JP4751828B2 - Ｗｌａｎネットワーク制御のためのシグナル方法、および、管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システムに関し、より詳細には、ＷＬＡＮにおけるリモート無線リソース管理（ＲＲＭ）に関する。

簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）は、リモートネットワーク管理エンティティ（ＮＭＥ、すなわち、「エージェント」）が、ネットワーククライアントデバイスを監視することを可能にする、広く利用されているクライアント−サーバベースのプロトコルである。ＷＬＡＮコンテキストでは、エージェントは、通常、アクセスポイント（ＡＰ）である。ＳＮＭＰプロトコルは、ＧＥＴコマンドを介して、クライアントからの情報の取得を可能にする。ＳＮＭＰプロトコルの別の特徴は、クライアントデバイス（すなわち、ＡＰ）が、ＮＭＥに通知を送信できることである。

それらの通知、つまり、イベントによってトリガされるレポートは、例えば、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションズシステム（ＵＭＴＳ）において、ハンドオーバ、セル内の高い干渉レベル、またはソフトハンドオーバ候補セル群の変化などのクリティカルな状況について、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）に通知する測定値レポートをトリガするために広く使用されている。それらの通知は、移動通信ネットワークにおけるシグナルオーバーヘッドを低く保つ効率的な手段である。

８０２．１１に基づくＷＬＡＮは、３つだけの標準化された通知（関連付け解除（Ｄｉｓａｓｓｏｃｉａｔｅ）、認証解除（Ｄｅａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅ）、および認証失敗）を有する。それらの通知は、標準化された８０２．１１管理情報ベース（ＭＩＢ）の一環である。複数セル展開へのＷＬＡＮ統合に向けた動きに伴って、ＲＲＭを使用して、ＷＬＡＮアクセスの効率および相互運用性を維持することができる。

現在、例えば、ＵＭＴＳにおけるイベントによってトリガされる報告によって可能になる、シグナル効率およびトラフィック負荷低減を活用する、リモートＲＲＭ（すなわち、ＡＰにおいて実装されない）に関係する既存のＩＥＥＥ８０２．１１標準は、全く存在しない。

無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）が、局と、アクセスポイント（ＡＰ）と、ネットワーク管理エンティティ（ＮＭＥ）とを含む。ＷＬＡＮにおけるリモート無線リソース管理（ＲＲＭ）のための方法が、ＡＰにおいてトリガ条件を構成することによって始まる。トリガ条件が満たされたかどうかの判定が行われ、トリガ条件が満たされている場合、通知メッセージが、ＡＰからＮＭＥに送信される。

ＷＬＡＮにおけるリモートＲＲＭのための別の方法は、局からＡＰに要求メッセージを伝送することによって始まる。要求メッセージは、ＡＰにおいて処理され、ＡＰから局に応答メッセージを送信することによって応答される。応答メッセージの内容は、ＡＰにおいて評価され、通知メッセージが、応答メッセージの内容に基づいてＡＰからＮＭＥに送信される。

ＷＬＡＮにおけるリモートＲＲＭのための第３の方法は、局においてパラメータを測定し、そのパラメータを局からＡＰに報告することによって始まる。パラメータは、ＡＰにおいて所定の閾値と比較され、パラメータが閾値を満たす場合、通知メッセージが、ＡＰからＮＭＥに送信される。

局とアクセスポイント（ＡＰ）とを有する無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるリモート無線リソース管理のためのネットワーク管理エンティティ（ＮＭＥ）は、ＡＰから通知メッセージを受信するための受信手段と、その通知メッセージを処理するための処理手段と、その通知メッセージの内容に基づいてＷＬＡＮの無線リソースを管理するための管理手段とを含む。

局と、ネットワーク管理エンティティ（ＮＭＥ）とを有する無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるアクセスポイント（ＡＰ）は、局から情報を受信するための受信手段と、その情報を処理し、処理された情報に内容が基づく通知メッセージを生成するための処理手段と、その通知メッセージをＮＭＥに伝送するための伝送手段とを含む。

本発明のより詳細な理解は、例として与えられ、添付の図面と併せて理解される、好ましい実施形態の以下の説明から得ることができる。

本発明は、基本的なＷＬＡＮ無線インタフェース規格である、８０２．１１ベースライン、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、および８０２．１１ｇを含む、ＷＬＡＮ ＩＥＥＥ８０２．１１標準に対するアドオン（ａｄｄ−ｏｎ）として実施することができる。また、本発明は、他の８０２．１１ベースのシステムにおいて、８０２．１６ベースのシステムにおいて、ならびにその他の無線ネットワークシステムにおいても実施することができる。

