DE102021109889B4

DE102021109889B4 - System und verfahren zur dynamischen einfunk- und dual-radio-moduswahl für dl mu-mimo

Info

Publication number: DE102021109889B4
Application number: DE102021109889.0A
Authority: DE
Inventors: Amogh Guruprasad Deshmukh; Eldad Perahia; Sachin Ganu
Original assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2041-04-21
Also published as: DE102021109889A1; CN113163448B; US20220029668A1; CN113163448A; US11546024B2; US11057083B1

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zur Optimierung der Kanalbandbreite bei gleichzeitiger Erhöhung der Downlink-Multiuser-Multiple-Input-Multiple-Output-Verstärkung (DL MU-MIMO) bereitgestellt. Abhängig von der Access Point (AP)-Plattform weisen APs beispielsweise bestimmte Eigenschaften hinsichtlich der DL MU-MIMO-Verstärkung in Abhängigkeit von der Anzahl der dem AP zugeordneten DL MU-MIMO-Clients auf. Dementsprechend können APs so konfiguriert werden, dass sie nach einem Algorithmus arbeiten, der die Anzahl der DL MU-MIMO-fähigen Clients prüft, die einem AP zugeordnet sind, und dynamisch zwischen Single- und Dual-Radio-Betriebsarten umschalten, um diese DL MU-MIMO-Verstärkungen zu nutzen.

Description

Beschreibung des Standes der Technik
Drahtlose digitale Netzwerke werden in Unternehmen allgegenwärtig und bieten sicheren und kostengünstigen Zugriff auf Ressourcen. Diese Netzwerke haben in der Regel einen oder mehrere Controller, wobei jeder Controller eine Vielzahl von Access Points (AP) unterstützt, die im Unternehmen verteilt sind. Wi-Fi-Netzwerke, die nach dem IEEE 802.11-Standard arbeiten, sind Beispiele für solche Netzwerke. Drahtlose Netzwerk-Kommunikationsgeräte (auch als Stationen oder Client-Geräte bezeichnet), wie z. B. Personal Computer und Mobiltelefone, übertragen Daten über drahtlose digitale Netzwerke gegenüber Wi-Fi-APs und z. B. Mobilfunknetz-APs.
WLAN-Infrastrukturelemente oder -komponenten in einem Wi-Fi-Netzwerk stellen WLAN-Geräten einen Dienst zur Verfügung. Bei der Bereitstellung dieses Dienstes können Hochfrequenz-(HF)-Charakteristika der Verbindungen zwischen dem AP und den Client-Geräten bestimmt werden, um die Übertragung und/oder den Empfang von Daten zu optimieren. Diese HF-Eigenschaften können z. B. Pfadverluste und Kanalkoeffizienten umfassen.
Das Dokument von Hewlett Packard Enterprise „Aruba AP-345 (RW) Dual 4x4:4 MU-MIMO Radio Access Point mit internen Antennen, Smart Rate, für einheitliche Campus Netzwerke (JZ031A)“ vom 07 November 2017 (PSN1010348793DEDE), aufgerufen über URL: https://www.bechtle.com/shop/hpe-aruba-ap-345-accesspoint∼4212913--p [abgerufen am 26.07.2021], beschreibt einen Zugangspunkt (Access Point, AP), der DL MU-MIMO-fähige Clients bedienen und in einem Single- oder Dual-Radio-Modus arbeiten kann.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird gemäß einer oder mehrerer verschiedener Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben. Die Figuren dienen nur der Veranschaulichung und stellen lediglich typische oder beispielhafte Ausführungsformen dar.

1 zeigt ein Beispiel für eine Netzwerkkonfiguration, die für eine Organisation, wie z. B. ein Unternehmen, eine Bildungseinrichtung, eine staatliche Einrichtung, eine Gesundheitseinrichtung oder eine andere Organisation, implementiert werden kann.
2A zeigt einen Beispielzugangspunkt, in dem verschiedene Ausführungsformen implementiert werden können.
2B zeigt eine Multi-Radio-Konfiguration des Beispiel-Access-Points aus 2A, die eine erhöhte DL-MU-MIMO-Verstärkung und optimierte Kanalbandbreite ermöglicht.
