JP2003037607A - アクセスポイント、通信システム、動的チャネル選択方法、及びデータキャリア - Google Patents
アクセスポイント、通信システム、動的チャネル選択方法、及びデータキャリアInfo
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Abstract
スループット低下を招かない動的チャネル変更方法及び
その装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明に従い、アクセスポイントは以下
のステップを実行することによって、最適チャネルを動
的に選択するように設定されている。(a)複数個の可
能なチャネルからあるチャネルを選択するステップと、
(b)所定の走査時間の間に、前記チャネルにおける、
少なくともメディアアクティビティレベルに係るデータ
を収集するステップと、(c)前記走査時間における、
メディアアクティビティの前記レベルが第一閾値を超過
した時間期間を表わすチャネル干渉パラメータをストア
するステップと、(d)前記複数個のチャネルの他の全
てのチャネルに関してステップ(b)及び(c)を反復
するステップ、及び、(e)前記チャネル干渉パラメー
タを考慮して所定のルールに従って前記最適チャネルを
選択するステップ。
Description
イント(AP)及びネットワーク局を含む通信システム
に関し、前記ネットワーク局が、無線通信プロトコルを
介して前記アクセスポイントのうちの一つの通信するよ
うに配置されているような通信システムに関する。
N)は、有線LANを拡張置換するものとして開発され
てきている。データ通信に係る無線LANにおいては、
無線通信可能な複数個の(移動体)ネットワーク局(例
えば、パーソナルコンピュータ、通信デバイスなど)が
存在する。有線LANに比較して、無線LANにおける
データ通信は、LANによってカバーされている領域に
おけるネットワーク局の配置の柔軟性、及び、ケーブル
接続が不要であること、の双方の理由から、より広範囲
な利用が見込まれる。
02−11国際標準(IEEE802.11)によって
規定された標準に従って実装される。IEEE802.
11は、2.4−2.5GHzのISM(産業、科学及
び医学)帯で動作する無線LANに係る標準を記述す
る。このISM帯は全世界的に利用可能であり、スペク
トル拡散システムに関して免許無しで使用することが許
可されている。米国及び欧州の双方においては、2,4
00−2,483.5MHz帯が割り当てられており、
日本などの他の国々においては、2.4−2.5GHz
のISM帯の別な部分が割り当てられている。IEEE
802.11標準は、APベースのネットワーク及びア
ドホックネットワークに係るMAC(媒体アクセス制
御)及びPHY(物理層)プロトコルに焦点を当ててい
る。
は、グループすなわちセル内の局は、APに対してのみ
直接通信することが可能である。APは、メッセージ
を、同一のセル内の宛先局へ転送し、あるいは、有線分
配システムを介して他のAPへ転送して、そのAPから
メッセージの宛先局へ転送される。アドホックネットワ
ークにおいては、各局はピア−ツー−ピアレベルで動作
し、APすなわち(有線接続された)分配システムは存
在しない。
コルをサポートする:DSSS(直接シーケンススペク
トル拡散)、FHSS(周波数ホッピングスペクトル拡
散)、及びPPM(パルス位置変調)を有する赤外線で
ある。これらの3つのPHYは、1及び2Mビット/秒
のビットレートを実現する。さらに、IEEE802.
11は、拡張11a及び11bを含んでおり、より高い
ビットレートを可能にしている: 拡張11bは、1及
び2Mビット/秒のビットレートを有する基本的なDS
SSと共に、5.5及び11Mビット/秒のビットレー
トを、同一の2.4−2.5GHzのISM帯で実現す
る。拡張11aは、5GHz帯において、6から54M
ビット/秒の範囲のビットレートを実現する高ビットレ
ートOFDM(直交周波数分割多重化変調)PHY標準
を提供する。IEEE802.11基本MACプロトコ
ルは、CSMA/CA(衝突回避キャリア検出多重アク
セス)プロトコル及びビジー媒体状況に引き続くランダ
ムバックオフ時間の利用を通じて、コンパチブルなPH
Y間でのインターオペラティビティ(相互動作性)を許
容する。IEEE802.11CSMA/CAプロトコ
ルは、媒体に同一時刻にアクセスする複数個の局間の衝
突確率を低減するように設計されている。それゆえ、延
期及びランダムバックオフタイム配置が、媒体競合を解
決する目的で用いられる。延期の決定は、延期閾値(R
_defer)と呼称される設定量に基づいてなされ
る。キャリア信号レベルがR_deferより大きいと
測定された場合には、ネットワーク局は、ペンディング
になっている送信要求を延期する。観測されたレベルが
R_defer未満の場合には、その関連するアクセス
ポイントとの通信を開始する目的で、ネットワーク送信
が許可される。
トコルは、パケットフラグメンテーション、(時間制限
を有するサービスに関して)RTS/CTS(送信要求
/送信クリア)ポーリングインタラクション及びポイン
トコーディネーションを介した媒体予約に係る特別な機
能上の振る舞いを規定する。
トコルは、局がAPの存在をモニタすることを可能にす
る目的で、APによって一定間隔で送出されるビーコン
フレームを規定する。
プのMAC機構を規定している:競合フリーのフレーム
