JP3362695B2

JP3362695B2 - 遅延揺らぎ吸収装置及び吸収方法

Info

Publication number: JP3362695B2
Application number: JP09039999A
Authority: JP
Inventors: 卓二谷村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2003-01-07
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: SG102571A1; ID25670A; CN1268826A; JP2000286886A; KR20000071522A; US6741601B1; CA2303451C; CN1144428C; AU2263700A; MY122530A; CA2303451A1; AU769519B2; KR100346008B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は遅延揺らぎ吸収装置
及び吸収方法に関し、特にイーサネット（登録商標）
（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））、ＡＴＭ（ａｓｙｎ
ｃｈｒｏｎｏｕｓｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅ）等を
利用して音声通信を行う場合に受信装置側に設けられる
遅延揺らぎ吸収装置及び吸収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、音声をパケット化して送受信する
装置においては、受信側にて伝送遅延の揺らぎを吸収す
るためバッファを用いており、読出し側では伝送遅延の
大きい場合の受信パケットについても許容できる時間だ
け経過した後、読出しを開始することにより通話の連続
性を保つ仕掛けが用いられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、次のような問題がある。例えば、特開
昭６４−２９１４１号公報によれば、伝送遅延揺らぎ吸
収バッファの読出しタイミングが装置により固定値とさ
れており、これにより、読出しタイミングを早くする
と、伝送遅延が大きい音声パケットの情報を再生するこ
とができず、また、読出しタイミングを遅くすると、音
声は連続して再生できるものの、遅延時間が固定的に大
きいため、エコーが発生したり、双方向の通話に違和感
が出るなどの問題があった。

【０００４】この課題を解決するため、特開平９−２０
０２６５号公報（以下、文献１という）記載の技術によ
れば、送信側にてヘッダ部分に時間情報を付加して送信
し、受信側ではパケットのヘッダ部分の送信時間情報
と、自装置内の受信時間情報を比較し、伝送遅延揺らぎ
吸収バッファの読出しタイミングと比較して、大きい場
合、少ない場合に、読出しタイミングを変更する。この
方式では、伝送遅延の揺らぎが大きいか小さいかによ
り、伝送遅延吸収バッファの読出しタイミングを常に調
整することができるが、音声パケットの伝送遅延が大き
いパケットと小さいパケットが繰り返された場合に、伝
送遅延揺らぎ吸収バッファの読出しタイミングが頻繁に
更新され、かつ更新される際のタイミング変更値が大き
いため、タイミングを変更する瞬間に通話が連続され
ず、また、話者が聞き取る遅延時間も大きくなったり小
さくなったりするのを繰り返すため、話者の違和感が大
きいという問題があった。

【０００５】なお、この文献１記載の技術と同様の技術
が特開平２−６３３４６号公報（以下、文献２という）
にも記載されている。さらに、この種の遅延揺らぎ吸収
装置の他の例が特開平１−２４８７２６号公報（以下、
文献３という）、特開平２−６７８４７号公報（以下、
文献４という）、特開平２−２０３６４１号公報（以
下、文献５という）及び特開平６−４６０８０号公報
（以下、文献６という）に開示されている。

【０００６】文献２記載の技術は送信時にヘッダに付加
された発生時刻とパケット受信時刻から伝達遅延時間を
求めて受信パケットを遅延させて再生するというもので
ある。文献３記載の技術は送信パケットに設定された時
間分だけ遅らせて受信側でパケットを読出すというもの
である。文献４記載の技術はＦＩＦＯに蓄積されたパケ
ットの量が所定値以下になるとＦＩＦＯからの読出しを
中止し、所定値以上になるとＦＩＦＯからの読出しを再
開するというものである。文献５記載の技術は平均遅延
時間の変化を監視し、変化の値が所定値以下の場合に、
揺らぎが吸収されていないときに揺らぎ吸収遅延時間を
延ばし、吸収されているときに揺らぎ吸収遅延時間を縮
めるというものである。文献６記載の技術は最初に到着
したセルから一定監視時間Ｔ内に受信したセル数、復号
化時間に基づき揺らぎ吸収基礎時間を補正するというも
のである。しかし、これら文献２乃至６にも上記課題を
解決する策は開示されていない。

【０００７】そこで本発明の目的は、通話品質の向上を
図ることができ、かつ話者の聴感の違和感を小さくする
ことができる遅延揺らぎ吸収装置及び吸収方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明による遅延揺らぎ吸収装置は、伝送線路を介し
て受信されたパケットが格納されるバッファ手段と、こ
のバッファ手段に前記パケットが格納された時間から所
定時間遅延させて前記バッファ手段から前記パケットを
読出すバッファ制御手段とを含む遅延揺らぎ吸収装置で
あって、前記バッファ制御手段は前記バッファ手段から
前記パケットを読出す際の遅延時間を第１時間毎に更新
するとともに前記遅延時間を大から小に変更する場合は
段階的に小とし、前記遅延時間を小から大に変更する場
合は次の前記第１時間の先頭パケットの位置から前記遅
延時間を大とすることを特徴とする。

