(57)【要約】  ネットワーク内の管理および/または制御トラフィックを送信するための装置であって、前の間隔からの管理および/または制御データの第1の記録を記憶するように構成されたメモリと、メモリに結合されたプロセッサであって、第1の記録を取り出して、現在の間隔についてのネットワーク管理および/または制御データの第2の記録を受信して、第1の記録と第2の記録との差を生成するように構成されたプロセッサとを備える装置を提供すること。
2016506678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク内の制御トラフィックを送信するための装置であって、
前の間隔から制御データの第1の記録を記憶するように構成されたメモリと、
前記メモリに結合されたプロセッサとを備え、前記プロセッサが、
前記第1の記録を取り出して、
現在の間隔についての前記ネットワーク制御データの第2の記録を受信して、
前記第1の記録と第2の記録との差を生成するように構成されている、装置。
【請求項２】
前記差を表すために使用される情報ビットの数が、前記第2の記録を表すために使用される情報ビットの数未満である、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記差を制御モジュールに送信するように構成されたトランシーバをさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記制御データが平均スペクトル使用情報を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
前記制御データがスペクトル干渉イベントについての情報を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
前記ネットワークに参加したばかりのステーションに関する制御データの完全な記録が送信される、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記制御データが平均送信電力情報を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記制御データがリソース割当て情報を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記トランシーバがワイヤードトランシーバであり、前記装置が、ワイヤレスステーションに結合するように構成されたワイヤレストランシーバをさらに備え、前記装置が、前記ワイヤレスステーションのためのワイヤードネットワークへのゲートウェイの機能を果たすように構成されたアクセスポイント(AP)である、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
ネットワーク内の管理または制御データを送信するための方法であって、
前の間隔からのネットワークの制御データの記録を維持するステップと、
現在の間隔からの前記制御データの記録を作成するステップと、
前記現在の記録と前の記録との差を生成するステップと、
前記差を制御モジュールに送信するステップとを備える、方法。
【請求項１１】
前記差を表すために使用される情報ビットの数が、現在の記録を表すために使用される情報ビットの数未満である、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記ネットワークに参加したばかりのステーションについての制御データの前記完全な記録が送信される、請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
前記制御データが、前記ネットワークの平均スペクトル使用に関する情報を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１４】
前記制御データがスペクトル干渉イベントに関する情報を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１５】
制御データが、前記ネットワークモジュールによる、および前記ステーションによる平均送信電力に関する情報を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１６】
前記制御データが、あらかじめ定められた数の間隔において、それらの制御データを変更していないステーションについての基本情報を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１７】
ネットワークの制御パラメータの送信における冗長性を低減するための装置であって、
制御パラメータの第1の記録を受信するように構成されたプロセッサであって、前記第1の記録が、現在の時間間隔にわたる前記パラメータにおける変更を示すプロセッサと、
記録を記憶するように構成された前記プロセッサに結合されたメモリとを備える、装置。
【請求項１８】
前記プロセッサが、前記第1の記録と、前の間隔からの前の記録とを比較するようにさらに構成され、前記前の記録が前記メモリに記憶される、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記プロセッサが、前記第1の記録と前記前の記録との前記比較に基づいて前記前の記録を修正するようにさらに構成され、前記修正された前の記録が現在の記録として記憶される、請求項17に記載の装置。
【請求項２０】
前記プロセッサが、前記現在の記録を前記メモリに記憶するようにさらに構成される、請求項17に記載の装置。
【請求項２１】
前記現在の時間間隔からの前記現在の記録が、後続の時間間隔の後に前記前の記録になる、請求項17に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全体が再現されるかのように参照により本明細書に組み込まれる、「A Data Optimization Technique for the Exchange of Data at the Edge of a Wireless Local Area Network」と題する、2012年12月28日に出願された米国特許出願第13/729,442号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は通信ネットワークに関し、特定の実施形態では、ワイヤレスローカルエリアネットワークのエッジでのデータの交換のためのデータ最適化技法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)は、企業と家庭の場の両方において広く普及してきている。たとえば、企業は、作業端末を物理的なネットワーク接続に結び付ける必要性を避ける最適なそれらのネットワーク構造として、WLANの使用の大幅な増加を経験している。企業はまた、従業員が、WLANにアクセスするために個人的なワイヤレスデバイスを持参することを許可しており、ゲストは敷地内のWLANにアクセスすることが許可されている。これらのWLANを使用するワイヤレスデバイスの数の増加に伴い、ワイヤレス帯域幅(BW)の消費が増加する。
