(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチラジオ無線ネットワークを実施するシステムと方法の提供。【解決手段】方法は、複数の第１タイプの無線コンポーネント２５０の各々からトータル平均データレートを受信する段階を有し、各トータル平均データレートはそれぞれの第１タイプの無線コンポーネントに結合した第１の複数の第２タイプの無線コンポーネント２４０の各々の平均データレートに基づき、複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの少なくとも１つのチャネルパラメータを、複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連するトータル平均データレートに対する第１の無線コンポーネントと関連するトータル平均データレートの比に基づいて決定する段階と、決定された少なくとも１つのチャネルパラメータに基づき第１の無線コンポーネントにチャネルを割り当てる段階とを有する。【選択図】図２
2008048416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークにおけるチャネル割り当て方法であって、
複数の第１タイプの無線コンポーネントの各々からトータル平均データレートを受信する段階を有し、各トータル平均データレートは前記それぞれの第１タイプの無線コンポーネントに結合した第１の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートに基づき、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータを、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートに対する前記第１の無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートの比に基づいて決定する段階と、
前記決定された少なくとも１つのチャネルパラメータに基づき前記第１の無線コンポーネントにチャネルを割り当てる段階とを有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１タイプの無線コンポーネントは中継局を含み、
前記第２タイプの無線コンポーネントは端末を含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのチャネルパラメータは中心周波数を含む方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのチャネルパラメータはチャネルサイズを含む方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの前記第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータの決定は、前記第１の無線コンポーネントと関連する複数の無線通信器のうちの各無線通信器の少なくとも１つのチャネルパラメータの決定を含む方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１タイプの無線コンポーネントと前記第２タイプの無線コンポーネントはＷｉＭＡＸ（802.16  Worldwide  Interoperability  for  Microwave  Access）を使用する方法。
【請求項７】
無線ネットワークにおけるチャネル割り当て方法であって、
複数の無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信する段階と、
前記複数の帯域幅要求を記憶する段階と、
各無線コンポーネントからの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶する段階と、
各無線コンポーネントに関連する平均データレートを定期的に計算する段階とを有し、前記平均データレートは前記それぞれの無線コンポーネントから受信した少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に前記それぞれの無線コンポーネントから受信したデータ量とに基づく方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、さらに、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートを計算する時、各無線コンポーネントと関連する前記平均データレートを基地局と関連するコントローラに送信する段階と、
少なくとも１つのチャネルパラメータを受信する段階とを有し、前記少なくとも１つのチャネルパラメータは前記基地局と関連する前記コントローラにより決定され、前記基地局とデータを通信するために使用される方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートを組み合わせてトータル平均データレートにする段階をさらに有し、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートの前記基地局と関連する前記コントローラへの送信は、前記トータル平均データレートの前記基地局と関連する前記コントローラへの送信を含む方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の方法であって、さらに、
前記複数の無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントから第１の帯域幅要求を受信した時、前記第１の無線コンポーネントと関連する前に計算された平均データレートに基づく帯域幅を有する無線接続を、前記第１の無線コンポーネントに割り当てる方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の方法であって、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートの定期的計算は、次式を用いた各無線コンポーネントと関連する平均データレートの定期的計算を含み、
【数１】
2008048416.tif 000020
ここで、
【数２】
2008048416.tif 000021
は帯域幅要求であり、
douti(t)は帯域幅要求間に送信されるデータ量であり、
Triは割り当て期間であり、
αavgは少なくとも１つの統計の重みを表すシステムパラメータである方法。
【請求項１２】
無線ネットワークにおけるチャネル割り当てシステムであって、
複数の第１タイプの無線コンポーネントの各々からトータル平均データレートを受信するインターフェイスと、各トータル平均データレートは前記それぞれの第１タイプの無線コンポーネントに結合した第１の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートに基づき、
前記インターフェイスと結合したプロセッサであって、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータを、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートに対する前記第１の無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートの比に基づいて決定し、
前記決定された少なくとも１つのチャネルパラメータに基づき前記第１の無線コンポーネントにチャネルを割り当てるプロセッサとを有するシステム。
【請求項１３】
無線ネットワークにおけるチャネル割り当てシステムであって、
複数の無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信するインターフェイスと、
前記インターフェイスと結合したプロセッサであって、
前記複数の帯域幅要求を記憶し、
各無線コンポーネントからの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶し、
各無線コンポーネントに関連する平均データレートを定期的に計算するプロセッサとを有し、前記平均データレートは前記それぞれの無線コンポーネントから受信した少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に前記それぞれの無線コンポーネントから受信したデータ量とに基づくシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して通信システムに関し、特にマルチラジオ（radio）無線ネットワークを実施するシステムと方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドネットワークサービスとボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）製品が成長・拡大を続けており、無線ネットワークの機能性に対する需要も同様である。この需要を満たすため、複数の基地局、中継局、アクセスポイント、またはコンタクトポイントを使用するネットワークが開発されつつある。実現しつつある技術の１つに８０２．１６があり、ＷｉＭＡＸとして知られている。ＷｉＭＡＸはブロードバンド無線アクセスを提供するが、単一の基地局が広いエリア（理論的には３１マイルまで）をカバーする。他の無線ネットワーク技術には、第３世代（３Ｇ）、３ＧＰＰ（Third  Generation  Partnership  Project）、及びＷｉＦｉとして知られる８０２．１１がある。
【０００３】
端末がＷｉＭＡＸ等の無線ネットワークの便益を享有できるかは、十分強い信号を探してロックできるかどうかにかかっている。これは、基地局からの信号に干渉が生じるエリア（例えば、レンジの端にあるエリア、２つの基地局のカバレッジが重なるエリア、トンネルまたはビルの中のエリア）では困難であることが多い。１つの解決策は、基地局の送信パワーを上げることであり、他の解決策として基地局を追加することがある。しかし、これは望ましくない。運営コストが増加するし、戻りリンクへのアクセスが限られているからである。他の解決策として８０２．１６ｊがある。これは、８０２．１６標準規格の一部として、８０２．１６ｊリレーワーキンググループにより開発されている。８０２．１６ｊは、ＷｉＭＡＸ基地局のサービスエリアを拡大し、及び／またはスループット能力を増大する基地局を実施する方法を提供する。中継局は戻りリンクを必要としないが、それは中継局が基地局と端末の両方と無線通信するからである。この種のネットワークは、マルチホップネットワークと呼ばれることもある。端末とハードワイヤード接続との間に２つ以上の無線接続があるからである。
