JP2008537441A - 非対称データレートシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本書に説明されているのは、ネットワーク装置が互いと無関係に送信データレートと受信データレートを確立できるようにするためのシステム、方法、コンピュータプログラム製品、及びその組み合わせ及びサブコンビネーションである。本発明の１つの態様に従って、該送信データレートと受信データレートは、その送信機または受信機のどちらかの少なくとも１つのために各装置のレート機能を指定することによって切り離すことができる。例えば、一実施形態では、ネットワーク装置受信機の該レート機能を指定することができ、該装置の送信レート機能は公表できない。該受信側装置の該受信レート機能はそのビーコンウィンドウまたは他のスケジューリングウィンドウを通して公表されるが、該送信レート機能は送信側装置にとって公知である。したがって、該送信側装置は、それが該他の装置から受信する情報に基づいてどのデータレートで送信するのかを決定できる。
【選択図】 図１

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、その全体が参照することにより本書に組み込まれている、２００５年４月２５日に出願された米国仮出願、出願番号第６０／６７４，７９７号、及び２００５年４月１９日に出願された米国仮出願、出願番号第６０／６７２，６０６号に関する。

本発明は概して通信装置に関し、さらに詳細には通信チャネル全体で通信レートを切り離すためのシステム及び方法に関する。

通信技術の多くの継続的な進歩により、高度通信機能を備えた装置が消費者部門と商業部門の両方に次々に導入されている。加えて、データ符号化技法の進展だけではなく、処理能力技術と低電力消費技術の躍進が、さらに広範囲に及ぶ有線通信機能と無線通信機能の拡散につながってきた。

例えば、有線と無線両方の通信ネットワークは多くの家庭環境とオフィス環境で、現在当たり前になっている。このようなネットワークにより、これまで独立していた多様な装置がデータと他の情報を共有し、生産性を高める、あるいは単にユーザに対するその利便性を改善することができる。幅広い人気を獲得しつつある１つのこのような通信ネットワークは、ＷｉＭｅｄｉａ−ＭＢＯＡ（マルチバンドＯＦＤＭアライアンス）によって規定される実現例等の無線ネットワークの例示的な実現例である。他の例示的なネットワークは、数例を挙げると、ブルーツース^Ｒ通信ネットワーク、及び８０２．１１通信ネットワークと８０２．１６通信ネットワーク等のＩＥＥＥ規格をベースにした多様なネットワークを含んでいる。

これらのネットワーク及び他のネットワーク、及び実際、一般の通信チャネルの設計者は、長い間、複数の通信を限られた１つのチャネルで管理するという課題に取り組んできた。例えば、いくつかの環境では、複数の装置が１つの共通する搬送通信路を共有し、したがって該通信路上の該１台または複数の装置間の通信競合に遭遇するリスクを犯すことがある。

長年に渡って、ネットワークの設計者は対立を回避する、あるいはそれ以外の場合、帯域幅をネットワーク上の多様な通信装置、つまりクライアントの間で委譲するための多様な解決策を考え出してきた。トークンリング、イーサネット（登録商標）、及び他の構成等の周知のネットワーク構成で使用されている方式は、使用可能な帯域幅の共用を可能にするために開発されてきた。これらの方式に加えて、例えばセルラーネットワーク向けのＣＤＭＡ（符号分割多元接続）とＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）を含む他の技法が利用されてきた。

ＦＤＭＡ（周波数分割多重化）は、複数の装置が有線環境または無線環境の通信チャネル上で、それらの信号を同時に送信できるようにする別の技術である。装置のそれぞれの信号は、その上にデータ（テキスト、音声、ビデオ、または他のデータ）が変調される、その指定された周波数バンド（搬送波）の範囲内で移動する。周波数バンドの間隔を適切に分離することにより、複数の装置は同じ通信チャネルで同時に通信できる（ネットワークまたはポイントツーポイント）。

直交ＦＤＭ（ＯＦＤＭ）スペクトル拡散システムは、正確な周波数で離間されている複数の搬送波の上でデータを分散する。該間隔は該搬送波の間で直交性を実現するように選ばれる。したがって、受信機の復調器は、他の搬送波信号からの干渉をほとんど受けずに変調されたデータを回復する。ＯＦＤＭの利点は高いスペクトル効率、ＲＦ干渉に対する反発力、及びマルチパス歪みまたは符号間干渉（ＩＳＩ）の減少である。ＯＦＤＭシステムを（時分割多重化等の）他の技法と組み合わせ、複数の装置による個々の搬送波の共用も可能にし、このようにして多重化能力の別の次元を加える。

しかしながら、ネットワーク設計者及び他の通信チャネル設計者が使用できる多様な多重化方式を用いても、依然として多様な要因に起因する帯域幅割り当ての非効率がある場合がある。例えば、多くのネットワークチャネル及び通信チャネルは双方向通信のために対称的なデータレートを指定する。すなわち、既定のネットワーク装置は、それが受信動作を実施するのと同じデータレートで送信動作を実施するように実現されている。まさにこの一例として、ＭＢ−ＯＦＤＭ（ＷｉＭｅｄｉａ）システムの現在指定されているバージョンがすべてのデータレートの対称サポートという点で装置物理層機能を定義する。この定義では、送信データレート機能と受信データレート機能の両方とも物理層（ＰＨＹ）機能ビットマップフィールドの単一ビットと関連付けられている。この規格の現在の定義は８つのデータレートから成り、バイト（オクテット）全体が該装置機能を定義するために活用される。このような構成はデータレート制御の相対的に簡単な実現例を提供し、最小の制御ビットまたはフィールドが、装置が通信するレートを設定できるようにする。しかしながら、この構成はいくつかの例では過度に柔軟性がない。

