JP2004266599A - 送信側端末、受信側端末 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝送遅延揺らぎの大きい可変遅延伝送路でも送受間で高精度の同期を維持する。
【解決手段】同期信号発生源４は、計数的同期信号７１を発生する。計数的同期信号７１は、可変遅延伝送路３とは異なる固定遅延伝送路５１，５２で、送信側端末１と受信側端末２に入力される。また、送信側端末１は、同期信号発生源４から受信した計数的同期信号７１を、可変遅延伝送路３経由で受信側端末２に送信する。受信側端末２は、その計数的同期信号７１を受信する。受信側端末２は、固定遅延伝送路５２から受信される計数的同期信号７１を基準タイミングとして、可変遅延伝送路３から受信される計数的同期信号７１とその基準タイミングとの計数値比較に基づいて、データ６の処理を行う。
【選択図】 図１
【解決手段】同期信号発生源４は、計数的同期信号７１を発生する。計数的同期信号７１は、可変遅延伝送路３とは異なる固定遅延伝送路５１，５２で、送信側端末１と受信側端末２に入力される。また、送信側端末１は、同期信号発生源４から受信した計数的同期信号７１を、可変遅延伝送路３経由で受信側端末２に送信する。受信側端末２は、その計数的同期信号７１を受信する。受信側端末２は、固定遅延伝送路５２から受信される計数的同期信号７１を基準タイミングとして、可変遅延伝送路３から受信される計数的同期信号７１とその基準タイミングとの計数値比較に基づいて、データ６の処理を行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可変遅延伝送路を介して、映像、音声、その他のリアルタイムデータを伝送する通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットのようなＩＰネットワークやＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）網は、網内の混み具合が時間的に変化するために、送受間の伝送遅延が変動する。すなわち遅延揺らぎが大きい、可変遅延伝送路である。一方、映像・音声等のリアルタイム性を必要とするリアルタイムデータの伝送においては、送信側端末と受信側端末の同期が必要となる。可変遅延伝送路を介して、リアルタイムデータを伝送するときに、この同期のための情報データも可変遅延伝送路を介して伝送すると、遅延揺らぎのために送受間の同期を維持することが困難になる。
【０００３】
この問題に対する従来例としては、例えば特開平１１−８８３０５号公報がある。これは、同期のための信号情報を、可変遅延伝送路とは別の固定遅延伝送路にて送受信端末に供給する方式である。
【０００４】
図８は、この特開平１１−８８３０５号公報に示された従来のリアルタイムデータ通信システムである。このシステムでは、送信側端末１と受信側端末２は、可変遅延伝送路３を介して接続されており、映像等のリアルタイムデータ６を送受する。
【０００５】
また、同期信号発生源４から出力される同期信号７は、可変遅延伝送路３とは異なる固定遅延伝送路５１および５２で、送信側端末１と受信側端末２に入力される。
【０００６】
この特開平１１−８８３０５号公報に記載の従来技術においては、同期信号発生源４としてＢＳ放送衛星が、固定遅延伝送路５１および５２としてその放送電波が、同期信号７としてアナログテレビ映像の垂直同期信号が、リアルタイムデータ６として記録装置に保存されている映像データが、想定されている。
【０００７】
次に、図９に示すタイムチャートを参照して、動作について説明する。図９は同期信号及びデータが転送されるタイミングを示した図で、横方向は時間の経過をあらわし、同期信号を白抜き矩形で、データが転送されている部分を斜線で示している。
【０００８】
同期信号発生源４は、一定の周期で同期信号７を発生する（図９（ａ））。この同期信号７は、固定遅延伝送路５１および５２を経由して伝送され、送信側端末１および受信側端末２にて受信される（図９（ｂ）、（ｄ））。この時の伝送遅延は、固定遅延伝送路５１と５２でそれぞれ固定であるため、送信側端末１および受信側端末２で受信される同期信号７の時間間隔は、同期信号発生源４における時間間隔のまま維持される。
【０００９】
送信側端末１は、受信した同期信号７に基づく一定の周期で、記録装置に保存されている映像データ１フレームを読み出し、データ６として可変遅延伝送路３経由で送信する（図９（ｃ））。受信側端末２は、このデータ６を受信し、受信した同期信号７に基づく一定の周期で、モニタ画面上に映像出力する（図９（ｅ））。
【００１０】
送信側端末１は、一定周期ｔ１でデータを出力しているが、受信側端末２では、可変遅延伝送路３の遅延揺らぎの影響により、送信側端末１が出力したタイミングに対してｔ２やｔ３などの可変遅延を持ってデータが入力されることとなる。従って、受信側端末２で受信されるデータの時間間隔は不均一になる。しかしながら、この受信データの映像出力を受信同期信号７のタイミングまで待ち合わせることにより、時間的に等間隔の映像出力が復元されるものである。
【００１１】
なお、映像データは通常１／３０秒で１フレームであり、上記想定例におけるｔ１も１／３０秒となる。
【００１２】
図８においては、同期信号発生源４は、送信側端末１と受信側端末２と分離されているが、送信側端末１あるいは受信側端末２の内部に同期信号発生源４を備えてもよい。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−８８３０５号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術には、同期周期よりも伝送遅延揺らぎが大きい場合に、リアルタイム性を維持できないという問題点がある。図１０に示すタイムチャートを参照して、この問題点を説明する。図９と同様に、横方向は時間の経過をあらわし、同期信号を白抜き矩形で、データが転送されている部分を斜線で示している。
【００１５】
図１０においては、送信側端末１が送信したデータ６が受信側端末２で受信されるまでの遅延が図９よりも大きく揺らいでいるため、受信側端末２において、１同期周期内に複数フレーム分の映像データを受信したり、同期周期内に映像フレームを受信できなかったり、といった現象が発生する。このために、映像フレームの欠落やフレーム落ちが発生し、結果的にデータの連続性・等時性が損なわれる。即ち、リアルタイム性が維持できなくなる。
【００１６】
逆にいえば、遅延揺らぎの大きさよりも同期周期が長くなければならないので、遅延揺らぎの大きい可変遅延伝送路では、より高い精度の同期周期を適用することができない。
【００１７】
また、上記従来技術では特に言及されていないが、ＢＳ衛星放送等の電波には複数のチャンネルが含まれており、それらチャンネルでそれぞれテレビ映像が放送されている。送信側端末１と受信側端末２が、異なるチャンネルのテレビ映像から同期信号を受信すると、それら同期信号の周波数は完全に同一ではないため、いずれ送受信端末間の同期がとれなくなる。このように、送受信端末が参照する同期信号の同一性が保証されず、リアルタイムデータ通信が成立しない恐れがあった。
【００１８】
この発明は，上記のような問題点を解決するためになされたもので、伝送遅延揺らぎの大きい可変遅延伝送路でも送受間で高精度の同期を維持することのできる送信側端末および受信側端末を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、送信側端末と受信側端末が、可変遅延伝送路を介して、同期信号を必要とするリアルタイムデータを送受するリアルタイムデータ通信システムにおける送信側端末において、前記可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を伝送することことを基本とする。また、送信側端末と受信側端末が、可変遅延伝送路を介して、同期信号を必要とするリアルタイムデータを送受するリアルタイムデータ通信システムにおける受信側端末において、前記可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を受信して前記リアルタイムデータを再生することを基本とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示すシステム構成図である。
図１において、送信側端末１と受信側端末２は、可変遅延伝送路３を介して接続されており、映像等のリアルタイムデータ６を送受する。
【００２１】
同期信号発生源４は、計数的同期信号７１を発生する。計数的同期信号７１は、可変遅延伝送路３とは異なる固定遅延伝送路５１および５２で、送信側端末１と受信側端末２に入力される。
【００２２】
また、送信側端末１は、同期信号発生源４から受信した計数的同期信号７１を、可変遅延伝送路３経由で受信側端末２に送信する。受信側端末２は、その計数的同期信号７１を受信する。
【００２３】
次に、図２に示すタイムチャートを参照して、動作について説明する。
図２は，同期信号及びデータが転送されるタイミングを示した図で、横方向は時間の経過をあらわし、計数的同期信号７１を白抜き矩形で、データが転送されている部分を斜線で示している。計数的同期信号７１には、その計数値を付記している。
【００２４】
同期信号発生源４は、一定の周期で計数的同期信号７１を発生する（図２（ａ））。この計数的同期信号７１は、固定遅延伝送路５１および５２を経由して伝送され、送信側端末１および受信側端末２にて受信される（図２（ｂ）、（ｄ））。この時の伝送遅延は、固定遅延伝送路５１と５２でそれぞれ固定であるため、送信側端末１および受信側端末２で受信される計数的同期信号７１の時間間隔は、同期信号発生源４における時間間隔のまま維持される。しかし、送信側端末１および受信側端末２は同期信号発生源４からの距離、すなわち固定遅延伝送路５１，５２をデータが通る時間が通常は異なるので、送信側端末１および受信側端末２で受信される計数的同期信号７１の受信タイミングは、一定時間間隔でずれることになる。
