無線ネットワーク内における複数無線インターフェイスの使用
複数のチャネル上においてデータを伝送するシステム及び方法について記述している。本システムは、空きチャネルを判定し、そのチャネル上においてデータを伝送している。いくつかの例においては、空きチャネルの識別の前に、データをフォーマットしている。その他の例においては、空きチャネルの識別の後に、データをフォーマットしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２００５年４月５日付けで出願された「Ｕｓｅ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｓｅｓ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」という名称の米国特許出願第１１／０９８，５１５号に関係し、この優先権を主張するものであり、この内容は、本引用により、そのすべてが本明細書に包含される。
【０００２】
本発明は、無線通信システムに関するものである。更に詳しくは、本発明は、無線通信システムのチャネル選択に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
無線ネットワーキングプロトコルは、一般に、１つ又は複数のチャネルを具備している。無線ネットワーキング装置は、通常、その装置が同時に１つの且つ１つだけの無線チャネルを監視できるようにする単一の無線インターフェイスを具備している。その他の無線ネットワーキング装置は、チャネルの選択を許容する複数のインターフェイスを具備している。但し、１つのチャネルの設定が完了した後には、複数のインターフェイスを具備するネットワーキング装置も、セッションの残りの部分においては、そのチャネルを使用することを余儀なくされる。換言すれば、すべてのトラフィックフローは、１つの且つ１つだけのネットワークインターフェイスを通過しなければならないのである。この単一チャネルの使用は、パケットデータを送信する際、特に、動的なネットワーク状態が１つのインターフェイスを一時的に選好している際に、非効率性に結び付くことになる。現在の装置は、これらの一時的な利点を活用することができていない。
【０００４】
複数のチャネルを通じて効率性を向上させるための通常の方法は、当初のチャネル取得及び関連付けを実行している。例えば、このような方法は、無線チャネルに対する端末の割り当てを最適化することによって負荷を公平にバランスさせるべく試みている。これらの方法においても、端末は、依然として、単一の無線アクセスチャネル上においてデータを送信するようになっている。その他の方法は、「データ」チャネルと並行した「シグナリング」チャネルの使用に依存している。シグナリングチャネルは、ネットワーク内のその他のノードとの間において調整することにより、データを送信するための許容可能な無線アクセスチャネルについて合意している。これらの方法は、特定のチャネルを使用する時期について決定するべく、端末間における協力を必要としている。
【０００５】
チャネル割り当て方式は、チャネルの状態がミリ秒のレベルにおいて変化可能である無線ネットワーク内に存在するダイナミズムを活用することができていない。従来の方法は、依然として非効率性と帯域幅の浪費に結び付いている。シグナリングチャネル方式は、複数の無線局がチャネルの選択において協力することを必要としており、従って、無線局は、一方的に動作することができない。又、このタイプの協力は、ネットワーク性能にとって負担となるオーバーヘッドを意味している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
存在する際にネットワークチャネルの効率性を実現可能である改善された方法が必要とされている。
【０００７】
本発明の態様は、前述の１つ又は複数の問題点を解決し、これにより、改善されたネットワーク性能を提供している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記チャネル上において伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有する情報伝送方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の別の一態様によれば、複数のチャネルのそれぞれを介して伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有することを特徴とする情報伝送方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、利用可能なチャネルを使用することにより、複数の無線アクセスチャネルを監視及び作動させてパケットをルーティング可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の態様は、一例として示されており、添付の図面に限定されるものではない。これらの添付図面においては、類似の参照符号によって類似の要素を示している。
【００１２】
本発明の態様は、ネットワークの使用法に従って複数のチャネル上において監視及び伝送するシステム及び方法に関するものである。後述する方法の中の１つ又は複数のものを使用することにより、ネットワークにおけるパケットの取り扱いを改善可能である。例えば、パケットのスループット及びパケットの遅延の少なくともいずれかを改善可能である。
【００１３】
以下の説明においては、要素間における様々な接続について記述していることに留意されたい。これらの接続は、一般的に、且つ、特記されていない限り、直接又は間接的なものであってよく、且つ、本明細書は、この観点に限定されることを意図したものではないことに留意されたい。
【００１４】
読者の利便のために、以下の説明は、「チャネルの選択及び使用」、「アセンブル前の選択」、「選択前のアセンブル」、及び「利用可能なチャネルを使用した選択前のアセンブル」の各セクションに分割されている。
【００１５】
（チャネルの選択及び使用）
本発明の態様は、伝送無線局（モバイル端末又はアクセスポイント）に機能を付与することによって必要に応じてチャネルを判定及び使用することに関するものである。伝送無線局をそのセッションについて単一のチャネルにのみ限定する代わりに、本発明の態様によれば、端末は、利用可能な無線チャネル及びインターフェイスを活用し、スループットを増大させると共にパケットの遅延を低減することにより、ネットワーク性能を改善することができる。改善は２５％を超過可能であると推定される。
【００１６】
従来の無線ローカルエリアネットワーク装置は、１つ又は複数の無線インターフェイスを具備しているかどうかとは無関係に、同時に１つの且つ１つだけの無線アクセスチャネルを監視するべく設計されている。即ち、これらの装置は、まず、伝送の前に、単一の無線アクセスチャネルを決定し、その関連付けをそのデータセッションの寿命にわたって維持しなければならないのである。動的なネットワーク状態は、１つの無線アクセスチャネルを別のものよりも一時的に選好可能であるため、この単一の無線アクセスチャネルに対する無線装置のマッピングは、非効率性と機会費用に結び付くことになる。具体的には、任意の所与のインターバルにおける相対的に良好な無線アクセスチャネルが、その無線装置が現在使用しているものではない可能性があろう。現在の方法は、これらの一時的な利点を完全に活用することができていないのである。
【００１７】
本発明の態様は、複数の無線チャネルを監視すると共に、次の利用可能なチャネル上においてパケットを送信する端末を含んでいる。受信機が複数のチャネルを監視しておれば、伝送のための任意の所与のチャネルを選択するのに、その他の端末との間における協力が不要であり、この結果、端末は、伝送の機会を適宜に活用可能である。
【００１８】
本発明のいくつかの態様においては、スループットの向上、遅延の低減、ネットワーク内における干渉の低減、帯域幅の浪費の低減、ローカルな実行可能性、及び利用可能なチャネルに跨るトラフィック負荷の均衡の中の少なくとも１つを実現可能である。具体的には、空きチャネルを待つために任意の所与のパケットが経験する時間量を低減可能である。
【００１９】
次のリストは、規定された数のチャネルを使用したいくつかのパケットにおける改善された待機時間の推定値を示している。
【００２０】
１）２つの８０２．１１ｂチャネルにおいてパケット待機時間における３０％の節約
２）２つの８０２．１１ａチャネルにおいてパケット待機時間における２４％の節約
３）３つの８０２．１１ｂチャネルにおいてパケット待機時間における４５％の節約
４）３つの８０２．１１ａチャネルにおいてパケット待機時間における３６％の節約
本発明の態様は、単一チャネルアクセスを管理しているＣＳＭＡ手順に準拠している。本発明の第１の例においては、伝送無線局又は端末は、チャネルを選択し、そのチャネル上において伝送し、且つ、同一のチャネル上において受信無線局又は端末からアクノリッジを受信している。本発明の第２の例においては、伝送無線局又は端末は、第１チャネルを選択し、第１チャネル上において伝送し、且つ、第２チャネル上において受信無線局又は端末からアクノリッジを受信している。
【００２１】
本発明の態様は、様々な無線技術と共に使用可能であり、この結果、端末は、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、及び８０２．１１ｇネットワーク内において利用可能なチャネルを使用可能である。この結果、端末は、端末がどの特定の無線アクセス技術と関連付けられているのかとは無関係に、利用可能な無線アクセスチャネルの組の全体を完全に利用可能である。
