JP5222304B2 - Ｗｌａｎクライアント装置のバックグラウンド・スキャンの方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＷＬＡＮクライアント装置およびこの種の装置に適した方法に関するものである。

無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）のアクセスポイント（ＡＰ）は、ローカル・リレーの機能を当該装置（ＡＰ）と関連するクライアント装置に提供する。この動作モードは、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格書（参考文献１）に従うインフラストラクチャ・基本サービスセットと呼ばれている。このインフラストラクチャ・基本サービスセットはＥＳＳＩＤと呼ばれるＩＤによって特徴付けられる。Ｗｉ−Ｆｉ無線ＬＡＮのコンピュータ・ネットワークにおいて、拡張サービスセット識別子（ＥＳＳＩＤ）は、無線ネットワーク上で当該無線ネットワークの一部として各々のパケットを識別するために全てのパケットに付与されるコードである。互いに通信しようとしている全ての無線装置は同一のＥＳＳＩＤを共有する必要がある。各々のパケットの識別だけでなく、ＥＳＳＩＤは、所与の”サービスセット”で使用される無線ネットワーク装置グループを個々に識別するのにも役立つ。

いかなるＷＬＡＮクライアント装置も、特定のチャネルで送信するＡＰを検出するために通信メディアをスキャンすることが可能であるべきである。クライアント装置がいかなるＡＰにも接続していない限り、クライアント装置はバックグラウンド動作としてスキャン動作を実行することができる。

ＡＰに非接続の８０２．１１クライアント装置のバックグラウンド・スキャンは、特定の基準を満たすまで当該装置の多くの構成要素が低電力モードに保持されるように実装されるべきである。

８０２．１１無線ローカルエリア（ＷＬＡＮ）プロトコルをサポートする携帯装置は、それらの動作時間およびスタンバイ時間を増加させるために効率的にそれらの電源消費を処理しなければならない。いくつかのアプリケーションにおいてはＷＬＡＮ機能性はユーザにより使用可能または使用不能にされるが、他の多くのアプリケーションではＷＬＡＮシステムは常に動作し自身の電力消費を透過的に最適化し調整可能であるであることが強く望まれる。ＷＬＡＮ装置がアソシエーション状態にある（アクセスポイント（ＡＰ）を介したデータの送信または単にビーコンをリッスン（listen））場合、その自己調整能力は重要であるが、装置が非接続モードで動作中であり利用可能なネットワークを発見するためにバックグラウンド・スキャンを実行する場合にも重要でありより慎重を要する。

非接続モードでのバックグラウンド・スキャンは、携帯装置がスタンバイモードにある場合に当該装置により実行される唯一の無線ＬＡＮネットワーク機能であるべきであり、ＷＬＡＮネットワークが検出されるとすぐにユーザまたはユーザ・アプリケーションに通知されなければならない。この面から、この機能の実行による電源消費は、直接当該デバイスのスタンバイ時間に影響を及ぼす。

非接続モードでのバックグラウンド・スキャンの間の効率的なパワーマネジメントを必要とするアプリケーションの典型的な例は、ＷＬＡＮをサポートするボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）電話およびセルラ電話である。この種の装置は、ＡＰがそれら装置の通信範囲内に存在しない、または、同様の領域で見つかるＡＰがアプリケーションまたはユーザにより定義される特定の基準を満たさないために、接続されていないかもしれない。

本発明の目的は、電力（例えばＷＬＡＮ装置のバッテリ電力）を節約することである。当該目的は、本発明に従ったエアのデータトラフィック状況に従ったパラメータ基準を動的に変更する方法により達成可能である。

本発明は非接続状態のＷＬＡＮ使用可能クライアント装置の自己調整されたバックグラウンド・スキャンの方法に関するものである。当該方法は、また、多数の状態を有する電力節約機能を含む。当該調整は、電力消費およびネットワーク検出速度に関する全体のシステム性能に影響を及ぼすエアのトラフィック状況パラメータの動的な変更に関連している。

更に、本発明は、当該方法をサポートし、個々に使用可能または使用不可能にされ得る複数のレイヤに構成されるアナログおよびデジタルのハードウェアを含むＷＬＡＮクライアント装置を提供する。また、当該クライアント装置は、ハードウェアの複数のレイヤに直接関連する複数のレイヤに構成されるソフトウェアを含む。付加的なソフトウェア・レイヤは、いくつかの装置システム機能の最適化に責任を負う管理レイヤである。ＳＷ管理レイヤの一部は、非接続モードでのバックグラウンド・スキャンのアルゴリズムである。

