(57)【要約】【課題】無線ＬＡＮにおいて適応型ハイブリット制御機能を使用する無線通信システム及び無線通信方法を提供する。【解決手段】トラフィッククラスに基づいた測定値である無線メディアの輻輳に関する測定値を観測するネットワーク輻輳観測モジュールと、前記ネットワーク輻輳観測モジュールに接続され、少なくとも一つの前記輻輳に関する測定値に応じてＣＰ／ＣＦＰ情報を生成するＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールと、前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールに接続され、集中制御機能を使用した前記無線メディアへのアクセスを前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて制御する集中制御モジュールと、前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールに接続され、分散制御機能を使用した前記無線メディアへのアクセスを前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて制御する分散制御モジュールと、を備える。【選択図】図２Ａ
2008172763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線メディアの輻輳に関する測定値であって、トラフィッククラスに基づいた値を観測するネットワーク輻輳観測モジュールと、
前記ネットワーク輻輳測定モジュールに接続され、少なくとも一つの前記輻輳に関する測定値に応じてＣＰ／ＣＦＰ情報を生成するＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールと、
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールに接続され、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて、集中制御機能を使用して、前記無線メディアへのアクセスを制御する集中制御モジュールと、
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールに接続され、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて、分散制御機能を使用して、前記無線メディアへのアクセスを制御する分散制御モジュールと、を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線通信システムは、ビデオ配信システムを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、ＣＰ／ＣＦＰ持続時間を制御し、
前記ＣＰ／ＣＦＰ持続時間は、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報によって指定されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、トラフィッククラスを競合期間又は非競合期間に変更するように制御し、
前記ＣＦＰの間に動作する少なくとも一つのトラフィッククラスの少なくとも一部は、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報によって指定されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、前記輻輳に関する測定値に基づいた情報と所定の閾値との比較結果に応じて、音声及びビデオのトラフィッククラスを非競合期間に変更する指定を含むＣＰ／ＣＦＰ情報を生成することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、前記輻輳に関する測定値に基づいた情報と所定の閾値との比較結果に応じて、音声及びビデオのトラフィッククラスを競合期間に変更する指定を含むＣＰ／ＣＦＰ情報を生成することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記輻輳に関する測定値は、トラフィッククラス毎の競合ウィンドウサイズの平均を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、以下の関数に基づいて正規化された競合ウィンドウの測定値を計算することを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【数１】
2008172763.tif 000012
ＣＷ＿ＶＯは、サービスセット内全ての無線局の音声トラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＶＩは、前記サービスセット内全ての無線局のビデオトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＥは、サービスセット内全ての無線局のベストエフォートトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＫは、サービスセット内全ての無線局のバックグラウンドトラフィックの平均競合ウィンドウであり、α1、α2、α3及びα4は、トラフィッククラスに基づいた重み係数である。
【請求項９】
前記ネットワーク輻輳観測モジュールは、競合ウィンドウサイズ及びリトライカウントを含む複数の輻輳に関する測定値を観測し、
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、前記複数の輻輳に関する測定値から正規化されたネットワーク輻輳の指標を生成することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記正規化されたネットワーク輻輳の指標は、以下の関数に基づいた指標であることを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【数２】
2008172763.tif 000013
【数３】
2008172763.tif 000014
ｃiは、輻輳に関する測定値の種類に基づいた重み係数であり、ｐａｃｋｅｔ＿ｅｒｒｏｒは、サービスセット内全ての無線局からのパケットエラーの平均数であり、ｒｅｔｒｙ＿ｎｕｍｂｅｒは、サービスセット内全ての無線局からのリトライカウント数の平均であり、ＭＡＸ＿ＥＲＲＯＲは、予め定められているパケットエラーの最大数であり、ＭＡＸ＿ＲＥＴＲＹ＿ＮＵＭＢＥＲは、予め定められているリトライカウント数の最大である。
【請求項１１】
前記無線通信システムは、前記無線メディアに接続された一つ又は複数の無線局をさらにさらに備え、
前記各無線局は、前記無線メディアの輻輳に関する測定値を観測し、前記輻輳に関する測定値に対応する情報を前記ネットワーク輻輳観測モジュールに送信するネットワーク輻輳観測エージェントを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
無線メディアの輻輳に関する測定値であって、トラフィッククラスに基づいた値を観測するステップと、
少なくとも一つの前記輻輳に関する測定値に応じてＣＰ／ＣＦＰ情報を生成するステップと、
前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいてハイブリッド制御機能を使用して前記無線メディアへのアクセスを制御するステップとを含み、
前記アクセスを制御するステップでは、
前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて、集中制御機能を使用して、前記無線メディアへのアクセスを制御し、
前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて、分散制御機能を使用して、前記無線メディアへのアクセスを制御することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１３】
前記アクセスを制御するステップでは、ＣＰ／ＣＦＰ持続時間を制御し、
前記ＣＰ／ＣＦＰ持続時間は、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報によって指定されることを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法。
【請求項１４】
前記アクセスを制御するステップでは、トラフィッククラスを競合期間又は非競合期間に変更するように制御し、
前記ＣＦＰの間に動作するように少なくとも一つのトラフィッククラスの少なくとも一部は、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報によって指定されることを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法。
【請求項１５】
前記情報を生成するステップでは、前記輻輳に関する測定値に基づいた情報と所定の閾値との比較結果に応じて、音声及びビデオのトラフィッククラスを非競合期間に変更する指定を含むＣＰ／ＣＦＰ情報を生成することを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
【請求項１６】
前記情報を生成するステップでは、前記輻輳に関する測定値に基づいて情報と所定の閾値との比較結果に応じて、前前記音声及びビデオのトラフィッククラスを競合期間に変更する指定を含むＣＰ／ＣＦＰ情報を生成することを特徴とする請求項１４に記載の無線通信方法。
【請求項１７】
前記輻輳に関する測定値は、トラフィッククラス毎の競合ウィンドウサイズの平均を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記生成するステップでは、以下の関数に基づいて正規化された競合ウィンドウの測定値を計算することを特徴とする請求項１７に記載の無線通信方法。
【数４】
2008172763.tif 000015
ＣＷ＿ＶＯは、サービスセット内全ての無線局の音声トラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＶＩは、サービスセット内全ての無線局のビデオトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＥは、サービスセット内全ての無線局のベストエフォートトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＫは、サービスセット内全ての無線局のバックグラウンドトラフィックの平均競合ウィンドウであり、α1，α2，α3，α4は、トラフィッククラスに基づいた重み係数である。
【請求項１９】
前記観測するステップでは、競合ウィンドウサイズ及びリトライカウントを含む複数の輻輳に関する測定値を観測することを含み、
前記生成するステップでは、以下の関数に基づいて前記複数の輻輳に関する測定値から正規化されたネットワーク輻輳の指標を生成することを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法。
【数５】
2008172763.tif 000016
【数６】
2008172763.tif 000017
ｃiは、輻輳に関する測定値の種類に基づいた重み係数であり、ｐａｃｋｅｔ＿ｅｒｒｏｒは、サービスセット内全ての無線局からのパケットエラーの平均数であり、ｒｅｔｒｙ＿ｎｕｍｂｅｒは、サービスセット内全ての無線局からのリトライカウント数の平均であり、ＭＡＸ＿ＥＲＲＯＲは、予め定められているパケットエラーの最大数であり、ＭＡＸ＿ＲＥＴＲＹ＿ＮＵＭＢＥＲは、予め定められているリトライカウント数の最大である。
