JP2009503926A - 2種類の無線サービスを動作させる運用方法および装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は2種類の無線サービスを稼働させる、すなわち、バースト相互間の時間的間隔が既知であるバースト内で信号をブロードキャストする第1サービス、および少なくとも第1パートナーと第2パートナーとの間で信号を伝送する第2サービスを稼働させる方法および装置に関するものである。本発明により解決すべき課題は、ユーザーが少なくとも2つのサービスのアプリケーションを同時に同一の装置で使用可能にすることである。この課題は1個の同一装置によって解決し、この装置は、第1サービスの第1モードにおいてバーストを受信し、また第1サービスのバースト相互間における時間中に、第1サービスのモードから第2サービスのモードに切り替える。
Description
本発明は2種類の無線サービスを動作させる、すなわちバースト相互間の時間的間隔が既知であるバースト内で信号をブロードキャストする第1サービス、および少なくとも第1パートナーと第2パートナーとの間で信号を伝送する第2サービスを動作させる無線サービス運用方法に関する。
本発明は、さらに、2種類の無線サービスが動作する、すなわちバースト相互間の時間的間隔が既知であるバースト内で信号をブロードキャストする第1サービス、および少なくとも第1パートナーと第2パートナーとの間で信号を伝送する第2サービスが動作する装置に関する。
無線ローカルエリアネットワーク(無線LAN)装置がますます展開され、オフィス、ホームおよび公共施設での新しい無線インフラ、例えば無線インターネットサービスポイント(ISPs)への道が整備されてきた。これらの装置は、最近承認されたIEEE802.11g規格に従うものであり、この規格はIEEE802.11規格を(主に物理レイヤに関して)拡張したである。さらに、いわゆるインフラモードに加えて、これらの装置はアドホックモードもサポートする。アドホックモードは、アクセスポイントがない場合に、付加的なピアツーピア通信を提供する。無線LANモデム装置は現在、高速インターネットアクセスおよびボイスオーバーIP(VoIP)アプリケーション用の高性能携帯電話プラットフォームに組み込まれてきている。数年以内に、無線LANができる装置の市場シェアは大きくなると予想される。
DVB‐H(デジタルビデオブロードキャスティング‐携帯端末)は、デジタルテレビジョン(TV)を移動携帯端末に実現する最も有望な規格である。DVB‐Hは、既存のDVB−T(デジタルビデオブロードキャスティング‐地上波)規格およびそのIP(インターネットプロトコル)データ放送モードに基づいており、モバイル機器に対する利点は、MPEGトランスポートストリーム(TS)パケット(物理レイヤに対するインタフェース)を知的(インテリジェント)にグループ化することにある。DVB‐Hにおいて、移動携帯端末に対する最大の利点は、あるIPデータストリームに属するMPEG‐TSパケットをグループ化して連続的にバーストを形成することにある。いわゆるタイムスライス情報をバーストごとに入れて、(現バーストから)次のバーストの送信までの相対時間をレシーバに通知する。このとき、レシーバは、適当なタイマをセットしてレシーバをオフ状態に切り替え、これによりそのオン状態の時間を90%以上減少させ、電力消費を大幅に節約することができる。
現在、市場からの強い関心は、携帯電話プラットフォームにもDVB‐Hを備えることにあると見られている。また、高性能プラットフォームは、まずテレビ受信が可能なものとなり、それらのプラットフォームは無線LANおよびモバイルデジタルテレビを有することになるであろう。
無線LANとDVB‐Hレシーバとの間には、レシーバアーキテクチャにおけるのと同様のシステム要件、および類似性があるが、双方のアプリケーションを同時に実行する、例えば無線LAN接続しながら同時にデジタルモバイルテレビを見ることは不可能である。ボイスオーバーインターネットプロトコル(VoIP)では、とくに、TVoMおよび無線LANの同時動作は不可欠である。映画を見ているユーザーは、少なくとも着信を通知されることを要望する。
