JP4800250B2 - Packet receiving apparatus, method and program for determining necessary and sufficient reception buffer size - Google Patents

Packet receiving apparatus, method and program for determining necessary and sufficient reception buffer size Download PDF

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Description

本発明は、必要十分な受信バッファサイズを決定するパケット受信装置、方法及びプログラムに関する。特に、インターネットを介して、映像・音声等のマルチメディアデータを含むＩＰ(Internet Protocol)パケットを受信するパケット受信装置について、その受信バッファサイズを設計又は制御する技術に関する。   The present invention relates to a packet reception apparatus, method, and program for determining a necessary and sufficient reception buffer size. In particular, the present invention relates to a technique for designing or controlling the reception buffer size of a packet receiving apparatus that receives IP (Internet Protocol) packets including multimedia data such as video and audio via the Internet.

図１は、従来技術に基づくパケット受信装置の機能構成図である。   FIG. 1 is a functional configuration diagram of a packet receiving apparatus based on the prior art.

図１によれば、パケット受信装置１は、ネットワークを介して、パケット送信装置２からパケットを受信する。ネットワークが、例えばインターネットのようなＩＰネットワークであった場合、転送されるパケットは、ＩＰパケットである。ＩＰパケットに含まれるメディアデータ形式としては、ファイルデータ、映像データ、音声データ等がある。   According to FIG. 1, the packet receiver 1 receives a packet from the packet transmitter 2 via the network. If the network is an IP network such as the Internet, the transferred packet is an IP packet. Media data formats included in the IP packet include file data, video data, audio data, and the like.

図１によれば、パーソナルコンピュータのような端末であるパケット受信装置１が、ストリーミングコンテンツ配信サーバのようなパケット送信装置２から、ストリーミングデータ（映像データ＋音声データ）を受信し且つ再生している。このとき、パケット受信装置１は、ストリーミングデータを、パケットの送信時刻間隔と同じ時間間隔で再生すると共に、映像データ及び音声データを同期させて再生する。   According to FIG. 1, a packet receiver 1 which is a terminal such as a personal computer receives and reproduces streaming data (video data + audio data) from a packet transmitter 2 such as a streaming content distribution server. . At this time, the packet receiving apparatus 1 reproduces the streaming data at the same time interval as the packet transmission time interval, and reproduces the video data and the audio data in synchronization.

図１のパケット受信装置１は、受信バッファ部１０１と、パケット解析部１０２と、映像デコーダ部１１１と、映像バッファ部１１２と、ディスプレイ部１１３と、音声デコーダ部１２１と、音声バッファ部１２２と、スピーカ部１２３と、同期制御部１０３とを有する。受信バッファ部１０１は、インターネットを介して受信したＩＰパケットを一時的にバッファする。パケット解析部１０２は、ＩＰパケットに含まれるメディアデータの形式を解析し、映像データは映像デコーダ部１１１へ出力し、音声データは音声デコーダ部１２１へ出力する。映像デコーダ部１１１は、ＩＰパケットに含まれる映像データをデコードし、その映像信号を映像バッファ部１１２へ出力する。映像バッファ部１１２は、同期制御部１０３からの指示に応じたタイミングで、ディスプレイ部１１３へ映像信号を出力する。音声デコーダ部１２１は、ＩＰパケットに含まれる音声データをデコードし、その音声信号を音声バッファ部１２２へ出力する。音声バッファ部１２２は、同期制御部１０３からの指示に応じたタイミングで、スピーカ部１２３へ音声信号を出力する。同期制御部１０３は、映像信号と音声信号とが同期して出力されるように、映像バッファ部１１２及び音声バッファ部１２２へ出力タイミングを指示する。   1 includes a reception buffer unit 101, a packet analysis unit 102, a video decoder unit 111, a video buffer unit 112, a display unit 113, an audio decoder unit 121, an audio buffer unit 122, A speaker unit 123 and a synchronization control unit 103 are included. The reception buffer unit 101 temporarily buffers IP packets received via the Internet. The packet analysis unit 102 analyzes the format of the media data included in the IP packet, outputs video data to the video decoder unit 111, and outputs audio data to the audio decoder unit 121. The video decoder unit 111 decodes the video data included in the IP packet and outputs the video signal to the video buffer unit 112. The video buffer unit 112 outputs a video signal to the display unit 113 at a timing according to an instruction from the synchronization control unit 103. The audio decoder unit 121 decodes the audio data included in the IP packet and outputs the audio signal to the audio buffer unit 122. The audio buffer unit 122 outputs an audio signal to the speaker unit 123 at a timing according to an instruction from the synchronization control unit 103. The synchronization control unit 103 instructs the output timing to the video buffer unit 112 and the audio buffer unit 122 so that the video signal and the audio signal are output in synchronization.

図１に表されたように、受信したパケットを、一時的に溜めてから順次再生することによって、ネットワークによるジッタを吸収することができる。ジッタとは、信号の時間軸方向の揺れをいう。パケットの場合、伝送遅延（＝受信時刻−送信時刻）の揺れ（変化量）を意味する。   As shown in FIG. 1, jitters caused by the network can be absorbed by temporarily collecting received packets and sequentially reproducing them. Jitter refers to fluctuation of a signal in the time axis direction. In the case of a packet, it means fluctuation (change amount) of transmission delay (= reception time−transmission time).

通信エラーによって発生したジッタを吸収することにより、高品質のデータ伝送を実現するために、様々な従来技術がある。例えば、受信パケットに付加されるタイムスタンプを制御することによって受信パケットを破棄する技術がある（例えば特許文献１参照）。また、パケット送信装置（又は中継装置）について、ネットワーク遅延のジッタのみを考慮した揺らぎ吸収バッファを制御し、パケット受信装置に対する影響を軽減する技術もある（例えば特許文献２参照）。更に、ストリーミングデータをＴＣＰのオーバレートで伝送し、バックグラウンドでＲＴＳＰ(Real Time Streaming Protocol)によってフロー制御を実行し、受信データ残量を指定範囲内に保持する技術もある（例えば特許文献３参照）。   There are various conventional techniques for realizing high-quality data transmission by absorbing jitter generated by a communication error. For example, there is a technique for discarding a received packet by controlling a time stamp added to the received packet (see, for example, Patent Document 1). There is also a technique for reducing the influence on the packet receiving device by controlling the fluctuation absorbing buffer considering only the jitter of the network delay for the packet transmitting device (or relay device) (see, for example, Patent Document 2). In addition, there is a technique for transmitting streaming data at a TCP overrate, executing flow control by RTSP (Real Time Streaming Protocol) in the background, and holding the remaining amount of received data within a specified range (see, for example, Patent Document 3). ).

特開２００６−２０３６４９号公報JP 2006-203649 A 特開２００６−０９４１３０号公報JP 2006-094130 A 特開２００５−３０３７８３号公報JP 2005-303783 A

ここで、ジッタを吸収するために、受信バッファ部の受信バッファサイズの大きさを、どの程度に決定するかが問題となる。前述の従来技術の特許文献は、受信バッファサイズを固定とし、受信バッファ以外の部分を制御することによって、ジッタを吸収しようとしている。即ち、従来技術によれば、ネットワークに基づくジッタの特性を考慮に入れた受信バッファサイズについては、十分に検討されていない。   Here, there is a problem of how much the size of the reception buffer size of the reception buffer unit is determined in order to absorb jitter. The above-mentioned prior art patent documents try to absorb jitter by fixing the reception buffer size and controlling the part other than the reception buffer. That is, according to the prior art, the reception buffer size taking into consideration the jitter characteristics based on the network has not been sufficiently studied.

