WO2022201410A1 - 信号処理装置、信号処理方法、信号処理プログラム、及び衛星通信システム - Google Patents

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満 西野
大樹 柴山
史洋 山下
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M11/00—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems

Definitions

  • the present invention relates to a signal processing device, a signal processing method, a signal processing program, and a satellite communication system.
  • Satellite communication systems using communication satellites are known as systems that enable telephone services and data communication via data-based networks using VoIP (Voice over IP) technology.
  • VoIP Voice over IP
  • Non-Patent Document 1 discloses a data fragmentation function that divides data packets on the transmitting side in VoIP, a voice priority control function, and a technique for improving voice quality using a delay fluctuation absorption buffer.
  • processing may be delayed when the line speed is low, such as when IP telephony and data communication are performed via a communication satellite.
  • the VoIP frame is output until the output of the data communication frame currently being processed is completed. not. Also, the amount of delay of a VoIP frame varies depending on the timing at which data arrives. Therefore, delay fluctuation also occurs.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a signal processing apparatus, a signal processing method, and a signal processing method capable of suppressing a decrease in communication efficiency without increasing the delay amount and delay fluctuation amount of high-priority frames.
  • An object of the present invention is to provide a signal processing program and a satellite communication system.
  • a signal processing apparatus includes: a distribution unit that distributes input high priority frames and low priority frames according to priority; a transfer unit that processes and transfers low-priority frames, an accumulation unit that accumulates high-priority frames and low-priority frames transferred by the transfer unit; a reading unit for sequentially reading and outputting priority frames according to priority;
  • the transfer unit is set to divide the low-priority frame into predetermined sizes and transfer them, the high-priority frame is not input to the distribution unit, and the storage unit stores the high-priority frame and a setting unit for setting the transfer unit to transfer the low-priority frame without dividing it when the frame is not stored.
  • a signal processing method includes a sorting step of sorting input high priority frames and low priority frames according to priority; a transfer step of respectively processing and transferring frames; an accumulation step of accumulating the transferred high-priority frames and low-priority frames in an accumulation unit; and high-priority frames and low-priority frames accumulated by the accumulation unit are sequentially read and output according to priority; If setting is made to divide a frame into a predetermined size and transfer the low priority frame, and if no high priority frame is input and the storage unit does not store the high priority frame, the low priority frame is not divided. and a setting step of setting to transfer.
  • a satellite communication system is a satellite communication system including a signal processing device that outputs high-priority frames and low-priority frames to an earth station communicating via a communication satellite.
  • a distributing unit for distributing input high priority frames and low priority frames according to priority, and a high priority frame and a low priority frame distributed by the distributing unit, respectively a transfer unit for processing and transferring; an accumulation unit for accumulating the high priority frames and the low priority frames transferred by the transfer unit; and the high priority frames and the low priority frames accumulated by the accumulation unit.
  • a reading unit for sequentially reading and outputting according to the priority
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating functions of a signal processing device according to an embodiment and peripherals of the signal processing device;
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the signal processing device when a low-priority frame is input; 7 is a flowchart showing an operation example of the signal processing device when a high-priority frame is input;
  • It is a block diagram which illustrates the function which the modification of a signal processing apparatus has, and the periphery of a modification of a signal processing apparatus.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a SIP message to be confirmed between a VoIP telephone terminal and a VoIP telephone terminal by a SIP confirmation unit;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a SIP message to be confirmed between a VoIP telephone terminal and a VoIP telephone terminal by a SIP confirmation unit;
  • FIG. 11 is a flowchart showing an operation example of a modification of the signal processing device when a low-priority frame is input;
  • FIG. 11 is a flowchart showing an operation example of a modification of the signal processing device when a high-priority frame is input;
  • FIG. It is a figure which shows the hardware structural example of the signal processing apparatus concerning one Embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing transmission processing of a VoIP frame and a data communication frame in a satellite communication system of a comparative example;
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing transmission processing of a VoIP frame and a data communication frame by fragmentation in a satellite communication system of a comparative example;
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a decrease in frame efficiency due to fragmentation;
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing transmission processing of VoIP frames (voice communication) and data communication frames (data communication) in the satellite communication system of the comparative example. It is assumed that each frame is an Ethernet (registered trademark) Ether frame.
  • IP telephony is affected by delays and fluctuations in quality, it is common to implement priority control.
  • a VoIP frame (call data frame), which is a high-priority frame, is preferentially processed over a data communication frame, which is a low-priority frame.
  • the data communication frame is output first.
  • the high-priority frame will not be output until the output of the low-priority frame currently being processed is completed. That is, in the satellite communication system of the comparative example, even if priority control is performed to give priority to VoIP frames, the processing of VoIP frames may be delayed.
  • VoIP frames have a maximum processing delay of 190 ms, and the maximum delay fluctuation is 190 ms. This amount of delay and delay fluctuation degrades the quality of IP telephones that normally transmit frames at regular intervals of 20 ms.
  • VoIP frames it is important to reduce the effects of processing delays in order to suppress delay amounts and delay fluctuations even in an environment where priority control is performed.
  • a method of reducing the processing delay for example, there is a method called fragmentation in which a signal processing device divides an input VoIP frame into appropriate frame lengths and transmits the divided VoIP frames.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing transmission processing of VoIP frames and data communication frames by fragmentation in the satellite communication system of the comparative example.
  • fragmentation low-priority data communication frames are divided. Since the VoIP frame can be interrupted between divided data communication frames, the amount of delay and the amount of delay fluctuation can be suppressed.
  • division size of fragmentation is fixedly set by MTU (Maximum Transmission Unit), MSS (Maximum Segment Size), and the like.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a decrease in frame efficiency due to fragmentation.
  • G.I The frame length (78 bytes) of the VoIP frame encoded by G.729a and the frame length of the data communication frame are made the same length.
  • the frame efficiency before fragmentation is about 97.5%
  • the frame efficiency after fragmentation is about 51.3%.
  • the frame efficiency is largely reduced to about half.
  • Fragmentation is necessary to reduce the delay amount and delay fluctuation amount of IP phones using VoIP technology.
  • IP phones are not always in communication. Therefore, the communication efficiency (frame efficiency) of the IP phone is greatly reduced due to fragmentation during periods when the IP phone is not in use.
  • a satellite communication system can be used even if a communication satellite network using communication satellites is shared by high-priority frames such as IP telephony and low-priority frames such as data communication. It is configured such that it is possible to suppress a decrease in communication efficiency without increasing the delay amount and the delay fluctuation amount of each frame.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a satellite communication system 1 according to one embodiment.
  • a satellite communication system 1 is configured such that earth stations 2-1 and 2-2 communicate with each other via a communication satellite 3, for example.
  • a VoIP telephone terminal 4-1 and a data communication terminal 5-1 are connected to the earth station 2-1 via a signal processing device 6-1.
