CN1788473A - 电源线通讯系统的包分类和串联 - Google Patents

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Abstract

本发明的通信终端设备包括：按流类型和目的地分类包的包分类部分(103)；累加由包分类部分分类的包的包累加部分(104－107)，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求的QoS控制部分(113)；确定是否满足传输开始要求的传输控制部分(108)；如果传输控制部分确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包而产生帧的成帧部分(109)；发送由成帧部分产生的帧到目的通信终端设备的传输部分(110)。

Description

电源线通讯系统的包分类和串联
说明
用于通信网络系统的通信终端设备、方法、程序、记录媒体和集成电路。
技术领域
本发明涉及在通信网络中用于发送和接收帧的的通信终端设备，更具体地是，涉及用于发送和接收各自包含多个包的帧的通信终端设备。
背景技术
在多个通信网络之间发送和接收帧的传统的通信网络系统中，从通信终端设备到接收终端设备通过发送帧实施数据传输，该帧包含一组报头信息、数据和帧检验序列信息。(见ANSI/IEEE Std802.11，ISO/IEC8802-11：1999(E)的34页和199-205页)。
图9是示出在ANSI/IEEE Std802.11，ISO/IEC8802-11：1999(E)中揭示的传统的帧结构的示意图。在图9中，帧包括前同步码字段91，帧控制字段92，持续时间/ID字段93，第一地址字段94，第二地址字段95，第三地址字段96，帧本体字段97和帧检验序列字段98。
前同步码字段91包含用于建立帧同步的信息。帧控制字段92包含帧类型等。持续时间/ID字段93包含与发送帧占用通信媒体的时间长度有关的信息。第一地址字段94包含表示某一终端设备的地址的目的终端设备地址，该终端设备在诸个直接发送/接收帧的终端设备中接收帧。第二地址字段95包含表示某一终端设备地址的源终端设备地址，该终端设备在诸个直接发送/接收帧的终端设备中发送帧。第三地址字段96包含表示最初发送帧的终端设备地址的源地址和表示帧的最终目的的终端设备地址的目的地址。帧本体字段97包含序列号，密码信息和数据。帧检验序列字段98包含用于检测帧是否有差错的信息。
在图9中示出的帧中，前同步码字段91、帧控制字段92和持续时间/ID字段93使用调制技术以可能的最低速度发送，这可以提供较高的冗余，以便于被通信网络中的所有终端设备识别。其它字段(下文中恰当地称作“数据字段”)使用适合通信终端设备之间的通信状况的调制技术以较高的速度发送。
如上所述，当数据字段以较高传输速度发送时，前同步码字段91、帧控制字段92和持续时间/ID字段93以可能的最低传输速度发送。但是，如果数据字段的传输速度相当高，由前同步码字段91、帧控制字段92和持续时间/ID字段93引起的开销增加。因此，有效传输速度被降低。
例如，考虑工作带宽和数据传输速度在符合IEEE802.11a标准的系统中为四倍且使用5GHz波段的情况。假定1500字节数据字段作为以太网(R)包发送。在这种情况下，需要24微秒发送前同步码字段91、帧控制字段92和持续时间/ID字段93。此外，需要56微秒发送数据字段。据此，56微秒/(24微秒+56微秒)＝0.7，因此数据字段传输效率降低到70％。此外，在使用诸如CSMA/CD的访问控制系统的情况下，必需在要发送的帧之间插入间隙，以使得传输效率通常降低到40％或更低。
为了解决上述问题，第7-123118号日本专利公开说明书推荐了一种帧传输电路。这种帧传输电路发送各自包含多个包的传输帧，从而增加了传输效率。
由第7-123118号日本专利公开说明书推荐的帧传输电路可适用于仅发送数据帧的情况。但是，这种帧传输电路不能够满足服务质量(QoS)的要求，例如，要满足由诸如音频包(例如，VoIP包)或视频包(例如，MPEG)的AV流要求的最大延迟时间，抖动防止等等，因此，此帧传输电路不适用于发送AV流的情况。
此外，在使用无线电或输电线作通信媒体的情况下，帧差错率从0.1％增加到大约1.0％，因此如果在接收侧的终端设备使用前向纠错(FEC)检测到差错，常常可以要求传输侧的终端设备重发帧。但是，以帧为单位的重发削弱了重发效率，因此不可能增加传输量。为了解决这个问题，可以想到以包为单位的重发。但是，如果帧包含可变长度的包，很难规定包的位置，因此很难检测到每个包的差错。
发明内容
因此，本发明的目的是提供能提高传输效率也能满足传输质量要求的的通信终端设备。
为达到上面的目的，本发明具有以下几个方面。
