(57)【要約】【課題】サービス品質ＱｏＳを満足するデータの伝送速度と制御ができるようにする送信キューデータの移動方法と装置とを提供する。【解決手段】本発明による無線ＬＡＮシステムはメモリと、伝送データをフレーム単位で分割し、分割されたフレーム各々から前記メモリ内でのアドレスと長さを含むディスクリプタを生成する、送信優先順位によって前記分割されたフレーム及び前記ディスクリプタを前記メモリに貯蔵する中央処理装置と、前記送信優先順位と前記ディスクリプタとを参照して前記メモリから送るデータのフレームを呼び出して一時的に貯蔵する媒体接近制御機と、そして前記媒体接近制御機に貯蔵されたフレームを送る送信機とを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリと、
伝送するデータをフレーム単位に分割し、前記分割されたフレームの各々から前記メモリ内でのアドレスと長さとを含むディスクリプタを生成し、送信優先順位に応じて前記分割されたフレーム及び前記ディスクリプタを前記メモリに貯蔵する中央処理装置と、
前記送信優先順位と前記ディスクリプタとを参照して前記メモリから送信するデータのフレームを呼び出して一時的に貯蔵する媒体接近制御機と、
前記媒体接近制御機に貯蔵されたフレームを送る送信機とを含むことを特徴とする無線ＬＡＮシステム。
【請求項２】
前記メモリは、同一優先順位のディスクリプタを入力手順に応じて一つの待機列で構成し、前記ディスクリプタ待機列がサービス品質による優先順位の個数だけなされたディスクリプタ領域と、
受信機でのフレーム制御に関する情報を盛ったフレームヘッダ領域と、
送信するデータの本体に該当するフレームボディ領域とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項３】
前記ディスクリプタは、前記媒体接近制御機が前記フレームヘッダとフレームボディの移動を連鎖的に制御するように、待機中である次のディスクリプタの位置情報と、該当のフレームの送信結果状態を知らせる状態情報とをさらに含むデータであることを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項４】
前記フレームヘッダ領域は、同一優先順位を有するフレームヘッダの待機列が前記優先順位別複数個の領域で構成されることを特徴とする請求項２に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項５】
前記フレームボディ領域は、同一優先順位を有するフレームヘッダの待機列が優先順位別複数個の領域で構成されることを特徴とする請求項２に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項６】
前記媒体接近制御機は、複数個の伝送要請信号を出力するキュー制御ブロックと、
前記複数個の伝送要請信号のうちの優先順位の高い伝送要請信号のみを選択して出力するキュー選択器と、
前記キュー選択器によって選択された伝送要請信号に応じて前記メモリから該当するフレームを読み込むＤＭＡ制御機を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項７】
前記キュー制御ブロックは、前記メモリから該当する優先順位のディスクリプタを読み込んで解読してフレームのアドレスと長さ情報とを含む伝送要請信号を出力する、前記優先順位に対応する複数個の独立的に動作するキュー制御ユニットを含むことを特徴とする請求項６に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項８】
前記キュー制御ユニットは、入力される前記ディスクリプタを解読して該当するフレームの前記メモリ内でのアドレスと、長さ情報と、待機中の同一の優先順位の次のディスクリプタの存在の可否と、次のディスクリプタの存在時、前記次のディスクリプタの前記メモリ内のアドレスを出力するディスクリプタ解読器と、
前記ディスクリプタ解読器のフレームアドレス及び長さ情報をＤＭＡ制御機に伝達するＤＭＡマネージャと、
前記ディスクリプタ解読器から出力される次のディスクリプタアドレスを憶えて、送信エラー時、前記ＤＭＡマネージャに次のディスクリプタのアドレスを入力して再伝送を保障するディスクリプタアドレス選択器と、
伝送要請したフレームを前記ＤＭＡ制御機から伝達されて、一時的に貯蔵してバッファ状態信号を出力するプリバッファと、
前記中央処理処置の伝送開始信号と送信機の送信状態信号と前記プリバッファのバッファ状態信号を入力にして、フレームの移動状態を感知して、感知された状態に応じて前記メモリから前記送信機へのフレームの移動を順に制御するキュー伝送制御機とを含むことを特徴とする請求項７に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項９】
前記キュー伝送制御機は、送信機から該当するフレームの送信完了信号と次のディスクリプタの存在確認信号とを受けて次のフレームの伝送要請信号を出力することを特徴とする請求項８に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項１０】
前記キュー伝送制御機は送信機から伝送中であるフレームの再伝送要請を受けた時、現在伝送中であるフレームのディスクリプタアドレスを前記ディスクリプタアドレス選択器から前記ＤＭＡマネージャに出力するように制御して、フレームを初期セグメントから再伝送するように制御することを特徴とする請求項８に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項１１】