【００２５】
送信側端末１は、固定遅延伝送路５１を介し同期信号発生源４から受信した計数的同期同期信号７１に基づく一定の周期で、送信側端末１内外の記録装置（図示せず）に保存されている映像データ１フレームを読み出し、データ６として、計数的同期信号７１とともに、可変遅延伝送路３経由で受信側端末２へ送信する（図２（ｃ））。
【００２６】
受信側端末２は、固定遅延伝送路５１を介した同期信号発生源４からの計数的同期同期信号７１を受信すると共に、可変遅延伝送路３を介した送信側端末１からのデータ６と計数的同期信号７１とを受信する。
その際、受信側端末２は、固定遅延伝送路５２から受信される計数的同期信号７１を基準タイミングとして、その基準タイミングと可変遅延伝送路３から受信される計数的同期信号７１との計数値比較に基づいて、データ６の処理を行う。具体的には、可変遅延伝送路３の最大遅延、固定遅延伝送路５１の遅延時間、および固定遅延伝送路５２の遅延時間を考慮して、例えば、可変遅延伝送路３から受信される計数的同期信号７１の計数値に、＋２０のオフセットを加えた基準タイミングまで待ち合わせてから、映像出力を行うようにする（図２（ｅ））。
【００２７】
図２においても図１０と同様に、送信側端末１が送信したデータ６が受信側端末２で受信されるまでの遅延は、同期周期以上に大きく揺らいでおり、受信側端末２において、１同期周期内に複数フレーム分の映像データを受信したり、同期周期内に映像フレームを受信できなかったり、といった現象が発生している。しかしながら、可変遅延伝送路３と固定遅延伝送路５２から受信される計数的同期信号７１を比較することにより、送信側端末１が送信したデータ６の時間間隔が正しく復元されるので、リアルタイム性が精度よく維持できる。
【００２８】
つまり、上記の例では、可変遅延伝送路３から受信される計数的同期信号７１の計数値に対し＋２０のオフセットとしたが、このオフセット値は、（可変遅延伝送路３の最大遅延）＋（固定遅延伝送路５１の遅延時間）−（固定遅延伝送路５２の遅延時間）より大きな時間に相当する値が望ましい。この値が既知の場合は当該値を適用してもよい。そうでなければ、受信側端末２において、可変遅延伝送路３と固定遅延伝送路５２から受信される計数的同期信号７１の計数値を比較・監視することにより、動的に決定してもよい。なお、この（可変遅延伝送路３の最大遅延）＋（固定遅延伝送路５１の遅延時間）は、同期信号発生源４から送信側端末１へ伝送された計数的同期信号７１が、固定遅延伝送路５１と、可変遅延伝送路３とを介して受信側端末２へ到達しているので、これらでの遅延時間を求めることで求められる。
【００２９】
なお、上記の例では、同期信号発生源４は一定の周期で計数的同期信号７１を発生するものとして説明したが、必ずしも等間隔で発生しなくてもよい。送信側端末１や受信側端末２がＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）等を用いた周波数再生機構を備えれば、非等間隔な計数的同期信号７１から基準タイミングを再生できるからである。例えば、図２において計数値４０の計数的同期信号７１が抜けたとしても、計数値４０に相当するタイミングは、計数値０〜計数値３０までの時間の４／３倍の時刻であるというように、それまでの計数的同期信号７１に基づいて判断できる。
【００３０】
また、図２においては、同期信号発生源４は、送信側端末１と受信側端末２と分離されているが、送信側端末１あるいは受信側端末２の内部に同期信号発生源４を備えてもよいのは、前記従来例と同様である。ただし、同期信号発生源４を送信側端末１内に設ける場合には、固定遅延伝送路５１がなくるので、上記のオフセット値は、（可変遅延伝送路３の最大遅延）−（固定遅延伝送路５２の遅延時間）より大きな時間が望ましいことになる。また、同期信号発生源４を受信側端末２内に設ける場合には、固定遅延伝送路５２がなくるので、上記のオフセット値は、（可変遅延伝送路３の最大遅延）＋（固定遅延伝送路５１の遅延時間）（可変遅延伝送路３の最大遅延）−（固定遅延伝送路５２の遅延時間）より大きな時間が望ましいことになる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態１によれば、計数的同期信号７１を、同期信号発生源４と受信側端末２間の固定遅延伝送路５１経由だけでなく、送信側端末１と受信側端末２間の可変遅延伝送路３の両方で伝送するようにしたので、可変遅延伝送路３の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、受信側端末２では、可変遅延伝送路３における伝送遅延揺らぎによる遅延時間を考慮して、リアルタイムデータの再生に必要とする同期信号の再生タイミングを決定することができる。その結果、可変遅延伝送路３の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、送受間で高精度の同期を維持することのでき、リアルタイム性が維持できるリアルタイムデータ通信システムを得ることができる。
【００３２】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、送信側端末１が記録装置に保存されている映像データを送信する場合を示したが、ライブ映像のような場合には、同期信号発生源４からの同期信号周期と映像フレーム周期の位相が一致しない。次にこのような場合の実施の形態を示す。
【００３３】
図３は、この発明の実施の形態２を示すシステム構成図である。
図１との違いは、送信側端末１から受信側端末２に対し可変遅延伝送路３経由で転送される同期信号が、計数的相対同期信号７２である点である。また、図３においては、送信側端末１および受信側端末２は、それぞれ周波数再生手段８を備える。
【００３４】
次に、図４に示すタイムチャートを参照して、動作について説明する。
図４は同期信号及びデータが転送されるタイミングを示した図で、横方向は時間の経過をあらわし、計数的同期信号７１および計数的相対同期信号７２を白抜き矩形で、データが転送されている部分を斜線で示している。計数的同期信号７１および計数的相対同期信号７２には、その計数値を付記している。
【００３５】
同期信号発生源４は、一定の周期で計数的同期信号７１を発生する（図４（ａ））。この計数的同期信号７１は、固定遅延伝送路５１および５２を経由して伝送され、送信側端末１および受信側端末２にて、時間間隔を維持して受信される（図４（ｂ）、（ｄ））。なお、上述したように、送信側端末１および受信側端末２は同期信号発生源４からの距離、すなわち固定遅延伝送路５１，５２をデータが通る時間が通常は異なるので、送信側端末１および受信側端末２で受信される計数的同期信号７１の受信タイミングは、一定時間間隔でずれることになる。
【００３６】
送信側端末１および受信側端末２は、受信した計数的同期信号７１から、周波数再生手段８により、同期信号発生源４における計数値の歩進周波数を再生する。従って、計数的同期信号７１を受信する合間の期間であっても、任意の時点において、その時点に相当する計数値を識別できる。例えば、計数値１３に相当する時刻は、計数値１０の計数的同期信号７１を受信した時点から、３歩進周期を経過した時点である。この各時点に相当する計数値を、以下では再生計数値とよぶ。
【００３７】
送信側端末１は、図示しない映像データ発生源（例えばビデオカメラ）から映像１フレームが発生すると、それをデータ６として可変遅延伝送路３経由で送信する。この時、当該映像フレームが発生した時点の再生計数値を、計数的相対同期信号７２として、データ６に付随して送信する（図４（ｃ））。
【００３８】
受信側端末２は、このデータ６と計数的相対同期信号７２を受信する。受信側端末２は、固定遅延伝送路５２で受信される計数的同期信号７１から周波数再生手段８によって再生した再生計数値を基準タイミングとして、可変遅延伝送路３から受信される計数的相対同期信号７２とその基準タイミングとの計数値比較に基づいて、データ６の処理を行う。図４においては、可変遅延伝送路３から受信される計数的相対同期信号７２の計数値に、例えば＋１７のオフセットを加えた基準タイミングまで待ち合わせてから、映像出力を行う（図４（ｅ））。
【００３９】
図４においても、送信側端末１が送信したデータ６が受信側端末２で受信されるまでの遅延は、同期周期以上に大きく揺らいでいるが、図２と同様に、送信側端末１で発生した映像フレームの時間間隔が正しく復元され、リアルタイム性が精度よく維持できる。
【００４０】
なお、上記実施の形態２中の、オフセット値に関する議論、同期信号発生源４の信号発生間隔に関する議論については、実施の形態１と同様である。
【００４１】
また、送信側端末１あるいは受信側端末２の内部に同期信号発生源４を備えるようにしてよいのも、実施の形態１と同様であるが、その場合同期信号発生源４を備える端末は周波数再生手段８を省略することができる。
【００４２】
また、同期信号発生源４が、計数値歩進のたびに計数的同期信号７１を発生するようにすれば、送信側端末１および受信側端末２の周波数再生手段８を省略することも可能である。
【００４３】
また、上記例では、一定周期で定期的に発生する映像データを想定したが、不定期に発生するデータであっても、その発生時点の再生計数値を付随させればよいので、構わない。
【００４４】
更に、上記例では、送信側端末が、映像データ発生と同時にデータ送信するものとして説明したが、データ発生時点の再生計数値を付随させれば、送信を適宜待ち合わせても構わない。
【００４５】