【０００４】
WLAN、および一般のネットワークは、典型的に、すべての接続されたデバイスによって使用されるべき限られた量のBWだけを有している。したがって、ネットワークに接続されたデバイスの数が増加するにつれて、任意のデバイスにとって利用可能なBWの量は典型的には減少する。さらに、これらのデバイスによってネットワークを介してアクセスされているアプリケーションは、利用可能な大量のBWを必要とする場合があり、ネットワークにとって利用可能なBWの量をさらに低減する。したがって、ネットワークに接続されたデバイスの数と、BWを必要とする使用されているアプリケーションの両方の増加に伴い、ネットワークのための全体的なBWがすぐに消耗されてしまい、ネットワークに遅延やクラッシュを引き起こす可能性がある。
【０００５】
しかしながら、ネットワークは、ユーザの要求に固有のデータまたは情報だけを送信するわけではない。ネットワークはまた、それらの動作、および接続されたデバイスがそれらとインターフェースする方法を管理および制御しなければならない。次いで、ネットワークの管理および制御を実行するために、ネットワークの健全性およびセキュリティに焦点を当てた、別のセットのネットワークトラフィックが必要である。しかしながら、トラフィックの管理および制御もBWを消費する。したがって、デバイスおよびアプリケーションのためにより多くのBWを保存する1つの方法は、トラフィックの管理および/または制御のために使用されるBWの量を制限することであり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、本開示は、前の間隔からの管理および制御データの第1の記録を記憶するように構成されたメモリと、メモリに結合されたプロセッサとを備える、ネットワーク内の管理および制御トラフィックを送信するための装置であって、プロセッサが、第1の記録を取り出して、現在の間隔についてのネットワーク管理および制御データの第2の記録を受信して、第1の記録と第2の記録との差を生成するように構成されている装置を含む。
【０００７】
別の実施形態では、本開示は、ネットワーク内の管理および制御データを送信するための方法であって、前の間隔からのネットワークの管理および制御データの記録を維持するステップと、現在の間隔からの管理および制御データの記録を作成するステップと、現在の記録と前の記録との差を生成するステップと、差を管理および制御モジュールに送信するステップとを備える方法を含む。
【０００８】
別の実施形態では、本開示は、ネットワークの管理および制御パラメータの送信における冗長性を低減するための装置であって、管理および制御パラメータの第1の記録を受信するように構成されたプロセッサであって、第1の記録が、現在の時間間隔にわたるパラメータにおける変更を示すプロセッサと、記録を記憶するように構成されたプロセッサに結合されたメモリとを備える装置を含む。
【０００９】
これらおよび他の特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面および特許請求の範囲と併せて読めば、より明確に理解されるだろう。
【００１０】
本開示をより完全に理解するために、次に、添付の図面および詳細な説明と併せて以下の簡単な説明を参照する。図面において、同様の参照番号は同様の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】WLANの実施形態を示す図である。
【図２】WLANアクセスポイント(AP)の実施形態を示す図である。
【図３】ネットワーク管理および制御データの送信を最適化するための方法の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
1つまたは複数の実施形態の例示的な実装形態が以下に提供されるが、開示されるシステムおよび/または方法は、現在知られている、または存在している、任意の数の技法を使用して実装することができることが、最初に理解されるべきである。本開示は、本明細書で図示および説明される例示的な設計および実装形態を含む、以下に示される例示的な実装形態、図面、および技法に決して限定されるべきではないが、添付の特許請求の範囲内で、それらの均等物の全範囲とともに修正することができる。
【００１３】
WLANは、従来、1つまたは複数のデバイスを、通常はいくつかのワイヤレス配信方法を使用してサーバおよびインターネットへの外部接続を備えるワイヤードネットワークにリンクするために使用することができる。ワイヤレスデバイスとワイヤードネットワークとの間の接続は、APを介して提供することができる。本明細書で使用されるように、WLANは、ワイヤレスネットワークまたはネットワークと呼ばれる場合もある。ワイヤード部分は、ネットワークのバックボーンと呼ばれる場合があり、サーバ、データベース、インターネットへの接続、およびネットワーク制御モジュールを含むことができる。ネットワークのワイヤレス部分は、ラップトップコンピュータ、電話、他のハンドヘルドデバイス等を含み得る、APを介するネットワークへのユーザデバイスのワイヤレス接続を指す場合がある。ワイヤレス接続によって、ユーザは、彼らのデバイスを通じてサーバおよびデータベース、企業のイントラネット、および潜在的にインターネットにアクセスできるようになる。これらのタイプのネットワークは、社会および生活のあらゆる面で採用されている。
【００１４】
ワイヤレスネットワークは、企業、学校、公共および私生活のすべての面に実装されている。すべてのレベルの学校は、研究および教材へのアクセスを学生に提供するために、研究成果へのアクセスを教授および学生に提供するために、ならびにクラス登録のために、ワイヤレスネットワークを使用している。2つの例を挙げると、公園に座っている間に、または図書館で読書中に、訪問者がインターネットにアクセスできるようにするために、公共の場所はワイヤレスネットワークを実装している。個人は、彼らのテレビ、タブレットコンピュータ、電話、およびオーディオデバイスを介して、インターネットおよび自分のコンピュータにアクセスできるようにするために、自宅で彼ら自身のワイヤレスネットワークを設定している。
【００１５】
企業は、業務を遂行するためにワイヤレスネットワークを使用することができる。複数の建造物を有する広い地理的領域をカバーする大規模な工業団地は、モバイルまたは固定のすべてのデバイスがネットワークに接続されるようにするために、その工業団地にわたって分散された複数のAPが必要な場合がある。さらに、企業は、従業員が、仕事のために彼らの個人的なワイヤレスデバイスを持参して使用することを許可しており、また従業員は、いつでもネットワークに接続されている2台以上のデバイス(1台は仕事用、もう1台は個人用)を有する場合がある。従業員のデバイスに加えて、企業への訪問者もネットワークに参加して、インターネットにアクセスしたり、彼ら自身のネットワークから情報を取得したりすることができる。ワイヤレスネットワークを使用する、特にビジネス用のデバイスの数は劇的に増加しており、今後も増加し続けるだろう。