【００２２】
図１は、端末１０１及びアンテナ１０２及びアクセスポイント１０３及びアンテナ１０４を示しており、この場合には、複数のチャネルを使用することにより、それらの間においてパケットを交換している。端末１０１は、複数のインターフェイスを監視している。ここでは、端末１０１及びアクセスポイント１０３は、第１チャネル１０５上において第１パケットを交換しており、且つ、第２チャネル１０６上において第２パケットを交換している。
【００２３】
図２は、アクセスポイント２０３及びアンテナ２０４とアクセスポイント２０５及びアンテナ２０６という２つのアクセスポイントと通信している端末２０１及びアンテナ２０２を示している。ここでは、端末は、第１チャネル２０７を使用することにより、第１パケットをアクセスポイント２０３に対して伝送しており、且つ、第２チャネル２０８を使用することにより、第２パケットをアクセスポイント２０５に伝送している。
【００２４】
図３は、チャネル上において選択及び伝送するプロセスの例示用の例を示している。ここでは、端末は、いくつかの異なる無線アクセスチャネルに対するアクセスを具備しており、且つ、それらを従来のＣＳ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ）メカニズムを通じて独立的に監視する能力を有している。これがステップ３０１に示されている。ＣＳプロセスは、チャネル内に存在する無線エネルギーを検出している。端末によって監視されるチャネルの数は、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、及び８０２．１１ｇなどの複数の周波数帯及び無線アクセス技術を包含可能である。監視可能なチャネルの数は、端末が維持可能である同時ＣＳメカニズムの数と、存在しているオーバーラップしていない無線アクセスチャネルの数と、によって限定されている。本発明は、この制限によって限定されるものではないが、端末が、オーバーラップしていない周波数チャネルのみを監視することによって干渉の量を低減することが望ましい。
【００２５】
ステップ３０２において、本システムは、チャネルが空いているかどうかを判定している。「いいえ」の場合には、本システムは、ステップ３０３において次のチャネルを調査することになる。「はい」の場合には、本システムは、ステップ３０４において、そのチャネル上において伝送することになる。伝送端末は、ステップ３０５に示されているように、同一チャネル上においてアクノリッジを受信することも可能であり、或いは、ステップ３０６に示されているように、別個のチャネル上においてアクノリッジを受信することも可能である。
【００２６】
チャネルが空いているかどうかの評価は、８０２．１１のＭＡＣレイヤに基づいたものであってよい。本発明の態様との関連においては、ＭＡＣレイヤを使用するその他のプロトコル又はこれを具備した将来生成されるその他のプロトコルを使用することも可能である。評価は、チャネルのトラフィックにのみ基づいたものであってよい。或いは、この代わりに、評価は、チャネル内のトラフィックと、１つ又は複数の基準と、に基づいたものであってもよい、基準の例示用の例は、受信信号パワーを包含可能である。
【００２７】
更には、端末は、監視対象のチャネルのそれぞれごとに、独立したＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ） ＭＡＣプロトコル状態を維持可能であってよい。このＣＳＭＡ／ＣＡ ＭＡＣプロトコルについては、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、及び８０２．１１ｇの動作を規定している業界標準に詳述されている。これらのＭＡＣ手順は、本発明のために、ＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）と呼ばれる単一パラメータ内にカプセル化可能である。ＣＣＡは、特定の無線アクセスチャネルが伝送のために空いているかどうかを通知している。ＣＣＡは、伝送のためのＣＳＭＡ／ＣＡ ＭＡＣプロトコル要件が満足されている場合にのみ、空きチャネルを通知する。これは、バックオフタイマ値を監視することによって実装することも可能である。
【００２８】
すべての装置（モバイル装置及び端末）が複数のチャネルを監視する能力を具備していなくてもよいことを理解されたい。可能な装置が、コンタクトを具備しているその他の装置（モバイル又は端末）の追跡を所望可能である。図４は、現在の装置とコンタクトしたことがある装置を一覧表示する表の例示用の例を示している。現在の装置は、その他の装置の中のどれが複数のチャネル上において監視及び応答可能であり、且つ、その他の装置の中のどれがそうではないのかを追跡可能である。図４に示されている情報は、それぞれの装置内、アクセスポイント内、モバイル端末内、中央集中化された場所内、又はこれらの任意の組み合わせにおいて維持可能である。
【００２９】
以下、本発明の態様の２つの一般的な表現について説明することとする。この最初の２つの一般的な表現の部分的な組み合わせである第３の一般的な表現についても示している。
【００３０】
（アセンブル前の選択）
図５は、本発明の態様の第１の一般的な表現を示している。本明細書に記述されているプロセスは、無線装置と関連した標準的なプロセッサ及びメモリによって実現可能である。
【００３１】
ＭＡＣバッファ５０１が伝送対象の情報５００を受信してパケットを伝送キュー（ＴｘＱ）５０２に転送し、ここで、パケットは、伝送を待つことになる。ＭＡＣバッファ５０１は、更に高次のレイヤのアプリケーションからの１つ又は複数のパケットを保持可能である。
【００３２】
次に、ステップ５０３において、本システムは、空きチャネルを選択している。ステップ５０６において、本システムは、ＭＳＤＵをアセンブルしている。ＭＳＤＵとは、ＭＡＣサービスデータユニット（ＭＡＣ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）である。ＭＳＤＵは、伝送のために適切にフォーマットされたデータパケットである。これらは、無線アクセスチャネルと関連付けられた特定の変調方式及び伝送レートに従ってフォーマットされており、且つ、そのヘッダフィールド内に無線アクセスチャネル固有の値を含んでいる。従って、同一のデータパケットが、伝送される無線アクセスチャネルに応じて異なるＭＳＤＵ表現を具備可能である。
【００３３】
ステップ５０７において、ＭＳＤＵを無線媒体５０８を通じて受信機（図示されてはいない）に対して伝送している。パケットが無線媒体から受信機５０９を通じて受信されている。受信されたパケットからの情報を使用することにより、チャネルが使用されているかどうかを空きチャネル評価インジケータ５０４によって評価している。ＣＣＡインジケータ５０４の出力は、チャネル選択ステップ５０３と、チャネル上における伝送のために使用するレートの判定ステップ５０５と、において使用されている。ステップ５０５からの選択されたレートは、ＭＳＤＵのアセンブルステップ５０６に供給されている。
【００３４】
伝送には、基本的な伝送方法（データ／データアクノリッジ）とＲＴＳ／ＣＴＳ法という２つの変形が存在している。第１に、基本的な伝送方法においては、データを空きチャネル上において伝送している。データの伝送に応答し、アクノリッジを受信している。
【００３５】
第２に、ＲＴＳ／ＣＴＳ動作方法は、基本伝送手順のわずかな変更である。ＣＳＭＡ／ＣＡ規格は、チャネル上における媒体アクセスの管理を支援するべく、「Ｒｅｑｕｅｓｔ−ｔｏ−Ｓｅｎｄ」及び「Ｃｌｅａｒ−ｔｏ−Ｓｅｎｄ」パケットの任意選択による使用を定義している。ＲＴＳパケットは、宛先無線局に対する要求を含んでいる。宛先が要求を受け入れた場合には、宛先は、パケットを伝送するべく送信側が空いていることを通知するＣＴＳパケットによって応答することになる。ＲＴＳ及びＣＴＳパケットは、いずれも、そのデータパケット伝送によって媒体が占有されることになる予想時間を表す数値を含む「Ｄｕｒａｔｉｏｎ（持続時間）」フィールドを含んでいる。この結果、そのチャネルを監視しているその他の無線局は、その伝送に所要する時間を知ることが可能であり、この結果、それらは、その時間における伝送を控えることができる。送信側の無線レンジ内の無線局は、ＲＴＳパケット内に含まれている持続時間フィールドを受信及び処理し、宛先の無線レンジ内の無線局は、ＣＴＳパケット内に含まれた持続時間フィールドを受信及び処理している。送信側及び宛先の両方のレンジ内の無線局は、両方の持続時間フィールドを受信及び処理している。この方法は、送信側又は宛先のいずれかの無線レンジ内のすべての端末がその懸案の伝送について認知し、この結果、干渉が低減されることを保証している。「Ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールドは、懸案のデータパケットと関連付けられた適切なパラメータであるため、データパケットとＲＴＳパケットの両方を同一の無線アクセスチャネル上において送信可能である。或いは、この代わりに、ＲＴＳパケット用のチャネルとは異なるデータパケット用の別個のチャネルを使用することも可能である。ＲＴＳ及びデータの伝送のために１つのチャネルを使用する利点の１つは、使用するチャネルに関する調整能力にある。別のシステムが、例えば、ＲＴＳ又はＣＴＳパケットのいずれかを受信しておらず、且つ、そのデータチャネルを使用することを計画している場合に、オリジナルの伝送及び受信無線局がそのチャネルを使用するべく意図している際には、それは、オープンデータチャネルを観察することになる。異なるチャネルを使用する利点の１つは、データチャネル上における相対的に大きなスループットの可能性にある。第２チャネル上において送信機と受信機に調整させることにより、データチャネルを完全に使用可能である。
