JP2004282695A - リンクスペース情報を用いた無線通信管理システムおよび無線通信管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リンクスペース情報の生成と利用を通じて無線通信を管理するシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】リンクスペース情報がネットワークの無線リンクに関するリンクセントリック情報を提供して無線リンクに影響する事象を考慮したネットワークビューを提供する。そのようなリンクスペース情報を用いて、ネットワークリンクの自動供給や自動管理そして／または自動最適化を含む、無線ネットワークの様々な側面の自動化された管理が提供される。ネットワークオペレーションは自動誤り管理、自動実行管理、オペレーション助言そして／またはそれに類するもののようなネットワーク管理アプリケーションの提供においてリンクスペース情報を利用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信技術に関し、特に、無線通信管理のためのリンクスペース情報の生成および利用技術に関する。

情報通信の提供のための無線リンクの利用が近年増大し続けている。アドバンストモバイルフォンシステム（ＡＭＰＳ）技術に基づくアナログシステムと、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）そして時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）技術、例えば、グローバル携帯システム（ＧＳＭ）に基づくパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）のようなデジタルシステムを含む携帯電話の利用が増大し続けている。さらに、無線通信はブラックベリーパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）やウェブリンク無線ネットワークを含むポイントツーポイントやポイントツーマルチポイント無線通信システムのようなデータ通信において普及してきた。加えて、無線通信はさらにユビキタスになってきたので、ＩＥＥＥ８０２．１１やＢＬＵＥＴＯＯＴＨ技術を用いた無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）のような、より限定されたサービスエリアを有する無線ネットワークが普及してきた。

しかし、無線周波数（ＲＦ）無線通信が利用できるスペクトラム（ｓｐｅｃｔｒｕｍ）は制限される。約１０ＫＨｚから約１００ＧＨｚのスペクトラムは、実質的に、主に４０ＧＨｚ以下のスペクトラムを占めるＲＦ無線通信を含めて、今日通信に利用できる無線スペクトラムから構成される。無線通信がさらにユビキタスになるにつれて、無線スペクトラムの範囲は極めて狭いものとなってきた。通信を６０ＧＨｚの範囲そしてそれを超えて伝送させるような、無線スペクトラムの混み合っていない範囲での無線通信を実現できるにもかかわらず、無線通信をそのような帯域において行うことは特に容易な作業ではない。例えば、スペクトラムの最高値において無線通信を行うことは、特に、壁やビルや群葉や地形上の属性、そして水そして空中の霧による障害物に起因する重大な信号の弱小化を含むコストを伴う。さらに、無線スペクトラムは特に合衆国内の連邦通信会議（ＦＣＣ）のような機関に規制、管理され、認可された帯域、または認可されていない帯域双方における特定の利用に供される。

従って、これらの設置し、整備し、そして／または利用している無線通信リンクは、比較的混雑した周波数帯域に属することが多い。従って、少なくともいくつかの無線通信インフラストラクチャの提供者は、それらの周波数帯域の利用の管理に大量の時間と金を費やしてきた。

例えば、携帯電話のインフラストラクチャ提供者は、許容された相互干渉を伴いつつ通信チャネルの最大限の再利用を実現するために詳細な周波数再利用計画を進めてきた。さらに、そのような携帯ネットワークに関して高い技術を有するＲＦエンジニアたちが、相互干渉を最小化すべく、効果的なラジエーションパターンを計画し、アンテナサイトを調節するために採用されてきた。しかし、そのような無線通信管理は困難と無縁ではなかった。例えば、前記の周波数再利用計画は、極めて複雑であることが多く、計画と配置のためにはかなりの数のリソースが必要であり、また、あるセルに新規のまたはさらなるチャネルを実装したり、アンテナ配列の指向性を変えたり、そして／または再利用パターンにおけるマイクロセルを配置したりといった変化が生じた時には、特に実質的な複雑さが生じる。さらに、そのようなネットワークの管理に関して役立つ高い技術をもったＲＦエンジニアたちは高くつき、また、特に限られたリソースであり、その管理を最適にするための効果的なネットワークの運用に関する詳細な情報を提供できないことが多い。さらに、そのようなネットワークの管理は、外部の障害物といった、運用の品質を下げる全ての原因を見逃したり、十分でないことが多い。

しかし、無線通信ネットワークは、上記管理リソースの恩恵さえ受けることなく実行されていることが多い。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに従って運用されるＷＬＡＮは、特に個人によりまたは比較的小さなユーザベースによって設置、整備、そして／また使用されている。従って、コスト問題や人事の問題やトレーニング問題といった問題に起因して、周波数またはラジエーションパターン計画という形でリソースを提供することは実行的でないか不可能である。実際、かなりの数のそのようなネットワークは、実質的には単に「最適に推量された」配置がなされ、重大な欠陥が検出されない限り、そして検出されるまで実質的に気を配われないままであることが多い。従って、そのようなネットワークは低下したキャパシティそして／または品質の下で運用されているままであることが多い。

そこで、無線通信の管理システムと方法に関する技術が要求されている。さらに、ＲＦエンジニアや、同様の高度な技術を持った技術者を必要とすることなく無線通信ネットワークの運用を最適化するシステムおよび方法が要求されている。

（発明の要旨）
本発明は、リンクスペース情報の生成と利用を通じた無線通信の管理を提供するシステムおよび方法を目的とする。本発明のリンクスペース情報はネットワークの無線リンクに関するリンクセントリック情報を提供し、無線リンクに影響する現象を考慮したネットワークビューを提供する。好適な実施例におけるリンクスペース情報は、無線リンクによってコネクトされたノードのみならず、そのリンクに関するリンク品質情報と物理的情報とを含む。

本発明の実施例は、ＲＦ無線ネットワークにおけるノードが、ＲＦドメインにおいて連合してコネクションを提供する特定の複数の属性を有するＲＦリンクを持っているという知識を利用する。これらの属性は、本発明の実施例によって利用され、様々なノード間のリンクまたはコネクショントポロジ情報を確立するのみならず、更に強固なリンクスペースネットワークビューを抽出するために利用される。例えば、あるリンクの信号強度は、そのリンクがどれほど良好かを示す。さらに、そのリンクの２つのノード間の物理的そして／または効果的なラジエーションプロクシミティの度合いなどの追加的な情報が信号強度から収集される。

本発明のリンクスペース情報を生成するために利用されるリンク属性は、信号強度、（フレーム、ビットその他の）エラーレート、伝送電力、アンテナパターン、周波数（そして／または別のチャネル情報）、データレート、ネットワークトポロジ、アンテナダイベーシティ特性等を含む。そのようなリンクスペース情報な本発明によって利用され、ネットワークパフォーマンスを増加させ、そして／または、任意の数の興味深いそして有用なネットワーク管理アプリケーションを提供する。

本発明の実施例は、無線ネットワークの様々な側面の自動管理を提供する。例えば、上記リンクスペース情報は、ネットワークリンクの自動的供給、管理そして／または最適化を提供するのに利用される。本発明の実施例によれば、制御アルゴリズムが集中オペレーションやメンテナンスサーバーそして／またはそこに分散された複数のノード（例えばネットワークアクセスポイント（ＡＰ））におけるような無線ネットワークに関して配置され、無線ノード（例えばＡＰ、ユーザ端末など）を制御して、リンクとネットワークパフォーマンスを最適化するようネットワークの複数の側面を管理する。そのようなネットワークオペレーションの制御は、自動誤り管理、自動実行管理、オペレーションアドバイザーなどのネットワーク管理アプリケーションの提供におけるリンクスペース情報の利用を含む。

例えば、本発明によって提供される誤り管理は、無線の範囲の最大化または最適化（例えば、キャパシティを増加させ、そして／またはリンクの有効性を保証するためのサービスエリアの決定と実行）、障害制御スキーム（例えば、アンテナパターンを制御して、そして／または伝送電力水準を最小化して、ネットワークそして／またはそのエリアの外への信号エネルギー洩れを最小化すること）、意図しないＲＦ関係者の検出（例えば、ネットワークの外部のＲＦ関係者を検出するための技術の採用と障害回避スキームの採用）などを含む。本発明による実行管理は、適合的なサービスエリア／セルの形成と制御（例えば負荷分散のためのサービスエリア形成の決定と実行）、チャネル再利用計画（例えばチャネル再利用スキームの決定と配置）、隠れた端末に関する問題の縮小そして／または緩和（例えば、ネットワークリンクの協同により、そのネットワークの全ての端末に関する十分なまたは最適なリンクを促進すること）などを含む。本発明によるオペレーション助言の提供は、ネットワーク状況の表示（例えばネットワークトポロジ、そして／またはネットワークリンク状態の情報のグラフィカルな表示の促進と出力）、ネットワーク最適化アドバイスと誤り通知（例えば、特定のネットワーク要素が故障したり、そうでなければ機能不全となったときにアラートを発行し、そして／またはネットワーク非効率の原因を決定し、そこにおけるオペレーションを最適化するのに役立つデータを提供する）などを含む。

