CN101084683A - 无线通信网络无线资源管理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种在一个或多个无线通讯网络中管理无线资源的方法和装置。在一网络节点或是一独立实体内提供至少一无线资源管理器(RRM)(106)，该RRM(106)监控该网络的无线通讯链结的效能，并且与连结于这些链结的节点(1021－102n)互动，以便在一特定无线通讯链结的效能(亦即：品质)低于一预设的门槛值时改变其组态。关于目前网络资源使用的信息会由该节点(1021－102n)送给RRM(106)，各节点(1021－102n)会发送一品质报告给该RRM(106)，其包含无线通讯链结品质测量及效能统计。
Description
技术领域
本发明是关于无线通讯网络，尤其是关于一种在一个或多个无线通讯网络中管理无线资源的方法和装置。
背景技术
一种无线存取网络包含：多个节点，如存取点(APs)(亦即：基站)；存取路由器；以及无线传输/接收单元(WTRU)。该节点是互相连接以建立后置(backhaul)网络，而由网络所产生或流入该网络的流量则通过该后置网络排定路线。
后置网络可使用无线通讯链结建立，以无线通讯链结建立一个后置网络会比使用有线后置网络具有更多优点，如易于部属、低成本、并且在未来的改变上较有弹性。
在一无线后置网络中，来自其他共同部属的网络干扰不仅仅是影响节点和在受影响区域内运作的WTRUs间的无线链结，还会影响网络节点间的链结。
一种网状网络是一种网络，其包含：多个节点，每该节点连接至少一邻近节点，使得流量可经由一或多个跳点排定路线流过网络。在该网状网络中，两节点间链结处理能力的衰退会因为排定路线的目的而受到严密地观察，因为在一关键性链结上的总处理能力可能会影响网络的整体效能。衰退可能由多种因素引起，例如干扰的增加，而一旦衰退超过了一个特定等级，则在该网状网络中会配置一个替代的路径。由于网状网络拓扑随时间改变和动态特性，使得在初始部属后必须将干扰考虑进去。
举例来说，如果一个无线后置网络被部属在一个现在的无线网络旁，则后来才部属的网络所产生的额外干扰便会终止现在网络的某些链结，这是一个潜在的问题，尤其是在如具有不足频率频道的2.4GHz工业、科学及医学(ISM)频带的公共频宽上。
当两个网状网络是同时在相同的邻近区域内运作时，第一个网状网络的一个或多个节点会漫游至接近第二个网状网络，这可能会导致第二网状网络中断或是对其产生严重的干扰，此点在具有松散邻接频道保护及接收器感测需求的无线设备上尤其会有问题。因此，便有动态无线资源管理以及无线存取网络的存取协调的需求。
发明内容
本发明是关于一种在一个或多个无线通讯网络中管理无线资源的方法和装置。在一网络节点或是一独立实体内提供至少一无线资源管理器(RRM)，该RRM监控该网络的无线通讯链结的效能，并且与连结于这些链结的节点互动，以便在一特定无线通讯链结的效能(亦即：品质)低于一预设的门槛值时改变其组态。关于目前网络资源使用的信息会由该节点送给RRM，每该节点会发送一品质报告给该RRM，其包含无线通讯链结品质测量及效能统计，或者可由该RRM执行该无线通讯链结品质测量。该RRM可帮助将关于目前网络资源使用的信息广播至其他的网络，以避免碰撞和干扰。
附图说明
通过下文中一较佳实施例的描述、所给予的范例，参照对应的附图，本发明可被更详细地了解，其中：
图1所示为一种包含一RRM的点对多点(PtMP)后置网络，其是根据本发明的一实施例所配置；以及
图2所示为一种无线通讯网络系统，其包含多个网络，其包含一网状网络及一RRM运作，其是根据本发明的另一实施例所配置。
具体实施方式
此后，专用术语「无线传输/接收单元(WTRU)」，其包含但并未限制于，一用户设备(UE)、一移动站台、一固定或移动用户单元、一呼叫器、或可在一无线环境下操作的任何形式的装置。当本文此后提到专用术语「节点」，其包含但并未限制于，一节点B、一基站、一网格点(MP)、一站台控制器、或是在无线环境下任何形式的界面装置。
本发明适用于任何形式的无线通讯系统，其包含但并未限制于，IEEE 802.11、IEEE 802.15、以及IEEE 802.16网络。
根据本发明，一个后置网络是以无线通讯链结建立，该后置网络可利用点对点(PtP)、点对多点(PtMP)、或是网格拓扑部属，亦支援混合模式存取网络(例如：IEEE 802.16后置网络以服务IEEE 802.11APs)，以及冗余和重新配置网络功能。
图1所示为根据本发明的一实施例所运作的一种PtMP后置网络100范例图，该后置网络100包含多个APs 1021-102n、一RRM 106以及至少一WTRU 108。该RRM 106可存在于该网络100内的任一节点中，或是以分开独立的实体配置。在图1中，该RRM 106是位于一存取路由器(AR)104中，其提供存取至一存取网络110，例如网际网络。该RRM 106监控在各个APs 1021-102n及AR 104之间的无线后置链结1121-112n的品质。该APs 1021-102n可产生与无线后置链结1121-112n相关的频道品质报告，其是由该RRM 106所接收，及/或该RRM 106可在无线后置链结1121-112n上执行品质测量，该品质报告则包含测量和效能统计。该效能可使用任何尺度评估，其包含但不限制于，总处理能力、信号功率、区块错误率、位错误率、信号干扰比(SIR)，诸如此类。该RRM 106监控该后置网络100上的无线通讯链结1121-112n的效能。