【０００９】又、本発明による遅延揺らぎ吸収方法は、
伝送線路を介して受信されたパケットをバッファ手段に
格納し、前記バッファ手段に前記パケットが格納された
時間から所定時間遅延させて前記バッファ手段から前記
パケットを読出す遅延揺らぎ吸収方法であって、その方
法は前記バッファ手段から前記パケットを読出す際の遅
延時間を第１時間毎に更新するとともに前記遅延時間を
大から小に変更する場合は段階的に小とする第１ステッ
プと、前記バッファ手段から前記パケットを読出す際の
遅延時間を第１時間毎に更新するとともに前記遅延時間
を小から大に変更する場合は次の前記第１時間の先頭パ
ケットの位置から前記遅延時間を大とする第２ステップ
とを含むことを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、遅延時間を大から小に変
更する場合は段階的に小とする構成であるため、通話品
質の向上を図ることができ、かつ話者の聴感の違和感を
小さくすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、本発明の概要について説明
しておく。本発明は伝送路から受信する音声パケットの
伝送遅延揺らぎの大きさにより、バッファからの音声パ
ケット読出しタイミングを随時調整し、バッファ量を小
から大に変更する際はすみやかに変更し、大から小に変
更する際は一定の時間をかけて徐々に変更する。

【００１２】次に、本発明の最良の実施の形態について
添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の最良
の実施の形態の構成図である。図１は本発明に係る遅延
揺らぎ吸収装置を含むネットワークシステムの全体構成
を示している。図１を参照して、ネットワークシステム
は電話機１と、音声パケット化装置３と、ネットワーク
５と、音声パケット化装置４と、電話機２とからなる。
又、音声パケット化装置３は音声インターフェース回路
１０と、音声圧縮回路１１と、ネットワークインターフ
ェース１２と、ＣＰＵ１３と、伝送遅延揺らぎ吸収バッ
ファ１４と、メモリ１５とからなり、音声パケット化装
置４はネットワークインターフェース２１と、伝送遅延
揺らぎ吸収バッファ２２と、音声圧縮回路２３と、音声
インターフェース２４と、ＣＰＵ２５と、メモリ２６と
からなる。

【００１３】ネットワーク５はイーサネット、ＡＴＭ等
のパケット通信を使用したネットワークであり、送信側
から受信側へパケットを伝送する際にその遅延時間はパ
ケット毎に異なることを特徴とするネットワークであ
る。

【００１４】音声パケット化装置３及び音声パケット化
装置４は、夫々電話機１、電話機２からのアナログ音声
信号をパケットへ変換してネットワーク５へ送出し、
又、ネットワーク５から受信した音声パケットをアナロ
グ音声信号へ復元する機能を有する。電話機１および音
声パケット化装置３を送信側、電話機２と音声パケット
化装置４を受信側として説明すると、電話機１から出力
されるアナログ音声信号は音声パケット化装置３で音声
パケット化され、ネットワーク５を使用して音声パケッ
ト化装置４へ送られ、音声パケット化装置４では受信し
た音声パケットをアナログ音声情報へ復元し、電話機２
へ送る。これにより、電話機１から電話機２への通話が
可能になる。

【００１５】音声パケット化装置３を送信側としてその
内部構成を説明すると、音声インターフェース１０は、
アナログ音声信号を一例として６４ｋｂｐｓのＰＣＭ信
号等へ変換し、音声圧縮回路１１はその６４ｋｂｐｓの
ＰＣＭ信号を一例として８ｋｐｂｓへ音声圧縮した音声
圧縮データへ変換する機能を有し、ネットワークインタ
ーフェース１２は音声圧縮データにネットワークの宛先
情報であるヘッダを付加した音声パケットを生成しネッ
トワーク５へ送出する機能を有し、ＣＰＵ１３はこれら
の機能部を制御する機能を有する。

【００１６】音声パケット化装置４を受信側としてその
内部構成を説明すると、ネットワークインターフェース
２１はネットワーク５から送られてくる音声パケットを
受信し、受信した音声パケットからヘッダ情報を取り除
き音声圧縮データを取り出す。ＣＰＵ２５は、この音声
圧縮データを伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２へ書込む
と共に、ネットワーク５から受信する音声パケットの受
信間隔より伝送遅延時間を計算しメモリ２６へ蓄積す
る。これを基に、一定時間毎に各音声パケットの伝送遅
延時間より、パケットの伝送遅延の揺らぎを吸収するた
めに必要な伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２のバッファ
量を計算する。この計算結果により、一定時間毎にバッ
ファ量を調整、すなわち読出しタイミングの調整を行
う。伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２は、ネットワーク
５での伝送遅延がパケット毎に異なるため、伝送遅延が
小さいパケットの次に伝送遅延が大きいパケットを受信
した時など、受信した音声パケットをそのままつなぎ合
わせると連続した音声データにならず、途中の音声デー
タが抜けてしまうため、受信した音声パケットを一度バ
ッファリングし、伝送遅延が大きいパケットの遅延時間
に合わせて読出す。これにより、連続した音声データを
得ることができるというものである。伝送遅延揺らぎ吸
収バッファ２２から読出された音声圧縮データは、音声
圧縮回路２３にて８ｋｂｐｓ等に圧縮されていた音声デ
ータから元の６４ｋｂｐｓのＰＣＭ信号へ復元され、音
声インターフェース部２４では６４ｋｂｐｓのＰＣＭ信
号がアナログ音声信号に変換される。ＣＰＵ２５は、こ
れらの機能部を制御する機能を有するとともに、ネット
ワークインターフェース２１から受信する音声パケット
の受信間隔より伝送遅延時間を計算し、統計情報として
メモリ２６へ蓄積する。この伝送遅延時間のデータより
伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２に必要なバッファ量を
求め、随時、伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２の読出し
タイミングの調整を行う機能を有している。この調整の
際、読出しタイミングを小から大に変更する場合はすみ
やかに変更し、大から小に変更する際は、一定の時間を
かけて変更するように制御する。

