JP3822508B2 - パケット伝送システムとそのデータ送信装置及びデータ受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ルータやスイッチ等を使用して構成されるＩＰ（Internet Protocol）網において、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）によりデータを伝送するパケット伝送システムと、このシステムで使用されるデータ送信装置及びデータ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰ網において使用されるＩＰの標準的な上位プロトコルには、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）とＵＤＰとがある。
【０００３】
ＴＣＰは、コネクション型のプロトコルであり、ＶＣ（Virtual Circuit）を用いてコネクションを設定するコネクション管理機能と、宛先がパケットを受け取るたびに送信元に応答を通知する応答確認機能と、パケットごとにシーケンス番号を付けて未到着のパケットを特定するシーケンス機能と、複数パケットを格納するバッファを設けてバッファ単位で応答確認を行うウィンドウ・コントロール機能と、宛先が受信可能なパケット量を予め送信元に通知しておくフロー制御機能とを備えている。
【０００４】
図６は、このＴＣＰによるデータ伝送の概要を示すものである。同図において、送信側（送信元）のデータ伝送装置ＴＳｔは各パケットにシーケンス番号を順に付与して送信し、受信側（宛先）のデータ伝送装置ＲＳｔはパケットを受信するごとに受信応答（ＡＣＫ）返送する。そして送信側のデータ伝送装置ＴＳｔは、受信応答が得られないパケットを再送し、受信側のデータ伝送装置ＲＳｔは受信した各パケットをそのシーケンス番号に従い順に再生する。
【０００５】
このようにＴＣＰは、上記シーケンス機能やフロー制御機能等により信頼性の高い通信を実現できる。しかし、その反面処理負荷が重く、パケットの送達時間にばらつきが発生するため、動画や音声等のようにリアルタイム性が要求されるストリーム系データの通信には不向きである。また、再送制御を行えないマルチキャスト通信等には適用することができない。
【０００６】
これに対しＵＤＰは、ＴＣＰと異なり、コネクション管理機能、応答確認機能、シーケンス機能、ウィンドウ・コントロール機能及びフロー制御機能を備えておらず、また通信相手との間にコネクションを設定しないコネクションレス型のプロトコルである。
【０００７】
図７は、このＵＤＰによるデータ伝送の概要を示すものである。同図において、送信側（送信元）のデータ伝送装置ＴＳｕは、上位アプリケーションが生成するデータをその生成順にそのままパケット化して送信する。その際、当該パケットを受信側（宛先）のデータ伝送装置ＲＳｕで確実に受信されたか否かを確認しない。受信側（宛先）のデータ伝送装置ＲＳｕは、受信したパケットから順に再生する。
【０００８】
このためＵＤＰは、複雑な制御を必要とせずに比較的軽い処理でデータ伝送を行うことが可能である。したがって、先に述べた動画や音声等のリアルタイム性が要求されるストリーム系データの通信や、ブロードキャスト又はマルチキャスト等を利用したポイント・トゥ・マルチポイント通信に適している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしＵＤＰは、先に述べたように応答確認機能やシーケンス機能等の通信の信頼性を確保するための機能を備えていないので、伝送中にパケットが失われても再送されない。このため、例えば動画や音声の配信中にパケットが失われると、再生された画像や音声に途切れが発生し、データ品質の劣化を生じる。
【００１０】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ＵＤＰを使用するデータ伝送において、簡易な制御により伝送品質の向上を可能にしたパケット伝送システムとそのデータ送信装置及びデータ受信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、伝送対象のデータを、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用して送信側から受信側へネットワークを介してパケット伝送するパケット伝送システムにおいて、上記送信側に、第１及び第２のパケット生成手段を設ける。そして、第１のパケット生成手段により上記伝送対象のデータをもとに複数のデータパケットを生成すると共に、第２のパケット生成手段により上記生成された複数のデータパケットについて所定数ごとにパリティパケットを生成し、この生成された複数のデータパケット及びパリティパケットを上記ネットワークへ送信する。
一方、受信側は、パケットの脱落の有無を判定する手段と、再生手段とを設ける。そして、判定手段により、受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとにパリティチェックを行ってデータパケットの脱落の有無を判定し、データパケットの脱落が検出された場合に、再生手段により、上記受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとに上記脱落したデータパケットを再生するようにしたものである。
【００１２】
したがってこの発明によれば、ＵＤＰによるパケット伝送中にパケットが失われても、この失われたパケットを、受信できたパケットとパリティパケットとから再生することが可能となる。このため、応答確認機能やシーケンス機能等を使用する場合のような余計なトラフィックを発生させず、また比較的軽い処理負荷により脱落パケットの再生を行うことができる。したがって、動画や音声等のようにリアルタイム性が要求されるストリーム系データを、リアルタイムにしかも良好な品質で伝送することが可能となる。また、再送制御を行うことができないブロードキャスト又はマルチキャスト等を利用したポイント・トゥ・マルチポイント通信にも適用することができ、これにより高品質のポイント・トゥ・マルチポイント通信を実現できる。
【００１５】
またこの発明は、上記第１のパケット生成手段により可変長のデータパケットを生成してそのヘッダにパケット長を表す情報を挿入し、上記第２のパケット生成手段において、上記所定数のデータパケットのパケット長を表す情報についてビット単位にパリティビットを求め、この求められたパリティビットをパリティパケットに挿入して送信する。これに対し上記再生手段では、データパケットの脱落が検出された場合に、受信されたデータパケットのヘッダに挿入されているパケット長を表す情報と、受信されたパリティパケットの上記パケット長を表す情報に対応するパリティビットをもとに、上記脱落したデータパケットのパケット長を再生する。このようにすると、データパケットが可変長の場合でも、脱落したデータパケットのパケット長を再生することが可能となる。
【００１６】
さらに、上記第１のパケット生成手段により可変長のデータパケットを生成し、上記第２のパケット生成手段では上記所定数のデータパケットのうち最大長のデータパケットより短いデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なしてパリティビットを求め、この求められたパリティビットをパリティパケットに挿入して送信する。これに対し上記再生手段では、データパケットの脱落が検出された場合に、受信されたデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なし、この見なし“０”ビットと、受信されたパリティパケットの上記短小部分に対応するパリティビットとをもとに、脱落したデータパケットを再生する。
【００１７】
このようにすると、例えば最大長のデータパケットが脱落した場合でも、受信されたデータパケットの見なし“０”ビットとパリティパケットの対応するパリティビットとから、上記脱落した最大長データパケットのすべての部位を再生することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に係わるパケット伝送システムの一実施形態を示す概略構成図である。
この実施形態のシステムは、送信側（送信元）となるデータ伝送装置（以後データ送信装置と称する）ＴＳと、受信側（宛先）となる複数のデータ伝送装置（以後データ受信装置）ＲＳ１〜ＲＳｎとを、ＩＰ（Internet Protocol）網ＮＷを介して接続し、データ送信装置ＴＳからデータ受信装置ＲＳ１〜ＲＳｎへＵＤＰ／ＩＰ（User Datagram Protocol／Internet Protocol）を使用してデータをパケット伝送するものである。
【００１９】
ところで、上記データ送信装置ＴＳは次のように構成される。図２はその機能構成を示すブロック図である。このデータ送信装置ＴＳは、データ生成部１１と、データパケット生成部１２と、パリティパケット生成部１３と、パケット送信部１４とを備えている。
【００２０】