ネットワークのジッタが大きい場合、パケット到着時間が長くなり、受信バッファが空(empty)になる場合が発生する。このとき、映像バッファ及び音声バッファも空になり、映像や音声が一時的に停止する。その後、一度に連続してパケットが受信され、受信バッファを溢れる(full)場合が発生する。このとき、映像や音声が急激に再生されるような状態となる。また、受信バッファは、溢れたパケットを破棄することとなり、映像や音声に間欠状態が生じる。   When the network jitter is large, the packet arrival time becomes long, and the reception buffer may become empty. At this time, the video buffer and the audio buffer are also emptied, and the video and audio are temporarily stopped. Thereafter, there are cases where packets are continuously received at a time and the reception buffer overflows (full). At this time, the state is such that video and audio are rapidly reproduced. Further, the reception buffer discards the overflow packet, and an intermittent state occurs in the video and audio.

受信バッファサイズを、固定値に設定した場合、ネットワークのジッタに対して小さければ、パケットが破棄される場合が多くなる。そうすると、受信バッファサイズを大きくしなければならず、メモリのコストが増大する。一方で、ネットワークのジッタに対して大きければ、パケットが受信バッファに一時的に蓄積されている時間も長くなり、遅延を生じることとなる。これは、インタラクティブな通信には適当ではない。   When the reception buffer size is set to a fixed value, the packet is often discarded if it is small relative to the jitter of the network. Then, the reception buffer size must be increased, and the cost of the memory increases. On the other hand, if it is large with respect to the jitter of the network, the time for which the packet is temporarily stored in the reception buffer also becomes long, resulting in a delay. This is not appropriate for interactive communication.

また、受信バッファサイズを、ネットワーク状態に応じて可変にする方法もある。この方法によれば、受信バッファが溢れた際に、一度再生を止めて、受信バッファサイズを大きくする。しかしながら、受信バッファサイズを変更する毎に、再生を止める必要があり、リバッファリングを要することとなる。   There is also a method of making the reception buffer size variable according to the network state. According to this method, when the reception buffer overflows, playback is stopped once and the reception buffer size is increased. However, every time the reception buffer size is changed, it is necessary to stop reproduction, which requires rebuffering.

そこで、本発明によれば、必要十分な受信バッファサイズを決定することができるパケット受信装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a packet receiving apparatus, method, and program capable of determining a necessary and sufficient reception buffer size.

本発明によれば、パケットの損失及び順序逆転が発生しないように設計され、パケットの伝送遅延の増加と減少とが繰り返されるネットワークに接続され、該ネットワークを介してパケットを受信する受信バッファを有するパケット受信装置において、
ネットワークは、パケットが送信され続けることによって、伝送遅延が増加していき、最大伝送遅延に達した後、急激に伝送遅延が減少し始めるような変化を繰り返す傾向を有するものであり、
パケット送信装置から、パケット送信時間間隔Δを受信するパケット送信時間間隔受信手段と、
パケット送信時間間隔Δの２倍（２Δ）を、ジッタ平均の最大値として算出するジッタ平均最大値算出手段と、
ジッタ平均の最大値に基づいて受信バッファサイズを決定する受信バッファサイズ決定手段と
を有することを特徴とする。 According to the present invention, there is provided a reception buffer that is designed to prevent packet loss and order reversal, is connected to a network that repeatedly increases and decreases packet transmission delay, and receives packets via the network. In the packet receiver,
The network has a tendency that the transmission delay increases as the packet continues to be transmitted, and after reaching the maximum transmission delay, the network has a tendency to repeat the change such that the transmission delay starts to decrease,
A packet transmission time interval receiving means for receiving a packet transmission time interval Δ from the packet transmission device;
Jitter average maximum value calculating means for calculating twice (2Δ) the packet transmission time interval Δ as the maximum value of jitter average;
Receiving buffer size determining means for determining a receiving buffer size based on a maximum value of jitter average.

本発明のパケット受信装置における他の実施形態によれば、
ジッタ平均最大値算出手段におけるジッタ平均値は、以下のモデル式に基づくものであり、
Ｄｏ ：パケット毎の伝送遅延増加量
Δ ：パケット毎の伝送遅延減少量（＝パケット送信時間間隔）
Ｍ／Ｄｏ ：最大伝送遅延における遅延増加の送信パケット数
Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ：遅延増加における最大伝送遅延
Ｍ／Δ ：最大伝送遅延における遅延減少の送信パケット数
Ｍ／Δ×Δ ：遅延減少における最大伝送遅延

Figure 0004800250
（分子）Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ＋Ｍ／Δ×Δ：遅延増加及び遅延減少の全伝送遅延
（分母）Ｍ／Ｄｏ＋Ｍ／Δ：送信パケット総数
Ｄｏを∞に大きくした場合であっても高々２×Δにしかならないジッタ平均の最大値は、以下の式に基づくものである
Figure 0004800250
 ことも好ましい。 According to another embodiment of the packet receiver of the present invention,
The jitter average value in the jitter average maximum value calculating means is based on the following model formula:
Do: Transmission delay increase for each packet
Δ: Transmission delay decrease for each packet (= packet transmission time interval)
M / Do: Number of transmitted packets with increased delay at maximum transmission delay
M / Do × Do: Maximum transmission delay with increased delay
M / Δ: the number of transmitted packets with reduced delay at the maximum transmission delay
M / Δ × Δ: Maximum transmission delay in delay reduction
Figure 0004800250
 (Molecular) M / Do × Do + M / Δ × Δ: total transmission delay of delay increase and delay decrease
(Denominator) M / Do + M / Δ: Total number of transmitted packets
Even when Do is increased to ∞, the maximum jitter average that can only be 2 × Δ is based on the following equation:
Figure 0004800250
 It is also preferable.

本発明のパケット受信装置における他の実施形態によれば、ジッタを計測し、該ジッタとその回数（度数）とからなる統計的な確率分布を導出するジッタ計測手段を更に有し、
受信バッファサイズ決定手段は、ジッタ平均最大値及びジッタ標準偏差に基づいて、受信バッファサイズを決定することも好ましい。 According to another embodiment of the packet reception apparatus of the present invention, it further comprises jitter measuring means for measuring jitter and deriving a statistical probability distribution composed of the jitter and the number of times (frequency).
The reception buffer size determination means preferably determines the reception buffer size based on the jitter average maximum value and the jitter standard deviation.

本発明のパケット受信装置における他の実施形態によれば、受信バッファサイズ決定手段は、ジッタ計測手段によって計測されたジッタの確率分布が、（ｍ，σ ２ ）の正規分布に従う場合に、受信バッファサイズを２Δ（パケット送信時間間隔Δの２倍）＋３σに基づいて設定し、９９％以上の受信パケットを安定して受信再生することも好ましい。 According to another embodiment of the packet reception apparatus of the present invention, the reception buffer size determination means is configured to receive the reception buffer when the probability distribution of jitter measured by the jitter measurement means follows a normal distribution of (m, σ 2 ). It is also preferable that the size is set based on 2Δ (twice the packet transmission time interval Δ) + 3σ , and 99% or more of received packets are stably received and reproduced.

本発明のパケット受信装置における他の実施形態によれば、受信バッファサイズ決定手段は、ジッタ計測手段によって計測されたジッタの確率分布が、ｍ（平均値）＝σ（標準偏差）の指数分布に従う場合に、受信バッファサイズを３σ（６Δ：パケット送信時間間隔Δの６倍）に基づいて設定し、９５％以上の受信パケットを安定して受信再生することも好ましい。 According to another embodiment of the packet receiving apparatus of the present invention, the reception buffer size determining means is such that the probability distribution of jitter measured by the jitter measuring means follows an exponential distribution of m (average value) = σ (standard deviation). In this case, it is also preferable to set the reception buffer size based on 3σ (6Δ: 6 times the packet transmission time interval Δ) and to stably receive and reproduce 95% or more of received packets.

本発明のパケット受信装置における他の実施形態によれば、標準偏差σが既知の場合、受信バッファサイズ決定手段は、受信バッファサイズを２Δ＋４σに基づいて設定し、９３．８％以上の受信パケットを安定して受信再生することも好ましい。 According to another embodiment of the packet reception apparatus of the present invention, when the standard deviation σ is known, the reception buffer size determining means sets the reception buffer size based on 2Δ + 4σ , and receives 93.8% or more of received packets. It is also preferable to perform stable reception and reproduction.

