JP6619876B2 - データセットのシーケンスを通信デバイスからアクセスポイントへ送信するための方法 - Google Patents

Description

本発明は一般に、ワイヤレス通信ネットワークにおけるデータの送信に関する。より詳細には、本発明は、ワイヤレス通信ネットワークにおける端末からゲートウエイへのデータのアップリンク送信に関し、端末は、アップリンク無線条件（たとえば、ゲートウエイによって受信される信号の信号対雑音比、または電力）に関する事前知識を有しない。

ワイヤレス通信ネットワークは一般に、ゲートウエイなどのアクセスポイント、および複数のエンドポイントデバイスを備える。通常、エンドポイントデバイスは、アクセスポイントの１つと無線通信リンクを確立することにより、通信ネットワークにアクセスするように構成された端末である。無線通信リンクは通常、無線アップリンク、すなわち、エンドポイントデバイスからアクセスポイントへの伝送路、および、無線ダウンリンク、すなわち、アクセスポイントからエンドポイントデバイスへの伝送路を備える。各無線通信リンクは、複数のエンドポイントデバイス間で共有される１つまたは複数の無線チャネルを使用する。

ワイヤレス通信ネットワークにおいて、無線通信リンクに影響する無線条件の変更に適合するために、エンドポイントデバイスは通常、自身の無線送信の出力電力に適応して、帯域幅の使用を制御するための様々な拡散率を使用することができる。その結果、こうした適合により、全体的なネットワーク容量および無線通信リンクの品質が最適化される。これらは、通信のフレームエラー率またはデバイスの実エネルギー消費量など、様々な性能測定を使用し、既定の基準に従って評価することができる。無線通信リンクの品質を最適化する一方で、相容れない目標および結果としておこるトレードオフを考慮に入れる必要がある。特に、伝搬による無線信号減衰の量に関連するリンクバジェットは、エンドポイントによって発せられる信号が、アクセスポイントによって変調されるのに十分なほど高くすべきである。チャネルは、可能な限り短時間で使用すべきである。エンドポイントデバイスは、エンドポイントデバイスの電力消費量を最小化するように、最小の送信電力または拡散率を使用すべきである。

しかし、エンドポイントデバイスが、アクセスポイントなど、ワイヤレス通信ネットワークを介してアクセス可能な他のデバイスにデータを送信しなければならないとき、前記エンドポイントデバイスは一般に、アクセスポイントによって受信される信号の信号対雑音比または電力測定値など、アップリンクおよび／またはダウンリンク無線条件の事前知識を有しない。この構成は一般に、オープンループ構成と呼ばれている。

前述の問題に取り組むために、クローズドループ電力および／または拡散率適合構成と呼ばれる構成で、ワイヤレス通信ネットワークを配備することが知られている。このタイプのワイヤレス通信ネットワークにおいて、アクセスポイントは、現在の無線条件の何等の知識を有せずに、エンドポイントデバイスによって送信された信号を復調しようとする。前記信号の信号対雑音比があまりに高い場合、アクセスポイントは、十分な信号対雑音比を依然として維持する一方、出力電力または拡散率を可能な最低レベルまで削減するように、エンドポイントデバイスにコマンドを送信する。あるいは、前記信号の信号対雑音比が低すぎて、信頼できる通信リンクの確立を保証できない場合、アクセスポイントは、出力電力または拡散率を増加させるように、エンドポイントデバイスにコマンドを送信する。出力電力および／または拡散率の最適な設定を達成するために、アクセスポイントとエンドポイントデバイス間の頻繁なやり取りが必要とされる。こうしたやり取りは、特に無線条件が絶えず進展するときにネットワーク資源を消費する。

他のワイヤレス通信ネットワークは、エンドポイントデバイスが、固定した地理的位置に配置される、静的もしくは準静的電力、または拡張適合構成と呼ばれる構成に従って配備される。このタイプのワイヤレス通信ネットワークにおいて、固定位置のエンドポイントとアクセスポイントの間の無線伝搬条件は、全体的な無線条件に限定的な影響を有するフェーディングによって主として引き起こされる、限定的な変化の影響を受ける。アクセスポイントは、ごく低頻度で、たとえば毎月、出力電力または拡散率を適合させるためにコマンドをエンドポイントデバイスに送信する。すでに強調したように、エンドポイントデバイスは、固定位置に留まることが想定されている。エンドポイントデバイスが動いている場合、たとえば前記エンドポイントデバイスが人または車と結合されている場合、無線伝搬条件が絶えず変化するので、通信リンクはもはや保証することができない。

別の知られているソリューションは、その電力が知られている固定ビーコン信号を送信するように構成された各アクセスポイントを実現する。無線伝搬条件は、エンドポイントデバイスとアクセスポイント間で対称であるので、エンドポイントデバイスによって受信されたビーコン信号の電力の測定値から、適切な出力電力および／または拡散率を計算することができる。しかし、このソリューションは、アクセスポイントがこうしたビーコン信号を送信することができ、前記エンドポイントがこうしたビーコン信号を受信し、処理することができるワイヤレス通信ネットワークに限られている。

したがって、ＱｏＳ（サービス品質、たとえば、フレームエラー率または電力消費量）を最大化する一方で、アップリンク無線条件に関する情報にアクセスせずに、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、通信デバイスからワイヤレス通信ネットワークのアクセスポイントへ、データを送信するためのソリューションを提供することが望ましい。より詳細には、アクセスポイントから通信デバイスへのダウンリンク無線通信チャネルを確立する必要のない、こうしたソリューションを提供することが望ましい。より詳細には、通信デバイスの環境条件変化および／もしくは位置の変化、ならびに／または移動性に関する使用法の変化に対処するために、通信デバイスとアクセスポイント間の無線通信品質の向上を目指すソリューションを提供することが望ましい。

