JP2009531945A

JP2009531945A - 無線チャンネル上のビデオ情報の伝送のためのチャンネル接近制御方法及びシステム

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Publication number: JP2009531945A
Application number: JP2009502674A
Authority: JP
Inventors: シャオ，ファイ−ロン; シン，ハーキラト; ゴ，チウ
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2009-09-03
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Also published as: US8179871B2; KR20080114676A; EP1999891A4; MX2008012467A; WO2007111474A1; CN102176788A; CN101401358A; KR101351578B1; CN101401358B; JP5143821B2; US20070230338A1; EP1999891B1; EP1999891A1

Abstract

無線チャンネル上の圧縮されていないビデオ情報の伝送のためのチャンネル接近制御方法及びシステムを提供する。高速及び低速チャンネルに対するＣＦＰは、一つまたは複数の周期的チャンネル時間ブロックが等時性ストリームの無線伝送のために留保されているスケジュールに分割される。

Description

本発明は、ビデオ情報の無線伝送に係り、特に、ビデオ情報の伝送のためのチャンネル接近制御に関する。

高画質ビデオが急増しつつ、次第に多数の電子装置（例えば、家電装置）が伝送のための帯域幅でさらに多くの秒当たり複数ギガビット（Ｇｂｐｓ）を要求する高解像度（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：ＨＤ）ビデオを使用している。それ自体として、装置の間にかようなＨＤビデオを伝送する時には、伝統的な伝送の接近方式では、要求される伝送帯域幅を狭めるために、ＨＤビデオをそのサイズの一部に圧縮する。圧縮されたビデオは、使用時に圧縮解除される。ところが、毎回の圧縮及びそれによる圧縮解除過程によって、一部のデータが損失されて画質が低下する恐れがある。

高解像度マルチメディアインターフェース（Ｈｉｇｈ−ＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｔｅｒｆａｃｅ：ＨＤＭＩ）規格は、圧縮されていないＨＤ信号がケーブルを通じて装置の間に伝達する。家電メーカーがＨＤＭＩと互換される設備を提供し始めているが、まだ圧縮されていないＨＤビデオ信号を伝送できる適切な無線（例えば、無線周波数（ＲＦ：ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ））技術がない。無線近距離通信網（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ：ＷＬＡＮ）及びそれと類似した技術は、圧縮されていないＨＤ信号を伝送するための帯域幅を有さない複数の装置が連結されるとき、干渉問題を抱えることもあり、６０ＧＨｚバンド上で圧縮されていないビデオを伝送する空中波インターフェースを提供しない。

ＩＥＥＥ８０２.１５.３規格は、ＷＬＡＮ上でオーディオ／ビデオ情報の伝送のためのチャンネル接近方式を記述している。ところが、ＩＥＥＥ８０２.１５.３では、チャンネル接近制御が複雑であり、一つのチャンネルに対する接近のみのためのものである。また、ＩＥＥＥ８０２.１５.３では、ビーコンによって伝えられるチャンネル時間割当記述が非常に大きいが、それは、全ての割当てられた時間ブロックが個別的に記述されるためである。このように、ビデオ情報の無線伝送でのチャンネル接近制御に関する前記問題点を解決するための方法及びシステムの必要性が提起されている。

本発明は、無線チャンネル上の圧縮されていないビデオのようなビデオ情報の伝送のためのチャンネル接近制御方法及びシステムを提供することを目的とする。

一実施例において、伝送機及び受信機のネットワークでビデオ情報の無線チャンネル上での通信は、一つ以上のビデオストリームのビデオ情報を無線チャンネル上での伝送のためにパケットにパケット化するステップと、無競合期間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ＦｒｅｅＰｅｒｉｏｄ：ＣＦＰ）を、それぞれのスケジュールが等時性ストリームの伝送のために留保された一つ以上の周期的チャンネル時間ブロック（ＣｈａｎｎｅｌＴｉｍｅＢｌｏｃｋ：ＣＴＢ）を含む一つ以上のスケジュールに分割することによってチャンネル接近を制御するステップと、前記チャンネル時間ブロックの間に伝送機から受信機に前記パケットを伝送するステップと、を含む。

高速及び低速チャンネルに対するＣＦＰは、一つまたは複数の周期的チャンネル時間ブロックが等時性ストリームの無線伝送のために留保されているスケジュールに分割される。具体的に、前記チャンネル接近を制御するステップは、前記ＣＦＰを前記スケジュール内の高速チャンネル及び低速チャンネルに対するチャンネル時間ブロックに分割するステップをさらに含み、前記パケットを伝送するステップは、前記チャンネル時間ブロックの間に高速チャンネル上で伝送機から受信機にビデオ情報のパケットを伝送するステップ、及び前記チャンネル時間ブロックの間に低速チャンネル上で前記受信機から前記伝送機に確認パケットを伝送するステップをさらに含む。

本発明によるチャンネル接近制御モデルは、ＣＦＰをビデオ情報のためのスケジュールに分割し、圧縮されていないビデオ情報の無線伝送に要求されるサービス品質（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ：ＱｏＳ）及び伝送効率を満足する。これにより、ビーコンフレームによって伝えられるチャンネル時間ブロック割当の記述が簡単になる。また、このような接近制御方式は、圧縮されていないビデオ伝送の複数次元の要求事項及びマルチプレキシングを満足する。これは、遅延によるジッタを減少させ、再伝送のためのチャンネル帯域幅が十分である時には、時間内の再伝送を支援し、受信されたバッファの大きさが十分に大きい時には、複数パケットのストリームをバースト伝送することによって電力を節約しうる。