本発明は、ＡＰに接続していないがいくつかの所定の状況を満たすネットワークを発見するとすぐにアソシエートしようとしているクライアントＷＬＡＮ装置に関するものである。本発明は、装置のＷＬＡＮ機能性に責任を負う回路の電力消費を最小化することを意図する。また、本発明は、ＡＰを検出しユーザまたはユーザ・アプリケーションに通知するためにＷＬＡＮ装置が必要とする時間を最小化することを意図する。当該装置は他の機能の回路を含むかもしれないし、ＷＬＡＮ関連の回路のみを含むかもしれない。

他の態様では、提案された方法は、レイヤ構造のネットワーク装置を意味する。上位レイヤは、下位レイヤにより実行される非接続状態のバックグラウンド・ネットワーク・スキャンのアルゴリズムを構成し、ネットワーク・インフラが見つかるまで電力ダウン・モードへ切り替える。このアルゴリズムは上位レイヤの構成設定に基づいて自己調整され、電力消費を最小化するための効率的なネットワーク・スキャンを目指している。しかしながら、ユーザがＡＰの通信範囲に入る瞬間から可能な最短時間で無線ネットワークの発見についてユーザまたはアプリケーションに通知するのを確実にする必要がある。

本発明は、能動スキャンモードと受動スキャンモードとをサポートし、非接続モードでのバックグラウンドスキャンの間、それらを動的に切り替える。

提案された発明は８０２．１１標準規格に準拠する。これは、システムがスリープモードのままである時間を増加させ、携帯用の８０２．１１使用可能メディアのスタンバイ電流の消費を改善する。

標準的なＷＬＡＮネットワークの概略図である。 非接続モードでのバックグラウンド・スキャンの間のＷＬＡＮクライアント装置の典型的な状態での時間に対する電力消費の図である。 非接続モードでのバックグラウンド・スキャンの間の、しかし能動スキャンモードでいかなる有効なパケットまたは応答失効時間ｔ_ｗａの間にプローブ応答を受信しない、ＷＬＡＮクライアント装置の典型的な状態での時間に対する電力消費の図である。 失効時間ｔ_ｗｐの間の受動スキャンモードでのバックグラウンド・スキャンの間のＷＬＡＮクライアント装置の典型的な状態での時間に対する電力消費の図である。 バックグラウンド・スキャンのアルゴリズムの実施例を示すフローチャートである。 ヨーロッパでのチャネル選択を示す図である（８０２．１１ｇ／ｂ仕様に従ってオーバラップしている）。 本発明の実施例に従う概略的なＷＬＡＮ装置を示すブロック図である。 チャネル・スキャンの間の本発明の動作の実施例を示す図である。 バックグラウンド・スキャンの間の本発明の動作の実施例を示すフローチャートである。

図１において、模式的なＷＬＡＮネットワークが示される。ＷＬＡＮネットワークは、バックボーン・ネットワーク（例えばインターネット）に有効に接続している。

ネットワーク５は、ユーザにより扱われるモバイル・ポータブル無線クライアント装置（ユーザ端末としても示される）と、ＡＰと装置との間のエア・インタフェースを介して、無線通信するための多数のアクセスポイントＡＰ（ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３，．．．）を含む。ユーザ端末は、以下で更に詳細に記載されるように、周波数バンド内の周波数に位置する無線チャネルを介して１回で１つのＡＰに接続するかもしれない。

無線クライアント装置１００は、ＩＥＥＥ標準規格８０２．１１に従った通信に適した受信機回路および送信機回路を含む無線ユニットを備えている。このユニットは、アンテナ装置に有効に接続している。また、ユーザ端末は、少なくとも１つのコンピュータまたはデジタル処理ユニット（例えば、端末の別の装置ユニットおよび他のアプリケーションを制御するための機能を制御するために入力ユニット／出力ユニット、プログラム・ソフトウェアおよびデータ記憶手段（不図示）に接続された中央処理装置（ＣＰＵ））を備えている。端末は、以下で更に詳細に記載されている。

無線クライアント装置１００は、ＡＰとクライアント装置１００との間の送信範囲により制限されるエリア内のエア・インタフェースの１つのチャネルでＡＰに有効に接続可能である。３つの異なる例示的領域ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３が、図１に非常に模式的に（実際には形状はより複雑であるが、矩形として）示されている。第１のエリアＡＲ１は、ＡＰと当該ＡＰが属しているネットワークにアクセスするためのプローブ要求を特定のモバイル・クライアント装置が送信し得るＡＰを備えている。第２のエリアＡＲ２は、当該装置によるアクセスが許可されない、または、ユーザがプローブ要求の送信を望まない多数のＡＰを含んでいる。第３のエリアＡＲ３は、（森林地帯のように）アクセス可能なＡＰを全く含まない、または、当該エリアに設定された特定のバンド規制により当該装置による送信が許可されない。