転送を実現するPCF(ポイント調停機能)及び競合ベ
ースのフレーム転送を実現するDCF(分散調停機能)
である。双方のMAC機構とも、同時に機能することが
可能である。このことは、二つのビーコン間の時間を競
合フリー部分(PCF)及び競合部分(DCF)に分割
することによって実現される。CFP(競合フリー期
間)反復間隔は固定長であり、競合フリー期間と競合期
間との双方を含んでいる。IEEE802.11標準の
図59を参照。
は、プローブ要求フレームを含む管理フレームの組を利
用する。このプローブ要求フレームは、局によって送出
され、利用可能なAPによって送出されるプローブ応答
フレームがその後に続く。このプロトコルは、局が、他
の周波数チャネル上で動作しているAPをアクティブ走
査することを可能にし、APが、局に対して、どのよう
なパラメータ設定を当該APが用いているのかを示す。
802.11APベースの無線LANネットワークにお
いては、局は、通常、最も良好に受信され、最も近接
し、対応するネットワークフレームを有するAPに関連
している。
作する。チャネル数は、無線LANが用いられる制御ド
メインに依存する(例えば、2.4GHz帯の場合に
は、米国では11チャネルである)。このチャネル数
は、ISO/IEC8802−11、ANSI/IEE
E標準802.11、1999−00−00版に記載さ
れている。相異なったチャネルを用いている、重複した
セルは、チャネル間隔が少なくとも3以上である場合に
は、干渉することなく同時に機能することが可能であ
る。重複していないセルは、同一のチャネルを干渉する
ことなく用いることが可能である。チャネル割り当て
は、動的になされることも可能であり、また、固定され
ていてもよい。環境それ自体も動的である場合には、動
的チャネル割り当てが望ましい。
おいては、チャネルの動的割り当ては、動的周波数選択
(DFS)と呼ばれている。DFSアルゴリズムの目的
は、無線LANにおけるチャネルを、最良の性能が実現
されるように動的に割り当てることである。性能は、ス
ループット、遅延、及び公平性の観点で表現される。動
的周波数選択を有するAPは、より良好に動作するチャ
ネルを獲得する目的で、チャネルを切り替えることが可
能である。この方式においては、通常、現行のチャネル
よりも、チャネル共有が少なく、かつ、干渉の影響をよ
り受けていないチャネルが選択される。APは、どのチ
ャネル周波数が用いられているか、及び、隣接するセル
においてどのような受信レベル及び負荷ファクタが発生
するかを決定する目的で、全てのチャネルを走査する。
チャネルの走査の間、APはプローブ要求を送出し、同
一のチャネルに同調していて無線到達範囲内に存在する
全てのAPからのプローブ応答を喚起する。プローブ応
答パケットは、各APからの、問題にしているチャネル
に係る負荷ファクタに関する情報を伝達する。
は、各チャネル毎のエントリテーブルを作成する。各エ
ントリには、受信レベル、プローブ応答パケットにおい
て報告された負荷ファクタ、及び、測定された雑音レベ
ルが含まれる。テーブルにストアされている受信レベル
とは、問題にしているチャネルにおいてアクティブ動作
している別のAPから受信されたプローブ応答パケット
が受信されたレベルである。このテーブルは、前掲のKa
mermanによる1999年12月の文献において記載され
ているように、DFSアルゴリズムにおいて用いられ
る。
1999年12月の文献において記載されているDFS
アルゴリズムの戦略は、応答しているAPが、プローブ
応答において負荷情報を送出することを期待している
が、これは、標準(IEEE802.11)に従ったも
のではない。それゆえ、この負荷情報が他の製造業者に
よって製造されたAPからは決して得られない、という
可能性は極めて高い。よって、この方式は、免許無しで
利用可能なスペクトルの問題を解決しない。第二に、プ
ローブ要求の待機は、他のAPが極めてビジーである場
合には、50ミリ秒にも及びうる。この状況は、特に、
プローブ要求を送出しているAPが高負荷である場合に
は、極めて望ましくない。プローブ要求を送出している
APの負荷は、周期的走査の間には考慮されない。第三
に、前掲のKamermanによる1999年12月の文献にお
いて記載されている戦略は、いつチャネルを変更すべき
かに係る戦略を書いている。チャネル変更は周期的にな
されるが、全く必要ではない可能性もある。最後に、前
述されたDFSアルゴリズムにおいては、1時間という
固定された走査間隔が用いられる。これは非常に長い時
間であり、その間に数多くの状況変化が発生しうる。例
えば、電子レンジが使い始められてその時間の間にそれ
が終わり、その結果、APのスループットが低下するこ
ともある。他方、走査間隔が非常に小さい値に低減され
ると、APがそのほとんどの時間を走査に費やし、結果
としてスループットの低下を招く。問題は、固定走査間
隔及び全チャネルが次々に走査されるという事実にあ
る。
題点を、相異なったアルゴリズムを用いることによって
克服することである。本発明に係るアルゴリズムは、A
Pが相異なったチャネルを受動的に傍受することに基づ
いている。本発明に係る受動傍受方法は、チャネルに対
する可能な全ての干渉源に係る情報のみならずそのチャ
ネルの負荷に係る情報も提供する。
アクセスポイントに関連している。このアクセスポイン
トは、プロセッサ、及び、データ及び命令をストアする
