JP2001517002A - 少なくとも２つのデータストリームをパケット化する同期手段を使用する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも２つの音声発信元からの音声信号があり、この音声信号は、パケット化手段によって処理された後、AAL2 MUXが適切な周期の組み立てられたパケットに提供されるように、ATMアダプテーション層２のマルチプレクサ（AAL2 MUX）によって同一ATM コネクションに多重化される。音声信号が圧縮されることになっているときは、パケット化手段は、例えば、ADPCM、GSM、LD-CELPまたはCS-ACELPなど、適切な音声コーデックの符号器を含む。この音声符号器に無音圧縮の手段を含めることができる。パケット化手段は、音声符号器と分離したパケタイザ、または音声符号器の一部であるパケタイザを含む。複数のパケット化手段からのパケットの解放は、同期してほとんど同時に発生する。このように、パケット化手段から解放されたパケットは、ほぼ同時にAAL2 MUXに到着するので、AAL2 MUXのタイマー、Timer＿CUが時間切れになる前に、ATM セルをAAL2パケットで埋めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の技術分野） 本発明は、一般にデータストリームのパケット化に関する。より詳細には、本
発明は音声信号のパケット化と、いくつかの発信元からのパケット化された音声
信号を同じATM セルに多重化した後、非同期転送モードを使用して、パケット化
された音声信号を運ぶこととに関する。

【０００２】 （関連技術の説明） 例えば、公衆交換電話網（PSTN）や総合ディジタル通信網（ISDN）など、既存
の電気通信網における音声情報は、通常、PCM符号化標本（PCM coded samples）
として運ばれる。ITU-T G.711によれば、PCMは、音声周波数のパルス符号変調の
略語であって、基本時間スロットが１２５μｓ毎８ビットで、６４kbit/sのチャ
ネルが発生することを意味する。したがって、PSTNやISDNは６４kbit/sの回線交
換網である。回線とは、例えば、線路や交換局など、電気通信システムにおける
発信元から宛先へのメッセージ信号の２方向転送機能を備えた１組の物理的伝送
資源のことである。いくつかの回線は、いくつかの時間スロットを一緒にして、
或る周波数で反復されるフレームに入れることにより、１つのリンクに時間的に
多重化される。回線は、セッションが終了するまでの間は、常にフレームの同じ
スロットを使用する。ATM 通信網、つまり、回線交換データ網ではなくパケット
交換網を介してPCM符号化標本を転送する場合、これを行うためのATM 通信網の １方向は仮想回線をエミュレートする。このエミュレーションは、ATM フォーラ
ム回線エミュレーションサービス相互接続性仕様書バージョン2.0に規定されて いる回線エミュレーションサービス（Circuit Emulation Service：CES）によっ
て実行され、この仕様書にATM セルの転送に固定ビットレート（constant bit r
ate）回線を適合させるATM アダプテーション層（AAL1）が含まれている。

【０００３】 AAL1を使用して６４kbit/s回線を転送することは、基本的に２つの方法で実行
できる。１つは、ATM セルのペイロード、つまり、一般に４７オクテット（情報
フィールドの４８オクテット−AAL1ヘッダの１オクテット）の情報フィールドを
、PCM標本で完全に埋めてしまうことであり、これによって４７×１２５μｓ、 つまり５８７５msのATM パケット化遅延時間（ATM packetization delay）が生 じる。５オクテットのATM セルヘッダと１オクテットのAAL1パケットヘッダが追
加される余分なオーバーヘッドは、６４kbit/sの公称ビットレートのおよそ１３
％にもなる。もう１つの方法は、送信するまでにATM セルのペイロードの一部だ
けをPCM標本で埋めるため、ATM パケット化遅延時間は減少するが、オーバーヘ ッドが大きくなるという代償を支払うことになる。例えば、セルの６分の１、つ
まり約８個のPCM標本を埋めるだけならば、この遅延時間は約１msに減少する。 反響と遅延が結合すると、感知される音声品質を非常に低下することがあるから
、通信網の全区間において遅延を低レベルに維持することが重要である。

【０００４】 上述のPCMフォーマットとは別の、他の符号化フォーマットで音声信号を運ぶ ことができる。音声コーデックの一部であるこれらの符号化フォーマットは、例
えば、GSM（Global System for Mobile Telecommunication ）規格、適応差分PC
M（Adaptive Differential PCM）(ADPCM)規格、低遅延符号励振線形予測（Low D
elay Code Excited Linear Prediction）（LD-CELP）規格、または共役構造代数
的符号励振線形予測（Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Pr
ediction）（CS-ACELP）規格のとおりでよい。これらすべてのコーデックに共通
な属性は、普通の６４kbit/sのPCMを使用する符号化方式よりも低いビットレー トが生じる符号化された音声情報、つまりパケットまたはフレームをつくるよう
に、或る圧縮アルゴリズムに従って音声信号を圧縮することである。したがって
、AAL1を使用する場合、（一部分が埋められたセルを使用したときの）ATM パケ
ット化遅延時間および／またはオ−バーヘッドは、およそ圧縮の程度に等しい割
合（factor）だけ増加する。例えば、CS-ACELPで符号化された８kbit/sの音声信
号は、４７msにも達するATM パケット化遅延時間を生じることになる。このこと
は、前と同様、セルの一部を埋めることにより相殺できるが、生じる帯域幅のオ
−バーヘッドに対する同じスケーリングファクター８によっても相殺できる。そ
れだけでなく、GSMおよびCS-ACELPに基づくある種の音声コーデックは、すでに 固有のアルゴリズムによる遅延をもっており、この遅延時間はかなり長いので通
信網全体から見て加えなくてはならない。