【００３６】
以下、基本伝送方法について説明する。ＲＴＳ／ＣＴＳ法を使用した説明については、後述する。基本伝送方法においては、ＴｘＱ５０２は、端末が監視している無線アクセスチャネルのそれぞれと関連付けられたＣＣＡ５０４からのＣＣＡ値のすべてを監視している。ＴｘＱ５０２内のパケットは、空きチャネルについて通知している第１（又は、その他の）ＣＣＡと関連付けられた無線アクセスチャネル上において伝送される。複数のＣＣＡが同時に空きチャネルを通知している場合には、端末は、可能な最高の伝送レートを有する無線アクセスチャネルを選択可能である。複数のこのような無線アクセスチャネルが同一の最大伝送レートを保有している場合には、端末は、ランダムに、或いは、（例えば、最低チャネルから始めるなどの）事前に定義された手順に従って、１つのものを選択可能である。
【００３７】
無線アクセスチャネルの選択が完了したら、端末は、選択された無線アクセスチャネルと関連付けられたステップ５０５からの伝送レートインジケータを考慮することにより、ＭＳＤＵのアセンブルプロセスをステップ５０６において開始する。この情報を使用することにより、データパケットを無線アクセスチャネル用の適切なフォーマットに変調すると共に、パケットヘッダの必要な「Ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールドを演算している。この時点において、ステップ５０６におけるデータパケットからのＭＳＤＵのアセンブルが完了し、ステップ５０５からの伝送レートインジケータによって通知されたレートにおいて選択された無線アクセスチャネル上において送信機５０７によって伝送される。ＭＳＤＵのアセンブルプロセスは、ナノ秒のレベルにおいて動作しており、従って、マイクロ秒のレベルにおいて動作するＭＡＣレイヤのタイミング要件を過度に妨げることはない。
【００３８】
伝送されたパケットが積極的なアクノリッジ（ＡＣＫ）を必要としている場合には、伝送されたパケットは、ステップ５１０においてＡＣＫが受信される時点まで、ＴｘＱ５０２内に留まることができる。そうでない場合には、伝送されたパケットは、ＴｘＱ５０２からドロップされ、ＭＡＣバッファ５０１から次のパケットが入ることになる。このようにＴｘＱ５０２への進入をゲーティングすることにより、パケットが誤った順序で送信側に到達する可能性を最小化又は除去している。パケットの伝送を実行した無線アクセスチャネル上において使用されている無線アクセス技術に適切な規格に定義されているＡＣＫタイムアウト期間の後に、予想されたＡＣＫが受信されない場合には、そのＣＣＡが空きチャネルを通知している次の無線アクセスチャネル上において、そのパケットを再伝送可能である。このチャネルは、完全に異なる無線アクセス技術を利用可能であり、且つ、以前の伝送とは異なる無線周波数帯であってよい。或いは、この代わりに、同一の無線アクセス技術を使用する同一の無線周波数帯であってもよい。異なる無線アクセス技術を伴う異なる無線周波数を使用する１つの利点は、以前の伝送の適切なアクノリッジを妨げた問題点を除去するための試みにある。
【００３９】
以下、ＲＴＳ／ＣＴＳの場合における伝送モードについて説明する。情報５００が、ＭＡＣバッファ５０１内において受信される。パケットが、ＭＡＣバッファ５０１からＴｘＱ５０２に対して伝達される。チャネル選択プロセスがステップ５０３において実行され、ＲＴＳパケットの伝送のために、空きチャネルを報告する第１無線アクセスチャネルを選択可能である。選択された無線アクセスチャネルと関連付けられたパラメータにより、無線局は、ステップ５０６において、伝送用のＲＴＳ ＭＳＤＵをアセンブル可能であり、これは、正しい「Ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールド情報を含んでいる。この「Ｄｕｒａｔｉｏｎ」情報は、その無線アクセスチャネルによって判定されているため、ＲＴＳ ＭＳＤＵと同一の無線アクセスチャネル上において懸案のデータＭＳＤＵを送信可能である。送信機５０７によってＲＴＳ ＭＳＤＵを伝送したら、無線局は、次いで（そのわずかな後に、又は即座に）、選択された無線アクセスチャネルと関連付けられたチャネルパラメータを使用してデータパケットＭＳＤＵをアセンブルする。或いは、この代わりに、無線局は、ＣＴＳ応答が受信される時点まで、待機することも可能である。
【００４０】
ステップ５１０において対応するＣＴＳを受信したら、無線局は、同一の無線アクセスチャネル上においてデータＭＳＤＵを伝送可能である。規格に定義されているＣＴＳタイムアウト期間内にＣＴＳを受信しない場合には、無線局は、アセンブルされたデータＭＳＤＵを破棄し、ＲＴＳパケットの再伝送のためにチャネル選択フェーズに再度入ることができる。この再伝送されるＲＴＳ ＭＳＤＵは、オリジナルのＲＴＳ ＭＳＤＵとは異なる無線アクセスチャネル上において送信可能であるが、すべてのデータＭＳＤＵは、その関連付けられたＲＴＳ ＭＳＤＵと同一の無線アクセスチャネル上において送信される。或いは、この代わりに、ＭＳＤＵは、前述のように、ＲＴＳ ＭＳＤＵとは異なる無線アクセスチャネル上において送信することも可能である。
【００４１】
（選択前のアセンブル）
図６は、本発明の態様を実施する別のシステムを示している。図５のシステムと図６のシステムの相違点は、チャネル選択プロセスとＭＳＤＵ生成の順序である。
【００４２】
図５は、チャネル選択５０３の後にＭＳＤＵのアセンブル５０６を実行している本発明の一実装を示しており、図６は、チャネル選択６０８の前にＭＳＤＵのアセンブル６０２を実行している一実装を示している。図５のシステムの性能に対する影響は、ＣＣＡ５０４が空きチャネルを通知し、且つ、パケットの伝送の準備が完了する際に、わずかなタイムラグが導入されるという点である。このタイムラグは、ＭＳＤＵをアセンブルするのに所要する処理時間に対応している。これは、ナノ秒のレベルであり、且つ、伝送タイムスロットは、マイクロ秒のレベルであるため、この遅延は、全体的な性能に対して大きな影響を与えるとは考えられない。後者の場合には、チャネル選択の前にＭＳＤＵを準備しており、従って、ＣＣＡ６１２が空きチャネルについて通知した後に、即座に送信可能である。但し、ＭＳＤＵをアセンブルする時点においては、無線アクセスチャネルがまだ判明していないため、無線局は、ステップ６０２において、それぞれが候補無線アクセスチャネルＮの中の１つに対応している複数のＭＳＤＵを生成するべく強制されることになる。この手順は、追加の処理及び保存の負荷を無線局に導入している。処理パワー及び半導体能力の向上に伴って、（図５及び図６の）いずれの方法の性能に対する影響も無視可能となる。
【００４３】
図６に示されている本発明の「選択前のアセンブル」実装は、前述の説明に類似しており、主な相違点は、それぞれの候補無線インターフェイスの適切なレート及び変調パラメータにそれぞれが対応している複数のＭＳＤＵの生成にある。伝送対象の情報６００がＭＡＣバッファ６０１において受信されている。次いで、ステップ６０２において、すべてのＮ個のチャネルについて、ＭＳＤＵパケットがＭＡＣバッファ６０１からのデータパケットから生成されている。すべての候補無線アクセスチャネルと関連するレート情報６０３及び変調方式を使用することにより、ＭＳＤＵパケットを生成している。
【００４４】
ＭＳＤＵのアセンブル６０２からのＭＳＤＵパケットを伝送キューＴｘＱ６０４内において受信している。ここで、（Ｎチャネルにおける）ＭＳＤＵパケット１〜Ｎ（６０５〜６０７）は、指定のチャネルのＣＣＡ６０１の結果を待つことになる。チャネル選択６０８からの無線アクセスチャネルの選択が完了したら、ＴｘＱ６０４は、無線媒体６１０上において伝送するべく、関連付けられたＭＳＤＵを送信機６０９に対して供給する。受信機６１１が、情報をＣＣＡ６１２に対して供給しており、次いで、ＣＣＡが、空きチャネル評価をチャネル選択６０８に対して供給している。
【００４５】
前述のものと同様に、本システムは、ＡＣＫ応答が受信される時点まで、後続の伝送を防止可能である。再送のためのアクノリッジ／要求がステップ６１３に示されており、別のチャネル上において新しいパケットを送信するべく又は現在のパケットに関係した別のＭＳＤＵを送信するべくＴｘＱ６０４に対して命令が転送されている。
【００４６】
類似のプロセスがＲＴＳ／ＣＴＳ供給方法に対しても同様に適用される。この場合には、複数のＲＴＳ ＭＳＤＵが、ＭＳＤＵのアセンブルプロセス６０２内においてアセンブルされており、このそれぞれは、候補無線アクセスチャネルのそれぞれについて算出された適切な持続時間フィールドを含んでいる。チャネル選択プロセスが終了すると、選択された無線アクセスチャネル上においてＲＴＳ ＭＳＤＵが伝送され、無線局は、選択された無線アクセスインターフェイスと関連するパラメータによってデータＭＳＤＵを準備する。無線局が対応するＣＴＳを受信したら、同一の無線アクセスインターフェイス上においてデータＭＳＤＵが伝送される。規格に定義されているＣＴＳタイムアウト期間の前にＣＴＳが受信されず、且つ、信号がステップ６１３において提供されない場合には、データＭＳＤＵは、破棄され、無線局は、ＲＴＳ ＭＳＤＵのアセンブルフェーズに再度入ることになる。「アセンブル前の選択」のケースと同様に、すべてのデータＭＳＤＵは、その関連付けられたＲＴＳ ＭＳＤＵと同一の無線アクセスチャネル上において送信される。或いは、この代わりに、データＭＳＤＵは、関連付けられたＲＴＳ ＭＳＤＵを伝送するべく使用されたチャネルとは異なる無線アクセスチャネル上において送信することも可能である。
