KR101071047B1 - 비-중앙집중화된 네트워크 대역폭 관리를 위한 방법 및장치 - Google Patents

Abstract

전력-라인 통신(PLC) 네트워크와 같은 네트워크를 통해 분산된 비디오 통신 및 오디오 통신 중 적어도 하나를 제공하는 시스템 및 방법. 예를 들어, 네트워크는 주기적인 사이클로 분할되고, 각 사이클은 다수의 시간 슬롯으로 구성된다. 사이클의 타이밍은 송신을 전송하기를 원하는 경우에 위치를 담당하는 사이클 마스터에 의해 결정되고 나머지는 등시성 스트림에 활용된다. 새로운 스트림을 송신하기에 앞서서, 송신기는 아비트레이션에 의해 하나 이상의 열린 슬롯을 획득하고 획득자는 전송될 스트림의 우선권에 기초하여 선택된다. 송신기는 스트림의 품질, 무결성, 또는 보안을 개선하는 여분의 슬롯을 얻는다. 본 발명의 메커니즘은 레거시 CDMA 디바이스와 호환가능하다.

대역폭 관리, 비집중화된 네트워크, 전력 라인 통신, 가정, 아비트레이션

Description

비-중앙집중화된 네트워크 대역폭 관리를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR NON-CENTRALIZED NETWORK BANDWIDTH MANAGEMENT}

본 발명은 일반적으로는 네트워크 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 우선순위화된 데이터 송신 방법에 관한 것이다.

네트워크에는 2가지 넓은 카테고리, 즉 등시성 네트워크 및 비-등시성 네트워크가 있다. IEEE 1394 네트워크는 네트워크 상의 디바이스들 중 하나가 시간 슬롯 이용을 관리하는 전형적인 등시성 네트워크이다. 스트림을 전송하기를 원하는 다른 디바이스로부터의 요구에 응답하여, 시간 슬롯 매니저에 의해 가용한 시간 슬롯이 할당된다. 일단 할당되면, 송신기는 다른 스트림에 의해 인터럽트되지 않고, 송신이 종료될 때까지 계속해서 시간 슬롯을 이용할 수 있다. 네트워크를 통해 송신되는 원래의 스트림 패킷 간격은 수신자 측에서 재구성된다. 등시성 통신의 실질적인 장점은 QoS(서비스 품질)가 완전하게 보장된다는 점이다.

그러나, 등시성 네트워크도 일부 단점을 내재하고 있다. 예를 들면, 중앙집중화된 네트워크 내에서, 시간 슬롯 매니저가 분리된 경우, 다른 디바이스가 시간 슬롯 관리를 떠 맡아야하므로, 결과적으로 각 네트워크-중심 디바이스는 네트워크 디바이스 비용을 상승시키는 시간 슬롯 관리 성능을 가지고 구성되도록 요구한다. 또한, 디바이스 접속 또는 분리에 응답하여, 버스 통신을 방해하는 풀(full) 버스 리셋이 발생한다. 이러한 타입의 등시성 제어는 IEEE 1394와 같은 전용 노이즈-없는 네트워크 상에서는 만족할 만하게 동작하지만, 802.11 무선 네트워크 또는 전력-라인 네트워크와 같은 거친 송신 조건이 되기 쉬운 네트워크 상에서 이용하기에는 적합하지 않다.

전형적인 비-등시성 네트워크는 트래픽이 CSMA/CA(캐리어 센스 다중 액세스/충돌 회피) 메커니즘 또는 유사한 것을 이용하여 제어되는 이더넷으로 나타난다. CSMA/CA 하에서, 버스 상의 디바이스가 다른 디바이스와 통신하기를 원하는 경우, 송신기는 우선 버스 상의 캐리어를 검출한다. 캐리어가 검출되지 않는 경우, 디바이스는 통신을 시작한다. 그러나, 캐리어가 검출된 경우, 송신기는 백-오프 모드에 들어가서 지연후에 프로세스를 재시도한다. 백오프 동안의 대기 시간은 일반적으로 랜덤화되어 2개의 대기중인 디바이스가 다시 충돌하지 않는다. 통상적인 CSMA/CA에서, 버스는 시간 슬롯 매니저에 의해 제어되지 않는다.

비-등시성 네트워크를 활용하는 것은 장점 및 단점 모두를 제공한다. 하나의 장점은 버스 리셋의 불이익이 없이 사용자가 자유롭게 디바이스를 네트워크에 접속하여 온시키거나 분리하여 오프시킬 수 있다는 점이다. 각 디바이스는 네트워크 상태, 특히 어떤 디바이스가 접속되어 있고, 또는 어떤 디바이스가 네트워크에 접속되어 있지 않은지에 대해서는 관심을 가질 필요가 없다. 네트워크 인터페이스는 시간 슬롯 관리 성능이 전혀 요구되지 않으므로 간단하고 저비용이다. 단점은 서비스 품질(QoS)이 보장되지 않는다, 즉 네트워크가 바쁜 경우에 디바이스가 불확 정된 대기 간격이 되기 쉽다는 점이다.

다수의 시장 지배자들은 네트워킹에서의 진보를 이끌어가고 있다. 그러한 지배자들 중 하나는 확장하고 있는 홈 네트워킹 시장으로서, 802.11 무선 표준 및 홈플러그TM 1.0 전력 라인 네트워크 표준을 채택하고 있다. 이들 표준 모두는 이더넷-등가이고 서비스 품질(QoS)을 보장하지 않는다. IEEE 1394와 같은 네트워크 표준은 QoS를 보장하지만, 제한된 케이블 송신 범위로 인해, 그리고 케이블들이, 예를 들면 가정의 방들 사이에서 디바이스에서 디바이스로 라우팅되어야 하므로, 다수의 시장에 잘 어울리지 않는다.

따라서, 네트워크를 통해 통신되는 적어도 송신 일부에 대해 특정 서비스 품질(QoS)을 지원할 수 있으면서도, 유연성 및 저비용을 제공하는 등시성 네트워크 통신 표준에 대한 필요성이 존재한다. 본 발명은 다른 것들뿐만 아니라, 이들 필요성을 충족시키고 이전에 개발된 네트워크 솔루션의 단점들을 극복하는 자발적인 네트워크이다.

보장된 서비스 품질을 제공하는 자발적이고, 비-중앙집중화된, 네트워크 제어의 방법 및 시스템이 설명된다. 본 발명에 따른 시스템은 전력-라인 통신(PLC) 네트워크의 이용에 적합하다.

다른 스트림 송신을 지원하는 시간 슬롯의 할당은 네트워크 상에서 자발적으로 결정되고, 시간 슬롯 매니저 또는 아비트레이션이 요구되지 않는다. 스트림을 송신하고자 하는 네트워크 상의 제1 디바이스는 네트워크에 대한 사이클을 클럭킹하는 사이클 마스터의 역할을 담당하고, 네트워크 상의 모든 송신기 디바이스들은 원하는 개수의 시간 슬롯을 얻기 위해 독립적으로 아비트레이션에 들어간다. 각 송신 사이클은 양호하게는 등시성 송신 및 비동기 송신을 위한 부분으로 분할된다. 네트워크 상의 디바이스간의 내부 클럭 차이는 누적되지 않고, 사이클 마스터는 스트림 트래픽을 혼란시키지 않고 분리될 수 있다.

다수의 유익한 모드 및 양태들이 본 발명 내에서 설명되고, 이들은 이하의 카테고리로 그룹화된다.

(1) 우선권 채널 대역폭을 더미 송신으로 채움으로써 본 발명 내에서 우선권 채널 대역폭을 예비함. 사이클 마스터는 송신 사이클의 비등시성 부분내의 미사용된 시간 슬롯을 더미 송신으로 채우고, 그럼으로써 낮은 우선권 비동기 디바이스가 예비된 대역폭을 부적절하게 활용하는 것을 방지한다. 미사용된 시간 슬롯을 예비된 대역폭으로 채우는 것은, 송신 사이클의 비동기 부분 동안에 통신될 수 있는 PLC 네트워크 상의 레거시 디바이스의 활용을 허용한다. 레거시 디바이스는 적응형 대역폭 매니저에 의해 제어되도록 구성되지 않는 비동기 디바이스로서 간주될 수 있다.

(2) 특정 우선권 레벨 내에서 우선권을 서브분할하기. 스트림에는 액티브 스트림의 개수에 기초하여 시간 슬롯을 요구할 때 순차적 토큰이 패싱되고, 토큰의 값(서브 우선권 값)은 스트림이 종료할 때까지 특정 우선권에서 아비트레이션내에서 스트림이 시간 슬롯을 얻는 순서를 결정한다. 예를 들면, 숫자 토큰이 패싱되고(즉, 집합0,1,2,...n으로부터), 낮은 서브우선권 숫자가 시간 슬롯을 얻는 것을 선점한다. 스트림 종료가 발생함에 따라, 우선권은 토큰 값에 기초하여 시프트하고 잔여 스트림은 순차적으로 높은 서브우선권 값을 채운다. 토큰은 바람직하게는 가상 네트워크 상의 서버 사이에서 공유된다.

(3) 스트림 신호를 자동으로 상승시킴. 신호 상승은 특정 우선권 레벨에 대한 대역폭의 가용성에 응답하여 본 발명 내에서 수행된다. 예를 들면, 등시성 스트림과 연관된 것과 같이 특정 스트림 우선권에 할당된 것과 같이, 예비된 대역폭의 미사용 부분은 스트림의 품질, 무결성 또는 보안을 개선하기 위해 본 발명의 양태에 따라 자동으로 활용된다. 그러므로, 미사용된 대역폭 부분(즉, 시간 슬롯)을 더미 데이터로 단순히 채우는 것 대신에, 스트림은 더 높은 품질로, 데이터 손실로부터의 더 많은 보장으로, 더 큰 보안으로, 또는 스트림 개선들의 조합으로 인코딩된다.

(4) 조건에 응답하여 대역폭을 자동으로 감소시키기. 각 스트림에 대해 활용되는 대역폭의 양은 대역폭 저하에 응답하여, 또는 가용한 대역폭이 활용되는 경우에 추가 스트림을 송신할 필요성에 응답하여 시스템에서 자동으로 감소될 수 있다. 모든 스트림 또는 선택된 스트림은, (가능하다면) 그 대역폭 활용을 감소시키도록 명령된다. 대역폭 제한은 스트림이 종료함에 따라 느슨하게 되고, 따라서 요구되는 대역폭을 감소시킨다.

본 발명은 현재의 시스템 및 메커니즘에 대해 수많은 장점을 제공하고, 예는 이하를 포함한다.

본 발명의 하나의 양태는 전체 대역폭을 효율적으로 활용하면서도 스트림에 대해 적절한 대역폭 할당을 예비한다.