データ生成部１１は、上位層のアプリケーションにより作成された例えば画像や音声からなるデータストリームを、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等の所定の符号化方式に従い符号化して伝送データを生成する。
【００２１】
データパケット生成部１２は、上記データ生成部１１により生成された伝送データを取り込んでこの伝送データをＵＤＰ／ＩＰに従いパケット化し、これにより複数のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…を生成する。各データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…はそれぞれ、図４に示すようにＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ及びＵＤＰデータにより構成される。ＵＤＰデータ（ペイロード）は可変長であり、上記符号化された画像及び音声データが挿入される。
【００２２】
ＵＤＰヘッダには、送信元ポート番号フィールド及びレングス（Length）フィールドが設けられている。このうちレングスフィールドには、当該データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…のパケット長を表す情報が挿入される。一方送信元ポート番号フィールドには、当該データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…の伝送順序を表すシーケンス番号（例えば0x0001，0x0002，…）が挿入される。このシーケンス番号はカウンタにより発生される。カウンタは、データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…が生成されるごとにカウント値を「１」，「２」，…とカウントアップし、後述するパリティパケット生成部１３においてパリティパケットが生成されるタイミングにおいてカウント値をリセットする。
【００２３】
パリティパケット生成部１３は、上記データパケット生成部１２により生成されたデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…を所定数ずつ、例えば４パケットずつ取り込んでバッファに一時保存し、この保存された４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14について１個のパリティパケットＰＰ1 を生成する。
【００２４】
パリティパケットＰＰ1 は、図４に示すように、上記データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…と同様に、ＩＰヘッダと、ＵＤＰヘッダと、ＵＤＰデータとから構成され、パケット長は上記保存された４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14のうち最大長をとるデータパケットＤＰ11と同一長に設定される。
【００２５】
ＵＤＰヘッダの送信元ポート番号フィールドには、パリティパケットであることを表す特定の番号（例えば0xffff）が挿入される。またＵＤＰヘッダのレングスフィールドには、上記保存された４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14のレングスフィールドに挿入されたパケット長を表す情報について生成されたパリティビット（例えば偶数パリティ）が挿入される。
さらにＵＤＰデータには、上記保存された４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14のＵＤＰデータに挿入されたペイロード情報について生成されたパリティビット（例えば偶数パリティ）が挿入される。これらのパリティビットは、４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14の同一位置におけるビットごとに生成される。なお、最大長のデータパケットＤＰ11より短いデータパケットＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14の短小部分イ，ロ，ハについては、“０”と見なしてパリティビットが生成される。
【００２６】
パケット送信部１４は、上記データパケット生成部１２により生成された各データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…と、上記パリティパケット生成部１３により生成されたパリティパケットＰＰ1 ，…とを、生成順にＩＰ網ＮＷに向け送信する。
【００２７】
一方、データ受信装置ＲＳは次のように構成される。図３はその機能構成を示すブロック図である。このデータ受信装置ＲＳは、パケット受信装置ＲＰと、データ再生装置ＲＤとから構成される。
【００２８】
パケット受信装置ＲＰは、パケット受信部２１と、パリティチェック部２２と、脱落パケット再生部２３と、パケット出力部２４とを備えている。パケット受信部２１は、前記データ送信装置ＴＳからＩＰ網ＮＷを介して伝送されたデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…及びパリティパケットＰＰ1，…をそれぞれ受信する。
【００２９】
パリティチェック部２２は、上記パケット受信部２１により受信された複数のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…について、４パケットごとにパリティパケットをもとにパリティチェックを行う。そして、このパリティチェックにより脱落パケットの発生の有無を判定する。
【００３０】
脱落パケット再生部２３は、上記パリティチェック部２２において脱落パケットがあると判定された場合に、当該脱落パケットを特定するための処理と、この特定された脱落パケットを再生するための処理とをそれぞれ実行する。
【００３１】
脱落パケットの特定処理は、受信された複数のデータパケットのＵＤＰヘッダの送信元ポート番号フィールドからシーケンス番号（例えば0x0001，0x0002，…）を抽出し、この抽出されたシーケンス番号の連続性から抜けを見つけることにより行う。
【００３２】
特定された脱落パケットの再生処理は、受信されたデータパケットのＵＤＰヘッダに挿入されているパケット長を表す情報と、パリティパケットのＵＤＰヘッダに挿入されているパリティビットとをもとに、上記脱落パケットのパケット長情報を再生する。またそれと共に、ＵＤＰデータに挿入されているペイロード情報と、パリティパケットのＵＤＰデータに挿入されているパリティビットとをもとに、上記脱落パケットのペイロード情報を再生する。
なお、このときデータパケットが可変長の場合には、受信されたデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なし、この見なし“０”ビットと、受信されたパリティパケットの上記短小部分に対応するパリティビットとをもとに、脱落したデータパケットを再生する。
【００３３】
パケット出力部２４は、上記パリティチェック部２２において脱落パケットがないと判定された場合には、上記パケット受信部２１で受信されたデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…をそのまま受信順にデータ再生装置ＲＤへ転送する。一方、上記パリティチェック部２２において脱落パケットがあると判定された場合には、上記パケット受信部２１で受信されたデータパケットと、上記脱落パケット再生部２３により再生されたデータパケットとを、受信順序を整えた上でデータ再生装置ＲＤへ転送する。なお、パリティパケットは破棄する。
【００３４】
データ再生装置ＲＤは、上記パケット出力部２４から転送されたデータパケットをデパケット処理すると共にデコード処理し、これにより画像及び音声のデータストリームを再生する。
【００３５】
次に、以上のように構成されたパケット伝送システムとそのデータ送信装置及びデータ受信装置の動作を説明する。
なお、ここでは図１に示したシステムにおいて、データ送信装置ＴＳがデータ受信装置ＲＳ１に対し動画と音声からなるデータを伝送する場合を例にとって説明する。
【００３６】
データ送信装置ＴＳにおいて、図示しないアプリケーションにより画像データストリーム及び音声データストリームが生成されると、これらのデータストリームはデータ生成部１１で符号化されたのち、データパケット生成部１２に入力されてここでＵＤＰ／ＩＰに従いパケット化され、これによりデータパケットが順次生成される。
【００３７】
上記データパケット生成部１２により生成されたデータパケットは、４パケットずつパリティパケット生成部１３に取り込まれる。パリティパケット生成部１３では、この取り込んだ４個のデータパケットをもとに１個のパリティパケットが生成される。
【００３８】
例えば、いま図４に示す４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14が取り込まれたとする。そうすると、パリティパケット生成部１３では、先ずこのデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14のＵＤＰヘッダに挿入されているパケット長を表す情報について、その同一位置のビットごとに偶数パリティが生成される。そして、この偶数パリティが、パリティパケットＰＰ1 のＵＤＰヘッダに設けられたレングスフィールドに挿入される。