以上のように、本実施の形態２によれば、同期信号発生源４からの計数的同期信号７１を固定遅延伝送路５１，５２経由でそれぞれ送信側端末１および受信側端末２へ伝送するだけでなく、計数的同期信号７１の計数値に対するデータ発生時点の相対的な計数値を、計数的相対同期信号７２としてデータ６と共に可変遅延伝送路３を介し送信側端末１から受信側端末２へ伝送するようにしているので、同期信号周期と位相のずれたリアルタイムデータについて、可変遅延伝送路の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、送受間で高精度の同期を維持することのでき、リアルタイム性が維持できる通信システムを得ることができる。
【００４６】
実施の形態３．
ところで、デジタル映像・音声の伝送方式として、ＭＰＥＧ Ｓｙｓｔｅｍ（国際規格ＩＳＯ１３８１８−１）があり、衛星放送やケーブルテレビ放送など、主に固定遅延伝送路を介した伝送に利用されている。
【００４７】
ＭＰＥＧ Ｓｙｓｔｅｍは、映像や音声等の個別メディアのデータを圧縮・符号化したＭＰＥＧ個別ストリームを、ＭＰＥＧ多重化ストリームとして１本に多重化するための規格である。ＭＰＥＧ Ｓｙｓｔｅｍの送信側端末と受信側端末は、それぞれＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）と呼ばれる計数値を備える。送信側端末は、自身のＳＴＣ値をＳＣＲ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）あるいはＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）と呼ばれる同期信号として、ＭＰＥＧ多重化ストリームに挿入する。ＭＰＥＧ多重化ストリームを受信する受信側端末は、ＰＬＬ等を用いた周波数再生機構にこのＳＣＲ／ＰＣＲを入力して、送信側端末のＳＴＣ歩進周波数を再生することで、送信側端末のＳＴＣ値を再生する。
【００４８】
また、ＭＰＥＧ個別ストリームには、映像・音声フレームのような復号データ単位毎に、ＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）あるいはＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｅ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）と呼ばれる同期信号が付加される。これらの同期信号は、対応する復号データ単位の復号再生を実施すべきタイミングのＳＴＣ値を示す。
【００４９】
実施の形態３として、本発明をＭＰＥＧ多重化ストリームの伝送に適用した場合の実施の形態を示す。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態３を示すシステム構成図である。
図５において、送信側端末１と受信側端末２は、可変遅延伝送路３を介して接続されており、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を送受する。
【００５１】
同期信号発生源４はＳＴＣ発生器４１を備え、そのＳＴＣ値としてＳＣＲ／ＰＣＲ７１１発生する。ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、固定遅延伝送路５１および５２で、それぞれ送信側端末１と受信側端末２に入力される。
【００５２】
送信側端末１は、ＭＰＥＧ多重化器１０１を備える。ＭＰＥＧ多重化器１０１は、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１に、同期信号発生源４から受信するＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を挿入し、可変遅延伝送路３へ送信する。
【００５３】
受信側端末２は、可変遅延伝送路３から受信されるＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を一時的に蓄積するバッファ２０１、バッファ２０１からＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を読み出す読出制御部２０２、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を個別ＭＰＥＧストリーム６２に分離するＭＰＥＧ分離器２０３、個別ＭＰＥＧストリーム６２を復号再生するＭＰＥＧ復号器２０４を備える。
【００５４】
受信側端末２において、固定遅延伝送路５２経由で受信するＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、読出制御部２０２に入力される。読出制御部２０２は、そのＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を基準タイミングとして、バッファ２０１からの読み出しを実行する。つまり、バッファ２０１内のＭＰＥＧ多重化ストリーム６１に挿入されているＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を読み出す時の基準タイミングが、その挿入されているＳＣＲ／ＰＣＲ７１１に一定のオフセットを加えた値になるように、読み出し速度を調整する。
【００５５】
本実施の形態３を実施の形態１と対比すると、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１はデータ６に、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は計数的同期信号７１に該当する。
【００５６】
以上のように、本実施の形態３によれば、可変遅延伝送路３と固定遅延伝送路５２から受信されるＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を比較することにより、受信側端末２の読出制御部２０２の出力において、送信側端末１が送信したＭＰＥＧ多重化ストリームが時間的に正しく復元される。
【００５７】
上記オフセット値に関する議論、周波数再生機構の議論、および同期信号発生源４の分離・一体の議論は、実施の形態１と同様である。本実施の形態における周波数再生機構は、上記ＳＴＣ再生の手段に該当することになる。
【００５８】
なお、上記例では、固定遅延伝送路５１および５２上のＳＣＲ／ＰＣＲ７１１伝送形式を限定しなかったが、ＭＰＥＧ多重化ストリームの形式で伝送してもよいし、その他の形式でもよい。
【００５９】
また、、上記例では、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１にＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を挿入するものと想定して説明したが、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１とＳＣＲ／ＰＣＲ７１１の対応づけが可能であれば、それ以外の方法でもよい。例えば、可変遅延伝送路３がＩＰネットワークである場合には、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックのヘッダ領域に、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１、あるいはＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を一定の規則で変換した値を挿入するようにしても、同様の効果が得られる。一例として、ＲＴＰ（Ｒｅａｌｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のヘッダ領域に挿入したり、専用のプロトコルを設けてそのヘッダ領域に挿入することも考えられる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態３によれば、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を、固定遅延伝送路５１，５２と可変遅延伝送路３の両方で伝送するようにしているので、可変遅延伝送路３の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、リアルタイム性が維持できるＭＰＥＧ多重化ストリーム通信システムを得ることができる。
【００６１】
実施の形態４．
本発明をＭＰＥＧ多重化ストリームの伝送に適用した場合の、別の実施の形態を示す。
【００６２】
図６は、本発明の実施の形態４を示すシステム構成図である。
図６において、送信側端末１と受信側端末２は、可変遅延伝送路３を介して接続されており、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を送受する。
【００６３】
同期信号発生源４はＳＴＣ発生器４１を備え、そのＳＴＣ値としてＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を発生する。ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、固定遅延伝送路５１および５２で、送信側端末１と受信側端末２に入力される。
【００６４】
送信側端末１は、ＭＰＥＧ多重化器１０１、ＭＰＥＧ符号器１０２、ＳＴＣ再生手段８１を備える。同期信号発生源４から固定遅延伝送路５１を介し受信するＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、ＳＴＣ再生手段８１に入力される。ＳＴＣ再生手段８１は、前述のように再生ＳＴＣ７１２を再生する。ＭＰＥＧ符号器１０２は、この再生ＳＴＣ７１２を参照して、ＭＰＥＧ個別ストリーム６２にＰＴＳ／ＤＴＳ７１３を付加する。ＭＰＥＧ多重化器１０１は、ＭＰＥＧ符号器１０２からのＭＰＥＧ個別ストリーム６２を多重化してＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を構成し、可変遅延伝送路３へ送信する。
