(57)【要約】媒体を介するサービスの送受信に使用されるＷＬＡＮデバイスの動作を最適化する方法。ＷＬＡＮデバイスは、ＷＬＡＮチップセットと電力増幅器（ＰＡ）を含む。最適化方法は次のステップからなる。特定時点で、ＷＬＡＮチップセットの衝突回避メトリック値を判定する。メトリック値からＷＬＡＮの利用可能帯域幅を予測する。予測した利用可能帯域幅とサービスタイプに基づき、ＷＬＡＮの現在のデータレートを判定する。判定した現在のデータレートに対する許容最小値である電力増幅バイアス電圧を選択する。その結果、ＷＬＡＮデバイスの消費電力を低減する。
2009529842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ローカルエリアネットワークデバイス（ＷＬＡＮデバイス）の動作の最適化方法であって、前記ＷＬＡＮデバイスは媒体を介するサービスの送受信に使用され、前記ＷＬＡＮデバイスはＷＬＡＮチップセットと電力増幅器を含み、前記最適化方法は、
特定時点で前記ＷＬＡＮチップセットに使用されるＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値を判定することによって、ＷＬＡＮトラフィックを推定することと（３００）、
前記ＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値に基づき、前記ＷＬＡＮの利用可能帯域幅の推定値を予測することと（３００）、
推定した前記利用可能帯域幅とサービスタイプに基づき、前記ＷＬＡＮのデータレートを判定することと（３０４）、
判定した現在の前記データレートに対して電力増幅バイアス電圧を選択することによって、前記ＷＬＡＮデバイスの消費電力を低減することであって、選択される前記電力増幅バイアス電圧は、前記電力増幅バイアス電圧と前記データレートとのルックアップテーブルから判定される最小値であることと（３０６）
を含む、最適化方法。
【請求項２】
前記最適化方法は更に、判定した現在の前記データレートに基づき、前記ＷＬＡＮチップセットの送信電力レベルを算出することを含む、請求項１記載の最適化方法。
【請求項３】
前記送信電力レベルの算出は、
現在の前記データレートを、前記ＷＬＡＮデバイスの最後に知ったデータレートと比較することと（３０８）、
パケット誤り率（ＰＥＲ）を目標誤り率と比較することと（３１６）
に基づき、前記送信電力レベルを選択すること（３１４、３１６、３２２）を含む、請求項２記載の最適化方法。
【請求項４】
前記最適化方法は更に、現在の前記データレートを、最後に知った前記データレートと比較した結果として、前記送信電力レベルを低減すること（３１４）を含む、請求項３記載の最適化方法。
【請求項５】
前記最適化方法は更に、前記ＷＬＡＮの現在の標準定義感度と最後の標準定義感度との電力比に基づき、前記送信電力レベルを低減すること（３１４）を含む、請求項４記載の最適化方法。
【請求項６】
前記最適化方法は更に、現在のパケット誤り率を目標パケット誤り率と比較した結果として、前記送信電力レベルを低減すること（３１６、３２２）を含む、請求項３〜５の何れか一項記載の最適化方法。
【請求項７】
前記最適化方法は更に、前記送信電力レベルの低減を、前記パケット誤り率が前記目標誤り率に一致するまで継続する、請求項４〜６の何れか一項記載の最適化方法。
【請求項８】
前記特定時間において前記ＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値を判定する前記ステップは、
ネットワーク割当ベクトル（ＮＡＶ）、受信信号強度表示信号レベル（ＲＳＳＩレベル）、および空チャンネル査定（ＣＣＡ）の組合せに基づき、前記ＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値を判定することを含む、請求項１〜７の何れか一項記載の最適化方法。
【請求項９】
無線ローカルエリアネットワークデバイス（ＷＬＡＮデバイス）であって、前記ＷＬＡＮデバイスは媒体を介してサービスを送信するためのＷＬＡＮチップセットと電力増幅器（１１８）を含み、
前記ＷＬＡＮチップセットは媒体アクセスコントローラ（１０６）、モデム（１０８）、受信器（１１２）、および送信器（１１４）を含み、
前記媒体アクセスコントローラは、前記ＷＬＡＮチップセットに使用されるＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値からデータレートを推定できるリンク適応ユニット（１２０）を含み、