  • the signal processing device 6-1 performs predetermined processing on the VoIP frame, which is a high-priority frame output from the VoIP telephone terminal 4-1, for example, and outputs it to the earth station 2-1. Further, the signal processing device 6-1 performs predetermined processing on a data communication frame, which is a low-priority frame output from the data communication terminal 5-1, for example, and outputs the processed data communication frame to the earth station 2-1.
  • a VoIP telephone terminal 4-2 and a data communication terminal 5-2, for example, are connected to the earth station 2-2 via a signal processing device 6-2.
  • the signal processing device 6-2 performs predetermined processing on the VoIP frame, which is a high-priority frame output from the VoIP telephone terminal 4-2, and outputs the processed VoIP frame to the earth station 2-2. Further, the signal processing device 6-2 performs predetermined processing on the data communication frame, which is a low-priority frame output from the data communication terminal 5-2, for example, and outputs it to the earth station 2-2.
  • the VoIP telephone terminal 4-1 makes an IP telephone call with the VoIP telephone terminal 4-2 via the communication satellite 3.
  • the data communication terminal 5-1 performs mutual data communication with the data communication terminal 5-2 via the communication satellite 3.
  • signal processing devices 6-1 and 6-2 when any one of a plurality of configurations is not specified, such as signal processing devices 6-1 and 6-2, they are simply abbreviated as signal processing device 6 or the like.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the functions of the signal processing device 6 and the periphery of the signal processing device 6 according to one embodiment.
  • the signal processing device 6 has, for example, a distribution unit 60, a transfer unit 61, an accumulation unit 62, a reading unit 63, and a setting unit 64.
  • the satellite network 300 is a network configured by the communication satellite 3 shown in FIG. 1 and the like.
  • the distribution unit 60 distributes input high-priority frames (IP telephone) and low-priority frames (data) according to priority, and outputs them to the transfer unit 61 . Further, the distribution unit 60 has a function of notifying the setting unit 64 when a high-priority frame is input.
  • the transfer unit 61 has a high-priority transfer unit 611 and a low-priority transfer unit 612 , and processes the high-priority frames and low-priority frames distributed by the distribution unit 60 and transfers them to the storage unit 62 .
  • the high-priority transfer unit 611 processes the high-priority frames output by the distribution unit 60 and transfers them to the storage unit 62 .
  • the low-priority transfer unit 612 processes the low-priority frames output from the distribution unit 60 and transfers them to the storage unit 62 .
  • the low-priority transfer unit 612 divides a low-priority frame based on division size setting information, which will be described later, and transfers the divided low-priority frame to the storage unit 62 .
  • the accumulation unit 62 has a high-priority queue 621 and a low-priority queue 622, and accumulates high-priority frames and low-priority frames transferred by the transfer unit 61, respectively.
  • the high-priority queue 621 stores high-priority frames transferred by the high-priority transfer unit 611 .
  • the high priority queue 621 also has a function of notifying the setting unit 64 of the number of high priority frames that have been stored, for example, when high priority frames are stored.
  • the low-priority queue 622 accumulates the low-priority frames transferred by the low-priority transfer unit 612 .
  • the reading unit 63 sequentially reads the high-priority frames accumulated in the high-priority queue 621 and the low-priority frames accumulated in the low-priority queue 622 according to their respective priorities, and outputs them to the earth station 2 .
  • a setting is made so that the low-priority transfer unit 612 divides the low-priority frame into predetermined sizes and transfers them.
  • the setting unit 64 outputs, to the low-priority transfer unit 612, the division size setting information for setting the division size according to the number of high-priority frames notified from the high-priority queue 621. Sets the split size for low priority frames.
  • the setting unit 64 sets the low priority transfer unit 612 to the low priority frame. Settings are made so that the frame is transferred without being divided (or after being divided into predetermined division sizes).
  • the signal processing device 6 performs fragmentation according to the settings made by the setting unit 64 .
  • the signal processing device 6 is configured such that the setting unit 64 sets the low priority transfer unit 612 based on the notification from the distribution unit 60 and the notification from the high priority queue 621. , but not limited to.
  • the signal processing device 6 includes a determination unit that performs determination based on notifications from the distribution unit 60 and the high-priority queue 621, and the setting unit 64 performs similar processing for the low-priority transfer unit 612 according to the determination result of the determination unit. It may be configured to configure.
  • FIG. 2 shows the function of the signal processing device 6 to transmit frames
  • the signal processing device 6 may have a function of performing defragmentation when receiving frames.
  • FIG. 3 is a flow chart showing an operation example of the signal processing device 6 when a low priority frame is input.
  • the signal processing device 6 determines whether or not there is a high-priority frame input (S102). If the signal processing device 6 determines that there is no high-priority frame input (S102: No), it proceeds to the process of S104, and if it determines that there is a high-priority frame input ( If S102: Yes), the process proceeds to S108.
  • the signal processing device 6 determines whether or not a high-priority transmission waiting frame exists (S104). If it is determined that it exists (S104: Yes), the process proceeds to S108.
  • the signal processing device 6 causes the setting unit 64 to set the low-priority transfer unit 612 not to divide the data frame.
  • the signal processing device 6 causes the setting unit 64 to set the low-priority transfer unit 612 to divide the data frame.
  • the reading unit 63 of the signal processing device 6 reads the low-priority frames from the low-priority queue 622 and starts outputting them.
  • the reading unit 63 of the signal processing device 6 finishes reading the low-priority frames from the low-priority queue 622 and completes the output. It should be noted that the signal processing device 6 requires a maximum of 190 ms, for example, when transmitting a low-priority frame that is not divided.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the signal processing device 6 when a high priority frame is input.
  • the signal processing device 6 determines whether or not there is a low-priority frame being transmitted (S202). If the signal processing device 6 determines that there is a low-priority frame being transmitted (S202: Yes), it proceeds to the processing of S204, and if it determines that there is no low-priority frame being transmitted (S202: No). , the process proceeds to S206.
  • the high-priority frame is a call data frame for IP telephony, and is input at intervals of 20 ms.
  • step 204 the signal processing device 6 waits for transmission of the high-priority frame, and returns to the processing of S202.
  • the reading unit 63 of the signal processing device 6 reads the high priority frame from the high priority queue 621 and outputs it.
  • the signal processing device 6 transfers a high-priority frame when a high-priority frame is input to the distribution unit 60 or when the storage unit 62 stores a high-priority frame.
  • the unit 61 is set to divide the low-priority frames into predetermined sizes and transfer them, no high-priority frames are input to the distribution unit 60, and the accumulation unit 62 does not accumulate high-priority frames.
  • the transfer unit 61 is set so as to transfer the low-priority frame without dividing it, so that the decrease in communication efficiency can be suppressed without increasing the delay amount and the delay fluctuation amount of the high-priority frame. can.
