(57)【要約】【課題】異なるアクセスクラスにわたってスループットを制御する。【解決手段】無線メディア上のトラフィックを監視する監視モジュールであって、前記トラフィックは、二つの異なるアクセスクラスの少なくとも一つのアクセスクラスを含み、一つのアクセスクラスは優先度の高いアクセスクラスであり、もう一方のアクセスクラスは、優先度の低いアクセスクラスである監視モジュールと、前記監視モジュールに接続され、前記監視されるトラフィック及び前記二つの異なるアクセスクラスの所望のスループット比に基づいて、少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータに対応するデータを動的に生成するスループット適合モジュールと、前記スループット適合モジュールに接続され、前記無線メディア上の少なくとも一つの無線局に前記データを送信する無線通信モジュールと、を備える。【選択図】図２Ａ
2008245278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線メディア上のトラフィックであって、優先度の高いアクセスクラス及び優先度の低いアクセスクラスのうちの少なくとも一つのアクセスクラスを含むトラフィックを監視する監視モジュールと、
前記監視モジュールに接続され、前記監視されるトラフィック及び前記二つの異なるアクセスクラスの所望のスループット比に基づいて、少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータに対応するデータを動的に生成するスループット適合モジュールと、
前記スループット適合モジュールに接続され、前記無線メディア上の少なくとも一つの無線局に前記データを送信する無線通信モジュールと、を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記監視モジュールは、前記無線メディア上の前記優先度の高いトラフィックのスループット要件を動的に判定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３】
前記監視モジュールは、前記優先度の高いアクセスクラスと前記優先度の低いアクセスクラスとの前記所望のスループット比を動的に決定することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記二つの異なるトラフィッククラスは、音声又は映像のトラフィッククラス、及び、ベストエフォート又はバックグラウンドのトラフィッククラス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５】
前記無線通信システムは、アクセスポイントにおいて動作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６】
前記少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、少なくとも一つのアクセスクラスのＡＩＦＳＮ、ＴＸＯＰ、及びＣＷｍｉｎのうちの少なくとも一つ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７】
前記少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、以下の関数を用いてＡとして計算されるＡＩＦＳＮ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。
【数１】
2008245278.tif 000010
Ｎ1は、優先度の高いアクセスクラスストリームの数であり、Ｎ2は、優先度の低いアクセスクラスストリームの数であり、１：ｋiは、優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの前記所望のスループット比であり、ｔは、チャネルアクセスの定常状態確率であり、Ａは、二つのＡＩＦＳＮ［ＬＰ］値のうちの一方の値であり、ｐは、値ＡをＡＩＦＳＮ［ＬＰ］値として選択する確率であり、ｆは、Ｔ１の少数成分であり、Ｄは、ＡＩＦＳＮ［ＬＰ］とＡＩＦＳＮ［ＨＰ］との差である。
【請求項８】
前記少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、ＴＸＯＰを含み、
前記ＴＸＯＰは、関数ＴＸＯＰ［ＬＰ］＝ＴＸＯＰ［ＨＰ］×ｋに基づいて計算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。
１：ｋは、前記優先度の高いアクセスクラスと前記優先度の低いアクセスクラスとの前記所望のスループット比である。
【請求項９】
前記少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、ＣＷｍｉｎを含み、
前記ＣＷｍｉｎは、関数ＣＷｍｉｎ「ＬＰ」＝ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］／ｋに基づいて計算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。
１：ｋは、前記優先度の高いアクセスクラスと前記優先度の低いアクセスクラスとの前記所望のスループット比である。
【請求項１０】
無線メディア上のトラフィックであって、優先度の高いアクセスクラス及び優先度の低いアクセスクラスのうちの少なくとも一つのアクセスクラスを含むトラフィックを監視するステップと、
前記監視されるトラフィック及び前記二つの異なるアクセスクラスの所望のスループット比に基づいて、少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータに対応するデータを動的に生成するステップと、