前記キュー制御ユニットは初期に与えられた前記ディスクリプタの解読だけでメモリ内に構成された前記キュー制御ユニットに対応する優先順位の次のディスクリプタの位置を参照しながら、これ以上送る待機列が存在しなくなるまでフレームの移動を連続して制御することを特徴とする請求項８に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項１２】
前記媒体接近制御機は複数個の前記キュー制御装置が独立的に発生させる伝送要請信号に、優先順位に応じて応答して前記メモリからフレームを読み込んでバッファに貯蔵して送信することによって、サービス品質を満足する媒体接近制御動作を保障することを特徴とする請求項６に記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項１３】
伝送データを伝送単位フレーム別に分割する段階と、
前記分割されたフレームからメモリ内でのアドレスと長さとを含むディスクリプタを生成する段階と、
前記フレームとディスクリプタとを優先順位別に複数個の送信待機列を構成して貯蔵する段階と、
前記送信待機列の構成が完了した後、指定されたフレームの複数個の優先順位別初期ディスクリプタを読み込む段階と、
前記複数個の優先順位別初期ディスクリプタを解読して獲得した複数個の送信フレームの、メモリ上でのアドレスと長さとを参照して前記フレームに対する複数個の伝送要請信号を発生する段階と、
複数個の伝送信号の中の優先順位が高い要請信号にまず応答して該当のフレームを前記メモリから読み込んで一時貯蔵する段階と、
一時貯蔵されたフレームを送信可能な時点で送信する段階とを含むことを特徴とする無線ＬＡＮシステムの媒体制御方法。
【請求項１４】
前記ディスクリプタは該当のフレームの次の手順に待機中であるフレームのディスクリプタ位置と、送信結果を知らせる状態情報とをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の無線ＬＡＮシステムの媒体制御方法。
【請求項１５】
前記メモリに構成したディスクリプタの送信待機列は、同一優先順位のディスクリプタを入力手順によって一つの待機列で構成して、前記待機列が各々のフレーム種類別で区分した優先順位の個数だけなされることを特徴とする請求項１３に記載の無線ＬＡＮシステムの媒体制御方法。
【請求項１６】
前記ディスクリプタには待機中の次のディスクリプタの送信に必要な情報が含まれ、初期ディスクリプタの解読で用意した同一優先順位の待機列が全部伝送されるまでフレームの制御が連鎖的に行われるようにすることを特徴とする請求項１３に記載の無線ＬＡＮシステムの媒体制御方法。
【請求項１７】
前記送信過程でエラーが発生して送信機からフレームの再伝送要請がある時、該当するフレームのディスクリプタを復旧するに必要なすべての情報を確保して、迅速に再伝送動作を実行することを特徴とする請求項１３に記載の無線ＬＡＮシステムの媒体制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線ＬＡＮシステムで優先順位が与えられたデータの送信方法に係り、さらに詳細には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準で規定された優先順位に応じて送信キュー（Ｑｕｅｕｅ）に貯蔵されたデータを送ってサービス品質（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ；以下ＱｏＳという）を向上するための媒体接近制御（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）装置と方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、無線ラン（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ）はホームネットワーク、企業無線ネットワーク、及びホットスポットなどのように多様な無線使用者環境で広く使用されている。既存の常用無線ＬＡＮはイーサネット（登録商標）の拡張によって１９９９年に標準化されたＩＥＥＥ８０２．１１ｂに基づいてベストエフォート（Ｂｅｓｔ  Ｅｆｆｏｒｔ）サービスのみを提供している。しかし、無線ＬＡＮ使用者は伝送データの損失なしに完全なマルチメディアストリームの伝達を所望している。特に、ビデオまたはマルチメディアストリーミングのような新しいアプリケーションには、無線ＬＡＮ環境でも優れたＱｏＳの保障が必須である。帯域幅の拡張に対する絶え間ないユーザの要求は、全体無線ネックワークの混雑度の増加と相対的な伝送速度の減少とを誘発している。したがって、ネットワーク管理者は高い混雑度のネットワークでも厳格なＱｏＳを要求するアプリケーションのサービスを保障するために新しいメカニズムが必要になり、このような要求事項は結局、既存の無線ＬＡＮでより向上した媒体接近制御ＭＡＣプロトコルの研究するきっかけになった。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１で規定する無線ランシステムでは、上位階層からのフレームの優先順位が定義されておらず、ＭＡＣ階層では到着手順によって一つのＦＩＦＯを利用したキューイングを通じて伝送する。この場合、ＭＡＣフレームの利用頻度や特性を考慮しないフレーム伝送として、音声や画像データのようなＱｏＳが要求されるフレーム伝送には適しなかった。このような短所を補ってＭＡＣ階層でのＱｏＳ向上のためにＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準案では上位階層からきたフレームに対してアクセスカテゴリ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｃａｔｅｇｏｒｙ）別で優先順位を付与してデータを分類した。次の表１はＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準で規定したアクセスカテゴリ（ＡＣ）別分類を定義している。上位階層のプロトコルであるＩＥＥＥ８０２．１Ｄの優先順位をＩＥＥＥ８０２．１１ｅでは４個のアクセスカテゴリ（ＡＣ）で区分する。