본 발명의 다른 양태는 우선권 채널 대역폭을 예비하고 예비된 대역폭이 낮은-우선권 비동기 통신에 손실되는 것을 방지한다.

본 발명의 다른 양태는 시간 슬롯 매니저 또는 아비트레이터를 필요로 하지 않는 비-중앙집중화된 방식으로 자발적인 네트워크 제어를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 새로운 접속 또는 분리 이후에 휼륭한 변이를 제공하는 것으로서, 풀 버스 리셋이 요구되지 않으며 현재의 통신이 방해받을 필요가 없다.

본 발명의 다른 양태는 QoS가 보장되고 디바이스가 네트워크에 부가되거나 네트워크로부터 제거되는 경우에, 중요한 오디오/비디오 스트림이 인터럽트될 필요가 없는 네트워크 통신을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 등시성 스트림 및 비-등시성 스트림간에 네트워크 대역폭을 공유하고, 간단하고 저가로 구현될 수 있는 유연하고 확장가능한 메커니즘을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 높은 레이트의 스트림을 지원하기 위해 연속적인 시간 슬롯이 얻어질 수 있는 시간 슬롯을 통한 오디오/비디오 스트림 송신을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 네트워크 상의 송신 디바이스간의 내부 클럭 차이가 누적되지 않는 오디오/비디오 스트림 송신을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 비동기 송신을 운반하기 위해 각 사이클 내에서 소정 또는 선택가능한 간격을 포함하는 오디오/비디오 스트림 송신을 제공함으로써, 고속 비동기 송신을 보장하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 스트림 송신기 및 스트림 수신기 모두가 스트림 송신이 개시되기 이전에 시간 슬롯을 체크함으로써 가능한 시간 슬롯 사용 충돌을 회피하는 오디오/비디오 스트림 송신을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 낮은 에러 레이트 통신을 확립하기 위한 제1 및 제2 쌍간에 충분한 감쇠가 존재하는 경우에, 제2 송신기 및 수신기 쌍에 의한 이용시, 제1 송신기 및 수신기 쌍이 하나 이상의 시간 슬롯을 활용할 수 있는 오디오/비디오 스트림 송신을 제공한다.

본 발명의 다른 양태는 시간 슬롯 할당 프로세스가 레거시 CDMA/CA(캐리어 센스 다중 액세스/충돌 회피)와 호환가능한 오디오/비디오 스트림 송신을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 시간 슬롯이 자발적인 아비트레이션에 의해 얻어지고 전용 아비트레이터가 전혀 필요가 없는 오디오/비디오 스트림 송신을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 시간 슬롯이 유연한 방식으로 할당되고 재할당 요구 메커니즘은 현재의 디바이스가 대역폭을 완전하게 활용할 수 있도록 하는 오디오/비디오 스트림 송신을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 시간 슬롯 손실을 방지하기 위해 예비된 대역폭 섹션(시간 또는 주파수 도메인) 내에서 미사용된 시간 슬롯을 채우기 위한 더미 데이터를 생성하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 비-우선순위화된 비동기 디바이스와의 백워드 병립성을 유지하면서도 대역폭의 우선순위화된 활용을 허용하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 송신 우선권이 스트림들 간에 공정하게 공유되도록 송신 우선권 레벨을 서브 분할하는 것을 허용한다.

본 발명의 다른 양태는 각 액티브 스트림에 대한 순차적으로 더 낮은 서브우선권 값의 이용으로서, 시간 슬롯은 물리적인 네트워크 내에서 서버 또는 가상 네트워크에 대해 더 공정하게 얻어진다.

본 발명의 다른 양태는 여분 대역폭이 가용한 경우에 스트림의 품질, 무결성 또는 보안을 자동으로 상승시킴으로써 대역폭의 효율적인 활용을 증가시키고 있다.

본 발명의 추가 양태는 조건이 악화되거나 송신 요구의 개수가 증가할 때 스트림에 대한 자동화된 대역폭 감소를 제공한다.

본 발명의 추가 양태들은 명세서의 이하의 부분에 나타나고, 상세한 설명은 본 발명을 제한하지 않고 본 발명의 양호한 실시예를 완벽하게 공개하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 단지 예시의 목적으로만 되어 있는 이하의 도면들을 참조하여 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 가상 PLC 네트워크에 대해 분산된 서버와 클라이언트로 도시된 주택가 전력-라인 통신 네트워크의 블록도이다.

도 2는 PLC 인터페이스, 컨텐트 스토리지, 디스플레이, 사용자-인터페이스, 및 원격 제어 인터페이스를 가지는 것으로 도시되어 있는, 본 발명의 양태에 따른 PLC-준비 서버의 블록도이다.

도 3은 서버 버스로부터 PLC 네트워크로의 암호화된 통신을 도시하고 있는, 본 발명의 양태에 따른 PLC 인터페이스의 블록도이다.

도 4는 PLC 네트워크 상의 접속을 위해 구성된 클라이언트 텔레비전을 도시한, 본 발명의 양태에 따른 클라이언트 디바이스의 블록도이다.

도 5는 사이클 마스터의 역할을 담당하는 송신기 디바이스 중 하나에 의한 사이클 시작 신호의 생성을 도시하는, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도 6은 송신 사이클 Tc내의 초기 시간 슬롯에 대한 아비트레이션 주기를 도시하는, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도 7은 아비트레이션으로부터 얻어지는 시간 슬롯을 통해 스트림을 송신하는 제1 서버를 도시하는, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도 8-9는 도 7에 도시된 스트림에 대한 송신을 시작한 후 시작되는 새로운 송신 스트림이 시작되는 것을 도시하는, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도 10은 스트림 종료에 응답하여 시간 슬롯의 가용성을 도시하는, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도 11은 비동기 통신을 위해 예비된 각 사이클의 일부를 도시하고 있는, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신에 대한 타이밍 도이다.

도 12는 시간 슬롯에 대한 요구의 상대 타이밍을 스트림 우선권의 함수로서 도시한, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신내의 아비트레이션 기간의 타이밍 도이다.

도 13-15는 새로운 스트림이 송신되도록 하는 스트림 송신기에 의한 시간 슬롯 감소로 도시한, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도 16은 등시성 이용을 위한 시간 슬롯을 예비하도록 사이클 마스터에 의해 삽입된 더미 송신을 도시한, 본 발명의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도 17은 각 사이클 내에서 어떠한 시간 슬롯도 예비된 비동기 주기 내에서 가용하지 않지만 사이클의 등시성 부분 내에서 가용한 경우에, 비동기 통신에 의해 이용하기 위한 더미 슬롯을 해제하는 사이클 마스터를 도시한, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도 18-19는 스트림 송신의 품질, 무결성, 또는 보안을 증가시키기 위해 추가 시간 슬롯을 얻는 제1 및 제2 스트림을 도시한, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도 20-21은 새로운 송신이 시작될 수 있도록 수행되는 시간 슬롯 감소를 도시한, 본 발명의 하나의 양태에 따른 네트워크 송신을 위한 타이밍 도이다.

도면을 더 구체적으로 참조하면, 예시의 목적을 위해, 본 발명은 도 1 내지 도 21에 일반적으로 도시된 장치로 실시된다. 여기에 공개된 기본 개념에서 벗어나지 않고서도, 장치가 구성 및 부분의 세부사항에 대해 가변될 수 있고 방법이 특정 단계 및 시퀀스에 대해 가변될 수 있다는 것은 자명하다.

1. 전력 라인 네트워크

여기에 설명된 대역폭 할당 및 예비(reservation) 기술은 다수의 다른 타입의 네트워크에 활용될 수 있고, 전력-라인 통신(PLC) 네트워크 상의 이용에 매우 적합하다. 예를 들어, 본 설명은 전력-라인 통신 네트워크 상에서의 이용의 측면에서 본 발명을 설명한다. 그러나, 설명의 전부 또는 일부는 무선 네트워크 및 다른 네트워크와 같은 다른 네트워크 형태에 적용가능하다.

1.1 네트워크 구성

도 1은 주택지 PLC 네트워크를 통해 동작하는 분산된 시스템의 예(10)를 예시하고 있다. 주택지 집(12)은 다수의 방들을 상호접속하는 AC 전력 라인(14)을 가지고 있는 것으로 도시되어 있다. 서버-1(16), 서버-2(18), 클라이언트-1(20), 및 클라이언트-2(22)를 포함하는 분산 시스템은 통상 AC 콘센트에 의해 전력 라인에, 접속되고, 미사용되는 콘센트(24)가 예로서 도시되어 있다. 명료성을 위해, AC 전력 라인(14)의 분배 변압기 등으로의 외부 접속은 도시되어 있지 않다.

케이블(26)은 서버-1(16)에 접속하여 케이블 프로그래밍, 인터넷 접속, 등과 같은 다양한 컨텐트로의 액세스를 제공하는 것으로 도시되어 있다. 유선 형태 및 무선 형태 모두를 포함하는 다른 형태의 접속이 시스템에 의해 수신될 수 있다는 것은 자명하다.

이러한 예에서 서버-1(16)은 오디오/비디오 데이터를 저장하도록 구성되고, PLC 네트워크 상의 하나 이상의 클라이언트에 스트림을 전송할 수 있다. 서버-1(16)에 의해 수신되는 것으로서, 케이블(26)로부터의 오디오/비디오 컨텐트 스트림은 다른 서버뿐만 아니라 클라이언트-1(20) 또는 클라이언트-2(22)와 같은 클라이언트에도 송신될 수 있다. 이러한 예에서, 서버-1(16) 및 서버-2(18)는 유사한 기능으로 동작한다. 여기에 이용되는 바와 같이, 용어 “스트림”은 등시성 및 비동기 통신 스트림을 모두 지칭한다.

1.2 서버

도 2는 서버-1(16)의 실시예를 예시하고 있다. 튜너 전방-엔드(30)는 케이블 네트워크(26)로부터 RF 신호를 수신하여, 메모리(34)와 조합하여 튜너 전방-엔드(30)로부터 복조된 신호를 디코딩하는 코덱 블록(32)에 의해 디코딩된다. 디코딩된 비디오 신호는 D/A 컨버터(36)에 의해 아날로그로 변환되어 디스플레이(38) 상에 표시된다. 디코딩된 오디오 신호는 D/A 컨버터(40)에서 아날로그로 변환되고 증폭기(42)에서 증폭되며 오디오 트랜스듀서(즉, 스피커 어셈블리, 44)에 전송된다. 비디오 스트림을 기록하기 위해, 코덱(32)은 양호하게는 버스(50)에 접속된 인터페이스(48)를 통해 액세스되는 하드 디스크 드라이브(46, HDD)와 같은 데이터 저장 서브시스템에 스트림을 전송한다. 기록된 스트림을 재생할 때, 코덱(32)은 HDD(46)로부터 스트림을 수신하여 디코딩한다.

