(57)【要約】  本開示は、無線ネットワークに関し、より具体的には、マルチアクセスネットワークに関する。本開示は、無線デバイス１０と１つ以上の無線ネットワーク３０との間のあり得る将来の接続のサービス品質を予測するための、無線デバイス１０における方法を提供する。予測されるサービス品質は、例えばハンドオーバの決定を行うために使用され得る。開示される方法は、無線デバイス１０のレンジ１００の範囲内の第１の無線ネットワークのアクセスポイント３１を検出することを含む。当該方法は、上記アクセスポイントへ既に接続されているデバイス１１〜１３の数を判定することと、上記アクセスポイントへ既に接続されている判定された上記デバイスの数に基づいて、予測サービス品質を計算することと、をさらに含む。本開示は、無線デバイス１０及びコンピュータプログラムにさらに関する。【選択図】図２
2016514390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線デバイス（１０）と１つ以上の無線ネットワーク（３０）との間のあり得る将来の接続のサービス品質を予測するための、無線デバイス（１０）における方法であって、
前記無線デバイス（１０）のレンジ（１００）の範囲内の第１の無線ネットワーク（３０）のアクセスポイント（３１）を検出するステップ（３１０）と、
前記アクセスポイント（３１）のチャネル利用率を推定するステップ（３２５）と、
前記アクセスポイント（３１）へ既に接続されているデバイス（１１〜１３）の数を判定するステップ（３２０）と、
前記アクセスポイント（３１）の推定された前記チャネル利用率及び前記アクセスポイント（３１）へ接続されている判定された前記デバイスの数に基づいて、予測サービス品質を計算するステップ（３３０）と、
を含む方法。
【請求項２】
接続されている前記デバイス（１１〜１３）の数を判定することは、前記アクセスポイント（３１）に接続されているデバイス（１１〜１３）が通信する１つ又は複数のチャネルのアナログドメインにおける信号解析を意味する、請求項１に記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項３】
前記信号解析は、前記アクセスポイント（３１）に接続されているデバイス（１１〜１３）が通信する１つ又は複数のチャネル上の異なる複数の信号レベルの存在を識別することを意味する、請求項２に記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項４】
接続されている前記デバイス（１１〜１３）の数を判定することは、前記デバイス（１１〜１３）と前記アクセスポイント（３１）との間で交換されるパケットのパケットインスペクションを意味する、請求項１に記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項５】
前記パケットインスペクションは、ＭＡＣアドレス解析を包含する、請求項４に記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項６】
接続されている前記デバイス（１１〜１３）の数を判定することは、前記アクセスポイント（３１）に接続されている前記デバイス（１１〜１３）の数に関する情報を含む前記無線ネットワーク（３０）からのシグナリング情報を受信すること（３２３）、を意味する、請求項１に記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項７】
前記チャネル利用率はデバイスごとに推定され（３２６）、予測サービス品質の前記計算は、接続デバイス（１１〜１３）ごとの推定される前記チャネル利用率にさらに基づく、請求項６に記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項８】
前記予測サービス品質に基づいて、前記第１の無線ネットワーク（３０）へ接続すべきか否かを決定するステップ、
をさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項９】
前記デバイス（１０）は、第２の無線ネットワーク（４０，５０）に接続されており、前記第１のネットワークへの前記接続は、前記第１の無線ネットワーク（３０）へのハンドオーバを意味する、請求項８に記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項１０】
前記第１の無線ネットワーク（３０）へハンドオーバするという前記決定は、前記第２の無線ネットワーク（４０，５０）への前記接続の接続特性にさらに基づく、請求項９に記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項１１】
前記第１の無線ネットワーク（３０）は、ＣＳＭＡ（Carrier  Sense  Multiple  Access）ネットワークである、請求項１〜１０のいずれかに記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項１２】
前記第２の無線ネットワーク（４０）は、セルラーネットワークである、請求項１〜１１のいずれかに記載の、無線デバイス（１０）における方法。
【請求項１３】
無線デバイス（１０）において実行された場合に、当該無線デバイス（１０）に請求項１〜１２のいずれかに記載の方法を実行させるコンピュータプログラムコード、を含むコンピュータプログラム。
【請求項１４】
無線デバイス（１０）と１つ以上の無線ネットワーク（３０）との間のあり得る将来の接続のサービス品質を予測するように構成される当該無線デバイス（１０）であって、