3 ist ein Beispieldiagramm, das den Durchsatz in Abhängigkeit von der Anzahl der Clients darstellt, die mit einem AP verbunden sind, der im Single-Radio-Modus arbeitet.
4 ist ein Beispieldiagramm, das den Durchsatz in Abhängigkeit von der Anzahl der Clients vergleicht, die mit einem AP verbunden sind, der im Single-Radio-Modus und im Dual-Radio-Modus arbeitet.
5 ist eine weitere Beispielgrafik, die den Durchsatz in Abhängigkeit von der Anzahl der Clients vergleicht, die mit einem AP verbunden sind, der im Single-Radio-Modus und im Dual-Radio-Modus arbeitet.
6 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Vorgänge zur Durchführung der dynamischen Auswahl des Single-Radio- und Dual-Radio-Modus zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Rechnerkomponente oder eines Geräts für die dynamische Auswahl des Ein-Funk- und Zwei-Funk-Modus gemäß einer Ausführungsform.
8 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiel-Computersystems, in dem verschiedene der hier beschriebenen Ausführungsformen implementiert werden können.

Die Abbildungen erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit und beschränken die vorliegende Offenbarung nicht auf die genaue dargestellte Form.
Detaillierte Beschreibung
Multi-User, Multiple-Input und Multiple-Output (MU-MIMO) bietet einen Mechanismus für ein drahtloses Netzwerkgerät, um an mehrere Client-Geräte gleichzeitig zu senden. Ein drahtloses Netzwerkgerät kann ein Netzwerkgerät sein, wie z. B. ein AP, das eine drahtlose Verbindung zu einem Netzwerk bereitstellt. Wenn MU-MIMO nicht aktiviert ist, muss das Netzwerkgerät möglicherweise an jedes zugehörige Client-Gerät einzeln senden. Mit MU-MIMO ist das drahtlose Netzwerkgerät in der Lage, mehr Daten häufiger zu übertragen, da es an mehrere Client-Geräte gleichzeitig senden kann. Dadurch kann die Datenübertragungsrate zu einigen oder allen zugehörigen Client-Geräten verbessert werden. MU-MIMO ist in der Spezifikation 802.11 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) definiert.
Bei der Verwendung von MU-MIMO kann ein drahtloses Netzwerkgerät zwei oder mehr Client-Geräte gruppieren und strahlengeformte Signale an jede Gruppe senden. MU-MIMO kann effizienter sein, wenn eine Gruppe von Client-Geräten, die MU-MIMO-Übertragungen empfangen sollen, Frames mit ähnlichen Datenverkehrseigenschaften empfangen. Da das Netzwerkgerät an alle Client-Geräte gleichzeitig sendet, können die Übertragungen effizienter sein, wenn die übertragenen Frames eine ähnliche Größe haben. Außerdem kann das Intervall zwischen MU-MIMO-Übertragungen minimiert werden, wenn das Netzwerkgerät eingehende Frames etwa zur gleichen Zeit empfängt.
Im 802.11ax High Efficiency WLAN-Standard kann die oben genannte Effizienz unter anderem durch das Scheduling von MU-Übertragungen sowohl für Downstream/Downlink (von einem AP) als auch für Uplink/Uplink (von Client-Geräten) erreicht werden. Das Scheduling von MU-Übertragungen im Downlink (DL) wurde im Zusammenhang mit 802.11ac-Lösungen angesprochen, die MU-Kanalsondierung und Beamforming verwenden, um die Interferenz zwischen verschiedenen Client-Geräten zu minimieren, die Teil derselben MU-Übertragung sind.