【００１７】このようにして、本発明では、音声をパケ
ット化して送受信するネットワークにおいて、受信側に
て、随時、伝送遅延揺らぎ吸収バッファ読出しタイミン
グの制御を行うことにより、音声パケットを音声信号へ
復元する際に連続した音声データへ復元することがで
き、かつ、伝送遅延揺らぎ吸収バッファによる遅延時間
を適正な値にすることができるので、音声が途切れるこ
とがなく、また、音声の遅延時間も最小となる。又、伝
送遅延揺らぎ吸収バッファの読出しタイミングを制御す
る際に、バッファ量を小から大へ変更する際は速やかに
変更し、大から小へ変更する際は一定の時間をかけて変
更するという動作により、通話品質の向上及び話者の聴
感の違和感を小さくすることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、第１実施例について説明する。図２は本発明に係る
遅延揺らぎ吸収装置の第１実施例の構成図である。図２
は本発明に係る遅延揺らぎ吸収装置を含むネットワーク
システムの全体構成を示している。なお、図１と同様の
構成部分については同一番号を付し、その説明を省略す
る。

【００１９】図２を参照して、第１実施例は最良の実施
の形態（図１参照）の電話機１を電話機１−１及び１−
２と、交換機３１と、一般回線網３２とで置換え、同様
に電話機２を電話機２−１及び２−２と、交換機３３
と、一般回線網３２とで置換えたものである。又、交換
機３１の出力側にはトランク回路（回線インタフェー
ス）３１ａ，３１ｂを有し、交換機３３の入力側にはト
ランク回路（回線インタフェース）３３ａを有してい
る。このように、交換機３１及び３３を介して電話機
１，２と音声パケット化装置３，４とを接続する場合に
も本発明の適用が可能である。

【００２０】次に、第１実施例の動作について説明す
る。図３乃至図５は第１実施例の動作を示すタイミング
チャート、図６及び図７は第１実施例の動作を示すフロ
ーチャートである。図３を参照すると、同図は音声パケ
ットの伝送遅延揺らぎを吸収する方法を説明する図であ
り、図１に示すＣＰＵ２５が伝送遅延揺らぎ吸収バッフ
ァ２２を制御する仕組みについて、パケットの送受信タ
イミングと遅延吸収バッファが大きい場合、小さい場合
の関係をタイミングチャートで示したものである。

【００２１】図３において、送信側パケット送出タイミ
ング１０１は送信側音声パケット化装置３が出す音声パ
ケットの送出タイミングで、受信側パケット受信タイミ
ング１０２は音声パケット化装置４が音声パケットを受
信し、伝送遅延ゆらぎバッファ２２に音声パケットを書
き込むタイミングを表す。遅延吸収バッファ出力１０３
は伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２においてバッファ量
が少ない場合（読出しタイミングが早い場合）の伝送遅
延揺らぎ吸収バッファ２２の出力タイミングを表し、遅
延吸収バッファ出力１０４は伝送遅延揺らぎ吸収バッフ
ァ２２においてバッファ量が大きい場合（読出しタイミ
ングが遅い場合）の伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２の
出力タイミングを表す。同図中の符号Ａ乃至Ｈは音声パ
ケットを表す。

【００２２】音声パケット化装置３では、音声をパケッ
ト化しネットワーク５へ送出するが、そのタイミングは
送信側パケット送出タイミング１０１に示すように、パ
ケット化間隔Ｔｃ（秒）毎にパケットを送出していく。
この際のパケットを先頭パケットからＡ，Ｂ，Ｃ、Ｄ，
Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈとしていく。このパケットはネットワー
ク５を通り、音声パケット化装置４で受信されるが、こ
の際パケットＡ乃至Ｈはネットワーク５により伝送遅延
が加わるがその値は一定ではなく、パケット毎に異な
る。このタイミングの一例を受信側パケット受信タイミ
ング１０２に表す。ここでは、パケットＡ，Ｃ，Ｄ，
Ｆ，Ｈの伝送遅延がほぼ一定であり、パケットＥは平均
より早く、パケットＧは平均より遅く、パケットＢはパ
ケットＧよりも遅くなっている場合を示す。

