JPWO2005067252A1 - データ受信装置 - Google Patents

Abstract

本発明のデータ受信装置は、データパケットに含まれる複数のパケットを格納するための受信データバッファ部と、受信データバッファ部に格納されているデータの量を計測する受信データ量計測部と、周波数が可変なクロックを生成する可変クロック生成部と、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる第２の時間情報を出力する時間情報出力部と、パケットに付加されている第１の時間情報と時間情報出力部から出力される第２の時間情報とを比較して、受信データバッファ部に格納されているパケットを出力するタイミングを制御する第１の時間情報比較部とを備える。受信データ量計測部は、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数を受信データ量計測部による計測値に応じて制御する。

Description

本発明は、有線回線や無線回線を介して伝送されてくるＭＰＥＧ２−ＴＳ等の映像信号や音響信号等を受信するためのデータ受信装置に関し、より特定的には、伝送される映像信号や音響信号等の同期を確保することができるデータ受信装置に関する。

従来、ＩＥＥＥ８０２．１１に代表される無線ローカルエリアネットワーク等の無線回線を介して、映像信号や音響信号等を伝送するために、送信側と受信側との間で信号の同期を実現する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、特許文献１に記載されている従来の送信側の無線親機９００の機能的構成を示すブロック図である。図１２は、特許文献１に記載されている従来の受信側の無線子機９２０の機能的構成を示すブロック図である。図１３は、特許文献１に記載されている従来の送信側の無線親局から送信されるデータパケット９９０のフレーム構造を示す図である。以下、図１１，図１２，および図１３を参照しながら、特許文献１に記載されている無線親機９００および無線子機９２０の動作について説明する。

無線親機９００において、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１に入力した映像信号は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット９５０に変換されて出力される。タイムスタンプ付加部９０２は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット９５０がＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１から出力される時間に応じたタイムスタンプ９５１を、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット９５０に付加する。ここで付加されるタイムスタンプ９５１は、ビーコン用タイマ部９０８からのタイマ値を含む。

通信プロトコル処理部９０３は、タイムスタンプ９５１が付加されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケット９５０を一つのデータブロック９４１とし、データブロック９４１と複数のデータブロック９４２〜９４Ｎとを結合して、データヘッダ９８０を付加して出力する。ＭＡＣ処理部９０４のフレーム組み立て部９０９は、通信プロトコル処理部９０３からの出力に対して、ＭＡＣヘッダ９７０を付加して、出力する。ＲＦ部９０５は、フレーム組み立て部９０９からの出力に対して、物理層ヘッダ９６０を付加して出力する。アンテナ９０６は、ＲＦ部９０５からの出力を無線信号として、無線通信回線路に放射する。

クロック生成部９０７は、クロックを生成して、ビーコン用タイマ部９０８に入力する。ビーコン用タイマ部９０８は、クロックに基づいて、現在のタイマ値（たとえば、現在時刻）を設定して出力する。ビーコン生成部９１０は、ビーコン用タイマ部９０８からのタイマ値を含むビーコンを生成する。フレーム組み立て部９０９は、ビーコン生成部９１０が生成したビーコンに対して、ＭＡＣヘッダを付加して出力する。ＲＦ部９０５は、フレーム組み立て部９０９からの出力に対して、物理層ヘッダ９６０を付加して出力する。アンテナ９０６は、ＲＦ部９０５からの出力をビーコン信号として、無線通信回線路に放射する。

無線子機９２０において、無線通信回線路を介して伝送された無線信号は、アンテナ９２１で受信される。アンテナ９２１で受信された無線信号は、ＲＦ部９２２を介して、ＭＡＣ処理部９２３のフレーム解析部９２５に入力される。フレーム解析部９２５は、受信した信号が自機器宛であるか否か解析する。自機器宛である場合、フレーム解析部９２５は、受信した信号を受信データ処理部９２７に入力する。受信データ処理部９２７は、受信した信号がデータパケット９９０である場合、当該データパケット９９０を通信プロトコル処理部９２４に入力する。一方、受信した信号がビーコン信号である場合、受信データ処理部９２７は、当該ビーコン信号をビーコン用タイマ部９２６に入力する。

通信プロトコル処理部９２４は、受信したデータパケット９９０の物理層ヘッダ９６０，ＭＡＣヘッダ９７０，データヘッダ９８０を解析して、データブロック９４１〜９４Ｎを抽出して、抽出したデータブロック９４１〜９４Ｎを受信データバッファ部９３３に格納する。

ビーコン用タイマ部９２６は、クロック生成部９２８から出力されるクロックに基づいて、現在のタイマ値（たとえば、現在時刻）を設定する。ビーコン用タイマ部９２６は、受信データ処理部９２７からビーコン信号が入力された場合、当該ビーコン信号に含まれるタイマ値と一致するように、現在のタイマ値を設定し直す。これにより、無線親機９００におけるビーコン用タイマ部９０８と無線子機９２０におけるビーコン用タイマ部９２６とが同期する。

ＰＬＬ処理部９２９は、ビーコン用タイマ部９２６からのタイマ値をＰＬＬ処理して、ＰＬＬ処理したタイマ値をタイマ部９３０に入力する。タイマ部９３０は、ＰＬＬ処理された現在のタイマ値をタイムスタンプ比較部９３１に入力する。タイムスタンプ抽出部９３２は、受信データバッファ部９３３に格納されているデータブロックに含まれるタイムスタンプを抽出する。タイムスタンプ比較部９３１は、タイムスタンプ抽出部９３２が抽出したタイムスタンプに含まれるタイマ値とタイマ部９３０から入力される現在のタイマ値とが一致するか否かを判断する。刻々と変化する現在のタイマ値に対して、タイムスタンプに含まれるタイマ値が一致した場合、タイムスタンプ比較部９３１は、タイマ値が一致したタイムスタンプを含むデータブロック内のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを、受信データバッファ部９３３に出力させる。ＭＰＥＧ２−ＴＳデコーダ部９３４は、受信データバッファ部９３３から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットをデコードして、映像信号を出力する。

このようにして、無線子機９２０は、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部９３４に入力させるＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間の時間間隔を、無線親機９００のＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１から出力されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間の時間間隔と一致させることができる。

ところで、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットには、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１におけるシステムクロック情報（ＰＣＲ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）が含まれている。ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部９３４は、このシステムクロック情報に基づいて、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１のシステムクロックを再現している。

しかし、システムクロックを再現するためには、それぞれのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが伝送される際の伝送時間ばらつきが、充分小さくなければならない。ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８ Ｐａｒｔ９（ＭＰＥＧ２ Ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）では、伝送時間ばらつきの値を２５マイクロ秒以内と規定している。

上述したように、従来のデータ伝送システムでは、送信側の無線親機９００は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットにビーコン用タイマ値に基づいたタイムスタンプを付加する。受信側の無線子機９２０は、無線親機９００と同期したビーコン用タイマ値を利用し、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのタイムスタンプに基づいてＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの出力タイミングを制御する。これによって、無線パケットに複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合した際の時間軸上のずれと、伝送回線上で生じた伝送時間のばらつきとを補正することができる。したがって、受信側は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間における元々の時間間隔を再現することができ、伝送する映像・音響信号を送信側と受信側とで同期させることが可能となる。
特開２００３−６０６５２号公報

しかし、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のように、ビーコン信号が送受信されないシステムでは、従来の技術を用いて、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間の時間間隔のずれを補正することはできない。

それゆえ、本発明の目的は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等、送信側と受信側との間でビーコン信号等によってタイマ値を同期しないシステムにおいても、パケット間の時間間隔のずれを補正し、送信側でのパケットの間隔を受信側で再現することができ、伝送される映像・音響信号等を送信側と受信側とで同期させることができるデータ受信装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、複数のパケットを含んでいるデータパケットを受信するためのデータ受信装置であって、複数のパケットには、それぞれ、パケット生成時の時間に関する情報である第１の時間情報が付加されており、データパケットに含まれる複数のパケットを格納するための受信データバッファ部と、受信データバッファ部に格納されているデータの量を計測する受信データ量計測部と、周波数が可変なクロックを生成する可変クロック生成部と、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる第２の時間情報を出力する時間情報出力部と、パケットに付加されている第１の時間情報と時間情報出力部から出力される第２の時間情報とを比較して、受信データバッファ部に格納されているパケットを出力するタイミングを制御する第１の時間情報比較部とを備え、受信データ量計測部は、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数を受信データ量計測部による計測値に応じて制御する。

本発明によれば、蓄積されたデータ量に応じて、クロックの周波数が制御されることとなるので、送信側と受信側との間でビーコン信号等によってタイマ値を同期しないシステムにおいても、データパケット間の時間間隔のずれを補正し、送信側でのデータパケットの間隔を受信側で再現することができ、伝送される映像・音響信号等を送信側と受信側とで同期させることができるデータ受信装置が提供されることとなる。

好ましくは、時間情報比較部が出力する第２の時間情報は、所定のオフセット時間だけ遅れているとよい。

これにより、データパケットが遅延して届いたとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、時間情報出力部は、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる第３の時間情報を出力するタイマ部と、受信データバッファ部に格納されるパケットに付加されている第１の時間情報を抽出する時間情報抽出部と、タイマ部が出力する第３の時間情報を時間情報抽出部が抽出した第１の時間情報に一致させる初期設定部と、タイマ部が出力する第３の時間情報を所定のオフセット時間だけ遅らせることによって第２の時間情報を出力するオフセット部とを備えるとよい。

これにより、初期設定がなされるので、送信側での時間情報と受信側での時間情報とがほぼ一致することとなる。さらに、第２の時間情報は、オフセット時間だけ遅らされているので、データパケットが遅延して届いたとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、オフセット部は、データ受信装置が接続される伝送路の状態に応じて、所定のオフセット時間を変化させるとよい。

これにより、遅延量が変化したとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、オフセット部は、受信データバッファ部に蓄積されているデータの量に応じて、所定のオフセット時間を変化させるとよい。

これにより、遅延量が変化したとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、オフセット部は、通信プロトコルの種類に応じて、所定のオフセット時間を変化させるとよい。

これにより、遅延量が変化したとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、さらに、タイマ部が出力する第３の時間情報と時間情報抽出部が抽出する第１の時間情報とを比較し、比較結果に応じて、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数を制御する第２の時間情報比較部を備えるとよい。

これにより、タイマ部が出力する第３の時間情報と送信側での時間情報とをほぼ一致させることができ、パケットの間隔のずれが補正されることとなる。

好ましくは、データパケットの受信を開始した時点から所定の時間が経過するまで、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数は、第２の時間情報比較部によって制御され、所定の時間の経過後、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数は、受信データ量計測部によって制御されるとよい。

これにより、パケットがある程度蓄積されるまでの間は、時間差を用いてクロックの周波数が制御されることとなり、パケットがある程度蓄積された後は、蓄積されているデータ量に応じてクロックの周波数が制御されることとなるので、安定したクロックの制御が可能となる。

好ましくは、受信データ量計測部は、所定の時間経過後に、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数の制御を開始するとよい。

これにより、安定したクロックの制御が可能となる。

好ましくは、受信データ量計測部は、受信データバッファ部に蓄積されているデータの量の平均値を計測値とし、計測値に応じて、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数を制御するとよい。

これにより、安定したクロックの制御が可能となる。

たとえば、データパケットに含まれるパケットは、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットである。

たとえば、データパケットは、映像および／または音声信号をエンコードして複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを生成して、各ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに対して、エンコード時の時間に関する情報を第１の時間情報として付加して、第１の時間情報が付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合して、データパケットを生成するデータ送信装置から送信されている。

また、本発明は、複数のパケットを含んでいるデータパケットを受信するための集積回路であって、複数のパケットには、それぞれ、パケット生成時の時間に関する情報である第１の時間情報が付加されており、集積回路に接続されるデータパケットに含まれる複数のパケットを格納するための受信データバッファ部に格納されているデータの量を計測する受信データ量計測部と、周波数が可変なクロックを生成する可変クロック生成部と、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる第２の時間情報を出力する時間情報出力部と、パケットに付加されている第１の時間情報と時間情報出力部から出力される第２の時間情報とを比較して、受信データバッファ部に格納されているパケットを出力するタイミングを制御する第１の時間情報比較部とを備え、受信データ量計測部は、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数を受信データ量計測部による計測値に応じて制御する。

本発明に係るデータ受信装置は、非同期の伝送路を介した映像・音声信号等のストリーム伝送において、送信側でのパケットの送信間隔を受信側で再現することができるため、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット等を非同期の伝送路を介して伝送した場合にも、受信側で正しく再生することができる。
本発明のこれらおよび他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ送信装置１の機能的構成を示すブロック図である。 図２Ａは、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００から出力される複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのデータ構造を示す図である。 図２Ｂは、タイムスタンプ付加部１０１から出力されるタイムスタンプ２０１が付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００のデータ構造を示す図である。 図３は、通信プロトコル処理部１０４によってＩＰパケット化されたデータパケット（ＩＰパケット）２のデータ構造の一例を示す図である。 図４は、通信プロトコル処理部１０４によってＩＰパケット化されたデータパケット（ＩＰパケット）２ａのデータ構造の他の例を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施形態に係るデータ受信装置３の機能的構成を示すブロック図である。 図６は、データ受信装置３の動作の流れを示すフローチャートである。 図７は、本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の機能的構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の動作を示すフローチャートである。 図９は、本発明の第３の実施形態に係るデータ受信装置５の機能的構成を示すブロック図である。 図１０は、第３の実施形態に係るデータ受信装置５の動作を示すフローチャートである。 図１１は、特許文献１に記載されている従来の送信側の無線親機９００の機能的構成を示すブロック図である。 図１２は、特許文献１に記載されている従来の受信側の無線子機９２０の機能的構成を示すブロック図である。 図１３は、特許文献１に記載されている従来の送信側の無線親局から送信されるデータパケット９９０のフレーム構造を示す図である。

符号の説明

１ データ送信装置
３，４，５ データ受信装置
１００ ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部
１０１ タイムスタンプ付加部
１０２ クロック生成部
１０３ タイマ部
１０４，３０１ 通信プロトコル処理部
１０５，３００ 通信部
２００ ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット
２０１ タイムスタンプ
２，２ａ ＩＰパケット
３０２ 受信データバッファ部
３０３ ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部
３０４ 第１の時間情報抽出部
３０５ 初期設定部
３０６ 受信データ量計測部
３０７ 可変クロック生成部
３０８ タイマ部
３０９ オフセット部
３１０ 第２の時間情報抽出部
３１１ 第１の時間情報比較部
３１２ 時間情報出力部
４００ 第２の時間情報比較部
５００ 切り替え制御部

