(57)【要約】局（ＳＴＡ３）およびアクセスポイント（ＡＰ３）を含むワイヤレス通信ネットワークを試験するための方法は、局からアクセスポイントに、より低い周波数帯域でブロードキャストパケットを送出し、確認を求めて待機するステップと、より低い周波数帯域でのパケット損失を、送出および確認されたブロードキャストパケットの数をベースにして計算するステップと、より高い周波数帯域に対するパケット損失を、より低い周波数帯域の計算されたパケット損失を考慮することにより、および、より低い周波数帯域とより高い周波数帯域との間の相関関数を使用することにより計算するステップと、を含む。ワイヤレス通信ネットワークは、特に、ＩＥＥＥ  ８０２．１１勧告の１つによる通信ネットワークであり、ブロードキャストパケットは、特に、アドレス解決プロトコルパケットである。
2015518306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局（ＳＴＡ３）およびアクセスポイント（ＡＰ３）を含むワイヤレス通信ネットワークを試験するための方法であって、
前記局（ＳＴＡ３）から前記アクセスポイント（ＡＰ３）に、より低い周波数帯域でブロードキャストパケットを送出し、確認を求めて待機するステップと、
前記より低い周波数ＧＨｚ帯域でのパケット損失を、送出および確認されたブロードキャストパケットの数をベースにして計算するステップと、
より高い周波数帯域に対するパケット損失を、前記より低い周波数帯域での前記計算されたパケット損失を考慮することにより、および、前記より低い周波数帯域と前記より高い周波数帯域との間の相関関数を使用することにより計算するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記アクセスポイント（ＡＰ３）により、前記確認として、受信されたブロードキャストパケットに応答して、ユニキャスト応答メッセージを送出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ブロードキャストパケットは、アドレス解決プロトコルパケットである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ワイヤレス通信ネットワークは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１勧告の１つによる通信ネットワークである、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記ブロードキャストパケットを、再送なしで、前記ＩＥＥＥ  ８０２．１１勧告の１つによる最も低い推奨される変調速度によって送出するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ブロードキャストパケットを、１ＭＨｚから５ＭＨｚの範囲内である変調速度によって送出するステップを含む、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記より低い周波数帯域は２．４ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域であり、前記より高い周波数帯域は５ＧＨＺ  Ｕ−ＮＩＩ帯域である、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記より高い周波数帯域に対するビデオ性能を、前記相関関数から決定するステップを含む、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の方法を利用する、局（ＳＴＡ３）。
【請求項１０】
局（ＳＴＡ３）の内部のアプリケーション用のコンピュータ実行可能プログラムコードであって、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法ステップを、後のプログラムステップとして実行する、前記コンピュータ実行可能プログラムコード。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能プログラムコードを含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１２】