【００３９】
次に、上記４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14のＵＤＰデータに挿入されているペイロード情報について、その同一位置のビットごとに偶数パリティが生成される。そして、この偶数パリティがパリティパケットＰＰ1 のＵＤＰデータに挿入される。またこのとき、上記データパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14のうち、最大長のデータパケットＤＰ11よりパケット長が短いデータパケットＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14の短小部分イ，ロ，ハについては、“０”と見なされて偶数パリティが生成される。
【００４０】
なお、上記データパケット生成部１２により生成された４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14の送信元ポート番号フィールドには、データパケット生成部１２のカウンタによりカウントされたシーケンス番号0x0001，0x0002，0x0003，0x0004が挿入される。また、パリティパケットＰＰ1 の送信元ポート番号フィールドには、パリティパケット生成部１３によりパリティパケットであることを表す特定の番号、例えば0xffffが挿入される。
【００４１】
そうしてデータパケット生成部１２により生成された４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14、及びパリティパケット生成部１３により生成されたパリティパケットＰＰ1 ，…は、順にＩＰ網ＮＷに向け送信される。
【００４２】
以後同様に、データパケット生成部１２により生成されたデータパケットは４パケットずつパリティパケット生成部１３に取り込まれ、このパリティパケット生成部１３において当該４個のデータパケットについてのパリティパケットが生成される。そして、上記４個のデータパケットに続いて上記パリティパケットがＩＰ網ＮＷへ送信される。
【００４３】
これに対しデータ受信装置ＲＳでは、次のようにデータ受信再生動作が行われる。
すなわち、データ送信装置ＴＳからＩＰ網ＮＷを介してパケットが伝送されると、このパケットはパケット受信部２１で受信されたのち、パリティチェック部２２に入力される。パリティチェック部２２では、パリティパケットが入力されるごとに、このパリティパケットをもとに当該パリティパケットに先立ち受信された複数のデータパケットについてパリティチェックが行われ、これによりデータパケットの脱落の有無が判定される。
例えば図４に示すパリティパケットＰＰ1 が入力されると、このパリティパケットＰＰ1 に先立ち受信されるべき４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14について、脱落の有無が判定される。そして、この判定の結果データパケットの脱落がなければ、上記受信された４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14がそのままパケット出力部２４からデータ再生装置ＲＤへ転送される。
【００４４】
一方、上記パリティチェックによりデータパケットの脱落が検出されたとする。そうすると、脱落パケット再生部２３において、先ず上記パリティパケットＰＰ1 に先立ち受信されたデータパケットの送信元ポート番号フィールドからシーケンス番号が抽出され、この抽出されたシーケンス番号をもとに、脱落したデータパケットが特定される。例えばいま、受信されたデータパケットから抽出したシーケンス番号が「１」，「２」，「４」だったとすると、シーケンス番号「３」のデータパケットＤＰ13が脱落していると特定できる。
【００４５】
次に、この特定された脱落データパケットＤＰ13の再生処理が行われる。この脱落したデータパケットＤＰ13は、受信された３個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ14と、パリティパケットＰＰ1 とをもとに再生可能である。
すなわち、受信された３個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ14のレングスフィールドの情報と、パリティパケットＰＰ1のレングスフィールドに挿入されているパリティビットとから、脱落データパケットのパケット長情報が再生され、この再生されたパケット長情報をもとに脱落パケットのパケット長が再生される。
また、受信された３個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ14のＵＤＰデータの情報ビットと、パリティパケットＰＰ1のＵＤＰデータのパリティビットとから、脱落データパケットのＵＤＰデータが再生される。なお、このとき受信されたデータパケットＤＰ12，ＤＰ14の短小部分イ，ハについては、“０”と見なして再生のための計算が行われる。
なお、この実施形態では、２以上のデータパケットが脱落した場合や、パリティパケットが受信できなかった場合には再生不能となる。
【００４６】
上記再生されたデータパケットＤＰ13は、受信された３個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ14と共にパケット出力部２４に入力され、ここでシーケンス番号をもとに順番を整えられたのち、データ再生装置ＲＤへ出力される。
【００４７】
データ再生装置ＲＤでは、上記パケット出力部２４から転送された４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14がデパケットされたのち復号処理され、これにより画像データ及び音声データが再生される。再生された画像データはディスプレイに表示され、また音声データはスピーカから出力される。また、必要に応じてこれらの画像データ及び音声データはメモリに蓄積される。
【００４８】
以後同様にパリティパケットＰＰ2 ，ＰＰ3 …が受信されるごとに、それに先立ち受信されたデータパケットの脱落の有無が判定され、脱落が検出されると脱落パケット再生部２３により、脱落したデータパケットが特定されたのち再生される。そして、この再生されたデータパケットは、受信された３個のデータパケットと共にパケット出力部２４で順番を整えられたのち、データ再生装置ＲＤへ転送されて再生処理される。
【００４９】
以上述べたようにこの実施形態では、データ送信装置ＴＳにおいて、伝送対象のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…について４パケットごとにパリティパケットＰＰ1 ，ＰＰ2 ，…を生成し、このパリティパケットＰＰ1 ，ＰＰ2 ，…を上記データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…に挿入して送信するようにしている。そして、データ受信装置ＲＳにおいては、パリティパケットＰＰ1 ，ＰＰ2 ，…が受信されるごとに、このパリティパケットＰＰ1 ，ＰＰ2 ，…を用いてデータパケットの脱落の有無を判定する。そして、脱落が検出されると、受信されたデータパケットに送信元ポート番号に代わって付与されているシーケンス番号をもとに脱落したデータパケットを特定し、かつ上記受信されたデータパケットとパリティパケットとをもとに上記脱落したデータパケットを再生するようにしている。
【００５０】
したがって、ＵＤＰ／ＩＰによるパケット伝送中にデータパケットが脱落しても、この脱落したデータパケットを、受信できた３個のデータパケットとパリティパケットとから再生することが可能となる。このため、応答確認機能やシーケンス機能等を使用する場合に比べて簡易な制御により伝送品質を高めることができ、この結果動画や音声等のようにリアルタイム性が要求されるストリーム系データや、ブロードキャスト又はマルチキャスト等を利用したポイント・トゥ・マルチポイント通信における伝送データを、リアルタイムにしかも良好な品質で伝送することが可能となる。
【００５１】
またこの実施形態では、データパケットのＵＤＰヘッダに送信元ポート番号に代わってシーケンス番号を付与して送信し、このシーケンス番号をもとに脱落したデータパケットを特定するようにしている。したがって、脱落したパケットを、受信できたデータパケットのシーケンス番号をもとに簡単に特定することが可能である。
【００５２】
さらにこの実施形態では、データパケットが可変長の場合に、各データパケットに挿入されるパケット長を表す情報についてもビット単位にパリティビットを求め、この求められたパリティビットをパリティパケットに挿入して送信する。そして、受信側でこのパリティパケットのパリティビットをもとに、脱落したデータパケットのパケット長を求めるようにしている。
したがって、データパケットが可変長の場合でも、脱落したデータパケットのパケット長を正確に再生することが可能となる。