【０００５】 異なる音声コーデックは、ATM ペイロードの長さと同じ単位で測れぬいろいろ
な速度とサイズのパケットをつくるので、パッディング（padding）またはセグ メンテーションの問題が生じる。これらの音声コーデックを使用すると、通話の
無音時間を除去（filter out）して、これらの無音時間中、音声データの送出を
低減または停止すること（以下、無音圧縮（silence removal）という）が可能 である。無音圧縮をすると可変ビットレートになり、AAL1に基づくCESのような 固定ビットレート転送サービスには不適当である。

【０００６】 パケット化された音声のような低ビットレートであって、リアルタイムの制約
が厳しく、かついろいろなレートと長さのパケット化されたデータを転送するこ
とを目的に、新ATM アダプテーション層（AAL）が標準化の過程にある。この新A
ALは、AALタイプ２（AAL2）と表され、１９９７年２月、ソウルでのITU-Tドラフ
ト I.363.2、B-ISDN ATM アダプテーション層タイプ２仕様書に規定されている 。AAL2は、適切な帯域幅効率と可変パケットサイズをもち、遅延時間が短いこと
を必要とするアプリケーションに対応するために設計されている。

【０００７】 AAL2では、いくつかの発信元からの音声信号は、同一ATM コネクションに多重
化される。この多重化は、ユーザのデータをAAL2パケットにカプセル化すること
により実行され、これらのAAL2パケットは，AAL2共通部副層（Common Part Subl
ayer）に固有のAAL2マルチプレクサ機能（AAL2 MUX）を使用して、ATM コネクシ
ョンに多重化される。輸送用ATM セルを送信する前に、ユーザデータまたはAAL2
パケットの最長保持時間を保証する結合されたユース・タイマー（Timer＿CU） をAAL2に含めることによって、遅延時間が短くなる。AAL2 ATM によって導入さ れる最長パケット化遅延時間は、基本的にはTimer＿CUの値に等しい。送信する ときにATM セルが完全に埋められていない場合に支払うことになるペナルティは
、帯域幅におけるオ−バーヘッドである。

【０００８】 AAL2を使用する際の代表的なシナリオでは、ｎ個の音声発信元があって、これ
らの音声発信元は適切な音声符号化アルゴリズムを備えた符号器によって処理さ
れた後、AAL2 MUXによって同一ATM コネクションに多重化される。AAL2 MUXが適
切な周期（periodicity）のパケットに提供されるように、各音声符号器をパケ タイザ（packetizer）と結合させることができる。音声コーデックには無音圧縮
の手段を含めることができる。したがって、処理した後、AAL2 MUXは、可変長ｐ
および／またはパケットレートfをもつパケットに提供される。代表的なT_Timer ＿_CUの適正値は１msであり、この値は計算とシミュレーションに基づいている。
一般に、T_Timer＿_CUは、たいていの符号器のパケット周期ｔ（＝１／f）よりも 非常に小さく、またこれらの符号器が、ITU-T G.764、音声のパケット化−パケ ット化された音声用プロトコル（Voice Packetization-Packetized Voice Proto
cols）、またはFRF.11、フレームリレー電話設計協約（Voice over Frame Relay
Implementation Agreement）、FRフォーラムによって提案されたものと同様な パケット化手順と結合した場合も同様である。これの結果は、音声発信元の数が
、例えば２０以下と少ない場合は、異なる音声発信元からのいくつかのパケット
を同一ATM セルに含める確率が小さいことである。Timer＿CUの時間切れの際にA
TM セルの残りの部分が埋められていないと、パッディングされる。しかし、音 声発信元が少ないとき、生じるパッディングによるオ−バーヘッドは、無音圧縮
の有無に関係なく符号器を使用した利点を非常に小さくしてしまう。このことが
問題となる状況は、PBXへの中継接続（PBX trunking）をしているときである。P
BXは、私設電話交換機（Private Branch Exchange）の略号であり、本質的には 建物内のいくつかの電話を処理する構内電話交換システムである。

【０００９】 したがって、特に音声発信元が少数の場合、いくつかの音声発信元からのパケ
ット化データを、パケット用伝送媒体（packet oriented transport medium）上
でもっと能率的に送るための装置と関連システム並びに方法に対するニーズが存
在することは理解されるはずである。

【００１０】 （発明の要約） 本発明は、請求項１〜６による方法、請求項７〜１７による関連装置、および
請求項１８〜２５による関連システムの中で具体化されている。

【００１１】 本発明によれば、少なくとも２つのデータストリームをパケット化し、前記そ
れぞれのデータストリームから第１のパケットをつくる少なくとも２つのパケッ
ト化手段と、パケット化手段を協調動作させ、ほぼ同期して前記第１のパケット
をつくる同期装置とを含む装置と関連する方法とが存在する。

【００１２】 望ましくは、同期装置は、それぞれのパケット化手段からパケット化の許可要
求（permission requests）を受信する手段、パケット化の許可をそれぞれのパ ケット化手段に送信する手段、および前記パケット化の許可を、それぞれのパケ
ット化手段へ送信し、前記それぞれのパケット化手段を協調動作させて、すでに
第１のパケットを解放（release）している他のパケット化手段とほぼ同期して 前記第１のパケットを解放する同期装置を含む。

