JP2009512240A - 無線ネットワークにおけるデータ伝送速度改善メカニズム - Google Patents

Abstract

【課題】無線ネットワークにおけるデータ伝送速度改善メカニズムを提供する。
【解決手段】無線ネットワーク構成は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を介して無線ネットワークモジュール（たとえば、超広帯域（ＵＷＢ）モジュール等）と通信するホスト装置を含む。ホストとモジュール間のＵＳＢ上における通信をサポートするプロトコルが提供される。少なくとも一つの実施形態においては、ホストはＵＳＢを介して無線ネットワークモジュールへとネットワークパケットヘッダ処理機能をオフロードすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、全般的に通信に関し、特にホスト装置に無線ネットワーク構築機能を備えるための技術に関する。

無線ネットワーク装置には、無線通信機能が付加されたホスト装置が含まれることが多い。たとえば、ラップトップコンピュータは、備わったＩ/Ｏスロットの利用可能なもののうちの一つに無線ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を取り付けることにより無線ネットワーク装置となり得る。外部無線ネットワーク構築機能がホスト装置に接続されることもある。多くの無線ネットワーク構築技術はパケット制に基づいている。つまり、通信主体間でのデータ伝送は、パケットとして知られる比較的小さい単位で行われる。パケットサイズは、たとえばネットワーク上でパケットが効率的にルーティングされるよう選択されることがある。データファイルをたとえばパケット制に基づいたネットワーク上で伝送するとき、まずいくつかのパケットへとデータファイルは分割される。パケットのそれぞれには元のファイルでの当該パケットの位置を識別する連番とパケットの最終終着点であるノードを識別する宛先アドレスがそのヘッダ部に含まれることがある。パケットヘッダにはその他の情報も含まれ得る。通信操作と関連するパケットがネットワーク内の宛先ノードにおいて受信されると、パケットは対応するファイルへと再編される。

無線ネットワーク装置において、パケット処理は通常ホストプロセッサ内で行われる。多くのシステムにおいて、このパケット処理はホストプロセッサの利用可能なコンピュータ資源のかなりの部分を占有してしまう可能性があるので、ホスト装置のその他の機能には十分な資源が残されなくなる可能性がある。理解されるであろうように、ホストプロセッサに対するこの負荷によりホスト装置全体の処理が通信処理についてもホストのその他の機能についても大幅に低速化する可能性がある。ホストプロセッサに対する負荷を低減する技術の一つは、ホストプロセッサの機能のうちの一以上を解除（オフロード；ｏｆｆｌｏａｄ）してホスト装置に関連する別のプロセッサへと移すことである。過去のシステムにおいては、このような機能解除は直接メモリアクセス（ＤＭＡ）方式が採用されたバス構造を介して行われてきた。ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）等のパケット制に基づいたバス構造を介してホストからパケット処理機能を解除することが可能となる技術と構造が必要とされる。

図１は、本発明の実施形態に係るホスト装置に無線ネットワーク接続機能を備えるために用いる構成の例を示すブロック図である。

図２は、本発明の実施形態に係るＵＷＢモジュール内の機能の例を示すブロック図である。

図３及び図４は、本発明の実施形態に係るＵＷＢモジュール内で実施してよいパケット再編／分割機能を示す信号図である。

図５は、本発明の実施形態に係る、ホスト装置とＵＷＢモジュール間におけるＵＳＢバス上での通信に用いてよいパケットフォーマットの例を示す図である。

図６は、本発明の実施形態に係る送信処理時にＵＷＢモジュール内で用いてよいパケット処理機能の例を示すブロック図である。

図７は、本発明の実施形態に係る受信処理時にＵＷＢモジュール内で用いてよいパケット処理機能の例を示すブロック図である。

図８は、本発明の実施形態に係るＵＷＢモジュール内でのパケット処理に用いられる方法の例を示すフローチャートである。

以下の詳細な記載においては、本発明を実施してよい特定の実施形態を例示として示す添付の図面を参照する。当業者が本発明を実施することができるよう十分な詳細にわたりこれらの実施形態を記載する。本発明の多様な実施形態は、差異はあっても必ずしも互いに排他的なものでないことは理解されよう。たとえば、一実施形態に関連して本明細書に記載する特定の特性、構造もしくは特徴を本発明の趣旨と範囲から逸脱することなくその他の実施形態において実施してよい。また、開示する各実施形態における各要素の位置もしくは配置を本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく変更してよいことも理解されよう。したがって、以下の詳細な記載を制限的なものであると解するべきでなく、本発明の範囲は、適切に解釈された場合の付属の請求項と請求項に与えられる均等の全範囲によってだけ定義される。図面においては、いくつかの図において同様の参照番号により同一もしくは類似の機能を参照する。

図１は、本発明の実施形態に係る、ホスト装置に無線ネットワーク接続機能を付与するために用いられる構成１０の例を示すブロック図である。図示するように、構成１０には、超広帯域（ＵＷＢ）モジュール１２、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）１４、及びホスト装置１６が含まれる。ホスト装置１６は、たとえばパーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、もしくはその他の手に持てる無線通信機器、コンピュータ周辺機器、音楽用／映像用又はマルチメディア用の機器、テレビゲーム機、カメラ、及び／又はその他を含む、無線ネットワークへのアクセス機能が望まれるいかなる種類の装置であってもよい。ＵＷＢモジュール１２は、ホスト１６がＵＷＢ変調により無線ネットワークにアクセスするための装置である。ＵＳＢバス１４は、ホスト１６がＵＷＢモジュール１２と通信するための標準的なバス構造である。たとえば、ＵＳＢ２．０その他を含むいかなるバージョンのＵＳＢを用いてもよい。無線信号の送信及び／又は受信を容易にするべく一以上のアンテナ１８にＵＷＢモジュール１２を接続してよい。たとえば、ダイポールアンテナ、パッチアンテナ、らせんアンテナ、アンテナアレー、及び／又はその他を含むいかなる種類のアンテナを用いてもよい。

