JP2018504067A - 動的バンド切替えのためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

現在の動作バンド上の性能を劣化させる可能性を有する検出された状態の結果として周波数バンド間で動的に切り替えるためのシステムおよび方法。複数のバンド上で動作するための能力を有するアクセスポイントは動作チャネルおよび任意のセキュリティ証明書のような異なる動作バンド上で通信リンクを形成するのに必要な情報を提供する。したがって、１つの周波数バンド上のアクセスポイントと関連づけられたデバイスは最初に代替バンド切替え情報を受信することができ、次に代替バンド情報を用いて異なる動作バンドへ動的に切り替えることができる。

Description

関連出願の相互参照

[001]本出願は、２０１５年２月２日に出願された、「Systems And Methods For Dynamic Band Switching」と題された米国特許出願第14／611,317号の利益および優先権を主張し、本出願の譲受人に譲渡され、その全体における参照により本明細書に組み込まれる。

[002]本開示は一般に無線通信システムに関し、特に利用可能なワイヤレスネットワークについての情報の収集を容易にするためのシステムおよび方法に関する。

[003]米国電気電子学会（「ＩＥＥＥ 」）８０２．１１ファミリにおける仕様書に準拠するワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮｓ）は、典型的にアクセスポイント（ＡＰ）の役割を演じるデバイスによって管理される基本サービスセット（ＢＳＳ）を含む。ワイヤレス通信デバイス、またはＷＬＡＮプロトコルを用いたステーション（ＳＴＡ）はそれらの関連するネットワークのＳＳＩＤを通知する(advertise)レンジ内のアクセスポイントからブロードキャストメッセージまたはビーコンを受信することができるようにサービスセット識別子（ＳＳＩＤ）により各ＢＳＳが識別されることができる。ステーションはまた伝統的なアクセスポイントのインスタンス(instance)なしにＷＬＡＮデバイスが互いに発見し直接データトラフィックを共有することができるピアツーピアまたはアドホックトポロジにおいて互いに直接ワイヤレスリンクを形成することができる。この種のネットワーク構成はインデペンデントベーシックサービスセット（ＩＢＳＳ）として知られているかもしれない。ピアツーピアネットワークの一例はワイヤレスフィディリティ(WiFi)Direct^TMネットワークである。ＩＢＳＳネットワークは典型的にネットワークを制御するための分配システムまたは他の専用デバイスを有していないので、１つのピアはピアツーピアグループオーナー(P2P GO)の役割において動作することによりある管理機能を請け負うことができ、１つまたは複数のさらなるデバイスはＰ２ＰクライアントとしてＧＯと関連付けることができる。他の状況において、１つのワイヤレスデバイスはソフトウェア使用可能な(software-enabled)アクセスポイント（ＳＡＰ）として動作するアクセスポイント機能性に関連づけられた１つまたは複数の役割を引き受ける(assume)ことができる。

[004]ＷＬＡＮ技術の人気の増大の結果として、２．４ＧＨｚバンド上の動作に関する輻輳が増大した。この状況は、２．４ＧＨｚバンドがBluetooth（登録商標）を含む広範囲のワイヤレス技術に関してＦＣＣにより割り当てられた産業、科学、および医学ワイヤレスバンドの一部であるなら悪影響を及ぼす。ＷＬＡＮ通信は、非同期プロトコルで動作し、キャリア検知多元接続／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）メカニズムを使用してワイヤレス媒体にアクセスする一方で、Bluetooth通信は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）メカニズムに依拠するけれども、２．４ＧＨｚバンドを共有することは依然として２つの通信システム間に干渉を生じる。この問題は、両者が１つのデバイス内にインプリメントされるときシステムの物理的なコロケーション(collocation)により悪影響を及ぼす。実際、現在の傾向は各システムを別個の集積回路上に保持する(carried)ことから両者を１つのチップ（ＳｏＣ）デザイン上のシステム内の単一チップ上に統合することに移行しつつある。この結果、輻輳を回避し増大された性能から潜在的に利益を得るために、５ＧＨｚバンドのような異なるバンド上で動作するための能力を備えたデバイスを提供する傾向がある。それに呼応して、ワイヤレス通信デバイスは上で述べたように２．４ＧＨｚバンド、５ＧＨｚバンドまたはその他のような複数のバンド上で動作されることができる。しかしながら、ワイヤレスコミュニケーションデバイスが互いに関連するとき、リンクは依然としてデフォルトでまたは偶然に２．４ＧＨｚバンドのような１つのバンド上で形成される可能性がある。これは、デバイスのＷＬＡＮ動作がBluetoothのような別のワイヤレス技術との干渉を経験するとき性能の劣化を生じさせる可能性がある。また性能劣化は、選択されたバンド上の輻輳からまたは動作の利用可能なバンドのいくつかにのみ特異的に影響する(differentially affect)他の条件からも生じる可能性がある。

[005]従って、性能を高めるために動作バンドの中で選択可能なワイヤレス通信デバイスを提供することが望ましいであろう。同様に、異なる周波数バンド上の動作に関する情報を交換することが望ましいであろう。以下のマテリアル(material)から理解されるように、本開示はこれらおよび他の目標を満足する。

[006]この明細書は第１の周波数バンドを介して第１のネットワークノードと通信するための第１のトランシーバと、第２の周波数バンドを介して第１のネットワークノードと通信するための第２のトランシーバと、代替バンド情報を処理するためのバンドマネージャを有するワイヤレス通信デバイスを開示し、ここにおいて、代替バンド情報は第１のトランシーバを用いて通信され、第２の周波数バンドを介した第１のネットワークノードとの通信を可能にする。望まれるように、代替バンド情報はさらなるハンドシェーク交換なしに第２の周波数バンドを介した通信を可能にする。

