JP2008541565A - 複数アクセス・ポイントの無線ネットワークにおけるリソース割り当て - Google Patents
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Abstract
無線ローカル・エリア・ネットワークにおいてアクセス・ポイント(Access Point:AP)の間で無線リソース割り当て情報を共有する方法は、第1のAPから他の少なくとも1つのAPへリソース割り当て情報を送信するステップと、第2のAPによって、第1のAPからリソース割り当て情報を直接要求するステップ、または第2のAPによって、集中型のエンティティを通して第1のAPに対するリソース割り当て情報を要求するステップを含む。同様の方法は、APの間で無線リソースを割り当てるためにもまた使用することができる。
Description
本発明は一般に、無線ローカル・エリア・ネットワーク(Wireless Local Area Network:WLAN)に関し、そしてより詳細には、WLANにおいて無線リソースを割り当てる方法に関する。
WLANシステムおよびIEEE802.11や802.llbなどの標準規格は、元々は、ベストエフォート(best effort)であるように設計され、無線媒体にアクセスする際にすべてのユーザの間での公正性を確実にするように設計された。これは、サービス品質(Quality of Service:QoS)をユーザに保証することができる手段、またはそれぞれのユーザのQoS要件の間の相違点を配慮することができる手段を提供することにはほとんど考慮が払われなかったことを意味する。WLANシステムを使用してQoS主導のアプリケーション(VOIP(Voice Over IP)やリアルタイム・ビデオアプリケーションなど)をサポートすることに関する要求が増大するにつれ、802.lleなどの標準化の本体が、この問題を解決するべく構成された。
802.lle標準規格は、ユーザアプリケーションの要件および必要な無線リソースをSTAに割り当てるためのAPの能力に関する情報を、APおよびそのSTAが交換するための必要な機構および信号方式を含む。言い換えれば802.lleは、それぞれのSTAによって必要とされる個々のQoSを分配することを図るであろう方法にて、1つのAPがSTAに無線リソースを割り当てることを可能とする機構を標準規格化した。
この標準規格が考慮していないのは、無線媒体を共有するであろう程近接して配置された複数の同一チャンネルのAPから成るシステムである。そのような場合においては、STAから無線リソース割り当て要求を受け取ったAPが、そのAPに関連付けられたSTAにそのAPが既に割り当てている無線リソースを考慮することのみでは十分ではない。そうすることは、結果として複数のAPに同一の無線リソースを異なったSTAに割り当てさせることになるであろう。このことは、無線リソース割り当ての目的を無力化することになり、そしてそのチャンネルを共有するすべてのSTAにとってQoSが質の悪いものになるであろう。
本発明は、機構および信号方式を提供することで上述した問題を回避するものであり、これにより、APの間でリソース割り当て情報を共有することが可能となり、かつアクセス制御装置(Access Controller:AC)が信号を送りそしてAPの間に無線リソースを割り当てることが可能となる。これは、AP、AC、および非AP端末(STAtion:STA)において実施可能であり、それによりAPがAPの間で無線リソース割り当てに関連する情報を共有することが可能となり、かつ、ACがAPの間に信号を送り、無線リソースを割り当てる方法および信号方式を含む。
WLANにおいてAPの間の無線リソース割り当て情報を共有する方法は、第1のAPから他の少なくとも1つのAPへリソース割り当て情報を送信するステップを含む。
WLANにおいてAPの間の無線リソース割り当て情報を共有する第2の方法は、第1のAPにより第2のAPからのリソース割り当て情報を要求することによって開始する。第2のAPは、リソース割り当て情報を第1のAPに送信することによって、要求に応答する。
WLANにおいてAPの間の無線リソース割り当て情報を共有する第3の方法は、第1のAPから集中型のエンティティにリソース割り当て情報を報告することによって開始する。第1のAPに関するリソース割り当て情報は、第2のAPによって要求され、第2のAPは集中型のエンティティに問い合わせをする。第1のAPに関するリソース割り当て情報は、集中型のエンティティから第2のAPに送信される。
WLANにおいてAPの間の無線リソース割り当て情報を共有する第4の方法は、第1のAPから集中型のエンティティにリソース割り当て情報を報告することによって開始する。第1のAPに関するリソース割り当て情報は他の少なくとも1つのAPにリレーされる。
アクセス制御装置(Access Controller:AC)が無線ローカル・エリア・ネットワークにおけるAPの間に無線リソースを割り当てる方法は、第1のAPからACに無線リソース情報を報告することによって開始する。無線リソースは、第2のAPによってACから要求され、そしてACは無線リソース要求に応答する。
一例として与えられ、かつ付加された図面に関連して理解されるべき以下の好適な実施例の記述から、本発明のより詳細な理解を得ることができる。
