JP4131904B2 - スロットに基づく通信用マルチメディア・プロトコル - Google Patents

Description

【０００１】
（同時継続出願に対するクロス・レファレンス）
本出願は、１９９８年１１月２４日に出願された米国仮出願第６０／１０９、６９２号の恩典を請求する。
【０００２】
（発明の背景）
本発明は、通信システムに関する。特に、本発明は、タイム・スロットに基づくプロトコルを使用し、かつ非同期データ・サービス及び同期及び／又はアイソクロナス・データ・サービスの両者をサポートする通信システムに関する。
【０００３】
用語「マルチメディア」は、一般的に、共通プラットフォーム及びデータ・チャネルを共用するデータ、音声及び映像サービスの統合を指す。世界中のサービス・プロバイダ（ＳＰ：Ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｒｏｖｉｄｅｒ）は、加入者ベースに対するインターネット・データ・サービス、電話サービス及びテレビジョン・サービスを含む共通チャネルを介する広いサービス・アレーを提供する更に進歩したシステムを開発し続けている。これらのＳＰは、明らかな経済的な理由のために、提供する全てのサービスが共通媒体により搬送されのが好ましいとする。このような媒体は、例えば、テレビジョン・ケーブル、電話ケーブル、又は無線システムの場合におけるエア・インターフェースである。特に、新しいグローバル標準は、回線交換サービスと、例えば、「ディジタル・セルラ電気通信システム（フェーズ２＋）、総合パケット無線サービス（ＧＰＲＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＧＰＲＳラジオ・インターフェースの総合的な説明、ステージ２（ＧＳＭ ０３．６４バージョン６．０．１リリース１９９７」ＥＴＳＩ ＴＳ１０１３５０ Ｖ６．０．１（１９９８〜０８）において、例えば６章で概説されている総合パケット・ラジオ・サービス（ＧＰＲＳとの間の物理リソースの割り当てを行う無線通信共同体内で持ち上がっており、物理リソース即ち共通チャネル上の両形式のサービスを統合する要求は、大である。
【０００４】
しかしながら、音声、映像及び非リアル・タイム（ＮＲＴ）データ転送のような異なるサービスは、異なる特性及び必要条件を有するので、同一媒体上での複数サービスの統合及び提供に問題が発生する。例えば、ＮＲＴデータ転送に関連したデータは、典型的には、バーストにより通信され、かつ高度の完全性を必要とするので、１０^-12〜１０^-14領域でのビット誤りを必要条件とすることになる。しかしながら、ＮＲＴデータの通信に関連して変動する遅延は、一般的には、十分に許容し得る。明確な対照をなして、例えば、ライブ音声及びライブ映像のデータ又は音声及び映像オン・ライン再生データは、リアル・タイムが必要条件であって、一定のデータ・ストリームにより特徴付けられ、割り込み又は遅延は、重大な品質劣化を招く恐れがある。前記データ・ストリームにおける個別的なビット誤りについては、許容されるが、歪み又は軽度の劣化を招く恐れがある。
【０００５】
人は、歪みが引き続き視聴したり、見ているのをいやにする又は疲れさせてしまうまでは、音声、映像又はその組み合わせの視聴プレゼンテーションにおいてあるレベルの歪みを許容する。いくつかの場合では、情報内容を識別し続けられる能力である最尤の重要な要素により、歪みの許容度に対するしきい値が少なくとも短期間で高くなる。クリック、ポップ、雑音、歪み及び関連する音声の異常は、音声通信を不快なものにするおそれがあり、また映像ストリーム中の「スノー（ｓｎｏｗ）」又は他の異常は、映像プレゼンテーションをアピールしないものにする恐れがあるが、しかし大抵の場合の音声及び映像のデータ・ストリーム中のビット誤りによる歪みにおいて、情報内容は、概して確保されている。しかしながら、音声及び映像データ・ストリームは、時間上で厳密に同期され、例えば、特に組み合わせ音声及び映像ストリームに関して比較的に高度に相関されているので、変動する遅延は、着信データ・パケットに関連した変動する遅延は許容されず、従って、例えば、遅延は、会話において話し手及び聞き手に互に同期外れを起させ、言葉を不明確にする。音声ストリームに導入された変動する遅延は、音波のタイミング及び形状に影響するので、聞き手に認識されるもとになる。同様に、例えば、映像ストリームに導入された遅延は、映像ストリームの動きの速度に変動又は割り込み、悪い例では、受信機にフレーム同期の喪失を発生させることになる。これらの場合では、情報内容がひどく損なわれる。
【０００６】
遅延関連の異常を避けるために、音声及び映像のような同期サービスは、典型的には、回線交換接続を介して通信システムに搬送されてもよい。タイム・スロット環境において、発信源と行き先との間の特定的なリンクに対して排他的に通信媒体の一部を確保することにより、回線交換接続を確立することができる。回線交換は、常時、使用状態にあるリンクにとって魅力的であるが、しかし遅延と無関係に典型的にバーストにより典型的に転送される非同期データ・トラヒックにとって非能率的となり得る。回線交換接続上で実行される非同期通信は、データを転送していない期間において、不必要なアイドル・チャネルになる恐れがあり、従ってチャネル容量及び最終的なシステム容量が空費される。この状態を、例えば、処理すべき要求を待機している期間でデータを受信していない、又はデータを送出し、表示し、かつユーザが情報を再検討している期間でデータを受信していないインターネット・サービスのユーザを参照して、例として説明することができる。従って、この種のデータ（例えば、非同期データ）は、典型的に、パケット交換接続を介して搬送される。
【０００７】
