CN101043690A - 频带测量装置、频带测量方法及计算机程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种频带测量装置，其测量可用于无线LAN通信的残余空闲频带。频带测量装置(对应于接入点AP1－N之一)发射对应于虚拟空闲频带的空数据，并测量实际发射的空数据的频带。然后，将所测量的空数据的频带确定为实际可用于无线LAN通信的残余空闲频带。

Description

频带测量装置、频带测量方法及计算机程序

技术领域

本发明涉及对可用于无线LAN通信的空闲频带进行测量的频带测量装置、频带测量方法与计算机程序。

背景技术

近年来，随着无线LAN的广泛使用，越来越需要将现有的通信设备替换为无线LAN以整合用于通信的基础设施。

为了进行要求QoS(服务质量)的通信处理，例如VoIP(IP语音)，频带分配是重要的因素之一。

然而，由于无线LAN在ISM频带(工业科学医疗频带)中运行，其易受干扰。因此，如图8所示，无线LAN受到如下的外部装置100的干扰，该外部装置100使用与该无线LAN使用的无线电波频率相同的约2.4GHz的无线电波频率，或者在相邻接入点(AP)之间的干扰增加了。结果，实际用于无线通信的频带动态地变化，并且难以测量可用于无线通信的残余空闲频带。

另外，由于无线LAN采用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突防止)接入方法，如图8所示，由于从接入点(AP)和通信终端(STA)发送的分组的冲突，可能必须要重发分组，由此变得难以测量可用于无线通信的残余空闲频带。

尽管设计了使用探测分组来测量空闲频带的方法，但在环境条件由于无线电干扰等而变化很大的情况下，难以精确测量可用的残余空闲频带。

常规上，在无线LAN中，因为由如上所述的干扰导致的频带变化而造成了测量残余空闲频带的难度，因而不能执行频带分配。

作为在本申请之前提交的技术文献，存在一文献，其公开了一种频带确认装置，该装置能够用于增加可用频带的确认结果的可靠性，抑制通信网络上的负载，并连续地监视在包括许多客户的大型通信网络中的每个客户的可用频带(例如，参见日本专利申请特开No.2002-152205(文献1))。

另外，存在一文献，其公开了一种码率定制(shaping rate)设定装置，该装置响应尽力服务型网络的频带而对通信装置的输出接口的频带进行自动控制(例如，参见日本专利申请特开No.2004-343227(文献2))。

在上面引用的专利文献中，尽管公开了对用于通信的频带进行控制的技术和原理，但其没有考虑在例如无线LAN中，在其频带不稳定的无线链路中对可用于无线LAN通信的残余空闲频带进行测量。

考虑了上述情况而作出了本发明，且意在提供一种可用于无线LAN通信的残余空闲频带进行测量的频带测量装置、频带测量方法与计算机程序。

发明内容

为了实现这种目的，本发明具有以下特征。

一种频带测量装置，其测量可用于无线LAN通信的残余空闲频带，其特征在于，它包括：空数据发射部分，其发射对应于虚拟空闲频带的空数据；和空数据频带测量部分，其测量由空数据发射部分实际发射的空数据的频带，其中，由空数据频带测量部分测量的空数据的频带被确定为实际可用于无线LAN通信的残余空闲频带。

另外，该频带测量装置的特征在于，空数据发射部分将残余频带识别为虚拟空闲频带，并发射对应于虚拟空闲频带的空数据，该残余频带是通过从频带测量装置中预设的频带中减去该频带测量装置在其中实际执行数据通信的通信频带而得到的。

另外，该频带测量装置的特征在于，它包括频带分配部分，其基于由空数据测量部分测量的空数据的频带来分配频带。

另外，该频带测量装置的特征在于，在对通信频带中的数据通信赋予优先级的同时，空数据发射部分发射空数据。

另外，该频带测量装置的特征在于，空数据发射部分向在频带测量装置中具有预设MAC地址的通信装置发射空数据。

另外，该频带测量装置的特征在于，空数据发射部分以单播向具有MAC地址的通信装置发射空数据。

进一步涉及，一种用于频带测量装置的频带测量方法，其测量可用于无线LAN通信的残余空闲频带，该方法包括步骤：发射对应于虚拟空闲频带的空数据，测量由空数据发射步骤实际发射的空数据的频带，和把由空数据频带测量步骤测量的空数据的频带确定为实际可用于无线LAN通信的残余空闲频带。