ボイスオーバーIPは、ますます重要になっており、若干の携帯電話ネットワークプロバイダは現在、無線LANのVoIPが使用できるホットスポットを所有するネットワークプロバイダに、携帯電話ネットワークのユーザーを自動的に委譲して、携帯電話ネットワークへの負荷を減少するネットワークアーキテクチャを開発している。
同時平行的な動作を必要とする他のアプリケーションによれば、ユーザーがTVを見ている間に、無線LANから新たに着信した電子メールをダウンロードおよび/または通知することが可能となる。
本発明が解決しようとする課題は、ユーザーが少なくとも2種類のサービスにおけるアプリケーションを同時に同一装置で使用可能にするということにある。
この課題は、請求項1に記載の方法により解決される。さらに、この方法の他の実施形態を、請求項2〜5に記載する。
本発明方法において、1個の同一装置は、第1サービスの第1モードにおいてバーストを受信し、また第1サービスのバースト相互間における期間中、第1モードから第2サービスのモードに切り替えられるようにする。とくに、双方のサービスはOFDM変調方式に基づき、第1サービスをDVB‐Hサービスとして実行し、第2サービスを無線LANサービスとして実行する。これにより、装置は、次のバーストを受信するまでの時間差情報を有するDVB‐Hバーストを受信し、これにより、DVB‐Hのバースト相互間における期間中、無線LANモードからDVB−Hモードに切り替えることにより、DVB−Hモードおよび無線LANモードでの動作をもたらす。
IEEE802.11a規格、またはIEEE802.11gのOFDMモードに従う無線LAN受信用の集積回路は、DVB‐Tレシーバとかなりの共通性を有しており、以下に説明する。
‐無線LANおよびDVB‐Tの双方(および、DVB‐Tに準拠するのでDVB‐Hも)は、主要な変調方式としてOFDMを使用する。無線LANのOFDM信号のバンド幅(16MHz)と、DVB‐Tのバンド幅(8,7または6MHz)は、同じオーダーである。
‐最近の無線LANにおけるRFレシーバの大部分は、直接変換方式に基づいている。モバイル端末におけるテレビ(TVoM)に対しても、電力上の理由から同じ概念を用いる。無線LANに適した直接変換RFレシーバも、UHF/VHF周波数をサポートするよう調整した局部発振器、および8MHz〜6MHzの信号に対する付加的なローパスフィルタを有して、DVB‐T/H受信を行うことができる。これら付加的なフィルタはデジタル領域に実施できることに注意されたい。
‐無線LANおよびDVB‐Tの双方のシステムは、OFDMを64QAMまでのコンスタレーションで使用する。測定可能な損失がなく信号をサンプリングするために、アナログ−デジタル変換器に必要な分解能はほぼ同一である。信号のバンド幅に起因するサンプリングレートも同じ値である。同一のADC(アナログ−デジタル変換)技術を無線LANおよびDVB‐T/H受信の双方に使用する可能性もある。
‐無線LANのOFDM変調は、64ポイントの高速フーリエ変換(FFT)に基づく一方で、DVB‐Tでは、2048および8192ポイントのFFTを使用する。DVB‐Hでは、さらに4096ポイントのFFTを使用するモードを提供する。システム分析により、レシーバの信号処理条件は、無線LANシステムおよび8MHzのサンプル用のDVB‐T/Hレシーバ極めて類似していることが分かった。無線LANシステムの高域バンド幅は、FFTを計算するに必要とされる計算より少ない計算量で補償される。ベースバンドプロセッサがプログラム可能なアーキテクチャ、例えばデジタル信号処理プロセッサ(DSP)に基づく場合、双方のシステムを同一のDSPコアに割り当てることができる。
チャネルデコーディングに必要な論理が類似しているのは明らかである。双方のシステムは、デパンクチャリングユニットおよび畳み込みデコーダが追従するデインターリーバ(一般的にはビタビプロセッサ)を使用している。同一の畳み込み符号を、IEEE802.11a/gおよびDVB‐T/Hの双方で使用するので、ビタビプロセッサでも再利用できる。
標準マイクロコントローラのプロトコル条件は、DVB‐Hと無線LANとの間におけるのと類似した複雑性を有する。
