JP4740767B2 - 無線アダプタとのｒｆ干渉を低減するためのｗｉｆｉコラボレーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、ゲームおよびマルチメディア装置の分野に関する。より詳細には、本発明は、装置中の無線ネットワーク無線装置と無線アダプタの間のＲＦ干渉を低減する方法を対象とする。

２つの異なるワイヤレス無線サブシステムを有するゲームシステムまたは他の装置では、その２つのサブシステム相互間で干渉の存在する可能性がある。それは、例えば、各無線システムが自律的に動作し、またその動作に２．４ＧＨｚ（または他の）帯を用いる場合に問題となる。それを防止するために、その２つの無線サブシステムの間である種のスペクトル共用が必要である。スペクトルの特有の部分で動作しているにもかかわらず、第１の送信装置のパワーレベルが第２の受信装置に影響する可能性があるため、単にスペクトルの異なる部分を使用することによって回避することでは十分ではない。帯域内のＲＦチャネルが重複している場合、問題はさらに悪化する。したがって、従来の解決策ではコストがかかり、あるいは受容可能に干渉問題を低減することに失敗している。

したがって、同一帯域中で動作する２つの無線サブシステム相互間における干渉を低減するためのシステムおよび方法が求められている。さらに、コスト効率がよく、有効なシステムが求められている。本発明は、このような解決策を提供する。

本発明は、メモリと、マイクロプロセッサと、ネットワークインフラストラクチャに対して通信を行う第１の無線サブシステムと、無線アクセサリに対して通信を行う第２の無線サブシステムとを含むゲームコンソールを対象とする。第２の無線サブシステムが無線アクセサリに通信する場合、第２の無線サブシステムと干渉することのないように、第１の無線サブシステムからの送信を遅延させる。

本発明の特徴によると、第１の無線サブシステムと第２の無線サブシステムの間に信号経路が設けられる。さらに、第１の無線サブシステムと第２の無線サブシステムの間で情報を通信するために、第１の無線サブシステムと第２の無線サブシステムの間にソフトウェア通信チャネルを設けることができる。その情報は、使用中のＲＦチャネル、コラボレーションのオン／オフ、または再送信のオン／オフに関する詳細を含むことができる。さらに、その情報は、無線アクセサリ接続、使用中のタイムスロット、重複するチャネル、第２の無線サブシステムがいつ第１の無線サブシステムのチャネルを使用するか、または第１の無線サブシステムが使用すべきではないチャネルに関する詳細を含むことができる。

他の特徴によると、第２の無線サブシステムが、第１の無線サブシステムと重複する周波数で通信する場合、コラボレーション信号を有効化（ａｓｓｅｒｔ）することができる。コラボレーション信号は、第１の無線サブシステムに、送信すると第２の無線サブシステムと干渉する恐れがあるため送信すべきではないことを知らせる。コラボレーション信号は、第１の無線サブシステムが送信を遅延させる前の所定の時間期間で有効化することができる。コラボレーション信号は、第２の無線サブシステムのプロトコル内のタイムスロットに従って有効化することができる。

本発明の他の態様によると、ゲームコンソール中の第１の無線サブシステムと第２の無線サブシステムの間におけるコラボレーションの方法が提供される。本方法は、第１の無線サブシステムと第２の無線サブシステムの間に信号経路を提供すること、第２の無線サブシステムが無線アクセサリと通信する場合、信号経路に沿ってコラボレーション信号を有効化すること、およびコラボレーション信号が有効化された場合、第１の無線サブシステムの送信を遅延させることを含む。

本発明の他の特徴によると、周波数スペクトルを共用するＷｉＦｉ無線装置と適応型周波数ホッピング（ＡＨＦ）無線装置との間におけるコラボレーションの方法が提供される。本方法は、ＷｉＦｉ無線装置とＡＨＦ無線装置の間に信号経路を提供すること、ＡＨＦ無線装置により、周波数スペクトル使用に関する第１の情報をＷｉＦｉ無線装置に提供すること、ＷｉＦｉ無線装置により、使用中のチャネルに関する第２の情報をＡＨＦ無線装置に提供すること、ＡＨＦ無線装置が無線アクセサリと通信する場合、信号経路に沿ってコラボレーション信号を有効化すること、およびコラボレーション信号が有効化された場合、ＷｉＦｉ無線装置の送信を遅延させることを含む。

本発明の追加の特徴および利点は、添付の図面を参照して進める例示の諸実施形態の以下の詳細な説明から明白となろう。

前述の要約ならびに以下の好ましい諸実施形態の詳細な説明は、添付の図面と共に読めばよりよく理解される。本発明の説明のために、本発明の例示的な構成を図面で示すが、本発明は、開示された特有な方法および手段に限定されない。

図１は、本発明のいくつかの態様を実施できるマルチメディアコンソール１００の機能的なコンポーネントを示す。マルチメディアコンソール１００は、レベル１キャッシュ１０２、レベル２キャッシュ１０４、およびフラッシュＲＯＭ（読取り専用メモリ）１０６を有する中央処理装置（ＣＰＵ）１０１を有する。レベル１キャッシュ１０２およびレベル２キャッシュ１０４は、一時的にデータを記憶することによってメモリアクセスサイクルの数を減らし、それにより、処理速度とスループットを向上させる。複数のコアを有し、したがって追加のレベル１およびレベル２キャッシュ１０２、１０４を有するＣＰＵ１０１を提供することもできる。フラッシュＲＯＭ１０６は、マルチメディアコンソール１００が電源オンされた場合、ブートプロセスの初期段階でロードされる実行可能なコードを記憶することができる。