本発明のパケット受信装置における他の実施形態によれば、パケット送信時間間隔受信手段は、伝送途中に、映像符号化ビットレート及び伝送パケットサイズが変更になった際に、変更後のパケット送信時間間隔Δを受信し、該パケット送信時間間隔Δをジッタ平均最大値算出手段へ出力することも好ましい。   According to another embodiment of the packet receiving apparatus of the present invention, the packet transmission time interval receiving means is configured to change the packet transmission time after the change when the video encoding bit rate and the transmission packet size are changed during the transmission. It is also preferable to receive the interval Δ and output the packet transmission time interval Δ to the jitter average maximum value calculating means.

本発明によれば、パケットの損失及び順序逆転が発生しないように設計され、パケットの伝送遅延の増加と減少とが繰り返されるネットワークに接続され、該ネットワークを介してパケットを受信する受信バッファを有するパケット受信装置における受信バッファサイズ決定方法において、
ネットワークは、パケットが送信され続けることによって、伝送遅延が増加していき、最大伝送遅延に達した後、急激に伝送遅延が減少し始めるような変化を繰り返す傾向を有するものであり、
パケット送信装置から、パケット送信時間間隔Δを受信する第１のステップと、
パケット送信時間間隔Δの２倍（２Δ）を、ジッタ平均の最大値として算出する第２のステップと、
ジッタ平均の最大値に基づいて受信バッファサイズを決定する第３のステップと
を有することを特徴とする。 According to the present invention, there is provided a reception buffer that is designed to prevent packet loss and order reversal, is connected to a network that repeatedly increases and decreases packet transmission delay, and receives packets via the network. In the reception buffer size determination method in the packet reception device,
The network has a tendency that the transmission delay increases as the packet continues to be transmitted, and after reaching the maximum transmission delay, the network has a tendency to repeat the change such that the transmission delay starts to decrease,
A first step of receiving a packet transmission time interval Δ from the packet transmission device;
A second step of calculating twice (2Δ) the packet transmission time interval Δ as a maximum value of jitter average ;
Characterized in that it have a <br/> a third step of determining a receive buffer size based on the maximum value of the jitter mean.

本発明の受信バッファサイズ決定方法における他の実施形態によれば、
第２のステップにおけるジッタ平均値は、以下のモデル式に基づくものであり、
Ｄｏ ：パケット毎の伝送遅延増加量
Δ ：パケット毎の伝送遅延減少量（＝パケット送信時間間隔）
Ｍ／Ｄｏ ：最大伝送遅延における遅延増加の送信パケット数
Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ：遅延増加における最大伝送遅延
Ｍ／Δ ：最大伝送遅延における遅延減少の送信パケット数
Ｍ／Δ×Δ ：遅延減少における最大伝送遅延

Figure 0004800250
（分子）Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ＋Ｍ／Δ×Δ：遅延増加及び遅延減少の全伝送遅延
（分母）Ｍ／Ｄｏ＋Ｍ／Δ：送信パケット総数
Ｄｏを∞に大きくした場合であっても高々２×Δにしかならないジッタ平均の最大値は、以下の式に基づくものである
Figure 0004800250
 ことも好ましい。 According to another embodiment of the reception buffer size determination method of the present invention,
The jitter average value in the second step is based on the following model equation:
Do: Transmission delay increase for each packet
Δ: Transmission delay decrease for each packet (= packet transmission time interval)
M / Do: Number of transmitted packets with increased delay at maximum transmission delay
M / Do × Do: Maximum transmission delay with increased delay
M / Δ: the number of transmitted packets with reduced delay at the maximum transmission delay
M / Δ × Δ: Maximum transmission delay in delay reduction
Figure 0004800250
 (Molecular) M / Do × Do + M / Δ × Δ: total transmission delay of delay increase and delay decrease
(Denominator) M / Do + M / Δ: Total number of transmitted packets
Even when Do is increased to ∞, the maximum jitter average that can only be 2 × Δ is based on the following equation:
Figure 0004800250
 It is also preferable.

本発明によれば、パケットの損失及び順序逆転が発生しないように設計され、パケットの伝送遅延の増加と減少とが繰り返されるネットワークに接続され、該ネットワークを介してパケットを受信する受信バッファを有するパケット受信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
ネットワークは、パケットが送信され続けることによって、伝送遅延が増加していき、最大伝送遅延に達した後、急激に伝送遅延が減少し始めるような変化を繰り返す傾向を有するものであり、
パケット送信装置から、パケット送信時間間隔Δを受信するパケット送信時間間隔受信手段と、
パケット送信時間間隔Δの２倍（２Δ）を、ジッタ平均の最大値として算出するジッタ平均最大値算出手段と、
ジッタ平均の最大値に基づいて受信バッファサイズを決定する受信バッファサイズ決定手段と
を有することを特徴とする。 According to the present invention, there is provided a reception buffer that is designed to prevent packet loss and order reversal, is connected to a network that repeatedly increases and decreases packet transmission delay, and receives packets via the network. In a program for causing a computer mounted on a packet receiving device to function,
The network has a tendency that the transmission delay increases as the packet continues to be transmitted, and after reaching the maximum transmission delay, the network has a tendency to repeat the change such that the transmission delay starts to decrease,
A packet transmission time interval receiving means for receiving a packet transmission time interval Δ from the packet transmission device;
Jitter average maximum value calculating means for calculating twice (2Δ) the packet transmission time interval Δ as the maximum value of jitter average;
Receiving buffer size determining means for determining a receiving buffer size based on a maximum value of jitter average.

本発明のパケット受信用のプログラムにおける他の実施形態によれば、  According to another embodiment of the packet reception program of the present invention,
ジッタ平均最大値算出手段におけるジッタ平均値は、以下のモデル式に基づくものであり、  The jitter average value in the jitter average maximum value calculating means is based on the following model formula:
Ｄｏ ：パケット毎の伝送遅延増加量      Do: Transmission delay increase for each packet
Δ ：パケット毎の伝送遅延減少量（＝パケット送信時間間隔）      Δ: Transmission delay decrease for each packet (= packet transmission time interval)
Ｍ／Ｄｏ ：最大伝送遅延における遅延増加の送信パケット数      M / Do: Number of transmitted packets with increased delay at maximum transmission delay
Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ：遅延増加における最大伝送遅延      M / Do × Do: Maximum transmission delay with increased delay
Ｍ／Δ ：最大伝送遅延における遅延減少の送信パケット数      M / Δ: the number of transmitted packets with reduced delay at the maximum transmission delay
Ｍ／Δ×Δ ：遅延減少における最大伝送遅延      M / Δ × Δ: Maximum transmission delay in delay reduction

Figure 0004800250
Figure 0004800250
（分子）Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ＋Ｍ／Δ×Δ：遅延増加及び遅延減少の全伝送遅延  (Molecular) M / Do × Do + M / Δ × Δ: total transmission delay of delay increase and delay decrease
（分母）Ｍ／Ｄｏ＋Ｍ／Δ：送信パケット総数  (Denominator) M / Do + M / Δ: Total number of transmitted packets
Ｄｏを∞に大きくした場合であっても高々２×Δにしかならないジッタ平均の最大値は、以下の式に基づくものである  Even when Do is increased to ∞, the maximum jitter average that can only be 2 × Δ is based on the following equation:
Figure 0004800250
Figure 0004800250
 ようにコンピュータを機能させることも好ましい。It is also preferable to make the computer function.

本発明のパケット受信装置、方法及びプログラムによれば、パケット送信装置におけるパケット送信時間間隔Δのみに基づいてジッタ平均最大値を算出し、そのジッタ平均最大値をカバーする必要十分な受信バッファサイズを決定することができる。   According to the packet reception apparatus, method and program of the present invention, the jitter average maximum value is calculated based only on the packet transmission time interval Δ in the packet transmission apparatus, and a necessary and sufficient reception buffer size covering the jitter average maximum value is obtained. Can be determined.

