(57)【要約】      （修正有）【課題】晒されたチャネルが生じる現象が与える悪影響を低減できるメカニズムを提供する。【解決手段】複数のチャネルを有する無線ネットワークにおいて、前記複数のチャネルのうちのある特定の１つのチャネルで動作しているノードのキャリア感知の閾値を適応的に設定する方法であって、前記ノードで動作しているチャネルに隣接していない少なくとも１つのチャネルにおける干渉レベルを、前記ノードによって測定するステップと、前記ノードの前記キャリア感知の閾値を、前記隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するステップとを含む方法である。【選択図】図５
2010193446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルを有する無線ネットワークにおいて、前記複数のチャネルのうちのある特定の１つのチャネルで動作するノードにおけるキャリア感知の閾値を適応的に設定する方法であって、
前記ノードが動作しているチャネルに隣接していない少なくとも１つのチャネルにおける干渉レベルを、前記ノードによって測定するステップと、
前記ノードにおけるキャリア感知の閾値を、前記隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記干渉レベルは、前記ノードに隣接していない複数のチャネルについて測定され、前記ノードの前記キャリア感知の閾値が、前記測定された干渉値の最大値より大きい値に設定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ノードに隣接していない複数のチャネルが、現在のキャリア感知の閾値より大きい干渉値を有する場合のみに、前記現在のキャリア感知の閾値を変更する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ノードに隣接しているチャネルと前記ノードにおいて動作しているチャネルとの両方又はいずれか一方の干渉レベルを測定するステップと、
前記隣接しているチャネルと前記ノードにおいて動作しているチャネルとの両方又はいずれか一方において測定された干渉値の中の最小の値よりも小さい値に前記キャリア感知の閾値を設定するステップであって、前記最小の値が、ある特定の閾値よりも大きい値である、ステップと
を更に含む請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記現在のキャリア感知の閾値が、前記隣接していないチャネルと前記ノードにおける自身のチャネルの両方又はいずれか一方の干渉レベルの中の最小の値を下回り、且つ、その最小の値が、ある特定の閾値より大きい場合のみに、前記キャリア感知の閾値の再設定が行われる、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
複数の隣接していないチャネルの干渉レベルを測定するステップと、
前記キャリア感知の閾値が、前記隣接していないチャネルについて測定された干渉レベルの最大値を超え、且つ、隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネル自体について測定された最小値を下回るように、前記キャリア感知の閾値を再設定するステップであって、前記最小値が、ある特定の閾値より大きい値である、ステップと
を更に含む請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネルの前記測定された最小干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、１より小さい補正係数で補正されることと、
隣接していないチャネルの前記測定された最大干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、１より小さい補正係数で補正されることと
の両方又はいずれか一方が実行される、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記キャリア感知の閾値を、隣接していないチャネルの前記最大干渉値より大きい値に直接設定する代わりに、前記ノードで動作しているチャネルに対する隣接していないチャネルの干渉の影響が改善したと判断されるまで、前記キャリア感知の閾値をインクリメンタルに増加させる、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
複数のチャネルを有する無線ネットワークにおいて、前記複数のチャネルのうちのある特定の１つのチャネルで動作するノードについてキャリア感知の閾値を適応的に設定する装置であって、
前記ノードが動作しているチャネルに隣接していない少なくとも１つのチャネルにおける干渉レベルを、前記ノードによって測定するためのモジュールと、
前記ノードの前記キャリア感知の閾値を、前記隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するモジュールと
を備えるものである装置。
【請求項１０】
前記干渉レベルは、前記ノードに隣接していない複数のチャネルについて測定され、前記ノードの前記キャリア感知の閾値は、前記測定された干渉値の最大値より大きい値に設定される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数の隣接していないチャネルが、前記現在のキャリア感知の閾値より大きい干渉値を有する場合のみに、前記キャリア感知の閾値を現在の値から変更する、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネルの両方又はいずれか一方の干渉レベルを測定するモジュールと、
前記キャリア感知の閾値を、前記隣接しているチャネル及び前記ノードで動作している運用チャネルの両方又はいずれか一方について測定された最小干渉値より小さい値に設定するモジュールであって、前記最小干渉値が、ある特定の閾値より大きい値である、モジュールと
を更に備えるものである請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
請求項５ないし７のいずれか一項に記載の方法を実行するモジュールをさらに備えるものである請求項９ないし１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
現在のキャリア感知の閾値が、前記隣接していないチャネル及び自身のチャネルの両方又はいずれか一方の最小干渉レベルを下回り、且つ、前記最小干渉レベルが、ある特定の閾値を超える場合のみに、前記キャリア感知の閾値の再設定が行われる、請求項９ないし１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
コンピュータ上で実行する際に、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法を実行するコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア感知（carrier sense）の閾値を適応的に設定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近数年間にわたって、ＩＥＥＥ８０２．１１による公共のホットスポットや、コミュニティが所有するネットワーク、都市規模のメッシュ形のネットワーク、プライベートＷｉＦｉ対応ＡＤＳＬ加入者線の配備が、目覚しく拡大している。これらの配備は、ＩＥＥＥ８０２．１１のＷＬＡＮの運用に割り当てられた、免許が不要なＩＳＭ  ２．４ＧＨｚ帯の一部における干渉レベルを大きく押し上げている。さらに、ＩＳＭ帯は、互いに関連がない人間又は装置（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、電子レンジ、その他）の間で共有されることになり、これによって、ＩＥＥＥ８０２．１１の無線接続性が、必然的に更に低下することになる。