グラフィックス処理装置（ＧＰＵ）１０８およびビデオ符号化器／ビデオコーデック（符号器／復号器）１１４は、高速および高解像度グラフィックス処理のためのビデオ処理パイプラインを形成する。データは、グラフィックス処理装置１０８からバスを介してビデオ符号化器／ビデオコーデック１１４に搬送される。ビデオ処理パイプラインは、データを、テレビジョンまたは他の表示装置に送信するためにＡ／Ｖ（オーディオ／ビデオ）ポート１４０に出力する。それだけに限定しないが、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）など、様々なタイプのメモリ１１２にプロセッサがアクセスするために、メモリ制御装置１１０はＧＰＵ１０８に接続されている。

マルチメディアコンソール１００は、入出力制御装置１２０、システム管理制御装置１２２、オーディオ処理装置１２３、ネットワークインターフェース制御装置１２４、第１のＵＳＢホスト制御装置１２６、第２のＵＳＢ制御装置１２８、およびフロントパネル入出力サブアセンブリ１３０を含み、それらは、モジュール１１８上に実装されていることが好ましい。ＵＳＢ制御装置１２６、１２８は、周辺制御装置１４２（１）〜１４２（２）、無線アダプタ１４８、および外部メモリ装置１４６（例えば、フラッシュメモリ、外部のＣＤ／ＤＶＤ ＲＯＭドライブ、取外し可能媒体など）に対するホストとして働く。ネットワークインターフェース１２４、および／または無線アダプタ１４８は、ネットワーク（例えば、インターネット、ホームネットワークなど）へのアクセスを提供し、イーサネット（登録商標）カード、モデム、ブルートゥースモジュール、ケーブルモデムなどを含む多種多様の、様々な有線もしくは無線アダプタコンポーネントのうちの任意の物とすることができる。

ブートプロセス中にロードされるアプリケーションデータを記憶するために、システムメモリ１４３が提供される。媒体ドライブ１４４が提供され、それは、ＤＶＤ／ＣＤドライブ、ハードドライブ、または他の取外し可能媒体ドライブなどを含む。媒体ドライブ１４４は、マルチメディアコンソール１００に対して内部または外部の物とすることができる。マルチメディアコンソール１００により、実行、再生などを行うために、媒体ドライブ１４４を介してアプリケーションデータにアクセスすることができる。媒体ドライブ１４４は、シリアルＡＴＡバスまたは他の高速接続（例えば、ＩＥＥＥ１３９４）などのバスを介して入出力制御装置１２０に接続されている。

システム管理制御装置１２２は、マルチメディアコンソール１００の可用性の保証に関する様々なサービス機能を提供する。オーディオ処理装置１２３およびオーディオコーデック１３２は、高忠実度およびステレオ処理を有する対応するオーディオ処理パイプラインを形成する。オーディオデータは、通信リンクを介して、オーディオ処理装置１２３とオーディオコーデック１３２の間で搬送される。オーディオ処理パイプラインは、オーディオ機能を有する外部のオーディオプレイヤまたは装置によって再生するために、データをＡ／Ｖポート１４０に出力する。

フロントパネル入出力サブアセンブリ１３０は、電源ボタン１５０およびイジェクトボタン１５２、ならびに、任意のＬＥＤ（発光ダイオード）またはマルチメディアコンソール１００の外面に露出した他のインディケータの機能をサポートする。システム電力供給モジュール１３６は、マルチメディアコンソール１００の諸コンポーネントに電力を提供する。ファン１３８は、マルチメディアコンソール１００内の回路を冷却する。

ＣＰＵ１０１、ＧＰＵ１０８、メモリ制御装置１１０、およびマルチメディアコンソール１００内の様々な他のコンポーネントは、シリアルおよびパラレルバス、メモリバス、周辺バス、および任意の様々なバスアーキテクチャを用いるプロセッサもしくはローカルバスを含む１つまたは複数のバスを介して相互接続されている。例として、このようなアーキテクチャは、ＰＣＩ（周辺コンポーネント相互接続）バス、ＰＣＩ―Ｅｘｐｒｅｓｓバスなどを含むことができる。

マルチメディアコンソール１００が電源オンされた場合、アプリケーションデータは、システムメモリ１４３からメモリ１１２および／またはキャッシュ１０２、１０４にロードされ、ＣＰＵ１０１上で実行することができる。アプリケーションは、マルチメディアコンソール１００上で利用可能な異なるタイプの媒体にナビゲートする場合に、一貫したユーザの使い勝手を提供するグラフィカルユーザインターフェースを提示することができる。オペレーションでは、アプリケーションおよび／または媒体ドライブ１４４内に含まれている他の媒体が媒体ドライブ１４４から起動または再生されて、追加の機能をマルチメディアコンソール１００に提供することができる。

マルチメディアコンソール１００は、システムを単にテレビジョンまたは他の表示装置に接続することにより、スタンドアロンのシステムとして動作することができる。そのスタンドアロンモードでは、マルチメディアコンソール１００は、１つまたは複数のユーザに、そのシステムと対話し、映画を見ることができ、あるいは音楽を聴くことができるようにする。しかし、ネットワークインターフェース１２４または無線アダプタ１４８を介して利用可能となったブロードバンド接続の統合により、マルチメディアコンソール１００は、より大規模ネットワークコミュニティへの参加者としてさらに動作することができる。