その目標のために、第１の態様によれば、本発明は、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、データセットのシーケンスを通信デバイスからワイヤレス通信ネットワークのアクセスポイントへ送信するための方法に関する。この方法は、各データセットに対して、前記データセットを送信するために通信デバイスによって使用される少なくとも１つのパラメータの値を決定することと、前記少なくとも１つのパラメータの値に従って、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して前記データセットを送信することとを含む。この方法は、各データセットに対して、前記少なくとも１つの値が、シーケンス中の前記データセットの順序に従って、前記少なくとも１つのパラメータの所定の値のリスト中の対応する値を選択することによって決定されることをさらに含む。さらに、リスト中の各所定の値の出現数は、前記所定の値の選択により、少なくとも１つの品質基準が少なくとも１つの既定の条件を満たすデータセットの送信がもたらされる確率に従って決定される。

この方法は、ＱｏＳ（サービス品質、たとえば、フレームエラー率または電力消費量）を最大化する一方で、アップリンク無線条件に関する情報にアクセスせずに、データの送信を可能とし、ダウンリンク無線通信チャネル確立は必要としない。

この発明は、各データセットに対する最適なアップリンクパラメータを定義しようとするものではなく、その代わりに、平均して良好な性能トレードオフの達成を保証しようとするものである。したがって、この方法は、アップリンク無線条件（たとえば、ネットワークによって受信された信号の信号対雑音比または電力）の事前知識なしに、また、こうしたアップリンク無線条件に関する、ネットワークによって提供されるダウンリンクパスについての何等の情報なしに、データパケットをワイヤレスモードでネットワークに送信する必要がある通信デバイスによって有利に実行され得る。本発明は、物のインターネット用の低電力無線ネットワークにより、また、センサ、小型ジオタグ、アプリケーションをトラッキングするために使用されるデバイスなど、情報を定期的に報告する必要がある結合された物体により、およびより一般的には、エネルギー消費量に制約を有する任意のエンドポイントデバイスによって、有利に実行され得る。したがって、こうした方法により、通信デバイスの環境条件変化および／もしくは位置の変化、ならびに／または移動性に関する使用法の変化に対処するための通信デバイスとアクセスポイント間の無線通信品質の向上が可能となる。

特定の特徴によれば、この方法は、通信デバイスの地理的位置が変化したとき、ならびに／または、アクセスポイントおよび／もしくはワイヤレス通信ネットワークに結合された任意の他のデバイスによって送信された前記少なくとも１つのパラメータに関する更新情報を受信したときに、前記少なくとも１つのパラメータの所定の値のリストを更新することをさらに含む。したがって、移動している通信デバイスについての事前の伝搬統計データを考慮に入れ、通信の新しい位置に基づいて、ならびに／または、アクセスポイントによっておよび／もしくはワイヤレス通信ネットワークに結合された任意の他のデバイスによって報告された、ワイヤレス通信ネットワークの伝搬特性の変更に従って、前記少なくとも１つのパラメータを最適化することができる。

特定の特徴によれば、少なくとも１つのパラメータの所定の値のリストは、通信デバイスの製造プロセスおよび／または構成操作中にリストが前もって記憶された通信デバイスの記憶手段から入手される。したがって、アップリンク無線条件に関する情報にアクセスすることなく、通信デバイスは、さらなる初期化フェーズを伴わずに、スタートアップ時に直接、最適化された方法でデータを送信することができる。

特定の特徴によれば、少なくとも１つのパラメータの所定の値のリストは、少なくとも１つのパラメータの可能な値のセットを決定し、少なくとも１つのパラメータのそれぞれの可能な値に対して、前記可能な値の使用により、少なくとも１つの品質基準が少なくとも１つの既定の条件を満たすデータの送信がもたらされる確率を計算し、少なくとも１つのパラメータのそれぞれの可能な値に対して、前記確率に基づいてリスト中の出現数を決定することによって作成される。このリストは、ラウンドロビンアルゴリズムに従って、またはそれぞれの数値に従ってすべての可能な値を並べ替えて作成することができる。

特定の特徴によれば、少なくとも１つのパラメータのそれぞれの可能な値に対して、確率は、ワイヤレス通信ネットワークの環境の様々な位置で観測され、および／または、ワイヤレス通信ネットワークの環境の様々な位置に対して決定される少なくとも１つの品質基準に関する情報を使用して計算される。したがって、ワイヤレス通信ネットワークの環境の様々な位置で観測され、および／または、ワイヤレス通信ネットワークの環境の様々な位置に対して決定される、実際の無線条件を考慮に入れつつ送信を最適化することができる。

特定の特徴によれば、ワイヤレス通信ネットワークの環境の様々な位置は、通信デバイスが前記位置に配置される可能性に従って選ばれる。したがって、様々な特徴を有し、様々な物体または人（ペット、自転車、人間、車など）に結合された、様々なタイプの通信デバイスに従って、送信を最適化することができる。

特定の特徴によれば、少なくとも１つのパラメータのそれぞれの可能な値に対して、確率は、前記可能な値により、前記少なくとも１つの品質基準が少なくとも１つの既定の条件を満たすデータの送信がもたらされるワイヤレス通信ネットワークの環境の位置の数と、情報が観測および／または決定された様々な位置の総数とに基づいて計算される。