無線LANを通じて、アクセスポイントとコンボ無線LAN/DVB‐Hレシーバとの間でデータを送信すべき場合、装置は、時間の90%以上にわたるDVB‐Hのバースト相互間におけるインターバル中に、データを送信する。装置は、いつ次のDVB‐Hバーストを受信するか「知っている」ので、フレーム制御フィールドで有効な電力管理ビットを有するパケット、例えばDVB‐Hモードに切り替える前に使用可能な電力管理ビットを有する空のデータフレームを送信することで、無線LANの省電力モードを有効にできる。あるガードタイム(保護時間)を特定して、メッセージを切り替え前に確実に送信することができる。この期間中に、無線LANのアクセスポイントは、装置への全ての保留パケットをバッファし、装置に対してビーコン中の通信量(トラフィック)表示マップ(TIM)領域における保留パケットを通知する。
DVB‐Hバーストの受信が終わった後、コンボ装置は無線LANの動作に復帰するよう切り替えて、次のビーコン受信に待機する。保留データがあることをアクセスポイントが示した場合、コンボレシーバはIEEE802.11で規定された手順を継続し、すなわち装置は、APから確認応答を得ることを必要とするPSポールフレームを送信する。この後、APは直ちにまたは間をおいた期間で全ての保留データを送信する。
前記課題は、請求項6に記載の装置によっても解決される。この装置の他の実施形態を、請求項7〜12に記載する。
本発明装置は、第1サービスの第1モードにおいてバーストを受信する第1手段と、信号を受信および送信する第2手段と、第1サービスのバースト相互間における期間中に、第1モードから第2のサービスのモードに切り替える切替手段とを有する。とくに、第1手段はDVB‐Hの動作に適し、第2手段は無線LANの動作に適するとともに、DVB‐T/Hチューナおよび無線LANトランシーバの双方を備え、これらDVB−T/Hチューナおよび無線LANトランシーバの双方を、無線LANプロトコルスタック、DVB‐Hプロトコルスタック、ならびに切替手段を含むコンボベースバンド装置に接続する。さらに代案として、第1手段はDVB‐Hの動作に適し、第2手段は無線LANの動作に適するとともに、DVB‐T/Hチューナの受信部、無線LANトランシーバの受信部およびこの無線LANトランシーバの送信部を有するコンボRF装置を備えるものとし、このコンボRF装置を、無線LANプロトコルスタック、DVB‐Hプロトコルスタック、ならびに切替手段を含むコンボベースバンド装置に接続する。
本発明を使用する移動携帯端末用の典型的なDVB‐H/無線LANのコンボレシーバは、無線LANでは省電力モードを用いて電力消費を減少する。保留中の通信が全くない場合、無線LANの省電力モード中に、コンボレシーバは短時間だけ容易にDVB‐Hモードに切り替えて、DVB‐Hモードをキャプチャすることができる。
次のDVB‐Hバーストを事前にレシーバに知らせているので、レシーバは、DVB‐Hチャネルに切り替えて次のバーストをキャプチャすることができるとともに、それ以外では、すなわちバースト相互間では無線LANをサポートするよう作用する。
無線LANとDVB‐T/Hとの間におけるシステム要件における共通性により、レシーバを類似のアーキテクチャに割り付けることが可能である。これらアーキテクチャに基づいて、これらアーキテクチャの若干部分(RF、例えばミキサー、ADC、BB、例えば信号プロセッサ)を、双方のアプリケーション間で共有し、コストの面で有効な組み合わせ(コンボ)解決策が可能となり、DVB‐Tまたは無線LANをサポートできる。低コストの加算器(できるだけ低い5パーセント程度のシリコン面積増加がある)のみを有するDVB‐Hベースバンドプロセッサを、無線LANを代替的にサポートできるように構成することができる。これら組み合せ(コンボ)解決策は、無線LANおよびDVB‐Hを同一装置内で必要とするであろうコストセンシティブな(コストの影響を受け易い)移動携帯端末市場に理想的なものとなりえる。無線LANとDVB‐Hレシーバとの間にはレシーバアーキテクチャと類似を有するシステム要件によって、同一装置で双方の標準がサポートされている場合、レシーバの若干部分を共有してコストおよびサイズを減少することができる。