本发明的第一个方面是集中在用于通过并置从流获得的多个包产生帧和用于发送产生的帧的通信终端设备，该设备包括：按流类型和目的地分类包的包分类部分；累加由包分类部分分类的包的包累加部分，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求的QoS控制部分；确定是否满足传输开始要求的传输控制部分；如果传输控制部分确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包产生帧的成帧部分；发送由成帧部分产生的帧到目的通信终端设备的传输部分。
在依据本发明第一方面的通信终端设备中，包按流类型和目的地分类，基于按流类型和目的地分类，分类的包被分开存储，且在包被累加到这样的程度以致满足用于流的传输质量要求之后，通过并置已经累加的包产生的帧被发送。因为产生的帧包括多个被并置的包，提高了传输效率。此外，在不能满足传输质量要求之前产生了帧，因此满足QoS要求。因此，有可能提供能提高传输效率也能满足传输质量要求的通信终端设备。
最好是，由QoS控制部分确定的传输开始要求是关于包的预定的最大并置数量是否在包累加部分中累加。
因此，包的最大的可能的数量能够被并置在一起，藉此有可能提高传输效率并从而满足传输质量要求。
最好是，通信终端设备还包括用于改变最大并置数量的最大并置数量改变部分、用于发送帧的传输线是输电线，且如果循环电源噪声出现在输电线上，最大并置数量改变部分将最大并置数量改变到能够在循环噪声数量少于预定值的时限内能被发送的包的数量。
因此，即使循环电源噪声出现，在循环噪声的影响基本无害的时限内发送帧，且因此有可能保证帧到达接收侧，从而增加传输效率。
例如，在最大并置数量是N的情况下，循环噪声数量小于预定值的时限是R，通过从发送一个帧需要的总的时限去除数据的时限而获得的冗余时限是V，与传输帧的部分相对应和发送与单个包相对应的数据需要的时限是W，最大并置数量改变部分可设置最大并置数量以使其成为等于或小于不超过(R-V)/W的最大整数的值。
因此，通信终端设备能在循环噪声的影响基本无害的时限内能够获得需被并置的包的数量。
最好是，由QoS控制部分确定的传输开始要求是关于包在预定的最大延迟时间内是否累加进包累加部分。
因此，通信终端设备能够尽可能多地延迟包传输，藉此有可能提高传输效率从而满足传输质量要求。
例如，通信终端设备还包括表示当前时间的计数器，包累加部分把由计数器表示的当前时间添加到每个要被累加的包，且传输控制部分确定由计数器表示的当前时间和添加到累加进包累加部分的最早的包的时间之间的差异是否超过最大延迟时间，从而确定在最大延迟时间内包是否被累加进包累加部分。
因此，通信终端设备能够计算延迟时间。
例如，基于QoS参数和传输线的状况，QoS控制部分可以计算最大并置数量和/或最大延迟时间。
例如，基于QoS参数和传输线的状况，外部的QoS控制器可以计算最大并置数量和/或最大延迟时间。
例如，基于QoS参数和传输线的状况，QoS控制部分可以计算最大并置数量。
因此，考虑传输路径的当前状况可以确定最大并置数量和/或最大延迟时间。
例如，QoS参数可以为最大容许延迟时间、最大容许抖动、最大传输速度、最小传输速度、最大连续传输时间和最大传输中止时间中的任何一个。
最好是，通信终端设备还包括：接收从传输侧通信终端设备发送的帧的接收部分；检测包含在由接收部分接收到的帧中的包中的差错的检错部分；请求传输侧通信终端设备重发由检错部分确定为具有差错的最早的包和所有跟随最早的包的包的重发请求部分。
因此，有可能重发确定为具有差错的包和所有跟随那个包的包。
例如，成帧部分可以把检错码、有关帧中的包的位置的位置信息和同步标志添加到每个包，从而产生帧。
最好是，通信终端设备还包括：接收从传输侧通信终端设备发送的帧的接收部分；检测包含在由接收部分接收到的帧中的包中的差错的检错部分；请求传输侧通信终端设备重发由检错部分确定为具有差错的任何包的重发请求部分。
因此，有可能仅重发确认为具有差错的包，即，可选择的包重发是可能的，藉此有可能增加传输量。
例如，成帧部分可以把检错码、有关帧中的包的位置的位置信息和同步标志添加到每个包，从而产生帧。
例如，包可以是以太网(R)帧。
例如，包可以是MPEG-TS包。
因此，不用对上层做任何系统改变有可能提供本发明的通信终端设备。
本发明的第二个方面是集中在用于通过并置从流获得的多个包产生帧和发送产生的帧的方法，该方法包括以下步骤：按流类型和目的地分类包；累加分类的包，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求；确定是否满足传输开始要求；如果确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包产生帧；发送产生的帧到它的目的地。
本发明的第三个方面是集中在使计算机通过并置从流获得的多个包产生帧和发送产生的帧的程序，该程序使计算机执行以下步骤：按流类型和目的地分类包；累加分类的包，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求；确定是否满足传输开始要求；如果确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包产生帧；发送产生的帧到它的目的。
