JP2017532810A - ワイヤレス通信方法および装置 - Google Patents

Abstract

一実施形態では、ワイヤレスネットワークのアクセスポイントにおけるワイヤレス通信方法が開示される。アクセスポイントは、複数のチャネルのうちの１つで通信するように動作可能な少なくとも１つのワイヤレスインターフェースを備える。この方法は、複数のチャネルの各々をモニタすることと、ここにおいて、複数のチャネルからモニタされるチャネルをモニタすることは、ワイヤレスインターフェースをモニタされるチャネルに切り替えることと、各々がモニタされるチャネル上の第２のアクセスポイントによって送信され、それぞれの第２のアクセスポイントによって計算されたアグリゲートトラフィックレベルを示す複数の表示を受信することと、モニタされるチャネルに関して受信された最も高いアグリゲートトラフィックレベルの表示を記憶することとを備える、複数のチャネルに関して記憶された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを比較することと、通信チャネルとして、複数のチャネルから、最小の記憶された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを有するチャネルを選択することと、通信チャネルを介して通信することとを備える。

Description

本明細書に記載する実施形態は、一般にはワイヤレス通信方法および装置に関し、より具体的には、ワイヤレスネットワーク内のアクセスポイントによるチャネル割当てを促進することに関する。

ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮまたはＷｉ−Ｆｉ）は、スマートフォンおよびモバイルコンピューティングデバイスによって使用されている。そのようなデバイスの高まりつつある人気および急増により、ワイヤレスローカルエリアネットワークはますます輻輳状態になっている。将来のＷｉ−Ｆｉ配備は高密度となり、重いトラフィック負荷および重複基本サービスセット（ＯＢＳＳ）を特徴とすることが予想される。隣接するアクセスポイント（ＡＰ）間の近接度は引き続き縮小することが予想される。そのような発展は、セル間干渉またはＡＰ間干渉の相当な増大につながる可能性があり、このことは、システム性能を許容できないレベルに低下させる可能性がある。

重い負荷およびＯＢＳＳの問題に対処するため、チャネル割当てが重要な技術となり、チャネル割当てでは、干渉を回避または緩和するために、利用可能なチャネルが割当てられる。ネットワーク展開に応じて、２つの考えられるシナリオ、すなわち、集中制御と非協調／非計画展開がある。前者は、ＡＰ間の協調を想定している。しかしながら、ＡＰの大多数は実際には、各ＡＰが独立して稼働し、異なる管理エンティティに属する後者の方式の下で動作する。

以下では、実施形態について図面を参照して説明することにする。

一実施形態に従うワイヤレスネットワークを示す図。 一実施形態に従うアクセスポイントを示す図。 一実施形態に従うワイヤレスネットワーク環境を示す図。 一実施形態に従うワイヤレス通信の方法を示す図。 一実施形態に従う、アクセスポイントによって送信されるビーコンフレームに含まれる情報を示す図。 一実施形態に従う、ビーコンフレームからのアグリゲートトラフィック情報を使用して通信チャネルを選択することを含む通信の方法を示す図。 一実施形態に従う、ビーコンフレームからのアグリゲートトラフィック情報を使用して通信チャネルを選択することを含む通信の方法を示す図。 一実施形態に従うワイヤレス通信の方法を示す図。 ＡＰが動作しているチャネルの状態を追跡するために通常動作中に使用される値をリセットする一実施形態におけるプロセスを示す図。 一実施形態に従うビーコンフレームを送信する方法を示す図。 一実施形態に従うアクセスポイントの開始手順の期間におけるチャネル選択方法を示す図。 一実施形態に従うチャネルトラフィック情報を更新する方法を示す図。 一実施形態における通信チャネルを切り替える方法を示す図。 一実施形態に従う、ネットワーク環境およびアクセスポイントによって収集される情報の一例を示す図。 一実施形態に従う、ネットワーク環境およびアクセスポイントによって収集される情報の一例を示す図。 一実施形態に従う、ネットワーク環境およびアクセスポイントによって収集される情報の一例を示す図。

一実施形態では、ワイヤレスネットワークのアクセスポイントにおけるワイヤレス通信方法が開示される。アクセスポイントは、複数のチャネルのうちの１つで通信するように動作可能な少なくとも１つのワイヤレスインターフェースを備える。この方法は、複数のチャネルの各々をモニタすることと、ここにおいて、複数のチャネルからモニタされるチャネルをモニタすることは、ワイヤレスインターフェースをモニタされるチャネルに切り替えることと、各々がモニタされるチャネル上の第２のアクセスポイントによって送信され、それぞれの第２のアクセスポイントによって計算されたアグリゲート(aggregate)トラフィックレベルを示す複数の表示を受信することと、モニタされる(monitored)チャネルに関して受信された最も高いアグリゲートトラフィックレベルの表示を記憶することとを備える、複数のチャネルに関して記憶された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを比較することと、通信チャネルとして、複数のチャネルから、最小の、記憶された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを有するチャネルを選択することと、通信チャネルを介して通信することとを備える。

一実施形態では、複数の表示を受信することは、複数のビーコンフレームを受信し、ビーコンフレームの各々からアグリゲートトラフィックレベルの表示を抽出することを備える。

一実施形態では、ワイヤレスネットワークのアクセスポイントにおけるワイヤレス通信方法が開示される。この方法は、ワイヤレスネットワークの通信チャネルを介して他のアクセスポイントから表示を受信することと、受信される表示はそれぞれ、それぞれの他のアクセスポイントの通信チャネル上のトラフィックレベルを示す、受信された表示からアグリゲートトラフィックレベルを計算することと、通信チャネル上のアグリゲートトラフィックレベルの表示を送信することとを備える。