ＡＲ１にいるときまたはＡＲ１に入るとき、ユーザは、最良のエアのデータ状況（例えばＲＳＳＩ）を提供するＡＰ接続によりＷＬＡＮ装置１００が何れかのＡＰ（ＡＰ１，ＡＰ２またはＡＰ３）に接続するのを望むかもしれない。このエリア内では、装置は接続状態かつ能動スキャンモードで動作する。

エリアＡＲ２内では、ＡＰはアクセスを許可しないオペレータに属し、または、ユーザがモバイルによるプローブ要求の送信を望まず、各プローブ応答に対するウェイクアップを望まない。従って、非接続状態のままであることは電力消費を考慮すると利点となる。エリアＡＲ３内では、アクセス可能または接続可能なＡＰが無く、能動スキャンは受動スキャンに比べ電力の浪費であるだろう。しかしながら、受動スキャンも、また、バッテリー電力の浪費であり得る。従って、スキャン状況に適応させ、最も有利なスキャン方法を選択することが望ましいだろう。

バックグラウンド・スキャンのアルゴリズムは、一貫して、ユーザが移動し入るエリアの状況を識別し、最小限の可能な消費ペナルティとなるタイムリなネットワーク発見を目的として様々なシステム・パラメータを調整しようとする。

バックグラウンド・スキャンのアルゴリズムは、クライアントのハードウェアがシステムの個々の機能ブロックを使用可能または使用不可能にすることにより様々な電力状態（power state）をサポート可能であるなら、電力節約機能性と強く結び付けられるべきである。しかしながら、これは、ユーザがＡＰの範囲に入る瞬間から可能な最短時間で、接続のための好適なネットワークを検出し報告するクライアントの能力に可能な限り影響すべきでない。

図２ａは、バックグラウンド・スキャンの間の典型的な電力状態を示す。これらの状態は、接続モードおよび非接続モードの双方のＷＬＡＮクライアント装置においてあらわれるかもしれない。２つのモードの主要な違いは、非接続モードでは、装置が利用可能なネットワークを発見しようとするのが唯一の動作であり、一方、接続モードでは、当該動作はデータ交換のような他の機能と共に実行される。

非接続のＷＬＡＮ装置が時間ｔ_０の大部分とどまる状態はＰ０であり、装置が可能な最低の電力を消費するドーズ状態（doze state）である。Ｐ０の継続時間ｔ_０は自己調整アルゴリズムのパラメータの１つである。ユーザがＡＰの無いエリアに入るとき、アルゴリズムはＰ０の継続時間を増加するよう決定し、装置を可能な限り長く低電力モードに保持する。ユーザがＡＰによりカバーされるエリアに入るとき、アルゴリズムは、最初のＡＰを検出した後すぐにＰ０の継続時間を減少するよう決定することが出来、または、可能なＡＰの全チャネルが調査されるまで能動モードに保持する。このようにして、Ｐ１およびＰ５のような遷移状態の数が除去され完全なチャネル・スキャンに要求される時間および電力を最小化する。Ｐ１はドーズ状態から状態Ｐ２への遷移状態に対応し、装置がリッスンの用意が出来、エアのパケットの復号が出来る状態である。Ｐ１の間の通常の動作はシステム構成、クロックおよびＰＬＬの初期化およびレジスタ・プログラミングである。同様に、Ｐ５は通常動作モードからドーズ状態Ｐ０への遷移時間である。Ｐ５の間、システムはＰ１手順とは逆に進み、Ｐ０で使用されない全ての回路を非アクティブ化するよう試みる。

図２ａに示される残りの２つの状態は、受信状態Ｐ３および送信状態Ｐ４である。Ｐ２およびＰ３の違いは、Ｐ３では装置が到来パケットを処理しより多くの回路が含まれ、Ｐ２に比較しより高い消費電力となることである。

ＷＬＡＮシステムの状態Ｐ４の電力消費は一般的に他の状態よりも高く、送信の各々で異なり得る。バックグラウンド・スキャンのアルゴリズムを実装している非接続モードのＷＬＡＮ装置は、能動スキャンが使用されているときのみパケットを送信する。能動スキャンでは、装置はＩＥＥＥ８０２．１１の”プローブ要求”パケットをマルチキャストしアクセスポイントからの”プローブ応答”を待ち受ける。能動スキャンにおけるプローブ要求パケットの送信電力は、アルゴリズムにより動的に調整されるもう１つのパラメータである。図２ｂは、非接続モードでのバックグラウンド・スキャンの間の、しかし能動スキャンモードでいかなる有効なパケットまたは応答失効時間ｔ_ｗａの間にプローブ応答を受信しない、ＷＬＡＮクライアント装置の典型的な状態での時間に対する電力消費の図である。