【００４７】
（利用可能なチャネルを使用した選択前のアセンブル）
図７においては、本システムは、Ｎ個の可能なチャネルが利用可能であってよいが、実際には、サブセットであるＭのみが任意の所与の時点において利用可能であることを理解している。例えば、図７に示されている伝送無線局は、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、及び８０２．１１ｇのすべてのチャネル上において伝送する能力を有することが可能である。しかしながら、実際には、８０２．１１ａ及び８０２．１１ｂと関連付けられたチャネルのみが利用可能であってよい。従って、図７のシステムは、ＭＳＤＵの生成を、理論的に可能なチャネルＮではなく、実際に利用可能であるチャネルＭに制限している。
【００４８】
伝送される情報７００をＭＡＣバッファ７０１において受信している。ステップ７０２において、本システムは、すべてのチャネルＮの中のどのチャネルＭが利用可能であるのかを判定している。ステップ７０２は、受信機７１２（並びに、恐らくは、レートモニタ７０４及びＣＣＡ７１３）からチャネル情報を受信するステップを包含可能であり、どのチャネルが利用可能であるのかを受信無線局の場所又は能力に基づいて表内において調査するステップを包含可能であり、或いは、どのチャネルが場所において又は別の無線局との間において使用されたのかに関する過去の履歴を使用するステップを包含可能である。これらの方法は、組み合わせることも可能である。
【００４９】
ステップ７０３において、レート情報７０４に基づいて、チャネル１〜ＭのＭＳＤＵをアセンブルしている。ＴｘＱ７０５は、様々な利用可能なチャネルのＭＳＤＵ１〜Ｍ（７０６〜７０８）を保持している。ステップ７０９において、ＣＣＡ７１３に基づいてチャネルが選択されたら、選択されたチャネルに関係したＭＳＤＵを送信機７１０によって無線媒体７１１に伝送している。これに対する応答を受信機７１２において受信可能である。受信機７１３の出力は、空きチャネル評価７１３のために使用可能である。又、受信機７１３の出力を使用することにより、ステップ７０４において利用可能なレートを判定することも可能である。最後に、受信機７１２は、継続するようにＴｘＱ７０５に対して通知するべく、ステップ７１４において使用されるＡＣＫ又はＣＴＳ信号を供給している。
【００５０】
ＣＣＡ５０４、６１２、及び７１３は、単一の空きチャネルのみを提供可能であり、且つ、複数のチャネルの状態を保存するストレージを包含可能である。例えば、様々なチャネルをスキャンすることにより、それらが空いているかどうかを判定し、且つ、その情報を表内に保存可能である。表は、チャネル選択５０６、６０８、７０９に提供可能である。或いは、この代わりに、チャネル選択５０６、６０８、７０９が表に対して直接アクセスできるように、表を共有メモリ内に保存することも可能である。
【００５１】
本発明の態様は、コンピュータ実装されたプログラムの形態においてコンピュータ可読媒体上に保存された前述のプロセスを含んでいる。この媒体は、静的メモリ、動的メモリ、携帯型、及び固定型を含む当技術分野において既知の様々な形態をとることが可能である。
【００５２】
以上、その好適且つ模範的な実施例の観点において、本発明について説明した。本開示を参照することにより、当業者であれば、添付の請求項の範囲及び精神を逸脱することなしに、多数のその他の実施例、変更、及び変形を想起することができよう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の態様によるアクセスポイントと通信するモバイル端末を示している。
【図２】本発明の態様による２つのアクセスポイントと通信するモバイル端末を示している。
【図３】本発明の態様によるチャネル選択のプロセスを示している。
【図４】本発明に態様による伝送装置と関連付けられたデータ構造を示している。
【図５】本発明の態様によるチャネルを選択するシステムを示している。
【図６】本発明の態様によるチャネルを選択する代替システムを示している。
【図７】本発明の態様によるチャネルを選択する別の代替システムを示している。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２００５年４月５日付けで出願された「Ｕｓｅ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｓｅｓ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」という名称の米国特許出願第１１／０９８，５１５号に関係し、この優先権を主張するものであり、この内容は、本引用により、そのすべてが本明細書に包含される。
【０００２】
本発明は、無線通信システムに関するものである。更に詳しくは、本発明は、無線通信システムのチャネル選択に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
無線ネットワーキングプロトコルは、一般に、１つ又は複数のチャネルを具備している。無線ネットワーキング装置は、通常、その装置が同時に１つの且つ１つだけの無線チャネルを監視できるようにする単一の無線インターフェイスを具備している。その他の無線ネットワーキング装置は、チャネルの選択を許容する複数のインターフェイスを具備している。但し、１つのチャネルの設定が完了した後には、複数のインターフェイスを具備するネットワーキング装置も、セッションの残りの部分においては、そのチャネルを使用することを余儀なくされる。換言すれば、すべてのトラフィックフローは、１つの且つ１つだけのネットワークインターフェイスを通過しなければならないのである。この単一チャネルの使用は、パケットデータを送信する際、特に、動的なネットワーク状態が１つのインターフェイスを一時的に選好している際に、非効率性に結び付くことになる。現在の装置は、これらの一時的な利点を活用することができていない。
【０００４】
複数のチャネルを通じて効率性を向上させるための通常の方法は、当初のチャネル取得及び関連付けを実行している。例えば、このような方法は、無線チャネルに対する端末の割り当てを最適化することによって負荷を公平にバランスさせるべく試みている。これらの方法においても、端末は、依然として、単一の無線アクセスチャネル上においてデータを送信するようになっている。その他の方法は、「データ」チャネルと並行した「シグナリング」チャネルの使用に依存している。シグナリングチャネルは、ネットワーク内のその他のノードとの間において調整することにより、データを送信するための許容可能な無線アクセスチャネルについて合意している。これらの方法は、特定のチャネルを使用する時期について決定するべく、端末間における協力を必要としている。
【０００５】
チャネル割り当て方式は、チャネルの状態がミリ秒のレベルにおいて変化可能である無線ネットワーク内に存在するダイナミズムを活用することができていない。従来の方法は、依然として非効率性と帯域幅の浪費に結び付いている。シグナリングチャネル方式は、複数の無線局がチャネルの選択において協力することを必要としており、従って、無線局は、一方的に動作することができない。又、このタイプの協力は、ネットワーク性能にとって負担となるオーバーヘッドを意味している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
存在する際にネットワークチャネルの効率性を実現可能である改善された方法が必要とされている。
【０００７】
本発明の態様は、前述の１つ又は複数の問題点を解決し、これにより、改善されたネットワーク性能を提供している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記チャネル上において伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有する情報伝送方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の別の一態様によれば、複数のチャネルのそれぞれを介して伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有することを特徴とする情報伝送方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、利用可能なチャネルを使用することにより、複数の無線アクセスチャネルを監視及び作動させてパケットをルーティング可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の態様は、一例として示されており、添付の図面に限定されるものではない。これらの添付図面においては、類似の参照符号によって類似の要素を示している。
【００１２】
本発明の態様は、ネットワークの使用法に従って複数のチャネル上において監視及び伝送するシステム及び方法に関するものである。後述する方法の中の１つ又は複数のものを使用することにより、ネットワークにおけるパケットの取り扱いを改善可能である。例えば、パケットのスループット及びパケットの遅延の少なくともいずれかを改善可能である。