本発明によって提供される上記ネットワーク管理アプリケーションに加えて、またはそれに換えて、リンクスペース情報はネットワーク構成をよりファンダメンタルなレベルに配置するための基礎を提供するのに役立つ。例えば、本質的にリンクセントリックとなったリンクスペース情報は、最適なネットワークルーティング計画を提供する経路を算出することにより、無線分配システム（ＷＤＳ）とアドホックな無線ネットワーキングを実装するために利用される。同様に、本発明のリンクスペース情報は、任意のロケーションベーストサービスの基礎として利用される。

従って、本発明の実施例の技術的に有利な点は、無線通信の管理において提供される。本発明の実施例の更なる技術的に有利な点は、リンクスペース情報を用いた無線通信ネットワークの動作を最適化するシステムと方法によって提供される。

後述する発明の詳細な説明が理解されるように、本発明の特徴と技術的に有利な点を上記のように幾分包括的に説明した。発明の追加的な特徴と有利な点は以下に述べられ、本発明のクレームの主題を形成する。開示された思想と特定の実施例は、当業者にとって、本発明と同じ目的を達成するための修正と他の構成を生成するためにすぐに役立つであろう。そのような同等な構成は、添付されたクレームにおいて述べられた発明の思想と範囲を逸脱するものでないことは当業者に認識されるであろう。発明の特質であると信じられる明白な特徴は、その構成と運用方法の双方に関して、更なる目的と有利な点とともに、添付する図を考慮した下記の記述によってより理解されるであろう。しかし、各酢は表示と説明のためだけに提供されたものであって、本発明の限界を規定することを意図するものではないことを特に理解されたい。

図１を見てみると、無線リンクがデータ通信の提供に利用されているネットワークの一部が、一般にネットワーク１００として示されている。ネットワーク１００は多数の無線ノード１０１、１０２そして１１１から１１５から構成されている。これらの無線ノードは、さまざまな機能と特徴を提供する。例えば、ノード１０１と１０２は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、イントラネット、インターネット、公衆交換網、サーバー、入出力デバイス（例えば、プリンター、スキャナー等）、データベースなどのここでは示されていないリソースに対する無線接続に利用される無線アクセスポイント（ＡＰＳ）から構成される。ノード１１１から１１５は、ワークステーションやパーソナルコンピュータや、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡｓ）電話通信デバイス、入出力デバイス等から構成される。

図１に示すように、様々なリンクがネットワーク１００に接続されているノードに関して存在する。例えば、ネットワーク１００のノード間での情報通信の提供に利用されていないとしても、別の無線ノードのラジエーションまたはアンテナパターンの範囲内に設置された各無線ノード間にＲＦリンクが存在する。図１にノード１０１とノード１１１との間のＲＦリンクＲＦ_{１０１−１１１}、ノード１０１とノード１１２との間のＲＦリンクＲＦ_{１０１−１１２}、ノード１０１とノード１１４との間のＲＦリンクＲＦ_{１０１−１１４}、ノード１１１とノード１１２との間のＲＦリンクＲＦ_{１１１−１１２}、ノード１１１とノード１１５との間のＲＦリンクＲＦ_{１１１−１１５}、ノード１１４とノード１１５との間のＲＦリンクＲＦ_{１１４−１１５}、ノード１０２とノード１１５との間のＲＦリンクＲＦ_{１０２−１１５}を示す。

様々なデータリンクが様々なノード間における情報通信の提供のために確立される。そのようなデータリンクは１または複数の上記ＲＦリンクを利用して行われる。データリンクＤ_{１０１−１１１}はノード１０１とノード１１１との間の情報通信を提供するものとして示され、データリンクＤ_{１０１−１１２}はノード１０１とノード１１２との間の情報通信を提供するものとして、データリンクＤ_{１０１−１１４}はノード１０１とノード１１４との間の情報通信を提供するものとして示される。同様に、データリンクＤ_{１０１−１１５}はノード１０１とノード１１５との間の情報通信を提供するものとして示される。

ネットワーク１００中に図１に示されるリンク加えてまたはそれらに換えて複数のリンクがあることが見込まれる。例えば、簡略化のため図１中に示されていないが、空間ダイバーシティ、角度ダイバーシティ、そして／または偏波ダイバーシティを含むダイバーシティ技術を用いて、ネットワークのノード間に１以上のＲＦリンクが存在する。データリンク（示されていない）は、対応するＲＦリンク、オプティカルリンク、ワイヤラインリンクのどれを用いて確立されたものであれ、様々なネットワークノード間の情報通信を提供する。例えば、ノード１０１と１０２は、ＬＡＮ、ＭＡＮ、ＷＡＮ、イントラネット、インターネット、そして／または電話ネットワークのようなネットワークに分散アクセスを提供するＡＰから構成される。そしてこのネットワークはノード１０１と１０２との間のデータリンクを提供する。

本発明の思想の理解に役立つ特定の例を提供するために、ＩＥＥＥ８０２．１１を用いて運用可能な無線ローカルエリアネットワークに関して好適な具体例をここで示す。しかし、本発明の技術はデータ通信、音声通信、ビデオ通信そして／またはそれらの組み合わせのどれを提供し、認可された帯域で運用されるか認可されていない帯域で運用されるかを問わないどんな無線ネットワークへも適用可能である。さらに、本発明の思想は、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）そしてそれらの組み合わせを含む任意の数のチャネライゼーションスキームにも適用可能である。

様々なタイプの無線ネットワークインフラストラクチャの設置と管理の提供に役立つ技術者は、要求されるだけの種類のスキルを提供しないことが多い。例えば、携帯電話ネットワークのように主としてＲＦインフラストラクチャとして従来考えられてきた無線ネットワークにおいては、ＲＦエンジニアたちの登用が情報技術者（データネットワーク管理者）たちを排除した。そのような技術者は、一般に無線通信の伝達に関するアドレシング問題において優れた経験を持っているが、彼らはトラフィックのルーティングや均衡化などの、コアデータのネットワーキング問題に関しては限られた視野しか持っていない場合が多い。反対に、従来、ＷＬＡＮのような主にデータネットワーキングインフラストラクチャと考えられていた無線ネットワークにおいては、情報技術者はその登用がＲＦエンジニアたちを排除してきた。そのような技術者は一般にコアデータのネットワーキング問題の対処において優れた経験を持っているが、彼らはチャネル再利用や信号のフェーディングとシャドウイングや干渉の緩和などの無線伝達に関しては限られた視野しか持っていないことが多い。従って、本発明の実施例は、最適化された無線ネットワークの管理を促進するためのＲＦそしてデータネットワーキングの熟練した知識双方を組み合わせたネットワーク管理ツールを提供する。

ＬＡＮ内におけるようなネットワーク管理の提供において、分析と決定は、そのネットワークに関するトラフィック情報のみに基づいて行われることが多い。しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルを実装したＷＬＡＮのような無線ネットワーキングの出現によって、信号強度などのＲＦドメインにおける属性に関する情報が生成され、そうでなければネットワーク管理において用いられることなく利用可能となっている。本発明の好適な実施例は、そのようなＲＦドメイン情報を利用してネットワークのリンクスペースビューを生成する。従って、本発明の実施例はＲＦリンクの属性情報を収集してリンクスペース情報を生成し、ネットワークユーザたち（例えば、ネットワーク管理者）に強固な無線ネットワーク特性を提供する。

本発明の実施例は、ノード１０１、１０２、そしてノード１１１から１１５のようなネットワーク要素を用いて運用可能なシステムと方法を提供し、リンクスペース情報を抽出し、そのネットワークを自動的にチューニングしあるいは最適化し、そして／またはそこにおける運用に関する助言サービスを提供するＲＦネットワーク管理システムを提供する。本発明は、データコレクションとそして／または配置管理を実行するためにネットワーク間に配置されたエージェントを利用して、１または複数の集中オペレーションとメンテナンスサーバーにおいて、集中管理アルゴリズムを構成する。加えて、またはそれに換えて、本発明は、ノード間に配置された管理アルゴリズムといった配置体系を、管理制御を調整するためにそれらの間の情報通信を利用して構成する。