コンピュータにより可読である、請求項１０に記載のコンピュータ実行可能プログラムコードを含む、非一時的プログラム記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局およびアクセスポイントを含むワイヤレス通信ネットワークを試験するための方法に関し、特に、ビデオ品質を決定するために局とアクセスポイントとの間のパケット損失を計算するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローカルエリアネットワーク用のワイヤレス送信（ＷＬＡＮ）は、一方で、エンドユーザに対して良好に設定された技術である。ローカルエリアネットワークの本質的な部分は、ローカルエリアネットワークをインターネットに接続するレジデンシャルゲートウェイである。ワイヤレスデバイスをローカルエリアネットワークに接続するための機構はＷｉ−Ｆｉと呼ばれ、Ｗｉ−Ｆｉは、ワイヤレス送信用の規格のＩＥＥＥ  ８０２．１１ファミリーを使用するデバイス用のブランド名である。ＩＥＥＥ  ８０２．１１勧告とも呼ばれるＩＥＥＥ  ８０２．１１規格は、ワイヤレスアクセスポイントとしてレジデンシャルゲートウェイを規定し、レジデンシャルゲートウェイに接続されるワイヤレスデバイスは局と呼ばれる。ＩＥＥＥ  ８０２．１１規格は、家の至る所に分散されているワイヤレスデバイスが、何らのデータケーブルも必要とすることなくレジデンシャルゲートウェイに接続され得るものであるように規定される。
【０００３】
ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂおよび８０２．１１ｇ規格は２．４ＧＨＺ  ＩＳＭ帯域を使用し、後に開発された８０２．１１ｇ規格が最高５４Ｍｂｉｔ／ｓのデータ速度を可能にし、そのデータ速度は、原則的に、リアルタイムアプリケーション用の高品質ビデオストリーミングを提供するために十分でさえある。しかしながらＷｉ−Ｆｉ技術は、それ自体の成功の被害者となり、データ送信用に選定され得るいくつかの非重複周波数チャネルが存在する場合でも（欧州では４つ、米国では３つ）、近傍のＷｉ−Ｆｉデバイスからの干渉が、都市部では深刻な問題となっている。加えて、２．４ＧＨＺ  ＩＳＭ帯域を使用する他のデバイス、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイス、電子レンジ、ベビーフォン（babyphone）、および他のものもまた存在する。
【０００４】
したがって、２．４ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域によるビデオストリーミングは、高い信頼性で機能しないことになるということ、および、５ＧＨｚ  Ｕ−ＮＩＩ帯域が、干渉を回避するために使用されなければならないということが、当業界での総意である。さらに、現在の８０２．１１ｇワイヤレスデバイスは、データ移送用に設計されており、高品質ビデオ送信を考慮に入れたものではない。それらは、５４Ｍｂｉｔ／ｓの最大物理層ビット速度で動作し、そのことは、約２２Ｍｂｉｔ／ｓ平均データスループットをもたらす。一方で、Ｗｉ−Ｆｉデバイスを製造する主要な会社は、専用の５ＧＨｚ  Ｗｉ−Ｆｉソリューションに取り組みはじめており、そのソリューションは、具体的には、新しいＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎ規格によるビデオアプリケーション用に調整され、５ＧＨｚ帯域での所与の無線周波数経路に対して十分なスループットおよびパケット損失を定めることを可能にする。
【０００５】
