CN200990613Y - 用以控制网状网络的无线资源管理单元与集成电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型揭示一种无线电资源管理(RRM)实体，其增加网状网络的容量，所述网状网络包括多个网点(MPs)以及多个网入口。发现阶段是在所述网状网络中执行一发现阶段，对于各个网点而言，其使得网状网络存取信息，所述信息提供可用网入口与网点下一跳跃的分级以及在所述网状网络中各个单独网点的相关路径度量。较佳的网入口会被分派给在所述网状网络中的各网点，而各网点会扫描、收集以及报告所有可用信道的以信道为基础测量。信道会被分派给所述网入口的每一个。同样地，信道也会被连续地分派给网点。

Description

用以控制网状网络的无线资源管理单元与集成电路
技术领域
本实用新型是关于一具有复数个节点的通信系统，特别地，本实用新型是关于分派信道至一网状网络的网入口及网点(MPs)。
背景技术
典型的无线系统基础建设包含一组存取点(AP)，亦称为基站(BS)，每个存取点经由一背网链接而连接至一有线网络。在某些情况下，因为直接连接一给定AP至该有线网络的费用过于昂贵，比较理想的作法是经由无线方式来传送数据至该给定AP的邻近AP，或从该给定AP的邻近AP传送数据，以间接连接该AP至该有线网络，此亦称为一网状基础建设。该网状基础建设提供容易及快速的调度，因为不需要提供有线后网链接和互连模块给每个AP，即可调度一无线电网络。
在一网状网络中，两个邻接的MPs必须使用一共享信道以在彼此之间传送封包。这意味着如果所有的MPs要传送封包至网状上的任何其它点，每个MP必须能使用至少一共享信道来和其邻近MP进行通信。
图1显示一现有的网状网络100，其包含复数个MPs，MP1-MP9，每个MP只设置一无线电收发机。该MPs，MP1-MP9之间的连接是经由让所有的MPs，MP1-MP9使用相同的信道来达成。假如任何一个特定MP(例如MP1)使用和其它MP(例如MP2-MP9)不同的信道，该网状的连接将经由阻止该特定MP，MP1从该网状网络100的其它处接收封包及传送封包至该网状网络100的其它处而被中断。
图2显示一现有的网状网络200，其包含复数个MPs，MP11-MP19，每个MP设置两个无线电收发机，收发机A和收发机B，使用不同的信道。该MPs，MP11-MP19的配置是典型的，因此每个MP，MP11-MP19的每对收发机在该网状网络中使用相同的信道组(例如信道X及信道Y)，以确保所有MPs，MP11-MP19之间的连接。相同的原理可运用在另一网状网络上，该网状网络的每个MP设置有K个收发机，且所有的MPs在该网状网络中使用相同的信道组，以确保该网状网络的不同MPs之间的连接。
一网状网络与一非网状网络之间的互连点称为入口。一具有多个入口的网状网络称为一多入口网状网络。
图3显示本实用新型一传统的无线通信系统300。该无线通信系统300包含一网状网络302，其具有复数个MPs 304a-304f，复数个WTRUs 306a，306b，一路由器308及一外部网络310(例如一广域网络(WAN)如因特网)。
如图3所示，该网状网络302中的两个MP 304a及304c具有网入口。该网入口304a及304c连接至外部网状LAN资源312(例如以太网络)，以经由该路由器308来存取该网络310，因此一数据封包可经由MPs 304a及304c的网入口之间的该外部网状LAN资源312来进行传送。例如，假如MP 304d需要传送一封包至MP 304c，该封包正常地将经由MP 304b或MP 304e来进行路由，然后MP 304b或MP 304e会将该封包传送至304c。
由上述的连接原理可知，典型的网状网络允许从任何MP至任何其它MP路由一封包。然而，该连接会导致拥塞，因为所有的MP皆使用相同的信道，当流量增加时，其不可避免地导致拥塞。这大大地限制了网状网络的效能。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种可避免网状网络的拥塞而提高其效能的用以控制网状网络的无线资源管理单元与集成电路。