另外，该频带测量方法的特征在于，空数据发射步骤包括将残余频带识别为虚拟空闲频带，并发射对应于虚拟空闲频带的空数据，该残余频带是通过从频带测量装置中预设的频带中减去该频带测量装置在其中实际执行数据通信的通信频带而得到的。

另外，该频带测量方法的特征在于，频带测量装置基于由空数据频带测量步骤测量的空数据的频带来执行分配频带的步骤。

另外，该频带测量方法的特征在于，空数据发射步骤包括在对通信频带中的数据通信赋予优先级的同时发射空数据。

另外，该频带测量方法的特征在于，空数据发射步骤包括向在频带测量装置中具有预设MAC地址的通信装置发射空数据。

另外，该频带测量方法的特征在于，空数据发射步骤包括以单播向具有MAC地址的通信装置发射空数据。

进一步涉及，一种用于频带测量装置的计算机程序，该频带测量装置测量可用于无线LAN通信的残余空闲频带，该计算机程序使该频带测量装置执行：发射对应于虚拟空闲频带的空数据的处理；测量由空数据发射处理实际发射的空数据的频带的处理；和把通过空数据频带测量处理所测量的空数据的频带确定为实际可用于无线LAN通信的残余空闲频带的处理。

另外，该计算机程序的特征在于，空数据发射处理将残余频带识别为虚拟空闲频带，并发射对应于虚拟空闲频带的空数据，该残余频带是通过从频带测量装置中预设的频带中减去该频带测量装置在其中实际执行数据通信的通信频带而得到的。

另外，该计算机程序使频带测量装置基于由空数据频带测量处理所测量的空数据的频带来执行分配频带的处理。

另外，该计算机程序的特征在于，空数据发射处理在对通信频带中的数据通信赋予优先级的同时发射空数据。

另外，该计算机程序的特征在于，空数据发射处理向在频带测量装置中具有预设MAC地址的通信装置发射空数据。

另外，该计算机程序的特征在于，空数据发射处理以单播向具有MAC地址的通信装置发射空数据。

该实施例的有利特征在于，发射对应于虚拟空闲频带的空数据，并且将实际发射的空数据的频带确定为实际可用于无线LAN通信的残余空闲频带。这使得能够在如无线LAN通信的其频带不稳定的无线链路中测量可用于无线LAN通信的残余空闲频带。

附图说明

结合附图考虑以下详细说明，本实施例的目的和特征将变得更加明显，附图中：

图1示出了无线通信系统的系统构造图；

图2示出了构成无线通信系统的接入点(AP1-N)的内部构造图；

图3示出了无线通信系统中的操作的第一示图，尤其示出了接入点(AP1和AP2)之间的信道的通信处理；

图4示出了接入点(AP1，AP2)向信道发射空数据的情况的图；

图5示出了无线通信系统中的操作的第二示图，尤其示出了第一接入点(AP1)和通信终端(STA1-3)之间的无线链路的通信处理；

图6示出了接入点(AP1)向无线链路发射空数据的情况的第一示图；

图7示出了接入点(AP1)向无线链路发射空数据的情况的第二示图；以及

图8示出了无线通信系统的问题的图。

具体实施方式

首先，将参考图1说明根据本实施例的无线通信系统的特征。

无线通信系统包括多个频带测量装置(对应接入点AP1-N，其中N为任意整数)和多个通信终端(STA1-N)。该频带测量装置(AP1-N)的特征在于，发射对应虚拟空闲频带的空数据并测量实际发射的空数据的频带，然后将测量的空数据的频带确定为实际可用于无线LAN通信的残余空闲频带。这使得能够在例如无线LAN中的其频带不稳定的无线链路中测量残余空闲频带。下面，将参考附图描述根据该实施例的无线通信系统。

