JP4779130B2 - ブロードバンドアクセスポイントを用いた頑健なトポロジーの無線通信 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアクセスポイントを用いた頑健なトポロジーの無線通信に関する。
【0002】
【従来の技術】
送信機と受信機との間の無線通信は、無線通信リンクを使用して情報を伝送することを含み、この場合、送信機は情報を(送信機と受信機との間の無線通信用に確保された周波数帯のような)無線通信チャンネル上へ変調し、かつ受信機は無線通信チャンネルからその情報を復調して元の情報を復元する。
【0003】
既知のシステムに伴う1つの問題点は、無線通信チャンネルが、当該無線通信チャンネルを有線通信チャンネルに比べて比較的信頼性の低いものにするいくつかの通信上の問題にさらされることにある。これらの通信上の問題点の中でも、干渉と、ランダム雑音又は擬似ランダム雑音と、マルチパス効果とが存在する。第1の例として、無線通信チャンネルは、近接した周波数又は他の同様の変調フォーマットを有する他の無線通信チャンネル上で送られる情報にさらされる可能性がある。第2の例として、無線通信チャンネルは、周辺の雑音ソースによって発生する場合があるような、ランダム雑音又は擬似ランダム雑音にさらされる可能性がある。第3の例として、無線通信チャンネル上で送られる情報は、反射されるか又は屈折されて、そのあて先に複数回にわたって、かつ変動した減衰度で到達する可能性がある。当然ながら、最も重大な通信上の問題点は、送信機と受信機との間の見通しパス上の障害物に起因する、送信機と受信機との間の完全な通信不能に関係している。
【0004】
これらの通信上の問題点を解決する1つの既知の方法は、選択された送信機と受信機との間の無線通信チャンネルを妨害する可能性の高い通信上の問題点の性質を決定するよう試み、かつこれらの通信上の問題点による影響を除去するように試みるというものである。第1の例としては、干渉及び雑音による影響は、誤り訂正符号と、雑音のあるチャンネルを用いる他の既知の通信技術とによって部分的に緩和されることが可能である。第2の例として、マルチパス効果は、無線通信リンクのインパルス応答を決定して、最終的に受信機に提供される信号においてそれらのマルチパス効果を相殺するように、送信機又は受信機のいずれかにおいてそのインパルス応答を反転するよう試みることによって部分的に緩和されることが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
これらの既知の方法は、一般に、無線通信リンク上の改善された通信を結果的に達成するが、これらはいくつかの欠点を有する。第1に、これらの既知の方法は、建物又は山脈のような障害物の背後の場所や、あるいは選択された通信周波数における干渉又は反射パターン内のノードの場所のような、ポイント・ツー・ポイント・リンクによっては到達可能でない場所へ無線通信を提供するそれらの能力が極めて制限されている。第2に、これらの既知の方法は、(任意の種類の)干渉又は雑音が増加するとき品質が極度に低下し、雑音のない通信リンクと関連付けられた通信能力を達成できるものでしかない。さらに、これらの既知の方法のいずれも、送信機と受信機との間の見通しパス上の障害物に起因する、送信機と受信機との間の完全な通信不能の問題を解決する能力を達成していない。
【0006】
従って、無線通信システムにおける使用のためのような、既知の技術のもつ欠点にさらされない無線通信のための技術を提供することが効果的であろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のアクセスポイントを用いた頑健なトポロジーの無線通信のための方法及びシステムを提供する。ある好ましい実施形態では、無線通信システムは、基地局コントローラと少なくとも1セットの顧客構内機器とを有する通信セルを含む。顧客構内機器はセルの1つのセクタ内に配置され、基地局コントローラと顧客構内機器との間の通信は、複数個のセットの顧客構内機器の間の干渉を防止するように、基地局コントローラによって制御される。顧客構内機器が相対的に大きな量の干渉又は雑音にさらされる場合には、基地局コントローラと1つ又は複数のセットの顧客構内機器との間で通信を伝搬し又はルーティングするように、セクタ内に1つ又は複数のアクセスポイントが設けられる。ここに記載された本発明の複数の態様においては、アクセスポイントは、その複雑さにおいて、簡単な反射器から中継器、セル内で動作するルーティング装置までの範囲を有していてもよい。
【0008】