メモリを有しており、以下のステップを実行することに
よって、最適チャネルを動的に選択するように設定され
ている。 (a)複数個の可能なチャネルからあるチャネルを選択
するステップと、(b)所定の走査時間の間に、前記チ
ャネルにおける、少なくともメディアアクティビティレ
ベルに係るデータを収集するステップと、(c)前記走
査時間における、メディアアクティビティの前記レベル
が第一閾値を超過した時間期間を表わすチャネル干渉パ
ラメータをストアするステップと、(d)前記複数個の
チャネルの他の全てのチャネルに関してステップ(b)
及び(c)を反復するステップと、(e)前記チャネル
干渉パラメータを考慮して所定のルールに従って前記最
適チャネルを選択するステップ。
アクセスポイントに関し、以下のステップが実行され、 ・ステップ(c)において、前記走査時間における、メ
ディアアクティビティの前記レベルが第二閾値を超過し
た時間期間を表わすチャネル共有パラメータをストアす
るステップと、 ・ステップ(e)において、前記チャネル干渉パラメー
タ及び前記チャネル共有パラメータを考慮して所定のル
ールに従って前記最適チャネルを選択するステップ。
イントを有する通信システムに関する。
おけるアクセスポイントが最適チャネルを動的に選択す
る方法に関しており、前記無線通信ネットワークが、プ
ロセッサ、及び、データ及び命令をストアするメモリ、
を有しており、当該方法が、(a)複数個の可能なチャ
ネルの中からあるチャネルを選択するステップと、
(b)所定の走査時間の間に前記チャネルにおける少な
くとも干渉レベルに係るデータを収集するステップと、
(c)前記走査時間における、前記干渉レベルが第一閾
値を超過した時間期間を表わすチャネル干渉パラメータ
をストアするステップと、(d)前記複数個のチャネル
の他の全てのチャネルに関してステップ(b)及び
(c)を反復するステップと、(e)前記チャネル干渉
パラメータを考慮して所定のルールに従って前記最適チ
ャネルを選択するステップとを有している。
されるような前述された方法に関し、 ・ステップ(c)において、前記走査時間における、前
記共有レベルが第二閾値を超過した時間期間を表わすチ
ャネル共有パラメータをストアするステップと、 ・ステップ(e)において、前記チャネル干渉パラメー
タ及び前記チャネル共有パラメータを考慮して所定のル
ールに従って前記最適チャネルを選択するステップ。
のアクセスポイントが最適チャネルを動的に選択するコ
ンピュータプログラム製品に関しており、前記無線通信
ネットワークが、プロセッサ、及び、データ及び命令を
ストアするメモリ、を有しており、前記コンピュータプ
ログラム製品は、ロードされた後に、前記アクセスポイ
ントに以下の機能を実現させ、(a)複数個の可能なチ
ャネルの中からあるチャネルを選択すること、(b)所
定の走査時間の間に前記チャネルにおける少なくとも干
渉レベルに係るデータを収集すること、(c)前記走査
時間における、前記干渉レベルが第一閾値を超過した時
間期間を表わすチャネル干渉パラメータをストアするこ
と、(d)前記複数個のチャネルの他の全てのチャネル
に関してステップ(b)及び(c)を反復すること、
(e)前記チャネル干渉パラメータを考慮して所定のル
ールに従って前記最適チャネルを選択すること。
コンピュータプログラム製品が備えられているデータキ
ャリアに関する。
製造者によって製造された他のAPからの応答に依存し
ない。よって、従来技術に係るシステムよりも、免許無
しで利用可能な帯域に対してより適している。さらに、
本発明においては、直接測定であるがゆえに、従来技術
に係る推定方式に比べ、アクセスポイントが干渉を遙か
に正確に評価することが可能である。加えて、本発明に
係るアクセスポイントは、プローブ応答及びプローブ要
求を用いた負荷情報を送出する必要無しに、他のAPの
負荷を決定することが可能である。本発明は、受動傍受
の持続時間を変更することに基づいており、従って、負
荷に依存してAPが総走査期間を調節することが可能で
ある。これ以外に、本発明に係るアクセスポイントは、
その動作チャネルを傍受してそれに係る干渉を記録する
ことにより、いつチャネルを変更するべきかを決定する
ことが可能である。
ポイントのうちの二つAP1、AP2及びセル2、4が
示されている。さらに、ネットワーク局NS1、NS2
も図示されている。アクセスポイントAP1はセル2に
対してサービスを提供し、アクセスポイントAP2はそ
れ自体に係るセル4を有している。セル2の境界は、N
S1、NS2及びアクセスポイントAP1によって用い
られるキャリア検出閾値(CT)によって規定されてい
る。セル2の外側では、AP1から受信される信号のレ
ベルがCTよりも低く、セル2の外側に位置するネット
ワーク局はAP1と通信すること(AP1に関連付けら
れること)が不可能である。セル2の外側は同一の無線
LANに属する別のAPによってカバーされているか、
あるいは当該無線LANの範囲ではない。ネットワーク
局NS1及びNS2の双方は、アクセスポイントAP1
の動作チャネルC1上で動作している。
位置において干渉を引き起こすように位置している。干
渉源ISは、AP1と同一の周波数を送出している。円
6は、ISから受信される信号レベルがAP1のキャリ
ア検出閾値と等しい位置を示している。
他のチャネルへの切り替えを決定する。干渉源ISは、
例えば電子レンジや、適切なチャネルへ切り替えること
ができない(DFS)別のAPである。無線LAN1は
