JP6129169B2 - 通信ネットワークにおける情報送信のためのスケーラブルな情報パケット化及び統合のための方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、データ通信に関し、特に、通信ネットワークにおける情報送信のためのスケーラブルな情報パケット化（scalable information packetization）及び統合（aggregation）に関する。

イーサネット（登録商標）（Ethernet（登録商標））及びＷｉ−Ｆｉのような有線及び無線通信システムにおいて、パケットペイロードは、ネットワークレイヤー、メディアアクセスレイヤー（ＭＡＣ）、及び物理（ＰＨＹ）レイヤーのような通信プロトコルレイヤーに対してトランスペアレント（transparent）である。例としてＷｉ−Ｆｉを使用するために、ＭＡＣレイヤーは、ＭＡＣサービスデータユニット（MAC Service Data Unit、ＭＳＤＵ）で情報構造を理解できず、ＭＡＣヘッダーを付加させた後に全体的にともにＰＨＹレイヤーに伝達される必要があるビット又はバイトのグループとして上記のような情報を取り扱う。

このような特性は、多くのデバイス（ユーザ）を有する通信システムにおいてスケーラビリティ（scalability）要求事項を満足させることに適合しない。

本発明の目的は、少なくとも上述した問題点及び／又は不都合に取り組み、少なくとも以下の便宜を提供することにある。すなわち、本発明の目的は、通信ネットワークにおいて情報送信のためのスケーラブルな情報パケット化及び統合を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、通信ネットワークにおける情報通信は、情報の重要度レベルに基づいて情報を構成することを含む。上記情報は、通信媒体を通じた送信のために上記構成に基づいてパケットに統合される。上記情報をパケットに統合することは、上記構成に基づいてスケーラブルなパケット構造を使用して上記情報を上記パケットに配置することを含むことを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、パケットに関する情報は、情報タイプに基づいて分割され、ピラミッドフォーマットで統合パケットに構成される。一実施形態において、パケットに含まれている情報は、１つ又はそれ以上の通信デバイスからの情報をフォワーディングするために２次元のピラミッドフォーマットで構成／符号化が行われる。第１の次元は、情報重要度レベルを含み、第２の次元は、距離計算に基づいてデバイス優先順位を含むことを特徴とする。

本発明の他の目的、利点、及び顕著な特徴は、添付の図面及び本発明の実施形態からなされた以下の詳細な説明から、この分野の当業者に明確になるはずである。

本発明の一実施形態による通信デバイス間の情報通信のためのスケーラブルな情報パケット化に対する一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるスケーラブルな情報パケット化及び統合の具現を示す図であり、ここで、この情報は、まず、情報重要度レベル（information importance level）に基づいてパケットに情報を整列（ordering）することにより構成され、各通信デバイスに対する第１の次元で重要でない（又は低い重要度）情報は、フォワーディングデバイス（forwarding device）によりまずドロップ（drop）される。 本発明の一実施形態によるスケーラブルな情報パケット化及び統合の他の具現を示す図であり、ここで、この情報は、まず、デバイス重要度レベル（device importance level）に基づいてパケットに情報を整列することにより構成され、その後に、特定の低い優先順位デバイスからのすべての情報は、まずドロップされることができる。 本発明の一実施形態による精細粒度（fine-granular）スケーラブルな情報パケット化及び統合を使用するスケーラブルな情報パケット化及び統合のまた他の具現を示す図である。 本発明の一実施形態によるスケーラブルな情報パケット化及び統合を具現する無線通信ネットワークシステムの一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるＡＶアプリケーションに対するスケーラブルな情報パケット化及び統合を具現する無線通信ネットワークシステムの一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による通信デバイスの例示的なネットワークを示す図である。 本発明の一実施形態による通信における情報送信のためのスケーラブルな情報パケット化及び統合に対するプロセスを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態を実現するのに有用なコンピュータシステムを構成する情報処理システムを示すハイレベルブロック図である。

好ましい使用のモードだけではなく、本発明の特性及び長所に対するより完全な理解のために、添付の図面とともに後述する詳細な説明を参照してよりよく理解できる。

下記の説明は、本発明の一般的な原則を示す目的のためになされ、ここで請求される独創的なコンセプトを限定することを意味しない。また、ここで説明される特定の特徴は、様々でありつつも変更可能な組み合せ及び置き換えの各々で他の説明される特徴と組み合せて使用されることができる。一方、ここで特に定義されない限り、すべての用語は、対応する技術の当業者により理解される意味及び／又は辞書及び論文などで定義される意味だけでなく、詳細な説明から示される意味を含む最も広い解釈が与えられる。

本発明は、プロキシミティ・デバイス・ツー・デバイスネットワーク（proximity device-to-device network、ＰＤＤＮ）又はコンテンツオリエンテッドネットワーク（content oriented network、ＣＯＮ）のような異なる通信ネットワークにおいて情報送信のためのスケーラブルな情報パケット化（scalable information packetization）及び統合（aggregation）に関する。本発明の実施形態によるスケーラブルな情報パケット化及び統合は、通信ネットワークにおいて１つ又はそれ以上の通信デバイスから他のデバイスにパケットで搬送される情報の量の簡素化した調整を提供する。

一例において、ＰＤＤＮは、通信デバイスが近距離（certain proximity）内でアクセスポイント又は基地局なしに相互間に直接に通信することを許容する。一例において、ＣＯＮは、コンピュータネットワークのアーキテクチャに対する他の接近方式であり、ここで、コンピュータネットワークは、データが検索される特定の、物理的な位置を参照しなければならないものよりは、ユーザが必要とするデータに焦点を合せることを許容する。

