JP2010193446A - キャリア感知の閾値を適応的に設定する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のチャネルを有する無線ネットワークにおいて、前記複数のチャネルのうちのある特定の1つのチャネルで動作しているノードのキャリア感知の閾値を適応的に設定する方法であって、前記ノードで動作しているチャネルに隣接していない少なくとも1つのチャネルにおける干渉レベルを、前記ノードによって測定するステップと、前記ノードの前記キャリア感知の閾値を、前記隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するステップとを含む方法である。
【選択図】図5
Description
(i)CSTを超える「信号エネルギー」が、そのチャネル上で検出された場合(CCAモード1)。
(ii)「有効な802.11変調信号」が、そのチャネル上で検出された場合(CCAモード2)。
(iii)CSTを超える「有効な802.11変調信号」が、そのチャネル上で検出された場合(CCAモード3)。
「晒されたチャネル」が生じるという問題は、実際には、「晒されたチャネル」で動作するノードが自身のチャネルにおいて感知するビジー時間に関係している。すなわち、隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルにおいて動作するいくつかのAP又はSTAの変調データレートが低くなった場合(したがって、対応するパケット継続時間が長くなった場合)、「晒されたチャネル」で動作するノードに対するチャネルのビジー時間は一層長くなり、結果として、そのノードのチャネルに対するアクセス確率が低くなる。これは、たとえ、干渉するノードが自身のチャネルを飽和させないとしても、このような状況が生じる。
この方法は、前記ノードで動作しているチャネルに隣接していない少なくとも1つのチャネルにおける干渉レベルを、そのノードによって測定するステップと、
前記ノードの前記キャリア感知の閾値を、隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するステップとを含む。
隣接しているチャネル及びノードにおいて動作しているチャネルの両方又はいずれか一方の干渉レベルを測定するステップと、
キャリア感知の閾値を、隣接しているチャネル及び前記ノードにおいて動作しているチャネルの両方又はいずれか一方について測定された最小干渉値より小さい値に設定するステップであって、その最小干渉値が、ある特定の閾値より大きい値である、ステップとを含む。
複数の隣接していないチャネルの干渉レベルを測定するステップと、
キャリア感知の閾値が、隣接していないチャネルについて測定された干渉レベルの最大値を超え、隣接しているチャネル及び動作中のチャネル自体について測定された最小干渉値を下回るように、キャリア感知の閾値を再設定するステップであって、前記最小干渉値が、ある特定の閾値を超える値である、ステップとを含む。
隣接していないチャネルの前記測定された最大干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、1より小さい補正係数で補正されることと
の両方又はいずれか一方が実行される。
前記ノードが動作しているチャネルに隣接していない少なくとも1つのチャネルにおける干渉レベルを、前記ノードによって測定するためのモジュールと、
前記ノードの前記キャリア感知の閾値を、前記隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するモジュールと
を備えるものである。
前記隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネルの両方又はいずれか一方の干渉レベルを測定するモジュールと、
前記キャリア感知の閾値を、前記隣接しているチャネル及び前記ノードで動作している運用チャネルの両方又はいずれか一方について測定された最小干渉値より小さい値に設定するモジュールであって、前記最小干渉値が、ある特定の閾値より大きい値である、モジュールとを更に備えるものである。
複数の隣接していないチャネルの干渉レベルを測定するモジュールと、
キャリア感知の閾値が、前記隣接していないチャネルについて測定された干渉レベルの最大値を超え、且つ、隣接しているチャネル及び動作中のチャネル自体について測定された最小干渉値を下回って設定されるように、キャリア感知の閾値を再設定するモジュールであって、前記最小干渉値が、ある特定の閾値より大きい値である、モジュールと
を備えるものである。
隣接していないチャネルの前記測定された最大干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、1より小さい補正係数で補正されることと
