KR20070106555A

KR20070106555A - 액세스 포인트 채널 선택을 최적화하기 위한 무선 통신방법 및 장치

Info

Publication number: KR20070106555A
Application number: KR1020077020718A
Authority: KR
Inventors: 클리스토퍼 케이브; 폴 마리니어; 안젤로 쿠파로; 빈센트 로이
Original assignee: 인터디지탈 테크날러지 코포레이션
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2007-11-01
Also published as: MXPA06005937A; TWI354469B; CA2543104A1; IL173873A0; WO2005055621A2; US7454214B2; EP1806004A4; SG139769A1; BRPI0415142A; US20050119006A1; TW200943984A; CN103179663A; US20090122757A1; WO2005055621A3; US7493123B2; AR046862A1; TW200627981A; AU2004310999B2; TWI252702B; JP2007513548A

Abstract

AP를 위한 채널 선택을 최적화하기 위한 무선 통신 방법 및 시스템. 채널 선택 최적화 프로세스는 4개의 서브-프로세스들: 1) 측정 프로세스; 2) 후보 채널 판정 프로세스; 3) 채널 선택 프로세스; 및 4) 채널 업데이트 프로세스를 포함한다. AP에 의해 수행되는 통신을 지원하는데 사용되는 후보 채널들이 판정된다. 후보 채널 각각의 검출된 간섭이 확립된 최대 허용 간섭 미만이면, 허용 가능한 채널 세트(ACS)로부터 후보 채널들이 선택된다.

액세스 포인트, 허용 가능한 채널 세트(ACS)

Description

액세스 포인트 채널 선택을 최적화하기 위한 무선 통신 방법 및 장치 {WIRELESS COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS FOR OPTIMIZING ACCESS POINT CHANNEL SELECTION}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 발명은 액세스 포인트(AP)를 위해 가장 적합한 동작 채널을 선택하는 것에 관한 것이다.

무선 통신 시스템이 동작하는 무선 링크의 조건들은 언제든 변할 수 있다. WTRU(wireless transmit/receive unit)은 이동이 용이하므로, WTRU는, WTRU의 위치에 따라, 하나 이상의 AP들의 범위 밖에 또는 범위내에 존재할 수 있다.

통신 시스템의 용량은 간혹 대역폭에 대한 고려들로 인해 제한된다. 통신 시스템이 데이터를 통신하는데 이용할 수 있는, 통신 채널 또는 채널들의 대역폭 용량은 한정되어 있으므로, 복수개 AP들과 휴대용 WTRU들 사이에서 공유되어야 한다.

현재로서는, 무선 통신 시스템의 용량을 증가시키기 위해 이용되는 몇가지 방식들이 존재한다. 채널, 즉, 주파수 선택이 이러한 방식들 중 하나인데, 이 방식에 의해, 네트워크의 하나 이상의 AP들은 그들과 연관되어 있는 WTRU들과 통신하 기 위해 하나 이상의 채널들을 선택한다. AP 채널 선택의 조정은 대부분 수동적으로 수행된다. 그러나, 네트워크 구성의 작은 변화 모두에 응답하여 채널 선택을 수동적으로 조정하는 것은 아주 비현실적인데, 모든 AP들의 재설계 및 재구성을 초래할 수 있기 때문이다. 미허가 스펙트럼들 및 간섭의 외부 소스들 또한, 수동 조정에 의해 적절하게 해결되지 않는 문제점들을 증가시킨다. 또한, 인접 AP들의 트래픽 부하들(traffic loads)이 이용 가능한 채널들 사이에서 전반적인 시스템 용량을 최대화하는 방식으로 공유되도록, 수동적 채널 선택이 채널들을 할당하는 것도 어려운 일이다.

다수 AP들이 동시에 시동하고자 할 경우, 종래 기술 방식들은 또 다른 문제에 직면한다. 네트워크내에서 이런 일이 발생하면, 모든 AP들이 동시에 채널 선택을 수행하려 한다. 따라서, 각각의 AP가 인접 AP들의 채널 선택을 고려하지 않으므로, AP들에 의한 채널 선택은 최적이지 않을 것이다.

공지의 수동적 채널 선택 프로세스들에 연관된 상기 문제점들을 방지하기 위해 채널 선택을 자동적으로 최적화하는 방법 및 장치가 아주 유용할 것이다.

본 발명은 액세스 포인트(AP)를 위해 가장 적합한 동작 채널을 선택하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 AP를 위한 채널 선택을 최적화하기 위한 무선 통신 방법 및 장치에 관한 것이다. 장치는 AP 및/또는 IC(integrated circuit)일 수 있다.