【００５３】
さらに、可変長のデータパケットを伝送する場合に、最大長のデータパケットより短いデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なしてパリティビットを求め、この求められたパリティビットをパリティパケットに挿入して送信する。これに対し受信側では、受信されたデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なし、この見なし“０”ビットと、受信されたパリティパケットの上記短小部分に対応するパリティビットとをもとに、脱落したデータパケットを再生するようにしている。
したがって、例えば最大長のデータパケットが脱落した場合でも、受信されたデータパケットの見なし“０”ビットとパリティパケットの対応するパリティビットとから、上記脱落した最大長データパケットの全部位を再生することが可能となる。
【００５４】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、可変長のデータパケットを伝送する場合を例にとって説明した。しかし、固定長のデータパケットを伝送する場合にもこの発明は同様に適用可能である。
図５はこの場合のデータパケット及びパリティパケットのフォーマットの一例を示すものである。同図に示すようにパリティパケットには、パケット長を表す情報のパリティビットは挿入されず、ＵＤＰデータ（ペイロード情報）について生成されたパリティビットのみが挿入される。なお、各データパケットの送信元ポート番号フィールドにシーケンス番号を挿入する点については、先に述べた可変長のデータパケットを伝送する場合（図４）と同様である。
【００５５】
また前記実施形態では、データパケットについて４パケットごとに１個のパリティパケットを生成し送信するようにした。しかし、２パケットごと或いは３パケットごとに１個のパリティパケットを生成して送信するようにしてもよく、また５パケット以上のデータパケットごとに１個のパリティパケットを生成して送信するようにしてもよい。パリティパケットをいくつのデータパケットごとに生成するかは、伝送路の品質や要求される伝送品質に応じて任意に設定することが可能である。この場合、伝送品質等に応じて適応的に設定を変更するようにしてもよい。
【００５６】
さらに、前記実施形態ではデータ送信装置から１台のデータ受信装置ＲＳ１へデータを伝送する場合を例にとって説明したが、データ送信装置ＴＳから複数台のデータ受信装置ＲＳ１，ＲＳ２，…に対し同一のデータを同報伝送する場合にも、この発明は適用可能である。また、データ送信装置ＴＳから複数台のデータ受信装置ＲＳ１，ＲＳ２，…との間にルータ装置等のネットワーク機器が介在する場合にも、この発明は適用可能である。
【００５７】
さらに、前記実施形態ではパケット受信装置ＲＰとデータ再生装置ＲＤとを別体として構成したが、パケット受信装置にデータ再生装置を内蔵するように構成してもよく、反対にパケット受信装置をデータ再生装置に内蔵するように構成してもよい。
また、前記実施形態ではデータ送信装置にデータ生成部が内蔵されている場合を例にとって説明したが、データ生成装置とパケット送信装置とを別体に構成してもよい。
【００５８】
その他、データ送信装置及びデータ受信装置の種類やその構成、ネットワークの種類、伝送データの種類やデータパケット及びパリティパケットの構成等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、伝送対象のデータを、ＵＤＰを使用して送信側から受信側へネットワークを介してパケット伝送するパケット伝送システムにおいて、上記送信側で上記伝送対象のデータをもとに複数のデータパケットを生成すると共に、この生成された複数のデータパケットについて所定数ごとにパリティパケットを生成し、この生成された複数のデータパケット及びパリティパケットを上記ネットワークへ送信する。一方受信側では、受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとにパリティチェックを行ってデータパケットの脱落の有無を判定し、データパケットの脱落が検出された場合に、上記受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとに上記脱落したデータパケットを再生するようにしている。
【００６０】
したがってこの発明によれば、ＵＤＰを使用するデータ伝送において、簡易な制御により伝送品質の向上を可能にしたパケット伝送システムとそのデータ送信装置及びデータ受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係わるパケット伝送システムの一実施形態を示す概略構成図。
【図２】 図１に示したパケット伝送システムのデータ送信装置の機能構成を示すブロック図。
【図３】 図１に示したパケット伝送システムのデータ受信装置の機能構成を示すブロック図。
【図４】 図１に示したパケット伝送システムにより伝送されるデータパケット及びパリティパケットの構成を示す図。
【図５】 この発明の他の実施形態に係わるパケット伝送システムにより伝送されるデータパケット及びパリティパケットの構成を示す図。
【図６】 ＴＣＰによるデータ伝送の概要を説明するための図。
【図７】 ＵＤＰによるデータ伝送の概要を説明するための図。
【符号の説明】
ＴＳ…データ送信装置
ＲＳ１〜ＲＳｎ…データ受信装置
ＲＰ…パケット受信装置
ＲＤ…データ再生装置
ＮＷ…ＩＰ網
１１…データ生成部
１２…データパケット生成部
１３…パリティパケット生成部
１４…パケット送信部
２１…パケット受信部
２２…パリティチェック部
２３…脱落パケット再生部
２４…パケット出力部
【発明の属する技術分野】
この発明は、ルータやスイッチ等を使用して構成されるＩＰ（Internet Protocol）網において、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）によりデータを伝送するパケット伝送システムと、このシステムで使用されるデータ送信装置及びデータ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰ網において使用されるＩＰの標準的な上位プロトコルには、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）とＵＤＰとがある。
【０００３】
ＴＣＰは、コネクション型のプロトコルであり、ＶＣ（Virtual Circuit）を用いてコネクションを設定するコネクション管理機能と、宛先がパケットを受け取るたびに送信元に応答を通知する応答確認機能と、パケットごとにシーケンス番号を付けて未到着のパケットを特定するシーケンス機能と、複数パケットを格納するバッファを設けてバッファ単位で応答確認を行うウィンドウ・コントロール機能と、宛先が受信可能なパケット量を予め送信元に通知しておくフロー制御機能とを備えている。
【０００４】
図６は、このＴＣＰによるデータ伝送の概要を示すものである。同図において、送信側（送信元）のデータ伝送装置ＴＳｔは各パケットにシーケンス番号を順に付与して送信し、受信側（宛先）のデータ伝送装置ＲＳｔはパケットを受信するごとに受信応答（ＡＣＫ）返送する。そして送信側のデータ伝送装置ＴＳｔは、受信応答が得られないパケットを再送し、受信側のデータ伝送装置ＲＳｔは受信した各パケットをそのシーケンス番号に従い順に再生する。
【０００５】
このようにＴＣＰは、上記シーケンス機能やフロー制御機能等により信頼性の高い通信を実現できる。しかし、その反面処理負荷が重く、パケットの送達時間にばらつきが発生するため、動画や音声等のようにリアルタイム性が要求されるストリーム系データの通信には不向きである。また、再送制御を行えないマルチキャスト通信等には適用することができない。
【０００６】
これに対しＵＤＰは、ＴＣＰと異なり、コネクション管理機能、応答確認機能、シーケンス機能、ウィンドウ・コントロール機能及びフロー制御機能を備えておらず、また通信相手との間にコネクションを設定しないコネクションレス型のプロトコルである。
【０００７】
図７は、このＵＤＰによるデータ伝送の概要を示すものである。同図において、送信側（送信元）のデータ伝送装置ＴＳｕは、上位アプリケーションが生成するデータをその生成順にそのままパケット化して送信する。その際、当該パケットを受信側（宛先）のデータ伝送装置ＲＳｕで確実に受信されたか否かを確認しない。受信側（宛先）のデータ伝送装置ＲＳｕは、受信したパケットから順に再生する。
【０００８】
このためＵＤＰは、複雑な制御を必要とせずに比較的軽い処理でデータ伝送を行うことが可能である。したがって、先に述べた動画や音声等のリアルタイム性が要求されるストリーム系データの通信や、ブロードキャスト又はマルチキャスト等を利用したポイント・トゥ・マルチポイント通信に適している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしＵＤＰは、先に述べたように応答確認機能やシーケンス機能等の通信の信頼性を確保するための機能を備えていないので、伝送中にパケットが失われても再送されない。このため、例えば動画や音声の配信中にパケットが失われると、再生された画像や音声に途切れが発生し、データ品質の劣化を生じる。