ＵＷＢは、比較的に小さい電力を用いて非常に広範囲の帯域においてデジタルデータを持続期間が非常に短いパルスとして伝送する無線通信技術である。ＵＷＢは、中心周波数の二十パーセントを越える帯域幅、もしくは少なくとも５００ＭＨｚの帯域幅を占める周波数帯における無線技術であると定義されてきた。たとえば、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）、直接シーケンス方式、及び／又はその他の技術を用いることにより広帯域幅を得てよい。ＵＷＢ技術は、比較的に高速にて、周囲の無線システムに対する干渉を全くもしくはほぼ生じることなしに大容量のデータを伝送することができる。ＵＷＢは、たとえばパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）において用いられる短距離無線技術として通常利用される。本発明の少なくとも一つの実施形態においては、特別利益団体であるマルチバンドＯＦＤＭアライアンスにより創案された「ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ仕様のマルチバンドＯＦＤＭ物理層に関する提案（２００４年９月１４日）」において特定されているバージョンのＵＷＢを用いる。

上述したように、ＵＷＢモジュール１２によりホスト装置１６はＵＷＢネットワーク（たとえば、ＰＡＮ）内のその他の通信主体と通信することができる。ＵＷＢのいくつかのバージョンにおいては、パケット長が４キロバイト（ｋＢ）までのパケットが許容される。他方、ＵＳＢバス１４においては、高速大容量のエンドポイントについては最大で５１２バイト（最大速度のエンドポイントについては６４バイト）のパケット長だけしか許容されない。したがって、ＵＷＢモジュール１２には、送受信操作の間パケットを処理するための分割／再編機能を含めてよい。たとえば、送信操作のとき、ＵＷＢモジュール１２は、ＵＳＢ１４を介してホスト１６から受け取った複数のＵＳＢパケットの内容を組み合わせてアンテナ１８からＵＷＢチャネルへと送信するべきネットワークパケットを生成してよい。受信操作のとき、ＵＷＢモジュール１２はＵＷＢチャネルから受信したパケットを分割して複数のＵＳＢパケットを生成し、ＵＳＢ１４を介してホスト１６へと供給してよい。ＵＷＢモジュール１２には、ホスト１６からオフロードされたパケット処理機能をサポートする機能を含めてよい。つまり、ホスト１６は、ネットワークヘッダの処理をＵＳＢ１４を介してＵＷＢモジュール１２へとオフロードしてよい。ネットワークヘッダの種類には、たとえば、インターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダ、インターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）ヘッダ、通信制御プロトコル（ＴＣＰ）ヘッダ、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ヘッダ、リアルタイムトランスポートプロトコル（ＲＴＰ）ヘッダ、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダ、及び／又はその他が含まれてよい。パケットヘッダ処理をＵＷＢモジュール１２へとオフロードすることにより、ホスト装置１６のプロセッサに課されるコンピュータ処理負荷が相当量低減し、全体的な処理／通信速度が向上する。ホストのプロセッサ内での電力消費が低減することもある。本発明の一側面においては、ＵＳＢ１４を介したＵＷＢモジュール１２とホスト１６間の通信を規定する新たな通信プロトコルを提供する。少なくとも一つの実施形態においては、ＵＷＢモジュール１２は、無線ＵＳＢ処理及び一以上のネットワーク構築プロトコル（たとえば、ＩＰ、ＴＣＰ、及び／又は、その他）に対応可能である。

図２は、図１のＵＷＢモジュール１２内における、本発明の実施形態に係る機能の例を示すブロック図である。図示するように、モジュール１２には、無線インターフェース２０、パケットプロセッサ２２、及びＵＳＢインターフェース２４が含まれる。無線インターフェース２０は、モジュール１２とＵＷＢチャネルとのインターフェースとなる。無線インターフェース２０は、たとえば、無線送信器、無線受信器、ＵＷＢ変調器／復調器、及び／又は、ＵＷＢ送信信号を発生しＵＷＢ受信信号を処理するために必要なその他の回路であってよい。ＵＳＢインターフェース２４は、モジュール１２とモジュールをホストへと接続するＵＳＢとのインターフェースとなる。パケットプロセッサ２２は、送信処理においてＵＳＢパケットをネットワークパケットへと変換するべく、また受信処理においてネットワークパケットをＵＳＢパケットへと変換するべく必要な処理を行う。少なくとも一つの実施形態においては、パケットプロセッサ２２はホスト１６からオフロードされたパケットヘッダ処理機能を実行することができる。ＵＷＢモジュール１２内のパケット処理機能は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、もしくはこれらの組み合わせにより実施してよい。少なくとも一つの実施例においては、処理速度を高めるためにハードウェア／ファームウェアによる実施例を提供する。少なくとも一つの実施形態においては、パケットプロセッサ２２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実施される。

