JP5207364B2 - 無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、無線ネットワークに関し、特に、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）アクセスポイント又は無線局のＱＯＳベースのチャネル選択システム及び方法を提供する。
無線接続の利便性を経験することによって、利用者は、さらに多くのサポートを必要としている。現在、ＷＬＡＮは、カフェ、空港、ホテル、会社、住居などで提供されている。無線ネットワークを利用する例としては、ビデオストリーミング、テレビ会議、遠隔学習などが挙げられる。しかし、利用可能な無線帯域幅は制限されているため、８０２．１１ネットワークではサービス品質（ＱｏＳ）管理がますます重要となっている。
最初のＩＥＥＥ８０２．１１メディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルは、無線局のための二つの通信モードとともに設計された。第１のモードである分散制御機能（ＤＣＦ）は、「リッスン・ビフォア・トーク」とも呼ばれ、キャリア検知多重アクセス／コリジョン回避方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ）に基づいている。無線局は、ネットワーク上で待機時間分だけ待機し、その後、データの送信及びコリジョンの検出を開始する。第２のモードである集中制御機能（ＰＣＦ）は、時間の影響を受けやすいトラフィックフローをサポートする。ＰＣＦを使用すると、無線アクセスポイント（ＡＰ）は、ビーコンフレームを定期的に送信することによって、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）に固有のネットワーク識別子及び管理パラメータを通信する。ビーコンフレーム間で、ＰＣＦは、無線局がＤＣＦプロトコルを実施する競合期間（ＣＰ）と、無線アクセスポイントがＱｏＳ要件に基づいて各無線局によるアクセスを調整する非競合期間（ＣＦＰ）とに時間を分割する。
ＤＣＦ及びＰＣＦは、トラフィックタイプ又はトラフィックソース間で違いがないため、ＩＥＥＥは、ＱｏＳを促進するために両制御モードに対する拡張を提案した。これらの拡張は、現在の８０２．１１の規格との後方互換性を維持しながら、重要なサービス要件を満たすことを意図している。
拡張分散制御機能（ＥＤＣＡ）は、トラフィックカテゴリ（又はアクセスクラス、トラフィッククラス）の概念を導入している。無線局は、ＥＤＣＡを使用し、対応するアクセスクラス（ＡＣ）によって定められる設定期間にわたって、無線メディアがアイドル状態であることを検出した後にデータの送信を試みる。優先度の高いＡＣほど、優先度の低いＡＣよりも待機時間が短い。ＥＤＣＡは、サービスに対してなんら保証しないが、ＡＣに基づいて帯域幅を割り振るための確率的優先度メカニズムを規定する。
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅＥＤＣＡ規格は、トラフィックを４つのＡＣ、すなわち音声（ＶＯ）、映像（ＶＩ）、ベストエフォート（ＢＥ）、及びバックグラウンド（ＢＫ）にグループ分けすることによって、異なるＱｏＳを提供している。上位層からの各送信フレームは優先値（０〜７）を有し、ＭＡＣ層に伝えられる。優先値に基づいて、送信フレームはＭＡＣ層において４つのＡＣにマッピングされる。音声ＡＣは最高の優先度を有し、映像ＡＣは２番目に高い優先度を有し、ベストエフォートＡＣは３番目に高い優先度を有し、バックグラウンドＡＣは最も低い優先度を有する。各ＡＣは、それぞれ、送信キュー及びＡＣに影響を受けやすいメディアアクセスパラメータ、すなわち調停用フレーム間隔（ＡＩＦＳ）、コンテンションウィンドウ（ＣＷ、ＣＷｍｉｎｍ、及びＣＷｍａｘ）、及び送信権（ＴＸＯＰ）を有する。トラフィックの優先順位付けは、メディアアクセスパラメータを使用して、優先度の高いＡＣが優先度の低いＡＣよりも相対的にメディアアクセスの機会が多くなるようにする。
一般に、ＥＤＣＡでは、ＡＩＦＳは、バックオフ又は送信の前に無線メディアがアイドル状態であることを無線局が検出しなければならない時間間隔である。優先度の高いＡＣほど、短いＡＩＦＳ間隔を使用する。コンテンションウィンドウ（ＣＷ、ＣＷｍｉｎ、及びＣＷｍａｘ）は、無線局が新たにデータ転送を実行できるようになるまでのバックオフタイムスロットの数を示す。コンテンションウィンドウは、０〜ＣＷのランダムなバックオフスロットの数として選択される。ＣＷはＣＷｍｉｎから開始される。ＣＷは基本的に、ＣＷが最大値ＣＷｍａｘに達するまで、送信が失敗する度に２倍になる。その後、ＣＷの値は、送信が再試行制限を超えるまで、この最大値ＣＷｍａｘが維持される。優先度の高いＡＣほど小さいＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘを使用する。優先度の低いＡＣほど大きなＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘを使用する。ＴＸＯＰは、メディアにアクセスできた後にＡＣによるフレーム送信が許可される最大持続時間を示す。競合によるオーバーヘッドを低減させるため、合計送信時間がＴＸＯＰの持続時間を超えない限り、さらに競合することなく、一つのＴＸＯＰの接続時間内で複数の送信フレームを送信することができる。
二つの無線局による送信によってコリジョンが発生する確率を低減させるために、二つの無線局が互いを監視することができないため、規格には、仮想キャリア検知の仕組みが定義される。無線局は、まず、トランザクションを開始する前に、ＲＴＳ（送信要求）と呼ばれる短い制御フレームを送信する。ＲＴＳは、発信元アドレス、宛先アドレス、及び次回のトランザクション（すなわち、データフレーム及び各ＡＣＫ）の持続時間を含む。次に、宛先となる無線局は、メディアが空いている場合には、同じ持続時間情報を含むＣＴＳと呼ばれる応答制御フレームで応答する。ＲＴＳ及び／又はＣＴＳを受信するすべての無線局は、仮想キャリア検知指標、すなわち、ネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）を所与の持続時間に設定し、アイドル状態又はビジー状態としてメディアを検出するときに、ＮＡＶを物理的なキャリア検知と共に使用する。仮想キャリア検知メカニズムは、無線局がＣＴＳを受信し、トランザクションの終了までメディアをビジー状態として「予約」するため、送信無線局から「隠れている」無線局による受信側領域でのコリジョンの可能性をＲＴＳ送信の短い持続時間に低減させる。ＲＴＳ内の持続時間情報によって、応答した無線局の範囲外にある無線局からのＡＣＫ中において、送信エリアをコリジョンから保護する。ＲＴＳ及びＣＴＳが短いフレームであるため、これらの送信フレームは、データフレームがＲＴＳよりも大きいと仮定すると、データ送信フレーム全体が送信された場合よりも早く認識されるため、仮想キャリア検知メカニズムはコリジョンのオーバーヘッドを低減させる。仮想キャリア検知メカニズムの規格は、短いデータ送信フレーム、すなわちＲＴＳ閾値よりも短いデータ送信フレームをＲＴＳ／ＣＴＳトランザクションなしで送信できるようにする。
これらメディアアクセスパラメータを使用して、ＥＤＣＡは以下のように機能する。
送信局は、何らかの送信を開始する前に、少なくともＡＩＦＳ時間間隔中にチャネルが（物理的且つ仮想的に）アイドル状態であることを検出しなければならない。初期ＡＩＦＳ間隔後にチャネルがアイドルである場合、送信局はＲＴＳ送信を開始し、受信局からのＣＴＳ送信を待つ。
