JP2009124229A - Radio transmission system and packet transmission terminal - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パケット送信端末が無線回線を利用してデータパケットをパケット受信端末に送信する無線伝送システムと、無線回線を利用してデータパケットをパケット受信端末に送信するパケット送信端末とに関するものである。 The present invention relates to a wireless transmission system in which a packet transmitting terminal transmits a data packet to a packet receiving terminal using a wireless line, and a packet transmitting terminal that transmits a data packet to the packet receiving terminal using a wireless line. is there.
近年の災害/防衛監視を行うシステムなどでは、航空機やヘリからの空撮映像を基地局で監視したいというニーズが高く、映像伝送には衛星回線などの無線インフラが利用される。
例えば、衛星回線を利用する無線伝送システムでは、降雨などによる電波減衰や、航空機の速度・高度・姿勢変動が原因で、実際に受信することができる帯域(伝送スループット)が低減することがある。
この帯域低減を解決する方法として、送信側における信号の送信電力を制御する方法が存在する。
例えば、以下の特許文献1,2では、受信したビーコン信号やパイロット信号の信号レベルと基準レベルとの比較結果に基づいて送信電力を制御する方法を開示している。
In recent disaster / defense monitoring systems and the like, there is a strong need to monitor aerial images from aircraft and helicopters with a base station, and wireless infrastructure such as satellite links is used for video transmission.
For example, in a wireless transmission system using a satellite line, a band (transmission throughput) that can be actually received may be reduced due to radio wave attenuation due to rain or the like, or due to aircraft speed, altitude, and attitude fluctuations.
As a method for solving this band reduction, there is a method for controlling the transmission power of a signal on the transmission side.
For example,
また、セルラー方式の無線伝送システムにおいても、移動機が複数の基地局エリアをハンドオーバーするときに、各基地局からの送信On/Offを制御したり、最良信号品質を有するアクセスポイントを選択・決定するために、基地局から伝送されるパイロット信号を用いて、移動機が回線の品質を測定するようにしている(例えば、特許文献3,4,5を参照)。
さらに、回線品質を推定する手段として、受信側でパケットロスやジッタを解析し、その解析結果を送信側にフィードバックして、送信帯域を制御する技術も存在する(例えば、特許文献6を参照)。
Also, in a cellular radio transmission system, when a mobile device hands over a plurality of base station areas, it controls transmission On / Off from each base station and selects an access point having the best signal quality. In order to make the determination, the mobile station measures the channel quality using the pilot signal transmitted from the base station (see, for example,
Further, as a means for estimating the channel quality, there is a technique for analyzing packet loss and jitter on the receiving side, feeding back the analysis result to the transmitting side, and controlling the transmission band (see, for example, Patent Document 6). .
従来の無線伝送システムは以上のように構成されているので、送信側が姿勢変動の大きい航空機である場合、アンテナの角度が固定でないことから、送信電力を制御する方法では、送信電力を増幅させて現状の回線帯域を維持することが困難な場合があり、データパケットの欠落を招くことがある課題があった。
また、送信側から送信されるデータの受信状況を受信側で解析して、その解析結果を送信側にフィードバックする方法では、回線の伝送遅延により送信側が最新の解析結果を取得するのに時間がかかる場合や、受信側からフィードバックする情報が欠落して送信側に届かなかない場合には、的確でリアルタイムな回線帯域の予測を行えず、データパケットの欠落を招くことがある課題があった。
Since the conventional wireless transmission system is configured as described above, when the transmitting side is an aircraft with a large attitude fluctuation, the angle of the antenna is not fixed. Therefore, in the method for controlling the transmission power, the transmission power is amplified. There are cases where it is difficult to maintain the current line bandwidth, and there is a problem that data packets may be lost.
Also, in the method of analyzing the reception status of data transmitted from the transmission side and feeding back the analysis result to the transmission side, it takes time for the transmission side to acquire the latest analysis result due to the transmission delay of the line. In such a case, or when information to be fed back from the receiving side is missing and cannot be delivered to the transmitting side, there is a problem in that it is impossible to predict the line bandwidth accurately and in real time, leading to missing data packets.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、データパケットの伝送量の適正化を図り、データパケットの欠落を防止することができる無線伝送システム及びパケット送信端末を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and aims to obtain a wireless transmission system and a packet transmission terminal capable of optimizing the transmission amount of data packets and preventing loss of data packets. Objective.