免許の不要な2.4GHzのISM帯で動作しているた
め、他の予測不可能な干渉源がアクセスポイントAP1
及びそのネットワーク局NS1、NS2に干渉を与える
可能性がある。
ントローラ(MAC)デバイス11の配置例を示すブロ
ック図である。このMACデバイス11は、ネットワー
ク局NS1、NS2にインストールされた無線LANイ
ンターフェースカード、あるいは、アクセスポイントA
P1、AP2にインストールされた同様の無線LANイ
ンターフェースカードにそれぞれ搭載されている。
模式的に示されており、本発明に係る当該実施例の記述
に必要とされる信号処理ユニット12、信号受信レベル
検出回路13、アンテナ31及びオンボードメモリ14
のみが示されている。MACデバイス11は、図示され
ていない他のコンポーネントも含み得る。さらに、図示
されているコンポーネント12、13、14は、個別の
デバイスであっても、単一のデバイスに集積化されてい
てもよい。必要に応じて、これらのデバイスは、アナロ
グ回路あるいはデジタル回路の形態で実装される。オン
ボードメモリ14は、RAM、ROM、フラッシュRO
M及び/あるいは当業者には公知の他のタイプのメモリ
デバイスよりなる。
装置を有するネットワーク局NS1、NS2の実施例を
模式的に示すブロック図である。プロセッサ手段21
は、命令及びデータをストアするメモリユニット18、
22、23、24、(例えば、風呂ピーディスク19、
CD−ROM20、DVDなどを読み取るための)単一
あるいは複数個の読み取りユニット25、入力デバイス
としてのキーボード26及びマウス27、出力デバイス
としてのモニタ28及び29に接続されている。トラッ
クボールやタッチスクリーンなどの他の入力デバイス及
び他の出力デバイスが備えられることもありうる。無線
LAN1を介したデータ通信のために、インターフェー
スカード30が備えられている。インターフェースカー
ド30はアンテナ31に接続されている。
22、(E)EPROM23、ROM24及びハードデ
ィスク18よりなる。しかしながら、当業者には公知の
より多く及び/あるいは他のメモリユニットが実装され
ることが可能であることに留意されたい。
数個の周辺装置が、プロセッサ手段21から物理的に離
れたところに配置されることも可能である。この図にお
いては、プロセッサ手段21は一つのボックスとして示
されているが、並列に機能する、あるいは、単一のメイ
ンプロセッサによって制御される複数個の処理ユニット
よりなることも可能であり、それらが互いに離れて配置
されることも可能である。このようなことは当業者には
公知である。本発明の別の実施例においては、ネットワ
ーク局5、6が、インターフェースカード30のコンポ
ーネントが組み込まれた通信デバイスである場合がある
が、これらは当業者には公知である。
辺装置を有するアクセスポイントAP1、AP2の実施
例を模式的に示すブロック図である。プロセッサ手段1
21は、命令及びデータをストアするメモリユニット1
18、122、123、124、(例えば、風呂ピーデ
ィスク119、CD−ROM120、DVDなどを読み
取るための)単一あるいは複数個の読み取りユニット1
25、入力デバイスとしてのキーボード126及びマウ
ス127、出力デバイスとしてのモニタ128及び12
9に接続されている。無線LAN1を介したデータ通信
のために、インターフェースカード130が備えられて
いる。インターフェースカード130は、アンテナ13
1に接続されている。さらに、アクセスポイントAP
1、AP2は、他のアクセスポイント及び/あるいは他
の通信デバイスとの通信のために、I/O手段132を
介して有線分配ネットワーク140に接続されている。
122、(E)EPROM123、ROM124及びハ
ードディスク118よりなる。しかしながら、当業者に
は公知のより多く及び/あるいは他のメモリユニットが
実装されることが可能であることに留意されたい。
数個の周辺装置が、プロセッサ手段121から物理的に
離れたところに配置されることも可能である。この図に
おいては、プロセッサ手段121は一つのボックスとし
て示されているが、並列に機能する、あるいは、単一の
メインプロセッサによって制御される複数個の処理ユニ
ットよりなることも可能であり、それらが互いに離れて
配置されることも可能である。このようなことは当業者
には公知である。さらに、図示されているもの(すなわ
ち、126、127、128、129)以外の他の入力
/出力デバイスが備えられることも可能である。
ポイントAP1、AP2は、インターフェースカード1
30のコンポーネントが組み込まれた通信デバイスであ
る場合があるが、これらは当業者には公知である。
AP1に急激な干渉を与える。なぜなら、同一のチャネ
ルC1を用いているからである。この時点で、アクセス
ポイントAP1は、その干渉源から受けた干渉が所定の
閾値を超過した後にランダムな時間が経過した後で、利
用しているチャネルを変更して別のチャネルへ切り替え
ることを選択する。新たなチャネルの選択は、他の全て
のチャネルに関してある期間の間に収集されてストアさ
れた統計情報に基づいている。より最近の情報には、古
い情報よりもより多くの重みが与えられる。チャネル変
更に係るランダムタイマーによって、複数個のAPがチ
ャネルを同時に変更してしまうことが回避される。
し、利用可能な最良チャネルを選択するためにスタート
アップ時にAP1によって実行されるチャネル操作手順