マルチメディアコンソール１００が電源オンされた場合、マルチメディアコンソールのオペレーティングシステムにより、一定量のハードウェア資源がシステム利用のため予約される。それらの資源は、メモリ（例えば、１６ＭＢ）、ＣＰＵおよびＧＰＵサイクル（例えば、５％）、ネットワーク化帯域幅（例えば、８ｋｂｓ）などの予約を含むことができる。これらの資源は、システムのブート時に予約されるので、アプリケーションの観点からは、予約された資源は存在しない。

具体的には、メモリ予約は、起動カーネル、同時システムアプリケーションおよびドライバを含むのに十分な大きさであることが好ましい。予約されたＣＰＵ使用量がシステムアプリケーションによって使われない場合、遊休スレッドにより未使用サイクルが消費されるように、ＣＰＵ予約は一定であることが好ましい。

ＧＰＵ予約に関しては、システムアプリケーションによって生成された軽量メッセージ（例えば、ポップアップ）が、ポップアップをオーバレイ中に表示するためにコードをスケジューリングするＧＰＵ割り込みを用いることによって表示される。オーバレイのために必要なメモリ量はオーバレイ領域のサイズに依存しており、画面解像度によってオーバレイサイズが決まることが好ましい。同時システムアプリケーションによって、完全なユーザインターフェースが使用される場合、アプリケーション解像度とは独立した解像度を使用することが好ましい。周波数変更およびＴＶ再同期の必要をなくすように、その解像度設定にスケーラ（ｓｃａｌｅｒ）を使用することができる。

マルチメディアコンソール１００がブートし、システム資源が予約された後、同時システムアプリケーションは、システム機能を提供するために実行される。そのシステム機能は、前述の予約されたシステム資源内で実行される１組のシステムアプリケーション中にカプセル化されている。オペレーティングシステムカーネルは、ゲームアプリケーションスレッドに対するシステムアプリケーションであるスレッドを識別する。システムアプリケーションは、アプリケーションに対して一貫したシステム資源ビューを提供するために、所定の時間および間隔でＣＰＵ１０１上で動作するようスケジューリングされていることが好ましい。そのスケジューリングにより、コンソール上で動作するゲームアプリケーションに対するキャッシュの中断を最小にする。

同時システムアプリケーションがオーディオを必要とする場合、オーディオ処理は、時間依存型であるため、ゲームアプリケーションとは非同期にスケジューリングされる。マルチメディアコンソールアプリケーションマネジャ（後述する）は、システムアプリケーションがアクティブである場合、ゲームアプリケーションオーディオレベルを制御する（例えば、ミュート、減衰）。

入力装置（例えば、制御装置１４２（１）および１４２（２））は、ゲームアプリケーションとシステムアプリケーションで共用される。入力装置は、予約される資源ではないが、システムアプリケーションとゲームアプリケーションの間で、それぞれが装置のフォーカス（ｆｏｃｕｓ）を有するように切り替えられる。アプリケーションマネジャは、ゲームアプリケーションの知識なしに入力ストリームの切替えを制御することが好ましく、ドライバはフォーカス切替えに関する状態情報を維持する。

図２を参照すると、２つの異なる無線サブシステムを有するコンソール１００が構成されている。第１の無線システムは、ネットワークインターフェース１２４内の８０２．１１ｂ／ｇ規格準拠モジュール（ＷｉＦｉ）であり、それは、アクセスポイント１５６を介して無線ホームネットワーク接続に使用される。それを標準のイーサネット（登録商標）接続の代わりに使用して、インターネットまたは遠隔ＰＣにアクセスする無線ネットワーク化機能を追加することができる。第２の無線システムは、ゲームを操作するのに使用できる様々の周辺装置（例えば、無線アクセサリ１５４）の無線接続のための無線アダプタ１４８内の周波数ホッピング、低送信電力システムである。

ここで、この無線装置は共に、産業科学医療用（ＩＳＭ）２．４ＧＨｚ帯で動作し、各無線装置は、他の動作に対してＲＦ干渉を生ずる潜在能力を有する。そのため、本発明は、それらの間での調整活動を提供し、それによって、それらの無線装置が、２つの無線サブシステム間におけるＲＦ干渉を低減するために同じスペクトルを共用可能となるので有利である。干渉の問題は以下の場合に最も問題となる。すなわち、（１）ＩＳＭ帯中で使用されるＲＦチャネルを無視して、ネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ無線装置が送信し、無線アダプタ１４８が受信している場合、（２）無線アダプタ１４８中の送信装置が、ＷｉＦｉ無線と重複するＲＦチャネル上で送信している場合である。

第１の場合が問題である理由は、２つの要素の組合せ、すなわち、ＷｉＦｉ送信装置の絶対送信電力（最高＋２０ｄＢｍまで）、および無線アダプタ１４８の帯域外拒絶機能のためである。その２つの項目が組み合わされた場合、無線アダプタ１４８内で相当量の減衰（ｄｅ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が生ずる。受信装置の感度はこの干渉のため低下する。それは、無線アクセサリ１５４がコンソール１００から離れて位置することのできるトータルの距離に大きな影響を与える。言い換えると、それは、ＲＦ通達範囲の領域を減少させることになる。それはまた、ＲＦ信号の品質を維持するために必要な余分の送信電力レベルが必要なため、無線アクセサリ１５４の電池寿命にも影響を与えることになる。

第２の場合、無線アダプタ１４８中の無線装置が、ネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ無線装置によって使用されているＲＦチャネルと重複するＲＦチャネル上で送信している場合、ＷｉＦｉ無線受信装置の感度を落とすことになる。さらに、ＷｉＦｉ無線装置が送信している場合、無線アダプタ受信側信号強度がＷｉＦｉ送信装置に対して小さすぎて、無線アダプタ通信チャネル（すなわち、１４８→１５４）は動作しない。