首先参考图1描述无线通信系统的构造。

无线通信系统包括多个接入点(AP1-N，其中N为任意整数)和多个通信终端(STA1-N)。另外，接入点(AP1-N)和通信终端(STA1-N)彼此通过无线链路发送和接收信息。在接入点(AP1-N)之间，通过信道发送和接收信息。另外，能够进行无线通信的通信装置，如便携电话、PDA(个人数字助理)和PC(个人计算机)，可以应用于通信终端(STA1-N)。

<接入点AP1-N>

下面参考图2描述接入点(AP1-N)的内部构造。

如图2所示，接入点(AP1-N)包括通信部分101、控制部分102、存储部分103和天线104。

通信部分101通过天线104建立与通信终端(STA1-N)的无线链路，以便以特定频率发送和接收信息。另外，通信部分101通过信道向另一接入点发送信息并从其接收信息。控制部分102对接入点的内部部件进行中央控制。存储部分103存储接入点的各种设定值，并临时存储通过通信部分101发送和接收的信息。存储在存储部分103中的各种设定值包括无线链路的最大频带、无线信道、服务设置标识符(SSID)等，它们是执行无线通信时所需要的。

另外，接入点(AP1-N)在正常数据之外还发送和接收空数据。

下面将描述无线通信系统中的处理操作。

<接入点(AP1-N)之间的信道中的通信处理>

首先，参考图3描述接入点(AP1-N)之间的处理。由于在接入点之间执行相同的通信处理，因此在下面的说明中只描述第一接入点(AP1)和第二接入点(AP2)之间的处理。

开始，预先设定接入点(AP1，AP2)的链路的设定频带A。该设定频带A通过从通信终端接收的无线电波的接收信号强度指示符(RSSI)来设定，或由管理每个接入点(AP1，AP2)的管理者来设定。因此，在接入点(AP1，AP2)中设定的链路的设定频带A将与实际可用的最大频带不同。

当有N个被路由通过第一接入点(AP1)的信道，并且由第一接入点(AP1)实际发射的数据的通信频带被定义为R时，其中第一接入点(AP1)能够向接入点(AP1和AP2)之间的信道发射空数据的虚拟空数据频带D由下式(1)计算：

虚拟空数据频带：D＝(A/2N)-R  …(1)

(其中A是第一接入点(AP1)的链路的设定频带(设定值)，N是信道的数量，R是由第一接入点(AP1)实际发射的数据的通信频带)。

此外，第一接入点(AP1)将当前信道的数量N通知第二接入点(AP2)。这使得第二接入点(AP2)能够知道相邻的第一接入点(AP1)的信道数量N。

在对通信频带R的实际数据发射赋予优先级的同时，第一接入点(AP1)向第二接入点(AP2)发射虚拟空数据频带D的空数据。

另外，通过测量实际发射到第二接入点(AP2)的空数据的频带D’，接入点(AP1)能够通过下式(2)计算实际可用于接入点(AP1和AP2)之间的信道的最大频带B：

最大频带：B＝2D’+2R。

因此，第一接入点(AP1)确定在接入点(AP1和AP2)之间的信道中实际可用的最大频带B为2D’+2R，并确定可由第一接入点(AP1)分配给无线通信的频带为2D’。另外，第二接入点(AP2)也执行与上面第一接入点(AP1)的处理类似的处理。

如图4所示，为了使第一接入点(AP1)和第二接入点(AP2)发射空数据，当接入点(AP)的发送队列为空并在载波侦听过程之后证明无线发射已准备好时发射空数据。

<第一接入点(AP1)和通信终端(STA1-3)之间的无线链路中的通信处理>

下面参考图5描述第一接入点(AP1)和通信终端(STA1-3)之间的通信处理。第一接入点(AP1)中的链路A的频带在此假定为预设的。

首先，当在第一接入点(AP1)和当前与之连接的通信终端(STA1-3)之间实际发送和接收的数据的通信频带被定义为U时(U＝U1+U2+U3，其中U1是在第一接入点(AP1)和通信终端(1-1)之间实际发送和接收的数据的通信频带，U2是在第一接入点(AP1)和通信终端(1-2)之间实际发送和接收的数据的通信频带，U3是在第一接入点(AP1)和通信终端(1-3)之间实际发送和接收的数据的通信频带)，其中第一接入点(AP1)能够向无线链路发射空数据的虚拟空数据频带D通过下式(3)计算：

