專利名稱：接入點選擇作業(yè)信道的方法及選擇作業(yè)信道的接入點的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關一種無線通信系統(tǒng)。更具體說，本發(fā)明有關為一接入點(AP)選擇最適合的作業(yè)信道。
背景技術：
一無線通信系統(tǒng)運作所在的一無線電鏈路的條件可能在任何時間改變。由于一無線發(fā)射/接收單元(WTRU)是移動的，該WTRU視其位置而定可能脫離或是在一或多個AP的范圍內(nèi)。一通信系統(tǒng)的容量有時會因為頻寬考量而受限?？晒┩ㄐ畔到y(tǒng)聯(lián)絡數(shù)據(jù)使用的通信信道的頻寬容量是有限的，且必須分攤于多個AP及可攜式WTRU。當今有多種架構被用來提高無線通信系統(tǒng)的容量。信道(亦即頻率)選擇是這種架構中的一種，借以讓一網(wǎng)絡內(nèi)的一個或多個AP選擇一個或多個信道以與其它相關WTRU通信。AP信道選擇的協(xié)調(diào)一般是以手動方式進行。但是，要響應于網(wǎng)絡配置中的每一小變化以手動方式協(xié)調(diào)信道選擇是非常不切實際的，因為這可能導致所有AP的一重新設計和重新配置。未經(jīng)許可的頻譜和外部干擾源也會造成手動協(xié)調(diào)無法充分解決的問題。此外，難以借助手動信道選擇方式分配信道以使得相鄰AP的業(yè)務負載以一最大化整體系統(tǒng)容量的方式在可用信道中共享?，F(xiàn)有架構在有多個AP試圖同時開機之時會遭遇另一問題。當一網(wǎng)絡內(nèi)發(fā)生此情況，所有AP嘗試在相同時間做出一信道選擇。因此，AP的信道選擇不會是最佳的，因為每一 AP并未將鄰近AP的信道選擇考慮在內(nèi)。自動地最佳化信道選擇以避免與現(xiàn)有手動信道選擇過程相關的前述問題的方法及裝置會是極為有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關一種最佳化一 AP的信道選擇的無線通信方法及裝置。該裝置可為一AP和/或一集成電路(1C)。信道選擇最佳化過程包含四個子過程:1) 一測量過程；2) —候選信道確定過程；3)—信道選擇過程；及4)一信道更新過程。確定用于支持由該AP執(zhí)行的通信的候選信道。如果每一候選信道的測得干擾小于一已確定最大容許干擾，則該候選信道選自一可容許信道集合(ACS)。


以下將以舉例方式提結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明已對于本發(fā)明能更為清楚的了解，附圖中:圖1是一依據(jù)本發(fā)明的一無線通信系統(tǒng)的方塊圖；圖2是一依據(jù)本發(fā)明一實施例的一信道最佳化過程的流程圖；以及圖3A和圖3B是連在一起的，其為一依據(jù)本發(fā)明另一實施例的一信道選擇過程的詳細流程圖。
具體實施例方式在下文中，術語“WTRU”包含但非局限于一用戶設備(UE)、一移動站、固定或移動用戶單元、尋呼機、或任何其它類型的能夠在一無線環(huán)境中運作的裝置。在下文中，術語“AP”包含但非局限于一接入點、一基站、B節(jié)點、站點控制器、或在無線環(huán)境中任何其它類型的接口裝置。本發(fā)明的特征可被并入一 IC內(nèi)或被建構在一包括多個互連組件的電路內(nèi)。如下所述，本發(fā)明大體上可應用于無線局域網(wǎng)絡(WLAN)技術，譬如大體上應用于IEEE802.11及ETSI HyperLAN規(guī)范，然而還可將其應用在其它限制干擾的無線系統(tǒng)(譬如IEEE802.15 及 IEEE802.16)。圖1是一依據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)100的方塊圖。無線通信系統(tǒng)100包括一AP105及多個WTRUllOa-llOruAPlOS 經(jīng)由一天線 120通過一無線鏈路 115 與 WTRUlIOa-1IOn通信。AP105包含一收發(fā)信機125、一信道選擇器130、一測量單兀135、一功率控制器140、一定時器145及一存儲器150。收發(fā)信機125經(jīng)由天線120向WTRUllOa-1lOn傳送信號115a-115n,以及從該 WTRUllOa-1lOn 接收信號 115a_115n。