(57)【要約】無線ネットワーク環境での通信を円滑にするシステムおよび方法論が説明される。特に、アクセスポイントは、複数のアクセスポイントが同時に通信することを可能にするために、送信電力および／またはキャリア感知しきい値を動的に調整することが可能である。態様では、アクセスポイントは、ＲＳＳＩおよびノードアドレスを含めて、近くのノードのノード情報を交換する。ノード情報は、隠れノードを検出して、干渉レベルを推定するために使用され得る。送信電力および／またはキャリア感知しきい値は、送信元アクセスポイントと宛先アクセスポイントの間の距離、隠れノードからの干渉、伝送レート、および／または経路損失に応じて修正されることが可能である。
2009533976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワーク環境で通信を円滑にする方法であって、
近接ノードに関係するノード情報を取得することと、
前記ノード情報に応じてネットワークスループットを最適化するために適切なキャリア感知しきい値を決定することと、
少なくとも一部、前記キャリア感知しきい値に基づいて、データ転送を制御することと
を備える方法。
【請求項２】
定期的なブロードキャストメッセージ内に前記ノード情報を受信することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ノード情報から隠れノードを識別することと、
前記ノード情報に応じて前記隠れノードからの干渉を計算することとをさらに備え、
前記キャリア感知しきい値が前記干渉に応じて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ノード情報内に含まれた受信信号強度表示器に応じて前記隠れノードまでの距離を計算することをさらに備え、前記干渉が前記距離に応じる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
送信レートに応じて前記データ送信に関する送信電力を決定することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
送信要求データ内に前記キャリア感知しきい値を含むことをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
データを送信するための許可を付与する信号内に前記キャリア感知しきい値を含むことをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
データ転送の間、送信を控えるよう前記近接ノードに信号で知らせる制御メッセージに関する電力スペクトル密度を適合することと、
前記制御メッセージを送信することと
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記制御メッセージの前記長さが、前記近接ノードが送信を控えることになる時間の長さを表す、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１個のノードから受信信号強度表示器を記録することと、
前記受信信号強度表示器を含むビーコンフレームを生成することと、
前記ビーコンフレームを送信することと
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ネットワーク通信を円滑にする装置であって、
少なくとも１個のネットワークノードに関連する情報を受信して、前記受信された情報に応じてキャリア感知しきい値を選択し、少なくとも一部、前記キャリア感知しきい値に基づいてネットワーク通信を管理するための命令を実行するプロセッサと、
前記プロセッサに結合されたメモリとを備える装置。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記ノード情報内に含まれた受信信号強度表示器に応じて潜在的な干渉を計算するための命令をさらに実行し、前記キャリア感知しきい値が、少なくとも一部、前記計算された干渉に基づいて選択される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記プロセッサが、前記受信信号強度表示器に応じて隠れノードからの距離を計算するための命令をさらに実行し、前記干渉が、少なくとも一部、前記距離に基づく、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサが、送信を控えるよう隠れノードに指令する制御信号を送信するための命令をさらに実行し、前記制御信号の長さが、前記隠れノードが控えるとする時間の長さを決定する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記キャリア感知しきい値がネットワーク通信の要求内に含まれる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記キャリア感知しきい値が、ネットワーク通信の許可の付与内に含まれる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
ネットワークスループットの最適化を円滑にする装置であって、
ネットワークノードに関係するノードデータを取得するための手段と、
前記ノードデータに応じてキャリア感知しきい値を設定するための手段であって、前記キャリア感知しきい値が、送信元アクセスポイントと宛先アクセスポイントの間のデータ転送を指令するために利用される手段とを備える装置。
【請求項１８】
前記ノードデータを含む定期的なブロードキャストメッセージを受信するための手段をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ノードデータに応じて前記ネットワークノードからの干渉を決定するための手段をさらに備え、前記キャリア感知しきい値が、少なくとも一部、前記干渉に基づく、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記キャリア感知しきい値を含むデータ転送要求を送信するための手段をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記ネットワークノードに送信を控えるよう指令する制御信号を送信するための手段をさらに備え、前記信号の長さが、前記ネットワークノードが控えるとする時間の長さを表す、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも１個のアクセスポイントから、前記アクセスポイントの少なくとも１個の近接ノードに関係する信号強度情報を含むノード情報を受信し、
前記受信されたノード情報に応じてデータ伝送を管理するために利用されるキャリア感知しきい値を決定する
ための命令を有するコンピュータ可読媒体。
【請求項２３】
前記受信信号強度表示器に応じて前記少なくとも１個の近接ノードからの干渉を計算するための命令をさらに備え、キャリア感知しきい値が、少なくとも一部、前記干渉に基づく、請求項２２に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２４】
送信元アクセスポイントから送信要求を受信し、
送信レートに応じて送信電力を計算し、
送信するための許可が付与されるかどうかを決定するために前記キャリア感知しきい値を利用し、
前記送信電力を利用して送信可能信号を送信する
ための命令をさらに備える、請求項２２に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２５】
前記送信元アクセスポイントからの通信の間、送信を回避するよう前記少なくとも１個の近接ノードに指令する制御信号を送信するための命令をさらに備える、請求項２４に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年４月１３日に出願した、「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ  ＴＯ  ＳＥＴ  ＴＨＥ  ＣＡＲＲＩＥＲ  ＳＥＮＳＩＮＧ  ＴＨＲＥＳＨＯＬＤＳ  ＩＮ  ＷＬＡＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ」という表題の米国仮特許出願第６０／７９２，１４１号および２００６年１０月３日に出願した、「ＨＩＥＲＡＲＣＨＩＣＡＬ  ＭＥＳＨ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ８０２．１１−ＢＡＳＥＤ  ＳＥＲＶＩＣＥＳ」という表題の米国仮特許出願第６０／８２７，９０８号の優先権を主張するものである。上に参照された出願の全体は参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
以下の説明は、一般に、無線通信に関し、中でも、無線ネットワークにおける空間の再利用に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線ネットワーキングシステムは、それにより世界中の人々の大部分がデータを通信および転送、アクセス、操作および処理するようになった、広く普及した手段になった。消費者は、移動通信電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータなどの無線デバイスに依存するようになり、無線ネットワークに関して、信頼性のあるサービスおよび拡張された受信可能範囲領域を要求している。
【０００４】
多くの個人および／または組織は、伝統的な有線ネットワークを無線ネットワークシステムに置き換えるか、または伝統的な有線ネットワークを無線ネットワークシステムで補完している。一般に、端末または端末デバイスは、アクセスポイントのセットを経由してネットワークに接続する。これらのアクセスポイントは、ネットワークインフラストラクチャに有線で接続され得る。しかし、メッシュ（mesh）無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）などの無線ネットワークでは、アクセスポイントのサブセットは、ネットワークインフラストラクチャに無線で接続することが可能である。メッシュネットワークまたは無線ネットワークの１つの利点は、配備または設置の容易さである。有線インフラストラクチャが設置されると、無線アクセスポイントは、受信可能範囲を最適化するために、所望される受信可能範囲領域の全体にわたって分散され得る。有線アクセスポイントと異なり、無線アクセスポイントは、ケーブルまたは線の追加の架線を要求せずに、容易に再配置されることが可能である。加えて、ユーザは拡張された柔軟性を享受する。
【０００５】
無線アクセスポイントは、ネットワークとの通信を円滑にするために、有線アクセスポイントにデータを中継する。データは複数の無線アクセスポイントを通じて送信され得る。しかし、利用可能なシステムリソースは制限される可能性があり、複数の無線アクセスポイントによる伝送は、干渉を引き起こして、システム性能を低減し、データの損失を引き起こす可能性がある。
【特許文献１】米国仮特許出願第６０／７９２，１４１号
【特許文献２】米国仮特許出願第６０／８２７，９０８号
【発明の開示】
【発明の概要】
【０００６】
以下は、１つまたは複数の態様の基本的な理解をもたらすために、かかる態様の簡素化された概要を提示する。この概要は、すべての企画される態様の広範囲な概要ではなく、すべての態様の主なもしくは重大な要素を識別することも、または任意のもしくはすべての態様の範囲を描写することも意図されない。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な説明への前置きとして、１つまたは複数の態様のいくつかの概念を簡素化された形で提示することである。
【０００７】