当業者に知られたように、本発明によって記述される構成の例は、多様な方式で具現されるが、例えば、プロセッサによって行われるプログラム命令語、論理回路、アプリケーション特定集積回路（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、ファームウェアに具現されうる。

本出願は、２００６年３月２９日付で米国に仮出願された特許出願番号６０／７８７,３４５号によって優先権を主張するが、これは、参照によって本明細書と結合される。

本発明は、無線チャンネル上で圧縮されていないビデオ情報の伝送のためのチャンネル接近制御を行うための方法及びシステムを提供する。本発明の一実施例によれば、高速及び低速チャンネルのためのＣＦＰは、スケジュールに分割されるが、スケジュール内では、一つまたは複数の周期的なチャンネル時間ブロックが等時性ストリームの無線伝送のために留保されている。

多数の無線通信システムにおいて、フレーム構造が伝送機と受信機との間のデータ伝送のために使われる。例えば、ＩＥＥＥ８０２.１１標準では、メディア接近制御（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ：ＭＡＣ）階層及び物理（Ｐｈｙｓｉｃａｌ：ＰＨＹ）階層でのフレーム集合を使用する。典型的な伝送機では、ＭＡＣ階層は、ＭＡＣサービスデータユニット（ＭＡＣＳｅｒｖｉｃｅＤａｔａＵｎｉｔ：ＭＳＤＵ）を受信し、ここにＭＡＣヘッダを付加してＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＡＣＰｒｏｔｏｃｏｌＤａｔａＵｎｉｔ：ＭＰＤＵ）を生成する。ＭＡＣヘッダは、ソースアドレス（ＳｏｕｒｃｅＡｄｄｒｅｓｓ：ＳＡ）及び目的地アドレス（ＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎＡｄｄｒｅｓｓ：ＤＡ）のような情報を含む。ＭＰＤＵは、ＰＨＹサービスデータユニット（ＰＨＹＳｅｒｖｉｃｅＤａｔａＵｎｉｔ：ＰＳＤＵ）の部分となり、伝送機内でＰＨＹ階層に伝えられ、そこにＰＨＹヘッダ（すなわち、ＰＨＹプリアンブル）を付加してＰＨＹプロトコルデータユニット（ＰＨＹＰｒｏｔｏｃｏｌＤａｔａＵｎｉｔ：ＰＰＤＵ）を生成する。ＰＨＹヘッダは、コーディング／変調方式を含んで伝送方式を決定するためのパラメータを含む。伝送機から受信機にパケットとしての伝送以前に、ＰＰＤＵにプリアンブルが付加されるが、プリアンブルは、チャンネル推定及び同期化情報を含みうる。

図１は、本発明の一実施例によって、無線ステーション間の圧縮されていないＨＤビデオ伝送を具現する無線ネットワーク１０の機能を示すブロックダイヤグラムである。ネットワーク１０は、無線ＨＤ（ＷｉＨＤ）調整器のような調整器１２と（例えば、装置１,…,装置Ｎのような）複数の無線ステーション１４とを備える。調整器１２とステーション１４とは、低速チャンネル１６と高速チャンネル１８とをそれらの間の通信のために使用する。

図示された例において、調整器１２は、ビデオ及び／またはオーディオデータのシンクであり、例えば、ＷＬＡＮの一つのタイプであるホーム無線ネットワーク環境でのＨＤＴＶセット内に具現される。他の例において、調整器１２は、ビデオストリームのソースでありうる。さらに他の例においては、前記調整器は、シンクステーションとソースステーションとの間の無線通信のためのチャンネル調整機能を提供する。本発明によるチャンネル接近のための調整器の機能は、独立型装置やシンク装置またはソース装置内に具現される。

それぞれのステーション１４は、圧縮されていないビデオまたはオーディオのソースとなりうる装置を備える。それぞれのステーション１４の例としては、セットトップボックス、ＤＶＤプレイヤがありうる。ステーション１４はまた、オーディオシンクのようなオーディオとなりうる。

この例において、調整器１２は、ステーション１４との通信のために低速チャンネル１６及び高速チャンネル１８を使用する。それぞれのステーション１４は、他のステーション１４との制御通信のために低速チャンネル１６を使用する。高速チャンネル１８は、単に一方向ユニキャストの伝送のみを支援し、圧縮されていないＨＤビデオ伝送を支援するために、例えば、マルチ−Ｇｂ／ｓの帯域幅を有する。低速チャンネル１６は、双方向伝送を支援でき、例えば、最大４０Ｍｂｐｓ（秒当たりメガビット）の処理量を有する。低速チャンネル１６は、主に確認（ＡＣＫ）フレームのような制御フレームを伝送するために使われる。ステーション１４は、他のステーション１４にビデオ情報を伝送するために高速チャンネル１８を使用しうるが、このとき、チャンネル接近は、調整器によって調節される。

図２は、低速チャンネル１６及び高速チャンネル１８にＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）スケジューリングを適用する例を示しているが、何れか一瞬間にも、低速チャンネル１６と高速チャンネル１８とは、伝送のために同時に使われることはない。図２の例において、ビーコンとＡＣＫフレームとは、高速チャンネル１８上での（ビデオ、オーディオ、制御メッセージなどの）情報のデータパケットの伝送の間に低速チャンネル１６上に伝送される。

