JP2008535385A - 動的リンク選択を実行する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
複数の送受信装置(TRU)間で動的リンク選択(DLS)を実行するための方法および装置。第1のTRUは、第2のTRUがDLS機能を持つインターフェースを複数有しているか否かを判定する。第2のTRUがDLS機能を持つインターフェースを複数有している場合に、第1のTRUは第2のTRUに選択されたリンクを介してパケットを送信する。第1のTRUは第2のTRUからレポートを受信し、そのレポートに基づいて当該リンクの品質を評価する。第1のTRUは、予め定められた基準および当該リンクの品質にしたがって新しいパケットのためのリンクを選択する。第2のTRUがDLS機能を持つインターフェースを複数有していない場合に、第1のTRUは利用可能な全てのリンクを介してプローブパケットを第2のTRUに周期的に送信する。第2のTRUは応答パケットを送信し、第1のTRUはその応答パケットの統計値に基づいてリンクの品質を評価する。
Description
本発明は、通信システムに関する。より詳細には、本発明は、複数の送受信装置(TRU)間において動的リンク選択(DLS:dynamic link selection)を実行する方法および装置に関する。
現在、ほとんどのTRUはネットワーク(例:インターネット)にアクセスするためのインターフェースを複数有しており、TRUはネットワークとのリンクを複数確立することができる。このインターフェースは有線(例:イーサネット(登録商標)、ファースト・イーサネット、ギガビット・イーサネットなど)である場合や、無線(WiFi(Wireless Fidelity)、IEEE802.11b、802.11a、802.11g、802.16、Bluetooth(登録商標)リンク、セルラーリンクなど)である場合がある。TRUの中には同一の技術を使用する複数のインターフェースを含むことが可能なものもある。例えば、ラップトップコンピュータは内部にミニPCI、外部にPCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)WiFi接続を有することが可能である。
動作中に、1つのTRUは他のTRUとの1つ以上のリンクを確立することができるが、そこでは、1つのリンクは他のリンクよりもスループット、遅延などに関してパフォーマンスが良い場合がある。そのような場合、より良いパフォーマンスのリンクに切り替えることが望ましいだろう。
本発明は、複数の送受信装置(TRUs)間において動的リンク選択(DLS)を実行する方法および装置に関する。第1のTRUは、第2のTRUがDLS機能を持つ複数のインターフェースを有しているか否かを判定する。第2のTRUがDLS機能を持つ複数のインターフェースを有している場合に、第1のTRUは第2のTRUに選択されたリンクを介してパケットを送信する。第1のTRUは第2のTRUからレポートを受信し、そのレポートに基づいて当該リンクの品質を評価する。第1のTRUは、予め定められた基準および当該リンクの品質にしたがって新しいパケットのためのリンクを選択する。第2のTRUがDLS機能を持つ複数のインターフェースを有していない場合に、第1のTRUは利用可能な全てのリンクを介してプローブパケットを第2のTRUを周期的に送信する。第2のTRUは当該プローブパケットに応答して応答パケットを送信し、第1のTRUはその応答パケットの統計値に基づいてリンクの品質を評価する。
以後、「TRU」という用語は、無線送受信装置(WTRU)、ユーザ装置、固定式または移動式のステーション、固定式または移動式の加入者設備、ページャ、ラップトップコンピュータ、個人用携帯情報端末(PDA)、無線環境または有線環境またはその両方の環境において動作可能な他の種類の装置に限定されることはないが、それらを含む無線通信ユニットまたは有線通信ユニットを含む。以後、参照する場合に、「基地局」という用語は、ノードB、サイトコントローラ、アクセスポイント、または無線環境における他の種類のインターフェース装置に限定されることはないが、それらを含む。
本発明は、無線または有線通信システムに適用できる。例えば、本発明は、有線のローカルエリアネットワーク(LAN)、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)、無線メトロポリタンエリアネットワーク(WMAN)、およびセルラーセットワークの間でのシームレスなモビリティのためのIEEE802.21システム(メディア非依存ハンドオーバー)に適用できる。
本発明の特徴は、集積回路(IC)に組み入れることが可能であり、多数の相互接続構成部品を備える回路に構成されることが可能である。
図1は、本発明に係る、DLSが実行されるTRU102およびネットワーク104の間の複数の接続(connection)の一例を示す。TRU102は、複数のインターフェース112a−112cを含む。インターフェース112a−112cは、(イーサネット、ファースト・イーサネット、ギガビット・イーサネットまたは同様のもの)などの有線インターフェース112aや(WiFi、IEEE802.11b、802.11a、802.11g、802.16、Bluetooth、セルラーインターフェースまたは同様のもの)などの無線インターフェース112b、112cとなる場合がある。TRU102は、複数のリンク114a−114c(すなわち、複数のデータ経路)を同時に確立することができる。図1の例において、TRU102は、(IPネットワークなどの)ネットワーク104に対して3つのデータ経路を確立する。すなわち、有線インターフェース112aを使用してネットワーク104に対する有線リンク114a、無線インターフェース112bを使用して基地局106aを介する無線リンク114b、そして、無線インターフェース112cを使用して基地局106bを介する無線リンク114cを確立する。
