CN101473599A

CN101473599A - 用于控制无线端点处的带宽的系统和方法

Info

Publication number: CN101473599A
Application number: CNA2007800226379A
Authority: CN
Inventors: 阿米特·法德尼斯; 纳里什·逊卡拉; 阿瑟姆·塞西
Original assignee: Symbol Technologies LLC
Current assignee: Symbol Technologies LLC
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2009-07-01
Also published as: WO2007130885A1; EP2020121A1; US20070258461A1

Abstract

所描述的是用于控制无线端点处的带宽的系统和方法。方法包括从设备接收带宽请求以及将设备设置在集束中，所述集束包括多个无线电装置以与所述设备通信。接收定址到所述设备的分组并且经由所述多个无线电装置将其传送到所述设备。

Description

用于控制无线端点处的带宽的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及用于无线端点处的带宽控制的系统和方法。

背景技术

现今，根据IEEE 802.11标准的无线端点(例如，(移动单元“MU”))可用的最大带宽是54Mbps。即，与MU通信的接入点(“AP”)利用的802.11a/g无线电装置(radio)仅可以成功传送并接收数据分组直到该限制。然而，尽管存在AP的带宽限制，但一些应用和MU可能需要更大的带宽以便适当地执行。例如，存储区域网络(“SAN”)可能需要1Gbps和2Gbps范围内的带宽。同样，流视频和HDTV也可能具有高带宽需求。因此，由于带宽约束，阻碍SAN进行无线通信，而流视频剪辑可能不恰当地执行(例如，自始至终频繁停止以及开始)。因此，当前期望一种能够增加无线端点可用的带宽的方法。

发明内容

本发明涉及用于控制无线端点处的带宽的系统和方法。该方法包括从设备接收带宽请求以及将设备设置(place)在集束(bundle)中，所述集束包括多个无线电装置以与设备进行通信。接收定址到(addressto)设备的分组并且经由多个无线电装置将其传送到设备。

附图说明

图1是在其上可以实现本发明的系统的示例性实施例。

图2是在其上可以实现本发明的系统的第二示例性实施例。

图3是根据本发明的数据帧的示例性实施例。

图4是根据本发明的数据帧的第二示例性实施例。

图5是根据本发明的方法的示例性实施例。

图6是根据本发明的第二方法的示例性实施例。

具体实施方式

参考下面的描述和附图可以进一步理解本发明，其中相同的要素设有相同的附图标记。本发明提供用于控制无线端点处的带宽的系统和方法。在示例性实施例中，电力地连接到无线局域网(“WLAN”)的交换机可以集束通信链路以提供增加的带宽能力用于与端点通信。尽管将参照在交换机处创建集束来论述本发明，但是本领域的技术人员应当理解，可以在WLAN中的其它地方创建集束。例如，具有多个无线电装置的端点可以创建集束以增加吞吐量。

此外，可以参照将数据分组传送到存储区域网络(“SAN”)以及从SAN传送数据分组来描述本发明的实施例。然而，这些实施例可以被用于任何数量的应用中，所述应用包括但不限于在无线环境中对流视频和HDTV信号的无线传送。另外，参照IEEE802.11通信来描述本发明。然而，应当明显的是，本发明不限于802.11系统并且适用于其中带宽是受限的并且可以以在此描述的方式扩展带宽的任何类型的通信系统。

本发明的图1示出了示例性系统1，所述系统1包括经由交换机62连接到通信网络65的多个接入点/端口(“AP”)10、20、30、40。AP 10-40可以被用作为媒介用于在移动单元(“MU”)42、44、46、48和网络65之间无线通信，反之亦然。如所示，系统1可以进一步包括连接到网络65的服务器70和数据库75。网络65可以包括一个或多个网络计算设备(例如，路由器等等)。服务器70可以负责管理网络65和连接到其的任何设备(例如，AP 10-40)。

本领域的技术人员应当理解，系统1的拓扑结构仅是示例性的。本发明可以在其中网络的所有者/操作者期望控制网络内的各个端口处的带宽的任何网络/系统上实现，与拓扑结构无关。例如，交换机62可以是与AP 10-40和/或MU 42-48无线通信的无线交换机。系统1也可以包括诸如网络器件、打印机等等的其它设备。因此，系统1仅用于说明的目的。

