JP5270709B2 - ネットワークの帯域管理 - Google Patents

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この特許出願は、２００５年４月２８日に出願された出願番号６０／６７５，５９２号「ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＡＮＤ ＦＡＩＲ ＢＡＮＤＷＩＤＴＨ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＦＯＲ ＨＯＭＥ ＮＥＴＷＯＲＫ」の米国仮特許出願に対する優先権を主張する非仮出願である。

また、この特許出願は、２００５年６月２４日に出願された出願番号６０／６９３，６５０号「ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＡＮＤ ＦＡＩＲ ＢＡＮＤＷＩＤＴＨ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＦＯＲ ＨＯＭＥ ＮＥＴＷＯＲＫ」の米国仮特許出願に対する優先権を主張する非仮出願でもある。

本発明は、ネットワークの帯域管理に関し、より詳細には、電力線ホームネットワークに関する。

電力線通信（ＰＬＣ：ＰｏｗｅｒＬｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）は、ホームネットワークの成長しうるバックボーンとして拡大することが期待されている。例えば、ホームプラグ（ＨｏｍｅＰｌｕｇ）１．０（ｗｗｗ．ｈｏｍｅｐｌｕｇ．ｏｒｇ）等の、第１世代のＰＬＣ製品は、既に広く使用されている。現在は、オーディオ／ビデオストリーミングに関する第２世代のＰＬＣ製品が開発中であり、第２世代のＰＬＣ製品によって複数のＭＰＥＧ２−ＨＤストリームを運ぶことが可能となる。第２世代のＰＬＣネットワークは、第１世代のＰＬＣより大きな帯域容量（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｃａｐａｃｉｔｙ）を有するが、利用可能な帯域は、全てのアプリケーションにとってまだ十分に大きな容量ではない。例えば、電力線が隣人と共有された場合は、帯域は制限される。したがって、電力線ネットワーク上での帯域の共有は、重要な問題である。共有されたネットワークでは、隣人が高いビットレートのストリームを送信し始めると、ネットワークの帯域の大半が使用され、ネットワークの速度が著しく低下し、追加の送信に対する利用可能な帯域は残らない。

本特許出願で記載されるいくつかの実施形態は、制限された帯域の課題を解決するために、順応性のある帯域制御を用いる。一実施形態では、電力線ネットワークが混み合うと、第２のデータストリームのための利用可能な帯域を増加するために、存在するデータストリームの符号化速度（ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ）が減じられ、いくつかの割り当てられた帯域（例えばタイムスロット）が開放される。いくつかの実施形態に従えば、存在するデータストリームはこのプロセスの間に一時中断しない。ネットワークトラフィックが減少すると、帯域（例えばタイムスロット）は存在するデータストリームに再度割り当てられる。いくつかの実施形態に従えば、このことによって、データストリームを一時中断せずに、符号化速度が元の速度まで増加される。また、ストリームにさらなるタイムスロットを割り当てることによって、安定でエラーの少ない送信のためにさらにロバストな（ｒｏｂｕｓｔ）変調方式が用いられることができる。

一実施形態は、ネットワークのネットワーク帯域使用に基づいて、送信に関するネットワークデバイスの送信速度を調整する方法であって、第１帯域の割り当てを用いて、現在の送信速度でデータストリームを送信するステップと、前記ネットワーク上のマスタデバイスから送信速度回復要求を受信するステップと、前記現在の送信速度が元の送信速度より小さい場合、前記ネットワーク上のマスタデバイスから追加帯域の割り当てを受信するステップと、帯域の割り当ての合計は、前記追加帯域の割り当てと前記第１帯域の割り当てを含んでおり、前記帯域の割り当ての合計を用いて、増速された送信速度で前記データストリームを送信するステップと、を含むことを特徴とする。

別の一実施形態は、ネットワーク上のネットワークデバイスに関する送信の送信速度を調整する方法であって、前記ネットワークデバイスで、前記ネットワーク上のマスタデバイスから追加帯域の割り当てを受信するステップと、前記追加帯域の割り当てと第１帯域の割り当てを含む、前記ネットワークデバイスへの帯域の割り当ての合計内で、送信される送信からデータを割り当てるステップと、を含むことを特徴とする。

次の一実施形態は、ネットワーク上のマスタデバイスが、前記ネットワーク上の前記マスタデバイスに関連付けられたネットワークデバイスに帯域を割り当てる方法であって、ネットワークデバイスから帯域に関する要求を受信するステップと、前記マスタデバイスが、前記帯域を要求する前記ネットワークデバイスに前記帯域を割り当てることが可能な、前記マスタデバイスに割り当てられた十分な使用される帯域を有するかを、前記マスタデバイスが決定するステップと、前記マスタデバイスに割り当てられた前記使用される帯域が、前記ネットワークデバイスによって要求された前記帯域を割り当てるために十分でない場合、前記ネットワーク上で前記マスタデバイスに関連付けられた前記ネットワークデバイスに減少帯域要求を送信するステップと、前記ネットワーク上の少なくとも１つの前記ネットワークデバイスから、少なくとも１つの帯域割り当てを受信するステップと、 前記ネットワーク上の前記デバイスから前記マスタデバイスへの前記帯域割り当てから、前記ネットワークデバイスに帯域を割り当てるステップと、を含むことを特徴とする。

さらに別の一実施形態は、ネットワーク上の第１マスタデバイスに関連付けられたネットワークデバイスに帯域を割り当てるための、前記ネットワーク上の前記第１マスタデバイスに関する方法であって、前記第１マスタデバイスに関連付けられたネットワークデバイスから帯域に関する要求を受信するステップと、前記第１マスタデバイスが、前記ネットワークデバイスに前記要求された帯域を割り当てるために十分な帯域割り当てを有さない場合、前記ネットワーク上の第２マスタデバイスからの追加帯域を要求するステップと、前記ネットワーク上の前記第２マスタデバイスから追加帯域を受信するステップと、前記帯域に関する要求の受信元の前記ネットワークデバイスに前記追加帯域を割り当てるステップと、を含むことを特徴とする。

また別の一実施形態は、公正で順応性のある帯域制御を有する共有ネットワークであって、それぞれのマスタデバイスに前記共有ネットワーク上で有効な帯域の合計量の一部が割り当てられている、複数のマスタデバイスと、それぞれの送信機は、前記複数のマスタデバイスのうち１つから、データストリームの送信に関する帯域を割り当てられており、それぞれの送信機は、前記送信機に関連付けられた前記マスタデバイスから帯域を割り当てられている、前記複数のマスタデバイスのそれぞれに関連付けられた、少なくとも１つの送信デバイスと、を備え、それぞれの前記複数のマスタデバイスは、前記有効な帯域の合計量の前記使用の制御を他のマスタデバイスと調整する、ことを特徴とする。

一実施形態にかかるホームネットワークを示したシステム図である。 一実施形態にかかるネットワークアクセスタイミングを示したタイミングチャートである。 割り当てられたタイムスロット内のデータストリームの送信を示したタイミングチャートである。 一実施形態例にかかるサーバを示したブロック図である。 一実施形態例にかかるクライアント１０８を示したブロック図である。 一実施形態例にかかる電力線通信インターフェイスを示したブロック図である。 一実施形態にかかるデータストリームの複数のタイムスロットへの分割を示したタイミング図である。 一実施形態にかかるタイムスロットの割り当てを示したタイミング図である。 一実施形態にかかる受信機と送信機を示した説明図である。 一実施形態にかかるタイムスロットの割り当てを示したタイミング図である。 一実施形態にかかる、電力線ネットワーク上でマスタデバイスによって処理される帯域割り当てに関するアルゴリズムが示されたフロー図である。 一実施形態にかかる、電力線ネットワーク上でマスタデバイスによって処理されるロバストな送信および帯域の回復に関するアルゴリズムを示したフロー図である。 一実施形態にかかる、マスタデバイスがローカルネットワーク上の他のマスタデバイスから帯域減少要求を受信したときにそれぞれのマスタデバイスによって実行されるアルゴリズムを示したフロー図である。 一実施形態にかかる、送信器がローカルネットワーク上のマスタデバイスから帯域減少要求を受信したときに、それぞれの送信機によって実行されるアルゴリズムを示したフロー図である。 一実施形態にかかる、電力線ネットワーク上のマスタデバイスからの符号化速度回復要求を処理するために、電力線ネットワーク上の送信機によって行われるアルゴリズムを示したフロー図である。 一実施形態にかかる、電力線ネットワーク上のマスタデバイスからのロバストな送信要求を処理するために、電力線ネットワーク上の送信機によって行われるアルゴリズムを示したフロー図である。 一実施形態にかかる、ノイズの多い環境でのタイムスロットの割り当てを示したタイミング図である。 一実施形態にかかる、ノイズの多い環境でのタイムスロットの割り当てを示したタイミング図である。 一実施形態にかかる、帯域の再割り当て処理のための電力線ネットワーク上のマスタデバイスに関するアルゴリズムを示したフロー図である。 一実施形態にかかる、新しいタイムスロットの割り当て処理を行うための、送信機に関するアルゴリズムが示されたフロー図である。 一実施形態にかかる、電力線ネットワーク上のマスタデバイスからのタイムスロット解放要求を処理するための送信機に関するアルゴリズムが示されたフロー図である。 一実施形態にかかる、帯域の再割り当て処理を行うための電力線ネットワーク上のマスタデバイスに関するアルゴリズムの別の一実施形態を示したフロー図である。 一実施形態にかかる、マスタデバイスからの速度調整要求を処理するための、電力線ネットワーク上の送信機に関するアルゴリズムの一実施形態を示したフロー図である。

上述された本発明の特徴および利点と、別の観点における本発明の特徴および利点は、以下の図面に関して説明され、後述される詳細な説明によって開示される。

いくつかの図面において同一の参照符号は、同一の構成要素を示している。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、図中の構成要素は簡易化と明確化の目的で示されているのであって、必ずしも大きさ（ｓｃａｌｅ）を示す必要はないことが理解できるだろう。例えば、図中の寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）、サイズ（ｓｉｚｉｎｇ）、および／またはいくつかの要素の相対的配置は、本発明の様々な実施形態の理解を助けるために、他の要素と比較して誇張されてもよい。また、商業的に実現可能な実施形態に有用または必須の、共通（ｃｏｍｍｏｎ）であるが暗黙的な（ｗｅｌｌ−ｕｎｄｅｒｓｔｏｏｄ）構成要素は、本発明の様々な実施形態が見づらくなることを避けるために、示されていない場合もある。本特許出願内で用いられる用語および表現は、一般にそれらの用語に与えられる通常の意味を有し、対応するそれぞれの研究および学術分野における通常の知識を有する者によって用いられる他の特別な意味を有する表現は、本特許出願内で別途説明される。