【００１０】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ＵＤＰを使用するデータ伝送において、簡易な制御により伝送品質の向上を可能にしたパケット伝送システムとそのデータ送信装置及びデータ受信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、伝送対象のデータを、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用して送信側から受信側へネットワークを介してパケット伝送するパケット伝送システムにおいて、上記送信側に、第１及び第２のパケット生成手段を設ける。そして、第１のパケット生成手段により上記伝送対象のデータをもとに複数のデータパケットを生成すると共に、第２のパケット生成手段により上記生成された複数のデータパケットについて所定数ごとにパリティパケットを生成し、この生成された複数のデータパケット及びパリティパケットを上記ネットワークへ送信する。
一方、受信側は、パケットの脱落の有無を判定する手段と、再生手段とを設ける。そして、判定手段により、受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとにパリティチェックを行ってデータパケットの脱落の有無を判定し、データパケットの脱落が検出された場合に、再生手段により、上記受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとに上記脱落したデータパケットを再生するようにしたものである。
【００１２】
したがってこの発明によれば、ＵＤＰによるパケット伝送中にパケットが失われても、この失われたパケットを、受信できたパケットとパリティパケットとから再生することが可能となる。このため、応答確認機能やシーケンス機能等を使用する場合のような余計なトラフィックを発生させず、また比較的軽い処理負荷により脱落パケットの再生を行うことができる。したがって、動画や音声等のようにリアルタイム性が要求されるストリーム系データを、リアルタイムにしかも良好な品質で伝送することが可能となる。また、再送制御を行うことができないブロードキャスト又はマルチキャスト等を利用したポイント・トゥ・マルチポイント通信にも適用することができ、これにより高品質のポイント・トゥ・マルチポイント通信を実現できる。
【００１５】
またこの発明は、上記第１のパケット生成手段により可変長のデータパケットを生成してそのヘッダにパケット長を表す情報を挿入し、上記第２のパケット生成手段において、上記所定数のデータパケットのパケット長を表す情報についてビット単位にパリティビットを求め、この求められたパリティビットをパリティパケットに挿入して送信する。これに対し上記再生手段では、データパケットの脱落が検出された場合に、受信されたデータパケットのヘッダに挿入されているパケット長を表す情報と、受信されたパリティパケットの上記パケット長を表す情報に対応するパリティビットをもとに、上記脱落したデータパケットのパケット長を再生する。このようにすると、データパケットが可変長の場合でも、脱落したデータパケットのパケット長を再生することが可能となる。
【００１６】
さらに、上記第１のパケット生成手段により可変長のデータパケットを生成し、上記第２のパケット生成手段では上記所定数のデータパケットのうち最大長のデータパケットより短いデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なしてパリティビットを求め、この求められたパリティビットをパリティパケットに挿入して送信する。これに対し上記再生手段では、データパケットの脱落が検出された場合に、受信されたデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なし、この見なし“０”ビットと、受信されたパリティパケットの上記短小部分に対応するパリティビットとをもとに、脱落したデータパケットを再生する。
【００１７】
このようにすると、例えば最大長のデータパケットが脱落した場合でも、受信されたデータパケットの見なし“０”ビットとパリティパケットの対応するパリティビットとから、上記脱落した最大長データパケットのすべての部位を再生することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に係わるパケット伝送システムの一実施形態を示す概略構成図である。
この実施形態のシステムは、送信側（送信元）となるデータ伝送装置（以後データ送信装置と称する）ＴＳと、受信側（宛先）となる複数のデータ伝送装置（以後データ受信装置）ＲＳ１〜ＲＳｎとを、ＩＰ（Internet Protocol）網ＮＷを介して接続し、データ送信装置ＴＳからデータ受信装置ＲＳ１〜ＲＳｎへＵＤＰ／ＩＰ（User Datagram Protocol／Internet Protocol）を使用してデータをパケット伝送するものである。
【００１９】
ところで、上記データ送信装置ＴＳは次のように構成される。図２はその機能構成を示すブロック図である。このデータ送信装置ＴＳは、データ生成部１１と、データパケット生成部１２と、パリティパケット生成部１３と、パケット送信部１４とを備えている。
【００２０】
データ生成部１１は、上位層のアプリケーションにより作成された例えば画像や音声からなるデータストリームを、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等の所定の符号化方式に従い符号化して伝送データを生成する。
【００２１】
データパケット生成部１２は、上記データ生成部１１により生成された伝送データを取り込んでこの伝送データをＵＤＰ／ＩＰに従いパケット化し、これにより複数のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…を生成する。各データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…はそれぞれ、図４に示すようにＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ及びＵＤＰデータにより構成される。ＵＤＰデータ（ペイロード）は可変長であり、上記符号化された画像及び音声データが挿入される。
【００２２】
ＵＤＰヘッダには、送信元ポート番号フィールド及びレングス（Length）フィールドが設けられている。このうちレングスフィールドには、当該データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…のパケット長を表す情報が挿入される。一方送信元ポート番号フィールドには、当該データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…の伝送順序を表すシーケンス番号（例えば0x0001，0x0002，…）が挿入される。このシーケンス番号はカウンタにより発生される。カウンタは、データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…が生成されるごとにカウント値を「１」，「２」，…とカウントアップし、後述するパリティパケット生成部１３においてパリティパケットが生成されるタイミングにおいてカウント値をリセットする。
【００２３】
パリティパケット生成部１３は、上記データパケット生成部１２により生成されたデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…を所定数ずつ、例えば４パケットずつ取り込んでバッファに一時保存し、この保存された４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14について１個のパリティパケットＰＰ1 を生成する。
【００２４】
パリティパケットＰＰ1 は、図４に示すように、上記データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…と同様に、ＩＰヘッダと、ＵＤＰヘッダと、ＵＤＰデータとから構成され、パケット長は上記保存された４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14のうち最大長をとるデータパケットＤＰ11と同一長に設定される。
【００２５】
ＵＤＰヘッダの送信元ポート番号フィールドには、パリティパケットであることを表す特定の番号（例えば0xffff）が挿入される。またＵＤＰヘッダのレングスフィールドには、上記保存された４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14のレングスフィールドに挿入されたパケット長を表す情報について生成されたパリティビット（例えば偶数パリティ）が挿入される。