【０００４】
明らかに、基地局及び端末の両方と無線通信するので、中継局が通信しなければならないデータ量は増加する。より具体的には、中継局は、無線接続を用いて、端末と基地局の間で同じデータを送受信する。無線ネットワーク中の中継局は、単一チャネルのみを使用して、端末、他の中継局、及び基地局との通信ニーズを満たすことが多い。このチャネルのキャパシティは有限であり、場合によっては中継局のセル内のトラフィック需要をサポートするには不十分である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によると、マルチラジオ無線ネットワークを実施するシステムと方法が提供される。該システムと方法は、従来の方法とシステムの不利益と問題の少なくとも一部を大幅に低減または除去する。
【０００６】
一実施形態によると、無線ネットワークにおけるチャネル割り当て方法は、複数の第１タイプの無線コンポーネントの各々からトータル平均データレートを受信する段階を有する。各トータル平均データレートは前記それぞれの第１タイプの無線コンポーネントに結合した第１の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートに基づく。前記方法は、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータを、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートに対する前記第１の無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートの比に基づいて決定する段階も含む。前記方法は、さらに、前記決定された少なくとも１つのチャネルパラメータに基づき前記第１の無線コンポーネントにチャネルを割り当てる段階も含む。
【０００７】
いくつかの実施形態では、前記第１タイプの無線コンポーネントは中継局を含み、前記第２タイプの無線コンポーネントは端末を含んでもよい。さらにいくつかの実施形態では、前記第１タイプの無線コンポーネントと前記第２タイプの無線コンポーネントはＷｉＭＡＸ（802.16  Worldwide  Interoperability  for  Microwave  Access）を使用する。さらに、いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのチャネルパラメータは中心周波数、またはチャネルサイズを含んでもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、前記方法は、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの前記第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータの決定は、前記第１の無線コンポーネントと関連する複数の無線通信器のうちの各無線通信器の少なくとも１つのチャネルパラメータの決定を含んでもよい。
【０００９】
他の実施形態では、無線ネットワークにおけるチャネル割り当て方法は、複数の無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信する段階を含む。前記方法は、また、前記複数の帯域幅要求を記憶する段階と、各無線コンポーネントからの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶する段階とを含む。前記方法は、さらに、各無線コンポーネントに関連する平均データレートを定期的に計算する段階を含む。前記平均データレートは前記それぞれの無線コンポーネントから受信した少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に前記それぞれの無線コンポーネントから受信したデータ量とに基づく。
【００１０】
いくつかの実施形態では、前記方法は、さらに、各無線コンポーネントと関連する平均データレートを計算する時、各無線コンポーネントと関連する前記平均データレートを基地局と関連するコントローラに送信する段階を含んでもよい。前記方法は、少なくとも１つのチャネルパラメータを受信する段階も含み得る。前記少なくとも１つのチャネルパラメータは前記基地局と関連する前記コントローラにより決定され、前記基地局とデータを通信するために使用され得る。
【００１１】
いくつかの実施形態では、前記方法は、さらに、各無線コンポーネントと関連する平均データレートを組み合わせてトータル平均データレートにする段階を含む。さらに、各無線コンポーネントと関連する平均データレートの前記基地局と関連する前記コントローラへの送信は、前記トータル平均データレートの前記基地局と関連する前記コントローラへの送信を含み得る。
【００１２】
いくつかの実施形態では、前記方法は、さらに、前記複数の無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントから第１の帯域幅要求を受信した時、前記第１の無線コンポーネントと関連する前に計算された平均データレートに基づく帯域幅を有する無線接続を、前記第１の無線コンポーネントに割り当てる。
【００１３】
前記方法は、各無線コンポーネントと関連する平均データレートの定期的計算を含む場合、次式を用いた各無線コンポーネントと関連する平均データレートの定期的計算を含み、
【数３】
2008048416.tif 000003
ここで、
【数４】
2008048416.tif 000004
は帯域幅要求であり、douti(t)は帯域幅要求間に送信されるデータ量であり、Triは割り当て期間であり、αavgは少なくとも１つの統計の重みを表すシステムパラメータである。
【００１４】
他の実施形態によると、無線ネットワークにおけるチャネル割り当てシステムは、複数の第１タイプの無線コンポーネントの各々からトータル平均データレートを受信するインターフェイスを含む。各トータル平均データレートは前記それぞれの第１タイプの無線コンポーネントに結合した第１の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートに基づく。前記システムは、前記インターフェイスと結合したプロセッサも含む。前記プロセッサは、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータを、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートに対する前記第１の無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートの比に基づいて決定する。前記プロセッサは、前記決定された少なくとも１つのチャネルパラメータに基づき前記第１の無線コンポーネントにチャネルを割り当てる。
【００１５】
一実施形態によると、無線ネットワークにおけるチャネル割り当てシステムは、複数の無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信するインターフェイスを含む。前記システムは、前記インターフェイスと結合したプロセッサも含む。前記プロセッサは、前記複数の帯域幅要求を記憶し得る。前記プロセッサは、また、各無線コンポーネントからの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶し得る。さらに、前記プロセッサは、各無線コンポーネントに関連する平均データレートを定期的に計算し得る。前記平均データレートは前記それぞれの無線コンポーネントから受信した少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に前記それぞれの無線コンポーネントから受信したデータ量とに基づく。
【００１６】
実施形態の技術的有利性には、端末に平均データレートに基づく帯域幅の割り当てが含まれる。従って、最も最近の帯域幅要求のみに基づいて帯域幅を与える無線ネットワークと異なり、帯域幅が統計的に長い時間を表す情報に基づき割り当てられる。実施形態の他の有利性には、チャネル割り当てのためにコントローラに平均データレートを定期的に送信することが含まれる。従って、中継局または基地局が、それらが受信する各帯域幅要求を単に転送する無線ネットワークと比較して、基地局と中継局の間で送信されるトラフィック量が減少する。
【００１７】
他の技術的有利性は、以下の図面、詳細な説明、及び請求項から当業者には容易にあきらかになるであろう。さらに、具体的な有利性を列挙したが、様々な実施形態には、これをすべて含むもの、一部のみ含むもの、まったく含まないものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、一実施形態による、様々な通信ネットワークを含む通信システムを示す。通信システム１００は複数のネットワーク１１０により構成されている。各ネットワーク１１０は、独立して、または他のネットワークとともに１つ以上のサービスを提供するように設計された様々な通信ネットワークである。例えば、ネットワーク１１０は、インターネットアクセス、オンラインゲーム、ファイル共有、ピア・ツー・ピアファイル共有（Ｐ２Ｐ）、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）、ビデオオーバーＩＰ、またはネットワークにより一般的に提供されるその他の機能を提供する。ネットワーク１１０は、有線通信または無線通信のいずれかのための様々なプロトコルを用いてサービスを提供する。例えば、ネットワーク１１０ａはＷｉＭＡＸとして知られている８０２．１６無線ネットワークを含み、基地局（例えば基地局１２０）と中継局（例えば中継局１３０）とを含む。ネットワーク１１０ａは、８０２．１６ｊを実施することにより中継局を使用してもよい。中継局を使用するＷｉＭＡＸネットワークは、モバイルマルチホップ中継（ＭＭＲ）ネットワークとも呼ばれている。実施形態では、中継局１３０は複数の無線通信器を有し、各無線通信器には異なるチャネルが割り当てられている。各無線通信器は、異なるサブチャネルを用いて、他の基地局、中継局、及び／または端末と無線接続１５０を確立することができる。いくつかの実施形態では、中継局（例えば、中継局１３０ａ）は、第１の無線通信器を使用して基地局１２０との間でデータを送受信するための無線接続１５０ｄを確立し、第２の無線通信器を使用して端末１４０ａ、１４０ｂ及び中継局１３０ｂとそれぞれ無線接続１５０ａ、１５０ｂ及び１５０ｅを確立する。
