(57)【要約】【課題】本発明は、ＡＰにアクセスするときに隠れ端末による影響を推定して、上がりパケット同士の衝突を減らし、無線ローカルネットワーク全体の性能を向上させることができる、無線ローカルネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法及び装置を提供することを目的とする。【解決手段】無線ネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法であって、無線端末が、ネットワーク中のチャンネルｋに対するスキャンを行い、チャンネル情報を受信し、チャンネル利用率ｕｋを抽出するステップと、最高データ伝送レートｖｋを確定するステップと、チャンネル利用率ｕｋ、最高データ伝送レートｖｋ、チャンネル占用確率ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算するステップと、無線端末にアクセス可能なチャンネルに対して隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてアクセスポイントを選択し、アクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップを含む。【選択図】図５
2008042922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法であって、
ａ．無線端末が、ネットワーク中のチャンネルに対するチャンネルスキャンを行い、アクセスポイントから送信されたチャンネル情報を受信し、当該情報からチャンネル利用率ｕｋを抽出するステップと、
ｂ．受信したチャンネル情報に基づいて目前のチャンネルのサポート可能な最高データ伝送レートｖｋを確定するステップと、
ｃ．前記スキャンの時間間隔内のチャンネル占用確率ｒｋを統計処理し、前記チャンネル利用率ｕｋ、前記最高データ伝送レートｖｋ、及び前記チャンネル占用確率ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算するステップと、
ｄ．無線端末にアクセス可能な全てのチャンネルに対して上記ステップａ乃至ステップｃを実行し、計算された隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップと、を含む方法。
【請求項２】
無線端末は、受信したチャンネル情報に含まれるエネルギー情報に基づいて、サポート可能な最高データ伝送レートｖｋを決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップｃは、スキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎ以上となるか否かを検出し、スキャン時間が最小スキャン時間より少なくなれば、アクセスポイントからのチャンネル利用率ｕｋを含むチャンネル情報を受信したままで、チャンネルに対するスキャンを続けるステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
チャンネル利用率ｕｋ及びスキャンしているチャンネルの番号を初期化するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
無線ネットワークにおいて同じｆｋを有するアクセスポイントが少なくとも二つある場合、同じｆｋを有するアクセスポイントから一つをランダムで選択するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
既に最小スキャン時間に達した条件では、チャンネル占用比例ｒｋ及びｆｋを計算するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
計算された隠れ端末影響因子ｆｋのうち最小で且つ無限大ではない値に対応するアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
無線端末の送信しようとするデータパケットの平均長さ、最高データ伝送レートｖｋ、チャンネル利用率ｕｋ、チャンネル占用比例ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の方法。
【請求項９】
下記の式に従ってｆｋを計算し、
ｆｋ＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖｋ＊（ｕｋ−ｒｋ））
ここで、Ｌｄａｔａは当該無線端末の送信しようとするデータパケットの平均長さであり、ｋは現在スキャンしているチャンネルの番号を表すことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
無線端末がチャンネル情報を成功裏に受信していない場合、最大スキャン時間Ｔｍａｘに達したまでチャンネルに対するスキャンを引き続き、最大スキャン時間Ｔｍａｘに達したとき、ｆｋを無限大として設定するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
無線端末が如何なるビーコンパケットをセンシングしていない場合、最大スキャン時間に達したとき、ｆｋを無限大として設定するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
無線端末が如何なるビーコンパケットをセンシングしていない場合、まだ最大スキャン時間に達していないき、現在チャンネルに対するスキャンを引き続くステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
無線端末が如何なるビーコンパケットをセンシングしていない場合、チャンネル利用率ｕｋが０以上となると検出すると、スキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎに達したときにチャンネル占用比例を計算するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
無線ネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法であって、
ａ．無線端末が、ネットワーク中のアクセスポイントにプローブ要求パケットを送信し、アクセスポイントから返されるプローブ応答パケットを受信して、当該情報からチャンネル利用率ｕｋを抽出するステップと、
ｂ．受信したチャンネル情報に基づいて目前のチャンネルのサポート可能な最高データ伝送レートｖｋを確定するステップと、
ｃ．スキャンの時間間隔内のチャンネル占用確率ｒｋを統計処理し、前記チャンネル利用率ｕｋ、前記最高データ伝送レートｖｋ、及び前記チャンネル占用確率ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算するステップと、
ｄ．無線端末にアクセス可能な全てのチャンネルに対して上記ステップａ乃至ステップｃを実行し、計算された隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップと、を含む方法。
【請求項１５】
無線端末は、受信したチャンネル情報に含まれるエネルギー情報に基づいて、サポート可能な最高データ伝送レートｖｋを決定することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップｃは、スキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎ以上となるか否かを検出し、スキャン時間が最小スキャン時間より少なくなれば、アクセスポイントからのチャンネル利用率ｕｋを含むチャンネル情報を受信したままで、現在チャンネルに対するスキャンを引き続くステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
チャンネル利用率ｕｋ及びスキャンしているチャンネルの番号を初期化するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
無線ネットワークにおいて同じｆｋを有するアクセスポイントが少なくとも二つある場合、同じｆｋを有するアクセスポイントから一つをランダムで選択するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
