(57)【要約】      （修正有）【課題】無線ローカル・エリア・ネットワークにおけるアクセス・ポイントで少なくとも１つの閾値を動的に設定する方法を提供する。【解決手段】アクセス・ポイントは、アドミニストレータの介入なしに、他のアクセス・ポイントから受信した信号強度を検知し、予め定義された尺度を用いてキャリア検出閾値を確率する。その後、ディファー閾値及びローミング閾値は、キャリア検出閾値に基づいて確率される。これらの通信パラメータを確率した後、アクセス・ポイントは、ネットワーク・ステーションに通信パラメータを同報通信する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア検出無線ローカル・エリア・ネットワークにおけるアクセス・ポイントで少なくとも１つの閾値を動的に設定する方法であって、
他のアクセス・ポイントからの信号を検知するステップと、
少なくとも１つの前記検知された信号の受信された信号強度に基づき、前記キャリア検出閾値を決定するステップであって、前記キャリア検出閾値が、前記無線ローカル・エリア・ネットワーク内のネットワーク・ステーションが受信されたデータ信号を処理するよう試行しないこととなる観測されたキャリア信号の上限レベルであるステップと、
前記ネットワーク・ステーションにより受信のための前記キャリア検出閾値を出力するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記アクセス・ポイントからプローブ信号を送るステップを更に含み、
前記検知ステップが、前記プローブ信号に対する他のアクセス・ポイントからの応答を検知する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記決定されたキャリア検出閾値に基づいてディファー閾値を設定するステップであって、前記ディファー閾値が、（１）前記ネットワーク・ステーションがデータ信号の送信を延期させることとなる前記観測されたキャリア信号の下限レベルであり、および（２）前記決定されたキャリア検出閾値とは異なるものである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記設定するステップが、ディファー閾値を、前記決定されたキャリア検出閾値から所定値だけオフセットした値に等しく設定する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記設定するステップが、前記決定されたキャリア検出閾値に基づいてルックアップ・テーブルから前記ディファー閾値を読み取る請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記キャリア検出閾値が、前記検知された信号の受信信号強度に基づいて他のアクセス・ポイントを分離し、および前記分類および処理に基づいて前記キャリア検出閾値を選択することにより決定される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記キャリア検出閾値が、前記分類処理における所定の位置における受信信号強度に基づいて選択される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記キャリア検出閾値が、前記分類処理における前記受信信号強度の少なくともいくつかのものの重み付けされた平均に基づいて選択される請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記キャリア検出閾値が、前記分類における前記受信信号強度の少なくともいくつかのものの平均又は中間値のいずれかに基づいて選択される請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つのネットワーク・ステーションを有する無線ローカル・エリア・ネットワーク用のアクセス・ポイントであって、このアクセス・ポイントは、キャリア検出閾値を、
他のアクセス・ポイントから信号を検知する処理と、
前記検知された信号のうちの少なくとも１つの受信信号強度に基づいて前記キャリア検出閾値を決定する処理であって、前記キャリア検出閾値が、前記無線ローカル・エリア・ネットワーク内のネットワークが受信されたデータ信号を処理することを試行しなくなる観測されたキャリア信号の上限レベルである処理と
前記ネットワーク・ステーションにより受信のためのキャリア検出閾値を出力する処理と、を遂行することにより動的に設定するよう動作するようになっている、アクセス・ポイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線データ通信システムに関し、特に強化された媒体アクセス制御機能の閾値の設定に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローカル・エリア・ネットワーク（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＬＡＮ）におけるステーション間の有線ケーブル接続の必要性を排除するために、無線ローカル・エリア・ネットワークが発展して現在では商業的に利用可能になっている。これらの無線ローカル・エリア・ネットワークは、例えば無線通信能力を有するデータ処理デバイス（パーソナル・コンピュータ等）である、複数の移動可能なネットワーク・ステーションを用いる。