200を示す流れ図である。
ず、0から20ミリ秒の間のランダムな時間だけ待機す
る。ステップ204では、チャネル変数jが1にセット
される。次に、ステップ206では、アクセスポイント
AP1がチャネルjへスイッチする。AP1は、T_s
can_stミリ秒の間、チャネルjを傍受する(ステ
ップ208)。チャネルjの傍受とは、他の送出源から
チャネルj上で送出された信号を受信することを意味し
ている。ステップ210では、変数T_sharing
(j)及びT_interference(j)が決定
される。T_sharing(j)は、チャネルjに係
る遅延閾値R_deferを越えたメディアアクティビ
ティの持続時間である。T_interference
(j)は、チャネルjに関して、遅延閾値R_defe
rより低く、かつ、キャリア閾値R_carrierを
越えたメディアアクティビティの持続時間である。ステ
ップ212では、チャネル共有変数CS(j)及びチャ
ネル干渉変数CI(j)が、CS(j)=T_shar
ing(j)/T_scan_st及びCI(j)=T
_interference(j)/T_scan_s
tによって計算される。これらの値は、表にストアされ
る。ここでは、遅延閾値がキャリア検出閾値よりも高い
ことが仮定されている。しかしながら、キャリア検出閾
値が遅延閾値よりも高いような条件では、T_inte
rference(j)はゼロにセットされる。本発明
の望ましい実施例においては、T_sharing
(j)はチャネルjに係る遅延閾値R_deferを越
えたメディアアクティビティの持続時間であり、T_i
nterference(j)は、チャネルjに関し
て、遅延閾値R_deferより低く、かつ、チャネル
に係る閾値R_newを越えたメディアアクティビティ
の持続時間である。ここで、R_newはR_defe
r未満である。
かがチェックされる。ここで、Nは最大チャネル数であ
る。通常、Nは1より大きく、従ってステップ216が
実行される。このことは、jが1だけインクリメントさ
れることを意味している。その後、ステップ206−2
14が再び実行される。このループは、jがNと等しく
なるまで続く。その場合には、ステップ214での結果
がYESとなり、ステップ218に移行する。ステップ
218では、最適チャネルj_optが、CS(j_o
pt)+CI(j_opt)=min(CS(j)+C
I(j);j=1、...、N)で決定される。ステッ
プ220では、ほとんど同程度の共有及び干渉を有する
他のチャネルが存在するか否かがチェックされる。言い
換えれば、(CS(j_opt)+CI(j_op
t))−(CS(j)+CI(j))<δなるチャネル
jが存在するか否かがチェックされる。ここで、δは、
所定の非常に小さい値である。そのようなチャネルが存
在しない場合には、ステップ222において、最適チャ
ネルパラメータC_optimalがj_optにセッ
トされる。ステップ220においてチェックされた状況
が真である場合には、ステップ220の条件を満たすチ
ャネルの中でCS(j)の値が最高のものがC_opt
imalとして用いられる(ステップ224)。最後
に、ステップ226で、APはチャネルC_optim
alでの動作に移行する。
ネル走査手順を示す流れ図である。手順300はステッ
プ302から開始され、変数tが、0とT_rep_i
nt−T_scanとの間のランダムな値として計算さ
れる。値T_rep_intは、CFP反復間隔の持続
時間、すなわち、二つのビーコンフレーム間の間隔を表
わしている。値T_scanは、特定のチャネルの受動
傍受に費やされた時間を表わしている。
の経過時間を表わす変数T_elapsedがゼロにセ
ットされる。ステップ306では、チャネル変数jが最
大チャネル数Nに等しいか否かがチェックされる。等し
い場合にはステップ308が実行され、jが1にセット
される。jがN未満である場合には、ステップ310が
すぐに実行される。ステップ310では、jが現時点で
のチャネルであるか否かがチェックされる。現時点での
チャネルである場合にはステップ312が実行され、j
が1だけインクリメントされる。jが現時点でのチャネ
ルではない場合には、ステップ314がすぐに実行され
る。ステップ314では、tがゼロより大きいか否かが
チェックされる。これが真である場合には、図8に示さ
れている手順が次に続く。tがゼロである場合には、図
7に示されている手順が続く。
手順400を示す流れ図である。手順400はステップ
402から開始され、APがチャネルjに切り替える。
その後、ステップ404において、APがチャネルjを
T_scanミリ秒の間傍受する。ステップ406で
は、T_sharing(j)及びT_interfe
rence(j)の値が決定される。T_sharin
g(j)は、チャネルjに係る遅延閾値R_defer
を越えたメディアアクティビティの持続時間である。T
_interference(j)は、チャネルjに関
して、遅延閾値R_deferより低く、かつ、キャリ
ア閾値R_carrierを越えたメディアアクティビ
ティの持続時間である。ステップ408では、CS
(j)及びCI(j)の値が、次式に従って計算され
る。
された)チャネル共有及びチャネル干渉パラメータがC
S(j)及びCI(j)のより古い値よりも重要である
ようにするための重み付けファクタ(w>1)である。
る最適チャネルj_optが決定される。これは、CS
(j)+CI(j)が最小であるチャネルである。ステ
