JP2008524902A - 無線ネットワークにおけるネットワーク加入者の相互干渉を低減する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、無線ネットワークにおけるネットワーク加入者の相互干渉を低減する方法及び装置に関し、データ衝突を低減するとともに無線セルのデータスループットを増大させる解決策を提供することである。本発明によれば、デバイスが異なる無線セルに属する別のデバイスからその通信を妨害する干渉を受信する場合に、無線セルに属する１つ以上のデバイスの受信機感度を低下させることにより無線セルのセルサイズを調整する方法において、本発明の目的は達成される。

Description

本発明は、少なくとも２つの無線セルを含むセルラー無線ネットワーク内で、これら複数の無線セルのうちの１つの無線セルに割り当てられた複数のデバイスは、互いに、又は共通のアクセスポイントを経て通信する、無線ネットワークにおけるネットワーク加入者の相互干渉を低減する方法に関する。

また、本発明は、無線ネットワークにおけるネットワーク加入者の相互干渉を低減する装置に関する。

本発明の方法及び装置は、全てのセルラー無線ネットワークに関し、そのような無線ネットワークの複数の無線セルの各々は、中央アクセスステーションを持つことができる。尚、中央アクセスステーションについて、中央アクセスステーションは無線セル内に配置されるが、必ずしもその無線セルの中央に配置されるものでないことを意味するものとして理解されるべきである。更に、中央アクセスステーションは、無線リンクを経て、無線セルに属している全てのモバイルデバイス及び／又は非モバイルデバイスと接続する可能性がある。以下の説明では、特定の一実施例のセルラー無線ネットワークについて主として参照するものである。

商業的及び個人的に使用できる無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ＝Wireless Local Area Networks）の数は、絶えず増大している。また、ＷＬＡＮ技術を備えるモバイル機器の数の増大により、ＷＬＡＮネットワークの更なる増大が年々予想される。従って、利用可能な周波数帯は、益々いっぱいになる。

現在のＷＬＡＮネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいており、ライセンスフリー２．４ＧＨｚ帯及びライセンスフリー５ＧＨｚ帯で動作する。各ステーション間でのデータ衝突を防ぐために、通常、ＩＥＥＥ規格で指定される自律分散制御（ＤＣＦ: distributed coordination function）が使用される。各ステーション間又はアクセスポイントとステーションとの間でのデータリンクの切り換えは、通常、ランダムベースで作用する。

無線セル内で２つのデバイス間の現時点の無線データ送信が終了すると、即ちデータ送信のためのメディアはもはや占有されておらず、次のデータ送信リンクがＤＩＦＳ期間（ＤＩＦＳ＝distributed coordination function interframe space）の終了に続いてコンテンションウィンドウ内で設定される。このコンテンションウィンドウ内では、データ送信を望む全てのステーションが、時間的にスタッキングした方法（スロット時間）の確率関数でチャネル要求を送信する。チャネル要求についての、この時間的なスタッキングは、２つ以上のステーションが同時にデータ送信する状況を防ぐことを意図しており、秩序を乱す態様でチャネルをブロックする。無線ネットワークのステーションは、フリーチャネル又は占有チャネルを検出できる。従って、各ステーションは、最初に送信したチャネル要件の要求を登録しておき、次に、その自己の送信アクティビティを調整する。このコンテンションウィンドウに続いて、次の送信フェーズのためのコンテンションウィンドウ内で、該チャネルが割り当てられていたステーションから、同一無線セル内の別のステーションに、又は、その関連付けられたアクセスポイントに、例えば所定のデータフレームの形式で、データ送信が行なわれる。

衝突を防ぐために、現時点のデータフレームのデータ要素として、応答フレームを送信するための時間を含む、現時点の送信シーケンスの残り時間を送信するという可能性が在る。

いわゆる隠れノードの場合に衝突を防ぐ別の手段に、ＲＴＳ−ＣＴＳメカニズムがある。隠れノードは、例えば空間的間隔の長い無線セルにおいて、別のステーションには見えないステーション又はアクセスポイントである。ＩＥＥＥ８０２．１１規格で同様に指定されているＲＴＳ−ＣＴＳメカニズムを用いる場合に、リクエスト・トゥ・センド（ＲＴＳ）パケットは、データパケットの任意の送信前に送信される。いわゆるリクエスト・トゥ・センド・パケットは、クリア・トゥ・センド・パケットによって受信機からの確認が次に続く。尚、各場面の双方のパケットは、いわゆるＮＡＶフィールド（ＮＡＶ＝Network Allocation Vector）において、現時点のデータ送信シーケンスの残り時間に関する情報項目を含んでいる。このメカニズムにより、この手順が一旦正しく完了するのみでデータ送信を始めることができるので、可能な衝突の見込みは更に減少する。