  • the signal processing device 6 may receive a high priority frame at the beginning of a call by the VoIP telephone terminal 4 (see FIG. 1) while a low priority frame is being input. In this case, delay fluctuation may occur because the low-priority frame is not divided.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating the functions of a modification (signal processing device 6a) of the signal processing device 6 and the periphery of the modification of the signal processing device.
  • the signal processing device 6a has, for example, a distribution unit 60, a transfer unit 61, a storage unit 62, a reading unit 63, a setting unit 64, and a SIP (Session Initiation Protocol) confirmation unit 65. It is assumed that the earth station 2a has a function to mediate SIP messages.
  • the same reference numerals are given to the substantially same configuration as the configuration of the signal processing device 6 shown in FIG.
  • the SIP confirmation unit 65 has a function of confirming the content of the SIP message, and sends the high priority frame (IP phone) and low priority frame (data) input to the signal processing device 6a to the distribution unit 60. Output. Also, the SIP confirmation unit 65 may have a function as a SIP server for confirming the message type and user address information.
  • the SIP confirmation unit 65 confirms establishment of a session for a high-priority frame input to the signal processing device 6a, or confirms termination of a session for a high-priority frame, it indicates that fact.
  • a notification is output to the setting unit 64 .
  • the low-priority transfer unit 612 transfers the low-priority frame. is divided into a predetermined size and transferred.
  • the setting unit 64 receives a notification from the SIP confirmation unit 65 indicating that the end of the session for the high-priority frame has been confirmed, and the high-priority queue 621 accumulates the high-priority frames. If not, the low-priority transfer unit 612 has a function of setting to transfer the low-priority frame without dividing it (or by dividing it into a predetermined division size).
  • FIG. 6 is a diagram exemplifying a SIP message that the SIP confirmation unit 65 confirms between the VoIP telephone terminal 4-1 and the VoIP telephone terminal 4-2.
  • the SIP confirmation unit 65 confirms the reception of the INVITE (invitation) message followed by the ACK response (acknowledgment of session establishment), a call state using the voice frame of the IP telephone is established, and the signal processing device 6a receives the low-priority frame. Divide and output.
  • the signal processing device 6a transmits the low-priority frame without dividing it.
  • the communication satellite 3 (see FIG. 1) is a geostationary satellite, the transmission and reception of SIP messages are delayed by 250 ms or more in the satellite section.
  • the signal processing device 6a has a delay (time lag) of 250 ms or more from the reception of the SIP message to the start of IP telephone frame transmission.
  • the signal processing device 6a can change the division size of the low-priority frame before sending the first high-priority frame (IP telephone voice frame).
  • FIG. 7 is a flow chart showing an operation example of the signal processing device 6a when a low-priority frame is input.
  • the signal processing device 6a determines whether or not ACK reception has been confirmed following INVITE (S302). If the signal processing device 6a determines that reception of ACK following INVITE has not been confirmed (S302: No), it proceeds to processing of S304, and if it determines that reception of ACK following INVITE has been confirmed ( If S302: Yes), the process proceeds to S310.
  • the signal processing device 6a determines whether reception of 200 OK following BYE has been confirmed (S304). If the signal processing device 6a determines that reception of 200 OK following BYE has been confirmed (S304: Yes), it proceeds to the process of S306, and if it determines that reception of 200 OK following BYE has not been confirmed ( If S304: No), the process proceeds to S310.
  • the signal processing device 6a also determines whether or not there is a high-priority transmission waiting frame (S306). If the signal processing device 6a determines that there is no high-priority transmission waiting frame (S306: No), it proceeds to the processing of S308, and if it determines that there is a high-priority transmission waiting frame (S306: Yes), The process proceeds to S310.
  • the signal processing device 6a sets the setting unit 64 (see FIG. 5) to the low-priority transfer unit 612 so as not to divide the data frame.
  • the signal processing device 6a causes the setting unit 64 to set the low-priority transfer unit 612 to divide the data frame.
  • the reading unit 63 of the signal processing device 6a reads the low-priority frames from the low-priority queue 622 and starts outputting them.
  • the reading unit 63 of the signal processing device 6a finishes reading the low-priority frames from the low-priority queue 622 and completes the output. It should be noted that the signal processing device 6a requires, for example, 190 ms at maximum when transmitting a low-priority frame that is not divided.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an operation example of the signal processing device 6a when a high priority frame is input.
  • the signal processing device 6a receives a high-priority frame (S300) and, upon confirming receipt of INVITE and subsequent ACK (S400), predicts that a high-priority frame will be input. (S402).
  • the signal processing device 6a determines whether or not there is a low-priority frame being transmitted (S406). If the signal processing device 6a determines that there is a low-priority frame being transmitted (S406: Yes), it proceeds to the processing of S408, and if it determines that there is no low-priority frame being transmitted (S406: No). , the process proceeds to S410.
  • the high-priority frame is a call data frame for IP telephony, and is input at intervals of 20 ms.
  • step 408 the signal processing device 6a waits for transmission of the high-priority frame, and returns to the processing of S406.
  • the reading unit 63 of the signal processing device 6a reads the high priority frame from the high priority queue 621 and outputs it.
  • the transfer unit 61 divides the low-priority frame into predetermined sizes.
  • the SIP confirmation unit 65 confirms the end of the session for the high priority frame, and the storage unit 62 does not store the high priority frame, the transfer unit 61 selects the low priority frame. Since the frames are set so as to be transferred without being divided, it is possible to suppress a decrease in communication efficiency without increasing the delay amount and delay fluctuation amount of the high-priority frames.
  • the signal processing device 6 described above does not predict that an IP telephone frame will be input, if a high priority frame is input while the first low priority frame is input, the low priority frame is input. degree frame may not be split. However, the signal processing device 6 does not need a function for checking SIP messages.
  • the above-described signal processing device 6a can predict input of an IP telephone frame more than 250 ms in advance using a SIP message, so that the data communication frame can be optimally divided before the IP telephone frame arrives. can do.
  • the signal processing device 6a needs to have a function for confirming transmission/reception of SIP messages.
  • each function of the signal processing device 6 and the signal processing device 6a may be partially or wholly configured by hardware such as a PLD (Programmable Logic Device) or an FPGA (Field Programmable Gate Array). It may be configured as a program executed by a processor such as.
  • hardware such as a PLD (Programmable Logic Device) or an FPGA (Field Programmable Gate Array). It may be configured as a program executed by a processor such as.
  • the signal processing device 6 and the signal processing device 6a can be realized using a computer and a program, and the program can be recorded on a storage medium or provided through a network.
  • FIG. 9 is a diagram showing a hardware configuration example of the signal processing device 6 (or the signal processing device 6a) according to one embodiment.
  • the signal processing device 6 has an input section 800, an output section 810, a communication section 820, a CPU 830, a memory 840, and an HDD 850 connected via a bus 860, and functions as a computer.
  • the signal processing device 6 can input/output data to/from a computer-readable storage medium 870 .
  • the input unit 800 is, for example, a keyboard and a mouse.
  • the output unit 810 is, for example, a display device such as a display.