前記モデムは、現在のデータレートを使用することによって前記電力増幅器に対するバイアス電圧を判定し、前記バイアス電流は、現在の前記データレートに対する前記バイアス電圧とデータレートのルックアップテーブルから判定される最小値であるように選択され、その結果として前記電力増幅器の消費電力を低減する、ＷＬＡＮデバイス。
【請求項１０】
前記モデムは更に、前記送信器の電力を最小化するために送信電力制御信号を生成する、請求項９記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項１１】
前記送信電力制御信号は、前記データレートと、最後に知ったデータレートとの比較に依存する、請求項１０記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項１２】
前記送信電力制御信号は、パケット誤り率と目標誤り率との比較に依存する、請求項１０または１１記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項１３】
前記ＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値は、前記データレートを判定すべく利用可能帯域幅を予測するために使用される、請求項９〜１２の何れか一項記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項１４】
前記ＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値は、ネットワーク割当ベクトル、受信信号強度表示信号レベル、および空チャンネル査定を含む、請求項９〜１３の何れか一項記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項１５】
判定した前記データレートは、要求処理能力に対する最小データレートである、請求項９〜１４の何れか一項記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項１６】
前記サービスは、ボイス・オーバー・インターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）である、請求項９〜１５の何れか一項記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項１７】
前記サービスは、ボイス・アンド・ビデオ・オーバー・インターネットプロトコル（Ｖ２ＩＰ）である、請求項９〜１５の何れか一項記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項１８】
請求項９〜１７の何れか一項記載のＷＬＡＮデバイスを含む、通信デバイス。
【請求項１９】
請求項９〜１７の何れか一項記載のＷＬＡＮデバイスを含む、携帯電話。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子デバイスの最適化方法と装置に係り、好ましくは電子デバイスにおける向上した転送速度適応と、消費電力を最小化する低電力制御とに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在多くの環境において、バッテリを電源とするデバイスが使用される。これらのタイプのデバイス（およびその他）では、通常は電力管理に関する問題が考慮される。このようなデバイスには、電話や自動車などに応用される多くのセルラーアプリケーションが含まれる。
【０００３】
特定の環境において、ユーザがボイス・アンド・ビデオ・オーバー・インターネットプロトコル（Ｖ２ＩＰ）のようなサービスを受けることができるようにするために、デバイスは無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）チップセットを含んでよい。
【０００４】
歴史的にはＷＬＡＮチップセットは、主にパソコン環境用に設計されてきた。このような環境で主要な目的はデータ処理能力に置かれ、電力消費は一般に重大な関心事とはなっていない。その結果、チップ製造者は、ユーザにとってデータ処理能力を最適化するために、ＷＬＡＮにデータレート制御機構を埋込むようになった。
【０００５】