前記１つ以上の無線ネットワーク（３０）のノードと通信するように構成される無線通信ユニット（１０１）と、
処理回路（１０２）と、
を備え、前記処理回路は、
前記無線デバイス（１０）のレンジの範囲内の第１の無線ネットワーク（３０）のアクセスポイント（３１）を検出し、
前記アクセスポイント（３１）のチャネル利用率を推定し、
前記アクセスポイント（３１）へ既に接続されているデバイス（１１〜１３）の数を判定し、
前記アクセスポイント（３１）の推定された前記チャネル利用率及び前記アクセスポイント（３１）へ接続されている判定された前記デバイスの数に基づいて、予測サービス品質を計算する、
ように構成される、無線デバイス（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線ネットワークに関し、より具体的には、マルチアクセスネットワークに関する。本開示は、無線ネットワークへの無線デバイスのあり得る将来の接続のサービス品質の予測のための方法に関する。さらに、上記方法を実行するように構成される無線デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、携帯電話といった無線デバイスは、典型的には、セルラー標準に加えて、Ｗｉ−Ｆｉと一般に言及される無線ＬＡＮ（Wireless  Local  Area  Networks）といった他の無線技術をサポートする。将来のネットワークにおけるネットワークキャパシティを改善する手段として、Ｗｉ−Ｆｉは不可欠な部分であると意図される。即ち、Ｗｉ−Ｆｉは、サービスがもはやＷＣＤＭＡ又はＬＴＥのような３ＧＰＰ技術によって遂行されていないことをユーザが気付くことなくＷｉ−Ｆｉが接続先又はハンドオーバ先となり得るような、単なる他の１つの無線アクセス技術として見なされることになる。
【０００３】
現在のところ、Ｗｉ−Ｆｉネットワークが依然として３ＧＰＰ技術を用いるセルラーネットワークと十分に緊密には統合されていないことに起因して、この種のハンドオーバは、ネットワークによってというよりむしろ無線デバイスによって制御される。しかしながら、ユーザの視点からすると、Ｗｉ−Ｆｉの使用は、それに関連付けられるコストが低いために、好ましいことが多い。従って、Ｗｉ−Ｆｉネットワークが検出されその信号強度が十分に高いならばすぐにハンドオーバがＷｉ−Ｆｉへと実行されることが多い。よって、無線デバイスは、Ｗｉ−Ｆｉネットワークのレンジ内にある場合において、受信信号強度標識（ＲＳＳＩ）が十分に高いときは、典型的には、さらなる分析がされることなく当該無線ネットワークへ接続されるであろう。
【０００４】
従来技術である公表された特許出願の文献ＵＳ２００６０２５１４９及びＵＳ２００６０２５１５１は、第１のネットワークへの接続中に第２のネットワークを検出するためにバックグラウンドでスキャンを実行して、例えばその時点で提供中のサービスのレベルを調整するか、又は、第１の通信ネットワークの使用から切り替えて、第２の通信ネットワークの追加若しくはそれへの切り替えを行うかを決定するデバイスを開示している。引用された上記従来技術文献ＵＳ２００６０２５１４９は、そうした決定において使用される無線性能予測属性が、わずかな例を挙げるだけでも、信号対雑音比（ＳＮＲ）、フレームエラーレート、通信リンクのフェージング特性及びスループットの指標に基づいてよいことを述べている。
【０００５】
しかしながら、予測された性能が高いにも関わらず無線ネットワークによりサポート可能な実際の性能が劣悪となりそうなことがあることが判明した。１つの例は、受信信号が非常に高いレベル及び／又は品質を有するが、一旦ネットワークへ接続してからユーザにより得られるデータレートが非常に低い、という点である。これは、ユーザインタフェースにて典型的に表示される信号強度インジケータが実際の性能に対応しないことになるため、ユーザにとって大きな不確かさをもたらす。よって、無線デバイスは、求められる性能を提供できない無線ネットワークへの接続又はハンドオーバを回避することができない。劣悪な性能の結果として、ユーザはＷｉ−Ｆｉを完全にターンオフしがちであり、これは当然、性能を改善する手段としてのＷｉ−Ｆｉのアイディアに逆行する。
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、無線ネットワークの例えばアクセスポイントへ接続しているデバイスの数を判定することにより無線ネットワークへのあり得る将来の接続のサービス品質（ＱｏＳ）を予測するための方法、提供する。この手法で、アクセスポイントの負荷及びデバイス間の負荷の分散に関する情報が取得され、例えばネットワークへ接続すべきかを決定するためにその情報が使用され得る。
【０００７】
１つの観点によれば、無線デバイスと１つ以上の無線ネットワークとの間のあり得る将来の接続のサービス品質を予測するための、無線デバイスにおける方法が提供される。当該方法は、上記無線デバイスのレンジの範囲内の第１の無線ネットワークのアクセスポイントを検出することを含む。上記方法は、上記アクセスポイントへ既に接続されているデバイスの数を判定することと、上記アクセスポイントへ接続されている判定された上記デバイスの数に基づいて、予測サービス品質を計算することと、をさらに含む。無線ネットワークへ既に接続されているデバイスの数を考慮することにより、ＱｏＳの改善された予測が獲得され得る。
【０００８】