前記無線メディア上の少なくとも一つの無線局に前記データを通信するステップと、を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１１】
前記トラフィックを監視するステップでは、前記無線メディア上の前記優先度の高いトラフィックの前記スループット要件を動的に判定することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記トラフィックを監視するステップでは、前記優先度の高いアクセスクラスと前記優先度の低いアクセスクラスとの前記所望のスループット比を動的に決定することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信方法。
【請求項１３】
前記二つの異なるトラフィッククラスは、音声又は映像のトラフィッククラス、及び、ベストエフォート又はバックグラウンドのトラフィッククラスを含むことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１４】
前記無線通信方法は、アクセスポイントにおいて動作することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１５】
前記少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、少なくとも一つのアクセスクラスのＡＩＦＳＮ、ＴＸＯＰ、及びＣＷｍｉｎのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、ＡＩＦＳＮを含み、
前記無線通信方法は、さらに、以下の関数を計算するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
【数２】
2008245278.tif 000011
Ｎ1は、優先度の高いアクセスクラスストリームの数であり、Ｎ2は、優先度の低いアクセスクラスストリームの数であり、１：ｋiは、優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの前記所望のスループット比であり、ｔは、チャネルアクセスの定常状態確率であり、Ａは、二つのＡＩＦＳＮ［ＬＰ］値のうちの一方の値であり、ｐは、値ＡをＡＩＦＳＮ［ＬＰ］値として選択する確率であり、ｆは、Ｔ１の少数成分であり、Ｄは、ＡＩＦＳＮ［ＬＰ］とＡＩＦＳＮ［ＨＰ］との差である。
【請求項１７】
前記少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、ＴＸＯＰを含み、
前記無線通信方法は、さらに、関数ＴＸＯＰ［ＬＰ］＝ＴＸＯＰ［ＨＰ］×ｋを計算するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
１：ｋは、前記優先度の高いアクセスクラスと前記優先度の低いアクセスクラスとの前記所望のスループット比である。
【請求項１８】
前記少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、ＣＷｍｉｎを含み、
前記無線通信方法は、さらに、関数ＣＷｍｉｎ「ＬＰ」＝ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］／ｋを計算するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
１：ｋは、前記優先度の高いアクセスクラスと前記優先度の低いアクセスクラスとの前記所望のスループット比である。
【請求項１９】
無線メディア上のトラフィックであって、優先度の高いアクセスクラス及び優先度の低いアクセスクラスのうちの少なくとも一つのアクセスクラスを含むトラフィックを監視する手段と、
前記監視されるトラフィック及び前記二つの異なるアクセスクラスの所望のスループット比に基づいて、少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータに対応するデータを動的に生成する手段と、
前記無線メディア上の少なくとも一つの無線局に前記データを送信する手段と、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においてアクセスクラスのスループットを制御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、搬送波感知多重アクセス／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を用いると、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後方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（又はアクセスクラス）の概念を導入する。無線局はＥＤＣＡを用いて、無線メディアが対応するアクセスクラス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。優先度の高いアクセスクラスの方が優先度の低いアクセスクラス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、アクセスクラス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つのアクセスクラス（ＡＣ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｌａｓｓ）、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自体のアクセスクラス検知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、フレーム送信間隔（ＡＩＦＳ：Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）、コンテンションウィンドウ（ＣＷ：Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ、ＣＷｍｉｎ、及びＣＷｍａｘ）及び送信権（ＴＸＯＰ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）を用いて、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、フレーム送信間隔は、無線局がバックオフ又は送信する前に、無線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間隔を用いる。