本発明の特徴の用途がＵＷＢに基づく無線ネットワークに限定されないことは理解されるべきである。つまり、本発明の多様な側面をパケット制に基づくその他の無線ネットワーク構築技術に利用してよい。この場合、図２の無線インターフェース２０は代替となる無線方式（たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ；ハイパーＬＡＮタイプ１、２；ブルートゥース、ホームＲＦ等）に準拠して動作するよう構成してよく、ＵＷＢモジュール１２を無線モジュール１２と改名することも可能である。パケットプロセッサ２２において実行される処理も対応する無線規格に適合させてよい（それにより、たとえば、適したパケット長のパケットとパケットヘッダが生成され、正しいチェックサム値が計算されるように等してよい）。

図３と図４は、本発明の実施形態に係る、ＵＷＢモジュール１２が実施してよいパケット編成／分割機能を示す信号図である。図３は、ホストから受け取った複数のＵＳＢパケット３０、３２、及び３４から単一のネットワークパケット３６が編成される様子を示す。つまり、図１を再び参照すると、ホスト１６はパケット３０、３２及び３４をＵＷＢネットワークにおける遠隔の無線主体へと伝送するためにＵＳＢ１４へと送出する。パケットはＵＳＢバス１４上では、長さが５１２バイトに制限される。図２のパケットプロセッサ２２は三つのＵＳＢパケット３０、３２、及び３４を１５３６バイト長を有する単一のネットワークパケット３６へと編成する。上述したように、特定のＵＷＢネットワークにおける最大パケット長は、４ｋＢである場合がある。したがって、少なくとも一つの実施形態においては、パケットプロセッサ２２は、最大４ｋＢ（もしくはその他の最大長）に達するまで可能な限り多くの（特定ノードに宛てられた）ＵＳＢパケットをまとめることによりネットワークパケットとしてよい。図２の無線インターフェース２０は、互いに最大パケット長が異なる複数の異なる無線プロトコルに対応可能であり、パケットプロセッサ２２は、無線伝送においてＵＳＢパケットの編成態様を決定するときに、特定の送信処理に用いられるプロトコルを判別してそれに対応する最大パケット長情報を用いる必要がある。少なくとも一つの実施形態においては、ＵＳＢ１４からＵＷＢモジュール１２が受け取るＵＳＢパケットにおいては、用いられているネットワーク構築プロトコルが識別されている。

図４は、単一のネットワークパケット３８が複数のＵＳＢパケット４０、４２、及び４４に分割される様子を示す。繰り返しになるが、ネットワークパケットは１５３６バイトであり、ＵＳＢパケット４０、４２、及び４４はそれぞれ５１２バイトである。ＵＳＢの最大パケット長を超えるネットワークパケットがＵＷＢモジュール１２により無線媒体から受信されるたびに、当該ネットワークパケットをバスのパケット長条件に適合した複数の部分へと分割してよい。ホスト１２は、分割されたパケットを受け取ったときにそれらを適切に再編できるように構成される。図１を参照して、ホスト１６にはパケット生成器１９も含めてよく、それにより送信処理時にＵＳＢ１４を介してＵＷＢモジュール１２へと供給するＵＳＢパケットを生成する。

再び図１を参照して、ＵＳＢ１４を介したホスト１６とＵＷＢモジュール１２との通信を確立するために用いられる通信プロトコルが開発されている。このプロトコルは、ネットワークヘッダのパケット処理のＵＷＢモジュール１２内の機能へのオフロードをサポートしている。このプロトコルは、送受信処理におけるネットワークパケットの編成と分割もサポートしている。図５は、本発明の実施形態に係る、ＵＳＢバス１４上の通信プロトコルにおいて用いてよいパケットフォーマット５０の例を示す図である。パケットフォーマット５０は、ＵＳＢ２．０仕様に準拠するバスにおける使用に対応している。その他のバージョンのＵＳＢ仕様に適合させるための変更を行ってよい。図示するように、パケットフォーマット５０は、３２ビットにわたって複数のフィールドを含む。つまり、パケットフォーマット５０には、パケット種（ＰＴ）フィールド５２、送信／受信（Ｔ／Ｒ）フィールド５４、パケットオフロード（ＯＬ）フィールド５６、予備フィールド５８、全パケット長フィールド６０、ＴＣＰ／ＵＤＰチェックサム終了長（ＴＵＣＳＥ）フィールド６２、ＴＣＰ／ＵＤＰチェックサム開始オフセット（ＴＵＣＳＳ）フィールド６４
、ＴＣＰ／ＵＤＰチェックサム挿入オフセット（ＴＵＣＳＯ）フィールド６６、ＩＰチェックサム終了長（ＩＰＣＳＥ）フィールド６８、ＩＰチェックサム開始オフセット（ＩＰＣＳＳ）フィールド７０、ＩＰチェックサム挿入オフセット（ＩＰＣＳＯ）フィールド７２、及びパケットデータ（ペイロード）フィールド７４が含まれる。この新たなプロトコルに準拠して、パケットフォーマット５０を用いてＵＳＢバス１４を介したホスト１６からＵＷＢモジュール１２への、及びＵＷＢモジュール１２からホスト１６への伝達が行われる。

