JP3934073B2 - リアルタイム情報の伝達システム、リアルタイム情報の送信装置、リアルタイム情報の伝達方法及びプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像や音声などのリアルタイム通信を、多層プロトコル構造を持つ高速パケット通信を利用して行う場合において、リアルタイム情報を高品質、低遅延かつ低コストで伝達することができる、リアルタイム情報の伝達システム、リアルタイム情報の送信装置、リアルタイム情報の伝達方法、及びプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の映像伝送通信はその伝送情報量の大きさや、低ジッタの必要性などから、複雑な通信プロトコルスタックを避け、できる限り単純に電波や同軸ケーブルあるいは光ファイバなどの通信媒体に適合する様、信号変換を行い伝達する手法が採られてきた。
【０００３】
ところで、近年、インターネットの普及でＩＰネットワークなどパケットの通信技術が大きく進歩し、高速大容量化かつ低価格化してきている。また、映像信号処理の進歩により極めて効率の高い圧縮技術が確立してきており、情報量規模と通信速度としては、圧縮された映像伝送を上記パケット通信でリアルタイムに伝送することが可能であり、コスト的に有利な側面が出てきており、実際、これらを組み合わせて、高品位な映像伝送を実現することが模索され始めている。
【０００４】
しかし、上記のパケット通信を用いたネットワークはコンピュータ間の通信にその起源を持っており、リアルタイム伝送に対する考慮に欠け、映像などリアルタイム性の要求が高いアプリケーションとは親和性が低かった。これらの不適合性を解消するための方法が、検討、提案されているが、手法の複雑性や論理的な処理規模の大きさから、実現コストの増大や伝送の為の総合的遅延の増大、システム的安定度の欠如など、アプリケーションの利用者に不便を強いることとなっており、これらのパケット通信で安定した高品質の映像や音声の伝送などリアルタイム性の高いアプリケーションを合理的に伝送することは困難であった。
【０００５】
上述したように、多層プロトコルのパケット通信ではネットワークプロトコルが階層化され、複数のレイヤを積み上げて構成され、ここでは、アプリケーションに近い上位レイヤが、物理媒体に近い、下位レイヤの処理を考慮せずに実装することが理想とされ「下位レイヤの抽象化」と呼ばれ、専ら行われてきた。また、下位レイヤで発生したエラーに対しては、異常なデータを上位レイヤへ渡さないことを主眼に置いており、エラーを含んでいる可能性のある疑わしいパケットそのものすべてを破棄するという設計で、下位レイヤで起きたエラーが１ビットというような微細なものであっても、中間レイヤではパケット全体、上位レイヤでは該当データブロック全体の破棄となり、上位レイヤへ処理が渡されるに従い、データの損失量が増えて行くという特性を持っていた。
【０００６】
また、これらのパケット通信ネットワークが輻輳し伝送能力の不足が生じた場合、パケットそのものを意図的に破棄するという処理も当然の如く行われている。然るに、上記パケット通信では、パケット損失というバースト的な情報欠損が頻繁に発生しているということになる。
【０００７】
これに伴う情報損失は、上位レイヤでその対処を行わない場合、そのままアプリケーションに影響を及ぼし、例えば映像伝送などにおいては、画面上にノイズなどの乱れが発生したり、あるいは動きのある絵が一時停止してしまうなど、利用において実害を与え、これがパケット通信による映像などリアルタイム通信を困難なものにしていた。
【０００８】
対処策の最も簡単な例として、損失した情報を受信側の指示により再度送信側より送る再送という方法があり、本来のパケット通信の利用用途である、コンピュータ間の情報伝送で多用されている。しかし、これをリアルタイム通信に適用した場合、再送されるデータはパケット損失しなかったデータより、大幅に遅れて受信側へ到達する現象が発生する。これを処理するためにはパケット損失が発生していない平常時から、受信側に大きなバッファを持たせる必要があり、結果的に伝送にかかる時間遅延が極めて大きなものとならざるを得なかった。
【０００９】
また、再送を使わない解決手法としては、フォワードエラーコレクション（ＦＥＣ）がある。これは、送信側から送信する情報に数学的に冗長性を持たせ、途中のネットワークでのパケット損失により情報が損失した場合には、その前後の冗長データから損失した情報を復元する手法である。しかし、これを多層パケット通信に適用した場合、パケット損失での情報損失は極めて時間的集中性（バースト性）が高く、有効なＦＥＣ処理を実現するためには極めて大きな演算能力が必要となり、実現のためのコスト上昇や、あるいは演算時間に起因する伝送遅延が大きくなっていた（例：ＩＰベースでリードソロモンの適用例＝ブロック長が極めて長くなる）。
【００１０】
この時間的集中性を排除するものとして、インターリーブと呼ばれる手法がある。これは、ＦＥＣ処理の前あるいは後で、伝送対象となるデータを時間列で入れかえることで、バースト的損失を時間的に分散したランダム的損失に変換するものである。この手法は再送が使えない衛星通信などの映像情報伝送で用いられてきた（参照：郵政省電気通信技術審議会ＣＳディジタル放送技術基準）。
【００１１】
しかし、ＩＰネットワークなどパケット長が大きく、それに伴うバーストエラー長も大きいものにこれを適用し、有効な処理を施した場合、入れ替えを行うため参照時間が極めて大きいもの（ロングインターリーブと呼ばれる）となってしまい、結果的に伝送遅延の増大を起こしてしまう。また、入れ替えを行うためのバッファとその制御機能を実装する必要があり、映像情報など大容量の処理の場合、これらの容量、能力ともに極めて大きな物となり、実装コストの増大やシステム的安定度の低下の原因となっていた（例えば、特許文献１を参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−７８１９１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、本発明は、多層パケット通信において、映像や音声などのリアルタイム性の高いアプリケーション情報を高品質、低遅延かつ低コストで伝達することができ、利用者の利便性を確保することのできる、リアルタイム情報の伝達システム、リアルタイム情報の送信装置、リアルタイム情報の伝達方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達システムであって、送信側には、パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手段と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段とを備え、受信側には、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手段と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手段とを備えることを特徴とする。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達システムであって、送信側には、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手段と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段とを備え、受信側には、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手段と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手段とを備えることを特徴とする。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達システムであって、送信側には、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手段と、前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手段と、前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手段と、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手段とを備え、受信側には、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手段と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手段と、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性を測定し、該測定データを送信側に通知するパケット損失測定結果通知手段とを備えることを特徴とする。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置であって、パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手段と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置であって、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手段と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置であって、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手段と、前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手段と、前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手段と、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手段とを備えることを特徴とする。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達方法であって、送信側により、パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手順と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順とが行われ、受信側により、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手順と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手順とが行われることを特徴とする。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達方法であって、送信側により、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手順と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順とが行われ、受信側により、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手順と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手順とが行われることを特徴とする。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達方法であって、送信側により、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手順と、前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手順と、前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手順と、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手順とが行われ、受信側により、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手順と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手順と、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性を測定し、該測定データを送信側に通知するパケット損失測定結果通知手順とが行われることを特徴とする。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明のコンピュータプログラムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置内のコンピュータに、パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手順と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順とを実行させるためのプログラムである。
【００２４】
また、本発明のコンピュータプログラムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置内のコンピュータに、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手順と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順とを実行させるためのプログラムである。
【００２５】
また、本発明のコンピュータプログラムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置内のコンピュータに、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手順と、前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手順と、前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手順と、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手順とを実行させるためのプログラムである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明のリアルタイム情報の伝達システムの基本的な手段の構成例を示す図である。図１に示すように、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、送信装置１０と、受信装置２０と、多層プロトコル構造を持ったパケット処理により、通信を確立する多層プロトコルパケット通信手段（単に「通信手段」ともいう）１とで構成される。
【００２８】