本発明の一実施形態では、切り離された送信データレートと受信データレートで通信ネットワーク上で動作するように構成されるネットワーク装置が提供される。該ネットワーク装置は送信データレートパラメータと受信データレートパラメータの少なくとも１つを公表するように構成された第１の制御論理回路と、該通信ネットワーク上で動作している第２のネットワーク装置からデータレートパラメータを受信するように構成された第２の制御論理回路と、該受信されたデータレートパラメータに基づいてその送信データレートと受信データレートの少なくとも１つを設定するように構成された第３の制御論理回路とを含むことができる。一実施形態での該データレートパラメータは、ＰＨＹ機能ビットマップオクテット内で符号化できる。特に、一実施形態では、データレートはオクテットの上位ニブルと下位ニブルに符号化できる。一実施形態では、ネットワーク装置はそれらの受信レート機能だけを公表するように構成され、第２の制御論理回路は、それが送信する先の装置からそれが受信する受信レート情報に基づいてどのレートで送信するのかを決定する。

本発明の別の実施形態では、通信チャネル全体での通信のためのデータレートを選択するための方法が提供され、第１のネットワーク装置がその送信データレートパラメータと受信データレートパラメータの少なくとも１つを公表するステップと、該第１のネットワーク装置が該通信ネットワーク上で動作している第２のネットワーク装置からデータレートパラメータを受信するステップと、該第１のネットワーク装置が該受信されたデータレートパラメータに基づきその送信データレートと受信データレートの少なくとも１つを設定するステップとを含む。一実施形態における該データレートパラメータはＰＨＹ機能ビットマップオクテットの中で符号化できる。特に、一実施形態では、該データレートは該オクテットの上位ニブルと下位ニブルに符号化できる。一実施形態では、ネットワーク装置はそれらの受信レート機能だけを公表するように構成され、該ネットワーク装置は、それが送信する先の装置から受信する受信レート情報に基づいてどのレートで送信するのかを決定する。

本発明のさらに別の実施形態では、ネットワーク装置は切り離された送信データレートと受信データレートを有する通信ネットワークで動作するように構成される。該ネットワーク装置は、その送信データレートパラメータと受信データレートパラメータの少なくとも１つを公表するための手段と、該通信ネットワークで動作する第２のネットワーク装置からデータレートパラメータを受信するための手段と、該受信されたデータレートパラメータに基づいてその送信データレートと受信データレートの少なくとも１つを設定するための手段とを含むことがある。一実施形態での該データレートパラメータは、ＰＨＹ機能ビットマップオクテットの中で符号化できる。特に、一実施形態では、該データレートは、オクテットの上位ニブルと下位ニブルに符号化できる。一実施形態では、ネットワーク装置はそれらの受信レート機能だけを公表するように構成され、該ネットワーク装置は、それが送信する先の装置から、それが受信する受信レート情報に基づいてどのレートで送信するのかを決定する。

本発明の追加の実施形態では、コンピュータプログラム製品は、通信チャネル全体での通信のためにデータレートを選択するためのプロセスを可能にするプログラムコードを具現化するコンピュータ使用可能媒体を備える。該プログラムコードは、第１のネットワーク装置にその送信データレートパラメータと受信データレートパラメータの少なくとも１つを公表させるように構成されたプログラムコードと、該第１のネットワーク装置に該通信ネットワーク上で動作する第２のネットワーク装置からデータレートパラメータを受信させるように構成されたプログラムコードと、該第１のネットワーク装置に、該受信されたデータレートパラメータに基づいてその送信データレートと受信データレートの少なくとも１つを設定させるように構成されたプログラムコードとを含むことがある。一実施形態における該データレートパラメータは、ＰＨＹ機能ビットマップオクテットの中で符号化できる。特に、一実施形態では、該データレートは該オクテットの上位ニブルと下位ニブルに符号化できる。一実施形態では、ネットワーク装置がそれらの受信レート機能だけを公表するように構成され、該ネットワーク装置は、それが送信する先の装置からそれが受信する受信レート情報に基づいてどのレートで送信するのかを決定する。

本発明は、１つまたは複数の多様な実施形態に従って、以下の図に関して詳しく説明される。図面は図解のためだけに提供され、本発明の典型的なまたは例の実施形態を描くにすぎない。これらの図面は本発明の読者の理解を容易にするために提供され、本発明の大きさ、範囲、または適用性を制限すると見なされないものとする。明確にするために、及び図解を容易にするために、これらの図面は必ずしも縮尺どおりに作成されていないことが留意されなければならない。

本発明は、通信チャネルのためのデータレートのデカップリングを提供するためのシステム及び方法を目的としている。一実施形態では、本発明は、装置が送信動作と受信動作のためにさまざまなデータレートで動作できるようにするためのシステム及び方法を提供する。一実施形態では、該通信チャネル要件は、送信レートが受信レートに結合されない、または逆の場合も同じとなるように緩和される。このような実施形態では、装置は通信動作または装置パラメータにとって適切な方法で送信データレートまたは受信データレートを自由に確立できる。

本発明を詳しく説明する前に、本発明を実現できる例の環境を説明することが役立つ。１つのこのような例は、複数の電子装置（例えば、とりわけコンピュータとコンピュータデバイス、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント、モーションカメラとスティルカメラ）は、データ、コンテンツ及び他の情報を通信し、互いと交換できる無線ビーコンネットワークである。このようなネットワークの一例は（ＷｉＭｅｄｉａ及びマルチバンドＯＦＤＭアライアンスの中の）ＷｉＭｅｄｉａ規格によって指定されるネットワークである。本発明はときおり本書で分散ネットワークという点で、またはＷｉＭｅｄｉａ規格という点で説明される。これらの環境という点での説明は、多様な特長及び本発明の実施形態を例示的な応用例という文脈で描くことができるようにするために提供される。この説明を読んだ後には、当業者に、本発明がさまざまな環境及び代替環境でどのようにして実現できるのかが明らかになるであろう。つまり、本発明の適用性は分散無線ネットワークに限定されず、例の環境の１つの実現例として説明されているＭＢ−ＵＷＢ規格にも限定されない。