一般的には、本発明によれば、双方のアプリケーションをサポートするよう同一アーキテクチャまたはアーキテクチャの一部を再利用する場合に、DVB‐H受信または無線LANのいずれか一方しかサポートしない場合における問題をも解決する。
これは、DVB‐Hのバースト性質を利用するとともに、特にIEEE802.11で規定される省電力モードを使用することにより実行される。本発明を使用する場合、コンボ装置は途切れることなく無線LANおよびDVB‐H受信をサポートすることができる。映画を見ているユーザーにも、VoIP電話の着信や電子メールの受信を通知することができる。ユーザーは、無線LANネットワーク上でダウンロード/アップロードが完了するのを待つ間に、テレビを見ることができる。それでも、コンボ装置は、2台のスタンドアロン装置、すなわち無線LANのネットワーク装置および移動デジタルテレビレシーバを個別に所有するよりもコスト節約を維持できる。
以下に本発明を、より詳細に実施例に従って説明する。
図1に示すように、装置1は、DVB‐T/Hチューナ2および無線LANトランシーバ3を有し、これらDVB‐T/Hチューナ2および無線LANトランシーバ3をコンボベースバンド装置4に接続し、このコンボベースバンド装置4は、無線LAN+DVB‐Hソフトウェア5として示した、無線LANプロトコルスタックおよびDVB‐Hプロトコルスタックを有する。
ベースバンド信号または低中周波数(IF)信号を誘導するDVB‐T/Hチューナ2の出力を、DSP(デジタル信号プロセッサ)7を有するADC(アナログ−デジタル変換器)6に接続する。
無線LANトランシーバ3の送信入力Tx8を、DAC(デジタル−アナログ変換器)9を経てDSP7に接続する。また、無線LANトランシーバ3の受信出力Rx10を、ADC11を経てDSP7に接続する。
DSP7をマイクロコントローラ12により制御する。
ADC6、ADC11、DAC9、DSP7およびマイクロコントローラ12を、コンボベースバンド装置4として構成する。コンボベースバンド装置4自体を、ホストプロセッサ13に接続する。
図2は、コンボRF装置14をDSP7に接続した他の実施例を示す。コンボRF装置14に、DVB‐T/Hチューナの受信部Rx15、無線LANトランシーバの受信部および無線LANトランシーバの送信部Tx16を設ける。コンボRF装置14を、上述の実施例と同様に、コンボベースバンド装置4に接続する。
無線LANの待機中に同時発生するDVB‐Hを受信する、無線LAN/DVB−Hコンボ装置1の時差相関を図3に示す。
第1ライン17は、捕捉(キャプチャ)すべきDVB‐Hバースト18のタイミングを示す。第2ライン19は、アクセスポイント(図示せず)から送信されたビーコン20を示す。第3ライン21は、装置1が稼働しているモードを示す。無線LANアクセスポイントからのビーコン20を、DVB−Hバーストの受信中には受信しない。
データが、無線LANを通じてアクセスポイントと装置1との間で送信される場合、装置1はDVB‐Hバースト18相互間の時間的間隔における90%以上にわたる時間にわたり、データを送信することができる。装置1は、いつ次のDVB‐Hバースト18を受信するか知っているので、上述したように、フレーム制御フィールド(図示せず)で有効となる電力管理ビットを有するパケットを送信することにより、無線LANの省電力モードを可能にする。
上述のように、DVB‐Hの重要なアイデアは、DVB‐Tチャネル上で、バースト内におけるIPでカプセル化した圧縮ビデオを送信することにより、DVB‐Tレシーバの「オン状態」の時間を減少することである。いわゆるタイムスライス情報を含むことにより、レシーバに次のバーストを受け取る予想時間を知らせる。必要とする「オン状態」時間は、連続受信の場合と比較して10%未満である。DVB‐Hの実施要綱(ガイドライン)では、バースト相互間の時間間隔は5秒、移動通信における圧縮ビデオ用の正味ビットレートは64〜384kbit/sを推奨しているので、バースト持続時間は、数十〜数百ミリ秒の範囲である。
以下の表は、8MHzのDVB‐Hチャネル、バースト間隔5秒間とし、バースト内で全てのMPEG−TSパケットを連続的に送信すると仮定した場合の種々の変調方式およびガードインターバルΔ/TUに関して、384kbpsのバースト持続時間のリストを示す。
