KR100457954B1 - 실시간 패킷 전송 상태와 전송로 혼잡 상태를 이용하는통신 품질 제어 구조 - Google Patents

실시간 패킷 전송 상태와 전송로 혼잡 상태를 이용하는통신 품질 제어 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실시간 패킷 전송 상태와 전송로 혼잡 상태를 이용하는 통신 품질 제어 구조에 관한 것으로, 송신 단말 장치와 수신 단말 장치 사이의 전송로에 대한 혼잡 상태가 해석되고, 상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 미디어 패킷에 대한 전송 상태가 해석된다. 그리고 상기 송신 단말 장치가 전송하는 상기 미디어 패킷의 품질은 상기 전송로 혼합 상태 해석 결과와 상기 전송 상태 해석 결과에 따라서 제어된다.

Description

실시간 패킷 전송 상태와 전송로 혼잡 상태를 이용하는 통신 품질 제어 구조 {COMMUNICATION QUALITY CONTROL SCHEME USING REAL TIME PACKET TRANSMISSION STATE AND TRANSMISSION PATH CONGESTION STATE}
본 발명은 예를 들면 송신 단말 장치에서 수신 단말 장치로 송신하는 실시간(real time, RT) 패킷과 같은 미디어 패킷(media packets)의 품질을 제어하는 통신 품질 제어 구조에 관한 것이다.
인터넷 등의 IP(internet protocol)를 이용한 네트워크(IP 네트워크)를 통해, 이른바 인터넷 전화, 화상 회의, 또는 음악/영상 배급 등의 서비스를 제공하는 경우에는, 패킷을 실시간으로 전송해야 한다는 요구가 있다.
이러한 요구에 따라서, IETF(internet engineering task force)의 RFC(request for comments) 1889에서는, IP 네트워크에서 패킷을 실시간으로 전송하기 위한 실시간 전송 프로토콜(RTP: real time transport protocol)이 규정되어 있다. 이 RTP에서는, 시퀀스 넘버(sequence number), 타임 스탬프(timestamp) 등을 이용한 프로토콜이 규정되어 있다.
이 RTP에 따라 음성이나 영상 데이터 등을 송신하는 경우에는, 서비스 품질(QoS: quality of service)을 유지하기 위해서는, 스루풋(throughput), 지연(delay), 패킷 손실(packet loss) 등에 관해 엄격한 조건이 요구된다. 그러나 인터넷 등의 IP 네트워크는 기본적으로 최선 노력(best effort)형의 네트워크이기 때문에, 이들 조건을 완전히 만족시키는 것은 곤란하다.
이로 인하여, 위에서 설명한 RTP에 덧붙여, RFC 1889는 RTP 섹션을 제어하고 감시하여 네트워크의 혼잡 상태 등에 따라 전송 속도(transmission rate), 패킷 지연 또는 패킷 손실 등을 제어하기 위한 프로토콜(RTCP: RTP control Protocol)을 규정하고 있다.
이 RTCP에서는, 도 16에 도시한 바와 같이, 손실 패킷수, 패킷 손실율, 지연 요동[지연 지터(jitter)] 등의 정보는 RTCP 리포트로서 수신 단말 장치(220)에서 송신 단말 장치(200)로 피드백 한다. 송신 단말 장치(200)는 이 RTCP 리포트에 포함되어 있는 정보로부터 네트워크의 혼잡 상태를 파악하고, 이 혼잡 상태에 따라서 전송 속도 제어 등을 실행한다.
예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 제2000-183958(2000), 동 특허출원 공개번호 제11-284659(1999), 동 특허출원 공개번호 제11-341064(1999)에 기재된 통신 제어 방법에서, 송신 단말 장치는 수신 단말 장치로부터의 RTCP 리포트에 있는 패킷 손실 정보, 지연 정보를 이용하여 네트워크의 혼잡 상태를 파악하고, 이 혼잡 상태에 따라서 전송 속도를 결정한다.
현재, 송신 단말 장치와 수신 단말 장치 사이에 무선 회선(radio channel)과 같은 전송 상태가 나쁜 전송로를 포함하는 경우에, 전송로의 에러에 따라 패킷 손실, 이 무선 회선에서의 패킷 재전송으로 인한 지연이나 지연 지터가 발생한다.
그러나 위에 설명한 RTCP에서는, RTCP 리포트를 송신하는 것은 수신 단말 장치뿐이고, 전송로의 전송 상태에 의한 지연이나 지연 지터 등의 통지는 고려되고 있지 않는다. 이로 인하여, 전송로의 전송 상태에 따라서 패킷 손실, 재전송에 의한 지연, 또는 지연 지터 등이 발생하면, 송신 단말 장치는 네트워크의 혼잡에 의한 패킷 손실, 지연, 지연 지터로 잘못 인식하고, 불필요하게 전송 속도 등을 떨어뜨려 불필요한 품질 저하를 초래한다
그러므로 본 발명의 기술적 과제는 송신 단말 장치와 수신 단말 장치 사이에 전송 상태가 나쁜 전송로를 포함하는 경우에도, 송신하는 패킷의 품질을 적절하게 제어할 수 있는 통신 품질 제어 구조를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 구조를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시한 통신 시스템의 데이터 패킷 전송의 단위인 RTP 패킷의 헤더 포맷을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 통신 시스템의 전송로에 대한 혼잡 상태에 따라 전송 속도를 제어하는 순서도이다.
도 4는 도 1에 도시한 통신 시스템에서의 데이터 흐름과 리포트(report) 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시한 통신 시스템에서의 데이터 패킷에 대한 에러 내성(error robustness)의 제어에 이용하는 테이블의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시한 통신 시스템에서의 데이터 패킷에 대한 에러 내성의 제어에 이용하는 테이블의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1에 도시한 통신 시스템에서의 데이터 패킷에 대한 에러 내성의 제어에 이용하는 FEC 패킷의 포맷을 도시한 도면이다.
도 8은 도 1에 도시한 통신 시스템의 패킷 해석 장치에 대한 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 구조에 대한 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 구조에 대한 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 구조에 대한 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11에 도시한 통신 시스템의 전송로에 대한 혼잡 상태에 따라 전송 속도를 제어하는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 구조에 대한 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13에 도시한 통신 시스템의 송신 단말 장치의 구조에 대한 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 11에 도시한 통신 시스템의 전송로에 대한 혼잡 상태에 따라 전송 속도를 제어하는 순서도이다.