비디오 스트림을 전력 라인(14)을 통해 클라이언트-1(20)에 전송하는 서버-1(16)의 경우를 고려해 보자. 튜너 전방-엔드(30)로부터의 스트림은 코덱(32)을 통해 PLC 인터페이스(52)에 전송되고 클라이언트-1(20)에 의한 수신을 위해 PLC 네트워크로의 AC 접속(54)을 통해 전송된다. 유사하게, 기록된 스트림을 플레이하기 위해, HDD(46)로부터의 스트림은 PLC 네트워크를 통한 클라이언트-1(20)에 의한 수신을 위해 PLC 인터페이스(52)에 전송된다.

PLC 인터페이스(52)는 암호화 및 암호해제 메커니즘을 포함하는 것이 바람직하다. 일반적으로 PLC 네트워크를 통해 전송되기 이전에 모든 통신이 암호화되고 수신시 암호해제되는 것이 바람직하다.

사용자는 키패드 인터페이스(58)에 의해 버스(50)에 접속된 키패드(56)를 이용하거나, 원격 인터페이스(62)에 의해 버스(50)에 접속된 원격 제어 유닛(60)을 이용하여 오퍼레이션을 제어한다. 명령은 버스(50)를 경유하여 메모리(66)내에서 명령을 실행하는 CPU(64)에 대해 수신된다. 모뎀(68)은 서버에 대한 네트워크 접속을 제공하고, 예로서, 서버(16)내의 회로 소자에 액세스가능한 버스(50)로의 외부 네트워크 접속(즉, 전화, DSL, 케이블, LAN, WAN, 등)을 브리징하는 것으로 도시되어 있다.

도 3은 PLC 인터페이스(52)의 블록도를 예시하고 있다. 도시된 예에서, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 기술이 전력 라인을 통한 신호 송신에 이용된다. 송신되는 데이터는 버스 인터페이스(70)에 의해 버스(50)로부터 수신되고, 필요한 경우 버퍼 메모리(72)에 저장될 수 있다. 에러 정정 코드는 포워드 에러 정정 인 코더(FECE, 74)에서 데이터에 부가되고, 그 결과는 변조기(80)에 의해 변조되어 역 고속-푸리에 변환(IFFT) 블록(82)에 전송되기에 앞서서, 인터리버(76)에 의해 인터리빙되고 직렬-병렬 컨버터(78)에 의해 병렬 데이터로 변환된다. IFFT(82)에서, 캐리어는 각 입력 신호에 할당되고, 신호는 역으로 고속-푸리에-변환된다. 그리고나서, 처리 블록(74-82)으로부터의 결과 신호가 아날로그 전방-엔드(AFE, 84)에 전송되고 전력 플러그(54)를 통해 PLC(14)에 전송된다.

도 3의 절반 하단부에 표시된 블록들은 데이터 수신을 예시하고 있다. AFE(84)는 PLC(14, 도 1)에 결합되는 AC 커넥터(54)를 통해 클라이언트로부터 스트림을 수신한다. 수신된 데이터는 FFT(86)에 의해 고속-푸리에-변환되고, 복조기(88)에 의해 복조되며, P-S 컨버터(90)에 의해 병렬-직렬 컨버팅된다. 결과적인 신호는 디-인터리버(92)에 의해 디-인터리빙되고, FEC 디코더(94)에 의해 에러 정정되며, 버스 인터페이스(70)에 전송된다.

컨트롤러(96)는 도면에 도시된 블록들의 오퍼레이션을 제어하고 네트워크를 모니터링하며, 사이클 시작 신호 및 아비트레이션 요구 신호를 송신하는 것과 같이 시그널링을 생성한다.

1.3 클라이언트

도 4는 클라이언트-1(20)과 같은 클라이언트의 실시예를 예시하고 있다. 로컬 버스(100)는 메모리(104)와 조합하여 CPU(102)의 제어하에서 클라이언트(20)의 회로를 상호접속한다. 전력-라인 통신(PLC) 네트워크 인터페이스(IF, 106)는 서버-1(16, 도 1) 또는 서버-2(18)와 같은 다른 디바이스로부터 전력 커넥터(108)를 통 해 스트림을 수신하여, 로컬 버스(100)와 조합하여 디코더(110)에 전송된다.

PLC 인터페이스(106)는 도 3에 도시된 것과 동일한 방식으로 실시되거나, 임의의 간편한 다른 회로 디자인을 이용하여 구현될 수 있다는 것은 자명하다. 디코더(110)는 메모리(112)와 조합하여 동작하여 스트림을 디코딩한다. 디코딩된 비디오 신호는 D/A 컨버터(114)에 의해 디지털에서 아날로그 포맷으로와 같은 정확한 포맷으로 변환되어 표시 디바이스(116) 상에 표시된다. 디코더(110)로부터 생성된 오디오 신호는 오디오 출력을 위해 예를 들면 D/A 컨버터(118)에 의해 아날로그 신호로 변환되고, 오디오 트랜스듀서(122)에 출력되기에 앞서서 증폭기(120)에 의해 증폭된다.

PLC 통신은 양호하게는 전력 라인에 전송하기에 앞서서 암호화되고 전력 라인으로부터 수신된 후에 암호해제된다. 클라이언트(20)에 대한 명령은 키패드 인터페이스(126)와의 조합되어 키패드(124)를 이용하거나, 원격 인터페이스(130)와 조합하여 원격 제어 유닛(128)을 활용함으로써 입력될 수 있고, 여기에서 명령은 로컬 버스(100)를 통해 CPU(102)에 의해 수신된다.

2. 자발적인 네트워크 제어

시간 슬롯 매니저는 IEEE 1394 네트워크를 구현하는데 필요하지만, “레거시”디바이스로 간주되는 디바이스들을 제외하고는 네트워크 상의 각 디바이스는 양호하게는 동일한 성능을 가지고 있으므로, 본 네트워크 통신 양태는 그러한 매니저를 이용하는 것을 요구하지 않는다.

자발적인 네트워크는 (a) 예를 들면, 스트림을 송신하기를 원하는 제1 디바 이스에 의해, 사이클 시작 신호가 검출되지 않은 경우에 네트워크를 통해 사이클 시작 신호를 생성하고, (b) 각 송신기에 의해 독립적으로 수행되는, 시간 슬롯에 대해 아비트레이션하여, 스트림을 목적지에 송신하는데 충분한 시간 슬롯을 얻으며, (c) 얻어진 시간 슬롯을 이용하여 스트림을 송신함으로써 제어된다.

시간 슬롯은 아비트레이션 프로세스에서 얻어진다. 시간 슬롯을 얻기 위해, 디바이스는 네트워크를 모니터링하고 요구를 전송하여 가용한 시간 슬롯을 얻는다. 시간 슬롯을 얻는 경우에, 송신을 개시한다. 어느 디바이스가 어떤 데이터를 어디에 전송할지는 디바이스 오퍼레이션과 무관하고, 디바이스는 단지 각 시간 슬롯이 점유되어 있는지 여부를 검출한다. 비-중앙집중화된 네트워크 제어의 결과로서, 임의의 디바이스가 완전한(full) 리셋을 수행할 필요없이 분리될 수 있으므로, 사용자가 유사한 방식으로 디바이스를 이더넷 디바이스에 자유롭게 접속시키거나 분리시킬 수 있게 한다.

2.1 사이클 시작 신호의 생성

도 5는 서버-1(16)이 등시성 스트림을 클라이언트(20)에게 송신하기 시작하는 경우의 네트워크 송신(150)을 예시하고 있다. 우선, 서버-1(16)은 통신을 위해 PLC 네트워크 송신(150)을 모니터링한다. 어떠한 통신도 검출되지 않은 경우, 서버-1(16)은 사이클 시작 마스터가 되고 사이클 시작 신호(152)를 주기적으로(주기=Tc) 전송하기 시작한다.

신호 충돌 또는 다른 신호가 검출된 경우, 서버-1(16)은 즉시 사이클 시작 신호를 중지하고 일부 백-오프 시간 후에 사이클을 재시도할 것이다. 백-오프 동 안에, 송신기는 사이클 시작 신호에 대해 모니터링하고 아무것도 검출되지 않은 경우에만 생성을 재시도한다. 백-오프 시간은 양호하게는 소정 시간 값 범위내의 랜덤 시간 값이다. 다른 디바이스가 이미 사이클 시작 신호를 송신하고 있는 경우, 네트워크 상의 단지 하나의 디바이스만이 사이클 시작 마스터가 되도록 허용되므로, 서버(16)는 사이클 시작 신호를 생성하지 않을 것이다.

전력-라인 통신(PLC) 네트워크에 액세스하는 이러한 접근법은 Tc의 사이클 시간으로 반복된다는 것은 자명하다. 사이클 시간내에서 프레이밍되어, 각 시간 슬롯은 고정된 시간 길이를 가지고 있다. 특정 어플리케이션에서, 이러한 사이클 타이밍을 전력 라인의 60Hz 사이클링과 동기화하는 것이 이치에 맞는다.

2.2 제1 스트림의 송신

도 6은 디바이스가 PLC 네트워크 송신(150) 내에서 시간 슬롯을 얻도록 시도하는 경우에 발생하는 아비트레이션을 예시하고 있다. 서버-1(16)은 스트림을 전송하기 위한 고정된 길이의 시간 슬롯을 얻는다. 송신기는 데이터의 대역폭 및 우선권에 따라 하나 이상의 연속적인 시간 슬롯을 얻는다. 시간 슬롯을 얻기 위해, 서버-1(16)은 시간 슬롯 아비트레이션 프로세스에 참여한다. 아비트레이션은 양호하게는 사이클 시작 신호(152) 후 T1에 시작하여 주기 T2동안 지속되는 기간과 같이, 각 사이클에 대해 고정된 시간에 발생한다. 서버(16)는 이러한 아비트레이션 주기 동안에 슬롯 요구 신호를 전송한다. 서버-1(16)이 아비트레이션을 획득(win)하는 경우, 사이클 시간 신호(152)에 이어서 송신을 시작한다. 그렇지 않은 경우, 서버-1(16)은 획득자(winner)가 송신을 개시하는 것을 허용하고 이어서 다른 시간 슬롯을 얻으려고 시도할 것이다.