채널 선택 최적화 프로세스는 4개의 서브-프로세스들: 1) 측정 프로세스; 2) 후보 채널 판정 프로세스; 3) 채널 선택 프로세스; 및 4) 채널 업데이트 프로세스를 포함한다. AP에 의해 수행되는 통신을 지원하는데 사용되는 후보 채널들이 판정된다. 각 후보 채널의 검출된 간섭이 확립된 최대 허용 간섭보다 작으면, 허용 가능한 채널 세트(allowable channel set;ACS)로부터 후보 채널들이 선택된다.

수동적 채널 선택 프로세스들에 연관된 문제점들을 방지하기 위해 채널 선택을 자동적으로 최적화하는 방법 및 장치가 개시된다.

이하에서, "WTRU"라는 용어는 UE(user equipment), 이동국, 고정형 또는 이동형 가입자 유닛, 페이저, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 다른 장치 유형을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하에서, "AP"라는 용어는 액세스 포인트, 기지국, Node-B, 사이트 컨트롤 러, 또는 무선 환경에서의 임의의 다른 인터페이싱 장치 유형을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 사양들은 IC로 통합되거나 다수의 상호 접속 컴포넌트들을 구비하는 회로에서 구성될 수 있다.

여기에서 설명되는 본 발명은 일반적으로, IEEE 802.11 및 ETSI HyperLAN 설계 명세서들에 일반적으로 적용되는 바와 같이, WLAN(wireless local area network) 기술들에 적용 가능하지만, IEEE 802.15 및 IEEE 802.16과 같은 다른 간섭-제한 무선 시스템들에도 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템(100)의 블록도이다. 무선 통신 시스템(100)은 AP(105) 및 복수개의 WTRU들(110a-110n)을 구비한다. AP(105)는 안테나(120)를 경유하여 무선 링크(115)를 통해 WTRU들(110a-110n)과 통신한다. AP(105)는 송수신기(125), 채널 선택기(130), 측정 유닛(135), 전력 컨트롤러(140), 타이머(145) 및 메모리(150)를 포함한다. 송수신기(125)는 안테나(120)를 경유하여 WTRU들(110a-110n)로 신호들(115a-115n)을 전송하고 WTRU들(110a-110n)로부터 신호들(115a-115n)을 수신한다.

채널 선택기(130)는 각각의 WTRU(110a-llOn)와 통신하는데 사용되는 채널을 선택한다. 측정 유닛(135)은 AP(105)를 지원하기 위한 동작 파라미터들을 측정한다. 측정 유닛(135)은, 채널 이용도(즉, 채널이 사용 중인 시간의 백분율), 외부(비-802.11) 간섭 레벨, 수신 패킷들에서 측정되는 수신 신호 강도 등을 포함하지만, 그에 한정되는 것은 아닌, 채널 측정들을 수집하고, 프로세싱하고, 저장하는 것을 책임진다. 전력 컨트롤러(140)는 AP(105)의 전송 전력을 제어한다. 타이머(145)는, AP(105)가 소정 동작들을 수행하는 하나 이상의 소정 기간들을 설정한다. 메모리(150)는, 측정들의 결과들과 같은 데이터를 기록하는 것을 포함하여, AP(105)에 저장 공간을 제공한다.

도 2는 본 발명에 따른 채널 최적화 프로세스(200)의 흐름도이다. 채널 최적화는, 특정 AP 또는 AP들의 네트워크가 특정한 트래픽 조건들하에서 사용하는 최선의 채널들(즉, 주파수들)을 선택하는 프로세스를 의미한다. 채널 최적화는 수동적으로 또는 자동적으로 구현될 수 있으며, 디플로이먼트(deployment)시에 개시되거나 동작하는 동안에 동적으로 수행될 수 있다. 채널 최적화 프로세스(200)는 WLAN(wireless local area network) 애플리케이션들과 관련하여, 예를 들어, IEEE 802.11에 따라 구현될 수도 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 채널 최적화 프로세스(200)는 단계 205에서 시작한다. 채널 최적화 프로세스(200)는, BSS(base service set)의 연관된 WTRU들에 대한 서비스 중단을 겪지 않으면서, 정규 시스템 동작 동안 최적 동작 채널을 동적으로 판정한다. 단계 210에서, AP(105)는, AP의 연관된 사용자들에 대한 서비스 중단을 방지하고 채널들에 대한 측정들을 취하기 위해, 짧은 시간 동안, 복수개 채널들 각각을 주기적으로 스캔한다. 단계 215에서, AP가 낮은 부하의 기간, 즉, 무 BSS 트래픽 및/또는 무 연관 사용자들의 기간에서 동작 중이라고 판정되면, AP(105)는, 높은 시스템 부하 동안에 취해진 측정들에 기초해 각 채널에 대한 "예상 채널 부하"를 계산하는 것에 의해, 새로운 채널이 좀더 적합한지를 판정하기 위 해 채널 최적화 프로세스를 호출한다(단계 220). 단계 225에서, AP(105)는 그것의 동작 채널을 최저 예상 채널 부하의 채널로 변경한다.

