JP2013530651A - 無線送信機におけるパケット再送信方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、パケットを送信するための無線装置（１）および無線装置での方法に関する。この方法は、送信するパケットにライフタイム値を設定するステップ（Ｓ２）と、パケット・ライフタイムの期限が過ぎておらず（Ｓ５）、パケット送信が失敗している間、再試行リミットに達するまで、パケットを再送信するステップ（Ｓ３）と、再試行リミットに達するまでパケットを送信する前の中断時間の間にパケットの送信を中断するステップ（Ｓ６）と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般的には、無線送信に関し、特に、再送信メカニズムに関する。

この欄は、読者に対し、様々な技術的な態様を紹介することを意図している。これらの技術的な態様は、以下に説明する、さらに／または、以下の請求項に記載する本発明の様々な態様に関連することがある。この説明が本発明の様々な態様をより良好に理解するための背景情報を読者に提供するのに役立つと確信する。従って、これらの記載は、この点に鑑みて読まれるべきものであり、先行技術を自認するものではないことを理解すべきである。

住居用ゲートウェイは、住居用ネットワークをインターネットに接続するように構成されている。住居用ゲートウェイは、インターネット・プロトコル（ＩＰ）を介して伝送された何らかのビデオ（映像）・コンテンツの住居用ネットワークにおける受信および分配を可能にする。住居用ゲートウェイの内部では、無線または有線ネットワークを介してビデオが伝送されることがある。ビデオ・サービスを伝送するのに有線ネットワークが適していることが分かっている場合には、家庭用機器を有線ネットワークにつないでおく必要がある。これは、移動する機器には適したものではない。ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術は、ローカル・ネットワークにおいて、モバイル機器に到達するのに利便性が高いが、ビデオ・アプリケーションに必要とされる十分なサービス品質を提供するものではない。特に、無線干渉は、無線送信の品質を劣化させ、結果として、ビデオ品質を劣化させる。以下に８０２．１１と記載する、２００７年６月１２日付の無線ＬＡＮ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）仕様書についてのＩＥＥＥ８０２．１１規格は、回復処理および再送信リミットに関して第９．２．５．３節で再送信メカニズムを規定している。再送信メカニズムは第９．２節に規定された分散協調機能（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＤＣＦ））のメカニズムの一部である。特に、フレーム交換において、送信機は、フレーム交換シーケンスの間に送信を再試行することによって、エラー回復メカニズムを実行する。送信機は、再送信が成功するか、再試行リミットに達するまで、再送信を繰り返す。通常、再試行リミットは、「７」に設定される。このメカニズムは、無線媒体を介した許容できるビデオ・フレームの転送を可能にするのには十分なものではない。

本発明は、ビデオ・サービスに適した送信メカニズムを提供することによって、従来技術におけるパケット送信に関わる懸念の少なくとも幾らかを払拭しようとするものである。

本発明は、ビデオ・サービスのための無線ネットワークに対するサービス品質を向上させる再送信メカニズムに関する。

この目的のため、本発明は、パケットを送信する無線装置での方法に関係する。この方法は、送信するパケットにライフタイム値を設定するステップと、パケットを送信するステップと、を含む。本発明によれば、送信が失敗する場合、パケット再送信が失敗し、パケット・ライフタイムの期限が過ぎていない間、この方法は、再試行リミットに達するまでパケットを再送信するステップと、再試行リミットに達するまでパケットの再送信の前に中断時間待機するステップと、を含む。

驚くべきことに、さらに、無線送信システムにおいて通常行われているものとは異なり、再送信は、複数の再送信を含む、幾つかのステップで行われる。この再送信は、複数の連続的なパケットの再発送に基づいていない。干渉期間をバイパスするように、再送信を中断させ、再開させる。この再送信メカニズムは、ビデオ・サービスの良好なサービス品質を提供することが判明している。短い間隔でパケットを数回再送する代わりに、このメカニズムは、再送信を遅延させる。これにより、少なくとも幾らかの干渉の問題を連続的に回避することができる。

この再送信メカニズムは、ビデオ送信に使用すると有用であることが判明している。再送信メカニズムは、パケット・エラー・レートを大幅に低減させる。さらに、この再送信メカニズムは、標準的な実施態様と比較して、無線媒体の使用を抑えることができるという利点がある。

