JP2015536619A - ワイヤレスエネルギ最適化のための方法 - Google Patents

Abstract

アクセスポイントと複数のワイヤレスクライアントの間のワイヤレス電力および信号完全性を最適化する方法は、クライアントデバイスへのダウンリンク帯域幅および信号強度を検出する、アクセスポイントでランするアルゴリズムを含む。この情報を使用して、アクセスポイントのワイヤレスパラメータは、最適のダウンリンク電力および信号条件に到達するように調整されうる。アクセスポイントへのアップリンク帯域幅および信号強度制御は、アクセスポイントにより提供される信号強度情報を使用して、クライアントデバイスのそれぞれにおいて行われる。これは、閉ループのやり方で、送信電力制御および信号完全性について、アクセスポイントおよび個別のワイヤレスクライアントデバイスの両方の調整で、ダイナミックなバランスを達成する。アクセスポイントは、同じダイナミックなバランスを行うことができる一方、複数の周波数帯域で動作する複数のクライアントデバイスをサポートすることができる。

Description

本発明は、ワイヤレスネットワークに関し、詳細には、アクセスポイントおよびクライアントデバイスの両方において送信機電力出力を最小化する方法に関する。
関連出願の相互参照
本出願は、その教示が本明細書に組み込まれる、２０１２年１１月１６日に出願されたＥｕｒｏｐｅａｎ Ｐａｔｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１２３０６４３１．３に対する、米国特許法第１１９条に基づく優先権を主張する。

電力レベルなどの送信機リソースの制御は、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）において、電力を保存するためのみならず、ローカル規則に準拠し、隣接するワイヤレスシステム間の互換性を促進するために重要である。いくつかの以前のワイヤレスシステムは、ネットワーク発見、制御、ワイヤレスストリーミング、またはファイル転送のために、マスタおよびスレーブ構成を提供する。家庭内のクライアントの場所は、距離、障害物、動作中の隣接するワイヤレスシステム、アンテナ配置、および他の効果のために、ワイヤレス性能に影響を及ぼしうる。多入力多出力（ＭＩＭＯ）の使用は、マスタアクセスポイント（ＡＰ）からクライアントへの複数の送信経路とともに、全体の受信した情報をより豊かな受信へと組み合わせることを試みるための高度なハードウェアおよびソフトウェア処理を提供することにより、これらの難点のいくつかに対処するよう試みてきた。これらの場合に、受信された反射信号は、受信された主信号に加えられ、さらなるデータ受信の改善を提供するために処理される。この技法は、単に１つのＲＦチャネルを依然として使用する一方で、スループットを２倍にするために、２つの空間ストリームが送信されうる、空間多重化も作動化させることができる。４０ＭＨｚチャネルを作動させるチャネル結合、追加のサブキャリアを用いるＯＦＤＭのより効率的な使用、ならびに送信オーバヘッドを最小化するためのフレームアグリゲーションおよびブロックＡＣＫなどの他の技法も、ワイヤレスシステムのデータ送信効率を改善した。これらの送信および処理技法は高度である一方、これらは、特定のワイヤレス環境条件に整合される送信電力レベルのダイナミックな制御を用いて、さらにより効率的となるであろう。

ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ標準におけるＷＭＭ実現に規定されるように、他の技法が、電力を温存するために使用された。しかし、これらは、通常、適切なときにオンまたはオフにスイッチされる、スタンバイ動作に向けられる。メッシュネットワーキングを使用するシステム指向される実現は、同様の性能利点を提供することができ、広い区域をカバーすることができる、商業、工業、および教育環境で使用された。これらは、ほとんどの家庭状況では、いくぶん高価で行き過ぎである。

この概要は、詳細な説明中で、以下にさらに記載される、簡略化された形式での概念の選択を導入するために提供される。概要は、主張される主題のキーとなる特徴または本質的な特徴を識別することは意図されておらず、主張される主題の範囲を制限するために使用されることも意図されていない。

アクセスポイントおよび複数のクライアントデバイスを有するワイヤレスローカルエリアネットワーク内の送信機信号強度を制御する方法は、動作周波数域内の最低ダウンリンクビットレートを有するクライアントデバイスを選択するための、アクセスポイントのセットアップを含む。このアクセスポイントからのダウンリンク送信機電力レベルの最適化は、可能な最低送信信号電力レベルを使用して、選択されたクライアントデバイスに最大ダウンリンクビットレートを適応させることにより、上記周波数域内で上記選択されたクライアントデバイスを使用して達成される。上記アクセスポイントは、複数のクライアントデバイスに、受信されるアップリンク信号受信レベルの手段を提供する。各周波数域内の個別のクライアントデバイスは、最低アップリンク送信信号電力を使用して、個別のクライアントデバイスから最高アップリンクビットレートを提供するため、それらの個別のアップリンク送信機電力レベルを最適化するように、情報を使用する。

発明の追加の特徴および利点は、添付の図を参照して進める、説明に役立つ実施形態の以下の詳細な記載から明らかとなるであろう。

発明の上記の概要、ならびに説明に役立つ実施形態の以下の詳細な記載は、主張される発明に関して、限定としてではなく例として含まれる、添付の図面と併せて読まれるとより良好に理解される。