MU 42-48用作无线通信的端点。MU 42-48可以是任何移动计算设备或移动通信设备，例如，诸如基于图像/激光的扫描仪、蜂窝电话、膝上型电脑、网络接口卡、掌上电脑、PDA、RFID阅读器或利用一个或多个无线电装置的任何无线设备。

MU(例如，MU 46)可以尝试访问网络65，因而可以尝试与AP(例如，AP 20)关联，MU存在于AP的覆盖区域内。因此，MU 46执行与AP 20的关联程序和/或验证程序。关联程序可以包括例如向AP20发送对关联的请求，AP 20可以准予或拒绝该请求。验证程序可以包括例如发送加密的用户名和密码，所述加密的用户名和密码可以在准予访问网络65之前被验证。再次，本领域的技术人员应当理解，存在任何数目的方式，通过所述方式MU可以与AP(或其它通信设备)相关联。关联方法的类型与本发明无关，即可以使用任何方法。

每一个AP可以包括无线电装置，从而可以能够通过无线电频率(“RF”)信道传送数据分组。将参照单个无线电装置的AP论述本发明。然而，本领域的技术人员应当理解，系统1可以包括具有多个无线电装置的AP以及本发明可以在包括这些多无线电装置的AP的系统上实现。

如上所述，一些设备/应用(例如，SAN、HDTV信号、视频流)可能需要高于在系统1中当前使用的常规通信带宽的增加的带宽。然而，这些应用所需要的带宽可能超过AP 10-40所利用的无线电装置的最大带宽。例如，单个无线电装置AP 10-40中的每一个可能仅支持54Mbps的最大带宽。为了满足高带宽需求，可以逻辑地联结多个无线电装置以创建多链路集束。例如，如图2中所示，可以将AP 20-40聚集在具有162Mbps(3×54Mbps)的吞吐量的多链路集束60中。

图2示出了示例性系统2，其类似于图1的系统1，但进一步包括SAN 80。SAN 80可以包括多个存储设备82、84、86、88，所述存储设备可以是例如盘片、磁带驱动器、阵列、服务器等等。存储设备82-88电力地连接到中枢90，所述中枢90可以与网络65通信。在本发明的实施例中，该通信可以是无线的，从而SAN 80可以被认为是MU。然而，尽管SAN 80可以通过通信网络65(或系统2中的任何设备)与其它MU(例如，MU 42)通信，但是该通信可能需要大量的带宽。因此，SAN 80可以由多链路集束60来服务。

交换机62可以使用类似于多链路点对点协议(“MLPPP”)的控制协议来生成集束60。MLPPP是点对点协议的扩展，其允许将两个点之间的多个物理连接组成逻辑连接或集束，所述逻辑连接或集束提供比单个连接更大的带宽。MLPPP也支持动态带宽分配，因此可以视需要将链路添加到集束或从集束中移除链路。如上所述，MU可以以与在此参照交换机62所描述的类似的方式启动并执行对集束60的创建。

根据本发明的实施例，对创建集束60的请求可以由管理帧来定义。管理帧可以包括下列字段：识别端点(例如MU)、指定是将端点的无线电装置添加到集束60还是从集束60中移除端点的无线电装置、指定差分服务代码点选项等等。将参照图3更详细地描述管理帧以及包括在其中的字段的示例性实施例。

在诸如SAN 80的请求增加的带宽的MU与相应的AP成功关联(例如，SAN 80最初与AP 30相关联)后的任何时间，该MU可以发送管理帧。管理帧经由AP 30被发送到交换机62(即，担负802.11通信的设备)。交换机62可以从由SAN 80发送的管理帧中提取信息并且生成集束60。例如，如果SAN 80包括三个(3)无线电装置，则交换机62应当理解，集束60应当包括AP侧上的三个(3)无线电装置，从而利用来自AP 20、30和40中的每一个的一个无线电装置创建集束60。交换机62也可以为特定的集束创建标识符(“集束ID”)。该集束ID可以基于请求集束的MU的标识符(例如，SAN 80的MAC地址)。交换机62会将MU添加为集束的一员(例如，SAN 80标识符包括在集束60中)。交换机62也可以将用于SAN 80中的每一个无线电装置的标识符添加到集束60。交换机62可以通过向SAN 80发送标准ACK帧或者向SAN 80发送包括集束ID的帧来确认对集束60的创建。

