(57)【要約】      （修正有）【課題】送信輻輳発生時も信頼性の高い送信を可能にする。【解決手段】本発明は、自動要求プロセスを使用することにより、パケットにカプセル化されたペイロードを送信機から受信機に送信する方法であって、受信機は、任意の破損した可能性のある受信パケットを検出するために送信機から受信した各パケットを検査し、受信機は、送信機に対して応答メッセージを発信することにより、各受信パケットの正しいかまたは破損した受信に応答し、送信機は、受信応答メッセージにおいて破損されているとして示されたパケットを再度送信する方法に関する。本方法は、送信パケットにおいてセンシティブ部分と非センシティブ部分とを定義するステップと、任意の破損した可能性のある受信パケットを検出するために、パケットの各センシティブ部分のみを検査するステップとを含むＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱ誤り制御メカニズムを、少なくともいくつかのパケットに対して実施する。【選択図】図２
2005124162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動要求プロセスを使用することにより、パケットにカプセル化されたペイロードを送信機から受信機に送信する方法であって、
前記受信機は、任意の破損した可能性のある受信パケットを検出するために前記送信機から受信した各パケットを検査し、
前記受信機は、前記送信機に対して１つまたは多くの応答メッセージを発信することにより、各受信パケットの正しいかまたは破損した受信に応答し、
前記送信機は、前記受信機によって送信された前記応答メッセージにおいて破損されているとして示された前記パケットを再度送信する
方法において、
前記送信パケットにおいてセンシティブ部分と非センシティブ部分とを定義するステップと、
パケットを送信する前に、前記受信機に送信された前記パケットの前記センシティブ部分にある前記パケットの特定のフィールド（ＳＤＬ）に、前記パケットの前記センシティブ部分を定義する情報（ＳＤＬ−２）を封入するステップと、
前記センシティブ部分が正しく受信されなかった場合にのみ破損しているものとみなされるパケットを、任意の破損した可能性のある受信パケットとして検出するために、前記パケットの各センシティブ部分のみを検査するステップと
を含むＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱ誤り制御メカニズムを、少なくともいくつかのパケットに対して実施することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記パケットを送信する前に前記センシティブ部分に対してのみＣＲＣを計算するステップを含み、前記センシティブ部分の該検査を、前記ＣＲＣを使用することによって前記受信機により実行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記送信機は、各パケットに、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）データと誤り制御（ＥＣ）データとを含むこと、および該媒体アクセス制御（ＭＡＣ）データと誤り制御（ＥＣ）データとを前記センシティブ部分に含めることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
各送信パケットは、上位層から何らかのサービスデータユニット（ＳＤＵ）を提供するリンク層によって生成され、該サービスデータユニットにおいてセンシティブデータセットを定義する情報（ＳＤＬ−３）は、前記上位層によって前記リンク層に提供され、これらの情報に従って、前記センシティブデータセットは、前記送信パケットの前記センシティブ部分に含まれることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記パケットの前記非センシティブ部分に前記送信機によって冗長データ（ＦＥＣ）が含められることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記センシティブ部分を定義する前記情報（ＳＤＬ−２）は、前記センシティブ部分の長さであることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
いくつかのパケットに対し、ＥＣ−ＡＲＱ誤り制御メカニズムを実施し、該ＥＣ−ＡＲＱ誤り制御メカニズムは、
パケットのデータのセット全体が正しく受信されなかった場合にのみ破損したものとみなされるパケットを、任意の破損した可能性のある受信パケットとして検出するために、各受信パケットにおけるデータのセット全体を検査するステップを含み、
前記送信機は、ＥＣ−ＡＲＱ誤り制御メカニズムとＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱ誤り制御メカニズムとの間で選択されるべき前記誤り制御メカニズムを定期的に設定する
ことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
選択されるべき前記誤り制御メカニズムを設定するために、前記送信機は、前記ＥＣ−ＡＲＱ誤り制御メカニズムが選択される場合に送信されるべき前記パケットの全長、または、前記ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱ誤り制御メカニズムが選択される場合に送信されるべき前記パケットの部分的な長さのいずれかに対して、前記センシティブ部分の前記長さを設定することを特徴とする請求項６および７に記載の方法。
【請求項９】
選択されるべき前記誤り制御メカニズムは、送信されるべき前記ペイロードの経過時間によって決まり、該ペイロードの該経過時間は、送信の用意のできた該ペイロードが提供された時刻と該ペイロードが実際に前記受信機に送信された時刻との間の時間であることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
選択されるべき前記誤り制御メカニズムは、送信されるのを待機しているペイロードの数によって決まることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
選択されるべき前記誤り制御メカニズムは、現パケットの繰返しの数によって決まることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
選択されるべき前記誤り制御メカニズムは、前記送信のパケット誤り率（ＰＥＲ）測定値によって決まることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
自動要求プロセスを実施するように構成される送信機と受信機とを有する送信システムであって、前記送信機と前記受信機とは、先行する請求項のいずれか１項による方法を実施するように構成されることを特徴とする送信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケットにカプセル化されたペイロードを、自動要求プロセスを使用することにより送信機から受信機に送信する方法であって、受信機は、任意の破損した可能性のある受信パケットを検出するために送信機から受信した各パケットを検査し、受信機は、送信機に対して１つまたは多くの応答メッセージを発信することにより、各受信パケットの正しいかまたは破損した受信に応答し、送信機は、受信機によって送信された応答メッセージにおいて破損されているとして示されたパケットを再度送信する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチメディアアプリケーションがますます発達することにより、交換されたデータの符号化においてデータネットワークによるデータの送信を改善するために非常に多くの研究がなされてきた。特に、ビデオ復号ソフトウェア等のアプリケーションによっては、受信データストリームにおける誤りをサポートすることができる。誤り耐性および隠蔽メカニズムによっては、誤りを検出することを可能にし、それらに対処することができる。アプリケーションパフォーマンスに応じて、最終ユーザは、悩まされるほど重大ではないいくつかの小さい過失に留意する場合がある。たとえば、ＭＰＥＧ／２ビデオ送信では、これらの過失は、短い時間間隔の間に発生する可能性のある小さい視覚的アーティファクトである。ＧＳＭ携帯電話等の音声送信では、過失は、音声品質劣化かまたは短い中断を意味する。この種のアプリケーションは、衛星放送、携帯電話ネットワーク、無線ＬＡＮ等の信頼性の低いパケットネットワークにより送信されるために開発されてきた。同時に、これらのアプリケーションは、遅延をサポートすることもできる。一般に、各々に対して最大遅延値が与えられ、それにより、アプリケーション要件に従ってネットワークをセットアップすることができる。
【０００３】
無線ネットワークにおける高誤り率に対処するために、リンク層段階において多くの方法で誤り制御メカニズムが採用されてきた。２つの基本的な手法は、前方誤り訂正（Forward Error Correction）（ＦＥＣ）と自動再送要求（Automatic Repeat Request）（ＡＲＱ）である。
【０００４】