本発明のリンクスペース情報はネットワーク環境、アンテナパターン、リンク属性（伝送電力水準、利用チャネル、アンテナ／信号ダイバーシティのような）などに関するＲＦリンク属性の機能の一つである。そのようなリンクスペース情報を利用したネットワーク管理システムは、アンテナパターン、伝送電力水準、チャネル再利用、負荷分散等を制御することによりデータスループットを最適化するためのネットワーク運用を制御するために運用される。従って、リンクスペース自体がそのようなネットワーク管理の運用によって変更される。本発明の実施例はリンクスペース抽出と、ネットワーク要素への管理制御の実行と、リンクスペース情報の再決定と、ネットワーク要素への再度の管理制御の実行とを反復する処理を実行する。しかし、以下の説明により予想されるように、本発明の実施例は、最適なネットワーク構成に効率よく到達するために、履歴情報から抽出された情報を実装する。例えば、本発明のネットワーク管理システムによって、ネットワーク要素の配置情報のマトリックスが生成され、蓄積され、特定のリンクスペース状態と関連付けられ、現時点のリンクスペース情報やその一部がそのようなリンクスペース状態に対応するときに、予め決められた管理レスポンスが蓄積されたネットワーク要素の配置情報から生ずるようにする。そのようなマトリックスは、それが実装され、そして／または予想された条件か一般に経験された条件のように一般的な性質となっている特定のネットワークの過去の運用から生じる。そのような情報を用いて、リンクスペースの変更は、例えば、特定の状態に対して最適な解決へ到達する際の反復ステップを避けるなどしてより早くなされる。さらに、そのような情報は、例えば過去に望ましくない結果を提供するものとして証明されたネットワーク構成等、そのリンクスペース情報から適当であると予想されたが、望ましくないネットワーク運用をもたらすものとして知られている管理レスポンスを避けるために利用される。

図２Ａを見てみると、集中管理を実行する本発明の好適な実施例が示される。図２Ａに示すように、リンクスペース管理システム２００は、ネットワーク１００の様々なネットワーク要素とのデータ通信中の集中サーバーとして配置されている。図２Ａのリンクスペース管理システム２００は、ここに規定されたオペレーションを運用可能な命令（例えばアプリケーションプログラムあるいは制御プログラム）を持ったプロセッサベースシステム（例えば汎用コンピュータシステム）を構成する。リンクスペース管理システム２００はデータリンクＤ_{１０１−２００}を用いてノード１０１との情報通信を実現し、データリンクＤ_{１０２−２００}を用いてノード１０２との情報通信を実現する。リンクスペース管理システム２００はネットワークの任意の数の要素とデータ通信を行い、従って、示された特定のリンクの使用に限定されない。例えば、リンクスペース管理システム２００は、ノード１１１に関する情報通信の提供のためのデータリンクＤ_{１０１−２００}とＤ_{１０１―１１１}といった多くのデータリンクを用いて、ノード１１１から１１５のいずれかまたは全てとデータ通信を行う。さらに、リンクスペース管理システム２００に用いられたリンクは、ワイヤライン、無線、オプティカル、そしてそれらの組み合わせといったどんなメディアにも利用できる。例えば、データリンクＤ_{１０１−２００}とＤ_{１０２―２００}は上記ネットワークあるいはノード１０１と１０２の組から構成される。

集中構成をとったとしても、図２Ａのリンクスペース管理システム２００は、ネットワーク１００の様々なノードから分離したデータコレクターそして／またはアクチュエーターのような様々なネットワーク要素の協同管理に役立つ。図示された実施例は、ネットワーク１００のノード１０１，１０２、１１２そして１１５に配置されたエージェント２１０を含む。示されたエージェント２１０の特定の配置は、一例であって、本発明に関してなんら限定を示すものではない。例えば、ノード１０１と１０２のような１または複数のアクセスポイントは、あるエージェントのホストではない場合がある。同様に、ノード１１１から１１５のような任意のクライアントノードが、あるエージェントのホストである場合がある。

好適な実施例におけるエージェント２１０は、リンクスペース管理システム２００によって複数のノードに押しつけられ、そうでなければ適当なノードに伝達されるソフトウェアエージェントから構成される。本発明に従って利用されるソフトウェアエージェントはリンクスペース管理システム２００に提供するための情報であってリンクスペースデータ２０１を生成し、そして／または更新するためのリンクスペース情報を生成するのに利用される情報を収集する。加えて、あるいはそれに換えて、本発明に従って利用されるソフトウェアエージェントは、誤り管理２０２そして／あるいは実行管理２０３への反応といったネットワーク運用の管理のために、リンクスペース管理システム２００からの制御信号に反応する。従って、好適な実施例におけるソフトウェアエージェントを用いることにより、ネットワークのノードはリンクスペースのセンサーやそして／またはネットワーク管理アクチュエータとして参加する。

リンク属性情報そして／または制御信号に対する反応が上記エージェントの利用なしに様々なノードによって提供され、従って本発明のリンクスペース管理システムは運用可能なエージェント２１０を利用することなくそのようなノードと情報を交換する。

図２Ｂを見てみると、非集中または分散された管理を実行する本発明の変形例が示される。図２Ｂに示すように、リンクスペース管理システム２００は、ネットワーク１００の多数のネットワーク要素に分配されたリソースとして配置されている。特に、リンクスペース管理システム２００は、ノード１０１の一部そしてノード１０２の一部として配置される。好ましくは、図２Ｂのリンクスペース管理システム２００は、ここで示されるオペレーションを提供するためにプロセッサベーストシステム（例えば対応するネットワーク要素のプロセッサプラットフォーム）上で実行可能な命令セット（例えばアプリケーションプログラムまたは制御プログラム）から構成される。好適な実施例によると、同一のまたは実質的に同様の命令セットが、そこに配置されたリンクスペース管理システム２００を持つネットワーク１００の各ノード上で実行され、図２Ａのリンクスペース管理システムについて述べた機能面を提供する。しかし、本発明の実施例は、特定のネットワークノードの特徴と機能に対応し、リンクスペース管理システム２００が配置されたネットワーク１００の１または複数のノードのための様々な命令セットを利用する。本発明の実施例は、好ましくは、あるネットワークの中の分散リンクスペースネットワークシステムと集中リンクスペースネットワークシステムの組み合わせを実行する。

それらの特定の構成がどのようなものであれ、図２Ｂの分散管理構成のリンクスペース管理システム２００は、好ましくは互いに通信し合ってネットワーク１００の調整された管理を促進する。従って、示された実施例はデータリンクＤ_{２００―２００}を用いて複数のリンクスペース管理システム２００間の情報、そしてノード１０１と１０２間の情報を確立する。加えて、そしてそれに換えて、分散された管理構成の各リンクスペース管理システム２００はネットワーク１００の様々なネットワーク要素と通信し、従って、示された特定のリンクの利用に限定されない。例えば、図２Ｂの各リンクスペース管理システム２００は、対応するノード１０１と１０２のうちの一つによって提供される複数のノードのサブセットであるノード１１１から１１５の任意のまたは全てのノードとデータ通信を行う。さらに、リンクスペース管理システム２００によって利用されるリンクは、ワイヤライン、無線、オプティカル、そしてそれらの組み合わせを含む任意の利用可能なメディアを利用する。

ソフトウェア中に実装された場合に、本発明のリンクスペース管理システムそして／または対応するエージェントは、本質的にここで述べるように動作するためのコードセグメントである。コードセグメントのプログラムは、コンピュータ読取り可能な媒体に蓄積可能であり、あるいは搬送波によって具体化されるコンピュータデータ信号または搬送波によって変調された信号によって伝送媒体を超えて伝送される。「コンピュータ読取り可能な
媒体」は情報を蓄積しあるいは伝達可能な任意の媒体を含む。コンピュータ読取り可能な媒体の例は、電気回路、半導体メモリデバイス、ロム、フラッシュメモリ、イレーザブルＲＯＭ（ＥＲＯＭ）、フロッピーディスク、コンパクトディスクＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ハードディスク、光ファイバー媒体、無線周波数（ＲＦ）リンクなどを含む。コンピュータデータ信号は、電子ネットワ−クチャネル、光ファイバー、空気、電磁気、ＲＦリンクのような伝送媒体にのって伝搬し得る任意の信号を含む。コードセグメントはインターネット、イントラネットなどのようなコンピュータネットワーク経由でダウンロードされる。

