JP2008519560A - 遠隔測定データの適応的帯域利用 - Google Patents

Abstract

変換ビットストリーム（115）が送信される通信ネットワーク（100）で帯域利用を最適化する方法及びシステムである。本発明は、変換フォーマット定義（155）を自動的に生成するように少なくとも１つのトリアージ値（425）を処理する変換フォーマット定義生成器（405）を有し得る。トリアージ値は、特定のシステム状態（430）のデータ要素（420）の優先レベルを表し、データ要素に適用可能なデータ伝送レートを決定するために使用され得る。システムはまた、変換ビットストリームを生成するように変換フォーマット定義を処理し得るデータソース（105）を有し得る。データソースは、データソースのシステム状態が変化したときに変換ビットストリームのフォーマットを変更するように新しい変換フォーマット定義を選択し、現在のシステム状態の変換ビットストリームと現在利用可能なネットワーク帯域とを最適化し得る。

Description

典型的な通信システムでは、ビットストリーム内で異なるデータ形式の伝送に割り当てられる優先状態は予め決められており、変化しない。しかし、データの重要度は実際に変化することがある。例えば戦術的なコマンド及び制御システムでは、特定の形式のデータの重要度は、実行される任務の形式に基づいて変化し得る。例えば、電池電圧情報は特定のシステムの名目上の動作中に低い重要度を有し得るが、ハードウェア障害が生じた場合には、このような情報へのアクセスは非常に重要になり得る。同様に、兵器システムの状態情報は探索任務中に低〜中程度の重要度を有し得るが、兵器状態情報は戦闘活動中には非常に重要になる。

ネットワーク通信を改善する方法が開発されているが、このような方法は、伝搬されるデータの重要度が変化したときに、自動的にデータ伝送を再び優先順位付けしない。例えば、Bhagwat他による米国特許第6,563,517（以下“Bhagwat”と呼ぶ）は、コード変換の利点を増加させるために、コード変換パラメータを動的に調整する方法、装置及びシステムに関する。ネットワーク特性及びコード変換画像のサイズの可変性に対処する適応方法が設計されているが、このような方法はデータ優先度の変化に対処しない。これと反対にユーザの予め規定されたデータ優先度に対処する。従って、動作状況の変化のためデータが急に重要になった場合、何らかのレベルのユーザ相互作用がなければ、データは再び優先順位付けされない。

本発明は、変換ビットストリーム（commutated bitstream）が送信される通信ネットワークで帯域利用を最適化する方法及びシステムに関する。本発明は、変換フォーマット定義（commutation format definition）を自動的に生成するように少なくとも１つのトリアージ値（triage value）を処理する変換フォーマット定義生成器を有し得る。トリアージ値は、特定のシステム状態のデータ要素の優先レベルを表し、データ要素に適用可能なデータ伝送レートを決定するために使用され得る。

生成される各変換フォーマット定義は、特定のシステム状態に割り当てられ、そのシステム状態でデータソースにより送信される変換ビットストリームの変換フォーマットを定義し得る。更に、複数の変換フォーマット定義が各システム状態に割り当てられ、各変換フォーマット定義が特定の範囲の利用可能帯域について最適化され得る。従って、変換ビットストリームの伝送は、現在のシステム状態と現在利用可能なネットワーク帯域との双方について最適化され得る。

一例として、変換フォーマット定義生成器は、第１のシステム状態のデータ要素に割り当てられた第１のトリアージ値と、第２のシステム状態のデータ要素に割り当てられた第２のトリアージ値とを少なくとも有するトリアージ値のセットを受信し得る。変換フォーマット定義生成器は、第１のシステム状態の変換フォーマット定義を生成するときに、第１のトリアージ値を処理し、第２のシステム状態の変換フォーマット定義を生成するときに、第２のトリアージ値を処理し得る。

変換エンジンを有するデータソースは、変換ビットストリームを生成するように変換フォーマット定義を処理し得る。特に、変換エンジンは、データソースが第１のシステム状態にあるときに、変換ビットストリームを生成するように第１のシステム状態に関連する第１の変換フォーマット定義を処理し得る。システム状態の変化が特定されたときに（例えば、システムが第１のシステム状態から第２のシステム状態に変化するときに）、変換エンジンは、変換ビットストリームをフォーマットするように第２の変換フォーマット定義を処理し得る。或る構成では、データソースは、第２のシステム状態に関連するトリアージ値を受信し、実施される第２の変換フォーマット定義を自動的に生成し得る。