既に最小スキャン時間に達した条件では、チャンネル占用比例ｒｋ及びｆｋを計算するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
計算された隠れ端末影響因子ｆｋのうち最小で且つ無限大ではない値に対応するアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
無線端末の送信しようとするデータパケットの平均長さ、最高データ伝送レートｖｋ、チャンネル利用率ｕｋ、チャンネル占用比例ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算することを特徴とする請求項１４〜２０の何れかに記載の方法。
【請求項２２】
下記の式に従ってｆｋを計算し、
ｆｋ＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖｋ＊（ｕｋ−ｒｋ））
ここで、Ｌｄａｔａは当該無線端末の送信しようとするデータパケットの平均長さであり、ｋはチャンネルの番号を表すことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
無線端末がチャンネル情報を成功裏に受信していない場合、最大スキャン時間Ｔｍａｘに達したまでチャンネルに対するスキャンを引き続き、最大スキャン時間Ｔｍａｘに達したとき、ｆｉを無限大として設定するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
無線端末がプローブ要求パケットの送信後にプローブ応答パケットを受信していない場合、最大スキャン時間に達したとき、ｆｋを無限大として設定するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
無線端末がプローブ要求パケットの送信後にプローブ応答パケットを受信していない場合、まだ最大スキャン時間に達していないき、プローブ要求パケットを再送するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
無線端末がプローブ要求パケットの送信後にプローブ応答パケットを受信していない場合、チャンネル利用率ｕｋが０以上となると検出すると、スキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎに達したときにチャンネル占用比例を計算するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
無線ネットワークにおいてアクセスポイントを選択する装置であって、ネットワーク中のチャンネルに対してチャンネルスキャンを行い、アクセスポイントから返されるチャンネル情報を受信するチャンネルスキャン手段と、
チャンネルスキャン手段で受信された情報からチャンネル利用率ｕｋを抽出し、受信されたチャンネル情報に基づいて目前のチャンネルのサポート可能な最高データ伝送レートｖｋを確定する判断手段と、
判断手段が取得したチャンネル利用率ｕｋ、最高データ伝送レートｖｋを記憶し、スキャンの時間間隔内のチャンネル占用確率ｒｋを統計処理し、前記チャンネル利用率ｕｋ、前記最高データ伝送レートｖｋ、チャンネル占用確率ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算する計算記憶手段と、
計算記憶手段がチャンネル毎に計算したｆｋに基づいて、アクセスポイントを選択するアクセスポイント選択手段と、
アクセスポイント選択手段が選択した結果に基づいてアクセスしているチャンネルを変更し、無線インターフェースで情報を送受信する送受信手段と、を備える装置。
【請求項２８】
前記チャンネルスキャン手段は、新たなチャンネルに対するスキャンを開始すると指示されたとき、計算記憶手段に記憶しているパラメータを初期化することを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記判断手段は、スキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎ以上となるか否かを検出し、スキャン時間が最小スキャン時間より少なくなれば、現在チャンネルに対するスキャンを引き続くことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
無線端末の送信しようとするデータパケットの平均長さ、最高データ伝送レートｖｋ、チャンネル利用率ｕｋ、チャンネル占用比例ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算することを特徴とする請求項２７〜２９の何れかに記載の装置。
【請求項３１】
前記計算記憶手段は、下記の式に従ってｆｋを計算し、
ｆｋ＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖｋ＊（ｕｋ−ｒｋ））
ここで、Ｌｄａｔａは当該無線端末の送信しようとするデータパケットの平均長さであり、ｋはチャンネルの番号を表すことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記判断手段がチャンネル情報を成功裏に受信していない場合、最大スキャン時間Ｔｍａｘに達したまでチャンネルに対するスキャンを引き続き、最大スキャン時間Ｔｍａｘに達したとき、前記計算記憶手段がｆｋを無限大として設定することを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３３】
前記判断手段が如何なるビーコンパケットをセンシングしていない又はプローブ要求パケットの送信後にプローブ応答パケットを受信していない場合、最大スキャン時間に達したとき、前記計算記憶手段はｆｋを無限大として設定することを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３４】
前記アクセスポイント選択手段は、計算された隠れ端末影響因子ｆｋのうち最小で且つ無限大ではない値に対応するアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３５】
無線ネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法であって、
無線ネットワークにおいてチャンネル使用状況の指示情報を受信するステップと、
受信した情報からチャンネル利用率ｕｋを取得し、サポート可能な最高データ伝送レートｖｋを確定するステップと、
スキャン時間が最小スキャン時間以上となるとき、当該無線端末がセンシングしたチャンネル占用比例ｒｋを統計処理するステップと、
上記の値に基づいて隠れ端末影響因子ｆｋを計算し、計算された隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップと、を含む方法。
【請求項３６】
既に最大スキャン時間に達した且つチャンネル情報を成功裏に受信していない場合、前記計算記憶手段はｆｋを無限大として設定することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
計算された隠れ端末影響因子ｆｋのうち最小で且つ無限大ではない値に対応するアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ローカルネットワークにおいてアクセスポイント（ＡＰ,Access Point）を選択する方法及び装置に関し、特に、無線端末が使用可能なチャンネルで個別にチャンネルの繁忙程度を検出することで、当該ＡＰにアクセスするときに隠れ端末による影響を推定して、上がりパケット同士の衝突を減らし、無線ローカルネットワーク全体の性能を向上させることができる、無線ローカルネットワークにおける関連付け（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）及び再関連付け（Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）プロセスにおいてアクセスポイントを選択する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準化の推進に従って、無線ローカルネットワーク（ＷＬＡＮ，Wireless LocaｌArea Network）は、その低コストと高伝送レートなどの特徴によって、インターネットに対する高速無線アクセスサービスを提供するために、会社やオフィスなどの公共ホットポイントエリアに広く応用されつつある。特に、ＷＬＡＮに対する大規模応用において、複数の無線ローカルネットワークの基本ユニット（ｃｅｌｌ：セル）であるＩＥＥＥ８０２．１１規格中で定義されている基本サービスセット（ＢＳＳ，Basic Service Set）は、オーバーラップしてシームレスカバーを実現し得る。このようにして、ＢＳＳ、いわゆるＡＰの選択問題が出てくることとなる。