ＲＴＳ送信中にコリジョンが発生した場合、又はＣＴＳが受信されない場合、送信局は、バックオフ手続きを呼び出し、バックオフカウンタを使用して０〜ＣＷ（最初はＣＷｍｉｎに設定される）から選択されるランダムなバックオフタイムスロットをカウントダウンする。送信局は、チャネルがアイドル状態であることを検出している限り、バックオフカウンタを一つ減算する。送信局は、バックオフ手続き中にチャネルがビジーであることを検出した場合、現在のバックオフ手続きを一時中断し、チャネルがＡＩＦＳ間隔にわたってアイドル状態であることが再び検出されるまでバックオフカウンタを停止させる。そして、チャネルがＡＩＦＳ間隔の後にもアイドル状態が継続した場合には、送信局は残りのバックオフカウンタの減算を再開する。
バックオフカウンタがゼロに達すると、送信局はＲＴＳ送信を開始し、受信局からのＣＴＳ送信を待つ。ＲＴＳ送信中にコリジョンが発生した場合、又はＣＴＳが受信されない場合、送信局は、可能な場合にはＣＷのサイズを大きくして別のバックオフ手続きを呼び出す。すなわち、上述したように、各送信が失敗した後、ＣＷは基本的に、ＣＷｍａｘに達するまで２倍になる。送信成功後、ＣＷはデフォルト値であるＣＷｍｉｎに戻る。トランザクション中、無線局は、合計送信時間がＴＸＯＰ持続時間を超えない限り、競合することなく複数のフレーム送信を開始することができる。
各ＡＣのＱｏＳ制御のレベルは、メディアアクセスパラメータとネットワーク内で競合している無線局の数との組み合わせによって決まる。非ＡＰＱｏＳ無線局（ＱＳＴＡ）が使用するデフォルトＥＤＣＡパラメータ値が、図１Ａの表のように識別される。ＴＸＯＰ＿Ｌｉｍｉｔ値が０であることは、可能なＲＴＳ／ＣＴＳ交換又はそれ自体へのＣＴＳに加えて、単一のＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ）又はＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）が、各ＴＸＯＰ中に任意のレートで送信できることを示す。
集中制御アクセスモード、例えば、ＰＣＦでは、単一のＷＬＡＮは、一つ又は複数の無線局と通信する少なくとも一つのＡＰを含む。単一のＡＰと無線局との組み合わせは「基本サービスセット」又は「ＢＳＳ」と呼ばれる。図１Ｂは、ＢＳＳネットワーク１００の例を示し、ＢＳＳネットワーク１００は、通常、インターネットと呼ばれる広域ネットワーク等のコンピュータネットワーク１１０にそれぞれ接続される二つのＢＳＳ１０５ａ及び１０５ｂ（それぞれをまとめてＢＳＳ１０５と呼ぶ）を含む。図示した例では、ＢＳＳ１０５ａはＡＰ１１５ａ及び３つの無線局１２０ａを含む。ＢＳＳ１０５ｂは、ＡＰ１１５ｂ及び二つの無線局１２０ｂを含む。ＢＳＳ１０５ａの無線局１２０ａによる無線通信は、ＡＰ１１５ａを経由する。ＢＳＳ１０５ｂの無線局１２０ｂによる無線通信は、ＡＰ１１５ｂを経由する。ほとんどの企業で利用される無線ＬＡＮは、サービス（例えば、ファイルサーバ、ネットワークプリンタ、インターネットリンク等）のために有線ＬＡＮにアクセスする必要があるため、通常、集中制御アクセスモードを使用して動作する。
分散アクセスモード、例えば、ＤＣＦでは、無線局グループが、ピアツーピアネットワークと同様に動作し、ネットワークにＡＰが含まれず、無線局がＡＰとして機能することが要求されない。アドホックネットワークでの無線局の組み合わせは一般に「独立基本サービスセット」、「独立ＢＳＳ」、又は「ＩＢＳＳ」と呼ばれる。図１Ｃは、４つの無線局１５５を有するＩＢＳＳ１５０を示す。図示したように、各無線局１５５は、ＩＢＳＳ１５０の他の無線局１５５と直接又は間接的に通信することができる。ＩＢＳＳ１５０は、有線ネットワークに接続する必要がなく（例えば、サービスが提供されない可能性があるホテルの部屋、コンベンションセンター、空港等）、且つ／又は、有線ネットワークへのアクセスが禁じられているＷＬＡＮ（例えば、クライアントサイトにいるコンサルタント）において、素早く簡単なセットアップが望まれる場合に有用である。図１ＢのＢＳＳ１０５、例えばＢＳＳ１０５ａ及び／又はＢＳＳ１０５ｂは、ＩＢＳＳ１５０を含むことができる。
なお、インフラモード、アドホックモード、又はこれら二つの組み合わせを使用して動作しているＷＬＡＮをＢＳＳ１０５とすることができる。
二つ以上のＢＳＳ１０５が互いに近くに配置され、同じチャネルを介して動作している場合、例えば、ＢＳＳ間の競合及び／又は信号干渉によってリンクの品質が悪化する可能性がある。したがって、例えば、リアルタイムマルチメディアアプリケーションに対し、ＷＬＡＮを介してのＱｏＳを保証することが難しくなる。例えば、図１Ｂでは、ＢＳＳ１０５ａがＢＳＳ１０５ｂの近くに配置されている場合、ＢＳＳ１０５ａ及び１０５ｂは互いに干渉する可能性がある。
米国特許第６３３３９３７号明細書 米国特許第６９８５４６１号明細書 米国特許第６７３８５９９号明細書 米国特許出願公開第２００３／０１８１２１１号明細書 米国特許出願公開第２００４／０２６４４１３号明細書 米国特許出願公開第２００５／０００３８２７号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１２２９９９号明細書 米国特許出願公開第２００６／００２９０２３号明細書 米国特許出願第１１／５８８７７８号明細書
本発明は、２以上のＢＳＳ１０５が近接して配置されている場合に、リンク品質を向上させることを目的とする。
本発明の代表的な一形態によると、二つの異なる各チャネルの少なくとも一つのアクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを取得すると共に、前記アクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを使用して、前記二つの異なる各チャネルのチャネル適応性インデックスを決定する候補チャネル評価モジュールと、前記チャネル適応性インデックスを使用して、前記二つの異なるチャネルのうちの一方を新チャネルとして選択するチャネル選択モジュールと、前記新チャネルを使用するように無線送受信機を構成するチャネル設定モジュールとを備える。
本システムは、アクセスポイントを含むことができる。アクセスポイントは無線局と通信して、無線局から少なくとも一つのＡＣ固有チャネル適応性メトリックを取得することができる。候補チャネル評価モジュールは以下の式を適用してチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を生成することができる。
ＣＳＩ＝Ψ（ＬＱ，ＣＦ）
式中、Ψは、誤りなくパケットを送信することについての相対的な効果を定義する関数を示し、一例として以下のように定義される。
Ψ（ＬＱ,ＣＦ）＝ＬＱ×ＣＦ
式中、ＬＱはリンク品質を示し、一例として以下のように定義される。
Figure 0005207364
式中、σは特定のＡＣに関連する重みを示し、添え字のＡＣＩはＡＣインデックスを示し、ＲＳＳＩは平均受信信号強度インジケータを示し、関数Ωは、リンクのロバスト性を定義する関数を示す。関数Ωは、使用される変調方式に依存させてもよい。例えば、二位相偏移変調（ＢＰＳＫ）を仮定すると、関数Ωは以下のように定義される。
Figure 0005207364
式中、ｅｒｆｃは相補的ガウス誤差関数を示す。ＣＦは回線競合を示し、一例として以下のように定義される。
Figure 0005207364
式中、τは特定のＡＣに関連する重み、ＣＵはチャネル利用率、ＡＰＥＲは平均パケットエラーレート、Ｎはアクティブな無線局の数を示す。関数Γは、無線メディアへのアクセスを試みる場合の相対回線競合を定義する関数であり、一例として以下のように計算される。
Figure 0005207364
チャネル選択モジュールは、最大のチャネル適応性インデックスを有するチャネルを選択することができる。本システムは無線局を含み、候補チャネル評価モジュールはＢＳＳチャネル評価モジュールを含み、且つチャネル選択モジュールはＢＳＳチャネル選択モジュールを含むことができる。さらに、候補チャネル評価モジュールをいつ開始すべきかを判定する現チャネル評価モジュールを備えることができる。現チャネル評価モジュールは、現チャネルリンク品質値が閾値テストに不合格である場合に候補チャネル評価モジュールを開始することができる。ＡＣ固有メトリックは、ＡＣ固有リンク品質メトリック及びＡＣ固有回線競合メトリックを含むことができる。無線送受信機はＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルを実行することができる。