１つまたは複数の態様およびその対応する開示によれば、無線ネットワーク内の通信を円滑にすることに関して様々な態様が説明される。より詳細には、１つまたは複数の態様は、干渉を最低限に抑えると同時に、無線ネットワーク（例えば、メッシュネットワーク）のスループットを最大化または増大する。一般に、アクセスポイントは、現在の雑音レベルまたはキャリアレベルを監視して、観測されたレベルを、キャリア感知しきい値（carrier-sensing threshold）（ＣＳＴ）と呼ばれる固定しきい値と比較する。検出されたレベルが所定のしきい値未満である場合、アクセスポイントは送信要求（ＲＴＳ）を使用して送信するための許可を要求することが可能である。そうでない場合、アクセスポイントは、そのレベルがキャリア感知しきい値を下回るまで、送信を控えることになる。その結果、任意の時点において通信することが可能なアクセスポイントの数は、キャリア感知しきい値とアクセスポイントの構成とに基づいて制限される。
【０００８】
ネットワークは、アクセスポイントが動的にキャリア感知しきい値および伝送電力を設定することを可能にすることによって、空間の再利用を増大することが可能である。特に、キャリア感知しきい値は、送信元アクセスポイントと宛先アクセスポイントの間の距離に基づいて決定され得る。アクセスポイントは、交換された受信信号強度表示器（received signal strength indicator）（ＲＳＳＩ）情報に基づいて、アクセスポイント間またはノード間の距離を計算するために使用され得るＲＳＳＩ情報を交換することが可能である。加えて、ＲＳＳＩは、隠れノードからの干渉ならびに伝送電力を計算するために使用されることが可能である。動的キャリア感知しきい値は、ノードと送信電力の間の距離に応じて計算され得る。
【０００９】
態様では、本開示は、近接ノードに関係するノード情報を取得することを備える、無線ネットワーク環境での通信を円滑にする方法を提供する。方法はまた、ノード情報に応じてネットワークスループットを最適化するために適切なキャリア感知しきい値を決定することも備える。さらに、方法は、少なくとも一部、キャリア感知しきい値に基づいて、データ転送を制御することを備える。
【００１０】
もう１つの態様では、本開示は、ネットワーク通信を円滑にする装置を提供する。装置は、少なくとも１個のネットワークノードに関連する情報を受信し、受信された情報に応じてキャリア感知しきい値を選択し、少なくとも一部、キャリア感知しきい値に基づいて、ネットワーク通信を管理するための命令を実行するプロセッサを備える。装置はプロセッサに結合されたメモリも備える。
【００１１】
しかももう１つの態様によれば、本開示は、ネットワークノードに関係するノードデータを取得するための手段を備える、ネットワークスループットの最適化を円滑にする装置を提供する。装置はまた、ノードデータに応じてキャリア感知しきい値を設定するための手段を備え、キャリア感知しきい値は、送信元アクセスポイントと宛先アクセスポイントの間のデータ転送を指令するために利用される。
【００１２】
さらなる態様によれば、本開示は、少なくとも１つのアクセスポイントからノード情報を受信するための命令を有するコンピュータ可読媒体を提供し、ノード情報はアクセスポイントの少なくとも１つの近接ノードに関係する信号強度情報を含む。コンピュータ可読媒体は、受信されたノード情報に応じてデータ伝送を管理するために利用されるキャリア感知しきい値を決定するための命令を含む。
【００１３】
もう１つの態様によれば、本開示は、ネットワーク通信を円滑にするコンピュータ実行可能命令を実行するプロセッサを提供する。命令は、少なくとも１個のネットワークノードと、関連する信号強度とを列挙するノード情報を含む定期信号を受信することを備える。命令はまた、ノード情報に応じてキャリア感知しきい値を設定することも備え得る。加えて、命令は、少なくとも一部、キャリア感知しきい値に基づいて、データの転送を制御することも含み得る。
【００１４】
前述の説明および関係する結果の達成のために、１つまたは複数の態様は、下で完全に説明され、特に、特許請求の範囲において指摘される特徴を備える。以下の説明および添付の図面は、いくつかの例示的な態様を詳細に記載する。しかし、これらの態様は、本明細書で説明される原理が用いられることが可能な様々な方法の少数を示し、説明される態様はそれらの均等物を含むことが意図される。
【詳細な説明】
【００１５】
次に、その全体にわたって同じ要素を指すために同じ参照番号が使用される図面を参照して、様々な態様が説明される。以下の説明では、説明の目的で、１つまたは複数の態様の十分な理解をもたらすために、多数の特定の詳細が記載される。しかし、かかる（１つまたは複数の）態様はこれらの特定の詳細なしに実施され得ることは明らかであろう。その他の例では、１つまたは複数の態様の説明を円滑にするために、よく知られている構造およびデバイスはブロック図の形で示される。
【００１６】
本出願で使用されるように、用語「成分」、「システム」などは、コンピュータ関係の実体（ハードウェア、ハードウェアおよびソフトウェアの組合せ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェア）を指すことが意図される。例えば、成分は、プロセッサ上で実行しているプロセス、プロサッサ、オブジェクト、エキュセキュータブル（executable）、一連の実行、プログラム、および／またはコンピュータであり得るが、これらに限定されない。例として、通信デバイス上で実行しているアプリケーションおよびデバイスは両方とも成分であり得る。１つまたは複数の成分は、プロセス内および／または一連の実行内に常駐することが可能であり、成分は１個のコンピュータ上にローカライズされることが可能でありかつ／または２つ以上の成分の間で分散されることも可能である。また、これらの成分は、様々なデータ構造を記憶した様々なコンピュータ可読媒体から実行することが可能である。成分は、１つまたは複数のパケット（例えば、局所システム内、分散されたシステム内、および／または信号によりその他のシステムを用いてインターネットなどネットワークの全域でもう１つの成分と相互に作用する１つの成分からのデータ）を有する信号に従ってなど、局所的なプロセスおよび／または遠隔のプロセスによって通信することが可能である。
【００１７】
さらに、本明細書において、様々な態様が端末またはクライアントに関して説明される。端末は、システム、ユーザデバイス、加入者装置、加入者局、移動体局、移動体デバイス、遠隔局、アクセスポイント、基地局、遠隔端末、アクセス端末、ユーザ端末、端末、ユーザエージェント、ユーザ装置（ＵＥ）またはクライアントと呼ばれる場合もある。端末は、移動通信電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）電話、無線ローカルループ（ＷＬＬ）局、ＰＤＡ、無線接続能力を有するハンドヘルドデバイス、または無線モデムに接続されたその他の処理デバイスであり得る。
【００１８】
さらに、本明細書で説明される様々な態様または特徴は、標準のプログラミングおよび／またはエンジニアリング技術を使用する方法、装置、または製品として実施され得る。本明細書で使用される場合、用語「製品」は、任意のコンピュータ可読デバイス、キャリア、または媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包括することが意図される。例えば、コンピュータ可読媒体は、磁気記憶デバイス（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ．．．）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）．．．）、スマートカード、およびフレッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ（key drive）．．．）を含み得るが、これらに限定されない。
【００１９】
多くの無線ネットワークプロトコルは、近接ノードによる伝送を検出して、かかる伝送が検出された場合、送信を控えることによって干渉を回避する。特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｅ／ｇ／ｎシステムおよび超広帯域（Ultra Wide Band）（ＵＷＢ）システムは、それぞれ、搬送波感知多重アクセス衝突回避方式（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）（ＣＳＭＡ／ＣＡ）およびプリアンブル感知多重アクセス衝突回避方式（Preamble Sense Multiple Access with Collision Avoidance）（ＰＳＭＡ／ＣＡ）に基づく。ＣＳＭＡ／ＣＡアルゴリズムでは、その他のノードの伝送の検出は、エネルギー、キャリアおよび／またはそれら両方の組合せの検出に基づく。ＰＳＭＡ／ＣＡアルゴリズムでは、その他のノードによる伝送の検出は、伝送のキャリアまたはプリアンブルの検出に基づく。両方のプロトコルにおいて、媒体を送信することまたは媒体にアクセスすることを望むすべてのノードは、まず、媒体内のエネルギーをサンプリングして、もう１つのノードがすでに媒体内で送信しているかどうかを決定する。かかるサンプリングは、それらのシステムがエネルギーの存在を決定するだけでなく、このエネルギーを処理することにも役立つ。ノードは、（空中にフレーム伝送が存在した場合）プリアンブルおよびパイロットと同期化することが可能であり得る。ノードがプリアンブルおよびパイロットと同期化することが可能である場合、ノードは、空中にフレーム伝送が存在したかどうかを決定するために媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダを復号することができる。
【００２０】
特に、その他のノードによるその他の伝送の検出は、２つのキャリア感知方式を使用することによって達成され得る。すなわち、（１）物理搬送波感知（ＰＣＳ）および（２）仮想搬送波感知（ＶＣＳ）である。ＰＣＳ方式では、媒体内のエネルギーが一定の所定のしきい値より高い場合、アクセスポイントは伝送を延期する。ＶＣＳ機構を使用して、送信要求（ＲＴＳ）および送信可能（Clear to Send）（ＣＴＳ）などの信号交換またはフレーム交換は、伝送を回避するようにすべての近接ノードに通知する。送信アクセスポイントがノードを感知していてもいなくても、ＣＴＳを受信する任意のノードは送信を控えるため、ＶＣＳ方式は隠れノードの問題を解決することが可能である。本明細書で使用される場合、隠れノードは、送信ノードに知られていない任意のノードである。その結果、隠れノードによる伝送は干渉を引き起こす可能性がある。ＶＣＳは隠れノードによって引き起こされた問題を解決することができるが、ＶＣＳは暴露されたノードに関して問題を引き起こす可能性がある。一般に、隠れノードは、意図された受信機に対して最大の干渉を引き起こし、ＶＣＳ方式内に設定されたネットワーク割当てベクトル（ＮＡＶ）によって送信が妨げられる。しかし、受信機で干渉を引き起こさずに送信され得る暴露されたノードは、ＶＣＳのために送信が妨げられ、したがって、空間スループットを減少させる。
【００２１】
メッシュネットワーク（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓメッシュネットワーク）では、より高い領域スループットをサポートするために、同時に動作することが可能なノードの数を最大化すると有利である。動的キャリア／エネルギー感知しきい値および／または伝送電力は、同時に通信するノードの数を最大化して、領域スループットを最適化するために使用され得る。
【００２２】