【請求項２０】
前記無線通信方法は、さらに、
無線局が前記無線メディアの輻輳に関する測定値を観測するステップと、
該無線局が前記輻輳に関する測定値に対応する情報をアクセスポイントに送信するステップと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
トラフィッククラスに基づいた測定値である無線メディアの輻輳に関する測定値を観測し、前記輻輳に関する測定値に基づいた情報をアクセスポイントに送信するネットワーク輻輳観測エージェントと、
前記アクセスポイントからＣＰ／ＣＦＰ情報を受信するＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェントと、
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェントに接続され、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて、集中制御機能を使用して、前記無線メディアへのアクセスを制御する集中制御エージェントと、
前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェントに接続され、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて、分散制御機能を使用して、前記無線メディアへのアクセスを制御する分散制御モジュールと、を備えることを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークに関し、特に、無線ＬＡＮにおいて適応型ハイブリット制御機能（ＨＣＦ：ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を使用する無線通信システム及び無線通信方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の利便性により、ユーザは更に多くのサポートを必要としている。無線ネットワークアドレス上の代表的なアプリケーションにはビデオストリーミング、ビデオ会議又は通信教育等がある。しかし、利用可能な無線帯域幅が制限されているため、８０２．１１ネットワークではサービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）管理がますます重要になっている。
【０００３】
最初の８０２．１１メディアアクセス制御（ＭＡＣ：Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）プロトコルでは、無線局に対し二つの通信モードが設計された。第１のモードは分散制御機能（ＤＣＦ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で、キャリアセンス多重アクセス／衝突回避方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）に基づいており、リッスン・ビフォア・トーク（ｌｉｓｔｅｎ  ｂｅｆｏｒｅ  ｔａｌｋ）と呼ばれる。無線局は、ネットワーク上で待機時間の間待機し、それからデータ送信及び衝突検知を開始する。第２のモードは集中制御機能（ＰＣＦ：Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で、時間に影響を受けやすいトラフィックフローをサポートする。ＰＣＦを使用すると、無線アクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）は、定期的にビーコンフレームを送信することによって、無線ＬＡＮに特有のネットワーク識別子及び管理パラメータを通信する。ビーコンフレームを送信する間、ＰＣＦは、時間を、無線局がＤＣＦプロトコルを実行する競合期間とＡＰがＱｏＳの要件に基づいて様々な無線局のアクセスを調整する非競合期間とに分割する。
【０００４】
ＤＣＦ及びＰＣＦは、トラフィックタイプ又はトラフィックソース間で違いがないため、ＩＥＥＥはＱｏＳを促進するために両制御のモードに対する拡張を提案した。これらの変更は、重要なサービス要求を満たすと同時に、現在の８０２．１１の標準規格の古いバージョンとの上位互換性を持たせるようにしている。
【０００５】
拡張分散制御アクセス（ＥＤＣＡ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ａｃｃｅｓｓ）は、トラフィックカテゴリの概念を導入する。無線局はＥＤＣＡを使用して、メディアが対応するトラフィックカテゴリによって定義される待ち時間の間アイドル状態であることを検出した後、データ送信しようとする。優先度の高いトラフィックカテゴリの方が優先度の低いトラフィックカテゴリより待ち時間が短い。サービスに対する保証があるわけではないが、ＥＤＣＡは確率的な優先度に基づくメカニズムを確立するために、トラフィックカテゴリに基づいて帯域幅を割り当てる。
【０００６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅＥＤＣＡ標準規格は、トラフィックを４つのアクセスカテゴリ（ＡＣ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｃａｔｅｇｏｒｙ）、すなわち、音声、ビデオ、ベストエフォート及びバックグラウンドにグループ化することによって、異なるＱｏＳを提供している。上位レイヤからの各フレームは、優先度の値（０〜７）を保持し、ＭＡＣレイヤに伝えられる。優先度の値に基づいて、フレームはＭＡＣレイヤで４つのＡＣに割り当てられる。音声ＡＣは優先度が最も高く、ビデオＡＣは優先度が２番目に高く、ベストエフォートＡＣは優先度が３番目に高く、バックグラウンドＡＣは優先度が最も低い。各ＡＣは、ＡＣ自体の送信キュー及びＡＣ自体のメディアアクセスパラメータのセットを有する。トラフィックの優先度の設定は、メディアアクセスパラメータ、すなわち、ＡＩＦＳ間隔、競合ウィンドウ（ＣＷ：Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ、ＣＷｍｉｎ、及びＣＷｍａｘ）及び送信権（ＴＸＯＰ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）を使用して、優先度の高いＡＣの方が優先度の低いＡＣより比較的多くのメディアアクセスの機会を有することを保証する。
【０００７】
一般に、フレーム送信間隔（ＡＩＦＳ：Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）は、無線局がバックオフ又は送信する前に、メディアがアイドル状態であることを検出しなければならない時間間隔である。優先度の高いＡＣほど短いＡＩＦＳ間隔を使用する。競合ウィンドウ（ＣＷ、ＣＷｍｉｎ、及びＣＷｍａｘ）は無線局がメディアにアクセスできるまでのバックオフタイムスロットの数を示す。ＣＷは、最小値ＣＷｍｉｎから開始して、最大値ＣＷに達するまで送信に失敗する度に２倍になる。つまり、ＣＷは送信が再試行制限を越えるまで最大値ＣＷｍａｘを保持する。優先度順位の高いＡＣほど小さいＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘを使用する。ＴＸＯＰは、各ＡＣがメディアへアクセスできた後に、フレーム送信が許可される最大持続時間を示す。衝突のオーバーヘッドを減少させるため、合計送信時間がＴＸＯＰの持続時間を越えない限り、取得した一つのＴＸＯＰの接続時間内で更に衝突することなく複数のフレームを送信できる。
【０００８】
二つの無線局が互いを監視できないことによって無線局による送信が衝突する可能性を減少させるために、仮想キャリア検知メカニズムが標準に定義される。ある無線局がトランザクションを開始する前に、無線局はＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）と呼ばれる短い制御パケットを最初に送信する。この制御パケットは、送信元アドレス、宛先アドレス及び後続のトランザクションの持続時間（すなわちデータパケット及び各々のＡＣＫ）を含む。次に、宛先となる無線局はＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ  ｔｏ  Ｓｅｎｄ）と呼ばれる応答制御パケットで応答する（メディアが空いているとき）。この応答制御パケットは、同じ持続時間の情報を含める。ＲＴＳ及び／又はＣＴＳを受信した全ての無線局は、仮想キャリア検知インジケータを設定する。すなわち、任意の持続時間についてネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ：ｎｅｔｗｏｒｋ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｖｅｃｔｏｒ）を設定して、アイドル状態又はビジー状態のメディアを検出するときに、物理キャリア検知とともにＮＡＶを使用する。仮想キャリア検知メカニズムは、ＲＴＳ送信の短い持続時間の間、送信局から「隠れている」無線局による受信側領域での衝突の可能性を減少させるが、これは無線局がＣＴＳを監視し、トランザクション終了までメディアを使用中として「予約」することによる。ＲＴＳの持続時間の情報によって応答した無線局の範囲外にある無線局によるＡＣＫの間に発生する衝突から送信側を保護する。ＲＴＳ及びＣＴＳは短いフレームであるため、これらのフレームはデータパケット全体が送信される場合よりも速く認識されるので（データパケットがＲＴＳより大きいと仮定する）、仮想キャリア検知メカニズムは、衝突のオーバーヘッドを減少させる。仮想キャリア検知メカニズムの規格では、短いデータパケット、すなわち、ＲＴＳ閾値より短いパケットについては、ＲＴＳ／ＣＴＳのトランザクションなしで送信することができる。
【０００９】
これらのメディアアクセスパラメータを使用して、ＥＤＣＡは次のように動作する。
【００１０】
送信局が何らかの送信を開始する前に、送信局は、最初に少なくともＡＩＦＳ間隔の間、チャネルが物理的及び仮想的にアイドル状態であることを検出する必要がある。ＡＩＦＳ間隔の後にチャネルが依然としてアイドル状態であれば、送信局はＲＴＳ送信を開始し、受信局からのＣＴＳ送信を待つ。
【００１１】
送信局は、ＲＴＳ送信中に衝突が発生する場合、又は受信局からＣＴＳが受信されない場合、バックオフ手続きを呼び出し、バックオフカウンタを使用して、０〜ＣＷ（最初はＣＷｍｉｎに設定される）から選択されるランダムなバックオフタイムスロットをカウントダウンする。送信局は、チャネルがアイドル状態であると検出している限り、バックオフカウンタを１ずつ減算する。送信局は、バックオフ手続き中にチャネルのビジー状態を検出した場合、現在のバックオフ手続きを中断して、再びＡＩＦＳ間隔の間、チャネルがアイドル状態であると検出されるまで、バックオフカウンタを一時停止する。ＡＩＦＳ間隔の後に、チャネルが依然としてアイドル状態であれば、送信局は、残っているバックオフカウンタの減算を再開する。
【００１２】
バックオフカウンタがゼロに達すると、送信局はＲＴＳ送信を開始し、受信局からのＣＴＳ送信を待つ。送信局は、ＲＴＳ送信中に衝突が発生する場合、又は受信局からＣＴＳが受信されない場合、ＣＷのサイズを増分させて別のバックオフ手続きを呼び出す。すなわち、上述したように、各送信が成功しなかった後、ＣＷは基本的に、ＣＷｍａｘに達するまで２倍になる。送信が成功した後、ＣＷはそのデフォルト値であるＣＷｍｉｎに戻る。トランザクション中、無線局は、合計送信時間がＴＸＯＰ持続時間を越えない限り、競合することなく、複数のフレームを送信できる。