また、送信側の送信装置１０には、映像音声などの伝送対象となる信号（リアルタイム情報）を取り入れる入力手段１１と、映像情報圧縮などアプリケーション処理を行う前処理手段１２と、これより出力されるアプリケーションデータを後続の多層プロトコルパケット通信手段１に適合するようにデータ分割を行うデータ分割手段１３と、分割された分割データに対してＦＥＣ符号を演算するＦＥＣ符号化手段１４と、生成されたＦＥＣ符号をネットワークプロトコルに定められたコーディングを行い送信する多層プロトコル送信手段１５とが設けられる。
【００２９】
また、受信装置２０には、受信した情報のプロトコルから、元の送信側で送られたＦＥＣ符号を抽出する多層プロトコル受信手段２１と、抽出されたＦＥＣ符号から、元データを復元するＦＥＣ復号化手段２２と、復号化されたデータのみを結合することで、元のアプリケーションデータを再現させるデータ結合手段２３、映像情報伸張などのアプリケーション処理を行う後処理手段２４と、伝送された情報を信号に戻し出力する出力手段２５が設けられる。
【００３０】
本発明は、図１に示すようなシステム構成による多層パケット通信において、パケット損失に伴う損失情報を低減するとともに、ＦＥＣ処理能力の高効率化を実現し、リアルタイム性の要求が高いアプリケーションを合理的に伝送するものである。
【００３１】
また、図２は、本発明の作用を説明するための図である。前処理手段１２で映像情報圧縮などアプリケーション処理され出力される情報は通常時間的連続性を持っておりデータに切れ目が無い。圧縮の形式（例えばＭＰＥＧ−ＴＳなど）によっては、付随データ伝送あるいは、データ同期確立のためのパケット的構造を持っているものがあるが、ここでは重要でない。
【００３２】
このデータを多層プロトコルのパケット通信で伝送するにあたって、通信プロトコル処理を行うのに先立ち、データ分割手段１３により、使用するネットワークのプロトコル仕様に適合するように、アプリケーションデータの分割を行う。具体的には、利用するパケット通信手段のうちのパケット損失を起こす部分のネットワークでのプロトコルのパケットサイズ単位の内に、後段のＦＥＣ処理を行った後の情報ブロックが収まる大きさ以下に、予めアプリケーションデータを分割する。図２の（１）にアプリケーションデータを、図２の（２）に分割データを示す。
【００３３】
次に、ＦＥＣ符号化手段１４により、分割された情報にＦＥＣエンコード処理を行うが、このＦＥＣの方法の選択においては、通常のＦＥＣ方法の検討でのデー夕損失の規模と特性に対する考慮に加えて、前述の分割によりパケット損失によるデータ損失がこの分割単位ごとに発生するという特性を利用することで、ＥＦＣ処理負荷や、処理遅延を低減することができる。そして、ＦＥＣ処理を施したデータは、そのままデータ単位ごとに多層プロトコル送信手段１５へ引き渡し、多層プロトコル送信手段１５はこれを結合することなく、パケット送信処理を行うよう構成される。
図２の（３）に、ＦＥＣ符号化処理により冗長ブロックＰが付加された「ＦＥＣ符号化データ」を示す。また、図２の（４）に示すｎ層通信パケット、（５）に示すｎ−１層通信パケットは、（３）に示す「ＦＥＣ符号化データ」に、それぞれのレイヤ層におけるヘッダ情報などが付加された通信パケットを示している。
【００３４】
パケット通信手段（通信ネットワーク）１においては、この情報にパケット損失が起き、情報欠損が生ずるが、この欠損は、最終的には上位レイヤから見たときに予め分割した分割データ単位で欠損することになる。
【００３５】
このような伝送を経由し、受信装置２０へ到着したパケットは、多層プロトコル受信手段２１によりパケット受信処理が行われる。さらにＦＥＣ復号化手段２２により、欠落分割データの復元を行うが、前述の通り、分割の効果で小さな演算負荷でかつ低遅延で処理が行える。復元されたデータは、データ結合手段２３及び後処理手段２４により元のアプリケーションデータヘと復元させることができる。
【００３６】
図２に示す例においては、（７）は、パケット損失の生じた「ＦＥＣ符号データ」を示しており、ＦＥＣ復号化処理により、（８）に示す「復旧分割データ」が得られる。そして、「復旧分割データ」を結合して、（９）に示すアプリケーションデータが復元される。
【００３７】
本発明では、上述したように、アプリケーションデータに対して、ＦＥＣエンコード処理を行う前に、利用する通信手段（通信ネットワーク）１におけるパケット長を意識した分割を行うものである。この処理により、パケット損失から波及するデータ損失を最小限に押さえるとともに、データ損失がこの分割単位ごとに発生する特性により、欠落情報の位置と長さを予め予測できることを利用し、ＦＥＣ処理の効率化がはかれる。つまりは、一定のエラー訂正能力をより軽いＦＥＣ処理で行えるものである。あるいは、同等の演算能力が必要なＦＥＣ処理で、より高いエラー訂正能力を与えることができるものである。
【００３８】
また、図３は、本発明のリアルタイム情報の伝達システムの第２の手段の構成例を示す図である。図１に示す例では、通信手段（通信ネットワーク）１のネットワーク構成情報が予め分かっており、それに対応してデータ分割を行う例であるが、図３に示す例は、ネットワーク構成の情報がない場合のシステム構成例を示すものである。
【００３９】
図３において、送信装置１０内の最大伝達単位確認手段１６は、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出するための手段であり、エラー区間検出手段１７は、データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信装置２０側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する個所のそのプロトコル層、あるいは付随する付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するための手段である。また、分割サイズ自動設定手段１８は、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する個所のそのプロトコル層あるいは、付随する付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に自動的に変更するための手段である。
【００４０】
また、受信装置２０内のパケット損失測定結果通知手段２６は、受信したパケットのデータ分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性を測定し、該測定データを送信装置１０に通知するための手段である。
【００４１】
なお、他の符号のものは図１に示す場合と同様であり、また、図３に示すシステムの詳細な動作については、後述する具体的な適用例の項で説明する。
【００４２】
以上、本発明のリアルタイム情報の伝達システムの手段（機能）の構成例について説明したが、次に、本発明のリアルタイム情報の伝達システムの具体的な適用例（実装例）について説明する。
【００４３】
［第１の適用例（ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰ／イーサネット（登録商標）への適用例）］
最も単純でかつ代表的な例として、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰ／Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））を使った情報転送について説明する。図４に示すような、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））ベースとした、ＩＰネットワークで、ＲＴＰプロトコルを用いた伝送を行う場合の例を示す。図４に示す例は、送信装置１０から送信されるパケットが、スイッチングハブ（ＨＵＢ）３１、ルータ３２、ルータ３３、スイッチングハブ（ＨＵＢ）３４を経由して、受信装置２０で受信される例であり、ルータ３３で輻輳によるパケット損失が生じる場合の例である。
【００４４】
まず、データ分割の方法を検討するにあたり、以下のパラメータを考慮する必要がある。
【００４５】
例えば、上記ネットワークのうち、ルータでのエラーあるいは輻輳によるＩＰパケット損失のみ、データ伝達上の問題になっているのであれば、その部分に対してのみ訂正機能を実装することが合理的である。ルータはレイヤ３（ＩＰ層）での処理を行っているため、上記の要素のうちレイヤ３（ＩＰ層）にのみ注目し、ＩＰパケットを構成した際に、データが６５５３５オクテット以下になるように、アプリケーションデータを分割すれば良いこととなる。
【００４６】
つまりは、アプリケーションデータが受ける、ＦＣＳ処理で必要な冗長フラグ１オクテット、プロトコルスタック処理で必要となる、ＲＴＰヘッダ（１２オクテット）、ＵＤＰヘッダ（８オクテット）、ＩＰヘッダ（２０オクテット）を減すると、分割データ長は６５４９４オクテット以下にする必要がある。
【００４７】
なお、分割のサイズはエラー訂正が有効に効く範囲で、できるだけ大きなサイズとすることが望ましい。必要以上の分割を施してしまうと、パケットに占めるヘッダ情報などの増加あるいはルータでの処理能力の浪費することになり、ネットワーク側への負荷増大と輻輳を招き、逆にパケット損失そのものを増やす結果となる。
【００４８】
分割されたデータに対して、ＦＥＣ処理を行うことになるが、例えば、ＦＥＣの最も簡単な手法として、データブロックを縦方向にパリティ演算し、欠落した情報を復元する手法がある。図５に示すように、分割ブロック（１〜ｎ）を複数まとめてグループとして、縦方向にパリティ演算し、冗長データとしてパリティブロック（Ｐ）を生成し、これに送るデータがアプリケーションデータなのか、パリティなのかを識別する冗長フラグ（Ｆ（＝０）または、Ｔ（＝１））を付与し、その後、通信のプロトコルスタック処理を行い送信する。
【００４９】
上記の構成による動作の例を、図６及び図７に示す。この場合、図６の（１）に示すアプリケーションデータは、６５４９４オクテットを単位として、（２）に示す分割ブロックに分割される。また、（２）に示す分割ブロックを複数集めてグループ化し、縦方向にバリティ演算を行い、冗長パリティブロックＰを生成し、さらに当該ブロックがデータなのか、パリティなのかを識別する冗長フラグａ（１オクテット）を付与し、（３）に示すＦＥＣ符号データブロックを生成する。この時点でブロックサイズは６５４９５オクテットとなる。
【００５０】
（３）に示すブロックは分割したまま、ＲＴＰ、ＵＤＰ、ＩＰの通信プロトコルのためのパケタイズ処理が行われ、ＲＴＰ層のヘッダｂ（１２オクテット）、ＵＤＰ層でのヘッダｃ（８オクテット）、ＩＰ層のヘッダｄ（２０オクテット）が付加され、（６）に示すＩＰパケットになった場合は、その総パケット長は６５５３５のＩＰパケットの規定最大サイズとなる。このＩＰパケットが、Ｅｔｈｅｒｎｃｔ（イーサネット（登録商標））に流される際、そのＭＴＵの制限によりフラグメント処理がなされ、１５１８オクテットのサイズを持った、（７）に示すＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））フレームとして伝送される。
【００５１】
なお、この例では、ネットワークでのパケット廃棄はルータのみで発生しているとしているため、図７の（８）に示すレイヤ２（Ｍａｃ層）でのパケット損失は発生せず、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））フレーム単位で破棄が起こることがない。ルータでは、図７の（９）に示すレイヤ３（ＩＰ層）でのルーティング処理を行うため、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））フレームが集積され、ＩＰパケットが復元される。その場合、当該ルータで輻輳が発生し処理能力を超えていたり、到着したＩＰパケットに不完全性があると、そのパケットが廃棄される（（９）に示すＩＰ層のパケットの×印の部分にパケット損失が発生したとする）。
【００５２】
この様なネットワークを経由して、受信装置に到着した（１１）に示すＩＰパケットには、パケットの欠落や順序の入れ替わりなどが存在している。ただし、本例で前提としているプロトコルスタックにおいては、ＲＴＰプロトコルによりネットワーク上のパケット損失を検出でき、また、パケットの入れ替わりはＲＴＰの処理により、修正されアプリケーションに引き渡される。つまりは、ＦＥＣ処理としては、冗長符号を利用し、抜けたパケット分のブロックデータの復元のみを行えば良い。
【００５３】
ＩＰ／ＵＤＰ終端処理とともに、ＲＴＰ終端処理により、パケット順序整列ならびにパケット損失検出がなされた、（１２）に示すＦＥＣ符号データブロックは、送信側で分割したデータブロックを単位として、データ欠落が生じているため、その冗長パリティブロックＰから、欠落したブロックを復元再生することができる。ＦＥＣ復号と併せて、冗長フラグを削除し、もとの（１３）に示す分割データブロックを生成する。これを結合することで、もとの（１４）に示すアプリケーションデータ（リアルタイム情報）を復元することができる。
【００５４】
以上の処理によるとランダムエラーのみの訂正となるが、グループごとに１ブロックの復旧をパリティという極めて軽い演算のみで実現することができる。
【００５５】
（補足説明）
通常、単純なパリティ演算では、データのエラー検出のみが可能で訂正はできない。これに対し、上記の分割を行った場合には、下位レイヤでの符号誤りなどのエラーは各レイヤＦＣＳなどのパケット破棄処理で、誤りは欠落に変換される。結果的に、引き渡されるデー夕伝送には、バースト的欠落はあるが誤りが無いこと、またそのバースト的欠落の位置と長さ固定的である特性を利用し、簡易な分割データ番号の付与と、パリティ演算という極めて簡易な手法により、有効なエラー訂正能力を持たせることができるこの簡易な手法により、処理負荷の低減とともに、総合的に伝送上の低遅延を達成できる。
【００５６】
［第２の具体的な適用例（複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークヘの適用例）］
最近の通信ネットワークは、必要とするサービス機能の要求を満たすため、単純なプロトコルスタックではなく、トンネル化、カプセル化などと呼ばれる手法により、複合的なプロトコルスタックを構成することがある。プロトコル自体が複合化されないまでも、補助的な情報をヘッダに追加する場合がある。これらの具体的な例としては、ＭＰＬＳ、ＩＰ−ＳＥＣ、ＰＰＰｏＥ、ＰＰＰｏＡなどがある。
【００５７】
当該部分で、エラーやパケット損失生じる場合、前述の通常プロトコルに加えて、ヘッダ等、オーバヘッド増加の影響による伝達単位の短縮を意識した分割、ＦＥＣ処理が必要となる。
【００５８】
例えば、図８示す様な、経路ネットワーク上に１段のみのＭＰＬＳのネットワーク区間７１が存在し、その部分でのエラーやパケット損失がある場合には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））のＭＴＵサイズ１５００オクテットから、ＭＰＬＳ−ｓｈｉｍヘッダ分ビット（４オクテット）を減じた値を考慮した分割を行う必要がある。
【００５９】