  • the communication unit 820 is, for example, a network interface.
  • the CPU 830 controls each unit that configures the signal processing device 6 and performs predetermined processing.
  • the memory 840 and HDD 850 are storage units that store data and the like.
  • the storage medium 870 is capable of storing programs and the like that cause the functions of the signal processing device 6 to be executed. Note that the architecture configuring the signal processing device 6 is not limited to the example shown in FIG.

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Abstract

一実施形態にかかる信号処理装置は、入力される高優先度フレーム及び低優先度フレームを優先度に応じて振分け、振分けた高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ処理して転送し、転送した高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ蓄積部が蓄積し、蓄積部が蓄積した高優先度フレーム及び低優先度フレームそれぞれを優先度に応じて順次に読出して出力し、高優先度フレームが入力された場合、又は、蓄積部が高優先度フレームを蓄積している場合には、低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、高優先度フレームが入力されず、且つ、蓄積部が高優先度フレームを蓄積していない場合には、低優先度フレームを分割することなく転送するように設定する。

Description

信号処理装置、信号処理方法、信号処理プログラム、及び衛星通信システム
　本発明は、信号処理装置、信号処理方法、信号処理プログラム、及び衛星通信システムに関する。
　ＶｏＩＰ（Voice over IP）技術を用いて、データ系のネットワークを介して電話サービスとデータ通信を可能にするシステムとして、通信衛星を利用する衛星通信システムが知られている。
　例えば、非特許文献１には、ＶｏＩＰにおける送信側でデータパケットを分割するデータ・フラグメンテーション機能、音声優先制御機能、及び遅延揺らぎ吸収バッファを用いて音声品質を向上させる技術等が開示されている。
高野正次、「インターネット電話の品質評価について」、日本オペレーションズ・リサーチ学会、２００１年３月号、p.129(17)-134(22)
　しかしながら、従来の音声優先制御では、例えばＩＰ電話とデータ通信が通信衛星を介して行われる場合のように、回線速度が低速である場合には、処理が遅延してしまうことがあった。
　例えば、低優先度フレームであるデータ通信フレームの出力処理中に、高優先度フレームであるＶｏＩＰフレームが入力されても、現在処理中であるデータ通信フレームの出力が完結されるまでＶｏＩＰフレームは出力されない。また、ＶｏＩＰフレームの遅延量は、データが到着するタイミングによって変動する。このため、遅延揺らぎも発生してしまう。
　本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、高優先度フレームの遅延量及び遅延揺らぎ量を増加させることなく、通信効率の低下を抑えることができる信号処理装置、信号処理方法、信号処理プログラム、及び衛星通信システムを提供することを目的とする。
　本発明の一実施形態にかかる信号処理装置は、入力される高優先度フレーム及び低優先度フレームを優先度に応じて振分ける振分部と、前記振分部が振分けた高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ処理して転送する転送部と、前記転送部が転送した高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ蓄積する蓄積部と、前記蓄積部が蓄積した高優先度フレーム及び低優先度フレームそれぞれを優先度に応じて順次に読出して出力する読出部と、前記振分部に高優先度フレームが入力された場合、又は、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積している場合には、前記転送部が低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、前記振分部に高優先度フレームが入力されず、且つ、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積していない場合には、前記転送部が低優先度フレームを分割することなく転送するように設定する設定部とを有することを特徴とする。
　また、本発明の一実施形態にかかる信号処理方法は、入力される高優先度フレーム及び低優先度フレームを優先度に応じて振分ける振分工程と、振分けた高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ処理して転送する転送工程と、転送した高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ蓄積部が蓄積する蓄積工程と、前記蓄積部が蓄積した高優先度フレーム及び低優先度フレームそれぞれを優先度に応じて順次に読出して出力する読出工程と、高優先度フレームが入力された場合、又は、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積している場合には、低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、高優先度フレームが入力されず、且つ、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積していない場合には、低優先度フレームを分割することなく転送するように設定する設定工程とを含むことを特徴とする。
　また、本発明の一実施形態にかかる衛星通信システムは、通信衛星を介して通信を行う地球局に対して高優先度フレーム及び低優先度フレームを出力する信号処理装置を備えた衛星通信システムにおいて、前記信号処理装置が、入力される高優先度フレーム及び低優先度フレームを優先度に応じて振分ける振分部と、前記振分部が振分けた高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ処理して転送する転送部と、前記転送部が転送した高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ蓄積する蓄積部と、前記蓄積部が蓄積した高優先度フレーム及び低優先度フレームそれぞれを優先度に応じて順次に読出して出力する読出部と、前記振分部に高優先度フレームが入力された場合、又は、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積している場合には、前記転送部が低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、前記振分部に高優先度フレームが入力されず、且つ、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積していない場合には、前記転送部が低優先度フレームを分割することなく転送するように設定する設定部とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、高優先度フレームの遅延量及び遅延揺らぎ量を増加させることなく、通信効率の低下を抑えることができる。