【０００３】
無線ローカル・エリア・ネットワークは、基地ステーションとして機能するアクセス・ポイントと、複数の他のネットワーク・ステーションとを含む。グループ又はセル内のネットワーク・ステーションは、それらに対応するアクセス・ポイントと直接に通信する。このアクセス・ポイントはメッセージを、同じセル内の宛先ステーションへ、又は有線配信システムを介して有線接続された宛先ステーション（サーバ、プリンタ等）へ、又はそこからそのようなメッセージが最終的に無線宛先ステーションへ届く他のアクセス・ポイントへ、転送する。
【０００４】
無線ＬＡＮは、有線に基づくＬＡＮでは顕在化していないいくつかの課題を呈する。例えば、アクセス・ポイントによって提供されるセルのサイズが確立されなければならず、ネットワーク・ステーションの潜在的な移動性が考慮されなければならない。また、単一のチャネルを使用する無線に基づくネットワークにおいて、コリジョン（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓ）を検出することは、受信信号レベルの大きなダイナミック・レンジのために、実質的により困難である。したがって、無線ローカル・エリア・ネットワークは一般に、コリジョン検出の代わりに、コリジョン回避スキームを用いる。
【０００５】
これらの問題は、特定の通信パラメータを設定することで扱われる。１つのパラメータは、所望の信号を受信するためのキャリア検出閾値と呼ばれる。キャリア検出閾値は、対象となるキャリア信号のレベルであり、このキャリア検出閾値のレベルを下回る場合には、ネットワーク・ステーション又はアクセス・ポイントはデータ信号の処理を行わない。例えば、キャリア検出閾値を変えることによって、その信号レベルを超える場合に信号が受信されかつ処理される信号レベルを選択することが可能である。第２のパラメータは、ディファー（ｄｅｆｅｒ）閾値と呼ばれる。ディファー閾値は、対象となるキャリア信号のレベルであり、このディファー閾値のレベルを上回る場合には、ネットワーク・ステーションはデータ信号の伝送を延期する。
【０００６】
無線ローカル・エリア・ネットワークＬＡＮは、一般に媒体アクセス制御（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＭＡＣ）構成に基づいて構成される。この媒体アクセス制御は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１規格に記載されるように、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）等のリッスン・ビフォー・トーク（ｌｉｓｔｅｎ−ｂｅｆｏｒｅ−ｔａｌｋ）スキームを用いる。
【０００７】
媒体アクセス制御（ＭＡＣ）構成によれば、各ローカル・エリア・ネットワーク・ステーションは、他のステーションが通信信号を伝送していないことを確認したときに伝送を開始する。このために、各ステーションは、各ステーションが他のステーションから受信した信号レベルがディファー閾値を上回る場合には、その信号伝送を延期する。このようにして、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）構成は、第１のステーションから遠隔に配置された第２のステーションが、第１のステーションによってより早く開始された伝送と時間が重なる信号伝送を開始することを、妨げる。一般に、第２のステーションは、ランダムに選択された時間期間だけその信号伝送を延期する。
【０００８】
第３のパラメータは、ローミング（ｒｏａｍｉｎｇ）閾値と呼ばれる閾値の集合を含む。セル・サーチ閾値と呼ばれる第１のローミング閾値は、受信信号強度又は信号雑音比（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ，ＳＮＲ）を設定し、この受信信号強度又は信号雑音比を下回る場合には、ネットワーク・ステーションは、他のアクセス・ポイントを調査し、調査の結果に基づいて、そのネットワーク・ステーションが異なるアクセス・ポイントを介して通信すべきであるかどうかを決定する。アウト・オブ・レンジ閾値と呼ばれる第２のローミング閾値は、受信信号強度又はＳＮＲを設定し、この受信信号強度又はＳＮＲを下回る場合には、ネットワーク・ステーションは、そのネットワーク・ステーションにサービスを提供するアクセス・ポイントが範囲外であるとの結論を下す。この場合、ネットワーク・ステーションは、通信するための新たなアクセス・ポイントのより丹念な調査を実行する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