この発明に係る無線伝送システムは、パケット送信端末が、無線回線を利用してデータパケットをパケット受信端末に送信するデータパケット送信手段と、データパケット送信手段から送信されたのち、無線回線で折り返されたデータパケットを受信する自局データパケット受信手段と、自局データパケット受信手段により受信されたデータパケットの受信品質から無線回線の利用可能な帯域を算出する回線帯域算出手段とを備え、伝送量制御手段が回線帯域算出手段により算出された利用可能な帯域に応じてデータパケット送信手段から送信されるデータパケットの伝送量を制御するようにしたものである。 In the wireless transmission system according to the present invention, a packet transmitting terminal transmits a data packet to a packet receiving terminal using a wireless line, and the packet is transmitted from the data packet transmitting means and then folded back on the wireless line. A local data packet receiving means for receiving the received data packet; and a line bandwidth calculating means for calculating a usable bandwidth of the wireless line from the reception quality of the data packet received by the local data packet receiving means. The control means controls the transmission amount of the data packet transmitted from the data packet transmission means in accordance with the usable bandwidth calculated by the line bandwidth calculation means.
この発明によれば、パケット送信端末が、無線回線を利用してデータパケットをパケット受信端末に送信するデータパケット送信手段と、データパケット送信手段から送信されたのち、無線回線で折り返されたデータパケットを受信する自局データパケット受信手段と、自局データパケット受信手段により受信されたデータパケットの受信品質から無線回線の利用可能な帯域を算出する回線帯域算出手段とを備え、伝送量制御手段が回線帯域算出手段により算出された利用可能な帯域に応じてデータパケット送信手段から送信されるデータパケットの伝送量を制御するように構成したので、データパケットの伝送量の適正化を図ることができるようになり、その結果、データパケットの欠落を防止することができる効果を奏する。 According to the present invention, the packet transmitting terminal transmits a data packet to the packet receiving terminal using a wireless line, and the data packet transmitted from the data packet transmitting means and then returned by the wireless line A local data packet receiving means for receiving the data and a line bandwidth calculating means for calculating a usable bandwidth of the wireless line from the reception quality of the data packet received by the local data packet receiving means, Since the transmission amount of the data packet transmitted from the data packet transmission unit is controlled according to the available band calculated by the line bandwidth calculation unit, the transmission amount of the data packet can be optimized. As a result, it is possible to prevent data packets from being lost.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による無線伝送システムを示す構成図であり、図において、パケット送信端末1は、例えば、無線回線である衛星回線からなるネットワーク3を介してパケット受信端末2と接続されている。
なお、パケット送信端末1及びパケット受信端末2は、例えば、携帯電話機等の携帯情報端末や、航空機等に搭載される無線通信機器などが該当する。
FIG. 1 is a block diagram showing a radio transmission system according to
Note that the
データパケット送信部11は例えば無線機やアンテナなどから構成されているネットワークインタフェース機器であり、データ伝送量制御部18の指示の下、衛星回線を利用してデータパケットをパケット受信端末2に送信する処理を実施する。なお、データパケット送信部11はデータパケット送信手段を構成している。
自局データパケット受信部12は例えば無線機やアンテナなどから構成されているネットワークインタフェース機器であり、データパケット送信部11から送信されたのち、衛星で折り返されたデータパケットを受信する処理を実施する。なお、自局データパケット受信部12は自局データパケット受信手段を構成している。
The data
The local station data
回線帯域算出部13は例えばMPUやメモリ等を実装している半導体集積回路基板などから構成されており、自局データパケット受信部12により受信されたデータパケットの受信品質から衛星回線の利用可能な帯域を算出する処理を実施する。なお、回線帯域算出部13は回線帯域算出手段を構成している。
回線帯域算出部13の受信品質解析部14は自局データパケット受信部12により受信されたデータパケットの受信品質を解析する処理を実施する。
回線帯域算出部13のデータベース15は無線回線の実帯域と受信品質との対応関係を管理しているメモリである。
なお、データベース15に管理される対応関係は、過去の受信品質に対応する実帯域がサンプリングされて記録されたものである。
The line
The reception
The
The correspondence relationship managed in the
回線帯域算出部13の回線帯域決定部16はデータベース15に管理されている対応関係を参照して、受信品質解析部14により解析された受信品質に対応する衛星回線の実帯域を特定し、その実帯域を衛星回線の利用可能な帯域として決定する処理を実施する。
回線帯域算出部13の回線帯域補正部17は回線帯域決定部16により過去に決定された衛星回線の利用可能な帯域の履歴にしたがって、今回決定された衛星回線の利用可能な帯域を補正する処理を実施する。
The line band determining unit 16 of the line
The line
データ伝送量制御部18は例えばMPUを実装している半導体集積回路基板などから構成されており、回線帯域算出部13の回線帯域決定部16により決定された衛星回線の利用可能な帯域、あるいは、回線帯域補正部17により補正された衛星回線の利用可能な帯域に応じてデータパケット送信部11から送信されるデータパケットの伝送量を制御する処理を実施する。なお、データ伝送量制御部18は伝送量制御手段を構成している。
パケット受信端末2のデータパケット受信部21はパケット送信端末1のデータパケット送信部11から送信されたデータパケットを受信するネットワークインタフェース機器である。
図2はこの発明の実施の形態1による無線伝送システムの処理内容を示すフローチャートである。
The data transmission
The data
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the wireless transmission system according to
次に動作について説明する。
まず、パケット送信端末1のデータパケット送信部11は、衛星回線を利用して、IPマルチキャストアドレスでデータパケットをパケット受信端末2に送信する(ステップST1)。
パケット受信端末2のデータパケット受信部21は、上記のIPマルチキャストアドレスと同じマルチキャストアドレス(マルチキャストグループともいう)に参加することで、パケット送信端末1から送信されたデータパケットを受信する(ステップST21,ST22)。
パケット送信端末1の自局データパケット受信部12も、上記のIPマルチキャストアドレスと同じマルチキャストアドレスに参加することで、データパケット送信部11から送信されたのち、衛星で折り返されたデータパケットを受信する(ステップST2)。
Next, the operation will be described.