１つの観点によれば、接続されている上記デバイスの数を判定することは、上記アクセスポイントに接続されているデバイスが通信する１つ又は複数のチャネルのアナログドメインにおける信号解析を意味する。そうした解決策は、デジタルドメインでのパケットの処理を要しないために簡便である。
【０００９】
１つの観点によれば、上記信号解析は、上記アクセスポイントに接続されているデバイスが通信する１つ又は複数のチャネル上の異なる複数の信号レベル（例えば、電力又は振幅信号レベル）の存在を識別すること、を意味する。
【００１０】
１つの観点によれば、接続されている上記デバイスの数を判定することは、上記デバイスと上記アクセスポイントとの間で交換されるパケットのパケットインスペクションを意味する。
【００１１】
１つの観点によれば、上記アクセスポイントのチャネル利用率（channel  utilisation）を推定することがさらに含まれ、推定される当該チャネル利用率は予測サービス品質を計算するステップへの入力であり、それにより、予測サービス品質はアクセスポイントへ接続されているデバイスの判定される数及びアクセスポイントの推定されるチャネル利用率から計算される。１つの例によれば、上記チャネル利用率はデバイスごとに（per  device）推定され、予測サービス品質の上記計算は、接続デバイスごとの推定される上記チャネル利用率にさらに基づく。接続デバイスの数の影響は、高い負荷又はチャネル利用率においてより高いことが判明している。よって、双方の観点を考慮にいれての計算がより精細な予測を提供し得る。
【００１２】
１つの観点によれば、上記予測サービス品質に基づいて、上記第１の無線ネットワークへ接続すべきか否かを決定すること、がさらに含まれる。１つの例示的な技法によれば、上記デバイスは、第２の無線ネットワークに接続されており、上記第１のネットワークへの上記接続は、上記第１の無線ネットワークへのハンドオーバを意味する。この観点によれば、改善されたハンドオーバ決定方法が提供される。
【００１３】
１つの観点によれば、本開示は、無線デバイスにおいて実行された場合に、当該無線デバイスに上述した記載の方法を実行させるコンピュータプログラムコード、を含むコンピュータプログラムに関する。
【００１４】
他の観点によれば、本開示は、無線デバイスと１つ以上の無線ネットワークとの間のあり得る将来の接続のサービス品質を予測するように構成される当該無線デバイスに関する。上記無線デバイスは、上記１つ以上の無線ネットワークのノードと通信するように構成される無線通信ユニットを備える。上記無線デバイスは、上記無線デバイスのレンジの範囲内の第１の無線ネットワークのアクセスポイントを検出し、アクセスポイントへ既に接続されているデバイスの数を判定し、上記アクセスポイントへ接続されている判定された上記デバイスの数に基づいて、予測サービス品質を計算する、処理回路をさらに備える。本開示のさらなる観点によれば、上記処理回路は、上述し及び以下で説明する通りの方法の全ての観点及び例を実行するようにさらに構成される。
【００１５】
上述した説明を念頭において、本開示の目的は、前述した既知の技術の欠点のうちの少なくともいくつかを克服することである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本開示は、次の添付図面と共に以下の実施形態／側面の詳細な説明を研究することを通じて、より容易に理解されるであろう。
【００１７】
【図１ａ】Ｗｉ−Ｆｉネットワークの性能のシミュレーションを示している。
【図１ｂ】Ｗｉ−Ｆｉネットワークの性能のシミュレーションを示している。
【図１ｃ】Ｗｉ−Ｆｉネットワークの性能のシミュレーションを示している。
【図１ｄ】Ｗｉ−Ｆｉネットワークの性能のシミュレーションを示している。
【図２】２つの無線ネットワークのレンジ内にある無線デバイスを示している。
【図３】例示的な実施形態に係る無線デバイスにより実行される方法を例示するフローチャートである。
【図４】第１の無線ネットワークに接続されているデバイスの数を判定するステップをより詳細に例示している。
【図５】予測サービス品質を計算するステップをより詳細に例示している。
【図６】チャネル利用率がデバイスごとに推定されることに基づいてあり得る将来の接続のサービス品質を予測する原理を例示している。
【図７】チャネル利用率がデバイスごとに推定されることに基づいてあり得る将来の接続のサービス品質を予測する原理を例示している。
【図８】無線デバイスを例示している。
【図９】２つの無線ネットワークのレンジ内にある無線デバイスを示している。
【００１８】
付記すべきこととして、実施形態の以下の説明は、例示の目的のみのためのものであり、本開示をそれら実施形態／側面に排他的に限定するものと解釈されるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の実施形態の一般的な目標又はアイディアは、上述し及び以下で述べる従来技術の解決策に伴う欠点のうちの１つ以上を解決することである。図面との関係において以下で説明される多様なステップは主に論理的な意味で理解されるべきであり、各ステップは使用される実装及びプロトコルに依存して１つ以上の固有のメッセージの通信に関与し得る。
【００２０】
本技法は、過剰に多くの無線デバイスが無線ネットワークからの高い信号強度を有していて従って特定の無線ネットワークへ接続することを選択することが多い、という見込みに基づく。これは、信号強度が非常に高いにも関わらず個々の無線デバイスについて非常に低いデータレートしかサポートできないということに帰結し得る。さらに、同じアクセスポイントへ多くのデバイスを接続させることは、デバイス間の衝突及び干渉のリスクを増加させる。
