JP2014239521A - チャネルボンディングを用いたネットワーク上のデータ送信 - Google Patents
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Abstract
【課題】2つ以上のチャンネル上で均等にデータを分割する方法および装置を提供する。
【解決手段】送信ノードは主要チャンネル50および拡張チャンネル52の2つのチャンネルを同時に使用して1つの受信ノードにデータを送信する。主要チャンネルおよび拡張チャンネルのそれぞれは異なるネットワーク上にあり、各ネットワークはネットワークコーディネータノード(NC)を有する。送信ノードは送信時間をスケジュール設定するようNCに要求する。その要求に応答して、送信ノードは第1および第2ネットワーク上のどのタイムスロットにデータの第1部分および第2部分を送信するべきかを示す第1送信スロット割当と第2送信スロット割当を受信する。送信ノードは送信するデータを2つの部分に分割し、スケジュールに従って両方のネットワークを通して各部分の送信を行う。
【選択図】図4B
【解決手段】送信ノードは主要チャンネル50および拡張チャンネル52の2つのチャンネルを同時に使用して1つの受信ノードにデータを送信する。主要チャンネルおよび拡張チャンネルのそれぞれは異なるネットワーク上にあり、各ネットワークはネットワークコーディネータノード(NC)を有する。送信ノードは送信時間をスケジュール設定するようNCに要求する。その要求に応答して、送信ノードは第1および第2ネットワーク上のどのタイムスロットにデータの第1部分および第2部分を送信するべきかを示す第1送信スロット割当と第2送信スロット割当を受信する。送信ノードは送信するデータを2つの部分に分割し、スケジュールに従って両方のネットワークを通して各部分の送信を行う。
【選択図】図4B
Description
[0001]本開示は、通信ネットワークに関し、さらに詳細には、通信ネットワークにおけるデータパケット送信に関する。
[0002]いくつかのネットワーク環境においては、共有媒体を通して通信する複数の相互運用可能なノードが他のノードの存在を検出するとき、通信ネットワークが形成され得る。係るネットワークの1例は、同軸ケーブル・マルチメディア協会(「MoCA」:Multimediaover Coax Alliance)のMAC/PHY規格に準拠して動作するネットワークである。このネットワークにおいては、ノードは「クライアント」として機能し得る。クライアントノードは、「スレーブノード」と称されることもある点に注意すべきである。クライアントノードに加えて、係るネットワークは、少なくとも1つの「ネットワークコーディネータノード」(NC:NetworkCoordinator node)も含む。NCは、「マスターノード」または「ネットワークコントローラノード」と称されることもある点に注意すべきである。ネットワークは、通常、単一のNCおよび任意の個数のクライアントノードを有する。NCは、ビーコン、メディアアクセスプラン(「MAP」:MediaAccess Plan)およびネットワークを管理するための他の制御情報を送信し得る。
[0003]ネットワーク帯域幅を割り当てるシステムを確立するため、NCは、ネットワーク上で通信が実行される時間をスケジュール設定する。NCは、スケジュールをMAPにおいて各クライアントに伝達する。各MAPは、情報のパケットである。1つのMAPが、各「MAPサイクル」においてNCにより送られる。図1は、MAP201およびMAP202とMAPサイクル203およびMAPサイクル205との関係を示すタイミング図である。MAPサイクル205は、先に送信されたMAP201の制御下にあるチャンネルを使用する通信アクティビティとして定義される。したがって、MAP201が、次のMAPサイクル205(図1に係る「次のMAPサイクル」205一つだけ示される)に対する通信アクティビティの全部をスケジュール設定する。次のMAP202は、先のMAP201のスケジュール制御下にある次のMAPサイクル205の間に送信される点に注意すべきである。したがって、MAP201およびMAP202は、次のMAPサイクル205において送信されることになる各パケットに対する以下の情報、i)パケット開始時間、ii)パケット長、iii)ソースノード、およびiv)デスティネーションノード(単数または複数)を決定する。パケット開始時間と、その開始時間において送信されることになるパケットのパケット長と、そのパケットに対するソースノードおよびデスティネーションノードとの組合せは、本明細書において「送信スロット割当」と称される。
[0004]MAP201およびMAP202がスケジュール設定を担当する1つの特定種類のパケットは、予約要求(RR:reservationrequest)207、予約要求209、および予約要求211である。第1のRR207に始まり最終のRR209に終わる係る6つのRRが、図1の第1のMAPサイクル203に示されている。1つのRR211が第2のMAPサイクル205に示されている。クライアントノードが送信を希望するパケットをクライアントノードが有することを示し、したがって、クライアントノードがこれらのパケットを送信できる後続のMAPサイクル内の時間をNCがスケジュール設定することを要求するために、RR207、RR209、およびRR211はクライアントノードにより送信される。したがって、クライアントノードが送信すべき情報を有する場合、クライアントノードは、クライアントノードがRR207、RR209、およびRR211を送信できる時間をNCが割り当てるのを最初に待つ必要がある。一度、クライアントノードがRR207、RR209、およびRR211を送信できる時間を、NCが割り当てれば、クライアントノードは、割り当てられた時間(すなわち、MAP201およびMAP202により示される、パケット開始時間におけるパケット長の期間)において、RR207、RR209、およびRR211をNCへと伝達することができる。いくつかのシステム(図示せず)においては、直交周波数分割多元接続(OFDMA:OrthogonalFrequency Division Multiple Access)方式を使用することができる。係るOFDMA方式においては、各RRは別個のサブキャリア上で変調され、同一の送信スロットにおいて送信される。
[0005]RR207、RR209、およびRR211は、クライアントノードが送信を希望するパケットを有することをクライアントノードがNCに伝達することを可能にする。さらにRR207、RR209、およびRR211は、これらのデータパケットに対する、関連するデスティネーションノード(単数または複数)、パケット長、パケット優先度、その他を示す。NCは、この情報を使用して、クライアントノードが送信を希望するこれらの追加のデータパケットをクライアントノードが送信できる追加の時間をスケジュール設定する。次にNCは、次のMAPサイクル205に対する送信スロット割当を有するMAP201を生成し送信することにより、そのスケジュールを伝達する。