一実施形態では、通信チャネル上のアグリゲートトラフィックレベルの表示を送信することは、通信チャネル上でビーコンフレームを送信することを備え、ビーコンフレームはアグリゲートトラフィックレベルの表示を備える。

一実施形態では、ビーコンフレームは、アクセスポイントの通信チャネル上のトラフィックレベルの表示をさらに備える。

一実施形態では、受信された表示からアグリゲートトラフィックレベルを計算することは、他のアクセスポイントの各々におけるトラフィックレベルの合計を計算することを備える。

一実施形態では、ワイヤレスネットワークのためのアクセスポイントが開示される。アクセスポイントは、通信チャネル上で他のアクセスポイントから表示を受信するように構成されたワイヤレスネットワークインターフェースと、受信された表示はそれぞれ、それぞれの他のアクセスポイントの通信チャネル上のトラフィックレベルを示す、受信された表示からアグリゲートトラフィックレベルを計算するように構成された計算モジュールとを備える。ワイヤレスネットワークインターフェースは、通信チャネル上のアグリゲートトラフィックレベルの表示を送信するようにさらに構成される。

一実施形態では、ワイヤレスネットワークインターフェースは、通信チャネル上でビーコンフレームを送信するように構成され、そのビーコンフレームはアグリゲートトラフィックレベルの表示を備える。

一実施形態では、ビーコンフレームは、アクセスポイントの通信チャネル上のトラフィックレベルの表示をさらに備える。

一実施形態では、ワイヤレスネットワークインターフェースは、他のアクセスポイントによって送信されたビーコンフレームを受信するように構成され、アクセスポイントは、受信された表示をビーコンフレームから抽出するように構成されたモニタリングモジュールをさらに備える。

一実施形態では、ワイヤレスネットワークのためのアクセスポイントが開示される。アクセスポイントは、複数のチャネルのうちの１つで通信するように動作可能なワイヤレスインターフェースと、複数のチャネルからモニタされるチャネル上の信号を受信するためにワイヤレスネットワークインターフェースを制御するように構成されたチャネル選択モジュールと、モニタされるチャネルをモニタし、各々がモニタされるチャネル上で他のアクセスポイントによって送信され、それぞれの他のアクセスポイントによって計算されたアグリゲートトラフィックレベルを示す表示を抽出するように構成されたモニタリングモジュールと、複数のモニタされるチャネルの各々に関して受信された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを記憶するように構成されたメモリと、複数のモニタされるチャネルに関して記憶された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを比較するように構成された計算モジュールとを備え、ここにおいて、チャネル選択モジュールは、複数のチャネルから、最小の記憶された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを有するチャネルを通信チャネルとして選択するように構成される。

一実施形態では、アクセスポイントは、通信チャネル上で通信するためにワイヤレスネットワークインターフェースを制御するように構成された通信モジュールをさらに備える。

一実施形態では、アクセスポイントは、第２のワイヤレスネットワークインターフェースと、通信チャネル上で通信するために第２のワイヤレスネットワークインターフェースを制御するように構成された通信モジュールとをさらに備える。

一実施形態では、モニタリングモジュールは、それぞれの他のアクセスポイントによって送信されたビーコンフレームからアグリゲートトラフィックレベルの表示を抽出するように構成される。

図１は、一実施形態によるワイヤレスネットワークを示している。このワイヤレスネットワークは、アクセスポイント（ＡＰ）１００と、５つのクライアント（ＳＴＡ）２１、２２、２３、２４、２５とを備える。クライアントは、ワイヤレスチャネルを介してアクセスポイント１００とワイヤレスで通信する。

図２は、アクセスポイント１００をさらに詳細に示している。アクセスポイント１００は、ワイヤレスネットワークインターフェース１１０と、チャネル選択モジュール１２０と、通信モジュール１３０と、モニタリングモジュール１４０と、計算モジュール１５０と、メモリ１６０とを備えている。ワイヤレスネットワークインターフェース１１０は、アンテナ１１５に結合されている。

ワイヤレスネットワークインターフェース１１０は、無線周波数スペクトルで定義された複数の無線周波数チャネルのうちの１つまたは複数でアンテナ１１５を使用して信号を送受信するように動作可能である。チャネル選択モジュール１２０は、それらの無線周波数チャネルのうちのどれをワイヤレスネットワークインターフェース１１０が使用するかを選択する。通信モジュール１３０は、たとえば図１に関連して上述したようにクライアントＳＴＡに、通信プロトコルに従って信号を送受信するように、ワイヤレスネットワークインターフェース１１０を制御する。モニタリングモジュール１４０は、ワイヤレスネットワークインターフェース１１０によって受信された信号をモニタし、ワイヤレスネットワークインターフェース１１０と同じチャネル上で動作する他のアクセスポイント（ＡＰｓ）によって送信されたビーコンフレームを検出する。計算モジュール１５０は、他のＡＰｓによって送信されたビーコンフレームからモニタリングモジュール１４０によって抽出されたデータに対して計算を実施する。メモリ１６０は、他のＡＰｓによって送信されたビーコンフレームから抽出されたデータを記憶する。