一実施形態にかかる衛星通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態にかかる信号処理装置が有する機能、及び信号処理装置の周辺を例示するブロック図である。 低優先度フレームが入力された場合の信号処理装置の動作例を示すフローチャートである。 高優先度フレームが入力された場合の信号処理装置の動作例を示すフローチャートである。 信号処理装置の変形例が有する機能、及び信号処理装置の変形例の周辺を例示するブロック図である。 ＳＩＰ確認部がＶｏＩＰ電話端末とＶｏＩＰ電話端末の間で確認するＳＩＰメッセージを例示する図である。 低優先度フレームが入力された場合の信号処理装置の変形例の動作例を示すフローチャートである。 高優先度フレームが入力された場合の信号処理装置の変形例の動作例を示すフローチャートである。 一実施形態にかかる信号処理装置のハードウェア構成例を示す図である。 比較例の衛星通信システムにおけるＶｏＩＰフレームとデータ通信フレームの伝送処理を模式的に示す図である。 比較例の衛星通信システムにおけるフラグメンテーションによるＶｏＩＰフレームとデータ通信フレームの伝送処理を模式的に示す図である。 フラグメンテーションによるフレーム効率の低下を例示する図である。
　一実施形態にかかる衛星通信システムについて説明する前に、まず、本発明がなされるに至った背景について具体的に説明する。
　図１０は、比較例の衛星通信システムにおけるＶｏＩＰフレーム（音声通信）とデータ通信フレーム（データ通信）の伝送処理を模式的に示す図である。なお、各フレームは、Ethernet（登録商標）のイーサフレームであるとする。
　ＩＰ電話は、品質に遅延及び遅延揺らぎの影響を受けるため、優先制御を行うことが一般的である。優先制御においては、高優先度フレームであるＶｏＩＰフレーム（通話データフレーム）は、低優先度フレームであるデータ通信フレームよりも優先して処理される。
　例えば、高優先キューにＶｏＩＰフレームが存在しない場合、低優先キューにデータ通信フレームが入力されると、データ通信フレームが先に出力処理される。
　しかし、低優先度フレームの出力処理中に高優先度フレームが入力されても、現在処理中の低優先度フレームの出力が完結されるまで高優先度フレームは出力されない。つまり、比較例の衛星通信システムでは、ＶｏＩＰフレームを優先させる優先制御を行っていても、ＶｏＩＰフレームに対する処理が遅延することがある。
　さらに、ＶｏＩＰフレームは、遅延量がデータの到着するタイミングによって変動するため、遅延揺らぎも発生してしまう。この遅延及び遅延揺らぎは、フレーム長が大きいほど大きくなり、通信速度が遅いほど大きくなる。
　また、衛星通信システムのように回線速度が低速なシステムでは、フレームを伝送する時間が長くなる。例えば、回線速度が６４ｋｂｐｓである場合、１５１８バイトのフレームを伝送するためには、約１９０ｍｓを要する。
　したがって、ＶｏＩＰフレームは、高優先度であっても最大１９０ｍｓの処理遅延が生じ、遅延揺らぎも最大１９０ｍｓとなる。この遅延量及び遅延揺らぎは、通常２０ｍｓの一定間隔でフレームを送信するＩＰ電話の品質を劣化させることとなる。
　そのため、ＶｏＩＰフレームに対しては、優先制御をされている環境下であっても、遅延量及び遅延揺らぎを抑えるために、処理遅延の影響を低減することが重要になる。処理遅延を低減する方法には、例えば、信号処理装置が入力されたＶｏＩＰフレームを適切なフレーム長に分割し、分割したＶｏＩＰフレームを伝送するフラグメンテーションという方法がある。
　図１１は、比較例の衛星通信システムにおけるフラグメンテーションによるＶｏＩＰフレームとデータ通信フレームの伝送処理を模式的に示す図である。
　フラグメンテーションにより、低優先のデータ通信フレームは分割される。ＶｏＩＰフレームは、分割されたデータ通信フレームの間に割り込むことができるので、遅延量及び遅延揺らぎ量が抑えられる。なお、フラグメンテーションの分割サイズは、ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）、ＭＳＳ（Maximum Segment Size）等によって固定的に設定されている。
　しかし、フラグメンテーションが行われる場合、高優先度フレームの遅延量及び遅延揺らぎ量を小さくすることができるが、分割したデータそれぞれにはヘッダを付与する必要がある。
　したがって、通常１５１８バイトの最大フレーム長のデータを多く用いるデータ通信では、フラグメンテーションが行われるとヘッダの割合が大きくなり、ヘッダを除いたデータのフレーム効率（データ長÷フレーム長）が低下し、実質的な通信速度も低下する。
　図１２は、フラグメンテーションによるフレーム効率の低下を例示する図である。例えば、Ｇ．７２９ａで符号化されたＶｏＩＰフレームのフレーム長（７８バイト）とデータ通信フレームのフレーム長とを同じ長さにする。この場合、フラグメンテーション前のフレーム効率が約９７．５％であるのに対し、フラグメンテーション後のフレーム効率は約５１．３％となる。つまり、フレーム効率が概ね半分程度まで大きく低下する。
　ＶｏＩＰ技術を用いたＩＰ電話の遅延量及び遅延揺らぎ量を小さくするためには、フラグメンテーションが必要である。しかし、ＩＰ電話は、常に通信中となるわけではない。したがって、ＩＰ電話は、使用されていない時間帯には、通信効率（フレーム効率）がフラグメンテーションによって大きく低下してしまう。
　そこで、次に説明する一実施形態にかかる衛星通信システムは、通信衛星を用いた通信衛星ネットワークをＩＰ電話などの高優先度フレームとデータ通信などの低優先度フレームで共用しても、高優先度フレームの遅延量及び遅延揺らぎ量を増加させることなく、通信効率の低下を抑えることができるように構成されている。
　図１は、一実施形態にかかる衛星通信システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、衛星通信システム１は、例えば地球局２－１，２－２が通信衛星３を介して相互に通信を行うように構成されている。
　地球局２－１は、例えばＶｏＩＰ電話端末４－１及びデータ通信端末５－１が信号処理装置６－１を介して接続されている。信号処理装置６－１は、例えばＶｏＩＰ電話端末４－１が出力した高優先度フレームであるＶｏＩＰフレームに対して所定の処理を行い、地球局２－１に対して出力する。また、信号処理装置６－１は、例えばデータ通信端末５－１が出力した低優先度フレームであるデータ通信フレームに対して所定の処理を行い、地球局２－１に対して出力する。
　地球局２－２は、例えばＶｏＩＰ電話端末４－２及びデータ通信端末５－２が信号処理装置６－２を介して接続されている。信号処理装置６－２は、例えばＶｏＩＰ電話端末４－２が出力した高優先度フレームであるＶｏＩＰフレームに対して所定の処理を行い、地球局２－２に対して出力する。また、信号処理装置６－２は、例えばデータ通信端末５－２が出力した低優先度フレームであるデータ通信フレームに対して所定の処理を行い、地球局２－２に対して出力する。
　そして、ＶｏＩＰ電話端末４－１は、通信衛星３を介してＩＰ電話による通話をＶｏＩＰ電話端末４－２との間で行う。また、データ通信端末５－１は、通信衛星３を介してデータ通信をデータ通信端末５－２との間で相互に行う。
　以下、信号処理装置６－１，６－２のように複数ある構成のいずれかを特定しない場合には、単に信号処理装置６などと略記する。
　図２は、一実施形態にかかる信号処理装置６が有する機能、及び信号処理装置６の周辺を例示するブロック図である。図２に示すように、信号処理装置６は、例えば振分部６０、転送部６１、蓄積部６２、読出部６３、及び設定部６４を有する。なお、衛星ネットワーク３００は、図１に示した通信衛星３などによって構成されるネットワークである。
　振分部６０は、入力される高優先度フレーム（ＩＰ電話）及び低優先度フレーム（データ）を優先度に応じて振分けて、転送部６１に対して出力する。また、振分部６０は、高優先度フレームが入力された場合には、その旨を設定部６４に対して通知する機能を有する。
　転送部６１は、高優先転送部６１１及び低優先転送部６１２を有し、振分部６０が振分けた高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ処理して蓄積部６２へ転送する。
　なお、高優先転送部６１１は、振分部６０が出力した高優先度フレームに対して処理を行い、蓄積部６２に対して転送する。低優先転送部６１２は、振分部６０が出力した低優先度フレームに対して処理を行い、蓄積部６２に対して転送する。例えば、低優先転送部６１２は、後述する分割サイズ設定情報に基づいて低優先度フレームを分割し、分割した低優先度フレームを蓄積部６２に対して転送する。
　蓄積部６２は、高優先キュー６２１及び低優先キュー６２２を有し、転送部６１が転送した高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ蓄積する。なお、高優先キュー６２１は、高優先転送部６１１が転送した高優先度フレームを蓄積する。また、高優先キュー６２１は、高優先度フレームを蓄積している場合には、例えば蓄積している高優先度フレーム数を設定部６４に対して通知する機能を有する。また、低優先キュー６２２は、低優先転送部６１２が転送した低優先フレームを蓄積する。