【００２３】音声パケット化装置４では、ＣＰＵ２５の
制御のもと、受信側パケット受信タイミング１０２で受
信したパケットＡ〜Ｈを伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２
２へ書込むとともに、ＣＰＵ２５は音声パケットの受信
間隔よりパケット毎の伝送遅延時間を計算しその結果を
メモリ２６に蓄積する。ＣＰＵ２５は、一定時間毎にメ
モリ２６に蓄積されている伝送遅延時間のデータから伝
送遅延揺らぎ吸収バッファ２２に必要なバッファ量を計
算し、読出しタイミングが決定される。この読出しタイ
ミングにより、伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２から音
声パケットを読出すが、この伝送遅延揺らぎ吸収バッフ
ァ２２のバッファ値が小さい場合の読出しタイミングを
示したものが遅延吸収バッファ出力１０３で、同じくバ
ッファ値が大きい場合の読出しタイミングを示したもの
が遅延吸収バッファ出力１０４である。

【００２４】遅延吸収バッファ出力１０３に示すよう
に、伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２のバッファ量が小
さい場合は、パケット化による遅延時間がパケット化遅
延時間Ｔ１（秒）のように小さくなるが、パケットＢの
ように伝送遅延が大きかったパケットは、伝送遅延揺ら
ぎ吸収バッファ２２からパケットＢを読出すタイミング
において、ネットワーク５からパケットＢをまだ受信し
ていないため、パケットＢを再生することができず、パ
ケットロスとして処理される。

【００２５】また、遅延吸収バッファ出力１０４に示す
ように、伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２のバッファ量
を大きくすると、伝送遅延の大きいパケットＢに対して
も対応することができ、伝送遅延が大きいことによるパ
ケットロスは発生していないが、パケット化遅延時間Ｔ
２（秒）は時間Ｔ１に比べ非常に大きくなる。

【００２６】パケット化遅延時間の大小は話者の聴感に
大きく左右し、パケット化遅延時間の増大はエコーの発
生や、双方の話者の会話に若干ずれが発生するなどの違
和感が大きくなる。逆に、パケット化遅延時間が小さい
場合は、エコーの発生や会話のずれは少ないか、もしく
は発生しないが、伝送遅延の大きいパケットを伝送遅延
揺らぎ吸収バッファ２２で揺らぎ調整ができないため、
伝送遅延の大きいパケットはパケットロスとして処理さ
れる。パケットロスが発生すると、そのパケットのデー
タ部分が欠落し音声品質が悪化する。このため、伝送遅
延が小さいときには伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２の
バッファ量は小さい方が望ましく、又、伝送遅延が大き
いパケットがある場合には、伝送遅延揺らぎ吸収バッフ
ァ２２のバッファ量は大きくする必要がある。一方、ネ
ットワーク５での伝送遅延の大小は、経由するネットワ
ークのルートに依存したり、ネットワークに掛かってい
る負荷により増大もしくは減少し、逐次変化している。
このため、音声パケット化装置４では、受信した音声パ
ケットの受信間隔により伝送遅延を計算し、伝送遅延揺
らぎ吸収バッファ２２のバッファ量を逐次調整すること
により、音声品質を向上させることができる。

【００２７】一般に、パケットロスが発生した場合、通
話が途切れるため、双方の話者の会話が成立しなくなる
が、パケット化遅延時間が大きい場合に関しては、話者
に違和感を感じさせるが会話が成立するため、パケット
ロスがあまり発生しないようにバッファ量を調整する。

【００２８】次に、図４及び図５を用いて、音声パケッ
ト化装置４において、伝送遅延揺らぎ吸収バッファ２２
を制御するＣＰＵ２５の動作について説明する。図４の
Ｐ１１乃至Ｐ１ｎ、Ｐ２１乃至Ｐ２ｎ（ｎは正の整数）
は音声パケットを表し、音声パケットの間隔をＴｃ
（秒）、揺らぎ調整単位時間をＴｙ（秒）とする。即
ち、単位時間Ｔｙ内に何個の音声パケットを受信できる
かを調べることによりバッフア量を決定する。図５のＰ
１１乃至Ｐ１９は音声パケットを表し、基準データ列２
０１は受信したパケットの伝送遅延の揺らぎがない理想
の状態を示す。実際には、音声パケットは伝送遅延の揺
らぎがある状態で受信されるため、一定時間伝送遅延揺
らぎ吸収バッファ２２にてバッファリングすることによ
り揺らぎを調整するが、その単位時間（遅延単位時間）
をバッファ調整単位時間Ｔｔ（秒）としてバッファリン
グは（Ｔｔ×正数）という単位で設定することができ
る。なお、本実施例では（図５参照）一例としてバッフ
ァ調整単位時間Ｔｔ＝音声パケット間隔Ｔｃとしたが、
これに限定するものではなくバッファ調整単位時間Ｔｔ
は任意の時間に設定が可能である。

【００２９】バッファ量を小さい場合から大きい場合に
変化する際のバッファ出力のタイミングについて、変更
前のバッファ出力をバッファ出力２０２，バッファ量を
大きく調整したあとのバッファ出力をバッファ出力２０
３で示す。同様にバッファ量を大きい場合から小さい場
合へ変化する際のバッファ出力のタイミングについて、
変更前のバッファ出力をバッファ出力２０４、バッファ
量を小さく調整するために切り戻し時間Ｔｋ（秒）毎に
バッファ量が小さくなる様子をバッファ出力２０５，バ
ッファ出力２０６、バッファ出力２０７，バッファ出力
２０８に示す。