別の実施の一形態によると、本発明は、方法であって、二つの異なる各チャネルの少なくとも一つのＡＣ固有チャネル適応性メトリックを取得するステップ、ＡＣ固有チャネル適応性メトリックを使用して、二つの異なる各チャネルのチャネル適応性インデックスを求めるステップ、チャネル適応性インデックスを使用して、二つの異なるチャネルのうちの一方を新チャネルとして選択するステップ、及び新チャネルを使用するように無線送受信機を構成するチャネル設定モジュールステップを含む方法を提供する。
本方法は、アクセスポイントにおいて有効である。本方法は、無線局から少なくとも一つのＡＣ固有チャネル適応性メトリックを取得するために、無線局と通信することをさらに含んでもよい。本方法は、以下の式を適用してチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を生成することをさらに含んでもよい。
ＣＳＩ＝Ψ（ＬＱ，ＣＦ）
式中、Ψは、誤りなくパケットを送信することについての相対的な効果を定義する関数を示し、一例として以下のように定義される。
Ψ（ＬＱ,ＣＦ）＝ＬＱ×ＣＦ
式中、ＬＱはリンク品質を示し、一例として以下のように定義される。
Figure 0005207364
式中、σは特定のＡＣに関連する重み、添え字のＡＣＩはＡＣインデックス、ＲＳＳＩは平均受信信号強度インジケータ、Ωはリンクのロバスト性を定義する関数を示す。関数Ωは、使用される変調方式に依存させてもよい。例えば、二位相偏移変調（ＢＰＳＫ）を仮定すると、関数Ωは以下のように定義される。
Figure 0005207364
式中、ｅｒｆｃは相補的ガウス誤差関数を示す。ＣＦは回線競合を示し、一例として以下のように定義される。
Figure 0005207364
式中、τは特定のＡＣに関連する重み、ＣＵはチャネル利用率、ＡＰＥＲは平均パケットエラーレート、Ｎはアクティブな無線局の数を示す。Γは、無線メディアへのアクセスを試みている場合の相対回線競合を定義する関数であり、一例として以下のように計算される。
Figure 0005207364
本方法は、最大のチャネル適応性インデックスを有するチャネルを選択することをさらに含んでもよい。本方法は無線局において有効である。本方法は、候補チャネル評価モジュールをいつ開始すべきかを特定することをさらに含んでもよい。現チャネル評価モジュールは、現チャネルリンク品質値が閾値テストに不合格である場合に候補チャネル評価モジュールを開始することをさらに含んでもよい。ＡＣ固有メトリックは、ＡＣ固有リンク品質メトリック及びＡＣ固有回線競合メトリックを含む。
さらに別の実施の形態によると、本発明は、システムであって、二つの異なる各チャネルの少なくとも一つのＡＣ固有チャネル適応性メトリックを取得する手段と、ＡＣ固有チャネル適応性メトリックを使用して、二つの異なる各チャネルのチャネル適応性インデックスを求める手段と、チャネル適応性インデックスを使用して、二つの異なるチャネルのうちの一方を新チャネルとして選択する手段と、新チャネルを使用するように無線送受信機を構成する手段とを備えるシステムを提供する。
本発明の一形態によれば、優先度の高いトラフィックをできるだけ損なわないようにチャネルを選択することができる。また、２以上のＢＳＳ１０５が近接して配置されている場合に、リンク品質を向上させることができる。
以下の説明は、当業者が本発明を実装し、使用できるようにするために提供され、特定の応用例及びその要件が提供される。当業者には実施形態の各種変更が可能であり、本明細書において定義される一般原理は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら及び他の実施形態並びに用途に適用することが可能である。したがって、本発明は、図示の実施形態に限定されることを意図されず、本明細書において開示される原理、特徴、及び教示に整合する最も広い範囲に従う。
本発明の実施形態は、ＡＣ固有のメトリックを利用して、チャネルの適応性を判定する。本発明の実施形態は、他の関連する汎用メトリックと併せてＡＣ固有のメトリックを利用して、チャネルの適応性を特定する。
図２は、本発明の一実施形態による集中制御アクセス及びチャネル制御を使用するＢＳＳネットワーク２００のブロック図である。ＢＳＳネットワーク２００は、コンピュータネットワーク１１０にそれぞれ結合される第１のＢＳＳ２０５ａ及び第２のＢＳＳ２０５ｂ（それぞれをまとめてＢＳＳ２０５と呼ぶ）を含む。第１のＢＳＳ２０５ａは、ＡＰ２１５ａ及び二つの無線局２２０ａを含む。第２のＢＳＳ２０５ｂは、ＡＰ２１５ｂ及び一つの無線局２２０ｂを含む。ＡＰ２１５ａはチャネル制御モジュール２２５ａを含む。ＡＰ２１５ｂは、チャネル制御モジュール２２５ｂを含む。チャネル制御モジュール２２５ｂは、チャネル制御モジュール２２５ａと同じであってもよい。各無線局２２０ａはチャネルエージェントモジュール２３０ａを含む。各無線局２２０ｂは、チャネルエージェン２３０ａと同じであってよいチャネルエージェントモジュール２３０ｂを含む。ＡＰ２１５ａ及びＡＰ２１５ｂのそれぞれをまとめてＡＰ２１５と呼ぶ。無線局２２０ａ及び無線局２２０ｂのそれぞれをまとめて無線局２２０と呼ぶ。チャネル制御モジュール２２５ａ及びチャネル制御モジュール２２５ｂのそれぞれをまとめてチャネル制御モジュール２２５と呼ぶ。チャネルエージェントモジュール２３０ａ及びチャネルエージェントモジュール２３０ｂのそれぞれをまとめてチャネルエージェントモジュール２３０と呼ぶ。
一実施形態では、各チャネル制御モジュール２２５は、現チャネル適応性評価、候補チャネル適応性評価、新チャネル選択、及び新チャネル構成を可能にするハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。チャネル制御モジュール２２５のさらなる詳細について図３を参照して後述する。各チャネルエージェントモジュール２３０は、現チャネル適応性評価、候補チャネル適応性評価、新チャネル選択、及びＢＳＳチャネル評価／選択を可能にするハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。各チャネルエージェントモジュール２３０のさらなる詳細について図４を参照して後述する。
一般に、ＢＳＳ２０５の無線局２２０のチャネル制御モジュール２２５及びチャネルエージェントモジュール２３０は協働して、現チャネル適応性の評価、候補チャネル適応性の評価、新チャネルの選択、及び新チャネルの再構成を可能にする。
新ＢＳＳ２０５を確立する場合、チャネル制御モジュール２２５及びチャネルエージェントモジュール２３０はまず、デフォルトチャネル、利用可能なチャネルからランダムに選択されるチャネル等を介して通信するように新ＢＳＳ２０５を構成することができる。チャネル制御モジュール２２５及びチャネルエージェントモジュール２３０は、セットアップ時に、定期的に、所定の時間などに、現チャネルの適応性を評価することができる。一実施形態では、チャネル制御モジュール２２５が、現チャネル適応性評価を開始する。別の実施形態では、各チャネルエージェントモジュール２３０は、現チャネル適応性をチャネル制御モジュール２２５と独立して評価し（例えば、実質上連続的に、又は定期的になど）、現チャネルの適応性が閾値未満の場合にチャネル制御モジュール２２５に通知する。そして、チャネル制御モジュール２２５は、候補チャネル適応性評価及び新チャネル選択を開始する。
図３は、本発明の一実施形態によるチャネル制御モジュール２２５のブロック図である。チャネル制御モジュール２２５は、現チャネル評価モジュール３０５、候補チャネル評価モジュール３１０、新チャネル選択モジュール３１５、及び新チャネル設定モジュール３２０を含む。