従来技術の回線交換では、回線が回線交換通信用に一旦設定されると、回線交換接続上の後続する全てのデータ・パケットは、その接続の他端でパーティに向けられていると仮定することに注意すべきである。従って、従来技術の回線交換では、アドレスを使用していない。
【０００８】
パケット交換環境では、更に効率的な方法により、膨大な数のパケット・ユーザ間で１以上の媒体を共用することができる。例えば、インターネット・サーバのようなパケット・データ・ソースは、それが利用可能となったときはその媒体又はその一部を捕捉することができ、またその１パケット又は複数パケットに送出するのに十分な比較的に短い期間で使用することができ、それからその媒体を開放する。他のパケット・データ・ソースは、その媒体がアイドルとなるまで待機して、媒体を捕捉し、かつそれらのパケットを送出することができる。データ・パケットに関連したトラヒックのバースト特性のために、パケット交換は、通信媒体の使用が遙かに効果的となり、そして大きな効率が達成される。
【０００９】
通信システムにおけるパケット交換は、更に、統計的多重化（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により得られる利点のために、総合的な通信チャネル容量ゲインが得られる。統計的多重化は、既存の論理パケット交換チャネルが任意の空きスロット空間を捕捉できるようにする。異なる複数の論理チャネル複数のパケットは、必要とする使用可能度及び容量により駆動される同一スロットの物理チャネル上で連結される。統計的多重化を使用するシステムは、ピーク・トラヒック期間にデータ・パケットを一時的にストアできるバッファ・メモリを利用可能である。統計的多重化は、不活性チャネルによるチャネルの浪費を最小化する。統計的多重化に関連した更なる情報は、「データ通信、コンピュータ・ネットワーク及びオープン・システム」（ハルサル・アンド・フレッド（Ｈａｌｓａｌｌ ＆ Ｆｒｅｄ）、アディソン・ウェスレー（Ａｄｄｉｓｏｎ Ｗｅｓｌｅｙ）、１６０〜１６１頁、１９９５）を参照されたい。非リアル・タイム・データ転送は、典型的には、ファイル、文書、図面、写真の静止映像及び他のテキスト又は画像に基づく素材の送信を含む。最近、インターネットを介してウェブページのダウンロードは、重要なＮＲＴトラヒック・サービスになった。ＮＲＴデータは、厳密な送出必要条件を有しない。ファイルの送信には、そのファイル・サイズ及びデータ速度に従って数秒又は数分掛かることがある。送出時間の変動は、重要でない。加えて、ファイルは、複数のチャンク（ｃｈｕｎｋ）(又はパケット）により送出されてもよく、また各チャンクの送出は、個別的に処理されてもよい。受取人における唯一の必要条件は、最終的に全てのチャンクが到着することであり、かつ受取人側で元のファイルを再構築するために適正にチャンクを配置することを意味している。
【００１０】
以上でのべたように、同期リアル・タイム・データ・サービス及び非同期パケット・データ・サービスを同一媒体上で統合すると、回線交換は、非同期パケット・データ・サービスに対して非効率的であり、またパケット交換は、遅延を許容しない同期リアル・タイム・データ・サービス用には有害であるという問題が発生する。
【００１１】
従って、媒体がパケット交換接続及び回線交換接続を同時にサポートし続けられるように、同時に同一媒体上で同期及び非同期データの送出を組み合わせる方法及び装置に関する技術が評価されることになる。
【００１２】
（概要）
従って、本発明の目的は、通信システム内の同期及び非同期データの両者を適用できる通信チャネルを備えた通信システムを提供することである。
【００１３】
本発明の更なる目的は、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＦＤＭＡ及び関連する無線通信システムにおける通信チャネルを提供することである。
【００１４】
本発明の一つの特徴によれば、以上及び他の目的は、第１及び第２の通信ユニットをマスタ及びスレーブ・ユニットのように使用して、共用通信チャネル上にマルチメディア通信を確立できる通信システムに係わる方法及び装置により達成される。例えば、マスタ通信ユニットは、、第２の、即ちスレーブ通信ユニットと同期通信リンクを確立して、データ・パケットに第２の通信ユニットに関連したアドレスを含めて、同期通信リンクに関連した第１組みのタイム・スロットのうちの第１のタイム・スロットを介して第２の通信ユニットに第１のデータ・パケットを通信する。更に、付加的な「複数の組」のタイム・スロットを予約して、付加的な同期リンクを確立することができる。ここで、用語「複数の組」は、あるグループのタイム・スロットに関連した全タイム・スロットのことを云い、これらは、規則的な間隔で出現し、便宜上、まとめて「タイム・スロット」と云う。ここで、用語のタイム・スロットは、その組内の１スロットの１例を云う。
【００１５】
同期リンクを確立する際に、マスタ通信ユニットは、同期リンクに使用する１組のタイム・スロットを予約することができる。例えばセルラ・システムにおいて、他の状況では非拘束チャネルとなる時分割を達成するために、マスタ通信ユニットは、固定時間間隔により前記組に関連した複数のタイム・スロットのそれぞれを切り離すことができる。
【００１６】
前記通信システムに対して前記第２の通信ユニットを含む１以上の付加的な通信ユニットを加えることが望ましく、従って、１以上の残りのタイム・スロットを使用して、マスタ即ち第１の通信ユニットと１以上の付加的な通信ユニットとの間に、１非同期通信リンクを確立することができる。前記第１の通信ユニットから前記１以上の付加的な通信ユニットに前記非同期通信リンクに関連した前記１以上の残りのタイム・スロットのうちの第１のものを介して、前記１以上の付加的な通信ユニットのそれぞれに関連した１以上のアドレスを含む、複数のデータ・パケットを通信することができる。
【００１７】