【００１９】
無線ネットワークは複数の無線通信器を有しているので、中継局、基地局、及び端末の様々な無線通信器の間でどのようにチャネルを割り当てるか決定し、データ転送を効率化し干渉を最小限に留める必要が生じる。チャネルの割り当てにおいて、トラフィック需要と、他のチャネルにより生じる干渉を考慮することが望ましい。中心周波数とチャネル帯域幅を決定することも望ましい。いくつかの実施形態では、２段階アプローチを用いてチャネルを無線通信器に割り当てる。第１段階では、集中コントローラが各無線通信器に好適サイズのチャネルを割り当てる。第２段階では、各基地局及び／または中継局がサブチャネル及び／またはスロットを（端末、他の基地局、または中継局に拘わらず）各無線接続に割り当てる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の無線接続の平均データレートを使用して、チャネルまたはサブチャネルのサイズ／帯域幅を決定する。平均データレートは定期的に計算されてもよい。チャネルとサブチャネルの割り当てに平均データレートを使用し、それを定期的に計算するので、端末のデータ送信が必要となるたびに端末に帯域幅を割り当てるオーバーヘッドが減少し、基地局または中継局と中央コントローラとの間で通信されるデータ量が減少する。さらに、留意すべきこととして、無線通信器を複数有するマルチチャネルの装置を使用するので、周波数領域と時間領域とでチャネルを割り当てることが望ましい。これは、多数の単一チャネルＷｉＭＡＸネットワークで行われている時間領域でのチャネル割り当てとは異なる。
【００２１】
通信システム１００は４つのネットワーク１１０ａ−１１０ｄを含むが、「ネットワーク」という用語は、ウェブページ、電子メール、テキストチャット、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）、及びインスタントメッセージにより伝送される信号、データ、またはメッセージを含む信号、データ、及び／またはメッセージを伝送できる任意のネットワークであると解釈すべきである。ネットワーク１１０ａ−１１０ｄは、その範囲、大きさ、及び／または構成に応じて、ＬＡＮ、ＷＡＮ、ＭＡＮ、ＰＳＴＮ、ＷｉＭＡＸネットワーク、インターネット等の地球規模のネットワーク、イントラネット、エクストラネット、その他の形式の無線または有線のネットワークとして実施されてもよい。
【００２２】
一般的に、ネットワーク１１０ａ、１１０ｃ及び１１０ｄは、端末１４０及び／またはノード１７０の間のパケット、セル、フレーム、その他の情報の一部（以下、一般的にパケットと呼ぶ）の通信を提供する。ネットワーク１１０は、任意数の有線リンク１６０、無線接続１５０、ノード１７０及び／または端末１４０、またはこれらの組合せを含み得る。例示と単純化を目的として、ネットワーク１１０ａは少なくとも一部はＷｉＭＡＸを介して実施されたＭＡＮであり、ネットワーク１１０ｂはＰＳＴＮであり、ネットワーク１１０ｃはＬＡＮであり、ネットワーク１１０ｄはＷＡＮであるものとする。
【００２３】
ネットワーク１１０ａ、１１０ｃ及び１１０ｄはＩＰネットワークである。ＩＰネットワークによるデータの送信は、そのデータをパケットに入れて、各パケットを１つ以上の通信経路に沿って選択された送り先に個別に送信することにより行われる。ネットワーク１１０ｂはＰＳＴＮであり、交換局、中央オフィス、移動電話交換オフィス、ページャ交換オフィス、リモート端末、及びその他の通信機器を含み、それらは世界中に配置されている。ネットワーク１１０ｄはゲートウェイを通じてネットワーク１１０ｂと結合されている。実施形態によっては、ゲートウェイはネットワーク１１０ｂまたは１１０ｄの一部であってもよい（例えば、ノード１７０ｅまたは１７０ｃがゲートウェイを含んでもよい）。ゲートウェイにより、ＰＳＴＮ１１０ｄは、ネットワーク１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｄ等の非ＰＳＴＮネットワークと通信することができる。
【００２４】
どのネットワーク１１０ａ、１１０ｃ及び／または１１０ｄも、インターネットを含むがこれに限定はされない他のＩＰネットワークに結合していてもよい。ＩＰネットワークは、データ送信に共通の方法を使用するので、信号は、異なるが相互接続されたＩＰネットワーク上にあるデバイス間で送信できる。他のＩＰネットワークに結合されているのに加えて、どのネットワーク１１０ａ、１１０ｃ及び／または１１０ｄは、ゲートウェイ等のインターフェイスまたは構成要素を使用して、非ＩＰネットワークに結合していてもよい。
【００２５】
ネットワーク１１０は、複数の有線リンク１６０、無線接続１５０、及びノード１７０を介して、相互に、及びその他のネットワークと接続されている。有線リンク１６０、無線接続１５０、及びノード１７０は、様々なネットワークを接続するだけでなく、端末１４０を相互に接続し、ネットワーク１１０に結合された他の構成要素またはそのネットワーク１１０の一部と接続する。ネットワーク１１０ａ−１１０ｄの相互接続により、端末１４０が相互にデータと制御信号を通信でき、任意の中間構成要素またはデバイスがデータと制御信号を通信できる。従って、端末１４０のユーザは、１つ以上のネットワーク１１０ａ−１１０ｄと結合した各ネットワーク構成要素間でデータと制御信号を送受信できる。
【００２６】
無線接続１５０は、例えばＷｉＭＡＸによる２つの構成要素間の無線接続を表す。ＷｉＭＡＸ基地局及び／または中継局の拡張レンジにより、ネットワーク１１０ａは、比較的少数の有線リンクを用いても、ＭＡＮに係る大きい地理的エリアをカバーすることができる。より具体的には、都市エリア周辺に基地局と複数の中継局１３０を適当に配置することにより、複数の中継局１３０は、無線接続１５０を使用して、都市エリア中の基地局１２０と無線端末１４０と通信し得る。基地局１２０は、有線接続１６０ａにより、他の基地局、無線接続をできないネットワーク構成要素、及び／またはＭＡＮの外の他のネットワーク（例えば、ネットワーク１１０ｄまたはインターネット）と通信する。
【００２７】
ノード１７０は、例えば、ネットワーク構成要素、セッションボーダーコントローラ、ゲートキーパー、基地局、コンファレンスブリッジ、ルータ、ハブ、スイッチ、ゲートウェイ、端末、その他のハードウェア、ソフトウェア、通信システム１００においてパケットの交換を可能とする任意数の通信プロトコルを実施する組み込みロジック等の任意の組合せである。例えば、ノード１７０ａは、リンク１６０ｊを介して基地局１２０に、またリンク１６０ａを介してネットワーク１１０ｄに有線接続された他の基地局を有する。基地局として、ノード１７０ａは、様々な他の基地局、中継局、及び／または端末との無線接続を確立することができる。他の例として、ノード１７０ｅは、ゲートウェイを有する。これにより、ネットワーク１１０ｂ（ＰＳＴＮネットワーク）は、ネットワーク１１０ｄ等の他の非ＰＳＴＮネットワーク（ＩＰネットワーク）からの通信を送受信することができる。ノード１７０ｅは、ゲートウェイとして、異なるネットワークにより使用される様々なプロトコル間の通信を変換する働きをする。
【００２８】
端末１４０及び／またはノード１７０は、ハードウェア、ソフトウェア、及び／またはユーザにデータまたはネットワークサービスを提供するロジック（encoded  logic）を有する。例えば、端末１４０ａ−１４０ｃは、ＩＰ電話、コンピュータ、ビデオモニタ、カメラ、パーソナルデータアシスタント、携帯電話、その他のハードウェア、ソフトウェア、及び／またはネットワーク１１０を用いてパケット（またはフレーム）の通信をサポートする符号化ロジック（encoded  logic）である。端末１４０は、無人または自動化されたシステム、ゲートウェイ、データ及び／または信号を送受信する他の中間構成要素またはその他のデバイスであってもよい。図１は具体的な数と構成の端末、接続、リンク、及びノードを示しているが、通信システム１００はデータ通信用の任意の数または構成の構成要素を想定している。また、通信システム１００の要素には、構成要素が集中したものや通信システム１００にわたって分散したものが含まれ得る。
【００２９】
図２は、一実施形態による、基地局２１０と中継局２５０をより詳細に示す無線ネットワーク２００の概略図である。別の実施形態では、ネットワーク２００は、任意数の有線または無線ネットワークと、基地局と、端末と、中継局と、有線または無線の接続を介してデータ及び／または信号の通信を助けまたは参加するその他の構成要素とを有する。単純化のため、ネットワーク２００は、ネットワーク２０５、基地局２１０、端末２４０、及び中継局２５０を有する。基地局２１０はプロセッサ２１２、メモリモジュール２１４、コントローラ２１５、インターフェイス２１６、無線通信器２１７、及びアンテナ２１８を有する。同様に、中継局２５０は、プロセッサ２５２、メモリモジュール２５４、無線通信器２５７、及びアンテナ２５８を有する。これらの構成要素は、無線ネットワーク（例えば、ＷｉＭＡＸ無線ネットワーク等）におけるチャネル及び／またはサブチャネルの割り当て等である基地局及び／または中継局の機能を提供するために協働する。ネットワーク２０５は、図１を参照して説明した１つ以上のネットワークを有する。
【００３０】