ＰＴフィールと５２により、伝送されるパケットの種類が識別される。これには、たとえば、パケットが完結したパケットであるか、連続するパケットのうちの第一パケットであるか、連続するパケットのうちの第二パケットであるか、連続するパケットのうちの最終パケットであるか等を含めてよい。さらなるパケット種パラメータを含めることも可能である。少なくとも一つの態様においては、各パケットについての全体的なオーバーヘッドを低減するために複雑なフィールド符合化を行う。Ｔ／Ｒフィールド５４においては、パケットが送信処理（つまり、ホスト１６がデータを遠隔の無線主体へと伝送する）に関するものか、又は受信処理（つまり、ホスト１６が遠隔の無線主体からデータを受信する）に関するものかが示される。ＯＬフィールド５６においては、ＵＷＢモジュール１２にオフロードされている機能が識別される。ＵＷＢモジュール１２は、多様なオフロード機能のサポートを行ってよい。これには、たとえば、チェックサム算出機能、ネットワークヘッダ機能、ヘッダ圧縮機能、パケット圧縮機能、パケット暗号化機能、複数パケット集約機能、同一宛先パケットのグルーピング、及びその他が含まれ得る。インターネットプロトコルにおいては、種類が異なる複数のパケット（たとえば、ＩＰ、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６等）が定義される。これらのパケットのそれぞれは、伝送されるまでに異なる組み合わせの複数のオフロード機能の実行を必要とする場合がある。本発明の一実施形態においては、ＯＬフィールド５６には処理中のＩＰパケット（もしくはその他のパケット）の種類を識別する情報を含めてよい。ＵＳＢ１４からパケットを受信すると、ＵＷＢモジュール１２はＯＬフィールド５６内の当該情報を読み出して実行するべき特定の機能を知得する。その他の態様においては、実際に機能名をＯＬフィールド５６内に示してよい。予備フィールド５８は後々の使用のために取っておかれる。

全パケット長フィールド６０においては、特定のＵＳＢネットワーク伝送記述子について関連し合うする全ての部分を含んだ全体パケットの全長が識別される。ＰＴフィールド５２においてパケットが完結パケットであることが示されていると、全パケット長フィールド６０においては、当該パケットの長さが示される。ＰＴフィールド５２において当該パケットが複数の関連パケットのうちの一つであることが示されていると、全パケット長フィールド６０においては関連し合う全パケットをまとめた長さが示される。

ＴＵＣＳＥフィールド６２、ＴＵＣＳＳフィールド６４、ＴＵＣＳＯフィールド６６、ＩＰＣＳＥフィールド６８、ＩＰＣＳＳフィールド７０、及びＩＰＣＳＯフィールド７２は全て、ＵＷＢモジュール１２内におけるチェックサムの算出／処理に関連する。周知のように、通信システムにおけるチェックサムは、伝送前にメッセージについてのなんらかの属性（たとえば、メッセージ内における「一つ」の出現回数、等）を集計することにより合計値を生成し、合計値を信号へと付加するエラー検出技術である。信号を受信すると、同一の合計値を再び算出して信号に付加された合計値と比較する。二つの合計値が異なれば、伝送される間に一以上のエラーが発生したと推定してよい。ＩＰとＴＣＰ／ＵＤＰの両方において、チェックサム値を算出して伝送するための特定の手順が用いられる。ＩＰパケットがＴＣＰを用いる場合、ＩＰチェックサムはＩＰヘッダ自体について通常算出される。また、ＴＣＰチェックサムは、パケットの全ペイロードについて算出してよい。特定のネットワークパケットについてのチェックサムの取り扱いを示すために上記のフィールドを用いてよい。

ＴＵＣＳＥフィールド６２においては、ＴＣＰ／ＵＤＰチェックサムの算出対象であるＴＣＰ／ＵＤＰペイロードの長さ（たとえば、バイト単位）が示される。ＴＵＣＳＥフィールド６２において値ゼロが示される場合、チェックサムの算出がパケットの終わりまでを対象とすることを意味する。ＴＵＣＳＳフィールド６４においては、パケットの先頭を基準としたＴＣＰ／ＵＤＰヘッダのオフセットが示される。このオフセットは、ＴＣＰ／ＵＤＰチェックサムの算出を開始する位置である。ＴＵＣＳＯフィールド６６においては、算出したＴＣＰ／ＵＤＰチェックサム値を挿入するべきオフセットが示される。ＴＣＰ／ＵＤＰチェックサムは通常１６ビットの値となる。ＩＰＣＳＥフィールド６８においては、ＩＰチェックサムの算出対象となるＩＰペイロードの長さが示される。ＴＵＣＳＥフィールド６２と同様に、ＩＰＣＳＥフィールド６８において値ゼロを用いることにより関連するチェックサムの算出がパケットの終わりまでを対象とすることを示してよい。ＩＰＣＳＳフィールド７０においては、パケットの先頭を基準としたＩＰヘッダのオフセットが示される。これは、ＩＰチェックサムの算出を開始する位置である。ＩＰＣＳＯフィールド７２においては、算出したＩＰチェックサム値を挿入するべきオフセットが示される。ＩＰチェックサムは通常１６ビットの値となる。少なくとも一つの実施例においては、ＴＵＣＳＥフィールド６２とＩＰＣＳＥフィールド６８はそれぞれ２バイト長であり、０×００００乃至０×ＦＦＦＦの範囲を占め、ＴＵＣＳＳフィールド６４、ＴＵＣＳＯフィールド６６、ＩＰＣＳＳフィールド７０、及びＩＰＣＳＯフィールド７２はそれぞれ１バイト長であり、０×００乃至０×ＦＦの範囲を占める。パケットデータフィールド７４は、伝送しているパケットデータの１オクテット以上を含む。