도 16은 종래의 통신 시스템에 대한 구조를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 송신 단말 장치로부터 수신 단말 장치로 송신하는 미디어 패킷(media packet)의 전송 속도를 제어하는 통신 품질 제어 방법을 제공하는 것으로, 상기 통신 품질 제어 방법은 상기 송신 단말 장치로부터의 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 미디어 패킷의 전송 상태에 따라서 전송로의 혼잡 상태를 해석하는 단계, 그리고 상기 혼잡 상태의 해석 결과에 따라서 상기 송신 단말 장치가 송신하는 미디어 패킷의 전송 속도를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 송신 단말 장치로부터 수신 단말 장치로 송신하는 미디어 패킷의 품질을 제어하는 통신 품질 제어 방법을 제공하는 것으로, 상기 통신 품질 제어 방법은 (a) 상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 전송로에 대한 혼잡 상태를 해석하는 단계, (b) 상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 단계, 그리고 (c) 상기 (a) 단계에서 해석된 상기 혼합 상태와 상기 (b) 단계에서 해석된 상기 전송 상태에 따라서 상기 송신 단말 장치가 송신하는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 본 발명의 또 다른 특징으로, 패킷 해석 장치 구동 방법을 제공하는 것으로, 상기 패킷 해석 장치 구동 방법은 미디어 패킷을 송신하는 송신 단말 장치와 상기 송신 단말 장치로부터 상기 미디어 패킷을 수신하는 수신 단말 장치 사이의 통신을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 단계, 그리고 상기 해석 단계에서 해석된 상기 전송 상태의 리포트를, 상기 리포트에 따라서 전송되는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 상기 송신 단말 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 송신 단말 장치 조작 방법을 제공하는 것으로, 상기 송신 단말 장치 조작 방법은 송신 단말 장치로부터의 미디어 패킷을 전송하는 단계,
상기 송신 단말 장치로부터의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷에 대한 전송 상태의 중간 패킷 해석 리포트(relayed packet analysis report)와 수신 단말 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태에 대한 수신 패킷 해석 리포트(received packet analysis report)를 획득하는 단계, 그리고
상기 획득 단계에서 획득된 상기 중간 패킷 해석 리포트와 상기 수신 패킷 해석 리포트에 따라서 상기 전송 단계에서 전송된 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 송신 단말 장치로부터 수신 단말 장치로 전송되는 미디어 패킷의 전송 속도를 제어하는 통신 품질 제어 시스템을 제공하는 것으로, 상기 통신 품질 제어 시스템은
상기 송신 단말 장치로부터의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태에 따라서 전송로의 혼잡 상태를 해석하는 해석부, 그리고 상기 해석부가 해석한 상기 혼합 상태에 따라서 상기 송신 단말 장치가 송신한 상기 미디어 패킷의 상기 전송 속도를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 송신 단말 장치로부터 수신 단말 장치로 전송되는 미디어 패킷의 품질을 제어하는 통신 품질 제어 시스템을 제공하는 것으로, 상기 통신 품질 제어 시스템은 상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 전송로에 대한 혼잡 상태를 해석하는 혼잡 상태 해석부, 상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 전송 상태 해석부, 그리고 상기 혼잡 상태 해석부에 의해 해석된 상기 혼잡 상태와 상기 전송 상태 해석부에 의해 해석된 상기 전송 상태에 따라서 상기 송신 단말 장치가 전송하는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 패킷 해석 장치를 제공하는 것으로, 상기 패킷 해석 장치는 미디어 패킷을 전송하는 송신 단말 장치와 상기 송신 단말 장치로부터 미디어 패킷을 수신하는 수신 단말 장치 사이의 통신을 중계하는 중계 장치가 신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 해석부, 그리고 상기 해석 장치에서 해석된 상기 전송 상태의 리포트를, 상기 리포트에 따라서 전송되는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 상기 송신 단말 장치로 전송하는 리포트 송신부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징으로 송신 단말 장치를 제공하는 것으로, 상기 송신단말 장치는 미디어 패킷을 전송하는 미디어 패킷 송신부, 송신 단말 장치로부터의 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태에 대한 중간 패킷 해석 리포트와, 수신 단말 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태에 대한 수신 패킷 해석 리포트를 획득하는 해석 리포트 획득부, 그리고 상기 해석 리포트 획득부에 의해 획득된 상기 중간 패킷 해석 리포트와 상기 수신 패킷 해석 리포트에 따라서 상기 미디어 패킷 송신부에 의해 전송되는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부한 도면을 참조하여 다음에 설명한 기재 내용으로부터 자명해질 것이다.
도 1 내지 도 15를 참조하여, 본 발명에 따른 통신 품질 제어 구조의 일 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 구조를 나타내는 블럭도이다.
이 통신 시스템은 예를 들면 음성이나 영상 데이터에 대한 데이터 패킷(RT 패킷과 같은 미디어 패킷)을 실시간으로 송신하는 송신 단말 장치(10), 예를 들면 유선 회선(wired channel)(전송로)을 통해 송신 단말 장치(10)와 접속되고 이 송신 단말 장치(10)로부터의 데이터 패킷을 중계하는 중계 장치(20), 송신 단말 장치(10)로부터의 데이터 패킷에 대한 전송 상태를 해석하는 패킷 해석 장치(30), 무선 회선(radio channel)(전송로)을 통해 송신 단말 장치(10)로부터의 데이터 패킷을 중계하는 기지국(40), 이 기지국(40)을 통해 공급되는 송신 단말 장치(10)로부터의 데이터 패킷을 수신하는 수신 단말 장치(50)를 구비하고 있다. 도 1에서는, 설명을 간략하게 하기 위하여 중계 장치(20)를 하나만 도시하고 있지만, 복수 개의 중계 장치를 이용할 수도 있음을 주목해야 한다.
이하, 데이터 패킷의 전송 상태를 나타내는 정보로서 RTCP 리포트를 이용하는 경우를 예로 하여 설명하지만, 데이터 패킷의 전송 상태를 나타내는 정보는 이 특정 형식에 한정되지 않고, 전송 상태를 나타내는 패킷 손실율, 지연 지터 등과 같은 정보를 포함하고 있으면 다른 형식의 메시지 등도 이용할 수 있다.
송신 단말 장치(10)는 예를 들면 CPU, 메모리 등을 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 정보 처리 장치이다. 이 송신 단말 장치(10)는 예를 들면 카메라(11)로부터의 영상신호에 대한 데이터 패킷 또는 하드디스크 드라이브 장치(HDD)(12)에 기억되어 있는 화상 데이터, 음성 데이터 등에 대한 데이터 패킷을 생성하는 데이터 패킷 생성부(13), 이 중계 장치(20)로 패킷을 송신하는 패킷 송신부(14), 이 중계 장치(20)와 통신하는 통신 인터페이스(15), 이 중계 장치(20)로부터 패킷을 수신하는 패킷 수신부(16), 이 패킷 수신부(16)가 수신한 패킷으로부터 RTCP 리포트를 추출하는 리포트 분배부(report classifying)(17), 이 리포트 분배부(17)가 추출한 RTCP 리포트를 기억하는 리포트 기억부(18), 그리고 수신 단말 장치(50)로부터의 RTCP 리포트에 따라서 전송 속도와 같은 통신의 품질을 제어하는 서비스 품질(QoS, quality of service) 제어부(19)를 구비하고 있다. 각 데이터 패킷 생성부(13), 리포트 분배부(17), QoS 제어부(19)는 하드웨어나 소프트웨어 형태로 실현할 수 있음을 주목해야 한다.
중계 장치(20)는 유선 회선을 통해 송신 단말 장치(10)와 패킷 해석 장치(30)에 접속되어 있고, 송신 단말 장치(10) 및 패킷 해석 장치(30)와 통신하는 통신 인터페이스(도시하지 않음), 그리고 중계 경로를 제어하는 경로 제어부(도시하지 않음)를 포함하고 있다.
패킷 해석 장치(30)는 중계 장치(20)와 통신하는 통신 인터페이스(31), 이 중계 장치(20)로부터 패킷을 수신하는 패킷 수신부(32), 이 패킷 수신부(32)가 수신한 패킷으로부터 데이터 패킷을 추출하는 데이터 패킷 추출부(33), 기지국(40)으로 패킷을 송신하는 패킷 송신부(34), 기지국(40)과 통신하는 통신 인터페이스(35), 이 데이터 패킷 추출부(33)가 추출한 데이터 패킷의 전송 상태를 해석하는 통계 정보 계산부(36), 데이터 패킷의 전송 상태에 따른 RTCP 리포트를 생성하는 리포트 생성부(37), 기지국(40)으로부터 패킷을 수신하는 패킷 수신부(38), 그리고 중계 장치(20)로 패킷을 송신하는 패킷 송신부(39)를 구비하고 있다. 이 데이터 패킷 추출부(33), 통계 정보 계산부(36), 리포트 생성부(37)는 하드웨어나 소프트웨어의 형태로 실현할 수도 있다.
기지국(40)은 유선 회선을 통해 패킷 해석 장치(30)와 접속되어 있고, 무선 회선을 통해 수신 단말 장치(50)와 접속되어 있다. 이 때문에, 기지국(40)은 유선 회선을 통해 패킷 해석 장치(30)와 통신하는 통신 인터페이스(도시하지 않음), 무선 회선을 통해 수신 단말 장치(50)와 통신하는 통신 인터페이스(도시하지 않음), 그리고 중계 경로를 선택하는 경로 선택 제어부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
수신 단말 장치(50)는 예를 들면 CPU, 메모리 등을 구비한 휴대전화기, PC,PDA(personal digital assistant) 등의 정보 처리 장치이다.
이 수신 단말 장치(50)는 기지국(40)과 통신하는 통신 인터페이스(51), 기지국(40)으로부터 패킷을 수신하는 패킷 수신부(52), 이 패킷 수신부(52)가 수신한 패킷으로부터 데이터 패킷을 추출하는 데이터 패킷 추출부(53), 이 데이터 패킷 추출부(53)에 의해 추출된 데이터 패킷 속에 포함된 음성 데이터나 영상 데이터에 따른 음성을 내보내거나 화상을 표시하는 표시부(54), 데이터 패킷 추출부(53)가 추출한 데이터 패킷의 전송 상태를 해석하는 통계 정보 계산부(55), 데이터 패킷의 전송 상태에 따른 RTCP 리포트를 생성하는 리포트 생성부(56), 그리고 기지국(40)으로 패킷을 송신하는 패킷 송신부(57)를 구비하고 있다. 각 데이터 패킷 추출부(53), 통계 정보 계산부(55), 리포트 생성부(56)는 하드웨어나 소프트웨어의 형태로 실현할 수 있음을 주목해야 한다.