電力消費を最小化する別の技術は、二重バースト転送用に送信されるＷＬＡＮパケットの数を６から４に減らすものであり、次いでＷＬＡＮ送信期間は端末のスイッチをオフにするものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これはＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準に採用されたが、ＷＬＡＮを経由するＶ２ＩＰまたはＶｏＩＰ（ボイス・オーバー・インターネットプロトコル）のすべての問題を解決するものではない。
【０００７】
低電力リンク適応も提案されたが、最初にデータレートを最大化するように調整し、次に送信電力制御を調整することによって、いずれも目標パケット誤り率（ＰＥＲ）を目指すものである。データレートの最大化が主要な目的であるので、電力制御は往々にして不十分である。この方法は最大可能なデータレートを達成することに基づくが、合理的に低い処理能力を要求するＶ２ＩＰその他のアプリケーションには必ずしも最適ではない。
【０００８】
別の方策は、媒体占有を監視することによって、特定の消費電力に対して最適なデータレートを選択することを教示する。データレートは、平均競合ウィンドウ（平均コンテンションウィンドウ）、または過去の衝突（コリジョン）の数、またはチャンネルが前回のフレーム送信中に占有されていた時間に基づきＷＬＡＮトラフィックを推定することによって、ＷＬＡＮトラフィックに適応される。しかしＶ２ＩＰまたはＶｏＩＰアプリケーションにとって送信速度は低く（約５０送信／秒）、（送信間隔と相対的な）送信時間も低い。そのためトラフィックは、最後の送信と次の送信との間の期間で著しく変化することがある。この理由で、ＷＬＡＮトラフィックの推定方法は非常に信頼性を欠き、従って信頼できるメトリック値ではない。
【０００９】
利用可能帯域幅を推定するために使用されるメトリック値が、Ｖ２ＩＰまたはＶｏＩＰのための過去の送信の競合ウィンドウを含むならば、メトリック値は前回の２０ｍｓスロットのＷＬＡＮトラフィックの推定値である。つまりメトリック値は、最新の（直前にチャンネルにアクセスしようとする）２０ｍｓスロットの推定値ではなく、やはり信頼性がない。
【００１０】
上記の先行技術の主な短所は、次の点を含む。
１．同じ量の情報を同じ無線周波数（ＲＦ）伝搬条件で送信する上で、種々異なるデータレートにおける消費電力の低減は直線的ではない。従って、最良のデータレートは低い消費電力を意味しない。
【００１１】
２．Ｖ２ＩＰまたはＶｏＩＰ送信媒体の性質は、典型的には非常に急速に変化する無線チャンネルである。よって、伝搬条件は送信速度よりも速く変化し得る。これはリンク適応アルゴリズムにおけるメトリック値の推定時間に重大な影響を与え、絶対に一致が生じ得ないため、事実上無用である。
【００１２】
３．上記のＷＬＡＮトラフィックの推定機構は、比較的高負荷のＷＬＡＮネットワークには、またはデバイスがデータパケットを頻繁に送ろうとする場合には良く適する。しかし、低い処理能力のアプリケーションには、上述した理由から効率的ではない。
【００１３】
最後に、ＷＬＡＮチップセットのための低消費電力ソリューションとして、電力増幅器（ＰＡ）バイアス制御がインターシル社によって提案された。この提案において電力増幅バイアスは、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）またはＣＣＫ（コンプリメンタリ・コード・キーイング。相補型符号変調）のような変調形式に要求されるバックオフを維持するために入力無線周波数電力に適応される。しかし、電力増幅バイアスは同一に保たれ、動的には調整されない。
【００１４】
本発明の課題は、先行技術の方法とシステムが有する問題の少なくとも一部を克服することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、添付の請求項に定義されるような方法と装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
たとえば携帯電話や自動車通信装置などのセルラーデバイスに音声や画像を送るために、ボイス・アンド・ビデオ・オーバー・インターネットプロトコル（Ｖ２ＩＰ）が使用される。画像と音声データは、無線媒体などの媒体を介してＷＬＡＮリンク経由でユーザに送られる。
【００１７】