コンテンションウィンドウ（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を用いる。ＴＸＯＰは、各ＡＣがメディアへの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、取得した一つの要求された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を用いる。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用いて、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用いて、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ＡＰ  ＱｏＳ無線局（ＱＳＴＡｓ：ｎｏｎ−ＡＰ  ＱｏＳ  ｓｔａｔｉｏｎｓ）で用いられるＥＤＣＡパラメータのデフォルト値は図１Ａの表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：Ｈｙｂｒｉｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、もう一つ別の８０２．１１ｅ無線プロトコルである。一般に、ＨＣＦは、ＰＣＦの概念を用いるが、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用いる。ＨＣＦを用いると、制御局（ＨＣ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）は、一般的にＡＰと同じ場所に配置され、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）、保証されるレート、実装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ションマップ（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用いて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）プロトコルを用いて、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用いる。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を用い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の両方を含む。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０２７１０１９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／００４５０５０号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０１８７８４０号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００６／０１９８３０１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００６／０２９１４０２号明細書
【特許文献６】国際公開第２００６／１３００２１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅは、トラフィックタイプの弁別を達成する手段を提供するが、異なるＡＣにわたってスループット制御を可能にするメカニズムを特定していない。よって、異なるＡＣにわたってスループットを制御するシステム及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の代表的な一形態によると、無線メディア上のトラフィックであって、優先度の高いアクセスクラス及び優先度の低いアクセスクラスのうちの少なくとも一つのアクセスクラスを含むトラフィックを監視する監視モジュールと、監視モジュールに接続され、監視されるトラフィック及び二つの異なるアクセスクラスの所望のスループット比に基づいて、一つ又は複数のアクセスクラス検知パラメータに対応するデータを動的に生成するスループット適合モジュールと、スループット適合モジュールに接続され、無線メディア上の少なくとも一つの無線局にデータを送信する無線通信モジュールと、を備える無線通信システムを提供する。
【００１８】
監視モジュールは、無線メディア上の優先度の高いトラフィックのスループット要件を動的に判定することができる。監視モジュールは、優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの所望のスループット比を動的に判定することができる。二つの異なるトラフィッククラスは、音声又は映像のトラフィッククラス、及び、ベストエフォート又はバックグラウンドのトラフィッククラスを含む。無線通信システムは、アクセスポイントにおいて動作することができる。少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、少なくとも一つのアクセスクラスのＡＩＦＳＮ、ＴＸＯＰ、及びＣＷｍｉｎのうちの少なくとも一つを含む。少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、以下の関数に基づいて計算されるＡＩＦＳＮを含む。
