JP2005529549A - 無線技術の共存 - Google Patents

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Abstract

２．４ＧＨｚＩＳＭ帯域における無線ＬＡＮ及び無線ＰＡＮ規格の両方をサポートするマルチモードハードウェアが利用可能に成りつつある。本発明は、相互干渉を低減し且つアプリケーショントラヒック要求を満たしつつ、マルチ無線トランシーバの動作を効率的に同時に行う能力を伴ったマルチ規格無線適応レイヤ（Ｍ−ＷＡＬ）を含むマルチ規格無線ドライバを開示する。マルチ規格無線適応レイヤは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に記述されているような、ネットワーキングアプリケーションに制限されず他のアプリケーションプロファイルを考慮した仮想装置ドライバである。

Description

本発明は、無線技術の共存に関し、詳細には、限定はしないが、少なくとも２つの無線技術に対して同一の帯域内でほぼ同時に動作する能力を要求する場合における共存に関するものである。
２つ以上の無線技術を作動させようとすると、実質的に干渉のない共存を実現することに問題が生じ得ることは知られている。共存とは、１つ以上のものが他方の性能に重大な影響を及ぼすことなく、動作環境内で複数の無線システムを同じ場所に配置する能力を意味している。これらの問題は、システムの２つ以上のものが同一の帯域内で動作する場合には特に重大である。
ラップトップ型コンピュータ等の現在の装置では、例えばローカルエリアネットワークおよび周辺機器に接続するためにＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよびブルートゥース等の複数の無線インタフェースを既に組み込んでいるものもある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは通常インターネット（登録商標）プロトコル（ＩＰ）に基づくネットワーキングアプリケーションのみをサポートし、イーサネットインタフェースをエクスポートするが、ブルートゥースの場合は異なっている。実際に、この規格は、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）プロファイルによってネットワークアプリケーションだけでなく、オブジェクト交換、同期化、印刷または周辺装置への接続等のpoint-to-pointサービスもサポートする。ユーザ機器の中には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよびブルートゥース無線インタフェースを同時に異なる目的で使用するものもあることは知られている。
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよびブルートゥース規格は両方とも調整されていない状態では２．４ＧＨｚＩＳＭ帯域を使用するため、時間および周波数軸における衝突が発生するたびに、ＭＡＣレイヤによってフレームの再伝送が引き起こされ、両方のシステムで処理能力が低下することがある。従って、このような相互干渉の影響を制限し、２つの規格の共存にとって都合が良く、好ましくはアプリケーショントラヒックの条件も満たす適切な手段を導入することが望ましい。
このため、例えばＷＰＡＮおよびＷＬＡＮが補完的な技術として出現したことにより、ブルートゥースおよびＩＥＥＥ８０２．１１（即ち、「Ｗｉ−Ｆｉ」）装置を同じ場所に配置することは成長の可能性が大きな分野になりつつある。例えば、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップ型コンピュータ機器および移動通信機器等の携帯機器のためのコンビネーションチップセットに対して利用できる複数規格のハードウェアおよびソフトウェアが増加するに従って、関連した問題に対処する必要性がある。
ＩＳＭ帯域におけるブルートゥースおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の共存に対する解決策は提案されており、いくつかはＩＥＥＥ８０２．１５．２およびブルートゥースＳＩＧ共存ワーキンググループで提案されている。提案された多くの解決策は次のように分類することができる。１）ＭＡＣレイヤの変更（例えば、適応周波数ホッピング）、２）ピア装置の調整、３）ドライバレベル切換え。関連した問題および課題、および一般的な最新技術についての有益な議論は少なくとも以下の記事に見出すことができる。