ＡＰ１００のモジュールによって実行される方法について、以下でより詳細に説明する。

図３は、一実施形態によるワイヤレスネットワーク環境を示している。このワイヤレスネットワーク環境は、第１のアクセスポイント（ＡＰ）１と、第２のＡＰ ２と、第３のＡＰ ３と、第４のＡＰ ４と、第５のＡＰ ５と、第６のＡＰ ６とを備えている。以下の説明では、ＡＰｓはすべて同じ周波数チャネル上で動作しており、各ＡＰは関連するワイヤレスクライアントのセットを有すると仮定する。図３に示す矢印は、ＡＰが別のＡＰによって送信されたビーコンフレームを受信することができることを示している。ＡＰが別のＡＰによって送信されたビーコンフレームを受信することができるとき、これは、他のＡＰによる送信が干渉を引き起こす可能性があるという表示である。図３に示すように、第１のＡＰ １は、第２のＡＰ ２、第３のＡＰ ３、第４のＡＰ ４、および第５のＡＰ ５によって送信されたビーコンフレームを受信することができる。第２のＡＰ ２は、第１のＡＰ １、第３のＡＰ ３、第５のＡＰ ５、および第６のＡＰ ６によって送信されたビーコンフレームを受信することができる。第３のＡＰ ３は、第１のＡＰ １および第２のＡＰ ２によって送信されたビーコンフレームを受信することができる。第４のＡＰ ４は、第１のＡＰ １および第５のＡＰ ５によって送信されたビーコンフレームを受信することができる。第５のＡＰは、第１のＡＰ １、第２のＡＰ ２、第４のＡＰ ４、および第６のＡＰ ６によって送信されたビーコンフレームを受信することができる。第６のＡＰ ６は、第２のＡＰ ２および第５のＡＰ ５によって送信されたビーコンフレームを受信することができる。

本発明の実施形態は、ＡＰｓがその近傍で動作している他のＡＰｓからの干渉を最小化または低減するチャネルを選択することを可能にする。これは、ＡＰｓによって送信されたビーコンフレームにトラフィック情報を含めることによって達成される。各ＡＰは、ビーコンフレームを介してそのトラフィック状態をブロードキャストする。トラフィック状態は、ＡＰがタイムウインドウにわたって処理しているトラフィックのレベルの関数となり得る。ＡＰは、同じチャネル上で動作している近傍の他のＡＰｓからのビーコンを受信すると、それらの他のＡＰｓのトラフィック状態情報を抽出し、抽出されたトラフィック状態情報をテーブルに記憶し、次いでこれらのビーコンフレームを破棄する。これらのトラフィック状態値に対してアグリゲート関数を計算することにより、ＡＰは、これらの隣接するセルからの潜在的な干渉を決定することができる。したがって、それ自体のトラフィック状態を通知することに加えて、ＡＰはまた、ビーコンフレームを介してこのアグリゲート値を通知する。

図４は、一実施形態によるワイヤレス通信の方法を示している。この方法は、図２に示すようにＡＰによって実行される。

ステップＳ４０２では、ＡＰ １００のワイヤレスネットワークインターフェース１１０は、同じチャネル上で動作している近傍の他のＡＰｓからビーコンフレームを受信し、以下でこのチャネルは動作チャネルと呼ばれる。図３に示す例では、第１のＡＰ １は、第２のＡＰ ２、第３のＡＰ ３、第４のＡＰ ４、および第５のＡＰ ５からビーコンフレームを受信する。ＡＰの近傍で動作しているＡＰｓから受信されたビーコンフレームは、それらのＡＰｓ上のトラフィックレベルの表示を含む。トラフィックレベルは、所与のタイムウインドウにわたって送受信されるパケット／バイトの数であってもよい。モニタリングモジュール１４０は、他のＡＰｓに由来するビーコンフレームを識別し、これらのＡＰ上のトラフィックレベルの表示をビーコンフレームから抽出する。

ステップＳ４０４では、ＡＰ １００の計算モジュール１５０は、動作チャネル上で受信されたビーコンフレームに含められた個々のトラフィックレベルからアグリゲートトラフィックレベルを計算する。アグリゲートトラフィックレベルは、近傍の他のＡＰｓの各々から受信されたトラフィックレベルを合計することによって計算されることができる。

アグリゲートトラフィックレベルは、隣接するＡＰｓの各々によって報告されたトラフィックレベルの合計となることができる。アグリゲートトラフィックレベルはまた、ＡＰ自体のトラフィックレベルを含むことができる。

ステップＳ４０６では、ＡＰ １００は、ステップＳ４０４で計算されたアグリゲートトラフィックレベルの表示を含むビーコンフレームを送信する。そのビーコンフレームはまた、ＡＰ １００上のトラフィックレベルの表示を含む。

図５は、一実施形態による、アクセスポイントによって送信されるビーコンフレームに含まれる情報を示している。ビーコンフレーム５００は、アクセスポイントＡＰ_iの識別子５０２と、アクセスポイントＡＰ_i上のトラフィックレベルｔ_iの表示５０４と、同じチャネル上で動作する他のＡＰｓに関して決定されたアグリゲートトラフィックレベルｔ_i＿ａｇｇの表示５０６とを含む。ビーコンフレームは、１００〜５００ｍｓの間隔でＡＰによって送信されることができる。

図６ａおよび６ｂは、一実施形態による、ビーコンフレームからのアグリゲートトラフィック情報を使用して通信チャネルを選択することを含む通信の方法を示している。

ステップＳ６１０では、モニタリングモジュール１４０は、各チャネルを順番にモニタする。図６ｂは、モニタされるチャネルをモニタするプロセスを示しており、それは各チャネルに関して順番に実行される。ステップＳ６１２では、チャネル選択モジュール１２０は、ワイヤレスネットワークインターフェース１１０をモニタされるチャネルに切り替えさせる。ステップＳ６１４では、モニタされるチャネル上で送信している近傍の他のＡＰｓからのビーコンフレームが受信される。モニタされるチャネル上で送信している近傍のＡＰｓの各々によって計算されたアグリゲートトラフィックレベルの表示が、受信されたビーコンフレームから抽出される。ステップＳ６１６では、抽出されたこれらから最も高いアグリゲートトラフィックレベルの表示が、ＡＰのメモリ１６０に記憶される。