上記の持続時間は、同期をとることを目的とした25個のシンボルのオーバーヘッドを含む。最大の持続時間はQPSKのレートが1/2のときに見られると分かる。16QAMでは、最大の持続時間は207msである。
移動携帯端末で使用される典型的な無線LAN装置は、無線LANの省電力モードを多く利用する。節電中は、DTIMビーコン、すなわち一般的には100msのビーコン間隔でn番目ごとにビーコンを、捕捉する必要があるだけである。モバイル機器では電力消費を減少するために、DTIM周期を1秒のオーダーにすることが現在提案されている。
装置1、すなわちDVB‐Hおよび無線LANのコンボレシーバは、無線LANおよびDVB‐H間を迅速に切り替え、また同一のプロセッサまたは個別のプロトコルプロセッサのいずれかにおいて、双方のプロトコルスタックをアクティブにすることができなければならない。
DVB‐Hのタイミングを追跡するのに使用するタイマ、および無線LANビーコンのタイミングを追跡するのに使用するタイマの間で、共通のタイマ(図示せず)または同期化が不可欠である。
無線LANの受信モードが待機(スタンバイ)状態にある場合、DTIMビーコン20のみを受信する必要がある。同様に、DVB‐Hではレシーバは、時間の10%未満のみオン状態であればよい。本発明の主な原理は、DVB‐Hがオフ状態である時間中に、無線LAN受信に切り替えることである。ビーコン20がDVB‐Hバースト18の受信と衝突する場合は、DVB‐Hバースト18の受信を優先させる。
無線LANシステムは、フォールトトレラントである。無線LANアクセスポイントが、ビーコンのTIM領域(図示せず)で信号化されたなんらかの保留メッセージを有していて、無線LAN装置がこの信号に応答しない場合、アクセスポイントにおいてタイムアウト値に達するまでは、保留メッセージフラグを次のビーコン中に送信することを単に繰り返す。タイムアウト値は、アソシエーション中にそのステーションから送られた信号のリッスン間隔により制御できる。DVB‐Hのバースト長は最大でもわずか数ビーコン周期にしかわたらないので、アクセスポイントがタイムアウトする前に、装置は保留パケットの通知を受信する可能性は高い。
1 装置
2 DVB−T/Hチューナ
3 LANトランシーバ
4 コンボベースバンド装置
5 無線LAN+DVB−Hソフトウェア
6 ADC
7 DSP
8 送信入力Tx
9 DAC
10 受信出力Rx
11 ADC
12 マイクロコントローラ
13 ホストプロセッサ
14 コンボRF装置
15 受信部Rx
16 送信部
17 第1ライン
18 DVB‐Hバースト
19 第2ライン
20 ビーコン
21 第3ライン
2 DVB−T/Hチューナ
3 LANトランシーバ
4 コンボベースバンド装置
5 無線LAN+DVB−Hソフトウェア
6 ADC
7 DSP
8 送信入力Tx
9 DAC
10 受信出力Rx
11 ADC
12 マイクロコントローラ
13 ホストプロセッサ
14 コンボRF装置
15 受信部Rx
16 送信部
17 第1ライン
18 DVB‐Hバースト
19 第2ライン
20 ビーコン
21 第3ライン
Claims (12)
- 2種類の無線サービスを動作させる、すなわち、バースト相互間の時間的間隔が既知であるバースト内で信号をブロードキャストする第1サービス、および少なくとも第1パートナーと第2パートナーとの間で信号を伝送する第2サービスを動作させる無線サービス運用方法において、1個の同一装置は、前記第1サービスの第1モードにおいてバーストを受信し、また前記第1サービスの前記バースト相互間における期間中に、前記第1モードから前記第2サービスのモードに切り替えられるようにしたことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法において、2種類双方の前記サービスを、OFDM変調方式に基づいて運用し、前記第1サービスをDVB‐Hサービスとして実行し、前記第2サービスを無線LANサービスとして実行し、前記装置が、次のバーストを受信するまでの時間差情報を有するDVB‐Hバーストを受信し、前記DVB‐Hバースト相互間の期間中に、無線LANモードからDVB−Hモードに切り替えることで、DVB−Hモードおよび無線LANモードでの運用を行うようにしたことを特徴とする方法。
