JP6101694B2 - チャネル選択方法、ならびに対応するｗｉｆｉ装置およびコンピュータ・プログラム - Google Patents

Description

本発明は電気通信の分野に関する。本分野では、本発明はより具体的には、無線通信としても知られる、無線による通信の分野に関する。本発明は、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）の標準番号８０２．１１等により標準化されたＷｉＦｉネットワークを含む。これらの標準は、当該標準に準拠する無線通信装置の間の相互運用性を保証する。

以下では、「ＷｉＦｉ」という用語は、無線による通信の分野全体を包含するとして理解すべきである。

本発明を、複数のアクセス・ポイントが共存し、例えば端末またはリモート・サーバとの通信を局が確立できるようにするインフラのＷｉＦｉネットワークのコンテキストで説明する。

より正確には、本発明は、ＷｉＦｉ装置専用の無線帯域、特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準で定義されている５ギガヘルツ（ＧＨｚ）周囲の帯域およびＩＥＥＥ８０２．１１ａｈ標準で定義されている８６８．６８メガヘルツ（ＭＨｚ）周囲の帯域の周波数占有に関し、特に、ＷｉＦｉ装置がデータまたは信号送信フレームを少なくとも２つの周波数帯で送信できるようにする複数の無線インタフェースをＷｉＦｉ装置が具備するときに、ＷｉＦｉシステムで使用できる様々な無線チャネルから無線チャネルを選択するための機構に関する。かかる装置の無線チャネルは多周波数帯チャネルと呼ばれる。

本明細書では「ＷｉＦｉ装置」という用語は、基本サービス・セット（ＢＳＳ）を構成し、アクセス・ポイントと当該アクセス・ポイントに関連付けられた局、即ち、当該アクセス・ポイントの無線カバレッジ・ゾーン内に位置する局により構成された、装置を意味する。本発明では、当該装置が様々なＢＳＳに属しうる状況を想定する。

ＷｉＦｉ装置が送信データを有するとき、当該ＷｉＦｉ装置は送信チャネルにアクセスする必要がある。当該ＷｉＦｉ装置が多周波数帯であり各帯域が一般に複数のチャネルを有するとすれば、当該送信チャネルへアクセスするには、前もって当該チャネルを選択する必要がある。既存のチャネル選択機構は、集中モードまたは分散モードの何れかに対応する。

集中モードでは、コントローラが各アクセス・ポイントを、良く定義された周波数プランの関数としてチャネルを選択するように強制する。

分散モードでは、ＷｉＦｉアクセス・ポイントは、それが利用可能な付属情報、例えば、チャネルの占有率や雑音レベルの関数としてチャネルを選択する。上記選択を行うために利用できる付属情報を有するために、当該アクセス・ポイントは以下を行うことができる。

送信を監視することによってパッシブ・スキャンを実施し、または、送信チャネルの全てに対する帯域全体にわたってフレームを交換することによってアクティブ・スキャン（即ち、「プローブ要求／応答」）を実施して、様々なスキャンされたチャネルにおけるチャネルの占有を発見する。当該占有情報を、クリア・チャネル評価（ＣＣＡ）測定を用いた長期間の機構により取得することができる。当該機構により、チャネルが占有される期間とチャネルが空いている期間とを計算することができる。それにも関わらず、当該装置は、潜伏した装置、即ち、他の局または他のアクセス・ポイントにより「聞かれる」ことなく送信できる局またはアクセス・ポイントにより妨害される可能性がある。図１を参照すると、２つの局ＴＡ１とＴＡ２とがアクセス・ポイントＡＰの反対側に存在し互いに十分に離間していて他方の局から来る送信を検出できないとき、これらの局は相互に「潜伏している」と呼ばれる。かかる状況では、局ＳＴＡ１または局ＳＴＡ２は、局ＴＡ２（このケースではＳＴＡ１であろう）が当該チャネルを占有している可能性がある場合でも、当該チャネルが空いていると考えて当該チャネルにアクセスする。

あるいは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｋ標準で定義されているＢＳＳロード情報が送信される近傍アクセス・ポイントにより送信された「ビーコン」のみを復号化する。当該ロード情報は、着目するチャネルに対する送信チャネルの占有を示す。当該情報も、潜伏した装置により妨害される可能性がある。