さらにＵＤＰデータには、上記保存された４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14のＵＤＰデータに挿入されたペイロード情報について生成されたパリティビット（例えば偶数パリティ）が挿入される。これらのパリティビットは、４個のデータパケットＤＰ11〜ＤＰ14の同一位置におけるビットごとに生成される。なお、最大長のデータパケットＤＰ11より短いデータパケットＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14の短小部分イ，ロ，ハについては、“０”と見なしてパリティビットが生成される。
【００２６】
パケット送信部１４は、上記データパケット生成部１２により生成された各データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…と、上記パリティパケット生成部１３により生成されたパリティパケットＰＰ1 ，…とを、生成順にＩＰ網ＮＷに向け送信する。
【００２７】
一方、データ受信装置ＲＳは次のように構成される。図３はその機能構成を示すブロック図である。このデータ受信装置ＲＳは、パケット受信装置ＲＰと、データ再生装置ＲＤとから構成される。
【００２８】
パケット受信装置ＲＰは、パケット受信部２１と、パリティチェック部２２と、脱落パケット再生部２３と、パケット出力部２４とを備えている。パケット受信部２１は、前記データ送信装置ＴＳからＩＰ網ＮＷを介して伝送されたデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…及びパリティパケットＰＰ1，…をそれぞれ受信する。
【００２９】
パリティチェック部２２は、上記パケット受信部２１により受信された複数のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…について、４パケットごとにパリティパケットをもとにパリティチェックを行う。そして、このパリティチェックにより脱落パケットの発生の有無を判定する。
【００３０】
脱落パケット再生部２３は、上記パリティチェック部２２において脱落パケットがあると判定された場合に、当該脱落パケットを特定するための処理と、この特定された脱落パケットを再生するための処理とをそれぞれ実行する。
【００３１】
脱落パケットの特定処理は、受信された複数のデータパケットのＵＤＰヘッダの送信元ポート番号フィールドからシーケンス番号（例えば0x0001，0x0002，…）を抽出し、この抽出されたシーケンス番号の連続性から抜けを見つけることにより行う。
【００３２】
特定された脱落パケットの再生処理は、受信されたデータパケットのＵＤＰヘッダに挿入されているパケット長を表す情報と、パリティパケットのＵＤＰヘッダに挿入されているパリティビットとをもとに、上記脱落パケットのパケット長情報を再生する。またそれと共に、ＵＤＰデータに挿入されているペイロード情報と、パリティパケットのＵＤＰデータに挿入されているパリティビットとをもとに、上記脱落パケットのペイロード情報を再生する。
なお、このときデータパケットが可変長の場合には、受信されたデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なし、この見なし“０”ビットと、受信されたパリティパケットの上記短小部分に対応するパリティビットとをもとに、脱落したデータパケットを再生する。
【００３３】
パケット出力部２４は、上記パリティチェック部２２において脱落パケットがないと判定された場合には、上記パケット受信部２１で受信されたデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…をそのまま受信順にデータ再生装置ＲＤへ転送する。一方、上記パリティチェック部２２において脱落パケットがあると判定された場合には、上記パケット受信部２１で受信されたデータパケットと、上記脱落パケット再生部２３により再生されたデータパケットとを、受信順序を整えた上でデータ再生装置ＲＤへ転送する。なお、パリティパケットは破棄する。
【００３４】
データ再生装置ＲＤは、上記パケット出力部２４から転送されたデータパケットをデパケット処理すると共にデコード処理し、これにより画像及び音声のデータストリームを再生する。
【００３５】
次に、以上のように構成されたパケット伝送システムとそのデータ送信装置及びデータ受信装置の動作を説明する。
なお、ここでは図１に示したシステムにおいて、データ送信装置ＴＳがデータ受信装置ＲＳ１に対し動画と音声からなるデータを伝送する場合を例にとって説明する。
【００３６】
データ送信装置ＴＳにおいて、図示しないアプリケーションにより画像データストリーム及び音声データストリームが生成されると、これらのデータストリームはデータ生成部１１で符号化されたのち、データパケット生成部１２に入力されてここでＵＤＰ／ＩＰに従いパケット化され、これによりデータパケットが順次生成される。
【００３７】
上記データパケット生成部１２により生成されたデータパケットは、４パケットずつパリティパケット生成部１３に取り込まれる。パリティパケット生成部１３では、この取り込んだ４個のデータパケットをもとに１個のパリティパケットが生成される。
【００３８】
例えば、いま図４に示す４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14が取り込まれたとする。そうすると、パリティパケット生成部１３では、先ずこのデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14のＵＤＰヘッダに挿入されているパケット長を表す情報について、その同一位置のビットごとに偶数パリティが生成される。そして、この偶数パリティが、パリティパケットＰＰ1 のＵＤＰヘッダに設けられたレングスフィールドに挿入される。
【００３９】
次に、上記４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14のＵＤＰデータに挿入されているペイロード情報について、その同一位置のビットごとに偶数パリティが生成される。そして、この偶数パリティがパリティパケットＰＰ1 のＵＤＰデータに挿入される。またこのとき、上記データパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14のうち、最大長のデータパケットＤＰ11よりパケット長が短いデータパケットＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14の短小部分イ，ロ，ハについては、“０”と見なされて偶数パリティが生成される。
【００４０】
なお、上記データパケット生成部１２により生成された４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14の送信元ポート番号フィールドには、データパケット生成部１２のカウンタによりカウントされたシーケンス番号0x0001，0x0002，0x0003，0x0004が挿入される。また、パリティパケットＰＰ1 の送信元ポート番号フィールドには、パリティパケット生成部１３によりパリティパケットであることを表す特定の番号、例えば0xffffが挿入される。
【００４１】
そうしてデータパケット生成部１２により生成された４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14、及びパリティパケット生成部１３により生成されたパリティパケットＰＰ1 ，…は、順にＩＰ網ＮＷに向け送信される。
【００４２】
以後同様に、データパケット生成部１２により生成されたデータパケットは４パケットずつパリティパケット生成部１３に取り込まれ、このパリティパケット生成部１３において当該４個のデータパケットについてのパリティパケットが生成される。そして、上記４個のデータパケットに続いて上記パリティパケットがＩＰ網ＮＷへ送信される。
【００４３】
これに対しデータ受信装置ＲＳでは、次のようにデータ受信再生動作が行われる。
すなわち、データ送信装置ＴＳからＩＰ網ＮＷを介してパケットが伝送されると、このパケットはパケット受信部２１で受信されたのち、パリティチェック部２２に入力される。パリティチェック部２２では、パリティパケットが入力されるごとに、このパリティパケットをもとに当該パリティパケットに先立ち受信された複数のデータパケットについてパリティチェックが行われ、これによりデータパケットの脱落の有無が判定される。
例えば図４に示すパリティパケットＰＰ1 が入力されると、このパリティパケットＰＰ1 に先立ち受信されるべき４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14について、脱落の有無が判定される。そして、この判定の結果データパケットの脱落がなければ、上記受信された４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14がそのままパケット出力部２４からデータ再生装置ＲＤへ転送される。
【００４４】
