JP2006191593A - 通信カバレッジ・ポイント決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】共通の重複するアクセス・ポイント・カバレッジ・エリアの存在を確定し、アクセス・ポイント間の最大距離を決定する方法と装置を提供すること。
【解決手段】無線ローカル・エリア・ネットワーク内のアクセス・ポイントの隣接関係を使用する。共通の通信カバレッジ・ポイントの決定およびアクセス・ポイント間の最大距離の決定には、アクセス・ポイント隣接グラフ（ＡＰＡＧ）を利用することもできる。ＡＰＡＧは相互に隣接するアクセス・ポイントの指示を含む。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、無線ネットワークにおけるアクセス・ポイントの隣接関係を決定する方法と装置に係る。

無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）は一般に、いくつかの「アクセス・ポイント」（ＡＰ）から構成される。各アクセス・ポイントは、そのＡＰの通信範囲内にある複数のモバイル装置（例えば、無線ラップトップコンピュータなど）に情報を通信する役割を果たす。モバイル装置がＡＰからの無線通信を有効に受信できるエリアは、ＡＰのカバレッジ・エリアと呼ばれている。

１つまたは複数のＡＰのカバレッジ・エリアが重複することも多い。重複した場合には、モバイル装置は１つまたは複数のＡＰからの通信を受信することができる。モバイル装置は複数のＡＰからの通信を受信することができるが、各通信の信号強度は同一でないことがある。より詳細には、モバイル装置があるアクセス・ポイントから受信する通信は高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を示すが、そのモバイル装置が他のＡＰから受信する通信は低いＳＮＲを示すことがある。もちろん、ＳＮＲが同一であり、そのモバイル装置がどちらのＡＰからも同じ信号強度で通信を受信できることもある。
米国特許出願第１１／０２６９０４号 米国特許出願第１１／０５７７６９号

受信したＳＮＲおよび他の要因に応じて、モバイル装置は１つまたは複数のどのＡＰと通信するかを決定する。この意思決定プロセスでは、ＡＰのカバレッジ・エリアに関する知識が役に立つ。したがって、複数のＡＰのカバレッジ・エリアが重複する範囲、すなわち共通のカバレッジ・ポイントを持つ範囲を決定できることが求められている。

カバレッジ・エリアとともに、例えば、ＷＬＡＮ全体のカバレッジ・エリアのホール（又は隙間）を識別するために、あるＡＰが他のＡＰとどの程度離れているのかを決定できることも求められている。

本発明者らは、相互に隣接するＡＰを識別することによってＡＰのカバレッジ・エリアおよびＡＰ間の距離を決定できることを確認した。
本発明の一態様によれば、複数のＡＰに関する共通の通信カバレッジ・ポイント（例えば、カバレッジ・エリアの重複部分）は、１つまたは複数の信号品質指標をモバイル装置から受信するように動作可能なコントローラなどによって決定することができる。この場合、各指標はＷＬＡＮ内のアクセス・ポイントとモバイル装置の間の無線通信に関連するものである。信号品質指標を受信した後で、コントローラはＷＬＡＮ内の隣接アクセス・ポイントの各ペアに関するエッジ重み値を推定するように動作することができる。このようにして推定されたエッジ重み値は、ＷＬＡＮ内の隣接アクセス・ポイントの各ペアに関する共通の通信カバレッジ・ポイントの相対的な指示を提供する。

本発明の他の態様によれば、ＷＬＡＮ内の各ＡＰ間の最大距離は、モバイル装置と１対のアクセス・ポイントの間で測定された受信パワー・レベルを表す信号品質指標を使用して決定することができる。次いで、これらの信号品質指標はエッジ重み値を推定するために使用することができる。この場合、各エッジ重み値は、隣接アクセス・ポイントの任意のペア間の最大距離に関する相対指示を提供する。

本発明の両方の態様、すなわち共通の通信カバレッジ・ポイントの決定およびアクセス・ポイント間の最大距離の決定には、アクセス・ポイント隣接グラフ（ＡＰＡＧ）を利用することもできる。ＡＰＡＧは、相互に隣接するアクセス・ポイントの指示を含む。また、このような隣接関係は受信した信号品質指標から導くことができる。