各無線セルがアクセスポイント及び１つ以上のステーションを含む、互いに短い距離で２つの無線セルが配置される場合、これは２つの無線セルのオーバラップ（通常、部分的にのみ）に通じる。２つのアクセスポイントが同一チャネルで動作すると、これはデータ送信間の衝突にも通じる。無線セルの部分的なオーバラップのみの理由で、例えば第２無線セルのオーバラップ領域に置かれない第１無線セルのステーションは、第２無線セルのデータ送信アクティビティについての情報を受信することができず、更に、第２無線セルに対して隠れノードを構成する。このシナリオにおいても、衝突を防ぐためにＲＴＳ−ＳＴＣメカニズムを用いることが有利である。このように、まず第１に干渉の見込みを低減させ、第２に２つの無線セルのバンド幅又はデータスループットを減少させる。この理由は、第１無線セルのデータ送信アクティビティの際、第２無線セルで全くアクティビティが行なわれないためであり、その逆も然りである。無線セルの範囲をオーバラップする隣接する無線セルの数が増大することによって、そのデータスループットは更に減少させられる。

無線セルのサイズは、デバイスがアクセスポイントと通信できる最大の範囲によって規定される。この範囲は、送信機の送信パワー、受信機の感度、及び、生じる経路損失（Ｐ１）に依存する。或る送信パワー（Ｐｔ）に対する受信パワー（Ｐｒ）は次式で得ることができる。

Ｐｒ＝Ｐｔ−Ｐ１ （１）
ここに、Ｐｒ、Ｐｔ及びＰ１は、ｄＢで与えられる。

自由空間の妨げられない伝播の場合では、経路損失は次式で計算することができる。
Ｐ１（ｄＢ）＝−１０＊ｌｏｇ_１０（（Ｇｔ＊Ｇｒ＊λ^２）／（（４＊π）^２＊ｄ^２）） （２）
ここに、Ｇｔは送信機アンテナの利得であり、Ｇｒは受信機アンテナの利得であり、λは波長であり、ｄは送信機と受信機との間の距離である。

オーバラップする無線セル内の衝突の低減及びデータスループットの増大は、無線セルのサイズを縮小することにより可能であり、これはアクセスポイントの送信パワーを低下させることにより為される。

しかしながら、従来技術によれば、この可能性は次の欠点を呈する。第１に、送信パワーの調整が２．４ＧＨｚ帯に関して規格で指定されておらず、現在のほとんどのＷＬＡＮデバイスに対して利用できない。第２に、第１無線セルの利用者は、干渉する態様で自己に影響する第２及び／又は第３の無線セルに対してではなく、自己の無線セルの送信パワーしか変更できない。

自己の無線セルの送信パワーを低下させることは、自己の無線セルではなく、隣接する無線セル内のデータスループットの増大に対してのみに通じる。それは、後者は、まだ隣接している無線セルから干渉を受けることがある為である。更に、自己の無線セルのサイズを縮小することは、後者が隣接する無線セルにとって検出することをより困難にし、又は不可能にすることを意味しており、これは隣接するセルにおいて衝突の見込みの増大に通じる。

従って、本発明の目的は、無線ネットワークにおけるネットワーク加入者の相互干渉を低減する方法及び装置を提供することにあり、これによりデータ衝突の低減及び無線セルのデータスループットレートの増大を達成するものである。

本発明によれば、前述した種類の装置によって本目的を達成し、本発明において、或る無線セルに属するデバイスが、異なる無線セルに属する別のデバイスからその通信を乱す干渉を受ける場合に、或る無線セルに属する１つ以上のデバイスの受信機の感度を低下させることにより、その無線セルのセルサイズを調整する。

