(57)【要約】  大容量のデータの無線伝送において、データの伝送効率及び伝送安定性を向上する方法及び装置、特に非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法を提供する。該非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法は、第１ビーコン期間に第１スーパーフレームを伝送するステップと、スーパーフレームに含まれるデータスロット予約区間以内に、ネットワークに属する少なくとも一つの無線機器からデータスロットを要請するフレームを受信するステップと、フレームに対する応答フレームを、データスロット予約区間以内に、少なくとも一つの無線機器に伝送するステップと、少なくとも一つの無線機器に割当てられるデータスロットを含む第２スーパーフレームを、第２ビーコン期間に伝送するステップとからなる。
2009540658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ビーコン期間に第１スーパーフレームを伝送するステップと、
前記第１スーパーフレームに含まれるデータスロット予約区間以内に、ネットワークに属する少なくとも一つの無線機器からデータスロットを要請するフレームを受信するステップと、
前記フレームに対する応答フレームを、前記データスロット予約区間以内に、前記少なくとも一つの無線機器に伝送するステップと、
前記少なくとも一つの無線機器に割当てられるデータスロットを含む第２スーパーフレームを、第２ビーコン期間に伝送するステップと、を含む非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項２】
前記無線機器との通信は、ｍｍＷａｖｅチャンネルを通じて行われることを特徴とする請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項３】
前記第１スーパーフレームを伝送するステップ以前に、
前記少なくとも一つの無線機器からネットワーク参与を要請するフレームを受信するステップと、
前記ネットワーク参与要請に対する応答フレームを前記少なくとも一つの無線機器に伝送するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項４】
前記第１スーパーフレームは、
第１競争区間と、
第１非競争区間と、を含み、
前記第１競争区間は、第１コントロールフレーム及び第１非同期データを送受信するための区間と、前記データスロット予約区間とを含み、
前記第１非競争区間は、割当てられるデータスロットを含み、
前記第２スーパーフレームは、
第２競争区間と、
第２非競争区間と、を含み、
前記第２競争区間は、第２コントロールフレーム及び第２非同期データを送受信するための区間と、前記第２スーパーフレームのためのデータスロット予約区間とを含み、
前記第２非競争区間は、前記割当てられる少なくとも一つ以上のデータスロットを含むことを特徴とする請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項５】
前記第１競争区間は、前記少なくとも一つの無線機器が前記ネットワークに参与するためのコントロールフレームを送受信するための初期結合区間をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項６】
前記データスロット予約区間は、第１データスロット予約区間であり、
前記第１スーパーフレームは、
第１競争区間と、
第１非競争区間と、を含み、
前記第１競争区間は、第１コントロールフレームを送受信するための第１コントロール区間、前記第１データスロット予約区間及び非同期データを伝送するための第１区間を含み、
前記第１非競争区間は、割当てられるデータスロットを含み、
前記第２スーパーフレームは、
第２競争区間と、
第２非競争区間と、を含み、
前記第２競争区間は、第２コントロールフレームを送受信するための第２コントロール区間、第２データスロット予約区間及び非同期データを伝送するための第２区間を含み、
前記第２非競争区間は、前記割当てられる少なくとも一つ以上のデータスロットを含むことを特徴とする請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項７】
前記第１競争区間は、前記少なくとも一つの無線機器が前記ネットワークに参与するためのコントロールフレームを送受信するための初期結合区間をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項８】
前記第１スーパーフレーム及び第２スーパーフレームは、複数に分割されたコントロール区間が複数のデータスロットの間に分散配置されることを特徴とする請求項１に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項９】
前記第１データスロット予約区間は、競争区間であって、前記分割された複数のコントロール区間のうち一つに隣接して配置されることを特徴とする請求項８に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項１０】
前記第１データスロット予約区間は、非競争区間であって、前記複数のデータスロットのうち何れか一つと隣接して配置されることを特徴とする請求項８に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項１１】
前記第１データスロット予約区間は、
前記少なくとも一つの無線機器のそれぞれに対する時分割された区間からなることを特徴とする請求項１０に記載の非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法。
【請求項１２】
第１ビーコン期間に、第１スーパーフレームをネットワーク調整子から受信するステップと、
前記第１スーパーフレームに含まれるデータスロット予約区間以内に、ネットワークに属する少なくとも一つの無線機器からデータスロットを要請するフレームを、前記ネットワーク調整子に伝送するステップと、