無線ステーション（ＳＴＡ）が共有された無線通信チャンネルに接近するためには、２つの方式がある。一つの方式は、無競合（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−Ｆｒｅｅ：ＣＦ）調整方式であり、他の一つは、競合に基づいた（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ：ＣＢ）調整方式である。ＣＦ接近方式は、チャンネルへの接近を調節するためにポイント調整器機能（ＰｏｉｎｔＣｏｏｒｄｉｎａｔｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ：ＰＣＦ）を活用する。ＰＣＦが形成されれば、ＰＣＦは、通信のために登録されたＳＴＡをポーリングし、ポーリング結果に基づいて、ＳＴＡに対するチャンネル接近を提供する。ＣＢ接近方式は、チャンネルへの接近における公正性を提供するために、ランダムバックオフ期間を使用する。ＣＢ区間では、ＳＴＡは、チャンネルをモニタリングし、もし、所定時間の期間にチャンネルが沈黙すれば、ＳＴＡは、特定時間の間待ち、その後にも依然としてチャンネルが沈黙すれば、ＳＴＡは、チャンネル上にデータを伝送する。

図３Ａ、図３Ｂ及び図４に示された例を参照するに、本発明は、高速チャンネル及び低速チャンネルに対するＣＦＰを複数のスケジュール（期間）に分割するためのスーパーフレーム２０を提供する。それぞれのスケジュールは、一つ以上の周期的なチャンネル時間ブロック（ＣｈａｎｎｅｌＴｉｍｅＢｌｏｃｋ：ＣＴＢ）３２を含むが、ＣＴＢは、等時性データストリームの伝送のために留保されている。このようなスーパーフレーム２０は、無線チャンネル（例えば、高速チャンネル１８及び低速チャンネル１６）上で圧縮されていないビデオの伝送のためのチャンネル接続制御に有用であり、４つの主要部分を含む。

１．タイミング割当を設定し、ネットワーク１０（例えば、ＷｉＨＤサブネット）のための管理情報を通信するために使われるビーコンフレーム２２。

２．もし、スーパーフレーム２０内に存在すれば、低速チャンネル１６で制御及び管理命令語を通信するために使われる競合に基づいた制御期間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ＢａｓｅｄＣｏｎｔｒｏｌＰｅｒｉｏｄ：ＣＢＣＰ）２４。ＣＢＣＰ期間内には、高速チャンネル１８でいかなる情報も伝送されない。

３．もし、スーパーフレーム２０内に存在すれば、伝送ビームを検索し、ビーム形成パラメータの調整に使われるビーム検索期間（Ｂｅａｍ−ＳｅａｒｃｈＰｅｒｉｏｄ：ＢＳＰ）２６（図４参照）。典型的に、１〜２秒ごとにＢＳＰ２６は、対応するスーパーフレーム２０内に現れる。

４．一連のＣＴＢ３２を含むＣＦＰ２８。ＣＴＢは、命令、等時性ストリーム及び非同時性データの連結のために、一つまたは複数のステーション１４によって留保されている。

ビーコン２２は、全てのスーパーフレーム２０の開始を識別するために周期的に伝送される。スーパーフレーム２０の構成及び他のパラメータがビーコン２２内に含まれる。例えば、ビーコン２２は、ＣＢＣＰ２４、ＢＳＰ２６及びＣＦＰ２８の区間の開始時間及び長さを表示する。また、ビーコン２２は、異なるステーション１４及びストリームに対するＣＦＰ２８内のＣＴＢ３２の割当を指示する。ＢＦトラック情報（図３Ａ及び３Ｂの例のように）は、ビームトラッキング情報を提供する。ビームトラッキング情報は、ビーム形成伝送品質を維持するために周期的にビデオデータ情報のように伝送される。

ＣＢＣＰ２４は、一般的に、ビーコン２２の直ぐ次に現れるが、実質的には、スーパーフレーム２０のどこにも現れる。例えば、図３Ａの例で示されたように、ＣＢＣＰ２４は、ビーコン２２の直ぐ次に現れる。また、図３Ｂの例で示されたように、スーパーフレーム２０の中間にありうる。ＣＢＣＰ２４の間に使われる基本的な媒体接近メカニズムは、当業者によく知られているように、例えば、アロハ、スロッテッドアロハ、ＣＳＭＡ／ＣＡ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ）または他のランダム接近制御方式でありうる。

ＣＢＣＰ２４は、ステーション１４と調整器１２との間の制御及び管理パケットの伝送に主に使われ、また、もし直接リンク支援（ＤｉｒｅｃｔＬｉｎｋＳｕｐｐｏｒｔ：ＤＬＳ）が許容されれば、ステーション１４の間の伝送に使われる。ＣＢＣＰ２４の間には、もっぱら低速チャンネル１６のみが使われる。ＣＢＣＰ２４内には、いかなる情報も高速チャンネル１８から伝送されない。ＣＢＣＰ２４の長さは、全てのスーパーフレーム２０に対して（例えば、ＷｉＨＤネットワークの平均的な制御パケットサイズより大きい）ＭｉｎＣＢＣＰＬｅｎから（例えば、スーパーフレームサイズの半分より小さい）ＭａｘＣＢＣＰＬｅｎまで調整される。ＢＳＰ
２６がスーパーフレーム２０（図４）に現れ、現在のトラフィックデータレートが全体チャンネル帯域幅容量に接近する時には、同じスーパーフレーム２０内のＣＢＣＰ２４の長さは、ＭｉｎＣＢＣＰＬｅｎに設定される。