이하, 위에서 설명한 것과 같이 구성된 통신 시스템의 동작을 설명한다.
송신 단말 장치(10)의 데이터 패킷 생성부(13)는 QoS 제어부(19)의 제어에 의해 설정된 미리 정한 전송 속도로, 카메라(11)로부터의 영상 신호 데이터에 대한 데이터 패킷 또는 하드디스크 드라이브 장치(HDD)(12)에 기억되어 있는 화상 데이터나 음성 데이터 등에 대한 데이터 패킷을 생성한다.
이 데이터 패킷 생성부(13)는 예를 들면 RFC 1889로 정해져 있는 실시간 전송 프로토콜(RTP, real-time transport protocol)에 의해 규정되어 있는 RTP 패킷의 포맷에 따라서 데이터 패킷을 생성한다.
이 RTP 패킷은 송신 단말 장치(10)와 수신 단말 장치(50)의 식별정보를 포함하는 RTP 헤더와, 음성 데이터, 영상 데이터 등의 데이터를 포함하는 페이로드(payload)로 이루어진다.
도 2에 도시한 바와 같이, RTP 헤더에는 버전(V), 패딩(padding)(P), 확장(X), CSRC(contributing source) 카운트(CC), 표시(M), 페이로드에 있는 데이터의 형식(예를 들면 음성 데이터와 영상 데이터를 구별하기 위함)을 나타내는 페이로드 타입(PT), 시퀀스번호, 타임 스탬프, 동기 전송의 기준으로서 이용되는 장치를 식별하기 위한 SSRC(synchronization source) 식별자, 그리고 관련된 장치를 식별하기 위한 CSRC(contributing source) 식별자가 포함되어 있다.
패킷 송신부(14)는 이러한 포맷에 따라서 생성된 RTP 패킷에, 송신 측 포트번호와 수신 측 포트번호 등을 포함하는 UDP 헤더를 부가하여 UDP 패킷을 구성한다. 패킷 송신부(14)는 이렇게 구성한 UDP 패킷에, 송신원 장치[송신 단말 장치(10)]와 송신처 장치[수신 단말 장치(50)]의 IP 어드레스 등을 포함하는 IP 헤더를 부가하여 IP 패킷을 구성하고, 통신 인터페이스(15)로 공급한다.
통신 인터페이스(15)는 통신회선을 통해 구성한 IP 패킷을 중계 장치(20)로 송신한다. 송신된 IP 패킷은 송신처 어드레스에 따라서, 중계 장치(20), 패킷 해석 장치(30), 및 기지국(40)을 통해서 수신 단말 장치(50)의 통신 인터페이스(51)로 공급된다.
통신 인터페이스(51)에 IP 패킷이 공급되면, 패킷 수신부(52)는 IP 패킷으로부터 UDP 패킷을 추출하고, UDP 패킷의 UDP 헤더에 포함되어 있는 포트번호에 따라서 RTP 패킷을 추출하여 데이터 패킷 추출부(53)로 공급한다.
데이터 패킷 추출부(53)는 예를 들면 RTP 헤더 중의 페이로드 타입(PT)에 따라서 음성 데이터, 영상 데이터 등을 재생하여, 표시부(54)와 통계 정보 계산부(55)로 공급한다. 표시부(54)는 데이터 패킷 추출부(53)로부터 공급된 데이터가 음성 데이터이면 음성을 재생하여, 데이터 패킷 추출부(53)로부터 공급된 데이터가 영상 데이터이면 영상을 재생한다.
한편, 통계 정보 계산부(55)는 공급된 RTP 패킷의 패킷수, 패킷 손실수, 지연, 지연 지터 등을 계산한다. 이 패킷 손실수, 지연 지터는 RTP 헤더 중의 시퀀스번호, 타임 스탬프로부터 구할 수 있다. 또한 통계 정보 계산부(55)는 예를 들면 미리 정한 시간내의 패킷 손실수에서 손실한 패킷 비율을 나타내는 패킷 손실율을 구한다.
리포트 생성부(56)는 소정의 간격마다 통계 정보 계산부(55)에 의한 계산 결과에 따라서 RTP 패킷의 전송 상태를 나타내는 RTCP 리포트를 생성하여, 패킷 송신부(57)에 공급한다. RTCP 리포트에는 수신한 최신의 RTP 패킷의 시퀀스번호, 타임 스탬프 등과 같이, 적어도 패킷 손실율과 지연 지터가 포함되어 있다. 또한, 이 RTCP 리포트는 이미 설명한 RTP 패킷으로서 생성되어 있고, 패킷 송신부(57)는 이 RTP 패킷에 UDP 헤더, IP 헤더 등을 부가하여 IP 패킷을 구성하고, 통신 인터페이스(51)를 통해 송신 단말 장치(10)로 송신한다.
이 IP 패킷은 기지국(40), 패킷 해석 장치(30), 중계 장치(20)를 통해 송신 단말 장치(10)의 통신 인터페이스(15)로 공급된다. 통신 인터페이스(15)로 IP 패킷이 공급되면, 패킷 수신부(16)는 수신한 IP 패킷으로부터 UDP 패킷을 추출하고,UDP 패킷으로부터 RTCP 리포트를 추출하여 리포트 분배부(17)로 공급한다.
리포트 분배부(17)는 공급된 RTCP 리포트를 리포트 기억부(18)의 미리 정한 영역[이 경우에는 수신 단말 장치(50)로부터의 RTCP 리포트를 기억하는 영역(18a)]에 기억한다. RTCP 리포트의 송신원은 RTCP 리포트가 포함되어 있던 IP 패킷 중 이미 설명한 송신원의 IP 어드레스, 포트번호, 또는 RTPC 리포트의 RTP 헤더 중 이미 설명한 SSRC 식별자 등에 따라 판단할 수 있다.
또한 RTCP 리포트에는 이미 설명한 것처럼 패킷 손실율, 지연 지터 등의 매개 변수(parameter)가 포함되어 있기 때문에, 리포트 분배부(17)는 이들 매개변수에 따라 RTCP 리포트를 분류하고 리포트 기억부(18)의 영역(18a)에 기억시킨다.
또한 리포트 기억부(18)에 기억하는 각 RTCP 리포트의 매개변수 값은 리포트 분배부(17)에서 공급된 RTCP 리포트의 값 또는 이미 기억되어 있는 매개변수의 값과 새로운 매개변수의 값에 대한 가중 평균값일 수 있다. 예를 들면, 이미 리포트 기억부(18)의 각 영역에 기억되어 있는 패킷 손실율과 같은 매개변수 값이 X이고, 리포트 분배부(17)로부터 새로 공급된 RTCP 리포트 중에 이미 설명한 패킷 손실율이 Y라고 하면, 가중 평균값(Z)은, Z=( 1-α)X ＋αY로 구할 수 있다. 여기에서, α는 0 내지 1의 범위에 있는 값이며, RTCP 리포트가 공급되는 빈도, 전송로의 상태에 대한 변동 상황 등에 따라서 결정한다.
이 통신 시스템에서는, 수신 단말 장치(50)에 더하여, 패킷 해석 장치(30)도 수신한 RTP 패킷의 전송 상태를 RTCP 리포트로서 송신 단말 장치(10)로 송신하고 있다.
좀더 구체적으로, 패킷 해석 장치(30)에서는, 통신 인터페이스(31)로 IP 패킷이 공급되면, 패킷 수신부(32)는 이 IP 패킷을 데이터 패킷 추출부(33)로 공급한다. IP 패킷이 공급되면, 데이터 패킷 추출부(33)는 공급된 IP 패킷이 통계 정보 계산부(36)에 의해서 통계 정보를 구할 필요가 있는지의 여부를 판단한다. 이 판단은 예를 들면 IP 패킷 중 이미 설명한 IP 어드레스, 프로토콜 번호, IP 패킷으로부터 추출한 UDP 패킷 중 이미 설명한 목적지 포트 번호, RTP 헤더 내의 이미 설명한 페이로드 타입, SSRC 식별자 등에 따라 행할 수 있다. 예를 들면, 수신 단말 장치(50)의 IP 어드레스로 정해지고, RTP 패킷의 전송에 이용하는 포트 번호이면 통계 정보를 구할 필요가 있는 IP 패킷이라고 판단할 수 있다.