前記ネットワーク調整子から割当てられたデータスロットを含む第２スーパーフレームを、第２ビーコン期間に受信するステップと、
前記少なくとも一つのデータスロットに該当する区間に、非圧縮ＡＶデータを他の無線機器に伝送するステップと、を含む非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項１３】
前記要請するフレームに対する応答フレームを、前記データスロット予約区間以内に、前記ネットワーク調整子から受信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項１４】
前記ネットワーク調整子との通信は、ｍｍＷａｖｅチャンネルを通じて行われることを特徴とする請求項１２に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項１５】
前記第１スーパーフレームは、
第１競争区間と、
第１非競争区間と、を含み、
前記第１競争区間は、第１コントロールフレーム及び第１非同期データを送受信するための第１区間と前記データスロット予約区間とを含み、
前記第１非競争区間は、データスロットを含み、
前記第２スーパーフレームは、
第２競争区間と、
第２非競争区間と、を含み、
前記第２競争区間は、第２コントロールフレーム及び第２非同期データを送受信するための第２区間と第２データスロット予約区間とを含み、
前記第２非競争区間は、前記割当てられる少なくとも一つ以上のデータスロットを含むことを特徴とする請求項１２に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項１６】
前記第１競争区間は、前記少なくとも一つの無線機器が前記ネットワークに参与するためのコントロールフレームを送受信するための初期結合区間をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項１７】
前記データスロット予約区間は、第１データスロット予約区間であり、
前記第１スーパーフレームは、
第１競争区間と、
第１非競争区間と、を含み、
前記第１競争区間は、第１コントロールフレームを送受信するための第１コントロール区間、前記第１データスロット予約区間及び非同期データを伝送するための第１区間を含み、
前記第１非競争区間は、割当てられるデータスロットを含み、
前記第２スーパーフレームは、
第２競争区間と、
第２非競争区間と、を含み、
前記第２競争区間は、第２コントロールフレームを送受信するための第２コントロール区間、第２データスロット予約区間及び非同期データを伝送するための第２区間を含み、
前記第２非競争区間は、前記割当てられる少なくとも一つ以上のデータスロットを含むことを特徴とする請求項１２に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項１８】
前記第１競争区間は、前記少なくとも一つの無線機器が前記ネットワークに参与するためのコントロールフレームを送受信するための初期結合区間をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項１９】
前記第１スーパーフレームは、複数に分割されたコントロール区間が複数のデータスロットの間に分散配置されることを特徴とする請求項１２に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項２０】
前記第１データスロット予約区間は、競争区間であって、前記分割された複数のコントロール区間のうち一つに隣接して配置されることを特徴とする請求項１９に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項２１】
前記第１データスロット予約区間は、非競争区間であって、前記複数のデータスロットのうち何れか一つと隣接して配置されることを特徴とする請求項１９に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項２２】
前記第１データスロット予約区間は、
前記少なくとも一つの無線機器のそれぞれに対する時分割された区間からなることを特徴とする請求項２１に記載の非圧縮ＡＶデータの伝送方法。
【請求項２３】
第１ビーコン期間に第１スーパーフレームを伝送するユニットと、
前記第１スーパーフレームに含まれるデータスロット予約区間以内に、ネットワークに属する少なくとも一つの無線機器からデータスロットを要請するフレームを受信するユニットと、
前記フレームに対する応答フレームを、前記データスロット予約区間以内に、前記少なくとも一つの無線機器に伝送するユニットと、
前記少なくとも一つの無線機器に割当てられるデータスロットを含む第２スーパーフレームを、第２ビーコン期間に伝送するユニットと、を備える非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当装置。
【請求項２４】
第１ビーコン期間に、第１スーパーフレームをネットワーク調整子から受信するユニットと、
前記スーパーフレームに含まれるデータスロット予約区間以内に、ネットワークに属する少なくとも一つの無線機器からデータスロットを要請するフレームを、前記ネットワーク調整子に伝送するユニットと、
前記ネットワーク調整子から割当てられたデータスロットを含む第２スーパーフレームを、第２ビーコン期間に受信するユニットと、
前記割当てられる少なくとも一つのデータスロットに該当する区間に、非圧縮ＡＶデータを他の無線機器に伝送するユニットと、を備える非圧縮ＡＶデータ伝送装置。
【請求項２５】
非圧縮ＡＶデータを伝送するための装置において、
前記非圧縮ＡＶデータを送受信するためのスケジューリングデータを伝送する伝送部を備え、
前記スケジューリングデータは、
前記ＡＶデータの送受信のための情報を含むビーコンを伝送するためのビーコン区間と、
前記ネットワーク上に存在する無線機器間の競争を通じて、前記無線機器の動作を制御するコントロールコマンドを伝送するための競争区間と、
前記無線機器の間に前記非圧縮ＡＶデータを送受信するための複数のデータスロットからなる非競争区間と、を含むデータ構造。
【請求項２６】
前記競争区間は、前記ビーコン区間の直後に位置することを特徴とする請求項２５に記載のデータ構造。