上述の公知の方法を用いてチャネルを選択するための付属情報を復元するには、アクセス・ポイントにより使用されている現在の送信チャネル以外の少なくとも１つの送信チャネルをスキャンする必要がある。したがって、当該アクセス・ポイントは、現在のアクティブなチャネルの監視またはそのチャネルでの送信を停止して、スキャンを実施できるまでにチャネルを切り替えなければならない。かかる制約は、特にトラフィック過負荷を軽減するためにチャネル選択を必要とするときには、不利である。

本発明は、多周波数帯チャネルが装置間で共有される、ＷｉＦｉネットワークのための有利で新規な解決策をチャネル選択方法の形で提供する。第１の帯域は「送信」帯域であり、第２の帯域は、送信帯域よりも大きい無線カバレッジを有する「信号送信」帯域である。当該方法は、公知な方法よりも有効である。

したがって、本発明は、多周波数帯チャネルがＷｉＦｉネットワークの装置間で共有される、ＷｉＦｉネットワークにおける多周波数帯ＷｉＦｉ装置に対するチャネル選択方法を提供する。第１の帯域は「送信」帯域であり、第２の帯域は「信号送信」帯域であって当該送信帯域より大きい無線カバレッジを有する方法を提供する。当該方法は、第１の付属情報を当該信号送信帯域で送信するステップであって、当該情報は当該装置による当該送信帯域の占有に関連するステップと、第２の付属情報を当該信号送信帯域で受信するステップであって、当該情報は近傍装置による当該送信帯域の占有に関し、これらのステップは当該送信帯域の送信の任意のステップと同時に行われるステップと、を含む。

信号送信帯域は様々なＷｉＦｉ装置、アクセス・ポイント、ＷｉＦｉネットワーク局に共通であるので、各装置は、近傍のＷｉＦｉ装置による送信帯域の占有に関連付けられた付属情報を、当該送信帯域で発生する送信に干渉する必要なしに復元することができる。信号送信帯域のカバレッジが送信帯域のカバレッジよりも大きいという事実により、潜伏している送信帯域に関連付けられた装置の問題を解決することができ、または、少なくとも、当該送信帯域に関連して選択された信号送信帯域に応じて、潜伏している装置の数を大幅に削減することができる。

一般に、多周波数帯ＷｉＦｉネットワークは、第１の帯域が良好なデータ送信特性（良好なデータ速度等）を提供し、第２の帯域が良好な範囲特性を（低データ速度等で）提供するようなものである。すると、当該第１の帯域がデータ送信帯域と考えられ、当該第２の帯域が信号送信帯域と考えられる。

例えば、当該ＷｉＦｉネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準に準拠するネットワークを参照する５ＧＨｚ帯に対応する送信帯域と、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈ標準に準拠するネットワークを参照する８６８ＭＨｚから８６８．６ＭＨｚに対応する信号送信帯域とを有するＷｉＦｉアクセス・ネットワークである。当該ＷｉＦｉネットワークは、少なくとも２つの多周波数帯アクセス・ポイントＡＰ（５ＧＨｚ帯＋８６８ＭＨｚ帯）と、１つまたは複数の局とを有する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準は、当該標準の定義には特定の帯域しか含まれない場合でも全てのＷｉＦｉシステム（１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃ、ａｄ、ａｆ、ａｈ、．．．）に適用可能である多周波数帯モードを定義する。送信帯域と信号送信帯域の中央周波数の差分が与えられれば、信号送信帯域のカバレッジは送信帯域よりも非常に広くなる。ＷｉＦｉアクセス・ネットワーク内部の付属情報をブロードキャストするために、ＷｉＦｉネットワークの多周波数帯アクセス・ポイントは、信号送信帯域が複数のチャネルを有するときに共通の信号送信チャネルを共有する。