次に図を参照すると、図１は無線アクセスポイントのセット間の通信を円滑にするシステム１００の態様を示す。一般に、かかるシステムは、固定送信電力とキャリア感知しきい値とを利用する。しかし、この結果、いくつかのノードが干渉を引き起こさずに送信を控えることが可能な場合、それらのノードは送信を控えることになる（本明細書で暴露されたノード問題と呼ばれる）。その他のノードからの伝送を検出するためにノードによって使用される送信電力ならびにしきい値を動的に調整することによって、より多くの数の伝送は干渉を引き起こさずに同時に発生することが可能である。この増大は、結果として、ネットワークに関するスループット全体の増加をもたらす。
【００２３】
システム１００は、本明細書でノード情報と呼ばれる、近接ノードに関係するデータを含むメッセージを送受信することが可能なノード成分１０２を含み得る。ノード情報は、ノードアドレス、ＲＳＳＩおよび特定のノードに関係する任意のその他の情報を含み得る。本明細書で使用される場合、ノードは任意のクライアント、アクセスポイント、端末またはその他のデバイスである。メッセージは、定期的にブロードキャストされることが可能であり、任意の近くのノードによって受信されることが可能である。
【００２４】
態様では、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎＭＡＣプロトコルによって定義されるビーコンフレームは、かかるノード情報を含めるために修正されることが可能である。特に、メッセージまたはビーコンフレームは、ビーコンを送信しているアクセスポイントの近接ノードに関するＲＳＳＩ情報を含み得る。プロトコルに関するビーコンフレームのこの修正は、メッシュアクセスポイント（ＭＡＰ）およびメッシュポータル（ＭＰ）とも呼ばれる、メッシュネットワーク内のアクセスポイントに関するビーコンフレームにだけ適用され得る。
【００２５】
アクセスポイント間の順方向トラヒックおよびクライアントからの着信トラヒックが衝突しなくてよいように、クライアントおよび無線局（Clients and Wireless STAtions）（ＷＳＴＡ）は、第１のチャネルを使用してＭＡＰに接続することが可能であり、ＭＡＰは第２の異なるチャネルを使用して互いに接続することが可能である。一般に、各ＭＡＰはブロードキャストメッセージまたはビーコンフレームをそのクライアントに定期的に送信する。ブロードキャストメッセージは、管理情報および時間同期情報を含むことが可能であり、順方向チャネル内でその他のＭＡＰに送信されることも可能である。あるいは、ＭＡＰのメディアアクセス制御（ＭＡＣ）は、順方向チャネル内でメッセージまたはビーコンを送信することが可能である。メッセージは、すべての近くのＭＡＰまたはノードによって受信および復号され得る。受信ノードのノード成分１０２は、送信されたメッセージ内に含まれたノード情報（例えば、ＲＳＳＩ）を記録することが可能であり、近接ノードと送信ＭＡＰの間の経路損失を計算することができる。ノードに関するＲＳＳＩは、簡単な低域フィルタを使用して、いくつかの受信されたメッセージまたはビーコン全体にわたって平均化され得る。加えて、そのＭＡＰのＭＡＣビーコンフレームは、その近接ノードおよびそれらのＲＳＳＩに関係するノード情報を含み得る。
【００２６】
システム１００は、キャリア感知しきい値を動的に決定するしきい値成分１０４を含み得る。しきい値成分１０４は、過剰な干渉を回避すると同時に、領域スループットを最適化するための適切なキャアリ感知しきい値を決定するために、ノード成分１０２によって取得された近接情報を利用することが可能である。特に、しきい値成分１０４は、近接情報に応じて、隠れノードからの干渉を予測して、それに応じて、キャリア感知しきい値を調整することが可能である。
【００２７】
データ転送成分１０６は、近接ノードからのデータの送受信を円滑にするために、計算されたキャリア感知しきい値を利用することが可能である。通常、ネットワークプロトコル（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＷＬＡＮプロトコル）は、意図された受信機が近接ノードまたは近接アクセスポイントからの最低干渉を有することを確実にするように設計される。データ転送成分１０６は、動的キャリア感知しきい値（ＣＳＴ）を利用して、送信電力を調整することによって、暴露されたノード問題を抑圧することが可能である。加えて、データ転送成分１０６は、近接ノードへの伝送内に、計算されたキャリア感知しきい値を含むことが可能である。データ転送成分１０６は、ＣＴＳ伝送内および／またはＲＴＳ伝送内にキャリア感知しきい値を含むことが可能である。
【００２８】
次に図２を参照すると、例示的な無線メッシュネットワーク２００が示される。ネットワーク２００は、８０２．１１ベースのプロトコルまたはその他のタイプのプロトコルに従って動作することが可能な、メッシュアクセスポイント（ＭＡＰ）またはメッシュポイント（ＭＰ）とも呼ばれる、いくつかのアクセスポイントを含み得る。アクセスポイントは、領域（例えば、構内領域、都心、ショッピングセンターまたは、通常、高い人口密度を特徴とするその他のホットゾーン）全体にわたって配備されることが可能である。配備費および運転費を削減するために、アクセスポイント２２０のサブセットだけが有線インフラストラクチャ２１０（例えば、バックボーン）に直接的に接続される。その結果、非有線アクセスポイントをネットワークのバックボーンに接続するためにアクセスポイント間メッシュ通信が用いられる。
【００２９】
メッシュネットワークでは、メッシュアクセスポイント（ＭＡＰ）２３０は有線アクセスポイント２２０にデータを転送する。フレーム（またはパケット）は、ＭＡＰ２３０からなる経路内で送信元から宛先に流れる。ルーティングアルゴリズムは、宛先に達する前に、フレームが通過するためのＭＡＰ２３０の正確な系列を決定するために使用され得る。順方向ＭＡＰ２３０が輻輳する場合、ネットワーク２００の輻輳を緩和するために速度を落とすよう、自己のトラヒックを転送するその他のＭＡＰ２３０に要求することが可能である。
【００３０】
ネットワーク２００内で、ＭＡＰ２３０および２２０は各帯域で時分割複信（Time Division Duplex）（ＴＤＤ）を使用して、２つの帯域内で（例えば、同じフレーム内でまたは連続フレーム内で）同時に操作するように設計されることが可能である。同時通信のための例示的な方式では、２つの個別の帯域が利用され得る。クライアントアクセス動作帯域は、クライアントへの通信またはクライアントからの通信のために使用され得る。クライアント帯域は、８０２．１１ｂ、ｇ、ｎデバイスおよび８０２．１１ａ、ｎデバイスをサポートするために通常使用される既存の２．４および／または５．ｘの無許可の帯域を使用して提供され得る。単一の２０ＭＨｚキャリア上で動作するアクセスポイント２２０または２３０は、そのアクセスポイントに登録されたクライアントと基本サービスセット（ＢＳＳ）を形成することが可能である。異なるＢＳＳは調整されていない方法で動作することが可能であり、同じキャリア上または識別可能なＲＦキャリア上に配備されることが可能である。クライアントアクセスは標準８０２．１１ベースであり得る。
【００３１】
個別のＡＰ無線相互接続動作帯域（wireless interconnect operating band）は、ＭＡＰ間の通信のために利用され得る。ＭＡＰの一部だけが有線インフラストラクチャに接続されるため、非有線ＭＡＰおよび有線ＭＡＰの間の相互接続は、クライアントアクセスのために使用される帯域とは別のキャリア上で動作することによって促される。加えて、無許可の帯域内よりもより高い送信電力が許可される、許可された帯域内でアクセスポイント相互接続ネットワークを操作することが可能である。ＡＰ―ＡＰ相互接続は、８０２．１１ｎ内で使用されるのと類似した技術に基づくことが可能である。例示的なシステムは、本質的にＭＡＰ向けの１つの帯域をクライアント接続または端末接続のために使用すると同時に、もう一方の帯域が本質的にＭＡＰ間の通信のために使用されることを可能にする。
【００３２】
一般に、すべてのＡＰは、無許可の帯域内で８０２．１１ベースのサービスを提供することが可能である。ＡＰは単一の２０ＭＨｚキャリア上または複数の２０ＭＨｚキャリア上でアクセスを提供することが可能である。ＡＰ相互接続ネットワークの場合、ネットワーク階層内に２つの基本的なＡＰタイプが存在する。すなわち、ルータおよびゲートウェイである。ルータは、有線バックボーン接続なしに配備され得るＭＡＰである。ルータは、ＡＰゲートウェイと通信するために排他的に使用される（場合によっては、許可された）個別の専用のキャリア上で動作することが可能である。ゲートウェイは、有線ＡＰに関連したルータと通信するために排他的に使用される（この場合も、場合によっては、許可された）個別の専用のキャリア上で動作する有線ＡＰである。
【００３３】
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）は、８０２．１１技術に基づいて、拡張性があり簡単に配備可能なメッシュネットワークインフラストラクチャを約束する無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）標準を構築している。目標は、マルチホップメッシュトポロジー（multihop mesh topologies）全体にわたってブロードキャストトランスポート、マルチキャストトランスポート、およびユニキャストトランスポートをサポートする適応性のある自動構成システムを含む。効率的なＩＥＥＥ８０２．１１ｓメッシュＷＬＡＮを構築する際の主な課題は、スペクトルの再利用を最適化すること、したがって、その領域スループットを最大化することである。
【００３４】
次に図３を参照すると、無線ネットワーク通信のためのいくつかの重要な範囲が例示される。送信元ノード３０２および宛先ノード３０４は、送信元／宛先距離と呼ばれる距離３０６によって隔てられる。伝送範囲３０８は、受信機で信号電力がサイズＬのフレームの適切な復号のための一定のしきい値より高い範囲として定義される。干渉範囲３１０は、ノードが受信機に干渉し、受信されたフレームを破壊することが可能な範囲を表す。ＮＡＶセット範囲（図示せず）は、無線局がＲＴＳ／ＣＴＳフレーム内の存続期間／ＩＤ情報に基づいて、正しくＮＡＶを設定することが可能であり、送信元ノード３０２と宛先ノード３０４の間の後続のデータ／Ａｃｋフレーム交換に干渉しないことになる範囲である。
【００３５】
クリアチャネル評価（ＣＣＡ）使用中範囲（図示せず）は、ノードが、データ伝送の間、チャネルが使用中であることを物理的に感知して、自己の伝送の試みを延期することが可能な範囲を表す。ノードがＩＥＥＥ８０２．１１ｎ内でＣＣＡ使用中を報告するための２つの方法が存在する。１つは、キャリア検出（−８２ｄＢｍ）に基づき、もう１つは、ノードがＥＤ（エネルギー検出）しきい値より高い任意の信号電力の検出時に使用中媒体を報告することになるエネルギー検出（−６２ｄＢｍ）に基づく。しきい値設定に応じて、これらの範囲の半径は異なる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ  ＰＨＹでは、最大送信範囲は、受信機の復号器が−９１．４４ｄＢｍより高い電力を有する信号を受信することが可能になり、これにより、０．６ｄＢより大きなＳＩＮＲを達成することになる距離である。干渉範囲を決定するために、最悪の場合を考慮したシナリオを考慮する。
【００３６】
様々なしきい値設定に応じて、これらの範囲の半径は異なる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎＰＨＹでは、最大送信範囲は、受信機の復号器が−９１．４ｄＢｍより高い電力を有する信号を受信することが可能になり、これにより、０．６ｄＢより大きなＳＩＮＲを達成することになる距離である。干渉範囲を決定するために、最悪の場合を考慮したシナリオが解析され得る。
