JP5817898B2 - メディア通信システム、メディア通信装置、メディア通信方法及びメディア通信プログラム - Google Patents

メディア通信システム、メディア通信装置、メディア通信方法及びメディア通信プログラム Download PDF

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本発明はメディア通信システム、メディア通信装置、メディア通信方法及びメディア通信プログラムに関し、例えば、VoIP技術を利用したIP電話機(ソフトフォンを含む)間のP2P音声通信に適用し得るものである。
近年では、VoIP技術を利用した音声通信であるIP電話通信が広く普及してきた。
IP電話機間の接続にはSIPプロトコルを用いられることが多く、例えば、非特許文献1に示されるような手順が実施される。この手順を、以下に記載する。
発信者が受話器を上げて着信者の電話番号をダイヤル(発信)すると、着信者へINVITEリクエストが送られる。着信者側では、呼び出しのベルが鳴ると共に、発信者へ呼び出し中を意味する180Ringingレスポンスを送る。発信者側では、180Ringingレスポンスにより「呼び出し中音」が流れ、着信者を呼び出していることが通知される。着信者が受話器を上げて応答すると、発信者へ200OKレスポンスが送られる。発信者から着信者へACKリクエストが送られることにより、通信のためのメディア・セッション(回線接続)がRTP(リアルタイム・データ転送プロトコル)により確立し、通話できるようになる。
千村保文、村田利文監修、「改訂版SIP教科書」、株式会社インプレス発行、2004年12月、p.82
上述のように、実際の音声通信(RTPパケットの送受)は、ACKリクエストの送信後に開始される。
しかしながら、RTPパケットが送受されるネットワークによっては、図3に示すように、音声通信(通話)の開始直後のしばらくの期間は、送信側がRTPパケットを連続的に送信しても、受信側には各RTPパケットがリアルタイムに到達せず、音声通信(通話)の開始直後に送信された複数のRTPパケットが、受信側にまとめて到達する現象も生じていた。このようなネットワークでは、通話の開始直後に通話遅延が生じ、通話品質の劣化を招いていた。
そのため、メディアデータの送受を開始した直後の期間、伝送遅延を生じさせるネットワークを介しても、メディアデータの通信品質の劣化を防止することができるメディア通信システム、メディア通信方法及びメディア通信プログラムが望まれている。
第1の本発明に係るメディア通信システムは、呼制御プロトコルに従った手順で呼制御信号を授受することにより、対向するメディア通信装置とセッションを確立してメディアデータを授受する、複数のメディア通信装置を備えたメディア通信システムにおいて、複数のメディア通信装置のそれぞれが、(1)セッション確立のための当初の呼制御信号の発信側であっても着信側であっても、セッションの確立前に、ダミーのメディアデータの送信を行うダミーデータ送信手段と、(2)セッションの確立後に、本来のメディアデータの送受信を行う本来データ送受信手段とを備え、当該メディア通信装置が呼制御信号の発信側である場合には、ダミーデータ送信手段はINVITEリクエストの前にダミーのメディアデータを送信し、当該メディア通信装置が呼制御信号の着信側である場合には、ダミーデータ送信手段はRingingレスポンスの前にダミーのメディアデータを送信することを特徴とする。
第2の本発明に係るメディア通信装置は、呼制御プロトコルに従った手順で呼制御信号を授受することにより、対向するメディア通信装置とセッションを確立してメディアデータを授受するメディア通信装置において、当該メディア通信装置が、(1)セッション確立のための当初の呼制御信号の発信側であっても着信側であっても、セッションの確立前に、ダミーのメディアデータの送信を行うダミーデータ送信手段と、(2)セッションの確立後に、本来のメディアデータの送受信を行う本来データ送受信手段とを備え、(3)当該メディア通信装置が呼制御信号の発信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段が、INVITEリクエストの前にダミーのメディアデータを送信し、(4)当該メディア通信装置が呼制御信号の着信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段が、Ringingレスポンスの前にダミーのメディアデータを送信することを特徴とする。
