JP5448226B2 - 複数の無線ネットワークの共存 - Google Patents

Description

本発明は、重複している無線ネットワークの中での協力に関する。特に、本発明は、同一のチャンネル上で重複して動作する複数の無線ネットワーク間でのチャンネル選択およびチャンネル共有に関する。

マルチキャストおよびブロードキャストのアプリケーションでは、データは、サーバから複数の受信機に複数の有線および／または無線のネットワークを介して送信される。本明細書において使用されるマルチキャスト・システムは、サーバが同一のデータを同時に複数の受信機に送信するシステムであり、ここでの複数の受信機は、全ての受信機のうちのサブセットを構成し、その数は、全ての受信機の数以下である（全ての受信機の数となる場合を含む）。ブロードキャスト・システムは、サーバが同一のデータを同時に全ての受信機に送信するシステムである。即ち、マルチキャスト・システムの定義には、ブロードキャスト・システムを含めることができる。

局は、限定するものではないが、コンピュータ、ラップトップ、ノートブック・コンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デュアルモード・スマートフォン、ユーザ装置、クライアント装置、モバイル端末、およびモバイル装置を含み、どのような無線装置であってもよい。局は、送信機であってもよいし、受信機であってもよいし、送受信機であってもよい。装置間で通信されるデータは、テキスト、オーディオ、ビデオ、マルチメディア、または、他のどのような種類のデータであってもよい。通常、データは、複数のパケットまたはフレームにフォーマットされる。即ち、フレームおよびパケットは、データが送信しやすいようにパッケージ化されるフォーマットである。

過去数年においては、学校のキャンパス、ショッピング・モール、ホテル、空港、共同住宅、さらに、住居内での無線ネットワークの設置が急速に拡大している。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ無線のような新たに生まれつつある技術は、無線ネットワークを介したマルチメディア・コンテンツの配信を可能にする。無線ネットワークの設置の充実により、本技術が我々の日常生活により深く入り込むようになっている。利用可能な無線チャンネルの数が限られているため、無線チャンネルは、複数のアクセス・ポイント（ＡＰ）または基地局（ＢＳ）によって使用されたり、共有されたりしなければならない。例えば、共同住宅またはホテルにおいて多くのアクセス・ポイントとともに複数の住戸が配置された密集した配置環境では、アクセス・ポイントは互いに干渉しやすい。この干渉は、マルチメディア・ストリーミングのアプリケーションのためのサービス品質（ＱｏＳ）を含む、無線ネットワークのスループットに影響を与える。

従来技術において、各ＷＬＡＮアクセス・ポイント（ＡＰ）は、他のアクセス・ポイントが動作チャンネルを選択し動作チャンネルを共有することを助けるために、直接重複している複数のアクセス・ポイント／無線ＬＡＮ（ＡＰ／ＷＬＡＮ）において自己が推定するＷＬＡＮトラフィック負荷および合計トラフィック負荷を通知することが提案されている。ＡＰによって通知（提供）される合計の共有トラフィック負荷情報は、このＡＰ／ＷＬＡＮに割り当て済みのトラフィックにこのＡＰと重複している複数のＡＰ／ＷＬＡＮに割り当て済みのトラフィック負荷の値を加えた合計である。重複しているＡＰ／ＷＬＡＮは、互いの「通信電波を受信（ｈｅａｒ）」でき、互いに干渉するＡＰ／ＷＬＡＮである。例えば、図１において、ＡＰ１は、自己のビーコンまたは他の管理（制御）信号（フレーム、パケット）でＷＬＡＮ１のトラフィック負荷を通知するＡＰ１がＡＰ２、ＡＰ３、およびＡＰ４と同一のチャンネルを共有し、ＡＰ２、ＡＰ３、およびＡＰ４からビーコンの通信電波を受信できる場合には、ＡＰ１は、さらに、合計共有トラフィック負荷フィールドにおけるＡＰ１／ＷＬＡＮ１、ＡＰ２／ＷＬＡＮ２、ＡＰ３／ＷＬＡＮ３、およびＡＰ４／ＷＬＡＮ４のトラフィック負荷の合計を通知する。ＡＰ１がビーコンの通信電波を、ＡＰ２／ＷＬＡＮ２およびＡＰ３／ＷＬＡＮ３から受信できるだけであり、ＡＰ４／ＷＬＡＮ４から受信できない場合には、ＡＰ１によって通知される合計トラフィック負荷フィールドは、ＡＰ１／ＷＬＡＮ１、ＡＰ２／ＷＬＡＮ２、およびＡＰ３／ＷＬＡＮ３のトラフィック負荷の合計である。しかしながら、或るＡＰが自己のビーコンまたは他の管理（制御）信号（フレーム・パケット）で通知する合計トラフィック負荷情報は、曖昧さを生じさせる。例えば、図１において、ＡＰ２がＡＰ１から合計トラフィック負荷情報を受信する際、ＡＰ２にはＡＰ１からの合計トラフィック負荷の値がＡＰ４／ＷＬＡＮ４のトラフィック負荷を含むかどうかが不明である。なぜならば、ＡＰ２には、ＡＰ１がＡＰ４／ＷＬＡＮ４の通信電波を受信でき、これを考慮して、ＡＰ４／ＷＬＡＮ４のトラフィック負荷情報をＡＰ１の合計トラフィック負荷の推定値の中に含めているかどうかが不明だからである。従って、ＡＰ２は、最適なチャンネル選択決定を行うこと、または、ＡＰ１とチャンネルを共有する決定を行うことができない。

所与のエリアにおいて、複数の無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）が存在することがある。これらのＷＬＡＮは、互いに重複している。解決しようとする課題は、同一のチャンネル上で複数のＷＬＡＮが動作する場合に、ＷＬＡＮが、チャンネルを選択し、他のＷＬＡＮとチャンネルを協働して共有するための手段および情報をどのように提供するかである。ＩＥＥＥ８０２．１１ ＷＬＡＮを使用して本発明の例示的な実施形態を説明する。しかしながら、本発明は他の無線ネットワークにおいて使用することもできる。

