マルチバンドレートスケーリングの方法及びシステム
本発明は、通信、特に無線通信向けのマルチバンドレートスケーリングのシステム及び方法に関する。無線通信チャネルが通信のための複数の利用可能な帯域を有するとき、無線通信のパフォーマンスのパラメータとして帯域が使用される。選択された通信帯域は、別の利用可能な通信帯域に切り替えられ、切り替えは、所望のパフォーマンスの判定に基づく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関し、より詳細には、複数の周波数帯域を使用して実行される通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
レートスケーリング（rate scaling）又はリンクアダプテーション（link adaptation）は、例えば２つの装置又はシステム間で最適化されたデータの伝送向けの個々のパケット伝送といった、伝送のための変調符号化スキーム（MCS）をシステムが選択するプロセスである。ＭＣＳは、個々の伝送の間にデータが伝送されるレートを決定し、例えば平均スループットといった、達成されるスループットの決定にも寄与し、この場合、スループットは、例えば所与の時間単位の間に伝送されるデータ量であり、パケットの再伝送及び／又は他のシステムのオーバヘッドパラメータを考慮する場合もある。環境的制約において動作する幾つかのシステムにおいて、スループットは、送信器と受信器との間又はシステム間の距離又は範囲に関連する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
幾つかのシステムにおいて、例えばある周波数帯域である１を超える帯域を通した通信の機能が存在し、係る通信は、例えばＩＥＥＥ ８０２.１１プロトコルといった標準的な通信プロトコルに従う。何れか１つの帯域における信号伝送の間、選択された帯域のデータレート、通信範囲に関する制限、又は他の制限が存在する場合がある。システムは、選択された通信帯域の制約により制限される場合があり、例えば低周波帯域を通して通信するシステムは、サポートされる最大のデータ伝送レートにより制限される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の対象は、明細書の結論部において特に指摘され、区別して特許請求される。しかし、本発明は、本発明の目的、特徴及び利点と共に構成及び動作方法の両者に関して、添付図面と共に読まれたときに以下の詳細な説明を参照することで良好に理解される。
【図１】本発明の実施の形態に係るシステムを示す例示的なブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る帯域の選択の方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る関連付けの方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る帯域の選択の方法を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る例示的なパラメータのプロットを示す図である。 本発明の実施の形態は、添付図面において例示されるものであり、限定されるものではなく、図面において、同じ参照符号は、対応する、類似又は同様のエレメントを示す。説明の簡単さ及び明確さのため、図示されるエレメントは、縮尺するように必ずしも描かれていない。例えば、エレメントの幾つかの寸法は、明確さのために他のエレメントに関して誇張されている場合がある。さらに、適切であると考えられる場合、参照符号は、対応する又は類似のエレメントを示すために図面間で繰返される場合がある。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するため、様々な具体的詳細が述べられる。しかし、本発明はこれらの具体的詳細なしに実施される場合があることを当業者により理解されるであろう。他の例では、公知の方法、手順及び構成要素は、本発明を曖昧にしないように詳細に記載されない。
【０００６】
本発明の実施の形態は、様々な用途で使用される。本発明の幾つかの実施の形態では、様々な装置及びシステムと共に使用される場合があり、例えば、送信器、受信器、トランシーバ、送信器−受信器、無線通信局、無線通信装置、無線アクセスポイント（AP）、基地局、モデム、ワイヤレスモデム、パーソナルコンピュータ（PC）、デスクトップコンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットブックコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ハンドヘルド装置、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）装置、ハンドヘルドＰＤＡ装置、家庭用電子機器、ネットワーク、ワイヤレスネットワーク、ローカルエリアネットワーク（LAN）、ワイヤレスＬＡＮ（WLAN）、メトロポリタンエリアネットワーク（MAN）、ワイヤレスＭＡＮ（WMAN）、ワイドエリアネットワーク（WAN）、ワイヤレスＷＡＮ（WWAN）、既存のＩＥＥＥ ８０２.１１, ８０２.１１ａ, ８０２.１１ｂ, ８０２.１１ｅ, ８０２.１１ｇ, ８０２.１１ｈ, ８０２.１１ｉ, ８０２.１１ｎ, ８０２.１Ｘ, ８０２.１６, ８０２.１６ｄ, ８０２.１６ｅ, ８０２.１１ａｄ規格及び／又は将来のバージョン及び／又はその派生及び／又は先の規格のＬＴＥ（Long Term Evolution）に従って動作する装置及び／又はネットワーク、パーソナルエリアネットワーク（PAN）、ワイヤレスＰＡＮ（WPAN）、先のＷＬＡＮ及び／又はＰＡＮ及び／又はＷＰＡＮネットワークの一部であるユニット及び／又は装置、一方向及び／又は二方向無線通信システム、携帯無線電話通信システム、携帯電話、無線電話、パーソナルコミュニケーションシステム（PCS）装置、無線通信装置を組み込んだＰＤＡ装置、多入力多出力（MIMO）トランシーバ又は装置、単入力多出力（SIMO）トランシーバ又は装置、多入力単出力（MISO）トランシーバ又は装置、マルチレシーバチェイン（MRC）トランシーバ又は装置、「スマートアンテナ」技術又は複数のアンテナ技術等を有するトランシーバ又は装置である。本発明の幾つかの実施の形態は、１以上のタイプの無線通信信号及び／又はシステムと共に使用される場合があり、例えば、無線周波数（RF）、赤外線（IR）、周波数分割多重（FDM）、直交ＦＤＭ（OFDM）、時分割多重（TDM）、時分割多重アクセス（TDMA）、拡張ＴＤＭＡ（E-TDMA）、汎用パケット無線サービス（GPRS）、拡張ＧＰＲＳ、符号分割多重アクセス（CDMA）、広帯域ＣＤＭＡ（WCDMA）、ＣＤＭＡ２０００、マルチキャリア変調（MCM）、離散マルチトーン（DMT）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等。本発明の実施の形態は、様々な装置、デバイスシステム及び／又はネットワークで使用される場合がある。
【０００７】
本発明の実施の形態はこの点に関して限定されるものではないが、例えば「処理“processing”」、「計算“calculating”」、「決定“determining”」、「確立“establishing”」、「分析“analyzing”」、「チェック“checking”」等のような用語を使用した説明は、コンピュータのレジスタ及び／又はメモリにおける物理量として表されるデータを、コンピュータのレジスタ及び／又はメモリ、或いは動作及び／又はプロセスを実行するための命令を記憶する他の情報記憶媒体における物理量として同様に表される他のデータに操作及び／又は変換するコンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム、又は電子計算装置の動作及び／又はプロセスを示す。
【０００８】
本発明の実施の形態はこの点に関して限定されるものではないが、本明細書で使用される用語「複数“plurality”及び“a plurality”」は、例えば「複数“multiple”」又は「２以上」を含む場合がある。用語「複数“plurality”又は“a plurality”」は、２以上のコンポーネント、装置、エレメント、ユニット、パラメータ等を説明するために明細書を通して使用される。例えば、「複数のステーション」は、２以上のステーションを含む。
【０００９】
図１を参照して、本発明の実施の形態は、概念的に示されるように、システム１００の１以上のコンポーネントを含む。ネットワーク１１０は、ＬＡＮ，ＷＡＮ等を含む任意のネットワークであるか、又はインターネットであり、例えばクライアント、サーバ、アクセスポイント、ルータ等といった複数の装置の間を接続して通信を可能にする。
【００１０】