次に図１Ａを参照すると、ＷＬＡＮなどの無線ネットワーク１が示されている。無線ネットワーク１は、ＡＰ_１、ＡＰ_２、ＡＰ_３、・・・ＡＰ_ｎ（ただし、ｎは無線ネットワーク内の最後のＡＰを示す）と名付けられた１つまたは複数のＡＰを含む。各アクセス・ポイントＡＰ_１、ＡＰ_２、ＡＰ_３、・・・ＡＰ_ｎは、ａ_１、ａ_２、ａ_３、・・・ａ_ｎとして示された関連するカバレッジ・エリアを有する。各アクセス・ポイントのカバレッジ・エリアは、アクセス・ポイントＡＰ_１、ＡＰ_２、ＡＰ_３、・・・ＡＰ_ｎからの無線通信が、モバイル装置ｍ_ａ、ｍ_ｂ、ｍ_ｃ、ｍ_ｎによって有効に受信できる領域の内部を表す。

図１Ａに示されるように、ある時点で、各モバイル装置ｍ_ａ、ｍ_ｂ、ｍ_ｃ、ｍ_ｎは、１つまたは複数のアクセス・ポイントＡＰ_１、ＡＰ_２、ＡＰ_３、・・・ＡＰ_ｎの１つまたは複数のカバレッジ・エリアａ_１〜ａ_ｎの内部に存在する。

本発明者らは、本発明によってネットワーク１の各アクセス・ポイントＡＰ_１、ＡＰ_２、ＡＰ_３、・・・ＡＰ_ｎの共通の通信カバレッジ・ポイントを決定する方法および装置を明らかにした。
「共通の通信カバレッジ・ポイント」という用語が、２つ以上のアクセス・ポイントが単一のポイントだけ、または広域を共有することを指示できることに留意されたい。前者の場合には、この用語は、モバイル装置が２つのＡＰからの通信を受信できる単一の場所だけが存在することを意味することもある。この状況は、図１ＢのＷＬＡＮ１１およびポイントｐ_１３〜ｐ_ｎ３によって示されている。

図１Ａおよび１Ｂにはまた、ネットワーク運営センタ（ＮＯＣ）１０と呼ばれることもあるネットワークコントローラが示されている。図示のように、各ＡＰは（無線または有線で）ＮＯＣ１０に接続される。各モバイル装置ｍ_ａ〜ｍ_ｎもまたコントローラ１０と通信できることを理解されたい。

本発明の一実施形態においては、コントローラ１０は、ネットワーク１の各アクセス・ポイントＡＰ_１〜ＡＰ_ｎに関する共通の通信カバレッジ・ポイントを決定するように動作可能である。本発明に関する説明を簡単にするために、以下の議論では、最初に単一のモバイル装置ｍ_ａと２つのアクセス・ポイントＡＰ_１およびＡＰ_２に対する本発明の適用に注目するが、本発明が複数のモバイル装置とアクセス・ポイントの場合にも同様に適用できることを理解されたい。

本発明の一実施形態では、コントローラ１０は、モバイル装置ｍ_ａなどの少なくとも１つのモバイル装置から１つまたは複数の信号品質指標を受信するように動作可能である。各指標は、ＡＰ_１やＡＰ_２などのアクセス・ポイントとモバイル装置ｍ_ａの間の無線通信に関連するものである。

指標を受信したとき、コントローラ１０はさらに、アクセス・ポイントＡＰ_１とＡＰ_２の共通の通信カバレッジ・ポイント（例えば、カバレッジ・エリア）を決定するように動作可能である。本発明の一実施形態では、コントローラ１０は、受信した指標を使用して図２に示されたようなＡＰＡＧを生成するように動作可能である。

図示のように、ＡＰＡＧ１００は、ＮＡＰ_１〜ＮＡＰ_ｎと名付けられたノーダル・アクセス・ポイント（ＮＡＰ）を含むことができる。各ノーダル・アクセス・ポイントが各ＡＰ、すなわち図１Ａに示されたＡＰ_１〜ＡＰ_ｎの１つを表していることを理解されたい。したがって、ＡＰＡＧは、「エッジ」（ｅ_１〜ｅ_ｎ）と呼ばれるものによって接続されたいくつかのノーダル・アクセス・ポイントを含む。本発明の一実施形態では、コントローラ１０はさらに、受信した信号品質指標を使用して図２に示されたエッジｅ_１〜ｅ_ｎを形成するようにも動作可能である。

例えば、モバイル装置ｍ_ａはアクセス・ポイントＡＰ_１およびアクセス・ポイントＡＰ_２からの個別の通信を受信することができる。モバイル装置ｍ_ａはこれらの各通信に対するＳＮＲを測定するように動作可能である。その後で、モバイル装置ｍ_ａはさらに、通信の相対ＳＮＲを示す信号品質指標を送信するようにも動作可能である。例えば、モバイル装置ｍ_ａは、ＡＰ_１から受信した通信が非常に強いことを示す高い信号品質指標を送信することができるし、ＡＰ_２から受信した通信が非常に弱いことを示す低い信号品質指標を送信することもできる。ただし、ＡＰ_１およびＡＰ_２から受信した通信のどちらもが相対的に強いとき（例えば、どちらの通信もある閾値を越えているとき）は、信号品質指標はどちらも相対的に高い値になる。