本発明は、無線ネットワーク、特に、複数の無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）が、これらのＷＬＡＮの動作チャンネルを選択し、他のＷＬＡＮとチャンネルを共有し、これらのＷＬＡＮのトラフィックを効率的に管理するための手段および情報を提供する。本発明は、複数のＷＬＡＮの共存を容易にし、干渉を緩和させるとともに、総合的なネットワーク効率およびユーザ体験を向上させる。ＩＥＥＥ８０２．１１ ＷＬＡＮを本発明の説明に使用しているが、本発明は、無線パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）、ＷｉＭａｘネットワーク、無線メッシュ・ネットワーク、アドホック無線ネットワーク、ピアツーピア無線ネットワーク、携帯電話ネットワーク、フェムトセルを含み、他のタイプの無線ネットワークに使用することもできる。

本明細書において、干渉範囲内にある全ての重複しているアクセス・ポイント（ＡＰ）のピーク総合計トラフィック需要を計算すること、ピーク総合計トラフィック需要を閾値と比較すること、比較の結果に応じて要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームを拒絶すること、比較の結果に応じて要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームが許容される場合には干渉範囲内にある重複している各アクセス・ポイントのピーク合計トラフィック需要を計算すること、要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームが許容される場合には干渉範囲内にある重複している各アクセス・ポイントのピーク合計トラフィック需要を閾値と比較すること、第２の比較の結果に応じて要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームの受け入れおよび要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームの拒絶の一方を行うことを含む方法および装置について記載する。

本発明は、添付図面と併せて以下の詳細な発明を考慮することにより最良に理解できるであろう。図面は、概略的に説明する以下の図を含む。

エリア内の複数の無線ＬＡＮを示す図である。 本発明の原理に従った例示的な重複ＱＬｏａｄレポート・エレメントを示す図である。 本発明の原理に従った例示的な重複ＱＬｏａｄフィールドを示す図である。 本発明の原理に従った代替的なＱＬｏａｄ（トラフィック）負荷フィールドを示す図である。 本発明に従って新たに要求されたストリームのアクセス・ポイントのアドミッション処理のフローチャートである。 本発明の例示的な無線装置の実施態様のブロック図である。

図１に示されているように、エリア、例えば、ビルディング、コミュニティ、キャンパス内に複数の無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）が存在する。ＷＬＡＮは、アクセス・ポイント（ＡＰ）およびこのＡＰに関連付けられる複数の局（ＳＴＡ）を含む。ＷＬＡＮは、ベーシック・サービス・セット（ＢＳＳ）とも呼ばれる。ＡＰは、自己のＷＬＡＮ／ＢＳＳ内のトラフィック負荷またはサービス品質（ＱｏＳ）トラフィック負荷を自己のビーコンまたは他の管理（制御）信号（フレーム、パケット）で通知（提供、報告、伝播、送信、転送）する。ＱｏＳトラフィックは、特定のＱｏＳ、例えば、パケット損失レート、遅延およびスループットを必要とするトラフィックである。このようなＱｏＳトラフィックは、ビデオ（映像）・ストリームおよびボイス（音声）・ストリーム（フロー）を含む。ＡＰによって通知されるＷＬＡＮ／ＢＳＳのＱｏＳトラフィック負荷は、このＷＬＡＮ／ＢＳＳにおけるＡＰおよびこのＡＰに関連付けられる複数の局の全てのＱｏＳトラフィックを含む。さらに、ＡＰは、このＡＰがＮホップで通信可能な近隣のＷＬＡＮ／ＢＳＳの各々のトラフィック負荷またはＱｏＳトラフィック負荷についても、自己のビーコンまたは他の管理（制御）信号（フレーム、パケット）で通知（提供、報告、伝播）する。ＡＰは、このＡＰの近隣のＡＰからビーコン（または他の信号）を受動的に受信するか、または、管理（制御）メッセージ交換を通じてこのＡＰの近隣のＡＰからの情報を積極的に要求することによって、自己の近隣のＷＬＡＮ／ＢＳＳのＱｏＳトラフィック負荷情報を取得することができる。ＡＰがＮホップで通信可能な近隣のＷＬＡＮ／ＢＳＳの各々のＱｏｓトラフィック負荷情報レポートは、他のＡＰに対して情報を提供し、本明細書中で後述するような、チャンネル選択、トラフィック管理（例えば、アドミッション（許容）制御およびトラフィック・シェーピング）、およびチャンネル共有を可能にする。特別な場合は、Ｎ＝１であり、即ち、ＡＰは、１ホップで通信可能な近隣のＷＬＡＮ／ＢＳＳの各々のトラフィック負荷またはＱｏＳトラフィック負荷を自己のビーコンまたは他の管理（制御）信号（フレーム、パケット）で通知（提供、報告、伝播）する。さらに、ＱｏＳトラフィック負荷（ＱＬｏａｄ）情報は、２つのフォーマット、即ち、現在の割り当て済みＱｏＳトラフィック負荷（ＡＱＬｏａｄ）および潜在的なピークＱｏＳトラフィック負荷（ＰＱＬｏａｄ）で報告することができる。ＷＬＡＮ／ＢＳＳのための現在の割り当て済みＱｏＳトラフィックは、現在の時点でＡＰおよびこのＡＰのＷＬＡＮ／ＢＳＳが割り当てたアクティブなＱｏＳトラフィック負荷を示す。即ち、ＡＱＬｏａｄは、ＷＬＡＮ／ＢＳＳに割り当てられている現在のアクティブな合成トラフィック・ストリームを表す。潜在的なＱｏＳトラフィックは、ＡＰおよびこのＡＰのＷＬＡＮ／ＢＳＳが想定している潜在的なピーク（最大）ＱｏＳトラフィックを意味する。即ち、潜在的なＱｏＳトラフィック負荷（ＰＱＬｏａｄ）は、ＡＰでない局からの、または、ＡＰでない局へのベース・サービス・セット内の全ての潜在的なトラフィック・フロー（ストリーム）がアクティブである場合のＢＳＳのための合成ＱｏＳトラフィック・ストリームを表す。ＡＰまたは局にとって、将来のトラフィックのために幾らかの帯域幅を備えておくことが可能である。例えば、局は、将来にＴＶショーを視聴するためのトラフィック・フロー（ストリーム）を備えておくことができる。ＴＶショーのためのトラフィックは、潜在的なＱｏＳトラフィックに含まれるが、現在の割り当て済みＱｏＳトラフィックには含まれない。ＡＰのための潜在的なＱｏＳトラフィックは、ＡＰに割り当て済みのＱｏＳトラフィック以上である。