第3の本発明に係るメディア通信方法は、複数のメディア通信装置の間で、呼制御プロトコルに従った手順で呼制御信号を授受することにより、対向するメディア通信装置とセッションを確立してメディアデータを授受するメディア通信方法において、(1)ダミーデータ送信手段は、当該ダミーデータ送信手段を搭載したそれぞれのメディア通信装置がセッション確立のための当初の呼制御信号の発信側であっても着信側であっても、セッションの確立前に、ダミーのメディアデータの送信を行い、(2)本来データ送受信手段は、当該本来データ送受信手段を搭載したそれぞれのメディア通信装置がセッションの確立後に、本来のメディアデータの送受信を行い、当該メディア通信装置が呼制御信号の発信側である場合には、ダミーデータ送信手段はINVITEリクエストの前にダミーのメディアデータを送信し、当該メディア通信装置が呼制御信号の着信側である場合には、ダミーデータ送信手段はRingingレスポンスの前にダミーのメディアデータを送信することを特徴とする。
第4の本発明に係るメディア通信プログラムは、複数のメディア通信装置の間で、呼制御プロトコルに従った手順で呼制御信号を授受することにより、対向するメディア通信装置とセッションを確立してメディアデータを授受する各メディア通信装置に搭載されるコンピュータを、(1)当該メディア通信装置がセッション確立のための当初の呼制御信号の発信側であっても着信側であっても、セッションの確立前に、ダミーのメディアデータの送信を行うダミーデータ送信手段と、(2)セッションの確立後に、本来のメディアデータの送受信を行う本来データ送受信手段として機能させ、当該メディア通信装置が呼制御信号の発信側である場合には、ダミーデータ送信手段はINVITEリクエストの前にダミーのメディアデータを送信し、当該メディア通信装置が呼制御信号の着信側である場合には、ダミーデータ送信手段はRingingレスポンスの前にダミーのメディアデータを送信することを特徴とする。
本発明によれば、本来のメディアデータの送受に先行して、ダミーのメディアデータの送受を開始することにより、本来のメディアデータの伝送開始直後に伝送遅延が生じるようなことを未然に防止することができる。
実施形態のIP電話機の機能的構成を示すブロック図である。 実施形態の音声通信システムにおいて、発呼側のIP電話機及び着呼側のIP電話機間で信号を授受する手順等を示すシーケンス図である。 RTPパケットが送受されるネットワークの初期遅延の説明図である。
(A)主たる実施形態
以下、本発明によるメディア通信システム、メディア通信装置、メディア通信方法及びメディア通信プログラムの一実施形態を図面を参照しながら説明する。この実施形態のメディア通信装置は、VoIP技術を利用したIP電話機(ソフトフォンを含む)である。
(A−1)実施形態の構成
図1は、実施形態のIP電話機の機能的構成を示すブロック図である。IP電話機がソフトフォン(CPUと、それが実行するプログラムとでなる)で構成されている場合であっても、機能的には図1で表すことができる。
図1に示す構成の2台のIP電話機1がIPネットワークNを介して対向し、音声通信システムが形成されて音声通信(通話)が実行される。
図1において、実施形態のIP電話機1は、呼制御部2と、マイクロフォン3と、音声符号化部4と、RTPパケット送信部5と、RTPパケット受信部6と、音声復号部7と、スピーカ8とを有する。
呼制御部2は、SIPプロトコルに従い、通信のためのメディア・セッション(回線接続)の確立等の呼制御を実行するものである。この実施形態の呼制御部2は、一般的な構成に加え、通信相手IPアドレス記憶部10と、ダミーRTPパケット期間制御部11とを有する。
通信相手IPアドレス記憶部10は、P2P通信の通信相手となり得るもののIPアドレスを記憶しているものである。なお、発呼操作がなされたときに、SIPプロトコルの手順を開始する前に、他の装置から、通信相手となり得るもののIPアドレスを取り込むようにしても良い。
ダミーRTPパケット期間制御部11は、ダミーRTPパケットの送信開始や送信終了をRTPパケット送信部5に指示するものである。送信開始や送信終了を指示するタイミングについては、後述する動作説明で明らかにする。
マイクロフォン3は、近端話者の音声を捕捉するものであり、音声符号化部4は、マイクロフォン3が捕捉して得た音声信号をデジタル信号に変換した後、符号化するものである。マイクロフォン3及び音声符号化部4としては、既存のものをそのまま適用できる。
なお、音声符号化部4が処理を開始するタイミングや処理を終了するタイミングは、呼制御部2によって制御されるようになされている。
RTPパケット送信部5は、基本的には、音声符号化部4から出力された符号化音声データを挿入したRTPパケットを形成して送信させるものである。RTPパケット送信部5は、RTPパケット組立部20、ダミーRTPパケット出力部21及び出力RTPパケット切替部22を有する。
RTPパケット組立部20は、音声符号化部4から出力された符号化音声データを挿入したRTPパケットを組み立てるものである。RTPパケットにおける相手側アドレスとしては、呼制御部2から与えられたIPアドレスが挿入される。