クライアント１３０は、例えば有線、無線又は他の通信チャネルといった通信リンク又はチャネル１４０によりネットワーク１１０に接続するのを望む場合がある。クライアント１３０は、通信リンクを通した通信に適した、例えばモデム、アンテナ等を含む通信モジュールを含むか、関連される場合がある。クライアント１３０は、例えば伝送の帯域又はキャリア周波数を切り替えることを含む、本明細書に記載される帯域選択方法を実行するプロセッサを含むか、又は関連される。クライアント１３０は、例えば以下の記載されるようにクライアント１３０への通信及び／又はクライアント１３０からの通信のための利用可能な帯域を含む帯域データを記憶するメモリを更に含むか、メモリに関連される。また、クライアント１３０は、ネットワーク１１０のステーションを含み、ピアＳＴＡと呼ばれる。
【００１１】
ネットワークへのゲートウェイは、例えばクライアントと無線で通信する無線アクセス装置１２０であり、例えば周波数帯域又は情報の搬送波周波数といった複数の帯域を介して係る通信を可能にする。アクセス装置１２０は、ＩＥＥＥ ８０２.１１プロトコルを介してクライアントと通信するアクセスポイント（AP）、ＩＥＥＥ ８０２.１６プロトコルを介してクライアントと通信する基地局、又は他の無線アクセス装置である場合がある。簡単さのため、ゲートウェイは、本明細書ではアクセスポイント又はアクセス装置、又はステーション（STA）と呼ばれるが、アクセス装置は任意の無線プロトコルを使用することが理解される。ＡＰ ＳＴＡ１２０は、例えばモデム、アンテナ等といった通信モジュールを含むか、通信モジュールと関連される。ゲートウェイ、又はＡＰ ＳＴＡ１２０は、本明細書で記載される帯域の選択及び／又は切り替え機能を実行するプロセッサと関連される。ゲートウェイ、又はＡＰ ＳＴＡ１２０は、以下に記載されるように、デバイス機能テーブルを記憶するメモリへの例えば論理アクセスといったアクセスを更に含むか、該アクセスと関連されるか或いは該アクセスを有する。
【００１２】
通信チャネル１４０は、例えば周波数帯域又は対応する搬送波周波数の周辺の周波数帯域幅といった、複数の帯域を含む場合がある。帯域は、例えば無許可の６０ＧＨｚ帯域の周囲の無許可の周波数帯域にあるか、又は特に通信ネットワーク１１０の許可された帯域と関連される場合がある。帯域は、２.４ＧＨｚ、５ＧＨｚ又は極超短波（UHF）帯域の周辺といった、複数の周波数の周辺である場合がある。帯域は、指定を有しており、例えば２.４ＧＨｚ帯域は、計測、科学、測定（ISM）の用途について指定される。高周波での帯域は、より大きなデータレートのキャパシティを有し、例えば６０ＧＨｚの周辺の帯域は、ＵＨＦでの帯域よりも大きなデータ搬送キャパシティを有する。低周波での帯域は、より大きい通信範囲を有し、例えばＵＨＦでの帯域は、６０ＧＨｚの周辺の帯域よりも長い範囲を有する。
【００１３】
ＳＴＡは、マルチバンドのレートスケーリングをサポートし、複数の帯域において動作可能であり、帯域間での通信を選択的に切り替えることができる。ＳＴＡは、マルチバンド動作が可能であることを示し、例えば機能の情報エレメントを伝送することで動作することができる帯域を一覧にする。機能の情報エレメントは、１以上のピアＳＴＡ又はクライアントに送出され、ＳＴＡは、１以上のピアＳＴＡ又はクライアントと通信する場合がある。機能の情報エレメントは、例えば８０２.１１プロトコルといった標準的な通信プロトコルである通信プロトコルのエレメントに含まれる、機能の情報エレメントを含むプロトコルのエレメントは、あるフレームであるか、又は例えばAssociation Request，Association Response，Probe Request，Probe Response，Tower Data-Link Services (TDLS) Setup Request，TDLS Setup Response又はBeacon frameといった他のコマンドセットである場合がある。
【００１４】
ピアＳＴＡ又はクライアントは、機能の情報エレメントのＡＰ ＳＴＡからの送信を受け、別のＳＴＡのマルチバンド機能を知る場合がある。同様に、ＡＰ ＳＴＡは、機能の情報エレメントの、ピアＳＴＡ又はクライアントからの送信を受ける場合がある。ピアＳＴＡは、送信ＳＴＡと前に通信したかもしれず、送信ＳＴＡとピアＳＴＡの機能を共有する場合がある。２つのＳＴＡ間に整合するマルチバンドの機能が存在することについて判定が行われる。何れかのＳＴＡは、別のＳＴＡにマルチバンド動作に切替が行われることを合図し、例えば複数の動作帯域といった複数のチャネルの間で、例えばデータ通信といった動作の切り替えを含む場合がある。データ伝送帯域の切り替えは、例えば通信の範囲を拡張すること、データ伝送レートを増加すること、電力を低減すること、又は同様の利点を提供する他の理由のためといった、様々な理由について実行される。
【００１５】
本発明の１実施の形態は、利用可能な通信帯域の間で切り替える判定を行う方法であり、この場合、あるＳＴＡが係る判定を行う。ＳＴＡは、送出すべき少量のトラフィックを有することを判定するか、又は例えばピアＳＴＡ又はクライアントといったピアからの少量のトラフィックを受信し、例えば電力が保存される帯域に切り替える場合がある。例えば、ＳＴＡは、２.４ＧＨｚ帯域で動作しており、低電力動作がＵＨＦ帯域で可能であることを判定する場合がある。低電力は、例えば低い帯域で低いサンプリングされたチャネル帯域幅を利用することで達成され、ＳＴＡは、ピアＳＴＡからの送信を待つ間、ＳＴＡが動作しているアイドルリスニングモードで少ない電力を消費する。
【００１６】
別の実施の形態では、ＳＴＡは、トラフィックの負荷が現在の周波数帯域でリンクが飽和していることを判定し、より広いチャネル幅を有する別の周波数帯域に切り替え、例えばデータスループットといった動作パラメータを増加する場合がある。
【００１７】
本発明の別の実施の形態では、ＳＴＡは、低周波帯域で動作している間に信号品質が高いと判定し、次いで高周波帯域における通信が可能であることを判定する。例えば、ＳＴＡは、５ＧＨｚの周波数帯域で動作しており、非常に高い信号品質を有する。この高い信号品質から、ＳＴＡは、ＳＴＡが、ＳＴＡが通信しているピアＳＴＡに近いことを判定し、例えば６０ＧＨｚ帯域の周辺といった高周波帯域において通信する場合がある。例えば６０ＧＨｚ帯域といった高周波帯域への切り替えは、例えばより大きな通信帯域幅をサポートするために実行される。
【００１８】
本発明の別の実施の形態は、高周波帯域における通信により達成される信号品質が乏しいことを判定するＳＴＡである。幾つかの実施の形態では、ＳＴＡは、高周波帯域において通信することで達成される信号品質が乏しく、もはやある帯域で実現可能でないことを判定する場合がある。係る判定は、例えば、ＳＴＡが通信しているピアＳＴＡから制限された応答が受信されるか又は応答がない場合に行われる。ＳＴＡは、例えば通信が可能な低周波帯域に切り替える判定を行う。この切り替えは、例えばＳＴＡ間の範囲が変化し、通信がなお望まれるときに実行される。
【００１９】
別の実施の形態では、ＳＴＡは、フィードバック情報を受信するか、又は例えばピアＳＴＡからの応答データを受信し、別の周波数帯域における通信が通信における改善を提供しないことを示す場合がある。例えば、改善は、高いデータ伝送レート、高いデータスループット、又は低い電力消費量のうちの１以上である場合がある。ＳＴＡは、このフィードバック情報を処理し、このフィードバック情報を使用して別の周波数帯域に切り替えるか否かを判定する。
【００２０】
本発明の実施の形態に係るＳＴＡは、例えばサービス品質といった通信を有するトラフィックのタイプのパラメータに基づく帯域を切り替えるように判定する場合がある。例えば、ＳＴＡは、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）を含むトラフィックを伝達し、例えば低周波といった別の帯域における通信が高いサービス品質を提供することを判定する場合がある。係る判定は、例えば低い停止の確率、又は別の通信帯域に切り替えるための判定における通信のロバスト性といった、１以上のサービス品質のパラメータを考慮する場合がある。
【００２１】
幾つかの実施の形態では、無線アクセス装置１２０は、ピアクライアントへのアクセスを可能にする。ピアクライアントは、例えば通信リンクを通した通信に適したモデム、アンテナ等を含む、通信モジュールを含むか又は通信モジュールに関連される。ピアクライアントは、例えば帯域又は伝送の搬送波周波数を含めて、本明細書で記載される帯域選択方法を実行するプロセッサを含むか、該プロセッサに関連される。ピアクライアントは、以下に記載されるように、例えばピアクライアントへの通信及び／又はピアクライアントからの通信について利用可能な帯域を含む、帯域データを記憶するメモリを更に有するか、該メモリに関連される。ピアクライアントは、クライアント１３０とピアクライアントとの間でＰＡＮ又はＷＰＡＮを確立することで、他のネットワークコンポーネントとの通信とは独立にクライアント１３０と通信する場合がある。本発明の幾つかの実施の形態では、クライアント１３０とピアクライアントは、コネクションを形成し、例えば携帯電話がラップトップコンピュータに接続するといった、ネットワークへの接続とは独立な場合がある、本明細書に記載される通信を確定し、それぞれ、通信の間に大規模なネットワークに接続されるか又は接続されない場合がある。係るコネクションは、ピアツーピア通信を確立し、ＳＴＡ−ＳＴＡ通信と呼ばれる場合がある。
