JP2007501567A - Wlan内のセクタ化されたセルにおける干渉ベースのチャネル選択方法 - Google Patents
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Abstract
この発明は、一実施例において、多元接続無線通信環境におけるセクタ間の通信の干渉を低減するためのチャネルの割振りおよび偏波の技術を提供する。一実施例では、チャネルの割振りおよび/または偏波の技術を多元接続無線通信アーキテクチャに適用して、複数の送信機を用いる無線機器との選択的な同時通信を提供することができる。実施例によっては、送信機が、異なる空間領域またはセクタ内に配置された無線機器との同時通信を提供するように設定されるアンテナに結合される。実施例によっては、1つのセクタ内の無線機器間、異なるセクタ内における無線機器間、および、無線機器と有線ネットワークまたは無線バックホールネットワークとの間の通信が提供され得る。
Description
発明の分野
この発明は一般に、無線通信システムに関し、より特定的には、無線通信アーキテクチャにおいて干渉を低減してネットワーク性能を高めるための、セクタの数の選択、チャネルの割振り、および偏波の技術に関する。
この発明は一般に、無線通信システムに関し、より特定的には、無線通信アーキテクチャにおいて干渉を低減してネットワーク性能を高めるための、セクタの数の選択、チャネルの割振り、および偏波の技術に関する。
発明の背景
この章に記載する手法は、遂行が可能な手法であるが、必ずしも、これまでに考案または遂行された手法である必要はない。したがって、特に示さない限り、この章に記載する手法は、本願の請求項に対する先行技術ではないことも考えられ、この章に含まれることによって先行技術であるとは認められない。
この章に記載する手法は、遂行が可能な手法であるが、必ずしも、これまでに考案または遂行された手法である必要はない。したがって、特に示さない限り、この章に記載する手法は、本願の請求項に対する先行技術ではないことも考えられ、この章に含まれることによって先行技術であるとは認められない。
通信ネットワークは、参加者間での情報またはデータの交換を提供する、あらゆるシステムまたは機構である。既存の無線通信ネットワーク、たとえば、無線ローカルエリアネットワーク(Local Area Network(LAN))、またはパーソナルエリアネットワーク(Personal Area Network(PAN))において、無線アクセスポイントは、多数の無線機器と通信する際に送受信機として機能する。ここに記載する「無線機器」という用語は、通信するために無線通信プロトコルを使用する、あらゆる種類の機器を指す。無線機器の例には、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯用情報端末(Personal Digital Assistant(PDA))、セルラー式電話、およびさまざまな他の携帯型機器が含まれるが、これらに限定されない。無線アクセスポイントの放射パターンは、一般に無指向性であり、すなわち、無線アクセスポイントは、360度で情報を送信し、それにより、これらの無線アクセスポイントの範囲内のすべての無線機器は、送信された全信号を受信する。無線アクセスポイントは、さまざまな管理機能、たとえば、システム内の特定の無線機器にデータを送信するための特定の周波数を選択することも実行する。
無線通信アーキテクチャにおける1つの現行の問題は、割振られる電磁スペクトルの量が一定である場合に、指定された物理的領域内で同時に通信し得る無線機器の数をどのようにして増やすかということである。指定された領域内の多数の無線機器が、インターネット(Internet)等の通信ネットワークにアクセスするために1つの無線アクセスポイントとの同時通信を試みるとき、このことは特に重要である。たとえば、見本市および会議中に、多数のユーザがインターネットにアクセスするためにラップトップコンピュータを使用することは珍しいことではない。別の例として、企業のオフィスによっては、多くのユーザが、ラップトップコンピュータを用いてインターネットにアクセスするために、無線アクセスポイントを共有する場合がある。さらに別の例として、多くの喫茶店が、今や、インターネットへの無料の無線アクセスを顧客に提供している。これらの状況はすべて、利用可能なアクセスリソースを酷使する。なぜなら、限られた数の利用可能な通信チャネルのみが、全参加者により共有されなければならないためである。たとえば、時として「WiFi」と称される、FCCの規制範囲におけるIEEE802.11(b)/(g)規格は、11個の通信チャネルを規定する。したがって、各チャネルが1人のユーザに専用であると仮定すると、11人のユーザしか同時に通信することができない。
この問題に対処するための従来の手法には、多元接続通信プロトコルを用いて、1つの無線アクセスポイントに同時にアクセスすることのできる無線機器の数を増やすことが含まれる。例示的な多元接続通信プロトコルには、周波数分割多元接続(Frequency Division Multiple Access(FDMA))、時分割多元接続(Time Division Multiple Access(TDMA))、符号分割多元接続(Code Division Multiple Access(CDMA))、およびキャリアセンス多元接続(Carrier Sense Multiple Access(CSMA))が含まれるが、これらに限定されない。多元接続通信プロトコルを使用することにより、特定の集合の通信チャネル上で同時に作動し得る無線機器の数を著しく増大させることができる。たとえば、TDMAを使用することにより、特定の集合の通信チャネルを共有することのできる無線機器の数を、FDMAの3倍にすることができる。しかしながら、TDMAを使用しても、1つの無線アクセスポイントは、いずれか1つのタイムスロット中に、1つの無線機器としか通信することができない。さらに、どのような無線機器も、別の無線機器または有線ネットワークと通信するためには、そのデータを無線アクセスポイントに送信しなければならない。そして、その無線アクセスポイントが、別の無線機器か、または有線のインフラストラクチャ、たとえばインターネットにそのデータを送信する。したがって、ネットワークのスループットは、特定の時点における、無線アクセスポイントといずれか1つの無線機器との間の通信のスループットによって必然的に制限されてしまう。したがって、既存のシステムにおいて、いずれか1つのタイムスロットにおいて転送され得るデータの量は、無線アクセスポイントから、当該無線アクセスポイントが通信を行なっている特定の無線機器へのリンクのスループットに等しい。他の無線機器はすべて、或る量のデータを送信または受信するために、空いたタイムスロットを待つ状態にある。
チャネル間干渉は、従来の手法が直面する別の問題である。FCCの規制範囲におけるIEEE802.11(b)規格の上述の例では、11個の通信チャネルがしばしば互いに重複する。したがって、2人のユーザの各々が、異なるものの重複するチャネルを使用しいている場合、2人のユーザの通信は、互いに干渉し得る。
無線アクセスポイントのネットワークの管理および成長は、複雑な過程である。別の無線アクセスポイントを追加すると、新規のアクセスポイントの周辺にあるアクセスポイントの出力およびチャネル割当を調節して干渉を回避することが一般に必要とされる。
上述の内容に基づき、先行の手法における制約を受けない無線通信アーキテクチャが必要とされる。より多数の無線機器が、干渉のほとんどない状態か、または全くない状態で実質的に同時に通信することを可能にする無線通信アーキテクチャが、特に必要とされる。
この発明は、同じ参照番号が同様の要素を指す添付の図面において、限定ではなく例示として示される。
発明の詳細な説明
以下の説明では、説明のために、多数の特定の詳細を明示して、この発明の完全な理解を図る。しかしながら、このような特定の詳細を用いなくてもこの発明を実施し得ることが当業者には明らかであろう。場合によっては、この発明をむやみに分かりにくくすることを避けるため、周知の構造および機器をブロック図の形態で示す。また、場合によっては、この発明のさまざまな実施例で実行されるステップを示すためにフロー図が使用される。この発明は、図面に示される特定の順序のステップに限定されず、その順序は、特定の実現例の要件に依存して変化し得る。さらに、図示および説明されるステップは、特定の実現例の要件に依存して省略されてよく、および/または、他のステップが追加されてよい。この発明のさまざまな局面を、以下の章において次に説明する。
以下の説明では、説明のために、多数の特定の詳細を明示して、この発明の完全な理解を図る。しかしながら、このような特定の詳細を用いなくてもこの発明を実施し得ることが当業者には明らかであろう。場合によっては、この発明をむやみに分かりにくくすることを避けるため、周知の構造および機器をブロック図の形態で示す。また、場合によっては、この発明のさまざまな実施例で実行されるステップを示すためにフロー図が使用される。この発明は、図面に示される特定の順序のステップに限定されず、その順序は、特定の実現例の要件に依存して変化し得る。さらに、図示および説明されるステップは、特定の実現例の要件に依存して省略されてよく、および/または、他のステップが追加されてよい。この発明のさまざまな局面を、以下の章において次に説明する。
I.概観
II.操作上の概観
III.無線通信装置
IV.通信チャネル、プロトコル、および多元接続方式
V.干渉軽減および出力制御
VI.アンテナ設定
VII.実現化の機構、代替、および拡張
I.概観
この開示に記載されるように、一実施例において、その設定を調整する機能を有する、セクタ化されたアクセスポイントは、ネットワークの混乱を減少させてネットワークの性能を高める機能を提供することができる。
II.操作上の概観
III.無線通信装置
IV.通信チャネル、プロトコル、および多元接続方式
V.干渉軽減および出力制御
VI.アンテナ設定
VII.実現化の機構、代替、および拡張
I.概観
この開示に記載されるように、一実施例において、その設定を調整する機能を有する、セクタ化されたアクセスポイントは、ネットワークの混乱を減少させてネットワークの性能を高める機能を提供することができる。
この発明は、一実施例において、無線通信環境における干渉を低減するためのチャネルの割振りおよび偏波の技術を提供する。一実施例において、チャネルの割振りおよび/または偏波の技術は、無線機器との選択的な、実質的に同時の通信を提供するために、多元接続無線通信アーキテクチャに適用され得る。実施例によっては、チャネルは、機器との選択的な、実質的に同時の無線通信を確立するために、複数の送信機に割当てられ得る。実施例によっては、送信機は、異なる空間領域に配置された無線機器との選択的な、実質的に同時の通信を提供するように設定されるアンテナに結合される。実施例によっては、1つのセクタ内の無線機器間、異なるセクタ内の無線機器間、および、無線機器と有線ネットワークまたは無線バックホールネットワークとの間の通信が提供され得る。ここで使用される「セクタ」という用語は、無線通信が確立され得る空間領域の一部またはセクションを指す。一実施例において、無線通信アーキテクチャは、無線通信システムの最大出力および信頼性を高めるために、セクタにチャネルを割振る無線機器を含む。
一実施例において、無線通信アーキテクチャは、無線LANにおける干渉の低減を可能にし得る周波数チャネルの割振り技術を含む。一実施例において、無線LANは、IEEE802.11プロトコルを使用する。一実施例において、無線LANは、6個の、一意の、セクタが順序付けられたチャネル集合にセクタ化または配分される。これらのチャネルセットは、一般的なアンテナ放射パターンに対するセクタ間の干渉を低減する。一実施例では、セクタ間の干渉を低減するために偏波技術が用いられ得る。1つの例示的な実施例では、セクタが順序付けられた、交差偏波の2つの方式が、干渉を低減する。