上記したＴＵＣＳＥフィールと６２、ＴＵＣＳＳフィールド６４、ＴＵＣＳＯフィールド６６、ＩＰＣＳＥフィールド６８、ＩＰＣＳＳフィールド７０、及びＩＰＣＳＯフィールド７２は、チェックサム算出パラメータとＵＳＢパケット内におけるチェックサム位置情報を提示するための一技術であることが理解されるべきである。その他の技術を代わりに用いてよい。

図６は、本発明の実施形態に係る、ＵＷＢモジュール内において用いてよいパケット処理機能８０の例を示すブロック図である。パケット処理機能８０を用いることによりホスト装置から受け取ったＵＳＢパケットを処理して無線ネットワーク媒体へと伝送するネットワークパケットを生成してよい。パケット処理機能８０をたとえば図２のパケットプロセッサ２２内において用いてよい。図示するように、パケット処理機能８０には、ヘッダ抽出器８２、制御信号発生器８４、ネットワークパケットアセンブラ８６、及びチェックサム算出器８８が含まれる。ヘッダ抽出器８２は、ＵＳＢバスを介してホスト装置からパケットを受け取り、パケットから特定のヘッダを抽出する。パケットは図５に示すパケットフォーマット５０もしくは類似のフォーマットを有してよい（たとえば、図１のパケット生成器１９をパケットフォーマット５０を有するＵＳＢパケットを生成するよう構成してよい）。ＵＳＢパケットヘッダは制御信号発生器８４へと供給され、制御信号発生器８４はヘッダを用いてパケットの処理を制御するための制御情報を生成する。制御信号発生器８４は現ＵＳＢパケットのＰＴフィールド５２を読み出し、当該パケットが完結パケットであるか、連続する関連パケットの一つであるかを判定してよい。制御信号発生器８４は、パケットのＯＬフィールド５６も読み出して、オフロードされているパケットヘッダ機能を判別してよい。さらに、制御信号発生器８４は全パケット長フィールド６０も読み出して、生成するべきネットワークパケットの長さを判定してよい。また、制御信号発生器８４はＴＵＣＳＥフィールド６２、ＴＵＣＳＳフィールド６４、ＴＵＣＳＯフィールド６６、ＩＰＣＳＥフィールド６８、ＩＰＣＳＳフィールド７０、及びＩＰＣＳＯフィールド７２も読み出して対応するチェックサムを生成し挿入する態様を判定してよい。これらの情報について判定すると、制御信号発生器８４はネットワークパケットアセンブラ８６とチェックサム算出器８８に対する適切な制御信号の発生を開始してよい。

ネットワークパケットアセンブラ８６は、制御信号発生器８４から受け取った制御情報に基づいて無線チャネルへと伝送するべきネットワークパケットの編成を開始する。たとえば、最初に受け取ったパケットにおいてそのＰＴフィールド５２に当該パケットが連続パケットにおける第一パケットであることが示されていると、ネットワークパケットアセンブラ８６は最初に受け取ったパケットのデータを一次保存し、連続パケットの残りのパケットがＵＳＢから受け取られるまで待機する。関連し合うＵＳＢパケットの全てが受け取られると、ネットワークパケットを編成し、チェックサム算出器８８へと供給する。ＵＷＢモジュール内で実行されるいかなるオフロード機能も、チェックサム機能以外は、ネットワークパケットアセンブラ８６によっても実行されてよい。たとえば、ネットワークパケットアセンブラ８６は、ネットワークパケットにおいて必要とされるパケットヘッダを生成してよい。ネットワークパケットには、たとえば、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダ、ＩＰヘッダ、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダ、ＲＴＰヘッダ、ペイロード部、及び／又はその他の要素を含めてよい。その他のパケット構造を用いてもよい。

制御信号発生器８４からの制御情報をチェックサム算出器８８にも供給して、多様なチェックサムを特定のネットワークパケットについて算出するべき態様を示してよい。たとえば、制御情報により、ネットワークパケットにおけるＩＰチェックサムを開始する位置、チェックサム用に処理すべきデータの長さ、及び、ＩＰチェックサムを挿入する位置を示してよい。ＴＣＰ／ＵＤＰチェックサムについても同様に行ってよい。制御情報の全てをＵＳＢパケットヘッダから収集することができる。制御情報に基づいて、チェックサム算出器８８はチェックサムを算出しネットワークパケット内の適切な位置に挿入してよい。ネットワークパケットは次に無線送信機能へと送られ、無線チャネルへと伝送される。

類似の処理をＵＷＢモジュール内において反対方向に実行して（つまり、受信処理時）、受信したネットワークパケットを分割してＵＳＢバスを介して転送してよい。ネットワークパケットをまず無線媒体からＵＷＢモジュールにより受信し、パケット長を判定する。受信ネットワークパケット内のチェックサムを次に確認してよい。チェックサムが有効であれば、ＵＷＢモジュール１２は、関連し合う情報をホスト１６へと搬送するために必要となるＵＳＢパケット数を判定してよい。ＵＷＢモジュール１２（たとえば、パケットプロセッサ２２）は次にネットワークパケットを複数部分へと分割してホスト１６へと供給すべき複数のＵＳＢパケットを生成してよい。ＵＳＢパケットには図５のパケットフォーマット５０もしくは類似のフォーマットを持たせてよい。ＵＳＢパケットを受け取ると、ホストはパケットを再編してよい。再編したパケットは、ホスト１６において適切な方法にて処理してよい。