“Ｗｉ−Ｆｉ（８０２．１１ｂ） ａｎｄ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：Ｅｎａｂｌｉｎｇ Ｃｏ−ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ”；“Ｍｏｂｉｌｉａｎ社”のＪｉｍ Ｌａｎｓｆｏｒｄ、 Ａｄｒｉａｎ ＳｔｅｖｅｎｓおよびＲｏｎ Ｎｅｖｏ、ＩＥＥＥネットワーク、２００１年９／１０月。
欧州特許出願公開１１１９１３７号には１つの特定の従来技術の提案が開示されており、この中では、同時使用可能な機器がデバイスドライバの下に配置されており、無線モジュールをオンおよびオフにする能力を有している。これは、適切な方法で無線モジュールの動作を制御することにより干渉を除去することを目的とするものであり、同時使用可能な機器がＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣおよびブルートゥースベースバンドの両方を完全に制御し、且つ所定の時間で無線モジュールが送信または受信を行っているか否かを把握することできることを意味している。これを実施するためには、欧州特許出願公開１１１９１３７号の構成は特別なチャンネルおよび関連するカスタムハードウェアを必要とするため、この提案を実施するためのソフトウェアが必要となる。
本発明の目的は、複数の無線技術を共存させる改良された構成、詳細には、限定はしないが、同一の帯域、例えばブルートゥースおよびＩＥＥＥ８０２．１１技術で動作する複数の無線技術を共存させる改良された構成を提供することである。
本発明は、第１の通信規格に基づいて動作するように構成された第１の無線通信構成と、第２の通信規格に基づいて動作するように構成された第２の無線通信構成とを含む装置であって、前記第１および第２の通信規格に基づく動作の範囲の少なくとも一部は使用時に重なり合う関係にあり、前記装置は、ソフトウェア実施ドライバレベル切換えと、前記第１および第２の通信規格のいずれかの下で前記装置での通信間に相互干渉が実質的に起こらないことを確実にするように構成された動的パラメータ制御との少なくとも１つを含むプロトコルアーキテクチャを有する、装置を提供する。
前記ドライバレベル切換えは、前記各通信規格の下での伝送に対してスケジューリングポリシを適用することによって前記相互干渉を回避してもよい。
前記スケジューリングポリシは、前記伝送を待ち行列に入れ、前記通信規格の一方の下での伝送が他方の通信規格の下での伝送と衝突しないように前記待ち行列を制御するように構成されていてもよい。
前記スケジューリングポリシは、前記各通信規格の下で行われる伝送に対して所定の割合の時間を当てるように構成された時分割機構を備えてもよい。
前記スケジューリングポリシのデューティサイクルは、前記各規格の下での通信トラヒックの特性に基づいて動的に変更されてもよい。
前記通信規格は無線通信規格を含み、前記ソフトウェアは無線適応レイヤの形態で実施されてもよい。
前記ソフトウェアは、アプリケ−ション要求に従って前記通信規格の下で伝送をスケジュールするように構成されたクオリティ・オブ・サービス構成をさらに備えてもよい。
各通信規格のスケジューラは、他方からの通信によってチャンネルが取られた時を互いが把握し且つ伝送を控えるように通信を行ってもよく、前記スケジューラは媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レベルで通信を行うことが好ましい。前記スケジューラに対するポリシは、チャンネル状態又はトラヒック情報に基づいて設定されてもよい。
前記規格の下での通信は低下された帯域を少なくとも一時的に使用して行われてもよく、前記他方の規格の下での通信は実質的に重なることはない。
前記通信はパケット伝送を含んでもよい。前記通信規格は、ブルートゥースおよびＩＥＥＥ８０２．１１を含んでもよい。
動作パラメータ、例えば、パケット細分化、可変送信電力および可変データ転送速度のうちの１つ以上は、必要であると決定された時のみ前記ソフトウェアによってアクティブにされてもよく、そのような決定はトラヒック特性に基づくことが好ましい。前記通信規格間での衝突の回避は、ブルートゥースハードウェアまたはファームウェアによって行われてもよい。前記装置は、クライアント装置、マスタ装置、スレーブ装置及びアクセスポイントのいずれかを含んでも良い。
本発明はまた、少なくとも部分的に重なり合う帯域幅を有する通信規格の下で動作する複数の無線通信構成の共存を実施する方法であって、プロトコルスタックのドライバレベルにあるソフトウェアにおいて、前記通信規格の下での通信間に相互干渉が実質的に起こらないことを確実にするように構成されたドライバレベル切換え構成を実施することを含む、方法を提供する。