重複ＱＬｏａｄ通知（レポート）情報エレメント（ＩＥ）は、ＡＰが自己のＱＬｏａｄに加えて、このＡＰが重複しているＡＰのＱＬｏａｄを通知（提供、報告、伝播、送信、転送）するために、ＡＰによって使用することができる。重複しているＡＰは、同一のチャンネルにあり、関連付けられた局と直接に、または、関連付けられた局を介して、ビーコン（または他の管理または制御信号（フレーム、パケット））を互いの間で受信することが可能なＡＰである。このエレメントは、選択された間隔内に選択されたビーコン・フレームで搬送することができる。ＡＰによって送信される選択されたビーコン・フレームは、ＡＰ自体のＱＬｏａｄレポート・エレメントとこのＡＰと重複しているＡＰの重複ＱＬｏａｄレポート・エレメントを含む。重複ＱＬｏａｄレポート・エレメントもまた、ＱＬｏａｄレポート（フレーム、パケット）で送信される。ＡＰは、別のＡＰから情報を要求するためにＱＬｏａｄレポート・リクエスト（フレーム、パケット）を送信することができる。このようなリクエストを受信し、リクエストに対して応答するＡＰは、リクエストを行っているＡＰにＱＬｏａｄレポート・フレーム（信号、パケット）を送信することにより、ＱＬｏａｄレポート・リクエストに応答する。ＱＬｏａｄレポート・フレーム（パケット、信号）のコンテンツに変更があると、自発的なＱＬｏａｄレポート・フレーム（信号、パケット）が送信される。ＡＰによって送信されるＱＬｏａｄレポート・フレームは、ＡＰ自体のＱＬｏａｄレポート・エレメントと、報告を行っているＡＰが把握しており、情報が利用可能な重複しているＡＰの重複ＱＬｏａｄレポート・エレメントとを含む。

図２は、本発明の原理に従った例示的な重複ＱＬｏａｄレポート・エレメントを示す図である。エレメントＩＤ（識別子）フィールドは、この情報エレメント（ＩＥ）を識別し、長さフィールドは、この情報エレメントのサイズを示す。報告済み重複ＱＬｏａｄの数は、このエレメント内で報告された重複ＱＬｏａｄの数ｎを特定する。零の値は、重複ＱＬｏａｄが報告されていないことを示す。重複ＱＬｏａｄ１〜重複ＱＬｏａｄｎのフィールドは、報告を行っているＡＰが把握しており、情報が利用可能な重複しているＡＰの報告されたＱＬｏａｄを特定する。各重複ＱＬｏａｄフィールドは、ＡＰ／ＢＳＳのＩＤ、潜在的なＱＬｏａｄ（ＰＱＬｏａｄ）フィールド、および割り当て済みＱＬｏａｄ（ＡＱＬｏａｄ）フィールドを含む。

図３は、本発明の原理に従った例示的な重複ＱＬｏａｄフィールドを示す図である。即ち、図２に示された各重複ＱＬｏａｄフィールドは、図３に示された３つのフィールドを有する。

アクセス・ポイントＩＤ（ＡＰ ＩＤ）は、ＡＰ（報告を行っているＡＰまたは報告を行っているＡＰにより報告されているＡＰ）の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスであることもあるし、ＱＬｏａｄが報告されているＢＳＳ／ＷＬＡＮのベーシック・サービス・セットＩＤ（ＢＳＳ ＩＤ）であることもある。潜在的なＱＬｏａｄフィールドは、ＱＬｏａｄフィールドを含み、ＡＰおよびＡＰ ＩＤフィールドによって識別されるこのＡＰのＢＳＳのための合計の潜在的なＱｏＳトラフィックを特定する。これは、このＢＳＳにおける全ての潜在的なストリームがアクティブとなり、合計される場合に想定される潜在的な合成トラフィック・ストリームを表す。割り当て済みＱＬｏａｄフィールドは、ＱＬｏａｄフィールドを含み、ＡＰおよびＡＰ ＩＤフィールドによって識別されるこのＡＰのＢＳＳのための合計割り当て済み合成ＱｏＳトラフィックを示す。これは、今（現在）の時点でＡＰによって割り当て済みのＢＳＳにおける全てのアクティブなストリームの合計である合成トラフィック・ストリームを表す。ＱＬｏａｄ（トラフィック）負荷フィールドは、チャンネル（媒体）時間の値、または、トラフィックの送信に必要なチャンネル（媒体）の部分として表すことができる。この値が部分として表される場合には、この部分は、１秒間に対する１秒の部分（コンマ秒）での時間の部分である。潜在的なＱＬｏａｄは、このＡＰ／ＢＳＳの潜在的なＱｏＳトラフィックを表し、従って、常に、割り当て済みＱＬｏａｄフィールドによって表される値以上となる。潜在的なＱＬｏａｄフィールドの値は、将来のトラフィックが存在しないと想定（予想）される（将来のトラフィックのための備えが存在しない）場合の割り当て済みＱＬｏａｄフィールド内の値に設定することができる。