チャンネルでのビーム検索及びトラッキングに対して、一般的に、１〜２秒ごとにＢＳＰ２６が対応するスーパーフレーム２０内に現れる。また、高速チャンネル１８上で伝送される毎５〜１０パケットに対して、対応するデータ及び確認パケットにビーム−トラック要請及び応答情報が共に輸送される。ビーム検索及びトラッキング過程の詳細な説明は、本発明の範囲を逸脱するので省略する。

図３Ａ、図３Ｂ及び図４に示したように、ＣＦＰ２８内のチャンネル接近は、共有された媒体接近に対するＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）に基づく。ＴＤＭＡは、同じチャンネル周波数を異なる時間スロットに分割することによって、複数個のノードがこれを共有可能にする。ノードは、自身のタイムスロットを使用して一つずつ速く連続的に伝送する。このような方式によって、複数のノードが、それらが要求するチャンネル帯域幅の一部のみを使用しつつも、同じチャンネルを共有できる。

一例において、ステーション１４は、チャンネル上で等時性ストリームと非同時性データとを何れも伝送するために、調整器１２に帯域幅要請命令を送る。そのチャンネルに十分な帯域幅があれば、調整器１２は、要請するステーション１４に対してＣＦＰ２８内の時間区間（例えば、スケジュール１、スケジュール２のようなスケジュール３０）を割り当てる。それぞれのスケジュール３０は、ＣＦＰ２８内で同じ長さを有する均等に分布されたＣＴＢ３２の列を含む。極端な場合に、スケジュール３０は、スーパーフレーム２０内で一つのＣＴＢのみを有しうる。通常、等時性ストリームが一つのスケジュール３０内で伝送される。ところが、複数のスケジュール３０が一つの等時性または非同時性ストリームに対して割当てられることもある。一つのステーション１４に属する複数のストリームは、一つのスケジュール３０内に伝送される。一つのＣＴＢ３２の間に、一つのデータ−ＡＣＫ対（例えば、図３Ａの３１Ａ及び３１Ｂ）または複数のデータ−ＡＣＫ対が伝送される。

割当てられたスケジュール３０は、帯域幅要請命令によって変更され、ビーコン２２によって知られる。割当てられたスケジュール３０は、複数のスーパーフレーム２０にわたっていてもよく、または一つの特定のスーパーフレーム２０内に含まれていてもよい。

ＣＴＢ３２は、スーパーフレーム２０内のスケジュール３０内に均等に分布するが、それは、等時性ストリームについてのデータは、伝送機の伝送バッファに一定に達し、均等に分布されたＣＴＢ３２は、ネットワーク１０の無線伝送によって発生するジッタを減少させうるためである。また、これにより、ネットワーク１０の伝送機及び受信機のバッファサイズを縮小させうる。また、ビーコン２２によって伝送されるＣＦＰ２８についての割当情報が減少するが、一つのスケジュールについての技術がスーパーフレーム２０の複数のＣＴＢ３２をカバーできるためである。これは、ＷｉＨＤネットワークにおいては重要であるが、ビーコン２２は、低速チャンネル１６上で伝送され、ビーコン２２が大きくなれば、低速チャンネル１６のオーバーヘッドがさらに大きくなるためである。

図５は、二つのスケジュール（すなわち、スケジュール１及びスケジュール２）３０が割当てられたＣＦＰ２８の時間割当の例を有するスーパーフレーム２０を示している。それぞれのスケジュール３０に対して、それぞれのＣＴＢ３２内にただ一つのデータ−ＡＣＫ対３４Ａ,３４Ｂが許容されるが、これは、バッファサイズの要求事項を最小化するためである。したがって、伝送機は、周期的にスケジュール１またはスケジュール２を使用して受信機にストリームのためのパケットを伝送する。図５で、Ｔ１は、それぞれのスケジュール１区間の開始地点間の時間周期を表し、Ｔ２は、それぞれのスケジュール２区間の開始地点間の時間周期を表す。

図６は、二つのスケジュール３０：スケジュール１及びスケジュール２を有するＣＦＰ２８の時間割当の他の例を有するスーパーフレーム２０を示している。それぞれのスケジュールは、ただ一つのＣＴＢ３２をスーパーフレーム２０内に有するが、二つのストリーム間のスイッチングを最小化するためである。スケジュール１またはスケジュール２を使用して、伝送機は、一つのスーパーフレーム内に伝送されねばならない全てのパケットをバッファリングし、一つのＣＴＢ３２内でバースト方式でパケットを伝送する。

以下では、スケジュールの説明及び帯域幅要請命令のフォーマットの例を詳細に説明する。図７に示したように、スケジュール３０（ＣＦＰスケジュール）についての情報は、ビーコン２２内の情報要素（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｌｅｍｅｎｔ：ＩＥ）３６内に配されるが、それぞれのＩＥ３６は、複数のスケジュール項目３８を含む（すなわち、スケジュール項目１,…,スケジュール項目ｎ）。それぞれのＩＥ３６は、長さ４０及びＩＥ要素ＩＤ４２をさらに含む。