本発明はまた、少なくとも部分的に重なり合う帯域幅を有する通信規格の下で動作する複数の無線通信構成の共存を実施する実行可能コードへエンコードされたソフトウェア製品であって、プロトコルスタックのドライバレベルで、前記通信規格の下での通信間に相互干渉が実質的に起こらないことを確実にするように構成されたドライバレベル切換え構成を実施するコードを含む、ソフトウェア製品を提供する。
本発明を特定の実施の形態に関して図面を参照して説明する。このような説明は単なる一例であって、本発明はそれに限定される訳ではない。特に、無線通信ネットワークに関連して本発明を説明するが、本発明はそれに限定されることはない。「無線」という語は、その伝送のいくつかに対して固定ワイヤライン通信を使用しない、どのような通信システムをも含むものであると広義に解釈すべきである。尚、「無線」という語はいわゆるコードレスシステムも含む。コードレス通信システムの一般的な態様については、例えば１９９７年、スプリンガー出版、Ｗ．Ｔｕｔｔｌｅｂｅｅ著、”Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ”という本に記載されている。コードレスシステムは一般的に、範囲の限定されたローカルな調整されていない無線通信ネットワークである。
さらに、本発明を主にローカルエリアネットワークに関連して説明するが、それに限定する訳ではない。ネットワークは共有リソースネットワーク（ＳＲＮ）、即ちＳＲＮハードウェアリソースが共有されているものであればどのような形態であってもよく、各ハードウェアネットワーク要素は他のどのようなネットワーク要素からでもアクセスすることができる。本発明によるＳＲＮはＣＡＮ、ＬＡＮまたはＷＡＮとほぼ同義であるが、本発明が公知のＣＡＮ、ＷＡＮまたはＬＡＮの特定の態様、例えば、コンテンションスキーム、即ち、イーサネット、トークンリングまたは無線ＬＡＮのいずれかに限定されないことを示すためにＳＲＮという語を使用する。特に、本発明は、移動装置とマスタ装置との間の短距離無線通信を含むＰＡＮ、即ちパーソナルエリアネットワークに関するものである。また、ＰＡＮ、ＬＡＮまたはＷＡＮのトポロジは本発明を限定するものと見なされず、例えばバスフィジカル、スターフィジカル、分散スター、リングフィジカル、バスロジカル、リングロジカルをすべて適宜に使用するようにしてもよい。例えば、規格ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１１ＨＲ（スペクトラム拡散）およびＤＥＣＴ、ブルートゥース、ＨＩＰＥＲＬＡＮに基づいたシステム等の様々な種類の無線ＬＡＮが規格化され、または一般的に使用されている。無線ＬＡＮについては、１９９９年、Ｍａｃｍｉｌｌａｎ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ出版，Ｊｉｍ Ｇｅｉｅｒ著、”Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ’ｓ”で詳細に論じられている。
次に図面、特に図１を参照すると、通信構成１０は、第１の無線通信規格、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂリンクによってローカルエリアネットワーク１４のような共有リソースネットワークと選択的に通信を行うラップトップ型コンピュータ１２等の少なくとも第１のクライアント装置を含んでいる。通信は、有線接続なしで、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの場合にはＷＬＡＮ対応のアクセスポイントＡＰを用いて行われることが好ましい。
通信構成１０内では、例えばブルートゥースネットワーク１６の形態の第２の無線通信規格も利用可能である。例えばパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）１８等のさらなるクライアント装置および／またはマウス２０等のＨＩＤ装置とのＷＰＡＮ通信を行うラップトップ１２が、ブルートゥースネットワーク１６を利用することができる。範囲およびＷＰＡＮへの対応に応じて、ブルートゥースネットワーク１６はＩＥＥＥ８０２．１１ｂリンクと同一のアクセスポイントＡＰとして使用してもよい。しかし、本発明のすべての実施の形態をブルートゥース（商標）プロトコルと共に使用することができる。このようなシステムの特徴は以下のうちの１つ以上を含んでもよい。
スペクトラム拡散技術としての遅い周波数ホッピング；
マスタ装置がホッピングシーケンスを設定することを可能にするマスタおよびスレーブ装置；