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明におけるパケット受信装置は、ジッタ平均最大値に基づいて、受信バッファサイズを決定する。そのジッタ平均最大値は、パケット送信装置から送信されるパケット送信時間間隔時間Δに基づく。パケット受信装置は、送信時間間隔時間Δに基づいて、パケット受信装置で観測されるであろうジッタ平均最大値が２Δであると算出する。これにより、パケット受信装置は、ジッタ平均最大値２Δ［ｍｓ］に相当する受信バッファサイズを確保することができる。   The packet reception apparatus according to the present invention determines the reception buffer size based on the jitter average maximum value. The jitter average maximum value is based on the packet transmission time interval time Δ transmitted from the packet transmission device. Based on the transmission time interval time Δ, the packet reception device calculates that the jitter average maximum value that will be observed by the packet reception device is 2Δ. Thereby, the packet reception apparatus can ensure a reception buffer size corresponding to the jitter average maximum value 2Δ [ms].

図２は、ジッタの説明図である。   FIG. 2 is an explanatory diagram of jitter.

図２によれば、パケット送信装置がパケット（ｎ−１）をパケット受信装置へ送信し、そのパケット（ｎ−１）に対して伝送遅延Ｓｎ−１が生じたとする。また、次に、パケット送信装置がパケット（ｎ）をパケット受信装置へ送信し、そのパケット（ｎ）に対して伝送遅延Ｓｎが生じたとする。このとき、伝送遅延増加量Ｄｎは、以下のようになる。
Ｓｎ：ｎ番目のパケットの伝送遅延量
Ｓｎ−１：ｎ−１番目のパケットの伝送遅延量
伝送遅延増加量Ｄｎ＝Ｓｎ−Ｓｎ−１
この伝送遅延増加量Ｄｎの変動が、瞬時ジッタとなる。 According to FIG. 2, it is assumed that the packet transmission device transmits the packet (n−1) to the packet reception device, and that a transmission delay S n−1 occurs for the packet (n−1). Also, then, the packet transmission device transmits packets (n) to the packet reception device, and transmission delay S n with respect to the packet (n) occurs. At this time, the transmission delay increase amount D n is as follows.
S n : Transmission delay amount of the nth packet S n−1 : Transmission delay amount of the (n−1) th packet Transmission delay increase amount D n = S n −S n−1
This variation in transmission delay increment D n is the instantaneous jitter.

また、平均ジッタは、以下の式１によって表される。

Figure 0004800250
Further, the average jitter is expressed by the following formula 1.
Figure 0004800250

図３は、本発明に基づくジッタのモデルシーケンス図である。   FIG. 3 is a model sequence diagram of jitter according to the present invention.

発明者は、インターネットのようなネットワークをシミュレーションし、その中で、ジッタの量を可変させることによって、図３のような動作を確認した。パケットが破棄されない程度のジッタが、ネットワークに存在する場合、パケット遅延の増加と減少とが繰り返される。従って、どのようなネットワーク状態についても、計測されるジッタは、頭打ちとなる。ここで、最大のジッタが特定できた場合、そのジッタに応じた受信バッファサイズを決定することができる。   The inventor has confirmed the operation shown in FIG. 3 by simulating a network such as the Internet and changing the amount of jitter therein. If there is jitter in the network that does not discard the packet, the packet delay is repeatedly increased and decreased. Therefore, the jitter measured for any network state reaches its peak. Here, when the maximum jitter can be specified, the reception buffer size corresponding to the jitter can be determined.

本発明に基づく図３のモデルシーケンスは、パケット損失と、パケットの順序逆転とが発生しない状況にすることを想定している。パケット損失は、送受信装置及び中継装置におけるキュー溢れによって生じる。また、パケットの順序逆転は、送信装置と受信装置との間に複数の経路が設定され、一方の経路で輻輳が発生しているような場合に生じる。   The model sequence of FIG. 3 according to the present invention assumes a situation in which packet loss and packet order reversal do not occur. The packet loss is caused by queue overflow in the transmission / reception device and the relay device. In addition, packet reversal occurs when a plurality of paths are set between a transmission apparatus and a reception apparatus, and congestion occurs in one of the paths.

このような状況では、他の方法によって解決した上で、本発明を適用する。例えば、パケット損失に対しては、通信経路に十分な利用帯域を確保してからパケットを送信する。また、パケットの順序逆転に対しては、経路を一意に決定するか、又は、帯域管理によって輻輳を抑制する。   In such a situation, the present invention is applied after solving by another method. For example, for packet loss, a packet is transmitted after a sufficient bandwidth is secured in the communication path. Further, for packet order reversal, a route is uniquely determined or congestion is suppressed by bandwidth management.

図３によれば、最初は、パケット送信装置から送信されたパケットは、一定の伝送遅延で、パケット受信装置によって受信されている（パケット１）。しかし、パケット送信装置が、パケットを送信し続けていると、次第に伝送遅延が増加していく（パケット２〜５）。そして、最大伝送遅延Ｍに達すると、急激に伝送遅延が減少し始める（パケット６〜９）。結局、最初の一定の伝送遅延に戻る（パケット１０）。   According to FIG. 3, initially, a packet transmitted from the packet transmitting device is received by the packet receiving device with a certain transmission delay (packet 1). However, if the packet transmission device continues to transmit packets, the transmission delay gradually increases (packets 2 to 5). When the maximum transmission delay M is reached, the transmission delay starts to decrease rapidly (packets 6 to 9). Eventually, it returns to the first constant transmission delay (packet 10).

このような動作に基づくジッタ平均値は、以下のモデル式によって表される。
Ｄｏ ：パケット毎の伝送遅延増加量
Δ ：パケット毎の伝送遅延減少量（＝パケット送信時間間隔）
Ｍ／Ｄｏ ：最大伝送遅延における遅延増加の送信パケット数
Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ：遅延増加における最大伝送遅延
Ｍ／Δ ：最大伝送遅延における遅延減少の送信パケット数
Ｍ／Δ×Δ ：遅延減少における最大伝送遅延

Figure 0004800250
（分子）Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ＋Ｍ／Δ×Δ：遅延増加及び遅延減少の全伝送遅延
（分母）Ｍ／Ｄｏ＋Ｍ／Δ：送信パケット総数 The jitter average value based on such an operation is expressed by the following model formula.
Do: Transmission delay increase amount for each packet Δ: Transmission delay decrease amount for each packet (= packet transmission time interval)
M / Do: Number of transmission packets with increased delay at maximum transmission delay M / Do × Do: Maximum transmission delay at increased delay M / Δ: Number of transmitted packets with decreased delay at maximum transmission delay M / Δ × Δ: Maximum at decreased delay Transmission delay
Figure 0004800250
 (Numerator) M / Do × Do + M / Δ × Δ: total transmission delay of delay increase and delay decrease (denominator) M / Do + M / Δ: total number of transmitted packets

式２によれば、Δ＝１０ｍｓ及びＤｏ＝３０ｍｓの場合、ジッタ平均値Ｊave＝１５ｍｓとなる。   According to Equation 2, when Δ = 10 ms and Do = 30 ms, the jitter average value Jave = 15 ms.

ここで、式２についてＤｏが∞に大きくなったとしても、高々２×Δにしかならないことが、式３から理解できる。

Figure 0004800250
Here, it can be understood from Equation 3 that even if Do increases to ∞ in Equation 2, it is only 2 × Δ at most.
Figure 0004800250

そうすると、Δ＝１０ｍｓと、最大値を与えるＤｏ→∞の場合、ジッタ平均最大値（上限値）Ｊaveは、高々２０ｍｓ（２・Δ）となる。従って、パケット受信装置における受信バッファサイズは、ジッタ平均最大値Ｊave＝２０ｍｓとする確率分布に基づいて算出することができる。   Then, when Δ = 10 ms and Do → ∞ that gives the maximum value, the jitter average maximum value (upper limit value) Jave is 20 ms (2 · Δ) at most. Therefore, the reception buffer size in the packet reception apparatus can be calculated based on a probability distribution with a jitter average maximum value Jave = 20 ms.