【００３０】図６及び図７は第１実施例の動作を示すフ
ローチャートである。図６及び図７を参照しながら第１
実施例の動作について説明する。伝送遅延揺らぎ吸収バ
ッファ２２のバッファ量を決めるため、受信パケットの
先頭パケットから順次パケットを受信して（Ｓ１）、Ｃ
ＰＵ２５は各音声パケットの伝送遅延時間を計算して
（Ｓ２）メモり２６に蓄積する（Ｓ３）。揺らぎ調整単
位時間Ｔｙの間に受信した（Ｓ４にてＹＥＳの場合）パ
ケットＰ１１からパケットＰ１ｎまでのｎ個の音声パケ
ットの伝送遅延について、このｎ個の受信パケットの伝
送遅延揺らぎを吸収するのに、必要なバッファ量を計算
する（Ｓ５）。計算する際には、ｎ個の受信パケットの
内、音声信号を復元した際に通話品質にあまり影響の出
ない範囲でパケットロスを許容してもよい。例えば、３
％のパケットロスを許容するので有れば、ｎ×０．９７
個のパケットの揺らぎを吸収できるバッファ量を求めれ
ばよい。この３％の値は、システムにより任意に決めて
よい。なお、Ｓ４にて揺らぎ調整単位時間Ｔｙが経過す
るまではＳ５に進まない（Ｓ４にてＮＯの場合）。

【００３１】ここで求めたバッファ量と、現在のバッフ
ァ量とを比較して（Ｓ６）、バッファ量を大きくする場
合、すなわち、伝送遅延が以前より大きくなっている場
合は（Ｓ６にてＮＯ、かつＳ７にてＹＥＳの場合）、復
元した音声信号に対して音声抜けが発生しており通話品
質に影響が大きいことから、次の揺らぎ調整単位時間Ｔ
ｙの先頭パケットの位置よりバッファ量を変更する（Ｓ
８）。例えば、現在のバッファ出力がバッファ出力２０
２の場合において、新たに計算されたバッファ量がバッ
ファ出力２０３の場合は、揺らぎ調整単位時間Ｔｙ後に
バッファ量を変化させる。

【００３２】逆に、新たに求めたバッファ量と、現在の
バッファ量を比較して（Ｓ６）、バッファ量を小さくす
る際は（Ｓ６にてＮＯ、かつＳ７にてＮＯの場合）、切
り戻し時間Ｔｋ分だけ時間が経過した後（Ｓ９にてＹＥ
Ｓの場合）、バッファ量を一段だけ（即ち、バッファ調
整単位時間Ｔｔ×１だけ）小さくするよう変更する（Ｓ
１０）。一方、Ｓ９にて切り戻し時間Ｔｋが経過するま
では（Ｓ９にてＮＯの場合）Ｓ１に戻り、前述のＳ１乃
至Ｓ６、Ｓ７を繰り返す。

【００３３】切り戻し時間Ｔｋは、揺らぎ調整単位時間
Ｔｙよりも通常大きな値とし、揺らぎ調整単位時間Ｔｙ
毎に計算される新たに求めたバッファ量が、現在のバッ
ファ量よりも小さい状態が切り戻し時間Ｔｋの時間内で
継続された時のみ（Ｓ９でＹＥＳの場合）、バッファ量
を一段小さくする動作を行う（Ｓ１０）。又、バッファ
量を小さくする場合は、バッファ量の切り換えタイミン
グでパケットに余りが発生するが、その分は再生されず
廃棄される。又、切り戻し時間Ｔｋ後に行われるバッフ
ァ量を小さくする場合においては、一回の切り戻し動作
につきバッファ調整単位時間Ｔｔ分だけ戻し、バッファ
量を小から大の場合のように一度に戻すことはしない。
ただし、計算されたバッファ量の減少量が、バッファ調
整単位時間Ｔｔの場合には一回の切り戻し動作で動作が
完了する。

【００３４】例えば、現在のバッファ出力がバッファ出
力２０４の場合に、その後、新たに計算したバッファ量
がバッファ出力２０８の場合でかつその状態が継続した
場合は、バッファ出力２０４から切り戻し時間Ｔｋ毎に
バッファ調整単位時間Ｔｔずつバッファ量が小さくなっ
ていき、バッファ出力２０８になるまで（Ｔｋ×４）の
時間を経て、バッファ量が段階的に小さくなる。

【００３５】なお、Ｓ７にてバッファ量を大きくする場
合、バッファ調整単位時間Ｔｋ単位で、読み出すパケッ
トがない時間があるが、ＣＰＵ２５が空白時間分だけ、
無音データを入れるか、もしくは、直前のデータを再度
挿入するなどの方法がある。又、計算したバッフア量が
（Ｓ５）現在のバッファ量と同じである場合は（Ｓ６に
てＹＥＳの場合）、バッファ量の変更を行う必要がない
のでＳ１に戻り、以後前述のＳ２以降の動作を繰り返
す。