本発明に従って、TRU102は、ユーザにとってトランスペアレントなやり方でデータ送信用のリンクを動的に選択する(すなわち、DLSを実行する)。DLSの目的は、複数のリンクがTRU間で利用可能な場合にデータを送信するために最良のリンクを識別して利用することである。TRU102は、それぞれのリンクを監視して、予め定められた基準にしたがって最良のパフォーマンスを有するリンクを動的に選択する。パフォーマンス評価のための基準は、リソース最適化、セキュリティ、サービス品質(QoS)などを含むが、これらに限定されない。
図2は、第1のTRU202のみが本発明に係るDLSを実装する間、ネットワーク230を介して通信している第1のTRU202および第2のTRU204を示す。DLSを実行することは第1のTRU202次第である。第2のTRU204は、DLS機構を有していない場合があり、したがって、第1のTRU202のDLSと直接情報を交換しない場合がある。
第1のTRU202は、ネットワーク層212、DLS層214、複数の媒体アクセス制御(MAC)層216a−216n、および異なる通信プロトコルのもとで複数のインターフェースをサポートする対応する物理(PHY)層218a−218nを備える。第2のTRU204は、ネットワーク層222、1つのMAC層224、および1つのPHY層226を備える。第1のTRU202がDLSを実装する場合に、第1のTRU202は、ネットワーク230に接続するために利用可能な複数のリンクの中から最良のリンク(例えば、MAC層216aおよびPHY層218aを介して、データリンク232)を選択し、当該選択されたリンク232を介して第2のTRU204にデータパケットを送信する。
第1のTRU202が最良のリンクを選択するために、プローブ機構が利用される。図3は、プローブパケットを送信するプローブ期間(probe periods)を示す。周期的なプローブ期間は、第1のTRU202のDLS層214が第2のTRU204に対してプローブパケットを、プローブ期間302ごとにすべての利用可能なリンク(すなわち、MAC層216a−216nおよびPHY層218a−218n)を介して周期的に送信するように定義される。第2のTRU204は、プローブパケットを受信して、第1のTRU202に対して応答パケットを送信する。第1のTRU202は、受信した応答パケットの統計値に基づいて第1のTRU202と第2のTRU204との間の最良のリンクを判別する。この統計値には、受信信号強度インジケータ(RSSI)、信号対雑音比(SNR)、ビット誤り率(BER)、フレーム誤り率(FER)および応答パケットの遅延のうちの少なくとも一つを含むが、これらの例に限定されることはない。
図4は、第2のTRU404と通信する第1のTRU402を示す。TRU402、404は、本発明に係るDLSを実装する。図4において、第1のTRU402および第2のTRU404の両方はDLS機能を有し、ピアツーピア通信機構はTRU402、404の間に確立されることができる。第1のTRU402は、第2のTRU404からのフィードバックに基づいて最良のリンクを選択するが、この点について以後詳細に説明する。
第1のTRU402は、ネットワーク層412、DLS層414、複数のMAC層416a−416n、および対応するPHY層418a−418nを備える。第2のTRU404は、ネットワーク層422、DLS層424、複数のMAC層426a−426n、および対応するPHY層428a−428nを備える。第1のTRU402のDLS層414はインターフェース(例えば、MAC層416aおよびPHY層418a)を選択し、データ経路432を介してデータパケットを送信するが、このデータパケットは第2のTRU404のPHY層428aおよびMAC層426aにより受信される。選択されたリンク432上でのデータ送信の間、他のリンクの継続的なモニタリングは、第1のTRU402のDLS層414間でピアツーピア通信を介して生じる。現在選択されているリンク432よりも品質の良いリンクがあれば、第2のTRU404のDLS層424は第1のTRU402にリコメンデーション(recommendation)を送信する。例えば、第2のTRU404において、第2のTRU404が感知する、データ経路432上でのリンク品質がプアである場合、第2のTRU404のDLS層424はピアツーピア通信メッセージ434を第1のTRU402のDLS層414に送信し、MAC層416nおよびPHY層418nが推奨されるインターフェースであることを知らせる。第1のTRU402のDLS層414はリコメンデーションを受け入れ、第2のTRU404からのフィードバックにしたがってインターフェースを推奨されるインターフェース(すなわち、MAC層416nおよびPHY層418n)に変更し、データ経路436を介して第2のTRU404にデータパケットを送信することができる。