【００２１】
上のシナリオの典型的な例は、Ｗｉ−Ｆｉネットワークである。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（キャリア検知多重アクセス／衝突回避）を用いて、いかなる１つの時点でも１つのネットワークノードのみが送信を行うことを保証する。キャリア検知とは、あらゆる無線デバイスが送信を試行する前にチャネルをリッスンすることを意味する。無線デバイスは、他のデバイスが送信中であることを検知すると、送信を待機することになる。衝突回避とは、チャネルがビジーであることが検知された場合にデバイス又はステーション（ＳＴＡ）がその送信を延期することを意味する。理想的には、これは衝突が発生しないことを保証するであろう。しかしながら、２つ以上のデバイスがチャネルがアイドルであると検知し従って送信を開始するという小さな可能性がある。パケットがこの形で逸失すると、衝突が起こったと想定され、各ノードは、再度送信を行う前にランダムな時間量だけ待機する。
【００２２】
衝突は、ＣＳＭＡ／ＣＡネットワーク上では普通である。少量の衝突は、プロトコルの設計において予期されている。しかしながら、ＣＳＭＡ／ＣＡネットワーク上で過剰に多くのデバイス又はノードが送信をする場合、衝突の数は受け入れ可能でないレベルにまで上昇し得る。これにより、ネットワーク上の利用可能な帯域幅の量が減少し得る。なぜなら、帯域幅の一部が再送信に必要とされることで失われるからである。
【００２３】
図１ａ〜図１ｄは、サービス品質パラメータが無線ネットワークへアタッチしているデバイス又はステーション（ＳＴＡ）の数によりどのように影響されるかを調査するためにＷｉ−Ｆｉネットワークにおいて行われたシミュレーションを示している。シミュレーションにおいて、無線ネットワークの合計的な負荷の作用もまた調査された。これらシミュレーションにおいて、サービス品質は、ビットレート及び遅延がアタッチされているデバイスの数及び合計的な負荷に依存していかに変化するかを見ることにより評価された。
【００２４】
接続されているデバイス又はステーション（ＳＴＡ）の数を変化させながら、１つのアクセスポイント（ＡＰ）での性能がシミュレーションされている。アクセスポイントの合計サポートデータレートは、状況に依存し、例えば接続デバイスの数により影響される。これらシミュレーションでは、合計サポートデータレートは、約２５Ｍｂｐｓであることが分かっている。この例において、ＳＴＡ１は、ネットワークへ接続される候補であるデバイスである。図１ａ及び図１ｂに示されている例では、接続済みのデバイス（ＳＴＡ２からＳＴＡ  Ｎまで）の合計負荷は、アップリンクにおいて１２．５Ｍｂｐｓであり、ダウンリンクにおいて１２．５Ｍｂｐｓである。よって、チャネル利用率は、このケースでは実質的に１００％である。この例において、ＳＴＡ１の要求データレートは、アップリンク及びダウンリンクの双方について１Ｍｂｐｓである。シミュレーションは、１５００バイトのパケットを伴うＴＣＰ（Transmission  Control  Protocol）トラフィックについて行われている。ダウンリンクの宛て先は、アクセスポイントがチャネルへアクセスする際にラウンドロビンに基づいて選択される。アクセスポイントに優先権は与えられない。よって、アクセスポイントのシェアは、各ＳＴＡのシェアと等しく、即ち２５／（Ｎ＋２）Ｍｂｐｓである。
【００２５】
図１ａ及び図１ｃにおいて、ｙ軸はＳＴＡ１についての合計サポートデータレートを表し、ｘ軸はアクセスポイントへ接続されているデバイスの数（ＳＴＡの合計数）を表す。図１ａは、アクセスポイントへ接続されているデバイスの数（ＳＴＡの合計数、Ｘ軸）と共にＳＴＡ１についてのサポートされるダウンリンクデータレート１がいかに減少するかを示している。理由は、ダウンリンクについてのシェアが接続デバイス又は接続ステーションの数と共に減少するためである。但し、全てのＮ＋１個のＳＴＡについて常にデータが存在するわけではないため、増加はデバイスの数には比例しないであろう。
【００２６】
対照的に、これらシミュレーションにおいて、サポートされるアップリンクデータレート２は、デバイス数の増加によって見て分かるほど影響を受けていない。理由は、ＳＴＡ２〜ＳＴＡ  Ｎが常に自身の限度いっぱいのビットレートで送信をしていないためであり、これは、接続済みのデバイスが多いケースであってもＳＴＡ１が自身のシェアよりも多くを提供されるであろうことを意味する。ダウンリンクへ優先権が与えられれば、デバイス数の増加によってＵＬ及びＤＬがより等しく影響を受けるはずである。
【００２７】
対応して、図１ｂは、ＵＬ送信遅延及びＤＬ送信遅延についての累積分布関数（ＣＤＦ）がどのようにデバイス数に関連するかを示している。図１ｂでは、ｘ軸は遅延を表し、ｙ軸はＣＤＦを表す。各ラインは、前に接続していたデバイスの数に対応する。図１ｂは、矢印により図示されているように、接続デバイス数Ｎが増加するとＣＤＦがより長い送信遅延へと動くことを示している。
【００２８】
さらなる例が図１ｃ及び図１ｄに示されている。この例では、前に接続していたデバイスの負荷がアップリンクにおいて１０Ｍｂｐｓでありダウンリンクにおいて１０Ｍｂｐｓであることを除いて、前提条件は同じである。よって、チャネル利用率は、平均で約８０％である。図１ｃは、ネットワーク負荷が１００％ではない場合に、サポートダウリンクデータレート１へのステーション数の影響がネットワーク負荷が１００％に近い例での影響よりも小さいことを示している。同様の影響を図１ｄに示した送信遅延に関して見ることができ、そこでのステーション数による影響は、図１ｂの例での影響よりも小さい。一般的な結論は、高トラフィックが複数の接続デバイス及びアクセスポイントの限度いっぱいの負荷に伴う問題を有する、ということである。