ップ412においては、CS(j)+CI(j)がチャ
ネルj_optとほとんど同程度の単一あるいは複数個
のチャネル(これらのチャネルの組をSとする)が存在
するか否かがチェックされる。このようなチャネルが存
在しない場合には、ステップ414にすぐに移行し、最
適チャネルC_optimalがj_optに設定され
る。しかしながら、ステップ412においてチェックさ
れた条件が充足される場合には、ステップ416へ移行
する。このことは、組Sに属し、最高のCS(j)を有
するチャネルが最適チャネルC_optimalとして
用いられることを意味する。このように、共有パラメー
タに対して干渉パラメータよりも高い優先度が与えられ
ている。ステップ418では、チャネル数がチェックさ
れる。j+1がNより大きい場合は、ステップ422に
おいてjが1にセットされる。j+1がNより大きくな
い場合には、ステップ420においてjが1だけインク
リメントされる。その後、ステップ424において、T
_elapsedの値がT_scanだけ増加させられ
る。ステップ426では、T_elapsedがT_r
ep_int以上であるか否かがチェックされる。ここ
で、T_rep_intは、二つのビーコン間の時間間
隔である。これが真である場合には、図6に示された手
順に移行する。ステップ426のテスト結果が真ではな
い場合には、ステップ428で変数tがT_rep_i
nt−T_elapsedに設定され、図8に示されて
いる手順に移行する。
いるチャネルに係る情報の収集に係る手順500を示す
流れ図である。この手順は、ステップ502で、通常の
動作から開始される。ステップ504では、APがアイ
ドリング状態であるか否かがチェックされる。APがア
イドリング状態では無い場合には、通常の手順が継続さ
れる。APがアイドリング状態である場合には、T_i
dle及びT_ocが決定される。ここで、T_idl
eはAPのアイドリング状態の継続時間であり、T_o
cは現時点でのチャネルで観測されるメディアアクティ
ビティの持続時間である。このメディアアクティビティ
は、受信された、当該AP宛ではないパケット及びある
閾値を越えたアクティビティをモニタすることである。
ステップ508では、平均擾乱Av_distの値が、
次式に従って計算される:
た)擾乱パラメータがAv_distのより古い値より
も重要であるようにするための重み付けファクタ(w>
1)である。初期のアクセスポイントのスタートアップ
時には、Av_distの値はゼロにセットされる。
_distと比較される。K_distは、現時点で動
作しているチャネルに対する許容可能な擾乱に係る閾値
である。Av_distがK_distより大きい場合
には、ステップ512に移行する。このことは、APが
その使用中のチャネルを、即時あるいはあるランダムな
時間の経過後に、C_optimalへスイッチするこ
とを意味している。このステップでは、それまで使用さ
れてきたチャネルに関して収集されたデータが表にスト
アされる。その後、図6に示された手順に移行する。ス
テップ510においてAv_distの値がK_dis
t以下である場合には、ステップ516に移行する。ス
テップ516では、T_elapsedがtだけインク
リメントされる。その後、ステップ518において、経
過時間T_elapsedがT_rep_intと比較
される。T_elapsedがT_rep_int以上
である場合には、図6に示された手順に移行する。T_
elapsedがT_rep_int未満である場合に
は、図7に示された手順に移行する。
ネルjをT_scanミリ秒の間傍受する。T_sca
nの値は、APの負荷に依存するようにすることが可能
である。すなわち、APは、その負荷が低い場合には他
のチャネルの走査(=傍受)により多くの時間を費やす
ように設定されることが可能であり、また、その逆も可
能である。TX/RXアクティビティ(TX/RX=送
信/受信)は、APの負荷パーセンテージを与えうる。
これは、10秒以上に維持される。持続的ではないよう
なCSMA遅延は、負荷に著しく依存することは公知の
事実である。例えば、Joao L. Sobrinho, A.S. Krishna
kumarによる“IEEE802.11MAC層を介した
リアルタイムトラフィック”(Bell Labs Technical Jo
urnal、1996年秋期号)という表題の論文、及び、K
wang-Cheng Chenによる“モバイルコンピューティング
向け無線LANにおけるMAC”(IEEE Network Magaz
ine、第8巻、第5号、1994年9月/10月)とい
う表題の論文を参照。遅延は、負荷が例えば60%を越
えて増大すると、際限なく増加する。それゆえ、走査に
利用可能な時間の割合は、1秒当たり(0.6−TR)
秒である。ここで、TR=min(0.55,(TX/
RXアクティビティを%表示した値)/100)であ
る。T_rep_intの持続期間長が100ミリ秒の
場合には、走査に利用可能な時間は、(6−TR*1
0)*10ミリ秒となる。すなわち、各反復において
(6−TR*10)ミリ秒の時間を他のチャネルの走査
に費やすことが可能である。この値があまりに小さい場
合には、1反復間隔の間に一つのチャネルしか走査され
得ないことになる。さらに、頻度も低減されることにな
る。例えば、各チャネルが、2回の反復毎に、2*(6
−TR*10)ミリ秒の間走査される。相異なったチャ