８０２．１１規格において、データフレーム（ペイロードを伝送するための）、制御フレーム（例えば、肯定応答を伝送するための）、および管理フレーム（例えば、ビーコン）を含む、３つのタイプのメディアアクセス制御（ＭＡＣ）フレーム、つまり、シグナルメッセージが存在する。一般的に言えば、各フレームタイプに関して、いくつかのサブタイプが存在する。それらのフレームタイプはすべて、現在の８０２．１１規格に記載される特定の内容、つまり情報要素（ＩＥ）を有する。

図１で示すとおり、サービスプリミティブは、標準化されたメッセージ内容を有する、レイヤ間および／またはプロトコルエンティティ間交換（例えば、局管理エンティティ（ＳＭＥ）からＭＡＣサブレイヤ管理エンティティ（ＭＬＭＥ）への、およびその逆の）のために使用される内部局シグナルメッセージである。メッセージの特定のフォーマットは、標準によって指定されておらず（インプリメンテーション固有であることが可能である）、内容だけが指定されている。このタイプのメッセージは、普通、管理目的で別の局に特定のフレームを送信することなどのアクションを開始すること、および／または確認することに使用される。

ＷＬＡＮ環境においてリモートＲＲＭを実現するため、以下のシグナルメッセージセット（局管理（ＳＭＴ）通知）を提案する。メッセージのそれぞれは、ＳＭＴ通知として定義される。本発明の好ましい実施形態によるＳＭＴ通知は、ネットワーク側の単純なシグナルメッセージ（ＵＭＴＳ Ｉｕｂ／Ｉｕｒインタフェースを介して交換される、ＵＭＴＳにおけるノードＢからＲＮＣへの測定値報告メッセージのように機能する）である。基本的に、ＡＰは、いくつかの条件が満たされると、ＳＭＴ通知を一種のＳＮＭＰプロトコルメッセージとして送信する。条件は、Ｌ１およびＬ２から来ることが可能であり、測定値を含む可能性が高い。ＳＮＭＰは、Ｌ１およびＬ２（ＭＡＣレイヤ）より上位に位置しているため、ＵＤＰ／ＩＰメッセージフォーマットが、通常、使用される。ＳＭＴ通知は、ＩＰ管理フレームまたはＭＡＣ管理フレームによって伝送されて、無線インタフェースを介して局からＡＰへ、またはＳＭＴ通知をＭＡＣフレームの中にカプセル化することによるなど、他の手段によって交換されることも可能である。

本発明に従ってＡＰからＮＭＥに送信される通知は、ＳＭＴ通知またはＳＮＭＰメッセージ以外のフォーマットになっていることも可能である。通知は、拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）でフォーマットされること、あるいは、プロトコルエンティティ間で交換されるサービスプリミティブとして送信されることが、プロトコルエンティティが、同一の物理的ハードウェア内部に存在している場合でも可能である。例えば、通知は、両方のレイヤとも局に存在する、ＭＡＣレイヤからＩＰレイヤに、サービスアクセスポイント（ＳＡＰ）をまたいでプリミティブとして送信されることも可能である。

本発明の作用（ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を説明する目的で、通知は、ＳＮＭＰを使用して送信され、本明細書で「ＳＭＴ通知」とも呼ばれるものと想定する。本発明は、通知のフォーマット、または通知を送信するのに使用される手段に関わらず、同一の形で作用することに留意されたい。

図２は、ＡＰ２０２によって局２０６に送信される関連付け応答フレームの内容に依存して、ＡＰ２０２によってＮＭＥ２０４に送信される通知メッセージを示す流れ図である。関連付け要求フレームが、基本サービスセット（ＢＳＳ）の中の局２０６をＡＰ２０２に関連付けようとして、局２０６によってＡＰ２０２に送信される（ステップ２１０）。ＡＰ２０２は、局２０６に関連付け応答フレームで返信し（ステップ２１２）、関連付け応答フレームは、関連付けが成功したか否かを示すステータスコードを含み、成功しなかった場合、関連付けの失敗の理由コードを含む。使用されるステータスコード群は、８０２．１１標準に記載されるステータスコード群であることに留意されたい。