本発明の他の実施例において、前記同期通信リンク用に予約したタイム・スロットを介して非同期データ・パケットを通信することにより、前記非同期通信リンクにより前記同期通信リンクを割り込みをする、第１の通信ユニットを構築することができる。更に、非同期リンクは、例えば、マスタ通信ユニットが残りのタイム・スロットのうちの異なるものを介して交互に送信と受信をする時分割二重リンク（Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ ｌｉｎｋ）であってもよい。前記第１の通信ユニットから付加的なユニットに、更に残りのタイム・スロットを介して、複数の非同期データ・パケットを通信することができる。マスタ即ち第１の通信ユニットは、例えば、時分割二重リンクを介して、前記非同期データ・パケットに対する応答パケットのために、前記１以上の付加的なユニットのそれぞれをポーリングすることができる。従って、付加的なユニットは、前記第１の通信ユニットからポーリングを受信し、かつ残りのタイム・スロットのうちの異なるものを介して応答パケットを送信する。
【００１８】
本発明の目的及び効果は、図面に関連させて以下の詳細な説明を読むことにより、理解される。
【００１９】
（詳細な説明）
ここで、本発明の種々の構成を図について説明し、図において同一部分は同一参照文字により表されている。
【００２０】
本発明は、長さ固定の間隔により切り離された複数のタイム・スロットを使用して、無線通信システムの状況による柔軟性のある通信チャネルを提供する。本発明によれば、本発明の実施例において、異なる周波数を使用して、各タイム・スロットに関連したデータを送出できることに注意すべきである。このような実施例を実現可能にするシステム例は、低コスト、頑丈さ、効率的な高い能力、特別な音声、及びデータの接続性を提供する「ブルーツゥース」（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）として知られた技術に見出される（エリクソン・レビュー、電気通信技術ジャーナル、１９９８年、Ｎｏ．３、ハールトセン（Ｊ．Ｃ.Ｈａａｒｔｓｅｎ)、「ブルートゥース、特別な無線相互接続性用の汎用無線インターフェース」を参照）。
【００２１】
本発明に関して、同期及び非同期データ・サービスを搬送する通信チャネル１００は、柔軟性のある通信チャネルを得るために、図１に示す本発明による等しい長さの複数のタイム・スロットに分割される。一般的に、タイム・スロット１１０の各反復により、更に１以上の受取人に関連したアドレスを含むことができるデータ・パケット１２０を送出することができる。固定間隔でタイム・スロット１１０を予約することにより、回線交換接続を確立することができる。回線交換接続により未予約のタイム・スロットは、時間上で周期的に設定及び切り離し可能な１以上のパケット交換接続により自由に使用可能とされ、その判断はパケット毎に可能である。パケット交換接続上で接続されたこれらのユニットは、典型的には、接続されている他の任意のユニットにパケット送出することができる。以上で述べたように、各タイム・スロット１１０は、ブルートゥース技術内で見出されるように、周波数ホッピング方式で個別的な周波数により送信されてもよい。
【００２２】
多くのディジタル有線及び無線通信システムは、物理インターフェースを介して、それが光ファイバ、ケーブル、エア・インターフェース等であっても、スロットに基づくプロトコルを使用する。従って、通信チャネル１００は、説明したタイム・スロット１１０のように、固定長の複数のタイム・スロットに分割されてもよく、またタイム・スロット１１０において、データ・パケット１２０は、同期データの一部、又は非同期データ・パケットとして送信されてもよい。同期チャネル上の音声又は映像データ・ストリームの場合に、データ・パケット１２０は、１ストリームのデータ・パケットのうちの一つを表すことができ、かつ転送されるべき音声又は映像情報を含むことができ、これらは、まずディジタル化され、次いで例えば、パケット・サイズ等を指定する特定のリンク・レイヤ・プロトコルに従って複数のパケットにロードされてもよく、これらのパケットは、通信チャネル１００を介し、対応するタイム・スロット１１０により個別的に送信されてもよい。非同期データ転送の場合に、例えば、ストアされたデータ・レコード、インターネット・サーバからのレコードは、そのレコードが完全に送信されるまで、トラヒック、ブロック・サイズ等に従って、複数のバーストにより転送されてもよい。大多数のパケット・プロトコルによれば、非同期パケット・データは、転送されるデータ形式に基づく誤りに関して、はるかに低い許容範囲を有することに注意することが重要である。従って、誤り訂正、及びデータ肯定応答プロトコルに従って、ある程度のパケットは、肯定応答処理に付加的な時間を必要とすること、及び再送されるパケットがシーケンスが外れていることをまず示唆する再送を必要とする可能性がある。当該技術分野に習熟する者は、同期リアル・タイム・データ・ストリームに関連したパケットのシーケンス受信外れが、そのストリームの情報内容に致命的でなければ、高度に破壊的になることを理解すべきである。しかしながら、非リアル・タイム・データ・ストリームに関連したデータが非同期的に転送されるリアル・タイム・モードのオフ・ラインで再生されるときは、このようなデータは説明したように非同期リンクにより転送されてもよい。
【００２３】