本発明による実施例は、データ要素の優先度に基づいて変換ビットストリームでデータを適応的に伝搬するシステム及び方法に関する。特に、変換ビットストリームで送信されるデータ要素を生成するシステムでシステム状態の変化が生じたときに（例えばシステムが第１のシステム状態から第２のシステム状態に変化したときに）、新しいシステム状態に関連する変換フォーマット定義が、変換ビットストリームをフォーマットするために自動的に選択され得る。選択された変換フォーマット定義はまた、利用可能帯域に最適化されたデータ伝送レートを定義し得る。従って、システム状態及び／又は利用可能帯域が変化したときに、データ伝送はユーザの相互作用がなくても最適化されたままになり得る。

更なる実施例は、変換フォーマット定義を自動的に生成するシステム及び方法に関する。特に、変換ビットストリームで送信される各データ要素は、システム状態毎にトリアージ値を割り当てられ得る。トリアージ値は、各システム状態及びデータ伝送レートについて変換フォーマット定義を自動的に生成するために使用され得る。従って、状態特有の変換フォーマット定義が、最小のユーザ入力を必要とする効率的な方法で生成され得る。

本発明の理解に有用な通信ネットワーク100の例が図１に図示されている。通信ネットワーク100は、広域ネットワーク（WAN）、ローカルエリアネットワーク（LAN）、遠隔測定システム、公衆交換電話ネットワーク（PSTN）、公衆交換データネットワーク（PSDN）、イントラネット、インターネット、移動無線通信ネットワーク、セルラ電話通信ネットワーク、及び／又は他の適切な通信ネットワークを有し得る。

データソース105及びデータクライアント110は、通信ネットワーク100のノードとして通信可能に接続され得る。データソース105は、通信ネットワーク100に動作可能に接続された処理装置でもよく、変換ビットストリーム115をデータクライアント110に伝搬し得る。同様に、データクライアント110は、通信ネットワーク100に動作可能に接続された処理装置でもよく、データソース105から変換ビットストリーム115を受信し得る。

データソース105及びデータクライアント110のそれぞれは、サーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、特定用途処理システム、又は変換ビットストリームを使用して通信可能な他の装置若しくはシステムのようなコンピュータでもよい。更に、データソース105及びデータクライアント110のそれぞれは、各プロセッサ125、160を有し得る。プロセッサ125、160は、中央処理装置（CPU）、デジタルシグナルプロセッサ（DSP）、特定用途向け集積回路（ASIC）、又は他の適切なプロセッサでもよい。一例として、データソース105及び／又はデータクライアント110は、危機対応システム、戦場管理システム、衛星システム、セキュリティシステム、輸送システム、健康管理システム、環境管理システム、エネルギー供給システム、通信システム、又は利用可能帯域が変化し得る他のシステムで構成され得る。

データソース105は、データを送信するネットワークインタフェース130を有し得る。ネットワークインタフェース130はまたデータを受信し得るが、本発明はこの点に限定される。ネットワークインタフェース130は、例えばモデム又はトランシーバでもよい。モデム及びトランシーバは当業者に周知である。特に、ネットワークインタフェース130は、通信ネットワーク100を介して変換ビットストリーム115を送信し得る。

データソース105はまた、変換ビットストリーム115を生成する変換エンジン135を有し得る。変換エンジン135は、出力モジュール140とフォーマッタモジュール145とを有し得る。フォーマッタモジュール145は、変換フォーマット定義155に従って、データ150を変換ビットストリーム115に配置し得る。出力モジュール140は、適切なメッセージングプロトコルを適用し、通信ネットワーク100で変換ビットストリーム115を通信し得る。特に、変換ビットストリーム115は、何らかの適切なメッセージングプロトコルを適用して送信され得る。このようなメッセージングプロトコルも当業者に周知である。

ここで定義される変換ビットストリームは、複数の散在したデータ要素を有するデータのシリアルストリームである。変換ビットストリーム115は、変換ビットストリーム115の構造を定義する１つ以上の変換フォーマット定義155に従って構成され得る。例えば、変換フォーマット定義155は、何のデータ要素が変換ビットストリーム115に含まれるかを定義し、データ要素に使用されるサンプリングレートを定義し、変換ビットストリーム115のデータ要素の位置を定義し、何個のビットが各データ要素に割り当てられるかを定義し、及び／又は他のビットストリームのパラメータを定義し得る。更に、変換フォーマット定義155は、条件付きのフォーマットを提供し得る。例えば、変換フォーマット定義155は、ブール論理及び／又は条件文を有し得る。