上記ソフトウェアの実装は、ネットワーク要素を実質的に変えることなく１つのネットワークに関して配置される。例えば、エージェントは、ハードウェア構成を変えることなく複数のＡＰのＲＡＭまたはＲＯＭそして／または他のノードデバイスに受け入れられるように設定される。加えて、またはそれに換えて、本発明の実施例は、ソフトウェア中に実装された本発明のリンクスペース管理システムをホストするためにＡＰに十分なメモリーを与えるといったネットワーク要素の比較的少ないハードウェア修正に基づいている。同様に、本発明の実施例は、複数のＡＰそして／クライアントノードに高性能のアンテナシステムを与えたり、特定のデータを収集するためのセンサーを加えたり、要求されるネットワーク構成を実現するために、制御コードに対応するアクチュエータを加えたりするなどのネットワーク要素の物理的な修正を用いる。

図３は、本発明のリンクスペース管理システムそして／またはエージェントをホストするのに適したコンピュータシステム３００を示す図である。中央処理装置（CPU）３０１は、システムバス３０２に接続されている。ＣＰＵ３０１は、インテルペンティアムファミリーのプロセッサのようなどんな汎用コンピュータでもよい。しかし、本発明は、ＣＰＵ３０１がここで述べる発明のオペレーションに役立つ限り、ＣＰＵ３０１の構成に限定されるものではない。バス３０２はＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭといったランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３０３に接続されている。ＲＯＭ３０４もＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭといったバス３０２に接続されている。ＲＡＭ３０３とＲＯＭ３０４は、よく知られているようにユーザのデータ、システムのデータ、そしてプログラムを保持する。

バス３０２もまた、入出力（Ｉ／Ｏ）制御カード３０５、通信アダプタカード３１１、ユーザインタフェースカード３０８そしてディスプレイカード３０９に接続されている。Ｉ／Ｏ制御カード３０５は、１または複数の、コンピュータシステムへのハードドライブ、ＣＤドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブといった蓄積装置３０６に接続されている。Ｉ／Ｏアダプタ３０５もまた、システムが誤り報告や実行報告、そして／または本発明による助言報告といった情報のペーパーコピーをプリントすることを可能にするプリンター３１４に接続されている。そのプリンターは、例えばドットプリンターやレーザープリンター等のプリンターであったり、ファックス機であったり、コピー機であったりすることに注意されたい。通信カード３１１はコンピュータシステム３００を上述した任意のネットワークであるネットワーク３１２に接続するのに適している。ユーザインタフェースカード３０８は、キーボード３１３、ポインティングデバイス３０７、マイクロフォン３１６などのユーザ入力デバイスをコンピュータシステム３００に接続する。ユーザインタフェースカード３０８はまた、スピーカー３１５を経由してユーザに音声を出力する。ディスプレイカード３０９は、ＣＰＵ３０１によって作動し、ディスプレイデバイス３１０上のディスプレイを制御する。

再度図２Ａを参照すると、示されているリンクスペース管理システム２００の例は、多数の機能ブロックから構成されている。図２Ｂのリンクスペース管理システム２００は、ここに特に示されていないそのような機能ブロックから構成されている。さらに、もし要求されるなら、特定の機能ブロックの様々な組み合わせが本発明のリンクスペース管理システムに関して実装される。本発明の各リンクスペース管理システムは、好ましくは本発明のリンクスペースデータを抽出しそして／または利用する機能から構成される。

好適な実施例におけるリンクスペース管理システム２００は、リンクスペースデータ２０１から構成される。好適な実施例におけるリンクスペースデータ２０１は、リンクスペースデータを抽出し、ネットワーク管理においてそのリンクスペースデータを利用する。 例えば、無線ネットワークにおける全てのノードポイントはＲＦドメイン中の接続に関する属性を持っており、好適な実施例のリンクスペースデータ２０１は、そのネットワークのリンクスペースビューを抽出するためにネットワークノードからそのような接続属性情報を収集する。これらの属性はノード間の相互接続に関する情報のみならず、そのリンクに関する品質情報そして物理的情報でさえ決定する。

本発明の実施例によって収集されそして／または引き出されたリンク属性情報は、信号強度、データエラーレート（例えば、フレームエラーレート、ビットエラーレート等）、伝送電力、アンテナまたはラジエーションパターン、アンテナそして／または信号ダイバーシティの種類（例えば、空間ダイバーシティ、角度ダイバーシティ、そして／または偏波ダイバーシティなど）、利用できるチャネル、利用できる帯域幅、データスループットまたはレート、ネットワークトポロジ、ネットワーク要素の能力と構成などから構成される。例えば、あるリンクの信号強度に関する情報は、リンクスペースデータ２０１によってそのリンクの品質の基礎的インディケーターとして、そして／またはリンクのノード間の物理的そして／または効果的なラジエーションプロクシミティに関する情報を抽出することに利用される。フレームエラーレート（ＦＥＲ）はリンクの品質のインディケーターとしてリンクスペースデータ２０１に利用される。伝送電力は、電力リソースの用い方に関する情報を抽出し、そして／またはそのネットワークにおける他のノード／リンクに関する障害レベルに関する情報を抽出するのに利用される。観察されたデータから抽出され、そして／または構成情報の一部として提供されるアンテナパターン情報は、例えば、領域範囲情報の抽出と同様にリンクの物理的方向または方角に関する情報を抽出するためにリンクスペースデータ２０１によって利用される。利用可能なそして／または利用されているチャネルに関する情報（例えば特定のネットワーク要素において利用可能な特定の周波数）は、無線帯域幅リソースの配置と用い方に関する情報を抽出するのに利用される。データレート情報は、ネットワークトラフィックリソースの用い方に関する情報を抽出するのに利用される。ネットワークトポロジ情報は、ネットワークのコネクション状態そして／またはリソースに関する情報を抽出するのに利用される。

例えば、あるリンクの信号強度は、リンクスペースデータ２０１によってリンクの品質を決定するのに利用される。さらに、信号強度は、伝送電力そして／またはデータエラーレートといった他の情報と共同して利用され、リンクスペースデータ２０１により、そのリンクによってコネクトされる複数のノード間の物理的近接度を抽出するのに利用される。しかし、そしてより重要なことに、リンクスペースデータ２０１は、そのような情報を間接的な無線リンクに起因するＲＦ伝達の効果的な間隔やリンク経路における障害に起因するフェーディングなど、そのリンクによってコネクトされる複数のノード間の効果的なラジエーション間隔を決定するのに利用する。好適な実施例におけるリンクスペース情報２０１は、無線リンクに影響する事象を考慮したネットワークビューを提供するネットワークの無線リンクに関するリンクセントリック情報を提供するリンクスペース情報を抽出するためにそのようなリンク属性情報を利用する。従って、好適な実施例におけるリンクスペース情報は、無線リンクによってコネクトされたノードだけでなく、そのリンクのリンク品質情報とそのリンクに関する物理情報をも含む。

好適な実施例によれば、リンクスペースデータ２０１は全てのネットワークに関するデータをサンプリングまたは収集し、本発明のリンクスペースデータによって示される強固なネットワークビューを提供する。従って、好適な実施例におけるリンクスペースデータ２０１は、ネットワーク要素に影響を与えるネットワーク外部のソースに関連するＲＦリンクを含む、発明の中に存在する全てのリンクに関する情報を利用する。従って、本発明によるデータ収集とそして／または分析のためのノードポイントは、ネットワークアクセスとサービスを受けているユーザデバイス（例えばクライアントまたは最終ノード）を提供する複数のＡＰや基地局のみならず、意図しないＲＦ関係者（例えば、ネットワークのサービスを受けていないそして／またはそこにおけるネットワークまたはユーザのコントロール下にないＲＦソースそして／または受信者）のような障害となるソースも含む。各ノードは、好ましくは収集されて提供されてきた全ての情報とともに、そのリンクスペースにおいて提供される。

本発明のリンクスペースデータ２０１は、上記抽出されたリンクスペース情報に追加する情報から構成される。例えば、リンクスペースデータ２０１は、現在のリンクスペースに追加してネットワークのリンクスペースに関する履歴情報を蓄積する。加えてまたはそれに換えて、リンクスペースデータ２０１は特定のリンクスペース情報に役立つ情報のデータベースまたはマトリックスを提供する。例えば、予め決められたネットワーク要素の構成のマトリックスは、効果的なネットワーク管理を促進するために特定のリンクスペース状態と対応づけられる。そのようなマトリックス中の情報は、最初のリンクスペース状態に対するリンクスペース管理システムの反復動作の後に、誤り管理２０２そして／または実行管理２０３によって到達した最適なネットワーク構成であるリンクスペース管理システム２００の管理機能の動作から作られる。加えて、またはそれに換えて、そのようなマトリックス中の情報は、他のネットワークの動作の予測や経験によって提供される。