ＷｉＦｉ装置による送信帯域の占有に関する付属情報により、例えば、当該送信帯域においてＷｉＦｉ装置により使用されるチャネルのＩＤを提供してもよい。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎおよびＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ標準により、マルチチャネル送信を以下のように提供してもよい。即ち、４０ＭＨｚでの送信に対して２つのチャネル、８０ＭＨｚでの送信に対して４つのチャネル、８０＋８０ＭＨｚまたは１６０ＭＨｚでの送信に対して８つのチャネルである。追加または代替として、付属情報が、アクセス・ポイントによる送信帯域のチャネル（複数可）の負荷または占有、および、場合によってはアクセス・ポイントが通信中の局による送信帯域のチャネル（複数可）の負荷および占有に関連してもよい。チャネル占有は、しばしば、送信に使用される時間とチャネルが空いている時間の間の比率（デューティ・サイクル）を計算することによって決まる。幾つかのメトリックがＩＥＥＥ８０２．１１標準で定義されている。即ち、上記の定義に対応する「ＢＳＳ負荷」（ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ）、チャネル上のトラフィックのタイプに関するより正確な情報を追加する「Ｑ負荷」（ＩＥＥＥ８０２．１１ａａ）、および「拡張ＢＳＳ負荷」（ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ）である。拡張ＢＢＳ負荷は、複数ユーザ、即ち、複数の送信アンテナを有するシステムにおいて複数のユーザが同時に送信する可能性に対応する複数入力複数出力（ＭＵＭＩＭＯ）を考慮し、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、８０＋８０ＭＨｚ、および１６０ＭＨｚでの送信モードを考慮することによって、上記定義を拡張している。これらのモードごとに、アクセス・ポイントが使用するチャネルの各々におけるチャネルの占有を計算できるようにするメトリックが存在する。

代替または追加として、上記付属情報が装置の帯域幅要件に関連付けられてもよい。例えば、均等な帯域幅、即ち、装置が１００％の時間利用できる理論帯域幅に上記情報が関連付けられてもよい。

上記付属情報が、局所化情報、または、視界にある装置に関する情報、即ち、問題となっている装置の無線カバレッジ内にある装置に関する情報に関連付けられてもよい。かかる状況下では特に、近傍装置、アクセス・ポイント、局が多周波数帯機能を有さず信号送信帯域で付属情報を送信できないときには、当該付属情報を、その装置が使用するチャネルとその負荷に関連付けてもよい。かかる状況下では、当該情報を、データ送信帯域内でスキャンすることによって取得しなければならない。

第１の付属情報と第２の付属情報を同種の情報または異種の情報に関連付けてもよい。したがって、近傍装置を有する所与の装置、即ち、信号送信帯域の同一のカバレッジ領域内に配置された所与の装置は、本発明のチャネル選択方法を実施する各装置により決定される当該送信領域におけるチャネルを使用する。当該装置は、データ送信帯域内の同一のチャネル上にある必要はなく、共通の信号送信帯域を介して他の装置に関する付属情報を受信可能であってもよい。有利なことに、送信帯域の占有に関する情報の知識を装置が有することによって、本発明のチャネル選択中に当該占有を考慮することができ、したがって、近傍装置間のチャネルの共有を制限することができる。

本発明の１実装形態では、上記第１の付属情報はブロードキャスト・モードで送信される。ブロードキャスト・モードは、送信チャネルに関する占有情報を取得するために装置の間で如何なる信号も交換する必要がないという点で有利である。

本発明の１実装形態では、当該付属情報は、セッションを多周波数帯ＷｉＦｉネットワークの第１のチャネルから第２のチャネルへ転送する目的で充填されるフィールドを有するフレームでカプセル化される。

第１のチャネルは第２のチャネルと異なる。当該第１のチャネルと第２のチャネルは、送信帯域の中で連続しているかまたはバラバラとなっているサブバンドに属してもよい。

当該実装形態は、多周波数帯モードが定義されているＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準に準拠するＷｉＦｉネットワークに特に適合する。しかし、当該モードは、当該モードが特定の周波数帯で定義されている場合であっても、全てのＷｉＦｉシステム（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃ、ａｄ、ａｆ、ａｈ、．．．）に適用可能である。当該モードは、２つの異なる帯域で動作する２つのＷｉＦｉインタフェースを装置が有するときに使用される。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準の暫定テキストでは、ビーコンで、関連付け要求／応答フレームで、またはプローブ要求／応答フレームで送信できる多周波数帯要素が規定されている。多周波数帯要素は、多周波数帯機能を有する装置の能力をブロードキャストする。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準では、当該要素は送信帯域のうち１つでブロードキャストされ、他の送信帯域の存在を示す。特に、帯域ＩＤフィールドにより、どの他の帯域が関与するかを定義することができ、多周波数帯ＳＴＡ能力フィールドが、当該他の帯域における装置（アクセス・ポイントＡＰ、局ＳＴＡ等）が担う役割を定義する。多周波数帯要素は特に、第１の帯域が例えば飽和の結果としてデータをもはや満足に伝送できないときに、第１のチャネルから第２のチャネルへ高速にセッション転送する役割を果たす。当該要素をチャネルの占有に関する付属情報で強化することは、既にロードされているかまたはその飽和限界にあるチャネルを選択することを回避するのに特に有利である。本発明では、帯域の１つを信号送信帯域とみなし、上記要素を当該帯域上でブロードキャストし、送信帯域のサブバンド間でセッション転送を行う。