【０００４】
【表１】
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【０００５】
表１から分かるように、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準ではＱｏＳの向上のために音声が最高優先順位を有し、バックグラウンドが最低優先順位を有する。ＭＡＣ階層ではアクセスカテゴリ（ＡＣ）別で区別されたフレームを各々のアクセスカテゴリ別送信キューを使用してメモリに貯蔵する。このように貯蔵されたフレームはＱｏＳを満足する優先順位に応じて伝送されなければならず、本発明ではメモリでのアクセスカテゴリ（ＡＣ）別送信キューの構成と、優先順位に応じてフレームを送信機に送ることができるハードウェアを提案しようとする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述の問題点を解決するために提案されたものであり、本発明の目的は、規定された優先順位によるメモリでのキュー実現と、優先順位に応じてメモリに貯蔵されてキューフレームを送信機に送る方法と装置とを提供して、ＭＡＣ階層での伝送速度と効率とを高めて無線ＬＡＮシステムのＱｏＳ向上を保障することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を満足するために本発明による無線ＬＡＮでの送信システムは、フレームをアクセスカテゴリ（ＡＣ）の優先順位に応じて多数個のキューで構成するメモリと、キューに貯蔵されたフレームを送信機に優先順位を考慮して送るためのＱＦＥ（Ｑｕｅｕｅ  Ｆｅｔｃｈ  Ｅｎｇｉｎｅ；以下ＱＦＥという）と、ＱＦＥの制御によって優先順位別に移動されるフレームを送る送信機とを含むことを特徴とする。
【０００８】
望ましい実施形態において、メモリは多数の送信キューで構成されており、各々の送信キューはメモリの特定領域を占める。本発明によるキュー構成は伝送されるフレームを３個の領域であるディスクリプタと、フレームヘッダと、フレームボディとに区分して、一つの送信キュー領域には送信優先順位が同一な多数個のフレームとフレームを表現するディスクリプタとが貯蔵される。上述のメモリの構成を通じてＩＥＥＥ８０２．１１eに規定するアクセスカテゴリ（ＡＣ）送信支援のためのキューを実現する。
【０００９】
望ましい実施形態において、ＱＦＥは送信機にメモリで実現したキューに貯蔵されたフレームの移動及び送信要請をし、送信機の送信確認及びその他送信状態に対する情報を交換する。また多数個の送信優先順位があるキューに対するフレームの移動を制御する機能を含む。
【００１０】
望ましい実施形態において、送信機はＱＦＥが要請するフレームを送信して、送信結果を再びＱＦＥに知らせてエラーが発生した時にＱＦＥが適切な措置を取るように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明ではディスクリプタとフレーム領域の送信キュー構成を通じてより容易にフレームの移動と伝送及び再呼び出しとを可能にし、独立的な各々のＱＣＵはディスクリプタの解釈を通じて前記の機能を効果的かつ、高速で実行するように制御することができる。またＱＣＵアービタは各々のＱＣＵが実行するフレームの移動動作に優先順位を与えてＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準で要求するサービス品質を満足することができる手段を提供した。
【００１２】
一方、本発明ではフレームの伝送制御装置がＱＣＵとＱＣＵアービタとに分散して実現され、このような分散制御方式の構成は各キュー送信に対するサービス品質ＱｏＳ向上アルゴリズムとキュー間の送信優先順位決定アルゴリズムを分離して実現するようにして、キューの個数とキューの優先順位変化に融通性あるように対処することができるという長所を同時に具備することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者が本発明の技術的思想を容易に実施することができる程度に詳細に説明するために、本発明の最も望ましい実施形態を添付の図を参照して説明する。
【００１４】
なお、後述の具体的なメモリでのキュー構成方法及び装置ブロックなどに多くの特定事項を示しているが、これは本発明の全般的な理解のために提供されたものであり、このような特定事項がなくても本発明を実施することができることはこの技術分野で通常の知識を持った者には自明である。
【００１５】
図１は本発明の望ましい実施形態を概略的に示すブロック図である。図１を参照すると、本発明による送信キューデータを移動する送信システムはソフトウェアによって送信システムを運営する中央処理装置１００と、送信されるフレームを多数個のキューで構成したメモリ１３０と、メモリに構成されたキューデータをＩＥＥＥ８０２。１１ｅ標準によるＱｏＳを満足する優先順位に応じて待機中のフレームを送信機に送るＱＦＥ１１０と、ＱＦＥによって伝達されるフレームを送る無線物理階層の送信機１２０とを含むことを特徴とする。
【００１６】