【００１３】
以下の説明においては、要素間における様々な接続について記述していることに留意されたい。これらの接続は、一般的に、且つ、特記されていない限り、直接又は間接的なものであってよく、且つ、本明細書は、この観点に限定されることを意図したものではないことに留意されたい。
【００１４】
読者の利便のために、以下の説明は、「チャネルの選択及び使用」、「アセンブル前の選択」、「選択前のアセンブル」、及び「利用可能なチャネルを使用した選択前のアセンブル」の各セクションに分割されている。
【００１５】
（チャネルの選択及び使用）
本発明の態様は、伝送無線局（モバイル端末又はアクセスポイント）に機能を付与することによって必要に応じてチャネルを判定及び使用することに関するものである。伝送無線局をそのセッションについて単一のチャネルにのみ限定する代わりに、本発明の態様によれば、端末は、利用可能な無線チャネル及びインターフェイスを活用し、スループットを増大させると共にパケットの遅延を低減することにより、ネットワーク性能を改善することができる。改善は２５％を超過可能であると推定される。
【００１６】
従来の無線ローカルエリアネットワーク装置は、１つ又は複数の無線インターフェイスを具備しているかどうかとは無関係に、同時に１つの且つ１つだけの無線アクセスチャネルを監視するべく設計されている。即ち、これらの装置は、まず、伝送の前に、単一の無線アクセスチャネルを決定し、その関連付けをそのデータセッションの寿命にわたって維持しなければならないのである。動的なネットワーク状態は、１つの無線アクセスチャネルを別のものよりも一時的に選好可能であるため、この単一の無線アクセスチャネルに対する無線装置のマッピングは、非効率性と機会費用に結び付くことになる。具体的には、任意の所与のインターバルにおける相対的に良好な無線アクセスチャネルが、その無線装置が現在使用しているものではない可能性があろう。現在の方法は、これらの一時的な利点を完全に活用することができていないのである。
【００１７】
本発明の態様は、複数の無線チャネルを監視すると共に、次の利用可能なチャネル上においてパケットを送信する端末を含んでいる。受信機が複数のチャネルを監視しておれば、伝送のための任意の所与のチャネルを選択するのに、その他の端末との間における協力が不要であり、この結果、端末は、伝送の機会を適宜に活用可能である。
【００１８】
本発明のいくつかの態様においては、スループットの向上、遅延の低減、ネットワーク内における干渉の低減、帯域幅の浪費の低減、ローカルな実行可能性、及び利用可能なチャネルに跨るトラフィック負荷の均衡の中の少なくとも１つを実現可能である。具体的には、空きチャネルを待つために任意の所与のパケットが経験する時間量を低減可能である。
【００１９】
次のリストは、規定された数のチャネルを使用したいくつかのパケットにおける改善された待機時間の推定値を示している。
【００２０】
１）２つの８０２．１１ｂチャネルにおいてパケット待機時間における３０％の節約
２）２つの８０２．１１ａチャネルにおいてパケット待機時間における２４％の節約
３）３つの８０２．１１ｂチャネルにおいてパケット待機時間における４５％の節約
４）３つの８０２．１１ａチャネルにおいてパケット待機時間における３６％の節約
本発明の態様は、単一チャネルアクセスを管理しているＣＳＭＡ手順に準拠している。本発明の第１の例においては、伝送無線局又は端末は、チャネルを選択し、そのチャネル上において伝送し、且つ、同一のチャネル上において受信無線局又は端末からアクノリッジを受信している。本発明の第２の例においては、伝送無線局又は端末は、第１チャネルを選択し、第１チャネル上において伝送し、且つ、第２チャネル上において受信無線局又は端末からアクノリッジを受信している。
【００２１】
本発明の態様は、様々な無線技術と共に使用可能であり、この結果、端末は、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、及び８０２．１１ｇネットワーク内において利用可能なチャネルを使用可能である。この結果、端末は、端末がどの特定の無線アクセス技術と関連付けられているのかとは無関係に、利用可能な無線アクセスチャネルの組の全体を完全に利用可能である。
【００２２】
図１は、端末１０１及びアンテナ１０２及びアクセスポイント１０３及びアンテナ１０４を示しており、この場合には、複数のチャネルを使用することにより、それらの間においてパケットを交換している。端末１０１は、複数のインターフェイスを監視している。ここでは、端末１０１及びアクセスポイント１０３は、第１チャネル１０５上において第１パケットを交換しており、且つ、第２チャネル１０６上において第２パケットを交換している。
【００２３】
図２は、アクセスポイント２０３及びアンテナ２０４とアクセスポイント２０５及びアンテナ２０６という２つのアクセスポイントと通信している端末２０１及びアンテナ２０２を示している。ここでは、端末は、第１チャネル２０７を使用することにより、第１パケットをアクセスポイント２０３に対して伝送しており、且つ、第２チャネル２０８を使用することにより、第２パケットをアクセスポイント２０５に伝送している。
【００２４】
図３は、チャネル上において選択及び伝送するプロセスの例示用の例を示している。ここでは、端末は、いくつかの異なる無線アクセスチャネルに対するアクセスを具備しており、且つ、それらを従来のＣＳ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ）メカニズムを通じて独立的に監視する能力を有している。これがステップ３０１に示されている。ＣＳプロセスは、チャネル内に存在する無線エネルギーを検出している。端末によって監視されるチャネルの数は、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、及び８０２．１１ｇなどの複数の周波数帯及び無線アクセス技術を包含可能である。監視可能なチャネルの数は、端末が維持可能である同時ＣＳメカニズムの数と、存在しているオーバーラップしていない無線アクセスチャネルの数と、によって限定されている。本発明は、この制限によって限定されるものではないが、端末が、オーバーラップしていない周波数チャネルのみを監視することによって干渉の量を低減することが望ましい。
【００２５】
ステップ３０２において、本システムは、チャネルが空いているかどうかを判定している。「いいえ」の場合には、本システムは、ステップ３０３において次のチャネルを調査することになる。「はい」の場合には、本システムは、ステップ３０４において、そのチャネル上において伝送することになる。伝送端末は、ステップ３０５に示されているように、同一チャネル上においてアクノリッジを受信することも可能であり、或いは、ステップ３０６に示されているように、別個のチャネル上においてアクノリッジを受信することも可能である。
【００２６】
チャネルが空いているかどうかの評価は、８０２．１１のＭＡＣレイヤに基づいたものであってよい。本発明の態様との関連においては、ＭＡＣレイヤを使用するその他のプロトコル又はこれを具備した将来生成されるその他のプロトコルを使用することも可能である。評価は、チャネルのトラフィックにのみ基づいたものであってよい。或いは、この代わりに、評価は、チャネル内のトラフィックと、１つ又は複数の基準と、に基づいたものであってもよい、基準の例示用の例は、受信信号パワーを包含可能である。
【００２７】
更には、端末は、監視対象のチャネルのそれぞれごとに、独立したＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ） ＭＡＣプロトコル状態を維持可能であってよい。このＣＳＭＡ／ＣＡ ＭＡＣプロトコルについては、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、及び８０２．１１ｇの動作を規定している業界標準に詳述されている。これらのＭＡＣ手順は、本発明のために、ＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）と呼ばれる単一パラメータ内にカプセル化可能である。ＣＣＡは、特定の無線アクセスチャネルが伝送のために空いているかどうかを通知している。ＣＣＡは、伝送のためのＣＳＭＡ／ＣＡ ＭＡＣプロトコル要件が満足されている場合にのみ、空きチャネルを通知する。これは、バックオフタイマ値を監視することによって実装することも可能である。
【００２８】
すべての装置（モバイル装置及び端末）が複数のチャネルを監視する能力を具備していなくてもよいことを理解されたい。可能な装置が、コンタクトを具備しているその他の装置（モバイル又は端末）の追跡を所望可能である。図４は、現在の装置とコンタクトしたことがある装置を一覧表示する表の例示用の例を示している。現在の装置は、その他の装置の中のどれが複数のチャネル上において監視及び応答可能であり、且つ、その他の装置の中のどれがそうではないのかを追跡可能である。図４に示されている情報は、それぞれの装置内、アクセスポイント内、モバイル端末内、中央集中化された場所内、又はこれらの任意の組み合わせにおいて維持可能である。
【００２９】
以下、本発明の態様の２つの一般的な表現について説明することとする。この最初の２つの一般的な表現の部分的な組み合わせである第３の一般的な表現についても示している。
【００３０】
（アセンブル前の選択）