本発明は、既知の技術に鑑みて新規でありかつ自明でない実質的な優位点及び能力を獲得するように、無線通信用の広範なアプリケーションのための可能化する技術(enabling technology)を提供する。以下で説明される実施例は主としてセルラー無線通信システムに関連しているが、本発明は、多くの異なるタイプの無線通信システム及び他の通信システムに広く適用することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下の説明では、本発明の好ましい実施形態が、好ましい処理ステップ及びデータ構造に関連して説明される。本発明の実施形態は、ここで説明される特定の処理ステップ及びデータ構造用に適応された、プログラム制御のもとで動作する汎用プロセッサ又は特定目的プロセッサを用いて、又は他の回路を用いて実施されることが可能である。ここで説明される処理ステップ及びデータ構造の実施は、過度な実験又はさらなる発明を必要としない。
【0010】
関連出願
ここで説明される発明は、下記の明細書に記載された発明とともに使用可能である。
【0011】
・2000年12月29日に、アペルト・ネットワークス・インコーポレイテッドの名義で、1999年12月30日を優先日として出願された“ポイント・ツー・マルチポイント通信システムのための適応リンク層(Adaptive Link Layer for Point to Multipoint Communication System)”と題する国際特許出願第PCT/US00/35588号の明細書。
・2000年12月29日に、アペルト・ネットワークス・インコーポレイティドの名義で、1999年12月30日を優先日として出願された“統合化された自己最適化マルチパラメータ及びマルチ可変式ポイント・ツー・マルチポイント通信システム(Integrated Self-Optimizing Multi-Parameter and Multi-variable Point to Multipoint Communication System)”と題する国際特許出願第PCT/US00/35589号の明細書。
【0012】
これらの明細書はそれぞれ、ここに完全に示されたように、参照によってここに含まれている。これらの明細書は、ここでは時々、“含まれた開示内容”として集合的に言及されている。
【0013】
辞書編集
以下の用語は、後述される発明の態様を示し、又は当該態様に関連するものである。これらの用語の一般的意味の説明は限定的であることを意図されず、単なる例示である。
【0014】
・アクセスポイント−一般に、無線通信セル内で(受動的か又は能動的かのいずれかの)メッセージ転送を実行する装置である。1つのアクセスポイントが単一の装置でなければならないという特別な必要条件は存在せず、代替の実施形態では、アクセスポイントはそれぞれ、単一の装置の一部、複数の装置の組み合せ、又はこれらの何らかの混成物を含むことができる。アクセスポイントは、狭帯域通信に代わって広帯域通信を処理し、又は狭帯域通信に加えて広帯域通信を処理するそれの一般的な能力を示すために、ここでは時々、“広帯域”アクセスポイントと呼ばれる。
・基地局コントローラ−一般に、無線通信セルのための調整及び制御を実行する装置である。基地局コントローラが単一の装置でなければならないという特別な必要条件は存在せず、代替の実施形態では、基地局コントローラは、単一の装置の一部、複数の装置の組み合せ、又はこれらの何らかの混成物を含むことができる。
・セル−一般に、ある基地局コントローラに関連付けられた領域であって、この領域において、顧客構内機器が当該基地局コントローラと通信し、かつ当該基地局コントローラが通信パラメータにわたる制御を実行する。ある好ましい実施形態では、セルはそれぞれ隣接していてコンパクトであるが、いずれの性質に関しても特別な必要条件は存在せず、セルは隣接しない部分領域を含んでもよく、また必ずしもコンパクトではない。
・通信リンク−一般に、情報を送信側から受信側へ伝送するための構成要素である。ある好ましい実施形態において、言及される通信リンクは、一般には無線の見通し線ポイント・ツー・ポイント通信リンクであるが、それら通信リンクがそのように制限される特別な必要条件は存在しない。
・顧客構内機器−一般に、顧客の場所で通信処理及びタスクを実行し、かつ無線通信セル内で基地局コントローラと協働して動作する装置である。顧客構内機器が単一の装置でなければならないという特別な必要条件は存在せず、代替の実施形態では、顧客構内機器は、単一の装置の一部、複数の装置の組み合せ、又はこれらの何らかの混成物を含むことができる。
・MACパラメータ−一般に、無線通信リンクに関連し、通信リンクのメディアアクセス制御に関連した特性又はパラメータのセットである。例えば、MACパラメータは、(a)メッセージ毎に割り当てられるペイロードデータバイト数、(b)肯定応答メッセージの頻度とメッセージ再送信試行の回数、(c)アップストリーム通信に対して、ダウンストリーム通信に割り当てられた通信リンクの割合、などを含むことができる。
・物理パラメータ−一般に、無線通信リンクに関連し、通信リンク上での情報の物理的伝送に関連した特性又はパラメータのセットである。例えば、物理的特性は、(a)シンボル伝送レート、(b)シンボル毎に割り当てられるペイロードデータビット数、(c)シンボル毎に割り当てられる誤り検出又は訂正ビット数、などを含むことができる。