　読出部６３は、高優先キュー６２１が蓄積した高優先度フレーム、及び低優先キュー６２２が蓄積した低優先度フレームをそれぞれ優先度に応じて順次に読出し、地球局２に対して出力する。
　設定部６４は、振分部６０に高優先度フレームが入力されたことを通知された場合、又は、高優先キュー６２１が高優先度フレームを蓄積していることを通知された場合には、低優先転送部６１２が低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定を行う。例えば、設定部６４は、高優先キュー６２１から通知された高優先度フレーム数に応じて分割サイズを設定する分割サイズ設定情報を低優先転送部６１２に対して出力し、低優先転送部６１２へ低優先度フレームに対する分割サイズを設定する。
　また、設定部６４は、振分部６０に高優先度フレームが入力されず、且つ、高優先キュー６２１が高優先度フレームを蓄積していない場合には、低優先転送部６１２が低優先度フレームを分割することなく（又は予め定められた分割サイズに分割して）転送するように設定を行う。
　つまり、信号処理装置６は、設定部６４が行う設定に応じてフラグメンテーションを行う。上述した例では、信号処理装置６は、振分部６０からの通知及び高優先キュー６２１からの通知に基づいて、設定部６４が低優先転送部６１２に対する設定を行うように構成されているが、これに限定されない。例えば、信号処理装置６は、振分部６０及び高優先キュー６２１からの通知に基づく判定を行う判定部を備え、判定部の判定結果に応じて設定部６４が低優先転送部６１２に対する同様の設定を行うように構成されてもよい。
　また、図２においては、信号処理装置６がフレームを送信する機能について示したが、信号処理装置６は、フレームを受信する場合のデフラグメンテーションを行う機能を備えていてもよい。
　次に、信号処理装置６の動作例について説明する。図３は、低優先度フレームが入力された場合の信号処理装置６の動作例を示すフローチャートである。
　図３に示すように、信号処理装置６は、低優先度フレームが入力（Ｓ１００）されると、高優先度フレームの入力が存在しているか否かを判定する（Ｓ１０２）。信号処理装置６は、高優先度フレームの入力が存在していないと判定した場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）にはＳ１０４の処理に進み、高優先度フレームの入力が存在していると判定した場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）にはＳ１０８の処理に進む。
　次に、信号処理装置６は、高優先の送信待ちフレームが存在しているか否かを判定し（Ｓ１０４）、存在していないと判定した場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）にはＳ１０６の処理に進み、存在していると判定した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）にはＳ１０８の処理に進む。
　ステップ１０６（Ｓ１０６）において、信号処理装置６は、設定部６４が低優先転送部６１２に対してデータフレームを分割しないように設定を行う。
　ステップ１０８（Ｓ１０８）において、信号処理装置６は、設定部６４が低優先転送部６１２に対してデータフレームを分割するように設定を行う。
　ステップ１１０（Ｓ１１０）において、信号処理装置６は、読出部６３が低優先キュー６２２から低優先度フレームを読出して出力を開始する。
　ステップ１１２（Ｓ１１２）において、信号処理装置６は、読出部６３が低優先キュー６２２からの低優先度フレームの読出しを終えて出力を完了する。なお、信号処理装置６は、分割しない低優先度フレームを送信する場合、例えば最大で１９０ｍｓを要する。
　図４は、高優先度フレームが入力された場合の信号処理装置６の動作例を示すフローチャートである。
　図４に示すように、信号処理装置６は、高優先度フレームが入力（Ｓ２００）されると、送信中の低優先度フレームがあるか否かを判定する（Ｓ２０２）。信号処理装置６は、送信中の低優先度フレームがあると判定した場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）にはＳ２０４の処理に進み、送信中の低優先度フレームがないと判定した場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）にはＳ２０６の処理に進む。なお、高優先度フレームは、ＩＰ電話の通話データフレームであり、２０ｍｓ周期で入力される。
　ステップ２０４（Ｓ２０４）において、信号処理装置６は、高優先度フレームに対する送信を待ち、Ｓ２０２の処理に戻る。
　ステップ２０６（Ｓ２０６）において、信号処理装置６は、読出部６３が高優先キュー６２１から高優先度フレームを読出して出力する。
　このように、一実施形態にかかる信号処理装置６は、振分部６０に高優先度フレームが入力された場合、又は、蓄積部６２が高優先度フレームを蓄積している場合には、転送部６１が低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、振分部６０に高優先度フレームが入力されず、且つ、蓄積部６２が高優先度フレームを蓄積していない場合には、転送部６１が低優先度フレームを分割することなく転送するように設定するので、高優先度フレームの遅延量及び遅延揺らぎ量を増加させることなく、通信効率の低下を抑えることができる。
　なお、信号処理装置６は、ＶｏＩＰ電話端末４（図１参照）による通話の最初には、低優先度フレームが入力されているときに高優先度フレームが入力される場合がある。この場合、当該低優先度フレームに対しては分割されないため、遅延揺らぎが起きる可能性がある。
　次に、信号処理装置６の変形例について説明する。図５は、信号処理装置６の変形例（信号処理装置６ａ）が有する機能、及び信号処理装置の変形例の周辺を例示するブロック図である。
　図５に示すように、信号処理装置６ａは、例えば振分部６０、転送部６１、蓄積部６２、読出部６３、設定部６４、及びＳＩＰ（Session Initiation Protocol）確認部６５を有する。なお、地球局２ａは、ＳＩＰメッセージを仲介する機能を有することとする。また、図５に示した信号処理装置６ａについて、図２に示した信号処理装置６の構成と実質的に同一の構成には同一の符号が付してある。
　ＳＩＰ確認部６５は、ＳＩＰメッセージの内容を確認する機能を有するとともに、信号処理装置６ａに入力される高優先度フレーム（ＩＰ電話）及び低優先度フレーム（データ）を振分部６０に対して出力する。また、ＳＩＰ確認部６５は、メッセージ種別とユーザアドレス情報を確認するＳＩＰサーバとしての機能を備えていてもよい。
　例えば、ＳＩＰ確認部６５は、信号処理装置６ａに入力される高優先度フレームに対するセッションの確立を確認した場合、又は、高優先度フレームに対するセッションの終了を確認した場合などに、その旨を示す通知を設定部６４に対して出力する。
　また、信号処理装置６ａにおいて、設定部６４は、高優先度フレームに対するセッションの確立を確認した旨の通知をＳＩＰ確認部６５から入力された場合には、低優先転送部６１２が低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定を行う機能を備える。
　また、信号処理装置６ａにおいて、設定部６４は、高優先度フレームに対するセッションの終了を確認した旨の通知をＳＩＰ確認部６５から入力され、且つ、高優先キュー６２１が高優先度フレームを蓄積していない場合には、低優先転送部６１２が低優先度フレームを分割することなく（又は予め定められた分割サイズに分割して）転送するように設定を行う機能を備える。
　図６は、ＳＩＰ確認部６５がＶｏＩＰ電話端末４－１とＶｏＩＰ電話端末４－２の間で確認するＳＩＰメッセージを例示する図である。
　ＳＩＰ確認部６５がＩＮＶＩＴＥ（招待）メッセージに続いてＡＣＫ応答（セッションの確立了解）の受信を確認すると、ＩＰ電話の音声フレームを用いた通話状態となり、信号処理装置６ａは、低優先度フレームを分割して出力する。
　また、ＳＩＰ確認部６５がＢＹＥ（セッション切断要求）に続いて２００ＯＫ（成功）の受信を確認し、且つ、高優先の送信待ちフレームが存在しない場合（通話が終了して高優先度フレームがない場合）、信号処理装置６ａは、低優先度フレームを分割しないで送信する。