本发明的第四个方面是集中在具有在其中存储使计算机通过并置从流获得的多个包产生帧和发送产生的帧的程序的计算机可读记录介质，该程序使计算机执行以下步骤：按流类型和目的地分类包；累加分类的包，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求；确定是否满足传输开始要求；如果确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包产生帧；发送产生的帧到它的目的。
本发明的第五个方面是集中在用于通过并置从流获得的多个包产生帧的集成电路，该电路包括：按流类型和目的地分类包的包分类部分；累加由包分类部分分类的包的包累加部分，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求的QoS控制部分；确定是否满足传输开始要求的传输控制部分；以及如果传输控制部分确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包产生帧的成帧部分。
结合本发明的附图，从本发明下面的详细描述中，本发明的这些或其它的目的、特征、方面和优点将变得更加明显。
附图说明
图1是示出依据本发明第一实施例的通信终端设备的硬件结构的方框示意图；
图2是示出依据本发明第一实施例的传输侧通信终端设备的功能结构的方框示意图；
图3是示出依据本发明第一实施例的接收侧通信终端设备的功能结构的方框示意图；
图4是示出由成帧部分109产生的帧的结构的示意图；
图5是示出在卤素灯连接到60Hz电源时，在输电线上观察到的示意性的循环电源噪声的图形；
图6是示出依据本发明第二实施例的传输侧通信终端设备的功能结构的方框示意图；
图7是示出依据本发明第二实施例的接收侧通信终端设备的功能结构的方框示意图；
图8是示出在本发明的通信终端设备应用到高速输电线传输时，整个系统结构的示意图；及
图9是示出传统的帧结构的示意图。
具体实施方式
(第一实施例)
图1是示出依据本发明第一实施例的通信终端设备的硬件结构的方框示意图。在图1中通信终端设备1包括模拟前端(AFE)2，输电线通信物理层(PLCPHY)3，存储器4，输电线通信媒体访问控制(PLC MAC)5，CPU 6，和以太网模块7。模拟前端2连接到输电线8。以太网模块7连接到以太网电缆9。
模拟前端2执行A/D转换、D/A转换、自动增益控制(AGC)和耦合。输电线通信物理层3执行采样、调制、解调和前向纠错处理。存储器4已经在其中存储了程序，该程序实施本发明的处理步骤和数据传输及接收。输电线通信媒体访问控制MAC层5执行成帧、添加循环冗余检验(CRC)编码、CRC检验、传输控制、接收处理和重发控制。CPU 6执行QoS处理和控制到上层的接口。以太网模块7发送数据到以太网(R)网络和从以太网(R)网络接收数据。
图2是示出在传输侧的通信终端设备1(在下文中称作“传输侧通信终端设备”)的功能结构的方框示意图。在图2中，传输侧通信终端设备包括传输侧上层接口(I/F)101，流识别部分102，排队控制部分103，传输队列104，105，106和107，媒体传输部分110，媒体接收部分111，计数器112和QoS控制部分113。虽然在图2中示出了四个传输队列，传输队列的数量并不局限于四个。
图3是示出在接收侧的通信终端设备1(在下文中称作“接收侧通信终端设备”)的功能结构的方框示意图。在图3中，接收侧通信终端设备包括媒体接收部分201，包接收处理部分202，接收侧上层接口(I/F)203，重发控制部分204和媒体传输部分205。
在图2示出的传输侧通信终端设备中，媒体传输部分110和媒体接收部分111分别由模拟前端2和输电线通信物理部分3实现。传输控制部分108，成帧部分109和计数器112由输电线通信MAC层5实现。传输队列104，105，106和107由存储器4实现。传输侧上层I/F 101，流识别部分102，排队控制部分103和QoS控制部分113由CPU 6实现。注意，流识别部分102可作为硬件滤波电路由输电线通信MAC层5实现。
在图3中示出的接收侧通信终端中，媒体接收部分201和媒体传输部分205分别由模拟前端2和输电线通信物理部分3实现。包接收处理部分202和重发控制部分204由输电线通信MAC层5实现。接收侧上层I/F203由CPU 6实现。
传输侧通信终端设备和接收侧通信终端设备经由作为通信媒体的输电线连接在一起，以使得彼此间能够相互通信。此外，每个通信终端设备1连接到存在于通信媒体(即输电线)上的QoS控制器，以使得能够经输电线与QoS控制器通信。
在图2中，传输侧上层I/F 101从上层接收传输包。传输包包含在，例如，以太网(R)帧或MPEG-TS包中。流识别部分102确定传输包的流类型，并添加流号码到每个包。排队控制部分103根据流类型和目的地把传输包分类，并控制已分类的包存储进传输队列104，105，106和107。传输队列104，105，106和107累加传输包。传输控制部分108从传输队列104，105，106和107中检索包并根据进入传输队列104，105，106和107的传输包的累加状况将检索到的包传递给成帧部分109。成帧部分109添加前同步码和帧控制到来自传输控制部分108的一系列包的报头，添加同步信息到每个包的报头，并添加检错码到每个包的末端，从而构成帧。媒体传输部分110经通信媒体发送由成帧部分109导出的帧到接收侧通信终端设备。媒体接收部分111接收来自接收侧通信终端设备的重发请求。计数器112指示当前时间。QoS控制部分113基于QoS参数确定传输开始要求。