【０００３】
それにもかかわらず、ＩＥＥＥ８０２．１１におけるネットワーク計画の概念は、最近になって民間企業のネットワークの配備について検討されただけであり、ＷＬＡＮの配備の大半は、通常、まったく無計画に行われている。本来、ＩＥＥＥ８０２．１１のＭＡＣは、密集したＡＰ／ネットワークの配備を行うことを目的としておらず、小規模の、分離された、無線装置のいくつかのクラスタの中で接続を行うことを目的としたものである。
【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ  ＰＨＹモードは、３つの直交チャネルをサポートしているだけなので、周波数の再利用や動的周波数選択（ＤＦＳ）などのアルゴリズムでパフォーマンスを改善できる余地がほとんどない。したがって、ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルは、物理キャリア感知（ＰＣＳ：Physical Carrier Sense）機能を単に用いることによって、外部からの干渉を管理している。ここで、ＰＣＳ機能は、他の進行中のフレーム交換が終了するまで、全てのステーションがチャネルアクセスを行うのを遅延させる機能である。
【０００５】
しかしながら、後述のように、状況によっては、隣接していないチャネルから生じる帯域外の干渉が、ＰＣＳ機能の不適切な応答を引き起こす可能性があり、それによって、不公平なスループット再割当てやサービスの全面的な妨害を招くおそれがある。この問題について深く検討する前に、まず、市販のＷＬＡＮカードに実装されているＰＣＳ手順の概要を示す。
【０００６】
ここでは、ＩＥＥＥ８０２．１１の物理キャリア感知（ＰＣＳ）機能について説明する。
【０００７】
物理キャリア感知（ＰＣＳ）は、ステーションが、他の進行中の送信を妨害しないようにチャネルアクセス手順を遅延させる必要があるかどうかを検出する機能である。ＰＣＳは、物理層に実装されるクリア・チャネル・アセスメント（ＣＣＡ）モジュールに厳密に依存している。ＣＣＡモジュールは、ＷＬＡＮカードの無線周波数（ＲＦ）モジュールにおいて処理される受信エネルギーの量を測定して、チャネルがビジー又はアイドルのステータスであるかを判定する。ＣＣＡは、ＣＣＡがこの受信エネルギー量に付与する「意味（meaning）」に応じて様々な構成とすることができる。具体的には、ＤＳＳＳ  ＰＨＹの場合、ＣＣＡは、次の場合にビジー・チャネル・イベント通知を発行することができる。
（i）ＣＳＴを超える「信号エネルギー」が、そのチャネル上で検出された場合（ＣＣＡモード１）。
（ii）「有効な８０２．１１変調信号」が、そのチャネル上で検出された場合（ＣＣＡモード２）。
（iii）ＣＳＴを超える「有効な８０２．１１変調信号」が、そのチャネル上で検出された場合（ＣＣＡモード３）。
【０００８】
したがって、ＰＣＳは、互いに感知可能でありながら、距離やフェージングの理由により、送信されたフレームを適切に復号することができない、同時に動作しているステーションの間の衝突を回避するための効果的なメカニズムである。更に、ＰＣＳは、上述のモード２又は３の状況で用いられた場合には、同じ動作チャネルに送信している他の８０２．１１に準拠しない装置による干渉によって受信器が影響を受けるのを小さくすることができる。モード２及び３は、一般に、市販のＷＬＡＮカードに実装されている。
【０００９】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格によれば、ＰＬＣＰ（物理層コンバージェンス・プロトコル）プリアンブルの検出には、チャネル・ステータス・アセスメントが関係している。ＩＥＥＥ８０２．１１  ＰＬＣＰプリアンブルは、物理層において利用可能な最もロバストな変調スキームを用いて送信され、同期に必要な情報（パイロットシンボル）と、ＰＬＣＰヘッダの完全性を検査するためのＣＲＣ−１６チェックサムとを含んでいる。物理層では、次の３種類のエラーが発生する可能性がある。（１）キャリア同期が失われる。（２）ＰＬＣＰヘッダのＣＲＣ−１６パリティチェックが失敗する。又は、（３）開始フレーム・デリミタ（ＳＦＤ）が見つからない。
【００１０】
受信フレームとの同期が確立すると、受信エネルギー量がＣＳＴを超えているかどうかにかかわらず、その媒体のステータスがＢＵＳＹに設定される。ここで受信機は、ＳＦＤを探し始める。ＳＦＤが見つからない場合（エラータイプ３）、又はＰＬＣＰヘッダの完全性のＣＲＣ−１６パリティチェックが失敗した場合（エラータイプ２）、その媒体のステータスはＩＤＬＥに再設定される。ＳＦＤが見つかり、ＰＬＣＰヘッダのチェックが成功した場合は、ＭＡＣが媒体アクセス手順の再開を行うまでに必要な遅延の時間量がＰＬＣＰヘッダの「ＬＥＮＧＴＨ」フィールドに設定される。フレーム受信の間に同期が失われた場合（エラータイプ１）、その媒体のステータスは、取得された「ＬＥＮＧＴＨ」フィールド値に従ってビジーの状態で保たれる。
【００１１】
この遅延は、次の場合でも保たれることに留意されたい。（i）ＰＬＣＰヘッダの「ＤＡＴＡＲＡＴＥ」フィールドに示される、受信フレームのレートが、ＷＬＡＮカードでサポートされていない場合、又は、（ii）ＰＬＣＰヘッダの「ＳＥＲＶＩＣＥ」フィールドに示されるＰＨＹのサービスタイプが、ＩＥＥＥ８０２．１１  ＤＳＳＳ  ＰＨＹ仕様から外れている場合である。
【００１２】
ＰＬＣＰプリアンブルの検出及びＳＦＤの検出が成功し、且つ、全てのＰＬＣＰヘッダのフィールドが受信機によってサポートされると、そのフレームは、処理のためにＭＡＣ層に渡される。ＭＡＣヘッダに関係するＣＲＣ−３２チェックが失敗した場合は必ず、ＭＡＣエラー・イベントが発生する。
【００１３】
ＩＥＥＥ８０２．１１  ＭＡＣは、エラー・イベントが発生した場合には必ず、そのチャネル上で送信障害が発生したものと見なし、チャネルアクセス手順を再開するまでのバックオフを加えたＥＩＦＳ（拡張フレーム間隔）タイミングを採用する。ＩＥＥＥ８０２．１１規格によれば、ＥＩＦＳによる遅延は、検出されたいかなる進行中のフレーム交換でも完了することを保証するのに十分な長さである。ＥＩＦＳは、ＡＣＫタイムアウト時間にＤＩＦＳ時間を加えたものに等しい。
【００１４】
ＰＣＳのレンジ（range）は、ノードの送信がＣＣＡのビジー・チャネル・イベント通知をトリガできるエリアとして定義される。ＰＣＳのレンジは、ＣＳＴ値に応じて変動する。すなわち、ＣＳＴ値が高いほど、ビジー・チャネル・イベントをトリガするのに必要なエネルギーが大きくなり、他のノードの送信がこの閾値を超えることができるエリアが小さくなる。
【００１５】
一般的なＩＥＥＥ８０２．１１のカードは、（隣接していないチャネルで検出された、又は、コードレス電話やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ機器に起因する）帯域外の信号を受けると、有効なＩＥＥＥ８０２．１１変調信号として誤認識して、不適当なタイミングのチャネルアクセス遅延を引き起こしたり、更には、ＥＩＦＳによる待機を強制する物理エラー・イベントを引き起こしたりすることがしばしばある。しかしながら、適切なＰＣＳ動作であれば、上記の状況でビジー・チャネル通知をトリガすることはない。これは、受信機回路はエラーの影響を受けるだけでなく、ＣＳＴの設定によって、ＷＬＡＮカードが多大な干渉に晒されることを意味する。
