(57)【要約】  本発明の実施例は、ネットワーク割り当てパラメータを設定し、修正するための方法およびシステムを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ネットワーク割り当てパラメータを有するネットワーク接続を確立すること、
ｂ）前記接続に対する前記ネットワーク割り当てパラメータの修正のニーズを検出すること、
ｃ）前記ニーズを満たすのに、前記ネットワーク接続のための前記接続割り当てパラメータを修正すること、
から成ることを特徴とするネットワーク接続のためのネットワーク割り当てパラメータを修正するための方法。
【請求項２】
前記検出が、バンド幅変更リクエストを受信することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記検出が、ＱｏＳ変更リクエストを受信することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記検出が、ネットワークチャンネル条件の変化を検出することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記検出が、前記接続と干渉する固定された周期的割り当てを検出することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記検出が、より高いＱｏＳ優先順位を有する接続リクエストの潜在的干渉を受信することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記検出が、前記ネットワーク接続に対し、前記ネットワーク割り当てパラメータを修正することなく満たされることがない新しいネットワーク接続リクエストを受信することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記検出が、ネットワーク全体の非効率性を検出することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
ａ）中央コーディネータ（ＣＣｏ）とのネットワーク接続を確立し、前記接続が第１ネットワークデバイスと第２ネットワークデバイスとの間にあり、前記接続がネットワーク割り当てパラメータを含むこと、
ｂ）前記接続に対する前記ネットワーク割り当てパラメータを修正するためのニーズを前記ＣＣｏにより検出すること、
ｃ）前記ニーズを満たすよう、前記ＣＣｏにより前記ネットワーク接続に対する前記接続割り当てパラメータを修正すること、
から成ることを特徴とするネットワーク接続のためのネットワーク割り当てパラメータを修正するための方法。
【請求項１０】
前記検出が、バンド幅変更リクエストを受信することを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記検出が、ＱｏＳ変更リクエストを受信することを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記検出が、ネットワークチャンネル条件の変化を検出することを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記検出が、前記接続と干渉する固定された周期的割り当てを検出することを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記検出が、より高いＱｏＳ優先順位を有する接続リクエストの潜在的干渉を受信することを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
前記検出が、前記ネットワーク接続に対し、前記ネットワーク割り当てパラメータを修正することなく満たされることがない新しいネットワーク接続リクエストを受信することを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１６】
前記検出が、ネットワーク全体の非効率性を検出することを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１７】
ａ）ネットワーク割り当てパラメータを含むネットワーク接続を確立すること、
ｂ）ネットワーク条件をモニタすること、
ｃ）前記ネットワーク条件が基準を満たすときに、前記ネットワーク接続のために前記ネットワーク割り当てパラメータを修正すること、
から成ることを特徴とするネットワーク接続のためのネットワーク割り当てパラメータを修正するための方法。
【請求項１８】
前記ネットワーク条件が、ネットワークチャンネル条件を含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記ネットワーク条件が、他の接続のための割り当てを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記ネットワーク条件が、他の接続のためのＱｏＳ優先順位を含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記ネットワーク条件が、ネットワーク全体の効率を含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