[0006]MoCAネットワークおよびイーサネットベースのネットワーク等のネットワークにおいては、より大きい帯域幅の必要性が増大しつつある。しかし係るネットワークは、一般に、有限の帯域幅を有する物理チャンネルから構成される。例えば、MoCAネットワークの各物理チャンネルは、およそ100MHzの帯域幅を有する。イーサネットベースのネットワークの帯域幅を大きくする1つの方法は、チャネルボンディングまたはリンクアグリゲーションによるものである。このチャネルボンディングまたはリンクアグリゲーションにおいては、複数のイーサネットのネットワークケーブルおよび/またはポートが並列に組み合わされることにより、任意の単一のケーブルまたはポートの限界を超えてスループットがより大きくなり、その結果、冗長性および利用性(すなわち、信頼性)がより高くなる。しかし、チャンネルボンディングの既知の方法は、データが均等に分配されるようトラフィックを複数のチャンネルに負荷分散する点で、困難に遭遇する。
[0007]本開示の方法および装置の1つの実施形態において、クライアントノードはデータパケットを受信する。クライアントノードは、受信したデータパケットを組合せ(つまりデータを「集約」し)、複数の「データ集合体」を形成する。次にクライアントノードは、予約要求(「RR」)を送信する。このRRにおいて、クライアントノードは、クライアントノードがネットワーク内の他のクライアントノードに送信することができる時間をスケジュール設定するようネットワークコーディネータ(NC)に要求する。その要求に応答して、クライアントノードは、第1送信スロット割当と第2送信スロット割当とを受信する。第1送信スロット割当は、第1ネットワーク上のMAPサイクル内のどのタイムスロット(すなわち「送信スロット」)にデータの第1部分を送信するべきかを示し、第2送信スロット割当は、第2ネットワーク上のMAPサイクル内のどの送信スロットにデータの第2部分を送信すべきかを示す。次に本システムは、データを、第1ネットワークの第1割り当てられた送信スロットと、第2ネットワークの第2割り当てられた送信スロットとの間で分割し、第1ネットワーク上および第2ネットワーク上のこられの送信スロットにデータを送信する。
[0015]本開示の方法および装置の1つの実施形態において、ネットワークは、パケットを2つの異なるネットワーク上の2つのチャンネルの間に分割することにより、チャンネルボンディングを用いてデータパケットを送信する。
[0016]図2は、本開示の方法および装置の1つの実施形態に係るネットワーク10を示すブロック図である。ネットワーク10は、ネットワークコーディネータ(NC)12およびクライアントノード13〜15を含む。本開示の方法および装置の1つの実施形態において、ネットワーク10はホームネットワークである。ノード12〜15のそれぞれ(NCおよび全クライアントノードの両方を含む)は家庭の娯楽装置に統合される、含まれる、または接続されている。係る娯楽装置のそれぞれは、データを伝達することにより、他の娯楽装置に対するメッセージを形成する能力を有する。係る娯楽装置の例は、セットトップボックス、デジタルビデオレコーダ(「DVR」:digitalvideo recorder)、コンピュータ、テレビ、ルータ、その他を含むが、これらに限定しない。ノード12〜15はネットワーク媒体16に接続され、そのネットワーク媒体16を通してデータが送信される。本開示の方法および装置の1つの実施形態において、ネットワーク媒体16は同軸ケーブルである。しかし、ネットワーク媒体16は、装置が他の装置と相互に通信することを可能にさせる有線媒体または無線媒体を含む他の任意の種類の媒体または設備であり得る。本開示の方法および装置の1つの実施形態において、ネットワーク10は、ネットワーク上の任意のノードがネットワーク上の他の任意のノードと任意の方向で直接通信することが可能である完全なメッシュ型ネットワークである。
[0017]本開示の方法および装置の1つの実施形態において、ネットワーク10は、同軸ケーブル・マルチメディア協会のMAC/PHY規格v.1.0(以下「MoCA1.0」)の工業規格により確立される許容可能な周波数内のネットワークとして動作する。MoCA1.0の周波数範囲は、875MHz〜1500MHzである。これらのチャンネルは、25MHzまたは50MHzのいずれかの周波数間隔で存在する。したがって、875MHzの、900MHzの、925MHzの、および、それ以後同様にして、1000MHzに至るまでの中心周波数を有するチャンネルが存在する。次に、その周波数は1150MHzに飛び、1150MHz以後は50MHz間隔で1500MHzにまで至る。チャンネルの中心周波数は、1150MHz、1200MHz等、1500MHzにまで至る。図2の例において、ネットワーク10は、チャンネル900MHz(MoCA仕様において、チャンネルB1と称される)で動作する。NCおよび複数のクライアントノードを有する第2ネットワークは、異なる周波数で動作する。
[0018]1つの特定の例において、第2ネットワークは、1200MHz(MoCA仕様において、チャンネルチャンネルD2と称される)で動作する。しかし、2つの任意の利用可能なチャンネルを用いることができる。ノード12〜15は、同時に、2つ以上のネットワークの一部となることができる。これらすべてのネットワークは同一バスでまたはバックボーンを通してデータを送信するが、各ネットワークは異なる周波数で動作する。本開示の方法および装置の1つの実施形態において、1つのノード12は、少なくとも2つのネットワークにおいてNCとして機能する。ノード12は、異なるネットワークに共通する唯一のノードであり得る。本開示の方法および装置の1つの実施形態において、第1ネットワークおよび第2ネットワークの両方に対して同時に共通しないノードが少なくとも1つ存在する。本開示の方法および装置の1つの実施形態において、2つ以上のネットワークに対して共通する各ノードは、そのノードがメンバとなる(すなわち、そのノードがデータを送信することができる)各ネットワークに対して別個のネットワーク集積回路チップ/プロセッサを有する。