在图3中，媒体接收部分201从通信媒体接收帧。包接收处理部分202从帧中提取各独立包。重发控制部分204产生重发请求。媒体传输部分205发送重发请求到传输侧通信终端。接收侧上层I/F 203传递接收包到上层。
注意，虽然本实施例使用输电线作为通信媒体，通信媒体可以以电线的形式提供，例如，以太网电缆，IEEE 1394电缆，USB电缆，ADSL电缆，或家用PNA电缆，或可以利用例如，IEEE802.11a/b/g/n，宽带正交频分复用(WOFDM)技术，或者是超宽带(UWB)技术，以无线使用形式提供。
以下描述的是本发明通信终端设备1的操作。
首先，在描述的通信之前执行初始设置。QoS控制部分113获得流识别信息和包含在从上层中的应用程序(下文称作“上层应用程序”)发送的包中的QoS参数。流识别信息包含唯一地分配给流的流号码、包的源地址、包的目的地址、诸如用于IP包的用户数据包协议的协议(UDP)或传输控制协议(TCP)的协议、服务类型(TOS)字段、虚拟局域网络(VLAN)标识符、端口号码、与USB包和IEEE 1394包有关的异步和同步周期信息等等。QoS参数表示流传输所要求的质量要求(下文称作“传输质量要求”)，并为每个流定义。QoS参数包含任一最大容许延迟时间，最大容许抖动，最大传输速度，最小传输速度，最大连续传输时间，和最大传输中止时间中任一个。
为了发送帧，QoS控制部分113基于QoS参数和考虑发送帧所需要的传输时间、传输间隔、传输速度，计算需要的带宽，然后，QoS控制部分113请求QoS控制器把所需的带宽分配到通信终端设备1。据此，QoS控制器把带宽分配到通信终端设备1，以使得要求尽可能满足。QoS控制器返回与实际分配到通信终端1的带宽有关的资源使用许可信息。资源使用许可信息指定基于指定的带宽而获得的传输开始时间，传输许可周期，可用频率等等。QoS控制部分113基于QoS参数和从QoS控制器接收到的资源使用许可信息计算最大净并置数量Nb和最大净延迟时间Tb，并传递最大净并置数量Nb和最大净延迟时间Tb到流识别部分102。最大净并置数量Nb和最大净延迟时间Tb被包括在传输开始要求中。因为为每个流定义了QoS参数，也为每个流定义了最大净并置数量Nb和最大净延迟时间Tb。在这种方式中，完成了为通信的起始设置。
接下来，描述数据传输操作。首先，传输侧上层I/F 101接收来自上层的传输包。假定传输包的目的地址被指定。传输包可以是以太网帧、MPEG1包、MPEG2PS/TS包、MPEG4包、自适应差分脉码调制(ADPCM)包、a G.723包、USB包、或者IEEE1394帧。传输侧上层I/F 101传递接收到的传输包给流识别部分102。
流识别部分102参照包含在从传输侧上层I/F 101接收的传输包中的流识别信息，并提取流号码和传输包的目的地。检索到的流号码和目的地被清楚地添加到传输包并传递到排队控制部分103。
排队控制部分103参照添加到从流识别部分102传递的传输包的流号码和目的地，并检验传输队列104，105，106和107中任一列是否已经在其中存储了与那些添加到传输包具有同一流类型及同样目的地相一致的包。在有与那些添加到传输包具有同一流类型及同样目的地相一致的包的情况下，排队控制部分103将传输包存储进传输队列，该传输队列已经在其中存储了与那些添加到传输包具有同一流类型及同样目的地相一致的包。另一方面，如果没有与那些添加到传输包具有同一流类型及同样目的地相一致的包，排队控制部分103将传输包存储进空的传输队列。当将传输包存储进空的传输队列时，排队控制部分103从计数器112读取当前时间并添加读取时间到传输包。以这种方式，排队控制部分103用作包分类部分，用来按流类型和目的地分类包，并将包累加到传输队列。
传输控制部分108监控进入传输队列的传输包的累加状况。具体地说，传输控制部分108识别每一传输队列中累加的流号码，对于每个流号码，监控三种条件：诸如存储在传输队列中的包的数量是否超过对应于该流的最大净并置数量Nb，基于存储在传输队列中的包的数量而计算出的帧长是否超过由QoS控制部分113获得的并对应于流的默认值，以及在存储最早的传输包的时间和从计数器112获得当前时间之间的差值是否等于或大于对应于流的最大净延迟时间Tb。如果满足上面三个条件的任何一个，传输控制部分108检索存储在满足条件的传输队列中的所有传输包，并发送所有检索到的传输包到成帧部分109。
成帧部分109将来自传输控制部分108的传输包合并进一个帧。