本発明を実現するのに好適な、例示的なワイヤレスローカルエリアネットワーク環境を示す図である。 本発明の例示的な実施形態に係る送信ダウンリンク電力を調整するための、アクセスポイントのワークフローを示す図である。 本発明の例示的な実施形態に係るアクセスポイント送信電力およびアクセスポイント送信ダウンリンクビットレート対時間を図示するプロットである。 本発明の例示的な実施形態に係る送信ダウンリンク電力を調整するための、アクセスポイントのワークフロー図である。 本発明の例示的な実施形態に係る送信アップリンク電力を調整するための、クライアントデバイスのワークフロー図である。 本発明の例示的な実施形態に係るアクセスポイントおよびクライアントデバイス送信電力ならびにアクセスポイントおよびクライアントデバイスビットレート応答を図示するプロットである。 本発明の例示的な実施形態に係るアクセスポイントブロック図である。 本発明の例示的な実施形態に係るクライアントデバイスブロック図である。

さまざまな説明に役立つ実施形態の以下の記載では、その部分を形成する、添付の図面への参照がなされ、その中で、図解として、発明内のさまざまな実施形態が実施されうることが示される。他の実施形態が利用されてよく、本発明の範囲から逸脱することなく構造的および機能的修正がなされてよいことを理解されたい。

発明の１つの特徴は、メディア交換のために、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚ ＩＥＥＥ ８０２．１１送信の組合せを使用して、アクセスポイント（ＡＰ）と複数のワイヤレスクライアントの間の、ワイヤレス送信電力および信号完全性を最適化する方法を含む。ＡＰ内で行われるプロセスは、ＡＰに関連するワイヤレスクライアントデバイスの帯域幅および信号強度を検出する。この情報を使用して、ＡＰのワイヤレスパラメータは、帯域のそれぞれの、十分な電力および信号条件に到達するために、別個に、無線インターフェイスの各帯域（２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚ）について調整されうる。これは、無関係のワイヤレスエネルギが高密度環境（アパート、マンションなど）で送信されるのを最小化することができる。同様の処理が、個別のワイヤレスクライアントデバイスで行われうる。クライアントデバイスの情報は、ＡＰで共有され、閉ループのやり方で、電力および信号完全性について、ＡＰダウンリンク送信レベルおよび個別のクライアントデバイスからのアップリンク送信レベルの両方の調整で、ダイナミックなバランスが行われることを可能にする。

本発明への潜在的なシステム利点は、存在するネットワーク接続性および性能状態を示す、ユーザインターフェイス（ＵＩ）への、豊かな量の情報を潜在的に提供することを含む。２つの無線（２．４ＧＨｚと５ＧＨｚ帯域）のそれぞれについてＡＰから放射される電力調整が使用されて、ＡＰから個別のクライアントへの十分な信号接続性を達成し、一方、送信区域を過度に駆動せず、高人口区域内の他の隣接するＷｉＦｉネットワークと干渉しない制御されたレベルに放射される電力を保つ。本発明は、関連するワイヤレスクライアントデバイス用の別個の調整を含み、それらの放射される電力を制御する。ダウンリンク送信電力制御の量は、ＡＰがクライアントのそれぞれの現在の状態を受信した後、ＡＰにより管理される。ＡＰは、次いで、使用されている両方の無線周波数上の全てのクライアントを考慮して、ネットワーク用の全体的な調整スキームを作り出すことができる。クライアントデバイスアップリンク送信電力の調整は、クライアントが電池動作されるデバイスであるかどうかを考慮することができ、その場合、クライアントにおける電力温存が優先されうる。合わせて、これは、個別のデバイスにそれら自体の様相を決定させる代わりに、ワイヤレス動作の、フルシステム閉ループ制御を提供する。

図１は、アクセスポイント（ＡＰ）および複数のクライアントデバイスを有する、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）環境を図示する。図１は、デュアルコンカレント（dual concurrent）ＩＥＥ ８０２．１１インターフェイス、すなわち２．４ＧＨｚクライアントデバイス用のものおよび５ＧＨｚクライアントデバイス用のものを有するようなアクセスポイント１０５を表す。２．４ＧＨｚクライアントデバイス１１０、１１５、１２０は、標準のＩＥＥＥ ８０２．１１プロトコルを使用して通信する（１４０）。５ＧＨＺクライアントデバイス１２５、１３０、１３５もまた、標準のＩＥＥＥ ８０２．１１プロトコルを使用して通信する（１５０）。両方のタイプのクライアントデバイスは、ステーション（ＳＴＡ）またはリモート端末（ＲＴ）として、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準に一致する。アクセスポイント（ＡＰ）からクライアントデバイスへと進行する送信は、ダウンリンク送信と呼ばれる。クライアントデバイスからＡＰへと進行する送信は、アップリンク送信と呼ばれる。

図２は、ＡＰダウンリンク送信機電力を調整するため、ＷＬＡＮ内のアクセスポイントにより行われるワークフローの例示的な流れ図を提示する。図１におけるような、１つのＡＰおよび複数のアクセスポイントが存在するＷＬＡＮ環境では、図２の流れ図２００は、ダウンリンク送信機電力が最小化され、一方、最も好ましくない受信条件を有するクライアントデバイスに最大ビットレートを提供する調整された状態をセットアップすることに使用されうる。図２のステップ２０１、フロー２００は、ＡＰと互換性がある複数のクライアントの全てに最大ＡＰダウンリンク送信電力をアサートすることによりプロセスを開始する。この最大ＡＰダウンリンク送信電力レベルは、ローカル規則、環境条件、ならびにＡＰおよびクライアントデバイスの互換性により支配されうる。ローカル規則は、ローカルの環境にしたがって変化する可能性がある、送信機電力上の上限閾値を設置する可能性がある。同じく、ＡＰとクライアントデバイスの間の互換性は、ワイヤレスモードに依存して変化する可能性がある。ＩＥＥＥ ８０２．１１ Ａ、Ｂ、Ｇ、ＮなどのＩＥＥＥ ８０２．１１の異なるバージョンであるワイヤレスモード。