変換ビットストリーム115をフォーマットするために使用される変換フォーマット定義155は、データソース105の状態（又はデータ105が関連するシステムの状態）に基づいて選択され得る。更に、変換フォーマット定義155を選択するときに、通信ネットワーク100の状態もまた評価され得る。例えば、通信ネットワーク100での利用可能帯域及びデータ待ち時間が検討され得る。

変換フォーマット定義155は、データソース105に含まれるデータ記憶装置、又はデータソース105に通信可能に連結されたデータ記憶装置に含まれ得る。例えば、データ記憶装置は、電子記憶媒体、光記憶媒体、磁気記憶媒体、光磁気記憶媒体、又はデータを格納し得る他の種類の記憶媒体でもよい。或る構成では、変換フォーマット定義155は、データテーブルに含まれてもよい。しかし、本発明はこの点に限定されない。例えば、変換フォーマット定義155は、データファイルとして、テキストファイルとして、又は他の適切な方法で格納され得る。更に、変換フォーマット定義155は交換、追加又は削除されてもよく、新しい変換フォーマット定義が追加されて、利用可能な変換フォーマットの選択肢を変更してもよい。

データクライアント110は、データを受信するネットワークインタフェース165を有し得る。ネットワークインタフェース165はまた、データを送信し得るが、本発明はこれに限定されない。ネットワークインタフェース165は、変換ビットストリーム115を受信するために使用され得る。データクライアント110はまた、変換ビットストリームを逆変換し、複製データ185を生成する逆変換エンジン170を有し得る。逆変換エンジン170は、入力モジュール175と、逆フォーマッタモジュール180とを有し得る。入力モジュール175は、変換ビットストリーム115を受信し、変換ビットストリーム115を解釈し、メッセージングプロトコル情報を除去し得る。

逆フォーマッタモジュール180は、変換フォーマット定義190に従って変換ビットストリーム115からのデータ150を解析し得る。変換フォーマット定義190は変換フォーマット定義155に関連し得る。例えば、変換フォーマット定義190は、変換フォーマット定義155と類似又は同一でもよい。同様に、変換フォーマット定義190はデータ記憶装置に含まれ得る。

或る構成では、逆フォーマッタモジュール180は、変換ビットストリーム115を分析し、適切な変換フォーマット定義190を選択し得る。例えば、逆フォーマッタモジュール180は、変換ビットストリーム115からの１つ以上の識別子120を解析し得る。識別子120は、パケット（又はフレーム）ヘッダ、トレーラ、又は変換ビットストリーム115内の他の適切な位置に含まれ得る。

識別子120は、変換ビットストリーム115を逆変換するために何の変換フォーマット定義190を選択するかをデータクライアント110に示す如何なる識別子でもよい。例えば、識別子120は、変換ビットストリーム115を通信するために何の変換フォーマット定義155が使用されたかを示す変換フォーマット識別子でもよい。他の構成では、識別子120は、データソース105（又はデータ150が関連するシステム）の現在状態及び／又は通信ネットワーク100の状況を示す状態インジケータでもよい。識別子120は、定期間隔で、データソース150（又はデータ105が関連するシステム）が状態を変化する毎に、及び／又は変換ビットストリーム115の変換フォーマットが変化する毎に、送信され得る。

変換ビットストリーム115で送信されるデータ要素は、特定のデータ要素が各変換フォーマットの所定の期間に最小数のタイムスロットを割り当てられるように優先順位付けされ得る。従って、特定のデータ要素は他のデータ要素に対して優先度を与えられ得る。より具体的には、データソース105（又は他のシステム）のシステム状態の変化のため、データ要素の優先度が変化したときに（例えばデータソース105が第１のシステム状態から第２のシステム状態に変化したときに）、新しいシステム状態に関連する変換フォーマット定義155が自動的に選択され得る。従って、データ要素の送信は、ユーザの相互作用がなくても、新しいシステム状態に最適に優先順位付けされ得る。

変換及び逆変換エンジンと関連のモジュール及び機能の他の詳細は、同一出願人による米国特許第6,048,366号及び第6,256,602号、2003年5月23日に出願された同一出願人による米国特許出願第10/445,640号、並びに国際特許出願第WO 01/55874号に開示されており、これらの内容の全てが参照として取り込まれる。この明細書と抵触する場合には、定義を含めて調整される。

図２を参照すると、所定のシステム状態及びデータ伝送レートに最適化された第１の変換フォーマット定義でフォーマットされた変換ビットストリーム115の例を示す図が図示されている。図示のように、変換ビットストリーム115は、タイムスロット225で送信される複数のデータ要素を有する。例えば、変換ビットストリーム115は、第１のデータ要素205と、第２のデータ要素210と、第３のデータ要素215と、他のデータ要素220とを有し得る。この例では、第１のデータ要素205は高い優先状態を与えられているが、第２及び第３のデータ要素210、215は与えられていない。