【００１９】
【数１】
2008245278.tif 000003
【００２０】
Ｎ1は優先度の高いアクセスクラスストリームの数であり、Ｎ2は優先度の低いアクセスクラスストリームの数であり、１：ｋiは優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの所望のスループット比であり、ｔはチャネルアクセスの定常状態確率であり、Ａは二つのＡＩＦＳＮ［ＬＰ］値のうちの一つの値であり、ｐは値ＡをＡＩＦＳＮ［ＬＰ］値として選択する確率であり、ｆはＴ１の少数部分であり、ＤはＡＩＦＳＮ［ＬＰ］とＡＩＦＳＮ［ＨＰ］との差である。少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータはＴＸＯＰを含み、ＴＸＯＰは関数ＴＸＯＰ［ＬＰ］＝ＴＸＯＰ［ＨＰ］×ｋに基づいて計算される。ここで、１：ｋは、優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの所望のスループット比である。少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータはＣＷｍｉｎを含み、ＣＷｍｉｎは関数ＣＷｍｉｎ「ＬＰ」＝ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］／ｋに基づいて計算される。ここで、１：ｋは優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの所望のスループット比である。
【００２１】
本発明の別の実施の形態によると、無線メディア上のトラフィックであって、優先度の高いアクセスクラス及び優先度の低いアクセスクラスのうちの少なくとも一つのアクセスクラスを含むトラフィックを監視するステップと、監視モジュールに接続され、監視されるトラフィック及び二つの異なるアクセスクラスの所望のスループット比に基づいて、少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータに対応するデータを動的に生成するステップと、無線メディア上の少なくとも一つの無線局にデータを送信するステップと、を含む無線通信方法を提供することができる。
【００２２】
無線通信方法は、無線メディア上の優先度の高いトラフィックのスループット要件を動的に判定するステップをさらに含む。無線通信方法は、優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの所望のスループット比を動的に判定するステップをさらに含む。二つの異なるトラフィッククラスは、音声又は映像のトラフィッククラス、及び、ベストエフォート又はバックグラウンドのトラフィッククラスを含む。無線通信方法は、アクセスポイントにおいて動作することができる。少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータは、少なくとも一つのアクセスクラスのＡＩＦＳＮ、ＴＸＯＰ、及びＣＷｍｉｎのうちの少なくとも一つを含む。少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータはＡＩＦＳＮを含み、無線通信方法は以下の関数を計算するステップをさらに含む。
【００２３】
【数２】
2008245278.tif 000004
【００２４】
Ｎ1は優先度の高いアクセスクラスストリームの数であり、Ｎ2は優先度の低いアクセスクラスストリームの数であり、１：ｋiは優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの所望のスループット比であり、ｔはチャネルアクセスの定常状態確率であり、Ａは二つのＡＩＦＳＮ［ＬＰ］値のうちの一つの値であり、ｐは値ＡをＡＩＦＳＮ［ＬＰ］値として選択する確率であり、ｆはＴ１の少数部分であり、ＤはＡＩＦＳＮ［ＬＰ］とＡＩＦＳＮ［ＨＰ］との差である。少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータはＴＸＯＰを含み、無線通信方法は関数ＴＸＯＰ［ＬＰ］＝ＴＸＯＰ［ＨＰ］×ｋを計算するステップをさらに含む。ここで、１：ｋは優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの所望のスループット比である。少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータはＣＷｍｉｎを含み、無線通信方法は関数ＣＷｍｉｎ［ＬＰ］＝ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］／ｋを計算するステップをさらに含む。ここで、１：ｋは優先度の高いアクセスクラスと優先度の低いアクセスクラスとの所望のスループット比である。
【００２５】
さらに本発明の別の実施の形態によると、無線メディア上のトラフィックであって、優先度の高いアクセスクラス及び優先度の低いアクセスクラスのうちの少なくとも一つのアクセスクラスを含むトラフィックを監視する手段と、監視モジュール接続され、監視されるトラフィック及び二つの異なるアクセスクラスの所望のスループット比に基づいて、少なくとも一つのアクセスクラス検知パラメータに対応するデータを動的に生成する手段と、無線メディア上の少なくとも一つの無線局にデータを送信する手段と、を備える無線通信システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、アクセスポイントは、優先度の高いトラフィックのスループット要件を監視し、使用可能な帯域幅を最適化し、且つ、所望のスループット比を達成するように優先度の高いトラフィックに対して、異なるＡＣにわたってＥＤＣＡパラメータを調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