チャネルのすべてがモニタされると、各チャネルに関する最も高いアグリゲートトラフィックレベルの表示が、ＡＰのメモリ１６０に記憶される。この方法は次いで、ステップＳ６２０に進む。ステップＳ６２０では、最も高いアグリゲートトラフィックレベルに関する最低値を有するチャネルが通信チャネルとして選択される。

ステップＳ６３０では、チャネル選択モジュール１２０は、ワイヤレスネットワークインターフェース１１０をこの通信チャネルに切り替える。

ステップＳ６４０では、ＡＰは、この通信チャネルを使用してそのクライアントと通信する。

図７は、一実施形態によるワイヤレス通信方法を示している。ステップＳ７０２では、選択された通信チャネル上で通信するＡＰによって、プロトコル処理が行われる。これは、ＡＰ １００の通信モジュール１３０によって実行される。信号は、ＡＰのクライアントに送られ、またＡＰのクライアントから受信される。ステップＳ７０４では、別のＡＰによって送信されたビーコンフレームが受信される。モニタリングモジュール１４０は、ビーコンフレームを送信したＡＰの識別子と、そのＡＰのトラフィック状態およびそのＡＰによって計算されたアグリゲートトラフィックの表示を抽出する。

ステップＳ７０６では、ビーコンフレームの発信元であるＡＰに関するエントリが、メモリ１６０に記憶されたテーブルに存在するか否かが決定される。そのＡＰに関するエントリが存在する場合、この方法はステップＳ７０８に進み、ここにおいて、テーブル内のトラフィック状態エントリが、ビーコンから読み取られた新しい値で更新される。ＡＰに関するエントリが存在しない場合、方法はステップＳ７１０に進み、ここにおいて、ＡＰに関して新しいエントリが作成され、トラフィック状態情報がその新しいエントリに関して記録される。

ステップＳ７０８およびＳ７１０に続いて、方法はステップＳ７１２に進む。ステップＳ７１２では、ビーコンから読み取られたアグリゲート値のトラフィックレベル値ｔ_aggが、ＡＰのメモリ１６０に記憶された値ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowと比較される。値ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowは、固定されたタイムウインドウにわたって維持される統計量である。これは各ウインドウの始まりで０に設定される。

ＡＰがその動作チャネルを既に選択しており、クライアントにサービスを提供している通常の動作過程の期間に、ＡＰは、それ自体と同じチャネル上で動作する隣接ＡＰｓからビーコンを受信することができる。次いで、これらのＡＰｓによって報告されたｔ_aggをｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowと比較する。より高い場合、ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowにこのｔ_aggの値を割り当てることによって、ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowを更新する。この付加的なウインドウに基づく測定は主に、短時間スケールでリアルタイムに動作チャネルの状態を追跡するためのものである。

ビーコンから読み取られたｔ_aggの値が値ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowよりも大きくない場合、方法は、プロトコル処理が行われるステップＳ７０２に戻る。ビーコンから読み取られたｔ_aggの値が値ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowよりも大きい場合、方法はステップＳ７１４に進む。ステップＳ７１４では、ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowの値が、ビーコンから読み取られたｔ_aggの値で更新される。ステップＳ７１４に続いて、方法は、プロトコル処理が行われるステップＳ７０２に戻る。

値ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowは、ＡＰが動作しているチャネルの状態を追跡するために通常動作の期間に使用される。

図８は、ＡＰが動作しているチャネルの状態を追跡するために通常動作中に使用される値ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowをリセットする一実施形態におけるプロセスを示している。

ステップＳ８０２では、プロトコル処理が行われる。ステップＳ８０４では、ＡＰは、周期タイマーが開始されているかどうかを決定する。周期タイマーは、ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowの値が記憶されるウインドウの長さを設定する。周期タイマーが開始されていない場合、方法は、プロトコル処理が行われるステップＳ８０２に戻る。周期タイマーが開始している場合、方法はステップＳ８０６に進む。ステップＳ８０６では、ｍａｘＴｒａｆｆｉｃ_RecentWindowの値がリセットされ、方法はステップＳ８０２に戻る。

図９は、一実施形態によるビーコンフレームを送信する方法を示している。ステップＳ９０２では、プロトコル処理が行われる。ステップＳ９０４では、ビーコンタイマーが満了しているかどうかが決定される。ビーコンタイマーは、ＡＰによって送信されるビーコン間の間隔を設定する。一実施形態では、ビーコンタイマーは、ビーコン間の間隔を１００ｍｓ〜５００ｍｓの範囲内のある時間に設定する。ビーコンタイマーが満了していない場合、方法はステップＳ９０２に戻る。

ビーコンタイマーが満了している場合、方法はステップＳ９０４に進む。ステップＳ９０４では、計算モジュール１５０は、最近のタイムウインドウにわたってＡＰに関してトラフィック状態ｔ_iを計算する。計算モジュールはまた、メモリ１６０に記憶されたテーブルを使用して、すべての隣接ＡＰｓのアグリゲートトラフィック状態ｔ_aggを計算する。トラフィック状態ｔ_iおよびすべての隣接ＡＰｓのアグリゲートトラフィック状態ｔ_aggの計算値が、図５に示すようにＡＰの識別子とともにビーコンに挿入される。次いでビーコンが送信される。ステップＳ９０４に続いて、方法はステップＳ９０２に戻る。

