JP4763693B2 - Ｉｅｅｅ８０２．１１ネットワークでの受動走査による低遅延時間のローミングのための拡張サイトレポート - Google Patents

Description

この出願は、2004年7月9日に出願された仮出願第60/586,946号の利益を主張する。この内容が参照として取り込まれる。

IEEE802.11標準は、物理レイヤユニットをサポートするために、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）の媒体アクセス制御（MAC）及び物理特性を指定している。IEEE802.11標準は、International Standard ISO/IEC 8802-11,“Information Technology-Telecommunications and Information Exchange Area Networks”,1999 Edition[1]に定められており、この内容の全てが参照として取り込まれる。802.11への補足：IEEE 802.Hh、IEEE TGk draft D0.14及びIEEE TGe draft D8.0も参照として取り込まれる。

特定の規制ドメイン（regulatory domain）では、関心のある帯域にレーダーが存在しないことを決定するまで、又は関心のあるレーダーがアクセスポイント（AP）により検出されないことを通知されるまで、局（STA）は特定の周波数帯域でフレームを送信することを許可されない。APがレーダーを検出すると、局に報告し、局はそのチャネルでのネットワークを停止し、他のチャネルに移行する。この移行は、802.11チャネル走査手順に従って行われる。

前記で参照として取り込まれたIEEE TGkは、WLANローミング機能を提供する。これは、レーダーの走査を固定数のチャネルに制限する。すなわち、システムは許容された特定の範囲のチャネルを走査する。走査の際にシステムを支援するために、サイトレポート（Site Report）又は周辺レポート（Neighbor Report）のような、APから収集されて、何のチャネルが局の周辺で利用可能であるかを示すレポートを有する。このことは、利用可能なチャネルを決定するために必要な走査量を低減し、送信時間の遅延を最小化する。

局はレーダーを自分で検出する機能を有さないことがある。このような規制ドメインでは、局は受動受信を行い、アクセスポイントからのビーコンを待機する。ビーコンは定期的な固定間隔で送信され、ネットワーク効率の理由で通常は間隔が空いている。ビーコンは、レーダーがチャネルに存在するか否かについての情報を有する。このことは、局がローミング中にチャネルを切り替えると、レーダーを走査するまで又はレーダー情報を有するビーコンを受信するまで送信することができないという欠点を有する。このレーダーの走査及び／又はビーコンの受信は、走査チャネル毎に１ビーコン期間まで、受動走査を行う局について長い平均待ち時間をもたらす。

従って、平均待ち時間を低減するために、レーダーの存在に関する情報、チャネルの可用性の構成要素が代替手段を通じて得られなければならない。

本発明は、無線ネットワークでの利用可能なチャネルを決定する装置及び方法を対象とする。一態様では、無線ネットワークでの利用可能なチャネル内で送信する方法は、無線ネットワーク内で規制ドメイン情報を受信するステップと、この規制ドメイン情報に対応する少なくとも１つの構成要素を有する少なくとも１つのプロトコルフレームを生成するステップと、この少なくとも１つのプロトコルフレームを送信するステップと、この少なくとも１つのプロトコルフレームを受信するステップと、この規制ドメイン情報に対応するこの構成要素に少なくとも部分的に基づいて、チャネルが送信に利用可能であるか否かを決定するステップとを有し、送信するステップは求められずに生じる。

一実施例では、受信するステップは、システムレベルで規制ドメイン情報を受信することを有する。他の実施例では、受信するステップは、無線で、有線システムを通じて、又はこれらの双方で、規制ドメイン情報を受信することを有する。

一実施例では、送信するステップは、次のビーコン送信との間の間隔より短い間隔でレポートを送信することを有する。他の実施例では、送信するステップは、ビーコン送信に独立してレポートを送信することを有する。他の実施例では、送信するステップは、STAにより求められると、APからレポートを送信することを有する。他の実施例では、送信するステップは、レポートの求められていない送信を有する。

一実施例では、この方法は、決定するステップに基づいてチャネルで送信することを有する。

他の実施例では、レポートは、STAがローミングできる候補であるAPの集合についての情報を有する。他の実施例では、レポートは、STAがローミングすることを好む候補であるAPの集合についての情報を有する。

