(57)【要約】  アクセスポイントおよび局を有するＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）におけるＲＲＭ（無線リソース管理）のための方法は、現在のトラフィックチャネルから第１のパラメータ群を獲得することから始まる。すべての利用可能なチャネルから第２のパラメータ群に関する測定が行われる。ＷＬＡＮの無線リソースは、少なくとも１つのパラメータを使用する少なくとも１つのＲＲＭアルゴリズムを選択的に呼び出すことで自律的に管理される。ＲＲＭアルゴリズムは、以前、実行されたＲＲＭアルゴリズムによって生じた結果に基づいて呼び出されることができ、これにより、ＲＲＭアルゴリズムが継続的に呼び出されて、無線リソースが自律的に管理されるようになることが可能である。
2007522710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＰ（アクセスポイント）および局を有するＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）におけるＲＲＭ（無線リソース管理）のための方法であって、
第１のパラメータ群を現在のトラフィックチャネルから獲得するステップ、
測定をすべての利用可能なチャネルから第２のパラメータ群について行うステップ、および、
少なくとも１つのパラメータを使用する少なくとも１つのＲＲＭアルゴリズムを選択的に呼び出すことにより、前記ＷＬＡＮの前記無線リソースを自律的に管理するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記行うステップにおいて、前記ＡＰが通信していない沈黙期間に測定を行うことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記管理するステップにおいて、一つのＲＲＭアルゴリズムを、これまでに実行されたＲＲＭアルゴリズムによって生じた結果に基づいて呼び出すと、これによりＲＲＭアルゴリズムが継続して呼び出されることができ、前記無線リソースが自律的に管理されるようになることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのＲＲＭアルゴリズムは、速度制御／スケジューリング、電力制御、エネルギ検出閾値制御、および周波数選択から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのパラメータは、確認応答、クリアチャネル評価、通信データ速度、受信信号強度インジケータ、パケット時間、パケット誤り率、および遅延率から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ＡＰの環境についてのパラメータ群を測定するための測定デバイス、
該パラメータに基づき、送信電力レベルを決定しおよびチャネルを選択するための自動電力−チャネル選択デバイス、
前記パラメータ群に基づき、ＡＰ間通信を使用しない、複数のＡＰ間で負荷を平衡させるための負荷平衡デバイス、
前記パラメータ群に基づいて外部干渉および内部干渉の補償に使用するための干渉管理デバイス、および、
ダウンリンク品質を監視しおよびスケジューリング並びにデータ速度を調整するリンクコントローラ
を含むことを特徴とする自己構成ＡＰ（アクセスポイント）。
【請求項７】
ＡＰの環境についてのパラメータ群を測定するための測定手段、
該パラメータに基づき、送信電力レベルを決定しおよびチャネルを選択するための自動電力−チャネル選択手段、
前記パラメータ群に基づき、ＡＰ間通信を使用しない、複数のＡＰ間で負荷を平衡させるための負荷平衡手段、
前記パラメータ群に基づいて外部干渉および内部干渉の補償に使用するための干渉管理手段、および、
ダウンリンク品質を監視しおよびスケジューリング並びにデータ速度を調整するリンク制御手段
を含むことを特徴とする自己構成ＡＰ（アクセスポイント）。
【請求項８】
ＡＰ（アクセスポイント）および局を有するＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）におけるＲＲＭ（無線リソース管理）のための集積回路であって、
第１のパラメータ群を現在のトラフィックチャネルから獲得するための獲得手段、
測定をすべての利用可能なチャネルから第２のパラメータ群について行う測定手段、および、
少なくとも１つのパラメータを使用する少なくとも１つのＲＲＭアルゴリズムを選択的に呼び出すことにより、前記ＷＬＡＮの前記無線リソースを自律的に管理するための管理手段
を含むことを特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、全体としては無線ローカルエリアネットワークにおけるＲＲＭ（無線リソース管理）のための方法およびシステムに関し、より詳細には、ネットワークを自己構成するＲＲＭ手続きに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、当技術分野で周知である。一般に、そのようなシステムは、互いの間で無線通信信号を送受信する通信局を含む。システムのタイプに依存して、通信局は、通常、次の２つのタイプのいずれかである。すなわち、基地局、または移動装置を含むＷＴＲＵ（無線送信／受信装置）である。