　なお、通信衛星３（図１参照）が静止衛星である場合、ＳＩＰメッセージの送受信は、衛星区間で２５０ｍｓ以上遅延する。つまり、信号処理装置６ａは、ＳＩＰメッセージを受信してからＩＰ電話のフレーム送信を開始するまでに２５０ｍｓ以上の遅延（タイムラグ）がある。
　したがって、衛星通信システム１における衛星通信の回線速度が例えば６４ｋｂｐｓである場合、１５１８バイトのフレームを伝送する伝送時間として約１９０ｍｓを要するが、当該伝送時間は衛星区間における遅延（２５０ｍｓ）よりも短い。よって、信号処理装置６ａは、最初の高優先度フレーム（ＩＰ電話の音声フレーム）を送出する前に、低優先度フレームの分割サイズを変更することができる。
　次に、信号処理装置６ａの動作例について説明する。図７は、低優先度フレームが入力された場合の信号処理装置６ａの動作例を示すフローチャートである。
　図７に示すように、信号処理装置６ａは、低優先度フレームが入力（Ｓ３００）されると、ＩＮＶＩＴＥに続いてＡＣＫ受信を確認したか否かを判定する（Ｓ３０２）。信号処理装置６ａは、ＩＮＶＩＴＥに続いてＡＣＫの受信を確認していないと判定した場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）にはＳ３０４の処理に進み、ＩＮＶＩＴＥに続いてＡＣＫの受信を確認したと判定した場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）にはＳ３１０の処理に進む。
　また、信号処理装置６ａは、ＢＹＥに続いて２００ＯＫの受信を確認したか否かを判定する（Ｓ３０４）。信号処理装置６ａは、ＢＹＥに続いて２００ＯＫの受信を確認したと判定した場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）にはＳ３０６の処理に進み、ＢＹＥに続いて２００ＯＫの受信を確認していないと判定した場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）にはＳ３１０の処理に進む。
　また、信号処理装置６ａは、高優先の送信待ちフレームが存在するか否かを判定する（Ｓ３０６）。信号処理装置６ａは、高優先の送信待ちフレームが存在しない判定した場合（Ｓ３０６：Ｎｏ）にはＳ３０８の処理に進み、高優先の送信待ちフレームが存在すると判定した場合（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）にはＳ３１０の処理に進む。
　ステップ３０８（Ｓ３０８）において、信号処理装置６ａは、設定部６４（図５参照）が低優先転送部６１２に対してデータフレームを分割しないように設定を行う。
　ステップ３１０（Ｓ３１０）において、信号処理装置６ａは、設定部６４が低優先転送部６１２に対してデータフレームを分割するように設定を行う。
　ステップ３１２（Ｓ３１２）において、信号処理装置６ａは、読出部６３が低優先キュー６２２から低優先度フレームを読出して出力を開始する。
　ステップ３１４（Ｓ３１４）において、信号処理装置６ａは、読出部６３が低優先キュー６２２からの低優先度フレームの読出しを終えて出力を完了する。なお、信号処理装置６ａは、分割しない低優先度フレームを送信する場合、例えば最大で１９０ｍｓを要する。
　図８は、高優先度フレームが入力された場合の信号処理装置６ａの動作例を示すフローチャートである。
　図８に示すように、信号処理装置６ａは、高優先度フレームが入力（Ｓ３００）され、ＩＮＶＩＴＥに続いてＡＣＫの受信を確認すると（Ｓ４００）、高優先度フレームが入力されることを予測する（Ｓ４０２）。
　そして、信号処理装置６ａは、高優先度フレームが入力されると（Ｓ４０４）、送信中の低優先度フレームがあるか否かを判定する（Ｓ４０６）。信号処理装置６ａは、送信中の低優先度フレームがあると判定した場合（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）にはＳ４０８の処理に進み、送信中の低優先度フレームがないと判定した場合（Ｓ４０６：Ｎｏ）にはＳ４１０の処理に進む。なお、高優先度フレームは、ＩＰ電話の通話データフレームであり、２０ｍｓ周期で入力される。
　ステップ４０８（Ｓ４０８）において、信号処理装置６ａは、高優先度フレームに対する送信を待ち、Ｓ４０６の処理に戻る。
　ステップ４１０（Ｓ４１０）において、信号処理装置６ａは、読出部６３が高優先キュー６２１から高優先度フレームを読出して出力する。
　このように、一実施形態にかかる信号処理装置６ａは、ＳＩＰ確認部６５が高優先度フレームに対するセッションの確立を確認した場合には、転送部６１が低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、ＳＩＰ確認部６５が高優先度フレームに対するセッションの終了を確認し、且つ、蓄積部６２が高優先度フレームを蓄積していない場合には、転送部６１が低優先度フレームを分割することなく転送するように設定するので、高優先度フレームの遅延量及び遅延揺らぎ量を増加させることなく、通信効率の低下を抑えることができる。
　また、上述した信号処理装置６は、ＩＰ電話フレームが入力されることを予測しないため、最初の低優先度フレームが入力されているときに高優先度フレームが入力された場合には、低優先度フレームを分割できない可能性がある。ただし、信号処理装置６は、ＳＩＰメッセージを確認するための機能が不要である。
　一方、上述した信号処理装置６ａは、ＩＰ電話フレームが入力されることをＳＩＰメッセージによって２５０ｍｓ以上前に予測することが可能であるため、ＩＰ電話フレームが到着する前にデータ通信フレームを最適に分割することができる。ただし、信号処理装置６ａは、ＳＩＰメッセージの送受信を確認するための機能を具備する必要がある。
　なお、信号処理装置６及び信号処理装置６ａが有する各機能は、それぞれ一部又は全部がＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアによって構成されてもよいし、ＣＰＵ等のプロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。
　例えば、一実施形態にかかる信号処理装置６及び信号処理装置６ａは、コンピュータとプログラムを用いて実現することができ、プログラムを記憶媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
　図９は、一実施形態にかかる信号処理装置６（又は信号処理装置６ａ）のハードウェア構成例を示す図である。図９に示すように、例えば信号処理装置６は、入力部８００、出力部８１０、通信部８２０、ＣＰＵ８３０、メモリ８４０及びＨＤＤ８５０がバス８６０を介して接続され、コンピュータとしての機能を備える。また、信号処理装置６は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体８７０との間でデータを入出力することができるようにされている。
　入力部８００は、例えばキーボード及びマウス等である。出力部８１０は、例えばディスプレイなどの表示装置である。通信部８２０は、例えばネットワークインターフェースなどである。
　ＣＰＵ８３０は、信号処理装置６を構成する各部を制御し、所定の処理等を行う。メモリ８４０及びＨＤＤ８５０は、データ等を記憶する記憶部である。
　記憶媒体８７０は、信号処理装置６が有する機能を実行させるプログラム等を記憶可能にされている。なお、信号処理装置６を構成するアーキテクチャは図９に示した例に限定されない。
　１・・・衛星通信システム、２，２－１，２－２，２ａ・・・地球局、３・・・通信衛星、４－１，４－２・・・ＶｏＩＰ電話端末、５－１，５－２・・・データ通信端末、６，６－１，６－２，６ａ・・・信号処理装置、６０・・・振分部、６１・・・転送部、６２・・・蓄積部、６３・・・読出部、６４・・・設定部、６５・・・ＳＩＰ確認部、３００・・・衛星ネットワーク、６１１・・・高優先転送部、６１２・・・低優先転送部、６２１・・・高優先キュー、６２２・・・低優先キュー、８００・・・入力部、８１０・・・出力部、８２０・・・通信部、８３０・・・ＣＰＵ、８４０・・・メモリ、８５０・・・ＨＤＤ、８６０・・・バス、８７０・・・記憶媒体

Claims (8)

  1. 　入力される高優先度フレーム及び低優先度フレームを優先度に応じて振分ける振分部と、
