JP2013513314A

JP2013513314A - 無線マルチキャスト通信を支援するための方法及びシステム

Info

Publication number: JP2013513314A
Application number: JP2012542203A
Authority: JP
Inventors: ゴーン，ミシェル; リー，グオチーン
Original assignee: インテルコーポレイション
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: EP2517487A4; WO2011078952A2; JP5792183B2; EP2517487B1; US8306055B2; US20110158145A1; RU2012127303A; EP2517487A2; US20130044671A1; CN102111409B; US9014209B2; BR112012015484B1; BR112012015484A2; HK1176792A1; CN102111409A; WO2011078952A3

Abstract

方法及びシステムは、プロトコル適応レイヤのマルチキャスト管理プロトコルに従って、複数の宛先局へ、無線マルチキャスト送信信号を提供するための送信局を有し得る。プロトコル適応レイヤは、ＭＡＣレイヤの上位に位置し得る。マルチキャスト管理プロトコルは、形成手続、保持手続及び終了手続を含む。他の実施形態が説明され、クレームされる。

Description

本発明は、無線マルチキャスト通信を支援するための方法及びシステムに関する。

コンピュータのような電子機器は、ディスプレイ又はスピーカのような受信端末へ、信号をたびたび送信する。そのような送信は、有線又はケーブルによって、なされることが多い。無線通信は、有線及びケーブルから開放する。様々な製造者の製品における相互運用性のために、これらの製品は、近日中に発行される一以上の仕様書に記載される、ワイヤレス・ギガビット・アライアンス（WGA又はWiGig）規格のような規格に従って、通信を行うことができる。

プロトコル適応レイヤのマルチキャスト管理プロトコルに従って、無線マルチキャスト信号を送信及び受信する方法が存在しない。

上記課題を解決するため、本発明における方法は、
プロトコル適応レイヤのマルチキャスト管理プロトコルに従って、無線マルチキャスト信号を送信及び受信する段階
を含む。

また、本発明におけるシステムは、
プロトコル適応レイヤのマルチキャスト管理プロトコルに従って、無線マルチキャスト送信信号を提供するための送信局
を有する。

また、本発明における装置は、
プロトコル適応レイヤのマルチキャスト管理プロトコルに従って、無線マルチキャスト送信信号を、複数の宛先局へ提供するためのプロセッサ
を有する。

本発明の一実施形態による無線ネットワークの概念図。本発明の一実施形態による無線ネットワーク内の発信元端末と発信先端末の概念図。本発明の一実施形態による無線プロトコルのためのレイヤ管理モデルの概念図。本発明の一実施形態による形成手続又は加入手続の概念図。本発明の一実施形態による保持手続の概念図。本発明の一実施形態による離脱手続の概念図。本発明の一実施形態による終了手続の概念図。本発明の一実施形態による終了手続の概念図。本発明の一実施形態によるプロトコル手続の概念的な状態図。本発明の一実施形態によるプロトコル手続のフローチャート。

本明細書で開示される主題は、本明細書の結論部分において、特に指摘され、明白に主張される。しかしながら、本発明の実施形態は、機構及び手順の方法の両方に関して、添付される以下の図面を読み、以下の詳細な説明を参照することにより、目的、特徴及びその利点とともに、最もよく理解され得る。

説明の簡潔さ及び明瞭さのために、図面において示される要素は、必ずしも精密に描かれておらず、また、スケールされて描かれていない点に留意する。例えば、いくつかの要素の寸法は、明瞭さのために、他の要素と比べて、誇張され得る。あるいは、いくつかの物理的な構成要素は、一つの機能ブロック又は要素に含まれ得る。さらに、適切である場合には、参照番号は、対応する要素又は類似する要素を示すために、図面を通して、繰り返され得る。さらに、図面の中に描かれるいくつかのブロックは、単一の機能へと結合され得る。

以下の詳細な説明において、多数の具体的な詳細が、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、説明される。しかしながら、当業者は、かかる具体的な詳細がなくとも、本発明の実施形態を実施できることを理解するであろう。その他の点では、本発明をあいまいにしないように、既知の方法、手順、部品又は回路は、詳細に説明されない。