自己の無線セルの或るデバイスの受信機が、自己の無線セルに属していない送信機から送信パケットの信号レベルを受信する場合に、受信電界強度に対して関連付けられた値で、ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩ＝Received Strength Signal Indicator）に従って、そのパケットの受信に関するこの情報を該デバイス自身が保存する。そのＲＳＳＩ値に代わるものとして、該受信機で生成した干渉レベルを用いることも可能であり、その干渉レベルは、ステーションに干渉することによる自己のデータ受信の干渉の程度の度合いである。自己のデータ送信の干渉の程度は、該ＲＳＳＩ値及び／又は該干渉レベルから得られ、該受信機の感度を、予め定めたリミット値を考慮して、必要であれば調整する。この変更を、全てのデバイスに対して同程度に行なうことができ、又は、周囲条件に依存して異なるように行なうこともできる。この感度の低下によって、該受信機から見られる無線セルの半径は、縮小する。受信する無線セルのサイズの縮小の故に、現時点で干渉を起こしているデバイスは、その無線セルの外部になり、もはや干渉する態様で自己のデータ送信に影響することはなくなる。

本発明の一実施例において、受信機の感度を１つ以上の固定値に低下させることを提供する。

本発明によれば、受信機の感度の低下を、固定的に予め定めた値に従って行なうことができる。様々な無線ネットワークトポロジに対して、受信機感度の低下の各種段階を含んでいる複数のバリューテーブルを保存しておくことができる。隣接する無線セルのデバイスによる干渉の場合、複数のバリューテーブルのうち１つから、これらの値を読み出すことができ、受信機感度を、それ相応に変更することができる。

本発明の一実施例において、受信機の感度を現時点の周囲条件に依存して１つ以上の値に低下させることを提供する。

受信機で生成したＲＳＳＩ値及び／又は干渉値に基づいて、感度の低下の程度に関して決定をする。これは、いわゆるリンクバジェットにおいて、ゼロ（即ち感度の低下なし）と最大許容値との間にすることができる。この値は、役立つデータ受信がまだ可能であるように選択されなければならない。受信機自身、又は、主として例えば関連付けられるアクセスポイントのいずれかで、その決定をすることができ、且つ、その範囲を決定することができる。そのデータの中央処理の場合に、全てのステーションは、データをアクセスポイントに送信する。そのデータの処理に続いて、後者は、各ステーションに対して受信機感度の調整に関する情報項目を送信する。この情報項目は、それぞれのステーションで受信され、これにより受信機の感度が調整される。

本発明の更なる一実施例において、受信機感度を低下させること、且つ、送信パワーを適合させることを提供する。

本発明によれば、該デバイスについて、受信機感度のみを低下させるか、又は、受信機感度及び送信パワーの低下させるかのいずれかで、無線セルのサイズを縮小するのに利用可能なリンクバジェットを用いる可能性がある。後者の場合では、均等又は不均等な割合で、リンクバジェットを、受信機感度の低下及び送信パワーの低下に分ける。隣接する無線セルでは、送信パワーの低下は、それ自体、好ましい干渉低減として明白であり、これによりデータスループットレートの増大に現れる。

本発明の更なる実施例において、第２無線セルによってオーバラップされる第１無線セルの２つのデバイス間でのリンクは、互いに受信機感度及び送信パワーを適合させることにより設定される。

自己の無線セルをオーバラップする他の無線セル内で、空間的に近い２つのデバイス間でデータ送信のためのリンクを設定する場合、同様に、受信機感度、又は、受信機感度及び送信パワーを低下させることが必要になる。この感度の低下によって、互いに近接して配置されるデバイスは、この時点で互いから受信することができる。この場合にも、送信パワーの低下は、他の無線セルに対して好ましい効果がある。

本発明によれば、前述した種類の方法によって本目的を達成し、本発明において、プロセッサが受信機感度を制御する感度制御線によって受信機に接続される。

無線ネットワークにおけるネットワーク加入者の相互干渉を低減する装置は、アンテナと、送信機、受信機及びプロセッサを備えるアセンブリとから構成される。ここで、アンテナは、送信機及び受信機の双方に接続される。プロセッサは、送信データ線、及び、送信パワーを調整する第１制御線によって送信機に接続される。更に、プロセッサは、受信データ線、受信パケットの受信強度を送出するための線、及び、受信感度を調整するための第２制御線によって、受信機に接続される。受信機は、各受信パケットに関して、自己の無線セル又は異なる無線セルのデバイスからのパケットであるか否かに関わらず、それぞれの受信パケットの受信強度に関する情報項目を、プロセッサに送出する。プロセッサは、本発明による方法を実現するとともに、第２制御線を経て受信機の感度を制御する。情報項目の中央処理の場合に、それぞれのパケットの受信強度に関する情報項目は、情報処理ステーションに送信される。また、後者は、無線セルの他のデバイスから受信強度レベルに関する情報項目を受信する。ステーション内の情報処理に続いて、後者は、受信感度の調整に関する情報項目を、各参加デバイスに送信する。この情報項目は、デバイスにて、プロセッサにより決定され、これにより受信機の受信感度は、第２制御線を経て変更される。