後述の記載は、限定的な意味を有するのではなく、本発明の原理の概要を説明する目的で記載されている。本発明の技術的視野は、特許請求の範囲の参照によって決定される。本実施形態は、背景技術で記載された課題に対する解決方法を提供し、また、後述される詳細の説明によって追加的に示される課題に対する解決方法も提供する。

図１には、一実施形態にかかるホームネットワークを示したシステム図が示されている。図１には、電力線ネットワーク１００、第１ホーム１０２、第１マスタ１０４、第１サーバ１０６、第１クライアント１０８、第２ホーム１１０、第２マスタ１１２、および第２サーバ１１４が示されている。

第１マスタ１０４、第１サーバ１０６、第１クライアント１０８は、全て電力線ネットワーク１００に接続され、第１ローカルネットワークを形成している。第２マスタ１１２および第２サーバ１１４も電力線ネットワーク１００に接続され、第２ローカルネットワークを形成している。それぞれのローカルネットワークは、多数あるいは少数のデバイスを有する。しかし、本実施形態の特徴の説明を単純化するために、電力線ネットワーク１００にはほとんどデバイスが接続されずに示されている。さらに、電力線ネットワーク１００は、２より多いか、または少ない数のマスタデバイスを有してもよい。それぞれのマスタデバイス（例えば第１マスタ１０４と第２マスタ１１２）は、個々のローカルネットワークを制御する。しかし、電力線ネットワーク１００の資源（例えば帯域）は、マスタデバイス間で共有される。

前述されたように、電力線ネットワーク１００は、第１ホーム１０２と第２ホーム１１０の間で共有される。いくつかの実施形態に従えば、図示されていないが、異なる数のホーム（例えば第１ホーム〜第６ホーム）が、電力線ネットワーク上に共存してもよい。さらに、本稿に記載されているいくつかの実施形態はホームについて述べられているが、他の構成（例えばアパートまたは職場）も電力線ネットワーク１００を共有することができる。本実施形態では、電力線ネットワーク１００に接続されたそれぞれのホームは、少なくとも１つのマスタ（例えば第１マスタ１０４と第２マスタ１１２）を有する。マスタデバイスは専用のマスタであってもよいし、あるいは、マスタデバイスによって処理される機能は、デバイス間で移動され（ｔｒａｎｓｆｅｒ）てもよい。（例えば、文書全体が参考文献として挙げられている、Ｉｗａｍｕｒａらによる、２００５年９月２０日に出願された出願番号１１／２３１，４８８号「ＰＯＷＥＲ−ＳＡＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＦＯＲ ＮＥＴＷＯＲＫ ＭＡＳＴＥＲ ＤＥＶＩＣＥ」の米国特許出願を参照。）第１マスタ１０４と第２マスタ１１２は、それぞれが、ローカルネットワークを確立し、割り当てられた帯域またはローカルネットワークを管理し、共同で電力線ネットワーク１００の帯域全体を管理する。

実施中に（Ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）、電力線ネットワーク１００上の第１サーバ１０６がクライアント１０８にデータストリームを送信する前に、サーバ１０６は、マスタ１０４にデータストリームの送信のための帯域（例えば１以上のタイムスロット）を割り当てるように要求する。すなわち、サーバ１０６は帯域要求（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｒｅｑｕｅｓｔ）をマスタ１０４に送信する。帯域の割り当ては、利用される通信基準（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ）に依存して変化する。本稿で記載されるように、一実施形態に従えば、電力線ネットワークはＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）を用いる。第１マスタ１０４が帯域（例えば、ＴＤＭＡシステムのタイムスロット）を割り当てた後、サーバ１０６はクライアント１０８へのデータストリームの送信を開始する。

上述されたように、それぞれのローカルネットワークはマスタ（例えば第１マスタ１０４と第２マスタ１１２）を備える。マスタデバイスは互いに通信し、本稿で後述されるように、それらのローカルネットワーク内でのデータストリームの送信のための帯域（例えばタイムスロット）を決定する。Ｉｗａｍｕｒａらによる、２００５年９月２０日に出願された出願番号１１／２３１，４８８号「ＰＯＷＥＲ−ＳＡＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＦＯＲ ＮＥＴＷＯＲＫ ＭＡＳＴＥＲ ＤＥＶＩＣＥ」の米国特許出願で記載されているように、マスタは、必ずしも独立したデバイスである必要は無く、マスタによって処理される様々な機能（例えばビーコン）を実行できるあらゆるデバイスでありうる。マスタデバイスとして作動するデバイスは、ローカルネットワーク内で変更されてもよい。すなわち、マスタは、例えばいくつかの実施形態ではサーバまたはクライアントであり、マスタ機能は電力線ネットワーク１００に接続された異なるデバイス間で移動され（ｔｒａｎｓｆｅｒ）てもよい。マスタデバイスは、マスタデバイスが備えられたローカルネットワーク上で処理される個々の送信を知っている必要があり、送信のためのビーコンを送る役割を担う。

いくつかの実施形態では、電力線ネットワークは、データの送信にＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）およびＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）を利用する。ＯＦＤＭは、例えば、１〜３０ＭＨｚの範囲の１０００のサブキャリアを用いる。最も適切な変調方式は、信号対雑音電力比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ―Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）に基づいて、それぞれのサブキャリアに適用される。ＳＮＲが悪ければ、例えばＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｇ）等のロバストな変調方式が用いられる。ＳＮＲが良ければ、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が用いられてもよい。変調テーブル（すなわち、トーンマップ）は、データストリームの送信を最適化するために、送信機（例えばサーバ１０６）と受信機（例えばクライアント）との間で頻繁に交換される。

図２には、一実施形態にかかるネットワークアクセスタイミングを示したタイミングチャートが示されている。図２には、第１ビーコンサイクル２００、第２ビーコンサイクル２０１、無競合（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ―ｆｒｅｅ）エリア２０２、搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ：Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）エリア２０４、第１ビーコン２０６、第２ビーコン２０８、および第３ビーコン２１０が示されている。

電力線ネットワーク１００内のマスタデバイスは、他の全てのデバイスに周期的にビーコン（例えば、第１ビーコン２０６、第２ビーコン２０８、および第３ビーコン２１０）を送信する。第１ビーコンサイクル２００は、無競合（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ―ｆｒｅｅ）エリア２０２と、搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ：Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）エリア２０４とに分割される。それぞれのビーコンサイクルは、無競合エリアとＣＳＭＡエリアの両方を有する。ＣＳＭＡエリア２０４は、競合エリアである。すなわち、デバイスは、ＣＳＭＡエリア内では先着順でデータを送信する。したがって、あるビーコンサイクルに対してタイムスロットが獲得されたとしても、次のビーコンサイクルに対してそのタイムスロットが有効である保証はない。本稿のいくつかの実施形態に従えば、無競合エリア２０２は、例えば、ジッタセンシティブなオーディオ／ビデオ（Ａ／Ｖ）ストリーミングに用いられる。

図３には、割り当てられたタイムスロット内のデータストリームの送信を示したタイミングチャートである。図３には、第１ビーコンサイクル２００、第２ビーコンサイクル２０１、無競合エリア２０２、ＣＳＭＡエリア２０４、第１ビーコン２０６、第２ビーコン２０８、第３ビーコン２１０、第１ビーコンサイクル２００内の第１タイムスロット３００、第１ビーコンサイクル２００内の第２タイムスロット３０２、および第２ビーコンサイクル２０１内の第３タイムスロット３０４が示されている。

送信機（例えば図１に示された第１サーバ１０６）は、第１マスタ１０４に帯域要求を送信し、タイムスロット割り当て（例えば第１タイムスロット３００）を受信し、第１ビーコンサイクル２００内の第１タイムスロット３００と、第２ビーコンサイクル２０１内の第３タイムスロット３０４を用いてデータストリームの送信を開始する。図示されているように、マスタによって新しいタイムスロットが割り当てられない限り、データストリームにはビーコンサイクルごとに同じタイムスロットが予約される（このことは後述される）。好適な実施形態では、データストリームの送信には、無競合エリア２０２が用いられる。
ＣＳＭＡエリア２０４は、非同期伝送（例えば、ファイル転送、コマンド等）に用いられる。データは、第１ビーコンサイクル２００内の第２タイムスロット３０２を用いて送信される。

次に、図４を参照すると、一実施形態例にかかるサーバ１０６を示したブロック図が示されている。図４には、ビデオ入力４００、オーディオ入力４０２、第１アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ４０４、第２Ａ／Ｄコンバータ４０６、第１エンコーダ４０８、信号スイッチ４１０、電力線通信インターフェイス４１２、電力線ネットワーク４１４、ケーブル入力４１６、チューナー／フロントエンド４１７、第３Ａ／Ｄコンバータ４１８、第４Ａ／Ｄコンバータ４２０、第２エンコーダ４２２、内部バス４２４、メモリ４２６、制御部４２８、ユーザインターフェイス４３０が示されている。

ケーブル入力４１６からのアナログ信号は、フロントエンドチューナー４１７によってチューニングされ復調される。フロントエンドチューナー４１７は、オーディオ／ビデオ信号を出力し、出力されたオーディオ／ビデオ信号は、第３Ａ／Ｄコンバータ４１８および第４Ａ／Ｄコンバータ４２０に入力される。第３Ａ／Ｄコンバータ４１８および第４Ａ／Ｄコンバータ４２０からの出力は、次に、第２エンコーダ４２２（例えばＭＰＥＧエンコーダ）でエンコードされる。第２エンコーダ４２２からの出力ストリームは、信号スイッチ４１０に送信される。