特に記載されない限り、以下の議論で明らかなように、本明細書全体を通じて、「処理」、「計算」、「算出」、「決定」等のような用語は、コンピュータ若しくはコンピュータシステム又は同様の電子計算装置の動作及び／又は処理を指し得る。それらの装置は、コンピュータシステムのレジスタ及び／又はメモリの中の、電子のような物理量により表されるデータを、コンピュータシステムのメモリ、レジスタ又は他の情報記憶装置、伝送装置若しくは表示装置の中の、物理量により、同様に表されるほかのデータへと、操作し、かつ／あるいは変換する。さらに、「複数」の語は、二以上の部品、装置、要素、パラメータ等についての記載するために、本明細書を通じて、用いられ得る。

本発明の実施形態は、様々な応用において用いられ得る。本明細書で開示される回路及び技術は、ＰＣ、無線装置又は無線端末、ビデオ又はデジタルゲーム装置又はシステム、画像収集システム、処理システム、視覚化又は表示システム、デジタル表示システム、通信システム等のような、多数の装置において、用いられ得る。ただし、本発明は、この点において、制限されない。

図１Ａは、本発明の実施形態によって動作する、無線ネットワーク１０の概念図である。ネットワーク１０は、ワイヤレス・ギガビット・アライアンス（WGA又はWiGig）又は他の無線規格に従って動作する、無線ネットワーク、無線ＬＡＮ（WLAN）又は無線ＰＡＮ（WPAN）であり得る。WiGigは、６０ＨＧｚ帯（又はスペクトル）で概ね動作し、一秒当たり数百メガビット（Mbps）から数ギガビット（Gbps）で、（一般に）圧縮データを送信するよう設計される。（６０ＧＨｚ帯は、略５６ＨＧｚから略６６ＧＨｚの範囲内での伝送を含み得る。）ネットワーク１０は、互いに無線で通信可能な、一つの発信元（source）１００（又は発信元局（source station））と、多数の発信先（destination）又は受信装置（sink）２０１、２０２、２０３（あるいは、より多い局又はより少ない局）を含む（但し、本発明は、かかる点において、限定されない）。発信元１００と発信先２０１、２０２、２０３は、無線局（様々な無線規格においては、特に、「ＳＴＡ」と略される）と呼ばれる。発信元１００の例は、セットトップボックス（ＳＴＢ）、ラップトップ又はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＭＰ３プレーヤ、デジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ）、スチルカメラ又はビデオカメラ、ゲーム端末、携帯電話又はスマートフォン、ＰＤＡ及び他の装置であり得る。発信先２０１、２０２、２０３の例は、テレビ、受信器、ディスプレイ、モニタ、スピーカ、プリンタ、ラップトップ又はパーソナルコンピュータ、携帯電話又はスマートフォン、ＰＤＡ、プロジェクタ及び他の装置であり得る。他のネットワーク装置が、ネットワーク１０に含まれてもよい。図１Ａは、発信先２０１、２０２、２０３に無線で送信する発信元１００を表す。そのような送信は、以下で説明されるように、データ及び送信メッセージであり得る。同様に、発信先２０１、２０２、２０３は、発信元１００へ、無線でメッセージを返信することができる（但し、図１Ａでは図示されない）。

図１Ｂは、本発明の実施形態による、ネットワーク１０内の送信局１００又は受信局２００（一以上の発信先２０１、２０２、２０３）の概念図である。そのような局は、無線通信装置１０２（アンテナ１０３と結合される）と、入力１０４と、出力１０６と、プロセッサ１０８と、メモリ１１０とを含み得る。送信局１００と受信局２００が、図１Ｂにおいて図示されるが、その全てが、上述したブロックを全て含む必要はない。また、ネットワーク内の送信局及び受信局は、同一である必要はなく、あるいは、同様である必要もない。そのようなブロックを用いて、送信元１００及び／又は送信先２００は、互いに通信することができ、かつ、信号（データを含む）を送信及び／又は受信するために、本発明の実施形態に従って、プロセッサ１０８と、無線通信装置１０２（及び、アンテナ１０３）を用いる、他の無線通信装置と、通信することができる。入力１０４と出力１０６は、他の装置と通信するためにも使用され得る。メモリ１１０は、例えば、ＲＡＭ若しくはＲＡＭ、ディスクドライブコンピュータ又はＵＳＢフラッシュメモリのような、コンピュータ若しくはプロセッサ読取可能な媒体又はコンピュータ若しくはプロセッサ記憶媒体であり得る。