信道選擇器130選擇一用來與每一 WTRUllOa-1lOn通信的信道。測量單元135測量用于支持AP105的作業(yè)參數(shù)。測量單元135負責收集、處理并存儲信道測量值，該測量值包含但非局限于:信道使用率(亦即信道繁忙的時間百分率)，外部(非802.11)干擾的位準，從接收的分組測得的接收信號強度，及類似測量值。功率控制器140控制AP105的傳輸功率。定時器145設定AP105執(zhí)行特定作業(yè)的一個或多個預定周期。存儲器150為AP105提供儲存能力，包括記錄諸如測量結果的數(shù)據(jù)。圖2是一依據(jù)本發(fā)明的信道最佳化過程200的流程圖。信道最佳化是指選擇一特定AP或AP網(wǎng)絡在特定數(shù)據(jù)傳輸條件下使用的最佳信道(亦即頻率)的過程。信道最佳化可以手動方式或自動方式實行，且可以在部署時就開始進行或是在作業(yè)中動態(tài)進行。信道最佳化過程200可結合無線局域網(wǎng)絡(WLAN)應用(例如依據(jù)IEEE802.11)實行。如圖2所示，信道最佳化過程200始于步驟205。信道最佳化過程200在正常系統(tǒng)作業(yè)中動態(tài)地確定最佳作業(yè)信道，不會讓BSS內(nèi)的相關WTRU經(jīng)歷到一服務中斷。在步驟210中，AP105周期性地在短時期掃描多個信道當中每一信道以避免對其相關用戶造成服務中斷，并且在這些信道上進行測量。在步驟215中，如果經(jīng)判定AP正在一低負載周期、亦即沒有BSS業(yè)務和/或沒有相關用戶期間運作，AP105引動該信道最佳化過程，借助以在一高系統(tǒng)負載期間取得的測量值為基礎算出每一信道的“預測信道負載”的方式判斷是否一新信道會更適合(步驟220)。在步驟225中，AP105將其作業(yè)信道換成具備最低預測信道負載的信道。在當今IEEE802.11網(wǎng)絡中，不存在由AP105通知相關WTRUl 10作業(yè)信道有一變化的機制(至少在基礎標準中沒有)。如果一 AP105改變信道，其每一相關WTRUl 10最終會理解到已喪失與AP105的通信，且最終會開始搜索一新AP。其很有可能在同一個AP的新作業(yè)信道上重新選擇該AP。然而，問題在于WTRU會從其喪失與AP的通信之時到其在新信道上與該AP重新關聯(lián)之時感覺到一服務中斷。為避免服務中斷，信道最佳化過程200會等到BSS (小區(qū))內(nèi)沒有業(yè)務時才改變信道。另一方面，IEEE802.11標準當中的一些版本(即IEEE802.1lh及很可能會有的該標準的一未來版本)可能允許AP對其WTRU用信號通知改變信道。在此情況中，信道最佳化過程200不必等到?jīng)]有BSS業(yè)務才進行。因此，信道最佳化過程200得以周期性地運行并且只要有需要就改變作業(yè)信道。在所有情況中,信道最佳化過程200掃描信道的一序列(例如信道1-11的一列表)以檢測可用的最佳信道?？梢砸活A定順序掃描該信道，或者該信道可被隨機地掃描。在此要強調(diào)的重點是信道掃描不是在沒有BSS業(yè)務的時候開始。信道掃描自始至終連續(xù)地發(fā)生于AP105的正常作業(yè)中。舉例來說，AP105可能每0.5秒就花5毫秒偵聽一不同信道。AP可能周期性地重復該操作，每次掃描一不同信道。借助這樣做，AP105偷用媒體時間的1%(每500毫秒用5毫秒)來掃描其它信道，這對于相關用戶造成極小的影響。信道序列不一定要包含所有可用信道。記錄在每一信道上檢測到的與每一 AP有關的信息。此信息可包含(但不限于)在被掃描信道上運作的其它AP的身份、其它AP是否是同一 ESS的一部分的指示、AP的信號強度、信道上的業(yè)務量、以及信道上是否有任何其它干擾源。對于每一被掃描信道，該過程判斷:I)有哪些其它AP在該信道上運作；2)該AP是否是同一系統(tǒng)的一部分(亦即依據(jù)ESS) ;3)該AP的信號強度；4)該信道上的業(yè)務量；及5)該信道上是否有任何其它干擾源(例如非802.11干擾)。信道上的業(yè)務量通常根據(jù)信道使用率來測量，該信道使用率相當于接收機被一 WLAN信號載波鎖定的時間百分率。掃描是周期的且持續(xù)地發(fā)生。一旦信道最佳化過程被觸發(fā)(亦即在沒有BSS業(yè)務和/或相關用戶，或者單純是一周期觸發(fā)機制、例如每5分鐘)，AP105確定哪個信道提供最佳性能。