ＡＲＱでは、各パケットは、各パケットのヘッダおよびペイロード内部の誤りビットを検出するために、ＣＲＣ（巡回冗長検査（Cyclical Redundancy Check））によって保護される。受信機は、送信機に対し不良受信パケットを要求し、それらは、後に再送信される。文献では、多くのＡＲＱ方式が提案されており、規格において実現されてきた。それらの中で、最も広く使用されているのは、「Ｓｔｏｐ  ａｎｄ  Ｇｏ」（たとえば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  規格で実現）と、Ｇｏ  Ｂａｃｋ  Ｎと、ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｒｅｐｅａｔ  ＡＲＱ（ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２規格で実現）である。このプロセスでは、パケットが、正しく受信された場合にのみ上位層に送信されるため、遅延送信がもたらされる。この理由で、輻輳が発生した場合に古すぎるパケットの送信を回避するために、いくつかの破棄メカニズムが導入された。移送されたアプリケーションによって定義される最大許容遅延等の基準から、送信機は、その待ち行列を空にして遅延を取り戻すために、パケットのセットを破棄する。その結果、アプリケーションに対し、パケット損失がもたらされる。
【０００５】
ＦＥＣ法は、送信機において元のデータにパリティデータを付加する。受信機では、この導入された冗長性を用いて誤りから回復する。冗長性は、元のメッセージ内に含まれ、ＦＥＣは、目標とされる頑強性によって決まる余分な量のデータを付加する。付加されるパリティデータの長さが長いほど、ＦＥＣは、多数の誤りを訂正することができる。したがって、ＦＥＣは、より重要なオーバーヘッドをもたらすが、ＡＲＱとは異なり、非決定性遅延を付加しない。しかし、ＦＥＣ方法は、誤りのないデータフローを保証することはできない。
【０００６】
ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）方式は、再送信の数と送信遅延とを最小にするためにＦＥＣとＡＲＱとを結合することを提案する。タイプＩＩＩ  ＨＡＲＱ（またはChase combining）では、受信機において、同じ再送信パケットの複数のコピーを再結合することができる。タイプＩＩ  ＨＡＲＱ（Incremental redundancy）では、復号が１回目の試みで失敗した場合に、追加の冗長情報を徐々に増やして再送信する。再送信の数を低減することにより、かかるメカニズムは、送信遅延を低減させることが可能であり、ネットワーク資源の使用を最適化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの手法は、すべて、実際には以前に提供された誤り耐性アプリケーションに対して適合しない。実際に、ＦＥＣのみでは、データストリームのすべての誤りが訂正されることを保証しない。それは、いかなる冗長符号であっても所与のビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）を保証することができない。それは、アプリケーションの認められる品質が、アプリケーションの誤り耐性メカニズムのパフォーマンスのみによって決まることを意味する。場合によっては、ＦＥＣメカニズムは、ネットワーク状態（ネットワーク負荷）がそれほど悪くないにも関わらず、非常に多くのアーティファクトをもたらす可能性がある。一方、ＡＲＱは、アプリケーションに対して誤りのないデータストリームを提供することができ、それにより、最終ユーザに対して非常に高品質が提供され、ＦＥＣ手法によって生成されるアーティファクトが回避される。しかしながら、この完璧なサービスは、輻輳およびパケット破棄が発生する場合に破られる可能性がある。この場合、アプリケーションにいかなるデータも提供されないため、誤り耐性機能が使用されない。その結果、ユーザに対して非常に不愉快な影響がもたらされる。
【０００８】
本発明に関連する従来技術は、以下の通りである。
１）米国公開特許第２００３／０１８７９４号（YANG FAN等）
２）国際公開ＷＯ０２  ３００９８号（MOTOROLA INC）
３）国際公開ＷＯ００  ７９７６３号（ERICSSON TELEFON AB LM）
４）欧州特許第１  ０５４  ５２６号（LUCENT TECHNOLOGIES INC）
【０００９】
本発明の目的は、送信の輻輳が発生する場合であっても良質な送信を可能にする、信頼性の低いネットワーク（無線、電力線通信（Power Line Communication）等）と誤り耐性アプリケーション（ビデオ、オーディオ等）とに対して設計されたリンク層誤り制御メカニズムを定義することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明の主題は、請求項１による方法である。
【００１１】
ネットワーク状態が可能とする限り、それは、誤りのないデータストリームを保証する。輻輳が発生する場合、それは、データストリームのセンシティブ部分（すなわち、誤りがいかなるレベルにおいても回復不可能であるためにビット破損により重要なデータ損失がもたらされるデータの部分）に対する誤りのないサービスを保証する。データの残りの部分に対しては、幾分か考えられるビット誤りが発生してもよいが、本メカニズムは、データ損失がないことを保証し、それにより、アプリケーションは、その誤り耐性および遮蔽機能を使用することができる。
【００１２】
特定の実施形態により、本方法は、１つまたは複数の下位クレームの特徴を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