特定の特徴によれば、少なくとも１つの既定の条件は、通信デバイスの出力電力に関する。したがって、通信の電力消費量を考慮に入れながら、この方法により、受入れ可能なトレードオフを実施できるようにするＱｏＳ指標を最大化することが可能である。したがって、この利点は、自律的な有限のエネルギー源（たとえば電池式デバイス）によって給電される通信デバイスに特に有用である。

特定の特徴によれば、少なくとも１つの既定の条件は、通信デバイスからアクセスポイントへのデータ送信のエラー率に関する情報に関する。

特定の特徴によれば、前記データセットを送信するために通信デバイスによって使用される少なくとも１つのパラメータの値は、データを変調符号に変換するために通信デバイスによって使用される拡散率に関する。

第２の態様によれば、本発明はまた、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、データセットのシーケンスをワイヤレス通信ネットワークのアクセスポイントへ送信するように構成された送信ユニットに関し、各データセットに対して、前記データセットを送信するために通信デバイスによって使用される少なくとも１つのパラメータの値を決定するための手段と、前記少なくとも１つのパラメータの値に従って、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して前記データセットを送信するための手段とを含む。送信ユニットは、各データセットに対して、前記少なくとも１つの値を決定するための手段が、シーケンス中の前記データセットの順序に従って、前記少なくとも１つのパラメータの所定の値のリスト中の対応する値を選択するように構成されている。さらに、リスト中の各所定の値の出現数は、前記所定の値の選択により、少なくとも１つの品質基準が少なくとも１つの既定の条件を満たすデータセットの送信がもたらされる確率に従って決定される。

第３の態様によれば、本発明はまた、アクセスポイントを介してワイヤレスに通信ネットワークにアクセスするための、前述の第２の態様による送信器ユニットを備えた通信デバイスに関する。通信デバイスは、たとえば電池または蓄電池など、自律的な有限のエネルギー源によって給電される。

第４の態様によれば、本発明はまた、アクセスポイントを介してワイヤレスにアクセスされうる通信ネットワークと、前述の第３の態様による少なくとも１つの通信デバイスとを含むワイヤレス通信システムに関する。

第５の態様によれば、本発明はまた、通信ネットワークからダウンロードされ、および／または、前述の第２の態様による送信ユニットによって読み取ることができる媒体に格納されたコンピュータプログラムに関する。このコンピュータプログラムは、前記プログラムがプロセッサによって実行されると、前述の方法を実行させるための命令を含む。本発明はまた、情報記憶手段に関し、記憶された情報が前記情報記憶手段から読み取られ、プロセッサによって実行されると、前述の方法を実行させる命令のセットを含むコンピュータプログラムを記憶する。

本発明の特徴は、本発明の一実施形態の以下で説明する一例から、より明確に明らかとなるであろう。前記説明は添付の図面を参照しながら行われる。

本発明が実装される通信デバイスを含むワイヤレス通信システムの概略を示す図である。 通信デバイスの送信器ユニットの概略を示す図である。 送信器ユニットの処理デバイスのアーキテクチャの概略を示す図である。 少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、データセットのシーケンスをアクセスポイントへ送信するための方法の概略を示す図である。 データセットを送信するために送信器ユニットによって使用される少なくとも１つのパラメータの値を決定するための方法の概略を示す図である。 送信器ユニットによって使用される、少なくとも１つのパラメータの所定の値のリストを作成するための方法の概略を示す図である。 データセットのシーケンスを送信するための方法を実行する一例の概略を示す図である。 ラウンドロビンアルゴリズムに従って配列された、すべての可能なセットの値のリストの一例の概略を示す図である。 それぞれの数値に従って並べ替えられた、すべての可能なセットの値のリストの一例の概略を示す図である。

図１は、本発明が実装され得るワイヤレス通信システムの概略を示す。ワイヤレス通信システムは、アクセスポイント２０ａ、２０ｂ、２０ｃを介して、ワイヤレスにアクセスすることができる通信ネットワーク１０を含む。各アクセスポイント２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、ワイヤレス通信システムのサービスを通信デバイス３０に提供する。アクセスポイント２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、たとえばゲートウエイである。通常、通信デバイス３０は、アクセスポイントのうちの１つ２０ａとの間に無線通信リンクを確立することにより、通信ネットワーク１０にアクセスするように構成された端末である。無線通信リンクは、少なくとも１つの無線アップリンク、すなわち、通信デバイス３０からアクセスポイントのうちの１つ（アクセスポイント２０ａなど）への伝送路を含む。無線通信リンクは、少なくとも１つの無線ダウンリンク、すなわち、アクセスポイントのうちの１つ（アクセスポイント２０ａなど）から通信デバイス３０への伝送路をさらに含むことができる。各無線通信リンクは、複数の他の通信デバイスと共有される１つまたは複数の無線チャネルを使用する。通信デバイス３０は、たとえば、モバイル端末とすることができる。通信デバイス３０は、無線アップリンクでデータセットを送信するように構成された送信器ユニット１００を備える。