本発明の１実装形態では、上記方法はさらに、当該装置と近傍装置の間でフレームを当該信号送信帯域で交換するステップであって、当該装置はチャネル切替え要求フレームを送信し、チャネル切替えを受理したかまたは拒否したかを示すフレームがそれに応じて当該近傍装置から来るのを待機するステップをさらに含む。

当該実装形態は、装置のニーズに対して十分な空きチャネルが存在するときに特に有利であるが、隣接するチャネルを装置が必要とするにも関わらず上記チャネルがバラバラであるときにも有利である。例えば、当該装置は継続的に８０ＭＨｚを必要とするかもしれず、占有に関する付属情報により、２つの４０ＭＨｚが空いているがそれらはバラバラであることが示されるかもしれない。

本実装形態では、装置は別の装置と交渉手続きを開始して、他の装置がチャネルを切り替えて空きチャネルに隣接するチャネルを解放するようにする。

当該交渉は、信号送信帯域において装置の間でフレーム、即ち、具体的には、チャネル切替え要求フレームとチャネル切替え応答フレームを交換することによって実施される。

当該要求フレームは以下の要素を取り込んでもよい。即ち、
・当該要求に必要な送信帯域の識別子
・チャネル切替えにより利益を受ける装置の識別子
・チャネル切替え要求を送信した装置の識別子（当該切替えを受ける装置が多周波数帯ＷｉＦｉインタフェースを有さないとき、および、当該要求を送信した装置が自己のために当該切替えを管理するときには、当該識別子は、先行する識別子と異なってもよい）
・チャネル切替えのための空きチャネルのインデックス
・当該要求を受信した装置が、自己の帯域幅要件を満たしつつ、切り替えることができる１つまたは複数のチャネルの識別子（これらの帯域幅要件は多周波数帯要素に含まれている）

上記応答フレームは以下の要素を含んでもよい。即ち、
・当該要求に必要な送信帯域の識別子
・チャネル切替えから利益を受ける装置の識別子
・チャネル切替え要求を送信した装置の識別子
・チャネル切替え要求の受理または拒否
・受理の場合は、宛先チャネルのＩＤ
・受理の場合は、チャネル切替えの前に経過すべき時間の指示

本発明はまた、多周波数帯ＷｉＦｉ装置を提供する。当該ＷｉＦｉ装置は特に、複数の多周波数帯アクセス・ポイントを有する多周波数帯ＷｉＦｉアクセス・ネットワーク向けとしたものである。第１の帯域は「送信帯域」と呼ばれ、第２の帯域は「信号送信帯域」と呼ばれ、送信帯域よりも広いカバレッジを有する。

本発明のＷｉＦｉ装置は、当該送信帯域の多周波数帯チャネルを介してデータ・フレームを送受信するための送受信手段と、当該信号送信帯域で信号送信フレームを送受信するように適合された送受信手段であって、当該信号送信フレームは、それぞれ当該装置と当該近傍装置による当該送信帯域の占有に関する付属情報を含む送受信手段とを備え、当該送受信手段は、共に同時に送受信するように適合されている当該送信帯域と当該信号送信帯域のためのものである。

かかるＷｉＦｉ装置は特に、上述の本発明のチャネル選択方法を実施するように適合されている。例えば、当該ＷｉＦｉ装置がアクセス・ポイントまたはＷｉＦｉ局であってもよい。

本発明の１実施形態では、当該ＷｉＦｉ装置は、信号送信帯域における送受信手段がブロードキャスト手段を備えるようなものである。

好適な実装形態では、本発明のチャネル選択方法の諸ステップは、チップのような電子回路にそれぞれ組み込んだ１つまたは複数のモジュールの形でプログラム命令により決定され、当該電子回路自体は場合によってはＷｉＦｉ装置のような電子機器の中に配置される。本発明のチャネル選択方法を、プロセッサまたはその均等物のような計算部にプログラム（またはそのモジュール）がロードされたときに実施してもよく、当該プロセッサまたはその均等物の動作は、当該プログラムを実行することによって制御される。

したがって、本発明はまた、本発明を実施するように適合された、コンピュータ・プログラム（またはその様々なモジュール）、特に、データ媒体上またはデータ媒体内のコンピュータ・プログラムに適用される。当該プログラムは、任意のプログラミング言語を使用してもよく、ソース・コード、オブジェクト・コード、または、部分的にコンパイルされた形、または、本発明の方法を実装するのに望ましい他の任意の形態のような、ソース・コードとオブジェクト・コードの間の中間コードの形であってもよい。