현재의 IEEE 802.11 네트워크들에는, AP(105)가 동작 채널의 변화를 연관된 WTRU들(110)에 통지하기 위한 메커니즘이 존재하지 않는다(적어도 기본적인 표준에서는 존재하지 않는다). AP(105)가 채널을 변경하면, AP의 연관된 WTRU들(110) 각각은 결국, 그들이 AP(105)와의 통신을 상실했다는 것을 인지하게 될 것이고, 결국 새로운 AP를 위한 서치를 시작할 것이다. 그들은 어쩌면 새로운 동작 채널에서 동일한 AP를 재선택할 것이다. 그러나, 문제는, WTRU들이, 그들이 AP와의 통신을 상실한 시점으로부터 그들의 새로운 채널에서 AP와 재-연관되는 시점에 이르는 서비스 중단을 인지할 것이라는 점이다. 서비스 중단을 방지하기 위해, 채널 최적화 프로세스(200)는 채널들을 변경하기 위한 BSS(셀)에 트래픽이 존재하지 않을 때까지 대기한다. 한편, IEEE 802.11 표준의 일부 버전들(다시 말해, IEEE 802.11h 및 어쩌면 IEEE 802.11 표준의 미래 버전)은, AP가 그것의 WTRU에 채널들을 변경할 것을 신호하도록 허용할 수도 있다. 이 경우에는, 채널 최적화 프로세스(200)가, BSS 트래픽이 존재하지 않을 때까지 대기할 필요가 없다. 따라서, 채널 최적화 프로세스(200)는 주기적으로 실행될 수 있으며 필요할 때마다 동작 채널들을 변경할 수 있다.

모든 경우들에서, 채널 최적화 프로세스(200)는, 이용 가능한 최선 채널을 검출하기 위해 채널들의 시퀀스(예를 들어, 채널들(1-11)의 리스트)를 스캔한다. 채널들은 소정 순서로 스캔되거나 무작위로 스캔될 수 있다. BSS 트래픽이 존재하 지 않을 경우에는, 채널 스캔을 시작하지 않는다는 것에 주의해야 한다. 채널 스캔은 AP(105)의 정규 동작 전체에 걸쳐 계속적으로 발생한다. 예를 들어, 매 0.5 초마다, AP(105)는 상이한 채널을 5 ms 동안 청취할 수 있다. AP는, 매번 상이한 채널을 스캔하면서, 이것을 주기적으로 반복할 수 있다. 그렇게 하는 것에 의해, AP(105)는, 연관된 사용자들에게 거의 영향을 미치지 않으면서, 다른 채널들을 스캔하기 위해 매체 시간의 1 %(매 500 ms마다 5 ms)를 도용한다. 채널 시퀀스가 이용 가능한 모든 채널들을 포함할 필요는 없다. 각 채널에서 검출되는 각각의 AP와 연관된 정보는 기록된다. 이 정보는 스캔된 채널에서 동작 중인 다른 AP들의 식별 번호, 다른 AP들이 동일한 ESS의 일부인지의 여부에 대한 지시, AP들의 신호 강도, 채널의 트래픽량, 및 채널에 임의의 다른 간섭 소스들이 존재하는지의 여부를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

스캔된 각 채널에 대해, 프로세스는 1) 다른 AP들이 그 채널에서 동작 중인지; 2) AP들이 동일한 시스템의 일부인지(즉, ESS에 따르는지)의 여부; 3) AP들의 신호 강도; 4) 채널의 트래픽량; 및 5) 채널에 임의의 다른 간섭 소스들(예를 들어, 비-802.11 간섭)이 존재하는지의 여부를 판정한다. 채널의 트래픽량은 통상적으로, 수신기가 WLAN 신호에 의해 캐리어 로킹(carrier locking)되는 시간의 백분율에 해당되는 채널 이용도의 관점에서 측정된다.

스캐닝은 주기적으로 그리고 계속적으로 발생한다. 일단 채널 최적화 프로세스가 트리거되고 나면(즉, 무 BSS 트래픽 및/또는 무 연관 사용자들이거나 단순히 주기적인 트리거링 메커니즘, 예를 들어, 매 5 분마다일 경우), AP(105)는, 어 떤 채널이 최선의 성능을 제공하는지를 판정한다. 이것은, 예를 들어, 어떤 채널이 최소 간섭량을 갖는지 또는 다른 AP들이 동일한 ESS의 일부인지의 여부를 측정하는 것에 의해 판정될 수 있다. 검출된 다른 AP들이 동일한 시스템의 일부인지의 여부에 따라, AP는 사용할 채널을 선택함에 있어 좀더 적극적이거나 덜 적극적일 수 있다.