【０００３】
本明細書で使用する基地局という用語は、基地局、ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント、あるいは基地局が関連するネットワークへの無線アクセスをＷＴＲＵに提供する無線環境における他のインタフェースデバイスを含むが、以上に限定されない。
【０００４】
本明細書で使用するＷＴＲＵという用語には、ユーザ機器、移動局、固定加入者装置もしくは移動加入者装置、ポケットベル、あるいは無線環境において動作することができる他の任意のタイプのデバイスが含まれるが、以上には限定されない。ＷＴＲＵには、電話機、テレビ電話、ならびにネットワーク接続を有するインターネット対応電話などのパーソナル通信デバイスが含まれる。また、さらに、ＷＴＲＵには、同様のネットワーク能力を有する無線モデムを備えたＰＤＡおよびノートブックコンピュータなどのポータブルパーソナルコンピューティングデバイスも含まれる。ポータブルである、またはそれ以外で場所を変えることができるＷＴＲＵは、移動装置と呼ばれる。
【０００５】
通常、各基地局が、適切に構成されたＷＴＲＵ群と同時実行の無線通信を行うことができる基地局のネットワークが提供される。一部のＷＴＲＵは、互いの間で直接に、すなわち、基地局を介してネットワーク経由で中継されることなしに、無線通信を行うように構成される。これは、一般に、ピアツーピア無線通信と呼ばれる。ＷＴＲＵは、ネットワーク通信能力とピアツーピア通信能力を共に備えた複数のネットワークにおいて使用されるように構成されることが可能である。
【０００６】
ＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）と呼ばれる１つのタイプの無線システムは、ＷＬＡＮモデムを備えたＷＴＲＵ群と無線通信を行うように構成されることが可能であり、ＷＴＲＵ群は、同様に装備されたＷＴＲＵ群とピアツーピア通信を行うこともできる。ＷＬＡＮでは、ＷＴＲＵは局と呼ばれ、基地局はアクセスポイントと呼ばれる。
【０００７】
ＷＬＡＮ、およびその他のネットワークにおいて無線通信を実施する次の２つの一般的な形が存在する。すなわち、インフラストラクチャモードおよびアドホック（ad hoc）モードである。インフラストラクチャモードでは、ＷＴＲＵは、ネットワークインフラストラクチャに対するアクセスポイントの役割をする基地局を介して、無線通信を行う。通信は、基地局を介して調整され、同期される。また、そのような構成は、ＷＬＡＮの文脈内でＢＳＳ（基本サービスセット）とも呼ばれる。インフラストラクチャモードとは異なり、アドホックモードは、ネットワークインフラストラクチャを使用しない。アドホックモードは、ピアツーピア通信で動作し、「独立型ＢＳＳ」と呼ばれる。
【０００８】
１つまたは複数のＷＬＡＮアクセスポイント、すなわち、基地局を有する、普及している無線ローカルエリアネットワーク環境は、ＩＥＥＥ８０２．１１系の標準に準拠して構築されている。そのタイプのシステムに関する通常のアプリケーションには、ホットスポット（hot spot）（例えば、空港）、自宅での使用、およびオフィスでの使用が含まれる。それらのシステムがますます普及するにつれ、システムの運用および保守を簡略化する必要性が存在する。多くの現在のシステムは、相当な専門知識および理解をユーザに要求する。オフィス環境では、無線セル計画者は、干渉問題および容量問題を回避するようにシステムの展開を計画することを要求される。ホームシステムでは、ユーザは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイス、電子レンジ、コードレス電話、および他の近隣のＷＬＡＮシステムなどの他のホームデバイスからの干渉を回避するだけ十分に見識がなければならない。干渉の性質は、時間につれて変化し、精通したユーザまたは無線セル計画者は、変化する干渉に対処するようにシステムを定期的に適応させることを要求されることを意味する。これは、もちろん、非常に非現実的であり、したがって、変化する環境に基づいてＷＬＡＮシステムを自動的に管理する必要性が存在する。本発明は、次の２つの主な要件を満たす。すなわち、（１）自己構成、ならびに展開の容易さ、（２）より大きい容量、および連続的なカバレッジである。
【０００９】
自己構成、および展開の容易さを促進するため、起動されると、設置者から構成データが最小限しか要求されない、または全く要求されない、送信電力、周波数、エネルギ検出閾値、その他などの最適動作パラメータを自動的に選択するＡＰ（アクセスポイント）を提供することが望ましい。さらに、ＡＰが、ＡＰの環境を定期的に監視して、総計のスループットを最適化し、連続的で予測可能なカバレッジを提供するように様々なパラメータを調整することが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