Ｖ２ＩＰに対するアップリンク（ＵＬ）処理能力は、典型的には５００ｋｂｐｓ（キロビット毎秒）である。典型的なパケット送信間隔は２０〜４０ｍｓであり、これは平均パケットサイズが約１５００バイトであることを意味する。ＷＬＡＮ経由Ｖ２ＩＰのために典型的に毎秒５０またはそれ以下のオーダーのパケットが送信される。
【００１８】
図１は、本発明の実施例に従うＷＬＡＮデバイス１００の回路図を示す。ＷＬＡＮデバイス１００はＷＬＡＮチップセット１２２と電力増幅器（ＰＡ）１１８を含む。ＷＬＡＮチップセット１２２は、送受信切替スイッチ１０４を介してアンテナ１０２に接続される。アンテナ１０２は、ユーザとサービスプロバイダの間で、媒体を介してＶ２ＩＰ信号を送受信する。ＷＬＡＮチップセット１２２とアンテナ１０２は、データの送信パスまたは受信パスの終端にあってよい。
【００１９】
ＷＬＡＮチップセット１２２は次の主要な機能ブロック、すなわち媒体アクセスコントローラ（ＭＡＣ）１０６、モデム１０８、送信器１１４、受信器１１２、局部発振器１１６、Ｄ／Ａコンバータ（デジタル−アナログ変換器）１１０を含む。電力増幅器（ＰＡ）１１８は、送信器１１４とアンテナ１０２にそれぞれ接続される。媒体アクセスコントローラ１０６は、ハードウェア、ソフトウェアまたは両者の組合せにおいて実装されるリンク適応ユニット１２０を含む。リンク適応ユニット１２０は以下に詳述するように、ＷＬＡＮトラフィックを測定することによって、アップリンクの利用可能帯域幅を推定する。次に判定した帯域幅は、モデム１０８内に配置された変調器１２４のためにデータレート制御入力を生成する目的に使用され、そして送信電力制御信号１２６が生成される。送信電力制御信号１２６は送信器１１４に送られることによって、送信器１１４の電力消費を制御する。他の信号はＤ／Ａコンバータ１１０にパスされることによって、電力増幅器１１８のためのバイアス電圧１２８を生成する。詳細は、以下に詳しく説明する。
【００２０】
移動通信手段の端末（たとえば電話、コンピュータ、携帯情報端末）は、最後のパケット送信から、新Ｖ２ＩＰまたはＶｏＩＰパケットが送信される瞬間まで送信媒体を監視することが理想であろうが、これは明らかに低電力実装ではないであろう。
【００２１】
図２ａ〜図２ｃは、本発明に従い監視を低電力実装で行うことができる手段と方法について説明する。媒体上のデータレートを推定する１つの方法は、最後のデータ送信から、規則的な間隔でＲＳＳＩ（受信信号強度表示信号）レベルまたはＣＣＡ（空チャンネル査定）を感知することであってよい。これは図２ａに示される。パケット２００とパケット２０２は、２０ｍｓ間隔で送信される。媒体は各々の矢印の位置で監視される。最後の矢印２０４は、次の送信が意図されるポイントである。
【００２２】
図２ａに基づき、受信信号強度表示信号に対する利用可能帯域幅は、次のように判定できる。
利用可能帯域幅＝１−（受信信号強度表示信号の測定数＞設定閾値）/受信信号強度表示信号の測定数。
【００２３】
空チャンネル査定に対する利用可能帯域幅は、次式によって得られる。
利用可能帯域幅＝１−（測定数（空チャンネル査定＝誤り））/空チャンネル査定の測定数。
【００２４】
よって利用可能帯域幅の推定は、送信電力と電力増幅バイアスのための制御信号を判定可能にするように判定される。選好メトリック値は、ネットワーク割当ベクトル（ＮＡＶ）追従である。なぜならばネットワーク割当ベクトル追従は、少なくとも幾つかの他の方法よりも排出電流が少ないからである。特定されたメトリック値は、無線周波数送信ネットワークまたは送信もしくは受信されるアプリケーションまたはサービスにおいて、２以上の送信の衝突（コリジョン）の回避（またはいつチャンネルが空いていて衝突が起らないかの詳細）を確保するために、ＷＬＡＮチップセット１２２によって使用される。
【００２５】
移動通信手段はＶ２ＩＰパケットを送信しようと意図する場合、最後のメトリック値（たとえばネットワーク割当ベクトル、受信信号強度表示信号、空チャンネル査定）を読取ることによって、相応のデータレートを選択する。次に移動通信手段は、たとえばＩＥＥＥ標準８０２．１１で定義されるような何らかの適当な方法によって、送信媒体へのアクセスを確保しようとする。デバイスは、媒体がアイドルである時間と見なすと、メトリック値によって定義されたデータレートでＶ２ＩＰパケット２１０を送信する。この場合、遅延は無く、プロセスは単純である。図２ｂは、上述のように、アイドルなスタートポイントからパケット送信する手順の詳細を示す。