【００３６】次に、第２実施例について説明する。図８
は本発明に係る遅延揺らぎ吸収装置の第２実施例の構成
図である。図８は本発明に係る遅延揺らぎ吸収装置を含
むネットワークシステムの全体構成を示している。図９
は第２実施例の音声パケット化回路の構成図である。本
発明の第２実施例として、その基本的構成は上記の第１
実施例と同様であるが、音声パケット化装置に関して、
本機能を電話交換機に組み込んだ構成についても、第１
実施例と同様に考えることができる。図８を参照して、
ネットワークシステムは電話機５１と、加入者回路５２
と、電話交換機５３と、音声パケット化回路を含むトラ
ンク回路（回線インタフェース）５４と、ネットワーク
５５と、音声パケット化回路を含むトランク回路（回線
インタフェース）５６と、電話交換機５７と、加入者回
路５８と、電話機５９とからなる。ネットワーク５５は
イーサネット、ＡＴＭ等のパケット通信を使用したネッ
トワークであり、送信側から受信側へパケットを伝送す
る際にその遅延時間はパケット毎に異なることを特徴と
するネットワークである。

【００３７】図８において、電話交換機５３のトランク
回路５４に音声パケット化回路として、図１に示す音声
パケット化装置３と同等機能を有する回路を搭載する。
同様に、電話交換機５７のトランク回路５６にも音声パ
ケット化装置４と同等機能を有する音声パケット化回路
を搭載する。加入者回路５２は電話機５１と電話交換機
５３のインタフェース機能を有する。加入者回路５８に
ついても加入者回路５２と同様である。

【００３８】ここで、トランク回路５４に含まれる音声
パケット化回路を６０、トランク回路５６に含まれる音
声パケット化回路を７０で表示する。以下、音声パケッ
ト化回路６０について説明するが音声パケット化回路７
０についても同様に説明できる。図９を参照して、音声
パケット化回路６０はネットワークインターフェース６
１と、伝送遅延揺らぎ吸収バッファ６２と、音声圧縮回
路６３と、電話交換機インターフェース６４と、ＣＰＵ
６５と、メモリ６６とからなる。電話交換機インターフ
ェース６４は、電話交換機５３，５７とのインターフェ
ース回路であり、例えば６４ＫｂｐｓのＰＣＭ信号や、
電話交換機５３，５７と制御情報の送受信を行うインタ
ーフェース機能を有する。他の機能に関しては、図１の
同名機能部と同じ機能を有する。

【００３９】第１実施例と第２実施例との差分は、第１
実施例では、音声パケット化装置３，４が単体装置とし
て構成されていたが、第２実施例では、音声パケット化
回路６０，７０が夫々電話交換機５３，５７のトランク
回路（回線インターフェース）５４，５６として機能
し、電話機を接続するか電話交換機の通話路／制御イン
ターフェースに接続されるかの違いであり、本発明に関
わる伝送遅延揺らぎ吸収方式に関しては、差分はない。

【００４０】次に、第２実施例の作用及び効果について
説明する。図１０及び図１１は第２実施例の作用及び効
果を説明するための模式図である。図１０は図２に示す
第１実施例と同様の構成図、図１１は図８に示す第２実
施例と同様の構成図である。従って、各構成部分には図
２及び図８と同様の番号を付している。第１実施例の場
合、図１０を参照して、ネットワーク５と音声パケット
化装置４との間で回線に障害Ｘ１が発生したとすると、
トランク回路３１ａと障害地点Ｘ１間には音声パケット
化装置４が挿入されているため、トランク回路３１ａは
その障害Ｘ１を検出することができない。一方、第２実
施例の場合、図１１を参照して、ネットワーク５５とト
ランク回路５６との間で回線に障害Ｘ２が発生したとす
ると、トランク回路５４と障害地点Ｘ２間には音声パケ
ット化装置４等の装置が何も挿入されていないため、ト
ランク回路５４はその障害Ｘ２を検出することができ
る。

【００４１】次に、第３実施例について説明する。図１
２は第３実施例の動作を示すフローチャートである。な
お、図６及び図７も併用する。第３実施例のフローチャ
ートは図７のＳ９とＳ１０との間に新たにＳ１１とＳ１
２とを追加したものである。他のステップは図６及び図
７と同様であるため、同様部分については動作説明を省
略する。

【００４２】本発明の第３実施例として、伝送遅延揺ら
ぎ吸収バッファ２２のバッファ量が大から小になる場合
の処理として、次の様にした場合についても同様の動作
が得られる。前述の第１実施例では、新たに求めたバッ
ファ量と、現在のバッファ量を比較して、バッファ量を
小さくする場合において、切り戻し時間Ｔｋ分だけ時間
が経過した後、バッファ量を小さくするよう変更する。
切り戻し時間Ｔｋは、揺らぎ調整単位時間Ｔｙよりも通
常大きな値とし、揺らぎ調整単位時間Ｔｙ毎に計算され
る新たに求めたバッファ量が、現在のバッファ量よりも
小さい状態が切り戻し時間Ｔｋの時間内で継続された時
のみ、バッファ量を一段小さくする動作を行う。