図２は、送信器ユニット１００の概略を示す。送信器ユニットは、送信するデータを無線アップリンクで送信できるように、適切な符号化形式に変換する符号化ユニット１０２を備える。たとえば、データは、誤り訂正符号構造に従って冗長性を有する符号化ビットに変換することができ、これらは完全にインターリーブされる場合もある。送信器ユニット１００は、符号化データを、所与の変調スキームに従って、変調符号に変換する変調ユニット１０４をさらに備える。より詳細には、変調ユニット１０４は、符号化データを、得られる拡散率ＳＦに従って、変調符号に変換するように構成されている。たとえば、符号分割多重アクセス変調スキームにおいて、拡散率は、コードのチップ速度（コードが送信される１秒当たりのパルス数）とシンボルレート（１秒当たりに送信媒体に構成される、シンボル変化または波形変化もしくはシグナリングイベントの数）との比として定義することができる。送信器ユニット１００は、少なくとも１つのアンテナ１０８に結合され、対応する無線チャネル上の変調符号を送信するように構成されている、物理的な送信ユニット１０６をさらに備える。送信ユニット１０６は、無線送信の出力電力を出力電力目標に従って制御するように構成されている。送信器ユニット１００は、変調ユニット１０４および送信ユニット１０６に結合された処理デバイス２００をさらに備える。

図３は、処理デバイス２００のアーキテクチャの概略を示す。図示のアーキテクチャによれば、処理デバイスは、通信バス２１２によって相互に接続された以下の構成要素を備える。すなわち、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはＣＰＵ（中央処理装置）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０４、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０６、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）またはＳＤ（セキュアデジタル）カードリーダ２０８、または記憶手段に記憶された情報を読み取るように構成された任意の他のデバイス、通信インタフェース２１０などである。

通信インタフェース２１０により、処理デバイス２００が、変調ユニット１０４および送信ユニット１０６と通信することが可能となる。

ＣＰＵ２０２は、ＲＯＭ２０６、またはＳＤカードもしくはＨＤＤなど外部メモリから、ＲＡＭ２０４にロードされた命令を実行することができる。処理デバイス２００の電源オン後に、ＣＰＵ２０２はＲＡＭ２０４から命令を読み取り、これらの命令を実行することができる。命令は１つのコンピュータプログラムを形成し、このプログラムによりＣＰＵ２０２に、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５、６Ａおよび６Ｂに関して、以後説明されるアルゴリズムの一部または全部のステップを実行させる。

図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５、図６Ａおよび図６Ｂに関して、以後説明されるアルゴリズムの任意のおよび全部のステップは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）またはマイクロコントローラなど、プログラマブルコンピューティングマシンにより、命令のセットまたはプログラムを実行することによってソフトウェアで実施し、あるいは、マシン、またはＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）もしくはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）など専用コンポーネントによりハードウェアで実施することができる。

図４Ａは、送信器ユニット１００によって実施され、データセットのシーケンスを、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、アクセスポイント２０ａに送信するための方法の概略を示す。本発明による方法は、送信器ユニット１００が少なくとも１つの無線通信チャネルに関してアップリンク無線条件の事前知識を有するという前提に基づかない。実際、送信器ユニット１００は、現在のアップリンク無線条件にアクセスできない可能性が高い。通常、送信器ユニット１００は、アクセスポイント２０ａによって受信される可能性がある信号の信号対雑音比または電力を測定するようには構成されていない、また、アクセスポイント２０ａから通信デバイス３０へのダウンリンクは存在しない。さらに、こうしたダウンリンクが存在したときでさえ、ワイヤレス通信システムは必ずしも、前記ダウンリンクを介して前記アップリンク無線条件に関する情報を提供するように構成されているわけではない。

ステップＳ３１０において、処理デバイス２００は、送信されるデータセットのシーケンスＳＥＱを入手する。全シーケンスＳＥＱは一度に入手することができる。あるいは、シーケンスＳＥＱは、いくつかの部分に分けて、または連続的にさえ入手することができる。

ステップＳ３２０において、シーケンスＳＥＱ中の各データセットに対して、送信器ユニット１００によって前記データセットを送信するために使用される、少なくとも１つのパラメータの値が処理デバイス２００によって決定される。

第１の例において、少なくとも１つのパラメータは、データを変調符号に変換するために変調ユニット１０４によって使用される拡散率ＳＦである。

第２の例において、少なくとも１つのパラメータは、送信ユニット１０６の出力電力である。

次いで、ステップＳ３３０において、シーケンスＳＥＱ中の各データセットが、ステップＳ３２０において決定された少なくとも１つのパラメータの値に従って、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して送信器ユニット１００によって送信される。

第１の例において、処理デバイス２００は、ステップＳ３２０において決定された拡散率ＳＦの対応する値を使用して、各データセットを変調符号に変換するために変調ユニット１０４を制御するように構成される。

第２の例において、処理デバイス２００は、ステップＳ３２０において決定された出力電力の対応する値を使用して、各データセットを送信するために送信ユニット１０６を制御するように構成される。

図４Ｂは、送信器ユニット１００によって実施され、ステップＳ３２０中にデータセットを送信するために送信器ユニット１００によって使用される、少なくとも１つのパラメータの値を決定するための方法の概略を示す。

ステップＳ３２２において、シーケンスＳＥＱ中の各データセットの順序が決定される。シーケンス中の各データセットの順序は、たとえばシーケンス中の位置に従って定義することができる。シーケンス中の各データセットの順序はまた、たとえば、前記データセットが送信ユニットによって受信されるときの時間に従って定義することができる。シーケンス中の各データセットの順序はまた、対応するデータセットの優先度に関する情報に基づくことができる。