根据本实用新型一方面提出一种用于控制一网状网络的无线资源管理单元，所述网状网络包含多个网点以及至少两个可用网入口，所述无线资源管理单元包括一处理器，一网入口分派单元以及一信道分派单元，其中所述处理器配置用于提供所述可用网入口以及网点下一跳跃的分级，以及提供用于所述网状网络中各单独网点的相关路径度量；所述网入口分派单元与所述网状网络以及所述处理器电耦合，所述网入口分派单元建构以接收由所述网状网络的网点所报告的路径度量以及拓扑度量，并且基于所述路径度量以及所述拓扑度量而将一较佳网入口分派给在所述网状网络中的各网点；所述信道分派单元与所述网状网络以及所述处理器电耦合，所述信道分派单元建构以接收由所述网状网络的网点所报告的路径度量，拓扑度量以及扫描度量，并且基于所述路径度量，所述拓扑度量以及所述扫描度量而将信道分派给所述网入口的每一个以及连续地将信道分派至网点。
根据本实用新型另一方面提出一种用以控制网状网络的集成电路，所述网状网络包含多个网点以及至少两个可用网入口，所述集成电路包括一处理器，一网入口分派单元以及一信道分派单元，其中所述处理器配置用于提供所述可用网入口以及网点下一跳跃的分级，以及提供用于所述网状网络中各单独网点的相关路径度量；所述网入口分派单元与所述网状网络以及所述处理器电耦合，所述网入口分派单元建构以接收由所述网状网络的网点所报告的路径度量以及拓扑度量，并且基于所述路径度量以及所述拓扑度量而将一较佳网入口分派给在所述网状网络中的各网点；所述信道分派单元与所述网状网络以及所述处理器电耦合，所述信道分派单元建构以接收由所述网状网络的网点所报告的路径度量，拓扑度量以及扫描度量，并且基于所述路径度量，所述拓扑度量以及所述扫描度量而将信道分派给所述网入口的每一个以及连续地将信道分派至网点。
本实用新型经由以平衡多入口网状网络中的拓扑知识及路径信息的方式来管理连接及信道分派，以增加多入口网状网络的容量。相较于用于提供连接的传统网状网络的信道分派(牺牲掉容量及限制系统的效能)，本实用新型允许多入口网状网络(用于办公室、校园调度、住家等等)用平衡拓扑知识及路径信息的方式来交递连接以抵抗容量。
在一实施例中，一无线电资源管理单元(RRM)实体增加一网状网络的容量，该网状网络包含复数个MPs及复数个网入口。一探索阶段执行于该网状网络中，因此对于每个MP，该网状网络可存取提供可利用网入口及MP下一跳跃的信息，及该网状网络中的每个单独MP的相关路径度量。一较佳网入口分派至该网状网络中的每个MP。每个MP扫描、收集，并报告所有可利用信道的信道基础量测。信道分派至每个网入口。信道亦依序分派至该MPs。
附图说明
本实用新型的更详细了解可经由以下的较佳实施例说明而得知，经由范例并配合附图来了解，其中：
图1显示一现有网状网络，该网状网络包含复数个MPs，每个MP只设置一无线电收发机；
图2显示一现有网状网络，该网状网络包含复数个MPs，每个MP设置两个使用不同信道的无线电收发机。
图3显示一现有无线通信系统，该无线通信系统包含一具有两个网入口的网状网络；
图4是本实用新型的一信道分派程序的流程图，该信道分派程序是用于一具有多个网入口的网状网络中；
图5是本实用新型的一网入口信道分派系统的范例方块图，该网入口信道分派系统是用以分派信道至一网状网络的网入口；
图6是本实用新型的一信道选择成本单元，该信道选择成本单元是用以分派信道至一网状网络的MPs；以及
图7是本实用新型的一RRM单元的范例方块图，该RRM单元是用以控制一网状网络。
具体实施方式
较佳实施例将配合图示叙述于下，其中相同的标号表示相同的组件。
以下说明中的术语”无线发射/接收单元”(WTRU)包含但不限定于一使用者设备(UE)、一移动站、一固定或移动用户单元、一传呼机、或可操作于一无线环境中的任何其它型式的装置。
本实用新型的特征可并入一集成电路(IC)中，或配置于包含许多互连组件的电路中。
本实用新型经由以平衡网状网络的拓扑知识及路径信息的方式来管理MP信道分派，以解决上述现有无线网状网络的缺陷。最后，本实用新型提供连接及容量的最佳交递，其是一网状网络的两个关键设计特性。