【０００３】
無線ローカルネットワークの規格の中で最も広く応用されているのはＩＥＥＥ８０２．１１シリーズである。ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズは、通常、二つの異なるネットワーク構造形式として存在する。一つは無線アクセスポイントのない自己組織方式のＷＬＡＮであり、ここでは、全ての無線端末同士が直接通信し合う。もう一つは架構式のＷＬＡＮであり、その基本ユニットは、一つの無線アクセスポイントと複数の無線端末とを含む基本サービスセットである。架構式ＷＬＡＮでは、全ての無線端末がＡＰを介してネットワーク内の端末間通信を実現し、複数のＢＢＳは、拡張サービスセット（ＥＳＳ）を構成してカバー範囲の拡張を実現できる。
【０００４】
従来の無線ローカルネットワークにおいては複数のカバーオーバーラップ領域があるので、各無線端末のそれぞれは、どのセルにアクセスするのかを確定するために、ＷＬＡＮのサービス領域に入るときにアクセスポイントに対する選択を行う必要がある。このため、無線端末は、ＷＬＡＮのサービス領域に入るときに、無線チャンネルを順次スキャンしてその近所で使用可能なアクセスポイントがあるかどうかを検出し、通常、最強の受信信号エネルギー指示（ＲＳＳＩ）を有するＡＰを選択してそれと関連付けることで、当該ＡＰが位置するＢＳＳに加入する。
【０００５】
図１は、無線端末が無線ローカルネットワークにおいてアクセスポイントを選択する模式図を示している。図1に示されているとおり、アクセスポイントＡＰ１とＡＰ２とは二つの非オーバーラップチャンネルにおいてそれぞれ動作する。無線端末ＭＴ１はＡＰ１と関連付く無線端末であり、無線端末ＭＴ２はＡＰ２と関連付く無線端末である。ユーザＭＴ３は、ＷＬＡＮに入るとき使用可能な無線チャンネルを個別にスキャンし、ＡＰ１とＡＰ２からの最強の受信信号エネルギー指示に応じて、加入しようとするＢＳＳを決定して選択する。ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、受動スキャンと主動スキャンという二つのチャンネルスキャン方式を定義している（図２に図示の通り）。受動スキャンとは、無線端末が各無線チャンネルを順次センシングし、ＡＰから周期的に送信されるビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）パケットエネルギーを検出することでアクセスポイントを選択することを指す（図２（ａ）に図示の通り）。ビーコンパケットは、目前のセルにおける幾つかの特定の情報を含んでいる。ユーザは、受信されたビーコンパケットから相関する情報を抽出することができる。例えば、当該セルがサポートしているレートセット、チャンネル利用率などである。主動スキャンとは、無線端末がＷＬＡＮに入った後で、各無線チャンネル上にプローブ要求パケット（Ｐｒｏｂｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を順次送信することを指す。アクセスポイントＡＰは、当該パケットを受信すると、プローブ応答パケット（Ｐｒｏｂｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を返す。プローブ応答パケットには、相応するセルにおける相関する情報が含まれている。無線端末は、プローブ応答パケットからのエネルギーを検出することでアクセスポイントを選択する（図２（ｂ）に図示の通り）。
【０００６】
なお、ネットワークのダイナミック変化に従って、無線端末が既に関連付けたＢＢＳ内の通信状況も変化し、無線端末に対するサービス品質が保証され得ない場合、ＡＰに対して再関連付けを行う必要があるが、これにも同様にアクセスポイントに対する選択問題がある。
【０００７】
前記のアクセスポイントを選択するプロセスは容易に実現できるものであるが、この方法では新規アクセスノード自身の状況しか考慮しない。二つのＢＢＳのサービスロードが均一に分配されない場合、信号エネルギーが最強のＡＰを選択することは、サービス密度の大きいＢＢＳのロードを加重することになるので、システム全体の性能の低下を招来する。このため、より有効なＡＰ選択方法を既に提出した。
【０００８】
最も常用される８０２．１１の製品では、通常、最強受信信号エネルギー指示（ＲＳＳＩ）に対する判断方法を採用してアクセスポイントを選択している。つまり、一つの移動ノードが二つ以上のアクセスポイントを検出できる場合、受信した信号エネルギー指示に応じて最大のＲＳＳＩを有するアクセスポイントを選択する。当該方法は、両セルのロードが異なる場合、一方のセルが非常に渋滞しているのに対して他方のセルには余裕がある状態になることがあり、各ＢＢＳが不平等となることが課題となる。
【０００９】
そこで、ロードを利用してＡＰを選択する幾つかの従来技術が出現した。Ｓ．  Ｍｉｓｒａ  ａｎｄ  Ａ．  Ｂａｎｅｒｊｅｅが発表した論文は、ロードを考慮したＡＰ選択方法を提示しており、ここでは、各無線端末のそれぞれは、目前のロードが最小且つ無線端末の移動方向に位置するアクセスポイントを選択する（例えば、非特許文献１参照）。
【００１０】
Ｈｙｕｎ−ｗｏｏ  Ｌｅｅ等が発表した論文もロードの要素を考慮している（例えば、非特許文献２参照）。当該論文には、ビーコンとプローブ応答パケットに目前のＢＳＳ内の無線端末の数及びサービス量（ビット／秒）を挿入することで最適なアクセスポイントを選択することを提示している。
【００１１】
その外、Ｓ．  Ｖａｓｕｄｅｖａｎ，  Ｋ．  Ｐａｐａｇｉａｎｎａｋｉ，  Ｃ．  Ｄｉｏｔ，  Ｊ．  Ｋｕｒｏｓｅ，及びＤ．  Ｔｏｗｓｌｅｙが発表した論文は、ビーコンパケット中のタイムスタンプとターゲットビーコン送信時刻（ＴＢＴＴ）との差分を利用して取得可能な帯域幅を推定する方法を提示している（例えば、非特許文献３参照）。しかし、このような推定の前提は、ビーコンパケットとデータパケットとが同じ優先度で伝送されることである。しかしながら、実際にはビーコンパケットはデータより優先的に送信されるものであり、これは推定の不正確を招来する。
【００１２】
Ｔ．Ｋｏｒａｋｉｓ等が発表した論文にも、双方向リンクレートを考慮して使用可能な帯域幅を推定することが提示されている（例えば、非特許文献４参照）。しかし、このような方法は、ポイント協調機能（ＰＣＦ，Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の媒体アクセス制御（ＭＡＣ，Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）のみに適用され、無線ローカルネットワーク製品に広く応用されている分散式協調機能（ＤＣＦ，  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）には適用され得ない。
【００１３】
最大ＲＳＳＩ方法と比べて、上記の方法は、ロード、移動方向、双方向伝送などのより多い要素を考慮し、あるシナリオ下では優れたシステム性能を提供できる。しかしながら、上記の従来技術は、何れもノード分布による影響を考慮していない。一つのセルにおいて、下りリンク方向では、アクセスポイントがそのカバー範囲内の全ての無線端末をセンシングできるのに対して、上がりリンク方向では、無線端末が隠れ端末の存在をセンシングできず、互いに隠れ端末となるノードがデータパケットを同時に送信するとき、受信ノードに衝突が発生するので、非隠れ端末より隠れ端末の方が厳重な性能低下を招いてしまう。
【００１４】