【００３７】
図４は、もう１つのノード４０６との通信の際に受信機４０４を取り囲む６つの干渉源または潜在的な干渉源４０２が存在する、最悪の場合を考慮したシナリオを例示する。本明細書で、用語「干渉源」および「潜在的な干渉源」は交換可能に使用される。干渉源４０２は、同時に送信することが可能であり、同じ固定送信電力を有する。説明を簡単にするために、すべての干渉源４０２と受信機４０４の間の距離は同じであり、雑音電力は無視され得ると仮定できる。干渉電力は雑音電力を支配するため、このシナリオは干渉制限レジーム（interference limited regime）と呼ばれる場合がある。
【００３８】
次に図５を参照すると、例示的な経路損失モデルを示すグラフ５００が示される。経路損失は、干渉解析にかなりの影響を有する。距離ｄでの経路損失（すなわち、距離ｄで受信された電力）は、以下のように、ブレークポイントを有する２つの傾斜モデル（slope model）によってモデル形成されることが可能である。
【数１】
2009533976.tif 000003
【００３９】
このモデルは、現実的なＷＬＡＮ室内環境を表し得る。ここで、
【数２】
2009533976.tif 000004
【００４０】
であり、ｆは搬送周波数であり、ｃは光の速度であり、（ｎ１、ｎ２）は２つの経路損失係数であり、ＲＢは中断点の距離である。
【００４１】
意図された受信機と送信機の間の距離ｄおよび干渉源と意図された受信機の間の最低距離Ｄｍｉｎの両方が、経路損失モデルのブレークポイントを超える場合、１つまたは複数の知られている計算が適用され得る。例えば、移動通信ネットワークの場合などの計算を使用すると、
【数３】
2009533976.tif 000005
【００４２】
より高い物理的伝送レートは、受信機で非常に高いＳＩＮＲを要求することになる。したがって、受信機の周囲の大きな領域は送信または「ＮＡＶ」アウトされることが妨げられる可能性がある。ＳＩＮＲ要件が小さい場合、潜在的な干渉源は受信機近くに維持され得る。加えて、Ｄｍｉｎは送信機と受信機の間の距離に依存する。
【００４３】
受信機と送信機の間の意図された距離ｄがブレークポイント距離未満であり、意図された受信機／干渉源距離がブレークポイントを超える場合、干渉距離Ｄｍｉｎを計算するために、異なる公式が使用され得る。
【数４】
2009533976.tif 000006
【００４４】
この公式は干渉距離がブレークポイント距離ＲＢにも応じることを表示する。
【００４５】
表Ｉは、ＰＨＹレートに基づく干渉距離の例示的な計算を含む。表内に含まれた値は代表的であり、異なる伝搬環境に関して異なり得る。特に、表は、特定のＰＨＹレートで動作するためにＩＥＥＥ８０２．１１ｎのレート表を使用した、最悪および最良の場合を考慮した干渉距離Ｄｍｉｎを含む。表では、列５は、２３ｄＢｍの送信電力を使用して、特定のＰＨＹレートでリンクを操作するための最大送信半径Ｒｍａｘを示す。列６は、方程式（２）を使用して各ＰＨＹレートに関する送信機／受信機距離に対する最低干渉距離の比率を含む。異なるＳＩＮＲ要件のため、比率は異なるＰＨＹレートに関して異なる。列７は、方程式（５）を使用した最良の場合を考慮したシナリオを表示する。これらの比率は、依然として固定され、送信元／宛先距離に応じるが、送信電力から独立している。レート表は単一の流れに関する。レートのうちのいくつかは、後方互換性を維持するためにＩＥＥＥ８０２．１ａ／ｇに類似する。２５６ＱＡＭの使用を含めて、拡張されたスペクトル効率性を提供するために、追加のコードレートが導入される。最大の４つの空間流れがサポートされる。
【００４６】
表Ｉ：ＩＥＥＥ８０２．１１ｎの異なるＰＨＹレートに関する最大送信半径（Ｒｍａｘ）および最低干渉距離（Ｄｍｉｎ）の決定
【表１】
2009533976.tif 000007
【００４７】
次に図６を参照すると、異なるブレークポイント値に関して様々な領域スループットを示すグラフ６００が例示される。領域の２乗、すなわち、Ａ＝Ｌ２メートルの場合、成功した同時転送または同時伝送の最大数は、すべてのリンクが同じ物理的伝送レートを有するように、干渉距離に応じて計算され得る。この解析を実行するために、干渉源と送信機の間の距離（Ｄｍｉｎ）が決定され得る。干渉源の間の距離は、上の方程式（２）または方程式（３）から取得され得る。２個の干渉源の間の水平距離はＤｍｉｎによって示され、干渉源の間の垂直距離は
【数５】
2009533976.tif 000008
【００４８】
に等しい。
【００４９】
領域（Ａ）内の同時転送の最大数は以下のように計算され得る。
【数６】
2009533976.tif 000009
【００５０】
ここで、Ｎｍａｘは、６個の干渉源が受信機ノードを取り囲む、最悪の場合を考慮した干渉仮定に基づいて導かれる。最良の場合を考慮したシナリオは１つの干渉源だけが存在する場合に生じる。最良の場合を考慮したシナリオ（上の方程式（２）から（４））は、以下のように修正され得る。
【数７】
2009533976.tif 000010
【００５１】
次に図７を参照すると、要求されるＳＩＮＲおよび経路損失ブレークポイントに応じて干渉距離を示すグラフ７００が例示される。スループットに対するブレークポイントの影響を理解する目的で、以下のように、領域スループットを計算するために、Ｓｈａｎｎｏｎ−Ｈａｒｔｌｅｙ  Ｔｈｅｏｒｅｍに基づくＳｈａｎｎｏｎの容量計算が使用され得る。
【数８】
2009533976.tif 000011
【００５２】
領域スループットならびにＤｍｉｎに対するブレークポイントおよびＳＩＮＲの影響が図７および下の表ＩＩで例示される。さらに、表ＩＩから、ブレークポイント距離が減少する場合、領域スループットは増大することは明らかである。干渉信号の電力は、ブレークポイントの後、電力４に衰え、干渉源／受信機距離は送信機／受信機距離よりもより大きいという事実により、意図された受信機でより低い干渉をもたらす。各ブレークポイントに関して、送信機と受信機の間の距離の２倍から３倍にわたる最適干渉距離Ｄｍｉｎが存在する。また表ＩＩから、より大きなブレークポイント要件およびより大きなＳＩＮＲ要件はＤｍｉｎの値を増大することは明らかである。より大きなＳＩＮＲ要件は、より高いＰＨＹレートで意図されたノードを操作することから生じ、より大きなブレークポイントは、結果として、意図された受信機で追加の干渉電力をもたらす。
【００５３】
表ＩＩ：４０メートルの送信元／宛先距離を使用した、最良および最悪の場合を考慮したシナリオに関する領域スループット。
【表２】
2009533976.tif 000012
【００５４】
所与の領域Ａにおいて、システムの現実的なスループットは、パケットサイズＬｐａｃｋｅｔおよびヘッダを各パケットに加えることから生じるオーバヘッド、ならびにバックオフオーバヘッドを考慮して、以下のように計算され得る。
【数９】
2009533976.tif 000013
【００５５】
Ｔ＝２Ｔｐｒｅａｍｂｌｅ＋Ｔａｃｋ＋ＴＩＦ  Ｓ＋ＴＳＩＦ  Ｓである。ここで、Ｔは、標準によって特定される固定オーバヘッドを表し、Ｔｂａｃｋｏｆｆは平均バックオフ値を表し、Ｌｐａｃｋｅｔはフレームサイズをビット単位で表し、Ｈは、ＭＡＣおよび情報に加えられたより高い層によるオーバヘッドをビット単位で表す。Ｒは受信機で獲得されたＳＩＮＲの関数である。Ｔｐｒｅａｍｂｌｅは、Ｔｐｒｅａｍｂｌｅ＝ＴＰ  ＬＣＰｐｒｅａｍｂｌｅ＋ＴＰ  ＬＣＰｓｉｇ＝２０μｓによってさらに提示される。異なる変調方式およびコーディング方式を考慮し、かつより高い層によるオーバヘッドを無視して、方程式（８）は以下のように簡素化され得る。
【数１０】
2009533976.tif 000014
【００５６】
ここで、Ｈは２８８ビットに等しい。（バックオフプロセス内に１つの段階だけが存在すると仮定して）指数バックオフを無視すると、Ｔｂａｃｋｏｆｆは７２μｓに等しい。しかし、Ｔｂａｃｋｏｆｆのこの値は単なる表示であり、１つのバックオフ段階だけが存在すると仮定する。Ｔｂａｃｋｏｆｆの正確な値は、局の数、バックオフ段階の数、および優先順位に応じる。Ｔａｃｋ、ＴＳＩＦ  Ｓ、ＴＩＦ  Ｓは、それぞれ、２８μｓ、１６μｓ、および３４μｓとして提示される。したがって、方程式（９）は以下のように書かれることが可能である。
【数１１】
2009533976.tif 000015
【００５７】
表ＩＩは、４０メートルの送信元／宛先距離に関して最悪の場合を考慮した干渉方程式を使用し、かつ図５に示された経路損失モデルを使用して取得され得る、最大領域スループットを示す。より高いＰＨＹレートは、受信機で非常に高いＳＩＮＲを要求する。したがって、キャリア感知しきい値は、より多くのノードをＮＡＶアウトすることが可能であり、結果として、より低い領域スループットをもたらす。逆に、より低いＰＨＹレートは、結果として、大きなキャリア感知しきい値をもたらし、結果として、意図された受信機でより多いアクティブノードとより高い干渉許容範囲とをもたらす。メッシュネットワーク設計に関する主な基準が公平さである場合、より低いＰＨＹレートが選択され得る。サービスの品質がより重要である場合、より高いＰＨＹレートが選択されることが可能であり、結果として、より少ない数のアクティブノードをもたらす。１２ＭｂｐｓのＰＨＹレートで動作することは、より多くの数のアクティブノード間のバランスを取り、より高いＰＨＹレートで各アクティブノードを操作するため、最適スループットをもたらすことが推論され得る。
【００５８】
再び例示的なシステムを考察すると、４０メートルの送信元／宛先距離に関して、キャリア感知範囲は、８４ＭｂｐｓのＰＨＹレートを達成するために３４８．４メートルの距離をカバーするように設定され得る。キャリア感知範囲は、６ＭｂｐｓのＰＨＹレートを達成するために６７メートルの距離をカバーするように送信され得る。８４Ｍｂｐｓを達成するためには、（２３ｄＢｍの送信電力および４０メートルの送信機／受信機距離を仮定すると）最も近い干渉源は９３．１５ｄＢｍで信号を感知することが可能である。しかし、デバイスが８２ｄＢｍ未満の信号を復号できない場合、これは不可能な場合がある。一般に、ＷＬＡＮデバイスは、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド内で、９２ｄＢｍで信号を感知することが可能である。しかし、１０ｄＢの固定実施損失は、何が送信されたかを決定する復号器にとって利用可能な信号電力をさらに低減する。
【００５９】
次に図８を参照すると、領域スループットに対する送信電力の影響を示すグラフ８００が例示される。方程式（２）に基づく経路損失の計算は、ノードの送信電力から独立している。しかし、より大きな送信電力が使用される場合、送信を控えるようにノードに指令する信号の受信可能領域はより大きくなる。その結果、同時伝送の数は低減されることになる。逆に、より小さな送信電力が使用される場合、受信可能領域はより小さいことになる。これは、より多くのノードが同時に通信することを可能にし、それにより、空間の再利用ならびに潜在的な干渉を増大することになる。大きな送信電力で、ＲＴＳ／ＣＴＳメッセージは、大きな領域全体にわたって、多くのその他の近接ノードによって復号されることになり、それにより、より多くのノードを「ＮＡＶアウト」して、空間の再利用を低減することは明らかである。また、大きな送信電力は、特定のＰＨＹレートを維持するために、送信元と宛先の対の間により大きな通信半径を提供する。逆に、より小さい送信電力は、特定のＰＨＹレートを維持するために、送信元と宛先の対の間により小さな通信範囲を提供する。
【００６０】