【００６５】
受信側端末２は、可変遅延伝送路３から受信されるＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を個別ＭＰＥＧストリーム６２に分離するＭＰＥＧ分離器２０３、ＭＰＥＧ個別ストリーム６２を一時的に蓄積するバッファ２０１、バッファ２０１からＭＰＥＧ個別ストリーム６２を読み出す読出制御部２０２、ＭＰＥＧ個別ストリーム６２を復号再生するＭＰＥＧ復号器２０４を備える。また、ＳＴＣ再生手段８１を備える。
【００６６】
受信側端末２において、同期信号発生源４から固定遅延伝送路５２を介し受信するＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、ＳＴＣ再生手段８１に入力される。ＳＴＣ再生手段８１は前述のように再生ＳＴＣ７１２を再生する。再生ＳＴＣ７１２は、読出制御部２０２に入力される。読出制御部２０２は、その再生ＳＴＣ７１２を基準タイミングとして、バッファ２０１からの読み出しを実行する。つまり、バッファ２０１内のＭＰＥＧ個別ストリーム６２に含まれる復号データ単位を、その付加されているＰＴＳ／ＤＴＳ７１３に一定のオフセットを加えた値と、再生ＳＴＣ７１２の値が一致した時点で読み出し、ＭＰＥＧ復号器２０４に供給する。
【００６７】
本実施の形態４を実施の形態２と対比すると、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１はデータ６に、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は計数的同期信号７１に、ＰＴＳ／ＤＴＳ７１３は計数的相対同期信号７２に、ＳＴＣ再生手段８１は周波数再生手段８に該当する。
【００６８】
以上のように、本実施の形態４によれば、固定遅延伝送路５２から受信されるＳＣＲ／ＰＣＲ７１１からＳＴＣ再生手段８１によって再生した再生ＳＴＣ７１２を基準タイミングとして、可変遅延伝送路３から受信されるＰＴＳ／ＤＴＳ７１３とその再生ＳＴＣ７１２との比較に基づいて、復号データ単位の復号再生処理を行うので、送信側端末１で発生した映像・音声等の時間間隔が、受信側端末２において正しく復元される。
【００６９】
なお、上記オフセット値に関する議論、周波数再生機構の議論、および同期信号発生源４の分離・一体の議論は、実施の形態２と同様である。また、固定遅延伝送路上のＳＣＲ／ＰＣＲ伝送形式の議論は、実施の形態３と同様である。
【００７０】
以上のように、本実施の形態４によれば、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を固定遅延伝送路５１，５２で伝送し、ＰＴＳ／ＤＴＳ７１３を可変遅延伝送路３で伝送するようにしているので、本実施の形態４によっても、可変遅延伝送路３の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、リアルタイム性が維持できるＭＰＥＧ多重化ストリーム通信システムを得ることができる。
【００７１】
実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５を示すシステム構成図である。
本実施の形態５では、送信側端末１と受信側端末２は同期信号選択手段９１を備える。送信側端末１では、更に同期信号決定手段９２を備え、同期信号決定手段９２は同期信号選択手段９１に同期信号選択情報９３を通知する。同期信号決定手段９２は、更に可変遅延伝送路３を介して、受信側端末２の同期信号選択手段９１にも、同期信号選択情報９３を通知する。これ以外は図８に示す従来技術のシステムと同じ構成である。
【００７２】
同期信号決定手段９２は、あるリアルタイムデータ通信について送信側端末１と受信側端末２が共通に参照すべき同期信号を決定し、当該同期信号を特定できる情報を同期信号選択情報９３として、同期信号選択手段９１に通知する。
【００７３】
同期信号選択情報９３としては、例えば、ＢＳ衛星放送・ＣＳ衛星放送・地上波放送・ケーブル放送など放送種別や、放送チャンネル番号あるいは搬送周波数、水平同期信号や垂直同期信号等の信号種別といった一組の情報で同期信号を特定することが考えられる。
【００７４】
同期信号選択手段９１は、同期信号選択情報９３に従って、同期信号７を選択的に受信する。この選択は、具体的には例えば、放送受信アンテナの選択であったり、チューナーによる特定周波数への同調であったりする。
【００７５】
送信側端末１および受信側端末２は、同期信号選択手段９１が選択的に受信した同期信号７に基づいて、それぞれのリアルタイムデータ通信処理を実行する。
【００７６】
図７においては、同期信号決定手段９２を送信側端末１の内部に配置したが、特定のリアルタイム通信と同期信号選択情報との対応づけができる場所であれば、システム内の別の場所に配置してもよい。例えば、受信側端末２から開始するリアルタイム通信セッションであれば、受信側端末２内部に同期信号決定手段９２を配置してもよい。
【００７７】
以上のように、本実施の形態５によれば、送信側端末１と受信側端末２の両方に、同一の同期信号選択情報９３を通知するように構成しているので、参照する同期信号の同一性が保証されるリアルタイムデータ通信システムを得ることができる。
【００７８】
また、本実施の形態５と前記実施の形態１〜４を組合せたシステムを構成することも可能である。その場合、同期信号選択情報９３は計数的同期信号７１あるいはＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を特定できる情報である。特に、固定遅延伝送路上のＳＣＲ／ＰＣＲ７１１伝送形式がＭＰＥＧ多重化ストリームである場合には、当該ＭＰＥＧ多重化ストリームを特定するための放送種別（ＢＳ衛星放送・ＣＳ衛星放送・地上波放送・ケーブル放送など）、放送チャンネル（サービス）番号や、ＭＰＥＧ多重化ストリーム識別番号（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＰＩＤ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）といったＭＰＥＧ Ｓｙｓｔｅｍ規定の識別子を組合せて特定することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、送信側端末と受信側端末が、可変遅延伝送路を介して、同期信号を必要とするリアルタイムデータを送受するリアルタイムデータ通信システムにおける送信側端末において、送信側では、可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を伝送することことを基本とし、受信側では、可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を受信して前記リアルタイムデータを再生することを基本としたので、、受信側端末では、可変遅延伝送路における伝送遅延揺らぎによる遅延時間を考慮して、リアルタイムデータの再生に必要とする同期信号の再生タイミングを決定することができる。その結果、可変遅延伝送路の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、送受間で高精度の同期を維持することのでき、リアルタイム性が維持できるリアルタイムデータ通信システムを得ることができる。これにより、同期信号周期と位相のずれたリアルタイムデータについても、同様の効果を得ることができる。また、例えば、ＭＰＥＧ等の多重化ストリームの伝送についても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すシステム構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を示すタイムチャート。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示すシステム構成図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の動作を示すタイムチャート。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示すシステム構成図。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示すシステム構成図。
【図７】本発明の第５の実施の形態を示すシステム構成図。
【図８】従来の通信システムの構成を示すシステム構成図。
【図９】従来の通信システムの動作を示すタイムチャート。
【図１０】従来の通信システムの問題を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１ 送信側端末
２ 受信側端末
３ 可変遅延伝送路
４ 同期信号発生源
５１、５２ 固定遅延伝送路
７ 同期信号
７１ 計数的同期信号
７２ 計数的相対同期信号
６１ ＭＰＥＧ多重化ストリーム
７１１ ＳＣＲ／ＰＣＲ
７１３ ＰＴＳ／ＤＴＳ
９２ 同期信号決定手段
９３ 同期信号選択情報
【発明の属する技術分野】
この発明は、可変遅延伝送路を介して、映像、音声、その他のリアルタイムデータを伝送する通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットのようなＩＰネットワークやＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）網は、網内の混み具合が時間的に変化するために、送受間の伝送遅延が変動する。すなわち遅延揺らぎが大きい、可変遅延伝送路である。一方、映像・音声等のリアルタイム性を必要とするリアルタイムデータの伝送においては、送信側端末と受信側端末の同期が必要となる。可変遅延伝送路を介して、リアルタイムデータを伝送するときに、この同期のための情報データも可変遅延伝送路を介して伝送すると、遅延揺らぎのために送受間の同期を維持することが困難になる。