一実施例では、生成するステップは、この規制ドメイン情報に対応する少なくとも１つの構成要素と、レーダーの存在に対応する少なくとも１つの構成要素とを有するレポートを生成することを有する。

一実施例では、決定するステップは、このレポートに含まれるレーダーの存在に対応する構成要素と規制ドメイン情報に対応する構成要素とに少なくとも部分的に基づいて、チャネルが送信に利用可能であるか否かを決定することを有する。

一態様では、無線ネットワークでの利用可能なチャネル内で送信するシステムは、規制ドメイン情報を有するメモリと、無線ネットワーク内で規制ドメイン情報を送信する送信装置と、規制ドメイン情報を受信する受信機と、規制ドメイン情報に対応する少なくとも１つの構成要素を有するフレームを生成するフレーム生成器と、求められずにフレームを送信する送信機と、このレポートを受信するSTAと、レポートに含まれる規制ドメイン情報に対応する構成要素に少なくとも部分的に基づいて、チャネルが送信に利用可能であるか否かを決定するプロセッサとを有する。

図１は、本発明の方法を実施する無線LAN（WLAN）20システムを示している。無線LAN20は、複数のセル22を有するインフラストラクチャネットワークを規定する。セル22は、アクセスポイント（AP）24（ときどき無線ローカルブリッジ又は基地局と呼ばれる）を有する。

図１を続けて参照すると、セル22は、遠隔ネットワーク局（STA）26を有してもよい。アクセスポイント24及び遠隔STA26は、システムの送信機及び受信機でもよい。各STA26は、移動体端末でもよく、携帯型端末でもよく、又は静止端末でもよい。各STA26は、デスクトップワークステーション、ラップトップコンピュータ、パームトップコンピュータ、ハンドヘルド型パーソナルコンピュータ、ペン型コンピュータ、携帯情報端末、ハンドヘルド型スキャナ、データ収集器、ハンドヘルド型プリンタ等でもよい。

存在する場合には、AP24は、無線ネットワーク20と有線ネットワークとの間で通信するインタフェースでもよい。AP24は、セル22内にあるSTA26とAP24との間及び有線ネットワークとSTA26との間の通信ゲートウェイを提供するように構成されてもよい。典型的にはAP24は、有線通信媒体と無線通信媒体との間で信号を変換するように構成される。この変換により、アクセスポイントが有線ネットワークと無線STA26との間で通信情報を渡すことが可能になり得る。有線ネットワークは、外部ネットワーク（例えば、PBX、PSTN、インターネット等）に結合されてもよい。

図２を参照すると、AP24及びSTA26は、ディスプレイ30と、CPU32と、送信機／受信機34と、入力装置36と、記憶モジュール38と、ランダムアクセスメモリ（RAM）40と、読み取り専用メモリ（42）と、共通バス41とを有してもよい。この説明は、特定のコンピュータシステムを記述する際に一般的に使用される用語に言及することがあるが、この説明及び概念は、図２に示すものと異なるアーキテクチャを有するシステムを含み、他の処理システムにも同様に当てはまる。送信機／受信機34は、所望のデータを送信するアンテナ（図示せず）に結合され、その受信機は、受信信号を対応するデジタルデータに変換する。CPU32は、ROM42に含まれるオペレーティングシステムの制御で動作し、インフラストラクチャネットワークのAP又はアドホックネットワークのSTAが残りの局（STA）に新しいチャネル又は無線リンクを提供することを可能にすることにより、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）内で周波数選択を行うためにRAM40を利用する。

動作中に、図１の無線LAN20のような典型的な802.11型無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）では、複数のSTA26は、存在する場合にはAP24に関連付けられてもよい。各STA26は、異なる通信機能及び要件を有してもよい。AP24は、STA26と有線ネットワークとの間の通信トラヒックを管理してもよい。AP24は、いつフレームがセル22の各遠隔STA26に送信されるかを制御することにより、通信トラヒックを管理してもよい。セル22の通信トラヒックは、データフレーム（例えば、データ通信を提供するフレームを運ぶ信号）、音声フレーム（例えば、音声通信を提供するフレームを運ぶ信号）、リアルタイムフレーム（例えば、マルチメディア又は音声通信のようなリアルタイム通信を提供するフレームを運ぶ信号）、管理フレーム（例えば、ネットワーク管理通信を提供するフレームを運ぶ信号）等を有してもよい。