しかしながら、そのようなアプリケーションに関心のあるユーザに対しては、依然として問題が残っており、その問題は、彼が、彼の自宅でのビデオ送信のためのものである、局とアクセスポイントとの間のＲＦ経路損失に関して何らの情報も有さないということである。壁、キャビネット、または他の障害物による追加的な経路損失を含む、局とアクセスポイントとの間の距離をベースにしたＲＦ経路損失を計算するための、信頼性の高いモデルもまた存在しない。例えば、従来のコンクリート床により引き起こされる減衰は約５ｄＢであり得るが、コンクリート床が金属のスクリード補強メッシュを入れている場合は、２５ｄＢと相当なものになる場合があり、そのことはユーザには視認可能でない。
【０００６】
例えばユーザは、図１に示されるように、彼の自宅の部屋Ｒ１内に２．４ＧＨｚ帯域で動作するＷｉ−ＦｉアクセスポイントＡＰを、および、部屋Ｒ２内に場所Ｌ１で局ＳＴＡ１、例えばコンピュータを所有している。しかしながら彼は、現在のアクセスポイントＡＰを、先進的な５ＧＨｚビデオオーバーＷｉ−ＦｉアクセスポイントＡＰ２、５ＧＨｚ  Ｕ−ＮＩＩ帯域で動作するレジデンシャルゲートウェイにより置換し、それを、場所Ｌ２で５ＧＨｚビデオオーバーＷｉ−ＦｉセットトップボックスＳＴＡ２とともに使用することを望んでいる。セットトップボックスＳＴＡ２は、部屋Ｒ２内のテレビセットＴＶの近くに配置されなければならない。
【０００７】
新しい５ＧＨｚアクセスポイントＡＰ２の文書類では、それが、４０Ｍｂ／ｓのデータスループット、および、９０ｄｂの経路損失以下の１０〜１６パケット／秒未満のパケット損失を保証することが可能であるということを約束しており、そのことが、２つの異なる高解像度映画を同時に視聴および記録することを可能にするが、ユーザは、そのソリューションが、彼の家の中で、彼がレジデンシャルゲートウェイＡＰ２およびセットトップボックスＳＴＡ２について構想する場所で、実際に十分に機能することになるかどうかの情報を持たない。部屋Ｒ１内に、例えば、レジデンシャルゲートウェイＡＰ２とセットトップボックスＳＴＡ２との間の直線的なライン内に、煙突または大きなキャビネットＣが存在する場合がある。そのため、真相を得るための方法は、店で機器を購入し、それが、望まれる場所で動作することを願うこと、または、可能であるならば、新しいアクセスポイントＡＰ２を供与する会社により行われる現地サービスを受けることのいずれかとなる。
【０００８】
特許文献１では、無線周波数信号を放出する目標デバイスの位置を、目標デバイスから受信される放出の強度に関係があるデータをベースにして推定するための方法を説明している。目標デバイスの位置は、目標デバイスからの、および基準デバイスからの、受信される放出に関連する受信信号強度データをベースにして推定される。目標デバイスは、例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＷＬＡＮデバイスの動作に干渉するエネルギーを放出するデバイス、例えば電子レンジ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイス、またはコードレス電話であり得る。方法は、複数の経路損失モデル、例えば、低い障害密度を伴う領域に対する経路損失モデル、および、高い障害密度に対する別の経路損失モデルを使用する。経路損失モデル用の具体的な係数は、経験的に見出され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７３１７４１９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、局およびアクセスポイントを含むワイヤレス通信ネットワークを試験するための方法であって、前記局から前記アクセスポイントに、より低い周波数帯域でブロードキャストパケットを送出し、確認を求めて待機するステップと、前記より低い周波数帯域でのパケット損失を、送出および確認されたブロードキャストパケットの数をベースにして計算するステップと、より高い周波数帯域に対するパケット損失を、前記より低い周波数帯域の前記計算されたパケット損失を考慮することにより、および、前記より低い周波数帯域と前記より高い周波数帯域との間の相関関数を使用することにより計算するステップと、を含む、前記方法を説明する。
【００１１】