一実施例では、複数の無線通信送信機への無線通信チャネルの割当を決定するための方法を提供する。この方法は、複数の利用可能な無線通信チャネルを判断するステップを含む。無線通信チャネルは、当該の1つの周波数帯域または複数の周波数帯域において決定され得る。複数の利用可能な無線通信チャネルと、複数の無線送信機における無線通信送信機の数とに基づいて、複数の無線通信チャネル割当を決定するステップもまた、この方法に含まれる。この方法はさらに、複数の無線通信チャネル割当から、複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない特定の無線通信チャネル割当を選択するステップを含む。一実施例において、機器は、たとえば、無線通信システムの最大出力および信頼性を高めるために、所定のセクタに割振るチャネルの数を選択する。
一実施例において、利用可能な無線通信チャネルは、当該の帯域内の周波数、たとえば、以下のものに限定されないが、IEEE802.11(a)、(b)、(g)、802.15(x)、802.16(x)、および802.20(x)の無線通信仕様で作動するように選択された周波数帯域から決定され得る。実施例によっては、これらの無線通信
規格によって指定された周波数帯域以外の周波数帯域を使用するものもある。
規格によって指定された周波数帯域以外の周波数帯域を使用するものもある。
一実施例において、この方法は、各無線通信チャネル割当についての出力を決定するステップを含む。一実施例において、複数の無線通信チャネル割当から、複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない特定の無線通信チャネル割当を選択するステップは、複数の無線通信チャネル割当から、複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少なく、かつ、複数の無線通信チャネル割当の各々に関する出力基準を満たす特定の無線通信チャネル割当を選択するステップを含む。以下のものに限定されないが、たとえば、指定されたしきい値を超えること、他の無線通信チャネル割当よりも大きな出力を提供すること、等の出力基準を使用することができる。
一実施例において、この方法は、複数の無線通信チャネル割当の各々についてのチャネル分離を判断するステップを含む。一実施例において、複数の無線通信チャネル割当から、複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない特定の無線通信チャネル割当を選択するステップは、複数の無線通信チャネル割当から、複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少なく、かつ、複数の無線通信チャネル割当の各々についてのチャネル分離基準を満たす特定の無線通信チャネル割当を選択するステップを含む。以下のものに限定されないが、たとえば、隣接する送信機に割当てられたチャネル間における最小の分離、無線通信が実施される隣接する空間領域に割当てられたチャネル間における最小のチャネル分離等の分離基準を使用することができる。
一実施例において、複数の無線通信チャネル割当から、複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉の少ない特定の無線通信チャネル割当を選択するステップは、減少した干渉コストを求めるステップを含む。
別の局面において、一実施例は、複数の無線通信送信機への無線通信チャネルの割当を決定するための方法を提供する。この方法は、利用可能な無線通信チャネルを判断するステップを含み、この利用可能な無線通信チャネルを判断するステップは、一実施例において、無線通信周波数の帯域から第1の複数の集合の無線通信チャネルを選択するステップと、第1の複数の集合の無線通信チャネルの各集合についての出力を決定するステップと、順序付けられた複数の集合の無線通信チャネルを形成するために、第1の複数の集合の無線通信チャネルを出力順に順序付けるステップと、第2の複数の集合の無線通信チャネルを形成するために、順序付けられた複数の集合の無線通信チャネルから、出力基準を満たす無線通信チャネルの集合を選択するステップとを含む。この方法はさらに、チャネル−送信機割当を決定するステップを含み、このチャネル−送信機割当を決定するステップは、一実施例において、第2の複数の集合の無線通信チャネルの各集合に関し、集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々を決定するステップと、集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々に関し、チャネル間の分離を判断するステップと、集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々に関し、この分離が、指定された分離基準を満たすか否かを判断するステップと、集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当が、指定された分離基準を満たす場合に、複数の候補チャネル−送信機割当に対し、集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当を追加するステップとを含む。この方法はまた、チャネル−送信機割当を選択するステップを含み、このチャネル−送信機割当を選択するステップは、一実施例において、複数の候補チャネル−送信機割当の各々により生じる総干渉を求めるステップと、この総干渉を低減する候補チャネル−送信機割当を選択するステップとを含む。
一実施例では、隣接する送信機またはセクタに逆の偏波を提供することにより、隣接す
る送信機/セクタの干渉を低減することができる。一実施例において、無線通信送信機は、円形の配置に従って配置され、隣接する無線通信送信機は、特定の方式に従って偏波が与えられる。一実施例において、セクタは、円形の配置に従って配置され、隣接するセクタには、特定の方式に従って偏波が与えられる。いくつかの実施例で使用される例示的な偏波方式は、以下のものに限定されないが、循環回転(cyclic rotation)方式、逆指標付け(reverse indexing)方式、または循環回転および逆指標付け方式を含む。一実施例において、無線通信送信機は、グループにグループ化され、グループの各々には、逆の偏波が与えられる。一実施例において、各グループ内の無線通信送信機は、同一の偏波を有する。一実施例において、セクタは、セクタのグループにグループ化され、隣接するセクタのグループには、逆の偏波が与えられる。一実施例において、各セクタのグループ内のセクタは、同一の偏波を有する。一実施例において、機器は、チャネルまたはチャネルの集合が周辺の他のアクセスポイントに割振られたことを判断し、たとえば、それらのアクセスポイントへの干渉を回避するために、そのチャネルまたはチャネルの集合の使用を回避する。
る送信機/セクタの干渉を低減することができる。一実施例において、無線通信送信機は、円形の配置に従って配置され、隣接する無線通信送信機は、特定の方式に従って偏波が与えられる。一実施例において、セクタは、円形の配置に従って配置され、隣接するセクタには、特定の方式に従って偏波が与えられる。いくつかの実施例で使用される例示的な偏波方式は、以下のものに限定されないが、循環回転(cyclic rotation)方式、逆指標付け(reverse indexing)方式、または循環回転および逆指標付け方式を含む。一実施例において、無線通信送信機は、グループにグループ化され、グループの各々には、逆の偏波が与えられる。一実施例において、各グループ内の無線通信送信機は、同一の偏波を有する。一実施例において、セクタは、セクタのグループにグループ化され、隣接するセクタのグループには、逆の偏波が与えられる。一実施例において、各セクタのグループ内のセクタは、同一の偏波を有する。一実施例において、機器は、チャネルまたはチャネルの集合が周辺の他のアクセスポイントに割振られたことを判断し、たとえば、それらのアクセスポイントへの干渉を回避するために、そのチャネルまたはチャネルの集合の使用を回避する。
他の局面において、この発明は、コンピュータ装置と、上述のステップを実施するように設定されたコンピュータ読取可能な媒体とを含む。
別の局面において、この発明は、一実施例において、無線アクセスポイントを提供する。無線アクセスポイントは、第1の周波数において空間領域の第1のセクション内の第1の通信チャネル上で通信信号を送受信するように、そして、第2の周波数において空間領域の第2のセクション内の第2の通信チャネル上で通信信号を送受信するように設定されるアンテナを含み得る。無線アクセスポイントはさらに、他のチャネル−セクタ割当よりも低い総干渉を有するチャネル−セクタ割当の1つを選択することにより、利用可能なチャネルに関して考えられるチャネル−セクタ割当の集合から決定されたチャネル−セクタ割当に応じて、第1および第2の空間領域に第1および第2の周波数を割当てるように設定される管理機構を含み得る。
一実施例において、無線アクセスポイントの管理機構はさらに、第1および第2のセクションの各々にさまざまな偏波を割当てることにより、第1のセクションと第2のセクションとの間の干渉の低減を可能にするように設定される。
一実施例では、たとえば、分散ネットワークの適切な性能を確保するために、バックホールリンクが最初に選択され、その後、セクタに対するチャネルの割振りが決定される。
実施例によっては、無線通信アーキテクチャは、特定のセクタ内に配置された無線機器との通信を提供するように各々が設定された2つ以上の無線アンテナ配置を一般に含む。各無線アンテナ配置はさらに、通信チャネル上で送信する前に、その通信チャネル上で信号が通信されているか否かを判断するように設定される。このことは、たとえば、キャリア検知またはエネルギ検出機構を用いて実現され得る。セクタ内の無線機器は、使用される特定の多元接続プロトコルに依存して、同一の、または異なる通信チャネル上で通信することができる。たとえば、セクタ内の無線機器が通信チャネルを共有し得るようにするため、TDMAまたはCSMAを使用することができる。通信チャネルは、異なる無線機器により、異なるセクタ内でも同時に使用され得る。
実施例によっては、干渉を低減するために決定された計算チャネル−セクタ割当に応じて、送信機および/またはセクタに周波数を割当て得るものがある。実施例によっては、交差偏波技術を用いて、通信チャネルの分離を改善し得るものがある。干渉低減技術を用いる実施例によっては、セクタ化された配備についての総データレートの上昇、および/または、各セクタについての範囲の拡大を達成し得るものもある。実施例によっては、セ
クタ化されたアクセスポイント上の、独立したチャネルの数を設定する機能を提供し得るものがある。実施例によっては、たとえば、アクセスポイントへの干渉を回避または停止するために、および、他の雑音源からの干渉を回避するために、セクタにチャネルを割振ることができるものもある。
クタ化されたアクセスポイント上の、独立したチャネルの数を設定する機能を提供し得るものがある。実施例によっては、たとえば、アクセスポイントへの干渉を回避または停止するために、および、他の雑音源からの干渉を回避するために、セクタにチャネルを割振ることができるものもある。
II.操作上の概観
図1Aは、この発明の一実施例に従って設定される無線通信装置100のブロック図である。装置100は、参照番号102、104、106、108、110、および112により識別されるセクタ内に配置される無線機器との選択的な通信を可能にするように設定される。図1Aに示すように、各セクタ102〜112は、1つ以上の無線機器を含む。たとえばセクタ102は、参照番号114により包括的に識別される4つの無線機器を含む。
図1Aは、この発明の一実施例に従って設定される無線通信装置100のブロック図である。装置100は、参照番号102、104、106、108、110、および112により識別されるセクタ内に配置される無線機器との選択的な通信を可能にするように設定される。図1Aに示すように、各セクタ102〜112は、1つ以上の無線機器を含む。たとえばセクタ102は、参照番号114により包括的に識別される4つの無線機器を含む。
この発明の一実施例に従うと、各セクタ102〜112は、装置100の周囲の空間領域の一部またはセクションである。各セクタ102〜112は、装置100を基準として指定された角度により規定される。たとえばセクタ106は、装置100を基準とした角度a1により規定される領域である。セクタ102〜112は、同じ角度で、または異なる角度で規定され得る。この例において、セクタ102〜112の各々は、60度の角度で規定される。各セクタ102〜112はまた、装置100を基準とした半径により規定されてもよい。