AP24は、ビーコン間にプローブ応答フレームをブロードキャスト又は送信してもよい。規制ドメイン情報は、プローブ応答フレームに含まれて、プローブ応答フレームで伝えられてもよい。この方法は、図３による一例で生じる。図３は、規制情報フレームを使用した低遅延時間の走査についてのAPでの処理フローチャートを示している。この図の例では、ステップ62において、APは、動作しているチャネルについての規制情報と、他のAPが動作しているチャネルについての規制情報とを収集する。APは、チャネルの測定を行うことにより、ローカルデータベースから規制情報を取り出すことにより、又は無線測定の結果の規制規則の適用により、この情報を収集してもよい。APはまた、有線ネットワーク又は無線ネットワークを通じて規制情報を得てもよい。次にステップ63において、APは、規制情報を内部に有するフレームを生成する。次にステップ64において、APは、定期的なビーコンに独立してフレームを送信する。例えば、APは、STAによる要求時にこのフレームを送信してもよく、求められずに少なくとも１つのSTAに送信してもよい。

図４は、規制情報フレームを使用した低遅延時間の走査についてのSTAの更なる例の処理フローチャートを示している。この図の例では、ステップ72において、STAは、同じチャネル又は他のチャネルで少なくとも１つのAPについての何らかの規制情報を要求する。このステップは任意選択であり、STAはこのステップを行わなくてもよい。前のパラグラフで言及したように、APが規制情報を有するフレームを送信すると、ステップ73においてSTAはこの情報を受信し、ステップ74において、受信情報に少なくとも部分的に基づいて、何のAPに関連付けるか、再関連付けるか、ローミングするか、又は現在のAPに留まるかを決定する。STAが、レポートでAPから情報を受信したAPにローミングすることを決定すると、ステップ75でそのAPとの関連付け又は再関連付け処理を開始する。

図５は、局が送信を開始することを可能にするために必要な情報を有するプロトコルフレーム40の例を示している。このプロトコルフレーム40は、定期間隔のビーコンの間で求められずに１回以上ブロードキャストされてもよい。例えば、プロトコルフレーム40は、３つの情報フィールドを有する。フィールドは、国（Country）41、地域電力制約（Local Power Constraint）42及びマップ／検出信号マップ（Map／Detected Signal Map）43である。国41、地域電力制約42及びマップ／検出信号マップ43の定義は、参照として取り込まれるIEEE802.11の2003editionに定められた定義に従う。マップ／検出信号マップ43は、ビットフィールドとして符号化され得る。図６は、BBSビット501と、OFDMプリアンブル（OFDM Preamble）ビット502と、未確認信号（Unidentified Signal）ビット503と、レーダー（Rader）ビット504と、未測定（Unmeasured）ビット505とを有するマップ／検出信号マップ43を示している。

図７は、代替のプロトコルフレーム50を示している。プロトコルフレーム50では、国、地域電力制約及びマップ／検出信号マップのフィールドは、規制ドメイン情報要素51と呼ばれる情報要素として結合されている。図８は、国81、地域電力制約82及びマップ／検出信号マップ83の情報フィールドを有するフィールドフォーマット80としての規制ドメイン情報要素51を示している。

図９は、３つの異なる情報要素（前に参照として取り込まれた802.11の2003editionにそれぞれ定められている電力制約情報要素（Power Constraint Information Element）91、国情報要素（Country Information Element）92及び測定レポート要素（Measurement Report Element）93）を有するプロトコルフレームを示している。このプロトコルフレームは、ビーコン間に求められずに１回以上ブロードキャストされてもよい。

プロトコルフレーム40、50、80及び90のそれぞれで、情報要素のサブセット、フィールド、フィールド内のビット又はこれらの組み合わせが、プロトコルフレームを作るために使用されてもよい。フィールド長は、固定にされても可変にされてもよく、又は当該技術分野において一般的に知られた方法及び技術に従って異なる範囲の情報に適応するように変化するバイト数にされてもよい。

特定の例示的な実施例に関して本発明を説明した。本発明は前記の実施例及びこの変更に限定されず、特許請求の範囲の要旨及び範囲を逸脱することなく、当業者は様々な変更及び変形を行い得ることがわかる。