Außerdem können bestimmte APs so umgebaut oder konfiguriert werden, dass sie in verschiedenen Modi arbeiten, z. B. im Single-Radio- oder Multi-Radio-Modus. Es sollte verstanden werden, dass im Single-Radio-Modus ein einzelnes Funkgerät auf einem bestimmten Band arbeitet, während in einem Multi-Radio-Modus, wie z. B. einem Dual-Radio-Modus, die Funkketten eines Funkgerätes gruppiert werden können, während sie auf einem bestimmten Band arbeiten. Das heißt, ein AP kann so konfiguriert werden, dass er mit logischen oder physikalischen Funkgeräten arbeitet, so dass ein AP im Single-Radio-Modus arbeiten kann, bei dem ein einzelnes Funkgerät eine gegebene Kanalbandbreitenzuweisung, z. B. 80 MHz, nutzen kann, oder im Dual-Radio-Modus, bei dem das einzelne Funkgerät in zwei Funkgeräte aufgeteilt werden kann, die jeweils 40 MHz der 80-MHz-Kanalbandbreitenzuweisung nutzen. Kürzlich entwickelte APs können z. B. Dual-Band-Funkgeräte enthalten, die mit acht Funkketten im 5-GHz-Band und vier Funkketten im 2,4-GHz-Band arbeiten können. Zur Laufzeit kann das 5-GHz-Funkgerät in zwei logische oder physikalische Funkgeräte umgewandelt werden, die jeweils mit vier Funkketten im 5-GHz-Band arbeiten.
Wie hier verwendet, kann sich der Begriff „Funkkette“ auf Hardware beziehen, die Informationen über Funksignale senden und/oder empfangen kann. Drahtlose Client-Geräte und/oder andere drahtlose Geräte können mit einem Netzwerkgerät über einen Kommunikationskanal unter Verwendung mehrerer Funkketten kommunizieren. Wie hierin verwendet, kann sich der Begriff „Kommunikationskanal“ (oder Kanal) auf eine Frequenz oder einen Frequenzbereich beziehen, der von einem Netzwerkgerät zur Kommunikation (z. B. Senden und/oder Empfangen) von Informationen verwendet wird. Eine Funkkette kann u. a. zwei Antennen umfassen, z. B. eine horizontale und eine vertikale Antenne. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Antenne“ auf ein Gerät, das elektrische Leistung in Funkwellen umwandelt und/oder umgekehrt.
Ein Netzwerk mit APs, die DL-MU-MIMO-fähig sind, kann eine erhöhte Netzwerkleistung und -effizienz erfahren. Allerdings können Hardware-Einschränkungen, z. B. unterstützbare Spatial Streams, und MU-Sounding-Overhead den DL-MU-MIMO-Gewinn des APs letztendlich begrenzen. Eine einfache Replikation der von einem AP (im Single-Radio-Modus) unterstützten Kanalbandbreite im Dual-Radio-Modus ist jedoch nicht möglich, da die gesamte Kanalbandbreite von einer Netzwerkmanagement-Einheit auf einer Pro-AP-Basis zugewiesen wird. Zum Beispiel kann die Netzwerkmanagement-Einheit den APs den Kanal und die Sendeleistung so zuweisen, dass die Co-Kanal- und Nachbarkanal-Interferenz minimiert wird. Wenn also einem AP eine 80-MHz-Kanalbandbreite zugewiesen wird, kann der AP durch den Betrieb im Dual-Radio-Modus die Anzahl der von ihm unterstützten Client-Geräte verdoppeln, da jedes Funkgerät die gleiche Anzahl von MU-Clients im Dual-Radio-Modus unterstützt, aber nur über eine Kanalbandbreite von 40 MHz.
