JP2011514117A5 - - Google Patents

Description

図２Ａは、３ＭＡＰネットワークにおける接続グラフとコンフリクト・グラフの構成を示しており、ここで、ＭＡＰ Ａはゲートウエイ２０５である。ＭＡＰ Ｂ２１０およびＭＡＰ Ｃ２１０は、Ａへのリンクを有するが、互いの範囲からは外れている。３つのＭＡＰは、バックホール内のチャネルｃｈ１上で動作する。ＳＴＡ Ｓ２１５は、アクセス・インターフェースが直交チャネルｃｈ２およびｃｈ３上で動作するＢおよびＣの両方とアソシエーションを行う可能性がある。図２Ｂは、図２Ａと本質的に同一のグラフであるが、各要素は全てポイントとして示されている。即ち、ゲートウエイ２０５、ＭＡＰ Ｂ２１０、ＭＡＰ Ｃ２１０、およびＳＴＡ Ｓ２１５は、全て、円によって示されている。図２Ａは、３ＭＡＰネットワークの概略図であり、図２Ｂは、同じ３ＭＡＰネットワークの接続グラフである。図２Ｃは、コンフリクト・グラフである。ＳＴＡ Ｓは、ＭＡＰ Ｂおよび ＭＡＰ Ｃに接続することができるものの、無線インターフェースを１つしか持っていないため、一度にＭＡＰ ＢおよびＭＡＰ Ｃのいずれかとしか通信できない。ＳＴＡ Ｓは、１つの無線のみしか持っていないので、ＢＳリンクおよびＣＳグラフは、コンフリクト・グラフ上に存在する。ゲートウエイ２０５は、ＭＡＰ ＢおよびＭＡＰ Ｃのいずれか、または、両方と通信することができる。しかしながら、ＡＢリンクとＡＣリンクは、共通のエンドポイントを持っているため、コンフリクトが存在する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｓにおいて特定された通信時間のコストは、ルーティングのメトリック（尺度）として使用される。通信時間のコストは、特定のリンクを介してフレームを伝送するのに消費されるチャネル・リソースの量を反映する。リンクの通信時間のコストは、以下のように計算される。

ここで、Ｏは、フレームヘッダ、トレーニング・シーケンス、アクセス・プロトコル負荷を含むチャネル・アクセス・オーバーヘッドであり、Ｓは、標準的なテスト・フレームの長さである。これらの制約についてのＩＥＥＥ８０２．１１ｂネットワークにおける幾つかの代表値は、Ｏ＝６９９μ秒およびＳ＝１０２４バイトである。ｒおよびＥは、それぞれ、現行のチャネル条件の下でテスト・フレーム・サイズＳの場合のリンク・レートおよびフレーム・エラーレートである。これらの値は、ローカルに推定することができる。パスのコストは、パス上の各リンクの通信時間コストの合計である。

プロアクティブ・ルーティング・モードにおいて、ゲートウエイは、パス・コスト・フィールドおよびシーケンス番号を含む経路アナウンスメント・メッセージをブロードキャストすることによって、周期的に自己の情報を他に知らせる。パス・コストの値は、ゲートウエイにおいてゼロに初期化され、経路アナウンスメント・メッセージの伝播の間に、中間の各ＭＡＰで更新される。シーケンス番号は、経路アナウンスメントがゲートウエイによって送信される度に増やされる。経路アナウンスメントが受信されると、ＭＡＰは、経路アナウンスメントが有するパス・コストに流入するリンクのコストを追加することによって、流入するパスのコストを更新する。受信メッセージ内のシーケンス番号が、この時点までに見られていたものよりも大きい場合、または、同じシーケンス番号であるが、パス・コストが現在の値よりも良好である場合には、ＭＡＰは、ゲートウエイへのパスを更新し、経路アナウンスメントを再度ブロードキャストする。バックホール内の全てのＭＡＰが経路アナウンスメント・メッセージを受信するまでこの処理が繰り返されるため、トポロジーは、ゲートウエイから離れるように構築される。このように、パスは、プロアクティブに構築され、各ＭＡＰとゲートウエイとの間で維持される。構築されたパスは、ゲートウエイをルートとするツリーを形成する。なお、バックホールにおいて他のルーティング・メトリックおよびルーティング・プロトコルを使用して各ＭＡＰとゲートウエイとの間のパスを構築してもよい。さらに、アナウンスメント・メッセージに応答するツリーの各ノードにより、逆順パスを構築してもよい。