ダミーRTPパケット出力部21は、近端話者の音声信号から形成された符号化音声データを含まず、ダミーデータを含むダミーRTPパケットを出力するものである。ダミーRTPパケットにおける相手側アドレスとしては、呼制御部2から与えられたIPアドレスが挿入される。ダミーRTPパケットは、後述するように、対向するIP電話機で破棄されることを前提としているものであるが、仮に、破棄されずに発音出力されても良いように、例えば、ダミーデータとして、背景雑音を符号化したデータを適用することができる。ダミーRTPパケットは、データ部の一部やヘッダ部の一部を利用して当該RTPパケットがダミーRTPパケットであることを判別させることができるものである。
出力RTPパケット切替部22は、呼制御部2の制御下で、ダミーRTPパケット出力部21から出力されたダミーRTPパケット又はRTPパケット組立部20から出力されたダミーRTPパケットの一方を、IPネットワークNに送信するものである。
RTPパケット受信部6は、基本的には、IPネットワークNから到来したRTPパケットに挿入されている符号化音声データを抽出して音声復号部7に与えるものである。RTPパケット受信部6は、RTPパケット判別部30及びRTPパケット分解部31を有する。
RTPパケット判別部30は、IPネットワークNから到来したRTPパケットが、ダミーRTPパケットか、それ以外の通常のRTPパケットかを判別し、ダミーRTPパケットであれば破棄し、通常のRTPパケットであればRTPパケット分解部31に与えるものである。
RTPパケット分解部31は、RTPパケット判別部30から与えられたRTPパケットに挿入されている符号化音声データを抽出して音声復号部7に与えるものである。
音声復号部7は、RTPパケット分解部31から与えられた符号化音声データを復号し、さらにアナログ信号(音声信号)に変換してスピーカ8に与えるものであり、スピーカ8は、その音声信号を発音出力するものである。音声復号部7及びスピーカ8としては、既存のものをそのまま適用できる。
(A−2)実施形態の動作
次に、実施形態の音声通信システム(メディア通信システム)の動作を、図面を参照しながら説明する。言い換えると、2台の実施形態のIP電話機間の通信動作を説明する。
以下では、2台のIP電話機を区別するため、発信側のIP電話機及びその構成要素に対し、図1に示した符号にさらに「S」を付与し、着信側のIP電話機及びその構成要素に対し、図1に示した符号にさらに「R」を付与する。
図2は、発信側のIP電話機1S及び着信側のIP電話機1R間で信号を授受する手順等を示すシーケンス図である。図2も、SIPプロトコルに従っている場合を示している。
IP電話機1Sの呼制御部2Sは、利用者(近端話者)が、IP電話機1Rに対する発信操作を行ったことを認識すると、まず、通信相手IPアドレス記憶部10SからIP電話機1RのIPアドレスを取出し、ダミーRTPパケット期間制御部11Sにより、ダミーRTPパケット出力部21S及び出力RTPパケット切替部22Sに対して、取出したIPアドレスを与えながら、ダミーRTPパケットの送信を指示する(ステップ100)。このときから、ダミーRTPパケット出力部21SがダミーRTPパケットを出力し、出力RTPパケット切替部22SがダミーRTPパケットを選択してIPネットワークNに送信し始める。
また、IP電話機1Sの呼制御部2Sは、利用者(近端話者)が、IP電話機1Rに対する発信操作を行ったことを認識すると、通信相手IPアドレス記憶部10Sから取出したIPアドレスを相手先アドレスとして含むINVITEリクエストをIPネットワークNに送信する(ステップ101)。
図2では、IP電話機1S側からのダミーRTPパケットの送信開始時点が、INVITEリクエストの送信時点直前の場合を示しているが、これらの前後関係はいずれが先であっても良い。要は、発信時の処理動作とほぼ並行してダミーRTPパケットの送信を開始すれば良い。
着信側のIP電話機1Rの呼制御部2Rは、INVITEリクエストが到来すると、応答できるか否かを判別し、応答が可能な場合には、ダミーRTPパケットの送信を開始させ(ステップ102)、また、呼び出しのベルを鳴動させると共に、発信者へ呼び出し中を意味する180Ringingレスポンスを送信する(ステップ103)。着信側のIP電話機1Rにおいても、ダミーRTPパケットの送信の起動時には、ダミーRTPパケット出力部21RがダミーRTPパケットを出力し、出力RTPパケット切替部22RがダミーRTPパケットを選択してIPネットワークNに送信し始める。この際のダミーRTPパケットの宛先アドレスは、INVITEリクエストの送信元のIPアドレスである。
着信側のIP電話機1Rの呼制御部2Rは、着信者が受話器を上げて応答すると、発信側のIP電話機1Sへ200OKレスポンスを送信する(ステップ104)。
図2では、IP電話機1R側からのダミーRTPパケットの送信開始時点が、180Ringingレスポンスの送信時点直前の場合を示しているが、180Ringingレスポンスの送信後であって200OKレスポンスの送信前であっても良く、また、200OKレスポンスの送信直後であっても良い。要は、着信時の初期処理とほぼ並行してダミーRTPパケットの送信を開始すれば良い。