【００１３】 第１のパケットをほとんど同時につくるパケット化手段は、同期グループを形
成することができる。同期装置は、各同期グループが１つから所定の数までのパ
ケット化手段を含む複数の同期グループを形成する手段を含むことができる。同
期グループに属するパケット化手段の数は、選択した符号化フォーマットと、シ
ステムの設計者が、どの程度能率的なシステムにしたいかということによって決
定される。

【００１４】 このパケット化手段には、それぞれのデータストリームを第１のパケットにパ
ケット化するパケタイザだけを含むことができるもの、例えば、ADPCMまたはLD-
CELPなど、所定の符号化フォーマットに従って、それぞれのデータストリームを
データブロックに符号化する符号化手段と、データブロックから第１のパケット
をつくるパケタイザとを含むことができるもの、あるいは、それぞれのデータス
トリームからデータブロックをつくり出し、例えば、GSMまたはCS-ACELPなど、 所定の符号化フォーマットに従って、データブロックを第１のパケットに符号化
するパケタイザを含むことができるものがある。したがって、パケタイザは、指
定された音声符号化方式の重要不可欠な部分である。

【００１５】 パケット化手段には無音圧縮の手段を含めることができる。無音圧縮の手段を
提供することは、当業者には公知である。

【００１６】 本発明によれば、少なくとも２つのデータストリームをパケット化し、それぞ
れのデータストリームをつくる少なくとも２つの音声発信元を含み、前記少なく
とも２つのデータストリームをパケット化し、各パケット化手段が前記それぞれ
のデータストリームから第１のパケットをつくる少なくとも２つのパケット化手
段を含む装置と、パケット化手段を協調動作させ、ほぼ同期して前記第１のパケ
ットをつくる同期装置とを含むシステムがさらに存在し、前記システムは、パケ
ット用伝送媒体と、パケット用伝送媒体上で、生じた第１のパケットをそれぞれ
の第２のパケットに多重化する多重化手段とを含む。

【００１７】 データストリームは、ディジタル化された音声情報および／またはビデオ情報
を含むことが望ましい。

【００１８】 パケット用伝送媒体は、ATM による伝送媒体でよく、第２のパケットはATM セ
ルであり、多重化手段は、それぞれの第１のパケットからAAL2パケットをつくり
、そのAAL2パケットを第２のパケットに多重化するAAL2 MUXである。望ましくは
、同期グループに属するパケット化手段の所定の数は、それぞれのATM セルにぴ
ったり納まる（fit into）AAL2パケットの数によって決定される。ATM セル・ペ
イロードのサイズが決定されるとき、ATM セルにぴったり納まるAAL2パケットの
数が整数ではない可能性がある。この場合、ATM セル・ペイロードの残りに２つ
の可能性が存在する。第１の可能性は、そのセルにダミー情報をパッディングす
ることである。第２の可能性は、AAL2のセグメンテーション、つまり最後のAAL2
パケットを２つのATM セルに分割することである。パッディングもセグメンテー
ションも、当業者には公知の機能である。したがって、同期グループに属するパ
ケット化手段の所定の数は、１つ以上のATM セルに及ぶことがある。この数は、
主として、ATM セル・ペイロードと、どの程度能率的なシステムを設計したいか
ということを比較して、AAL2パケットのサイズによって決定される。

【００１９】 このように、本発明の好適実施例によれば、少なくとも２つの音声発信元から
の音声信号があり、この音声信号は、パケット化手段によって処理された後、AA
L2 MUXが組み立てられた適切な周期のパケットに提供されるように、ATMアダプ テーション層２のマルチプレクサ（AAL2 MUX）によって同一ATM コネクションに
多重化される。音声信号が圧縮される場合は、パケット化手段は、例えば、ADPC
M、GSM、LD-CELPまたはCS-ACELPなど、適切な音声コーデックの符号器を含む。 この音声符号器に無音圧縮の手段を含めることができる。パケット化手段は、音
声符号器と分離したパケタイザ、または音声符号器の一部であるパケタイザを含
む。複数のパケット化手段からのパケットの解放は、同期してほとんど同時に発
生する。このように、パケット化手段から解放されたパケットは、ほぼ同時にAA
L2 MUXに到着するので、AAL2 MUXのタイマー、Timer＿CUが時間切れになる前に 、ATM セルをAAL2パケットで埋めることができる。

【００２０】 本発明の別の実施例によれば、パケット用伝送媒体はフレームリレーまたはIP
でよい。したがって、本発明は、フレームリレー電話（Voice over Frame Relay
）またはIP電話（Voice over IP）を提供するシステムの一部になりうる。

【００２１】 本発明の利点は、第２のパケットがパケット用伝送媒体に送られる前に、例え
ば、ATM セルなど、第２のパケットを少数の音声発信元からのデータで能率的に
埋めることが可能なことである。その結果、パケット化遅延時間を低レベルに維
持することが可能であるが、帯域幅の使用／能率を高レベルにすることも可能で
ある。

【００２２】 パケット化された音声の転送に現在使われているAAL2は、１つのATM コネクシ
ョンに多重化される発信元の代表的な数が数百もある移動通信アプリケーション
用に最適化されている。AAL2がPBX の中継接続に使用されることに、多大の関心
が寄せられている。しかし、PBX の中継接続の音声発信元の数は、移動通信中継
接続アプリケーションの発信元の数、例えば、５０未満、よりもかなり少ないた
め、AAL2を使用しても最適状態にはならない。しかし、提案されている解決方法
を使用すれば、少数の発信元という現在の問題点を克服できるとともに、AAL2は
、移動通信の中継接続と同様にPBX の中継接続にも有用なことを立証するであろ
う。PBX の中継接続は、少数の発信元しか存在しない場合の一例にすぎないこと
に注意されたい。別の例は、電話トラヒックを運ぶために使用するATM を使った
住宅用アクセス通信網でもよい。