本発明を、図面に示される各実施例の例を参照して更に説明するが、本発明を制限するものではない。

図１は、フリーチャネルのランダム割当用のＩＥＥＥ８０２．１１規格に規定される手順を示す。一旦、問題とするチャネル上の現時点のデータ送信が終了すると、即ち“メディアビジー”フェーズが終了すると、規格上ＤＩＦＳフェーズと称される時間部分が続く。これに続くのは、チャネルを占有することを所望する各ステーションがチャネル要求を送信する実際のコンテンションウィンドウである。衝突を防ぐために、即ち２つのステーションが同時にチャネル要求を送信し、互いに及び他のステーションに妨害するときに、そのチャネルのための要求は、ランダムベースで遅延させられる。従って、各送信機のそれぞれのチャネル要求の送信時点が、その手順ＤＩＦＳフェーズの終了時点から１スロット時間を加えて計算されるので（即ち、その位置はランダム発生器によって決定される。）、２つ以上のステーションは同時に送信しない。そのチャネルは、最初にチャネル要求を送信したステーションに割り当てられる。他の全てのステーションが、占有チャネルを検出することにより、この要求を登録し、現時点のデータ送信フェーズの終了まで自己のアクティビティを調整する。尚、非活性のステーションが、送信されたデータフレームから、データ要素としての応答フレームを送信する時間を含む、現時点の送信シーケンスの残り時間を発見することは可能である。次のチャネル割当が順に、前述した手順に従って行なわれる。

いわゆる隠れノードの場合に衝突を防ぐための別の手段は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に記載されるＲＴＳ−ＣＴＳメカニズムである。ＲＴＳ−ＣＴＳメカニズムでは、各データ送信の前に、リクエスト・トゥ・センド（ＲＴＳ）パケットがクリア・トゥ・センド（ＣＴＳ）パケットによって確認されなければならない。

図２は、２つの無線セル１及び２の配置を示す。尚、各無線セルは、アクセスポイント３又は４、及び５つのデバイス５からなる。２つの無線セル１及び２が空間的に近接しているために、２つの無線セルがカバーする範囲は、互いにオーバラップする。従って、第１無線セル１のデバイスＧ１、Ｇ２及びＧ３は、第２無線セルのカバーする範囲内にあり、第２無線セルのデバイスＧ８、Ｇ９及びＧ１０は、第１無線セルのカバーする範囲内にある。双方の無線セル１及び２は、同一のチャネルで動作する場合、隣接する無線セルのデータ送信は、これらデバイスが占有チャネルを検出することにより、これらデバイスの不活性へと導く。この相互干渉の故に、データスループットは双方の無線セル１及び２において低下する。

そのような配置における別の問題は、同じく隠れノードの問題である。例えば、図２に示す配置では、デバイスＧ４は、第２無線セルのカバーする範囲にない。このデバイスが第１無線セルのチャネルのコンテンションウィンドウにて選択されると、続いてそのデバイスは、データパケットをそのアクセスポイント ３に送信する。隣接する第２無線セル２のアクセスポイント ４が、この時間中にデータパケットをその無線セル内のいずれかのデバイスに送信すると、これはデータパケットの衝突に通じる。ここで、特に第１アクセスポイント３は、そのデバイスが意図したそのパケットを受信できない。この起こりうる場面は、デバイスＧ４から第１アクセスポイント３へと送信すべきそのパケットを再送信する必要性に通じることになり、このために双方の無線セル１及び２におけるデータスループットの低下に通じる。隠れノードを有する、部分的にオーバラップする無線セルのカバーする範囲のこの場面において、ＲＴＳ−ＣＴＳメカニズムを、同様に衝突を低減するように用いることができる。

受信機感度は、それぞれのデバイスに依存し、まだ検出ができる最小信号のためのリミットを規定する技術的なパラメータである。実際には、デバイスの受信機感度は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格によって規定される最小のデータ送信レートに対する感度以下でなければならない。比較的高いデータ送信レートに対する比較的高い感度要件は、その受信機における付加的な信号／ノイズ比（ＳＮＲ）要件から生じる。図３ａは、様々な距離に対する送信機及び受信機間の距離における受信機感度の依存性を示す図である。この図表は、式（１）及び（２）を用いて作成されたものである。これに用いたベースは、各場面にて１６ｄＢｍの送信パワーＰｔ、３ｄＢの送信機及び受信機のアンテナ利得であり、２．４ＧＨｚの送信周波数であった。