【００２９】
概して、本開示の実施形態は、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いるＷｉ−Ｆｉネットワークに関し、及び、デバイスが例えばＬＴＥネットワークといったセルラーネットワークから短距離ネットワークへのハンドオーバを行おうとする状況に関する。但し、サービス品質がアタッチされ又は接続されているデバイスの数により影響される任意の複数のアクセスネットワークに同じ原理が適用可能である、ということが理解されなければならない。
【００３０】
本出願において、無線デバイスとの用語が概して使用される。本出願で言及される無線デバイスあるいは３ＧＰＰ仕様において使用される用語であるユーザ機器（ＵＥ）は、無線ネットワークとの間で通信可能ないかなる無線デバイスであってもよい。そうしたデバイスの例は、携帯電話、スマートフォン、ラップトップ、及びマシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）デバイスなどである。但し、無線ネットワークとの間で通信するケイパビリティは、例えば車両、電柱及びスケールなどの任意のデバイス内に構築されることができることが理解されるべきである。
【００３１】
本出願におけるアクセスポイントは、データを送受信する無線ネットワーク内のデバイスをいう。アクセスポイントは、デバイスをネットワーク内の他のデバイスへと接続し、当該ネットワークと固定回線のネットワーク又は他の無線ネットワークとの間の相互接続点としてもサービスすることができる。各アクセスポイントは、定義されるネットワークエリア又はレンジの範囲内の複数のデバイスにサービスすることができる。小規模なＷｉ−Ｆｉネットワークは、単一のアクセスポイントのみを要し得る。しかしながら、必要とされる数は、ネットワークデバイス又はユーザの数、及びネットワークの物理的なサイズの関数として増加する。
【００３２】
本出願におけるサービス品質は、要求されるリソースを保全するための接続の能力をいう。パケット交換ネットワークにおけるＱｏＳを定義するパラメータはビットレート、スループット、送信遅延、遅延ジッタ（例えば、あり得る最小の送信遅延からの変動）及びエラーレートである。
【００３３】
よって、本開示の技法は、無線デバイスがある無線ネットワークに接続したならば取得するはずのサービス品質を、当該無線ネットワークへ既にアタッチしているデバイスの数の判定に基づいて予測する手法を提供する。一般的な目的又はアイディアは、無線デバイスにより意図される接続先の無線ネットワークのアクセスポイントへ既に接続しているデバイスの数を考慮に入れて、サービス品質の予測を行うことである。
【００３４】
図２は、ＱｏＳを予測する方法を実行することのできるシステムを示している。当該システムは、無線デバイス１０、セルラーネットワーク４０及び無線ネットワーク３０を含む。無線ネットワーク３０は、例えばＷｉ−Ｆｉネットワークといったパケット交換無線ネットワークである。この例において、無線デバイス１０は、基地局４１を介してセルラーネットワーク４０へ接続されている。無線デバイス１０は、基地局４１により定義されるセル４２の範囲内に位置している。無線デバイス１０は、アクセスポイント３１を有する無線通信ネットワーク３０のレンジ３２の範囲内でもある。無線ネットワーク３０のリソースは、当該ネットワークへ接続されている複数のデバイスの間で共有される。よって、ネットワーク３０は、デバイスが接続すべきか否かを決定する必要のあるネットワークである。前述したように、そうした決定は、無線デバイス１０とセルラーネットワーク４０との間の接続の接続特性に基づき、及び無線デバイス１０とＷｉ−Ｆｉネットワーク３０との間の将来の接続の予測ＱｏＳに基づく。
【００３５】
次に、無線デバイス１０と１つ以上の無線ネットワーク３０との間の共有チャネル上のあり得る将来の接続のサービス品質を予測するための方法を、図２との組合せにおいて図３を参照しながら説明する。
【００３６】
第１のステップにおいて、無線デバイス１０は、無線デバイス１０のレンジ１００の範囲内の第１の無線ネットワーク３０を検出（３１０）する。無線デバイス１０のレンジ１００は、無線デバイス１０が通信し得る範囲内の距離として定義される。無線ネットワークは、典型的には、例えばビーコンを求めて関係する複数の周波数をスキャンすることにより検出される、例えば、無線デバイスがＷｉ−Ｆｉ回路を備えるならば２．４ＧＨｚ帯などである。Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントは、無線ネットワークの存在をアナウンスするために、規則的なインターバルでビーコンフレームを送信する。スキャンは手動でトリガされてもよく、又はデバイスがＷｉ−Ｆｉネットワークを求めて継続的にスキャンを行ってもよい。
【００３７】
次のステップにおいて、無線デバイスは、第１の無線ネットワーク３０へ既に接続されているデバイス１１〜１３の数を判定（３２０）する。これは、アナログドメインで達成されてもよく、又はデジタルドメインで達成されてもよい。さらなる詳細は、ステップ３２０を描いている図４を参照されたい。
【００３８】