【００１６】
しかし、デバイスの数は、ワイヤレスネットワークが経験する可能性がある使用のレベルに関する1つの要因にすぎない。ワイヤレスデバイスによってネットワークを介してアクセスされるプログラムおよびインターネットコンテンツも、ネットワークに影響を与える可能性がある。プログラムおよびインターネットコンテンツは、ネットワークを介するそれらの送信のためにBWが必要である。より新しいプログラムやビデオ集約型インターネットコンテンツは、大量のBWを消費することがある。さらに、ワイヤレスネットワーク上のいくつかのデバイスまたはトラフィックは高いサービス品質(QoS)のアプリケーションを必要とすることがあり、他のユーザにとって利用可能なBWまたはその他のリソースの量を制限する場合がある。QoS要求は、典型的に、それらの実行における優先順位を受け取り、潜在的に設定された量のBWの予約が必要な場合がある。インターネット電話は、QoSを必要とし、ワイヤレスネットワークに接続するときにより多くのデバイスによって使用されている、代表的なアプリケーションである。
【００１７】
したがって、ネットワークのBWは限られているので、ネットワークパフォーマンスは使用量によって影響を受ける場合がある。本明細書で使用されるように、BWは、ネットワーク内のシステムのスループットやデータ転送の速度(たとえば、ビット/秒)を指すことができ、ネットワークのワイヤード部分のBWだけでなく、利用可能なワイヤレスBWの両方を含むことができる。ネットワークのワイヤード部分では、BWは、変調方式、通信媒体に関連付けられる経路損失、およびノイズの平均レベルによって制限される場合がある。ネットワークのワイヤレス部分では、BWの量は、ワイヤレス信号を送信するために使用される無線周波数(RF)、送信のために使用される変調および符号化方式、RFチャネルの特性、ならびに干渉のレベルを含む、いくつかの要因の関数であってもよい。典型的なワイヤレスネットワークの周波数は、2.4ギガヘルツ(GHz)から5ギガヘルツの範囲でよく、使用される変調は直交周波数分割多重方式でよい。したがって、ネットワーク上のデバイスの数、およびBWを必要とするアプリケーションやデバイスによってアクセスされるコンテンツの増加に伴い、利用可能なネットワークBWがすぐに消費されて、ネットワークパフォーマンスの劣化のポイントになる場合がある。帯域幅に加えて、遅延やジッタなどの他のQoS関連パラメータが、ワイヤレスネットワークを介してパフォーマンスの著しい低下を引き起こす可能性がある。
【００１８】
ワイヤレスネットワークは、ネットワーク内のトラフィックを管理および制御するためのシステムが必要な場合がある。ネットワークの管理および制御は、ネットワークのワイヤレス部分を管理するためのいくつかのパラメータを含んでよく、ネットワークは、ネットワークの管理および制御のための余分なトラフィックを生成することができる。すべてではないがほとんどの管理および制御トラフィックは、ネットワークのワイヤード部分でBWを消費することができ、またいくつかの管理および制御トラフィックは、接続されたデバイスに、およびそこからワイヤレスに送信される。たとえば、ワイヤレス部分のパラメータは、ワイヤレスデバイスへのチャネルの割当てを含むことができる。ワイヤレスネットワークは、通常、使用可能な周波数、またはスペクトルの範囲を有しており、そのスペクトルはチャネルに分割することができる。各チャネルは、個々の接続されたデバイスに割り当てられてよい。また、スペクトルは、ネットワークによって、平均使用率と送信衝突について分析され得る。衝突は、2つ以上の装置が同じチャネルを同時に使用しようとしているときに発生する場合がある。他のネットワーク管理パラメータは、APおよびワイヤレスデバイスよって送信されている平均電力、ネットワークリソースのリソース割当て、ならびに接続されたステーション(STA)からの情報に関連し得る。ユーザデバイスは、STAと呼ばれる場合もある。本明細書で論じたパラメータは、ワイヤレスネットワークによって管理され、説明の目的のみに使用されるパラメータうちのわずかであってよい。本明細書における特定のパラメータの例示的な使用は、本開示の適用を、詳細に論じられたパラメータのみに制限するものと解釈されるべきではない。
【００１９】
増加した管理および制御トラフィックを必要とするワイヤレスネットワークの別の態様は、ネットワークに接続された、またはネットワークに参加しているSTAの移動性、ならびにワイヤレスチャネルの動的な性質に起因して生じる。いくつかのワイヤレスネットワークでは、モバイルSTAは、APによって送信されるワイヤレス信号の強度の領域が限られているために、それほど移動性がない場合がある。ワイヤレスネットワークによって使用されるワイヤレス送信機は、政府によってRF電力を制限される場合があり、APが信号をブロードキャストすることができる距離を制限することがある。したがって、広い領域をワイヤレス接続でカバーする必要がある可能性がある組織は、複数のAPが必要な場合がある。そのような場合、ネットワーク内をローミング中のモバイルSTAは、ユーザが動き回るにつれて信号強度が減衰し始めた場合、接続しているAPを変更する必要がある場合がある。したがって、より良い資源管理に対応してスペクトル効率を高めるべく、必要に応じてSTAがAPを切り替えるように指示することができるようにするために、ネットワークは、ネットワークのAPに対するSTAの位置および動きを知る必要がある場合がある。ネットワークのモバイル面を管理するために、特に移動性を対象とした管理および/または制御パラメータが、ワイヤレスネットワークによって利用されてよい。
【００２０】
ネットワークの制御は、ネットワークの動作に影響を与える上述のパラメータを変更することを含むことができる。たとえば、ネットワークに参加したばかりのSTAは、特定のチャネルを使用して通信して、その信号を送信するために使用している電力を調整するように指示され得る。管理および/または制御パラメータの使用を通じて、ネットワークは、たとえばSTAへの、またはそこからのデータの送信を制御することによって、効率的に動作するように維持することができる。また、ワイヤレスネットワークは、ネットワークのワイヤード部分を介して、制御および管理をシステムのバックボーンに送信することを必要とする場合がある。どちらの場合も、管理および/または制御パラメータの送信は、重要なユーザアプリケーションによって必要とされる可能性があるネットワークBWを消費することがある。
【００２１】
図1は、WLAN100の実施形態を示している。WLAN100は、AP102、管理および制御モジュール(MCM)104、インターネット108に接続された複数のサーバ106、ならびにSTA110、120、および130を含み得る。3つのSTA110、120、および130は、AP102にワイヤレスに接続され得る。本開示と組み合わせて、任意の数のSTAを使用することができる。STAは、スマートフォン、携帯電話、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、プリンタ、またはデータをワイヤレスに送信または受信する他の任意のデバイスであってよい。WLAN100は、例として、企業、大学、または病院でのエンタープライズネットワークを表すことができる。