装置100は、どのような数のセクタ内の無線機器とも選択的な通信を可能にするように設定され、これらのセクタは、装置100の周囲で隣接する必要はなく、または、装置100の周囲を完全に覆う必要がない。セクタ102〜112の数、位置およびサイズは、特定の実現例の要件に依存して、多種多様な設定基準に基づき選択され得る。また、セクタ102〜112のサイズは、特定の実現例の要件に依存して、同じであっても、異なっていてもよい。例示的な設定基準には、以下のものに限定されないが、無線機器の予測される数および位置、ならびに特定の実現例の物理的な制約が含まれる。たとえば、ネットワークへの無線アクセスを提供するために建造物内で実施される際には、ネットワークへの無線アクセスを必要とする無線機器の数および位置が考慮され得る。また、壁部および/または他の物理的な障壁の位置に加え、雑音源および他の無線アクセス装置の位置も考慮され得る。屋外の用途では、天然の障壁の種類および位置に加え、建造物および他の干渉源も考慮され得る。
図1B〜図1Dは、装置100が、異なるセクタ内に配置された無線機器との選択的な通信を行ない得るようにするための例示的な設定を示す。具体的には、図1Bは、3つのセクタ102〜106内に配置された無線機器との選択的な通信を可能にするように設定された装置100のブロック図である。図1Cは、3つのセクタ102〜106内に配置された無線機器との選択的な通信を可能にするように同様に設定された装置100のブロック図である。しかしながら、図1Cでは、セクタ102〜106が装置100の一方側に配置されている。この設定は、たとえば、受信可能範囲が図1Cに示すセクタ102〜106においてのみ所望される状況で使用され得る。1つの例示的な状況は、装置100に関して図1Cに示すセクタ102〜106内にのみ無線機器が配置されている場所内の建造物の内部に、装置100が物理的に配置されている状況である。図1Dは、セクタ106、108内ではなく、2つのセクタ102、104内に配置された無線機器との選択的な通信を可能にするように設定された装置100のブロック図である。セクタ102、104は一般に、角度a1およびa2によりそれぞれ規定された、角度を有する形状の領域である。この設定は、たとえば、無線機器がセクタ106、108内ではなく、セクタ102、104内に無線機器が配置され得ることが認識されている状況で使用され得る。図1Dに示すように、装置100は、さまざまなサイズおよび位置のあらゆる数のセクタ
における選択的な通信を可能にするように設定され得る。
における選択的な通信を可能にするように設定され得る。
無線通信環境は、経時的にしばしば変化する。変化は、新規の雑音源の導入か、または、経時的に位置を変えるモバイル無線機器によることが考えられる。たとえば、図1Aにおいて、モバイル無線機器116がセクタ108からセクタ110に移動すると想定されたい。以下により詳細に説明するように、装置100は、この移動が生じたことを自動的に検出するように、そして、モバイル無線機器116をセクタ108から110に再割当して、装置100により保持される設定データおよびデータ構造の、要求されるどのような更新をも実行するように設定される。モバイル無線機器116に割当てられる周波数またはタイムスロットもまた、特定の用途の要件に依存して変化し得る。CSMAの用途では、このことが必要とされないことが考えられる。なぜなら、モバイル無線機器116が、セクタ110内で通信を開始することのできる時を自動的に検知するためである。
この発明の一実施例に従うと、装置100の設定は、セクタ102〜112の1つ以上の属性を変更するために、経時的に動的に変更され得る。このことは、たとえば、セクタの数を増大または減少させること、および/または、既存のセクタのサイズまたは形状を変更することを含み得る。装置100の設定は、どのような理由でも変更可能である。たとえば装置100は、異なる物理的な位置に動かされることが考えられ、そこで、より良好な受信可能範囲を提供するために、セクタの位置またはサイズを変更することが望ましい。別の例として、無線機器は経時的に異なる位置に移動し得る。
図1Eは、図1Dに類似したブロック図であるが、無線機器116がセクタ104からセクタ106に移動している点が異なる。装置100がセクタ106内での無線通信を可能にするように設定されていないため、無線機器116の無線通信は、装置100によってもはやサポートされていない。図1Fに示すように、装置100の設定は、セクタ104を拡張して無線機器116に無線通信を提供するように動的に変更される。セクタ104の角度は、図1Eに示すa2から、図1Fに示すa3に変更される。
セクタは、たとえば負荷の平均化のための他の条件に対処するように動的に変更され得る。この状況において、セクタのサイズ(角度)は、より良好な負荷の平均化を行なうために、特定のセクタ内の無線機器の数を増大または減少させることによってスループットを増大するように変更される。セクタはまた、いずれかの特定のサブセクタ内の無線機器の数をさらに減らすために、複数のサブセクタに細分され得る。いずれかの特定の通信チャネル上で作動する無線機器の数を減らすために、たとえば異なる通信チャネルを用いてセクタを重複させることもできる。
装置100の上述の再設定は、特定の実現例の要件に依存して、さまざまな技術を用いて実行され得る。たとえば、1つ以上のアンテナ素子の物理的な設定は、対応するセクタのサイズまたは形状を変更するように変更され得る。アンテナ素子の物理的な設定の変更には、いくつかの項目、たとえば、アンテナ素子の移動もしくは配向の変更、アンテナ素子の物理的な調節もしくはサイズ変更、または、当該アンテナ素子と異なるアンテナ素子との交換さえも含まれ得る。
アンテナ素子の物理的な設定を変更する代わりに、装置100の電気的設定を変更して、たとえばビーム形成ネットワークを用いて関連するセクタを変更することにより、装置100の再設定を行なうことができる。ビーム形成ネットワークは、各ビーム形成要素の振幅および相対位相を変化させてビームの属性を変更し、たとえば狭ビームまたは広ビームを生じ、これらのビームの方向を変更するように設定され得る。この目的のために、バラクタを使用することができる。集中制御機能(point coordinator function)または分散制御機能(distributed coordinator function)の使用が可能である。
アンテナ素子の物理的な設定を変更する代わりに、装置100の電気的設定を変更して、たとえば隣接するセクタに同じチャネル周波数を割振ることによって関連するセクタを変更することにより、装置100の再設定を行なうことができる。このことは、無線周波数レベルにおける出力分割ネットワークか、または、CSMA等のプロトコル、もしくはソフトウェアレベルにおける他の集中制御機能の使用のいずれかにより行なわれ得る。
III.無線通信装置
図2は、この発明の一実施例に従って設定された無線通信装置200を示すブロック図である。装置200は、アンテナシステム202と、無線周波数(RF)およびバンドパスフィルタネットワーク204と、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)ネットワークインターフェイスカード(NIC)ネットワーク206、または多数のWLAN送受信機の機能を行なうシリコンと、スイッチファブリック208と、マネージャ210とを含む。
図2は、この発明の一実施例に従って設定された無線通信装置200を示すブロック図である。装置200は、アンテナシステム202と、無線周波数(RF)およびバンドパスフィルタネットワーク204と、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)ネットワークインターフェイスカード(NIC)ネットワーク206、または多数のWLAN送受信機の機能を行なうシリコンと、スイッチファブリック208と、マネージャ210とを含む。
この発明の一実施例によれば、アンテナシステムは、ある特定の空間方向において電磁放射を送受信する。アンテナシステムは、それが所望の空間場所以外から送受信する放射が最小限になるという特性を有する。
この発明の一実施例によれば、アンテナシステムは、任意のセクタに多数の送信および受信アンテナを有する。無線通信システムは、それが放射要素のうちのいずれか1つから放射を送受信するという特性を有する。通信システムは、性能を最大化するために、ある特定のセクタにおいてどの放射要素を送信または受信するかを選択する。1つのセクタに多数のアンテナを有する能力は、ダイバーシティを提供する。実現可能な多数の形のダイバーシティが存在する。たとえば、一実施例では、アンテナの出力が最適な態様で組合されるMRCダイバーシティ手法が採用される。別の実施例では、最強の信号を有するアンテナがベースバンド受信機に出力されるスイッチダイバーシティ手法が採用される。
この発明の一実施例によれば、RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204は、2つの機能を行なうよう設定されている。第1に、RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204は、帯域分離を行なって、アンテナシステム202によって供給されるRF信号から1つ以上の周波数帯域を分離するよう設定されている。たとえばこれは、2.4GHzおよび5GHzの信号を得るためにアンテナシステム202からのRF信号を処理することを伴ってもよい。第2に、RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204は、システム性能を向上させるために、各周波数帯域内でチャネル化を行なうよう設定されている。RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204の出力は、WLAN NICネットワーク206に供給される。
RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204は、セクタ102−112の角度を動的に変更するためにビームフォーミングポインティングネットワークを含んでいてもよい。この機能は、セクタ102−112のサイズおよび/または場所が動的に変更されることを可能にする。
この発明の一実施例によれば、RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204は、多数のセクタ102−112を接合するよう設定されている。これは、多数のセクタ102−112への信号の同時送信、または多数のセクタ102−112からの信号の同時受信を可能にすることを含む。これは、たとえば、スループットを犠牲にして低アイソレーションアンテナシステムにおける範囲を増大させるために有用であり得る。
この発明の別の実施例によれば、RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204は
省略されてもよく、プロトコルソフトウェアが、接合された多数のセクタ102−112の外観を呈していてもよい。これは、多数のセクタ102−112への信号の同時送信、または多数のセクタ102−112からの信号の同時受信を可能にすることを含む。
省略されてもよく、プロトコルソフトウェアが、接合された多数のセクタ102−112の外観を呈していてもよい。これは、多数のセクタ102−112への信号の同時送信、または多数のセクタ102−112からの信号の同時受信を可能にすることを含む。
WLAN NICネットワーク206は一般に、RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204からのRF信号を、データパケットの形のデジタル信号に変更するよう設定されている。この発明の一実施例によれば、WLAN NICネットワーク206は、RFエネルギを増幅してから、信号をその同相構成要素と直角位相構成要素とに分離するベースバンドへの信号の周波数変換を行なうよう設定されている。信号のそれぞれの構成要素は、適用可能な規格、たとえばIEEE802.11規格によって特定されているように、抽出されてそれらの構成ビットへと復調される。WLAN NICネットワーク206はまた、スクランブル解除機能、誤り訂正機能、および低レベルプロトコル機能、たとえば、RTS/CTS生成および受理確認、フラグメンテーションおよびフラグメンテーション解消、ならびに自動ビーコン監視を提供するよう設定されてもよい。デコードされたビットは、たとえばIEEE規格によって特定されているように、パケットへとグループ化され、次にスイッチファブリック208およびマネージャ210に供給される。