图4是示出由成帧部分109产生的帧的结构的示意图。如图4所示，单个帧包含前同步码11，帧控制12，与传输包对应的包长13，包位置信息14，传输包15，检错码16和同步标志17。为一个传输包配置包长13，包位置信息14和检错码16中的每一个。同步标志17直接插在对应于第二个和其后的传输包15的每一个包长13之前。前同步码11和帧控制12添加在帧的前端。每个传输包15添加包长13和表示从帧的前端计数的传输包15的顺序的包位置信息14。此外，每个传输包15在它的末端添加用于检测从包长13到传输包15的部分中的差错的检错码16。同步标志17紧随检错码16添加。注意，包长13，包位置信息14和检错码16以与包含在帧中的传输包15的数量相同的数量重复地提供。在帧中的最后一个检测码16之后，不添加同步标志17。虽然图4示出了单个帧包含三个传输包，但包含在每个帧中的传输包的数量不限于三个。注意，为了明确地代表帧的末端，加到最后一个传输包15的包位置信息14用值0x80添加。
成帧部分109传递产生的帧到媒体传输部分110。
媒体传输部分110调制从成帧部分109传递的帧，并经通信媒体发送调制了的帧到接收侧通信终端设备。
以这种方式，包含传输包的帧从传输侧通信终端设备发送到接收侧通信终端设备。
下面描述的是接收侧通信终端设备的操作。
参考图3，媒体接收部分201解调和把从传输侧通信终端设备发送的帧传递到包接收处理部分202。
包接收处理部分202基于包含在帧中的第一包长13从帧中提取第一包位置信息14，第一传输包15和第一包检错码16。包接收处理部分202使用提取出的检错码16检验在传输包中是否有差错。如果没有差错，包接收处理部分202把提取的包位置信息14通知重发控制部分204，并把提取的传输包15传输到接收侧上层I/F 203。接收侧上层I/F 203传递传输包15到上层。如果在传输包15中有差错，包接收处理部分202丢弃从帧中提取的包位置信息14和传输包15。
然后，包接收处理部分202寻找同步标志。如果发现同步标志，包接收处理部分202提取全部都位于同步标志之后的第二包长13、第二包位置信息14、第二传输包15和第二包检错码16，并以上述方式确定在第二传输包15中是否有差错。如果没有差错，包接收处理部分202把提取的包位置信息14通知重发控制部分204，并把提取的传输包15传递到接收侧上层I/F 203。接收侧上层I/F 203把传输包15传递到上层。如果在第二传输包15中有差错，包接收处理部分202丢弃从帧中提取的包位置信息14和第二传输包15。包接收处理部分202重复地执行上述处理直到它遇到帧的末端。
当如上所述的处理到帧的末端完成时，包接收处理部分202把处理完成通知重发控制部分204。一收到通知，重发控制部分204就检验帧的头尾之间的每条包位置信息是否与通知为不含差错的包相对应。具体地说，如果含在帧中的包的数量为N，重发控制部分204检验包位置信息是否已经以数字顺序接收到，以使得最后一条包位置信息被指定为数字N+0x80。如果已经接收到N条包位置信息，重发控制部分204把接收完成通知传递到媒体传输部分205。据此，媒体传输部分205发送接收完成通知到传输侧通信终端设备。如果接收到的包位置信息的数量少于N，重发控制部分204把包含与接收到没有差错的传输包相对应的包位置信息的重发请求通知传递到媒体传输部分205。据此，媒体传输部分205发送重发请求通知到传输侧通信终端设备。
在传输侧通信终端设备中，媒体接收部分111接收输入的接收完成通知或重发请求通知。当收到接收完成通知，媒体接收部分111除去在传输队列中的所有被发送的包，从而终止传输过程。当收到重发请求通知，媒体接收部分111从传输队列中仅除去通知为已经正常接收到的包，且请求传输控制部分108发送重发通知为还没有被正常接收到的包。据此，传输控制部分108仅重发已经发送失败的包。或者，传输控制部分108一直等到传输包重新存入传输队列，且然后重发通过并置重新存入的传输包及已经发送失败的包而构建的帧。
在本发明的第一实施例中，以这种方式通信终端设备通过按流类型和目的地分类包，并将包累加到传输队列中。如果在传输队列中满足由QoS参数规定的最大净并置数量Nb或最大净延迟时间Tb，则在传输队列中累加的包被并置进帧且发送。据此，有可能发送包含能被并置的最大数量的包的帧，藉此可能提过传输效率。此外，被并置的包的数量的上限(即最大净并置数量Nb)和在前一帧到达接收侧之后允许一个帧到达接收侧的时间(即最大净延迟时间Tb)基于为每个流定义的QoS参数被确定，因此有可能满足传输开始要求。因此，有可能提供在满足传输质量要求的同时能够增加传输效率的通信终端设备。
此外，有可能仅重发确定为具有差错的包，即可选择的包重发是可能的，藉此有可能增加传输量。
注意，第一实施例已描述关于此种情况：接收侧通信终端设备检测包含在接收的帧中的包的差错并要求传输侧通信终端设备重发确定为具有差错的包。但是，接收侧通信终端设备可以要求传输侧通信终端设备重发确定为具有差错的最早的包和所有跟随此最早的包的包。
此外，第一实施例已描述关于此种情况：最大净并置数量Nb和最大净延迟时间Tb由QoS控制部分113分配。但是，最大净并置数量Nb或最大净延迟时间Tb可以由符合预定标准的QoS控制器分配。