同様に、ビデオ入力４００およびオーディオ入力４０２は、第１Ａ／Ｄコンバータ４０４および第２Ａ／Ｄコンバータ４０６でアナログ−デジタル変換される。第１Ａ／Ｄコンバータ４０４および第２Ａ／Ｄコンバータ４０６からの出力は、第１エンコーダ４０８（例えばＭＰＥＧエンコーダ）でエンコードされる。第１ＭＰＥＧエンコーダ４０８からの出力も、信号スイッチ４１０に送信される。信号スイッチ４１０は、選択された信号（例えばＡ／Ｖ入力、またはケーブル入力）を電力線通信インターフェイス（ＰＬＣ Ｉ／Ｆ）４１２に送信する。また、信号スイッチ４１０は、２つのストリームを同時に送信するために、両方の入力信号を時間多重化（ｔｉｍｅ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）してもよい。ＰＬＣ Ｉ／Ｆ４１２からの出力信号は、電力線ネットワーク４１４上でクライアントに送信される。

制御部４２８（図４にはＣＰＵ４２８と示されている）は、内部バス４２４を用いてサーバの全ての構成要素を制御する。内部バス４２４は、例えば、ＰＣＩバスである。制御部４２８はサーバのメモリ４２６に格納された制御ソフトウェアプログラムを実行する。ユーザインターフェイス４３０は、例えば、表示部および入力手段（例えば、ボタン、タッチスクリーン等）を備える。ユーザインターフェイス４３０は、ユーザによるコマンド入力を制御部４２８に送信する。さらに、ユーザインターフェイス４３０は、制御部４２８からデータを受信し、ユーザインターフェイス４３０の表示部に情報を表示する。

次に、図５を参照すると、一実施形態例にかかるクライアント１０８を示したブロック図が示されている。図５には、電力線ネットワーク５００、電力線通信インターフェイス（ＰＬＣ Ｉ／Ｆ）５０２、逆多重化部（ｄｅ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）５０４、オーディオデコーダ５０６、オーディオデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ５０８、増幅部５１０、スピーカ５１２、ビデオデコーダ５１４、ミキサー５１６、グラフィックエンジン５１８、ビデオＤ／Ａコンバータ５２０、表示ドライバ５２２、表示部５２４、内部バス５２６、メモリ５２８、制御部５３０、ユーザインターフェイス５３２が示されている。

ＰＬＣ Ｉ／Ｆ５０２は、サーバ（例えば図４に示されたサーバ）から電力線ネットワーク５００上で送信された信号を受信する。ＰＬＣ Ｉ／Ｆ５０２からの出力信号は、逆多重化部５０４に送信され、逆多重化部５０４でオーディオデータとビデオデータに分割される。ビデオデータは、ビデオデコーダ５１４に送信される。ミキサー５１６では、ビデオデコーダ５１４からのデコードされたビデオ信号が、グラフィックエンジン５１８で生成されたグラフィックデータと結合される（ｍｉｘ）。ミキサー５１６からの出力は、ビデオＤ／Ａコンバータ５２０に送信される。ビデオＤ／Ａコンバータ５２０からのアナログ出力は、表示ドライバ５２２に送信され、その後、表示部５２４に表示される。

同様に、逆多重化部５０４からのオーディオデータは、オーディオデコーダ５０６でデコードされ、オーディオＤ／Ａコンバータ５０８でアナログ信号に変換される。オーディオＤ／Ａコンバータ５０８からのアナログ出力は、増幅部５１０によって増幅され、スピーカ５１２に送信される。

制御部５３０（図４ではＣＰＵ５３０と図示）は、電力線ネットワーク５００上でサーバの制御部４２８（図４に図示）と非同期データ（例えばコマンド、データ等）を交換する。制御部５３０は、内部バス５２６を通してクライアントデバイスの全ての構成要素を制御する。さらに、制御部５３０は、クライアントのメモリ５２８に格納された制御ソフトウェアプログラムを実行する。ユーザインターフェイス５３２は、例えば、入力部および赤外線遠隔信号受信部を備える。ユーザインターフェイス５３２は、ユーザからのコマンドを制御部５３０に送信する。

図６には、一実施形態例にかかる電力線通信インターフェイス４１２または５０２を示したブロック図が示されている。図６には、電力線ネットワーク６００、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路６０２、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）回路６０４、復調部６０６、パラレルシリアル（Ｐ−Ｓ）コンバータ６０８、逆インターリーバ（ｄｅ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）６１０、前方誤り訂正（ＦＥＣ：Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）デコーダ６１２、バスインターフェイス６１４、内部バス６１６、ストリームインターフェイス６１８、メモリ６２０、ＦＥＣエンコーダ６２２、インターリーバ６２４、シリアルパラレル（Ｓ−Ｐ）コンバータ６２６、変調部６２８、および逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路６３０が示されている。

電力線ネットワーク上で送信されるデータ（例えばデータストリーム）は、バスインターフェイス６１４によって内部バス６１６から受信され、一時的にメモリ６２０に格納される。メモリは、例えばバッファメモリである。内部バス６１６は、例えば図４に示されたサーバの内部バス４２４である。その後、データはメモリ６２０から読み込まれ、読み込まれたデータには、ＦＥＣエンコーダ６２２で誤り訂正符号が追加される。その後、データは、ＦＥＣエンコーダ６２２からインターリーバ６２４に出力され、Ｓ−Ｐコンバータ６２６に出力される。その後、Ｓ−Ｐコンバータ６２６からのパラレル信号は、変調部６２８によって変調され、ＩＦＦＴ回路６３０に送信される。変調方式は、例えばデータ送信先の受信機と交換されるトーンマップに基づいて、それぞれのサブキャリアに対して選択される。ＩＦＦＴ回路６３０では、それぞれの入力信号に搬送波が割り当てられ、全ての信号が逆高速フーリエ変換される。ＩＦＦＴ回路６３０からの出力は、ＡＦＥ回路６０２に送信され、電力線ネットワーク６００上で受信機に送信される。

データが受信されたときは、データは逆方向で処理される。まず、ＡＦＥ６０２は、電力線６００上で送信デバイス（例えば図１に示されているサーバ１０６）からデータ（例えばデータストリーム）を受信する。この例では、ＰＬＣインターフェイスは図５に示されたＰＬＣ Ｉ／Ｆ５０２である。データは、ＦＦＴ回路６０４によって高速フーリエ変換され、復調部６０６によって復調され、Ｐ−Ｓコンバータ６０８によってパラレルシリアル変換される。復調は、送信機と交換されるトーンマップに基づいて、それぞれのサブキャリアに対して行われる。Ｐ−Ｓコンバータからの出力は逆インターリーバ６１０に送信され、次に、逆インターリーバ６１０はデータをＦＥＣデコーダ６１２に送信する。ＦＥＣデコーダ６１２からの出力は、バスインターフェイス６１４に送信される。データは、内部バス６１６に送信される前に、一時的にメモリ６２０に格納される。ＰＬＣインターフェイスは、データの送信と受信を同時に行うことができる。さらに、図６に示されたＰＬＣインターフェイスは、サーバに備えられたＰＬＣインターフェイスであっても、クライアントに備えられたＰＬＣインターフェイスであっても、同じ方法で機能する。

次に、図７を参照すると、一実施形態にかかるデータストリームの複数のタイムスロットへの分割を示したタイミング図が示されている。図７には、ビーコンサイクル７００、無競合エリア７０２、ＣＳＭＡエリア７０４、第１ビーコン７０６、第２ビーコン７０８、第３ビーコン７１０、第１タイムスロット７１２、第２タイムスロット７１４が示されている。

後述する例は、例えばケーブル入力からアナログＡＶ信号を受信するサーバを説明する。アナログＡＶ信号は、図４に示されたＭＰＥＧエンコーダ４０８で８Ｍｂｐｓ（１秒当たりのメガビット）のＡＶストリームにエンコードされる。信号スイッチ４１０は、信号をＰＬＣ Ｉ／Ｆ４１２に送り、サーバはＡＶストリームをクライアントへ送信する。送信前に、サーバはマスタにタイムスロットを割り当てるように要求する。従来のシステムでは、サーバ１０６は８Ｍｂｐｓのストリームを搬送する１つのタイムスロットを取得する。しかし、本発明のいくつかの実施形態に従えば、サーバは、マスタデバイスから２以上のタイムスロットを取得する。８Ｍｂｐｓのストリームは、例えば第１タイムスロット７１２および第２タイムスロット７１４に分割される。この例では、第１タイムスロット７１２および第２タイムスロット７１４のそれぞれが、４Ｍｂｐｓのデータストリームを搬送する。

前述されたように、データストリームは第１タイムスロット７１２および第２タイムスロット７１４に分割される。データストリームは、ＰＬＣ Ｉ／Ｆ４１２内でメモリ６２０に格納され、２つの部分に分割される。データの第１部分は、ロードされ、第１タイムスロット７１２で送信され、データの第２部分は、ロードされ、第２タイムスロット７１４で送信される。第１タイムスロット７１２および第２タイムスロット７１４は連続している必要はなく、無競合エリア７０２内のどこで送信されてもよい。

実施中に、クライアント１０８は、第１タイムスロット７１２および第２タイムスロット７１４の両方でデータストリームを受信し、元の８Ｍｂｐｓのストリームを再構成するためにデータストリームを結合する（ｍｅｒｇｅ）。ＰＬＣ Ｉ／Ｆ５０２内では、それぞれのタイムスロットからのデータストリームがメモリ６２０に格納され、その後連結される（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅ）。再構成されたデータストリームは、逆多重化部５０４に送信される。

図８および図９は、送信機（例えばサーバ１０６）がどのようにデータストリームを複数のタイムロットに分割するかと、受信機（例えばクライアント１０８）がどのように元のデータを再構成するかを示している。

図８には、一実施形態にかかるタイムスロットの割り当てを示したタイミング図が示されている。図８には、ビーコンサイクル８００、無競合エリア８０２、ＣＳＭＡエリア８０４、第１ビーコン８０６、第２ビーコン８０８、第３ビーコン８１０、第１タイムスロット８１２、第２タイムスロット８１４、および第３タイムスロット８１６が示されている。