大部分のネットワーク規格は、ネットワークに接続している装置の動作を支配する方針または規則を規定する。ＷｉＭｅｄｉａ規格は、このような装置のアドホック分散ネットワークが効率的に動作できるようにするためにＷ−ＵＳＢに準拠する装置とＷｉＮｅｔに準拠する装置が従わなければならない機構と方針を規定している。通信ネットワークで動作している装置の動作を奨励する、推奨する、規定する、支配する、制御する、または管理するために使用される方針、要件、プロトコル、規則、指針、または他の要因を、本書では一般的に活用方針と呼んでいる。

大部分の分散ネットワークでは、装置のネットワークは、全装置が、伝送スロット等を確保するためのその存在、その能力及びその意図等のパラメータを公表することを必要とすることによって維持されている。例えば、ＷｉＭｅｄｉａ規格を用いる場合、これはビーコン期間タイムスロットと呼ばれているものの間に実行できる。本規格に従って、該ネットワークに加わる装置は該ビーコン期間を監視し、ネットワークの使用を試みる前にネットワークステータス及びパラメータについて学習することが期待されている。他のネットワーク構成では、ビーコン期間は、さらに完全に後述されるようにネットワーク装置の管理を可能にするために同様に使用される。したがって、ビーコン期間は、スケジューリング活動または他のハウスキーピング処理活動を実施できるウィンドウまたはネットワーク期間の１つの形式である。前記に参照された規格でのビーコン期間、及びスケジューリングまたは他のネットワーク構成における他のハウスキーピング処理雑務のために使用される他の期間は、概してスケジューリングウィンドウと呼ばれる。

装置は、通常、節電モードに入り、電力を節約し、おそらく操作を延長することができる。例えば、電池式の装置はスリープモード、またはディープスリープモードにも入ってよく、それらの機能の１つまたは複数が電力を節約するために弱められる、あるいは電源が切られる。環境に応じて、装置は、短期間または長期間スリープモードに入ることができてよい。例えば、スリープモードは、いくつかの構成要素またはすべての構成要素の電源が切られる、あるいはそれらの動作が制限される省エネ運転モードである場合がある。ノートパソコン、携帯電話及び他の携帯型の電子装置等の多くの電池式装置は、スリープモードの１つまたは複数のレベルをサポートしている。例えば、ノートパソコンがスリープモードの１つのレベルに入ると、それはハードドライブをオフにしてよく、依然としてユーザが、操作、つまりアクセスが必要とされるときにハードドライブの電源投入だけを実行できるようにする。さらに深いレベルのスリープでは、コンピュータはさらにディスプレイをオフにしてよい。さらに追加のスリープレベルでは、コンピュータは冬眠状態に入ってよい。同様に、通信チャネル全体で通信する他の電子装置は類似するスリープ状態を有してよく、経過時間、活動等の多くの要因に応じて、ＲＦトランシーバを含む不必要な構成要素または使用されていない構成要素の電源を切ってよい。後述されるように、一実施形態に従って、装置はスケジューリング活動または他のハウスキーピング処理活動の完了時にスリープモードに入るようにプロンプトを出され、例えば通信活動等の予定されている活動のために目覚めるように構成されてよい。

図１は、本発明が実現できる例の環境としての機能を果たすことができる無線ネットワークの１つの考えられる構成を描くブロック図である。ここで図１を参照すると、無線ネットワーク１０２０は、複数の電子装置が該装置間でワイヤまたはケーブルを必要とせずに互いに通信できるために提供される。無線ネットワーク１０２０は、例えば、該ネットワークと関連する多様な電子装置の送信電力レベルと受信感度を含む多くの要因またはパラメータに応じてカバレージエリア内で変化することがある。無線ネットワークの例は、他の無線ネットワーク実現例だけではなく、多様なＩＥＥＥ規格と前述されたような他の規格も含むことがある。

多くのアプリケーションを用いて、無線ネットワーク１０２０は、家庭またはオフィス等の相対的に密閉された区域で動作する。図１に描かれている例は、家庭または小さなオフィス環境で見出されてよい実現例等の実現例の例である。無線通信ネットワーク及び一般的な無線ネットワークは、家庭及びオフィスの外部の多くの環境においても見出されることは言うまでもない。図１に描かれている例では、無線ネットワーク１０２０は、通信装置が外部ネットワークと通信できるようにするために通信ネットワークを含む。さらに詳細には、描かれている例では、無線ネットワーク１０２０はインターネット１０４６等の外部ネットワークに対する接続性を提供するためにモデム１０４０と、別のネットワーク１０４４に対する外部接続性を提供できる無線アクセスポイント１０４２とを含んでいる。

やはり該例の無線ネットワーク１０２０内に描かれているのは、携帯電話１０１０とパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）１０１２等の携帯電子装置である。図１に描かれている他の電子装置のように、携帯電話１０１０及びＰＤＡ１０１２は、適切な無線インタフェースを介して無線ネットワーク１０２０と通信できる。さらに、それらの装置は、外部ネットワークとさらに通信するように構成されてよい。例えば、携帯電話１０１０は、通常、基地局を介して広域無線ネットワークと通信するように構成されている。