一方、上記パリティチェックによりデータパケットの脱落が検出されたとする。そうすると、脱落パケット再生部２３において、先ず上記パリティパケットＰＰ1 に先立ち受信されたデータパケットの送信元ポート番号フィールドからシーケンス番号が抽出され、この抽出されたシーケンス番号をもとに、脱落したデータパケットが特定される。例えばいま、受信されたデータパケットから抽出したシーケンス番号が「１」，「２」，「４」だったとすると、シーケンス番号「３」のデータパケットＤＰ13が脱落していると特定できる。
【００４５】
次に、この特定された脱落データパケットＤＰ13の再生処理が行われる。この脱落したデータパケットＤＰ13は、受信された３個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ14と、パリティパケットＰＰ1 とをもとに再生可能である。
すなわち、受信された３個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ14のレングスフィールドの情報と、パリティパケットＰＰ1のレングスフィールドに挿入されているパリティビットとから、脱落データパケットのパケット長情報が再生され、この再生されたパケット長情報をもとに脱落パケットのパケット長が再生される。
また、受信された３個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ14のＵＤＰデータの情報ビットと、パリティパケットＰＰ1のＵＤＰデータのパリティビットとから、脱落データパケットのＵＤＰデータが再生される。なお、このとき受信されたデータパケットＤＰ12，ＤＰ14の短小部分イ，ハについては、“０”と見なして再生のための計算が行われる。
なお、この実施形態では、２以上のデータパケットが脱落した場合や、パリティパケットが受信できなかった場合には再生不能となる。
【００４６】
上記再生されたデータパケットＤＰ13は、受信された３個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ14と共にパケット出力部２４に入力され、ここでシーケンス番号をもとに順番を整えられたのち、データ再生装置ＲＤへ出力される。
【００４７】
データ再生装置ＲＤでは、上記パケット出力部２４から転送された４個のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，ＤＰ13，ＤＰ14がデパケットされたのち復号処理され、これにより画像データ及び音声データが再生される。再生された画像データはディスプレイに表示され、また音声データはスピーカから出力される。また、必要に応じてこれらの画像データ及び音声データはメモリに蓄積される。
【００４８】
以後同様にパリティパケットＰＰ2 ，ＰＰ3 …が受信されるごとに、それに先立ち受信されたデータパケットの脱落の有無が判定され、脱落が検出されると脱落パケット再生部２３により、脱落したデータパケットが特定されたのち再生される。そして、この再生されたデータパケットは、受信された３個のデータパケットと共にパケット出力部２４で順番を整えられたのち、データ再生装置ＲＤへ転送されて再生処理される。
【００４９】
以上述べたようにこの実施形態では、データ送信装置ＴＳにおいて、伝送対象のデータパケットＤＰ11，ＤＰ12，…について４パケットごとにパリティパケットＰＰ1 ，ＰＰ2 ，…を生成し、このパリティパケットＰＰ1 ，ＰＰ2 ，…を上記データパケットＤＰ11，ＤＰ12，…に挿入して送信するようにしている。そして、データ受信装置ＲＳにおいては、パリティパケットＰＰ1 ，ＰＰ2 ，…が受信されるごとに、このパリティパケットＰＰ1 ，ＰＰ2 ，…を用いてデータパケットの脱落の有無を判定する。そして、脱落が検出されると、受信されたデータパケットに送信元ポート番号に代わって付与されているシーケンス番号をもとに脱落したデータパケットを特定し、かつ上記受信されたデータパケットとパリティパケットとをもとに上記脱落したデータパケットを再生するようにしている。
【００５０】
したがって、ＵＤＰ／ＩＰによるパケット伝送中にデータパケットが脱落しても、この脱落したデータパケットを、受信できた３個のデータパケットとパリティパケットとから再生することが可能となる。このため、応答確認機能やシーケンス機能等を使用する場合に比べて簡易な制御により伝送品質を高めることができ、この結果動画や音声等のようにリアルタイム性が要求されるストリーム系データや、ブロードキャスト又はマルチキャスト等を利用したポイント・トゥ・マルチポイント通信における伝送データを、リアルタイムにしかも良好な品質で伝送することが可能となる。
【００５１】
またこの実施形態では、データパケットのＵＤＰヘッダに送信元ポート番号に代わってシーケンス番号を付与して送信し、このシーケンス番号をもとに脱落したデータパケットを特定するようにしている。したがって、脱落したパケットを、受信できたデータパケットのシーケンス番号をもとに簡単に特定することが可能である。
【００５２】
さらにこの実施形態では、データパケットが可変長の場合に、各データパケットに挿入されるパケット長を表す情報についてもビット単位にパリティビットを求め、この求められたパリティビットをパリティパケットに挿入して送信する。そして、受信側でこのパリティパケットのパリティビットをもとに、脱落したデータパケットのパケット長を求めるようにしている。
したがって、データパケットが可変長の場合でも、脱落したデータパケットのパケット長を正確に再生することが可能となる。
【００５３】
さらに、可変長のデータパケットを伝送する場合に、最大長のデータパケットより短いデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なしてパリティビットを求め、この求められたパリティビットをパリティパケットに挿入して送信する。これに対し受信側では、受信されたデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なし、この見なし“０”ビットと、受信されたパリティパケットの上記短小部分に対応するパリティビットとをもとに、脱落したデータパケットを再生するようにしている。
したがって、例えば最大長のデータパケットが脱落した場合でも、受信されたデータパケットの見なし“０”ビットとパリティパケットの対応するパリティビットとから、上記脱落した最大長データパケットの全部位を再生することが可能となる。
【００５４】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、可変長のデータパケットを伝送する場合を例にとって説明した。しかし、固定長のデータパケットを伝送する場合にもこの発明は同様に適用可能である。
図５はこの場合のデータパケット及びパリティパケットのフォーマットの一例を示すものである。同図に示すようにパリティパケットには、パケット長を表す情報のパリティビットは挿入されず、ＵＤＰデータ（ペイロード情報）について生成されたパリティビットのみが挿入される。なお、各データパケットの送信元ポート番号フィールドにシーケンス番号を挿入する点については、先に述べた可変長のデータパケットを伝送する場合（図４）と同様である。
【００５５】
また前記実施形態では、データパケットについて４パケットごとに１個のパリティパケットを生成し送信するようにした。しかし、２パケットごと或いは３パケットごとに１個のパリティパケットを生成して送信するようにしてもよく、また５パケット以上のデータパケットごとに１個のパリティパケットを生成して送信するようにしてもよい。パリティパケットをいくつのデータパケットごとに生成するかは、伝送路の品質や要求される伝送品質に応じて任意に設定することが可能である。この場合、伝送品質等に応じて適応的に設定を変更するようにしてもよい。
【００５６】
さらに、前記実施形態ではデータ送信装置から１台のデータ受信装置ＲＳ１へデータを伝送する場合を例にとって説明したが、データ送信装置ＴＳから複数台のデータ受信装置ＲＳ１，ＲＳ２，…に対し同一のデータを同報伝送する場合にも、この発明は適用可能である。また、データ送信装置ＴＳから複数台のデータ受信装置ＲＳ１，ＲＳ２，…との間にルータ装置等のネットワーク機器が介在する場合にも、この発明は適用可能である。
【００５７】
さらに、前記実施形態ではパケット受信装置ＲＰとデータ再生装置ＲＤとを別体として構成したが、パケット受信装置にデータ再生装置を内蔵するように構成してもよく、反対にパケット受信装置をデータ再生装置に内蔵するように構成してもよい。
また、前記実施形態ではデータ送信装置にデータ生成部が内蔵されている場合を例にとって説明したが、データ生成装置とパケット送信装置とを別体に構成してもよい。
【００５８】
その他、データ送信装置及びデータ受信装置の種類やその構成、ネットワークの種類、伝送データの種類やデータパケット及びパリティパケットの構成等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、伝送対象のデータを、ＵＤＰを使用して送信側から受信側へネットワークを介してパケット伝送するパケット伝送システムにおいて、上記送信側で上記伝送対象のデータをもとに複数のデータパケットを生成すると共に、この生成された複数のデータパケットについて所定数ごとにパリティパケットを生成し、この生成された複数のデータパケット及びパリティパケットを上記ネットワークへ送信する。一方受信側では、受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとにパリティチェックを行ってデータパケットの脱落の有無を判定し、データパケットの脱落が検出された場合に、上記受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとに上記脱落したデータパケットを再生するようにしている。