ステップ２１５において、ＡＰは、全てのクライアントデバイスについて、ＡＰダウンリンクビットレートを測定する。発明の１つの特徴では、このＡＰ測定は、帯域毎ベースで行われる。例えば、図１の２．４ＧＨｚ帯域のワイヤレスクライアントのダウンリンクビットレートは、プロセス２００について測定されることになる。後で、プロセス２００は、図１内のデバイスの５ＧＨｚ帯域について繰り返されることができる。最大ＡＰ送信電力を使用して、動作帯域内で、ＡＰが全てのクライアントのダウンリンクビットレートを測定した後、最低ビットレートを有するクライアントが選択されて、ＡＰダウンリンク送信電力レベルが、その帯域内のクライアントデバイスの全てについて十分であることを確実にする。ステップ２２０において、ビットレートの任意の変化が検出される。差異は、測定された最後の値と測定された前の値を使用して測定される。ビットレートの変化がない場合、フロー２００は、ステップ２１５に戻る。ビットレートの変化がある場合、フロー２００は、データ接続が評価されるステップ２２５に進む。データ接続は、単なるＲＦリンクでデータの交換がない条件下では存在しえない。そのような条件は、ＡＰからクライアントへの交換の、暗号化および初期化フェーズ中で存在することができる。データ接続がない場合、プロセス２００はステップ２１５に戻る。データ接続が存在する場合、ステップ２３０において、最大ビットレート条件が検査される。

ステップ２３０において、最大ビットレートは、ＡＰおよびクライアントペアがサポートすることができる最大ビットレートである。この最大ビットレートに影響を及ぼす要因は、ワイヤレスモード（ＩＥＥＥ ８０２．１１ Ａ、Ｂ、Ｎ、Ｇなど）ならびに特定のシステム用のローカル規則を含む。最大ビットレートが使用されていない場合、プロセス２００はステップ２４０に移動し、そこで、ＡＰ送信（ＴＸ）電力レベルが増加される。ＴＸ電力レベルのこの増加は、より高いダウンリンクビットレートをサポートするため、ＡＰがより大きなＲＦ信号強度を送信することを可能にする。ＡＰのＴＸ電力レベルを漸進的に増加した後、ステップ２４０はステップ２１５へとうしろに移動する。ＴＸ電力を増加させるこのステップは、フロー２００の動作における繰返しの最中に起こってよい。

最大ビットレートが使用されている場合、ＡＰ ＴＸ電力信号レベルが低下されて、送信リソースを温存し、放出を減少させうる条件が存在する。したがって、ステップ２１５で選択された最低ビットレートクライアントデバイス上で最大ビットレートが使用されている場合、プロセス２００はステップ２３０からステップ２５０に移動し、そこで、ＡＰの送信機電力が漸進的に減少される。次いで、プロセス２００はステップ２１５へとうしろに移動する。

プロセス２００は、本質的に、最低ビットレートクライアントデバイスが、可能な最低ＡＰ送信機電力レベルで動作することを可能にする。このプロセスは、図３に図示される。図３は、図１のセットアップフロー２００を使用する、ＡＰ送信機電力および最低ビットレートクライアントデバイスのダウンリンクビットレート対時間のサンプルプロットを表す。時間ｔ＝０において、ＡＰ送信電力レベルは、以前に記載したように、ローカル規則およびワイヤレスモードにより許容される最大値にセットされる。図１のプロセスを適用して、送信電力が減少する一方、選択されたワイヤレスモードについての最大ダウンリンクビットレートを維持する。時間ｔ＝１において、プロセス２００は、最大ビットレートを保つことができる点より低く送信機電力を落とす。したがって、選択されたクライアントデバイスへのダウンリンクビットレートは落ちる。時間ｔ＝２において、プロセスは、直ちに送信電力レベルを増加させ始めて、選択されたクライアントデバイスへの最高ダウンリンクビットレートを達成しようと再び試みる。時間ｔ＝３において、送信電力レベルは、選択されたクライアントデバイスへの最大ダウンリンクビットレートを保つのに再び十分となる。

ＡＰの送信電力レベルおよび対応するビットレートは、ここで、安定したままとなることができ、この安定条件は、ダウンリンクビットレートをサポートし続ける、可能な最低送信ビットレートを表す。時間ｔ＝４において、モバイルと仮定されるクライアントデバイスは、ＡＰから離れて移動する。図３の例では、移動は、選択されたクライアントデバイスにおいて受信信号を減少させるのに十分な距離である。結果として、ＡＰにおいて検出される、クライアントデバイスのダウンリンクビットレートは落ちる。しかし、図２のプロセスは、時間ｔ＝５において、送信信号レベルを漸進的に増加させ始める。時間ｔ＝６において、ＡＰの送信信号電力は、選択されたクライアントデバイスへの最大ダウンリンクビットレートを保つのに再び十分となる。図２のプロセス２００は、任意の時間に最低ビットレートデバイスを検出し、モバイルクライアントデバイスの全てに最大ビットレートダウンリンクを維持するために、最低デバイスを選択するように動作することに留意されたい。図３の例のプロットに示されるように、選択されたクライアントデバイスの物理的な移動は、ＡＰの送信電力レベルを変化させ、最小送信電力レベルを提供し、最大ダウンリンクビットレートをサポートすることにより適応される。