好適な実施例におけるリンクスペース管理システム２００は、更に、自動的にネットワーク１００の様々な要素を制御し、リンクスペースデータ２０１によって提供されるリンクスペース情報の機能としてネットワークオペレーションを最適化するようなネットワーク管理機能を構成する。通常のネットワーク管理技術は、一般にネットワークトラフィックやルーティング問題に焦点を当てる。しかし、無線ネットワークの人気の増加とともに、ユーザが今や通常のネットワーク情報のみならずＲＦドメインをも考慮に入れなければならないという、ネットワーク管理の新たなエリアが生じてきた。リンクスペース管理システム２００の示された例は、ユーザによってネットワーク管理を構築するような、ネットワ−ク１００に関する助言情報を提供する助言モジュール２０４を含む。

好適な実施例における誤り管理２０２は、リンクスペースデータ２０１からの情報に対応してネットワーク１００の誤り管理を自動的に行う。そのような誤り管理は、１または複数のネットワークユーザまたはノードがネットワーク経由の通信ロス、通信不能などのネットワーク通信フォールトを経験する多くの状況に対する解決策を実行する。従って、本発明の誤り管理２０２は、ネットワークによる範囲の最大化、障害物制御スキーム、意図しないＲＦ関係者の検出と回避などを提供するように動作する。

例えば、上記リンクスペース情報を用いて、位置の変更やＡＰの故障などによって、現在ネットワーク中のＲＦの範囲にないノードやクライアントが、ネットワーク中の隣接するノードやクライアントとのＲＦリンクによって検出される。加えて、そしてそれに換えて、指向性アンテナパターンは（例えばそこに関連するゲインそして／または指向性を使用して）元のサービスエリアの外のノードやクライアントを検出する機会を増加させるのに利用される。実施例によれば、ノード１０２のようなアクセスポイントは、ノード１１５のようなクライアントノードをデータリンクなしにしておけない。しかし、ＲＦリンクＲＦ_{１１１−１１５}そして／またはＲＦ_{１１４−１１５}に関する情報を含むリンクスペース情報は、このノード１１５の存在に関する情報を提供する。データリンク確立のためにノードを検出することにより、誤り管理２０２は、例えば特定されたノードとのデータリンクを確立するためのサービスエリア（セル）の形状そして／または大きさを変えるなど、ネットワークを変更するために適当なＡＰそして／または他のネットワーク要素（リンクスペース情報を参照することにより決定されるような要素）に対する制御信号を発行する。例えば、ノード１０１のような別のネットワークアクセスポイントはノード１１５とのＲＦそしてデータリンクを確立するために変更される。そのような変更は、特定されたノードを包囲するためにその機能を有する場所でアンテナパターンを適応的に変更することや、１または複数のノードの伝送電力を変更することや、そして／または特定されたノードに関する使用可能な信号の提供の障害を制御することなどから構成される。従って、誤り管理２０２は、特定のＡＰによって、そして／またはそのネットワークによって供給されるノードまたはクライアントのセットを最大限に活用する動作を行う。

誤り管理２０２は検出された誤りに反応するネットワーク制御を提供するのみならず、複数の誤りまたは他の望ましくないふるまいを避けるための先を見越した動作を行う。例えば、アンテナパターンを制御し、そして／または利用される伝送電力水準を最小化することにより、誤り管理２０２は、ターゲットエリアからのエネルギーの漏れを最小化するためにネットワークを制御する。そのような制御は電力リソースの使用を最小化するのに役立つのみならず、一般的にそのネットワーク内の信号品質を向上（例えば様々なリンクに関するノイズフロアの減少）させ、これはネットワーク信号が侵入者によってかぎつけられる機会を減らし、そのため、無線ネットワークに関するセキュリティを増加させる。加えて、そのような実施例は、ネットワークシステムから生み出された障害を減少させるのに役立ち、近くで動作している他のものにクリーナー帯域幅を提供する。

誤り管理２０２は、追加的にまたは代替的に、意図しないＲＦ関係者、例えば、隣接するが無関係のネットワークのノードまたはネットワーク１００のチャネル上に重なり合うＲＦ信号などを特定するために動作し、そしてネットワークへのそれらの影響を緩和する。例えば、リンクスペースデータ２０１は、ネットワークの境界により近くに配置された様々なＡＰにそれらのアンテナパターン、チャネルその他を一掃させ、近くの意図しないＲＦ関係者たちを検出して、リンクスペースデータ中にそのような情報を含ませる。そのような情報は、誤り管理２０２に利用され、強大な障害ソース（例えばネットワークの別のノードに関する強い障害ソースを与えているネットワークのノード）の検出と同様に意図しないＲＦ関係者を特定させる。加えて、またはこれに換えて、誤り管理２０２は、境界ノードにおけるＲＦリンクの存在に関するリンクスペース情報を利用して、意図しないＲＦ関係者を特定する。誤り管理２０２は、好ましくは、様々なネットワーク要素を制御して、特定された意図しないＲＦ関係者に関する障害を避け、そうでなければ緩和する。例えば、誤り管理２０２は、特定された意図しないＲＦ関係者による障害の下にある特定のノードを制御し、意図しないＲＦ関係者からの障害から実質的に切り離されたチャネルを使用する。同様に、誤り管理２０２は、特定された意図しないＲＦ関係者による障害の下にある特定のノードを制御し、意図しないＲＦ関係者からの障害が存在する中で十分な信号ノイズ比を提供するための伝送電力水準を増加させる。

好適な実施例の管理機能の様々な側面の動作は本発明のリンクスペース管理システムの別の機能と協力することが予想される。例えば、誤り管理２０２は、ネットワーク１００のユーザに対する通知情報または別の助言情報の提供と相まって、特定された意図しないＲＦ関係者からの障害を避けるためのチャネル使用スキームを確立する動作をする。

好適な実施例の実行管理２０３は、リンクスペースデータ２０１からの情報に反応して、ネットワーク１００の自動的な実行管理を提供する。そのような実行管理は、１または複数のネットワークユーザやノードがデータスループットの減少などのネットワーク実行上の問題を経験する多くの状況を解決する。従って、本発明の実行管理２０３は、適合的なセル形成の制御やそのネットワークの複数のＡＰ間の負荷分散、自動的な周波数再利用計画、隠れた端末に関連する問題の減少等を提供するための動作を行う。

例えば、上記リンクスペース情報を用いることにより、ネットワークにおける負荷は、実行管理２０３の制御によって分散される。ネットワークサービスエリアにおけるノードの位置は、定型的に分散されることはまれである。ネットワークトポロジは、例えば複数のＡＰやクライアントといったノード間の相対位置に深く関係しており、複数のＡＰ間がアンバランスな状態となっていることが多い。実施例によれば、ノード１１１、１１２、１１４は、全て、アクセスポイントであるノード１０１によって提供され、別のネットワークのアクセスポイントであるノード１０２はノード１１５のみを提供する。実行管理２０３は、ネットワーク要素のうち適当なものに対する制御信号を提供する。そのような制御信号は、複数のＡＰのうち、アンテナパターンや、そして／または伝送電力や、サービスエリア（セル）に適合するのに適した形および大きさの制御信号である。そのような制御は、クライアントノードを非常に負荷の高いＡＰからより負荷の軽い隣接するＡＰにリンク間の品質を傷つけるすることなく移動させるのに利用される。例えば、ノード１０１は、そこへデータリンクを確立するために制御されるノード１１１とノード１０２とともに、データリンクＤ_{１０１−１１１}を完了させるよう制御される。上記データリンクは、ノード１０１と１１１との間のＲＦリンクＲＦ_{１０１−１１１}を終わらせるための複数のＡＰとそして／またはクライアントノードのアンテナパターンそして／または伝送電力の制御を通じて完了または確立され、ノード１０２と１１１との間の新たなＲＦリンク（示されていないＲＦ１０２−１１１）を生成する。加えて、またはそれに換えて、複数のデータリンクがＲＦリンクを再構成することなく完了し、そして／または確立する。

周波数帯域は、無線通信において特に枯渇しているリソースである。従って、好適な実施例における実行管理２０３は、リンクスペース情報を利用して障害を最小化する一方でこの限られたリソースの再利用を最適化するチャネル再利用スキームを決定し配置する。リンクスペース情報を利用することにより、チャネル再利用スキームは実行管理２０３によって自動的に抽出され更新される。