プロセッサ２１２は、マイクロプロセッサ、コントローラ、その他の好適な計算装置、リソース、またはハードウェア、ソフトウェア、及び／または符号化ロジック（encoded  logic）の組合せであり、単独で、または基地局２１０の他の構成要素（メモリモジュール２１４及び／またはコントローラ２１５等）と共に基地局２１０の機能を提供するように動作可能である。かかる機能には、端末（例えば端末２４０ａ）と中継局（例えば中継局２５０）へのここで説明する様々な無線機能の提供が含まれる。プロセッサ２１２を使用して、基地局２１０に直接結合している端末（例えば、端末２４０ａ）の平均データレートを定期的に計算してもよい。プロセッサ２１２は、チャネルを割り当てる際に使用され、またはコントローラ２１５とともに使用されてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ２１２は、基地局２１０に割り当てられたチャネルを、端末２４０ａや中継局２５０との無線接続に使用できるサブチャネルにどのように分割するか決定する際に使用され得る。
【００３１】
メモリモジュール２１４は、任意の形式の揮発性または不揮発性のメモリであり、磁気媒体、光学媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、リムーバブル媒体、その他のいかなる好適なローカルまたはリモートのメモリコンポーネントが含まれるが、これらに限定はされない。メモリモジュール２１４は、基地局２１０により使用される、ソフトウェア及び符号化ロジックを含むいかなる好適なデータまたは情報を格納してもよい。いくつかの実施形態では、メモリモジュール２１４は、端末２４０及び／または中継局２５０から受信した様々な帯域幅要求及び／または平均データレートを格納することもできる。メモリモジュール２１４は、適当な端末及び／または中継局にいかにデータをルーティングするか決定するために有用なデータのリスト、データベース、その他のデータ組織を有していてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、端末から基地局にデータをルーティングするのに、（メッシュ構造ではなく）ツリー構造を使用してもよい。より具体的には、基地局２１０から端末２４０ｂには既知の経路があり得る。この経路またはその一部をメモリモジュール２１４に格納してもよい。
【００３２】
基地局２１０はコントローラ２１５も有する。コントローラ２１５はネットワーク２００のチャネル割り当てを集中的に行う。実施形態に応じて、コントローラ２１５は、基地局２１０内にあっても、ネットワーク２０５の一部であっても、他の基地局の一部であっても、基地局２１０に有線接続された他のコンポーネントの一部であってもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ２１５は、基地局２１０及び／または中継局２５０から受信したトータル平均データレートを使用して、基地局２１０と中継局２５０にチャネルを割り当てる。中継局または基地局のトータル平均データレートは、その基地局または中継局に接続された各端末の平均データレートの組合せたもの（combination）である。例えば、トータル平均データレートは、端末２４０ｂと２４０ｃの平均データレートの合計を含む。コントローラ２１５は、十分大きなチャネルを各基地局と中継局とに割り当て、それぞれの基地局または中継局に関連する各端末に好適な帯域幅を与える。ある実施形態では、チャネルサイズは１．２５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚまたは４０ＭＨｚである。さらに、いくつかの実施形態では、中継局または基地局は２つ以上の無線通信器（例えば、中継局２５０の無線通信器２５７ａと２５７ｂ）を有し、その場合、コントローラ２１５は中継局または基地局の各無線通信器にチャネルを割り当てる。例えば、無線通信器２５７ａは基地局２１０と通信するために使用する端末型無線通信器であり、無線通信器２５７ｂは端末２４０ｂ、２４０ｃと通信するために使用する基地局型無線通信器である。この例では、コントローラ２１５は２５７ａに１つのチャネルを割り当て、２５７ｂに１つのチャネルを割り当て、こうすることにより中継局２５０は、同じチャネルを用いて送受信することによる干渉を心配せずに、基地局２１０にデータを送信しつつ、端末２４０ａからデータを受信することができる。無線通信器、基地局、及び／または中継局にチャネルをいかに割り当てるか決定した後、コントローラ２１５はその決定を各無線通信器、基地局、及び／または中継局に送信する。
【００３３】
コントローラ２１５は、他の基地局、中継局、ネットワークに接続された他のコントローラ（remote  controllers）からもチャネル割り当て情報を受信する。この情報により、隣接する無線ネットワークが干渉を起こすチャネルを割り当てることを回避できる。同様に、コントローラ２１５は、自分のチャネル割り当てを他のコントローラに送信し、そのコントローラがコントローラ２１５が制御する装置と干渉を起こすチャネルを割り当てないようにする。
【００３４】
このインターフェイス２１６は、基地局２１０とネットワーク２０５との間のシグナル及び／またはデータの有線通信において使用される。例えば、インターフェイス２１６は、基地局２１０に有線接続を介してネットワーク２０５との間でデータを送受信させるのに必要なフォーマット化または変換を実行できる。
【００３５】
無線通信器２１７は、アンテナ２１８またはその一部と結合している。無線通信器２１７はデジタルデータを受信する。そのデジタルデータは、無線接続を介して他の基地局、中継局、及び／または端末に送信される。無線通信器２１７は、そのデジタルデータを適当な中心周波数と帯域幅パラメータを有する無線信号に変換する。これらのパラメータは、プロセッサ２１２、コントローラ２１５、及び／またはメモリ２１４の組合せにより、予め決定されていてもよい。無線シグナルは、アンテナ２１８を介して、適当な受信者（例えば、中継局２５０ｄ）に送信される。
【００３６】
アンテナ２１８は、いかなるタイプのアンテナでもよく、無線でデータ及び／またはシグナルを送受信できるものであればよい。いくつかの実施形態では、アンテナ２１８は、１つ以上の無指向性アンテナ、セクタアンテナ、またはパネルアンテナであり、２ＧＨｚ乃至６６ＧＨｚの無線信号を送受信できるものである。無指向性アンテナは、あらゆる方向で無線信号を送受信するために使用される。セクタアンテナは、あるエリア内の装置との間で無線信号を送受信するために使用される。パネルアンテナは、視線アンテナであり、ほぼ直線上で無線信号を送受信するために使用される。
【００３７】
中継局２５０は、基地局２１０と同様の構成要素を有する。１つの例外は、中継局２５０は有線接続のためのインターフェイスを含まないことである。これは、中継局２５０が無線接続のみを使用し、有線接続は必要としないからである。中継局２５０を有線接続なしに配置させることにより、各中継局にネットワークワイヤを張らなくてもよいので、初期配置費用が低くなる。中継局２５０はコントローラ２１５（及びコントローラ２１５に関連する付加的コンポーネント）の機能も含まない。その理由は、中継局２５０が他の中継局や基地局にチャネルを割り当てる役割を有さないからである。
【００３８】
プロセッサ２５２は、マイクロプロセッサ、コントローラ、またはその他の好適な演算装置、リソース、または単体で若しくはメモリモジュール２５４等の中継局２５０の他の個性要素と組み合わせて中継局２５０の機能を提供するように動作可能であるハードウェア、ソフトウェア及び／または符号化ロジックの組合せである。かかる機能には、端末２４０ｂ、２４０ｃまたは基地局２１０等の端末または基地局に、ここで説明する様々な無線機能を提供することが含まれる。プロセッサ２５２は、中継局２５０に結合された端末（例えば、端末２４０ｂ、２４０ｃ）の平均データレートを定期的に計算する際に使用される。いくつかの実施形態では、プロセッサ２５２を使用して、中継局２５０に割り当てられたチャネルを端末２４０ｂ、２４０ｃ及び基地局２１０との無線接続に使用できるサブチャネルにいかに分割するか決定することができる。
【００３９】
メモリモジュール２５４は、いかなる形式の揮発性または不揮発性メモリでもよく、磁気媒体、光媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、リムーバブル媒体、その他の好適ないかなるローカルまたはリモートのメモリコンポーネントでもよく、これらに限定はされない。メモリモジュール２５４は、中継局２５０により利用されるいかなるデータまたは情報を格納してもよく、ソフトウェア及び符号化ロジックも含む。いくつかの実施形態では、メモリモジュール２５４は、前の帯域幅要求、帯域幅要求間に端末により送信されたデータ量、及び／または端末２４０の予め計算された平均データレートを格納することもできる。メモリモジュール２５４は、適当な端末、基地局、及び／または中継局にデータをいかにルーティングするか決定するために有用なデータのリスト、データベース、その他のデータ構成を有していてもよい。
【００４０】
無線通信器２５７はアンテナ２５８またはその一部に結合している。無線通信器２５７は、無線接続を介して他の基地局、中継局、及び／または端末に送信するデジタルデータを、例えばプロセッサ２５２から受け取る。各無線通信器２５７は、自分自身のチャネルを有し、そのチャネルは、デジタルデータを適当なチャネル、周波数、帯域幅パラメータを有する無線信号に変換した後に使用される。これらのパラメータは、基地局２１０のプロセッサ２５２、コントローラ２１５及び／またはメモリモジュール２１４の組合せにより予め決定されてもよい。各無線通信器からの無線シグナルはアンテナ２５８を介して適当な受信者（例えば、基地局２１０）に送信される。例えば、プロセッサ２５２は、端末２４０の平均データレートを計算して、各端末２４０ｂと２４０ｃの平均データレートを結合してトータル平均データレートにする。そのトータル平均データレートは基地局２１０のコントローラ２１５に送信される。トータル平均データレートは定期的にしか送信されないので、プロセッサ２５２がトータル平均データレートを決定すると、中継局２５０と基地局２１０との間で送信される無線データ量は、端末から基地局への各帯域幅要求を中継するシステムと比較して少ない。
【００４１】
上記のように中継局２５０の２つの無線通信器に異なるチャネルが割り当てられるだけではなく、異なる型の無線通信器であってもよい。より具体的には、無線通信器２５７ａは基地局２１０との通信に使用する端末型の無線通信器であり、無線通信器２５７ｂは、端末２４０ａ、２４０ｂとの通信に使用する基地局型の無線通信器であってもよい。よって、中継局２５０は、端末２４０からは基地局に見え、基地局２１０からは端末に見える。これにより、無線ネットワークは、端末がデータを送受信する方法を変更せずに、複数の無線通信器を用いて、中継局を組み込むことができる。