本発明の実施形態では、アクセスポイント（ＡＰ）は、所望のスループット比を達成するように、異なるＡＣにわたってＥＤＣＡパラメータを調整するアルゴリズムを実装する。具体的には、ＡＰは、優先度の高いトラフィックのスループット要件を監視し、使用可能な帯域幅を最適化し、且つ、所望のスループット比を達成するように優先度の高いトラフィックに対して異なるＡＣにわたってＥＤＣＡパラメータを調整する。
【００２９】
図２Ａは、本発明の実施形態によるスループット調整を用いた無線ＬＡＮ２００のブロック図である。無線ＬＡＮ２００は、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。
【００３０】
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分散無線アクセスを制御し、且つ、スループット調整を制御する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。ＡＰ２０５の詳細は、図３を参照して説明する。ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０の詳細は、図４Ａを参照して説明する。
【００３１】
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分散無線アクセスを制御するハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを含む。
【００３２】
本発明の実施形態では、ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、登録された無線局２１５の優先度の高いトラフィックのスループット要件を監視し、異なるＡＣにわたって優先度の高いトラフィックのスループット要件に対する所望のスループット比を達成するように、ＥＤＣＡパラメータの一つ又は複数のパラメータを変更することによって、スループットを調整する。ＡＰ  ＭＡＣコントローラ２２０は、ビーコンフレームを用いてＥＤＣＡパラメータを無線局２１５にブロードキャストする。
【００３３】
図２Ｂは、本発明の実施形態によるトラフィックカテゴリを列挙した無線ＬＡＮ２５０の詳細を示すブロック図である。図２Ｂに示すように、無線ＬＡＮ２５０は、ＡＰ２５５及び送受信無線局２６０Ａ〜２６０Ｅを含む。図２Ｂに示すように、無線局２６０Ａはビデオ送信局であり、無線局２６０Ｂはベストエフォート送信局であり、無線局２６０Ｃはベストエフォート受信局であり、無線局２６０Ｄはビデオ受信局であり、無線局２６０Ｅは音声送受信局である。各無線局２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃ、２６０Ｄ、及び２６０Ｅは、本明細書において、まとめて無線局２６０と呼ばれるが、それぞれが同じものである必要はない。
【００３４】
図３は、本発明の実施形態によるＡＰ３００（例えば、ＡＰ２０５又はＡＰ２５５）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等）、データ記憶デバイス３１５（例えば、磁気ディスク等）、コンピュータネットワークインターフェース３２０、入出力（Ｉ／Ｏ：Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ））３２５（例えば、キーボード、マウス、及びＬＣＤディスプレイ等）、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ーフェース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、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、全てのデータ記憶媒体を網羅することを意図する。
【００３５】
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ーフェース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４Ａを参照して説明する。
【００３６】
図４Ａ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、集中制御モジュール４０５、ＡＰ分散制御モジュール４１０、ＡＰ無線メディア通信モジュール４１５、ＡＣ監視モジュール４２０、及びＡＣスループット適合モジュール４２５を含む。
【００３７】
集中制御モジュール４０５は、集中制御アクセスを用いて非競合期間（ＣＦＰ）中に無線メディアにアクセスするハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。
【００３８】
ＡＰ分散制御モジュール４１０は、アクセスクラス検知分散アクセス、例えば、ＥＤＣＡモードを用いて競合期間（ＣＰ）中に無線メディアにアクセスするハードウェア、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４１０は、ビーコンフレームを用いてアクセスクラス検知分散アクセスパラメータを無線局２１５に転送する。
【００３９】
ＡＰ無線メディア通信モジュール４１５は、集中制御モジュール４０５及び／又はＡＰ分散制御モジュール４１０から送信フレームを受信し、無線アンテナ３４０を用いてネットワークプロセッサ３３５に送信パケットを転送する、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。