信号品質指標を受信したとき、コントローラ１０は、受信した信号品質指標と格納された信号品質指標閾値を比較するように動作可能である。各受信信号品質指標がこの格納された閾値を越えたとき、コントローラ１０はＡＰＡＧ１００のＡＰ_１とＡＰ_２の間にエッジｅ_１を形成するように動作可能である。同様に、モバイル装置ｍ_ａ〜ｍ_ｎによって受信された２つ以上のアクセス・ポイントＡＰ_１〜ＡＰ_ｎからの通信が信号品質指標閾値を越えている場合には、コントローラ１０は図１Ａに示された他のアクセス・ポイントＡＰ_２〜ＡＰ_ｎの間に他のエッジｅ_２〜ｅ_ｎを形成するようにも動作可能である。

エッジｅ_１〜ｅ_ｎが追加された後で、本発明はさらに各エッジｅ_１〜ｅ_ｎに重み（例えば、値）を割り当てる。例えば、図２のエッジｅ_１には重み「２」が割り当てられている。この重みは、アクセス・ポイントＡＰ_１とＡＰ_２に関する共通の通信カバレッジ・ポイントの相対指示になる。例えば、この値が大きいほどＡＰ_１とＡＰ_２の間のカバレッジ・エリアの重複は大きくなる。

これらの重みの割当ては以下のように実施することができる。
本発明の他の実施形態においては、信号品質指標を受信したとき、コントローラ１０は可能な通信ビット・レートを各受信した指標に割り当てるように動作可能である。
本発明の他の実施形態では、各信号品質指標は、例えばあるモバイル装置ｍ_ａ〜ｍ_ｎとアクセス・ポイントＡＰ_１〜ＡＰ_ｎの１つとの間の通信に関するＳＮＲの指示なので、各受信した指標への通信ビット・レートの割当ては、特定のＳＮＲへのビット・レートの割当てと見なすことができる。以下の表１は、コントローラ１０で使用することができる割当て方式の例を示す。

議論を続けると、先に上で論じたように２つのＡＰの間にエッジが存在するとコントローラが判定した場合には、コントローラ１０が測定されたＳＮＲ（すなわち、関連する信号品質指標）の各々にビット・レートを割り当てた後で、コントローラ１０は、ＡＰ_１とＡＰ_２など１対のアクセス・ポイントに関係する１対の割り当てられたビット・レートを選択することができる。次に、コントローラ１０は、これらのビット・レートを、例えば以下の表２に示されたような重み図表と比較するように動作可能である。両方のビット・レートの値により重みが決定される。例えば、ビット・レートが高くなるほど重みは大きくなる。表２の各重みはエッジ重み値を示すものである。

ここまでの上記の議論は、単一のモバイル装置ｍ_ａに注目してきた。しかし、本発明は複数のモバイル装置ｍ_ａ〜ｍ_ｎに適用することもできる。
したがって、本発明の追加の実施形態によれば、コントローラ１０はさらに、複数のモバイル装置ｍ_ａ〜ｍ_ｎから複数の信号品質指標を受信するように動作可能である。この場合、各指標は１つのアクセス・ポイントＡＰ_１〜ＡＰ_ｎとモバイル装置の１つとの間の無線通信に関連するものである。その後、コントローラ１０はさらに、複数の受信した指標から１組の信号品質指標を識別し、その識別された組の各指標がすべての信号品質指標値の上位５％に入る値を有するように動作することが可能である。

このようにしてこれらの組を識別することによって、本発明は、最も強い信号（例えば、より大きなＳＮＲ）が最大の信号品質指標に対応する可能性を利用する。さらに、ほぼ確実に、最も強い信号はまた最も真に近い信号（すなわち、重複するカバレッジ・エリアの真の信号であることをより強く示す信号）に関連している。

信号品質指標の組を識別した後で、コントローラ１０はさらに識別された組に含まれる値を平均して複数のエッジ重み値を推定し、その重み値を隣接グラフのアクセス・ポイント間のエッジに割り当てるように動作可能である。これらの推定されたエッジ重み値は、ＷＬＡＮ１内の重複するＡＰに関する共通の通信カバレッジ・ポイントの相対指示を提供する。