【００４２】
アンテナ２５８は、データ及び／または信号を無線で送受信できる任意タイプのアンテナである。実施形態によっては、アンテナ２３８は、１つ以上の無指向性アンテナ、セクタアンテナ、またはパネルアンテナであり、２ＧＨｚと６６ＧＨｚの間の無線通信信号を送受信できるものである。
【００４３】
端末２４０は、基地局２１０または中継局２５０との間でデータ及び／または信号を送受信できる任意タイプの無線端末である。端末２２０のタイプとしては、デスクトップコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話、ラップトップ、及び／またはＶｏＩＰ電話がある。
【００４４】
基地局２１０と中継局２５０の様々なコンポーネントがいかに動作して無線機能を提供するかよりよく理解するため、例示した実施形態のコンポーネントを一例の場合について説明する。端末２４０ｂと２４０ｃが中継局２５０と接続を確立しているとする。これらの端末はデータを送信する必要があるときは常に、最初に基地局２５０に帯域幅要求を送る。基地局２５０は、例えば端末２４０ｃからの帯域幅要求に応答して、その端末２４０ｃの予め計算された平均データレートに基づいて帯域幅を与える。
【００４５】
平均データレートは、過去の複数の帯域幅要求と、割り当て期間中に端末２４０ｃとの間で送受信されたデータ量とを反映してもよい。この情報はメモリモジュール２５４に格納され、平均データレートを決定するためにプロセッサ２５２により処理される。プロセッサ２５２は端末との間で送信されたデータと受信されたデータの両方の平均データレートを計算する。より具体的に、プロセッサ２５２は次の式を使用して、中継局２５０から端末２４０ｃに送信されたデータの平均データレートを決定する。
【数５】
2008048416.tif 000005
ここで、dini(t)は、t番目の評価期間Tri中に無線接続i（例えば、中継局２５０と端末２４０ｃとの間の無線接続）を介して送信されたデータ量である。αavgは０と１の間の定数である（例えば、αavg＝０．５）。αavgの値は、システムをデータレートの変化にどのくらい速く応答するようにしたいかということに基づいて決定できる。同様に、端末２４０ｃから中継局２５０に送信するデータの平均データレートを求めるには、
【数６】
2008048416.tif 000006
であることを除いて上記と同じ式を使用すればよい。ここで、reqi(t)は端末２４０ｃからの帯域幅要求のサイズであり、douti(t)は最後の帯域幅要求から後に受信されたデータ量である。
【００４６】
いくつかの場合、基地局２１０、中継局２５０、端末２４０ｂは異なるバーストプロファイル（burst  profile）を用いてデータを送受信できる。バーストプロファイルはデータが送信される送信方法と効率を示す。いくつかの実施形態では、プロセッサ２５２は、平均データレートを決定する時に、基地局２１０との無線接続と端末２４０ｂとの無線接続との間のバーストプロファイルの違いを考慮にいれてもよい。バーストプロファイルが異なると変調レートと符号化レートも異なり、データが転送される効率に影響がある。中継局２５０があるバーストプロファイルを有する端末２４０ｂから帯域要求を受信すると、プロセッサ２５２は平均データレートを計算する前に帯域幅要求のサイズを増減する。帯域幅要求を正しく調整するために、プロセッサ２５２は以下の式を用いる。
【数７】
2008048416.tif 000007
ここで、BRfは調整された帯域幅要求であり、BRepは端末２４０ｂから受信された帯域幅要求であり、Ma/Mrは中継局（例えば、中継局２５０と基地局２１０の間）の変調・符号化レートに対するアクセスリンク（例えば、端末２４０ｂと中継局２５０の間）の変調・符号化レートの比である。
【００４７】
平均データレートは定期的に計算される。その期間の長さは割り当て期間（allocation  period）と呼ばれる。このように、端末２４０ｃがある割り当て期間中に帯域幅要求を送信すると、基地局２５０はその端末２４０ｃに前の割り当て期間（例えば直前の割り当て期間）中に計算した平均データレートに基づき帯域幅を与える。各割り当て期間中に、プロセッサ２５２は、中継局２５０に接続された各端末の平均データレートを計算するだけではなく、割り当て期間中に決定した平均データレートを組合せ（combine）、基地局２１０にトータル平均データレートを送信する。その基地局２１０では、コントローラ２１５がその情報を用いてチャネルを割り当てる。
【００４８】
留意すべき点として、平均データレートが定期的に計算されるので、チャネル割り当ては同様に定期的に調整される。これによりチャネルが再割り当てされる回数が減少し、チャネルの再割り当てに伴うオーバーヘッドが減少する。これにより、実際に送信されたデータ量のみならず、帯域幅割り当ては長い時間をカバーするデータに基づき、最近に受信した帯域幅要求ではない。さらにまた、これにより、中継局２５０から基地局２１０への通信の数も減少する。より具体的に、中継局２５０は定期的に基地局２１０にトータル平均データレートを送信するので、帯域幅に関するメッセージは、中継局が受信した各帯域幅要求を基地局に送信する無線システムより少ない。さらにまた、平均データレートは端末によりすでに供給された情報に基づくので、端末がデータを送信する方法を変える必要はない。より具体的には、平均データレートを計算するネットワークに端末がいようがいまいが、端末はデータを送信する前に帯域幅に対する同じ要求を送信する。
【００４９】
各無線接続の平均データレートは、中継局２５０、基地局２１０、またはコントローラ２１５で計算されてもよい。平均データレートが中継局２５０または基地局２１０により計算されても、基地局または中継局に関連する各無線接続の平均データレートは、コントローラ２１５に送信される前に、その基地局または中継局のトータル平均データレートに組み合わされ得る。例えば、基地局２１０は、端末２４０ａと中継局２５０に関連する無線接続のトータル平均データレートをコントローラ２１５に送信する。ある実施形態では、基地局２１０及び／または中継局２５０はトータル平均データレートに組み合わせずに、個別の平均データレートをコントローラ２１５に送信する。
【００５０】
基地局２１０と中継局２５０により供給された情報を用いて、及び隣接するコントローラから受け取った情報を用いて、コントローラ２１５は基地局２１０と中継局２５０にチャネルを割り当てる。チャネルは十分な帯域幅を有するので、基地局と中継局に接続された各端末にはそれぞれの平均データレートをカバーするのに十分な帯域幅が与えられる。いくつかの実施形態では、チャネルサイズは１．２５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚまたは４０ＭＨｚである。
【００５１】
無線通信器２１７、２５７ａ、または２５７ｂ等の無線通信器のチャネルサイズを決定する際、コントローラ２１５は次の式を用いる。
【数８】
2008048416.tif 000008
ここで、C(R’’)は無線通信器R’’に割り当てられたチャネルのサイズであり、Bはスペクトル全体の帯域幅（例えば、７０ＭＨｚ）であり、分子はR’’のトラフィック（例えば、基地局２１０と中継局２５０と端末２４０ａの間、または中継局２５０と端末２４０ｂと２４０ｃの間のトラフィック）需要を表し、分母はネットワーク２０５内の各無線通信器のトータルトラフィック需要を表す。上記の計算の結果は、所定のチャネルサイズ（例えば、１．２５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、または４０ＭＨｚ）の１つではない実数になる。コントローラ２１５は適当なチャネルサイズ（例えば、１．２５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、または４０ＭＨｚ）を上記式の結果と結びつける必要がある。いくつかの実施形態では、上記式の解を最小の最も近い可能な値に丸める。ある実施形態では、適当なチャネルサイズの結びつけにおいて、上記の式を次の制約条件で制約する。
【数９】
2008048416.tif 000009
【００５２】
各無線通信器の好適なサイズを決定するとき、コントローラ２１５はチャネル情報をメモリモジュール２１４及び／または無線通信器２１７に送る。より具体的には、チャネル情報はメモリモジュール２１４に送信され、メモリモジュール２１４が、無線通信器２１７の設定のためにプロセッサ２１２及び／または無線通信器２１７が後で読み出すためにそのチャネル情報を格納する。また、チャネル情報は無線通信器２１７に送られ、無線通信器２１７が、ネットワーク２０５内の他の無線通信器（例えば、無線通信器２５７）にアンテナ２１８を解してチャネル情報を送り、自分自身を設定するようにする。
【００５３】
さらに、基地局２１０と中継局２５０がチャネル情報を受信すると、各々はそれぞれのプロセッサを使用してサブチャネルを個々の無線接続に割り当てる。より具体的には、基地局２１０は比較的小さなサブチャネルを端末２４０ａとのデータ伝送に割り当て、比較的大きなサブチャネルを中継局２５０とのデータ伝送に割り当てる。
【００５４】
このように、さらにいくつかの異なる実施形態と特徴を説明した。ある実施形態では、動作上の必要性及び／またはコンポーネントの制約に応じてこれらの特徴を組み合わせてもよい。これによりネットワーク２００が様々な組織やユーザに適応可能となる。例えば、ある実施形態では、いくつかの基地局を使用して、都市エリアでの無線アクセスを提供し、または単一の基地局をいくつかの中継局とともに使用して必要なカバレッジを提供する。さらに、いくつかの実施形態では、中継局２５０が有する無線通信器は多くても少なくてもよい。
【００５５】
図３は、一実施形態による無線ネットワークにおけるチャネル割り当て方法を示す。例示した方法によると、なかんずく、無線接続の帯域幅を、最も近い帯域幅要求ではなく、平均データレートに基づき設定することができる。また、この方法により、なかんずく、中継局は、定期的に様々な無線接続のトータル平均データレートを送信することにより、基地局に送信する通信の数を減らすことができる。例示を目的として、１つの基地局に接続されている１つの中継局に接続された２つの無線コンポーネントがあると仮定する。ステップは主に中継局で行われると仮定するが、他の実施形態では、これらのステップは基地局で行われてもよい。図３は２つのフローからなっている。ステップ３０５から３３０は定期的に繰り返される。ステップ３３５と３３８は非周期的かつ帯域幅要求の受信とは独立して行われてもよい。ステップ３４０から３６５は帯域幅要求を受信した時に非周期的に実行される。