一般的に、ＯＳＩ標準は、有線／無線送受信器を含む通信デバイス間の通信のための７層をなした階層的なプロトコル（seven-layered hierarchical protocol）を提供する。したがって、ＯＳＩ標準は、物理レイヤー、データリンクレイヤー、ネットワークレイヤー、トランスポートレイヤー、セッションレイヤー、プレゼンテーションレイヤー（presentation layer）、及びアプリケーションレイヤー（application layer）を含む。ＩＥＥＥ８０２標準は、ＯＳＩ標準の物理レイヤー及びデータリンクレイヤーを近似化させるローカルネットワークの多重階層化構造（multi-layered architecture）を提供する。ＩＥＥＥ８０２標準での階層化構造は、ＰＨＹレイヤー、ＭＡＣレイヤー、及び論理リンク制御（logical link control、ＬＬＣ）レイヤーを含む。ＰＨＹレイヤーは、ＯＳＩ標準のＰＨＹレイヤーのように動作する。ＭＡＣレイヤー及びＬＬＣレイヤーは、ＯＳＩ標準でデータリンクレイヤーの機能を共有する。ＬＬＣレイヤーは、データをＰＨＹレイヤーで通信されることができるフレームに配置させ、ＭＡＣレイヤーは、データフレームを送信し、肯定応答（acknowledgement、ＡＣＫ）フレームを受信するデータリンクを通じた通信を管理する。ＭＡＣレイヤー及びＬＬＣレイヤーは、受信及び認知が行われないフレームの再送信だけでなくエラー検査までともに実行する。

無線周波数チャネルを通じた無線通信に対する１つの具現例において、フレーム構造は、送信（送信器）局及び受信（受信器）局のような無線局間のデータ通信のために使用される。一例において、ＭＡＣレイヤー及びＰＨＹレイヤーでのフレーム構造が使用され、ここで、送信局において、ＭＡＣレイヤーは、ＭＡＣサービスデータユニット（MAC Service Data Unit、ＭＳＤＵ）を受信し、ＭＡＣプロトコルデータユニット（MAC Protocol Data Unit、ＭＰＤＵ）を生成するためにＭＡＣヘッダーをＭＳＤＵに添付する。ＭＡＣヘッダーは、ソースアドレス（source address、ＳＡ）及びデスティネーションアドレス（destination address、ＤＡ）のような情報を含む。また、複数のＭＰＤＵは、ＭＡＣレイヤー処理量を増加させるために統合されたＭＰＤＵ（Aggregated MPDU、Ａ−ＭＰＤＵ）に統合されることができる。ＭＰＤＵ又はＡ−ＭＰＤＵは、ＰＨＹサービスデータユニット（PHY Service Data Unit、ＰＳＤＵ）の一部であり、ＰＨＹプロトコルデータユニット（PHY Protocol Data Unit、ＰＰＤＵ）を生成するためにＰＨＹヘッダー（すなわち、ＰＨＹプリアンブル）をＰＳＤＵに添付する送信器に含まれているＰＨＹレイヤーに転送される。ＰＨＹヘッダーは、符号化／変調方式を含む送信方式を決定するためのパラメータを含む。ＰＨＹレイヤーは、無線リンクを通じてデータビットを送信する送信ハードウェアを含む。送信局から受信局にフレームで送信する前に、プリアンブルは、ＰＰＤＵに添付され、ここで、このプリアンブルは、チャネル推定及び同期情報を含むことができる。

イーサネット（登録商標）及びＷｉ−Ｆｉのような有線通信システム及び無線通信システムにおいて、パケットペイロードは、ネットワークレイヤー、ＭＡＣレイヤー、及びＰＨＹレイヤーを含む通信プロトコルレイヤーに対してトランスペアレント（transparent）である。一例としてＷｉ−Ｆｉを使用するために、ＭＡＣレイヤーは、ＭＳＤＵに含まれている情報構造を理解できず、ＭＡＣヘッダーを付加した後に全体的にともにＰＨＹレイヤーに伝達される必要があるビット又はバイトのグループとしてこのような情報を処理する。このような特性は、多数のユーザを有する通信システムにおいてスケーラビリティ（scalability）要求事項を満足させることには適合でない。

特に、通信リンク適応（communication link adaptation）及び使用可能な通信チャネル帯域幅の減少の時に、特定の情報は、送信から除去される必要がある。これは、情報を異なるパケットで異なる重要度レベルを用いて配置し、低い優先順位パケットをまずドロップすることを含むデータ再構成によりなされる。しかしながら、このような接近方式は、異なるパケットに再構成するデータを認識する複雑な受信器の設計を要求する。また、このような情報−重要度−基盤パケット差別化（information-importance-based packet differentiation）は、衝突基盤チャネルアクセス方式（contention-based channel access scheme）で通信チャネル使用効率性を減少させる、さらに多くのパケットを生成する。さらに、ＰＤＤＮ又はＣＯＮにおいて、通信ネットワーク内の通信デバイスは、複数のパケットを統合することにより他の通信デバイスから情報をフォワード（forward）できる。リンク適応が必要な場合に、他の通信デバイスからのパケットを簡素にドロップすることは、公正性問題（fairness issue）をもたらす。