First, the data
The data
The local data
パケット送信端末1の回線帯域算出部13は、自局データパケット受信部12がデータパケット送信部11から送信されたデータパケットを衛星回線経由で受信すると、そのデータパケットの受信品質を算出して、その受信品質から衛星回線の利用可能な帯域を算出する。
以下、回線帯域算出部13の処理内容を具体的に説明する。
When the local station
The processing contents of the line
回線帯域算出部13の受信品質解析部14は、自局データパケット受信部12がデータパケットを受信すると、そのデータパケットの受信品質の指標となる受信レートRRiを算出する(ステップST3)。
受信品質解析部14における受信レートRRiの算出内容については公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
When the local data
Since the calculation content of the reception rate RR i in the reception
回線帯域算出部13の回線帯域決定部16は、受信品質解析部14が受信レートRRiを算出すると、データベース15に管理されている対応関係を参照して、データパケットの受信レートRRiに対応する衛星回線の実帯域を特定し、その実帯域を衛星回線の利用可能な帯域SRiとして決定する。
データベース15において、例えば、下記に示すような対応関係が管理されているとき、例えば、データパケットの受信レートRRiが受信レートR3と一致すれば、データパケットの受信レートRRiに対応する衛星回線の実帯域がS3であると特定し、衛星回線の利用可能な帯域SRiをS3に決定する。
あるいは、データパケットの受信レートRRiが受信レートR2と受信レートR3の間であり、その受信レートRRiが受信レートR3より、受信レートR2に近ければ、データパケットの受信レートRRiに対応する衛星回線の実帯域がS2であると特定し、衛星回線の利用可能な帯域SRiをS2に決定する。
When the reception
In the
Alternatively, if the reception rate RR i of the data packet is between the reception rate R2 and the reception rate R3, and the reception rate RR i is closer to the reception rate R2 than the reception rate R3, it corresponds to the reception rate RR i of the data packet. The actual bandwidth of the satellite line is specified as S2, and the available bandwidth SR i of the satellite line is determined as S2.
・データベース15に管理されている対応関係
受信レート 衛星回線の実帯域
R1 → S1
R2 → S2
R3 → S3
R4 → S4
:
:
RN → SN
Correspondence relationship managed in the
R2 → S2
R3 → S3
R4 → S4
:
:
RN → SN
ここでは、回線帯域決定部16がデータパケットの受信レートRRiに対応する衛星回線の実帯域を特定し、その実帯域を衛星回線の利用可能な帯域SRiとして決定するものについて示したが、データパケットの受信レートRRiを衛星回線の利用可能な帯域SRiとして決定するようにしてもよい(ステップST4)。
この実施の形態1では、回線帯域決定部16により決定された衛星回線の利用可能な帯域SRiを回線帯域補正部17に出力するものとするが、回線帯域補正部17に出力せずに、データ伝送量制御部18に出力するようにしてもよい。
In this example, the line bandwidth determination unit 16 specifies the actual bandwidth of the satellite line corresponding to the reception rate RR i of the data packet and determines the actual bandwidth as the usable bandwidth SR i of the satellite line. The packet reception rate RR i may be determined as the usable bandwidth SR i of the satellite line (step ST4).