図２ｃは、失効時間ｔ_ｗｐの間の受動スキャンモードでのバックグラウンド・スキャンの間のＷＬＡＮクライアント装置の典型的な状態での時間に対する電力消費の図である。

バックグラウンド・スキャンのアルゴリズムにより動的に変更されるパラメータを以下に列挙する。
１．受信機フィルタのバンド幅 Ｂ_Ｒ
２．能動スキャンモードと受動スキャンモード
３．ドーズ継続時間 ｔ_０
４．送信電力 Ｐ_４
５．応答失効時間の設定値 ｔ_ｗａおよび／またはｔ_ｗｐ

・受信機フィルタのバンド幅
多数セルのネットワークのトポロジにおいては、異なるチャネルを使用するオーバラップおよび／または隣接するセルが同時に動作できる。装置は、受信において隣接チャネルからの強い不要信号を除去するのに十分なフィルタを取り入れるべきである。

クライアントが所与のチャネルでＡＰにアソシエートする接続モードにおいて、受信フィルタは、隣接チャネル上のトラフィックによる干渉を除去するのに可能な限り有効であるべきである。隣接チャネル抑圧能力の最小要件は仕様書（参考文献１）により提供される。しかしながら、非接続モードかつ低トラフィック状況では、クライアントは受信機のバンド幅を広げ得ることが望ましいかもしれない。８０２．１１ａ／ｇプロトコル（ＷＬＡＮ）の各チャネルのバンド幅は２０ＭＨｚである。これは図４に示される。

本発明によるＷＬＡＮクライアント装置において使用されうる有用な理想フィルタは、この２０ＭＨｚ間隔の中で全ての周波数を受信することが可能であろう。この種のフィルタは、ＲＦ領域および／またはデジタル領域において実装され得る。このフィルタの拡大は、いくつかのポールを追加する、または、より単純なケースで、アナログ領域および／またはデジタル領域においてすでに設計において存在する２以上のフィルタの切り替えの双方を意味する。

図４は、ヨーロッパでのチャネル選択を示す図である（８０２．１１ｇ／ｂ仕様に従ってオーバラップしている）。受信機フィルタの拡大によって、クライアントは、隣接チャネルのトラフィックまたはこのバンドのエネルギーが高レベルであることの測定を認識できる。この場合、バックグラウンド・スキャンのアルゴリズムは自己調整へ進むことができ、典型的な実施例が図３に示される。

バックグラウンド・スキャンのアルゴリズムは、また、特定のクライアントの受信および送信の間の電力消費の違い、トラフィック状況、受け入れられる検出ネットワークに関するユーザ嗜好、および、受信機が同時にリッスン可能なチャネル数の能力を考慮して、能動バックグラウンド・スキャンモードと受動バックグラウンド・スキャンモードとから選択することが出来る。

本発明の方法の好適な実施例は、図３のフローチャートに示される。

方法の始まりのステップ（ステップ１０）は、最後のエリア調査または最近実行されたエリア調査においてアクセスポイントＡＰが検出されない場合に発生する。能動スキャンか受動スキャンかに関わらずエリア調査はＡＰの探索を意味する。装置は検出状況により（例えば、装置の検出手段が所定のスキャン試行回数または所定の時間期間が満了するまでの間パケットを検出しなかったか高いエネルギーを検出しなかったとき）非接続状態と検出される。ステップ４０では、バックグラウンド・スキャンのアルゴリズムは電力消費がより少ない電力消費がＰ０のドーズ電力状態のモード（スリープ・モード）への切り替えを始める（図２ａ〜図２ｃを参照）。

ステップ２０において、（サブステップで述べられる）多数の測定が実行され得る。このステップにおいて、アルゴリズムの多数のパラメータは調整され設定される。装置は、ｔ_ｐ０に従って次回システムが状態４０からドーズモードになるよう（より長くその状態にとどまるよう）に、ドーズ電力状態Ｐ０をより長い継続時間ｔ_ｐ０に設定する。例えば、装置は装置内のタイマまたはクロックに新規の（能動または受動）スキャンが実行されるまで継続時間を増加させる新規の値をロードする。さらに、上述した隣接の無線チャネルをリッスン可能にするため受信機フィルタのバンド幅を増加させる。ある瞬間にユーザおよび装置が位置する領域のトラフィック状況は全てのチャネルにおいて無視できる。このようにして、装置が能動モードになる度に装置はさらなるチャネルからのパケットまたはエネルギーを検出することが出来る。また、オーバラップしないチャネルにホップ可能にするためアルゴリズムがチャネル探索する順番を定義することが出来る。

