２３は、パケット
通信網１３を介して接続される通信相手先の情報送受信
装置２４の内部の測定パターン発生部２２によって作成
された測定用送信パターンを受信して、その結果から第
２の実施例におけると同様にして、微小時間伝送遅延を
推定する。この推定結果を基にして、符号化速度更新要
求部２１は、第２の実施例におけると同様に符号化速度
の更新を要求するが、この要求は自装置内の符号化部１
５に対して行われる。

【０１４４】すなわち第６の実施例においては、通信相
手先側から送られた測定用送信パターンの受信結果にし
たがって微小時間の伝送遅延が推定されるが、第１〜第
５の実施例と異なり、符号化速度の変更は通信相手先側
には要求されず、自装置内の符号化部に対してその要求
が行われる。そしてこの要求に対応して自装置側から送
信する送信データの符号化速度が変更され、自装置から
相手側装置への方向の通信速度の変更が行われる。

【０１４５】前述のように微小時間伝送遅延はパケット
通信網１３の負荷の状況を表すものであり、この負荷の
状況を全体的に適正化するためには、一般的にパケット
通信網１３に対して多数の情報送受信装置が接続されて
いることを考えると、通信相手先側から自装置への方向
の通信速度を変更する代わりに、自装置側から相手装置
側への通信速度を変更しても同じような効果が得られる
ことになると考えられる。

【０１４６】次に本発明の第２〜第６の実施例において
用いられるパケット形式について説明する。図１８はパ
ケットの構成例（その１）を示す。図１８において、通
信ヘッダ２５は通信に必要な制御データなどを格納する
部分であり、通信プロトコルに依存する。測定用パター
ン開始フラグ２６は１ビットであり、測定用パターンデ
ータが含まれた最初のパケットの時に１、それ以外のパ
ケットの時は０とされる。測定用パターン終了フラグ２
７も１ビットからなり、測定用パターンデータが格納さ
れた最後のパケットの時に１、それ以外のパケットの時
に０とされる。映像情報２８、通信ヘッダ２５以外に映
像通信に必要なヘッダデータや、圧縮された画像情報な
どを含む。

【０１４７】例えば第２の実施例において、測定用パタ
ーン発生部２２はある時間間隔Ｔ₃の間だけ測定用送信
パターンを発生し、このパターンデータが含まれた最初
のパケットの測定用パターン開始フラグを１に、パター
ンデータが含まれた最後のパケットの測定用パターン終
了フラグを１に設定する。これによって微小時間伝送遅
延を周期的に測定したり、状況に応じて測定したりする
ことが可能になる。

【０１４８】情報受信装置１２の内部の微小時間伝送遅
延推定部２３は、パケット通信網から受信したパケット
の測定用パターン開始フラグが１となっているパケット
から測定用パターン終了フラグが１となっているパケッ
トまでを、測定用パターンにしたがってデータが送信さ
れたものと見なして微小時間伝送遅延を推定する。

【０１４９】別の例として、測定用パターン開始および
終了を表すパケットとして、映像情報２８を含まないよ
うなパケットを用いることも考えられる。図１９はパケ
ット構成例（その２）を示す。同図を図１８と比較する
と、パケット内の測定用パターン終了フラグ２７が取り
除かれていることが分かる。測定用パターン発生部２２
は、時間間隔Ｔ₃の間だけ測定用パターンを発生し、そ
のパターンが格納された最初のパケットの測定用パター
ン開始フラグを１に設定する。

【０１５０】情報受信装置１２の内部の微小時間伝送遅
延推定部２３は、パケット通信網から受信したパケット
の内で、測定用パターン開始フラグが１に設定されたパ
ケットが到着してから時間間隔Ｔ₃までの間に到着した
パケットすべてを、測定用パターンにしたがって送信さ
れたものと見なして微小時間伝送遅延を推定する。

【０１５１】別の例として、測定用パターン開始を表す
パケットとして、映像情報２８を含まないパケットを用
いることも考えられる。図２０はパケットの構成例（そ
の３）を示す。この構成例では測定用パターン開始フラ
グや測定用パターン終了フラグの代わりに、測定用パタ
ーン識別フラグ２９がパケットに格納される。測定用パ
ターンデータが格納されたパケットに対しては測定用パ
ターン識別フラグは１に設定され、それ以外のパケット
に対しては０に設定される。