In the first embodiment, the usable bandwidth SR i of the satellite line determined by the line band determining unit 16 is output to the line
回線帯域算出部13の回線帯域補正部17は、回線帯域決定部16から衛星回線の利用可能な帯域SRiを受けると、過去に決定された衛星回線の利用可能な帯域の履歴にしたがって、今回決定された衛星回線の利用可能な帯域SRiを補正する。
即ち、回線帯域補正部17は、回線帯域決定部16により今回決定された回線帯域SRiを履歴として保存するとともに(ステップST5)、回線帯域決定部16により今回決定された回線帯域SRiと前回決定された回線帯域SRi-1との差分Di(=SRi-1−SRi)を算出する(ステップST6)。
When the line
That is, the line
ここで、差分Diが大きい程、回線品質が悪いことになり、差分の履歴(・・・Di-3,Di-2,Di-1,Di)が大きくなってきていれば、回線品質が悪化してきていると想定することができる。
一方、差分の履歴(・・・Di-3,Di-2,Di-1,Di)が小さくなってきていれば(0に近い状態)、回線品質が回復してきていると想定することができる。
Here, the greater the difference D i, the worse the line quality, and the difference history (... D i−3 , D i−2 , D i−1 , D i ) becomes larger. It can be assumed that the line quality is getting worse.
On the other hand, if the difference history (... D i-3 , D i-2 , D i-1 , D i ) has become smaller (close to 0), it is assumed that the line quality has recovered. can do.
次に、回線帯域補正部17は、差分の履歴Di-2,Di-1,Diと今回決定された回線帯域SRiから、下記に示すように、回線品質の評価値Wを算出し(ステップST7)、その評価値Wを所定の閾値αと比較する(ステップST8)。
W=((Di+Di-1+Di-2)/3)/SRi
回線帯域補正部17は、評価値Wが閾値αより大きければ、回線品質が悪化してきていると想定し、下記に示すように、今回決定された回線帯域SRiが幾分小さい値になるように補正する(ステップST9)。
SRi=SRi×(1−W)
一方、評価値Wが閾値α以下であれば、回線品質が回復してきていると想定し、下記に示すように、今回決定された回線帯域SRiが幾分大きい値になるように補正する(ステップST10)。
SRi=SRi×β ただし、β>1.0
Next, the line
W = ((D i + D i-1 + D i-2 ) / 3) / SR i
If the evaluation value W is greater than the threshold value α, the line
SR i = SR i × (1-W)
On the other hand, if the evaluation value W is equal to or less than the threshold value α, it is assumed that the line quality has been recovered, and correction is made so that the line band SR i determined this time becomes a somewhat large value as shown below ( Step ST10).
SR i = SR i × β where β> 1.0
パケット送信端末1のデータ伝送量制御部18は、回線帯域算出部13の回線帯域補正部17(または、回線帯域決定部16)から衛星回線の利用可能な帯域SRiを受けると、その回線帯域SRiに応じてデータパケット送信部11から送信されるデータパケットの伝送量を制御する。
即ち、データ伝送量制御部18は、データパケット送信部11から送信されるデータパケットの送信レートが回線帯域SRiと一致するように、送信対象のパケットの数・間隔・サイズを調整する(ステップST11)。
例えば、パケット送信端末1が、カメラにより撮影されたライブ映像を伝送する場合、データ伝送量制御部18が映像や音声のエンコーダの機能を果たし、回線帯域補正部17から出力された回線帯域SRiをエンコーダの目標符号化レートに再設定して、エンコードを実施するようにする。
以下、データの送信が終了するまで(ステップST13)、ステップST1〜ST12の処理を繰り返し実施する。
When the data transmission
That is, the data transmission
For example, when the
Thereafter, the processes of steps ST1 to ST12 are repeatedly performed until the data transmission is completed (step ST13).