本实用新型允许一多入口网状网络交递网状连接以抵抗容量。例如，一具有复数个MP的网状网络，该等MP只有一个无线电收发机(例如图1的网状网络100)，但经由两个入口互相连接，能利用如下机制：路径算法将使用一第一网入口来给予路径封包至/从MPs的一第一子组，而当处理MPs的一第二子组时，一第二网入口将被给予。经由分派不同信道至MPs群组，可降低该网状中的连接。例如，在一网状网络中的一特定信道排列可能让由一网状网络的一第一MP所传送的一封包，经由该网状网络中的一第二MP而进行路由。此外，经由好好利用该网状网络的拓扑知识及路径信息，本实用新型在增加由该网状网络所使用的空中接面的容量时，能将与该被减少的连接有关的负面冲击降低最低；类似这种方式，现在两个信道能同时使用于该网状网络中，而不只限于一个信道。
上述对于具有单一射频收发器的网状网络(图1)的观念描述亦可适用于具多射频收发器的网状网络(图2)上，该项技术方案应无法使一网状网络被完全分作多群组，但却可使一特定群组中部份网点使用其它不同群组所用的一信道子集合而达成部份连接功能。
图4所示为本发明的网状网络上信道分派方法400的说明流程图，其中假设了该网状网络具有关于其本身的拓扑的一定量信息，并且假设了该网状网络已执行过一发现阶段，并在该发现阶段的末时得到下列结果，即(1)具有入口的网点得以该种方式确定，(2)由每一网点所能使用的入口组成的路径表格可以被确定，且每一网点所据以将封包传送至可用网入口目的的可用下一跳跃(hop)亦可被确定。此外，路径度量亦被假设为已被收集，并与上述路径表格中每一表目内容相关。
在一较佳实施例中，上述路径表格足以确定每一网典较佳网入口，并亦足以确定每一网点所需藉以达到该较佳网入口的跳跃点的数目。根据该等信息，网点可被加以分级。第一级网点所包含的网点为可在二跳跃点内抵达一较佳网入口者，第k级网点所包含的网点为可在k个跳跃点内达成一较佳网入口者。该项信息指出一特定网点所在的级将被称作一拓扑度量Ti，其中i＝1。M是指Mpi的拓扑度量，且Ti＝k，用以指出Mpi为一第k级网点。此外，当加特别说明的是网入口亦被指定以一拓扑度量。在较佳实施例中，一网入口的拓扑度量可能为零，此时代表该网入口与最近的网入口间没有跳跃点的距离。
请参阅图4，该方法400始于步骤405，即以在一网状网络中执行一发现阶段为开始，其中该网状网络是指包含复数个网点者，对于各个网点而言，使得网状网络存取提供可用网入口与网点下一跳跃的分级信息，以及在所述网状网络中各个单独网点的相关路径度量信息。根据该等信息，网状网络中每一网点皆可被归类为第一级网点，第二级网点，...第k级网点的一者。步骤410用以判定该网状网络中是否存在多个网入口，若否则方法400结束；若是，则步骤400行进至步骤415，并在步骤415时利用一主RRM单元(集中或分散于每一网点者皆然)分派一较佳网入口予网状网络中的每一网点。在一较佳实施例中，该项分派工作需要透过参考一网点的路径表格而为，并必须藉最佳路径度量来确定对应该路径的网入口。在此，一网入口及该网入口所被分派的所有网点被称作一群组。
请继续参阅图4，每一网点及网入口扫描并收集所有现有信道的以信道为基础进行的测量值，并向一主RRM单元报导该等测量值结果(步骤420)。其中，该等被报导的信道扫描度量(即信道扫描报导)以Sij代表，其中M在i＝1时对应网点指数，且在j＝1时对应信道指数。其中，透过网点指数可找到特定的网点，其中M为网状网络中网点的个数；透过信道指数则能找到特定的信道，其中N对应该网状网络中的现有信道数目。举例而言，若网状网络中有五个网点，则M＝5。若网状网络能使用八个现有信道，则N＝8。上述中，扫描度量包含但不限定仅为信道占有数，干扰测量值及受测共信道干扰数等。
如图4中步骤425所指出者，信道被分派予网入口的每一者。在步骤430中，信道被连续分派予各网点，且指定的顺序为先分派予网状网络中所有的第一级网点，接着是第二级网点，并以此顺序类推，直至网状网络中所有网点都被分派以信道为止。在步骤435中，信道的分派方式为先分派最后一级网(即第k级网点)，并依序分派至第一级网点。此一双步骤方法可被重复执行多次，并/或以周期性方式进行，且可将该网状网络收敛至一稳定解。
图5为本发明的网点信道分派系统500的一方块图范例，其用以执行图4中所载方法400的步骤425。如图所示，该网点信道分派系统500可被并入一RRM(集中或分散于每一网点中者皆然)中，并包含一拓扑权重调整单元505，一网群组价值(网状丛集消耗)单元510及一入口节点信道分派单元515。该网点信道分派系统500可被设计成包含多个拓扑权重调整单元505及多个网群组价值单元510，以使不同群组1，2，...，P的信道扫描度量及拓扑度量可被同时处理。