推定されたエッジ重み値が、ＡＰの共通の通信カバレッジまたは重複ポイントの相対指示を提供するだけでなく、カバレッジ・ホールの指示も提供することを理解されたい。すなわち、ＷＬＡＮの区域であって、カバレッジ・エリアの重複が存在したとしてもごくわずかである区域が存在すると判断された場合、この情報はネットワーク運営業者にとって重要なものになり得る。場合によっては、ネットワーク運営業者は、追加のアクセス・ポイントの設置または既存のアクセス・ポイント位置の再構成を選択して、現在カバレッジをほとんどまたはまったく受けていない場所に追加のカバレッジを提供することができる。

一般に、２つのアクセス・ポイントに関する信号品質指標が閾値を越えたとき、それらのアクセス・ポイントは「隣接している」と言うことができる。ここまでの上記の議論では、アクセス・ポイントの隣接関係を使用して、２つ以上のアクセス・ポイントの共通の通信カバレッジ・ポイント（例えば、重複するカバレッジ・エリア）を決定してきた。しかし、本発明者らは、隣接関係が他の目的に使用できることを理解している。例えば、以下でより詳細に説明するように、隣接関係を使用して２つのアクセス・ポイント間の最大距離の相対指示を決定することができる。

図１Ａを参照しながら、単一のモバイル装置ｍ_ａに注目して議論を再開すると、当業者ならば、モバイル装置ｍ_ａがアクセス・ポイントＡＰ_１からの受信パワー・レベルとアクセス・ポイントＡＰ_２からの受信パワー・レベルを測定できることが理解されよう。通常は、モバイル装置ｍ_ａによって受信されるパワー・レベルは、アクセス・ポイントＡＰ_１またはＡＰ_２によってもともと送信されたパワー・レベルより低くなるはずである。各アクセス・ポイントＡＰ_１およびＡＰ_２との間の無線通信に関する受信パワー・レベルを測定したとき、モバイル装置ｍ_ａは測定した受信パワー・レベルをコントローラ１０に転送するように動作可能である。より詳細には、受信パワー・レベルを信号品質指標に変換し、その信号品質指標をコントローラ１０に転送することができる。

モバイル装置ｍ_ａから１つまたは複数の信号品質指標を受信したとき、コントローラ１０はさらに、受信した指標に基づいてアクセス・ポイントＡＰ_１とアクセス・ポイントＡＰ_２に関連するエッジ重み値を推定するように動作可能である。このようにして推定されたエッジ重み値は、ＡＰ_１とＡＰ_２の間の最大距離の相対指示を表すことができる。

より詳細には、上の議論と同様に、信号品質指標を受信したとき、コントローラ１０は、複数の受信した信号品質指標から１組の信号品質指標を識別し、識別した１組の指標の各々が、受信したすべての信号品質指標の上位５％に入る値を有するように動作することが可能である。その後、コントローラ１０はさらに、識別された指標の組に関する値を平均して複数のエッジ重み値を推定するようにも動作可能である。

コントローラ１０は、隣接グラフ（図示せず）を生成するように動作することもできる。隣接グラフでは、各アクセス・ポイント、例えばアクセス・ポイントＡＰ_１およびＡＰ_２などをエッジで接続し、推定されたエッジ重み値を用いてエッジに重みを割り当てることができる。

本発明の他の実施形態では、推定され割り当てられた各エッジ重み値は、ＷＬＡＮ１のアクセス・ポイント間の最大距離を表す。より詳細には、ＡＰ_１およびＡＰ_２に関連する信号品質指標がこの組に含まれる場合は、アクセス・ポイントＡＰ_１とＡＰ_２の間にエッジが生成され、そのエッジに、ＡＰ_１とＡＰ_２の間の最大距離を表す値が割り当てられることになる。
このようにして、隣接グラフを使用してＷＬＡＮ１内のすべてのアクセス・ポイント間の最大距離の相対指示を提供することができる。

本発明の他の実施形態では、アクセス・ポイント間の最大距離を決定するために使用されるＡＰＡＧはまた、ＡＰの実際の物理配置を表すマップを作成するためにも使用することができる。すなわち、本発明はアクセス・ポイント間の最大距離の相対指示を提供するので、これらの距離を使用してＷＬＡＮの物理マップを作成することができる。

上述のように、コントローラ１０はいくつかの機能を実施するように動作することができる。これらの機能は、コントローラ内でプログラマブルなハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれら３者の組合せによって実施することができる。ソフトウェアまたはファームウェアの場合は、コントローラ１０は本発明の特徴と機能を実施するための１つまたは複数のプログラムを格納するための１つまたは複数のメモリ部分を備えることができる。