図１０は、一実施形態に従うアクセスポイントの開始手順の期間におけるチャネル選択方法を示している。

ステップＳ１００２では、ＡＰがスイッチオンされる。ＡＰの電源がオンになると、それは、ステップＳ１００４において第１の非重複チャネルに同調する。ＡＰは一定の時間期間にわたってこのチャネル上に滞留(dwell on)し、このチャネルに関する情報を収集し、ドウェル(dwell)タイマーが満了したときに次に移動する。ステップＳ１００６では、ＡＰは、モニタされるべきチャネルに切り替え、ドゥウエルタイマーを始動し、モニタされるチャネルのｍａｘ＿ｔ_aggの値をゼロに設定する。

ステップＳ１００８では、ＡＰは、モニタされるチャネル上の近傍の状態を捕捉するために、ビーコンフレームをリッスンする。ＡＰは、モニタされるチャネル上のいずれかのＡＰからビーコンが受信されたかどうかを決定する。ビーコンがモニタされるチャネル上で受信された場合、方法はステップＳ１０１０に進む。ステップＳ１０１０では、トラフィック状態およびビーコンからのアグリゲートトラフィック値ｔ_aggがＡＰのメモリに記録される。ステップＳ１０１２では、ビーコンからのアグリゲートトラフィック値ｔ_aggが、モニタされるチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値と比較される。ビーコンからのアグリゲートトラフィック値が、モニタされるチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値よりも大きい場合、方法はステップＳ１０１４に進み、ここにおいて、モニタされるチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値が、ビーコンからのアグリゲートトラフィック値で更新される。方法は次いで、ステップＳ１０１６に進む。ビーコンからのアグリゲートトラフィック値が、モニタされるチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値よりも大きくない場合、方法は、モニタされるチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値を更新することなく、ステップＳ１０１６に進む。

ステップＳ１００８でビーコンが受信されない場合、方法はステップＳ１０１６に進む。ステップＳ１０１６では、ＡＰは、ドウェルタイマーが満了しているかどうかを決定する。ドウェルタイマーが満了していない場合、方法は、ＡＰがモニタされるチャネル上のビーコンを引き続きリッスンするステップＳ１０１８に進み、また方法は上述のようにステップＳ１００８に続く。

ステップＳ１０１６において、ドウェルタイマーが満了しているとＡＰが決定した場合、方法はステップＳ１０２０に進む。ＡＰは、特定のウインドウにわたって各々の非重複チャネルの統計量を保持する。ウインドウの長さは、チャネル上のドウェル時間に等しいかまたはそれ以上となることができる。ドウェル時間カウンタが満了すると、ＡＰは次のチャネルに移動し、上記のプロセスを繰り返す。このプロセスは、ＡＰがすべての非重複チャネルのスキャンを完了するまで続く。

ステップＳ１０２０では、ＡＰは、すべてのチャネルがモニタされているかどうかを決定する。モニタすべきチャネルが依然として残存する場合、方法はステップＳ１０２２に進む。ステップＳ１０２２では、次のチャネルがモニタされるチャネルとして選択され、方法はステップＳ１００６に戻り、ここにおいて、新たなモニタされるチャネルのモニタが開始される。ステップＳ１０２０において、すべてのチャネルがモニタされていると決定された場合、方法はステップＳ１０２４に進む。

ステップＳ１０２４では、チャネルの各々に対する最大アグリゲートトラフィック値が比較される。最小の、最大アグリゲートトラフィック値を有するチャネルが、ＡＰの通信チャネルとして選択される。ＡＰは次にその通信チャネルに切り替え、通常動作が開始される。ステップＳ１０２６では、その通信チャネルが通信に使用されて、プロトコル処理が行われる。

実施形態は、密なＯＢＳＳ環境での使用を想定したものである。したがって、各チャネル上でトラフィックを見つける高い可能性があり、そのため、モニタされているチャネル上にＡＰが滞留する時間期間がいかに短くとも、それは、何らかの活動を記録し、そのため、モニタされているチャネル上の潜在的な近傍に関する何らかの統計量を収集することが可能となる。

ＡＰが単一の無線カードまたはワイヤレスネットワークインターフェースを有すると仮定すると、周期的にまたはアイドル状態となるたびに、これらに関する潜在的な干渉情報を最新の状態に保つために、他のチャネルを一時的にリッスンすることになる。このプロセスについて、図１１を参照して以下に説明する。

図１１は、一実施形態によるチャネルトラフィック情報を更新する方法を示している。

ステップＳ１１０２では、ＡＰは、ＡＰがアイドル状態であると決定し、チャネルトラフィック情報更新プロセスを開始する。ステップＳ１１０４において、ＡＰは、モニタされるチャネル上の情報を更新するために、モニタされるべきチャネルに切り替える。ステップＳ１１０６では、ＡＰは、モニタされるべきチャネルに切り替え、ドウェルタイマーを始動し、モニタされるチャネルのｍａｘ＿ｔ_aggの値をゼロに設定する。

方法は次いでステップＳ１１０８に進み、ここにおいて、ＡＰはモニタされるチャネル上でビーコンをリッスンする。ビーコンがモニタされるチャネル上で受信されたとき、方法はステップＳ１１１０に進む。ビーコンが受信されないとき、方法はステップＳ１１１６に進む。

ステップＳ１１１０では、トラフィック状態およびビーコンからのアグリゲートトラフィック値ｔ_aggがＡＰのメモリに記録される。ステップＳ１１１２では、ビーコンからのアグリゲートトラフィック値ｔ_aggが、モニタされたチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値と比較される。ビーコンからのアグリゲートトラフィック値が、モニタされたチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値よりも大きい場合、方法はステップＳ１１１４に進み、ここにおいて、モニタされたチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値が、ビーコンからのアグリゲートトラフィック値で更新される。方法は次いで、ステップＳ１１１６に進む。ビーコンからのアグリゲートトラフィック値が、モニタされたチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値よりも大きくない場合、方法は、モニタされたチャネルに関して観測され記憶された最大アグリゲートトラフィック値を更新することなく、ステップＳ１１１６に進む。