【００２６】
図２ｃは、以下に基づき、択一的な状況２２０において媒体はビジーであると仮定する。送信は、バックオフカウンタ２２２が終了するまで遅延される。このことは逆に、デバイスはバックオフカウンタ２２２を再スタートする前に、最初に媒体がアイドルになるまで待機しなければならないことを意味する。競合ウィンドウの期間に新フレームが送信される場合、デバイスはバックオフカウンタ２２２をフリーズさせ、ＮＡＶ（ネットワーク割当ベクトル）をＮＡＶ１＝Δｔ１（２２４）に更新する。識別フィールド（ＩＤ）が付いたΔｔ１は、受信フレームの持続時間を示す。デバイスはこの時間では休止できるため、電力を節約する。この場合、メトリック持続時間（メトリック値）は、次のように更新される。
【００２７】
メトリック値＝（δｔ＋ＮＡＶ１）／Ｔ２；および
利用可能帯域幅＝１−メトリック値。
バックオフカウンタ２２２が減少し続けると、メトリック値が更新される。この場合、時間間隔Ｔ１は、デバイスが目覚めてから、媒体を送信と監視するまでの時間間隔である。
【００２８】
競合ウィンドウの期間に第２フレーム２２６が検知されると、バックオフカウンタ２２２はフリーズする。この場合、メトリック値は次式によって得られる。
メトリック値＝（δｔ＋ＮＡＶ１＋ＮＡＶ２）／Ｔ１；および
利用可能帯域幅＝１−メトリック値。
【００２９】
再びバックオフカウンタ２２２が減少し続けると、メトリック値が更新される。この場合、時間間隔Ｔ（２２８）は、デバイスが目覚めて媒体を送信と監視するまでの時間間隔である。
【００３０】
バックオフカウンタ２２２が終了した場合、利用可能帯域幅の推定値は次式によって得られる。
利用可能帯域幅＝１−（δｔ＋ＮＡＶ１＋ＮＡＶ２）／Ｔ。
【００３１】
上記２つの方法（すなわち何らかのメトリック値と、アイドルもしくはビジー状態）は、組合わせて使用できる。方法を組合わせると、単独で使用する場合よりも正確にＷＬＡＮトラフィックつまり利用可能帯域幅を推定できるであろう。ただし、各々の方法は単独で実行しても有効である。
【００３２】
新Ｖ２ＩＰパケットを送信しなければならない場合、ＷＬＡＮチップセット制御ソフトウェアは、上記のようにネットワーク割当ベクトルまたは他のメトリック測定値に基づき、次のＶ２ＩＰパケット送信に利用できる帯域幅の推定値を判定する。データレートの選択は、次のように算出される。
【００３３】
仮定：
目標パケット誤り率（ＰＥＲ）＝１０％。
送信能力［Ｔｘ（ＴＰ）］は、媒体が１００％ユーザに割当てられる場合の処理能力に等しく、次式によって得られる。
【００３４】
【数１】
2009529842.tif 000003
【００３５】
ここでＺは、利用可能帯域幅の推定値である（単位無し）。
目標アプリケーション、すなわちＶ２ＩＰの要求処理能力が５００ＫＨｚの場合は、失われたパケット（パケット誤り率＝１０％）を考慮するために乗数１．２を用いる。この場合、送信は少なくとも１０％多くなければならないが、ここでは或る程度のフレキシビリティを与えるために、値は名目的に２０％にセットされる。数１から、要求処理能力を満たす最小ＷＬＡＮデータレートを判定できる。ネットワーク割当ベクトルは、この場合にはＺが４０％であることを示す。
【００３６】
従って、Ｔｘ（ＴＰ）＝１５００Ｋｂｐｓ。
パケットサイズ１５００バイトに対する要求処理能力（８０２．１１ｂまたは８０２．１１ｇ標準によって定義されるデータレート１Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、６Ｍｂｐｓ、１１Ｍｂｐｓ．．．から）に最も近い上方データレートは、２Ｍｂｐｓである。よって短いパケットに対しては、ＷＬＡＮデバイス１００に起因するオーバーヘッド重さが増すため、データレートは速くなる。
【００３７】
択一的な実施例において、パケットサイズ１５００バイトのパケット（Ｖ２ＩＰパケットのサイズ）のための、特有のデータレートに対するネットワーク割当ベクトル境界を特定するルックアップテーブルが定義されてよい。１０２４バイト（Ｖ２ＩＰデータパケットに最も近い値）に対して、以下のデータレート（１１ｂデータレートのみ）と、ネットワーク割当ベクトルレンジとの組合せが示される。ただし、これ以外の組合せも当業者には自明である。
【００３８】
１１Ｍｂｐｓについて、利用可能帯域幅＜１３％；
５．５Ｍｂｐｓについて、１３％＜利用可能帯域幅＜３５％；
２Ｍｂｐｓについて、３５％＜利用可能帯域幅＜６６％；