前述したＦＥＣ方法と同じ方法を用いる場合には、図９に示すように、アプリケーションデータが受ける、ＦＣＳ処理で必要な冗長フラグａ（１オクテット）、プロトコルスタック処理で必要となる、ＲＴＰヘッダｂ（１２オクテット）、ＵＤＰヘッダｃ（８オクテット）、ＩＰヘッダｄ（２０オクテット）に加えて今回のＭＰＬＳ−ｓｈｉｍヘッダｅの分（４オクテット）を、ＭＴＵ１５００オクテットから減ずると、１４５５オクテットで分割し、ＦＥＣ処理を行うことになる。その場合のネットワーク上のパケット構造は、図９の（７）で示すようになる。
【００６０】
［第３の適用例（ネットワーク構造が明示されない場合）］
また、通信業者提供のネットワークサービスを利用する場合には、ネットワーク構造が 明示されない場合がある。その場合にも、限定的な情報から分割と、ＦＥＣの方法を決定することもできる。
【００６１】
例えば、図１０に示す、ＮＴＴグループが提供しているＢフレッツ（登録商標）と呼ばれるサービスは、ＰＰＰｏＥ（Point to Point Protocol over Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））のプロトコルを用い、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））をベースにした「地域ＩＰ網」によりサービスが行われるベストエフォート公衆網であるため、実際にレイヤ２（Ｍａｃ層）でのパケット損失が発生する。前述の考え方であれば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））のデータリンクにおける伝達単位ＭＴＵサイズ（１５００オクテット）を意識し、分割を考慮すれば良いことになる。しかし、Ｂフレッツ（登録商標）ではＰＰＰｏＥを用いて伝送を行っており、ＰＰＰｏＥの制限として提供可能なＭＴＵサイズ（１４９２オクテット）を意識する必要がある。さらに、Ｂフレッツ（登録商標）では「提供ＭＴＵサイズは１４５４オクテット」と規定されており、これはネットワーク上の何処かで伝送単位が１４５４オクテットまでに制限される可能性があることを示しており、有効なエラー訂正のためには最終的にはパケットサイズがこれらのうち最も小さい値以下に収まるように、事前分割、ＦＥＣ処理をする必要がある。
【００６２】
前述したＦＥＣ方法と同じ方法を用いる場合には、図１１に示すように、アプリケーションデータが受ける、ＦＣＳ処理で必要な冗長フラグａ（１オクテット）、プロトコルスタック処理で必要となる、ＲＴＰヘッダｂ（１２オクテット）、ＵＤＰヘッダｃ（８オクテット）、ＩＰヘッダｄ（２０オクテット）を、ＭＴＵサイズ（１４５４オクテット）から減ずると、図１１の（１）に示すように、１４１３オクテットで分割し、ＦＥＣ処理を行うことになる。その場合のネットワーク上のパケット構造は、図１１の（８）に示すようになる。
【００６３】
以上の例は、レイヤ２（Ｍａｃ層）でのパケット損失について、ＭＴＵに対して考慮する例を示したが、レイヤ３（ＩＰプロトコル）によるトンネリングなどを行っている区間で、エラーパケット損失が発生する場合においては、レイヤ３（ＩＰ層）でのパケットサイズ制限に対する同様の考慮が必要となる。
【００６４】
また、実際に、Ｂフレッツ(登録商標)を利用し、今回の手法を用いて行ったエラー訂正能力の性能測定した結果を、図１２に示す。これは、アプリケーションデータを上記１４１３オクテット以下で分割し分割データブロックを生成した後、ＦＥＣ符号化として、１２ブロックをグループとして１つの冗長ブロックを縦方向の単純パリティで付与した後に伝送を行ったものである。データは３日間に渡り３時間ごとのパケット損失の総数、うち訂正できなかったパケット数を示しており、各時間のパケット損失の復旧率を計算している。
【００６５】
１２ブロックのデータに単純な縦方向パリティによる冗長１ブロックという、冗長度８．５％という極めて、簡単なＦＥＣ処理でありながら、パケット損失に対しては全損失パケットの９８．５％を回復できている。また、特筆すべきことに２日目０時からのネットワークが極めて輻輳していると思われる場合においても、その復旧率は悪化していない。
【００６６】
結果的にこの検証では、平常時に平均３３７秒（５．６分）に１回出ていた映像の乱れが、平均６２１００秒（１７時間）に１回に低減できている。また、２日目０時〜３時の輻輳と思われる時間帯に平均３．８秒に１回出ていた映像の乱れが、平均１９６秒（３．３分）に１回に低減でき、高い効果を得ていることがわかる。
【００６７】
「第４の適用例（ネットワーク構成の情報が全くない場合の、エラー区間の自動検出と分割自動設定の例）］
また、ネットワークの内部構造が全く解らない場合には、設計上この分割サイズを決定することができない。しかし、本発明によれば、この場合には以下のような方法により、最適な分割単位を決めることができる。
【００６８】
全く構造が解らないネットワークでレイヤ２（Ｍａｃ層）でのパケット損失が起きている例として、図１３を示す。このような、ＭＴＵの異なるネットワーク１２１乃至１２４が連鎖的に繋がって、そのうちＭＴＵ＝１５００オクテットの部分（符号１２３で示す部分）のレイヤ２（Ｍａｃ層）で輻輳によるパケット損失が発生しているとする。なお、実際には、このようなネットワークの構造は外部（送信装置１０及び受信装置２０）から見えないものとする。
【００６９】
まず、このネットワークにおけるデータが通過するパスの中で、最小のＭＴＵ（＝PathＭＴＵ／ＰＭＴＵという）サイズを既知の方法で検出することができる。（ＩＥＴＦ ＲＦＣ１１９１：ＩＰネットワークパスでのＩＰデータグラムの最大伝送長（ＰＭＴＵ）の取得方法（旧：ＲＦＣ１０６３）＝Path MTU Discovery＝ＰＭＴＵＤ）
【００７０】
ＰＭＴＵは、プロトコルのレイヤ２（Ｍａｃ層）における当該情報が伝達される経路上で最小になる情報伝送単位を示している。この連鎖するネットワークを通過するうち、伝送データはパケット的には、このＰＭＴＵ以上に細かくフラグメント化されることはないため、エラー訂正の観点でいえば、これに適合する大きさにデータを分割、ＦＥＣ処理を行い、伝送すれば有効な効力を発揮する。
【００７１】
しかし、実際にパケット損失がＰＭＴＵの要因となっている部分以外で生じている場合、このＰＭＴＵに合わせた分割は過剰な分割を行っていることとなり、分割によって生じる各レイヤのヘッダなど伝送情報オーバヘッドの増加や、総パケット数の増加を引き起こし、通過するネットワーク自体に不用な負荷をかけることとなる。またそのため、それ自身がパケット損失の要因となる可能性もある。つまりは、分割にあたっては、有効なエラー訂正効果を確保しながら、分割サイズは、できるだけ大きく採ることが求められる。
【００７２】
そこで、分割サイズの初期値を、上記ＰＭＴＵサイズとして、その大きさを変化させることで、最適な分割サイズを求める方法について述べる。
【００７３】
このネットワークにおけるＰＭＴＵは５７６オクテット（符号１２２で示すネットワーク）であり、ＰＭＴＵＤを実行した場合にも、その値が返されるとし、それに対して、実際のパケット損失が発生しているネットワーク（符号１２３で示すネットワーク）のＭＴＵは１５００オクテットであり、そのパケット損失率はｎ％とする。
【００７４】
このときパケット損失特性には、通常２つのモードが考えられる。
１つめは、パケット数に比例する形でパケット損失が生じるもの、つまりは、パケット損失率が一定の場合である。リンクを構成する媒体・デバイスの雑音的エラー、あるいはルータ、スイッチなどノードのパケット処理能力の不足、また、輻輳に起因する場合には、送ろうとするデータ量に比べて、極めて大きく十分な設計帯域幅を持っているネットワークが、多数のユーザで共用され、統計多重的に伝送帯城が不足している場合などはこれに相当する。
【００７５】
２つめは、伝送データ量に比例する形でパケット損失が増えるもの、時間あたりパケット数を変えてもパケット損失数は変わらず、これとは別に、送信するデータ総量を増やすとパケット損失が増える場合である。これは、ルータ、スイッチなどノードのデータバッファ量不足などや、また、輻輳などに起因する場合には、送ろうとするデータ量に比べて元々、それほど大きくなく、十分でない設計帯域幅で、自らのデータ伝送により、その自らスループットを圧迫している場合、あるいは、他のユーザに一定量の帯域を常に占有されてしまい、結果的に実効帯域不足になっている場合などがある。
【００７６】
第１の場合、分割サイズを変化させることによって、図１４に示すようなパケット損失率の変化が生じる
（１）ＰＭＴＵ（ここでは５７６オクテット）からパケット損失が発生しているＭＴＵ（ここでは１５００オクテット）までの間分割サイズを大きくしても、時間あたりの総パケット数、損失は増えるが、パケット損失率は変化しない。また、データについても破棄される情報のバースト性は高まるものの、全データに対する破棄データの比率は変化がない。
（２）さらに分割長を長くしていき、それがパケット損失を生じている部分のプロトコルの伝送単位に到達（ここでは１５００オクテット）すると、その部分でのフラグメントおよび再構築処理により、当該部分ではパケット総数が２倍になり、また、フラグメント化されたパケットは２つが両方そろって始めて上位レイヤに渡されるため、上位レイヤでのパケット損失率は２倍になる。なお、データの破棄比率も２倍になる。
（３）さらに、パケット長を伸ばした（ここでは１５００から３０００オクテット）場合、時間あたりのパケット総数は減るが、破棄率は変わらない。
（４）損失しているプロトコルの伝送単位の２倍（ここでは３０００オクテット）に到達した場合、（２）と同じ現象によりパケット損失率は３倍になる。以降、伝送単位の４倍、５倍に分割サイズが届くことに、パケット損失は５倍６倍と増えて行く。
【００７７】
次に第２の場合を検討する。この場合、分割サイズを変化させることによって、図１５に示すようなパケット損失率の変化が生じる。
（１）ＰＭＴＵ（ここでは５７６オクテット）からパケット損失が発生しているＭＴＵ（ここでは１５００オクテット）までの間で分割サイズを大きくすると、パケットヘッダなどプロトコルオーバヘッド情報がデータ情報に対して相対的に小さくなり、総データ量が若干低下しこれに併せてパケット損失率も低下し、当該区間のパケット損失率ｎ％に近づく。
（補足説明： 例えば、オーバーヘッドとして、伝送すべきアプリケーションデータが６．００Ｍｂｐｓの速度を持ち、ＩＰ・ＵＤＰ・ＲＴＰヘッダ合計４０オクテットとすると、ネットワーク上へ出力する伝送速度は、ＰＭＴＵ＝５７６オクテットを考慮し細かく分割を行った場合６．４５Ｍｂｐｓ、パケット損失発生区間のＭＴＵ＝１５００オクテットを考慮し、大きく分割した場合は６．１６Ｍｂｐｓとなり、所要帯域が大きく異なる。当該ネットワークの場合、この伝送速度により、パケット損失率が変化することとなる。）
（２）さらに分割長を長くしていき、それがパケット損失を生じている部分のプロトコルの伝送単位に到達（ここではＭＴＵ＝１５００オクテット）すると、その部分でのフラグメントおよび再構築処理により、当該部分ではパケット総数が２倍になり、そのパケットに与えられるパケットヘッダなどオーバヘッドの増加で、パケット損失が若干増大する。
（３）さらに、分割サイズを大きくすると、（１）と同じ現象が発生し、パケット損失率も低下していく。分割サイズがＭＴＵの倍に近づくにつれ、パケット損失発生区間のパケット損失率ｎ％に近づく。
（４）分割サイズが伝送単位の２倍に到達（ここでは３０００オクテット）すると、（２）と同じく、パケット総数が３倍になり、そのパケットに与えられるパケットヘッダなどオーバヘッドの増加で、パケット損失が若干増大する。このときの増加は相対的データ増加の比率に相当するため、（２）の時の現象に比べて３分の２程度になる。
【００７８】
以上の様な特性を考慮すると、分割データの順次大きくしていった場合に、パケット損失率が急激に増大することを観察することで、パケット損失が起こっている部分のプロトコルにおける情報転送単位を把握することができ、その値に分割データのサイズを設定することで、オーバヘッドの増加を低減しながら、有効なエラー訂正に効果的なデータ分割の最適サイズを与えることができる。
【００７９】
ただし、第２の場合は、利用するネットワークの設計帯域幅やノードの性能が基本的に不足しているわけであるから、この部分の強化を行うか、元々のアプリケーションに必要な伝送レートを下げるべきである。また、このような状況下では、この方法による分割の効果は薄いため、この方法を利用せず、オーバヘッド削減の意味からできるだけ大きな情報単位で伝送した方が良い場合もある。
【００８０】
なお、この例では、レイヤ２（Ｍａｃ層）におけるＭＴＵにのみ着目したが、ルータなどレイヤ３（ＩＰ層）でのパケット損失についても、同じ手法を用いることができ、その場合にもＰＭＴＵから順次大きなパケットに変更して行き、最終的にはレイヤ３（ＩＰ層）での情報伝達単位に落ち着くことになる。
【００８１】
また、この検出には、映像伝送に使っているデータの分割サイズを大きくしていく方法と、映像伝送に使っている情報とは別のダミーの情報により、検出する方法とがある。
【００８２】
なお、図１６に、上述した分割データを決定するための手順の概要を整理して示し、簡単に説明しておく。
最初に、送信装置１０は通信手段（通信ネットワーク）１における最小のＭＴＵを検出する（ステップＳ１）。次に、検出した最小のＭＴＵを初期値として（ステップＳ２）、アプリケーションデータ（リアルタイム情報）を分割する（ステップＳ３）。そして、分割データにＦＥＣ符号化処理を施し（ステップＳ４）、パケットを送信する（ステップＳ５）。受信装置２０は、パケットを受信し（ステップＳ６）、分割データ長とパケット損失率のデータを測定し（ステップＳ７）、測定結果を送信装置１０に通知する（ステップＳ８）。
【００８３】
送信装置１０では、受信装置２０から、分割データ長に対するパケット損失率の測定結果を受信し（ステップＳ９）、パケット損失率の急激な増大があったかどうかを判断する（ステップＳ１０）。パケット損失率の増大がない場合は、分割データ長を増加させて（ステップＳ１１）、ステップＳ３からの処理を繰り返す。
【００８４】
パケット損失率の急激な増大が確認された場合は、これを基に、パケット損失が生じている部分のプロトコルにおける情報転送単位を把握し、分割データ長のサイズを設定する（ステップＳ１２）。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態について説明した、図１に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１５、受信装置２０内の各手段２１乃至２５、図３に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１８、及び受信装置２０内の各手段２１乃至２６は、専用のハードウエアにより実現されるものであってもよく、またメモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）等の汎用の情報処理装置により構成され、これらの手段の機能を実現するためのプログラム（図示せず）をメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００８６】