図４に描かれている１つの例示的な技法によれば、接続されているデバイス１１〜１３の数の判定３２１は、アクセスポイント３１に接続されているデバイス１１〜１３が通信する１つ又は複数のチャネルのアナログドメインにおける信号解析を意味する。例えば、共有チャネル上の異なる複数の信号レベルが識別される。そして、各信号レベルは１つのデバイスに対応するものと想定され得る。なぜなら、信号レベルは、送信信号レベルと送信機への距離とに依存するからである。そうした想定は、当然ながら、２つのデバイスが等しい信号強度で送信を行い且つ信号レベルの測定を行っているデバイスへの非常に類似したチャネル条件を有する場合には、誤りとなり得る。いずれのケースでも、そうした解析は、接続デバイス数についての標識を与える。よって、この例によれば、接続デバイス１１〜１３の数の判定は、アクセスポイント３１に接続されているデバイス１１〜１３が通信する１つ又は複数のチャネルの上の異なる信号レベルの存在を識別すること、を意味する。
【００３９】
他の例示的な技法によれば、接続されているデバイス１１〜１３の数は、デバイス１１〜１３とアクセスポイント３１との間で交換されるパケットのパケットインスペクションにより判定（３２２）される。パケットインスペクションは、アナログドメインでの信号レベルの解析とは対照的に、ソース及び宛先アドレスといったデジタルデータを抽出するためのパケットの処理を包含する。
【００４０】
図４にやはり描かれている１つの例示的な技法によれば、パケットインスペクションは、ＭＡＣ（Media  Access  Control）アドレス解析、即ち、ＭＡＣヘッダ内で利用可能なソース及び宛て先アドレスをチェックすること、によって行われる。これは、無線ネットワークにその時点で接続されているある程度アクティブな他のデバイスの数を、無線デバイスが判定することを可能とする。無線デバイスは、無線ネットワーク３１のアクセスポイント３１からのパケットを受信することから、隠れノード、即ち無線デバイスのレンジ１００の外にいるノードであって但し第１の無線ネットワーク３０のレンジ内にいるノード、が存在するかを識別することができる。理由は、パケットをモニタリングすることで、隠れノードではない無線デバイス１０のアドレスはソース及び宛て先の双方として現れるはずの一方で、隠れノードについては、当該ノードがソースであるパケットは無いことになり宛て先のみに存在するためである。よって、この例示的な技法は、隠れノード１２を発見する手法を提供する。後者は、ある無線ネットワークへ接続すべきか否かの判定の試行において非常に重要である。隠れノードの知識をも含めることにより、無線リンクのトラフィック負荷をより正確に推定することができる。
【００４１】
代替的に、あるアクセスポイント３１へ接続されているデバイス１１〜１３の数を判定する際、アクセスポイントからのトラフィックをチェックするのみとし、そして異なる宛て先アドレスの数のみを探索することが選択されてもよい。
【００４２】
さらなる例示的な技法によれば、無線ネットワークからのシグナリングを通じて、無線ネットワーク３０へ接続されているデバイスの数に関する情報が判定される。本開示の１つの観点によれば、接続デバイス１１〜１３の数を判定３２０するステップは、アクセスポイント３１に接続されているデバイス１１〜１３の数に関する情報を含む無線ネットワーク３０からのシグナリング情報を受信３２３すること、を意味する。当該情報は、アクセスポイント３１のレンジ３２の範囲内のデバイスにより受信されることができる。一例として、接続デバイスの数は、ＱｏＳを予測することを望むデバイスにより、ＷｉＦｉネットワークのビーコンにおいて読み取られる。
【００４３】
次に、図３の次のステップへ戻ると、無線デバイス１０は、第１の無線ネットワーク３０へ接続されている判定されたデバイスの数に基づいて、予測サービス品質を計算３３０する。当該計算は、異なる複数の手法で行われ得る。１つの手法は、上で提示したようなシミュレーションに基づいて生成されるルックアップテーブルを使用することであろう。
【００４４】
１つ又は複数のＱｏＳパラメータ、例えばスループット、ビットレート、送信遅延、遅延ジッタ又はエラーレートを計算する他の手法は、デバイス数をその１つのパラメータとする数式を用いることである。無線ネットワーク３０へのアクセスは概して多重アクセスに基づくため、接続されるデバイスの数がより大きいほど、潜在的に利用可能なチャネル時間の割合はより小さくなり得る。よって、予測サービス品質は、典型的には、デバイス数が少ない場合に、より高い。例えば、Ｎ個の他のデバイスが既に接続されていること、及びアクセスポイント３１により提供されるデータレートが２５Ｍｂｐｓであるものとする。追加されるデバイスあるいはＳＴＡは１／（Ｎ＋２）の時間へのアクセスを獲得するはずであり、これは、最大アップリンクデータレート（ＭＡＸ  ＵＬレート）が、ＭＡＸ  ＵＬデータレート＝２５／（Ｎ＋２）Ｍｂｐｓとして定義され得ることを意味する。これは、アクセスポイントに優先権が与えられなければ、前に接続されていたデバイス、新たなデバイス及びアクセスポイント、がデータリソースをシェアするであろうことを意味する。よって、サポートされるデータレートは、１／（Ｎ＋２）に依存する値として計算され得る。しかしながら、この数式は、Ｎ＋１個のデバイス向けのデータが常に存在することを前提としている。全てのデバイスについてこれが常に真であるわけではなく、そのため、より現実的な劣化因子はｋ／（Ｎ＋２）であり、ここでｋは全てのデバイスについて常にデータが存在するわけではないことを考慮するための定数（ｋ＞１）である。
【００４５】