各装置が独自のクロックおよび独自のアドレスを有している；
マスタ装置のホッピングシーケンスをそのアドレスから決定することができる；
１つのマスタと通信する一連のスレーブ装置はすべて同一の（マスタの）ホッピング周波数を有し、ピコネットを形成する；
ピコネットは共通スレーブ装置を介してリンクされてスキャタネットを形成することができる；
スレーブおよびマスタ装置間の時分割多重伝送（ＴＤＭＡ）；
スレーブおよびマスタ装置間の時分割二重（ＴＤＤ）伝送；
スレーブおよびマスタ装置間の伝送は同期または非同期のいずれであってもよい；
マスタ装置によってスレーブ装置が伝送することができる時を決定する；
スレーブ装置はマスタ装置によってアドレス指定された時のみ応答してもよい；
クロックは自由継続である；
調整されていないネットワーク、特に２．４ＧＨｚライセンスフリーＩＳＭ帯域で動作するネットワーク；
アプリケーションがエリア内で他のブルートゥース（商標）装置を発見することを可能にするソフトウェアスタック；
発見／照会手続きによって他の装置を発見する；
ハードまたはソフト切換え。
周波数ホッピングに関して、「遅い周波数ホッピング」とは変調速度よりも遅いホッピング周波数のことであり、「速い周波数ホッピング」とは変調速度よりも速いホッピング周波数のことである。本発明は、遅いホッピングまたは速いホッピングのいずれかに限定されることはない。
ラップトップがネットワークアクセスポイントＡＰから離れるにしたがって、このような同じ場所に配置されたアクティブなブルートゥース（ＢＴ）ピコネット１６の影響またはそれに対する影響は深刻なものとなる。実際に、ネットワークアクセスポイントＡＰとラップトップ１２との間で１１Ｍｂｐｓで動作しているＩＥＥＥ８０２．１１ｂリンクの最大の達成可能な処理能力が５Ｍｂｐｓとなると、ラップトップ１２での受信信号強度がおよそ−６０ｄＢｍである時、ＢＴピコネット１６では、トラヒックのある場合には処理能力が２Ｍｂｐｓまで低下する場合がある。これは、２５ｃｍ離間されたＷＬＡＮおよびＷＰＡＮアンテナおよび０ｄＢｍブルートゥース送信電力で確認できるであろう。このために、当業者を参考にする。Ｍｏｂｉｌｉａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ“Ｓｉｍ−ＯｐＴＭ−Ｕｎｌｅａｓｈｉｎｇ ｔｈｅ Ｆｕｌｌ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｗｉ−ＦｉＴＭ ａｎｄ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｃｏ−ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ”。これについては以下で見ることができる。
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｏｂｉｌｉａｎ．ｃｏｍ／ｗｈｉｔｅｐａｐｅｒ＿ｆｒａｍｅ．ｈｔｍ
使用状況に応じて、ラップトップ１２は、同時に両方の無線インタフェースを制御することができる場合は、ブルートゥースおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｂの動作を調整して処理能力の低下を軽減することができる。問題は、多くの既存のオペレーティングシステムにおいては、このようなインタフェースは互いに独立しており、容易に調整することができないことである。ここに、本発明に従って無線適応レイヤ（ＷＡＬ）に関連した概念を導入する。
この実施の形態のラップトップ１２は、コンビネーションまたは「コンボ」チップセットと呼ばれることもある複数規格無線ハードウェアを装備しており、これは複数の無線通信規格をサポートすると共に、単一のソフトウェアネットワークインタフェースによって制御可能なものである。このソフトウェアドライバを無線適応レイヤ（ＷＡＬ）と呼んでもよく、以下のような機能に対してインターネットプロトコル（ＩＰ）レイヤへの統一インタフェースを提供する。
１．ＩＰパケットの伝送
２．トラヒック形成および制御
３．無線リンク監視および制御
４．使用されていない装置（例えば、クライアント／移動）のページング
５．可能な限り異種の規格を用いた２つのアクセスポイントＡＰ間での切換え
