(57)【要約】  方法と装置とは、クライアント毎の動的電力管理による無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における空間の再利用を改善する。ＷＬＡＮの各アクセスポイントは、その複数のクライアントの各々を最小電力レベルに関連付ける。ＷＬＡＮの中央コントローラは異なる電力レベルで送信するためのスケジュールを生成し、各アクセスポイントは、その送信電力レベルをスケジュールに基づいて変化させる。アクセスポイントは、スケジュールされている送信電力レベルで、スケジュールされている電力レベル未満の最小電力レベルに関連付けられている複数のクライアントに複数のデータパケットを送信する。
2010512065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ローカルエリアネットワーク内のアクセスポイントから複数のクライアントに複数のデータパケットを送信する方法であって、
前記各クライアントに複数の最小電力レベルの１つを関連付けるステップと、
前記複数のデータパケットを、スケジュールされている複数の電力レベルの各々において、前記スケジュールされている電力レベル以下の前記最小電力レベルに関連付けられている少なくとも１つの前記クライアントに送信するステップと、を有する方法。
【請求項２】
前記アクセスポイントの内部クロックをグローバルクロックに同期させるステップをさらに有し、
前記スケジュールされている複数の電力レベルは、前記グローバルクロックに対してスケジュールされている、請求項２に記載の方法。
【請求項３】
前記各クライアントを前記複数の最小電力レベルの１つに関連付けるステップは、前記各クライアントを前記クライアントに対する到達率が閾値よりも大きくなる前記複数の最小電力レベルの少なくとも１つに関連付けるステップを有する、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のデータパケットを送信するステップは、
前記複数のデータパケットを前記複数のデータパケットの送信先の複数の前記クライアントに関連付けられている前記複数の最小電力レベルに対応している複数のキューに割り当てるステップと、
前記複数のデータパケットを、前記スケジュールされている電力レベルで、前記スケジュールされている電力レベル以下の最大の前記最小電力レベルに対応している非空の前記キューから送信するステップとを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のデータパケットを送信するステップは、
複数の前記電力レベルの順番と前記スケジュールされている複数の電力レベルの各々で送信するための期間とを指定しているスケジュールを受信するステップと、
前記複数のデータパケットを前記指定されている順番で前記スケジュールされている複数の電力レベルの各々で、前記スケジュールされている電力レベルの各々に対して指定されている前記期間の間、順番に送信するステップとを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記スケジュールされている複数の電力レベルの前記スケジュールを調整する複数の改善のヒントを生成するステップと、
前記複数の改善のヒントを中央コントローラに送信するステップと、をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の改善のヒントを生成する前記ステップは、
前記スケジュールされている複数の電力レベルの各々に対して到着率を計算するステップと、
前記スケジュールされている複数の電力レベルの各々に対して調整された時間が前記スケジュールされている電力レベルに対する前記到着率に比例するように、前記スケジュールされている複数の電力レベルの各々に対して調整された時間を求めるステップとを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記クライアントの前記到達率が閾値未満である時を検出するステップと、
前記クライアントの前記到達率が前記閾値未満である時に、前記クライアントに関連付けられている前記最小電力レベルを前記複数の最小電力レベルの中の次に最も高い１つにアップグレードするステップと、をさらに有する、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
無線ローカルエリアネットワーク内の複数のアクセスポイントから複数の前記アクセスポイントの各々の複数のクライアントに複数のデータパケットを送信する方法であって、