よって、本技法は、対象のアクセスポイントへその時点で又は既に接続されているデバイスの数に基づいてあり得る将来の接続のＱｏＳを予測する方法を提供し、これは、特にチャネル利用率が高い場合の、より正確な予測ＱｏＳの推定を示唆する。
【００４６】
ＱｏＳは、一般的にいくつかのパラメータに基づくことが理解されなければならない。例示的な技法によれば、デバイス数は、ＱｏＳパラメータを推定する際のいくつかのあり得る入力のうちの１つである。１つの例示的な技法によれば、方法は、第１の無線ネットワーク３０のチャネル利用率を推定３２５するステップ、をさらに含む。図５は、図３のステップ３３０に対応するＱｏＳの判定３３０の前にいかに推定ステップ３２５が挿入されるか、及び第１の無線ネットワークへ接続されているデバイスの判定される数と推定されるチャネル利用率とに基づいて計算がいかになされるかを示している。図１ｃ及び図１ｄに示したように、接続デバイスの数のインパクトは、チャネル利用率に影響される。従って、予測サービス品質を計算３３０する前にチャネル利用率を計算し又は推定することが、ＱｏＳの良好な推定のために有益である。そして、推定されるチャネル利用率は、予測サービス品質を計算３３０するステップへの入力となり、それにより、第１の無線ネットワーク３０へ接続されているデバイスの判定される数及び第１の無線ネットワークの推定されるチャネル利用率から、予測ＱｏＳが計算される。
【００４７】
この例によれば、チャネル利用の割合及び接続デバイスの数の双方が判定され、それらは概してより正確なＱｏＳの予測を提供する。そして、接続デバイスの数が十分に少なく且つチャネル利用率が要求データレートと比較して十分に小さい場合には、予測ＱｏＳは高い。当然、数字について詳述することができる。第１の無線ネットワーク３０へ１つのみのデバイス又はユーザが接続している場合、チャネル利用率が高いとしても予測ＱｏＳは高くなり得る。なぜなら、その単一のデバイスが追加されるデバイスとリソースをシェアすればよいことになるためである。しかしながら、多数の接続デバイスと高いチャネル利用率との組合せは、将来の接続のＱｏＳが低くなることを指し示す。
【００４８】
本開示のさらなる観点によれば、図３内の方法は、予測サービス品質に基づいて第１の無線ネットワーク３０へ接続すべきか否かを決定３４０すること、をさらに含む。典型的には、必要とされるデータレートがより高いほど、ネットワークへ接続するという決定をデバイスがするためのサービス品質は、より高くあるべきである。
【００４９】
本技法の１つの例によれば、デバイス１０は、上記方法が実行される際に第２の無線ネットワーク４０へ既に接続済みである。図２の例では、第２のネットワーク４０は、ＬＴＥネットワークといったセルラーネットワークである。そして、第１のネットワークへの接続は、典型的には、図３の例ではＷｉ−Ｆｉネットワークである第１の無線ネットワーク３０へのハンドオーバを意味する。双方のネットワークへの同時接続もまた、当然に可能であろう。本開示のこの観点は、ハンドオーバ決定を行う改善された方法を提供し、高い信号強度にも関わらず低いＱｏＳを提供するネットワークが回避される。本開示のこの観点は、より良好なユーザ体験を提供し、特に、劣悪なユーザ体験のためにユーザが単にＷｉ−Ｆｉをターンオフするというリスクを低減し得る。よって、この手法で、セルラーネットワークをオフロードするためにＷｉ−Ｆｉがより良好に使用されることが可能となる。
【００５０】
本技法の１つの例によれば、第１の無線ネットワーク３０へハンドオーバするという決定は、第２の無線ネットワーク４０への接続の接続特性にさらに基づく。接続特性は、信号強度、ビットレート、送信遅延などとしてのサービス品質パラメータを含む。それは、例えばコストといった他の特性であってもよい。現在の接続の特性が新たな接続のサービス品質と同等にハンドオーバ決定にとって時には重要であることが理解されるべきである。現在の接続で悪いＱｏＳをもたらす非常に劣悪な受信品質を有するユーザは、当然、受入れ可能なデータレートを有するユーザよりも低いＱｏＳを許容するであろう。
【００５１】
図５にやはり描かれている他の例示的な技法によれば、チャネル利用率は、デバイスごとに推定３２６され、予測サービス品質の計算は、接続デバイス１１〜１３ごとのチャネル利用率にさらに基づく。
【００５２】
この例では、部分的な負荷及び接続デバイスの数が判定されるだけでなく、デバイスの各々１つについての負荷が推定され、第１の無線ネットワークのアクセスポイントへの接続がなされた場合にどういった性能を得ることができるかを判定するために使用される。個別にデバイスとの間のトラフィックを推定することにより、アクセスポイントへ他のデバイスが接続した場合にどういったキャパシティを得ることができるかに関する改善された推定をすることができる。
【００５３】
次に、その原理が図６及び図７に例示されるであろう。但し、簡明さのために、それら例において、デバイスの数は３に限定されている。図６及び図７における矢印のサイズは、各接続のトラフィック負荷を示している。
【００５４】
図６ａに示した第１の例では、チャネルはフルに占有されており、但し、アクセスポイントへ接続しているデバイスのうちのうちのただ１つ１１がほとんど全てのトラフィックについて責任を有し、一方でデバイス１２及び１３は非常に少ないトラフィックしか消費しない。これは、他のデバイス１０が無線ネットワークへ接続した場合にアクセスポイントについての利用可能なキャパシティのうちのほぼ半分を潜在的に取得できることを意味し、即ち、ほとんど全てのトラフィックをその時点で生み出しているデバイスとの間で実質的に同等に共有が行われる（図６ｂ参照）。