ＷＡＬとは、例えばＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰ／ＩＰのような共通トランスポートプロトコルを変更する必要なく、ネイティブインタネットアプリケーションがクライアント／移動装置でトランスペアレントに動作することができるように設計された無線ネットワークドライバである。ＷＡＬのための適切な一連の基本設計原理については、２００１年１２月、ＩＥＥＥ ＰＣＭ、Ｐ．Ｍａｈｏｎｅｎらによる“Ｐｌａｔｆｏｒｍ−Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＩＰ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｖｅｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ｔｈｅ ＷＩＮＥ Ａｐｐｒｏａｃｈ”に記載されており、同種の無線ネットワークにおいてＩＰトランスポートを促進することに焦点が当てられている。本発明のＷＡＬは複数の無線規格をサポートするように構成されているため、便宜上、複数規格ＷＡＬ（Ｍ−ＷＡＬ）と呼んでもよい。
次に特に図２を参照して、本発明に関連するブルートゥースプロファイルについて説明する。ブルートゥースにおいては、適用状況はプロファイルに分類され、これらは特定の目的、例えば２つの装置間で名刺交換を行うため、またはファックスを送信するためにはどのようにしてブルートゥース規格を使用しなければならないかを説明するものである。プロファイルは階層的であり、即ち、それらのすべては一般アクセスプロファイル６０に基づいており、相当数がシリアルプロファイル６２に基づいている。
シリアルプロファイル６２はＲＦＣＯＭＭプロトコルによって実施され、これはブルートゥーススタック内のＬ２ＣＡＰレイヤの上に適合し、２地点間アプリケーションに適している。ＰＡＮプロファイル６４は、ＢＴピコネットにイーサネットネットワークエミュレーションを提供することを目的としているため、シリアルプロファイル（ＲＦＣＯＭＭ）に基づくものではない。その代わり、これはブルートゥースネットワークカプセル化プロトコル（ＢＮＥＰ）を用いてＩＰデータグラムをイーサネットフレームにカプセル化する。
さらに、ダイアルアップ６６と、ＬＡＮアクセス６８と、ファックス７０と、ヘッドセット７２と、オブジェクトプッシュ７６、同期化７８およびファイル転送８０を有するジェネリックＯＢＥＸとが示されている。
次に図３も参照すると、Ｍ−ＷＡＬ１０２のネットワーク構造１００が、ソフトウェア実施仮想ドライバアーキテクチャの形態で示されている。ネットワーキングのみの目的で、Ｍ−ＷＡＬ１０２は２つのイーサネットインタフェース１０４をオペレーティングシステムにエクスポートしている。ＰＡＮ以外のブルートゥースプロファイルの場合には、Ｍ−ＷＡＬ１０２は、ＯＢＥＸ、同期化、ファイル転送等のプロファイル、およびシリアルプロファイルに基づくすべてのプロファイルと共に使用されるシリアルインタフェース１０６をエクスポートする。
ＷＡＬコーディネータ１０８
ＷＡＬコーディネータ１０８は、Ｍ−ＷＡＬインタフェースの全体的な動作を制御する。ＷＡＬコーディネータ１０８はすべての下位レイヤコントローラから制御情報を受信し、報告されたチャンネル状況または他のパラメータに従ってスケジューリングポリシを適応させる。ＩＰスタックから受信した各パケットは、上位レイヤープロトコルのヘッダ情報を調査することによってＷＡＬコーディネータ１０８内に分類される。分類されると、伝送されるパケットは下流のＭ−ＷＡＬスケジューラ１１０へ送られる。ＷＡＬコーディネータはまた、Ｍ−ＷＡＬ１０２がエクスポートしたシリアルインタフェース１０６によって伝送されるデータも受信する。
コントローラ
コントローラ１１２、１１４と呼ばれるＷＰＡＮおよびＷＬＡＮシステムのための下位レイヤドライバモジュールは、既存の装置ドライバ１１６、１１８とのデータパケットおよび制御メッセージの交換を担当する。例えば、ＷＰＡＮの場合、関連するコントローラモジュール１１２はブルートゥースホストコントローラインタフェース（ＨＣＩ）を用いてリンクパラメータを変更し、モードおよびＢＴホストコントローラの全体的な動作を操作する。ＷＬＡＮコントローラ１１４はイーサネットフレームの送受信を処理し、既存のＩＥＥＥ８０２．１１ドライバの利用可能なパラメータ（細分化（フラグメンテーション）、ＲＴＳ／ＤＴＳ、変調）を設定する。Ｍ−ＷＡＬコントローラ１１２、１１４は以下の機能を実行する。
ベースバンドプロセッサの下位レイヤの初期化；
特定のインタフェースに従って複数規格ハードウェア１２０（例えば、コンビネーションチップセット）とのデータフレームおよび制御メッセージの交換；
必要に応じて接続の確立を管理する；
利用可能な場合に無線トランシーバ（例えば、ラジオ）の低電力モードを管理する；
無線チャンネル品質を監視し、ＷＡＬコーディネータ１０８が利用できるようにする。
スケジューラ１１０