[0019]図3は、本開示の方法および装置の1つの実施形態に係るノード21のブロック図である。ノード21は、図2に示すノード12等のNCとして、または図2のノード13〜15等のクライアントノードとして、機能し得る。ノード21は、プロセッサ20、送受信器27、およびメモリ22を備える。プロセッサ20は、任意の種類の、汎用のまたは特定用途のプロセッサである。送受信器27は、データを送信および受信することができる任意の装置であり得る。メモリ22は、プロセッサ20により実行される命令と、情報とを記憶する。メモリ22は、ランダムアクセスメモリ(「RAM」:randomaccess memory)、リードオンリーメモリ(「ROM」:read onlymemory)、磁気ディスクまたは光ディスク等の静的記憶装置、または他の任意の種類のコンピュータ可読媒体の、任意の組合せを含み得る。
[0020]コンピュータ可読媒体は、プロセッサ20によりアクセス可能である利用可能な任意の媒体であり得、揮発性媒体および不揮発性媒体と、可換媒体および非可換媒体と、通信媒体とを含む。通信媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または搬送波もしくは他の伝達機構等の変調されたデータ信号内に他のデータを含み得、任意の情報配信媒体を含む。
[0021]本開示の方法および装置の1つの実施形態において、メモリ22は、プロセッサ20により実行されるときに機能を提供するソフトウェアモジュールを記憶する。ソフトウェアモジュールは、オペレーティングシステム24、MoCAモジュール25、およびチャンネルボンディングモジュール26を含む。これらのモジュールの機能は、図3ではソフトウェアとして示されているが、他の実施形態においては、ハードウェアまたはソフトウェアの任意の組合せで実装され得る。
[0022]本開示の方法および装置の1つの実施形態においては、オペレーティングシステム24は、プロセッサ20が、送受信器27およびメモリ22の制御を含む、ノード21を動作させることを可能にする機能を提供し、MoCAモジュール25は、ノード21が1つまたは複数のMoCA規格にしたがって動作することを可能にする機能を提供する。本開示の方法および装置の1つの実施形態において、チャンネルボンディングモジュール26は、以下でさらに詳細に説明するように、パケットを2つ以上のチャンネルを通して分配および送信することにより、チャンネルボンディングを実行する。
[0023]本開示の方法および装置の1つの実施形態において、ノード21は、単一の場所に複数の受信器/送信機を備えることにより、複数のチャンネル/ネットワークを通してデータを送信または受信することができる。プロセッサ20等の単一の物理的プロセッサは、3つ以上のチャンネル上で同時に機能するよう分割されてもよく、または1つがマスターとして機能し他(単数または複数)がスレーブとして機能する、3つ以上のプロセッサから構成されてもよい。各プロセッサはそのチャンネルでパケット処理を実行し、マスタープロセッサが最終的な集成を行ってもよい。他の実施形態においては、ノード21は、ノード21が動作する各チャンネルに対して別個の物理的プロセッサを備え得る。上記で開示した各チャンネルは、NCを含むネットワークを形成し、固有の周波数で送信および受信を実行する。
[0024]上述のように、ノードには、一般に、MAPサイクルと称される、フレーミング構造における所定の長さの、1つまたは複数の送信スロットが割り当てられ、このMAPサイクルには、複数の送信スロットが含まれる。全ノードは、ネットワークNCによりブロードキャストされるMAPにより、同期される。MAPは、MoCA1.0工業規格に記述されるように、いつ各ノードが送信を許可されるかを明確にするためにNCにより送信されるメッセージである。
[0025]本開示の方法および装置の1つの実施形態において、ノード21はNCとして活動し、チャンネルボンディングにより、2つのチャンネル上でのデータ送信をスケジュール設定する。ノード21は、適用された際に、2つ以上のチャンネル上で均等にデータを分割する方法を決定する。
[0026]図4Aは、NC12における、データ送信要求(DTR:datatransmission request)キュー30を示す図である。NC12が全ノードから受信したデータ送信要求(DTR)A〜Nは、DRTキュー30にロードされる。MoCA1.0工業規格に準拠して動作する本開示の方法および装置の1つの実施形態にしたがうクライアントノード21からの1つの予約要求(RR)において、17個までのDTRがNC12に送信され得る。RRは、以下でさらに詳細に説明されるように、MAPサイクル内においてスケジュール設定される。
[0027]DTRキュー30は、複数のサブキューに分割される。1つの係るサブキューは、音声パケット等の重要なデータのための保証されたサービス品質(「QoS」:qualityof service)のキュー31である。QOSキュー31にロードされたA〜CのDTRは、最優先度を受ける。他のサブキューに、高優先度のキュー32がある。D〜GのDTRは、2番目に高い優先度を獲得する。さらに他のDTRとして、中程度の優先度のキュー33、および低い優先度のキュー34がある。H〜JのDTRは、3番目に高い優先度を得、K〜NのDTRは最も低い優先度を得る。
[0028]A〜Nの各DTRは、送信ノードから受信ノードへと送信されるデータに関連する。1つの実施形態において、データパケットは集約され、送信ノードから受信ノードへと送信される。集約されたデータパケットの集合は、簡略のために、本明細書において「データ集合体」と称される。本開示の方法および装置の機能を説明するために、図4Aは、異なる相対長さを有するものとして、A〜Nの各DTRを示す。なお、この長さは、関連するデータを送信するのに要する時間量を示すものである。しかし、サブキュー31〜34の内容は、データ量を示すDTRにすぎないことを理解すべきである。したがって、キューにおける各DTRは、関連するデータの長さに対する長さで示されているが、その長さはほぼ同じである。1つの実施形態においては、データ量は、データを送信するに要する時間量により示される。しかし、他の実施形態においては、データ量は、送信される符号の個数、データのビット数、または送信される情報の実際量を示す他の任意の量により示される。1つの実施形態において、データ量は、任意のオーバーヘッドデータならびにペイロードデータを含む。しかし、1つの代替的な実施形態においては、データ量はペイロードのみを含む。さらに他の実施形態においては、データ量はペイロードと、オーバーヘッドの一部とを含む。
[0029]低い優先度のキュー34はレガシーパケット(または「非チャンネルボンディングパケット」)を送信するための、MおよびNのDTRを含む。非チャネルボンディングパケットとは、チャンネルボンディングをサポートしないノード(例えば、2つのチャンネルの間で通信できないMoCA1.0ノード)から送信される、または係るノードへと送信されるパケットである。MおよびNのDTRと関連するレガシーデータパケットは、単一のパケットまたは複数パケットの集合体であり得る。各DTRは、データと関連し、そのデータを受信することになるノードを特定する。1つの実施形態において、キュー30内の一つのA〜NのDTRに関連する各集合体における全パケットは、同一の受信ノードに送信される。