舉例來說，這可以通過測量哪個信道具有最少量干擾或者其它AP是否是同一 ESS的一部分的方式來確定。視檢測到的該其它AP是否是同一系統(tǒng)的一部分而定，AP能在選擇使用哪個信道時更積極或較不積極。在一替代實施例中，協(xié)調(diào)的信道選擇可借助以下方式完成:I)使AP相互交換有關其性能(例如負載、容量或位置)的信息；或2)有一能從每一 AP獲取信息且設定網(wǎng)絡內(nèi)所有AP的信道的集中式架構。就第一種情況來說，每一 AP仍會自主地做出決定，但是交換的信息能允許有一較好決定(例如其可包含難以被另一 AP從外部觀測到的統(tǒng)計數(shù)值)。就第二種情況來說，從不同AP收集信息且該信息被傳達至一集中單元或裝置，此集中單元在收到信息后做出一決定且將此決定傳達回不同AP。在一當前信道(current channel)正被使用的同時,信道最佳化過程200被執(zhí)行以選擇一最佳信道(例如一低負載信道)。信道最佳化過程200可由下述條件中的一個條件觸發(fā):1)上次執(zhí)行最佳化信道選擇的發(fā)生時間至少是IYast秒以前；2)當前沒有與AP相關聯(lián)的WTRU之時；或3)在最近Tftee秒內(nèi)都沒有與AP往來的BSS業(yè)務之時。據(jù)此，TLast是從用于觸發(fā)信道最佳化過程200的任何信道選擇過程的上次引動開始的最小流逝時間；且1_是從用于觸發(fā)信道最佳化過程200的到AP的上次BSS分組傳遞或來自AP的上次BSS分組傳遞開始的最小流逝時間。
通過確保在前述觸發(fā)條件中在觸發(fā)最佳化信道選擇之前會有至少Tftee秒沒有BSS業(yè)務且當時沒有與AP105關聯(lián)的WTRU，信道最佳化過程200不會打斷任何進行中的數(shù)據(jù)傳遞譬如一語音呼叫、網(wǎng)絡下載、和/或FTP傳遞。另一方面，如果存在AP105用信號發(fā)送信道的一變化至其相關WTRU110的方式，則最佳化信道選擇過程200可周期性地運行而不必等待BSS業(yè)務不存在。圖3A和圖3B是連在一起的，其為一依據(jù)本發(fā)明的一信道最佳化過程300的詳細流程圖。信道選擇最佳化300包含四個子過程:1) 一測量過程305 ；2) 一候選信道確定過程310 ；3) 一信道選擇過程355 ;及4) 一信道更新過程380。在測量過程305中，計算每一鄰近BSS的平均負載在一實施例中，測量單元135定期估計每一鄰近BSS的負載。如果一 BSS的任何負載估計值大于Lmin,則將該估算周期的所有鄰近BSS的負載記錄到存儲器150內(nèi)。如果所有BSS具有小于LMIN的負載估計值，則忽略這些負載估計值。存儲器150內(nèi)只保留最新近的負載估計值的Nltjad est集合。依據(jù)較佳實施例，AP105在每一靜音測量周期(SMP)偵聽一 ACS的一特定信道。AP105在連續(xù)SMP內(nèi)輪流偵聽每一信道，且測量ACS內(nèi)每一信道的一個別測量集合。測量集合含有與ACS內(nèi)的信道數(shù)量一樣多的SMP。在一給定SMP內(nèi)，由測量單元135測量信道的信道使用率(CU)。CU相當于收發(fā)信機125被載波鎖定的時間百分率。由于在一 SMP期間觀測CU，導致AP105載波鎖定的所有分組是源自鄰近BSS。CU測量值代表著BSS外信道使用率。處理個別⑶測量值以便獲得每一檢測到的BSS的一平均BSS負載B。要注意到信道上所有BSS的BSS ID會連同每一信道使用率測量值被記錄下來。僅高負載測量值被記錄以便避免不必要的記錄(logging)。記錄相當于測量值的記錄或存儲。如之前所述，信道最佳化過程300僅在沒有BSS業(yè)務(亦即系統(tǒng)未被加載)之時運行。為減少記錄的測量值的數(shù)量，信道最佳化過程300僅存儲預定數(shù)量的高負載測量值。⑶小于Cmin的測量值被排除以便確保信道最佳化是以在一顯著系統(tǒng)負載狀態(tài)下取得的測量值為基礎的。換句話說，如果在一個測量集合中呈現(xiàn)的CU測量值中的任一個大于Cmin，則記錄這整個測量集合。另一方面，所有信道都是CU < Cmin的測量集合則被略去。測量集合可為每一信道的⑶以及信道上所有BSS的BSS ID。信道最佳化過程300基于個別信道使用率測量值來確定其自身的BSS的最佳信道。雖說信道最佳化應當是以在顯著系統(tǒng)負載狀態(tài)下取得的測量值為基礎的，但信道最佳化過程300可僅在系統(tǒng)負載已減輕之時執(zhí)行。為避免大量的測量記錄，只有最新近的測量窗口 Nset被保留在存儲器內(nèi)。返回參照圖3A，在測量過程305中，以一 BSS的個別負載為基礎計算每一 BSS的平均負載。在測量集合j期間于信道k上運作的BSS i的瞬時負載是以如下公式(I)為基礎:
L{hj)= J公式(I)其中C(i，j)代表信道使用率，而Nbss (k，j)代表在測量集合j期間于信道k上的BSS的數(shù)量。BSS i的平均負載依據(jù)如下公式(2)被計算成所有被記錄測量集合內(nèi)的瞬時負載的平均值:
權利要求
1.一種用于接入點(AP)選擇作業(yè)信道的方法，該方法包括: AP從至少一個鄰近AP接收統(tǒng)計數(shù)值和性能信息； 所述AP基于所述信息選擇所述AP的作業(yè)信道；以及 所述AP切換作業(yè)信道至所選擇的信道。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述信息包括負載、容量和所述鄰近AP的位置中的至少一者。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在作業(yè)信道選擇的上一次執(zhí)行發(fā)生在預定時間周期之前的情況下，觸發(fā)所述作業(yè)信道的選擇。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在當前不存在與所述AP相關聯(lián)的無線發(fā)射/接收單元(WTRU)的情況下，觸發(fā)所述作業(yè)信道的選擇。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在預定時間周期中已經(jīng)沒有至所述AP或來自所述AP的基礎服務集(BSS)業(yè)務的情況下，觸發(fā)所述作業(yè)信道的選擇。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，該方法還包括: 所述AP在進行所述作業(yè)信道的切換之前發(fā)送解除關聯(lián)消息至與所述AP相關聯(lián)的無線發(fā)射/接收單元(WTRU)。
7.一種被配置成選擇作業(yè)信道的接入點(AP),該AP包括: 用于從至少一個鄰近AP接收統(tǒng)計數(shù)值和性能信息的裝置； 用于基于所述信息選擇所述AP的作業(yè)信道的裝置；以及 用于切換作業(yè)信道至所選擇的信道的裝置。
8.根據(jù)權利要求7所述的AP，其中所述信息包括負載、容量和所述鄰近AP的位置中的至少一者。
9.根據(jù)權利要求7所述的AP，其中在作業(yè)信道選擇的上一次執(zhí)行發(fā)生在預定時間周期之前的情況下，觸發(fā)所述作業(yè)信道的選擇。
10.根據(jù)權利要求7所述的AP，其中在當前不存在與所述AP相關聯(lián)的無線發(fā)射/接收單元(WTRU)的情況下，觸發(fā)所述作業(yè)信道的選擇。
11.根據(jù)權利要求7所述的AP，其中在預定時間周期中已經(jīng)沒有至所述AP或來自所述AP的基礎服務集(BSS)業(yè)務的情況下，觸發(fā)所述作業(yè)信道的選擇。
12.根據(jù)權利要求7所述的AP，該AP還包括: 用于在進行所述作業(yè)信道的切換之前發(fā)送解除關聯(lián)消息至與所述AP相關聯(lián)的無線發(fā)射/接收單元(WTRU)的裝置。
全文摘要
一種用于接入點(AP)選擇作業(yè)信道的方法及一種被配置成選擇作業(yè)信道的接入點(AP)。所述方法包括AP從至少一個鄰近AP接收統(tǒng)計數(shù)值和性能信息；所述AP基于所述信息選擇所述AP的作業(yè)信道；以及所述AP切換作業(yè)信道至所選擇的信道。所述AP包括用于從至少一個鄰近AP接收統(tǒng)計數(shù)值和性能信息的裝置；用于基于所述信息選擇所述AP的作業(yè)信道的裝置；以及用于切換作業(yè)信道至所選擇的信道的裝置。
文檔編號H04L12/28GK103179663SQ20131005475
公開日2013年6月26日 申請日期2004年11月23日 優(yōu)先權日2003年12月1日
發(fā)明者克里斯多?！P夫, 保羅·馬里內(nèi)爾, 安吉羅·卡費洛, 文森·羅伊 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司