【請求項２７】
前記複数の競争区間及び前記複数の非競争区間は、前記ビーコン区間以後に複数個配置されることを特徴とする請求項２５に記載のデータ構造。
【請求項２８】
前記複数の競争区間及び前記複数の非競争区間は、交互に配置されることを特徴とする請求項２７に記載のデータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に係り、さらに詳細には、大容量データの無線伝送において、データの伝送効率及び伝送安定性を向上させる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークが無線化されており、大容量のマルチメディアデータ伝送要求の増大によって、無線ネットワーク環境での効果的な伝送法についての研究が要求されている。与えられた無線資源を色々なデバイスが共有して使用する無線ネットワークの特性上、競争が増加すれば、通信中に衝突によって貴重な無線資源を浪費する可能性が大きい。このような衝突または損失を減らし、安定的にデータを送受信するために、無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＬＡＮ）環境では、競争基盤のＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）または無競争方式のＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を使用しており、無線ＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＰＡＮ）環境では、チャンネル時間割当という時分割方式を使用している。
【０００３】
無線ネットワークにかかる方法を適用することによって、ある程度衝突を減少させて安定的に通信しうるが、有線ネットワークに比べては、依然として伝送データ間の衝突が発生する可能性が大きい。それは、無線ネットワーク環境には、本質的に多重経路、減衰、干渉など安定した通信を妨害する要素が多く存在するためである。それだけでなく、前記無線ネットワークに参与する無線ネットワークの数が増加するほど衝突、損失などの問題が発生する可能性はさらに大きくなる。
【０００４】
このような衝突は、無線ネットワークの伝送速度に致命的な悪影響を及ぼす再伝送を要求する。特に、オーディオ／ビデオデータ（ＡＶデータ）のように、さらなるＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）が必要な場合においては、このような再伝送回数を減らすことによって、可用帯域幅をさらに広く確保することが非常に重要な問題である。
【０００５】
さらに、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｄｉｓｋ）画像、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）画像など高品質ビデオを多様なホームデバイス間に無線伝送する必要性が高まっている趨勢を勘案するとき、広い帯域幅を要求する前記高品質ビデオを切れ目なしに持続的に送受信するための技術的標準が要求される時点にある。
【０００６】
現在、ＩＥＥＥ  ８０２.１５.３ｃの一つのタスクグループでは、無線ホームネットワークで大容量のデータを伝送するための技術規格を推進中である。いわば、ｍｍＷａｖｅ（Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ  Ｗａｖｅ）と呼ばれるこの規格は、大容量データ伝送のために物理的な波長の長さがｍｍである電波（すなわち、３０ＧＨｚないし３００ＧＨｚの周波数を有する電波）を利用する。従来には、このような周波数帯は不許可バンドであって、通信事業者用や電波天文用、または車両衝突防止などの用途として制限的に使われてきた。
【０００７】
図１は、ＩＥＥＥ  ８０２.１１系の標準とｍｍＷａｖｅとの周波数帯域を比較する図である。ＩＥＥＥ  ８０２.１１ｂやＩＥＥＥ  ８０２.１１ｇは、搬送波周波数が２.４ＧＨｚであり、チャンネル帯域幅は２０ＭＨｚほどである。また、ＩＥＥＥ  ８０２.１１ａやＩＥＥＥ  ８０２.１１ｎは、搬送波周波数が５ＧＨｚであり、チャンネル帯域幅は、同様に２０ＭＨｚほどである。一方、ｍｍＷａｖｅは、６０ＧＨｚの搬送波周波数を使用し、約０.５ないし２.５ＧＨｚのチャンネル帯域幅を有する。したがって、ｍｍＷａｖｅは、既存のＩＥＥＥ  ８０２.１１系の標準に比べてはるかに大きい搬送波周波数及びチャンネル帯域幅を有するということが分かる。
【０００８】
このように、ｍｍ単位の波長を有する高周波信号（ｍｍＷａｖｅ）を利用すれば、数ギガビット（Ｇｂｐｓ）単位の非常に高い伝送率を表すことができ、アンテナサイズを１.５ｍｍ以下にすることができて、アンテナを含む単一チップを具現しうる。また、空気中の減衰率が非常に高いため、機器間に干渉を減少させうるという長所もある。
【０００９】
一方、前記のような高い減衰率によって通達距離が短く、信号の直進性が高いため、陰影地域（Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅ−ｏｆ−Ｓｉｇｈｔ）環境では、通信が正しくなされ難い問題がある。これにより、ｍｍＷａｖｅでは、前者の問題は、高い利得を有する配列アンテナを利用することによって解決し、後者の問題は、ビームステアリング方式を使用することによって解決している。
【００１０】
最近には、家庭、事務室内の環境で、既存のＩＥＥＥ  ８０２.１１系の数Ｇ帯域を使用して圧縮データを伝送する技術に付け加えて、数十Ｇ帯域の高周波帯域でかかるｍｍＷａｖｅを利用して非圧縮データを伝送する方式が導入されている。前記非圧縮データとは、損失符号化の観点で圧縮されていないものを意味するだけであるので、完全に復元される無損失符号化は使われても良い。
【００１１】