【００２２】
MCM104は、上記で論じた管理および/または制御パラメータに関する情報を取得することによって、およびそれらのパラメータへの変更をネットワーク100の様々な部分に送信することによって、ネットワーク100を管理および/または制御するために使用することができる。MCM104は、パラメータへの変更をAP102に送信することができ、次いで、それがAPによって使用されてもよく、またはそれらの変更が、接続されたSTA110、120および130に送信されてもよい。たとえば、AP102が、管理パラメータについての情報をMCM104に送信して、情報がSTA110およびSTA130によってチャネル上に送信衝突イベントがあったことを示す場合、MCM104は、STA110、STA130、またはその両方のチャネル割当てを変更することができる。次いで、チャネル割当てへの変更はMCM104によってAP102に送信されてよく、次いでその変更をSTA110、STA130、またはその両方に送信し得る。このように、MCM104およびAP102を介して、ネットワーク100を適切かつ効率的に機能するように管理および制御することができる。MCM104は、単一のモジュールとして示されているが、管理モジュールと制御モジュールの2つのモジュールとして実装することができる。制御モジュール(またはコントローラ)は、比較的短い時間スケール(たとえば、リアルタイム、またはほぼリアルタイム)にわたる制御を必要とするパラメータを担当してよく、管理モジュール(または、ネットワーク管理)は、比較的少ないタイムクリティカル制御を必要とするパラメータまたは問題を担当してよい。たとえば、WLANアーキテクチャでは、リアルタイムパラメータは、セキュリティポリシー、QoSポリシー/キューイング、スケジューリング、無線リソース管理(RRM)、およびモビリティ管理を含むことができる。非リアルタイムパラメータは、ネットワーク管理パラメータ、干渉分類、および比較的長い期間にわたる他の任意のデータ平均を含むことができる。
【００２３】
従来のワイヤレスネットワークでは、管理および/または制御データは、設定された間隔で収集および送信され得る。これらの間隔は、ネットワークの管理者によって定義された期間に設定されてもよく、ネットワークトラフィックに応じて、ネットワーク自体によって動的に設定されてもよい。これらの間隔の終了時に、ネットワークMCM104は、管理および/または制御パラメータへの変更をAP102に送信することができ、AP102は、その情報の一部をSTA110、120、および130に沿って転送することができる。さらに、AP102は、管理および/または制御パラメータに関する情報を収集して、MCM104に送信することができる。しかし、従来のネットワークでは、AP102は、間隔の間にMCM104に送信された情報を保存することができない。各送信において、各パラメータの完全な表現が送信され得る。たとえば、パラメータが、時刻t1およびt2で、それぞれパラメータ値α1およびα2値によって表現されていると仮定する。およそ時刻t1で、α1のデジタル表現が送信されてよく、およそ時刻t2で、α2のデジタル表現が送信されてよい。これらの送信は、帯域幅を減らすためにα1とα2との間の可能な相関関係を利用しない場合がある。
【００２４】
上述したように、ネットワーク100などのワイヤレスネットワークは、数およびサイズが増加しており、ビジネスのニーズに合わせて多くの企業で使用される主要なタイプのネットワークになり得る。そのような場合、ネットワークの管理および/または制御がますます重要になり得る。ワイヤレスネットワークの管理および/または制御がどれだけ重要になっているかの証拠として、そのような結果を目的とした2つの規格、すなわちIEEE802.11kおよびIEEE802.11vが開発中、または実装過程である。無線リソースの管理を目的としたIEEE802.11kは、モバイルWLANの管理と保守を容易にするために、無線およびネットワーク情報を定義して公開する。ワイヤレスデバイスの管理を対象としたIEEE802.11vは、ワイヤレスネットワークに接続した状態で、クライアントデバイスの構成を可能にし、クライアントデバイスは、本開示で論じたようにSTAである。しかしながら、WLANの管理および/または制御も重要なので、管理および/または制御データの送信は、重要なBWを消費する場合がある。
【００２５】
したがって、ネットワーク100などのワイヤレスネットワークに接続されたデバイス、アクセスされているBWを必要とするアプリケーション、ならびにネットワークを管理および制御するための必要条件の増加に伴い、ネットワークにとって利用可能な有限のBWはすぐに消費されてしまう場合がある。その結果、ネットワークにとって利用可能な減少しつつあるBWを、より一層緊密に管理する必要がある可能性があるが、これは、さらに多くのBWを含み得る、より多くの管理および/または制御信号を必要とする場合がある。したがって、管理および/または制御トラフィックのBWの使用量を低減しつつ、ワイヤレスネットワークを効率的に管理および制御する方法が所望される。しかしながら、この減少は、BWの使用を低減するためにネットワークの管理および/または制御を損なうべきではない。
【００２６】
ワイヤレスネットワークインフラストラクチャ内で送信されたデータを制御および/または管理するために必要なBWを低減することによって、ワイヤレスネットワークを効率的に管理するためのシステム、装置、および方法が本明細書に開示される。本明細書に開示されるシステム、装置、および方法は、データの制御、データの管理、またはその両方のために必要なBWを低減するために適用することができる。すなわち、システム、方法、および装置は、データを制御する(または、トラフィックを制御する)ために適用されるか、またはデータを管理する(または、トラフィックを管理する)ために適用されるかに関わらず、所望の結果を達成することができる。WLAN業界で「制御(control)」データと呼ばれ得るものと、「管理(management)」データと呼ばれ得るものとの間の差は、差は主に時間スケールの1つであるという一般的な意味のネットワークの制御に関連するデータを主に指すと認識して、以下では、「制御データ(control data)」という用語は、ネットワークの制御に関連するデータを一般に指すことができ、それらの用語がWLAN業界で使用されているように、管理データおよび/または制御データを含み得る。同様に、「制御パラメータ(control parameter)」は、時々「管理および/または制御パラメータ(management and/or control parameter)」を指すために使用され得る。本明細書に開示されるシステム、装置、および方法は、一般的に、制御データの帯域幅を低減するために適用することができ、「制御」は一般的な意味で使用される。これは、たとえば、MCM104は以下では制御モジュールと呼ばれる場合があることを含意する。一実施形態は、各パラメータの完全な表現を送信するのではなく、ワイヤレスネットワークのAPおよび制御モジュールに、またはそこから、制御パラメータへの変更だけを送信することを含むことができる。すべての通信デバイス、特にAPによってパラメータの記録を維持することにより、パラメータの差を間隔で採取できるようになる。次いで、差はAPによって制御モジュールに送信される制御データになる。このように、本明細書に開示されるシステムおよび方法は、ある時点と別の時点との間のパラメータ値における変更だけ