の両方又はいずれか一方が実行される。
AP アクセスポイント
STA ステーション
MAC 媒体アクセス制御
CS キャリア(搬送波)感知(Carrier Sense)
PS 節電
RSSI 受信信号強度インジゲータ(Receiver Signal Strength Indicator)
EIFS 拡張フレーム間隔
PHY 物理層
DSSS 直接シーケンス拡散スペクトル
CRC 巡回冗長符号
PLCP 物理層コンバージェンス・プロトコル(Physical Layer Convergence Protocol)
IBSS 独立基本サービスセット(Independent Basic Service Set)
SFD 開始フレーム・デリミタ(Starting Frame Delimiter)
PCS 物理キャリア感知
CST キャリア感知の閾値(Carrier Sence Threshold)
CCA クリア・チャネル・アセスメント
NP ネットワーク・プロバイダ
NO ネットワーク・オペレータ
LCCS 最も混雑していないチャネルの検索(Least Congested Channel Search)
(i)自身のチャネル及び各隣接しているチャネルで(正常に復号されたパケットについて)測定された最小受信信号強度(各隣接しているチャネルの場合は、チャネルXに対する相対的な影響を明らかにするために係数Φ(<1)で適切に変倍された値)より低い値。
(ii)隣接しておらず部分的に重なり合っている各チャネルで測定された最大RSSI()(チャネルXに対するこれらのチャネルの相対的な影響を明らかにするために係数Ψ(<1)で適切に変倍された値)より大きい値。
これを、図7に概略的に示す。具体的には、隣接しているチャネルをX−1及びX+1とし、隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルをX−2、X+2、X−3、X+3とすると、キャリア感知の適応ポリシーは、以下を保証する。
CST>MAX{RSSI(X+2)*Ψ(X+2),RSSI(X−2)*Ψ(X−2),RSSI(X+3)*Ψ(X+3),RSSI(X−3)*Ψ(X−3)};
CST<MIN{RSSI(X+1)*Φ(X+1),RSSI(X−1)*Φ(X−1),RSSI(X)};
(a)RSSI(X+1)*Φ(X+1)、RSSI(X−1)*Φ(X−1)、RSSI(X)のうちの少なくとも1つが0に等しい場合は、これを最小値の計算から除外する。
(b)隣接していないチャネル(X±2、X±3)のうちの少なくとも1つから得られた変倍されたRSSIが、少なくとも1つの隣接しているチャネル(X±1)の変倍されたRSSI又は自身のチャネルXについて測定されたRSSIを超えた場合は、このアルゴリズムの実行を中止する。この場合は、図8に示すように、干渉源に対する耐性を与えるように用いられたいかなるCST値でも、隣接しているチャネルで動作している少なくとも1つのネットワークのRSSIを超えるのは避けられず、それらのネットワークに対して有害となる可能性がある。
(i)より新しい/変化した干渉環境に対処するための、CSTの定期的な再設定。
(ii)隣接していないチャネル、隣接しているチャネル、及び自身のチャネルのRSSIを測定するための様々なスキャニング・メカニズム(一部のチャネルのみをスキャンする。チャネルごとに異なるタイミングでスキャンする。全てのチャネルをスキャンする)。
(i)CSTを、隣接していないチャネルについて測定された最大RSSIと、隣接しているチャネル及び同一チャネル(STA/APの自身のチャネル又は動作しているチャネル)について測定された最小RSSIとの平均値に設定する。
(ii)同じチャネル及び隣接しているチャネルで動作しているステーションとの公平な媒体争奪を維持しながら、隣接していないチャネルに対する干渉耐性が達成されるまで、CSTを固定された幅(ステップ)ずつ増やす。
オプションとして、「晒されたチャネル」で動作している端末がSTAの場合には必ず、その端末に対応するAP又は他の独立基本サービスセット(IBSS)ノード(アドホックネットワーク配備の場合)に対し、スキャニング手順の間に、それに宛てられたパケットを蓄積することを強制するために、節電(PS)モードを用いることが可能である。RSSI測定を他のチャネルに切り替える前に、1つのSTAが、スキャニング手順の継続時間の間にパケットを蓄積するために、AP又は同じIBSSの他のステーションに告知するPSメッセージを送信することが可能である。このメカニズムは、インクリメンタルなCSTの調節ポリシーを採用した場合に行われる定期的なチャネル切り替えに起因するパケット損失を防ぐことが可能である。