また、図１に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１５、受信装置２０内の各手段２１乃至２５、図３に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１８、及び受信装置２０内の各手段２１乃至２６の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、図１に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１５、受信装置２０内の各手段２１乃至２５、図３に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１８、及び受信装置２０内の各手段２１乃至２６に必要な処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００８７】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００８８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００８９】
【発明の効果】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のリアルタイム情報の伝達システムにおいては、送信側は、パケット損失が発生するプロトコル層を想定し、伝達するパケットのデータ長が当該プロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。受信側は、ＦＥＣ復号化処理により、損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９０】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達システムにおいては、送信側は、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層と、付随する付加データの情報を基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。また、受信側は、ＦＥＣ復号化処理により損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９１】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達システムにおいては、送信側は、最初に、通過するネットワークのうち最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出し、最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割し、ＦＥＣ符号化処理を施しネットワークへ送信する。次に、データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する個所のそのプロトコル層、あるいは付随する付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断する。そして、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する個所のプロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する。受信側は、損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９２】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置においては、パケット損失が発生するプロトコル層を想定し、伝達するパケットのデータ長が当該プロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９３】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置においては、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層と、付随する付加データの情報を基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９４】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置においては、最初に、通過するネットワークのうち最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出し、最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割し、ＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。次に、データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果を受信側から取得し、その特性より実際の当該パケット損失が発生する個所のそのプロトコル層、あるいは付随する付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断する。そして、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する個所のプロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９５】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法においては、送信側は、パケット損失が発生するプロトコル層を想定し、伝達するパケットのデータ長が当該プロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。受信側は、ＦＥＣ復号化処理により、損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９６】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法においては、送信側は、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層と、付随する付加データの情報を基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。また、受信側は、ＦＥＣ復号化処理により損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９７】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法においては、送信側は、最初に、通過するネットワークのうち最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出し、最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割し、ＦＥＣ符号化処理を施しネットワークへ送信する。次に、データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する個所のそのプロトコル層、あるいは付随する付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断する。そして、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する個所のプロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する。受信側は、損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のリアルタイム情報の伝達システムの手段の構成例を示す図である。
【図２】 本発明の作用を説明するための図である。
【図３】 本発明のリアルタイム情報の伝達システムの第２の手段の構成例を示す図である。
【図４】 ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰ／イーサネット（登録商標）への適用例を示す図である。
【図５】 ＦＥＣ符号化処理について説明するための図である。
【図６】 図４に示す適用例の動作を説明するための図その１である。
【図７】 図４に示す適用例の動作を説明するための図その２である。
【図８】 複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークヘの適用例を示す図である。
【図９】 図８に示す適用例におけるネットワーク上のパケット構造について説明するための図である。
【図１０】 ネットワーク構造が明示されない場合の適用例を示す図である。
【図１１】 図１０に示す適用例におけるネットワーク上のパケット構造について説明するための図である。
【図１２】 エラー訂正能力の測定結果の例を示す図である。
【図１３】 ネットワーク構成の情報が全くない場合の適用例を示す図である。
【図１４】 パケット損失率の変化を示す図その１である。
【図１５】 パケット損失率の変化を示す図その２である。
【図１６】 分割データを決定するための手順の概要を示す図である。
【符号の説明】
１ パケット通信手段（通信ネットワーク）
１０ 送信装置
１１ 入力手段
１２ 前処理手段
１３ データ分割手段
１４ ＦＥＣ符号化手段
１５ 多層プロトコル送信手段
１６ 最大伝達単位確認手段
１７ エラー区間検出手段
１８ 分割サイズ自動設定手段
２０ 受信装置
２１ 多層プロトコル受信手段
２２ ＦＥＣ復号化手段
２３ データ結合手段
２４ 後処理手段
２５ 出力手段
２６ パケット損失測定結果通知手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像や音声などのリアルタイム通信を、多層プロトコル構造を持つ高速パケット通信を利用して行う場合において、リアルタイム情報を高品質、低遅延かつ低コストで伝達することができる、リアルタイム情報の伝達システム、リアルタイム情報の送信装置、リアルタイム情報の伝達方法、及びプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の映像伝送通信はその伝送情報量の大きさや、低ジッタの必要性などから、複雑な通信プロトコルスタックを避け、できる限り単純に電波や同軸ケーブルあるいは光ファイバなどの通信媒体に適合する様、信号変換を行い伝達する手法が採られてきた。
【０００３】
ところで、近年、インターネットの普及でＩＰネットワークなどパケットの通信技術が大きく進歩し、高速大容量化かつ低価格化してきている。また、映像信号処理の進歩により極めて効率の高い圧縮技術が確立してきており、情報量規模と通信速度としては、圧縮された映像伝送を上記パケット通信でリアルタイムに伝送することが可能であり、コスト的に有利な側面が出てきており、実際、これらを組み合わせて、高品位な映像伝送を実現することが模索され始めている。
【０００４】
しかし、上記のパケット通信を用いたネットワークはコンピュータ間の通信にその起源を持っており、リアルタイム伝送に対する考慮に欠け、映像などリアルタイム性の要求が高いアプリケーションとは親和性が低かった。これらの不適合性を解消するための方法が、検討、提案されているが、手法の複雑性や論理的な処理規模の大きさから、実現コストの増大や伝送の為の総合的遅延の増大、システム的安定度の欠如など、アプリケーションの利用者に不便を強いることとなっており、これらのパケット通信で安定した高品質の映像や音声の伝送などリアルタイム性の高いアプリケーションを合理的に伝送することは困難であった。
【０００５】
上述したように、多層プロトコルのパケット通信ではネットワークプロトコルが階層化され、複数のレイヤを積み上げて構成され、ここでは、アプリケーションに近い上位レイヤが、物理媒体に近い、下位レイヤの処理を考慮せずに実装することが理想とされ「下位レイヤの抽象化」と呼ばれ、専ら行われてきた。また、下位レイヤで発生したエラーに対しては、異常なデータを上位レイヤへ渡さないことを主眼に置いており、エラーを含んでいる可能性のある疑わしいパケットそのものすべてを破棄するという設計で、下位レイヤで起きたエラーが１ビットというような微細なものであっても、中間レイヤではパケット全体、上位レイヤでは該当データブロック全体の破棄となり、上位レイヤへ処理が渡されるに従い、データの損失量が増えて行くという特性を持っていた。
【０００６】
また、これらのパケット通信ネットワークが輻輳し伝送能力の不足が生じた場合、パケットそのものを意図的に破棄するという処理も当然の如く行われている。然るに、上記パケット通信では、パケット損失というバースト的な情報欠損が頻繁に発生しているということになる。
【０００７】
これに伴う情報損失は、上位レイヤでその対処を行わない場合、そのままアプリケーションに影響を及ぼし、例えば映像伝送などにおいては、画面上にノイズなどの乱れが発生したり、あるいは動きのある絵が一時停止してしまうなど、利用において実害を与え、これがパケット通信による映像などリアルタイム通信を困難なものにしていた。
【０００８】
対処策の最も簡単な例として、損失した情報を受信側の指示により再度送信側より送る再送という方法があり、本来のパケット通信の利用用途である、コンピュータ間の情報伝送で多用されている。しかし、これをリアルタイム通信に適用した場合、再送されるデータはパケット損失しなかったデータより、大幅に遅れて受信側へ到達する現象が発生する。これを処理するためにはパケット損失が発生していない平常時から、受信側に大きなバッファを持たせる必要があり、結果的に伝送にかかる時間遅延が極めて大きなものとならざるを得なかった。
【０００９】
また、再送を使わない解決手法としては、フォワードエラーコレクション（ＦＥＣ）がある。これは、送信側から送信する情報に数学的に冗長性を持たせ、途中のネットワークでのパケット損失により情報が損失した場合には、その前後の冗長データから損失した情報を復元する手法である。しかし、これを多層パケット通信に適用した場合、パケット損失での情報損失は極めて時間的集中性（バースト性）が高く、有効なＦＥＣ処理を実現するためには極めて大きな演算能力が必要となり、実現のためのコスト上昇や、あるいは演算時間に起因する伝送遅延が大きくなっていた（例：ＩＰベースでリードソロモンの適用例＝ブロック長が極めて長くなる）。
【００１０】
この時間的集中性を排除するものとして、インターリーブと呼ばれる手法がある。これは、ＦＥＣ処理の前あるいは後で、伝送対象となるデータを時間列で入れかえることで、バースト的損失を時間的に分散したランダム的損失に変換するものである。この手法は再送が使えない衛星通信などの映像情報伝送で用いられてきた（参照：郵政省電気通信技術審議会ＣＳディジタル放送技術基準）。
【００１１】