以後用語「端末(STAtion:STA)」は、限定するものではないが、無線送受信ユニット(Wireless Transmit/Receive Unit:WTRU)、ユーザ機器、固定型または移動体の加入者ユニット、ページャ、または無線環境において動作する能力のある他の任意のタイプの装置をも含む。以後参照されると、用語「アクセス・ポイント(Access Point:AP)」は、限定するものではないが、基地局、ノードB(Node B)、サイト制御装置、または無線環境における任意の他のタイプのインタフェース装置をも含む。
<AP間で共有される無線リソース割り当て情報>
AP間で共有されるリソース割り当て情報には、限定するものではないが、一般に以下の(1)〜(10)が含まれる。
AP間で共有されるリソース割り当て情報には、限定するものではないが、一般に以下の(1)〜(10)が含まれる。
(1)全体システムにおいてSTAを互いから識別するための一意な識別子を使用する、APに対応するSTAの一覧。そのような一意な識別子の例はSTAのMACアドレスである。
(2)それぞれのSTAに割り当てられている無線リソース。割り当てられる無線リソースを表現するために使用することが可能な指標の例には、割り当てられる時間単位が含まれる。
(3)APとそれが関連付けられたSTAによって使用される周波数チャンネル。
(4)2つのAPの間の経路損失、および/または使用可能であるなら、1つのAPに関連付けられたSTAと、別のAPとの間の最小経路損失。
(5)使用可能であるなら、そのAPと同一の媒体を共有する隣接APの一覧。2つのAPが同一の周波数チャンネルを使用する場合、および、ある近接度基準に合致する場合に、2つのAPは同一の媒体を共有することになる。近接度基準の一例には、一方のAPに対応するBSSからの少なくとも1つのSTA(APまたは非AP)が、他方のAPに対応するBSSからの少なくとも1つのSTA(APまたは非AP)により送信された信号をある閾値を超えて聞くことが可能かどうかということが挙げられる。この情報は、STAからの報告から取得し、かつ/またはAPにて直接測定することが可能である。
(6)それぞれのSTAによって使用されている無線リソース。使用無線リソースを表現するために使用することが可能な指標の例としては、使用された時間単位、または無線リソースの使用分対割り当て分の比率(分数または百分率)が含まれる。
(7)APがアクセス・カテゴリ単位で割り当てた無線リソースの集合、および/またはAPが割り当てた無線リソースの全体集合。
(8)所与の基本サービス・セット(Basic Service Set:BSS)において、アクセス・カテゴリ単位で割り当てられ、および/または使用された無線リソースの集合、および/または、BSSにおいて使用された無線リソースの全体集合。
(9)それぞれのSTAが直面した品質。STAが直面した品質を表現するために使用可能な指標の例には、時間ジッタ、待ち時間、パケット誤り率、スループット、待ち行列時間などが含まれる。
(10)APが使用するQoS構成パラメータ。例えば、CSMA(Carrier Sense Multiple Access)方式においては、これは、APがそれぞれのQoSクラスに関して使用する異なったEDCA(Enhanced Distributed Channel Access)パラメータセットに対応することができる(802.11においては、QoSクラスはアクセス・カテゴリと呼ばれる)。衝突回避の最小待機時間(the minimum idle delay before contention)(AIFS(Arbitration Interframe Space))、最小および最大の衝突ウィンドウ(CWminとCWmax)、および送信許容期間(Transmit opportunity:TXOP)などの、EDCAのQoSポリシーを定義するパラメータは、1つのAPの中でもそれぞれのアクセス・カテゴリ毎に異なることが有り得る。この情報には、限定するものではないが、2つの異なったAPがそれらのQoSポリシーを同期させることを可能とする、予め定められたルールを含むことが可能である。そのようなルールの例には、以下のi〜iiiがある。
i.同一の媒体を共有する2つのAPが、最も識別性のあるQoSポリシーを有するAP(すなわち、QoSアクセス・カテゴリの間のEDCAパラメータセットにおいて最大の相違点を有するAP)のEDCAパラメータセットを使用するようにする。
ii.同一の媒体を共有する2つのAPが、最も長い間アクティブであるAPのEDCAパラメータセットを使用するようにする。
iii.同一の媒体を共有する2つのAPが、最も多くのトラフィックをサポートするAPのEDCAパラメータセットを使用するようにする。
上記のルールは代表的なものであり、当業者であれば、2つのAPの間のQoSポリシーを同期させるための追加的ルールを容易に作成可能であることに注意されたい。
<AP間で無線リソース割り当て情報を共有する方法>
図1は、第1のAP(AP1)102が他のAP(AP2、AP3)104、106に対して無線リソース割り当て情報をブロードキャストする方法100のフロー図である。AP1 102は、AP2 104(ステップ110)、およびAP3 106(ステップ112)にそのリソース割り当て情報をブロードキャストする。