標準ＯＳＩモデルに従い、そして図１に示すように、リンク層（すなわちレイヤ２）は、多くのユーザ間でＰＨＹインタフェースによって提供されるサービスを共有することについて責任がある。さらに、リンク層は、ＰＨＹ層によって生成される考えられる誤りを訂正する何らかの誤り制御メカニズムを実施することができる。
【００１４】
すでにそれ自体が知られているように、ＯＳＩモデルにおけるネットワーク層であるレイヤ３は、受信機に送信されなければならないプロトコルデータユニット（Ｌ３−ＰＤＵ）を提供する。
【００１５】
本発明によれば、レイヤ３は、各Ｌ３−ＰＤＵにおいて、アプリケーションパフォーマンスに対してセンシティブなデータとセンシティブでないデータとを確定する。レイヤ３は、リンク層にＬ３−ＰＤＵを送信することを望むたびに、Ｌ３−ＰＤＵに加えて誤りに対してセンシティブなデータのセットを定義するデータ情報を提供する。誤りに対してセンシティブなデータがＬ３−ＰＤＵの始めにあるとすると、これらの情報は、有利には、ＰＤＵ長であり、そして誤りに対してセンシティブなＰＤＵデータのバイトの数である。この後者のパラメータをＳＤＬ−３と呼ぶ。
【００１６】
実際には、誤りに対してセンシティブなバイトは、Ｌ３−ＰＤＵの始めにある。実際に、アプリケーションデータは、しばしば、リンク層に達する前に中間プロトコルを介して移送される。これらのプロトコルは、パケットの始めにあるヘッダに何らかの情報を追加する。プロトコルは、通常、パケットのヘッダの誤りをサポートせず、これは、ヘッダを、リンク層によりアプリケーションデータストリームと比較して異なるように処理しなければならないことを意味する。
【００１７】
すでにそれ自体が知られているように、リンク層は、タイムスタンプを付与し、任意にＬ３−ＰＤＵをセグメント化し、入力ＬＬ−ＰＤＵ待ち行列に記憶されるいわゆるサービスデータユニット（ＬＬ−ＳＤＵ）を生成する。そして、それらを、各パケットに対するＭＡＣおよびＥＣ情報と、ペイロードと呼ばれるＬＬ−ＳＤＵとをグループ化するリンク層ＰＤＵ（ＬＬ−ＰＤＵ）にカプセル化する。リンク層の一般的なＬＬ−ＰＤＵフォーマットを図１に示す。
【００１８】
ＭＡＣ＋ＥＣヘッダは、受信者および／またはパケット通し番号を識別する、フレームタイプ制御フィールド、ストリームまたはコネクションＩＤ（またはコネクションレスリンク層のソースおよび宛先アドレス）等の情報を含む。
【００１９】
本発明によれば、リンク層が、ネットワークレイヤ３とセグメント化プロセスとによって提供される各ＬＬ−ＳＤＵに対し、データの感度とプロセスの現実施態様に応じて、誤り制御の２つのモードを提供する。
【００２０】
これらのモードを、ＥＣ−ＡＲＱモードとＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードと呼ぶ。
【００２１】
両モードは、ともにＡＲＱメカニズムに基づく。以下の例では、「ｓｔｏｐ  ａｎｄ  ｇｏ」ＡＲＱメカニズムを実施する。
【００２２】
ＥＣ−ＡＲＱモードでは、受信機によって何らかの誤りが検出された場合、送信機によりパケットを繰り返す。このモードでは、受信機は、パケット全体におけるビット誤りを検出する。それは、パケット全体をカバーするＣＲＣフィールドにより実現することができる。
【００２３】
ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードでは、ＬＬ−ＰＤＵを２つの部分、すなわち、非常に重要なまたはセンシティブなデータを含むセンシティブ部分と、幾分かの誤りを含む場合であっても関連するアプリケーションによって処理することができるデータを含む非センシティブなまたは保護されない部分とに分割する。各部分の長さは可変であり、任意に０であってもよい。センシティブ部分は、ＬＬ−ＰＤＵの始めにあり、その長さをＳＤＬ−２と呼ぶ。センシティブ部分を、このセンシティブ部分のみをカバーするＣＲＣによって保護する。
【００２４】
ＥＣ−ＡＲＱを、ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードの特定の場合としてみなしてもよく、すなわち、非センシティブ部分は空であり、センシティブ部分はパケット全体に及ぶ。ＥＣ−ＡＲＱモードでは、ＳＤＬ−２はＬＬ−ＰＤＵの長さに等しい。
【００２５】
図２は、本発明による送信プロセスの概略的な図を示す。
【００２６】
各ＬＬ−ＳＤＵに対し、送信機は、ＥＣ−ＡＲＱモードとＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードとのうちの一方を使用する。モードを、ＬＬ−ＰＤＵ送信毎に変更してもよい。
【００２７】
ＥＣ−ＡＲＱモードが現送信モードであるとする。
【００２８】