【００１３】
各ＡＣのＱｏＳ制御レベルは、メディアアクセスパラメータ及びネットワーク中で競合する無線局の数の組み合わせによって決まる。非ＡＰＱｏＳ無線局（ＱＳＴＡｓ：ｎｏｎ−ＡＰ  ＱｏＳ  ｓｔａｔｉｏｎｓ）で使用されるＥＤＣＡパラメータのデフォルト値は図１Ａのように識別される。ＴＸＯＰ＿Ｌｉｍｉｔ値が０というのは、単一のＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ：ＭＡＣ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ｄａｔａ  ｕｎｉｔ）又はＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ：ＭＡＣ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｄａｔａ  ｕｎｉｔ）が交換するＲＴＳ／ＣＴＳ又は、自身へのＣＴＳに加えて、それぞれのＴＸＯＰにおける任意の速度で送信できることを表す。
【００１４】
ハイブリッド制御機能（ＨＣＦ）は、もう１つ別の８０２．１１ｅ無線プロトコルである。一般に、ＨＣＦは、ＰＣＦの概念を使用するが、競合期間（ＣＰ：Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｏｄ）中のＤＣＦプロトコルをさらに改善したＥＤＣＡプロトコルを代わりに使用する。ＨＣＦを使用すると、制御局（ＨＣ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）は、一般的にＡＰと同一の場所に配置され、定期的にビーコンフレームを送信する。各ビーコンフレームにはビーコンインターバル、タイムスタンプ、特定の無線ＬＡＮを識別するサービスセット識別子（ＳＳＩＤ：Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）、保証される速度、使用される信号プロトコルを識別するパラメータセット（例えば、周波数ホッピングスペクトラム拡散、及び、直接シーケンススペクトラム拡散等）、通信要件を識別する情報能力（例えば、ＷＥＰ等）、ＡＰのバッファ内で待機しているデータフレームを識別するトラフィックインジケータマップ（ＴＩＭ：Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  Ｍａｐ）、及び、非競合期間（ＣＦＰ：Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−Ｆｒｅｅ  Ｐｅｒｉｏｄ）持続時間を含む。ＡＰ及び無線局は、ビーコンフレーム内の情報を使用してＨＣＦを実行する。
【００１５】
ビーコンフレーム間で、ＨＣＦは、非競合期間（ＣＦＰ）と競合期間（ＣＰ）とに時間を分割する。ＣＦＰの間、ＡＰは、ＨＣＦ制御チャネルアクセス（ＨＣＣＡ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ）プロトコルを使用して、ＱｏＳ要件に基づいた各基地局のアクセスを制御する。非競合期間は、一般的に、ビーコンフレームの受信で開始し、ビーコンフレームに指定されているＣＦＰ持続時間の終了時、又は、制御局から非競合期間終了フレームを受信した時点で終了する。競合期間の間、ＡＰ及び無線局は、ＥＤＣＡ及びＨＣＣＡプロトコルを組み合わせて使用する。各無線局は、無線メディアがＥＤＣＡプロトコルのルールで使用可能であると判定された場合、又は、無線局が制御局からＱｏＳ  ＣＦポーリングフレームを受信した場合に、無線メディアにアクセスする。すなわち、ＰＣＦとは異なり、ＨＣＦは、アクセス制御期間（ＣＡＰ：Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｅｒｉｏｄ）と呼ばれる競合期間中の非競合バーストを有効にして、競合することなく無線メディアに優先トラフィックがアクセスできるようにしている。競合期間中のそれ以外の全ての時間において、無線局は、ＥＤＣＡを使用して無線メディアにアクセスする。図１Ｂは、従来技術のＣＡＰ／ＣＰ／ＣＦＰインターバルを示すタイミング図である。図１Ｂに示すように、ＣＦＰ受信インターバルは、非競合期間及び競合期間ＣＰの両方を含む。
【００１６】
単純さ及び低いオーバーヘッドの理由で、ネットワーク設計者は、一般的に分散無線アクセスのみを使用して、例えば、ＤＣＦ及びＥＤＣＡ等のＷＬＡＮを実装する。しかし、分散無線アクセスが実装される無線局が、制御されることなく無線メディアへのアクセスを獲得するので、衝突が発生する（特に、多数の無線局が一つの無線チャネルへのアクセスを獲得するために競合している場合）。したがって、いずれかの方法において、集中制御を実装するＷＬＡＮ（例えば、ＰＣＦ及びＨＣＦ等）は、信頼性が高く効率的である。
【特許文献１】米国特許出願公開第６７４７９６８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第６９９０１１６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第７０２７４６５号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／０１６３９２８号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００４／０１１７４９７号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００４／０１６０９３０号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００５／０２８１２２５号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００６／００４５０５１号明細書
【非特許文献１】"Inside 802.11e: Making QoS a Reality over WLAN Connections,"、インターネット〈URL：http://www.us.design-reuse.com/articles/?id=6865&print=yes〉
【非特許文献２】"Work In Progress: Quality of Service of IEEE 802.11e,"、インターネット〈URL：http://pubs.cs.uct.ac.za/archive/00000149/01/No_206_-_Consani.pdf#search=%22Work%20In%20Progress%3A%20Quality%20of%20Service%20of%20IEEE@20802.11e%22〉
【非特許文献３】IEEE 802、"Part 11: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, Amendment 8: Medium Access Control (MAC) Enhancements for Quality of Service (QoS)"、IEEE Std 802.11e、Nov. 2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、ネットワークの混雑を減少させ、スループット及び待ち時間の全体的なＱｏＳ性能を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の代表的な一形態によると、トラフィッククラス（例えば、平均競合ウィンドウ）に基づいた測定値である無線メディアの輻輳に関する測定値を観測するネットワーク輻輳観測モジュールと、前記ネットワーク輻輳観測モジュールに接続され、少なくとも一つの前記輻輳に関する測定値に応じてＣＰ／ＣＦＰ情報（ＣＰ／ＣＦＰ持続時間情報及び／又はトラフィッククラスのシフト情報）を生成するＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールと、前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールに接続され、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて集中制御機能を使用した前記無線メディアへのアクセスを制御する集中制御モジュールと、前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールに接続され、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて分散制御機能を使用した前記無線メディアへのアクセスを制御する分散制御モジュールと、を備えることを特徴とする無線通信システムである。
【００１９】
無線通信システムは、ビデオ配信システムを備える。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、ＣＰ／ＣＦＰ持続時間を制御し、ＣＰ／ＣＦＰ情報は、前記ＣＰ／ＣＦＰ持続時間を指定することができる。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、トラフィッククラスのシフトを制御し、ＣＰ／ＣＦＰ情報は、前記ＣＦＰの間に動作する少なくとも一つのトラフィッククラスの少なくとも一部を指定することができる。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、前記輻輳に関する測定値に基づいた情報と所定の閾値との比較結果に応じて、音声及びビデオのトラフィッククラスを前記ＣＦＰにシフトするように指定するＣＰ／ＣＦＰ情報を生成する。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、前記輻輳に関する測定値に基づいた情報と所定の閾値との比較結果に応じて、音声及びビデオのトラフィッククラスを前記ＣＰにシフトするように指定するＣＰ／ＣＦＰ情報を生成する。
【００２０】
さらに、輻輳に関する測定値は、各トラフィッククラスの平均競合ウィンドウサイズを含むことができる。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、以下の関数に基づいて正規化された競合ウィンドウの測定値を計算する。
【００２１】
【数１】
2008172763.tif 000003
【００２２】
ここで、ＣＷ＿ＶＯは、サービスセット内全ての無線局の音声トラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＶＩは、前記サービスセット内全ての無線局のビデオトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＥは、サービスセット内全ての無線局のベストエフォートトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＫは、サービスセット内全ての無線局のバックグラウンドトラフィックの平均競合ウィンドウであり、α1、α2、α3及びα4は、トラフィッククラスに基づいた重み値である。ネットワーク輻輳観測モジュールは、競合ウィンドウサイズ及びリトライカウントを含む複数の輻輳に関する測定値を観測し、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュールは、以下の関数に基づいて前記複数の輻輳に関する測定値から正規化されたネットワーク輻輳の指標を生成する。
【００２３】
【数２】
2008172763.tif 000004
【００２４】
【数３】
2008172763.tif 000005