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、衛星回線を利用してデータパケットをパケット受信端末2に送信するデータパケット送信部11と、データパケット送信部11から送信されたのち、衛星で折り返されたデータパケットを受信する自局データパケット受信部12と、自局データパケット受信部12により受信されたデータパケットの受信品質から無線回線の利用可能な帯域を算出する回線帯域算出部13とを備え、データ伝送量制御部18が回線帯域算出部13により算出された利用可能な帯域に応じてデータパケット送信部11から送信されるデータパケットの伝送量を制御するように構成したので、データパケットの伝送量の適正化を図ることができるようになり、その結果、データパケットの欠落を防止することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the data
また、この実施の形態1によれば、回線帯域補正部17が回線帯域決定部16により過去に決定された衛星回線の利用可能な帯域の履歴にしたがって、今回決定された衛星回線の利用可能な帯域を補正するように構成したので、回線帯域の悪化傾向あるいは回復傾向を見込んだ帯域で伝送量の適正化を図ることができるようになり、データパケットの欠落をさらに確実に防止することができる効果を奏する。
Further, according to the first embodiment, the line
なお、この実施の形態1では、回線帯域算出部13の受信品質解析部14が、パケットの受信品質として、パケットの受信レートRRiだけを算出するものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、パケットの受信レートRRi、パケットロス率及び受信間隔の揺らぎ(ジッタ値)を算出して、例えば、これらの総和などをパケットの受信品質として算出するようにしてもよい。
In the first embodiment, the reception
ここで、パケットロス率は、データパケット送信部11から送信されたデータパケットの数と、自局データパケット受信部12により受信することができなかったデータパケットの数(欠損したデータパケットの数)の割合である。なお、欠損したパケットの数を受信側で識別するために、データパケット送信部11から送信されるデータパケットのヘッダ等にシーケンス番号を記載しておくようにする。
また、ジッタ値は、パケットの送信間隔と受信間隔の揺らぎを示すものである。通常、無線回線では電波干渉などによるビット誤りを補正するために下位の通信レイヤーにて誤り訂正対策が施されている。回線の通信状況が悪いとビット誤り発生率が高くなり、誤り訂正処理に費やす時間が大きくなり、結果として、ジッタ値が大きくなる。
Here, the packet loss rate includes the number of data packets transmitted from the data
The jitter value indicates fluctuations in the packet transmission interval and the reception interval. Normally, in a wireless line, error correction measures are taken in a lower communication layer in order to correct bit errors due to radio wave interference and the like. If the communication status of the line is poor, the bit error occurrence rate increases, and the time spent for error correction processing increases, resulting in an increased jitter value.
また、回線帯域算出部13の受信品質解析部14が、パケットの受信レートRRi、パケットロス率及び受信間隔の揺らぎ(ジッタ値)の他に、ビットエラー率及びバーストエラー率を加味するようにしてもよい。
ビットエラー率及びバーストエラー率は、データパケット送信部11から送信されたデータパケットのビット値と、自局データパケット受信部12により受信されたデータパケットのビット値とを比較して、どれだけビット値が変わっているか、どれだけ連続してビットエラーが発生しているかを調べることで算出することができる。
Also, the reception
The bit error rate and the burst error rate are determined by comparing the bit value of the data packet transmitted from the data
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2による無線伝送システムを示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
回線解析用パケット受信部19は例えば無線機やアンテナなどから構成されているネットワークインタフェース機器であり、パケット受信端末2の回線解析用パケット送信部22から送信された回線解析用パケットを受信する処理を実施する。なお、回線解析用パケット受信部19は回線解析用パケット受信手段を構成している。
回線解析用パケット送信部22は例えば無線機やアンテナなどから構成されているネットワークインタフェース機器であり、回線解析用パケットをパケット送信端末1に送信する処理を実施する。
図4はこの発明の実施の形態2による無線伝送システムの処理内容を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a block diagram showing a radio transmission system according to
The line analysis packet receiving unit 19 is a network interface device composed of, for example, a radio or an antenna, and performs processing for receiving the line analysis packet transmitted from the line analysis packet transmitting unit 22 of the
The line analysis packet transmission unit 22 is a network interface device including, for example, a wireless device, an antenna, and the like, and performs a process of transmitting the line analysis packet to the
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the wireless transmission system according to the second embodiment of the present invention.
上記実施の形態1では、パケット送信端末1のデータパケット送信部11から送信されたデータパケットを、パケット送信端末1の自局データパケット受信部12が受信することで、回線帯域算出部13が回線帯域を算出するものについて示したが、上記実施の形態1では、無線回線として衛星回線を利用する場合、パケット送信端末1と衛星間だけの通信状況から回線帯域を算出していることになる。
そこで、この実施の形態2では、パケット送信端末1と衛星間の通信状況だけでなく、パケット受信端末2と衛星間の通信状況も考慮することで、さらに適正な回線帯域を算出するようにしている。
In the first embodiment, the data packet transmitted from the data
Therefore, in the second embodiment, not only the communication status between the
次に動作について説明する。
まず、パケット送信端末1のデータパケット送信部11は、衛星回線を利用して、IPマルチキャストアドレスでデータパケットをパケット受信端末2に送信する(ステップST31)。
パケット受信端末2のデータパケット受信部21は、上記のIPマルチキャストアドレスと同じマルチキャストアドレス(マルチキャストグループともいう)に参加することで、パケット送信端末1から送信されたデータパケットを受信する(ステップST51,ST52)。
Next, the operation will be described.