前述の規格の拡張としてＩＥＥＥ８０２．１１ａ及びｇに規定されている、ＯＦＤＭモード（ＯＦＤＭ＝Orthogonal Frequency Division Multiplexing）において、様々なデータ送信レート用に規定された受信機感度を、図３ｂに示す。また、この図表は、規格上の要件より少なくとも８ｄＢ高い、今日の実現例における実際の感度値を示している。

自由空間で妨害のない伝播の場合では、その伝播の範囲は、６ｄＢの感度の増加に対しては２倍である。従って、感度が８ｄＢだけ増加すれば、その伝播の範囲は、２．５倍に増大する。

現在利用可能なＷＬＡＮ技術では、自由空間で妨害のない伝播を想定すると、６Ｍｂｐｓのデータレートにおける安全なデータ送信は、互いに４ｋｍの距離に位置する２つのステーションで行なわれることが、図３ａ及び３ｂから分かる。

現在利用可能な実現例は、規格の感度要件をかなり超えているので、このＷＬＡＮ技術により提供できる無線セルは、ますます規模を大きくさせている。更に、規格で規定されるように、２．４ＧＨｚ周辺の周波数用の最大送信パワー２０ｄＢｍによって、これらの規模は縮小させられていない。それ故、前述した問題は、無線セルのオーバラップが増大するにつれて増加し、この影響は、無線セルの数の更なる増大で更に激化する。従って、オーバラップする２つのステーションが同一の周波数で動作する場合、このチャネルでのステーションのデータ送信能力は、低下する。電波の完全なオーバラップでは、データ送信能力は、最大に起こりうる値の約半分に低下する。そのため、技術の進歩故の受信機のより高い感度は、その性能に関してダメージを与えている。

本発明による解決策は、受信機感度を低下させることにより、無線セルのサイズを縮小させる。この解決策を、自己の無線セル及び他の無線セルの双方に適用すれば、これら無線セルのサイズも、その隣接する無線セルに対して縮小させられる。そうでなければその隣接する無線セルに影響を及ぼすことができない。

送信パワー、経路損失及び受信機感度のパラメータは、無線セルのサイズに影響する。本発明による解決策は、無線セルのサイズが縮小させられると、データスループットレートを増大させ、同時に隣接する無線セルにおいて干渉効果を低減させるような方法で、送信パワー及び受信機感度のパラメータに影響を与える。

自己の無線セルに属するデバイスから受信される受信信号の信号強度に依存して、デバイスの感度レベルを変更し、これにより干渉デバイスの影響を低減させる。或る無線セルのデバイスの感度低下は、この無線セルの２つのデバイス間でブリッジできるデータ送信距離を減少させ、これにより無線セルのサイズの縮小とみなすことができる。従って、隣接する無線セルに属する或るデバイスからの干渉信号をスクリーンアウトすることが可能となる。この干渉信号のスクリーンアウトは、自己の無線セルの性能を増大する効果がある。

ＩＥＥＥ規格によると、２つの感度レベルが各受信機に対して規定されている。第１設定（検出感度、即ち受信機感度）は、受信パケットをまだ検出し、復調することが可能な感度レベルに関する。第２設定（“チャネルフリー”感度）は、占有チャネルとフリーチャネルとの間を区別することが可能な値を規定する。

受信機感度を低下させる条件がある場合、この低下を、規格で規定される値にすることができ、更には規格で規定されたもの以外の値にすることもできる。問題とする無線セルのデバイスの送信パワーも、受信機感度の低下と同時に低下させることができる。

これら動作を図４に示す。尚、領域Ｉ，ＩＩ、ＩＩＩ及びＩＶは、様々な条件下の２つの無線セル１及び２のサイズを示す。これら領域は、以下に示すとおりである。

領域Ｉは、最大受信感度で動作し、アクセスポイント１（ＡＰ１）３に属するステーションの無線セルのサイズである。
領域ＩＩは、本発明の方法に従って低下させた受信機感度で動作し、アクセスポイント１（ＡＰ１）３に属するステーションの無線セルのサイズである。
領域ＩＩＩは、最大受信感度で動作し、アクセスポイント２（ＡＰ２）４に属するステーションの無線セルのサイズである。
領域ＩＶは、本発明の方法に従って低下させた受信機感度で動作し、アクセスポイント２（ＡＰ２）４に属するステーションの無線セルのサイズである。