다른 실시예에서는, 1) AP들이 그들의 특성들(예를 들어, 부하, 기능들 또는 위치)에 관해 서로 정보를 교환하게 하거나; 2) 각각의 AP로부터 정보를 획득할 수 있는 중앙 집중 방식을 취하여 네트워크의 모든 AP들에 대한 채널을 설정하는 것에 의해 조정된 채널 선택이 실현될 수 있다. 첫번째 경우, 판정은 여전히 각각의 AP에 의해 자동적으로 수행되지만, 교환된 정보로 인해 좀더 나은 판정이 내려질 수 있다(예를 들어, 교환된 정보는 다른 AP에 의해 외부적으로 관측되기 힘든 통계 자료를 포함할 수 있다). 두번째 경우, 정보는 상이한 AP들로부터 수집되어 중앙 유닛 또는 장치로 전달되는데, 중앙 유닛 또는 장치는 정보를 수신하여 판정을 내리고 판정을 상이한 AP들로 역 전달한다.

채널 최적화 프로세스(200)는, 현재의 채널이 사용되는 동안, 최적 채널(예를 들어, 부하가 적은 채널)을 선택하기 위해 수행된다. 채널 최적화 프로세스(200)는 몇가지 조건들: 1) 최적 채널 선택의 마지막 실행이 적어도 T_Last 초 전에 발생했을 때; 2) AP와 현재적으로 연관되어 있는 WTRU들이 존재하지 않을 때; 또는 3) 마지막 T_Free 초 동안 AP와의 BSS 트래픽이 존재하지 않았을 경우 중 하나에 의해 트리거될 수 있다. 따라서, T_Last는, 채널 최적화 프로세스(200)를 트리거하기 위한 채널 선택 프로세스들 중 하나의 마지막 호출 이후로 경과된 최소 시간이고; T_Free는, 채널 최적화 프로세스(200)를 트리거하기 위한 AP와의 마지막 BSS 패킷 전송 이후로 경과된 최소 시간이다.

채널 최적화 프로세스(200)는, 상기 트리거링 조건들에서, 최적 채널 선택을 트리거하기 전에 적어도 T_Free 초 동안 BSS 트래픽이 존재하지 않았으며 AP(105)와 현재적으로 연관되어 있는 WTRU들이 존재하지 않는다는 것을 보장하는 것에 의해, 음성 호, 웹 다운로드, 및/또는 FTP 전송들과 같은 진행 중인 임의의 전송들을 중단하지 않는다. 한편, AP(105)가 채널 변경을 AP와 연관되어 있는 WTRU들(110)에 신호하기 위한 방법이 존재한다면, 최적 채널 선택 프로세스(200)는 BSS 트래픽의 부재를 대기할 필요없이 주기적으로 실행될 수도 있다.

도 3a 및 도 3B는, 종합하면, 본 발명에 따른 채널 최적화 프로세스(300)의 상세한 흐름도이다. 채널 선택 최적화(300)는 4개의 서브-프로세스들: 1) 측정 프로세스(305); 2) 후보 채널 판정 프로세스(310); 3) 채널 선택 프로세스(355); 및 4) 채널 업데이트 프로세스(380)를 포함한다.

측정 프로세스(305)에서는, 각각의 인접 BSS에 대한 평균 부하

가 계산된다. 일 실시예에서, 측정 유닛(135)은 각각의 인접 BSS에 대한 부하를 주기적으로 추정한다. BSS의 임의의 부하 추정치가 L_MIN보다 크면, 추정 주기의 인접 BSS들 모 두에 대한 부하들이 메모리(150)에 기록된다. 모든 BSS들이 L_MIN보다 작은 부하 추정치들을 가지면, 부하 추정치들은 무시된다. 부하 추정치들의 마지막 N_load _{_} _est 세트들만이 메모리(150)에 보유된다.