【００５５】
対照的に、図７ａ及び図７ｂに例示したように、チャネルがフルに占有されておりトラフィックがデバイス１１〜１３の間で均等に生成されている場合、他のデバイスがアクセスポイントへ接続すれば、この例において同デバイスは当該アクセスポイントの合計キャパシティの約２５％を取得するのみであろう。
【００５６】
本技法の１つの例によれば、本技法は、無線デバイス１０において実行された場合に、無線デバイス１０に上述した方法を実行させるコンピュータプログラムコード、を含むコンピュータプログラム、にさらに関する。本開示は、そうしたプログラムを記憶するコンピュータプログラムプロダクトにも関する。
【００５７】
次に、図８に移り、無線デバイス１０の例示的な実施形態のいくつかの回路又はモジュールを示す概略図を説明する。
【００５８】
無線デバイス１０は、コンピュータプログラムコードを実行可能な、任意の適した中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などにより構成され得るコントローラ又は処理回路１０２を備える。コンピュータプログラムは、メモリ１０３内に記憶され得る。メモリ１０３は、ＲＡＭ（Read  And  write  Memory）及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）のいかなる組合せでもあり得る。メモリ１０３は、例えば磁気メモリ、光学メモリ若しくはソリッドステートメモリ、又は遠隔的にマウントされるメモリであってさえよいメモリの、任意の１つ又は組合せであり得る永続的なストレージをも備えてよい。無線デバイス１０は、さらに、他のデバイス又はノードとの間の無線通信のために構成される無線通信ユニット又は通信インタフェース１０１をさらに備える。
【００５９】
上述したコンピュータプログラムコードは、無線デバイス１０の処理回路１０２内で実行されると、処理回路１０２に、無線デバイス１０のレンジの範囲内の第１の無線ネットワーク３０のアクセスポイント３１を検出させ、アクセスポイント３１へ現時点で又は既に接続されているデバイス１１〜１３の数を判定させ、及び、第１の無線ネットワーク３０へ接続されている判定されたデバイスの数に基づいて、予測サービス品質を計算３３０させる。処理回路１０２は、上述した方法の全ての観点及び例を実行するようにさらに適合される。
【００６０】
次に図９へ移ると、無線デバイス１０と１つ以上の無線ネットワーク３０との間のあり得る将来の接続のサービス品質を予測するための方法を用いる他の例が示されている。前の例とは対照的に、デバイス１０は、どのネットワークにも接続されていない。
【００６１】
図９において、デバイス１０は、２つの異なる無線ネットワーク３０、５０のレンジ３２、５２の範囲内にある。双方の無線ネットワークは、短距離パケット交換無線ネットワークであってよい。ユーザは無線デバイスのＷｉ−Ｆｉ機能性をまさにターンオンしたものと想像されたい。すると、無線デバイスは、２つの無線ネットワーク３０及び５０を検出し、各ネットワークへ接続されているデバイスの数を考慮に入れることにより、各ネットワークについてそれぞれＱｏＳを計算することになる。この例において、信号強度は、第１のネットワーク３０からのものの方が第２のネットワーク５０からのものよりも高い。なぜなら、無線デバイス１０は、第２のネットワーク５０のアクセスポイント５１よりも、第１のネットワークのアクセスポイント３１へより近いためである。
【００６２】
しかしながら、この例では、第１のネットワーク３０へ８つのデバイス１１〜１８が現時点で接続されており、第２のネットワーク５０には現時点で１つのデバイス１９のみが接続されている。よって、第１のネットワーク５０においてＳＮＲがより高いとしても、開示された方法を用いて計算されるＱｏＳは、第１のネットワークについてよりも第２のネットワークについてより高いかもしれない。よって、デバイス１０は、第２のネットワークへ接続することを決定し、それによって、より高いビットレート又はスループットが達成され得る。
【００６３】
提案された技法の観点及び例が添付図面において例示され本説明において記述されたが、本方法及び装置がここで開示された実施形態に限定されないことが理解されるであろう。特に、提案された技法について、説明され次の特許請求の範囲により定義される本開示の範囲から逸脱することなく、多数の再配置、修正及び代用が可能である。
【図１ａ】
2016514390.tif 000003
【図１ｂ】
2016514390.tif 000004
【図１ｃ】
2016514390.tif 000005
【図１ｄ】
2016514390.tif 000006
【図２】
2016514390.tif 000007
【図３】
2016514390.tif 000008
【図４】
2016514390.tif 000009
【図５】
2016514390.tif 000010
【図６ａ】
2016514390.tif 000011
【図６ｂ】
2016514390.tif 000012
【図７ａ】
2016514390.tif 000013
【図７ｂ】
2016514390.tif 000014
【図８】
2016514390.tif 000015
【図９】
2016514390.tif 000016
【国際調査報告】
2016514390.tif 000017
2016514390.tif 000018
2016514390.tif 000019