ネルの走査に関しても、このシーケンスが維持されるべ
きである。
を区別する目的で、二つの閾値を利用している。現行の
ハードウエアにおいて、二つの閾値を利用することが不
可能な場合には、本発明は、EDT(エネルギー検出閾
値)と呼称される一つの閾値のみを用いることを提案す
る。APはモニタして、この閾値を越えるもののみを検
出する。このEDTは、それ以上の強度を有するあらゆ
る受信された信号が最悪の場合に干渉を起こしうるよう
な値にセットされることによって、干渉を検出する目的
で用いられる。このように、最適チャネルが、少なくと
も干渉ベースにのみ基づいて選択される。この場合に
は、最適チャネルは、以下のようにして見いだされる:
C_optimal=min(T_interfere
nce(j)/T_scan)を有するチャネル;ここ
で、T_interferenceは干渉アクティビテ
ィがEDTを越える時間である。EDTの代表的な値
は、前記キャリア検出閾値と前記遅延閾値の平均値であ
る。
おいて述べられている、ネットワーク局に対するチャネ
ル変更通知は、本発明に係る受動傍受アルゴリズムにお
いても用いられうる。例えば、APは、そのチャネルを
走査目的で変更する場合には、関連しているネットワー
ク局に対して、追随してくるように命令することが可能
である。この場合には、APは、そのチャネルに、通常
の動作及び傍受の双方の目的でとどまることになる。こ
のように、APは、そのチャネルに、1反復間隔(10
0ミリ秒)あるいはそれ以上とどまることが可能であ
る。
ネルに移行することが可能になる。しかしながら、AP
は、そのチャネルが充分に良好であれば、そのチャネル
にとどまることも可能である。あるいは、APは走査を
継続し、長時間動作に関する最良チャネルを選択するこ
ともできる。この種の操作手順は、APが現時点でのチ
ャネルに関して受けた擾乱が所定の閾値を超過するたび
毎に開始される。
もので,この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
線LANにおいて用いられる、スループット低下を招か
ない動的チャネル変更方法及びその装置が提供される。
する二つのネットワーク局NS1、NS2、第二アクセ
スポイントAP2及び干渉源ISを有する無線LANを
模式的に示す図。
カードの配置を示すブロック図。
時に実行されるチャネル走査手順を示す流れ図。
に実行されるチャネル走査手順を示す流れ図。
に実行されるチャネル走査手順を示す流れ図。
に実行されるチャネル走査手順を示す流れ図。
Claims (15)
- 【請求項1】 無線通信ネットワークで用いられるアク
セスポイントにおいて、当該アクセスポイントはプロセ
ッサ(12)、及び、データ及び命令をストアするメモ
リ(14)を有しており、(a)複数個の可能なチャネ
ルの中からあるチャネルを選択するステップと、(b)
少なくとも所定の走査時間の間の前記チャネルに係るメ
ディアアクティビティレベルに関するデータを収集する
ステップと、(c)前記走査時間において前記メディア
アクティビティの前記レベルが第一閾値を超過した時間
期間を表わすチャネル干渉パラメータをストアするステ
ップと、(d)前記複数個のチャネルの他の全てに関し
てステップ(b)及び(c)を反復するステップと、
(e)前記チャネル干渉パラメータを考慮した所定のル
ールに従って前記最適チャネルを選択するステップとを
実行することによって最適チャネルを動的に選択するよ
うに配置されていることを特徴とするアクセスポイン
ト。 - 【請求項2】 前記アクセスポイントが、さらに、 ・ステップ(c)において、前記走査時間における、メ
ディアアクティビティの前記レベルが第二閾値を超過し
た時間期間を表わすチャネル共有パラメータをストアす
るステップ及び、 ・ステップ(e)において、前記チャネル干渉パラメー
タ及び前記チャネル共有パラメータを考慮して所定のル
ールに従って前記最適チャネルを選択するステップを実
行することを特徴とする請求項1に記載のアクセスポイ
ント。 - 【請求項3】 前記チャネル干渉パラメータが、システ
ムスタートアップ時に、CI(j)=T_interf
erence(j)/T_scan(j)として定義さ
れ、 ここで、T_scan(j)は前記チャネル(j)に係
る前記走査時間であり、T_interference
(j)は前記走査時間における、前記アクティビティの
前記レベルが前記第一閾値を超過した時間期間であるこ
を特徴とする請求項1に記載のアクセスポイント。 - 【請求項4】 前記チャネル共有パラメータが、システ
ムスタートアップ時に、CS(j)=T_sharin
g(j)/T_scan(j)として定義され、 ここで、T_scan(j)は前記チャネル(j)に係
る前記走査時間であり、T_sharing(j)は前
記走査時間における、前記メディアアクティビティの前
記レベルが前記第二閾値を超過した時間期間であるこを
特徴とする請求項2に記載のアクセスポイント。 - 【請求項5】 前記最適チャネルが、前記チャネル干渉
パラメータと前記チャネル共有パラメータとの最小和を
有するチャネルとして決定されることを特徴とする請求
項2に記載のアクセスポイント。 - 【請求項6】 前記最適チャネルが、前記チャネル干渉
パラメータと前記チャネル共有パラメータとの和を有す
るチャネルの組の一部として定義され、ここで、前記和
は前記最小和から所定の差δ以内に存在し、前記最適チ