- 請求項2に記載の方法において、前記第1パートナーとしての前記装置と、前記第2パートナーとしてのアクセスポイントとのデバイス相互間の無線LAN通信トラフィックを、前記DVB‐Hモードに切り替えるようにすることを特徴とする方法。
- 請求項2に記載の方法において、前記第1パートナーとしての前記装置は、前記DVB‐Hバースト相互間のインターバル中に、前記第2パートナーとしてのアクセスポイントとデータを交換し、また前記DVB‐Hモードに切り替える前に電源管理ビットを送信することにより無線LANの省電力モードを可能にするとともに、前記電源管理ビットは、前記アクセスポイントが前記装置に対する全ての保留パケットをバッファして、前記装置に対してビーコン内の通信トラフィック表示マップ(TIM)領域における保留パケットに関して通知することを可能にし、また、前記DVB‐Hバーストの受信が終わった後に、前記装置は無線LAN動作モードに復帰し、次のビーコン受信を待機して、保留データがあることを前記アクセスポイントが示した場合、前記装置は、前記アクセスポイントから確認応答を得る必要があるPSポールフレームを送信して、この後前記アクセスポイントが、全ての保留データを直ちにまたは間をおいて前記装置に送信するようにしたことを特徴とする方法。
- 請求項4に記載の方法において、前記電源管理ビットを、パケットに入れて送信して、フレーム制御フィールドで有効となるようにしたことを特徴とする方法。
- 2種類の無線サービスが動作する、すなわちバースト相互間の時間的間隔が既知であるバースト内で信号をブロードキャストする第1サービス、および少なくとも第1パートナーと第2パートナーとの間で信号を伝送する第2サービスが動作する装置において、前記装置は、前記第1サービスの第1モードにおいてバーストを受信する第1手段と、信号を受信および送信する第2手段と、前記第1サービスの前記バースト相互間における期間中に、前記第1モードから前記第2サービスのモードに切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする装置。
- 請求項6に記載の装置において、前記第1手段はDVB‐Hの動作に適し、前記第2手段は無線LANの動作に適するとともに、DVB‐T/Hチューナおよび無線LANトランシーバの双方を備え、これらDVB−T/Hチューナおよび無線LANトランシーバの双方を、無線LANプロトコルスタック、DVB‐Hプロトコルスタック、ならびに前記切替手段を含むコンボベースバンド装置に接続したことを特徴とする装置。
- 請求項6に記載の装置において、前記第1手段はDVB‐Hの動作に適し、前記第2手段は無線LANの動作に適するとともに、DVB‐T/Hチューナの受信部、無線LANトランシーバの受信部およびこの無線LANトランシーバの送信部を有するコンボRF装置を備えるものとし、このコンボRF装置を、無線LANプロトコルスタック、DVB‐Hプロトコルスタック、ならびに前記切替手段を含むコンボベースバンド装置に接続したことを特徴とする装置。
- 請求項7または8に記載の装置において、前記コンボベースバンド装置に、前記無線LANプロトコルおよび前記DVB‐Hプロトコルの両方を稼働させるプロトコルプロセッサを設けたことを特徴とする装置。
- 請求項7または8に記載の装置において、前記コンボベースバンド装置に、前記DVB‐Hプロトコルを稼働させる第1プロトコルプロセッサ、および前記無線LANプロトコルを稼働させる第2プロトコルプロセッサを設けたことを特徴とする装置。
- 請求項6〜10のうちいずれか一項に記載の装置において、当該装置は、DVB‐Hのタイミングおよび無線LANビーコンのタイミングを追跡するための共通タイマを備えたことを特徴とする装置。
- 請求項6〜10のうちいずれか一項に記載の装置において、当該装置は、DVB‐Hのタイミングを追跡し続けるのに使用するタイマと、無線LANビーコンのタイミングを追跡し続けるのに使用するタイマと、および双方のタイマを同期させる手段とを備えることを特徴とする装置。
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