有線ネットワーク及び無線ネットワークのすべてがますますより高い通信速度（例えば、１００Ｇｂｐｓの光ネットワーク又は数Ｇｂｐｓのミリ波（millimeter-wave）無線通信）を達成し、したがって、このような高速通信は、効率性の最適化のために大きなパケットサイズを選好する。他方、インターネットトラフィック（internet traffic）は、異なるタイプのデータ情報を混合する。例えば、１個の典型的なウェブページは、複数のテキストフィールド（text field）、複数のイメージ、可能であれば、サウンド、アニメーション（animation）、及びビデオ（video）を含んでもよい。ウェブページの全体又は一部は、１個のパケットで送信されることができる。このパケット内の特定の情報は、複数のユーザが同一のウェブページを同時に要請する時に、このリンク帯域幅が減少する場合もドロップされる必要があり得る。通信レイヤーがパケットペイロードコンテンツ（packet payload content）を認識できないために、通信レイヤーは、どの情報がドロップされならなければならないかを認識することが難しい。パケットペイロードの簡単な切断（truncation）は、重要な情報損失をもたらすことがある。したがって、フラット（flat）パケット構造を使用するＷｉ−Ｆｉ又はセルラーネットワークに対するこのようなパケット化方式に対して、パケットペイロードに含まれている情報は、送信目的のために部分的にドロップされることができない。

一実施形態において、本発明は、無線通信ネットワークのような通信システムにおいて、単一の通信デバイス又は複数の通信デバイスからの通信パケットで搬送される情報の量を調整するスケーラブルな情報パケット化及び統合方式を提供する。

本発明の一実施形態によると、スケーラブルなパケット統合方式において、パケットに配置される情報は、図１の例で示すような情報タイプに基づいて分割され、その後に、簡素化された適応のためにピラミッドフォーマット（pyramid format）で統合パケットに構成（パケット化）される。情報のタイプは選択されることができ、その一例が図１に図示されている。一例において、情報は、その重要度レベルの順序で統合パケットに配置される。

本発明の一実施形態によると、スケーラブルなパケット構造において、パケットに含まれている情報は、１つ又はそれ以上の通信デバイスからの情報のフォワーディングのための簡素化した適応及び統合のために２個のピラミッドフォーマット（two-dimensional pyramid format）で構成／符号化が行われる。第１の次元は、情報重要度レベルを含み、第２の次元は、“距離”計算に基づくデバイス優先順位を含む。

本発明の一実施形態によると、このデータ構成は、３個のオプションを含む。（ａ）まず、情報重要度レベルに基づいて情報を整列し、ここで、各通信デバイスに対して第１の次元で重要でない情報は、まずフォワーディング通信デバイス（forwarding communication device）によりドロップされることができ、（ｂ）デバイス重要度レベルに基づいて情報を整列し、ここで、特定の低い優先順位通信デバイス（例えば、遠隔デバイス、サービス加入のためのコストを払わないデバイス）からのすべての情報は、最初にフォワーディング通信デバイスによりドロップされることができ、（ｃ）２個の次元で精細粒度（fine-granular）方式でともに情報を整列し、ここで、最も低い優先順位を有する情報は、まずフォワーディング通信デバイスによりドロップされる。

通信デバイスは、他のデバイス（例えば、情報フォワーディング機能を実行するエージェント通信デバイス）からの情報をフォワードするか、又は一般的にルータ（router）及びリレーノード（relay node）は、他の通信デバイスから情報をフォワードすることができる。本発明の一実施形態によると、通信優先順位に対して、エージェント通信デバイスが地形的に遠く離れている他のデバイスから情報を受信する場合に、エージェントデバイスは、低い優先順位でこの情報を配置できる。他の実施形態において、エージェント通信デバイスも関心を有する情報を受信する場合に、エージェント通信デバイスは、フォワーディングの時に高い優先順位でこの情報を処理できる。

単一通信デバイス（ユーザ）に対するスケーラブルな情報パケット化
１つの具現例において、本発明は、パケットに含まれている情報が簡素化した適応のためにピラミッドフォーマットで構成及び符号化が行われるデータ通信に対してスケーラブルなパケット構造を提供する。フォワーディング通信デバイスは、情報を統合し、１つの通信デバイスから他の通信デバイスにフォワードする。フォワーディング通信デバイスは、フォワーディング通信デバイスが１つの通信デバイスから他の通信デバイスにフォワーディングするために受信する情報に関する統合及びパケット化を実行する。

１つの具現例において、単一の通信デバイス（又はユーザ）に対する統合パケットに含まれている情報は、次のように上から下に構成される。

Service class/Sub service class,
Device Identification (ID) and configuration,
Information title,
Information summary,
Information object types/titles,
Information object details

このピラミッド構造を有する統合パケットは、統合パケットの最後（end）からフォワーディング通信デバイスにより容易に切断することができる。

一例において、オーディオ／ビデオ（audio/video）データに対して、１個のパケットは、オブジェクトタイプ、データの量、ディスプレーでのオブジェクトの位置などに従って整列された複数の情報オブジェクトを伝達できる。例えば、オブジェクトは、まず、テキストとして整列され、その後に、イメージ、サウンド、アニメーションとして整列され、最後にビデオとして整列されることができる。ビデオのような大きいオブジェクトは、複数のパケットに拡散することができる。

一例において、レストランからの簡素な広告セグメント（advertisement segment）は、次のような情報、すなわち、レストラン名／アドレス／紹介、テキストのレストランメニュー（restaurant menu）、イメージの複数のレストラン写真、レストランオーディオトラック（audio track）、及び短時間レストランビデオクリップ（half minute restaurant video clip）を含むことができる。上記のような情報は、本発明の一実施形態によるスケーラブルな情報パケット化プロセス１００を示している図１に図示するような、上記ピラミッド構造を使用してパケットに構成されることができる。