非圧縮ＡＶデータは、圧縮されていない大容量のデータであるので、数十ギガ帯域の高周波帯域でのみ伝送可能であり、圧縮データに比べて、パケット損失があっても、相対的にディスプレイにおいて、大きい影響を及ぼさない。したがって、ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）や再伝送を行わなくても良い。したがって、前記のような特性を有する数十ギガ帯域の高周波帯域で伝送される非圧縮ＡＶデータの効率的な伝送のために、媒体接近を効率的にするための方法を考案する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする技術的課題は、数十ＧＨｚ帯域のｍｍＷａｖｅを通じて非圧縮ＡＶデータを効率的に伝送する方法及び装置を提供することである。
【００１３】
本発明の技術的課題は、前述した技術的課題に制限されず、前述されていない他の技術的課題は、下記から当業者に明確に理解されうるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を達成するために、非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当方法は、第１ビーコン期間に第１スーパーフレームを伝送するステップと、前記スーパーフレームに含まれるデータスロット予約区間以内に、ネットワークに属する少なくとも一つの無線機器からデータスロットを要請するフレームを受信するステップと、前記フレームに対する応答フレームを、前記データスロット予約区間以内に、前記少なくとも一つの無線機器に伝送するステップと、前記少なくとも一つの無線機器に割当てられるデータスロットを含む第２スーパーフレームを、第２ビーコン期間に伝送するステップとを含む。
【００１５】
前記課題を達成するために、非圧縮ＡＶデータの伝送方法は、第１ビーコン期間に、第１スーパーフレームをネットワーク調整子から受信するステップと、前記スーパーフレームに含まれるデータスロット予約区間以内に、ネットワークに属する少なくとも一つの無線機器からデータスロットを要請するフレームを、前記ネットワーク調整子に伝送するステップと、前記ネットワーク調整子から割当てられたデータスロットを含む第２スーパーフレームを、第２ビーコン期間に受信するステップと、前記データスロットに該当する区間に、非圧縮ＡＶデータを他の無線機器に伝送するステップとを含む。
【００１６】
前記課題を達成するために、非圧縮ＡＶデータ伝送のためのデータスロット割当装置は、第１ビーコン期間に第１スーパーフレームを伝送するユニットと、前記スーパーフレームに含まれるデータスロット予約区間以内に、ネットワークに属する少なくとも一つの無線機器からデータスロットを要請するフレームを受信するユニットと、前記フレームに対する応答フレームを、前記データスロット予約区間以内に、前記少なくとも一つの無線機器に伝送するユニットと、前記少なくとも一つの無線機器に割当てられるデータスロットを含む第２スーパーフレームを、第２ビーコン期間に伝送するユニットとを含む。
【００１７】
前記課題を達成するために、非圧縮ＡＶデータ伝送装置は、第１ビーコン期間に、第１スーパーフレームをネットワーク調整子から受信するユニットと、前記スーパーフレームに含まれるデータスロット予約区間以内に、ネットワークに属する少なくとも一つの無線機器からデータスロットを要請するフレームを、前記ネットワーク調整子に伝送するユニットと、前記ネットワーク調整子から割当てられたデータスロットを含む第２スーパーフレームを、第２ビーコン期間に受信するユニットと、前記データスロットに該当する区間の間、非圧縮ＡＶデータを他の無線機器に伝送するユニットとを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施例に限定されず、異なる多様な形態で具現され、単に、本実施例は、本発明の開示を完全にし、当業者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範囲によって定義されるだけである。明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を表す。
【００１９】
図２は、ＩＥＥＥ  ８０２.１５.３による時分割方式を示す図である。ＩＥＥＥ  ８０２.１５.３  ＭＡＣの特徴は、無線ネットワークの形成が迅速であり、ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）基盤ではなく、ＰＮＣ（Ｐｉｃｏｎｅｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）を中心にしたピコネットというアドホックネットワークに基づく。図２のようなスーパーフレームという時間的な配置構造内にデバイス間のデータ送受信のための時間区間が配置される。スーパーフレームの構成では、制御情報を含んでいるビーコン１２と、バックオフを通じてデータを伝送するＣＡＰ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｅｒｉｏｄ）区間１３と、割当てられた時間に競合なしにデータを送るＣＴＡＰ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｔｉｍｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｏｄ）区間１１とがある。このとき、ＣＡＰ  １３及びＭＣＴＡ  １４では、何れも競争的接近方式が使われる。具体的に、ＣＡＰ  １３では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式が使われ、ＭＣＴＡでは、Ｓｌｏｔｔｅｄ  Ａｌｏｈａ方式が使われる。
【００２０】
ＣＴＡＰ  １１は、前記ＭＣＴＡ  １４以外に、複数個のＣＴＡ（ＣｈａｎｎｅｌＴｉｍｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）１５で構成される。ＣＴＡ  １５の種類には、動的ＣＴＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ＣＴＡ）と擬似静的ＣＴＡ（Ｐｓｅｕｄｏｓｔａｔｉｃ  ＣＴＡ）との２種類がある。動的ＣＴＡは、スーパーフレームごとにその位置が変わり、ビーコンをのがせば、該当スーパーフレームでＣＴＡを使用できない。一方、擬似静的ＣＴＡは、位置が変わらず、同じ位置に固定されており、ビーコンをのがしても、スーパーフレームをのがしても、固定された位置でＣＴＡ区間を使用できる。しかしながら、擬似静的ＣＴＡも、ｍＭａｘＬｏｓｔＢｅａｃｏｎｓに該当する回数以上連続してビーコンをのがせば、使用不能にしている。