無線ＬＡＮを確立する又は変更するとき、ネットワーク・アドミニストレータは、上述のパラメータを設定又は調節する。このプロセスは、時間がかかり、システムを最適化するためにアドミニストレータに依存する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による方法において、アクセス・ポイントは、アドミニストレータの関与なしに、キャリア検出閾値、ディファー閾値、及びローミング閾値等の通信パラメータを確立する。アクセス・ポイントは、無線ＬＡＮ内の他のアクセス・ポイントから受信した信号強度を検知し、予め定義された尺度を用いて、少なくとも１つの前記検知された信号強度に基づいてキャリア検出閾値を確立する。その後、ディファー閾値及びローミング閾値は、キャリア検出閾値に基づいて確立される。これらの通信パラメータを確立した後、アクセス・ポイントは、それらが提供するアクセス・ポイントとしてアクセス・ポイントを用いるネットワーク・ステーションに、通信パラメータを同報通信する。
【００１１】
このように、アクセス・ポイントは、アドミニストレータの介入なしに、無線ＬＡＮを自己構成し、かつ無線ＬＡＮの最適化を支援する。これは、無線ＬＡＮの初期設定又は無線ＬＡＮの変更（例えば、アクセス・ポイントの追加又は削除）を著しく単純化する。キャリア検出閾値の自己確立において、アクセス・ポイントは、無線ＬＡＮの密度を自己決定し、決定された密度に応じて通信パラメータを確立する。
【００１２】
本発明は、本明細書の以下に与えられた詳細な記載、及び同様に参照符号が様々な図における対応する部分を示す、例示目的だけに与えられた添付の図面から、より完全に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態による無線ＬＡＮネットワークを示す。
【図２】通信閾値を確立するために、無線ＬＡＮにおけるアクセス・ポイントによって用いられるプロセスの一実施の形態を示すフローチャートを示す。
【図３】セル・サイズとキャリア検出閾値との間の関係を示す。
【図４】キャリア検出閾値とディファー閾値との間の関係を示す。
【図５】本発明の一実施の形態によるルックアップ・テーブル・エントリを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明による無線ＬＡＮネットワークを示す。図示されるように、無線ＬＡＮネットワークは、上述のように基地ステーションとして機能する複数のアクセス・ポイント１０を含む。しかしながら、本発明は、この点に限定されず、ネットワーク・ステーションと相互にメッセージを転送するためにサーバ・ステーションを用いる他のタイプのローカル・エリア・ネットワークを用いることができる。アクセス・ポイント１０は、ＬＡＮ内のネットワーク・ステーション１２が通信できる他のデバイス及び／又はネットワークに接続されることができる。アクセス・ポイント１０は、通信チャネルを通じてデータ信号を送信及び受信するように構成されたアンテナを含む。上述で示唆したように、アクセス・ポイント１０は、ネットワーク・ステーション１２（例えば、ポータブル・コンピュータ、プリンタ等）と通信する。一般に、アクセス・ポイント１０は、アクセス・ポイント１０のセル又は通信範囲内にあるネットワーク・ステーション１２と通信する。アクセス・ポイント１０と同様に、各ネットワーク・ステーション１２は通信のためのアンテナを有する。ネットワーク・ステーション１２は、例えばＩＥＥＥ  ８０２．１１規格に特定されているように直接シーケンス拡散スペクトル（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ，ＤＳＳＳ）を用いて選択的に１Ｍｂｉｔ／ｓ（メガビット毎秒）又は２Ｍｂｉｔ／ｓのデータ・レートで、メッセージを送信及び受信できるが、本発明はこの点の範囲に限定されない。
【００１５】
新たなアクセス・ポイント１０が無線ＬＡＮネットワークに追加されたとき、新たなアクセス・ポイント１０は、アドミニストレータの関与なしに、アクセス・ポイント１０の通信レンジを主に確立するキャリア検出閾値、ディファー閾値、及びローミング閾値を決定する。図２は、アクセス・ポイント１０がこれらの閾値を自己決定する際に実行するプロセスのフローチャートを示す。
【００１６】
図２に示されるように、アクセス・ポイント１０が立ち上がった後、又は立ち上がった後周期的に、ステップＳ１２において、アクセス・ポイント１０はプローブ要求を出す。アクセス・ポイント１０は、最も丹念なモードでの情報交換を可能にし、かつ最も長い距離をカバーするために、最も低いデータ・レートでプローブ要求を発行する。この要求するアクセス・ポイント１０は、また、可能な限りコリジョンを避けるために、最も低いディファー閾値を一時的に使用する。確認応答の要求に加えて、プローブ要求は、また、プローブ要求を受信しかつ処理するアクセス・ポイント１０によって使用されるロード・ファクタ及び閾値等の情報を要求することができる。
【００１７】
プローブ要求を受信しかつ処理するアクセス・ポイント１０は、プローブ要求を出しているアクセス・ポイント１０にプローブ要求応答を送る。即ち、そのキャリア検出閾値を超えるプローブ要求を受信しているアクセス・ポイント１０は、要求しているアクセス・ポイント１０に応答を送る。プローブ要求応答は、プローブ要求の受信を確認し、かつプローブ要求において要求された情報を供給する。