図４は、ジッタに対する度数分布を表すグラフである。   FIG. 4 is a graph showing a frequency distribution with respect to jitter.

図４によれば、ジッタ平均最大値を２Δとし、ジッタの確率分布から救済範囲を考慮に入れた２Δ＋αを受信バッファサイズとする。救済範囲までの受信パケットに関して、バッファエンプティに陥ることなく、十分な受信バッファサイズを確保し、且つ、余計な遅延を発生させることなく、スムーズで安定した再生を保証する。   According to FIG. 4, the maximum jitter average value is 2Δ, and 2Δ + α taking into account the relief range from the jitter probability distribution is the reception buffer size. With respect to received packets up to the rescue range, a sufficient reception buffer size is ensured without falling into buffer empty, and smooth and stable reproduction is ensured without causing extra delay.

例えば、ジッタの確率分布が、式４に確率密度関数を示す（ｍ，σ ２ ）の正規分布に従う場合（ｍ：平均、σ ２ ：分散）、ｍ＝２Δとなる。

Figure 0004800250
For example, when the probability distribution of jitter follows the normal distribution of (m, σ 2 ) whose probability density function is shown in Equation 4 (m: average, σ 2 : variance), m = 2Δ.
Figure 0004800250

このとき、受信バッファサイズを２Δ＋３σに設定することにより、９９％以上の受信パケットを安定して受信再生できることになる。また、２Δ＋２σに設定することにより、９５％以上の受信パケットを安定して受信再生できる。このように、救済範囲に応じて受信バッファサイズを決定することもできる。例えば、ＦＥＣ(Frame Error Correct)の強度が強い場合には、救済範囲の割合をある程度下げても、再生に支障を及ぼさないと考えられる。   At this time, by setting the reception buffer size to 2Δ + 3σ, 99% or more of received packets can be stably received and reproduced. Further, by setting 2Δ + 2σ, it is possible to stably receive and reproduce 95% or more of received packets. Thus, the reception buffer size can be determined according to the relief range. For example, when the strength of FEC (Frame Error Correct) is strong, it is considered that even if the ratio of the relief range is lowered to some extent, the reproduction is not hindered.

また、ジッタの確率分布が、式５に確率密度関数を示す指数分布に従う場合、ｍ（平均値）＝２Δとなる。

Figure 0004800250
Further, when the probability distribution of jitter follows the exponential distribution indicating the probability density function in Equation 5, m (average value) = 2Δ.
Figure 0004800250

このとき、ｍ（平均値）＝σ（標準偏差）＝２Δとなる。従って、受信バッファを３σ（６Δ）に設定することにより、９５％以上の受信パケットを安定して受信再生できることになる。また、２σ（４Δ）で８６％以上、又はσ（２Δ）で６３％以上の受信パケットを安定して受信再生できることになる。   At this time, m (average value) = σ (standard deviation) = 2Δ. Therefore, by setting the reception buffer to 3σ (6Δ), it is possible to stably receive and reproduce 95% or more of received packets. Also, it is possible to stably receive and reproduce received packets of 86% or more at 2σ (4Δ) or 63% or more at σ (2Δ).

式６は、式５の確率分布を０〜ｔまで積分した式である。ｔ＝３σ、２σ、σと代入することで救済される確率が求められる。

Figure 0004800250
Expression 6 is an expression obtained by integrating the probability distribution of Expression 5 from 0 to t. The probability of relief is obtained by substituting t = 3σ, 2σ, and σ.
Figure 0004800250

ジッタの確率分布が分からない場合においても、分布の標準偏差σが既知であれば、式７のチェビシェフの不等式より、所望の救済範囲を得るためには、何σ分まで考慮すればよいかが分かる。

Figure 0004800250
Ｘ：確率変数、ｋ：ｋ＞０の任意の数 Even when the probability distribution of jitter is not known, if the standard deviation σ of the distribution is known, the Chebyshev inequality in Equation 7 can be used to determine how many σ should be considered in order to obtain a desired relief range. .
Figure 0004800250
 X: random variable, k: any number with k> 0

例えば、８／９（８８．８％）救済したい場合には、Ｋ＝３として、３σとすればよい。即ち、受信バッファ量は、ｍ＋３σ＝２Δ＋３σに設定すればよい。一方、１５／１６（９３．８％）救済したい場合には、Ｋ＝４とおいて、４σとすればよい。すなわち、受信バッファ量は、ｍ＋４σ＝２Δ＋４σに設定すればよい。   For example, if 8/9 (88.8%) relief is desired, K = 3 and 3σ may be set. That is, the reception buffer amount may be set to m + 3σ = 2Δ + 3σ. On the other hand, if 15/16 (93.8%) relief is desired, K = 4 and 4σ may be set. That is, the reception buffer amount may be set to m + 4σ = 2Δ + 4σ.

ここで、具体的に数値を代入して説明する。   Here, a specific numerical value is substituted for explanation.

映像符号化ビットレートが４Ｍｐｂｓで、送信するパケットのペイロードサイズが１４００Ｂｙｔｅの場合、１秒間に３５７個のパケットが送出される。そのとき、パケット送信時間間隔は、２．８ｍｓｅｃになる。従って、２Δ＝５．６ｍｓｅｃとなる。
映像符号化ビットレート：４Ｍｐｂｓ
パケットのペイロードサイズ：１４００Ｂｙｔｅ
１秒間のパケット数＝（４Ｍｂｉｔ／８ｂｉｔ）／１４００Ｂｙｔｅ
＝３５７（個）
パケット送信時間間隔Δ＝１０００（ｍｓ）／３５７（個）＝２．８ｍｓｅｃ
２Δ＝２×２．８ｍｓｅｃ＝５．６ｍｓｅｃ When the video encoding bit rate is 4 Mpbs and the payload size of the packet to be transmitted is 1400 bytes, 357 packets are transmitted per second. At that time, the packet transmission time interval is 2.8 msec. Therefore, 2Δ = 5.6 msec.
Video coding bit rate: 4Mpbs
Packet payload size: 1400 bytes
Number of packets per second = (4Mbit / 8bit) / 1400 bytes
= 357 (pieces)
Packet transmission time interval Δ = 1000 (ms) / 357 (pieces) = 2.8 msec
2Δ = 2 × 2.8 msec = 5.6 msec

ここで、ジッタの確率分布が指数分布に従う場合、以下のようになる。
ｍ（平均値）＝σ（標準偏差）＝２Δ＝５．６ｍｓｅｃ
受信バッファサイズ３σ（６Δ）＝１６．８ｍｓｅｃ−＞９５％以上の安定再生
２σ（４Δ）＝１１．２ｍｓｅｃ−＞８６％以上の安定再生
σ（２Δ） ＝５．６ｍｓｅｃ −＞６３％以上の安定再生 Here, when the probability distribution of jitter follows the exponential distribution, it is as follows.
m (average value) = σ (standard deviation) = 2Δ = 5.6 msec
Receiving buffer size 3σ (6Δ) = 16.8 msec-> 95% or more stable reproduction
2σ (4Δ) = 11.2 msec-> 86% or more stable reproduction
σ (2Δ) = 5.6 msec-> stable reproduction of 63% or more

また、ジッタの確率分布が分からない場合で、標準偏差σが既知の場合（例えば、σ＝８ｍｓｅｃの場合）、以下のようになる。
ｍ（平均値）＝２Δ＝５．６ｍｓｅｃ
ｍ＋４σ＝５．６ｍｓｅｃ＋４×８ｍｓｅｃ＝３７．６ｍｓｅｃ
−＞９３．８％以上の安定再生
ｍ＋３σ＝２９．６ｍｓｅｃ −＞８８．８％以上の安定再生 Further, when the probability distribution of jitter is not known and the standard deviation σ is known (for example, when σ = 8 msec), the following occurs.
m (average value) = 2Δ = 5.6 msec
m + 4σ = 5.6 msec + 4 × 8 msec = 37.6 msec
-> 93.8% or more of stable reproduction m + 3σ = 29.6 msec-> 88.8% or more of stable reproduction

図５は、本発明におけるパケット受信装置の機能構成図である。   FIG. 5 is a functional configuration diagram of the packet receiving apparatus according to the present invention.