【０１５２】測定用パターン発生部２２は、例えばある
時刻から時間Ｔ₃の間だけ測定用パターンを発生し、そ
のパターンデータが格納されたすべてのパケットの測定
用パターン識別フラグを１に設定する。

【０１５３】情報受信装置１２の内部の微小時間伝送遅
延推定部２３は、パケット通信網から受信したパケット
の内で、測定用パターン識別フラグ２９が１に接続され
ているパケットのすべてを、測定用パターンにしたがっ
て送信されたものと見なし、微小時間伝送遅延を推定す
る。

【０１５４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば通信網における負荷の状況を簡便に、かつ定量的に
知ることが可能となる。また通信網の負荷が小さくなっ
た時に、その負荷がどの程度小さくなったのか定量的に
測定することができる。更に通信網の負荷状況に応じ
て、通信相手先における符号化速度の変更要求をパケッ
トを用いて通信相手先側に伝達することなく、自装置に
おける符号化速度を変更することによって全体として通
信網の負荷を適正化することが可能となり、通信網の負
荷状況に応じた情報量制御のために寄与するところが大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における通信速度制御方式の原理
構成ブロック図である。

【図２】第２、第３の実施例における通信速度制御方式
の原理構成ブロック図である。

【図３】第４、第５の実施例における通信速度制御方式
の原理構成ブロック図である。

【図４】第６の実施例における通信速度制御方式の原理
構成ブロック図である。

【図５】第１の実施例における通信システムの構成を示
すブロック図である。

【図６】第１の実施例において情報送信装置が送信する
情報のビットレートの時間変化の例を示す図である。

【図７】情報受信装置が受信する情報のビットレートの
時間変化の例を示す図である。

【図８】第１の実施例における伝送遅延推定部の詳細処
理フローチャートである。

【図９】符号化速度更新要求部の処理フローチャートで
ある。

【図１０】第２、第３の実施例における通信システムの
構成を示すブロック図である。

【図１１】周期的な測定用送信パターンの例を示す図で
ある。

【図１２】第２の実施例における微小時間伝送遅延の求
め方を説明する図である。

【図１３】測定パターン発生部の詳細処理フローチャー
トである。

【図１４】第２の実施例における微小時間伝送遅延推定
部の詳細処理フローチャートである。

【図１５】第３の実施例における受信情報のビットレー
トの時間変化の例を示す図である。

【図１６】第４、第５の実施例における通信システムの
構成を示すブロック図である。

【図１７】第６の実施例における通信システムの構成を
示すブロック図である。

【図１８】パケットの構成例（その１）を示す図であ
る。

【図１９】パケットの構成例（その２）を示す図であ
る。

【図２０】パケットの構成例（その３）を示す図であ
る。

【符号の説明】

１伝送遅延推定手段２符号化速度更新要求手段３送信パターン発生手段４微小時間伝送遅延推定手段１１情報送信装置１２情報受信装置１３パケット通信網１４情報入力部１５符号化部１６、１７通信制御部１８復号化部１９情報出力部２０伝送遅延推定部２１符号化速度更新要求部２２測定パターン発生部２３微小時間伝送遅延推定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化された情報を送信する情報送信装
置と、受信した情報を復号化して出力する情報受信装置
と、該情報送信装置と情報受信装置とを接続する通信網
とからなる通信システムにおいて、前記情報受信装置が、受信情報のビットレートと前記情
報送信装置側における情報符号化速度とを用いて、情報
の伝送遅延を推定する伝送遅延推定手段と、該推定された伝送遅延が目標範囲外となった時、伝送遅
延を目標範囲内に収めるために適切な符号化速度を計算
し、該計算結果の符号化速度への変更を該情報送信装置
側に要求する符号化速度更新要求手段とを備えたことを
特徴とする通信速度制御方式。
【請求項２】符号化された情報を送信する情報送信装
置と、受信した情報を復号化して出力する情報受信装置
と、該情報送信装置と情報受信装置とを接続する通信網
とからなる通信システムにおいて、前記情報送信装置が、一周期内のある期間において大き
く、それ以外の期間において小さな送信レートの値を有
し、かつ該一周期内の平均送信レートが指定された符号
化速度に等しくなる、周期的な測定用送信パターンを発
生する測定パターン発生手段を備え、前記情報受信装置が、該測定用送信パターンの受信時に
おいて、前記周期の値に一致する時間内で受信ビットレ
ートの値が所定の閾値以上である期間の平均受信ビット
レートと、該周期の値に一致する時間内の平均受信ビッ
トレートとを用いて、該周期の値より短い微小時間に対
応する伝送遅延を推定する微小時間伝送遅延推定手段
と、該推定された伝送遅延が目標範囲外となった時、伝送遅
延を目標範囲内に収めるために適切な符号化速度を計算
し、該計算結果の符号化速度への変更を該情報送信装置
側に要求する符号化速度更新要求手段とを備えたことを
特徴とする通信速度制御方式。
【請求項３】前記通信システムにおいて送受信される
情報がパケット形式であって、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットから測定用パターン終了フラグ