ＡＰ２０２は、関連付け応答フレームの中に含まれるステータスコードを評価する（ステップ２１４）。ステータスコードが、関連付けの成功を示す場合、ＡＰ２０２は、関連付け通知をＮＭＥ２０４に送信する（ステップ２１６）。関連付け通知は、関連付け応答フレームが送信された局２０６のＭＡＣアドレスを含む。ステータスコードが、関連付けの成功を示さない場合（ステップ２１４）、ＡＰ２０２は、関連付け失敗通知をＮＭＥ２０４に送信する（ステップ２１８）。関連付け失敗通知は、関連付け応答フレームが送信された局２０６のＭＡＣアドレスと、関連付け失敗の理由とを含む。

図３は、ＡＰ３０２によって局３０６に送信された再関連付け応答フレームの内容に依存して、ＡＰ３０２によってＮＭＥ３０４に送信される通知メッセージを示す流れ図である。再関連付け要求フレームが、ローミング局３０６を新たなＡＰ３０２に再関連付けしようとして、ローミング局３０６によって新たなＡＰ３０２に送信される（ステップ３１０）。新たなＡＰ３０２は、再関連付け応答フレームで局３０６に返信し（ステップ３１２）、再関連付け応答フレームは、再関連付けが成功したか否かを示すステータスコードを含み、成功しなかった場合、再関連付けの失敗の理由コードを含む。

新たなＡＰ３０２は、再関連付け応答フレームの中に含まれるステータスコードを評価する（ステップ３１４）。ステータスコードが、再関連付けの成功を示す場合、ＡＰ３０２は、再関連付け通知をＮＭＥ３０４に送信する（ステップ３１６）。再関連付け通知は、再関連付け応答フレームが送信された局３０６のＭＡＣアドレスを含む。ステータスコードが、再関連付けの成功を示さない場合（ステップ３１４）、ＡＰ３０２は、再関連付け失敗通知をＮＭＥ３０４に送信する（ステップ３１８）。再関連付け失敗通知は、再関連付け応答フレームが送信された局３０６のＭＡＣアドレスと、再関連付けの失敗の理由とを含む。

図４は、局４０６からＡＰ４０２に送信されたチャネル占有値に依存して、ＡＰ４０２によってＮＭＥ４０４に送信されるトラフィック負荷通知メッセージを示す流れ図である。トラフィック負荷通知は、ＢＳＳにおける平均の経験されたトラフィック負荷が、ある限度を超えたことをＡＰ４０２からＮＭＥ４０４にシグナルするメッセージである。

局４０６は、チャネル占有を測定し（ステップ４１０）、チャネル占有値をＡＰ４０２に報告する（ステップ４１２）。ＡＰ４０２は、局４０６によって報告されたチャネル占有値を所定の閾値と比較する（ステップ４１４）。閾値は、平均チャネル占有率（ｃｈａｎｎｅｌ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ）が、所定の時間より長い間、所定のパーセンテージより高い場合、超えられている。ベースラインチャネル占有率および最小時間は、インプリメンテーション固有であることに留意されたい。本発明の一実施形態では、ベースラインチャネル占有率は、３０％であり、最小時間は、１０分間である。

チャネル占有値が、閾値を超えた場合、トラフィック負荷通知が、ＮＭＥ４０４に送信される（ステップ４１６）。トラフィック負荷通知は、所定の値に対応するものとして、トラフィック負荷値を含む。チャネル占有値が、閾値を超えない場合（ステップ４１８）、ＡＰ４０２は、更新されたチャネル占有値の受信を待ち、通常のＡＰ動作を続ける。

図５は、局５０６からＡＰ５０２に送信された信号品質値に依存して、ＡＰ５０２によってＮＭＥ５０４に送信される低信号品質通知メッセージを示す流れ図である。低信号品質通知は、特定の局が、ある時間にわたって低い信号品質を経験していることをＡＰ５０２からＮＭＥ５０４にシグナルするメッセージである。

局５０６は、信号品質を測定し（ステップ５１０）、信号品質値をＡＰ５０２に報告する（ステップ５１２）。ＡＰ５０２は、その信号品質を評価して、その信号品質が、所定の閾値より低いかどうかを判定する（ステップ５１４）。閾値は、平均信号品質レベルが、所定の時間より長い間、所定の値より所定のパーセンテージ低いかどうかである。パーセンテージ差、ベースライン信号品質値、および最小時間は、インプリメンテーション固有であることに留意されたい。本発明の一実施形態では、パーセンテージ差は、５０％であり、ベースライン信号品質値は、１０ｄＢの信号対雑音比（ＳＮＲ）であり、最小時間は、１０分間である。