前記複数のアクセスポイントの各々について、前記各クライアントを複数の最小電力レベルの１つに関連付けるステップと、
複数の送信電力レベルの各々で対応している送信時間の間に送信するグローバルスケジュールを生成するステップと、
前記複数のアクセスポイントの各々から、前記グローバルスケジュールに従って複数の前記送信電力レベルの各々で前記対応している送信時間の間、前記複数のデータパケットを前記送信電力レベル以下の前記最小電力レベルに関連付けられている少なくとも１つの前記クライアントに送信するステップと、を有する方法。
【請求項１０】
前記複数のアクセスポイントをグローバルクロックに同期させるステップをさらに有し、
前記グローバルスケジュールには、前記グローバルクロックに基づいて、前記複数のアクセスポイントの各々が同時に従う、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記各クライアントを前記複数の最小電力レベルの１つに関連付けるステップは、前記各クライアントを前記クライアントに対する到達率が閾値よりも大きな前記複数の最小電力レベルの少なくとも１つに関連付けるステップを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のアクセスポイントに対して、前記アクセスポイントの性能データに基づいて前記グローバルスケジュールを調整する複数の改善のヒントを生成するステップと、
前記複数のアクセスポイントの全てに対する前記複数の改善のヒントに基づいて前記グローバルスケジュールを改善するステップと、をさらに有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の改善のヒントを生成する前記ステップは、
前記複数のアクセスポイントの各々について、前記複数の送信電力レベルの各々に対して到着率を計算するステップと、
前記複数の送信電力レベルの各々に対して調整された時間が前記送信電力レベルに対する前記到着率に比例するように、前記複数の送信電力レベルの各々に対して前記調整された時間を求めるステップとを有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記グローバルスケジュールを改善するステップは、
前記複数の改善のヒントに基づいて前記複数の送信電力レベルの各々について最小時間割り当てを計算するステップと、
前記複数の改善のヒントに基づいて前記最小時間割り当てを超える時間を必要とする前記複数の送信電力レベルの中で残りの時間を分配するステップとを有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のアクセスポイントの各々について、前記クライアントの到達率が閾値未満になった時を検出するステップと、
前記クライアントの前記到達率が前記閾値未満である時に、前記クライアントに関連付けられている前記最小電力レベルを前記複数の最小電力レベルの次に最も高い１つにアップグレードするステップと、をさらに有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
複数のデータパケットを無線ローカルエリアネットワーク内の複数のクライアントに送信するアクセスポイントであって、
前記各クライアントを複数の最小電力レベルの１つに関連付ける手段と、
前記複数のデータパケットを、スケジュールされている複数の電力レベルの各々において、前記スケジュールされている電力レベル以下の前記最小電力レベルに関連付けられている少なくとも１つの前記クライアントに送信する手段と、を有する、アクセスポイント。
【請求項１７】
内部クロックを外部クロックに同期させる手段をさらに有し、
前記スケジュールされている複数の電力レベルは、前記グローバルクロックに対してスケジュールされている、請求項１６に記載のアクセスポイント。
【請求項１８】
前記複数のデータパケットを送信する手段は、
各々が前記複数の最小電力レベルの１つに対応しており、前記複数の最小電力レベルの前記１つに関連付けられている前記複数のクライアントを送信先とする前記複数のデータパケットを保存する複数のキューと、
前記複数のデータパケットを、前記スケジュールされている電力レベルで、前記スケジュールされている電力レベル以下の最大の前記最小電力レベルに対応している非空の前記キューから送信する無線送信機とを有する、請求項１６に記載のアクセスポイント。
【請求項１９】