図５によれば、パケット受信装置１は、図１と比較して、ジッタ平均最大値算出部１０４と、受信バッファサイズ決定部１０５と、ジッタ計測部１０６と、送信時間間隔受信部１０７とを有する。これらの機能部は、パケット受信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムによっても実現することができる。   According to FIG. 5, the packet reception device 1 includes a jitter average maximum value calculation unit 104, a reception buffer size determination unit 105, a jitter measurement unit 106, and a transmission time interval reception unit 107, as compared with FIG. Have. These functional units can also be realized by a program that causes a computer mounted on the packet receiving apparatus to function.

ジッタ平均最大値算出部１０４は、パケット送信時間間隔Δに基づいて、Δの２倍（２Δ）をジッタ平均最大値として算出する。ジッタ平均最大値は、受信バッファサイズ決定部１０５へ出力される。   The jitter average maximum value calculation unit 104 calculates twice the Δ (2Δ) as the jitter average maximum value based on the packet transmission time interval Δ. The average jitter maximum value is output to reception buffer size determination section 105.

受信バッファサイズ決定部１０５は、ジッタ平均最大値に基づいて受信バッファサイズを決定する。また、ジッタ標準偏差σに基づいて救済範囲を広げて、受信バッファサイズを決定することもできる。   The reception buffer size determination unit 105 determines the reception buffer size based on the jitter average maximum value. Further, it is possible to determine the reception buffer size by expanding the relief range based on the jitter standard deviation σ.

受信バッファサイズ決定部１０５は、ジッタ計測部１０６によって計測されたジッタの確率分布が、（ｍ，σ ２ ）の正規分布に従う場合に、受信バッファサイズを２Δ＋３σに設定し、９９％以上の受信パケットを安定して受信再生することができる。また、受信バッファサイズ決定部１０５は、ジッタ計測部１０６によって計測されたジッタの確率分布が、ｍ（平均値）＝σ（標準偏差）の指数分布に従う場合に、受信バッファサイズを３σ（６Δ）に設定し、９５％以上の受信パケットを安定して受信再生することもできる。更に、標準偏差σが既知の場合、受信バッファサイズ決定部１０５は、受信バッファサイズを２Δ＋４σに設定し、９３．８％以上の受信パケットを安定して受信再生することもできる。 The reception buffer size determination unit 105 sets the reception buffer size to 2Δ + 3σ when the probability distribution of jitter measured by the jitter measurement unit 106 follows the normal distribution of (m, σ 2 ), and more than 99% of received packets Can be received and reproduced stably. Also, the reception buffer size determination unit 105 sets the reception buffer size to 3σ (6Δ) when the probability distribution of jitter measured by the jitter measurement unit 106 follows an exponential distribution of m (average value) = σ (standard deviation). It is also possible to stably receive and reproduce 95% or more of received packets. Further, when the standard deviation σ is known, the reception buffer size determining unit 105 can set the reception buffer size to 2Δ + 4σ and stably receive and reproduce 93.8% or more of received packets.

尚、映像符号化ビットレート及び伝送パケットサイズの組み合わせが１種類の場合、パケット受信装置の受信バッファサイズを固定として構成することもできる。また、映像符号化ビットレート及び伝送パケットサイズの組み合わせが、限定された複数種類ある場合、それら組み合わせに対応した受信バッファサイズを複数備えておき、通信状態に応じて、受信バッファサイズを選択することもできる。   Note that when the combination of the video encoding bit rate and the transmission packet size is one type, the reception buffer size of the packet reception device may be fixed. In addition, when there are a plurality of limited combinations of video encoding bit rates and transmission packet sizes, a plurality of reception buffer sizes corresponding to these combinations are prepared, and the reception buffer size is selected according to the communication state. You can also.

ジッタ計測部１０６は、ジッタを計測し、該ジッタとその回数（度数）とからなる統計的な確率分布を導出する。ジッタ計測部１０６は、例えば前述した図４のようなヒストグラムを作成する。これにより、ジッタの確率分布が、正規分布に従うものか、又は指数分布に従うものかを検出することができる。「正規分布」「指数分布」の情報は、受信バッファサイズ決定部１０５へ出力される。   The jitter measuring unit 106 measures jitter and derives a statistical probability distribution composed of the jitter and the number of times (frequency). For example, the jitter measuring unit 106 creates a histogram as shown in FIG. Thereby, it can be detected whether the probability distribution of jitter follows a normal distribution or an exponential distribution. Information on “normal distribution” and “exponential distribution” is output to the reception buffer size determination unit 105.

送信時間間隔受信部１０７は、パケット送信装置２からパケット送信時間間隔Δを受信する。パケット送信装置は、映像符号化ビットレート及び伝送パケットサイズから算出される送信パケットの送信時間間隔時間Δ［ｍｓ］を算出し、その送信時間間隔時間Δを、パケット受信装置へ送信する。   The transmission time interval receiving unit 107 receives the packet transmission time interval Δ from the packet transmission device 2. The packet transmitting device calculates a transmission time interval time Δ [ms] of the transmission packet calculated from the video encoding bit rate and the transmission packet size, and transmits the transmission time interval time Δ to the packet receiving device.

送信時間間隔受信部１０７は、受信したパケット送信時間間隔Δを、ジッタ平均最大値算出部１０４へ出力する。また、送信時間間隔受信部１０７は、伝送途中に、映像符号化ビットレート及び伝送パケットサイズが変更になった際に、変更後のパケット送信時間間隔Δを受信することもできる。受信したパケット送信時間間隔Δは、ジッタ平均最大値算出部１０４へ出力され、受信バッファサイズを再構成することができる。   The transmission time interval receiving unit 107 outputs the received packet transmission time interval Δ to the jitter average maximum value calculating unit 104. Also, the transmission time interval receiving unit 107 can receive the changed packet transmission time interval Δ when the video encoding bit rate and the transmission packet size are changed during transmission. The received packet transmission time interval Δ is output to the jitter average maximum value calculation unit 104, and the reception buffer size can be reconfigured.

以上、詳細に説明したように、本発明のパケット受信装置、方法及びプログラムによれば、パケット送信装置におけるパケット送信時間間隔Δのみに基づいてジッタ平均最大値を算出し、そのジッタ平均最大値をカバーする必要十分な受信バッファサイズを決定することができる。   As described above in detail, according to the packet reception device, method and program of the present invention, the jitter average maximum value is calculated based only on the packet transmission time interval Δ in the packet transmission device, and the jitter average maximum value is calculated. It is possible to determine a necessary and sufficient reception buffer size to cover.

前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。   According to the various embodiments of the present invention described above, those skilled in the art can easily make various changes, modifications and omissions within the scope of the technical idea and the viewpoint of the present invention. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.