本発明の一実施形態によれば、中断時間は、再試行リミット回数分パケットを送信するために必要となる時間に対応する。

本発明の別の実施形態によれば、中断時間は、最低の送信レートで再試行リミット回数分パケットを送信するために必要となる時間に対応する。

本発明の一実施形態によれば、方法は、オーディオ・パケットおよびビデオ・パケットのみのために行われる。

本発明の別の目的は、無線ネットワークにおける通信を行うための無線インタフェースと、送信するパケットにライフタイム値を設定し、パケット・ライフタイムの期限が過ぎておらず、パケット送信が失敗している間、再試行リミットに達するまでパケットを送信し、再試行リミットに達するまでパケットの送信の前に中断時間パケットの送信を中断する再送信手段と、を備える無線装置である。

一実施形態によれば、無線装置は、無線ネットワーク内の干渉を検出する干渉検出手段を備える。

本発明の別の目的は、コンピュータ・プログラム・プロダクツであって、コンピュータ上でこのコンピュータ・プログラム・プロダクツのプログラムが実行されたときに、本発明に従った方法のステップを実行するプログラム・コード・インストラクションを含む、コンピュータ・プログラム・プロダクツである。「コンピュータ・プログラム・プロダクツ」は、コンピュータ・プログラム・サポートを意味し、これは、コンピュータ・メモリなどのプログラムを含む記憶スペースに存在するものだけでなく、電気信号や光信号などの信号に存在するものも含むことがある。

特定の態様は、実施形態の範囲と一致したものであり、以下に開示する。これらの態様の提示は、読者に対し、発明が採用することのある特定の形態を概略的に提供するためのものに過ぎず、これらの態様は、本発明の範囲を制限するように意図されたものではないことを理解すべきである。実際、本発明は、以下に記載しない様々な態様を含むことがある。

本発明は、添付図面を参照して、以下の実施形態および実施例により良好に理解され、例示されるであろう。これらの実施形態および実施例は、決して限定的なものではない。

実施形態に従ったアクセス・ポイントのブロック図である。 実施形態に従った再送信メカニズムを示す図である。 実施形態に従った再送信メカニズムの流れ図を示す図である。

図１において示されたブロックは、純粋に機能的なものであり、必ずしも物理的に別個のものに対応するものではない。即ち、これらのブロックは、ハードウエアの形態でもよく、ソフトウエアの形態でもよく、１つまたは幾つかの集積回路において実施されていてもよい。

本発明の図面および説明は、本発明の明確な理解のために関連のある要素を例示するように簡略化されており、分かりやすくする目的で、通常のディジタル・マルチメディア・コンテンツ配信の方法およびシステムにおいて存在する多くの他の要素を削除していることを理解すべきである。しかしながら、これらの要素は、本技術分野においてよく知られており、このような要素についての詳細な説明は、本明細書において提供されていない。本発明の開示内容は、当業者にとって公知なこのような変形および改変の全てに関する。

例示的な実施形態は、ＩＥＥＥ８０２．１１のフレームワーク内にあるが、本発明は、この特定の環境に限定されるものではなく、再送信がＩＥＥＥ８０２．１１規格に規定されたものと同様の方法で再送信が行われる他のフレームワーク内でも適用されてもよい。

本実施形態に従ったアクセス・ポイント（ＡＰ）装置１が図１に示されている。ＡＰ１は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線インタフェース１１を含む。ＡＰ１は、無線媒体内の干渉を検出するように構成された干渉検出モジュール１３を含む。干渉検出メカニズムは、本発明の範囲外にある。ＡＰ１は、以下に説明するような再送信を行うように構成された再送信モジュール１４を含む。さらに、干渉検出モジュールは、干渉が検出されたときにこのことを再送信モジュールに知らせるように構成されている。さらに、ＡＰ１は、無線媒体上で送信されるパケットを保存するメモリ１２を含む。

実施形態がＡＰに適用される場合でも、実施形態のメカニズムは、無線局にも適用される。

次に、実施形態に従った再送信メカニズムについて説明する。再送信モジュールは、２つのパラメータを制御する。第１のパラメータは、パケット・ライフタイムである。パケット・ライフタイムは、パケットがメモリに記憶されている時間に対応する。パケット・ライフタイムの期限が過ぎているとき、さらに、パケットが送信されていない場合、パケットは、メモリから除去される。パケットが送信されると、このパケットは、メモリから破棄される。