上記データ媒体は、プログラムを格納できる任意のエンティティまたは装置であってもよい。例えば、当該媒体が、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、例えば、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｋ）ＲＯＭ、またはマイクロ電子回路ＲＯＭ、もしくは、例えばハードディスクのような実際の磁気記録手段、または、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）キーにインストールされたＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）のような記憶手段を備えてもよい。

あるいは、上記データ媒体が、プログラムを組み込んだ、着目する方法を実行するかまたはその実行の際に使用される集積回路であってもよい。

さらに、当該プログラムを、電気ケーブルまたは光ケーブルを介して、無線によりまたは他の手段により伝送するのに適した電気信号または光信号のような伝送可能形式に変換してもよい。本発明のプログラムを特に、インターネット・タイプのネットワークからダウンロードしてもよい。

このように、本発明はまた、データ媒体上のコンピュータ・プログラムを提供する。当該プログラムは、チャネル選択方法を実施するＷｉＦｉ装置にロードされ当該ＷｉＦｉ装置により当該プログラムが実行されたときに、本発明の方法のうち１つを使用することによって多周波数帯ＷｉＦｉアクセス・ネットワークに対する多周波数帯ＷｉＦｉ装置においてチャネル選択方法を実施するように適合されたプログラム命令を含む。

本発明はまた、上記チャネル選択方法を実施するためにプログラムがＷｉＦｉ装置にロードされ当該ＷｉＦｉ装置により実行されたときに、本発明の方法を使用することによって、多周波数帯ＷｉＦｉアクセス・ネットワークに対する多周波数帯ＷｉＦｉ装置により実施されるチャネル選択方法を実施するように適合されたプログラム命令を含むデータ媒体を提供する。

本発明の他の特徴と利点は、単に例示的かつ非限定的な例として与えた特定の諸実施形態の以下の説明を、添付図面を参照して読むことによってより明らかになる。

アクセス・ポイントＡＰ、局ＴＡ１から隠れている局ＴＡ２を有するワイヤレス無線システムにおける局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の基本サービス・セット（ＢＳＳ）インフラを示す、先行技術を参照して説明した図である。 ８個のアクセス・ポイントと１つの端末を有する多周波数帯ＷｉＦｉアクセス・ネットワークを示す図である。 本発明のチャネル選択方法の主なステップを示す流れ図である。 送信帯域のチャネルがアクセス・ポイントの近傍とアクセス・ポイントＡＰとにより占有される割合を示す、周波数軸に沿ったプロットを示す図である。 送信帯域のチャネルがアクセス・ポイントの近傍とアクセス・ポイントＡＰとにより占有される割合を示す周波数軸に沿ったプロットを示し、本発明の方法を実施するときにアクセス・ポイントＡＰにより選択されるチャネルをウィンドウが示し、帯域の占有が、隣接する２つの空きチャネルに対するアクセス・ポイントの要件と整合することを示す図である。 送信帯域のチャネルがアクセス・ポイントの近傍とアクセス・ポイントＡＰとにより占有される割合を示す周波数軸に沿ったプロットを示し、本発明の方法を実施するときにアクセス・ポイントＡＰにより選択されるチャネルをウィンドウが示し、帯域の占有が、隣接する４つの空きチャネルに対するアクセス・ポイントのニーズとは完全には整合しないことを示す図である。 図６に示すように、帯域幅の占有がアクセス・ポイントＡＰの独自の要件と整合しないことをアクセス・ポイントＡＰが発見した後に、アクセス・ポイントＡＰとアクセス・ポイントＡ２との間で交渉を実施することにより、アクセス・ポイントＡ２に、それが占有しておりかつ３つの空きチャネルのグループに隣接するチャネルを切り替えさせ解放させることを示す図である。 本発明のチャネル選択方法を実施するのに適したＷｉＦｉ装置の簡潔な構造の１例を示す図である。

図２に示した着目するＷｉＦｉ通信ネットワークは、９つのＷｉＦｉ装置を有し、そのうち少なくとも８つ、ＡＰ、ＡＰ１乃至ＡＰ７は特にアクセス・ポイント機能を実施する。これらの装置を以下では「アクセス・ポイント」、ＡＰと称し、それらはゲートウェイまたは中継器に対応してもよい。装置ＳＴＡは特に端末である。当該ＷｉＦｉ装置は、当該ＷｉＦｉ装置がフレームを少なくとも２つの周波数帯域で送信できる複数の無線インタフェースを具備している。