Ｍ−ＷＡＬ内の重要な構成要素はパケットスケジューラ１１０であり、これはパケットを受信してシリアルインタフェース１０６または２つのイーサネットインタフェース１０４のいずれかによって送信する。ＷＡＬコーディネータ１０８からの情報に基づいて、スケジューラ１１０は、異なる戦略を採用して、ブルートゥースおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｂが同一の周波数で同時に伝送を行うことを回避するようにしてもよい。以下の部分では、Ｍ−ＷＡＬスケジューラにおいて採用される共存ポリシの概要を説明する。
ドライバレベル切換え
以上で導入したように、スケジューリングポリシをＭ−ＷＡＬパケットスケジューラ１１０で実施することができる。このようなポリシの一例としては単純な時分割機構が挙げられ、固定された割合の時間をＷＰＡＮに当て、残りをＷＬＡＮに当てる。その場合、トラヒック特性の知識に従ってデューティサイクルを動的に変更することができる。例えば、ＷＰＡＮが作動していないことが分かっている場合、すべての時間の割合をＷＬＡＮに与えることができる。この技術は送信段階にのみ当てはまるもので、パケットによって直面する下位レイヤ遅延を考慮に入れることが要求される。
トラヒック形成
Ｍ−ＷＡＬ１０２内部のサービスの質（ＱｏＳ：クオリティ・オブ・サービス）モジュールを用いて、アプリケーションの条件に従ってＩＰパケットの伝送をスケジュールすることができる。最も簡単な場合において、ＱｏＳモジュールは、ＷＡＬコーディネータ１０８によって行われる分類に基づいて、ＴＣＰパケットよりもＵＤＰパケットを優先することができる。例えば、ＢＴピコネットでのトラヒックを優先しなければならない場合、バッファリングによってＷＬＡＮリンク内のＴＣＰ接続を遅延させることができる。
ＭＡＣスケジューラへの変更
好ましい解決策としてはＭＡＣレベルで動作することであり、ＩＥＥＥ８０２．１１スケジューラ１１４およびブルートゥーススケジューラ１１２は、他方からのパケットによってチャンネルが取られた時を互いが把握し且つ伝送を控えるように通信を行うべきである。
この技術は多くの場合パケットトラヒックアービトレーション（ＰＴＡ）と呼ばれ、これについての説明は、ＩＥＥＥ８０２．１５．２ Ｄｒａｆｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐａｒｔ １５．２：”Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｗｉｔｈ Ｏｔｈｅｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｉｎ Ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｂａｎｄｓ”（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ／１５／ｐｕｂ／ＴＧ２．ｈｔｍｌ参照）で見ることができる。チャンネルが再び開放されると、どちらがパケットを伝送すべきかについてスケジューラ１１４、１１２の間で同意がなされなければならない。この決定を、待機パケットＱｏＳ条件およびチャンネルを占有する持続時間に基づいて行うことができる。Ｍ−ＷＡＬ１０２は、チャンネル状態およびトラヒック情報を用いることによって両方のスケジューラ１２０に対してポリシを設定することができる。この実施の形態は、さらにＭＡＣ１およびＭＡＣ２で示されるＭＡＣスケジューラ１２０の変更を必要とするが、規格の準拠は維持することができる。
離れた帯域の使用
ブルートゥースは、低下された帯域、２４５４から２４７７ＭＨｚを使用することができる。これは、ブルートゥースによって通常使用される帯域の一部を残しておくフランスやスペイン等の国のために考えられたものである。ハードウェアのブルートゥース部分は低下された帯域を使用することができ（これは国別コードを変更することによって実行可能であり、即ち標準的なＨＣＩコマンドのみが読み出しを許可するが、それを設定する専用ＨＣＩコマンドを実行することが好ましい）、８０２．１１はそれと重ならないチャンネルを使用することができる。これは現在ではフランスおよびスペインで使用することができないことは明らかである。また、ブルートゥース帯域の低下を必要以上に大きくすることもでき（残された帯域は２つの重ならない８０２．１１チャンネルを割り当てるのに十分であるため）、そのために帯域を効率的に使用できない場合がある。
パケット細分化