此外，虽然第一实施例已描述关于此种情况：QoS控制部分113基于QoS参数确定所需带宽和把所需带宽通知QoS控制器，但QoS控制部分113可以把它自己的QoS参数直接通知QoS控制器。
此外，第一实施例已描述关于此种情况：队列结构被用于临时累加的包。但是，可使用为简化累加的包的任何手段，以替代使用队列结构，只要发送的包的顺序得到适当控制就行。
此外，第一实施例已描述关于此种情况：通信终端设备在接收侧和传输侧分开提供。但是，单个通信终端设备能够同时具有传输功能和接收功能是显而易见的。
此外，第一实施例已描述关于此种情况：最大并置数量和/或最大延迟时间被用作传输开始要求。但是，本发明并不局限于此，只要为每个流定义了传输质量就行。
(第二实施例)
在输电线用作通信媒体的输电线通信的情况下，有可能由于设备连接到传输线发生与输电线周波数(例如，在日本东部为50Hz，在日本西部为60Hz)同步的循环电源噪声。
图5是示出在卤素灯连接到60Hz电源时，在输电线上观察到的示意性的循环电源噪声的图形。在图5中示出的循环电源噪声中，电压在整个时间内以循环方式增加和减少。在图5中，示意性地示出了以8.33毫秒间隔(即以每半个输电线周波数)循环发生的6毫秒长的噪声。
如果此类循环电源噪声在接收侧终端设备的邻域发生，信噪(SN)比在噪声电压超过阈值Q的周期Rx内下降。另一方面，在噪声电压等于或小于阈值Q的周期R内获得令人满意的SN比。因此，在周期Rx内不可能在接收侧接收。因此，在上述循环电源噪声发生的情况下，即使并置的包的数量增加，也可能出现不能准确地到达接收侧的包，不能增加传输效率。第二实施例的描述与能够解决上述问题的通信终端设备有关。
图6是示出依据本发明第二实施例的传输侧通信终端设备的功能结构的方框示意图。在图6中，与依据本发明第一实施例的传输侧通信终端设备相似的部件用同样的数字表示，关于它们的详细说明被省略。如图6所示，依据本发明第二实施例的传输侧通信终端设备与依据本发明第一实施例的传输侧通信终端设备不同，新增加了噪声检测控制部分114。
图7是示出依据本发明第二实施例的接收侧通信终端设备的功能结构的方框示意图。在图7中，与依据本发明第一实施例的接收侧通信终端设备相似的部件用同样的数字表示，关于它们的详细说明被省略。如图7所示，依据本发明第二实施例的接收侧通信终端设备与依据本发明第一实施例的接收侧通信终端设备不同，在于新增加了循环噪声检测部分206。
下面描述依据本发明第二实施例的通信终端设备的操作。
噪声检测控制部分114确定是否已收到来自接收侧通信终端设备的通知，该通知表示接收到的包的差错率等于或大于预定值。如果确定已经收到该表示接收到的包的差错率等于或大于预定值的通知，噪声检测控制部分114把噪声检测请求帧传递到传输控制部分108，从而使传输控制部分108发送噪声检测请求帧到接收侧通信终端设备。这启动了传输侧噪声检测序列。在传输侧噪声检测序列中，传输侧通信终端设备连续发送用于评估的短包。传输侧通信终端设备噪声检测所需的时限(即与半个输电线周波数对应的时限)暂停数据包传输。
在已经收到噪声检测请求帧的接收侧通信终端设备中，在接收侧噪声检测序列中，循环噪声检测部分206启动接收侧噪声检测序列。循环噪声检测部分206从发送的用于评估的短包中检测S/N比和差错率，从而检测噪声功率级别。注意，在网络中出现一个通信终端设备而不是一组通信终端设备实施噪声检测序列的情况下，如果通信终端设备接收到噪声检测请求帧，通信终端设备在噪声检测所需的时限(即与半个输电线周波数对应的时限)暂停它的传输工作。
循环噪声检测部分206基于通过接收侧噪声检测序列获得的测量数据，计算通信允许周期R(见图5)，和把计算好的周期经媒体传输部分205通知给传输侧通信终端设备。
一旦收到通信允许周期R的通知，噪声检测控制部分114把通信允许周期R通知QoS控制部分113。QoS控制部分113基于用于帧传输的需要的冗余时间V和以单个包发送数据需要的周期W计算(R-V)/W，并在此后计算不超过(R-V)/W的最大整数K。如果要被发送到已经检测到循环电源噪声的通信终端设备的流的最大净并置数量Nb超过整数K，QoS控制部分113将该净并置数量Nb变到整数K。注意，通过把与前同步码11对应的时限加到与帧控制12对应的时限，获得用于帧传输需要的冗余时间V，且通过把发送与一个传输包相对应的包长13需要的时限，发送包位置信息14需要的时限，发送传输包15需要的时限，和发送检错码16需要的时限加在一起而获得以单个包发送数据的周期W。QoS控制部分113请求流识别部分102并置与已改变的最大净并置数量Nb相对应的数量的包，并请求传输控制部分108在通信允许周期发送并置的包。
如上所述，在第二实施例中，通信终端设备计算在循环电源噪声发生的情形下，在通信允许期间能够发送的包的数量，并将计算出的数量设置为最大净并置数量Nb。其后，通信终端设备并置与最大净并置数量Nb相对应的数量的包，并在通信允许周期发送并置的包。因此，通信终端设备保证帧被发送以使得包在循环电源噪声发生的情形下到达它们的目的地。因此，有可能提供即使在在循环电源噪声发生的情形下能够保持满意的传输效率的通信终端设备。