ＷｉＦｉ無線装置が送信している場合の問題を解決するために、本発明は、無線アダプタ１４８中の無線装置の危険な受信時間から遠ざかるようにＷｉＦｉネットワーク送信を遅延させる。ＷｉＦｉネットワークはパケットベースなので、データパケットの待ち時間にいくらかの増加はあり得るが、それは小さいはずである。

ＷｉＦｉ装置がサポートする必要のあるいくつかのタイミング制約がある。ＷｉＦｉ装置がパケットを受信した場合、パケットを受信したことをＡＣＫパケットで知らせる必要がある。それは、ＳＩＦＳタイミング期間（例えば、１０μｓｅｃ）後すぐに送信を開始しなくてはならない。ＡＣＫの送信時間は、リンクのデータレートに応じて、３４μｓｅｃから５０μｓｅｃと変化する。ＡＣＫが送信されない場合、元のパケットが再送信される。それが行われると、ＷｉＦｉネットワークの性能に大きな影響を与える。本発明は、ＷｉＦｉ無線装置がコラボレーション要求を無視し、ＡＣＫパケットを送信可能にすることによってそれを解決する。

コラボレーション要求が行われた場合、ＷｉＦｉ無線装置がパケット送信している最中である懸念がある。受信ウィンドウが開く前にパケットの残量がどのくらいあるか、および送信レートに応じて、パケットを打ち切ることができる。しかし、それは、ＷｉＦｉソリューションの厳密な実装に依存することになる。ＲＦチャネルのパケット破壊は普通の現象なので、ＷｉＦｉプロトコルは、早期のパケット終了に対応している。システムは、後でそのパケットを再送信するだけである。無線リンクを放棄する前にパケットの再送信をＷｉＦｉプロトコルが試みる回数には制限があるので、パケットが繰り返し打ち切られることはない。それはまた、レート適応アルゴリズムに影響を与える。アクセスポイント１５６は、そのエラーイベントをＲＦチャネルに関する問題として解釈する可能性が高く、リンクの送信レートを落とす可能性がある。それは、データのスループットを低下させる影響があり、またＷｉＦｉパケットが今や長くなり、より時間を消費することになるため、さらに干渉を起こすことになる。

無線アダプタ１４８がＷｉＦｉチャネル（すなわち、リンク１２４→１５６）に重なるチャネルを使用する必要のある場合がある。前述のように、無線ネットワーク１２４中のＷｉＦｉ無線装置が送信する場合、無線アクセサリ無線リンク（１４８→１５４）は、送信または受信状態で機能しない。その状態では、ＷｉＦｉ送信装置は、無線アクセサリ１５４の受信および送信時間中は活性化を停止する。

無線アダプタ１４８が、重複するチャネル上で送信する場合、ネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ受信装置に対して同様の影響を与える。その場合、その状態を阻止するためにするすべが何もない。ＷｉＦｉ無線装置はその干渉と共に動作しなくてはならない。その場合、ＷｉＦｉ無線装置は、干渉のソースを理解しており、この危険な期間の間データパケットの受信を回避することができる。

合理的に有意な時間部分の間、ＷｉＦｉ送信装置が中断されるので、ＷｉＦｉ無線装置によって達成することのできるスループット量に潜在的な影響を与えることになる。ＷｉＦｉ無線装置がアップリンク方向にデータをストリームすることを試みる場合（すなわち、送信装置が非常にアクティブである場合）、スループットは、大幅に低下するはずである。２つの無線ネットワークが同じスペクトルを共用しており、それぞれが、他方の性能に影響を与える能力を有しているので、本発明は、無線アクセサリ無線リンクに優先権を与えている。

図３は、コラボレーションソリューションの高レベルのブロック図を提供する。無線アダプタ１４８内で機能する判断ロジックは、ネットワークインターフェース１２４内のＷｉＦｉ無線装置にその受信装置が動作している危険な時間期間を通知する。無線アダプタ１４８内の無線装置には３つの動作状態がある。すなわち、アイドル、受信、および送信状態である。他の状態はこれらのサブセットである。ＲＦ干渉の観点からすると、受信時間が関心の対象であり、システムは、ネットワークインターフェース１２４内のＷｉＦｉ送信装置がそれらの期間中にアクティブであることを許容しない。送信時間は、使用されるＲＦチャネルが、ＷｉＦｉＲＦチャネルと重複する場合に関心の対象となるだけである。アイドル時間は関心の対象ではない。

本発明によると、以下の例示的な優先順位ルールを実施することができる。すなわち、無線アダプタ１４８パケットは、ネットワークインターフェース１２４を介して送信されるＷｉＦｉパケットに対して優先権を有する。

本発明のコラボレーションソリューションは、様々の部分からなる。一般に、それは、以下のようにブレークダウンすることができる。すなわち、（１）無線アダプタ１４８内の判断ロジック、（２）ＷｉＦｉネットワークインターフェース１２４内の判断ロジック、（３）無線アダプタ１４８からネットワークインターフェース１２４内のＷｉＦｉ無線装置への実時間コラボレーション信号経路１４９、および（４）無線アダプタ１４８とネットワークインターフェース１２４中の無線装置との間のソフトウェアドライバ通信経路１５１である。