前記スケジュールされている複数の電力レベルの前記スケジュールを調整するための複数の改善のヒントを生成する手段と、
前記複数の改善のヒントを中央コントローラに送信する手段と、をさらに有する、請求項１６に記載のアクセスポイント。
【請求項２０】
前記クライアントの到達率が閾値未満である時を検出する手段と、
前記クライアントの前記到達率が前記閾値未満である時に、前記クライアントに関連付けられている前記最小電力レベルを前記複数の最小電力レベルの次に最も高い１つにアップグレードする手段と、をさらに有する、請求項１６に記載のアクセスポイント。
【請求項２１】
複数のデータパケットを無線ローカルエリアネットワーク内の複数のクライアントに送信する装置であって、
複数の送信電力レベルの各々で対応している送信時間の間に送信するグローバルスケジュールを生成するように構成されている中央コントローラと、
複数のアクセスポイントであって、各アクセスポイントは前記複数のクライアントの各々を複数の最小電力レベルの１つに関連付けるように構成されており、各アクセスポイントは前記グローバルスケジュールに従って対応している送信時間の間に前記複数の送信電力レベルの各々で前記複数のデータパケットを前記送信電力レベル以下の前記最小電力レベルに関連付けられている少なくとも１つの前記クライアントに送信するように構成されている、複数のアクセスポイントと、を有する装置。
【請求項２２】
前記複数のアクセスポイントの各々はグローバルクロックに同期している、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記複数のアクセスポイントの各々は、前記アクセスポイントの性能データに基づいて前記グローバルスケジュールを調整するように複数の改善のヒントを生成し、前記複数の改善のヒントを前記中央コントローラに送信するように構成されており、
前記中央コントローラは、前記複数の改善のヒントを複数の前記アクセスポイントの各々から受信し、前記グローバルスケジュールを前記複数の改善のヒントに基づいて改善するように構成されている、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記複数のアクセスポイントの各々は、前記クライアントの到達率が閾値未満の時を検出して、前記クライアントの前記到達率が前記閾値未満の時に、前記クライアントに関連付けられている前記最小電力レベルを前記複数の最小電力レベルの中の次に最も高い１つにアップグレードさせるように構成されている、請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における電力管理に関し、特に、ＷＬＡＮにおけるクライアント毎の動的電力管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）は、ユーザにインターネットへのアクセスを提供するための重要な技術である。管理されているＷＬＡＮは、すべてのアクセスポイント（ＡＰ）が同じ管理ドメイン内にある配備を指す。そのような管理ＷＬＡＮの例には、短距離企業ネットワークとキャンパスネットワーク、Ｔ−ｍｏｂｉｌｅなどのホットスポットネットワーク、ＧｏｏｇｌｅのＷｉｆｉ、ＭＩＴのｒｏｏｆｎｅｔ、ヒューストンの都市ネットワークなどの全市ネットワークが含まれる。そのようなネットワークは、カバー率を最大にするように、送信と周波数範囲とが重なっている複数のＡＰを有していることが多い。カバー率はＡＰの送信範囲に依存するのに対して、各ＡＰの性能は隣接している複数のＡＰの干渉範囲に依存する。干渉範囲と送信範囲が大きくなると、送信チャンネルの競合が増加し、パケット衝突の増加につながる。その結果、最大カバー率のための高密度のＡＰの展開においては、隣接している複数のＡＰからの干渉のために各ＡＰは準最適な性能で動作し、そのためネットワークの全スループットが低下することが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
干渉を緩和し、空間の再利用を改善する（たとえば、ＡＰ−クライアント同時送信の数を増加させる）ための従来のアプローチには、干渉している複数のＡＰのための非重複送信チャネルの使用と、各ＡＰの送信電力の最適レベルへの調整とがある。非重複送信チャネルを使用するアプローチには、ＷＬＡＮで一般的に使用されている８０２．１１ａ／ｂ／ｇ標準において非重複チャネルが不足しているという問題がある。各ＡＰの送信電力レベルを最適レベルに調整するアプローチでは、ＡＰがそのクライアント全てに送信するために同じ電力レベルを使用することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）において、アクセスポイント（ＡＰ）の送信電力をクライアント毎に動的に調整することによって、改善された空間の再利用をもたらす装置と方法とを対象にしている。本発明の実施態様によれば、ＡＰは、クライアントが複数のデータパケットを正常に受信することができる最小の送信電力でデータパケットをクライアントに送信することができる。