スイッチファブリック208は、WLAN NICネットワーク206と、たとえばローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)またはインターネットなどのネットワーク212との間に、および/または、無線バックホールシステム214との間に結合されている。無線バックホールシステム214は、簡潔にするため図2には示されていないWLANバックホールNICとWLANバックホール放射要素とを含んでいてもよい。
マネージャ210は、装置200においてさまざまな管理および制御機能を行なうよう設定されている。マネージャ210によって行なわれる特定の機能は、ある特定のアプリケーションの要件に依存して変わってもよく、この発明は、マネージャ210が任意の特定のタスクを行なうことに限定されない。例示的な管理および制御機能は、全体的なシステムおよびセクタ設定を管理すること、各セクタについて周波数帯域、通信チャネルおよび通信プロトコルを管理すること、セキュリティプロトコルを管理すること、各セクタについて送信出力レベルおよび受信感度を管理すること、無認可のまたは干渉するアクセスポイントの存在を検出し、ネットワークアドミニストレータに警告すること、および、無線機器間の通信ならびに無線機器とネットワーク212と無線バックホールシステム214との間の通信を管理することを含むが、これらに限定されない。これらの管理機能の各々を、以下により詳細に説明する。
この発明の一実施例によれば、マネージャ210は、任意の特定のセクタ102−112における無線機器間の、また、異なるセクタ102−112における無線機器間のデータの選択的なやり取りを提供するように、スイッチファブリック208を制御するよう設定されている。マネージャ210はまた、セクタ102−112とネットワーク212との間での、およびセクタ102−112と無線バックホールシステム214に接続された無線ネットワークとの間でのデータの選択的なやり取りを提供するように、スイッチング機能を行なうよう設定されている。
この発明の一実施例によれば、マネージャ210はまた、1つ以上のセクタにおける多数の無線機器からデータを集め、集められたデータがネットワーク212へ、または無線バックホールシステム214に接続された無線ネットワークへ送信されるようにするよう設定されている。たとえば、図1Aでは、マネージャ210は、セクタ102−112からデータを集め、集められたデータをネットワーク212へ、または無線バックホールシステム214を介して無線ネットワークへ送信するよう設定されている。この発明の一実
施例によれば、マネージャ210は、1つ以上のポートを介して、集められたデータをネットワーク212へ、または無線バックホールシステム214を介して無線ネットワークへ送信する。以下により詳細に説明するように、マネージャ210はまた、無線機器との通信に使用される通信チャネルを管理するよう、および、各セクタ102−112の送信出力および受信感度を管理するよう、設定されている。
施例によれば、マネージャ210は、1つ以上のポートを介して、集められたデータをネットワーク212へ、または無線バックホールシステム214を介して無線ネットワークへ送信する。以下により詳細に説明するように、マネージャ210はまた、無線機器との通信に使用される通信チャネルを管理するよう、および、各セクタ102−112の送信出力および受信感度を管理するよう、設定されている。
この発明の一実施例によれば、マネージャ210はまた、装置100の設定および動作を規定する設定データを維持するよう設定されている。設定データは、ある特定のアプリケーションの要件に依存して、RAMなどの揮発性ストレージ、または1つ以上のディスクなどの不揮発性ストレージ、もしくはデータベースに記憶されてもよい。設定データは、たとえば、全体的なシステムおよび各セクタの設定、各無線機器についての情報、たとえば識別および機種情報ならびに各無線機器のセクタ場所を特定してもよい。設定データはまた、選択された通信チャネルの現在の集合、各セクタにおいて、および各無線機器によって使用されるべき特定の通信チャネル、ならびに、各セクタにおいて、および/または各無線機器によって使用されるべき特定の周波数帯域および通信プロトコルを特定してもよい。別の例として、設定データは、各セクタについての送信出力レベルおよび受信感度を特定してもよい。マネージャ210はまた、さまざまな事象に応じて設定情報を更新するよう設定されている。
この発明の一実施例によれば、マネージャ210は、セクタ間の無線機器の動きを管理するよう設定されている。これは、たとえば、通信チャネルおよびタイムスロットを再割当することと、動いた無線機器に関する他の情報を更新することとを含んでいてもよい。ある特定の無線機器がセクタ102からセクタ104へ動くと仮定する。この状況において、マネージャ210は、たとえばその特定の無線機器の現在の通信チャネルがセクタ104で使用されていない場合には、その特定の無線機器に新しい通信チャネルを割当ててもよい。マネージャ210は次に、その特定の無線機器が今はセクタ104に位置すること、および、その特定の無線機器との通信が今は割当てられた新しい通信チャネルを用いて行なわれることになっていることを反映するよう、設定情報を更新する。
図2に示すように、アンテナシステム202、RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204、WLAN NICネットワーク206、スイッチファブリック208、マネージャ210、ネットワーク212、および無線バックホールシステム214は、リンク216、218、220、222および224によって通信結合されている。リンク216−224は、これらの要素間でのデータのやり取りを提供する任意の媒体または機構によって実現されてもよい。リンク216−224の例は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、イーサネット(登録商標)またはインターネットといったネットワーク、もしくは、1つ以上の地上リンク、衛星リンク、または無線リンクを含むが、これらに限定されない。リンク226は、マネージャ210とアンテナシステム202、RFおよびバンドパスフィルタネットワーク204、WLAN NICネットワーク206、およびスイッチファブリック208との間での制御信号のやり取りを提供する。
図3Aは、この発明の別の実施例に従って設定された無線通信アーキテクチャ300を示すブロック図である。アーキテクチャ300はアンテナ要素を含み、これらの要素の例は、2つの異なる周波数帯域上で送信するよう設定されたダイポール、パッチ要素302または他のアンテナシステム304であってもよい。アンテナ要素302はバンドパスフィルタ(BPF)306に結合され、それは無線チップセット308に結合されている。アンテナ要素304はBPF310に結合され、それは無線チップセット312に結合されている。BPF306、310は、管理プロセッサおよびスイッチファブリック208などの制御装置からのBPF制御入力によって制御可能である。無線チップセット308
、312は、RF信号を、デジタルデータ出力上に供給されるデジタル信号に変換する。デジタル信号は、管理プロセッサおよびスイッチファブリック208に供給されてそれによって切換えられるデータパケットの形で供給されてもよい。
、312は、RF信号を、デジタルデータ出力上に供給されるデジタル信号に変換する。デジタル信号は、管理プロセッサおよびスイッチファブリック208に供給されてそれによって切換えられるデータパケットの形で供給されてもよい。
図3Bは、この発明の別の実施例に従って設定された無線通信アーキテクチャ350を示すブロック図である。アーキテクチャ350では、二重周波数または超広帯域アンテナ要素352が出力分割器354に結合されている。出力分割器354はBPF356に結合され、それは無線チップセット358に結合されている。出力分割器354はBPF360にも結合され、それは無線チップセット362に結合されている。図3Aと同様に、BPF356、360は、マネージャ210などの制御装置からのBPF制御入力によって制御可能である。また、無線チップセット358、362は、RF信号を、デジタルデータ出力上に供給されるデジタル信号に変換する。デジタル信号は、マネージャ210に供給されてそれによって切換えられるデータパケットの形で供給されてもよい。
BPF306、310および356、360と無線チップセット308、312および358、362は、図3Aおよび図3Bでは別個の構成要素として示されているものの、単一の構成要素として一体化されてもよい。また、アプリケーションによっては、BPF306、310、356、360は、性能を犠牲にして使用されなくてもよい。
IV.通信チャネル、プロトコル、および多元接続方式
ここに説明される無線通信アーキテクチャでは、任意のタイプの通信チャネル割振り方式が使用されてもよい。セクタ102−112への通信チャネルの割振りは、ある特定の実現化例の要件に依存して変わってもよく、この発明は任意の特定の割振り方式に限定されない。マネージャ210は、無線機器との通信に使用される通信チャネルを管理するよう設定されている。これは、たとえば、アイソレーション、干渉、または、性能に影響を与える任意の他の要因に基づき得る、無線機器によって使用されるべき初期通信チャネルを判断すること、通信チャネルおよびタイムスロットを無線機器に割当てること、および通信プロトコルを選択することを含んでいてもよい。これはまた、選択された通信チャネルの性能を定期的に点検すること、および、無線機器によって使用される通信チャネルを動的に変更することを含んでいてもよい。これは、各セクタで使用されるべき通信チャネルの集合を、通信チャネル性能に基づいて選択することを含んでいてもよい。
ここに説明される無線通信アーキテクチャでは、任意のタイプの通信チャネル割振り方式が使用されてもよい。セクタ102−112への通信チャネルの割振りは、ある特定の実現化例の要件に依存して変わってもよく、この発明は任意の特定の割振り方式に限定されない。マネージャ210は、無線機器との通信に使用される通信チャネルを管理するよう設定されている。これは、たとえば、アイソレーション、干渉、または、性能に影響を与える任意の他の要因に基づき得る、無線機器によって使用されるべき初期通信チャネルを判断すること、通信チャネルおよびタイムスロットを無線機器に割当てること、および通信プロトコルを選択することを含んでいてもよい。これはまた、選択された通信チャネルの性能を定期的に点検すること、および、無線機器によって使用される通信チャネルを動的に変更することを含んでいてもよい。これは、各セクタで使用されるべき通信チャネルの集合を、通信チャネル性能に基づいて選択することを含んでいてもよい。
以下により詳細に説明するように、装置100は、同時に作動する多数の周波数帯域をサポートするよう設定されてもよい。異なるセクタにおいて、または同じセクタででも、異なる周波数帯域が使用されてもよい。たとえば、装置100は、2.4Ghzおよび5Ghz双方の周波数帯域上での通信をサポートするアンテナ要素および関連する電子機器を有して設定されてもよい。装置100はまた、任意のタイプおよび数の通信プロトコルをサポートするよう設定されてもよい。装置100によってサポートされる例示的なプロトコルは、IEEE802.11(x)通信プロトコル、たとえば802.11(a)、(b)、(g)、802.15(x)、802.16(x)および802.20(x)通信プロトコル、ならびに他の将来の通信プロトコルを含むが、これらに限定されない。
装置100はまた、多数の無線機器との通信をサポートするために任意のタイプおよび数の多数のアクセス方式をサポートするよう設定されてもよい。たとえば、多数の無線機器が通信チャネルの特定の集合を用いて通信できるようにするために、搬送波感知多元接続(CSMA)、搬送波検出またはエネルギ検出方式を採用してもよい。無線機器はその場合、FDMAまたはTDMAなどの多元接続方式を用いて、チャネルの割振られた集合上で通信する。
V.干渉軽減および出力制御
無線通信装置100は、異なるセクタ102−112における無線機器間の干渉の量を減少させるよう設定されてもよい。しかしながら、セクタ間の干渉をすべて完全に排除することは、主ローブおよび副ローブの存在ならびに近接場結合のため、不可能ではないにしろ極めて難しい。