以上で述べたように、データ・パケット１２０は、例えば音声接続されに関連した同期データ・ストリームのようなものに関連されてもよい。データは、無声期間でも接続の期間全般で連続的に送信されてもよい。従って、通信チャネル１００の容量は、通常、同期接続に必要とされるものよりはるかに大きくなる。従って、一定数のタイム・スロット１１０のみが通信チャネル１００上の同期リンクを維持するために使用される必要がある。ここで図２Ａを参照すると、反復する６タイム・スロットを有するマスタ２５０とスレーブＡ２１０との間の回線交換接続例が示されており、多かれ少なかれ、使用することは可能だが、単一同期リンク用の通信チャネル部１００ａ及び１００ｂ上の６タイム・スロット１１０のうちの一つのみを使用する。通信チャネル部１００ａ及び１００ｂは、単一通信チャネル１００の部分であることに注意すべきである。更に、例えば、フレームなしプロトコルにおいて、１以上のタイム・スロットを使用して１リンクを確立できることが解る。固定時間間隔Ｔ２３０のような固定時間間隔により、このような個別的なタイム・スロットに切り離ことにより、フレーム化プロトコルにおいてしばしば「タイム・スロット」とまとめて呼ばれるいくつかの個別的なタイム・スロットを確立することができる。音声の会話のような同期２ウェイ・データ・ストリームは、マスタ２５０からのパケット２５１〜２５４、及びスレーブＡ２１０からのパケット２１１ａ〜２１４ａに圧縮することができ、それぞれ、固定時間間隔Ｔ２３０により切り離された規則的な時間で送出される。
【００２４】
同期情報用のリンクを確立するためにタイム・スロット１１０のうちの特定の１タイム・スロットの予約を異なる複数の方法により達成することができる。分散制御による通信システムの場合に、タイム・スロット１１０の予約は、関係する通信リンク１００上の全ユニットの一致により達成することができる。示していないより一般的な方法では、例えば、同期リンクを確立したいユニットは、その予約を通信チャネル１００上の全ての参加者に放送することができる。分散化された場合例では、最初に来たものは最初にサービスすること基づき、複数の予約を確立し、かつ各ユニットは、同期リンクのためにどのタイム・スロットを予約するのかを正確に知る。従って、通信チャネル１００をアクセスする新しいユニットは、既に存在するスロット予約について知らないので、問題が発生し得る。通信チャネル１００上のユニットは、例えば、１以上の同期リンク用の１以上のタイム・スロット１１０の予約に基づいて、非同期パケット・データ・リンクのような他のサービス用に残される。通常の予約に基づくシステムにおいて、例えば、通信チャネル１００は、受取人に排他的に割り付けられるので、同期リンクに送出されるデータ・パケットは、受取人のアドレス即ち識別を搬送する必要はない。しかしながら、本発明の一実施例によれば、集中制御が使用される。マスタ２５０は、例えばリンク部１００ａを介して通信チャネル１００に接続されたユニットであってもよく、一方、スレーブＡ２１０のような他の全ての参加者は、スレーブと呼ばれる。
【００２５】
マスタ２５０は、例えば、説明したように、固定間隔Ｔ２３０により切り離されたタイム・スロット１１０のうちの１タイム・スロットを介して確立された同期リンク上での送信を計画することにより、通信チャネル１００を介するトラヒックを制御する。集中制御の場合は、マスタ２５０から送出されるときにパケット・アドレスＡ２５１ａ〜Ａ２５４ａを含む必要がある。なぜならば、そうしなければ、どのタイム・スロット１１０が割り付けられるのかを全ての参加者が知る予約システムが存在しないときに、スレーブＡ２１０のような受取人は、特定のタイム・スロットを特定のスレーブに関連させることができないからである。集中制御は、スレーブＡ２１０のような単一スレーブＡ２１０と一致するだけでよいという点が有利と思われ、そのタイム・スロット１１０について、同期リンクを確立することになる。更に、通信チャネル１００上の参加者間での全般的な一致は、不必要であり、放送も要求されない。例えば、パケット２５１〜２５４内のアドレスＡ２５１ａ〜Ａ２５４ａがスレーブＡ２５０のアドレスと一致しなときは、パケット２５１〜２５４が同期接続に又は非同期接続に関係しようとも、スレーブＡ２５０は無関係である。ＥＰ−Ａ−０８２７３０８に説明されている種類のようないくつかの従来技術のシステムにおいて共用チャネル上のスロットは、「利用可能ビット速度（ＡＢＲ：Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）又は一定ビット速度（ＣＢＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）として「マーク」されることに注意すべきである。このようなシステムは、予約要求メッセージ機構を使用して複数のユニットにより、スロットを予約しなければならないという問題が存在し、またアドレスを送信しないので、予約ユニット用に定めた情報以外の任意のスロット上に、情報を送出できない。これに対して、本発明は、例えば通信チャネル１００上の複数のタイム・スロット１１０をうまく使用可能にする行き先アドレスを含む。
以上の効果に加えて、スレーブＡのアドレスを有する非同期データ・パケットを同期リンク用を意図したタイム・スロットに送出することにより、マスタ２５０とスレーブＡ２１０との間に通信チャネル１００に確立された同期リンクを任意の時間に割り込みできることを理解すべきである。マスタ２５０は、更に、任意のスレーブによる通信を割り込ませて任意の他のスレーブ・ユニットと通信することができる。このような割り込み能力は、強化したサービスを提供可能にするか、又は確立した同期リンクを介してマスタ２５０とスレーブＡ２１０との間の「背景」処理として、又は通信チャネル１００上の任意の他のスレーブに対して、非同期通信を発生可能にする。
【００２６】
