JP2009535952A - 多チャンネル・オーディオ又はビデオデータのリアルタイム無線送信のための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、コンテンションベース・トラフィック及びコンテンションフリー・トラフィックの両方用に帯域幅が占有されている標準無線LAN送信システムによって、等時性の多チャンネルデジタルデータ、例えばサンプルにより生成されたオーディオデータをオーディオフレームにまとめて、連続的なビーコンインターバル内に、マルチキャストすることで受信器にストリーミングするための方法である。また、本発明では、前記ビーコンインターバルの前記コンテンションフリー・トラフィックは、最適値に調整され、前記オーディオデータの要求量が、最小限のシステム遅延で、前記受信器に送信可能なように、前記ビーコンインターバルの長さが調整されることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
8つの各チャンネルの受信器6は、192,000サンプル毎秒のクロックを生成する、内蔵の水晶クロックを有する。これらのクロックは、3,072μs毎の受信スロットのCF-End制御メッセージにより生成されるend-of-frame割り込みによって再開される。D/Aコンバーターからの差動アナログ出力信号は、設定済みのチャンネルのアクティブスピーカーの差動入力である。また、8チャンネルすべてのデジタル・オーディオは、AES3(S/PDIF)標準の同軸出力及び光出力から、利用可能である。これにより、スタジオ品質8チャンネルデジタルオーディオの無線接続の実施が容易となる。他のAES3(S/PDIF)標準の同軸出力及び光出力ペアは、デジタル入力を有するアクティブスピーカーに設けられている。
108MbpsのビットレートとERP-OFDM物理層フレームとにより、この要請は、40+40+212+40+4×10=372μsに等しい。コンテンションフリー周期は、SIFSに続いて、ビーコンフレーム37(図13)から開始する。108MbpsのビットレートとERP-OFDM物理層フレームとにより、この要請は、76+10=86μsに等しい。コンテンションフリー周期は、CF-Endフレーム109(図20)で終了する。08MbpsのビットレートとERP-OFDM物理層フレームとにより、この要請は、40μsに等しい。コンテンションフリーの反復インターバル内の残り時間は、コンテンションフリーのデータ・トラフィック用に利用可能である。コンテンションフリー・インターバルの精度が1024μsTU(時間単位)なので、コンテンションフリーのデータ・トラフィックが利用可能な、コンテンションフリー・インターバルが1TUに設定される時間は、1024-290-372-86-40=236μsである。IEEE 802.11で規定された最大データフレーム、MAC、WEP、及び物理層のカプセル化されたオーバーヘッドと連続するデータフレーム間のPIFSを考慮すると、24+8ビットの8チャンネルで最大72サンプル、192kサンプル毎秒のデータのみ、この時間内に送信可能である。オーディオ・サンプリング・レートのため、リアルタイムの要請により、各TU内では、196サンプルを少々超える。そのため、これは適切な解決策とはなり得ない。2TUに設定されたコンテンションフリー・インターバルにより、コンテンションフリーのデータが利用できる時間は、1,260μsとなる。1,155μsで最大サイズの72サンプルフレームを最大で5つ送信可能であり、それに加えて104μsでさらに27サンプル送信可能である。この合計は、2TU内で387サンプルとなり、その一方で、リアルタイム最低限の要請は、2×196=392サンプルを少々超える程度である。このため、リアルタイムのオーディオ送信としては、送信容量が少々少なすぎる。その結果、最小で最も目的に適うコンテンションフリーの受信インターバルは、3TU、すなわち3×1,024=3,072μsであることが明らかである。