Verschiedene Ausführungsformen weisen die Kanalbandbreite gemäß einem Algorithmus zu, der versucht, den DL-MU-MIMO-Gewinn zu verdoppeln und gleichzeitig die Kanalbandbreite zu optimieren. In einigen Ausführungsformen werden DL MU-MIMO-fähige Clients identifiziert. Es wird eine Anzahl DL-MU-MIMO-fähiger Clients definiert, die inkrementiert werden kann, wenn die DL-MU-MIMO-fähigen Clients identifiziert werden. Der AP bedient diese Clients weiterhin im Single-Radio-Modus, um die Vorteile einer vollen gegebenen Kanalbandbreite zu erreichen. Übersteigt die Anzahl der DL MU-MIMO-fähigen Clients jedoch eine Mindestschwelle, wird das sekundäre Funkgerät dynamisch aktiviert, so dass das einzelne Funkgerät in zwei Funkgeräte aufgeteilt wird, die jeweils die Hälfte der Kanalbandbreite der gesamten zugewiesenen Kanalbandbreite nutzen. Client Steering kann durchgeführt werden, um die MU-Clients auf die beiden Funkgeräte aufzuteilen, wodurch die MU-Verstärkung verdoppelt wird. Wenn die Anzahl der DL-MU-MIMO-fähigen Clients einen maximalen Schwellenwert erreicht, kehrt der AP in den Single-Radio-Modus zurück, in dem der AP die größere Kanalbandbreite nutzen kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass die hier verwendeten Begriffe „optimieren“, „optimal“ und dergleichen verwendet werden können, um die Leistung so effektiv oder perfekt wie möglich zu machen oder zu erreichen. Wie jedoch ein Fachmann, der dieses Dokument liest, erkennen wird, kann Perfektion nicht immer erreicht werden. Dementsprechend können diese Begriffe auch bedeuten, die Leistung so gut oder effektiv wie möglich oder praktisch unter den gegebenen Umständen zu machen oder zu erreichen, oder die Leistung besser zu machen oder zu erreichen als die, die mit anderen Einstellungen oder Parametern erreicht werden kann.
Bevor Ausführungsformen der offengelegten Systeme und Methoden im Detail beschrieben werden, ist es sinnvoll, eine beispielhafte Netzwerkinstallation zu beschreiben, mit der diese Systeme und Methoden in verschiedenen Anwendungen implementiert werden könnten. 1 veranschaulicht ein Beispiel einer Netzwerkkonfiguration 100, die für eine Organisation, wie z. B. ein Unternehmen, eine Bildungseinrichtung, eine Regierungsbehörde, eine Gesundheitseinrichtung oder eine andere Organisation, implementiert werden kann. Dieses Diagramm zeigt ein Beispiel für eine Konfiguration, die für eine Organisation mit mehreren Benutzern (oder zumindest mehreren Client-Geräten 110) und möglicherweise mehreren physischen oder geografischen Standorten 102, 132, 142 implementiert ist. Die Netzwerkkonfiguration 100 kann einen primären Standort 102 in Kommunikation mit einem Netzwerk 120 umfassen. Die Netzwerkkonfiguration 100 kann auch einen oder mehrere entfernte Standorte 132, 142 umfassen, die in Kommunikation mit dem Netzwerk 120 stehen.
Der primäre Standort 102 kann ein primäres Netzwerk umfassen, das z. B. ein Büronetzwerk, ein Heimnetzwerk oder eine andere Netzwerkinstallation sein kann. Das Netzwerk des primären Standorts 102 kann ein privates Netzwerk sein, z. B. ein Netzwerk, das Sicherheits- und Zugriffskontrollen enthalten kann, um den Zugriff auf autorisierte Benutzer des privaten Netzwerks zu beschränken. Autorisierte Benutzer können z. B. Mitarbeiter eines Unternehmens am primären Standort 102, Bewohner eines Hauses, Kunden eines Unternehmens usw. sein.
Im dargestellten Beispiel enthält der primäre Standort 102 einen Controller 104, der mit dem Netzwerk 120 kommuniziert. Das Steuergerät 104 kann die Kommunikation mit dem Netzwerk 120 für den primären Standort 102 bereitstellen, obwohl es nicht der einzige Punkt der Kommunikation mit dem Netzwerk 120 für den primären Standort 102 sein muss. Es wird ein einzelner Controller 104 dargestellt, obwohl der primäre Standort mehrere Controller und/oder mehrere Kommunikationspunkte mit dem Netzwerk 120 umfassen kann. In einigen Ausführungsformen kommuniziert der Controller 104 über einen Router (nicht dargestellt) mit dem Netzwerk 120. In anderen Ausführungsformen stellt der Controller 104 den Geräten am primären Standort 102 Router-Funktionalität zur Verfügung.
