專利名稱：確保無(wú)線局域網(wǎng)中的服務(wù)質(zhì)量的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用于確保無(wú)線局域網(wǎng)中的服務(wù)質(zhì)量的方法及設(shè)備。
目前，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)都已經(jīng)發(fā)布無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)的標(biāo)準(zhǔn)。ETSI支持的WLAN標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自寬帶無(wú)線電接入網(wǎng)(BRAN)項(xiàng)目，并且包含于從該協(xié)會(huì)的萬(wàn)維網(wǎng)站點(diǎn)http//www.etsi.org/可得到的高性能無(wú)線電局域網(wǎng)第2類型(HIPERLAN2)規(guī)范中。IEEE提出的WLAN標(biāo)準(zhǔn)包含于從協(xié)會(huì)的萬(wàn)維網(wǎng)站點(diǎn)http//www.ieee.org/可得到的IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)中。
一般來(lái)說(shuō)，有兩種WLAN的變體基于基礎(chǔ)設(shè)施的類型以及自組類型。在前一類型的網(wǎng)絡(luò)中，通信通常僅在稱作移動(dòng)終端(MT)或移動(dòng)臺(tái)的無(wú)線節(jié)點(diǎn)與接入點(diǎn)(AP)之間進(jìn)行。AP是負(fù)責(zé)集中控制無(wú)線電小區(qū)中的資源的裝置，一般連接到固定(即，不是無(wú)線)網(wǎng)絡(luò)。在自組類型的網(wǎng)絡(luò)中，通信在無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，其中稱作中央控制器(CC)的MT之一提供相當(dāng)于AP的控制功能性。位于相同無(wú)線電覆蓋區(qū)域內(nèi)的MT和AP/CC稱作基本服務(wù)組(BSS)。
IEEE 802.11a以及ETSI/BRAN HIPERLAN2標(biāo)準(zhǔn)的特征之一是通過(guò)編碼和調(diào)制方案的各種組合實(shí)現(xiàn)的AP/CC與MT之間的不同物理傳輸模式的可用性。這些物理傳輸模式稱作PHY模式。在802.11a和HIPERLAN2中，分別有八個(gè)和七個(gè)PHY模式。目前，每個(gè)MT在對(duì)于該MT最優(yōu)的PHY模式上工作，其中AP/CC支持在其相應(yīng)PHY模式上的各MT。通過(guò)適應(yīng)不同的PHY模式，WLAN的AP/CC可處理不同的干擾和傳播環(huán)境。這可幫助維護(hù)連接的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。目前，從一個(gè)PHY模式到另一個(gè)的轉(zhuǎn)換的決定通?；谛旁氡群?或數(shù)據(jù)包/比特差錯(cuò)率。切換通常是一步過(guò)程(即，從一種模式到下一個(gè)較高/較低模式)。
另外，可靠性是另一個(gè)重要事項(xiàng)。在一些實(shí)時(shí)應(yīng)用中，系統(tǒng)因時(shí)間限制而沒(méi)有重傳錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包的寬限度。目前，在媒體訪問(wèn)控制(MAC)/數(shù)據(jù)鏈路控制(DLC)利用另一層前向糾錯(cuò)(FEC)碼來(lái)提供對(duì)這種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包的附加保護(hù)，得到可靠性。這個(gè)附加層對(duì)解碼過(guò)程增加更多復(fù)雜度。
因此，最好是提供能夠在保持相同吞吐量的同時(shí)確保QoS以及獲得可靠性的其它方式。
本發(fā)明針對(duì)采用鏈路適配和調(diào)度來(lái)確保無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中的服務(wù)質(zhì)量的方法及設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種方法，用于維護(hù)位于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中的基本服務(wù)組(BSS)的覆蓋區(qū)域內(nèi)的中央控制器與一組移動(dòng)終端(MT)之間的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。該方法包括以下步驟檢測(cè)MT的連接請(qǐng)求；確定是否有足夠資源可用；如果沒(méi)有足夠資源可用，則嘗試分配附加資源；以及如果足夠資源之一可用，并且可分配附加資源，則采用最健壯物理層(PHY)模式建立與MT的連接，通過(guò)足夠大的數(shù)據(jù)包集合來(lái)滿足吞吐量要求。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種設(shè)備，用于維護(hù)位于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中的基本服務(wù)組(BSS)的覆蓋區(qū)域內(nèi)的中央控制器與一組移動(dòng)終端(MT)之間的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。該設(shè)備包括接收機(jī)電路、發(fā)射機(jī)電路、與接收機(jī)電路和發(fā)射機(jī)耦合的處理器、以及耦合到處理器的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器配置成允許處理器通過(guò)接收機(jī)電路檢測(cè)MT的連接請(qǐng)求；確定是否有足夠資源可用；如果沒(méi)有足夠資源可用，則嘗試分配附加資源；以及如果足夠資源之一可用，并且可分配附加資源，則采用最健壯物理層(PHY)模式建立與MT的連接，通過(guò)足夠大的數(shù)據(jù)包集合來(lái)滿足吞吐量要求。