図2とは異なり、IP電話機1Rが話中等で応答し得ない場合であれば、ダミーRTPパケットの送信を開始することなく、仮に、ダミーRTPパケットの送信を開始したのであれば直ちに送信を終了させると共に、応答し得ない旨のレスポンス(理由によりレスポンスの内容が異なる)を発信側のIP電話機1Sへ送信する。
図2とは異なるが、発信側のIP電話機1Sの呼制御部2Sは、着信側のIP電話機1Rから応答不能な旨のレスポンスを受信すると、ダミーRTPパケット出力部21S及び出力RTPパケット切替部22Sに対して、ダミーRTPパケットの送信終了を指示する。
一方、発信側のIP電話機1Sの呼制御部2Sは、着信側のIP電話機1Rから200OKレスポンスを受信すると、着信側のIP電話機1Rへ向けてACKリクエストを送信すると共に(ステップ105)、RTPパケット送信部5Sに対して、ダミーRTPパケットの送信を終了させ、通話に係るRTPパケットの送信を指示し、通話状態に移行させる(ステップ106)。
着信側のIP電話機1Rの呼制御部2Rは、ACKリクエストを受信すると、RTPパケット送信部5Rに対して、ダミーRTPパケットの送信を終了させ、通話に係るRTPパケットの送信を指示し、通話状態に移行させる(ステップ106)。
発信側のIP電話機1Sにおいて、通話状態に移行する前に到来したダミーRTPパケットは、RTPパケット判別部30Sによって、ダミーRTPパケットであることが判別されて破棄される。同様に、着信側のIP電話機1Rにおいて、通話状態に移行する前に到来したダミーRTPパケットは、RTPパケット判別部30Rによって、ダミーRTPパケットであることが判別されて破棄される。
なお、ダミーRTPパケットであることを判別することなく、呼制御部2S又は2Rが、通話状態に移行する前に到来するRTPパケットを破棄することをRTPパケット受信部6S又は6Rに指示してダミーRTPパケットを破棄するようにしても良い。
発信側のIP電話機1Sにおいて、通話状態に移行すると、マイクロフォン3Sが捕捉して得た音声信号を、音声符号化部4Sがデジタル信号に変換した後に符号化し、RTPパケット組立部20Sが得られた符号化音声データを挿入したRTPパケットを形成し、このRTPパケットが出力RTPパケット切替部22Sを介して着信側のIP電話機1Rに向けて送信される。同様に、着信側のIP電話機1Rにおいても、通話状態に移行すると、マイクロフォン3Rが捕捉して得た音声信号を、音声符号化部4Rがデジタル信号に変換した後に符号化し、RTPパケット組立部20Rが得られた符号化音声データを挿入したRTPパケットを形成し、このRTPパケットが出力RTPパケット切替部22Rを介して発信側のIP電話機1Sに向けて送信される。
以上から明らかなように、発信側のIP電話機1Sにおいても、着信側のIP電話機1Rにおいても、ダミーRTPパケットの送信期間にほぼ連続して、通話に係る通常のRTPパケットの送信時間が始まる。
(A−3)実施形態の効果
上記実施形態によれば、実際の通話によるRTPパケットの送受に先行して、ダミーRTPパケットの送受を実行するので、ネットワークがRTPパケットの送受開始時に大きな通信遅延を引き起こすという特性を有するものであっても、通話期間においては、そのネットワークの特性に左右されない状態になっており、通話期間の全期間を通じて、良好な通話品質を達成することができる。
(B)他の実施形態
上記実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
上記実施形態においては、通話期間前においては、予め用意しておいたダミーRTPパケットを送信するものを示したが、通話期間の前にもマイクロフォンが捕捉して得た音声信号の情報を含むRTPパケットを送信するようにしても良い。この場合であっても、通話期間前には、受信したRTPパケットを破棄することを要する。特許請求の範囲のダミーの用語は、このような場合をも含む用語である。
上記実施形態においては、着信側のIP電話機は、INVITEリクエストの受信をダミーRTPパケットの送信条件とするものを示したが、発信側のIP電話機が送信したダミーRTPパケットが到来し始めると、INVITEリクエストの受信前であってもダミーRTPパケットの送信を開始するようにしても良い。
上記実施形態では、ダミーRTPパケットの宛先が通信相手のIP電話機であるものを示したが、他の装置であっても良い。
上記実施形態では、メディア通信装置がIP電話機であるものを示したが、RTPパケットを用いてメディアデータを授受し合う装置であれば良い。すなわち、メディアデータは音声信号に限定されず、画像信号やデータ信号等であっても良い。