現チャネル評価モジュール３０５は、セットアップ時又は定期的に、イベント開始時に、無線局１２０による要求又は利用者要求によって、所定の時間などに現チャネル適応性評価を開始／スケジュールするハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。一実施形態では、現チャネル評価モジュール３０５は、各無線局２２０のチャネルエージェントモジュール２３０と通信して、例えば、パラメータを提供して現チャネル適応性評価を開始する。チャネル適応性メトリックの例として、平均受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）、平均パケットエラーレート（ＡＰＥＲ）、雑音、信号対雑音比（ＳＮＲ）等を挙げることができる。実施形態によっては、チャネル適応性評価はＡＣごとに行われてもよい。この場合、すべてのＡＣについて必ずしもチャネル適応性評価が必要であるわけではない。
一実施形態では、現チャネル評価モジュール３０５は、ＡＰ２１５に示されるように現チャネルのチャネル適応性メトリックを評価するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。現チャネル評価モジュール３０５は、できる限りＡＣ固有ごとにＲＳＳＩ、雑音、ＳＮＲ等を測定することによってチャネル適応性を判定する。
一実施形態では、現チャネル評価モジュール３０５は、特許文献９に記載されているように、フレームヘッダの再試行フィールドを調べ、所与の期間Ｔ中の再試行回数を数えることにより、ＭＡＣ層リンク品質を計算する。具体的な計算方法は、特許文献９に記載されている方法を用いることができる。一実施形態では、現チャネル評価モジュール３０５は、再試行回数をＡＣごとに評価することができる。
一実施形態では、現チャネル評価モジュール３０５は、各無線局２２０からチャネル適応性メトリックを受信する。一実施形態では、現チャネル評価モジュール３０５は、無線局２２０から受信し、現チャネル評価モジュール３０５自体が測定するチャネル適応性メトリックの平均を計算する。現チャネル評価モジュール３０５は、チャネル適応性メトリックを予め規定される閾値と比較することによって、候補チャネル適応性評価が必要であるか否かを判定することができる。一実施形態では、現チャネル評価モジュール３０５は、閾値解析をＡＣ固有に行うことができる。現チャネル評価モジュール３０５は、現チャネルがもはや適正でないか否かを判定するために、優先度の高いＡＣ（例えば、ＶＯ及びＶＩ）ほど、優先度の低いＡＣ（例えば、ＢＥ及びＢＫ）よりも大きな重みをチャネル適応性メトリックに付与することができる。
候補チャネル評価モジュール３１０は、可能なすべてのチャネル（場合によっては、現チャネルを含む）の少なくとも一部の候補チャネルの適応性を評価するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。一実施形態では、ＡＰ２１５の候補チャネル評価モジュール３１０は、チャネル適応性メトリックを測定し、各無線局２２０のチャネルエージェントモジュール２３０と通信して、各無線局２２０により測定されるチャネル適応性メトリックを要求して取得する。チャネル適応性メトリックの一つ又は複数はＡＣ固有であってもよい。候補チャネル評価モジュール３１０は、チャネル適応性メトリックを使用して、チャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を生成する。
一実施形態では、候補チャネル評価モジュール３１０は、場合によっては、重複チャネル及び／又は非重複チャネルを含む所定のチャネルセットのみを評価する。８０２．１１ｂ及び８０２．１１ｇでは、北米の２．４ＧＨｚ帯域幅に３つの標準非重複チャネル、すなわちチャネル１（２．４１２ＧＨｚ）、チャネル６（２．４３７ＧＨｚ）、及びチャネル１１（２．４６２ＧＨｚ）がある。重複チャネルは、チャネル２、３、４、５、７、８、９、及び１０などのようなチャネル間で重複する。現時点で、ＦＣＣはチャネル１１を超えるチャネルの私的使用を許可していない。候補チャネル評価モジュール３１０は、非標準チャネル及び重複チャネルよりも標準の非重複チャネルを優先することができる。
一実施形態では、候補チャネル評価モジュール３１０は、評価する第１のチャネルを選択し、ＡＣに基づいてチャネル上のトラフィックを分類し、ＡＣごとに一つ又は複数のチャネル適応性メトリックを取得し、場合によっては、一般的なチャネル適応性メトリックを取得し、チャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を決定し、当該ＣＳＩを各チャネルの等級付け及び比較に使用することができる。
一実施形態では、候補チャネル評価モジュール３１０は、（ａ）調停用フレーム間隔数（ＡＩＦＳＮ）及びＡＣ固有である最小コンテンションウィンドウサイズ（ＣＷｍｉｎ）値に依存する、データ送信の開始に使用される平均タイムスロットを監視すること、又は（ｂ）同様にＡＣ固有である送信権（ＴＸＯＰ）パラメータにより制限されるチャネルビジー状態の持続時間を監視することのいずれかによってトラフィックを分類する。これらの値を監視することにより、候補チャネル評価モジュール３１０は、無線局２２０によって使用されているトラフィックのタイプを判定することができる。
一般に、一実施形態では、候補チャネル評価モジュール３１０は、利用可能なチャネルを監視し、チャネル利用率（ＣＵ）、アクティブな無線局の数（Ｎ）、平均パケットエラーレート割合（ＡＰＥＲ）、及び平均受信信号強度インジケータ
Figure 0005207364
をＡＣごとに収集することによって、チャネルの一つ又は複数のＡＣ固有のチャネル適応性メトリックを取得する。ＡＰＥＲ及びＲＳＳＩは、ＢＳＳ２０５内の無線局２２０によって候補チャネル評価モジュール３１０に入力されてもよい。
一実施形態では、候補チャネル評価モジュール３１０は、ＡＣ毎のリンク品質（ＬＱ）メトリックを測定し、優先度の高いＡＣ固有ＬＱほど、優先度の低いＡＣ固有ＬＱメトリックよりも重要なものとして重み付け、重み付けられたＡＣ固有ＬＱメトリックに基づいてＬＱパラメータを計算する。次に、候補チャネル評価モジュール３１０は、ＢＳＳ２０５に含まれる無線局２２０又はチャネルを割り当てるか、若しくはチャネルを変更するＢＳＳ２０５によって生じる競合に基づいて、回線競合（ＣＦ）パラメータを決定する。さらに、ＶＩトラフィックのチャネル利用率５０％の二つの無線局２２０を含むＢＳＳ２０５は、ＶＩトラフィックのチャネル利用率５０％の無線局を一つのみ含むＢＳＳ２０５よりも競合のリスクが大きくなるため、候補チャネル評価モジュール３１０は、特定のＢＳＳ２０５内の無線局２２０の数の影響を考慮する。ＬＱパラメータ及びＣＦパラメータに基づいて、候補チャネル評価モジュール３１０は、異なるチャネルのチャネル適応性の比較を可能にするチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を計算する。
一実施形態では、チャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を計算するために、候補チャネル評価モジュール３１０は、リンク品質（ＬＱ）パラメータを以下の式で計算する。
Figure 0005207364
式中、σは特定のＡＣに関連する重みを示し、添え字のＡＣＩはＡＣインデックスを示す。例えば、σ0はＡＣＩ＝０の重みを示す（図１及び図５に示すように、ＡＣ＿ＢＥに対応する）。重みσACIは実際のネットワークトポロジに依存する。一例として、重みは図５に示すように割り当てることができる。関数Ωは、リンクのロバスト性を定量化し、使用される変調方式に依存する。一例として、ＢＰＳＫ変調を仮定すると、関数Ωは、以下のように定義することができる。