図示された例では、２つのデータストリームが送信機から１以上の受信機に送信されている。第１データストリームは、例えば４Ｍｂｐｓの帯域を有し、第１タイムスロット８１２を使用する。第２データストリームは、例えば８Ｍｂｐｓの帯域を有し、第２タイムスロット８１４および第３タイムスロット８１６を使用する。第２タイムスロット８１４は第２データストリームの４Ｍｂｐｓを送信するために用いられ、第３タイムスロット８１６もデータストリームの４Ｍｂｐｓを送信するために用いられる。このように、第２データストリームは、第２タイムスロット８１４および第３タイムスロット８１６に分割される。

図９には、一実施形態にかかる受信機と送信機を示した説明図が示されている。バスインターフェイスは、例えば図６に示されたバスインターフェイス６１４である。図９には、送信機９５０、受信機９６０、送信機メモリ９００、第１データブロック９０２、第２データブロック９０４、送信機バスインターフェイス９０６、送信機スイッチ９０８、送信機物理層９１０、電力線ネットワーク９１２、受信機物理層９１４、受信機バスインターフェイス９１６、受信機スイッチ９１８、受信機メモリ９２０、第３データブロック９２２、および第４データブロック９２４が示されている。

実施中に、送信機メモリ９００内の第１データブロック９０２は、第１タイムスロット８１２（図８に図示される）を用いて送信機９５０から受信機９６０に送信されるデータを格納する。第１タイムスロット８１２はそれぞれのビーコンサイクルで使用され、第１データストリームに対応する。第２データブロック９０４は、第２タイムスロット８１４および第３タイムスロット８１６（図８に図示される）を用いて送信機９５０から受信機９６０に送信されるデータを格納する。第２タイムスロット８１４および第３タイムスロット８１６はそれぞれのビーコンサイクルで使用され、第２データストリームに対応する。送信機スイッチ９０８は、送信機物理層９１０に送信する、第１データブロック９０２または第２データブロック９０４のいずれかのデータを選択する。送信機物理層９１０は、例えば、図６に示されたアナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路６０２、ＦＥＣエンコーダ６２２、インターリーバ６２４、シリアルパラレル（Ｓ−Ｐ）コンバータ６２６、変調部６２８、および逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路６３０である。

第１タイムスロット８１２で、送信機スイッチ９０８は（ｉ）に接続され、これが第１データブロック９０２に対応する。第２タイムスロット８１４で、送信機スイッチ９０８は（ｉｉ）に接続され、第３タイムスロット８１６で、送信機スイッチ９０８は（ｉｉｉ）に接続され、これら両方が第２データブロック９０４に対応する。送信機スイッチ９０８は、（ｉ）から（ｉｉｉ）まで循環し、ビーコンサイクル８００に同期される。一実施形態では、バスインターフェイスは機械的なスイッチを備えないことに注意されたい。しかし、図９は、バスインターフェイスがどのように送信機メモリ９００内のデータを選択するかを示している。

受信機９６０では、第１タイムスロット８１２で送信されたデータは、電力線ネットワーク９１２上で受信される。データは、受信機物理層９１４によって処理される。受信機物理層は、例えば、図６に示されたアナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路６０２、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）回路６０４、復調部６０６、パラレルシリアル（Ｐ−Ｓ）コンバータ６０８、逆インターリーバ６１０、前方誤り訂正（ＦＥＣ：Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）デコーダ６１２である。受信機物理層９１４からの出力は、受信機メモリ９２０内の第３メモリブロック９２２に格納される。受信機バスインターフェイス９１６は、第１タイムスロット８１２を受信したときにデータが第３メモリブロック９２２に格納されるように、受信機スイッチ９１８を制御する。

第２タイムスロット８１４および第３タイムスロット８１６で送信されたデータは、結合され、受信機メモリ９２０内の第４メモリブロック９２４に格納される。制御部（例えば、制御部５３０）は、データが１つのタイムスロットまたは複数のタイムスロットからロードされるように、受信機スイッチ９１８を制御する。タイムスロットは、スイッチの切り替えがビーコンサイクルより高速になるようにオンザフライで切り替えられてもよい。さらに、第２タイムスロット８１４および第３タイムスロット８１６は、後で１つのデータストリームに結合されるため、必ずしも連続している必要はない。例えば、第３データストリームに対するタイムスロットは、第２タイムスロット８１４と第３タイムスロット８１６の間に存在してもよい。この場合、受信機スイッチ９１８は、データを第４メモリブロック９２４に読み込むように位置づけられ、その後第３データストリームに対するデータを読み、続けて第４メモリブロック９２４にデータを再度読み込む。

図１０には、一実施形態にかかるタイムスロットの割り当てを示したタイミング図が示されている。図１０には、ビーコンサイクル１０００、無競合エリア１００２、ＣＳＭＡエリア１００４、第１ビーコン１００６、第２ビーコン１００８、第３ビーコン１０１０、および第１タイムスロット１０１２が示されている。

図７に戻って、第１データストリーム（８Ｍｂｐｓのストリーム）が４Ｍｂｐｓのタイムスロットを２つ用いて送信されると仮定する。次に、ネットワークトラフィックが増加し、第１データストリームに対する帯域を減じる必要があると仮定する。図１０は、ネットワーク上の帯域を解放するために、４Ｍｂｐｓに減じられた第１データストリームを示している。

実施中に、マスタ１０４（図１に示される）は、一実施形態例に従い、サーバ１０６に帯域減少要求（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。前述の要求に応じて、制御部４２８はＭＰＥＧエンコーダ４０８の符号化速度を８Ｍｂｐｓから４Ｍｂｐｓに減速する。続けて、ＰＬＣインターフェイス４１２は８Ｍｂｐｓではなく４Ｍｂｐｓの第１データストリームを受信し、（図７の第１タイムスロット７１２および第２タイムスロット７１４と比較されるように）第１データストリームからのデータを第１タイムスロット１０１２だけにロードする。クライアント１０８は、第１タイムスロット１０１２内のデータストリームを受信し、４Ｍｂｐｓのストリームをデコードする。符号化速度の変化はオンザフライで処理され、したがって、デコードの中断またはパケットエラーが回避される。デコードされたビデオ品質は速度の減少によって、若干悪くなる。しかし、ビデオ品質の低下は、多くの実施形態では視聴者が気づかない程度である。さらに、第２タイムスロット７１４は解放され、マスタ１０４は第２タイムスロット７１４を異なるデータストリームの送信に使うことができる。

ネットワーク上のネットワークトラフィックが再び混雑しなくなれば（すなわち、低下すれば）、マスタ１０４は、サーバ１０６に４Ｍｂｐｓのタイムスロットを再び割り当てる。新しいタイムスロットは、前にサーバ１０６によって使用されなくなった第２タイムスロット７１４である必要は無く、利用可能なあらゆるタイムスロットでありうる。一度、追加のタイムスロットが割り当てられると、制御部４２８は、符号化速度を４Ｍｂｐｓから元の速度である８Ｍｂｐｓに増速するように、エンコーダ４０８に命令を出す。ＰＬＣインターフェイス４１２内で、バッファメモリ６２０に格納されるデータは再度２つの部分に分割され、２つのタイムスロットにロードされる。クライアント１０８は、２つのタイムスロットを受信し、元の８Ｍｂｐｓのストリームを以前のように再構成する。ビデオは元の品質に復元される。上述のように、データストリームを送信するための用いられるタイムスロットの数を増やす過程は、ビデオの表示を中断することなく、オンザフライで処理される。

いくつかの実施形態では、多数のネットワーク帯域が利用可能であり、マスタ１０４は、データストリームの送信に対して要求されるよりも多くのタイムスロットをサーバに与えることが可能である。一例では、サーバは、８Ｍｂｐｓストリームに対して使用されうる１６Ｍｂｐｓの帯域に対応する４つの４Ｍｂｐｓスロット割り当てられる。この例では、さらにロバストな変調がＯＦＤＭサブキャリアに適用される。例えば、元の変調がＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｇ）であれば、変調はＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｇ）に変更されうる。ＱＰＳＫ１シンボルあたり２ビットのデータを表す。ＢＰＳＫ１シンボルあたり１ビットのデータを表す。したがって、ＢＰＳＫ変調方式には、２倍の数のタイムスロットが要求される。それぞれのサブキャリアが、半分の密度の変調（ｈａｌｆ ｄｅｎｓｉｔｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いてもよい。あるいは、高密度変調を用いるいくつかのサブキャリアがロバストな変調を用いてもよい。例えば、６４ＱＡＭは１６ＱＡＭに変更され、ＱＰＳＫはそのままであってもよい。

変更例としては、よりロバストな変調が用いられる代わりに、よりロバストな誤り訂正符号が用いられてもよい。さらに、サーバは、パケットが欠落するのを防ぐために、２倍の帯域を用いて同じデータを２度送信してもよい。好適な実施形態では、全ての手続き（ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）は、ストリーミングを妨害することなくオンザフライで処理される。

一度ネットワークトラフィックが増加すると、マスタ１０４は、サーバ１０６に１以上のタイムスロットを解放するように要求する。マスタ１０４は、変調方式を変更し、追加のタイムスロットを解放する。マスタ１０４がさらにタイムスロットを要求した場合は、サーバ１０６は符号化速度を減速し、前述されたようにさらにスロットを解放する。このように、十分な帯域が利用可能であれば、さらにロバストで安定なストリーミングの処理が行われる。

マスタデバイスは、電力線ネットワークの利用可能な帯域の合計を等しく分割する。例えば、図１に示されるように、第１マスタ１０４および第２マスタ１１２が同一の電力線ネットワーク上に存在することができる。一実施形態では、それぞれのマスタに対する割り当て分（ａｌｌｏｔｍｅｎｔ）は電力線ネットワークの帯域の合計の半分である。すなわち、電力線ネットワーク上のそれぞれのマスタは、帯域の合計を等分した割り当てを取得する。いくつかの実施形態に従えば、マスタは、以下のルールに基づいてそれぞれの送信にタイムスロットを割り当てる。
１．利用可能なタイムスロットが十分に存在すれば、マスタはそのマスタに対する割り当て分より多くのタイムスロットを用いてもよい。
２．マスタが新しい送信に対して十分なタイムスロットを取得できないときは、要求された帯域全体（既にマスタによって使用されている帯域および新しい送信に対する帯域）が調査される。帯域の合計が割り当て分より多い場合、マスタは、（同一の論理ネットワーク内の）それぞれのローカルデバイスに帯域減少要求を送信する。電力線ネットワーク上の他のマスタには影響は無い。
３．要求された帯域の合計が割り当て分以下であれば、マスタは、グローバルに他のマスタに帯域減少要求を送信する。マスタは、他のマスタから解放されたタイムスロットを再利用する。
４．マスタは他のマスタから帯域減少要求を受信したときに、割り当て分より多い帯域を使用していれば、それぞれのローカルデバイスにローカルで帯域減少要求を送信する。
５．ネットワークトラフィックが減少し、１以上の新しいタイムスロットが利用可能となれば、まず減速された送信にタイムスロットを割り当て、その後ロバストな送信にタイムスロットを割り当てる。