既に説明したように、非同期データ、例えばインターネット・データ・トラヒックは、バースト的な特性を有することができる。同期リンクを確立するために未使用のタイム・スロット１１０を介して、非同期データを交換するために通信チャネル１００上に非同期リンクを設定することができる。図示していない集中制御を使用した更に通常的な通信システムでは、多数のユニットが同時に通信チャネル１００を捕捉するのを避けるために、ある種のリスン・ビフォア・トーク（ｌｉｓｔｅｎ−ｂｅｆｏｒｅ−ｔａｌｋ：例えば衝突回避）を使用する必要がある。以下で更に詳細に説明するように、スレーブがマスタ・ユニットに情報を返送するために、例えばポーリング方法を使用することができる。
端末ポーリング方法は、当該技術分野において一般的に知られており、例えば、複数のポーリング・フレームを１以上又は多くの端末装置に送出できるＥＰ−Ａ−０ ４９５ ６００に説明されているが、本発明でのポーリング方法の使用は、以下で説明するように、追加的な新しい機能と組み合わせて、効果が得られると共に、従来の欠点を解決する。ＥＰ−Ａ−０ ４９５ ６００、第４欄、第５７行〜第５８行に記載されているこのような欠点は、限定的なチャネル利用を含むと思われる。
本発明の他の実施例によれば、マスタ２５０に集中制御を使用して衝突を発生しないことを保証することができる。例えば、マスタ２５０が交互に送信及び受信をする時分割二重機構を使用して、このような集中制御を達成することができる。集中制御を使用して、通信システムにマスタ及び複数のスレーブ・ユニットの使用について更なる全般的な説明は、「周波数ホッピング無線ネットワークのための中央多重アクセス制御」（ＣＥＮＴＲＡＬ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＡＣＣＥＳＳ ＣＯＮＴＲＯＬ ＦＯＲ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＨＯＰＰＩＮＧ ＲＡＤＩＯ ＮＥＴＷＯＲＫＳ）と題して１９９８年１２月１５日に、ハールステン他により出願された米国特許出願第０９／２１０、５９４号に見出され、ここでは参照により組み込まれる。
【００２７】
図２Ｂに示す、説明した方法により、付加的な回線交換接続を確立できることに注意することが重要である。マスタ２５０は、付加的なタイム・スロット１１０を予約して、例えばスレーブＢ３１０と第２の同期リンクを確立することができる。スレーブＡ２１０と同期リンクを確立するのと同様の方法で、アドレス２８１ａ〜２８４ａを使用して、データ・パケット２８１〜２８４をスレーブＢ３１０に通信できる。応答において、スレーブＢ３１０は、交互にデータ・パケット２１１ｂ〜２１４ｂにより応答できる。付加的な同期リンクは、好ましくは、説明したように、干渉を避けるために同一のスロット間隔Ｔ２３０を使用する。間隔Ｔ２３０が全てのリンク上で同一に選択されていないときは、２以上のリンクの組における複数のタイム・スロットが周期的に一致する。しかしながら、この干渉が決定した方法で発生し、かつ予測され得るので、マスタ及び／又はスレーブにより適当な対策を取って同期情報の歪みを阻止することができる。付加的な同期リンクは、リターン・リンクを許容するように偶数のタイム・スロットによりスタッガ（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ:互い違い）にされる。同期リンクに使用されていない付加的なタイム・スロット１１０は、以下で更に詳細に説明する非同期リンクに使用されてもよい。加えて、任意の同期リンクは、前述した方法により、割り込みされてもよい。
【００２８】
本発明の一実施例において、「アドレス」に対する言及により、同期リンク及び非同期リンク上で使用されるパケットは、全て同一の外観を有していてもよいことに注意すべきであり、その１例を図２Ｃに示す。パケット５４０は、例えば、３エレメント、即ちプリアンブル５１０、ヘッダ５２０及びペイロード５３０を使用してアッセンブリされてもよい。プリアンブル５１０は、受取人により同期タイミング、周波数又は直流成分補償のために使用されてもよく、更にチャネル、例えば通信チャネル１００を識別する識別ラベルを含めることができる。パケット・ヘッダ５２０は、管理制御情報を含めることができ、更には、スレーブ・アドレスを含めることができる。例えば、異なる参照番号を使用してパケット２５１及び２５２に関連したアドレスＢ２５１ａ及びＢ２５２ａを説明したが、アドレスＢ２５１ａ及びアドレスＢ２５２ａは、対応するパケットの個別的なパケット・ヘッダ部分を更に適正に指示することができ、同一アドレスを都合よく含めることができる。以下、個々のパケット・ヘッダのアドレス部分及び宛先の「アドレス」は、入れ替え可能に使用され、また別個に指定されても、好ましくは、それぞれ異なるスレーブ・ユニットに対して同一値となる。ペイロード５３０は、同期リンク例の場合にリアル・タイムを可能とし、又は非同期リンク例の場合に非リアル・タイムを可能とするユーザ情報又はデータを搬送する。
【００２９】
図３に示すパケット交換の実施例において、例えば、マスタ２５０は、データ・パケットＡ２５５をスレーブＡ２１０に送信するときは、スレーブＡ２１０は、聞き取りするように構成される。スレーブＡ２１０は、データ・パケット２５５を受け取った後に、データ・パケット２１５を戻すことができる。同時に１スレーブのみがパケットをマスタ２５０に戻すことができる。ポーリング機構は、多数のスレーブがマスタ２５０に複数のパケットを送出するのを阻止するために使用されてもよい。このような実施例を図３に詳細に示すことができ、通信チャネル１００上のマスタ２５０と２スレーブ即ちスレーブＡ２１０及びスレーブＢ３１０との間のパケット交換接続例を、例えばリンク部１００ａ、１００ｂ及び１００ｃ上に示す。従って、データ・パケット２５５〜２６３は、各スレーブＡ２１０及びスレーブＢ３１０がどのデータ・パケットをアドレス指定しているのかを解るように、スレーブＡ２１０及びスレーブＢ３１０のアドレスを搬送することができる。更なる例により、マスタ２５０は、アドレスＢ２５６ｂによってデータ・パケット２５６をスレーブＢ３１０にアドレス指定させることができる。次のスレーブ−マスタ・スロット３１０ａにおいて、マスタ・スレーブ・スロット２５０ｂによりアドレス指定されたスレーブ、この例ではスレーブＢ３１０のみが時分割二重リンク上に応答するのが許される。パケット交換例では、マスタ２５０が通信チャネル１００を介して多重非同期リンクを確立できることが明らかである。