【００２２】
本発明の実施の形態では、ＳＴＡは、図２の例示的な方法２００に従って動作する。ＳＴＡは、ピアＳＴＡと関連付けされ（ステップ２１０）、ＳＴＡ間で共通するチャネル及び帯域の機能を決定する。データ通信の間、ＳＴＡは、送信された信号及び受信された信号をモニタする（ステップ２２０）。ＳＴＡは、例えばデータスループット又は電力消費量といった１以上の通信パラメータ及び／又はサービス品質パラメータをモニタし、ピアＳＴＡからのフィードバックを更なるパラメータ又は１つのパラメータとして使用する。ＳＴＡは、通信パラメータがデータ伝送の基準について満足されていないかを判定する。基準が１以上の通信パラメータとの比較に従って満足される場合、ＳＴＡは、あるチャネルでのトラフィックをモニタし続ける。モニタリングは連続的であるか又は周期的である場合があり、プロトコルに従う場合がある。例えばある閾値に達しない場合といった、基準が満足されない場合、ＳＴＡは、現在の通信帯域から、関連付け（ステップ２１０）の間に利用可能であると判定された別の通信帯域への切り替えを実行する。切り替えは、データ伝送をモニタリングしているＳＴＡにより始動されるか、切り替えは、データ伝送をモニタリングし、帯域を切り替える意図を伝達するピアＳＴＡにより始動される場合がある。
【００２３】
本発明の実施の形態によれば、動作帯域が切り替えられたときにＳＴＡ間の接続性を維持するプロトコルが使用される。ある動作帯域から別の動作帯域に動作が切り変わる条件を指示するか、及び／又は実際の帯域の切り替えの信号を提供するプロトコルが使用される場合がある。シグナリングプロトコルは、帯域外（out-of-band）制御のシグナリングプロトコルであり、存在する一般的な制御チャネルを使用する。一般的な制御チャネルは、例えばアクセスポイントＳＴＡ１２０とクライアントＳＴＡ１３０といった、送信ＳＴＡとピアＳＴＡとの間で共通であり、制御メッセージのやり取りがＳＴＡ間で行われるロバストなリンクが提供され、データ転送の間又はデータ転送が行われないときに制御メッセージのやり取りが行われる。制御チャネルは、物理チャネルであり、例えば利用可能な低周波帯域チャネルである場合がある。共通のチャネルは、例えば個別の無線周波で動作するそれぞれのＳＴＡ、及び／又は低周波帯域チャネルといった独立のチャネルで動作しており、常に利用可能な送信器及び受信器のペア、又はトランシーバにより、ＳＴＡ及びピアＳＴＡで利用可能である。制御チャネルは、仮想チャネルであり、例えばピアＳＴＡで同意されており、ピアＳＴＡ間で設定されるスケジューリングアレンジメント又は別のアレンジメントにより形成される。例えば、ＳＴＡは、例えば５０ミリ秒の期間毎に１ミリ秒といった予め決定された期間について低周波帯域で送信及び／又は接続待ちしているＳＴＡが存在する。制御チャネルは、データチャネルとの固定された関係を有しており、この関係は、例えば制御チャネルマッピングといったマッピングによる。例示的なマッピングは、例えば６０ＧＨｚ帯域といった高周波マッピングと例えば２.４ＧＨｚ帯域の低周波帯域との間のマッピングであり、マッピングテーブルにより示される。
【００２４】
【表１】
例えば６０ＧＨｚ帯域におけるチャネルは、チャネル１として指定されており、チャネル１として指定される２.４ＧＨｚ帯域における制御チャネルに対応する。６０ＧＨｚ帯域における別のチャネルは、チャネル２として指定されており、チャネル６として指定される２.４ＧＨｚ帯域における制御チャネルに対応し、６０ＧＨｚ帯域における別のチャネルは、チャネル３として指定されており、チャネル１１として指定される２.４ＧＨｚ帯域における制御チャネルに対応する。係る例示的な実施の形態では、２.４ＧＨｚ帯域は、制御指示プロトコルの制御チャネルを含み、６０ＧＨｚ帯域でのデータ伝送帯域に対応する。マッピングは予め決定されており、共通のネットワークに接続するＳＴＡで記憶される。マッピングは、ＳＴＡにより動的にアナウンスされ、ピアＳＴＡにより受信され、例えば両方のＳＴＡで一時的に記憶される。
【００２５】
本発明の別の実施の形態では、制御指示プロトコルは、データの通信及び／又は伝送と同じチャネルにある。制御チャネルは、データ伝送帯域と同じ帯域である帯域を使用する物理チャネル又は仮想チャネルであり、上述されたのと実質的に同じ方式で動作する。例えば、制御プロトコルは、タイムシェアリングプロトコルを使用し、仮想チャネルとして動作する。
【００２６】
本発明の実施の形態によれば、モニタリング及び切り替えのイベントの前の幾つかの準備のステップは、例えば図３の概念的な通信ダイアグラム（３００）で示されるように実行される。本発明の実施の形態では、関連付けセッションの間、ＡＰ ＳＴＡは、クライアント（CLIENT STA）又はピアＳＴＡと通信する場合がある。ＡＰ ＳＴＡは、通信（３１０）をサポートするために使用することができる利用可能な帯域幅をブロードキャストする。クライアントＳＴＡは、ＡＰ ＳＴＡから帯域幅の可用性に関するブロードキャストを受信し、この情報を、通信をサポートするために使用することができる利用可能な通信帯域のそれ自身のリストと比較し、整合する帯域のリストを記憶する（３２０）。クライアントＳＴＡは、１以上の整合する帯域のリストをＡＰ ＳＴＡに送信し（３３０）、この送信が応答となる。ＡＰ ＳＴＡは、応答を受け、クライアントＳＴＡと関連付けする整合する帯域のリストを記憶する。応答が複数の整合する帯域を含むとき、ＡＰ ＳＴＡ及びクライアントＳＴＡは、マルチバンド通信及び切替が利用されることを判定する。同じ方法がクライアントＳＴＡから指導されるブロードキャストにより始動され、実質的に上述のように続くことが理解される。
【００２７】
本発明の実施の形態では、制御チャネルが存在し、ＳＴＡは、制御チャネルで動作しているピアＳＴＡにメッセージを送出することで、別の帯域に切り替える意図を指示する。メッセージは、例えば別の帯域への切替が即座に行われることを指定するか、又は、メッセージは、例えば帯域の切替が行われる特定の時間又はタイムスロットといった将来のポイントを示すスケジュールを提供する。
【００２８】
本発明の実施の形態は、例えば制御チャネルが存在しないとき又はアクティブでないときに、帯域内のシグナリングを使用する。データチャネルにおけるピアＳＴＡへの接続性を有するＳＴＡは、シグナルメッセージであるデータチャネルでピアＳＴＡにメッセージを送出する。シグナルメッセージは、別の帯域への切り替える意図を指示する。シグナルメッセージは、例えば別の帯域への切替が即座に行われるをことを指定するか、又は、シグナルメッセージは、例えば帯域の切り替えが行われるとき、例えば特定の時間又はタイムスロットといった将来のポイントを示すスケジュールを提供する。
【００２９】
本発明の別の実施の形態では、帯域内のシグナリングは、例えば制御チャネルが存在しないか又はアクティブでないときに使用され、ＳＴＡは、データの転送前に信号を提供する。係る信号は、指示のメッセージを含み、データ伝送の通信の損失の場合に通信を維持する命令を含む。例えば、指示は、アクティブなデータ伝送帯域における通信の損失の場合における通信のため、選択された帯域又は予め決定された帯域を検索することである。ＳＴＡは、例えば肯定応答を受信することなしに予め決定された回数でデータパケットを再送信すること、又は例えば予め決定された回数後に接続されたピアＳＴＡからデータが受信されないことを判定すること、といった様々な方法を使用して、接続性の損失が生じたことを判定する。接続性の損失が生じたことの判定に応じて、ＳＴＡは、別の帯域に切り替え、帯域の選択は、接続性を再確立するため、データ伝送前に受信された指示メッセージに従う。代替となる帯域への切り替えの後、ＳＴＡは、通信していたピアＳＴＡと連絡を取るのを試みる。
【００３０】