次のステップ（ステップ３０）において、クライアントは、能動スキャンまたは受動スキャンを実行するためにフルパワー・モードに切り替え、あり得る到来パケットを待ちうけ、図２ｃに示すように、能動モード期間ｔ_ｗｐの間エネルギーを測定する。パラメータｔ_ｗｐは本発明のアルゴリズムにより調整可能であり得る。

ステップ４０において、装置により有効なパケットおよび高いエネルギーが検出および／または登録されなかった場合、装置は、ステップ５０においてバックグラウンド・スキャンのアルゴリズムのパラメータを変更することなくＰ０モードに戻る。ステップ５０では、ステップ２０で計算されたｔ_０期間が開始され、プロセッサにより有効なパケットおよび／または高いエネルギーが検出されるまで、アルゴリズムは以上で記載したループ（ステップ３０〜５０）にとどまる。

ステップ４０において、有効なパケットが検出されたかまたは高いエネルギーが測定された場合、装置システムはステップ６０に入り、多数のパラメータ（少なくとも１つ）が再び変更される。Ｐ０時間が減少される、および／または、受信機フィルタのバンド幅が減少／狭められる、および／または、アルゴリズムが連続スキャン動作に使用するチャネルの順番が本明細書で後述するように変更される。ステップ６０で実行され得る更なる動作は能動スキャンモードへの切り替えであり、ステップ７０、８０および９０を含む以下のループで、少なくとも１つのプローブ応答を受信するかシステムのタイマが満了するまでの、現在および隣接チャネルへのプローブ要求の送信を意味する。この目的のため、スキャン・カウンタのリセットが必要である。

ステップ７０において、各々のチャネルは新規のパラメータに従って連続的にスキャンされ、スキャン・カウンタは各々のスキャンについてインクリメントされる。スキャン・カウンタにより登録されるスキャンの回数が所定の最大スキャン数（ここではＭａｘＳｃａｎと定義する）に達するとき、上述のステップ２０に戻るために、装置はアルゴリズムにより制御される。

ユーザの所定の基準（信号強度，オペレータ，．．．）を満たす少なくとも１つのアクセスポイントが検出または登録される場合、ステップ８０の状況は満たされ（”ｙｅｓ”）、ステップ８５でＷＬＡＮ装置のホスト（すなわちＣＰＵ）はアプリケーションの標準ルーチンに従って電源アップされウェイクアップする。しかしながら、ステップの８０およびステップ９０の状況がそれぞれ満たされない限り、装置は本発明のアルゴリズムのサブループでステップ（７０，８０および９０）を繰り返す。

・ＷＬＡＮ装置
本発明の別の態様によれば、提案された方法は、レイヤ構造のネットワーク装置１００を意味する。上位レイヤ（メイン・コントローラ１１０）は、下位レイヤにより実行される非接続状態のバックグラウンド・ネットワーク・スキャンのアルゴリズムを設定し、ネットワーク・インフラが検出されるまで電源ダウン・モードへ切り替える。図５は、本発明による動作が可能なＷＬＡＮ使用可能携帯装置１００の複数のレイヤの実装の実施例を示す図である。アルゴリズムを実行する下位レイヤは、８０２．１１ＭＡＣ（メディア・アクセス制御）１２０、８０２．１１モデム１３０、および、８０２．１１ＲＦ（無線周波数）１４０である。これらのレイヤまたは手段は、１つの１５０デバイスまたは多数のシリコン素子として実現され得る。上位レイヤは、アルゴリズムの管理および構成に責任を負い、携帯装置のメイン・コントローラに実装される。このようにして、システムのメイン・コントローラ１１０は、バックグラウンド・スキャンのアルゴリズムが下位レイヤ１２０〜１４０により実行され所望のＷＬＡＮネットワークの存在を示す状況を満たさない限り、低電力モードへ切り替えることができる。それらの状況は、また、低電力モードへする前にコントローラにより定義され、最小限のエネルギー閾値、好適なＥＳＳＩＤのリスト、不要なＥＳＳＩＤのリストもしくはその他を参照するかもしれない。

ＲＳＳＩ閾値の使用：設定されたＲＳＳＩ閾値（例えば−６０ｄＢｍ）より大きい信号強度をあなたが受信するまで私をウェイクアップするな。
好適ＥＳＳＩＤリストの使用：このリストに含まれるＥＳＳＩＤを有する任意のＡＰからのパケットをあなたが受信するまで私をウェイクアップするな。
不要ＥＳＳＩＤリストの使用：このリストに含まれるＥＳＳＩＤを有するＡＰからのパケットをあなたが受信した場合私をウェイクアップするな。
上述の基準の組合せ。