【００４０】
初期化状態では、すべての無線局２１５がＡＰ２０５に登録されることが理解できる。したがって、本発明の実施形態では、ＡＣ監視モジュール４２０は、登録された無線局２１５から送信されるＭＡＣパケットの送信元アドレスを読み込み、トラフィックタイプ（すなわち、対応するＡＣ）及びデータレートを判定する。ＡＣ監視モジュール４２０は、ＴＸＯＰパラメータによって制限されるチャネルビジー状態の持続時間を監視することによって、対応するＡＣを判定することができる。ＡＣ監視モジュール４２０は、単位時間当たりに送信される平均パケット数を計算することによって、データレートを推定することができる。登録された無線局２１５のＡＣ及びデータレートを監視することによって、ＡＣ監視モジュール４２０は、登録された無線局２１５の優先度の高いトラフィック、例えば、ＶＩトラフィック及び／又はＶＯトラフィックのスループット要件を判定することができる。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、物理層で５４Ｍｂｐｓを提供し、ＭＡＣ層で約３０Ｍｂｐｓ（すなわち、５４Ｍｂｐｓの６０％）を提供する。ＶＩトラフィックが約２０Ｍｂｐｓを要求する場合（且つ、ＶＯトラフィックがＶＩトラフィックに対して無視できると仮定する場合）、本発明の実施形態では、ＡＣ監視モジュール４２０は、残りの１０ＭｂｐｓをＢＥトラフィック及び／又はＢＫトラフィックに割り当てる。ＶＩトラフィックが所与の時点にない場合、ＡＣ監視モジュール４２０は、ＶＩトラフィックが無線メディアで送信されるまで帯域幅を確保しても、又は確保しなくてもよい。
【００４１】
ＡＣスループット適合モジュール４２５は、優先度の高いトラフィック、例えば、音声（ＶＯ）及び／又はビデオ（ＶＩ）よりも優先度の低いトラフィック、例えば、ベストエフォート（ＢＥ）及びバックグラウンド（Ｂｋ）に望ましいスループット比を計算する。例えば、ＶＩトラフィックが、送信可能な３０Ｍｂｐｓのうち、２０Ｍｂｐｓを用いて送信する場合、１０ＭｂｐｓをＢＥトラフィック及び／又はＢＫトラフィックに割り当てることができる。本発明の実施形態では、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、８ＭｂｐｓをＢＥトラフィックに割り当て、２ＭｂｐｓをＢＫトラフィックに割り当てることができる。したがって、ＶＯトラフィックに対するＢＥトラフィックの割合は、８／２０、すなわち、０．４であり、ＶＯトラフィックに対するＢＫトラフィックの割合は、２／２０、すなわち、０．１である。
【００４２】
優先度の高いトラフィックに望ましいスループット比が分かると、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、アクセスクラス検知競合ベース（例えば、ＥＤＣＡ）パラメータ（例えば、ＣＷｍｉｎ、ＣＷｍａｘ、ＡＩＦＳＮ、及び／又はＴＸＯＰ）の一つ又は複数のパラメータを異なるＡＣにわたって調整し、残りの帯域幅を優先度の低いトラフィックに割り当てる。例えば、本発明の実施形態では、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、二つのＡＣ、すなわち、優先度の高いアクセスクラスＡＣ［ＨＰ］と優先度の低いアクセスクラスＡＰ［ＬＰ］とにわたってスループット比１：ｋを達成するように、ＡＣにわたる一つのみのアクセスクラス検知競合ベースパラメータを変更しながら、その他のアクセスクラス検知競合ベースパラメータを互いに同一に保つことができる。他の方法を用いて、ＡＩＦＳＮ、ＣＷｍｉｎ、ＣＷｍａｘ、ＴＸＯＰ、及び／又はこれらのパラメータの組み合わせを調整するように実施形態を発展できることを当業者は理解できる。以下に、四つの実施形態の例を説明する。
【００４３】
１．ＡＩＦＳＮ調整：ＡＣ［ＨＰ］及びＡＣ［ＬＰ］が同じＣＷｍｉｎ値、ＣＷｍａｘ値、及びＴＸＯＰ値を有する場合、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、後述するように、所定のＡＩＦＳＮ［ＨＰ］に対してＡＩＦＳＮ［ＬＰ］を調整することによって、所望のスループット比１：ｋを達成することができる。
【００４４】
異なるＡＣにわたって所望のスループット比を達成するために、本発明の実施形態では、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、優先度の低いＡＣ［ｉ］のＡＩＦＳＮ［ｉ］を判定する基準としてＡＣ［ＨＰ］のＡＩＦＳＮ［ＨＰ］を用いる。すなわち、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、ＡＣ［ＨＰ］と各ＡＣ［ｉ］との所望のスループット比が１：ｋiであると仮定する。例えば、ＡＣ［ＶＯ］を無視することができるとともに、ＡＣ［ＶＯ］の８０２．１１ｇの初期値を残すことができる。さらに、ＡＣ［ＶＩ］のスループット要件と比較して、ＡＣ［ＢＥ］の場合のスループット比ｋiは０．４であり、ＡＣ［ＢＫ］の場合のスループット比ｋiは０．２であってもよい。さらに、図４Ｂに示すように、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、ＡＩＦＳＮ［ＨＰ］４５５をＡＣ［ＨＰ］に対応するＡＩＦＳＮ値として定義し、ＡＩＦＳＮ［ｉ］４６０をＡＣ［ｉ］に対応するＡＩＦＳＮ値として定義し、ＡＩＦＳＮ＿Ｌａｇ［ｉ］４６５をＡＩＦＳＮ［ｉ］４６０とＡＩＦＳＮ［ＨＰ］４５５との差、すなわち、ＡＩＦＳＮ＿Ｌａｇ［ｉ］＝ＡＩＦＳＮ［ｉ］−ＡＩＦＳＮ［ＨＰ］として定義する。
【００４５】
ＡＣ［ＨＰ］を含む無線局Ｎ1２１５があり、ＡＣ［ｉ］を含む無線局Ｎ2２１５がある場合、ＡＰ２０５のＡＣスループット適合モジュール４２５は、以下の関係を適用することができる。