如果RRM 106观察到特定无线后置链结1121-112n的效能掉到门槛值之下，则该RRM 106会动态地与在后置网络100的其他节点作用，以便恢复该效能，举例来说，该RRM 106可改变无线通讯链结1121的运作频率。如果该后置网络是在时分多重存取(TDMA)下运作的话，则该RRM 106可分派和重新分派时槽，以作为在特定时槽内所观察到的干扰的功能。如果该效能是由另一个网络使用频率跳动所引起的衰退，该频率跳动是同时存于该网络100的邻近区域的话，则该RRM 106可改变其频率跳动模式，以便将相互的干扰最小化。
当该RRM 106辨认出一WTRU 108正在干扰介于AP 102和该AR 104之间的无线后置链结112时，该RRM 106会作用于该AP 102，以便缓和由该WTRU 108所引起的干扰的冲击，举例来说，该RRM 106可改变运作频率或是在该AR 104和该AP 102之间的无线后置网络链结112的其他参数。
图2所示为根据本发明所运作的一种无线通讯系统150，其包含多个网络200、300、400，其包含至少一网状网络200以及一RRM 500。该网状网络200包含多个网格点(MPs)2021-202n，每该MP 2021-202n是无线连接于至少一邻近MP，使得流量可经由一个或多个跳点排定路线通过网络200。该RRM 500监控在网状网络200中的无线通讯链结2121-212n的效能，并且动态地改变运作频率或介于该MPs 2021-202n之间无线通讯链结2121-212n的其他参数。举例来说，如果该RRM500辨识出在特定链结2121-212n上的效能衰退的话，则该RRM实体可进行测量，以便找出另一个低干扰的频率，并将此信息转送至相关的MPs 2021-202n之一，以便改变该链结2121-212n的运作频率。
如果该RRM 500观察到在两个MPs 2021-202n之间流量负载突然增加，则该RRM 500便可改变排定路线的演算法，以便使用两个不同的频率频道或是链结，而非只使用这两个MPs 2021-202n之间的一个，以便容纳增加的流量，或是亦可通过在该网状网络中的另一路径来改变该后置路线。
根据本发明，RRM 500协调多个网络200、300、400，使得当两个或多个网络200、300、400同时以相同邻近区域部属时，便可使用相似的规则，举例来说，该RRM 500接收到关于目前在网络400的节点资源利用的广播信息，如在无线后置网络的广播频道(BCH)。因此，当另一个网络在相同的邻近区域开始时便可存取该信息，且可配置其参数以避免与网络400发生碰撞。
如同图2所示，该RRM 500是控制网络200和300，但并无法控制网络400。然而，所有从网络400所接收到的信息(例如：信标)，可由网络200和300的节点所监听，且接着转送至该RRM 500，(且该广播信息可由该RRM 500所监听，如果其为WTRU的话)。接着，该RRM 500便判定是否对网络200和300至少其中之一采取移动，因此，一个高品质的信息便可清楚的广播(亦即，在信标讯息中的「主动频道集」)，且尽管一节点并非广播该信息的网络的一部份，但该信息还是可被监听，以便做出更佳的RRM判定。同样地，如果该RRM 500是负责一个以上的网络，则其亦可提供相通的机制至其他网络上。
广播信息包含，但并未限制于，一时间戳记参考、一服务指标、一负载指标、点协调功能(PCF)轮询频率、使用中的频率频道、频率跳动模式或是频率分派模式、以及功率设定。资源利用的广播允许在同时存在于相同邻近区域的网络可调度，而该网络可简单的选择一个不同的频率频道来运作。
该RRM 500可在网状网络中配置一个或多个MPs 2021-202n，以便在定期的时间间隔、或是仅在当轮询时广播、或是当请求或以一主动提供的方法，发送一单一播送的信号讯息至其他节点。
由该RRM所执行的协调可在时间域中执行，例如以点协调功能(PCF)为基础或是以混合协调功能(HCF)为基础的IEEE 802.11e延伸。举例来说，当位于相同邻近区域的第一网络和第二网络具有一无竞争时期，其实际上在相同的时间点开始，第一网络可允许第二网络开始轮询程序，同时第一网络会维持沉默，当该第二网络结束其所有的流量之后，该第一网络可开始轮询时，而同时第二网络则维持沉默。
举例来说，第一网络可每一个偶数100msec间隔轮询其WTRUs(例如：0msec、200msec、400msec、600msec、...)，同时第二网络则使用奇数的100msec间隔(亦即：100msec、300msec、500msec、...)来轮询其WTRUs。依此方式，两个网络可避免碰撞并保持很低的互相干扰，同时仍在相同的频率中运作，此协调可经由广播讯息或是在两网络间直接发送信号执行(例如：经由该RRM 500)。