・伝搬又はルーティング−一般に、中間の反射器、中継器、もしくはルーティング又はスイッチング構成要素のような中間ポイントを用いて、送信者からあて先へメッセージを転送することである。
・セクタ−一般に、セル全体ではないセルの一部である。例えば、セルは、基地局コントローラからの方位角又は距離に応じて複数のセクタに分割されることが可能である。セクタが互いに共通地点を持ってはならない特別な必要条件は存在せず、それらはたがいに重なり合っていてもよい。
・無線通信システム−一般に、無線通信技術を使用する少なくとも1つの通信リンクを含む通信システムである。
・無線トランスポート層−一般に、無線トランスポートを使用して情報を送受信するための複数のプロトコル及び複数のプロトコルパラメータのセットである。ある好ましい実施形態では、無線トランスポート層は、物理トランスポート層を使用して無線トランスポート層が構築されかつIPのような論理トランスポート層によって無線トランスポート層が使用される、多層システムアーキテクチャの一部である。
【0015】
先に述べたように、これらの用語のこうした一般的意味の説明は限定的であることを意図されず、単なる例示である。本願明細書を熟読すれば、当該技術における通常の技能を有する者には、これらの用語及び概念の拡張を含む本発明の他のアプリケーション及びさらなるアプリケーションが明らかとなるであろう。これらの他のアプリケーション及びさらなるアプリケーションは本発明の範囲及び精神の一部であり、当該技術における通常の技能を有する者には、さらなる発明又は過度の実験を行うことなく明らかとなるであろう。
【0016】
システムのコンテキスト
無線通信システムにおいてポイント・ツー・マルチポイント無線通信を使用するシステムは、(コンピュータネットワークのような)ネットワークに接続された装置がメッセージを送信し、メッセージをルーティングしかつスイッチングし、メッセージを受信するシステムの一部として動作する。ある好ましい実施形態では、ネットワークに接続された(かつネットワークと統合化された)装置は、各パケットが伝送情報を含むヘッダとデータを含むペイロードとを有するパケットのシーケンスとして、これらのメッセージを送信し、ルーティングしかつ受信する。ある好ましい実施形態では、パケットフォーマットはOSIモデルに適合し、このOSIモデルでは、アプリケーションプロトコルのような相対的に高いレベルのプロトコル(FTPのような第5層)はトランスポートプロトコルのような相対的に低いレベルのプロトコル(TCPのような第4層)を使用し、トランスポートプロトコルはネットワークプロトコル(IPのような第3層)を使用し、ネットワークプロトコルはメディアアクセス制御(MAC)プロトコル(第2層)を使用し、メディアアクセス制御プロトコルは物理トランスポート技術(第1層)を使用する。ある好ましい実施形態では、パケットフォーマットは、通信障害から回復するために相対的に低いレベルのプロトコルがより高いレベルのプロトコルを使用するOSIモデルに適合している。
【0017】
ここで、頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムは、第1層及び第2層に関連して説明され、特に、これが、第1層と第2層との相互作用と、これらの層と第3層との相互作用とに適用される場合について説明される。しかしながら、本発明の概念及び技術は、OSIモデルの他の層にも適用可能である。これらの概念及び技術をそのような他の層に適応させることは、過度の実験又はさらなる発明を必要とせず、本発明の範囲及び精神の内にある。
【0018】
システムの構成要素
図1は、頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第1のブロック図を示している。
【0019】
システム100は、無線通信セル110と、基地局コントローラ120と、1つ又は複数のセットの顧客構内機器130とを含む。システム100はまた、セル110内における1つよりも多くのセクタ111にてなるセットと、各セクタ111内の0個又はそれよりも多くのアクセスポイント140にてなるセットと、システム100の構成要素間で送信されるパケット150にてなるセットとを含む。
【0020】
無線通信セル110は、大都市地区で見い出されることがあるような、全体的に六角形形状の領域である局地的地表面エリア(local surface area)を含む。全体的に六角形形状の領域を使用することは、それらの領域が局地的な領域を実質上間隙なしに敷き詰めることができるので、無線通信の技術では既知である。しかしながら、好ましい実施形態では無線通信セル110が全体的に六角形形状の領域を含んでいるが、この特定の形状を使用する特別な必要条件は存在せず、代替の実施形態では、他の形状又は敷き詰め方法の局地的地表面エリアを提供することが有益である場合もある。
【0021】
基地局コントローラ120は、プロセッサと、プログラム及びデータメモリと、大容量記憶装置と、無線通信技術を使用して情報を送信又は受信するための1つ又は複数のアンテナとを含む。
【0022】