情報ブロック１０１−１１２のそれぞれの上方左側コーナーの太イタリック体数字は、各ブロックに対する関連情報が１つの通信デバイスから他の通信デバイスへのフォワーディング（送信）のために統合されたパケットに配置される順序を示す（例えば、もっとも低い数字からもっとも高い数字への増加順序で）。例えば、ブロック１１２に含まれているビデオ情報の量が１つの通信デバイスから他の通信デバイスへの送信のために１個のパケットに配置されることにあまり大きい場合に、このビデオ情報は、１つ又は複数の個別のパケットに配置されることができる。

送信通信デバイスから受信通信へのパケット送信に対して、このピラミッド構造を有する統合パケットは、送信通信デバイスにより統合パケットの最後から容易に切断できる。例えば、ブロック１１１及び１１２内の情報は、ドロップされることができるが、受信器側のユーザは、一般的に広告情報をやはり理解できる。

複数のデバイス／ユーザに対するスケーラブルな情報パケット化及び統合
本発明の一実施形態によると、複数の通信デバイスから情報をフォワードするために、スケーラブルなパケット構造において、パケット内の情報は、簡素化した適応及び統合のために２次元のピラミッドフォーマットで構成／符号化がなされる。第１の次元において、各通信デバイスに関する情報は、上述したように上から下に構成される。

第２の次元において、１個の通信デバイスが異なる通信デバイスから情報を統合しフォワードできるために、フォワーディング通信デバイスは、“距離”メトリック（metric）に基づいて異なる通信デバイスからの情報に優先順位を与えることができる。一実施形態において、上記距離は、信号強度又はフォワーディングデバイスの機能などと関連した情報のような異なる側面に基づいて計算されることができる。

例えば、フォワーディング通信デバイスは、フォワーディングのための高い優先順位により近い他の通信デバイスからの情報を処理できる。フォワーディング通信デバイスがフォワーディングされる情報をあまり多く有している場合に、フォワーディング通信デバイスは、この２個の次元でこの優先順位に基づいて特定の情報の切断及びドロップを行うことができる。

一実施形態において、一例として下記で説明される、図２乃至図４に示すように、この２次元の優先順位に基づいて統合パケットに情報を構成する３つのオプションが存在する。

図２は、本発明の一実施形態による第１の情報構成オプションに基づいてスケーラブルな情報パケット化及び統合のための例示的なパケット構成１５０を示す図である。

特に、統合パケットに含まれている情報は、まず、情報重要度レベルに基づいてこの情報をこのパケットに整列することにより構成され、各通信デバイスに対する第１の次元で重要でない（又は低い重要度）情報は、図２の例により図示されるようにフォワーディングデバイスによりまずドロップされる。統合パケットのサイズは、ノーマルパケット（normal packet）とは異なる必要がなく（しかしながら、必要な場合もあり得る）、本発明の実施形態に従って構造化された方式で統合パケットに格納される（ノーマルパケットは、構造化されない方式で情報を含む）。

この例に図示するように、情報ブロック１５１は、デバイス重要度及び情報重要度に基づいて２個の次元で構成され、ここで、各情報ブロック１５１内の数字は、情報ブロックが統合パケットに配置される優先順位順序を示す（例えば、優先順位順序１を有するブロック１５１は、最も高い重要度を有し、優先順位順序４２を有するブロック１５１は、最も低い重要度を有する）。デバイスは、他のデバイス（例えば、図２でのデバイス１、デバイス２、．．．、デバイス６）により送信された情報をフォワードできる。

図３は、本発明の一実施形態による他の、第２の情報構成オプションに基づくスケーラブルな情報パケット化及び統合のための例示的なパケット構成３００を示す図である。特に、統合パケットに含まれている情報は、一例で図３に示すように、まず、デバイス重要度レベルに基づいて情報をパケットに整列することにより構成され、その後に、特定の低い優先順位デバイスからのすべての情報は、最初にドロップされることができる。

この例に示されているように、情報ブロック３０１は、デバイス重要度及び情報重要度に基づいて２個の次元で構成され、ここで、各情報ブロック３０１内の数字は、情報ブロックが統合パケットに配置される優先順位順序を示す（例えば、優先順位順序１を有するブロック３０１は、最も高い重要度を有し、優先順位順序４２を有するブロック３０１は、最も低い重要度を有する）。

図４は、本発明の一実施形態による第３の情報構成オプションに基づくスケーラブルな情報パケット化及び統合のための例示的なパケット構成４００を示す図である。特に、統合パケットに含まれている情報は、２個の次元でともに精細粒度方式で構成され、図４の例で示すように、もっとも大きい順序番号として示すような最も低い優先順位からの情報がまずドロップされる。

この例に示されているように、情報ブロック４０１は、デバイス重要度及び情報重要度に基づいて２個の次元で構成され、ここで、各情報ブロック４０１内の数字は、この情報ブロックが統合パケットに配置される優先順位順序を示す（例えば、優先順位順序１を有するブロック４０１は、最も高い重要度を有し、優先順位順序４２を有するブロック４０１は、最も低い重要度を有する）。

スケーラブルなエラー検出及び訂正方式
本発明の一実施形態によると、複数のＣＲＣ又は他のＦＥＣビットを含むエンコーディング情報は、情報通信信頼度要求事項に基づいて異なる情報レベルで統合パケットに付加されることができる。一例において、ＣＲＣ又はＦＥＣビットは、図２において、ブロック番号７、１４、２１、２８、３５、及び４２の各々の次で情報に付加されることができる。他の例において、ＣＲＣ又はＦＥＣビットは、図４において、ブロック番号６、２４、３４、及び４２の各々の次で情報に付加されることができる。