【００２１】
このように、ＩＥＥＥ  ８０２.１５.３のＭＡＣは、安定的なＱｏＳを保証できるＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）基盤で構成されており、特に、ホームネットワーク上でのマルチメディアオーディオ／ビデオストリーミング（Ａ／Ｖ  Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ）に適している。しかし、これは、数十ギガ帯域の高周波帯域でＡＶデータを伝送するためには、依然として改善の余地がある。
【００２２】
一般的に、ネットワーク上の機器間で送受信されるＭＡＣフレームは、データフレームとコントロールフレームとからなる。
【００２３】
前記コントロールフレームは、データフレームを除外した前記データフレームの伝送を補助する全てのフレームを意味する。例えば、コントロールフレームとしては、ネットワーク調整子の形成したネットワークに参与することを要請する結合要請フレーム、等時的データを伝送するためのデータスロットを要請するデータスロット要請フレーム、ネットワーク探索を要請するプローブ要請フレーム、調整子としての役割を譲渡する調整子ハンドオーバー要請フレーム、及びこれらに対する応答フレームがある。また、いかなるフレーム伝送が正しく伝送されたか否かを確認応答するＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）フレームもコントロールフレームに含まれる。
【００２４】
ところが、ＩＥＥＥ  ８０２.１５.３でのデータフレームの大きさとコントロールフレームの大きさとは、それほど大差がない。データフレームの大きさは、最大２０４８ｂｙｔｅｓであり、コマンドフレームの大きさも、数十ないし数百ｂｙｔｅｓほどである。しかしながら、数十ＧＨｚ帯域での非圧縮ＡＶデータの伝送のためには、コマンドフレームの大きさは、同じであるが、データフレームの大きさは、はるかに大きくなるので、既存のＩＥＥＥ  ８０２.１５.３方式によるのは非効率的である。
【００２５】
従来のＩＥＥＥ  ８０２.１５.３のＣＡＰ  １３及びＭＣＴＡ  １４では、各種のコントロールフレーム及び非同期データフレームが競争的にチャンネルに接近する。この場合、相対的に重要度の低い非同期データフレームがチャンネルを獲得する場合が多くなれば、非圧縮等時的データの伝送のために必要なコントロールフレームを伝送する機会が減る。また、コントロールフレームのうちでもデータスロット割当と関連したフレーム、機器がネットワークに参与するために必要なフレームは、相対的に他のコントロールフレームに比べて重要度が高いが、同じ競争区間で競争するので、安定的にチャンネルを獲得できない。ところが、機器がこのような重要なコントロールデータを送受信する機会をのがせば、厖大な大きさの非圧縮ＡＶデータを伝送する機会自体が封鎖されるため、全体的なネットワークスループットが急減する。
【００２６】
したがって、相対的に重要なコントロールフレームを伝送するための時間区間をスーパーフレームに別途に配置する必要がある。但し、このような特定コントロールフレームのために割当てられる時間区間も、ネットワークに含まれた多数の機器の間には競争せねばならないので、基本的には競争区間である。
【００２７】
図３は、本発明が適用される概略的な環境を示す図である。ネットワーク調整子１００と、少なくとも一つ以上の機器２００ａ,２００ｂ,２００ｃとが一つのネットワークを構成している。ネットワーク調整子１００は、周期的にビーコン期間にスーパーフレームを放送する。前記スーパーフレームは、ビーコン信号に含まれ、前記ビーコン信号を放送することによって、各機器２００ａ,２００ｂ,２００ｃに伝えられる。
【００２８】
これにより、機器２００ａ,２００ｂ,２００ｃは、前記スーパーフレームに含まれた競争区間または非競争区間内で、コントロールフレーム、データフレーム、ＡＣＫを伝送しうる。
【００２９】
もし、最初にネットワークに属していない機器１ ２００ａがネットワークに参与するためには、スーパーフレームの競争期間中に、他の機器２００ｂ,２００ｃとの競争を通じてネットワーク調整子１００に結合要請フレームを伝送し（（１））、これから結合応答フレームを受信せねばならない（（２））。
【００３０】
結合要請フレーム４０は、図４のような構成でなされる。他の全てのフレームと同様に、結合フレーム４０も、ＭＡＣヘッダ１０とペイロード２０とで構成されるが、ペイロード２０は、コントロール種類フィールド４１、長さフィールド４２、機器アドレスフィールド４３、機器情報フィールド４４、及びＡＴＰ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅｏｕｔ  Ｐｅｒｉｏｄ）フィールド４５からなりうる。
【００３１】
コントロール種類フィールド４１には、該当コントロールフレーム、すなわち、結合要請フレーム４０を識別できる識別子が表示され、長さフィールド４２には、それ以後のフィールド４３,４４,４５の総バイト数が記録される。
【００３２】
機器アドレスフィールド４３は、結合要請フレーム４０を伝送する機器１  ２００ａのハードウェアアドレス（例：最大８バイトのＭＡＣアドレス）が記録される。また、機器情報フィールド４４には、機器１  ２００ａの有する機能、性能、容量などの多様な機器情報が記録される。最後に、ＡＴＰ  ４５には、ネットワーク調整子１００と機器１  ２００ａとの間に通信がなくても結合関係が維持されうる最大時間が表示される。前記時間の間に通信がなされなければ、再び結合を解除させるためである。
【００３３】