先願（ＰＣＴ／ＵＳ２００７／００５５６５）において、エンド・トゥ・エンドのパフォーマンスを意識したアソシエーション・メカニズムが教示されている。ＪＳＥＬとよばれるアソシエーション・メトリックは、以下のように規定される。
ＪＳＥＬ＝βＱ_ａｌ＋（１−β）Ｃ_ｂｐ （１６）
ここで、Ｑ_ａｌは、ＳＴＡとＭＡＰとの間のアクセス・リンクの品質を反映したアクセス・リンクのメトリックである。ＭＡＰ ｊおよび参加しようとするＳＴＡ ｉについて、以下の式が与えられる。

ここで、Ａ（ｊ）は、ＭＡＰ ｊと現在アソシエーションを行っている各ＳＴＡのセットを表している。Ｓは、テスト・フレーム・サイズ（例えば、１０２４バイト）であり、ｒ_ｎは、ＳＴＡ ｎとＭＡＰ ｊとの間のリンク・データ・レートである。Ｅ_ｉは、ＳＴＡ ｉがデータ・レートｒ_ｉでサイズＳのフレームの各フレームを伝送する場合のＳＴＡ ｉとＭＡＰ ｊとの間のリンク上のパケット損失レートを表す。Ｃ_ｂｐは、ＭＡＰからゲートウエイへのバックホール・パスの累積的なコストである。これは、ＭＡＰビーコンおよびプローブ応答フレームにおいて搬送され、このような情報を各ＳＴＡが利用できるようにする。β∈［０，１］は、チューナブル・パラメータであり、等式（１６）においてアクセス・リンクの品質とバックホール・パスの品質とのバランスを取るために使用される。

再び図３を参照すると、ゲートウエイは、ステップ３０５において、各ＭＡＰおよび各ＳＴＡからネットワーク情報を収集する。次に、ゲートウエイは、ステップ３１０において、本発明の方法を使用して、最適なＳＴＡ−ＭＡＰアソシエーション、バックホール・ルーティングおよび帯域割当てを決定する。この方法は、等式（１）〜（１０）に記載したような、最大のスループットのレート割当て、または、等式（１１）〜（１５）に記載したような、ｍａｘ‐ｍｉｎのレート割当てを達成する。ステップ３１５において、次に、ゲートウエイは、各ＭＡＰおよび各ＳＴＡに、ゲートウエイが決定したＭＡＰ−ＳＴＡのアソシエーションおよびバックホール・ルーティングを通知する。ゲートウエイは、集中型のＭＡＣプロトコルを介して帯域幅の割当て通知を実行する。次に、ステップ３２０において、ゲートウエイは、決定された帯域幅の割当てに基づいて、集中型のＭＡＣプロトコルに送信のスケジューリングを行うように指示する。次に、ステップ３２５において、ゲートウエイはテストを実行して、新たな情報を受信しているかどうかを判定し、各ＭＡＰおよび各ＳＴＡから受信した新たな情報に基づいて自己の決定を更新する必要があるかどうかを判定する。

Claims (28)