１Ｍｂｐｓについて、６６％＜利用可能帯域幅。
【００３９】
データレートを選択するためのメトリック値としてネットワーク割当ベクトルを使用する利点は、以下を含め多数ある。
−  パケット送信の時点で、ネットワーク割当ベクトルと推定した利用可能帯域幅との間の相関関係は、実用的に使用できるメトリック値であり、関係は周知である。
【００４０】
−  ネットワーク割当ベクトルは、すべてのＷＬＡＮチップセットに組込まれて存在するメトリック値であるため、別途判定を行う必要がない。
−  ネットワーク割当ベクトルが使用される。よって、利用可能帯域幅を推定するための追加のステートマシンは必要とはされない。
【００４１】
−  チップセットは、連続する２つの送信の間の期間ではオフにできる。よって、チップセットが再びオンになった場合、ネットワーク割当ベクトルは再び急速に判定できる。
上記の利点は、ＷＬＡＮチップセットに対する消費電力を最小化する努力において、すべて有用である。
【００４２】
ネットワーク割当ベクトルは、８０２仕様詳細の一部であり、すべてのチップセットに組込まれている。ネットワーク割当ベクトルは、使用するために読込む必要があり、何らかの適当な方法で実現できる。データレートが特定された場合、ＷＬＡＮデバイス１００における消費電力を低減するために使用できる。これはチップセット送信電力と電力増幅器（ＰＡ）変調精度（ＥＶＭ）制御を含め、パラメータの数を最適化することによって達成される。電力増幅器１１８の変調精度と電力増幅バイアス電圧制御は、互いにリンクする。変調精度の性能はバイアス化に依存するため、電力増幅器１１８の変調精度の詳細は、最適化された電力増幅バイアス電圧制御の判定を可能にする。電力増幅バイアス電圧は、ネットワーク割当ベクトル、または本発明に従いＷＬＡＮトラフィックを推定して判定するために使用されてよい他の類似のメトリック値ともリンクする。従って電力増幅バイアス電圧の判定の詳細は、選択したメトリック値（ネットワーク割当ベクトル、空チャンネル査定、または受信信号強度表示信号など）に関連するルックアップテーブルをベースとすることができる。低い電力増幅バイアスは、一般に僅少な変調精度と、低い消費電力とを意味する。
【００４３】
低データレートに対して、送信変調精度（送信ＥＶＭ。EVM＝Error Vector Modulation）の値は、高い必要はない。ＩＥＥＥ標準は、すべてのデータレートに対して、同じ変調精度を使用しなければならないとは規定していない。ＷＬＡＮデバイス１００（ＷＬＡＮチップセット１２２と電力増幅器１１８）は、理想的にはＩＥＥＥ仕様に適合しなければならない。このような方法は、結果として次のような効果をもたらす。
【００４４】
−  電力増幅器１１８は、高いデータレートに対して非常に直線的であり、高いバイアスが適用される。
−  低データレートに対して、効率のより低い動作が選択され、より低いバイアスが適用される。よって、電力増幅器１１８の性能は、８０２．１１標準によって許容される最低レベルまで低下する。
【００４５】
表１は、データレートと変調精度値に関する、ルックアップテーブルの例を示す。
【００４６】
【表１】
2009529842.tif 000004
【００４７】
全体変調精度は、電力増幅器１１８とＷＬＡＮデバイス１００の送信器１１４とを組合わせたものである。全体変調精度がＩＥＥＥ仕様に適合するように、電力増幅器１１８の変調精度（ＥＶＭ）は、ＩＥＥＥ仕様よりも良好でなければならない。
【００４８】
上述したように、本発明において、電力増幅器１１８の変調精度は、電力増幅器１１８に対するＤ／Ａコンバータ１１０からの出力によって制御できる。Ｄ／Ａコンバータ１１０からの出力は、データレートから導かれる、典型的なＶ２ＩＰアプリケーションに対して、最も普通のデータレートとして６Ｍｂｐｓが選択される。標準レベル５４Ｍｂｐｓからの送信（送信電力）の低減は、次の通りである。
【００４９】
６５ｍＡ×３Ｖ＝２００ｍＷ。
ここで３Ｖは、典型的に電力増幅器１１８への供給電圧である。６５ｍＡは、電力増幅器１１８の電流低減である。電力増幅器１１８の電流低減は、ＩＥＥＥ仕様で定義されるように、５４Ｍｂｐｓに対する固定電圧によってバイアス化された場合の電力増幅器１１８の電流と比較することによって、電力増幅器１１８のバイアス電圧を６Ｍｂｐｓに対する要求変調精度に適応させた結果として生じる。つまり、送信消費電力の約２０％低減に等しい。消費電力を低減する更に別の要因は、電力制御アルゴリズムを改善することによって、送信電力を低減することである。