を送信することによって、パラメータ値の相関関係を利用することができる。
【００２７】
図2は、WLAN AP200の実施形態を示している。AP200は、プロセッサ202、メモリ204、ワイヤレストランシーバ206、およびワイヤードトランシーバ208を含むことができる。プロセッサ202は、サーバ106とSTA130との間などの、サーバまたはインターネットとSTAとの間のデータの送信を容易にするために使用することができる。メモリ204は、インターネットコンテンツまたは他のトラフィックデータを、STA130などの接続されたSTAに送信する際に、バッファとして使用されてもよく、MCM104から受信された制御データなどの制御データを記憶するために使用されてもよい。ワイヤレストランシーバ206は、データを、STA110、120、および130などの接続されたSTAに送信するために使用することができる。また、ワイヤレストランシーバ206は、STAから要求を受信するために使用することができる。最後に、ワイヤードトランシーバ208は、WLANネットワークのバックボーンと通信するために使用することができる。たとえば、ワイヤードトランシーバ208は、MCM104などの1つまたは複数制御モジュールと通信することができる。
【００２８】
様々な実施形態によれば、AP200は、ネットワーク100などのワイヤレスネットワークによって、STA120などのワイヤレスデバイスのためのネットワークへのゲートウェイとして使用され得る。この容量では、AP200は、AP200のワイヤレス範囲に入ったばかりのSTAからネットワークに参加するための要求も受信することができる。また、AP200は、ネットワークの制御に関する情報、およびそれぞれの接続されたSTAについての情報を収集して、メモリ204に保持するために使用することができる。制御データのリポジトリとして、AP200は、その情報をSTAや、MCM104などの制御モジュールに送信することもでき、同じモジュールから制御更新を受信することができる。
【００２９】
この実施形態によれば、メモリ204は、AP200や、ネットワーク100などのネットワークによって使用されるすべての制御パラメータの記録を含むことができる。ネットワークによって利用されている各パラメータは、そのパラメータの詳細を概説するそれ自体のバイナリ表現を有することができ、各表現は様々な長さの表現であってよい。たとえば、スペクトル干渉イベントに関する情報は、10シンボル長のパケットによって送信することができ、一方、平均送信電力を送信するためのパケットは、たった4シンボル長でよい。しかしながら、別の実施形態は、AP200のメモリ204などのAPのメモリ内に保存して、制御モジュールに送信されるように、すべてのパラメータを単一のパケットに組み合わせることができる。
【００３０】
あらかじめ設定された間隔で、制御データはAP200によって収集されて、ワイヤードトランシーバ208を介してMCM104などの制御モジュールに送信され得る。しかしながら、各パラメータの完全なバイナリ表現を送信するのではなく、従来行われているように、パラメータの値における変更だけを送信することができる。変更だけを送信することによって、パラメータごとにより少数のビットを送信することができる。パラメータが、前の間隔以来、どのような変更も経験していない場合、そのパラメータに関する情報を送信することができない。変更または更新だけをパラメータまたはパラメータのサブセットを送信することによって、制御データの送信のためにより少ないBWを使用することができる。
【００３１】
AP200が、データのパケット全体ではなく、制御データへの変更を送信するためには、新たに収集したデータと、最後の間隔から保存された制御データを比較する必要がある。したがって、様々な実施形態によれば、AP200は、制御データを収集して、それと前の間隔からメモリ204に記憶された制御データを比較して、次いで変更だけを送信するか、2つの間隔の差異を送信する。変更は、MCM104などの制御モジュールに送信されてもよく、他のAPまたはSTA、あるいはそれらのすべてに送信されてもよい。変更が計算されて送信された後、パラメータごとのデータのセット全体をメモリ204に保存することができる。メモリ204は、前の間隔からのデータを上書きしてもよく、上書きする前に、設定数の間隔のすべてのデータを保持してもよい。
【００３２】
たとえば、および様々な実施形態によれば、本開示を使用して、スペクトル干渉データの交換の最適化を実現することができる。この実施形態では、平均スペクトルデータのスナップショットが、AP200によって取得されてもよく、収集されてもよい。平均スペクトルデータは、任意の衝突や干渉信号の発生を示してもよく、上述の報告間隔によって定義される静的な時間ウィンドウの平均であってもよい。また、時間ウィンドウは、スペクトルデータの平均を間隔の間で得られるように、スライディング時間ウィンドウであってもよい。実施形態が静的なウィンドウを使用している場合、間隔の終わりに取得された平均は、現在の値を表すことができる。次いで、プロセッサ202によって、現在の値と、メモリ204に記憶された前の間隔からの平均を比較することができる。次いで、2つの平均の間の差は、AP200によってMCM104などの制御モジュールに送信され得る。
【００３３】
高速フーリエ変換(FFT)は、スペクトル使用のスナップショットを取得するために使用され得る。当業者によって理解されるように、トランシーバ206などのトランシーバは、アンテナを介して無線周波数スペクトルの特性を観察することができる。FFTは、スペクトル使用に関するデータを取得するために、アンテナ出力をサンプリングするために使用することができる。FFTは、トランシーバで計算されてもよく、トランシーバに結合されたプロセッサ202などのプロセッサを使用してもよい。
【００３４】
FFTは、N個のFFTサンプルのそれぞれをk個のビットで表すことができ、Nおよびkは正の整数である、N点FFTでもよい。したがって、スペクトルスナップショットのために必要なビットの総数はN-kビットでよい。従来のAPでは、N-kビットの合計は、スナップショットごとにMCMに報告され得る。
【００３５】