図７は、本発明の実施形態に係る、ＵＷＢモジュール内で用いてよいパケット処理機能９０の例を示すブロック図である。パケット処理機能９０は、無線ネットワーク媒体から受信したパケットを処理してＵＳＢバスを介して対応するホスト装置へと供給すべきＵＳＢパケットを生成するために用いられる。図示するように、パケット処理機能９０には、チェックサムチェッカ９２、ネットワークパケット分割機能９４、及びＵＳＢパケット生成器９６を含めてよい。チェックサムチェッカ９２は、受信したネットワークパケットにおけるチェックサムを確認してパケットがたとえば無線チャネル内で破損していないかを判定するための動作を行う。ネットワークパケット分割機能９４はネットワークパケットを最大パケット長条件を超過せずＵＳＢパケット内に収まる複数の部分へと分割する。分割されたセグメントはＵＳＢパケット生成器９６へと供給され、ＵＳＢパケット生成器９６はホストへと供給すべきＵＳＢパケットを生成する。少なくとも一つの実施形態においては、ＵＳＢパケット生成器９６が生成するＵＳＢパケットは、図５に示すパケットフォーマット５０（もしくは類似のフォーマット）を有する。

図８は、本発明の実施形態に係る、ＵＷＢモジュール内でのパケット処理に用いられる方法１００の例を示すフローチャートである。まず、ＵＳＢを介してホスト装置からＵＳＢパケットを受け取る（ブロック１０２）。パケットのＰＴフィールドを読み出してパケットの種類を判別する（ブロック１０４）。パケットのＯＬフィールドも読み出して、実行すべきオフロード機能を判別する（ブロック１０６）。読み出した情報にしたがってネットワークパケットを生成する（ブロック１０８）。これには、たとえば、ネットワークパケットに必要とされるネットワークヘッダの生成が含まれ得る。生成したネットワークパケットには、元のＵＳＢパケットが完結パケットでない場合には複数の異なるＵＳＢパケットを編成したデータが含まれ得る。さらに、多様なチェックサムを算出してネットワークパケットに挿入してよい。その他のオフロード機能も実行してよい。

上記の実施形態においては、ホスト装置とＵＷＢモジュールとの通信がＵＳＢバスを用いて提供された。本発明の特徴をホストと無線モジュールを接続するパケット制に基づくその他のバス構造に対して用いてよいことは理解されるべきである。

少なくとも一つの実施形態においては、本発明の特徴は機械読み取り可能な媒体に格納される命令、及び／又はデータの構造として実施される。用いてよい機械読み取り可能な媒体の多様な種類の例には、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気カードもしくは光カード、フラッシュメモリ、及び／又は電子的形態の命令もしくはデータを格納するのに適したその他の種類の媒体が含まれる。少なくとも一つの態様においては、本発明は、伝送媒体上で伝送されるべく搬送波へと変調される一まとまりの命令として具現化される。

ブロック図に示す各ブロックはその本質において機能的なものであり、必ずしも別個のハードウェア要素にそれぞれ対応するものでない。たとえば、少なくとも一つの実施形態においては、図中の二以上のブロックが単一のデジタル処理装置として一体として実施される。デジタル処理装置は、たとえば、汎用マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、複数命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び／又は、上記のものの組み合わせを含むその他のものであってよい。ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、及び混合型の実施例を用いてよい。

上記の詳細な記載においては、開示を効率化するべく本発明の多様な特徴を一以上の別個の実施形態において一まとめにした。このような開示方法を各請求項において明示的に記載する以上の特性が権利請求する発明においては必要であるとの示唆であると解釈するべきでない。むしろ、以下の請求項に反映されるように、発明的側面は、開示した各実施形態の全特徴よりも狭い部分にある。

本発明を特定の実施形態に関連させて記載したが、当業者には容易に理解されるであろうように、本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく変更および多様化を行ってよいことは理解されよう。そのような変更および多様化は本発明と添付の請求項の視野と範囲に含まれると見做す。

Claims (35)