この影響をよりよく理解するために、例示的なネットワークシミュレーションが解析され得る。簡単なシミュレーションでは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ｓメッシュＷＬＡＮノードは、六角形の半径を１００メートルに設定して、六角セルの縁に配置される。ノードは、各ノードが４０００ｘ４０００平方メートルの地理的領域内に６個の近接ノードを有するように配備され得る。送信者は（０、０）にあり、（１００、０）に配置された受信機に通信していることも仮定される。領域スループットの結果および電力およびアクティブノード密度の影響は、図８に示される。ここで、ノードに関する送信電力は、１０ｄＢｍおよび３０ｄＢｍの間で異なる。各ノードでのより高い送信電力は、結果として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのＲＴＳ／ＣＴＳ機構をより大きな領域からＮＡＶアウトさせる。
【００６１】
送信電力制御の影響をさらに理解するために、送信電力はライズオーバサーマル（rise over thermal）に応じてモデル形成され得る。ライズオーバサーマル（ＲＯＴ）は以下のように定義され得る。
【数１２】
2009533976.tif 000016
【００６２】
ＲＯＴは、干渉に寄与する受信機の周囲の負荷に応じることが推論され得る。意図された送信元ノードおよび宛先ノードがＰＨＹレートｉで通信することを望むと仮定し、簡単な距離ベースの経路損失を仮定すると、送信元および宛先の間で一定のＰＨＹレートを達成するために要求される送信電力は、以下の例示的な公式を使用して計算され得る。
【数１３】
2009533976.tif 000017
【００６３】
上の方程式、で
【数１４】
2009533976.tif 000018
【００６４】
は、意図された受信機を用いて特定のＰＨＹレートを達成するための、送信機での最適送信電力であり、ＳＩＮＲ（ｉ）はＰＨＹレートｉを達成するために最低限要求されるＳＩＮＲである。上の方程式から、ＲＯＴが１より大きかった場合、干渉に対応するためにより多くの電力が要求されることになることは明らかである。ＲＯＴが１に等しかった場合、システムはゼロ干渉を伴って動作することになる。ＲＯＴが１に近い場合、受信機で見られる干渉は最小であるため、送信機の電力を減少させるために上の方程式が使用され得る。
【００６５】
先の段落で表示されたように、送信機／受信機距離は、キャリア感知しきい値を設定する際に重要な役割を果たす。簡単な例を考慮する。４０メートルの距離によって隔てられた送信元と宛先の対が８４Ｍｂｐｓで動作する場合、（通常のレイアウトおよび、図４に示されたように、６個のその他の送信機からの最悪の場合を考慮した干渉を仮定すると）干渉範囲Ｄｍｉｎ＝３４８．４の外のノードは送信することが許可されるべきである。先に示されたように、通常、ノードは、ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム内の存続期間ＩＤを適切に復号するために−８２ｄＢｍまたは−８１．４ｄＢｍ未満の伝送を復号することはできない。したがって、送信電力は、３４８．３メートルで配置された干渉ノードが−８１．４ｄＢｍで送信された信号を受信して、８４ＭｂｐｓのＰＨＹレートを使用して信号を受信するために受信機に送信することを控えることが可能であるように増大され得る。経路損失方程式は、送信電力を決定するために使用され得る。この例では、ＣＴＳは、２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚの伝送のために設定された限度より高い、３４．７７ｄＢｍ（または３ワット）で送信されることが可能である。あるいは、これは、２３ｄＢｍの送信電力を使用すると、現在のプロトコルの下で８４Ｍｂｐｓを達成することは決してできないことを示唆する。
【００６６】
最適なキャリア感知しきい値は、送信元ノードと宛先ノードの間の距離、および経路損失に基づいて計算され得る。比率ｙは、やはりキャリア感知しきい値である、６Ｍｂｐｓでの受信感度（ＲＳ（６））に対する特定の変調方式での受信感度（ＲＳ（ｉ））の比率として定義され得る（ＣＳｔｈｒｅｓｈ＝−８４ｄＢｍ）。以下が決定されている。
【数１５】
2009533976.tif 000019
【００６７】
ここで、ＰＴは伝送電力を表し、送信元と宛先の間の距離はｒによって表され、γは経路損失を示す。上の方程式を再構成すると、ｙは以下のように表示され得る。
【数１６】
2009533976.tif 000020
【００６８】
ここで、
【数１７】
2009533976.tif 000021
【００６９】
である。Ｘは異なるＰＨＹレートに関して異なるため、Ｘｉは特定のＰＨＹレートＲｉを指すために使用されることになる。Ｘｉは特定のＰＨＹレートＲｉに関する定数である。Ｘｉは定数であるため、ｙｉも特定のＰＨＹレートに関する定数である。ここで、ｙｉは特定のＰＨＹレート（Ｒｉ）に関するｙの値を指す。先の方程式は以下をもたらすために修正され得る。
【数１８】
2009533976.tif 000022
【００７０】
ここで、ＰＲは、送信者または送信元ノードによるＲＴＳフレームの伝送に起因する、意図された受信機での受信電力である。意図された受信機は、送信者が以下によって与えられる電力でＣＴＳフレームを送信することによって対応するためにその情報を通信および使用することを望む、対応するＰＨＹレートを決定することが可能である。
【数１９】
2009533976.tif 000023
【００７１】
上の方程式は、ＷＬＡＮの感知能力は−８１．４ｄＢｍより高い範囲内であり得ると仮定する。条件
【数２０】
2009533976.tif 000024
【００７２】
に関する指標は、異なるＰＨＹレートは異なる干渉距離Ｄｍｉｎを有することになることを示し、したがって、キャリア感知しきい値は、送信者と受信者の間の距離に応じて異なる。
【００７３】
図９は、キャリア感知しきい値に応じた領域スループットを例示するグラフ９００を示す。上述のキャリア感知しきい値の性能をさらに列挙するために、Ｍａｔｌａｂ内でノードのランダムレイアウトに関して簡単なシミュレーションが実行され得る。シミュレーションの間、送信元は［１００、０］に維持され、宛先は［０、０］に維持される。図５の経路損失モデルは、現実的なシミュレーションを表すために選択される。図９から、より低いキャリア感知しきい値を有するより高い送信電力は、より低い領域スループットをもたらすことは明らかである。この効果は、より低いキャリア感知しきい値を有するより高い電力は、大きな地理的領域をＮＡＶアウトし、結果として、任意の時点で、より少ないアクティブノードをもたらすという事実に基づく。同じキャリア感知しきい値を有するより低い電力を使用する場合、より多くのノードが同時に送信することが許可されるため、領域スループットは改善する。小さな送信電力および非常に高いキャリア感知しきい値は、最高の領域スループットをもたらす。送信電力が固定される場合、一定のキャリア感知しきい値を超えた上方飛越し（upward jump）が存在する。これは、ＳＩＮＲ制約を考慮すると、しきい値に関する動作レートが劇的に減少するためである。これはまた、キャリア感知しきい値を選択することは複雑であるが、ノードの通常のランダムレイアウトに関して利点をもたらすことも示唆する。キャリア感知しきい値を増大することは、受信可能範囲領域を低減する利点ももたらすことも明らかである。考慮された送信元と宛先の対は１００メートルに維持されるため、受信機に達することになる任意のキャリア感知範囲は、上のシミュレーションで考慮されない。
【００７４】
図１０は、本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、無線ネットワーク内の通信を最適化するためにキャリア感知しきい値を設定するための例示的な方法論１０００を示す。１００２で、近接ノードに関係するノード情報が取得され得る。ノード情報は、ノードアドレス、ＲＳＳＩまたはノードに関係する任意のその他の情報を含み得る。態様では、アクセスポイントは、ビーコンフレーム内でなど、ノード情報を定期的にブロードキャストすることが可能である。受信アクセスポイントとノードの間の相対距離は、ノード情報に基づいて計算され得る。
【００７５】
１００４で、送信電力は、取得されたノード情報に応じて決定されることが可能である。送信電力は、目標アクセスノードが伝送を受信することを確実にするために調整され得る。加えて、送信電力は、干渉距離内のノードが送信を控えるように通知されることを確実にするために決定され得る。干渉距離を超えるノードは、自己の伝送が宛先ノードでの受信に影響を与えずに送信することが可能である。その他のノードに対する信号の長さは、ノードが送信を控えることになる時間の長さを制御するように選択されることが可能である。
【００７６】
１００６で、キャリア感知しきい値が計算され得る。キャリア感知しきい値は、しきい値未満の伝送が送信元ノードからの伝送の受信および復号に影響を与えないことになるように決定されることが可能である。１００８で、計算された送信電力およびキャリア感知しきい値は、アクセスノードに関するデータ伝送を制御するために利用され得る。しきい値および送信電力を動的に調整することは、最適な数のアクセスポイントが同時に通信することを可能にする。
【００７７】
次に図１１を参照すると、図１で例示された通信システムの態様が示される。ノード成分１０２は、近接アクセスポイントから受信された信号（例えば、ブロードキャストフレームまたはビーコンフレーム）を解析する解析成分１１０２を含み得る。特に、解析成分１１０２は、受信された信号に関するＲＳＳＩを決定することが可能である。加えて、解析成分１１０２は、送信ノードと現在のアクセスポイントの間の経路損失を決定することが可能である。解析成分１１０２は、信号内に含まれるノード情報を取得するために受信された信号を評価することも可能である。
【００７８】
ノードマネージャ成分１１０４は、ＲＳＳＩまたは、ノード情報、経路損失演算、距離演算、計算された各ノードから受信された電力ならびに総電力および任意のその他の関連情報を含むその他の信号情報を維持することが可能である。ノードマネージャ成分１１０４は、維持された情報を更新し、追加の信号が受信および分析されると情報を追加または削除することができる。
【００７９】
ノードメッセージジェネレータ成分１１０６は、その他のアクセスポイントに送信されることになるノード情報を含むメッセージを生成することが可能である。ノード情報はブロードキャストメッセージ内に含まれて、定期的に送信されることが可能である。特に、ノード情報はビーコンフレーム内に含まれ得る。
【００８０】
図１２は、ノード情報を取得および管理するための方法論１２００の態様を例示する。１２０２で、ノード情報を含む伝送が受信される。伝送は定期的にブロードキャストされることが可能であり、または要求に応じて送信されることが可能である。ノード情報は、ノード情報を送信するアクセスポイントに最も近いノードのセットに関係するデータを含み得る。特に、ノード情報は、ノードアドレスならびにノードから送信アクセスポイントで受信された信号の強度を表すＲＳＳＩを含み得る。
【００８１】
１２０４で、受信された伝送およびノード情報が解析され得る。特に、受信された伝送からのＲＳＳＩが決定されることが可能である。さらに、送信ノードからの経路損失が決定され得る。受信された伝送は解析されることが可能であり、ノード情報は１２０６で、アクセスポイントで維持されたノード情報のセットに加えられることが可能である。特定のノードに関連するデータは、各受信された伝送に関して更新され得る。任意の新しいノードは、ノード情報のセットに加えられることが可能である。加えて、一定期間にわたり特定のノードに関して情報が受信されていない場合、ノードは範囲から移動した、またはそうでない場合、伝送を中止したと推論され得る。かかるノードに関連するノード情報は、維持されたノード情報のセットから削除されることが可能である。
【００８２】