도 7은 서버-1(16)이 사이클 시작 신호(152)의 직후에 가용했던 시간 슬롯, 또는 슬롯들을 획득한 송신 상황을 예시하고 있다. 블록(154)은 이러한 사이클 및 후속 사이클 동안에 얻어지는 시간 슬롯을 나타낸다. 일단 얻어지면, 어떤 다른 디바이스도 시간 슬롯을 인터럽트할 수 없다. 이들 주기적인 시간 슬롯을 이용하여, 서버-1(16)은 스트림을 송신한다. 유의할 점은, 사이클 시작 신호(152)와 시간 슬롯(154)간의 시간 갭이 존재한다는 점이다. 이러한 갭은 양호하게는, 송신 지연을 유익하게 흡수하도록 놓여져 있는 유한 지속기간을 가지고 있다. 그러나, 명료성을 위해, 도면은 시간 슬롯의 크기 및 주기 Tc에 대한 시간 갭을 과장하고 있다. 각 사이클 Tc는 수백개의 시간 슬롯으로 분할된다는 것은 자명하다. 시간 슬롯 길이 및 시간 갭 길이는 양호하게는 고정된 지속기간을 가지고 있고, 디바이스가 슬롯이 점유되어 있는지 여부를 용이하게 검출할 수 있게 한다.

2.3 제2 스트림

도 8 및 도 9는 PLC 네트워크를 통한 다른 송신의 시작을 도시하고 있다. 이 경우에, 서버-2(18)가 클라이언트-2(22)로의 다른 등시성 송신을 시작한다. 서버-2(18)는 도 8에 도시된 바와 같이 사이클 시작 신호(152)를 검출하고 동기화한다. PLC 네트워크를 모니터링함에 따라, 서버-2(18)는 시간 슬롯(154)이 이미 사용 중인 것으로 검출하고, 시간 슬롯(154)을 뒤따르는 시간 슬롯을 얻으려고 시도한다. 새로운 아비트레이션 주기는 사이클 시작 신호(152) 후 T3에 시작하고, 그 길이는 양호하게는 다른 아비트레이션 주기 T2와 동일하다. 기간 T3은 시간 슬롯 (154)의 길이 + 시간 갭의 합으로부터 용이하게 얻어진다. 사이클 시작 신호와 제1 시간 슬롯 사이, 또는 시간 슬롯 사이에는, 전력 라인 상의 송신 지연을 흡수하기 위해, 작은 시간 갭이 형성되는 것이 바람직하다.

서버-2(18)는 아비트레이션 주기 T2 동안에 요구 신호를 송신한다. 서버-2(18)가 시간 슬롯을 획득하면, 새로운 시간 슬롯이 시간 슬롯(154)을 뒤따른다. 도 9는 이 경우에 서버-2(18)에 의해 획득된 시간 슬롯 블록(156)을 도시하고 있다. 서버-2(18)는 이러한 새롭게 얻어진 시간 슬롯을 이용하여 새로운 스트림을 클라이언트-2(22)에 전송한다.

수정 제어된 특성 및 관련된 높은 동작 주파수를 감안하면, 그 차이는 수백만분의 1의 범위이지만, 네트워크 상의 각 디바이스의 내부 클럭은 다른 디바이스와 약간 상이하다는 것은 자명하다. 클럭 차이 에러의 누적은 다수의 종래 디지털 송신 시스템에서 문제가 된다. 그러나, 클럭 에러가 누적되지 않고, 각 디바이스가 사이클 시작 마스터에 의해 생성된 사이클 시간 시작 신호로부터의 시간 범위를 측정하므로, 이러한 문제는 본 시스템에서는 발생하지 않는다.

2.4 분산된 시간 슬롯

도 10은 일부 시간 슬롯의 종료에 응답한 시간 슬롯 가용성의 예를 예시하고 있다. 디바이스는 그 시간 슬롯에 대한 아비트레이션 프로세스를 획득하는 경우에 임의의 가용한 시가 슬롯을 얻을 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들어, 송신기가 시간 슬롯(154)에 이어지는 하나의 슬롯 또는 슬롯들을 얻으려고 시도하는 경우, 사이클 시작(152)으로부터 주기 T3 이후의 아비트레이션 주기 T2 동안 요구를 송신한다. 송신기가 시간 슬롯(158) 이후에 슬롯(들)을 얻기를 원하는 경우, 사이클 시작(152)으로부터 주기 T4 이후의 주기 T2 동안 요구를 전송한다. 송신기가 높은 비트-레이트 스트림을 전송하기 위해 수 개의 연속적인 슬롯을 필요로 하는 경우, 송신기는 PLC 네트워크 송신을 모니터링하고 가용한 슬롯의 열을 선택한다. 이러한 메커니즘은 하나의 높은-비트 레이트 스트림에 대한 연속적인 슬롯의 이용을 조장하고, 시간 축에 대해 스트림에 할당된 이들 슬롯을 분산하는 것을 못하게 한다. 그러나, 네트워크가 바쁜 경우, 송신기는 분산된 슬롯을 얻을 수 있다. 본 발명은 양호하게는 데이터를 즉시 송신하기를 원하는 것과 연속적인 시간 슬롯을 이용하기를 바라는 것 간의 트레이드오프가 발생하는 방법을 선택하도록 허용한다.

2.5 비동기 송신 주기

PLC 네트워크가 다수의 미사용된 시간 슬롯을 가지고 있는 경우, 이전 섹션에 설명된 동기형 송신과 같이 비동기 송신이 수행될 수 있다. 하나의 차이점은, 모든 가용한 비동기 시간 슬롯이 사용중에 있는 경우에 비동기 송신이 최대 n개의 연속적인 사이클에 대한 동일한 시간 슬롯(들)을 이용할 수 있다는 점이다. 여분 시간 슬롯이 가용하다면, 비동기 송신은 n개의 연속적인 슬롯을 넘어 슬롯을 계속해서 이용할 수도 있다.

슬롯이 가용하지 않은 경우, n 사이클 이후에, 비동기 송신기는 더 높은 우선권을 가지는 다른 송신에 의한 이용을 위해 시간 슬롯(들)을 해제해야 한다. 그러한 송신이 PLC 액세스를 전혀 기다리지 않고 있는 경우, 송신기는 다시 동일한 시간 슬롯을 얻을 수 있다. 최대 개수의 연속적인 사이클 n에 대한 값은 비동기 송신의 우선권에 응답하여 선택될 수 있다. 예를 들면, n은 낮은-우선순위화된 송신에 대해서는 작은 값을, 더 높은 우선순위화된 송신에 대해서는 더 큰 값을 포함한다.

모든 시간 슬롯이 등시성 송신에 의해 점유된 경우, 가용한 시간 슬롯을 얻기 위해 비동기 송신은 연장된 기간동안 기다리는 것이 필요하다. 가능한 해로운 상황을 피하기 위해, 매 사이클의 일부가 비동기 송신에 의한 이용을 위해 할당되는 것이 바람직하고, 비동기 송신에 좌우되는 태스크는 데이터의 부족을 갈망하지 않을 것이다.

도 11은 비동기 송신 주기로서 기간(160)의 이용을 예로서 예시하고 있다. 이러한 주기는 사이클 시작 신호(152) 후에 시간 TS에 개시하고, 다음 사이클 시작 신호의 시작 바로 이전에 종료한다. 비동기 송신 주기(160) 동안에, 비동기 송신기는 양호하게는, 등시성 송신과 일반적으로 동일한 방식으로 시간 슬롯을 얻을 것이다. 이러한 메커니즘의 대안으로서, 송신기는 종래 CSMA/CA 기반에 따라 주기(160)내에서 시간 슬롯 액세스 권리를 얻을 수 있다.

비동기 송신 주기는 단지 CSMA/CA 성능 등을 제공하는 레거시 PLC 디바이스에 대한 백워드 양립성을 보장하므로 다수의 어플리케이션에 유익하다. 현재 및 종래의 PLC 디바이스(레거시 디바이스)는 아비트레이션 또는 등시성 송신에 대한 능력을 제공하지 못한다는 것은 자명하다. 그러므로, 본 시스템은 이들 디바이스들이 비동기 동작을 위해 예비된 주기 동안에만 비동기 송신을 수행할 수 있도록 할 수 있다.

2.6 아비트레이션

본 섹션은 본 발명내에서 아비트레이션이 수행되는 방법을 설명한다. 예로서, 모든 송신은 3가지 우선권 레벨 중 하나로 우선순위화되어 있다고 가정한다.

우선권 1(최상위) : 예 :VoIP(등시성)

우선권 2(중간) : 예 : 오디오/비디오 송신(등시성)

우선권 3(최하위) : 예 : 데이터 전달, 웹 액세스, 등(비등기).

인터넷 전화(VoIP)는 높은 레이턴시-민감한 어플리케이션으로서, 본 예에서 최상위 우선권이 주어진 것이다. 제2 우선권은 오디오/비디오 스트림에 주어진다. 데이터 전달(파일 복사, 웹 액세스, 등)은 최하위 우선권이 부여된다. 시간 슬롯(들)에 대한 아비트레이션 동안에, 더 높은 우선권을 가지는 송신은 더 낮은 우선권의 송신에 대해 우선한다(win out).

도 12는 시간 슬롯 요구 타이밍(170)을 예시하고 있다. 상기 기재된 바와 같이, 시간 슬롯을 획득하기를 원하는 송신기는 아비트레이션 주기 동안에 요구 신호를 전송하고, 그 타이밍은 전송될 스트림의 우선권에 좌우된다. 최상위 우선권 스트림에 대해, 송신기는 아비트레이션 주기 T2의 시작부(172)에서 요구를 전송한다. 스트림이 다음 레벨의 우선권을 가지고 있는 경우, 요구는 최상위 우선권 요구 후에 전송되어야 한다. 마지막으로, 최하위 우선권 요구는 아비트레이션 주기 T2의 잔여 부분 동안에 전송된다. 3가지 시간 부분들이 3가지 우선권을 지원하는 것으로 기재되어 있지만, 본 발명의 사상에 따라 임의의 개수의 우선권들이 지원될 수 있다는 것은 자명하다.

아비트레이션 동안에, 송신기가 제2 최상위 우선권의 스트림을 전송하기를 원하는 경우, 시작부터 아비트레이션 주기를 모니터링한다. 제1 우선권 요구가 검출된 경우, 송신기는 이러한 슬롯 또는 슬롯들을 추적하지 않는다. 동일한 방식으로, 송신기가 낮은 우선권 스트림을 전송하기를 원하고, 높은 레벨 또는 중간 레벨 우선권 요구를 검출한 경우, 송신기는 슬롯을 얻기를 시도하는 것을 중지함으로써, 더 높은 우선권 송신에 양보한다.

아비트레이션 요구는 양호하게는 3개의 연속적인 사이클(또는 다른 소정 또는 선택적인 간격)에 걸치는 것과 같이, 복수회 전송된다. 아비트레이션 주기 동안에, 하나의 슬롯에 대해 어떠한 더 높은 우선권 요구가 검출되지 않는 경우, 송신기는 슬롯(들)을 획득한다. 더 높은 우선권 요구가 아비트레이션을 획득하도록 보장하기 위해, 송신 우선권에 응답하여 다른 아비트레이션 모니터링 길이가 활용되는 것이 바람직하다. 이하는 기재되는 경우에 대한 우선권에 기초한 모니터링 주기의 예들이다.