First, the data
The data
また、パケット受信端末2の回線解析用パケット送信部22は、データパケット受信部21がパケット送信端末1から送信されたデータパケットを受信すると、回線解析用パケットを所定に間隔でパケット送信端末1に繰り返し送信する(ステップST53,ST54)。
ここで、回線解析用パケットは、どのようなデータでも構わないが、例えば、ビット値が全て“0”のデータパケットを送信してもよいし、パケット送信端末1側に伝送したいデータがあれば、そのデータをパケット化して送信してもよい。
また、パケット送信端末1における回線帯域の予測精度を更に向上させるために、データパケット受信部21により受信されたデータパケットの受信品質を送信するようにしてもよい。
ただし、回線解析用パケットは、予め決められたサイズ及び間隔で伝送し続けることとする。
Further, the line analysis packet transmitter 22 of the
Here, the line analysis packet may be any data. For example, a data packet having all bit values “0” may be transmitted, or if there is data to be transmitted to the
Further, in order to further improve the prediction accuracy of the line bandwidth in the
However, the line analysis packet continues to be transmitted at a predetermined size and interval.
パケット送信端末1の回線解析用パケット受信部19は、パケット受信端末2の回線解析用パケット送信部22から送信された回線解析用パケットを受信する(ステップST32)。
パケット送信端末1の回線帯域算出部13は、回線解析用パケット受信部19がパケット受信端末2の回線解析用パケット送信部22から送信された回線解析用パケットを受信すると、その回線解析用パケットの受信品質を算出して、その受信品質から衛星回線の利用可能な帯域を算出する。
以下、回線帯域算出部13の処理内容を具体的に説明する。
The line analysis packet receiver 19 of the
When the line analyzing packet receiving unit 19 receives the line analyzing packet transmitted from the line analyzing packet transmitting unit 22 of the
The processing contents of the line
回線帯域算出部13の受信品質解析部14は、回線解析用パケット受信部19が回線解析用パケットを受信すると、その回線解析用パケットの受信品質の指標となる受信レートRRi、パケットロス率PLi、受信間隔の揺らぎであるジッタJiを算出する(ステップST33)。
なお、上記実施の形態1と同様に、受信レートRRiだけを算出するようにしてもよいが、回線解析用パケット受信部19により受信される回線解析用パケットは、データパケット送信部11から送信されるデータパケットと性質が異なるパケットであるため、回線解析用パケットの受信レートRRiだけでは、回線帯域を算出することが困難である場合があるため、パケットロス率PLiとジッタJiも算出するようにしている。
When the line analysis packet receiving unit 19 receives the line analysis packet, the reception
As in the first embodiment, only the reception rate RR i may be calculated. However, the line analysis packet received by the line analysis packet receiver 19 is transmitted from the
ここで、性質の異なるとは、パケット送信端末1からパケット受信端末2に至る通信回線と、パケット受信端末2からパケット送信端末1に至る通信回線とで、割り与えられる回線リソースが異なる非対称なネットワークなどが考えられる。
例えば、パケット送信端末1からパケット受信端末2へのデータパケットは1Mbpsで送信するが、パケット受信端末2からパケット送信端末1への回線解析用パケットは通信コストを抑えるために100kbpsに上限値が設定される場合などが考えられる。
このとき、仮にパケット送信端末1からパケット受信端末2へのデータパケットが1Mbpsから半分の500kbpsまで実回線帯域が低下したとしても、パケット受信端末2からパケット送信端末1への回線解析用パケットは100kbpsで受信し続けることができるかもしれない。このため、回線解析用パケットの受信レートRRiだけでは、的確なデータパケットの回線帯域を算出できないことも考えられる。
これらの理由から、この実施の形態2におけるパケット送信端末1の受信品質解析部14では、回線解析用パケットの受信レートRRiだけでなく、パケットロス率PLiとジッタJiも算出するようにしている。
Here, the difference in properties means an asymmetric network in which line resources allocated are different between a communication line from the
For example, a data packet from the
At this time, even if the actual line bandwidth of the data packet from the
For these reasons, the reception
ここで、パケットロス率は、パケット受信端末2の回線解析用パケット送信部22から送信された回線解析用パケットの数と、パケット送信端末1の回線解析用パケット受信部19により受信することができなかった回線解析用パケットの数(欠損した回線解析用パケットの数)の割合である。なお、欠損したパケットの数をパケット送信端末1側で識別するために、パケット受信端末2の回線解析用パケット送信部22から送信される回線解析用パケットのヘッダ等にシーケンス番号を記載しておくようにする。
また、ジッタ値は、パケットの送信間隔と受信間隔の揺らぎを示すものである。通常、無線回線では電波干渉などによるビット誤りを補正するために下位の通信レイヤーにて誤り訂正対策が施されている。回線の通信状況が悪いとビット誤り発生率が高くなり、誤り訂正処理に費やす時間が大きくなり、結果として、ジッタ値が大きくなる。
Here, the packet loss rate can be received by the number of line analysis packets transmitted from the line analysis packet transmitting unit 22 of the
The jitter value indicates fluctuations in the packet transmission interval and the reception interval. Normally, in a wireless line, error correction measures are taken in a lower communication layer in order to correct bit errors due to radio wave interference and the like. If the communication status of the line is poor, the bit error occurrence rate increases, and the time spent for error correction processing increases, resulting in an increased jitter value.