信号品質が、閾値より低い場合、低信号品質通知が、ＮＭＥ５０４に送信される（ステップ５１６）。低信号品質通知は、低い信号品質を経験している局のＭＡＣアドレスと、その局の平均信号品質レベルとを含む。信号品質値が、閾値を超えた場合（ステップ５１８）、ＡＰ５０２は、更新された信号品質値の受信を待ち、通常のＡＰ動作を続ける。

図６は、局６０６からＡＰ６０２に送信された帯域内干渉値に依存して、ＡＰ６０２によってＮＭＥ６０４に送信される帯域内干渉通知メッセージを示す流れ図である。帯域内干渉通知は、ＢＳＳにおける平均の経験される干渉レベルが、ある限度を超えたことをＡＰ６０２からＮＭＥ６０４にシグナルするメッセージである。

局６０６が、帯域内干渉を測定し（ステップ６１０）、その帯域内干渉値をＡＰ６０２に報告する（ステップ６１２）。ＡＰ６０２は、帯域内干渉値が、所定の閾値を超えたかどうかを判定する（ステップ６１４）。閾値は、局６０６が、所定の時間より長い間、ｄＢｍ単位で、所定の値より高い平均干渉レベルを感知した場合、超えられている。ベースライン干渉レベルおよび最小時間は、インプリメンテーション固有であることに留意されたい。本発明の一実施形態では、ベースライン干渉レベルは、−７５ｄＢｍであり、最小時間は、１０分間である。

帯域内干渉が、閾値を超えた場合、帯域内干渉通知が、ＮＭＥ６０４に送信される（ステップ６１６）。帯域内干渉通知は、干渉レベルを含む。帯域内干渉値が、閾値より低い場合（ステップ６１８）、ＡＰ６０２は、更新された帯域内干渉値の受信を待ち、通常のＡＰ動作を続ける。

各タイプの通知の内容は、局のＭＡＣアドレス、理由コード、ステータスコード、およびエラーコードによって異なることが可能である。通知は、ＮＭＥによる構成に依存することが可能である。例えば、測定Ａによって与えられる干渉レベルが、Ｃ秒間より長い間、構成された閾値Ｂを超えた場合、帯域内干渉通知が送信され、変数Ａ、Ｂ、およびＣは、構成固有、またはインプリメンテーション固有である。

図７は、トリガ条件が満たされた後、ＡＰ７０２によってＮＭＥ７０４に送信される一般的な通知メッセージを示す流れ図である。ＮＭＥ７０４が、トリガ条件を構成し、トリガ条件をＡＰ７０２に伝送する（ステップ７１０）。トリガがアクティブにされるには、次の２つのイベントのどちらかが生じなければならない。すなわち、ＡＰ７０２におけるいくらかの活動（ステップ７１２）、または局７０６が、情報をＡＰ７０２に送信する（ステップ７１４）。ステップ７１２、ステップ７１４のいずれか１つ、または両方が、トリガ条件を満たすことが可能であり、ＮＭＥによって設定されたトリガ条件に依存することに留意されたい（このため、ステップ７１２とステップ７１４は、両方のステップが実行される必要はないため、破線のボックスとして示している）。ステップ７１２は、内部ＡＰ測定、または他の内部ＡＰトリガなどの、ＡＰベースのイベントを含むことが可能である。ステップ７１４は、要求フレームをＡＰ７０２に送信することなどの、局７０６によって行われる任意のアクションを含むことが可能である。

トリガ条件が満たされたかどうかの判定が行われる（ステップ７１６）。トリガ条件が満たされていない場合、ＡＰ７０２は、ステップ７１２、ステップ７１４で示されるとおり、さらなる活動を待つ。トリガ条件が満たされている場合（ステップ７１６）、通知が、ＡＰ７０２からＮＭＥ７０４に送信される（ステップ７１８）。次に、ＡＰは、ステップ７１２、ステップ７１４で示されるとおり、さらなる活動を待つことに戻る。

図８は、トリガ条件が満たされた後、ＡＰ８０２によってＮＭＥ８０４に送信される一般的な通知メッセージの代替の実施形態を示す流れ図である。ＡＰ８０２が、トリガ条件を構成する（ステップ８１０）。トリガがアクティブにされるには、次の２つのイベントのどちらかが生じることが可能である。すなわち、ＡＰ８０２におけるいくらかの活動（ステップ８１２）、または局８０６が、情報をＡＰ８０２に送信する（ステップ８１４）。ステップ８１２、ステップ８１４のいずれか１つ、または両方が、トリガ条件を満たすことが可能であり、ＮＭＥによって設定されたトリガ条件に依存することに留意されたい（このため、ステップ８１２とステップ８１４は、両方のステップが実行される必要はないため、破線のボックスとして示している）。ステップ８１２は、内部ＡＰ測定、または他の内部ＡＰトリガなどの、ＡＰベースのイベントを含むことが可能である。ステップ８１４は、要求フレームをＡＰ８０２に送信することなどの、局８０６によって行われる任意のアクションを含むことが可能である。