【０００３】
この問題に対する従来例としては、例えば特開平１１−８８３０５号公報がある。これは、同期のための信号情報を、可変遅延伝送路とは別の固定遅延伝送路にて送受信端末に供給する方式である。
【０００４】
図８は、この特開平１１−８８３０５号公報に示された従来のリアルタイムデータ通信システムである。このシステムでは、送信側端末１と受信側端末２は、可変遅延伝送路３を介して接続されており、映像等のリアルタイムデータ６を送受する。
【０００５】
また、同期信号発生源４から出力される同期信号７は、可変遅延伝送路３とは異なる固定遅延伝送路５１および５２で、送信側端末１と受信側端末２に入力される。
【０００６】
この特開平１１−８８３０５号公報に記載の従来技術においては、同期信号発生源４としてＢＳ放送衛星が、固定遅延伝送路５１および５２としてその放送電波が、同期信号７としてアナログテレビ映像の垂直同期信号が、リアルタイムデータ６として記録装置に保存されている映像データが、想定されている。
【０００７】
次に、図９に示すタイムチャートを参照して、動作について説明する。図９は同期信号及びデータが転送されるタイミングを示した図で、横方向は時間の経過をあらわし、同期信号を白抜き矩形で、データが転送されている部分を斜線で示している。
【０００８】
同期信号発生源４は、一定の周期で同期信号７を発生する（図９（ａ））。この同期信号７は、固定遅延伝送路５１および５２を経由して伝送され、送信側端末１および受信側端末２にて受信される（図９（ｂ）、（ｄ））。この時の伝送遅延は、固定遅延伝送路５１と５２でそれぞれ固定であるため、送信側端末１および受信側端末２で受信される同期信号７の時間間隔は、同期信号発生源４における時間間隔のまま維持される。
【０００９】
送信側端末１は、受信した同期信号７に基づく一定の周期で、記録装置に保存されている映像データ１フレームを読み出し、データ６として可変遅延伝送路３経由で送信する（図９（ｃ））。受信側端末２は、このデータ６を受信し、受信した同期信号７に基づく一定の周期で、モニタ画面上に映像出力する（図９（ｅ））。
【００１０】
送信側端末１は、一定周期ｔ１でデータを出力しているが、受信側端末２では、可変遅延伝送路３の遅延揺らぎの影響により、送信側端末１が出力したタイミングに対してｔ２やｔ３などの可変遅延を持ってデータが入力されることとなる。従って、受信側端末２で受信されるデータの時間間隔は不均一になる。しかしながら、この受信データの映像出力を受信同期信号７のタイミングまで待ち合わせることにより、時間的に等間隔の映像出力が復元されるものである。
【００１１】
なお、映像データは通常１／３０秒で１フレームであり、上記想定例におけるｔ１も１／３０秒となる。
【００１２】
図８においては、同期信号発生源４は、送信側端末１と受信側端末２と分離されているが、送信側端末１あるいは受信側端末２の内部に同期信号発生源４を備えてもよい。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−８８３０５号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術には、同期周期よりも伝送遅延揺らぎが大きい場合に、リアルタイム性を維持できないという問題点がある。図１０に示すタイムチャートを参照して、この問題点を説明する。図９と同様に、横方向は時間の経過をあらわし、同期信号を白抜き矩形で、データが転送されている部分を斜線で示している。
【００１５】
図１０においては、送信側端末１が送信したデータ６が受信側端末２で受信されるまでの遅延が図９よりも大きく揺らいでいるため、受信側端末２において、１同期周期内に複数フレーム分の映像データを受信したり、同期周期内に映像フレームを受信できなかったり、といった現象が発生する。このために、映像フレームの欠落やフレーム落ちが発生し、結果的にデータの連続性・等時性が損なわれる。即ち、リアルタイム性が維持できなくなる。
【００１６】
逆にいえば、遅延揺らぎの大きさよりも同期周期が長くなければならないので、遅延揺らぎの大きい可変遅延伝送路では、より高い精度の同期周期を適用することができない。
【００１７】
また、上記従来技術では特に言及されていないが、ＢＳ衛星放送等の電波には複数のチャンネルが含まれており、それらチャンネルでそれぞれテレビ映像が放送されている。送信側端末１と受信側端末２が、異なるチャンネルのテレビ映像から同期信号を受信すると、それら同期信号の周波数は完全に同一ではないため、いずれ送受信端末間の同期がとれなくなる。このように、送受信端末が参照する同期信号の同一性が保証されず、リアルタイムデータ通信が成立しない恐れがあった。
【００１８】
この発明は，上記のような問題点を解決するためになされたもので、伝送遅延揺らぎの大きい可変遅延伝送路でも送受間で高精度の同期を維持することのできる送信側端末および受信側端末を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、送信側端末と受信側端末が、可変遅延伝送路を介して、同期信号を必要とするリアルタイムデータを送受するリアルタイムデータ通信システムにおける送信側端末において、前記可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を伝送することことを基本とする。また、送信側端末と受信側端末が、可変遅延伝送路を介して、同期信号を必要とするリアルタイムデータを送受するリアルタイムデータ通信システムにおける受信側端末において、前記可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を受信して前記リアルタイムデータを再生することを基本とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示すシステム構成図である。
図１において、送信側端末１と受信側端末２は、可変遅延伝送路３を介して接続されており、映像等のリアルタイムデータ６を送受する。
【００２１】
同期信号発生源４は、計数的同期信号７１を発生する。計数的同期信号７１は、可変遅延伝送路３とは異なる固定遅延伝送路５１および５２で、送信側端末１と受信側端末２に入力される。
【００２２】
また、送信側端末１は、同期信号発生源４から受信した計数的同期信号７１を、可変遅延伝送路３経由で受信側端末２に送信する。受信側端末２は、その計数的同期信号７１を受信する。
【００２３】
次に、図２に示すタイムチャートを参照して、動作について説明する。
図２は，同期信号及びデータが転送されるタイミングを示した図で、横方向は時間の経過をあらわし、計数的同期信号７１を白抜き矩形で、データが転送されている部分を斜線で示している。計数的同期信号７１には、その計数値を付記している。
【００２４】
同期信号発生源４は、一定の周期で計数的同期信号７１を発生する（図２（ａ））。この計数的同期信号７１は、固定遅延伝送路５１および５２を経由して伝送され、送信側端末１および受信側端末２にて受信される（図２（ｂ）、（ｄ））。この時の伝送遅延は、固定遅延伝送路５１と５２でそれぞれ固定であるため、送信側端末１および受信側端末２で受信される計数的同期信号７１の時間間隔は、同期信号発生源４における時間間隔のまま維持される。しかし、送信側端末１および受信側端末２は同期信号発生源４からの距離、すなわち固定遅延伝送路５１，５２をデータが通る時間が通常は異なるので、送信側端末１および受信側端末２で受信される計数的同期信号７１の受信タイミングは、一定時間間隔でずれることになる。
【００２５】
送信側端末１は、固定遅延伝送路５１を介し同期信号発生源４から受信した計数的同期同期信号７１に基づく一定の周期で、送信側端末１内外の記録装置（図示せず）に保存されている映像データ１フレームを読み出し、データ６として、計数的同期信号７１とともに、可変遅延伝送路３経由で受信側端末２へ送信する（図２（ｃ））。
【００２６】
受信側端末２は、固定遅延伝送路５１を介した同期信号発生源４からの計数的同期同期信号７１を受信すると共に、可変遅延伝送路３を介した送信側端末１からのデータ６と計数的同期信号７１とを受信する。
その際、受信側端末２は、固定遅延伝送路５２から受信される計数的同期信号７１を基準タイミングとして、その基準タイミングと可変遅延伝送路３から受信される計数的同期信号７１との計数値比較に基づいて、データ６の処理を行う。具体的には、可変遅延伝送路３の最大遅延、固定遅延伝送路５１の遅延時間、および固定遅延伝送路５２の遅延時間を考慮して、例えば、可変遅延伝送路３から受信される計数的同期信号７１の計数値に、＋２０のオフセットを加えた基準タイミングまで待ち合わせてから、映像出力を行うようにする（図２（ｅ））。
【００２７】
図２においても図１０と同様に、送信側端末１が送信したデータ６が受信側端末２で受信されるまでの遅延は、同期周期以上に大きく揺らいでおり、受信側端末２において、１同期周期内に複数フレーム分の映像データを受信したり、同期周期内に映像フレームを受信できなかったり、といった現象が発生している。しかしながら、可変遅延伝送路３と固定遅延伝送路５２から受信される計数的同期信号７１を比較することにより、送信側端末１が送信したデータ６の時間間隔が正しく復元されるので、リアルタイム性が精度よく維持できる。
【００２８】
つまり、上記の例では、可変遅延伝送路３から受信される計数的同期信号７１の計数値に対し＋２０のオフセットとしたが、このオフセット値は、（可変遅延伝送路３の最大遅延）＋（固定遅延伝送路５１の遅延時間）−（固定遅延伝送路５２の遅延時間）より大きな時間に相当する値が望ましい。この値が既知の場合は当該値を適用してもよい。そうでなければ、受信側端末２において、可変遅延伝送路３と固定遅延伝送路５２から受信される計数的同期信号７１の計数値を比較・監視することにより、動的に決定してもよい。なお、この（可変遅延伝送路３の最大遅延）＋（固定遅延伝送路５１の遅延時間）は、同期信号発生源４から送信側端末１へ伝送された計数的同期信号７１が、固定遅延伝送路５１と、可変遅延伝送路３とを介して受信側端末２へ到達しているので、これらでの遅延時間を求めることで求められる。