前記ワイヤレス通信ネットワークは、特に、ＩＥＥＥ  ８０２．１１勧告の１つによる通信ネットワークであり、前記ブロードキャストパケットは、再送なしで、前記ＩＥＥＥ  ８０２．１１勧告の１つによる最も低い推奨される変調速度で、例えば１ＭＨｚから５ＭＨｚの範囲内である変調速度で送出される。
【００１２】
本発明のさらなる態様では、前記方法は、前記より低い周波数帯域に対するビデオ性能を決定するために、前記より低い周波数帯域に対するパケット損失を計算し、前記パケット損失データを前記より低い周波数帯域に前記相関関数によって変換するために、受信されたブロードキャストパケットに応答して、ユニキャスト応答メッセージを送出するステップであって、前記ブロードキャストパケットは、特に、アドレス解決プロトコルパケットである、送出するステップを含む。
【００１３】
本発明における前記局は、例えば、前記局の内部に含まれるコンピュータ実行可能プログラムコードを使用することにより、前記方法を利用する。前記方法を遂行するための前記コンピュータ実行可能プログラムコードは、ソフトウェアプログラムとして前記局の内部に含まれる場合があり、または、前記コンピュータ実行可能プログラムコードを含むコンピュータ可読記憶媒体から前記コンピュータ実行可能プログラムコードをコピーすることにより前記局の内部に記憶される場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の好ましい実施形態が、概略的な図面を参照して例によって下記でより詳細に解説される。
【図１】エンドユーザの自宅内に設けられる局およびアクセスポイントを含むワイヤレス通信ネットワークの図である。
【図２】図１に関して説明されるような現地に対して５ＧＨｚ帯域でのパケット損失を決定するためのシナリオの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
理解されたいのは、本発明の図および説明は、本発明の明確な理解のために関連性のある要素を例示するように単純化されており、一方で明瞭性を目的として、典型的なワイヤレス配信方法およびシステムで見出される多くの他の要素を除去しているということである。それでも、そのような要素は当技術分野でよく知られているので、そのような要素の詳細な論考は本明細書では提供されない。本明細書での開示は、当業者に知られているすべてのそのような変形および修正に向けられたものである。例示的な実施形態はＩＥＥＥ  ８０２．１１の枠組の範囲内にあるが、本発明は、この特定の環境に制限されず、他の周波数を利用する他のワイヤレスの枠組の範囲内でもまた適用され得る。
【００１６】
ワイヤレス通信ネットワークを試験するための本発明の方法は、局およびアクセスポイントを含み、より低い周波数帯域でのパケット損失を計算するためにブロードキャストパケットを使用する。次いでパケット損失が、より高い周波数帯域に対して、より低い周波数帯域で計算されたパケット損失を考慮することにより、および、より低い周波数帯域とより高い周波数帯域との間の相関関数を使用することにより計算される。ワイヤレス通信ネットワークは、特に、ＩＥＥＥ  ８０２．１１勧告の１つによるワイヤレスネットワークであり、より低い周波数帯域は２．４ＧＨｚ帯域であり、より高い周波数帯域は５ＧＨｚ帯域である。
【００１７】
次に、ワイヤレス通信ネットワークを試験するための方法が図２に関して例示されており、図２は、図１に関して説明されるような現地を試験するためのアクセスポイントＡＰ３および局ＳＴＡ３を示す。アクセスポイントＡＰ３は任意の古いＷｉ−Ｆｉアクセスポイントであり得るものであり、局ＳＴＡ３は任意の古いラップトップであり得るものであり、それらのアクセスポイントＡＰ３および局ＳＴＡ３は、図１に関して説明されるような、新しいレジデンシャルゲートウェイＡＰ２および新しいセットトップボックスＳＴＡ２について構想される場所間の、経路損失、および特にパケット損失を決定するために無線経路を試験するための、ＩＥＥＥ  ８０２．１１勧告の任意の１つによる２．４ＧＨｚ  Ｗｉ−Ｆｉを有するものである。
【００１８】