図３を参照すると、第２の変換フォーマット定義に従ってフォーマットされた変換ビットストリーム115の例の図が図示されている。第２の変換フォーマット定義は、データソース105のシステム状態が変化したときに選択され得る。このような状態変化は、データ要素205、210、215及び／又は220の重要度を変化させることがある。例えば、この例では、第２及び第３のデータ要素210、215が高い優先状態を与えられ、第１のデータ要素205の優先度が減少する。従って、第２及び第３のデータ要素210、215のサンプリングレートが増加するが、第１のデータ要素205のサンプリングレートが減少する。他のデータ要素220のサンプリングレートは、第１、第２又は第３のデータ要素205、210、215により使用されていないタイムスロット225を満たすように調整され得る。

この例では、２つのデータ要素が高い優先状態を割り当てられているが、本発明はこの点に限定されない。重要なことに、複数の優先レベルが定められてもよく、如何なる数のデータ要素が各優先レベルに割り当てられてもよく、全くデータ要素が各優先レベルに割り当てられなくてもよい。各データ要素に割り当てられるタイムスロットの数は、伝送ボーレートと、各優先レベルに割り当てられたデータ要素の数とに基づいて決定され得る。

図４は、変換フォーマット定義生成器405を使用したデータ要素トリアージ情報140からの変換フォーマット定義155の生成を示す図である。変換フォーマット定義生成器405は、データソース、データクライアント、又は通信ネットワークの他の適切なシステムに含まれ得る。更に、変換フォーマット定義生成器405は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして実装され得る。例えば、変換フォーマット定義生成器は、適切なプログラムコードを実行するプロセッサとして実装され得る。

データ要素トリアージ情報410は、テーブル415のようなデータテーブルに含まれ得る。しかし、本発明はこの点に限定されない。例えば、データ要素トリアージ情報410は、データファイルとして、テキストファイルとして、又は他の適切な方法で格納され得る。有利には、データ要素トリアージ情報410は、適切な許可を有するユーザにより、いつでも更新、追加又は削除され得る。更に、変換フォーマット定義は、トリアージ情報410へのこのような変化が行われたときに自動的に再生成され得る。従って、変換ビットストリームで送信されるデータは、現在の情報要件を反映し得る。

データテーブル415は、変換ビットストリームで送信されるデータ要素を特定するデータ要素識別子420を有し得る。データテーブル415はまた、各データ要素識別子420に割り当てられる１つ以上のトリアージ値425を有し得る。各トリアージ値425は、特定のシステム状態430について関連のデータ要素420の優先度を示し得る。各システム状態430は、データ要素が関連するシステムの可能なシステム状態に関連し得る。例えば、データ要素420は自律輸送手段からの遠隔測定を表してもよく、システム状態430は自律輸送手段のシステム状態を表してもよい。

データテーブル415は、如何なる適切な方法で（例えばグラフィックユーザインタフェース（GUI）で）ユーザに提示されてもよい。このような構成では、データテーブル415は、ユーザが異なる基準に基づいてデータをソートすることができるように、従って重要なデータがどこに存在するかをユーザが迅速に見つけることができるように構成され得る。例えば、ユーザは、特定の方法で各トリアージ値125を表す選択可能な選択肢を提示され得る。より具体的には、ユーザは、数値、ラベル、色、又は優先レベルを示す他の方法でトリアージ値125を表す選択可能な選択肢を提示され得る。

例えば、ユーザは、データ要素420の優先レベルを示す数値として、又はこのような優先レベルを示すラベル（低、中、高、重要等）として、各トリアージ値125を見るように選択し得る。トリアージ値125が数字を割り当てられる構成では、トリアージ値125が割り当てられた数値範囲を示すラベルが表示され得る。例えば、0から4の範囲で数字を割り当てられたトリアージ値は“低”として特定され、5から9の範囲で数字を割り当てられたトリアージ値は“中”として特定され、以下同様である。

他の構成では、トリアージ値425は、データ要素の重要度を一目で示すように色分けされ得る。特に、何らかの所望の配色が使用され得る。例えば、紺色のような暗色は、非常に低い優先度を有するデータ要素に関連するトリアージ値425を示すために使用され得る。同様に、赤色のような明色は、非常に高い優先度を有するデータ要素に関連するトリアージ値425を示すために使用され得る。