図１３は、ノード情報を生成および送信するための方法論１３００の態様を例示する。１３０２で、１つまたは複数の信号が受信され得る。各受信された信号に関して、ノードアドレスおよび信号強度が１３０４で記録され得る。ノードに関する任意のその他の関連情報も記録され得る。
【００８３】
１３０６で、伝送が受信されているノードのそれぞれに関して平均信号強度が計算され得る。平均は、ノードから受信されたすべての信号に基づいて決定されることが可能である。あるいは、平均は、伝送のサブセットに関して計算され得る。例えば、ノードからの最後の１０個の伝送が平均化されることが可能である。１３０８で、ノード情報を含むメッセージまたは伝送が生成されることが可能である。伝送は定期的にブロードキャストされることが可能であり、または要求に応じて送信されることが可能である。
【００８４】
次に図１４を参照すると、無線通信を円滑にするためにキャリア感知しきい値を動的に利用する図１のシステムの通信のもう１つの態様が例示される。しきい値成分１０４は、ノードマネージャ成分１１０４によって維持されたノード情報を評価して、隠れノードから受信された電力および／または干渉を決定する電力成分１４０２を含み得る。特に、ノード情報は、近接ノードのそれぞれと送信ノードの間のＲＳＳＩを含み得る。このノード情報は、現在のアクセスポイントから隠れたノードの数を決定するために使用されることが可能である。加えて、近接ノードからの距離および干渉は、下でさらに詳細に説明されるように推定され得る。
【００８５】
電力成分１４０２は、受信ＡＰと呼ばれる、ノード情報を受信しているＭＡＰに関する隠れノードの数を測定するために、ノード情報を利用することが可能である。隠れノードから受信ＡＰまでのＲＳＳＩは、以下の擬似コード内で提示されるアルゴリズムを使用して推定され得る。
【００８６】
開始（）
｛
ノード情報を受信する；
隠れノードの数を計算する；
（各隠れノードｊ）に関して
｛
隠れノードｊから送信ＭＡＰまでのＲＳＳＩを決定する；
ＲＳＳＩを隠れノードから送信ＭＡＰまでの経路距離に変換する；
信号ＲＳＳＩを送信ＭＡＰから受信ＭＡＰまでの距離に変換する；
隠れノードｊと受信ＭＡＰの間の距離を推定するために距離公式を使用する；
固定送信電力を仮定して、この距離を受信された電力に変換する。
【００８７】
（各送信電力レベルｋ）に関して
｛
受信された電力を計算する；
｝
送信ＭＡＰによって説明されるすべての隠れノードが考慮に入れられる場合、受信ＭＡＰで総電力を加える；
｝
｝
このプロセスは、受信ＭＡＰにノード情報を提供する各近接ＭＡＰに関して繰り返されることが可能である。総累積受信電力は、すべての隠れノードから受信ＭＡＰによって観測された総干渉に等しい。現在のキャリア感知しきい値は、この近接ＭＡＰからＲＴＳまたはＣＴＳが交換される場合、かかるＭＡＰに送信を回避させることになるため、送信ＭＡＰからの干渉は計算されない。
【００８８】
隠れノードからの累積干渉は、受信アクセスポイントが送信要求信号または送信可能信号（ＲＴＳまたはＣＴＳ）を送信するときはいつでも、伝送要求に関して提供されることが可能であり、かつ伝送要求内に含まれることが可能である。受信アクセスポイントがＣＴＳを発行している場合、ノードは、近接アクセスポイントとの通信のために所望される物理的伝送レートを知ることになる。アクセスポイントは、アクセスポイントが近接送信ＭＡＰノードのうちのいずれかから伝送を受信している場合、隠れノードが送信を控える確率が高いように、送信電力を上げることができる。
【００８９】
しきい値成分１０４は、少なくとも一部、ノード成分１０２から取得された、受信されたノード情報の解析に基づいて、動的キャリア感知しきい値（ＣＳＴ）を決定するしきい値ジェネレータ成分１４０４を含み得る。計算されたキャリア感知しきい値は、過剰なレベルの干渉を防ぐと同時に、およそ同時に通信することが可能なアクセスポイントの数を増大するために選択されることが可能である。
【００９０】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ／ｎシステムでは、ノード向けの物理層がプリアンブルおよびパイロットの存在を検出できなかった場合、ノードはそのエネルギー検出しきい値２０ｄＢを６Ｍｂｐｓで−８２ｄＢｍの受信しきい値より高く上げることが可能である。かかるシステムでは、検出性能を制限するのは６Ｍｂｐｓ（ＢＰＳＫ変調）である。かかるネットワークでは、ノードの対（例えば、ＷＬＡＮトランシーバの対）が非常に高い物理的伝送レートで通信するとした場合（例えば、より高い変調およびコーディング方式）、比較的少ない量の干渉はデータの誤りおよび潜在的な損失または破壊を引き起こす可能性がある。その結果、その他のノードが干渉を回避するためにノードの対から十分離れている場合だけ、その他のノードは通信することが可能である。潜在的な干渉ノードまたは潜在的な干渉源は、フレームが低い誤り確率を伴って復号され得るように、受信機から比較的離れている可能性がある。
【００９１】
動作ＰＨＹレートおよび干渉の数に応じて、キャリア感知しきい値を決定する例示的な方式は以下によって与えられる。
【数２１】
2009533976.tif 000025
【００９２】
上の方程式では、ｄは、送信元／宛先距離とも呼ばれる、送信元ノードと宛先ノードの間の距離を表し、γは経路損失係数であり、ＮＩＮＴは、データを受信している場合、意図された受信機と干渉する可能性がある隠れノードの数を表し、ＳＩＮＲ（ｍ）は、変調／コーディングレート（ｍ）を達成するために最低限要求される信号対干渉雑音比（signal to interference noise ratio）（ＳＩＮＲ）を表す。
【００９３】
しきい値ジェネレータ成分１４０４は、送信電力、干渉距離、および経路損失に応じて、適切なキャリア感知しきい値（ＣＳＴ）を動的に決定することが可能である。ＣＳＴは、アクセスポイントが宛先ＭＡＰに関してＲＴＳフレームを生成する場合はいつでも計算され得る。宛先ノードは、近接ノードに基づいて潜在的な干渉を計算し、新しいキャリア感知しきい値を計算することが可能である。宛先ノードは、干渉源をＮＡＶアウトするために新しい電力レベルでＣＴＳを送信することが可能である。
【００９４】
図１５は、適切な送信電力を決定するための例示的な方法論１５００を示す。１５０２で、隠れノードの数は１つまたは複数の近接アクセスポイントから取得されたノード情報に基づいて計算される。ノードに関するＲＳＳＩ情報は１５０４で取得され得る。例えば、ノードマネージャ成分１１０４は、特定の隠れノードに関するＲＳＳＩ情報を取り出すことが可能である。１５０６で、隠れノードとノード情報を提供したアクセスポイントの間の距離がＲＳＳＩに応じて計算され得る。
【００９５】
隠れノードと受信アクセスポイントの間の距離は１５０８で計算され得る。この距離は、隠れノードとノード情報を提供したノードの間の距離と、提供しているノードとノード情報を受信しているアクセスポイントの間の距離とに基づいて計算され得る。距離公式はこの距離を計算するために使用される。
【００９６】
１５１０で、この隠れノードからの伝送に基づいて、受信アクセスポイントで受信された電力が計算され得る。この電力は、１５１２で受信アクセスポイントによって観測された総電力を取得するために、その他の隠れノードから受信された伝送からの電力に加えられることが可能である。１５１４で、処理するための追加の隠れノードが存在するかどうかについて決定が行われ得る。「はい」である場合、プロセスは、次の隠れノードに関するＲＳＳＩ情報が取得される１５０４に戻る。「いいえ」である場合、プロセスは、特定の受信アクセスポイントに関して隠れノードからの総電力を計算させて終了することができる。この電力は、受信アクセスポイントによって観測された干渉を計算して、適切なキャリア感知しきい値および／または送信電力を決定するために使用されることが可能である。
【００９７】
次に図１６を参照すると、図１のシステムのさらなる態様が例示される。データ転送成分１０６は、ＲＴＳなど、通信および／またはデータ伝送の要求を受信するデータ受信機成分１６０２を含み得る。受信されたＲＴＳは、送信アクセスポイントによって決定されたキャリア感知しきい値を含み得る。ＲＴＳ信号内にキャリア感知しきい値情報を含める１つの利点は、近接ノードが送信機の設計の知らせを受けることである。要求を受信する隠れノードは、意図された受信機で自己の伝送が、当該受信機から隠されている可能性があり、または隠されていない可能性もある干渉を引き起こす確率が高いかどうかを決定することが可能である。動的キャリア感知しきい値はＣＴＳ内に含まれることも可能である。
【００９８】
データ送信成分１０６は、データを送信することが可能なデータ送信成分１６０４も含み得る。特に、データ送信成分１６０４は、その他のアクセスポイントとの通信を円滑にするために、ＲＴＳ信号またはＣＴＳ信号を送信する。データ送信成分１６０４は、その他のノードからの伝送を検出して、送信を控えるかどうかを決定するために、しきい値ジェネレータ成分１５０４によって決定されたしきい値を利用することが可能である。
【００９９】
データ送信成分１６０４は、ＲＴＳ、ＣＴＳおよび任意のその他の信号またはメッセージを送信するために電力成分１４０２によって決定された電力を利用することが可能である。加えて、データ送信成分１６０４は、ＣＴＳ信号の後、特定の電力で送信することによって、隠れノードを含めて、近接ノードに信号で知らせることができる。信号は、特定の期間、送信を控えるように近接ノードに指令することが可能である。伝送電力は標準および連邦通信委員会（ＦＣＣ）規則によって制限される。伝送電力をＦＣＣによって特定された最大レベル未満に維持すると同時にノードに接触するために、データ送信成分１６０４はキャリアのサブセット全体にわたって送信することが可能である。
【０１００】
ＣＴＳフレームを送信した後、連続的に、データ送信成分１６０４は選択されたサブトーン上で、固定電力で送信することが可能である。電力は、意図されたＭＡＰ送信機と受信アクセスポイントの間の通信の物理的レートに応じてよい。同じ総電力が直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）トーンのあるサブセットに加えられる場合、電力スペクトル密度（ＰＳＤ）は増大する。この増大の結果、信号は、すべての電力が（ガードトーンを除いて）すべてのトーンに加えられた場合に達するであろうよりもさらに遠くに達することになる。特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ／ｎプロトコル内には６４個のキャリアが存在し、１つのサブキャリア上で総電力全体を送信する場合、最大電力スペクトル密度が取得され得る。これは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ／ｎシステムによってカバーされ得る最大範囲を表すことになる。形成されたＰＳＤは、潜在的な干渉が形成されたＰＳＤのエネルギーをサンプリングして、送信ＡＰと受信ＡＰの間の通信の存続期間中、送信を控えることを可能にするのに十分長い所定の期間、送信されることが可能である。例えば、形成されたＰＳＤは少なくとも４ミリ秒の間、送信されることが可能である。
【０１０１】
形成されたＰＳＤの伝送の長さは、ノードが送信を控えることになる期間を制御するために使用され得る。形成されたＰＳＤは、所定の期間（例えば、４マイクロ秒、８マイクロ秒など）のセットのうちの１つに対して送信されることが可能である。通常、４マイクロ秒は検出アルゴリズムがすべての受信機内で作動する最小時間である。形成されたＰＳＤ伝送の長さに応じて、受信ノードは所定の期間、送信を控えることになる。例えば、４つのレベルのＰＳＤ伝送が定義され得る。伝送が４マイクロ秒の長さである場合、潜在的な干渉源は一定の期間ｔ１の間、送信を控えるように指令される。ＰＳＤ波形が８マイクロ秒の間送信される場合、潜在的な干渉源は第２の所定期間ｔ２に対して送信を控えるように指令されるなどである。