[0030]図4Bは、1つのMAPサイクル内の各送信要求に割り当てられた送信スロットの1例である。チャンネルボンディングを用いないネットワークにおいて、DTRが受信されキュー30にロードされる全データパケットは、図4Bに示すように、単一チャンネル40を通して送信されるよう、割り当てられスケジュール設定される。1つの実施形態において、各送信ノードは、送信ノードが送信すべきデータ集合体のそれぞれに対するDTRを送信する。あるいは、DTRは単一パケットのデータに関連し得る。NC12はDTRを受信し、それらDTRを適切なサブキュー31〜34にロードする。DTRは、DTRに関連するデータの優先度を示す情報にしたがって、サブキュー31〜34へとロードされる。優先情報はDTR内に直接提供されている。DTRがサブキュー31〜34にロードされると、それに応答して、NC12は、単一のスケジュール設定期間すなわち「MAPサイクル」の間に可能な限りの量のデータの送信をスケジュール設定する。
[0031]単一チャンネルのネットワークにおいて、チャンネル40で示すように、MAPサイクルは、(1)1組の予約要求の各々が224個のOFDMAサブキャリア41a〜41dのうちの1つのOFDMAサブキャリアに乗せて送信される1組の予約要求(「RR」)41と、(2)最優先のキュー31におけるA、B、およびCのDTRに関連する集合体に始まり、最低優先度のキュー34におけるK、L、M、およびNのDTRに関連する集合体に至る、連続した順序の集合体と、(3)MAPヘッダ42と、(4)アドミッション制御フレーム(「ACF」:admissioncontrol frame)43と、のそれぞれに対する送信スロットを含む。
[0032]MoCA1.0規格によると、MAPサイクルは所定の長さであり、MAPヘッダ42およびACF43は、MAPサイクル内の特定時間において発生することになっている。したがって、図4Bに示すように、FおよびHのDTRに関連する集合体は、2つのフラグメントに分割され、FのDTRに関連する2つのフラグメントのうちの1つはMAPヘッダ42の送信の前に送られ、FのDTRに関連する他のフラグメントは、MAP202ヘッダ42の後に送られる。同様に、HのDTRに関連するデータは、2つのフラグメントに分割され、1つのフラグメントはACF43の送信前に、他のフラグメントはACF43の送信後に送信される。
[0033]各MAPサイクルは制限された存続時間を有するため、キュー34におけるL、M、およびNのDTRに関連する最低優先度の集合体は、単一チャンネル40に示されるMAPサイクル内に収まることができない。したがって、これらの要求は取り残され、これらに関連する集合体は後続のMAPサイクルにおいて送信されることとなる。
[0034]単一チャンネル40に示されるスケジュール設定とは対照的に、本開示の方法および装置の1つの実施形態は、
(1)1つの送信ノードが2つのチャンネルを使用して1つの受信ノードへとデータを提供する構成、
(2)2つの送信ノードが2つのチャンネルを使用して1つの受信ノードへとデータを提供する構成、
(3)1つの送信ノードが2つのチャンネルを使用して2つの受信ノードへとデータを提供する構成、
のうちの1つまたは複数の構成で少なくとも2つのチャンネルに対してチャンネルボンディングを行う。2つの「ボンディング」されたチャンネルは、「主要」チャンネル50および「拡張」チャンネル52と称され得る。しかし、2つのチャンネル50および52のいずれもが主要チャンネルとなり得る。さらに、本明細書において提供される説明のほとんどは2つのボンディングされたチャンネルの使用を考慮するものであるが、本開示の方法および装置によれば3つ以上のボンディングされたチャンネルを有することが可能であることを当業者は理解するであろう。
(1)1つの送信ノードが2つのチャンネルを使用して1つの受信ノードへとデータを提供する構成、
(2)2つの送信ノードが2つのチャンネルを使用して1つの受信ノードへとデータを提供する構成、
(3)1つの送信ノードが2つのチャンネルを使用して2つの受信ノードへとデータを提供する構成、
のうちの1つまたは複数の構成で少なくとも2つのチャンネルに対してチャンネルボンディングを行う。2つの「ボンディング」されたチャンネルは、「主要」チャンネル50および「拡張」チャンネル52と称され得る。しかし、2つのチャンネル50および52のいずれもが主要チャンネルとなり得る。さらに、本明細書において提供される説明のほとんどは2つのボンディングされたチャンネルの使用を考慮するものであるが、本開示の方法および装置によれば3つ以上のボンディングされたチャンネルを有することが可能であることを当業者は理解するであろう。
[0035]本開示のチャンネルボンディングの方法および装置は、各チャンネルの物理層に対して、最小限の変化を要求するか、またはまったく変化を要求しない。むしろ、変化は、メディアクセス制御(「MAC」:MediaAccess Control)層に対してなされる。本開示の方法および装置のすべての実施形態において、少なくとも1つの送信ノードと、少なくとも1つの受信ノードと、NCとが存在する。NCは、送信ノード、受信ノード、または送信ノードでも受信ノードでもないノードであり得る。しかし、NCは、チャンネルがボンディングされる全ネットワークのメンバでなければならない。
[0036]本開示の方法および装置の1つの実施形態において、クライアントノード21は、2つ以上の所定の最小送信スロットを必要とするそのキューを2つの部分に分割する。各部分は、2つのチャンネルのうちの異なるチャンネル、すなわち主要チャンネル50および拡張チャンネル52を通して送信される。各DTRに関連するデータは、各部分が送信される、2つのチャンネルのうちのそれぞれ1つのチャンネル全体で各部分が等しい送信時間を要求するよう、分割される。この実施形態においては、単一の送信機は2つのチャンネルを同時に使用して、1つの受信器にデータを送信する。チャンネル50およびチャンネル52のそれぞれは、異なるネットワーク上にある。各ネットワークは、各ネットワークのNCを有する。ノード21は両方のネットワークを通して送信を行う。2つのNCは、物理的には同一のノードに位置する。
[0037]ノード21は、両方のチャンネル上において送信スロットを要求するDTRを生成する。このDTRは、主要チャンネル上50で送信されるデータの部分を送信するに十分な長さの存続期間を有する主要チャンネル50を通して送信スロットを要求する。このデータは、各チャンネルを通して同一の送信時間を要する部分へと分割されるので、主要チャンネル50を通して送信するに要する時間は、拡張チャンネル52を通して送信するに要する時間と同一になるであろう。