第1のTRU402のDLS層414は、最良のリンクについての最終決定を行う。第1のTRU402のDLS層414は、第2のTRU404のリコメンデーションを受け入れることができず、代わりに、第1のTRU402側での優先度合(例えば、サービス品質(QoS))に基づいて他のインターフェースおよびデータ経路を選択する。例えば、DLS層424は、受信したパケットの良好なCRC結果に基づいてMAC層416nおよびPHY層418nを推奨することができるが、第1のTRU402がリンク436上で送信するために使用するデータ転送速度を考慮することはない。第1のTRU402が送信するのに必要なデータ転送速度がより高い場合(例えば、第1のTRU402が12kbpsの音声呼を送信する必要があり、リンク436が6kbpsでのみ送信可能である場合)、第1のTRU402のDLS層414は、そのような送信時のデータ転送速度を可能にする他のリンク(例えば、MAC層416bおよびPHY層418b上のリンク)を新たなリンクとして選択することができる。
図5は、本発明に係るDLSを実装するプロセス500のフロー図である。ステップ502でのディスカバリー段階の間、第1のTRUは、自らがいる環境についての情報および第1のTRUの周囲にあるTRUのタイプ(すなわち、第2のTRU)についての情報を収集する。この情報は、第2のTRUがDLS層を持つ複数のインターフェースを有するかどうかの情報、第2のTRUが有するインターフェースの種類(例えば、イーサネット、IEEE802、セルラー、Bluetoothなど)、および接続要件(すなわち、QoS、リソース節約、セキュリティなどのうちどれがより重要であるか)を含む。
第2のTRUのそれぞれについて、第1のTRUは、第2のTRUのそれぞれがDLS層を持つ複数のインターフェースを有しているか、またはDLS層なしでただ1つのインターフェースを有しているかどうかを確認する(ステップ504)。第2のTRUがDLS層を持つ複数のインターフェースを有している場合、第1のTRUはリンク上を第2のTRUに対してデータパケットを送信することを開始し、第2のTRUからのレポートを待つ(ステップ506)。第1のTRUは、第2のTRUからレポートを受け取る(ステップ508)。このレポートは、BER、PER、SNRなどの当該リンクのリンク品質についての情報を含む。第1のTRUは、このレポートに基づいてリンク品質を確認する(ステップ510)。
第2のTRUがDLS層を持たないでただ1つのインターフェースを有する場合に、第1のTRUは、利用可能なすべてのリンクを介して第2のTRUに対してプローブパケットを周期的に送信する(ステップ512)。第1のTRUは、第2のTRUからプローブ応答パケットを受け取る(ステップ514)。第1のTRUのDLS層は、このプローブ応答パケットの統計値(例えば、BER、PER、SNRなど)に基づいてリンク品質を確認する(ステップ516)。
第1のTRUは、予め定められた基準に基づいて第2のTRUに対する新たなデータパケットのためのリンクを選択する(ステップ518)。予め定められた基準は、QoS、リンク信頼性、リソース使用量、コスト、およびセキュリティのうちの少なくとも1つを含むが、これらに限定されるわけではない。第1のTRUは、上述の基準のすべてまたは一部を考慮に入れる、決定のための測定基準(metric)を構築することができる。
例えば、第1のTRUが、QoSまたはリンク信頼性が次のパケットにとってたいして重要ではないと決定する場合に、第1のTRUは、リソース使用量に基づいてリンクを選択することが可能であり、最も少ないリソースを消費するリンクを選択する。一方、第1のTRUが、QoSまたはリンク信頼性が次のパケットにとって非常に重要であると決定する場合に、第1のTRUは、1つ以上のリンク上でパケットを送信することができ、そのパケットは最大限の信頼性を達成するために第2のTRUにおいて結合される。
本発明の特徴および構成要素を好ましい実施形態において特定の組み合わせで説明したが、それぞれの特徴または構成要素をこの好ましい実施形態の他の特徴および構成要素なしで単独で使用することができ、または本発明の他の特徴および構成要素を使用してまたは使用しないでさまざまな組み合わせで使用することができる。
Claims (36)
- 第1の送受信装置(TRU)および第2のTRUを含む通信システムにおいて、前記第1のTRUおよび前記第2のTRUの間の通信を確立するために使用されるリンクを選択する方法であって、
前記方法は、
前記第2のTRUが動的リンク選択(DLS)機能を持つ複数のインターフェースを有するか否かを前記第1のTRUが判別するステップと、
前記第2のTRUが前記DLS機能を持つ複数のインターフェースを有する場合に、前記第1のTRUが、前記第1のTRUおよび前記第2のTRUが相互に通信することが可能な選択されたリンクを介して前記第2のTRUに対してパケットを送信して、前記第2のTRUからレポートを受信するステップと、
前記第1のTRUが前記レポートに基づいてリンクを選択するステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記第2のTRUからの前記レポートは、リンク品質情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記リンク品質情報は、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比、受信信号強度インジケータ、スループット、および前記第1のTRUによって送信されるパケットの遅延時間のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記第2のTRUが前記レポートに推奨されるリンクを含むことにより、前記第1のTRUは前記推奨されたリンクを選択することができることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第2のTRUが前記DLS機能を持つ複数のインターフェースを有しない場合に、