中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ；ＣＰＵ）１００は提供されるソフトウェアや無線ＬＡＮドライバによってデータの送受信を包括的に制御するブロックである。伝送するデータを優先順位別で分類して本発明による送信キューを構成して、図２のようにメモリに貯蔵する。また無線ＬＡＮの各階層で行われる信号処理過程を含むその他の演算を実行して判断する役割を実行する。上述の中央処理装置の動作のために、別途のＲＩＳＣプロセッサや強化されたＤＭＡ制御機を通じて構成することができるのは勿論である。また中央処理装置１００の動作がここに開示された内容に限定されないことは、この分野の通常の知識を習得した者には自明である。
【００１７】
メモリ１３０は送信するフレームをアクセスカテゴリ（ＡＣ）別で区分した送信キュー（Ｑｕｅｕｅ）で構成して貯蔵するブロックである。伝送するデータを中央処理装置の制御によって３つの領域に区分する。伝送しようとするフレーム別に、各々を特徴付けるフレームディスクリプタと、実際に送ろうとするフレームの受信部での合成のためのデータに該当するフレームヘッダと、実際送るデータを盛っているフレームボディ（Ｂｏｄｙ）と、が貯蔵される。本発明による送信キューの構成は後述の図２でその構造を詳細に説明する。
【００１８】
ＱＦＥ１１０はキューに貯蔵されたフレームをＩＥＥＥ８０２．１１ｅの標準を満足する優先順位によって送信機に伝達する諸般の動作を実行する。ＱＦＥ１１０が送信機にキューに貯蔵されたフレームの移動及び送信要請をすれば、送信機と送信確認及びその他送信状態に対する情報を交換する。特に、同時に多くのキューにフレームが用意している場合に、送信優先順位を考慮して優先順位が高いフレームをまず送信機に伝達することによって、サービス品質ＱｏＳの向上を達成する装置である。
【００１９】
上述の装置を含むシステム構成と、メモリ１３０での本発明によるフレームディスクリプタ（Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）を含む優先順位別キュー構成を参照して、ＱＦＥ１１０はデータ送信時に優先順位が高いフレームをまず送信するように設定してＩＥＥＥ８０２．１１ｅで規定したＱｏＳを満足する媒体接近制御装置を構成することができる。
【００２０】
図２は本発明による優先順位によって分類したアクセスカテゴリ（ＡＣ）別送信支援のためのキュー実現の一例を示したメモリマップである。図２を参照すると、基本的にメモリは中央処理装置１００によって分類された３つの領域で構成される。中央処理処置１００は送信されるデータをアクセスカテゴリ別優先順位によって区別して、区別されたデータをディスクリプタ領域とフレームヘッダ領域、及びフレームボディ領域に該当する優先順位キューに貯蔵する。この３つの領域はフレームデータのメモリ内でのアドレス、長さ、及び同一優先順位を有する次のフレームの位置及び制御と状態情報を有するフレームディスクリプタ領域と、貯蔵されたフレームに対する論理的または物理的にそれと関係ある他のフレームの存在の可否などを規定するフレームヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）領域と、伝送しようとするデータの本体であるフレームボディ（Ｂｏｄｙ）領域とからなる。本発明の実施形態ではフレームディスクリプタ領域とフレームヘッダ領域とフレームボディ領域とはすべてアクセスカテゴリ（ＡＣ）別優先順位を考慮して４種類で分類されている。優先順位別４個のカテゴリでは各領域別４個のキュー構成が可能である（２００）
【００２１】
ディスクリプタ領域ではビデオ信号に該当するフレームに対する情報を盛っているＡＣ＿ＶＩディスクリプタと、音声信号に該当するデータフレームに対する情報を盛っているＡＣ＿ＶＯディスクリプタと、一般データに該当するベストエフォートフレームに対する情報を盛っているＡＣ＿ＢＥディスクリプタと、それ以外の情報に該当するバックグラウンドフレームに対する情報を盛っているＡＣ＿ＢＫディスクリプタとで構成される。一方、データのこのような優先順位別構成はフレームヘッダ領域とフレームボディ領域でも図示したようにディスクリプタ領域と同一の方式で構成される。
【００２２】
ディスクリプタ２１０領域は各アクセスカテゴリ（ＡＣ）別優先順位によって４種類に分類され、図ではＡＣ＿ＶＯディスクリプタの構成をさらに詳細に説明したが、他のディスクリプタも同一の形態で構成される。このようなディスクリプタの構成は本発明での送信キュー構成の核心である。このようなキュー構成は他の優先順位を有するフレームのディスクリプタの構成にも同一に適用される。本発明による実施形態ではキュー上に待機中である一つのディスクリプタには次の手順で待機中であるフレームのディスクリプタを指示する“１．次のフレームのディスクリプタアドレス”と、“２．フレームヘッダのアドレス”と、ディスクリプタが指示するフレームの本体部分である“３．フレームボディのアドレス”と、指示するフレームの送信を制御するための“４．制御情報”と、送信結果を貯蔵する“５．状態情報”で構成される（２４０）。
【００２３】
ディスクリプタはメモリ内に貯蔵されたフレームヘッダ２２０とフレームボディ２３０とを送信機に移動するための情報で構成されている。上述のディスクリプタの構成を通じて容量が大きいフレームボディの分割されたセグメントのアドレスと長さ情報とを有していて、ディスクリプタを解読するだけで、フレームの呼び出し及び移動に対する制御を容易にするようにした。また、各々のキューでディスクリプタ、フレームヘッダ、フレームボディを追加するか、削除するキュー制御は無線ＬＡＮドライバに該当するソフトウェアを通じて行われ、このソフトウェアによってメモリ内で各々のキューが配列されてＱＦＥ１１０に送信命令を下す。