【０００５】
本発明の一実施態様によれば、ＷＬＡＮのＡＰは複数のクライアントにサービスを提供する。ＡＰはその複数のクライアントの各々に最小電力レベルを割り当てる。ＡＰは、複数のスケジュールされている複数の電力レベルの各々でスケジュールされている電力レベル未満の最小電力レベルに関連付けられている複数のクライアントにデータパケットを送信する。ＡＰは、複数の電力レベルのスケジュールを調整する複数の改善のヒントを生成し、そのクライアントに関連付けられている複数の最小電力レベルをアップグレードすることもできる。
【０００６】
本発明の他の実施態様によれば、ＷＬＡＮは、各々が複数のクライアントにサービスを提供している複数のＡＰと、中央コントローラとを有している。各ＡＰは、その複数のクライアントの各々に最小電力レベルを割り当てる。中央コントローラは、複数の送信電力レベルの各々で対応している送信時間の間に送信するためのスケジュールを生成する。スケジュールに基づいて、各ＡＰは複数の送信電力レベルの各々で対応している送信時間の間に送信する。各ＡＰは、スケジュールされている送信電力レベルでスケジュールされている電力レベル未満の最小電力レベルに関連付けられている複数のクライアントに複数のデータパケットを送信する。各ＡＰは、複数の改善のヒントも中央コントローラに送信することが可能で、中央コントローラはグローバルスケジュールを複数の改善のヒントに基づいて改善することができる。各ＡＰは、複数のクライアントに関連付けられている最小電力レベルをアップグレードすることもできる。
【０００７】
本発明のこれらの、そしてその他の利点は、以下の詳細な説明と添付の図面とを参照することによって、当業者に対して明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、クライアント毎の動的電力管理による無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における空間の再利用の改善を対象としている。本発明の複数の実施形態は、全てのアクセスポイント（ＡＰ）が同じ管理制御の下にある管理ＷＬＡＮにおけるクライアント毎の動的電力管理を対象としている。
【０００９】
図１は、典型的な管理ＷＬＡＮを示している。図１に示しているようにＷＬＡＮは、クライアント１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２が無線ネットワークへアクセスできるようにするＡＰ１０４，１０６，１０８を有している。中央コントローラ１０２は、複数のＡＰ１０４，１０６，１０８の各々と通信する。コントローラ１０２は、ＡＰ１０４，１０６，１０８に管理命令を送信するために、ＡＰ１０４，１０６，１０８と有線または無線で通信することができる。ＡＰ１０４，１０６，１０８は独立してスケジューリングを行い、複数のデータパケットを８０２．１１  ａ／ｇ／ｂなどの無線プロトコルを使用してそれぞれのクライアント１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２に送信する。ＡＰ１０４，１０６，１０８は複数のデータパケットをさまざまなチャネルを使用して送信する。ＡＰ１０４，１０６，１０８が特定の相互干渉範囲にあるときには、いかなる瞬間でも特定のチャネルを通して送信することができるのは、ＡＰ１０４，１０６，１０８の１つだけである。クライアント１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２は、コンピュータ、携帯電話、ＰＤＡなどの装置とすることができる。複数のＡＰは、追加の有線および無線ネットワークを通してインターネットに接続してクライアント１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２がインターネットに接続できるようにすることができる。
【００１０】