【００４６】
【数３】
2008245278.tif 000005
【００４７】
式（１）では、Ｄ＝ＡＩＦＳＮ＿Ｌａｇ［ｉ］であり、τは、例えば、τ＝２／（１＋ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］）として計算されるチャネルアクセスの定常状態確率である。したがって、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、以下のようＡＩＦＳＮ＿Ｌａｇ［ｉ］を計算する。
【００４８】
【数４】
2008245278.tif 000006
【００４９】
式（２）は、値Ｄが整数値であることを保証していないため、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、ＡＣ［ｉ］を有する無線局２１５にランダムＡＩＦＳＮ［ｉ］メカニズム（所定の確率密度関数に従うメカニズム）を考慮し、ＡＣ［ＨＰ］を有する無線局２１５に固定ＡＩＦＳＮ［ＨＰ］値を考慮する。
【００５０】
ＡＣ［ｉ］を有する無線局２１５の確率密度関数を満たすために、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、ＡＣ［ｉ］を有する無線局２１５が確率ｐでＡＩＦＳＮ［ｉ］値Ａを選択し、確率１−ｐで値Ａ＋１を選択すると仮定する。したがって、ＡＩＦＳＮ＿Ｌａｇ［ｉ］は確率ｐで値Ｄであり、確率１−ｐで値Ｄ−１である。このため、ＡＩＦＳＮ＿Ｌａｇ［ｉ］＝（Ｄ）（ｐ）＋（Ｄ−１）（１−ｐ）＝Ｄ−１＋ｐは有効である。したがって、Ｄ＝ＡＩＦＳＮ［ｉ］−ＡＩＦＳＮ［ＨＰ］の式は、以下のように書き換えることができる。
【００５１】
【数５】
2008245278.tif 000007
【００５２】
ＡＣスループット適合モジュール４２５は、式（３）から得られる結果の値が整数になるように値ｐを用いる。したがって、値ｐは等式Ｔ２＝１−ｆｒａｃ（Ｔ１）の解であり、ｆｒａｃは引数の小数部分を示す。ｆ＝ｆｒａｃ（Ｔ１）とすると、以下のように求まる。
【００５３】
【数６】
2008245278.tif 000008
【００５４】
べき級数展開を用いて、τ＜＜１（例えば、τ＝０．２）の場合にｐ≒ｆとすることができる。したがって、以下のように求まる。
【００５５】
【数７】
2008245278.tif 000009
【００５６】
例えば、
・ＣＷｍｉｎHP＝ＣＷｍｉｎLP＝１５、ＣＷｍａｘHP＝ＣＷｍａｘLP＝３１、
・Ｎ１＝Ｎ２＝２、且つ、
・ｋi＝２、ＡＩＦＳＮ［ＨＰ］＝２
と仮定し、式（３）、式（４）、及び式（５）を用いると、
・ｐ＝０．５３４９、Ｄ＝２、
・Ａ＝ＡＩＦＳＮ［ＨＰ］＋Ｄ＝４、及び、
・確率０．５３４９でＡＩＦＳＮ［ＬＰ］＝４、確率０．４６５１でＡＩＦＳＮ［ＬＰ］＝５
が与えられる。
【００５７】
２．ＣＷｍｉｎを用いた調整：ＡＣ［ＨＰ］及びＡＣ［ＬＰ］が同じＴＸＯＰ値及びＡＩＦＳＮ値を有する場合、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、ＣＷｍｉｎ［ＬＰ］＝整数（ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］／ｋ）に従って、ＡＣ［ＬＰ］のＣＷｍｉｎを調整することによって、スループット比１：ｋを達成することができる。８０２．１１ｅに従う場合、ＣＷｍｉｎは、特定の式、例えば、２n−１に基づいていなければならないため、ＣＷｍｉｎ［ＬＰ］は、２n−１以下であるとともに、整数（ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］／ｋ）に最も近い値として選択することができる。
【００５８】
３．ＴＸＯＰを用いた調整：ＡＣ［ＨＰ］及びＡＣ［ＬＰ］が同じＣＷｍｉｎ値及びＡＩＦＳＮ値を有する場合、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、ＴＸＯＰ［ＬＰ］＝ＴＸＯＰ［ＨＰ］×ｋに従って、ＡＣ［ＬＰ］のＴＸＯＰを調整することによって、スループット比１：ｋを達成することができる。
【００５９】
４．ＴＸＯＰ、ＣＷｍｉｎ、及びＡＩＦＳＮを用いた調整：ＡＣ［ＨＰ］及びＡＣ［ＬＰ］が異なる組のＥＤＣＡパラメータ値を有する場合、ＡＣスループット適合モジュール４２５は、以下の式を適用することによって、ＡＣ［ＨＰ］及びＡＣ［ＬＰ］の所望のスループット比１：ｋを達成することができる。
ａ．ｋ＿ｓｕｂを以下のように計算する。
【００６０】
ｉ．ｋ＿ｓｕｂ＝｛ＴＸＯＰ［ＬＰ］／ＴＸＯＰ［ＨＰ］｝×｛ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］／ＣＷｍｉｎ［ＬＰ］｝
ｂ．ｋ＿ｒｅｍを以下のように計算する。
【００６１】
ｉ．ｋ＿ｒｅｍ＝ｋ／ｋ＿ｓｕｂ
ｃ．前述したが、以下のように変更された式（３）、式（４）、及び式（５）を用いてパラメータＤ、ｐ、及びＡを計算する。
【００６２】
ｉ．τ＝２／（ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］＋１）として、ＣＷｍｉｎ［ＨＰ］を用いてτを計算し、
ｉｉ．値ｋの代わりに値ｋ＿ｒｅｍを用いる。
【００６３】
本発明の実施形態は各ＡＣに割り当てられるスループット比を調整し、無線ＬＡＮ及びメッシュネットワークのＱｏＳ及びアドミッション制御に有効な制御である。
【００６４】
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又は無線局２６０）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、異なるユニット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、同じユニットの一部、分散ユニット、又は仮想メモリ等に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、永久メモリ及び一時メモリのいずれの場合も、全てのデータ記憶媒体を網羅することを意図する。