虚拟空数据频带：D＝A-U  …(3)，

其中A是第一接入点(AP1)中的链路的频带(值)，U是由第一接入点(AP1)实际发送和接收的数据的通信频带。

在对通信频带U的实际数据的发送和接收赋予优先级的同时，第一接入点(AP1)向具有预分配的MAC地址的通信装置发射虚拟空数据频带D的空数据。

另外，通过测量实际发射到具有预分配的MAC地址的通信装置的空数据的频带D’，接入点(AP1)通过下式(4)计算实际可用于第一接入点(AP1)的无线链路的最大频带B：

无线链路的最大频带：B＝D’+U。  …(4)

因此，第一接入点(AP1)确定第一接入点(AP1)的信道实际可用的最大频带B为D’+U，并确定由第一接入点(AP1)实际分配给无线通信的频带为D’。

如上所述，由于第一接入点(AP1)将对应于虚拟空闲频带D的空数据发射到具有预分配的MAC地址的通信装置，并测量实际发射到具有预分配的MAC地址的通信装置的空数据频带D’，由此第一接入点(AP1)能够测量实际可由第一接入点(AP1)分配到无线通信的频带D’，并且在CSMA/CA型通信方法的无线通信中，能够容易地测量可由第一接入点(AP1)实际分配到无线通信的频带D’。

此外，由于第一接入点(AP1)发射对应于虚拟空闲频带D的空数据到具有预分配的MAC地址的通信装置，并测量实际发射到具有预分配的MAC地址的通信装置的空数据的频带D’，因此第一接入点(AP1)利用现有的通信终端(STA1-3)测量实际分配到无线通信的频带D’。

另外，第一接入点(AP1)以单播模式、广播模式、多播模式等发射空数据。由于单播模式允许数据以高数据速率调制来发射，因此第一接入点(AP1)优选地以单播方式来向具有预分配的MAC地址的通信装置发射空数据。这使得能够精确测量由第一接入点(AP1)实际发射的空数据的频带D’。

另外，在无线通信系统中，接入点(AP1)连续发射对应于实际可分配的频带D’的空数据，并且当需要将频带分配给特定会话时，对发射空数据的接入点(AP1)进行控制来分配频带。

如图6所示，为了使第一接入点(AP1)发射空数据，当第一接入点(AP1)的发送队列为空并在载波侦听过程之后证明无线发射已准备好时，向具有预分配的MAC地址(MAC 4)的通信装置发射空数据。另外，如图7所示，当第一接入点(AP1)的发送队列为空，第一接入点(AP1)处于RTS(请求发送)/CTS(允许发送)的状态，没有收到RTS，以及在载波侦听之后证明无线发射已准备好时，向具有预分配的MAC地址(MAC 4)的通信装置发射空数据。

上面的实施例是优选实施例，并非意在将本发明的保护范围仅限制到上述实施例。因此，可以进行各种修改，而不脱离本发明的要旨和范围。

例如，上面在接入点(AP1-N)中的控制操作可以通过诸如计算机程序的软件取代硬件构造来执行，并且该控制操作可以在接入点(AP1-N)中由记录介质上的程序，所述记录介质如光记录介质、磁记录介质、磁光记录介质或半导体，并将该程序从记录介质加载到接入点(AP1-N)中来执行。另外，控制操作可以在接入点(AP1-N)中通过将程序从外部装置加载到接入点(AP1-N)中来执行，所述外部装置通过预定的网络连接到所述接入点(AP1-N)。