ステップ１００において、所与のＬＬ−ＳＤＵに対し、リンク層は、ＭＡＣおよびＥＣ情報を含むヘッダを付加する。実際には、そしてすでにそれ自体が知られているように、リンク層は、通常、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）副層および誤り制御（ＥＣ）副層とを含む。ＭＡＣは、媒体に対するアクセスを編成し、アドレス指定に関して情報を追加する。上述したように、ＥＣは、媒体誤りに直面するためにいくつかの方式を実施してもよい。有利には、ＭＡＣ＋ＥＣヘッダは、センシティブ部分を定義する情報を含む、センシティブデータ長（ＳＤＬ）と呼ぶ特定のフィールドを含む。このフィールドは、有利には、ＳＤＬ−２パラメータを符号化してもよく、それは、ＥＣ−ＡＲＱモードではパケットがセンシティブなデータしか含まないため、システム的にはＬＬ−ＰＤＵ全体の長さに等しい。
【００２９】
ステップ１０１において、パケットの内容全体に基づくＣＲＣを計算する。このため、ＣＲＣ（巡回冗長検査）は、ＭＡＣ＋ＥＣヘッダに連結されたペイロード（レイヤ３からのＳＤＵ）によって決まる。
【００３０】
ステップ１０２において、ＬＬ−ＰＤＵを受信機に送信し、発信側は、応答を待っている。
【００３１】
ＥＣ−ＡＲＱモードでは、ステップ１０３において、受信機は、ＬＬ−ＰＤＵのペイロード部とヘッダ部とを意味するパケット全体のチェックサムを計算し、それをＣＲＣと比較する。
【００３２】
チェックサムがＣＲＣに等しい場合（ステップ１０４）、ステップ１０６において、ＬＬ−ＰＤＵを、正しく受信されているとみなし、「正しい（ＯＫ）応答」を発信側に返す。
【００３３】
チェックサムがＣＲＣに対応しない場合（ステップ１０４）、ステップ１０８において、ＬＬ−ＰＤＵを、破損しているとみなし、「正しくない（ＮＯＫ）応答」を発信側に返す。
【００３４】
ステップ１１０において、次のＬＬ−ＰＤＵ送信を同じモードで行わなければならないか他のモードで行わなければならないかを判断するテストを実行する。適用される基準は、以下の記述において開示する。
【００３５】
送信モードを切り替える必要のない場合、ステップ１０２および１０３を繰り返す。
【００３６】
送信されたＬＬ−ＰＤＵが正しいとみなされる場合、ステップ１１２において、ＬＬ−ＳＤＵ待ち行列の続くＬＬ−ＳＤＵを考慮する。
【００３７】
そして、ステップ１１４において、同じモードをまだ使用することができるかもしくはモードを変更しなければならないかを検査する。ステップ１１０と同じ基準を適用する。
【００３８】
ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードを実施する場合、ステップ２００において、まずＬＬ−ＳＤＵにＭＡＣ＋ＥＣヘッダを付加する。
【００３９】
有利には、ＭＡＣ＋ＥＣヘッダは、センシティブ部分を定義する情報を含む、センシティブデータ長（ＳＤＬ）と呼ぶ特定のフィールドを含む。このフィールドは、有利には、センシティブ部分のデータがすべてＬＬ−ＰＤＵの始めにあると想定して、センシティブなデータのバイトの数を定義するＳＤＬ−２パラメータを符号化してもよい。
【００４０】
図３に示すように、ＳＤＬ−２は、ＭＡＣ＋ＥＣヘッダの長さが、ＬＬ−ＳＤＵであるペイロードに含まれるセンシティブなデータの長さだけ増大した長さに等しい。センシティブ部分の長さを、送信機により、レイヤ３によって提供されたパラメータＳＤＬ−３から求める。
【００４１】
ＬＬ−ＳＤＵにいかなるセンシティブなデータも含まれない場合、ＳＤＬ−２は、ＭＡＣ＋ＥＣヘッダの長さに等しい。
【００４２】
有利には、ステップ２０２において、誤りに対する頑強性を向上させるために、保護されていないペイロード部分に冗長データを付加する。これらのデータを、ＦＥＣ方式を実施することによって付加する。
【００４３】
ステップ２０４において、ＬＬ−ＰＤＵのセンシティブ部分に対してのみＣＲＣを計算する。このセンシティブ部分は、ＭＡＣ＋ＥＣヘッダとＬＬ−ＳＤＵのセンシティブ部分とである。
【００４４】
そして、ステップ２０６において、ＬＬ−ＰＤＵとＣＲＣとを連結し送信する。
【００４５】
パケットを受信すると、受信機は、ステップ２０８において、受信したＬＬ−ＰＤＵのセンシティブ部分に対するチェックサムを計算する。チェックサムを計算するために、受信機は、ＭＡＣ＋ＥＣヘッダに含まれる受信機ＳＤＬを使用する。そして、受信機は、ステップ２１０において、チェックサムを受信したＣＲＣと比較する。
【００４６】
ＬＬ−ＰＤＵのセンシティブ部分に対してのみ計算されたチェックサムがＣＲＣに等しい場合、受信したＬＬ−ＰＤＵを正しいものとみなす。そうでない場合、パケットを、破損しているとみなす。
【００４７】
このモードでは、受信機は、ペイロード部分におけるすべての誤りを検出することができず、おそらくは、破損したＬ３−ＳＤＵを上位層に提供する可能性がある。しかしながら、考えられる誤りは、ＳＤＬ−３によって定義された非センシティブ部分にあることになる。
【００４８】
チェックサムがＣＲＣに等しい場合、ステップ２１２において、ＬＬ−ＰＤＵを、正しく受信されているものとみなし、「正しい（ＯＫ）応答」を発信側に返す。
【００４９】