次いで、ステップＳ３２４において、送信器ユニット１００によって使用される、少なくとも１つのパラメータの所定の値のリストＬが入手される。リストＬは、送信器ユニット１００により、記憶手段２０８のうちの１つから取得することができ、前記リストＬは、送信器ユニットの製造プロセス中、および／または、構成操作中に予め記憶される。あるいは、リストＬは、送信器ユニット１００によりワイヤレス通信システムのデバイスから、たとえば、無線構成操作中に受信することができる。リストＬは、１つの位置、たとえば１つの地域から別の位置、たとえば別の地域ごとに異なっていてもよい。たとえば、使用周波数は、特定の用途に対応するため、または混信を制限するため、または混雑した通信チャネルに依存することを避けるため、または規制上の考慮から指定された要件を満たすために可変とすることができる（チャネル周波数は通常、世界の地域ごとに異なる）。

第１の例において、前記リストＬは、データを変調符号に変換するために変調ユニット１０４によって使用される拡散率ＳＦの所定の値のリストである。

第２の例において、前記リストＬは、送信ユニット１０６の出力電力の所定の値のリストである。

ステップＳ３２６において、シーケンスＳＥＱ中の順序に従って、各データセットに対して、リストＬ中の対応する所定の値が選択される。

図４Ｃは、ステップＳ３２４で入手された、送信器ユニット１００によって使用される少なくとも１つのパラメータの所定の値のリストＬを作成するための方法の概略を示す。

ステップＳ３５２において、送信器ユニット１００によって使用される少なくとも１つのパラメータの可能な値のセットＳＶが決定される。

たとえば、セットＳＶは、ワイヤレス通信システムおよびその無線環境に関する測定、ならびに／または、実験および／もしくはシミュレーションのキャンペーンの後に、予め確立される。

第１の例において、セットＳＶは、データを変調符号に変換するために変調ユニット１０４によって使用される拡散率ＳＦの可能な値を列挙する。

第２の例において、セットＳＶは、送信ユニット１０６の出力電力の可能な値を列挙する。

ステップＳ３５４において、ステップＳ３５２において決定されたセットＳＶのそれぞれの可能な値に対して、前記可能な値の使用により、少なくとも１つの品質基準が少なくとも１つの既定の条件を満たすデータの送信がもたらされる確率Ｐｒが計算される。

一実施形態において、確率Ｐｒは、前記可能な値の使用により少なくとも１つの既定のＱｏＳ条件Ｃを満たす少なくとも１つのＱｏＳ指標Ｉを有するデータの送信がもたらされる確率を計算することによって決定される。ＱｏＳ指標Ｉおよび対応するＱｏＳ条件Ｃは、所与の品質基準、たとえば、それぞれ、データ送信のフレームエラー率およびフレームエラー率の最大しきい値の値、または、それぞれ、通信デバイスの電力消費量および電力消費量の最大しきい値の値と関連付けられた性能とすることができる。ＱｏＳ指標Ｉはまた、それぞれが所与の品質基準に関する性能の組合せとすることもできる。たとえば、ＱｏＳ指標Ｉおよび対応するＱｏＳ条件Ｃは、それぞれ、データ送信のフレームエラー率およびフレームエラー率の値の許容範囲である。別の例によれば、ＱｏＳ指標Ｉおよび対応するＱｏＳ条件Ｃは、それぞれ、通信デバイスの電力消費量および電力消費量の最大しきい値の値である。

たとえば、確率Ｐｒは、ワイヤレス通信システムおよびその無線環境に関する測定、ならびに／または、実験および／もしくはシミュレーションのキャンペーンの後に、予め決定することができる。

ステップＳ３５６において、リストＬでの出現数ｎが、セットＳＶのそれぞれの可能な値に対して決定される。セットＳＶの所与の可能な値に対して、リストＬでの出現数ｎは、ステップＳ３５４において計算された対応する確率Ｐｒに従って決定される。たとえば、セットＳＶの第１の可能な値ＰＶ１に関連付けられた確率Ｐｒ１が、セットＳＶの第２の可能な値ＰＶ２に関連付けられた確率Ｐｒ２よりも大きい場合、第１の可能な値ＰＶ１のリストＬでの出現数ｎ_１は、第２の可能な値ＰＶ２のリストＬでの出現数ｎ_２よりも大きくなる。

ステップＳ３５８において、リストＬは、セットＳＶのそれぞれの可能な値の出現数が、ステップＳ３５６中に決定された対応する出現数ｎと等しくなるように作成される。

任意選択のステップＳ３６０において、リストＬは更新される。任意選択のステップＳ３６０は、定期的にトリガすることができる。任意選択のステップＳ３６０はまた、送信器ユニット１００の地理的位置が変化したときにトリガすることができる。任意選択のステップＳ３６０はまた、アクセスポイントのうちの１つによって送信された更新情報を受信したときにトリガすることができる。たとえば、更新情報は、アクセスポイントによって収集された伝搬統計データ、たとえば、出力電力または拡散率の使用に関する情報とすることができる。リストＬは、新しい情報または追加の情報、たとえば、セットＳＶの新しい可能な値、および／または、確率Ｐｒに関する新しい情報を使用して、ステップＳ３５２、Ｓ３５４、Ｓ３５６、およびＳ３５８を実行することによって更新することができる。

図６Ａで示された一実施形態によれば、リストＬは、ラウンドロビンアルゴリズムに従って順序付けられた、セットＳＶのすべての可能な値について作成される。この例において、セットＳＶは、９個の可能な値Ｆ１、Ｆ２、・・・、Ｆ９を含む。可能な値Ｆ１は可能な値Ｆ６と等しい。可能な値Ｆ３は可能な値Ｆ８と等しい。可能な値Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ７、およびＦ９はすべて等しい。リストＬにはすべての可能な値Ｆ１、Ｆ２、・・・、Ｆ９が含まれており、等しい可能な値のグループの各値がリストＬ中に分散されるように並べ替えられている。典型的なラウンドロビンアルゴリズムを、こうした分散を実施するために使用することができる。