無線通信装置100は、異なるセクタ102−112における無線機器間の干渉の量を減少させるよう設定されてもよい。しかしながら、セクタ間の干渉をすべて完全に排除することは、主ローブおよび副ローブの存在ならびに近接場結合のため、不可能ではないにしろ極めて難しい。
図4Aは、802.11b規格に従った複数の周波数チャネルを図示しており、それは、米国で無線通信用に割振られた周波数スペクトルにおいて11の重複する周波数チャネル401を提供している。図4Bは、11のチャネルから選択された1組の3つのチャネル、すなわち、2.4−2.5GHzのISM帯域について重複していないチャネル1 412、チャネル6 414、およびチャネル11 416を図示している。これらのチャネル上での通信は非干渉性である。周波数帯域から重複していないチャネルを選択することは、図4Aおよび図4Bに示す802.11周波数帯域の例に限定されず、むしろ、この発明のいくつかの実施例では、それは、有用なチャネルの有限の割振りを有する他の周波数帯域に幅広く適用可能である。たとえば日本では、現在、無線LAN通信に14の周波数が割振られている。
重複していないチャネルの総数よりもセクタの数が多い多セクタ無線実施例では、重複するチャネルの使用が望ましいかまたは必要な場合があり、このため、セクタ間の周波数干渉の可能性が増加する場合がある。多数セクタ無線通信を提供するよう設定されたアンテナシステムは通常、所望のセクタから他のセクタへの溢出を提示し、それは、異なるセクタにおける無線通信間の絶対的な空間分割を提供する試みを挫折させるかもしれない。重複していないチャネルの数をセクタが超える場合、この溢出は、チャネル重複と組合さって干渉をもたらすかもしれず、それは、総スループットおよび/またはセクタ内範囲の点で、配備の全体的性能を低減させ得る。
図5は、この発明の一実施例におけるアンテナ放射パターンの一例を示している。図5に示すような実現可能な指向性アンテナについての放射パターンは、主ローブ502と副ローブ504とを含む。主ローブは出力が半分の(−3dB)ポイントによって規定されてもよく、その場合、図5はビーム幅が60°のパターンを表わしている。図5には、3つの60°のセクタが示されている。第1のセクタ510は主セクタを含む。第2のセクタ512は主ローブ溢出502を体験し、一方、第3のセクタ514は副ローブ溢出504を体験している。
一般に、信頼できる性能と許容可能なレベルの品質のサービスとを提供するためには、セクタ510、512および514間の干渉の量をある特定されたレベルよりも下に減少させることが望ましい。たとえば、この発明の一実施例によれば、1つのセクタからの送信が別のセクタの搬送波またはエネルギ検出アルゴリズムをトリガする可能性を低減させるよう、各セクタによって生成される副ローブの大きさを減少させるために、さまざまな手法が採用される。セクタ間の干渉の量を減少させることはまた、同じ通信チャネルが再び使用されること、すなわち、2つ以上のセクタで同時に使用されることを可能にしてもよい。これは、制限された量の利用可能な周波数スペクトルを与えられた装置100によってサポート可能な無線機器の数を大幅に増やす。
いくつかの実施例では、セクタ間の干渉を減少させるために、周波数分割および偏波分割のうちの1つ以上が使用されてもよい。図5に示すように、隣接しあうセクタ、すなわち、たとえばセクタ510と512とは最小空間分離を体験しており、したがって、最大チャンネル分離(周波数分割)および/または偏波分離を必要とする。
装置100は、その近傍における他のアクセスポイント、および異なるセクタにおける無線機器を回避するよう設定されてもよい。装置100は、例示的な実施例を参照してこ
こに説明される手法を用いて、異なるセクタにおける無線機器間の干渉を減少させるよう設定されてもよい。たとえば、以下により詳細に説明するように、異なるセクタにおける無線機器間の干渉を減少させるために、1つ以上のアンテナ要素が物理的に設定されてもよい。これは、セクタ間の干渉を減少させるように材料を選択し、アンテナ要素を物理的に構築することを含んでいてもよい。また、1つ以上のアンテナ要素の偏波は、異なるセクタにおける無線機器間の干渉の量を減少させるよう変更されてもよい。たとえば、隣接するセクタ102−112において作動する無線機器間の干渉を減少させるために、隣接するセクタ102−112の偏波配向が変更されてもよい。たとえば、セクタ102の無線機器との通信を提供するアンテナ要素は、第1の偏波配向を有していてもよい。セクタ104の無線機器との通信を提供するアンテナ要素は、第1のものに対して斜めに配向された第2の偏波配向を有していてもよい。一実施例では、これは、セクタ102用のアンテナ要素に対して90°であってもよい。
こに説明される手法を用いて、異なるセクタにおける無線機器間の干渉を減少させるよう設定されてもよい。たとえば、以下により詳細に説明するように、異なるセクタにおける無線機器間の干渉を減少させるために、1つ以上のアンテナ要素が物理的に設定されてもよい。これは、セクタ間の干渉を減少させるように材料を選択し、アンテナ要素を物理的に構築することを含んでいてもよい。また、1つ以上のアンテナ要素の偏波は、異なるセクタにおける無線機器間の干渉の量を減少させるよう変更されてもよい。たとえば、隣接するセクタ102−112において作動する無線機器間の干渉を減少させるために、隣接するセクタ102−112の偏波配向が変更されてもよい。たとえば、セクタ102の無線機器との通信を提供するアンテナ要素は、第1の偏波配向を有していてもよい。セクタ104の無線機器との通信を提供するアンテナ要素は、第1のものに対して斜めに配向された第2の偏波配向を有していてもよい。一実施例では、これは、セクタ102用のアンテナ要素に対して90°であってもよい。
この発明の一実施例によれば、セクタ間の干渉を減少させ、かつ特定されたレベルの品質のサービスを提供するよう通信チャネルを選択するために、周波数チャネル化手法が採用されてもよい。たとえば、図4Aおよび図4Bを参照して上述されたように、IEEE802.11(b)プロトコルは11の通信チャネル上での通信を特定しており、そのうち3つ(チャネル1、6、11)は重複していない。このため、3セクタ設定を採用する一実施例では、干渉の量を減少させてより好ましい品質のサービスを提供するために、マネージャ210は、通信チャネル1、6および11がセクタ510、512および514用にそれぞれ使用されることを特定してもよい。
一実施例では、干渉を最小限に抑えるように送信機および/またはセクタにチャネルを割振る方法が提供される。この方法は、チャネルがセクタに割当てられる一例を参照して説明されるが、この方法は、チャネルが送信機に割当てられる実施例においても適用可能である。
Ψ={C1,…,Cm}が、当該帯域におけるm個の利用可能なチャネルの集合を示すとする。Sjが、Ψのj番目の部分集合を示す、すなわちSj⊆Ψであるとする。たとえば、802.11bを採用する一実施例では、現在のFCC規制範囲の下では、2.401GHz〜2.467GHzの範囲の、1〜11の番号が付けられた11のチャネルがある。さらに、Si jが集合Sjのi番目の要素を示すとし、集合Sj上で、この集合の任意の2つの要素間の減算の演算を定義する。任意の集合Sjについて、集合の出力は以下のように定義されてもよい。
集合の出力は、集合に属する2つの最も近いチャネル間のチャネル分離を判断する。
集合Skがたとえば3つの要素からなる場合、すなわちSk={C1,C2,C3}である場合、順序付けられた可能なチャネル集合は以下のとおりである。
線形システムについては、分離距離は以下のように定義されてもよい。
数式(3)および(4)の測度は、隣接しあうセクタ(または送信機)間の分離を判断する。これは、割当てられたチャネルが、隣接しあうセクタ(または送信機)に割当てられたチャネルにどれぐらい近いかを判断する際に行なわれてもよい。いくつかの実施例では、この判断は干渉の減少を可能にする。
一実施例では、干渉関数は以下のように定義されてもよい。
式中、角度位置およびチャネル選択の関数として生成される干渉は、以下の式によって与えられる。
数式6は任意のコストを表わし、すべての干渉生成関数のクラスを包含する。
一実施例における干渉生成関数の一例は、以下のように定義される。
一実施例における干渉生成関数の一例は、以下のように定義される。
いくつかの実施例において干渉を最小限に抑えるために使用可能な干渉コスト関数の数例は、以下のとおりである。
図6Aは、この発明の一実施例に従ってチャネルを割振る一例を示すフローチャートである。ブロック601で、図6Bにより詳細に示すように、当該無線通信周波数の帯域について、利用可能な無線通信チャネルが判断される。たとえば、当該帯域が図4Aに図示するIEEE802.11周波数帯域である場合には、チャネル1−11が利用可能なチャネルである。他の実施例では、多くの他の当該周波数帯域が選択されてもよい。ブロック602で、図6Cにより詳細に示すように、チャネル−送信機割当が決定される。いくつかの実施例では、チャネル−送信機割当は、個々の無線送信機にチャネルを割当てることを含んでいてもよい。代替的な実施例では、チャネル−送信機割当は、セクタ化されたアンテナによってサービスを提供されるセクタへのチャネルの割当を含んでいてもよい。一実施例では、チャネル−送信機割当は、たとえば、隣接しあう送信機またはセクタに割当てられたチャネルについての最小分離を特定し得る重複基準に従って行なわれてもよい。たとえば、一実施例では、隣接しあう送信機に割当てられた第1のチャネルと第2のチャネルとを分離するために、最低2つのチャネルが必要とされ得る。別の実施例では、各セクタは他のセクタから少なくともnチャネル離れていなければならない、というような基準が使用されてもよい。このチャネル分離rは、利用される送信機またはセクタの数の関数として選択されてもよい。チャネル分離rはアプリケーション特有であり、使用されるべき利用可能な送信機またはセクタに依存していてもよい。ブロック603で、図6Dにより詳細に示すように、チャネル−送信機割当が選択される。
一実施例では、候補チャネル−送信機割当の中から、総干渉を最小限に抑えるチャネル−送信機割当が選択される。他の実施例では、たとえばa)最大出力、b)最大範囲、c)機器のスループット増加、d)ネットワークスループット増加、e)既に機能しているネットワークへの最小限の混乱、f)他の供給されたサービスの回避、g)最小のパケットエラーレート(PER)またはビットエラーレート(BER)、h)最小のチャネル利用、i)最小のチャネル遮断可能性、j)最高速度で接続するより多数のステーション、k)高スループットおよび/または少ない待ち時間および/または低ジッタを必要とするステーションのための適切な品質のサービス、l)レーダまたは他の無線標定機器の回避、m)他のサービスまたはユーザが存在していないと判断するために使用されるチャネルの感知に基づく認知無線機能、などを含むがそれらに限定されない基準のうちのいずれかまたはそれらの組合せを提供するチャネル−送信機割当が選択されてもよい。一実施例では、上述の基準のいずれかが満たされることを確実にするために、送信機がセットアップを監視してもよい。
図6Bは、この発明の一実施例に従った、チャネルの利用可能な集合を判断する一例を示すフローチャートである。一実施例では、m個のチャネルがあるうち、n個がセクタ化方式において使用されるという情報に基づいて、最大周波数分離に対応する利用可能なチャネルの集合が判断される。
図6Dは、この発明の一実施例に従った、チャネル割当を選択する一例を示すフローチャートである。ブロック631で、各チャネル−送信機割当によって生成された総干渉が求められる。ブロック632で、総干渉を最小限に抑える候補チャネル集合が選択される。
次に、前述の処理を、1〜11の番号が付けられた11の利用可能なチャネルを有する6セクタ802.11bシステムの状況における一例を参照して説明する。6セクタ実現化例において干渉を減少させるチャネル選択のための重複基準は、(1)どのセクタも、任意の他のセクタから2チャネルより近くはない、および(2)隣接しあうセクタは少なくとも4チャネル離れている、言い換えれば、分離は4よりも大きいかまたは4に等しい、ということである。したがって、集合の出力は2に等しい。集合の出力とは、集合の2つの要素がどのぐらい近いかを示す数学的概念である。たとえば、集合{3,1,9,25,101}を考慮されたい。一番目の要素である3が二番目の要素である1と2単位離れているため、この集合の出力は2である。