Claims (18)

1.一种频带测量装置，其测量可用于无线LAN通信的残余空闲频带，其包括：

空数据发射部分，其发射对应于虚拟空闲频带的空数据；和

空数据频带测量部分，其测量由所述空数据发射部分实际发射的空数据的频带，

其中，由所述空数据频带测量部分测量的空数据的频带被确定为实际可用于无线LAN通信的残余空闲频带。

2.根据权利要求1的频带测量装置，其中，所述空数据发射部分将残余频带识别为虚拟空闲频带，并发射对应于所述虚拟空闲频带的空数据，所述残余频带是通过从所述频带测量装置中预设的频带减去所述频带测量装置在其中实际执行数据通信的通信频带而得到的。

3.根据权利要求1的频带测量装置，包括频带分配部分，其基于由所述空数据测量部分测量的空数据的频带来分配频带。

4.根据权利要求2的频带测量装置，其中，在对所述通信频带中的数据通信赋予优先级的同时，所述空数据发射部分发射所述空数据。

5.根据权利要求1的频带测量装置，其中，所述空数据发射部分向在所述频带测量装置中具有预设MAC地址的通信装置发射所述空数据。

6.根据权利要求5的频带测量装置，其中，所述空数据发射部分以单播向所述具有MAC地址的通信装置发射所述空数据。

7.一种用于频带测量装置的频带测量方法，所述频带测量装置测量可用于无线LAN通信的残余空闲频带，该方法包括如下步骤：

发射对应于虚拟空闲频带的空数据；

测量由所述空数据发射步骤实际发射的空数据的频带；和

将由所述空数据频带测量步骤测量的空数据的频带确定为实际可用于无线LAN通信的残余空闲频带。

8.根据权利要求7的频带测量方法，其中，所述空数据发射步骤包括：将残余频带识别为虚拟空闲频带，并发射对应于所述虚拟空闲频带的空数据，所述残余频带是通过从所述频带测量装置中预设的频带减去所述频带测量装置在其中实际执行数据通信的通信频带而得到的。

9.根据权利要求7的频带测量方法，其中，所述频带测量装置基于由所述空数据频带测量步骤测量的空数据的频带来执行分配频带的步骤。

10.根据权利要求8的频带测量方法，其中，所述空数据发射步骤包括：在对所述通信频带中的数据通信赋予优先级的同时发射所述空数据。

11.根据权利要求7的频带测量方法，其中，所述空数据发射步骤包括：向在所述频带测量装置中具有预设MAC地址的通信装置发射所述空数据。

12.根据权利要求11的频带测量方法，其中，所述空数据发射步骤包括以单播向所述具有MAC地址的通信装置发射所述空数据。

13.一种用于频带测量装置的计算机程序，所述频带测量装置测量可用于无线LAN通信的残余空闲频带，所述计算机程序使所述频带测量装置执行：

发射对应于虚拟空闲频带的空数据的处理；

测量由所述空数据发射处理实际发射的空数据的频带的处理；和

将通过所述空数据频带测量处理测量的空数据的频带确定为实际可用于无线LAN通信的残余空闲频带的处理。

14.根据权利要求13的计算机程序，其中，所述空数据发射处理将残余频带识别为虚拟空闲频带，并发射对应于所述虚拟空闲频带的空数据，所述残余频带是通过从所述频带测量装置中预设的频带减去所述频带测量装置在其中实际执行数据通信的通信频带而得到的。

15.根据权利要求13的计算机程序，使所述频带测量装置基于由所述空数据频带测量处理所测量的空数据的频带来执行分配频带的处理。

16.根据权利要求14的计算机程序，其中，所述空数据发射处理在对所述通信频带中的数据通信赋予优先级的同时发射所述空数据。

17.根据权利要求13的计算机程序，其中，所述空数据发射处理向在所述频带测量装置中具有预设MAC地址的通信装置发射所述空数据。

18.根据权利要求17的计算机程序，其中，所述空数据发射处理以单播向所述具有MAC地址的通信装置发射所述空数据。

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