図６Ｂで示された別の実施形態によれば、リストＬは、数値に従って並べ替えられたセットＳＶのすべての可能な値について作成される。この例において、セットＳＶは、９個の可能な値Ｆ１、Ｆ２、・・・、Ｆ９を含む。可能な値Ｆ１は可能な値Ｆ６と等しい。可能な値Ｆ３は可能な値Ｆ８と等しい。可能な値Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ７、およびＦ９はすべて等しい。リストＬにはすべての可能な値Ｆ１、Ｆ２、・・・、Ｆ９が含まれており、数値の降順で並べ替えられている。この例では、可能な値Ｆ１およびＦ６は、可能な値Ｆ３およびＦ８よりも大きく、可能な値Ｆ３およびＦ８は、可能な値Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ７、Ｆ９よりも大きい。

データセットのシーケンスＳＥＱを送信するための方法を実行する一例を、図５を参照しながら次に記載する。ステップ３１０において、ｎ個のデータセットＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓ_ｎを含むシーケンスＳＥＱが入手される。ステップＳ３２２において、シーケンスＳＥＱ中のデータセットＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓ_ｎの各々の順序が決定され、セットＳ１は第１のセット、セットＳ２は第２のセット、・・・、およびセットｎは第ｎのセットである。ステップＳ３２４において、データを変調符号に変換するために変調ユニット１０４によって使用される、拡散率ＳＦの所定の値Ｆ１、Ｆ２、・・・、Ｆ９のリストＬが入手される。ステップＳ３２６において、１０個のデータセットＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎの各々の順序に従って、リストＬの対応する所定の値Ｆ１、Ｆ２、・・・、Ｆ９が選択される。たとえば、リストＬの所定の値を、シーケンスＳＥＱの順序に従ってデータセットに関連付けるための単純なルールは、所定の値Ｆ１をセットＳ１に、所定の値Ｆ２をセットＳ２に、・・・、および所定の値Ｆ９をセットＳ９に関連付けることである。リストＬのそれぞれの所定の値が１つのセットに関連付けられると、プロセスは再びリストＬの第１の値に対して再開する。すなわち、所定の値Ｆ１はセットＳ１０に関連付けられる。次いで、ステップＳ３３０において、各データセットＳ１、Ｓ２、Ｓｎが、ステップＳ３２０において決定された拡散率ＳＦの対応する値Ｆ１、Ｆ２、・・・、Ｆ９に従って送信器ユニット１００によって送信される。したがって、データセットＳ１は値がＦ１と等しい拡散率ＳＦを使用して、データセットＳ２は値がＦ２と等しい拡散率ＳＦを使用して等により、送信される。この例において、拡散率ＳＦに対するそれぞれの値Ｆ１、Ｆ３、Ｆ６、Ｆ８、およびＦ１０を使用したデータセットＳ１、Ｓ３、Ｓ６、Ｓ８、およびＳ１０の送信は、アクセスポイント２０ａによって正しく受信される。一方、拡散率ＳＦに対するそれぞれの値Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ７、およびＦ９を使用したデータセットＳ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７、およびＳ９の送信は、アクセスポイント２０ａによって受信されない、または不正確に受信される。

送信器ユニット１００によって実施される、データセットのシーケンスＳＥＱを、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、アクセスポイント２０ａへ送信するためのこの方法を実行する別の詳細な例を次に記載する。

通信デバイス３０に組み込まれた送信器ユニット１００は、データセットのシーケンスＳＥＱを送信しなければならない。送信器ユニット１００の変調ユニット１０４は、拡散率のセットＳＶに属する以下の拡散率ＳＦ：７、８、９、１０、１１または１２のうちの１つに従って、符号化データを変調符号に変換するように構成されている。送信器ユニット１００の電力消費量ｃは、データを送信するために使用される実際の拡散率ＳＦに依存する。したがって、本発明者らは、ｃ_７、ｃ_８、ｃ_９、ｃ_１０、ｃ_１１、ｃ_１２を示す。ここでｃ_ｘは、データパケットがＳＦ＝ｘを使用して送信されたときのデバイスの電流消費量を表す。確率ｐ_ｘとは、ワイヤレス通信システム環境において拡散率ＳＦ＝ｘが、基準に関して、データを送信するために送信器ユニット１００によって使用されるのに最適である確率である。本例において、本発明者らは以下の確率を有する。すなわち、ｐ_７、ｐ_８、ｐ_９、ｐ_１０、ｐ_１１、ｐ_１２である。所与の拡散率が最適であると考えられるかどうかを決定するために使用される基準は、本例では、アクセスポイントにおいて受信されたデータセットまたはパケット中のエラーの確率、および、実際のエネルギー消費量に関連付けることができる。通常は、エラーの確率は、より高い拡散率ＳＦに対してはより低く、実際のエネルギー消費量は、より低い拡散率ＳＦが使用されるときはより低くなる。したがって、本例では、データをアクセスポイントによって受信できるようにする、最も低い拡散率ＳＦを使用することが、一般に最適である。任意のより低い拡散率ＳＦは、損傷したデータを受信する原因となる確率がある。任意のより高い拡散率ＳＦは、アクセスポイントによる正しいデータ受信をもたらすが、通信デバイスが追加のエネルギーを無駄に消費する。