[007]１つの態様において、バンドマネージャは代替バンド情報を第１のネットワークノードに送信することにより代替バンド情報を処理することができる。

[008]１つの態様において、バンドマネージャは第１のネットワークノードから代替バンド情報を受信することにより代替バンド情報を処理することができる。またバンドマネージャは定義された基準に少なくとも部分的に基づいて第１のトランシーバを用いることから第２のトランシーバを用いることに切り替えることにより第１のネットワークノードと通信することができる。さらに、ワイヤレス通信デバイスはＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールを含むことができ、定義された基準はＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールの動作ステータスであり得る。一実施形態において、第１の周波数バンドは２．４ＧＨｚバンドであり得、第２の周波数バンドは５ＧＨｚバンドであり得る。

[009]本開示はまた第１の周波数バンドを介して第１のネットワークノードと通信するように構成された第１のトランシーバと、第２の周波数バンドを介して第１のネットワークノードと通信するように構成された第２のトランシーバとを有するワイヤレス通信デバイスを提供することと、代替バンド情報を処理すること、ここにおいて代替バンド情報は第１のトランシーバを用いて通信され、第２の周波数バンドを介して第１のネットワークノードとの通信を可能にする、を含むワイヤレス通信デバイスと通信するための方法に向けられている。望まれるように、代替バンド情報はさらなるハンドシェーク交換なしに第２の周波数バンドを介した通信を可能にする。

[0010]１つの態様において、代替バンド情報を処理することは、代替バンド情報を第１のネットワークノードに送信することを含む。

[0011]１つの態様において、代替バンド情報を処理することは、第１のネットワークノードから代替バンド情報を受信することを含むことができる。この方法はまた、定義された基準に少なくとも部分的に基づいて第１のトランシーバを用いることから第２のトランシーバを用いることへ切り替えることにより第１のネットワークノードと通信することを含むことができる。定義された基準は第１のトランシーバとコロケートされるBluetoothモジュールの動作ステータスであり得る。一実施形態において、第１の周波数バンドは２．４ＧＨｚバンドであり得、第２の周波数バンドは５ＧＨｚバンドであり得る。

[0012]本開示はまた第１の周波数バンドを介して第１のネットワークノードと通信するように構成された第１のトランシーバと、第２の周波数バンドを介して第１のネットワークノードと通信するように構成された第２のトランシーバを有するワイヤレス通信デバイス動作させるための非一時的プロセッサ可読記憶媒体であって、前記プロセッサ可読記憶媒体は、命令が代替バンド情報を処理するためのコードを備えることができるように命令を有し、ここにおいて、代替バンド情報は第１のトランシーバを用いて通信され第２の周波数バンドを介した第１のネットワークノードとの通信を可能にする。望まれるように、代替バンド情報はさらなるハンドシェーク交換なしに第２の周波数バンドを介した通信を可能にすることができる。

[0013]一実施態様において、命令は代替バンド情報を第１のネットワークノードに送信することにより代替バンド情報を処理するように構成されることができる。

[0014]１つの態様において、命令は第１のネットワークノードから代替バンド情報を受信することにより代替バンド情報を処理するように構成されることができる。命令はまた定義された基準に少なくとも部分的に基づいて第１のトランシーバを用いることから第２のトランシーバを用いることへ切り替えることにより第１のネットワークノードと通信するためのコードを含むことができる。定義された基準は第１のトランシーバとコロケートされたBluetoothモジュールの動作ステータスであり得る。

[0015]さらなる特徴および利点が、付属の図面において図示されたような本開示の好ましい実施形態について下記のより詳細な説明から明らかになるだろう。なお、すべての図面を通して、同一の参照番号は、概して同一の部品または要素を指すものとする。
[0016]図１は一実施形態に従う、複数の周波数バンド上で動作することができるワイヤレス通信デバイスを含むワイヤレス環境を概略的に描写する。 [0017]図２は一実施形態に従う、動的バンド切替えのために構成されたワイヤレス通信デバイスの機能ブロックを概略的に描写する。 [0018]図３は一実施形態に従う、代替バンド情報を送信するためにワイヤレス通信デバイス間での調整を示すシーケンス図である。 [0019]図４は一実施形態に従う、代替バンド情報を受信するためにワイヤレス通信デバイス間の調整を示すシーケンス図である。 [0020]図５は一実施形態に従う、動的バンド切替えのための例示ルーチンを示すフローチャートである。

[0021]はじめに、本開示は、特に例示的なマテリアル、アーキテクチャ、ルーチン、方法、または構造に限定されるものではなく、多岐にわたるものであるということが、理解されるべきである。したがって、ここに説明されるオプションと同様または同等の、そのような多数のオプションが、本開示の実現または実施形態において使用され得るが、本明細書においては、好ましいマテリアルおよび方法が説明されている。

[0022]また、ここで使用される用語は、単に本開示の特定の実施形態を説明する目的で使用されているにすぎず、限定を意図するものではないということが理解されるべきである。

[0023]添付図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、本開示の典型的な実施形態の説明として意図され、本開示が実現されうる唯一の実施形態を表すようには意図されない。本明細書の全体にわたって使用される「代表的（exemplary）」という用語は、「例、インスタンス、または例示としての役割を果たす」を意味し、他の代表的な実施形態に対して、必ずしも好ましいまたは有利であるように解釈されるべきではない。詳細な説明は、本開示の典型的な実施形態の完全な理解を提供することを目的とした特定の詳細を含む。本明細書の典型的な実施形態は、これらの特定の詳細なしで実現され得ることが当業者に明らかになるであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスが、ここに示される典型的な実施形態の新規性を曖昧にすることを避けるために、ブロック図形式で示される。