【００２３】 （実施例の詳細な説明） 図１は、本発明の好適実施例を実施するのに適切な同期手段３０を示すブロッ
ク図である。同期手段３０は、長さがｐ、レートがｆのパケットを発生する複数
のパケット化手段２０の動作を同期化する同期装置３２を含む。同期化は、同期
装置３２とパケット化手段２０と間にパケット同期信号を送るための同期バスを
使用することにより達成される。各パケット化手段２０は、それぞれの発信元１
０に接続され、発信元１０からのデータ入力を受信する。データ入力は、例えば
、音声信号またはビデオ信号でよい。音声信号は、８ビットのPCM符号化標本の ストリームであることが望ましい。ビデオ信号は、ITU-T仕様書H.261またはH.26
3による低ビットレートのビデオでもよい。各パケット化手段２０は、パケット 化手段２０から出力されたパケットを、パケット用伝送媒体６０に多重化するマ
ルチプレクサ５０に接続されている。パケット化手段２０は、パケットを出力す
る前に、起動要求４０を同期装置３２に送信する。同期装置３２は、同期バス３
４を介して、パケット化手段２０にパケット同期信号３６を送信して、すでに起
動しているパケット化手段２０と同期して、つまり新しい同期グループ２の第１
の要素として、パケット化手段２０を起動する。同期グループ２という語につい
ては、後で説明する。

【００２４】 好適実施例によれば、パケット用伝送媒体はATM 交換網であり、マルチプレク
サは、転送するATM セルを送信する前のAAL2パケットの最長保持時間を保証する
Timer＿CU５１を含むAAL2マルチプレクサ５０である。

【００２５】 図２は、同期装置３２による同期グループＡ、Ｂ、Ｃに形成された７つのパケ
ット化手段２０を示すブロック図である。同期グループごとに３つのパケット化
手段２０があるものと想定すると、グループＡは満杯であるが、グループＢ、Ｃ
には、それぞれパケット化手段２０がもう１つ入る余地がある。これらの同期グ
ループは、ATM セルのバーストを防ぐため、時間的に分散されている。

【００２６】 図３は、本発明の好適実施例によるパケット３の同期解放のタイミングを示す
図である。発信元１０は、相互に独立に６４kbit/s、つまり、１２５μｓごとに
８ビットのPCM標本のストリームｘ、ｙ、ｚを出力する。PCM標本のストリームｘ
、ｙ、ｚがパケット化手段２０に入力されると、パケット化手段２０がパケット
３の発生を開始できるように、パケット化手段２０は、同期装置３２からの起動
信号３６を要求する。同期装置３２は、すでにパケット３を発生中の他のパケッ
ト化手段２０があるかどうかチェックする。同期してパケット３を発生するパケ
ット化手段２０の所定の数は、同期グループ２と呼ばれる。パケット化手段２０
は、すでに存在している同期グループ２に割り当てられるか、同期装置３２によ
って新しく形成された同期グループ２に割り当てられる。パケット化手段２０は
、パケット同期信号３６を受信するまでパケット３を発生することはできない。
したがって、起動までに消失するかも知れないPCM標本がいくつか存在するであ ろう。パケット化手段２０は、ｔmsごとにパケット３を出力するが、この場合の
ｔmsは、１２５μｓよりはるかに長い。この後、パケット３はAAL2 MUX５０によ
って処理されるが、AAL2 MUX５０は、パケット３がATM セル４にぴったり納まる
ように、パケット３を適合させる。ATM セル４は、ヘッダ５と所定の数のAAL2パ
ケット６１を含む。ATM セル４にぴったり納まるAAL2パケット６１の所定の数は
、パケット化手段２０が発生するパケット３のサイズによって決まる。ATM セル
４にぴったり納まるAAL2パケット３の数は、パケット化手段２０が発生するパケ
ット３のサイズによって決まるのであるから、同期グループ２のサイズもパケッ
ト３のサイズによって決まる。

【００２７】 パケット化手段２０がほぼ同期していることは、AAL2 MUXのTimer＿CUが時間 切れになる前に、ATM セルが最適な方法で埋められるように、パケット化手段２
０が協調動作してパケットを解放していることを意味する。

【００２８】 例えば、通常のPCM符号化音声の標本化レート（sample rate）は８kHzである から、AAL2パケットの解放を正確に同時に実行できないが、約４μｓの倍数だけ
間隔をあけることができる。これは異なる通話チャネルに属する標本用の２Mbit
/sリンク上のPCM標本に対するオクテット到着時間（octet arrival time）であ る。１２５μｓの標本間隔は、得られる音声パケットの周期ｔmsよりもはるかに
短いから、音声パケットの周期はTimer＿CU５１の値よりもかなり長い。

【００２９】 図４ａ、４ｂ、４ｃはパケット同期信号３６が異なるタイプのパケット化手段
２０によって受信される場合のブロック図を示す。重要なことは、例えば、CS-A
CELP符号器への入力として使用するときのタイミング、または、例えば、ADPCM からブロックを形成するときのタイミング、つまりPCM標本／ビットブロックを 同期化するタイミングである。基本的には、２つの異なるタイプの符号器が存在
し、その１つは、例えば、CS-ACELP符号器やGSM符号器など、本来パケットをつ くり出す符号器であり、他の１つは、ADPCM符号器やPCM符号器など、標本化レー
トが８kHzのビットブロックをつくる符号器である。