基地局コントローラ120と同様に、顧客構内機器130の各セットも、プロセッサと、プログラム及びデータメモリと、大容量記憶装置と、無線通信技術を使用して情報を送信又は受信するための1つ又は複数のアンテナとを含む。
【0023】
無線通信セル110内の複数の装置間の通信は、顧客構内機器130の各セットと基地局コントローラ120との間で1対1の原則で処理される。従って、基地局コントローラ120は顧客構内機器130の各セットと通信し、かつ顧客構内機器130の各セットは基地局コントローラ120と通信する。顧客構内機器130は、他の顧客構内機器130とは直接に通信しない。
【0024】
基地局コントローラ120と顧客構内機器130の各セットとの間の通信は、“ダウンストリーム(下流向き)”部分と“アップストリーム(上流向き)”部分とをそれぞれ含む個別のフレームに継続時間が分割される、時分割二重技術を使用して実行される。送信が送信側によって制御される既存のプロトコルとは異なり、基地局コントローラ120は、顧客構内機器130からの特別な要求がなくても、アップストリーム方向及びダウンストリーム方向の両方への送信を制御する。
【0025】
各フレームのダウンストリーム部分の間に、基地局コントローラ120は送信し、情報を1つ又は複数のセットの顧客構内機器130へ送る。各フレームのアップストリーム部分の間に、基地局コントローラは、アップストリームの再送信のためのスロットを自動的に割り当てる。これは、顧客構内機器130からの、スロットに対する明示的な要求なしで発生する。各フレームの特有の態様は、含まれた開示内容において説明されている。時分割二重技術は、無線通信の技術では既知である。
【0026】
アクセスポイント1
図1に示された第1のブロック図において、各アクセスポイント140は反射器141を含む。反射器は、無線通信の技術では既知である。
【0027】
基地局コントローラ120から顧客構内機器130へ送られる各パケット150は、基地局コントローラ120から顧客構内機器130への見通し線ではなく、反射器141を含むことがあるアクセスポイント140への見通し線で送られることが可能である。アクセスポイント140における反射器141は、パケット150を搬送する電磁波信号を第1のアウトバウンドパス151から第2のアウトバウンドパス152に反射させるので、パケット150は、基地局コントローラ120から顧客構内機器130までの間の見通しパスを用いる場合よりも良い形式で顧客構内機器130に到達する。
【0028】
同様に、顧客構内機器130から基地局コントローラ120へ送られる各パケット150は、顧客構内機器130から基地局コントローラ120への見通し線ではなく、反射器141を含むことがあるアクセスポイント140への見通し線で送られることが可能である。アクセスポイント140における反射器141は、パケット150を搬送する電磁波信号を第1のインバウンドパス153から第2のインバウンドパス154に反射させるので、パケット150は、顧客構内機器130から基地局コントローラ120までの間の見通しパスを使用する場合よりも良い形式で基地局コントローラ120に到達する。
【0029】
アクセスポイント2
図2は、頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第2のブロック図を示している。
【0030】
図2に示された第2のブロック図において、各アクセスポイント140は中継器142を含む。中継器は、無線通信の技術では既知である。各中継器142は、増幅器と雑音除去回路とを含むような再生部(又は再調整部;reconditioning element)143を含む。
【0031】
反射器141を含むアクセスポイント140の場合と同様に、基地局コントローラ120から顧客構内機器130へ送られる各パケット150は、基地局コントローラ120から顧客構内機器130への見通し線ではなく、アクセスポイント140への見通し線で送られることが可能である。アクセスポイント140では、パケット150が受信され、再生され(例えば、雑音が低減されて信号が再度増幅され)、アクセスポイント140からあて先の顧客構内機器130へと再送信されるので、パケット150は、基地局コントローラ120と顧客構内機器130との間の再生されることのないパスを使用する場合よりも良い形式で顧客構内機器130に到達する。
【0032】
同様にまた、パケットを顧客構内機器130から基地局コントローラ120へ送るために、中継器142を用いたアクセスポイント140が使用可能である。
【0033】
アクセスポイント140は反射器141及び中継器142の両方を含むことが可能であり、かつこれらの組み合せを含むことも可能であって、そのため、パケット150は、アクセスポイント140への見通し線で送られ、そのアクセスポイント140において中継器142又はその変形物を使用して再生され、かつそのあて先(基地局コントローラ120又は顧客構内機器130のいずれか)への見通し線で再送信されることが可能である。
【0034】
アクセスポイント3