このアルゴリズムは、図24によると、バッファリング・ジッターが、すべてのバッファの組において、+/-1サンプルのままであり、各第125番目のバッファの組の終わりで0となっている。この調整アルゴリズムにより、最悪の場合のマージンは、コンテンションフリーデータ送信時間において180μsである。さらなる好ましいリアルタイム制御の目的のため、追加の1,632のデータ・オクテット・フレームまたは2つの450のオクテットユーザデータを送信するために、十分な時間である。この方法により、リアルタイムオーディオ送信と一緒に、最大12Mbpsの効率的なユーザデータのコンテンション・トラフィックをサポートすることもできる。コンテンション・トラフィックは、他の独立したデータ交換と同様に、システムの設定及び制御に利用することもできる。
2 音源
3 デジタル・オーディオ送信器
4 基地局
5 リモコン
6 受信器
7 スピーカー(通常はパワーアンプ搭載のアクティブスピーカー)
8 サウンド(例えば、サラウンド)システム
9 オーディオデータ・フォーマット/サンプル
10 送信レベル・オーディオ・フォーマット
11 エラー訂正コード
12 MAC副層(MAC:媒体アクセス制御)
13 分散制御機能(DCF)
14 集中制御機能(PCF)
15 コンテンションフリー通信サービス
16 コンテンションベース通信サービス
17 汎用MACフレーム構造
18 フレーム制御
19 デュレイション/ID
20 アドレス1
21 アドレス2
22 アドレス3
23 シーケンス制御
24 アドレス4
25 フレーム・ボディ
26 FCS(フレーム制御シーケンス)
27 MACヘッダー
28 MACフレーム
29 無線LAN制御フィールド
30 プロトコル・バージョン
31 タイプ
32 サブタイプ
33 To DS(DS:分散システム)
34 From DS
35 More Frag
36 リトライ
37 More data
38 Pwr Mgt
39 WEP
40 オーダー
41 個々のアドレス
42 グループアドレス
43 ユニキャスト・アドレス
44 マルチキャスト・アドレス
45 ブロードキャスト・アドレス
46 汎用ビーコンフレーム
47 フレーム制御
48 デュレイション
49 送信先アドレス
50 送信元アドレス
51 BSS ID
52 シーケンス制御
53 フレーム・ボディ
54 FCS
55 タイムスタンプ
56 ビーコンインターバル
57 キャパビリティー情報
58 SSID(サービスセットID)
59 オプション・フィールド
60 ビーコンフレーム(本発明で使用)
61 フレーム制御
62 デュレイション
63 送信先アドレス
64 送信元アドレス
65 BSSID(基本サービスセットID)
66 シーケンス制御
67 フレーム・ボディ
68 FCS
69 タイムスタンプ
70 ビーコンインターバル
71 キャパビリティー情報
72 SSID
73 CFパラメーターセット
74 TIM(トラフィック通知マップ)
75 ERP(拡張レート物理層)
76 拡張レート
77 要素フォーマット
78 要素ID
79 長さ
80 情報
81 TIM要素
82 要素ID
83 長さ
84 DTIMカウント(DTIM:配信トラフィック通知マップ)
85 DTIM周期
86 ビットマップ制御
87 部分仮想ビットマップ
89 ERP情報要素
90 要素ID
91 長さ
92 ノンERPプレゼント
93 プロテクション使用
94 バーカー・プリアンブル・モード
95 r3-r7
96 拡張サポートレート要素フォーマット
97 要素ID
98 長さ
99 拡張サポートレート
100 CFパラメーターセット要素フォーマット(CF:コンテンションフリー)
101 要素ID
102 長さ
103 CFPカウント
104 CFP(コンテンションフリー周期)
105 CFP MAXDuration
106 CFP DurRemaining
107 CF-Endフレーム
108 MACヘッダー
109 CF-End MACフレーム
110 フレーム制御
111 デュレイション
112 RA(受信器アドレス)
113 BSSID
114 FCS
115 ERP-OFDM物理層フレーム構造(OFDM: 直交周波数多重方式)
116 コード化/OFDM
117 PSDU(プロトコル・サービス・データ・ユニット)
118 PLCPプリアンブル
119 SIGNAL
120 レート
121 予約
122 長さ
123 テール
124 パリティー
125 サービス
127 フレーム制御
128 デュレイション/ID
129 アドレス1
130 アドレス2
131 アドレス3
132 シーケンス制御