【００４３】一方、図１２を参照して、第３実施例では
現在のバッファ量に対して、切り戻し時間Ｔｋの間に
（Ｓ９にてＹＥＳの場合）、バッファ調整単位時間Ｔｔ
分だけ早いタイミングでパケットを受信した場合のパケ
ット受信率を求め（Ｓ１１）、許容される割合内であれ
ば（Ｓ１２にてＹＥＳの場合）、伝送遅延揺らぎ吸収バ
ッファ２２の読み出しタイミングを調整単位時間Ｔｔ×
１分早くする（Ｓ１０）。又、Ｓ９にて切り戻し時間経
過せず（ＮＯの場合）、及びＳ１２にてパケット受信率
が許容される割合内でなければ（ＮＯの場合）、Ｓ１以
降のステップを実行する。この方式でも、本発明の効果
は変わらない。

【００４４】なお、第１乃至第３実施例では受信側装置
においてパケットの伝送遅延時間を求めるのに受信パケ
ットの受信間隔により求めていたが、送信側にて音声圧
縮情報をパケット化する際に時間情報を付加してパケッ
ト化し、受信側ではそのパケット内の時間情報を見て伝
送遅延時間を求めるよう構成することも可能である。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、伝送線路を介して受信
されたパケットが格納されるバッフア手段と、このバッ
フア手段に前記パケットが格納された時間から所定時間
遅延させて前記バッフア手段から前記パケットを読出す
バッフア制御手段とを含む遅延揺らぎ吸収装置であっ
て、前記バッフア制御手段は前記バッフア手段から前記
パケットを読出す際の遅延時間を第１時間毎に更新する
とともに前記遅延時間を大から小に変更する場合は段階
的に小とする構成であるため、通話品質の向上を図るこ
とができ、かつ話者の聴感の違和感を小さくすることが
できる。

【００４６】又、本発明による他の発明によれば、伝送
線路を介して受信されたパケットをバッフア手段に格納
し、前記バッフア手段に前記パケットが格納された時間
から所定時間遅延させて前記バッフア手段から前記パケ
ットを読出す遅延揺らぎ吸収方法であって、その方法は
前記バッフア手段から前記パケットを読出す際の遅延時
間を第１時間毎に更新するとともに前記遅延時間を大か
ら小に変更する場合は段階的に小とする第１ステップを
含む構成であるため、前述の本発明と同様の効果を奏す
る。

【００４７】具体的には、伝送遅延揺らぎ吸収バッファ
２２のバッファ量を変化させる際、バッファ量を大きく
する際は素早く変化させ、通話断の発生を極力抑える。
逆にバッファ量を小さくする際には、ネットワークが一
定の時間安定している場合に、バッファ調整単位時間Ｔ
ｋ単位で小さくすることにより、バッファ量を段階的に
減らし、通話遅延時間の急激な変化をさけ、また、バッ
ファ量を大から小へ変化させる際の音声パケット廃棄も
少しずつ廃棄されることから、双方の話者が感じる通話
における違和感を最小限に押さえることができる。又、
ネットワークの遅延の増大および減少が繰り返されてい
る場合においては、通話の遅延が大から小への変化には
時間をかけることで、バッファ量が頻繁に変化すること
による話者が感じる違和感を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る遅延揺らぎ吸収装置を含むネット
ワークシステムの全体構成図である。

【図２】本発明に係る遅延揺らぎ吸収装置の第１実施例
の構成図である。

【図３】第１実施例の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図４】第１実施例の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図５】第１実施例の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図６】第１実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】第１実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】本発明に係る遅延揺らぎ吸収装置の第２実施例
の構成図である。