図3は、頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第3のブロック図を示している。
【0035】
図3に示された第3のブロック図において、各アクセスポイント140は、セクタ111内又はセル110内で動作するルーティング又はスイッチング装置144を含む。ルーティング又はスイッチング装置144は、通信ネットワークの技術では既知である。
【0036】
反射器141を含むアクセスポイント140の場合と同様に、基地局コントローラ120から顧客構内機器130へ送られる各パケット150は、基地局コントローラ120から顧客構内機器130への見通し線ではなく、アクセスポイント140への見通し線で送られることが可能である。アクセスポイント140では、パケット150が受信され、ルーティングされ(例えば、あて先の顧客構内機器130が決定され、パケット150はそのあて先の顧客構内機器130への見通し線で再送信され)、アクセスポイント140からあて先の顧客構内機器130へと再送信されるので、パケット150は、基地局コントローラ120と顧客構内機器130との間のルーティングされていないパスを使用する場合よりも良い形式で顧客構内機器130に到達する。
【0037】
同様に、パケットを顧客構内機器130から基地局コントローラ120へ送るために、ルーティング又はスイッチング装置144を用いたアクセスポイント140が使用可能である。
【0038】
アクセスポイント140は、反射器141、中継器142及びルーティング又はスイッチング装置144のいずれか1つを含むことが可能であり、かつこれらの組み合せを含むことも可能である。そのため、パケット150は、アクセスポイント140への見通し線で送られ、そのアクセスポイント140でルーティング又はスイッチング装置144もしくはその変形物を使用してルーティングされるか又はスイッチングされ、そのアクセスポイント140で中継器142もしくはその変形物を使用して再生され、かつそのあて先(基地局コントローラ120又は顧客構内機器130のいずれか)への見通し線で再送信されることが可能である。
【0039】
さらにルーティング又はスイッチング装置144は、ACL(アクセス制御リスト)制限、QoS(サービス品質)制限又は通信ネットワークの技術において知られたその他の制限のいずれかを用いて、基地局コントローラ120と顧客構内機器130との間の通信に対する制限を課すために使用可能である。本願明細書を熟読すれば、当業者は、こうした制限を課す可能性が本発明の範囲及び精神の一部であり、かつ過度の実験又はさらなる発明を必要としないということを理解するであろう。
【0040】
アクセスポイント4
図4は、頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第4のブロック図を示している。
【0041】
図3に示された第3のブロック図の場合と同様に、図4に示された第4のブロック図では、各アクセスポイント140が、セクタ111内又はセル110内で動作するルーティング又はスイッチング装置144を含む。
【0042】
パケット150をあて先の顧客構内機器130へ直接ルーティングし又はスイッチングするルーティング又はスイッチング装置144を含むアクセスポイント140の場合と同様に、基地局コントローラ120から顧客構内機器130へ送られる各パケット150は、基地局コントローラ120から顧客構内機器130への見通し線ではなく、アクセスポイント140への見通し線で送られることが可能である。アクセスポイント140では、パケット150が受信され、ルーティングされ(例えば、あて先の顧客構内機器130が決定され、パケット150が第2のアクセスポイント140への見通し線で再送信され)、アクセスポイント140からその第2のアクセスポイント140へと再送信される。パケット150は、第2のアクセスポイント140から再度受信され、ルーティングされる(例えば、あて先の顧客構内機器130が決定され、パケット150はあて先の顧客構内機器130への見通し線で再送信される)ので、パケット150は、基地局コントローラ120と顧客構内機器130との間のルーティングされていないパスを使用する場合よりも良い形式で顧客構内機器130に到達する。
【0043】
同様に、中間のアクセスポイント140(ルーティング又はスイッチング装置144を含むか否かに関わらず)経由でパケットを顧客構内機器130から基地局コントローラ120へ送るために、ルーティング又はスイッチング装置144を用いたアクセスポイント140が使用可能である。
【0044】
アクセスポイント5
図5は、頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第5のブロック図を示している。
【0045】
図3に示された第3のブロック図の場合と同様に、かつ図4に示された第4のブロック図の場合と同様に、図5に示された第5のブロック図では、各アクセスポイント140が、セクタ111内又はセル110内で動作するルーティング又はスイッチング装置144を含む。