図２の例のプロセス２００は、図１の構成１００に示される２．４ＧＨｚ動作帯域のワイヤレスクライアントデバイス１１０、１１５、および１２０用に実行される。このセットアップ手順２００は、２．４ＧＨｚユニット間の最低ビットレートデバイスを見つけるために、ＡＰ１０５によって行われる。図２のプロセス２００は、図１内に示される５ＧＨｚ動作帯域の、ワイヤレスクライアントデバイス１２５、１３０、および１３５用にＡＰによってやはり行われる。このセットアップ手順２００は、５ＧＨｚユニット間の最低ビットレートデバイスを見つけるために、ＡＰ１０５によってやはり行われる。したがって、単一のＡＰ１０５は、２．４ＧＨｚ帯域ワイヤレスクライアントデバイスおよび５ＧＨｚ帯域ワイヤレスクライアントデバイスの両方で、ダウンリンク送信電力レベルの最適化を別個に適応させることができる。これは、２．４ＧＨｚクライアントデバイスの最低ビットレートクライアントデバイス用に選択される１つのダウンリンク送信電力レベル、および５ＧＨｚクライアントデバイスの最低ビットレートクライアントデバイス用に選択される別のダウンリンク送信電力レベルを生じる。

図４ａは、ＡＰダウンリンク送信（ＴＸ）電力レベルを調整するため、ＡＰ内で起こるワークフロー４００を表す。図２を使用して前に示されたように、ＡＰは、そのダウンリンク送信電力レベル制御を、最低ダウンリンクビットレートを有するクライアントデバイスに基づいて行う。本発明の１つの特徴では、ＡＰは、各個別のクライアントデバイスについてＡＰにより受信されるときのアップリンク信号受信レベルを測定することができる。図４ａのステップ４０１では、ＡＰは、クライアントデバイスの全てに、ＡＰで測定されるときの、それらのそれぞれのアップリンク信号受信レベル情報を送信する。したがって、クライアントデバイスの全ては、それがＡＰにより受信されるときの、それら自体のアップリンク送信信号レベルについての情報を受信する。ステップ４０３で、ＡＰは、クライアントデバイスのそれぞれに、クライアントデバイスにより測定されるときのダウンリンク信号受信レベルの要求を送信する。クライアントは、ダウンリンクされたＡＰ送信信号の、それらの個別の受信信号強度を提供することにより応答する。ステップ４０５において、ＡＰは、個別のクライアントデバイスから受信した情報を処理する。ここで、ＡＰは、最低ダウンリンクビットレートを有するとして以前に選択されたクライアントについてのみ、クライアントダウンリンク受信信号レベルの変化を決定する。選択された低ビットレートクライアントデバイスについて、ビットレートの任意の変化がステップ４０５において検出される。差異は、測定された最後の値と測定された前の値を使用して、測定される。ステップ４０５において、クライアントデバイス受信信号レベルに変化がない場合、プロセス４００はステップ４０３に戻る。ステップ４０５において、クライアント受信信号レベルに変化がある場合、プロセス４００はステップ４０７に移動する。ステップ４０７において、選択されたクライアントデバイスについての最大ビットレートが試験される。ステップ４０７において、最大ビットレートは、ＡＰおよび選択されたクライアントペアがサポートすることができる最大ビットレートである。上記のように、この最大ビットレートに影響を及ぼす要因は、ワイヤレスモード（ＩＥＥＥ ８０２．１１ Ａ、Ｂ、Ｎ、Ｇなど）ならびに特定のシステム用のローカル規則を含む。最大ビットレートが使用されていない場合、プロセス４００はステップ４１１に移動し、そこで、ＡＰ送信（ＴＸ）電力レベルが増加される。ＴＸ電力レベルのこの増加は、より高いダウンリンクビットレートをサポートするため、ＡＰがより大きなＲＦ信号強度を送信することを可能にする。ＡＰのＴＸ電力レベルを漸進的に増加した後、ステップ４１１はステップ４０３へとうしろに移動し、そこで、クライアントデバイスにおいて測定されるダウンリンク信号受信レベルがポーリングされる。

ステップ４０７において、最大ビットレートが使用されている場合、ＡＰ ＴＸ電力信号レベルが低下されて、送信リソースを温存し、放射される放出を減少させうる条件が存在しうる。したがって、最低ビットレートクライアントデバイス上で最大ビットレートが使用されている場合、プロセス４００はステップ４０７からステップ４０９に移動し、そこで、ＡＰの送信機電力が漸進的に減少される。次いで、プロセス４００はステップ４０３へとうしろに移動する。プロセス４００は、最低ビットレートクライアントデバイスが、可能な最低ＡＰ送信機電力レベルで動作することを本質的に可能にする。

図４ｂは、個別のクライアントデバイスのそれぞれによって、その応答または個別のクライアントデバイスから放射されるアップリンク送信電力レベルを制御するために実行されるワークフロープロセス４５０を表す。ステップ４５１において、各クライアントは、個別のクライアントデバイスにより測定されるときのダウンリンク信号受信レベルについて、ＡＰからの要求を受信する。本質的に、これは、図４ａのステップ４０１のクライアント効果である。それに応じて、ステップ４５３において、各クライアントは、それ自体の受信したダウンリンク信号受信レベルを測定し、情報をＡＰに転送する。ステップ４５５において、クライアントデバイスは、個別のクライアントデバイスにより測定されるときのダウンリンク信号受信レベルに変化があったかどうかを確認する。。差異は、測定された最後の値と測定された前の値を使用して、測定される。クライアントデバイスにおいて受信されたダウンリンク信号レベルに変化がない場合、プロセス４５０はステップ４５３へとうしろに移動する。ステップ４５５において、個別のクライアントデバイスにより受信されたダウンリンク信号が変化したと決定される場合、ステップ４５７が進入され、そこでクライアントデバイスのアップリンクビットレートが検査される。ここで、アップリンクビットレートは、ＡＰと個別のクライアントの互換性を含むローカル環境の制約に基づいて、個別のクライアントデバイスがＡＰに戻して送信することができる、最大ビットレートである。