が格納されたパケットまでの間のすべてのパケット内の
データを、前記測定用送信パターンにしたがって作成し
て、該パケットを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットから測定用パターン終了
フラグが格納されたパケットまでの間のすべてのパケッ
ト内のデータが測定用送信パターンにしたがって作成さ
れているものと見なして、前記微小時間に対応する伝送
遅延を推定することを特徴とする請求項２記載の通信速
度制御方式。
【請求項４】前記通信システムにおいて送受信される
情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットの送信時からあらかじめ定めら
れている一定時間内に送信するパケット内のデータを前
記測定用送信パターンにしたがって作成して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットの受信時からあらかじめ
定められた一定時間内に受信したパケット内のデータが
該測定用送信パターンにしたがって作成されているもの
と見なして、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定す
ることを特徴とする請求項２記載の通信速度制御方式。
【請求項５】前記通信システムにおいて送受信される
情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、パケット内のデータが測
定用送信パターンにしたがって作成されたすべてのパケ
ットに測定用パターン識別フラグを格納して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン識
別フラグが格納されたすべてのパケット内のデータが該
測定用送信パターンにしたがって作成されているものと
見なして、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定する
ことを特徴とする請求項２記載の通信速度制御方式。
【請求項６】符号化された情報を送信する情報送信装
置と、受信した情報を復号化して出力する情報受信装置
と、該情報送信装置と情報受信装置とを接続する通信網
とからなる通信システムにおいて、前記情報送信装置が、一周期内のある期間において大き
く、それ以外の期間において小さな送信レートの値を有
し、かつ該一周期内の平均送信レートが指定された符号
化速度に等しくなる、周期的な測定用送信パターンを発
生する測定パターン発生手段を備え、前記情報受信装置が、該測定用送信パターンの受信時に
おいて、前記周期の値に一致する時間内で受信ビットレ
ートが所定の閾値以上である期間の平均受信ビットレー
トと、前記情報送信装置側における情報符号化速度とを
用いて、該周期の値より短い微小時間に対応する伝送遅
延を推定する微小時間伝送遅延推定手段と、該推定された伝送遅延が目標範囲外となった時、伝送遅
延を目標範囲内に収めるために適切な符号化速度を計算
し、該計算結果の符号化速度への変更を該情報送信装置
側に要求する符号化速度更新要求手段とを備えたことを
特徴とする通信速度制御方式。
【請求項７】前記通信システムにおいて送受信される
情報がパケット形式であって、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットから測定用パターン終了フラグ
が格納されたパケットまでの間のすべてのパケット内の
データを、前記測定用送信パターンにしたがって作成し
て、該パケットを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットから測定用パターン終了
フラグが格納されたパケットまでの間のすべてのパケッ
ト内のデータが測定用送信パターンにしたがって作成さ
れているものと見なして、前記微小時間に対応する伝送
遅延を推定することを特徴とする請求項６記載の通信速
度制御方式。
【請求項８】前記通信システムにおいて送受信される
情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットの送信時からあらかじめ定めら
れている一定時間内に送信するパケット内のデータを前
記測定用送信パターンにしたがって作成して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットの受信時からあらかじめ
定められた一定時間内に受信したパケット内のデータが
該測定用送信パターンにしたがって作成されているもの
と見なして、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定す
ることを特徴とする請求項６記載の通信速度制御方式。
【請求項９】前記通信システムにおいて送受信される
情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、パケット内のデータが測
定用送信パターンにしたがって作成されたすべてのパケ
ットに測定用パターン識別フラグを格納して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン識
別フラグが格納されたすべてのパケット内のデータが該
測定用送信パターンにしたがって作成されているものと