異なるストリームに対して割当てられた全てのスケジュール３０は、全てのビーコン２２のスケジュールＩＥ３６に公表される。ビーコンサイズを小さくするために、スケジュールの変更（新たなスケジュールの付加のような）がある場合にのみ対応するスケジュールＩＥ３６がビーコン２２に伴われる。

新たなステーション１４がＷｉＨＤネットワーク１０に参与すれば、調整器１２は、関連応答ステップで新たなステーション１４に全てのスケジュールＩＥ情報をフォワーディングする。また、ステーション１４が複数のスーパーフレーム２０にわたる長期間にスリープモードに入った後には、そのステーション１４は、スリープモードから目覚め、調整器１２からスケジュールＩＥを要請し、調整器１２は、そのステーション１４に全てのスケジュールＩＥ情報をフォワーディングする。

図８は、スケジュール３０に対するスケジュール項目３８のフォーマッティングの例を示すが、次のフィールドを含む：
３８Ａ：ＤｅｓｔＩＤは、伝送機ステーション１４がパケットを伝送できる受信機ステーション１４を表す。

３８Ｂ：ＳｒｃＩＤは、チャンネル時間が割当てられる伝送機ステーション１４を表す。

３８Ｃ：チャンネルＩＤは、帯域幅が割当てられるチャンネルを表す。

３８Ｄ：ストリームインデックスは、帯域幅割当に対応するストリームを表す。

３８Ｅ：スケジュール開始オフセットは、スケジュール３０の開始時間を表すが、これは、ビーコン２２の開始からの時間オフセットである。このフィールドの解像度は１μｓであり、したがって、有効な領域は［０−６５５３５］μｓである。

３８Ｆ：時間ブロックの維持期間は、それぞれのＣＴＢ３２のスケジュール３０内での長さを表す。このフィールドの解像度は１μｓであり、したがって、有効な領域は［０−６５５３５］μｓである。

３８Ｇ：時間ブロックの数は、一つのスーパーフレーム２０に対するスケジュール３０内のＣＴＢ
３２の数を表す。領域は［０−２５５」である。

３８Ｈ：時間距離は、二つの連続的なＣＴＢ３２間の持続時間を表す。

図９は、帯域幅要請命令４４のフォーマットの例を示すが、これは、等時性及び非同時性データトラフィックに対するチャンネル時間割当の要請、修正、または終了に使われる。帯域幅要請命令４４は、次のフィールドを含む：
４６：命令タイプは、現在の帯域幅要請命令の命令タイプを表す（例えば、帯域幅要請命令については、０ｘ０６の値）。

４８：長さは、ｍ個の帯域幅要請項目５０の全体長さを表す。それぞれの帯域幅要請項目５０は、スケジュール項目３８に対応する。

５０：帯域幅要請項目。

図１０は、帯域幅要請項目５０のフォーマットの例を表すが、次のようなフィールドを含む：
５０Ａ：ＤｅｓｔＩＤは、伝送機ステーション１４がパケットを伝送できる受信機ステーション１４を表す。

５０Ｂ：チャンネルＩＤは、帯域幅が割当てられるチャンネルを表す。

５０Ｃ：ストリーム要請ＩＤは、受信機ステーション１４が調整器１２からストリームインデックスを受信する前に受信機ステーション１４からの要請を唯一識別する。もし、帯域幅要請が新たな等時性ストリームについてのものならば、ストリーム要請ＩＤは、ステーションのチャンネル帯域幅要請の間で唯一であり、発生ステーションによって生成された０でない識別子である。ストリーム要請ＩＤは、新たなストリームを形成する全体パケット交換シーケンスの間に同一に維持される。もし、帯域幅要請が現在ストリームを修正または終了するためのものであるか、または要請が非同期性の割当に関するものであれば、ストリーム要請ＩＤは０に設定され、受信側で無視される。

５０Ｄ：ストリームインデックスは、調整器１２によって指定されたストリームインデックスを表す。ステーション１４が等時性ストリームの生成を要請する場合には、ストリームインデックスは、発生ステーションによって以前に指定されていないストリーム値に設定される。ステーションが非同時性のチャンネル時間を予約または終了するように要請する場合には、ストリームインデックスは、非同時性のストリーム値に設定される。ストリームインデックスが指定されていない値または非同時性のストリームインデックス値でない他の値であれば、帯域幅要請項目５０は、存在するスケジュール３０を変更または終了させる要請である。

５０Ｅ：時間ブロックの維持期間は、スケジュール３０内のそれぞれのＣＴＢ
３２の長さを表す。このフィールドの解像度は１μｓであり、したがって、有効な領域は［０−６５５３５］μｓである。

５０Ｆ：時間ブロックの数は、一つのスーパーフレーム２０に対するスケジュール３０内のＣＴＢ３２の数を表す。領域は［０−２５５」である。

５０Ｇ：最小時間距離は、二つの連続するＣＴＢ３２間の最小に許容される持続期間を表す。

図１１は、帯域幅応答命令５２のフォーマットの例を表すが、これは、調整器が帯域幅要請命令４４に応答するか、または等時性及び非同時性データトラフィックに対する資源割当の変更または終了に使われる。帯域幅応答命令５２は、次のフィールドを含む：
５４：命令タイプは、現在の帯域幅応答命令の命令タイプを表す（例えば、０ｘ０７は、帯域幅応答命令についてのものである）。