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ送信装置１の機能的構成を示すブロック図である。図１において、データ送信装置１は、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００と、タイムスタンプ付加部１０１と、クロック生成部１０２と、タイマ部１０３と、通信プロトコル処理部１０４と、通信部１０５とを備える。

ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００は、入力する映像および／または音声信号をＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに変換して出力する。図２Ａは、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００から出力される複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのデータ構造を示す図である。図２Ａに示すように、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００から、複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００が出力される。

クロック生成部１０２は、独立したクロックを生成して出力する。クロック生成部１０２によって生成されるクロックは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８ Ｐａｒｔ９（ＭＰＥＧ２ Ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）で規定されたＰＣＲジッタ許容値である２５マイクロ秒以内に対して、十分な分解能を有する。なお、クロックとして、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００におけるシステムクロック（ＳＴＣ：Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）が用いられてもよい。

タイマ部１０３は、クロック生成部１０２が出力するクロックを計数（パルスの数を数えることをいう。以下同様）して、計数結果を時間情報として出力する。時間情報として現在時刻が用いられてもよいし、現在の総カウント数が用いられてもよい。時間に関する情報であれば、時間情報は、上記の例に限られない。

タイムスタンプ付加部１０１は、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００からＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが入力されると、入力された時点における時間情報をタイマ部１０３から取得し、取得した時間情報を第１の時間情報とし、当該第１の時間情報を含むタイムスタンプをＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付加し、タイムスタンプが付加されたパケットとして、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力する。このように、第１の時間情報は、パケット生成時の時間に関する情報である。

図２Ｂは、タイムスタンプ付加部１０１から出力されるタイムスタンプ２０１が付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００のデータ構造を示す図である。図２Ｂに示すように、タイムスタンプ付加部１０１から、タイムスタンプ２０１が付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００が出力される。

第１の実施形態におけるデータ送信装置１では、タイマ部１０３が出力する時間情報を基準とする時間軸が想定されている。上述のように、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００がＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力するタイミングにおける時間情報が、タイムスタンプとして、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付加される。したがって、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００がＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力するタイミングを基準として、タイマ部１０３の出力する時間情報が、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに、第１の時間情報として付加されることになる。

通信プロトコル処理部１０４は、タイムスタンプ付加部１０１から出力されたタイムスタンプが付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合して、ＩＰパケット化し、通信部１０５に入力する。

図３は、通信プロトコル処理部１０４によってＩＰパケット化されたデータパケット（ＩＰパケット）２のデータ構造の一例を示す図である。図３では、通信プロトコルとして、ＲＴＰ（Ｒｅａｌｔｉｍｅ Ｔｒａｎｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いた場合の例が示されている。通信プロトコル処理部１０４に入力されたタイムスタンプ２０１が付加されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００は、データブロック２１１となる。通信プロトコル処理部１０４に入力されたタイムスタンプ２０１が付加された他のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００は、それぞれ、データブロック２１２〜２１Ｎとなる。これは、複数のデータブロックをまとめて伝送することによって、通信上の冗長性を小さくするためである。複数のデータブロック２１１〜２１Ｎには、著作権情報２２１が付加される。著作権情報２２１は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが著作権保護等の目的で暗号化されている場合に用いられる情報であって、たとえばコピーの可否、暗号化に関する情報等である。たとえば、著作権情報２２１は、ＤＴＣＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）で規定されるＤＴＣＰ−ＩＰのためのヘッダである。さらに、複数のデータブロック２１１〜２１Ｎには、ＲＴＰヘッダ２２２、ＵＤＰヘッダ２２３、ＩＰヘッダ２２４が付加される。なお、ＲＴＰヘッダ内にはタイムスタンプを格納する領域がある。ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットをＲＴＰで伝送する際には、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）の値とＲＴＰヘッダ内のタイムスタンプ値とを一致させなければならない場合がある。しかし、本発明では、ＲＴＰヘッダ内のタイムスタンプは用いないので、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのＰＣＲの値とＲＴＰヘッダ内のタイムスタンプ値とは、一致させなくてもよいものとする。

図４は、通信プロトコル処理部１０４によってＩＰパケット化されたデータパケット（ＩＰパケット）２ａのデータ構造の他の例を示す図である。図４では、通信プロトコルとして、ＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒ Ｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いた場合の例が示されている。通信プロトコル処理部１０４に入力されたタイムスタンプ２０１が付加されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００は、図３に示したＲＴＰの例と同様に、データブロック２１１となる。また、通信プロトコル処理部１０４に入力されたタイムスタンプ２０１が付加された他のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００は、それぞれ、データブロック２１２〜２１Ｎとなる。さらに、複数のデータブロック２１１〜２１Ｎには、著作権情報２２１、ＨＴＴＰヘッダ２３２、ＴＣＰヘッダ２３３、ＩＰヘッダ２３４が付加される。

なお、通信プロトコル処理部１０４で結合されるデータブロックの数が多くなる程、伝送時の冗長性が低くなる。通常、通信プロトコル処理部１０４は、ＩＰプロトコルを用いて伝送する際、ＩＰヘッダ２２４以下のデータの総バイト数、すなわち、図３の例では、ＵＤＰヘッダ２２３、ＲＴＰヘッダ２２２、著作権情報２２１、およびデータブロック２１１〜２１Ｎの総バイト数が、１５００バイト以下の最も大きいバイト数となるように、データブロックの数を設定する。また、通信プロトコル処理部１０４は、ＩＰヘッダ２２４以下のデータの総バイト数、すなわち、ＴＣＰヘッダ２３３、ＨＴＴＰヘッダ２３２、著作権情報２２１、およびデータブロック２１１〜２１Ｎの総バイト数が、１５００バイト以下の最も大きいバイト数となるように、データブロックの数を設定する。

通信プロトコル処理部１０４は、図３、図４に示したようなＩＰパケット化を行うと共に、所定の通信プロトコル処理を実行する。

通信プロトコル処理部１０４から出力されたパケットは、通信部１０５に入力される。通信部１０５は、たとえば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣ層および物理層に相当する処理を行い、処理後の信号を伝送路に出力する。

図５は、本発明の第１の実施形態に係るデータ受信装置３の機能的構成を示すブロック図である。図５において、データ受信装置３は、通信部３００と、通信プロトコル処理部３０１と、受信データバッファ部３０２と、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３と、第１の時間情報抽出部３０４と、初期設定部３０５と、受信データ量計測部３０６と、可変クロック生成部３０７と、タイマ部３０８と、オフセット部３０９と、第２の時間情報抽出部３１０と、第１の時間情報比較部３１１とを備える。初期設定部３０５と、タイマ部３０８と、オフセット部３０９と、第２の時間情報抽出部３１０とによって、時間情報出力部３１２が構成される。

伝送路からの信号は、通信部３００に入力される。通信部３００は、入力する信号に対して、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣ層および物理層に相当する処理を行い、処理後の信号を通信プロトコル処理部３０１に入力する。

通信プロトコル処理部３０１は、所定の通信プロトコル処理を行うと共に、受信した信号に含まれるデータブロックを抽出して、抽出したデータブロックを受信データバッファ部３０２に格納する。

受信データバッファ部３０２には、複数のデータブロックが蓄積される。

受信データ量計測部３０６は、受信データバッファ部３０２に蓄積された複数のデータブロックの総データ量の平均値（以下、蓄積データ平均値という）を計測し、計測値である蓄積データ平均値の増減に応じた制御信号を可変クロック生成部３０７に入力する。

可変クロック生成部３０７は、受信データ量計測部３０６からの制御信号に基づいて、生成するクロックの周波数を増減する。

受信データ量計測部３０６は、蓄積データ平均値が増加した場合、可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数が上がるような制御信号を出力する。一方、蓄積データ平均値が減少した場合、受信データ量計測部３０６は、可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数が下がるような制御信号を出力する。また一方、蓄積データ平均値が変化していない場合、受信データ量計測部３０６は、可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数を変化させない。

タイマ部３０８は、可変クロック生成部３０７が出力するクロックを計数することによって第２の時間情報を出力する。クロックの計数に基づく時間情報として、現在時刻が用いられてもよいし、現在の総カウント数が用いられてもよい。時間に関する情報であれば、時間情報は、上記の例に限られない。

オフセット部３０９は、タイマ部３０８が出力する時間情報で表されている時間を遅らせるように、タイマ部３０８が出力する時間情報に対して、所定のオフセット時間を減算する。以下、オフセット部３０９から出力される時間情報を第２の時間情報という。所定のオフセット時間を減算することによって遅らせる時間は、おおよそ、伝送遅延時間とバッファリングに要する時間との和である。第２の時間情報は、可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる時間情報である。なお、タイマ部３０８から出力される時間情報を第３の時間情報という。第３の時間情報も可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる時間情報である。第２の時間情報と第３の時間情報との違いは、第２の時間情報の方が、所定のオフセット時間だけ、遅れている点である。

第１の時間情報抽出部３０４は、受信データバッファ部３０２を参照して、次に出力すべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケット、すなわち、受信データバッファ部３０２に蓄積されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの内、時間的に最も古い時点で蓄積された（最も前に蓄積された）ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随するタイムスタンプ内の第１の時間情報を抽出する。

第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報抽出部３０４によって抽出された第１の時間情報とオフセット部３０９から出力される第２の時間情報とが一致するか否かを判断する。第２の時間情報が刻々とカウントされる中、第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報抽出部３０４からの第１の時間情報とオフセット部３０９から出力される第２の時間情報とが一致した時点において、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの出力を受信データバッファ部３０２に指示するための制御信号を受信データバッファ部３０２に入力する。

受信データバッファ部３０２は、第１の時間情報比較部３１１からの制御信号が入力されれば、蓄積されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの内、時間的に最も古い時点で蓄積されたデータブロック内のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを抜き出し、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３に入力する。

受信データバッファ部３０２によってＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが出力された後、次に出力すべきデータブロックに付随するタイムスタンプ内の第１の時間情報が、第１の時間情報抽出部３０４によって抽出される。第１の時間情報抽出部３０４によって抽出された第１の時間情報は、第１の時間情報比較部３１１において、第２の時間情報と比較される。当該第１の時間情報と第２の時間情報とが一致した時点で、受信データバッファ部３０２は、次のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力する。このようにして、受信データバッファ部３０２から、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが順次出力される。

ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３は、受信データバッファ部３０２から出力されるデータブロックを映像および／または音声信号に変換して、出力する。

第２の時間情報抽出部３１０は、通信プロトコル処理部３０１が出力するデータブロックからタイムスタンプを抽出し、抽出したタイムスタンプ内から第１の時間情報を抽出し、抽出した第１の時間情報を初期設定部３０５に入力する。

初期設定部３０５は、初期設定として、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報を第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報に一致させる。

これにより、データ送信装置１のタイマ部１０３に設定されている時間情報とデータ受信装置３のタイマ部３０８に設定されている時間情報とが、伝送路上の遅延を無視すれば、一致することとなる。初期設定部３０５における初期設定は、データ送信装置１とデータ受信装置３との間で、データが送受信される最初の段階で行われる。こうして、データ受信装置３のタイマ部３０８の時間情報は、初期設定部３０５によって初期設定が行われた時点で、伝送路上の遅延を無視すれば、データ送信装置１のタイマ部１０３の時間情報と一致する。

図６は、データ受信装置３の動作の流れを示すフローチャートである。以下、図６を参照しながら、データ受信装置３の動作の流れについて説明する。

データパケットであるＩＰパケットの受信を開始する際、第２の時間情報抽出部３１０は、受信したＩＰパケット中のデータブロックに含まれる第１の時間情報を抽出する（ステップＳ１０１）。

次に、初期設定部３０５は、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報を第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報に一致させ、初期値設定する（ステップＳ１０２）。

次に、可変クロック生成部３０７は、デフォルトの周波数を有するクロックを生成する（ステップＳ１０３）。なお、デフォルトの周波数は、データ送信装置１のクロック生成部１０２が生成するクロックの周波数とほぼ一致する。ただし、誤差の影響や、精度の違いがあるので、二つの周波数は完全には一致していない場合が多い。

次に、受信データ量計測部３０６は、受信データバッファ部３０２を参照して、蓄積データ平均値を計測する（ステップＳ１０４）。

次に、受信データ量計測部３０６は、計測した蓄積データ平均値が前回計測した蓄積データ平均値と比べて増加しているか、減少しているか、それとも変化が無いか否かを判断する（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０４において、初めて蓄積データ平均値を計測した場合、ステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７の処理は、省略される。

蓄積データ平均値が増加している場合、受信データ量計測部３０６は、所定の値だけ、または増加量に応じた値だけ、クロックの周波数を上げるように可変クロック生成部３０７を制御して（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０８の動作に進む。一方、蓄積データ平均値が減少している場合、受信データ量計測部３０６は、所定の値だけ、または減少量に応じた値だけ、クロックの周波数を下げるように可変クロック生成部３０７を制御して（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０８の動作に進む。これにより、クロックの周波数が変化して、タイマ部３０８から出力される第３の時間情報が進むまたは遅れる。また一方、蓄積データ平均値が変化していない場合、データ受信装置３は、そのままステップＳ１０８の動作に進む。蓄積データ平均値に変化がないということは、送信側でのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔と出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔とが一致していることを示しているので、クロックの周波数を変化させなくてもよい。

ステップＳ１０８において、オフセット部３０９は、タイマ部３０８からの第３の時間情報からオフセット時間を減算して、タイマ部３０８からの第３の時間情報を遅らせ、第２の時間情報を出力する。

次に、第１の時間情報抽出部３０４は、次にデコードすべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに対応するタイムスタンプ内の第１の時間情報を受信データバッファ部３０２から抽出する（ステップＳ１０９）。

次に、第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報抽出部３０４が抽出した第１の時間情報と第２の時間情報とが一致するか否かを判断する（ステップＳ１１０）。一致する場合、第１の時間情報比較部３１１は、受信データバッファ部３０２に、当該第１の時間情報に対応するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させ、ステップＳ１１１の動作に進む。一方、一致しない場合、第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報と第２の時間情報とが一致するまで、ステップＳ１１０の動作を繰り返す。なお、蓄積データ平均値を求める処理時間がＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間の時間間隔よりも短いならば、ステップＳ１１０において一致しないと判断された場合、データ受信装置３は、ステップＳ１０４の動作に戻ってもよい。