しかし、ＩＰネットワークなどパケット長が大きく、それに伴うバーストエラー長も大きいものにこれを適用し、有効な処理を施した場合、入れ替えを行うため参照時間が極めて大きいもの（ロングインターリーブと呼ばれる）となってしまい、結果的に伝送遅延の増大を起こしてしまう。また、入れ替えを行うためのバッファとその制御機能を実装する必要があり、映像情報など大容量の処理の場合、これらの容量、能力ともに極めて大きな物となり、実装コストの増大やシステム的安定度の低下の原因となっていた（例えば、特許文献１を参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−７８１９１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、本発明は、多層パケット通信において、映像や音声などのリアルタイム性の高いアプリケーション情報を高品質、低遅延かつ低コストで伝達することができ、利用者の利便性を確保することのできる、リアルタイム情報の伝達システム、リアルタイム情報の送信装置、リアルタイム情報の伝達方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達システムであって、送信側には、パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手段と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段とを備え、受信側には、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手段と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手段とを備えることを特徴とする。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達システムであって、送信側には、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手段と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段とを備え、受信側には、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手段と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手段とを備えることを特徴とする。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達システムであって、送信側には、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手段と、前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手段と、前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手段と、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手段とを備え、受信側には、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手段と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手段と、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性を測定し、該測定データを送信側に通知するパケット損失測定結果通知手段とを備えることを特徴とする。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置であって、パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手段と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置であって、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手段と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置であって、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手段と、前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手段と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手段と、前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手段と、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手段とを備えることを特徴とする。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達方法であって、送信側により、パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手順と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順とが行われ、受信側により、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手順と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手順とが行われることを特徴とする。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達方法であって、送信側により、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手順と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順とが行われ、受信側により、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手順と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手順とが行われることを特徴とする。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法は、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達方法であって、送信側により、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手順と、前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手順と、前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手順と、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手順とが行われ、受信側により、受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手順と、前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手順と、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性を測定し、該測定データを送信側に通知するパケット損失測定結果通知手順とが行われることを特徴とする。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明のコンピュータプログラムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置内のコンピュータに、パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手順と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順とを実行させるためのプログラムである。
【００２４】
また、本発明のコンピュータプログラムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置内のコンピュータに、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手順と、前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順とを実行させるためのプログラムである。
【００２５】
また、本発明のコンピュータプログラムは、映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置内のコンピュータに、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手順と、前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手順と、前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手順と、前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手順と、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手順とを実行させるためのプログラムである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明のリアルタイム情報の伝達システムの基本的な手段の構成例を示す図である。図１に示すように、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、送信装置１０と、受信装置２０と、多層プロトコル構造を持ったパケット処理により、通信を確立する多層プロトコルパケット通信手段（単に「通信手段」ともいう）１とで構成される。
【００２８】
また、送信側の送信装置１０には、映像音声などの伝送対象となる信号（リアルタイム情報）を取り入れる入力手段１１と、映像情報圧縮などアプリケーション処理を行う前処理手段１２と、これより出力されるアプリケーションデータを後続の多層プロトコルパケット通信手段１に適合するようにデータ分割を行うデータ分割手段１３と、分割された分割データに対してＦＥＣ符号を演算するＦＥＣ符号化手段１４と、生成されたＦＥＣ符号をネットワークプロトコルに定められたコーディングを行い送信する多層プロトコル送信手段１５とが設けられる。
【００２９】
また、受信装置２０には、受信した情報のプロトコルから、元の送信側で送られたＦＥＣ符号を抽出する多層プロトコル受信手段２１と、抽出されたＦＥＣ符号から、元データを復元するＦＥＣ復号化手段２２と、復号化されたデータのみを結合することで、元のアプリケーションデータを再現させるデータ結合手段２３、映像情報伸張などのアプリケーション処理を行う後処理手段２４と、伝送された情報を信号に戻し出力する出力手段２５が設けられる。
【００３０】
本発明は、図１に示すようなシステム構成による多層パケット通信において、パケット損失に伴う損失情報を低減するとともに、ＦＥＣ処理能力の高効率化を実現し、リアルタイム性の要求が高いアプリケーションを合理的に伝送するものである。
【００３１】
また、図２は、本発明の作用を説明するための図である。前処理手段１２で映像情報圧縮などアプリケーション処理され出力される情報は通常時間的連続性を持っておりデータに切れ目が無い。圧縮の形式（例えばＭＰＥＧ−ＴＳなど）によっては、付随データ伝送あるいは、データ同期確立のためのパケット的構造を持っているものがあるが、ここでは重要でない。
【００３２】
このデータを多層プロトコルのパケット通信で伝送するにあたって、通信プロトコル処理を行うのに先立ち、データ分割手段１３により、使用するネットワークのプロトコル仕様に適合するように、アプリケーションデータの分割を行う。具体的には、利用するパケット通信手段のうちのパケット損失を起こす部分のネットワークでのプロトコルのパケットサイズ単位の内に、後段のＦＥＣ処理を行った後の情報ブロックが収まる大きさ以下に、予めアプリケーションデータを分割する。図２の（１）にアプリケーションデータを、図２の（２）に分割データを示す。
【００３３】
次に、ＦＥＣ符号化手段１４により、分割された情報にＦＥＣエンコード処理を行うが、このＦＥＣの方法の選択においては、通常のＦＥＣ方法の検討でのデー夕損失の規模と特性に対する考慮に加えて、前述の分割によりパケット損失によるデータ損失がこの分割単位ごとに発生するという特性を利用することで、ＥＦＣ処理負荷や、処理遅延を低減することができる。そして、ＦＥＣ処理を施したデータは、そのままデータ単位ごとに多層プロトコル送信手段１５へ引き渡し、多層プロトコル送信手段１５はこれを結合することなく、パケット送信処理を行うよう構成される。
図２の（３）に、ＦＥＣ符号化処理により冗長ブロックＰが付加された「ＦＥＣ符号化データ」を示す。また、図２の（４）に示すｎ層通信パケット、（５）に示すｎ−１層通信パケットは、（３）に示す「ＦＥＣ符号化データ」に、それぞれのレイヤ層におけるヘッダ情報などが付加された通信パケットを示している。
【００３４】
パケット通信手段（通信ネットワーク）１においては、この情報にパケット損失が起き、情報欠損が生ずるが、この欠損は、最終的には上位レイヤから見たときに予め分割した分割データ単位で欠損することになる。
【００３５】
このような伝送を経由し、受信装置２０へ到着したパケットは、多層プロトコル受信手段２１によりパケット受信処理が行われる。さらにＦＥＣ復号化手段２２により、欠落分割データの復元を行うが、前述の通り、分割の効果で小さな演算負荷でかつ低遅延で処理が行える。復元されたデータは、データ結合手段２３及び後処理手段２４により元のアプリケーションデータヘと復元させることができる。
【００３６】
図２に示す例においては、（７）は、パケット損失の生じた「ＦＥＣ符号データ」を示しており、ＦＥＣ復号化処理により、（８）に示す「復旧分割データ」が得られる。そして、「復旧分割データ」を結合して、（９）に示すアプリケーションデータが復元される。
【００３７】
本発明では、上述したように、アプリケーションデータに対して、ＦＥＣエンコード処理を行う前に、利用する通信手段（通信ネットワーク）１におけるパケット長を意識した分割を行うものである。この処理により、パケット損失から波及するデータ損失を最小限に押さえるとともに、データ損失がこの分割単位ごとに発生する特性により、欠落情報の位置と長さを予め予測できることを利用し、ＦＥＣ処理の効率化がはかれる。つまりは、一定のエラー訂正能力をより軽いＦＥＣ処理で行えるものである。あるいは、同等の演算能力が必要なＦＥＣ処理で、より高いエラー訂正能力を与えることができるものである。
【００３８】
また、図３は、本発明のリアルタイム情報の伝達システムの第２の手段の構成例を示す図である。図１に示す例では、通信手段（通信ネットワーク）１のネットワーク構成情報が予め分かっており、それに対応してデータ分割を行う例であるが、図３に示す例は、ネットワーク構成の情報がない場合のシステム構成例を示すものである。
【００３９】