【００２４】
上述のキュー構成を通じて、ＱＦＥ１１０ではキューのディスクリプタのみをまず読み込んで伝送に関する一連の判断を行い、待機している次のディスクリプタに対するアドレスを有しているので、一フレームに対する情報を全部移動せず、ディスクリプタのみを移動して貯蔵することによって、優先順位によるキュー移動の状態を判断して制御することができる。
【００２５】
図３は本発明によるキュー送信制御のためのキューフェッチエンジン（Ｑｕｅｕｅ  Ｆｅｔｃｈ  Ｅｎｇｉｎｅ；以下ＱＦＥという）の概略的な構成を示すブロック図である。図３を参照すると、各キューの送信を制御するための４個のキュー制御ユニット（Ｑｕｅｕｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ；以下ＱＣＵという）ブロック１１２と、４個の各ＱＣＵセルで発生する独立的な送信要請信号をアクセスカテゴリ（ＡＣ）別優先順位によって選定して送信を要請するＱＣＵアービタ（ＱＣＵ  Ａｒｂｉｔｅｒ）１１１と、ＱＣＵアービタ１１１の送信要請を受け入れ、要請したキューをメモリ１３０から読み込むシステムバスとの直接的なインターフェースを担当するＤＭＡ制御器１１４と、ＱＣＵアービタ１１１の決定によって各キューのフレームに対する情報を選択してＤＭＡ制御器１１４に送るマルチプレクサ１１３とで構成される。
【００２６】
ＱＣＵブロック１１２は各キューに対する送信を制御するＱＣＵが各キューごとに独立的な送信を保障するためにメモリ１３０に構成されたアクセスカテゴリ別キューの個数だけ含まれたブロックである。例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｅのアクセスカテゴリ別優先順位によって送信を支援するためには４個のＱＣＵが必要である。またＱＣＵは各送信キューに対するソフトウェアとのインターフェースを担当するブロックであり、運営体制や無線ＬＡＮドライバに該当するソフトウェアに応答して該当のキューに対する送信要請信号を生成する。ＱＣＵに対する詳細な構成と動作は後述の図４で詳細に説明する。図３に示したＱＣＵブロック１１２は４個のＱＣＵで構成され、各々該当するキューに対する送信要請信号ＱＴＸ＿ＲＥＱ＿０、ＱＴＸ＿ＲＥＱ＿１、ＱＴＸ＿ＲＥＱ＿２、ＱＴＸ＿ＲＥＱ＿３を生成してＱＣＵアービタ１１１に要請する。また各キューに貯蔵されたフレームとフレームに対する情報であるディスクリプタのアドレスとをソフトウェアから提供されてメモリ１３０から各アクセスカテゴリ（ＡＣ）別フレームのアドレスと長さ情報とを出力する。
【００２７】
ＱＣＵアービタ１１１はＱＣＵブロック１１２で個別的に同時に生成されて要請されるＱＴＸ＿ＲＥＱ信号のうちでエックセスカテゴリ別優先順位によって一つを選定する機能を実行する。このような作用は本発明による多数個のＱＣＵが同時にＤＭＡを共有することができず、ＤＭＡ使用権限を調整するための構成である。ＱＣＵブロックでは各キュー別でディスクリプタやフレームの移動や送信の必要性によってＱＣＵアービタ１１１に各々の送信要請信号ＱＴＸ＿ＲＥＱ＿xを伝達して、ＱＣＵアービタ１１１は伝達された送信要請信号ＱＴＸ＿ＲＥＱ_xと現在送信機１２０で伝送中であるキューをチェックして伝達するＴＸ＿ＱＩＤを参照して最高優先順位信号をＤＭＡ制御機１１４に伝達する。一方、伝送要請したディスクリプタやフレームのメモリ内でのアドレスと長さとを選択して出力するようにマルチプレクサ１１３にＱＣＵ＿ＳＥＬ信号を伝達してマルチプレクサ１１３を制御する。
【００２８】
ＤＭＡ制御機１１４はＱＣＵアービタ１１１で優先順位によって選択して伝達したキュー伝送要請信号ＱＴＸ＿ＲＥＱを受けてシステムバスにバス使用権を要請して該当のＱＣＵからメモリ内のフレームの位置と長さ情報に該当するＤＭＡ＿ＡＤＤＲとＤＭＡ＿ＬＥＮ情報を受けて該当のディスクリプタやフレームの移動のためのＤＭＡ動作を実行する。該当のディスクリプタとフレームの移動が完了すると、該当のＱＣＵにＤＭＡ動作が完了したことを知らせる信号ＤＭＡ＿ＤＯＮＥを送る。
【００２９】
マルチプレクサ１１３は各々の個別的に生成されるＱＣＵのメモリ内でのアドレスとフレーム長さ情報であるＤＭＡ＿ＡＤＤＲ＿ｘ及びＤＭＡ＿ＬＥＮ＿ｘを入力して、ＱＣＵアービタ１１１で優先順位による選択されたキューに対するＱＣＵ＿ＳＥＬ情報を参照してアドレスと長さ情報をＤＭＡ制御機１１４に送る。
【００３０】
システムバスインターフェース１１５は要請するディスクリプタやフレームをメモリに構成したキューから伝達されるためのシステムバスとの通信を担当するブロックである。システムバスの動作は開示した部分に限らないことはこの分野の通常的な知識を習得した者には自明である。
【００３１】
送信機インターフェース１１６はＱＦＥ１１０から伝達される伝送するデータフレームを送信機に伝達して、送信機で現在伝送中であるフレームに対する情報ＴＸ＿ＱＩＤ、送信確認信号ＴＸ＿ＣＯＮＦＩＲＭ、再転送信号ＲＥＬＯＡＤをＱＦＥ１１０に伝達する。伝送データが伝達されて送信機に伝送し、送信機の伝送状態情報をＱＦＥに伝達する送信機とＱＦＥとの一連のインターフェース動作を実行する。
【００３２】