本發(fā)明的又一個(gè)方面提供另一種設(shè)備，用于維護(hù)位于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中的基本服務(wù)組(BSS)的覆蓋區(qū)域內(nèi)的中央控制器與一組移動(dòng)終端(MT)之間的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。該設(shè)備包括用于檢測(cè)MT的連接請(qǐng)求的部件；用于確定是否有足夠資源可用的部件；用于在沒(méi)有足夠資源可用時(shí)嘗試分配附加資源的部件；以及用于在足夠資源之一可用并且可分配附加資源時(shí)采用最健壯物理層(PHY)模式建立與MT的連接、通過(guò)足夠大的數(shù)據(jù)包集合來(lái)滿足吞吐量要求的部件。
本發(fā)明的又一個(gè)方面提供一種方法，用于在連接中為關(guān)鍵數(shù)據(jù)包提供可靠傳輸，其中包括以下步驟在第一PHY模式傳送關(guān)鍵數(shù)據(jù)包；確定在連接中是否有足夠資源可用；以及如果有足夠資源可用，則在第二PHY模式傳送復(fù)制數(shù)據(jù)包。
通過(guò)以下對(duì)附圖中所示的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)非常明顯，圖中參考標(biāo)號(hào)表示各視圖中的相同部分。


圖1是簡(jiǎn)化框圖，說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)；圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、可用于在各個(gè)臺(tái)之間傳送信息的HIPERLAN2 MAC幀的格式；圖3說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、正在各個(gè)臺(tái)之間傳送信息的示范HIPERLAN2 MAC幀，其中包括下行鏈路(DL)階段的詳細(xì)情況；圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、正在各個(gè)臺(tái)之間傳送信息的第二示范HIPERLAN2 MAC幀，其中包括下行鏈路(DL)階段的詳細(xì)情況；圖5是流程圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、利用鏈路適配提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)的操作步驟；圖6是流程圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、利用關(guān)鍵數(shù)據(jù)包的重復(fù)傳送提供QoS的操作步驟。
圖7說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例配置的接入點(diǎn)或中央控制器的簡(jiǎn)化框圖。
為便于說(shuō)明而不是限制，以下說(shuō)明中提出了諸如特定體系結(jié)構(gòu)、接口、技術(shù)之類的具體細(xì)節(jié)，以便透徹地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚，在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。另外，應(yīng)當(dāng)指出，雖然本發(fā)明采用HIPERLAN2作為實(shí)例來(lái)說(shuō)明，但本發(fā)明本身也可應(yīng)用于IEEE802.11a。
圖1說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)典型網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示，基本服務(wù)組(BSS)102包含與多個(gè)移動(dòng)終端MT 106、MT 108和MT 110耦合的接入點(diǎn)/中央控制器(AP/CC)104。MT和AP/CC通過(guò)具有多個(gè)無(wú)線信道的無(wú)線鏈路相互通信。另外，圖1還包括非MT裝置112。雖然非MT裝置112不是BSS的一部分，但它在BSS中的AP/CC和MT的相同頻率上工作，并且對(duì)BSS中的裝置造成干擾。這創(chuàng)建有噪環(huán)境，并且可能具有中斷網(wǎng)絡(luò)中通信的能力。應(yīng)當(dāng)指出，為了說(shuō)明，圖1中所示的網(wǎng)絡(luò)是小型的。實(shí)際上，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)會(huì)包括更多數(shù)量的移動(dòng)臺(tái)和非MT裝置。