如图5所示，网点信道分派系统500的拓扑权重调整单元505接收网点信道扫描度量Sij，其中网点指数介于1至M的间，信道指数j介于1至N的间。该网点信道分派系统500并接收网点拓扑度量Ti，其中该网点指数i介于1至M之间。该二组度量经过一函数Fij＝f(Sij，Ti)处理而分派一不同的权重予不同的网点，且该分派工作的进行并亦根据每一网点所应携载的流量而为。举例而言，一第一级网点可能必须携载一第二级，第三级网点等网点所送来的流量。因此，拓扑权重调整单元505可让较高权重者被分派予最后将因近于网入口而携载较大量流的网点。拓扑权重调整单元505输出网点拓扑权重调整度量Fij，该等Fij并接被输入至网群组价值单元510中，以对该等网点拓扑权重调整度量Fij加以函数Gij＝g(F1j，F2j，...，FMj)处理，以将每一信道所关的网点拓扑权重调整度量合并成每一信道的一单一群组(丛集)调整信道扫描度量。接着，该等每一群组1，2，...，P的对应群组调整信道扫描度量G1，G2，...，GN被送至入口节点信道分派单元515中，以利用一信道分配算法分派信道予该网状网络的各网入口。
图6所示为本发明的一信道选择价值单元600其藉图4所示方法400的步骤430及435分派信道予网点。如图所示，一单一网点及路径度量610(Rj，其中j为信道指数，介于1至N的间)相关的信道扫描度量605(Sj，其中j为信道指数，介于1至N的间)被输入至信道选择价值(消耗)单元600，使在其中受函数Hj＝f(Sj，Si)处理，路径度量Rj对应较佳路径相关的路径度量，其中较佳路径是指能产生使用信道i的网点的较佳入口者，Rj可在网入口已被指定信道时决定，且网状网络能够使用每一网电的路径表格。若一特定网点不具有任何与一特定信道相关的路径度量(可能为网状网络中无任何入口使用信道，或可能为该种入口不包含在该网点的路径表格内)，则路径度量可能可被固定为一预定值，且该值得以指出该种信道不能为该网点所用。在选择一网点应该使用的信道时，只要挑选信道选择价值函数输出的最佳网点信道选择度量Hj相关的信道即足以适用。
图7为本发明中用以控制一网状网络705的无线电资源管理(RRM)单元710的方块图范例。该RRM单元710包含一处理器715，一网入口分派单元720及一信道分派单元725，其中该网入口分派单元720及信道分派单元725皆至网状网络705接收信道扫描度量，信道拓扑度量及路径度量730，该网状网络包含复数个网点735，740，750，755及至少二网入口755，760。
处理器715在该网状网络705中执行一发现阶段，以使网状网络705能使用现有网入口755，760及网点下一跳跃的排名信息及网状网络705中每一单独网点的相关路径度量的信息，且对每一网点735，740，745，750皆然。
网入口分派单元720接收网状网络705中网点735，740，745，750的信道扫描度量、拓扑度量及路径度量730，并依据该等拓扑度量及路径度量分派一较佳网入口755，760予网状网络705中的每一网点735，740，745，750。
信道分派单元725接收该等由网状网络705的网点735，740，745，750所报导的信道扫描度量、拓扑度量及路径度量730，并分派信道予该等网入口755，760的每一者，并连续分派信道予网点735，740，745，750。
信道分派单元725连续分派信道予每一网点735，740，745，750的方式为自第一级网点分派至最后一级网点，其中第一级网点在一单一跳跃内即抵达一较佳网入口，而最后一级网点则需经过多个跳跃方能抵达较佳网入口。此外，信道分派单元725亦以自最后一级网点至第一级网点的方式连续分派信道予每一网点735，740，745，750。
本发明的特征及组件已利用较佳实施例以特定组合说明如上，该等特征或组件的每一者皆可独立出现(即无同实施例中其它特征及组件)，或亦可以存在或不存在本发明的其它特征及组件的不同组合形式下出现。

Claims (13)

1.一种用于控制一网状网络的无线电资源管理单元，所述网状网络包括多个网点以及至少两个可用网入口，其特征在于所述无线电资源管理单元包括：