ステップＳ１１１において、第１の時間情報比較部３１１は、今回送信されてきたＩＰパケットに含まれる全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを受信データバッファ部３０２に出力させたか否かを判断する。全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させていない場合、データ受信装置３は、ステップＳ１０４の動作に戻る。一方、全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させている場合、データ受信装置３は、処理を終了する。

以上の処理から分かるように、一つのＩＰパケットを受信している間、可変クロック生成部３０７、タイマ部３０８、オフセット部３０９、第１の時間情報比較部３１１、第１の時間情報抽出部３０４、受信データバッファ部３０２、および受信データ量計測部３０６によって、閉ループが形成される。

次に、第１の実施形態に係るデータ受信装置３が、送信側でのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの間隔を再現することができる理由について説明する。

まず、理想的な状況として、以下の条件を満たす状況を考える。
（１）データ送信装置１のクロック生成部１０２が出力するクロックの周波数と、データ受信装置３の可変クロック生成部３０７が出力するデフォルトのクロックの周波数とが完全に一致している。
（２）伝送路上で生じる遅延は、常に一定である。
（３）オフセット部３０９におけるオフセット時間は、伝送路上で生じる遅延およびＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合した際に生じる時間軸上のずれを考慮して適切な値に設定されている。

最初のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随するタイムスタンプ内の第１の時間情報がタイマ部３０８の初期値として設定される。したがって、上記のような理想的な状態の場合、上記（１）の条件より、データ送信装置１のタイマ部１０３の時間情報とデータ受信装置３のタイマ部３０８の第３の時間情報とは同期することとが分かる。さらに、上記（３）の条件より、オフセット部３０９から出力される第２の時間情報は、受信データバッファ部３０２に格納されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随しているタイムスタンプ内の時間情報よりも先走っていることはないことが分かる。ゆえに、上記のような理想的な状態の場合、可変クロック生成部３０７から出力されるクロックの周波数を変化させなくても、第１の時間情報比較部３１１は、データ送信装置１でエンコードされたＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔と同じ間隔で受信データバッファ部３０２に格納されているＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを、受信データバッファ部３０２に出力させることができる。

しかし、実際は、上記（１），（２）の理想的な条件は、満たされていない。したがって、単に、初期設定部３０５において、初期設定を行っただけでは、出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔を送信側の時間間隔と一致させることはできない。そこで、第１の実施形態では、受信データバッファ部３０２の蓄積データ平均値に基づいて、クロックの周波数を変化させていくことによって、出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔を送信側の時間間隔と一致させることを実現する。以下、出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔と送信側の時間間隔とが一致する理由について説明する。

上記（１）の条件が満たされない場合、すなわち、データ送信装置１のクロック生成部１０２が出力するクロックの周波数と、データ受信装置３の可変クロック生成部３０７が出力するデフォルトのクロックの周波数とが完全に一致しない場合を考える。

たとえば、可変クロック生成部３０７が出力するクロックの周波数が、クロック生成部１０２が出力するクロックの周波数に比べて遅い場合、受信データバッファ部３０２から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔に比べて、大きくなってしまう。このような場合、出力されずに受信データバッファ部３０２に格納されたままとなるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが増加していくので、蓄積データ平均値は、増加することとなる。蓄積データ平均値が増加した場合、可変クロック生成部３０７から出力されるクロックの周波数は上げられる。クロックの周波数が上げられれば、タイマ部３０８から出力される第３の時間情報が進み、オフセット部３０９から出力される第２の時間情報が進むこととなる。第２の時間情報が進めば、第１の時間情報比較部３１１における時間情報の比較処理が早く進んでいくので、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、狭くなっていき、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔に近づいていくこととなる。クロック周波数制御のための閉ループによって、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、ある値に収束していき、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

逆に、可変クロック生成部３０７が出力するクロックの周波数が、クロック生成部１０２が出力するクロックの周波数に比べて早い場合、受信データバッファ部３０２から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔に比べて、狭くなってしまう。このような場合、受信データバッファ部３０２に格納されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケットは徐々に減少していくので、蓄積データ平均値は、減少することとなる。蓄積データ平均値が減少した場合、可変クロック生成部３０７から出力されるクロックの周波数は下げられる。クロックの周波数が下げられれば、タイマ部３０８から出力される第３の時間情報が遅れ、オフセット部３０９から出力される第２の時間情報が遅れることとなる。第２の時間情報が遅れれば、第１の時間情報比較部３１１における時間情報の比較処理がゆっくり進んでいくので、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、広くなっていき、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔に近づいていくこととなる。クロック周波数制御のための閉ループによって、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、ある値に収束していき、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

次に、上記（２）の条件が満たされない場合、すなわち、伝送路上で生じる遅延が変化している場合について考える。

たとえば、伝送路上での遅延が増大した場合、受信データバッファ部３０２に格納されているＭＰＥＧ２−ＴＳパケットは次々に出力されていってしまうので、蓄積データ平均値は、減少する。蓄積データ平均値が減少傾向にあるにもかかわらず、クロックの周波数を下げずに処理を続けると、第２の時間情報が受信データバッファ部３０２に蓄積されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに対応する第１の時間情報よりも先走ってしまうこととなる。結果、出力すべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが枯渇してしまう。そのため、蓄積データ平均値データが減少した場合、受信データ量計測部３０６は、可変クロック生成部３０７が出力するクロックの周波数を下げる。これによって、第２の時間情報が遅れることとなるので、第２の時間情報が先走ってしまうことがなくなる。結果、受信データバッファ部３０２内において出力すべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが枯渇する事態を回避できる。この場合、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は広くなっていく。逆に、もし、伝送路上での遅延が減少してきたら、受信データバッファ部３０２に格納されているＭＰＥＧ２−ＴＳパケットは徐々に蓄積されていくこととなり、蓄積データ平均値は、増大する。蓄積データ平均値が増大すれば、クロックの周波数が上げられるので、第２の時間情報が進み、第１の時間情報比較部３１１における時間情報の比較処理が早く進んでいく。結果、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、狭くなっていく。したがって、伝送路上での遅延に変動があったとしても、データ受信装置３から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、平均的には、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

実際の状況では、（１）および（２）の条件は、複雑に絡み合っている。しかし、データ受信装置３は、蓄積データ平均値を用いて、可変クロック生成部３０７が出力するクロックの周波数を制御することとなるので、データ受信装置３から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、平均的には、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

次に、受信データバッファ部３０２に蓄積されているデータの平均値を用いて、クロックの周波数を制御する理由について説明する。

データ送信装置１のＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００が出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットは、パケットの時間間隔が完全に等間隔の場合もあれば、パケットの間隔が等間隔でなく間欠的である場合もある。パケットの間隔が間欠的である場合、受信データバッファ部３０２に蓄積されるデータ量は、変動することになる。また、ＭＰＥＧのエンコードの方法には、一定の符号発生量となる固定ビットレート（ＣＢＲ）と、符号発生量が変動する可変ビットレート（ＶＢＲ）とがある。ＶＢＲの場合も、受信データバッファ部３０２に蓄積されるデータ量は、変動する。パケットの間隔が間欠的であるエンコード方法を用いる場合であっても、ある単位時間あたりのパケットの間隔の平均は、一定である。また、ＶＢＲを用いる場合であっても、ある単位時間あたりの符号発生量の平均は、一定である。したがって、上記のように、蓄積されるデータの量が局所的には変動する場合であっても、受信データバッファ部３０２に蓄積されるデータ量のある単位時間あたりの平均は、一定である。

したがって、蓄積データ平均値に応じてクロックの周波数が制御されることによって、クロックの周波数を平均的には送信側のクロックの周波数と一致させることができる。したがって、データ受信装置３から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、平均的には、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

なお、ここでは、受信データ量計測部３０６は、蓄積データ平均値に応じてクロックの周波数を制御されることとしたが、受信データバッファ部３０２における瞬時の蓄積データ量に応じてクロックの周波数を制御してもよい。ただし、この場合、受信データ量計測部３０６は、クロックの周波数の変化が、受信データバッファ部３０２に蓄積されるデータ量の瞬時的な変動に対して、十分に遅くなるように、クロックの周波数を制御する。

また、オフセット部３０９によって、タイマ部３０８の第３の時間情報に所定のオフセット時間が加算される理由は、伝送路による遅延を考慮するためである。上述のように、伝送路上での遅延を無視すれば、データ送信装置１のタイマ部１０３の時間情報とデータ受信装置３のタイマ部３０８の第３の時間情報とは一致している。しかし、実際には、伝送路によって遅延が生じているので、データ受信装置３のタイマ部３０８の第３の時間情報が示す時刻に、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが届かない場合がある。オフセット時間を加算することによって、受信データバッファ部３０２から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの出力時間に遅延を持たせることができる。したがって、伝送路上での遅延が生じていたために、タイムスタンプに含まれている第１の時間情報がデータ受信装置３内で既に過ぎてしまって、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットがデコードされないといった事態を回避することができる。なお、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力する時間の遅延は、小さいほど望ましい。しかし、あまり小さすぎると、出力すべきデータが受信側に届いていない状況が発生するので、出力するデータが枯渇する場合が発生する。以上のようなことを考慮して、オフセット時間は適切に設定されるべきである。

たとえば、伝送路の状態によっては、伝送されるデータの遅延が大きくなる場合がある。たとえば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等を用いて、広域のネットワークを介して、データを伝送する場合、データの遅延のばらつきが大きくなる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮを介してデータを伝送する場合、伝送誤りがあれば、ＭＡＣ層において、データの再送が発生する。データの再送が発生すると、データの伝送遅延が大きくなる。データの伝送遅延が大きくなった場合、受信データバッファ部３０２に蓄積されるべきデータが到着せず、必要な時間に出力すべきデータがなくなる場合が発生する。しかし、オフセット部３０９において、所定のオフセット時間を加算すれば、このような状態を回避することができる。伝送路の状態が悪化し伝送遅延が大きい場合、オフセット時間の加算によって、第１の時間情報比較部３１１での比較に用いられる第２の時間情報を時間的に遅らせることができ、受信データバッファ部３０２に所定の時間分のデータが蓄積されることとなる。結果、データが枯渇する状態を回避することができる。

なお、オフセット部３０９は、所定のオフセット時間を、受信データバッファ部３０２に蓄積されているデータ量に応じて、変化させてもよい。具体的には、オフセット部３０９は、所定のオフセット時間を、受信データバッファ部３０２に蓄積されているデータ量が多い場合に小さくなるようにし、受信データバッファ部３０２に蓄積されているデータ量が少ない場合に大きくなるように制御するとよい。これにより、受信データバッファ部３０２に保持されるデータ量を最小限に保ちながら、受信データが枯渇しないように制御することができる。ただし、受信データ量計測部３０６による閉ループ制御に影響を与えないように、オフセット時間は、制御されなければならない。

また、伝送に使用する物理層、またはＭＡＣ層等の種類を示す通信プロトコルの種類に応じて、伝送遅延量はばらつく。したがって、オフセット部３０９は、通信プロトコルの種類に応じて、所定のオフセット時間を変更するようにしても、受信データバッファ部３０２に保持されるデータ量を最適化することができる。

また、オフセット部３０９は、伝送路の状態に応じて、所定のオフセット時間を変化させてもよい。例えば、無線ＬＡＮの場合、伝送路誤りがあるとデータが再送される。再送回数を計測することによって、伝送路の状態を知ることができる。再送回数が多い場合には、伝送遅延が増えるため、オフセット部３０９は、オフセット時間を大きくする。

なお、第１の実施形態において、図５に示した各機能ブロックの動作は、並行に行われてもよいことは言うまでもない。

なお、バッファ量を計測してクロックの周波数を制御する第１の実施形態に係る方法では、ＩＰパケットを受信した当初、すなわち受信データバッファ部３０２に所定量以上のデータが蓄積されるまで、バッファ量によるフィードバックが得られないため、開ループとなってしまい、誤作動が生じるおそれがある。このように、ＩＰパケットの受信を開始した時点から所定の期間の間、受信データ量計測部３０６は、可変クロック生成部３０７から出力されるクロックの周波数をデフォルト値に固定させるとよい。これによって、開ループによる誤動作を回避することができる。すなわち、受信データ量計測部３０６は、所定の時間経過後に、クロックの周波数の制御を開始するとよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態において、データ送信装置の構造およびＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを含むＩＰパケットの構造は、第１の実施形態と同様であるので、図１〜４を援用することとする。

図７は、本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の機能的構成を示すブロック図である。図７において、第１の実施形態におけるデータ受信装置３と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、詳しい説明を省略することとする。

図７において、データ受信装置４は、通信部３００と、通信プロトコル処理部３０１と、受信データバッファ部３０２と、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３と、第１の時間情報抽出部３０４と、初期設定部３０５と、可変クロック生成部３０７と、タイマ部３０８と、オフセット部３０９と、第２の時間情報抽出部３１０と、第１の時間情報比較部３１１と、第２の時間情報比較部４００とを備える。

図７に示すように、第２の実施形態に係るデータ受信装置４には、第１の実施形態に係る受信データ量計測部３０６の代わりに、第２の時間情報比較部４００が設けられている。

第２の時間情報抽出部３１０は、通信プロトコル処理部３０１が出力するデータブロックからタイムスタンプを抽出して、当該タイムスタンプに含まれる第１の時間情報を抽出して、当該第１の時間情報を初期設定部３０５に入力すると共に、第２の時間情報比較部４００に入力する。

第２の時間情報比較部４００は、第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報と、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報とを比較し、時間差に応じた制御信号を可変クロック生成部３０７に入力する。可変クロック生成部３０７は、第２の時間情報比較部４００からの制御信号に応じて、生成するクロックの周波数を増減する。第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報がタイマ部３０８が出力する第３の時間情報より遅れている場合、第２の時間情報比較部４００は、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数が上がるような制御信号を出力する。一方、第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報がタイマ部３０８が出力する第３の時間情報より進んでいる場合、第２の時間情報比較部４００は、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数が下がるような制御信号を出力する。なお、第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報とタイマ部３０８が出力する第３の時間情報とが一致している場合、第２の時間情報比較部４００は、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数を変化させない。

図８は、本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の動作を示すフローチャートである。以下、図８を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の動作について説明する。

ＩＰパケットの受信を開始する際、第２の時間情報抽出部３１０は、受信したＩＰパケット中のデータブロックに含まれるタイムスタンプ内の第１の時間情報を抽出する（ステップＳ２０１）。