HIPERLAN2中定義的物理層(PHY)包括多個(gè)基于不同調(diào)制及信道編碼方案的傳輸速率，使得某幀的發(fā)射機(jī)可根據(jù)特定時(shí)間接收機(jī)和它本身之間的無(wú)線信道條件來(lái)選擇系統(tǒng)中所定義的多個(gè)數(shù)據(jù)速率之一。BSS中的每個(gè)裝置使用同一信道，但每個(gè)MT可采用不同的PHY模式與AP/CC進(jìn)行通信。另外，每個(gè)裝置也可改變它自行傳送或根據(jù)AP/CC的請(qǐng)求傳送所采用的PHY模式。范圍為6至54兆比特/秒的不同數(shù)據(jù)速率可通過(guò)采用調(diào)制正交頻分復(fù)用(OFDM)副載波的各種信號(hào)字母以及通過(guò)將不同的刪截模式應(yīng)用于母卷積編碼率來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)特征允許系統(tǒng)通過(guò)鏈路適配方案來(lái)考慮變化干擾情況和距離事宜，提高無(wú)線電鏈路質(zhì)量。二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)、四相相移鍵控(QPSK)、16-正交調(diào)幅(QAM)被用作必要調(diào)制格式，而64QAM是可選的。為了說(shuō)明，采用HIPERLAN2作為實(shí)例，它的七個(gè)PHY模式如下表所示。
表1HIPERLAN2中的不同PHY模式
通常，所用的傳輸速率越低，則傳輸越可靠。但是，更低的傳輸速率等同于更低的帶寬。因此，通過(guò)從較高的PHY模式改變?yōu)檩^低的PHY模式，可提高鏈路質(zhì)量(在數(shù)據(jù)包/比特差錯(cuò)率方面)，但系統(tǒng)將無(wú)法維持該連接的吞吐量要求。
在易受影響的無(wú)線通信環(huán)境下保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)是重要但困難的問(wèn)題。本發(fā)明的主要原理是提供一種機(jī)制來(lái)維護(hù)各MT與AP/CC之間鏈路的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。明確地說(shuō)，在本發(fā)明中，通過(guò)采用鏈路適配和調(diào)度來(lái)保持無(wú)線連接的吞吐量。此外，通過(guò)采用不同傳輸速率傳送冗余數(shù)據(jù)包來(lái)提高無(wú)線連接的可靠性。
HIPERLAN2還提供與PHY層接口的媒體訪問(wèn)控制(MAC)協(xié)議。圖2是包含MAC幀204、206、208和210的MAC幀202的示范集合。HIPERLAN2中的所有MAC幀的長(zhǎng)度為2毫秒(ms)，并具有相同格式。所有MAC幀的一般內(nèi)容在MAC幀206中說(shuō)明，并且可包含以下五個(gè)階段廣播/控制階段，下行鏈路(DL)階段256，直接模式/直接鏈路(DM)階段258，上行鏈路(UL)階段260，以及隨機(jī)階段。
廣播/控制階段包含廣播控制信息，其中包括同步信息、對(duì)各裝置的數(shù)據(jù)包分配以及對(duì)于各裝置應(yīng)當(dāng)以哪種PHY模式工作的控制。它包括廣播信道(BCH)250，這是攜帶廣播控制信息的邏輯信道的傳送信道。廣播/控制階段還包括幀信道(FCH)252，它是攜帶幀控制信道的傳送信道，即一種邏輯信道，它包含定義資源如何在當(dāng)前MAC幀中分配的信息，其中包括定時(shí)和PHY模式信息以及分配給各連接的數(shù)據(jù)包數(shù)量。一般來(lái)說(shuō)，幀控制信道中的內(nèi)容逐幀動(dòng)態(tài)改變。最后，廣播/控制階段包括訪問(wèn)反饋信道(ACH)254，它是用于隨機(jī)接入反饋信道的傳送信道，即一種邏輯信道，其中傳遞在前一MAC幀中由MT進(jìn)行的對(duì)隨機(jī)信道的訪問(wèn)嘗試、又稱資源請(qǐng)求的結(jié)果。下面進(jìn)一步說(shuō)明，MT采用隨機(jī)階段爭(zhēng)用對(duì)系統(tǒng)的訪問(wèn)。
下行鏈路階段256是MAC幀的下行傳輸?shù)慕M成部分，在其中，用戶及控制數(shù)據(jù)從AP/CC“下行”傳送到MT。所傳送的數(shù)據(jù)可以是單播、廣播和多播模式中的用戶以及控制數(shù)據(jù)。直接模式(DM)階段258是在與相同AP或CC相關(guān)的MT之間可在沒(méi)有傳遞但在接入點(diǎn)或中央控制器的控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的周期。上行鏈路(UL)階段260是MAC幀的組成部分，其中數(shù)據(jù)從MT傳送到AP/CC。隨機(jī)階段或隨機(jī)接入階段是其中MT可嘗試訪問(wèn)系統(tǒng)的MAC幀的周期。競(jìng)爭(zhēng)方案應(yīng)用于隨機(jī)階段的訪問(wèn)，從而確保所有MT對(duì)隨機(jī)信道的公平訪問(wèn)。隨機(jī)階段包含隨機(jī)信道(RCH)262，它是MAC幀的上行鏈路中攜帶以下邏輯信道的傳送信道隨機(jī)接入信道和相關(guān)控制信道。
圖3是包含DL階段310的示范MAC幀302的框圖。MAC幀302包括DL階段310中包含的MAC數(shù)據(jù)包350。MAC數(shù)據(jù)包350的控制信息、例如數(shù)據(jù)包的定時(shí)和PHY模式信息已經(jīng)在FCH階段被傳送。MAC數(shù)據(jù)包350包括MAC首標(biāo)354和數(shù)據(jù)部分352。MAC數(shù)據(jù)包350在PHY模式7正從AP/CC 104發(fā)送到MT1 106。在本例中，正從AP/CC 104發(fā)送到MT1 106的數(shù)據(jù)量要求傳送每幀一個(gè)數(shù)據(jù)包(即54Mbps)。但是，由于來(lái)自例如非MT裝置112等干擾源的干擾，使傳輸需要降級(jí)為更低的PHY模式。為了維持特定連接的吞吐量，本發(fā)明對(duì)該連接增加每個(gè)MAC幀的數(shù)據(jù)包分配。例如，對(duì)于以PHY模式7進(jìn)行傳送的連接(即54Mbps)，被傳送的數(shù)據(jù)量要求每幀分配一個(gè)數(shù)據(jù)包。但是，如果傳輸需要降級(jí)為PHY模式5(即27Mbps)，則每幀兩個(gè)數(shù)據(jù)包需要被分配給這個(gè)連接，以便維持與PHY模式7中的連接相同的吞吐量。