図２は、無線プロトコルのレイヤ管理モデルの概念図である。様々なコンピュータネットワークプロトコルは、例えば、ＯＳＩ（Open System Interconnection）参照モデル（七層モデル）やＴＣＰ／ＩＰモデルのような、レイヤ管理モデルによってモデル化される。図２のレイヤ管理モデルは、ＯＳＩモデルの、ＰＨＹ（物理）レイヤ５０及びＭＡＣ（メディアアクセス制御）レイヤ６０（時に、「サブレイヤ」とみなされる）と、本発明の実施形態において使用される、ＭＡＣレイヤ６０とやりとりするための、ＰＡＬ（プロトコル適応レイヤ）７０とを含む。

本発明の実施形態において、送信元１００は、マルチキャスト（「グループキャスト」とも呼ばれる）で、一以上の送信先２０１、２０２、２０３に、無線で信号を送信する。マルチキャスト送信は、同一のデータストリームの、複数の送信先への送信を含み得る。あるプロトコルは、送信元と送信先を構成するマルチキャストグループの、形成（formation）と、保持（maintenance）と、終了（termination）を管理することができる。特に、そのようなプロトコルは、プロトコル適用レイヤ（ＰＡＬ）７０で動作し、いくつかの実施形態において、オーディオ／ビジュアル（Ａ／Ｖ）ＰＡＬであり得る。潜在的に大きな帯域要求により、マルチキャスト送信は、一秒あたり数百メガビット（好ましくは、少なくとも７００Ｍｂｐｓ）のスループットか、あるいは一秒あたり数ギガビット（好ましくは、少なくとも５Ｇｂｐｓ）ものスループットを有する可能性がある。また、マルチキャスト送信は、圧縮され得る。本発明の実施形態によるマルチキャスト伝送は、無線通信チャネルの、損失の多い性質を考慮して設計されるが、異なるルータにわたってマルチキャストツリーを構成する必要がないため、軽い（lightweight）設計となっている。

本方法の実施形態は、例えば、ネットワーク１０か、コンピュータシステム及び他の適切なシステムの中の、送信元１００及び送信先２０１、２０２、２０３によって使用され、あるいは、実装され得る。あるいは、本方法の実施形態は、他の適切な無線通信装置、局、ノード、システム及び／又はネットワークによって使用され、あるいは、実装され得る。ネットワーク１０は、三つ以上の送信先を含んでもよいが、簡単のために、三つの送信先が示されている。

図３は、本発明の実施形態による、形成又は加入手続についての概念図である。送信元１００は、上述したものと同一である。送信先２００は、一以上の送信先２０１、２０２、２０３を表し、プロトコルの実施例が、マルチキャスト伝送のために使用され得ることを理解する。加入手続の最初で、送信元１００（送信元ノード又はマルチキャストグループオーナ（ＭＧＯ）とも呼ばれる）は、マルチキャストグループ加入招待（「招待メッセージ」）と呼ばれるＰＡＬ制御メッセージを、ユニキャスト又はブロードキャストにより、送信することができる。マルチキャストグループは、マルチキャストＭＡＣアドレスとＰＡＬＩＤにより、招待メッセージ内で一意に識別され得る。招待メッセージ３０５を受信すると、送信先（又は送信先ノード）２００は、マルチキャストグループ加入要求３１０と呼ばれるＰＡＬ制御メッセージを、送信元１００に送信することができる。このメッセージは、加入手続が成功したか失敗したかを示す（失敗した場合には、その理由（不正なグループアドレス又はリソース不足））、マルチキャストグループ加入応答３１５と呼ばれるＰＡＬ制御メッセージにより、応答され得る。