無線アダプタ１４８からネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ無線装置へのコラボレーション信号経路１４９は、ＵＳＢ制御装置１２８へのＵＳＢコネクタインターフェース中で提供される別個の信号回線、あるいは他の方法とすることができる。その経路は、無線アダプタ１４８が、ＲＦチャネルを利用する必要があるため、ネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ無線装置が送信活動を中断することを必要とする場合はいつでも、ＷｉＦｉ無線装置に通信を提供する。コラボレーション信号経路１４９は、Ｔｘ＿Ｏｆｆとラベル付けされる。Ｔｘ＿Ｏｆｆがアクティブである場合、それは、ネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ送信装置がアクティブな送信状態にはないことを求める要求である（例えば、出力電力＜−２０ｄＢｍ）。Ｔｘ＿Ｏｆｆ信号が非アクティブである場合、ネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ送信装置は、必要な場合、自由に作動させることができる。

無線アダプタ１４８とネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ無線装置との間のソフトウェア通信経路１５１はまた、２つの無線システム相互間で情報の共用を可能にするために使用することができ、それにより、共用されたスペクトルの使用に関してより知的な判断を実施できる。この情報ストリームは、低速の経路としても見ることができる。それは、２つの理由から提供される。第１に、情報交換の移送を担当するコンソール１００上のソフトウェア負荷を低減するためである。第２に、情報量は、２つの無線システムの詳細に関するコンフィギュレーション情報に制限されるからである。ＷｉＦｉ無線装置と無線アダプタの間で交換される情報は、以下の物からなる。すなわち、使用中のＷｉＦｉＲＦチャネル、コラボレーションのオン／オフ、および再送信のオン／オフである。無線アダプタからＷｉＦｉ無線装置に対しては、以下が交換される。すなわち、無線アクセサリコンフィギュレーション接続、どのタイムスロットがアクティブで使用されているか、重複するチャネル、送信活動のために無線アダプタはいつＷｉＦｉチャネルを使用するか、および無線アダプタの無線装置が回避しているＷｉＦｉチャネルである。

図４は、高レベルにおける無線アダプタ判断ロジックの状態図を示す。通常、無線アダプタ１４８は、送信している場合、ＷｉＦｉ送信を中断しない（例えば、ステップ２０２および２０８参照）。しかし、重複しているチャネルを利用する必要のある状態では、無線アダプタ１４８は、その場合、コラボレーション信号１４９を有効化する（例えば、ステップ２０４および２０６参照）。無線アダプタ１４８は、そのネットワークで使用されているＷｉＦｉチャネル番号が提供される。無線アダプタ１４８は、いつ潜在的な重複が生ずるかを判定する。無線アダプタが８０２．１１ａモードで動作している場合は、動作周波数に差があるので、コラボレーション信号１４９は無視されることに留意されたい。

次に、コラボレーション信号（Ｔｘ＿Ｏｆｆ）の詳細を説明する。無線アクセサリプロトコルの一般的なフレームワークを図５に示す。図から分かるように、それは時分割多元接続（ＴＤＭＡ）フォーマットである。一般に、接続されている無線装置はそれぞれ、固定のタイムスロットに割り当てられる。そのタイムスロットは、その装置にだけ排他的に使用される。無線装置は、半二重装置であり、同じＲＦ周波数が受信と送信機能の間で時間共用される。

オペレーションの一般的な原理は、危険な受信時間（Ｒ１からＲ５）が無線アダプタ無線リンク（１４８→１５４）上で生ずる場合はいつでも、ネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ無線装置に通知することである。それは、どの装置がリンク上でアクティブであるかに依存する。例えば、いくつかのシステムは、１つの無線アクセサリ１５４と動作しているだけであり、Ｒ１スロットだけが使用されている。その場合、時間の大部分で、システムは受信する必要がなく、ＷｉＦｉ無線装置が大部分のスペクトルにアクセスすることができる。本発明のコラボレーションロジックは、どのタイムスロットがアクティブで使用され、どれが使用されていないかを追跡する。公平な共用が可能なように、その状態情報をＷｉＦｉ無線装置が利用できる。コラボレーション信号１４９は、アクティブな無線アクセサリ１５４のそれぞれに対して、その対応する受信タイムスロットの間はアクティブである。

以下の情報は、ネットワークインターフェース１２４により、送信を判定するためのアルゴリズムを構築するのに使用することができる。ネットワークインターフェース１２４は、送信をスケジューリングしている場合に、ＴＸ＿ＯＦＦの状態を事前に知っている。したがって、以下の情報を考慮すべきである。

（１）ＷｉＦｉ媒体アクセス競合サイクルが完了しており、ネットワークインターフェース１２４がアップリンク上に移送するパケットを有している場合、ネットワークインターフェース１２４は、ＴＸ＿ＯＦＦのアクティブ時間期間と重複しない次に利用可能な８０２．１１タイムスロットを選択することができる。ＤＩＦＳ（ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）期間の後、チャネルがまだ空いている場合、ネットワークインターフェース１２４はそのパケットを移送する。

（２）他のＷｉＦｉ装置がそのチャネルを取得した場合、ネットワークインターフェース１２４を遅延させ、その競合ルールに従う。

（３）ネットワークインターフェース１２４は、チャネルが、ＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）またはＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）値から、ビジーであることをＷｉＦｉシステムが示している場合、故意にパケットを送信することはない。

（４）ネットワークインターフェース１２４がＷｉＦｉ競合アルゴリズムを実行している場合、以下の要件を観察することが好ましい。

（ａ）計算されたＣＷ（コンテンションウィンドウ）スロットがＴＸ＿ＯＦＦと重なる場合、ネットワークインターフェース１２４を、図６に示すように、ＴＸ＿ＯＦＦと重複しない次に利用可能なＣＷスロットまで遅延させる。