一旦创建了集束60，定址到SAN 80的并且由交换机62(例如，从通信网络65或从AP 10-40)接收的每一个数据分组可以在集束接口上发送。因此，可以将分组分割成可以在不同的链路上传送的多个片段。例如，可以将发送给SAN 80的数据分组分割成三个不同的片段，并且每一个片段可以由AP 20、30和40中的每一个在单个时间传送。当由SAN 80接收时，可以将片段重新排序并且组装成数据分组。在本发明的一个实施例中，交换机62可以将首部帧附在每一个分组和/或片段中，将参照图4进行更详细的描述。

可以通过类似于其被创建的过程分解集束60。特别地，SAN 80可以发送请求从集束60移除其无线电装置中的一个或多个的管理帧。交换机62将采取适当的行动来分解集束60。

图3示出了根据本发明的管理帧300的示例性实施例。如上所述，可以具有多个无线电装置的MU可以发送管理帧300力图创建集束。示例性的帧300可以包括端点ID字段310、接受/丢弃(Accept/Drop)字段320、DSCP选项字段330以及保留字段340。本领域的技术人员应当理解，管理帧300仅是示例性的并且可以存在其它形式的管理帧，其可以被用来达到在此所描述的管理帧的相同的目的。

端点ID字段310可以包含识别期望创建集束的MU的数据。在本发明的一个实施例中，识别数据可以是MU的介质访问控制(“MAC”)地址。然而，可以使用识别MU的任何唯一号码。在优选实施例中，端点ID字段310大约是48位长。

接受/丢弃字段320可以被用来指示MU是请求将其无线电装置中的一个添加到集束还是从集束移除其无线电装置中的一个。在本发明的优选实施例中，该字段仅占用1个位，例如，“开”指示添加请求而“关”指示移除请求。

DSCP选项字段330可以被用来为通过集束传送的分组设置差分服务代码点(“DSCP”)。DSCP是对在例如语音分组传输期间使用的服务类型(“TOS”)字节的修改。该字节中的6个位被重新分配来指定应用于分组的特定每跳行为。

保留字段340保留管理帧中的空间用于未来使用。该空间可以被利用来控制多链路行为。在本发明的优选实施例中，可以为该字段保留2个位。

如上所述，MU对管理帧300的传输可以启动对集束60的创建。一旦创建了集束60，发送给MU的分组可以被交换机62接收并且在集束接口上被传送。交换机62可以将首部帧添加到分组，并且调度向MU传输的分组。尽管可以使用任何调度机制，但是循环调度(roundrobin scheduling)是优选的。循环调度机制可能是最简单的，因为其将每一个接口按具有相同的优先级来处理。在一个实施例中，调度可以由交换机62控制。因此，交换机62可以具有到集束的全体成员列表的开始的引用和到当前接口的引用。因而，交换机可以容易地确定随后应选择列表上的哪个接口。

在本发明的另一个实施例中，可期望的是将优先级指派给每一个被集束的无线电装置。因此，可以对分组进行调度以对应于指派的优先级。在又一个实施例中，可以保留一个或多个无线电装置用于未来使用。例如，可以预期将传送消耗大量带宽的语音分组。因此，可期望的是保留集束中的一个或多个无线电装置并且在必需时使用所述无线电装置。

图4示出了根据本发明的集束首部400的示例实施例。如上所述，可以将集束首部400添加到由交换机62在集束接口上传送的每一个分组。集束首部400可以包括用于任何目的的任何数目的不同大小的字段。如图4中所示，集束首部400可以包括开始片段字段410、结束片段字段420、DSCP字段430、序列号字段440以及集束ID字段450。

开始片段字段410可以是1个位。在通过集束接口传送的分组的第一片段上该位可以被设置为1。对于来自相同分组的所有其它片段该位可以被设置为0。类似地，结束片段字段420也可以1个位并且在通过集束接口发送的分组的最后片段上可以被设置为1。对于所有其它片段该位可以被设置为0。可能的是，开始片段字段410和结束片段字段420都可以被设置为1。如果例如分组未被分割，则这种情况可以发生。

DSCP字段430类似于管理帧300的DSCP字段330。在本发明的一个实施例中，可以将DSCP中的位值从用来生成集束60的管理帧中的DSCP字段330复制到在集束接口上传送的每一个片段。