【０１０２】
図１７は、近接アクセスポイントとの通信を開始するための例示的な方法論１７００を示す。１７０２で、キャリア感知しきい値は、隠れノードからの干渉、受信アクセスポイントまでの距離および／または所望される伝送レートに基づいて計算され得る。１７０４で、媒体は、伝送が送信され得るかどうかを決定するために、計算されたしきい値を使用して監視されることが可能である。送信可能であると決定されると、送信要求すなわちＲＴＳが目標アクセスポイント１７０６に送信され得る。ＲＴＳは、任意の受信ノードにアクセスポイントからの伝送に関する情報を提供するしきい値情報を含み得る。ＲＴＳはまた、目標アクセスポイントに所望されるＰＨＹレートを信号で知らせることも可能である。
【０１０３】
１７０８で、アクセスポイントが送信するための許可を付与するＣＴＳ信号を受信したかどうかについて決定が行われ得る。「いいえ」である場合、プロセスは、アクセスポイントが通信を要求するために次の機会を待っている媒体を監視する１７０４に戻る。「はい」である場合、アクセスポイントは１７１０でデータの転送を開始することができる。受信されたＣＴＳ信号は、目標アクセスポイントによって決定されたキャリア感知しきい値も含み得る。
【０１０４】
次に図１８を参照すると、通信要求に応答するための例示的な方法論１８００が示される。１８０２で、ＲＴＳまたはその他の通信要求が受信され得る。１８０４で、キャリア感知しきい値が決定され得る。しきい値は、受信されたノード情報に基づいて決定された、隠れノードから受信された干渉に応じて計算されることが可能である。しきい値はまた、ＲＴＳに基づいて決定され得る、要求されたＰＨＹレートに応じることも可能である。送信元アクセスポイントと宛先アクセスポイントの間の距離は、適切なしきい値レベルの演算に影響を与える可能性もある。
【０１０５】
１８０６で、宛先アクセスポイントは、送信元アクセスポイントとの通信を干渉することになる伝送が存在するかどうかを決定するために媒体を監視することが可能である。１８０８で、媒体が伝送可能かどうかについて決定が行われ得る。「いいえ」である場合、プロセスは、もう１つのＲＴＳが受信されるまで終了することが可能である。「はい」である場合、ＣＴＳ信号に関する適切な伝送電力が１８１０で決定され得る。伝送電力は、隠れノードに関する情報、送信元アクセスポイントと宛先アクセスポイントの間の距離、および任意のその他の関連情報に基づくことが可能である。１８１２で、データを送信するための許可を付与するＣＴＳ信号が送信元アクセスポイントに送信され得る。ＣＴＳは、任意の受信ノードを知らせる、計算されたキャリア感知しきい値を含むことも可能である。
【０１０６】
加えて、１８１４で、信号は送信元アクセスポイントからのデータ送信の間送信しないように、近くのノードに通知するために送信され得る。信号の電力は、意図された送信元アクセスポイントと宛先アクセスポイントの間の通信の物理的レートに応じることが可能である。信号は形成されたＰＳＤ信号であり得、形成されたＰＳＤの伝送の長さは、ノードが送信を控える期間を制御するために使用され得る。形成されたＰＳＤは、所定の期間（例えば、４マイクロ秒、８マイクロ秒など）のセットのうちの１つに対して送信され得る。通常、４マイクロ秒は検出アルゴリズムがすべての受信機内で作動する最小時間である。形成されたＰＳＤ伝送の長さに応じて、受信ノードは所定の期間に対して送信を控えることになる。
【０１０７】
次に図１９を参照すると、ノード情報および／または動的キャリア感知しきい値を通信するための例示的なフレームが示される。修正された送信要求信号（ＲＴＳ）フレーム１９００は、計算されたキャリア感知しきい値（ＣＳＴ）を特定する追加のバイトを含み得る。このＲＴＳフレームは、送信元アクセスポイントから、送信元が通信することを所望する宛先アクセスポイントに送信されることが可能である。宛先アクセスポイントは、修正された送信可能信号（ＣＴＳ）を送信することによって許可を付与することができる。修正されたＣＴＳフレーム１９０２はまた、計算されたキャリア感知しきい値（ＣＳＴ）も含み得る。
【０１０８】
ノード情報は、８０２．１１ｓプロトコルのビーコン信号など、ブロードキャストメッセージを利用して、近接アクセスポイントに提供されることが可能である。修正されたブローキャストメッセージまたはビーコンフレーム１９０４は、フレームの本体内に情報エレメントを含むことが可能である。情報エレメントは、ビーコンフレームを送信しているアクセスポイントの近接ノードに関するノード情報を含み得る。特に、情報エレメントは、各近接ノードに関するアドレスおよびＲＳＳＩを含み得る。
【０１０９】
説明を簡単にするために、上の方法論は一連の動作として示され、説明されるものの、いくつかの動作は、１つまたは複数の態様によれば、本明細書で示され、説明されるその他の動作と異なる順序でかつ／またはそれらの動作と同時に発生し得るため、方法論は動作の順序によって制限されない点を理解および認識されたい。例えば、当業者は、方法論はあるいは、状態図の形でなど、一連の相互に関連する状態または事象として表されることが可能である点を理解および認識されよう。さらに、すべての例示された動作が、１つまたは複数の態様による方法論を実施するために利用されなくてもよい。
【０１１０】
推論は、端末の分類などに関してなされ得る点を理解されよう。本明細書で使用される場合、用語「推論する」または「推論」は、一般に、事象および／またはデータを介して捕捉された観測のセットから、システム、環境、および／またはユーザの状態について推理するまたはその状態を推論するプロセスを指す。推論は、例えば、特定のコンテキストまたは動作を識別するために用いられることが可能であり、または状態に対する確率分布を生成することが可能である。推論は確率的、すなわち、データおよび事象の考慮に基づく、当該状態に対する確率分布の演算であり得る。推論は、事象および／またはデータのセットからより高いレベルの事象を構成するために用いられる技術を指す場合もある。かかる推論は、結果として、事象が密接な時間的接近性（close temporal proximity）において相互に関係していてもいなくても、かつ事象およびデータが１つの事象およびデータの源からもたらされても、またはいくつかの事象およびデータの源からもたらされても、観測された事象および／または記憶された事象データのセットから新しい事象または動作の構成をもたらす。
【０１１１】
図２０は、様々な態様による、通信環境での動的キャリア感知しきい値の使用を円滑にするシステム２０００の例示である。システム２０００は、１つまたは複数の受信アンテナ２００６を通じて１つまたは複数の端末２００４から（１つまたは複数の）信号を受信し、１つまたは複数の送信アンテナ２００８を通じて１つまたは複数の端末２００４に送信する受信機２０１０を有するアクセスポイント２００２を備える。１つまたは複数の態様では、受信アンテナ２００６および送信アンテナ２００８は、アンテナの単一のセットを使用して実施され得る。受信機２０１０は、受信アンテナ２００６から情報を受信することが可能であり、受信された情報を復調する復調器２０１２に関連して動作可能である。受信機２０１０は、当業者によって理解されるように、ＭＭＳＥベースの受信機、または受信機に割り当てられた端末を分離するためのいくつかのその他の適切な受信機であり得る。様々な態様によれば、複数の受信機（例えば、受信アンテナ当たり１個）が用いられることが可能であり、かかる受信機はユーザデータの改善された推定を提供するために互いに通信することが可能である。
【０１１２】
アクセスポイント２００２は、受信機２０１０と異なる、または受信機２０１０と一体化したプロセッサであり得る通信成分２０２２をさらに備える。通信成分２０２２は、ノード情報を解析および評価して、ネットワークスループットを最適化するために、送信電力および動的キャリア感知しきい値を計算することが可能である。
【０１１３】
復調された記号はプロセッサ２０１４によって解析される。プロセッサ２０１４は、等化器関数、等化器行列、および等化に関係する任意のその他のデータなど、等化に関連する情報を記憶するメモリ２０１６に結合される。本明細書で説明されるデータ記憶（例えば、メモリ）成分は、揮発性メモリもしくは不揮発性メモリであってよく、または揮発性メモリおよび不揮発性メモリの両方を含んでもよい点を理解されよう。限定ではなく、例として、不揮発性メモリは、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的にプログラム可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、またはフラッシュメモリを含み得る。揮発性メモリは、外部のキャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含み得る。限定ではなく、例として、ＲＡＭは、同期ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ）、拡張ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、およびダイレクトランバス（direct Rambus）ＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）など、多くの形で利用可能である。主題のシステムおよび方法のメモリ２０１０は、これらのメモリおよび任意のその他の適切なタイプのメモリに限定されていることなしに、これらのメモリおよび任意のその他の適切なタイプのメモリを備えることが意図される。各アンテナに関する受信アウトプットは、受信機２０１０および／またはプロセッサ２０１４によって共同で処理されることが可能である。変調器２０１８は、送信アンテナ２００８から端末２００４までの送信機２０２０による伝送のために信号を多重化することが可能である。
【０１１４】
図２１を参照すると、多元接続無線通信システム２１００内の送信機および受信機の一実施形態が例示される。送信機システム２１１０で、いくつかのデータ流れに関するトラヒックデータがデータソース２１１２から送信（ＴＸ）データプロセッサ２１１４に提供される。実施形態では、各データ流れはそれぞれの送信アンテナ上で送信される。ＴＸデータプロセッサ２１１４は、符号化データを提供するために各データ流れに関して選択された特定のコーディング方式に基づいて、そのデータ流れに関するトラヒックデータをフォーマット、符号化、およびインタリーブする。いくつかの実施形態では、ＴＸデータプロセッサ２１１４は、ユーザおよび、そこから記号が送信されているアンテナに基づいて、データ流れの記号にプリコーディング（precoding）重みを加える。いくつかの実施形態では、プリコーディング重みは、トランシーバ２１５４で生成されたコードブックへの指標に基づいて生成され、コードブックおよびその指標の知識を有するトランシーバ２１２２へのフィードバックとして提供されることが可能である。さらに、それらのスケジュールされた伝送の場合、ＴＸデータプロセッサ２１１４は、ユーザから送信されるランク情報に基づいて、パケットフォーマットを選択することが可能である。
【０１１５】
各データ流れに関する符号化データは、ＯＦＤＭ技術を使用して、パイロットデータを用いて多重化されることが可能である。パイロットデータは、通常、知られている方法で処理される、知られているデータパターンであり、チャネル応答を推定するために受信機システムで使用されることが可能である。各データ流れに関する多重化されたパイロットデータおよび符号化データは、次いで、変調記号を提供するためにそのデータ流れに関して選択された特定の変調方式（例えば、ＢＰＳＫ、ＱＳＰＫ、Ｍ−ＰＳＫ、またはＭ−ＱＡＭ）に基づいて変調される（例えば、記号マップされる）。各データ流れに関するデータ転送速度、コーディング、および変調は、プロセッサ２１３０によって実行される命令によって決定され得る。