アクセスポイントおよび局を有するＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）におけるＲＲＭ（無線リソース管理）のための方法は、第１のパラメータ群を現在のトラフィックチャネルから獲得することで始まる。測定がすべての利用可能なチャネルから第２のパラメータ群について行われる。ＷＬＡＮの無線リソースは、少なくとも１つのパラメータを使用する少なくとも１つのＲＲＭアルゴリズムを選択的に呼び出すことによって自律的に管理される。ＲＲＭアルゴリズムは、これまでに実行されたＲＲＭアルゴリズムによって生じた結果に基づいて呼び出されることができ、これにより、ＲＲＭアルゴリズムが、継続的に呼び出され、無線リソースが自律的に管理されるようになることができる。
【００１１】
自己構成ＡＰ（アクセスポイント）は、測定デバイス、自動電力−チャネル選択デバイス、負荷平衡デバイス、干渉管理デバイス、およびリンクコントローラを含む。測定デバイスは、ＡＰの環境についてのパラメータ群を測定する。自動電力−チャネル選択デバイスは、それらのパラメータに基づいて送信電力レベルを決定しおよびチャネルを選択する。負荷平衡デバイスは、そのパラメータ群に基づいて複数のＡＰ間で負荷を平衡させ、ＡＰ間通信は使用しない。干渉管理デバイスは、そのパラメータ群に基づいて外部および内部干渉を補償するために使用される。リンクコントローラは、ダウンリンク品質を監視し、スケジューリングおよびデータ速度を調整する。
【００１２】
ＡＰ（アクセスポイント）および局を有するＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）におけるＲＲＭ（無線リソース管理）のための集積回路は、現在のトラフィックチャネルから第１のパラメータ群を獲得するための獲得手段、すべての利用可能なチャネルから、第２のパラメータ群について測定する測定手段、および、少なくとも１つのパラメータを使用する少なくとも１つのＲＲＭアルゴリズムを選択的に呼び出すことでＷＬＡＮの無線リソースを自律的に管理するための管理手段を含む。
【００１３】
本発明のより詳細な理解は、例として与えられ、添付の図面と併せて理解されるべき、好ましい実施形態の以下の説明から得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、ＷＬＡＮシステムの最適パフォーマンスを共同で可能にする分散ＲＲＭ（無線リソース管理）システムである。本発明は、以下の制約内で動作することができる。すなわち、８０２．１１ａ／ｂ／ｅ／ｇに完全に準拠すること、ＡＰ間通信が全く存在しないこと、通常のＡＰ群と共存すること、局に対する特別な要件が全く存在しないこと（すなわち、局からの特別な測定情報が全く存在しないこと）、および集中コントローラが全く存在しないことである。しかし、本発明は、以上の制約に限定されず、以上の制約の１つまたは複数が取り除かれた場合も、適用されることが可能である。
【００１５】
本発明の判定は、ＡＰが受信するものおよびＡＰが監視するものに基づく。個々のＡＰによって行われる各アクションが、合体して、無秩序で不安定なシステムを形成することはない。システムは、ＡＰ間通信が使用されない場合でも、各ＡＰが、その他のＡＰ群と調和して機能するように設計される。本発明は、次の４つの主な機能から成る。すなわち、自動電力−チャネル選択、負荷平衡、干渉管理、およびリンク制御である。これら４つの機能は一緒に調和して機能して、非常に効率的で堅牢なＲＲＭシステムを形成する。
【００１６】
Ｉ．自動電力−チャネル選択
ＡＰＣＳ（自動電力−チャネル選択）は、ＡＰが起動された際と、定常状態動作中の両方で使用される。この機能は、初期セットアップ時にベースラインカバレッジエリアおよび周波数チャネルを自動的に決める。その後、この機能は、それらのパラメータを必要（環境に物理的変化があった場合、新たなＡＰが設置された場合、または撤去された（de-installation）場合、その他など）に応じて調整するために、周囲の環境を定期的に監視する。ベースラインカバレッジエリアは、容認できるカバレッジが局に提供されるべきエリアに相当し、ベースライン範囲と呼ばれる、周辺部におけるパスロス（path loss）の点で定義される。この内部パラメータは、パスロス検出プロセスを介して算出され、このプロセスは、利用可能なチャネルを監視することにより、そのＡＰから近隣のＡＰ群までのパスロスを推定する。ベースライン範囲は、ＡＰの現在の送信電力を設定する際の３つの入力の１つとして使用される。他の２つの入力は、負荷平衡機能および干渉補償−回避機能によって算出される。以上の入力は、カバレッジエリアの調整、および要求される受信電力の調整にそれぞれ対処する。また、ベースライン範囲は、ＡＰによって、パケットの送信および受信をいつ試みるべきかを判定するのに使用されるＣＣＡ（クリアチャネル評価）手続きにおいて使用されるＥＤ（エネルギ検出）閾値を設定する際に、いくつかの入力の１つとしても使用される。
【００１７】
ＩＩ．負荷平衡