本発明の一実施形態によると、ここで説明されるように、パケットでスケーラブルな情報構造を表現することは、スケーラビリティを許容し、通信デバイスによるチャネルアクセス試みを減少させることにより通信チャネルアクセス効率性を改善させる。

一実施形態において、各通信デバイスは、通信リンク（通信媒体）を通じた他の通信局との通信のための通信局を含む。一実施形態において、通信デバイスは、プロセッサ、メモリ、ロジック、送受信器、ネットワークレイヤー、ＭＡＣレイヤー、及びＰＨＹレイヤーのような通信レイヤーを含む。この通信は、ブロードキャスト通信と直接通信（directional communication）とを含むことができる。適用可能な無線通信標準の例は、ＷｉＦｉ、ＷｉＧｉｇ、及びＬＴＥなどを含む。

図５Ａは、本発明の一実施形態によるスケーラブルな情報パケット化及び統合を実現する、例示的な通信ネットワークシステム２５０のブロック図である。

システム２５０は、有線ネットワーク又は無線ネットワークであり得、本発明の実施形態は、無線ネットワークと、有線ネットワークと、この無線ネットワークと有線ネットワークとの組み合せに有用である。したがって、本発明の実施形態は、ここで例として説明されている、例示的な無線及び／又は有線通信ネットワークに限定されない。

システム２５０は、通信局（通信デバイス）２５２と通信局（通信デバイス）２５４とを含む。通信局２５２及び２５４は、通信リンク２５１を通じて通信する。通信局は、有線又は無線であり得、通信局間の通信リンクは、有線又は無線であり得る。

ステーション２５２は、ＰＨＹレイヤー２５６と、ＭＡＣレイヤー２５８と、上位レイヤー２６０とを含む。ＰＨＹレイヤー２５６は、通信リンクを通じて信号を送受信するための通信モジュールを含む。

一例において、上位レイヤー２６０は、ここで説明される本発明の実施形態による情報をＭＡＣレイヤー２５８によりＭＡＣパケットに変換される１つ又はそれ以上の統合パケット２０９にパケット化するスケーラブルな情報パケット化及び統合を実現する。

上位レイヤー２６０の一実施形態において、パケットに配置される情報は、タイプに基づいて分割され（分割サブモジュールにより）、その後に、簡素化した適応のためにピラミッドフォーマットでパケットに構成される（パケット化サブモジュールにより）。このピラミッド構造を有する統合パケット２０９は、通信リンク２５１を通じたステーション２５４への送信のために、送信条件を満足させる必要がある場合には、ステーション２５２の上位レイヤー２６０により統合パケットの最後から切断されることができる（切断サブモジュールにより）。また、エンコーディング情報は、このパケットに付加されることもできる（エンコーディングサブモジュールにより）。

本発明の一実施形態によると、通信リンク適応及び使用可能な通信チャネル帯域幅の減少の時に、上位レイヤー２６０は、使用可能な通信チャネル帯域幅要求事項を満足させるために送信から統合パケットに含まれている情報を適応的に除去する。

通信局２５４は、ＰＨＹレイヤー２６４と、ＭＡＣレイヤー２６６と、上位レイヤー２６８とを含む。ＰＨＹレイヤー２６４は、通信リンクを通じて信号を送受信する通信モジュールを含む。上位レイヤー２６８は、ここで説明される、本発明の実施形態によるＭＡＣレイヤー２６６により受信されたＭＡＣパケット内の情報をビデオストリームに逆分割（de-partitioning）し、逆パケット化（de-packetizing）し、デコーディングするスケーラブルな情報パケット化及び統合を具現する。逆分割、逆パケット化、及びデコーディングは、ステーション２５２の上位レイヤー２６０によるものの逆である。

他の実施形態において、スケーラブルな情報パケット化及び統合は、上位レイヤー及びＭＡＣレイヤーにわたり、又はＭＡＣレイヤーだけで具現されることができる。

図５Ｂは、本発明の一実施形態によるオーディオ／ビデオ（Audio/Video、ＡＶ）情報の無線通信のための、スケーラブルな情報パケット化及び統合を実現する、例示的な無線通信ネットワークシステム２００のブロック図である。

システム２００は、無線周波数チャネル２０１を通じたオーディオ／ビデオ情報の無線通信のような無線データ通信のための、無線局２０２と無線局２０４とを含む。システム２００は、ネットワークでの通信を可能にする無線コーディネーターデバイス（wireless coordinator device）を含むことができる。一例において、無線局２０２は、送信器として機能し、無線局２０４は、受信器として機能する。

無線局２０２は、ＰＨＹレイヤー２０６と、ＭＡＣレイヤー２０８と、プロトコル適応レイヤー（Protocol Adaptation Layer、ＰＡＬ）２１０とを含む。ＰＨＹレイヤー２０６は、ベースバンド帯域プロセスモジュール（baseband process module）２３０の制御下に信号を送受信する無線周波数（radio frequency、ＲＦ）通信モジュール２０７を含む。ベースバンド帯域プロセスモジュール２３０は、制御情報及び他の情報の通信を許容する。