次に、初期設定部３０５は、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報を第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報に一致させ、初期設定する（ステップＳ２０２）。

次に、可変クロック生成部３０７は、デフォルトの周波数を有するクロックを生成する（ステップＳ２０３）。

次に、データ受信装置４は、通信プロトコル処理部３０１によって受信されたデータが存在するか否かを判断する（ステップＳ２０４）。データが存在しない場合、データ受信装置４は、ステップＳ２１１の動作に進む。一方、データが存在する場合、データ受信装置４は、ステップＳ２０５の動作に進む。

ステップＳ２０５において、第２の時間情報抽出部３１０は、通信プロトコル処理部３０１が受信したデータから第１の時間情報を抽出する。

次に、第２の時間情報比較部４００は、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報と第２の時間情報抽出部３１０がステップＳ２０５において抽出した第１の時間情報とを比較する（ステップＳ２０６）。タイマ部３０８が出力する第３の時間情報が遅れている場合、第２の時間情報比較部４００は、クロックの周波数を上げるように可変クロック生成部３０７を制御し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０９の動作に進む。一方、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報が進んでいる場合、第２の時間情報比較部４００は、クロックの周波数を下げるように可変クロック生成部３０７を制御し（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０９の動作に進む。また一方、時間情報が一致している場合、第２の時間情報比較部４００は、クロックの周波数を変化させることなく、ステップＳ２０９の動作に進む。

ステップＳ２０９において、オフセット部３０９は、タイマ部３０８からの第３の時間情報からオフセット時間を減算して、タイマ部３０８からの第３の時間情報を遅らせ、第２の時間情報を出力する。

次に、第１の時間情報抽出部３０４は、次にデコードすべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに対応するタイムスタンプを受信データバッファ部３０２から抽出する（ステップＳ２１０）。

次に、第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報抽出部３０４が抽出したタイムスタンプに含まれる第１の時間情報と第２の時間情報とが一致するか否かを判断する（ステップＳ２１１）。一致する場合、第１の時間情報比較部３１１は、受信データバッファ部３０２に抽出した第１の時間情報に対応するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させ、ステップＳ２１２の動作に進む。一方、一致しない場合、第１の時間情報比較部３１１は、ステップＳ２０４の動作に戻る。

ステップＳ２１２において、第１の時間情報比較部３１１は、今回送信されてきたＩＰパケットに含まれる全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを受信データバッファ部３０２に出力させたか否かを判断する。全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させていない場合、データ受信装置４は、ステップＳ２０４の動作に戻る。一方、全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させている場合、データ受信装置４は、処理を終了する。

以上の処理から分かるように、可変クロック生成部３０７と、タイマ部３０８と、第２の時間情報比較部４００によって、閉ループが形成される。

このように、第２の時間情報比較部４００によって、第２の時間情報抽出部３１０からの第１の時間情報と、タイマ部３０８の出力する第３の時間情報とが比較され、時間差に応じて、可変クロック生成部３０７の出力するクロックの周波数が制御される。もし、タイマ部３０８の第３の時間情報が受信したＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随する第１の時間情報よりも遅れている場合、クロックの周波数が低いことを意味するので、第２の時間情報比較部４００によってクロックの周波数が上げられることによって、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数は、図１のデータ送信装置１におけるクロック生成部１０２の発生するクロックの周波数と一致する方向に変化する。一方、もし、タイマ部３０８の第３の時間情報が受信したＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随する第１の時間情報よりも進んでいる場合、クロックの周波数が高いことを意味するので、第２の時間情報比較部４００によってクロックの周波数が下げられることによって、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数は、図１のデータ送信装置１におけるクロック生成部１０２の発生するクロックの周波数と一致する方向に変化する。

従って、データ受信装置４のタイマ部３０８が出力する第３の時間情報とデータ送信装置１のタイマ部１０３が出力する時間情報とは、同期することになる。

データ送信装置１のタイマ部１０３とデータ受信装置４のタイマ部３０８とが同期することによって、データ送信装置１のＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００が出力したＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔と、受信データバッファ部３０２からＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３に入力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔とは、一致することとなる。

ここで、第２の時間情報比較部４００は、クロックの周波数の変化が、比較した時間差の変動に対して、十分遅くなるように、クロックの周波数を制御するものとする。たとえば、第２の時間情報比較部４００は、ある単位時間あたりにおける時間差の平均値を算出し、時間差の平均値に基づいて、タイマ部３０８の第３の時間情報が進んでいるかそれとも遅れているかを求めて（ステップＳ２０６）、クロックの制御を行う（ステップＳ２０７，Ｓ２０８）。データ送信装置１は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合して、ＩＰパケット化する際、タイムスタンプに含まれる時間情報によって示される時間から時間軸上でずれるように、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合する場合がある。したがって、データ受信装置４にＩＰパケットが届いた瞬間のタイマ部３０８が出力する第３の時間情報とタイムスタンプに含まれる第１の時間情報とが一致しない場合がある。そのため、時間情報の時間差がゼロにならず、時間差が大きく変動する場合がある。しかし、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合するときのずれは、平均的には、一定である。ゆえに、第２の時間情報比較部４００が上述のようにクロックの周波数を制御することによって、データ受信装置４のタイマ部３０８が出力する第３の時間情報とデータ送信装置１のタイマ部１０３が出力する第１の時間情報とを一致させることができる。

なお、時間差の平均値を求める場合、平均値を求める期間の長さによっては、ステップＳ２１１において、時間情報が一致するまで処理を繰り返すようにするとよい。

なお、第２の時間情報比較部４００は、第２の時間情報抽出部３１０が抽出した全てのタイムスタンプ値を用いて、時間差を求めなくてもよい。たとえば、第２の時間情報比較部４００は、複数のデータブロックの内、ＩＰパケットの最初の位置にあるデータブロック２１１に含まれる第１の時間情報のみをタイマ部３０８の出力する第３の時間情報と比較してもよい。また、第２の時間情報比較部４００は、定期的に時間情報を比較するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態において、データ送信装置の構造およびＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを含むＩＰパケットの構造は、第１の実施形態と同様であるので、図１〜４を援用することとする。

図９は、本発明の第３の実施形態に係るデータ受信装置５の機能的構成を示すブロック図である。図９において、第１および第２の実施形態におけるデータ受信装置３，４と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、詳しい説明を省略することとする。

図９において、データ受信装置５は、通信部３００と、通信プロトコル処理部３０１と、受信データバッファ部３０２と、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３と、第１の時間情報抽出部３０４と、初期設定部３０５と、受信データ量計測部３０６と、バッファ量可変クロック生成部３０７と、タイマ部３０８と、オフセット部３０９と、第２の時間情報抽出部３１０と、第１の時間情報比較部３１１と、第２の時間情報比較部４００と、切り替え制御部５００とを備える。

切り替え制御部５００は、データの受信開始時から所定の期間、第２の時間情報比較部４００にクロックの周波数を制御させる。当該所定の期間の後、切り替え制御部５００は、受信データ量計測部３０６にクロックの周波数を制御させる。

図１０は、第３の実施形態に係るデータ受信装置５の動作を示すフローチャートである。以下、図１０を参照しながら、第３の実施形態に係るデータ受信装置５の動作について説明する。

ＩＰパケットの受信を開始する際、第２の時間情報抽出部３１０は、受信したＩＰパケット中のデータブロックに含まれるタイムスタンプを抽出する（ステップＳ３０１）。

次に、初期設定部３０５は、第２の時間情報抽出部３１０が抽出したタイムスタンプに含まれる時間情報を、タイマ部３０８の初期値に設定する（ステップＳ３０２）。

次に、可変クロック生成部３０７は、デフォルトの周波数を有するクロックを生成する（ステップＳ３０３）。

次に、切り替え制御部５００は、ＩＰパケットの受信から所定の時間が経過したか否か（または受信データバッファ部３０２に所定量以上のデータが蓄積されたか否か）を判断する（ステップＳ３０４）。所定の時間が経過していない場合（所定量以上のデータが蓄積されていない場合）、データ受信装置５は、ステップＳ３０５の動作に進む。一方、所定の時間が経過している場合（所定量以上のデータが蓄積されている場合）、データ受信装置５は、ステップＳ３０６の動作に進む。

ステップＳ３０５において、データ受信装置５は、第２の時間情報比較部４００を用いて、クロックの周波数を制御するために、図８に示すステップＳ２０４〜Ｓ２１１と同様の処理を実行する。ステップＳ３０５の処理が終了すれば、データ受信装置５は、ステップＳ３０４の動作に戻る。

ステップＳ３０６において、データ受信装置５は、受信データ量計測部３０６を用いて、クロックの周波数を制御するために、図６に示すステップＳ１０４〜Ｓ１１０と同様の処理を実行する。ステップＳ３０６の処理が終了すれば、データ受信装置５は、ステップＳ３０７の動作に進む。

ステップＳ３０７において、第１の時間情報比較部３１１は、今回送信されてきたＩＰパケットに含まれる全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを受信データバッファ部３０２に出力させたか否かを判断する。全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させていない場合、データ受信装置５は、ステップＳ３０４の動作に戻る。一方、全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させている場合、データ受信装置５は、処理を終了する。

第１の実施形態でも指摘したように、ＩＰパケットを受信した当初、開ループによって、誤作動が生じるおそれがある。しかし、第３の実施形態のように、ＩＰパケットの受信開始時には、データ受信装置５は、第２の時間情報比較部４００を用いて、クロックの周波数を制御することによって、クロックの周波数を送信側に追従させることができる。所定の時間の経過後（または受信バッファに所定の量の受信データが溜まった後）、データ受信装置５は、バッファ量計測によるフィードバック制御に切り替える。第３の実施形態では、データの受信開始時、クロックが早急に収束して効果的である。また、バッファ量計測によるフィードバックの方が、タイムスタンプ抽出によるフィードバックよりも、変動の積分値をフィードバックすることができるので、定常時には、安定的に時間間隔を一致させることができる。

なお、第１〜第３のデータ受信装置３，４，および５は、汎用のコンピュータ装置であってもよい。この場合、図６，図８，または図１０の動作を当該コンピュータ装置の中央演算装置に実行させるためのプログラムが、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されているとよい。そして、当該プログラムは、中央演算装置に読み込まれる。当該プログラムを読み込んだ中央演算装置は、データ受信装置であるコンピュータ装置を図６，図８，または図１０に示すように動作させる。

なお、図５，図７，および図９に示した各機能ブロックは、集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。これらの機能ブロックは、１チップ化されていてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されていてもよい。典型的には、受信データバッファ部３０２は、集積回路の外部に設けられた記憶装置となる。ここでは、ＬＳＩといったが、集積度の違いによっては、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと称呼されることもある。また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限られるものではなく、専用回路または汎用プロセッサで集積回路化を行ってもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを用いてもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。

なお、第１〜第３の実施形態では、通信部３００は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣ層および物理層を処理するものとしたが、これに限定されるものではない。たとえば、通信部３００は、ＩＥＥＥ８０２．１１など、如何なるＭＡＣ層および物理層を処理してもよい。また、通信プロトコル処理部３０１は、ＲＴＰ，ＨＴＴＰを用いることとしたが、これに限定されるものではない。本発明は特定の通信プロトコルに限定されるものではない。また、送受信されるデータパケットは、ＩＰパケットに限定されるものではない。また、第１〜第３の実施形態では、送受信されるデータパケット内のデータブロックに含まれるパケットはＭＰＥＧ２−ＴＳパケットであるとしたが、データブロックに含まれるパケットはこれに限定されるものではない。

なお、第１の時間情報抽出部３０４と第２の時間情報抽出部とは、一体化され、一つの時間情報抽出部となっていてもよい。

なお、初期設定部３０５は、最初に受信するＭＰＥＧ２−ＴＳパケット以外のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随する第１の時間情報を用いて、タイマ部３０８から出力される第３の時間情報の初期値を設定してもよい。

なお、第３の実施形態における第２の時間情報比較部４００および受信データ量計測部３０６によるクロックの周波数の制御は、第３の実施形態で示したタイミング以外で行われてもよい。

以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。

本発明に係るデータ受信装置は、データパケットに含まれるパケットの時間間隔を再現することができ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＩＥＥＥ８０２．１１等の非同期の伝送路を介してＭＰＥＧ２−ＴＳ等のパケットを伝送する映像配信や映像伝送等の用途に有用である。

本発明は、有線回線や無線回線を介して伝送されてくるＭＰＥＧ２−ＴＳ等の映像信号や音響信号等を受信するためのデータ受信装置に関し、より特定的には、伝送される映像信号や音響信号等の同期を確保することができるデータ受信装置に関する。

従来、ＩＥＥＥ８０２．１１に代表される無線ローカルエリアネットワーク等の無線回線を介して、映像信号や音響信号等を伝送するために、送信側と受信側との間で信号の同期を実現する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、特許文献１に記載されている従来の送信側の無線親機９００の機能的構成を示すブロック図である。図１２は、特許文献１に記載されている従来の受信側の無線子機９２０の機能的構成を示すブロック図である。図１３は、特許文献１に記載されている従来の送信側の無線親局から送信されるデータパケット９９０のフレーム構造を示す図である。以下、図１１，図１２，および図１３を参照しながら、特許文献１に記載されている無線親機９００および無線子機９２０の動作について説明する。

無線親機９００において、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１に入力した映像信号は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット９５０に変換されて出力される。タイムスタンプ付加部９０２は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット９５０がＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１から出力される時間に応じたタイムスタンプ９５１を、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット９５０に付加する。ここで付加されるタイムスタンプ９５１は、ビーコン用タイマ部９０８からのタイマ値を含む。

通信プロトコル処理部９０３は、タイムスタンプ９５１が付加されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケット９５０を一つのデータブロック９４１とし、データブロック９４１と複数のデータブロック９４２〜９４Ｎとを結合して、データヘッダ９８０を付加して出力する。ＭＡＣ処理部９０４のフレーム組み立て部９０９は、通信プロトコル処理部９０３からの出力に対して、ＭＡＣヘッダ９７０を付加して、出力する。ＲＦ部９０５は、フレーム組み立て部９０９からの出力に対して、物理層ヘッダ９６０を付加して出力する。アンテナ９０６は、ＲＦ部９０５からの出力を無線信号として、無線通信回線路に放射する。