更に他の構成では、優先レベルを示すために使用される数値と提示される色との間に直接の関連が定義され得る。例えば、ユーザが特定のデータ要素420について特定のシステム状態430を選択するときに、スライド式カラースケールがGUIでユーザに提示され得る。ユーザは、特定の色を選択することにより、データ要素420の優先レベルを選択するためにスライド式カラースケールを使用し得る。選択された色に関連する数値は、選択されたシステム状態430でのデータ要素420のトリアージ値425として割り当てられ得る。

各データ要素420はまた、関連の最大報告レート（図示せず）を有し得る。最大報告レートは、最大利用可能帯域を仮定して、データ要素が変換ビットストリームで送信される最大の所望のレートでもよい。例えば、最大報告レートは、期間毎のデータ要素の報告数として表現され得る。

変換フォーマット定義を生成するようにトリアージ値を処理するために使用され得る方法500の例を示すフローチャートが、図５に図示されている。変換フォーマット定義は、データ要素の優先度に基づいて、変換ビットストリームの特定の位置にデータ要素を割り当て得る。特に、変換フォーマット定義は、特定のシステム状態及びデータ伝送レート毎に独立して生成され得る。例示的な方法500では、トリアージ値は、変換ビットストリームで送信されるデータ要素毎の相対反復率を決定するように処理され得る。次に、これらの相対反復率に基づいてデータストリームシーケンスが生成され、変換フォーマット定義に格納される。重要なことに、変換フォーマット定義を生成するために他の方法も使用可能であり、本発明はここに開示した特定の実施例に限定されない。

方法500はステップ502で始まり、第１のシステム状態がデータテーブルから選択される。ステップ504で示すように、第１のシステム状態のデータ要素に割り当てられるトリアージ値の標準偏差が決定され得る。例えば、図４のテーブル415で状態1のトリアージ値425を仮定すると、標準偏差は4.32と計算され得る。

ステップ506を参照すると、第１のデータレートが選択され得る。例えば、第１のデータレートは、変換ビットストリームの最大伝送レート、最小伝送レート、名目上の伝送レート、又は他の所望の伝送レートでもよい。ステップ508において、選択されたデータレートについて標準偏差係数SFが選択され得る。標準偏差係数は、参照テーブルから選択されてもよく、パラメータとして選択データレートを有する式を使用して計算されてもよい。標準偏差係数は、データ要素の範囲に適用可能な反復率の範囲を調整するために使用され得る。特に、１より大きい標準偏差係数は、低いトリアージ値を有するデータ要素と比較して、高いトリアージ値を有するデータ要素の反復率を比例して増加させる。従って、１より大きい標準偏差係数は、利用可能帯域が低いときに高い優先度のデータ要素が十分に高い反復率で送信されることを保証するために有利である。同様に、1より小さい標準偏差係数は、高いトリアージ値を有するデータ要素の反復率と比較して、低いトリアージ値を有するデータ要素の反復率を比例して増加させる。従って、1より小さい標準偏差係数は、十分な帯域が利用可能である場合に、高い優先度のデータの反復率に悪影響を及ぼすことなく、低い優先度のデータの大きい分解能を提供するために使用され得る。

例示目的で、第１のシステム状態の標準偏差係数が1であると選択される。ステップ510に進み、データ要素毎の相対反復率が選択されたデータレートについて決定される。例えば、各トリアージ値TV_nについて、標準偏差指数SDQ_nが以下の式を使用して決定され得る。
(1) SDQ_n=TV_n*SF/SD
ただし、SDは、選択されたシステム状態に割り当てられたトリアージ値の標準偏差である。テーブル415での状態1のトリアージ値425では、標準偏差指数SDQは、データ要素1〜7についてそれぞれ3.01、2.55、2.08、1.62、1.16、0.69、0.23である。標準偏差指数は整数値に正規化され、相対送信周波数を生成し得る。標準偏差指数の正規化は、何らかの適切な方法で実現され得る。例えば、或る構成では、相対反復率Rが以下の式で決定され得る。
(2) R_n=ROUND(SDQ_n+(1-SDQ_min))
ただし、SDQ_minはこの範囲からの最低の標準偏差指数であり、この例では0.23である。従って、テーブル415の状態1では、相対反復率はデータ要素1〜7についてそれぞれ4、3、3、2、2、1、1になる。