図は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準をサポートするＷＬＡＮデバイスを示している。ＷＬＡＮ装置１００はコントローラ１２０と有効にアンテナ１６０を接続したＷＬＡＮネットワーク・アダプタ１５０とを含む。コントローラは、ＣＰＵ（中央処理装置）、マイクロプロセッサ、コンピュータ、その他のような、任意のデータ処理および命令制御装置であるかもしれない。全ての構成要素には、バッテリ・ユニット（不図示）から電力が供給されている。電源アップするとバックグラウンド・スキャンのアルゴリズムのパラメータを構成する。値を持つパラメータ（例えば、受信機フィルタのバンド幅、能動スキャンモードと受動スキャンモード、ドーズ継続時間、送信電力、システムのバックオフ・タイマの設定、応答失効タイマの設定、受信信号強度ＲＳＳＩの閾値、その他）が提供される。

コントローラは下位レイヤ１５０（ＭＡＣおよび物理レイヤ（ＭＡＣ／ＰＨＹレイヤ）として示す）を構成し、メイン・コントローラの管理レイヤ１１０は上位レイヤを構成している。電力アップし構成した後に、コントローラは、電力を節約するためスリープ・モードに移行する。本発明によれば、レイヤ構造により、アルゴリズムに責任を負うＭＡＣおよび物理レイヤの構成要素および機能のみがアルゴリズムを実行する一方で、バックグラウンド・スキャンの間装置の大部分の構成要素をスリープ・モードへ移行させることが出来る。よって、下位レイヤ１５０はアルゴリズムに対して責任を負う。従って、電力を節約する本発明の目的は、アルゴリズムに責任を負うＭＡＣおよび物理レイヤの構成要素および機能のみがアルゴリズムを実行する一方で、管理レイヤ１１０はスリープ・モードにあるということにより達成される。要求があったとき管理レイヤはＭＡＣ／ＰＨＹレイヤに構成データを提供する。構成データは、多数の引数を含む機能ベクトル
function_background_scan_vector (arg¹, arg², arg³, ..., argⁿ)
として定義される。ここで、アルゴリズムの全てのパラメータを設定するために、ａｒｇ^１は受信機フィルタのバンド幅であり得、ａｒｇ^２はＲＳＳＩ閾値であり得、ａｒｇ^３はドーズ期間のパラメータ値であり得、以下同様である。より上位のレイヤ（すなわち管理レイヤ）はＭＡＣ／ＰＨＹレイヤに、選択されたベクトルの引数を開始パラメータ値として使用してバックグラウンド・スキャン機能を実行するよう命令する。

非接続状態にあるモバイル・クライアントＷＬＡＮ装置が一時的に位置するエリアの少なくとも１つのアクセスポイントのためのＷＬＡＮチャネル周波数バンドのバックグラウンド・スキャンに係る本発明の方法は、バックグラウンド・スキャンを実行中のエアのトラフィック状況の変化に従って少なくとも１つのパラメータ値を動的に変更する。動的な変更は、所定の時間またはチャネル・スキャンの所定の回数の少なくとも一方において、何れのチャネルにおいても装置が有効なパケットまたは高いエネルギーを検出しなかった場合の受信機フィルタ（ＲＦモジュール／レイヤ１４０を含む）の増加を含む。さらに、装置は、所定の時間またはチャネル・スキャン（スキャン動作）の所定の回数の少なくとも一方において、何れのチャネルにおいても有効なパケットまたは高いエネルギーを検出しない場合に、ドーズ継続時間ｔ_０を増加させることが可能である。また、装置は、所定の時間またはチャネル・スキャン動作の所定の回数の少なくとも一方において、何れのチャネルにおいても有効なパケットまたは高いエネルギーを検出しない場合に、応答失効時間の設定値（ｔ_ｗ）を減少させることが可能である。ＷＬＡＮクライアント装置は、受信信号強度の測定値の結果に起因してプローブ要求の送信電力を増加または減少させることが可能である。

装置は、当該装置を能動スキャンモードまたは受動スキャンモードに設定する手段を含む。装置は、何れかのチャネルにおいて有効なパケットまたは高いエネルギーを検出し、かつ、ＡＰが所定のホスト／オペレータ基準を満たすことに起因して、能動スキャンモードに設定される。さらに、装置は、何れかのチャネルにおいて有効なパケットまたは高いエネルギーを検出し、かつ、ＡＰが所定のホスト／オペレータ基準を満たさないことに起因して、受動スキャンモードに設定される。

本発明のＷＬＡＮクライアント装置の実施例によれば、装置は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定し決定する手段を備えている。

ＷＬＡＮ装置は、当業者に公知の実装である受信機フィルタのバンド幅を変更する手段を含む。当該手段は、例えばソフトウェアやハードウェアにおいて様々な方法で実装され得る。能動スキャンモードと受動スキャンモードとを切り替える手段も当業者により知られている。また、当該手段は、例えばソフトウェアやハードウェアにおいて様々な方法で実装され得る。