【００５０】
新Ｖ２ＩＰパケットを送信する前にホストソフトウェアは、ネットワーク割当ベクトル（または期待される利用可能帯域幅の推定値を与える他のメトリック値）を読取り、パケット誤り率（最後に受信したＮ個のパケットから判定してよい）を更新し、データレートを選択する。その結果、送信電力(ＰＴｘ)への変更を示唆することが判定され得る。表２は、幾つかの例を示す。典型的に目標パケット誤り率＝１０％である。
【００５１】
【表２】
2009529842.tif 000005
【００５２】
ここでδＰ０は、ＷＬＡＮチップセット１２２の電力ステップである。ΔＰは、新データレートのＩＥＥＥ感度から、旧データレートのＩＥＥＥ感度を差引いた値（単位ｄＢ）である。
【００５３】
例として、新ネットワーク割当ベクトルの結果、データレートが３６Ｍｂｐｓから１２Ｍｂｐｓに低下した場合、電力制御アルゴリズムの収束を加速させるためにΔＰ＝−９ｄＢが適用される。もしこれが適用されないような場合、パケット送信は継続してしまうため、所望された消費電力低減の効果は生じないであろう。電力低減は、Ｖ２ＩＰ送信当りδＰ０＝０．５ｄＢだけ減少する。これは、送信電力制御が１８個のＶ２ＩＰデータパケット送信後に有効になることを意味する。
【００５４】
本発明の性能を通常のリンク適応法と比較すると、消費電力低減は約３５％であることが認められた。これは有意な差であり、本発明の多くの利点の１つを提供する。他の利点には次のことが含まれる。
【００５５】
−  ＷＬＡＮトラフィック、または媒体占有または利用可能帯域幅を推定するためのメトリック値として、ネットワーク割当ベクトル（または他のメトリック値）を使用すること。
【００５６】
−  測定したネットワーク割当ベクトル（または他のメトリック値）に基づき最小ＷＬＡＮデータレートを選択することによって、最小値に選択されてよい目標Ｖ２ＩＰ処理能力を満たすこと。
【００５７】
−  選択したデータレートに基づき、電力増幅器１１８のバイアス電圧を選択することによって、送信器１１４の変調精度（ＥＶＭ）は、要求感度および選択したデータレートに対するＩＥＥＥ仕様の変調精度に適合すること。
【００５８】
−  選択した電力増幅器１１８のバイアス電圧と、送信電力に対するＷＬＡＮチップセット１２２のデータと、電力増幅器１１８とＤ／Ａコンバータ１１０の電圧とを、パケット誤り率（ＰＥＲ）の推定値に基づきプログラムすること。
【００５９】
−  ＷＬＡＮデバイス１００が選択したデータレートが変化した場合、送信電力を適当にプログラムすることによって、電力制御アルゴリズムの収束速度を加速すること。
−  遅いデータレートに対して、電力増幅器１１８のバイアスバックオフを低下させること。
【００６０】
図３は、本発明のフローチャートを示す。ネットワーク割当ベクトル（または他のメトリック値が読込まれる）がスタートし、利用可能帯域幅が予測される（ステップ３００）。要求処理能力が算出される（ステップ３０２）。Ｖ２ＩＰの要求処理能力に対する、ＷＬＡＮデータレートが選択される（ステップ３０４）。次に、このデータレートに対する電力増幅バイアスが選択される（ステップ３０６）。次いで、新データレートが最近の旧データレートと同じであるか否か判定される（ステップ３０８）。ステップ３０８がＮＯの場合（ステップ３１０）、電力ステップが適用される（ステップ３１４）。電力ステップは、旧ＩＥＥＥ感度から新ＩＥＥＥ感度を差引いて電力制御収束を加速することによって達成される。それからプロセスは、ステップ３０８がイエス（ステップ３１２）であったかのように継続される。
【００６１】
パケット誤り率は、目標パケット誤り率（たとえば１０％）と比較される（ステップ３１６）。パケット誤り率が目標パケット誤り率よりも大きい場合（ステップ３２０にてＹＥＳ）、送信電力はδＰだけ増加される。パケット誤り率が目標パケット誤り率以下の場合（ステップ３１８にてＮＯ）、送信電力はδＰだけ減少する（ステップ３２２）。
【００６２】
上記のシステムと方法は、電圧、電流、従ってつまり電力増幅器１１８に対する電力と送信無線周波数電力、更にＷＬＡＮデバイス１００全体の電力を実質的に低減する。よって、消費電力を所望の通り低減する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例に従うＷＬＡＮデバイスの回路図。