スナップショットの前の値がN-kビットを使用してMCMに報告され、やはりN-kビットを使用して、スペクトルスナップショットの現在の値が計算されると仮定する。FFTサンプルの現在の値を、FFTサンプルの対応する前の値と比較して、サンプルごとに差を計算することができる。各期間において、差分値だけを通信することができ、それによってBWを節約する。
【００３６】
たとえば、各FFTスペクトルサンプルが10ビットで表されると仮定する。その結果、現在のFFTサンプルと前のFFTサンプルとの間の差は、10ビット未満で表すことができる。そのような例では、サンプルごとに10ビット全体ではなく、AP200によって10未満のビットを送信することができる。サンプルごとに送信されるビット数は、たとえば2に固定されてもよく、環境に適応してもよい。使用されるビット数が適応的である場合、その数は、2つのFFT間の差の統計的分析を通じて計算されるサンプルの変動を推定することができる。
【００３７】
初めてパラメータが送信されるとき、パラメータの完全な表現が送信され得る。後続の送信は、現在の値と前の値との差として、パラメータ値における差を備えることができる。α[n]は、n番目の時間間隔のパラメータの値、またはn番目の時間間隔にわたる平均であると仮定し、n≧1である。値α[1]が第1に送信され得る。その後、Δ[n]の値が送信されてよく、n≧2の場合、Δ[n]=α[n]-α[n-1]である。
【００３８】
別の例では、IEEE802.11kおよびIEEE802.11v規格によって定義されたパラメータに関連付けられる制御トラフィックの最適化は、本開示による実施形態を実装することによって実現され得る。これら2つの規格については、各STAは一意の識別子に関連付けられ、STAが使用しているAPは、そのSTAから受信したすべての情報の最新のスナップショットを維持する。IEEE802.11kに関しては、すべての情報は、特にSTAがAPから離れて移動しているかどうかを判断するために、APに対するSTAの動きを参照することができる。APが、STAがAPから離れて移動していると判断すると、STAは、ネットワークに関連する新しいAPがある場合、その新しいAPに切り替えるために準備するように通知される。次いで、STAが任意の近隣のAPのリストを要求して、APがリストを提供する。リストに基づいて、STAは最適なAPに切り替える。
【００３９】
したがって、例を継続すると、AP200などのAPは、それに接続されたすべてのSTAに関する移動情報と、すべての利用可能な代替APのリストを維持することができる。また、APは、この情報をMCM104などの制御モジュールに伝達している。しかしながら、記録全体、または情報のパケットを通信するのではなく、各間隔で、情報への変更だけを制御モジュールに送信することができる。この同じプロセスは、IEEE802.11v規格に関する情報に適用することもできる。IEEE802.11vの場合、この情報は、ネットワークトポロジやRF環境を含むことができ、各STAネットワークを認識させて、ワイヤレスネットワークの全体的な改善を促進する。
【００４０】
IEEE規格の802.11kと802.11vによって定義される制御トラフィックのコンテキストでは、新しいSTAがネットワークに参加すると、2つの規格の観点からの情報の完全なセットが制御モジュールに送信される。さらに、STAに関する情報が延長された時間量にわたって変更されていない場合、STAについての基本的な情報を、STAがまだアクティブであることを制御モジュールに示すために送信することができる。
【００４１】
MCM104などの、ワイヤレスネットワークの制御モジュールは、AP200によって送信された制御データを受信することができる。MCM104は、完全なパケットではなく、パラメータへの変更だけを受信することができるので、すでに保存されている可能性のある情報を更新するために、いくつかの比較を完了することが必要な場合がある。あるいは、MCM104は、どのような比較も行わずに、変更があるパラメータを単に更新することができる。制御パラメータを更新するために使用される方法に関わらず、パラメータごとに完全な表現ではなく変更を送信することによって、ワイヤレスネットワークの効率的な管理を維持しつつ、BWを節約することができる。
【００４２】
MCM104は、制御パラメータへの更新をAPとSTAに送信する際にも同じ技法を利用することができる。MCM104は、制御パラメータを変更して、次いで、それらを前の間隔で送信されたものと比較することができる。次いで、MCM104は、比較に基づいて、差、またはそれらのパラメータへの変更だけを送信することができる。他の実施形態では、MCM104は、パラメータパケットを比較せずに、変更を送信することができる。いずれの実施形態でも、MCM104によってAPとSTAにより少ない情報を送信することができるので、BWは節約されるべきである。
【００４３】
プロセッサ202は、1つまたは複数のチップ、コア(たとえば、マルチコアプロセッサ)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)、および/あるいはデジタル信号プロセッサ(DSP)として実装され得る。メモリ204は、1つまたは複数の二次ストレージの組合せ、読出し専用メモリ(ROM)、および/あるいはランダムアクセスメモリ(RAM)を含むことができる。二次ストレージは、1つまたは複数のディスクドライブ、あるいはテープドライブを備えることができ、RAMがすべての作業データを保持するのに十分な大きさではない場合、データの不揮発性記憶のために、およびオーバーフローデータストレージデバイスとして使用することができる。二次ストレージは、そのようなプログラムが実行のために選択されたときに、RAMにロードされるプログラムを記憶するために使用することができる。ROMは、命令と、おそらくプログラム実行時に読み込まれるデータを記憶するために使用することができる。ROMは、典型的には二次ストレージのより大きいメモリ容量に対して小さいメモリ容量を有する不揮発性メモリデバイスでよい。RAMは、揮発性データを記憶するために、また、おそらく命令を記憶するために使用することができる。ROMおよびRAMへのアクセスは、一般的に二次ストレージへのアクセスに比べて高速である。
【００４４】
図3は、たとえば様々な実施形態によってAP200によって実行される、ネットワーク管理および/または制御データの送信を最適化するための方法300の実施形態を示している。方法300は、前の間隔からネットワークの管理および/または制御データの記録を維持するブロック302で開始する。記録は、メモリ204などのメモリに記憶され得る。方法300は、現在の間隔から管理および/または制御データの記録を作成するブロック304に続く。たとえば、管理および/または制御データがFFTサンプルを備える場合、FFTを実行することができる。方法300は、現在の記録と前の記録との差を生成するブロック306に続く。差は、プロセッサ202などのプロセッサで計算することができる。方法300は、差をネットワーク制御モジュールに送信するブロック308で終了する。送信は、ワイヤードトランシーバ208などの、トランシーバを用いて行うことができる。