【００１６】
したがって、キャリア感知機能は、チャネルのアクセス遅延に関してはあまりに控えめな対応をしているので、特に、無計画なＡＰの配備という非常に現実的なシナリオにおいては、パフォーマンスの劣化を引き起こし、又は、さらに悪いことに、サービスの完全妨害を引き起こすことになる。
【００１７】
以下では、「晒されたチャネルが生じる現象（exposed channel phenomenon）」と呼ばれる干渉現象について説明する。
【００１８】
図１Ａは、３つのアクセスポイントが存在する状況を示している。アクセスポイントＡは、チャネル３において動作しており、アクセスポイントＢは、チャネル５において動作しており、アクセスポイントＣは、チャネル７において動作している。図１からわかるように、チャネル１とチャネル３とは部分的に重なっており、チャネル５とチャネル３も部分的に重なっている。しかし、チャネル３とチャネル７とはほとんど重なっていない。これは、チャネル３とチャネル７とが、実質的に相手からの干渉に影響されず、したがって、それぞれの通信が時間的に重なってよいことを意味する。しかしながら、チャネル３とチャネル７が、互いの間に空き時間がないように重なって、その重なりが、チャネル３で感知される信号強度が、設定済みのキャリア感知の閾値ＣＳＴを超えるような重なりとなる場合、チャネル３とチャネル７とは、チャネル３における通信をブロックし得る。その場合、チャネル３は、そのチャネルをビジーと見なして送信を控えることになる。これを概略的に示したものが図１Ｂである。図１Ｂでは、チャネル３とチャネル７とに対して空き媒体（free medium）が配置されている。これらの空き媒体は、アクセスポイントＢがそのチャネル３を常にビジーと見なすことになるように、空き時間内に配置されている。これが、いわゆる「晒されたチャネルが生じる現象」である。
【００１９】
図２は、晒されたチャネルが生じる現象の概要を示している。この図２では、（例えば、別々のアパートに住んでいる、別々の３人のＡＤＳＬ加入者に対応する）３つのＡＰが、互いに近い位置に配置されている。その全てのＡＰが、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ物理層によって提供される３つの直交チャネル（すなわち、チャネル１、６、及び１１）において動作している。これらのチャネルの帯域幅は、まったく重なっておらず、したがって、これらのチャネルにおいて同時に動作しているいくつかのＡＰ又はＳＴＡは、互いの送信を傍受することもなければ、互いに干渉することもない。ここで、別のＡＰ（図中のＡＰ４）（又は同様な意味合いで、ＳＴＡ）を、近い位置に配置する。一部の市販のＡＰがしばしばそうであるように、これらのＡＰは、ランダムに選択されるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇチャネルに対して静的に構成されることができる。あるいは、これらのＡＰは、ＬＣＣＳ（最も混雑していないチャネルを検索する）チャネル選択アルゴリズムを実行することができる（このアルゴリズムは、ＡＰを、最も干渉の少ないチャネルで動作するように自動的に設定する）。このシナリオでは、新しいＡＰ４は、設定済みであるか、動作のためにチャネル３を自動的に選択するものとする。ＡＰ４が、例えば、チャネル８に設定される場合には、後述されるものと同じ問題が発生することに留意されたい。
【００２０】
ＡＰ１及びＡＰ２に関して、ＡＰ４は、（ＡＰ１が動作している）チャネル１又は（ＡＰ２が動作している）チャネル６のいずれかから、隣接していないチャネルの干渉を感知する。そのような干渉は、物理層からＭＡＣ層へ、ＣＣＡビジー・チャネル・イベント通知を発行させ得る。実験により、この仮定は実証されている。
【００２１】
図から明らかなように、これは、ＡＰ４が行い得る最悪の選択である。実際、ＡＰ１及びＡＰ２は、完全に非同期で動作しているので（この２つのＡＰは、直交チャネルにおいて設定され、互いを傍受しない）、トラフィックが飽和状態の場合（例えば、Ｐ２Ｐ又はＦＴＰトラフィック）、ＡＰ１及びＡＰ２の送信が、個別にＡＰ４のＣＳＴを超えることができれば、同時にＡＰ１及びＡＰ２のチャネル干渉が起こるため、ＡＰ４は、チャネルを自由な状態で感知する機会が与えられない。
【００２２】
これにより、ＡＰ４は、媒体アクセス手順を無期限に遅延させられることになる。結果として、ＡＰ４は、ブロックされ、ＡＰ４に関連付けられたユーザは、着信データを受信する機会を得ることがない。これは、いわゆる「晒されたチャネル（exposed channel）」の問題に関する、非常に一般的かつ実際的なシナリオにおける一例である。
【００２３】
同じ現象は、隣接していないチャネルで動作する複数のＡＰ及びＳＴＡの両方あるいはいずれか一方が、共同でＣＣＡ機能によるビジー・チャネル・イベント通知をトリガする場合でも起こり得る。
【００２４】
これらの状況では、強力な干渉信号によって、ＣＳＴを超える事態が頻繁に起こる。この干渉信号によって、ＰＣＳよるＷＬＡＮカードの遅延が生じるとともに、チャネルアクセス手順の再開がＥＩＦＳ時間の後になる。複数のＡＰ／ＳＴＡが存在するシナリオは、本例で検討した状況より、はるかに一般的である。
【００２５】
必ずしも図２に示したようなチャネル割当てパターンを含まなくても、同じ現象が起こり得る他の状況がある。例えば、隣接するチャネルで動作するいくつかのＡＰ又はＳＴＡが、「晒されたチャネル」で動作するＡＰ又はＳＴＡから離れて位置している場合、その離れて位置しているＡＰ又はＳＴＡの、干渉に関する寄与は、隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルにおいて動作し、且つより近くに位置するいくつかのＡＰ及びＳＴＡのうちの一つに匹敵し得る。
【００２６】
「晒されたチャネル」が生じるという問題は、隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルで動作するいくつかの装置のトラフィック生成レート（traffic generation rate）に関係している。それらの装置のソースレートが、対応するチャネル容量を飽和させることが可能な場合はいつでも、「晒されたチャネル」で動作する端末が、これらのＡＰ又はＳＴＡの連続送信によってブロックされ、これらのＡＰ又はＳＴＡは、そのチャネルを常にビジーにする。しかしながら、より緩和されたネットワーク状況（隣接しないながらも部分的に重なり合っているチャネルにおいて動作するいくつかのＡＰ又はＳＴＡが、それぞれのチャネル容量を飽和させない場合、すなわち、それらが連続送信を行わない場合）であっても、「晒されたチャネル」が生じるという問題は、同様に起こる。
「晒されたチャネル」が生じるという問題は、実際には、「晒されたチャネル」で動作するノードが自身のチャネルにおいて感知するビジー時間に関係している。すなわち、隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルにおいて動作するいくつかのＡＰ又はＳＴＡの変調データレートが低くなった場合（したがって、対応するパケット継続時間が長くなった場合）、「晒されたチャネル」で動作するノードに対するチャネルのビジー時間は一層長くなり、結果として、そのノードのチャネルに対するアクセス確率が低くなる。これは、たとえ、干渉するノードが自身のチャネルを飽和させないとしても、このような状況が生じる。
【００２７】