【００３０】 図４ａは、パケット化されたPCM符号化音声を示し、入力は標本化レートが８k
Hzの８ビットPCM標本、出力のパケット長はｐ、パケットレートはfである。

【００３１】 図４ｂは、パケット化されたADPCMで符号化された音声を示し、入力は標本化 レートが８kHzの８ビットPCM標本、出力のパケット長はｐ、パケットレートはf である。

【００３２】 図４ｃは、パケット化されたCS-ACELP符号化音声を示し、入力は標本化レート
が８kHzの８ビットPCM標本、出力のパケット長は１０オクテット、パケットレー
トは１００Hzである。

【００３３】 音声を圧縮しない場合（図４ａ）、パケット化手段２０はパケタイザ２１を含
むだけなので、パケタイザ２１が同期装置３２からパケット同期信号３６を受信
する。パケット化手段２０は、例えば、ITU-T G.764のとおり、標本化レートが ８kHzの８ビットのPCM標本を受信して、長さがｐでレートがｆのパケットを出力
する。したがって、パケット化されたPCM符号化音声がパケット化手段２０から 出力される。

【００３４】 ITU-T G.764に替わるものは、FRF.11で説明されているパケット化方法と同じ でもよく、これは、G.764とほぼ同じ原理に基づいている。さらに別の方法は、 近い将来のITU-T勧告 I.TRUNKのとおりでよいが、これは、特にAAL2特定サービ ス用コンバージェンス副層（Service Specific Convergence Sublayer：AAL2 SS
CS）内で音声データストリームをパケット化する方法を提供するために、ITU-T で現在準備中である。

【００３５】 ADPCM規格に従って圧縮された音声の場合（図４ｂ）、パケット化手段２０は 、同期装置３２と符号器２２とからパケット同期信号３６を受信するパケタイザ
２１を含む。ADPCM符号器２２の場合、適切な長さｐとレートｆをもつビットブ ロックを出力するために、符号器の後にパケタイザ２１を追加しなければならな
い。何故ならば、ADPCM符号器は、標本化レートが８kHzの５、４、３、または２
ビットのビットブロックを出力するからである。このことは、ITU-T G.764、FRF
.11またはI.TRUNKに従って実行される。この結果として、パケット化手段２０か
ら、パケット化されたADPCM符号化音声を出力する。

【００３６】 替わりに使用できるのは、ビットレートが１．６kHzで１０ビットのビットブ ロックをつくるLD-CELP符号器である。これらのビットブロックは、AAL2パケッ トにパケット化するには短すぎるので、LD-CELP符号器の後にパケタイザ２１を 追加する。

【００３７】 ADPCMまたはLD-CELPでパケット化された音声を得るパケット化手段と同じ構造
のパケット化手段は、PCM符号化音声をパケット化するために使用できる。これ は、符号器２２が当業者には公知のヌル符号器であること、または当業者には公
知の無音圧縮手段を含むことにより達成される。

【００３８】 例えば、CS-ACELP規格（図４ｃ）で圧縮された音声の場合、パケット化手段２
０は、ITU-T G.729によるCS-ACELP符号器を含む。CS-ACELP符号器は同期装置３ ２からパケット同期信号３６を受信するパケタイザ２１、および符号器２２を含
む。CS-ACELP符号器２０のパケタイザ２１は、標本化レートが８kHzの８ビットP
CM標本を受信して、符号器２２に入力される１００Hzのブロックレートの８０オ
クテットのブロックを出力する。次に符号器２２は、パケットレートが１００Hz
で長さが１０オクテットのパケットを出力する。

【００３９】 説明したように、非常に重要なことは、同じ同期グループに属するパケット化
手段からのパケットの解放がほとんど同時に発生するように同期化することであ
る。このように、ATM セルを埋めるために必要な少数のAAL2パケットはAAL2マル
チプレクサに同時に到着する。上記から判るように、AAL2パケット・ペイロード
のサイズは、CS-ACELPを使用する場合、１０オクテットでよい。３オクテットの
AAL2オ−バーヘッド、つまり、共通部副層プロトコル制御情報（common part su
blayer protocol control information：CPS PCI）であるオ−バーヘッドにより
、ATM セルは、47/13 ≒ 3〜4 個のAAL2パケットを含むことができる。したがっ
て、 ATM セルを埋めてほとんど最高の能率を達成するためには、3〜4 個の音声
符号器からのパケットの解放を同期化することで十分である。例えば、ATM セル
を埋めるために３個のAAL2パケットを使用すると、ATM セルの埋められていない
残りの部分はパッディングされる。これとは反対に、ATM セルを埋めるために４
個のAAL2パケットを使用すると、１つのAAL2パケットが分割されて後続のATM セ
ルに入れられる。したがって、本発明によるパケット化手段２０の同期化とATM
セルのセグメンテーションおよびパッディングとを組み合わせることにより、AT
M セルを埋めることを最適化することは同期装置３２の役割であり、セグメンテ
ーションおよびパッディングはともに、当業者には公知である。ATM セルの最適
な埋めかたについて考慮すべきことは、システム設計者が決めることであるが、
使用できる帯域幅、正確なパケット長、代表的な発信元の数などに依存してもよ
い。