【００５６】
図３に示した６つの定期的ステップの最初のものはステップ３０５であり、中継局が２つの無線コンポーネントの両方と関連する平均データレートを定期的に計算する。各無線コンポーネントの平均データレートは、図２を参照して上で説明した式（１）を用いて計算できる。平均データレートは、無線コンポーネントが現在送信すべきもののみを表す単なる帯域幅要求ではなく、統計的に長い時間にわたり送信されるデータを表す。平均データレートの計算に使用されるデータは、ステップ３４０から３６５で集められ処理される。
【００５７】
ステ婦３１０において、両方の無線コンポーネントの平均データレートは１つのトータル平均データレートに結合される。この結合は、両方の無線コンポーネントを互いに加算することを含む。留意すべきこととして、トータル平均データレートは平均データレートの合計であってもよいが、個別の２つの平均データレートは保持され、ステップ３５５を参照して下で説明する無線接続に帯域幅を割り当てる際に使用される。
【００５８】
トータル平均データレートは、２つの無線コンポーネントにより送信されるデータ量に関して中継局がコントローラに通知する便利なフォーマットを提供する。従って、ステップ３１５において、中継局はトータル平均データレートを基地局に関連するコントローラに送信する。これは、無線接続を介した基地局へのトータル平均データレートの送信を要する。基地局は平均データレートをコントローラに送り、コントローラは、中継局からの平均データレート及び基地局からの平均データレートを使用して、中継局と基地局により使用されるチャネルのチャネルパラメータを決定する。コントローラは、上記の式（３）を用いて、各中継局と基地局に割り当てられるチャネルのサイズを決定してもよい。２つ以上の中継局または基地局を含む実施形態では、コントローラは、いかにチャネルを割り当てるか決定する際に、これらのコンポーネントからの平均データレートも利用する。
【００５９】
中継局は、その平均データレートを送信した後、ステップ３２０においてコントローラにより決定されたチャネルパラメータを受信する。ステップ３２５において、中継局は、その無線通信器の１つを設定して、決定されたチャネルパラメータを用いて基地局と通信できるようにする際に、受信したチャネルパラメータを使用する。無線通信器を設定すると、中継局はステップ３３０において割り当て期間が経過するのを待つ。ステップ３３０において中継局が待つ時間の長さは、中継局により使用される割り当て期間の長さと、ステップ３０５から３２５の実行にかかる遅延に依存する。
【００６０】
上記のように、ステップ３３５と３３８は、非周期的かつ帯域幅要求の受信とは独立に実行される。中継局と基地局が最初にお互いを認識した時、または基地局が中継局にデータを送信するたびに、基地局は中継局に第２のバーストプロファイルを送信する。同様に、実施形態に応じて、中継局と無線コンポーネントが最初にお互いを認識したとき、または中継局が無線コンポーネントにデータを送信するたびに、中継局は無線コンポーネントに第１のバーストプロファイルを送信する。基地局と中継局がそれぞれのバーストプロファイルを送信する１つの方法は、送信する各フレームの最初にそれを含めることである。第１のバーストプロファイルは、その２つの装置が送受信するデータをいかに符号化及び／または変調するか、中継局が無線コンポーネントに通知する方法を提供する。同様に、第２のバーストプロファイルは、２つの装置が送受信するデータをいかに符号化及び／または変調するか、基地局が中継局に通知する方法を提供する。これらのバーストプロファイルは異なるので、データを送受信する効率に影響する。
【００６１】
割り当て期間中の任意の時点において（ステップ３０５から３３０）、中継局は無線コンポーネントのいずれか一方または両方から帯域幅要求を受信する。帯域幅要求を受信すると、中継局はステップ３４０から３６５に進む。ステップ３４０において、帯域幅要求を受信する。帯域幅要求は典型的なＷｉＭＡＸネットワークにおいて使用される標準的な帯域幅要求と同様である。より具体的には、中継局が平均データレートを計算しても、無線コンポーネントにより送信される帯域幅要求のフォーマットは変わらない。無線コンポーネントは、送信したいデータがある時（例えば、ファイルをアップロードする時、ウェブページを要求する時）はいつも帯域幅要求を送信してもよい。
【００６２】
ステップ３５０において、中継局は帯域幅要求を第１のバーストプロファイルと第２のバーストプロファイルに基づき調整する。その調整では、中継局と無線コンポーネントの間、及び基地局と中継局の間で送信されるデータが符号化及び／または変調される方法により生じる効率の違いが考慮される。その調整は、図２を参照して上で説明した式（２）を用いて行われる。
【００６３】
ステップ３５５と３６０はほぼ同時に実行されてもよいし、実施形態によってその順序が逆になってもよい。ステップ３５５において、最も最近計算された平均データレートに基づく帯域幅（ステップ３０５）を有する無線接続を、無線コンポーネントに割り当てる。ステップ３６０において、中継局は、平均データレートの計算で使用される帯域幅要求を格納する。
【００６４】
無線コンポーネントは、帯域幅を割り当てられると、その無線接続の割り当てられた帯域幅を用いて、中継局にデータ送信を開始する。中継局は、コントローラにより決定されたチャネルを用いて、基地局にデータを送信する。中継局は、無線コンポーネントからデータを受信している間、受信したデータ量を追跡記録してもよい。ステップ３６５において、無線コンポーネントにより送信されたデータ量が格納される。このデータを使用して、ステップ３０５において平均データレートを決定する。そして、ステップ３４０に戻り、中継局は他の帯域幅要求の受信を待つか、他の帯域幅要求を受信すると、ステップ３４０から３６５までに進む。
【００６５】
図３に例示したステップは、適当に結合、修正、または削除してもよく、フローチャートに追加ステップを足してもよい。また、本発明の範囲から逸脱することなく、ステップをいかなる好適な順序で実行してもよい。
【００６６】
様々な実施と特徴（feature）を複数の実施形態を参照して説明したが、言うまでもなく、動作的な必要性と希望に応じて、かかる実施と機能は様々な実施形態において組み合わせることもできる。例えば、ある図（例えば、図２）を参照して説明した特徴と機能を、他の図（例えば、図１）を参照して説明した特徴と機能に関連して使用してもよい。
【００６７】
具体的に実施形態を詳細に説明したが、言うまでもなく、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変更、挿入、改変をすることができる。例えば、通信システム１００に含まれた端末、基地局、及び中継局等の要素を参照して実施形態を説明したが、具体的なルーティングアーキテクチャやニーズに合わせるために、これらの要素を結合、再配置、または位置決めしてもよい。また、これらの要素は、通信システム１００または（場合によっては）互いに外部の構成要素として設けてもよい。本発明は、これらの要素の構成は非常に柔軟であり、その内部構成要素も非常に柔軟である。
【００６８】
他の多数の変更、挿入、変形、改変、修正が本技術分野の当業者により解明されるかも知れないが、本発明は、かかる変更、挿入、変形、改変、修正が添付した特許請求の範囲の精神と範囲に入るものとして含むものである。
【００６９】
なお、本発明のいくつかの態様を整理すると以下の通りである。
（付記１）無線ネットワークにおけるチャネル割り当て方法であって、
複数の第１タイプの無線コンポーネントの各々からトータル平均データレートを受信する段階を有し、各トータル平均データレートは前記それぞれの第１タイプの無線コンポーネントに結合した第１の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートに基づき、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータを、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートに対する前記第１の無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートの比に基づいて決定する段階と、
前記決定された少なくとも１つのチャネルパラメータに基づき前記第１の無線コンポーネントにチャネルを割り当てる段階とを有する方法。
（付記２）付記１に記載の方法であって、さらに、
第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信する段階と、
前記複数の帯域幅要求を記憶する段階と、
第２タイプの無線コンポーネントの各々からの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶し、
前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートを定期的に計算する段階と、前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートは、前記第２タイプの無線コンポーネントから受信する少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に受信されるデータ量とに基づき、
前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートを計算する時、前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートを含むトータル平均データレートを決定する段階と、
前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントのうちの第２の無線コンポーネントから第１の帯域幅要求を受信した時、前記第２の無線コンポーネントに、前記第２の無線コンポーネントの予め計算された平均データレートに基づく帯域幅を有する無線接続を割り当てる段階とを有する方法。