与视需要竞争媒体相较，轮询是一种协调程序，用以控制在无线媒体上的传输。该HCF轮询特定站台以检视他们是否需要传输，接着如果他们请求的话，便分派Tx时间。根据本发明，协调轮询是在两个HCFs之间执行，在网状网络来方面，大部分的控制并非集中式而是分散式，因此，两个协调的轮询序列(亦即：来自两个不同的协调，或是来自两个不同网络的协调器)，可用以避免两个网络之间的干扰。依此方式，两个网络便可避免碰撞并且保持低的互相干扰，同时还可在相同的频率上运作。此协调可经由广播讯息或是在两网络间直接发送信号执行(例如：经由该RRM 500)。
如图2所示，本发明可用于同时部属于相同邻近区域的多个网络200、300，即便两个网络之间并为直接的通讯，该网络200、300可为任何形式网络，其包含在不同无线存取技术下所部属的网络(例如：IEEE 803.11、IEEE 802.15、IEEE802.16、蜂潮式网络或是诸如此类等等)。
若两个或多个网络200、300是同时部属于相近的邻近区域内，则该RRM500可在所有的网络200、300上执行。在此例中，可建立一个架构，用以协调网络200、300的配置改变(例如改变频率)，举例来说，后置链结(或是高度负载链结)将会有比低负载链结较高的优先权。
一个共享的RRM 500可提供给网络200、300，或是一个独立分离的RRM 500可分别提供给网络200、300。举例来说，一个共享的RRM 500可提供给IEEE 802.11网络及IEEE 802.16网络，并用以管理该网络的无线资源。该RRM 500并未限制于一单一无线存取技术，而是协调多个无线网络，即便他们使用不同的无线存取技术。
协调可跨网络在不同的无线存取技术下执行，例如一蜂巢式网络以及一在IEEE 802.xx标准下的无线区域网络。举例来说，RRM 500可使用无线存取技术采取动作以协调两个网络200、300之间的负载，且会将使用不同无线存取技术的网络400的冗余考虑进去，这些动作包含，举例来说，视所有网络的负载状况，对特定的WTRUs强制改变频道、改变无线存取技术、或是诸如此类。
尽管本发明的特征和元件皆于实施例中以特定组合方式所描述，但实施例中每一特征或元件能独自使用，而不需与较佳实施方式的其他特征或元件组合，或是与/不与本发明的其他特征和元件做不同的组合。尽管本发明已经通过较佳实施例描述，其他不脱附本发明的权利要求范围的变型对熟悉本技术的人士来说还是显而易见的。上述说明书内容是以说明为目的，且不会以任何方式限制特别发明。
Claims (58)
1.一种在一无线网络中管理无线资源的方法，该无线网络包含多个节点及至少一无线传输/接收单元(WTRU)，该方法包含：
在该无线网络中提供至少一无线资源管理器(RRM)；
该RRM监控与该无线网络的该节点所连结的无线通讯链结效能；以及
如果一特定无线通讯链结效能低于一预设门槛值，则该RRM作用于至少一该节点，以改变该特定无线通讯链结的配置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各节点提供一品质报告给该RRM，该品质报告包含无线后置链结品质测量及效能统计。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少下列其中之一来改变该配置：一不同频道、一不同时槽以及一不同频率跳动模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该后置网络是以一点对点或是一点对多点拓扑所配置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该后置网络是以一网格拓扑配置，各节点与至少一邻近节点无线连接，借此，流量可排定一个或多个跳点路线流通该网络。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当一流量负载徒然增加时，改变该配置以使用二个或多个链结以缓和负载。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该RRM存在于该无线网络的该节点其中之一。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该无线网络还包含一存取路由器(AR)，其提供存取一存取网络，该AR包含该RRM。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该存取网络为一广域网络(WAN)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该WAN为一网际网络。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少该节点其中之一为一存取点(AP)。