さらに、図１に描かれている例の環境は、無線ネットワーク１０２０に接続されている家庭の娯楽機器の例も含む。描かれている例では、ゲームコンソール１０５２、ビデオプレーヤ１０５４、デジタルカメラ／カムコーダ１０５６、及び高品位テレビ１０５８のような電子装置は、無線ネットワーク１０２０を介して相互接続されているとして描かれている。例えば、デジタルカメラまたはカムコーダ１０５６は、１つまたは複数の静止画像または動画ビデオ画像を取り込むためにユーザが活用できる。取り込まれた画像はデジタルカメラまたはカムコーダ１０５６と関連するローカルメモリまたは記憶装置に記憶され、無線ネットワーク１０２０を介して最終的に別の電子装置に通信できる。例えば、ユーザが無線ネットワーク１０２０と関連する高品位テレビ受像機１０５８にデジタルビデオストリームを提供することを希望することがある。別の例としては、ユーザがデジタルカメラ１０５６から自分のパソコン１０６０またはインターネット１０４６に１つまたは複数の画像をアップロードすることを希望することがある。これは無線ネットワーク１０２０によって達成できる。言うまでもなく、無線ネットワーク１０２０は、提供される例が説明するのに役立つように、ピアツーピアで、または他のベースに基づいてデータ、コンテンツ及び他の情報の共用を提供するために活用できる。

やはり図解されているのは、無線エアインタフェースを介して無線ネットワーク１０２０に接続されているパソコン１０６０または他のコンピュータデバイスである。示されている例に描かれているように、パソコン１０６０は、インターネット１０４６等の外部ネットワークにも接続性を提供できる。

描かれている例では、無線ネットワーク１０２０は、無線接続性をそれに関連する多様な電子装置に提供するために実現されている。無線ネットワーク１０２０はこれらの装置が無線ネットワーク１０２０全体で互いにデータ、コンテンツ及び他の情報を共用できるようにする。通常、このような環境では、電子装置は、無線ネットワーク１０２０に関連する他の装置との該エアインタフェースを介しての通信を可能にするために適切な送信機、受信機またはトランシーバを有するであろう。これらの電子装置は、１つまたは複数の適切な無線規格に準拠してよく、事実上、複数の規格が既定の近隣において動作している可能性がある。通常、ネットワークと関連する電子装置は、ネットワーク全体での通信を管理し、電子装置の操作機能性を管理するように構成された制御論理回路も有する。このような制御論理回路は、ハードウェア、ソフトウェアまたはその組み合わせを使用して実現できる。例えば、１台または複数のプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＰＬＡ及び他の論理装置または構成要素は、所望される特長及び機能性を実現するために装置と含むことができる。加えて、メモリまたは他のデータと情報記憶容量も、ネットワーク全体での装置の動作及び通信を容易にするために含むことができる。ソフトウェアは、所望される機能を実行するために処理装置によって実行可能であるプログラムコードを含むことがある。

無線ネットワーク１０２０の一部として動作する電子装置は、本書ではネットワーク装置、ネットワークのメンバーまたはメンバーデバイスまたはネットワークと関連する装置と呼ばれることもある。一実施形態では、既定のネットワークと通信する装置は、メンバーであるか、あるいは該ネットワークと単に通信している可能性がある。

いくつかの通信ネットワークは、通信活動及び他の活動のために使用できる期間またはフレームに分割される。例えば、前述されたように、いくつかのネットワークは、来るべき通信活動を予定するための、例えばビーコン期間等のスケジューリングウィンドウを有する。また、いくつかのネットワークは、その間にこのような通信活動が行われる通信ウィンドウを有する。ＷｉＭｅｄｉａ−ＭＢＯＡ規格では、帯域幅は、同様にネットワークと関連する多様な電子装置によるデータの伝送と受信のためのタイムスロットに分割されるスーパーフレームに分割される。

このようなタイムスロットの例は図２に描かれている。ここで図２を参照すると、この例示的な実施形態では、通信帯域幅はスーパーフレーム１０４（描かれている２個）に分割され、各スーパーフレーム１０４自体が媒体アクセススロット１０８と呼ばれる複数のタイムスロットに分割されている。他の割り当ても可能であるが、例の環境では、各スーパーフレーム１０４の中に２５６個の媒体アクセススロット１０８がある。加えて、各スーパーフレーム１０４の始まりにあるのは、複数のビーコンスロットから構成されるビーコン期間１１１である。いくつかのネットワークでは、ビーコン期間１１１は、装置がタイムスロットを確保し、他のハウスキーピング処理情報またはステータス情報を交換する期間である。例えば、ＷｉＭｅｄｉａ−ＭＢＯＡ分散無線ネットワークでは、スーパーフレームはビーコン期間１１１を備え、その間、装置は起きていて、他の装置からビーコンを受信する。前記に参照された規格におけるスーパーフレーム、及びスケジューリングウィンドウを使用するか、あるいは使用しないかに関係なく、他のネットワーク構成での装置間の通信のために使用される他の期間が、概して本書では通信ウィンドウと呼ばれている。前記に留意されたように、説明を明確にするために、本発明は、例の実施形態に関して説明されているため、用語スーパーフレームとビーコン期間を使用して説明されることがある。本説明を読んだ後に当業者に明らかとなるように、本発明は、スケジューリングウィンドウと通信ウィンドウを活用するさらに一般的なケースを含む他の通信フォーマットに適用する。加えて、本発明は、帯域幅がフレームまたはウィンドウに分割される応用例に限定されるのではなく、概して多様なプロトコル及び構成の通信チャネルとネットワークに適用できる。

ネットワーク装置は多様な構成及びアーキテクチャを呈することができ、前記例が図解するように、プリンタからウェブカメラまで、モデムまで、サーバまで等、種々の機能を実行できる。ネットワーク装置は、通常、ネットワーク全体で通信を管理し、該ネットワーク装置の操作機能性を管理するように構成される何らかの形の制御論理回路を有する。このような制御論理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその組み合わせを使用して実現することができる。例えば、１台または複数のプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＰＬＡ及び他の論理装置、または構成要素は、所望される特長及び機能性を実現するために装置とともに含むことができる。加えて、メモリ、または他のデータ及び情報記憶容量は、ネットワーク全体で装置及び通信の動作を容易にするために含むことができる。