【００６０】
したがってこの発明によれば、ＵＤＰを使用するデータ伝送において、簡易な制御により伝送品質の向上を可能にしたパケット伝送システムとそのデータ送信装置及びデータ受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係わるパケット伝送システムの一実施形態を示す概略構成図。
【図２】 図１に示したパケット伝送システムのデータ送信装置の機能構成を示すブロック図。
【図３】 図１に示したパケット伝送システムのデータ受信装置の機能構成を示すブロック図。
【図４】 図１に示したパケット伝送システムにより伝送されるデータパケット及びパリティパケットの構成を示す図。
【図５】 この発明の他の実施形態に係わるパケット伝送システムにより伝送されるデータパケット及びパリティパケットの構成を示す図。
【図６】 ＴＣＰによるデータ伝送の概要を説明するための図。
【図７】 ＵＤＰによるデータ伝送の概要を説明するための図。
【符号の説明】
ＴＳ…データ送信装置
ＲＳ１〜ＲＳｎ…データ受信装置
ＲＰ…パケット受信装置
ＲＤ…データ再生装置
ＮＷ…ＩＰ網
１１…データ生成部
１２…データパケット生成部
１３…パリティパケット生成部
１４…パケット送信部
２１…パケット受信部
２２…パリティチェック部
２３…脱落パケット再生部
２４…パケット出力部
Claims (7)
- 伝送対象のデータを、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用して送信側から受信側へネットワークを介してパケット伝送するパケット伝送システムにおいて、
前記送信側は、
前記伝送対象のデータをもとに、可変長であってヘッダにパケット長を表す情報が挿入される複数のデータパケットを生成する第１のパケット生成手段と、
前記第１のパケット生成手段により生成された所定数のデータパケットごとに、そのパケット長を表す情報についてビット単位でパリティビットを求め、この求められたパリティビットを含むパリティパケットを生成する第２のパケット生成手段と、
前記第１及び第２のパケット生成手段により生成されたデータパケット及びパリティパケットを前記ネットワークへ送信する送信手段とを備え、
前記受信側は、
前記ネットワークを介して到来したデータパケット及びパリティパケットを受信する受信手段と、
この受信手段により受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとにパリティチェックを行って、データパケットの脱落の有無を判定する判定手段と、
この判定手段によりデータパケットの脱落が検出された場合に、前記受信されたデータパケットのヘッダに挿入されているパケット長を表す情報と、受信されたパリティパケットの前記パケット長を表す情報に対応するパリティビットとをもとに、前記脱落したデータパケットのパケット長を再生する再生手段とを備えることを特徴とするパケット伝送システム。 - 伝送対象のデータを、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用して送信側から受信側へネットワークを介してパケット伝送するパケット伝送システムにおいて、
前記送信側は、
前記伝送対象のデータをもとに、可変長の複数のデータパケットを生成する第１のパケット生成手段と、
前記第１のパケット生成手段により生成された所定数のデータパケットのうち、最大長のデータパケットより短いデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なしてパリティビットを求め、この求められたパリティビットを含むパリティパケットを生成する第２のパケット生成手段と、
前記第１及び第２のパケット生成手段により生成されたデータパケット及びパリティパケットを前記ネットワークへ送信する送信手段とを備え、
前記受信側は、
前記ネットワークを介して到来したデータパケット及びパリティパケットを受信する受信手段と、
この受信手段により受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとにパリティチェックを行って、データパケットの脱落の有無を判定する判定手段と、
この判定手段によりデータパケットの脱落が検出された場合に、前記受信されたデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なし、この見なしビットと、前記受信されたパリティパケットの前記短小部分に対応するパリティビットとをもとに、前記脱落したデータパケットを再生する再生手段とを備えたことを特徴とするパケット伝送システム。 - 伝送対象のデータを、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用して受信側へパケット送信するデータ送信装置において、
前記伝送対象のデータをもとに、可変長であってそのヘッダにパケット長を表す情報が挿入される複数のデータパケットを生成する第１のパケット生成手段と、
前記第１のパケット生成手段により生成された所定数のデータパケットごとに、そのパケット長を表す情報についてビット単位でパリティビットを求め、この求められたパリテ ィビットを、受信側が脱落したデータパケットのパケット長を求めるための情報として含むパリティパケットを生成する第２のパケット生成手段と、
前記第１及び第２のパケット生成手段により生成されたデータパケット及びパリティパケットを前記受信側へ向け送信する送信手段と
を具備したことを特徴とするデータ送信装置。 - 伝送対象のデータを、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用して受信側へパケット送信するデータ送信装置において、
前記伝送対象のデータをもとに、可変長の複数のデータパケットを生成する第１のパケット生成手段と、
前記第１のパケット生成手段により生成された所定数のデータパケットのうち、最大長のデータパケットより短いデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なしてパリティビットを求め、この求められたパリティビットを、受信側が脱落したデータパケットの短小部分を仮に再生するための情報として含むパリティパケットを生成する第２のパケット生成手段と、
前記第１及び第２のパケット生成手段により生成されたデータパケット及びパリティパケットを前記受信側へ向け送信する送信手段と
を具備したことを特徴とするデータ送信装置。 - 請求項３記載のデータ送信装置から、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用して伝送されるパケットを受信するデータ受信装置であって、
前記データ送信装置から伝送されたデータパケット及びパリティパケットを受信する受信手段と、
この受信手段により受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとにパリティチェックを行って、データパケットの脱落の有無を判定する判定手段と、
この判定手段によりデータパケットの脱落が検出された場合に、前記受信されたデータパケットのヘッダに挿入されているパケット長を表す情報と、受信されたパリティパケットの前記パケット長を表す情報に対応するパリティビットとをもとに、前記脱落したデータパケットのパケット長を再生する再生手段と
を具備したことを特徴とするデータ受信装置。 - 請求項４記載のデータ送信装置から、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用して伝送されるパケットを受信するデータ受信装置であって、
前記データ送信装置から伝送されたデータパケット及びパリティパケットを受信する受信手段と、
この受信手段により受信されたデータパケット及びパリティパケットをもとにパリティチェックを行って、データパケットの脱落の有無を判定する判定手段と、
この判定手段によりデータパケットの脱落が検出された場合に、受信されたデータパケットの短小部分を“０”ビットと見なし、この見なしビットと、受信されたパリティパケットの前記短小部分に対応するパリティビットとをもとに、前記脱落したデータパケットを再生する再生手段と
を具備することを特徴とするデータ受信装置。 - 前記受信手段により受信されたデータパケット及び前記再生手段により再生されたデータパケットをもとに、データ送信装置が伝送対象としたデータを再生するデータ再生手段
を、さらに具備したことを特徴とする請求項５又は６記載のデータ受信装置。
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