第1のTRUが利用可能なすべてのリンクを介して前記第2のTRUに対してプローブパケットを周期的に送信するステップと、
前記第2のTRUが前記プローブパケットに応答して応答パケットを送信するステップと、
前記第1のTRUが前記応答パケットの統計値に基づいてリンク品質を評価するステップと
を備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記応答パケットの統計値は、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比、受信信号強度インジケータ、スループット、および前記応答パケットの遅延時間のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 予め定められた基準は、サービス品質(QoS)、リソース可用性、コスト、およびセキュリティのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1のTRUは、前記予め定められた基準を使用して最良のリンクを選択する結合された測定基準を生成することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記第1のTRUがリンク信頼性が新しいパケットにとって重要であるか否かを判別するステップをさらに備え、
前記リンク信頼性が前記新しいパケットにとって重要でない場合に、前記第1のTRUがリソース節約に基づいてリンクを選択し、
前記リンク信頼性が前記新しいパケットにとって重要である場合に、前記第1のTRUがQoSに基づいてリンクを選択することを特徴とする請求項7に記載の方法。 - リンクを動的に選択する送受信装置(TRU)であって、
複数の物理層および媒体アクセス制御(MAC)層のセットであって、物理層およびMAC層のセットのそれぞれが異なる通信プロトコルのもとでインターフェースをサポートするセットと、
他のTRUが動的リンク選択(DLS)機能を持つ複数のインターフェースを有するか否かを判別するように構成されたDLS層であって、他のTRUが前記DLS機能を持つ複数のインターフェースを有する場合に、前記DLS層が、選択されたリンクを介して他のTRUに対してパケットを送信し、他のTRUによって送信されるレポートおよび予め定められた基準に基づいて新しいパケットのためのリンクを選択するDLS層と
を備えたことを特徴とするTRU。 - 前記レポートはリンク品質情報を含むことを特徴とする請求項10に記載のTRU。
- 前記リンク品質情報は、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比、受信信号強度インジケータ、スループット、およびパケットの遅延時間のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項11に記載のTRU。
- 前記DLS層は、前記レポートにおける他のTRUによって送信される推奨されるリンクを受け入れることが可能なことを特徴とする請求項10に記載のTRU。
- 他のTRUが前記DLS機能を持つ複数のインターフェースを有しない場合に、前記DLS層は、利用可能なすべてのリンクを介して他のTRUに対してプローブパケットを送信し、前記プローブパケットに応答して他のTRUによって送信される応答パケットの統計値に基づいてリンク品質を評価することを特徴とする請求項10に記載のTRU。
- 前記応答パケットの統計値は、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比、受信信号強度インジケータ、および前記応答パケットの遅延時間のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項14に記載のTRU。
- 前記予め定められた基準は、サービス品質(QoS)、リソース可用性、コスト、およびセキュリティのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項10に記載のTRU。
- 前記DLS層は、前記予め定められた基準を使用してリンクを選択する結合された測定基準を生成することを特徴とする請求項16に記載のTRU。
- 前記DLS層がリンク信頼性が新しいパケットにとって重要であるか否かを判別し、
前記リンク信頼性が前記新しいパケットにとって重要でない場合に、前記DLS層がリソース節約に基づいてリンクを選択し、
前記リンク信頼性が前記新しいパケットにとって重要である場合に、前記DLS層がQoSに基づいてリンクを選択することを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 複数の送受信装置(TRU)を備え、動的リンク選択をサポートする通信システムであって、
少なくとも1つのTRUが、
複数の物理層および媒体アクセス制御(MAC)層のセットであって、物理層およびMAC層のそれぞれが、異なる通信プロトコルのもとでインターフェースをサポートするセットと、
他のTRUが動的リンク選択(DLS)機能を持つ複数のインターフェースを有するか否かを判別するように構成されたDLS層であって、他のTRUが前記DLS機能を持つ複数のインターフェースを有する場合に、前記DLS層が、選択されたリンクを介して他のTRUにパケットを送信し、他のTRUによって送信されるレポートおよび予め定められた基準に基づいて新しいパケットのためのリンクを選択するDLS層と