無線ネットワークとともに使用できるネットワーク装置の１つの例の構成は図３に描かれている。ここで図３を参照すると、例のネットワーク装置１２０は、ＣＰＵ１２２、ＲＯＭ１２４、ＲＡＭ１２６、及びシステムバス１４０を含む。ＣＰＵは、通常、例えばＲＯＭ１２４の中に記憶されるであろうプログラムコードを実行するために動作し、一般的にはネットワーク装置のための機能性を制御する。ＲＡＭ１２６は、プロセッサ動作及び他の記憶装置のための作業メモリとしての機能を果たすために含むことができる。描かれていないが、取り外し可能メモリも備えることができる。

外部通信のために、該ネットワーク装置は通信機能も含むことができる。例えば、図３に描かれている例は無線トランシーバ１３６と外部インタフェース１３２とを含む。実際的な例としては、携帯電話のケースで、装置１２０は移動体通信のために無線トランシーバ１３６を含み、外部インタフェース１３２は、例えばブルーツース(R)（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(R)インタフェース、ドッキングポート、またはローカル通信インタフェースであるであろう。

装置１６２は、該ネットワーク装置１２０が実行できる機能性のブラックボックス表示である。例えば、ウェブカメラのケースでは、装置１６２が結像光学系、画像センサ、画像バッファ、及び他の類似した機能性を含むことができる。装置１６２は専用の処理機能とメモリ機能を含むことができる、あるいはその動作のいくつかまたはすべてのためにＣＰＵ１２２、ＲＯＭ１２４、及びＲＡＭ１２６を使用できる。

ネットワーク装置１２０は、ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ、ＣＤ ＲＯＭとＤＶＤ ＲＯＭ、及びＲＷＭドライブ、リムーバブルメモリまたは記憶装置、あるいは他のコンピュータプログラム製品インタフェース及び関連するコンピュータプログラム製品等であるが、これらに限定されない二次記憶装置１３８をさらに含むことができる。コンピュータプログラム製品インタフェースは、例えば、ネットワーク装置１２０にとって内部であるのか、外部であるのかに関係なくコンピュータプログラム製品に埋め込まれている（情報、データ、ソフトウェア及び他のプログラムコード等の）オブジェクトにアクセスする装置を含むことができる。コンピュータプログラム製品インタフェースの例は、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、リムーバブルドライブ、光記憶装置、カードスロット、無線通信インタフェースまたは有線通信インタフェース、通信ポート等を含むことができる。コンピュータプログラム製品の例は、ディスク、メモリカード、及び多様なインタフェースと互換性のある他の媒体を含むが、これらに限定されない。コンピュータプログラム製品は、コンピュータプログラムコードを装置にトランスポートする信号または他の媒体を含むこともある。したがって、用語「コンピュータプログラム製品」は特定の装置に限定されるのではなく、代わりに概して、その中であるいはそれを通してネットワーク装置がプログラムコードを使用できる任意の装置または媒体に関する。

本発明が実現できる例の環境をこのようにして説明してきたが、ここで本発明の多様な特長及び実施形態がさらに詳しく説明される。説明は、考察及び理解を容易にするためだけにこの例の環境に関して提供されてよい。本書の説明を読んだ後、本発明が、多くの異なる電子装置とともに、多様な類似したまたは代替のプロトコルまたは仕様に従って動作する（有線通信環境または無線通信環境、及び分散ネットワークまたは非分散（ｎｏｎ−ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）ネットワークを含む）多くの異なる通信環境のどれかで実現できることが当業者に明らかになるであろう。

多くのネットワークチャネル及び通信チャネルは、ネットワーク装置が受信動作と同じデータレートで送信動作を実行することを指定する。一例としては、本発明の時点では、ＭＢ−ＯＦＤＭ（ＷｉＭｅｄｉａ）システムの指定されたバージョンが、すべてのデータレートの対称的なサポートという点で装置物理層機能を定義する。この定義では、送信データレート機能と受信データレート機能がＰＨＹ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｂｉｔｍａｐ（ＰＨＹ機能ビットマップ）フィールド内の単一のビットを関連付けられている。この規格の現在の定義は８個のデータレートから成り、８ビットバイト（オクテット）全体が装置機能を定義するために活用される。このようにして、データレートは、送信動作と受信動作が同じデータレートで発生するという点で結合されている。現在の定義には、各装置が伝送と受信に特定のデータレートをサポートするという要件と、各データレートの単一ビットとの関連付けを含む２つの欠点がある。さらに、それらすべてのビットを無線で送信すると、帯域幅の活用及びシステムの容量が下がる。

ネットワーク装置は、多くの場合は、コストと電力に敏感な応用例を目標としているため、不必要な複雑さを加えることを避けることが望ましい。これは特により低いレベルの電力消費でより高い性能を達成しようとする無線ネットワーク装置に当てはまる。多くのネットワーク及び他の通信装置とアプリケーションは、送信または受信のための対称的なデータレートを必要としない、あるいは送信または受信のための対称的なデータレートから恩恵を受けないであろう。これらの装置のいくつかは、例えばウェブカメラ、プリンタ等を含んでよい。例えば、典型的なウェブカメラ装置を考える。このような装置は大量の画像データを取り込み、効果的となるために、この取り込まれた画像データを相対的に高速のデータレートで送信することを必要とされる場合がある。しかしながら、通常、これらのカメラは少量の制御データを受信するに過ぎない。したがって、ウェブカメラは実際には、必要なあるいは望ましい制御情報を受信するために、さらに低い（時には著しく低い）データレートを活用してよい。同様に、印刷装置では、はるかに低いデータレートがプリンタから要求側装置にステータス情報及び制御情報を返すために必要とされるが、高速データレートは印刷される情報を受信するためにときおり使用されてよい。