図１のＡＰ１０４，１０６，１０８とコントローラ１０２は、公知のコンピュータプロセッサ、メモリユニット、記憶装置、コンピュータソフトウェア、およびその他の構成要素を使用してコンピュータとして実装することができる。したがって、本発明の複数の実施形態によるクライアント毎の電力管理方法をそのようなコンピュータに実装することができる。そのようなコンピュータの高レベルのブロック図を図２に示している。コンピュータ２０２は、コンピュータ２０２の全体の動作を、そのような動作を定めている複数のコンピュータプログラム命令を実行することによって制御するプロセッサ２０４を有している。複数のコンピュータプログラム命令は、記憶装置２１２（例えば磁気ディスク）に保存して、複数のコンピュータプログラム命令の実行が必要なときに、メモリ２１０にロードすることができる。したがって、図４に示している方法のステップを含めて、以下で説明する全ての方法のステップは、メモリ２１０および／またはストレージ２１２に保存されている複数のコンピュータプログラム命令によって定められ、複数のコンピュータプログラム命令を実行するプロセッサ２０４によって制御することができる。コンピュータ２０２は、他の装置とネットワークを通して通信する１つまたは２つ以上のネットワークインターフェイス２０６も有している。たとえば、ＡＰと中央コントローラとは、複数のネットワークインターフェイスを通して互いに通信してもよい。コンピュータ２０２は、無線プロトコルを使用したデータの送信と受信のための無線トランシーバ２１４を有していてもよい。例えばＡＰは、無線トランシーバ２１４を使用して複数のデータパケットを複数のクライアントに送信して、複数のクライアントから複数のデータパケットを受信することができる。コンピュータ２０２は、ユーザがコンピュータ２０２と対話できるようにする他の複数の入出力装置２０８（ディスプレイ、キーボード、マウス、スピーカ、ボタンなど）を有していてもよい。当業者には、実際のコンピュータの実装は他の構成要素も有することができることと、図２はそのようなコンピュータの複数の構成要素のいくつかを図示の便宜上高レベルで表示していることが理解できるであろう。
【００１１】
本発明の実施形態によれば、ＷＬＡＮ内のＡＰは複数のデータパケットを複数の異なるクライアントに対する複数の異なる電力レベルで送信することができる。しかし、複数のＡＰが互いに独立して複数の電力レベルを変化させていると、非対称の複数のリンクが発生したり、隠しノードが増加したりする可能性がある。図３Ａ，３Ｂは非対称リンクの問題と隠しノードの問題とをそれぞれ示している。図３Ａ，３Ｂに示すように、ＡＰ１とＡＰ２とはアクセスポイントであって、Ｃ１とＣ２とはＡＰ１とＡＰ２のそれぞれのクライアントである。図３Ａの非対称リンクの問題では、ＡＰ１はＡＰ２よりも低い電力レベルで送信する。複数の破線の矢印で示すように、ＡＰ１はＡＰ２の送信を検出できるが、ＡＰ２はＡＰ１の送信を検出することはできない。この状態では、ＡＰ１がＡＰ２の特定のチャネルのついての送信を検出するたびに、ＡＰ１はそのチャネルについての自身の送信を延期する。その結果、ＡＰ１はそのチャネルを通して送信する機会はあったとしてもほんのわずかになることがある。そのため、ＡＰ１とＡＰ２とが同じチャネルを通して（例えばＣ１とＣ２とに）送信するデータを有している場合、ＡＰ１の送信スループットが顕著に減少し、それによってＡＰ１のクライアントＣ１の枯渇につながる可能性がある。そのため、リンクの非対称性は、送信スループットに関してＡＰレベルでの不公平につながる可能性がある。
【００１２】
図３Ｂの隠しノードの問題においては、ＡＰ１とＡＰ２とは、互いの送信を検出できない。しかし、Ｃ１はＡＰ２からのパケット送信を検出可能であり、Ｃ２はＡＰ１からのパケット送信を検出可能である。この場合、ＡＰ１とＡＰ２とは、互いの送信を検出できないため、ＡＰ１からの送信がＡＰ２からの送信の受信をＣ２において妨害し、ＡＰ２からの送信がＡＰ１からの送信の受信をＣ１において妨害したとしても、データパケットを同じチャネルを通して送信する可能性がある。そのため、この隠しノード問題は、クライアントＣ１とＣ２の到達率を悪化させる可能性がある。到達率は、受信機で正常に受信されたパケットの数と送信機によって送信されたパケットの数との割合と定義することができる。
【００１３】