図３において、送信装置１０内の最大伝達単位確認手段１６は、パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出するための手段であり、エラー区間検出手段１７は、データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信装置２０側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する個所のそのプロトコル層、あるいは付随する付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するための手段である。また、分割サイズ自動設定手段１８は、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する個所のそのプロトコル層あるいは、付随する付加データの情報を基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に自動的に変更するための手段である。
【００４０】
また、受信装置２０内のパケット損失測定結果通知手段２６は、受信したパケットのデータ分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性を測定し、該測定データを送信装置１０に通知するための手段である。
【００４１】
なお、他の符号のものは図１に示す場合と同様であり、また、図３に示すシステムの詳細な動作については、後述する具体的な適用例の項で説明する。
【００４２】
以上、本発明のリアルタイム情報の伝達システムの手段（機能）の構成例について説明したが、次に、本発明のリアルタイム情報の伝達システムの具体的な適用例（実装例）について説明する。
【００４３】
［第１の適用例（ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰ／イーサネット（登録商標）への適用例）］
最も単純でかつ代表的な例として、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰ／Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））を使った情報転送について説明する。図４に示すような、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））ベースとした、ＩＰネットワークで、ＲＴＰプロトコルを用いた伝送を行う場合の例を示す。図４に示す例は、送信装置１０から送信されるパケットが、スイッチングハブ（ＨＵＢ）３１、ルータ３２、ルータ３３、スイッチングハブ（ＨＵＢ）３４を経由して、受信装置２０で受信される例であり、ルータ３３で輻輳によるパケット損失が生じる場合の例である。
【００４４】
まず、データ分割の方法を検討するにあたり、以下のパラメータを考慮する必要がある。
例えば、上記ネットワークのうち、ルータでのエラーあるいは輻輳によるＩＰパケット損失のみ、データ伝達上の問題になっているのであれば、その部分に対してのみ訂正機能を実装することが合理的である。ルータはレイヤ３（ＩＰ層）での処理を行っているため、上記の要素のうちレイヤ３（ＩＰ層）にのみ注目し、ＩＰパケットを構成した際に、データが６５５３５オクテット以下になるように、アプリケーションデータを分割すれば良いこととなる。
【００４６】
つまりは、アプリケーションデータが受ける、ＦＣＳ処理で必要な冗長フラグ１オクテット、プロトコルスタック処理で必要となる、ＲＴＰヘッダ（１２オクテット）、ＵＤＰヘッダ（８オクテット）、ＩＰヘッダ（２０オクテット）を減すると、分割データ長は６５４９４オクテット以下にする必要がある。
【００４７】
なお、分割のサイズはエラー訂正が有効に効く範囲で、できるだけ大きなサイズとすることが望ましい。必要以上の分割を施してしまうと、パケットに占めるヘッダ情報などの増加あるいはルータでの処理能力の浪費することになり、ネットワーク側への負荷増大と輻輳を招き、逆にパケット損失そのものを増やす結果となる。
【００４８】
分割されたデータに対して、ＦＥＣ処理を行うことになるが、例えば、ＦＥＣの最も簡単な手法として、データブロックを縦方向にパリティ演算し、欠落した情報を復元する手法がある。図５に示すように、分割ブロック（１〜ｎ）を複数まとめてグループとして、縦方向にパリティ演算し、冗長データとしてパリティブロック（Ｐ）を生成し、これに送るデータがアプリケーションデータなのか、パリティなのかを識別する冗長フラグ（Ｆ（＝０）または、Ｔ（＝１））を付与し、その後、通信のプロトコルスタック処理を行い送信する。
【００４９】
上記の構成による動作の例を、図６及び図７に示す。この場合、図６の（１）に示すアプリケーションデータは、６５４９４オクテットを単位として、（２）に示す分割ブロックに分割される。また、（２）に示す分割ブロックを複数集めてグループ化し、縦方向にバリティ演算を行い、冗長パリティブロックＰを生成し、さらに当該ブロックがデータなのか、パリティなのかを識別する冗長フラグａ（１オクテット）を付与し、（３）に示すＦＥＣ符号データブロックを生成する。この時点でブロックサイズは６５４９５オクテットとなる。
【００５０】
（３）に示すブロックは分割したまま、ＲＴＰ、ＵＤＰ、ＩＰの通信プロトコルのためのパケタイズ処理が行われ、ＲＴＰ層のヘッダｂ（１２オクテット）、ＵＤＰ層でのヘッダｃ（８オクテット）、ＩＰ層のヘッダｄ（２０オクテット）が付加され、（６）に示すＩＰパケットになった場合は、その総パケット長は６５５３５のＩＰパケットの規定最大サイズとなる。このＩＰパケットが、Ｅｔｈｅｒｎｃｔ（イーサネット（登録商標））に流される際、そのＭＴＵの制限によりフラグメント処理がなされ、１５１８オクテットのサイズを持った、（７）に示すＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））フレームとして伝送される。
【００５１】
なお、この例では、ネットワークでのパケット廃棄はルータのみで発生しているとしているため、図７の（８）に示すレイヤ２（Ｍａｃ層）でのパケット損失は発生せず、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））フレーム単位で破棄が起こることがない。ルータでは、図７の（９）に示すレイヤ３（ＩＰ層）でのルーティング処理を行うため、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））フレームが集積され、ＩＰパケットが復元される。その場合、当該ルータで輻輳が発生し処理能力を超えていたり、到着したＩＰパケットに不完全性があると、そのパケットが廃棄される（（９）に示すＩＰ層のパケットの×印の部分にパケット損失が発生したとする）。
【００５２】
この様なネットワークを経由して、受信装置に到着した（１１）に示すＩＰパケットには、パケットの欠落や順序の入れ替わりなどが存在している。ただし、本例で前提としているプロトコルスタックにおいては、ＲＴＰプロトコルによりネットワーク上のパケット損失を検出でき、また、パケットの入れ替わりはＲＴＰの処理により、修正されアプリケーションに引き渡される。つまりは、ＦＥＣ処理としては、冗長符号を利用し、抜けたパケット分のブロックデータの復元のみを行えば良い。
【００５３】
ＩＰ／ＵＤＰ終端処理とともに、ＲＴＰ終端処理により、パケット順序整列ならびにパケット損失検出がなされた、（１２）に示すＦＥＣ符号データブロックは、送信側で分割したデータブロックを単位として、データ欠落が生じているため、その冗長パリティブロックＰから、欠落したブロックを復元再生することができる。ＦＥＣ復号と併せて、冗長フラグを削除し、もとの（１３）に示す分割データブロックを生成する。これを結合することで、もとの（１４）に示すアプリケーションデータ（リアルタイム情報）を復元することができる。
【００５４】
以上の処理によるとランダムエラーのみの訂正となるが、グループごとに１ブロックの復旧をパリティという極めて軽い演算のみで実現することができる。
【００５５】
（補足説明）
通常、単純なパリティ演算では、データのエラー検出のみが可能で訂正はできない。これに対し、上記の分割を行った場合には、下位レイヤでの符号誤りなどのエラーは各レイヤＦＣＳなどのパケット破棄処理で、誤りは欠落に変換される。結果的に、引き渡されるデー夕伝送には、バースト的欠落はあるが誤りが無いこと、またそのバースト的欠落の位置と長さ固定的である特性を利用し、簡易な分割データ番号の付与と、パリティ演算という極めて簡易な手法により、有効なエラー訂正能力を持たせることができるこの簡易な手法により、処理負荷の低減とともに、総合的に伝送上の低遅延を達成できる。
【００５６】
［第２の具体的な適用例（複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークヘの適用例）］
最近の通信ネットワークは、必要とするサービス機能の要求を満たすため、単純なプロトコルスタックではなく、トンネル化、カプセル化などと呼ばれる手法により、複合的なプロトコルスタックを構成することがある。プロトコル自体が複合化されないまでも、補助的な情報をヘッダに追加する場合がある。これらの具体的な例としては、ＭＰＬＳ、ＩＰ−ＳＥＣ、ＰＰＰｏＥ、ＰＰＰｏＡなどがある。
【００５７】
当該部分で、エラーやパケット損失生じる場合、前述の通常プロトコルに加えて、ヘッダ等、オーバヘッド増加の影響による伝達単位の短縮を意識した分割、ＦＥＣ処理が必要となる。
【００５８】
例えば、図８示す様な、経路ネットワーク上に１段のみのＭＰＬＳのネットワーク区間７１が存在し、その部分でのエラーやパケット損失がある場合には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））のＭＴＵサイズ１５００オクテットから、ＭＰＬＳ−ｓｈｉｍヘッダ分ビット（４オクテット）を減じた値を考慮した分割を行う必要がある。
【００５９】
前述したＦＥＣ方法と同じ方法を用いる場合には、図９に示すように、アプリケーションデータが受ける、ＦＣＳ処理で必要な冗長フラグａ（１オクテット）、プロトコルスタック処理で必要となる、ＲＴＰヘッダｂ（１２オクテット）、ＵＤＰヘッダｃ（８オクテット）、ＩＰヘッダｄ（２０オクテット）に加えて今回のＭＰＬＳ−ｓｈｉｍヘッダｅの分（４オクテット）を、ＭＴＵ１５００オクテットから減ずると、１４５５オクテットで分割し、ＦＥＣ処理を行うことになる。その場合のネットワーク上のパケット構造は、図９の（７）で示すようになる。
【００６０】
［第３の適用例（ネットワーク構造が明示されない場合）］
また、通信業者提供のネットワークサービスを利用する場合には、ネットワーク構造が 明示されない場合がある。その場合にも、限定的な情報から分割と、ＦＥＣの方法を決定することもできる。
【００６１】
例えば、図１０に示す、ＮＴＴグループが提供しているＢフレッツ（登録商標）と呼ばれるサービスは、ＰＰＰｏＥ（Point to Point Protocol over Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））のプロトコルを用い、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））をベースにした「地域ＩＰ網」によりサービスが行われるベストエフォート公衆網であるため、実際にレイヤ２（Ｍａｃ層）でのパケット損失が発生する。前述の考え方であれば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（イーサネット（登録商標））のデータリンクにおける伝達単位ＭＴＵサイズ（１５００オクテット）を意識し、分割を考慮すれば良いことになる。しかし、Ｂフレッツ（登録商標）ではＰＰＰｏＥを用いて伝送を行っており、ＰＰＰｏＥの制限として提供可能なＭＴＵサイズ（１４９２オクテット）を意識する必要がある。さらに、Ｂフレッツ（登録商標）では「提供ＭＴＵサイズは１４５４オクテット」と規定されており、これはネットワーク上の何処かで伝送単位が１４５４オクテットまでに制限される可能性があることを示しており、有効なエラー訂正のためには最終的にはパケットサイズがこれらのうち最も小さい値以下に収まるように、事前分割、ＦＥＣ処理をする必要がある。
【００６２】
前述したＦＥＣ方法と同じ方法を用いる場合には、図１１に示すように、アプリケーションデータが受ける、ＦＣＳ処理で必要な冗長フラグａ（１オクテット）、プロトコルスタック処理で必要となる、ＲＴＰヘッダｂ（１２オクテット）、ＵＤＰヘッダｃ（８オクテット）、ＩＰヘッダｄ（２０オクテット）を、ＭＴＵサイズ（１４５４オクテット）から減ずると、図１１の（１）に示すように、１４１３オクテットで分割し、ＦＥＣ処理を行うことになる。その場合のネットワーク上のパケット構造は、図１１の（８）に示すようになる。
【００６３】
以上の例は、レイヤ２（Ｍａｃ層）でのパケット損失について、ＭＴＵに対して考慮する例を示したが、レイヤ３（ＩＰプロトコル）によるトンネリングなどを行っている区間で、エラーパケット損失が発生する場合においては、レイヤ３（ＩＰ層）でのパケットサイズ制限に対する同様の考慮が必要となる。
【００６４】
また、実際に、Ｂフレッツ(登録商標)を利用し、今回の手法を用いて行ったエラー訂正能力の性能測定した結果を、図１２に示す。これは、アプリケーションデータを上記１４１３オクテット以下で分割し分割データブロックを生成した後、ＦＥＣ符号化として、１２ブロックをグループとして１つの冗長ブロックを縦方向の単純パリティで付与した後に伝送を行ったものである。データは３日間に渡り３時間ごとのパケット損失の総数、うち訂正できなかったパケット数を示しており、各時間のパケット損失の復旧率を計算している。
【００６５】
１２ブロックのデータに単純な縦方向パリティによる冗長１ブロックという、冗長度８．５％という極めて、簡単なＦＥＣ処理でありながら、パケット損失に対しては全損失パケットの９８．５％を回復できている。また、特筆すべきことに２日目０時からのネットワークが極めて輻輳していると思われる場合においても、その復旧率は悪化していない。
【００６６】
結果的にこの検証では、平常時に平均３３７秒（５．６分）に１回出ていた映像の乱れが、平均６２１００秒（１７時間）に１回に低減できている。また、２日目０時〜３時の輻輳と思われる時間帯に平均３．８秒に１回出ていた映像の乱れが、平均１９６秒（３．３分）に１回に低減でき、高い効果を得ていることがわかる。
【００６７】
「第４の適用例（ネットワーク構成の情報が全くない場合の、エラー区間の自動検出と分割自動設定の例）］
また、ネットワークの内部構造が全く解らない場合には、設計上この分割サイズを決定することができない。しかし、本発明によれば、この場合には以下のような方法により、最適な分割単位を決めることができる。
【００６８】
全く構造が解らないネットワークでレイヤ２（Ｍａｃ層）でのパケット損失が起きている例として、図１３を示す。このような、ＭＴＵの異なるネットワーク１２１乃至１２４が連鎖的に繋がって、そのうちＭＴＵ＝１５００オクテットの部分（符号１２３で示す部分）のレイヤ２（Ｍａｃ層）で輻輳によるパケット損失が発生しているとする。なお、実際には、このようなネットワークの構造は外部（送信装置１０及び受信装置２０）から見えないものとする。
【００６９】