【００２９】
なお、上記の例では、同期信号発生源４は一定の周期で計数的同期信号７１を発生するものとして説明したが、必ずしも等間隔で発生しなくてもよい。送信側端末１や受信側端末２がＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）等を用いた周波数再生機構を備えれば、非等間隔な計数的同期信号７１から基準タイミングを再生できるからである。例えば、図２において計数値４０の計数的同期信号７１が抜けたとしても、計数値４０に相当するタイミングは、計数値０〜計数値３０までの時間の４／３倍の時刻であるというように、それまでの計数的同期信号７１に基づいて判断できる。
【００３０】
また、図２においては、同期信号発生源４は、送信側端末１と受信側端末２と分離されているが、送信側端末１あるいは受信側端末２の内部に同期信号発生源４を備えてもよいのは、前記従来例と同様である。ただし、同期信号発生源４を送信側端末１内に設ける場合には、固定遅延伝送路５１がなくるので、上記のオフセット値は、（可変遅延伝送路３の最大遅延）−（固定遅延伝送路５２の遅延時間）より大きな時間が望ましいことになる。また、同期信号発生源４を受信側端末２内に設ける場合には、固定遅延伝送路５２がなくるので、上記のオフセット値は、（可変遅延伝送路３の最大遅延）＋（固定遅延伝送路５１の遅延時間）（可変遅延伝送路３の最大遅延）−（固定遅延伝送路５２の遅延時間）より大きな時間が望ましいことになる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態１によれば、計数的同期信号７１を、同期信号発生源４と受信側端末２間の固定遅延伝送路５１経由だけでなく、送信側端末１と受信側端末２間の可変遅延伝送路３の両方で伝送するようにしたので、可変遅延伝送路３の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、受信側端末２では、可変遅延伝送路３における伝送遅延揺らぎによる遅延時間を考慮して、リアルタイムデータの再生に必要とする同期信号の再生タイミングを決定することができる。その結果、可変遅延伝送路３の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、送受間で高精度の同期を維持することのでき、リアルタイム性が維持できるリアルタイムデータ通信システムを得ることができる。
【００３２】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、送信側端末１が記録装置に保存されている映像データを送信する場合を示したが、ライブ映像のような場合には、同期信号発生源４からの同期信号周期と映像フレーム周期の位相が一致しない。次にこのような場合の実施の形態を示す。
【００３３】
図３は、この発明の実施の形態２を示すシステム構成図である。
図１との違いは、送信側端末１から受信側端末２に対し可変遅延伝送路３経由で転送される同期信号が、計数的相対同期信号７２である点である。また、図３においては、送信側端末１および受信側端末２は、それぞれ周波数再生手段８を備える。
【００３４】
次に、図４に示すタイムチャートを参照して、動作について説明する。
図４は同期信号及びデータが転送されるタイミングを示した図で、横方向は時間の経過をあらわし、計数的同期信号７１および計数的相対同期信号７２を白抜き矩形で、データが転送されている部分を斜線で示している。計数的同期信号７１および計数的相対同期信号７２には、その計数値を付記している。
【００３５】
同期信号発生源４は、一定の周期で計数的同期信号７１を発生する（図４（ａ））。この計数的同期信号７１は、固定遅延伝送路５１および５２を経由して伝送され、送信側端末１および受信側端末２にて、時間間隔を維持して受信される（図４（ｂ）、（ｄ））。なお、上述したように、送信側端末１および受信側端末２は同期信号発生源４からの距離、すなわち固定遅延伝送路５１，５２をデータが通る時間が通常は異なるので、送信側端末１および受信側端末２で受信される計数的同期信号７１の受信タイミングは、一定時間間隔でずれることになる。
【００３６】
送信側端末１および受信側端末２は、受信した計数的同期信号７１から、周波数再生手段８により、同期信号発生源４における計数値の歩進周波数を再生する。従って、計数的同期信号７１を受信する合間の期間であっても、任意の時点において、その時点に相当する計数値を識別できる。例えば、計数値１３に相当する時刻は、計数値１０の計数的同期信号７１を受信した時点から、３歩進周期を経過した時点である。この各時点に相当する計数値を、以下では再生計数値とよぶ。
【００３７】
送信側端末１は、図示しない映像データ発生源（例えばビデオカメラ）から映像１フレームが発生すると、それをデータ６として可変遅延伝送路３経由で送信する。この時、当該映像フレームが発生した時点の再生計数値を、計数的相対同期信号７２として、データ６に付随して送信する（図４（ｃ））。
【００３８】
受信側端末２は、このデータ６と計数的相対同期信号７２を受信する。受信側端末２は、固定遅延伝送路５２で受信される計数的同期信号７１から周波数再生手段８によって再生した再生計数値を基準タイミングとして、可変遅延伝送路３から受信される計数的相対同期信号７２とその基準タイミングとの計数値比較に基づいて、データ６の処理を行う。図４においては、可変遅延伝送路３から受信される計数的相対同期信号７２の計数値に、例えば＋１７のオフセットを加えた基準タイミングまで待ち合わせてから、映像出力を行う（図４（ｅ））。
【００３９】
図４においても、送信側端末１が送信したデータ６が受信側端末２で受信されるまでの遅延は、同期周期以上に大きく揺らいでいるが、図２と同様に、送信側端末１で発生した映像フレームの時間間隔が正しく復元され、リアルタイム性が精度よく維持できる。
【００４０】
なお、上記実施の形態２中の、オフセット値に関する議論、同期信号発生源４の信号発生間隔に関する議論については、実施の形態１と同様である。
【００４１】
また、送信側端末１あるいは受信側端末２の内部に同期信号発生源４を備えるようにしてよいのも、実施の形態１と同様であるが、その場合同期信号発生源４を備える端末は周波数再生手段８を省略することができる。
【００４２】
また、同期信号発生源４が、計数値歩進のたびに計数的同期信号７１を発生するようにすれば、送信側端末１および受信側端末２の周波数再生手段８を省略することも可能である。
【００４３】
また、上記例では、一定周期で定期的に発生する映像データを想定したが、不定期に発生するデータであっても、その発生時点の再生計数値を付随させればよいので、構わない。
【００４４】
更に、上記例では、送信側端末が、映像データ発生と同時にデータ送信するものとして説明したが、データ発生時点の再生計数値を付随させれば、送信を適宜待ち合わせても構わない。
【００４５】
以上のように、本実施の形態２によれば、同期信号発生源４からの計数的同期信号７１を固定遅延伝送路５１，５２経由でそれぞれ送信側端末１および受信側端末２へ伝送するだけでなく、計数的同期信号７１の計数値に対するデータ発生時点の相対的な計数値を、計数的相対同期信号７２としてデータ６と共に可変遅延伝送路３を介し送信側端末１から受信側端末２へ伝送するようにしているので、同期信号周期と位相のずれたリアルタイムデータについて、可変遅延伝送路の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、送受間で高精度の同期を維持することのでき、リアルタイム性が維持できる通信システムを得ることができる。
【００４６】
実施の形態３．
ところで、デジタル映像・音声の伝送方式として、ＭＰＥＧ Ｓｙｓｔｅｍ（国際規格ＩＳＯ１３８１８−１）があり、衛星放送やケーブルテレビ放送など、主に固定遅延伝送路を介した伝送に利用されている。
【００４７】
ＭＰＥＧ Ｓｙｓｔｅｍは、映像や音声等の個別メディアのデータを圧縮・符号化したＭＰＥＧ個別ストリームを、ＭＰＥＧ多重化ストリームとして１本に多重化するための規格である。ＭＰＥＧ Ｓｙｓｔｅｍの送信側端末と受信側端末は、それぞれＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）と呼ばれる計数値を備える。送信側端末は、自身のＳＴＣ値をＳＣＲ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）あるいはＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）と呼ばれる同期信号として、ＭＰＥＧ多重化ストリームに挿入する。ＭＰＥＧ多重化ストリームを受信する受信側端末は、ＰＬＬ等を用いた周波数再生機構にこのＳＣＲ／ＰＣＲを入力して、送信側端末のＳＴＣ歩進周波数を再生することで、送信側端末のＳＴＣ値を再生する。
【００４８】
また、ＭＰＥＧ個別ストリームには、映像・音声フレームのような復号データ単位毎に、ＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）あるいはＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｅ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）と呼ばれる同期信号が付加される。これらの同期信号は、対応する復号データ単位の復号再生を実施すべきタイミングのＳＴＣ値を示す。