図５は、本発明の態様の第１の一般的な表現を示している。本明細書に記述されているプロセスは、無線装置と関連した標準的なプロセッサ及びメモリによって実現可能である。
【００３１】
ＭＡＣバッファ５０１が伝送対象の情報５００を受信してパケットを伝送キュー（ＴｘＱ）５０２に転送し、ここで、パケットは、伝送を待つことになる。ＭＡＣバッファ５０１は、更に高次のレイヤのアプリケーションからの１つ又は複数のパケットを保持可能である。
【００３２】
次に、ステップ５０３において、本システムは、空きチャネルを選択している。ステップ５０６において、本システムは、ＭＳＤＵをアセンブルしている。ＭＳＤＵとは、ＭＡＣサービスデータユニット（ＭＡＣ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）である。ＭＳＤＵは、伝送のために適切にフォーマットされたデータパケットである。これらは、無線アクセスチャネルと関連付けられた特定の変調方式及び伝送レートに従ってフォーマットされており、且つ、そのヘッダフィールド内に無線アクセスチャネル固有の値を含んでいる。従って、同一のデータパケットが、伝送される無線アクセスチャネルに応じて異なるＭＳＤＵ表現を具備可能である。
【００３３】
ステップ５０７において、ＭＳＤＵを無線媒体５０８を通じて受信機（図示されてはいない）に対して伝送している。パケットが無線媒体から受信機５０９を通じて受信されている。受信されたパケットからの情報を使用することにより、チャネルが使用されているかどうかを空きチャネル評価インジケータ５０４によって評価している。ＣＣＡインジケータ５０４の出力は、チャネル選択ステップ５０３と、チャネル上における伝送のために使用するレートの判定ステップ５０５と、において使用されている。ステップ５０５からの選択されたレートは、ＭＳＤＵのアセンブルステップ５０６に供給されている。
【００３４】
伝送には、基本的な伝送方法（データ／データアクノリッジ）とＲＴＳ／ＣＴＳ法という２つの変形が存在している。第１に、基本的な伝送方法においては、データを空きチャネル上において伝送している。データの伝送に応答し、アクノリッジを受信している。
【００３５】
第２に、ＲＴＳ／ＣＴＳ動作方法は、基本伝送手順のわずかな変更である。ＣＳＭＡ／ＣＡ規格は、チャネル上における媒体アクセスの管理を支援するべく、「Ｒｅｑｕｅｓｔ−ｔｏ−Ｓｅｎｄ」及び「Ｃｌｅａｒ−ｔｏ−Ｓｅｎｄ」パケットの任意選択による使用を定義している。ＲＴＳパケットは、宛先無線局に対する要求を含んでいる。宛先が要求を受け入れた場合には、宛先は、パケットを伝送するべく送信側が空いていることを通知するＣＴＳパケットによって応答することになる。ＲＴＳ及びＣＴＳパケットは、いずれも、そのデータパケット伝送によって媒体が占有されることになる予想時間を表す数値を含む「Ｄｕｒａｔｉｏｎ（持続時間）」フィールドを含んでいる。この結果、そのチャネルを監視しているその他の無線局は、その伝送に所要する時間を知ることが可能であり、この結果、それらは、その時間における伝送を控えることができる。送信側の無線レンジ内の無線局は、ＲＴＳパケット内に含まれている持続時間フィールドを受信及び処理し、宛先の無線レンジ内の無線局は、ＣＴＳパケット内に含まれた持続時間フィールドを受信及び処理している。送信側及び宛先の両方のレンジ内の無線局は、両方の持続時間フィールドを受信及び処理している。この方法は、送信側又は宛先のいずれかの無線レンジ内のすべての端末がその懸案の伝送について認知し、この結果、干渉が低減されることを保証している。「Ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールドは、懸案のデータパケットと関連付けられた適切なパラメータであるため、データパケットとＲＴＳパケットの両方を同一の無線アクセスチャネル上において送信可能である。或いは、この代わりに、ＲＴＳパケット用のチャネルとは異なるデータパケット用の別個のチャネルを使用することも可能である。ＲＴＳ及びデータの伝送のために１つのチャネルを使用する利点の１つは、使用するチャネルに関する調整能力にある。別のシステムが、例えば、ＲＴＳ又はＣＴＳパケットのいずれかを受信しておらず、且つ、そのデータチャネルを使用することを計画している場合に、オリジナルの伝送及び受信無線局がそのチャネルを使用するべく意図している際には、それは、オープンデータチャネルを観察することになる。異なるチャネルを使用する利点の１つは、データチャネル上における相対的に大きなスループットの可能性にある。第２チャネル上において送信機と受信機に調整させることにより、データチャネルを完全に使用可能である。
【００３６】
以下、基本伝送方法について説明する。ＲＴＳ／ＣＴＳ法を使用した説明については、後述する。基本伝送方法においては、ＴｘＱ５０２は、端末が監視している無線アクセスチャネルのそれぞれと関連付けられたＣＣＡ５０４からのＣＣＡ値のすべてを監視している。ＴｘＱ５０２内のパケットは、空きチャネルについて通知している第１（又は、その他の）ＣＣＡと関連付けられた無線アクセスチャネル上において伝送される。複数のＣＣＡが同時に空きチャネルを通知している場合には、端末は、可能な最高の伝送レートを有する無線アクセスチャネルを選択可能である。複数のこのような無線アクセスチャネルが同一の最大伝送レートを保有している場合には、端末は、ランダムに、或いは、（例えば、最低チャネルから始めるなどの）事前に定義された手順に従って、１つのものを選択可能である。
【００３７】
無線アクセスチャネルの選択が完了したら、端末は、選択された無線アクセスチャネルと関連付けられたステップ５０５からの伝送レートインジケータを考慮することにより、ＭＳＤＵのアセンブルプロセスをステップ５０６において開始する。この情報を使用することにより、データパケットを無線アクセスチャネル用の適切なフォーマットに変調すると共に、パケットヘッダの必要な「Ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールドを演算している。この時点において、ステップ５０６におけるデータパケットからのＭＳＤＵのアセンブルが完了し、ステップ５０５からの伝送レートインジケータによって通知されたレートにおいて選択された無線アクセスチャネル上において送信機５０７によって伝送される。ＭＳＤＵのアセンブルプロセスは、ナノ秒のレベルにおいて動作しており、従って、マイクロ秒のレベルにおいて動作するＭＡＣレイヤのタイミング要件を過度に妨げることはない。
【００３８】
伝送されたパケットが積極的なアクノリッジ（ＡＣＫ）を必要としている場合には、伝送されたパケットは、ステップ５１０においてＡＣＫが受信される時点まで、ＴｘＱ５０２内に留まることができる。そうでない場合には、伝送されたパケットは、ＴｘＱ５０２からドロップされ、ＭＡＣバッファ５０１から次のパケットが入ることになる。このようにＴｘＱ５０２への進入をゲーティングすることにより、パケットが誤った順序で送信側に到達する可能性を最小化又は除去している。パケットの伝送を実行した無線アクセスチャネル上において使用されている無線アクセス技術に適切な規格に定義されているＡＣＫタイムアウト期間の後に、予想されたＡＣＫが受信されない場合には、そのＣＣＡが空きチャネルを通知している次の無線アクセスチャネル上において、そのパケットを再伝送可能である。このチャネルは、完全に異なる無線アクセス技術を利用可能であり、且つ、以前の伝送とは異なる無線周波数帯であってよい。或いは、この代わりに、同一の無線アクセス技術を使用する同一の無線周波数帯であってもよい。異なる無線アクセス技術を伴う異なる無線周波数を使用する１つの利点は、以前の伝送の適切なアクノリッジを妨げた問題点を除去するための試みにある。
【００３９】
以下、ＲＴＳ／ＣＴＳの場合における伝送モードについて説明する。情報５００が、ＭＡＣバッファ５０１内において受信される。パケットが、ＭＡＣバッファ５０１からＴｘＱ５０２に対して伝達される。チャネル選択プロセスがステップ５０３において実行され、ＲＴＳパケットの伝送のために、空きチャネルを報告する第１無線アクセスチャネルを選択可能である。選択された無線アクセスチャネルと関連付けられたパラメータにより、無線局は、ステップ５０６において、伝送用のＲＴＳ ＭＳＤＵをアセンブル可能であり、これは、正しい「Ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールド情報を含んでいる。この「Ｄｕｒａｔｉｏｎ」情報は、その無線アクセスチャネルによって判定されているため、ＲＴＳ ＭＳＤＵと同一の無線アクセスチャネル上において懸案のデータＭＳＤＵを送信可能である。送信機５０７によってＲＴＳ ＭＳＤＵを伝送したら、無線局は、次いで（そのわずかな後に、又は即座に）、選択された無線アクセスチャネルと関連付けられたチャネルパラメータを使用してデータパケットＭＳＤＵをアセンブルする。或いは、この代わりに、無線局は、ＣＴＳ応答が受信される時点まで、待機することも可能である。
【００４０】
ステップ５１０において対応するＣＴＳを受信したら、無線局は、同一の無線アクセスチャネル上においてデータＭＳＤＵを伝送可能である。規格に定義されているＣＴＳタイムアウト期間内にＣＴＳを受信しない場合には、無線局は、アセンブルされたデータＭＳＤＵを破棄し、ＲＴＳパケットの再伝送のためにチャネル選択フェーズに再度入ることができる。この再伝送されるＲＴＳ ＭＳＤＵは、オリジナルのＲＴＳ ＭＳＤＵとは異なる無線アクセスチャネル上において送信可能であるが、すべてのデータＭＳＤＵは、その関連付けられたＲＴＳ ＭＳＤＵと同一の無線アクセスチャネル上において送信される。或いは、この代わりに、ＭＳＤＵは、前述のように、ＲＴＳ ＭＳＤＵとは異なる無線アクセスチャネル上において送信することも可能である。