【0046】
上述のアクセスポイント140と同様に、ルーティング又はスイッチング装置144を含むこれらのアクセスポイント140は、パケット150を当該アクセスポイント140間でルーティングし又はスイッチングすることが可能であって、パケット150を基地局コントローラ120から中間の複数のアクセスポイント140のセットを介して顧客構内機器130へとルーティングし又はスイッチングすることができる。パケット150のマルチホップルーティングは、通信ネットワークの技術において既知である。
【0047】
各アクセスポイント140では、パケット150が受信され、ルーティングされ、かつアクセスポイント140から次のホップへ再送信される。上記次のホップから、この処理は、パケット150が顧客構内機器130への見通し線で送信されるまで反復され、従って、基地局コントローラ120と顧客構内機器130との間のルーティングされていないパスを使用する場合よりも良い形式で顧客構内機器130に到達する。
【0048】
ある好ましい実施形態では、各アクセスポイント140は、下記の機能の内の少なくともいくつかを実行する能力のあるルーティング又はスイッチング装置144を含む。
【0049】
・IPルーティング−ルーティング又はスイッチング装置144は、IP層のルーティング又はスイッチングを使用してパケット150をルーティングすることができる。
・MACルーティング−ルーティング又はスイッチング装置144は、MAC層のルーティング又はスイッチングを使用してパケット150をルーティングすることができる。
・再適応化−ルーティング又はスイッチング装置144は、パケット150をより小さいユニットに分割し、より小さいユニットを収集してより大きいパケット150にするように、パケット150を再適応化することができる。
・ミニスケジューラ−ルーティング又はスイッチング装置144は、ルーティング、再適応化及び再送信に際してどのパケット150に優先権を与えるかを決定するためのスケジューリング機能を含むことができる。
【0050】
ルーティング又はスイッチング装置144はまた、セル110内の単一のセクタ111内のみでルーティングし又はスイッチングするように、もしくはセル110内の複数のセクタ111間でルーティングし又はスイッチングするように構成されることも可能である。
【0051】
アクセスポイント(さらに一般的なもの)
本願明細書を熟読すれば、当業者は、図面に示されかつここに説明されたアーキテクチャがいくつかの方法で実質的に一般化され得るということを認識するであろう。
【0052】
第1に、セル110内にアクセスポイント140を追加することは、顧客構内機器130と協働してメッセージを送受信するための付加的な容量を基地局コントローラ120に追加することを可能にする。従って、(反射器141、中継器142、もしくはルーティング又はスイッチング装置144を用いた)複数のアクセスポイント140のセットは、アクセスポイント140のセットを通信の部分(サブ)ネットワークとして用いて基地局コントローラ120と顧客構内機器130との間でメッセージがルーティングされるメッシュ状ネットワークを形成することができる。従って、通信の部分ネットワークは、(1)スイッチングネットワークにおける複数の中間ノードの分散型ネットワークであると同時に、(2)基地局コントローラ120による制御下の集中化されたスイッチングシステムである。例えば、複数のアクセスポイント140のセットは、ルーティング及びスイッチング(スケジューリング、サービス品質の保証、及びフロー管理のような、ルーティング及びスイッチングの他の態様を含む可能性もある)を実行するようにそれぞれ独立して動作する一方、基地局コントローラ120は、各アクセスポイント140の(含まれた開示内容に示されたような)PHY及びMACパラメータを制御する。基地局コントローラ120はアクセスポイント140のそれぞれを別個に制御することが可能であり、もしくはセル110内又はセル110におけるセクタ内で使用するための大域的パラメータを決定することが可能である。
【0053】
第2に、各アクセスポイント140は、基地局コントローラ120の機能のいくつか又は全てをセル110の一部に限ってのみ実行することができる。従って、単一のセル110内の単一のセクタ内では、基地局コントローラ120と当該セクタ内の複数のアクセスポイント140のセットとが協働してトラフィックを制御することで、セル110内にマイクロセルを形成することができる。任意の1つのマイクロセルが完全に単一のセクタ内に存在しなければならないという特別な必要条件は存在せず、複数のマイクロセルは複数のセクタの部分に広がって存在することが可能であり、又は複数のセル110の部分にすらも広がって存在することが可能である。このことはまた、基地局コントローラ120と複数のアクセスポイント140のセットとが協働して多層(multi-tier)セルラーアーキテクチャを保持することを可能にし、各マイクロセルは関連付けられたアクセスポイント140によって個々に制御され、複数のマイクロセルを含むセル110は基地局コントローラ120によって制御される。