ステップ1:AP又はSTAが復号できない送信に関連付けられたビジー時間スロットの数「μ」を測定する。μが特定の閾値「η」を超えた場合は、集合「Г」及び「Ω」を空集合に初期化する。これが他チャネルからの干渉に起因するものであれば、詳細に調べるために、ステップ3に進む。これ以外の場合は、変数「Θ」を1単位分だけインクリメントし、時間量が「β」に等しくなるまで待機する。ステップ2に進む。
ステップ2:変数「Θ」が特定の閾値「α」より大きい場合は、「Θ」を0に再設定し、変数「CST」(キャリア感知の閾値)をそのデフォルト値に再設定する。時間量が「β」に等しくなるまで待機し、変数「Θ」を1単位分だけインクリメントする。最後に、ステップ1に戻る。これ以外の場合は、ステップ1に戻る。
ステップ3:チャネルX、X−1、X−2、X+1、X+2について平均RSSIを測定する。周波数に関して言えば、隣接しているチャネル及び隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルは、それらの中心周波数が、当該のAP又はSTAが動作している中心周波数から、それぞれ、±5MHz及び±10MHz離れている。IEEE 802.11では、各チャネルは、5MHzの中心周波数セパレーション(center frequency separation)を有し、22MHzの帯域幅を占有する。隣接しているチャネルX+1及びX−1の場合は、チャネルXに対するこれらの雑音の影響を明らかにするために、それぞれ、「Ψ(X+1)」及び「Ψ(X−1)」に等しい量を、測定したRSSI値に掛ける。隣接していないながらも部分的に重なり合っているチャネルX+2及びX−2の場合は、チャネルXに対するこれらの雑音の影響を明らかにするために、それぞれ、「Φ(X+2)」及び「Φ(X−2)」に等しい量を、測定したRSSI値に掛ける。自身のチャネルX及び隣接しているチャネルX−1及びX+1について測定されたRSSI値であって、「δ」dBm未満ではない値によって、集合「Ω」を埋める。チャネルX−2及びX+2について測定され、変倍された平均RSSI値で、集合「Г」を埋める。動作中のチャネルXに切り替え、ステップ4に進む。
ステップ4:集合「Г」の全ての要素が「CST」を超えているかどうかを調べる。超えていれば、ステップ5に進む。超えていない場合は、時間量が「β」に等しくなるまで待機し、「Θ」を1単位分だけインクリメントする。ステップ1に戻る。
ステップ5:集合「Ω」が空かどうかを調べる。空であれば、ステップ6に進む。空でない場合は、ステップ7に進む。
ステップ6:「CST」を、「σ」dBmに対し、集合「Г」にある最大RSSI値(すなわち、MAX{Г})を加えたものに等しいように設定する。時間量が「β」に等しくなるまで待機し、「Θ」を1単位分だけインクリメントする。ステップ1に戻る。
ステップ7:集合「Г」の要素の中の少なくとも1つが、集合「Ω」の少なくとも1つの要素を超えているかどうかを調べる。越えたものが存在する場合は、晒されたチャネル状態を支援できる「CST」値が存在しないと判定する(図5参照)。時間量が「β」に等しくなるまで待機し、「Θ」を1単位分だけインクリメントする。ステップ1に戻る。これ以外の場合は、ステップ8に進む。
ステップ8:「CST」を、MIN{Ω}とMAX{Γ}との平均値に設定する。時間量が「β」に等しくなるまで待機し、「Θ」を1単位分だけインクリメントする。ステップ1に戻る。
Claims (15)
- 複数のチャネルを有する無線ネットワークにおいて、前記複数のチャネルのうちのある特定の1つのチャネルで動作するノードにおけるキャリア感知の閾値を適応的に設定する方法であって、
前記ノードが動作しているチャネルに隣接していない少なくとも1つのチャネルにおける干渉レベルを、前記ノードによって測定するステップと、
前記ノードにおけるキャリア感知の閾値を、前記隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するステップと
を含む方法。 - 前記干渉レベルは、前記ノードに隣接していない複数のチャネルについて測定され、前記ノードの前記キャリア感知の閾値が、前記測定された干渉値の最大値より大きい値に設定される、請求項1に記載の方法。
- 前記ノードに隣接していない複数のチャネルが、現在のキャリア感知の閾値より大きい干渉値を有する場合のみに、前記現在のキャリア感知の閾値を変更する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ノードに隣接しているチャネルと前記ノードにおいて動作しているチャネルとの両方又はいずれか一方の干渉レベルを測定するステップと、