【００４０】 図５は、音声符号器の同期していない解放と同期した解放が実行される場合の
発信元の数の関数として、能率の計算結果を示す。音声パケットの長さ＝１０オ
クテット、パケットの周期＝１０ms、発信元当たりの公称帯域幅＝８kbit/sであ
る。曲線ａは、同期しないときの使用率を示し、曲線ｂは、AAL2パケットが同期
したときの使用率を示し、曲線ｃは、理想的な使用率（８kbit/s：６４kbit/s）
を示す。曲線ｂは、整数個のAAL2パケットが特定のATM セルにまったく適合しな
いとき、複数のAAL2パケットが２個のATM セルに分割されることによって生じる
。この例では、CS-ACELPの特長が利用されて、最大３個の完全なAAL2パケットが
ATM セル・ペイロードにぴったり納まる。ATM セルを埋めるために４個のAAL2パ
ケットが使用されると、１個のAAL2パケットは分割され、その残りの部分は後続
のATM セルに入れられる。

【００４１】 図６は、本発明の好適実施例による同期手段３０のブロック図を示す。このよ
うに、同期装置３２は、メモリ３１，プロセッサ３３、およびメモリ３１とプロ
セッサ３３との間で、以下、図７に示す同期化アルゴリズムを実行するための情
報を運ぶ手段３５を含む。パケット化手段は、メモリ２４，プロセッサ２５、お
よびメモリ２４とプロセッサ２５との間で、データのパケット化を実行するため
の情報を運ぶ手段２６を含む。バス３４は、パケット化の許可要求、同期装置３
２のプロセッサ２６、３３といくつかのパケット化手段２０との間の許可と許可
の戻りとを、それぞれ通信手段２３、３７を介して転送する。

【００４２】 要求信号４０の目的は、音声パケットを転送できる状態のパケット化手段２０
の初期化を同期装置３２に連絡することである。初期化が実行されるのは、パケ
ット化手段２０が活性化音声チャネルに使用されようとするときか、音声チャネ
ルを確定するとき、または音声チャネルがもう確定しているときであり、例えば
、無音手法を使用するときか、通話が始まるとき、つまり無音時間の後である。
また要求信号４０は、パケット化手段２０が遊休状態になったとき、つまり、音
声チャネルに使用されていないとき、または無音時間のはじめになったら、同期
装置３２に連絡する。

【００４３】 パケット同期バス３４は、同期装置３２から全パケット化手段２０にパケット
同期情報を送信するために使用される。パケットの同期化は、符号器２２への入
力として、どの特定の標本からブロックの組み立てを開始しなければならないか
、または符号器２２の出力として到着するビットブロックをいつパケタイザ２１
でパケット化することを開始しなければならないかの情報から構成される。パケ
ット同期情報は、例えば、無音時間の後のように再同期化が必要でない限り、パ
ケット化手段２０の活性化間隔（active interval）中に特定のパケット化手段 ２０に一回だけ送信される必要があるにすぎない。活性化間隔とは、例えば、無
音圧縮が採用されているときの通話中、またはコネクションの全継続時間中に、
パケット化手段２０が能動音声チャネルをパケット化／符号化するために使用さ
れる間隔である。

【００４４】 同期装置３２は、活性化パケタイザ２１に関する知識に基づいて、活性化パケ
タイザ２１の同期方法を決定する。同期している全パケタイザ２１は同じ同期グ
ループに属している。同期グループに入れられるパケタイザ２１の数は、１個の
ATM セルにぴったり納まるAAL2パケット６１の数によって決定される。セグメン
テーションによってATM セルを完全に埋めることにより、パッディングは最小に
なるか、まったく除かれる。しかし、全パケタイザ２１が、そのパケットを同時
に解放させると、ATM コネクションに送信されるATMセルの待ち行列が発生し、A
TM コネクションのレートが限定されていることとセルの待ち行列のために遅延 が追加されることになる。したがって、時間的に順次均等に分散されている複数
の同期グループに、パケタイザ２１を分散しなければならない。しかし、いくつ
かの発信元１０からの音声パケットを同期させることにより、Timer＿CU５１が 時間切れにならないという効果により、いつもATM セル４は、ほとんど瞬時に埋
められる。事実、このために平均パケット化遅延時間が短くなる。

【００４５】 同期装置３２は、次の動作をすることが望ましい。つまり、 １．パケタイザ２１／符号器２２からの起動要求があると、パケタイザは適切な
同期グループに割り当てられる。その理由は、ATM セル４の埋め込みを最適化す
ることにより同期グループを少数にしておくためである。 ２．同期グループは、ATM セルのバーストを避けるように均等に分散してつくら
れる。 ３．オプションとして、ATM セルの埋め込みを最適化するためには、パケタイザ
２１／符号器２２を別の同期グループに再割り当てできなくてはならない。この
状況になるのは、例えば、無音時間のために別のパケタイザ２１／符号器２２が
不活性状態になるときである。しかし、再同期化処理のために、１つまたはいく
つかの標本が消失する結果となるかもしれないが、音声パケットとしては多くは
ない。しかし、発信元１０は少数なので、特定のパケタイザ２１／符号器２２の
再同期化が発生する割合は極度に小さいはずである。