以上の構成から成る本発明は、メモリに構成されたキュー送信のために各キューの送信を制御するＱＣＵが独立的に送信要請信号ＱＴＸ＿ＲＥＱ_ｘ（ｘ＝０、１、２、３）を各々生成し、このように生成された４個の各々の送信要請信号ＱＴＸ＿ＲＥＱ_ｘのうちからキューの伝送優先順位と現在伝送中であるキューとを考慮してＱＣＵアービタ１１１が調整して選択する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準では各アクセスカテゴリ（ＡＣ）別で無線チャンネル使用の優先順位に差等を置いて、高い優先順位のＡＣが高い伝送機会を有するように定義されている。本発明ではＤＭＡ使用権限を選定するＱＣＵアービタの設定でＡＣ別優先順位を適用してメモリから高い優先順位のＡＣキューデータを速く移すようにした。すなわち高い優先順位のアクセスカテゴリ（ＡＣ）を制御するＱＣＵと低い優先順位のアクセスカテゴリ（ＡＣ）を制御するＱＣＵとが同時に送信要請信号ＱＴＸ＿ＲＥＱを発生した場合、高い優先順位のアクセスカテゴリ（ＡＣ）にＤＭＡ使用を許す。したがって、高い優先順位のアクセスカテゴリ（ＡＣ）はより速くフレームを移すことができるので、サービス品質ＱｏＳ向上が可能である。また送信機で現在送信中のキューに対してはアクセスカテゴリ別に割り当てられた優先順位とは無関係に該当のフレームの伝送が完了するまで最高優先順位を保障する。
【００３３】
図４はＱＣＵブロック１１２を構成する各々のＱＣＵの構成を概略的に説明するブロック図である。図４を参照すると、伝達されたディスクリプタデータをフレームの伝送のための情報に分析して、該当の回路に伝達するディスクリプタ解読器３００と、現在処理中であるフレームに対するディスクリプタのメモリ上での位置を憶えてずっと維持するディスクリプタアドレス選択器３１０と、ディスクリプタ解読器３００から入力される情報に基づいてＤＭＡ制御器にフレームのアドレスと長さ情報を出力するＤＭＡマネージャ３２０と、すべてのブロックのデータと状態情報とに基づいてメモリから送信機にフレームを伝達する過程を実行するキュー制御器３３０と、ＱＣＵセル内に一時的に送信要請をして伝達されたフレームを一時的に貯蔵して送信機に送るＦＩＦＯレジスタで構成されたプリバッファ（Ｐｒｅ−Ｂｕｆｆｅｒ）３４０とを含む。
【００３４】
ディスクリプタ解読器３００は入力されるディスクリプタを解読して図２で実現したようにキューに貯蔵した後、フレームのディスクリプタアドレスＮＥＸＴ＿Ｄ＿ＰＴＲと、フレームヘッダとボディのアドレスＦＲＡＭＥ＿ＰＴＲと、現在のディスクリプタの長さ情報Ｄ＿ＬＥＮと、現在フレームの長さ情報ＦＲＡＭＥ＿ＬＥＮとを抽出する。また該当のキューに待機している次のフレームの存在の可否ＮＥＸＴ＿Ｄ＿ＥＸＩＳＴをキュー制御器３３０に送る。
【００３５】
ディスクリプタアドレス選択器３１０は、現在伝送要請したフレームのディスクリプタのメモリ内でのアドレスＤ＿ＰＴＲを憶えて、後述のＤＭＡマネージャに知らせる機能を担当する。このような構成と機能はディスクリプタ解読器３００がディスクリプタを処理する速度とソフトウェアでディスクリプタ及びフレームを準備する速度とが違うので、ＱＦＥ１１０による順次なディスクリプタ及びフレーム送信処理が可能になるように、ディスクリプタのアドレスを維持する機能を担当するための構成である。また次のフレームのディスクリプタアドレスが入力されて貯蔵され、現在の送信処理中のフレームのすべての過程が正常に完了して次のフレームの伝送が確認された時、送信確認信号ＴＸ＿ＣＯＮＦＩＲＭが送信機から伝達されて、貯蔵されたディスクリプタアドレスをすぐＤＭＡマネージャに伝達して迅速なキュー移動が可能になるようにした。これはディスクリプタのみですべてのフレームの移動過程を制御するようにして、速度と効率を極大化させることができるキュー構成である。
【００３６】
ＤＭＡマネージャ３２０はキューの送信のためにＤＭＡ制御器１１４に知らせなければならないフレームのメモリ上でのアドレスＤＭＡ＿ＡＤＤＲとフレームの長さＤＭＡ＿ＬＥＮとを生成するブロックである。まずディスクリプタ解読器からフレームのアドレスＦＲＡＭＥ＿ＰＲＴとフレームの長さＦＲＡＭＥ＿ＬＥＮ、及びディスクリプタの長さＤ＿ＬＥＮが伝達され、ディスクリプタアドレス選択器３１０からディスクリプタのアドレスＤ＿ＰＴＲが伝達されてＤＭＡマネージャに送信要請するフレームのアドレスＤＭＡ＿ＡＤＤＲとフレームの長さＤＭＡ＿ＬＥＮデータを送る。一方、ＤＭＡ制御器１１４に要請する長さデータＤＭＡ＿ＬＥＮを設定する時、ＤＭＡマネージャ３２０はソフトウェアが規定したＤＭＡ最長フレーム長さＤＭＡ_ＭＡＸ＿ＬＥＮと同一、またはより小さく設定する。例えばＦＲＡＭＥ＿ＬＥＮが２００バイトＢｙｔｅであり、ＤＭＡ＿ＭＡＸ＿ＬＥＮが１２８バイトであれば、１番目のＤＭＡをする時は１２８バイトとして設定し、２番目のＤＭＡをする時はフレームの残りのサイズである７２バイトとして設定する。ＤＭＡをＦＲＡＭＥ＿ＬＥＮに合わせて一回にフレームの全部分をすべて送らない理由は後述のプリバッファがスペックで定義しているフレームサイズより小さいという理由もあるが、より重要な理由は特定ＱＣＵが長い時間ＤＭＡ制御器１１４を独占することを防止するためである。このようなＤＭＡ長さ設定によってＱＣＵアービタ１１１の優先順位決定回数が増加して高い優先順位のＡＣがより速くデータを送ることができる。
【００３７】
プリバッファ３４０は送信要請されたフレームを送信機の伝送用意が完了するまで一時的に貯蔵するＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）レジスタで構成されたバッファメモリである。貯蔵されたメモリを送信機に出力して、バッファ内のデータ貯蔵状態ＦＵＬＬ、ＥＭＰＴＹを後述のキュー制御器３３０に送る。
【００３８】