代替的な実施形態においては、ＱＬｏａｄ（トラフィック）負荷フィールドは、平均および標準偏差（ｓｔｄｅｖ）／分散（ｖａｒ）、さらに、ビデオ（映像）・ストリームおよびボイス（音声）・ストリームの数として表される。図４は、本発明の原理に従った代替的なＱＬｏａｄ（トラフィック）負荷フィールドを示す図である。平均（サブ）フィールドは、合計割り当て済みアクティブＱｏＳトラフィックを送信するために必要な平均媒体（チャンネル）時間を示す。標準偏差（分散）（サブ）フィールドは、ＱｏＳトラフィックを送信するために必要な媒体（チャンネル）時間の標準偏差（分散）を示す。ビデオ・ストリームの数は、ＱｏＳトラフィック（ＱＬｏａｄ）におけるビデオ・ストリームの数を示す。ボイス・ストリームの数は、Ｑｏｓトラフィック（ＱＬｏａｄ）におけるボイス・ストリームの数を示す。潜在的なＱＬｏａｄおよび割り当て済みＱＬｏａｄは、トラフィックを送信するために必要なチャンネル（媒体）時間として表される。ＰＱＬｏａｄおよびＡＱＬｏａｄは、ＭＡＣプロトコルおよび近隣の重複しているＡＰの数に依存するチャンネル（媒体）アクセス・オーバーヘッドを含まない。

ＡＰ／ＢＳＳは、ＱＬｏａｄレポートの情報および自己と重複しているＡＰから受信される重複ＱＬｏａｄレポートに従って、他のＡＰ／ＢＳＳとの干渉を緩和するように動作チャンネルを選択することができる。ＡＰは、まず、干渉範囲内で重複しているＡＰのないクリーンなチャンネルを見つけ、選択しようと試行する。全ての想定されるチャンネルを走査した後、クリーンなチャンネルが利用可能でない（全てのチャンネルが既に占有されている）場合には、ＡＰは、干渉範囲内で重複しているＱｏＳ ＡＰのないチャンネルを選択しようと試行する。ＱｏＳ ＡＰは、ＱｏＳ機能を有するＡＰで、ＱｏＳ拡張型分散チャンネル・アクセス（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｈａｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ）または、ハイブリッド調整機能（ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）制御チャンネル・アクセス（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ）をサポートするＡＰである。ＱｏＳ ＡＰは、アドミッション制御（許容）制御をサポートし、ＱＬｏａｄレポートおよび重複ＱＬｏａｄレポートを通知することがある。重複しているＱｏＳ ＡＰのないチャンネルが利用できない（即ち、想定されるチャンネルの各々が少なくとも１つのＱｏＳ ＡＰによって占有されている）場合には、ＡＰは、このＡＰと重複しているＡＰからの潜在的なＱＬｏａｄの合計が最小となるチャンネルを選択する。最小の潜在的なＱＬｏａｄが同一の値を有するチャンネルが複数存在する場合には、いずれかで優劣を付けるために、ＡＰは、他のＱｏＳ ＡＰに対し、最小の重複度を有するチャンネルを選択する。ＡＰの重複度は、このＡＰと重複しているＱｏＳＡＰの数である。最小の重複度が同じ値のチャンネルが複数存在する場合には、いずれかで優劣を付けるために、ＡＰは、このＡＰの近隣のＡＰに対する最大の重複度が最も小さいチャンネルを選択する。

複数のＡＰがチャンネルを共有することがある。ＢＳＳが重複している環境において、新たなストリーム（フロー）が既存のストリーム（フロー）のＱｏＳを低下させることを防ぐために、ＡＰ／ＢＳＳは、アドミッション制御を行う。ＡＰが新たなストリームを受け入れるかどうかを決定する際、ＡＰは、このＡＰ、このＡＰと重複しているＡＰ、さらに、このＡＰと重複しているＡＰと重複しているＡＰに対する割り当て済みＱＬｏａｄの影響を考慮する。例えば、図１における全てのＷＬＡＮが同一のチャンネル上で動作すると仮定する。ＡＰ１が新たなトラフィック・フローを許容すると、ＷＬＡＮ１のトラフィック負荷およびこのＷＬＡＮ１に干渉する複数のＷＬＡＮ（ＷＬＡＮ２、ＷＬＡＮ５、およびＷＬＡＮ６）の合計トラフィック負荷は、利用可能な無線チャンネル容量よりも小さい。ＷＬＡＮ１における新たなトラフィック・フローおよび既存のトラフィック・フローの品質は低下しない。しかしながら、ＷＬＡＮ２およびこのＷＬＡＮ２に干渉する複数のＷＬＡＮ（ＷＬＡＮ１、ＷＬＡＮ３、ＷＬＡＮ５、ＷＬＡＮ６、およびＷＬＡＮ７）の合計トラフィック負荷は、利用可能なチャンネル容量よりも大きくなり、ＷＬＡＮ２におけるトラフィック・フローのＱｏＳが低下することがある。

重複していないＡＰについては、並列伝送が可能である。ＡＰｊおよびＡＰｋの双方がＡＰｉと重複している（ＡＰｉの重複ＱＬｏａｄレポートに含まれているが互いに重複しない、即ち、ＡＰｊは、ＡＰｋの重複ＱＬｏａｄレポートに含まれておらず、ＡＰｋは、ＡＰｊの重複ＱＬｏａｄレポートに含まれていない）場合、ＡＰｊおよびＡＰｋは、ＡＰｉとの並列伝送ペアと呼ばれる。例えば、図１において、ＡＰ１およびＡＰ３が互いに重複しておらず、各々がＡＰ２と重複している場合、ＡＰ１およびＡＰ３は、並列伝送を行うことができ、ＡＰ２との並列伝送ペアと呼ばれる。この並列伝送により、合計チャンネル（媒体）時間が減少する。さらに、ＡＰは、複数の並列伝送ペアを形成することができる。例えば、図１において、ＡＰ１およびＡＰ７が互いに重複しておらず、各々がＡＰ２と重複している場合、ＡＰ１およびＡＰ７は、ＡＰ２との並列伝送ペアを形成することができる。