바람직한 실시예에 따르면, AP(105)는 각각의 SMP(silent measurement period)에서 ACS의 특정한 일 채널을 청취한다. AP(105)는 연속적인 SMP들로 각 채널을 순환하고, ACS의 각 채널에 대해 별도의 측정 세트를 측정한다. 측정 세트는 ACS에 존재하는 채널들만큼 많은 SMP들을 포함한다. 소정 SMP에서는, 측정 유닛(135)에 의해 채널의 채널 이용도(CU;channel utilization)가 측정된다. CU는, 송수신기(125)가 캐리어 로킹되는 시간의 백분율에 해당된다. CU는 SMP 동안에 관측되므로, AP(105)로 하여금 캐리어 로킹하게 하는 모든 패킷들은 인접 BSS들로부터 유래한다. CU 측정은 BSS 채널 외 사용(out-of-BSS channel)을 표현한다. 검출된 매 BSS마다의 평균 BSS 부하

를 획득하기 위해 각각의 CU 측정들이 프로세싱된다. 채널의 모든 BSS들에 대한 BSS ID들이 각각의 채널 이용도 측정과 함께 기록된다는 것에 주의한다.

불필요한 로깅(logging)을 방지하기 위해, 높은 부하 측정들만이 기록된다. 로깅은 측정들의 판독 또는 저장에 해당된다. 상술된 바와 같이, 채널 최적화 프로세스(300)는, BSS 트래픽이 존재하지 않을 경우, 즉, 시스템에 부하가 걸리지 않은 경우에만 실행된다. 기록되는 측정들의 수를 감소시키기 위해, 채널 최적화 프로세스(300)는 소정 갯수의 고-부하 측정들만을 저장한다.

CU가 C_MIN 미만인 측정들은, 채널 최적화가 상당한 시스템 부하하에서 취해진 측정들에 기초한다는 것을 보장하기 위해, 무시된다. 다시 말해, 일 측정 세트에서 수행된 CU 측정들 중 하나가 C_MIN보다 크면, 전체 측정 세트가 기록된다. 한편, 모든 채널들이 CU < C_MIN인 측정 세트들은 무시된다. 측정 세트는 각 채널에 대한 CU 및 채널의 모든 BSS들에 대한 BSS ID들일 수 있다.

채널 최적화 프로세스(300)는, 각각의 채널 이용도 측정들에 기초해 자신만의 BSS를 위한 최선 채널을 판정한다. 채널 최적화가 상당한 시스템 부하들하에서 취해진 측정들에 기초해야 하기는 하지만, 시스템 부하가 경감된 경우에만 채널 최적화 프로세스(300)가 실행될 수도 있다. 과도한 측정 로깅을 방지하기 위해, 측정 윈도들의 마지막 N_SET만이 메모리에 보유된다.

다시 도 3a를 참조하면, 측정 프로세스(305)에서는, 각각의 BSS에 대한 평균 부하가 BSS의 각 부하에 기초해 계산된다. 측정 세트 j 동안 채널 k에서 동작 중인 BSS i의 순시 부하(instantaneous load)는 다음의 수학식 1에 기초하는데,

여기에서, C(k,j)는 채널 이용도를 표현하고, N_BSS(k,j)는 측정 세트 j 동안의 채널 k에서의 BSS들의 수를 표현한다. BSS i의 평균 부하는, 다음의 수학식 2에 기초 해, 기록된 모든 측정 세트들에 대한 순시 부하의 평균으로서 계산되는데,

여기에서, N_SET는 기록된 측정 세트들의 총 수를 표현한다. 1%의 BSS 최소 평균 부하가 강제된다. BSS 각각의 평균 부하를 계산하는 방법들이 상기 예들로 제한되는 것은 아니다.

다른 측정을 위한 예시적 파라미터들이 다음의 표 1에 열거되어 있다. 당업자들이라면, 다른 파라미터들 및 값들이 추가로, 또는 이 파라미터들 및 값들을 대신하여 사용될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

심볼	설명	유형	디폴트 값
C(k,j)	측정 세트 j 동안의 채널 k에 대한 채널 이용도. 채널의 채널 이용도는, 수신기가 "캐리어 로킹되는" 시간의 백분율로서 정의된다. 이 측정은 SMP 동안에 취해지고; AP에서 수신되는 모든 패킷들은 인접 BSS들로부터 유래한다. C는 BSS 채널 외 사용을 표현한다.	측정	NA
C_MIN	이를 초과하는 측정 세트가 기록되는 최소 채널 이용도.	구성 파라미터	10%
N_SET	메모리에 보유되는 측정 세트들의 이동 윈도(moving window) 사이즈.	구성 파라미터	100

후보 채널 판정 프로세스(310)에서, AP(105)는, AP의 기준선 범위(baseline range)에 기초해 판정되는, 임의의 소정 채널에 대해 허용되는 최대 간섭인 최대 허용 간섭 I_MAX를 검색한다(단계 315). 후보 채널 판정 프로세스(310)를 위한 I_MAX는 다음의 수학식 3에 기초해 계산되는 것이 바람직스러운데,

여기에서, (RNG_base + RNG_adj)는 AP에 의해 커버되는 범위를 표현하고,

는 고속 패킷(예를 들어, 11 Mbps)의 필요한 캐리어 전력 대 간섭비로 설정된다. 실제의 최대 허용 레벨에 지나치게 근접한 간섭 레벨들의 채널들을 제거하기 위해, 마진 M_I이 감산된다.