負荷平衡は、複数のＡＰおよび複数の周波数チャネルにわたって負荷を平衡させるのに使用される。負荷平衡は、２つの相補的機構、ＡＰ負荷平衡およびチャネル負荷平衡から成る。ＡＰ負荷平衡はＡＰのカバレッジエリアを調整する。選択されたＡＰの負荷と、近隣のＡＰ群における負荷の間の深刻な不平衡を、それらのＡＰが使用する周波数チャネルに関わらず、訂正するために現在の送信電力を設定する際に、範囲調整が適用される。
【００１８】
この機能の主な使用ケースは、大きい集団の人々が、短い期間にわたって会議室内でミーティングする会議室シナリオである。この機能は、近隣のＡＰ群のカバレッジエリアを一時的に大きくし、サービス提供ＡＰのカバレッジエリアを一時的に小さくすることにより、会議室エリアにサービスを提供するＡＰの増大した負荷を管理するのに役立つ。この機能は、以下の２つの形で利益をもたらす。すなわち、重い負荷がかかったＡＰによるサービスを現在、受けている局が、近隣の複数のＡＰの１つにより、より良好なサービスを受けることが可能であり、重い負荷がかかっているＡＰにおける現在の局が、近隣の複数のＡＰに１つまたは複数の局がオフロードされることにより、媒体へのより良好なアクセスの恩恵を受ける。このシナリオは、以下により詳細に説明する。
【００１９】
チャネル負荷平衡は、種々の周波数チャネルの間で負荷を均等化するのに使用される。これは、種々のチャネルを使用してＡＰにおける負荷を定期的に評価することによって実行される。負荷の軽い近隣のＡＰ群によって使用される周波数チャネルを使用する決定が行われることが可能であり、チャネルの変更は、ＡＰによるサービスを受けるＢＳＳに活動が全くない時間に実行される。両方の負荷平衡機構と共に、独立であり、負荷が、チャネル群および／またはＡＰ群にわたって平衡させられていないシナリオにおいて、建設的な改良をもたらす。
【００２０】
ＩＩＩ．干渉補償−回避
ＩＣＡ（干渉補償−回避）は、外部干渉および内部干渉を補償するのに使用される。ＩＣＡ機能は、次の３つのプロセスから成る。すなわち、低速干渉推定、高速干渉推定、および周波数選択エスケープ（escape）である。
【００２１】
一般に、低速干渉推定の目的は、許容できる品質のための要求される受信電力をゆっくりと、継続的に推定することである。要求される受信電力は、ＡＰの現在の送信電力を設定する際に、３つの入力の１つとして使用される。これは、許容できるデータ速度を実現する局における受信電力を算出するために、通信の成功、および通信の失敗を監視することを介して実行される。
【００２２】
高速干渉推定プロセスの目的は、電子レンジ、エレベータ、その他に起因する外部干渉の突然の大きな変化を考慮に入れるように、要求される受信電力を迅速に調整することである。干渉は、パケットが全く検出されていない時間に、ＲＳＳＩ（受信信号強度インジケータ）を監視することを介して算出される。
【００２３】
ＢＳＳが、過度に高い輻輳状況を経験している、または干渉が許容できないケースでは、別の周波数チャネルを選択する試みが行われる。周波数チャネルエスケーププロセスは、遅延率（deferral rate）、ＰＥＲ（パケット誤り率）、および干渉を監視する。周波数チャネルを変更するのにサービス中断が要求されるので、チャネルは、現在の負荷および／または干渉が、耐えられない場合にだけ変更される。
【００２４】
ＩＶ．リンク制御
リンク制御は、チャネルによって感知されるダウンリンク品質を監視し、スケジューリングとデータ速度の両方を調整するのに使用される。リンク制御は、２つのプロセス、すなわち、速度制御およびスケジューラから成る。速度制御は、局における感知された品質に基づいてデータ速度を調整する。確認応答が抜けていることにより、瞬間速度が低減される。また、肯定応答があると速度を回復するための速度回復プロセスも存在する。さらに、媒体の現在の負荷も、速度低減および速度回復に影響を与える。
【００２５】
スケジューラは、より低いデータ速度の通信よりも、より高いデータ速度の通信を優先することにより、媒体の使用を最大化しようと試みる。より低いデータ速度の通信は、同一量のデータに関して、より高いデータ速度の通信よりも媒体の多くを使用する。したがって、スループットを最大化する点で、高いデータ速度の通信を優先することが有益である。しかし、このスキームは、より低いデータ速度の局に関して許容できない遅延を生じさせる可能性がある。遅延を最小化するため、送信すべき次のパケットを選択する際の優先順位と共に、より低いデータ速度のユーザの現在の遅延も考慮される。
【００２６】
８０２．１１ｅ標準は、音声ストリーミングやビデオストリーミングなどの、遅延の影響を受けやすいサービスを他のサービスよりも優先することを可能にする。受付制御および８０２．１１ｅベースのスケジューリングは、ＡＰが、媒体の使用を求める局要求に優先順位を付け、管理することを可能にする。以上の機能は、ＡＰが、先回りする形で、耐えられる最大負荷を理解することに役立つ。８０２．１１ｅでは、局は、要求される平均データ速度などの情報を供給することにより、媒体へのアクセスを要求する。これは、ＡＰが、媒体にかかる現在の負荷、および将来の負荷を推定するのに役立ち、正確な受付制御判定を可能にする。