序号字段440可以被用来保持顺序，其中按照该顺序通过集束传送分组。在传入的分组被分割时保持顺序可能更加重要，使得MU可以重构被分割的分组。在本发明的优选实施例中，可以将16个位分配给序列号字段440。

集束ID字段450可以被用来识别交换机上创建的每一个集束。在一个实施例中，响应于管理帧300的分组将唯一标识符与每一个集束相关联并且通信给MU。例如，可以将标识符以类型-长度-值(“TLV”)格式包括在交换机62向MU发送的确认帧的主体中。交换机62可以创建其选择的任何标识符，并且当MU在集束60上传送时使用该标识符。在本发明的优选实施例中，集束ID字段450可以占用8个位。

图5示出了根据本发明的实施例的示例性方法500。方法500将参照图2中示出的示例性系统2来描述。然而，本领域的技术人员应当理解，方法500和其修改可以在各种网络架构上实现。

在步骤510中，MU与AP关联(例如，SAN 80与AP 30关联)。SAN 80可以执行常规关联和/或验证程序，如上所述。SAN 80可以利用单个无线电装置来实施关联和验证。

在步骤520中，SAN 80(经由AP 30)向交换机62传送管理帧以启动集束60的创建。管理帧可以类似于图3的帧300。因此，其可以包括对应于SAN 80的唯一端点标识符。例如，端点标识符可以是SAN80的MAC地址。此外，管理帧300可以请求将无线电装置添加到集束或从集束移除无线电装置。为了本示例，假设管理帧300正请求添加无线电装置。

在步骤530中，交换机62接收管理帧300并且生成多链路集束60。交换机62可以对管理帧300的接收和多链路集束60的创建进行确认。在一个实施例中，确认可以由向SAN 80发送包括集束ID的“ACK”帧来实现。

在步骤540中，确定SAN 80是否希望将一个或多个无线电装置添加到集束60。如果SAN 80添加更多的无线电装置，则其可以传送包括用于那些无线电装置的标识符的另外的管理帧以及集束ID。交换机62可以将每一个无线电装置添加到集束60(步骤550)。交换机62可以保留对应于SAN 80的关联标识符和端点标识符，并且将其与被添加到集束60的每一个无线电装置相关联。因此，集束60也可以由SAN 80的关联标识符和端点标识符识别。

图6示出了方法600的示例性实施例，其可以在创建集束60后执行。如上所述，交换机62创建集束60。交换机62可以通过向为集束60的成员的MU传送帧来确认对集束60的创建。从而可以通过集束接口向SAN 80传送数据分组或从SAN80传送数据分组。例如，MU 42可以访问SAN 80以检索存储的数据。

在步骤620中，在交换机62处接收数据分组(例如，从MU 42到SAN 80的数据请求)。在步骤630中，将集束首部添加到分组，该分组可以被交换机62分割用于通过集束接口传送。如上所述，分组可以被分割以成功地实现传输。如果分组特别大则分割可能更加重要以避免吞吐量问题。集束首部可以类似于图4的集束首部400。可以根据诸如循环调度、优先级排队、先进先出(FIFO)等等的调度机制将分组的传输按顺序排好。在步骤640中，交换机62在集束接口上将分组传送到SAN 80。本领域的技术人员应当理解，定址到例如MU 42的未被集束的MU的分组将沿着未集束的链路传送。

本发明的优势是向需要高带宽的设备(例如，存储区域网络)提供无线访问。进一步的优势是使用现有的无线基础设施可以提供该无线访问，例如，可以在没有使用任何附加的硬件模块的情况下创建集束。

应当注意，创建的集束可以是预定的集束或视需要创建的集束。例如，交换机62可以包括(带有集束接口的)集束60，该集束60具有一组数目的AP成员以与系统内的期望的特征相对应。例如，系统管理员可以用AP 20-40创建集束60以服务期望在与三个(3)AP 20-40相对应的某一覆盖区域内达到三个(3)无线电装置集束的任何MU。因此，可以视需要将在定义的覆盖区域内请求两个或三个无线电装置集束的任何MU添加到集束60。然而，集束60以及其定义的特征将在交换机62处保持。当MU不是真正可移动的并且可能保持在相同常规位置时诸如SAN 80，这种类型的装置可以运作良好。