우선권 1 : 3 사이클

우선권 2 : 5 사이클

우선권 3 : 7 사이클.

송신기가 3개의 연속적인 사이클에서 최상위 우선권 요구를 전송하고 어떠한 상위 요구도 검출되지 않는 경우, 송신기는 송신에 대한 시간 슬롯(들)을 활용하기 시작한다. 유사하게, 송신기가 7개의 연속적인 사이클 동안에 낮은 우선권 요구를 전송하고 더 높은 어떠한 우선권 요구도 검출하지 못하는 경우, 송신기는 송신을 개시한다.

그러나, 2개 이상의 송신기들이 동일한 우선권을 가지는 요구를 전송하는 경우, 충돌이 발생한다. 송신기가 충돌을 검출한 경우, 랜덤 백-오프 모드에 들어가는 것과 같이, 채널을 요구하는 것으로부터 백-오프된다. 랜덤 백-오프 모드에서, 랜덤화된 대기 시간 후에, 송신기는 다시 시간 슬롯(들) 요구를 전송한다.

2.7 시간 슬롯 정보 교환

특정 PLC 네트워크 조건에 응답하여, 네트워크 상의 심각한 신호 감쇠는 하나 이상의 디바이스가 이미 활용되고 있는 시간 슬롯을 검출하는 것을 방지할 수 있다는 것은 자명하다. 예를 들면, 송신기는 시간 슬롯이 사용되지 않은 것처럼 “보이는”것으로 검출하지만, 원격 수신기는 동일한 시간 슬롯이 실제로 이용되고 있다고 검출할 수 있다. 이러한 문제를 피하기 위해, 이중-체크가 수행되는 것이 바람직하고, 가용한 시간 슬롯을 획득한 후, 송신기는 수신기에 대해 시간 슬롯이 수신기의 관점에서 가용한 것으로 보이는지 여부를 질의한다. 시간 슬롯이 양쪽 엔드로부터 가용한 것으로 나타나면, 송신기는 송신을 개시한다. 시간 슬롯이 수신기 측에서 가용하지 않은 것으로 나타나면, 송신기는 시간 슬롯 충돌을 회피하기 위해, 시간 슬롯을 포기하고 다른 가용한 시간 슬롯을 모니터링한다.

이러한 메커니즘의 다른 장점은, 연장된 길이를 통한 감쇠, 또는 다르게는 손실형의 PLC 네트워크에 응답하여 각 노드가 로컬하게 가용한 시간 슬롯을 효율적으로 이용할 수 있다는 점이다. 이와 같이, 로컬 트래픽은 네트워크의 원격부 상 에 채용되고 있는 시간 슬롯을 통해 트래픽을 송신할 수 있다. 활용시 엔드-대-엔드 체크는 과도한 데이터 에러를 방지하기 위해 충분한 감쇠에 의해 분리된 네트워크의 다른 부분에 트래픽이 라우팅되고 있는 시간 슬롯을 동시에 이용하기 위한 문을 개방하면서도 충돌을 방지한다.

이러한 시간 슬롯 “재사용”의 예로서, 서버-1(16) 및 클라이언트-1(20)이 PLC 네트워크(14) 상에서 물리적으로 근접되어 배치되어 있는 경우를 고려하자. 또한, 서버-2(18) 및 클라이언트-2(22)가 서버-1(16) 및 클라이언트-1(20)에 근접되지 않는 네트워크의 다른 부분에서, 예를 들면, 홈의 반대 부분에서, 또는 더 바람직하게는 차단 필터없이 또는 적어도 홈 사이에서 누설된 신호를 제거하는데 완전히 효율적인 차단 필터없이 동일한 전력 분배 변압기를 공유하는 다른 홈에서, 서로 근접하여 있는 경우를 고려하자. 그러므로, 이 경우에, 제1 및 제2 클라이언트-서버 쌍의 사이에는 중요한 감쇠가 존재하는 것으로 가정된다. 이들 조건 하에서, 2개의 쌍들은 역 송신 충돌로부터의 상대적인 손실을 가지고서, 동시에 동일한 슬롯 또는 중첩하는 시간 슬롯을 이용할 수 있다는 것은 자명하다.

서버-1(16)에서 AFE(84)는 원하는 경우 적응형 송신 전력 제어 성능을 포함할 수 있다. 클라이언트가 가깝고 이들간의 신호 감쇠가 크지 않은 경우, 클라이언트-1(16)은 송신 전력을 감소시킨다. 클라이언트가 멀거나 신호 조건이 양호하지 못하며 큰 감쇠가 있는 경우, 서버-1(16)은 송신 전력을 늘린다. 이러한 메커니즘은 원래 전력 소비 및 전자기 간섭을 위한 것이다. 그러나, 떨어진 장소에서 동일한 슬롯을 이용하는 것을 용이하게 한다.

2.8 사이클 시작 복원

다른 디바이스는 그 동작을 사이클 시작 신호와 동기화하는 동안에, 서버-1(16)이 PLC 네트워크에 대한 사이클 시작 신호(152)를 생성하는 디바이스인 경우를 고려하자. 서버-1(16)이 분리된 경우, 사이클 시작 신호가 끊어질 것이다.

본 발명은, 일단 사이클 시작 신호가 손실되면 다른 디바이스가 사이클 마스터로서 담당하고 즉시 새로운 사이클 시작 신호를 전송하는 것을 시작하며 양호하게는 일반적으로 원래 사이클 마스터의 타이밍을 뒤따르므로, 다이나믹 네트워크 상에서의 이용을 수용한다. 본 발명의 하나의 모드는 사이클 마스터가 사이클 마스터 분리에 응답하여 그 계승자의 순서를 미리 결정할 수 있게 한다.

유의할 점은, 각 디바이스는 내부 클럭이 원래의 사이클 타이밍에 록킹되어 있으므로 사이클 시작 신호없이 잠시동안 운용된다는 점이다. 장시간 운용시, 클럭 에러가 누적되어 록이 해제된다. 록이 해제되기 전에, 다른 디바이스가 사이클 시작 신호를 전송하는 것을 시작할 것이다.

본 발명은 2개 이상의 디바이스들이 모두 사이클 마스터가 되는 것을 방지한다. 복수의 마스터를 방지하기 위한 하나의 메커니즘은 백-오프 메커니즘의 이용을 통하는 것으로서, 경합을 만났을 때, 장차의 사이클 마스터가 임의적인 시간 지연을 백오프하며, 사이클 마스터로서 리턴하는 제1의 것은 사이클 마스터가 된다(하나, 두개 이상의 백-오프 사이클이 필드를 하나의 마스터로 분리하는데 필요하는지 여부에 관계없음). 모든 디바이스는 양호하게는 시작 신호가 복원될 때까지 그 자신의 타이밍 사이클로 동작하고, 현재의 송신 인터럽션이 방지될 수 있다는 점이 자명하다.

2.9 새로운 스트림에 대한 시간 슬롯 재할당

더 확고한 송신, 또는 높은 품질의 송신(즉, 그림 송신)을 제공하기 위해, 오디오/비디오 스트림은 충분한 대역폭이 가용한 경우, 최소로 요구되는 것보다 더 많은 시간 슬롯을 활용할 수 있다. 어떠한 본질적인 송신 장점도 시간 슬롯을 미사용으로 남겨두는 것으로 발생하지 않는다는 점은 자명하다. 하나 이상의 스트림이 미사용된 시간 슬롯 상에서 복제되어 데이터의 무결성이 증가되는 이중 전송의 간단한 예를 고려하자. 마찬가지로, 송신되는 하나 이상의 스트림에 대한 품질, 무결성 또는 보안을 증가시키기 위해 간단한 방식으로 추가 시간 슬롯이 활용될 수 있다. 다른 예는 가변 레이트 스트림의 경우이고, 고품질 이미지는 더 높은 송신 레이트로 송신될 때 제공된다. 다수의 다른 기술이 본 기술분야의 주지되어 있으므로, 이들 접근법에 대한 추가 세부사항은 필요하지 않다. 그러므로, 본 발명의 하나의 모드는 품질, 무결성 또는 보안을 개선하기 위해, 비동기 데이터에 대한 보류를 제외하고는, 스트림이 모든 가용한 시간 슬롯을 활용할 수 있도록 허용한다.

모든 시간 슬롯이 활용되고 있고 새로운 스트림이 전송되어야 하는 경우, 시간 슬롯 재할당이 수행될 필요가 있다. 예를 들어, 새로운 스트림의 송신기는 우선 다른 디바이스가 시간 슬롯을 해제하도록 요청하는 비동기 송신 주기내에서 요구를 전송할 수 있고, 여기에서 요구를 수신하는 각 송신기는 이용하고 있는 시간 슬롯의 일부를 해제할 수 있다. 새로운 스트림의 송신기는 PLC 네트워크를 모니터링하고 이들 새롭게 가용한 시간 슬롯을 체크한다. 충분한 시간 슬롯이 가용하게 되면, 송신기는 시간 슬롯을 얻고 스트림을 송신한다. 그러나, 불충분한 시간 슬롯이 가용하게 되는 경우, 송신기는 다른 요구를 전송한다.

이들 시간 슬롯 요구는 우선권 정보를 포함하는 것으로서, 더 낮거나 동일한 우선권의 스트림은 더 높은 우선권의 스트림에 의해 해제되는 것보다 더 높은 백분율의 시간 슬롯을 해제시키게 된다는 점은 자명하다. 또한, 슬롯의 해제는 스트림에 의해 이들 시간 슬롯으로 만들어진 점진적인 장점에 대해 부수적으로 만들어진다. 어느 경우든, 시간 슬롯은 하나 이상의 시간 라운드 후에 송신 디바이스에 의해 해제되어, 적어도 새로운 스트림의 상대 우선권이 지시하는 한, 새로운 송신기의 필요를 이행한다.

도 13, 14 및 15는 우선 현재의 스트림이 시간 슬롯 이용을 감소시키도록 요구한 후에 새로운 스트림을 시작한 후, 새로운 스트림에 대한 충분한 시간을 얻는 시퀀스의 예를 예시하고 있다.

도 13에서, 물론, 비동기 송신 주기(160)를 제외하고, 가용한 시간 슬롯(순차적인 시간 슬롯의 2개의 블록으로 도시됨)을 점유하고 있는 2개의 등시성 스트림(154, 156)이 도시된다. 송신기가 새로운 등시성 스트림을 전송하기를 원하는 상황을 고려하자. 우선, 새로운 송신기는 시간 슬롯 재할당 요구를 존재하는 송신기(들)에 전송할 수 있다. 이러한 요구는 브로드캐스팅된다. 새로운 송신기는 어느 디바이스가 존재하는 송신기인지를 알 필요는 없다. 존재하는 송신기는 요구를 수신하고 그 시간 슬롯 활용을 감소시키고, 요구되는 경우 인코딩 레이트를 변경하여 감소된 대역폭에 맞출 것이다.