前記ネットワーク条件が、サブチャンネルに対する誤り率の変化を含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２３】
前記ネットワーク条件が、接続の量を含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２４】
前記ネットワーク条件が、接続の相対的優先順位を含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２５】
ａ）デバイスに割り当てられたサブチャンネルの性能をモニタすること、
ｂ）前記サブチャンネルの割り当ての優先順位をモニタすること、
ｃ）ネットワーク全体の効率を改善するように、前記サブチャンネルの割り当てのうちの少なくとも１つを修正すること、
から成ることを特徴とするネットワークリソースを割り当てるための方法。
【請求項２６】
サブチャンネル変調に基づき、ガードバンドとして割り当てなければならないサブチャンネルの追加ネットワーク効率コストをモニタすることを更に含む、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
サブチャンネル変調に基づき、パイロット信号として割り当てなければならないサブチャンネルの追加ネットワーク効率コストをモニタすることを更に含む、請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
前記モニタステップおよび前記修正ステップが、中央コーディネータ（ＣＣｏ）によって実行される、請求項２５記載の方法。
【請求項２９】
ａ）デバイスに割り当てられたサブチャンネルの性能をモニタするための性能モニタと、
ｂ）前記サブチャンネルの割り当ての優先順位をモニタするための優先順位モニタと、
ｃ）ネットワーク全体の効率を改善するように、前記サブチャンネルの割り当てのうちの少なくとも１つを割り当て、かつ修正するための割り当て器と、
を備えたことを特徴とするネットワーク割り当てパラメータを修正するための装置。
【請求項３０】
サブチャンネル変調に基づき、ガードバンドとして割り当てなければならないサブチャンネルの追加ネットワーク効率コストをモニタするためのネットワーク効率モニタを更に含む、請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
サブチャンネル変調に基づき、パイロット信号として割り当てなければならないサブチャンネルの追加ネットワーク効率コストをモニタするためのネットワーク効率モニタを更に含む、請求項２９記載の装置。
【請求項３２】
ａ）ネットワーク割り当てパラメータを含むネットワーク接続を確立するための接続確立器と、
ｂ）ネットワーク割り当てパラメータの変更のニーズを検出するための検出器と、
ｃ）ニーズが検出されたときにネットワーク割り当てパラメータを修正するための接続修正器と、
を備えたことを特徴とするネットワーク割り当てパラメータを修正するための装置。
【請求項３３】
ａ）中央コーディネータ（ＣＣｏ）と、
ｂ）第１ネットワークデバイスと、
ｃ）第２ネットワークデバイスと、
ｄ）前記ＣＣｏ、前記第１ネットワークデバイスおよび前記第２ネットワークデバイスを接続する通信媒体とを備え、
ｅ）前記ＣＣｏが前記第１ネットワークデバイスと前記第２ネットワークデバイスとの間の接続を確立し、該接続がネットワーク割り当てパラメータを含み、
ｆ）前記ＣＣｏが前記媒体の条件を検出し、
ｇ）前記ＣＣｏが前記条件に応じて、前記ネットワーク割り当てパラメータを修正すること、
を特徴とするネットワーク接続を管理するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願とのクロスレファレンス）
本発明は、ダニエル・Ｊ・パーク、ディーパク・アヤガリ、ジョウジ・Ｍ・ペポニデスおよびジェームス・Ｅ・ペトラノビッシュを発明者とし、「ＯＦＤＭシステムにおけるサブチャンネルの再構成」を発明の名称とし、２００３年１１月７日に出願された米国仮特許出願第６０／５１８，２２４号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
あるデバイスから別のデバイスにデータを送信するために、多数のサブチャンネルを使用する通信システム、例えば無線、有線または電力ラインネットワークシステムでは、種々の目標を達成するために送信先のサブチャンネルの選択および各サブチャンネルでの変調を調節することができる。直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）システムはマルチチャンネルおよび変調設定を行うシステムの一例である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
（発明の簡単な概要）
あるデバイスから別のデバイスにデータを送信するために多数のサブチャンネルを使用する通信システム、例えば無線、有線または電力ラインネットワークシステムでは、ネットワークの効率を最大にするために、送信先のサブチャンネルの選択および各サブチャンネルでの変調を設定できる。接続に対するサブチャンネルの初期の割り当ておよび構成の後で、システムはネットワークの性能をモニタし続け、サブチャンネルの割り当てまたは各サブチャンネルでの変調に対する調節を行うことができる。一部の実施例では、通信システムはネットワーク内での種々の接続のＱｏＳ要求を満たしながら、ネットワークの利用率を最大にするような努力をすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