８０２．１１およびブルートゥースにおいて、パケット上にエラーがある場合、全パケットが再伝送される。これは、長いパケット上の少しのエラーによって全パケットの再伝送が起こる可能性があるため、ノイズの多いチャンネルにとっては良いものではない（また、ブルートゥース干渉はノイズと見なされる）。８０２．１１およびブルートゥースシステムでは、制御可能なパケット細分化が可能となる。即ち、各パケットが小さな断片に分割され、エラーによってその断片のみが再伝送される。また、各システムがチャンネルを占有する時間が短くなるため、帯域をより公平に使用することができる。欠点としては、各断片のためにオーバーヘッドが増加することである。既存のドライバではこの技術を既に実施しているものもある。しかし、Ｍ−ＷＡＬ１０２は、そのトラヒック特性の情報に基づいて必要な時のみこのモードを起動することができる。同様に、出力変化およびデータ転送速度の変化等の他のパラメータに対して必要な時のみＭ−ＷＡＬ１０２によって動的制御を行ってもよい。無線適応レイヤの機能パラメータを含み、且つ専用ツールによって管理可能な構成ファイル１２２を設けることが好ましく、その場合、例えば関連するパラメータがユーザによって制御されるようにしてもよい。
他の帯域からの干渉の回避
次に本実施の形態を取り上げると、上記の解決策は、同じ場所に配置されたブルートゥースおよび８０２．１１装置間の干渉に対してのみ適用し得るものである。しかし、他のピコネットに属する近接するブルートゥース装置も８０２．１１と干渉する可能性がある。また、ハードウェアスケジューラ１１０およびソフトウェアドライバ解決策はブルートゥースマスタのみに適用され得るものであるが、これは、ブルートゥースマスタはパケットを伝送する時を選択することができる一方、スレーブはマスタから伝送を依頼された時にパケットを伝送しなければならないと共に、要求を受けたスロットの直後のスロットでパケットを伝送しなければならないためである。近接するブルートゥース装置による干渉に対する解決策としては、ブルートゥースハードウェアまたはファームウェアにおいて８０２．１１の衝突を回避することが可能である。８０２．１１装置が送信準備パケットを伝送すると、それを受信した全てのブルートゥースマスタは伝送を控えて、８０２．１１パケットと干渉を起こさないようにする。ローカルブルートゥース装置がスレーブである場合、ブルートゥースマスタはローカル装置のマスタを含むべきである。これはブルートゥースチップ上で行うべきであり、またこれは規格外の範囲であるため、近接するブルートゥース送信器がサポートしない場合がある。
本発明は、ドライバレベル切換えによって行われる解決策の範疇に含まれるものである。技術的な改良点としては、カスタムハードウェアおよびこのようなカスタムハードウェアを制御するソフトウェアに特別の設計を要求することなく、複数の無線トランシーバを制御することができる共同装置ドライバの形態においてプロトコルアーキテクチャでの共存構成を実施していることが挙げられる。この解決策をＩＥＥＥ８０２．１１およびブルートゥース技術を装備するどのような電子機器にも適用することが可能であるが、それに限定されることはなく、例えばＺｉｇＢＥＥ等の同一の帯域幅を共有する他の無線規格に関連するハードウェアおよびソフトウェアを管理および調整するために利用することもできる。ハードウェアサプライヤおよび／または関連するドライバに関しての仮定はしない。従って、開示された技術は、ＭＡＣレイヤを大幅に変更せず、また、共存を実現するために特別に設計されたカスタムハードウェアを必要とするもののように、いくつかの既存の提案に基づいて導入される場合がある同一の共存の特徴をサポートように容易にグレードアップすることができない多くのレガシー装置に対して解決策を提供するものである。さらに、本発明のアーキテクチャは、アプリケーションによって発生するトラヒックの特性も考慮に入れる等、従来技術には見ることのできない新たな特徴を導入する。パケットに適用される待ち行列のポリシによって、ＩＥＥＥ８０２．１１およびブルートゥース無線トランシーバが同時に伝送を行うことなく、ＱｏＳパラメータも考慮に入れて上位レイヤの性能を劣化させることなく共存を可能にすることが確実となる。
本発明を開示するために予想された実施の形態は、ＢＴインタフェースを有するラップトップ等のクライアント装置および上記の特定の限定することのない例で説明したような８０２．１１ｂＷＬＡＮの両方を含むが、複数規格ＷＬＡＮ／ＢＴ無線アクセスポイントＡＰ等の他の実施の形態を含んでもよい。このようにして、一般的なＷＡＬの枠組みを拡張することにより、例えば移動装置またはアクセスポイントＡＰのような固定装置であるかに関わらず、装備された装置が、例えばＩＳＭ帯域の複数の無線規格の同時の動作を管理することが可能となる。共存は、相互干渉を低減し、その結果として処理能力の低下を制限することによって達成される。