【００４５】
実行可能命令をプログラミングすること、および/またはAP200にロードすることによって、プロセッサ202およびメモリ204のうちの少なくとも1つが変更され、AP200を部分的に、本開示によって教示される新規な機能を有する特定の機械または装置に変形することが理解される。たとえば、AP200は、方法300を実装するように構成され得る。実行可能なソフトウェアをコンピュータにロードすることによって実装され得る機能が、よく知られている設計ルールによってハードウェア実装に変換され得ることは、電気工学およびソフトウェア工学の分野の基礎である。概念をソフトウェアに実装することと、ハードウェアに実装することとの間の判断は、一般的に、ソフトウェアのドメインからハードウェアのドメインへの変換に関わる何らかの問題ではなく、設計の安定性および生産されるユニットの数の考慮にかかっている。ハードウェア実装を再設計すること(re-spinning)は、ソフトウェア設計を再設計することよりも高価であるため、通常、まだ頻繁に変更することになる設計はソフトウェアに実装されることが好ましい場合がある。一般的に、大量に生産される安定している設計は、大量生産を実行するためのハードウェアの実装がソフトウェアの実装よりも安価な場合があるので、ハードウェアに、たとえばASICに実装されることが好ましい場合がある。多くの設計は、ソフトウェアの命令を配線で接続(hardwire)する特定用途向け集積回路における等価なハードウェア実装のために、よく知られている設計ルールによって、ソフトウェアの形で開発およびテストされ、後に変形することができる。新しいASICによって制御される機械が特定の機械または装置であることと同様に、実行可能な命令でプログラム、および/またはロードされたコンピュータを、特定の機械または装置と見なすことができる。
【００４６】
上述のように、APが制御データの差だけを送信することにより、ネットワークによってBWを節約することができる。次いで、節約されたネットワークを、ユーザデータまたはセキュリティのための不可欠な命令より重要な送信や、ビデオオンデマンドのアプリケーションによって利用することができる。さらに、制御データにおける変更だけを送信することによって、冗長な管理および/または制御トラフィックを排除することができる。したがって、BWを節約して、ワイヤレスネットワークの効率的な管理および/または制御を維持することによって、BW使用の低減を実現することができる。
【００４７】
少なくとも1つの実施形態が開示され、当業者によって行われる、実施形態および/または実施形態の特徴の変形、組合せ、ならびに/あるいは修正は、本開示の範囲内である。実施形態の特徴を組み合わせること、統合すること、および/または省略することから生じる代替の実施形態も、本開示の範囲内である。数値範囲または限定が明確に記載されている場合、そのような明示範囲または限定は、明確に述べられた範囲または限定内に入る、反復範囲または同様の大きさの限定を含むものと理解されるべきである(たとえば、約1から約10は2、3、4等を含み、0.10を上回るものは0.11、0.12、0.13等を含む)。たとえば、下限Rl、および上限Ruを有する数値範囲が開示されているときはいつでも、その範囲内に入る任意の数が具体的に開示される。具体的には、範囲内の以下の数が具体的に開示されている。R=Rl+k*(Ru-Rl)、この式で、kは1パーセントから100パーセントまでの範囲の1パーセント刻みの変数であり、すなわち、kは1パーセント、2パーセント、3パーセント、4パーセント、7パーセント、…、70パーセント、71パーセント、72パーセント、…、97パーセント、96パーセント、97パーセント、98パーセント、99パーセント、または100パーセントである。さらに、上記で定義されたように2つのR数によって定義された任意の数値範囲も具体的に開示される。特に断りのない限り、「約(about)」という用語の使用は、その後の数の±10%を意味する。請求項の任意の要素に関する「任意で(optionally)」という用語の使用は、要素が必要とされるか、あるいは要素が必要とされないことを意味し、両方の選択肢が特許請求の範囲内である。備える(comprise)、含む(include)、有する(having)などのより広義の用語の使用は、〜から構成される(consisting of)、本質的に〜から構成される(consisting essentially of)、および実質的に〜から成る(comprised substantially of)などのより狭義の用語に支援を提供するものと理解されるべきである。したがって、保護の範囲は、上述した説明によって限定されるものではなく以下の特許請求の範囲によって定義され、その範囲は請求項の主題のすべての均等物を含む。1つ1つの請求項は本明細書中にさらなる開示として組み込まれ、特許請求の範囲は本開示の実施形態である。本開示における参照の議論は、本出願の優先日後の公開日を有する任意の参照は特に、それが従来技術であることを認めるものではない。本開示において引用されるすべての特許、特許出願、および刊行物の開示は、それらが例示、手順、または本開示を補足する他の詳細を提供する限り、参照により本明細書に組み込まれる。
【００４８】
本開示においていくつかの実施形態が提供されているが、開示されるシステムおよび方法は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなしに、他の多くの特定の形態で実施され得ることが理解され得る。本発明の実施例は例示であって限定的ではないと考えられるべきであり、その意図は、本明細書で与えられた詳細に限定されるものではない。たとえば、様々な要素または構成要素を組み合わせてもよく、別のシステムに統合されてもよく、または特定の特徴が省略されてもよく、実装されなくてもよい。
【００４９】
さらに、様々な実施形態において、離散的または別個のものとして説明および図示される技術、システム、サブシステム、および方法は、本開示の範囲から逸脱することなしに、他のシステム、モジュール、技法、または方法に組み合わされてもよく、統合されてもよい。結合または直接結合される、あるいは相互に通信しているものとして図示または議論された他の項目は、電気的に、機械的に、あるいは他の方法で、何らかのインターフェース、デバイス、または中間構成要素を通じて間接的に結合されてもよく、通信してもよい。変更、置換、および改変の他の例は、当業者によって確認可能であり、本明細書に開示される趣旨および範囲から逸脱することなしに行うことができる。
【符号の説明】
【００５０】
100  WLAN
100  ネットワーク
102  AP
104  管理および制御モジュール(MCM)
106  サーバ
108  インターネット
110  STA
120  STA
130  STA
200  AP