見なして、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定する
ことを特徴とする請求項６記載の通信速度制御方式。
【請求項１０】符号化された情報を送信する情報送信
装置と、受信した情報を復号化して出力する情報受信装
置と、該情報送信装置と情報受信装置とを接続する通信
網とからなる通信システムにおいて、前記情報送信装置が、一周期内のある期間において大き
く、それ以外の期間において小さな送信レートの値を有
し、かつ該一周期内の平均送信レートが指定された符号
化速度に等しくなる、周期的な測定用送信パターンを発
生する測定パターン発生手段を備え、前記情報受信装置が、受信情報のビットレートと該情報
送信装置側における情報符号化速度とを用いて、情報の
伝送遅延を推定する伝送遅延推定手段と、前記測定用送信パターンの受信時において、前記周期の
値に一致する時間内で受信ビットレートが所定の閾値以
上である期間内の平均受信ビットレートと、該周期の値
に一致する時間内の平均受信ビットレートとを用いて、
該周期の値より短い微小時間に対応する伝送遅延を推定
する微小時間伝送遅延推定手段と、該伝送遅延推定手段の推定結果と微小時間伝送遅延推定
手段の推定結果とに基づいて、輻輳発生時には符号化速
度を小さく、輻輳解消時には符号化速度を大きくするよ
うに符号化速度の変更を該情報送信装置側に要求する符
号化速度更新要求手段とを備えることを特徴とする通信
速度制御方式。
【請求項１１】前記通信システムにおいて送受信され
る情報がパケット形式であって、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットから測定用パターン終了フラグ
が格納されたパケットまでの間のすべてのパケット内の
データを、前記測定用送信パターンにしたがって作成し
て、該パケットを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットから測定用パターン終了
フラグが格納されたパケットまでの間のすべてのパケッ
ト内のデータが測定用送信パターンにしたがって作成さ
れているものと見なして、前記微小時間に対応する伝送
遅延を推定することを特徴とする請求項１０記載の通信
速度制御方式。
【請求項１２】前記通信システムにおいて送受信され
る情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットの送信時からあらかじめ定めら
れている一定時間内に送信するパケット内のデータを前
記測定用送信パターンにしたがって作成して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットの受信時からあらかじめ
定められた一定時間内に受信したパケット内のデータが
該測定用送信パターンにしたがって作成されているもの
と見なして、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定す
ることを特徴とする請求項１０記載の通信速度制御方
式。
【請求項１３】前記通信システムにおいて送受信され
る情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、パケット内のデータが測
定用送信パターンにしたがって作成されたすべてのパケ
ットに測定用パターン識別フラグを格納して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン識
別フラグが格納されたすべてのパケット内のデータが該
測定用送信パターンにしたがって作成されているものと
見なして、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定する
ことを特徴とする請求項１０記載の通信速度制御方式。
【請求項１４】符号化された情報を送信する情報送信
装置と、受信した情報を復号化して出力する情報受信装
置と、該情報送信装置と情報受信装置とを接続する通信
網とからなる通信システムにおいて、前記情報送信装置が、一周期内のある期間において大き
く、それ以外の期間において小さな送信レートの値を有
し、かつ該一周期内の平均送信レートが指定された符号
化速度に等しくなる、周期的な測定用送信パターンを発
生する測定パターン発生手段を備え、前記情報受信装置が、受信情報のビットレートと該情報
送信装置側における情報符号化速度とを用いて、情報の
伝送遅延を推定する伝送遅延推定手段と、前記測定用送信パターンの受信時において、前記周期の
値に一致する時間内で受信ビットレートが所定の閾値以
上である期間の平均受信ビットレートと該情報送信装置
側における符号化速度とを用いて、該周期の値より短い
微小時間に対応する伝送遅延を推定する微小時間伝送遅
延推定手段と、該伝送遅延推定手段の推定結果と微小時間伝送遅延推定
手段の推定結果とに基づいて、輻輳発生時には符号化速
度を小さく、輻輳解消時には符号化速度を大きくするよ
うに符号化速度の変更を該情報送信装置側に要求する符
号化速度更新要求手段とを備えることを特徴とする通信
速度制御方式。
【請求項１５】前記通信システムにおいて送受信され
る情報がパケット形式であって、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットから測定用パターン終了フラグ
が格納されたパケットまでの間のすべてのパケット内の
データを、前記測定用送信パターンにしたがって作成し