【００２７】
Ｖ．アルゴリズムアーキテクチャの概要、対話、およびタイミング
図１は、本発明に従って構築されたＲＲＭシステム１００の概要を示す図である。システム１００への入力は、現在のチャネル上のライブのトラフィック１０２から導出され、沈黙期間に測定が行われる１０４。測定１０４は、ＡＰが、通信していない時間に行われ、すべての利用可能なチャネルにわたって行われる。入力１０２、１０４は、全体的なＲＲＭシステム１００を構成する様々なアルゴリズム１１０〜１２２に供給される。図１では、長方形は、アルゴリズムまたはプロセスへの入力／アルゴリズムまたはプロセスからの出力を表し、角を丸めた長方形は、アルゴリズムおよび／またはプロセスを表す。
【００２８】
速度制御／スケジューリング、電力制御（高速干渉推定）、ＥＤＴ制御、および周波数選択エスケープなどの、比較的迅速な反応時間を要求するプロセスは、現在のチャネルからのトラフィックを監視する。比較的遅い反応時間を有する、電力制御（パスロス検出）、電力制御（負荷平衡）、および周波数選択最適化などの残りのプロセスは、沈黙期間に行われる測定に依拠する。入力および出力は、様々なアルゴリズムおよびプロセスの間でよく調整される。例えば、パスロス検出プロセスおよび負荷平衡プロセスによって算出される現在の範囲は、ＥＤＴ制御および周波数選択によって使用される。
【００２９】
速度制御／スケジューリングアルゴリズム１１０が、ＡＣＫ（確認応答）、ＣＣＡ閾値、および通信データ速度を現在のチャネル１０２から受け取る。速度制御／スケジューリングアルゴリズム１１０は、現在の動作条件を所与として通信データ速度を設定しようと試みる。アルゴリズム１１０は、パケット誤り率（すなわち、１つまたは２つの欠落したＡＣＫ）およびチャネル利用率にほとんど瞬時に（一般に、１秒未満で）反応し、このため、アルゴリズム１１０のアクションは、その他のプロセスとはほぼ独立である。アルゴリズム１１０の動作環境は、伝送速度を向上させようと試みる他のプロセスによって影響されて、平均して、伝送速度が高くなる。例えば、電力制御（ＩＣＡ）アルゴリズム１１２は、平均データ速度を含む様々な要因に基づき、電力を調整しようと試みる。
【００３０】
電力制御（ＩＣＡ）アルゴリズム１１２は、ＲＳＳＩ値、ＡＣＫ、通信データ速度、およびＣＣＡ閾値を現在のチャネル１０２から受け取り、ＲＳＳＩ測定値およびＣＣＡ閾値を沈黙期間測定１０４から受け取る。電力制御（ＩＣＡ）アルゴリズム１１２は、局における感知された干渉を推定し、その干渉に合わせて調整を行い、要求される受信電力値１３０を生成し、その値１３０が、第１の加算器１４０に送られる。電力制御（ＩＣＡ）アルゴリズム１１２は、２つの部分、すなわち、高速電力制御および低速電力制御を含む。高速電力制御アルゴリズムは、大きい突然の干渉に応答して反応する。高速電力制御アルゴリズムは、現在のチャネル１０２上で測定値を収集し、定期的に（ほぼ毎秒）、または必要に応じて動作して、要求される受信電力値１３０を調整する。低速電力制御アルゴリズムは、局における感知された品質に基づいて反応する。低速電力制御アルゴリズムは、現在のチャネル１０２上で測定値を収集し、定期的に（ほぼ毎分）、または必要に応じて動作して、要求される受信電力値１３０を調整する。
【００３１】
電力制御（パスロス検出）アルゴリズム１１４はＲＳＳＩ沈黙期間測定値１０４を受け取る。電力制御（パスロス検出アルゴリズム）１１４は、すべてのチャネル上で近隣のＡＰの伝送を監視することにより、セルの最適なカバレッジエリアを算出しようと試みる。セルの範囲は使用される周波数チャネルとは独立であり、近隣のＡＰ群までのパスロスだけに依存する。電力制御（パスロス検出）アルゴリズム１１４はベースライン範囲値１３２を生成し、その値を第２の加算器１４２に送る。システムが安定した状態にある場合、アルゴリズム１１４は沈黙期間測定値１０４を定期的に収集し、ベースライン範囲値１３２を更新する。新たなＡＰの検出中、アルゴリズム１１４は沈黙期間に新たなＡＰから測定値を収集し、ベースライン範囲値１３２を更新する。新たなＡＰはラウド（loud）パケットをより頻繁に送信し、要求される収集時間をおよそ１分にまで短縮する。
【００３２】
電力制御（負荷平衡）アルゴリズム１１６が、ＲＳＳＩ値およびパケット時間を現在のチャネル１０２から受け取り、ＡＣＫおよびＣＣＡ閾値を沈黙期間測定１０４から受け取る。電力制御（負荷平衡）アルゴリズム１１６は、そのＡＰの負荷と、近隣のＡＰにおける負荷の間の深刻な不平衡を訂正するために、カバレッジエリアを調整するのに使用される。負荷平衡は、複数のＡＰにわたって実行され、周波数チャネルとは独立である。電力制御（負荷平衡）アルゴリズム１１６は、範囲調整値１３４を生成し、値１３４は、第２の加算器１４２に送られる。
【００３３】