ＡＰ／ＢＳＳｉの割り当て済みＱＬｏａｄの平均および標準偏差が、それぞれ、ＭＥＡＮ（ｉ）、およびＳＴＤＥＶ（ｉ）であるとする。ＡＰ／ＢＳＳｉのピーク割り当て済みＱＬｏａｄは、Ｌ（ｉ）＝ＭＥＡＮ（ｉ）＋２×ＳＴＤＥＶ（ｉ）である。ＡＰｊおよびＡＰｋが並列伝送ペアを形成すると仮定すると、有効チャンネル（媒体）時間の平均は、Ｐ_ｊｋ＝ＭＥＡＮ（ｊ）×ＭＥＡＮ（ｋ）となる。

ＡＰｉについては、ｊ∈Ｏ［ｉ］は、ＡＰｉと重複しているＡＰのセットを表し、ｊ∈Ｏ［ｉ］は、ＡＰｉの重複しているセットと呼ばれる。ＡＰｉと重複しているＡＰであるＡＰｊについては、ｋ∈Ｐ［ｊ，ｉ］は、複数のＡＰのセットを表し、これらのＡＰの各々は、ＡＰｊとともに、ＡＰｉに対する並列伝送ペアを形成する。ｋ∈Ｐ［ｊ，ｉ］は、ＡＰｉに対するＡＰｊの並列伝送ペアのセットと呼ばれる。本明細書において、ＡＰｊのＡＰｉとの並列伝送度は、

のように定義される。

なお、ここで、平均ＭＥＡＮ（^＊）とは、トラフィックを送信する１秒間に対する１秒の部分の単位（コンマ秒単位）でのチャンネル（媒体）時間の比である。Ｐ_ｊｉ＞１である場合には、Ｐ_ｊｉ＝１を設定する。そこで、ＡＰｉの合計並列伝送度は、

となる。上記等式の１／２は、ＡＰｊおよびＡＰｋが並列伝送ペアを形成し、１度のみカウントされるべきだからである。

並列伝送を考慮すると、ＡＰｉに対する重複しているＡＰｊの有効割り当て済みＱＬｏａｄの平均は、

となる。

並列伝送を考慮することにより、ＡＰは、全ての重複するＡＰの合計有効割り当て済み重複ＱＬｏａｄの平均および標準偏差を

のように計算することができる。

ＡＰ／ＢＳＳｉの合計有効ピーク割り当て済みＱＬｏａｄは、ｔＬ（ｉ）＝ｔＭＥＡＮ（ｉ）＋２×ｔＳＴＤＥＶ（ｉ）である。

ＭＡＣプロトコルによるチャンネル・アクセス・オーバーヘッドについても考慮すべきである。Ｂは、チャンネル・アクセス・オーバーヘッドを考慮した帯域幅ファクタを示す。帯域幅ファクタＢは、重複しているＡＰ（ＱｏＳ ＡＰ）の数、さらに、チャンネル（媒体）アクセスのためのコンテンションを行う合成ストリームを形成する全ての重複しているＢＳＳにおけるキューの数（ＱｏＳビデオおよび／またはボイスのキュー）に依存する。ＡＰまたはＡＰでない局は、チャンネル（媒体）アクセスのためのコンテンションを行う１つ以上のキューを有することがある。チャンネル・アクセス・オーバーヘッドを考慮することにより、合計有効重複トラフィック需要は、Ｔ（ｉ）＝Ｂ×ｔＬ（ｉ）となる。

ＡＰは、合計割り当て済み重複ＱＬｏａｄの有効な平均および標準偏差を、選択的なビーコンおよびＱＬｏａｄレポートなどの他の管理（制御）フレーム（パケット、信号）で、報告（通知、提供、送信、伝播）し、チャンネル選択、チャンネル共有、およびトラフィック管理のために他のＡＰに情報を提供することができる。ＡＰは、さらに、合計有効ピーク重複トラフィックおよび帯域幅ファクタを、選択的なビーコンおよびＱＬｏａｄレポートなどの他の管理（制御）フレーム（パケット、信号）で、報告（通知、提供、送信、伝播）し、チャンネル選択、チャンネル共有、およびトラフィック管理のために他のＡＰに情報を提供することができる。

有効潜在的ＱＬｏａｄ（ＰＱＬｏａｄ）は、有効割り当て済みＱＬｏａｄと同じように計算され、各ＡＰについて、潜在的ＱＬｏａｄの平均および標準偏差が使用される。ＡＰは、合計重複潜在的ＱＬｏａｄの有効平均および標準偏差を、選択的なビーコンおよびＱＬｏａｄレポートなどの他の管理（制御）フレーム（パケット、信号）で、報告（通知、提供、送信、伝播）し、チャンネル選択、チャンネル共有、およびトラフィック管理のために他のＡＰに情報を提供することができる。ＡＰは、さらに、合計有効潜在的トラフィック負荷のピーク値および帯域幅ファクタを、選択的なビーコンおよびＱＬｏａｄレポートなどの他の管理（制御）フレーム（パケット、信号）で、報告（通知、提供、送信、伝播）し、チャンネル選択、チャンネル共有、およびトラフィック管理のために他のＡＰに情報を提供することができる。

ＡＰｉが、自己のＢＳＳに対して要求された新たなストリームｎを許容するかどうかを決定すると、ＡＰｉは、割り当て済みＱＬｏａｄおよび重複割り当済みＱＬｏａｄのレポートを調べる。ＡＰｉは、要求された新しいストリームを自己の割り当て済みＱＬｏａｄに追加し、その合成ストリームの新たな平均および標準偏差を
ＭＥＡＮ（ｉ）＝ＭＥＡＮ（ｉ）＋ＭＥＡＮｎｅｗ
ＳＴＤＥＶ（ｉ）＝ｓｑｒｔ（ＳＴＤＥＶ^２（ｉ）＋ＳＴＤＥＶ^２ｎｅｗ）
のように計算する。

並列伝送を考慮することにより、ＡＰｉは、再計算された平均および標準偏差を使用して、このＡＰｉ自体の割り当て済みＱＬｏａｄとともに新たに要求されたストリームを含む、ＡＰｉの干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰについて、合計有効割り当て済み重複ＱＬｏａｄの平均および標準偏差を、