例えば、同一のネットワークの複数のノードが互いに直接には通信できない構成に起因して他のノードから見ることができない複数のノードなどの「隠れた」端末に関する問題は、無線技術においてよく知られている。具体的には、クライアントノード１１２と１１４は、同一のアクセスポイントノード１０１を通じて通信しているが、互いに直接は探知できないように分離されている。しかし、各ノードはノード１０１と通信する場合に同じチャネルを利用できる。これらのノードがＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルにより利用されている衝突回避キャリアーセンス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）のようなメディアアクセス技術を実装する場合は、各ノード１１２と１１４は衝突を検知することなく同じチャネル上で同時に伝送するだろう。しかし、ノード１０１はノード１１２とノード１１４の干渉信号を受け取る。しかし、リンクセントリックビューを提供する本発明のリンクスペース情報を利用することにより、好適な実施例の実行管理２０３は、ネットワーク要素を制御して隠れた端末の問題を回避または緩和する。例えば、実行管理２０３は、各ノード１１２と１１４とを異なるアクセスポイントノードに関連付けるような、複数のノードの再グルーピングに作用する。加えてまたはそれに換えて、実行管理２０３はチャネル割当を利用し、例えばノード１１２と１１４とを制御して直交チャネルを利用し、隠れたターミナルの問題を解決する。そのような直交チャネルは、周波数、時間、コード等が異なる。従って、本発明の実施例は、タイミング計画そして／または周波数計画を実現して、問題なく隠れたノードの通信を促進する。

好適な実施例における助言モジュール２０４は、リンクスペースデータ２０１からの情報に対応するネットワーク１００のオペレーションに関する助言情報を出力する。そのような助言モジュールは、そのネットワークの現在のオペレーションに関する助言情報を提供し、そして／またはユーザにパフォーマンスまたは他のメトリックスをどのように進めたらよいかを推薦する。従って、本発明の助言モジュール２０４は、ネットワーク条件のプレゼンテーション、ネットワーク最適化アドバイス、ユニット情報と誤り情報などを提供する動作を行う。好ましくは、本発明によって提供される助言情報は、データリンクの提供に利用されないＲＦリンクと同様のデータリンクや、効果的なラジエーション間隔や、リンクスペースにおけるユーザ位置に関する情報を含むリンクスペースの詳細を構成し、そして／またはそれから抽出され、強固で多次元のネットワークビューを提供する。

好適な実施例は上記誤り管理と実行管理の機能を提供するネットワークツールを活性化させ、ユーザからの重いネットワーク管理負荷を少なくする。しかし、様々なネットワーク管理問題に関するユーザの介入は、ネットワークパフォーマンスをさらに改善し、そして重大なネットワークの誤りを処理するために望まれる。従って、好適な実施例における助言モジュール２０４は、ユーザをよくチューニングされたネットワークに導くための情報を提供する。

本発明のリンクスペースの考え方は、好ましくはノードとネットワーク全体との間の関係を提供する。リンクスペースをグラフィカルに表すことにより、助言モジュール２０４はユーザにネットワークの完全なトポロジの姿を提供することができる（好ましくはノードの効果的なラジエーションプロクシミティを示す）。さらに、そのようなグラフィカルネットワークトポロジの表示は助言モジュール２０４に利用されて、現在確立されたデータリンク、データリンクのスループット、データリンク上の伝送に関するエラーレート、複数のノードからそして／または複数のノードに向けられたデータトラフィックの帯域量といった、ネットワークの現在の状態に関する情報を提供する。そのようなネットワークの現在の状態に関する情報は、ユーザがネットワークコンディションを容易にトラッキングすることを可能にする。好適な実施例がネットワークトポロジそして／またはネットワークコンディションのグラフィカルなリポートに関して記述されているが、本発明の実施例は、テキストベースまたはオーディオベースの助言リポートを含む情報を提供する追加的または代替的な手段を利用する。さらに、本発明による助言リポートの表示は、コンピュータディスプレイ上への情報表示や、ｅメール通知の送信や、携帯電話ネットワークを通じたメッセージの伝送や、アウトバウンドテレフォンコールの確立や、ファクシミリ伝送の提供などを含む任意の数のメディアを通じて行われる。

上述した比較的一般的なネットワーク情報を提供するのに加えて、またはこれに換えて、本発明の助言モジュールは、特定のネットワーク問題を解決し、そして／または特定の実行問題に対処するためのより特殊な助言情報を提供する。例えば、助言モジュール２０４は、リンクスペース情報を利用して、ＡＰの理想的な配置が実行されていないことを決定し、そして、その状態を治すための変更を示唆する。そのような１つのシナリオにおいて、助言モジュール２０４は、例えば、あるＡＰが、重複するＡＰの複数のノードを提供する十分なキャパシティを持っている１または複数のＡＰによって適度に提供される１つのエリアに配置されているなど、特定のＡＰが余分なＡＰであることを決定し、それによって、必要なＡＰを特定し、その除去を示唆する。そのようなアクションは障害とチャネル競合問題を消滅させることによってネットワークキャパシティを実際に増加させる。リンクスペース管理システム２００による、不必要なＡＰの電力を低下させるなどのチャネル再利用計画、そして／またはネットワーク要素の制御は障害とチャネル競合問題を緩和または消滅させる。従って、助言情報の提供に加えて、リンクスペース管理システム２００は、ネットワーク要素を制御する動作を行い、そして、特定された状況を自律的に治す。

同様に、助言モジュール２０４はユーザの分散を報告するためにリンクスペース情報を利用する。例えば、複数のノードのトポロジと効果的なラジエーションプロクシミティに関する情報と組み合わされたＡＰのローディングは、長期間のＡＰの位置と配置に関して示唆する上で利用される。

加えて、またはこれに換えて、助言モジュール２０４はリンクスペース情報を利用してあるＡＰが機能不全であることを決定する。例えば、助言モジュール２０４は、リンクスペースの現在のＲＦそして／またはデータリンク情報と、過去のＲＦそして／またはデータリンク情報とを比較して、あるＡＰが故障したことを決定し、そして機能不全となったＡＰを特定して、交換を示唆する。例えば、リンクスペース管理システム２００は、ノード１１５からデータを受け取っていないことに関する情報、そして／またはもはや存在していないＲＦリンクＲＦ_{１０２−１１５}そして／またはデータリンクＤ_{１０２−１１５}に関する情報を利用して、ノード１１５は故障であることを決定する。しかし、この情報単独ではノード１１５の幾分主観的な面を提供する。例えば、ＲＦリンクＲＦ_{１０２−１１５}は一時的に塞がれ、上記の全ての症状を起こす。本発明のリンクスペース情報はその状態のより完全な姿を提供する。例えば、履歴データベース中のＲＦリンクＲＦ_{１１１−１１５}とＲＦ_{１１４−１１５}は、
現在のリンクスペースの姿と比較され、ノード１１５が故障したことを決定する。反対に、もしＲＦリンクＲＦ_{１１１−１１５}とＲＦ_{１１４−１１５}が存在しているなら、リンクスペース管理
システム２００はノード１１５は動作しているが、別の誤りが存在すると決定する。ネットワークの状態の本質的でない姿の提供に加えて、本発明によるリンクスペース情報の分析は、強固さを欠くシステムではできない有用な視点を提供する。例えば、多くの状況において、情報を収集する能力は故障とともに消滅する。従って、ノードに関する直接の情報のみの利用は、推論に基づく決定しかもたらさない。例えば、更新された情報を欠いた状態で決定がなされる。しかし、本発明のリンクスペース情報は、たとえ間接的にせよ影響を受けているノードに関する収集された情報を利用する。例えばまだ動いているノードから問題となるノードに関するデータを受信し、ネットワーク要素の状態に関する結論に到達する。

同様に、助言モジュール２０４はリンクスペース情報を利用して強い障害の原因そして／または意図しないＲＦ関係者の存在を認識する。例えば、助言モジュールは、データエラーレートと別のリンク品質指標を分析し、劣ったリンク品質を持った特定のリンクを強い障害の原因と関連付け、従ってその位置（ＳＮＲからのプロクシミティの計算）、周波数、障害原因または意図しないＲＦ関係者のネットワークＩＤ（可能なら）を表示する。従って、本発明の実施例は、誤り管理２０２に関して前述したような障害を回避するために前もってとられたステップに加えて、ユーザが障害の原因を取り除いたり緩和したりすることができるように障害状況の通知を提供する。

助言モジュール２０４は、リンクスペース情報を利用してトラフィックを分析し、そしてキャパシティ報告を提供する。例えば、助言モジュール２０４は、ネットワーク全体に関してであれ、その特定の部分に関してであれ、例えば特定のネットワーク要素の能力または予め決められたパラメータ量を超えたトラフィックレベルや、閾値を超えてパフォーマンスが悪化したトラフィックレベルなどの管理できないトラフィックに関する警報を提供する。