一般に、本発明によって提供される方法および装置は、ＷＬＡＮのアクセス・ポイントの隣接関係を決定するために適用することができる。上の議論は、隣接グラフを使用して共通のカバレッジ・エリアまたは２つ以上のアクセス・ポイント間の最大距離に関係する相対指示を提供することに注目してきた。隣接関係を使用して他の機能も同様に実施できることを理解されたい。他の機能には、例えば同時係属の米国特許出願第１１／０２６９０４号および第１１／０５７７６９号に開示された、信号品質指標と隣接グラフを用いたアクセス・ポイントの負荷バランスやモバイル装置対アクセス・ポイントの対応付けなどが有るが、これらの開示の全体を、それらが本明細書に記載されている場合と同様に本明細書に組み込む。

アクセス・ポイント間の他の関係は、本発明の原理に従って、ＷＬＡＮ中のアクセス・ポイントの隣接関係またはその欠如を考慮することによって実現することができる。上記の議論は、本発明の少数の例を提供したに過ぎず、本発明の真の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定されることを理解されたい。

本発明の一実施形態による単純化した無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）を示す図である。 本発明の他の実施形態による他のＷＬＡＮを示す図である。 本発明の一実施形態による、図１ＡのＷＬＡＮから導かれた単純化したアクセス・ポイント隣接グラフ（ＡＰＡＧ）を示す図である。

Claims (10)

1. 無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）内のアクセス・ポイント（ＡＰ）に関する共通の通信カバレッジ・ポイントを決定する方法であって、
   少なくとも１つのモバイル装置から１つまたは複数の信号品質指標を受信する工程であって、各指標が前記ＷＬＡＮ内のあるアクセス・ポイント（ＡＰ）と前記モバイル装置の間の無線通信に関連したものである工程と、
   前記受信した指標に基づき前記ＷＬＡＮ内の２つの隣接するＡＰに関連するエッジ重み値を推定する工程と
   を含み、
   前記エッジ重み値が、前記２つの隣接するＡＰに関する共通の通信カバレッジ・ポイントの相対指示となる方法。
2. 前記２つのＡＰの通信カバレッジ・ポイントを表す隣接グラフを生成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 隣接グラフを生成する工程が、前記ＡＰに関する信号品質指標がある閾値を越えたときに前記２つのＡＰ間にエッジを形成する工程を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記形成されたエッジによって接続された各ＡＰに関する各受信された指標に対して通信ビット・レートを割り当てる工程と、
   前記１対の割り当てられたビット・レートに基づいて前記エッジ重み値を推定する工程と
   をさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 各信号品質指標が、前記モバイル装置とあるＡＰの間の無線通信に関する信号対雑音比の指示である、請求項１に記載の方法。
6. 複数のモバイル装置から複数の信号品質指標を受信する工程であって、各指標が前記ＷＬＡＮ内の１つのＡＰとモバイル装置の１つとの間の無線通信に関連したものである工程と、
   前記複数の受信した指標から１組の信号品質指標を識別する工程であって、前記１組の指標の各々がすべての信号品質指標値の上位５％に入る値を有している工程と、
   前記識別された組に関する指標の前記値を平均して複数のエッジ重み値を推定する工程と
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）内のアクセス・ポイント（ＡＰ）間の距離を決定する方法であって、
   少なくとも１つのモバイル装置から１つまたは複数の信号品質指標を受信する工程であって、各指標が前記ＷＬＡＮ内のあるＡＰと前記モバイル装置の間の無線通信に関連したものである工程と、
   前記受信した指標に基づき前記ＷＬＡＮ内の２つの隣接するＡＰに関するエッジ重み値を推定する工程と
   を含み、
   前記エッジ重み値が、前記２つの隣接するＡＰ間の最大距離の相対指示となる方法。
8. 各信号品質指標が、前記モバイル装置とあるＡＰの間の測定された受信パワー・レベルの指示である、請求項７に記載の方法。
9. 複数の信号品質指標を受信する工程であって、各指標が前記ＷＬＡＮ内のあるＡＰと前記モバイル装置の間の無線通信に関連したものである工程と、
   前記複数の受信した指標の中から１組の信号品質指標を識別する工程であって、前記１組の指標の各々がすべての信号品質指標値の上位５％に入る値を有している工程と、
   前記識別された組の指標の前記値を平均して複数のエッジ重み値を推定する工程と
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記ＷＬＡＮ内のＡＰ間の最大距離を表す隣接グラフを生成する工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。
    

Images