のように計算する。

ＡＰｉの干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰについての合計有効割り当て済み重複ＱＬｏａｄの再計算された平均および標準偏差を使用した、このＡＰｉ自体の割り当て済みＱＬｏａｄとともに新たに要求されたストリームを含む、ＡＰｉの干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰについての合計有効割り当て済みＱＬｏａｄのピーク値は、ｔＬ（ｉ）＝ｔＭＥＡＮ（ｉ）＋２×ｔＳＴＤＥＶ（i）となる。

次に、新たなストリームが考慮され、新たな帯域幅ファクタが決定される。ＡＰｉは、上記のように計算されたピーク値を、並列伝送の影響およびチャンネル（媒体）アクセス・オーバーヘッドを考慮した、新たな帯域幅ファクタで乗算することによって、ピーク合計トラフィック需要を計算する。
Ｔ（ｉ）＝Ｂ×ｔＬ（ｉ）

ＡＰｉは、ピーク合計トラフィック需要が新たなストリームが許容される場合の１以下であるかどうかを判定する。ピーク合計トラフィック需要がＴ（ｉ）＝Ｂ×ｅＬ（ｉ）＞１である場合には、新たなストリーム・リクエストが拒絶される。

ピーク合計トラフィック需要が

である場合には、ＡＰｉは、チェックを継続し、干渉のある近隣に存在する重複しているＡＰの各々のピーク合計トラフィック需要値が要求された新たなストリームが許容される場合の１以下であるかどうかを判定する。重複しているＡＰｊが存在すると、ＡＰｊのピーク合計トラフィック需要は、
Ｔ（ｊ）＝Ｂ×ｔＬ（ｊ）となる。
ここで、
ｔＭＥＡＮ（ｊ）＝ｔＭＥＡＮ（ｊ）＋ＭＥＡＮｎｅｗ
ｔＳＴＤＥＶ（ｊ）＝ｓｑｒｔ（ｔＳＴＤＥＶ^２（Ｊ）＋ＳＴＤＥＶ^２ｎｅｗ）
ｔＬ（ｊ）＝ｔＭＥＡＮ（ｊ）＋２×ｔＳＴＤＥＶ（ｊ）である。

新たな要求されたストリームは、全ての重複しているＡＰｊについて、ピーク合計トラフィック需要が

である場合に許容される（受け入れられる、割り当てられる）。そうでない場合には、新たなストリームは拒絶される。Ｔ（ｊ）＝Ｂ×ｅＬ（ｊ）を計算する際、簡略化のため、新たなストリームの並列伝送の影響は考慮されないことがある。

図５は、本発明に従って新たに要求されたストリームのＡＰによるアドミッション（許容）処理のフローチャートである。ステップ５０５において、ＡＰｉは、要求された新たなストリームを自己の割り当て済みＱＬｏａｄに追加し、その合成ストリームの新たな平均および標準偏差を計算する。ステップ５１０において、ＡＰｉは、並列伝送を考慮し、再計算された平均および標準偏差を使用して、ＡＰｉ自体の割り当て済みＱＬｏａｄとともに新たな要求されたストリームを含む、ＡＰｉの干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰについて、合計有効割り当て済み重複ＱＬｏａｄの平均および標準偏差を計算する。さらに、ＡＰｉは、並列伝送度を計算する。並列伝送度は、アクティブなＱＬｏａｄおよび潜在的なＱＬｏａｄの双方について、同じように計算される。ステップ５１５において、ＡＰｉは、このＡＰｉの干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰについての合計有効割り当て済み重複ＱＬｏａｄの再計算された平均および標準偏差を使用した、ＡＰｉ自体の割り当て済みＱＬｏａｄとともに新たに要求されたストリームを含む、ＡＰｉの干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰについての合計有効割り当て済みＱＬｏａｄのピーク値を計算する。ステップ５２０において、ＡＰｉは、新たなストリームを考慮することにより、新たな帯域幅ファクタを決定する。ＡＰｉは、上記のように計算されたピーク値（５１５）を、並列伝送の影響およびチャンネル（媒体）アクセス・オーバーヘッドを考慮した、新たな帯域幅ファクタで乗算することによって、ピーク合計トラフィック需要を計算する。ステップ５２５において、ピーク合計トラフィック需要が新たなストリームが許容される場合の１以下であるかどうかを判定するためにテストが行われる。ピーク合計トラフィック需要が新たなストリームが許容される場合の１よりも大きければ、ステップ５４５において、新たなストリームが拒絶される。ピーク合計トラフィック需要が新たなストリームが許容される場合の１以下であれば、ステップ５３０において、ＡＰｉは、新たなストリームが許容される場合の干渉範囲内にある自己に重複しているＡＰの各々のピーク合計トラフィック需要を計算する。ステップ５３５において、干渉範囲内にある重複しているＡＰの各々のピーク合計トラフィック需要が新たなストリームが許容される場合の１以下であるかどうかを判定するためにテストが行われる。干渉範囲内にある重複しているＡＰの各々のピーク合計トラフィック需要が新たに要求されたストリームが許容される場合の１以下であれば、ステップ５４０において、新たなストリームが許容される（受け入れられる）。干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰの各々のピーク合計トラフィック需要が新たに要求されたストリームが許容される場合の１よりも大きければ、ステップ５４５において、新たなストリームが拒絶される。

ＡＰのアドミッション（許容）処理に関して上述したように、現在の（アクティブな）トラフィックが使用される。代替的には、ＡＰは、潜在的なＱＬｏａｄを使用して同様にストリームを許容することができる。