結論として、使用する変調データレートが低く（この場合、トラフィック生成レートが低いことは、パケット継続時間の顕著な増加によってチャネル占有時間が長くなることを意味する）、且つ／又は、複数のＡＰ又はＳＴＡが、隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルにおいて動作しているシナリオにおいて、「晒されたチャネル」はしばしば起こり得る。さらに、変調データレートが低いことは、空間カバレッジが広くなることを意味し、したがって、より遠くのゾーンに位置するいくつかのノードで、「晒されたチャネル」が生じる確率が高くなることを意味する。使用する変調レートが低くなるのは、レート適応アルゴリズム（rate adaptation algorithm）の採用が原因である場合が多い。レート適応アルゴリズムは、一般に、チャネル状態及びパケット・エラー・レートに応じて変調スキームを調節するものであり、チャネル状態及びパケット・エラー・レートは、本質的に変調スキームと関係がある。
【００２８】
晒されたチャネルが生じる現象が、パフォーマンスに与える影響について、現実の実験用テストベッドで評価を行った。測定のために、図３に示すような、互いに接続された６つのアドホック局を使用している。チャネル１にステーション１及び２を配備して、アドホックネットワーク「ＷＬＡＮ＿１」を形成している。同様に、チャネル３にステーション３及び４を配備して、アドホックネットワーク「ＷＬＡＮ＿２」を形成している。さらに、チャネル５にステーション５及び６を配備して、アドホックネットワーク「ＷＬＡＮ＿３」を形成している。チャネル１及び５に配備されたステーションは、５４Ｍｂｐｓの固定データレートで動作するように構成している。前述のように、高いデータレートを選択すると、晒されたチャネルが生じる可能性が低くなる。チャネル３のステーションは、１１Ｍｂｐｓの固定データレートで動作する８０２．１１ｂのステーションとしている。全てのステーションで用いる送信電力を１０ｄＢｍに設定している。これは、市販のＷＬＡＮカードに対して設定される既定値（すなわち、１７〜１８ｄＢｍ）よりかなり小さい。また、全てのチャネルにおいて利用可能な帯域幅を飽和させるために「ｉｐｅｒｆ」トラフィック・ジェネレータを使用している。具体的には、１つのＩｐｅｒｆクライアントが、ステーション１、３、及び５に設定されている。これに対応して、ステーション２、４、６に、それぞれＩｐｅｒｆサーバが設定されている。
【００２９】
図４は、干渉がない場合と、干渉するノードがチャネル１及び５のそれぞれに存在する場合における、ステーション３におけるスループットの結果を示している。具体的には、実験の最初の６０秒において、ステーション３及び４は、基本的に干渉がない環境でデータ交換を行っている。図からわかるように、これらのステーションは、平均で毎秒約２５０パケットを交換することが可能であった。６０秒後、チャネル１及び５のトラフィックを有効にした。ここで、チャネル１及び５で使用する送信電力を低くしたにもかかわらず、図から明らかなように、ステーション３におけるスループットは、受容不可能な値（平均で毎秒２０パケット未満）まで低下している。このシンプルな実験は、ここで配備したもののような低負荷のシナリオであっても、晒されたチャネルが生じる現象が、いかに強くパフォーマンスに影響を与え得るかを示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
したがって、本発明の目的は、晒されたチャネルが生じる現象が与える悪影響を低減できるメカニズムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
一実施形態によれば、複数のチャネルを有する無線ネットワークにおいて、それら複数のチャネルのうちのある特定の１つのチャネルで動作するノードのキャリア感知の閾値を適応的に設定する方法を提供する。
この方法は、前記ノードで動作しているチャネルに隣接していない少なくとも１つのチャネルにおける干渉レベルを、そのノードによって測定するステップと、
前記ノードの前記キャリア感知の閾値を、隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するステップとを含む。
【００３２】
隣接していないノードの干渉レベルを測定することにより、そのノードで晒されたチャネルが発生しているかどうかを判定することが可能になる。したがって、キャリア感知の閾値を、隣接していないチャネルの干渉レベルより大きい値まで増やすことによって適応させることが可能である。これにより、ノードが動作しているチャネルに対する隣接していないチャネルの干渉の影響が低減される。
【００３３】
一実施形態によれば、干渉レベルは、前記ノードに隣接していない複数のチャネルについて測定され、前記ノードのキャリア感知の閾値は、前記測定された干渉値の最大値より大きい値に設定される。
【００３４】
これにより、複数の隣接していないチャネルを考慮することが可能になり、これらのうちの最も影響の大きいものが、キャリア感知の閾値を調節することに関して考慮される。
【００３５】
一実施形態によれば、複数の隣接していないチャネルが、現在のキャリア感知の閾値より大きい干渉値を有する場合のみに、キャリア感知の閾値を現在の値から変更する。
【００３６】
したがって、晒されたチャネル状態が実際に存在するかどうかは、複数の隣接していないチャネルの干渉レベルが現在のキャリア感知の閾値を超えているかどうかを調べることによってわかる。ある一実施形態によれば、これは、動作中のチャネルの両側に２つの隣接していないチャネル（例えば、Ｘ−２及びＸ＋２）がある場合が当てはまる。この条件が満たされる場合（すなわち、晒されたチャネルが存在すると判定された場合）のみ、ＣＳＴの適応的な設定を行う。
【００３７】
一実施形態によれば、本方法はさらに、
隣接しているチャネル及びノードにおいて動作しているチャネルの両方又はいずれか一方の干渉レベルを測定するステップと、
キャリア感知の閾値を、隣接しているチャネル及び前記ノードにおいて動作しているチャネルの両方又はいずれか一方について測定された最小干渉値より小さい値に設定するステップであって、その最小干渉値が、ある特定の閾値より大きい値である、ステップとを含む。
【００３８】
これにより、隣接しているチャネル及び動作中のチャネルに対する干渉レベルが考慮される。これにより、それらの最小干渉レベルより大きいＣＳＴを設定することが回避される。干渉レベルがゼロの場合もあることを考慮すると、それらの最小レベルが考慮されるのは、干渉レベルがある特定の閾値（例えば、現在のＣＳＴ）を超えた場合のみである。
【００３９】
一実施形態によれば、現在のキャリア感知の閾値が、隣接していないチャネル及び自身のチャネルの両方又はいずれか一方の最小干渉レベルを下回り、且つ、その最小干渉レベルが、ある特定の閾値を超える場合のみに、キャリア感知の閾値の再設定が行われる。
【００４０】
これにより、隣接していないチャネル及び動作中のチャネルを乱すレベルを超えてＣＳＴが設定されるのを回避することができる。
【００４１】
一実施形態によれば、本方法はさらに、
複数の隣接していないチャネルの干渉レベルを測定するステップと、
キャリア感知の閾値が、隣接していないチャネルについて測定された干渉レベルの最大値を超え、隣接しているチャネル及び動作中のチャネル自体について測定された最小干渉値を下回るように、キャリア感知の閾値を再設定するステップであって、前記最小干渉値が、ある特定の閾値を超える値である、ステップとを含む。
【００４２】