圖4是包含DL階段410的示范MAC幀402的框圖。MAC幀402包括在DL階段410中包含的第一MAC數(shù)據(jù)包2a 450和第二MAC數(shù)據(jù)包2b 460。第一MAC數(shù)據(jù)包2a 450和第二MAC數(shù)據(jù)包2b 460的控制信息、諸如數(shù)據(jù)包的定時(shí)和PHY模式信息已經(jīng)在FCH階段被傳送。MAC數(shù)據(jù)包2a 450包括MAC首標(biāo)454和數(shù)據(jù)部分452，而MAC數(shù)據(jù)包2b 460包括MAC首標(biāo)464和數(shù)據(jù)部分462。MAC數(shù)據(jù)包2a 450和MAC數(shù)據(jù)包2b 460在PHY模式5正從AP/CC104發(fā)送到MT1 106。用這種方式，系統(tǒng)通過(guò)以更低的PHY模式傳送更多數(shù)量的數(shù)據(jù)包，可為該連接維持相同吞吐量。
圖5是流程圖，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的AP/CC 104的操作的一種可能方法。操作方法包括以下步驟在步驟502，AP/CC 104被重置，以及網(wǎng)絡(luò)被初始化。初始化過(guò)程是實(shí)現(xiàn)相關(guān)的，并且在本領(lǐng)域是眾所周知的。例如，AP/CC 104確定在哪個(gè)信道上進(jìn)行通信，以及重置所有分配以開始收聽(tīng)和接受MT的連接請(qǐng)求。在步驟504，AP/CC 104檢測(cè)到MT請(qǐng)求允許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。本例中，MT1 106是請(qǐng)求允許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的第一MT。一旦檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)許可，操作進(jìn)行步驟506，其中AP/CC 104確定是否已耗盡網(wǎng)絡(luò)容量。由于目前在網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有MT，因此沒(méi)有使用容量，因此操作轉(zhuǎn)到步驟508。在步驟508，AP/CC 104在滿足吞吐量要求所需的最健壯模式中允許MT1 106的連接。本例中，AP/CC104在PHY模式1建立與MT1 106的連接。在一個(gè)實(shí)施例中，連接始終在最健壯的PHY模式、即PHY模式1被建立，并且允許傳送滿足應(yīng)用的吞吐量要求所需的最大數(shù)量的數(shù)據(jù)包。如果需要PHY模式1無(wú)法滿足的更大數(shù)量的吞吐量，則可使用更高的PHY模式。在另一個(gè)實(shí)施例中，可在AP/CC 104與MT之間協(xié)商的另一個(gè)PHY模式下建立連接。在建立連接之后，AP/CC 104則返回到常規(guī)操作。
如果AP/CC 104在步驟504檢測(cè)到MT請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)許可，但網(wǎng)絡(luò)容量在步驟506已耗盡，則AP/CC 104將在步驟510確定目前所有連接是否處于可能的最高PHY模式。如果所有連接不是處于可能的最高PHY模式，則AP/CC 104可重新配置網(wǎng)絡(luò)并且可能允許MT。在一個(gè)實(shí)施例中，AP/CC 104僅在網(wǎng)絡(luò)大約80％占用之前才允許連接，其中所有連接均處于其可能的最高PHY模式。在其它實(shí)施例中，AP/CC104可根據(jù)實(shí)現(xiàn)特定的因素來(lái)增加或減少該百分比。
在步驟512，AP/CC 104通過(guò)與MT進(jìn)行通信以便在允許新連接的嘗試中分配充分資源，使一個(gè)或多個(gè)連接適配到更高PHY模式。在一個(gè)實(shí)施例中，AP/CC 104首先適配處于最低PHY模式的所有連接，然后再適配處于較高PHY模式的連接。在另一個(gè)實(shí)施例中，AP/CC104將根據(jù)所指定的優(yōu)先級(jí)或其它因素、例如接收信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)等級(jí)來(lái)選擇性地適配連接。
如果所有連接都處于其可能的最高PHY模式，則這意味著網(wǎng)絡(luò)處于最大容量，以及AP/CC 104將拒絕允許其它任何MT，直到一個(gè)或多個(gè)連接可根據(jù)鏈路適配算法適配到較高PHY模式，或者直到一個(gè)或多個(gè)連接被終止。在步驟514，網(wǎng)絡(luò)許可請(qǐng)求被拒絕。
當(dāng)AP/CC 104在步驟504沒(méi)有檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)許可正在被請(qǐng)求，則AP/CC 104將在步驟516檢查是否存在鏈路質(zhì)量的下降。如果檢測(cè)到例如與MT1 106的連接等連接中的鏈路質(zhì)量已經(jīng)由于來(lái)自例如非MT裝置112等裝置或者來(lái)自MT的位置變化的干擾而下降，則操作將繼續(xù)進(jìn)行步驟518。在步驟518，AP/CC 104使連接適配更低的PHY模式，同時(shí)通過(guò)分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包來(lái)維持吞吐量。在一個(gè)實(shí)施例中，連接可適配下一個(gè)更低PHY模式。在另一個(gè)實(shí)施例中，連接切換到更低PHY模式。