도 14는 새로운 송신기로부터의 요구에 응답하여 시간 슬롯 재할당의 결과로서 개방되는 추가 시간 슬롯을 예시하고 있다.

도 15는 새롭게 가용한 시간 슬롯에 대한 아비트레이션을 획득하고 새로운 스트림(162)을 전송하기 시작하며, 통상 복수의 순차적인 시간 슬롯을 포함하는 새로운 송신기의 예를 예시하고 있다. 새로운 스트림이 존재하는 스트림(들)과 동일한 송신기로부터 오는 상황에서, 재할당 요구는 바람직하게는 송신기가 전송하고 있는 존재하는 스트림(들)에 관하여 내부적으로 핸들링된다.

3. 등시성 더미 송신

레거시 PLC 네트워크 디바이스는 통상 CSMA/CA 성능만으로 제한된다는 것은 자명하다. 그러므로, 이들이 언제라도 송신을 시작할 가능성이 존재한다. 본 발명은 레거시 디바이스 상에서와 같이, 비동기 송신기가 우선 비동기 송신 주기(160)를 체크할 수 있도록 허용한다. 시간 슬롯이 송신 주기(160)에서 가용하다면, 송신기는 이들 슬롯을 활용한다. 우선, 주기 TS는 양호하게는 비동기 액세스로부터 보호된다.

도 16은 등시성 스트림이 레거시 비동기 스트림에 의해 인터럽트되는 것을 보호하는 예를 예시하고 있다. 이러한 예시에서, 더미 데이터는 시간 슬롯(164a-164d)을 생성하고 비동기 송신 주기(160)가 레거시 디바이스에 가용한 것으로 유지되어 있는 것으로 도시되어 있다. 미사용된 시간 슬롯에 대한 보호를 제공하기 위해, 비동기 송신 주기(160)내의 것들과는 별도로, 사이클 마스터는 주기 TS동안에 모든 미사용된 슬롯으로 더미 데이터를 송신함으로써, 레거시 디바이스에 의한 초 기 이용을 방지시킨다. 실제 데이터 슬롯과 더미 데이터 슬롯의 조합은 주기 T5의 범주에 걸치고, 따라서 T5내에 비동기 액세스 시작을 방지한다. 수백개의 슬롯이 사이클 주기 Tc 내에 제공될 수도 있지만 도면은 단지 4개의 가능한 슬롯을 보여주도록 단순화되어 있다. 더미 송신의 우선권은 임의의 다른 등시성 송신보다 더 낮고, 따라서 등시성 송신기가 더미 슬롯을 즉시 잡아채어 새로운 등시성 스트림을 시작할 수 있도록 허용한다.

도 17은 비동기 송신 주기(160)에 슬롯이 가용하지 않은 경우에 시간 슬롯을 비동기 송신기에 제공하는 사이클 마스터에 의한 컴플라이언스를 예시하고 있다. 비동기 송신 영역(160)이 완전히 점유되어 있는 경우, 사이클 마스터는 새로운 비동기 송신에 의한 이용을 위해 더미 슬롯의 적어도 일부를 해제한다. 도면은 누락된 더미 송신(164c, 164d)을 도시하고 있고, 여기에서 새로운 비동기 송신기는 새로운 스트림의 일부이거나 주기(160)에 전송되고 있는 데이터와 연관되는 시간 슬롯(166)을 이용하여 개시된다. 이러한 메커니즘은 다량의 요구된 트래픽이 비동기 액세스를 구성하는 경우에 효율적인 오퍼레이션을 보장한다. 유의할 점은, 비동기 송신에 주어지는 사이클 개수가 제한된다는 점이다. 사이클이 종료한 후, 다른 시간 슬롯이 가용하지 않은 경우에, 등시성 송신이 동일한 시간 슬롯을 활용할 수 있다.

4. 가상 네트워크 기반 아비트레이션

PLC 네트워크에 대한 거주지 시장에서, 수개의 거주지가 하나의 분배 변압기를 공유하는 것은 통상적이고, 따라서 복수의 가상 네트워크가 단일 물리적 PLC 네 트워크 상에서 동작해야 한다(이것에 대한 예외는 효율적인 차단 필터가 활용되는 경우에 발생한다). 통신이 단일 물리적 네트워크 상의 다른 가상의 네트워크에 의해 모니터링되거나, 다르게는 활용되는 것을 방지하기 위해, 네트워크를 통한 모든 통신이 공통 키 암호화와 같이 암호화되는 것이 매우 바람직하고, 하나의 가정내의 디바이스들만이 공통 키를 공유한다.

공통-키 암호화, 또는 유사한 암호환 기술을 이용하면, 이웃들은 키 없이는 송신 데이터를 암호해제할 수 없고, 각 가정은 이를 자신의 VPN(가상 사설 네트워크)으로 확립한다. 공유된 대역폭의 트래픽 및 활용을 제어하는 어떠한 네트워크 마스터도 존재하지 않기 때문에, 이러한 복수의 중첩 네트워크 환경에서 문제들이 발생한다. 네트워크를 통한 액세스는 처음-오는 것이 처음-지원되도록 수행되므로, 하나의 가정이 전력-라인 대역폭의, 모두가 아니라도, 대부분을 점유한다. 무엇이 대역폭의 공정한 몫을 구성하는 것과 같은, 인접하는 가정들의 디바이스가 네트워크의 일부를 철회할 수 없는 경우에 불공정성이 발생한다.

서버는 증가하는 액티브 스트림 개수를 특정 우선권 레벨의 각 스트림에 제공한다. 3개의 스트림을 송신하는 서버는 양호하게는, 그러한 서브우선권이 존재하는 경우에 우선권에 따라 이들 스트림 내에 숫자 0, 1, 2를 내장시킬 것이다. 넘버링, 텍스트, 스트림의 요소들간의 관계 변경 등과 같이, 스트림을 마킹하는 임의의 방법이 활용될 수 있다는 것은 자명하다. 예를 들어, 서버는 전송된 제1 스트림 상에 “0”를 마크하고, 전송된 제2 스트림에는 “1”을, 전송된 제3 스트림 상에는 “2”를 각각 마크한다. 전송된 제1 스트림은 통상 최상위 우선권 스트림 이 될 것이다.

동일한 우선권을 가지는 2개의 스트림이 하나의 시간 슬롯에 대해 경쟁하는 경우, 더 작은 숫자를 가지는 스트림이 슬롯을 획득한다. 2개의 스트림은 다른 송신기로부터, 양호하게는 다른 가상 네트워크 내에서 생성된다. 이러한 서브우선권 경쟁 메커니즘은 PLC 네트워크 상에서 슬롯을 얻는 서버의 능력을 평준화한다. 바쁜 네트워크 상에서, 이것은 제2 또는 제3 스트림은 슬롯을 얻을 가능성이 낮은데 대해 서버가 송신하는 제1 스트림이 슬롯을 획득하는 것으로 번역한다. 이러한 메커니즘은 하나의 서버가 다수의 스트림을 송신하고 전력-라인 대역폭을 부분적으로 또는 완전히 독점하는 것을 방지한다.

액티브 스트림 숫자는 매 스트림 종료시 갱신되어, 서버가 잔여 송신 상에서 적절하게 경쟁하도록 한다. 예를 들면, 특정 우선권 레벨(즉, 등시성 대 비동기간의 우선권 범위)내에서, 최상위 우선권 스트림, 즉 스트림 “0”의 종료시, 다른 스트림이 다시 숫자가 붙어져 새롭게 가용한 “0”서브우선권을 가장 잘 이용한다. 결과적으로, 제1 스트림이 종료하는 경우, 제2 및 제3 스트림은 액티브 스트림 숫자 “0” 및 “1”로 각각 마크된다.

다르게는, 재넘버링 대신에, 새로운 숫자가 액티브 스트림의 전체 개수에 기초하여 새로운 스트림에 제공될 수 있다. 서브우선권은 “0”으로 시작되므로, 전체 스트림의 개수보다 1이 작은 숫자가 새로운 스트림에 제공된다. 예를 들면, 3개의 스트림이 액티브하고 각각은 0, 1, 2가 주어진다. 숫자 “0”을 가진 제1 스트림이 종료하면, 새로운 스트림은 서브우선권 “2”를 얻을 것이다. 서브우선권 은 시간 슬롯을 늘리는데 이용되므로 2개 이상의 스트림이 동일한 서브 우선권을 공유하는 것은 문제가 되지 않는다.

2개 이상의 서버들이 특정 가상 네트워크 내에서 접속될 수 있다는 것은 자명하다. 가상 네트워크 상의 복수의 서버의 경우에, 액티브 스트림 숫자는 특정 가상 네트워크 내에서 공유될 수 있으므로, 네트워크내의 서버는 경쟁 대신에 협력한다. 예를 들면, 서버의 프로그래밍은 동일한 가상 네트워크내의 서버가 액티브 스트림 테이블을 교환할 수 있고, 스트림의 순서화를 협력적으로 선택하며 새로운 스트림을 새로운 액티브 스트림 숫자로 마킹할 수 있도록 구성된다.

5. 잉여 송신

상기 설명된 바와 같이, 시간 슬롯이 가용한 경우, 송신기는 스트림을 포함하도록 요구되는 것들에 덧붙여, 여분의 시간 슬롯을 활용할 수 있고, 다르게 소비된 대역폭을 효율적으로 이용할 수 있다. 추가 시간 슬롯의 이용을 통해, 송신기는 오디오/비디오 인코딩 레이트를 상승시켜 더 고품질의 비디오 표시 및 오디오 출력 중 적어도 하나를 제공한다. 더구나, 송신을 64-QAM(직교 진폭 변조)에서 16-QAM 또는 QPSK(직교 위상 시프트 키잉)으로 스위칭하는 것과 같은, 더 확고한 변조 기술을 채용할 수도 있다. 더 확고한 변조 기술을 채택하는 것은 전기적 및 무선 주파수 잡음 소스로의 취약성을 감소시킨다는 것은 자명하다. 이전에 언급된 바와 같이, 송신기는 스트림 데이터의 전부 또는 일부를 복제하고(즉, 이중 시간 슬롯이 가용한 경우에 스트림의 잉여 전송), 에러 정정, 또는 추가 시간 슬롯의 이용시 더 확고한 에러 정정을 포함할 수 있다.