一例において、ＰＡＬ２１０は、ここで説明される、本発明の実施形態による情報をその後にＭＡＣレイヤー２０８によりＭＡＣパケットに変換される１つ又はそれ以上の統合パケット２０９をパケット化する、スケーラブルな情報パケット化及び統合を具現するオーディオ／ビジュアル（audio/visual、Ａ／Ｖ）前処理（pre-processing）モジュール２１１を含む。また、ＰＡＬ２１０は、パケットの送信のために送信要求及び制御命令を逆方向無線周波数チャネル時間ブロックに送信するＡＶ／Ｃ制御モジュール２１２を含む。

モジュール２１１の一実施形態において、パケットに配置される情報は、タイプに基づいて分割され（分割サブモジュールにより）、その後に、簡素化した適応のためにピラミッドフォーマットでパケットに構成される（パケット化サブモジュールにより）。このピラミッド構造を有する統合パケット２０９は、無線局２０４への送信のために、送信条件を満足させる必要がある場合には、無線局２０２の前処理モジュール２１１による統合パケットの最後から切断できる（切断サブモジュールにより）。また、エンコーディング情報は、このパケットに付加されることもできる（エンコーディングサブモジュールにより）。

本発明の一実施形態によると、通信リンク適応及び使用可能な通信チャネル帯域幅の減少の時に、モジュール２１１は、使用可能な通信チャネル帯域幅要求事項を満足させるために送信から統合パケットに含まれている情報を適応的に除去する。

無線局２０４は、ＰＨＹレイヤー２１４と、ＭＡＣレイヤー２１６と、ＰＡＬ２１８とを含む。ＰＨＹレイヤー２１４は、ベースバンド帯域プロセスモジュール２３１の制御の下に信号を送受信するＲＦ通信モジュール２１３を含む。ＰＡＬ２１８は、ここで説明される、本発明の実施形態によるＭＡＣレイヤー２１６により受信される、ＭＡＣパケットに含まれている情報をビデオストリームに逆分割し、逆パケット化し、デコーディングするスケーラブルな情報パケット化及び統合を具現するＡ／Ｖ後処理モジュール（post-processing module）２１９を含む。この逆分割、逆パケット化、及びデコーディングは、無線送信局２０２のＰＡＬ２１０に含まれているＡ／Ｖ前処理モジュール２１１によるものの逆である。また、ＰＡＬ２１８は、ストリーム制御及びチャネルアクセスを処理するＡＶ／Ｃ制御モジュール２２０を含む。

他の実施形態において、スケーラブルな情報パケット化及び統合は、ＰＡＬレイヤー及びＭＡＣレイヤーにわたるか、又はＭＡＣレイヤーだけで具現されることができる。

一実施形態において、通信は、複数のチャネルを通じて実行されることができる。通信局２０２及び２０４のＭＡＣ／ＰＨＹレイヤーは、このような通信を実行することができる。６０ＧＨｚの周波数帯域無線ネットワークのようなｍｍＷａｖｅ無線通信に対するシステム２００において、本発明の例示的な具現は、ＷｉＧｉｇアプリケーション（例えば、Ａ／Ｖ装備、ネットワークデバイス、ＰＣ及び小型機器を含むクライアントタイプ）に有用である。一例において、ＷｉＧｉｇネットワークは、マルチＧｂｐｓ（ギガビット／秒（gigabits per second））の物理（ＰＨＹ）レイヤーデータ送信率をサポートするために６０ＧＨｚ帯域のｍｍＷａｖｅ技術を使用する。

図６は、本発明の一実施形態によるスケーラブルな情報パケット化及び統合を具現する、ｍ個の通信デバイス４５１（例えば、図５Ｂの通信局２０２、２０４又は図５Ａの通信局２５２、２５４）の例示的なネットワーク４５０を示す図である。デバイス４５１は、通信媒体を通じて通信する。通信デバイス４５１は、有線又は無線デバイスであってもよく、通信ネットワークは、有線又は無線であってもよい。

図７は、本発明の一実施形態による通信における情報送信のためのスケーラブルな情報パケット化及び統合に対するプロセス４６０のフローチャートを示す図である。

プロセスブロック４６１は、重要度レベル又は２次元のピラミッドフォーマットのような条件に基づく構成情報を含む。プロセスブロック４６２Ａ、４６２Ｂ、又は４６２Ｃの中の１つは、本発明の実施形態に従って使用され、ここで、プロセスブロック４６２Ａは、まず、デバイス重要度レベルに基づいてこの情報をパケットに構成することを含み、１つ又はそれ以上の低い優先順位デバイスからのすべての情報は、フォワーディング通信デバイスによりまずドロップされることができる。

プロセスブロック４６２Ｂは、まず、情報重要度レベルに基づいてこの情報をパケットに構成することを含み、したがって、各デバイスに対する第１の次元で重要でない情報は、フォワーディング通信デバイスによりまず選択的にドロップされることができる。プロセスブロック４６２Ｃは、２個の次元において、ともに精細粒度方式でこの情報をパケットに構成することを含み、したがって、最も低い優先順位からの情報がフォワーディング通信デバイスによりまずドロップされることができる。

プロセスブロック４６３は、送信のためにこの構成に基づいてこの情報をパケットに統合することを含む。プロセスブロック４６４は、この構成に基づいてスケーラブルなパケット構造を使用してこの情報をこのパケットに配置することを含む。プロセスブロック４６５は、フォワーディングデバイスで重要度レベルに基づいてパケットからの情報を選択的に切断することを含む。プロセスブロック４６６は、通信チャネルを通じてこのパケットを送信することを含む。