在又一個(gè)實(shí)施例中，連接可切換到最低PHY模式、即PHY模式1(6Mbps)。如果附加無(wú)線電資源(帶寬)可用，則對(duì)單步PHY模式調(diào)整沒(méi)有限制。在極端情況中，考慮PHY模式從PHY模式7到1(6Mbps)的切換。在這種情況下，需要9數(shù)據(jù)包/幀(9×6Mbps＝54Mbps)來(lái)維持該連接的吞吐量。從較低PHY模式切換到較高PHY模式時(shí)，類似的理論也適用。例如，如果我們具有以54Mbps傳送的一個(gè)數(shù)據(jù)包/幀的連接，則可使它適配到6Mbps的9數(shù)據(jù)包/幀或者27Mbps的2數(shù)據(jù)包/幀等等，取決于可用的資源。如果沒(méi)有任何方法回退到具有足夠資源的最低可行PHY模式以維持吞吐量，則將需要該連接的重新協(xié)商。另外，如果連接已經(jīng)處于最低PHY模式，則將保持在這種模式，直到重傳計(jì)數(shù)(如果有)被耗盡。然后，沒(méi)有資源被分配給這個(gè)連接，直至接收到資源請(qǐng)求。
圖6是流程圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的操作，它為沒(méi)有重傳寬限度的連接提高數(shù)據(jù)包傳輸?shù)目煽啃浴Ｔ摬僮鲝牟襟E602開始，其中數(shù)據(jù)包以當(dāng)前連接正在工作所用的PHY模式被傳送。然后，在步驟604，確定剛被傳送的數(shù)據(jù)包是否為關(guān)鍵數(shù)據(jù)包-即在需要重傳時(shí)將成為過(guò)時(shí)或無(wú)用的數(shù)據(jù)包。在一個(gè)實(shí)施例中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)包是由應(yīng)用標(biāo)記為關(guān)鍵的任何數(shù)據(jù)包。如果數(shù)據(jù)包為關(guān)鍵數(shù)據(jù)包，則操作繼續(xù)進(jìn)行步驟606，其中AP/CC 104確定是否有足夠資源可用于復(fù)制數(shù)據(jù)包的傳送。如果沒(méi)有足夠的資源，則操作繼續(xù)進(jìn)行步驟610，其中確定連接的重新協(xié)商是否可用。如果連接的重新協(xié)商是可能的，則在步驟612對(duì)連接重新協(xié)商，并在步驟606再次確定是否有足夠資源可用于傳送復(fù)制數(shù)據(jù)包。如果是，則在步驟608，復(fù)制數(shù)據(jù)包在連接的重新協(xié)商完成之后以較低PHY模式被傳送。
在傳送中出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包歸因于缺少無(wú)線鏈路質(zhì)量。為了提高連接的可靠性，本發(fā)明對(duì)該連接的數(shù)據(jù)包傳輸提供附加冗余度。由于無(wú)線裝置的物理層能夠在MAC幀內(nèi)從一個(gè)PHY模式切換到另一個(gè)，因此能夠以不同的PHY模式多次傳送相同的數(shù)據(jù)包，只要無(wú)線電資源可用。例如，如果數(shù)據(jù)包正以54Mbps被傳送，則它也能夠以另一個(gè)PHY模式、如27Mbps被傳送。這僅在沒(méi)有重傳寬限度時(shí)進(jìn)行。當(dāng)然，在開銷與可靠性之間存在折衷。但是，對(duì)于開銷和可靠性的帶寬使用之間的準(zhǔn)確確定是實(shí)現(xiàn)相關(guān)的，并且可動(dòng)態(tài)改變。
參照?qǐng)D7，AP/CC 104可配置成具有圖7的框圖中所示的體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)700。系統(tǒng)700包括接收機(jī)702、解調(diào)器704、存儲(chǔ)器708、控制處理單元(處理器)710、調(diào)度器712、調(diào)制器714、發(fā)射機(jī)716以及無(wú)線電資源控制器718。圖7的示范系統(tǒng)700僅用于描述目的。雖然本說(shuō)明可能涉及到常用于描述特定訪問(wèn)點(diǎn)或移動(dòng)臺(tái)的術(shù)語(yǔ)，但本說(shuō)明和概念同樣適用于其它處理系統(tǒng)，包括具有不同于圖7所示的體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。另外，系統(tǒng)700的所述體系結(jié)構(gòu)的各種元件可適用于圖1的BSS 102內(nèi)的每個(gè)MT的體系結(jié)構(gòu)，但例如調(diào)度器712等元件通常僅位于例如AP/CC 104等裝置中。
在操作中，接收機(jī)702和發(fā)射機(jī)716耦合到天線(未示出)，以便分別經(jīng)由解調(diào)器704和調(diào)制器714將接收信號(hào)和發(fā)送所需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。調(diào)度器712在處理器710的控制下工作，以便根據(jù)HIPERLAN2標(biāo)準(zhǔn)采用本發(fā)明的新穎方面確定MAC幀的組成。另外，對(duì)調(diào)度器712的輸入可包括來(lái)自無(wú)線電資源控制器718的信息，無(wú)線電資源控制器718執(zhí)行諸如鏈路適配、功率控制、許可控制、擁塞控制、動(dòng)態(tài)頻率選擇以及切換發(fā)起等無(wú)線電資源管理功能。