도 18 및 도 19는 스트림 송신을 위해 여분 시간 슬롯의 늘리는 것을 예시하고 있다. 도 18에서, 시간 슬롯(154)이 제1 스트림에 할당되고 시간 슬롯(156)이 제2 스트림에 할당된다. 본 예 및 본 명세서의 다른 예들은 단순함 및 명료성을 위해 하나의 시간 슬롯의 이용을 설명했지만, 실제로 수백개의 시간 슬롯이 가용하고 스트림에 대한 데이터 레이트에 따라 다수의 슬롯이 특정 스트림에 대해 차지될 수 있다는 것은 자명하다. 또한, 시간 슬롯이 기재되어 있지만, 주파수-기반 슬롯팅(slotting) 등과 같은 다른 형태의 슬롯팅이 대안으로 활용될 수도 있다.

도 18의 경우를 고려하면, 유의할 점은, 어떠한 스트림 데이터도 전송되지 않는 사이클 Tc의 일부로 도시된 바와 같이, 대역폭의 대부분이 사용되지 않은 점이다. 이러한 상황에서, 가용한 슬롯은 각 스트림의 송신기에 의해 활용될 수 있다. 본 발명은 하나의 스트림이 가용한 슬롯의 불공평한 부분을 차지하는 것을 방지하도록 구성되고, 이것을 달성하기 위한 하나의 메커니즘은 특정 기간내에서와 같이, 300msec당 하나의 슬롯이 송신기당 얻어질 수 있도록 하는 것과 같이, 각 스트림이 미사용된 슬롯을 하나씩 얻도록 허용하는 것이다. 이러한 메커니즘은 각 스트림에게 시간 슬롯을 얻는 기회를 공평하게 제공한다. 이들 여분의 시간 슬롯을 얻기 위한 우선권은 모든 등시성 송신 스트림에 대해서보다 더 낮고, 이들 요구들은 본질적으로 새로운 스트림에 의한 시간 슬롯 획득으로 나타나게 된다.

도 19는 여분의 시간 슬롯을 얻기 위한 프로세스의 예를 예시하고 있다. 시간 슬롯(154) 상에서 송신하는 송신기는 시간 슬롯(154′)을 얻고, 시간 슬롯(156)과 연관된 송신기는 여분의 시간 슬롯(156′)을 얻는다.

등시성 슬롯을 예비하기 위해 더미 데이터를 송신하기 위한 본 발명의 양태는 등시성 영역으로의 비동기 액세스를 방지하는 메커니즘으로서 기재되었다. 잉여 송신 또는 여분 시간 슬롯의 다른 이용은 스트림 송신 장점(즉, 품질, 무결성, 보안, 또는 그 조합)을 증가시키면서도 이들 슬롯을 예비하는 기능을 한다는 것은 자명하다. 이 경우에, 사이클 마스터는 더미 송신을 생성할 필요가 없지만, 송신기는 여분의 시간 슬롯을 얻어 스트림 송신 모드를 변경함으로써 여분의 시간 슬롯을 이용하고, 새로운 스트림이 시간 슬롯을 얻도록 시도함에 따라 이들 여분의 슬롯을 포기하도록 요구된다.

전송될 새로운 스트림을 가지고 있고, 네트워크를 모니터링하고 가용한 시간 슬롯을 로케이팅하는 송신기의 상황을 고려하자. 충분한 시간 슬롯이 가용하지 않은 것으로 발견된 경우, 송신기는 네트워크 상의 모든 디바이스에 비동기 명령을 생성시키고, 예를 들면 잉여 송신에 활용되거나 품질, 무결성 또는 보안을 위해 활용되었던 여분의 시간 슬롯의 그 이용을 디바이스들이 중지하거나 적어도 감소시키도록 요구한다. 이러한 요구를 수신한 경우, 다른 송신기들은 그 여분 슬롯의 전부 또는 일부를 해제할 수 있다. 이러한 요구는 임의의 디바이스에 브로드캐스팅된다. 새로운 송신기는 모든 존재하는 송신기를 알고 있을 필요는 없다.

예를 들어, 적어도 새로운 스트림이 그 필요로 하는 시간 슬롯을 얻을 때까지, 다른 송신기는 모든 여분의 시간 슬롯의 이용을 누락시키고 단지 원래의 슬롯만을 이용하도록 요구될 수 있다. 예를 들어, 여분의 슬롯이 오디오/비디오 스트림을 더 높은 레이트로 인코딩하는데 이용되는 경우, 송신기는 잉여 슬롯을 해제하 기 전에, 인코더를 다시 원래의 인코딩 레이트로 설정한다. 유사하게, 변조 기술을 개선하는데 이용되는 기술 또는 보안 조치들이 다시 원래의 모드로 설정되고 여분의 슬롯들이 해제된다. 유의할 점은, 잉여 송신은 마스터 디바이스의 개입의 필요없이 비-중앙집중화된 방식으로 각 송신기의 제어하에서 수행된다는 점이다. 이러한 측면에서, 이러한 잉여 송신은 중앙집중화된 네트워크 시스템에 적용될 수 있고 비-중앙집중화된 네트워크에 제한되지 않는다는 것은 자명하다.

6. 바쁜 네트워크 조건에 응답한 슬롯 감소

예를 들면, 잉여 송신을 위해, 송신기들이 이용중인 임의의 여분의 슬롯에 이미 주어져 있더라도, 어떠한 등시성 시간 슬롯도 가용하지 않은 상황이 바쁜 네트워크 상에서 발생할 수도 있다. 이러한 상황에서, 본 발명은 새로운 스트림을 송신하는 것을 허용하도록 기본적인 스트림 송신 레이트를 감소하도록 구성된다.

도 20 및 도 21은 네트워크 스트림 송신(150) 동안에 다른 새로운 스트림이 송신될 수 있도록 하기 위해 스트림 대역폭을 감소시키는 예를 예시하고 있다. 도 20은 각 스트림이 거의 동일한 개수의 시간 슬롯을 얻은, 송신될 4개의 스트림(180, 182, 184, 186)을 도시하고 있다. 또한, 본 예에서, Tc는 적어도 열개 내지 백개의 시간 슬롯으로 분할되는 것으로 가정하고, 이는 특정 스트림 송신에 대해 이용되는 시간 슬롯의 개수를 변경하는 능력을 예시하는 충분히 작은 세분성을 제공한다.

충분한 시간 슬롯이 가용하지 않음에 따라, 새로운 스트림의 송신기는 디바이스들이 이용하고 있는 시간 슬롯의 개수를 감소시키도록 요청하는 모든 디바이스에게 비동기 명령을 전송한다. 명령은 양호하게는, 요구의 범위 및 우선권 중 적어도 하나를 나타내는 하나 이상의 파라미터를 포함한다. 예를 들면, 요구는 타겟 시간 슬롯 감소 타겟 비율, 예를 들면 80%를 포함한다. 이러한 명령을 수신할 때, 각 송신기는 획득한 시간 슬롯의 일부를 해제함으로써 오디오/비디오 인코딩 레이트를 예를 들면 원래 레이트의 80%로 감소시킨다.

본 발명은 선택적으로 타겟 비율로 또는 이를 향하여 시간 슬롯을 감소시킬 때 일부의 유연성을 송신기에 제공하도록 구성되고, 여기에서 더 낮은 우선권 스트림을 가지고 있거나 대역폭 이용을 더 낮출 수 있는 송신기는 시간 슬롯을 포기하는 제1 송신기이다. 그럼으로써, 새로운 스트림에 대한 시간 슬롯을 얻기 위한 프로세스는 가용한 대역폭이 가장 효율적으로 활용될 때까지 반복적인 프로세스로 구성된다. 이러한 프로세스를 고려하는 하나의 방법은, 시간 슬롯을 얻으려고 시도하는 송신기가 시간 슬롯에 대해 요구의 형태로 “양호하게”요청함으로써 시작할 수 있고, 그 필요성이 충족되지 않은 경우, 송신기는 다른 송신기(특히, 더 낮은 우선권의 송신기)가 그 시간 슬롯 이용을 감소시켜 그 필요성을 충족시키도록 요구하는 쪽으로 또는 그 방향으로 이동한다.

도 21은 스트림(180, 182, 184, 186)을 전송하는 송신기가 각 스트림에 의해 활용된 시간 슬롯의 개수를 감소시킨 후의 상황을 예시하고 있다. 새로운 스트림은 해제된 시간 슬롯의 일부 또는 모두를 취한다. 본 발명이 양호하게는 분열을 감소시키도록 스트림내에서 시간 슬롯을 재그룹화하기 위한 하나 이상의 메커니즘을 제공하지만, 해제된 시간 슬롯이 반드시 연속적인 시간 슬롯일 필요는 없다. 예를 들어, 사이클의 시작에서부터 대신에, 존재하는 시간 슬롯의 엔드로부터 시간을 측정함으로써, 스트림 간에 해제된 시간 슬롯은 더 적은 분열로 그룹화될 수 있다.

새로운 스트림은 새롭게 해제된 시간 슬롯을 획득하고, 다른 채널에 대한 그 요구를 매칭시키는 감소 비율, 예를 들면 80%로 그 자신의 송신(가능한 한 멀리)을 인코딩한다. 새로운 스트림에 대해 충분한 시간 슬롯이 얻어질 수 없는 경우, 송신기는 다른 명령을 전송할 수 있고, 이는 제2 타겟 비율, 예를 들면 60%를 포함한다.

언급된 바와 같이, 특정 상황하에서, 시간 슬롯을 포기하는 요구 또는 명령은 모든 스트림 송신기에 의해 뒤따를 필요는 없다. 예를 들어, 시간-임계적이고 큰 대역폭을 필요로 하는 하나의 통신 형태는 인터넷 전화(VoIP)의 형태이고, 이러한 스트림의 송신기는 요구 또는 명령을 무시한다. 감소 비율은 다수의 인자에 기초하거나 이에 응답하여 변형되고, 예를 들면 스트림 우선권에 기초할 수 있다. 예를 들면, 고도로 우선순위화된 스트림은 단지 사소한 레이트 감소를 받는다.

존재하는 스트림이 종료하고 연관된 시간 슬롯을 해제하는 경우, 다른 스트림이 이들 슬롯을 얻고, 여기에서 인코딩 레이트는 100%(원래값)로 리턴한다. 추가 시간 슬롯이 가용하게 된다면, 각 스트림은 예를 들면, 상기 설명된 바와 같이 잉여 송신을 수행하는 것과 같이, 품질, 무결성 및 보안 중 적어도 하나를 상승시키기 위한 여분의 슬롯을 얻을 수 있다. 이러한 슬롯 감소 형태는 각 송신기의 제어 하에 수행되고 어떠한 마스터 디바이스도 존재하지 않으므로 중앙집중화되지 않은 것은 자명하다.