Figure 0005207364
式中、ｅｒｆｃは相補的ガウス誤差関数を示す。
候補チャネル評価モジュール３１０は、回線競合（ＣＦ）パラメータを以下のようにして計算する。
Figure 0005207364
式中、τは特定のＡＣに関連する重みを示し、添え字のＡＣＩはＡＣインデックスを示す。重みτACIは図５に示す方法と同じ方法で計算することができる。関数Γは、チャネルへのアクセスを試みている間の相対回線競合を示す。したがって、関数Γは実際のネットワークトポロジに依存する。関数Γは種々の異なる方法で定義することができるが、一つは、以下のように定義して計算することができる。
Figure 0005207364
したがって、候補チャネル評価モジュール３１０は、ＣＳＩを以下のように計算する。
ＣＳＩ＝Ψ（ＬＱ，ＣＦ） （５）
関数Ψは、誤りなくパケットを送信することについての相対的な効果を示し、種々の異なる方法で定義することができる。一実施形態では、関数Ψは、以下のように定義することができる。
Ψ（ＬＱ，ＣＦ）＝ＬＱ×ＣＦ （６）
新チャネル選択モジュール３１５は、予め規定される判断基準を使用することによって候補チャネルセットから新チャネルを選択するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。一実施形態では、新チャネル選択モジュール３１５は、新チャネルを、最も高いチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を有する候補チャネルとして選択する。別の実施形態では、新チャネル選択モジュール３１５は、所定の閾値よりも大きなＣＳＩ値を有するチャネル候補の一つをランダムに選択する。別の実施形態では、新チャネルは、特許文献９に記載される方法と同様に、優先グループから選択することができる。
新チャネル設定モジュール３２０は、ＢＳＳ２０５のチャネルを新チャネルに設定し、チャネルを新チャネルに設定したことを無線局２２０に通知するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。
図４は、本発明の一実施形態によるチャネルエージェントモジュール２３０のブロック図である。チャネルエージェントモジュール２３０は、ＡＰベースの解析モジュール４０５及び無線局ベースの解析モジュール４１０を含む。
ＡＰベースの解析モジュール４０５は、チャネル制御モジュール２２５と共に動作して、チャネル適応性評価及びチャネル適応性選択に役立つハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。ＡＰベースの解析モジュール４０５は、現チャネル評価エージェント４１５、候補チャネル評価エージェント４２０、及び新チャネル設定エージェント４２５を含む。
現チャネル評価エージェント４１５は、チャネル制御モジュール２２５の現チャネル評価モジュール３０５と同様に動作する。現チャネル評価エージェント４１５は、チャネル制御モジュール２２５の現チャネル評価モジュール３０５と通信して、例えば、現チャネル評価モジュール３０５が、できる限りＡＣごとに現チャネル適応性を測定する期間Ｔを取得するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。一実施形態では、現チャネル評価エージェント４１５は、現チャネル適応性評価を定期的に、又は実質的に連続して開始するように構成することができる。不良なチャネル適応性（例えば、閾値未満の平均リンク品質又はＡＣ固有閾値未満のＡＣ固有リンク品質）が検出されると、現チャネル評価エージェント４１５は、不良チャネル適応性をＡＰ２１５の現チャネル評価モジュール３０５に通知することができる。
現チャネル評価モジュール３０５のように、各無線局２２０の現チャネル評価エージェント４１５も、（関連する無線局２２０によって示されるように）現チャネルのＡＣ固有チャネル適応性メトリックを測定するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。一実施形態では、現チャネル評価エージェント４１５は、ＲＳＳＩ、雑音、ＳＮＲ等をＡＣベースで測定することによりチャネル適応性を測定する。一実施形態では、現チャネル評価エージェント４１５は、フレームヘッダ内の再試行フィールドを検査し、できる限りＡＣベースで、対応する無線局２２０へ／からの再試行回数を数える。各無線局２２０の現チャネル評価エージェント４１５は、チャネル適応性メトリックをＡＰ２１５のチャネル制御モジュール２２５に報告し、チャネル制御モジュール２２５はチャネル適応性メトリックを利用して、より適したチャネルを決定すべきか否かを判断する。
候補チャネル評価エージェント４２０は、チャネル制御モジュール２２５の候補チャネル評価モジュール３１０と同様である。候補チャネル評価エージェント４２０は、利用可能なチャネルの少なくとも一部のＡＣ固有の候補チャネルメトリックを評価するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。一実施形態では、候補チャネル評価エージェント４２０は、他の各チャネルのチャネルメトリック、例えば、ＲＳＳＩ、チャネルの雑音／トラフィック、ＳＮＲ等をＡＣベースで測定する。評価すべき他のチャネルセットは、予め規定してもよく、又は候補チャネル評価エージェント４２０から動的に受信される。候補チャネル評価エージェント４２０は、測定された信号値を候補チャネル評価モジュール３１０に送信し、候補チャネル評価モジュール３１０は、信号値を使用してチャネル候補又は最も適したチャネルを決定する。
新チャネル設定エージェント４２５は、新チャネル設定モジュール３２０と同様である。各無線局２２０の新チャネル設定エージェント４２５は、新チャネル設定モジュール３２０から新チャネル識別を受信し、現チャネルを新チャネルに設定するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。
無線局ベースの解析モジュール４１０は、利用可能なＢＳＳ２０５のセットからのＢＳＳ２０５の選択を容易にするハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。一実施形態では、無線局ベースの解析モジュール４１０は、新マルチメディアトラフィックに対して高レベルのＱｏＳを保証するのに最も適したトラフィックを現在有しているＢＳＳ２０５を選択する。無線局ベースの解析モジュール４１０は、ＢＳＳチャネル評価モジュール４３０及びＢＳＳ選択モジュール４３５を含む。
ＢＳＳチャネル評価モジュール４３０は、無線局２２０が各ＢＳＳ２０５のチャネル適応性メトリックを評価して、最も適したＢＳＳ２０５を判定できるようにするハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。ＢＳＳチャネル評価モジュール４３０は、候補チャネル評価モジュール３１０によって実行されるアルゴリズムと同様のアルゴリズムを実行するように動作することができる。ＢＳＳチャネル評価モジュール４３０は、同じ又は同様のＡＣ固有チャネル適応性メトリックを収集し、これらのメトリックに同じ又は同様の式を適用して、各ＢＳＳ２０５のＣＳＩを生成することができる。一実施形態では、ＢＳＳチャネル評価モジュール４３０は、利用者に問い合わせて目的、例えば、ＶｏＩＰ、ビデオストリーミング、一般的なネットサーフィン等を判定してもよく、又は単にＶＩトラフィックを仮定してもよい。したがって、ＢＳＳチャネル評価モジュール４３０は、どのＢＳＳ２０５が最も適したチャネルを提供するかを判定することができる。通常、ＢＳＳチャネル評価モジュール４３０は、優先度の高いトラフィックがより少なく、優先度が高いトラフィックが優先されることがわかっているＢＳＳ２０５を選択することができる。