図1は、第1のAP(AP1)102が他のAP(AP2、AP3)104、106に対して無線リソース割り当て情報をブロードキャストする方法100のフロー図である。AP1 102は、AP2 104(ステップ110)、およびAP3 106(ステップ112)にそのリソース割り当て情報をブロードキャストする。
AP1 102は、管理フレーム、制御フレームを使用して無線媒体により、またはデータ・フレームのペイロードとしてリソース割り当て情報をブロードキャストすることが可能であり、あるいは、AP間通信プロトコルを使用する分配システムによりブロードキャストすることが可能である。AP1 102は、その情報をAP2 104およびAP3 106に個別的にユニキャストするか、APのグループへマルチキャストによるか、またはすべての使用可能なAPへグループ・ブロードキャストによるか、の何れかによることが可能であることに注意されたい。
図2は、AP(AP1)202が別のAP(AP2)204からのリソース割り当て情報を要求する方法200のフロー図である。AP1 202は、AP2 204からのリソース割り当て情報を要求する(ステップ210)。AP2は、自身のリソース割り当て情報をAP1 202に送信することによって、要求に応答する(ステップ212)。
要求(ステップ210)および応答(ステップ212)の両方が、管理フレーム、制御フレームを使用して実行され、またはデータ・フレームのペイロードとして実行されることが可能であり、あるいは、AP間通信プロトコルを使用して分配システムによりブロードキャストすることが可能である。
図3は、集中型のエンティティを使用して、リソース割り当て情報を収集し、格納し、そして分配する方法300のフロー図である。集中型のエンティティ302が、AP(AP1)304からのリソース割り当て情報を要求する(ステップ310)。集中型のエンティティ302は、データベース、スマート・ノード、またはダム・ノード(dumb node)などの、任意のタイプの中心的に位置するエンティティを含むことが可能である。当業者は、同様に動作する他の型の集中型のエンティティを容易に思い描くことができよう。一実施形態においては集中型のエンティティ302は、サーバに位置し、任意のBSSにおける任意のSTAに関するリソース割り当て情報をも含むことが可能である。ステップ310はオプションのステップであり、そしてステップ310が削除されても、方法300は同様に動作するであろうことに注意されたい。
AP1 304は、そのリソース割り当て情報を集中型のエンティティ302に報告する(ステップ312)。AP1 304は、それが関連付けられたすべてのSTAに関するリソース割り当て情報を集中型のエンティティ302に報告する。第2のAP(AP2)306は、集中型のエンティティ302からのAP1 304に関するリソース割り当て情報を要求する(ステップ314)。集中型のエンティティ302は、AP1 304に関するリソース割り当て情報をAP2 306に送信することによって、要求に応答する(ステップ316)。
図4は、集中型のエンティティを使用して、リソース割り当て情報を収集し、格納し、そして分配する方法400のフロー図である。集中型のエンティティ402が、AP(AP1)404からのリソース割り当て情報を要求する(ステップ410)。ステップ410はオプションのステップであり、そしてステップ410が削除されても、方法400は同様に動作するであろうことに注意されたい。AP1 404は、自身のリソース割り当て情報を集中型のエンティティ402に報告する(ステップ412)。集中型のエンティティ402は、AP1 404に関するリソース割り当て情報をネットワークにおける他のAP(AP2 406とAP3 408)に報告する(ステップ414)。報告は、ネットワーク上のすべてのAPへ、またはネットワークにおけるAPのサブグループへ、ブロードキャストに依るものとすることが可能である。
加えて、集中型のエンティティ402は、所与のBSSに関連するリソース割り当て情報を、そのBSSと無線媒体を共有するAPのみに送信し、またはそのBSSと無線媒体を共有するSTAを有するAPのみに送信することが可能である。これは、STAに聞く(それが従っている閾値を超えて)ことが可能なWLANノードをAPに報告させること、およびAPが聞くことが可能なWLANノードの一覧に加えて、このWLANノードの情報をも集中型のエンティティにAPが報告するようにさせることによって達成することが可能である。
<ACによる、AP間の信号方式および無線リソースの割り当て>
アクセス制御装置(Access Controller:AC)が同一チャンネルBSSの間の無線リソース割り当てを管理する、集中型の意志決定を実施することは、無線媒体を共有するAPが、チャンネルがサポート可能なものより多くの無線リソースを割り当てることを回避することに寄与する。
アクセス制御装置(Access Controller:AC)が同一チャンネルBSSの間の無線リソース割り当てを管理する、集中型の意志決定を実施することは、無線媒体を共有するAPが、チャンネルがサポート可能なものより多くの無線リソースを割り当てることを回避することに寄与する。