ステップＳ１１１６では、ＡＰは、ドウェルタイマーが満了しているか否かを決定する。ドウェルタイマーが満了していない場合、方法はステップＳ１１１８に進み、ＡＰはモニタされるチャネル上でビーコンを引き続きリッスンし、また方法はステップＳ１１０８に戻る。ドウェルタイマーが満了している場合、方法はステップＳ１１２０に進む。

ステップＳ１１２０では、ＡＰは動作チャネルにスイッチバックし、モニタされたチャネルに関して観測され記録された最大アグリゲートトラフィック値をメモリに記憶する。次に一時的なスキャンが実施されるときは、異なるチャネルがモニタされるチャネルとして選択される。方法は、プロトコル処理が行われるステップＳ１１２２に進む。

上述したように、新しい統計量が収集されると、以前に保持された記録が更新される。実施形態では、ＡＰは、より反応的な手法を採用し得、たとえば、より良い代替案が利用可能であるかどうかを確認するために、悪い性能を経験するときにのみモニタすることができる。

ＡＰは、異なる環境下でその動作中の通信チャネルを切替えることができる。たとえば、通信チャネルの切替えは、隣接するチャネルのスキャンが、動作チャネルと比較して有望な代替案の利用可能性があることを示すときに行われることができる。あるいは、チャネルの切替えは、それが経験している干渉のレベルが、動作チャネルが選択されたときのレベルと比較して上昇したときにトリガされることができるが、これは、再送信レートが上昇することによって検出されることができる。各ＡＰは、いずれかの所与の時点で、異なるチャネル上で最新の情報を動的にモニタおよび維持しているので、最良の性能を提供する見込みがあるものを選択することができる。

図１２は、一実施形態における通信チャネルを切り替える方法を示している。ステップＳ１２０２では、プロトコル処理が行われる。ステップＳ１２０４では、チャネル切替えがトリガされているかどうかが決定される。可能なチャネル切替えトリガについては、上記の段落で説明されている。ステップＳ１２０６では、ＡＰは、他のチャネル上で記録された最大アグリゲートトラフィック値を、現在の通信チャネルのものと比較する。最小の、最大アグリゲートトラフィック値を有するチャネルが、新しい通信チャネルとして選択され、ＡＰはこのチャネルに切替える。

各ノードは、分散した方式で独立に決定を行うので、集中型のコントローラは必要とされない。実施形態では、密な環境で動作しているとき、チャネルのすべてがビジーである可能性が高くなることができるが、ＡＰは最も抵抗の少ない経路を選択する手法を用いる。

図１３から１５は、一実施形態による、ネットワーク環境およびアクセスポイントによって収集される情報の一例を示す。

図１３は、ネットワーク環境内の１０のアクセスポイントを示す。第１のアクセスポイント１、第２のアクセスポイント２、第３のアクセスポイント３、第４のアクセスポイント４、第５のアクセスポイント５、および第６のアクセスポイント６は、第１のチャネルであるチャネルＸ上で動作する。図１３におけるアクセスポイント間の矢印は、アクセスポイントが互いからビーコンを受信することができることを示している。第７のアクセスポイント７、第８のアクセスポイント８、第９のアクセスポイント９、および第１０のアクセスポイント１０は、第２のチャネルであるチャネルＹ上で動作する。アクセスポイントの各々は、それ自体のトラフィック状態ｔ_iを通知し、さらにまた、動作中のチャネル上で観測するアグリゲートトラフィック状態を通知する。

図１４は、図１３に示すアクセスポイントの各々に記憶された情報を示している。情報は、図７に示す方法に従って収集されることができる。図１４に示すように、第１のＡＰ １は、第２のＡＰ ２、第３のＡＰ ３、および第４のＡＰ ４から送信されたビーコンを受信することができ、したがってこれらのＡＰｓ上のトラフィックレベルｔ₂、ｔ₃、ｔ₄の表示を記憶する。第２のＡＰは、第１のＡＰ １、第３のＡＰ ３、第４のＡＰ ４、第５のＡＰ ５、および第６のＡＰ ６の各々からビーコンを受信することができる。したがって、第２のＡＰ ２は、これらのＡＰのトラフィックレベルｔ₁、ｔ₃、ｔ₄、ｔ₅、ｔ₆の表示を記憶する。第１のチャネル上で動作する他のＡＰｓであるチャネルＸは、それらがビーコンを受信することができるＡＰ上のトラフィックレベルの表示を記憶する。

第７のＡＰ ７は、第８のＡＰ ８および第９のＡＰ ９ 上のトラフィックレベルの表示を記憶する。同様に、第２のチャネル上で動作する他のＡＰｓであるチャネルＹは、それらがビーコンを受信することができるＡＰｓ上のトラフィックレベルの表示を記憶する。図１４に示すように、他のＡＰｓ上のトラフィックレベルの表示は通常の動作中に収集されるため、トラフィックレベルの表示は、同じ通信チャネル上で動作するＡＰに関してのみ記憶される。

さらに、図１４に示すように、各ビーコンは、それが送信されたＡＰの表示ＡＰ_iと、そのＡＰ上のトラフィックレベルの表示ｔ_iと、そのＡＰによって計算された通信チャネル上のアグリゲートトラフィックレベルの表示ｔ_i＿ａｇｇとを含んでいる。

図１５は、たとえば図１１に示す方法を用いて、第７のＡＰ ７が第１のチャネルであるチャネルＸを一時的にモニタするときの例を示している。図１５に示すように、第７のＡＰ ７は、第１のチャネルを一時的にモニタしているとき、第２のＡＰ ２および第３のＡＰ ３から送信されたビーコンを受信することができる。