【００４９】
実施の形態３として、本発明をＭＰＥＧ多重化ストリームの伝送に適用した場合の実施の形態を示す。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態３を示すシステム構成図である。
図５において、送信側端末１と受信側端末２は、可変遅延伝送路３を介して接続されており、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を送受する。
【００５１】
同期信号発生源４はＳＴＣ発生器４１を備え、そのＳＴＣ値としてＳＣＲ／ＰＣＲ７１１発生する。ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、固定遅延伝送路５１および５２で、それぞれ送信側端末１と受信側端末２に入力される。
【００５２】
送信側端末１は、ＭＰＥＧ多重化器１０１を備える。ＭＰＥＧ多重化器１０１は、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１に、同期信号発生源４から受信するＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を挿入し、可変遅延伝送路３へ送信する。
【００５３】
受信側端末２は、可変遅延伝送路３から受信されるＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を一時的に蓄積するバッファ２０１、バッファ２０１からＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を読み出す読出制御部２０２、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を個別ＭＰＥＧストリーム６２に分離するＭＰＥＧ分離器２０３、個別ＭＰＥＧストリーム６２を復号再生するＭＰＥＧ復号器２０４を備える。
【００５４】
受信側端末２において、固定遅延伝送路５２経由で受信するＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、読出制御部２０２に入力される。読出制御部２０２は、そのＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を基準タイミングとして、バッファ２０１からの読み出しを実行する。つまり、バッファ２０１内のＭＰＥＧ多重化ストリーム６１に挿入されているＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を読み出す時の基準タイミングが、その挿入されているＳＣＲ／ＰＣＲ７１１に一定のオフセットを加えた値になるように、読み出し速度を調整する。
【００５５】
本実施の形態３を実施の形態１と対比すると、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１はデータ６に、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は計数的同期信号７１に該当する。
【００５６】
以上のように、本実施の形態３によれば、可変遅延伝送路３と固定遅延伝送路５２から受信されるＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を比較することにより、受信側端末２の読出制御部２０２の出力において、送信側端末１が送信したＭＰＥＧ多重化ストリームが時間的に正しく復元される。
【００５７】
上記オフセット値に関する議論、周波数再生機構の議論、および同期信号発生源４の分離・一体の議論は、実施の形態１と同様である。本実施の形態における周波数再生機構は、上記ＳＴＣ再生の手段に該当することになる。
【００５８】
なお、上記例では、固定遅延伝送路５１および５２上のＳＣＲ／ＰＣＲ７１１伝送形式を限定しなかったが、ＭＰＥＧ多重化ストリームの形式で伝送してもよいし、その他の形式でもよい。
【００５９】
また、、上記例では、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１にＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を挿入するものと想定して説明したが、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１とＳＣＲ／ＰＣＲ７１１の対応づけが可能であれば、それ以外の方法でもよい。例えば、可変遅延伝送路３がＩＰネットワークである場合には、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックのヘッダ領域に、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１、あるいはＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を一定の規則で変換した値を挿入するようにしても、同様の効果が得られる。一例として、ＲＴＰ（Ｒｅａｌｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のヘッダ領域に挿入したり、専用のプロトコルを設けてそのヘッダ領域に挿入することも考えられる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態３によれば、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を、固定遅延伝送路５１，５２と可変遅延伝送路３の両方で伝送するようにしているので、可変遅延伝送路３の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、リアルタイム性が維持できるＭＰＥＧ多重化ストリーム通信システムを得ることができる。
【００６１】
実施の形態４．
本発明をＭＰＥＧ多重化ストリームの伝送に適用した場合の、別の実施の形態を示す。
【００６２】
図６は、本発明の実施の形態４を示すシステム構成図である。
図６において、送信側端末１と受信側端末２は、可変遅延伝送路３を介して接続されており、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を送受する。
【００６３】
同期信号発生源４はＳＴＣ発生器４１を備え、そのＳＴＣ値としてＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を発生する。ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、固定遅延伝送路５１および５２で、送信側端末１と受信側端末２に入力される。
【００６４】
送信側端末１は、ＭＰＥＧ多重化器１０１、ＭＰＥＧ符号器１０２、ＳＴＣ再生手段８１を備える。同期信号発生源４から固定遅延伝送路５１を介し受信するＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、ＳＴＣ再生手段８１に入力される。ＳＴＣ再生手段８１は、前述のように再生ＳＴＣ７１２を再生する。ＭＰＥＧ符号器１０２は、この再生ＳＴＣ７１２を参照して、ＭＰＥＧ個別ストリーム６２にＰＴＳ／ＤＴＳ７１３を付加する。ＭＰＥＧ多重化器１０１は、ＭＰＥＧ符号器１０２からのＭＰＥＧ個別ストリーム６２を多重化してＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を構成し、可変遅延伝送路３へ送信する。
【００６５】
受信側端末２は、可変遅延伝送路３から受信されるＭＰＥＧ多重化ストリーム６１を個別ＭＰＥＧストリーム６２に分離するＭＰＥＧ分離器２０３、ＭＰＥＧ個別ストリーム６２を一時的に蓄積するバッファ２０１、バッファ２０１からＭＰＥＧ個別ストリーム６２を読み出す読出制御部２０２、ＭＰＥＧ個別ストリーム６２を復号再生するＭＰＥＧ復号器２０４を備える。また、ＳＴＣ再生手段８１を備える。
【００６６】
受信側端末２において、同期信号発生源４から固定遅延伝送路５２を介し受信するＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は、ＳＴＣ再生手段８１に入力される。ＳＴＣ再生手段８１は前述のように再生ＳＴＣ７１２を再生する。再生ＳＴＣ７１２は、読出制御部２０２に入力される。読出制御部２０２は、その再生ＳＴＣ７１２を基準タイミングとして、バッファ２０１からの読み出しを実行する。つまり、バッファ２０１内のＭＰＥＧ個別ストリーム６２に含まれる復号データ単位を、その付加されているＰＴＳ／ＤＴＳ７１３に一定のオフセットを加えた値と、再生ＳＴＣ７１２の値が一致した時点で読み出し、ＭＰＥＧ復号器２０４に供給する。
【００６７】
本実施の形態４を実施の形態２と対比すると、ＭＰＥＧ多重化ストリーム６１はデータ６に、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１は計数的同期信号７１に、ＰＴＳ／ＤＴＳ７１３は計数的相対同期信号７２に、ＳＴＣ再生手段８１は周波数再生手段８に該当する。
【００６８】
以上のように、本実施の形態４によれば、固定遅延伝送路５２から受信されるＳＣＲ／ＰＣＲ７１１からＳＴＣ再生手段８１によって再生した再生ＳＴＣ７１２を基準タイミングとして、可変遅延伝送路３から受信されるＰＴＳ／ＤＴＳ７１３とその再生ＳＴＣ７１２との比較に基づいて、復号データ単位の復号再生処理を行うので、送信側端末１で発生した映像・音声等の時間間隔が、受信側端末２において正しく復元される。
【００６９】
なお、上記オフセット値に関する議論、周波数再生機構の議論、および同期信号発生源４の分離・一体の議論は、実施の形態２と同様である。また、固定遅延伝送路上のＳＣＲ／ＰＣＲ伝送形式の議論は、実施の形態３と同様である。