クロック生成部９０７は、クロックを生成して、ビーコン用タイマ部９０８に入力する。ビーコン用タイマ部９０８は、クロックに基づいて、現在のタイマ値（たとえば、現在時刻）を設定して出力する。ビーコン生成部９１０は、ビーコン用タイマ部９０８からのタイマ値を含むビーコンを生成する。フレーム組み立て部９０９は、ビーコン生成部９１０が生成したビーコンに対して、ＭＡＣヘッダを付加して出力する。ＲＦ部９０５は、フレーム組み立て部９０９からの出力に対して、物理層ヘッダ９６０を付加して出力する。アンテナ９０６は、ＲＦ部９０５からの出力をビーコン信号として、無線通信回線路に放射する。

無線子機９２０において、無線通信回線路を介して伝送された無線信号は、アンテナ９２１で受信される。アンテナ９２１で受信された無線信号は、ＲＦ部９２２を介して、ＭＡＣ処理部９２３のフレーム解析部９２５に入力される。フレーム解析部９２５は、受信した信号が自機器宛であるか否か解析する。自機器宛である場合、フレーム解析部９２５は、受信した信号を受信データ処理部９２７に入力する。受信データ処理部９２７は、受信した信号がデータパケット９９０である場合、当該データパケット９９０を通信プロトコル処理部９２４に入力する。一方、受信した信号がビーコン信号である場合、受信データ処理部９２７は、当該ビーコン信号をビーコン用タイマ部９２６に入力する。

通信プロトコル処理部９２４は、受信したデータパケット９９０の物理層ヘッダ９６０，ＭＡＣヘッダ９７０，データヘッダ９８０を解析して、データブロック９４１〜９４Ｎを抽出して、抽出したデータブロック９４１〜９４Ｎを受信データバッファ部９３３に格納する。

ビーコン用タイマ部９２６は、クロック生成部９２８から出力されるクロックに基づいて、現在のタイマ値（たとえば、現在時刻）を設定する。ビーコン用タイマ部９２６は、受信データ処理部９２７からビーコン信号が入力された場合、当該ビーコン信号に含まれるタイマ値と一致するように、現在のタイマ値を設定し直す。これにより、無線親機９００におけるビーコン用タイマ部９０８と無線子機９２０におけるビーコン用タイマ部９２６とが同期する。

ＰＬＬ処理部９２９は、ビーコン用タイマ部９２６からのタイマ値をＰＬＬ処理して、ＰＬＬ処理したタイマ値をタイマ部９３０に入力する。タイマ部９３０は、ＰＬＬ処理された現在のタイマ値をタイムスタンプ比較部９３１に入力する。タイムスタンプ抽出部９３２は、受信データバッファ部９３３に格納されているデータブロックに含まれるタイムスタンプを抽出する。タイムスタンプ比較部９３１は、タイムスタンプ抽出部９３２が抽出したタイムスタンプに含まれるタイマ値とタイマ部９３０から入力される現在のタイマ値とが一致するか否かを判断する。刻々と変化する現在のタイマ値に対して、タイムスタンプに含まれるタイマ値が一致した場合、タイムスタンプ比較部９３１は、タイマ値が一致したタイムスタンプを含むデータブロック内のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを、受信データバッファ部９３３に出力させる。ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部９３４は、受信データバッファ部９３３から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットをデコードして、映像信号を出力する。

このようにして、無線子機９２０は、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部９３４に入力させるＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間の時間間隔を、無線親機９００のＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１から出力されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間の時間間隔と一致させることができる。

ところで、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットには、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１におけるシステムクロック情報（ＰＣＲ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）が含まれている。ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部９３４は、このシステムクロック情報に基づいて、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部９０１のシステムクロックを再現している。

しかし、システムクロックを再現するためには、それぞれのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが伝送される際の伝送時間ばらつきが、充分小さくなければならない。ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８ Ｐａｒｔ９（ＭＰＥＧ２ Ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）では、伝送時間ばらつきの値を２５マイクロ秒以内と規定している。

上述したように、従来のデータ伝送システムでは、送信側の無線親機９００は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットにビーコン用タイマ値に基づいたタイムスタンプを付加する。受信側の無線子機９２０は、無線親機９００と同期したビーコン用タイマ値を利用し、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのタイムスタンプに基づいてＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの出力タイミングを制御する。これによって、無線パケットに複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合した際の時間軸上のずれと、伝送回線上で生じた伝送時間のばらつきとを補正することができる。したがって、受信側は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間における元々の時間間隔を再現することができ、伝送する映像・音響信号を送信側と受信側とで同期させることが可能となる。
特開２００３−６０６５２号公報

しかし、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のように、ビーコン信号が送受信されないシステムでは、従来の技術を用いて、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間の時間間隔のずれを補正することはできない。

それゆえ、本発明の目的は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等、送信側と受信側との間でビーコン信号等によってタイマ値を同期しないシステムにおいても、パケット間の時間間隔のずれを補正し、送信側でのパケットの間隔を受信側で再現することができ、伝送される映像・音響信号等を送信側と受信側とで同期させることができるデータ受信装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、複数のパケットを含んでいるデータパケットを受信するためのデータ受信装置であって、複数のパケットには、それぞれ、パケット生成時の時間に関する情報である第１の時間情報が付加されており、データパケットに含まれる複数のパケットを格納するための受信データバッファ部と、受信データバッファ部に格納されているデータの量を計測する受信データ量計測部と、周波数が可変なクロックを生成する可変クロック生成部と、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる第２の時間情報を出力する時間情報出力部と、パケットに付加されている第１の時間情報と時間情報出力部から出力される第２の時間情報とを比較して、受信データバッファ部に格納されているパケットを出力するタイミングを制御する第１の時間情報比較部とを備え、受信データ量計測部は、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数を受信データ量計測部による計測値に応じて制御する。

本発明によれば、蓄積されたデータ量に応じて、クロックの周波数が制御されることとなるので、送信側と受信側との間でビーコン信号等によってタイマ値を同期しないシステムにおいても、データパケット間の時間間隔のずれを補正し、送信側でのデータパケットの間隔を受信側で再現することができ、伝送される映像・音響信号等を送信側と受信側とで同期させることができるデータ受信装置が提供されることとなる。

好ましくは、時間情報比較部が出力する第２の時間情報は、所定のオフセット時間だけ遅れているとよい。

これにより、データパケットが遅延して届いたとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、時間情報出力部は、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる第３の時間情報を出力するタイマ部と、受信データバッファ部に格納されるパケットに付加されている第１の時間情報を抽出する時間情報抽出部と、タイマ部が出力する第３の時間情報を時間情報抽出部が抽出した第１の時間情報に一致させる初期設定部と、タイマ部が出力する第３の時間情報を所定のオフセット時間だけ遅らせることによって第２の時間情報を出力するオフセット部とを備えるとよい。

これにより、初期設定がなされるので、送信側での時間情報と受信側での時間情報とがほぼ一致することとなる。さらに、第２の時間情報は、オフセット時間だけ遅らされているので、データパケットが遅延して届いたとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、オフセット部は、データ受信装置が接続される伝送路の状態に応じて、所定のオフセット時間を変化させるとよい。

これにより、遅延量が変化したとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、オフセット部は、受信データバッファ部に蓄積されているデータの量に応じて、所定のオフセット時間を変化させるとよい。

これにより、遅延量が変化したとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、オフセット部は、通信プロトコルの種類に応じて、所定のオフセット時間を変化させるとよい。

これにより、遅延量が変化したとしても、データ受信装置は、パケットを出力することができる。

好ましくは、さらに、タイマ部が出力する第３の時間情報と時間情報抽出部が抽出する第１の時間情報とを比較し、比較結果に応じて、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数を制御する第２の時間情報比較部を備えるとよい。

これにより、タイマ部が出力する第３の時間情報と送信側での時間情報とをほぼ一致させることができ、パケットの間隔のずれが補正されることとなる。

好ましくは、データパケットの受信を開始した時点から所定の時間が経過するまで、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数は、第２の時間情報比較部によって制御され、所定の時間の経過後、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数は、受信データ量計測部によって制御されるとよい。

これにより、パケットがある程度蓄積されるまでの間は、時間差を用いてクロックの周波数が制御されることとなり、パケットがある程度蓄積された後は、蓄積されているデータ量に応じてクロックの周波数が制御されることとなるので、安定したクロックの制御が可能となる。

好ましくは、受信データ量計測部は、所定の時間経過後に、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数の制御を開始するとよい。

これにより、安定したクロックの制御が可能となる。

好ましくは、受信データ量計測部は、受信データバッファ部に蓄積されているデータの量の平均値を計測値とし、計測値に応じて、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数を制御するとよい。

これにより、安定したクロックの制御が可能となる。

たとえば、データパケットに含まれるパケットは、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットである。

たとえば、データパケットは、映像および／または音声信号をエンコードして複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを生成して、各ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに対して、エンコード時の時間に関する情報を第１の時間情報として付加して、第１の時間情報が付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合して、データパケットを生成するデータ送信装置から送信されている。

また、本発明は、複数のパケットを含んでいるデータパケットを受信するための集積回路であって、複数のパケットには、それぞれ、パケット生成時の時間に関する情報である第１の時間情報が付加されており、集積回路に接続されるデータパケットに含まれる複数のパケットを格納するための受信データバッファ部に格納されているデータの量を計測する受信データ量計測部と、周波数が可変なクロックを生成する可変クロック生成部と、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる第２の時間情報を出力する時間情報出力部と、パケットに付加されている第１の時間情報と時間情報出力部から出力される第２の時間情報とを比較して、受信データバッファ部に格納されているパケットを出力するタイミングを制御する第１の時間情報比較部とを備え、受信データ量計測部は、可変クロック生成部が生成するクロックの周波数を受信データ量計測部による計測値に応じて制御する。

本発明に係るデータ受信装置は、非同期の伝送路を介した映像・音声信号等のストリーム伝送において、送信側でのパケットの送信間隔を受信側で再現することができるため、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット等を非同期の伝送路を介して伝送した場合にも、受信側で正しく再生することができる。
本発明のこれらおよび他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ送信装置１の機能的構成を示すブロック図である。図１において、データ送信装置１は、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００と、タイムスタンプ付加部１０１と、クロック生成部１０２と、タイマ部１０３と、通信プロトコル処理部１０４と、通信部１０５とを備える。

ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００は、入力する映像および／または音声信号をＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに変換して出力する。図２Ａは、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００から出力される複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのデータ構造を示す図である。図２Ａに示すように、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００から、複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００が出力される。

クロック生成部１０２は、独立したクロックを生成して出力する。クロック生成部１０２によって生成されるクロックは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８ Ｐａｒｔ９（ＭＰＥＧ２ Ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）で規定されたＰＣＲジッタ許容値である２５マイクロ秒以内に対して、十分な分解能を有する。なお、クロックとして、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００におけるシステムクロック（ＳＴＣ：Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）が用いられてもよい。

タイマ部１０３は、クロック生成部１０２が出力するクロックを計数（パルスの数を数えることをいう。以下同様）して、計数結果を時間情報として出力する。時間情報として現在時刻が用いられてもよいし、現在の総カウント数が用いられてもよい。時間に関する情報であれば、時間情報は、上記の例に限られない。

タイムスタンプ付加部１０１は、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００からＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが入力されると、入力された時点における時間情報をタイマ部１０３から取得し、取得した時間情報を第１の時間情報とし、当該第１の時間情報を含むタイムスタンプをＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付加し、タイムスタンプが付加されたパケットとして、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力する。このように、第１の時間情報は、パケット生成時の時間に関する情報である。

図２Ｂは、タイムスタンプ付加部１０１から出力されるタイムスタンプ２０１が付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００のデータ構造を示す図である。図２Ｂに示すように、タイムスタンプ付加部１０１から、タイムスタンプ２０１が付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００が出力される。

第１の実施形態におけるデータ送信装置１では、タイマ部１０３が出力する時間情報を基準とする時間軸が想定されている。上述のように、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００がＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力するタイミングにおける時間情報が、タイムスタンプとして、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付加される。したがって、ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００がＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力するタイミングを基準として、タイマ部１０３の出力する時間情報が、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに、第１の時間情報として付加されることになる。

通信プロトコル処理部１０４は、タイムスタンプ付加部１０１から出力されたタイムスタンプが付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合して、ＩＰパケット化し、通信部１０５に入力する。

図３は、通信プロトコル処理部１０４によってＩＰパケット化されたデータパケット（ＩＰパケット）２のデータ構造の一例を示す図である。図３では、通信プロトコルとして、ＲＴＰ（Ｒｅａｌｔｉｍｅ Ｔｒａｎｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いた場合の例が示されている。通信プロトコル処理部１０４に入力されたタイムスタンプ２０１が付加されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００は、データブロック２１１となる。通信プロトコル処理部１０４に入力されたタイムスタンプ２０１が付加された他のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００は、それぞれ、データブロック２１２〜２１Ｎとなる。これは、複数のデータブロックをまとめて伝送することによって、通信上の冗長性を小さくするためである。複数のデータブロック２１１〜２１Ｎには、著作権情報２２１が付加される。著作権情報２２１は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが著作権保護等の目的で暗号化されている場合に用いられる情報であって、たとえばコピーの可否、暗号化に関する情報等である。たとえば、著作権情報２２１は、ＤＴＣＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）で規定されるＤＴＣＰ−ＩＰのためのヘッダである。さらに、複数のデータブロック２１１〜２１Ｎには、ＲＴＰヘッダ２２２、ＵＤＰヘッダ２２３、ＩＰヘッダ２２４が付加される。なお、ＲＴＰヘッダ内にはタイムスタンプを格納する領域がある。ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットをＲＴＰで伝送する際には、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）の値とＲＴＰヘッダ内のタイムスタンプ値とを一致させなければならない場合がある。しかし、本発明では、ＲＴＰヘッダ内のタイムスタンプは用いないので、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのＰＣＲの値とＲＴＰヘッダ内のタイムスタンプ値とは、一致させなくてもよいものとする。

図４は、通信プロトコル処理部１０４によってＩＰパケット化されたデータパケット（ＩＰパケット）２ａのデータ構造の他の例を示す図である。図４では、通信プロトコルとして、ＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒ Ｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いた場合の例が示されている。通信プロトコル処理部１０４に入力されたタイムスタンプ２０１が付加されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００は、図３に示したＲＴＰの例と同様に、データブロック２１１となる。また、通信プロトコル処理部１０４に入力されたタイムスタンプ２０１が付加された他のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００は、それぞれ、データブロック２１２〜２１Ｎとなる。さらに、複数のデータブロック２１１〜２１Ｎには、著作権情報２２１、ＨＴＴＰヘッダ２３２、ＴＣＰヘッダ２３３、ＩＰヘッダ２３４が付加される。