如前面所述，MAC幀的各種部分用來(lái)通過(guò)特定傳輸信道交換控制(信令)信息，諸如FCH(AP/CC到MT)中的幀組成、競(jìng)爭(zhēng)信道(AP/CC到MT)的反饋以及資源請(qǐng)求(MT到AP/CC)。這包括上行鏈路、下行鏈路和直接鏈路階段中的用戶和控制數(shù)據(jù)的傳輸?shù)馁Y源分配以及每MAC幀適當(dāng)數(shù)量的隨機(jī)信道的分配。假定調(diào)度器采用在隨機(jī)階段中通過(guò)資源請(qǐng)求從MT得到的信息以及在組成MAC幀時(shí)它本身的下行傳送緩沖器的狀態(tài)。另外，調(diào)度器712維護(hù)發(fā)送和接收過(guò)程，這些過(guò)程根據(jù)調(diào)度器712定義的MAC幀發(fā)送和接收傳遞給物理層以及從物理層接收的傳送信道序列，并把邏輯信道映射到傳送信道。要注意，調(diào)度器712的一個(gè)或多個(gè)所述功能可通過(guò)采用存儲(chǔ)器708中存儲(chǔ)并由處理器710執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)器708耦合到處理器710，并且包含系統(tǒng)700的操作所需的全部程序代碼和數(shù)據(jù)。
雖然已經(jīng)說(shuō)明及描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，只要不背離本發(fā)明的真實(shí)范圍，可進(jìn)行各種變更和修改，并且等效物可代替其中的要素。另外，只要不背離中心范圍，可進(jìn)行多種修改以適合本發(fā)明的具體情況和理論。因此，本發(fā)明不應(yīng)僅限于作為執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式具體公開的實(shí)施例，而是本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于維持位于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中的基本服務(wù)組(BSS)的覆蓋區(qū)域內(nèi)的中央控制器與一組移動(dòng)終端(MT)之間的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的方法，包括以下步驟檢測(cè)MT的連接請(qǐng)求；確定是否有足夠資源可用；如果沒(méi)有足夠資源可用，則嘗試分配附加資源；以及如果足夠資源之一是可用的，并且可分配附加資源，則采用最健壯物理層(PHY)模式建立與MT的連接，通過(guò)足夠大的數(shù)據(jù)包集合來(lái)滿足吞吐量要求。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括以下步驟確定任何連接的鏈路質(zhì)量是否已經(jīng)下降；以及適配具有下降的鏈路質(zhì)量的所有連接。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定是否有足夠資源可用的步驟包括以下步驟確定所述BSS的利用率是否低于容量門限。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，分配附加資源的步驟包括以下步驟確定任何連接是否未被適配到較高PHY模式；以及如果有至少一個(gè)連接沒(méi)有處于較高可行PHY模式，則使至少一個(gè)連接適配到較高PHY模式。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，如果有至少一個(gè)連接沒(méi)有處于較高PHY模式、則使至少一個(gè)連接適配到較高PHY模式的步驟包括以下步驟確定沒(méi)有處于較高PHY模式的連接的吞吐量要求和PHY模式；把所述連接增加到新的較高PHY模式；以及分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包以滿足所述連接的吞吐量要求。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，沒(méi)有處于所述較高PHY模式的所述連接的所述PHY模式以及所述新PHY模式都具有相應(yīng)的傳輸速率，以及分配所述足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包的步驟包括以下步驟將(i)沒(méi)有處于所述較高PHY模式的所述連接的所述PHY模式的所述傳輸速率除以(ii)所述新PHY模式的所述傳輸速率，從而創(chuàng)建調(diào)整比率；以及使用所述調(diào)整比率來(lái)確定所述足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，適配具有下降的鏈路質(zhì)量的所有連接的步驟包括以下步驟確定具有下降的鏈路質(zhì)量的連接的吞吐量要求和PHY模式；把所述連接減少到新的較低PHY模式；以及分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包以滿足所述連接的吞吐量要求。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，具有下降的鏈路質(zhì)量的所述連接的所述PHY模式以及所述新的較低PHY模式都具有相應(yīng)的傳輸速率，以及分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包的步驟包括以下步驟將(i)具有下降的鏈路質(zhì)量的所述連接的所述PHY模式的所述傳輸速率除以(ii)所述新PHY模式的所述傳輸速率，從而創(chuàng)建調(diào)整比率；以及使用所述調(diào)整比率來(lái)確定所述足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述容量門限處于80-100％的范圍之內(nèi)。