(a)一处理器，所述处理器配置用于提供所述可用网入口以及网点下一跳跃的分级，以及提供用于所述网状网络中各单独网点的相关路径度量；
(b)一网入口分派单元，其与所述网状网络以及所述处理器电耦合，所述网入口分派单元建构以接收由所述网状网络的网点所报告的路径度量以及拓扑度量，并且基于所述路径度量以及拓扑度量而将一较佳网入口分派给在所述网状网络中的各网点；
(c)一信道分派单元，其与所述网状网络以及所述处理器电耦合，所述信道分派单元建构以接收由所述网状网络的网点所报告的路径度量、拓扑度量以及扫描度量，并且基于所述路径度量、拓扑度量以及扫描度量而将信道分派给所述网入口的每一个以及连续地将信道分派至网点。
2.根据权利要求1所述的无线电资源管理单元，其特征在于所述信道分派单元是从第一级网点上升至最后一级网点而将信道连续地分派至各网点。
3.根据权利要求2所述的无线电资源管理单元，其特征在于第一级网点在单一跳跃中达到一较佳网点入口，以及最后一级网点是在多个跳跃中达到一较佳网点入口。
4.根据权利要求1所述的无线电资源管理单元，其特征在于所述信道分派单元是从最后一级网点下降至第一级网点而将信道连续地分派至各网点。
5.根据权利要求4所述的无线电资源管理单元，其特征在于第一级网点在单一跳跃中达到一较佳网点入口，以及最后一级网点是在多个跳跃中达到一较佳网点入口。
6.根据权利要求1所述的无线电资源管理单元，其特征在于所述信道分派单元还包括：
(c1)一拓扑权重调整单元，所述拓扑权重调整单元包括多个第一输入、多个第二输入以及多个输出，其中所述多个第一输入用于接收一网点信道扫描度量以及范围从1到N的信道索引，其中所述网点信道扫描度量具有范围从1到M的网点索引i，所述多个第二输入用于接收一网点拓扑度量，其中所述网点拓扑度量具有范围从1到M的网点索引i，所述多个输出用于输出网点拓扑权重调整度量；
(c2)一网点丛集消耗单元，所述网点丛集消耗单元具有与所述拓扑权重调整单元的输出电耦合的多个第三输入，所述网状丛集消耗单元建构以处理网点拓扑权重调整度量，以将与各信道相关的所述网点拓扑权重调整度量合并为每一信道的单一丛集调整信道扫描度量；以及
(c3)一入口节点信道分派单元，其与所述网状丛集消耗单元电耦合，所述入口节点信道分派单元建构用于使用一信道配置算法来处理为多个丛集的各丛集所获得的所述丛集调整信道扫描度量，以将信道分派给一网状网络的网入口。
7.根据权利要求6所述的无线电资源管理单元，其特征在于所述拓扑权重调整单元允许将一较大的权重分派至一特定网点，所述特定网点因邻近一网入口而携带更多话务。
8.根据权利要求6所述的无线电资源管理单元，其特征在于所述信道分派单元是建构作为一集成电路。
9.一种用以控制网状网络的集成电路，所述网状网络包括多个网点以及至少两个可用网入口，其特征在于所述集成电路包括：
(a)一处理器，所述处理器配置用于提供所述可用网入口以及网点下一跳跃的分级，以及提供用于所述网状网络中各单独网点的相关路径度量；
(b)一网入口分派单元，其与所述网状网络以及所述处理器电耦合，所述网入口分派单元建构以接收由所述网状网络的网点所报告的路径度量以及拓扑度量，并且基于所述路径度量以及拓扑度量而将一较佳网入口分派给在所述网状网络中的各网点；
(c)一信道分派单元，其与所述网状网络以及所述处理器电耦合，所述信道分派单元建构以接收由所述网状网络的网点所报告的路径度量、拓扑度量以及扫描度量，并且基于所述路径度量、拓扑度量以及扫描度量而将信道分派给所述网入口的每一个以及连续地将信道分派至网点。
10.根据权利要求9所述的集成电路，其特征在于所述信道分派单元是从第一级网点上升至最后一级网点而将信道连续地分派至各网点。
11.根据权利要求10所述的集成电路，其特征在于第一级网点在单一跳跃中达到一较佳网点入口，以及最后一级网点是在多个跳跃中达到一较佳网点入口。
12.根据权利要求9所述的集成电路，其特征在于所述信道分派单元是从最后一级网点下降至第一级网点而将信道连续地分派至各网点。
13.根据权利要求12所述的集成电路，其特征在于第一级网点在单一跳跃中达到一较佳网点入口，以及最后一级网点是在多个跳跃中达到一较佳网点入口。
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