【００１８】
ステップＳ１４において、要求しているアクセス・ポイント１０は、プローブ要求応答を受信する。ステップＳ１６において、要求しているアクセス・ポイント１０は、受信したプローブ要求応答の信号強度によって、応答しているアクセス・ポイント１０を分類する。プローブ要求応答を最大限多く受信し、かつ要求しているアクセス・ポイント１０から最も遠いアクセス・ポイント１０からの応答を受信するために、アクセス・ポイント１０（良好なキャプチャ・イン・レシーブ・レベル（ｃａｐｔｕｒｅ−ｉｎ−ｒｅｃｅｉｖｅ−ｌｅｖｅｌ）性能を有する）は、ネットワーク・ステーション１２に比べて可能な限り低いキャリア検出閾値で動作する。
【００１９】
応答しているアクセス・ポイント１０を受信した信号強度によって分類した後、要求しているアクセス・ポイント１０は、ステップＳ１８において、分類されたアクセス・ポイント１０に与えられた尺度に基づいてキャリア検出閾値を決定する。第１の実施の形態において、受信された尺度は、キャリア検出閾値として、応答しているアクセス・ポイント１０の３番目に高い受信された信号強度を有する応答しているアクセス・ポイント１０の受信された信号強度を選択する。第２の実施の形態において、受信された尺度は、キャリア検出閾値として、４番目に高い受信された信号強度を有する応答しているアクセス・ポイント１０の受信された信号強度を選択する。第３の実施の形態において、受信された信号強度の順に最も高い方から８つの受信された信号強度の平均が、キャリア検出閾値として設定される。第３の実施の形態の変形、即ち第４の実施の形態において、平均を計算する際に含まれるアクセス・ポイント１０の数は、応答しているアクセス・ポイント１０の数に応じて変化する。第３又は第４の実施の形態の変形、即ち第５及び第６の実施の形態において、重み付けされた平均を得る。更に理解されるように、全ての応答しているアクセス・ポイント１０についてプローブ要求応答を記憶する代わりに、受信された信号強度の順に最も高い方から所定の数のプローブ要求応答が、要求しているアクセス・ポイント１０によって記憶される。理解されるように、上述された実施の形態は、キャリア検出閾値の設定において適用できる多くの異なる尺度のいくつかの例に過ぎない。任意のそのような尺度が、本発明の概念及び範囲内にあることが意図される。
【００２０】
キャリア検出閾値を設定した後、ディファー閾値及びローミング閾値がステップＳ２０で確立される。第１の実施の形態において、ディファー閾値は、確立されたキャリア閾値から所定値（例えば１０ｄＢ）だけオフセットした値に設定される。第２の実施の形態において、要求しているアクセス・ポイント１０は、キャリア検出閾値とディファー閾値とを関連付けるルックアップ・テーブルを記憶する。この実施の形態において、要求しているアクセス・ポイント１０は、確立されたキャリア検出閾値を用いて、テーブルからディファー閾値を調べる。ディファー閾値が、確立されたキャリア検出閾値が少なくとも１つの入力である式に従って決定されることができることは、更に理解されよう。
【００２１】
ローミング閾値を決定する実施の形態は、上述の実施の形態と類似する。例えば、ある実施の形態において、セル・サーチ閾値及びアウト・オブ・レンジ閾値の片方又は両方は、それぞれ確立されたキャリア検出閾値から所定値だけオフセットした値に設定される。またある実施の形態において、ＳＮＲに基づくセル・サーチ閾値（Ｃｅｌｌ  Ｓｅａｒｃｈ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（ＣＳＴ），ｄＢで表される）は、（ｉ）キャリア検出閾値（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｄｅｔｅｃｔ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（ＣＤＴ），ｄＢｍで表される）足す１１５、及び、（ｉｉ）４０、の最大値に等しく設定される。即ち、下記の（数１）で表される。
【００２２】
〔数１〕
ＣＳＴｄＢ＝ｍａｘ（ＣＤＴｄＢｍ  ＋１１５，４０）
ＳＮＲに基づくアウト・オブ・レンジ閾値（Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｒａｎｇｅ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（ＯｏＲＴ），ｄＢで表される）は、（ｉ）キャリア検出閾値（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｄｅｔｅｃｔ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（ＣＤＴ），ｄＢｍで表される）足す９５、及び、（ｉｉ）２、の最大値に等しくされる。即ち、下記の（数２）で表される。
【００２３】
〔数２〕
ＯｏＲＴｄＢ＝ｍａｘ（ＣＤＴｄＢｍ  ＋９５，２）