데이터 패킷 추출부(33)는 통계 정보를 구할 필요가 없는 IP 패킷은 그대로 패킷 송신부(34)로 공급하지만, 통계 정보를 구할 필요가 있는 IP 패킷은 패킷 송신부(34)로 공급하는 동시에 통계 정보 계산부(36)에도 공급한다. IP 패킷이 공급되면, 통계 정보 계산부(36)는 공급된 RTP 패킷의 패킷수, 패킷 손실수, 지연, 지연 지터 등을 계산한다.
리포트 생성부(37)는 소정의 간격마다, 통계 정보 계산부(36)에 의한 계산 결과에 따라서 RTP 패킷의 전송 상태를 나타내는 RTCP 리포트를 생성하고 패킷 송신부(39)로 공급한다. 패킷 송신부(39)는 공급된 RTCP 리포트에 UDP 헤더, IP 헤더 등을 부가하여 IP 패킷을 구성하고 통신 인터페이스(31)를 통해 송신 단말 장치(10)로 송신한다. 또한 패킷 송신부(39)는 패킷 수신부(38)가 수신한 IP 패킷이 공급되면, 이 IP 패킷을 그대로 중계 장치(20)로 송신한다.
패킷 송신부(39)가 송신한 IP 패킷은 중계 장치(20)를 통해 송신 단말 장치(10)의 통신 인터페이스(15)로 공급된다. 통신 인터페이스(15)로 IP 패킷이 공급되면, 패킷 수신부(16)는 수신한 IP 패킷으로부터 UDP 패킷을 추출하고 UDP 패킷으로부터 RTCP 리포트를 추출하여 리포트 분배부(17)로 공급한다.
리포트 분배부(17)는 공급된 RTCP 리포트를 리포트 기억부(18)의 미리 정한 영역[이 경우에는 패킷 해석 장치(30)로부터의 RTCP 리포트를 기억하는 영역(18b)]에 기억한다. 좀더 구체적으로, 리포트 분배부(17)는 RTCP 리포트를 패킷 손실율, 지연 지터 등의 매개변수에 따라 분류하여, 리포트 기억부(18)의 영역(18b)에 기억시킨다.
QoS 제어부(19)는 리포트 기억부(18)의 각 영역(18a, 18b)에 기억된 RTCP 리포트에 따라서 전송로의 혼잡 상태와 전송 상태에 따라서 데이터 패킷 생성부(13)가 생성하는 데이터 패킷의 품질을 제어한다. 여기에서, 이 품질에는 예를 들면 데이터 패킷 생성부(13)가 생성하는 데이터 패킷의 전송 속도와 에러 내성(error robustness)이 포함된다.
구체적으로는, QoS 제어부(19)는 예를 들면 송신 단말 장치(10)와 패킷 해석 장치(30)의 사이의 전송로에 대한 혼잡 상태 및 패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(50) 사이의 전송 상태를 해석하여, 이들 혼합 상태와 전송 상태에 따른 적절한 데이터 패킷의 전송 속도, 에러 내성 등의 품질을 제어한다. 데이터 패킷 생성부(13)는 QoS 제어부(19)로부터의 제어에 따라서, 생성하는 데이터 패킷의 전송 속도, 에러 내성 등의 품질을 변경한다.
도 4는 이미 설명한 것처럼 송신 단말 장치(10)로부터 수신 단말 장치(50)로의 RTP 패킷의 흐름과 패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(50)로부터 송신 단말 장치(10)로의 RTCP 리포트 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
QoS 제어부(19)에 의한 전송 속도의 제어는 각 영역(18b)에 기억되어 있는 패킷 해석 장치(30)로부터의 RTCP 리포트에 따라서 전송로의 혼잡 상황을 검출하여, 전송로가 혼잡할 경우에는 전송 속도를 낮추고, 전송로가 혼잡하지 않을 때에는 전송 속도를 높이는 동작을 행한다.
도 3은 이러한 혼잡 상태에 따라 데이터 패킷의 전송 속도를 제어하는 처리에 대한 동작 순서도이다. 이 처리 동작은 예를 들면 데이터 패킷 생성부(13)가 데이터 패킷의 1 단위를 생성할 때마다 도 3의 단계 S1에서 시작된다.
여기에서, 패킷 해석 장치(30)에서의 패킷 손실율과 손실 지터를 각각 Lp와 Jp로 하고, 패킷 손실율 매개변수를 L1과 L2로 하며, 지연 지터 매개변수를 J1과 J2로 설정한다. 이들 매개변수 값은 예를 들면 L1 = 5%, L2 = 1%, J1 = 50ms, J2= 20ms로 설정될 수 있다.
먼저, 단계 S1에서, QoS 제어부(19)는 패킷 손실율 Lp와 지연 지터 Jp가 각각 L1과 J1을 넘는지의 여부를 판정한다. 패킷 손실율 Lp나 지연 지터 Jp가 각각 L1나 J1을 넘을 경우, 송신 단말 장치(10)와 패킷 해석 장치(30)의 사이의 전송로(유선 회선)는 혼잡하다고 간주하기 때문에, QoS 제어부(19)는 단계 S2에서, 데이터 패킷의 전송 속도를 낮추도록 데이터 패킷 생성부(13)에게 지시를 내려 1회분의 처리를 종료한다.
좀더 구체적으로, 음성 데이터의 경우에는 표본 추출 비율(sampling rate)을 내리거나, 샘플 비트(sample bit) 수를 줄이도록 지시한다. 또한, 영상 데이터의 경우에는 단위 시간 당 프레임의 수를 줄이거나, 공간 해상도(spatial resolution)를 낮추도록 지시한다. 또는 하나의 데이터에 대하여 복수의 부호화비(coding rate)를 이용하는 복수의 파일을 미리 준비해 두고 낮은 부호화비로 파일을 선택하도록 한다.
한편, 패킷 손실율 Lp와 지연 지터 Jp가 각각 L1과 J1을 넘지 않는 경우에는, 단계 S1에서 단계 S3으로 넘어가 패킷 손실율 Lp와 지연 지터 Jp가 각각 L2와 J2보다 작은 지의 여부를 판정한다. 패킷 손실율 Lp와 지연 지터 Jp가 각각 L2와 J2보다 작은 경우에는, 송신 단말 장치(10)와 패킷 해석 장치(30)의 사이의 전송로가 비어 있다고 간주하여, QoS 제어부(19)는 단계 S4에서, 데이터 패킷 생성부(13)로 데이터 패킷의 전송 속도를 높이도록 지시하고, 처리를 종료한다.
좀더 구체적으로, 음성 데이터의 경우에 표본 추출 비율을 높이거나, 샘플 비트수를 증가시키도록 지시한다. 또한, 영상 데이터의 경우에는 단위 시간 당 프레임 수나 공간 해상도를 증가시키거나, 또는 높은 부호화비로 파일을 선택하도록 한다.
한편, 적어도 패킷 손실율 Lp와 지연 지터 Jp 중 어느 하나가 L2나 J2보다 작지 않은 경우에는, 단계 S3에서 단계 S5로 넘어가 QoS 제어부(19)는 데이터 패킷 생성부(13)로 데이터 패킷의 전송 속도를 현재 상태로 유지하도록 지시하고, 처리를 종료한다.
이상의 처리에 의해, 이 통신 시스템에서는, 전송로의 혼잡 상태에 따른 최적의 전송 속도 제어가 이루어진다. 이로 인하여, 불필요하게 데이터 패킷의 품질을 저하시키지 않으며, 네트워크의 혼잡을 완화시킬 수 있다.
종래의 통신 시스템에서는, 예를 들면 수신 단말 장치로부터의 RTCP 리포트 중에 포함되어 있는 패킷 손실율, 지연 지터 등을 이용하여 전송로의 혼잡 상태를 해석한다. 결과적으로, 전송로 중에 무선 회선 등과 같은 전송 상태가 나쁜 회선이 포함되어 있는 경우에, 전송 상태에 따라서 패킷 손실과 지연 지터가 발생한 경우에도 전송로가 혼잡하다고 판정한다. 그 결과, 필요 이상으로 송신 측 전송 속도를 저하시키는 경우가 있다.
반면에, 본 실시예에 따른 통신 시스템에서는 패킷 해석 장치(30)와 송신 단말 장치(10) 사이에 전송 상태가 나쁜 무선 회선이 포함되어 있지 않는 패킷 해석 장치(30)로부터의 RTCP 리포트 중에 포함되어 있는 패킷 손실율, 지연 지터 등을 이용하여 전송로의 혼잡 상태를 해석하고 있기 때문에, 실제 전송로의 혼잡 상태를 파악할 수 있다. 이로 인하여, 필요 이상으로 전송 속도를 저하시키는 것을 방지할 수 있다.