本発明の実施の形態によれば、ＳＴＡは、例えば図４の概念的な通信ダイアグラム（４００）に示されるように、帯域を切り替えることを判定する。本発明の実施の形態では、ＡＰ ＳＴＡは、クライアントＳＴＡと通信する（４１０）。クライアントＳＴＡは、上述したように１以上の通信パラメータをモニタしており、これらを１以上の閾値と比較する（４２０）。１以上のパラメータが、例えばデータスループット又は信号強度といった通信パラメータの測度である予め決定された閾値といった閾値と一致しない場合、ＳＴＡは、データ通信帯域を切り替える判定を行う。クライアントＳＴＡは、例えばプロトコルに従って帯域切り替え信号をＡＰ ＳＴＡに送出し、帯域切り替え信号は、ある帯域を次の帯域に切り替えることに関する情報を含む。ある帯域は、例えば関連付けの間に予め決定されている利用可能な帯域の予め決定されたリストから選択され、リストはメモリに記憶さえている。ＡＰ ＳＴＡは、帯域切り替え信号を受信して、データ通信のための別の帯域を選択し（４４０）、選択は、受信された帯域切り替え信号に含まれる情報に従う。ＡＰ ＳＴＡは、新たなデータ通信帯域を使用して送信し、新たな帯域選択の応答である信号を送出する（４５０）。クライアントＳＴＡは、帯域切り替え信号に含まれる情報に従う新たなデータ通信帯域を選択し（４６０）、ＡＰ ＳＴＡから応答信号を受信する。通信は、クライアントＳＴＡとＡＰ ＳＴＡとの間で新たに選択された帯域で継続する（４７０）。例えば通信信号のモニタリングといった他のアクティビティも継続する。同様のやり方で、モニタリング及び比較は、ＡＰ ＳＴＡで行われ、ＡＰ ＳＴＡは、帯域切り替え信号を始動し、実質的に上述されたようにＡＰ ＳＴＡで行われるモニタリング及び比較から切り替えが行われる。
【００３１】
本発明の例示的な実施の形態では、ＳＴＡ及びピアＳＴＡは、例えば２.４ＧＨｚ帯域と６０ＧＨｚ帯域を通して通信するために利用可能である。観察されるパフォーマンスの状態の例示的なグラフ（５００）は、図５により示される。グラフを参照して、物理（ＰＨＹ）データレート（５１０）は、ＳＴＡ間の距離（５２０）に関してプロットされる。プロットは、６０ＧＨｚ帯域での動作のためのパフォーマンス曲線（５３０）である。別のプロットは、２.４ＧＨｚ帯域での動作のためのパフォーマンス曲線（５４０）である。あるチャネルのリンクのパフォーマンスを表す係るプロットから、帯域切り替え動作を実行するポイントを選択するパラメータを決定するために使用される閾値が決定される。例えば、範囲は例えば１０メートルに減少し、２.４ＧＨｚ帯域から６０ＧＨｚ帯域への切替が可能となり（５５０）、係る切り替えは、データ伝送レートにおける改善を与える。範囲は、例えば１６メートルに増加し、ＳＴＡは、例えば６０ＧＨｚから２.４ＧＨｚ帯域に切り替わることを判定し（５６０）、係る切り替えは、あるリンクの動作の拡張された距離の範囲を提供する。
【００３２】
本発明の実施の形態によれば、チャネル又は帯域の切り替えは、例えばＳＴＡが携帯電話であるとき、又はチャネルの状態が変わっているとき、といった頻繁に行われる。例えばＩＰ（Internet Protocol）、ＡＲＰ（Access Resolution Protocol）又はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）といった上位層のプロトコルは、動作を切り替えることで影響を受けない。切り替え動作は、上位層のプロトコルが完全なままであって切り替え動作により影響を受けないように実行される。例えばＡＰ ＳＴＡといったＳＴＡは、単一のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを、例えば上位レイヤの制御プロトコルの上位レイヤに与える。次いで、通信のために使用するチャネル又は帯域の選択は、ＭＡＣ ＳＡＰ（Service Access Point）よりも下位で行われ、上位レイヤから隠されている。係るやり方で自身を確立するＳＴＡは、プロトコルの上位レイヤが影響を受けないままにして帯域の切り替えを実行することができる。
【００３３】
本発明の幾つかの実施の形態では、帯域間の切り替えは、頻繁に行われるか又は短期間を通して行われる。リンクの状態が悪化したとき、帯域間の高速の切り替えが行われる場合がある。新たなＢＳＳ（Basic Service Set）は、上述した方法に従って帯域が切り替わるときに確立される必要はなく、この状態は、帯域間の高速切り替えを可能にする。
【００３４】
本発明の所定の特徴が本明細書で図示及び記載されたが、多くの変更、置換、変形及び等価な概念は、当業者にとって行われる場合がある。従って、特許請求の範囲は、本発明の真の精神に含まれる全ての係る変更及び変形をカバーすることが意図されることを理解されたい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関し、より詳細には、複数の周波数帯域を使用して実行される通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
レートスケーリング（rate scaling）又はリンクアダプテーション（link adaptation）は、例えば２つの装置又はシステム間で最適化されたデータの伝送向けの個々のパケット伝送といった、伝送のための変調符号化スキーム（MCS）をシステムが選択するプロセスである。ＭＣＳは、個々の伝送の間にデータが伝送されるレートを決定し、例えば平均スループットといった、達成されるスループットの決定にも寄与し、この場合、スループットは、例えば所与の時間単位の間に伝送されるデータ量であり、パケットの再伝送及び／又は他のシステムのオーバヘッドパラメータを考慮する場合もある。環境的制約において動作する幾つかのシステムにおいて、スループットは、送信器と受信器との間又はシステム間の距離又は範囲に関連する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
幾つかのシステムにおいて、例えばある周波数帯域である１を超える帯域を通した通信の機能が存在し、係る通信は、例えばＩＥＥＥ ８０２.１１プロトコルといった標準的な通信プロトコルに従う。何れか１つの帯域における信号伝送の間、選択された帯域のデータレート、通信範囲に関する制限、又は他の制限が存在する場合がある。システムは、選択された通信帯域の制約により制限される場合があり、例えば低周波帯域を通して通信するシステムは、サポートされる最大のデータ伝送レートにより制限される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の対象は、明細書の結論部において特に指摘され、区別して特許請求される。しかし、本発明は、本発明の目的、特徴及び利点と共に構成及び動作方法の両者に関して、添付図面と共に読まれたときに以下の詳細な説明を参照することで良好に理解される。
【図１】本発明の実施の形態に係るシステムを示す例示的なブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る帯域の選択の方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る関連付けの方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る帯域の選択の方法を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る例示的なパラメータのプロットを示す図である。 本発明の実施の形態は、添付図面において例示されるものであり、限定されるものではなく、図面において、同じ参照符号は、対応する、類似又は同様のエレメントを示す。説明の簡単さ及び明確さのため、図示されるエレメントは、縮尺するように必ずしも描かれていない。例えば、エレメントの幾つかの寸法は、明確さのために他のエレメントに関して誇張されている場合がある。さらに、適切であると考えられる場合、参照符号は、対応する又は類似のエレメントを示すために図面間で繰返される場合がある。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するため、様々な具体的詳細が述べられる。しかし、本発明はこれらの具体的詳細なしに実施される場合があることを当業者により理解されるであろう。他の例では、公知の方法、手順及び構成要素は、本発明を曖昧にしないように詳細に記載されない。
【０００６】