[0038]データが、同時に送信を行う2つのチャンネル上に分割されることを示すビットが設定される。それに応答して、主要チャンネルのNCは、主要チャンネルをスケジュール設定し、ほぼ同時期に開始しほぼ同時期に終了する、2つのチャンネルにおける2つの等しい存続期間に対して、スケジュールを拡張チャンネル内にデュプリケート(duplicate)する。
[0039]リンク制御パケットもほぼ同時に開始し、ほぼ同時に終了する。NCは、キュー34におけるMおよびNのDTRに関連するパケット等のレガシーパケット、またはキュー32におけるDのDTRに関連するパケット等の、最小存続期間よりも短い送信スロット、およびACF43スロットを要求するパケットを除いて、データおよび制御パケット/集合体に対して、スケジュールを主要チャンネルおよび拡張チャンネルの両方にデュプリケートする。したがって、NC12は、2つのチャンネルに対して、2つのほぼ同等なMAPを送る。しかし、(1)RR41と、(2)レガシー集合体MおよびNと、(3)最小送信スロットよりも小さいサイズを要求するパケットDと、(4)ACFスロット43は、主要チャンネル50を通してのみ送られる。
[0040]図4Bに示すように、最小の送信スロットよりも大きいサイズを必要とするDTRに関連するデータは、等しい送信時間を必要とする2つの部分へと均等に分割される。これらの2つの部分は併発的に主要チャンネル50全体および拡張チャンネル52全体に送信される。次にこれらの2つの部分は受信ノードにより同一の送信スロットにおいて受信され、そこにおいて、即ち2つの部分が組み合わされて元の集合体が回復される。したがって、受信ノードにおいては、最小のバッファが必要となる。
[0041]他の実施形態においては、送信ノードが均等分割を行うのではなく、NCがデータを分割するタスクを実行する。この実施形態において、クライアントノードは、均等分割された部分を送信するに必要な時間量のみを要求するのではなく、主要チャンネルを通して集合体全体を送る要求とともにDTRを送る。次にNCは各DTRに対していかにデータを分割するかを計算し、2つのMAP(すなわち、主要チャンネルに対するMAPおよび拡張チャンネルに対するMAP)内のDTRに割り当てられた送信スロットを特定する。主要チャンネルにおけるMAPは、主要チャンネルに割り当てられた送信スロットを特定し、拡張チャンネルにおける送信スロットは、拡張チャンネルに割り当てられた送信スロットを特定する。送信が2つのチャンネルの間で分割される場合、2つの割り当てられた送信スロットは、ほぼ同時期に開始し、ほぼ同時期に終了する。2つのチャンネルにおけるリンク制御パケットの送信も、ほぼ同時期に開始し、ほぼ同時期に終了する。次に主要チャンネル50に対するMAPは、図4Bに示すようにレガシー集合体、最小存続期間パケット、およびACFスロットの送信を除いては、拡張チャンネル52に対するMAPとほぼ同一となり得る。
[0042]図5は、本開示の方法および装置の1つの実施形態に係る調節分割を有するチャンネルボンディングを示す。この実施形態においては、図4Bに示すように各個別DTRを均等に且つ独立に分割するのではなく、NC12は、1つのDTRの他のDTRへの分割を調整する。この実施形態において、パケットのうちの1つを送信するに要する時間量が最小存続期間よりも長い場合、単一のパケットに対するまたはパケットの集合体に対する各DTRは、均等にまたは非均等に、2つのチャンネルの間で分割され得る。クライアントノードは、主要チャンネル全体上の送信に対するDTRを含む予約要求を送信する。図5に示すように、集合体Aおよび集合体Bに関連するDTRは、同一のソースノードから、同一のデスティネーションノードへと送られる。NC12は、より長い集合体Bを2つの集合体B1および集合体B2へと分割する。集合体B1は主要チャンネル60上においてスケジュール設定され、集合体B2は拡張チャンネル62上においてスケジュール設定される。NC12は、集合体B1の送信期間が、集合体B2と集合体Aとの間にあるインターフレームギャップ(IFG:Inter−FrameGap)63を含む、集合体B2の存続期間と集合体Aの存続期間との合計と等しくなるよう、拡張チャンネル62上の集合体Aの送信もスケジュール設定する。したがって、NCはより長い存続期間の要求Bを、B1の存続期間=Aの存続期間+IFG+B2の存続期間となるよう、分割して、それにしたがって、それぞれの送信をスケジュール設定する。
[0043]他の実施形態において、単一の送信器が、2つのチャンネルを同時に使用して、2つの異なる受信器へとデータを送信する。図5において開示された調整分割と同様に、NC12は同一ソースからの集合体Aおよび集合体Bの送信を調整するが、2つの異なるデスティネーションへと送信する。さらに、NC12は、送信ノードが最大出力を用いて集合体を送信するよう、送信出力を調整する。
[0044]他の実施形態において、2つの送信器が、2つのチャンネルを同時に使用して、1つの受信器へとデータを送信する。単一の送信器が単一の受信器に対して送信する実施形態と同様に、データは、図4に開示されるようにデータを均等分割することにより、または図5に示すような調整分割により、チャンネルボンディングを用いて送信され得る。図5に示す例で、集合体Aおよび集合体Bは、同一デスティネーションに送信されなければならないが、同一のソースまたは異なるソースから送信されてもよい。さらに、この実施形態において、NC12は、受信出力がほぼ等しくなるよう、各送信ノードからの送信出力を調整する。
[0045]図6は、複数のチャンネルを通してパケットを送信する際の、本開示の方法および装置の1つの実施形態に係る図3に示すノード21の機能を示すフローチャートである。本開示の方法および装置の1つの実施形態において、図6に示す機能はソフトウェアにより実装される。このソフトウェアはコンピュータ可読媒体に記憶され、プロセッサにより実行される。他の実施形態において、これらの機能は、ハードウェアにより実行される。係るハードウェアは、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(「ASIC」:applicationspecific integrated circuit)、プログラマブルゲートアレイ(「PGA」:programmable gate array)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(「FPGA」:fieldprogrammable gate array)、その他を含み得る。さらに他の実施形態においては、機能はハードウェアおよびソフトウェアの組合せにより実行される。