基準(1)は、順序付けられていない6チャネル集合{1,3,5,7,9,11}をもたらし、一方、基準2は、表1に示すような5つの、セクタが順序付けられた6チャネル集合をもたらす。
(セクタ番号に関する)チャネル集合の循環回転および/または逆指標付けも、この基準を満たしてもよい。たとえば、図7は、この発明の一実施例に従った、セクタが順序付けられた6チャネル集合の例の変形を示している。図7は、表1からの第1のチャネル集合701を、一実施例に従った同じチャネル集合の回転702と反転かつ回転703とともに示している。
実施例によっては、セクタ間の干渉を減少させるために交差偏波手法を採用してもよい。図8では、例示的な偏波割当が一実施例において図示されている。以下の説明では、+1および−1は2つの異なる偏波を示す。直線偏波の場合、+1(−1)は垂直偏波を表わしてもよく、その場合、−1(+1)は水平偏波を表わす。円偏波については、実施例によっては、+1(−1)は右旋円偏波を表わしてもよく、−1(+1)は左旋円偏波を表わす。図8に示すように、ある交差偏波手法は、隣接しあうセクタ間の干渉を減少させるために、隣接しあうセクタに異なる偏波を提供することを含む。たとえば、図8では、セクタ1(801)は、+1偏波を有するチャネル5上で作動するよう設定されている。隣接するセクタ2(802)は、(−1)偏波を有するチャネル9上で作動するよう設定されている。(セクタに対する)この偏波割当の循環回転は、一実施例において、干渉減少を達成する。一実施例において交差偏波を制御するための手法を、図11Aを参照して以下に説明する。
図9は、この発明の一実施例に従った別の交差偏波割当を示している。図9に示すように、2つの3セクタ半球、すなわち「前方」半球902と「後方」半球904とは、半球内のどのセクタも4チャネルより近くはないよう、チャネル割当を有している。しかしながら、図示された実施例では、交差半球セクタは2チャネルと同じだけ近くなり得る。たとえば、図9に示すように、前方半球902のセクタ3はチャネル1を使用しており、後方半球904のセクタ5はチャネル3を使用している。セクタ3とセクタ5とはたった1
つのセクタ、セクタ4によって分離されており、チャネル1とチャネル3とは互いから2チャネル内にある。しかしながら、前方半球902のセクタ3は+1偏波で偏波され、一方、後方半球904のセクタ5は−1偏波で偏波されているため、セクタ1およびセクタ5はチャネル1およびチャネル3を実質的な干渉なく使用できる。図9に示す実施例では、偏波割当は、前方半球902の全セクタが後方半球904に対して交差偏波されているが、1つの半球内のセクタは一致する偏波を有するようになっている。
つのセクタ、セクタ4によって分離されており、チャネル1とチャネル3とは互いから2チャネル内にある。しかしながら、前方半球902のセクタ3は+1偏波で偏波され、一方、後方半球904のセクタ5は−1偏波で偏波されているため、セクタ1およびセクタ5はチャネル1およびチャネル3を実質的な干渉なく使用できる。図9に示す実施例では、偏波割当は、前方半球902の全セクタが後方半球904に対して交差偏波されているが、1つの半球内のセクタは一致する偏波を有するようになっている。
重複しないチャネルを含まない通信プロトコルが採用される場合には、特定された干渉およびサービスレベルの品質を達成する通信チャネルの割当を識別するために、検査手法を使用してもよい。これは、セクタに割当てられるべき初期通信チャネルの集合を識別する初期検査と、通信チャネルの更新された集合を提供するその後の定期検査とを含んでいてもよい。
この発明の一実施例によれば、通信を向上させ、セクタ間の干渉を減少させるよう、送信出力レベルおよび受信感度が選択される。送信出力レベルおよび受信感度は、ある特定実現化例の要件に依存して、送信機ごと、セクタごと、無線機器ごと、またはパケットベースごとに選択されてもよい。送信出力レベルを変えることは一般に、送信エリアのサイズを変える。たとえば、図1Gでは、装置100の送信出力レベルは、セクタ102が半径R1を有し、セクタ104が半径R2を有するようになるよう選択される。この例では、セクタ104の無線機器は、セクタ102の無線機器よりも、装置100に比較的近く配置される。このため、セクタ102に関連するアンテナ要素に対して、セクタ104に関連するアンテナ要素では、使用される必要のある出力はより少ない。
装置100によってサービスされる各セクタのために送信出力を選択的に調節することは、装置100によって消費される総出力を減少させ、セクタ102と104との間の起こり得る干渉を減少させ、セキュリティを向上させる。ある特定のセクタについての受信感度を変えることは、他のセクタからの送信および他のタイプの干渉に対するその特定のセクタについての一般的な感度を変える。この発明の一実施例によれば、あるセクタについての受信感度は、干渉の可能性を減少させつつ、特定された品質のサービスをそのセクタの無線機器に提供するように最適化される。セクタ性能を最適化するために、送信出力レベルおよび受信感度はともに調節されてもよい。
送信出力レベルおよび受信感度は、変化する条件を補償するために、時間をかけて動的に調節されてもよい。これは、たとえば、装置100の設定の変更、無線機器の場所および数の変更、使用される周波数帯域またはチャネルの変更、サービス要件の出力または品質の変更、および干渉源の変更を含み得る。
VI.アンテナ設定
ある特定のアプリケーションの要件に依存して、ここに説明された無線通信アーキテクチャにはさまざまなアンテナ設定が採用されてもよい。図10Aは、アンテナシステム202で使用されるアンテナ装置1000の上面図を示すブロック図である。アンテナ装置1000は、セクタ1002−1012に位置する無線機器との無線通信を提供するよう設定されたさまざまなアンテナ要素を含む。すなわち、アンテナ装置1000は中央の反射器部分1014を含む。センサ1002に対して、アンテナ装置1000は、電磁エネルギをセクタ1002に放射するよう設定された放射アセンブリ1016を含む。アンテナ装置1000はまた、セクタ1002の範囲を決めるよう設定された金属隔壁1018、1020を含む。セクタ1002と他のセクタ1004−1012との間の結合を減少させるために、金属隔壁1018、1020は、隙間1022、1024によって示されるように中央の反射器部分1014から離れていてもよい。この発明の一実施例によれば、隔壁1018、1020は、中央の反射器部分1014から、送信波長に比例する距離
を置いて位置付けられている。アンテナ装置1000はまた、金属隔壁1018、1020の端に結合されたRFチョーク1026、1028も含む。
ある特定のアプリケーションの要件に依存して、ここに説明された無線通信アーキテクチャにはさまざまなアンテナ設定が採用されてもよい。図10Aは、アンテナシステム202で使用されるアンテナ装置1000の上面図を示すブロック図である。アンテナ装置1000は、セクタ1002−1012に位置する無線機器との無線通信を提供するよう設定されたさまざまなアンテナ要素を含む。すなわち、アンテナ装置1000は中央の反射器部分1014を含む。センサ1002に対して、アンテナ装置1000は、電磁エネルギをセクタ1002に放射するよう設定された放射アセンブリ1016を含む。アンテナ装置1000はまた、セクタ1002の範囲を決めるよう設定された金属隔壁1018、1020を含む。セクタ1002と他のセクタ1004−1012との間の結合を減少させるために、金属隔壁1018、1020は、隙間1022、1024によって示されるように中央の反射器部分1014から離れていてもよい。この発明の一実施例によれば、隔壁1018、1020は、中央の反射器部分1014から、送信波長に比例する距離
を置いて位置付けられている。アンテナ装置1000はまた、金属隔壁1018、1020の端に結合されたRFチョーク1026、1028も含む。
アンテナ装置1000はまた、セクタ間の結合をさらに減少させるために金属隔壁とアンテナ装置1000の頂部および底部との間に配置された、泡状または他の材料、もしくは光バンドギャップ構造といった無線周波数吸収材を含んでいてもよい。たとえば、図10Bは、図10Aのさまざまな構成要素を示すアンテナ装置1000の側面図である。図10Bに示すように、セクタ1002−1012間の電磁結合を減少させるために、無線周波数吸収材1030が、隔壁1018、1020の頂部および底部に配置されている。
アンテナ装置1000はセクタ1002の状況で説明されてきたが、アンテナ装置1000は、他のセクタ1004−1012用の同様のアンテナ要素を含む。セクタ1004−1012について無線通信を提供する他のアンテナ要素の寸法および特徴は、セクタ1002について無線通信を提供する前述のアンテナ要素と同じであっても、異なっていてもよい。
図11Aは、この発明の一実施例に従って設定された放射アセンブリ1100の端面図のブロック図である。放射アセンブリ1100は、アンテナ装置1000の放射アセンブリ1016のために使用されてもよい。放射アセンブリ1100は、ベース1102と、それに取付けられたパッチ要素1104、1106とを含む。パッチ要素1104、1106は、FR4などのPCB、または他の誘電体基板上に組み立てられてもよい。放射アセンブリ1100は2つのパッチ要素1104、1106を有して設定されているが、放射アセンブリ1100は、ある特定の実現化例の要件に依存して、単一のパッチ要素を有して設定されてもよい。パッチ要素1104、1106は、偏波ダイバーシティを導入するために、図11Aに示すように互いに対して角度Bで配向されている。この発明の一実施例によれば、パッチ要素1104、1106は互いに対して約90°で配向されているが、ある特定のアプリケーションの要件に依存して、他の角度が使用されてもよい。放射アセンブリ1100はまた、偏波整列を減少させ、セクタ間のより大きなアイソレーションを提供するよう、アンテナ装置の他の放射アセンブリに対して配向されてもよい。たとえば、セクタ1002用の放射アセンブリ1016は、偏波整列を減少させ、セクタ1002と1004−1012との間のより大きなアイソレーションを提供するよう、セクタ1004−1012用の放射アセンブリに対して配向されてもよい。
図11Bは、この発明の一実施例に従って設定されたパッチ要素1104を示すブロック図である。この実施例では、パッチ要素1104は二重周波数で、放射要素1108を含む。放射要素1108は概して「T」字型であり、低周波数動作用の長いマイクロストリップ1110と、高周波数動作用の短いマイクロストリップ1112とを含む。2つのマイクロストリップ1110、1112はこの発明によって必要とされてはおらず、単一の周波数帯域での通信が必要とされる場合には、実現化例によってはマイクロストリップを1つだけ有していてもよい。「T」字型の放射要素1108を2帯域アプリケーションで使用するのに代えて、2つの別個のパッチ要素を使用してもよく、この場合、パッチ要素のうちの一方は、低周波数マイクロストリップを含む小さなパッチ要素であり、他方のより大きなパッチ要素は高周波数マイクロチップを含む。この場合、より小さな高周波数パッチ要素は、より大きな、より低い周波数のパッチ要素の上部に吊るされてもよい。
VII.実現化機構、代替および拡張
ここに説明した無線通信アーキテクチャは、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの任意の組合せにおいて実現されてもよい。たとえば、マネージャ210は、ここに説明した機能を行なうようにさまざまなソフトウェアプログラムを実行する汎用コンピューティングプラットフォームを用いて実現されてもよい。
ここに説明した無線通信アーキテクチャは、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの任意の組合せにおいて実現されてもよい。たとえば、マネージャ210は、ここに説明した機能を行なうようにさまざまなソフトウェアプログラムを実行する汎用コンピューティングプラットフォームを用いて実現されてもよい。