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该无线网络是以时分多重存取(TDMA)运作，且当该RRM在特定时槽观察到一干扰功能时，该RRM分派和重新分派时槽。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当该RRM辨认该WTRU在干扰两该节点间的一无线后置网络链结时，该RRM作用于至少一该节点，以便缓和由该WTRU所引起的干扰冲击。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，该RRM改变在该无线后置链结上的一运作频率。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该RRM改变一排定路线演算法，用以控制至少两该节点间的控制流量。
16.一种在一无线通讯系统中管理无线资源以避免网络间干扰的方法，该无线通讯系统包含在同一个邻近区域运作的多个无线通讯网络，各网络包含多个节点，该方法包含：
提供至少一无线资源管理器(RRM)以协调各该网络的节点间的资源；
该RRM监控该网络的无线通讯链结的效能；以及
如果一该特定无线通讯链结效能低于一预设门槛值，则该RRM作用于至少一该节点，以改变该特定无线通讯链结的配置。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，该网络其中之一中至少一节点监控由一来源广播的信息，该来源位于另一该网络内，以便做好更佳的无线资源管理决定。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该广播信息包含一时间戳记参考。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该广播信息包含一服务指标。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该广播信息包含一负载指标。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该广播信息包含一点协调功能(PCF)轮询频率。
22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该广播信息包含在使用中的频率频道。
23.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该广播信息包含频率跳动模式。
24.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该广播信息包含功率设定。
25.一种在一无线通讯系统中管理无线资源以避免网络间干扰的方法，该无线通讯系统包含一第一无线通讯网络、一第二无线通讯网络，其位于与该第一无线通讯网络相同的邻近区域、以及一无线资源管理器(RRM)，各该网络包含多个无线传输/接收单元(WTRUs)，该方法包含：
该第一网络允许该第二网络开始一轮询程序，同时该第一网络维持沉默；以及
该第一网络开始一轮询程序，同时该第二网络维持沉默，其中，尽管在相同的频率上运作，该第一和该第二网络可避免碰撞，且保持低的互相干扰。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，该第一网络每偶数100微秒间隔轮询其WTRUs，且该第二网络每奇数100微秒间隔轮询其WTRUs。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，该RRM在时间域中协调该第一网络和该第二网络。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，该第一网络和该第二网络具有一无竞争时期，其实质上在相同的时间点开始。
29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，该第一网络和第二网络使用不同的无线存取技术。
30.一种管理无线资源的无线网络，该网络包含：
多个节点；
至少一无线传输/接收单元(WTRU)；以及
至少一无线资源管理器(RRM)，其中，该RRM监控连结于该无线网络的该节点的无线通讯链结效能，且如果一该特定无线通讯链结效能低于一预设门槛值，则该RRM作用于至少一该节点，以改变该特定无线通讯链结的配置。
31.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，各节点提供一品质报告给该RRM，该品质报告包含无线后置链结品质测量及效能统计。
32.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，使用至少下列其中之一来改变该配置：一不同频道、一不同时槽、以及一不同频率跳动模式。
33.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，该后置网络是以一点对点或是一点对多点拓扑所配置。