ステップ512に進み、相対反復率に基づいてデータストリームシーケンスが生成され、変換フォーマット定義に格納さえ得る。相対反復率は、データストリームシーケンスを生成するように何らかの適切な方法で処理され得る。１つのこのような方法が図６に示されており、以下に説明する。前記の相対反復率で生成されたデータストリームシーケンスの例は以下のようになり得る。
{ 1,2,3,4} {1,2,3,5} {1,2,3,7} {1,5,6,7}
ただし、“1”はデータ要素1を表し、“2”はデータ要素2を表し、以下同様である。この例では、４つのデータ要素が各フレームで送信される。

ステップ514において、データストリームシーケンスは変換フォーマット定義に格納され得る。データストリームシーケンスが関連するシステム状態及びデータレートに変換フォーマット定義を関連付けるために、識別子が変換フォーマット定義に備えられ得る。

判定ボックス516及び518に進み、選択されたシステム状態について更なる変換フォーマット定義を生成するため、次のデータレートが選択され得る。更なる変換フォーマット定義の実装は、様々なデータ伝送レートについて最適なデータ伝送を保証し得る。このことは、帯域が限られており動的に変化する環境でデータソースが動作している場合に有利である。より具体的には、十分な反復で高い優先度のデータ要素を常に送信するように、更なる変換フォーマット定義が最適化され得る。このことは、利用可能帯域が低いときに標準偏差係数が1より大きくなるように選択し、利用可能な帯域が十分に存在するときに標準偏差係数が1より小さくなるように選択することにより実現され得る。

再びステップ508に進み、第２のデータレートについて標準偏差係数（例えば2）が選択され得る。再びステップ510に進み、2の標準偏差係数を使用して、式(1)及び(2)が状態1のトリアージ値425に適用され得る。結果の反復率は、それぞれ7、6、5、4、3、2、1である。このような反復率のデータストリームシーケンスの例は以下のようになる。
{1,2,3,4} {1,2,3,4} {1,2,3,5} {1,2,3,4} {1,2,5,6} {1,2,3,4} {1,5,6,7}
他方、0.5の標準偏差係数を使用して同じトリアージ値に式(1)及び(2)を適用することは、それぞれ2、2、2、2、1、1、1の相対反復率を提供する。このような反復率のデータストリームシーケンスの例は以下のようになり得る。
{1,2,3,4} {1,2,3,4} {1,5,6,7}
各データレートで変換フォーマット定義が第１のシステム状態について生成されるまで、処理が繰り返され得る。この方法は、判定ボックス520及び522に進み、次のシステム状態が選択され、この処理が繰り返され得る。各反復率でシステム状態毎に変換フォーマット定義が生成された後に、この処理はステップ524で終了し得る。

図６は、相対反復率からデータストリームシーケンスを生成するために使用され得る方法600を示している。ステップ602で始まり、第１のフレームが選択され得る。ステップ604において、データ要素毎のカウンタC_nは、そのデータ要素に決められた相対優先値に設定され得る。ステップ606に進み、最高値C_nを有するデータ要素が選択され、このフレームに挿入される。ステップ608に進み、そのデータ要素のC_nが１だけデクリメントされ得る。判定ボックス610及び612を参照して、C_n>0を有する更なるデータ要素が存在し、このフレームがいっぱいでない場合、ステップ614に示すように、C_nの最高値を有する残りのデータ要素（このフレームにまさに配置されたデータ要素を含まない）の次のデータ要素D_nが選択され、このフレームに挿入され得る。次にステップ616に示すように、データ要素D_nについてC_nが１だけデクリメントされ得る。

再び判定ボックス612を参照して、このフレームがいっぱいである場合、ステップ618において、次のフレームが選択され得る。再びステップ606を参照して、C_nの最高値を有するデータ要素D_n（全てのデータ要素から選択される）がこのフレームに選択され、C_n>0を有するデータ要素が残らなくなるまで、この処理が続き得る。このことが生じると、判定ボックス610及びステップ620で示すように、処理が終了し得る。或る構成では、最後のフレームがいっぱいでない場合、最高の相対反復率を有するデータ要素が選択され、フレームがいっぱいになるまで最後のフレームに挿入され得る。

ここで、変換フォーマット定義は、変換フォーマット定義を使用するシステムの起動前、起動中又は起動後に自動的に生成され得る点に留意すべきである。例えば、システムはいつでも新しい変換フォーマット定義で更新され得る。実際に、或る構成では、トリアージ値はシステムに格納され、このような定義が必要になったときに、システムは適切な変換フォーマット定義を自動的に生成し得る。例えば、システムが状態を変化する毎に、又は利用可能帯域が変化する毎に、新しい変換フォーマット定義は図５のステップ508〜514に従って生成され得る。特に、システムは、現在のシステム状態に関連する利用可能帯域及び選択されたトリアージ値に関連する標準偏差係数を選択し、システム状態が変化する毎に、又は利用可能帯域が所定量だけ変化する毎に、新しい変換フォーマット定義を生成し得る。