多数のサブチャンネルを有するネットワークシステムの実施例では、任意の２つの通信デバイス間のチャンネルの性能をモニタできる。通信先の選択されたサブチャンネルおよびこれらサブチャンネルで使用される変調は２つのデバイスが受けるネットワークの性能に基づいて構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、添付図面を参照し、本発明の次の詳細な説明を検討すれば、本発明の上記およびそれ以外の目的、特徴および利点がより容易に理解出来よう。
【０００６】
本発明の実施例では、サブチャンネルの再構成（re-configuration）のための決定をネットワークにおいて中央コーディネータ（ＣＣｏ：Central Coordinator）と称されるデバイスに集中できる。このＣＣｏはすべての通信デバイスからのネットワークの要求（これだけに限定されない）を含むネットワーク性能のグローバルビューを有することができる。一部の実施例では、ＣＣｏは種々のアクティブ接続の競合するニーズをバランスさせるよう、ネットワークステートのこのグローバルビューを使用することができる。これら実施例では、ＣＣｏは２つ以上のデバイス間の接続に対するサブチャンネルを再構成できる。この再構成はデバイスの見地からあまり最適でないように見えるが、システム全体の性能を改善できる。
【０００７】
例えば、１つの接続に多数のサブチャンネルを割り当てることができ、この場合、サブチャンネルの各々はバンド幅が狭いが、全体では接続のＱｏＳのニーズを満たすようにすることができる。これに代って、接続に対し、同じＱｏＳのニーズを満たす少数の高性能のサブチャンネルを割り当てることもできる。ＣＣｏはこれら割り当ても行うことができるが、これは高性能のサブチャンネルが、たとえ第２接続が第１接続よりも低い優先順位を有している場合であっても、第２接続にサービスする唯一のサブチャンネルだからである。第１接続のデバイスは、この割り当てを準最適とみるが、システムからみれば、２つの接続のＱｏＳ要求が満たされるので、割り当ては最適となる。
【０００８】
チャンネルの性能が時間と共に変化する多数のサブチャンネルを有するネットワークシステムでは、接続に割り当てられたサブチャンネルのセットを追加したり除いたりすることにより、またはサブチャンネルの変調タイプまたは変調密度を変えることにより、接続に割り当てられたサブチャンネルのセットを修正できる。サブチャンネルへのアクセスをするためにネットワークで多数の接続が競合するので、ＣＣｏは接続に割り当てられたサブチャンネルのセットの変更を行う際に多数のシステムパラメータを検討できる。
【０００９】
ＣＣｏが検討するパラメータのリストは次のものを含むが、これらだけに限定されるものではない：
・デバイスの各ペア間の各サブチャンネルの性能（バンド幅および誤り率）
・サブチャンネルの現在の割り当ておよびこれら割り当てが検討中の接続よりも高い優先順位または低い優先順位を有する接続に対するものであるかどうか
・検討中のサブチャンネルの変調に基づき、ガードバンドとして割り当てなければならないサブチャンネルの追加ネットワーク効率コスト
・検討中のサブチャンネルの変調に基づき、パイロット信号として割り当てなければならないサブチャンネルの追加ネットワーク効率コスト
【００１０】
ＣＣｏはネットワーク全体の利用率を最大にするよう、アクティブな接続に対するリソースの最良の再割り当てをどのように行うかを決定する際に、すべての接続およびプロセスからのネットワークリソースに対する要求を検討できる。
【００１１】
本発明の実施例は電力ラインネットワーク、無線ネットワーク、有線ネットワークおよびその他（これらだけに限定されない）を含む種々のネットワークシステムで実現できる。アバランシェ仕様に記載されているアバランシェネットワークプロトコル：電力ライン通信（ＰＬＣ）ＡＶ、アバランシェプロトコル仕様；バージョン０.４.１、２００３年１０月８日（この内容を本明細書では参考例として援用する）において特定の実施例を実現できる。
【００１２】
図１を参照し、本発明の一部の実施例について説明する。これら実施例ではネットワークリソースの割り当てを管理するために、ＣＣｏ６により、接続の修正または再構成プロセスをトリガできる。例えば、ＣＣｏ６はチャンネルの質の問題またはリソース要求８によって生じる問題を解決するよう、接続に対する割り当てを変更または移動できる。ＣＣｏ６は接続１０にバンド幅を周期的に割り当てることもできる。周期的な割り当てがされたとき、競合する割り当てはないかもしれないが、後に、より優先順位の高い割り当てが競合を生じさせることがある。このケースでは、これら競合を防止するために周期的な割り当てを修正または再構成できる。
【００１３】