[0024]便宜と明確性の目的のみのために、上部（top）、下部（bottom）、左（left）、右（right）、上方向（up）、下方向（down）、上の（over）、〜を越えて（above）、下方に（below）、真下に（beneath）、後ろ（rear）、背面（back）、および前面（front）のような、方向を示す用語は、添付の図面またはチップの実施形態（chip embodiments）に関して用いられ得る。これらの、および同様の方向を示す用語は、いかなる方法でも本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではない。

[0025]本明細書および特許請求の範囲において、要素が別の要素に「接続される」または「結合される」として言及される場合、それは他の要素に直接接続または結合されることができる、あるいは介在する要素が存在しうることが理解されるであろう。反対に、要素が別の要素に「直接接続される」または「直接結合される」として言及されるとき、どの介在する要素も存在しない。

[0026]下記の詳細な説明のいくつかの部分には、コンピュータメモリ内のデータビットに対する動作の手順、論理ブロック、処理、および記号による他のシンボリック表記の観点から提示される。これらの説明および表現は、データ処理技術の当業者が他の当業者にそれらの作用の内容を最も効率よく伝えるために使用する手法である。本願において、手順、論理ブロック、処理、等は、所望の結果をもたらす首尾一貫した命令またはステップのシーケンスであるものと考えられる。それらのステップは、物理量の物理的な操作を要求するものである。通常、必ずではないが、これらの量は、コンピュータ・システムにおいて、記憶され、転送され、組み合わせられ、比較され、そうでなければ操作されることができる電気信号または磁気信号のかたちをとる。

[0027]しかしながら、これらのすべておよび類似の用語は、適切な物理量と関連付けられるものであり、単に、これらの量に適用される便利なラベルにすぎないことに留意されたい。下記の説明から明らかであるように、そうでないとの明確な記載がない限り、本願全体を通して、「アクセスすること」、「受信すること」、「送信すること」、「使用すること」、「選択すること」、「決定すること」、「正規化すること（normalizing）」、「乗算すること」、「平均すること」、「監視すること」、「比較すること」、「適用すること」、「更新すること」、「測定すること」、「抽出すること」、等の用語を用いた説明は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内での物理（電子）量として表されたデータを操作し、コンピュータシステムのメモリまたはレジスタ、または他のそのような情報記憶装置、送信デバイス、または表示デバイス内での物理量として同様に表された他のデータへと変換する、コンピュータシステムまたは同様の電子コンピューティングデバイスの動作および処理に言及しているということが理解される。

[0028]ここに説明される実施形態は、１つまたは複数のコンピュータまたは他のデバイスによって実行される、プログラムモジュールのような、ある形態の非一時的なプロセッサ可読媒体に存在する、プロセッサで実行可能な命令の一般的な文脈で説明され得る。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行する、または特定の抽象データタイプをインプリメントする、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、等を含む。プログラムモジュールの機能は、さまざまな実施形態において所望されるように、組み合わせられ、または分散され得る。

[0029]図面において、単一のブロックは、１つの機能または複数の機能を実行することとして説明され得るが、実際の実施では、そのブロックによって実行される１つの機能または複数の機能は、単一のコンポーネントにおいて、または複数のコンポーネントにわたり実行されることがあり得、および／またはハードウェアを使用して、ソフトウェアを使用して、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせを使用して実行され得る。ハードウェアとソフトウェアとのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能の観点から一般的に上述されている。そのような機能が、ハードウェアとしてインプリメントされるか、あるいはソフトウェアとしてインプリメントされるかは、特定のアプリケーションおよび全体のシステムに課せられる設計制約に依存する。当業者は、説明された機能を特定のアプリケーションごとに様々な方法でインプリメントしうるが、そのようなインプリメンテーションの決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こしていると解釈されるべきではない。また、例示ワイヤレス通信デバイスは、プロセッサ、メモリおよびそれに類するもののような周知のコンポーネントを含む、示されているもの以外のコンポーネントを含み得る。

[0030]ここで説明された技法は、特定の方法でインプリメントされると明確に説明されない限り、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせにおいてインプリメントされ得る。モジュール又はコンポーネントとして説明される任意の特徴は、統合論理デバイスでまとめてインプリメントされるか、又は、離散的でありながらも相互作用可能な論理デバイスとして別々にインプリメントされ得る。ソフトウェアでインプリメントされた場合、本技法は少なくとも一部が、実行されると、上述された方法のうちの１つまたは複数を実行する命令を備える非一時的なプロセッサ可読データ記憶媒体によって実現され得る。非一時的なプロセッサ可読データ記憶媒体は、パッケージングマテリアルを含み得る、コンピュータプログラム製品の一部を形成し得る。

[0031]非一時的なプロセッサ可読記憶媒体は、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、電気的消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、フラッシュメモリ、他の周知の記憶媒体およびそれに類するもの等のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備え得る。追加的にまたは代替的に、本技法は少なくとも一部が、命令またはデータ構造の形式でコードを搬送または通信し、且つ、コンピュータまたは他のプロセッサによってアクセス、読取、および／または実行されることができるプロセッサ可読通信媒体によって実現され得る。

[0032] ここで開示された実施形態に関連して説明された多様な例示的な論理ブロック、モジュール、回路および命令は、１つまたは複数のディジタル信号処理（ＤＳＰ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ：application specific instruction set processors）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他の同等の集積または離散論理回路などの１つまたは複数のプロセッサによって実行され得る。ここで使用される場合、「プロセッサ」という用語は、前述の構造、またはここで記述された技法のインプリメンテーションに適したその他任意の構造のいずれかを指し得る。加えて、幾つかの態様では、ここで説明された機能性は、ここで説明されたように構成された専用のハードウェアモジュール及び／又はソフトウェアモジュール内で提供され得る。また、技法は、１つまたは複数の回路または論理要素において十分にインプリメントされることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替例として、このプロセッサは、任意の従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいはステートマシンであり得る。プロセッサは、また、例えば、ＤＳＰと、１つのマクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに結合した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、その他の上記構成の組み合わせといった計算デバイスの組み合わせとしてもインプリメントされ得る。