これにより、ＣＳＴは、隣接していないチャネルの最大干渉レベルと、隣接しているチャネル及び自身のチャネルの最小干渉レベルとの間の値の範囲で設定されるが、そのような最小値が考慮されるのは、それが、ある特定の閾値より大きい場合のみである。これにより、実質的に通信が行われていない（すなわち、実質的に空きである）隣接しているチャネル又は自身のチャネルを無視することが可能である。これを、隣接しているチャネル又は自身のチャネルの最小干渉値を用いて考慮することが可能になるのは、この最小値が、ある特定の閾値を超えている場合、すなわち、そのチャネルが実際には使用されていて空きではない場合のみである。
【００４３】
一実施形態によれば、隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネルの前記測定された最小干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、１より小さい補正係数で補正されることと、
隣接していないチャネルの前記測定された最大干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、１より小さい補正係数で補正されることと
の両方又はいずれか一方が実行される。
【００４４】
これにより、動作中のチャネルに対する隣接しているチャネル及び隣接していないチャネルの影響が考慮される。
【００４５】
一実施形態によれば、前記キャリア感知の閾値を、隣接していないチャネルの前記最大干渉値より大きい値に直接設定する代わりに、前記ノードで動作しているチャネルに対する隣接していないチャネルの干渉の影響が改善したと判断されるまで、前記キャリア感知の閾値をインクリメンタルに増加させる。
【００４６】
これにより、晒されたチャネルが生じる現象の影響を小さくする別の方法が可能になり、具体的には、隣接していないチャネルの干渉の影響が受容可能レベルまで減少したことが判明するまでＣＳＴをインクリメンタルに増やすことによって、晒されたチャネルが生じる現象の影響を小さくすることが可能になる。例えば、ＣＳＴを増やしてから、干渉の影響を（例えば、非隣接しているチャネルの干渉レベルを測定することによって）測定し、この結果、干渉の影響がまだ大きいことが判明すれば、ＣＳＴをさらに増やし、というように、干渉の影響が受容可能になったことが判明するまで繰り返すことが可能である。代替として、例えば、ビジー時間スロットの数を測定することによって、干渉の影響が受容可能になったかどうかを調べることも可能である。例えば、ビジー時間スロットの数が特定の受容可能な値を下回った場合に、干渉がもはや大きくないと判定される。
【００４７】
一実施形態によれば、複数のチャネルを有する無線ネットワークにおいて、前記複数のチャネルのうちのある特定の１つのチャネルで動作するノードについてキャリア感知の閾値を適応的に設定する装置であって、該装置は、
前記ノードが動作しているチャネルに隣接していない少なくとも１つのチャネルにおける干渉レベルを、前記ノードによって測定するためのモジュールと、
前記ノードの前記キャリア感知の閾値を、前記隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するモジュールと
を備えるものである。
【００４８】
一実施形態によれば、前記複数の隣接していないチャネルが、前記現在のキャリア感知の閾値より大きい干渉値を有する場合のみに、前記キャリア感知の閾値を現在の値から変更する。
【００４９】
一実施形態によれば、本装置はさらに、
前記隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネルの両方又はいずれか一方の干渉レベルを測定するモジュールと、
前記キャリア感知の閾値を、前記隣接しているチャネル及び前記ノードで動作している運用チャネルの両方又はいずれか一方について測定された最小干渉値より小さい値に設定するモジュールであって、前記最小干渉値が、ある特定の閾値より大きい値である、モジュールとを更に備えるものである。
【００５０】
一実施形態によれば、現在のキャリア感知の閾値が、前記隣接していないチャネル及び自身のチャネルの両方又はいずれか一方の最小干渉レベルを下回り、且つ、前記最小干渉レベルが、ある特定の閾値を超える場合のみに、前記キャリア感知の閾値の再設定が行われる。
【００５１】
一実施形態によれば、本装置はさらに、
複数の隣接していないチャネルの干渉レベルを測定するモジュールと、
キャリア感知の閾値が、前記隣接していないチャネルについて測定された干渉レベルの最大値を超え、且つ、隣接しているチャネル及び動作中のチャネル自体について測定された最小干渉値を下回って設定されるように、キャリア感知の閾値を再設定するモジュールであって、前記最小干渉値が、ある特定の閾値より大きい値である、モジュールと
を備えるものである。
【００５２】
一実施形態によれば、隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネルの前記測定された最小干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、１より小さい補正係数で補正されることと、
隣接していないチャネルの前記測定された最大干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、１より小さい補正係数で補正されることと
の両方又はいずれか一方が実行される。
【００５３】
一実施形態によれば、コンピュータ上で実行する際に、本発明の一実施形態による方法を実行することを可能にするコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】晒されたチャネルが生じる現象を概略的に示した図である。
【図１Ｂ】晒されたチャネルが生じる現象を概略的に示した図である。
【図２】晒されたチャネルが生じる現象を概略的に示した図である。
【図３】本発明の実施形態が使用可能な一構成を概略的に示した図である。
【図４】晒されたチャネルが生じる現象の影響を示した図である。
【図５】晒されたチャネルの干渉状態を示した図である。
【図６】本発明の実施形態によるＣＳＴの設定を概略的に示した図である。
【図７】本発明の実施形態によるＣＳＴの設定を概略的に示した図である。
【図８】再設定が有用でない状態を示した図である。
【図９】本発明の一実施形態を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態を使用した実験の結果を示した図である。
【図１１】本発明の一実施形態を使用した実験の結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本発明の実施形態を説明する前に、まず、以下の説明で使用しているいくつかの用語について説明する。
ＡＰ  アクセスポイント
ＳＴＡ  ステーション
ＭＡＣ  媒体アクセス制御
ＣＳ  キャリア（搬送波）感知（Carrier Sense）
ＰＳ  節電
ＲＳＳＩ  受信信号強度インジゲータ（Receiver Signal Strength Indicator）
ＥＩＦＳ  拡張フレーム間隔
ＰＨＹ  物理層
ＤＳＳＳ  直接シーケンス拡散スペクトル
ＣＲＣ  巡回冗長符号
ＰＬＣＰ  物理層コンバージェンス・プロトコル（Physical Layer Convergence Protocol）
ＩＢＳＳ  独立基本サービスセット（Independent Basic Service Set）
ＳＦＤ  開始フレーム・デリミタ（Starting Frame Delimiter）
ＰＣＳ  物理キャリア感知