なお、通信プロトコル処理部１０４で結合されるデータブロックの数が多くなる程、伝送時の冗長性が低くなる。通常、通信プロトコル処理部１０４は、ＩＰプロトコルを用いて伝送する際、ＩＰヘッダ２２４以下のデータの総バイト数、すなわち、図３の例では、ＵＤＰヘッダ２２３、ＲＴＰヘッダ２２２、著作権情報２２１、およびデータブロック２１１〜２１Ｎの総バイト数が、１５００バイト以下の最も大きいバイト数となるように、データブロックの数を設定する。また、通信プロトコル処理部１０４は、ＩＰヘッダ２２４以下のデータの総バイト数、すなわち、ＴＣＰヘッダ２３３、ＨＴＴＰヘッダ２３２、著作権情報２２１、およびデータブロック２１１〜２１Ｎの総バイト数が、１５００バイト以下の最も大きいバイト数となるように、データブロックの数を設定する。

通信プロトコル処理部１０４は、図３、図４に示したようなＩＰパケット化を行うと共に、所定の通信プロトコル処理を実行する。

通信プロトコル処理部１０４から出力されたパケットは、通信部１０５に入力される。通信部１０５は、たとえば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣ層および物理層に相当する処理を行い、処理後の信号を伝送路に出力する。

図５は、本発明の第１の実施形態に係るデータ受信装置３の機能的構成を示すブロック図である。図５において、データ受信装置３は、通信部３００と、通信プロトコル処理部３０１と、受信データバッファ部３０２と、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３と、第１の時間情報抽出部３０４と、初期設定部３０５と、受信データ量計測部３０６と、可変クロック生成部３０７と、タイマ部３０８と、オフセット部３０９と、第２の時間情報抽出部３１０と、第１の時間情報比較部３１１とを備える。初期設定部３０５と、タイマ部３０８と、オフセット部３０９と、第２の時間情報抽出部３１０とによって、時間情報出力部３１２が構成される。

伝送路からの信号は、通信部３００に入力される。通信部３００は、入力する信号に対して、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣ層および物理層に相当する処理を行い、処理後の信号を通信プロトコル処理部３０１に入力する。

通信プロトコル処理部３０１は、所定の通信プロトコル処理を行うと共に、受信した信号に含まれるデータブロックを抽出して、抽出したデータブロックを受信データバッファ部３０２に格納する。

受信データバッファ部３０２には、複数のデータブロックが蓄積される。

受信データ量計測部３０６は、受信データバッファ部３０２に蓄積された複数のデータブロックの総データ量の平均値（以下、蓄積データ平均値という）を計測し、計測値である蓄積データ平均値の増減に応じた制御信号を可変クロック生成部３０７に入力する。

可変クロック生成部３０７は、受信データ量計測部３０６からの制御信号に基づいて、生成するクロックの周波数を増減する。

受信データ量計測部３０６は、蓄積データ平均値が増加した場合、可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数が上がるような制御信号を出力する。一方、蓄積データ平均値が減少した場合、受信データ量計測部３０６は、可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数が下がるような制御信号を出力する。また一方、蓄積データ平均値が変化していない場合、受信データ量計測部３０６は、可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数を変化させない。

タイマ部３０８は、可変クロック生成部３０７が出力するクロックを計数することによって第２の時間情報を出力する。クロックの計数に基づく時間情報として、現在時刻が用いられてもよいし、現在の総カウント数が用いられてもよい。時間に関する情報であれば、時間情報は、上記の例に限られない。

オフセット部３０９は、タイマ部３０８が出力する時間情報で表されている時間を遅らせるように、タイマ部３０８が出力する時間情報に対して、所定のオフセット時間を減算する。以下、オフセット部３０９から出力される時間情報を第２の時間情報という。所定のオフセット時間を減算することによって遅らせる時間は、おおよそ、伝送遅延時間とバッファリングに要する時間との和である。第２の時間情報は、可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる時間情報である。なお、タイマ部３０８から出力される時間情報を第３の時間情報という。第３の時間情報も可変クロック生成部３０７が生成するクロックの周波数に応じてカウントされる時間情報である。第２の時間情報と第３の時間情報との違いは、第２の時間情報の方が、所定のオフセット時間だけ、遅れている点である。

第１の時間情報抽出部３０４は、受信データバッファ部３０２を参照して、次に出力すべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケット、すなわち、受信データバッファ部３０２に蓄積されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの内、時間的に最も古い時点で蓄積された（最も前に蓄積された）ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随するタイムスタンプ内の第１の時間情報を抽出する。

第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報抽出部３０４によって抽出された第１の時間情報とオフセット部３０９から出力される第２の時間情報とが一致するか否かを判断する。第２の時間情報が刻々とカウントされる中、第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報抽出部３０４からの第１の時間情報とオフセット部３０９から出力される第２の時間情報とが一致した時点において、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの出力を受信データバッファ部３０２に指示するための制御信号を受信データバッファ部３０２に入力する。

受信データバッファ部３０２は、第１の時間情報比較部３１１からの制御信号が入力されれば、蓄積されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの内、時間的に最も古い時点で蓄積されたデータブロック内のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを抜き出し、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３に入力する。

受信データバッファ部３０２によってＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが出力された後、次に出力すべきデータブロックに付随するタイムスタンプ内の第１の時間情報が、第１の時間情報抽出部３０４によって抽出される。第１の時間情報抽出部３０４によって抽出された第１の時間情報は、第１の時間情報比較部３１１において、第２の時間情報と比較される。当該第１の時間情報と第２の時間情報とが一致した時点で、受信データバッファ部３０２は、次のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力する。このようにして、受信データバッファ部３０２から、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが順次出力される。

ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３は、受信データバッファ部３０２から出力されるデータブロックを映像および／または音声信号に変換して、出力する。

第２の時間情報抽出部３１０は、通信プロトコル処理部３０１が出力するデータブロックからタイムスタンプを抽出し、抽出したタイムスタンプ内から第１の時間情報を抽出し、抽出した第１の時間情報を初期設定部３０５に入力する。

初期設定部３０５は、初期設定として、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報を第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報に一致させる。

これにより、データ送信装置１のタイマ部１０３に設定されている時間情報とデータ受信装置３のタイマ部３０８に設定されている時間情報とが、伝送路上の遅延を無視すれば、一致することとなる。初期設定部３０５における初期設定は、データ送信装置１とデータ受信装置３との間で、データが送受信される最初の段階で行われる。こうして、データ受信装置３のタイマ部３０８の時間情報は、初期設定部３０５によって初期設定が行われた時点で、伝送路上の遅延を無視すれば、データ送信装置１のタイマ部１０３の時間情報と一致する。

図６は、データ受信装置３の動作の流れを示すフローチャートである。以下、図６を参照しながら、データ受信装置３の動作の流れについて説明する。

データパケットであるＩＰパケットの受信を開始する際、第２の時間情報抽出部３１０は、受信したＩＰパケット中のデータブロックに含まれる第１の時間情報を抽出する（ステップＳ１０１）。

次に、初期設定部３０５は、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報を第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報に一致させ、初期値設定する（ステップＳ１０２）。

次に、可変クロック生成部３０７は、デフォルトの周波数を有するクロックを生成する（ステップＳ１０３）。なお、デフォルトの周波数は、データ送信装置１のクロック生成部１０２が生成するクロックの周波数とほぼ一致する。ただし、誤差の影響や、精度の違いがあるので、二つの周波数は完全には一致していない場合が多い。

次に、受信データ量計測部３０６は、受信データバッファ部３０２を参照して、蓄積データ平均値を計測する（ステップＳ１０４）。

次に、受信データ量計測部３０６は、計測した蓄積データ平均値が前回計測した蓄積データ平均値と比べて増加しているか、減少しているか、それとも変化が無いか否かを判断する（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０４において、初めて蓄積データ平均値を計測した場合、ステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７の処理は、省略される。

蓄積データ平均値が増加している場合、受信データ量計測部３０６は、所定の値だけ、または増加量に応じた値だけ、クロックの周波数を上げるように可変クロック生成部３０７を制御して（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０８の動作に進む。一方、蓄積データ平均値が減少している場合、受信データ量計測部３０６は、所定の値だけ、または減少量に応じた値だけ、クロックの周波数を下げるように可変クロック生成部３０７を制御して（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０８の動作に進む。これにより、クロックの周波数が変化して、タイマ部３０８から出力される第３の時間情報が進むまたは遅れる。また一方、蓄積データ平均値が変化していない場合、データ受信装置３は、そのままステップＳ１０８の動作に進む。蓄積データ平均値に変化がないということは、送信側でのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔と出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔とが一致していることを示しているので、クロックの周波数を変化させなくてもよい。

ステップＳ１０８において、オフセット部３０９は、タイマ部３０８からの第３の時間情報からオフセット時間を減算して、タイマ部３０８からの第３の時間情報を遅らせ、第２の時間情報を出力する。

次に、第１の時間情報抽出部３０４は、次にデコードすべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに対応するタイムスタンプ内の第１の時間情報を受信データバッファ部３０２から抽出する（ステップＳ１０９）。

次に、第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報抽出部３０４が抽出した第１の時間情報と第２の時間情報とが一致するか否かを判断する（ステップＳ１１０）。一致する場合、第１の時間情報比較部３１１は、受信データバッファ部３０２に、当該第１の時間情報に対応するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させ、ステップＳ１１１の動作に進む。一方、一致しない場合、第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報と第２の時間情報とが一致するまで、ステップＳ１１０の動作を繰り返す。なお、蓄積データ平均値を求める処理時間がＭＰＥＧ２−ＴＳパケット間の時間間隔よりも短いならば、ステップＳ１１０において一致しないと判断された場合、データ受信装置３は、ステップＳ１０４の動作に戻ってもよい。

ステップＳ１１１において、第１の時間情報比較部３１１は、今回送信されてきたＩＰパケットに含まれる全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを受信データバッファ部３０２に出力させたか否かを判断する。全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させていない場合、データ受信装置３は、ステップＳ１０４の動作に戻る。一方、全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させている場合、データ受信装置３は、処理を終了する。

以上の処理から分かるように、一つのＩＰパケットを受信している間、可変クロック生成部３０７、タイマ部３０８、オフセット部３０９、第１の時間情報比較部３１１、第１の時間情報抽出部３０４、受信データバッファ部３０２、および受信データ量計測部３０６によって、閉ループが形成される。

次に、第１の実施形態に係るデータ受信装置３が、送信側でのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの間隔を再現することができる理由について説明する。

まず、理想的な状況として、以下の条件を満たす状況を考える。
（１）データ送信装置１のクロック生成部１０２が出力するクロックの周波数と、データ受信装置３の可変クロック生成部３０７が出力するデフォルトのクロックの周波数とが完全に一致している。
（２）伝送路上で生じる遅延は、常に一定である。
（３）オフセット部３０９におけるオフセット時間は、伝送路上で生じる遅延およびＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合した際に生じる時間軸上のずれを考慮して適切な値に設定されている。

最初のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随するタイムスタンプ内の第１の時間情報がタイマ部３０８の初期値として設定される。したがって、上記のような理想的な状態の場合、上記（１）の条件より、データ送信装置１のタイマ部１０３の時間情報とデータ受信装置３のタイマ部３０８の第３の時間情報とは同期することとが分かる。さらに、上記（３）の条件より、オフセット部３０９から出力される第２の時間情報は、受信データバッファ部３０２に格納されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随しているタイムスタンプ内の時間情報よりも先走っていることはないことが分かる。ゆえに、上記のような理想的な状態の場合、可変クロック生成部３０７から出力されるクロックの周波数を変化させなくても、第１の時間情報比較部３１１は、データ送信装置１でエンコードされたＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔と同じ間隔で受信データバッファ部３０２に格納されているＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを、受信データバッファ部３０２に出力させることができる。

しかし、実際は、上記（１），（２）の理想的な条件は、満たされていない。したがって、単に、初期設定部３０５において、初期設定を行っただけでは、出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔を送信側の時間間隔と一致させることはできない。そこで、第１の実施形態では、受信データバッファ部３０２の蓄積データ平均値に基づいて、クロックの周波数を変化させていくことによって、出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔を送信側の時間間隔と一致させることを実現する。以下、出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔と送信側の時間間隔とが一致する理由について説明する。

上記（１）の条件が満たされない場合、すなわち、データ送信装置１のクロック生成部１０２が出力するクロックの周波数と、データ受信装置３の可変クロック生成部３０７が出力するデフォルトのクロックの周波数とが完全に一致しない場合を考える。

たとえば、可変クロック生成部３０７が出力するクロックの周波数が、クロック生成部１０２が出力するクロックの周波数に比べて遅い場合、受信データバッファ部３０２から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔に比べて、大きくなってしまう。このような場合、出力されずに受信データバッファ部３０２に格納されたままとなるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが増加していくので、蓄積データ平均値は、増加することとなる。蓄積データ平均値が増加した場合、可変クロック生成部３０７から出力されるクロックの周波数は上げられる。クロックの周波数が上げられれば、タイマ部３０８から出力される第３の時間情報が進み、オフセット部３０９から出力される第２の時間情報が進むこととなる。第２の時間情報が進めば、第１の時間情報比較部３１１における時間情報の比較処理が早く進んでいくので、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、狭くなっていき、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔に近づいていくこととなる。クロック周波数制御のための閉ループによって、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、ある値に収束していき、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

逆に、可変クロック生成部３０７が出力するクロックの周波数が、クロック生成部１０２が出力するクロックの周波数に比べて早い場合、受信データバッファ部３０２から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔に比べて、狭くなってしまう。このような場合、受信データバッファ部３０２に格納されたＭＰＥＧ２−ＴＳパケットは徐々に減少していくので、蓄積データ平均値は、減少することとなる。蓄積データ平均値が減少した場合、可変クロック生成部３０７から出力されるクロックの周波数は下げられる。クロックの周波数が下げられれば、タイマ部３０８から出力される第３の時間情報が遅れ、オフセット部３０９から出力される第２の時間情報が遅れることとなる。第２の時間情報が遅れれば、第１の時間情報比較部３１１における時間情報の比較処理がゆっくり進んでいくので、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、広くなっていき、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔に近づいていくこととなる。クロック周波数制御のための閉ループによって、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、ある値に収束していき、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