[0033]実施形態は、ここでワイヤレス通信デバイスに関して記載され、それは、システム、加入者ユニット、加入者局、モバイル局、モバイルワイヤレス端末、モバイルデバイス、ノード、デバイス、遠隔局、遠隔端末、端末、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレス通信装置、ユーザエージェント、または他のクライアントデバイスのような、任意の適切なタイプのユーザ機器を含み得る。ワイヤレス通信デバイスのさらなる例は、セルラ電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）電話、スマートフォン、無線ローカルループ（ＷＬＬ）局、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップ、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルド計算デバイス、衛星ラジオ、ワイヤレスモデムカードおよび／または別のワイヤレスシステムを介して通信するための処理デバイスのような、モバイルデバイスを含む。さらに、実施形態はまた、アクセスポイント（ＡＰ）に関してここに記載され得る。ＡＰは、１つまたは複数のワイヤレスノードと通信するために利用されることができ、基地局、ノード、ノードＢ、発展型ノードＢ（ｅＮＢ）または他の適切なネットワークエンティティとも称され、また基地局、ノード、ノードＢ、発展型ノードＢ（ｅＮＢ）または他の適切なネットワークエンティティと関連付けられた機能性を表わし得る。ＡＰは、エアインターフェースを介してワイヤレス端末と通信する。通信は、１つまたは複数のセクタを通して行われ得る。ＡＰは、受信されたエアインターフェースフレームをＩＰパケットに変換することによって、他のアクセスネットワークトとワイヤレス端末との間のルータとして動作することがあり得、それはインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークを含み得る。ＡＰはまた、エアインターフェースに関する属性の管理を調整（coordinate）することができ、また、ワイヤードネットワークとワイヤレスネットワークとの間のゲートウェイであり得る。

[0035]さらに、実施形態は特にワイヤレスネットワークを参照して述べられる。このため、本開示は必要な特性を有する任意の適切なワイヤレス通信システムに適用可能である。例えば、当業者は、例えば、ルータ、スイッチ、サーバー、コンピュータあるいは同等物のような情報ハンドリングシステムの他のデバイスにアクセスポイント機能性が埋め込まれるとき、これらの技術が適用可能であり、そしてＡＰとしての表示は専用のアクセスポイントでバイスに限定されないことを理解するであろう。さらに、インフラストラクチャＷＬＡＮトポロジーに加えて、本開示の技術は上述したアドホックまたはピアツーピアトポロジーのような他のネットワーク構成、あるいは特定の周波数バンド上で形成されたワイヤレスリンクを含む他のワイヤレス通信システムあるいは他のワイヤレスプロトコルに適用可能である。

[0036]そうでないと定義されていない限り、ここに使用される、すべての技術用語および科学用語は、本開示に係る当業者によって一般的に理解される意味と同一の意味を有する。

[0037]最後に、本明細書および付属の特許請求の範囲において使用される場合、「ある」および「その」といった単数形の指示語は、そうでないことが内容から明示されない限り、複数形の指示対象を含むものとする。

[0038]本開示の技術は現在の動作バンド上の性能を劣化させる可能性を有する検出された状態の結果として周波数バンド間で動的に切り替えることを含む。複数バンド上で動作する能力を有するアクセスポイントはこの能力を、アソシエーション処理の期間中にまたはアソシエーション後に複数のステーションに通知する。またアクセスポイントは、動作チャネルおよび任意のセキュリティー証明書(security credentials)のような、異なる動作バンド上で通信リンクを形成するのに必要な任意の情報を提供する。したがって、１つの周波数バンド上のアクセスポイントに関連づけられたデバイスは最初にバンド切替え情報を受信することができる。次に、デバイスが第１の周波数バンド上の性能が低下している可能性がある状態を検出すると、それはバンド切替え情報を使用して異なる動作バンドに動的に切り替えることができる。一実施形態において、バンド切替えはデバイスの１つにより一方的に決定されることができる。例えば、デバイスはコロケートされたBluetoothトラシーバが動作している時を検出することができ、Bluetooth通信との干渉を防止するために２．４ＧＨｚバンド上の動作から５ＧＨｚバンド上の動作へ動的に切り替えることができる。デバイスはすでに５ＧＨｚバンド上でリンクを形成するのに必要な情報を受信しているので、そのバンドへ切替える際の遅延は実質的に低減される。他の実施形態において、デバイスは任意の適切なトリガーに応答して第１のバンド上で受信されたアソシエーション情報を用いて第１の動作バンドから第２の動作バンドへ切り替えることができる。

[0039]本開示の態様は図１に描かれたワイヤレス環境１００のコンテキストに例証されることができる。図示されるように、ＳＴＡの役割で動作しているワイヤレス通信デバイス（ＷＣＤ）１０２は、ＡＰ１０４との通信リンクを形成するための十分なレンジ内にあることができる。この開示の技法にしたがって、ワイヤレス通信デバイス１０２およびＡＰ１０４は両方とも、２．４ＧＨｚバンド乃至５ＧＨｚバンド上のような、独立したトランシーバの使用を介して複数の周波数バンド上で同時に動作することができる。またワイヤレス通信デバイス１０２は任意の適切なアドホックまたはピアツーピアプロトコルを用いてＳＴＡ１０６のようなこれもＳＴＡの役割で動作する別のワイヤレス通信デバイスとダイレクト通信リンクを形成することができる。たとえば、ワイヤレス通信デバイス１０２はＳＡＰ技術を採用することができ、Ｐ２Ｐ ＧＯとして動作することができ、または他の等価な機能性を提供することができる。このコンテキストにおいて、ＳＴＡ１０６はまたワイヤレス通信デバイス１０２によりサポートされる少なくとも２つの別個の周波数バンド上での同時動作を行うことができる。