제 1 채널이 ACS로부터 선택된다(단계 320). 그 다음, 채널의 간섭 I가 측정되어, 허용되는 최대 간섭 I_MAX와 비교된다(단계 325). 채널의 간섭 I가 허용되는 최대 간섭 I_MAX 미만이면, AP(105)는 채널을 메모리(150)의 후보 리스트에 기록한다(단계 330). 채널의 간섭 I가 허용되는 최대 간섭 I_MAX 이상이면, AP(105)는 ACS에 채널들이 더 존재하는지의 여부를 점검한다(단계 335). 채널들이 존재하면, AP(105)는 ACS로부터 후속 채널을 선택하고(단계 340), 프로세스(300)는 단계 325로 복귀한다. ACS에 더 이상의 채널들이 존재하지 않으면, AP(105)는, 이용 가능한 후보 채널이 존재하는지의 의 여부를 점검한다(단계 345). 단계 345에서, 이용 가능한 후보 채널이 존재하지 않는다고 판정되면, AP(105)는 I_MAX를 ΔdB만큼 증가시키고(단계 350), 채널 최적화 프로세스(300)는 단계 320으로 복귀한다. 단계 345에서, 하나 이상의 후보 채널이 존재하는 것으로 판정되면, 도 3b에 나타낸 바와 같은, 채널 선택 프로세스(355)가 수행된다.

채널 선택 프로세스(355)는 검출된 매 BSS마다의 평균 부하

및 현재의 BSS-대-채널 매핑 β(k)에 기초한다. 모든 채널들에 대해 예상 채널 이용도 C_PRED(k)가 계산된다(단계 360). C_PRED(k)는, 고부하 조건들로부터의 부하 추정치들을 사용해, 채널 k에 대한 예상 채널 이용도를 표현한다. C_PRED(k)는 채널 k에 대한 최근의 채널 이용도 측정들과 상당한 차이를 보일 수도 있다. 최근의 채널 이용도 측정들만을 사용하는 것이 아니라 C_PRED에 기초해 채널을 선택하는 것이 바람직한데, 채널 선택도 고부하 조건들에 대해 최적화되어야 하기 때문이다.

각각의 채널 k에 대해, 채널 k의 검출된 모든 BSS들에 대한 평균 부하가 다음의 수학식 4에 기초해 합산된다.

일단 모든 후보 채널들에 대해 C_PRED가 계산되고 나면, 가장 낮은 예상 채널 이용도를 가진 채널 k가 다음의 수학식 5에 기초해 선택된다(단계 365).

이때, AP(105)는, 선택된 채널 k가 현재 채널과 상이한지의 여부를 점검한다(단계 370). 가장 낮은 예상 채널 이용도를 가진 선택된 채널 k가 현재 채널과 동일하면, 채널 선택 프로세스(355)는 종료한다. 선택된 채널 k가 현재 채널과 상이하면, 채널들을 변경하는 것에 상당한 이득이 존재하는지의 여부가 판정된다(단계 375). 히스테리시스 기준(hysteresis criterion)

는, 채널들을 변경하는 것에 상당히 충분한 이득이 존재한다는 것을 보장한다. 구체적으로, 다음의 수학식 6과 같으면, 새로운 채널이 채택되고,

그렇지 않으면, 최적 채널 선택은 종료한다.

최적 채널 선택을 위한 예시적 파라미터들이 다음의 표 2에 기술되어 있다. 당업자들이라면, 다른 파라미터들 및 값들이 추가로 또는 이 파라미터들 및 값들을 대신하여 사용될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