本発明の実施形態によると、ここで説明されるように、このスケーラブルな情報構造をパケットで表現することは、スケーラビリティを可能にし、この通信デバイスによるこのチャネルアクセス試みを減少させることにより通信チャネルアクセス効率性を改善させる。一実施形態において、重要度レベルに関する情報（２次元のフォーマットを含む）がこのパケットに配置されることにより、通信デバイスは、どんな情報を切断するかを決定するにあたりにこの情報を使用することができる。本発明の一実施形態において、この重要度レベル情報は、この統合パケットにおいて、この統合パケットの開始に存在するか（例えば、このパケットヘッダーに）、又は各情報ブロックに組み込まれ、各情報ブロックの開始に存在できる。重要度レベル情報に加えて、この情報ブロックの長さ及びキーワードのような選択的な他の情報も統合パケットに含まれることができる。一実施形態において、このような情報がパケットの開始（例えば、パケットヘッダー）に存在する場合に、各情報ブロックの開始位置も含まれる。また、受信デバイスは、受信された統合パケットに含まれている情報を処理するために上記のような情報を使用することができる。

当該技術分野における当業者に知られているように、この構造に従う、上述したような例示的な構造は、プロセッサによる実行のためのプログラム命令語と、ソフトウェアモジュールと、マイクロコードと、コンピュータ読み取り可能な媒体上のコンピュータプログラム製品と、アナログ／ロジック回路と、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit）と、ファームウェアと、カスタマ電子デバイス（consumer electronic device）と、ＡＶデバイスと、無線／有線送信器と、無線／有線受信器と、ネットワークと、マルチメディアデバイスなどのような様々な方式で具現されることができる。また、この構造の実施形態は、全体のハードウェア実施形態、全体のソフトウェア実施形態、又はハードウェア及びソフトウェアエレメントの両方を含む実施形態の形態を取ることができる。

図８は、本発明の一実施形態を具現するために使用されるコンピュータシステム５００を含む情報処理システムを示す上位レベルブロック図である。

コンピュータシステム５００は、１つ又はそれ以上のプロセッサ５１１を含み、また、電子ディスプレーデバイス５１２（グラフィック、テキスト、及び他のデータをディスプレーする）と、メインメモリ５１３（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））と、記憶デバイス５１４（例えば、ハードディスクドライブ）と、除去可能な記憶デバイス５１５（例えば、除去可能な記憶ドライブと、除去可能なメモリモジュールと、磁気テープドライブと、光ディスクドライブと、コンピュータソフトウェア及び／又はデータを格納しているコンピュータ読み取り可能な媒体）と、ユーザインターフェースデバイス５１６（例えば、キーボード、タッチスクリーン、キーパッド、ポインティングデバイス）と、通信インターフェース５１７（例えば、モデム、ネットワークインターフェース（イーサネット（登録商標）カードのような）、通信ポート、又はＰＣＭＣＩＡスロット及びカード）とを含むことができる。通信インターフェース５１７は、ソフトウェア及びデータがコンピュータシステムと外部デバイス間で伝達されることを許容する。また、システム５００は、上述したようなデバイス／モジュール５１１乃至５１７が接続される通信インフラストラクチャ（communications infrastructure）５１８（例えば、通信バス、クロスオーバーバー（cross-over bar）又はネットワーク）を含む。

通信インターフェース５１７を通じて転送される情報は、信号を伝達する通信リンクを通じて通信インターフェース５１７により受信されることができる電子信号、電磁信号、光信号、又は他の信号のような信号の形態であってもよく、無線又はケーブル、光ファイバ、電話線、セルラー電話リンク、無線周波数（radio frequency、ＲＦ）リンク、及び／又は他の通信チャネルを使用して具現されることができる。ここで説明されるブロック図及び／又はフローチャートを示すコンピュータプログラム命令語（computer program instruction）は、コンピュータ、プログラム可能なデータ処理装置（programmable data processing apparatus）、又は処理デバイスにローディングされることにより、そこで実行される一連の動作がコンピュータ具現プロセスを生成するようにすることができる。

本発明の実施形態は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャートの図示及び／又はブロック図を参照して説明する。上記のような図示／ダイアグラム、又はその組合せの各ブロックは、コンピュータプログラム命令語により具現されることができる。プロセッサに提供される場合のコンピュータプログラム命令語は、マシンを生成することにより、このプロセッサを通じて実行される命令語は、フローチャート及び／又はブロック図で特定される関数／動作を具現する方式を生成する。フローチャート／ブロック図内の各ブロックは、本発明の実施形態を具現するハードウェア及び／又はソフトウェアモジュール又はロジックを示すことができる。他の具現において、このブロックで説明するような機能は、この図面などと共に説明される順序から外れて発生してもよい。

用語“コンピュータプログラム媒体”、“コンピュータ使用可能な媒体”、“コンピュータ読み取り可能な媒体”、及び“コンピュータプログラム製品”は、一般的に、メインメモリと、補助メモリと、削除可能な記憶ドライブと、ハードディスクドライブに取り付けられているハードディスクのような媒体を参照するために使用される。このようなコンピュータプログラム製品は、コンピュータシステムにソフトウェアを提供する方式である。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータシステムがコンピュータ読み取り可能な媒体から、データ、命令語、メッセージ又はメッセージパケット、及び他のコンピュータ読み取り可能な情報を読み出すことを許容する。例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ディスクドライブメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、及び他の永久記憶装置のような不非揮発性メモリを含むことができる。例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータシステム間のデータ及びコンピュータ命令語のような情報を伝達するのに有用であり得る。コンピュータプログラム命令語は、コンピュータと、他のプログラム可能なデータ処理装置、又は他のデバイスが特定の方式で作用するようにすることができるコンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されることができ、したがって、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されている命令語は、フローチャート及び／又はブロック図のブロック又は複数のブロックで特定されている機能／動作を実現する命令語を含む製造の製品を生成する。