[0046]602において、送信側クライアントノードは、同一ネットワーク内の1つまたは複数の受信側クライアントノードに送信される複数のパケットを特定する。係るパケットは、通常、送信側クライアントノードに接続されたデバイスから、または送信側クライアントノードを内蔵する他のデバイスから、送信側クライアントノードにより受信される。係る他のデバイスは、デジタルビデオレコーダ、テレビ、コンピュータ、セットトップボックス、メディアサーバ、その他を含む。1つの実施形態において、これらのパケットは集約されて、優先度およびデスティネーションにより集合体を形成する。
[0047]604において、送信ノードは主要チャンネルのRC12へRRを送信する。RRは、各集合体と関連する1つのDTRを含む。各DTRは、主要チャンネルを通して集合体を送信するのに要する時間量を示す。
[0048]それに応答して、606において、NC12は、主要チャンネルおよび拡張チャンネルの両方に対するMAP内の送信スロットを、次のMAPサイクル内に収まる可能な限り多くの集合体へと割り当てる。1つの実施形態においては、確実に集合体が均等に2つのチャンネルの間で分割されるよう、送信スロットの割当がなされる。あるいは、上述のように、帯域幅の最も効果的な使用がMAPにより制御され得るよう、送信スロットの割当がなされる。各DTRは、関連する集合体が主要チャンネルと拡張チャンネルとの間で分割されるかどうか、それによって、2つのチャンネルにおける送信スロット割当が同等であるかどうかを示す。本開示の方法および装置の1つの実施形態において、クライアントノードはRRを送信する前に分割を行うことはない。他の実施形態においては、NCは、チャンネルの間で集合体を分割する方法を決定する。
[0049]608において、これらの集合体は主要チャンネルまたは拡張チャンネルを通して送信される。主要チャンネルまたは拡張チャンネルを通す送信は、ほぼ同時期に開始し、ほぼ同時期に終了する。
[0050]いくつかの実施形態が本明細書において特に図示および/または説明されてきた。しかし、本開示の実施形態の変更例および変形例は上記の教示に含まれるものであり、本発明の趣旨および意図する範囲から逸脱することなく、添付の請求項の範囲内にある。
Claims (41)
- MoCA1.0工業規格により規定された異なる周波数チャンネルにて動作する異なるネットワーク間のチャンネルボンディングを使用してデータを送信するクライアントノードに実装される方法であって、
a)前記異なるネットワークのうちの第1ネットワークおよび第2ネットワークの両方のメンバである前記クライアントノードからデータ送信要求を送信するステップと、
b)前記第1ネットワーク上の第1送信スロット割当と前記第2ネットワーク上の第2送信スロット割当とを前記クライアントノードにおいて受信するステップと、
c)送信されるデータを、第1部分および第2部分に分割するステップと、
d)前記割り当てられた第1送信スロット中に前記第1部分を前記クライアントノードから送信し、前記割り当てられた第2送信スロット中に前記第2部分を前記クライアントノードから送信するステップと、
を含み、
前記第1ネットワークは、相互に通信可能な第1組のノードを含み、
前記第2ネットワークは、相互に通信可能な第2組のノードを含み、
前記第1組のノードおよび前記第2組のノードの両方に共通しないノードが少なくとも1つ存在する、方法。 - 前記割り当てられた第1送信スロットおよび前記割り当てられた第2送信スロットは、ほぼ同時期に開始し、ほぼ同時期に終了する、請求項1に記載の方法。
- 前記データ送信要求は、前記第1ネットワーク上および前記第2ネットワーク上の送信スロットの割り当てを担当するネットワークコーディネータに送信される、請求項1に記載の方法。
- 前記ネットワークコーディネータは、割り当てられた送信スロットの間でどのようにデータを分けるかを決定することをさらに担当する、請求項3に記載の方法。
- 前記分割するステップは、前記第1ネットワークと前記第2ネットワークとの間でほぼ均等に前記データを分けることを含む、請求項1に記載の方法。
- a)前記送信されるデータは第1データ集合体および第2データ集合体を含み、
b)前記分割するステップは、前記第2データ集合体を第1部分および第2部分へと分けることを含み、
c)前記第1部分を送信するに要する時間量は、前記第1データ集合体を送信するに要する時間量と、インターフレームギャップにより占められる時間量と、前記第2部分を送信するに要する時間量との合計にほぼ等しい、
請求項1に記載の方法。 - 前記分割するステップは、前記クライアントノードにより実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1送信スロット割当及び前記第2送信スロット割当は、前記第1ネットワーク及び前記第2ネットワークのコーディネータノードにより特定される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1送信スロット割当は、主要チャンネルを通して送信するための割当である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1ネットワーク及び前記第2のネットワークのコーディネータノードは、前記主要チャンネル上の送信スロットに対して作られた要求を、拡張チャンネル上の追加的な送信スロットに対する要求として使用する、請求項9に記載の方法。
- 前記第1ネットワークは、同軸ケーブル・マルチメディア協会(MoCA)工業規格に準拠する、請求項1に記載の方法。
- 前記データ送信要求は、前記MoCA工業規格にしたがう予約要求要素である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1送信スロットおよび前記第2送信スロットは、ほぼ同時期に開始し、ほぼ同時期に終了する、請求項1に記載の方法。
- 前記データ集合体は、集約されることになるパケットの優先度およびデスティネーションに基づいて形成される、請求項6に記載の方法。
- MoCA1.0工業規格により規定された異なる周波数チャンネルにて動作する異なるネットワーク間のチャンネルボンディングを使用してデータを送信するクライアントノードに送信スロットを割り当てるネットワークコーディネータに実装される方法であって、
a)第1データ送信要求を前記クライアントノードから受信するステップと、
b)少なくとも、第1ネットワーク上の1つの第1送信スロット割当と第2ネットワーク上の第2送信スロット割当とを、前記クライアントノードに送信するステップと、
を含み、
前記第1ネットワークは、相互に通信可能な第1組のノードを含み、
前記第2ネットワークは、相互に通信可能な第2組のノードを含み、