従来技術におけるパケット受信装置の機能構成図である。It is a function block diagram of the packet receiver in a prior art. ジッタの説明図である。It is explanatory drawing of a jitter. 本発明におけるジッタのモデルシーケンス図である。It is a model sequence diagram of jitter in the present invention. ジッタ対度数のヒストグラムである。It is a histogram of jitter versus frequency. 本発明におけるパケット受信装置の機能構成図である。It is a functional block diagram of the packet receiver in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ パケット受信装置
１０１ 受信バッファ部
１０２ パケット解析部
１０３ 同期制御部
１０４ ジッタ平均最大値算出部
１０５ 受信バッファサイズ決定部
１０６ ジッタ計測部
１０７ 送信時間間隔受信部
１１１ 映像デコーダ部
１１２ 映像バッファ部
１１３ ディスプレイ部
１２１ 音声デコーダ部
１２２ 音声バッファ部
１２３ スピーカ部
２ パケット送信装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Packet receiver 101 Reception buffer part 102 Packet analysis part 103 Synchronization control part 104 Jitter average maximum value calculation part 105 Reception buffer size determination part 106 Jitter measurement part 107 Transmission time interval reception part 111 Video decoder part 112 Video buffer part 113 Display part 121 audio decoder unit 122 audio buffer unit 123 speaker unit 2 packet transmission device

Claims (11)

パケットの損失及び順序逆転が発生しないように設計され、パケットが送信され続けることによって、伝送遅延が増加した後に、伝送遅延が減少し始めるような変化を繰り返す傾向を有するネットワークに接続され、該ネットワークを介してパケットを受信する受信バッファを有するパケット受信装置において、
パケット送信装置から、パケット送信時間間隔Δを受信するパケット送信時間間隔受信手段と、
前記パケット送信時間間隔Δの２倍（２Δ）を、前記ジッタ平均の最大値として算出するジッタ平均最大値算出手段と、
前記ジッタ平均の最大値に基づいて受信バッファサイズを決定する受信バッファサイズ決定手段と
を有することを特徴とするパケット受信装置。 Designed so that packet loss and order reversal do not occur and connected to a network that has a tendency to repeat changes such that the transmission delay begins to decrease after the transmission delay increases by continuing to transmit the packet, In a packet reception device having a reception buffer for receiving packets via
A packet transmission time interval receiving means for receiving a packet transmission time interval Δ from the packet transmission device;
Jitter average maximum value calculating means for calculating twice (2Δ) the packet transmission time interval Δ as the maximum value of the jitter average;
And a reception buffer size determining means for determining a reception buffer size based on the maximum value of the jitter average. 前記ジッタ平均最大値算出手段におけるジッタ平均値は、以下のモデル式に基づくものであり、
Ｄｏ ：パケット毎の伝送遅延増加量
Δ ：パケット毎の伝送遅延減少量（＝パケット送信時間間隔）
Ｍ／Ｄｏ ：最大伝送遅延における遅延増加の送信パケット数
Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ：遅延増加における最大伝送遅延
Ｍ／Δ ：最大伝送遅延における遅延減少の送信パケット数
Ｍ／Δ×Δ ：遅延減少における最大伝送遅延
Figure 0004800250
 （分子）Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ＋Ｍ／Δ×Δ：遅延増加及び遅延減少の全伝送遅延
（分母）Ｍ／Ｄｏ＋Ｍ／Δ：送信パケット総数
Ｄｏを∞に大きくした場合であっても高々２×Δにしかならないジッタ平均の最大値は、以下の式に基づくものである
Figure 0004800250
 ことを特徴とする請求項１に記載のパケット受信装置。 The jitter average value in the jitter average maximum value calculating means is based on the following model formula:
Do: Transmission delay increase for each packet
Δ: Transmission delay decrease for each packet (= packet transmission time interval)
M / Do: Number of transmitted packets with increased delay at maximum transmission delay
M / Do × Do: Maximum transmission delay with increased delay
M / Δ: the number of transmitted packets with reduced delay at the maximum transmission delay
M / Δ × Δ: Maximum transmission delay in delay reduction
Figure 0004800250
 (Molecular) M / Do × Do + M / Δ × Δ: total transmission delay of delay increase and delay decrease
(Denominator) M / Do + M / Δ: Total number of transmitted packets
Even when Do is increased to ∞, the maximum jitter average that can only be 2 × Δ is based on the following equation:
Figure 0004800250
 The packet receiving apparatus according to claim 1, wherein: 前記ジッタを計測し、該ジッタとその回数（度数）とからなる統計的な確率分布を導出するジッタ計測手段を更に有し、
前記受信バッファサイズ決定手段は、前記ジッタ平均の最大値及びジッタ標準偏差に基づいて、前記受信バッファサイズを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載のパケット受信装置。 Jitter measurement means for measuring the jitter and deriving a statistical probability distribution consisting of the jitter and its frequency (frequency),
The receive buffer size determination means, based on the maximum value and the jitter standard deviation of the jitter mean, packet receiving apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that to determine the receive buffer size. 前記受信バッファサイズ決定手段は、前記ジッタ計測手段によって計測された前記ジッタの確率分布が、（ｍ，σ ２ ）の正規分布に従う場合に、前記受信バッファサイズを２Δ（パケット送信時間間隔Δの２倍）＋３σに基づいて設定し、９９％以上の受信パケットを安定して受信再生することを特徴とする請求項３に記載のパケット受信装置。 The reception buffer size determining means sets the reception buffer size to 2Δ (2 of the packet transmission time interval Δ) when the probability distribution of the jitter measured by the jitter measurement means follows a normal distribution of (m, σ 2 ). 4. The packet receiving apparatus according to claim 3, wherein the packet receiving apparatus is set based on ( multiple) + 3σ and stably receives and reproduces 99% or more of received packets. 前記受信バッファサイズ決定手段は、前記ジッタ計測手段によって計測された前記ジッタの確率分布が、ｍ（平均値）＝σ（標準偏差）の指数分布に従う場合に、前記受信バッファサイズを３σ（６Δ：パケット送信時間間隔Δの６倍）に基づいて設定し、９５％以上の受信パケットを安定して受信再生することを特徴とする請求項３に記載のパケット受信装置。 The reception buffer size determination means sets the reception buffer size to 3σ (6Δ: when the probability distribution of the jitter measured by the jitter measurement means follows an exponential distribution of m (average value) = σ (standard deviation). 4. The packet receiver according to claim 3, wherein the packet receiver is set based on a packet transmission time interval [Delta] of 6) and receives and reproduces 95% or more of received packets stably. 標準偏差σが既知の場合、前記受信バッファサイズ決定手段は、前記受信バッファサイズを２Δ＋４σに基づいて設定し、９３．８％以上の受信パケットを安定して受信再生することを特徴とする請求項１又は２に記載のパケット受信装置。 The reception buffer size determining means sets the reception buffer size based on 2Δ + 4σ when the standard deviation σ is known, and stably receives and reproduces a reception packet of 93.8% or more. 3. The packet receiving device according to 1 or 2 . 前記パケット送信時間間隔受信手段は、伝送途中に、映像符号化ビットレート及び伝送パケットサイズが変更になった際に、変更後の前記パケット送信時間間隔Δを受信し、該パケット送信時間間隔Δを前記ジッタ平均最大値算出手段へ出力することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のパケット受信装置。   The packet transmission time interval receiving means receives the changed packet transmission time interval Δ when the video encoding bit rate and the transmission packet size are changed during transmission, and sets the packet transmission time interval Δ to The packet receiving apparatus according to claim 1, wherein the packet receiving apparatus outputs to the jitter average maximum value calculating means. パケットの損失及び順序逆転が発生しないように設計され、パケットが送信され続けることによって、伝送遅延が増加した後に、伝送遅延が減少し始めるような変化を繰り返す傾向を有するネットワークに接続され、該ネットワークを介してパケットを受信する受信バッファを有するパケット受信装置における受信バッファサイズ決定方法において、
前記ネットワークは、パケットが送信され続けることによって、伝送遅延が増加していき、最大伝送遅延に達した後、急激に伝送遅延が減少し始めるような変化を繰り返す傾向を有するものであり、
パケット送信装置から、パケット送信時間間隔Δを受信する第１のステップと、
前記パケット送信時間間隔Δの２倍（２Δ）を、前記ジッタ平均の最大値として算出する第２のステップと、
前記ジッタ平均の最大値に基づいて受信バッファサイズを決定する第３のステップと
を有することを特徴とする受信バッファサイズ決定方法。 Designed so that packet loss and order reversal do not occur and connected to a network that has a tendency to repeat changes such that the transmission delay begins to decrease after the transmission delay increases by continuing to transmit the packet, In a method of determining a reception buffer size in a packet reception device having a reception buffer for receiving a packet via