然而，在另一个实施例中，可以不存在预定义的集束，即交换机62将根据需要创建集束。例如，当MU发送请求创建集束的管理帧时，交换机62可以接收该请求并且确定满足发出请求的MU所需要的特征，例如，基于覆盖区域可以向MU传送的AP、MU期望添加到集束的无线电装置的数目等等。交换机62然后可以基于请求集束的MU的特征创建最适当的集束。例如，如果MU 42请求两个无线电装置集束，则交换机62可以确定最适当的集束将包括AP 10和20。当在创建集束时MU正在移动并且AP的覆盖区域是更大的考虑因素时，这种类型的装置可以运作良好。类似地，随着MU移动，交换机62可以从集束添加或删除AP以说明MU的位置变化。

另外，在上面的描述中，考虑了分割后的数据分组被从交换机62发送到SAN 80。也可以在SAN 80被添加到集束60后，将以其它方向即从SAN 80到交换机62发送的数据分组进行分割。例如，SAN 80可以包括分割数据分组的功能(例如，分割分组并且添加指示应当如何将其一起放回的首部)。片段然后可以由SAN 80中的多个无线电装置发送并且由集束60(AP 20-40)中的AP的一个或多个无线电装置接收。AP然后可以将片段发送给交换机62，该交换机62可以包括将片段重构为原始数据分组并且将其转发给目的地的功能。因此，集束可以在两个方向允许增加的带宽。

此外，在一些实例中，上面的描述包括用于实现本发明的方式的功能描述。例如，交换机被描述为从MU接收管理帧以及交换机被描述为将MU设置在集束中。本领域的技术人员应当理解，在此为设备中的每一个描述的功能可以经由硬件、软件或其组合来实现。

参照上面的示例实施例描述了本发明。本领域的技术人员应当理解，如果进行了修改，也可以成功地实现本发明。因此，在不背离权利要求中提出的本发明的主要精神和范围的情况下，可以对实施例进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应当被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims

1.一种方法，包括：

从设备接收带宽请求；

将所述设备设置在集束中，其中所述集束包括多个无线电装置以与所述设备通信；

接收定址到所述设备的分组；以及

经由所述多个无线电装置将所述分组传送到所述设备。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述设备是移动计算设备。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在从所述设备发送的管理帧中接收所述带宽请求。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述管理帧包括所述设备的标识符。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个无线电装置包括在至少一个接入点中。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述传送步骤进一步包括：

将所述分组分割成多个片段。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述片段中的每一个经由所述多个无线电装置被同时传送到所述设备。

8.如权利要求6所述的方法，其中，每一个片段包括在所述片段的所述分组内的位置的指示。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

将所述设备的指示添加到所述集束。

10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

当所述设备已被设置在所述集束中时向所述设备传送确认。

11.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

从所述设备接收第二带宽请求；以及

基于所述第二带宽请求从所述集束移除所述设备。

12.一种设备，包括：

接收模块，用于从设备接收带宽请求；

处理模块，用于将所述设备放置在集束中，其中，所述集束包括多个无线电装置以与所述设备通信；以及

传输模块，用于经由所述多个无线电装置传送定址到所述设备的分组。

13.如权利要求12所述的设备，其中，所述设备是无线交换机。

14.如权利要求12所述的设备，其中，所述设备是网络管理装置。

15.如权利要求12所述的设备，其中，在从所述设备发送的管理帧中接收所述带宽请求。

16.如权利要求12所述的设备，其中，所述多个无线电装置包括在至少一个接入点中。

17.如权利要求12所述的设备，其中，所述传输模块将所述分组分割成多个片段。

18.如权利要求17所述的设备，其中，每一个片段包括在所述片段的所述分组内的位置的指示。

19.如权利要求12所述的设备，其中，所述传输模块在所述设备已被设置在所述集束中时向所述设备传送确认。

20.一种系统，包括：

交换机，所述交换机从设备接收带宽请求并且将所述设备设置在集束中，所述集束包括多个无线电装置，所述交换机接收定址到所述设备的分组并且将所述分组分割成多个片段；以及

包括所述多个无线电装置的至少一个访问接入点，所述访问接入点从所述交换机接收所述片段并且使用所述多个无线电装置将所述片段传送到所述设备。

21.一种设备，包括：

接收装置，用于从设备接收带宽请求；

处理装置，用于将所述设备设置在集束中，其中所述集束包括多个无线电装置以与所述设备通信；以及

传输装置，用于经由所述多个无线电装置传送定址到所述设备的分组。