て、該パケットを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットから測定用パターン終了
フラグが格納されたパケットまでの間のすべてのパケッ
ト内のデータが測定用送信パターンにしたがって作成さ
れているものと見なして、前記微小時間に対応する伝送
遅延を推定することを特徴とする請求項１４記載の通信
速度制御方式。
【請求項１６】前記通信システムにおいて送受信され
る情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットの送信時からあらかじめ定めら
れている一定時間内に送信するパケット内のデータを前
記測定用送信パターンにしたがって作成して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットの受信時からあらかじめ
定められた一定時間内に受信したパケット内のデータが
該測定用送信パターンにしたがって作成されているもの
と見なして、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定す
ることを特徴とする請求項１４記載の通信速度制御方
式。
【請求項１７】前記通信システムにおいて送受信され
る情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、パケット内のデータが測
定用送信パターンにしたがって作成されたすべてのパケ
ットに測定用パターン識別フラグを格納して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン識
別フラグが格納されたすべてのパケット内のデータが該
測定用送信パターンにしたがって作成されているものと
見なして、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定する
ことを特徴とする請求項１４記載の通信速度制御方式。
【請求項１８】符号化された情報を送信する情報送信
装置と受信した情報を復号化して出力する情報受信装置
とをそれぞれ有する複数の情報送受信端末と、該複数の
情報送受信端末を相互に接続する通信網とからなる通信
システムにおいて、前記情報送信装置が、一周期内のある期間において大き
く、それ以外の期間において小さな送信レートの値を有
し、かつ該一周期内の平均送信レートが指定された符号
化速度に等しくなる、周期的な測定用送信パターンを発
生する送信パターン発生手段を備え、前記情報受信装置が、通信相手先の情報送受信端末から
の該測定用送信パターンの受信時において、前記周期の
値に一致する時間内で受信ビットレートが所定の閾値以
上である期間内の平均受信ビットレートと、該周期の値
に一致する時間内の平均受信ビットレートとを用いて、
該周期の値より短い微小時間に対応する伝送遅延を推定
する微小時間微小時間伝送遅延推定手段と、該推定された伝送遅延が目標範囲外となった時、伝送遅
延を目標範囲内に収めるために適切な符号化速度を計算
し、該計算結果の符号化速度への変更を自端末内の情報
送信装置に要求する符号化速度送信要求手段とを備えた
ことを特徴とする通信速度制御方式。
【請求項１９】前記通信システムにおいて送受信され
る情報がパケット形式であって、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットから測定用パターン終了フラグ
が格納されたパケットまでの間のすべてのパケット内の
データを、前記測定用送信パターンにしたがって作成し
て、該パケットを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットから測定用パターン終了
フラグが格納されたパケットまでの間のすべてのパケッ
ト内のデータが測定用送信パターンにしたがって作成さ
れているものと見なして、前記微小時間に対応する伝送
遅延を推定することを特徴とする請求項１８記載の通信
速度制御方式。
【請求項２０】前記通信システムにおいて送受信され
る情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、測定用パターン開始フラ
グが格納されたパケットの送信時からあらかじめ定めら
れている一定時間内に送信するパケット内のデータを前
記測定用送信パターンにしたがって作成して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン開
始フラグが格納されたパケットの受信時から予め定めら
れた一定時間内に受信したパケット内のデータが該測定
用送信パターンにしたがって作成されているものと見な
して、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定すること
を特徴とする請求項１８記載の通信速度制御方式。
【請求項２１】前記通信システムにおいて送受信され
る情報がパケット形式であることと、前記測定パターン発生手段が、パケット内のデータが測
定用送信パターンにしたがって作成されたすべてのパケ
ットに測定用パターン識別フラグを格納して、該パケッ
トを前記通信網に出力し、前記微小時間伝送遅延推定手段が、該測定用パターン識
別フラグが格納されたすべてのパケット内のデータが該
測定用送信パターンにしたがって作成されているものと
見なして、前記微小時間に対応する伝送遅延を推定する
ことを特徴とする請求項１８記載の通信速度制御方式。