図１１〜図１６には、電力線ネットワーク上のマスタデバイスおよび送信デバイスに関する帯域制御アルゴリズムが例示されている。図１１を参照すると、電力線ネットワーク上でマスタデバイスによって処理される帯域割り当てに関するアルゴリズムが示されたフロー図が示されている。プロセスは、ステップ１１００から開始される。１１０２の分岐では、マスタデバイスは、送信機からの新しい送信要求（本稿では帯域要求とも称される）を待っている。新しい送信要求がマスタデバイスによって受信された場合、マスタデバイスは、新しい送信要求を送信した送信機への割り当てに利用することができる十分な使用されていない帯域（例えば、タイムスロット）を、マスタデバイスが有するか否かを、ステップ１１０４で決定する。いくつかの実施形態では、例えば、マスタデバイスは、先着順で送信機に帯域を割り当ててもよい。別の実施形態では、マスタデバイスは、送信の優先度に基づいて送信機に帯域を割り当ててもよい。マスタデバイスが送信機への帯域の割り当てを行うために利用可能な、十分な使用されていない帯域を有する場合、マスタデバイスは、ステップ１１１８に続き、送信機に帯域割り当て（例えば、タイムスロット割り当て）を送信する。プロセスは、その後ステップ１１２０で終了する。

しかし、ステップ１１０４で、送信機への割り当てに利用できる十分な使用されていない帯域をマスタデバイスが有さない場合は、プロセスは、ステップ１１０６に続く。ステップ１１０６で、マスタデバイスが現在送信機に割り当てている帯域の合計が、マスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分と比較される。帯域の合計は、マスタデバイスが現在送信機に割り当てている帯域とマスタデバイスが新しい送信に割り当てる予定の帯域との和である。マスタデバイスのローカルネットワーク上で、現在送信機に割り当てられている帯域の合計が、マスタデバイスに割り当てられたネットワーク全体の割り当て分を超えている場合、マスタデバイスのローカルネットワーク内の帯域利用を低減させるために、マスタデバイスはステップ１１０８に続く。ステップ１１０８では、マスタデバイスによって送信機に割り当てられた帯域の少なくとも一部を回復するために、マスタデバイスは、そのマスタデバイスのローカルネットワーク上のそれぞれの送信機に帯域減少要求を送信する。それぞれの送信機は、マスタデバイスから帯域減少要求を受信したとき、図１４に示されたアルゴリズムを実行する。

また、ステップ１１０６で、マスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機に現在割り当てられた帯域の合計が、マスタデバイスに割り当てられたネットワーク帯域全体の割り当て分以下である場合は、プロセスはステップ１１１０に続く。ステップ１１１０では、他のマスタデバイスから帯域を得るために、マスタデバイスは電力線ネットワーク上の他のマスタデバイスに帯域要求を送信する。例えば、電力線ネットワーク上に１以上の他のマスタデバイスが存在し、前述のネットワーク上の１以上の他のマスタデバイスが、そのマスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機にそのマスタデバイスの帯域の割り当て量（ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）を超えて、帯域を割り当てているような場合、このステップは、マスタデバイスの帯域を回復する。したがって、ステップ１１０２で新しい送信要求をマスタデバイスに送信する送信機に、マスタデバイスが帯域を割り当てるために、マスタデバイスは、電力線ネットワーク上の他のマスタデバイスに超過して割り当てられた帯域の少なくとも一部分を回復してもよい。マスタデバイスが、個々のマスタデバイスの帯域の割り当て量を超えてローカルネットワーク上の送信機に帯域を割り当てたか否かを決定するために、電力線ネットワーク上のマスタデバイスは、帯域減少要求の受信後に図１３に示されるアルゴリズムを実行する。

マスタデバイスが帯域減少要求を他のデバイスに送信した場合、ステップ１１１２では、マスタデバイスは、そのマスタデバイスのローカルネットワーク上の少なくとも１つの送信機によって、あるいは、少なくとも１つの他のマスタデバイスのローカルネットワーク上の少なくとも１つの送信機によって、タイムスロットが解放されたか否かを決定する。マスタデバイスが少なくとも新しい送信のために要求した数のタイムスロットを受信した場合は、マスタデバイスはステップ１１１８に続き、送信機が新しい送信を開始できるようにタイムスロットを送信機に割り当てる帯域割り当て要求を送信する。プロセスは、その後、ステップ１１２０で終了する。

しかし、ステップ１１１２でマスタデバイスが新しい送信を可能とするために十分な追加タイムスロットを回復できなかった場合は、マスタデバイスはステップ１１１４に続く。ステップ１１１４では、マスタデバイスは、送信された要求の数と閾値とを比較することによって、繰り返し帯域減少要求を送信すべきかどうかを決定する。要求の数が閾値より低い場合は、マスタデバイスはプロセス内のステップ１１０６に戻り、新しい送信のための十分な帯域を回復するために引き続き試行を開始する。閾値を大きくするほど、マスタデバイスが続くステップ１１１６で、新しい送信のための帯域の割り当ての試行を中止する前に行われる試行回数は増える。ステップ１１１６では、マスタデバイスは、十分に利用できる帯域が無いために送信機が新しい送信を開始できないことを、送信機に伝える。プロセスは、その後、ステップ１１２０で終了する。

図１２には、電力線ネットワーク上でマスタデバイスによって処理されるロバストな送信および帯域の回復に関するアルゴリズムを示したフロー図が示されている。プロセスは、ステップ１２００から開始される。ステップ１２０２では、マスタデバイスは電力線ネットワーク上の帯域利用を監視する。帯域が電力線ネットワーク上で利用可能となると、ステップ１２０４で、マスタデバイスは利用可能な帯域からのタイムスロットの割り当てを試行する。ステップ１２０４では、マスタデバイスは、マスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機が減速された送信を有するかを決定する。マスタデバイスは、マスタデバイスのローカルネットワーク上のそれぞれの送信機に関するそれぞれの送信トラックを確保する。データストリームの速度が減速される前の、データストリームの元の速度で、送信機がデータストリームを送信できるように、マスタデバイスは、利用可能な帯域を減速された送信に割り当てる。

ステップ１２０４で、マスタデバイスのローカルネットワーク上の少なくとも１つの送信機が、減速された送信を有する場合、マスタデバイスはステップ１２０６に続く。ステップ１２０６では、マスタデバイスは、減速された送信にタイムスロットを割り当てるための十分な帯域を有するかを決定する。マスタデバイスが、減速された送信への割り当てに利用できる十分なタイムスロットを有さない場合は、マスタデバイスはステップ１２２０に続き、プロセスは終了する。しかし、マスタデバイスが、減速された送信を有する送信機に割り当てる十分なタイムスロットを有する場合、マスタデバイスはステップ１２０８に続く。ステップ１２０８では、マスタデバイスは減速された送信を有する、そのマスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機に、速度調整コマンド（ｒａｔｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｃｏｍｍａｎｄ）を送信する。送信機は、図１５に示されたアルゴリズムを、ステップ１５００から開始して実行する。マスタデバイスはその後ステップ１２１０に続き、ステップ１２１０では、マスタデバイスは、ステップ１２０４に戻る前にマスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機による追加の送信を調べる。ステップ１２０４では、マスタは、減速された送信を有するローカルネットワーク上の送信機を再度調べる。

ステップ１２０４で、減速された送信を有するマスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機が存在しなければ、マスタデバイスはステップ１２１２に続く。ステップ１２１２では、マスタデバイスは、マスタデバイスのローカルネットワーク上の少なくとも1つの送信機がロバストでない送信を有するかを決定する。ロバストでない送信を有するマスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機が存在しなければ、マスタデバイスはステップ１２２０に続き、プロセスは終了する。しかし、マスタデバイスのローカルネットワーク上の少なくとも１つの送信機が少なくとも１つのロバストでない送信を有すれば（例えば、送信機がよりロバストでない変調方式を用いていれば）、マスタデバイスはステップ１２１４に続く。ステップ１２１４では、マスタデバイスは、マスタデバイスが利用可能な帯域からロバストでない送信に割り当てる十分な利用可能なタイムスロットを有するかを決定する。マスタデバイスがタイムスロットを割り当てるために十分な利用可能な帯域を有さない場合は、マスタデバイスはステップ１２２０に続き、プロセスは終了する。しかし、マスタデバイスがロバストでない送信を有する送信機にタイムスロットを割り当てるために十分な利用可能な帯域を有する場合は、マスタデバイスはステップ１２１６に続く。ステップ１２１６では、マスタデバイスはロバストな送信要求をロバストでない送信を有する送信デバイスに送信する。送信機は、その後、図１６に示されたステップ１６００から開始するプロセスを実行する。マスタデバイスはその後、ステップ１２１８に続き、ステップ１２１８では、マスタデバイスは、ステップ１２１２に戻る前に、マスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機による追加の送信を調べる。ステップ１２１２では、マスタはロバストでない送信を有するローカルネットワーク上の送信機を再度調べる。