を備えたことを特徴とするシステム。 - 前記レポートはリンク品質情報を含むことを特徴とする請求項19に記載のシステム。
- 前記リンク品質情報は、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比、受信信号強度インジケータ、およびパケットの遅延時間のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項20に記載のシステム。
- 前記TRUのDLS層は、前記レポートにおける他のTRUによって送信される推奨されるリンクを受け入れることが可能なことを特徴とする請求項19に記載のシステム。
- 他のTRUが前記DLS機能を持つ複数のインターフェースを有しない場合に、前記DLS層は、利用可能なすべてのリンクを介して他のTRUに対してプローブパケットを送信し、前記プローブパケットに応答して他のTRUによって送信される応答パケットの統計値に基づいてリンク品質を評価することを特徴とする請求項19に記載のシステム。
- 前記応答パケットの統計値は、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比、受信信号強度インジケータ、および前記応答パケットの遅延時間のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項23に記載のシステム。
- 前記予め定められた基準は、サービス品質(QoS)、リソース可用性、コスト、およびセキュリティのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項19に記載のシステム。
- 前記DLS層は、前記予め定められた基準を使用してリンクを選択する結合された測定基準を生成することを特徴とする請求項25に記載のシステム。
- 前記DLS層がリンク信頼性が新しいパケットにとって重要であるか否かを判別し、
前記リンク信頼性が前記新しいパケットにとって重要でない場合に、前記DLS層がリソース節約に基づいてリンクを選択し、
前記リンク信頼性が前記新しいパケットにとって重要である場合に、前記DLS層がQoSに基づいてリンクを選択することを特徴とする請求項25に記載のシステム。 - 通信している複数の送受信装置(TRU)間でリンクを選択する集積回路(IC)であって、少なくとも1つのリンクが複数のTRU間で確率されるICであって、
前記ICは、
複数の物理層および媒体アクセス制御(MAC)層のセットであって、物理層およびMAC層のセットのそれぞれが、異なる通信プロトコルのもとでインターフェースをサポートするセットと、
他のTRUが動的リンク選択(DLS)機能を持つ複数のインターフェースを有するか否かを判別するように構成されたDLS層であって、他のTRUが前記DLS機能を持つ場合に、前記DLS層が、選択されたリンクを介して他のTRUに対してパケットを送信し、他のTRUからのレポートおよび予め定められた基準に基づいて新しいパケットのためのリンクを選択するDLS層と
を備えたことを特徴とするIC。 - 前記他のTRUからのレポートは、リンク品質情報を含むことを特徴とする請求項28に記載のIC。
- 前記リンク品質情報は、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比、受信信号強度インジケータ、および第1のTRUによって送信されたパケットの遅延時間のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項29に記載のIC。
- 前記TRUのDLS層は、前記レポートにおける他のTRUによって送信される推奨されるリンクを受け入れることが可能なことを特徴とする請求項28に記載のIC。
- 他のTRUが前記DLS機能を持つ複数のインターフェースを有しない場合に、前記DLS層は、利用可能なすべてのリンクを介して他のTRUに対してプローブパケットを送信し、前記プローブパケットに応答して他のTRUによって送信される応答パケットの統計値に基づいてリンク品質を評価することを特徴とする請求項28に記載のIC。
- 前記応答パケットの統計値は、ビット誤り率、パケット誤り率、信号対雑音比、受信信号強度インジケータ、および前記応答パケットの遅延時間のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項32に記載のIC。
- 前記予め定められた基準は、サービス品質(QoS)、リソース可用性、コスト、およびセキュリティのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項28に記載のIC。
- 前記DLS層は、前記予め定められた基準を使用してリンクを選択する結合された測定基準を生成することを特徴とする請求項34に記載のIC。
- 前記DLS層がリンク信頼性が新しいパケットにとって重要であるか否かを判別し、
前記リンク信頼性が前記新しいパケットにとって重要でない場合に、前記DLS層がリソース節約に基づいてリンクを選択し、
前記リンク信頼性が前記新しいパケットにとって重要である場合に、前記DLS層がQoSに基づいてリンクを選択することを特徴とする請求項34に記載のIC。
Applications Claiming Priority (3)
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