【００３０】
多重同期リンクをサポートするのに加えて、本発明によるマルチメディア接続例を示す図４Ａに図示されているように、マスタ２５０は、通信チャネル１００上に同期リンク及び非同期リンクを確立することができる。スロットに基づく通信チャネル１００は、回線交換リンク及びパケット交換リンクの両者をサポートできる。マスタ２５０は、図示のようにパケット・アドレス指定を含む集中制御を使用し、図２Ａを参照して説明した方法により、スレーブＡ２１０に対する同期二重リンクをサポートすることができる。同時に、マスタ２５０は、全てのスレーブＡ２１０、Ｂ３１０及びＣ４１０に対して非同期リンクをサポートすることができる。回線交換リンクを介する通信チャネル１００による通信は、パケット交換接続より優位であると云えるが、このような通信は、説明したように割り込みされてもよい。このようなマルチメディアの実施例では、例えば、これに関連するアドレスＡ２６４ａ、２６６ａ、２６９ａ及び２７２ａを有するデータ・パケット２６４、２６６、２６９及び２７２により表すマスタ２５０によって同期リンクを確立してもよく、これにより、予約したタイム・スロット１１０を介してスレーブＡ２１０に送出される。更に、非同期リンクに関連した付加的なデータ・パケット２６７は、異なる間隔においてアドレスＡ２６７ａを使用し、マスタ２５０によりスレーブＡ２１０に送出されてもよく、一方、同期リンクは、通信チャネル１００に設定されたままである。スレーブＡ２１０は、データ・パケット２７６を受信する受信間隔に続く送信間隔において、応答データ・パケット２７２により応答することができる。前述のように、スレーブＢ３１０及びＣ４１０により、非同期リンクを付加的に確立することができる。マスタ２５０は、例えば、アドレスＢ２６５ａ及びＢ２７３ａを使用し、それぞれ送信間隔２５０ｂ及び２５０ｊにおいて、パケット２６５及び２７３を非同期的にスレーブＢ３１０に送信する。従って、スレーブＢは、対応する送信間隔３１０ａ及び３１０ｂにおいて応答データ・パケット３１５及び３１６により応答することができる。更に、マスタ２５０は、例えば送信間隔２５０ｅ、２５０ｇ及び２５０ｈにおいてアドレスＣ２６８ａ、Ｃ２７０ａ及びＣ２７１ａをそれぞれ使用し、スレーブＣ４１０に非同期にパケット２６８ａ、２７０ａ及び２７１ａを送信することができる。ここでも、異なる参照番号を使用し、例えば、スレーブＢ３１０及びスレーブＣ４１０に対してアドレスＢ２６５ａ、Ｂ２７３ａ及びＣ２６８ａ、Ｃ２７０ａ及びＣ２７１ａを説明したが、実施例におけるアドレスＢ２６５ａ及びアドレスＢ２７３ａは、同一アドレスであることに注意すべきである。従って、スレーブＣは、対応する送信間隔４１０ａ、４１０ｂ及び４１０ｃにおいて応答データ・パケット４１１、４１２及び４１３により応答することができ、これら送信間隔が先に説明した時分割二重リンクの第２の半分を構築する。
【００３１】
図４Ｂに示す本発明の他の実施例によれば、図２Ｂを参照して説明したものと同様の方法により、マスタ２５０と１以上の付加的なスレーブ・ユニット、例えばスレーブＢ３１０との間に付加的な同期リンクを確立することができる。この実施例において、マスタ２５０は、以上で説明したように、スレーブＣ４１０と非同期通信を管理すると同時に、付加的なタイム・スロット１１０を予約して、例えばスレーブＢ３１０と第２の同期リンクを確立することができる。アドレス２８１ａ〜２８４ａを使用することにより、スレーブＢ３１０にデータ・パケット２８１〜２８４を通信することができる。応答では、スレーブＢ３１０がデータ・パケット２１１ｂ〜２１４ｂにより交互的に応答することができる。付加的な同期リンクは、好ましくは、図示したように、干渉をさけるために、同一のスロット間隔Ｔ２３０を使用する。全てのリンクで同じように、間隔Ｔ２３０を選択していないときは、２以上のリンクの組においてタイム・スロットが周期的に一致して、衝突に至る恐れがある。しかしながら、ここでも、このような状況は、予測できるので、マスタ２５０及び／又は対応するスレーブにより適当な対策を取って情報の喪失を防止することができる。付加的な各同期リンクは、戻しリンクに許容される偶数のタイム・スロットによりスタッガにされる。同期リンクに使用されていない付加的なタイム・スロット１１０は、スレーブＣ４１０により同期リンクのような同期リンクに使用されてもよい。マスタ２５０は、例えばアドレス２６８ａ及び２７０ａを使用して、スレーブＣ４１０にパケット２６８及び２７０を通信することができる。応答において、スレーブＣ４１０は、前述したように、後続のタイム・スロットにおいて、二重リンク部４１０ａ及び４１０ｂを介して応答パケット４１１及び４１２により応答することができる。確立した任意の同期リンクは、前述した方法により、割り込みされてもよい。
【００３２】
従って、同一ユニット間、例えば前述したマスタ２５０とスレーブＡ２１０との間であっても、通信チャネル１００上にパケット交換リンク及び回線交換リンクを両に確立することができる。マルチメディア通信環境において、典型的には、１形式のみの接続（例えば、回線交換又はパケット交換）をサポートする同一装置間で同一チャネルを介するリアル・タイム音声通信及びパケット・データ通信を容易にする効果は、明らかである。本発明の教えを使用ことによる他の効果は、当該技術分野に習熟する者に明らかであり、例えば、緊急割り込み用の付加的な帯域幅を必要としない。
【００３３】