次に、図６を参照するに、本発明の例示的な無線装置の実施態様のブロック図が示されている。無線装置（局、ノード、ゲートウェイ、ＡＰ、基地局）が送信機、受信機、または、送受信機となることがあるため、無線送信機／受信機６３５を有する無線通信モジュール６２５を示す単一のブロックが使用されている。即ち、無線送信機／受信機は、送信機であることもあれば、受信機であることもあれば、送受信機であることもある。本発明は、ホスト・コンピューティング・システム６０５および通信モジュール（無線）６２５を含む。ホスト処理システムは、汎用コンピュータであることもあれば、特定用途コンピューティング・システムであることもある。ホスト・コンピューティング・システムには、中央処理装置（ＣＰＵ）６１０、メモリ６１５、および入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース６２０を含めることができる。無線通信モジュール６２５には、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）およびベースバンド・プロセッサ６３０、無線送信機／受信機６３５、および１つ以上のアンテナを含めることができる。アンテナは、無線信号を送受信する。無線送信機／受信機６３５は、無線信号処理を行う。ＭＡＣおよびベースバンド・プロセッサ６３０は、送信／受信のためにＭＡＣ制御、データ・フレーミング、変調／復調、および符号化／復号を行う。本発明の少なくとも１つの実施形態は、ホスト・コンピューティング・システムまたは無線通信モジュールにおけるルーチンとして実施され、データおよび制御信号の送受信を処理する。即ち、図６のブロック図は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、縮小命令セット・コンピュータ（ＲＩＳＣ）、または、これらを任意に組み合わせたものとして実施することができる。さらに、様々なフローチャートおよび上述の文章に示された例示的な処理は、ホスト処理システム、無線通信モジュール、またはホスト処理システムおよび通信モジュールの組み合わせのいずれかで動作可能に実施される。従って、このブロック図は、様々な方法／処理を、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＲＩＳＣ、または、これらを任意に組み合わせたものにおいて、完全に実施可能にする。

具体的には、ＡＰは、無線装置として動作し、ホスト・コンピューティング・システム６０５のＣＰＵまたは無線通信モジュール６２５のＭＡＣおよびベースバンド・プロセッサ、または、ホスト・コンピューティング・システム６０５のＣＰＵおよび無線通信モジュール６２５のＭＡＣおよびベースバンド・プロセッサを組み合わせたものとして動作し、新たに要求されたストリームを許容するか、拒絶する。ホスト・コンピューティング・システムのＣＰＵおよび／または無線通信モジュールのＭＡＣおよびベースバンド・プロセッサは、干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰのピーク総合計トラフィック需要を計算する手段と、ピーク総合計トラフィック需要を閾値と比較する手段と、比較の結果に応じて要求された新たなＱｏＳトラフィック・ストリームを拒絶する手段と、比較の結果に応じて要求された新たなＱｏＳトラフィック・ストリームが許容される場合には、干渉範囲内にある重複している各ＡＰのピーク合計トラフィック需要を計算する手段と、要求された新たなＱｏＳトラフィック・ストリームが許容される場合には、干渉範囲内にある重複している各ＡＰのピーク合計トラフィック需要を閾値と比較する手段と、第２の比較の結果に応じて要求された新たなＱｏＳトラフィック・ストリームの受け入れおよび要求された新たなＱｏＳトラフィック・ストリームの拒絶の一方を行う手段と、を含む。無線装置として動作し、ホスト・コンピューティング・システム６０５のＣＰＵまたは無線通信モジュール６２５のＭＡＣおよびベースバンド・プロセッサ、あるいは、ホスト・コンピューティング・システムのＣＰＵと無線通信モジュールのＭＡＣおよびベースバンド・プロセッサと双方を組み合わせたものとして動作するＡＰは、さらに、既存の割り当て済みＱｏＳトラフィック・ストリームに要求された新たなＱｏＳトラフィック・ストリームを追加して合成ＱｏＳトラフィック・ストリームを生成する手段と、合成ＱｏＳトラフィック・ストリームの平均および標準偏差を計算する手段と、干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰのための合計有効割り当て済み重複ＱｏＳトラフィック負荷の平均および標準偏差を計算する手段と、干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰのための合計有効割り当て済みＱｏＳトラフィックのピーク値を計算する手段と、要求された新たなＱｏＳトラフィック・ストリームに応じて帯域幅ファクタを決定する手段と、をさらに含み、ピーク合計トラフィック需要は、帯域幅ファクタと干渉範囲内にある全ての重複しているＡＰのための合計有効割り当て済みＱｏＳトラフィックのピーク値とに応じたものである。

本発明は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、特定用途向けプロセッサ、または、これらを組み合わせた様々な形態で実施できることが理解されよう。好ましくは、本発明は、ハードウエアおよびソフトウエアを組み合わせて実施される。さらに、ソフトウエアは、好ましくは、プログラム・ストレージ・デバイス上に現実的に実装されるアプリケーション・プログラムとして実施される。アプリケーション・プログラムは、適切なアーキテクチャからなるマシンにアップロードされ、このマシンによって実行されるようにしてもよい。好ましくは、このマシンは、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースなどのハードウエアを有するコンピュータ・プラットフォーム上で実施される。また、コンピュータ・プラットフォームは、オペレーティング・システムおよびマイクロインストラクション・コードを含むようにしてもよい。本明細書中で開示される様々な処理および機能は、マイクロインストラクション・コードの一部を構成するものでもよいし、アプリケーション・プログラムの一部を構成するものであってもよく（これらを組み合わせたものであってもよい）、オペレーティング・システムによって実行される。さらに、追加的なデータ記憶装置や印刷機等、コンピュータ・プラットフォームに様々な他の周辺機器を結合するようにしてもよい。

添付図面に示すシステムの構成要素および方法のステップの幾つかは、好ましくは、ソフトウエアの形態によって実施されるため、システムの構成要素（または処理ステップ）間の実際の結合は、本発明をプログラムする方法によって異なる場合があることが理解されよう。本明細書の開示する内容に基づいて、関連する技術における通常の技術知識を有するものであれば、本発明の実施態様または構成、さらに、類似した実施態様または構成を企図できるであろう。

Claims (14)