[0040]さらに、ワイヤレス通信デバイス１０２はまたさらなるワイヤレスプロトコルまたは無線アクセス技術（ＲＡＴｓ）を採用することができる。例えば、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）として特徴づけられることができる短距離通信(shorter range communications)は、モバイルフォン、コンピュータ、ウエアラブル、デジタルカメラ、ワイヤレスヘッドセット、スピーカ、キーボード、マウスまたは他の入力周辺機器、および類似のデバイスとの間で接続し情報を交換するためのBLUETOOTH(登録商標)(Bluetooth)プロトコルを用いて提供されることができる。図示するように、ワイヤレス通信デバイス１０２はリストバンド１０８とBluetooth通信リンクを形成することができ、それは、時計、通知デバイス、フィットネストラッカー(fitness tracker)、または他の類似のサービスとして機能することができる。他の実施形態において、ワイヤレス通信デバイス１０２は、限定することなしに、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割複信−符号分割多元接続（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ（＋））、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、モバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））、エンハンストデータＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）、WiMax(登録商標)、ZigBee(登録商標)、ワイヤレスユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）等を含む適切なＲＡＴｓの任意の数を考慮することができる。

[0041]ワイヤレス通信デバイス１０２の一実施形態に関するさらなる詳細は、図２に高レベル概略ブロックとして描かれる。アクセスポイント、Ｐ２Ｐクライアントまたはその同等物のような他のネットワークの役割で動作するデバイスは同様に構成されることができる。一般に、ワイヤレス通信デバイス１０２はＷＬＡＮプロトコルスタックの下位レベルがＷＬＡＮトランシーバ２０２のハードウェアおよびファームウェアでインプリメントされるアーキテクチャを採用することができる。図示するように、２．４ＧＨｚトランシーバ２０２は、検証、アクノレジメント、ルーチング、フォーマッティング等を含むデータの８０２．１１フレームの処理およびハンドリングに関連する機能を実行するメディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）２０４を含む。入力および出力フレームはＭＡＣ２０４および物理層（ＰＨＹ）２０６の間で交換され、それは図示するように関連する８０２．１１プロトコルに従うフレームを変調しならびにワイヤレス信号の送信および受信を提供するのに必要なＲＦ変換およびアナログ処理を提供する機能を含む。さらに、ワイヤレス通信デバイス１０２はまたＭＡＣ２０１およびＰＨＹ２１２を有する５ＧＨｚトランシーバ２０８を含むことができる。上述したように、ワイヤレス通信デバイス１０２はまた他のＲＡＴｓを用いて通信リンクを形成することができる。この実施形態において、ワイヤレス通信デバイス１０２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＲＦリンクを管理するためのリンクマネージャ（ＬＭ）２１６並びに電子信号のハードウェア固有の送信および受信を行うリンクコントローラ（ＬＣ）２１８を有し、アンテナ２２４に結合可能なBluetoothモジュール２１４を含むことができる。

[0042] 図示するように、２．４ＧＨｚトランシーバ２０２、５ＧＨｚトランシーバ２０８およびBluetoothモジュール２１４はおのおのそれぞれ別個のアンテナ２２０、２２２、および２２４に結合される。しかしながら、要望に応じておよび採用されるワイヤレスプロトコルに依存して１つまたは複数のアンテナが技術的に知られた切り替え技術を用いてトランシーバ間で共有されることができる。同様に、それぞれのトランシーバのいくつかまたはすべての素子は共通のシステム上にコロケートされることができる、(例えば、同じシステム内の同じ回路基板上または別個の回路基板上に、またはチップ（ＳｏＣ）インプリメンテーション上のシステムと同じ集積回路上に埋め込まれることができる)。

[0043]ワイヤレスコミュニケーションデバイス１０２はまたワイヤレス通信デバイス１０２の機能に関連する種々の計算および動作を実行するように構成されたＣＰＵ２２６を含む。ホストＣＰＵ２２６は、周辺コンポーネント相互接続エクスプレス（ＰＣＩｅ）バス、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ユニバーサル非同期受信機／送信機（ＵＡＲＴ）シリアルバス、適切なアドバンストマイクロコントローラバスアーキテクチャ（ＡＭＢＡ）インタフェース、シリアルデジタル入力出力（ＳＤＩＯ）バス、または他の等価なインタフェースとしてインプリメント可能であるバス２２８を介して２．４ＧＨｚトランシーバ２０２、５ＧＨｚトランシーバ２０８、およびBluetoothモジュール２１４に結合される。図示するように、ワイヤレス通信デバイス１０２は本開示の技法に従って、Bluetoothモジュール２１４、５ＧＨｚトランシーバ２０８、および２．４ＧＨｚトランシーバ２０２の動作を調整するためにＣＰＵ２２６により実行されることができる、メモリ２３２に記憶されたプロセッサ可読命令としてインプリメントされるバンドマネージャ２３０を含むことができる。当業者は、バンドマネージャ２３０の機能性は任意の適切なアーキテクチャにおけるハードウェア、ファームウェアおよび／またはソフトウェアの任意の所望の組み合わせを用いてインプリメントされることができる。

[0044]以下に記載されるように、バンドマネージャ２３０はＷＬＡＮ内のワイヤレス通信デバイス１０２の役割に依存して異なる動作を実行するように構成されることができる。一般に、ワイヤレス通信リンクの形成はイニシエータとして動作するノードおよびレスポンダとして動作するノードを含むことができる。イニシエータはワイヤレス通信リンクの形成を要求し、一方レスポンダはその要求を受け付けるかまたは否定する。