또한, QoS 제어부(19)에 의한 에러 내성의 제어는 패킷 해석 장치(30)로부터의 RTCP 리포트와 수신 단말 장치(50)로부터의 RTCP 리포트에 따라서, 패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(50) 사이의 전송로에 대한 전송 상태를 검출하여, 전송 상태가 나쁘고 에러가 많은 경우에는 에러 내성을 향상시키고, 전송 상태가 좋고 에러가 적은 경우에는 에러 내성을 저하시킴으로써 행해진다.
패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(50) 사이의 전송로는 패킷 해석 장치(30)로부터 기지국(40)까지의 유선 회선과 기지국(40)으로부터 수신 단말 장치(50)까지의 무선 회선으로 형성된다. 일반적으로, 무선 회선 쪽이 전송 상태가 나쁘다고 생각되기 때문에, 패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(50)의 사이의 전송 상태는 기지국(40)과 수신 단말 장치(50) 사이의 무선 회선에 크게 영향을 받는다고 생각된다.
따라서 수신 단말 장치(50)에서의 패킷 손실율이 Lr이면, 무선 회선에 의한 패킷 손실율은 수신 단말 장치(50)에서의 패킷 손실율 Lr과 패킷 해석 장치(30)에서의 패킷 손실율 Lp 차이(Lr - Lp)로 추정할 수 있다. 이때의 오차는 무시해도 된다.
이로 인하여, 이 통신 시스템에서는, 이 차이(Lr-Lp)를 무선 회선에서의 추정 패킷 손실율(Lr-Lp)로 설정하고, 이 추정 패킷 손실율에 따라서 데이터 패킷 생성부(13)가 생성하는 데이터 패킷의 에러 내성을 변경하고 있다. 좀더 구체적으로, 예를 들면 데이터 패킷 생성부(13)에서 화상 데이터를 이른바 MPEG으로 부호화하는 경우에는, 추정 패킷 손실율에 따라서 I 픽쳐(I-picture), VOP(video object plane) 헤더, 및 HEC(header extension code)의 송신 빈도 등을 변경한다. 예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 추정 패킷 손실율이 높아짐에 따라서 I 픽쳐의 송신 빈도를 증가시킨다. 이에 따라, 패킷 손실에 의해서 일부 I 픽쳐를 손실하는 경우의 에러 내성을 증가시킬 수 있다.
또는 에러 내성이 상이한 복수의 파일을 미리 준비하고, 예를 들면 도 6에도시한 바와 같이, 추정 패킷 손실율이 높아짐에 따라서 에러 내성이 높은 파일을 선택하도록 할 수도 있다. 도 6에서, 파일 A, 파일 B, 파일 C의 순으로 에러 내성이 높아진다고 가정했음을 주목해야 한다. 이에 따라, 패킷 손실율에 따라서 적절한 에러 내성의 파일을 선택할 수 있다.
대안적으로, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이, 데이터 패킷으로서 RFC 2733에 의해 규정되어 있는 FEC(forward error correction) 패킷을 미리 정한 빈도로 송신할 수 있고, 추정 패킷 손실율이 높아짐에 따라서 FEC 패킷의 송신 빈도를 크게 할 수도 있다. 이에 따라, 추정 패킷 손실율에 따라서 적절한 에러 내성의 데이터 패킷을 송신할 수 있다.
이상과 같이, 기지국(40)과 수신 단말 장치(50) 사이의 무선 회선에 대한 패킷 손실율, 즉, 송신 단말 장치(10)와 수신 단말 장치(50) 사이에서 가장 전송 상태가 나쁘다고 생각되는 회선의 패킷 손실율을 추정하여, 이 추정한 패킷 손실율에 따라서 데이터 패킷의 에러 내성을 변경함으로써, 패킷 손실에 따른 데이터 패킷의 열화를 줄일 수 있고, 에러 내성으로 인한 오버헤드(overhead)도 최소한으로 억제할 수 있다.
이미 설명한 도 1에 도시한 패킷 해석 장치(30)에서, 패킷 수신부(32)가 수신한 패킷은 직접 데이터 패킷 추출부(33)로 공급되지만, 예를 들면 도 8에 도시한 바와 같이, 패킷 수신부(32)가 수신한 패킷의 트래픽(traffic)을 제어하는 트래픽 제어부(301)를 설치할 수도 있다.
이 트래픽 제어부(301)는 송신 단말 장치(10)로부터의 패킷의 전송 속도와수신 단말 장치(50)에 대한 패킷의 전송 속도를 변경하는 버퍼로서 기능한다. 즉, 트래픽 제어부(301)에 대한 패킷 입력의 전송 속도는 송신 단말 장치(10)의 전송 속도에 일치시키고, 트래픽 제어부(301)로부터의 패킷의 출력에 대한 전송 속도는 수신 단말 장치(50)에 대한 전송 속도 또는 기지국(40) 등에 대한 전송 속도에 일치시킨다.
이상에서 설명한 것처럼, 버퍼로서 기능하는 트래픽 제어부(301)를 설치한 경우라도, 패킷 해석 장치(30)는 위에서 설명한 것과 같이 RTCP 리포트를 송신 단말 장치(10)로 송신하기 위하여, 송신 단말 장치(10)로부터 패킷 해석 장치(30)까지의 전송로에 대한 혼잡 상황 등을 이미 설명한 것처럼 해석할 수 있다. 또한 트래픽 제어부(301)를 설치함으로써, 기지국(40)에 공급되는 데이터 패킷의 전송 속도를 무선 회선(radio channel)의 속도 에러 특성(rate error quality)에 따른 전송 속도로 설정할 수 있어, 무선 회선에서의 혼잡을 억제할 수 있다.
또는 예를 들면 도 9에 도시한 바와 같이, 중계 장치(20)와 패킷 해석 장치(30) 사이에 트래픽을 제어하는 트래픽 제어 장치(60)를 설치할 수도 있다.
이 트래픽 제어 장치(60)도 또한 이미 설명한 트래픽 제어부(301)와 같이, 송신 단말 장치(10)로부터의 패킷 전송 속도와 수신 단말 장치(50)에 대한 패킷 전송 속도를 변환하는 버퍼로서 기능한다.
이 경우에, 패킷 해석 장치(30)에 공급되는 데이터 패킷의 전송 속도는 수신 단말 장치(50)에 대한 전송 속도 또는 기지국(40) 등에 대한 전송 속도에 일치시킨다. 패킷 해석 장치(30)는 이 전송 속도로 공급되는 데이터 패킷에 대해 이미 설명한 RTCP 리포트를 생성하고, 이 RTCP를 송신 단말 장치(10)로 공급한다.
이상과 같이, 중계 장치(20)와 패킷 해석 장치(30) 사이에 트래픽 제어 장치(60)를 설치함으로써, 전송 속도의 변환의 고려한 전송로의 혼잡 상태 등 해석할 수 있다.
패킷 해석 장치(30)에 이미 설명한 바와 같이 데이터 패킷의 중계를 행하기 위한 기능을 설치하지 않더라도 되고, 예를 들면 패킷 송신부(34), 통신 인터페이스(35), 그리고 패킷 수신부(38)를 설치하지 않는 구조를 이용할 수도 있다.
패킷 해석 장치(30)를 이와 같이 구성한 경우에, 예를 들면 도 10에 도시한 바와 같이, 송신 단말 장치(10)로부터의 데이터 패킷을 기지국(40)과 패킷 해석 장치(30) 모두로 공급하는 중계 장치(70)를 설치할 필요가 있다.
그러나 이 경우의 패킷 해석 장치(30)는 예를 들면 중계 장치(70)에 인접하여 설치되고, 멀티 캐스팅(multicasting)된 패킷을 수신하여, 이 수신한 패킷에 대하여 RTCP 리포트를 송신하는 기능을 구비한 수신 단말 장치에 의해 실현될 수 있다.
또, 이미 설명한 도 1에 도시한 통신 시스템은 수신 단말 장치(50)측에 무선 회선이 존재하는 구조를 갖고 있지만, 예를 들면 도 11에 도시한 바와 같이, 송신 단말 장치(110)측에 무선 회선이 존재하는 구조를 이용할 수 있다.