202  プロセッサ
204  メモリ
206  ワイヤレストランシーバ
208  ワイヤードトランシーバ
300  方法
【図１】
2016506678.tif 000003
【図２】
2016506678.tif 000004
【図３】
2016506678.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月6日(2015.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク内の制御トラフィックを送信するための装置であって、
前の間隔から制御データの第1の記録を記憶するように構成されたメモリと、
前記メモリに結合されたプロセッサとを備え、前記プロセッサが、
前記第1の記録を取り出して、
現在の間隔についての前記制御データの第2の記録を受信して、
前記第1の記録と第2の記録との差を生成するように構成されている、装置。
【請求項２】
前記差を表すために使用される情報ビットの数が、前記第2の記録を表すために使用される情報ビットの数未満である、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記差を制御モジュールに送信するように構成されたトランシーバをさらに備える、請求項1または2に記載の装置。
【請求項４】
前記トランシーバがワイヤードトランシーバであり、前記装置が、ワイヤレスステーションに結合するように構成されたワイヤレストランシーバをさらに備え、前記装置が、前記ワイヤレスステーションのためのワイヤードネットワークへのゲートウェイの機能を果たすように構成されたアクセスポイント(AP)である、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記制御データが平均スペクトル使用情報、スペクトル干渉イベントについての情報、平均送信電力情報、およびリソース割当て情報のうちの1つまたは複数を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
ネットワーク内の制御データを送信するための方法であって、
前の間隔からのネットワークの制御データの記録を維持するステップと、
現在の間隔からの前記制御データの記録を作成するステップと、
前記現在の記録と前の記録との差を生成するステップと、
前記差を制御モジュールに送信するステップとを備える、方法。
【請求項７】
前記差を表すために使用される情報ビットの数が、現在の記録を表すために使用される情報ビットの数未満である、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記制御データが、前記ネットワークの平均スペクトル使用に関する情報、スペクトル干渉イベントに関する情報、前記制御モジュールによる、およびステーションによる平均送信電力に関する情報、ならびにあらかじめ定められた数の間隔において、それらの制御データを変更していないステーションについての基本情報のうちの1つまたは複数を含む、請求項6または7に記載の方法。
【請求項９】
ネットワークの制御パラメータの送信における冗長性を低減するための装置であって、
制御パラメータの第1の記録を受信するように構成されたプロセッサであって、前記第1の記録が、現在の時間間隔にわたる前記制御パラメータにおける変更を示すプロセッサと、
記録を記憶するように構成された前記プロセッサに結合されたメモリとを備える、装置。
【請求項１０】
前記プロセッサが、前記第1の記録と、前の間隔からの前の記録とを比較するようにさらに構成され、前記前の記録が前記メモリに記憶される、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセッサが、前記第1の記録と前記前の記録との前記比較に基づいて前記前の記録を修正するようにさらに構成され、前記修正された前の記録が現在の記録として記憶される、請求項10に記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
少なくとも1つの実施形態が開示され、当業者によって行われる、実施形態および/または実施形態の特徴の変形、組合せ、ならびに/あるいは修正は、本開示の範囲内である。実施形態の特徴を組み合わせること、統合すること、および/または省略することから生じる代替の実施形態も、本開示の範囲内である。数値範囲または限定が明確に記載されている場合、そのような明示範囲または限定は、明確に述べられた範囲または限定内に入る、反復範囲または同様の大きさの限定を含むものと理解されるべきである(たとえば、約1から約10は2、3、4等を含み、0.10を上回るものは0.11、0.12、0.13等を含む)。たとえば、下限Rl、および上限Ruを有する数値範囲が開示されているときはいつでも、その範囲内に入る任意の数が具体的に開示される。具体的には、範囲内の以下の数が具体的に開示されている。R=Rl+k*(Ru-Rl)、この式で、kは1パーセントから100パーセントまでの範囲の1パーセント刻みの変数であり、すなわち、kは1パーセント、2パーセント、3パーセント、4パーセント、7パーセント、…、70パーセント、71パーセント、72パーセント、…、95パーセント、96パーセント、97パーセント、98パーセント、99パーセント、または100パーセントである。さらに、上記で定義されたように2つのR数によって定義された任意の数値範囲も具体的に開示される。特に断りのない限り、「約(about)」という用語の使用は、その後の数の±10%を意味する。請求項の任意の要素に関する「任意で(optionally)」という用語の使用は、要素が必要とされるか、あるいは要素が必要とされないことを意味し、両方の選択肢が特許請求の範囲内である。備える(comprise)、含む(include)、有する(having)などのより広義の用語の使用は、〜から構成される(consisting of)、本質的に〜から構成される(consisting essentially of)、および実質的に〜から成る(comprised substantially of)などのより狭義の用語に支援を提供するものと理解されるべきである。したがって、保護の範囲は、上述した説明によって限定されるものではなく以下の特許請求の範囲によって定義され、その範囲は請求項の主題のすべての均等物を含む。1つ1つの請求項は本明細書中にさらなる開示として組み込まれ、特許請求の範囲は本開示の実施形態である。本開示における参照の議論は、本出願の優先日後の公開日を有する任意の参照は特に、それが従来技術であることを認めるものではない。本開示において引用されるすべての特許、特許出願、および刊行物の開示は、それらが例示、手順、または本開示を補足する他の詳細を提供する限り、参照により本明細書に組み込まれる。
【国際調査報告】
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2016506678.tif 000007
2016506678.tif 000008