【００４６】 図７は、本発明の好適実施例によるフローチャートであって、パケタイザ２１
は、ステップ１０２でデータ入力ｘ、ｙ、ｚを受信するまでステップ１００で待
ち合わせる。ステップ１０４でパケタイザ２１は、無音状態かどうかを決定する
。答えがｙｅｓの場合、ステップ１０６で、パケタイザ２１は第１のパケットを
つくる許可を持っているかどうかを決定する。答えがｎｏの場合、パケタイザ２
１は、ステップ１０８で待ち合わせる。答えがｙｅｓの場合、ステップ１１０で
パケタイザ２１は、同期装置３２に、許可を戻す要求を送信する。ステップ１１
２で、同期装置３２は、パケット化の許可を戻す要求を受信すると、ステップ１
１４で同期グループからパケタイザ２１を除き、同期グループが空いているとき
は、例えば、割り当てられていない同期グループの遊休状態リストなど、同期装
置３２自体に同期グループを戻す。ステップ１１６で、同期装置３２は、パケッ
ト化の許可が同期装置３２に戻されており、ステップ１１８でパケタイザ２１が
戻ってきた許可を受信し、ステップ１２０で待ち合わせていることを、肯定応答
する。パケタイザ２１は、ステップ１０４で無音時間が存在していないと決定す
ると、ステップ１２２で、第１のパケットをつくる許可を持っているかどうかを
決定する。答えがｎｏの場合、パケタイザ２１は、ステップ１２４で同期装置３
２からのパケット化する許可４０を要求する。同期装置３２は、ステップ１２６
で許可の要求４０を受信し、ステップ１２８で、同期グループのどれかに空きス
ロットがあるかどうかを決定する。答えがｎｏの場合、同期装置３２は、ステッ
プ１３０で新しい同期グループのスロット時間を決定して、この同期グループを
確定する。同期装置３２は、ステップ１３２で許可の要求を同期グループに割り
当てる。答えがｙｅｓの場合、同期装置３２は、ステップ１２８で、許可の要求
をステップ１３２の同期グループに直ちに割り当てる。同期装置３２は、ステッ
プ１３４でパケット化の許可をパケタイザ２１に送信し、パケタイザ２１はステ
ップ１３６でこの許可を受信する。パケタイザ２１は、ステップ１３８で入力デ
ータをブロックに入れ、このブロックが満杯の場合は、このブロックを、同期グ
ループによって定義され割り当てられた時間スロットにある第１のパケットとし
て送る。ステップ１２２の答えがｙｅｓの場合、パケタイザ２１は、入力データ
を直ちにブロックに入れ、このブロックが満杯の場合は、ステップ１３８と同様
、同期グループによって定義され割り当てられた時間スロットにある第１のパケ
ットとして、このブロックを送る。ステップ１４０でパケタイザ２１は、待ち合
わせる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の好適実施例を実施するのに適当な同期手段を備えたシステムを示すブ
ロック図を示す図。