ャネルが前記組の中で最大のチャネル共有パラメータを
有するものであることを特徴とする請求項2に記載のア
クセスポイント。 - 【請求項7】 前記アクセスポイントにおいて、前記チ
ャネル干渉パラメータが、オンタイムで以下の式に従う
CI(j)として定義され、 【数1】 ここで、T_scan(j)は前記チャネル(j)に係
る前記走査時間であり、T_interference
(j)は前記走査時間における、前記メディアアクティ
ビティの前記レベルが前記第一閾値を超越した時間期間
であり、wは、新たなチャネル干渉パラメータが古いC
I(j)の値よりも重要であるようにするための重み付
けファクタ(w>1)であることを特徴とする請求項
1、2、3、4、5、及び6のいずれかに記載のアクセ
スポイント。 - 【請求項8】 前記アクセスポイントにおいて、前記チ
ャネル共有パラメータが、オンタイムで以下の式に従う
CS(j)として定義され、 【数2】 ここで、T_scan(j)は前記チャネル(j)に係
る前記走査時間であり、T_sharing(j)は前
記走査時間における、前記メディアアクティビティの前
記レベルが前記第二閾値を超越した時間期間であり、w
は、新たなチャネル干渉パラメータが古いCS(j)の
値よりも重要であるようにするための重み付けファクタ
(w>1)であることを特徴とする請求項2あるいは4
に記載のアクセスポイント。 - 【請求項9】 前記アクセスポイントが、平均擾乱Av
_distを計算する目的で、通常動作の間にその現時
点でのチャネルをモニタし、ここで、前記アクセスポイ
ントは、当該計算された平均擾乱が許容可能な擾乱に係
る擾乱閾値K_distを超越する場合に前記最適チャ
ネルへスイッチし、前記平均擾乱Av_distが次式
に従って計算され、 【数3】 ここで、T_idleはアイドリング状態の持続時間で
あり、T_ocは当該アクセスポイントが企図されてい
ないメディアアクティビティが測定される時間の持続時
間であり、wは、新たな平均擾乱が古いAv_dist
の値よりも重要であるようにするための重み付けファク
タ(w>1)であることを特徴とする請求項1、2、
3、4、5、6、7、及び8のいずれかに記載のアクセ
スポイント。 - 【請求項10】 前記アクセスポイントが、それ自体の
負荷を決定し、当該負荷が低い場合にはより長い走査時
間を用い、その逆の場合にはより短い走査時間を用いる
ように設定されていることを特徴とする請求項1、2、
3、4、5、6、7、8、及び9のいずれかに記載のア
クセスポイント。 - 【請求項11】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9、及び10のいずれかに記載されたアクセスポイ
ントを有する通信システム。 - 【請求項12】 無線通信ネットワークで用いられるア
クセスポイントが最適チャネルを動的に選択する方法に
おいて、当該アクセスポイントはプロセッサ(12)、
及び、データ及び命令をストアするメモリ(14)を有
しており、当該方法が、(a)複数個の可能なチャネル
の中からあるチャネルを選択するステップと、(b)少
なくとも所定の走査時間の間の前記チャネルに係るメデ
ィアアクティビティレベルに関するデータを収集するス
テップと、(c)前記走査時間において前記メディアア
クティビティの前記レベルが第一閾値を超過した時間期
間を表わすチャネル干渉パラメータをストアするステッ
プと、(d)前記複数個のチャネルの他の全てに関して
ステップ(b)及び(c)を反復するステップと、
(e)前記チャネル干渉パラメータを考慮した所定のル
ールに従って前記最適チャネルを選択するステップとを
実行することを特徴とする動的チャネル選択方法。 - 【請求項13】 前記方法において、さらに、 ・ステップ(c)において、前記走査時間における、メ
ディアアクティビティの前記レベルが第二閾値を超過し
た時間期間を表わすチャネル共有パラメータをストアす
るステップと、 ・ステップ(e)において、前記チャネル干渉パラメー
タ及び前記チャネル共有パラメータを考慮して所定のル
ールに従って前記最適チャネルを選択するステップとが
実行されることを特徴とする請求項第12項に記載の動
的チャネル選択方法。 - 【請求項14】 無線通信ネットワークで用いられるア
クセスポイントに最適チャネルを動的に選択させるコン
ピュータプログラム製品において、当該アクセスポイン
トはプロセッサ(12)、及び、データ及び命令をスト
アするメモリ(14)を有しており、当該コンピュータ
プログラム製品が、ロードされた後に、前記アクセスポ
イントに対して、(a)複数個の可能なチャネルの中か
らあるチャネルを選択すること、(b)少なくとも所定
の走査時間の間の前記チャネルに係るメディアアクティ
ビティレベルに関するデータを収集すること、(c)前
記走査時間において前記メディアアクティビティの前記
レベルが第一閾値を超過した時間期間を表わすチャネル
干渉パラメータをストアすること、(d)前記複数個の
チャネルの他の全てに関してステップ(b)及び(c)
を反復すること、(e)前記チャネル干渉パラメータを
考慮した所定のルールに従って前記最適チャネルを選択
すること、という機能を実現させることを特徴とするコ
ンピュータプログラム製品。 - 【請求項15】 請求項14に従ったコンピュータプロ
グラム製品が備えられているデータキャリア。
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