本発明の実施の形態は、様々な用途で使用される。本発明の幾つかの実施の形態では、様々な装置及びシステムと共に使用される場合があり、例えば、送信器、受信器、トランシーバ、送信器−受信器、無線通信局、無線通信装置、無線アクセスポイント（AP）、基地局、モデム、ワイヤレスモデム、パーソナルコンピュータ（PC）、デスクトップコンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットブックコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ハンドヘルド装置、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）装置、ハンドヘルドＰＤＡ装置、家庭用電子機器、ネットワーク、ワイヤレスネットワーク、ローカルエリアネットワーク（LAN）、ワイヤレスＬＡＮ（WLAN）、メトロポリタンエリアネットワーク（MAN）、ワイヤレスＭＡＮ（WMAN）、ワイドエリアネットワーク（WAN）、ワイヤレスＷＡＮ（WWAN）、既存のＩＥＥＥ ８０２.１１, ８０２.１１ａ, ８０２.１１ｂ, ８０２.１１ｅ, ８０２.１１ｇ, ８０２.１１ｈ, ８０２.１１ｉ, ８０２.１１ｎ, ８０２.１Ｘ, ８０２.１６, ８０２.１６ｄ, ８０２.１６ｅ, ８０２.１１ａｄ規格及び／又は将来のバージョン及び／又はその派生及び／又は先の規格のＬＴＥ（Long Term Evolution）に従って動作する装置及び／又はネットワーク、パーソナルエリアネットワーク（PAN）、ワイヤレスＰＡＮ（WPAN）、先のＷＬＡＮ及び／又はＰＡＮ及び／又はＷＰＡＮネットワークの一部であるユニット及び／又は装置、一方向及び／又は二方向無線通信システム、携帯無線電話通信システム、携帯電話、無線電話、パーソナルコミュニケーションシステム（PCS）装置、無線通信装置を組み込んだＰＤＡ装置、多入力多出力（MIMO）トランシーバ又は装置、単入力多出力（SIMO）トランシーバ又は装置、多入力単出力（MISO）トランシーバ又は装置、マルチレシーバチェイン（MRC）トランシーバ又は装置、「スマートアンテナ」技術又は複数のアンテナ技術等を有するトランシーバ又は装置である。本発明の幾つかの実施の形態は、１以上のタイプの無線通信信号及び／又はシステムと共に使用される場合があり、例えば、無線周波数（RF）、赤外線（IR）、周波数分割多重（FDM）、直交ＦＤＭ（OFDM）、時分割多重（TDM）、時分割多重アクセス（TDMA）、拡張ＴＤＭＡ（E-TDMA）、汎用パケット無線サービス（GPRS）、拡張ＧＰＲＳ、符号分割多重アクセス（CDMA）、広帯域ＣＤＭＡ（WCDMA）、ＣＤＭＡ２０００、マルチキャリア変調（MCM）、離散マルチトーン（DMT）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等。本発明の実施の形態は、様々な装置、デバイスシステム及び／又はネットワークで使用される場合がある。
【０００７】
本発明の実施の形態はこの点に関して限定されるものではないが、例えば「処理“processing”」、「計算“calculating”」、「決定“determining”」、「確立“establishing”」、「分析“analyzing”」、「チェック“checking”」等のような用語を使用した説明は、コンピュータのレジスタ及び／又はメモリにおける物理量として表されるデータを、コンピュータのレジスタ及び／又はメモリ、或いは動作及び／又はプロセスを実行するための命令を記憶する他の情報記憶媒体における物理量として同様に表される他のデータに操作及び／又は変換するコンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム、又は電子計算装置の動作及び／又はプロセスを示す。
【０００８】
本発明の実施の形態はこの点に関して限定されるものではないが、本明細書で使用される用語「複数“plurality”及び“a plurality”」は、例えば「複数“multiple”」又は「２以上」を含む場合がある。用語「複数“plurality”又は“a plurality”」は、２以上のコンポーネント、装置、エレメント、ユニット、パラメータ等を説明するために明細書を通して使用される。例えば、「複数のステーション」は、２以上のステーションを含む。
【０００９】
図１を参照して、本発明の実施の形態は、概念的に示されるように、システム１００の１以上のコンポーネントを含む。ネットワーク１１０は、ＬＡＮ，ＷＡＮ等を含む任意のネットワークであるか、又はインターネットであり、例えばクライアント、サーバ、アクセスポイント、ルータ等といった複数の装置の間を接続して通信を可能にする。
【００１０】
クライアント１３０は、例えば有線、無線又は他の通信チャネルといった通信リンク又はチャネル１４０によりネットワーク１１０に接続するのを望む場合がある。クライアント１３０は、通信リンクを通した通信に適した、例えばモデム、アンテナ等を含む通信モジュールを含むか、関連される場合がある。クライアント１３０は、例えば伝送の帯域又はキャリア周波数を切り替えることを含む、本明細書に記載される帯域選択方法を実行するプロセッサを含むか、又は関連される。クライアント１３０は、例えば以下の記載されるようにクライアント１３０への通信及び／又はクライアント１３０からの通信のための利用可能な帯域を含む帯域データを記憶するメモリを更に含むか、メモリに関連される。また、クライアント１３０は、ネットワーク１１０のステーションを含み、ピアＳＴＡと呼ばれる。
【００１１】
ネットワークへのゲートウェイは、例えばクライアントと無線で通信する無線アクセス装置１２０であり、例えば周波数帯域又は情報の搬送波周波数といった複数の帯域を介して係る通信を可能にする。アクセス装置１２０は、ＩＥＥＥ ８０２.１１プロトコルを介してクライアントと通信するアクセスポイント（AP）、ＩＥＥＥ ８０２.１６プロトコルを介してクライアントと通信する基地局、又は他の無線アクセス装置である場合がある。簡単さのため、ゲートウェイは、本明細書ではアクセスポイント又はアクセス装置、又はステーション（STA）と呼ばれるが、アクセス装置は任意の無線プロトコルを使用することが理解される。ＡＰ ＳＴＡ１２０は、例えばモデム、アンテナ等といった通信モジュールを含むか、通信モジュールと関連される。ゲートウェイ、又はＡＰ ＳＴＡ１２０は、本明細書で記載される帯域の選択及び／又は切り替え機能を実行するプロセッサと関連される。ゲートウェイ、又はＡＰ ＳＴＡ１２０は、以下に記載されるように、デバイス機能テーブルを記憶するメモリへの例えば論理アクセスといったアクセスを更に含むか、該アクセスと関連されるか或いは該アクセスを有する。
【００１２】
通信チャネル１４０は、例えば周波数帯域又は対応する搬送波周波数の周辺の周波数帯域幅といった、複数の帯域を含む場合がある。帯域は、例えば無許可の６０ＧＨｚ帯域の周囲の無許可の周波数帯域にあるか、又は特に通信ネットワーク１１０の許可された帯域と関連される場合がある。帯域は、２.４ＧＨｚ、５ＧＨｚ又は極超短波（UHF）帯域の周辺といった、複数の周波数の周辺である場合がある。帯域は、指定を有しており、例えば２.４ＧＨｚ帯域は、計測、科学、測定（ISM）の用途について指定される。高周波での帯域は、より大きなデータレートのキャパシティを有し、例えば６０ＧＨｚの周辺の帯域は、ＵＨＦでの帯域よりも大きなデータ搬送キャパシティを有する。低周波での帯域は、より大きい通信範囲を有し、例えばＵＨＦでの帯域は、６０ＧＨｚの周辺の帯域よりも長い範囲を有する。
【００１３】
ＳＴＡは、マルチバンドのレートスケーリングをサポートし、複数の帯域において動作可能であり、帯域間での通信を選択的に切り替えることができる。ＳＴＡは、マルチバンド動作が可能であることを示し、例えば機能の情報エレメントを伝送することで動作することができる帯域を一覧にする。機能の情報エレメントは、１以上のピアＳＴＡ又はクライアントに送出され、ＳＴＡは、１以上のピアＳＴＡ又はクライアントと通信する場合がある。機能の情報エレメントは、例えば８０２.１１プロトコルといった標準的な通信プロトコルである通信プロトコルのエレメントに含まれる、機能の情報エレメントを含むプロトコルのエレメントは、あるフレームであるか、又は例えばAssociation Request，Association Response，Probe Request，Probe Response，Tower Data-Link Services (TDLS) Setup Request，TDLS Setup Response又はBeacon frameといった他のコマンドセットである場合がある。
【００１４】
ピアＳＴＡ又はクライアントは、機能の情報エレメントのＡＰ ＳＴＡからの送信を受け、別のＳＴＡのマルチバンド機能を知る場合がある。同様に、ＡＰ ＳＴＡは、機能の情報エレメントの、ピアＳＴＡ又はクライアントからの送信を受ける場合がある。ピアＳＴＡは、送信ＳＴＡと前に通信したかもしれず、送信ＳＴＡとピアＳＴＡの機能を共有する場合がある。２つのＳＴＡ間に整合するマルチバンドの機能が存在することについて判定が行われる。何れかのＳＴＡは、別のＳＴＡにマルチバンド動作に切替が行われることを合図し、例えば複数の動作帯域といった複数のチャネルの間で、例えばデータ通信といった動作の切り替えを含む場合がある。データ伝送帯域の切り替えは、例えば通信の範囲を拡張すること、データ伝送レートを増加すること、電力を低減すること、又は同様の利点を提供する他の理由のためといった、様々な理由について実行される。
【００１５】
本発明の１実施の形態は、利用可能な通信帯域の間で切り替える判定を行う方法であり、この場合、あるＳＴＡが係る判定を行う。ＳＴＡは、送出すべき少量のトラフィックを有することを判定するか、又は例えばピアＳＴＡ又はクライアントといったピアからの少量のトラフィックを受信し、例えば電力が保存される帯域に切り替える場合がある。例えば、ＳＴＡは、２.４ＧＨｚ帯域で動作しており、低電力動作がＵＨＦ帯域で可能であることを判定する場合がある。低電力は、例えば低い帯域で低いサンプリングされたチャネル帯域幅を利用することで達成され、ＳＴＡは、ピアＳＴＡからの送信を待つ間、ＳＴＡが動作しているアイドルリスニングモードで少ない電力を消費する。