前記結合要請フレーム４０に対する応答として、ネットワーク調整子１００は、機器１  ２００ａに結合応答フレーム５０を伝送する。図５は、結合応答フレーム５０の構成を示す図である。結合応答フレーム５０のペイロード２０は、コントロール種類フィールド５１、長さフィールド５２、機器アドレスフィールド５３、機器ＩＤフィールド５４、ＡＴＰフィールド５５、及びコードフィールド５６からなりうる。
【００３４】
コントロール種類フィールド５１には、結合応答フレーム５０を識別できる識別子が表示され、長さフィールド５２には、それ以後のフィールド５３,５４,５５,５６の総バイト数が記録され、機器アドレスフィールド５３には、機器１のハードウェアアドレスが記録される。
【００３５】
機器ＩＤフィールド５４は、ネットワーク内に存在する機器を識別するための機器ＩＤが記録される。したがって、機器ＩＤは、ハードウェアアドレスの大きさ（例：８バイト）よりはるかに小さい大きさ（例：１バイト）で記録されうるので、機器間に通信がなされる時にオーバーヘッドを減少しうる。
【００３６】
ＡＴＰフィールド５５には、ネットワーク調整子２００ａの決定した最終的なタイムアウト時間が記録される。この時間は、ネットワーク調整子２００ａが図４のＡＴＰフィールド４５に要請された時間を支援できない場合には、相異なることもある。
【００３７】
コードフィールド５６には、結合要請に対する承認または拒絶を表示する値が表示される。例えば、０は承認を表し、１ないし８は拒絶されるそれぞれの理由を表す。拒絶される理由としては、ネットワーク調整子に結合される最大機器数に達したこと、割り当てるタイムスロットの不足、チャンネル状態の不良がある。
【００３８】
結合応答フレーム５０によって、機器１  ２００ａが結合要請を承認された場合、機器１  ２００ａは、はじめてネットワークの一員となる。次いで、機器１  ２００ａが機器２  ２００ｂに非圧縮ＡＶデータを伝送しようとすれば、ネットワーク調整子１００に前記非圧縮ＡＶデータを伝送するためのデータスロットを要請せねばならない（図３の（３））。
【００３９】
前記データスロットの要請は、図６のようなデータスロット要請フレーム６０を通じてなされる。データスロット要請フレーム６０のペイロード２０には、コントロール種類フィールド６１、長さフィールド６２、及び少なくとも一つ以上の要請ブロックフィールド６３,６４,６５が含まれる。コントロール種類フィールド６１や長さフィールド６２は、他のコントロールフレームと同様である。
【００４０】
一つの要請ブロックフィールド６４は、受信機器の数を表すターゲット数フィールド６４ａ、受信機器の機器ＩＤを列挙するターゲットＩＤリストフィールド６４ｂ、データスロット要請フレーム６０のバージョンを識別するストリーム要請ＩＤフィールド６４ｃ、伝送しようとするデータを識別するためのストリームインデックスフィールド６４ｄ、要請しようとする最小データスロットのサイズを表す最小ＴＵ（Ｔｉｍｅ  Ｕｎｉｔ）フィールド６４ｅ、及び機器が所望のデータスロットのサイズを表す希望ＴＵフィールド６４ｆを含んで構成されうる。
【００４１】
機器１  ２００ａが、このようなデータスロット要請フレーム６０をスーパーフレームの競争期間中に他の機器２００ｂ,２００ｃとの競争を通じてネットワーク調整子１００に伝送すれば（（３））、これに対して、ネットワーク調整子１００は、図７のようなデータスロット応答フレーム７０を機器１  ２００ａに伝送する（（４））。
【００４２】
データスロット応答フレーム７０のペイロード２０は、コントロール種類フィールド７１、長さフィールド７２、ストリーム要請ＩＤフィールド７３、ストリームインデックスフィールド７４、可用ＴＵの数フィールド７５、及びコードフィールド７６で構成されうる。
【００４３】
フィールド７１,７２,７３,７４は、データスロット要請フレーム６０と同様な内容が記録される。また、可用ＴＵの数フィールド７５には、ネットワーク調整子１００が最終的に割り当てる一つのデータスロットに対するＴＵの数が記録される。最後に、コードフィールド７６には、データスロット要請に対する承認または拒絶を表示する値が表示される。
【００４４】
前記応答フレーム７０を機器１  ２００ａに伝送した後、ネットワーク調整子１００は、機器２００ａ,２００ｂ,２００ｃに割当てられるデータスロットを含むスーパーフレームを、次のビーコン期間にビーコン信号に載せて放送する（（５））。
【００４５】
前記放送されたスーパーフレームによって、機器１  ２００ａがネットワーク調整子１００からデータスロットを割当てられれば、前記割当てられたデータスロットの間に所定の受信機器２００ｂに非圧縮ＡＶデータを伝送しうる（（６））。前記非圧縮ＡＶデータの伝送に対して、機器２  ２００ｂは、機器１  ２００ａにＡＣＫフレームを伝送することもできる（（７））。但し、非圧縮ＡＶデータの特性上多少のエラーがあっても、再生される画像にそれほど大きい問題は発生しないので、ＡＣＫを使用しないＮｏＡＣＫ政策を使用しても良い。もし、ＡＣＫフレームを伝送する場合であっても、本発明によれば、前記ＡＣＫフレームは、データスロットを通じて伝送されないこともある。データスロットは、非圧縮ＡＶデータの円滑な伝送に使用するために、ＡＣＫは、他のコントロールフレームと同様に、競争区間の間に競争を通じて伝送されうる。
【００４６】
図８ないし図１３は、本発明の多様な実施例によるスーパーフレーム８０,９０,１００,１１０,１２０,１３０の構造を示す図である。本発明によるスーパーフレームは、ビーコン伝送区間、競争区間及び非競争区間に大別される。
【００４７】
本発明の実施例において、競争区間は、重要度の高い特定機能に関するコントロールフレームのための区間をそうでない区間と分離して配置するという点で、従来のＩＥＥＥ  ８０２.１５.３とは区別される。すなわち、従来の競争区間といえば、時分割とは関係なく、該当フレームが競争を通じてチャンネルを獲得する区間であったが、本発明では、競争区間自体が特定機能によって時分割されている。
【００４８】
まず、図８は、本発明の第１実施例によるスーパーフレーム８０の構造を示す図である。
【００４９】