이 경우, 송신 단말 장치(110)는 이미 설명한 송신 단말 장치(10)와 같이, 카메라(11) 내지 패킷 송신부(14), 패킷 수신부(16) 내지 QoS 제어부(19)를 구비하고 있지만, 통신 인터페이스(15) 대신에 무선 회선을 통해서 기지국(80)과 통신하는 기능을 가지고 있다. 또한, 수신 단말 장치(150)는 전술한 수신 단말 장치(50)와 같이, 패킷 수신부(52) 내지 패킷 송신부(57)를 구비하고 있지만, 통신 인터페이스(51) 대신에, 유선 회선을 통해서 중계 장치(90)와 통신하는 통신 인터페이스를 가지고 있다.
이러한 구조를 이용하는 경우라도, 패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(150)는, 이미 설명한 바와 같이, 수신한 RTP 패킷의 전송 상태에 따라서 RTCP 리포트를 송신 단말 장치(110)로 송신하여, 패킷 해석 장치(30)로부터의 RTCP 리포트는 영역(18b)에 기억하고, 수신 단말 장치(150)로부터의 RTCP 리포트는 영역(18b)에 기억한다.
QoS 제어부(19)는 영역(18b)에 기억되어 있는 패킷 해석 장치(30)로부터의 RTCP 리포트에 따라서 송신 단말 장치(110)와 기지국(80) 사이의 무선 회선에 대한 전송 상태 에러 특성(transmission state error quality)을 추정한다. 영역(18a)에 기억되어 있는 수신 단말 장치(150)로부터의 RTCP 리포트와 영역(18b)에 기억되어 있는 패킷 해석 장치(30)로부터의 RTCP 리포트에 따라 패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(150) 사이의 유선 회선에 대한 혼잡 상태를 추정한다. 또한 QoS 제어부(19)는 이들 전송 상태와 혼잡 상태에 따라서 데이터 패킷 생성부(13)가 생성하는 데이터 패킷의 전송 속도와 에러 내성을 변경한다.
도 12는 이 통신 시스템에서의 데이터 패킷에 대한 전송 속도를 제어하는 처리를 도시하는 순서도이다. 이 처리 동작은 예를 들면 데이터 패킷 생성부(13)가 데이터 패킷의 1 단위를 생성할 때마다, 도 12의 단계 S11에서 시작된다.
여기에서, 패킷 해석 장치(30)에서의 패킷 손실율과 지연 지터를 각각 Lp와 Jp로 하고, 수신 단말 장치(150)에서의 패킷 손실율과 지연 지터를 각각 Lr과 Jr로 하며, 패킷 손실율 매개변수를 L3과 L4로 또한 지연 지터 매개변수를 J3과 J4로 한다. 이들 매개변수의 값은 예를 들면 L3 = 5%, L4 = 1%, J3 = 50ms, J4 = 10ms로 설정할 수 있다.
먼저, 단계 S11에서, QoS 제어부(19)는 패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(150) 사이의 유선 회선에 대한 혼잡 상태를 해석하기 위해서, 수신 단말 장치(150)의 패킷 손실율 Lr과 패킷 해석 장치(30)의 패킷 손실율 Lp의 차이(Lr-Lp), 수신 단말 장치(150)의 지연 지터 Jr과 패킷 해석 장치(30)의 지연 지터 Jp의 차이(Jr-Jp)를 구한다.
그 후, QoS 제어부(19)는 패킷 손실율의 차이(Lr-Lp)와 지연 지터의 차이(Jr-Jp)가 각각 L3과 J3을 넘어서는지의 여부를 판정한다. 패킷 손실율의 차이(Lr-Lp)나 지연 지터의 차이(Jr-Jp)가 각각 L3이나 J3을 넘어서는 경우에는, 패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(150) 사이의 전송로(유선 회선)를 혼잡한 것으로 생각하기 때문에, QoS 제어부(19)는 단계 S12에서 데이터 패킷 생성부(13)로 데이터 패킷의 전송 속도를 낮추도록 지시한 후, 이번의 동작 처리를 종료한다.
한편, 패킷 손실율의 차이(Lr-Lp)와 지연 지터의 차이(Jr-Jp)가 각각 L3과 J3을 넘어서지 않는 경우에는, 단계 S11에서 단계 S13으로 넘어가 패킷 손실율의 차이(Lr-Lp)와 지연 지터의 차이(Jr-Jp)가 각각 L4와 J4보다 작은 지의 여부를 판정한다. 패킷 손실율의 차이(Lr-Lp)와 지연 지터의 차이(Jr-Jp)가 각각 L4와 J4보다 작은 경우에는, 패킷 해석 장치(30)와 수신 단말 장치(150) 사이의 전송로가 비어 있다고 생각하여, QoS 제어부(19)는 단계 S14에서 데이터 패킷 생성부(13)로 데이터 패킷의 전송 속도를 높이도록 지시하여, 처리를 종료한다.
한편, 패킷 손실율의 차이(Lr-Lp)와 지연 지터의 차이(Jr-Jp) 중 적어도 어느 하나가 각각 L4와 J4보다 작지 않은 경우에는, 단계 S13에서 단계 S15에 넘어가 QoS 제어부(19)는 데이터 패킷 생성부(13)로 데이터 패킷의 전송 속도를 현재 상태로 유지하도록 지시한 후 동작을 종료한다.
이상의 처리에 의해, 이 통신 시스템에서는, 전술한 도 1에 도시한 통신 시스템과 같이, 전송로의 혼잡 상태에 따른 최적의 전송 속도 제어가 행해진다.
또한, 전술한 전송 속도 제어에 덧붙여, QoS 제어부(19)는 패킷 해석 장치(30)에서의 패킷 손실율 Lp에 따라서 송신 단말 장치(110)와 기지국(80) 사이의 무선 회선에 대한 전송 상태 에러 특성을 추정하여, 전송 상태가 나쁘고 패킷 손실율 Lp가 클 때는 데이터 패킷의 에러 내성을 높게 하고, 전송 상태가 잘 패킷 손실율 Lp가 작을 때는 데이터 패킷의 에러 내성을 낮게 하는 제어를 행한다.
이에 따라, 이미 설명한 도 1의 통신 시스템과 같이, 패킷 손실로 인한 데이터 패킷의 열화를 저감시킬 수 있고, 에러 내성으로 인한 오버헤드도 최소한으로 억제할 수 있다.
위의 설명에서는, 패킷 해석 장치(30)를 하나만 설치한 경우에 대하여 설명했지만, 도 13에 도시한 바와 같이, 전송로에 복수의 무선 회선이 있는 경우에는 복수의 패킷 해석 장치(30A, 30B)를 설치할 수도 있다.
이러한 구조의 경우에는, 예를 들면 도 14에 도시한 바와 같이, 송신 단말 장치(110')의 리포트 기억부(18')내에 각 패킷 해석 장치(30A, 30B)로부터의 RTCP 리포트를 기억하는 영역(18b, 18c)을 설치한다. 패킷 해석 장치의 수는 도 14에 나타낸 2개에 한정되지 않고, 대응하는 수의 영역을 리포트 기억부(18')내에 설치하기만 하면 몇 개라도 상관없다.
리포트 분배부(17)는 이미 설명한 바와 같이, RTCP 리포트가 포함되어 있던 IP 패킷 중의 RTCP 리포트의 송신원에 대한 IP 어드레스, 포트번호 또는 RTPC 리포트의 RTP 헤더 중의 SSRC 식별자 등에 따라 RTCP 리포트의 송신원을 판단하고, 대응하는 영역(18a, 18b, 18c)에 기억한다.
이와 같은 구조의 통신 시스템에서는, 각 패킷 해석 장치(30A, 30B) 및 수신 단말 장치(50)는 각각 RTCP 리포트를 송신 단말 장치(110')로 송신하고, 송신 단말 장치(110')는 각각의 RTCP 리포트에 따라서 데이터 패킷의 전송 속도, 에러 내성을 제어한다.
도 15는 이 통신 시스템에서의 데이터 패킷 전송 속도를 제어하는 처리 동작을 나타내는 순서도이다. 이 처리 동작은 예를 들면 데이터 패킷 생성부(13)가 데이터 패킷의 1 단위를 생성할 때마다, 도 15의 단계 S1에서부터 시작된다.