133 アドレス4
134 フレーム・ボディ
135 FCS
136 関心領域
137 無線LAN受信周期/ビーコンインターバル(N*TU)
138 短縮コンテンションフリー周期
139 マルチプレクサー及び受信器
140 シリアルーパラレル・コンバーター
141 バッファ
142 USBホストコントローラー(USB: ユニバーサル・シリアル・バス)
143 USB入力
144 S/PDIF入力(S/PDIF: ソニー/フィリップス・デジタル・インターフェース)
145 アナログ入力
146 アナログバッファ及びマルチプレクサー
147 A/Dコンバーター(A/D:アナログーデジタル)
148 MAC/ベースバンド・プロセッサー
149 マイクロコントローラー
150 D/Aコンバーター及びフィルター(D/A:デジタルーアナログ)
151 アナログ入力を選択
152 A/D変換
153 デジタル入力を選択
154 24ビット再フォーマット
155 オーディオ入力を選択
156 チャンネル数
157 いいえ
158 はい
159 FECを生成してバッファに書き込む(FEC:前方エラー訂正)
160 欠けたチャンネルを計算
161 FECを生成してバッファに書き込む
162 サンプルi-1
163 サンプルi
164 サンプルi+1
165 訂正サンプルi
166 ESS(拡張サービスセット)
167 IBSS
168 CFポーラブル
169 CFポール・リクエスト
170 プライバシー
171 予約
172 アンテナ
173 最重要ビット
174 オーディオMACフレーム
175 制御MACフレーム
Claims (24)
- コンテンションベース・トラフィック及びコンテンションフリー・トラフィックの両方用に帯域幅が占有されている標準無線LAN送信システムによって、等時性の多チャンネルデジタルデータ、例えばサンプル9により生成されたオーディオデータをオーディオフレーム174にまとめて、連続的なビーコンインターバル137内に、マルチキャストすることで受信器6にストリーミングする等時性送信方法であって、
十分な帯域幅は、等時性のコンテンションフリー・オーディオ・トラフィック用に占有され、システム遅延とバッファリング要求とを最小化し、コンテンションベース・トラフィック用に最大帯域幅を保証すると共に、等時性のコンテンションフリー・オーディオ・トラフィック用にも最大帯域幅を保証するように、
前記ビーコンインターバル137の前記コンテンションフリー・トラフィック138が、最適値に調整されることを特徴とする等時性送信方法。 - 前記ビーコンインターバルをIEEE 802.11標準規格に準拠する3TU (time units)に設定することを特徴とする請求項1に記載の等時性送信方法。
- 送信器3,4及び前記受信器6におけるバッファサイズを最小化するために、前記オーディオフレーム174の前記サンプル9, 10の数が、変更されることを特徴とする請求項1または2に記載の等時性送信方法。
- 前記オーディオフレーム174の前記サンプル9, 10の数が、125の連続する前記ビーコンインターバル137のサイクルにおいて、変更されることを特徴とする請求項3に記載の等時性送信方法。
- 125の連続する前記ビーコンインターバル137のサイクルにおいて、各行が1ビーコンインターバル137の内容を表す「連続するデータブロックにおける8×32ビット・サンプルレコード」のテーブルに従い、前記オーディオフレーム174の前記サンプル9, 10の数が、変更されることを特徴とする請求項4に記載の等時性送信方法。
- コンテンションベース・トラフィック及びコンテンションフリー・トラフィックの両方用に帯域幅が占有されている標準無線LAN送信システムによって、等時性の多チャンネルデジタルデータ、例えばサンプル9により生成されたオーディオデータをオーディオフレーム174にまとめて、連続的なビーコンインターバル137内に、マルチキャストすることで受信器6にストリーミングする等時性送信方法であって、
前記ビーコンインターバル137の前記コンテンションフリー・トラフィック138は、最適値に調整され、
前記オーディオデータ9の要求量が、最小限のシステム遅延で、前記受信器6に送信可能なように、前記ビーコンインターバル137の長さが調整されることを特徴とする等時性送信方法。 - コンテンションベース・トラフィック及びコンテンションフリー・トラフィックの両方用にシステム帯域幅が占有されている、デジタル・シリアル・オーディオデータ9, 10をストリーミングするための無線送信システムであって、