競争区間８２は、データスロットの要請及び応答のためのデータスロット予約区間８５と、データスロット予約と関係ないコントロールフレーム及び非同期データフレームの送受信に使用するためのコントロール＆非同期データ区間８４とに分けられる。データスロット要請及び応答は、非圧縮ＡＶデータを伝送するためのデータスロットを予約するために必須的な過程であるので、他のコントロールフレームや非同期データフレームのための区間と別途に分離したものである。但し、このように別途に分離された区間８５があるとしても、スロット予約は、必ずしもこの区間８５でのみなされるものではなく、コントロール＆非同期データ区間８４で他のコントロールフレームとの競争を通じてスロット予約がなされることもある。
【００５０】
非競争区間８３は、複数のデータスロット８６,８７からなり、それぞれのデータスロットは、非圧縮ＡＶデータの伝送に使われる。
【００５１】
図９は、本発明の第２実施例によるスーパーフレーム９０の構造を示す図である。
【００５２】
図８と比較すると、競争区間９２にコントロール＆非同期データ区間９４、データスロット予約区間９６以外に、初期結合区間９５も別途に配置されている。初期結合区間９５は、データスロット予約の次に重要であるといえる機器結合要請及び応答を送受信するための区間である。したがって、機器結合要請フレームや機器要請応答フレームは、初期結合区間９５で独占的になされる。
【００５３】
図１０は、本発明の第３実施例によるスーパーフレーム１００の構造を示す図である。
【００５４】
図９と比較すると、コントロール区間１０４と非同期データ区間１０７とを別途に分離したということが分かる。コントロール区間１０４は、初期結合及びデータスロット予約と関係ないコントロールデータ伝送のための競争区間であり、非同期データ区間１０７は、等時的非圧縮ＡＶデータ以外の非同期データ（例：圧縮ＡＶデータ）を伝送するための区間である。
【００５５】
図１１は、本発明の第４実施例によるスーパーフレーム１１０の構造を示す図である。第４実施例は、複数個に分割されたコントロール区間１１４ａ,１１４ｂ,１１４ｃを、スーパーフレーム１１０内でデータスロット１１５,１１６,１１７の間に分散配置したものである。コントロール区間１１４ａ,１１４ｂ,１１４ｃは、競争区間であり、データスロット１１５,１１６,１１７は、非競争区間であるので、競争区間及び非競争区間の分散配置されたものと見なされる。このような分散配置を通じて、非圧縮ＡＶデータ伝送しようとする機器に要求されるバッファのサイズが縮小する効果がある。
【００５６】
図１２は、本発明の第５実施例によるスーパーフレーム１２０の構造を示す図である。
【００５７】
図１１と比較すると、最初の競争区間１２２ａをコントロール区間１２４ａ及びデータスロット予約区間１２５に区分した点で差がある。前述したように、データスロット予約過程は、非圧縮ＡＶデータを伝送するための前提条件として重要度が高いため、別途の区間に分離したものである。
【００５８】
図１３は、本発明の第６実施例によるスーパーフレーム１３０の構造を示す図である。
【００５９】
図８と比較すると、データスロット予約区間１３５が競争区間１３２ではなく、非競争区間１３３に配置されるという点で差がある。図８の第１実施例では、データスロット予約区間８５が競争区間８２内にあったため、競争によってデータスロット要請フレームを伝送する機会さえ有することができない機器もある。
【００６０】
これにより、第６実施例では、現在ネットワークに結合された機器の数を知っているネットワーク調整子１００がスーパーフレームを放送するとき、その機器数ほどのデータスロット予約区間を知らせる方式を使用する。例えば、ネットワークにｎ個の結合された機器があるとする時、データスロット予約区間１３５をｎ個に時分割して各機器がデータスロット予約のための時間区間１３５ａ,１３５ｂ,１３５ｃを配置する。このようにすれば、全ての機器がデータスロット予約のためのデータスロット要請フレームを伝送する機会が保証される。
【００６１】
図１４は、本発明の一実施例によるネットワーク調整子１００の構成を示すブロック図である。
【００６２】
ネットワーク調整子１００は、ＣＰＵ  １１０、メモリ１２０、ＭＡＣユニット１４０、ＰＨＹユニット１５０、スーパーフレーム生成部１４１、コントロールフレーム生成部１４２、及びアンテナ１５３を含んで構成されうる。
【００６３】
ＣＰＵ  １１０は、バス１３０に連結されている他の構成要素を制御し、ＭＡＣ層の上位層での処理を担当する。したがって、ＣＰＵ  １１０は、ＭＡＣユニット１４０から提供される受信データ（受信ＭＳＤＵ（ＭＡＣ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ））を処理するか、または伝送データ（伝送ＭＳＤＵ）を生成してＭＡＣユニット１４０に提供する。
【００６４】
メモリ１２０は、前記処理された受信データを保存するか、または前記生成された伝送データを臨時保存する。前記メモリは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリのような不揮発性メモリ素子、またはＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性メモリ素子、ハードディスク、光ディスクのような記録媒体、またはその他の該当分野で知られている任意の他の形態に具現されうる。
【００６５】
ＭＡＣユニット１４０は、ＣＰＵ１１０から提供されたＭＳＤＵ、すなわち、伝送するマルチメディアデータにＭＡＣヘッダを付加してＭＰＤＵ（ＭＡＣ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）を生成してＰＨＹユニット１５０を通じて伝送し、ＰＨＹユニット１５０を通じて受信されるＭＰＤＵからＭＡＣヘッダを除去する。
【００６６】
このように、ＭＡＣユニット１４０が伝送するＭＰＤＵは、ビーコン期間に伝送されるスーパーフレームを含み、ＭＡＣユニット１４０が受信するＭＰＤＵは、結合要請フレーム、データスロット要請フレーム、その他の多様なコントロールフレームを含む。
【００６７】
スーパーフレーム生成部１４１は、図８ないし図１３に示されたスーパーフレームのうち何れか一つを生成してＭＡＣユニットに提供し、コントロールフレーム生成部１４２は、結合要請フレーム、データスロット要請フレーム、その他の多様なコントロールフレームを生成してＭＡＣユニットに提供する。