심볼	설명	유형	디폴트 값
ACS	허용 가능한 채널 세트.	구성 파라미터	{1, 6, 11}
T_Last	최적화 FS를 트리거하기 위한 FS 알고리즘들 중 하나의 마지막 호출 이후로 경과된 최소 시간.	구성 파라미터	300 초
T_Free	최적화 FS를 트리거하기 위한 AP와의 마지막 BSS 패킷 전달 이후로 경과된 최소 시간.	구성 파라미터	120초
L(i)	인접 BSS i의 추정 부하. BSS 각각의 부하는 매 300 초마다 전력 제어 알고리즘의 부하 균형 프로세스에 의해 판정된다.	내부 파라미터	NA
L_MIN	측정 로깅을 위한 최소 부하. 임의의 일 BSS가 L(i)>L_MIN의 L(i)를 가지면, 검출된 모든 BSS들의 부하가 로그된다.	구성 파라미터	10%
N_load _{_} _est	기록되는 부하 추정치들의 슬라이딩 윈도 사이즈.	구성 파라미터	2
β(k)	채널 k에서 검출된 BSS들의 세트. 이것은 최근의 SMP들 동안 채널 k에서 검출된 BSS ID들의 리스트이다.	측정	NA
I(k)	채널 k에서 측정된 간섭. I는 수신기에 의한 "캐리어 로크"가 없는 상태에서(즉, 수신기가 어떤 패킷도 수신 중이지 않은 상태에서) 수신된 신호의 평균 전력으로서 측정된다.	측정	NA
RNG_base	(경로 손실 발견 프로세스에 의해 설정된) 기준선 범위.	내부 파라미터	NA
RNG_adj	(부하 평균 프로세스에 의해 설정된) 범위 조정.	내부 파라미터	NA
(C/I)_req _{_} _high	최대 데이터 속도를 지원하기 위해 요구되는, 간섭에 대한 최소 캐리어 전력.	구성 파라미터	10 dB
P_MAX	최대 AP 전송 전력.	구성 파라미터	20 dbm
I_MAX	기준선 범위에 기초해 판정되는, 임의의 소정 채널에 대해 허용되는 최대 간섭.	내부 파라미터	NA
M_I	허용 가능한 최대 간섭 레벨 I_MAX의 계산에 사용되는 간섭 마진.	구성 파라미터	3 dB
Δ	I<I_MAX의 후보 채널들이 존재하지 않을 경우, 최대 허용 간섭 I_MAX가 증가되는 dB량.	구성 파라미터	3 dB
	예상 채널 이용도를 위한 히스테리시스 기준. 현재 채널의 예상 채널 이용도와 새로운 채널의 예상 채널 이용도간의 차이는 이 임계치를 초과해야 한다.	구성 파라미터	10%

좀더 간단한 채널 선택 알고리즘은 (즉, 고부하 조건들 동안에 관측되는 최저 채널 이용도를 가진 채널을 선택하는 것에 의해) 로그된 채널 이용도 측정들에만 기초할 수도 있다. 그러나, 인접 AP들은 소정 AP에서 최적 채널 선택을 호출하기 전에 동작 채널들을 변경했을 것이다. 로그된 CU 측정들은 후속 고부하 기간 동안의 채널 부하를 정확하게 표현하지 않는다. 따라서, 채널 선택은, 추정된 BSS 부하 및 최근의 BSS-대-채널 매핑에 기초하는 채널 이용도 예측 C_PRED에 기초한다.

일단 채널 선택 프로세스(355)가 완결되고 나서, 새로운 채널이 선택되었다면, BSS 채널은 채널 업데이트 프로세스(380)를 사용해 업데이트된다. 채널 업데이트 프로세스(380)에서는, 임의의 WTRU들(110)이 현재의 동작 채널을 통해 AP(105)와 연관되어 있는지의 여부가 판정된다(단계 385). 그렇다면, AP(105)는 먼저 각각의 연관된 WTRU(110)로 연관 해제 메시지를 송신해야 한다(단계 390). 그 다음, AP(105)는 자신의 동작 채널을 새로운 채널로 변경한다(단계 395). 현재의 동작 채널을 통해 AP(105)와 연관되어 있는 WTRU들(110)이 존재하지 않으면, AP(105)는 자신의 동작 채널을 새로운 채널로 변경한다.

채널 최적화 프로세스(300)의 마지막 실행 이후로 적어도 T_Last가 경과하는 것이 바람직하다. 그렇지 않으면, 트리거링 기준들은 무시된다. 따라서, T_Last 값은 채널 최적화 프로세스(300)를 위한 값과 동일할 것이다. 일단 채널 변경 이후로 T_Last가 만료되고 나면, 2개의 트리거링 조건들이 매 T_MEAS마다 주기적으로 평가된다.

본 발명의 사양들 및 요소들이 특정 조합들의 바람직한 실시예들로 설명되지만, 각 사양 또는 요소는 단독으로 또는 본 발명의 사양들 및 요소들을 갖추거나 갖추지 않은 다양한 조합들로 사용될 수도 있다.

일례로써 제시되었으며 첨부 도면들과 관련하여 이해되어야 하는, 다음의 상세한 설명으로부터 본 발명에 대한 좀더 세부적인 이해를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 최적화 프로세스의 흐름도이다.

도 3a 및 도 3b 는, 종합하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 선택 프로세스의 상세한 흐름도이다.