ドーズ継続時間ｔ_０を設定し測定する手段は、前述の標準のＩＥＥＥ８０２．１１による公知のタイマ実装である。応答失効を設定し測定する手段も、また、標準の装置と考えられる。送信電力を設定する手段は送信機の技術において公知である。

・チャネル・スキャンの順序
方法が当該ラウンドの間、全てのチャネルに対して無線ネットワークの等しい検出確率を保証しない場合であっても、クライアントは、周波数バンドの全てのチャネルがスキャンされるとアルゴリズムの１ラウンドを完了する。ＩＥＥＥ８０２．１１に従ってさまざまなチャネルがオーバラップすることを考慮して、以前に受信フィルタのバンド幅を増加した非接続クライアントは、特定の確率で隣接チャネルにおいてエネルギーまたは送信パケットの検出が可能であると仮定される。従って、連続スキャン動作の間のチャネルの順番を調整することはアルゴリズムは有利である。典型的な実施例が図６に示される。

”ラウンドＡ”において、装置は、チャネル１、６および１１をスキャンする。装置が能動または受動スキャンを実行するとき、低い周波数側の少なくとも３つの隣接チャネルおよび高い周波数側の３つの隣接チャネルにおいてエネルギーまたはパケットを検出可能かもしれない。そのため、装置がチャネル６をリッスンする場合、放射源の電力または距離に依存してチャネル３〜９の何れかで送信されたエネルギーまたはパケットを検出し得る。より多くの隣接チャネルにより、当該チャネルで送信されたパケットをより高い確率で検出する。ラウンドＡの終了時に、クライアントは３つのチャネル、１，６および１１をスキャンし、何らかを検出する確率は低いが他の全てのチャネルをリッスンするかもしれない。次のラウンド（ラウンドＢ）において、前のラウンドのチャネルから可能な最大距離を有する３つの他のチャネルを選択することによって同様に動作する。

ユーザが何れのチャネルもマスクしない場合、装置は、毎回上述した最大距離の基準を遵守して周波数バンドの全てのチャネルをスキャンするまで付加的なラウンドを実行する。図６の特定の実施例において、装置は、全てのチャネルをスキャンするのに５ラウンドを必要とする。

上述した手順の間、特定チャネルで動作中に装置が高いエネルギーを検出する場合、スキャン方法は現在のラウンドを中断し、システムに対しより狭い受信フィルタへ切り替えるように強制し、当該エリアの近くで最も近いチャネルからチャネルをスキャンし始める。これは図７に示され、ラウンド２の間にクライアントがチャネル８でＡＰを探索し高エネルギーを検出している。装置は、チャネル７および９の２つのチャネルの何れかで送信のエネルギーが検出された可能性が高いため、好適には能動スキャンでチャネル７および９から隣接チャネルをスキャンし始める。またチャネル１０もスキャンするが、ラウンド１でスキャンされたチャネル６および１１はスキャンしない。

この実施例は、非接続装置のバックグラウンド・スキャンのアルゴリズムが、ショートカットし成功したスキャンの結果をメイン・コントローラに報告するのに要する時間を最小化するためどのように自動的にチャネル・スキャンの順番を調整するかを示している。

各チャネルがスキャンされた長い期間にわたる平均回数は、装置が何も発見せずにスキャンを繰り返す場合に全てのチャネルについて同じである。

本発明は、上述の好適な実施例に限定されない。さまざまな変形、変更および均等物が使用され得る。従って、上述の実施例は本発明の範囲を制限するものととられるべきではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲により定義される。

Claims (12)