여기에서, 패킷 해석 장치(30A)에서의 패킷 손실율과 지연 지터를 각각 Lpa와 Jpa로 하고, 패킷 해석 장치(30B)에서의 패킷 손실율과 지연 지터를 각각 Lpb와 Jpb로 하며, 수신 단말 장치(50)에서의 패킷 손실율과 지연 지터를 각각 Lpr과 Jpr로 한다. 또한 패킷 손실율 매개변수를 L5와 L6으로 하고, 지연 지터 매개 변수를J5와 J6으로 한다. 이들 매개변수의 값은 예를 들면 L5 = 5%, L6 = 1%, J5 = 50ms, J6 = 10ms 등으로 설정할 수 있다.
먼저, 단계 S21에서, QoS 제어부(19)는 패킷 해석 장치(30A)와 패킷 해석 장치(30B) 사이의 유선 회선에 대한 혼잡 상태를 해석하기 위하여, 패킷 해석 장치(30B)의 패킷 손실율 Lpb와 패킷 해석 장치(30A)의 패킷 손실율 Lpa 사이의 차이(Lpb-Lpa)와 패킷 해석 장치(30B)의 지연 지터 Jpb와 패킷 해석 장치(30A)의 지연 지터 Jpa 사이의 차이(Jpb-Jpa)를 구한다.
그 후, QoS 제어부(19)는 패킷 손실율의 차이(Lpb-Lpa)와 지연 지터의 차이(Jpb-Jpa)가 각각 L5와 J5를 넘어서는지의 여부를 판정한다. 패킷 손실율의 차이(Lpb-Lpa)나 지연 지터의 차이(Jpb-Jpa)가 각각 L5나 J5를 넘어선 경우에는, 패킷 해석 장치(30A)와 패킷 해석 장치(30B) 사이의 전송로(유선 회선)가 혼잡하다고 생각하기 때문에, QoS 제어부(19)는 단계 S22에서 데이터 패킷 생성부(13)로 데이터 패킷의 전송 속도를 내리도록 지시하고, 이번 처리를 종료한다.
한편, 패킷 손실율의 차이(Lpb-Lpa)와 지연 지터의 차이(Jpb-Jpa)가 각각 L5와 J5를 넘어서지 않는 경우에는, 단계 S21에서 단계 S23으로 넘어가 패킷 손실율의 차이(Lpb-Lpa)와 지연 지터의 차이(Jpb-Jpa)가 각각 L6과 J6보다 작은 지의 여부를 판정한다. 패킷 손실율의 차이(Lpb-Lpa)와 지연 지터의 차이(Jpb-Jpa)가 각각 L6과 J6보다 작은 경우에는, 패킷 해석 장치(30A)와 패킷 해석 장치(30B) 사이의 전송로가 비어 있다고 생각하여, QoS 제어부(19)는 단계 S24에서 데이터 패킷 생성부(13)로 데이터 패킷의 전송 속도를 높이도록 지시하고, 처리를 종료한다.
한편, 적어도 패킷 손실율의 차이(Lpb-Lpa)와 지연 지터의 차이(Jpb-Jpa)중 어느 하나가 L6나 J6보다 작지 않은 경우에는, QoS 제어부(19)는 단계 S23에서 단계 S25로 넘어가 데이터 패킷 생성부(13)로 데이터 패킷의 전송 속도를 현재 상태로 유지하도록 지시하여, 처리를 종료한다.
이상의 처리에 의해, 이 통신 시스템에로서는, 이미 설명한 도 1과 도 11에 나타내는 통신 시스템처럼, 전송로의 혼잡 상태에 따른 최적의 전송 속도 제어가 행해진다.
또한, 전술한 전송 속도의 제어에 덧붙여, QoS 제어부(19)는 각 무선 회선에서의 패킷 손실율 합계에 따라서 무선 회선의 전송 상태 에러 특성을 추정하고, 전송 상태가 나쁘고 패킷 손실율이 크면 데이터 패킷의 에러 내성을 높게 하고, 전송 상태가 양호하고 패킷 손실율이 작을 때는 데이터 패킷의 에러 내성을 낮게 하는 제어를 행한다.
구체적으로, QoS 제어부(19)는 패킷 해석 장치(30A)에서의 패킷 손실율 Lpa에 따라서 송신 단말 장치(110')와 기지국(80) 사이의 무선 회선에 대한 패킷 손실율을 추정하고, 수신 단말 장치(50)에서의 패킷 손실율 Lr와 패킷 해석 장치(30B)에서의 패킷 손실율 Lpb의 차이(Lr-Lpb)에 따라서 패킷 해석 장치(30B)와 수신 단말 장치(50) 사이의 무선 회선에 대한 패킷 손실율을 추정한다. 그런 다음, 각 무선 회선의 패킷 손실율 합계(Lr+ Lpa-Lpb)를 무선 회선에서의 패킷 손실율 합계로 설정하고, 이 패킷 손실율 합에 따라서 데이터 패킷의 에러 내성을 변화시킨다.
이에 따라, 이미 설명한 도 1이나 도 11에 도시한 통신 시스템처럼, 패킷 손실에 의한 데이터 패킷의 열화를 저감시킬 수 있고, 에러 내성으로 인한 오버헤드도 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 전술한 설명에서는, 중계 장치(20), 패킷 해석 장치(30), 기지국(40) 또는 트래픽 제어 장치(60) 등을 별개의 장치로서 구성한 경우에 대하여 설명했지만, 이들 장치의 기능 전부 또는 일부를 구비한 하나 또는 복수의 장치로서 구성할 수도 있다.
또 전술한 설명에서, QoS 제어부(19)는 RTCP 리포트 중에 있는 패킷 손실율, 지연 지터에 따라서 송신 단말 장치와 수신 단말 장치 사이의 전송로에 대한 상태를 해석하고, 이 전송 상태에 따라서 송신하는 데이터 패킷의 품질을 제어하는 경우를 예로 하여 설명했다. 그러나 RTCP 중에 있는 다른 매개변수, 예를 들면 RTP 패킷의 패킷 손실수와 지연 등에 따라서 전송로의 상태를 해석하고, 이것에 따라서 송신하는 데이터 패킷의 품질을 제어할 수도 있다.
더욱이 전술한 설명에서는, 데이터 패킷의 전송 속도와 에러 내성을 제어하는 경우에 대하여 설명했지만, 패킷 해석 장치에서의 패킷 손실율 또는 패킷 해석 장치와 수신 단말 장치에서의 패킷 손실율에 따라서 유선 회선 부분의 혼잡 상황을 해석하고, 이 해석 상태에 따라서 전송 속도만을 제어할 수도 있다.
전술한 것처럼, 본 발명에 따르면 송신 단말 장치로부터의 RT 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 미디어 패킷(RT 패킷)의 전송 상태에 따라서 전송로의 혼잡 상태를 해석하고, 이 혼잡 상태의 해석 결과에 따라서 송신 단말 장치가 송신하는미디어 패킷(RT 패킷)의 전송 속도를 제어함으로써, 중계 장치가 수신한 미디어 패킷(RT 패킷)에 따라서 해석한 전송로의 혼잡 상태에 따라서 송신 단말 장치가 송신하는 미디어 패킷(RT 패킷)의 전송 속도를 제어할 수 있다.
이로 인하여, 예를 들면 송신 단말 장치와 수신 단말 장치 사이에 무선 회선 등의 전송 상태가 열악한 전송로를 포함하는 경우에도, 전송로의 실제 혼잡 상태에 따라 미디어 패킷(RT 패킷)의 전송 속도를 적절하게 제어할 수 있으므로, 필요 이상으로 통신 속도를 낮추는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르며, 송신 단말 장치와 수신 단말 장치 사이의 전송로에 대한 혼잡 상태를 해석하고, 송신 단말 장치와 수신 단말 장치 사이의 미디어 패킷(RT 패킷)에 대한 전송 상태를 해석하며, 이들 전송로의 혼잡 상태 해석 결과와 전송 상태의 해석 결과에 따라서 송신 단말 장치가 송신하는 미디어 패킷(RT 패킷)의 품질(예를 들면 전송 속도, 에러 내성 등)을 제어함으로써, 전송로의 상태에 따른 미디어 패킷(RT 패킷)의 품질의 제어할 수 있다.
이로 인하여, 송신 단말 장치와 수신 단말 장치 사이에 전송 상태가 나쁜 전송로를 포함하는 경우에도, 전송로의 실제 전송 상태에 따라서 송신하는 미디어 패킷(RT 패킷)의 품질을 적절하게 제어할 수 있다.