【００７０】
以上のように、本実施の形態４によれば、ＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を固定遅延伝送路５１，５２で伝送し、ＰＴＳ／ＤＴＳ７１３を可変遅延伝送路３で伝送するようにしているので、本実施の形態４によっても、可変遅延伝送路３の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、リアルタイム性が維持できるＭＰＥＧ多重化ストリーム通信システムを得ることができる。
【００７１】
実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５を示すシステム構成図である。
本実施の形態５では、送信側端末１と受信側端末２は同期信号選択手段９１を備える。送信側端末１では、更に同期信号決定手段９２を備え、同期信号決定手段９２は同期信号選択手段９１に同期信号選択情報９３を通知する。同期信号決定手段９２は、更に可変遅延伝送路３を介して、受信側端末２の同期信号選択手段９１にも、同期信号選択情報９３を通知する。これ以外は図８に示す従来技術のシステムと同じ構成である。
【００７２】
同期信号決定手段９２は、あるリアルタイムデータ通信について送信側端末１と受信側端末２が共通に参照すべき同期信号を決定し、当該同期信号を特定できる情報を同期信号選択情報９３として、同期信号選択手段９１に通知する。
【００７３】
同期信号選択情報９３としては、例えば、ＢＳ衛星放送・ＣＳ衛星放送・地上波放送・ケーブル放送など放送種別や、放送チャンネル番号あるいは搬送周波数、水平同期信号や垂直同期信号等の信号種別といった一組の情報で同期信号を特定することが考えられる。
【００７４】
同期信号選択手段９１は、同期信号選択情報９３に従って、同期信号７を選択的に受信する。この選択は、具体的には例えば、放送受信アンテナの選択であったり、チューナーによる特定周波数への同調であったりする。
【００７５】
送信側端末１および受信側端末２は、同期信号選択手段９１が選択的に受信した同期信号７に基づいて、それぞれのリアルタイムデータ通信処理を実行する。
【００７６】
図７においては、同期信号決定手段９２を送信側端末１の内部に配置したが、特定のリアルタイム通信と同期信号選択情報との対応づけができる場所であれば、システム内の別の場所に配置してもよい。例えば、受信側端末２から開始するリアルタイム通信セッションであれば、受信側端末２内部に同期信号決定手段９２を配置してもよい。
【００７７】
以上のように、本実施の形態５によれば、送信側端末１と受信側端末２の両方に、同一の同期信号選択情報９３を通知するように構成しているので、参照する同期信号の同一性が保証されるリアルタイムデータ通信システムを得ることができる。
【００７８】
また、本実施の形態５と前記実施の形態１〜４を組合せたシステムを構成することも可能である。その場合、同期信号選択情報９３は計数的同期信号７１あるいはＳＣＲ／ＰＣＲ７１１を特定できる情報である。特に、固定遅延伝送路上のＳＣＲ／ＰＣＲ７１１伝送形式がＭＰＥＧ多重化ストリームである場合には、当該ＭＰＥＧ多重化ストリームを特定するための放送種別（ＢＳ衛星放送・ＣＳ衛星放送・地上波放送・ケーブル放送など）、放送チャンネル（サービス）番号や、ＭＰＥＧ多重化ストリーム識別番号（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＰＩＤ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）といったＭＰＥＧ Ｓｙｓｔｅｍ規定の識別子を組合せて特定することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、送信側端末と受信側端末が、可変遅延伝送路を介して、同期信号を必要とするリアルタイムデータを送受するリアルタイムデータ通信システムにおける送信側端末において、送信側では、可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を伝送することことを基本とし、受信側では、可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を受信して前記リアルタイムデータを再生することを基本としたので、、受信側端末では、可変遅延伝送路における伝送遅延揺らぎによる遅延時間を考慮して、リアルタイムデータの再生に必要とする同期信号の再生タイミングを決定することができる。その結果、可変遅延伝送路の伝送遅延揺らぎが大きい場合でも、送受間で高精度の同期を維持することのでき、リアルタイム性が維持できるリアルタイムデータ通信システムを得ることができる。これにより、同期信号周期と位相のずれたリアルタイムデータについても、同様の効果を得ることができる。また、例えば、ＭＰＥＧ等の多重化ストリームの伝送についても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すシステム構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を示すタイムチャート。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示すシステム構成図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の動作を示すタイムチャート。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示すシステム構成図。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示すシステム構成図。
【図７】本発明の第５の実施の形態を示すシステム構成図。
【図８】従来の通信システムの構成を示すシステム構成図。
【図９】従来の通信システムの動作を示すタイムチャート。
【図１０】従来の通信システムの問題を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１ 送信側端末
２ 受信側端末
３ 可変遅延伝送路
４ 同期信号発生源
５１、５２ 固定遅延伝送路
７ 同期信号
７１ 計数的同期信号
７２ 計数的相対同期信号
６１ ＭＰＥＧ多重化ストリーム
７１１ ＳＣＲ／ＰＣＲ
７１３ ＰＴＳ／ＤＴＳ
９２ 同期信号決定手段
９３ 同期信号選択情報
Claims (8)
- 送信側端末と受信側端末が、可変遅延伝送路を介して、同期信号を必要とするリアルタイムデータを送受するリアルタイムデータ通信システムにおける送信側端末において、前記可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を伝送することを特徴とする送信側端末。
- 前記同期信号は、計数的同期信号であることを特徴とする請求請１記載の送信側端末。
- 前記同期信号のうち、前記可変遅延伝送路で伝送される同期信号は、計数的相対同期信号であることを特徴とする請求項２記載の送信側端末。
- 前記リアルタイムデータはＭＰＥＧ多重化ストリームであり、前記計数的同期信号はＳＣＲ／ＰＣＲであることを特徴とする請求項２記載の送信側端末。
- 前記リアルタイムデータはＭＰＥＧ多重化ストリームであり、前記計数的同期信号はＳＣＲ／ＰＣＲであり、前記計数的相対同期信号はＰＴＳ／ＤＴＳであることを特徴とする請求項３記載の送信側端末。
- 送信側端末と受信側端末が、可変遅延伝送路を介して、同期信号を必要とするリアルタイムデータを送受し、前記可変遅延伝送路と別の固定遅延伝送路で前記同期信号を伝送するリアルタイムデータ通信システムにおける送信側端末において、同期信号決定手段を備え、同期信号決定手段は前記送信側端末と前記受信側端末の両方に同期信号選択情報を通知することを特徴とする送信側端末。
- 同期信号決定手段を備え、同期信号決定手段は前記送信側端末と前記受信側端末の両方に同期信号選択情報を通知することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の送信側端末。
- 送信側端末と受信側端末が、可変遅延伝送路を介して、同期信号を必要とするリアルタイムデータを送受するリアルタイムデータ通信システムにおける受信側端末において、前記可変遅延伝送路と、それとは別の固定遅延伝送路との両方で、前記同期信号を受信して前記リアルタイムデータを再生することを特徴とする受信側端末。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003055252A JP2004266599A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 送信側端末、受信側端末 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| JP2003055252A Abandoned JP2004266599A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 送信側端末、受信側端末 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101748268B1 (ko) * | 2015-11-09 | 2017-06-16 | 현대자동차주식회사 | Can 통신의 동기화 방법 및 그를 실행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 매체 |
-
2003
- 2003-03-03 JP JP2003055252A patent/JP2004266599A/ja not_active Abandoned
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