最大アップリンクビットレートが使用されていない場合、プロセス４５０はステップ４５７からステップ４６１に移動し、そこで、クライアントアップリンク信号送信電力レベルが増加される。アップリンク電力レベルのこの増加は、クライアントからＡＰのリンクをより頑強にさせ、最終的に、個別のクライアントデバイスについて最大アップリンクビットレートを設定する助けとなりうる。ステップ４６１におけるアップリンク電力レベルの漸増増加後に、プロセス４５０はステップ４５３に移動する。

ステップ４５７において、個別のクライアントデバイスからの最大アップリンクビットレートが既にその最大ビットレートである場合、過剰な送信電力が使用されている条件が存在しうる。したがって、プロセス４５０は、ステップ４５７からステップ４５９に移動し、そこで、アップリンク電力レベルで漸進的減少がなされる。クライアントデバイス内のプロセス４５０は、次いでステップ４５３に移動する。プロセス４５０は、最大アップリンク送信ビットレートを達成するために、個別のクライアントデバイスからの可能な最低アップリンク送信電力レベルを使用することにより、各個別のクライアントデバイスからのアップリンク電力を最適化する効果を有する。

発明の１つの特徴では、各個別のクライアントデバイスは、図４ｂのプロセスを利用し、したがって、各個別のクライアントデバイスは、受信するＡＰにより測定されるときの、それ自体のアップリンク信号受信レベルに関してＡＰから情報を得る。この情報は、次いでプロセス４５０で使用されて、クライアントデバイス内のアップリンク送信機のそれぞれを最適化する。

図５は、本発明の態様に係るＡＰおよびクライアント挙動のサンプルプロット５００を表す。図５では、図３、図４ａ、および図４ｂのプロセスフローが、ＷＬＡＮ環境内で、それらのそれぞれのデバイスで使用されることが仮定される。図５は、２つのフェーズプロセスを表す。図５では、フェーズ１は、時間ｔ＝０と時間ｔ＝９の間で起こるように表される。フェーズ２は、時間ｔ＝９と時間ｔ＝１１の間で起こるように表される。

図５のフェーズ１では、ｔ＝０において、ＡＰは、最大ダウンリンク送信電力で送信することにより開始する。これは、図５（ａ）内のｔ＝０において表される。図２のプロセス２００に追従して、ＡＰは、そのダウンリンク送信電力レベルを、選択されたクライアントデバイスへのＡＰダウンリンクビットレートが図５（ｃ）内のｔ＝８において落ちるまで、低減させる。図２プロセスに追従して、ＡＰは次いで、選択されたクライアントデバイスへのダウンリンクビットレートが時間ｔ＝９において最大レベルに上昇するまで、ダウンリンク信号電力レベルを漸進的に増加させる。図５（ａ）内のｔ＝８とｔ＝９の間に見られる送信電力レベルのこの上昇およびビットレート上昇は、時間ｔ＝９において図５（ｃ）で見られる。ＡＰから生じるダウンリンク電力レベルは、したがって、選択されたクライアントデバイスに対し最大ダウンリンクビットレートをサポートする、最低ダウンリンク送信電力レベルとして最適化される。ＡＰについて、図４Ａのプロセス４００は、ＡＰ内の可能な最低ダウンリンク送信電力レベルのため最大ダウンリンクビットレートを提供することにより、ＡＰ送信電力を最適化するように機能する。

フェーズ２では、クライアントデバイスはそれぞれ、時間ｔ＝９直後に始まる、それらのアップリンク送信電力レベルを最適化する。図５（ｂ）は、最大レベルからより低いレベルに漸進的に減少されている、一例のクライアントアップリンク送信電力レベルを表す。最終的に、低減されたアップリンク送信電力レベル低減は、時間ｔ＝１０において図５（ｄ）で示されるように、一例のクライアントデバイスのアップリンクビットレートが低下することを生じる。その後、図４ｂのプロセス４５０は、時間ｔ＝１０とｔ＝１１の間で、図５（ｂ）に示されるように、一例のクライアントデバイスのアップリンク送信電力レベルを増加させるように機能する。時間ｔ＝１１において、一例のクライアントデバイスアップリンク電力レベルは、時間ｔ＝１１において図５（ｄ）で示されるように、最大レベルへのビットレートの増加をサポートするのに十分となる。したがって、一例のクライアントデバイスについて、図４ｂのプロセス４５０は、クライアントデバイスにより送信される可能な最低送信電力レベルのため最大アップリンクビットレートを提供することにより、アップリンク送信電力を最適化するように機能する。前述のように、プロセス４５０は、クライアントデバイスの全てにより実行され、したがって、ＷＬＡＮ内のクライアントデバイスの全ては、可能な最低アップリンク送信機電力出力レベルについて最大アップリンクビットレートを提供するように最適化される。クライアントデバイスの本質は、そのＷｉＦｉモード（ＩＥＥＥ ８０２．１１バージョン互換性）または動作周波数に関して、ＷＬＡＮシステムの全体的な送信電力最適化を制御しないことが留意される。より以前に論じたように、ＡＰは、ワイヤレスクライアントデバイスの各帯域について１つ、プロセス２００を行う。例えば、図２のプロセスは、デバイスの２．４ＧＨｚ帯域について１回、ワイヤレスクライアントデバイスの５ＧＨｚ帯域について１回行われる。同様に、図４ａおよび図４ｂのプロセスは、デバイスの２．４ＧＨｚ帯域について行われ、ワイヤレスクライアントデバイスの５ＧＨｚ帯域について別個に行われる。したがって、異なる周波数帯域で動作する異なるクライアントデバイスを有する図１に示されるようなＷＬＡＮシステムは、現在の発明の動作内に適応されうる。