[0045]ＡＰまたはピアの役割において動作するとき、ワイヤレス通信デバイス１０２は通信リンクを形成するためにイニシエータの要求に応答することができる。それに応じて、バンドマネージャ２３０は別のワイヤレス通信デバイスと新しく形成された通信リンクのための２．４ＧＨｚトランシーバ２０２のような１つのトランシーバをモニタすることができる。アソシエーションプロセスの期間中またはその後のいずれかで、バンドマネージャ２３０は次に５ＧＨｚトランシーバ２０８のような別のトランシーバに関する代替バンド情報を送信することができる。したがって、他のワイヤレス通信デバイスは、２．４ＧＨｚバンドを用いた通信から５ＧＨｚバンドを用いた通信へ動的に切り替えるために代替バンド情報を使用することができる。１つの観点において、２．４ＧＨｚトランシーバ２０２を用いた関与または通信交換を必要とすることなしに、他のワイヤレス通信デバイスはバンドをいつ切り替えるかを一方的(unilaterally)に決定することができる。

[0046]これらの実施形態の態様を図示するのを助けるために、図３は、ピアツーピア通信リンクにおけるＳＴＡ１０６とワイヤレス通信デバイス１０２との間のメッセージ交換を示すシーケンス図を描画する。類似の交換はワイヤレス通信デバイス１０２がＳＡＰの役割で動作するとき生じることができる。ＳＴＡ１０６は認証要求を送信することにより第１のハンドシェークをイニシエートする。一般に、ＳＴＡ１０６はこの例において２．４ＧＨｚトランシーバ２０２、ワイヤレス通信デバイス１０２のトランシーバの１つに関連したＳＳＩＤを用いて認証要求を送信することができる。ＳＴＡ１０６は、プローブリクエストおよびプローブ応答交換からまたはワイヤレス通信デバイス１０２により送信されたビーコンフレームからのように、関連する８０２．１１プロトコルによりＳＳＩＤを取得することができる。ワイヤレス通信デバイス１０２は次にそれぞれのアイデンティティを有効にする(validate)ために認証応答フレームで応答することができる。認証交換はまた、Ｗｉ−ＦＩプロテクトアクセスＩＩ（ＷＰＡ２）、Ｗｉ−Ｆｉプロテクトアクセス（ＷＰＡ）、有線同等機密（ＷＥＰ）等のような適切な暗号化スキームの使用を確立するために使用されることができる。認証につづいて、図示するように第２のハンドシェークが行われ、ここにおいて、ＳＴＡ１０６はアソシエーション要求フレームを送信しワイヤレス通信デバイスはアソシエーション応答フレームで応答することができる。アソシエーション交換はワイヤレス通信デバイス１０２によるネットワークリソースの割当とアクティブリンクの形成を生じることができる。したがって、上述したハンドシェーク交換の形態における実質的なオーバヘッドがワイヤレス通信リンクのイニシャルフォーメーションの期間中に生じる。

[0047]ワイヤレス通信デバイス１０２は次に代替バンド情報をＳＴＡ１０６に送信することができる。図示するように、これはＳＴＡ１０６からの特定の要求「情報要求(“Info Request”)」に応答して送信された専用信号「情報要求(“Info Request”)」を構成することができる。代替的に、ワイヤレス通信デバイス１０２は自動的に代替バンド情報を送信することができる。これは専用フレームで実現されることができるかあるいはアソシエーション応答フレームまたは認証応答フレームのように、すでに交換された代替バンド情報のいくつかまたはすべてがフレームに組み込まれることができる。代替バンド情報は、５ＧＨｚトランシーバ２０８のような、異なるトランシーバを用いてワイヤレス通信デバイス１０２とアソシエートするのに必要な任意の詳細を含むことができる。これは、ＳＳＩＤ、５ＧＨｚトランシーバのＭＡＣアドレス、動作のチャンネル、タイムスタンプ、サポートされたレート、レート選択に関する信号強度、接続パラメータ、セキュリティタイプ、並びに、ＳＴＡ１０６からのフレームを５ＧＨｚバンド上のワイヤレス通信デバイス１０２に成功裏に送信するのに必要な他のいかなる情報をも含むことができる。一態様において、代替バンド情報は、１つの周波数から他の周波数へ切り替えるとき上述した認証またはアソシエーションハンドシェークを実行する必要性を除去する。さらに、バンドマネージャ２３０は５ＧＨｚトランシーバ２０８の動作により保証された代替バンド情報を更新することができ、ＳＴＡ１０６から要求に応答してまたは周期的に更新されるとき、代替バンド情報を再送信することができる。

[0048]それに応じて、ＳＴＡ１０６は２．４ＧＨｚバンドから５ＧＨｚバンドへ動作を動的に切り替えることができる。示されるように、ＳＴＡ１０６は２．４ＧＨｚバンドを用いてワイヤレス通信デバイス１０２に１つまたは複数のデータフレームを送信することにより初めに通信することができる。任意の適切な基準を決定すると、ＳＴＡ１０６は１つまたは複数のデータフレームを送信するために５ＧＨｚバンドを採用するように直接切り替えることができる。理解されるように、これは一般的なアソシエーションプロセスに関連するオーバヘッドを引き起こさない。

[0049]ＳＴＡまたはピアの役割において動作するとき、ワイヤレス通信デバイス１０２は通信リンクに関するイニシエータであり得る。２．４ＧＨｚトランシーバ２０２のような１つのトランシーバを用いたリンクの形成後、バンドマネージャ２３０は５ＧＨｚトランシーバ２０８のような別の周波数バンド上の動作に関する代替バンド情報を受信することができる。このため、バンドマネージャ２３０は、ワイヤレス通信デバイス１０２が２．４ＧＨｚバンドを用いた通信から５ＧＨｚバンドを用いた通信へ動作を動的に切り替え可能にするために代替バンド情報を使用することができる。一態様において、ワイヤレス通信デバイス１０２は、通信リンクを形成するために最初に使用されたトランシーバの関与または通信を必要とすることなしに、いつバンドを切り替えるかを一方的に決定することができる。