本発明の好適な実施例は、連続的にまたは繰り返しリンクスペース情報を抽出しそして／または、ネットワークにおける変化を認識し、そして／または適応するためのネットワーク管理機能を提供する。例えば、ノードのうちのいくつかまたは全ては、ＰＤＡまたはノートブックコンピュータなどのモバイルプラットフォームから構成され、ローディング、障害、隠れた端末などに継続的に変化をもたらす。本発明の実施例は、動的なネットワーク管理システムを提供するために、ネットワークのオペレーションを通じた上記機能の複数の側面を実装する。

上記ネットワーク管理機能を提供するのに加えて、またはそれに換えて、本発明のリンクスペース情報は無線分散システム（WDS）とアドホックな無線ネットワーキングの実装に用いられる。ＷＤＳまたはアドホックな無線ネットワーキングに対して、ネットワーク中の全てのＲＦリンクは、ネットワークコネクションを提供する候補である。最適なネットワークルーティング計画を提供するために、リンクスペースからの情報が行程コストの計算、そして特定のデータリンクの確立に利用するための特定のＲＦリンクの決定、そして利用されるネットワークルーティングの決定に好適に利用される。

同様に、本発明のリンクスペースデータはロケーションベーストサービスプラットフォームの提供に利用される。上述したように、リンクスペース情報は、ネットワークノードから収集された信号強度、アンテナパターン、伝送電力などに関する情報からの、ネットワークのノードに関するプロクシミティと方向の情報を提供する。このリンクスペース情報を用いることにより、１つのノードの別のノードに対する相対位置がかなり正確に推定される。この情報は、将来強固な任意のロケーションベーストサービスを提供するのに利用される。

本発明は特定のネットワークへの適用に限定されるものではない。従って、本発明の実施例は携帯電話ネットワーク、無線コンピュータネットワーク、ページャーネットワーク、または無線リンクを実行する任意の別のネットワークに関して配置される。

本発明とその有利な点が詳細に述べられてきたが、添付されるクレームによって定義されるように、本発明の思想と範囲を逸脱することなく様々な変更、代替、交替がここでなされる。さらに、本発明の適用範囲は明細書中に述べられた特定の処理、機械、製品、構成、手段そしてステップの具体例に限定されるものではない。その技術分野における通常の技術の１つが本発明の開示によって向上されることによって、ここで述べられた対応する実施例と同様の機能を発揮し実質的に同一の結果をもたらす現在存在し後に進歩する処理、製品、構成、手段、方法またはステップが本発明に従って利用される。従って、添付されたクレームはそれらの範囲内においてそのような処理、機械、製品、構成、手段、方法またはステップを含む。

本発明の実施例に従って、データが収集され、管理がなされる、代表無線ネットワーク構成（またはその一部）を示す。 リンクスペース管理システムの実施例の１つが配置された図１の無線ネットワ−ク（またはその一部）を示す。 リンクスペース管理システムの別の実施例が配置された図１の無線ネットワ−ク（またはその一部）を示す。 本発明の実施例に従って利用可能なプロセッサベーストシステムを示す。

Claims (91)