アクセスポイントＡＰ１ ３を含む、第１無線セル１の元の無線セルのサイズは、本発明による方法によって、第２無線セル２の領域ＩＩのサイズに縮小させられる。従って、第１無線セル１のステーションは、受信範囲が領域ＩＩに制限されているため、もはや隣接する第２無線セルの如何なる干渉デバイスからも受信しない。このように干渉信号がスクリーンアウトされていると、第１無線セル１のデータスループットは、再び増加する。これは、待ちサイクルによって表わされる、隣接する第２無線セル２のデータ送信についてアカウントがもはや行なわれないためである。有利なことに領域ＩＩの無線セルのサイズへの縮小は、受信感度の低下及び送信パワーの低下からなる妥協によって達成される。

受信機の感度及び送信機の送信パワーの双方が低下されている、第１無線セル１を、図５に示す。第１無線セル１に属するデバイス５の視点から見ると、領域ＩＶから領域ＩＩＩに、第２無線セル２のサイズの縮小もある。これは、自己の受信機感度の低下の故に、第１無線セル１に属するデバイス５は、第２無線セルの如何なるデバイス５からも受信することができないためである。

本発明の更なる利点は、データ送信用リンクが、自己の無線セルとオーバラップする別の無線セル内で、２つの空間的に近接するデバイス５の間で設定されることにある。そのようなシナリオを図６に示す。例えばラップトップと、そのラップトップのそばに近接して置かれる携帯電話、ＰＤＡ、ビデオカメラ又はカメラ、或いはＭＰ３プレーヤとの間でリンクする場合のような、短距離でデータ送信するとき、そのリンクが通常、アクセスポイント ３又は４の使用なく設定される場合に、データ送信に伴うデバイス５の受信機感度は、本発明の方法を用いて低下させられる。この場合も、デバイス５の送信パワーを低下させることは可能である。２つの参加デバイス５に対するこの無線セルのサイズの縮小は、自己の無線セル１が別の無線セル２によってオーバラップされているにも関わらず、オーバラップしている無線セル２のデバイス５によって生じる干渉がまだ自己の無線セル１における受信を可能としていれば、２つの参加デバイス５間のリンクを設定可能にする。

本発明による方法の別の有利な使用は、以下に説明する場合に対しても可能である。ＩＥＥＥ８０２．１１規格の周波数応答要件は、送信機に対して図７に示すような周波数応答を規定する。携帯電話用の規格要件と比較して、これら要件は、高いものではない。前記要件によれば、隣接するチャネルは、自己のチャネルに対して２０ＭＨｚの周波数だけシフトされている。隣接チャネルの領域の規定される信号レベル減衰量は、受信機にて後者を復調できないことを確実にする。それにも関わらず、この信号レベルは、受信機の性能に関して制限を生じさせることができる。無線セルのカバーする範囲でオーバラップし、且つ隣接チャネルで動作する２つの無線セル１及び２に対して、受信機感度の低下は、隣接チャネルのより良い抑制を生じさせる。

無線セルサイズを適合させるために、受信機感度レベルを決定する１つの可能性は、受信機のＲＳＳＩ信号（ＲＳＳＩ＝Received Signal Strength Indication）を評価することにあり、ＲＳＳＩ信号は、受信機からＲＳＳＩ線１４を経て関連付けられたプロセッサに送信される。この信号は、受信パケットの受信強度を示す。この信号は、各受信パケットに対して生成される。無線セル１又は２に属するデバイス５のＲＳＳＩ信号を、分散的に、又は中心的に評価する。この評価に続いて、中心評価の場合、無線セル１又は２の全てのデバイス５に調整値を送り戻され、その感度の調整値は、各デバイス５に対して異なるものとできる。受信機の感度は、それぞれのデバイス５に設けられるプロセッサによって、感度制御線を経て変更される。

ＲＳＳＩ信号を評価ユニットに送信し、ＲＳＳＩ信号を評価し、続いて調整値に基づいて感度を調整する、この動作は、周期的な方法で行なわれる。それ故、干渉をスクリーンアウトし、自己の送信アクティビティを促進する適切な設定が見つかるまで、例えば多くの期間にわたって無線セル１又は２のサイズを縮小させることが可能である。更に、例えば送信チャネル又は周囲条件において変更するのに柔軟な方法で対処することが可能である。そのような調整動作では、デバイス５の受信感度だけでなく、送信パワーにも作用する可能性があり、後の期間で無線セル１又は２の変更された条件を解析する可能性がある。