キュー制御器３３０はＱＣＵ内のすべてのディスクリプタとフレームの移動と状態を制御する状態制御器である。キュー制御器３３０の入力は４種類に分類することができる。ソフトウェアから入力する情報ＱＣＵ＿ＥＮ、プリバッファ３４０からの情報ＦＵＬＬ、ＥＭＰＴＹ、ＤＭＡ制御器からの情報ＤＭＡ＿ＤＯＮＥ、送信機からの情報ＴＸ＿ＣＯＮＦＩＲＭ、ＲＥＬＯＡＤよりなる入力信号を有する。以上の入力信号を通じて全体ディスクリプタとフレームの移動状態を把握して、ＤＭＡを通じて移動しなければならないフレームを判断して、ＤＭＡマネージャ３２０に該当の情報ＱＣＵ＿ＳＴＡＴＥを知らせ、ＱＣＵアービタ１１１にキュー伝送要請信号ＱＴＸ＿ＲＥＱを送る機能を担当する。キュー制御器３３０の詳細な状態制御動作は後述の図５と図６のフローチャートを通じて詳細に説明する。
【００３９】
以上の構成を通じるＱＣＵブロック１１２に含まれたアクセスカテゴリ（ＡＣ）別優先順位を有する各々のＱＣＵセルは独立的にメモリからディスクリプタとフレームを読み込んでディスクリプタを解読して該当するフレームと次のフレームのディスクリプタを伝送要請する。また伝送されたフレームは一時的にプリバッファ３４０に貯蔵され、送信機で現在伝送中であるフレームの送信が完了した時送信機に出力される。一方、送信エラーでフレームを再伝送しなければならない場合には、ディスクリプタアドレス選択器３１０に貯蔵された現在伝送処理が進行するフレームのディスクリプタを利用してＤＭＡ制御器１１４に再伝送要請することができる。このような個別的なＱＣＵセルの各々の動作はディスクリプタとフレームの二重領域で区分したキュー構成を通じてサービス品質ＱｏＳを満足させることができる効果的なフレーム伝送を保障する。またＱＣＵアービタ１１１を利用したアクセスカテゴリ（ＡＣ）別優先順位による媒体伝送制御は二重のＱｏＳ支援を可能にする特徴がある。
【００４０】
図５及び図６はキュー制御器３３０の制御動作を説明するためのフローチャートである。図５と図６を参照すると、ＱＣＵがディスクリプタを処理して、これと係わるフレームを読み出してプリバッファを経て送信機に送る過程を実行して、この過程が終わった時にソフトウェアに伝送結果を知らせるまでの処理過程を示す。
【００４１】
ソフトウェアがメモリにディスクリプタとフレームを図２のようなキューを構成して準備が完了した後にＱＦＥ１１０内の各ＱＣＵにＱＣＵの動作開始を知らせるＱＣＵ＿ＥＮ信号を伝達することによってＱＣＵの駆動が開始される（Ｓ１０）。
【００４２】
ＱＣＵはまず、ソフトウェアによって指定されたアドレスからディスクリプタを読み込む（Ｓ２０）。読み込んだディスクリプタでディスクリプタ解読器３００がフレームをメモリからプリバッファ３４０に移動するために必要な情報であるフレームのアドレスとフレームの長さを抽出する（Ｓ３０）。抽出されたフレームに対するメモリ内での情報に基づいて、まずフレームヘッダをメモリからプリバッファ３４０に移動する（Ｓ４０）。ＱＣＵは送信機にフレームの伝送のための伝送チャンネルの確保を要請する。この要請によって送信機のチャンネル設定機能が開始される（Ｓ５０）。ＱＣＵは今度はフレームのボディセグメントをプリバッファ３４０に移動する。この時、フレームのボディ全体を一回ではＤＭＡしない。ソフトウェアによって指定されたフレームをセグメント単位でＤＭＡ要請する。各々のＤＭＡ要請に対してＱＣＵアービタ１１１はアクセスカテゴリ（ＡＣ）別優先順位を決めて、ＤＭＡ制御器１１４を通じて分割されたフレームセグメントをプリバッファ３４０に移動する（Ｓ６０）。フレームセグメントがプリバッファ３４０に移動された後フレームの最後のセグメントの移動が完了したか否かを検査する。この段階はソフトウェアで要請したフレームの全体がプリバッファ３４０に移動されたか否か確認する（Ｓ７０）。もしフレームの最後のセグメントの移動が完了しなければ、プリバッファ３４０の余裕空間を点検する。プリバッファがＦＵＬＬであれば、プリバッファにフレームセグメントを移すことができる空間が生ずるまで待つ。プリバッファ３４０に余裕があってＦＵＬＬではない状態であれば、残ったフレームを続いて移動してプリバッファ３４０に貯蔵する（Ｓ８０）。もしフレームの最終セグメントの移動が完了した場合、プリバッファ３４０のすべてのフレームが送信機に伝送されてプリバッファ３４０が空いているか否か確認する。もしプリバッファ３４０が空いていなければ、全部送信機に伝送されて空いている状況になるまで待つ（Ｓ９０）。すべてのセグメントが送信機に伝送されて、プリバッファ３４０が空いているようになれば、キュー制御機３３０は次のディスクリプタの存在の可否を点検して、存在する場合には図６で後述する段階であるＢ段階に移る。次のディスクリプタが存在しなければ、送信機からの送信確認信号ＴＸ＿ＣＯＮＦＩＲＭを待つ（Ｓ１１０）。送信確認信号はＴＸ＿ＣＯＮＦＩＲＭ送信に対する応答を要する通信システムの場合、送信したフレームに対する応答をフレームの受信機から受信した後に送信機が伝達する送信応答を意味する。送信確認信号が到着すれば、送信状態情報をメモリに貯蔵して次のディスクリプタが入力されるまで待つ（Ｓ１２０）。
【００４３】
図６はキューに２つ以上の連続されるディスクリプタとフレームとが存在する場合、これに対するキュー伝送方法を説明するフローチャートである。図６を参照すると、ＱＣＵは送信機に伝送されたフレームの正常的な送信の可否にかかわらず、次のディスクリプタの処理とフレームの移動を実行することによって、送信待機時間を最小化する。しかし次のフレームをプリバッファ３４０に移動させる途中、現在フレームの送信が完了したか、または失敗した場合、これに対する復旧が必要であり、その過程も図６で説明する。
【００４４】