図４は、本発明の実施形態によってＷＬＡＮ内でパケットを送信する方法の図である。図４の方法は、クライアント毎の動的電力管理によって、つまり非対称性または隠しノードの増加によって公平性つまり到達率を悪化させることなく、空間の再利用を改善する。本方法は、いかなる時間においても同じ電力レベルで動作し、複数の電力レベルのシーケンスに従うようにＡＰのグループを制御するスロット分割対称電力制御の枠組みを利用する。時間は、複数のスロットに分割されており、各スロットにおいて、すべてのアクセスポイントは同一の電力レベルで動作し、それによってリンクの非対称性を回避する。さまざまな電力レベルに変化することによって、全てのＡＰは各クライアントにクライアントに関連付けられている最小電力レベルでサービスを提供し、それによって空間の再利用を改善することができる。複数のＡＰには、ＷＬＡＮ内の全てのＡＰまたはＷＬＡＮ内の複数のＡＰのグループを含めることができる。
【００１４】
図４に示すように、ステップ４０２において、ＡＰの全てとコントローラとはグローバルクロックに同期している。複数の装置をグローバルクロックに同期させる多くの公知の方法がある。本発明の実施形態では、各ＡＰと中央コントローラとは、全地球測位移システム（ＧＰＳ）受信機を有しており、複数のＡＰと中央コントローラとはそれらの内部クロックをＧＰＳ受信機から供給されるクロックパルスに基づいて協定世界時（ＵＴＣ）に同期させることができる。
【００１５】
ステップ４０４では、各ＡＰにおいて、ＡＰの各クライアントが最小電力レベルに対応付けられる。各ＡＰは、その複数のクライアントの各々を到達率が閾値よりも高くなる最小電力レベルにマッピングしている。図５は、本発明の実施形態による複数のクライアントのＡＰの複数の電力レベルへの対応付けを示している。図５に示しているように、ＡＰはそのクライアントｃ１〜ｃ６の各々を３つの別個の電力レベルＰ１、Ｐ２、およびＰ３にマッピングしている。複数のクライアントｃ１〜ｃ６を３つの電力レベルＰ１、Ｐ２、およびＰ３にマッピングするために、各クライアントｃ１〜ｃ６は、クライアントｃ１〜ｃ６への到達率が閾値を超える３つの電力レベルＰ１，Ｐ２，Ｐ３の最も低い１つにマッピングされている。Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３である図５では、ｃ１は最小電力レベルＰ３に対応付けられており、ｃ２は最小電力レベルＰ２に対応付けられており、ｃ４，ｃ５，ｃ６は最小電力レベルＰ１に対応付けられている。クライアントからの支援なしに各クライアントの到達率を予測するために、各ＡＰは再送信の数、過度の再送信のせいでドロップされたパケットの数、および各クライアントに送信されたパケットの総数などの統計データを収集することができる。それから到達率を総送信数に対する正常な送信数の割合として計算することができる。
【００１６】
図４に戻ると、ステップ４０６では、複数の電力レベルのスケジュールがコントローラによって決定される。コントローラは、複数のクライアントに対応付けられている別個の電力レベルの各々で送信する複数のＡＰのスケジュールを決定する。コントローラは、複数の電力レベルと、各電力レベルＰkで送信するのに費やす時間τkとのエンベロープを生成し、各ＡＰにエンベロープ（スケジュール）への追従を開始するように指令する。図６は、本発明の実施形態による複数の電力レベルのスケジューリングのための典型的なエンベロープ６０２を示している。図６に示すように、エンベロープ６０２は、以下の形式のタプルのシーケンスとして生成することができる。
［（Ｐ1，τ1），（Ｐ2，τ2），．．．，（Ｐn，Ｔn）］、
ここで
【００１７】
【数１】
2010512065.tif 000003
【００１８】
Ｔは、エンベロープ６０２の期間を表している。本発明の一実施形態によれば、エンベロープは、各電力レベルに対してスケジュール設定されている期間の総計がｎに等しくなるように、既定の割り当て分であるＴ／ｎに初期設定されている複数の期間τkを有するように生成することができる。
【００１９】
図４に戻ると、ステップ４０８では、各ＡＰは、複数のクライアントに対応付けられている複数の最小電力レベルとコントローラによって決定されているスケジュールとに基づいて複数のデータパケットを複数のクライアントに送信する。各ＡＰは、エンベロープをコントローラから受信して、指定されている実時間においてエンベロープへの追従を開始する。ＡＰは、エンベロープで指定されているスケジュールされた電力レベルでエンベロープで指定されている期間の間に複数のデータパケットを送信する。複数のＡＰは同じグローバル実時間クロックに同期されているため、エンベロープに従うことによって、全てのＡＰが同じ電力レベルで同じ時間に送信し、電力レベルを同時に切り替えることが保証される。エンベロープは、新規のつまり改善されているエンベロープを中央コントローラから受け取るまで、複数のＡＰが繰り返して使用することができる。
【００２０】