【００２５】
ここで、ｃiは、輻輳量の種類に基づいた重み値であり、ｐａｃｋｅｔ＿ｅｒｒｏｒは、サービスセット内全ての無線局からのパケットエラーの平均個数であり、ｒｅｔｒｙ＿ｎｕｍｂｅｒは、サービスセット内全ての無線局からの平均リトライカウントであり、ＭＡＸ＿ＥＲＲＯＲは、予め定められているパケットエラーの最大個数であり、ＭＡＸ＿ＲＥＴＲＹ＿ＮＵＭＢＥＲは、予め定められているリトライカウントの最大数である。無線通信システムは、さらに、前記無線メディアに接続された一つ又は複数の無線局をさらにさらに備え、各無線局は、前記無線メディアの輻輳に関する測定値を観測し、前記輻輳に関する測定値に対応する情報を前記ネットワーク輻輳観測モジュールに送信するネットワーク輻輳観測エージェントを備える。
【００２６】
別の実施形態によると、本発明は、トラフィッククラスに基づいた測定値である無線メディアの輻輳に関する測定値を観測するステップと、少なくとも一つの前記輻輳に関する測定値に応じてＣＰ／ＣＦＰ情報を生成するステップと、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいてハイブリッド制御機能を使用して前記無線メディアへのアクセスを制御するステップとを含み、前記アクセスを制御するステップは、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて集中制御機能を使用して前記無線メディアへのアクセスを制御し、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて分散制御機能を使用して前記無線メディアへのアクセスを制御することを特徴とする無線通信方法である。
【００２７】
アクセスを制御するステップでは、ＣＰ／ＣＦＰ持続時間を制御し、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報は、前記ＣＰ／ＣＦＰ持続時間を指定することができる。アクセスを制御するステップでは、トラフィッククラスのシフトを制御し、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報は、前記ＣＦＰの間に動作するように少なくとも一つのトラフィッククラスの少なくとも一部を指定することができる。無線通信方法は、さらに、輻輳に関する測定値に基づいて所定の閾値に対して情報を比較することを含み、情報を生成するステップでは、前記輻輳に関する測定値に基づいた情報と所定の閾値との比較結果に応じて、音声及びビデオのトラフィッククラスを前記ＣＦＰにシフトすることを指定することができる。無線通信方法は、さらに、輻輳に関する測定値に基づいて所定の閾値に対して情報を比較することを含み、情報を生成するステップでは、前記輻輳に関する測定値に基づいて情報と所定の閾値との比較結果に応じて、前前記音声及びビデオのトラフィッククラスを前記ＣＰにシフトすることを指定することができる。輻輳に関する測定値は、各トラフィッククラスの平均競合ウィンドウサイズを含むことができる。生成するステップでは、以下の関数に基づいて正規化された競合ウィンドウの測定値を計算する。
【００２８】
【数４】
2008172763.tif 000006
【００２９】
ここで、ＣＷ＿ＶＯは、サービスセット内全ての無線局の音声トラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＶＩは、サービスセット内全ての無線局のビデオトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＥは、サービスセット内全ての無線局のベストエフォートトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＫは、サービスセット内全ての無線局のバックグラウンドトラフィックの平均競合ウィンドウであり、α1，α2，α3，α4は、トラフィッククラスに基づいた重み値である。観測するステップでは、競合ウィンドウサイズ及びリトライカウントを含む複数の輻輳に関する測定値を観測することを含み、生成するステップでは、以下の関数に基づいて前記複数の輻輳に関する測定値から正規化されたネットワーク輻輳の指標を生成する。
【００３０】
【数５】
2008172763.tif 000007
【００３１】
【数６】
2008172763.tif 000008
【００３２】
ここで、ｃiは、輻輳量の種類に基づいた重み値であり、ｐａｃｋｅｔ＿ｅｒｒｏｒは、サービスセット内全ての無線局からのパケットエラーの平均個数であり、ｒｅｔｒｙ＿ｎｕｍｂｅｒは、サービスセット内全ての無線局からの平均リトライカウントであり、ＭＡＸ＿ＥＲＲＯＲは、予め定められているパケットエラーの最大個数であり、ＭＡＸ＿ＲＥＴＲＹ＿ＮＵＭＢＥＲは、予め定められているリトライカウントの最大数である。無線通信方法は、さらに、無線局によって前記無線メディアの輻輳に関する測定値を観測するステップと、該無線局によって前記輻輳に関する測定値に対応する情報をアクセスポイントに送信するステップと、を含む。
【００３３】
さらに、別の実施形態によると、本発明は、トラフィッククラスに基づいた測定値である無線メディアの輻輳に関する測定値を観測し、前記輻輳に関する測定値に基づいた情報をアクセスポイントに送信するネットワーク輻輳観測エージェントと、前記アクセスポイントからＣＰ／ＣＦＰ情報を受信するＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェントと、前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェントに接続され、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて集中制御機能を使用した前記無線メディアへのアクセスを制御する集中制御エージェントと、前記ＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェントに接続され、前記ＣＰ／ＣＦＰ情報に基づいて分散制御機能を使用した前記無線メディアへのアクセスを制御する分散制御モジュールと、を備えることを特徴とする無線通信システムを提供する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の一実施形態によれば、ネットワークの輻輳状況に応じて、ＡＰが、適応的かつ動的にＣＰとＣＦＰとの間でトラフィッククラスをシフトさせることによって、ネットワークの輻輳を減少させ、スループット及び待ち時間の全体的なＱｏＳ性能を改善する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下の説明は、当業者が本発明を実施し使用することができるように提供され、特定の用途及びその要件に関連して提供されるものである。実施形態に対する様々な変更が当業者には可能であり、本明細書で定義される一般原理は、これら及びその他の実施形態並びに用途へ、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく適用される。つまり、本発明は図示した実施形態に制限されることを意図するものではなく、本明細書に開示される原理、特徴及び教示と整合する最大範囲に認容されるべきものである。
【００３６】
従来のＩＥＥＥ８０２．１１ｅＨＣＦプロトコルでは、ネットワークトラフィックのアクセスカテゴリ及び／又はチャネル条件（例えば、インターフェース及び信号強度等）が考慮されていない。ＡＰは、ネットワークの輻輳度（例えば、平均ＣＷ、リトライカウント、ＳＮＲ、及び／又はその他の輻輳に関する測定値）を観測し、サービスセット内の無線局との通信中に、また、適応的かつ動的にＨＣＦを使用するネットワーク内で、非競合期間（ＣＦＰ）及び／又は競合期間の持続時間を調節する。ネットワークが輻輳している場合には、ＡＰは、多くの時間をＣＦＰに割り当てる（この間に集中制御プロトコルが動作する）が、これは、競合に基づくプロトコルが多くの衝突を発生させるためである。ネットワークが輻輳していない場合、ＡＰは、多くの時間をＣＰに割り当てる（この間に、競合に基づくプロトコルが動作する）が、これは、競合に基づくプロトコルのオーバーヘッドが小さいためである。本発明の実施形態では、ネットワークの輻輳状況に応じて、ＡＰは、適応的かつ動的にＣＰとＣＦＰとの間でトラフィッククラスをシフトさせる。すなわち、トラフィッククラスに属するトラフィックをＣＰとＣＦＰとの状態の間で変更する。トラフィッククラスのシフトは、ＣＰ／ＣＦＰの持続時間調節に関連して機能する。これらの技術は、ネットワークの輻輳を減少させ、スループット及び待ち時間の全体的なＱｏＳ性能を改善する。
【００３７】
図２Ａは、本発明の実施形態のＣＰ／ＣＦＰの持続時間調節及び／又はトラフィッククラスのシフトによるＣＰ／ＣＦＰの適応制御を使用する無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）２００を示すブロック図である。無線ＬＡＮ２００は、例えば、一般的にインターネットと呼ばれる広域ネットワーク（ＷＡＮ：Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のようなコンピュータネットワーク２１０に接続されるＡＰ２０５を含む。本発明の実施形態では、ＡＰ２０５は、有線接続を介してコンピュータネットワーク２１０に接続されるが、無線接続によって接続されてもよい。無線ＬＡＮ２００は、三つの無線基地局、すなわち、無線局２１５Ａ、無線局２１５Ｂ、及び無線局２１５Ｃを含む（ただし、任意の数の無線局を含んでもよい）。各無線局２１５Ａ、２１５Ｂ、及び２１５Ｃは、無線メディアを介してＡＰ２０５と無線通信する。各無線局２１５Ａ、２１５Ｂ、及び２１５Ｃは、本明細書においてまとめて無線局２１５と呼ばれるが、それぞれが同じものである必要はない。
【００３８】
ＡＰ２０５は、ＡＰメディアアクセス制御（ＭＡＣ：Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）コントローラ２２０を含み、ＡＰ２０５によって無線メディアへの無線アクセスを制御し、かつ、ＡＰ２０５及び無線局２１５によってＣＰ／ＣＦＰの適応制御を行うように動作するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０の詳細は、図３及び図４を参照して説明する。
【００３９】
無線局２１５Ａは、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５Ａを含む。また、無線局２１５Ｂは、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５Ｂを含む。また、無線局２１５Ｃは、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５ｃを含む。各ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５Ａ、２２５Ｂ、及び２２５Ｃは、本明細書において、まとめてＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５と呼ばれるが、それぞれが同じものである必要はない。ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５は、各無線局２１５によって無線メディアへの無線アクセスを制御し、かつ、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０によって、ＣＰ／ＣＦＰの情報に基づいたＣＰ／ＣＦＰの適応制御を行うように動作するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。本発明の実施形態では、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５は、輻輳に関する測定値（例えば、平均ＣＷ、リトライカウント、ＳＮＲ、及び／又はその他の輻輳に関する測定値）を、定期的に、要求に応じて、所定の時刻に、又は性能の変換検出時に、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０に送信することによって、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０が現在のネットワーク輻輳状況を判断できるようにする。