回線帯域算出部13の回線帯域決定部16は、受信品質解析部14が回線解析用パケットの受信品質を解析すると(例えば、受信レートRRi、パケットロス率PLi及びジッタJiの総和を回線解析用パケットの受信品質として算出する)、データベース15に管理されている対応関係を参照して、回線解析用パケットの受信品質に対応する衛星回線の実帯域を特定し、その実帯域を衛星回線の利用可能な帯域SRiとして決定する。
データベース15において、例えば、下記に示すような対応関係が管理されているとき、例えば、回線解析用パケットの受信品質が受信品質R3と一致すれば、回線解析用パケットの受信品質に対応する衛星回線の実帯域がS3であると特定し、衛星回線の利用可能な帯域SRiをS3に決定する。
あるいは、回線解析用パケットの受信品質が受信品質R2と受信品質R3の間であり、その回線解析用パケットの受信品質が受信品質R3より、受信品質R2に近ければ、回線解析用パケットの受信品質に対応する衛星回線の実帯域がS2であると特定し、衛星回線の利用可能な帯域SRiをS2に決定する。
The line bandwidth determination unit 16 of the line
In the
Alternatively, if the reception quality of the line analysis packet is between the reception quality R2 and the reception quality R3 and the reception quality of the line analysis packet is closer to the reception quality R2 than the reception quality R3, the reception quality of the line analysis packet The actual bandwidth of the satellite line corresponding to is specified as S2, and the available bandwidth SR i of the satellite line is determined as S2.
・データベース15に管理されている対応関係
受信品質 衛星回線の実帯域
R1 → S1
R2 → S2
R3 → S3
R4 → S4
:
:
RN → SN
Correspondence relationship managed in
R2 → S2
R3 → S3
R4 → S4
:
:
RN → SN
この実施の形態2では、回線帯域決定部16により決定された衛星回線の利用可能な帯域SRiを回線帯域補正部17に出力するものとするが、回線帯域補正部17に出力せずに、データ伝送量制御部18に出力するようにしてもよい。
In the second embodiment, the usable bandwidth SR i of the satellite line determined by the line band determining unit 16 is output to the line
回線帯域算出部13の回線帯域補正部17は、回線帯域決定部16から衛星回線の利用可能な帯域SRiを受けると、上記実施の形態1と同様に、過去に決定された衛星回線の利用可能な帯域の履歴にしたがって、今回決定された衛星回線の利用可能な帯域SRiを補正する。
即ち、回線帯域補正部17は、回線帯域決定部16により今回決定された回線帯域SRiを履歴として保存するとともに(ステップST35)、回線帯域決定部16により今回決定された回線帯域SRiと前回決定された回線帯域SRi-1との差分Di(=SRi-1−SRi)を算出する(ステップST36)。
When the line
That is, the line
ここで、差分Diが大きい程、回線品質が悪いことになり、差分の履歴(・・・Di-3,Di-2,Di-1,Di)が大きくなってきていれば、回線品質が悪化してきていると想定することができる。
一方、差分の履歴(・・・Di-3,Di-2,Di-1,Di)が小さくなってきていれば(0に近い状態)、回線品質が回復してきていると想定することができる。
Here, the greater the difference D i, the worse the line quality, and the difference history (... D i−3 , D i−2 , D i−1 , D i ) becomes larger. It can be assumed that the line quality is getting worse.
On the other hand, if the difference history (... D i-3 , D i-2 , D i-1 , D i ) has become smaller (close to 0), it is assumed that the line quality has recovered. can do.
次に、回線帯域補正部17は、差分の履歴Di-2,Di-1,Diと今回決定された回線帯域SRiから、下記に示すように、回線品質の評価値Wを算出し(ステップST37)、その評価値Wを所定の閾値αと比較する(ステップST38)。
W=((Di+Di-1+Di-2)/3)/SRi
回線帯域補正部17は、評価値Wが閾値αより大きければ、回線品質が悪化してきていると想定し、下記に示すように、今回決定された回線帯域SRiが幾分小さい値になるように補正する(ステップST39)。
SRi=SRi×(1−W)
一方、評価値Wが閾値α以下であれば、回線品質が回復してきていると想定し、下記に示すように、今回決定された回線帯域SRiが幾分大きい値になるように補正する(ステップST40)。
SRi=SRi×β ただし、β>1.0
Next, the line
W = ((D i + D i-1 + D i-2 ) / 3) / SR i
If the evaluation value W is greater than the threshold value α, the line
SR i = SR i × (1-W)
On the other hand, if the evaluation value W is equal to or less than the threshold value α, it is assumed that the line quality has been recovered, and correction is made so that the line band SR i determined this time becomes a somewhat large value as shown below ( Step ST40).