10.一種用于維持位于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中的基本服務(wù)組(BSS)的覆蓋區(qū)域內(nèi)的中央控制器與一組移動(dòng)終端(MT)之間的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的設(shè)備，包括接收機(jī)電路；發(fā)射機(jī)電路；處理器，耦合到所述接收機(jī)電路和所述發(fā)射機(jī)；以及存儲(chǔ)器，耦合到所述處理器，所述存儲(chǔ)器配置成允許所述處理器通過(guò)所述接收機(jī)電路檢測(cè)MT的連接請(qǐng)求；確定是否有足夠資源可用；如果沒(méi)有足夠資源可用，則嘗試分配附加資源；以及如果足夠資源之一是可用的，并且可分配附加資源，則采用最健壯物理層(PHY)模式建立與MT的連接，通過(guò)足夠大的數(shù)據(jù)包集合來(lái)滿足吞吐量要求。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述存儲(chǔ)器還配置成允許所述處理器確定任何連接的鏈路質(zhì)量是否已經(jīng)下降；以及適配具有下降的鏈路質(zhì)量的所有連接。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，為了確定是否有足夠資源可用，所述存儲(chǔ)器還配置成允許所述處理器確定所述BSS的利用率是否低于容量門限。
13.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，為了分配附加資源，所述存儲(chǔ)器還配置成允許所述處理器確定任何連接是否未適配到較高PHY模式；以及如果有至少一個(gè)連接沒(méi)有處于所述較高PHY模式，則使至少一個(gè)連接適配到所述較高PHY模式。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，為了在至少一個(gè)連接沒(méi)有處于所述較高PHY模式時(shí)使至少一個(gè)連接適配到所述較高PHY模式，所述存儲(chǔ)器還配置成允許所述處理器確定沒(méi)有處于所述較高PHY模式的所述連接的吞吐量要求和PHY模式；把所述連接增加到新的PHY模式；以及分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包以滿足所述連接的所述吞吐量要求。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，沒(méi)有處于所述較高PHY模式的所述連接的所述PHY模式以及所述新PHY模式都具有相應(yīng)的傳輸速率，以及為了分配所述足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包，所述存儲(chǔ)器還配置成允許所述處理器將(i)沒(méi)有處于所述較高PHY模式的所述連接的所述PHY模式的所述傳輸速率除以(ii)所述新PHY模式的所述傳輸速率，從而創(chuàng)建調(diào)整比率；以及使用所述調(diào)整比率來(lái)確定所述足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包。
16.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，為了適配具有下降的鏈路質(zhì)量的所有連接，所述存儲(chǔ)器還配置成允許所述處理器確定具有下降的鏈路質(zhì)量的連接的吞吐量要求和PHY模式；把所述連接減小到新的PHY模式；以及分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包以滿足所述連接的所述吞吐量要求。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，具有下降的鏈路質(zhì)量的所述連接的所述PHY模式以及所述新PHY模式都具有相應(yīng)的傳輸速率，以及為了分配所述足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包，所述存儲(chǔ)器還配置成允許所述處理器將(i)具有下降的鏈路質(zhì)量的所述連接的所述PHY模式的所述傳輸速率除以(ii)所述新PHY模式的所述傳輸速率，從而創(chuàng)建調(diào)整比率；以及使用所述調(diào)整比率來(lái)確定所述足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包。
18.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述容量門限處于80-100％的范圍之內(nèi)。
19.一種用于維持位于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中的基本服務(wù)組(BSS)的覆蓋區(qū)域內(nèi)的中央控制器與一組移動(dòng)終端(MT)之間的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的設(shè)備，包括用于檢測(cè)MT的連接請(qǐng)求的部件；用于確定是否有足夠資源可用的部件；用于在沒(méi)有足夠資源可用時(shí)嘗試分配附加資源的部件；以及用于在足夠資源之一是可用的并且可分配附加資源時(shí)、采用最健壯物理層(PHY)模式建立與MT的連接、通過(guò)足夠大的數(shù)據(jù)包集合來(lái)滿足吞吐量要求的部件。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于還包括用于確定任何連接的鏈路質(zhì)量是否已經(jīng)下降的部件；以及用于適配具有下降的鏈路質(zhì)量的所有連接的部件。
21.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，用于確定是否有足夠資源可用的所述部件包括用于確定所述BSS的利用率是否低于容量門限的部件。