1…IP電話機、2…呼制御部、5…RTPパケット送信部、6…RTPパケット受信部、10…通信相手IPアドレス記憶部、11…ダミーRTPパケット期間制御部、20…RTPパケット組立部、21…ダミーRTPパケット出力部、22…出力RTPパケット切替部、30…RTPパケット判別部、31…RTPパケット分解部。


Claims (4)

  1. 呼制御プロトコルに従った手順で呼制御信号を授受することにより、対向するメディア通信装置とセッションを確立してメディアデータを授受する、複数のメディア通信装置を備えたメディア通信システムにおいて、
    上記複数のメディア通信装置のそれぞれが、
    セッション確立のための当初の呼制御信号の発信側であっても着信側であっても、上記セッションの確立前に、ダミーのメディアデータの送信を行うダミーデータ送信手段と、
    上記セッションの確立後に、本来のメディアデータの送受信を行う本来データ送受信手段と
    を備え
    当該メディア通信装置が呼制御信号の発信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段はINVITEリクエストの前にダミーのメディアデータを送信し、当該メディア通信装置が呼制御信号の着信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段はRingingレスポンスの前にダミーのメディアデータを送信する
    ことを特徴とするメディア通信システム。
  2. 呼制御プロトコルに従った手順で呼制御信号を授受することにより、対向するメディア通信装置とセッションを確立してメディアデータを授受するメディア通信装置において、
    当該メディア通信装置がセッション確立のための当初の呼制御信号の発信側であっても着信側であっても、上記セッションの確立前に、ダミーのメディアデータの送信を行うダミーデータ送信手段と、
    上記セッションの確立後に、本来のメディアデータの送受信を行う本来データ送受信手段と
    を備え、
    当該メディア通信装置が呼制御信号の発信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段が、INVITEリクエストの前にダミーのメディアデータを送信し、
    当該メディア通信装置が呼制御信号の着信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段が、Ringingレスポンスの前にダミーのメディアデータを送信する
    ことを特徴とするメディア通信装置。
  3. 複数のメディア通信装置の間で、呼制御プロトコルに従った手順で呼制御信号を授受することにより、対向するメディア通信装置とセッションを確立してメディアデータを授受するメディア通信方法において、
    ダミーデータ送信手段は、当該ダミーデータ送信手段を搭載したそれぞれのメディア通信装置がセッション確立のための当初の呼制御信号の発信側であっても着信側であっても、上記セッションの確立前に、ダミーのメディアデータの送信を行い、
    本来データ送受信手段は、当該本来データ送受信手段を搭載したそれぞれのメディア通信装置が上記セッションの確立後に、本来のメディアデータの送受信を行い、
    当該メディア通信装置が呼制御信号の発信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段はINVITEリクエストの前にダミーのメディアデータを送信し、
    当該メディア通信装置が呼制御信号の着信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段はRingingレスポンスの前にダミーのメディアデータを送信する
    ことを特徴とするメディア通信方法。
  4. 複数のメディア通信装置の間で、呼制御プロトコルに従った手順で呼制御信号を授受することにより、対向するメディア通信装置とセッションを確立してメディアデータを授受する各メディア通信装置に搭載されるコンピュータを、
    当該メディア通信装置がセッション確立のための当初の呼制御信号の発信側であっても着信側であっても、上記セッションの確立前に、ダミーのメディアデータの送信を行うダミーデータ送信手段と、
    上記セッションの確立後に、本来のメディアデータの送受信を行う本来データ送受信手段と
    して機能させ
    当該メディア通信装置が呼制御信号の発信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段はINVITEリクエストの前にダミーのメディアデータを送信し、
    当該メディア通信装置が呼制御信号の着信側である場合には、上記ダミーデータ送信手段はRingingレスポンスの前にダミーのメディアデータを送信する
    ことを特徴とするメディア通信プログラム。
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