ＢＳＳ選択モジュール４３５は、予め規定された判定基準を使用することによってＢＳＳ２０５を選択する、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。一実施形態では、ＢＳＳ選択モジュール４３５は、最も高いチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を有するＢＳＳ２０５を選択する。別の実施形態では、ＢＳＳ選択モジュール４３５は、所定の閾値よりも大きなＣＳＩ値を有するＢＳＳ２０５のうちの一つをランダムに選択する。別の実施形態では、ＢＳＳ２０５は、特許文献９に記載される方法と同様に優先グループから選択されてもよい。
図６は、本発明の一実施形態によるチャネル制御を使用するＩＢＳＳ６００のブロック図である。ＩＢＳＳ６００は、アドホックチャネル制御モジュール６１０ａ〜６１０ｄをそれぞれ有する４つのアドホック無線局６０５ａ〜６０５ｄを含む。各無線局６０５ａ〜６０５ｄをまとめて無線局６０５と呼ぶ。各アドホックチャネル制御モジュール６１０ａ〜６１０ｄをまとめてアドホックチャネル制御モジュール６１０と呼ぶ。ＩＢＳＳ６００内のチャネル制御は、コントローラ（ＡＰ２１５と同様）を識別する必要があることを除き、ＢＳＳネットワーク２００内のチャネル制御と同様に動作する。アドホックチャネル制御モジュール６１０の詳細について図７を参照してさらに詳細に説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるアドホックチャネル制御モジュール６１０のブロック図である。アドホックチャネル制御モジュール６１０は、制御／エージェント識別モジュール７０５、現チャネル評価モジュール７１０、候補チャネル評価モジュール７１５、新チャネル選択モジュール７２０、新チャネル設定モジュール７２５、及び無線局ベースの解析モジュール７３０を含む。
制御／エージェント識別モジュール７０５は、どの無線局６０５がコントローラ（例えば、ＢＳＳネットワーク２００のＡＰ２１５と同様）として動作するかを無線局６０５が判定できるようにするハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。本実施形態では、各無線局６０５は同一のアドホック制御モジュール６１０を含むため、各無線局６０５がコントローラとして動作することが可能である。コントローラは任意に、ランダムに、又は、手動等で選択されてもよい。コントローラは、最高速のＣＰＵ、最大の帯域幅、最小の干渉等を有する無線局２２０が選択されてもよい。コントローラは、アドホックコントローラモジュール６１０のシリアルナンバーに基づいて選択してもよい。現チャネルが閾値テストに不合格であることを最初に判断する無線局２２０が、コントローラになってもよい。また、他の方法であってもよい。
現チャネル評価モジュール７１０は、無線局６０５がコントローラとして指定される場合には現チャネル評価モジュール３０５のように動作し、無線局６０５がコントローラとして指定されない場合には現チャネル評価エージェント４１５のように動作するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。
候補チャネル評価モジュール７１５は、無線局６０５がコントローラとして指定される場合には候補チャネル評価モジュール３１０のように動作し、無線局６０５がコントローラとして指定されない場合には候補チャネル評価エージェント４２０のように動作するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。
新チャネル選択モジュール７２０は、無線局６０５がコントローラとして指定される場合には新チャネル選択モジュール３１５のように動作し、無線局６０５がコントローラとして指定されない場合には休止状態となるハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。
新チャネル設定モジュール７２５は、無線局６０５がコントローラとして指定される場合には新チャネル設定モジュール３２０のように動作し、無線局６０５がコントローラとして指定されない場合には新チャネル設定エージェント４２５のように動作するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。
無線局ベースの解析モジュール７３０は、無線局６０５が利用可能なＢＳＳ２０５を評価し、関連付けるのに最も適したＢＳＳ２０５を選択することができるように、無線局ベースの解析モジュール４１０のように動作するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアを含む。
図８は、本発明の一実施形態によるチャネル選択を制御する方法８００のフローチャートである。方法８００は、ステップ８０５においてＡＰ２１５が第１のチャネルに調整することから開始する。これに応じて、ＡＰ２１５に対応する無線局２２０は、同じ第１のチャネルに調整することによってＡＰ２１５に関連付ける。ステップ８１０において、ＡＰ２１５は、それぞれのアクセスクラスの重みσACI及びτACIを決定すると共に、関数Ω、Γ、Ψを決定する。ステップ８１５において、ＡＰ２１５はチャネル及びトラフィックを監視し、可能なかぎりＡＣベースで、チャネル適応性メトリックＣＵ、Ｎ、ＡＰＥＲ、及びＲＳＳＩを求める。ステップ８２０において、ＡＰ２１５は以下の式に従ってリンク品質（ＬＱ）パラメータを計算する。
Figure 0005207364
ステップ８２５において、ＡＰ２１５は、以下の式に従って回線競合（ＣＦ）パラメータを計算する。
Figure 0005207364
ステップ８３０において、ＡＰ２１５は、以下の式に従ってチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を計算する。
ＣＳＩ＝Ψ（ＬＱ，ＣＦ）
ステップ８３５において、ＡＰ２１５は、評価すべきすべてのチャネルを測定したか否かを判定する。していない場合、ステップ８４０において、ＡＰ２１５は次のチャネルに切り替え、すべての無線局２２０を関連付けるまで待機する。次に、方法８００はステップ８１５に戻り、新チャネルのチャネル適応性メトリックを計算する。ステップ８３５において、ＡＰが、すべてのチャネルが測定されたと判定した場合、ステップ８４５において、ＡＰ２１５は、最大のＣＳＩ値を有するチャネルを決定し、当該チャネルに調整する。無線局２２０はチャネルに関連付ける。そして、方法８００は終了する。
図９は、本発明の一実施形態によるチャネル制御が有用である状況例を示すグラフである。図示のように、１００％チャネル利用率のうち、チャネル＃１は第１のＢＳＳ２０５のＢＥトラフィック１０％及びＶＩトラフィック６０％を含む。１００％チャネル利用率のうち、チャネル＃６は第２のＢＳＳ２０５のＢＥトラフィック９０％を含む。１００％チャネル利用率のうち、チャネル＃１１はＶＩトラフィック９０％を含む。新無線局２２０がＢＳＳ２０５のうちの一つに接続しようとする場合には、３つのＢＳＳ選択肢から選択することができる。
図１０は、本発明を実施しないシステムにおいて、図９の状況例にチャネル制御を適用した状況を示すグラフである。図９のＢＳＳ２０５のうちの一つに接続しようとする新無線局２２０は、チャネル＃１が最も低いチャネル利用率を有すると判定し、チャネル＃１を使用してＢＳＳ２０５に接続する。ビデオストリーミング要求が空き利用率の６０％を使用すると仮定すると、無線局２２０は、現在合計でチャネル利用率６０％になるＶＩトラフィックも要求している第２の無線局２２０及び現在合計でチャネル利用率１０％になるＢＥトラフィックを要求している第３の無線局２２０とチャネル利用を共用することが強いられる。ＢＥトラフィックは最小で２％のチャネル利用率に強制的に押し込められる。各ＶＩトラフィックストリームは残りのチャネル利用率９８％の半分、すなわちそれぞれチャネル利用率４９％を共用することが強いられる。したがって、６０％のチャネル利用率を要求している各無線局２２０は１１％不足することになる。