しかしながら、装置が送信動作と受信動作のために同じデータレート（つまり、対称的なデータレート）に制約される場合、そのデータレートが該２つのレートの低い方で選ばれると、性能は通常、影響を及ぼされる。例えば、そのデータレートが制御情報をカメラに送信するために必要なレートに制約されているならば画像データをウェブカメラからサーバに転送するのにどのくらい長く要するだろうかを考える。したがって、このような対称的な装置は、送信レートと受信レートの両方ともが該２つのレートの高い方で指定されている従来の解決策で実現される。しかしながら、装置の送信セクションまたは受信セクションの複雑さは、要件が送信動作と受信動作の両方を該２つのレートの高い方に制約する場合に不必要に大きくなる可能性がある。

該装置の複雑さは、多くの場合、直接的に装置コストに関連している。例えば、加速されたデータレートを活用すると、処理機能及び通信機能を実現するために活用される論理回路または他の構成部品の大きさまたは性能の拡大のニーズにつながることがある。加えて、データレートの加速は電力消費の増加につながることもある。このようにして、対称的なデータレートのためのＭＢ−ＯＦＤＭ（ＷｉＭｅｄｉａ）の規定に従って実現される装置は、それに関係するさらに高いコストとさらに大きな電力消費を有する可能性が高い。

本発明の一実施形態は、装置のための送信データレートと受信データレートのデカップリングを可能にする。これは、送信または受信チェーンの一方の他方を基準にした複雑度の削減を可能にするために実現できる。言い換えると、該カメラの例では、低い方のデータレート制御情報を受信する受信構成部品（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、及び／またはファームウェア）は、あまり複雑ではない方法で実現できる。好ましくは、これは、その受信機がより高速のデータレートで動作するために実現されているのであれば、それ以外の場合取得できるよりも低いコストと低い消費電力の実現例につながることがある。

本発明の別の実施形態に従って、該データレートのデカップリングは、ネットワーク制御に不必要なオーバヘッドを追加することなく実現できる。例えば、例の環境に関して、装置の送信データレート機能と受信データレート機能は、例えば上位ニブルと下位ニブルをそれぞれ（あるいは逆の場合も同様に）使用して既存のＰＨＹ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｂｉｔｍａｐオクテットの中で符号化できる。

ＷｉＭｅｄｉａ（ＭＢＯＡ）仕様の第７．８．１５項に述べられているように、ＰＨＹ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｂｉｔｍａｐフィールドは、一方はデータレートを定義し、他方はバンドグループを定義する２個のオクテットを備える。ＷＩＭＥＤＩＡ（ＭＢＯＡ）仕様Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｂｉｔｍａｐフィールドの中で定義される８つのデータレートがある。一実施形態では、送信と受信のためのデータレートは同じでなければならず、このフィールドの各ビットが単一のデータレートを特定する。本発明の実施形態に従って、ＰＨＹ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ＩＥの構造は、表１に描かれているように実現できる。

ＰＨＹ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙフィールドのデータレートオクテットは、一実施形態において、表２に示されるようなオクテットの上位ニブルと下位ニブルにさらに分割できる。

長さが４ビットの各ニブルは、最高１６のデータレートの集合を符号化できる。上位ニブルと下位ニブルに指定されるデータレートは、（以下に描かれているように）レートの同じ集合、ニブルに応じて異なるレート、またはこれらの２つの手法の複合に設定できる。一実施形態では、４個のビットの該符号化はニブルごとに同じであり、その結果既定の符号語が両方のニブルに同じデータレートを符号化する。特定の例として、データレートオクテットの各ニブルのための符号化は、表３に描かれているように実現できる。これらの例が描いたように、本発明は既定の応用例のための送信動作と受信動作のためにデータレートを割り当てるまたは特定する上で柔軟性を与えるように実現できる。

一実施形態では、装置によって示される最大レートまでのすべてのデータレートがサポートできる。この実施形態では、未使用のデータレート符号語は、データレートの将来の拡張のために活用できる。例えば、表３に描かれている例では、符号語１０００から１１１１が将来の使用のために確保されている。

しかしながら、代替実施形態では、装置最大までのデータレートのすべてがサポートされているわけではない。サポートされていないデータレート、つまりレート穴（ｒａｔｅ ｈｏｌｅｓ）が符号語によって示される。例えば、サポートされていないデータレートの場合、次に高いデータレートに関連する符号語の最上位ビットは「１」に設定できる。代替の構成は、サポートされていないデータレートを示すために使用できる。加えて、さらに別の実施形態では、２個のバイトが符号化なしで送信データレート機能及び受信データレート機能を定義するために使用できる。

本発明の一実施形態では、１台または複数のネットワーク装置の受信機能と送信機能が、例えば、ビーコン期間１１１の間、または何らかの他の初期化期間の間等のスケジューリングウィンドウの間に特定できる。これは、一実施形態では、オクテットの符号化されていない（例えばビットフィールド）マッピングを使用することで達成できる。一実施形態では、これは、１個は受信のため、１個は送信のために２個の別々のオクテット（バイト）をマッピングすることによって達成できる。

追加の実施形態では、送信データレートと受信データレートは、その送信機または受信機のどちらかの１つだけのために各装置のレート機能を指定することによって切り離すことができる。例えば、一実施形態では、ネットワーク装置受信機の該レート機能が指定され、該装置の送信レート機能は公表されない。該受信側装置の該受信レート機能はそのビーコン１１１または他のスケジューリングウィンドウを通して公表されるが、該送信レート機能は送信側装置に公知である。したがって、該送信側装置は、該ビーコン期間１１１の間にそれが受信する情報に基づいてどのデータレートで送信するのかを決定できる。これにより、受信レート機能と送信レート機能が暗に切り離されるであろう。

図４は、本発明の一実施形態によるスケジューリングウィンドウの間にネットワーク装置の送信機能と受信機能を特定するための例のプロセスを描く図である。ここで図４を参照すると、ステップ２０４で、ネットワーク装置がそれらのデータレート要件または他のパラメータを公表する。一実施形態では、ネットワークと関連する各装置がその送信データレートパラメータと受信データレートパラメータを公表する。別の実施形態では、特定のパラメータ要件を有するネットワーク装置だけがそのパラメータを公表する。さらに別の実施形態では、すべての装置が前記に留意されたように、送信要件または受信要件のどちらかを公表する。