図３は、一つのＢＳＳ環境でシステムスループットが無線端末の数の増加に伴って変化している様子を示している。図３から分かるように、隠れ端末がある場合、ノード数の増加は上がり、スループットの顕著な低下を招いている。したがって、隠れ端末の影響が最小のアクセスポイントを選択して関連付け／再関連付けを行うように、ノード分布状況を考慮して、ＡＰが流す下り情報を利用して隠れ端末による影響を推定する必要がある。
【００１５】
架構式ＷＬＡＮの広範な応用性と拡張可能性を考慮すると、架構式ＷＬＡＮに向かって、大規模応用環境で無線端末が複数のＡＰを検出したときの選択問題を研究する必要がある。ＩＥＥＥ８０２．１１（“ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１−１９９９  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  （ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  （ＰＨＹ）  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ”，１９９９を参照）規格には複数のチャンネルが定義されているので、通常、非オーバーラップチャンネルを採用して隣接ＢＢＳ同士の干渉を回避する。ここで、無線端末が検出した複数のＢＢＳは異なる非オーバーラップチャンネルで働く、即ち隣接セル同士の干渉が存在しないこととする。
【非特許文献１】Ｓ．  Ｍｉｓｒａ  ａｎｄ  Ａ．  Ｂａｎｅｒｊｅｅ「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｌｏａｄ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ＡＰ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ４Ｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」（ＣＯＤＥＣ  ２００３，  Ｃａｌｃｕｔｔａ，  ＩＮＤＩＡ，  ２００３を参照）
【非特許文献２】Ｈｙｕｎ−ｗｏｏ  Ｌｅｅ等「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ａｎ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ａｄｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ｐｕｂｌｉｃ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  ｓｙｓｔｅｍｓ」（ＶＴＣ２００４−Ｆａｌｌを参照）
【非特許文献３】Ｓ．  Ｖａｓｕｄｅｖａｎ，  Ｋ．  Ｐａｐａｇｉａｎｎａｋｉ，  Ｃ．  Ｄｉｏｔ，  Ｊ．  Ｋｕｒｏｓｅ，及びＤ．  Ｔｏｗｓｌｅｙ「Ｆａｃｉｌｉｔａｔｉｎｇ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ＩＥＥＥ  ８０２．１１  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」（ＡＣＭ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  Ｎｅｗ  Ｏｒｌｅａｎｓ，  ＬＡ，  Ｏｃｔｏｂｅｒ，  ２００５を参照）
【非特許文献４】Ｔ．Ｋｏｒａｋｉｓ等「Ｌｉｎｋ  Ｑｕａｌｉｔｙ  ｂａｓｅｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｉｎ  ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｈ  ｃｏｍｐｌｉａｎｔ．  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮｓ」（ｉｎ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ．  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  （ＲＡＷＮＥＴ），  Ａｐｒｉｌ  ２００５．を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記課題に鑑み、本発明は、無線端末が使用可能なチャンネルでチャンネルの繁忙をそれぞれ検出することで、当該ＡＰにアクセスするときに隠れ端末による影響を推定して、上がりパケット同士の衝突を減らし、無線ローカルネットワーク全体の性能を向上させることができる、無線ローカルネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一つのアスペクトによると、無線ネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法であって、ａ．無線端末が、ネットワーク中のチャンネルに対するチャンネルスキャンを行い、アクセスポイントから送信されたチャンネル情報を受信し、当該情報からチャンネル利用率ｕｋを抽出するステップと、ｂ．受信したチャンネル情報に基づいて目前のチャンネルのサポート可能な最高データ伝送レートｖｋを確定するステップと、ｃ．前記スキャンの時間間隔内のチャンネル占用確率ｒｋを統計処理し、前記チャンネル利用率ｕｋ、前記最高データ伝送レートｖｋ、及び前記チャンネル占用確率ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算するステップと、ｄ．無線端末にアクセス可能な全てのチャンネルに対して上記ステップａ乃至ステップｃを実行し、計算された隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップと、を含む方法を提供する。
【００１８】
本発明の他のアスペクトによると、無線ネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法であって、ａ．無線端末が、ネットワーク中のアクセスポイントにプローブ要求パケットを送信し、アクセスポイントから返されるプローブ応答パケットを受信して、当該情報からチャンネル利用率ｕｋを抽出するステップと、ｂ．受信したチャンネル情報に基づいて目前のチャンネルのサポート可能な最高データ伝送レートｖｋを確定するステップと、ｃ．スキャンの時間間隔内のチャンネル占用確率ｒｋを統計処理し、前記チャンネル利用率ｕｋ、前記最高データ伝送レートｖｋ、及び前記チャンネル占用確率ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算するステップと、ｄ．無線端末にアクセス可能な全てのチャンネルに対して上記ステップａ乃至ステップｃを実行し、計算された隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップと、を含む方法を提供する。
【００１９】
本発明の更に他のアスペクトによると、無線ネットワークにおいてアクセスポイントを選択する装置であって、ネットワーク中のチャンネルに対してチャンネルスキャンを行い、アクセスポイントから返されるチャンネル情報を受信するチャンネルスキャン手段と、チャンネルスキャン手段で受信された情報からチャンネル利用率ｕｋを抽出し、受信されたチャンネル情報に基づいて目前のチャンネルのサポート可能な最高データ伝送レートｖｋを確定する判断手段と、判断手段が取得したチャンネル利用率ｕｋ、最高データ伝送レートｖｋを記憶し、スキャンの時間間隔内のチャンネル占用確率ｒｋを統計処理し、前記チャンネル利用率ｕｋ、前記最高データ伝送レートｖｋ、チャンネル占用確率ｒｋに基づいて、隠れ端末影響因子ｆｋを計算する計算記憶手段と、計算記憶手段がチャンネル毎に計算したｆｋに基づいて、アクセスポイントを選択するアクセスポイント選択手段と、アクセスポイント選択手段が選択した結果に基づいてアクセスしているチャンネルを変更し、無線インターフェースで情報を送受信する送受信手段と、を備える装置を提供する。
【００２０】