前記第1組のノードおよび前記第2組のノードの両方に共通しないノードが少なくとも1つ存在する、方法。 - 前記第1データ送信要求に関連するデータは、前記データの第1部分が前記第1送信スロットの間に送信され、前記データの第2部分が前記第2送信スロット中に送信されるように、前記割り当てられた第1送信スロットと前記割り当てられた第2送信スロットとの間で分割される、請求項15に記載の方法。
- a)前記第1部分および前記第2部分のデータは、前記クライアントノードにより送信されるために同一の時間量を必要とし、
b)前記割り当てられた第1送信スロットおよび前記割り当てられた第2送信スロットは、ほぼ同時期に開始し、ほぼ同時期に終了する、
請求項16に記載の方法。 - a)少なくとも、第2データに関連する第2データ送信要求をクライアントノードから受信するステップをさらに含み、
b)
i)前記第2データ送信要求に関連する前記データは、前記第2送信スロット中に送信されるよう割り当てられ、
ii)前記クライアントノードが前記第1部分のデータを送信するのに要する時間量は、前記第2部分のデータを送信するに要する時間量と、インターフレームキャップの時間量と、第2データ送信要求に関連するデータを送信するに要する時間量との合計に等しい、
請求項16に記載の方法。 - MoCA1.0工業規格により規定された異なる周波数チャンネルにて動作する異なるネットワーク間のチャンネルボンディングを使用してデータを送信するクライアントノードであって、当該クライアントノードは、前記異なるネットワークのメンバであり、当該クライアントノードは、
a)メモリと、
b)前記メモリに接続され、且つ前記メモリから命令を読み取って、
i)データ送信要求を送信する機能と、
ii)少なくとも、前記異なるネットワークのうちの第1ネットワーク上の第1送信スロット割当と、前記異なるネットワークのうちの第2ネットワーク上の第2送信スロット割当とを受信する機能と、
iii)送信されるデータを少なくとも第1部分と第2部分とに分割する機能と
を実行する能力を有するプロセッサと、
c)前記プロセッサに接続され、前記プロセッサから前記第1部分および前記第2部分を受信し、且つ前記割り当てられた第1送信スロット中に前記第1部分を送信し、前記割り当てられた第2送信スロット中に前記第2部分を送信する、送信器と、
を備えており、
前記第1ネットワークは、相互に通信可能な第1組のノードを含み、
前記第2ネットワークは、相互に通信可能な第2組のノードを含み、
前記第1組のノードおよび前記第2組のノードの両方に共通しないノードが少なくとも1つ存在する、クライアントノード。 - 前記プロセッサは、
a)少なくとも、前記異なるネットワークのうちの第3ネットワーク上の第3送信スロット割当を受信する機能と、
b)前記送信されるデータを少なくとも第3部分へと分割する機能と
をさらに実行し、
前記送信器は前記第3部分を受信し、前記割り当てられた第3送信スロット中に前記第3部分を送信する、請求項19に記載のクライアントノード。 - 前記送信器は前記第1部分および前記第2部分を前記プロセッサの制御下で送信する、請求項19に記載のクライアントノード。
- MoCA1.0工業規格により規定された異なる周波数チャンネルにて動作する異なるネットワーク間のチャンネルボンディングを使用してデータを送信するクライアントノードに送信スロットを割り当てるネットワークコーディネータであって、当該ネットワークコーディネータは、前記異なるネットワークの第1ネットワークおよび第2ネットワークのメンバであり、当該ネットワークコーディネータは、
a)メモリと、
b)送受信器と、
c)前記メモリと前記送受信器とに接続されたプロセッサであり、前記送受信器により受信された情報を受信し、前記送受信器へと提供された情報を送信し、前記メモリからの命令を読み取って、
i)前記ネットワークのメンバであるクライアントノードから送信される、且つ前記クライアントノードに存在する、第1データに関連する第1データ送信要求であって、前記クライアントノードから送信される第1データの量を示す、第1データ送信要求を受信する機能と、
ii)前記第1データ送信要求に関連する前記第1データの量の第1部分を、前記第1ネットワーク上の第2送信スロットの間に送信されるよう、割り当てる機能と、
iii)前記第1データ送信要求に関連する前記第1データの量の第2部分を、前記第2ネットワーク上の第2送信スロット中に送信されるよう、割り当てる機能と、
iv)前記第1送信スロット割当および前記第2送信スロット割当を前記送受信器へと伝達する機能と、
v)前記送受信器に、前記第1ネットワーク上の前記第1送信スロット割当と、前記第2ネットワーク上の前記第2送信スロット割当とを送信させる機能と
を実行するプロセッサと
を備えており、
前記第1ネットワークは、相互に通信可能な第1組のノードを含み、
前記第2ネットワークは、相互に通信可能な第2組のノードを含み、
前記第1組のノードおよび前記第2組のノードの両方に共通しないノードが少なくとも1つ存在する、ネットワークコーディネータ。 - 前記第1部分および前記第2部分を割り当てる前記機能は、前記第1送信スロットおよび前記第2送信スロットを確実にほぼ同時期に開始させ、確実にほぼ同時期に終了させることをさらに含む、請求項22に記載のネットワークコーディネータ。
- 前記プロセッサは、前記メモリから命令を読み取って、
a)前記クライアントノードから送信される、且つ前記クライアントノードに存在する、第2データに関連する第2データ送信要求であって、前記クライアントノードから送信される前記第2データの量を示す、第2データ送信要求を受信する機能と、
b)前記第1データの第1部分とともに、前記第1送信スロット中に,
前記第1ネットワークを通して前記第2データが送信されるように割り当てる機能と
をさらに実行する、請求項22に記載のネットワークコーディネータ。 - MoCA1.0工業規格により規定された異なる周波数チャンネルにて動作する異なるネットワーク間のチャンネルボンディングを使用してデータを送信するクライアントノードに送信スロットを割り当てるネットワークコーディネータであって、当該ネットワークコーディネータは、前記異なるネットワークのうちの第1ネットワークおよび第2ネットワークのメンバであり、当該ネットワークコーディネータは、
a)メモリと、
b)送受信器と、
c)前記メモリと前記送受信器とに接続されたプロセッサであり、前記送受信器により受信された情報を受信し、前記送受信器へと提供される情報を送信し、前記メモリから命令を読み取って、
d)前記ネットワークのメンバであるクライアントノードから送信される、且つ前記クライアントノードに存在する、第1データに関連する第1データ送信要求であって、前記第1ネットワークを通して前記クライアントノードから送信される第1データの量と、前記第2ネットワークを通して前記クライアントノードへと送信される第1データの量とを示す、第1データ送信要求を受信する機能と、