パケット・ライフタイムは、以下の制約に従って選択することができる。パケット・ライフタイムは、通常予測される干渉期間よりも長い。パケット・ライフタイムは、ビデオ帯域幅および利用可能なメモリに依存する最大のＡＰバッファ容量よりも少ない。さらに、パケット・ライフタイムは、受信局でバッファリングされるビデオの量よりも少ない。具体的には、幾らかの値は、ＡＰ上のバッファ容量が約５秒間、ビデオ・プレイヤー上のバッファ容量が約１０秒間、および、パケット・ライフタイムが２．５秒間とすることができる。

第２のパラメータは、再送信中断値（ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿ｓｕｓｐｅｎｄ ｖａｌｕｅ）である。この値は、２つの一連の再送信の間でＡＰが送信を中断する時間を規定する。

このメカニズムを以下に要約し、図３に例示する。ステップＳ１において、ＡＰは、局に送信するパケットを有する。ステップＳ２において、ＡＰは、パケット・ライフタイム値をパケットに設定する。局によってパケットは、正しく受信されていない。このことは、ＡＰがアクノリッジメント・パケットを受信していないため、ＡＰによって検出される。ステップＳ３において、ＡＰは、ＩＥＥＥ８０２．１１仕様書において規定されたメカニズムに従って、パケットを再送信する。必要であれば、ＡＰは、パケットを再試行リミットに達するまで、再送信する。再送信が成功すると、ステップＳ４において、ＡＰは、次のパケットを送信することができる。再送信が依然として失敗していると、干渉検出モジュールは、干渉が発生していることを再送信モジュールに知らせる。実施形態に従った再送信メカニズムがセットアップされる。パケットのライフタイムの期限が過ぎている場合、ステップＳ５において、ＡＰは、パケットを破棄し、次のパケットを送信する。パケットのライフタイムの期限が過ぎていない間は、ステップＳ６において、ＡＰは、再送信を中断し、ステップＳ３において、別の再送信のセットを開始する。本実施形態の再試行リミットは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の第９．２．４節に規定されたＳｈｏｒｔＲｅｔｒｙＬｉｍｉｔ（ショート再試行リミット）パラメータに関わる。勿論、このメカニズムは、ＬｏｎｇＲｅｔｒｙＬｉｍｉｔ（ロング再試行リミット）パラメータにも適用することができる。

ＡＰ装置は、中断期間だけ間隔を空けられた、複数の一連の再送信パケットを送信する。これは、図２に例示されている。図２において、各々の垂直のラインは、送信の試行に対応し、ラインの高さは、送信レートを示す。この送信レートは、一連の再送信の内部で、または、２つの一連の再送信の間で変更することができる。図２に示されているように、ＡＰは、２４回再送信に失敗した後、再送信パケットを送信できるようにする。複数の再送信が、一連の７つの再送信にグループ化されている。７回目の再送信に失敗すると、ＡＰは、別の再送信のセットが開始するまで、再送信を中断する。一連の再送信の間、媒体がフリーとなる。この中断の間、この同一のＡＰが他の関連する局にデータを送信することもあるし、同一のチャンネルにある他の装置がデータを送信することもある。ＡＰは、不要な再送信で無線媒体を汚染する（無線媒体の帯域幅を占有する）ことなく、他の装置が媒体を使用できるようにする。

これは、幾つかの回数、標準的な再送信メカニズムを使用することに対応し、再試行リミット値は７に設定される。標準的なメカニズムにおいては、再試行リミットに達した後パケットが除去される。ここで、ＡＰは、パケット・ライフタイムに達するまで、数回に亘る標準的な再送信メカニズムをそれぞれの間に中断を入れて使用する。

このメカニズムは、サービス品質（ＱｏＳ）クラス毎に構成可能である。ＩＥＥＥ８０２．１１規格、特に、サービス品質向上に対する媒体アクセス制御についてのＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格は、４つのクラス、即ち、バックグラウンド、ベスト・エフォート、ボイス、およびビデオを規定している。実施形態によれば、ビデオおよびボイス・トラフィックのクラスは、このメカニズムを使用し、バックグラウンドおよびベスト・エフォート・トラフィックのクラスは、このメカニズムを使用しない。ビデオを複数の局に同時に送信することをサポートする適切な実施態様は、局毎に４つのＱｏＳキューを有して、１つの局に対する送信の問題が別の局のビデオ品質に対して影響を与えないようにしなければならない。

２つの一連の再送信の間の中断は一連の再送信に必要な長さと同じとなることがある。例えば、再送信中断値（ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿ｓｕｓｐｅｎｄ ｖａｌｕｅ）は、２５ミリ秒に設定することができる。