確率ｐ_７、ｐ_８、ｐ_９、ｐ_１０、ｐ_１１、ｐ_１２は、実験、シミュレーションおよび／またはモデリングにより見積もることができる。

たとえば、ワイヤレス通信システムの環境における特定の地理的位置から、以下の拡散率ＳＦ：７、８、９、１０、１１、１２を有するデータを送信するように構成された通信デバイスにかなり類似したデバイスを使用して実施された測定キャンペーンがあり得る。アクセスポイントで受信されたデータに基づいて、上で定義された基準の意味で、この特定の地理的位置で使用するのに、どれが最適な拡散率であるか決定することができる。

あるいは、ワイヤレス通信システムの環境における特定の地理的位置から、最も高い拡散率ＳＦ＝１２を有するデータを送信するように構成された通信デバイスにかなり類似したデバイスを使用して実施された測定キャンペーンも可能である。アクセスポイントで受信されたデータに基づいて、復調中の無線アップリンクマージンを計算することにより、拡散率ＳＦ＝Ｎを使用するのに対して、リンクバジェットにおいて拡散率ＳＦ＝Ｎ＋１プラス３ｄＢを使用すると仮定すると、使用すべき最適な拡散率を決定することが可能である。

こうした測定は、ワイヤレス通信システムの環境における様々な地理的位置で繰り返すことができる。両方の例において、測定の様々な地理的位置は、たとえば通信デバイスの特性上、特定の使用例に適切な典型的な地理的地域に従って選ぶことができる。

次いで、確率ｐ_ｘは、ネットワークにおける地理的位置の数（ここでＳＦ＝ｘが使用する最適な拡散率である）と測定が実施された地理的位置の数の比として見積もることができる。

拡散率の所定のシーケンスを含むリストＬが次に作成される。拡散率ＳＦに対する値ｘのリストＬにおける出現数ｎ_ｘを次に示す。すなわち、ｎ_７、ｎ_８、ｎ_９、ｎ_１０、ｎ_１１、ｎ_１２である。リストＬの長さＮは次式で表すことができる。

拡散率ＳＦ＝ｉに対する値ｘのリストＬにおける出現率α_ｉは次式で表すことができる。

（ｐ_ｉ）_{ｉ＝７，・・・，１２}、および、（ｃ_ｉ）_{ｉ＝７，・・・，１２}の知識に基づいて、（α_ｉ）_{ｉ＝７，・・・，１２}の値を求めるために、以下のステップを実施することができる。以前に論じたように、以下の例において、所与の拡散率が最適であると考えることができるかどうか決定するために使用される基準は、アクセスポイントで受信されたデータセットまたはパケット中のエラーの確率、および、実際のエネルギー消費量に関する。したがって、目標は、ワイヤレス通信システムの環境における所与の地理的位置において通信デバイスに対して、アクセスポイントにより不正確に受信される、または受信されないパケットの数を平均して最小化することと、前記通信デバイスの電流消費量を最小化することとのトレードオフを達成することである。前記基準は、次に説明するメトリクスに基づいて表すことができる。第１のメトリクスは、通信デバイスの地理的位置で使用する、最適な拡散率ＳＦよりも低い拡散率ＳＦに従って送信されたデータパケットの比率に対応するパケットエラー率（ＰＥＲ）である。使用する前記最適な拡散率ＳＦがｋと等しいことを考慮すると、パケットエラー率ＰＥＲは次式で表すことができる。

第２のメトリクスは、通信デバイスが、通信デバイスの地理的位置で使用する最適な拡散率ＳＦよりも高い拡散率を有するデータを送信するとき、通信デバイスの実際のエネルギー消費量に対応する過大消費量（ＯＣ）の尺度である。使用する前記最適な拡散率ＳＦがｋと等しいことを考慮すると、過大消費量の尺度は次式で表すことができる。

他のメトリクスが選ばれることも可能である。たとえば、ネットワーク容量を別のメトリクスとして使用することが可能であり、このネットワーク容量はまた、通信デバイスによって使用される拡散率ＳＦに依存する。

したがって、平均的なパケットエラー率Ｅ［ＰＥＲ］および平均的な過大消費量Ｅ［ＯＣ］は次式で表すことができる。

リストＬを作成するために、次に関数ｆ（α）＝Ｅ［ＰＥＲ」．Ｅ「ＯＣ」を最小化するベクトルα＝（α_７α_８α_９α_１０α_１１α_１２）^Ｔを決定することが可能である。

勾配法を次式のようにαを決定する目的に使用することができる。

いったんリストＬが決定または入手されると、送信ユニット１００は、リストＬに格納された拡散率の値を使用して、シーケンスＳＥＱ中の連続するデータセットを送信する。各拡散率ＳＦは、それぞれリストＬ中の回数ｎ_７、ｎ_８、ｎ_９、ｎ_１０、ｎ_１１、ｎ_１２ずつ繰り返される。送信ユニットは、リストＬ中の位置を指し示すポインタＰｔを維持するように構成されている。送信ユニット１００がデータセットを送信する必要があるたびごとに、ポインタＰｔによって識別された拡散率ＳＦの値を取得し、拡散率ＳＦの取得された値を使用して前記データセットを送信し、ポインタをリストＬの次の位置に移動させる。

Claims (15)