図７は、本発明の実施形態によるデータパケット送信のスケジューリングのためのＡＰによって使用されるアーキテクチャを示している。図７に示すように、図７のアーキテクチャは、各々が最小電力レベル７０８，７１０，７１２の１つに対応している複数のキュー７０２，７０４，７０６を採用している。データパケットがネットワークスタックから到着したときに、ＡＰはパケットの送信先のクライアントの最小電力レベル７０８，７１０または７１２を特定し、データパケットを最小電力レベル７０８，７１０または７１２に対応しているキュー７０２，７０４または７０６に追加する。中央コントローラによって提供されるエンベロープは、各瞬間に使用する複数の送信電力レベルを定めている。時間同期アプリケーション７１４は、ＡＰを実時間グローバルクロックに同期させ（ステップ４０２）、エンベロープトラッカ７１６は、ＡＰを実時間グローバルクロックに基づいてエンベロープに従うように制御する。エンベロープに基づいて、エンベロープトラッカ７１６はキュー７０２，７０４，７０６から複数のデータパケットをプルするプルスイッチ７１８における許容される電力レベルを制御する。データパケットを送信するために、出力装置（つまり無線送信機）はデータパケットをプルスイッチ７１８を通して許容レベル以下の最大の最小電力レベル７０８，７１０または７１２に対応している非空のキュー７０２，７０４，７０６からプルする。そのため、許容レベルに対応しているキューが空の場合に許容レベル未満の最小電力レベル７０８，７１０，７１２に対応しているキュー７０２，７０４，７０６から複数のデータパケットをプルすることができる。しかし、許容されている（スケジュールされている）レベル未満の最小電力レベルに対応しているキューからの複数のパケットは、許容されているレベル（スケジュールされているレベル）で送信される。
【００２１】
クライアントパフォーマンスモニタ７２０は、中央コントローラに送信される複数の改善のヒントを生成するために使用される到達率などのクライアントパフォーマンスデータを保存している（ステップ４１０，４１２）。クライアントパフォーマンスデータは、複数のクライアントを最小電力レベル７０８，７１０，７１２にマッピングしたり（ステップ４０２）、クライアントを電力へマッピングしたりするアプリケーション７２２によって最小電力レベルをアップグレードさせるかどうかを決定するためにも使用される（ステップ４１４）。
【００２２】
図４に戻ると、本発明の実施形態によれば、複数のＡＰがコントローラによって決定された電力レベルスケジュールに従って複数のデータパケットを送信している間に、ステップ４１０，４１２を電力レベルスケジュールを改善するために実行することが可能であって、また、ステップ４１４，４１６を複数のクライアントの複数の最小電力レベルをアップグレードするために実行することが可能である。
【００２３】
ステップ４１０では、複数の改善のヒントが各ＡＰから中央コントローラに送信される。各ＡＰはＡＰの複数のクライアントの要件（それらの位置、トラフィックなど）によりよく対応するようにエンベロープを調整するための複数の改善にヒントを決定し、図７を再び参照すると、パフォーマンスモニタ７２０は、ＡＰが複数の改善のヒントを決定するために、各キュー７０２，７０４，７０６の到着率λiの指数関数的重み付け移動平均を保持することができる。パフォーマンスモニタ７２０は、この到着率に基づいて、各電力レベルで費やされる時間がその電力レベルでの到着率に比例するように複数の改善のヒントを定期的に生成することができる。その結果、複数の改善のヒントは、タプルのシーケンスとして生成することができる。
【００２４】
【数２】
2010512065.tif 000004
【００２５】
ここでρiは電力レベルＰiでの最大送信速度を表し、Ｔはエンベロープの期間を表す。各ＡＰはそのＡＰによって決定されたことを示している複数の改善のヒントをコントローラへ送信する。
【００２６】
ステップ４１２では、コントローラによって、複数の電力レベルのスケジュールが、複数のＡＰの各々からコントローラが受信した改善のヒントに基づいて、改善される。コントローラは、エンベロープを改善する場合、まず、最短時間割り当て分を各電力レベルに割り当てる。コントローラは、複数のＡＰが各電力レベルで送信する最短時間割り当て分を次のように計算することができる。
【００２７】
【数３】
2010512065.tif 000005
【００２８】
ここで、は複数の改善のヒントにおいてＡＰjによって要求された電力レベルＰkでの期間
【００２９】
【数４】
2010512065.tif 000006