1. ネットワーク情報を収集するステップと、
   前記収集したネットワーク情報に基づいて、ルーティング、アソシエーション、および帯域幅割当てを決定するステップと、
   メッシュ・アクセス・ポイントに前記ルーティング、前記アソシエーション、および前記帯域幅割当てを通知するステップと、
   クライアント・ノードに前記アソシエーションを通知するステップであって、前記アソシエーションは、前記クライアント・ノードを前記メッシュ・アクセス・ポイントに関連付けるメカニズムである、該ステップと、
   前記クライアント・ノードに当該クライアント・ノードのための前記帯域幅割当てを通知するステップと、
   を含む方法。
2. 前記帯域幅割当てに基づいてデータの送信をスケジューリングするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記収集するステップは、集中型の媒体アクセス制御プロトコルおよび分散型の媒体アクセス制御プロトコルの一方を介して行われ、前記方法はゲートウエイに存在する集中型のコントローラによって行われる、請求項１に記載の方法。
4. 前記決定するステップは、最大スループットの帯域幅レート割当ておよびｍａｘ‐ｍｉｎの帯域幅レート割当ての一方を決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記スケジューリングするステップは、集中型の媒体アクセス制御プロトコルを介して行われる、請求項２に記載の方法。
6. 更新されたネットワーク情報を受信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. ネットワーク情報を収集する手段と、
   前記収集された情報に基づいて、ルーティング、アソシエーション、および帯域幅割当てを決定する手段と、
   メッシュ・アクセス・ポイントに前記ルーティング、前記アソシエーション、および前記帯域幅割当てを通知する手段と、
   クライアント・ノードに前記アソシエーションを通知する手段であって、前記アソシエーションは、前記クライアント・ノードを前記メッシュ・アクセス・ポイントに関連付けるメカニズムである、該手段と、
   前記クライアント・ノードに当該クライアント・ノードのための前記帯域幅割当てを通知する手段と、
   を含む、装置。
8. 前記帯域幅割当てに基づいてデータの送信をスケジューリングする手段をさらに含む、請求項７に記載の装置。
9. 前記収集する手段は、集中型の媒体アクセス制御プロトコルおよび分散型の媒体アクセス制御プロトコルの一方を用いて実施され、前記装置はゲートウエイに存在する集中型のコントローラである、請求項７に記載の装置。
10. 前記決定する手段は、最大スループットの帯域幅レート割当ておよびｍａｘ‐ｍｉｎの帯域幅レート割当ての一方を決定する手段をさらに含む、請求項７に記載の装置。
11. 前記スケジューリングする手段は、集中型の媒体アクセス制御プロトコルを用いて実施される、請求項８に記載の装置。
12. 更新されたネットワーク情報を受信する手段をさらに含む、請求項７に記載の装置。
13. リンク品質およびチャネル状態を測定するステップと、
    前記測定するステップの結果をコントローラに報告するステップと、
    前記コントローラからルーティング決定およびデータ転送命令を受信するステップと、
    前記ルーティング決定および前記データ転送命令をクライアント・ノードに転送するステップと、
    を含む方法。
14. 前記ルーティング決定はバックホール・ルーティング決定である、請求項１３に記載の方法。
15. 前記方法はメッシュ・アクセス・ポイントによって行われる、請求項１３に記載の方法。
16. リンク品質およびチャネル状態を測定する手段と、
    前記測定の結果をコントローラに報告する手段と、
    前記コントローラからルーティング決定およびデータ転送命令を受信する手段と、
    前記ルーティング決定および前記データ転送命令をクライアント・ノードに転送するステップと、
    を含む装置。
17. 前記ルーティング決定はバックホール・ルーティング決定である、請求項１６に記載の装置。
18. 前記装置はメッシュ・アクセス・ポイントである、請求項１６に記載の装置。
19. リンク品質およびチャネル状態を測定するステップと、
    前記測定するステップの結果をコントローラに報告するステップと、
    前記コントラーラからアソシエーション命令を受信するステップと、
    前記受信したアソシエーション命令に基づいて、既に記憶されたアソシエーション命令を更新するステップと、
    を含み、
    アソシエーション命令は、クライアント・ノードとメッシュ・アクセス・ポイントとの間でアソシエーションを行うことを可能にする、方法。
20. 前記コントローラから帯域幅割当て命令を受信するステップと、
    前記帯域幅割当て命令を更新するステップと、
    をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記報告するステップは、メッシュ・アクセス・ポイントを介して行われる、請求項１９に記載の方法。
22. 前記受信するステップは、メッシュ・アクセス・ポイントを介して行われる、請求項１９に記載の方法。
23. 前記方法はクライアント・ノードによって行われる、請求項１９に記載の方法。
24. リンク品質およびチャネル状態を測定する手段と、
    前記測定の結果をコントローラに報告する手段と、
    前記コントラーラからアソシエーション命令を受信する手段と、
    前記受信したアソシエーション命令に基づいて、既に記憶されたアソシエーション命令を更新する手段と、
    を含み、
    アソシエーション命令は、クライアント・ノードとメッシュ・アクセス・ポイントとの間でアソシエーションを行うことを可能にする、装置。
25. 前記コントローラから帯域幅割当て命令を受信する手段と、
    前記帯域幅割当て命令を更新する手段と、
    をさらに含む、請求項２４に記載の装置。
26. 前記報告する手段は、メッシュ・アクセス・ポイントによって実施される、請求項２４に記載の装置。
27. 前記受信する手段は、メッシュ・アクセス・ポイントによって実施される、請求項２４に記載の装置。
28. 前記装置はクライアント・ノードである、請求項２４に記載の装置。