サンプル9により生成された前記オーディオデータ10が、オーディオフレーム174及び制御フレーム175にまとめられる手段と、
連続するビーコンインターバル137以内に、前記フレーム174, 175を受信器6に送る手段と、
十分な帯域幅は、等時性のコンテンションフリー・オーディオ・トラフィック用に占有され、システム遅延とバッファリング要求とを最小化し、コンテンションベース・トラフィック用に最大帯域幅を保証すると共に、等時性のコンテンションフリー・オーディオ・トラフィック用にも最大帯域幅を保証するように、
前記ビーコンインターバル137の前記コンテンションフリー・トラフィック138が、最適値に調整する手段とを、備えることを特徴とする無線送信システム。 - 前記ビーコンインターバル137を、IEEE 802.11標準規格に準拠する3TU (time units)に設定する手段を備えることを特徴とする請求項7に記載の無線送信システム。
- 送信器3,4及び受信器6でのバッファサイズを最小化するために、前記オーディオフレーム174の前記サンプル9, 10の数が、変更されることを特徴とする請求項7または8に記載の無線送信システム。
- 前記オーディオフレーム174の前記サンプル9, 10の数が、125の連続する前記ビーコンインターバル137のサイクルにおいて、変更されることを特徴とする請求項9に記載の無線送信システム。
- 125の前記連続する前記ビーコンインターバル137のサイクルにおいて、各行が1ビーコンインターバル137の内容を表す「連続するデータブロックにおける8×32ビット・サンプルレコード」のテーブルに従い、前記オーディオフレーム174の前記サンプル9, 10の数が、変更されることを特徴とする請求項10に記載の無線送信システム。
- コンテンションベース・トラフィック及びコンテンションフリー・トラフィックの両方用にシステム帯域幅が占有されている、デジタル・シリアル・オーディオデータ9, 10をストリーミングするための無線送信システムであって、
サンプル9により形成されたオーディオデータ10が、オーディオフレーム174及び制御フレーム175にまとめられる手段と、
連続するビーコンインターバル137以内に、前記フレーム174, 175を受信器6に送る手段と、
前記ビーコンインターバル137の前記コンテンションフリー・トラフィック138を最適値に調整する手段と
最小限のシステム遅延で、前記オーディオデータ9の要求量が前記受信器6に送られることができるように、前記ビーコンインターバル137の長さを調整する手段とを、備えることを特徴とする無線送信システム。 - リアルタイム・ソリューションのために、システムがデジタル・シリアル・オーディオデータをストリームし、前記オーディオデータを所定の長さのデータブロック10に分割する、請求項1〜6に記載の方法または請求項7〜12に記載のシステムに係る方法またはシステム内のエラー訂正方法であって、
前記データブロック10は、エラー制御ブロック11を有し、前記エラー制御ブロック11の内容が対応するオーディオデータ9の最重要ビット173のコピーであり、
前記エラー制御ブロック11の前記内容が、前記オーディオデータ10, 173の対応する内容の受信内容と比較され、
前記オーディオデータ10, 173と前記エラー制御ブロック11との間の差異を検出した場合、対応するオーディオデータがその前後162, 164で正しく受信したオーディオデータ10の平均で置換される、ことを特徴とするエラー訂正方法。 - リアルタイム・ソリューション6,7のために、システムがデジタル・シリアル・オーディオデータをストリームし、前記オーディオデータ10を所定の長さのデータブロックに分割する、システム内のエラー訂正方法であって
前記データブロック10は、エラー制御ブロック11を有し、前記エラー制御ブロック11の内容が、対応するオーディオデータ9の最重要ビット173のコピーであり、
前記エラー制御ブロック11の前記内容が、前記オーディオデータ10, 173の対応する内容の受信内容と比較され、