ＱＣＵ１１２は指定された後ディスクリプタを読み出し（Ｓ１３０）、次のディスクリプタを解読して次のフレームのメモリ内でのアドレスとフレーム長さ情報を抽出する（Ｓ１４０）。抽出されたディスクリプタの情報を通じてメモリで構成したキューから次のフレームのヘッダを読み込んでプリバッファに貯蔵する（Ｓ１５０）。ＱＣＵは次のフレームのボディセグメントをＤＭＡ制御器１１４を通じてプリバッファ３４０に移動する（Ｓ１６０）。次のフレームが最後のセグメントが移動されてプリバッファ３４０に貯蔵されたか否かを確認する（Ｓ１７０）。移動したセグメントが最後のセグメントではなければ、段階Ｓ２２０〜Ｓ２７０を実行する。移動したセグメントが最後のセグメントであれば、現在フレームの送信状態情報が既に書き込まれているか否かを確認する（Ｓ１８０）。送信状態情報を送信機から受けたらプリバッファ３４０の状態を確認して待機段階Ｃに戻る。これはフレームセグメントをプリバッファ３４０に移す中間に伝送確認信号が到着して送信状態を既にメモリに書き込んだ場合を確認するための段階である。送信状態が既に書き込まれた場合であれば、送信機がプリバッファ３４０にある最後のセグメントを送信するまで待つ（Ｓ１９０）。送信機から現在フレームの送信確認信号が到着する前に次のフレームの最後のセグメントがプリバッファ３４０に移された場合には送信機がプリバッファ３４０にある最後のセグメントを送信するまで待つ（Ｓ１９０）。送信確認信号が到着すれば、送信状態情報をメモリに貯蔵して（Ｓ２００）、現在プリバッファ３４０にある次のフレームに対する送信要請を送信機に伝達する（Ｓ２１０）。
【００４５】
もし段階Ｓ１７０で最終セグメントではない場合には、段階Ｓ２２０で段階Ｓ２７０を実行する。まずフレームの伝送が失敗した場合は、送信機から現在のフレームをプリバッファ３４０にはじめから再び移す命令ＲＥＬＯＡＤをするようになる（Ｓ２２０）。このような場合ＱＣＵ１１２は次のフレームに対するプリバッファへの移動を中止して、送信機が伝送中であるフレームを再びプリバッファ３４０に移動してくる動作を開始する。このために現在伝送中であるフレームに対するディスクリプタに対するアドレスを復旧して、開始段階に該当する図５のＤ段階に戻ってフレーム移動を続ける（Ｓ２７０）。
【００４６】
正常にフレームが伝送されていたら、送信機からＲＥＬＯＡＤ命令を受けず、現在フレームに対する送信確認信号の到着の可否を検査する（Ｓ２３０）。現在フレームに対する送信確認信号がなければ、段階Ｓ２６０に移ってプリバッファ３４０の状態を点検する。送信確認信号が到着すれば、送信状態情報をメモリに貯蔵した後（Ｓ２４０）、次のフレームに対する送信要請を送信機に伝達する（Ｓ２５０）。ＱＣＵは現在プリバッファ３４０にあるフレームに対する送信要請をした後、プリバッファ３４０の状態がＦＵＬＬであるか否かを点検する。プリバッファ３４０がＦＵＬＬの場合には送信機がプリバッファ３４０に貯蔵されたフレームを持っていくまで待つ。プリバッファ３４０がＦＵＬＬではない場合には次のフレームのセグメントをプリバッファ３４０に移動する（Ｓ１６０）。
【００４７】
上述のキュー制御機３３０の制御動作を含む優先順位によって構成された４個の各々ＱＣＵは独立的にメモリに構成したキューからディスクリプタとフレームとを読み込んでプリバッファに貯蔵し、送信機に伝送要請をする。ディスクリプタとフレームという構造のキュー構成を通じて伝送エラーによるフレームの再呼び出しをより迅速にさせ、プリバッファに常に送るフレームのセグメントを貯蔵して、送信許可が下ると、すぐ送信することができるようにした。優先順位は各々のＱＣＵが送信要請信号を個別的に出力すれば、ＱＣＵアービタが４個の要請信号のうちで優先順位が高い信号を選択してキューを移動することによって決められる。
【００４８】
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で様々な変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は上述の実施形態に限定して決められてはならず、特許請求の範囲だけでなく、この発明の特許請求範囲と均等なものなどによって決められなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による概略的な送信システムブロック図である。
【図２】本発明による送信キューの実現例を示したメモリマップである。
【図３】本発明によるキューフェッチエンジンＱＦＥの構成を示したブロック図である。
【図４】図３のキューフェッチエンジンＱＦＥに含まれたキューコントロールユニットＱＣＵの構成を示したブロック図である。
【図５】キューコントロールユニットＱＣＵの動作を説明するフローチャートである。
【図６】キューコントロールユニットＱＣＵに二つ以上のフレームを処理する時の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１００  ＣＰＵ
１１０  キューフェッチエンジン
１１１  ＱＣＵアービタ
１１２  ＱＣＵセル
１１３  マルチプレクサ
１１４  ＤＭＡ制御器
１１５  バスインターフェース
１１６  送信機インターフェース
１２０  送信機
１３０  メモリ
２００  各ＡＣフレームのメモリでの構成
２１０  フレームディスクリプタの構成マップ
２２０  フレームヘッダの構成マップ
２３０  フレームボディの構成マップ
２４０  フリーディスクリプタの内部構成要素を示したマップ
３００  ディスクリプタ解読器
３１０  ディスクリプタアドレス選択器
３２０  ＤＭＡマネージャ
３３０  キュー制御器
３４０  プリバッファ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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