図７は、システム状態の変化が生じたときに、新しい変換フォーマットで変換ビットストリームをフォーマットする方法700を示している。システム状態は、ユーザ定義でもよく、及び／又はシステムデータを処理する１つ以上のアルゴリズムにより決定されてもよい。例えば、偵察飛行機では、第１のシステム状態は、飛行機が滑走路を滑走している状態であると定義され得る。第２のシステム状態は、飛行機が離陸している状態でもよく、第３のシステム状態は、飛行機が目的地に進行している状態でもよく、第４のシステム状態は、飛行機が目的地に到達して偵察を開始した状態でもよい。第５のシステム状態は、飛行機内で特定の種類の故障が生じた状態でもよい。当然に、定義可能なシステム状態の数又は種類に限定は存在しない。

システム状態の変化は、何らかの適切な方法で特定され得る。例えば、システム状態の変化は、センサから受信したデータを処理することにより、遠隔測定データを処理することにより、又はシステムクロックを監視することにより、特定され得る。重要なことに、本発明はこの点に限定されず、システムの変化を特定するのに適した如何なる処理も本発明の範囲内である。

ステップ702で始まり、変換ビットストリームは、このシステム状態に関連する変換フォーマット定義を使用してフォーマットされ、ステップ704に示すように、変換ビットストリームが送信され得る。判定ボックス706を参照して、システム状態の変化が生じたときに（例えば偵察飛行機が目的地に到達して偵察を開始したときに）、ステップ708に示すように、データの送信を中止するか否かの判定が行われ得る。データの送信がまだ必要な場合、ステップ710に示すように、変換ビットストリームは、新しい動作状態に関連する変換フォーマット定義でフォーマットされ得る。代替として、ステップ712に示すように、変換ビットストリームの送信が終了し得る。変換ビットストリームの送信は、データが送信される必要があるときにいつでも再開し、この処理が繰り返され得る。

図８を参照すると、前述の方法が実装される通信ネットワークの構造を定義するために使用され得るOSI（open systems interconnection）の７つのレイヤ800を示す図が図示されている。７つのレイヤ800は、アプリケーションレイヤ805と、プレゼンテーションレイヤ810と、セッションレイヤ815と、トランスポートレイヤ820と、ネットワークレイヤ825と、データリンクレイヤ830と、物理レイヤ835とを有し得る。特に、この方法は、ネットワークレイヤ825の上のレイヤに実装され得る。例えば、この方法は、セッションレイヤ815及び／又はトランスポートレイヤ820に実装され得る。従って、本発明は、使用されるネットワークプロトコル又はネットワークハードウェアに依存せず、従って、ネットワークハードウェア又はソフトウェアに変更を必要とすることなく、既存の通信ネットワークに実装され得る。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実現され得る。本発明は、１つのコンピュータシステムに集中的に実現されてもよく、異なる要素が複数の相互接続されたコンピュータシステムに広がる分散的に実現されてもよい。ここに記載した方法を実行するように適合された何らかの種類のコンピュータシステム又は他の装置が適している。ハードウェアとソフトウェアとの典型的な組み合わせは、ロードされて実行されると、ここに記載の方法を実行するようにコンピュータシステムを制御するコンピュータプログラムを備えた汎用目的コンピュータシステムでもよい。

本発明はコンピュータプログラムプロダクトで具現されてもよく、コンピュータプログラムプロダクトは、ここに記載の方法の実装を可能にする全ての機能を有し、コンピュータシステムにロードされると、これらの方法を実行することができる。この文脈でのコンピュータプログラム又はアプリケーションプログラムは、情報処理機能を有するシステムに、直接的に、又はa)他の言語、コード若しくは表記への変換、及びb)異なる物質の形式での再生のうち一方若しくは双方の後に、特定の機能を実行させることを目的とした、何らかの言語、コード又は表記での一式の命令の何らかの表現を意味する。

本発明は、この要旨又は本質的な特性を逸脱することなく、他の形式で具現され得る。従って、本発明の範囲を示すものとして、前記の明細書ではなく、特許請求の範囲に参照が行われる。