（ｂ）送信パケット障害が起きると（ＡＣＫパケットが受信されない場合）、ネットワークインターフェース１２４に対してＣＷｍｉｎは変更されない。

（ｃ）ＡＣＫおよびＣＴＳパケットは、ＴＸ＿ＯＦＦ信号を無視する。

ＴＸ＿Ｏｆｆ１４９は、進行中の送信パケットが完了するように変更させる警告期間（図７を参照）を提供する。警告期間は、３０と５００μｓｅｃの間とすることができる。パケットが送信途中である場合、ネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉモジュールは、その警告期間内に送信を完了させようと試みることになる。それは、残っているパケットの量およびパケットが送信されているレートに依存する。そのようにしないと、ＷｉＦｉモジュールは警告期間の終わりに送信を中止する。コラボレーション信号により中止されたネットワークインターフェース１２４パケットは、８０２．１１プロトコルにおける再試行イベントとしてカウントすべきではない。

個々のフレームに対する他のスロット時間中に、無線アダプタ１４８が、ネットワークインターフェース１２４送信をディセーブルにする必要の生ずることがある。それらのイベントが生じた場合、ＴＸ＿ＯＦＦ信号はその要求を示す。ネットワークインターフェース１２４送信は、ＴＸ＿ＯＦＦ信号の状態を考慮し、どの待ち状態の送信も再スケジューリングする。重複した周波数が使用されている場合、ネットワークインターフェース１２４は、コラボレーション信号１４９を考慮するが、代替として考慮すべきことがある。すなわち、
（１）ＷｉＦｉパケットをその他の形で移送する余分な時間がないので、アップリンク再送信フィールドを使用することができる。

（２）ＷｉＦｉ受信装置はこれらの期間中に影響を受けるので、ネットワークインターフェース１２４は、その期間が終了するまでどんな送信イベントも遅延させるべきである。

ネットワークインターフェース１２４によってスケジューリングされた送信パケットが、コラボレーション信号のために２回を超えて中止された場合、次にスケジューリングされた送信時間には、ＴＸ＿ＯＦＦ信号を無視することができる。さらに、送信されたパケットが、２回の再試行後に確認応答を受けることに失敗した場合、コラボレーション信号を無視することができる。

図７は、無線アクセサリ１５４に対するアップリンク受信スロットのより詳細なタイミング情報を示す。それはまた、コラボレーション信号１４９の対応する状態も示している。コラボレーション信号は、パケットの最初に、可能な限り速やかに有効化すべきである。それは、たとえ受信装置がその期間中に情報を復調していないとしても、その信号は、ＲＦセットアップフィールドの開始時にアクティブであるべきであることを意味する。それは、ネットワークインターフェース１２４中のＷｉＦｉ無線装置に対して先行して警告を提供し、したがって、無線装置がどのアクションを開始すべきか決定できるようにすることを意図している。ＷｉＦｉモジュールは、スペクトルの使用を継続できる時間間隔である警告期間が与えられることを予測することになる。

図７に示すように、データ２スロットが使用されていない場合、コラボレーション信号がデータ１フィールドの終わりで非有効化される。それは、次のアクティブな無線アクセサリタイムスロットに達するまで再度活性化されることはない。データ１とデータ２スロットが共に使用されている場合、コラボレーション信号は、介在する保護フィールド中も非有効化されず、全部のパケットが終了するまでアクティブのままでいる。後続するタイムスロットが使用される場合、コラボレーション信号は、データ２フィールドの終わりの保護期間中も非有効化されることはない。データ２スロットだけが使用されており、無線アクセサリデータ１スロットが使用されていない場合、コラボレーション信号は、データ２フィールドの開始前の警告期間中に有効化される。

アップリンクＲ５タイムスロットに対する詳細なタイミング情報を図８に示す。無線アクセサリのタイムスロット期間と同様に、コラボレーション信号は、ＷｉＦｉ無線装置に警告期間を提供する。それは、タイムスロットの位置に関係なくアップストリームＲ５パケットの無線アクセサリフィールドごとに行われる。個々のフィールド（Ｒ５−１からＲ５−４）の最後に、コラボレーション信号は、非アクティブ状態に戻る。隣接する無線アクセサリフィールドが利用される場合、コラボレーション信号は、介在する保護期間中も有効のままでいることになる。無線アダプタの無線装置が着信する送信を検出しなかった場合、コラボレーション信号は非有効化される。

ＷｉＦｉ無線装置と無線アダプタの無線装置の間におけるスペクトル利用の重複問題を回避することを支援するために、ＷｉＦｉＲＦチャネル情報が無線アダプタの無線装置に提供される。その情報は、ＷｉＦｉスペクトルのいずれかを使用することを回避するために、無線アダプタの無線装置の適応型周波数ホッピング（ＡＨＦ）アルゴリズムによって使用される。しかし、ＷｉＦｉチャネルは２０ＭＨｚの帯域幅を使用し、無線アダプタチャネルは２ＭＨｚの帯域幅を使用しており、スペクトル全体で８０ＭＨｚだけであるため、ＡＦＨアルゴリズムが規定要件に適合するために必要となる十分なスペクトルがない可能性がある。それは、他の干渉ソースが環境中に出現した場合に起こり得る。その状態では、無線アダプタの無線装置は、ＷｉＦｉスペクトルを使用する方がよい可能性がある。その場合、無線アダプタとＷｉＦｉ無線装置を、同じ時間期間で重複するスペクトル上で共に送信することはできない。