図5に、ACを使用して、リソース割り当て要求に応答する方法500を示す。方法500は、STA502、AP504、およびAC506を利用し、そしてAC506がAP504からのリソース割り当て情報を要求することから開始する(ステップ510)。ステップ510はオプションのステップであり、そしてステップ510が削除されても、方法500は同様に動作するであろうことに注意されたい。AP504はそのリソース割り当て情報をAC506に報告する(ステップ512)。STA502は、AP504からのリソースを要求する(ステップ514)。802.lle準拠のWLANシステムにおけるステップ514の一例には、STA502がADDTSフレームをAP504に送信することが含まれるであろう。
AP504は、リソース割り当て要求をAC506に行う(ステップ516)。リソース割り当て要求には、AP504がSTA502から受け取った関連付け要求(ステップ514における)に基づき、ある割り当て時間量を要求すること、またはAP504が割り当てることを許容された無線リソースの量を要求することが含まれ得る。リソース割り当てには、また、AP504が、STA502から受け取ったリソース割り当て要求中に含まれた情報を、部分的にまたは全体的に転送することが含まれ得る。
AC506は次に、AP504からのリソース割り当て要求を受け容れるか、または拒絶するかを判定する。この判定は、AC506が、別のAPから収集されたリソース割り当て情報を分析すること、および、追加的リソース割り当てによって、STA502、およびSTA502およびAP504と無線媒体を共有するすべてのノードに対して、システムが満足できるQoSを提供することが可能であるであるかを検証することによって、達成される。AC506は、リソース割り当て応答でAP504に応答する(ステップ518)。AC506がAP504からの割り当て要求に応答すると、ACは、AP504からのリソース割り当て要求を受け入れるか拒絶することが可能となり、または、定期的に、またはそうすることを促された(ステップ516に示されるように)後に、AP504にリソース量(例えば、割り当てられた時間量)を提供することが可能となる。AP504がAC506から受け取ったリソース割り当て応答に依存して、AP504はSTA502によって送信されたリソース割り当て要求に応答し、そしてSTA502にリソースを割り当てる(ステップ520)。
本発明の特徴および要素が好適な実施形態において特定の組み合わせにて説明されているが、それぞれの特徴または要素は、(好適な実施形態の他の特徴および要素なしで)単独で、または本発明の他の特徴および要素のあるなしにかかわらず、様々な組み合わせにて使用可能である。
Claims (27)
- 無線ローカル・エリア・ネットワークにおいてアクセス・ポイント(Access Point:AP)の間で無線リソース割り当て情報を共有する方法であって、
第1のAPから他の少なくとも1つのAPにリソース割り当て情報を送信するステップを備えることを特徴とする方法。 - 前記送信するステップが、管理フレームをブロードキャストすることによって実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記送信するステップが、制御フレームをブロードキャストすることによって実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記送信するステップが、データ・フレームのペイロードとして前記リソース割り当て情報を送信ことによって実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記送信するステップが、AP間通信プロトコルを使用することによって実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 無線ローカル・エリア・ネットワークにおいてアクセス・ポイント(Access Point:AP)の間で無線リソース割り当て情報を共有する方法であって、
第1のAPによって、第2のAPからリソース割り当て情報を要求するステップと、
前記第2のAPが前記第1のAPへリソース割り当て情報を送信することによって、前記要求に応答するステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記応答するステップが、管理フレームをブロードキャストすることによって実行されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記応答するステップが、制御フレームをブロードキャストすることによって実行されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記応答するステップが、データ・フレームのペイロードとして前記リソース割り当て情報を送信することによって実行されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記応答するステップが、AP間通信プロトコルを使用することによって実行されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 無線ローカル・エリア・ネットワークにおいてアクセス・ポイント(Access Point:AP)の間で無線リソース割り当て情報を共有する方法であって、
第1のAPから集中型のエンティティにリソース割り当て情報を報告するステップと、
前記集中型のエンティティに前記リソース割り当て情報を格納するステップと、
第2のAPによって、前記第1のAPに関するリソース割り当て情報を要求するステップであって、前記第2のAPが前記集中型のエンティティに問い合わせするステップと、