1. 一以上のネットワークパケットを複数の受け取ったＵＳＢパケットから編成する一のネットワークパケットアセンブラと、
   一の編成されたネットワークパケットについて少なくとも一つのチェックサムを算出して該少なくとも一つのチェックサムを該編成されたネットワークパケットに挿入する一のチェックサム算出器と
   を含み、
   前記複数のＵＳＢパケットは、一の第一最大パケット長を有し、前記一以上のネットワークパケットは、一の第二最大パケット長を有し、
   前記第二最大パケット長は、前記第一最大パケット長より大きい、
   パケットプロセッサ。
2. 前記複数のＵＳＢパケットから複数のヘッダを取得し、前記ネットワークパケットアセンブラと前記チェックサム算出器に供給すべき複数の制御信号を該複数のヘッダに基づいて発生する一の制御信号発生器をさらに含む請求項１に記載のパケットプロセッサ。
3. 複数の受け取ったＵＳＢパケットから複数のヘッダを抽出して該複数のヘッダを前記制御信号発生器へ供給する一のヘッダ抽出器をさらに含む請求項２に記載のパケットプロセッサ。
4. 前記ネットワークパケットアセンブラは、前記複数の受け取ったＵＳＢパケットの複数のヘッダ内の情報に応答して一の外部ホスト装置からオフロードされた一以上の機能を実行する、
   請求項１に記載のパケットプロセッサ。
5. 前記一以上のネットワークパケットは、無線ＵＳＢパケットである、
   請求項１に記載のパケットプロセッサ。
6. 前記一以上のネットワークパケットは、超広帯域（ＵＷＢ）技術を用いて一の無線チャネルへと伝送されるパケットである、
   請求項１に記載のパケットプロセッサ。
7. 前記ネットワークパケットアセンブラは、前記一以上のネットワークパケットのネットワークパケットヘッダを生成する、
   請求項１に記載のパケットプロセッサ。
8. 前記ネットワークパケットアセンブラは、前記複数の受け取ったＵＳＢパケット内の情報に基づいて前記一以上のネットワークパケットの前記ネットワークパケットヘッダを生成する、
   請求項７に記載のパケットプロセッサ。
9. 前記ネットワークパケットアセンブラは、一の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダ、一のインターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダ、及び一のファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）ヘッダのうち少なくとも一つを一のネットワークパケットについて生成する、
   請求項７に記載のパケットプロセッサ。
10. 前記チェックサム算出器は、前記編成されたネットワークパケットについての一の第一チェックサムを、該編成されたネットワークパケットにおける該第一チェックサムを算出する対象である一の部分を特定する前記複数の受け取ったＵＳＢパケット内の情報に基づいて算出する、
    請求項１に記載のパケットプロセッサ。
11. 前記チェックサム算出器は、前記編成されたネットワークパケットについての前記第一チェックサムを、前記複数の受け取ったＵＳＢパケット内において識別される該編成されたネットワークパケット内の一の位置に挿入する、
    請求項１に記載のパケットプロセッサ。
12. 一のダイポールアンテナと、
    前記ダイポールアンテナと通信する一のパケットプロセッサと
    を含み、
    前記パケットプロセッサは、
    一以上のネットワークパケットを複数の受け取ったＵＳＢパケットから編成する一のネットワークパケットアセンブラと、
    一の編成されたネットワークパケットについて少なくとも一つのチェックサムを算出し、該少なくとも一つのチェックサムを該編成されたネットワークパケットに挿入する一のチェックサム算出器と
    を含み、
    前記複数のＵＳＢパケットは、一の第一最大パケット長を有し、前記一以上のネットワークパケットは、一の第二最大パケット長を有し、
    前記第二最大パケット長は、前記第一最大パケット長より大きい、
    モジュール。
13. 一のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）へのインターフェースとなる一の第一インターフェースをさらに含み、
    前記ＵＳＢは、該モジュールと一の関連ホスト装置との間でデータを転送するために一の第一パケットフォーマットを使用する、
    請求項１２に記載のモジュール。
14. 一の無線ネットワーク媒体へのインターフェースとなる一の第二インターフェースをさらに含み、
    前記無線ネットワーク媒体は、一の第二パケットフォーマットを使用し、
    前記第二パケットフォーマットは、前記第一パケットフォーマットよりも長い一の最大パケット長を有する、
    請求項１３に記載のモジュール。
15. 前記第二インターフェースは、前記パケットプロセッサと前記少なくとも一つのダイポールアンテナとの間に接続される、
    請求項１４に記載のモジュール。
16. 一のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を介して一のホスト装置から一の第一ＵＳＢパケットを受け取ることと、
    前記第一ＵＳＢパケットの一のパケット種フィールドを読み出して、該第一ＵＳＢパケットのパケット種を判別することと、
    前記第一ＵＳＢパケットの一のパケットオフロードフィールドを読み出して、該第一ＵＳＢパケットに関連して実行すべきオフロード処理を判別することと、
    前記第一ＵＳＢパケットと、前記パケット種についての情報と、前記オフロード処理についての情報とを用いて、一の無線ネットワークチャネルへと伝送すべき一のネットワークパケットを生成することと
    を含む方法。
17. 前記ＵＳＢを介して前記ホスト装置から複数の更なるＵＳＢパケットを受け取ることをさらに含み、
    一のネットワークパケットを生成することは、該ネットワークパケットを前記複数の更なるＵＳＢパケットを用いて生成することを含む、
    請求項１６に記載の方法。
18. 前記第一ＵＳＢパケットから複数のチェックサム算出パラメータを読み出すことと、
    前記ネットワークパケットについて少なくとも一つのチェックサム値を前記複数のチェックサム算出パラメータに基づいて算出することと
    をさらに含む請求項１６に記載の方法。