図１３には、マスタデバイスがローカルネットワーク上の他のマスタデバイスから帯域減少要求を受信したときにそれぞれのマスタデバイスによって実行されるアルゴリズムを示したフロー図が示されている。マスタデバイスは、近隣のネットワークからタイムスロットを獲得するために、図１１のステップ１１１０で帯域減少要求を送信する。マスタデバイスが近隣のマスタデバイスから帯域減少要求を受信したときは、マスタデバイスは図示されたプロセスのステップ１３００から開始する。ステップ１３０２で帯域減少要求が受信されなければ、マスタデバイスは待機する。しかし、帯域減少要求が受信されると、マスタデバイスはステップ１３０４に続く。ステップ１３０４で、マスタデバイスは、マスタデバイスがそのマスタデバイスのローカルネットワーク上で現在送信機に割り当てている帯域の合計が、マスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分と比較されたかどうかを決定する。マスタデバイスのローカルネットワーク上で現在送信機に割り当てられている帯域の合計が、そのマスタデバイスの帯域の割り当て分を超えていない場合は、プロセスはステップ１３０８で終了する。しかし、マスタデバイスのローカルネットワーク上で現在送信機に割り当てられている帯域の合計が、そのマスタデバイスの帯域の割り当て分を超えている場合は、マスタデバイスのローカルネットワーク内の帯域利用を減じるために、マスタデバイスはステップ１３０６に続く。ステップ１３０６では、マスタデバイスは、そのマスタデバイスのローカルネットワーク上のそれぞれの送信機に帯域減少要求を送信する。帯域減少要求を受信すると、マスタデバイスのローカルネットワーク上のそれぞれの送信機は図１４内のアルゴリズムを実行する。プロセスは、ステップ１３０８で終了する。

図１４には、送信器がローカルネットワーク上のマスタデバイスから帯域減少要求を受信したときに、それぞれの送信機によって実行されるアルゴリズムを示したフロー図が示されている。マスタデバイスは、図１１のステップ１１０８、あるいは図１３のステップ１３０６で帯域減少要求を送信する。
送信機は、１以上のデータストリームを同時に送信してもよい。送信機がマスタデバイスからの帯域減少要求を受信すると、送信機は、送信機が同時に送信しているそれぞれのストリームに対して、図１４に示されたアルゴリズムを実行する。プロセスは、ステップ１４００で開始される。ステップ１４０２では、送信機はマスタデバイスから到着する帯域減少要求を待っている。帯域減少要求がマスタデバイスから受信された場合、送信機はステップ１４０４に続く。ステップ１４０４では、送信機はデータストリームがロバストな送信であるかを決定する。

例えば、送信機が、データストリームを送信するために要求されたタイムスロットより多くのタイムスロットを割り当て、よりロバストな変調方式を用いている場合、データストリームはロバストである。すなわち、送信機が追加タイムスロットを割り当てたので、送信機は要求されたよりもロバストな変調方式を用いている。例えば、送信機が８Ｍｂｐｓの帯域に対する要求を送信するだけであっても、マスタデバイスは、データストリームに４つの４Ｍｂｐｓスロットを割り当ててもよい。したがって、送信機は８Ｍｂｐｓの超過の帯域を利用し、例えばデータストリームに対する元の変調が、１シンボル当たり２ビットが送信されるＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｇ）であるとき、送信機は、ＱＰＳＫの代わりに、よりロバストな１シンボル当たり１ビットが送信されるＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｇ）を用いる。このように、データストリームは、マスタデバイスによって割り当てられた超過タイムスロットを完全に利用する。いくつかの実施形態では、それぞれのサブキャリアは、半分の密度の変調を用いてもよい。また、高密度変調を用いるいくつかのサブキャリアだけが、ロバストな変調を用いてもよい。例えば、６４ＱＡＭは１６ＱＡＭに変更され、ＱＰＳＫはそのままである。別の実施形態では、よりロバストな変調方式の代わりに、よりロバストな誤り訂正符号が用いられる。さらに、サーバは、パケットが欠落するのを防ぐために、（２倍の帯域を用いて）同じデータを２度送信してもよい。

データストリームがロバストな送信である場合は、送信機はステップ１４１４に続く。ステップ１４１４では、送信機は、データストリームの変調を元の、よりロバストでない変調方式に切り替える。その後、送信機は、１以上の超過タイムスロットをステップ１４１６で解放し、プロセスはステップ１４１８で終了する。

データストリームが、ロバストな送信でない場合、送信機はステップ１４０４からステップ１４０６へと続く。ステップ１４０６では、送信機は、帯域減少要求がマスタデバイスからの最初の帯域減少要求であるかを決定する。帯域減少要求がマスタデバイスから受信した最初の帯域減少要求である場合、送信機は帯域を低減せず、プロセスは１４１８で終了する。いくつかの実施形態では、ロバストな送信のみが最初の帯域減少要求で減速される。しかし、帯域減少要求がマスタデバイスから受信した最初の帯域減少要求でない場合は、送信機はステップ１４０８に続く。ステップ１４０８では、送信機は、データストリームが減速された送信であるかどうかを決定する。データストリームが減速された送信である場合、送信機はデータストリームに割り当てられた帯域をさらに減じることはせず、プロセスはステップ１４１８で終了する。データストリームが減速された送信でない場合、送信機はステップ１４１０に続き、ステップ１４１０では、ステップ１４１２続く前に、データストリームの符号化速度が減じられる。ステップ１４１２では、データストリームに割り当てられた少なくとも１つのタイムスロットがマスタデバイスに解放される。その後、プロセスはステップ１４１８で終了する。

図１５には、電力線ネットワーク上のマスタデバイスからの符号化速度回復要求を処理するために、電力線ネットワーク上の送信機によって行われるアルゴリズムを示したフロー図が示されている。送信機（例えばサーバ）は、ステップ１５００で開始し、ステップ１５０２に続く。ステップ１５０２では、送信機は、電力線ネットワーク上のマスタデバイスからの符号化速度回復要求を待っている。送信機が電力線ネットワーク上のマスタデバイスから符号化速度回復要求を受信すると、送信機はステップ１５０４に続く。ステップ１５０４では、送信機は、データストリームが元の速度で送信されたかどうかを決定する。データストリームが元の速度で送信されている場合、送信機はステップ１５１０に続き、アルゴリズムは終了する。しかし、データストリームが元の速度で送信されていない場合（例えば、元の速度より遅い速度で送信されている場合）、送信機はステップ１５０６に続く。ステップ１５０６では、送信機は少なくとも１つの追加タイムスロットを受信する。ステップ１５０８では、データストリームの符号化速度は元の速度まで増加される。その後、送信機はステップ１５１０に続き、アルゴリズムは終了する。

図１６には、電力線ネットワーク上のマスタデバイスからのロバストな送信要求を処理するために、電力線ネットワーク上の送信機によって行われるアルゴリズムを示したフロー図が示されている。送信機はステップ１６００で開始し、ステップ１６０２に続く。ステップ１６０２では、送信機は電力線ネットワーク上のマスタデバイスからのロバストな送信要求を待っている。送信機が電力線ネットワーク上のマスタデバイスからロバストな送信要求を受信すると、送信機はステップ１６０４に続く。ステップ１６０４では、送信機は、データストリームが既にロバストな送信となっているかを決定する。すでに送信機がデータストリームをロバストな送信として送信している場合は、送信機はステップ１６１０に続き、アルゴリズムは終了する。そうでなく、送信機がデータストリームをロバストな送信として送信していない場合は、送信機はステップ１６０６に続く。ステップ１６０６では、送信機は少なくとも１つの追加タイムスロットを受信する。ステップ１６０８では、送信機は、データストリームの変調をよりロバストな変調方式に切り替える。その後、送信機はステップ１６１０に続き、アルゴリズムは終了する。

図１７には、一実施形態にかかるノイズの多い環境でのタイムスロットの割り当てを示したタイミング図が示されている。図１７には、ビーコンサイクル１７００、無競合エリア１７０２、ＣＳＭＡエリア１７０４、第１ビーコン１７０６、第２ビーコン１７０８、第３ビーコン１７１０、第１タイムスロット１７１２、第２タイムスロット１７１４、第１ノイズ信号１７１６、第３タイムスロット１７１８、第４タイムスロット１７２０、および第２ノイズ信号１７２２が示されている。

第１ノイズ信号１７１６は、第１タイムスロットを妨害している。それぞれのビーコンサイクルに対して、ノイズ信号は同じタイムスロットを妨害し続けうる。図示されたように、後のあるビーコンサイクルでの第２ノイズ信号１７２２は第１ノイズ信号１７１６に対応する。したがって、第１タイムスロット１７１２がある帯域（例えば、８Ｍｂｐｓ）に対して割り当てられるが、実際の帯域は第１ノイズ信号１７１６によって、少なくなる可能性がある（例えば、４Ｍｂｐｓとなる可能性がある）。

実施中に、ネットワークの状態は、頻繁意変化する。例えば、５Ｍｂｐｓの帯域がデータストリームに対して残されていたとしても、ノイズか、または他の理由によって実際の帯域は５Ｍｂｐｓより少ない可能性がある。ランプ調光器またはヘアドライヤーからのノイズは、例えば、ＡＣラインサイクル（ＡＣ ｌｉｎｅ ｃｙｃｌｅ）
（例えば、５０または６０Ｈｚ）に同期する可能性がある。もし、ビーコンがＡＣラインサイクルに同期すれば、（第１ノイズ信号１７１６および第２ノイズ信号１７２２によって示されるように）各ビーコンサイクルのどこかの位置にノイズが現れ、同じタイムスロット（例えば、第１タイムスロット１７１２）内で送信されるデータストリームに対して利用可能な実際の帯域を減じる原因となる。エンコーダ４０８（図４に図示）は、送信に利用可能な実際の帯域を常に監視している。帯域がノイズによって悪化すれば、エンコーダは、データストリームが利用可能な帯域の減少によって破損しないように、符号化速度を動的に減じる。しかし、符号化速度の減少は、顕著な画像品質の低下の原因となる。画像品質の低下を避けるために、追加の帯域がデータストリームの送信のために提供される。例えば、サーバが、第１タイムスロット１７１２でデータストリームを送信し、ノイズ信号１７１６がデータストリームの送信を妨害し始めると、マスタデバイスは、第１タイムスロット１７１２に加えて、第２タイムスロット１７１４をサーバに割り当てることができる。データストリームのデータは、その後、第１タイムスロット１７１２と第２タイムスロット１７１４に分割される。例として、第１タイムスロット１７１２が８Ｍｂｐｓのタイムスロットで、ノイズ信号が第１タイムスロットの実際の帯域を４Ｍｂｐｓに減じる場合、例えば、４Ｍｂｐｓの帯域を有する第２タイムスロット１７１４がサーバに割り当てられることが可能である。このように、サーバは実際に８Ｍｂｐｓの利用可能な帯域を有する。