トリガ条件が満たされたかどうかの判定が行われる（ステップ８１６）。トリガ条件が満たされていない場合、ＡＰ８０２は、ステップ８１２、ステップ８１４で示されるとおり、さらなる活動を待つ。トリガ条件が満たされている場合（ステップ８１６）、通知が、ＡＰ８０２からＮＭＥ８０４に送信される（ステップ８１８）。次に、ＡＰは、ステップ８１２、ステップ８１４で示されるとおり、さらなる活動を待つことに戻る。

本発明の諸特徴および諸要素を特定の組み合わせで、好ましい諸実施形態において説明したが、各特徴または各要素は、好ましい諸実施形態のその他の諸特徴および諸要素なしに、単独で使用すること、あるいは本発明の他の諸特徴および諸要素とともに、またはそのような諸特徴および諸要素なしに、様々な組み合わせで使用することができる。本発明の特定の諸実施形態を図示し、説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの変更および変形が、当業者によって行われることも可能である。以上の説明は、この特定の発明を例示する役割をし、全く限定する役割はしない。

ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルスタックを示すブロック図である。 関連付け応答フレームに基づいて通知メッセージを送信することを示す流れ図である。 再関連付け応答フレームに基づいて通知メッセージを送信することを示す流れ図である。 チャネル占有値に基づいて通知メッセージを送信することを示す流れ図である。 信号品質値に基づいて通知メッセージを送信することを示す流れ図である。 帯域内干渉値に基づいて通知メッセージを送信することを示す流れ図である。 ＡＰにおいてトリガがアクティブにされた際に一般的な通知メッセージを送信することを示す流れ図である。 ＡＰにおいてトリガがアクティブにされた際に一般的な通知メッセージを送信することの代替の実施形態を示す流れ図である。

Claims (11)

1. ＩＥＥＥ８０２．１１ベースの無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるアクセスポイント（ＡＰ）で使用するための方法であって、
   前記アクセスポイント（ＡＰ）において、サービスパラメータの品質に関連するトリガ条件を示すメッセージをネットワーク管理エンティティ（ＮＭＥ）から受信するステップと、
   前記アクセスポイント（ＡＰ）において、前記トリガ条件が満たされているかを、前記無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）内のサービスパラメータの品質の測定値に基づいて判定するステップと、
   前記トリガ条件が満たされている場合、前記アクセスポイント（ＡＰ）から前記ネットワーク管理エンティティ（ＮＭＥ）へ、前記サービスパラメータの品質の測定値に関連する情報を含む通知メッセージを送信するステップと
   を具えたことを特徴とする方法。
2. 前記サービスパラメータの品質は、トラフィック負荷であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記サービスパラメータの品質は、信号品質であることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記サービスパラメータの品質は、帯域内干渉であることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. ＩＥＥＥ８０２．１１ベースの無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるアクセスポイント（ＡＰ）で使用するための方法であって、
   前記アクセスポイント（ＡＰ）において、前記無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）内の局によって測定されたサービスパラメータの品質の所定の値を示す情報を、前記無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）内の前記局から受信するステップと、
   前記アクセスポイント（ＡＰ）において、前記サービスパラメータの品質の前記所定の値を閾値と比較するステップと、
   前記サービスパラメータの品質の前記所定の値が閾値を満たす場合、前記アクセスポイント（ＡＰ）は、前記サービスパラメータの品質の前記所定の値に関連する情報を含む通知メッセージをネットワーク管理エンティティ（ＮＭＥ）へ送信するステップと
   を具えたことを特徴とする方法。
6. 前記サービスパラメータの品質は、チャネル占有であり、
   前記通知メッセージは、トラフィック負荷通知であることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 前記送信するステップは、前記トラフィック負荷通知を送るステップを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記サービスパラメータの品質は、信号品質であり、
   前記通知メッセージは、低信号品質通知であることを特徴とする請求項５記載の方法。
9. 前記送信するステップは、前記低信号品質通知を送るステップを含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 前記サービスパラメータの品質値は、帯域内ノイズであり、
    前記通知メッセージは、帯域内ノイズ通知であることを特徴とする請求項５記載の方法。
11. 前記送信するステップは、前記帯域内ノイズ通知を送るステップを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。

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