他の実施の形態において、要求しているアクセス・ポイント１０は、キャリア検出閾値と、セル・サーチ閾値及びアウト・オブ・レンジ閾値の片方又は両方と、を関連付けるテーブルを記憶する。この実施の形態において、要求しているアクセス・ポイント１０は、確立されたキャリア検出閾値を用いてテーブルから少なくとも１つのローミング閾値を調べる。１つ又は複数のローミング閾値が、確立されたキャリア検出閾値が少なくとも１つの入力である式により決定されることができることは、更に理解されよう。
【００２４】
ディファー閾値及びローミング閾値がテーブルを調べることによって決定される各実施の形態に関して、図５は３つの例示的なテーブル・エントリを示す。特に、高密度エントリ、低密度エントリ、及び中密度エントリが、図５のテーブルに示され、この密度は、アクセス・ポイント１０間の距離、即ちアクセス・ポイント１０のセル・サイズを表す。
【００２５】
ディファー閾値及びローミング閾値がステップＳ２０で確立されると、要求しているアクセス・ポイント１０は、ステップＳ２２において、確立された閾値をネットワーク・ステーション１２へビーコン及び付随する応答フレームにより同報通信する。ネットワーク・ステーション１２の提供するアクセス・ポイント１０としての要求しているアクセス・ポイント１０を用いるこれらのネットワーク・ステーション１２は、要求しているアクセス・ポイント１０によって確立された閾値を用いる。
【００２６】
上述したように、図２のプロセスは、アドミニストレータの関与なしにシステムを適切に自動的に再構成するために、アクセス・ポイント１０によって周期的に繰り返される。ステップＳ１８においてアクセス・ポイント１０によって用いられる尺度は、ＬＡＮネットワークの密度を測定し、認識した密度に応じて、要求しているアクセス・ポイント１０のセル・サイズを確立する。図３において、要求しているアクセス・ポイント１０から遠隔に配置されたネットワーク・ステーション１２によって観測されるキャリア信号レベルが、要求しているアクセス・ポイント１０からのネットワーク・ステーション１２の距離の関数として曲線２９によって示される。曲線２９は、アクセス・ポイント１０で使用される送信パワー及び周囲の経路損失特性によって決定される。セル内のネットワーク・ステーション１２の受信器能力は、要求しているアクセス・ポイント１０によってステップＳ２２において設定された、直線３２−１又は３２−２によって示されるキャリア検出閾値等の、キャリア検出閾値によって決定される。前述したように、キャリア検出閾値は、キャリア信号レベルとして定義され、キャリア検出閾値を下回る場合には、ネットワーク・ステーション１２は入ってくるデータ信号を処理しない。図示されるように、キャリア検出閾値３２−２は曲線２９と距離−Ｒ２及び＋Ｒ２で交わり、キャリア検出閾値３２−１は曲線２９と距離−Ｒ及び＋Ｒで交わる。キャリア検出閾値直線がキャリア信号レベル曲線と交差する距離は、ローカル・エリア・ネットワーク・セルの境界を決定し、この境界内で、ネットワーク・ステーション１２は要求しているアクセス・ポイント１０と通信することができる。
【００２７】
明らかなように、より低いより感度が高いキャリア検出閾値３２−１によって、より広いレンジにわたる動作及び受信が達成される。キャリア検出閾値レベル３２−１を用いることによる結果としてのセルは、セル２８として示されている。同様に、キャリア検出閾値３２−２を用いることによる結果としてのセルは、セル３０として示されている。キャリア検出閾値レベル３２−２で動作するネットワーク・ステーション１２は、キャリア検出閾値レベル３２−１で動作するネットワーク・ステーションより感度が低い。
【００２８】
図４は、直線３８として示されるディファー閾値と直線３２−２として示されるキャリア検出閾値との間の関係の、一実施の形態を示す。図４は、ディファー閾値がキャリア検出閾値より低いレベルに、即ちより感度が高く、設定されている状況を示すが、本発明は、この点の範囲に限定されない。例えば、本発明の他の実施の形態によれば、キャリア検出閾値及びディファー閾値は、これらが実質的に同じレベルに達するように、又はキャリア検出閾値がディファー閾値より低くなるように、変えることができる。
【００２９】
このように説明された本発明は、多くの方法で変えられることができることは明らかである。そのような変更は、本発明の精神及び範囲からの逸脱として考慮されず、そのような全ての変形は、請求項の範囲内に含まれることが意図される。
【００３０】
［発明の効果］
本発明によれば、アクセス・ポイントは、アドミニストレータの介入なしに、無線ＬＡＮを自己構成し、かつ無線ＬＡＮの最適化を支援することができる。これにより、無線ＬＡＮの初期設定又は無線ＬＡＮの変更（例えば、アクセス・ポイントの追加又は削除）を著しく単純化することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０・・・アクセス・ポイント、１２・・・ネットワーク・ステーション、２８，３０・・・セル、２９・・・キャリア信号レベル、３２−１，３２−２・・・キャリア検出閾値、３８・・・ディファー閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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