特許請求の範囲を解釈する際に、次のことがわかる。
a)“有する”という用語は、所定の請求項に記載のもの以外の他の要素又は動作の存在を除外しない。
b)単数の要素は、このような要素の複数の存在を除外しない。
c)請求項の如何なる参照符号もその範囲を限定しない。
d)複数の“手段”は、同一のアイテム、又はハードウェア若しくはソフトウェア実装の構造若しくは機能により表されてもよい。
e)開示された要素の何らかのものは、ハードウェア部分（例えば、個別及び統合の電子回路を有する）、ソフトウェア部分（例えば、コンピュータプログラム）、及びこれらの何らかの組み合わせで構成されてもよい。
f)ハードウェア部分は、アナログ部分及びデジタル部分の一方又は双方で構成されてもよい。
g)開示された装置又はその部分の何らかのものは、特に言及しない限り、一緒に結合されてもよく、更なる部分に分離されてもよい。
h)特に指示されない限り、特有の動作シーケンスは意図されない。

WLANの図 セル内でのアクセスポイント（AP）と各局（STA）との概略ブロック図 プローブ応答フレームを送信する方法のフローチャート 規制情報フレームを使用した低遅延時間の走査を示すフローチャート プロトコルフレームフォーマットの例 マップ／検出フィールドフォーマットの例 プロトコルフレームフォーマットの例 規制ドメイン情報要素の例 規制ドメイン情報要素フィールドフォーマットの例

Claims (10)

1. 無線ネットワークでの利用可能なチャネル内で送信する方法であって：
   前記無線ネットワーク内で規制ドメイン情報を受信し；
   前記規制ドメイン情報に対応する少なくとも１つの構成要素を有する少なくとも１つのプロトコルフレームを生成し；
   前記少なくとも１つのプロトコルフレームを送信し；
   前記少なくとも１つのプロトコルフレームを受信し；
   前記規制ドメイン情報に対応する前記構成要素に少なくとも部分的に基づいて、チャネルが送信に利用可能であるか否かを決定することを有し；
   前記送信するステップは、ビーコン送信に独立して、STAにより要求されずに生じ、
   前記送信するステップは、次のビーコン送信との間の間隔より短い間隔でレポートを送信することを有することを更に有する方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記受信するステップは、無線で、有線システムを通じて、又はこれらの双方で、前記規制ドメイン情報を受信することを更に有する方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、
   前記送信するステップは、ビーコン送信に独立してレポートを送信することを更に有する方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、
   前記送信するステップは、STAにより求められると、APからレポートを送信することを更に有する方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、
   前記決定するステップに基づいて前記チャネルで送信することを有する方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、
   レポートは、STAがローミングできる候補であるAPの集合についての情報を更に有する方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、
   レポートは、STAがローミングすることを好む候補であるAPの集合についての情報を更に有する方法。
8. 請求項１に記載の方法であって、
   前記生成するステップは、前記規制ドメイン情報に対応する少なくとも１つの構成要素と、レーダーの存在に対応する少なくとも１つの構成要素とを有するレポートを生成することを更に有する方法。
9. 請求項１に記載の方法であって、
   前記決定するステップは、レポートに含まれるレーダーの存在に対応する前記構成要素と前記規制ドメイン情報に対応する前記構成要素とに少なくとも部分的に基づいて、チャネルが送信に利用可能であるか否かを決定することを更に有する方法。
10. 無線ネットワークでの利用可能なチャネル内で送信するシステムであって：
    規制ドメイン情報を有するメモリと；
    前記無線ネットワーク内で前記規制ドメイン情報を送信する送信装置と；
    前記規制ドメイン情報を受信する受信機と；
    前記規制ドメイン情報に対応する少なくとも１つの構成要素を有するフレームを生成するフレーム生成器と；
    ビーコン送信に独立して、STAにより要求されずに前記フレームを送信する送信機と；
    レポートを受信するSTAと；
    前記レポートに含まれる前記規制ドメイン情報に対応する前記構成要素に少なくとも部分的に基づいて、チャネルが送信に利用可能であるか否かを決定するプロセッサと；
    を有し、
    前記送信機は、次のビーコン送信との間の間隔より短い間隔でレポートを送信するシステム。

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