チェックサムがＣＲＣに対応しない場合、ステップ２１４において、ＬＬ−ＰＤＵを、破損しているものとみなし、「正しくない（ＮＯＫ）応答」を発信側に返す。
【００５０】
ステップ２１６において、次のＬＬ−ＳＤＵ送信を同じモードで行わなければならないか他のモードで行わなければならないかを判断するテストを実行する。
【００５１】
送信モードを切り替える必要のない場合、ステップ２０６および２０８を繰り返す。そうでない場合、ステップ１００とそれ以降を実施する。
【００５２】
送信されたＬＬ−ＰＤＵを正しいとみなす場合、ステップ２１８において、ＬＬ−ＳＤＵ待ち行列の続くＬＬ−ＳＤＵを考慮する。
【００５３】
そして、ステップ２２０において、ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードをまだ使用することができるかもしくはモードを変更しなければならないかを検査する。ステップ２１６と同じ基準を適用する。
【００５４】
受信機は、両モードにおいて送信パケット毎に送信機によって充填されたＳＤＬフィールドを分析することにより、ＥＣ−ＡＲＱとＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱとの間のモード切替えを実行する。ＳＤＬが、パケット全体がＣＲＣによって保護されていることを示す場合、現モードは、ＥＣ−ＡＲＱである。そうでない場合、受信パケットに対して送信機が選択した現モードは、ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱである。
【００５５】
ＥＣ−ＡＲＱモードとＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードとの間の遷移は、送信機が決定し、それらを異なる種類のイベントおよび基準によってトリガしてもよい。これらの基準を、図４において要約する。
【００５６】
システムおよび入手可能な情報に従って、以下の記述のうちの１つまたは組合せを選択してもよい。
【００５７】
１．ＬＬ−ＳＤＵの経過時間
レイヤ２において、いくつかのパケットが、アプリケーションに対して古すぎるために破棄される場合がある。送信前に、サービスの開始時にアプリケーションに許容可能な最大遅延ＤＭが指示される。したがって、ＬＬ−ＳＤＵの経過時間は、状態の変化をトリガするための適当なパラメータである。
【００５８】
送信機では、システムの入力において、すべてのＬＬ−ＳＤＵに対してタイムスタンプが付与され、それにより、初期タイムスタンプ値からすべての瞬間ｔにおける各ＬＬ−ＳＤＵｉの経過時間Ａｉ（ｔ）を計算することができる。この実施態様では、アプリケーションレイヤ３は、その最大許容遅延ＤＭをリンク層に伝える。
【００５９】
ＤＭとデータレート等の上位層によって提供される他のパラメータとから、サービスの開始時にリンク層によって２つの遅延閾値、すなわちＤＡＲＱ＜ＤＰａｒｔＡＲＱ＜ＤＭであるＤＰａｒｔＡＲＱおよびＤＡＲＱが確定される。
【００６０】
ＥＣ−ＡＲＱからＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱへの遷移は、入力ＬＬ−ＳＤＵ待ち行列における最も古いＬＬ−ＳＤＵの経過時間がＤＰａｒｔＡＲＱ閾値を超過した場合に発生する。ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱからＥＣ−ＡＲＱ状態への遷移は、最も古いＬＬ−ＳＤＵの経過時間がＤＡＲＱより低くなる場合に発生する。
【００６１】
ＤＰａｒｔＡＲＱおよびＤＡＲＱを、パケット破棄の数を最小化するために選択する。実際には、ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードにおいてさえも、そのセンシティブ部分において誤りが発生する場合にＬＬ−ＰＤＵを繰り返してもよい。かかる誤りの確率は、ＥＣ−ＡＲＱモードよりも低いが、ゼロではない。したがって、ＬＬ−ＳＤＵの経過時間は、ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードにおいてさえも増大し続け、それは、ＤＰａｒｔＡＲＱと最大許容遅延ＤＭとの間の限界を注意深く選択すべきである理由の説明になる。
【００６２】
２．入力ＬＬ−ＳＤＵ待ち行列
現実のシステムでは、入力ＬＬ−ＳＤＵ待ち行列のサイズは制限されており、この待ち行列がオーバーフローすると、いくつかのパケットが破棄される可能性がある。瞬間ｔにおける待ち行列のＬＬ−ＳＤＵの数を、ｎ（ｔ）と示す。
【００６３】
ＥＣ−ＡＲＱからＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードへの遷移は、ｎ（ｔ）が所与の閾値ＮＰａｒｔＡＲＱを超過した場合に発生する。ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱからＥＣ−ＡＲＱモードへの遷移は、ｎ（ｔ）がＮＡＲＱ＜ＮＰａｒｔＡＲＱである所与の閾値ＮＡＲＱを下回った場合に発生する。