５６：長さは、ｍ個の帯域幅応答項目５８の全体長さを表す。それぞれの帯域幅応答項目５８は、スケジュール項目３８に対応する。

５８：帯域幅応答項目。

図１２は、帯域幅応答項目５８のフォーマットの例を表すが、これは、次のフィールドを含む：
５８Ａ：ストリーム要請ＩＤは、受信機ステーション１４からの要請を受信機ステーションが調整器１２からストリームインデックスを受信する前に唯一識別する。

５８Ｂ：ストリームインデックスは、調整器１２によって指定されたストリームインデックスを表す。

５８Ｃ：理由コードは、帯域幅要請が許容されたか否かを表す。もし、許容されなかったとすれば、このフィールドは、その理由を表す。‘０’は、帯域幅が成功的に割当たられたことを表す。

図１３は、本発明の一実施例によって、無線ステーション間の圧縮されていないＨＤビデオ伝送を具現する他の無線ネットワーク６０の機能を示すブロックダイヤグラムである。ネットワーク６０は、調整装置６２と複数の無線ステーション６４（図１３の例で、装置１,…,装置Ｎ）とを備える。本発明によるチャンネル接近のための調整装置の機能は、単独型調整装置６２によって具現される。この例で、調整装置６２は、装置２と装置１とのステーション間の高速チャンネル１８上のビデオ情報の伝達のためのチャンネル接近制御を提供する。

調整装置６２は、前記説明されたスケジューリング及びチャンネル接近機能を具現する。調整装置６２は、無競合期間（ＣＦＰ）を一つ以上のスケジュールに分割するスケジューラ６６を備えるが、それぞれのスケジュールは、前記議論されたように、等時性ストリームの伝送のために留保された一つ以上の周期的なＣＴＢを含む。調整装置６２はまた、前記議論されたように帯域幅要請を受信し、前記スケジュールに基づいて、チャンネル帯域幅を割り当ててチャンネル接近を制御する制御機６８を備える。

図１４は、本発明によって、図１３のネットワークで具現されるチャンネル接近制御過程８０の例を示すフローチャートである。装置がチャンネル上でパケットを伝送または受信しようと意図する場合（ステップ８１）、チャンネル接近制御メカニズムを決定するが（ステップ８２）、もし、装置が競合に基づくチャンネル接近を使用しようとすれば、装置は、ＣＢＣＰ間パケットを伝送または受信する（ステップ８４）。ところが、もし、装置が予約に基づくチャンネル接近制御を使用しようとすれば、装置は、帯域幅予約要請を調整装置に送って帯域幅が装置に割当てられるか否かを決定する（ステップ８８）。もし、調整装置が装置のためにＣＴＢを予約することによって、装置に帯域幅を割り当てれば、装置は、予約されたＣＴＢで述べられたようなスケジュールによってパケットを伝送／受信する（ステップ９０）。もし、調整装置が装置に帯域幅を割当てられないか、または調整器からの応答に必要な時間が超過すれば、装置は、一定期間待機し、調整装置に他の帯域幅割当要請を伝送する（ステップ９２）。このようなステップは、図１３のシステムに含まれた調整装置６２及び装置６４のＭＡＣ階層で行われる。

本発明は、特定の望ましい実施例を挙げて説明する。しかしながら、このような例に限定されず、他の多様なバージョンが可能であろう。したがって、特許請求の範囲の精神及び範囲は、ここに説明された特定の実施例の説明によって限定されない。

本発明の一実施例によって、無線ステーション間の圧縮されていないＨＤビデオ伝送を具現する無線ネットワークの機能を示すブロックダイヤグラムである。図１で低速及び高速の無線通信チャンネルに適用されるＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）スケジューリングに関するタイミングダイヤグラムの例を示す図である。本発明によって、図１のネットワークで共有されたチャンネル接近に対するＣＦＰをビデオ情報の伝送に対する複数のスケジュール期間に分割するスーパーフレーム構造の例を示す図である。本発明によって、ビームサーチ期間を含むスーパーフレーム構造の例を示す図である。本発明によって、ビームサーチ期間のないスーパーフレーム構造の例を示す図である。本発明によって、一つのデータパケットバッファ大きさの要求条件を有する二つのストリームに対するＣＦＰ時間割当を有するスーパーフレーム構造の例を示す図である。本発明によって、送信機及び受信機が大きいバッファを有する場合における二つのストリームに対するＣＦＰ時間割当を有するスーパーフレーム構造の例を示す図である。本発明によって、図１のビーコンフレームでのＣＦＰスケジュール情報要素フォーマットの例を示す図である。本発明によって、図７のスケジュール項目のフォーマットの例を示す図である。本発明によって、図１のネットワークでの帯域幅要請命令フォーマットの例を示す図である。本発明によって、図９の帯域幅要請項目のフォーマットの例を示す図である。本発明によって、図１のネットワークでの帯域幅応答命令フォーマットの例を示す図である。本発明によって、図１１の帯域幅応答項目のフォーマットの例を示す図である。本発明の一実施例によって、無線ステーションの間の圧縮されていないＨＤビデオ伝送を具現する他の無線ネットワークの機能を示すブロックダイヤグラムである。本発明によって、図１３のネットワークで具現されるチャンネル接近制御過程の例を示すフローチャートである。