前記隣接しているチャネルと前記ノードにおいて動作しているチャネルとの両方又はいずれか一方において測定された干渉値の中の最小の値よりも小さい値に前記キャリア感知の閾値を設定するステップであって、前記最小の値が、ある特定の閾値よりも大きい値である、ステップと
を更に含む請求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記現在のキャリア感知の閾値が、前記隣接していないチャネルと前記ノードにおける自身のチャネルの両方又はいずれか一方の干渉レベルの中の最小の値を下回り、且つ、その最小の値が、ある特定の閾値より大きい場合のみに、前記キャリア感知の閾値の再設定が行われる、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の方法。
- 複数の隣接していないチャネルの干渉レベルを測定するステップと、
前記キャリア感知の閾値が、前記隣接していないチャネルについて測定された干渉レベルの最大値を超え、且つ、隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネル自体について測定された最小値を下回るように、前記キャリア感知の閾値を再設定するステップであって、前記最小値が、ある特定の閾値より大きい値である、ステップと
を更に含む請求項1ないし5のいずれか一項に記載の方法。 - 隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネルの前記測定された最小干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、1より小さい補正係数で補正されることと、
隣接していないチャネルの前記測定された最大干渉レベルが、前記キャリア感知の閾値として設定される新しい値を決定する前に、1より小さい補正係数で補正されることと
の両方又はいずれか一方が実行される、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記キャリア感知の閾値を、隣接していないチャネルの前記最大干渉値より大きい値に直接設定する代わりに、前記ノードで動作しているチャネルに対する隣接していないチャネルの干渉の影響が改善したと判断されるまで、前記キャリア感知の閾値をインクリメンタルに増加させる、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の方法。
- 複数のチャネルを有する無線ネットワークにおいて、前記複数のチャネルのうちのある特定の1つのチャネルで動作するノードについてキャリア感知の閾値を適応的に設定する装置であって、
前記ノードが動作しているチャネルに隣接していない少なくとも1つのチャネルにおける干渉レベルを、前記ノードによって測定するためのモジュールと、
前記ノードの前記キャリア感知の閾値を、前記隣接していないチャネルの前記測定された干渉レベルより大きい値に設定するモジュールと
を備えるものである装置。 - 前記干渉レベルは、前記ノードに隣接していない複数のチャネルについて測定され、前記ノードの前記キャリア感知の閾値は、前記測定された干渉値の最大値より大きい値に設定される、請求項9に記載の装置。
- 前記複数の隣接していないチャネルが、前記現在のキャリア感知の閾値より大きい干渉値を有する場合のみに、前記キャリア感知の閾値を現在の値から変更する、請求項9又は10に記載の装置。
- 前記隣接しているチャネル及び前記ノードで動作しているチャネルの両方又はいずれか一方の干渉レベルを測定するモジュールと、
前記キャリア感知の閾値を、前記隣接しているチャネル及び前記ノードで動作している運用チャネルの両方又はいずれか一方について測定された最小干渉値より小さい値に設定するモジュールであって、前記最小干渉値が、ある特定の閾値より大きい値である、モジュールと
を更に備えるものである請求項9ないし11のいずれか一項に記載の装置。 - 請求項5ないし7のいずれか一項に記載の方法を実行するモジュールをさらに備えるものである請求項9ないし12のいずれか一項に記載の装置。
- 現在のキャリア感知の閾値が、前記隣接していないチャネル及び自身のチャネルの両方又はいずれか一方の最小干渉レベルを下回り、且つ、前記最小干渉レベルが、ある特定の閾値を超える場合のみに、前記キャリア感知の閾値の再設定が行われる、請求項9ないし13のいずれか一項に記載の装置。
- コンピュータ上で実行する際に、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の方法を実行するコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
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