【0054】
第3に、セル110内にアクセスポイント140を追加することは、メッセージを送受信しかつセル110内のメッセージのフローを制御するための、増分の付加的な容量を基地局コントローラ120に追加することを可能にする。このことは、無線システムが、容量の急激な増大ではなく増分のステップで拡大することを可能にするので、“拡大する毎に支払う(pay as you grow)”展開システムを生成することができる。セル110内にアクセスポイント140を追加することが、基地局コントローラ120自体に、付加的な能力又は機能を有していることを要求するという、特別な必要条件は存在しない。
【0055】
第4に、通信パスが見通し線でなければならないという特別な必要条件は存在しない。ある好ましい実施形態では、大部分の電磁波通信が見通し線で存在するが、電磁波通信が見通し線でない要素を含むことも可能である。最初の例は、第1の周波数f1で実質的な反射問題を生じさせるが第2の周波数f2では実質的な反射問題を生じない建物のような、異なる周波数における差分のあるバリアの透過である。第2の例は、見通し線でないパスを得るような、既知の周波数における電磁波通信の屈折である。第3の例は、通信定常波における第1のピークと第2のピークとの間の通信を結果的に生じさせるマルチパスの付加である。本願明細書及び含まれた開示内容を熟読すれば、当業者は、基地局コントローラ120がPHY層、MAC層及び他の層のパラメータを操作して、見通し線でない条件下でもアクセスポイント140との通信を改善することができるということを認識するであろう。
【0056】
第5に、セル110内にアクセスポイント140を追加することは、基地局コントローラ120がセル110内のサービス品質(QOS)及びフロー管理を制御するための新たな機会を提供する。従って、基地局コントローラ120は、(1)直接的な通信の場合は固有のPHY及びMACパラメータを制御し、(2)アクセスポイント140を使用する間接的な通信の場合は固有のPHY及びMACパラメータを制御し、又は(3)顧客構内機器130との間接的な通信の場合はアクセスポイント140の個数及び位置を選択するかのいずれかによって、基地局コントローラ120と顧客構内機器130との間のQOSを制御することができる。従って、例えば、基地局コントローラ120は、アクセスポイント140を用いて顧客構内機器130にメッセージをルーティングするために、最短パス戦略の代わりに最良QOS戦略を選択することができる。
【0057】
第6に、本願明細書及び含まれた開示内容を熟読すれば、当業者は、セル110内にアクセスポイント140を追加することが、無線通信システムの展開を容易にするということを認識するであろう。基地局コントローラ120は、顧客構内機器130がそうであるように、多くの追加の場所に設けられることが可能である。さらに、基地局コントローラ120はPHY、MAC及び他のパラメータを制御するので、無線通信システムを展開することと、アクセスポイント140を用いて基地局コントローラ120と顧客構内機器130との間の許容可能な通信を達成することとがより容易になる。
【0058】
第6に、本願明細書及び含まれた開示内容を熟読すれば、当業者は、セル110内にアクセスポイント140を追加することが、QOS及びフロー管理に対する必要条件に関連して無線通信システムを使用することを容易にするということを認識するであろう。基地局コントローラ120はPHY、MAC及び他のパラメータを制御するので、QOS及びフロー管理について無線通信システムを管理することと、アクセスポイント140を用いて基地局コントローラ120と顧客構内機器130との間の許容可能な通信を達成することとがより容易になる。
【0059】
本発明の一般性
本発明は、上述のサービスに必ずしも関連しない様々な使用の分野に対して一般的な適用可能性を有している。例えば、これらの使用の分野は、以下のものの内の1つ又は複数、もしくはこれらのいくつかの組み合せを含むことができる。
【0060】
・本発明は、符号分割多重アクセス(CDMA、スペクトル拡散通信としても知られている)、周波数分割多重アクセス(FDMA)、空間分割多重アクセス(SDMA)、時分割多重アクセス(TDMA)及びこれらの組み合せのような、他の形式の無線通信に適用可能である。
・本発明は、物理パラメータ又はMACパラメータのような、動的に調整する通信パラメータから現在達成可能な有線(すなわち無線でない)通信に適用可能である。例えば、本発明は、等化パラメータが動的に調整されるものである、モデムを用いた有線通信に一般化されることが可能である。
・本発明は、衛星通信システム及び(マイクロ波タワー又は他の)ポイント・ツー・ポイント伝送システムのような、他の無線通信システムに適用可能である。
・本発明は、顧客構内機器が基地局コントローラ120に対して移動しない固定無線通信システムと、顧客構内機器が基地局コントローラ120に対して実質的に移動する移動無線通信システムとの両方に適用可能である。