次に、上記（２）の条件が満たされない場合、すなわち、伝送路上で生じる遅延が変化している場合について考える。

たとえば、伝送路上での遅延が増大した場合、受信データバッファ部３０２に格納されているＭＰＥＧ２−ＴＳパケットは次々に出力されていってしまうので、蓄積データ平均値は、減少する。蓄積データ平均値が減少傾向にあるにもかかわらず、クロックの周波数を下げずに処理を続けると、第２の時間情報が受信データバッファ部３０２に蓄積されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに対応する第１の時間情報よりも先走ってしまうこととなる。結果、出力すべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが枯渇してしまう。そのため、蓄積データ平均値データが減少した場合、受信データ量計測部３０６は、可変クロック生成部３０７が出力するクロックの周波数を下げる。これによって、第２の時間情報が遅れることとなるので、第２の時間情報が先走ってしまうことがなくなる。結果、受信データバッファ部３０２内において出力すべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが枯渇する事態を回避できる。この場合、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は広くなっていく。逆に、もし、伝送路上での遅延が減少してきたら、受信データバッファ部３０２に格納されているＭＰＥＧ２−ＴＳパケットは徐々に蓄積されていくこととなり、蓄積データ平均値は、増大する。蓄積データ平均値が増大すれば、クロックの周波数が上げられるので、第２の時間情報が進み、第１の時間情報比較部３１１における時間情報の比較処理が早く進んでいく。結果、出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、狭くなっていく。したがって、伝送路上での遅延に変動があったとしても、データ受信装置３から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、平均的には、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

実際の状況では、（１）および（２）の条件は、複雑に絡み合っている。しかし、データ受信装置３は、蓄積データ平均値を用いて、可変クロック生成部３０７が出力するクロックの周波数を制御することとなるので、データ受信装置３から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、平均的には、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

次に、受信データバッファ部３０２に蓄積されているデータの平均値を用いて、クロックの周波数を制御する理由について説明する。

データ送信装置１のＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００が出力するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットは、パケットの時間間隔が完全に等間隔の場合もあれば、パケットの間隔が等間隔でなく間欠的である場合もある。パケットの間隔が間欠的である場合、受信データバッファ部３０２に蓄積されるデータ量は、変動することになる。また、ＭＰＥＧのエンコードの方法には、一定の符号発生量となる固定ビットレート（ＣＢＲ）と、符号発生量が変動する可変ビットレート（ＶＢＲ）とがある。ＶＢＲの場合も、受信データバッファ部３０２に蓄積されるデータ量は、変動する。パケットの間隔が間欠的であるエンコード方法を用いる場合であっても、ある単位時間あたりのパケットの間隔の平均は、一定である。また、ＶＢＲを用いる場合であっても、ある単位時間あたりの符号発生量の平均は、一定である。したがって、上記のように、蓄積されるデータの量が局所的には変動する場合であっても、受信データバッファ部３０２に蓄積されるデータ量のある単位時間あたりの平均は、一定である。

したがって、蓄積データ平均値に応じてクロックの周波数が制御されることによって、クロックの周波数を平均的には送信側のクロックの周波数と一致させることができる。したがって、データ受信装置３から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔は、平均的には、送信側においてタイムスタンプが付加されたときの時間間隔と一致することとなる。

なお、ここでは、受信データ量計測部３０６は、蓄積データ平均値に応じてクロックの周波数を制御されることとしたが、受信データバッファ部３０２における瞬時の蓄積データ量に応じてクロックの周波数を制御してもよい。ただし、この場合、受信データ量計測部３０６は、クロックの周波数の変化が、受信データバッファ部３０２に蓄積されるデータ量の瞬時的な変動に対して、十分に遅くなるように、クロックの周波数を制御する。

また、オフセット部３０９によって、タイマ部３０８の第３の時間情報に所定のオフセット時間が加算される理由は、伝送路による遅延を考慮するためである。上述のように、伝送路上での遅延を無視すれば、データ送信装置１のタイマ部１０３の時間情報とデータ受信装置３のタイマ部３０８の第３の時間情報とは一致している。しかし、実際には、伝送路によって遅延が生じているので、データ受信装置３のタイマ部３０８の第３の時間情報が示す時刻に、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットが届かない場合がある。オフセット時間を加算することによって、受信データバッファ部３０２から出力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの出力時間に遅延を持たせることができる。したがって、伝送路上での遅延が生じていたために、タイムスタンプに含まれている第１の時間情報がデータ受信装置３内で既に過ぎてしまって、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットがデコードされないといった事態を回避することができる。なお、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力する時間の遅延は、小さいほど望ましい。しかし、あまり小さすぎると、出力すべきデータが受信側に届いていない状況が発生するので、出力するデータが枯渇する場合が発生する。以上のようなことを考慮して、オフセット時間は適切に設定されるべきである。

たとえば、伝送路の状態によっては、伝送されるデータの遅延が大きくなる場合がある。たとえば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等を用いて、広域のネットワークを介して、データを伝送する場合、データの遅延のばらつきが大きくなる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮを介してデータを伝送する場合、伝送誤りがあれば、ＭＡＣ層において、データの再送が発生する。データの再送が発生すると、データの伝送遅延が大きくなる。データの伝送遅延が大きくなった場合、受信データバッファ部３０２に蓄積されるべきデータが到着せず、必要な時間に出力すべきデータがなくなる場合が発生する。しかし、オフセット部３０９において、所定のオフセット時間を加算すれば、このような状態を回避することができる。伝送路の状態が悪化し伝送遅延が大きい場合、オフセット時間の加算によって、第１の時間情報比較部３１１での比較に用いられる第２の時間情報を時間的に遅らせることができ、受信データバッファ部３０２に所定の時間分のデータが蓄積されることとなる。結果、データが枯渇する状態を回避することができる。

なお、オフセット部３０９は、所定のオフセット時間を、受信データバッファ部３０２に蓄積されているデータ量に応じて、変化させてもよい。具体的には、オフセット部３０９は、所定のオフセット時間を、受信データバッファ部３０２に蓄積されているデータ量が多い場合に小さくなるようにし、受信データバッファ部３０２に蓄積されているデータ量が少ない場合に大きくなるように制御するとよい。これにより、受信データバッファ部３０２に保持されるデータ量を最小限に保ちながら、受信データが枯渇しないように制御することができる。ただし、受信データ量計測部３０６による閉ループ制御に影響を与えないように、オフセット時間は、制御されなければならない。

また、伝送に使用する物理層、またはＭＡＣ層等の種類を示す通信プロトコルの種類に応じて、伝送遅延量はばらつく。したがって、オフセット部３０９は、通信プロトコルの種類に応じて、所定のオフセット時間を変更するようにしても、受信データバッファ部３０２に保持されるデータ量を最適化することができる。

また、オフセット部３０９は、伝送路の状態に応じて、所定のオフセット時間を変化させてもよい。例えば、無線ＬＡＮの場合、伝送路誤りがあるとデータが再送される。再送回数を計測することによって、伝送路の状態を知ることができる。再送回数が多い場合には、伝送遅延が増えるため、オフセット部３０９は、オフセット時間を大きくする。

なお、第１の実施形態において、図５に示した各機能ブロックの動作は、並行に行われてもよいことは言うまでもない。

なお、バッファ量を計測してクロックの周波数を制御する第１の実施形態に係る方法では、ＩＰパケットを受信した当初、すなわち受信データバッファ部３０２に所定量以上のデータが蓄積されるまで、バッファ量によるフィードバックが得られないため、開ループとなってしまい、誤作動が生じるおそれがある。このように、ＩＰパケットの受信を開始した時点から所定の期間の間、受信データ量計測部３０６は、可変クロック生成部３０７から出力されるクロックの周波数をデフォルト値に固定させるとよい。これによって、開ループによる誤動作を回避することができる。すなわち、受信データ量計測部３０６は、所定の時間経過後に、クロックの周波数の制御を開始するとよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態において、データ送信装置の構造およびＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを含むＩＰパケットの構造は、第１の実施形態と同様であるので、図１〜４を援用することとする。

図７は、本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の機能的構成を示すブロック図である。図７において、第１の実施形態におけるデータ受信装置３と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、詳しい説明を省略することとする。

図７において、データ受信装置４は、通信部３００と、通信プロトコル処理部３０１と、受信データバッファ部３０２と、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３と、第１の時間情報抽出部３０４と、初期設定部３０５と、可変クロック生成部３０７と、タイマ部３０８と、オフセット部３０９と、第２の時間情報抽出部３１０と、第１の時間情報比較部３１１と、第２の時間情報比較部４００とを備える。

図７に示すように、第２の実施形態に係るデータ受信装置４には、第１の実施形態に係る受信データ量計測部３０６の代わりに、第２の時間情報比較部４００が設けられている。

第２の時間情報抽出部３１０は、通信プロトコル処理部３０１が出力するデータブロックからタイムスタンプを抽出して、当該タイムスタンプに含まれる第１の時間情報を抽出して、当該第１の時間情報を初期設定部３０５に入力すると共に、第２の時間情報比較部４００に入力する。

第２の時間情報比較部４００は、第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報と、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報とを比較し、時間差に応じた制御信号を可変クロック生成部３０７に入力する。可変クロック生成部３０７は、第２の時間情報比較部４００からの制御信号に応じて、生成するクロックの周波数を増減する。第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報がタイマ部３０８が出力する第３の時間情報より遅れている場合、第２の時間情報比較部４００は、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数が上がるような制御信号を出力する。一方、第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報がタイマ部３０８が出力する第３の時間情報より進んでいる場合、第２の時間情報比較部４００は、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数が下がるような制御信号を出力する。なお、第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報とタイマ部３０８が出力する第３の時間情報とが一致している場合、第２の時間情報比較部４００は、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数を変化させない。

図８は、本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の動作を示すフローチャートである。以下、図８を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の動作について説明する。

ＩＰパケットの受信を開始する際、第２の時間情報抽出部３１０は、受信したＩＰパケット中のデータブロックに含まれるタイムスタンプ内の第１の時間情報を抽出する（ステップＳ２０１）。

次に、初期設定部３０５は、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報を第２の時間情報抽出部３１０が抽出した第１の時間情報に一致させ、初期設定する（ステップＳ２０２）。

次に、可変クロック生成部３０７は、デフォルトの周波数を有するクロックを生成する（ステップＳ２０３）。

次に、データ受信装置４は、通信プロトコル処理部３０１によって受信されたデータが存在するか否かを判断する（ステップＳ２０４）。データが存在しない場合、データ受信装置４は、ステップＳ２１１の動作に進む。一方、データが存在する場合、データ受信装置４は、ステップＳ２０５の動作に進む。

ステップＳ２０５において、第２の時間情報抽出部３１０は、通信プロトコル処理部３０１が受信したデータから第１の時間情報を抽出する。

次に、第２の時間情報比較部４００は、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報と第２の時間情報抽出部３１０がステップＳ２０５において抽出した第１の時間情報とを比較する（ステップＳ２０６）。タイマ部３０８が出力する第３の時間情報が遅れている場合、第２の時間情報比較部４００は、クロックの周波数を上げるように可変クロック生成部３０７を制御し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０９の動作に進む。一方、タイマ部３０８が出力する第３の時間情報が進んでいる場合、第２の時間情報比較部４００は、クロックの周波数を下げるように可変クロック生成部３０７を制御し（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０９の動作に進む。また一方、時間情報が一致している場合、第２の時間情報比較部４００は、クロックの周波数を変化させることなく、ステップＳ２０９の動作に進む。

ステップＳ２０９において、オフセット部３０９は、タイマ部３０８からの第３の時間情報からオフセット時間を減算して、タイマ部３０８からの第３の時間情報を遅らせ、第２の時間情報を出力する。

次に、第１の時間情報抽出部３０４は、次にデコードすべきＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに対応するタイムスタンプを受信データバッファ部３０２から抽出する（ステップＳ２１０）。

次に、第１の時間情報比較部３１１は、第１の時間情報抽出部３０４が抽出したタイムスタンプに含まれる第１の時間情報と第２の時間情報とが一致するか否かを判断する（ステップＳ２１１）。一致する場合、第１の時間情報比較部３１１は、受信データバッファ部３０２に抽出した第１の時間情報に対応するＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させ、ステップＳ２１２の動作に進む。一方、一致しない場合、第１の時間情報比較部３１１は、ステップＳ２０４の動作に戻る。

ステップＳ２１２において、第１の時間情報比較部３１１は、今回送信されてきたＩＰパケットに含まれる全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを受信データバッファ部３０２に出力させたか否かを判断する。全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させていない場合、データ受信装置４は、ステップＳ２０４の動作に戻る。一方、全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させている場合、データ受信装置４は、処理を終了する。

以上の処理から分かるように、可変クロック生成部３０７と、タイマ部３０８と、第２の時間情報比較部４００によって、閉ループが形成される。

このように、第２の時間情報比較部４００によって、第２の時間情報抽出部３１０からの第１の時間情報と、タイマ部３０８の出力する第３の時間情報とが比較され、時間差に応じて、可変クロック生成部３０７の出力するクロックの周波数が制御される。もし、タイマ部３０８の第３の時間情報が受信したＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随する第１の時間情報よりも遅れている場合、クロックの周波数が低いことを意味するので、第２の時間情報比較部４００によってクロックの周波数が上げられることによって、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数は、図１のデータ送信装置１におけるクロック生成部１０２の発生するクロックの周波数と一致する方向に変化する。一方、もし、タイマ部３０８の第３の時間情報が受信したＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随する第１の時間情報よりも進んでいる場合、クロックの周波数が高いことを意味するので、第２の時間情報比較部４００によってクロックの周波数が下げられることによって、可変クロック生成部３０７の生成するクロックの周波数は、図１のデータ送信装置１におけるクロック生成部１０２の発生するクロックの周波数と一致する方向に変化する。

従って、データ受信装置４のタイマ部３０８が出力する第３の時間情報とデータ送信装置１のタイマ部１０３が出力する時間情報とは、同期することになる。

データ送信装置１のタイマ部１０３とデータ受信装置４のタイマ部３０８とが同期することによって、データ送信装置１のＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００が出力したＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔と、受信データバッファ部３０２からＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３に入力されるＭＰＥＧ２−ＴＳパケットの時間間隔とは、一致することとなる。