【００４１】
（選択前のアセンブル）
図６は、本発明の態様を実施する別のシステムを示している。図５のシステムと図６のシステムの相違点は、チャネル選択プロセスとＭＳＤＵ生成の順序である。
【００４２】
図５は、チャネル選択５０３の後にＭＳＤＵのアセンブル５０６を実行している本発明の一実装を示しており、図６は、チャネル選択６０８の前にＭＳＤＵのアセンブル６０２を実行している一実装を示している。図５のシステムの性能に対する影響は、ＣＣＡ５０４が空きチャネルを通知し、且つ、パケットの伝送の準備が完了する際に、わずかなタイムラグが導入されるという点である。このタイムラグは、ＭＳＤＵをアセンブルするのに所要する処理時間に対応している。これは、ナノ秒のレベルであり、且つ、伝送タイムスロットは、マイクロ秒のレベルであるため、この遅延は、全体的な性能に対して大きな影響を与えるとは考えられない。後者の場合には、チャネル選択の前にＭＳＤＵを準備しており、従って、ＣＣＡ６１２が空きチャネルについて通知した後に、即座に送信可能である。但し、ＭＳＤＵをアセンブルする時点においては、無線アクセスチャネルがまだ判明していないため、無線局は、ステップ６０２において、それぞれが候補無線アクセスチャネルＮの中の１つに対応している複数のＭＳＤＵを生成するべく強制されることになる。この手順は、追加の処理及び保存の負荷を無線局に導入している。処理パワー及び半導体能力の向上に伴って、（図５及び図６の）いずれの方法の性能に対する影響も無視可能となる。
【００４３】
図６に示されている本発明の「選択前のアセンブル」実装は、前述の説明に類似しており、主な相違点は、それぞれの候補無線インターフェイスの適切なレート及び変調パラメータにそれぞれが対応している複数のＭＳＤＵの生成にある。伝送対象の情報６００がＭＡＣバッファ６０１において受信されている。次いで、ステップ６０２において、すべてのＮ個のチャネルについて、ＭＳＤＵパケットがＭＡＣバッファ６０１からのデータパケットから生成されている。すべての候補無線アクセスチャネルと関連するレート情報６０３及び変調方式を使用することにより、ＭＳＤＵパケットを生成している。
【００４４】
ＭＳＤＵのアセンブル６０２からのＭＳＤＵパケットを伝送キューＴｘＱ６０４内において受信している。ここで、（Ｎチャネルにおける）ＭＳＤＵパケット１〜Ｎ（６０５〜６０７）は、指定のチャネルのＣＣＡ６０１の結果を待つことになる。チャネル選択６０８からの無線アクセスチャネルの選択が完了したら、ＴｘＱ６０４は、無線媒体６１０上において伝送するべく、関連付けられたＭＳＤＵを送信機６０９に対して供給する。受信機６１１が、情報をＣＣＡ６１２に対して供給しており、次いで、ＣＣＡが、空きチャネル評価をチャネル選択６０８に対して供給している。
【００４５】
前述のものと同様に、本システムは、ＡＣＫ応答が受信される時点まで、後続の伝送を防止可能である。再送のためのアクノリッジ／要求がステップ６１３に示されており、別のチャネル上において新しいパケットを送信するべく又は現在のパケットに関係した別のＭＳＤＵを送信するべくＴｘＱ６０４に対して命令が転送されている。
【００４６】
類似のプロセスがＲＴＳ／ＣＴＳ供給方法に対しても同様に適用される。この場合には、複数のＲＴＳ ＭＳＤＵが、ＭＳＤＵのアセンブルプロセス６０２内においてアセンブルされており、このそれぞれは、候補無線アクセスチャネルのそれぞれについて算出された適切な持続時間フィールドを含んでいる。チャネル選択プロセスが終了すると、選択された無線アクセスチャネル上においてＲＴＳ ＭＳＤＵが伝送され、無線局は、選択された無線アクセスインターフェイスと関連するパラメータによってデータＭＳＤＵを準備する。無線局が対応するＣＴＳを受信したら、同一の無線アクセスインターフェイス上においてデータＭＳＤＵが伝送される。規格に定義されているＣＴＳタイムアウト期間の前にＣＴＳが受信されず、且つ、信号がステップ６１３において提供されない場合には、データＭＳＤＵは、破棄され、無線局は、ＲＴＳ ＭＳＤＵのアセンブルフェーズに再度入ることになる。「アセンブル前の選択」のケースと同様に、すべてのデータＭＳＤＵは、その関連付けられたＲＴＳ ＭＳＤＵと同一の無線アクセスチャネル上において送信される。或いは、この代わりに、データＭＳＤＵは、関連付けられたＲＴＳ ＭＳＤＵを伝送するべく使用されたチャネルとは異なる無線アクセスチャネル上において送信することも可能である。
【００４７】
（利用可能なチャネルを使用した選択前のアセンブル）
図７においては、本システムは、Ｎ個の可能なチャネルが利用可能であってよいが、実際には、サブセットであるＭのみが任意の所与の時点において利用可能であることを理解している。例えば、図７に示されている伝送無線局は、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、及び８０２．１１ｇのすべてのチャネル上において伝送する能力を有することが可能である。しかしながら、実際には、８０２．１１ａ及び８０２．１１ｂと関連付けられたチャネルのみが利用可能であってよい。従って、図７のシステムは、ＭＳＤＵの生成を、理論的に可能なチャネルＮではなく、実際に利用可能であるチャネルＭに制限している。
【００４８】
伝送される情報７００をＭＡＣバッファ７０１において受信している。ステップ７０２において、本システムは、すべてのチャネルＮの中のどのチャネルＭが利用可能であるのかを判定している。ステップ７０２は、受信機７１２（並びに、恐らくは、レートモニタ７０４及びＣＣＡ７１３）からチャネル情報を受信するステップを包含可能であり、どのチャネルが利用可能であるのかを受信無線局の場所又は能力に基づいて表内において調査するステップを包含可能であり、或いは、どのチャネルが場所において又は別の無線局との間において使用されたのかに関する過去の履歴を使用するステップを包含可能である。これらの方法は、組み合わせることも可能である。
【００４９】
ステップ７０３において、レート情報７０４に基づいて、チャネル１〜ＭのＭＳＤＵをアセンブルしている。ＴｘＱ７０５は、様々な利用可能なチャネルのＭＳＤＵ１〜Ｍ（７０６〜７０８）を保持している。ステップ７０９において、ＣＣＡ７１３に基づいてチャネルが選択されたら、選択されたチャネルに関係したＭＳＤＵを送信機７１０によって無線媒体７１１に伝送している。これに対する応答を受信機７１２において受信可能である。受信機７１３の出力は、空きチャネル評価７１３のために使用可能である。又、受信機７１３の出力を使用することにより、ステップ７０４において利用可能なレートを判定することも可能である。最後に、受信機７１２は、継続するようにＴｘＱ７０５に対して通知するべく、ステップ７１４において使用されるＡＣＫ又はＣＴＳ信号を供給している。
【００５０】
ＣＣＡ５０４、６１２、及び７１３は、単一の空きチャネルのみを提供可能であり、且つ、複数のチャネルの状態を保存するストレージを包含可能である。例えば、様々なチャネルをスキャンすることにより、それらが空いているかどうかを判定し、且つ、その情報を表内に保存可能である。表は、チャネル選択５０６、６０８、７０９に提供可能である。或いは、この代わりに、チャネル選択５０６、６０８、７０９が表に対して直接アクセスできるように、表を共有メモリ内に保存することも可能である。
【００５１】
本発明の態様は、コンピュータ実装されたプログラムの形態においてコンピュータ可読媒体上に保存された前述のプロセスを含んでいる。この媒体は、静的メモリ、動的メモリ、携帯型、及び固定型を含む当技術分野において既知の様々な形態をとることが可能である。
【００５２】
以上、その好適且つ模範的な実施例の観点において、本発明について説明した。本開示を参照することにより、当業者であれば、添付の請求項の範囲及び精神を逸脱することなしに、多数のその他の実施例、変更、及び変形を想起することができよう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の態様によるアクセスポイントと通信するモバイル端末を示している。
【図２】本発明の態様による２つのアクセスポイントと通信するモバイル端末を示している。
【図３】本発明の態様によるチャネル選択のプロセスを示している。
【図４】本発明に態様による伝送装置と関連付けられたデータ構造を示している。
【図５】本発明の態様によるチャネルを選択するシステムを示している。
【図６】本発明の態様によるチャネルを選択する代替システムを示している。
【図７】本発明の態様によるチャネルを選択する別の代替システムを示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記チャネル上において伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有することを特徴とする情報伝送方法。
【請求項２】
前記形成ステップは、ＭＳＤＵを形成することを特徴とする請求項１記載の情報伝送方法。
【請求項３】
前記判定ステップの前に、伝送対象のデータを伝送キュー内に保存するステップを更に有することを特徴とする請求項１記載の情報伝送方法。
【請求項４】
無線媒体から情報を受信するステップと、
前記無線媒体内のチャネルの空きチャネル評価を実行するステップと、
を更に有しており、