２つのＲＦ送信装置のこの種の衝突を防止するために、無線アダプタの無線装置は、重複するスペクトルが使用されている場合、および無線アダプタの無線装置が送信または受信している場合は常に、コラボレーション信号を有効化する。それは、コラボレーション信号がダウンリンクブロードキャスト１およびダウンリンクブロードキャスト２タイムスロット中にアクティブであることを意味する。コラボレーション信号は、無線アダプタ中の送信装置をオンにする前の警告期間でアクティブであり、無線アダプタの送信が完了するまでアクティブのままである。

この状態の下でダウンリンクＴ１およびＴ２タイムスロットがアクティブである場合、コラボレーション信号はまた、各音声タイムスロット中は有効化されなくてはならない。それを図９に示す。そこには、２つのダウンリンクＴｚフィールドがあり、それはダウンリンクブロードキャスト１フィールドの両側にある。第１のフィールドは、無線アクセサリ１および２からのデータパケットを含む。第２のフィールドは、無線アクセサリ３および４からのデータパケットを保持する。コラボレーション信号がどのように反応するかは、どのダウンストリームＴｚフィールドが使用されているかに依存する。単一の無線アクセサリデータフィールドだけがダウンストリームＴｚフィールド中でアクティブである場合、コラボレーション信号はデータパケットの開始前の警告期間で有効化され、その所要時間の間アクティブのままでいる。

そのアクティブなデータフィールドがダウンリンクブロードキャストフィールドに隣接する場合、コラボレーション信号は、データパケットが完了するか、またはダウンリンクブロードキャストフィールドが完了するまでアクティブのままである。データフィールドが共にアクティブである場合、コラボレーション信号は、ダウンストリームＴｚフィールドおよびダウンリンクブロードキャストフィールドの全体を通して有効化される。３つ以上のデータフィールドがアクティブであり、３つ以上の無線アクセサリデータ受信フィールドがアクティブである場合、コラボレーション信号は使用中の第１の無線アクセサリデータフィールドの最初で有効化され、第２のダウンリンクデータフィールド中の最後のデータフィールドまでアクティブのままでいる。コラボレーション信号は、アップリンクＲ５フィールド中では、その状態に関係なく有効化されない。それは、その状態中に、ＷｉＦｉ無線装置に帯域幅のうちのある量を許可するために行われる。

コラボレーション設計の例示的なハードウェア実装形態は、単一の論理信号（Ｔｘ＿Ｏｆｆ）からなる。この信号は、無線アダプタの無線装置で生成され、ＷｉＦｉモジュールで終了する。無線アダプタモジュールがＷｉＦｉモジュールの送信を中断したい場合、Ｔｘ＿Ｏｆｆ信号を論理ＨＩＧＨに設定する。無線アダプタモジュールがその活動を完了した場合、Ｔｘ＿Ｏｆｆを非有効化し論理ＬＯＷにする。

ハードウェアコラボレーション信号に関連して、無線アダプタの無線装置とＷｉＦｉ無線装置の間にメッセージング通信チャネルがある。そのチャネルの目的は、リンクの両側に対してコンフィギュレーション情報を提供することである。それは、２つの異なる無線プロトコルに対して知的な判断を行えるようにし、共用されたスペクトルのさらに効率のよい使用を行うために行われる。メッセージングは、ＵＳＢ制御装置１２６、１２８と関連付けられたＵＳＢインターフェースを介して実施される。コンソール１００中の無線アダプタドライバは、ＷｉＦｉドライバを介して正しい時間に適切なメッセージを交換する。

メッセージおよび各メッセージが含む情報要素、およびＷｉＦｉ無線装置から無線アダプタの無線装置に送信されるメッセージを次に説明する。その後者のタイプのメッセージは、使用中のアクティブなＷｉＦｉチャネルを含む。使用するのに適切なチャネルを選択するチャネル選択が、ＷｉＦｉネットワークのアクセスポイント１５６によって実施される。ＷｉＦｉ無線装置は、様々のチャネルを走査し、正しいネットワークに接続する。以下のパラメータは、２．４ＧＨｚＩＳＭ帯のどのＲＦチャネルがアクティブであるかを示すために使用される。

アクティブなＲＦチャネルが使用されていない場合、またはチャネルが２．４ＧＨｚ帯中にない場合、チャネル＿番号＝０が使用される。ＷｉＦｉチャネルは、ＷｉＦｉネットワークの通常のオペレーション中に変更できるので、無線アダプタドライバは、そのイベントに対して無線アダプタの無線装置を更新する。

コラボレーション開始／停止メッセージ。このメッセージは、コラボレーション信号をイネーブルまたはディセーブルにするために使用される。メッセージが停止を示す場合、コラボレーション信号は、非有効化状態に戻り、開始メッセージによって再度イネーブルにされるまでその状態にとどまる。

Ｒ５開始／停止メッセージ。このメッセージは、アップリンクＲ５タイムスロット中にコラボレーション信号をイネーブルまたはディセーブルにするために使用される。そのタイムスロットのデューティサイクルは小さいことが予想されるため、その間隔の間、単に、コラボレーション信号を、有効化されている状態からディセーブルにするだけでよい。メッセージが停止を示す場合、コラボレーション信号は、アップリンクＲ５スロット中は有効化されない。そうしないと、それは普通に機能することになる。