コンピュータプログラム（すなわち、コンピュータ制御ロジック）は、メインメモリ及び／又は補助メモリに記憶される。また、コンピュータプログラムは、通信インターフェースを通じて受信されることができる。このようなコンピュータプログラムは、実行される場合に、コンピュータシステムがここで説明されるような本発明の特徴を実行することを可能にする。特に、このコンピュータプログラムは、実行される場合に、プロセッサ及び／又はマルチコアプロセッサがコンピュータシステムの特徴を実行することを可能にする。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータシステムの制御器を示す。

本発明は、特定のバージョンを参照して説明されたが、他のバージョンも可能であることはもちろんである。したがって、添付されるクレームの思想及び範囲は、ここに含まれている、好ましいバージョンの説明に限定されてはいけない。

１００ 情報パケット化プロセス
１０１〜１１２ 情報ブロック
２００ 無線通信ネットワークシステム
２０１ 無線周波数チャネル
２０２ 無線局
２０４ 無線局
２０６ ＰＨＹレイヤー
２０７ ＲＦ通信モジュール
２０８ ＭＡＣレイヤー
２０９ 統合パケット
２１０ プロトコル適応レイヤー
２１１ Ａ／Ｖ前処理モジュール
２１２ ＡＶ／Ｃ制御モジュール
２１３ ＲＦ通信モジュール
２１４ ＰＨＹレイヤー
２１６ ＭＡＣレイヤー
２１８ プロトコル適応レイヤー
２１９ 後処理モジュール
２２０ ＡＶ／Ｃ制御モジュール
２３０ ベースバンド帯域プロセスモジュール
２３１ ベースバンド帯域プロセスモジュール
２５０ 通信ネットワークシステム
２５１ 通信リンク
２５２、２５４ 通信局
２５６ ＰＨＹレイヤー
２５８ ＭＡＣレイヤーレイヤー
２６０ 上位レイヤー
２６４ ＰＨＹレイヤー
２６６ ＭＡＣレイヤー
２６８ 上位レイヤー
４５０ ネットワーク
４５１ 通信デバイス
５００ コンピュータシステム
５１１ プロセッサ
５１２ 電子ディスプレーデバイス
５１３ メインメモリ
５１４ リムーバブル記憶デバイス
５１５ 記憶デバイス
５１６ ユーザインターフェースデバイス
５１７ 通信インターフェース
５１８ 通信インフラストラクチャ

Claims (11)

1. 通信ネットワークにおける情報通信のための方法であって、
   一つ以上の通信デバイスの情報ブロックに対する重要度レベルと前記一つ以上の通信デバイスの優先順位に基づいて前記情報ブロックを整列するステップと、
   通信媒体を通じた送信のためにスケーラブルなパケット構造（scalable packet structure）を用いて前記整列された情報ブロックをパケットに含めるステップとを含み、
   前記情報ブロックは２次元のピラミッドフォーマットに基づいて整列され、前記２次元のピラミッドフォーマットの第１の次元は、前記情報ブロックに対する重要度レベルを含み、前記２次元のピラミッドフォーマットの第２の次元は、前記一つ以上の通信デバイスの優先順位を含み、
   前記情報ブロックに対する重要度レベル及び前記一つ以上の通信デバイスの優先順位のうちの少なくとも一つに基づいて前記２次元のピラミッドフォーマット内の情報ブロックのドロップ方向が決定され、前記情報ブロックのドロップ方向によって前記情報ブロックのうちの通信条件に基づいて選択された少なくとも一つが前記パケットからドロップされることを特徴とする通信ネットワークにおける情報通信のための方法。
2. 前記一つ以上の通信デバイスの優先順位は、前記一つ以上の通信デバイスと関連して計算された距離に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークにおける情報通信のための方法。
3. 前記情報ブロックのドロップ方向は、前記一つ以上の通信デバイスの優先順位のうちの最も低い優先順位に対応する情報ブロックからドロップされるようにする方向に決定されることを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークにおける情報通信のための方法。
4. 前記情報ブロックのドロップ方向は、前記一つ以上の通信デバイスに対する重要度レベルのうちの最も低い重要度レベルに対応する情報ブロックからドロップされるようにする方向に決定されることを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークにおける情報通信のための方法。
5. 前記情報ブロックのドロップ方向は、情報ブロック優先順位のうちの最も低い情報ブロック優先順位に対応する情報ブロックからドロップされるようにする方向に決定され、前記情報ブロック優先順位は、前記一つ以上の通信デバイスに対する重要度レベル及び前記一つ以上の通信デバイスの優先順位の組み合わせで決定されることを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークにおける情報通信のための方法。
6. 信頼度要求事項に基づいてエラー検出及び／又はエラー訂正情報を前記パケットに追加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークにおける情報通信のための方法。
7. 前記通信ネットワークは、無線通信ネットワーク及び有線通信ネットワークの中の１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークにおける情報通信のための方法。
8. 前記パケットは、前記パケットに含まれている前記情報ブロックに対する優先順位情報とキーワード情報の中の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークにおける情報通信のための方法。
9. 前記パケットは、前記パケットに含まれている前記情報ブロックの長さ及び開始位置を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークにおける情報通信のための方法。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項の方法を実行するように適用される少なくとも１つの他の通信局との情報通信のための通信局。
11. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項の方法を実行するように適用される情報通信のための通信システム。

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