図４は、本発明の実施形態による、保持手続の概念図である。送信先２００は、マルチキャストグループに加入した後、マルチキャストグループ確認要求メッセージ４０５を、定期的に、送信元１００に送信することができる。送信元１００は、マルチキャストグループ確認応答メッセージ４１０により、応答することができる。送信元１００は、さらに、データ４１５（又はデータフレーム）を、定期的に、送信先２００に送信することができる。マルチキャストグループ（すなわち、送信先２００）へ送信されたデータ４１５が受信されたものの、マルチキャストグループ確認応答メッセージ４１０が受信されない場合にも、送信先２００は、自らが、マルチキャストグループの一部であるとみなす。送信先２００は、タイムアウト期間４２５の間に、マルチキャストグループオーナから、マルチキャストグループ確認応答メッセージ４１０もデータ４１５も受信しなかった場合には、自らがマルチキャストグループにもはや属さなくなったものとみなす（４３５）。

図５は、本発明の実施形態による、離脱手続の概念図である。マルチキャストグループ離脱手続中に、送信先２００は、マルチキャストグループ離脱要求メッセージ５０５を、送信元１００に送信することができる。マルチキャストグループ離脱要求メッセージ５０５を受信すると、送信元１００は、マルチキャストグループ離脱応答メッセージ５１０により、応答することができる。送信先２００は、マルチキャストグループ離脱応答メッセージ５１０を受信した後か、（図示されない）タイムアウト期間の経過後に、マルチキャストパケット５２５の受信を停止する。送信元１００は、マルチキャストグループ離脱応答メッセージ５１０の送信後に、送信先２００が、マルチキャストグループを離脱したとみなすことができる（５２０）。

図６Ａ、６Ｂは、本発明の実施形態による、終了手続の概念図である。送信元１００は、一以上の送信先のメンバの身分を終了させることができる（図６Ａ）。あるいは、送信元１００は、マルチキャストグループ全体を終了することができる（図６Ｂ）。図６Ａにおいて、送信元１００は、個別のＭＡＣアドレス（例えば、Ｄ２０１）を含み、その送信先（送信先２０１）を終了させる、マルチキャストグループ終了メッセージ６０５を送信することができる。次に、送信先２０１は、自らが終了させられたものとみなす（５３５）。図６Ａは、送信元１００が、個別のＭＡＣアドレス（例えば、Ｄ２０２）を含み得る、マルチキャストグループ終了メッセージ６１５を送信することにより、送信先２０２を終了させ得る点についても示している。次に、送信先２０２は、次に、自らが終了させられたものとみなす（５４５）。図６Ｂにおいて、送信元１００は、マルチキャストＭＡＣアドレス（例えば、Ｄ２０１／Ｄ２０２／Ｄ２０３）を含み得る、マルチキャストグループ終了メッセージ６２５を送信することができる。そして、それらの送信先（送信先２０１、２０２、２０３）は、自らが終了したものとみなす（５５５）。図６Ａと図６Ｂの実施例は、例えば、（図６Ａのように）個別の二つの送信先を終了させ、次に、（図６Ｂのように）残りの三つの送信先を共に終了させることにより、五つの宛先を含むネットワークにおいて、組み合わせることができる。さらに、離脱手続と終了手続は、互いに類似するが、異なる局によって開始される点で異なる。

図７は、本発明の実施形態による、プロトコル手続の、概念的な状態図である。最初は非メンバである送信先２００は（７１０）、加入手続を実行し（７２５）、それが成功すると、メンバになる（７２０）。メンバであるために（７２０）、送信先２００は、タイムアウト期間内に、データ又はマルチキャストグループ確認応答メッセージを受信することができる（７３５）。そうでなければ、送信先２００は、グループを離脱することができる（７４５）。あるいは、送信先２００は、終了させられるか（７４５）、タイムアウト期間内に、データを受信しないか（７４５）、あるいは、マルチキャストグループ確認応答メッセージを受信しない（７４５）。