本発明のまた更に他のアスペクトによると、無線ネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法であって、無線ネットワークにおいてチャンネル使用状況の指示情報を受信するステップと、受信した情報からチャンネル利用率ｕｋを取得し、サポート可能な最高データ伝送レートｖｋを確定するステップと、スキャン時間が最小スキャン時間以上となるとき、当該無線端末がセンシングしたチャンネル占用比例ｒｋを統計処理するステップと、上記の値に基づいて隠れ端末影響因子ｆｋを計算し、計算された隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入するステップと、を含む方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、従来の無線ローカルネットワーク規格ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに従うことで、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅの既存のフレームフォーマットを変更する必要はなく、実現が容易であると共に後向交換性を有する。これにより、上がりパケット同士の衝突を減らし、無線ローカルネットワーク全体の性能を向上させることができる、無線ローカルネットワークにおいてアクセスポイントを選択する方法及び装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、以下に示す実施形態の説明を、添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかとなるであろう。
【００２３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明するが、本発明の理解が曖昧にならないよう説明の際に本発明にとって必要ではない細部及び機能を省略する。
【００２４】
本発明によれば、無線端末を隠れ端末による影響が最小であるセルにアクセスさせる必要がある。本発明の方法は、初期関連付けと再関連付け二つの部分を含む。初期関連付けとは、無線端末が初めてＷＬＡＮにアクセスするとき、前記の受動又は主動スキャンモードを採用して一つのアクセスポイントを選択することである。時間の経過につれて、ネットワーク中のノード分布が不断に変化する。そこで、無線端末はそのアクセスポイントを更新して更なる最適化を完成する必要がある。アクセスポイントがＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに従うものであれば、チャンネル利用率を指示する情報フィールドを下りリンクのビーコンとプローブ応答パケットに加入する必要がある。アクセスポイントがＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに従うものであれば、ビーコンとプローブ応答パケットを変更する必要はない。
【００２５】
図４は、８０２．１１ｅ規格に従って定義されたビーコンとプローブ応答パケットのフレームフォーマットにおけるサービス品質基本サービスセットロード要素（ＱＢＳＳ  Ｌｏａｄ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）を示した模式図である。図４に示されたものは、その中の能力情報（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）に含まれる内容である。目前のフォーマットには、要素ＩＤフィールドと、長さ（ｌｅｎｇｔｈ）フィールドと、ステーション数（ｓｔａｔｉｏｎ  ｃｏｕｎｔ）フィールドと、チャンネル利用率（ｃｈａｎｎｅｌ  ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）と、可用アクセス容量フィールド（ａｖａｉｌａｂｌｅ  ａｄｍｉｓｓｉｏｎ  ｃａｐａｃｉｔｙ）とを含む。ここで、チャンネル利用率とは、本発明のアクセスポイントのチャンネル情報から取得しようとするチャンネル利用率ｕｋのことである。したがって、本発明の方法では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅのシステムにおいては、新たなドメインを追加したり、又はフレームフォーマットを変更する必要はない。一方、当該アクセスポイントが伝統的なＩＥＥＥ８０２．１１のアクセスポイントであれば、チャンネル利用率を指示するチャンネル利用（ｃｈａｎｎｅｌ  ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）情報を、そのビーコンとプローブ応答パケット中の保留資源に加入する必要がある。注意すべきことは、本発明はこれに限られるものではなく、類似した方法によってチャンネル利用率を示してもよい、ということである。
【００２６】
無線端末は、受動スキャン又は主動スキャンの方式によって、ビーコンとプローブ応答パケット中のチャンネル利用率を示す情報を抽出することができる。
【００２７】
以下、無線端末がアクセスポイントを選択するプロセスについて、図５を結合して詳しく説明する。図５は、本発明の実施例に基づき、無線ローカルネットワークにおいて無線アクセスポイントを選択するプロセスを示すフローチャートである。まず、ステップＳ５０１において、無線端末がＷＬＡＮのサービス領域にはいるとき、当該無線端末は、パラメータの初期化を行いチャンネルを順次スキャンする。ここで、ｋは目前のスキャンしようとしているチャンネルの番号を示し、ｕｋは当該チャンネルのチャンネル利用率であり、Ｎは当該無線端末がサポートしている可用チャンネル総数である。初期化に際して、現在スキャンしているチャンネルの番号ｋを１に設定し、ｕｋをマイナス１に設定する。これは、無線端末がチャンネル利用率に関する情報をまだ受信していないことを表している。ステップＳ５０２において、既にスキャンしたチャンネル数が、当該無線端末がサポートしている可用チャンネル総数を超えているかどうかを判断する。既スキャンチャンネル数が可用チャンネル総数を未だ超えていない場合（ステップＳ５０２の「ＮＯ」）、フローはステップＳ５０３に移行してチャンネルスキャンを行う。当該ステップは、受動スキャンと主動スキャンの二つの方式を含む（図２参照）。受動スキャンであれば、当該無線端末は、当該チャンネルをセンシングしてビーコンパケットの受信を検出する。一方、主動スキャンであれば、無線端末は、チャンネルアイドルをセンシングしてから、プローブ要求パケット（Ｐｒｏｂｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信してプローブ応答パケットの回答を待つ。次に、ステップＳ５０４において、ＡＰからのビーコンパケット又はプローブ応答パケットの受信に成功したか否かを判断する。ＡＰからのビーコンパケット又はプローブ応答パケットの受信が成功である場合、ステップＳ５０５において、これらのパケットの能力情報要素からチャンネル利用率フィールドの情報を抽出し、ｕｋとして記録又は更新する。続いて、ステップＳ５０６において、当該無線端末のサポート可能な最高データ伝送レートｖｋを推定する。実例として、受信したビーコン又はプローブ応答パケットのエネルギー、或いは受信キャリア信号干渉雑音比（ＳＩＮＲ）に基づいて、当該無線端末のサポート可能な最高データ伝送レートｖｋを推定し、ステップＳ５０７において、目前のスキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎに達したか否かを判断する。「ＹＥＳ」となれば、フローはステップＳ５０８に移行し、当該チャンネルをスキャンする時間内にセンシングしたチャンネル占用比率を統計処理してｒｋとして記録し、ステップＳ５０９において、下記の式（１）に従ってアクセス可能測定値、即ち隠れ端末影響因子ｆｋを推定する。
【００２８】
ｆｋ＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖｋ＊（ｕｋ−ｒｋ））                  （１）
ここで、Ｌｄａｔａは当該無線端末が送信しようとするデータパケットの平均長さである。そして、ステップＳ５１０において、ｋの値をインクリメントしステップＳ５０２に戻り、次のチャンネルに対するスキャンを準備する。
【００２９】