SR i = SR i × β where β> 1.0
パケット送信端末1のデータ伝送量制御部18は、回線帯域算出部13の回線帯域補正部17(または、回線帯域決定部16)から衛星回線の利用可能な帯域SRiを受けると、その回線帯域SRiに応じてデータパケット送信部11から送信されるデータパケットの伝送量を制御する。
即ち、データ伝送量制御部18は、データパケット送信部11から送信されるデータパケットの送信レートが回線帯域SRiと一致するように、送信対象のパケットの数・間隔・サイズを調整する(ステップST41)。
例えば、パケット送信端末1が、カメラにより撮影されたライブ映像を伝送する場合、データ伝送量制御部18が映像や音声のエンコーダの機能を果たし、回線帯域補正部17から出力された回線帯域SRiをエンコーダの目標符号化レートに再設定して、エンコードを実施するようにする。
以下、データの送信が終了するまで(ステップST43)、ステップST31〜ST42の処理を繰り返し実施する。
When the data transmission
That is, the data transmission
For example, when the
Thereafter, the processes of steps ST31 to ST42 are repeated until the data transmission is completed (step ST43).
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、パケット受信端末2の回線解析用パケット送信部22から送信された回線解析用パケットを受信する回線解析用パケット受信部19と、回線解析用パケット受信部19により受信された回線解析用パケットの受信品質から無線回線の利用可能な帯域を算出する回線帯域算出部13とを備え、データ伝送量制御部18が回線帯域算出部13により算出された利用可能な帯域に応じてデータパケット送信部11から送信されるデータパケットの伝送量を制御するように構成したので、データパケットの伝送量の適正化を図ることができるようになり、その結果、データパケットの欠落を防止することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the second embodiment, the line analysis packet receiving unit 19 that receives the line analysis packet transmitted from the line analysis packet transmitting unit 22 of the
また、この実施の形態2によれば、回線帯域補正部17が回線帯域決定部16により過去に決定された衛星回線の利用可能な帯域の履歴にしたがって、今回決定された衛星回線の利用可能な帯域を補正するように構成したので、回線帯域の悪化傾向あるいは回復傾向を見込んだ帯域で伝送量の適正化を図ることができるようになり、データパケットの欠落をさらに確実に防止することができる効果を奏する。
Further, according to the second embodiment, the line
なお、この実施の形態2における回線帯域算出部13では、データパケットとは異なる回線解析用パケットからデータパケットを送信するときの利用可能な回線帯域を予測するため、上記実施の形態1の方式と比較して、予測精度が低くなることも考えられるが、受信解析情報の情報量や項目数が多いほど、より的確な回線帯域を予測することができる。
The line
この実施の形態2では、回線帯域算出部13の受信品質解析部14が、パケットの受信レートRRi、パケットロス率PLi及びジッタJiを算出するものについて示したが、さらに、ビットエラー率及びバーストエラー率を加味するようにしてもよい。
ビットエラー率及びバーストエラー率は、パケット受信端末2の回線解析用パケット送信部22から送信された回線解析用パケットのビット値と、回線解析用パケット受信部19により受信された回線解析用パケットのビット値とを比較して、どれだけビット値が変わっているか、どれだけ連続してビットエラーが発生しているかを調べることで算出することができる。
In the second embodiment, the case where the reception
The bit error rate and the burst error rate are the bit value of the line analysis packet transmitted from the line analysis packet transmitter 22 of the
1 パケット送信端末、2 パケット受信端末、3 ネットワーク、11 データパケット送信部(データパケット送信手段)、12 自局データパケット受信部(自局データパケット受信手段)、13 回線帯域算出部(回線帯域算出手段)、14 受信品質解析部、15 データベース、16 回線帯域決定部、17 回線帯域補正部、18 データ伝送量制御部(伝送量制御手段)、19 回線解析用パケット受信部(回線解析用パケット受信手段)、21 データパケット受信部、22 回線解析用パケット送信部。 1 packet transmitting terminal, 2 packet receiving terminal, 3 network, 11 data packet transmitting section (data packet transmitting means), 12 own station data packet receiving section (own station data packet receiving means), 13 line bandwidth calculating section (line bandwidth calculating) Means), 14 reception quality analysis section, 15 database, 16 line bandwidth determination section, 17 line bandwidth correction section, 18 data transmission volume control section (transmission volume control means), 19 line analysis packet reception section (line analysis packet reception) Means), 21 data packet receiver, 22 line analysis packet transmitter.
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