    　前記振分部が振分けた高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ処理して転送する転送部と、
    　前記転送部が転送した高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ蓄積する蓄積部と、
    　前記蓄積部が蓄積した高優先度フレーム及び低優先度フレームそれぞれを優先度に応じて順次に読出して出力する読出部と、
    　前記振分部に高優先度フレームが入力された場合、又は、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積している場合には、前記転送部が低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、前記振分部に高優先度フレームが入力されず、且つ、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積していない場合には、前記転送部が低優先度フレームを分割することなく転送するように設定する設定部と
    　を有することを特徴とする信号処理装置。
  2. 　ＳＩＰメッセージの内容を確認するＳＩＰ確認部
    　をさらに有し、
    　前記設定部は、
    　前記ＳＩＰ確認部が高優先度フレームに対するセッションの確立を確認した場合には、前記転送部が低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、前記ＳＩＰ確認部が高優先度フレームに対するセッションの終了を確認し、且つ、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積していない場合には、前記転送部が低優先度フレームを分割することなく転送するように設定すること
    　を特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
  3. 　高優先度フレームは、
    　ＩＰ電話の通話データフレームであること
    　を特徴とする請求項１又は２に記載の信号処理装置。
  4. 　入力される高優先度フレーム及び低優先度フレームを優先度に応じて振分ける振分工程と、
    　振分けた高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ処理して転送する転送工程と、
    　転送した高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ蓄積部が蓄積する蓄積工程と、
    　前記蓄積部が蓄積した高優先度フレーム及び低優先度フレームそれぞれを優先度に応じて順次に読出して出力する読出工程と、
    　高優先度フレームが入力された場合、又は、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積している場合には、低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、高優先度フレームが入力されず、且つ、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積していない場合には、低優先度フレームを分割することなく転送するように設定する設定工程と
    　を含むことを特徴とする信号処理方法。
  5. 　ＳＩＰメッセージの内容を確認するＳＩＰ確認工程
    　をさらに含み、
    　前記設定工程では、
    　高優先度フレームに対するセッションの確立を確認した場合には、低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、高優先度フレームに対するセッションの終了を確認し、且つ、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積していない場合には、低優先度フレームを分割することなく転送するように設定すること
    　を特徴とする請求項４に記載の信号処理方法。
  6. 　高優先度フレームは、
    　ＩＰ電話の通話データフレームであること
    　を特徴とする請求項４又は５に記載の信号処理方法。
  7. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の信号処理装置の各部としてコンピュータを機能させるための信号処理プログラム。
  8. 　通信衛星を介して通信を行う地球局に対して高優先度フレーム及び低優先度フレームを出力する信号処理装置を備えた衛星通信システムにおいて、
    　前記信号処理装置は、
    　入力される高優先度フレーム及び低優先度フレームを優先度に応じて振分ける振分部と、
    　前記振分部が振分けた高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ処理して転送する転送部と、
    　前記転送部が転送した高優先度フレーム及び低優先度フレームをそれぞれ蓄積する蓄積部と、
    　前記蓄積部が蓄積した高優先度フレーム及び低優先度フレームそれぞれを優先度に応じて順次に読出して出力する読出部と、
    　前記振分部に高優先度フレームが入力された場合、又は、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積している場合には、前記転送部が低優先度フレームを所定サイズに分割して転送するように設定し、前記振分部に高優先度フレームが入力されず、且つ、前記蓄積部が高優先度フレームを蓄積していない場合には、前記転送部が低優先度フレームを分割することなく転送するように設定する設定部と
    　を有することを特徴とする衛星通信システム。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002158702A (ja) * 2000-11-22 2002-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd パケット分割方法、それを実行するゲートウェイ装置及びルータ装置
JP2004253952A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Nakayo Telecommun Inc ＩＰｖ６通信におけるパケット分割方法およびＩＰｖ６通信のパケット分割を可能としたルータ
JP2007288491A (ja) * 2006-04-17 2007-11-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> フレームの分割回路、該分割回路を用いた伝送システム及び方法
JP2018157280A (ja) * 2017-03-15 2018-10-04 西日本電信電話株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム
WO2018235784A1 (ja) * 2017-06-23 2018-12-27 ソフトバンク株式会社 通信装置、プログラム及び通信システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002158702A (ja) * 2000-11-22 2002-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd パケット分割方法、それを実行するゲートウェイ装置及びルータ装置
JP2004253952A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Nakayo Telecommun Inc ＩＰｖ６通信におけるパケット分割方法およびＩＰｖ６通信のパケット分割を可能としたルータ
JP2007288491A (ja) * 2006-04-17 2007-11-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> フレームの分割回路、該分割回路を用いた伝送システム及び方法
JP2018157280A (ja) * 2017-03-15 2018-10-04 西日本電信電話株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム
WO2018235784A1 (ja) * 2017-06-23 2018-12-27 ソフトバンク株式会社 通信装置、プログラム及び通信システム

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