e)前記第1ネットワークを通して送信される第1データの量を前記第1ネットワーク上の第1送信スロットに割り当てる機能と、
f)前記第2ネットワークを通して送信される前記第1データの量を前記第2ネットワーク上の第2送信スロットへと割り当てる機能と、
g)前記第1送信スロット割当および前記第2送信スロット割当を前記送受信器へと伝達する機能と、
i)前記送受信器に、前記第1ネットワーク上の前記第1送信スロット割当を送信すること、および前記第2ネットワーク上の前記第2送信スロット割当を送信することを行わせる機能と
を実行する、プロセッサと、
を備えており、
前記第1ネットワークは、相互に通信可能な第1組のノードを含み、
前記第2ネットワークは、相互に通信可能な第2組のノードを含み、
前記第1組のノードおよび前記第2組のノードの両方に共通しないノードが少なくとも1つ存在する、ネットワークコーディネータ。 - MoCA1.0工業規格により規定された異なる周波数チャンネルにて動作する異なるネットワーク間のチャンネルボンディングを使用してデータを送信するクライアントノードに含まれる記憶媒体であって、当該記憶媒体は命令を記憶し、該命令は、プロセッサにより実行されると、
a)予約要求を、前記異なるネットワークの第1ネットワーク及び第2ネットワークのネットワークコーディネータ(NC)へと送信することと、
b)前記第1ネットワーク上の第1送信スロット割当と、前記第2ネットワーク上の第2送信スロット割当とを受信することと、
c)前記割り当てられた第1送信スロットと、前記割り当てられた第2送信スロットとの間でデータを分割することと、
d)前記割り当てられた第1送信スロットと前記割り当てられた第2送信スロットにおいて前記データを送信することと
によって、前記プロセッサにデジタルデータの送信を実行させ、
前記第1ネットワークは、相互に通信可能な第1組のノードを含み、
前記第2ネットワークは、相互に通信可能な第2組のノードを含み、
前記第1組のノードおよび前記第2組のノードの両方に共通しないノードが少なくとも1つ存在する、記憶媒体。 - 前記命令は、さらに、前記プロセッサに、データパケットから複数のデータ集合体を形成させ、分割される前記データは前記集合体を含む、請求項26に記載の記憶媒体。
- 前記分割することは、ほぼ均等に前記データを分けることを含む、請求項26に記載の記憶媒体。
- 前記データは第1データ集合体および第2データ集合体を含み、前記分割することは、前記第2データ集合体を第1部分および第2部分へと分けることを含み、前記第1部分を送信するに要する時間は、前記第2部分を送信するに要する時間と、インターフレームギャップに占められる時間と、前記第1データ集合体を送信するに要する時間との合計にほぼ等しい、請求項26に記載の記憶媒体。
- 前記分割することは、前記クライアントノードにより実行される、請求項26に記載の記憶媒体。
- 前記第1送信スロット割当及び前記第2送信スロット割当は、前記NCにより特定される、請求項26に記載の記憶媒体。
- 前記第1送信スロットは、主要チャンネルで提供される、請求項26に記載の記憶媒体。
- 前記第1ネットワーク上の前記NCは、前記主要チャンネル上のタイムスロットに対する前記要求を用いて、拡張チャンネルにおける要求を生成する、請求項32に記載の記憶媒体。
- 前記第1ネットワークは、同軸ケーブル・マルチメディア協会の工業規格に準拠する、請求項26に記載の記憶媒体。
- 前記要求は予約要求である、請求項34に記載の記憶媒体。
- 前記第1送信スロットおよび前記第2送信スロットは、ほぼ同時期に開始し終了する、請求項26に記載の記憶媒体。
- 前記データ集合体は、各パケットに関連する優先度およびデスティネーションに基づいて形成される、請求項29に記載の記憶媒体。
- MoCA1.0工業規格により規定された異なる周波数チャンネルにて動作する異なるネットワーク間のチャンネルボンディングを使用してデータを送信するクライアントノードを有するシステムであって、
a)前記クライアントノードにおいて複数のデータパケットを受信し、前記データパケットから複数のデータ集合体を形成する手段と、
b)データ送信要求を、前記異なるネットワークの第1ネットワーク及び第2ネットワークのコーディネータノードへと送信する手段と、
c)前記要求に応答して、前記データ集合体を送信するために、前記第1ネットワーク上の第1送信スロットと、前記第2ネットワーク上の第2送信スロットとを受信する手段と、
d)前記データ集合体を前記第1送信スロットおよび前記第2送信スロットの間で分割する手段と、
e)前記第1送信スロットおよび前記第2送信スロットにおいて前記データ集合体を送信する手段と、
を含み、
前記第1ネットワークは、相互に通信可能な第1組のノードを含み、
前記第2ネットワークは、相互に通信可能な第2組のノードを含み、
前記第1組のノードおよび前記第2組のノードの両方に共通しないノードが少なくとも1つ存在する、システム。 - MoCA1.0工業規格により規定された異なる周波数チャンネルにて動作する異なるネットワーク間のチャンネルボンディングを使用してデータを送信するネットワークノードであって、
a)複数のデータパケットを受信する送受信器と、
b)前記送受信器に接続され、且つ、前記データパケットから複数のデータ集合体を形成し、前記異なるネットワークの第1ネットワーク及び第2ネットワークのネットワークコーディネータノードへとデータ送信要求を送信するチャンネルボンディングモジュールと、を備え、
c)前記チャンネルボンディングモジュールは、前記要求に応答して、前記データ集合体を送信するために、前記第1ネットワーク上の第1送信スロットと、前記第2ネットワーク上の第2送信スロットとを受信し、前記データ集合体を前記第1送信スロットと前記第2送信スロットとの間で分割し、
d)前記送受信器は、前記第1送信スロットと前記第2送信スロット上の前記データ集合体を送信し、
前記第1ネットワークは、相互に通信可能な第1組のノードを含み、
前記第2ネットワークは、相互に通信可能な第2組のノードを含み、
前記第1組のノードおよび前記第2組のノードの両方に共通しないノードが少なくとも1つ存在する、ネットワークノード。 - 前記送受信器に接続され、且つマスタープロセッサおよびスレーブプロセッサを備える、第1プロセッサをさらに備える、請求項39に記載のネットワークノード。
- 前記送受信器に接続された第1プロセッサおよび前記送受信器に接続された第2プロセッサをさらに備える、請求項39に記載のネットワークノード。
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