本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準に準拠するネットワークを参照する５ＧＨｚ帯に対応する送信帯域と、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈ標準に準拠するネットワークを参照する８６８ＭＨｚから８６８．６ＭＨｚ帯に対応する信号送信帯域を有するＷｉＦｉネットワークのコンテキストで説明する。

本発明では、同一の送信帯域を共有するＷｉＦｉ装置（ＡＰとＳＴＡ）の間で、情報を信号送信帯域でブロードキャストし当該帯域における無線スペクトルの占有を改善する。

図２の説明では、アクセス・ポイントＡＰからの信号送信帯域ＢＳの無線範囲はアクセス・ポイントＡＰ１乃至ＡＰ７の全部をカバーし、端末ＳＴＡもカバーする。他の多少楕円形である形状の全ては、装置の各々の送信帯域における無線カバレッジを表す。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準は、当該標準における定義が特定の帯域のみを含む場合でも全てのＷｉＦｉシステム（１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃ、ａｄ、ａｆ、ａｈ、．．．）に適用可能である多周波数帯モードを定義する。

当該モードは、２つの異なる帯域で動作する２つのＷｉＦｉモジュールを装置が有するときに使用される。

図３は、アクセス・ポイントＡＰにより実施される本発明のチャネル選択方法の主なステップを示す流れ図である。

方法１は、アクセス・ポイントＡＰによる送信帯域の占有に関連付けられた第１の付属情報を信号送信帯域で送信するステップＥＭを含む。

方法１は、近傍アクセス・ポイントによる送信帯域の占有に関連する第２の付属情報を信号送信帯域で受信するステップＲＥＣを有する。

送信ステップＥＭと受信ステップＲＥＣは、送信帯域におけるアクセス・ポイントＡＰによる任意の送信ステップとともに実施される。

１実装形態では、上記第１の付属情報はブロードキャスト・モードでアクセス・ポイントＡＰにより送信される。

１実装形態では、当該付属情報は、セッションを当該多周波数帯ＷｉＦｉネットワークの第１のチャネルから第２のチャネルへ転送する目的で充填されるフィールドを有するフレームにカプセル化される。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準のオリジナル・バージョンでは、以下の表１に示すように「多周波数帯要素」が記述されている。

当該要素は、多周波数帯機能を有する装置の能力に関する指示を提供する。帯域の１つでブロードキャストする際、当該帯域は、他の帯域の存在を送信し、特に、「帯域ＩＤ」フィールドにより他の帯域を特定する役割を果たす。「多周波数帯ＳＴＡ能力」フィールドは特に、当該他の帯域において当該装置、即ち、アクセス・ポイント（ＡＰ）または端末（ＳＴＡ）が果たす役割を定義する。当該役割を、ビーコン、関連付け要求／応答フレーム、またはプローブ要求／応答フレームで送信してもよい。

１実装形態では「多周波数帯要素」を付属情報で補強する。当該要素は、アクセス・ポイントＡＰ、ＡＰ１乃至ＡＰ７により信号送信帯域でブロードキャストされるフレームにカプセル化される。

本発明の方法の特定の実装形態を、以下で説明し、図４乃至７に示す。アクセス・ポイントは、利用可能なチャネルの全ての占有に関するデータベースを構築することによってそのチャネル選択を最適化する。図４では、送信帯域のチャネルを円錐により表し、実線の部分はチャネルの占有率を表す。

アクセス・ポイントＡＰの帯域幅要件に対して十分な空きチャネル（即ち、送信モード２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、８０＋８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚに関わらず近傍ＡＰ１乃至ＡＰ７により占有されないチャネル）が存在する場合には、アクセス・ポイントＡＰは当該空きチャネルを占有する。例えば、図５に示すように、アクセス・ポイントＡＰは４０ＭＨｚの帯域幅を必要とし、図で長方形により囲んだ利用可能な４０ＭＨｚを占有する。