【００６４】
３．ＬＬ−ＳＤＵの複数の繰返しの数
システムによっては、時刻ｔにおける同一のＬＬ−ＳＤＵｉの繰返しｒｉ（ｔ）の数を制限する場合がある。
【００６５】
この場合、ＥＣ−ＡＲＱからＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードへの遷移は、１つのＬＬ−ＳＤＵが繰返しの最大許容回数ＲＰａｒｔＡＲＱを越えて繰り返された場合にトリガされる。
【００６６】
４．パケット誤り率（ＰＥＲ）測定値
他の基準に関し、ＰＥＲＡＲＱ＜ＰＥＲＰａｒｔＡＲＱである２つの閾値ＰＥＲＰａｒｔＡＲＱおよびＰＥＲＡＲＱを定義し、それらを使用して、瞬間平均ＰＥＲｐｅｒ（ｔ）がＰＥＲＰａｒｔＡＲＱを超過するか、またはＰＥＲＡＲＱを下回る場合に、それぞれＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱおよびＥＣ−ＡＲＱ状態に切り替える。実際には、ＡＲＱメカニズムは、所与のＰＥＲまで正しく動作することが知られている。この動作点を越えると、ＡＲＱは適合せず、ＡＲＱ送信機ブロッキングが発生する。したがって、瞬間平均ＰＥＲｐｅｒ（ｔ）は、両状態を切り替えるための適切な予防的基準であり得る。
【００６７】
図４に示す状態機械は、送信機においてＥＣ−ＡＲＱとＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱとを切り替えるために適用してもよい異なる基準を要約している。開始状態は、ＥＣ−ＡＲＱである。
【００６８】
かかるメカニズムを、後述するようにＩＥＥＥ８０２．１１規格に適用してもよい。
【００６９】
ＩＥＥＥ８０２．１１は、物理およびリンク層に対する仕様のセットを定義する無線ＬＡＮ規格である。それは、異なる技術に基づいてさまざまな物理層をサポートする。最も広く使用されるものは、次のものである。
８０２．１１ａ：５４Ｍｂ／秒の最大スループットを有する５ＧＨｚでのＯＦＤＭ
８０２．１１ｂ：１１Ｍｂ／秒の最大スループットを有する２．４ＧＨｚでのＤＳＳＳに対するＣＣＫ
８０２．１１ｇ：５４Ｍｂ／秒の最大スループットを有する２．４ＧＨｚでのＯＦＤＭ。
【００７０】
レガシー８０２．１１では、搬送波感知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）メカニズム（競合アクセス）と「ｓｔｏｐ  ａｎｄ  ｇｏ」ＡＲＱとに基づく共通かつ一意のリンク層を定義した。かかる方式では、送信機は、バックオフ期間待機した後にフレームを送信し、媒体の発信を聞く。そして、所与の時間間隔の間に肯定応答フレームを待つ。肯定応答は、フレームがいかなる誤りもなく受信された場合に受信機によって生成される。送信機が肯定応答を受信しない（フレームが喪失したかまたは不適切に受信されたか、もしくは肯定応答が破損した）場合、フレームを即時再送信する。デッドロックを回避するために、規格は、同じフレームの繰返しの数を制限する。
【００７１】
図５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣフレームの一般的なフォーマットを示す。
【００７２】
フレーム制御フィールドは、フレームの機能の識別を可能にするフレームデータタイプを含む。
【００７３】
アドレス１は、ソース装置のアドレスを含み、アドレス２は、宛先装置のアドレスを含む。シーケンス制御フィールドは、送信フレームの通し番号を示す。フレーム本体は、ペイロードを含む可変長フィールドである。ＦＣＳフィールドは、ＭＡＣヘッダおよびフレーム本体のフィールドすべてにわたって計算された３２ビットＣＲＣを含む。
【００７４】
受信時にＰＨＹ層によりフレームの長さが与えられ、それは、ＭＡＣフレーム構造の一部にはならない。
【００７５】
レガシー８０２．１１ＭＡＣは、セグメント化を提供せず、レイヤ３から受け取られたＬ３−ＰＤＵは、フレームに、すなわちフレーム本体フィールドに直接カプセル化されるということに留意しなければならない。
【００７６】
提案されたメカニズムを適用するためには、ＭＡＣフレームを拡張すべきであり、部分的チェックサムを導入する。ＭＡＣヘッダに、フレームの始めから開始していくつのバイトがセンシティブでありチェックサム（すなわち、ＦＣＳフィールド）によってカバーされるかを示すＣＲＣカバレッジフィールド（ＣＣ）を追加する。このＣＣフィールドは、上述した段落で提示したＳＤＬフィールドの８０２．１１アプリケーションである。
【００７７】
この種のフレームを受信すると、受信機は、ＣＣフィールドに示されるバイトの数に関しチェックサムを検査する。受信機の挙動は、まだレガシー８０２．１１と同一である。すなわち、保護されたデータ領域にいかなる誤りも発生しない場合、受信機は、肯定応答フレームを発信する。
【００７８】
ＥＣ−ＡＲＱモードでは、ＣＲＣは、レガシー８０２．１１のようにフレーム全体をカバーし続ける。したがって、ＣＣフィールドは、ＭＡＣフレームの長さ（引くＦＣＳフィールドの長さ）を含む。
【００７９】
ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードでは、ＣＲＣは、ＭＡＣ＋ＥＣヘッダとペイロードの一部とのみをカバーする。この部分は、可変長を有してもよく、上位プロトコルのセンシティブな情報を含む。たとえば、アプリケーションデータがＩＰプロトコルおよびＵＤＰ  Ｌｉｔｅにより転送される場合、この部分は、ＩＰおよびＵＤＰヘッダを含む。このモードでは、ＣＣフィールドは、少なくともＭＡＣ＋ＥＣヘッダのサイズより大きい。
【００８０】
特定のデータタイプは、この拡張フレームに対して定義され、フレーム制御フィールドにおいて示される。
【００８１】
上で説明したように、送信機は、実行中のＥＣモードを確定する。ＥＣモード切替えの基準を、システムにより、いくつかのパケットが破棄される場合の数を最小化するように確定する。実施の複雑性と要求されるサービスの品質とに従い、提示された基準のセットのみを選択する。たとえば、単純な実施態様は、図５に示すように入力ＬＬ−ＳＤＵ待ち行列と再送信の最大数とに対するいくつかの閾値のみを維持する。
【００８２】
ｎ（ｔ）は、入力ＬＬ−ＳＤＵ  ＦＩＦＯに記憶されたＬＬ−ＳＤＵの数である。これは、発信を待っているフレームの数である。
【００８３】
ＮＰａｒｔＡＲＱは、ＥＣ−ＡＲＱからＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱ状態への遷移をトリガする待ち行列閾値（ＬＬ−ＳＤＵの数）である。
【００８４】
ＮＡＲＱは、ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱからＥＣ−ＡＲＱ状態への遷移をトリガする待ち行列閾値である。
【００８５】
ｒｉ（ｔ）は、現フレームの繰返しの数である。
【００８６】
ＲＰａｒｔＡＲＱは、フレームの繰返しの最大数である。それを、規格によって確定された値から１を引いた値に等しいように選択してもよい。
【００８７】
図７は、考えられる送信シーケンスの例を示す。最初に、ＥＣ−Ｍｏｄｅは、ＥＣ−ＡＲＱであり、各送信フレームは、完全に保護されている。同じフレームを３回繰り返した後、送信機は、繰り返しの最大数に達したためＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードに切り替わるように判断する。そして、上述したように、ただし、ペイロード部を保護することなく、フレームを再送信する。誤り確率が低減するため、フレームを適切に受信されたとみなす。そして、別のものを、ＥＣ−ＰａｒｔＡＲＱモードで送信する。フレームのセンシティブ部分で誤りが発生するため、それを提示されたシーケンスの最後で繰り返す。
【００８８】
本発明により、輻輳が発生した場合に、システムは、センシティブなデータのみを保護することにより繰返しの数を制限しようと試みる。この方法により、フレームの保護されたセンシティブ部分が小さくなるため、送信フレームにおける誤り確率が低減する。このシステムは、保護されたバイトの数がフレームサイズに比べて小さい場合、有利である。したがって、長いパケットを生成する高ビットレートアプリケーションに対して興味深いものである。
【００８９】
それを、標準破棄メカニズムによって完了してもよく、その場合、考えられる輻輳の悪影響を低減する予防的手段として使用される。
【００９０】
プロセスの説明は、「ｓｔｏｐ  ａｎｄ  ｇｏ」ＡＲＱ方式に基づいている。しかしながら、本発明を、たとえばＧｏ  Ｂａｃｋ  Ｎ  ＡＲＱ、またはｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｒｅｐｅａｔ  ＡＲＱのような他のＡＲＱ方式で実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】標準ＯＳＩモデルによる、送信機におけるレイヤ３からレイヤ１へのデータパスの概略図である。
【図２】送信を実施するために使用されるプロセスのフローチャートである。
【図３】本発明の実施態様で使用される一般的なフレームフォーマットの図である。
【図４】送信機における状態機械の概略図である。
【図５】ＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣフレームフォーマットの図である。
【図６】８０２．１１の送信機における状態機械の概略図である。
【図７】本発明を実施する場合のＩＥＥＥ８０２．１１のシーケンスサンプルの概略図である。
【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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【図７】
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【外国語明細書】
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