特に、中断時間は、ＩＥＥＥ８０２．１１仕様書の第７．３．２．２節に規定されたＢＳＳＢａｓｉｃＲａｔｅＳｅｔの最低送信レートで再送信パケットの１シリーズを送信するために必要となる時間に対応する。これは、最悪の場合では、一連の再送信に必要となる時間に対応する。

換言すれば、実施形態に係るＡＰは、標準的なＡＰに再送信モジュールおよび干渉検出モジュールを追加したものである。標準的なＡＰは、再送信のためのパラメータのうち再試行リミットパラメータを使用してＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定された再送信を行う回復モジュールを含む。標準的なＡＰは、再試行リミットに達するまで再送信を行う。

再送信モジュールは、回復モジュールの機能を使用して再送信を行う。特に、まず、再送信モジュールは、回復モジュールに対し、再試行リミットに達するまで再送信を行うように要求する。再送信が成功しない場合には、再送信モジュールは、再び回復モジュールに対し、再送信を行うように要求する。より一般的には、再送信モジュールは、再送信中断値（ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿ｓｕｓｐｅｎｄ ｖａｌｕｅ）、再試行リミット回数、さらに、パケット・ライフタイムなどのパラメータに従って、回復モジュールを駆動するように構成される。再送信中断値（ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿ｓｕｓｐｅｎｄ ｖａｌｕｅ）は、ＡＰのユーザ・インタフェースを介して構成することができる。

再送信モジュールは、さらに、実施形態に従った再送信メカニズムを使用する前に、受信機がその再送信メカニズムをサポートすることをチェックしてもよい。再送信メカニズムは、受信機のバッファリング容量をチェックして設定可能な最大のパケット・ライフタイムを評価する。パケット・ライフタイムが短すぎる場合には、再送信メカニズムは使用されず、標準的な回復処理のみが使用される。これは、本発明の範囲外にあるどのような独自の方法で行ってもよい。

明細書、請求項、および図面において開示された参照内容は、独立して提供されることも、適切な組み合わせにより提供されることもある。機能は、適宜、ハードウエア、ソフトウエア、または、ハードウエアおよびソフトウエアを組み合わせた形態で実施することができる。

本明細書において、「一実施形態」または「実施形態」と参照している場合、実施形態に係る特定の機能、構造、または特性が本発明の少なくとも一実施態様に含まれることを意味する。明細書の様々な箇所に存在する「一実施形態においては」という記載は、必ずしも、全てが同一の実施形態について言及するものではなく、別個の実施形態または代替的な実施形態が他の実施形態に対して相互に排他的であるものではない。

各請求項に存在する参照符号は例示的な目的のためのものに過ぎず、請求の範囲に限定的な影響を与えるものではない。

Claims (7)

1. パケットを送信する無線装置における方法であって、
   送信するパケットにライフタイム値を設定するステップ（Ｓ２）と、
   パケット・ライフタイムの期限が過ぎておらず（Ｓ５）、パケット送信が失敗している間、
   再試行リミットに達するまで、パケットを送信するステップ（Ｓ３）と、
   前記再試行リミットに達するまで前記パケットを送信する前に中断時間の間前記パケットの送信を中断するステップ（Ｓ６）と、
   を含む、前記方法。
2. 前記中断時間が再試行リミット回数分パケットを送信するために必要となる時間に対応する、請求項１に記載の方法。
3. 前記中断時間が最低送信レートで再試行リミット回数分パケットを送信するために必要となる時間に対応する、請求項１に記載の方法。
4. 前記パケット・ライフタイムの期限が過ぎるか、前記パケットの送信が成功したときに前記パケットを破棄するステップ（Ｓ７）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記方法がオーディオ・パケットおよびビデオ・パケットのみのために行われる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 無線装置（１）であって、
   無線ネットワークにおける通信を行うための無線インタフェース（１１）と、
   再送信手段（１４）と、を備え、
   前記再送信手段（１４）は、
   送信するパケットにライフタイム値を設定し、
   パケット・ライフタイムの期限が過ぎておらず、パケット送信が失敗している間、再試行リミットに達するまでパケットを送信し、再試行リミットに達するまで前記パケットを送信する前に中断時間の間前記パケットの送信を中断する、前記無線装置。
7. 前記無線ネットワーク内の干渉を検出する干渉検出手段を備える、請求項６に記載の無線装置。

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