22.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，用于分配附加資源的所述部件包括用于確定任何連接是否未適配到較高PHY模式的部件；以及用于在至少一個(gè)連接沒(méi)有處于所述較高PHY模式時(shí)使至少一個(gè)連接適配到所述較高PHY模式的部件。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，在至少一個(gè)連接沒(méi)有處于所述較高PHY模式時(shí)使至少一個(gè)連接適配到所述較高PHY模式的所述部件包括用于確定沒(méi)有處于所述較高PHY模式的所述連接的吞吐量要求和PHY模式的部件；用于把所述連接增加到新的PHY模式的部件；以及用于分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包以滿足所述連接的所述吞吐量要求的部件。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，沒(méi)有處于所述較高PHY模式的所述連接的所述PHY模式以及所述新PHY模式都具有相應(yīng)的傳輸速率，以及用于分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包的部件包括用于將(i)沒(méi)有處于所述較高PHY模式的所述連接的所述PHY模式的所述傳輸速率除以(ii)所述新PHY模式的所述傳輸速率、從而創(chuàng)建調(diào)整比率的部件；以及用于使用所述調(diào)整比率來(lái)確定所述足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包的部件(712)。
25.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，適配具有下降的鏈路質(zhì)量的所有連接的部件包括用于確定具有下降的鏈路質(zhì)量的連接的吞吐量要求和PHY模式的部件；用于把所述連接減小到新的較低PHY模式的部件；以及用于分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包以滿足所述連接的所述吞吐量要求的部件。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于，具有下降的鏈路質(zhì)量的所述連接的所述PHY模式以及所述新PHY模式都具有相應(yīng)的傳輸速率，以及分配足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包的部件包括用于將(i)具有下降的鏈路質(zhì)量的所述連接的所述PHY模式的所述傳輸速率除以(ii)所述新PHY模式的所述傳輸速率、從而創(chuàng)建調(diào)整比率的部件；以及用于使用所述調(diào)整比率來(lái)確定所述足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)包的部件。
27.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述容量門限處于80-100％的范圍之內(nèi)。
28.一種用于在連接中為關(guān)鍵數(shù)據(jù)包提供可靠傳輸?shù)姆椒?，包括以下步驟以第一PHY模式傳送所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)包；確定所述連接中是否有足夠資源可用；以及如果有足夠資源可用，則在第二PHY模式傳送復(fù)制數(shù)據(jù)包。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，如果確定沒(méi)有足夠資源可用，則所述方法還包括以下步驟確定所述連接的重新協(xié)商是否可行；以及重新協(xié)商所述連接。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)包包含在需要重傳時(shí)將變?yōu)檫^(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一PHY模式高于所述第二PHY模式。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，確定所述連接中是否有足夠資源可用的步驟包括以下步驟檢測(cè)所述信道中的可用帶寬；以及確定所述可用帶寬是否足以傳送等于所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)量。
全文摘要
描述一種用于維持位于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中的基本服務(wù)組(BSS)的覆蓋區(qū)域內(nèi)的中央控制器與一組移動(dòng)終端(MT)之間的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的方法及設(shè)備。在檢測(cè)到MT的連接請(qǐng)求并確定是否有足夠資源可用時(shí)，如果有足夠資源可用并且可分配附加資源，則采用最健壯物理層(PHY)模式建立與MT的連接，通過(guò)足夠大的數(shù)據(jù)包集合來(lái)滿足吞吐量要求。如果沒(méi)有足夠資源可用，則嘗試分配附加資源。另外，還描述一種用于在連接中為關(guān)鍵數(shù)據(jù)包提供可靠傳輸?shù)姆椒?，其中包括以下步驟在第一PHY模式傳送關(guān)鍵數(shù)據(jù)包；確定在連接中是否有足夠資源可用；以及如果有足夠資源可用，則在第二PHY模式傳送復(fù)制數(shù)據(jù)包。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1675892SQ03819699
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2003年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
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