ステップ２０６では、該ネットワーク装置が該他のネットワーク装置によって公表された該データレートパラメータをチェックする。一実施形態では、これは該ネットワーク上で動作する各装置によって実行できる。他の実施形態では、これは選択的に行うことができる。ネットワーク装置が特定の要件を有する場合には、それが通信する相手の装置はステップ２０６でそれらの要件を留意し、次にステップ２０８と２１２に示されるようにそれらの要件に従うことができる。それ以外の場合、該装置はステップ２０８と２１４によって示されるようにその操作レートに関して独立した決定を下してよい。ステップ２１６では、レートが設定され、該装置はネットワーク活動を実施できる。

前記方法論をさらによく図解するために、単純な例を考えることが有用である。例えば、画像データをダウンロードするために非常に高速の送信レート、しかも制御情報を受信するために相対的に低速のデータレートを必要とする可能性があるウェブカメラを考える。さらに、該カメラが、送信動作と受信動作両方に高速データレートを有するビデオレコーダ／プレイバック装置、受信動作のために高速データレートを、ステータス情報を送信するために低速データレートを有するモニタ、及びレート設定で完全な柔軟性を有するサーバと通信していると考える。装置がそれらの受信要件だけを開示する実施形態では、該カメラはその低速機能を開示し、ビデオレコーダは、該モニタ及びサーバが公表できるように所望される高速受信レートを公表できるであろう。したがって、該カメラに情報を通信する装置は、それらがそれらの送信動作には該カメラの低い方の受信レートを使用する必要があり、高い方のデータレートで情報を受信し続けることができることを知っているであろう。

本発明の多様な実施形態が前述されてきたが、それらが制限によってではなく、例によってだけ提示されたことが理解されなければならない。したがって、本発明の大きさと範囲は前述された例示的な実施形態により制限されるのではなく、続く請求項及びその同等物に従ってのみ定義されなければならない。加えて、本発明は多様な例示的な実施形態及び実現例に関して前述される。個々の実施形態の１つまたは複数に説明される多様な特長及び機能性が、それらが説明される特定の実施形態に対するその適用性において限定されるのではなく、代りに、このような実施形態が説明されているかどうか、及びこのような特長が説明されている実施形態の一部であるとして提示されているかどうかに関係なく、単独で、あるいはなんらかの組み合わせで本発明の他の実施形態の１つまたは複数に適用できることが理解されなければならない。

本書で使用されている用語及び句、ならびにその変形は、明示的に別段の定めをした場合を除き、制限的とは対照的に制限がないと解釈されなければならない。前記の例として、用語「含む」は、「〜を含むがこれに限定されるものではない」等を意味すると解釈されるべきである。用語「例」は、網羅的またはそのリストを制限するのではなく、説明されている項目の例示的な例を提供するために使用される。そして、「従来の」、「伝統的な」、「通常の」、「標準的な」等の形容詞、及び類似する意味の用語は、既定の期間に、あるいは既定の時間現在で使用可能な項目に、説明される用語を限定するとして解釈されるべきではなく、代りに、現在または将来のいつかに使用できる可能性のある、従来の、伝統的な、通常の、または標準的な技術を包含すると読まれるべきである。同様に、接続詞「及び」で連結される項目のグループは、それらの項目のありとあらゆるものが該分類に存在することを必要とするとして読まれるのではなく、むしろ明示的に別段の定めをした場合を除き、「及び／または」として読み取られなければならない。

本発明を実現できる例の環境としての機能を果たすことができる無線ネットワークの１つの考えられる構成を描くブロック図である。 本発明が実現できる例の環境としての機能を果たすことができる通信ウィンドウの１つの考えられる構成を描く図である。 本発明が実現できる例の環境の一部としての機能を果たすことができるネットワーク装置の１つの考えられる例の構成を描く図である。 本発明の一実施形態に従ってスケジューリングウィンドウの間にネットワーク装置の送信機能及び受信機能を特定するための例のプロセスを描く図である。

Claims (33)

1. 送信データレートと受信データレートを切り離した通信ネットワークで動作するように構成されたネットワーク装置であって、
   その送信データレートパラメータと受信データレートパラメータの少なくとも１つを公表するように構成される第１の制御論理回路と、
   該通信ネットワークで動作する第２のネットワーク装置からデータレートパラメータを受信するように構成される第２の制御論理回路と、
   該受信されたデータレートパラメータに基づいてその送信データレートと受信データレートの少なくとも１つを設定するように構成される第３の制御論理回路と、
   を備えるネットワーク装置。
2. ネットワーク装置のためのデータレートパラメータが物理層ビットマップオクテットの中で符号化される請求項１に記載のネットワーク装置。
3. データレートが、該オクテットの上位ニブルと下位ニブルの少なくとも１つに符号化される請求項２に記載のネットワーク装置。
4. 該オクテットの一方のニブルのための符号語が、該オクテットの他方のニブルの同じ符号語によって特定されるデータレートと同じデータレートを特定する請求項３に記載のネットワーク装置。
5. データレートが以下のように符号化される請求項２に記載のネットワーク装置。
   