このセクションは、無線アダプタの無線装置からＷｉＦｉ無線装置に送信されるメッセージの概要を示す。

ＷｉＦｉ＿チャネルメッセージ。このメッセージは、無線アダプタの無線装置が、使用されていると信ずるアクティブなＷｉＦｉチャネルを含む。それは、表１中にリストされている物と同じパラメータを使用する。そのメッセージは、デバッグ目的に使用することだけを意図している。

無線アクセサリコンフィギュレーションメッセージ。このメッセージは、無線アダプタの無線リンク上に存在するアクティブ接続のタイプに関する情報、およびどのフィールドが使用されているかに関する情報を提供する。それは、ＷｉＦｉコラボレーションロジックにより、適切な判断を決定するために使用される。それはまた、様々なフィールド長も含む。それは、フィールド定義がサイズの変更を行う場合における将来の互換性のために提供される。このメッセージは、初期化時および任意のフィールドが状態を変更する場合に、ＷｉＦｉ無線装置に送信されることが必要になるだけである。

本発明を、様々な図の好ましい諸実施形態と共に説明してきたが、他の同様の諸実施形態を使用することも可能であり、あるいは本発明から逸脱することなく本発明の同様の機能を実施するために、前述の実施形態に対して変更および追加を加えることができることを理解されたい。

本発明の諸態様が実施できるゲームコンソールを示すブロック図である。 ２つの異なる無線サブシステムを有する図１のコンソールを示す図である。 本発明のコラボレーションのブロック図である。 無線アダプタ判断ロジックの状態図である。 無線アクセサリ通信プロトコルの一般的なフレームワークの図である。 コラボレーション信号の有効化に基づいて、ネットワークインターフェースが、次の利用可能なコンテンションウィンドウ（ＣＷ）まで延期されるタイミング情報を示す図である。 無線アクセサリに対するアップリンク受信スロットのタイミング情報を示す図である。 他のアップリンク受信タイムスロットに対するタイミング情報を示す図である。 ダウンリンクデータのタイムスロットを示す図である。

符号の説明

１００ マルチメディアコンソール
１０１ 中央処理装置
１０２ レベル１キャッシュ
１０４ レベル２キャッシュ
１０６ ＲＯＭ
１０８ グラフィックス処理装置
１１０ メモリ制御装置
１１２ メモリ
１１４ ビデオ符号化器／ビデオコーデック
１２０ 入出力制御装置
１２２ システム管理制御装置
１２３ オーディオ
１２４ ネットワークインターフェース
１２６ ＵＳＢ制御装置
１２８ ＵＳＢ制御装置
１３０ フロントパネル入出力サブアセンブリ
１３２ オーディオコーデック
１３６ システム電力供給モジュール
１３８ ファン
１４０ Ａ／Ｖポート
１４２（１） 制御装置
１４２（２） 制御装置
１４３ システムメモリ
１４４ 媒体ドライブ
１４６ メモリユニット
１４８ 無線アダプタ

Claims (8)

1. 周波数スペクトルを共用するＷｉＦｉ無線装置と適応型周波数ホッピング（ＡＦＨ）無線装置との間でのコラボレーション方法であって、
   前記ＷｉＦｉ無線装置と前記ＡＦＨ無線装置との間に第１の信号経路と第２の信号経路とを提供するステップと、
   前記ＡＦＨ無線装置により使用される周波数スペクトルに関する第１の情報を前記ＷｉＦｉ無線装置に前記第１の信号経路を通じて提供するステップと、
   前記ＷｉＦｉ無線装置により、使用中のチャネルに関する第２の情報を前記ＡＦＨ無線装置に前記第１の信号経路を通じて提供するステップと、
   前記ＡＦＨ無線装置が無線アクセサリと通信する場合、前記第２の通信経路に沿ってコラボレーション信号を有効化するステップであって、前記コラボレーション信号は、所定の長さの警告期間を含み、前記ＡＦＨ無線装置の周波数スペクトルの少なくとも一部を前記ＷｉＦｉ無線装置が使用することを許容するように構成され、且つ、予め定めた時間だけ前記ＡＦＨ無線装置により共用可能である、有効化するステップと、
   前記警告期間内に、前記ＡＦＨ無線装置の前記周波数スペクトルの前記少なくとも一部を通じて、前記ＷｉＦｉ無線装置により送信を完了するステップと、
   前記警告期間内に、前記ＡＦＨ無線装置の前記周波数スペクトルの前記少なくとも一部を通じて、前記ＷｉＦｉ無線装置により送信を完了することができない場合、前記ＷｉＦｉ無線装置の送信を中止するステップと
   を備えることを特徴とするコラボレーション方法。
2. 前記有効化するステップは、前記ＷｉＦｉ無線装置が送信を中止する前の所定の時間期間だけ発生することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記有効化するステップは、前記ＡＦＨ無線装置のプロトコル内のタイムスロットに従って実施されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記コラボレーション信号の受信に基づいて、次の情報パケットを送信するかどうかを前記ＷｉＦｉ無線装置で判定するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 利用可能な時間ウィンドウサイズおよび送信ビットレートを決定するステップと、
   前記送信ビットレートに従って、次のパケットサイズを決定するステップと、
   前記ＷｉＦｉ無線装置から前記パケットを移送するステップと
   をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記ＷｉＦｉ無線装置の送信時間を、重複しないタイムスロットまで遅延させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 前記コラボレーション信号の有効化に起因する送信障害が生じると、ＣＷｍｉｎを一定の値に維持するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 請求項１〜７のうちのいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータ実行可能命令を記録したコンピュータ読み取り可能記録媒体。

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