図１８には、一実施形態にかかるノイズの多い環境でのタイムスロットの割り当てを示したタイミング図が示されている。図１８には、ビーコンサイクル１８００、無競合エリア１８０２、ＣＳＭＡエリア１８０４、第１ビーコン１８０６、第２ビーコン１８０８、第３ビーコン１８１０、第１タイムスロット１８１２、第１ノイズ信号１８１４、第２タイムスロット１８１６、および第２ノイズ信号１８１８が示されている。

図１７に示された例の代替として、第１タイムスロット１７１２に加えてデータストリームの送信に用いられる第２タイムスロット１７１４を割り当てる代わりに、新しいタイムスロット（すなわち、第１タイムスロット１８１２）が、ノイズ信号１７１６によって妨害されたタイムスロット１７１２と置き換えられてもよい。すなわち、図１７の第１タイムスロット１７１２が第１ノイズ信号１７１６によって妨害されているとき、サーバは図１８の第１タイムスロット１８１２をデータストリームの送信のために割り当てる。この場合、第１タイムスロット１７１２は、その後解放され、異なるデータストリームの送信で使用されるために利用可能となる。１つのタイムスロットだけ（すなわち、第１タイムスロット１８１２）を有することは、いくつかの実施形態に従って２以上のスロット（すなわち、第１タイムスロット１７１２および第２タイムスロット１７１４）を制御することに比較して、より単純であり好適である。

図１９には、帯域の再割り当て処理を行うために電力線ネットワーク上のマスタデバイスによって実行されるアルゴリズムを示したフロー図が示されている。アルゴリズムは、ステップ１９００で開始し、ステップ１９０２に続く。ステップ１９０２では、マスタデバイスは、タイムスロットの実際の帯域がそのタイムスロットの元の帯域より少ないかを決定する。例えばノイズがネットワーク内に取り込まれているときは、タイムスロットの実際の帯域はタイムスロットの元の帯域より少ない可能性がある。タイムスロットの実際の帯域がそのタイムスロットの元の帯域より多くない場合は、マスタデバイスは、その後、ステップ１９０４に続く。ステップ１９０４では、マスタデバイスは、実際の帯域が閾値より大きいかどうかを決定する。例えば、いくつかの実施形態では、閾値が８０％であり、マスタデバイスは、実際の帯域がタイムスロットの元の帯域の８０％より大きいかどうかを決定する。実際の帯域がタイムスロットに対する閾値より大きい場合は、マスタデバイスはステップ１９２８に続き、アルゴリズムは終了する。しかし、ステップ１９０４でタイムスロットの実際の帯域が閾値以下の場合は、マスタデバイスはステップ１９０６に続く。ステップ１９０６では、マスタデバイスは、減じられた帯域（すなわち、元の帯域の閾値以下の実際の帯域）を有するタイムスロットを置き換えるために、少なくとも１つの利用可能なタイムスロットが割り当て可能であるかを決定する。マスタデバイスが少なくとも１つのタイムスロットが利用可能であると決定した場合は、マスタデバイスはステップ１９１０に続く。ステップ１９１０では、マスタデバイスは、送信機に帯域割り当て要求を送信する。送信機は、元の帯域の閾値以上の実際の帯域を有する新しいタイムスロットを割り当てられる。マスタデバイスは、その後、ステップ１９２８に続き、アルゴリズムは終了する。

マスタデバイスがステップ１９０６で利用可能な、少なくとも１つの利用可能な帯域を有さない場合は、マスタデバイスはステップ１９１２に続く。

ステップ１９１２では、マスタデバイスは、マスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機に割り当てられた帯域の合計が、そのマスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分の合計を超えているかどうかを決定する。いくつかの実施形態では、マスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分の合計は電力線ネットワーク上のマスタデバイスの数によって決定されてもよい。例えば、電力線ネットワーク上に３つのマスタデバイスが存在する場合は、それぞれのマスタデバイスは、合計で、電力線ネットワークの帯域の合計の３３パーセントの帯域を割り当てられてもよい。マスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機に割り当てられる帯域の合計が、マスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分の合計以上である場合は、マスタデバイスはステップ１９１６に続く。

ステップ１９１６では、マスタデバイスは、そのマスタデバイスのローカル論理ネットワーク上のそれぞれの送信機に帯域減少要求を送信する。また、マスタデバイスのローカル論理ネットワーク上の送信機に割り当てられた帯域の合計が、マスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分の合計より少ない場合は、マスタデバイスはステップ１９１４に続く。ステップ１９１４では、マスタデバイスは、他のマスタデバイスに帯域を解放させるために、電力線ネットワーク上の他のマスタデバイスに帯域減少要求を送信する。ステップ１９１８では、マスタデバイスは、割り当てられたローカルデバイスか、またはネットワーク上の他のマスタデバイスのどちらかが、マスタデバイスにタイムスロットを割り当てたかを決定する。マスタデバイスが少なくとも１つのタイムスロットを割り当てられなかった場合は、マスタデバイスはステップ１９２８に続き、アルゴリズムは終了する。そうでない場合は、マスタデバイスはステップ１９２０に続き、（ステップ１９０４で決定された）実際の帯域が閾値より低いタイムスロットを割り当てられた送信機に、ステップ１９１８で得られた少なくとも１つの追加タイムスロットを割り当てるために、ステップ１９２０で送信機に帯域割り当て要求を送信する。マスタは、その後ステップ１９２８に続きプロセスは終了する。

ステップ１９０２で、マスタデバイスが、タイムスロットの実際の帯域がそのタイムスロットの元の帯域より大きいと決定した場合は、マスタデバイスはステップ１９２２に続く。タイムスロットの実際の帯域は、タイムスロットに対する元の帯域より大きい場合がある。例えば、送信機に割り当てられた別のタイムスロット内のノイズによる帯域の減少を補うために、追加タイムスロットが送信機に割り当てられた場合である。ステップ１９２２では、マスタデバイスは、タイムスロットが、マスタデバイスのローカル論理ネットワーク上で送信機に割り当てられた余分の（ｅｘｔｒａ）タイムスロットであるかを決定する。タイムスロットが余分のタイムスロットでない場合は、マスタデバイスはステップ１９２８に続き、プロセスは終了する。しかし、タイムスロットが余分のタイムスロットである場合は、マスタデバイスはステップ１９２４に続く。ステップ１９２４では、マスタデバイスは、送信機が、余分のタイムスロットを使用しなくても、データストリームを送信するために十分な帯域を有するかを決定する。マスタデバイスが、データストリームの送信に余分の帯域が必要であると決定した場合は、マスタデバイスはステップ１９２８に続き、アルゴリズムは終了する。そうでない場合、すなわち、マスタデバイスが、送信機は余分の帯域を使用しなくても十分な帯域を有すると決定した場合には、送信機に余分の帯域を解放させるために、マスタデバイスは、ステップ１９２６で送信機に減少帯域要求（ｒｅｄｕｃｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。その後、マスタデバイスはステップ１９２８に続き、アルゴリズムは終了する。

図２０には、新しいタイムスロットの割り当て処理を行うための、送信機に関するアルゴリズムが示されたフロー図が示されている。送信機は、ステップ２０００で開始し、ステップ２００２に続く。ステップ２００２では、送信機は、電力線ネットワーク上のマスタデバイスからのスロット割り当てコマンドを待っている。送信機が帯域割り当て要求を受信すると、送信機はステップ２００４に続く。タイムスロットコマンドが、新しいタイムスロットが元のタイムスロットを置き換えることを指示した場合は、送信機はステップ２００６に続く。ステップ２００６では、送信機は、現在置き換えられるタイムスロットに割り当てられているデータストリームを新しいタイムスロットへ割り当てる。ステップ２００８では、送信機は、置き換えられたタイムスロットを解放する。また、タイムスロットコマンドが存在するタイムスロットに対する置き換えを行わないことを指示した場合は、送信機はステップ２０１０に続く。ステップ２０１０では、送信機は、送信機に割り当てられた帯域全体で、送信されるデータストリームを分割する。送信機に割り当てられた帯域全体には、１以上のタイムスロットに分割された送信機に割り当てられた元の帯域の割り当て分と新しいタイムスロットとを含む。

ステップ２０１２では、送信機は、送信機に割り当てられた帯域の合計がデータストリームの符号化速度を増すために十分であるかを決定する。送信機に割り当てられた帯域の合計がデータストリームの符号化速度を増すために十分でない場合は、送信機はステップ２０１６に続き、アルゴリズムは終了する。そうでない場合、すなわち、送信機に割り当てられた帯域がデータストリームの符号化速度を増すために十分である場合は、送信機はステップ２０１４に続く。ステップ２０１４では、送信機はデータストリームの符号化速度を増す。送信機は、その後、ステップ２０１６に続き、アルゴリズムは終了する。

図２１には、電力線ネットワーク上のマスタデバイスからのタイムスロット解放要求を処理するための送信機に関するアルゴリズムが示されたフロー図が示されている。アルゴリズムは、図１９のステップ１９２６でマスタデバイスによってタイムスロット解放要求が送信されたときに、送信機によって実行される。送信機は、ステップ２１００で開始し、ステップ２１０２に続く。ステップ２１０２では、送信機は、電力線ネットワーク上のマスタデバイスからの減少帯域要求待っている。送信機は減少帯域要求を受信すると、ステップ２１０４に続く。ステップ２１０４では、送信機は、データストリームが元のタイムスロット割り当て分のみを用いて送信されてもよいように、データストリームの符号化速度を減じる。ステップ２１０６では、送信機は、元のタイムスロット割り当て分のみを用いて、データストリームの送信を開始する。ステップ２１０８では、送信機は、送信機に割り当てられた元のタイムスロット割り当て分に対して超過の、送信機に割り当てられたタイムスロットを解放し、プロセスはステップ２１１０で終了する。