永久割り当てを有しない接続に対するバンド幅を要求するデバイス２および４によって再構成プロセスをトリガすることもできる１２。この場合、接続に割り当てられるバンド幅を増減するように接続を修正してもよい。この再構成プロセスはデバイス２および４でのアプリケーションにより要求されるような接続に対する新しいＱｏＳのニーズ１４に応答し、デバイス２および４によってトリガしてもよい。例えば現在の接続はマルチメディアコンテントのストリーミングを開始できるが、これにはスタティックなコンテントよりも高いＱｏＳの優先順位を必要とする。
【００１４】
一部の実施例では、ＣＣｏ６は接続に関係する２つのデバイス２および４へ再構成メッセージ１６を送ることができる。このメッセージは再構成された物理チャンネルに対する割り当てを指定できる。これら２つのデバイス２および４は、再構成された接続１８および２０で観察される性能をレポートするための応答メッセージをＣＣｏに送ることができる。この接続が維持され２２、サブチャンネルのこの新しい構成でユーザトラヒックが実行されることができる。
【００１５】
図２を参照し、本発明の一部の実施例について説明できる。これら実施例ではネットワークデバイス間で接続を確立２４する。次いで、接続修正のためのニーズが検出２６される。この検出は接続を利用するデバイスのうちの１つ、または中央コーディネータ（ＣＣｏ）として作動中の第３デバイスによって実行できる。一部の実施例では、接続を使用中のデバイスの１つにＣＣｏが常駐できる。検出は信号またはメッセージを受動的に待つことを含んでもよいし、または条件の変更に関し、デバイス、ネットワークまたはその他のコンポーネントをアクティブにモニタすることも含むことができる。一旦、ニーズが検出２６されると、ニーズが課す要求または条件を満たすようにネットワークの接続を修正２８してもよい。
【００１６】
検出はチャンネル特性の変化またはリソース要求の変化をアクティブに検出することを含むことができる。検出は更に割り当てのリクエストの検出も含むことができ、割り当てられた時に、現在の割り当てとの競合または現在の割り当ての劣化が生じる。検出はより広いバンド幅に対するリクエスト、新しい接続に対するリクエスト、より高い優先順位のＱｏＳ割り当てに対するリクエスト、またはその他のメッセージ（これらに限定されない）を含むメッセージまたはリクエストなどの信号を受動的に待つことを含むことができる。
【００１７】
図３に示された本発明の一部の実施例は、接続変更リクエストを含む。これら実施例では、中央コーディネータ（ＣＣｏ）によりネットワークの接続を確立３０する。この中央コーディネータは接続を共用するネットワークデバイスの一部でもよいし、またはネットワーク接続およびそれらのパラメータを制御する別個のエンティティでもよい。接続が確立３０された後に、ＣＣｏにより接続変更リクエストが受信３２される。このリクエストはバンド幅変更リクエスト、ＱｏＳ変更リクエスト、チャンネル変更リクエスト、タイムスロット変更リクエストまたはネットワーク割り当てパラメータにおけるその他の変更に対するリクエストを含むことができる。一旦リクエストが受信３２されると、接続を改善するか、またはチャンネル条件に対してよりトレラントとするように何らかの方法で接続を修正３４できる。
【００１８】
図４に示された本発明の実施例は、ネットワーク条件の変化の検出を含む。これら実施例ではネットワーク接続を確立４０し、ネットワーク条件の変化を検出４２する。これら実施例では、この検出はネットワーク条件の変化のアクティブな検出を含むことができる。これら条件はネットワーク条件、例えばネットワークトラヒック条件、ネットワークチャンネル干渉、ネットワーク媒体の安定性、他の接続のＱｏＳ優先順位、他の接続に要求されるまたは当てられるバンド幅および他のネットワーク条件（これらに限定されない）のモニタを含むアクティブ検出を含むことができる。一旦、変化が検出４２されると、ネットワーク全体の性能を改善するか、または特定の接続または接続のセットを改善するように、接続を修正４４できる。
【００１９】
図５に示された本発明の実施例は、ネットワーク接続を管理する別個の中央コーディネータ（ＣＣｏ）を含む。これら実施例ではＣＣｏはネットワーク接続を確立し、これらを管理する。一実施例ではＣＣｏにより２つ以上のネットワークデバイス間の接続を確立５０する。このＣＣｏはネットワーク接続の修正の必要性を検出５２する。前に説明した実施例と同じように、この検出はチャンネル特性の変化またはリソース要求の変化のアクティブな検出を含むことができる。検出は割り当てリクエストの検出も含むことができ、この割り当てリクエストは、割り当てられた時に、現在の割り当てとの競合または劣化を生じさせる。検出は信号、例えばより広いバンド幅に対するリクエスト、新しい接続に対するリクエスト、より優先順位の高いＱｏＳ割り当てに対するリクエスト、または他のあるメッセージ（これらに限定されず）を含むメッセージまたはリクエストの受動的な待機も含むことができる。修正のニーズが検出５２された場合、ネットワーク状況を改善するためにネットワーク接続を修正５４できる。
【００２０】
図６に関連し、本発明の別の実施例について説明する。これら実施例ではネットワーク条件のアクティブなモニタが実行される。他の実施例の場合のようにネットワーク接続が確立６０される。次にネットワークの条件がアクティブにモニタ６２され、接続性能に影響し得る条件を判断する。条件変化が生じた場合、性能または信頼性を改善するように接続を修正６４できる。
【００２１】