【００６８】
ＰＨＹユニット１５０は、ＭＡＣユニット１４０から提供されたＭＰＤＵにシグナルフィールド及びプリアンブルを付加してＰＰＤＵを生成し、該生成されたＰＰＤＵ、すなわち、データフレームを無線信号に変換してアンテナ１５３を通じて伝送する。ＰＨＹユニット１５０は、基底帯域信号を処理するベースバンドプロセッサ１５１と、前記処理された基底帯域信号から実際無線信号を生成し、アンテナ１５３を通じて空中に伝送するＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニット１５２とに細分化されうる。
【００６９】
具体的に、基底帯域プロセッサ１５１は、フレームフォーマッティング、チャンネルコーディングを行い、ＲＦユニット１５２は、アナログ波増幅、アナログ／デジタル信号変換、変調などの動作を行う。
【００７０】
図１５は、本発明の一実施例による無線機器２００の構成を示すブロック図である。無線機器２００の構成のうち、ＭＡＣユニット２４０、メモリ２２０、及びＰＨＹユニット２５０の基本的な機能は、ネットワーク調整子１００と同様である。
【００７１】
タイマー２４１は、スーパーフレームに含まれた競争区間または非競争区間の開始時間及び終了時間の確認に使われる。コントロールフレーム生成部２４２は、結合要請フレーム、データスロット要請フレームなど多様なコントロールフレームを生成してＭＡＣユニット２４０に提供する。
【００７２】
一方、非圧縮ＡＶデータ生成部２４３は、ＡＶデータを圧縮されていない形態で記録して生成する。例えば、非圧縮ＡＶデータ生成部２４３は、ビデオデータのＲＧＢ成分値からなるビデオデータを記録する。
【００７３】
ＭＡＣユニット２４０は、提供された非圧縮ＡＶデータまたはコントロールフレームにＭＡＣヘッダを付加してＭＰＤＵを生成し、スーパーフレームの該当時間となったとき、前記ＭＰＤＵをＰＨＹユニット２５０を通じて伝送する。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明による数十ＧＨｚ帯域のｍｍＷａｖｅを通じて非圧縮ＡＶデータを効率的に伝送しうる。
【００７５】
図１４及び１５の各構成要素は、メモリ上の所定領域で行われるタスク、クラス、サブルーチン、プロセス、オブジェクト、実行スレッド、プログラムのようなソフトウェアや、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）のようなハードウェアで具現され、また、前記ソフトウェア及びハードウェアの組合わせからなることもある。前記構成要素は、コンピュータで判読可能な記録媒体に含まれていてもよく、複数のコンピュータにその一部が分散されて分布されてもよい。
【００７６】
以上、添付された図面を参照して、本発明の実施例を説明したが、当業者は、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更せずに、他の具体的な形態で実施されうるということが分かるであろう。したがって、前述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的でないと理解せねばならない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】ＩＥＥＥ  ８０２.１１系の標準とｍｍＷａｖｅとの周波数帯域を比較する図である。
【図２】ＩＥＥＥ  ８０２.１５.３による時分割方式を示す図である。
【図３】本発明が適用される概略的な環境を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による結合要請フレームの構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施例による結合応答フレームの構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施例によるデータスロット要請フレームの構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施例によるデータスロット応答フレームの構成を示す図である。
【図８】本発明の第１実施例によるスーパーフレームの構造を示す図である。
【図９】本発明の第２実施例によるスーパーフレームの構造を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施例によるスーパーフレームの構造を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施例によるスーパーフレームの構造を示す図である。
【図１２】本発明の第５実施例によるスーパーフレームの構造を示す図である。
【図１３】本発明の第６実施例によるスーパーフレームの構造を示す図である。
【図１４】本発明の一実施例によるネットワーク調整子の構成を示す図である。
【図１５】本発明の一実施例による無線機器の構成を示す図である。
【図１】
2009540658.tif 000003
【図２】
2009540658.tif 000004
【図３】
2009540658.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009540658.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009540658.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009540658.tif 000011
【図１０】
2009540658.tif 000012
【図１１】
2009540658.tif 000013
【図１２】
2009540658.tif 000014
【図１３】
2009540658.tif 000015
【図１４】
2009540658.tif 000016
【図１５】
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【国際調査報告】
2009540658.tif 000018
2009540658.tif 000019