The network has a tendency that the transmission delay increases as the packet continues to be transmitted, and after reaching the maximum transmission delay, the network has a tendency to repeat such a change that the transmission delay starts to decrease,
A first step of receiving a packet transmission time interval Δ from the packet transmission device;
A second step of calculating twice (2Δ) the packet transmission time interval Δ as the maximum value of the jitter average ;
Receive buffer size determination method characterized by have a <br/> a third step of determining a receive buffer size based on the maximum value of the jitter mean. 第２のステップにおけるジッタ平均値は、以下のモデル式に基づくものであり、
Ｄｏ ：パケット毎の伝送遅延増加量
Δ ：パケット毎の伝送遅延減少量（＝パケット送信時間間隔）
Ｍ／Ｄｏ ：最大伝送遅延における遅延増加の送信パケット数
Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ：遅延増加における最大伝送遅延
Ｍ／Δ ：最大伝送遅延における遅延減少の送信パケット数
Ｍ／Δ×Δ ：遅延減少における最大伝送遅延
Figure 0004800250
 （分子）Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ＋Ｍ／Δ×Δ：遅延増加及び遅延減少の全伝送遅延
（分母）Ｍ／Ｄｏ＋Ｍ／Δ：送信パケット総数
Ｄｏを∞に大きくした場合であっても高々２×Δにしかならないジッタ平均の最大値は、以下の式に基づくものである
Figure 0004800250
 ことを特徴とする請求項８に記載の受信バッファサイズ決定方法。 The jitter average value in the second step is based on the following model equation:
Do: Transmission delay increase for each packet
Δ: Transmission delay decrease for each packet (= packet transmission time interval)
M / Do: Number of transmitted packets with increased delay at maximum transmission delay
M / Do × Do: Maximum transmission delay with increased delay
M / Δ: the number of transmitted packets with reduced delay at the maximum transmission delay
M / Δ × Δ: Maximum transmission delay in delay reduction
Figure 0004800250
 (Molecular) M / Do × Do + M / Δ × Δ: total transmission delay of delay increase and delay decrease
(Denominator) M / Do + M / Δ: Total number of transmitted packets
Even when Do is increased to ∞, the maximum jitter average that can only be 2 × Δ is based on the following equation:
Figure 0004800250
 The reception buffer size determination method according to claim 8. パケットの損失及び順序逆転が発生しないように設計され、パケットが送信され続けることによって、伝送遅延が増加した後に、伝送遅延が減少し始めるような変化を繰り返す傾向を有するネットワークに接続され、該ネットワークを介してパケットを受信する受信バッファを有するパケット受信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
前記ネットワークは、パケットが送信され続けることによって、伝送遅延が増加していき、最大伝送遅延に達した後、急激に伝送遅延が減少し始めるような変化を繰り返す傾向を有するものであり、
パケット送信装置から、パケット送信時間間隔Δを受信するパケット送信時間間隔受信手段と、
前記パケット送信時間間隔Δの２倍（２Δ）を、前記ジッタ平均の最大値として算出するジッタ平均最大値算出手段と、
前記ジッタ平均の最大値に基づいて受信バッファサイズを決定する受信バッファサイズ決定手段と
を有することを特徴とするパケット受信装置用のプログラム。 Designed so that packet loss and order reversal do not occur and connected to a network that has a tendency to repeat changes such that the transmission delay begins to decrease after the transmission delay increases by continuing to transmit the packet, In a program for causing a computer mounted on a packet receiving apparatus having a reception buffer to receive a packet via
The network has a tendency that the transmission delay increases as the packet continues to be transmitted, and after reaching the maximum transmission delay, the network has a tendency to repeat such a change that the transmission delay starts to decrease,
A packet transmission time interval receiving means for receiving a packet transmission time interval Δ from the packet transmission device;
Jitter average maximum value calculating means for calculating twice (2Δ) the packet transmission time interval Δ as the maximum value of the jitter average;
A program for a packet receiving apparatus , comprising: a reception buffer size determining unit that determines a reception buffer size based on a maximum value of the jitter average. 前記ジッタ平均最大値算出手段におけるジッタ平均値は、以下のモデル式に基づくものであり、
Ｄｏ ：パケット毎の伝送遅延増加量
Δ ：パケット毎の伝送遅延減少量（＝パケット送信時間間隔）
Ｍ／Ｄｏ ：最大伝送遅延における遅延増加の送信パケット数
Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ：遅延増加における最大伝送遅延
Ｍ／Δ ：最大伝送遅延における遅延減少の送信パケット数
Ｍ／Δ×Δ ：遅延減少における最大伝送遅延
Figure 0004800250
 （分子）Ｍ／Ｄｏ×Ｄｏ＋Ｍ／Δ×Δ：遅延増加及び遅延減少の全伝送遅延
（分母）Ｍ／Ｄｏ＋Ｍ／Δ：送信パケット総数
Ｄｏを∞に大きくした場合であっても高々２×Δにしかならないジッタ平均の最大値は、以下の式に基づくものである
Figure 0004800250
 ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項１０に記載のパケット受信装置用のプログラム。 The jitter average value in the jitter average maximum value calculating means is based on the following model formula:
Do: Transmission delay increase for each packet
Δ: Transmission delay decrease for each packet (= packet transmission time interval)
M / Do: Number of transmitted packets with increased delay at maximum transmission delay
M / Do × Do: Maximum transmission delay with increased delay
M / Δ: the number of transmitted packets with reduced delay at the maximum transmission delay
M / Δ × Δ: Maximum transmission delay in delay reduction
Figure 0004800250
 (Molecular) M / Do × Do + M / Δ × Δ: total transmission delay of delay increase and delay decrease
(Denominator) M / Do + M / Δ: Total number of transmitted packets
Even when Do is increased to ∞, the maximum jitter average that can only be 2 × Δ is based on the following equation:
Figure 0004800250
 The program for a packet receiving device according to claim 10 , wherein the computer functions as described above .
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013030873A (en) * 2011-07-27 2013-02-07 Nec Corp Communication apparatus, packetization period change method, and program
US9806967B2 (en) * 2014-05-30 2017-10-31 Sony Corporation Communication device and data processing method
CN105939289B (en) 2015-12-21 2019-03-12 小米科技有限责任公司 Network jitter processing method, device and terminal device
US20240098041A1 (en) * 2021-02-08 2024-03-21 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Transmission system, transmission method and transmission program
CN115412776A (en) * 2021-05-28 2022-11-29 华为技术有限公司 Network quality evaluation method and equipment in video transmission under near-field scene

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04113744A (en) * 1990-09-04 1992-04-15 Fujitsu Ltd Variable speed packet transmission system
SG71835A1 (en) * 1998-09-07 2000-04-18 Victor Company Of Japan A dejittering and clock recovery technique for real-time audio/visual network applications
JP3842481B2 (en) * 1999-04-16 2006-11-08 株式会社東芝 Receive buffer controller
JP2003264583A (en) * 2002-03-08 2003-09-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Packet shaping method and device
JP2004048343A (en) * 2002-07-11 2004-02-12 Hitachi Communication Technologies Ltd Voice packet receiver, its operating program, and method for absorbing fluctuation in voice packets
JP2004112136A (en) * 2002-09-17 2004-04-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Transmission apparatus, transmission method, program, and medium
JP4174017B2 (en) * 2003-08-12 2008-10-29 松下電器産業株式会社 Jitter buffer control method and IP telephone
JP4462996B2 (en) * 2004-04-27 2010-05-12 富士通株式会社 Packet receiving method and packet receiving apparatus
JP2005322995A (en) * 2004-05-06 2005-11-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Buffer control method in real-time video image transfer, transmitting terminal, receiving terminal, video image distributing system and program

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