ＥＤＴ（エネルギ検出閾値）制御アルゴリズム１１８が、ＰＥＲ（パケット誤り率）および遅延率情報を現在のチャネル１０２から受け取る。ＥＤＴ制御アルゴリズム１１８は、パケットの送信および受信の両方が最適化されるようにＥＤＴ閾値１５４を算出しようと試みる。これは、主に、ＰＥＲおよび遅延率に基づく。ＥＤＴ閾値１５４は、セルの現在の範囲、および受信機感度によって束縛される。このアルゴリズムは、比較的迅速に実行され、他のプロセスによって行われるアクションとは独立になる。周波数チャネル変更により、ＥＤＴは、ＥＤＴ閾値を最小値（受信機感度）にリセットするようにさせられる。ＥＤＴ閾値１５４の現在の設定に影響を与える、電力制御アルゴリズム１１４、１１６による現在の範囲値１５０の変更は、およそ１秒内に調整される。
【００３４】
周波数選択（最適化）アルゴリズム１２０が、ＲＳＳＩ測定値、ＣＣＡ閾値、およびＡＣＫを沈黙期間測定１０４から受け取る。周波数選択（最適化）アルゴリズム１２０は、複数のＡＰの間で、利用可能なチャネルの使用を最適化するのに使用される。アルゴリズム１２０は、複数のＡＰにわたってではなく、複数のチャネルにわたって、ある種の負荷平衡を実行する。これにより、電力制御（負荷平衡）アルゴリズム１１６によって行われるアクションと、周波数選択（最適化）アルゴリズム１２０によって行われるアクションとが独立であり、矛盾しないことが確実になる。例えば、電力制御アルゴリズムによって行われる、ＡＰのカバレッジエリアを大きくする、または小さくするアクションは、すべてのチャネルにわたる測定値に基づき、したがって、そのＡＰのいずれの利用可能なチャネルに関しても妥当である。周波数選択（最適化）アルゴリズム１２０は、新たな現在のチャネル１５６に変更することを、そのチャネル上で全く活動がない時間に行う。
【００３５】
周波数選択（エスケープ）アルゴリズム１２２が、ＰＥＲおよび遅延率情報を現在のチャネル１０２から受け取り、ＲＳＳＩ値、ＣＣＡ、およびＡＣＫを沈黙期間測定１０４から受け取る。周波数選択（エスケープ）アルゴリズム１２２は、ＡＰ電力を増加すること（高速干渉推定および低速干渉推定）、ＥＤ閾値を高くすること／低くすること（ＥＤＴ制御）、または通信データ速度の低減（速度制御／スケジューリング）が役に立たない状況における、許容できないレベルの干渉、および許容できないレベルの輻輳に反応する。周波数選択（エスケープ）アルゴリズム１２２は、呼び出されると、およそ３０秒以内に反応し、新たな現在のチャネル１５６に変更する。現在のチャネル１５６が変更されると、およそ５分のランダムなバックオフ（backoff）が実行されてから、新たなチャネルが選択される。
【００３６】
第２の加算器１４２が、ベースライン範囲１３２および範囲調整１３４を入力として取り込み、現在の範囲値１５０を生成する。現在の範囲値１５０は、第１の加算器１４０に対する第２の入力として供給され、加算器１４０は、要求される受信電力１３０を第１の入力として使用し、送信電力値１５２を生成する。また、現在の範囲値１５０も、入力として、ＥＤＴ制御アルゴリズム１１８、周波数選択（最適化）アルゴリズム１２０、および周波数選択（エスケープ）アルゴリズム１２２に、それぞれのアルゴリズムに関連して前述した通り、供給される。
【００３７】
図２は、様々なアルゴリズムの動作の頻度を示す。本発明は、変化する環境に比較的迅速に反応するように設計される。新たなＡＰは、およそ１分以内または２分以内に検出され、システムは、５分以内に深刻な負荷不平衡を平衡させて、例えば、「会議室」シナリオに対処することができる。さらに、周波数選択エスケープなどの迅速に反応するアルゴリズムは、深刻な干渉状況または輻輳状況に数十秒以内で反応する。
【００３８】
ＶＩ．使用ケース１  深刻な外部干渉源
以下の使用ケースは、深刻な外部干渉源の突然の出現を例示する。基本的なネットワークレイアウトが、図３に例示され、４つのＡＰ（ＢＳＳ１ないしＢＳＳ４）が、５０ｍ×５０ｍの建造物内にセットアップされている。ＡＰ４が、電子レンジが存在する小さいオフィスキッチンの隣に配置されている。
【００３９】
経験的な試験に基づき、電子レンジによって生成される干渉について、いくつかの想定が行われる。電子レンジによって生成される干渉は、チャネル１１において最高であり、チャネル６において、より低く、チャネル１において非常に低い。さらに、干渉は、電子レンジの近くに（すなわち、ＢＳＳ４内に）位置している場合にだけ、耐えられない。
【００４０】
電子レンジ使用に先立ち、システムは、次の状態にある。すなわち、すべてのＢＳＳが、サービスを受けるすべての局を非常に満足させて、同様の媒体負荷で動作しており、すべてのＡＰが、ＡＰの最大電力設定値より５ｄＢ低い電力で通信しており、すべての局が、最大電力で通信している。
【００４１】
各ＢＳＳに対する初期チャネル割り当てが、表１に与えられている。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
電子レンジが、オンにされると、ＢＳＳ４は、許容できない干渉レベルを感知するのに対して、ＢＳＳ１およびＢＳＳ３における干渉レベルは、増加する。
【００４４】