図８は、本発明の実施形態による、プロトコル手続を説明するフローチャートである。本方法の実施形態は、例えば、コンピュータシステム１００又は他の適するシステムによって用いられ、又は、実装され得る。処理８０２において、送信元１００は、マルチキャストグループ加入招待メッセージ３０５を送信することができる。そして、処理８０４において、送信先２００は、マルチキャストグループ加入要求メッセージ３１０を送信することができる。処理８０６は、加入手続が成功したか問合せる。成功していなければ、処理８０８において、送信元１００は、失敗の理由を示す、マルチキャストグループ加入応答３１５を送信することができる。加入手続が成功すると、処理８１０は、成功を示す、マルチキャストグループ加入応答３１５を送信することができる。そして、処理８１２において、送信先２００は、マルチキャストグループのメンバとなることができる。

マルチキャストグループのメンバを保持するために、処理８１４において、送信元１００は、送信先２００が、ある一定のタイムアウト期間内に、マルチキャストグループ確認要求メッセージ４０５を送信したかどうかを決定することができる。そうでなければ、処理８３０において、送信先２００は、もはやマルチキャストグループに属さない。送信先２００は、ある一定のタイムアウト期間内に、マルチキャストグループ確認要求メッセージ４０５を送信した場合には、処理８１６において、あるタイムアウト期間内に、マルチキャストグループ確認応答メッセージ４１０又はデータ４１５を受信したかどうかを決定することができる。そうでなければ、処理８３０において、送信先２００は、もはやマルチキャストグループに属さない。送信先２００は、あるタイムアウト期間内に、マルチキャストグループ確認応答メッセージ４１０又はデータ４１５を受信した場合には、処理８１８において、送信元１００は、送信先２００がマルチキャスト離脱要求メッセージ５０５を送信したかどうかを決定することができる。そうであれば、処理８２０において、送信元１００は、マルチキャスト離脱応答メッセージ５１０により応答することができる。そして、処理８３０において、送信先２００は、もはやマルチキャストグループに属さない。送信先２００は、マルチキャスト離脱要求メッセージ５０５を送信しない場合には、処理８２２において、送信元１００が、送信先の個別のＭＡＣアドレスを含むマルチキャストグループ終了メッセージ６０５、６１５か、又は、マルチキャストＭＡＣアドレスを含むマルチキャストグループ終了メッセージ６２５を送信したかどうか、決定することができる。そうであれば、処理８３０において、送信先２００は、もはやマルチキャストグループに属さない。そうでなければ、送信先２００は、マルチキャストグループに留まり、処理の繰り返しは、処理８１４に戻る。決定ブロック８０６、８１４、８１６、８１８及び８２２における決定は、送信元１００又は送信先２００により実行されるように記載されているが、その決定は、送信した局、受信した局、及び、交換されたメッセージの応答要件（例えば、いくつかのメッセージは応答を期待する一方、マルチキャストグループ終了メッセージ６０５、６１５のような他の要求メッセージは、応答を期待しない）により、他の局でなされてもよいし、共同してなされてもよい。図８に含まれるフローチャートに加えて、他の処理又は一連の処理が用いられてもよい。さらに、処理の実際の順序は、重要ではない。

図１Ｂを再度参照すると、本発明の実施形態に従って、送信元１００及び／又は送信先２００の内部のプロセッサ１０８と無線通信装置１０２（及び、アンテナ１０３）は、プロトコル適応レイヤのマルチキャスト管理プロトコルにより、無線マルチキャスト信号を送受信することができる。プロトコル適応レイヤは、ＭＡＣレイヤの上の、オーディオ／ビジュアルプロトコル適応レイヤであり得る。マルチキャスト管理プロトコルは、形成、保持及び終了手続を含み得る。送信局として動作するとき、プロセッサ１０８は、無線通信装置１０２に、データと、様々なマルチキャストグループメッセージとを送信させることができる。そのようなメッセージとは、例えば、マルチキャストグループに加入するための送信先２００の招待や、加入手続が成功したときの成功信号や、保持している間のグループのメンバであることの確認や、グループを離脱する送信先の確認や、グループのメンバの終了のメッセージである。受信局として動作するとき、プロセッサ１０８は、無線通信装置１０２に、様々なメッセージを送信させる。そのようなメッセージとは、マルチキャストグループに加入するための招待への応答や、保持している間のグループのメンバであることの確認や、グループの離脱の要求のメッセージである。何れの種類の局においても、プロセッサ１０８は、無線通信装置１０２により受信したメッセージ及び／又はデータを処理することができ、メモリ１１０、入力１０４及び出力１０６と接続され得る。