【００４０】
本発明の実施形態では、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、ＣＦＰ及びＣＰの持続時間を適応的かつ動的に調節することによって、ＣＰ／ＣＦＰの適応制御を行なう。無線ＬＡＮ２００が輻輳している場合（例えば、輻輳に関する測定値が所定閾値以上である場合）、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、多くの時間をＣＦＰに割り当てる（この間に集中制御プロトコルが動作する）が、これは競合に基づいたプロトコルが衝突の増加を発生させ易くするためである。無線ＬＡＮ２００が輻輳していない場合（例えば、輻輳に関する測定値が所定閾値以下である場合）、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、多くの時間をＣＰに割り当てる（この間に競合に基づいたプロトコルが動作する）が、これは競合に基づくプロトコルの方が、オーバーヘッドが少ないためである。
【００４１】
本発明の実施形態では、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、ＣＦＰとＣＰとの間でトラフィッククラスを適応的かつ動的にシフトすることによって、ＣＰ／ＣＦＰの適応制御を行なう。無線ＬＡＮ２００が輻輳している場合、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、音声パケット及び／又はビデオパケット（及び／又はその他のトラフィッククラス又はトラフィッククラスの組み合わせ）をＣＦＰにシフトする。ＷＬＡＮ２００が輻輳していない場合、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、音声パケット及び／又はビデオパケット（及び／又はその他のトラフィッククラス又はトラフィッククラスの組み合わせ）をＣＰにシフトする。トラフィッククラスのシフトは、ＣＰ／ＣＦＰの持続時間調節と組み合わせて動作する。
【００４２】
ネットワーク条件が変化すると、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５に更新されたＣＰ／ＣＦＰの情報を送信し、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラは、更新された情報を使用してＣＰ／ＣＦＰの適応制御、例えば、ＣＰ／ＣＦＰの持続時間調節及び／又はトラフィッククラスのシフトを更新する。
【００４３】
図２Ｂは、本発明の実施形態によるＣＰ／ＣＦＰの適応制御を含むビデオ配信ネットワーク２５０を示すブロック図である。ビデオ配信ネットワーク２５０は、ストリームサーバセットトップボックス（ＳＴＢ：Ｓｅｔ  Ｔｏｐ  Ｂｏｘ）２６０に接続されるビデオソース２５５（例えば、リアルタイム高精細テレビジョン（ＨＤＴＶ：ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）ソース、ハードディスクドライブ、ビデオ伝送アンテナ等）を含み、ＳＴＢは、ビデオ無線ＬＡＮシステムサーバ２６５に接続される。ビデオ無線ＬＡＮシステムサーバ２６５は、ＣＰ／ＣＦＰの適応制御を組み込んだＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０を含む。ビデオ無線ＬＡＮシステムサーバ２６５は、各種ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０、すなわち、ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０Ａ、ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０Ｂ、及びビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０ｃに接続される。各ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０は、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５を含み、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５がＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０と協動してＣＰ／ＣＦＰの適応制御を行なう。本発明の実施形態では、ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０Ａは、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５ａを含む。また、ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０Ｂは、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５ｂを含む。また、ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０Ｃは、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５Ｃを含む。さらに、各ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０はＨＤデコーダ２７５に接続される。本発明の実施形態ではビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０ＡはＨＤデコーダ２７５Ａに、ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０ＢはＨＤデコーダ２７５Ｂに、及びビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０ＣはＨＤデコーダ２７５Ｃに接続される。
【００４４】
一般に、ビデオソース２５５はアナログビデオ信号をストリームサーバＳＴＢ２６０に送信する。ＳＴＢは、アナログビデオ信号をデジタル化して、デジタルビデオストリームをビデオ無線ＬＡＮシステムサーバ２６５に転送する。ビデオ無線ＬＡＮシステムサーバ２６５のＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、ＨＣＦプロトコルを使用して、デジタルビデオストリームを無線メディア上でビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０に送信する。ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０は、送信されたフレームを受信し、ＨＤデコーダ２７５用のビデオストリームを生成し、ＨＤデコーダ２７５は、ビデオストリームを再生信号（例えば、ＨＤＴＶ信号）に変換して、ビデオディスプレイ（例えば、テレビジョン受像機）に表示する。
【００４５】
主な用途として、飛行機内でのマルチメディアエンターテイメントシステム（例えば、いくつかのマルチメディアサーバが各ビデオクライアントに無線ＬＡＮを経由してサービスを提供する）、無線ゲーム（例えば、何人かのプレーヤが無線ＬＡＮを経由してマルチメディアサーバに接続する）、及びホームビデオシステム（例えば、マルチメディアサーバがいくつかの無線ＨＤＴＶに無線ＬＡＮを経由してサービスを提供する）が挙げられる。また、他の用途も存在する。
【００４６】
ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０の台数が増加することによって、ネットワークの輻輳に影響することが考えられる。さらに、ビデオ配信ネットワーク２５０内で動作するその他のクライアント（ビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０ではない）もネットワークの輻輳に影響する。図２Ａを参照して説明したように、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０及びＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５は、協動してＣＰ／ＣＦＰの適応制御を行ない、これにはＣＰ／ＣＦＰの持続時間の調節及び／又はトラフィッククラスのシフトを含む。ネットワークの輻輳を動的に観測してＣＦＰ／ＣＰの適応制御を行なうことによって、高いスループット、低い待ち時間、及び低いジッタで無線ＬＡＮ内のビデオ配信（例えば、ＨＤＴＶビデオ）を保証することが可能となる。
【００４７】
図３は、本発明の実施形態によるＡＰ３００（例えば、ビデオ無線ＬＡＮシステムサーバ２６５のＡＰ２０５）の詳細を示すブロック図である。ＡＰ３００は、プロセッサ３０５（例えば、Ｉｎｔｅｌ  Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）マイクロプロセッサ又はＭｏｔｏｒｏｌａ  Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）マイクロプロセッサ等）、メモリ３１０（例えば、ランダムアクセスメモリ）、データ記憶デバイス３１５（例えば、磁気ディスク）、コンピュータネットワークインタフェース３２０、入出力（Ｉ／Ｏ：Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）３２５（例えば、キーボード、マウス、及びＬＣＤディスプレイ）、及び、ＷｉＦｉチップセット３３０を備え、それぞれ通信チャネル３５０に接続される。コンピュータネットワークインタフェース３２０は、コンピュータネットワーク２１０に接続されてもよい。メモリ３１０及びデータ記憶デバイス３１５は、異なる装置として図示されるが、メモリ３１０及びデータ記憶デバイス３１５は、同じ装置の一部、分散装置、又は仮想メモリ等によって実現することは当業者には理解できる。本明細書における用語「メモリ」は、恒久的に記憶するメモリ及びデータを一時的に記憶するメモリのいずれの場合も含み、全てのデータ記憶媒体を網羅することを意図する。
【００４８】
メモリ３１０は、ＷｉＦｉチップセット３３０とコンピュータネットワークインタフェース３２０との間の通信を可能にするブリッジングソフトウェア３４５を格納する。ＷｉＦｉチップセット３３０は、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０及び無線アンテナ３４０に接続されるネットワークプロセッサ３３５を含む。ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０の詳細は、図４を参照して説明する。
【００４９】