【図２ａ】本発明の実施例に従い、ネットワーク割当ベクトル（ＮＡＶ）がどのように使用されるかを示すタイムチャート。
【図２ｂ】同様に、ネットワーク割当ベクトルの使用態様のタイムチャート。
【図２ｃ】同様に、ネットワーク割当ベクトルの使用態様のタイムチャート。
【図３】本発明の実施例のフローチャート。
【図１】
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【図２ａ】
2009529842.tif 000007
【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年3月6日(2009.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ローカルエリアネットワークデバイス（ＷＬＡＮデバイス）の動作の最適化方法であって、前記ＷＬＡＮデバイス（１００）は媒体を介するサービスの送受信に使用され、前記ＷＬＡＮデバイス（１００）はＷＬＡＮチップセット（１２２）と電力増幅器（１１８）を含み、前記最適化方法は、
特定時点で前記ＷＬＡＮチップセット（１２２）に使用されるＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値を判定することによって、ＷＬＡＮトラフィックを推定することと（３００）；
前記ＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値に基づき、前記ＷＬＡＮの利用可能帯域幅の推定値を予測することと（３００）；
推定した前記利用可能帯域幅とサービスタイプに基づき、前記ＷＬＡＮのデータレートを判定することと（３０４）；
判定した現在の前記データレートに対して電力増幅バイアス電圧を選択することによって、前記ＷＬＡＮデバイス（１００）の消費電力を低減することであって、選択される前記電力増幅バイアス電圧は、前記電力増幅バイアス電圧と前記データレートとのルックアップテーブルから判定される最小値であることと（３０６）
を含む、最適化方法。
【請求項２】
無線ローカルエリアネットワークデバイス（ＷＬＡＮデバイス）であって、前記ＷＬＡＮデバイス（１００）は媒体を介してサービスを送信するためのＷＬＡＮチップセット（１２２）と電力増幅器（１１８）を含み、
前記ＷＬＡＮチップセット（１２２）は媒体アクセスコントローラ（１０６）、モデム（１０８）、受信器（１１２）、および送信器（１１４）を含み、
前記媒体アクセスコントローラ（１０６）は、前記ＷＬＡＮチップセット（１２２）に使用されるＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値からデータレートを推定できるリンク適応ユニット（１２０）を含み、
前記モデム（１０８）は、現在のデータレートを使用することによって前記電力増幅器（１１８）に対するバイアス電圧を判定し、前記バイアス電流は、現在の前記データレートに対する前記バイアス電圧とデータレートのルックアップテーブルから判定される最小値であるように選択され、その結果として前記電力増幅器（１１８）の消費電力を低減する、ＷＬＡＮデバイス。
【請求項３】
前記モデム（１０８）は更に、前記送信器（１１４）の電力を最小化するために送信電力制御信号を生成する、請求項２記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項４】
前記送信電力制御信号は、前記データレートと、最後に知ったデータレートとの比較に依存する、請求項３記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項５】
前記送信電力制御信号は、パケット誤り率と目標誤り率との比較に依存する、請求項３または４記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項６】
前記ＷＬＡＮトラフィック表示メトリック値は、前記データレートを判定すべく利用可能帯域幅を予測するために使用される、請求項２〜５何れか一項記載のＷＬＡＮデバイス。
【請求項７】
請求項２〜６何れか一項記載のＷＬＡＮデバイス（１００）を含む、通信デバイス。
【国際調査報告】
2009529842.tif 000011
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