全体的な、ＡＰおよびクライアントデバイスの動作の方法は、以下のように記載されてよい。アクセスポイントおよび複数のクライアントデバイスを有するワイヤレスローカルエリアネットワーク内の送信機信号強度を制御する方法は、アクセスポイントにより初期送信電力信号レベルを複数のクライアントデバイスに送信することによるＡＰのセットアップを含む。アクセスポイントにおいて、複数のクライアントデバイスのそれぞれに提供されるそれぞれのダウンリンクビットレートを測定すること。最低ダウンリンクビットレートを有するクライアントデバイスを選択すること。アクセスポイント送信機電力信号レベルは、次いで、アクセスポイント送信機電力信号レベルの最小値を使用して、選択されたクライアントデバイスのダウンリンクビットレートが提供されるように調整される。これは、選択されたクライアントデバイスのダウンリンクビットレートが低減されるまでアクセスポイント送信機電力信号レベルを低減させること、次いで、選択されたクライアントデバイスのダウンリンクビットレートが増加されるまでアクセスポイント送信機電力信号レベルを増加させることを含む。セットアップの効果は、選択されたクライアントデバイスのダウンリンクビットレートが、アクセスポイント送信機電力信号レベルの最小値を使用して、選択されたクライアントデバイスについて維持される。

ＡＰのダウンリンク送信機電力レベルのフェーズ１調整は、アクセスポイントにより複数のクライアントデバイスに、アクセスポイントにおいて測定されたそれぞれのアップリンク信号受信レベルを送信することにより実行される。ＡＰは、選択されたクライアントデバイスからのダウンリンク信号受信レベルを要求する。選択されたクライアントデバイスのダウンリンクビットレートを維持する一方、複数のクライアントデバイスへのアクセスポイント送信機電力レベルは、選択されたクライアントデバイスにおいて測定されたダウンリンク信号受信レベルに基づいて最小化される。

複数のクライアントデバイスへのアクセスポイント送信機電力レベルを最小化するステップは、アクセスポイントにより、選択されたクライアントデバイスにおいて測定されたダウンリンク信号受信レベルを受信すること、およびアクセスポイントにおいて、選択されたデバイスのダウンリンクビットレートを適応させる一方で、アクセスポイント送信機電力レベルが低減されることができるかを、選択されたクライアントデバイスにおいて測定されたダウンリンク信号受信レベルから決定し、低減されることができる場合、アクセスポイント送信機電力レベルを低減させることを含む。これは、選択されたデバイスのダウンリンクビットレートを維持するように、アクセスポイント電力レベルが最小化される効果を有する。

各クライアントデバイス内のアップリンク送信機電力レベルのフェーズ２調整は、複数のクライアントデバイスのそれぞれにおいて、アクセスポイントにおいて測定されたそれぞれのアップリンク信号受信レベルに基づいてアップリンク送信機電力レベルを最小化することにより実行される。

複数のクライアントデバイスのそれぞれにおいてアップリンク送信機電力レベルを最小化するステップは、複数のクライアントデバイスのそれぞれにおいて、複数のクライアントデバイスのそれぞれのアップリンクビットレートを適応させる一方で、それぞれのクライアントアップリンク送信機電力レベルが低減されることができるかを、アクセスポイントにおいて測定されたそれぞれのアップリンク信号受信レベルから決定し、低減されることができる場合、それぞれのクライアントアップリンク送信機電力レベルを低減させることを含む。これは、複数のクライアントデバイスのそれぞれの、それぞれのアップリンクビットレートを維持するために、クライアントアップリンク送信機電力レベルが最小化される効果を有する。単一のＡＰにより制御される２つの異なる周波数動作帯域のワイヤレスクライアントデバイスがあるときに図１のシステム構成が使用される場合、フェーズ１およびフェーズ２の動作が、クライアントデバイスの第１の帯域について１回、他の帯域で動作するクライアントデバイスについて別個だが並行して起こる。

図６は、本発明と併せて有用である、機能要素を示す、例のＡＰ６００ブロック図を表す。ＡＰは、ＲＦアンテナ６３０を有する２．４ＧＨｚ送信機および受信機６２５などの、少なくとも１つの送信機および受信機を含む。加えて、ＲＦアンテナ６４０を有する５ＧＨｚ送信機および受信機６３５などの、第２の送信機および受信機を含むことにより、デュアルバンドクライアント調節がなされうる。送信機および受信機は、１つの送受信機に組み込まれ、または別個に構築されうることがよく知られている。両方の構成が、本発明と互換性がある。