図４は、本発明の実施形態によるＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０の詳細を示すブロック図である。ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０、集中制御モジュール４１５、ＡＰ分散制御モジュール４２０、及びＡＰ無線メディア通信モジュール４２５を含む。集中制御モジュール４１５とＡＰ分散制御モジュール４２０とでＨＣＦ制御モジュール４３０を構成する。
【００５０】
ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、無線メディアの輻輳状態を判定するハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。本発明の実施形態では、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、二つの状態、例えば、輻輳及び非輻輳を含む。別の実施形態では、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、三つ又は三つ以上の輻輳状態、例えば、ひどい輻輳、輻輳及び非輻輳、又は、輻輳、良好、及び非輻輳を含む。
【００５１】
本発明の実施形態では、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、輻輳に関する測定値を一つ又は複数の閾値と比較することによって、無線メディアの輻輳状態を判定する。例えば、ネットワークの輻輳が二つの状態のうちの一つに識別される実施形態では、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、輻輳に関する測定値に基づいて、ネットワークの輻輳関数を適用することによってネットワークの輻輳の結果を生成する。また、所定の輻輳の閾値と輻輳結果とを比較することによって、無線メディアを輻輳又は非輻輳に識別する。ネットワークの輻輳が三つの状態のうちの一つに識別される実施形態では、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、輻輳に関する測定値に基づいて、ネットワークの輻輳関数を適用することによってネットワークの輻輳結果を生成する。また、より低い閾値及びより高い閾値とネットワークの輻輳結果とを比較することによって、無線メディアの状態を識別する。
【００５２】
ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、独立して及び／又は無線局２１５から輻輳に関する測定値を取得することができる。輻輳に関する測定値の例は、信号対雑音比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）、信号強度（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、平均競合ウィンドウサイズ（ＣＷ＿ａｖｇ：ａｖｅｒａｇｅ  Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ  ｓｉｚｅ）、及びリトライカウント等が挙げられる。ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、定期的に、要求時に、所定の時刻に、及び所定の変化を無線局２１５が検出した時等に、無線局２１５から輻輳に関する測定値を受信することができる。ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、独立して輻輳に関する測定値を観測、又は、無線局２１５によって輻輳に関する測定値を観測することができる。
【００５３】
本発明の実施形態では、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、トラフィッククラス、例えば、競合ウィンドウに基づいて、輻輳に関する測定値を観測する。例えば、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、平均ＣＷ（ＣＷ＿ａｖｇ）を観測することによってネットワークの輻輳を判定することができる。ＣＷ＿ａｖｇは、以下の関数にしたがって正規化した指標である：
【００５４】
【数７】
2008172763.tif 000009
【００５５】
ここで、ＣＷ＿ＶＯは、サービスセット内全ての無線局２１５の音声トラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＶＩは、サービスセット内全ての無線局２１５のビデオトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＥは、サービスセット内全ての無線局２１５のベストエフォートトラフィックの平均競合ウィンドウであり、ＣＷ＿ＢＫは、サービスセット内全ての無線局２１５のバックグラウンドトラフィックの平均競合ウィンドウである。また、α1、α2、α3、及びα4は、トラフィッククラスに基づいた重み値である。ＣＷ＿ａｖｇは、低い順位のトラフィック（例えば、ベストエフォート型及びバックグラウンド型）と比較して、高い優先順位のトラフィック（この例ではビデオ及び音声）のネットワークの輻輳の状態を計算する。計算して得られた値が高い場合には、高い優先順位のトラフィックが悪い条件におかれていることを意味する。得られた値が小さい場合には、高い優先順位のトラフィックが良好な条件におかれていることを意味する。
【００５６】
本発明の実施形態では、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、いくつかの輻輳に関する測定値を正規化することによって、ネットワークの輻輳の指標を生成して、ネットワークの輻輳を判定する。ネットワーク輻輳観測モジュール４０５は、ＣＷ＿ａｖｇ、パケットエラー、及びリトライ回数が正規化された重み付け指標を計算する。ＣＷ＿ａｖｇは、トラフィッククラスによって区別される測定値であり、パケットエラー及びリトライ回数は、区別されない測定値である。ネットワークの輻輳の指標は、以下の関数に従って計算することができる。
【００５７】
【数８】
2008172763.tif 000010
【００５８】
【数９】
2008172763.tif 000011
【００５９】
ここで、ｃiは、輻輳量の種類に基づいた重み値であり、ｐａｃｋｅｔ＿ｅｒｒｏｒは、サービスセット内全ての無線局２１５／２２５からのパケットエラーの平均個数であり、ｒｅｔｒｙ＿ｎｕｍｂｅｒは、サービスセット内全ての無線局２１５／２２５から平均化したリトライカウントであり、ＭＡＸ＿ＥＲＲＯＲは、パケットエラーに予め定義されている最大数であり、ＭＡＸ＿ＲＥＴＲＹ＿ＮＵＭＢＥＲは、リトライカウントに予め定義されている最大数である。重みｃiは、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０によって現在の無線環境及びＱｏＳの要件を反映するように調節することができる。
【００６０】
ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ＣＰ／ＣＦＰの適応制御、例えば、ＣＰ／ＣＦＰの持続時間調節又はトラフィッククラスのシフトを行なうためにＣＰ／ＣＦＰ情報を生成するハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。
【００６１】
本発明の実施形態では、ネットワークの輻輳が増加する場合、例えば、時間間隔Ｔ１においてＣＷ＿ａｖｇ＞ＣＷ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄの場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、時間単位の個数だけＣＦＰを増加させ、同数の時間単位でＣＰを減少させる。同様に、ネットワークの輻輳が減少する場合、例えば、時間間隔Ｔ１で正規化された測定値の重み付け総和＞ｕｎｉｆｏｒｍ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄである場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、時間単位の個数だけＣＦＰを減少させ、同数の時間単位でＣＰを増加させる。
【００６２】
さらに詳細に説明すると、ネットワークの輻輳状態が悪化している場合、例えば、時間間隔Ｔ１においてＣＷ＿ａｖｇ＞ＣＷ＿ｔｈｒｅｓｏｌｄ及び／又はｒｅｔｒｙ＿ｎｕｍｂｅｒ＞ｒｅｔｒｙ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、及び／又はＳＮＲ＜ＳＮＲ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、又は、均一化された測定値＞均一化された閾値の場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、時間単位（ｔｉｍｅ＿ｕｎｉｔｓ）の個数（Ｎ）だけＣＦＰを増加させる。つまり、新しいＣＦＰ＝以前のＣＦＰ＋Ｎ×ｔｉｍｅ＿ｕｎｉｔである。また、ＣＦＰ＿ｍｉｎ及びＣＦＰ＿ｍａｘがあってもよい。以前のＣＦＰ＝ＣＦＰ＿ｍａｘ又は新しいＣＰ＞ＣＰ＿ｍａｘの場合、新しいＣＦＰ＝ＣＰ＿ｍａｘである。一方、ＣＰは、同じＣＦＰ受信インターバルを維持するように減少する。したがって、新しいＣＰ＝以前のＣＰ−Ｎ×ｔｉｍｅ＿ｕｎｉｔである。また、ＣＰ＿ｍｉｎ及びＣＰ＿ｍａｘがあってもよい。以前のＣＰ＝ＣＰ＿ｍｉｎ又は新しいＣＰ＜ＣＰ＿ｍｉｎの場合、新しいＣＰ＝ＣＰ＿ｍｉｎである。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、無線局に新しいＣＦＰ及び新しいＣＰを通知する。新しいＣＦＰ及び新しいＣＰは、次のＣＦＰ受信インターバルで有効になる。さらに、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、無線局２１５に一つ又は複数のトラフィッククラスをＥＤＣＡモードからＨＣＣＡモードにシフトするよう通知する。
【００６３】
ネットワークの輻輳の測定値が改善する場合、例えば、時間間隔Ｔ１においてＣＷ＿ａｖｇ＜ＣＷ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄの場合、ｒｅｔｒｙ＿ｎｕｍｂｅｒ＜ｒｅｔｒｙ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄの場合、ＳＮＲ＞ＳＮＲ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、及び／又は、均一化された測定値＜均一化された閾値の場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、時間単位（ｔｉｍｅ＿ｕｎｉｔ）の個数（Ｎ）だけＣＰを増加させる。新しいＣＰ＝以前のＣＰ＋Ｎ×ｔｉｍｅ＿ｕｎｉｔである。以前のＣＰ＝ＣＰ＿ｍａｘ又は新しいＣＰ＝＞ＣＰ＿ｍａｘの場合、新しいＣＰ＝ＣＰ＿ｍａｘである。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、一定のＣＦＰ受信インターバルを維持するようにＣＦＰを減少させる。つまり、新しいＣＦＰ＝以前のＣＦＰ−Ｎ×ｔｉｍｅ＿ｕｎｉｔである。以前のＣＦＰ＝ＣＦＰ＿ｍｉｎ又は新しいＣＦＰ＜ＣＦＰ＿ｍｉｎの場合には、新しいＣＦＰ＝ＣＰ＿ｍｉｎである。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、無線局に新しいＣＦＰ及び新しいＣＰを通知する。さらに、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、無線局２１５にトラフィッククラスをＨＣＣＡモードからＥＤＣＡモードにシフトするよう通知する。新しいＣＦＰ及び新しいＣＰは次のＣＦＰ受信インターバルで有効になる。