Claims

伝送機及び受信機を備える通信システムで、ビデオ情報を無線チャンネル上で通信する方法において、
一つ以上のビデオストリームのビデオ情報を無線チャンネル上での伝送のためのパケットにパケット化するステップと、
ＣＦＰ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ＦｒｅｅＰｅｒｉｏｄ）を、それぞれのスケジュールが等時性ストリームの伝送のために留保された一つ以上の周期的チャンネル時間ブロックを含む一つ以上のスケジュールに分割することによってチャンネル接近を制御するステップと、
前記チャンネル時間ブロックの間に伝送機から受信機に前記パケットを伝送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
前記チャンネル接近を制御するステップは、前記ＣＦＰを前記スケジュール内の高速チャンネル及び低速チャンネルに対するチャンネル時間ブロックに分割することによってチャンネル接近を制御するステップをさらに含み、
前記パケットを伝送するステップは、前記チャンネル時間ブロックの間に高速チャンネル上で伝送機から受信機にビデオ情報のパケットを伝送するステップ、及び前記チャンネル時間ブロックの間に低速チャンネル上で前記受信機から前記伝送機に確認パケットを伝送するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記チャンネル接近を制御するステップは、前記ＣＦＰをチャンネル時間ブロックに分割するためのスケジュールタイミング割当を提供するビーコンフレームを含むスーパーフレーム期間を提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記スーパーフレームは、低速チャンネル上で制御及び管理命令を通信するためのＣＢＣＰ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ＢａｓｅｄＣｏｎｔｒｏｌＰｅｒｉｏｄ）をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
ＣＢＣＰの間には、高速チャンネル上でいかなる情報も伝送されないことを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記スーパーフレームは、伝送ビームを検索するためのＢＳＰ（Ｂｅａｍ−ＳｅａｒｃｈＰｅｒｉｏｄ）をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
周期的にスーパーフレーム期間の開始を知らせるビーコンを伝送するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記ビーコンは、対応するスーパーフレーム内のＣＢＣＰ及びＣＦＰの開始時間及び長さを明示することを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記ビーコンは、異なる伝送機及び受信機にチャンネル時間ブロックを割り当てることを明示することを特徴とする請求項８に記載の方法。
前記ビーコンは、チャンネル時間ブロックを異なるストリームに割り当てることをさらに明示することを特徴とする請求項９に記載の方法。
前記ＣＦＰ間のチャンネル接近は、ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）に基づくことを特徴とする請求項４に記載の方法。
それぞれのスケジュールは、前記ＣＦＰ内で同じ長さでもって均一に分布されたＣＴＢの列を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
伝送機がチャンネル上で等時性ストリームと非同時性データとの伝送のための帯域幅要請命令を伝送するステップと、
前記チャンネル上に十分な帯域幅が残っていれば、前記ＣＦＰ内のスケジュールを伝送機に割り当てるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記伝送機に複数のスケジュールを割り当てるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記伝送機が割当てられたスケジュールの間に、前記チャンネル上で受信機に複数のストリームを伝送するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記伝送機が前記割当てられたスケジュールの間に、前記チャンネル上で受信機にストリームを伝送するステップと、
前記受信機が前記スケジュールの間に、前記伝送機に確認信号（ＡＣＫ）を伝送するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
ＣＴＢの間に一つ以上のパケットが前記伝送機から前記受信機に伝送され、一つ以上の対応する確認信号（ＡＣＫ）が前記受信機から前記伝送機に伝送されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
無線チャンネル上でビデオ情報を通信するためのシステムにおいて、
ＣＦＰを、それぞれのスケジュールが等時性ストリームの伝送のために留保された一つ以上の周期的チャンネル時間ブロックを含む一つ以上のスケジュールに分割することによってチャンネル接近を制御する調整装置と、
一つ以上のビデオストリームのビデオ情報を無線チャンネル上での伝送のためにパケット化するパケッタイザ、及び前記チャンネル時間ブロックの間に高速チャンネル上で受信機に前記パケットを伝送する通信モジュールを含む伝送装置と、を備えることを特徴とするシステム。
前記システムは、
低速チャンネル上で前記チャンネル時間ブロックの間に前記受信機から前記伝送装置に確認パケットを伝送する受信装置をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
前記調整装置は、前記ＣＦＰをチャンネル時間ブロックに分割するためのスケジュールタイミング割当を含むビーコンフレームを含むスーパーフレーム期間をさらに提供することを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
前記スーパーフレームは、低速チャンネル上で制御及び管理命令を通信するためのＣＢＣＰをさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
前記ＣＢＣＰの間には高速チャンネル上でいかなる情報も伝送されないことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