ステップＳ５０９における計算式（１）において、ｕｋは目前のセル中のロード状況、即ちチャンネルが占用されている比率を反映でき、ｒｋは当該無線端末のセンシング可能な周囲のノードであって、非隠れノードがチャンネルを占用している時間を表している。したがって、（ｕｋ−ｒｋ）項は、実際には隠れ端末が産生するものであり、当該無線端末が目前のセンシングできないチャンネル占用状況となる。また、伝送プロセスにおいて、送信待ちデータパケットの伝送時間も伝送に影響を与えている。伝送時間が長いほど、隠れ端末からのパケットが衝突を産生する確率が大きくなり、隠れ端末に影響される可能性が大となる。したがって、送信待ちデータの長さとサポート可能な最高データ伝送レートｖｋ（受信エネルギー又はＳＩＮＲで決まる）との比「Ｌｄａｔａ／ｖｋ」である、即ちデータパケットの伝送時間を用いて、隠れ端末が与える影響を評価する。無線端末がＡＰと近いほど、無線端末が受信する信号レベル又はキャリア干渉雑音比（ＳＩＮＲ）が大きくなり、当該無線端末がサポートのデータ伝送レートｖｋが大きくなり、「Ｌｄａｔａ／ｖｋ」項が小さくなる。同様に、送信待ちデータパケットの長さが短いほど、その「Ｌｄａｔａ／ｖｋ」項が小さくなり、そして無線端末が当該アクセスポイントにアクセスする可能性が大きくなる。
【００３０】
また、ステップＳ５０７において、目前のスキャン時間が最小スキャンＴｍｉｎ時間より小さければ、ステップＳ５０３に戻って当該チャンネルに対するスキャンを続ける。注意すべきことは、最小スキャン時間の設定は、ビーコン周期長さ、データパケット長さ、データパケットの伝送レート、及び目前のＢＢＳ内の無線端末数、サービス分布などの状況によって決まり、その設定値は、当該スキャン時間内に穏やかな伝送状況が得られることを満足すべきである。Ｔｍｉｎが大きいほどチャンネル占用率の統計処理が精確となるが、アクセス遅延の増加をもたらす。一方、Ｔｍｉｎが小さいほど統計処理の誤差が大きくなるが、アクセス遅延が低減される。応用に際しては、シミュレーション、環境又は具体的な要求に応じて適当な値とすればよい。
【００３１】
今一度、ステップ５０４に戻る。ここで、無線端末がチャンネルスキャンプロセスにおいてビーコン又はプローブ応答パケットを成功裏に受信していなければ、これは、データを受信はしたが成功裏に受信していないことと、プローブ要求パケットの送信後の閾値時間内に如何なるデータも受信していないこととを含む。そして、フローはステップＳ５１１に移行し、ｕｋが０以上であるかどうかを検出し、「ＹＥＳ」であれば、当該端末が、当該チャンネルスキャン期間内にビーコンパケット又はプローブ応答パケットを受信したことがあることを表明している。この時、フローはステップＳ５０７に転じ、スキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎに達するときにチャンネル占用比率を計算する。ステップＳ５１１にて「ＮＯ」と判断する、即ちｕｋが０より小であれば、当該端末が、今回のチャンネルスキャン期間内にビーコンパケット又はプローブ応答パケットを受信したことがないことを表明している。この時、フローはステップＳ５１２に移行して、最大スキャン時間Ｔｍａｘに達したか否かを判断する。未だに最大スキャン時間に達していなければ、フローはステップＳ５０３に戻って、ｋ番目のチャンネルに対するスキャンを引き続き行う。ここで、受動スキャン方式ではセンシングを継続するのに対し、主動スキャン方式では、基本ＭＡＣアクセスプロセスに従ってプローブ要求パケットを再送することとなり、前記のプロセスを繰り返す。ステップＳ５１２にてスキャン時間が既に最大スキャン時間Ｔｍａｘに達したと判断すれば、ステップＳ５１３にてｆｋを無限大に設定する。これは、当該チャンネルの使用不可を表明している。次いで、フローはステップＳ５１０に移行し、ｋの値をインクリメントし、ステップＳ５０２に戻って次のチャンネルに対するスキャンを準備する。
【００３２】
無線端末が全ての無線チャンネルに対するスキャンをし終ると（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、フローはステップＳ５１４に移行して、無線端末にアクセス可能な全てのチャンネルに対して上記ステップを実行し、計算された隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入する。好ましくは、ｆｋの値が最小且つ無限大とならないアクセスポイントを選択してそれに関連付け、当該基本サービスセットに加入する。
【００３３】
図６は、本発明の実施例による無線ローカルネットワークにおいて無線アクセスポイントを選択する装置の配置ブロック図を示している。以下、本発明による無線アクセスポイントを選択する装置の配置実施例について詳しく説明する。
【００３４】
本発明と従来技術とを混同しないようにすべく、説明に際しては、本発明にとって必要ではない細部及び機能を省略し、本発明に関する部分のみを説明する。この点は、当業者は理解できる。
【００３５】
前記アクセスポイントを選択する装置は無線端末に含まれている。本発明によるアクセスポイントを選択する装置は、送・受信装置６１と、チャンネルスキャン装置６２と、アクセスポイント選択装置６３と、判断装置６４と、計算記憶装置６５とを備えている。送・受信装置６１は、チャンネルスキャン装置６２とアクセスポイント選択装置６３が出力する結果に応じてチャンネルを変更して、無線インタフェースにて情報を送・受信する。チャンネルスキャン装置６２は、チャンネルの状態をスキャンしてスキャン結果を判断装置６４に送信する。また、チャンネルスキャン装置６２が新たなチャンネルに対するスキャンの開始を指示するとき、計算記憶装置６５に対してパラメータの初期化を行い、送・受信装置６１が操作するチャンネルを変更する。判断装置６４は、チャンネルスキャン装置６２からの結果を受信して判断を行う。チャンネルスキャン装置６２がスキャンプロセスにおいて非雑音情報を受信する、又はプローブ要求パケットの送信後の閾値時間内に如何なるデータも受信していない場合、判断装置６４は、チャンネルスキャン装置６２がビーコンパケット又はプローブ応答パケットを正確に受信したか否かを判断する。もしビーコンパケット又はプローブ応答パケットであるならば、当該パケットを計算記憶装置６５に入れて処理する。そうでないならば、判断装置６４は、さらに目前の計算記憶装置６５において当該チャンネルでのｕｋが０であるか否かを検出する。ＹＥＳであれば、判断装置６４は、スキャン時間が最小スキャン時間以上となったと判断するまで、チャンネルに対するスキャンを引き続き行うことをチャンネルスキャン装置６２に指示する。この時、判断装置６４は、前記相関情報を計算することを計算記憶装置６５に通知する。ｕｋが０でないならば、スキャン時間が最大スキャン時間に達したか否かの判断を引き続き行う。既に最大スキャン時間に達している条件下では、チャンネル占用比率ｆｋを無限大に設定することを計算記憶装置６５に通知する。そうでないのであれば、チャンネルに対するスキャンを引き続き行うことをスキャン装置６２に指示する。ここで、受動スキャン方式ではセンシングを引き続き行うのに対し、主動スキャン方式では基本ＭＡＣアクセスプロセスに従ってプローブ要求パケットを再送することとなり、前記プロセスを繰り返す。また、判断装置６４はさらに計算記憶装置６５で計算された情報を受信して、全てのチャンネルがスキャンされたか否かを判断する。ＹＥＳであれば、次のチャンネルに対するスキャンをチャンネルスキャン装置６２に指示する。そうでないのであれば、計算記憶装置６５で計算されたｆｋに基づいてアクセスポイントを選択することをアクセスポイント選択装置６３に指示する。
【００３６】
判断装置６４がビーコンパケット又はプローブ応答パケットの成功裏の受信を指示するとき、チャンネル利用率ｕｋをこれらのパケットから抽出し、これらの受信したパケットのエネルギーに応じて最大サポート可能なデータ伝送率ｖｋを決定し、これらの結果を計算記憶装置６５に入れる。判断装置６４が、スキャン時間がＴｍｉｎ以上であると指示するとき、計算記憶装置６５は、チャンネル占用比率ｒｋを計算すると共に、既存のｕｋ、ｖｋに基づいてｆｋ＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖｋ＊（ｕｋ−ｒｋ））を計算する。判断装置６４が、スキャン時間がＴｍａｘ以上であると指示するとき、計算記憶装置６５は、ｆｋ＝ｉｎｆ（無限大）と設定する。判断装置６４が、全てのチャンネルに対するスキャンが終了したと指示するとき、アクセスポイントの選択をアクセスポイント選択装置６３に指示する。アクセスポイント選択装置６３は、計算記憶装置６５が提供する情報に基づいて、計算された隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入する。好ましくは、ｆｋの値が最小且つ無限大ではないアクセスポイントを選択してアクセスを準備し、当該アクセスポイントの動作しているチャンネルで動作することを送信・受信装置６１に通知する。