1. 少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、データセットのシーケンスを通信デバイス（３０）からワイヤレス通信ネットワーク（１０）のアクセスポイント（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）へ送信するための方法であって、
   各データセットに対して、前記データセットを送信するために通信デバイスによって使用され、少なくとも１つの品質基準に影響する少なくとも１つのパラメータの値を決定するステップ（Ｓ３２０）と、前記少なくとも１つのパラメータの値に従って、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して前記データセットを送信するステップ（Ｓ３３０）とを含み、
   各データセットに対して、前記少なくとも１つの値が、シーケンス中の前記データセットの順序に従って、前記少なくとも１つのパラメータの所定の値のリスト中の対応する値を選択することによって決定され（Ｓ３２２、Ｓ３２４、Ｓ３２６）、
   リスト中の各所定の値に対して、リスト中のそれぞれの各所定の値の出現数が、前記所定の値の選択により、前記少なくとも１つの品質基準が少なくとも１つの既定の条件を満たすデータセットの送信がもたらされる確率に従って、前記少なくとも１つの品質基準を改善するように決定され、それにより、サービス品質を最大化する一方で、アップリンク無線条件に関する情報にアクセスせずに、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、通信デバイスからワイヤレス通信ネットワークのアクセスポイントへ、データを送信するためのソリューションを提供することを特徴とする、方法。
2. 通信デバイスの地理的位置が変化したとき、ならびに／または、アクセスポイントによって、および／もしくはワイヤレス通信ネットワークに結合された別のデバイスによって送信された前記少なくとも１つのパラメータに関する更新情報を受信したときに、前記少なくとも１つのパラメータの所定の値のリストを更新するステップ（Ｓ３６０）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも１つのパラメータの所定の値のリストが、通信デバイスの製造プロセスおよび／または構成操作中にそのリストが前もって記憶された通信デバイスの記憶手段（２０８）から入手される（Ｓ３２４）、請求項１または２に記載の方法。
4. 少なくとも１つのパラメータの所定の値のリストが、
   少なくとも１つのパラメータの可能な値のセットを決定するステップ（Ｓ３５２）と、
   少なくとも１つのパラメータのそれぞれの可能な値に対して、前記可能な値の使用により、少なくとも１つの品質基準が少なくとも１つの既定の条件を満たすデータの送信がもたらされる確率を計算するステップ（Ｓ３５４）と、
   少なくとも１つのパラメータのそれぞれの可能な値に対して、前記確率に基づいてリスト中の出現数を決定するステップ（Ｓ３５６）と
   によって作成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. ラウンドロビンアルゴリズムに従って、または数値に従ってすべての可能な値が並べ替えられたリストが作成される（Ｓ３５６、Ｓ３５８）、請求項４に記載の方法。
6. 少なくとも１つのパラメータのそれぞれの可能な値に対して、ワイヤレス通信ネットワークの環境の様々な位置において観測される、および／または決定される少なくとも１つの品質基準に関する情報を使用して、確率が計算される、請求項４または５に記載の方法。
7. ワイヤレス通信ネットワークの環境の様々な位置が、通信デバイスが前記位置に配置される可能性に従って選ばれる、請求項６に記載の方法。
8. 少なくとも１つのパラメータのそれぞれの可能な値に対して、確率が、
   前記可能な値により、前記少なくとも１つの品質基準が少なくとも１つの既定の条件を満たすデータの送信がもたらされるワイヤレス通信ネットワークの環境の位置の数と、
   情報が観測および／または決定された様々な位置の合計数と
   に基づいて計算される、請求項６または７に記載の方法。
9. 少なくとも１つの規定の条件が、通信デバイスの出力電力に関する、請求項１または８に記載の方法。
10. 少なくとも１つの既定の条件が、通信デバイスからアクセスポイントへのデータ送信のエラー率に関する情報に関する、請求項１または９に記載の方法。
11. 前記データセットを送信するために通信デバイスによって使用される少なくとも１つのパラメータの値が、データを変調符号に変換するために通信デバイスによって使用される拡散率に関する、請求項１または１０に記載の方法。
12. 少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、データセットのシーケンスをワイヤレス通信ネットワーク（１０）のアクセスポイント（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）へ送信するように構成された送信ユニット（１００）であって、
    各データセットに対して、前記データセットを送信するために通信デバイスによって使用され、少なくとも１つの品質基準に影響する少なくとも１つのパラメータの値を決定するための手段（２００）と、
    前記少なくとも１つのパラメータの値に従って、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して前記データセットを送信するための手段（１０６、１０８）と、を含み、
    各データセットに対して、前記少なくとも１つの値を決定するための手段は、シーケンス中の前記データセットの順序に従って、前記少なくとも１つのパラメータの所定の値のリスト中の対応する値を選択するように構成されており、
    リスト中の各所定の値に対して、リスト中のそれぞれの各所定の値の出現数は、前記所定の値の選択により、前記少なくとも１つの品質基準が少なくとも１つの既定の条件を満たすデータセットの送信がもたらされる確率に従って、前記少なくとも１つの品質基準を改善するように決定され、それにより、サービス品質を最大化する一方で、アップリンク無線条件に関する情報にアクセスせずに、少なくとも１つの無線通信チャネルを介して、通信デバイスからワイヤレス通信ネットワークのアクセスポイントへ、データを送信するためのソリューションを提供することを特徴とする、送信ユニット（１００）。
13. アクセスポイント（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を介してワイヤレスに通信ネットワーク（１０）へアクセスするための請求項１２に記載の送信器ユニット１００を備えた、通信デバイス（３０）。
14. 前記通信デバイスが自律的な有限のエネルギー源によって給電される、請求項１３に記載の通信デバイス（３０）。
15. アクセスポイント（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を介してワイヤレスにアクセスされうる通信ネットワーク（１０）と、請求項１４に記載の少なくとも１つの通信デバイスとを備える、ワイヤレス通信システム。

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