ＡＰ１およびＡＰ３において、図４ａに示される通り、以下のイベントシーケンスが生じる。感知される干渉レベルが、マイクロ波放射に起因して増加し、ＡＰと局の両方に関して、受信機ノイズフロアを約３ｄＢだけ上昇させる（ステップ４０２）。パケット通信エラーが、ダウンリンクで感知される（ＤＬ、ステップ４０４）。速度制御アルゴリズムが、パケット伝送速度を低減することにより、その干渉問題を解決しようと即時に試みる（ステップ４０６）。電力制御（干渉推定）アルゴリズムが、干渉の増加を認識し、ＡＰ送信電力を３ｄＢだけ増加する（ステップ４０８）。速度制御が、最終的には、各局に関する元の伝送速度を回復させる（ステップ４１０）。
【００４５】
ＡＰ４では、図４ｂに示される通り、以下のイベントシーケンスが生じる。感知される干渉レベルが、マイクロ波放射に起因して深刻に増加し、ＡＰと局の両方に関して、受信機ノイズフロアを約２０ｄＢだけ上昇させる（ステップ４２０）。多くのパケット通信エラーが、ＤＬおよびアップリンクにおいて感知される（ＵＬ、ステップ４２２）。速度制御アルゴリズムが、すべての局に対する速度を即時に低減する（ステップ４２４）。電力制御アルゴリズムは、干渉の増加を認識し、ＡＰ送信電力を最大ＡＰ送信電力まで増加する（ステップ４２６）。過度に高いパケット誤り率が、依然として感知されるので、周波数選択エスケープアルゴリズムがトリガされる。ＡＰは、ＡＰのチャネルをチャネル１１から、電子レンジが生じさせる干渉がはるかに少ないチャネル１に変更する（ステップ４２８）。すべての局の関連付けが解除され、最終的に、関連付けが変更される（ステップ４３０）。電力制御アルゴリズムは、チャネル１上で感知された干渉レベルに応じて送信電力を低減する（ステップ４３２）。
【００４６】
各ＢＳＳに対する最終的なチャネル割り当てが、表２に与えられている。
【００４７】
【表２】
2007522710.tif 000004
【００４８】
ＶＩＩ．使用ケース２  会議室シナリオ
５０ｍ×５０ｍのエリアをカバーする４ＡＰ  ＷＬＡＮシステムが存在するものと想定されたい。各ＡＰは、およそ２５ｍ×２５ｍをカバーする。エリアは主にオフィスに分割され、１つの大きい会議室と１つの小さな会議室を有する。各オフィスは、１人用オフィスまたは２人用オフィスである。各従業員は、無線ＬＡＮアクセスを備えたラップトップを有する。ＡＰが、図５に示される通り、ほぼ、エリアの各象限内に配置される。
【００４９】
このシナリオにおける主な想定は、複数のＡＰが、全負荷の１／４をそれぞれが担って、一様に平衡させられ、表３に示されたチャネル上で最初、動作することである。各ＡＰにかかる総負荷は、ＡＰの利用可能な容量のおよそ１０％が使用されて、軽い。
【００５０】
【表３】
2007522710.tif 000005
【００５１】
以下のイベントおよびアクションが、図６に示される通り生じる。大きいミーティングが、ＵＬＱ内の２つの会議室で行われる。増加した活動に起因して、ＵＬＱ  ＡＰに関する負荷が急に増加する一方で、その他の象限における負荷は、減少する（ステップ６０２）。５分ないし１０分以内に、電力制御（負荷平衡）が、影響を受けているセルの範囲を小さくすることを必要とすると判定するのに十分な測定値を収集している（ステップ６０４）。同様に、近隣のＡＰ群も、ＵＬＱにおける増加した負荷を検出し、そのため、それらのＡＰの範囲を大きくする（ステップ６０６）。近隣のＡＰ群は、それらのＡＰのカバレッジエリア内で負荷が軽いため、これを行うだけの余裕がある。送信電力の増加により、近隣のＡＰ群のそれほど好適でない位置にも関わらず、それらのＡＰの１つに接続することを決めた局が即時に得をする。
【００５２】
並行して、ＬＲＱ  ＡＰ（ＵＬＱ  ＡＰと同一のチャネルを使用している）における周波数選択最適化が、ＬＲＱ  ＡＰが、現在、使用しているチャネルよりも、その他のチャネル上の活動の方がはるかに少ないことを検出し、周波数をチャネル６か、またはチャネル１１に変更する決定を行う（ステップ６１０）。実際の変更は、ＬＲＱ  ＡＰにおいて全く活動が存在しない時間にだけ行われる。
【００５３】
ＵＬＱの周辺エリアにおける局は、他のＡＰ象限に関連付けが変更されることができる（ステップ６１２）。一部の局は組み込み型負荷平衡機能を含み、すると、カバレッジエリアが大きくされるにつれ、より負荷の少ないＡＰを容易に選択することができる。
【００５４】
前述したＲＲＭアルゴリズムは、ＡＰによって利用されることが可能である。ＲＲＭを実行するＡＰのコンポーネントは、特定用途向け集積回路、複数のＩＣ、ディスクリートのコンポーネント、またはＩＣとディスクリートのコンポーネントの組合せなどの、単一のＩＣ（集積回路）であることが可能である。
【００５５】
本発明の諸特徴および諸要素を、好ましい諸実施形態において特定の組合せで説明したが、各特徴または各機能を単独で使用すること（好ましい諸実施形態の他の特徴、および他の要素なしで）、または本発明の他の特徴、および他の要素と共に、またはそれらを伴わずに、様々な組合せで使用されることも可能である。本発明の特定の諸実施形態を図示し、説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの変更形態および変形形態が、当業者によって実施されることも可能である。以上の説明は、例示する役割を果たし、いずれの形でも、この特定の発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明によるＲＲＭアルゴリズムアーキテクチャを示す概略図である。