34.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，该后置网络是以一网格拓扑所配置，各节点与至少一邻近节点无线连接，借此，流量可排定一个或多个跳点路线流通该网络。
35.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，当一流量负载徒然增加时，改变该配置以使用二个或多个链结以缓和负载。
36.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，该RRM存在于该无线网络的该节点其中之一。
37.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，该无线网络还包含：
一存取路由器(AR)，其提供存取一存取网络，该AR包含该RRM。
38.根据权利要求37所述的网络，其特征在于，该存取网络为一广域网络(WAN)。
39.根据权利要求38所述的网络，其特征在于，该WAN为一网际网络。
40.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，至少该节点其中之一为一存取点(AP)。
41.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，该无线网络是以时分多重存取(TDMA)运作，且当该RRM在特定时槽观察到干扰功能时，该RRM分派和重新分派时槽。
42.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，当该RRM辨认该WTRU在干扰两该节点间的一无线后置网络链结时，该RRM作用于至少一该节点，以便缓和由该WTRU所引起的干扰冲击。
43.根据权利要求42所述的网络，其特征在于，该RRM改变在该无线后置链结上的一运作频率。
44.根据权利要求30所述的网络，其特征在于，该RRM改变一排定路线演算法，用以控制至少两该等节点间的控制流量。
45.一种用以管理无线资源以避免网络间干扰的无线通讯系统，该系统包含：
多个运作于相同邻近区域中的无线通讯网络，各网络包含多个节点；以及
至少一无线资源管理器(RRM)，用以协调各该网络的节点间的资源，其中，该RRM监控该网络的无线通讯链结的效能，以及，如果一特定无线通讯链结效能低于一预设门槛值，则该RRM作用于至少一该节点，以改变该特定无线通讯链结的配置。
46.根据权利要求45所述的系统，其特征在于，该网络其中之一中至少一节点监控由一来源广播的信息，该来源位于另一该网络内，以便做好更佳的无线资源管理决定。
47.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，该广播信息包含一时间戳记参考。
48.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，该广播信息包含一服务指标。
49.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，该广播信息包含一负载指标。
50.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，该广播信息包含一点协调功能(PCF)轮询频率。
51.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，该广播信息包含在使用中的频率频道。
52.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，该广播信息包含频率跳动模式。
53.根据权利要求46所述的系统，其特征在于，该广播信息包含功率设定。
54.一种用以管理无线资源以避免网络间干扰的无线通讯系统，该系统包含：
一第一无线通讯网络，其包含多个无线传输/接收单元(WTRUs)；
一第二无线通讯网络，其位于与该第一无线通讯网络相同的邻近区域内，该第二无线通讯网络包含多个WTRUs；以及
至少一无线资源管理器(RRM)，其中，该第一网络允许该第二网络开始一轮询程序，同时该第一网络维持沉默，以及，该第一网络开始一轮询程序，同时该第二网络维持沉默，使得尽管在相同的频率上运作，该第一和该第二网络可避免碰撞，且保持低的互相干扰。
55.根据权利要求54所述的系统，其特征在于，该第一网络每偶数100微秒间隔轮询其WTRUs，且该第二网络每奇数100微秒间隔轮询其WTRUs。
56.根据权利要求54所述的系统，其特征在于，该RRM在时间域中协调该第一网络和该第二网络。
57.根据权利要求54所述的系统，其特征在于，该第一网络和该第二网络具有一无竞争时期，其实质上在相同的时间点开始。
58.根据权利要求54所述的系统，其特征在于，该第一网络和第二网络使用不同的无线存取技术。
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