前記オーディオデータ10, 173と前記エラー制御ブロック11との間の差異を検出した場合、対応するオーディオデータがその前後で正しく受信したオーディオデータ10の平均で置換される、ことを特徴とするエラー訂正方法。 - 前記ブロック10の長さが32ビットであることを特徴とする請求項14に記載のエラー訂正方法。
- さらにデータを他のチャンネルの情報と比較することで、エラー制御が強化されることを特徴とする請求項14または15に記載のエラー訂正方法。
- リアルタイム・ソリューション6,7のために、システムがデジタル・シリアル・オーディオデータをストリームし、前記オーディオデータ10を所定の長さのデータブロックに分割する手段を有する、エラー訂正システムであって、
前記データブロック10は、エラー制御ブロック11を有し、前記エラー制御ブロック11の内容が対応するオーディオデータ9の最重要ビット173のコピーであり、
前記エラー制御ブロック11の前記内容が、前記オーディオデータ10, 173の対応する内容の受信内容と比較され、
前記オーディオデータ10, 173と前記エラー制御ブロック11との間の差異を検出した場合、対応するオーディオデータがその前後162, 164で正しく受信したオーディオデータ10の平均で置換される、ことを特徴とするエラー訂正システム。 - 前記ブロック10の長さが32ビットであることを特徴とする請求項17に記載のエラー訂正システム。
- さらにデータを他のチャンネルの情報と比較することで、エラー制御が強化されることを特徴とする請求項17または18に記載のエラー訂正システム。
- リアルタイム・ソリューション6,7のために、システムがデジタル・シリアル・オーディオまたはビデオデータをワイヤレスにストリームする、マルチキャスト・システムにおける請求項1〜6及び請求項13〜16に記載の方法または請求項7〜12及び請求項17〜19に記載のシステムに係る方法またはシステム内の同期方法であって、
データが、制御フレーム175及びオーディオまたはビデオフレーム174を有するフレーム17, 174, 175にまとめられ、
まとめられた前記オーディオまたはビデオデータ9, 10は、マルチキャストにより、連続するビーコンインターバル137以内で、複数の受信器6に送信され、
前記オーディオまたはビデオデータは、前記複数の受信器6間において、各ビーコンインターバル137に有される割り込み命令により同期される、ことを特徴とする同期方法。 - リアルタイム・ソリューション6,7のために、システムがデジタル・シリアル・オーディオまたはビデオデータをワイヤレスにストリームする、マルチキャスト・システムにおける同期方法であって、
データが、制御フレーム175及びオーディオまたはビデオフレーム174を有するフレーム17, 174, 175にまとめられ、
まとめられた前記オーディオまたはビデオデータ9, 10は、マルチキャストにより、連続するビーコンインターバル137以内で、複数の受信器6に送信され、
前記オーディオまたはビデオデータは、前記複数の受信器6間において、各ビーコンインターバル137に有される、正確に時間が刻まれたCF-End制御フレームによって生成されるend-of-frame割り込みにより同期されることを特徴とする同期方法。 - 前記割り込み命令は、end-of-frame割り込み命令であることを特徴とする請求項21に記載の同期方法。
- リアルタイム・ソリューション6,7のために、システムがデジタル・シリアル・オーディオまたはビデオデータをワイヤレスにストリームする、マルチキャストを用いるシステムであって、
オーディオまたビデオデータフレーム174及び制御フレーム175の両方を有するデータをビーコンインターバル137にまとめる手段と、
まとまった前記フレーム174, 175を、連続する前記ビーコンインターバル137以内に、前記マルチキャストによって複数の受信器6に送る手段と
前記複数の受信器6間の前記オーディオまたはビデオデータ9, 10, 174を、各ビーコンインターバル137に有される割り込み命令により同期する手段とを、備えることを特徴とするシステム。 - 正確に送信されたCF-End制御フレームのend-of-frame割り込みは、フリークエント低ジッター再同期に使用されることを特徴とする請求項23に記載のシステム。
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