【００３７】
無線端末は、ネットワークにアクセスした後、ネットワーク中の状態に応じて動作チャンネルを変更し、前記のプロセスを利用してアクセスポイントを改めて選択する、即ち再関連付けを行うことができる。
【００３８】
本発明によれば、ある無線端末は、関連付け又は再関連付けの要求があるとき、各チャンネルを順次スキャンし、受信したビーコンパケット又はプローブ応答パケットからチャンネル利用率情報ｕｋを取得し、受信したパケットのエネルギー又はＳＩＮＲに基づいてサポート可能な最大データ伝送レートｖｋを確定し、スキャン時間が最小スキャン時間以上となる場合、当該無線端末がセンシングしたチャンネル占用比率ｒｋを統計処理して、上記の値に基づいてｆｋ＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖｋ＊（ｕｋ−ｒｋ））を計算し、無線端末にアクセス可能な全てのチャンネルに対して上記ステップを実行し、計算された隠れ端末影響因子ｆｋに基づいてアクセスポイントＡＰを選択し、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入する。好ましくは、全てのチャンネルに対するスキャンが終了した後、最小のｆｋを有し且つｆｋが無限大ではないチャンネルを選択してアクセスする。
【００３９】
図７は、本発明の一実例に基づいて、受動チャンネルスキャン方式でアクセスポイントを選択する時のタイミングチャートである。
【００４０】
ここで、二つのアクセスポイントを例として説明する。本発明の方法は、任意数のアクセスポイントに対しても応用できるものであり、特に限定していないことを理解すべきである。アクセスポイントＡＰ１とＡＰ２はそれぞれ非オーバーラップチャンネルＣＨ１とＣＨ２上で動作するが、一定のビーコン間隔でビーコンパケットＢｅａｃｏｎを周期的に送信することとしてもよい。ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルによれば、アクセスポイントがターゲット送信時刻（ＴＢＴＴ，Ｔａｒｇｅｔ  Ｂｅａｃｏｎ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ）にチャンネルビジーを検出した場合、チャンネルアイドルまで待たされてからビーコンパケットを送信すべきである。そこで、アクセスポイントＡＰ１とＡＰ２がビーコンパケットＢｅａｃｏｎを送信する時間間隔は、一定のビーコン間隔で上下に浮動するものである。
【００４１】
図７に示すように、時刻Ｔ１において、無線端末ＭＴは、ＷＬＡＮネットワークに入る、又はサービス品質が悪くなるなどの原因によって、アクセスポイント選択又は再選択の要求を産生する。この時、無線端末ＭＴは、チャンネルスキャン装置６２によってパラメータを初期化しＣＨ１に対するスキャンを開始する。時刻Ｔ２において、無線端末ＭＴは、判断装置６４によるチャンネルスキャン装置６２がＡＰ１からのビーコンパケットを成功裏に受信したとの判断に基づいて、当該パケットからチャンネル利用率ｕ１を抽出し、計算記憶装置６５に提供してその中に記憶する。これと同時に、判断装置６４は、受信したビーコンパケットのエネルギーに応じてサポート可能な最高データ伝送レートｖ１をさらに決定し、計算記憶装置６５に記憶する。前記情報の抽出を完成し、且つサポート可能な最高データ伝送レートｖ１を確定した後、判断装置６４は、スキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎ以上となっているか否かを検出する。図７に示す通り、（Ｔ２−Ｔ１）＞Ｔｍｉｎとなっているので、判断装置６４はＴ１からＴ２の時間間隔内のチャンネル占用確率ｒ１を統計処理することを計算記憶装置６５に通知し、統計処理し得るチャンネル占用確率ｒ１に基づいてｆ１＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖ１＊（ｕ１−ｒ１））を計算する。その後、判断装置６４は全てのチャンネルに対するスキャンがまだ終了していないことを検出すると、次のチャンネルＣＨ２に対するスキャンを開始することをチャンネルスキャン装置６２に通知する。
【００４２】
時刻Ｔ３において、無線端末ＭＴは、判断装置６４によるＡＰ２からのビーコンパケットが成功裏に受信したとの判断に基づいて、その中からチャンネル利用率ｕ２を抽出し計算記憶装置に記憶すると共に、受信したビーコンパケットのエネルギーに基づいてサポート可能な最高データ伝送レートｖ２を決定し計算記憶装置６５に記憶する。その後、判断装置は、スキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎ以上となっているか否かを検出する。図７に示すように、（Ｔ３−Ｔ２）＜Ｔｍｉｎとなっているので、判断装置６４は、時刻Ｔ４までチャンネルに対するスキャンを引き続き行い、（Ｔ４−Ｔ２）＝Ｔｍｉｎが満足される。
【００４３】
時刻Ｔ４において、無線端末ＭＴは、判断装置６４を介してＴ２からＴ４の時間間隔中のチャンネル占用確率ｒ２を統計処理することを計算記憶装置６５に通知し、ｆ２＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖ２＊（ｕ２−ｒ２））を計算する。その後、判断装置６４は、全てのチャンネルに対するスキャンが終了したことを検出すると、計算記憶装置６５の計算結果に基づいてｆ１，ｆ２のうち最小の値に対応するアクセスポイントＡＰを選択することを、選択装置６３に通知する。ここで、ｆ１とｆ２が等しくなれば、ランダムに又は他の既存のＡＰ選択方法、例えば最大ＲＳＳＩ、最小ロードなどに従って、一つのＡＰを選択する。
【００４４】
時刻Ｔ４にてアクセスポイントの選択が終了した後、無線端末ＭＴは関連付け又は再関連付けの構築要求（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を発する。関連付け又は再関連付け応答パケット（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を成功裏に受信した後、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入する。
【００４５】
図８は、本発明に基づいて受動チャンネルスキャン方式でアクセスポイントを選択する他の実例のタイミングチャートである。
【００４６】
図７に示した実例と類似しており、時刻Ｔ１において、無線端末ＭＴは、チャンネルスキャン装置６２を介してパラメータ初期化を行い、ＣＨ１に対するスキャンを開始する。時刻Ｔ２において、無線端末ＭＴは、チャンネルスキャン装置６２を介してデータを受信したが、判断装置６４は、当該データが成功裏に受信されていないと判断する。そして、計算記憶装置６５中の目前のチャンネルに対応する利用率ｕｋが０より大きくなっているか否かを検出するが、チャンネルスキャン期間内にビーコンパケットを成功裏に受信していないので、ｕｋは依然として初期値である“−１”である。続いて、無線端末は、最大スキャン時間Ｔｍａｘに達するまでチャンネルに対するスキャンを引き続いて行う。時刻Ｔ３において、無線端末ＭＴの判断装置６４は、最大スキャン時間Ｔｍａｘに達したと指示すると、ｆ１を無限大として設定することを計算記憶装置６５に通知する。その後、判断装置６４は、スキャンされていないチャンネルがまだ残っていることを検出すると、次のチャンネルＣＨ２に対するスキャンを開始することをチャンネルスキャン装置６２に通知する。その後の時刻Ｔ３から時刻Ｔ５までの操作は、図７に示した実例における時刻Ｔ２から時刻Ｔ４までの操作と同じであるので、ここではその説明を省略する。そして、時刻Ｔ５において、チャンネルＣＨ２に対して、無線端末ＭＴは、判断装置６４を介して時刻Ｔ３から時刻Ｔ５までの時間間隔内のチャンネル占用確率ｒ２を統計処理することを計算記憶装置６５に通知し、ｆ２＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖ２＊（ｕ２−ｒ２））を計算する。その後、判断装置６４は、全てのチャンネルに対するスキャンが終了したことを検出し、計算記憶装置６５の計算結果に基づいてｆ１，ｆ２のうち最小の値に対応するアクセスポイントＡＰを選択することを、選択装置６３に通知する。ｆ１は無限大となるので、ＡＰ２しかを選択できない。この時、無線端末ＭＴは関連付け又は再関連付けの構築要求（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を発する。関連付け又は再関連付け応答パケット（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を成功裏に受信した後、選択されたアクセスポイントが位置する基本サービスセットに加入する。