ワイヤレス通信ネットワークを試験するための方法は、例えば、アクセスポイントＡＰ２とセットトップボックスＳＴＡ２との間の無線経路に対する経路損失を決定するための、Ｗｉ−Ｆｉが装備された、局ＳＴＡ３、例えばラップトップ、ネットブック、またはスマートフォンにさえもインストールされ得るアプリケーションとして提供される。局ＳＴＡ３は部屋Ｒ２内であちこちに動かされ、セットトップボックスＳＴＡ２の使用に関して関心を引くすべての場所が試験され得る。したがって多数の測定が、部屋Ｒ２の場所Ｃｉで、局ＳＴＡ３によって２．４ＧＨｚ帯域で、各々の場所Ｃｉに対してパケット損失データを決定するために行われる。対応する測定が、アクセスポイントＡＰ３によっていくつかの場所Ｄｉでもまた行われ得る。
【００１９】
ワイヤレス通信ネットワークを試験するための方法は、例えば、隣人が彼のアパート内で、部屋Ｒ３内でアクセスポイントＡＰ’を使用することにより引き起こされ得る、２．４ＧＨｚ帯域での何らかの既存の干渉に可能な限り左右されないものでなければならない。アクセスポイントＡＰ’の範囲ＲＡが、円として、単純化された様式で示されており、部屋Ｒ２の一部に及ぶ。２．４ＧＨｚ帯域で取得された経路損失の結果が、次いで、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚとの間の経路損失についての良好な相関によって、５ＧＨｚ帯域での経路損失に変換される。ブロードキャストパケットを使用することにより、ソリューションは結果として、２，４ＧＨｚ帯域でのＷｉ−Ｆｉ干渉に左右されないが、非Ｗｉ−Ｆｉ干渉には左右される。その点で試験は、５ＧＨｚ帯域に対する予測される性能の条件では悲観的な結果を与えることになる。
【００２０】
古いレジデンシャルゲートウェイＡＰと局ＳＴＡ３との間の経路損失を決定するための方法は、局ＳＴＡ３の放射電力、およびアクセスポイントＡＰの受信感度に左右されるが、Ｗｉ−Ｆｉ性能をもたらすアルゴリズム、例えば速度整合およびワイヤレス再送アルゴリズムに関する実施選定には左右されない。５ＧＨｚ性能に対しては、計算は、新しいアクセスポイントＡＰ２の法律的に許される最大の放射電力、および新しいセットトップＳＴＡ２の最新の受信感度を想定することになる。様々な無線経路を有する様々な場所で、２．４ＧＨｚアクセスポイントＡＰ３および２．４ＧＨｚ局ＳＴＡ３によって取得される、最新の２．４ＧＨｚソリューションによる、５ＧＨｚと２．４ＧＨｚ試験結果との間の相関が、５ＧＨｚソリューションが、２つの所与の場所間で、例えば、新しいアクセスポイントＡＰ２および新しいセットトップボックスＳＴＡ２の場所に対して、十分に機能することになるかどうかを、（悲観的に）予測することを可能にすることになる。
【００２１】
より詳細には、古い２．４ＧＨｚアクセスポイントＡＰ３は任意のモデルの類であり得るものであり、実施または機能性に対しての制御機構は必要とされない。アクセスポイントＡＰ３は、例えば、ＩＥＥＥ  ８０２  １１ｂによる古いレジデンシャルゲートウェイである場合さえある。局ＳＴＡ３に関しては、例えば、試験アプリケーションが実行されている、ラップトップ、ネットブック、またはスマートフォンが使用され得る。試験アプリケーションは、例えばインターネットウェブページからダウンロードされる場合があり、または、サービスＤＶＤによって提供される場合がある。
【００２２】
２．４ＧＨｚ帯域で起こり得る干渉のために、試験方法は、スループット試験を、またはラウンドトリップ時間を利用することが可能ではない。また、２．４ＧＨｚアクセスポイントＡＰ３および２．４ＧＨｚ局ＳＴＡ３に関する制約を制限したいという要望のために、試験方法は、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）値を利用することができない。試験方法は有利には、パケット損失のみをベースにする。試験方法は、アクセスポイントＡＰ３および局ＳＴＡ３により使用される速度セットを制御することを必要とせず、パケット損失に非常に大きな影響力をもつ、再送に対しての制御および再送制限を必要としない。試験方法は有利には、ブロードキャストパケット、例えばアドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）パケットを使用し、それらのパケットは常に、最も低いＷｉ−Ｆｉ変調速度、例えば最も低いＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂまたは８０２．１１ｇ変調速度で、再送なしで送出される。試験方法は、受信の確認または確認応答が、送出する局ＳＴＡ３に自動的にフィードバックされるように選択される、ブロードキャストパケットを使用する。