위에 설명한 것 이외에도, 상기한 본 발명의 실시예에 대한 많은 변경이나 변형은 본 발명에 대한 신규하고 유익한 장점을 벗어나지 않고 이루어질 수 있는 것이 이해될 것이다. 따라서, 이러한 많은 변경과 변형은 첨부한 특허청구의 범위 내에 포함된다.

Claims (18)

  1. 송신 단말 장치로부터 수신 단말 장치로 송신하는 미디어 패킷(media packet)의 전송 속도를 제어하는 통신 품질 제어 방법으로서,
    상기 송신 단말 장치로부터의 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 미디어 패킷의 전송 상태에 따라서 전송로의 혼잡 상태를 해석하는 단계, 그리고
    상기 혼잡 상태의 해석 결과에 따라서 상기 송신 단말 장치가 송신하는 미디어 패킷의 전송 속도를 제어하는 단계
    를 포함하는 통신 품질 제어 방법.
  2. 송신 단말 장치로부터 수신 단말 장치로 송신하는 미디어 패킷의 품질을 제어하는 통신 품질 제어 방법으로서,
    (a) 상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 전송로에 대한 혼잡 상태를 해석하는 단계,
    (b) 상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 단계, 그리고
    (c) 상기 (a) 단계에서 해석된 상기 혼합 상태와 상기 (b) 단계에서 해석된 상기 전송 상태에 따라서 상기 송신 단말 장치가 송신하는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 단계
    를 포함하는 통신 품질 제어 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1)상기 송신 단말 장치로부터의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 단계, 그리고
    (b1) 상기 중계 장치를 통해서 상기 수신 단말 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 단계
    를 포함하고,
    상기 (c) 단계는 상기 (b1) 단계에서 해석된 상기 전송 상태와 상기 (b2) 단계에서 해석된 상기 전송 상태에 따라서 상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 상기 미디어 패킷에 대한 상기 전송 상태를 추정하는
    통신 품질 제어 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 단계 (b1)에 의해 해석된 상기 전송 상태의 리포트를 상기 송신 단말 장치로 전송하는 단계, 그리고
    상기 단계 (b2)에 의해 해석된 상기 전송 상태의 리포트를 상기 송신 단말 장치로 전송하는 단계
    를 추가로 포함하는 통신 품질 제어 방법.
  5. 제2항에서,
    상기 단계 (b)는 상기 송신 단말 장치와 상기 송신 단말 장치로부터의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치 사이의 전송로 및 상기 중계 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 전송로 중에서 상기 전송 상태가 좀더 나쁜 하나의 전송로에 대한 상기 미디어 패킷의 상기 전송 상태를 해석하는 통신 품질 제어 방법.
  6. 제2항에서,
    상기 (b) 단계는 패킷 손실수, 패킷 손실율, 지연, 지연 지터(delay jitter) 중 적어도 하나를 해석하여 상기 미디어 패킷의 전송 속도를 해석하는 통신 품질 제어 방법.
  7. 제2항에서,
    상기 (c) 단계는 상기 미디어 패킷의 전송 속도와 에러 내성(error robustness)중 적어도 하나를 포함하는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 통신 품질 제어 방법.
  8. 미디어 패킷을 송신하는 송신 단말 장치와 상기 송신 단말 장치로부터 상기 미디어 패킷을 수신하는 수신 단말 장치 사이의 통신을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 단계, 그리고
    상기 해석 단계에서 해석된 상기 전송 상태의 리포트를, 상기 리포트에 따라서 전송되는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 상기 송신 단말 장치로 전송하는 단계
    를 포함하는 패킷 해석 장치 구동 방법.
  9. 송신 단말 장치로부터의 미디어 패킷을 전송하는 단계,
    상기 송신 단말 장치로부터의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷에 대한 전송 상태의 중계 패킷 해석 리포트(relayed packet analysis report)와 수신 단말 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태에 대한 수신 패킷 해석 리포트(received packet analysis report)를 획득하는 단계, 그리고
    상기 획득 단계에서 획득된 상기 중간 패킷 해석 리포트와 상기 수신 패킷 해석 리포트에 따라서 상기 전송 단계에서 전송된 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 단계
    를 포함하는 송신 단말 장치 조작 방법.
  10. 송신 단말 장치로부터 수신 단말 장치로 전송되는 미디어 패킷의 전송 속도를 제어하는 통신 품질 제어 시스템으로서,
    상기 송신 단말 장치로부터의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태에 따라서 전송로의 혼잡 상태를 해석하는 해석부, 그리고
    상기 해석부가 해석한 상기 혼합 상태에 따라서 상기 송신 단말 장치가 송신한 상기 미디어 패킷의 상기 전송 속도를 제어하는 제어부
    를 포함하는 통신 품질 제어 시스템.
  11. 송신 단말 장치로부터 수신 단말 장치로 전송되는 미디어 패킷의 품질을 제어하는 통신 품질 제어 시스템으로서,
    상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 전송로에 대한 혼잡 상태를 해석하는 혼잡 상태 해석부,
    상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 상기 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 전송 상태 해석부, 그리고
    상기 혼잡 상태 해석부에 의해 해석된 상기 혼잡 상태와 상기 전송 상태 해석부에 의해 해석된 상기 전송 상태에 따라서 상기 송신 단말 장치가 전송하는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 제어부
    를 포함하는 통신 품질 제어 시스템.
  12. 제11항에서,
    상기 전송 상태 해석부는
    상기 송신 단말 장치로부터의 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 중간 패킷 해석부(relayed packet analysis unit), 그리고
    상기 중계 장치를 통해서 상기 수신 단말 장치가 수신한 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 수신 패킷 해석부(received packet analysis unit)
    를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 중간 패킷 해석부에 의해 해석된 상기 전송 상태와 상기 수신 패킷 해석부에 의해 해석된 상기 전송 상태에 따라서 상기 송신 단말 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 미디어 패킷에 대한 상기 전송 상태를 추정하는
    통신 품질 제어 시스템.
  13. 제12항에서,
    상기 중간 패킷 해석부에 의해 해석된 상기 전송 상태의 리포트를 상기 송신 단말 장치의 상기 제어부로 전송하는 중간 패킷 해석 리프트 송신부, 그리고
    상기 수신 단말 장치의 상기 수신 패킷 해석부에 의해 해석된 상기 전송 상태의 리포트를 상기 송신 단말 장치의 상기 제어부로 전송하는 수신 패킷 리포트 송신부
    를 추가로 포함하는 통신 품질 제어 시스템.
  14. 제11항에서,
    상기 송신 단말 장치와 상기 송신 단말 장치로부터의 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치 사이의 전송로 및 상기 중계 장치와 상기 수신 단말 장치 사이의 전송로 사이의 전송 상태가 열악한 적어도 하나의 전송로에서의 미디어 패킷에 대한 상기 전송 상태를 해석하는 통신 품질 제어 시스템.
  15. 제11항에서,
    상기 전송 상태 해석부는 패킷 손실수, 패킷 손실율, 지연, 지연 지터 중 적어도 하나를 해석하여 상기 미디어 패킷의 전송 속도를 해석하는 통신 품질 제어 시스템.
  16. 제11항에서,
    상기 제어부는 상기 미디어 패킷의 전송 속도와 에러 내성 중 적어도 하나를 포함하는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 통신 품질 제어 시스템.
  17. 미디어 패킷을 송신하는 송신 단말 장치와 상기 송신 단말 장치로부터의 상기 미디어 패킷을 수신하는 수신 단말 장치 사이의 통신을 중계하는 중계 장치가 수신한 미디어 패킷의 전송 상태를 해석하는 해석부, 그리고
    상기 해석부에 의해 해석된 상기 전송 상태의 리포트를, 전송되는 미디어 패킷의 품질을 상기 리포트에 따라서 제어하는 송신 단말 장치로 송신하는 리포트 송신부
    를 포함하는 패킷 해석 장치.
  18. 미디어 패킷을 전송하는 미디어 패킷 송신부,
    송신 단말 장치로부터의 미디어 패킷을 중계하는 중계 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태에 대한 중간 패킷 해석 리포트와, 수신 단말 장치가 수신한 상기 미디어 패킷의 전송 상태에 대한 수신 패킷 해석 리포트를 획득하는 해석 리포트 획득부, 그리고
    상기 해석 리포트 획득부에 의해 획득된 상기 중간 패킷 해석 리포트와 상기 수신 패킷 해석 리포트에 따라서 상기 미디어 패킷 송신부에 의해 전송되는 상기 미디어 패킷의 품질을 제어하는 제어부
    를 포함하는 송신 단말 장치.
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