【００６４】
三つのネットワークの輻輳の状態を含む実施形態では、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ネットワークが極めて輻輳していると判定された場合には、音声及びビデオトラフィックをＨＣＣＡモードにシフトし、ネットワークは輻輳しているが極めて輻輳していないと判定された場合には、音声及びビデオトラフィックをＨＣＣＡモードにシフトし、ネットワークが輻輳していないと判定された場合には、音声及び／又はビデオトラフィックの一部だけをＨＣＣＡモードにシフトすることができる。また、その他のトラフィッククラスをシフトしてもよい。
【００６５】
ネットワーク輻輳の観測の時間間隔Ｔは、ＡＰによって決定され、いつでもＡＰによって変更される。ｔｉｍｅ＿ｕｎｉｔの個数（Ｎ）は、ＡＰによって変更される。さらに、測定値の閾値は、ＡＰによって変更される。ＡＰが、ネットワーク条件に基づいてこれらの測定値の変更を行なうことによって、ＣＰ／ＣＦＰの適応制御を実行する際に、ＡＰにさらに柔軟性を与えることができる。さらに、時間単位Ｎの個数（Ｎ）も柔軟に変更される。例えば、各ｔｉｍｅ＿ｓｌｏｔがＣＦＰ＿ＭＡＸ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎの１／１００とすると、Ｎは、４〜１０の間の数で定義され、適度に調節されることによって線形方程式を与える。これ以外に、ＣＦＰ／ＣＰの調節は、二次方程式として定義され、以前の各値を２倍又は半分にする。
【００６６】
集中制御モジュール４１５は、ＨＣＣＡモードを使用してＣＦＰ中に無線メディアへのアクセスを有効にするハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。集中制御モジュール４１５は、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０からＣＰ及びＣＦＰの持続時間の情報及び／又はトラフィッククラスのシフト情報を受け取り、これらの情報を使用して、ＨＣＣＡに基づいた無線メディアへの集中制御アクセスを行なう。本発明の実施形態において集中制御モジュール４１５は、ＱｏＳの要件に従って、ＣＦＰの間に全てのトラフィッククラスが無線メディアにアクセスできるようにする。本発明の実施形態では、集中制御モジュール４１５は、ＱｏＳの要件に従って、ＣＦＰの間に特定の識別されたトラフィッククラスのみを無線メディアにアクセスできるようにする。
【００６７】
ＡＰ分散制御モジュール４２０は、ＥＤＣＡモードを使用してＣＰ中に無線メディアへのアクセスができるようにするハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。ＡＰ分散制御モジュール４２０は、ＣＰ及びＣＦＰの持続時間情報及び／又はトラフィッククラスのシフト情報をＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０から受信し、これらの情報を使用してＥＤＣＡによる無線メディアへの分散制御アクセスを行なう。本発明の実施形態では、ＡＰ分散制御モジュール４２０は、ＥＤＣＡパラメータに従って、ＣＰ中に全てのトラフィッククラスが無線メディアにアクセスできるようにする。ＡＰ分散制御モジュール４２０は、ＣＰ中に特定の識別されたトラフィッククラスのみ（例えば、ＣＦＰ／ＨＣＣＡモードにシフトされなかったトラフィッククラスにのみ）が無線メディアにアクセスできるようにする。
【００６８】
ＡＰ無線メディア通信モジュール４２５は、集中制御モジュール４１５及び／又はＡＰ分散制御モジュール４２０から送信フレームを受信して、無線アンテナ３４０が送信するために、送信パケットをネットワークプロセッサ３３５に転送するハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。
【００６９】
図５は、本発明の実施形態による無線局５００（例えば、無線局２１５又はビデオ無線ＬＡＮクライアント２７０）の詳細を示すブロック図である。無線局５００は、プロセッサ５０５（例えば、Ｉｎｔｅｌ  Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）マイクロプロセッサ又はＭｏｔｏｒｏｌａ  Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）マイクロプロセッサ等）、メモリ５１０（例えば、ランダムアクセスメモリ等）、データ記憶デバイス５１５（例えば、磁気ディスク等）、Ｉ／Ｏ５２５（例えば、キーボード、マウス、及びＬＣＤディスプレイ等）、及び、ＷｉＦｉチップセット５３０を備え、それぞれ通信チャネル５５０に接続される。メモリ５１０及びデータ記憶デバイス５１５は、異なる装置として図示されるが、メモリ５１０及びデータ記憶デバイス５１５は、同じ装置の一部、分散装置、又は仮想メモリ等によって実現することは当業者に理解できる。本明細書における用語「メモリ」は、データを恒久的に記憶するメモリ及びデータを一時的に記憶するメモリのいずれの場合も含み、全てのデータ記憶媒体を網羅することを意図する。
【００７０】
ＷｉＦｉチップセット５３０は、ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５及び無線アンテナ５４０に接続されるネットワークプロセッサ５３５を含む。ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５の詳細は、図６を参照して説明する。
【００７１】
図６は、本発明の実施形態によるＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５の詳細を示すブロック図である。ＳＴＡ  ＭＡＣコントローラ２２５は、ネットワーク輻輳観測エージェント６０５、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェント６１０、集中制御エージェント６１５、ＳＴＡ  分散制御モジュール６２０、及びＳＴＡ無線メディア通信モジュール６２５を含む。集中制御エージェント６１５とＳＴＡ分散制御モジュール６２０とでＨＣＦ制御エージェント６３０を構成する。
【００７２】
ネットワーク輻輳観測エージェント６０５は、ネットワーク輻輳に関する測定値を観測し、観測された測定値をＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０のネットワーク渋滞観測モジュール４０５に通知するハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。前述したように、ネットワークの輻輳に関する測定値は、トラフィッククラス当たりのパケット数を示すＣＷ＿ａｖｇ（時間間隔Ｔにおける平均ＣＷ）、一般にパケット衝突数を示すｒｅｔｒｙ＿ｎｕｍｂｅｒ（時間間隔Ｔにおけるパケット再送回数）、チャネルの干渉及び雑音状態を示すＳＮＲ（時間間隔Ｔにおけるチャネルの信号対雑音比）、信号強度を示すｐａｃｋｅｔ＿ｅｒｒｏｒ（時間間隔Ｔにおいてエラーの生じたパケット個数）、及び／又はその他の輻輳に関する測定値を含む。
【００７３】
ネットワーク輻輳観測エージェント６０５は、ネットワークの輻輳に関する測定値を、定期的に、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５からの要求に応じて、所定の時刻に、又は、輻輳に関する測定値の一つ又はそれ以上の変化を検出した時に（例えば閾値以下の信号劣化を検出した時に）、ネットワーク輻輳観測モジュール４０５に通知することができる。
【００７４】
ＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェント６１０は、ＣＰ及びＣＦＰの持続時間情報及びトラフィッククラスのシフト情報をＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０のＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０から受信するハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェント６１０は、集中制御エージェント６１５に（後述する）関連情報を提供し、無線局２１５によってＨＣＣＡを使用し、ＣＦＰの間に無線メディアへのアクセスを実行する。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェント６１０は、関連情報をＳＴＡ分散制御モジュール６２０（後述する）に提供し、無線局２１５によってＥＤＣＡを使用し、ＣＰの間に無線メディアへのアクセスを実行する。
【００７５】
集中制御エージェント６１５は、ＨＣＣＡモードを使用してＣＦＰの間に無線メディアへのアクセスができるようにするハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。集中制御エージェント６１５は、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェント６１０からＣＰ及びＣＦＰの持続時間情報及び／又はトラフィッククラスのシフト情報を受信し、受信した情報を使用してＨＣＣＡによる無線メディアへの集中制御アクセスを実行する。本発明の実施形態において、集中制御エージェント６１５は、ＣＰ／ＣＦＰ情報が使用され、集中制御モジュール４１５によって定義されたＱｏＳの要件にしたがって、ＣＦＰの間に全てのトラフィッククラスに無線メディアへアクセスさせる。本発明の実施形態において、集中制御エージェント６１５は、ＣＰ／ＣＦＰ情報が使用され、集中制御モジュール４１５によって定義されたＱｏＳの要件にしたがって、ＣＦＰの間に識別された特定のトラフィッククラスのみに無線メディアへアクセスさせる。
【００７６】
ＳＴＡ分散制御モジュール６２０は、ＣＰの間にＥＤＣＡモードを使用して無線メディアへのアクセスを可能にするハードウェア、ソフトウェア及び／またはファームウェアを含む。ＳＴＡ分散制御モジュール６２０は、ＣＰ及びＣＦＰの持続時間情報及び／又はトラフィッククラスのシフト情報をＣＰ／ＣＦＰ適応制御エージェント６１０から受信し、受信した情報を使用してＥＤＣＡによる無線メディアへの分散制御アクセスを実行する。本発明の実施形態において、ＳＴＡ分散制御モジュール６２０は、ＣＰ／ＣＦＰ情報が使用され、ＥＤＣＡパラメータにしたがって、ＣＰの間に無線メディアへ全てのトラフィッククラスがアクセスできるようにする。本発明の実施形態において、ＳＴＡ分散制御モジュール６２０は、ＣＰ／ＣＦＰ情報が使用され、ＣＰの間に識別された特定のトラフィッククラスのみ（例えば、ＣＦＰ／ＨＣＣＡモードにシフトされないもの）の無線メディアへのアクセスを可能にする。
【００７７】
ＳＴＡ無線メディア通信モジュール６２５は、集中制御エージェント６１５及び／又はＳＴＡ分散制御モジュール６２０から送信フレームを受信して、無線アンテナ５４０から送信する送信パケットをネットワークプロセッサ５３５に転送するハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。
【００７８】