本発明の理解に有用な通信ネットワークの図 本発明の理解に有用なシリアルビットストリームデータフォーマットを示す図 本発明の理解に有用な他のシリアルビットストリームデータフォーマットを示す図 データ要素トリアージ値からの変換フォーマット定義の生成を示すフローチャート データ要素トリアージ値から変換フォーマット定義を生成する方法を理解するために有用なフローチャート 相対反復率からデータストリームシーケンスを生成する方法を理解するために有用なフローチャート システム状態の変化が生じたときに新しい変換フォーマットで変換ビットストリームをフォーマットする方法を理解するために有用なフローチャート 本発明の方法を理解するために有用なOSI（open systems interconnection）標準のレイヤを示す図

Claims (14)

1. 通信ネットワークで帯域利用を最適化する方法であって、
   変換ビットストリームの変換フォーマットを定義する第１の変換フォーマット定義を少なくとも自動的に生成し、前記自動的に生成された変換フォーマット定義は、前記変換ビットストリームで送信される複数のデータ要素を生成するシステムの第１のシステム状態に基づいて決定され、
   前記システムが動作する期間中に、前記システムにより前記複数のデータ要素のうち少なくとも１つに割り当てられた動的に可変の優先レベルに基づいて、前記第１のシステム状態を決定することを有する方法。
2. 前記少なくとも１つの変換フォーマットを自動的に生成するステップは、前記複数のデータ要素のうち少なくとも１つについて少なくとも１つのトリアージ値を受信することを更に有する請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つのデータ要素に割り当てられた前記動的に可変の優先レベルを表すように前記トリアージ値を定義することを更に有する請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のシステム状態について前記少なくとも１つのデータ要素に割り当てられた前記動的に可変の優先レベルを表すように前記トリアージ値を定義することを更に有する請求項３に記載の方法。
5. データ伝送レートに関連するように前記トリアージ値を定義することを更に有する請求項４に記載の方法。
6. 通信ネットワークで帯域利用を最適化する方法であって、
   システムが動作する期間中に、前記システムにより少なくとも１つのデータ要素に割り当てられた動的に可変の優先レベルに基づいて、システム状態の変化を特定し、
   前記システムのシステム状態の変化を特定したことに応じて、前記システムにより生成された前記少なくとも１つのデータ要素を有する変換ビットストリームの変換フォーマットを変化させることを有する方法。
7. 前記変換フォーマットを変化させるステップは、新しい変換フォーマット定義で前記変換ビットストリームをフォーマットすることを有する請求項６に記載の方法。
8. 前記新しい変換フォーマット定義を自動的に生成することを更に有する請求項７に記載の方法。
9. 通信ネットワークで帯域利用を最適化する方法であって、
   変換ビットストリームの変換フォーマットを定義する変換フォーマット定義を自動的に生成し、前記自動的に生成された変換フォーマット定義は、前記変換ビットストリームで送信されるデータ要素を生成するシステムの少なくとも１つのシステム状態に関連し、
   システムが動作する期間中に、前記システムにより少なくとも１つのデータ要素に割り当てられた動的に可変の優先レベルに基づいて、システム状態の変化を特定し、
   第１のシステム状態から第２のシステム状態への前記システム状態の変化を特定したことに応じて、前記自動的に生成された変換フォーマット定義に従って、前記変換ビットストリームの前記通信フォーマットを選択的に変更することを有する方法。
10. 変換ビットストリームの変換フォーマットを定義する第１の変換フォーマット定義を少なくとも自動的に生成し、前記自動的に生成された変換フォーマット定義は、前記変換ビットストリームで送信されるデータ要素を生成するシステムの第１のシステム状態に関連する変換フォーマット定義生成器であって、
    前記第１のシステム状態は、少なくとも１つのデータ要素に割り当てられた動的に可変の優先レベルに基づく変換フォーマット生成器。
11. 前記システムを有する構成要素の動作条件、前記システムにより実行されている動作、及び前記システムの動作モードのうち少なくとも１つに基づいて、前記第１のシステム状態を決定することを更に有する請求項１に記載の方法。
12. 前記システムを有する構成要素の動作条件、前記システムにより実行されている動作、及び前記システムの動作モードのうち少なくとも１つに基づいて、前記システム状態を決定することを更に有する請求項６に記載の方法。
13. 前記システムを有する構成要素の動作条件、前記システムにより実行されている動作、及び前記システムの動作モードのうち少なくとも１つに基づいて、前記システム状態を決定することを更に有する請求項９に記載の方法。
14. 前記第１のシステム状態は、前記システムを有する構成要素の動作条件、前記システムにより実行されている動作、及び前記システムの動作モードのうち少なくとも１つに基づく請求項１０に記載の方法。

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