図１５に示すように、第２のＡＰ ２は、第１のＡＰ １、第３のＡＰ ３、第４のＡＰ ４、第５のＡＰ ５、第６のＡＰ ６上の個々のトラフィックレベルからアグリゲートトラフィックレベルを計算し、その計算されたアグリゲートトラフィックレベルとトラフィックレベルｔ₂の表示とを含んだビーコンを送信する。第３のＡＰ ３は、第１のＡＰ １および第２のＡＰ ２上の個々のトラフィックレベルからアグリゲートトラフィックレベルを計算し、その計算されたアグリゲートトラフィックレベルとトラフィックレベルｔ₃の表示とを含んだビーコンを送信する。

第７のＡＰ ７は、一時的なモニタの間にチャネルＸ上で受信されたビーコンからの状態情報を記憶する。この状態情報は、ＡＰの識別子と、これらのＡＰ上の個々のトラフィックレベルと、これらのＡＰの各々によって計算されたアグリゲートトラフィックレベルとを含む。図１５に示すように、第７のＡＰ ７は、第１のＡＰ １および第２のＡＰ ２からチャネルＸ上で受信されたビーコンから収集された情報を記憶する。第７のＡＰ ７はまた、通常動作の間、チャネルＹ（ＡＰ ７の通信チャネルである）上で収集された状態情報を記憶する。チャネルＹ上のビーコンから収集された情報は、ＡＰの識別子と、これらのＡＰ上の個々のトラフィックレベルとを含む。

上述の例が示すように、ＡＰ、この場合、第７のＡＰは、他のチャネル上で動作するＡＰによって送信されたビーコンに含められたアグリゲートトラフィックレベルから、代替の動作チャネルについての情報を迅速に決定することができる。

ＡＰによってヒアリングされるアグリゲートトラフィック状態を通知する利点は、これが情報収集時間を大幅に低減することができることにある。モニタリングに関するチャネルに切り替え、特定のＡＰｓからのビーコンをピックアップするいかなるＡＰも、それらのＡＰｓと同様のレベルの潜在的な干渉に見舞われる可能性がある。したがって、ＡＰは、その周囲にある考えられるすべてのＡＰから情報を受信すべく待機する必要はないが、単一のビーコンをリッスンすることによって、チャネルの状態の大まかなスナップショットを迅速に取得することができる。これはまた、ＡＰｓにおいて設定された周波数に応じてビーコンが平均で１００／５００ｍｓごとに送られるような短い時間フレームで、ＡＰがアグリゲート情報を迅速に収集することができることを意味する。この手法を用いると、ＡＰは隣接チャネルのピクチャを構築し、干渉を最小限にする可能性のあるチャネルを選択することができる。

一実施形態では、提案する手法の変形例が、各ネイバーによって報告されたアグリゲートを用いる代わりに、すべてのネイバーから受信されたトラフィック状態をアグリゲートすることを採用することができる。

加えて、ネイバー間の同期、すなわち、各ネイバーが同時に動作することを回避するために、ランダム化が導入されることができる。たとえば、各チャネルをシーケンシャルにモニタリングする代わりに、各ＡＰは、サイクルごとに少なくとも１回、利用可能なチャネルの各々をスキャンするように、チャネルをランダムに選択することができる。さらに、ランダム化はまた、チャネル切替えプロセス中に導入されることができる。たとえば、２つ以上のネイバーが同じチャネル上にあるシナリオでは、そのシナリオは、それらのネイバーが同時に作動しない場合に望ましくなる。つまり、２つのＡＰｓが、偶然同じとなる別のチャネルに最終的に行き着くように、同時にチャネルを切り替える。そのような同時の切替えを回避するために、ＡＰｓはチャネル切替えの選択に直面したときに、その決定をランダム化することができ、たとえば、分布（distribution）から乱数を選び、この乱数があるしきい値よりも小さい場合に処置の過程を決定することができる。

特定の実施形態が概略的に示されている。読み手には、各実施形態の詳細な実装が多数の方式で達成されることができることが理解されよう。たとえば、専用のハードウェア実装が設計および構築されることができる。他方で、プロセッサは、実施形態に関連して上述した管理ユニットを実装するために、記憶媒体（たとえば、磁気、光学またはソリッドステートメモリベースのデバイス）としてまたはコンピュータ受信可能な信号（たとえば、全プログラムのダウンロードまたは既存のプログラムに対する「パッチ」更新）として供給されるようなコンピュータプログラムを用いて構成されることができる。これらの２つのポジション（position）の他に、ＤＳＰ、ＦＰＧＡなどのような多機能ハードウェアデバイスが構成命令によって構成されることができる。

特定の実施形態について説明したが、これらの実施形態は単なる例として提示されたものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。実際に、本明細書に記載された新規なデバイスおよび方法が、様々な他の形態で実施され得、さらに、本明細書に記載されたデバイス、方法および製品の形態における様々な省略、置換および変更が、本発明の精神から逸脱することなく行われることができる。添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物は、本発明の範囲および精神に含まれるような、そのような形態または改変を包含することを意図したものである。

Claims (16)