やはりＡＰ６００に含まれるのは、ＡＰ６００に関連するそれぞれの個別のクライアントデバイスと通信する、達成された個別のダウンリンクレートを検出するためのダウンリンクビットレート検出器６７０である。ＡＰ６００に関連する個別のクライアントデバイスのそれぞれからの、個別のアップリンク送信の受信信号強度情報を検出するため、受信時信号強度検出器６８０が、ＡＰ６００にやはり含まれる。

ＡＰは、ＷＬＡＮシステム用のＩＰヘッドエンドとして働く、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）へのインターフェイス６５０を含む。セットアップ制御およびシステム状態情報用のユーザインターフェイス（ＵＩ）を含む、ＡＰ６００のセットアップ構成および監視に適応するための、オプションの入力および出力インターフェイス６６０が存在してよい。メモリ６２０へのアクセスを有するプロセッサー６１５は、バス相互接続システム６４５の使用を介してＡＰの動作を制御するよう機能する。ＡＰについての、非バスベースの相互接続システムはオプションであり、ＡＰ設計の技術分野でよく知られている。プロセッサー６１５は、図２および図４ａのワークフローを使用して、ＡＰ６００の要素の動作を制御する。一実施形態では、ワークフローは、プロセッサー６１５により実行される、メモリ６２０に記憶されるソフトウェアまたはファームウェア命令として含まれてよい。ＡＰの、ロジックベースの制御実現など非プロセッサー中心の実現は、ＡＰ設計の技術分野で、やはりよく知られている。

図７は、本発明の態様に係るクライアントデバイス７００の一実施形態を表す。具体的には、図７実施形態は、アンテナ７３０を有する２．４ＧＨｚ送信および受信ブロック７２５を使用して２．４ＧＨｚで動作することができるクライアントデバイスを表す。５ＧＨｚ実施形態も可能であるが、ここでは示されない。クライアントデバイス７００は、ＡＰから受信したダウンリンク信号のレベルを検出するための、受信強度信号強度検出器７６０を含む。入力および出力（Ｉ／Ｏ）インターフェイス７５０は、無線インターフェイス７２５を介してクライアントデバイスに通信される情報に、ユーザまたはユーザデバイスをインターフェイスするため、クライアントデバイス内で名目上利用可能である。典型的なユーザインターフェイスは、クライアントデバイス制御および状態決定のために利用可能でありうる。

メモリ７２０へのアクセスを有するプロセッサー７１５は、バス相互接続システム７４５の使用を介してクライアントデバイス７００の動作を制御するよう機能する。クライアントデバイス７００についての非バスベースの相互接続システムはオプションであり、リモートステーションまたはクライアントデバイス設計の技術分野でよく知られている。プロセッサー７１５は、図４ｂのワークフローを使用して、クライアントデバイス７００の要素の動作を制御する。一実施形態では、ワークフローは、プロセッサー７１５により実行される、メモリ７２０に記憶されるソフトウェアまたはファームウェア命令として含まれてよい。クライアントデバイスの、ロジックベースの制御実現など非プロセッサー中心の実現は、リモートステーション設計の技術分野で、やはりよく知られている。

本発明は、さまざまな形式のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、専用プロセッサー、またはそれらの組合せで実現されうることを理解されたい。加えて、方法は、プロセッサーにより行われる命令により実現されてよく、そのような命令は、プロセッサー、または例えば集積回路、ソフトウェア担体もしくは他の記憶デバイス、例えばハードディスク、コンパクトディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）もしくは任意の他の磁気、光学、もしくは固体媒体などのコンピュータ可読媒体などに記憶されてよい。命令は、上に列挙された媒体のいずれかなどのコンピュータ可読媒体上に、有形に具現化されるアプリケーションプログラムを形成しうる。

添付図面に表される、構成システムコンポーネントおよび方法ステップのいくつかは、ソフトウェアまたはファームウェアに実現されうるため、システムコンポーネント（またはプロセスステップ）間の実際の接続は、本発明がプログラムされる方法によって異なってよいことをさらに理解されたい。本明細書での教示によって、当業者は、本発明のこれらおよび同様の、実現または構成を企図することが可能であろう。

Claims (11)