[0050]他の例として、図４はインフラストラクチャトポロジー(infrastructure topology)におけるワイヤレス通信デバイス１０２とＡＰ１０４間のメッセージの交換を示すシーケンス図を描画する。ワイヤレス通信デバイス１０２がワイヤレス通信リンクに関する要求をイニシエートするピアの役割で動作するとき類似の交換が生じることができる。ここで、ワイヤレス通信デバイス１０２が認証要求管理フレームを送信することにより第１のハンドシェークをイニシエートする。つぎにＡＰ１０４は、それぞれのアイデンティティを有効にし任意のセキュリティプロトコルを確立するために認証応答フレームで応答することができる。認証に続いて、図示するようにワイヤレス通信デバイス１０２は、アソシエーションリクエスト管理フレームを送信することにより第２のハンドシェークを実施し、ＡＰ１０４はアソシエーション応答管理フレームで応答することができる。この例において、ＡＰ１０４は、代替バンド情報をアソシエーション応答に組み込むけれども、上述したように、情報はまた専用フレームで送信されることができる。

[0051]代替バンド情報を受信すると、ワイヤレス通信デバイス１０２は２．４ＧＨｚバンドから５ＧＨｚバンドへ動作を動的に切り替えることができる。上述した実施形態と類似の方法で、ワイヤレス通信デバイス１０２は２．４ＧＨｚバンドを用いて１つまたは複数のデータフレームをＡＰ１０４に送信することにより最初に通信することができる。任意の適切な基準を決定すると、ワイヤレス通信デバイス１０２はバンドを直接切り替えることができる。たとえば、Bluetoothモジュール２１４は示されるようにアクティブになることができる。したがって、バンドマネージャ２３０は２．４ＧＨｚトランシーバから５ＧＨｚトランシーバ２０８に動作を切り替えることができる。一態様において、図示するように認証を無効化するフレーム(deauthentication frame)は切替え前の２．４ＧＨｚバンド上に送信されることができる。これは動作が５ＧＨｚバンドに切り替わるという明示的表示を含むことができあるいはこの切替えは暗黙的であってもよい。代替的に、バンドマネージャ２３０はＡＰ１０４とのさらなる交換なしに１つまたは複数のデータフレームを送信するために５ＧＨｚバンドを採用するように直接切り替えることができる。

[0052]上で述べたように、１つの周波数バンドから別の周波数バンドへ動作を切り替えるように決定するときに任意の定義された基準が採用されることができる。１つの態様において、これは切替えを行うデバイスにより実行されている動作を含むことができる。たとえば、ワイヤレス通信デバイス１０２は上述したＢｌｕｅｔｏｏｔhモジュール２１４を含む。Bluetooth通信は２．４ＧＨｚバンド上で干渉を生じる可能性があるので、バンドマネージャ２３０はBluetoothモジュール２１４の動作ステータスをモニタすることができる。Bluetoothモジュール２１４がアクティブである場合、または活動が差し迫っている場合、バンドマネージャ２３０は２．４ＧＨｚトランシーバ２０２から５ＧＨｚトランシーバ２０８へ動作を切り替えることができる。別の例として、代替トランシーバはより高い性能に関連づけられることができる。このため、バンドマネージャ２３０はより高いサービス品質（ＱｏＳ）が所望されると決定すると周波数バンドを切り替えることができる。別の観点において、適切な基準はリンク品質であることができ、それは信号強度（例えば、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ））、輻輳、スループット等を含む任意の適切な方法で評価される(assessed)ことができる。したがって、バンドマネージャ２３０は第１の周波数バンドに対して性能を劣化させる可能性がある任意の状態を検知すると第１の周波数バンド上の動作から第２の周波数バンドへの切替えを設定する(institute)ことができる。１つの態様において、バンドマネージャ２３０は動作を切り替える前に、定義された基準を検出した後に代替バンド情報に関する要求を送信することができる。

[0053]動的バンド切替えを実行することに関する本開示の技法を描画するのを助けるために例示ルーチンが図５のフローチャートにより表される。５００で開始すると、第１のワイヤレス通信デバイスは第１の周波数バンドを介して第２のワイヤレス通信デバイスと通信リンクを形成することができる。５０２において、第１のワイヤレス通信デバイスは第１の周波数バンドを介して第２のワイヤレス通信デバイスにより送信された代替バンド情報を受信する。５０４において第１のワイヤレス通信デバイスは第１の周波数バンド上の性能を劣化させる可能性がある定義された状態を検出することができる。検出すると、第１のワイヤレス通信デバイスは次に５０６において第１の周波数バンドを使うことから第２の周波数バンドを使うことへ切り替えることにより第２のワイヤレス通信デバイスと通信する。
[0054]他の態様において、バンドマネージャ２３０はイニシャルアソシエーションの期間に周波数バンド間で知的に選択するように構成されることができる。たとえば、ワイヤレス通信デバイス１０２がＡＰ１０４を発見するときBluetoothモジュール２１４がアクティブである場合、バンドマネージャ２３０は２．４ＧＨｚトランシーバ２０２よりも５ＧＨｚトランシーバ２０８とのアソシエーションを形成することができる。この例において、ＡＰ１０４は両方のバンドに関して同じＳＳＩＤを採用することができる。