【００４７】
図９は、本発明の他の実施例に基づいて、主動チャンネルスキャン方式でアクセスポイントを選択するときのタイミングチャートである。
【００４８】
時刻Ｔ１において、無線端末ＭＴは、ＷＬＡＮネットワークに入る、又はサービス品質が悪くなるなどの原因によって、アクセスポイント選択又は再選択の要求を産生する。この時、無線端末ＭＴは、チャンネルスキャン装置６２を介してパラメータ初期化を行い、ＣＨ１のアイドルを検出した場合、媒体アクセス制御プロトコルに従ってＣＨ１上にプローブ要求パケット（Ｐ＿Ｒｅｑ，  Ｐｒｏｂｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。時刻Ｔ２において、アクセスポイントＡＰ１は、無線端末ＭＴからのプローブ要求パケットを成功裏に受信し、受信したパケットに応答してプローブ応答パケット（Ｐ＿Ｒｅｓ，  Ｐｒｏｂｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を送信する。プローブ応答パケットには、目前のチャンネルの利用率情報ｕ１が含まれている。時刻Ｔ３において、無線端末ＭＴは、判断装置６４を介してＭＴからの、プローブ応答パケットを成功裏に受信したことを検出し、肯定応答パケット（ＡＣＫ）を返す。同時に、判断装置６４を用いてチャンネル利用率ｕ１を抽出し計算記憶装置６５に記憶する。また、判断装置６４は、受信したプローブ応答パケットのエネルギーに応じてサポート可能な最高データ伝送レートｖ１を決定し、それを計算記憶装置６５に記憶する。時刻Ｔ４において、無線端末ＭＴは、ＡＣＫパケットの送信を終了すると、判断装置６４を介してスキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎ以上となっているか否かを判断する。（Ｔ４−Ｔ１）＞Ｔｍｉｎとなっているので、判断装置は、Ｔ１からＴ４までの時間間隔内のチャンネル占用確率ｒ１を統計処理することを計算記憶装置６５に通知し、ｆ１＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖ１＊（ｕ１−ｒ１））値を計算する。その後、判断装置６４は、全てのチャンネルに対するスキャンがまだ終了していないことを検出すると、次のチャンネルＣＨ２に対するスキャンを開始することをスキャン装置６２に通知する。
【００４９】
時刻Ｔ５において、無線端末ＭＴは、ＣＨ２のアイドルを検出すると、チャンネルＣＨ２上にプローブ要求パケットを送信する。その後のプローブ応答パケット、肯定応答パケットの送信は、Ｔ１からＴ４までの時刻内の上記プロセスと同じであるので、ここではその説明を省略する。その後、時刻Ｔ６において、無線端末ＭＴは、肯定応答ＡＣＫパケットの返答が終了すると、判断装置６４を介してスキャン時間が最小スキャン時間Ｔｍｉｎより小さくなっていると判断する、即ち、（Ｔ６−Ｔ４）＜Ｔｍｉｎとなっており、そして判断装置６４は、時刻Ｔ７までにチャンネルに対するスキャンを引き続き行うことをスキャン装置６２に通知し、（Ｔ７−Ｔ４）＝Ｔｍｉｎが満足される。時刻Ｔ７において、無線端末ＭＴは、判断装置６４を介して時刻Ｔ４から時刻Ｔ７までの時間間隔内のチャンネル占用確率ｒ２を統計処理することを計算記憶装置６５に通知し、ｆ２＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖ２＊（ｕ２−ｒ２））の値を計算する。その後、判断装置６４は、全てのチャンネルに対するスキャンが終了したことを検出すると、計算記憶装置６５の計算結果に基づいてｆ１，ｆ２のうち最小の値に対応するアクセスポイントＡＰを選択することを、アクセスポイント選択装置６３に通知する。この時、ｆ１とｆ２が等しければ、ランダムに又は他の既存のＡＰ選択方法、例えば最大ＲＳＳＩ、最小ロードなどに従って、一つのＡＰを選択する。時刻Ｔ７にてアクセスポイントの選択が終了した後、無線端末ＭＴは関連付け又は再関連付けの構築要求（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を発し、選択されたアクセスポイントＡＰが位置する基本サービスセットに加入する。
【００５０】
本発明によれば、無線端末はチャンネルスキャンによってそのセンシング範囲内の非隠れ端末ノードによるチャンネル利用程度ｒを取得すると共に、受信したビーコン又はプローブ応答パケットに搭載しているチャンネル利用率情報ｕに基づいて、当該基本サービスセット中の隠れ端末によるチャンネル占用比率（ｕ−ｒ）を推定することができる。さらに、隠れ端末による衝突は、データパケット伝送の時間に依存するので、ｆｋ＝ｍａｘ（０，Ｌｄａｔａ／ｖｋ＊（ｕｋ−ｒｋ））により当該無線端末がｋ番目のチャンネルで動作に際して隠れ端末による影響を推定できることで、隠れ端末による影響が最小のアクセスポイントを選択してアクセスし、システムのトータルスループットを増加できる。本発明は既存のプロトコルに従い、完全に従来の通信プロトコルに定義されたフレームフォーマットを採用し、簡単に実現できるので、優れた応用価値がある。
【００５１】
ここまで、本発明について好ましい実施例を結合して説明してきた。当業者であれば本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、様々な変更、交換及び追加を行ってもよいことが理解されるはずである。そこで、本発明の範囲は前記特定の実施例に限られるものと理解してはならず、添付した請求項の範囲によって限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、無線端末が無線ローカルネットワークにおいてアクセスポイントを選択する模式図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、無線ローカルネットワークにおいて無線端末がアクセスポイントと関連付けを構築するプロセスを説明する模式図である。
【図３】図３は、ＢＳＳ環境でシステムスループットが無線端末数の増加につれて変更している状況を模式的に説明する。
【図４】図４は、本発明の実施例に基づいて使用するビーコン及びプローブ応答パケットのフレームフォーマットにおいて、チャンネル利用率と相関するフィールドの模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施例に基づいて、無線ローカルネットワークにおいて無線アクセスポイントを選択するプロセスのフローチャートを示している。
【図６】図６は、本発明の実施例に基づいて、無線ローカルネットワークにおいて無線アクセスポイントを選択する装置のブロック図を示している。
【図７】図７は、本発明によるアクセスポイントの選択時に実行する一チャンネルスキャンモードを説明するタイミングチャートの一実例である。
【図８】図８は、本発明によるアクセスポイントの選択時に実行する一チャンネルスキャンモードを説明するタイミングチャートの他の実例である。
【図９】図９は、本発明によるアクセスポイントの選択時に実行する他のチャンネルスキャンモードを説明するタイミングチャートの一実例である。
【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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