【図２】 同期グループに形成されたパケット化手段を示すブロック図を示す図。

【図３】 本発明の好適実施例に従って、パケットを出力するタイミングを示す図。

【図４ａ】 パケット同期信号が、あるタイプのパケット化手段によって受信される場合を
示すブロック図。

【図４ｂ】 パケット同期信号が、他のタイプのパケット化手段によって受信される場合を
示すブロック図。

【図４ｃ】 パケット同期信号が、さらに異なるタイプのパケット化手段によって受信され
る場合を示すブロック図。

【図５】 音声符号器の同期した解放と同期していない解放が実行される場合の、発信元
の数の関数として、能率の計算結果の比較を示す図。

【図６】 本発明の好適実施例による同期装置とパケット化手段とのブロック図を示す図
。

【図７】 本発明の好適実施例によるフローチャートを示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つのデータストリームをパケット化する方法で
   あって、それぞれのデータストリームから第１のパケットをつくるステップを含
   む方法において、前記データストリームのパケット化を協調動作させて、前記そ
   れぞれのデータストリームから得られた前記第１のパケットを、ほぼ同期させる
   ステップをさらに含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記協調動作させるステッ
   プは、 − それぞれのパケット化手段が前記それぞれのデータストリームを受信するス
   テップと、 − 前記それぞれのパケット化手段が同期手段からのパケット化の許可を要求す
   るステップと、 − 前記同期手段が第１のパケットをパケット化する前記それぞれのパケット化
   手段から、許可要求を受信するステップと、 − 前記同期手段が前記それぞれのパケット化手段にパケット化の許可を送信し
   、前記それぞれのパケット化手段を協調動作させて、前記第１のパケットを、す
   でに第１のパケットを解放している他のパケット化手段と同期させて解放させる
   ステップと、 を含む方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、前記許可を要求するステッ
   プは、データチャネルを設定する時、またはデータスパートが到着すると実行さ
   れる前記方法。
4. 【請求項４】 先行請求項のいずれか１項に記載の方法であって、 − 前記同期手段が複数の同期グループを形成するステップであって、各同期グ
   ループは１つから所定の数までのパケット化手段を含み、各同期グループに属す
   る前記パケット化手段は、ほぼ同期して第１のパケットを解放する、前記ステッ
   プと、 − 前記それぞれのパケット化手段から前記許可要求を受信すると、前記同期手
   段が所定の数より少ないパケット化手段が同期グループのどれかに割り当てられ
   たかどうかを決定し、かかる同期グループに前記それぞれのパケット化手段を割
   り当て、割り当てられていない場合は、新しい同期グループを形成するステップ
   と、 をさらに含む方法。
5. 【請求項５】 先行請求項のいずれか１項に記載の方法であって、得られた
   第１のパケットを、パケット用伝送媒体上のそれぞれの第２のパケットに多重化
   するステップをさらに含む方法。
6. 【請求項６】 請求項４に従属する場合の請求項５に記載の方法であって、
   前記同期手段が何個の第１のパケットが前記第２のパケットにぴったり納まるか
   に依存して、各同期グループに属する前記所定の数のパケット化手段を選択する
   ステップを含む方法。
7. 【請求項７】 少なくとも２つのデータストリーム（ｘ、ｙ、ｚ）をパケッ
   ト化する装置であって、各パケット化手段（２０）が、前記それぞれのデータス
   トリーム（ｘ、ｙ、ｚ）から第１のパケット（３）をつくる少なくとも２つのパ
   ケット化手段（２０）を含む装置において、パケット化手段（２０）を協調動作
   させて、ほぼ同期して前記第１のパケット（３）をつくる同期手段（３０、３２
   、３４、３６、４０）をさらに含むことを特徴とする装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の装置において、前記同期手段（３０）は、
   前記それぞれのパケット化手段（２０）からパケット化の許可要求（４０）を受
   信する手段（３２、３４）と、前記それぞれのパケット化手段にパケット化する
   許可（３６）を送信する手段（３２、３４）と、前記それぞれのパケット化手段
   に前記パケット化する許可を送信して前記パケット化手段を協調動作させ、すで
   に第１のパケットを解放している他のパケット化手段とほぼ同期して前記第１の
   パケットを解放させる同期装置（３２）とを含む装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の装置において、前記同期装置（３２）は、
   各同期グループ（２）が１つから所定の数までのパケット化手段（２０）を含む
   、複数の同期グループ（２）を形成する手段を含む装置。
10. 【請求項１０】 請求項７〜９のいずれか１項に記載の装置において、前記
    パケット化手段（２０）は、前記それぞれのデータストリームを第１のパケット
    （３）にパケット化するパケタイザ（２１）を含む装置。
11. 【請求項１１】 請求項７〜９のいずれか１項に記載の装置において、前記
    パケット化手段（２０）は、所定の符号化フォーマットに従って、前記データス
    トリーム（ｘ、ｙ、ｚ）をデータブロックに符号化する符号化手段（２２）と、
    前記データブロックから第１のパケット（３）をつくるパケタイザ（２１）とを
    含む装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の装置において、前記所定の符号化フォ
    ーマットは、無音圧縮を備えた適応差分パルス符号変調（ADPCM）またはパルス 符号変調（PCM）である装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置において、
    前記パケタイザ（２１）は、パケット化プロトコルITU-T G.764、またはそれか ら派生した任意のパケット化プロトコルである装置。
14. 【請求項１４】 請求項７〜９のいずれか１項に記載の装置において、前記
    パケット化手段（２０）は、前記それぞれのデータストリームからデータブロッ
    クをつくるパケタイザ（２１）と、所定の符号化フォーマットに従って、前記デ
    ータブロックを第１のパケット（３）に符号化する符号化手段（２２）とを含む
    装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の装置において、前記所定の符号化フォ
    ーマットは、GSM（Global System for Mobile communication）、低遅延符号励 振線形予測（Low Delay Code Excited Linear Prediction：LD-CELP）を使用す る１６kbit/sの通話の符号化、または共役構造代数的符号励振線形予測（Conjug
    ate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction：CS-ACELP）使用す
    る８kbit/sの音声の符号化である装置。
16. 【請求項１６】 請求項１０〜１５のいずれかに記載の装置において、前記
    パケタイザ（２１）は、パケット化の許可を要求する手段（２３）と、前記パケ
    ット化する許可を受信する手段（２４）とを含む装置。
17. 【請求項１７】 請求項１１〜１６のいずれかに記載の装置において、前記
    パケット化手段（２０）は、無音圧縮手段を含む装置。
18. 【請求項１８】 少なくとも２つのデータストリームをパケット化するシス
    テムであって、前記それぞれのデータストリームをつくる少なくとも２つの発信
    元と、請求項６〜１６のいずれか１項に記載の装置と、パケット用伝送媒体（６
    ０）と、前記得られた第１のパケット（３）を、パケット用伝送媒体（６０）上
    でそれぞれの第２のパケット（４）に多重化する多重化手段（４、５、５０、５
    １、６１）とを含むシステム。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載のシステムにおいて、前記データストリ
    ームは、ディジタル化されたオーディオ情報および／またはビデオ情報を含むシ
    ステム。
20. 【請求項２０】 請求項１８または１９に記載のシステムにおいて、前記デ
    ータストリームは、標本化レートが８kbit/sの８ビットPCM標本を有する音声デ ータを含むシステム。
21. 【請求項２１】 請求項１８〜２０のいずれかに記載のシステムにおいて、
    前記パケット用伝送媒体（６０）は、非同期転送モード（ATM ）による伝送媒体
    であり、前記第２のパケット（４）はATM セルであり、多重化手段（５０）は、
    それぞれの第１のパケット（３）からAAL2パケット（６１）をつくるとともに、
    前記AAL2パケットを前記第２のパケットに多重化するAAL2マルチプレクサ（５０
    ）であるシステム。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載のシステムにおいて、同期グループ（２
    ）に属する前記所定の数のパケット化手段（２０）は、前記それぞれのATM セル
    にぴったり納まる全AAL2パケット（６１）の数によって決定されるシステム。
23. 【請求項２３】 請求項２１に記載のシステムにおいて、同期グループ（２
    ）に属するパケット化手段（２０）の前記所定の数は、前記AAL2パケットが分割
    されてATM セルにパッディングされる場合、前記それぞれのATM セルにぴったり
    納まる最適なAAL2パケット（６１）の数によって決定されるシステム。
24. 【請求項２４】 請求項１８〜２０のいずれかに記載のシステムにおいて、
    前記パケット用伝送媒体（６０）は、フレームリレーまたはIPによる伝送媒体で
    あるシステム。
25. 【請求項２５】 請求項１８〜２４のいずれか１項に記載のシステムにおい
    て、前記システムは、５０以下の発信元を含むシステム