注意如上所述的实施例也能够通过让计算机执行能够使CPU执行存储在存储设备(例如，ROM，RAM，硬盘等)中的上述过程步骤的程序来实现。在这种情况下，可以在程序经记录媒体存储进存储设备后执行程序，或者从记录媒体直接执行。在这里的术语“记录媒体”是指ROM、RAM，诸如闪存存储器的半导体存储器，诸如软盘、硬盘等的磁盘存储器，诸如CD-ROM、DVD、或蓝光盘(BD)等的光盘，或存储卡。在此所示术语“记录媒体”也指包括电话线或载波路径等的通信媒体。
注意在图2，3，6，和7中各自示出的功能部件可以由大规模集成(LSI)电路实现。每个功能部件可以作为包括部分或全部功能部件的单个芯片实施。LSI电路可以从不同集成程度的集成电路构成的组中选择，例如，IC，系统LSI，超级LSI，特别LSI，等等。此外，用于实现上述电路集成的技术不限于LSI技术，且上述集成电路可由专用电路或通用处理器实现。也可能使用在制造之后可编程的现场编程门阵列(FPGA)，或者被构建成能够重新配置它的电路单元和它的设置的可重新配置的处理器。此外，如果引入取代LSI技术的新的电路集成技术，由于半导体技术或其它相关技术的进步，可以使用这样的新技术集成上述功能部件。可以想像将生物工程技术等应用到功能部件的集成。
下面描述的是将上面的实施例应用到实际的网络系统中。图8是示出在本发明的通信终端设备应用到高速输电线传输时，整个系统结构的示意图。如图8中所示，本发明的通信终端设备作为多媒体装置和输电线之间的接口提供，多媒体装置诸如数字电视(DTV)，个人电脑(PC)，DVD机等等。多媒体装置可以经IEEE1394接口、USB接口或以太网接口连接到本发明的通信终端设备。采用这一结构，通信网络系统构建成使经由作为通信媒体的输电线发送诸如多媒体数据的数字数据。因此，不象传统的有线LAN，该系统可以使用已经安装在家中或办公室中的输电线作为网络线，不用重新提供网络电缆。因此，考虑成本和易于安装，这种系统的便利性很高。
在图8示出的例子中，本发明的通信终端设备作为使现有的多媒体装置的单一信号接口适合输电线通信接口的适配器提供。但是，本发明的通信终端设备可以包含在多媒体装置中，诸如个人电脑，DVD机，数字电视机，家用服务器系统等等。这允许经由它的电源线在多媒体装置间传输数据。在这种情况下，可能去除连接适配器到输电线的电线，和IEEE1394电缆，或USB电缆的要求，从而简化了接线。
此外，在使用输电线的通信网络中，可以经由路由器和/或网络集线器，可进行因特网、无线LAN或传统的有线LAN的连接，从而在扩大使用本发明通信网络系统的LAN系统方面没有困难。
此外，经由输电线传输通过输电线发送的通信数据不会被截听，除非经由与输电线的直接连接实行截听。因此，基本上没有由截听引起的数据泄漏，而这是无线LAN的缺点。因此，从安全观点考虑，输电线传输方案是有利的。不用说，通过输电线发送的数据通过使用因特网协议(IPsec)的安全结构，加密内容自身，或使用其它数字权利管理(DRM)技术能够得到保护。
如上所述，通过实施使用内容加密的版权保护功能或包括用于保护由包丢弃导致的数据损失的数据损失保护功能的QoS功能，使经由输电线实施高质量AV内容传输成为可能。
虽然本发明已经作出详细描述，上述的说明在所有方面是示例性的而不是限制性的。应理解成在不背离本发明的范围的情况下可以做出许多其它修改和变化。
工业适用性
本发明了提供了在满足传输质量要求的同时，能够提高传输效率的通信终端设备，方法，程序，记录媒体和集成电路，因此当把本发明应用在用于发送/接收包含多个包的帧的通信网络系统时是有利的。

Claims (21)

1.用于通过并置从流获得的多个包产生帧和发送产生的帧的通信终端设备，该设备包括：
按流类型和目的地分类包的包分类部分；
累加由包分类部分分类的包的包累加部分，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；
基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求的QoS控制部分；
确定是否满足传输开始要求的传输控制部分；
如果传输控制部分确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包产生帧的成帧部分；
发送由成帧部分产生的帧到目的通信终端设备的传输部分。
2.根据权利要求1所述的通信终端设备，其特征在于：由QoS控制部分确定的传输开始要求是关于包的预定的最大并置数量是否在包累加部分中累加。
3.根据权利要求2所述的通信终端设备，其特征在于：还包括用于改变最大并置数量的最大并置数量改变部分，
其中用于发送帧的传输线是输电线，
其中如果循环电源噪声出现在输电线上，最大并置数量改变部分将最大并置数量改变成在循环噪声数量小于预定值的时限内能被发送的包的数量。
4.根据权利要求3所述的通信终端设备，其特征在于：在最大并置数量是N的情况下，循环噪声数量小于预定值的时限是R，通过从发送一个帧需要的总的时限中去除数据的时限获得的冗余时限是V，与传输帧的部分对应且和发送与单个包对应的数据需要的时限是W，最大并置数量改变部分设置最大并置数量以使其成为等于或小于不超过(R-V)/W的最大整数的值。