【００３０】
を表している。いったんコントローラが最短割り当て分を各電力レベルに割り当てると、コントローラは期間Ｔの残りの時間を最小割り当て分よりも長い期間を必要としている複数の電力レベルに分配する。
【００３１】
【数５】
2010512065.tif 000007
【００３２】
が各電力レベルの最短時間を割り当てるときに使用された総時間を表しているときに、
【００３３】
【数６】
2010512065.tif 000008
【００３４】
が期間Ｔのスラックを表すとする。さらに、
【００３５】
【数７】
2010512065.tif 000009
【００３６】
が各電力レベルにおける不足を表すとする。総スラックは、全ての残りのスラックが割り当てられるか、非ゼロの不足のある電力レベルが無くなるまで非ゼロの不足のある複数の電力レベルにわたって割り当てを反復することによって分配可能である。もし存在するならば残りのスラックを全ての電力レベルにそれらの現在の割り当て分に比例して分配することができる。
【００３７】
コントローラは新規の（改善されている）エンベロープを、複数のＡＰの各々に、各ＡＰがそれらのクロックが新規の実時間に到達する前に新規のエンベロープを受信するような十分先の将来の新規の実時間と共に送信する。それに応じて、本方法はステップ４０８に戻り、各ＡＰは指定されている実時間で複数のデータパケットを改善されているスケジュールに基づいて送信する。
【００３８】
ステップ４１４では、各ＡＰについて、どのクライアントに対する到達率も閾値未満であるかどうかを判断する。到達率がＡＰのどのクライアントに対しても閾値未満ではない場合、本方法はステップ４０８に戻り、ＡＰは同じ複数の最小電力レベルの基づいて複数のデータパケットの送信を継続する。クライアントに対する到達率が閾値未満の場合、本方法はステップ４１６に進む。
【００３９】
ステップ４１６では、ＡＰは最小電力レベルをアップグレードする。ＡＰはその複数のクライアントの複数の到達率を規則的な周期で監視することが可能で、クライアントに対する到達率が特定の閾値よりも低下すると、ＡＰはクライアントにクライアントの以前の採用電力レベルよりも１つ高い最小電力レベルを割り当てる。それから、本方法はステップ４０８に戻り、ＡＰは複数のデータパケットをクライアントにクライアントに対するアップグレードされている最小電力レベルに基づいて送信する。考え得る実装によれば、それから、クライアントを、複数のクライアントが到達率の過渡的な問題のために永続的により高い電力レベルにアップグレードされることのないように、その既定の最小電力レベルに規則的な周期でダウングレードさせることができる。
【００４０】
前述の発明を実施するための最良の形態は、あらゆる観点において、例示的で典型的であって、限定的ではないと理解されるべきであり、本明細書において開示している本発明の範囲は、発明を実施するための最良の形態から定められるのではなく、むしろ、特許法によって認められる全範囲に従って解釈されるように特許請求の範囲から定められる。当然、本明細書で示し詳述した実施形態は、本発明の原理を単に例示しており、当業者は本発明の範囲と精神から逸脱することなくさまざまな修正を実装することができる。当業者は、本発明の範囲と精神から逸脱することなく、様々な他の特徴の組み合わせを実装することができる。
【００４１】
本出願は、２００６年１２月４日に出願されている米国仮出願第６０／８６８，４１６号の便益を主張し、その開示は本明細書に参照により援用される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】典型的な管理ＷＬＡＮの図である。
【図２】本発明を実装可能なコンピュータの高レベルのブロック図である。
【図３Ａ】非対称リンクの問題を示している図である。
【図３Ｂ】隠しノードの問題を示している図である。
【図４】本発明の実施形態によってＷＬＡＮ内でパケットを送信する方法を示している図である。
【図５】ＡＰによる複数のクライアントの異なる電力レベルへのマッピングの図である。
【図６】本発明の実施形態による複数の電力レベルのスケジューリングのための典型的なエンベロープの図である。
【図７】本発明の実施形態によるデータパケット送信のスケジューリングのためのＡＰによって使用されるアーキテクチャの図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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