[0055]２．４ＧＨｚバンドから５ＧＨｚバンドへ切り替えるワイヤレス通信デバイス１０２のコンテキストにおいて記載したけれども、任意の適切な数の周波数バンドが採用されることができる。たとえば、採用されている８０２．１１基準に依存して、ワイヤレス通信は１つまたは複数の周波数バンド上で行うことができる。例えば、８０２．１１ｂ／ｇ／ｎネットワークは２．４ＧＨｚ周波数バンドを使用することができ、８０２．１１ａ／ｎ／ａｃネットワークは５ＧＨｚ周波数バンドを使用することができ、８０２．１１ｊネットワークは４．９ＧＨｚ周波数バンドを使用することができ、８０２．１１ａｄネットワークは６０ＧＨｚバンドを使用することができ、レガシー８０２．１１ネットワークは９００ＭＨｚバンドを使用することができる。動的切替えはこれらのいずれかまたは他の周波数バンドの間にあり得る。

[0056]現在の好ましい実施形態が本明細書において説明されている。しかしながら、本発明に係る当業者は、本開示の原理が、適切な修正により、他の応用例に容易に拡張され得ることを理解するだろう。

Claims (20)

1. 第１の周波数バンドを介して第１のネットワークノードと通信するように構成された第１のトランシーバと、
   第２の周波数バンドを介して前記第１のネットワークノードと通信するように構成された第２のトランシーバと、および
   代替バンド情報を処理するように構成されたバンドマネージャと、ここにおいて、前記代替バンド情報は前記第１のトランシーバを用いて通信され、前記第２の周波数バンドを介して前記第１のネットワークノードとの通信を可能にする、
   を備えた、ワイヤレス通信デバイス。
2. 前記代替バンド情報はさらなるハンドシェーク交換なしに前記第２の周波数バンドを介した通信を可能にする、請求項１のワイヤレス通信デバイス。
3. 前記バンドマネージャは代替バンド情報を前記第１のネットワークノードに送信することにより前記代替バンド情報を処理するように構成される、請求項１のワイヤレス通信デバイス。
4. 前記バンドマネージャは前記第１のネットワークノードから代替バンド情報を受信することにより前記代替バンド情報を処理するように構成される、請求項１のワイヤレス通信デバイス。
5. 前記バンドマネージャは、定義された基準に少なくとも部分的に基づいて前記第１のトランシーバを用いることから前記第２のトランシーバを用いることへ切り替えることにより前記第１のネットワークノードと通信するようにさらに構成される、請求項４のワイヤレス通信デバイス。
6. 前記ワイヤレス通信デバイスはさらにBluetoothモジュールを備え、前記定義された基準は前記Bluetoothモジュールの動作状態である、請求項５のワイヤレス通信デバイス。
7. 前記第１の周波数バンドは２．４ＧＨｚバンドであり、前記第２の周波数バンドは５ＧＨｚバンドである、請求項６のワイヤレス通信デバイス。
8. ワイヤレス通信デバイスとの通信のための方法において、
   第１の周波数バンドを介して第１のネットワークノードと通信するように構成された第１のトランシーバと第２の周波数バンドを介して前記第１のネットワークノードと通信するように構成された第２のトランシーバを有するワイヤレス通信デバイスを提供することと、
   代替バンド情報を処理することと、ここにおいて、前記代替バンド情報は前記第１のトランシーバを用いて通信され、前記第２の周波数バンドを介して前記第１のネットワークノードとの通信を可能にする、
   を備えた、方法。
9. 前記代替バンド情報はさらなるハンドシェーク交換なしに前記第２の周波数バンドを介した通信を可能にする、請求項８の方法。
10. 代替バンド情報を処理することは前記代替バンド情報を前記第１のネットワークノードへ送信することを備える、請求項８の方法。
11. 代替バンド情報を処理することは前記第１のネットワークノードから前記代替バンド情報を受信することを備える、請求項１の方法。
12. 定義された基準に少なくとも部分的に基づいて前記第１のトランシーバを用いることから前記第２のトランシーバを用いることへ切り替えることにより前記第１のネットワークノードと通信することをさらに備えた、請求項１１の方法。
13. 前記定義された基準は前記第１のトランシーバとコロケートされたBluetoothモジュールの動作状態である、請求項１２の方法。
14. 前記第１の周波数バンドは２．４ＧＨｚであり、前記第２の周波数バンドは５ＧＨｚである、請求項１３の方法。
15. 第１の周波数バンドを介して第１のネットワークノードと通信するように構成された第１のトランシーバと、第２の周波数バンドを介して前記第１のネットワークノードと通信するように構成された第２のトランシーバとを有するワイヤレス通信デバイスを動作させるための非一時的プロセッサ可読記憶媒体であって、前記プロセッサ可読記憶媒体は命令群を有し、前記命令群は代替バンド情報を処理するためのコードを備え、
    前記代替バンド情報は前記第１のトランシーバを用いて通信され、前記第２の周波数バンドを介して前記第１のネットワークノードとの通信を可能にする、非一時的プロセッサ可読記憶媒体。
16. 前記代替バンド情報はさらなるハンドシェーク交換なしに前記第２の周波数バンドを介した通信を可能にする、請求項１５の記憶媒体。
17. 前記命令群は代替バンド情報を前記第１のネットワークノードに送信することにより前記代替バンド情報を処理するように構成された請求項１５の記憶媒体。
18. 前記命令群は前記第１のネットワークノードから代替バンド情報を受信することにより前記代替バンド情報を処理するように構成された請求項１５の記憶媒体。
19. 前記命令群はさらに定義された基準に少なくとも部分的に基づいて前記第１のトランシーバを用いることから前記第２のトランシーバを用いることへ切り替えることにより前記第１のネットワークノードと通信するためのコードをさらに備える、請求項１８の記憶媒体。
20. 前記定義された基準は前記第１のトランシーバとコロケートされたBluetoothモジュールの動作状態である、請求項１９の記憶媒体。

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