【００６５】
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。
【００６６】
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、集中制御エージェント６０５、ＳＴＡ分散制御エージェント６１０、及びＳＴＡ無線メディア通信モジュール６１５を含む。
【００６７】
集中制御エージェント６０５は、集中制御アクセスを用いて非競合期間（ＣＦＰ）中に無線メディアにアクセスするハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。
【００６８】
ＳＴＡ分散制御エージェント６１０は、ＥＤＣＡモードを用いて競合期間（ＣＰ）中に無線メディアにアクセスするハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。ＳＴＡ分散制御エージェント６１０は、通常ビーコンフレームを用いてＡＰ２０５／２５５からＥＤＣＡパラメータを受信し、ＥＤＣＡパラメータを用いて、無線メディアにＥＤＣＡに基づいた分散制御アクセスを行う。
【００６９】
ＳＴＡ無線メディア通信モジュール６１５は、集中制御エージェント６０５及び／又はＳＴＡ分散制御エージェント６１０から送信フレームを受信し、無線アンテナ５４０用いてネットワークプロセッサ５３５に送信パケットを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。
【００７０】
図７は、本発明の実施形態による各ＡＣにわたってスループットを調整する方法７００を示すフローチャートである。方法７００は、ステップ７０５で、無線局２１５がＡＰ２０５を登録することによって始まる。ステップ７１０で、ＡＰ２０５は、チャネル及びトラフィックを監視し、以下のトラフィックパラメータを求める。
・優先度の高いトラフィックＡＣ［ＨＰ］、
・アクティブＡＣの数Ｌ、
・ＡＣ［ｉ］内の無線局の数Ｎｉ、及び、
・ＡＣ［ＨＰ］とＡＣ［ｉ］とのスループット比ｋｉ
ステップ７１５で、ＡＰ２０５は、ＡＣ［ｉ］について、前述した式（３）〜式（５）を用いてＡＩＦＳＮ値Ａをアクセス確率ｐで計算し、ＡＩＦＳＮ値Ａ＋１をアクセス確率１−ｐで計算する。ステップ７２０で、ＡＰ２０５は、次のＡＣ［ｉ］にインクリメントし、ステップ７２５で、少なくとも一つのＡＣ［ｉ］が処理されたか否かを判定する。少なくとも一つのＡＣ［ｉ］が処理されていない場合、ＡＰ２０５は、ステップ７１５に戻り、次のＡＣ［ｉ］のＡＩＦＳＮ値及びアクセス確率を計算する。すべてのＡＣ［ｉ］が処理された場合、ステップ７３０で、ＡＰ２０５は、ビーコンフレームを用いて、計算されたアクセスクラス検知競合ベースパラメータの組をブロードキャストする。別の実施形態では、ステップ７３０で、ＡＰ２０５は、無線局２１５がアクセスクラス検知競合ベースパラメータの計算に用いるＡＩＦＳＮ値Ａ及びアクセス確率ｐの組をブロードキャストしてもよい。ステップ７３５で、無線局２１５は、ビーコンフレームを受信し、アクセスクラス検知競合ベースパラメータセットをビーコンフレームに従って更新する。次に、方法７００は、ステップ７１０に戻り、引き続きチャネル及びトラフィックを監視し、ＡＰ２０５がＡＩＦＳＮ値Ａ及びアクセス確率ｐ、並びに／又は、アクセスクラス検知競合ベースパラメータを、調整可能な所定の差よりも大きく変更された場合に、トラフィックパラメータが変更されたか否かを判定する。
【００７１】
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用いて実装してもよい。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用いてもよい。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用いて、特定用途向け集積回路を用いて、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用いて実装してもよい。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】
【００７２】
【図１Ａ】８０２．１１ｇの従来技術の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】本発明の実施形態によるスループット調整を用いた無線ＬＡＮのブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態によるトラフィックカテゴリを列挙した無線ＬＡＮの詳細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４Ａ】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４Ｂ】ＥＤＣＡでのＡＩＦＳＮの弁別化を示すタイミング図である。
【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各ＡＣにわたってスループットを調整する方法を示すフローチャートである。
【図１Ａ】
2008245278.tif 000012
【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４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４Ｂ】
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