十分な空きチャネルが存在しない場合には、アクセス・ポイントＡＰは図６に示すように近傍アクセス・ポイントとチャネル共有の状況にある。アクセス・ポイントＡＰが、干渉を殆どまたは全く生じさせないチャネル、即ち、遠隔にありそれにも関わらず信号送信帯域で検出されたＢＳＳに属するチャネルを優先度ベースで選択する。当該情報は特に、信号送信帯域で送信された局所化情報から、信号送信帯域で受信されブロードキャストされた受信電力から、信号送信帯域でブロードキャストされたＡＰの負荷情報から、または、アクセス・ポイントＡＰにより占有された主要なチャネルにおける特定のスキャンから、導出してもよい。例えば、図６に示すように、アクセス・ポイントＡＰは８０ＭＨｚの帯域幅を必要とする。８０ＭＨｚの連続する帯域幅が利用可能ではないので、第１の実装形態におけるアクセス・ポイントＡＰは自身を近傍のアクセス・ポイントＡＰ２とチャネル共有の状況に置く。問題となっている当該チャネルは、図では長方形で囲んである。

様々な実装形態を以下で説明する。８０ＭＨｚの帯域幅を必要とするアクセス・ポイントＡＰの現在の例に戻ると、十分な空きチャネルが当該アクセス・ポイントの要件に対して実際に存在するが、これらのチャネルがバラバラであることが分かる。占有に関連しアクセス・ポイントＡＰが利用可能な付属情報により、４０ＭＨｚを表す２つの隣接するチャネルが空いており、６０ＭＨｚを表す３つの隣接するチャネルが空いており、これらの２つのグループがアクセス・ポイントＡＰ２により占有されるチャネルで分離されていることが示される。

当該実装形態では、アクセス・ポイントＡＰは図７に示す交渉手続きを開始して、アクセス・ポイントＡ２と交渉してＡＰをチャネルｃを切り替え、それが占有しており３つの空きチャネルのグループに隣接するチャネルを解放する。

当該交渉は、信号送信帯域においてアクセス・ポイントの間でフレームを交換することにより実行される。アクセス・ポイントＡＰはチャネル切替え要求を送信し、アクセス・ポイントＡＰ２はチャネル切替え応答で応答する。

アクセス・ポイントＡＰ２が受理した場合には、アクセス・ポイントＡＰ２はチャネルを切り替え、アクセス・ポイントＡＰが、３つの隣接チャネルとともに解放されたチャネルを占有する。問題となっているチャネルは図７で長方形により囲んである。

本発明を、１つのアクセス・ポイントを有する実装形態に関して上述した。同様に、当該方法を、特にメッシュ・ネットワークで、一般にはピア・ツーピアの動作で動作する局によって実装してもよい。

図８は、本発明のチャネル選択方法を実施するのに適した、多周波数帯ＷｉＦｉ装置、ＡＰまたはＳＴＡの簡単な構造例の図である。当該ＷｉＦｉ装置は特に、複数の多周波数帯アクセス・ポイントを有する多周波数帯ＷｉＦｉアクセス・ネットワーク向けのものである。第１の帯域は「送信」帯域と呼ばれ、第２の帯域は「信号送信」帯域と呼ばれ、送信帯域より広いカバレッジを有する。

当該ＷｉＦｉ装置ＡＰ、ＳＴＡは、送信帯域のチャネルを介してデータ・フレームを送受信する送受信手段ＥＭｔ、ＲＥｔと、信号送信帯域において信号送信フレームを送受信するのに適した送受信手段ＥＭｓ、ＲＥｓであって、当該フレームは、それぞれアクセス・ポイントと近傍アクセス・ポイントによる送信帯域の占有に関する付属情報を含む、送受信手段ＥＭｓ、ＲＥｓを備える。送受信手段ＥＭｔ、ＲＥｔは、送信帯域に対応する現在の周波数特性を提供する、従来式の送信システムＥＭｔと受信システムＲＥｔを備える。これらの手段は、信号送信帯域に対応し付属情報の送受信に対応する周波数特性を提供する従来式の送信システムＥＭおよび受信システムＲＥを有する。

送信帯域および信号送信帯域用の各送受信手段ＥＭｔ、ＲＥｔ、ＥＭｓ、Ｒｅｓは、ともに、同時に送受信するのに適するように適合されている。一般に、これらの送受信手段は、帯域の１つの信号を他の帯域に対して非常に強く減衰させるための拒否フィルタを有する。

これらの送受信手段は一般に、計算器手段ＰＲＯ、例えば、マイクロプロセッサまたはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）に接続される。これらの手段は、送信用の付属情報のフレームを構築し、近傍アクセス・ポイントから受信した付属情報を利用するようにマイクロプログラムされている。当該計算手段をまた、近傍アクセス・ポイントとの交渉手続きを開始して、近傍アクセス・ポイントにチャネルを切り替えさせ、空きチャネルに隣接するチャネルを解放させるようにマイクロプログラムしてもよい。