図12は、この発明の一実施例が実現され得る例示的なコンピュータシステム1200を示すブロック図である。コンピュータシステム1200は、情報を通信するためのバス1202または他の通信機構と、情報を処理するためにバス1202と結合されたプロセッサ1204とを含む。コンピュータシステム1200はまた、プロセッサ1204により実行されるべき命令および情報を記憶するためにバス1202に結合された、ランダムアクセスメモリ(RAM)または他のダイナミック記憶装置といったメインメモリ1206も含む。メインメモリ1206は、プロセッサ1204により実行されるべき命令の実行中に一時的な変数または他の中間情報を記憶するためにも使用されてもよい。コンピュータシステム1200はさらに、プロセッサ1204用の命令およびスタティック情報を記憶するためにバス1202に結合された読出専用メモリ(ROM)1208または他のスタティック記憶装置を含む。磁気ディスクまたは光ディスクといった記憶装置1210が、情報および命令を記憶するために提供され、バス1202に結合されている。
コンピュータシステム1200は、情報をコンピュータユーザに表示するためのブラウン管(CRT)などのディスプレイ1212に、バス1202を介して結合されていてもよい。英数字キーおよび他のキーを含む入力装置1214が、情報およびコマンド選択をプロセッサ1204に通信するためにバス1202に結合されている。ユーザ入力装置の別の種類は、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ1204に通信し、ディスプレイ1212上のカーソルの動きを制御するための、マウス、トラックボール、またはカーソル方向キーといったカーソル制御1216である。この入力装置は通常、2つの軸、つまり第1の軸(たとえばx)および第2の軸(たとえばy)において2つの自由度を有しており、それによりこの装置は平面における場所を特定することができる。
この発明は、無線通信アーキテクチャにおけるコンピュータシステム1200の使用に関する。この発明の一実施例によれば、無線通信は、プロセッサ1204がメインメモリ1206に含まれる1つ以上の命令の1つ以上のシーケンスを実行するのに応じて、コンピュータシステム1200によって実行される。そのような命令は、記憶装置1210などの別のコンピュータ読み取り可能な媒体からメインメモリ1206に読込まれてもよい。メインメモリ1206に含まれる命令のシーケンスの実行により、プロセッサ1204は、ここに説明された処理ステップを実行するようになる。メインメモリ1206に含まれる命令のシーケンスを実行するために、マルチプロセシング構成における1つ以上のプロセッサも採用されてもよい。代替的な実施例では、この発明を実現するために、ソフトウェア命令の代わりに、またはソフトウェア命令と組合わせて、配線接続回路が使用されてもよい。このため、この発明の実施例は、ハードウェア回路とソフトウェアとのどの特定の組合せにも限定されない。
ここで使用されているような用語「コンピュータ読み取り可能な媒体」とは、プロセッサ1204に命令を実行用に提供することに関与するあらゆる媒体を指す。そのような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、および通信媒体を含むもののそれらに限定されない多くの形態を取り得る。不揮発性媒体はたとえば、記憶装置1210などの光ディスクまたは磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ1206などのダイナミックメモリを含む。通信媒体は、バス1202を構成する配線を含む、同軸ケーブル、銅線および光ファイバを含む。通信媒体はまた、電波および赤外線データ通信中に発生するものといった音波または光波の形も取り得る。
コンピュータ読み取り可能な媒体の一般的な形態は、たとえば、フロッピー(登録商標)ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、CD−ROM、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを有する任意の他の物理的媒体、RAM、PROM、EPROM、FLASH−EPROM、
任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、以下に説明するような搬送波、または、コンピュータがそこから読み取り可能な任意の他の媒体を含む。
任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、以下に説明するような搬送波、または、コンピュータがそこから読み取り可能な任意の他の媒体を含む。
コンピュータ読み取り可能な媒体のさまざまな形態は、プロセッサ1204への1つ以上の命令の1つ以上のシーケンスを実行用に保持することに関与していてもよい。たとえば、命令はまず、遠隔コンピュータの磁気ディスク上に保持されてもよい。遠隔コンピュータは命令をそのダイナミックメモリにロードし、電話回線を通してモデムを用いて命令を送信することができる。コンピュータシステム1200にとってローカルなモデムは、電話回線上のデータを受信し、赤外線送信機を用いてデータを赤外線信号に変換することができる。バス1202に結合された赤外線検出器は、赤外線信号で搬送されたデータを受信し、データをバス1202上に配置することができる。バス1202はデータをメインメモリ1206に搬送し、そこからプロセッサ1204が命令を検索して実行する。メインメモリ1206によって受信された命令は、プロセッサ1204による実行の前または後のいずれかで、記憶装置1210上に随意に記憶されてもよい。
コンピュータシステム1200はまた、バス1202に結合された通信インターフェイス1218も含む。通信インターフェイス1218は、ローカルネットワーク1222に接続されたネットワークリンク1220に双方向データ通信結合を提供する。たとえば、通信インターフェイス1218は、データ通信接続を対応する種類の電話回線に提供するデジタル相互サービス網(ISDN)カード、またはモデムであってもよい。別の例として、通信インターフェイス1218は、データ通信接続を互換性があるLANに提供するローカルエリアネットワーク(LAN)カードであってもよい。無線リンクも実現され得る。任意のそのような実現化例では、通信インターフェイス1218は、さまざまな種類の情報を表わすデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、または光信号を送信および受信する。
ネットワークリンク1220は通常、1つ以上のネットワークを介して、他のデータ装置にデータ通信を提供する。たとえば、ネットワークリンク1220は、ローカルネットワーク1222を介して、ホストコンピュータ1224に、またはインターネットサービスプロバイダ(ISP)1226により運営されるデータ装置に、接続を提供してもよい。ISP1226は次に、現在一般に「インターネット」1228と呼ばれている全世界的パケットデータ通信ネットワークを介して、データ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク1222およびインターネット1228は双方とも、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号または光信号を使用する。コンピュータシステム1200へ、またはコンピュータシステム1200からデジタルデータを搬送する、さまざまなネットワークを通る信号、ネットワークリンク1220上の信号、および通信インターフェイス1218を通る信号は、情報を運ぶ搬送波の例示的な形態である。
コンピュータシステム1200は、ネットワーク、ネットワークリンク1220および通信インターフェイス1218を介して、メッセージを送信し、プログラムコードを含むデータを受信する。インターネットの例では、サーバ1230は、アプリケーションプログラム用の要求されたコードを、インターネット1228、ISP1226、ローカルネットワーク1222、および通信インターフェイス1218を介して送信してもよい。この発明によれば、そのようなダウンロードされたあるアプリケーションが、ここに説明されたような無線通信アーキテクチャを管理する。
プロセッサ1204はコードを、それが受信された際に実行してもよく、および/または、後の実行用に記憶装置1210または他の不揮発性ストレージに記憶してもよい。このように、コンピュータシステム1200は、搬送波の形をしたアプリケーションコードを取得し得る。
前述の明細書では、この発明の実施例を、実現化例ごとに異なり得る多数の特定の詳細を参照して説明してきた。このため、この発明が何であるか、および出願人らによって何がこの発明となるよう意図されているかの唯一かつ排他的な指標は、この出願に由来する1組の請求項であり、それらは、任意のその後の訂正を含む、そのような請求項が発行する特定の形をとっている。このため、請求項に明示されていない限定、要素、特性、特徴、利点、または属性はどれも、そのような請求項の範囲を決して限定してはならない。したがって、明細書および図面は、限定的な意味というよりもむしろ例示的な意味において見なされるべきである。
Claims (27)
- 複数の無線通信送信機への無線通信チャネルの割当を決定するための方法であって、
複数の利用可能な無線通信チャネルを判断するステップと、
前記複数の利用可能な無線通信チャネルと、前記複数の無線送信機における無線通信送信機の数とに基づいて、複数の無線通信チャネル割当を決定するステップと、
前記複数の無線通信チャネル割当から、前記複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない特定の無線通信チャネル割当を選択するステップとを含む、方法。 - 前記方法はさらに、前記複数の無線通信チャネル割当における各無線通信チャネル割当についての出力を決定するステップを含み、
前記複数の無線通信チャネル割当から、前記複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない特定の無線通信チャネル割当を選択する前記ステップは、
前記複数の無線通信チャネル割当から、前記複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少なく、かつ、出力基準を満たす特定の無線通信チャネル割当を選択するステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記方法はさらに、前記複数の無線通信チャネル割当の各々についてのチャネル分離を判断するステップを含み、
前記複数の無線通信チャネル割当から、前記複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない特定の無線通信チャネル割当を選択する前記ステップは、
前記複数の無線通信チャネル割当から、前記複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少なく、かつ、チャネル分離基準を満たす特定の無線通信チャネル割当を選択するステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 無線通信チャネルは、IEEE802.11(a)、(b)、(g)、802.15(x)、802.16(x)、および802.20(x)の無線通信規格の1つにより指定される周波数帯域から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の無線通信チャネル割当から、前記複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない特定の無線通信チャネル割当を選択するステップは、
干渉コストを求めるステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 複数の無線通信送信機への無線通信チャネルの割当を決定するための方法であって、
利用可能な無線通信チャネルを判断するステップを含み、利用可能な無線通信チャネルを判断する前記ステップは、
無線通信周波数の帯域から第1の複数の集合の無線通信チャネルを選択するステップと、
前記第1の複数の集合の無線通信チャネルの各集合についての出力を決定するステップと、
順序付けられた複数の集合の無線通信チャネルを形成するために、前記第1の複数の集合の無線通信チャネルを出力順に順序付けるステップと、
第2の複数の集合の無線通信チャネルを形成するために、前記順序付けられた複数の集合の無線通信チャネルから、出力基準を満たす無線通信チャネルの集合を選択するステップとによって行なわれ、前記方法はさらに、