   
6. データレートが以下のように該オクテットの上位ニブルと下位ニブルに符号化される請求項２に記載のネットワーク装置。
   

   
7. 該第１の制御論理回路が、スケジューリングウィンドウの間に該データレートパラメータを公表するように構成される請求項１に記載のネットワーク装置。
8. 該スケジューリングウィンドウがビーコン期間である請求項７に記載のネットワーク装置。
9. 該通信ネットワーク上で動作する各ネットワーク装置が、その受信レート機能だけを公表するように構成され、該第２の制御論理回路が、それが送信する先の装置から、それが受信する受信レート情報に基づいてどのレートで送信するのかを決定する請求項１に記載のネットワーク装置。
10. 該通信ネットワーク上で動作する各ネットワーク装置が、その送信レート機能だけを公表するように構成され、該第２の制御論理回路が、それが受信する装置からそれが受信する受信レート情報に基づいてどのレートで受信するのかを決定する請求項１に記載のネットワーク装置。
11. 通信チャネル全体での通信のためにデータレートを選択するための方法であって、
    第１のネットワーク装置が、その送信データレートパラメータと受信データレートパラメータの少なくとも１つを公表するステップと、
    該第１のネットワーク装置が、該通信ネットワーク上で動作する第２のネットワーク装置からデータレートパラメータを受信するステップと、
    該第１のネットワーク装置が、該受信されたデータレートパラメータに基づいてその送信データレートと受信データレートの少なくとも１つを設定するステップと、
    備える方法。
12. ネットワーク装置のためのデータレートパラメータが、物理層機能ビットマップオクテット内で符号化される請求項１１に記載の方法。
13. データレートが該オクテットの上位ニブルと下位ニブルの少なくとも１つに符号化される請求項１２に記載の方法。
14. 該オクテットの一方のニブルのための符号語が、該オクテットの他方のニブルの同じ符号語によって特定されるデータレートと同じデータレートを特定する請求項１３に記載の方法。
15. データレートが以下のように符号化される請求項１２に記載の方法。
    

    
16. データレートが以下のように該オクテットの上位ニブルと下位ニブルに符号化される請求項１２に記載の方法。
    

    
17. 該第１の制御論理回路がスケジューリングウィンドウの間に該データレートパラメータを公表するように構成される請求項１１に記載の方法。
18. 該スケジューリングウィンドウがビーコン期間である請求項１７に記載のネットワーク装置。
19. 該通信ネットワーク上で動作する各ネットワーク装置が、その受信レート機能だけを公表し、該第１のネットワーク装置が、それが送信する先の装置からそれが受信する情報に基づいてどのレートで送信するのかを決定するステップをさらに備える請求項１１に記載の方法。
20. 該通信ネットワーク上で動作する各ネットワーク装置が、その送信レート機能だけを公表し、該第１のネットワーク装置が、それがデータを受信する装置からそれが受信する情報に基づいてどのレートで受信するのかを決定するステップをさらに備える請求項１１に記載の方法。
21. 切り離された送信データレートと受信データレートを有する通信ネットワーク上で動作するように構成されたネットワーク装置であって、
    その送信データレートパラメータと受信データレートパラメータの少なくとも１つを公表するための手段と、
    該通信ネットワーク上で動作する第２のネットワーク装置からデータレートパラメータを受信するための手段と、
    該受信されたデータレートパラメータに基づいてその送信データレートと受信データレートの少なくとも１つを設定するための手段と、
    を備えるネットワーク装置。
22. 通信チャネル全体での通信のためにデータレートを選択するためのプロセスを可能にするプログラムコードを具現化するコンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、該プログラムコードが
    第１のネットワーク装置に、その送信データレートパラメータと受信データレートパラメータの少なくとも１つを公表させるように構成されるプログラムコードと、
    該第１のネットワーク装置に、該通信ネットワーク上で動作する第２のネットワーク装置からデータレートパラメータを受信させるように構成されるプログラムコードと、
    該第１のネットワーク装置に、該受信されたデータレートパラメータに基づいてその送信データレートと受信データレートの少なくとも１つを設定させるように構成されたプログラムコードと、
    を備えるコンピュータプログラム製品。
23. ネットワーク装置のためのデータレートパラメータが、物理層機能ビットマップオクテットの中で符号化される請求項２２に記載のコンピュータプログラム製品。
24. データレートが、該オクテットの上位ニブルと下位ニブルの少なくとも１つに符号化される請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品。
25. 該オクテットの一方のニブルのための符号語が、該オクテットの他方のニブルの同じ符号語によって特定されるデータレートと同じデータレートを特定する請求項２４に記載のコンピュータプログラム製品。
26. データレートが以下のように符号化される請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品。
    

    
27. データレートが以下のように該オクテットの上位ニブルと下位ニブルに符号化される請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品。
    

    
28. 該第１の制御論理回路が、スケジューリングウィンドウの間に該データレートパラメータを公表するように構成された請求項２２に記載のコンピュータプログラム製品。
29. 該スケジューリングウィンドウがビーコン期間である請求項２８に記載のコンピュータプログラム製品。
30. 該通信ネットワーク上で動作する各ネットワーク装置が、その受信レート機能だけを公表し、該第１のネットワーク装置が、それが送信する先の装置から、それが受信した情報に基づいてどのレートで送信するのかを決定するステップをさらに備える請求項２２に記載のコンピュータプログラム製品。
31. 該通信ネットワーク上で動作する各ネットワーク装置がその送信レート機能だけを公表し、該第１のネットワーク装置が、それが受信する装置からそれが受信した情報に基づいてどのレートで受信するのかを決定するステップをさらに備える請求項２２に記載のコンピュータプログラム製品。
32. ＷｉＭｅｄｉａ−ＭＢＯＡ通信ネットワーク上で動作するように構成されたネットワーク装置であって、
    ネットワーク通信のために送信データレートを決定するように構成された第１の制御論理回路と、
    ネットワーク通信のために受信データレートを決定するように構成された第２の制御論理回路と、
    を備え、
    前記送信データレートと受信データレートが異なるデータレートであるネットワーク装置。
33. ＷｉＭｅｄｉａ−ＭＢＯＡ通信ネットワーク全体での通信のためにデータレートを選択するための方法であって、
    第１のネットワーク装置がネットワーク通信のための送信データレートを決定するステップと、
    該第１のネットワーク装置がネットワーク通信のための受信データレートを決定する受信するステップと、
    を備え、
    前記送信データレートと受信データレートが異なるデータレートである方法。

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