1. アクセスポイントおよび複数のクライアントデバイスを有するワイヤレスローカルエリアネットワーク内で送信されるワイヤレスエネルギの閉ループ制御を提供する方法であって、
   前記アクセスポイントによって、動作周波数帯域内で、前記アクセスポイントから前記複数のクライアントデバイスのそれぞれへのダウンリンクビットレートを測定し、前記複数のクライアントデバイスのうちから最低ダウンリンクビットレートを有するクライアントデバイスを選択するステップと、
   アクセスポイント送信機電力信号レベルを調整するステップであって、前記調整によって、前記選択されたクライアントデバイスの前記ダウンリンクビットレートは、アクセスポイント送信機電力信号レベルの最小値を使用して最初に設定される、ステップと、
   前記アクセスポイントによって、前記複数のクライアントデバイスに前記アクセスポイントにおいて測定された各アップリンク信号受信レベルを送信することによって、前記アクセスポイントにおいて測定された前記各アップリンク信号受信レベルに基づいて、前記複数のクライアントデバイスのそれぞれがアップリンク送信機電力レベルを調整することを可能にするステップと、
   前記アクセスポイントによって、前記選択されたクライアントデバイスからのダウンリンク信号受信レベルを要求するステップと、
   前記選択されたクライアントデバイスの前記ダウンリンクビットレートを維持する一方、前記選択されたクライアントデバイスにおいて測定された前記ダウンリンク信号受信レベルに基づいて、前記複数のクライアントデバイスへの前記アクセスポイント送信機電力レベルを最小化するステップと、
   を含み、
   前記アクセスポイント送信機電力レベルを最小化するステップおよび前記複数のクライアントデバイスのそれぞれがアップリンク送信機電力レベルを調整することを可能にするステップは、前記動作周波数帯域内で、前記ワイヤレスエリアネットワーク内で送信される前記ワイヤレスエネルギの閉ループ制御を提供する、前記方法。
2. 前記アクセスポイント送信機電力信号レベルを調整する前記ステップは、
   前記選択されたクライアントデバイスの前記ダウンリンクビットレートが低減されるまで、前記アクセスポイント送信機電力信号レベルを低減させるステップと、
   前記選択されたクライアントデバイスの前記ダウンリンクビットレートが増加されるまで前記アクセスポイント送信機電力信号レベルを増加させるステップであって、それによって、前記選択されたクライアントデバイスの前記ダウンリンクビットレートは、アクセスポイント送信機電力信号レベルの最小値を使用して、前記選択されたクライアントデバイスについて維持される、ステップと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のクライアントデバイスへの前記アクセスポイント送信機電力レベルを最小化する前記ステップは、
   前記アクセスポイントにより、前記選択されたクライアントデバイスにおいて測定された前記ダウンリンク信号受信レベルを受信するステップと、
   前記アクセスポイントにおいて、前記選択されたデバイスの前記ダウンリンクビットレートを適応させる一方で、前記アクセスポイント送信機電力レベルが低減されることができるかを、前記選択されたクライアントデバイスにおいて測定された前記ダウンリンク信号受信レベルから決定するステップであって、低減されることができる場合、前記アクセスポイント送信機電力レベルを低減させ、それによって、前記アクセスポイント送信機電力レベルは最小化されて前記選択されたデバイスの前記ダウンリンクビットレートを維持するステップと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記複数のクライアントデバイスのそれぞれにおいてアップリンク送信機電力レベルを最小化する前記ステップは、
   前記複数のクライアントデバイスのそれぞれにおいて、各クライアントアップリンクビットレートを適応させる一方で、各クライアントアップリンク送信機電力レベルが低減されることができるかを、前記アクセスポイントにおいて測定された前記各アップリンク信号受信レベルから決定するステップであって、低減されることができる場合、前記各クライアントアップリンク送信機電力レベルを低減させ、それによって、前記クライアントアップリンク送信機電力レベルが最小化されて、前記各クライアントアップリンクビットレートを維持するステップ
   を含む、請求項１１に記載の方法。
5. 前記複数のクライアントデバイスは、２．４ＧＨｚ周波数帯域および５ＧＨｚ周波数帯域において動作するデバイスを含む、請求項１に記載の方法。
6. 複数のワイヤレスクライアントデバイスの各クライアントデバイスについてのダウンリンクビットレートを検出するダウンリンクビットレート検出器と、
   前記クライアントデバイスのそれぞれから前記アクセスポイントに送信されるアップリンク信号強度を検出する信号強度信号検出器と、
   メモリに結合され、前記クライアントデバイスのビットレートを検出する前記ビットレート検出器を使用することにより、前記複数のクライアントデバイスへの前記アクセスポイントダウンリンク送信電力レベルを制御するように構成されるプロセッサーであって、前記プロセッサーは、前記複数のクライアントデバイスから最低ビットレートを有するクライアントデバイスを選択するように動作し、および前記選択されたクライアントデバイスの前記ビットレートを適応させるように前記アクセスポイントダウンリンク送信電力レベルを最小化することによる、プロセッサーと、
   を備え、
   前記プロセッサーは、前記クライアントデバイスのそれぞれから前記アクセスポイントに送信される前記アップリンク信号強度を測定し、前記クライアントデバイスのそれぞれに受信信号強度情報を送信して、前記クライアントデバイスのそれぞれが、前記各クライアントデバイスのそれぞれからのアップリンク信号強度を個別に調整することを可能にするようにさらに構成され、
   それによって、ワイヤレスエリアネットワーク内で送信されるワイヤレスエネルギの閉ループ制御が達成される、
   アクセスポイント装置。
7. それぞれが別個の動作帯域を有するデュアル無線インターフェイスであって、選択されたクライアントデバイスが各動作帯域について識別されるように、前記プロセッサーにより制御される、前記デュアル無線インターフェイス
   をさらに備える、請求項６に記載の装置。
8. 前記プロセッサーは、受信信号強度情報を前記クライアントデバイスのそれぞれに各帯域内で送信して、前記クライアントデバイスのそれぞれが各帯域内で各アップリンク信号強度を個別に調整することを可能にすることによって、前記デュアル無線インターフェイスを適応させる、請求項６に記載の装置。
9. 前記デュアル無線インターフェイスは、ＩＥＥＥ ８０２．１１通信標準を利用する、２．４ＧＨＺ無線帯域および５ＧＨｚ無線帯域を含む、請求項７に記載の装置。
10. 前記プロセッサーは、前記アクセスポイント装置が、前記クライアントデバイスのそれぞれに、ローカル規則と、前記各クライアントデバイスと前記アクセスポイントの互換性と、によって制限されるダウンリンクビットレートをダウンリンクするように、最初に構成する、請求項６に記載の装置。
11. 前記複数のクライアントデバイスのそれぞれにおいて、前記アクセスポイントにおいて測定された前記各アップリンク信号受信レベルに基づいてアップリンク送信機電力レベルを最小化するステップ
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。