Claims

무선 통신 시스템의 하나 이상의 동작 채널을 가진 액세스 포인트(AP)에서의 사용을 위해 하나 이상의 최적 채널을 선택하는 방법으로서,

(a) 상기 AP에 의한 사용을 위해 복수의 후보 채널들을 판정하는 단계;

(b) 상기 복수의 후보 채널들로부터 새로운 동작 채널에 사용되는 채널을 선택하는 단계로서,

(b1) 상기 후보 채널들 모두에 대해 예상 채널 이용도를 계산하는 단계;

(b2) 상기 복수의 후보 채널들로부터 최저 채널 이용도의 채널을 선택하는 단계;

(b3) 상기 선택 채널이 현재의 동작 채널과 상이한지를 판정하는 단계;

(b4) 상기 선택 채널이 상기 현재의 동작 채널과 상이하다면, 상기 현재의 동작 채널에 대한 채널 이용도가 상기 선택 채널의 채널 이용도보다 소정 임계치 이상으로 큰지의 여부를 판정하는 단계; 및

(b5) 상기 단계(b3)에서, 상기 선택 채널이 현재의 동작 채널과 동일하거나 또는 상기 단계 (b4)에서, 상기 현재의 동작 채널에 대한 채널 이용도가 상기 선택 채널의 채널 이용도보다 소정 임계치 이상으로 크지 않다면, 상기 최적 채널 선택 프로세스를 종료하는 단계를 포함하는 상기 새로운 동작 채널에 사용되는 채널을 선택하는 단계;

(c) 상기 단계 (b4)에서, 상기 현재의 동작 채널에 대한 채널 이용도가 상기 선택 채널의 채널 이용도보다 소정 임계치 이상으로 크다면, 상기 현재의 동작 채널을 통해 상기 AP와 연관되어 있는 임의의 WTRU(wireless transmit/receive unit)들이 존재하는지의 여부를 판정하는 단계; 및

(d) 상기 단계(c)에서 판정된, 연관되어 있는 모든 WTRU들을 연관 해제시키는 단계

를 포함하는 최적 채널의 선택 방법.
제1항에 있어서,

(e) 복수개 인접 BSS(base service set) 각각의 평균 부하들을 계산하는 단계; 및

(f) 상기 평균 부하가 임계치보다 큰 BSS의 정보를 기록하는 단계

를 더 포함하는 최적 채널의 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계(b)는, 상기 단계(c)에서 연관되어 있는 WTRU들이 존재하지 않는다고 판정되거나 또는 상기 단계(d)를 수행한 이후에 수행되는 것인, 최적 채널의 선택 방법.
하나 이상의 동작 채널을 가진 액세스 포인트(AP)에서의 사용을 위해 하나 이상의 최적 채널을 선택하기 위한 무선 통신 시스템으로서,

(a) 상기 AP에 의한 사용을 위해 복수의 후보 채널들을 판정하기 위한 수단;

(b) 상기 복수의 후보 채널들로부터 새로운 동작 채널에 사용되는 채널을 선택하기 위한 수단으로서,

(b1) 상기 후보 채널들 모두에 대해 예상 채널 이용도를 계산하기 위한 수단;

(b2) 상기 복수의 후보 채널들로부터 최저 채널 이용도의 채널을 선택하기 위한 수단;

(b3) 상기 선택 채널이 현재의 동작 채널과 상이한지를 판정하기 위한 수단;

(b4) 상기 선택 채널이 상기 현재의 동작 채널과 상이하다면, 상기 현재의 동작 채널에 대한 채널 이용도가 상기 선택 채널의 채널 이용도보다 소정 임계치 이상으로 큰지의 여부를 판정하기 위한 수단; 및

(b5) 상기 선택 채널이 현재의 동작 채널과 동일하거나 또는 상기 현재의 동작 채널에 대한 채널 이용도가 상기 선택 채널의 채널 이용도보다 소정 임계치 이상으로 크지 않다면, 상기 최적 채널 선택 프로세스를 종료하기 위한 수단을 포함하는 상기 새로운 동작 채널에 사용되는 채널을 선택하기 위한 수단;

(c) 상기 현재의 동작 채널에 대한 채널 이용도가 상기 선택 채널의 채널 이용도보다 소정 임계치 이상으로 크다면, 상기 현재의 동작 채널을 통해 상기 AP와 연관되어 있는 임의의 WTRU(wireless transmit/receive unit)들이 존재하는지의 여 부를 판정하기 위한 수단; 및

(d) 상기 연관되어 있는 모든 WTRU들을 연관 해제시키기 위한 수단

을 포함하는 무선 통신 시스템.
제4항에 있어서,

(e) 복수개 인접 BSS(base service set) 각각의 평균 부하들을 계산하기 위한 수단; 및

(f) 상기 평균 부하가 임계치보다 큰 BSS의 정보를 기록하기 위한 수단

을 더 포함하는 무선 통신 시스템.