まず、このネットワークにおけるデータが通過するパスの中で、最小のＭＴＵ（＝PathＭＴＵ／ＰＭＴＵという）サイズを既知の方法で検出することができる。（ＩＥＴＦ ＲＦＣ１１９１：ＩＰネットワークパスでのＩＰデータグラムの最大伝送長（ＰＭＴＵ）の取得方法（旧：ＲＦＣ１０６３）＝Path MTU Discovery＝ＰＭＴＵＤ）
【００７０】
ＰＭＴＵは、プロトコルのレイヤ２（Ｍａｃ層）における当該情報が伝達される経路上で最小になる情報伝送単位を示している。この連鎖するネットワークを通過するうち、伝送データはパケット的には、このＰＭＴＵ以上に細かくフラグメント化されることはないため、エラー訂正の観点でいえば、これに適合する大きさにデータを分割、ＦＥＣ処理を行い、伝送すれば有効な効力を発揮する。
【００７１】
しかし、実際にパケット損失がＰＭＴＵの要因となっている部分以外で生じている場合、このＰＭＴＵに合わせた分割は過剰な分割を行っていることとなり、分割によって生じる各レイヤのヘッダなど伝送情報オーバヘッドの増加や、総パケット数の増加を引き起こし、通過するネットワーク自体に不用な負荷をかけることとなる。またそのため、それ自身がパケット損失の要因となる可能性もある。つまりは、分割にあたっては、有効なエラー訂正効果を確保しながら、分割サイズは、できるだけ大きく採ることが求められる。
【００７２】
そこで、分割サイズの初期値を、上記ＰＭＴＵサイズとして、その大きさを変化させることで、最適な分割サイズを求める方法について述べる。
【００７３】
このネットワークにおけるＰＭＴＵは５７６オクテット（符号１２２で示すネットワーク）であり、ＰＭＴＵＤを実行した場合にも、その値が返されるとし、それに対して、実際のパケット損失が発生しているネットワーク（符号１２３で示すネットワーク）のＭＴＵは１５００オクテットであり、そのパケット損失率はｎ％とする。
【００７４】
このときパケット損失特性には、通常２つのモードが考えられる。
１つめは、パケット数に比例する形でパケット損失が生じるもの、つまりは、パケット損失率が一定の場合である。リンクを構成する媒体・デバイスの雑音的エラー、あるいはルータ、スイッチなどノードのパケット処理能力の不足、また、輻輳に起因する場合には、送ろうとするデータ量に比べて、極めて大きく十分な設計帯域幅を持っているネットワークが、多数のユーザで共用され、統計多重的に伝送帯城が不足している場合などはこれに相当する。
【００７５】
２つめは、伝送データ量に比例する形でパケット損失が増えるもの、時間あたりパケット数を変えてもパケット損失数は変わらず、これとは別に、送信するデータ総量を増やすとパケット損失が増える場合である。これは、ルータ、スイッチなどノードのデータバッファ量不足などや、また、輻輳などに起因する場合には、送ろうとするデータ量に比べて元々、それほど大きくなく、十分でない設計帯域幅で、自らのデータ伝送により、その自らスループットを圧迫している場合、あるいは、他のユーザに一定量の帯域を常に占有されてしまい、結果的に実効帯域不足になっている場合などがある。
【００７６】
第１の場合、分割サイズを変化させることによって、図１４に示すようなパケット損失率の変化が生じる
（１）ＰＭＴＵ（ここでは５７６オクテット）からパケット損失が発生しているＭＴＵ（ここでは１５００オクテット）までの間分割サイズを大きくしても、時間あたりの総パケット数、損失は増えるが、パケット損失率は変化しない。また、データについても破棄される情報のバースト性は高まるものの、全データに対する破棄データの比率は変化がない。
（２）さらに分割長を長くしていき、それがパケット損失を生じている部分のプロトコルの伝送単位に到達（ここでは１５００オクテット）すると、その部分でのフラグメントおよび再構築処理により、当該部分ではパケット総数が２倍になり、また、フラグメント化されたパケットは２つが両方そろって始めて上位レイヤに渡されるため、上位レイヤでのパケット損失率は２倍になる。なお、データの破棄比率も２倍になる。
（３）さらに、パケット長を伸ばした（ここでは１５００から３０００オクテット）場合、時間あたりのパケット総数は減るが、破棄率は変わらない。
（４）損失しているプロトコルの伝送単位の２倍（ここでは３０００オクテット）に到達した場合、（２）と同じ現象によりパケット損失率は３倍になる。以降、伝送単位の４倍、５倍に分割サイズが届くことに、パケット損失は５倍６倍と増えて行く。
【００７７】
次に第２の場合を検討する。この場合、分割サイズを変化させることによって、図１５に示すようなパケット損失率の変化が生じる。
（１）ＰＭＴＵ（ここでは５７６オクテット）からパケット損失が発生しているＭＴＵ（ここでは１５００オクテット）までの間で分割サイズを大きくすると、パケットヘッダなどプロトコルオーバヘッド情報がデータ情報に対して相対的に小さくなり、総データ量が若干低下しこれに併せてパケット損失率も低下し、当該区間のパケット損失率ｎ％に近づく。
（補足説明： 例えば、オーバーヘッドとして、伝送すべきアプリケーションデータが６．００Ｍｂｐｓの速度を持ち、ＩＰ・ＵＤＰ・ＲＴＰヘッダ合計４０オクテットとすると、ネットワーク上へ出力する伝送速度は、ＰＭＴＵ＝５７６オクテットを考慮し細かく分割を行った場合６．４５Ｍｂｐｓ、パケット損失発生区間のＭＴＵ＝１５００オクテットを考慮し、大きく分割した場合は６．１６Ｍｂｐｓとなり、所要帯域が大きく異なる。当該ネットワークの場合、この伝送速度により、パケット損失率が変化することとなる。）
（２）さらに分割長を長くしていき、それがパケット損失を生じている部分のプロトコルの伝送単位に到達（ここではＭＴＵ＝１５００オクテット）すると、その部分でのフラグメントおよび再構築処理により、当該部分ではパケット総数が２倍になり、そのパケットに与えられるパケットヘッダなどオーバヘッドの増加で、パケット損失が若干増大する。
（３）さらに、分割サイズを大きくすると、（１）と同じ現象が発生し、パケット損失率も低下していく。分割サイズがＭＴＵの倍に近づくにつれ、パケット損失発生区間のパケット損失率ｎ％に近づく。
（４）分割サイズが伝送単位の２倍に到達（ここでは３０００オクテット）すると、（２）と同じく、パケット総数が３倍になり、そのパケットに与えられるパケットヘッダなどオーバヘッドの増加で、パケット損失が若干増大する。このときの増加は相対的データ増加の比率に相当するため、（２）の時の現象に比べて３分の２程度になる。
【００７８】
以上の様な特性を考慮すると、分割データの順次大きくしていった場合に、パケット損失率が急激に増大することを観察することで、パケット損失が起こっている部分のプロトコルにおける情報転送単位を把握することができ、その値に分割データのサイズを設定することで、オーバヘッドの増加を低減しながら、有効なエラー訂正に効果的なデータ分割の最適サイズを与えることができる。
【００７９】
ただし、第２の場合は、利用するネットワークの設計帯域幅やノードの性能が基本的に不足しているわけであるから、この部分の強化を行うか、元々のアプリケーションに必要な伝送レートを下げるべきである。また、このような状況下では、この方法による分割の効果は薄いため、この方法を利用せず、オーバヘッド削減の意味からできるだけ大きな情報単位で伝送した方が良い場合もある。
【００８０】
なお、この例では、レイヤ２（Ｍａｃ層）におけるＭＴＵにのみ着目したが、ルータなどレイヤ３（ＩＰ層）でのパケット損失についても、同じ手法を用いることができ、その場合にもＰＭＴＵから順次大きなパケットに変更して行き、最終的にはレイヤ３（ＩＰ層）での情報伝達単位に落ち着くことになる。
【００８１】
また、この検出には、映像伝送に使っているデータの分割サイズを大きくしていく方法と、映像伝送に使っている情報とは別のダミーの情報により、検出する方法とがある。
【００８２】
なお、図１６に、上述した分割データを決定するための手順の概要を整理して示し、簡単に説明しておく。
最初に、送信装置１０は通信手段（通信ネットワーク）１における最小のＭＴＵを検出する（ステップＳ１）。次に、検出した最小のＭＴＵを初期値として（ステップＳ２）、アプリケーションデータ（リアルタイム情報）を分割する（ステップＳ３）。そして、分割データにＦＥＣ符号化処理を施し（ステップＳ４）、パケットを送信する（ステップＳ５）。受信装置２０は、パケットを受信し（ステップＳ６）、分割データ長とパケット損失率のデータを測定し（ステップＳ７）、測定結果を送信装置１０に通知する（ステップＳ８）。
【００８３】
送信装置１０では、受信装置２０から、分割データ長に対するパケット損失率の測定結果を受信し（ステップＳ９）、パケット損失率の急激な増大があったかどうかを判断する（ステップＳ１０）。パケット損失率の増大がない場合は、分割データ長を増加させて（ステップＳ１１）、ステップＳ３からの処理を繰り返す。
【００８４】
パケット損失率の急激な増大が確認された場合は、これを基に、パケット損失が生じている部分のプロトコルにおける情報転送単位を把握し、分割データ長のサイズを設定する（ステップＳ１２）。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態について説明した、図１に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１５、受信装置２０内の各手段２１乃至２５、図３に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１８、及び受信装置２０内の各手段２１乃至２６は、専用のハードウエアにより実現されるものであってもよく、またメモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）等の汎用の情報処理装置により構成され、これらの手段の機能を実現するためのプログラム（図示せず）をメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００８６】
また、図１に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１５、受信装置２０内の各手段２１乃至２５、図３に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１８、及び受信装置２０内の各手段２１乃至２６の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、図１に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１５、受信装置２０内の各手段２１乃至２５、図３に示す送信装置１０内の各手段１１乃至１８、及び受信装置２０内の各手段２１乃至２６に必要な処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００８７】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００８８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のリアルタイム情報の伝達システムは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００８９】
【発明の効果】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のリアルタイム情報の伝達システムにおいては、送信側は、パケット損失が発生するプロトコル層を想定し、伝達するパケットのデータ長が当該プロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。受信側は、ＦＥＣ復号化処理により、損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９０】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達システムにおいては、送信側は、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層と、付随する付加データの情報を基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。また、受信側は、ＦＥＣ復号化処理により損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９１】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達システムにおいては、送信側は、最初に、通過するネットワークのうち最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出し、最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割し、ＦＥＣ符号化処理を施しネットワークへ送信する。次に、データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する個所のそのプロトコル層、あるいは付随する付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断する。そして、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する個所のプロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する。受信側は、損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９２】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置においては、パケット損失が発生するプロトコル層を想定し、伝達するパケットのデータ長が当該プロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９３】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置においては、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層と、付随する付加データの情報を基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９４】