（付記３）付記１に記載の方法であって、
前記第１タイプの無線コンポーネントは中継局を含み、
前記第２タイプの無線コンポーネントは端末を含む方法。
（付記４）付記１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのチャネルパラメータは中心周波数を含む方法。
（付記５）付記１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのチャネルパラメータはチャネルサイズを含む方法。
（付記６）付記１に記載の方法であって、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの前記第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータの決定は、前記第１の無線コンポーネントと関連する複数の無線通信器のうちの各無線通信器の少なくとも１つのチャネルパラメータの決定を含む方法。
（付記７）付記１に記載の方法であって、
前記第１タイプの無線コンポーネントと前記第２タイプの無線コンポーネントはＷｉＭＡＸ（802.16  Worldwide  Interoperability  for  Microwave  Access）を使用する方法。
（付記８）付記１に記載の方法であって、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの前記第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータの決定は、次式を用いた前記第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータの決定を含み、
【数１０】
2008048416.tif 000010
C(R’’)は前記第１タイプの無線コンポーネントと関連するチャネルR’’のサイズであり、
Bはトータルで利用可能な帯域幅であり、
【数１１】
2008048416.tif 000011
は前記第１の無線コンポーネントの平均データレートに基づく前記第１の無線コンポーネントのトラフィック需要であり、
【数１２】
2008048416.tif 000012
は前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのトータル平均データレートに基づく前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのトラフィック需要である方法。
（付記９）付記８に記載の方法であって、さらに、
C(R’’)が１．２５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ及び４０ＭＨｚよりなる群から選択したチャネルサイズであるようにC(R’’)を調整する段階を有する方法。
（付記１０）付記１に記載の方法であって、
リモートの複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連するリモートチャネルパラメータを受信する段階をさらに有し、
前記第１タイプの無線コンポーネントの各々の前記少なくとも１つのチャネルパラメータは前記リモートチャネルパラメータを用いてさらに決定される方法。
（付記１１）無線ネットワークにおけるチャネル割り当て方法であって、
複数の無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信する段階と、
前記複数の帯域幅要求を記憶する段階と、
各無線コンポーネントからの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶する段階と、
各無線コンポーネントに関連する平均データレートを定期的に計算する段階とを有し、前記平均データレートは前記それぞれの無線コンポーネントから受信した少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に前記それぞれの無線コンポーネントから受信したデータ量とに基づく方法。
（付記１２）付記１１に記載の方法であって、さらに、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートを計算する時、各無線コンポーネントと関連する前記平均データレートを基地局と関連するコントローラに送信する段階と、
少なくとも１つのチャネルパラメータを受信する段階とを有し、前記少なくとも１つのチャネルパラメータは前記基地局と関連する前記コントローラにより決定され、前記基地局とデータを通信するために使用される方法。
（付記１３）付記１２に記載の方法であって、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートを組み合わせてトータル平均データレートにする段階をさらに有し、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートの前記基地局と関連する前記コントローラへの送信は、前記トータル平均データレートの前記基地局と関連する前記コントローラへの送信を含む方法。
（付記１４）付記１２に記載の方法であって、さらに、
前記少なくとも１つのチャネルパラメータに従って少なくとも１つの無線通信器を設定する段階を有する方法。
（付記１５）付記１１に記載の方法であって、さらに、
前記複数の無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントから第１の帯域幅要求を受信した時、前記第１の無線コンポーネントと関連する前に計算された平均データレートに基づく帯域幅を有する無線接続を、前記第１の無線コンポーネントに割り当てる方法。
（付記１６）付記１１に記載の方法であって、
前記複数の無線コンポーネントは、無線基地局、無線端末、無線中継局及び無線通信器よりなる群から選択される方法。
（付記１７）付記１１に記載の方法であって、
前記複数の無線コンポーネントはＷｉＭＡＸ（802.16  Worldwide  Interoperability  for  Microwave  Access）を使用する方法。
（付記１８）付記１１に記載の方法であって、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートの定期的計算は、次式を用いた各無線コンポーネントと関連する平均データレートの定期的計算を含み、
【００７０】
【数１３】
2008048416.tif 000013
ここで、
【００７１】
【数１４】
2008048416.tif 000014
は帯域幅要求であり、
douti(t)は帯域幅要求間に送信されるデータ量であり、
Triは割り当て期間であり、
αavgは少なくとも１つの統計の重みを表すシステムパラメータである方法。
（付記１９）付記１１に記載の方法であって、さらに、
前記複数の無線コンポーネントのうちの各無線コンポーネントの第１のバーストプロファイルを決定する段階と、
前記基地局から第２のバーストプロファイルを受信する段階と、
各帯域幅要求にそれぞれの前記第１のバーストプロファイルをかけ、前記第２のバーストプロファイルで割ることにより前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求を調整する段階とを有する方法。
（付記２０）無線ネットワークにおけるチャネル割り当てシステムであって、
複数の第１タイプの無線コンポーネントの各々からトータル平均データレートを受信するインターフェイスと、各トータル平均データレートは前記それぞれの第１タイプの無線コンポーネントに結合した第１の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートに基づき、
前記インターフェイスと結合したプロセッサであって、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータを、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートに対する前記第１の無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートの比に基づいて決定し、
前記決定された少なくとも１つのチャネルパラメータに基づき前記第１の無線コンポーネントにチャネルを割り当てるプロセッサとを有するシステム。
（付記２１）付記２０に記載のシステムであって、
前記インターフェイスは、第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信し、
前記プロセッサは、
前記複数の帯域幅要求を記憶し、
第２タイプの無線コンポーネントの各々からの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶し、
前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートを定期的に計算し、前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートは、前記第２タイプの無線コンポーネントから受信する少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に受信されるデータ量とに基づき、
前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートを計算する時、前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートを含むトータル平均データレートを決定し、
前記第２の複数の第２タイプの無線コンポーネントのうちの第２の無線コンポーネントから第１の帯域幅要求を受信した時、前記第２の無線コンポーネントに、前記第２の無線コンポーネントの予め計算された平均データレートに基づく帯域幅を有する無線接続を割り当てるシステム。
（付記２２）付記２０に記載のシステムであって、
前記第１タイプの無線コンポーネントは中継局を含み、
前記第２タイプの無線コンポーネントは端末を含むシステム。