特定の実施例を参照して本発明を説明した。しかしながら、以上で説明した好ましい実施例の形式を除く、特定の形式に本発明を実施例できることは、当該技術分野に習熟する者に容易に明らかとなる。好ましい実施例は、単なる例であって、いずれにしろ限定的に解釈すべきではない。本発明の範囲は、以上の説明よりも、付記する特許請求の範囲により与えられ、特許請求の範囲内に含まれる全ての変形及び等価物は、これに包含されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 スロット例に基づく通信チャネルを示す図である。
【図２Ａ】 本発明によるスロットに基づく通信チャネルを介して回線交換接続例を示す図である。
【図２Ｂ】 本発明によるスロットに基づく通信チャネルを介して付加的な回線交換接続例を示す図である。
【図２Ｃ】 本発明によるパケット例を示す図である。
【図３】 本発明によるスロットに基づく通信チャネルを介してパケット交換接続例を示す図である。
【図４Ａ】 同期リンク及び非同期リンクを有する本発明によるマルチメディア接続例を示す図である。
【図４Ｂ】 付加的な同期リンクを有する本発明によるマルチメディア接続例を示す図である。

Claims (24)

1. 一組のタイム・スロット（１１０）に分割された共用通信チャネル（１００）上に一つのリンクを確立する方法において、
   第１及び第２の通信ユニット（２５０、２１０）間に前記共用通信チャネル（１００）を介して同期通信リンクを確立し、
   前記第２の通信ユニット（２１０）のアドレス（Ａ２５１ａ〜Ａ２５４ａ）を第１のデータ・パケット（１２０）に含めて、同期通信リンクの一組のタイム・スロット（１１０）のうちの第１のものを介して前記第１のデータ・パケット（１２０）を前記第１の通信ユニット（２５０）から前記第２の通信ユニット（２１０）に通信することにより特徴付けられた方法。
2. 前記同期通信リンクを確立する方法は、更に
   前記同期通信リンクにより使用する一組の前記複数のタイム・スロット（１１０）を予約し、
   固定期間により前記一組の各タイム・スロット（１１０）を分離することにより特徴付けられた請求項１記載の方法。
3. 更に、複数のタイム・スロット（１１０）のうちの１以上の残りを使用して、前記第１の通信ユニットと前記第２の通信ユニットを含む１以上の追加的な通信ユニットとの間に非同期通信リンクを確立し、
   前記第２の通信ユニットのアドレス（Ａ２５１ａ〜Ａ２５４ａ）を含めて、前記非同期通信リンクの１以上の残りのタイム・スロット（１１０）のうちの第１のタイム・スロットを介して第２のデータ・パケット（１２０）を前記第１の通信ユニット（２５０）から前記第２の通信ユニット（２１０）に通信することにより特徴付けられた請求項１記載の方法。
4. 更に、前記同期通信リンクの一組のタイム・スロット（１１０）のうちの第２のものを介して前記第１の通信ユニット（２５０）から前記第２の通信ユニット（２１０）に前記第２のデータ・パケット（１２０）を通信することにより、前記同期通信リンクを前記非同期通信リンクにより中断することにより特徴付けられた請求項３記載の方法。
5. 前記非同期通信リンクは、更に、時分割二重リンクを含み、かつ前記第１の通信ユニットは、前記残りのタイム・スロット（１１０）のうちの隣接するペアのスロットを用いて送信及び受信する請求項３記載の方法。
6. 更に、前記残りの１以上のタイム・スロット（１１０）のうちの付加的な１以上のものを介して前記第２のデータ・パケット（１２０）を前記第１の通信ユニット（２５０）から前記１以上の付加的なユニットに通信し、
   前記第２のデータ・パケット（１２０）に対する応答パケット（１２０）のために、前記１以上の追加的なユニットのそれぞれをポーリングすることにより特徴付けられた請求項３記載の方法。
7. 前記非同期通信リンクは、更に、時分割二重リンクを含み、かつ前記１以上の追加的なユニットは、交互的に、前記第１の通信ユニット（２５０）からポーリングを受信し、かつ前記残りのタイム・スロット（１１０）のうちの異なるものを介して応答パケット（１２０）を送信する請求項６記載の方法。
8. 更に、第１の通信ユニット（２５０）と第３の通信ユニット（３１０）との間に第２の同期通信リンクを確立し、
   第３の通信ユニット（３１０）のアドレス（Ａ２８１ａ〜Ａ２８４ａ）を第２のデータ・パケット（１２０）に含めて、前記第２の同期通信リンクの一組のタイム・スロット（１１０）のうちの第１のものを介して前記第２のデータ・パケット（１２０）を前記第１の通信ユニット（２５０）から前記第３の通信ユニット（３１０）に通信することにより特徴付けられた請求項１の記載の方法。
9. 更に、前記第２の同期通信リンクの一組のタイム・スロット（１１０）のうちの第２のものを介して前記第２のデータ・パケット（１２０）を前記第１の通信ユニット（２５０）から前記第３の通信ユニット（３１０）に通信することにより、前記第２の通信リンクを非同期通信リンクにより中断することにより特徴付けられた請求項８記載の方法。
10. 前記共用通信チャネル（１００）の複数のタイム・スロット（１１０）は、更に、複数の周波数に分割される請求項１記載の方法。
11. 前記通信する方法は、更に、前記複数の周波数のうちの異なる周波数を使用して、前記同期通信リンクの一組のタイム・スロット（１１０）のうちの後続のものを介して後続のデータ・パケット（１２０）を前記第１の通信ユニット（２５０）から前記第２の通信ユニット（２１０）に通信することにより特徴付けられた請求項１０記載の方法。
12. 共用通信チャネル（１００）を介してマルチメディア通信を確立する通信システムにおいて、
    第２の通信ユニット（２１０）と、
    前記共用通信チャネル（１００）により前記第２の通信ユニット（２１０）に接続された第１の通信ユニット（２５０）と