前記判定ステップは、前記空きチャネル評価の出力に基づいて実行されることを特徴とする請求項１記載の情報伝送方法。
【請求項５】
利用可能なチャネルのレートを判定するステップを更に有しており、前記判定されたレートは、前記形成ステップにおいて使用されることを特徴とする請求項４記載の情報伝送方法。
【請求項６】
複数のチャネルのそれぞれを介して伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有することを特徴とする情報伝送方法。
【請求項７】
前記形成ステップは、ＭＳＤＵを形成することを特徴とする請求項６記載の情報伝送方法。
【請求項８】
前記判定ステップの前に、前記形成されたパケットを伝送キュー内に保存するステップを更に有することを特徴とする請求項６記載の情報伝送方法。
【請求項９】
無線媒体から情報を受信するステップと、
前記無線媒体内のチャネルの空きチャネル評価を実行するステップと、
を更に有しており、
前記判定ステップは、前記空きチャネル評価の出力に基づいて実行されることを特徴とする請求項６記載の情報伝送方法。
【請求項１０】
利用可能なチャネルのレートを判定するステップを更に有しており、前記判定されたレートは、前記形成ステップにおいて使用されることを特徴とする請求項９記載の情報伝送方法。
【請求項１１】
すべての可能なチャネルの中のどのチャネルが使用するべく利用可能であるのかを判定するステップと、
複数のチャネルのそれぞれを介して伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有することを特徴とする情報伝送方法。
【請求項１２】
前記形成ステップは、ＭＳＤＵを形成することを特徴とする請求項１１記載の情報伝送方法。
【請求項１３】
前記判定ステップの前に、前記形成されたパケットを伝送キュー内に保存するステップを更に有することを特徴とする請求項１１記載の情報伝送方法。
【請求項１４】
無線媒体から情報を受信するステップと、
前記無線媒体内のチャネルの空きチャネル評価を実行するステップと、
を更に有し、
前記判定ステップは、前記空きチャネル評価の出力に基づいて実行されることを特徴とする請求項１１記載の情報伝送方法。
【請求項１５】
利用可能なチャネルのレートを判定するステップを更に有しており、前記判定されたレートは、前記形成ステップにおいて使用されることを特徴とする請求項１４記載の情報伝送方法。
【請求項１６】
チャネルを監視するステップと、
第１チャネルが空いているのかどうかを判定し、前記第１チャネルが空いているのかどうかの結果を保存するステップと、
第２チャネルが空いているのかどうかを判定し、前記第２チャネルが空いているのかどうかの結果を保存するステップと、
前記空きチャネルの中の１つを介して伝送するステップと、
を有することを特徴とする空きチャネル評価方法。
【請求項１７】
前記結果を表内に保存するステップを更に有することを特徴とする請求項１６記載の空きチャネル評価方法。
【請求項１８】
前記表は、チャネル選択モジュールに対して送信されることを特徴とする請求項１７記載の空きチャネル評価方法。
【請求項１９】
前記表は、チャネル選択モジュールによってアクセス可能な共通メモリ内に保存されることを特徴とする請求項１７記載の空きチャネル評価方法。
【請求項２０】
第３チャネルが空いているのかどうかを判定し、前記第３チャネルが空いているのかどうかの結果を保存するステップを更に有することを特徴とする請求項１６記載の空きチャネル評価方法。
【請求項１】
複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記チャネル上において伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有することを特徴とする情報伝送方法。
【請求項２】
前記形成ステップは、ＭＳＤＵを形成することを特徴とする請求項１記載の情報伝送方法。
【請求項３】
前記判定ステップの前に、伝送対象のデータを伝送キュー内に保存するステップを更に有することを特徴とする請求項１記載の情報伝送方法。
【請求項４】
無線媒体から情報を受信するステップと、
前記無線媒体内のチャネルの空きチャネル評価を実行するステップと、
を更に有しており、
前記判定ステップは、前記空きチャネル評価の出力に基づいて実行されることを特徴とする請求項１記載の情報伝送方法。
【請求項５】
利用可能なチャネルのレートを判定するステップを更に有しており、前記判定されたレートは、前記形成ステップにおいて使用されることを特徴とする請求項４記載の情報伝送方法。
【請求項６】
複数のチャネルのそれぞれを介して伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有することを特徴とする情報伝送方法。
【請求項７】
前記形成ステップは、ＭＳＤＵを形成することを特徴とする請求項６記載の情報伝送方法。
【請求項８】
前記判定ステップの前に、前記形成されたパケットを伝送キュー内に保存するステップを更に有することを特徴とする請求項６記載の情報伝送方法。
【請求項９】
無線媒体から情報を受信するステップと、
前記無線媒体内のチャネルの空きチャネル評価を実行するステップと、
を更に有しており、
前記判定ステップは、前記空きチャネル評価の出力に基づいて実行されることを特徴とする請求項６記載の情報伝送方法。
【請求項１０】
利用可能なチャネルのレートを判定するステップを更に有しており、前記判定されたレートは、前記形成ステップにおいて使用されることを特徴とする請求項９記載の情報伝送方法。
【請求項１１】
すべての可能なチャネルの中のどのチャネルが使用するべく利用可能であるのかを判定するステップと、
複数のチャネルのそれぞれを介して伝送するためのパケットを形成するステップと、
前記複数のチャネルの中のどのチャネルが空いているのかを判定するステップと、
前記パケットを前記チャネル上において伝送するステップと、
を有することを特徴とする情報伝送方法。
【請求項１２】
前記形成ステップは、ＭＳＤＵを形成することを特徴とする請求項１１記載の情報伝送方法。
【請求項１３】
前記判定ステップの前に、前記形成されたパケットを伝送キュー内に保存するステップを更に有することを特徴とする請求項１１記載の情報伝送方法。
【請求項１４】
無線媒体から情報を受信するステップと、
前記無線媒体内のチャネルの空きチャネル評価を実行するステップと、
を更に有し、
前記判定ステップは、前記空きチャネル評価の出力に基づいて実行されることを特徴とする請求項１１記載の情報伝送方法。
【請求項１５】
利用可能なチャネルのレートを判定するステップを更に有しており、前記判定されたレートは、前記形成ステップにおいて使用されることを特徴とする請求項１４記載の情報伝送方法。
【請求項１６】
チャネルを監視するステップと、
第１チャネルが空いているのかどうかを判定し、前記第１チャネルが空いているのかどうかの結果を保存するステップと、
第２チャネルが空いているのかどうかを判定し、前記第２チャネルが空いているのかどうかの結果を保存するステップと、
前記空きチャネルの中の１つを介して伝送するステップと、
を有することを特徴とする空きチャネル評価方法。
【請求項１７】
前記結果を表内に保存するステップを更に有することを特徴とする請求項１６記載の空きチャネル評価方法。
【請求項１８】
前記表は、チャネル選択モジュールに対して送信されることを特徴とする請求項１７記載の空きチャネル評価方法。
【請求項１９】
前記表は、チャネル選択モジュールによってアクセス可能な共通メモリ内に保存されることを特徴とする請求項１７記載の空きチャネル評価方法。
【請求項２０】
第３チャネルが空いているのかどうかを判定し、前記第３チャネルが空いているのかどうかの結果を保存するステップを更に有することを特徴とする請求項１６記載の空きチャネル評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００８−５３５４４４（Ｐ２００８−５３５４４４Ａ）
【公表日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０５４４７（Ｐ２００８−５０５４４７）
【出願日】平成１８年４月５日（２００６．４．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１２４８６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０７９５８
【国際公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【出願人】（３９９０４７９２１）テルコーディア テクノロジーズ インコーポレイテッド (61)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月５日（２００６．４．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１２４８６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０７９５８
【国際公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【出願人】（３９９０４７９２１）テルコーディア テクノロジーズ インコーポレイテッド (61)
【Ｆターム（参考）】
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