（付記２３）付記２０に記載の方法であって、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの前記第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータの決定をする前記プロセッサは、さらに、前記第１の無線コンポーネントと関連する複数の無線通信器のうちの各無線通信器の少なくとも１つのチャネルパラメータの決定をするシステム。
（付記２４）付記２０に記載のシステムであって、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの前記第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータの決定をする前記プロセッサは、さらに、次式を用いた前記第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータの決定をし、
【００７２】
【数１５】
2008048416.tif 000015
C(R’’)は前記第１タイプの無線コンポーネントと関連するチャネルR’’のサイズであり、
Bはトータルで利用可能な帯域幅であり、
【００７３】
【数１６】
2008048416.tif 000016
は前記第１の無線コンポーネントの平均データレートに基づく前記第１の無線コンポーネントのトラフィック需要であり、
【００７４】
【数１７】
2008048416.tif 000017
は前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのトータル平均データレートに基づく前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのトラフィック需要であるシステム。
（付記２５）付記２４に記載のシステムであって、さらに、
C(R’’)が１．２５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ及び４０ＭＨｚよりなる群から選択したチャネルサイズであるようにC(R’’)を調整する段階を有するシステム。
（付記２６）無線ネットワークにおけるチャネル割り当てシステムであって、
複数の無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信するインターフェイスと、
前記インターフェイスと結合したプロセッサであって、
前記複数の帯域幅要求を記憶し、
各無線コンポーネントからの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶し、
各無線コンポーネントに関連する平均データレートを定期的に計算するプロセッサとを有し、前記平均データレートは前記それぞれの無線コンポーネントから受信した少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に前記それぞれの無線コンポーネントから受信したデータ量とに基づくシステム。
（付記２７）付記２６に記載のシステムであって、前記インターフェイスは、さらに、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートを計算する時、各無線コンポーネントと関連する前記平均データレートを基地局と関連するコントローラに送信し、
少なくとも１つのチャネルパラメータを受信し、前記少なくとも１つのチャネルパラメータは前記基地局と関連する前記コントローラにより決定され、前記基地局とデータを通信するために使用されるシステム。
（付記２８）付記２７に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、さらに、各無線コンポーネントと関連する平均データレートを組み合わせてトータル平均データレートにし、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートの前記基地局と関連する前記コントローラへの送信をする前記インターフェイスは、さらに、前記トータル平均データレートの前記基地局と関連する前記コントローラへの送信をするシステム。
（付記２９）付記２７に記載のシステム方法であって、さらに、
前記インターフェイスは前記基地局と関連する前記コントローラから少なくとも１つのチャネルパラメータを受信し、
前記プロセッサは前記少なくとも１つのチャネルパラメータに従って少なくとも１つの無線通信器を設定する段階を有するシステム。
（付記３０）付記２６に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、さらに、前記複数の無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントから第１の帯域幅要求を受信した時、前記第１の無線コンポーネントと関連する前に計算された平均データレートに基づく帯域幅を有する無線接続を、前記第１の無線コンポーネントに割り当てるシステム。
（付記３１）付記２６に記載のシステムであって、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートの定期的計算をする前記プロセッサは、さらに、次式を用いた各無線コンポーネントと関連する平均データレートの定期的計算をし、
【００７５】
【数１８】
2008048416.tif 000018
ここで、
【００７６】
【数１９】
2008048416.tif 000019
は帯域幅要求であり、
douti(t)は帯域幅要求間に送信されるデータ量であり、
Triは割り当て期間であり、
αavgは少なくとも１つの統計の重みを表すシステムパラメータであるシステム。
（付記３２）コンピュータ読み取り可能媒体に化体されたロジックであって、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
複数の第１タイプの無線コンポーネントの各々からトータル平均データレートを受信し、各トータル平均データレートは前記それぞれの第１タイプの無線コンポーネントに結合した第１の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートに基づき、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータを、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートに対する前記第１の無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートの比に基づいて決定し、
前記決定された少なくとも１つのチャネルパラメータに基づき前記第１の無線コンポーネントにチャネルを割り当てるコードを有する媒体。
（付記３３）コンピュータ読み取り可能媒体に化体されたロジックであって、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
複数の無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信し、
前記複数の帯域幅要求を記憶し、
各無線コンポーネントからの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶し、
各無線コンポーネントを関連する平均データレートを定期的に計算するコードを有し、前記平均データレートは、前記無線コンポーネントから受信する少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に受信されるデータ量とに基づく媒体。
（付記３４）無線ネットワークにおけるチャネル割り当てシステムであって、
複数の第１タイプの無線コンポーネントの各々からトータル平均データレートを受信する手段と、各トータル平均データレートは前記それぞれの第１タイプの無線コンポーネントに結合した第１の複数の第２タイプの無線コンポーネントの各々の平均データレートに基づき、
前記複数の第１タイプの無線コンポーネントのうちの第１の無線コンポーネントの少なくとも１つのチャネルパラメータを、前記複数の第１タイプの無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートに対する前記第１の無線コンポーネントと関連する前記トータル平均データレートの比に基づいて決定する手段と、
前記決定された少なくとも１つのチャネルパラメータに基づき前記第１の無線コンポーネントにチャネルを割り当てる手段とを有するシステム。
（付記３５）無線ネットワークにおけるチャネル割り当てシステムであって、
複数の無線コンポーネントから複数の帯域幅要求を受信する手段と、
前記複数の帯域幅要求を記憶する手段と、
各無線コンポーネントからの前記複数の帯域幅要求のうちの各帯域幅要求の間に受信するデータ量を記憶する手段と、
各無線コンポーネントと関連する平均データレートを定期的に計算する手段とを有し、前記平均データレートは、前記無線コンポーネントから受信する少なくとも２つの先の帯域幅要求と、前記少なくとも２つの先の帯域幅要求の間に前記無線コンポーネントから受信されるデータ量とに基づくシステム。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】一実施形態による、様々な通信ネットワークを含む通信システムを示す概略図である。
【図２】一実施形態による、基地局と中継局を詳細に示した無線ネットワークを示す概略図である。
【図３】一実施形態による、無線ネットワークにおけるチャネル割り当て方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００  通信システム
１１０  ネットワーク
１２０  基地局
１３０  中継局
１４０  端末
１５０  無線接続
１６０  有線リンク
１７０  ノード
２００  無線ネットワーク
２０５  ネットワーク
２１０  基地局
２１２  プロセッサ
２１４  メモリ
２１５  コントローラ
２１６  インターフェイス
２１７  無線通信器
２１８  アンテナ
２４０  端末
２５０  中継局
２５２  プロセッサ
２５４  メモリモジュール
２５７  無線通信器
２３８  アンテナ
【図１】
2008048416.tif 000022
【図２】
2008048416.tif 000023
【図３】
2008048416.tif 000024