無線セルサイズを適合させるために受信機感度レベルを決定する第２の可能性は、評価目的のために、自己の無線セルからのＲＳＳＩ信号及び他の無線セルからのＲＳＳＩ信号の双方を用いることにある。この場合も、受信感度、又は、受信感度及び送信パワーを変更することが可能である。

更なる可能性は、干渉レベルを用いることにある。干渉レベルは、干渉するステーションによる、自己のデータ受信に対して生じた干渉の程度の割合であり、受信機にて生成される。前述したように、同じくこのレベルから受信機感度レベル及び送信パワーに対する調整値を得ることができる。

図８は、無線ＬＡＮデバイス５の構成を示す。これは、送信機６及び受信機７に接続されるアンテナ９からなる。送信機６は、送信データを送出するための第１データ線１０、及び、受信データを送出するための第１制御線１１を経てプロセッサ８に接続される。受信機７は、受信データを送出するための第２データ線１２、受信強度信号を送出するためのＲＳＳＩ線１４、及び、受信機７の受信感度を制御するための第２制御線１３を経てプロセッサ８に接続される。本発明による方法は、例えばプロセッサ８で実行させるためのプロトコルスタックで実現される。チャネルは、ネットワークオペレータにより規定されるか、或いはＩＥＥＥ８０２．１１ｈ又はｋ規格に従って動的に選択されることが想定される。受信パケットの受信強度信号は、物理層で判定される。受信データパケット及びＲＳＳＩ信号は、デバイス５のプロトコルスタック及びＭＡＣプロセッサに送信される。ＲＳＳＩ信号１４は、プロトコルプロセッサ８により監視され、自己の無線セルからのパケットの信号であるか、又は別の無線セルからのパケットの信号であるかに依存して、分類される。この区別は、例えばＭＡＣアドレスに基づいて行なうことができる。図６に示したシナリオの場合において、ソースアドレスは、連携するステーションのＭＡＣアドレスと一致しなければならない。この場合、全ての参加ステーションのＭＡＣアドレスは、
デバイスに、ローカルデータベースに格納されなければならない。

各パケットを受信次第、次の動作が必要である。

Ａ 受信機７は、自己の無線セルに属するデバイス５の最小受信信号強度と最大感度との差から安全範囲を差し引いて得られるリンク安全マージンを継続的に調べる。この安全範囲は、受信機７の６Ｍｂｐｓモード用の最小ＳＮＲ要件を少なくとも含む。
一例として、自己の無線セルに属するデバイス５の最小受信信号強度を−５７ｄＢｍ、商業的に利用可能なデバイスの最大受信機感度を−７３ｄＢｍ、送信レートを５４Ｍｂｐｓ（図３ｂ参照）とすると、６ｄＢｍの安全範囲をみると、リンク安全マージンは１０ｄｂが得られる。このリンク安全マージンは、感度を低下させること、及び／又は、送信パワーを低下させることに用いることができる。
最小の必要なリンク感度は、最大受信機感度とリンク安全マージンとの合計から算出される。この例として、これは−６３ｄＢｍである。この結果と、最高データレート５４Ｍｂｐｓに対して追加となるＳＮＲ要件１７ｄＢとに基づいて、最低周波数に対する最小感度−８０ｄＢｍが得られる。

Ｂ 同時に、受信機７は、自己の無線セルに属していないステーションからの信号の最大信号強度を調べ、そこから干渉レベルを決定する。干渉レベル、又は、最小データレートに対する最小の必要なリンク感度、即ち最低周波数に対する最小感度のいずれかが、規格に規定されているように低下を許容しているときに、その検出アルゴリズムの感度を、減少させることができる。例えば、別の無線セルのデバイス５から受信したパケットの最大信号強度が−８５ｄＢｍの値を有する場合、その値は規格で要求される−８２ｄＢｍの感度の値より小さくなり、デバイス５に依存する最小感度が−８０ｄＢｍの値では、受信機感度は−８５ｄＢｍで固定される。

Ｃ 送信パワーを調整するとき、例えばデバイス５の電力消費を低減するために、又は、その能力を更に増大させるために、感度及び送信パワーのパラメータを減少するのに利用可能な範囲に対応する、利用可能なリンクバジェットを、その２つのパラメータ間で分ける必要がある。