【０１１６】
すべてのデータ流れに関する変調記号は、次いで、（例えば、ＯＦＤＭの場合）変調記号をさらに処理することが可能なＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２１２０に提供される。ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２１２０は、次いで、ＮＴ変調記号流れをＮＴトランシーバ（ＴＭＴＲ）２１２２ａないし２１２２ｔに提供する。いくつかの実施形態では、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２１２０は、記号が送信されているユーザおよびそこから記号がそのユーザのチャネル応答情報から送信されているアンテナに基づいて、データ流れの記号にプリコーディング重みを加える。
【０１１７】
各トランシーバ２１２２は、１つまたは複数のアナログ信号を提供するために、それぞれの記号流れを受信および処理して、ＭＩＭＯチャネル上の伝送に適した変調信号を提供するためにアナログ信号をさらに調整（例えば、増幅、フィルタ処理、およびアップコンバート）する。トランシーバ２１２２ａないし２１２２ｔからのＮＴ変調信号は、次いで、それぞれ、ＮＴアンテナ２１２４ａないし２１２４ｔから送信される。
【０１１８】
受信機システム２１５０で、送信された変調信号は、ＮＲアンテナ２１５２ａないし２１５２ｒによって受信されて、各アンテナ２１５２から受信された信号はそれぞれのトランシーバ（ＲＣＶＲ）２１５４に提供される。各トランシーバ２５４は、それぞれの受信された信号を調整（例えば、フィルタ化、増幅、およびダウンコンバート）し、サンプルを提供するために調整された信号をデジタル化し、対応する「受信された」記号流れを提供するためにサンプルをさらに処理する。
【０１１９】
ＲＸデータプロセッサ２１６０は、次いで、ＮＲ「検出された」記号流れを提供するために、特定の受信機処理技術に基づいて、ＮＲトランシーバ２１５４からのＮＲ受信された記号流れを受信および処理する。ＲＸデータプロセッサ２１６０による処理は、下でさらに詳細に説明される。各検出された記号流れは、対応するデータ流れに関して送信された変調記号の推定である記号を含む。ＲＸデータプロセッサ２１６０は、次いで、データ流れに関してトラヒックデータを回復するために、各検出された記号流れを復調、ディインタリーブ、および復号する。ＲＸデータプロセッサ２１６０による処理は、送信機システム２１１０でＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２１２０およびＴＸデータプロセッサ２１１４によって実行される処理に対して補完的である。
【０１２０】
ＲＸプロセッサ２１６０によって生成されたチャネル応答推定は、空間、受信機での空間／時間処理を実行するため、電力レベルを調整するため、変調レートまたは変調方式を変更するため、またはその他の動作のために使用され得る。ＲＸプロセッサ２１６０は、検出された記号流れの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、および場合によっては、その他のチャネル特性をさらに推定することが可能であり、これらの量をプロセッサ２１７０に提供する。ＲＸデータプロセッサ２１６０またはプロセッサ２１７０は、システムに関して「動作」ＳＩＮＲの推定をさらに導き出すことが可能である。プロセッサ２１７０は、次いで、通信リンクおよび／または受信されたデータ流れに関する様々なタイプの情報を備え得る、推定された（ＣＳＩ）を提供する。例えば、ＣＳＩは動作ＳＩＮＲだけを備える可能性がある。ＣＳＩは、次いで、データソース２１７６からいくつかのデータ流れに関するトラヒックデータも受信するＴＸデータプロセッサ２１７８によって処理され、変調器２１８０によって変調され、トランシーバ２１５４ａないし２１５４ｒによって調整され、送信機システム２１１０に送信し戻される。
【０１２１】
送信機システム２１１０で、受信機システム２１５０からの変調された信号は、アンテナ２１２４によって受信され、受信機２１２２によって調整され、復調器２１４０によって復調され、受信機システムによって報告されたＣＳＩを回復するために、ＲＸデータプロセッサ２１４２によって処理される。報告された量子化された情報（例えば、ＣＱＩ）は、次いで、プロセッサ２１３０に提供されて、（１）データ流れに関して使用されることになるデータ転送速度ならびにコーディング方式および変調方式を決定するために、（２）ＴＸデータプロセッサ２１１４およびＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２１２０に関して様々な制御を生成するために使用される。
【０１２２】
本明細書で説明された技術は、様々な方法で実施され得る。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実施され得る。ハードウェア実装の場合、これらの技術に関する処理装置は、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能な論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書で説明される機能を実行するように設計されたその他の電子装置、またはそれらの組合せの中で実施されることが可能である。
【０１２３】
次に図２２を参照すると、無線ネットワークスループットの最適化を円滑にするシステム２２００の態様が例示される。システム２２００は近接ノードに関係するノードデータを取得するモジュール２２０２を含む。特に、アクセスポイントは、近くのノードを列挙して、ノードデータを含む、定期的なブロードキャストを送信することができる。かかるノードデータは、相対的な信号強度表示器（ＲＳＳＩ）を含み得る。さらに、このノードデータは、アクセスポイントのクライアントとの同期を制御するために利用されるビーコンフレーム内に組み込まれることが可能である。ビーコンフレームは、近接アクセスポイントならびにクライアントに送信され得る。
【０１２４】
システム２２００はまた、少なくとも一部、取得されたノードデータに基づいて、適切なキャリア感知しきい値を決定するモジュール２２０４も含み得る。ノードデータは、隠れノードの数およびアクセスポイントが経験するノード干渉を推定するために使用され得る。キャリア感知しきい値は、この干渉、送信元／宛先アクセスポイントの間の距離、ＰＨＹレートおよびその他の関連情報に基づいて選択されることが可能である。適切なキャリア感知しきい値の選択は、ネットワークスループットを増大して、無線ネットワーク内の同時通信の増大を提供する。
【０１２５】
ソフトウェア実装の場合、本明細書で説明される技術は、本明細書で説明される機能を実行するモジュール（例えば、手順、機能など）を用いて実施され得る。ソフトウェアコードは、メモリ装置内に記憶されて、プロセッサによって実行されることが可能である。メモリ装置は、プロセッサ内で実装されることが可能であり、またはプロセッサの外部で実装されることも可能であり、その場合、メモリは当技術分野で知られている様々な手段によりプロセッサに通信可能に結合され得る。
【０１２６】
上で説明されたことは、１つまたは複数の態様の例を含む。当然、前述の態様を説明する目的で、成分または方法論のすべての考えられる組合せを説明することは不可能であるが、当業者は様々な態様の多くのさらなる組合せおよび置換えが可能であることを認識されよう。したがって、説明された態様は、特許請求の範囲の精神内および範囲内に包括されるすべてのかかる改変形態、修正形態および変更形態を包括することが意図される。さらに、詳細な説明または特許請求の範囲において用語「含む」が使用される範囲まで、かかる用語は、用語「備える」が特許請求の範囲内の移行部分の用語として用いられる場合に「備える」が解釈されるのと同じように包括的であることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、キャリア感知しきい値を動的に調整するシステムのブロック図。
【図２】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、例示的なメッシュ無線ネットワークのブロック図。
【図３】無線ネットワーク通信のための関連範囲を例示する図。
【図４】無線ネットワークに関する例示的な干渉シナリオを示す図。
【図５】例示的な経路損失モデルを示すグラフ。
【図６】経路損失ブレークポイント値に基づく領域スループット（area throughput）を示すグラフ。
【図７】要求されるＳＩＮＲおよび経路損失ブレークポイント距離に応じた干渉距離を示すグラフ。
【図８】領域スループットに対する送信電力の影響を示すグラフ。
【図９】キャリア感知しきい値に応じた領域スループットを例示するグラフ。
【図１０】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、無線ネットワーク内の通信を最適化するためにキャリア感知しきい値を設定するための例示的な方法論を示す図。
【図１１】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、近接情報を取得および提供するシステムのブロック図。
【図１２】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、ノード情報を取得および管理するための方法論を例示する図。
【図１３】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、ノード情報を含むブロードキャストメッセージを生成するための方法論を例示する図。
【図１４】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、キャリア感知しきい値を動的に決定するシステムのブロック図。
【図１５】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、適切な送信電力を決定するための方法論を例示する図。
【図１６】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、データ転送を制御するために動的に決定されたキャリア感知しきい値を利用するシステムのブロック図。
【図１７】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、近接アクセスポイントとの通信を開始するための方法論を例示する図。
【図１８】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、通信要求に応答するための方法論を例示する図。
【図１９】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、ノード情報および／または動的キャリア感知しきい値を通信するための例示的なフレームを示す図。
【図２０】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による無線通信システムを例示する図。
【図２１】本明細書で提示される様々なシステムおよび方法に関して用いられることが可能な無線通信環境を例示する図。
【図２２】本明細書で提示される１つまたは複数の態様による、動的キャリアしきい値を使用して無線通信を円滑にするシステムを例示する図。
【図１】
2009533976.tif 000026
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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