前記第1のAPに関するリソース割り当て情報を前記集中型のエンティティから前記第2のAPに送信するステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記集中型のエンティティはデータベースであることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記集中型のエンティティによって、前記第1のAPからのリソース割り当て情報を要求するステップをさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 無線ローカル・エリア・ネットワークにおいてアクセス・ポイント(Access Point:AP)の間で無線リソース割り当て情報を共有する方法であって、
第1のAPから集中型のエンティティにリソース割り当て情報を報告するステップと、
前記集中型のエンティティに前記リソース割り当て情報を格納するステップと、
前記集中型のエンティティから他の少なくとも1つのAPに、前記第1のAPに関する前記リソース割り当て情報をリレーするステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記集中型のエンティティがデータベースであることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記リレーするステップは、
第2のAPによって、前記第1のAPに関するリソース割り当て情報を要求するステップと、
前記集中型のエンティティから前記第2のAPへ、前記第1のAPに関するリソース割り当て情報を送信するステップと
を含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 前記リレーするステップは、
前記集中型のエンティティから前記ネットワークにおける他のすべてのAPへ、前記第1のAPに関する前記リソース割り当て情報を送信するステップを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 前記リレーするステップは、
前記第1のAPの基本サービス・セットと無線媒体を共有する他のAPへ、前記集中型のエンティティから、前記第1のAPに関する前記リソース割り当て情報を送信するステップを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 前記集中型のエンティティによって、前記第1のAPからリソース割り当て情報を要求するステップをさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 無線ローカル・エリア・ネットワークにおいてアクセス・ポイント(Access Point:AP)の間で、アクセス制御装置(Access Controller:AC)が無線リソースを割り当てるための方法であって、
APから前記ACに無線リソース情報を報告するステップと、
前記リソース割り当て情報を前記ACに格納するステップと、
前記APによって、前記ACから無線リソースを要求するステップと、
前記ACによって、前記無線リソース要求に応答するステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記無線リソース情報は、
前記APに関連付けられた端末(STAtion:STA)の一覧、前記APに関連付けられたそれぞれのSTAに割り当てられている無線リソース、前記APに関連付けられたそれぞれのSTAによって使用されている無線リソース、前記APによって割り当てられた無線リソースの集合、前記APに関連付けられた基本サービス・セットにおいて使用された無線リソースの集合、および前記APに関連付けられたそれぞれのSTAが直面したサービス品質、からなるグループから選択された少なくとも1つの項目を含むこと、を特徴とする請求項20に記載の方法。 - 前記要求するステップは、
前記APによって割り当てられた時間量を要求するステップであって、前記要求された時間量が、前記APに関連付けるよう試みる端末からの関連付け要求に基づくステップを含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。 - 前記応答するステップが、要求された時間量を受け容れるステップを含むことを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記応答するステップが、要求された時間量を拒絶するステップを含むことを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記要求するステップは、前記APが、自身が割り当てることを許容された無線リソースの量を要求するステップを含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記応答するステップは、前記APに時間量を割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記集中型のエンティティによって、前記APからリソース割り当て情報を要求するステップをさらに備えることを特徴とする請求項20に記載の方法。
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