    を備え、前記第１の通信ユニットは、
    同期通信リンクを前記第２の通信ユニット（２１０）との間で確立すると共に、前記同期通信リンクが一組のタイム・スロット（１１０）を有し、かつ前記第２の通信ユニット（２１０）のアドレス（Ａ２５１ａ〜Ａ２５４ａ）を第１のデータ・パケット（１２０）に含めて、前記同期通信リンクの一組のタイム・スロット（１１０）のうちの第１のものを介して前記第１のデータ・パケット（１２０）を前記第２の通信ユニット（２１０）に通信することにより特徴付けられた通信システム。
13. 前記第１の通信ユニット（２５０）は、更に、
    前記同期通信リンクにより使用する一組の前記複数のタイム・スロット（１１０）を予約し、
    固定期間により、前記一組のタイム・スロット（１１０）のそれぞれを切り離すように構築されている請求項１２記載の通信システム。
14. 更に、前記第２の通信ユニットを含む１以上の追加的な通信ユニットを備え、かつ前記第１の通信ユニット（２５０）は、更に、前記複数のタイム・スロット（１１０）のうちの１以上の残りを使用して、前記第１の通信ユニットと前記１以上の追加的な通信ユニットとの間に非同期通信リンクを確立し、かつ前記１以上の追加的な通信ユニットの１以上のアドレスを含めて、前記非同期通信リンクの１以上の残りのタイム・スロット（１１０）のうちの第１のものを介して第２のデータ・パケット（１２０）を前記第１の通信ユニット（２５０）から前記１以上の追加的な通信ユニットに通信することにより特徴付けられた請求項１２記載の通信システム。
15. 前記第１の通信ユニット（２５０）は、更に、前記同期通信リンク用に予約した一組のタイム・スロット（１１０）のうちの第２のものを介して前記第１の通信ユニット（２５０）から前記第２の通信ユニット（２１０）に前記第２のデータ・パケット（１２０）を通信することにより、前記同期通信リンクを前記非同期通信リンクにより中断することにより特徴付けられた請求項１４記載の通信システム。
16. 前記非同期通信リンクは、更に、時分割二重リンクを含み、更に前記第１の通信ユニットは、交互的に前記残りのタイム・スロット（１１０）のうちの異なるものを介して送受信することにより特徴付けられた請求項１４記載の通信システム。
17. 前記第１の通信ユニット（２５０）は、更に、
    前記残りの１以上のタイム・スロット（１１０）のうちの１以上の追加的なものを介して前記第１の通信ユニット（２５０）から前記１以上の追加的なユニットに前記第２のデータ・パケット（１２０）を通信し、かつ前記第２のデータ・パケット（１２０）に対する応答パケット（１２０）のために、前記１以上の追加的なユニットのそれぞれをポーリングすることにより特徴付けられた請求項１４記載の通信システム。
18. 前記非同期通信リンクは、時分割二重リンクを含み、かつ前記１以上の追加的なユニットは、交互的に前記第１の通信ユニット（２５０）からポーリングを受信し、かつ前記残りのタイム・スロット（１１０）のうちの異なるものを介して応答パケット（１２０）を送信する請求項１７記載の通信システム。
19. 更に、第３の通信ユニット（３１０）を備え、
    前記第１の通信ユニット（２５０）は、更に、前記第３の通信ユニット（３１０）と第２の同期通信リンクを確立すると共に、前記第２の同期通信リンクは一組のタイム・スロット（１１０）を有し、前記第２の通信ユニット（２１０）のアドレス（Ａ２５１ａ〜Ａ２５４ａ）をデータ・パケット（１２０）に含めて、前記同期通信リンクの一組のタイム・スロット（１１０）のうちの第１のものを介して第１のデータ・パケット（１２０）を前記第２の通信ユニット（２１０）に通信することにより特徴付けられた請求項１２記載の通信システム。
20. 前記共用通信チャネル（１００）の前記複数のタイム・スロット（１１０）は、更に複数の周波数に分割される請求項１２記載の通信システム。
21. 前記第１の通信ユニット（２５０）は、更に、前記複数の周波数のうちの異なるものを使用して、前記同期通信リンクの一組のタイム・スロット（１１０）のうちの後続のものを介して後続のデータ・パケット（１２０）を前記第１の通信ユニット（２５０）から前記第２の通信ユニット（２１０）に通信することにより特徴付けられた請求項２０記載の通信システム。
22. 複数のタイム・スロットに分割された共用通信チャネル（１００）を有する通信システムにおけるマスタ通信ユニット（２５０）において、
    前記共用通信チャネル（１００）を介して複数のデータ・パケット（１２０）を送受信するトランシーバと、
    前記トランシーバに接続されたプロセッサと
    を備え、前記プロセッサは、
    前記複数のタイム・スロットのうちの１組み以上を予約して１以上の同期通信リンクを確立し、
    前記複数のタイム・スロットのうちの残りのものを介して１以上の非同期通信リンクを確立し、かつ
    前記１以上の同期通信リンク及び前記１以上の非同期通信リンク上の前記通信チャネル（１００）を介して複数のデータ・パケット（１２０）を送信するときに、１以上の行き先アドレスを前記トランシーバに使用するようにさせることにより特徴付けられたマスタ通信ユニット（２５０）。
23. 前記プロセッサは、更に、
    前記トランシーバに、前記１以上の行き先アドレスのうちの１以上のものにより指定された１以上の行き先に、１以上の非同期データ・パケット（１２０）を送信させることにより、前記１以上の同期通信リンクを中断することにより特徴付けられた請求項２２記載のマスタ通信ユニット。
24. 前記１以上の同期通信リンク及び前記１以上の非同期通信リンクは、更に、時分割二重リンクにより特徴付けられた請求項２２記載のマスタ通信ユニット。

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