図２２には、帯域の再割り当て処理を行うための電力線ネットワーク上のマスタデバイスに関するアルゴリズムの別の一実施形態を示したフロー図が示されている。アルゴリズムはステップ２２００で開始し、ステップ２２０２に続く。ステップ２２０２では、マスタデバイスはタイムスロットの実際の帯域がタイムスロットの元の帯域より少ないかを決定する。タイムスロットの実際の帯域がタイムスロットの元の帯域より多くない場合は、マスタデバイスはステップ２２０４に続く。ステップ２２０４では、マスタデバイスは実際の帯域が閾値より大きいかどうかを決定する。例えば、いくつかの実施形態では、閾値は８０％であり、マスタデバイスは実際の帯域が、タイムスロットの元の帯域の８０％より大きいかどうかを決定する。実際の帯域がタイムスロットの閾値より大きい場合は、マスタデバイスは、ステップ２２３０に続く。ステップ２２３０では、マスタデバイスは、プロセスがステップ２２３２で終了する前に、送信機に速度減少要求（ｒａｔｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。しかし、ステップ２２０４でタイムスロットの実際の帯域が閾値以下である場合は、マスタデバイスはステップ２２０６に続く。ステップ２２０６では、マスタデバイスは、マスタデバイスが、閾値以下の実際の帯域を有するタイムスロットを置き換えるために割り当てられた、少なくとも１つの利用可能なタイムスロットを有するかを決定する。マスタデバイスが少なくとも１つの利用可能なタイムスロットを有すれば、マスタデバイスはステップ２２１０に続く。ステップ２２１０では、マスタデバイスは、閾値以下の実際の帯域を有するタイムスロットが割り当てられた送信機に、帯域割り当て要求を送信する。マスタデバイスは、その後、ステップ２２３２に続き、アルゴリズムは終了する。

マスタデバイスが、ステップ２２０６で利用可能な少なくとも１つの利用可能なタイムスロットを有さない場合は、マスタデバイスはステップ２２１２に続く。
ステップ２２１２では、マスタデバイスは、マスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機に割り当てられた帯域の合計が、マスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分の合計を超えているかを決定する。いくつかの実施形態では、マスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分の合計は、電力線ネットワーク上のマスタデバイスの数によって決定される。例えば、電力線ネットワーク上に３つのマスタデバイスが存在する場合は、それぞれのマスタデバイスは、合計で、電力線ネットワークの帯域の合計の３３パーセントの帯域を割り当てられる。マスタデバイスのローカルネットワーク上の送信機に割り当てられる帯域の合計が、マスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分の合計以上である場合は、マスタデバイスはステップ２２１６に続く。ステップ２２１６では、マスタデバイスは、そのマスタデバイスのローカル論理ネットワーク上のそれぞれの送信機に帯域減少要求を送信する。また、マスタデバイスのローカル論理ネットワーク上の送信機に割り当てられた帯域の合計が、マスタデバイスに割り当てられた帯域の割り当て分の合計より少ない場合は、マスタデバイスはステップ２２１４に続く。ステップ２２１４では、マスタデバイスは、他のマスタデバイスに帯域を解放させるために、電力線ネットワーク上の他のマスタデバイスに帯域減少要求を送信する。ステップ２２１８では、マスタデバイスは、割り当てられたローカルデバイスか、またはネットワーク上の他のマスタデバイスのどちらかが、マスタデバイスにタイムスロットを割り当てたかを決定する。マスタデバイスが少なくとも１つのタイムスロットを割り当てられなかった場合、マスタデバイスは、ステップ２２３２に続いてアルゴリズムが終了する前に、ステップ２２２２で送信機に速度調整コマンドを送信する。マスタデバイスは、データストリームの送信の速度を調整するように指示する速度調整コマンドを送信機に送信し、送信機に割り当てられたタイムスロット内でデータストリームが確実に送信されるようにする。ネットワーク上のノイズまたは他の妨害は、（ステップ２２０２および２２０４で決定された）送信機に割り当てられたタイムスロット、あるいはタイムスロットの帯域を減じることもある。送信機は追加または置き換えのタイムスロットを送信機に割り当てることはできないので、マスタデバイスは、送信機にノイズまたは他の妨害を補うために送信速度を減じるように指示する。そうでない場合、マスタデバイスはステップ２２２０に続き、ステップ２２２０では、（ステップ２２０４で決定された）実際の帯域が閾値より小さいタイムスロットが割り当てられた送信機に、ステップ２２１８で得られた少なくとも１つの追加タイムスロットを割り当てるために、マスタデバイスは帯域割り当て要求を送信機に送信する。マスタは、その後、ステップ２２３２に続き、プロセスは終了する。

ステップ２２０２で、タイムスロットの実際の帯域がそのタイムスロットに対する元の帯域より大きいとマスタデバイスが決定した場合は、マスタデバイスは、ステップ２２２４に続く。タイムスロットの実際の帯域は、そのタイムスロットに対する元の帯域より大きいこともある。例えば、送信機に割り当てられた別のタイムスロット内のノイズによる帯域の減少を補うために、追加タイムスロットが送信機に割り当てられている場合である。ステップ２２２４では、マスタデバイスは、タイムスロットが、マスタデバイスのローカル論理ネットワーク上で送信機に割り当てられた余分のタイムスロットであるかどうかを決定する。タイムスロットが余分のタイムスロットでない場合は、マスタデバイスはステップ２２３２に続き、プロセスは終了する。しかし、タイムスロットが余分のタイムスロットである場合は、マスタデバイスはステップ２２２６に続く。ステップ２２２６では、マスタデバイスは、送信機が余分のタイムスロットを使用しなくてもデータストリームを送信するために十分な帯域を有するかを決定する。マスタデバイスがデータストリームの送信に余分の帯域が必要であると決定した場合は、マスタデバイスはステップ２２３２に続き、アルゴリズムは終了する。そうでない場合、すなわち、マスタデバイスが、送信機は余分の帯域を使用しなくても十分な帯域を有すると決定した場合には、送信機に余分の帯域を解放させるために、マスタデバイスは、ステップ２２２８で送信機に減少帯域要求を送信する。その後、マスタデバイスはステップ２２３２に続き、アルゴリズムは終了する。

図２３には、マスタデバイスからの速度調整要求を処理するための、電力線ネットワーク上の送信機に関するアルゴリズムの一実施形態を示したフロー図が示されている。送信機は、ステップ２３００で開始し、ステップ２３０２に続く。ステップ２３０２では、送信機は、電力線ネットワーク上のマスタデバイスから速度調整コマンドが到着するのを待っている。送信機が電力線ネットワーク上のマスタデバイスから速度調整コマンドを受信すると、送信機はステップ２３０４に続く。ステップ２３０４では、送信機は、電力線ネットワーク上のノイズまたは他の妨害によって起こる帯域割り当ての実際の帯域に合うように、送信の符号化速度を調整する。送信機は、その後ステップ２３０６に続き、アルゴリズムは終了する。

本稿で記載された、いくつかの実施形態への変更も可能である。例えば、本稿で記載されたデータストリームは、２つのタイムスロットに分割されている。しかし、データストリームは２以上のタイムスロットに分割されてもよい。さらに、それぞれのタイムスロットのデータサイズは、等しくなくてもよい。例えば、８Ｍｂｐｓのストリームは６Ｍｂｐｓのタイムスロットと２Ｍｂｐｓのタイムスロットに分割されてもよい。さらに、速度の減少は、例えばＭＰＥＧ−ＨＤストリームのようなビットレートが高い送信にのみ適用され、他の送信には適用されなくてもよい。

別の変更例では、それぞれの送信の優先度が帯域の割り当てに対して考慮されてもよい。例えば、優先度の高い送信は、最後に速度が減少され、最初に速度が回復される。また、優先度が最も高い送信は、減速されること無く、常に元の速度であってもよい。さらに、本稿で記載された実施形態は、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムあるいはＴＤＭＡ−ＦＤＭＡハイブリッドシステムにおける周波数アクセスのスロットに適用されてもよい。いくつかの実施形態は、他のあらゆる有線または無線ネットワークに適用される。

本稿で開示された発明は、所定の実施形態および応用例に関して記載されたが、本発明の他の修正例および変更例は、特許請求の範囲で定義された本発明の技術的精神および視野の範疇内において、本発明を実施するために明確に記載されたもの以外にも、前述された開示に従って行われることが可能である。

Claims (6)

1. ネットワーク上のマスタデバイスが、前記ネットワーク上の前記マスタデバイスに関連付けられたネットワークデバイスに帯域を割り当てる方法であって、
   ネットワークデバイスから帯域に関する要求を受信するステップと、
   前記マスタデバイスが、前記帯域を要求する前記ネットワークデバイスに前記帯域を割り当てることが可能な、前記マスタデバイスに割り当てられた十分な使用される帯域を有するかを、前記マスタデバイスが決定するステップと、
   前記マスタデバイスに割り当てられた前記使用される帯域が、前記ネットワークデバイスによって要求された前記帯域を割り当てるために十分でない場合、
   前記ネットワーク上で前記マスタデバイスに関連付けられた前記ネットワークデバイスに減少帯域要求を送信するステップと、
   データ送信が減速された送信であるか否かを決定するステップと、
   前記データ送信が減速された送信でない場合、前記ネットワーク上の少なくとも１つの前記ネットワークデバイスが、少なくとも１つのタイムスロットを開放し、これにより、前記ネットワークデバイスへ帯域を割り当てるステップと、
   前記マスタデバイスへの前記帯域割り当てから、前記ネットワークデバイスに帯域を割り当てるステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記マスタデバイスに割り当てられた前記使用される帯域は、前記ネットワークデバイスによって要求された前記帯域を割り当てるために十分である場合、
   前記マスタデバイスに割り当てられた前記使用される帯域から前記ネットワークデバイスに帯域を割り当てるステップ
   をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記データ送信がロバストな送信であるか否かを決定するステップと、
   前記データ送信がロバストな送信である場合、当該データ送信の変調を、よりロバストでない変調方式に切り替るステップと、
   をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記ネットワークデバイスへの帯域の割り当ては、
   前記帯域が減少した場合、前記帯域を２以上のより小さな帯域に分割するステップと、
   前記２以上のより小さな帯域を前記ネットワークデバイスに割り当てるステップと、
   をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記帯域の割り当てステップが、
   前記マスタデバイスが使用されていない超過帯域を有する場合、
   現在の送信のために必要な帯域よりも超過の、少なくとも１つの超過帯域を前記ネットワークデバイスに割り当てるステップと、
   前記ネットワークデバイスが、データの変調方式を、よりロバストな変調方式に切り替えるステップと、
   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. 前記ネットワークデバイスへの帯域の割り当ては、送信の優先度に基づいて行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

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