ＣＳＴ  キャリア感知の閾値（Carrier Sence Threshold）
ＣＣＡ  クリア・チャネル・アセスメント
ＮＰ  ネットワーク・プロバイダ
ＮＯ  ネットワーク・オペレータ
ＬＣＣＳ  最も混雑していないチャネルの検索（Least Congested Channel Search）
【００５６】
ある実施形態において、提案されたソリューションは、「晒されたチャネルが生じる現象」によってスループットのパフォーマンスが極端に低くなっているＡＰ及びＳＴＡにおけるキャリア検知の閾値（ＣＳＴ）を適応的に局所的な設定を行うことに基づいている。ＣＳＴの適応的な設定は、無線ネットワークの任意のノード（例えば、アクセスポイント）や無線ネットワークの任意のステーションによって実施することができる。ある実施形態においては、送信側のチャネル状態と受信側のチャネル状態との間には相関がない。晒されたチャネルが生じると、これによって、ＷＬＡＮのステーションは、キャリア感知の設定を極端に控えるために、チャネルアクセスを無期限に遅延させる。これによって、必然的に、送信側となり得るいかなるものでも、たとえ、その対象となる受信側がいかなる着信フレームでも正しく処理することが可能であっても、データ送信の開始が妨げられる。
【００５７】
一実施形態における、提案された適応的なキャリア感知アルゴリズムは、晒されたチャネル（esposed channel）で動作するＡＰ又はＳＴＡにおけるキャリア感知の閾値を、隣接していないチャネルで動作しているいくつかのＡＰ及びＳＴＡの両方又はいずれか一方からの干渉に「影響されない」レベルに設定する方法を提供する。
【００５８】
一実施形態によれば、提案されたメカニズムは、更に、ＡＰ又はＳＴＡが「晒されたチャネル」で動作していることを検出する方法を含む。
【００５９】
本ソリューションを簡単に説明するために、ここでは、隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルにおいて動作するいくつかのＡＰ及びＳＴＡの両方又はいずれか一方から干渉信号が到来するネットワークシナリオのみを参照する。
【００６０】
このメカニズムによれば、部分的に重なり合っている隣接していないチャネルで動作している周囲のネットワークのアクティビティに対して強く晒されている全てのＡＰ又はＳＴＡが、他のピアとのフレーム交換を開始することが可能になる（既定のＣＳＴの設定は、これを行うことが妨げられていた）。したがって、このＣＳＴの適応的な設定方法によって、検討対象のネットワーク環境で行われる同時（重なり合っている）送信の全体数が増え、それによって、受信側における干渉レベルが高くなる。
【００６１】
宛先ノードにおける正常なデータ受信と、晒されたチャネルで動作するＡＰ又はＳＴＡにおける正常なＡＣＫ受信とは、送信が重なり合っていることに起因する衝突の影響を受ける可能性がある。しかしながら、ＷＬＡＮの無線機は、衝突信号の相対強度が同等の強度であっても、衝突を受けたフレームを正常に復調することが可能である。
【００６２】
一実施形態によれば、この目標を達成するために、ＷＬＡＮカードのキャプチャ効果の特性を活用する。重なり合う信号が存在する場合、ＷＬＡＮ装置は、キャプチャにより、最も強いＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）で受信された信号と、（この信号の発生タイミングにかかわらず）同期することが可能である。
【００６３】
隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルからの送信は、一般に、晒されたチャネルで動作しているＡＰ又はＳＴＡの受信機回路において、弱い信号（低ＳＮＲ）として認識され、したがって、データ又はＡＣＫのフレーム受信は、エラーに対して非常にロバストになる。
【００６４】
ＣＳＴを適応させる際のポリシーは、晒されたチャネルで動作しているＡＰ又はＳＴＡが、ＣＳＴの調節後も引き続き、同一チャネル（co-channel）及び隣接しているチャネルのアクティビティを検出できることを保証して、そこで動作している他のステーションと公平なチャネルのリソースのやりとりが行われるようにすることが好ましい。
【００６５】
具体的には、好ましい実施形態におけるＣＳＴにおいては、晒されたチャネルで動作しているＡＰ又はＳＴＡが、強い干渉をもたらす隣接していないチャネルのアクティビティに影響されないと同時に、その自身のチャネル及び隣接しているチャネルで何が起きているかを常に知ることができるように設定される。
【００６６】
以下では、一実施形態によるＣＳＴの設定メカニズムを説明する。
【００６７】
本メカニズムは、以下の２つの方法を含むものであり、１つは、晒されたチャネルの状態を検出する方法であり、もう１つは、隣接しているチャネル及び同一チャネル（co-channel）のアクティビティを混乱させず、かつ、隣接していないチャネルからの干渉に影響されないようにＣＳＴの閾値を設定する方法である。
【００６８】
図５は、晒されたチャネルの状態を検出するメカニズムを概略的に示している。その目的のために、（例えば、信号対雑音比ＳＮＲを測定することにより）少なくとも１つの隣接していないチャネル（好ましくは、複数の隣接していないチャネル）に対する干渉レベルを測定する。例えば、動作中のチャネルをＸとし、隣接していないチャネルＸ−２及びＸ＋２に対応する干渉レベルを測定する。好ましくは、Ｘより大きなチャネル番号を有する１つ以上のチャネル（図５ではチャネルＡとして示される）を測定し、Ｘより小さなチャネル番号を有する１つ以上のチャネル（図５ではチャネルＢとして示される）を、それぞれのＳＮＲを基準に測定する。シンプルな実施形態においては、Ｘより大きなチャネル番号を有する１つの隣接していないチャネルと、Ｘより小さなチャネル番号を有する１つの隣接していないチャネルとを測定するだけである。この結果として、例えば、図５に示すような測定値が得られる。次に、チャネルＡ及びＢのＳＮＲを、現在のＣＳＴと比較し、図５に示すように、チャネルＡ及びチャネルＢの両方とも、ＳＮＲが現在のＣＳＴより高い場合は、チャネルＸが晒されたチャネルになっていると判定する。更なる実施形態によれば、隣接していないチャネルのＳＮＲ測定値のうちの１つだけが現在のＣＳＴより高い場合にも、この判定が行われてよい。
【００６９】
次いで、一実施形態では、晒されたチャネルが生じる現象の検出によって、ＣＳＴの適応的な設定がトリガされてよい。一実施形態によれば、追加又は代替として、他の要因（例えば、タイマや、ノードのブート）によってＣＳＴの適応的な設定がトリガされてもよい。
【００７０】
一実施形態によれば、図６に示すようにＣＳＴの再設定が実行される。ＣＳＴは、古いキャリア感知の閾値から新しい値に再設定され、この新しい値は、隣接していないチャネルについて測定された最大ＳＮＲより大きく、且つ、隣接しているチャネル及び自身のチャネルについて測定された最小ＳＮＲより小さいものである。一実施形態によれば、新しいＣＳＴは、隣接していないチャネルについて測定された最大ＳＮＲと、隣接しているチャネル及び自身のチャネルについて測定された最小ＳＮＲとの平均として選択される。一方、他の実施形態によれば、最大干渉レベルと最小干渉レベルとの間の別の値を選択してもよく、例えば、前記最大干渉レベルと前記最小干渉レベルとの間の差の１／３を、最小値に加えた値を選択してもよい。
【００７１】