本発明の実施形態は、プロセッサ又はコントローラにより実行されるとき、本明細書で開示される方法を実行する命令を符号化し、包含し、あるいは保管する、コンピュータ若しくはプロセッサ読取可能な媒体か、又は、メモリ、ディスクドライブ又はＵＳＢフラッシュメモリのような、コンピュータ若しくはプロセッサ記憶媒体のような物品を含み得る。そのような実施形態は、さらに、インターネットのようなネットワークを介して、コンピュータへ伝送され、かつ／あるいは転送され得る。

本発明は、限られた数の実施形態について説明されたが、本発明の、多数のバリエーションや、改良や、応用がなされ得ることが、理解されるであろう。本発明の実施形態は、本明細書における処理を実行するための、他の装置を含んでもよい。そのような装置は、議論した要素を統合することができ、あるいは、同一の目的を達成するための、代替となる部品を含むことができる。当業者は、添付されたクレームが、そのような改良や変更の全てをカバーするよう意図されていると同時に、本発明の真の精神の範囲内にあることを理解するであろう。

Claims

プロトコル適応レイヤのマルチキャスト管理プロトコルに従って、無線マルチキャスト信号を送信及び受信する段階
を含む、方法。
前記プロトコル適応レイヤは、オーディオ／ビジュアルプロトコル適応レイヤである、
請求項１に記載の方法。
前記プロトコル適応レイヤは、ＭＡＣレイヤの上位に位置する、
請求項１に記載の方法。
前記マルチキャスト管理プロトコルは、形成手続、保持手続及び終了手続を含む、
請求項１に記載の方法。
前記形成手続は、ＰＡＬ制御招待メッセージを送信する段階を含む、
請求項４に記載の方法。
前記保持手続は、ＰＡＬ確認メッセージを送信する段階を含む、
請求項４に記載の方法。
前記終了手続は、ＰＡＬ終了メッセージを送信する段階を含む、
請求項４に記載の方法。
前記送信は、略６０ＧＨｚスペクトルにおいて生ずる、
請求項１に記載の方法。
少なくとも７００Ｍｂｐｓのスループットを有する、
請求項１に記載の方法。
少なくとも略５Ｇｂｐｓのスループットを有する、
請求項９に記載の方法。
プロトコル適応レイヤのマルチキャスト管理プロトコルに従って、無線マルチキャスト送信信号を提供するための送信局
を有する、システム。
前記送信局から無線送信信号を受信するための複数の宛先局
をさらに有する、請求項１１に記載のシステム。
前記プロトコル適応レイヤは、オーディオ／ビジュアルプロトコル適応レイヤである、
請求項１１に記載のシステム。
前記プロトコル適応レイヤは、ＭＡＣレイヤの上位に位置する、
請求項１１に記載のシステム。
前記マルチキャスト管理プロトコルは、形成手続、保持手続及び終了手続を含む、
請求項１１に記載のシステム。
前記送信信号は、略６０ＧＨｚスペクトルにおいて生ずる、
請求項１１に記載のシステム。
少なくとも７００Ｍｂｐｓのスループットを有する、
請求項１１に記載のシステム。
少なくとも略５Ｇｂｐｓのスループットを有する、
請求項１７に記載のシステム。
プロトコル適応レイヤのマルチキャスト管理プロトコルに従って、無線マルチキャスト送信信号を、複数の宛先局へ提供するためのプロセッサ
を有する、装置。
前記マルチキャスト管理プロトコルは、形成手続、保持手続及び終了手続を含む、
請求項１９に記載の装置。