また、本発明のリアルタイム情報の送信装置においては、最初に、通過するネットワークのうち最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出し、最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割し、ＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。次に、データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果を受信側から取得し、その特性より実際の当該パケット損失が発生する個所のそのプロトコル層、あるいは付随する付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断する。そして、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する個所のプロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９５】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法においては、送信側は、パケット損失が発生するプロトコル層を想定し、伝達するパケットのデータ長が当該プロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。受信側は、ＦＥＣ復号化処理により、損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９６】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法においては、送信側は、パケット損失が発生する箇所のプロトコル層と、付随する付加データの情報を基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割する。そして、分割したデータブロックにＦＥＣ符号化処理を施しネットワークに送信する。また、受信側は、ＦＥＣ復号化処理により損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークの場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【００９７】
また、本発明のリアルタイム情報の伝達方法においては、送信側は、最初に、通過するネットワークのうち最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出し、最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に、リアルタイム情報のデータを分割し、ＦＥＣ符号化処理を施しネットワークへ送信する。次に、データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する個所のそのプロトコル層、あるいは付随する付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断する。そして、データ分割の大きさを、パケット損失が発生する個所のプロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する。受信側は、損失したパケットの復元を行い、分割データを結合し、元のリアルタイム情報のデータを復元する。
これにより、ネットワーク構成の情報が全くない場合でも、パケット損失を起こしているプロトコルを考慮したデータ分割をすることができ、ＦＥＣ処理の効率化を計り、映像や音声などリアルタイム通信について伝達情報の保全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のリアルタイム情報の伝達システムの手段の構成例を示す図である。
【図２】 本発明の作用を説明するための図である。
【図３】 本発明のリアルタイム情報の伝達システムの第２の手段の構成例を示す図である。
【図４】 ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰ／イーサネット（登録商標）への適用例を示す図である。
【図５】 ＦＥＣ符号化処理について説明するための図である。
【図６】 図４に示す適用例の動作を説明するための図その１である。
【図７】 図４に示す適用例の動作を説明するための図その２である。
【図８】 複合的プロトコルスタック処理を伴うネットワークヘの適用例を示す図である。
【図９】 図８に示す適用例におけるネットワーク上のパケット構造について説明するための図である。
【図１０】 ネットワーク構造が明示されない場合の適用例を示す図である。
【図１１】 図１０に示す適用例におけるネットワーク上のパケット構造について説明するための図である。
【図１２】 エラー訂正能力の測定結果の例を示す図である。
【図１３】 ネットワーク構成の情報が全くない場合の適用例を示す図である。
【図１４】 パケット損失率の変化を示す図その１である。
【図１５】 パケット損失率の変化を示す図その２である。
【図１６】 分割データを決定するための手順の概要を示す図である。
【符号の説明】
１ パケット通信手段（通信ネットワーク）
１０ 送信装置
１１ 入力手段
１２ 前処理手段
１３ データ分割手段
１４ ＦＥＣ符号化手段
１５ 多層プロトコル送信手段
１６ 最大伝達単位確認手段
１７ エラー区間検出手段
１８ 分割サイズ自動設定手段
２０ 受信装置
２１ 多層プロトコル受信手段
２２ ＦＥＣ復号化手段
２３ データ結合手段
２４ 後処理手段
２５ 出力手段
２６ パケット損失測定結果通知手段
Claims (12)
- 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達システムであって、
送信側には、
パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手段と、
前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段と
を備え、
受信側には、
受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手段と、
前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手段と
を備えることを特徴とするリアルタイム情報の伝達システム。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達システムであって、
送信側には、
パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手段と、
前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段
とを備え、
受信側には、
受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手段と、
前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手段と
を備えることを特徴とするリアルタイム情報の伝達システム。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達システムであって、
送信側には、
パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手段と、
前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手段と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手段と、
前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手段と、
データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手段と
を備え、
受信側には、
受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手段と、
前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手段 と、
分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性を測定し、該測定データを送信側に通知するパケット損失測定結果通知手段と
を備えることを特徴とするリアルタイム情報の伝達システム。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置であって、
パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手段と、
前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段と
を備えることを特徴とするリアルタイム情報の送信装置。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置であって、
パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手段と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手段と、
前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手段と
を備えることを特徴とするリアルタイム情報の送信装置。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置であって、
パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手段と、
前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手段と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手段と、
前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手段と、
データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手段と
を備えることを特徴とするリアルタイム情報の送信装置。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達方法であって、
送信側により、
パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手順と、
前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順と
が行われ、
受信側により、
受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手順と、
前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手順と
が行われることを特徴とするリアルタイム情報の伝達方法。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達方法であって、
送信側により、
パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手順と、
前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順
とが行われ、
受信側により、
受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手順と、
前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手順と
が行われることを特徴とするリアルタイム情報の伝達方法。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の伝達方法であって、
送信側により、
パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手順と、
前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手順と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手順と、
前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手順と、
データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手順と
が行われ、
受信側により、
受信したパケットのＦＥＣ復号化処理を行うとともに、損失したパケットの復元を行うためのＦＥＣ復号化手順と、
前記分割データの結合を行い、元のリアルタイム情報のデータを復元するデータ結合手順と、
分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性を測定し、該測定データを送信側に通知するパケット損失測定結果通知手順と
が行われることを特徴とするリアルタイム情報の伝達方法。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置内のコンピュータに、
パケット損失が発生するプロトコル層の情報が予め設定され、伝達するパケットのデータ長が当該設定されたプロトコル層の最大パケットサイズで伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化手順と、
前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順と
を実行させるためのプログラム。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置内のコンピュータに、
パケット損失が発生する箇所のプロトコル層の情報と、該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、当該プロトコル層の最大伝達単位で伝送できるデータ長を算出し、該算出した伝送できるデータ長に収まる規模に、前記リアルタイム情報のデータを分割するデータ分割手順と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手順と、
前記ＦＥＣ符号化処理されたデータをネットワークに送信する送信手順と
を実行させるためのプログラム。 - 映像や音声などリアルタイム情報の伝達を、多層プロトコル構造を持つパケット通信を利用して行うリアルタイム情報の送信装置内のコンピュータに、
パケットが通過するネットワークのうちの最も小さい最大伝達単位のネットワークを検出する最大伝達単位確認手順と、
前記最も小さい最大伝達単位で伝送できるデータ長を初期値とし、前記初期値に収まる規模に前記リアルタイム情報のデータを分割するとともに、当該分割のサイズを自由に変更可能とするデータ分割手順と、
前記分割したデータブロックに対して、ＦＥＣ符号化処理を施すＦＥＣ符号化処手順と、
前記データ分割のサイズを変えて送信を行い、分割サイズとパケット損失の頻度との相関特性の測定結果の情報を受信側から取得し、その特性より実際のパケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データなどの構造に基づく最大伝達単位を判断するエラー区間検出手順と、
データ分割の大きさを、パケット損失が発生する箇所のそのプロトコル層、あるいは該箇所で利用されている通信処理に用いられる付加データの情報とを基に、その最大伝達単位で伝送できるデータ長に収まる規模に変更する分割サイズ自動設定手順と
を実行させるためのプログラム。
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