図７は、本発明の実施形態によるＣＰ／ＣＦＰの適応制御を実行するための方法を示すフローチャートであり、ＣＰ／ＣＦＰの持続時間調節及びトラフィッククラスのシフトを含む。処理の開始時に、全てのトラフィッククラス（ＢＥ、ＢＫ、ＶＩ、及びＶＯ）は、ＥＤＣＡモードで送信される。方法７００は、ステップ７０５で各無線局２１５／２７０のネットワーク輻輳観測エージェント６０５が輻輳に関する測定値をＡＰ２０５／２６５のネットワーク輻輳観測モジュール４０５に通知することによって開始する。ステップ７０５は、定期的に、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０による要求時に、所定の時刻に、一つ又は複数の輻輳に関する測定値の変化等のイベントを検出した時に発生する。本発明の実施形態では、ステップ７０５で、無線局２１５は、時間間隔Ｔの間に、ネットワーク輻輳量、例えば、音声、ビデオ、ベストエフォート、及びバックグラウンドトラフィックのＣＷ、ｒｅｔｒｙ＿ｎｕｍｂｅｒ、及びパケットエラー等を記録する。
【００７９】
ステップ７１０で、ＡＰ２０５／２６５のＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ＣＰ／ＣＦＰの調節（例えば、持続時間調節及び／又はトラフィッククラスのシフト）が必要か否かを判定する。本発明の実施形態では、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、時間間隔Ｔの正規化されたネットワークの輻輳の指標を計算し、上限及び下限の閾値とネットワークの輻輳の指標とを比較する。本発明の実施形態では、ネットワークの輻輳の指標が上限の閾値以上である場合には、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、さらにＣＦＰが必要であると判定する。また、ネットワークの輻輳の指標が下限の閾値以下である場合には、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、より少ないＣＦＰが必要とされることを判定する。上限及び下限の閾値の間の場合には、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、変更の必要がないと判定する。
【００８０】
本発明の実施形態では、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７１５で、四つの状態、すなわち、ＣＦＰ＝０、かつ、ＣＦＰが必要な状態７２０と、ＣＦＰ＞０、かつ、より多くのＣＦＰが必要な状態７２５と、ＣＦＰ＞０、かつ、より少ないＣＦＰが必要な状態７３０と、ＣＦＰ＞０、かつ、ＣＦＰが必要でない状態７３５のうちのいずれか一つの状態を識別することによってネットワークの輻輳の状態を決定する。
【００８１】
ネットワークの輻輳が状態７２０（ＣＦＰ＝０、かつ、ＣＦＰが必要）であるとＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０が判定した場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７４０で、ＣＦＰ持続時間を増加させる。さらに、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７４５で、一つ又は複数のＥＤＣＡトラフィッククラスの一部、又は、一つ又は複数のＥＤＣＡトラフィッククラスの全部、例えば、全ての音声トラフィック及び／又は全てのビデオトラフィックをＣＦＰに移動して、ＨＣＣＡモードで動作させる。そして、方法７００は、ステップ７０５に戻る。
【００８２】
ネットワークの輻輳が状態７２５（ＣＦＰ＞０、かつ、より多くのＣＦＰが必要）であるとＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０が判定した場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７５０で、ＣＦＰ持続時間を増加させる。図示されていないが、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７５０で、一つ又は複数のＥＤＣＡトラフィッククラスの一部、又は、一つ又は複数のＥＤＣＡトラフィッククラスの全て、例えば、全ての音声トラフィック及び／又は全てのビデオトラフィックをＣＦＰに移動させて、ＨＣＣＡモードで動作させる。そして、方法７００は、ステップ７０５に戻る。
【００８３】
ネットワークの輻輳が状態７３０（ＣＦＰ＞０、かつ、より少ないＣＦＰが必要）であるとＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０が判定した場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７５５で、ＣＦＰ持続時間を減少させる。図示されていないが、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７５５で、一つ又は複数のＥＤＣＡトラフィッククラスの一部、又は、一つ又は複数のＥＤＣＡトラフィッククラスの全て、例えば、全ての音声トラフィック及び／又は全てのビデオトラフィックをＣＦＰからＣＰに移動させて、ＥＤＣＡモードで動作させる。そして、方法７００の処理は、ステップ７０５に戻る。
【００８４】
ネットワークの輻輳が状態７３５（ＣＦＰ＞０、かつ、ＣＦＰが必要でない）であるとＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０が判定した場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７６０で、ＣＦＰ持続時間をゼロに達するまで減少させる。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７６５で、一つ又は複数のＨＣＣＡトラフィッククラスの一部、又は、一つ又は複数のＨＣＣＡトラフィッククラスの全て、例えば、全ての音声トラフィック及び／又は全てのビデオトラフィックをＣＦＰからＣＰに移動させて、ＥＤＣＡモードで動作させる。そして、方法７００は、ステップ７０５に戻る。
【００８５】
ネットワークの輻輳が状態７７０であり、ネットワークの輻輳が状態７２０〜７３５のいずれかに当てはまらないとＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０が判定した場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、ステップ７７５で、更新を行わない。そして、方法７００の処理は、ステップ７０５に戻る。
【００８６】
ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０が、スーパーフレーム（すなわち、ＣＦＰ繰り返し間隔）の長さを調節できることは理解できる。つまり、ネットワークの輻輳の指標が、ステップ７１０で説明した閾値より大きい別の上限の閾値以上である場合、ＡＰは、例えば、ＣＦＰ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌ＿ＭＡＸに一致するまでＣＦＰの繰り返し間隔を倍増させる。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、例えば、ＣＦＰ＿ＭＡＸ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎ及びＣＦＰ＿ＭＩＮ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎを倍増することができる。ネットワークの輻輳の指標が、ステップ７１０で説明した閾値より小さい別の下限の閾値より小さい場合、ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、例えば、ＣＦＰ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌ＿ＭＩＮに一致するまでＣＦＰの繰り返し間隔を半減させる。ＣＰ／ＣＦＰ適応制御モジュール４１０は、例えば、ＣＦＰ＿ＭＡＸ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎ及びＣＦＰ＿ＭＩＮ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎを半減させる。ＣＦＰの繰り返し間隔とＣＦＰ／ＣＰの持続時間とは独立しているため、ＣＦＰ＿ＭＡＸ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎ及びＣＦＰ＿ＭＩＮ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎは、オーバフローしない別の最大及び最小値を含むようにすべきである。
【００８７】
本発明の好ましい実施の形態について前述した説明は、一例に過ぎず、上述した教示に鑑みて、上述した実施形態及び方法の他の変形及び変更が可能である。ネットワークサイトを分離した別個のサイトとして説明しているが、これらのサイトが統合サイトの一部であってもよく、各々複数のサイトの部分を含んでもよく、又は単一のサイト及び複数のサイトの組合せを含んでもよい、ということを当業者には理解できる。本明細書で示したさまざまな実施の形態を、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の所望の組合せを使用して実装してもよい。さらに言えば、本明細書で示したさまざまな機能を実装することができる任意のタイプのロジックを使用してもよい。構成要素を、プログラムされた汎用デジタルコンピュータを使用して、特定用途向け集積回路を使用して、又は相互接続された従来の構成要素及び回路のネットワークを使用して実装してもよい。接続は、有線、無線、モデム等であってもよい。本明細書で説明した実施の形態は、網羅的であるようにも限定するようにも意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１Ａ】従来技術の８０２．１１ｇのＥＤＣＡ  ＡＣパラメータセットの表である。
【図１Ｂ】従来技術のＣＡＰ／ＣＰ／ＣＦＰインターバルを示すタイミング図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態のＣＰ／ＣＦＰの持続時間調節及び／又はトラフィッククラスのシフトによるＣＰ／ＣＦＰの適応制御を使用する無線ＬＡＮを示すブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態によるＣＰ／ＣＦＰの適応制御を含むビデオ配信ネットワークを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態によるＡＰの詳細を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態によるＡＰ  ＭＡＣコントローラの詳細を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による無線局の詳細を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態によるＳＴＡ  ＭＡＣコントローラの詳細を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態によるＣＰ／ＣＦＰの適応制御を実行する方法を示すフローチャートである。
【図１Ａ】
2008172763.tif 000018
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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