ここで、第２の時間情報比較部４００は、クロックの周波数の変化が、比較した時間差の変動に対して、十分遅くなるように、クロックの周波数を制御するものとする。たとえば、第２の時間情報比較部４００は、ある単位時間あたりにおける時間差の平均値を算出し、時間差の平均値に基づいて、タイマ部３０８の第３の時間情報が進んでいるかそれとも遅れているかを求めて（ステップＳ２０６）、クロックの制御を行う（ステップＳ２０７，Ｓ２０８）。データ送信装置１は、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合して、ＩＰパケット化する際、タイムスタンプに含まれる時間情報によって示される時間から時間軸上でずれるように、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合する場合がある。したがって、データ受信装置４にＩＰパケットが届いた瞬間のタイマ部３０８が出力する第３の時間情報とタイムスタンプに含まれる第１の時間情報とが一致しない場合がある。そのため、時間情報の時間差がゼロにならず、時間差が大きく変動する場合がある。しかし、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合するときのずれは、平均的には、一定である。ゆえに、第２の時間情報比較部４００が上述のようにクロックの周波数を制御することによって、データ受信装置４のタイマ部３０８が出力する第３の時間情報とデータ送信装置１のタイマ部１０３が出力する第１の時間情報とを一致させることができる。

なお、時間差の平均値を求める場合、平均値を求める期間の長さによっては、ステップＳ２１１において、時間情報が一致するまで処理を繰り返すようにするとよい。

なお、第２の時間情報比較部４００は、第２の時間情報抽出部３１０が抽出した全てのタイムスタンプ値を用いて、時間差を求めなくてもよい。たとえば、第２の時間情報比較部４００は、複数のデータブロックの内、ＩＰパケットの最初の位置にあるデータブロック２１１に含まれる第１の時間情報のみをタイマ部３０８の出力する第３の時間情報と比較してもよい。また、第２の時間情報比較部４００は、定期的に時間情報を比較するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態において、データ送信装置の構造およびＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを含むＩＰパケットの構造は、第１の実施形態と同様であるので、図１〜４を援用することとする。

図９は、本発明の第３の実施形態に係るデータ受信装置５の機能的構成を示すブロック図である。図９において、第１および第２の実施形態におけるデータ受信装置３，４と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、詳しい説明を省略することとする。

図９において、データ受信装置５は、通信部３００と、通信プロトコル処理部３０１と、受信データバッファ部３０２と、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部３０３と、第１の時間情報抽出部３０４と、初期設定部３０５と、受信データ量計測部３０６と、バッファ量可変クロック生成部３０７と、タイマ部３０８と、オフセット部３０９と、第２の時間情報抽出部３１０と、第１の時間情報比較部３１１と、第２の時間情報比較部４００と、切り替え制御部５００とを備える。

切り替え制御部５００は、データの受信開始時から所定の期間、第２の時間情報比較部４００にクロックの周波数を制御させる。当該所定の期間の後、切り替え制御部５００は、受信データ量計測部３０６にクロックの周波数を制御させる。

図１０は、第３の実施形態に係るデータ受信装置５の動作を示すフローチャートである。以下、図１０を参照しながら、第３の実施形態に係るデータ受信装置５の動作について説明する。

ＩＰパケットの受信を開始する際、第２の時間情報抽出部３１０は、受信したＩＰパケット中のデータブロックに含まれるタイムスタンプを抽出する（ステップＳ３０１）。

次に、初期設定部３０５は、第２の時間情報抽出部３１０が抽出したタイムスタンプに含まれる時間情報を、タイマ部３０８の初期値に設定する（ステップＳ３０２）。

次に、可変クロック生成部３０７は、デフォルトの周波数を有するクロックを生成する（ステップＳ３０３）。

次に、切り替え制御部５００は、ＩＰパケットの受信から所定の時間が経過したか否か（または受信データバッファ部３０２に所定量以上のデータが蓄積されたか否か）を判断する（ステップＳ３０４）。所定の時間が経過していない場合（所定量以上のデータが蓄積されていない場合）、データ受信装置５は、ステップＳ３０５の動作に進む。一方、所定の時間が経過している場合（所定量以上のデータが蓄積されている場合）、データ受信装置５は、ステップＳ３０６の動作に進む。

ステップＳ３０５において、データ受信装置５は、第２の時間情報比較部４００を用いて、クロックの周波数を制御するために、図８に示すステップＳ２０４〜Ｓ２１１と同様の処理を実行する。ステップＳ３０５の処理が終了すれば、データ受信装置５は、ステップＳ３０４の動作に戻る。

ステップＳ３０６において、データ受信装置５は、受信データ量計測部３０６を用いて、クロックの周波数を制御するために、図６に示すステップＳ１０４〜Ｓ１１０と同様の処理を実行する。ステップＳ３０６の処理が終了すれば、データ受信装置５は、ステップＳ３０７の動作に進む。

ステップＳ３０７において、第１の時間情報比較部３１１は、今回送信されてきたＩＰパケットに含まれる全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを受信データバッファ部３０２に出力させたか否かを判断する。全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させていない場合、データ受信装置５は、ステップＳ３０４の動作に戻る。一方、全てのＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを出力させている場合、データ受信装置５は、処理を終了する。

第１の実施形態でも指摘したように、ＩＰパケットを受信した当初、開ループによって、誤作動が生じるおそれがある。しかし、第３の実施形態のように、ＩＰパケットの受信開始時には、データ受信装置５は、第２の時間情報比較部４００を用いて、クロックの周波数を制御することによって、クロックの周波数を送信側に追従させることができる。所定の時間の経過後（または受信バッファに所定の量の受信データが溜まった後）、データ受信装置５は、バッファ量計測によるフィードバック制御に切り替える。第３の実施形態では、データの受信開始時、クロックが早急に収束して効果的である。また、バッファ量計測によるフィードバックの方が、タイムスタンプ抽出によるフィードバックよりも、変動の積分値をフィードバックすることができるので、定常時には、安定的に時間間隔を一致させることができる。

なお、第１〜第３のデータ受信装置３，４，および５は、汎用のコンピュータ装置であってもよい。この場合、図６，図８，または図１０の動作を当該コンピュータ装置の中央演算装置に実行させるためのプログラムが、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されているとよい。そして、当該プログラムは、中央演算装置に読み込まれる。当該プログラムを読み込んだ中央演算装置は、データ受信装置であるコンピュータ装置を図６，図８，または図１０に示すように動作させる。

なお、図５，図７，および図９に示した各機能ブロックは、集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。これらの機能ブロックは、１チップ化されていてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されていてもよい。典型的には、受信データバッファ部３０２は、集積回路の外部に設けられた記憶装置となる。ここでは、ＬＳＩといったが、集積度の違いによっては、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと称呼されることもある。また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限られるものではなく、専用回路または汎用プロセッサで集積回路化を行ってもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを用いてもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。

なお、第１〜第３の実施形態では、通信部３００は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣ層および物理層を処理するものとしたが、これに限定されるものではない。たとえば、通信部３００は、ＩＥＥＥ８０２．１１など、如何なるＭＡＣ層および物理層を処理してもよい。また、通信プロトコル処理部３０１は、ＲＴＰ，ＨＴＴＰを用いることとしたが、これに限定されるものではない。本発明は特定の通信プロトコルに限定されるものではない。また、送受信されるデータパケットは、ＩＰパケットに限定されるものではない。また、第１〜第３の実施形態では、送受信されるデータパケット内のデータブロックに含まれるパケットはＭＰＥＧ２−ＴＳパケットであるとしたが、データブロックに含まれるパケットはこれに限定されるものではない。

なお、第１の時間情報抽出部３０４と第２の時間情報抽出部とは、一体化され、一つの時間情報抽出部となっていてもよい。

なお、初期設定部３０５は、最初に受信するＭＰＥＧ２−ＴＳパケット以外のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに付随する第１の時間情報を用いて、タイマ部３０８から出力される第３の時間情報の初期値を設定してもよい。

なお、第３の実施形態における第２の時間情報比較部４００および受信データ量計測部３０６によるクロックの周波数の制御は、第３の実施形態で示したタイミング以外で行われてもよい。

以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。

本発明に係るデータ受信装置は、データパケットに含まれるパケットの時間間隔を再現することができ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＩＥＥＥ８０２．１１等の非同期の伝送路を介してＭＰＥＧ２−ＴＳ等のパケットを伝送する映像配信や映像伝送等の用途に有用である。

本発明の第１の実施形態に係るデータ送信装置１の機能的構成を示すブロック図 ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部１００から出力される複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットのデータ構造を示す図 タイムスタンプ付加部１０１から出力されるタイムスタンプ２０１が付加された複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケット２００のデータ構造を示す図 通信プロトコル処理部１０４によってＩＰパケット化されたデータパケット（ＩＰパケット）２のデータ構造の一例を示す図 通信プロトコル処理部１０４によってＩＰパケット化されたデータパケット（ＩＰパケット）２ａのデータ構造の他の例を示す図 本発明の第１の実施形態に係るデータ受信装置３の機能的構成を示すブロック図 データ受信装置３の動作の流れを示すフローチャート 本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の機能的構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係るデータ受信装置４の動作を示すフローチャート 本発明の第３の実施形態に係るデータ受信装置５の機能的構成を示すブロック図 第３の実施形態に係るデータ受信装置５の動作を示すフローチャート 特許文献１に記載されている従来の送信側の無線親機９００の機能的構成を示すブロック図 特許文献１に記載されている従来の受信側の無線子機９２０の機能的構成を示すブロック図 特許文献１に記載されている従来の送信側の無線親局から送信されるデータパケット９９０のフレーム構造を示す図

符号の説明

１ データ送信装置
３，４，５ データ受信装置
１００ ＭＰＥＧ２−ＴＳエンコード部
１０１ タイムスタンプ付加部
１０２ クロック生成部
１０３ タイマ部
１０４，３０１ 通信プロトコル処理部
１０５，３００ 通信部
２００ ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット
２０１ タイムスタンプ
２，２ａ ＩＰパケット
３０２ 受信データバッファ部
３０３ ＭＰＥＧ２−ＴＳデコード部
３０４ 第１の時間情報抽出部
３０５ 初期設定部
３０６ 受信データ量計測部
３０７ 可変クロック生成部
３０８ タイマ部
３０９ オフセット部
３１０ 第２の時間情報抽出部
３１１ 第１の時間情報比較部
３１２ 時間情報出力部
４００ 第２の時間情報比較部
５００ 切り替え制御部

Claims (13)

1. 複数のパケットを含んでいるデータパケットを受信するためのデータ受信装置であって、
   前記複数のパケットには、それぞれ、パケット生成時の時間に関する情報である第１の時間情報が付加されており、
   前記データパケットに含まれる複数のパケットを格納するための受信データバッファ部と、
   前記受信データバッファ部に格納されているデータの量を計測する受信データ量計測部と、
   周波数が可変なクロックを生成する可変クロック生成部と、
   前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数に応じてカウントされる第２の時間情報を出力する時間情報出力部と、
   前記パケットに付加されている前記第１の時間情報と前記時間情報出力部から出力される前記第２の時間情報とを比較して、前記受信データバッファ部に格納されている前記パケットを出力するタイミングを制御する第１の時間情報比較部とを備え、
   前記受信データ量計測部は、前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数を前記受信データ量計測部による計測値に応じて制御する、データ受信装置。
2. 前記時間情報比較部が出力する前記第２の時間情報は、所定のオフセット時間だけ遅れている、請求項１に記載のデータ受信装置。
3. 前記時間情報出力部は、
   前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数に応じてカウントされる第３の時間情報を出力するタイマ部と、
   前記受信データバッファ部に格納されるパケットに付加されている第１の時間情報を抽出する時間情報抽出部と、
   前記タイマ部が出力する前記第３の時間情報を前記時間情報抽出部が抽出した前記第１の時間情報に一致させる初期設定部と、
   前記タイマ部が出力する前記第３の時間情報を前記所定のオフセット時間だけ遅らせることによって前記第２の時間情報を出力するオフセット部とを備える、請求項２に記載のデータ受信装置。
4. 前記オフセット部は、前記データ受信装置が接続される伝送路の状態に応じて、前記所定のオフセット時間を変化させる、請求項３に記載のデータ受信装置。
5. 前記オフセット部は、前記受信データバッファ部に蓄積されているデータの量に応じて、前記所定のオフセット時間を変化させる、請求項３に記載のデータ受信装置。
6. 前記オフセット部は、通信プロトコルの種類に応じて、前記所定のオフセット時間を変化させる、請求項３に記載のデータ受信装置。
7. さらに、前記タイマ部が出力する前記第３の時間情報と前記時間情報抽出部が抽出する前記第１の時間情報とを比較し、比較結果に応じて、前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数を制御する第２の時間情報比較部を備える、請求項３に記載のデータ受信装置。
8. 前記データパケットの受信を開始した時点から所定の時間が経過するまで、前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数は、前記第２の時間情報比較部によって制御され、
   前記所定の時間の経過後、前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数は、前記受信データ量計測部によって制御される、請求項７に記載のデータ受信装置。
9. 前記受信データ量計測部は、所定の時間経過後に、前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数の制御を開始する、請求項３に記載のデータ受信装置。
10. 前記受信データ量計測部は、前記受信データバッファ部に蓄積されているデータの量の平均値を前記計測値とし、前記計測値に応じて、前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数を制御する、請求項１に記載のデータ受信装置。
11. 前記データパケットに含まれる前記パケットは、ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットである、請求項１に記載のデータ受信装置。
12. 前記データパケットは、映像および／または音声信号をエンコードして複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを生成して、各前記ＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに対して、エンコード時の時間に関する情報を前記第１の時間情報として付加して、前記第１の時間情報が付加された前記複数のＭＰＥＧ２−ＴＳパケットを結合して、前記データパケットを生成するデータ送信装置から送信されている、請求項１に記載のデータ受信装置。
13. 複数のパケットを含んでいるデータパケットを受信するための集積回路であって、
    前記複数のパケットには、それぞれ、パケット生成時の時間に関する情報である第１の時間情報が付加されており、
    前記集積回路に接続される前記データパケットに含まれる複数のパケットを格納するための受信データバッファ部に格納されているデータの量を計測する受信データ量計測部と、
    周波数が可変なクロックを生成する可変クロック生成部と、
    前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数に応じてカウントされる第２の時間情報を出力する時間情報出力部と、
    前記パケットに付加されている前記第１の時間情報と前記時間情報出力部から出力される前記第２の時間情報とを比較して、前記受信データバッファ部に格納されている前記パケットを出力するタイミングを制御する第１の時間情報比較部とを備え、
    前記受信データ量計測部は、前記可変クロック生成部が生成する前記クロックの周波数を前記受信データ量計測部による計測値に応じて制御する、集積回路。

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