引き続き、２つの具体例について述べる。隣接しているチャネル及び自身のチャネルの最小ＳＮＲが、ゼロであるか、現在のＣＳＴの値又は現在のＣＳＴより小さいデフォルト値を超えない場合には、新しいＣＳＴを、隣接しているチャネル及び自身のチャネルの最小ＳＮＲより小さい値に設定すると、確かにＣＳＴは減少する。しかしながら、そのようなケースでは、ＣＳＴを、隣接しているチャネル及び自身のチャネルの最小ＳＮＲより小さい値に設定するのではなく、隣接していないチャネルの最大ＳＮＲより、あるパラメータαだけ大きい値に設定する。
【００７２】
別のケースでは、隣接していないチャネルの最大ＳＮＲが、隣接しているチャネル又は自身のチャネルの少なくとも１つのゼロでないＳＮＲより大きいとする。このケースでは、隣接しているチャネル又は自身のチャネルを大きく混乱させずに、隣接していないチャネルからの干渉に対する耐性を向上させるようにＣＳＴを再設定することが不可能である。「ゼロでない」とは、ここでは、隣接しているチャネル又は自身のチャネルの最小ＳＮＲがゼロ又は特定の閾値未満であれば、ＣＳＴの適応的な設定の対象外とすることを意味するとしてよい（ただし、この閾値は、ゼロと現在のＣＳＴとの間にある値であってよい）。ゼロ又はこの閾値を超えていれば、適応アルゴリズムの対象となる。
【００７３】
以下、本発明の更なる実施形態を説明する。一実施形態によるアルゴリズムでは、ＳＴＡ又はＡＰが設定されているチャネルにおける１つ以上の隣接していないチャネルについて干渉レベルを測定する。干渉レベルの測定は、任意の好適なパラメータを測定することによって可能であり、そのようなパラメータは、例えば、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、受信信号強度インジータ（ＲＳＳＩ）、又は干渉レベルの表示を与える任意の好適なパラメータである。以下の実施形態では、測定するパラメータは、認識された干渉レベルを表すＲＳＳＩ（受信信号強度）値である。
【００７４】
本発明の一実施形態によるアルゴリズムを実行することによって、晒されたチャネルである特定のチャネルＸで動作している各ＡＰ又はＳＴＡは、それぞれのＣＳＴを、以下の（i）及び（ii）を満たすような値に設定する。
（i）自身のチャネル及び各隣接しているチャネルで（正常に復号されたパケットについて）測定された最小受信信号強度（各隣接しているチャネルの場合は、チャネルＸに対する相対的な影響を明らかにするために係数Φ（＜１）で適切に変倍された値）より低い値。
（ii）隣接しておらず部分的に重なり合っている各チャネルで測定された最大ＲＳＳＩ（）（チャネルＸに対するこれらのチャネルの相対的な影響を明らかにするために係数Ψ（＜１）で適切に変倍された値）より大きい値。
これを、図７に概略的に示す。具体的には、隣接しているチャネルをＸ−１及びＸ＋１とし、隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルをＸ−２、Ｘ＋２、Ｘ−３、Ｘ＋３とすると、キャリア感知の適応ポリシーは、以下を保証する。
ＣＳＴ＞ＭＡＸ｛ＲＳＳＩ（Ｘ＋２）＊Ψ（Ｘ＋２），ＲＳＳＩ（Ｘ−２）＊Ψ（Ｘ−２），ＲＳＳＩ（Ｘ＋３）＊Ψ（Ｘ＋３），ＲＳＳＩ（Ｘ−３）＊Ψ（Ｘ−３）｝；
ＣＳＴ＜ＭＩＮ｛ＲＳＳＩ（Ｘ＋１）＊Φ（Ｘ＋１），ＲＳＳＩ（Ｘ−１）＊Φ（Ｘ−１），ＲＳＳＩ（Ｘ）｝；
【００７５】
なお、補正パラメータΦ（＜１）及びΨ（＜１）は両方とも、ここではオプションであり、適切な様式で選択可能である（例えば、実験結果から好適と判明した固定パラメータを、これらの補正パラメータとして選択してよい）。
【００７６】
上式は、Ｘ−３及びＸ＋３より遠くの隣接していないチャネル（例えば、Ｘ−４又はＸ＋４）を含んでいない。これは、それらのチャネルからの干渉がパフォーマンスに有意な影響を及ぼさないと考えられるためである。しかしながら、他の実施形態では、そのような遠くのチャネルを考慮してもよい。
【００７７】
一実施形態によれば、上式の適用には以下の制約がある。
（ａ）ＲＳＳＩ（Ｘ＋１）＊Φ（Ｘ＋１）、ＲＳＳＩ（Ｘ−１）＊Φ（Ｘ−１）、ＲＳＳＩ（Ｘ）のうちの少なくとも１つが０に等しい場合は、これを最小値の計算から除外する。
（ｂ）隣接していないチャネル（Ｘ±２、Ｘ±３）のうちの少なくとも１つから得られた変倍されたＲＳＳＩが、少なくとも１つの隣接しているチャネル（Ｘ±１）の変倍されたＲＳＳＩ又は自身のチャネルＸについて測定されたＲＳＳＩを超えた場合は、このアルゴリズムの実行を中止する。この場合は、図８に示すように、干渉源に対する耐性を与えるように用いられたいかなるＣＳＴ値でも、隣接しているチャネルで動作している少なくとも１つのネットワークのＲＳＳＩを超えるのは避けられず、それらのネットワークに対して有害となる可能性がある。
【００７８】
したがって、一実施形態によるアルゴリズムでは、ＣＳＴを、上述の下限と上限との間にある値になるようにしている。
【００７９】
なお、提案されたソリューションは、密集した、無計画なＷＬＡＮの配備における不公平な帯域の再分割を減らすように考案されている。今日におけるＷＬＡＮシナリオは、ＷＬＡＮカードのキャリア感知の設定が適切でないことから、不公平なリソース共有を引き起こすことがあるが、提案されたソリューションは、晒されたチャネルで動作しているステーションがそのチャネルにアクセスすることを可能にする。
【００８０】
提案されたソリューションは、様々なチャネルの間の全体的な公平性を高めながら、他のネットワークがそれぞれのユーザに適切なレベルのサービスを提供し続けることを保証する。
【００８１】
また、このメカニズムを用いると、パケット送信の前にチャネル・ステータス・アセスメントを採用する、ＣＳＭＡベースの全てのチャネル・アクセス・メカニズム及びそれらのプロトコルに拡張することができる。
【００８２】
以下では、更なる実施形態を、詳細に説明する。
【００８３】
提案されたメカニズムは、同じチャネル及び隣接しているチャネルで動作しているステーションとのチャネルの競合を維持しながら、隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルでの同時送信に対する干渉耐性を達成するように、キャリア感知の閾値を適応させることを目的としている。コアなアルゴリズムは、オプションとして以下を含むことが可能である。
（i）より新しい／変化した干渉環境に対処するための、ＣＳＴの定期的な再設定。
（ii）隣接していないチャネル、隣接しているチャネル、及び自身のチャネルのＲＳＳＩを測定するための様々なスキャニング・メカニズム（一部のチャネルのみをスキャンする。チャネルごとに異なるタイミングでスキャンする。全てのチャネルをスキャンする）。
【００８４】
また、以下に挙げるような、様々なＣＳＴ設定メカニズムを用いることが可能である。
（i）ＣＳＴを、隣接していないチャネルについて測定された最大ＲＳＳＩと、隣接しているチャネル及び同一チャネル（ＳＴＡ／ＡＰの自身のチャネル又は動作しているチャネル）について測定された最小ＲＳＳＩとの平均値に設定する。
（ii）同じチャネル及び隣接しているチャネルで動作しているステーションとの公平な媒体争奪を維持しながら、隣接していないチャネルに対する干渉耐性が達成されるまで、ＣＳＴを固定された幅（ステップ）ずつ増やす。
オプションとして、「晒されたチャネル」で動作している端末がＳＴＡの場合には必ず、その端末に対応するＡＰ又は他の独立基本サービスセット（ＩＢＳＳ）ノード（アドホックネットワーク配備の場合）に対し、スキャニング手順の間に、それに宛てられたパケットを蓄積することを強制するために、節電（ＰＳ）モードを用いることが可能である。ＲＳＳＩ測定を他のチャネルに切り替える前に、１つのＳＴＡが、スキャニング手順の継続時間の間にパケットを蓄積するために、ＡＰ又は同じＩＢＳＳの他のステーションに告知するＰＳメッセージを送信することが可能である。このメカニズムは、インクリメンタルなＣＳＴの調節ポリシーを採用した場合に行われる定期的なチャネル切り替えに起因するパケット損失を防ぐことが可能である。