19. 前記第一ＵＳＢパケットからチェックサム位置情報を読み出すことと、
    前記少なくとも一つのチェックサム値を前記ネットワークパケットの前記チェックサム位置情報に示される一の位置へと挿入することと
    をさらに含む請求項１８に記載の方法。
20. 前記第一ＵＳＢパケットの前記パケット種は、完結パケット、一まとまりの複数のパケットにおける第一パケット、一まとまりの複数のパケットにおける第二パケット、及び一まとまりの複数のパケットにおける最終パケットのうちの一つを含む、
    請求項１６に記載の方法。
21. 一のネットワークパケットを生成することは、前記第一ＵＳＢパケットの前記パケット種が完結パケット以外であるとき、複数のＵＳＢパケットの内容を単一のネットワークパケットへとまとめることを含む、
    請求項１６に記載の方法。
22. 一のネットワークパケットを生成することは、一の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダ、一のインターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダ、一の通信制御プロトコル（ＴＣＰ）ヘッダ、一のユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ヘッダ、及び一のリアルタイムトランスポートプロトコル（ＲＴＰ）ヘッダのうち少なくとも一つを生成することを含む、
    請求項１６に記載の方法。
23. 前記無線ネットワークチャネルは一の超広帯域（ＵＷＢ）チャネルである、
    請求項１６に記載の方法。
24. 一のホスト装置内で使用される装置であって、
    一の超広帯域（ＵＷＢ）モジュールへと供給すべき複数のＵＳＢパケットを生成する一のパケット生成器を含み、
    前記複数のＵＳＢパケットのそれぞれは、
    該ＵＳＢパケットのパケット種を示す一のパケット種フィールドと、
    該ＵＳＢパケットに関連して前記ＵＷＢモジュールへとオフロードされる一以上のパケット処理機能を示す一のオフロードフィールドと、
    該ＵＳＢパケットを用いて生成される一のネットワークパケットの一の全長を示す一の全パケット長フィールドと
    を含む、
    装置。
25. 前記パケット種フィールドは、完結パケット、一まとまりの複数のパケットにおける第一パケット、一まとまりの複数のパケットにおける第二パケット、及び一まとまりの複数のパケットにおける最終パケット、の複数のパケット種のうち一つを示すことができる、
    請求項２４に記載の装置。
26. 前記ＵＳＢパケットを用いて生成される前記ネットワークパケットは、一の超広帯域（ＵＷＢ）無線チャネル内を伝送される一のパケットである、
    請求項２４に記載の装置。
27. 前記複数のＵＳＢパケットのうち少なくとも一つは、前記ＵＷＢモジュールが前記ネットワークパケットについて少なくとも一つのチェックサム値を算出するために用いる複数のチェックサム算出パラメータを含む、
    請求項２４に記載の装置。
28. 前記複数のＵＳＢパケットのうち少なくとも一つは、前記ＵＷＢモジュールが前記ネットワークパケット内において前記少なくとも一つのチェックサム値をどこに挿入すべきかを判定するために用いるチェックサム位置情報を含む、
    請求項２７に記載の装置。
29. 一のホスト装置と一の超広帯域（ＵＷＢ）モジュールとの間において一のＵＳＢバス上を伝播する信号パケットであって、
    該信号パケットのパケット種を示す一のパケット種フィールドと、
    該信号パケットについて前記ホスト装置から前記ＵＷＢモジュールへとオフロードされる複数のパケット処理機能を示す一のオフロードフィールドと
    を含み、
    前記ＵＷＢモジュールは、一の無線ＵＷＢチャネルへと伝送するべき一のネットワークパケットを生成するために前記パケット種についての情報を用い、
    前記ＵＷＢモジュールは、前記ネットワークパケットを生成するために前記複数のパケット処理機能を実行する、
    信号パケット。
30. 生成される一のネットワークパケットに関連する一の全長を示す一の全パケット長フィールドをさらに含む請求項２９に記載の信号パケット。
31. 前記ＵＷＢモジュールが前記ネットワークパケットについて少なくとも一つのチェックサム値を算出するために用いる複数のチェックサムパラメータを含む複数のチェックサム算出パラメータフィールドをさらに含む請求項３０に記載の信号パケット。
32. 前記ＵＷＢモジュールが前記少なくとも一つのチェックサム値を前記ネットワークパケットにおいてどこに挿入すべきかを判定するために用いるチェックサム位置情報を含む少なくとも一つのチェックサム位置フィールドをさらに含む請求項３１に記載の信号パケット。
33. 一の記憶媒体を含む物品であって、該記憶媒体は、一の計算プラットフォームにより実行されると、
    一のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を介して一のホスト装置から一の第一ＵＳＢパケットを取得し、
    前記第一ＵＳＢパケットの一のパケット種フィールドを読み出して該第一ＵＳＢパケットのパケット種を判別し、
    前記第一ＵＳＢパケットの一のパケットオフロードフィールドを読み出して該第一ＵＳＢパケットに関連して実行すべきオフロード処理を判別し、
    前記第一ＵＳＢパケットと、前記パケット種についての情報と、前記オフロード処理についての情報とを用いて一の無線ネットワークチャネルへと伝送すべき一のネットワークパケットを生成する
    よう動作させる複数の命令を格納する、
    物品。
34. 前記複数の命令は、さらに
    前記第一ＵＳＢパケットから複数のチェックサム算出パラメータを読み出し、
    前記複数のチェックサム算出パラメータに基づいて前記ネットワークパケットについて少なくとも一つのチェックサム値を算出する
    よう動作させる
    請求項３３に記載の物品。
35. 前記複数の命令は、さらに
    前記第一ＵＳＢパケットからチェックサム位置情報を読み出し、
    前記少なくとも一つのチェックサム値を前記チェックサム位置情報に示される前記ネットワークパケットにおける一の位置に挿入する
    よう動作させる、
    請求項３４に記載の物品。

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