1. ワイヤレスネットワークのアクセスポイントにおけるワイヤレス通信方法であって、前記アクセスポイントは、複数のチャネルのうちの１つで通信するように動作可能な少なくとも１つのワイヤレスインターフェースを備え、前記方法は、
   前記複数のチャネルの各々をモニタすることと、ここにおいて、前記複数のチャネルからモニタされるチャネルをモニタすることは、
   前記ワイヤレスインターフェースを前記モニタされるチャネルに切り替えることと、
   各々が前記モニタされるチャネル上の第２のアクセスポイントによって送信され、それぞれの前記第２のアクセスポイントによって計算されたアグリゲートトラフィックレベルを示す複数の表示を受信することと、および
   前記モニタされるチャネルに関して受信された最も高いアグリゲートトラフィックレベルの表示を記憶することとを備える、
   前記複数のチャネルに関して前記記憶された複数の最も高いアグリゲートトラフィックレベルを比較することと、
   通信チャネルとして、前記複数のチャネルから、最小の、前記記憶された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを有するチャネルを選択することと、
   前記通信チャネルを介して通信することとを備える方法。
2. 複数の表示を受信することは、複数のビーコンフレームを受信し、前記ビーコンフレームの各々からアグリゲートトラフィックレベルの表示を抽出することを備える、請求項１に記載の方法。
3. ワイヤレスネットワークのアクセスポイントにおけるワイヤレス通信方法であって、
   前記ワイヤレスネットワークの通信チャネルを介して他のアクセスポイントから複数の表示を受信することと、前記受信された複数の表示はそれぞれ、それぞれの他のアクセスポイントの前記通信チャネル上のトラフィックレベルを示す、
   前記受信された複数の表示からアグリゲートトラフィックレベルを計算することと、
   前記通信チャネル上の前記アグリゲートトラフィックレベルの表示を送信することとを備える方法。
4. 前記通信チャネル上の前記アグリゲートトラフィックレベルの表示を送信することは、前記通信チャネル上でビーコンフレームを送信することを備え、前記ビーコンフレームは前記アグリゲートトラフィックレベルの前記表示を備える、請求項３に記載の方法。
5. 前記ビーコンフレームは、前記アクセスポイントの前記通信チャネル上の前記トラフィックレベルの表示をさらに備える、請求項４に記載の方法。
6. 前記受信された複数の表示から前記アグリゲートトラフィックレベルを計算することは、前記他の複数のアクセスポイントの各々における前記複数のトラフィックレベルの合計を計算することを備える、請求項３に記載の方法。
7. プロセッサ上で実行されると、前記プロセッサに、請求項１に記載の方法を実行させる複数のプロセッサ実行可能命令を搬送する非一時的コンピュータ可読搬送媒体。
8. プロセッサ上で実行されると、請求項３に記載の方法を前記プロセッサに実行させる複数のプロセッサ実行可能命令を搬送する非一時的コンピュータ可読搬送媒体。
9. ワイヤレスネットワークのためのアクセスポイントであって、
   他のアクセスポイントから通信チャネル上で複数の表示を受信するように構成されたワイヤレスネットワークインターフェースと、前記受信された複数の表示は各々、それぞれの他のアクセスポイントの前記通信チャネル上のトラフィックレベルを示す、
   前記受信された複数の表示からアグリゲートトラフィックレベルを計算するように構成された計算モジュールとを備え、
   前記ワイヤレスネットワークインターフェースは、前記通信チャネル上の前記アグリゲートトラフィックレベルの表示を送信するようにさらに構成されるアクセスポイント。
10. 前記ワイヤレスネットワークインターフェースは、前記通信チャネル上でビーコンフレームを送信するように構成され、前記ビーコンフレームは前記アグリゲートトラフィックレベルの前記表示を備える、請求項９に記載のアクセスポイント。
11. 前記ビーコンフレームは、前記アクセスポイントの前記通信チャネル上の前記トラフィックレベルの表示をさらに備える、請求項１０に記載のアクセスポイント。
12. 前記ワイヤレスネットワークインターフェースは、前記他の複数のアクセスポイントによって送信された複数のビーコンフレームを受信するように構成され、前記アクセスポイントは、前記受信された複数の表示を前記複数のビーコンフレームから抽出するように構成されたモニタリングモジュールをさらに備える、請求項９に記載のアクセスポイント。
13. ワイヤレスネットワークのためのアクセスポイントであって、
    複数のチャネルのうちの１つで通信するように動作可能なワイヤレスインターフェースと、
    前記複数のチャネルからモニタされるチャネル上の複数の信号を受信するために前記ワイヤレスネットワークインターフェースを制御するように構成されたチャネル選択モジュールと、
    前記モニタされるチャネルをモニタし、各々が前記モニタされるチャネル上の他の複数のアクセスポイントによって送信され、前記それぞれの他のアクセスポイントによって計算されたアグリゲートトラフィックレベルを示す複数の表示を抽出するように構成されたモニタリングモジュールと、
    複数のモニタされるチャネルの各々について受信された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを記憶するように構成されたメモリと、
    前記複数のモニタされるチャネルに関して前記記憶された複数の最も高いアグリゲートトラフィックレベルを比較するように構成された計算モジュールとを備え、
    ここにおいて、前記チャネル選択モジュールは、通信チャネルとして、前記複数のチャネルから、最小の、前記記憶された最も高いアグリゲートトラフィックレベルを有するチャネルを選択するように構成されるアクセスポイント。
14. 前記通信チャネル上で通信するために前記ワイヤレスネットワークインターフェースを制御するように構成された通信モジュールをさらに備える、請求項１３に記載のアクセスポイント。
15. 第２のワイヤレスネットワークインターフェースと、前記通信チャネル上で通信するために前記第２のワイヤレスネットワークインターフェースを制御するように構成された通信モジュールとをさらに備える、請求項１３に記載のアクセスポイント。
16. 前記モニタリングモジュールは、前記それぞれの他の複数のアクセスポイントによって送信された複数のビーコンフレームからアグリゲートトラフィックレベルの表示を抽出するように構成される、請求項１３に記載のアクセスポイント。