1. ネットワークにおける無線リンクに関するリンクスペースデータを提供する方法であって、
   ネットワークの全ての無線ノードに関する無線リンク属性を収集し、
   ネットワークのノード間の無線リンクを決定し、
   少なくとも前記収集された無線リンク属性と前記決定された無線リンクの一部を用いて前記無線ノードの効果的なラジエーションプロクシミティを決定する
   ことを特徴とするリンクスペースデータを提供する方法。
2. 前記収集された無線リンク属性は信号強度である請求項１に記載の方法。
3. 前記収集された無線リンク属性はデータエラーレートである請求項１に記載の方法。
4. 前記収集された無線リンク属性は伝送電力である請求項１に記載の方法。
5. 前記収集された無線リンク属性はアンテナパターンである請求項１に記載の方法。
6. 前記収集された無線リンク属性はチャネル使用量である請求項１に記載の方法。
7. 前記収集された無線リンク属性はデータレートである請求項１に記載の方法。
8. 前記収集された無線リンク属性はコネクション状態である請求項１に記載の方法。
9. 前記収集された無線リンク属性はダイバーシティ属性である請求項１に記載の方法。
10. 前記決定された無線リンクはネットワークのノード間の全てのデータリンクと、データリンクが確立されていない少なくとも１つのＲＦリンクから構成される請求項１に記載の方法。
11. 前記効果的なラジエーションプロクシミティは前記無線リンクの伝達事象の機能である請求項に記載の方法。
12. 請求項１に記載の方法において、さらに、
    前記無線リンク属性の収集を行い、無線リンクを決定し、そして効果的なラジエーションプロクシミティを決定するために多数の前記ノードと通信する集中システムを配置することを特徴とする方法。
13. 請求項１２に記載の方法において、さらに、
    前記多数のノードに関するエージェントを配置し、前記エージェントは前記集中システムと通信することを特徴とする方法。
14. 前記エージェントが少なくとも前記無線リンク属性の一部を収集するために動作する請求項１３に記載の方法。
15. 前記エージェントがさらに前記集中システムの制御の下に前記ネットワークの動作属性に適合する動作を行う請求項１４に記載の方法。
16. 請求項１に記載の方法において、さらに、
    前記無線リンク属性の収集を行い、無線リンクを決定し、効果的なラジエーションプロクシミティを決定するために多数の前記ノードにおいて分散アーキテクチャシステムを配置することを特徴とする方法。
17. 請求項１６に記載の方法において、さらに、
    前記リンクスペースデータの提供において前記分散アーキテクチャシステムの部分間で協同するために前記多数のノード間でデータ通信を行うことを特徴とする方法。
18. 請求項１に記載の方法において、さらに、
    前記ネットワークの自動化された管理の提供において前記リンクスペースデータを利用することを特徴とする方法。
19. 前記ネットワークの自動化された管理は、伝送電力、アンテナパターン、チャネル使用量、コネクション状態から構成されるグループから選択された、ネットワークの無線ノードに関する少なくとも１つの無線リンク属性を制御する請求項１８に記載の方法。
20. 前記ネットワークの自動化された管理は、前記ネットワークの全ノードに関する前記リンクスペースデータを用いた周波数計画を提供する請求項１８に記載の方法。
21. 前記ネットワークの自動化された管理は、少なくとも１つのネットワーク要素に関する負荷分散、ネットワークによるノードの範囲の最大化、前記ネットワークのノードを備えない領域範囲の最小化、意図しないＲＦ関係者の検出、隠れた端末障害の発生の削減の提供から構成されるグル−プからの動作属性を提供するためにネットワーク属性を制御する請求項１８に記載の方法。
22. 請求項１に記載の方法において、さらに、
    前記ネットワークの構成に関する助言を出力するために前記リンクスペースデータを用いることを特徴とする方法。
23. 請求項１に記載の方法において、さらに、
    無線分散システムを設計するために前記リンクスペースデータを用いることを特徴とする方法。
24. 請求項１に記載の方法において、さらに、
    ロケーションベーストサービスプラットフォームにおいて前記リンクスペースデータを用いることを特徴とする方法。
25. 前記決定された前記無線ノードの効果的なラジエーションプロクシミティの決定がユーザのリンクスペースロケーション情報の提供に用いられ、前記ユーザリンクスペースロケーション情報は方角と距離情報から構成される請求項１に記載の方法。
26. ネットワーク中の無線リンクに関するリンクスペースデータを提供するシステムであって、
    前記ネットワークのノードと通信し、そこから無線リンク属性を収集する収集手段と、
    前記収集された無線リンク属性を受信し、そこからネットワークのノード間の無線リンクを特定するプロセッサベーストシステムとを備え、
    前記プロセッサベーストシステムは、少なくとも前記収集された無線リンク属性の一部を用いて前記無線ノードの効果的なラジエーションプロクシミティを決定することを特徴とするリンクスペースデータを提供するシステム。
27. 前記収集された無線リンク属性は、信号強度、データエラーレート、伝送電力、アンテナパターン、チャネル使用量情報、データレート、コネクション状態、リンクダイバーシティ属性から構成されるグループから選択される少なくとも１つの属性から構成される請求項２６に記載のシステム。
28. 前記特定された無線リンクはネットワークのノード間の全データリンクと、対応するデータリンクが確立されていない少なくとも１つのＲＦリンクとから構成される請求項２６に記載のシステム。
29. 前記特定された無線リンクはネットワークのノードと外部のＲＦデバイスとの間のＲＦリンクから構成される請求項２８に記載のシステム。
30. 前記効果的なラジエーションプロクシミティは前記無線リンクの伝達事象の機能である請求項２６に記載のシステム。
31. 前記プロセッサベーストシステムは多数の前記ノードと通信する集中システムから構成される請求項２６に記載のシステム。
32. 前記多数のノードに配置された多数のエージェントを備え、前記エージェントは前記集中システムと通信する請求項３１に記載のシステム。
33. 前記データ収集手段は前記エージェントから構成される請求項３２に記載のシステム。
34. 前記エージェントは前記多数のノード上で動作可能なソフトウェアエージェントから構成される請求項３２に記載のシステム。
35. 前記プロセッサベーストシステムは分散アーキテクチャに配置された多数のプロセッサベーストシステムである請求項２６に記載のシステム。
36. 前記多数のプロセッサベーストシステムは多数の前記ノードから構成される請求項３５に記載のシステム。
37. 無線リンクを含むネットワーク管理を提供するシステムであって、
    リンクスペースデータエンジンと、
    ネットワーク管理システムとを備え、
    前記リンクスペースデータエンジンは、前記ネットワークの多数のノードから無線リンク属性を収集し、ネットワークの無線リンクを含むリンクスペース情報とそれの物理的な側面に関する情報を提供し、
    前記ネットワーク管理システムは、前記リンクスペース情報の機能として前記ネットワークの自動化された動作管理を提供することを特徴とするシステム。
38. 前記リンクスペース情報の無線リンクは関連するデータリンクを持っていないＲＦリンクを含む請求項３７に記載のシステム。
39. 前記リンクスペース情報は前記無線リンクの各データリンクのリンク品質に関する情報を含む請求項３７に記載のシステム。
40. 前記ネットワークの自動化された管理は誤り管理から構成される請求項３７に記載のシステム。
41. 前記誤り管理は前記ネットワークの無線サービスエリア内におけるノードの範囲の最大化を行う請求項４０に記載のシステム。
42. 前記ノードの範囲の最大化は、前記サービスエリア内のノードによるアンテナパターンのスキャニングとチャネルスキャニングを用いた前記サービスエリア外のノードの検出と、それに応じた前記サービスエリアの拡大化を行う請求項４１に記載のシステム。
43. 前記誤り管理は前記ネットワークのノードを持たない領域範囲を最小化する請求項４０に記載のシステム。
44. 前記ノードを持たない領域範囲の最小化はアンテナパターンを制御する請求項４３に記載のシステム。
45. 前記ノードを持たない領域範囲の最小化は伝送電力水準を制御する請求項４３に記載のシステム。
46. 前記誤り管理は意図しないＲＦ関係者を検出する請求項４０に記載のシステム。
47. 前記意図しないＲＦ関係者の検出はアンテナパターンのスキャニングとチャネルのスキャニングを行う請求項４６に記載のシステム。
48. 前記誤り管理は前記意図しないＲＦ関係者に関する障害回避を実行する請求項４６に記載のシステム。
49. 前記障害回避はチャネル割り当てを変更して前記意図しないＲＦ関係者に関する障害を回避する請求項４８に記載のシステム。
50. 前記ネットワークの自動化された動作管理は実行管理を行う請求項３７に記載のシステム。
51. 前記実行管理は前記ネットワークのアクセスポイントノード間のクライアントノードの負荷分散を行う請求項５０に記載のシステム。
52. 前記負荷分散は少なくとも１つの前記ネットワークの前記クライアントノードと前記アクセスポイントノードの伝送電力の制御を行う請求項５１に記載のシステム。
53. 前記負荷分散は異なるアクセスポイントノードによってクライアントノードにもたらされるラジエーションパターンを制御する請求項５１に記載のシステム。
54. 前記負荷分散は少なくとも１つのクライアントノードに、データリンクを最初のアクセスポイントノードから２番目のアクセスポイントノードに変更させるための通信属性を制御する請求項５１に記載のシステム。
55. 前記実行管理は周波数再利用計画を行う請求項５０に記載のシステム。
56. 前記周波数再利用計画は前記ネットワークの全ノードに関する前記リンクスペース情報の機能である請求項５５に記載のシステム。
57. 前記動作管理は隠れたノードの検出に反応して特定のクライアントノードをグルーピングする請求項５０に記載のシステム。
58. 前記動作管理は隠れたノードの検出に反応して伝送タイミング計画を確立する請求項５０に記載のシステム。
59. 前記特定のクライアントノードのグルーピングはリンク品質の機能としてクライアントノードをグルーピングする請求項５７に記載のシステム。
60. 前記ネットワーク管理システムは、さらにユーザに助言を出力する請求項３７に記載のシステム。
61. 前記助言の出力はディスプレイモニターによって提供される請求項６０に記載のシステム。
62. 前記助言の出力は電子メール伝送によって提供される請求項６０に記載のシステム。
63. 前記助言の出力は音声出力によって提供される請求項６０に記載のシステム。
64. 前記助言の出力はネットワーク誤り通知によって提供される請求項６０に記載のシステム。
65. 前記助言の出力は構成の提案である請求項６０に記載のシステム。
66. 無線リンクを含むネットワークを管理する方法であって、
    多数の前記ネットワークの無線リンク属性を収集し、
    前記収集された無線リンク属性を用いて、そのネットワークの無線リンクを含むリンクスペース情報と、その物理的側面に関する情報を提供し、
    前記ネットワークを前記リンクスペース情報の機能として管理することを特徴とする方法。
67. 前記リンクスペース情報の前記無線リンクは関連するデータリンクを持たないＲＦリンクを含む請求項６６に記載の方法。
68. 前記リンクスペース情報は前記無線リンクの各データリンクの品質に関する情報を含む請求項６６に記載の方法。
69. 前記ネットワークの前記管理は自動化された誤り管理を行う請求項６６に記載の方法。
70. 前記誤り管理は前記ネットワークの無線サービスエリア内におけるノードの範囲を最大化する請求項６９に記載の方法。
71. 前記ノードの範囲の最大化は、
    前記サービスエリア内のノードによりアンテナパターンとチャネルをスキャニングして前記サービスエリア外のノードを検出し、
    前記スキャニングによる前記サービスエリア外の前記ノードの検出に反応して前記サービスエリアを拡大する請求項７０に記載の方法。
72. 前記誤り管理は前記ネットワークのノードがない領域範囲を最小化する請求項６９に記載の方法。
73. 前記ネットワークのノードがない領域範囲の最小化はアンテナパターンを制御する請求項７２に記載の方法。
74. 前記ネットワークのノードがない領域範囲の最小化は伝送電力水準を制御する請求項７２に記載の方法。
75. 前記誤り管理は意図しないＲＦ関係者を検出する請求項６９に記載の方法。
76. 前記意図しないＲＦ関係者の検出はアンテナパターンのスキャニングとチャネルのスキャニングを行う請求項７５に記載の方法。
77. 前記誤り管理は前記意図しないＲＦ関係者に関する障害回避を実行する請求項７５に記載の方法。
78. 前記障害回避は前記意図しないＲＦ関係者に関する障害を回避するためにチャネル割り当てを変更する請求項７７に記載の方法。
79. 前記管理は自動化された実行管理を行う請求項６６に記載の方法。
80. 前記実行管理は前記ネットワークのアクセスポイントノード間のクライアントノードの負荷分散を行う請求項７９に記載の方法。
81. 前記負荷分散は前記ネットワークの少なくとも１つの前記クライアントノードと前記アクセスポイントノードの伝送電力を制御する請求項８０に記載の方法。
82. 前記負荷分散は異なるアクセスポイントノードによってクライアントノードにもたらされるラジエーションパターンを制御する請求項８０に記載の方法。
83. 前記負荷分散は少なくとも１つのクライアントノードに、データリンクを最初のアクセスポイントノードから２番目のアクセスポイントノードに変更させるための通信属性を制御する請求項８０に記載の方法。
84. 前記動作管理は周波数再利用計画を行う請求項７９に記載の方法。
85. 前記周波数再利用計画は前記ネットワークの全ノードに関する前記リンクスペース情報の機能である請求項８４に記載の方法。
86. 前記動作管理は隠れたノードの検出に反応して特定のクライアントノードをグルーピングする請求項７９に記載の方法。
87. 前記特定のクライアントノードのグルーピングはクライアントノードをリンク品質の機能としてグルーピングする請求項８６に記載の方法。
88. 前記実行管理は隠れたノードの検出に反応して伝送タイミング計画を確立する請求項７９に記載の方法。
89. 前記ネットワークの前記管理はユーザに助言を出力する請求項６６に記載の方法。
90. 前記助言の出力はネットワーク誤り通知を行う請求項８９に記載の方法。
91. 前記助言の出力は構成の提案である請求項８９に記載の方法。

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