【0061】
本願明細書を熟読すれば、当業者には、本発明のその最も一般的な形式における他のアプリケーション及びさらなるアプリケーションが明らかになるであろうが、これらは本発明の範囲と精神の内にある。
【0062】
代替の実施形態
ここには好ましい実施形態が開示されているが、本発明の概念、範囲及び精神の内にある多数の変形物が可能であり、本願明細書を熟読すれば、当業者にはこれらの変形物が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第1のブロック図である。
【図2】 頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第2のブロック図である。
【図3】 頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第3のブロック図である。
【図4】 頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第4のブロック図である。
【図5】 頑健なトポロジーを用いた無線通信のためのシステムの第5のブロック図である。
【符号の説明】
100…システム、
110…セル、
111…セクタ、
120…基地局コントローラ、
130…顧客構内機器、
140…アクセスポイント、
141…反射板、
142…中継器、
143…再生部、
144…ルーティング又はスイッチング装置、
150…パケット。
Claims (10)
- 基地局コントローラと顧客構内機器との間の通信を制御する能力を有する当該基地局コントローラであって、上記基地局コントローラは、
少なくとも1つのアンテナと、送受信機とを含む無線通信装置と、
上記無線通信装置を制御するプロセッサとを備え、上記プロセッサは、
(a)メッセージを送信するために上記基地局コントローラと上記顧客構内機器との間の1つ又は複数のアクセスポイントを選択するステップと、
(b)上記1つ又は複数のアクセスポイントの物理パラメータ及び媒体アクセス制御パラメータを制御するステップと、
(c)上記1つ又は複数のアクセスポイントを介して上記顧客構内機器に上記メッセージを送信するステップとを含む命令を実行するようにプログラミングされ、
上記1つ又は複数のアクセスポイントは、上記顧客構内機器への上記メッセージのルーティング及びスイッチングを制御し、
あるアクセスポイントによる上記ルーティング及びスイッチングは、上記顧客構内機器が上記メッセージの宛先であることを当該アクセスポイントにより決定することを含む基地局コントローラ。 - 上記命令は、上記基地局コントローラと上記アクセスポイントとの間の通信のスケジューリングを制御するステップをさらに含む請求項1記載の基地局コントローラ。
- 上記命令は、上記基地局コントローラと上記アクセスポイントとの間の通信のサービス品質パラメータを制御するステップをさらに含む請求項1記載の基地局コントローラ。
- 上記命令は、上記アクセスポイントと上記顧客構内機器との間の通信のスケジューリングを上記アクセスポイントに制御させる請求項1記載の基地局コントローラ。
- 上記命令は、上記アクセスポイントと上記顧客構内機器との間の通信のサービス品質パラメータを上記アクセスポイントに制御させる請求項1記載の基地局コントローラ。
- 基地局コントローラと顧客構内機器との間の通信を制御する当該基地局コントローラのプロセッサによって実行可能な命令を含む情報を格納したメモリであって、上記命令は、
メッセージを送信するために上記基地局コントローラと上記顧客構内機器との間の1つ又は複数のアクセスポイントを選択するステップと、
上記1つ又は複数のアクセスポイントの物理パラメータ及び媒体アクセス制御パラメータを制御するステップと、
上記1つ又は複数のアクセスポイントを介して上記顧客構内機器に上記メッセージを送信するステップと含み、
上記1つ又は複数のアクセスポイントは、上記顧客構内機器との間で送受信される上記メッセージのルーティング及びスイッチングを制御し、
あるアクセスポイントによる上記ルーティング及びスイッチングは、上記顧客構内機器が上記メッセージの宛先であることを当該アクセスポイントにより決定することを含むメモリ。 - 上記命令は、上記基地局コントローラと上記アクセスポイントとの間の通信のスケジューリングを制御するステップをさらに含む請求項6記載のメモリ。
- 上記命令は、上記基地局コントローラと上記アクセスポイントとの間の通信のサービス品質パラメータを制御するステップをさらに含む請求項6記載のメモリ。
- 上記命令は、上記アクセスポイントと上記顧客構内機器との間の通信のスケジューリングを上記アクセスポイントに制御させる請求項6記載のメモリ。
- 上記命令は、上記アクセスポイントと上記顧客構内機器との間の通信のサービス品質パラメータを上記アクセスポイントに制御させる請求項6記載のメモリ。
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