1. 干渉範囲内にある全ての重複しているアクセス・ポイントのピーク総合計トラフィック需要を計算するステップと、
   前記ピーク総合計トラフィック需要を閾値と比較するステップと、
   前記比較の結果に応じて要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームを拒絶するステップと、
   前記比較の結果に応じて前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームが許容される場合には、前記干渉範囲内にある重複している各アクセス・ポイントのピーク合計トラフィック需要を計算するステップと、
   前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームが許容される場合には、前記干渉範囲内にある重複している各アクセス・ポイントの前記ピーク合計トラフィック需要を前記閾値と比較するステップと、
   前記第２の比較の結果に応じて前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームの受け入れおよび前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームの拒絶の一方を行うステップと、
   を含む、方法。
2. 既存の割り当て済みサービス品質トラフィック・ストリームに前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームを追加して合成サービス品質トラフィック・ストリームを生成するステップと、
   前記合成サービス品質トラフィック・ストリームの平均および標準偏差を計算するステップと、
   前記干渉範囲内にある全ての重複しているアクセス・ポイントのための合計有効割り当て済み重複サービス品質トラフィック負荷の平均および標準偏差を計算するステップと、
   前記干渉範囲内にある全ての重複しているアクセス・ポイントのための前記合計有効割り当て済みサービス品質トラフィックのピーク値を計算するステップと、
   前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームに応じて帯域幅ファクタを決定するステップと、
   をさらに含み、
   前記ピーク合計トラフィック需要は、前記帯域幅ファクタと前記干渉範囲内にある全ての重複しているアクセス・ポイントのための前記合計有効割り当て済みサービス品質トラフィックの前記ピーク値とに応じたものである、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の計算ステップは、前記既存の割り当て済みサービス品質トラフィック・ストリームと、前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームと、前記合成サービス品質トラフィック・ストリームの前記平均および標準偏差とを使用するステップを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記帯域幅ファクタは、並列伝送およびチャンネル・アクセス・オーバーヘッドの影響を考慮する、請求項２に記載の方法。
5. 重複サービス品質レポートは、エレメント識別フィールドと、長さフィールドと、報告済み重複サービス品質トラフィック負荷の数フィールドと、重複サービス品質トラフィック負荷フィールドと、を含む、請求項２に記載の方法。
6. 前記エレメント識別フィールドは現在の情報エレメントを識別し、前記長さフィールドは前記現在の情報エレメントのサイズを示し、前記報告済み重複サービス品質トラフィック負荷の数フィールドは前記現在の情報エレメント内で報告された重複サービス品質トラフィック負荷の数を特定し、前記重複サービス品質トラフィック負荷フィールドは報告を行っているアクセス・ポイントが把握しかつ情報が利用可能な重複しているアクセス・ポイントのサービス品質トラフィック負荷を特定する、請求項５に記載の方法。
7. 前記重複サービス品質トラフィック負荷フィールドは、アクセス・ポイントの識別子および割り当て済みサービス品質トラフィック負荷フィールドを含む、請求項６記載の方法。
8. 前記重複サービス品質トラフィック負荷フィールドは、平均フィールド、標準偏差フィールド、ビデオ・ストリームの数フィールド、およびボイス・ストリームの数フィールドを含む、請求項６記載の方法。
9. 前記平均フィールドは前記合計割り当て済みアクティブ・サービス品質トラフィックを送信するために必要な平均チャンネル時間を示し、前記標準偏差フィールドは前記合計割り当て済みアクティブ・サービス品質トラフィックを送信するために必要なチャンネル時間の標準偏差を示す、請求項８に記載の方法。
10. 前記ビデオ・ストリームの数は前記合計割り当て済みアクティブ・サービス品質トラフィック負荷におけるビデオ・ストリームの数を示し、前記ボイス・ストリームの数は前記サービス品質トラフィック負荷におけるボイス・ストリームの数を示す、請求項８に記載の方法。
11. 干渉範囲内にある全ての重複しているアクセス・ポイントのピーク総合計トラフィック需要を計算する手段と、
    前記ピーク総合計トラフィック需要を閾値と比較する手段と
    前記比較の結果に応じて要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームを拒絶する手段と、
    前記比較の結果に応じて前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームが許容される場合には、前記干渉範囲内にある重複している各アクセス・ポイントのピーク合計トラフィック需要を計算する手段と、
    前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームが許容される場合には、前記干渉範囲内にある重複している各アクセス・ポイントの前記ピーク合計トラフィック需要を前記閾値と比較する手段と、
    前記第２の比較の結果に応じて前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームの受け入れおよび前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームの拒絶の一方を行う手段と、
    を備える、装置。
12. 既存の割り当て済みサービス品質トラフィック・ストリームに前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームを追加して合成サービス品質トラフィック・ストリームを生成する手段と、
    前記合成サービス品質トラフィック・ストリームの平均および標準偏差を計算する手段と、
    前記干渉範囲内にある全ての重複しているアクセス・ポイントのための合計有効割り当て済み重複サービス品質トラフィック負荷の平均および標準偏差を計算する手段と、
    前記干渉範囲内にある全ての重複しているアクセス・ポイントのための前記合計有効割り当て済みサービス品質トラフィックのピーク値を計算する手段と、
    前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームに応じて帯域幅ファクタを決定する手段と、
    をさらに備え、
    前記ピーク合計トラフィック需要は、前記帯域幅ファクタと前記干渉範囲内にある全ての重複しているアクセス・ポイントのための前記合計有効割り当て済みサービス品質トラフィックの前記ピーク値とに応じたものである、請求項１１に記載の装置。
13. 前記第２の計算手段は、前記既存の割り当て済みサービス品質トラフィック・ストリームと、前記要求された新たなサービス品質トラフィック・ストリームと、前記合成サービス品質トラフィック・ストリームの前記平均および標準偏差とを使用する手段を含む、請求項１２に記載の装置。
14. 前記帯域幅ファクタは並列伝送およびチャンネル・アクセス・オーバーヘッドの影響を考慮する、請求項１２に記載の装置。
    

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