【図９】第２実施例の音声パケット化回路の構成図であ
る。

【図１０】第２実施例の作用及び効果を説明するための
模式図である。

【図１１】第２実施例の作用及び効果を説明するための
模式図である。

【図１２】第３実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

３，４音声パケット化装置１４，２２，６２伝送遅延揺らぎ吸収バッファ１３，２５，６５ＣＰＵ１５，２６，６６メモリ３１，３３交換機５３，５７交換機５４，５６トランク回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送線路を介して受信されたパケットが
格納されるバッファ手段と、このバッファ手段に前記パ
ケットが格納された時間から所定時間遅延させて前記バ
ッファ手段から前記パケットを読出すバッファ制御手段
とを含む遅延揺らぎ吸収装置であって、前記バッファ制御手段は前記バッファ手段から前記パケ
ットを読出す際の遅延時間を第１時間毎に更新するとと
もに前記遅延時間を大から小に変更する場合は段階的に
小とし、前記遅延時間を小から大に変更する場合は、次
の前記第１時間の先頭パケットの位置から前記遅延時間
を大とすることを特徴とする遅延揺らぎ吸収装置。
【請求項２】前記バッファ制御手段は前記第１時間よ
り長い第２時間の間、現在の遅延時間よりも前記第１時
間毎に計算される前記遅延時間の方が常に小さい場合
に、前記バッファ手段から読出す際の遅延時間を現在の
遅延時間よりも一定時間だけ小とすることを特徴とする
請求項１記載の遅延揺らぎ吸収装置。
【請求項３】前記バッファ制御手段は前記第１時間毎
に更新される前記遅延時間が前記第１時間より長い第２
時間の間連続して大から小となり、かつ前記遅延時間よ
りも短い第３時間だけ前記遅延時間を短くした場合のパ
ケット受信率を計算し、その計算結果が許容範囲内に入
る場合に前記バッファ手段から読出す際の遅延時間を現
在の遅延時間よりも前記第３時間だけ小とすることを特
徴とする請求項１記載の遅延揺らぎ吸収装置。
【請求項４】前記第２時間は前記第１時間の少なくと
も２倍の長さを有することを特徴とする請求項２又は３
記載の遅延揺らぎ吸収装置。
【請求項５】前記バッファ制御手段は前記遅延時間を
等時間間隔で段階的に小とすることを特徴とする請求項
１乃至４いずれかに記載の遅延揺らぎ吸収装置。
【請求項６】前記バッファ制御手段は前記第１時間内
に受信されるパケットの受信間隔より伝送遅延時間を計
算し、その計算結果に基づき前記バッファ手段から前記
パケットを読出す際の遅延時間を算出することを特徴と
する請求項１乃至５いずれかに記載の遅延揺らぎ吸収装
置。
【請求項７】前記遅延揺らぎ吸収装置は端末装置と前
記伝送線路間に設けられることを特徴とする請求項１乃
至６いずれかに記載の遅延揺らぎ吸収装置。
【請求項８】前記遅延揺らぎ吸収装置はトランク回路
の出力側と前記伝送線路間に設けられ、さらに前記トラ
ンク回路の入力側には交換機の出力側が接続されかつ前
記交換機の入力側には前記端末装置が接続されることを
特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の遅延揺らぎ
吸収装置。
【請求項９】端末装置と、この端末装置がその入力側
に接続される交換機と、この交換機の出力側に接続され
るトランク回路と、このトランク回路が接続される伝送
線路とを含み、前記トランク回路内に前記遅延揺らぎ吸
収装置が設けられることを特徴とする請求項１乃至７い
ずれかに記載の遅延揺らぎ吸収装置。
【請求項１０】前記伝送線路はネットワークで構成さ
れることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の
遅延揺らぎ吸収装置。
【請求項１１】伝送線路を介して受信されたパケット
をバッファ手段に格納し、前記バッファ手段に前記パケ
ットが格納された時間から所定時間遅延させて前記バッ
ファ手段から前記パケットを読出す遅延揺らぎ吸収方法
であって、前記バッファ手段から前記パケットを読出す
際の遅延時間を第１時間毎に更新するとともに前記遅延
時間を大から小に変更する場合は段階的に小とする第１
ステップと、前記バッファ手段から前記パケットを読出
す際の遅延時間を第１時間毎に更新するとともに前記遅
延時間を小から大に変更する場合は次の前記第１時間の
先頭パケットの位置から前記遅延時間を大とする第２ス
テップとを含むことを特徴とする遅延揺らぎ吸収方法。
【請求項１２】前記第１ステップは前記第１時間毎に
更新される前記遅延時間が前記第１時間より長い第２時
間の間連続して大から小となるかを判定する第１１ステ
ップと、この第１１ステップで大から小となると判定さ
れた場合に前記バッファ手段から読出す際の遅延時間を
現在の遅延時間よりも一定時間だけ小とすることを特徴
とする請求項１１記載の遅延揺らぎ吸収方法。
【請求項１３】前記第１ステップは前記第１時間毎に
更新される前記遅延時間が前記第１時間より長い第２時
間の間連続して大から小となるかを判定する第１１ステ
ップと、この第１１ステップで大から小となると判定さ
れた場合に前記遅延時間よりも短い第３時間だけ前記遅
延時間を短くした場合のパケット受信率を計算する第１
３ステップと、この第１３ステップの次に前記計算結果
が許容範囲内に入るか否かを判定する第１４ステップ
と、この第１４ステップで許容範囲内に入ると判定され
た場合に前記バッファ手段から読出す際の遅延時間を現
在の遅延時間よりも前記第３時間だけ小とすることを特
徴とする請求項１１記載の遅延揺らぎ吸収方法。
【請求項１４】前記第２時間は前記第１時間の少なく
とも２倍の長さを有することを特徴とする請求項１２又
は１３記載の遅延揺らぎ吸収方法。
【請求項１５】前記第１ステップは前記遅延時間を等
時間間隔で段階的に小とすることを特徴とする請求項１
１乃至１４いずれかに記載の遅延揺らぎ吸収方法。
【請求項１６】前記第１ステップは前記第１時間内に
受信されるパケットの受信間隔より伝送遅延時間を計算
し、その計算結果に基づき前記バッファ手段から前記パ
ケットを読出す際の遅延時間を算出することを特徴とす
る請求項１１乃至１５いずれかに記載の遅延揺らぎ吸収
方法。
【請求項１７】前記伝送線路はネットワークで構成さ
れることを特徴とする請求項１１乃至１６いずれかに記
載の遅延揺らぎ吸収方法。