1. 移動クライアントＷＬＡＮ装置が一時的に位置するエリア内の少なくとも１つのアクセスポイント（ＡＰ）のためのＷＬＡＮチャネル周波数バンドのバックグラウンド・スキャンの方法であって、前記装置は非接続状態にあり、前記装置は管理レイヤにより制御されており、バックグラウンド・スキャンの前記方法はＭＡＣ／ＰＨＹレイヤにより実行され、バックグラウンド・スキャンは多数のパラメータを含むバックグラウンド・スキャン機能ベクトルを含み、前記パラメータは少なくともドーズ継続時間を含み、
   前記機能ベクトルのパラメータは、受信機フィルタのバンド幅と無線信号強度指標と少なくとも１つの付加的なパラメータとをさらに含み、前記方法は、バックグラウンド・スキャンの実行中におけるエアのデータトラフィック状況の変化に起因してパラメータの値の少なくとも１つを動的に変更するステップを含み、前記エアのデータトラフィック状況は検出されたエネルギーレベルと受信信号強度の測定値（ＲＳＳＩ）との少なくとも一方を含み、
   動的に変更する前記ステップは、前記装置が、所定の時間またはチャネル・スキャン動作の所定の回数の少なくとも一方において、何れのチャネルにおいても有効なパケットまたは高いエネルギーを検出しない場合に、前記受信機フィルタのバンド幅を増加させるステップを含むか、または、前記装置が、所定の時間またはチャネル・スキャン動作の所定の回数の少なくとも一方において、何れかのチャネルにおいて有効なパケットまたは高いエネルギーを検出した場合に、前記受信機フィルタのバンド幅を減少させるステップを含むことを特徴とする方法。
2. 動的に変更する前記ステップは、前記装置が、所定の時間またはチャネル・スキャン動作の所定の回数の少なくとも一方において、何れのチャネルにおいても有効なパケットまたは高いエネルギーを検出しない場合に、ドーズ継続時間ｔ_０を増加させるステップを含むか、または、前記装置が、所定の時間またはチャネル・スキャン動作の所定の回数の少なくとも一方において、何れかのチャネルにおいて有効なパケットまたは高いエネルギーを検出した場合に、ドーズ継続時間ｔ_０を減少させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 動的に変更する前記ステップは、前記装置が、所定の時間またはチャネル・スキャン動作の所定の回数の少なくとも一方において、何れのチャネルにおいても有効なパケットまたは高いエネルギーを検出しない場合に、応答失効時間の設定値（ｔ_ｗ）を減少させるステップを含むか、または、前記装置が、所定の時間またはチャネル・スキャン動作の所定の回数の少なくとも一方において、何れかのチャネルにおいて有効なパケットまたは高いエネルギーを検出した場合に、応答失効時間の設定値（ｔ_ｗ）を増加させるステップを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 動的に変更する前記ステップは、受信信号強度の測定値またはエネルギーレベルの結果に起因してプローブ要求の送信電力を増加または減少させるステップを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
5. 動的に変更する前記ステップは、前記装置を能動スキャンモードまたは受動スキャンモードに設定するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
6. 動的に変更する前記ステップは、高いエネルギーまたは有効なパケットの検出に起因してスキャンするチャネルの順番を変更するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
7. 移動クライアントＷＬＡＮ装置が一時的に位置するエリア内の少なくとも１つのアクセスポイント（ＡＰ）のためのＷＬＡＮチャネル周波数バンドのバックグラウンド・スキャンを実行可能なＷＬＡＮクライアントの装置であって、該装置は非接続状態にあり、前記クライアント装置は管理レイヤにより制御されており、バックグラウンド・スキャンの実行はＭＡＣ／ＰＨＹレイヤにより実行され、バックグラウンド・スキャンは少なくともドーズ継続時間を含む多数のパラメータを含むバックグラウンド・スキャン機能ベクトルを含み、
   前記機能ベクトルのパラメータは、受信機フィルタのバンド幅と無線信号強度指標と少なくとも１つの付加的なパラメータとをさらに含み、前記ＭＡＣ／ＰＨＹレイヤは、バックグラウンド・スキャンの実行中におけるエアのデータトラフィック状況の変化に起因したパラメータの値の少なくとも１つの動的な変更を含み、前記エアのデータトラフィック状況は検出されたエネルギーレベルと受信信号強度の測定値（ＲＳＳＩ）との少なくとも一方を含み、
   前記装置が、所定の時間またはチャネル・スキャンの所定の回数の少なくとも一方において、何れのチャネルにおいても有効なパケットまたは高いエネルギーを検出しない場合に、前記受信機フィルタのバンド幅を増加させるための手段を含むことを特徴とする装置。
8. 前記装置が、所定の時間またはチャネル・スキャンの所定の回数の少なくとも一方において、何れのチャネルにおいても有効なパケットまたは高いエネルギーを検出しない場合に、ドーズ継続時間ｔ_０を増加させるための手段を含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記装置が、所定の時間またはチャネル・スキャンの所定の回数の少なくとも一方において、何れのチャネルにおいても有効なパケットまたは高いエネルギーを検出しない場合に、応答失効時間の設定値（ｔ_ｗａおよび／またはｔ_ｗｐ）を減少させるための手段を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
10. 受信信号強度の測定値（ＲＳＳＩ）の結果に起因してプローブ要求の送信電力を増加させるまたは減少させるための手段を含むことを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の装置。
11. 前記装置を能動スキャンモードまたは受動スキャンモードに設定するための手段を含むことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載の装置。
12. バックグラウンド・スキャンのパラメータに起因して個々に使用可能または使用不可能にされ得る複数のレイヤに構成されるアナログおよびデジタルのハードウェアを含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。

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