5.根据权利要求2所述的通信终端设备，其特征在于：基于QoS参数和传输线的状况QoS控制部分计算最大并置数量。
6.根据权利要求2所述的通信终端设备，其特征在于：基于QoS参数和传输线的状况外部QoS控制器计算最大并置数量
7.根据权利要求1所述的通信终端设备，其特征在于：由QoS控制部分确定的传输开始要求是关于包在预定的最大延迟时间内是否累加进包累加部分。
8.根据权利要求7所述的通信终端设备，其特征在于：还包括表示当前时间的计数器，
其中，包累加部分把由计数器表示的当前时间添加到每个要被累加的包，
其中，传输控制部分确定由计数器表示的当前时间和添加到累加进包累加部分的最早的包的时间之间的差异是否超过最大延迟时间，从而确定在最大延迟时间内包是否被累加进包累加部分。
9.根据权利要求7所述的通信终端设备，其特征在于：基于QoS参数和传输线的状况QoS控制部分计算最大延迟时间。
10.根据权利要求7所述的通信终端设备，其特征在于：基于QoS参数和传输线的状况外部QoS控制器计算最大延迟时间。
11.根据权利要求1所述的通信终端设备，其特征在于：QoS参数可以为最大容许延迟时间、最大容许抖动、最大传输速度、最小传输速度、最大连续传输时间和最大传输中止时间中的任何一个。
12.根据权利要求1所述的通信终端设备，其特征在于：还包括：
接收从传输侧通信终端设备发送的帧的接收部分；
检测包含在由接收部分接收到的帧中的包中的差错的检错部分；
请求传输侧通信终端设备重发由检错部分确定为具有差错的最早的包和所有跟随最早的包的包的重发请求部分。
13.根据权利要求12所述的通信终端设备，其特征在于：成帧部分可以把检错码、有关帧中的包的位置的位置信息和同步标志添加到每个包，从而产生帧。
14.根据权利要求1所述的通信终端设备，其特征在于：通信终端设备还包括：
接收从传输侧通信终端设备发送的帧的接收部分；
检测包含在由接收部分接收到的帧中的包中的差错的检错部分；
请求传输侧通信终端设备重发由检错部分确定为具有差错的任何包的重发请求部分。
15.根据权利要求14所述的通信终端设备，其特征在于：成帧部分可以把检错码、有关帧中的包的位置的位置信息和同步标志添加到每个包，从而产生帧。
16.根据权利要求1所述的通信终端设备，其特征在于：所述包是以太网(R)帧。
17.根据权利要求1所述的通信终端设备，其特征在于：所述包是MPEG-TS包。
18.一种用于通过并置从流获得的多个包产生帧和发送产生的帧的方法，该方法包括以下步骤：
按流类型和目的地分类包；
累加分类的包，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；
基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求；
确定是否满足传输开始要求；
如果确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包而产生帧；
发送产生的帧到它的目的地。
19.一种使计算机通过并置从流获得的多个包产生帧和发送产生的帧的程序，该程序使计算机执行以下步骤：
按流类型和目的地分类包；
累加分类的包，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；
基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求；
确定是否满足传输开始要求；
如果确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包产生帧；
发送产生的帧到它的目的地。
20.一种具有在其中存储使计算机通过并置从流获得的多个包产生帧和发送产生的帧的程序的计算机可读记录介质，
该程序使计算机执行以下步骤：
按流类型和目的地分类包；
累加分类的包，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；
基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求；
确定是否满足传输开始要求；
如果确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包产生帧；
发送产生的帧到它的目的地。
21.一种用于通过并置从流获得的多个包产生帧的集成电路，该电路包括：按流类型和目的地分类包的包分类部分；
累加由包分类部分分类的包的包累加部分，以致基于按流类型和目的地分类的包被分开存储；
基于定义流的传输质量的QoS参数确定传输开始要求的QoS控制部分；
确定是否满足传输开始要求的传输控制部分；
以及如果传输控制部分确定满足传输开始要求，通过并置在包累加部分中累加的包而产生帧的成帧部分。
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