【００１６】
別の実施の形態では、ＳＴＡは、トラフィックの負荷が現在の周波数帯域でリンクが飽和していることを判定し、より広いチャネル幅を有する別の周波数帯域に切り替え、例えばデータスループットといった動作パラメータを増加する場合がある。
【００１７】
本発明の別の実施の形態では、ＳＴＡは、低周波帯域で動作している間に信号品質が高いと判定し、次いで高周波帯域における通信が可能であることを判定する。例えば、ＳＴＡは、５ＧＨｚの周波数帯域で動作しており、非常に高い信号品質を有する。この高い信号品質から、ＳＴＡは、ＳＴＡが、ＳＴＡが通信しているピアＳＴＡに近いことを判定し、例えば６０ＧＨｚ帯域の周辺といった高周波帯域において通信する場合がある。例えば６０ＧＨｚ帯域といった高周波帯域への切り替えは、例えばより大きな通信帯域幅をサポートするために実行される。
【００１８】
本発明の別の実施の形態は、高周波帯域における通信により達成される信号品質が乏しいことを判定するＳＴＡである。幾つかの実施の形態では、ＳＴＡは、高周波帯域において通信することで達成される信号品質が乏しく、もはやある帯域で実現可能でないことを判定する場合がある。係る判定は、例えば、ＳＴＡが通信しているピアＳＴＡから制限された応答が受信されるか又は応答がない場合に行われる。ＳＴＡは、例えば通信が可能な低周波帯域に切り替える判定を行う。この切り替えは、例えばＳＴＡ間の範囲が変化し、通信がなお望まれるときに実行される。
【００１９】
別の実施の形態では、ＳＴＡは、フィードバック情報を受信するか、又は例えばピアＳＴＡからの応答データを受信し、別の周波数帯域における通信が通信における改善を提供しないことを示す場合がある。例えば、改善は、高いデータ伝送レート、高いデータスループット、又は低い電力消費量のうちの１以上である場合がある。ＳＴＡは、このフィードバック情報を処理し、このフィードバック情報を使用して別の周波数帯域に切り替えるか否かを判定する。
【００２０】
本発明の実施の形態に係るＳＴＡは、例えばサービス品質といった通信を有するトラフィックのタイプのパラメータに基づく帯域を切り替えるように判定する場合がある。例えば、ＳＴＡは、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）を含むトラフィックを伝達し、例えば低周波といった別の帯域における通信が高いサービス品質を提供することを判定する場合がある。係る判定は、例えば低い停止の確率、又は別の通信帯域に切り替えるための判定における通信のロバスト性といった、１以上のサービス品質のパラメータを考慮する場合がある。
【００２１】
幾つかの実施の形態では、無線アクセス装置１２０は、ピアクライアントへのアクセスを可能にする。ピアクライアントは、例えば通信リンクを通した通信に適したモデム、アンテナ等を含む、通信モジュールを含むか又は通信モジュールに関連される。ピアクライアントは、例えば帯域又は伝送の搬送波周波数を含めて、本明細書で記載される帯域選択方法を実行するプロセッサを含むか、該プロセッサに関連される。ピアクライアントは、以下に記載されるように、例えばピアクライアントへの通信及び／又はピアクライアントからの通信について利用可能な帯域を含む、帯域データを記憶するメモリを更に有するか、該メモリに関連される。ピアクライアントは、クライアント１３０とピアクライアントとの間でＰＡＮ又はＷＰＡＮを確立することで、他のネットワークコンポーネントとの通信とは独立にクライアント１３０と通信する場合がある。本発明の幾つかの実施の形態では、クライアント１３０とピアクライアントは、コネクションを形成し、例えば携帯電話がラップトップコンピュータに接続するといった、ネットワークへの接続とは独立な場合がある、本明細書に記載される通信を確定し、それぞれ、通信の間に大規模なネットワークに接続されるか又は接続されない場合がある。係るコネクションは、ピアツーピア通信を確立し、ＳＴＡ−ＳＴＡ通信と呼ばれる場合がある。
【００２２】
本発明の実施の形態では、ＳＴＡは、図２の例示的な方法２００に従って動作する。ＳＴＡは、ピアＳＴＡと関連付けされ（ステップ２１０）、ＳＴＡ間で共通するチャネル及び帯域の機能を決定する。データ通信の間、ＳＴＡは、送信された信号及び受信された信号をモニタする（ステップ２２０）。ＳＴＡは、例えばデータスループット又は電力消費量といった１以上の通信パラメータ及び／又はサービス品質パラメータをモニタし、ピアＳＴＡからのフィードバックを更なるパラメータ又は１つのパラメータとして使用する。ＳＴＡは、通信パラメータがデータ伝送の基準について満足されていないかを判定する。基準が１以上の通信パラメータとの比較に従って満足される場合、ＳＴＡは、あるチャネルでのトラフィックをモニタし続ける。モニタリングは連続的であるか又は周期的である場合があり、プロトコルに従う場合がある。例えばある閾値に達しない場合といった、基準が満足されない場合、ＳＴＡは、現在の通信帯域から、関連付け（ステップ２１０）の間に利用可能であると判定された別の通信帯域への切り替えを実行する。切り替えは、データ伝送をモニタリングしているＳＴＡにより始動されるか、切り替えは、データ伝送をモニタリングし、帯域を切り替える意図を伝達するピアＳＴＡにより始動される場合がある。
【００２３】
本発明の実施の形態によれば、動作帯域が切り替えられたときにＳＴＡ間の接続性を維持するプロトコルが使用される。ある動作帯域から別の動作帯域に動作が切り変わる条件を指示するか、及び／又は実際の帯域の切り替えの信号を提供するプロトコルが使用される場合がある。シグナリングプロトコルは、帯域外（out-of-band）制御のシグナリングプロトコルであり、存在する一般的な制御チャネルを使用する。一般的な制御チャネルは、例えばアクセスポイントＳＴＡ１２０とクライアントＳＴＡ１３０といった、送信ＳＴＡとピアＳＴＡとの間で共通であり、制御メッセージのやり取りがＳＴＡ間で行われるロバストなリンクが提供され、データ転送の間又はデータ転送が行われないときに制御メッセージのやり取りが行われる。制御チャネルは、物理チャネルであり、例えば利用可能な低周波帯域チャネルである場合がある。共通のチャネルは、例えば個別の無線周波で動作するそれぞれのＳＴＡ、及び／又は低周波帯域チャネルといった独立のチャネルで動作しており、常に利用可能な送信器及び受信器のペア、又はトランシーバにより、ＳＴＡ及びピアＳＴＡで利用可能である。制御チャネルは、仮想チャネルであり、例えばピアＳＴＡで同意されており、ピアＳＴＡ間で設定されるスケジューリングアレンジメント又は別のアレンジメントにより形成される。例えば、ＳＴＡは、例えば５０ミリ秒の期間毎に１ミリ秒といった予め決定された期間について低周波帯域で送信及び／又は接続待ちしているＳＴＡが存在する。制御チャネルは、データチャネルとの固定された関係を有しており、この関係は、例えば制御チャネルマッピングといったマッピングによる。例示的なマッピングは、例えば６０ＧＨｚ帯域といった高周波マッピングと例えば２.４ＧＨｚ帯域の低周波帯域との間のマッピングであり、マッピングテーブルにより示される。
【００２４】
【表１】
例えば６０ＧＨｚ帯域におけるチャネルは、チャネル１として指定されており、チャネル１として指定される２.４ＧＨｚ帯域における制御チャネルに対応する。６０ＧＨｚ帯域における別のチャネルは、チャネル２として指定されており、チャネル６として指定される２.４ＧＨｚ帯域における制御チャネルに対応し、６０ＧＨｚ帯域における別のチャネルは、チャネル３として指定されており、チャネル１１として指定される２.４ＧＨｚ帯域における制御チャネルに対応する。係る例示的な実施の形態では、２.４ＧＨｚ帯域は、制御指示プロトコルの制御チャネルを含み、６０ＧＨｚ帯域でのデータ伝送帯域に対応する。マッピングは予め決定されており、共通のネットワークに接続するＳＴＡで記憶される。マッピングは、ＳＴＡにより動的にアナウンスされ、ピアＳＴＡにより受信され、例えば両方のＳＴＡで一時的に記憶される。
【００２５】
本発明の別の実施の形態では、制御指示プロトコルは、データの通信及び／又は伝送と同じチャネルにある。制御チャネルは、データ伝送帯域と同じ帯域である帯域を使用する物理チャネル又は仮想チャネルであり、上述されたのと実質的に同じ方式で動作する。例えば、制御プロトコルは、タイムシェアリングプロトコルを使用し、仮想チャネルとして動作する。
【００２６】