図７に示された本発明の別の実施例は、多数のモニタステップを含む。これら実施例では１つ又はそれ以上のネットワーク接続をモニタする。サブチャンネル性能に関して１つの接続をモニタ７０できる。接続優先順位、例えばＱｏＳの割り当てのトラックを維持するために接続をモニタ７２することもできる。これらネットワーク接続パラメータがモニタされた状態でネットワーク全体の効率の正確なピクチャを維持し、特定の接続割り当てを修正７４し、ネットワーク全体の効率または特定接続の効率または性能を高めることができる。
【００２２】
次に図８を参照し、本発明の更に別の実施例について説明できる。これら実施例では、ネットワーク接続を確立８０し、接続の修正がネットワークまたは接続性能を改善できるかどうかを判断するために、ネットワーク条件を検出８２する。条件が検出された場合、修正接続割り当てを作成８４できるが、即座には実施しない。この修正された割り当ては接続によりサービスされているデバイスへ送られ８５、これらデバイスの１つ以上は修正された割り当ての性能をテスト８６する。次に、このテストデバイスは修正された割り当て性能またはその許容度を示すメッセージによりネットワーク管理オーソリティ、例えばＣＣｏに応答８７できる。修正された割り当ての性能が許容できるものであれば８８、修正された割り当てを使用する８９。性能が許容できないものであれば、修正された新しい割り当てを作成し、許容できる割り当てが見つかるまでテストする。
【００２３】
図９に示された本発明の一部のデバイス実施例は、ネットワーク管理オーソリティ９０、例えばＣＣｏを含むことができ、このネットワーク管理オーソリティは接続性能モニタ９２、接続優先順位モニタ９４と、ネットワーク接続パラメータを割り当て、修正するための割り当て器９６を含む。
【００２４】
図１０に示された本発明の一部のデバイス実施例は、ネットワーク管理オーソリティ１００、例えばＣＣｏを含むことができ、このネットワーク管理オーソリティは接続を確立するための接続確立器１０２と、ネットワーク条件を検出するためのネットワーク条件検出器１０４と、ネットワーク接続を修正するための接続修正器１０６とを含む。
【００２５】
図１１を参照し、本発明の一部の実施例について説明できる。これら実施例はネットワーク接続を管理する中央コーディネータ（ＣＣｏ）１１０を含む典型的なネットワークシステムを含むことができる。これら実施例は、ネットワークデバイス、例えば第１ネットワークデバイス１１４と、第２ネットワークデバイス１１６も含むことができる。これらネットワークデバイスは計算デバイス、例えばデスクトップまたはラップトップコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、プリンタ、コピー機およびネットワーク媒体を通して通信する能力を有するその他の計算デバイスを含む。これら実施例はネットワーク媒体１１２を更に備え、この媒体を通して通信することができる。この実施例ではＣＣｏ１１０は第１デバイス１１４および第２デバイス１１６と物理的に別個の計算デバイスである。一部の実施例では、ＣＣｏは接続されたネットワークデバイスの一部でよい。
【００２６】
この実施例では、ＣＣｏ１１０はネットワーク接続を作成し、管理できる。第１デバイス１１４は第２デバイス１１６との接続を要求した場合、ＣＣｏ１１０は２つのデバイス間の接続１１８を設定できる。ＣＣｏ１１０は更にネットワークの変化を検出し、これらネットワークの変化を考慮するか、またはこれらに適合するように、この接続またはその他のネットワーク接続を修正できる。
【００２７】
これまで明細書で使用した用語および表現は発明を説明する用語として用いたものであり、発明を限定するために用いたものではない。かかる用語および表現の使用にあたり、明細書に示し、説明した特徴またはその一部の均等物を排除する意図はなく、本発明の範囲は特許請求の範囲のみによって限定されるものと認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のいくつかの接続の修正実施例の概観を示す図である。
【図２】接続修正のニーズを検出することを含む実施例を示すチャートである。
【図３】接続変更リクエストを含む実施例を示すチャートである。
【図４】ネットワーク条件の変化の検出を含む実施例を示すチャートである。
【図５】ＣＣｏによる接続修正のニーズの検出を含む実施例を示すチャートである。
【図６】ネットワーク条件のモニタを含む実施例を示すチャートである。
【図７】サブチャンネル性能のモニタおよび割り当て優先順位のモニタを含む実施例を示すチャートである。
【図８】修正された割り当てのテストを含む実施例を示すチャートである。
【図９】サブチャンネル性能のモニタおよび割り当て優先順位のモニタを含むデバイスの実施例を示す図である。
【図１０】ニーズの検出を含むデバイスの実施例を示す図である。
【図１１】典型的なシステムの実施例を示す図である。
【図１】
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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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