図１１は、本発明の一実施形態によるチャネル制御が図９の状況例に適用された結果の状況を示すグラフである。図示するように、図９のＢＳＳ２０５のうちの一つに新たに接続しようとする無線局２２０は、チャネル＃６が最大のチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を有すると判定する。これは、リンク品質（ＬＱ）パラメータが高リンク品質を示し、回線競合（ＣＦ）パラメータがＶＩトラフィックで低い競合を示すためである。したがって、新たに接続される無線局２２０は要求された６０％のチャネル利用率を前提とすることができる。ＢＥトラフィックは残りの４０％を使用する。無線局２２０はＶＩトラフィックを損なうことはない。
図１２は、本発明の一実施形態によるチャネル制御が有用な状況例を示すグラフである。図示のように、１００％チャネル利用率のうち、チャネル＃１は第１のＢＳＳ２０５のＢＥトラフィック１０％及びＶＩトラフィック６０％を含む。１００％チャネル利用率のうち、チャネル＃６は第２のＢＳＳ２０５のＢＥトラフィック９０％を含む。１００％チャネル利用率のうち、チャネル＃１１はＢＥトラフィック３０％及びＶＩトラフィック４５％を含む。現在、ＢＥトラフィック１０％及びＶＩトラフィック５０％を使用している既存のＢＳＳ２０５が新チャネルを選択したい場合、ＢＳＳ２０５は利用可能なチャネルから選択することができる。図示の例では、ＢＳＳ２０５は、現在、チャネル＃４を使用しており、これは部分的に周波数帯域が重複し、チャネル＃１及びチャネル＃６のＢＳＳ２０５からの干渉を現在受けている。既存のＢＳＳ２０４のＡＰ２１５は、各チャネルのチャネル適応性評価によって、最も適したチャネルを見つけることができる。
図１３は、本発明の一実施形態によるチャネル制御が図１２の状況例に適用された結果を示すグラフである。図示するように、チャネル＃６が最良のチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を有する可能性が高いため、ＢＳＳ２０５はチャネル＃６を選択した。チャネル＃１は、ＶＩトラフィックにチャネル利用率６０％を使用する無線局２２０を有するため、ＢＳＳ２０５はＶＩトラフィックを損なわなければならない。チャネル＃１１はＶＩトラフィックにチャネル利用率４５％及びＢＥトラフィックのチャネル利用率３０％を使用する無線局を有するため、ＢＳＳ２０５はＢＥトラフィックのいくらかを損なう必要がある（ＶＩトラフィックを損なう必要はない）。しかし、チャネル＃６は、ＢＥトラフィックにチャネル利用率９０％を使用する無線局２２０のみを有するため、ＢＳＳ２０５はいずれのトラフィックも損なう必要がない。
本発明の好ましい実施形態の上記説明は単なる例であり、上記教示に鑑みて上記実施形態及び方法の他の変形並びに変更が可能である。ネットワークサイトは別々の異なるサイトとして説明されているが、これらのサイトは統合サイトの一部であってもよく、複数のサイトの部分をそれぞれ含んでもよく、又は一つ及び複数のサイトの組み合わせを含んでもよい。本明細書において説明した各種実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、又は任意の組み合わせを利用して実施することができる。これについて、本明細書において述べた各種機能を実施することが可能な任意のロジックを利用することができる。構成要素は、プログラムされた汎用デジタルコンピュータ、特定用途向け集積回路、又は相互接続された従来の構成要素及び回路のネットワークを使用して実施することができる。接続には有線、無線、モデムなどが利用できる。本明細書において説明した実施形態は、網羅的又は限定を意図するものではない。本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
８０２．１１ｇの場合の従来技術によるＥＤＣＡアクセスクラス（ＡＣ）パラメータセットの表である。 従来技術による基本サービスセット（ＢＳＳ）ネットワークのブロック図である。 従来技術による独立基本サービスセット（ＩＢＳＳ）のブロック図である。 本発明の一実施形態による集中制御アクセスモード及びチャネル制御を使用するＢＳＳネットワークのブロック図である。 本発明の一実施形態による図２のチャネル制御モジュールのブロック図である。 本発明の一実施形態による図２のチャネルエージェントモジュールのブロック図である。 本発明の一実施形態による、異なるアクセスクラスへの重み割り当て例を示す表である。 本発明の一実施形態によるチャネル制御を使用するＩＢＳＳのブロック図である。 本発明の一実施形態によるアドホック（ＡＨ）チャネル制御モジュールのブロック図である。 本発明の一実施形態によるチャネル選択を制御する方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態によるチャネル評価及びチャネル制御が有用である状況例を示すグラフである。 本発明を実施しないシステムによる、図９の状況例にチャネル評価及びチャネル制御を適用した結果を示すグラフである。 本発明の一実施形態による、図９の状況例に対してチャネル評価及びチャネル制御を適用した結果を示すグラフである。 本発明の一実施形態によるチャネル評価及びチャネル制御が有用である状況例を示すグラフである。 本発明の一実施形態による、図１２の状況例に対してチャネル評価及びチャネル制御を適用した結果を示すグラフである。

Claims (16)

  1. 二つの異なるチャネルの、各々について少なくとも一つのアクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを取得し、前記アクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを使用して、前記各チャネルのチャネル適応性インデックスを決定する候補チャネル評価モジュールと、
    前記チャネル適応性インデックスを使用して、前記二つの異なるチャネルのうちの一方を新しいチャネルとして選択するチャネル選択モジュールと、
    前記新しいチャネルを使用するように無線送受信機を構成するチャネル設定モジュールと、を備え、
    前記チャネル選択モジュールは、最大のチャネル適応性インデックスを有する前記チャネルを選択し、
    前記候補チャネル評価モジュールは、以下の式
    ＣＳＩ＝Ψ（ＬＱ，ＣＦ）
    を適用してチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を生成することを特徴とする無線通信システム。
    ただし、Ψは、誤差なくパケットを送信することについての相対的な効果を定義する関数を示し、
    Ψ（ＬＱ,ＣＦ）＝ＬＱ×ＣＦ
    として定義され、
    ＬＱは、リンク品質を示し、
    Figure 0005207364
     として定義され、
    σは、特定のＡＣに関連する重みを示し、
    添え字のＡＣＩは、アクセスクラスのインデックスを示し、
    ＲＳＳＩは、平均受信信号強度インジケータを示し、
    Ωは、リンクのロバスト性を定義する関数を示し、
    Figure 0005207364
     として定義され、
    ｅｒｆｃは、相補的ガウス誤差関数を示し、
    ＣＦは、回線競合を示し、
    Figure 0005207364
     として定義され、
    τは、特定のＡＣに関連する重みを示し、
    ＣＵは、チャネル利用率を示し、
    ＡＰＥＲは、平均パケットエラーレートを示し、
    Ｎは、アクティブな無線局の数を示し、
    Γは、前記無線メディアにアクセスを試みている場合の相対回線競合を定義する関数であり、
    Figure 0005207364
     として計算される。