【００８５】
以下では、図９に関連して、本発明の一実施形態を説明する。図９は、ある実施形態に従うステップを示すＵＭＬフローチャートであり、この実施形態は、定期的に再設定を行うオプションが含まれており、制限された一部のチャネル（具体的には、チャネルＸ±１及びＸ±２）についてスキャニングが行われる場合に実行されるものである（ここで、Ｘは、ＣＳＴの適応的な設定を行うＡＰ又はＳＴＡの現在のチャネルである）。また、ＣＳＴの設定ポリシーは、隣接していないチャネルについて測定された最大ＲＳＳＩと、隣接しているチャネル及び同一チャネルについて測定された最小ＲＳＳＩとの平均値を選択することに基づいている。
【００８６】
このアルゴリズムの各ステップは、次のとおりである。
ステップ１：ＡＰ又はＳＴＡが復号できない送信に関連付けられたビジー時間スロットの数「μ」を測定する。μが特定の閾値「η」を超えた場合は、集合「Г」及び「Ω」を空集合に初期化する。これが他チャネルからの干渉に起因するものであれば、詳細に調べるために、ステップ３に進む。これ以外の場合は、変数「Θ」を１単位分だけインクリメントし、時間量が「β」に等しくなるまで待機する。ステップ２に進む。
ステップ２：変数「Θ」が特定の閾値「α」より大きい場合は、「Θ」を０に再設定し、変数「ＣＳＴ」（キャリア感知の閾値）をそのデフォルト値に再設定する。時間量が「β」に等しくなるまで待機し、変数「Θ」を１単位分だけインクリメントする。最後に、ステップ１に戻る。これ以外の場合は、ステップ１に戻る。
ステップ３：チャネルＸ、Ｘ−１、Ｘ−２、Ｘ＋１、Ｘ＋２について平均ＲＳＳＩを測定する。周波数に関して言えば、隣接しているチャネル及び隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルは、それらの中心周波数が、当該のＡＰ又はＳＴＡが動作している中心周波数から、それぞれ、±５ＭＨｚ及び±１０ＭＨｚ離れている。ＩＥＥＥ  ８０２．１１では、各チャネルは、５ＭＨｚの中心周波数セパレーション（center frequency separation）を有し、２２ＭＨｚの帯域幅を占有する。隣接しているチャネルＸ＋１及びＸ−１の場合は、チャネルＸに対するこれらの雑音の影響を明らかにするために、それぞれ、「Ψ（Ｘ＋１）」及び「Ψ（Ｘ−１）」に等しい量を、測定したＲＳＳＩ値に掛ける。隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルＸ＋２及びＸ−２の場合は、チャネルＸに対するこれらの雑音の影響を明らかにするために、それぞれ、「Φ（Ｘ＋２）」及び「Φ（Ｘ−２）」に等しい量を、測定したＲＳＳＩ値に掛ける。自身のチャネルＸ及び隣接しているチャネルＸ−１及びＸ＋１について測定されたＲＳＳＩ値であって、「δ」ｄＢｍ未満ではない値によって、集合「Ω」を埋める。チャネルＸ−２及びＸ＋２について測定され、変倍された平均ＲＳＳＩ値で、集合「Г」を埋める。動作中のチャネルＸに切り替え、ステップ４に進む。
ステップ４：集合「Г」の全ての要素が「ＣＳＴ」を超えているかどうかを調べる。超えていれば、ステップ５に進む。超えていない場合は、時間量が「β」に等しくなるまで待機し、「Θ」を１単位分だけインクリメントする。ステップ１に戻る。
ステップ５：集合「Ω」が空かどうかを調べる。空であれば、ステップ６に進む。空でない場合は、ステップ７に進む。
ステップ６：「ＣＳＴ」を、「σ」ｄＢｍに対し、集合「Г」にある最大ＲＳＳＩ値（すなわち、ＭＡＸ｛Г｝）を加えたものに等しいように設定する。時間量が「β」に等しくなるまで待機し、「Θ」を１単位分だけインクリメントする。ステップ１に戻る。
ステップ７：集合「Г」の要素の中の少なくとも１つが、集合「Ω」の少なくとも１つの要素を超えているかどうかを調べる。越えたものが存在する場合は、晒されたチャネル状態を支援できる「ＣＳＴ」値が存在しないと判定する（図５参照）。時間量が「β」に等しくなるまで待機し、「Θ」を１単位分だけインクリメントする。ステップ１に戻る。これ以外の場合は、ステップ８に進む。
ステップ８：「ＣＳＴ」を、ＭＩＮ｛Ω｝とＭＡＸ｛Γ｝との平均値に設定する。時間量が「β」に等しくなるまで待機し、「Θ」を１単位分だけインクリメントする。ステップ１に戻る。
【００８７】
また、キャリア感知の閾値の適応アルゴリズムでは、チャネル間干渉が容認不可能なレベルであるためにアルゴリズムの効果がないことが明らかになった場合、又は「β＊α」に等しい時間間隔が経過した場合に、デフォルトのキャリア感知の閾値を再設定する。後者の場合は、特定の時間量の後に他のＡＰからの干渉が低減されているかどうかを調べるために再設定を行い、デフォルトのキャリア感知の閾値は、それらのチャネル状態に応じたものであってよい。完全な即時の再設定の代わりに、値を徐々に下げていくことも可能である。しかしながら、これらの動作はオプションである。
【００８８】
本アルゴリズムは、密集したＡＰの配備におけるチャネルアクセスの公平性を保証することを目的としている。本アルゴリズムは、デフォルトの設定が控えめに行われすぎているために、帯域幅の最小の割り当てが保証されないと、送信を行うことができないノードに対して、帯域幅の最小の割り当てを保証することを目的としている。
【００８９】
本発明の実施形態によって達成可能な利点は、次のとおりである。すなわち、高度に密集し、調整がなされていないＷＬＡＮの配備において、本メカニズムは、晒されたチャネルで動作しているＡＰ及びＳＴＡにとっての不公平な帯域幅の再分割を減らすことを可能にし、これによって、他の干渉するチャネルで若干高くなるパケット当たりのエラー確率のコストの埋め合わせをする。ネットワークオペレータ（ＮＯ）の視点から見ると、このソリューションは、ネットワーク利用を妨げるおそれのある、不適切なＡＰ構成に由来するネットワーク管理の問題を大幅に低減することが可能である。このソリューションは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠し、ＡＰ及びＳＴＡに対してのみ、ソフトウェアの修正が必要となるだけである。修正されたＡＰ及びＳＴＡは、レガシー８０２．１１端末と引き続き共存することが可能である。
【００９０】
当業者であれば理解されるように、ここまで記載した実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実施することができる。本発明の実施形態に関連して記載したモジュール及び機能は、全体又は一部分が、本発明の実施形態に関連して説明された方法に従って動作するよう適切にプログラムされたマイクロプロセッサ又はコンピュータによって実施することができる。本発明の実施形態が実装された装置は、本実施形態の方法を実行できるように適切にプログラムされた、例えば、コンピューティング装置又は携帯電話又は任意の移動装置又は移動局又はノードを備えることができる。
【００９１】
本発明の一実施形態によれば、データキャリア又は記録媒体や送信リンクのような何らかの物理手段で実施される何らかの別のやり方で格納され、コンピュータ上で実行する際に、そのコンピュータが、前述の本実施形態に従って動作することを可能にするコンピュータプログラムを提供する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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