ここで、２つの場合に区別する。別の無線セルのデバイス５から受信したパケットの最大信号強度が規格で要求される感度以上である場合には、利用可能なリンクバジェットは、送信機６と受信機７との間で分けられる。この場合、例えば、リンクバジェットの最初の半分は、送信パワーを低下させるのに用いられ、そのリンクバジェットの次の半分は受信機感度の減少に用いられる。

別の無線セルのデバイス５から受信したパケットの最大信号強度が規格で要求される感度未満であれば、利用可能なリンクバジェットを送信機６の送信パワーの低下のみに用いることができる。

本発明による方法は、全ての無線ＬＡＮデバイス５において用いることができ、例えば携帯電話、及び電子データ処理及び／又はデータ送信用のデバイスに用いることができる。しかしながら、本目的のために必要とされる装置の構造を有する既存のデバイスに対して、ファームウェア更新の態様で、本発明を用いる可能性もある。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格によるリンクの設定を示す図である。 互いにオーバーアップする２つの隣接する無線セルの配置を示す図である。 送信機及び受信機間の距離で受信感度の依存性の表を示す図である。 動作モード及び今日の実現例の関連付けられる技術的なパラメータの作用として、ＩＥＥ８０２．１１ａ及びｇ規格に規定される、受信機感度の表を示す図である。 感度に影響を与えることによる無線セルのサイズの自動調整について、互いにオーバラップする２つの隣接する無線セルの配置を示す図である。 感度及び送信パワーに影響を与えることによる第１無線セル内で無線セルのサイズの自動調整について、互いにオーバラップする２つの隣接する無線セルの配置を示す図である。 ２つのデバイス間のデータリンクがアクセスポイントを用いることなく、オーバラップした無線セル内で設定される場合の、２つのオーバラップする無線セルの配置を示す図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格で指定される送信機の周波数スペクトラムを示す図である。 セルサイズの自動調整のための本発明による構成を示す図である。

符号の説明

１ 第１無線セル
２ 第２無線セル
３ 第１アクセスポイント
４ 第２アクセスポイント
５ デバイス Ｇ
６ 送信機
７ 受信機
８ プロセッサ
９ アンテナ
１０ 第１データ線
１１ 第１制御線
１２ 第２データ線
１３ 第２制御線
１４ ＲＳＳＩ線
Ｉ 第１無線セルの第１の可能な無線セルサイズ
ＩＩ 第１無線セルの第２の可能な無線セルサイズ
ＩＩＩ 第２無線セルの第１の可能な無線セルサイズ
ＩＶ 第２無線セルの第２の可能な無線セルサイズ

Claims (6)

1. 少なくとも２つの無線セルを含むセルラー無線ネットワーク内で、これら無線セルのうちの１つの無線セルに割り当てられた複数のデバイスが、互いに、又は、共通のアクセスポイントを経て通信する、無線ネットワークにおけるネットワーク加入者の相互干渉を低減する方法において、或る無線セルに属するデバイスが、異なる無線セルに属する別のデバイスからその通信を妨害する干渉を受ける場合に、前記無線セルに属する１つ以上のデバイスの受信機感度を低下させることにより、前記無線セルのセルサイズを調整することを特徴とする相互干渉低減方法。
2. 前記受信機感度を、１つ以上の固定値に低下させることを特徴とする、請求項１に記載の相互干渉低減方法。
3. 前記受信機感度を、現時点の周囲条件に依存して１つ以上の固定値に低下させることを特徴とする、請求項１に記載の相互干渉低減方法。
4. 前記受信機感度を低下させ、送信パワーを適合させていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の相互干渉低減方法。
5. 第２無線セルでオーバラップされている第１無線セルの２つのデバイス間のリンクが、受信機感度及び送信パワーを互いに対して適合することにより設定されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の相互干渉低減方法。
6. 送信機及び受信機からなるユニットがアンテナに接続され、前記送信機が送信されるべきデータを送信するための第１の線及び前記送信機の送信パワーを制御するための線を経てプロセッサに接続され、前記受信機が受信データを送信するための第２の線及び各受信データパケットに対する受信信号強度を送信する線を経て前記プロセッサに接続される、少なくとも２つの無線セルを含む無線ネットワークにおけるネットワーク加入者の相互干渉を低減する装置において、前記プロセッサは、前記受信機感度を制御する感度制御線によって前記受信機に接続されていることを特徴とする相互干渉低減装置。

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