【００２３】
アドレス解決プロトコルは、リンク層アドレスへのネットワーク層アドレスの解決のために使用される電気通信プロトコルである。アドレス解決プロトコルは、１つのブロードキャストアドレス解決要求、および、求められる受信するデバイスから送出側に返送されるユニキャスト応答を使用する、単純なメッセージフォーマットを規定する。
【００２４】
局ＳＴＡ３は場所Ｃｉで、例えば２．４ＧＨｚＡＲＰブロードキャストパケットをアクセスポイントＡＰ３に送出し、アクセスポイントＡＰ３は返信を送出する。返信はユニキャストメッセージであり、したがって再送を前提とするため、ブロードキャストパケットの送出が、アクセスポイントＡＰ３の再送挙動に左右されず、パケット損失に対して支配的となる。送出されるブロードキャストパケットの数、および受信メッセージの数から、パケット損失がパーセント単位で、場所Ｃｉに対して計算され得る。
【００２５】
試験アプリケーションは、次のステップで、２．４ＧＨｚ範囲から５ＧＨｚ範囲にパケット損失を転換して、５ＧＨｚビデオ性能に関する推定値を提供する相関関数を含む。最初に相関関数が、様々な場所Ｃｉまたは／およびＤｉで取得される、２．４ＧＨｚでの多数のパケット損失値２．４ＲｅｆＡＰ３および２．４ＲｅｆＳＴＡ３と、５ＧＨｚパケット損失値との間で規定される必要がある。２．４ＧＨｚ予測試験結果（２．４ＲｅｆＡＰ３＠場所Ｃｉ；２．４ＲｅｆＳＴＡ３＠場所Ｄｉ）がＹｉ％パケット損失を与え、ビデオ性能（５ＧＨｚＡＰ２＠場所Ｄｉ；５ＧＨｚＳＴＡ２＠場所Ｃｉ）が、Ｚｉ任意単位をもたらすことになる。領域（Ｙｉ，Ｚｉ）から、相関関数が、Ｚｉが相関関数（Ｙｉ）により近似され得るように適合され得る。
【００２６】
ユーザが、彼の家で、構想される場所での彼の古い機器によって、２．４ＧＨｚ予測試験を行うとき、彼は、場所Ｄ１でのアクセスポイントＡＰ２および場所Ｌ２での局ＳＴＡ２に対してＸ％パケット損失である、２．４ＧＨｚ予測試験結果を取得する。上記から、構想される場所での５ＧＨｚソリューションに対するビデオ性能、場所Ｄ１での５ＧＨｚアクセスポイントＡＰ２および場所Ｌ２での５ＧＨｚ局ＳＴＡ２に対するビデオ性能は、相関関数（Ｘ）と同じ、または相関関数（Ｘ）より良好になるということが、高い信頼性で導出され得る。
【００２７】
この方法が有する利点は、ユーザが、彼が新しい機器を購入する前に、アクセスポイントＡＰ２と新しい局ＳＴＡ２との間のビデオ送信が機能することになるかどうか、および、それがどこで機能することになるかの最初の推定値を有するということである。この試験は、任意のＷｉ−Ｆｉ  ｃｅｒｔｉｆｉｅｄ  ２．４ＧＨｚレジデンシャルゲートウェイ、および任意のＷｉ−Ｆｉ  ｃｅｒｔｉｆｉｅｄラップトップまたはネットブックであり得る、彼の古い機器によって前もって遂行され得る。新しい機器による試行錯誤は必要とされず、特殊な試験機器を用いる現地訪問は必要でない。
【００２８】
特許請求の範囲で出現する参照番号は、単に例示のためのものであり、特許請求の範囲の範囲に制限的な影響を与えないことになる。本説明、特許請求の範囲、および図面で開示される特徴は、独立的に、または任意に適切に組み合わされて提供され得るものであり、適切であるならば、ハードウェア、ソフトウェア、または両方の組み合わせで実現され得る。また、本発明の他の実施形態が、当業者により、本発明の範囲から逸脱することなく利用され得る。したがって本発明は、本明細書の後に添付される特許請求の範囲に存するものである。
【図１】
2015518306.tif 000003
【図２】
2015518306.tif 000004
【国際調査報告】
2015518306.tif 000005
2015518306.tif 000006