ＡＰ アクセス・ポイント
ＳＴＡ 局

Claims (8)

1. ＷｉＦｉネットワークにおいて多周波数帯ＷｉＦｉ装置に対するチャネルを前記ＷｉＦｉネットワークの装置の間で共有される多周波数帯チャネルから選択する方法（１）であって、第１の帯域はデータ・フレームを送受信するための送信帯域であり、第２の帯域はシグナリング・フレームを送受信するためのシグナリング帯域であって前記送信帯域より良好な範囲特性を有し、
   第１の付属情報を前記シグナリング帯域（ＢＳ）で送信するステップ（ＥＭ）であって、前記第１の付属情報は前記装置による前記送信帯域の占有に関連するステップと、
   第２の付属情報を前記シグナリング帯域（ＢＳ）で受信するステップ（ＲＥＣ）であって、前記第２の付属情報は近傍装置による前記送信帯域の占有に関連し、これらのステップは前記送信帯域の送信の任意のステップと同時に行われるステップと、
   を含むことを特徴とする、方法。
2. 前記第１の付属情報はブロードキャスト・モードで送信される、ＷｉＦｉネットワークにおいて多周波数帯ＷｉＦｉ装置に対するチャネルを前記ＷｉＦｉネットワークの装置の間で共有される多周波数帯チャネルから選択するための、請求項１に記載の方法。
3. 前記付属情報はセッションを前記多周波数帯ＷｉＦｉネットワークの第１のチャネルから第２のチャネルへ転送する目的で充填されるフィールドを有するフレームでカプセル化される、ＷｉＦｉネットワークにおいて多周波数帯ＷｉＦｉ装置に対するチャネルを前記ＷｉＦｉネットワークの装置の間で共有される多周波数帯チャネルから選択するための、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記装置と近傍装置の間でフレームを前記シグナリング帯域で交換するステップであって、前記装置はチャネル切替え要求フレームを送信し、チャネル切替えを受理したかまたは拒否したかを示すフレームがそれに応じて前記近傍装置から来るのを待機するステップをさらに含む、ＷｉＦｉネットワークにおいて多周波数帯装置に対するチャネルを前記ＷｉＦｉネットワークの装置の間で共有される多周波数帯チャネルから選択するための、請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
5. 複数の多周波数帯装置を有する多周波数帯ＷｉＦｉネットワーク向けの多周波数帯ＷｉＦｉ装置（ＡＰ、ＳＴＡ）であって、第１の帯域はデータ・フレームを送受信するための送信帯域であり、第２の帯域はシグナリング・フレームを送受信するためのシグナリング帯域であって前記送信帯域より良好な範囲特性を有し、前記装置はチャネル選択方法の実施に適したものであり、
   前記送信帯域の多周波数帯チャネルを介してデータ・フレームを送受信するための送受信手段と、
   前記シグナリング帯域でシグナリング・フレームを送受信するように適合された送受信手段であって、前記シグナリング・フレームは、それぞれ前記装置と近傍装置による前記送信帯域の占有に関する付属情報を含む送受信手段と、
   を備え、
   前記送受信手段は、共に同時に送受信するように適合されている前記送信帯域と前記シグナリング帯域のためのものである、
   ことを特徴とする、装置。
6. 前記シグナリング帯域の前記送受信手段がブロードキャスト手段を備える、請求項５に記載の多周波数帯ＷｉＦｉネットワーク（ＡＰ、ＳＴＡ）。
7. ＷｉＦｉネットワークにおいて多周波数帯装置に対するチャネルを前記ＷｉＦｉネットワークの装置の間で共有される多周波数帯チャネルから選択するための請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法を実施するように適合されたプログラム命令を含む、データ記録媒体上のコンピュータ・プログラムであって、前記プログラムはチャネル選択方法を実施するための装置にロードされ前記装置により実行される、コンピュータ・プログラム。
8. ＷｉＦｉネットワークにおいて多周波数帯装置に対するチャネルを前記ＷｉＦｉネットワークの装置の間で共有される多周波数帯チャネルから選択するための請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法を実施するように適合されたプログラム命令を含むデータ記録媒体であって、前記プログラム命令はチャネル選択方法を実施するための装置にロードされ前記装置により実行される、データ記録媒体。

Images