7. 본 실시예의 변동

본 발명의 실시예는 예로 든 구현 또는 구현들로서 기술되어 있지만, 그러나 본 발명의 양태는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고서도 변형될 수 있다는 것은 자명하다. 본 발명은 일반적으로 무선 또는 다른 네트워크에 적용될 수 있고 그 적용가능성은 전력-라인 통신으로 제한될 필요가 없다는 것은 자명하다.

상기 설명이 다수의 세부사항을 포함하고 있지만, 이들은 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 간주되지 않고 단지 본 발명의 제공된 양호한 실시예의 일부의 예시를 단지 제공하는 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 본 기술분야의 숙련자에게 명백한 다른 실시예들을 완전히 포함하고, 따라서 본 발명의 범주는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 제한된다는 것은 자명하다. 그리고, 단수로 되어 있는 구성요소의 참조는 명백하게 그렇게 언급되지 않는 한, “하나 그리고 단지 하나”를 의미하려는 것이 아니라 “하나 이상”을 의미하려는 것이다. 본 기술분야의 숙련자에게 알려진 상기 기재된 양호한 실시예의 구성요소에 대한 모든 구조적, 화학적 및 기능적 등가물이 참조로 여기에 포함된 것으로 표현되어 있고, 본 청구의 범위에 의해 포함된다고 할 것이다. 더구나, 디바이스 또는 방법이 본 발명에서 해결되어야 하는 각각의 그리고 모든 문제를 대처할 필요는 없으며, 디바이스 또는 방법이 현재의 청구의 범위에 의해 포함될 필요는 없다. 또한, 본 공보의 어떠한 구성요소, 컴포넌트, 또는 방법 단계는 구성요소, 컴포넌트 또는 방법 단계가 청구의 범위에 명백하게 인용되는지 여부에 관계없이, 공공에게 제공하려는 것은 아니다. 요소가 “을 위한 수단”의 구문을 이용하여 인용되지 않는다면, 어떠한 청구된 구성요소도 35 U.S.C 112, 6번째 문단의 규정하에 있는 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims (29)

1. 분산된 네트워크를 통해 디바이스 간에 비디오 스트림 및 오디오 스트림 중 적어도 하나의 스트림을 통신하는 방법으로서,

   사이클 시작 신호가 검출되지 않은 경우에, 상기 네트워크를 통해 사이클 시작 신호를 생성하는 단계로서, 두 개의 시작 신호 사이의 기간은 사이클을 정의하는 단계;

   등시성 통신을 위해 상기 사이클의 일부를 예비하는 단계;

   비동기 디바이스에 의한 사용으로부터 등시성 송신 대역을 예비하기 위해, 상기 사이클의 미사용된 등시성 시간 슬롯 상에 더미 송신을 생성하는 단계;

   스트림을 송신하기 위한 충분한 등시성 시간 슬롯을 얻기 위해, 각 비동기 송신기에 의해 독립적으로 수행되는, 등시성 시간 슬롯에 대해 아비트레이팅(arbitrating)하는 단계; 및

   수신자에 의한 수신을 위해 상기 네트워크를 통해 상기 등시성 시간 슬롯을 이용하여 스트림을 송신하는 단계

   를 포함하는 스트림 통신 방법.
2. 제1항에 있어서,

   다른 사이클 마스터 동작이 검출되지 않은 경우에, 상기 사이클 시작 신호는 상기 네트워크에 접속된 송신기에 의해 생성되며, 상기 송신기는 사이클 마스터가 되는 스트림 통신 방법.
3. 제2항에 있어서,

   사이클 시작 신호를 생성할 때, 신호 충돌이 발생하거나 다른 신호가 검출되는 경우, 상기 사이클 시작 신호를 생성하는 송신기는 상기 사이클 시작 신호의 생성을 중지하고, 백-오프 시간 후 다른 송신기에 의해 생성된 어떤 시작 신호도 검출되지 않은 경우에만 생성을 재시도할 수 있는 스트림 통신 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 백-오프 시간은 특정 한계내의 랜덤 시간값인 스트림 통신 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 사이클의 일부는 등시성 송신 및 비동기 통신 모두를 위해 예비되는 스트림 통신 방법.
6. 제1항에 있어서,

   통신의 품질, 무결성 또는 보안을 증가시키기 위한 데이터를 통신하기 위해, 상기 예비된 등시성 송신 대역 내에서 상기 더미 전송을 사용함으로써, 스트림 신호를 자동으로 강화시키는 단계를 더 포함하는 스트림 통신 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 더미 송신은 사이클 마스터가 생성하는 스트림 통신 방법.
8. 제6항에 있어서,

   상기 더미 송신은 시간 슬롯이 새로운 스트림을 송신하기 위해 용이하게 얻어질 수 있도록 하는 최하위 우선권에서 생성되는 스트림 통신 방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 아비트레이팅하는 단계는,

   상기 사이클 시작 신호를 참조하여 시간 슬롯 요구를 생성하는 단계;

   상기 시간 슬롯에 대한 더 높은 우선권 요구를 모니터링하는 단계; 및

   더 높은 우선권의 요구가 검출되지 않은 경우에 상기 시간 슬롯을 이용하기 위해 얻거나, 더 높은 우선권의 요구가 검출된 경우에 이용을 백오프하고 다른 시간 슬롯을 요구하는 단계

   를 포함하는 스트림 통신 방법.
10. 제1항에 있어서,

    데이터를 송신하기 위해 대역폭에 대해 아비트레이팅하는 단계는 레거시 캐리어 센스 다중 액세스/충돌 회피(CDMA/CA) 디바이스와 호환가능한 스트림 통신 방법.
11. 제1항에 있어서,

    각 순차적인 액티브 스트림에 특정 우선권 레벨내에서 점진적으로 낮은 서브우선권을 할당함으로써 송신 우선권 레벨을 서브분할하는 단계를 더 포함하는 스트림 통신 방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 서브우선권은 시간 슬롯에 대해 아비트레이팅하는 동안에 활용되어, 특정 우선권 레벨 내에서 더 높은 서브우선권을 가지는 요구자가 시간 슬롯을 얻도록 허용하는 스트림 통신 방법.
13. 제11항에 있어서,

    상기 서브우선권 레벨은 순차적 숫자값을 포함하는 스트림 통신 방법.
14. 제1항에 있어서,

    송신된 스트림의 품질, 무결성 및 보안 중 적어도 하나를 증가시키기 위해 송신하는 디바이스에 의해 여분의 시간 슬롯을 얻는 단계를 더 포함하는 스트림 통신 방법.
15. 제1항에 있어서,

    상기 네트워크를 통해 새로운 스트림을 송신하기로 준비된 송신기로부터의 비동기 요구에 응답하여 스트림을 송신하는데 활용되는 시간 슬롯의 개수를 감소시키는 단계를 더 포함하는 스트림 통신 방법.
16. 제1항에 있어서,

    사이클 마스터가 아닌 디바이스로부터 나오는 스트림 송신은 상기 사이클 마스터의 분리에 응답하여 인터럽트되지 않는 스트림 통신 방법.
17. 제1항에 있어서,

    상기 네트워크는 전력-라인 통신(PLC) 네트워크를 포함하는 스트림 통신 방법.
18. 제17항에 있어서,

    상기 전력-라인 통신(PLC) 네트워크를 통한 통신은 암호화되는 스트림 통신 방법.
19. 제17항에 있어서,

    상기 사이클 시작 신호는 전력-라인의 60Hz 사이클 타이밍에 동기되는 스트림 통신 방법.
20. 제1항에 있어서,

    상기 시간 슬롯 상에 스트림을 송신하기에 앞서서 송신의 의도된 수신기가 시간 슬롯을 체크하도록 하는 단계를 더 포함하는 스트림 통신 방법.
21. 제20항에 있어서,

    각 송신기-수신기 쌍간의 충분한 감쇠가 과도한 데이터 에러를 방지할만큼 존재하는 경우에, 상기 송신 사이클내의 시간 슬롯은 복수의 송신기-수신기 쌍에 의해 얻어지는 스트림 통신 방법.
22. 제1항에 있어서,

    상기 분산된 네트워크는 분산된 전력-라인 네트워크이고,

    다른 사이클 마스터 동작이 검출되지 않은 경우에, 상기 사이클 시작 신호는 상기 네트워크에 접속된 송신기에 의해 생성되며, 상기 송신기는 사이클 마스터가 되고;

    상기 예비하는 단계는 상기 사이클 마스터의 아비트레이션 프로세스에 응답하여 이루어지고,

    상기 아비트레이팅 단계는,

    (i) 상기 사이클 시작 신호를 참조하여 등시성 시간 슬롯 요구를 생성하는 단계,

    (ii) 상기 등시성 시간 슬롯에 대한 더 높은 우선권 요구를 모니터링하는 단계, 및

    (iii) 더 높은 우선권의 요구가 검출되지 않은 경우에 상기 등시성 시간 슬롯을 이용하기 위해 얻거나, 더 높은 우선권의 등시성 시간 슬롯 요구가 검출된 경우에 이용을 백오프하고 다른 등시성 시간 슬롯을 요구하는 단계를 포함하는,

    스트림 통신 방법.
23. 제22항에 있어서,

    사이클 시작 신호를 생성할 때, 신호 충돌이 발생하거나 다른 신호가 검출되는 경우, 상기 사이클 시작 신호를 생성하는 송신기는 상기 사이클 시작 신호의 생성을 중지하고, 백-오프 시간 후 다른 송신기에 의해 생성된 어떤 시작 신호도 검출되지 않은 경우에만 생성을 재시도할 수 있는 스트림 통신 방법.
24. 제22항에 있어서,

    상기 사이클의 일부는 등시성 송신 및 비동기 통신 모두를 위해 예비되는 스트림 통신 방법.
25. 제22항에 있어서,

    각 순차적인 액티브 스트림에 특정 우선권 레벨내에서 점진적으로 낮은 서브우선권을 할당함으로써 송신 우선권 레벨을 서브분할하는 단계를 더 포함하는 스트림 통신 방법.
26. 제25항에 있어서,

    상기 서브우선권은 시간 슬롯에 대해 아비트레이팅하는 동안에 활용되어, 특정 우선권 레벨 내에서 더 높은 서브우선권을 가지는 요구자가 시간 슬롯을 얻도록 허용하는 스트림 통신 방법.
27. 제25항에 있어서,

    상기 서브우선권 레벨은 순차적 숫자값을 포함하는 스트림 통신 방법.
28. 제22항에 있어서,

    상기 전력-라인 통신(PLC) 네트워크를 통한 통신은 암호화되는 스트림 통신 방법.
29. 제22항에 있어서,

    상기 사이클 시작 신호는 전력-라인의 60Hz 사이클 타이밍에 동기되는 스트림 통신 방법.

Images