  2. 前記無線通信システムは、アクセスポイントを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 前記アクセスポイントは、無線局と通信し、前記無線局から前記少なくとも一つのアクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを取得することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
  4. 前記無線通信システムは、無線局を含み、
    前記候補チャネル評価モジュールは、前記無線局と単一のアクセスポイントとの組み合わせに対するチャネル評価モジュールを含み、
    前記チャネル選択モジュールは、前記無線局と単一のアクセスポイントとの組み合わせに対するチャネル選択モジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  5. 前記無線通信システムは、前記候補チャネル評価モジュールをいつ開始するかを判定する現チャネル評価モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  6. 前記現チャネル評価モジュールは、現チャネルリンク品質値が所定の閾値を満たす場合に、前記候補チャネル評価モジュールを開始することを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
  7. 前記アクセスクラス固有のメトリックは、アクセスクラス固有のリンク品質メトリック及びアクセスクラス固有の回線競合メトリックを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  8. 前記無線送受信機は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅプロトコルに準拠して通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  9. 二つの異なるチャネルの各々について少なくとも一つのアクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを取得する手順と、
    前記アクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを使用して、前記各チャネルのチャネル適応性インデックスを決定する手順と、
    前記チャネル適応性インデックスを使用して、前記二つの異なるチャネルのうちの一方を新しいチャネルとして選択するする手順と、
    最大のチャネル適応性インデックスを有する前記チャネルを選択する手順と、を含み、
    前記新しいチャネルは、無線送受信機によって使用されるものであり、
    前記方法は、以下の式
    ＣＳＩ＝Ψ（ＬＱ，ＣＦ）
    を適用して前記チャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を生成する手順をさらに含むことを特徴とする無線通信方法。
    ただし、Ψは、誤差なくパケットを送信することについての相対的な効果を定義する関数を示し、
    Ψ（ＬＱ,ＣＦ）＝ＬＱ×ＣＦ
    として定義され、
    ＬＱは、リンク品質を示し、
    Figure 0005207364
     として定義され、
    σは、特定のアクセスクラスに関連する重みを示し、
    添え字のＡＣＩは、アクセスクラスのインデックスを示し、
    ＲＳＳＩは、平均受信信号強度インジケータを示し、
    Ωは、リンクのロバスト性を定義する関数を示し、
    Figure 0005207364
     として定義され、
    ｅｒｆｃは、相補的ガウス誤差関数を示し、
    ＣＦは、回線競合を示し、
    Figure 0005207364
     として定義され、
    τは、特定のＡＣに関連する重みを示し、
    ＣＵは、チャネル利用率を示し、
    ＡＰＥＲは、平均パケットエラーレートを示し、
    Ｎは、アクティブな無線局の数を示し、
    Γは、前記無線メディアにアクセスを試みている場合の相対回線競合を定義する関数であり、
    Figure 0005207364
     として計算される。
  10. 前記方法は、アクセスポイントにおいて実行されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
  11. 無線局と通信することによって、前記無線局から前記少なくとも一つのアクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを取得する手順をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信方法。
  12. 前記方法は、無線局において実行されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
  13. 前記方法は、前記チャネル適応性インデックスを決定する手順をいつ開始するかを判定する手順をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
  14. 前記方法は、現チャネルリンク品質値が所定の閾値を満たす場合に、前記チャネル適応性インデックスを決定する手順を開始することを特徴とする請求項１３に記載の無線通信方法。
  15. 前記アクセスクラス固有メトリックは、アクセスクラス固有のリンク品質メトリック及びアクセスクラス固有の回線競合メトリックを含むことを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
  16. 二つの異なるチャネルの各々について少なくとも一つのアクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを取得する手段と、
    前記アクセスクラス固有のチャネル適応性メトリックを使用して、前記各チャネルのチャネル適応性インデックスを決定する手段と、
    前記チャネル適応性インデックスを使用して、前記二つの異なるチャネルのうちの一方を新しいチャネルとして選択する手段と、
    無線送受信機に前記新しいチャネルを使用させる手段とを備え、
    前記チャネルを選択する手段は、最大のチャネル適応性インデックスを有する前記チャネルを選択し、
    前記適応性インデックスを決定する手段は、以下の式
    ＣＳＩ＝Ψ（ＬＱ，ＣＦ）
    を適用してチャネル適応性インデックス（ＣＳＩ）を生成することを特徴とする無線通信システム。
    ただし、Ψは、誤差なくパケットを送信することについての相対的な効果を定義する関数を示し、
    Ψ（ＬＱ,ＣＦ）＝ＬＱ×ＣＦ
    として定義され、
    ＬＱは、リンク品質を示し、
    Figure 0005207364
     として定義され、
    σは、特定のＡＣに関連する重みを示し、
    添え字のＡＣＩは、アクセスクラスのインデックスを示し、
    ＲＳＳＩは、平均受信信号強度インジケータを示し、
    Ωは、リンクのロバスト性を定義する関数を示し、
    Figure 0005207364
     として定義され、
    ｅｒｆｃは、相補的ガウス誤差関数を示し、
    ＣＦは、回線競合を示し、
    Figure 0005207364
     として定義され、
    τは、特定のＡＣに関連する重みを示し、
    ＣＵは、チャネル利用率を示し、
    ＡＰＥＲは、平均パケットエラーレートを示し、
    Ｎは、アクティブな無線局の数を示し、
    Γは、前記無線メディアにアクセスを試みている場合の相対回線競合を定義する関数であり、
    Figure 0005207364
     として計算される。
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