本発明の実施の形態によれば、モニタリング及び切り替えのイベントの前の幾つかの準備のステップは、例えば図３の概念的な通信ダイアグラム（３００）で示されるように実行される。本発明の実施の形態では、関連付けセッションの間、ＡＰ ＳＴＡは、クライアント（CLIENT STA）又はピアＳＴＡと通信する場合がある。ＡＰ ＳＴＡは、通信（３１０）をサポートするために使用することができる利用可能な帯域幅をブロードキャストする。クライアントＳＴＡは、ＡＰ ＳＴＡから帯域幅の可用性に関するブロードキャストを受信し、この情報を、通信をサポートするために使用することができる利用可能な通信帯域のそれ自身のリストと比較し、整合する帯域のリストを記憶する（３２０）。クライアントＳＴＡは、１以上の整合する帯域のリストをＡＰ ＳＴＡに送信し（３３０）、この送信が応答となる。ＡＰ ＳＴＡは、応答を受け、クライアントＳＴＡと関連付けする整合する帯域のリストを記憶する。応答が複数の整合する帯域を含むとき、ＡＰ ＳＴＡ及びクライアントＳＴＡは、マルチバンド通信及び切替が利用されることを判定する。同じ方法がクライアントＳＴＡから指導されるブロードキャストにより始動され、実質的に上述のように続くことが理解される。
【００２７】
本発明の実施の形態では、制御チャネルが存在し、ＳＴＡは、制御チャネルで動作しているピアＳＴＡにメッセージを送出することで、別の帯域に切り替える意図を指示する。メッセージは、例えば別の帯域への切替が即座に行われることを指定するか、又は、メッセージは、例えば帯域の切替が行われる特定の時間又はタイムスロットといった将来のポイントを示すスケジュールを提供する。
【００２８】
本発明の実施の形態は、例えば制御チャネルが存在しないとき又はアクティブでないときに、帯域内のシグナリングを使用する。データチャネルにおけるピアＳＴＡへの接続性を有するＳＴＡは、シグナルメッセージであるデータチャネルでピアＳＴＡにメッセージを送出する。シグナルメッセージは、別の帯域への切り替える意図を指示する。シグナルメッセージは、例えば別の帯域への切替が即座に行われるをことを指定するか、又は、シグナルメッセージは、例えば帯域の切り替えが行われるとき、例えば特定の時間又はタイムスロットといった将来のポイントを示すスケジュールを提供する。
【００２９】
本発明の別の実施の形態では、帯域内のシグナリングは、例えば制御チャネルが存在しないか又はアクティブでないときに使用され、ＳＴＡは、データの転送前に信号を提供する。係る信号は、指示のメッセージを含み、データ伝送の通信の損失の場合に通信を維持する命令を含む。例えば、指示は、アクティブなデータ伝送帯域における通信の損失の場合における通信のため、選択された帯域又は予め決定された帯域を検索することである。ＳＴＡは、例えば肯定応答を受信することなしに予め決定された回数でデータパケットを再送信すること、又は例えば予め決定された回数後に接続されたピアＳＴＡからデータが受信されないことを判定すること、といった様々な方法を使用して、接続性の損失が生じたことを判定する。接続性の損失が生じたことの判定に応じて、ＳＴＡは、別の帯域に切り替え、帯域の選択は、接続性を再確立するため、データ伝送前に受信された指示メッセージに従う。代替となる帯域への切り替えの後、ＳＴＡは、通信していたピアＳＴＡと連絡を取るのを試みる。
【００３０】
本発明の実施の形態によれば、ＳＴＡは、例えば図４の概念的な通信ダイアグラム（４００）に示されるように、帯域を切り替えることを判定する。本発明の実施の形態では、ＡＰ ＳＴＡは、クライアントＳＴＡと通信する（４１０）。クライアントＳＴＡは、上述したように１以上の通信パラメータをモニタしており、これらを１以上の閾値と比較する（４２０）。１以上のパラメータが、例えばデータスループット又は信号強度といった通信パラメータの測度である予め決定された閾値といった閾値と一致しない場合、ＳＴＡは、データ通信帯域を切り替える判定を行う。クライアントＳＴＡは、例えばプロトコルに従って帯域切り替え信号をＡＰ ＳＴＡに送出し、帯域切り替え信号は、ある帯域を次の帯域に切り替えることに関する情報を含む。ある帯域は、例えば関連付けの間に予め決定されている利用可能な帯域の予め決定されたリストから選択され、リストはメモリに記憶さえている。ＡＰ ＳＴＡは、帯域切り替え信号を受信して、データ通信のための別の帯域を選択し（４４０）、選択は、受信された帯域切り替え信号に含まれる情報に従う。ＡＰ ＳＴＡは、新たなデータ通信帯域を使用して送信し、新たな帯域選択の応答である信号を送出する（４５０）。クライアントＳＴＡは、帯域切り替え信号に含まれる情報に従う新たなデータ通信帯域を選択し（４６０）、ＡＰ ＳＴＡから応答信号を受信する。通信は、クライアントＳＴＡとＡＰ ＳＴＡとの間で新たに選択された帯域で継続する（４７０）。例えば通信信号のモニタリングといった他のアクティビティも継続する。同様のやり方で、モニタリング及び比較は、ＡＰ ＳＴＡで行われ、ＡＰ ＳＴＡは、帯域切り替え信号を始動し、実質的に上述されたようにＡＰ ＳＴＡで行われるモニタリング及び比較から切り替えが行われる。
【００３１】
本発明の例示的な実施の形態では、ＳＴＡ及びピアＳＴＡは、例えば２.４ＧＨｚ帯域と６０ＧＨｚ帯域を通して通信するために利用可能である。観察されるパフォーマンスの状態の例示的なグラフ（５００）は、図５により示される。グラフを参照して、物理（ＰＨＹ）データレート（５１０）は、ＳＴＡ間の距離（５２０）に関してプロットされる。プロットは、６０ＧＨｚ帯域での動作のためのパフォーマンス曲線（５３０）である。別のプロットは、２.４ＧＨｚ帯域での動作のためのパフォーマンス曲線（５４０）である。あるチャネルのリンクのパフォーマンスを表す係るプロットから、帯域切り替え動作を実行するポイントを選択するパラメータを決定するために使用される閾値が決定される。例えば、範囲は例えば１０メートルに減少し、２.４ＧＨｚ帯域から６０ＧＨｚ帯域への切替が可能となり（５５０）、係る切り替えは、データ伝送レートにおける改善を与える。範囲は、例えば１６メートルに増加し、ＳＴＡは、例えば６０ＧＨｚから２.４ＧＨｚ帯域に切り替わることを判定し（５６０）、係る切り替えは、あるリンクの動作の拡張された距離の範囲を提供する。
【００３２】
本発明の実施の形態によれば、チャネル又は帯域の切り替えは、例えばＳＴＡが携帯電話であるとき、又はチャネルの状態が変わっているとき、といった頻繁に行われる。例えばＩＰ（Internet Protocol）、ＡＲＰ（Access Resolution Protocol）又はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）といった上位層のプロトコルは、動作を切り替えることで影響を受けない。切り替え動作は、上位層のプロトコルが完全なままであって切り替え動作により影響を受けないように実行される。例えばＡＰ ＳＴＡといったＳＴＡは、単一のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを、例えば上位レイヤの制御プロトコルの上位レイヤに与える。次いで、通信のために使用するチャネル又は帯域の選択は、ＭＡＣ ＳＡＰ（Service Access Point）よりも下位で行われ、上位レイヤから隠されている。係るやり方で自身を確立するＳＴＡは、プロトコルの上位レイヤが影響を受けないままにして帯域の切り替えを実行することができる。
【００３３】
本発明の幾つかの実施の形態では、帯域間の切り替えは、頻繁に行われるか又は短期間を通して行われる。リンクの状態が悪化したとき、帯域間の高速の切り替えが行われる場合がある。新たなＢＳＳ（Basic Service Set）は、上述した方法に従って帯域が切り替わるときに確立される必要はなく、この状態は、帯域間の高速切り替えを可能にする。
【００３４】
本発明の所定の特徴が本明細書で図示及び記載されたが、多くの変更、置換、変形及び等価な概念は、当業者にとって行われる場合がある。従って、特許請求の範囲は、本発明の真の精神に含まれる全ての係る変更及び変形をカバーすることが意図されることを理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライアント装置が、アクセス装置との無線通信のための複数の利用可能な帯域を決定するステップと、
前記複数の利用可能な帯域のうちの第一の帯域を通して前記アクセス装置と通信するステップと、
前記第一の帯域を通しての通信の性能パラメータをモニタするステップと、
前記性能パラメータの値を前記性能パラメータの閾値と比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記アクセス装置との通信のための前記複数の利用可能な帯域のうちの第二の帯域を選択し、前記アクセス装置に前記選択について通知し、前記第二の帯域を通して前記アクセス装置と通信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定するステップは、前記第一の帯域及び前記第二の帯域とは異なる第三の帯域を通して前記アクセス装置と通信することを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第三の帯域は、前記複数の利用可能な帯域の可用性に関する通信のために確保される、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定するステップは、前記第一の帯域を通して前記アクセス装置と通信することを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記アクセス装置との無線通信のための前記複数の利用可能な帯域は、予め決定されたシグナリングプロトコルに従って前記アクセス装置と通信することを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記性能パラメータの閾値は、前記クライアント装置により動的に変更され、