【図２】図１に示されたＲＲＭアルゴリズムアーキテクチャに関するタイミングを示す概略図である。
【図３】外部干渉使用ケースに関するシステムレイアウトを示す平面図である。
【図４ａ】図３に示された使用ケースにおいてアクセスポイントによって行われるアクションを示すフローチャートである。
【図４ｂ】図３に示された使用ケースにおいてアクセスポイントによって行われるアクションを示すフローチャートである。
【図５】オフィスベースの会議室使用ケースに関するシステムレイアウトを示す平面図である。
【図６】図５に示された使用ケースにおいてアクセスポイントによって行われるアクションを示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【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】
ＡＰ（アクセスポイント）および局を有するＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）におけるＲＲＭ（無線リソース管理）のための方法であって、
第１のパラメータのグループを現在のトラフィックチャネルから獲得するステップ、
すべての利用可能なチャネルから第２のパラメータのグループについて測定を行うステップ、
第１のＲＲＭアルゴリズムを少なくとも１つのパラメータを使用して実行するステップ、
該アルゴリズムの実行結果に従って、該アルゴリズムと異なる第２のＲＲＭアルゴリズムを呼び出すステップ、および、
前記実行するステップと前記呼び出すステップを繰り返すステップであって、それによって、前記ＷＬＡＮの無線リソースが自律的に管理されるステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記測定を行うステップにおいて、前記ＡＰが通信していない沈黙期間に測定を行うことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のＲＲＭアルゴリズムは、速度制御／スケジューリング、電力制御、エネルギ検出閾値制御、および周波数選択から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのパラメータは、確認応答、クリアチャネル評価、通信データ速度、受信信号強度インジケータ、パケット時間、パケット誤り率、および遅延率から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ＡＰの環境についてのパラメータのグループを測定するための測定デバイス、
該パラメータに基づき、送信電力レベルを決定しおよびチャネルを選択するための自動電力−チャネル選択デバイス、
前記パラメータのグループに基づき、ＡＰ間通信を使用しない、複数のＡＰ間で負荷を平衡させるための負荷平衡デバイス、
前記パラメータのグループに基づいて外部干渉および内部干渉の補償に使用するための干渉管理デバイス、および、
ダウンリンク品質を監視しおよびスケジューリング並びにデータ速度を調整するリンクコントローラを含むことを特徴とする自己構成ＡＰ（アクセスポイント）。
【請求項６】
ＡＰの環境についてのパラメータのグループを測定するための測定手段、
該パラメータに基づき、送信電力レベルを決定しおよびチャネルを選択するための自動電力−チャネル選択手段、
前記パラメータのグループに基づき、ＡＰ間通信を使用しない、複数のＡＰ間で負荷を平衡させるための負荷平衡手段、
前記パラメータのグループに基づいて外部干渉および内部干渉の補償に使用するための干渉管理手段、および、
ダウンリンク品質を監視しおよびスケジューリング並びにデータ速度を調整するリンク制御手段
を含むことを特徴とする自己構成ＡＰ（アクセスポイント）。
【請求項７】
ＡＰ（アクセスポイント）および局を有するＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）におけるＲＲＭ（無線リソース管理）のための集積回路であって、
第１のパラメータのグループを現在のトラフィックチャネルから獲得するための獲得手段、
すべての利用可能なチャネルから第２のパラメータのグループについて測定を行う測定手段、
第１のＲＲＭアルゴリズムを少なくとも１つのパラメータを使用して実行する実行手段、
該アルゴリズムの実行結果に従って、該アルゴリズムと異なる第２のＲＲＭアルゴリズムを呼び出す呼び出し手段、および、
前記実行するステップと前記呼び出すステップを繰り返すための繰り返し手段であって、それによって、前記ＷＬＡＮの無線リソースが自律的に管理される手段
を含むことを特徴とする集積回路。
【国際調査報告】
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