本発明を好ましい実施の形態に関連して詳細に図示および説明したが、形態および細部を本発明の範囲および趣旨から逸脱しない範囲で変更してもよいことは当業者には明らかであろう。
Figure 2005529549
図１は、本発明の実施の形態に従って複数規格無線技術の共存を取り入れた通信ネットワークの概略図である。 図２は、ブルートゥースプロファイルの図である。 図３は、本発明の実施の形態を実施するために用いられるソフトウェアアーキテクチャのブロック図である。

Claims (17)

  1. 第１の通信規格に基づいて動作するように構成された第１の無線通信構成と、第２の通信規格に基づいて動作するように構成された第２の無線通信構成とを含む装置であって、前記第１および第２の通信規格に基づく動作の範囲の少なくとも一部は使用時に重なり合う関係にあり、前記装置は、ソフトウェア実施ドライバレベル切換えと、前記第１および第２の通信規格のいずれかの下で前記装置での通信間に相互干渉が実質的に起こらないことを確実にするように構成された動的パラメータ制御との少なくとも１つを含むプロトコルアーキテクチャを有する、装置。
  2. 前記ドライバレベル切換えは、前記各通信規格の下での伝送に対してスケジューリングポリシを適用することによって前記相互干渉を回避する、請求項１に記載の装置。
  3. 前記スケジューリングポリシは、前記伝送を待ち行列に入れ、前記通信規格の一方の下での伝送が他方の通信規格の下での伝送と衝突しないように前記待ち行列を制御するように構成されている、請求項２に記載の装置。
  4. 前記スケジューリングポリシは、前記各通信規格の下で行われる伝送に対して所定の割合の時間を当てるように構成された時分割機構を備える、請求項２に記載の装置。
  5. 前記スケジューリングポリシのデューティサイクルは、前記各規格の下での通信トラヒックの特性に基づいて動的に変更される、請求項２に記載の装置。
  6. 前記通信規格は無線通信規格を含み、前記ソフトウェアは無線適応レイヤの形態で実施される、請求項１に記載の装置。
  7. 前記ソフトウェアは、アプリケ−ション要求に従って前記通信規格の下で伝送をスケジュールするように構成されたクオリティ・オブ・サービス構成をさらに備える、請求項１に記載の装置。
  8. 各通信規格のスケジューラは、他方からの通信によってチャンネルが取られた時を互いが把握し且つ伝送を控えるように通信を行い、前記スケジューラは媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レベルで通信を行うことが好ましい、請求項１に記載の装置。
  9. 前記スケジューラに対するポリシは、チャンネル状態又はトラヒック情報に基づいて設定される、請求項８に記載の装置。
  10. 前記規格の下での通信は低下された帯域を少なくとも一時的に使用して行われ、前記他方の規格の下での通信は実質的に重なることはない、請求項１に記載の装置。
  11. 前記通信はパケット伝送を含む、請求項１に記載の装置。
  12. 前記通信規格は、ブルートゥースおよびＩＥＥＥ８０２．１１を含む、請求項１に記載の装置。
  13. 動作パラメータ、例えば、パケット細分化、可変送信電力および可変データ転送速度のうちの１つ以上は、必要であると決定された時のみ前記ソフトウェアによってアクティブにされ、そのような決定はトラヒック特性に基づくことが好ましい、請求項１２に記載の装置。
  14. 前記通信規格間での衝突の回避は、ブルートゥースハードウェアまたはファームウェアによって行われる、請求項１２に記載の装置。
  15. 前記装置は、クライアント装置、マスタ装置、スレーブ装置及びアクセスポイントのいずれかを含む、請求項１に記載の装置。
  16. 少なくとも部分的に重なり合う帯域幅を有する通信規格の下で動作する複数の無線通信構成の共存を実施する方法であって、プロトコルスタックのドライバレベルにあるソフトウェアにおいて、前記通信規格の下での通信間に相互干渉が実質的に起こらないことを確実にするように構成されたドライバレベル切換え構成を実施することを含む、方法。
  17. 少なくとも部分的に重なり合う帯域幅を有する通信規格の下で動作する複数の無線通信構成の共存を実施する実行可能コードへエンコードされたソフトウェア製品であって、プロトコルスタックのドライバレベルで、前記通信規格の下での通信間に相互干渉が実質的に起こらないことを確実にするように構成されたドライバレベル切換え構成を実施するコードを含む、ソフトウェア製品。
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