当該方法は、前記アクセス装置に前記閾値における変更を通知するステップを更に含む、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記性能パラメータの閾値は、前記アクセス装置により動的に変更され、
当該方法は、前記クライアント装置に前記閾値における変更を通知するステップを更に含む、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
複数の帯域を通してアクセス装置と無線通信を行うクライアント装置を備えるシステムであって、
前記クライアント装置は、前記アクセス装置との無線通信のための複数の利用可能な帯域を決定し、前記複数の利用可能な帯域のうちの第一の帯域を通して前記アクセス装置と通信し、前記第一の帯域を通しての通信の性能パラメータをモニタし、前記性能パラメータの値を前記性能パラメータの閾値と比較し、前記比較に基づいて、前記アクセス装置との通信のために前記複数の利用可能な帯域のうちの第二の帯域を選択し、前記アクセス装置に前記選択について通知し、前記第二の帯域を通して前記アクセス装置と通信する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記クライアント装置は、前記第一の帯域及び前記第二の帯域とは異なる第三の帯域を通して前記アクセス装置と通信することで、無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定する、
請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記クライアント装置は、前記第一の帯域を通して前記アクセス装置と通信することで、無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定する、
請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記クライアント装置は、予め決定されたシグナリングプロトコルに従って前記アクセス装置との無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定する、
請求項８記載のシステム。
【請求項１２】
前記クライアント装置は、前記性能パラメータの前記閾値を変更し、前記アクセス装置に前記変更について通知する、
請求項８記載のシステム。
【請求項１３】
前記クライアント装置は、前記性能パラメータの閾値に対する変更について前記アクセス装置から受信する、
請求項８記載のシステム。
【請求項１】
クライアント装置が、アクセス装置との無線通信のための複数の利用可能な帯域を決定するステップと、
前記複数の利用可能な帯域のうちの第一の帯域を通して前記アクセス装置と通信するステップと、
前記第一の帯域を通しての通信の性能パラメータをモニタするステップと、
前記性能パラメータの値を前記性能パラメータの閾値と比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記アクセス装置との通信のための前記複数の利用可能な帯域のうちの第二の帯域を選択し、前記アクセス装置に前記選択について通知し、前記第二の帯域を通して前記アクセス装置と通信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定するステップは、前記第一の帯域及び前記第二の帯域とは異なる第三の帯域を通して前記アクセス装置と通信することを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第三の帯域は、前記複数の利用可能な帯域の可用性に関する通信のために確保される、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定するステップは、前記第一の帯域を通して前記アクセス装置と通信することを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記アクセス装置との無線通信のための前記複数の利用可能な帯域は、予め決定されたシグナリングプロトコルに従って前記アクセス装置と通信することを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記性能パラメータの閾値は、前記クライアント装置により動的に変更され、
当該方法は、前記アクセス装置に前記閾値における変更を通知するステップを更に含む、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記性能パラメータの閾値は、前記アクセス装置により動的に変更され、
当該方法は、前記クライアント装置に前記閾値における変更を通知するステップを更に含む、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
複数の帯域を通してアクセス装置と無線通信を行うクライアント装置を備えるシステムであって、
前記クライアント装置は、前記アクセス装置との無線通信のための複数の利用可能な帯域を決定し、前記複数の利用可能な帯域のうちの第一の帯域を通して前記アクセス装置と通信し、前記第一の帯域を通しての通信の性能パラメータをモニタし、前記性能パラメータの値を前記性能パラメータの閾値と比較し、前記比較に基づいて、前記アクセス装置との通信のために前記複数の利用可能な帯域のうちの第二の帯域を選択し、前記アクセス装置に前記選択について通知し、前記第二の帯域を通して前記アクセス装置と通信する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記クライアント装置は、前記第一の帯域及び前記第二の帯域とは異なる第三の帯域を通して前記アクセス装置と通信することで、無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定する、
請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記クライアント装置は、前記第一の帯域を通して前記アクセス装置と通信することで、無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定する、
請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記クライアント装置は、予め決定されたシグナリングプロトコルに従って前記アクセス装置との無線通信のための前記複数の利用可能な帯域を決定する、
請求項８記載のシステム。
【請求項１２】
前記クライアント装置は、前記性能パラメータの前記閾値を変更し、前記アクセス装置に前記変更について通知する、
請求項８記載のシステム。
【請求項１３】
前記クライアント装置は、前記性能パラメータの閾値に対する変更について前記アクセス装置から受信する、
請求項８記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１３−５１１９３０（Ｐ２０１３−５１１９３０Ａ）
【公表日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４０１７８（Ｐ２０１２−５４０１７８）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５８６９３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７８９５０
【国際公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＣＤＭＡ
【出願人】（５９３０９６７１２）インテル コーポレイション (931)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５８６９３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７８９５０
【国際公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＣＤＭＡ
【出願人】（５９３０９６７１２）インテル コーポレイション (931)
【Ｆターム（参考）】
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