前記スーパーフレームは、伝送ビームを検索するためのＢＳＰをさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
前記調整装置は、周期的にスーパーフレーム期間の開始を知らせるビーコンをさらに伝送することを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
前記ビーコンは、対応するスーパーフレーム内のＣＢＣＰ及びＣＦＰの開始時間及び長さを明示することを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
前記ビーコンは、異なる伝送機及び受信機にチャンネル時間ブロックを割り当てることを明示することを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
前記ビーコンは、チャンネル時間ブロックを異なるストリームに割り当てることをさらに明示することを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
前記ＣＦＰの間のチャンネル接近は、ＴＤＭＡに基づくことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
それぞれのスケジュールは、前記ＣＦＰ内で同じ長さでもって均一に分布されたＣＴＢの列を含むことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
前記伝送装置は、チャンネル上で等時性ストリームと非同時性データとの伝送のための帯域幅要請命令をさらに伝送し、
前記調整装置は、前記チャンネル上に十分な帯域幅が残っているか否かをさらに判断し、もし、前記チャンネル上に十分な帯域幅が残っていれば、チャンネル上で前記伝送装置による等時性及び非同時性データの伝送のための前記ＣＦＰ内のスケジュールをさらに割り当てることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
前記調整装置は、前記伝送装置に複数のスケジュールをさらに割り当てることを特徴とする請求項３０に記載のシステム。
前記伝送装置は、割当てられたスケジュールの間に、前記チャンネル上で前記受信装置に複数のストリームをさらに伝送することを特徴とする請求項３０に記載のシステム。
前記伝送装置は、前記割当てられたスケジュールの間に、前記チャンネル上で受信機にストリームをさらに伝送し、
前記受信装置は、前記スケジュールの間に前記伝送機に確認信号（ＡＣＫ）をさらに伝送することを特徴とする請求項３０に記載のシステム。
ＣＴＢの間に一つ以上のパケットが前記伝送装置から前記受信装置に伝送され、一つ以上の対応する確認信号（ＡＣＫ）が前記受信装置から前記伝送装置に伝送されることを特徴とする請求項３３に記載のシステム。
通信ネットワークの無線チャンネル上でビデオ情報の通信を制御する調整装置において、
ＣＦＰを、それぞれのスケジュールが等時性ストリームの伝送のために留保された一つ以上の周期的チャンネル時間ブロックを含む一つ以上のスケジュールに分割するスケジューラと、
チャンネル接近を制御するために、帯域幅要請を受信し、前記スケジュールに基づいてチャンネル帯域幅を割り当てる制御機と、を備えることを特徴とする調整装置。
前記制御機は、無線伝送機から低速チャンネルを通じて帯域幅要請を受信し、高速チャンネル上で前記伝送装置による無線受信装置でのビデオ情報の伝送を接近制御するための前記スケジュールに基づいて、チャンネル帯域幅を割り当てることを特徴とする請求項３５に記載の調整装置。
前記スケジューラは、前記ＣＦＰをチャンネル時間ブロックに分割するためのスケジュールタイミング割当を含むビーコンフレームを含むスーパーフレーム期間を提供することを特徴とする請求項３６に記載の調整装置。
前記スーパーフレームは、低速チャンネル上で制御及び管理命令を通信するためのＣＢＣＰをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の調整装置。
前記ＣＢＣＰの間には、高速チャンネル上でいかなる情報も伝送されないことを特徴とする請求項３８に記載の調整装置。
前記スーパーフレームは、伝送ビームを検索するためのＢＳＰをさらに含むことを特徴とする請求項３８に記載の調整装置。
前記調整装置は、周期的にスーパーフレーム期間の開始を知らせるビーコンをさらに伝送することを特徴とする請求項３８に記載の調整装置。
前記ビーコンは、対応するスーパーフレーム内のＣＢＣＰ及びＣＦＰの開始時間及び長さを明示することを特徴とする請求項３８に記載の調整装置。
前記ビーコンは、異なる伝送機及び受信機にチャンネル時間ブロックを割り当てることを明示することを特徴とする請求項４２に記載の調整装置。
前記ビーコンは、チャンネル時間ブロックを異なるストリームに割り当てることをさらに明示することを特徴とする請求項４３に記載の調整装置。
前記ＣＦＰの間のチャンネル接近は、ＴＤＭＡに基づくことを特徴とする請求項３８に記載の調整装置。
それぞれのスケジュールは、前記ＣＦＰ内で同じ長さでもって均一に分布されたＣＴＢの列を含むことを特徴とする請求項３８に記載の調整装置。
前記ネットワークは、チャンネル上で等時性ストリームと非同時性データとの伝送のための帯域幅要請を前記調整装置に伝送する伝送装置を備え、
前記制御機は、前記チャンネル上に十分な帯域幅が残っているか否かをさらに判断し、もし、前記チャンネル上に十分な帯域幅が残っていれば、チャンネル上で前記伝送装置による等時性ストリーム及び非同時性データの伝送のための前記ＣＦＰ内のスケジュールをさらに割り当てることを特徴とする請求項３８に記載の調整装置。
前記制御機は、前記伝送装置に複数のスケジュールをさらに割り当てることを特徴とする請求項４７に記載の調整装置。
前記伝送装置は、割当てられたスケジュールの間に前記チャンネル上で前記受信装置に複数のストリームをさらに伝送することを特徴とする請求項４７に記載の調整装置。
前記ネットワークは、受信装置をさらに備え、
前記伝送装置は、前記割当てられたスケジュールの間に前記チャンネル上で前記受信装置にストリームを伝送し、
前記受信装置は、前記割当てられたスケジュールの間に前記伝送装置に確認信号（ＡＣＫ）を伝送することを特徴とする請求項４７に記載の調整装置。
ＣＴＢの間に一つ以上のパケットが前記伝送装置から前記受信装置に伝送され、一つ以上の対応する確認信号（ＡＣＫ）が前記受信装置から前記伝送装置に伝送されることを特徴とする請求項５０に記載の調整装置。