チャネル−送信機割当を決定するステップを含み、チャネル−送信機割当を決定する前記ステップは、
前記第2の複数の集合の無線通信チャネルの各集合に関し、前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々を決定するステップと、
前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々に関し、前記チャネル間の分離を判断するステップと、
前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々に関し、前記分離が、指定された分離基準を満たすか否かを判断するステップと、
前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る前記割当が、前記指定された分離基準を満たす場合に、複数の候補チャネル−送信機割当に対し、前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当を追加するするステップとによって行なわれ、前記方法はさらに、
チャネル−送信機割当を選択するステップを含み、チャネル−送信機割当を選択する前記ステップは、
前記複数の候補チャネル−送信機割当の各々により生じる総干渉を求めるステップと、
前記総干渉を低減する候補チャネル−送信機割当を選択するステップとにより行なわれる、方法。 - 複数の利用可能な無線通信チャネルを判断するための手段と、
前記複数の利用可能な無線通信チャネルと、複数の無線送信機における無線通信送信機の数とに基づいて、複数の無線通信チャネル割当を決定するための手段と、
前記複数の無線通信チャネル割当から、前記複数の無線通信チャネル割当における他の
無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない特定の無線通信チャネル割当を選択するための手段とを含む、装置。 - 無線通信周波数の帯域から第1の複数の集合の無線通信チャネルを選択するための手段と、
前記第1の複数の集合の無線通信チャネルの各集合についての出力を決定するための手段と、
順序付けられた複数の集合の無線通信チャネルを形成するために、前記第1の複数の集合の無線通信チャネルを出力順に順序付けるための手段と、
第2の複数の集合の無線通信チャネルを形成するために、前記順序付けられた複数の集合の無線通信チャネルから、出力基準を満たす無線通信チャネルの集合を選択するための手段と、
前記第2の複数の集合の無線通信チャネルの各集合に関し、前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々を決定するための手段と、
前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々に関し、前記チャネル間の分離を判断するための手段と、
前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々に関し、前記分離が、指定された分離基準を満たすか否かを判断するための手段と、
前記集合内のチャネルの、送信機への前記考え得る割当が、前記指定された分離基準を満たす場合に、複数の候補チャネル−送信機割当に対し、前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当を追加するための手段と、
前記複数の候補チャネル−送信機割当の各々により生じる総干渉を求めるための手段と、
前記総干渉を低減する候補チャネル−送信機割当を選択するための手段とを含む、装置。 - 建造物内の有線ネットワークへの無線接続を提供するための無線アクセスポイントであって、前記無線アクセスポイントは、
前記無線アクセスポイントの周囲の空間領域の第1のセクション内の無線機器と通信するように設定される第1のアンテナ配置を含み、前記第1のアンテナ配置は、前記空間領域の前記第1のセクションに割当てられた第1の通信チャネルが、前記第1の通信チャネル上にいずれかの通信信号を送信する前に通信信号を搬送するために現在使用されているか否かを判断するようにさらに設定され、前記無線アクセスポイントはさらに、
前記無線アクセスポイントの周囲の空間領域の第2のセクション内の無線機器と通信するように設定される第2のアンテナ配置を含み、前記第2のアンテナ配置は、前記空間領域の前記第2のセクションに割当てられた第2の通信チャネルが、前記第2の通信チャネル上にいずれかの通信信号を送信する前に通信信号を搬送するために現在使用されているか否かを判断するようにさらに設定され、前記無線アクセスポイントはさらに、
前記第1および第2のアンテナ配置の動作を管理して、複数の無線通信チャネル割当から選択された特定の無線通信チャネル割当に従って第1の空間領域および第2の空間領域にチャネルを割当てるように設定される管理機構を含み、特定の無線通信チャネル割当は、複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない、無線アクセスポイント。 - アンテナ装置の周囲の空間領域の複数のセクション内に配置された無線機器との選択的な無線通信を可能にするように設定されるアンテナ装置であって、前記アンテナ装置は、
中央の金属反射器と、
前記複数のセクションを規定するために、前記中央の金属反射器から前記アンテナ装置の周囲の前記空間領域内に外側に向かって延在する複数の金属隔壁とを含み、
他のチャネル−セクション割当よりも低い総干渉を有するチャネル−セクション割当の
1つを選択することにより、利用可能なチャネルについての考え得るチャネル−セクション割当の集合から決定されたチャネル−セクション割当に従い、周波数が前記複数のセクションの各々に割振られる、アンテナ装置。 - 第1のセクション内の第1の集合の無線機器との無線通信を提供するために、前記複数の金属隔壁間に配置される第1の放射アセンブリと、
第2のセクション内の第2の集合の無線機器との無線通信を提供するために、前記複数の金属隔壁間に配置される第2の放射アセンブリとをさらに含む、請求項15に記載のアンテナ装置。 - 前記第1の放射アセンブリは、第1の周波数帯域において送信するように設定される第1の放射要素を有する第1のパッチ要素を含む、請求項16に記載のアンテナ装置。
- 第1の放射要素は、第2の周波数帯域において送信するようにさらに設定される、請求項17に記載のアンテナ装置。
- 前記第1の放射アセンブリは、第2の放射要素を有する第2のパッチ要素を含み、前記第2のパッチ要素は、偏波ダイバーシティを提供するために、前記第1のパッチ要素を基準として配向される、請求項17に記載のアンテナ装置。
- 前記第1および第2の放射アセンブリは、指定された距離だけ分離され、前記アンテナ装置は、RF信号を送信または受信するために第1または第2のアンテナ装置を選択するように設定される、請求項16に記載のアンテナ装置。
- 前記第1の放射アセンブリは、第2の放射要素を有する第2のパッチ要素を含み、前記第2のパッチ要素は、偏波ダイバーシティを提供するために、前記第1のパッチ要素を基準として配向される、請求項17に記載のアンテナ装置。
- 前記第2のパッチ要素は、前記第1のパッチ要素を基準として約90度に配向される、請求項21に記載のアンテナ装置。
- 無線アクセスポイントであって、
第1の周波数において空間領域の第1のセクション内の第1の通信チャネル上で通信信号を送信および受信して、第2の周波数において前記空間領域の第2のセクション内の第2の通信チャネル上で通信信号を送信および受信するように設定されるアンテナと、
他のチャネル−セクタ割当よりも低い総干渉を有するチャネル−セクタ割当の1つを選択することにより、利用可能なチャネルについての考え得るチャネル−セクタ割当の集合から決定されたチャネル−セクタ割当に従い、第1および第2の空間領域に前記第1および第2の周波数を割当てるように設定される管理機構とを含む、無線アクセスポイント。 - 前記管理機構は、第1および第2のセクタの各々にさまざまな偏波を割当てることよって前記第1のセクタと前記第2のセクタとの間の干渉の低減を可能にするようにさらに設定される、請求項23に記載の無線アクセスポイント。
- 無線通信システムであって、
無線通信装置の周囲の空間領域の第1のセクション内の通信チャネル上で通信信号を送信および受信するように設定される第1の送受信機を有する第1のアンテナ配置と、
前記無線通信装置の周囲の前記空間領域の第2のセクション内の前記通信チャネル上で通信信号を送信および受信するように設定される第2の送受信機を有する第2のアンテナ配置とを含み、
他のチャネル−セクタ割当よりも低い総干渉を有するチャネル−セクタ割当の1つを選択することにより、利用可能なチャネルについての考え得るチャネル−セクタ割当の集合から決定されたチャネル−セクタ割当に従い、周波数が複数のセクションの各々に割振られる、無線通信システム。 - 無線通信チャネルの、複数の無線通信送信機への割当を決定するための命令の1つ以上のシーケンスを有するコンピュータ読取可能な媒体であって、前記命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上のプロセッサに対し、
複数の利用可能な無線通信チャネルを判断するステップと、
前記複数の利用可能な無線通信チャネルと、前記複数の無線送信機における無線通信送信機の数とに基づいて、複数の無線通信チャネル割当を決定するステップと、
前記複数の無線通信チャネル割当から、前記複数の無線通信チャネル割当における他の無線通信チャネル割当よりも干渉が少ない特定の無線通信チャネル割当を選択するステップとを実行させる、コンピュータ読取可能な媒体。 - 無線通信チャネルの、複数の無線通信送信機への割当を決定するための命令の1つ以上のシーケンスを有するコンピュータ読取可能な媒体であって、前記命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上のプロセッサに対し、
利用可能な無線通信チャネルを判断するステップを実行させ、利用可能な無線通信チャネルを判断する前記ステップは、
無線通信周波数の帯域から第1の複数の集合の無線通信チャネルを選択するステップと、
前記第1の複数の集合の無線通信チャネルの各集合についての出力を決定するステップと、
順序付けられた複数の集合の無線通信チャネルを形成するために、前記第1の複数の集合の無線通信チャネルを出力順に順序付けるステップと、
第2の複数の集合の無線通信チャネルを形成するために、前記順序付けられた複数の集合の無線通信チャネルから、出力基準を満たす無線通信チャネルの集合を選択するステップとによって行なわれ、前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上のプロセッサに対してさらに、
チャネル−送信機割当を決定するステップを実行させ、チャネル−送信機割当を決定する前記ステップは、
前記第2の複数の集合の無線通信チャネルの各集合に関し、前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々を決定するステップと、
前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々に関し、前記チャネル間の分離を判断するステップと、
前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当の各々に関し、前記分離が、指定された分離基準を満たすか否かを判断するステップと、
前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当が、指定された分離基準を満たす場合に、複数の候補チャネル−送信機割当に対し、前記集合内のチャネルの、送信機への考え得る割当を追加するステップとによって行なわれ、前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上のプロセッサに対してさらに、
前記複数の候補チャネル−送信機割当の各々により生じる総干渉を求めることによってチャネル−送信機割当を選択するステップと、
前記総干渉を低減する候補チャネル−送信機割当を選択するステップとを実行させる、コンピュータ読取可能な媒体。
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