Ein Controller 104 kann zum Konfigurieren und Verwalten von Netzwerkgeräten, z. B. am primären Standort 102, eingesetzt werden und kann auch Netzwerkgeräte an den entfernten Standorten 132, 142 verwalten. Der Controller 104 kann betreibbar sein, um Switches, Router, Access Points und/oder Client-Geräte zu konfigurieren und/oder zu verwalten, die mit einem Netzwerk verbunden sind. Der Controller 104 kann selbst ein Zugangspunkt sein oder die Funktionalität eines solchen bereitstellen.
Der Controller 104 kann mit einem oder mehreren Switches 108 und/oder drahtlosen Access Points (APs) 106a-c kommunizieren. Switches 108 und drahtlose APs 106a-c bieten Netzwerkkonnektivität für verschiedene Client-Geräte 110a-j. Über eine Verbindung zu einem Switch 108 oder AP 106a-c kann ein Client-Gerät 110a-j auf Netzwerkressourcen zugreifen, einschließlich anderer Geräte im (primären Standort 102) Netzwerk und im Netzwerk 120.
Beispiele für Client-Geräte können sein: Desktop-Computer, Laptop-Computer, Server, Webserver, Authentifizierungsserver, Authentifizierungs-Autorisierungs-Accounting (AAA)-Server, Domain Name System (DNS)-Server, Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)-Server, Internet Protocol (IP)-Server, Virtual Private Network (VPN)-Server, Netzwerkrichtlinien-Server, Mainframes, Tablet-Computer, E-Reader, Netbook-Computer, Fernseher und ähnliche Monitore (z. B., Smart-TVs), Content-Receiver, Set-Top-Boxen, Personal Digital Assistants (PDAs), Mobiltelefone, Smart-Phones, Smart-Terminals, Dumb-Terminals, virtuelle Terminals, Videospielkonsolen, virtuelle Assistenten, Internet of Things (IOT)-Geräte und dergleichen.
Innerhalb des primären Standorts 102 ist ein Switch 108 als ein Beispiel für einen Zugangspunkt zu dem am primären Standort 102 eingerichteten Netzwerk für kabelgebundene Client-Geräte 110i-j enthalten. Client-Geräte 110i-j können sich mit dem Switch 108 verbinden und über den Switch 108 auf andere Geräte innerhalb der Netzwerkkonfiguration 100 zugreifen. Die Client-Geräte 110i-j können über den Switch 108 auch auf das Netzwerk 120 zugreifen. Die Client-Geräte 110i-j können mit dem Switch 108 über eine drahtgebundene Verbindung 112 kommunizieren. Im dargestellten Beispiel kommuniziert der Switch 108 mit dem Controller 104 über eine drahtgebundene Verbindung 112, obwohl diese Verbindung auch drahtlos sein kann.
Die drahtlosen APs 106a-c sind als ein weiteres Beispiel für einen Zugangspunkt zu dem am Hauptstandort 102 eingerichteten Netzwerk für Client-Geräte 110a-h enthalten. Jeder der APs 106a-c kann eine Kombination aus Hardware, Software und/oder Firmware sein, die so konfiguriert ist, dass sie drahtlose Netzwerkkonnektivität für drahtlose Client-Geräte 110a-h bereitstellt. Im dargestellten Beispiel können die APs 106a-c vom Controller 104 verwaltet und konfiguriert werden. APs 106a-c kommunizieren mit dem Controller 104 und dem Netzwerk über Verbindungen 112, die entweder verdrahtete oder drahtlose Schnittstellen sein können.
Das Netzwerk 120 kann ein öffentliches oder privates Netzwerk sein, wie z. B. das Internet oder ein anderes Kommunikationsnetzwerk, um die Konnektivität zwischen den verschiedenen Standorten 102, 132 bis 142 sowie den Zugriff auf die Server 160a-b zu ermöglichen. Das Netzwerk 120 kann Telekommunikationsleitungen von Drittanbietern enthalten, wie z. B. Telefonleitungen, Rundfunk-Koaxialkabel, Glasfaserkabel, Satellitenkommunikation, zellulare Kommunikation und ähnliches. Das Netzwerk 120 kann eine beliebige Anzahl von zwischengeschalteten Netzwerkgeräten enthalten, wie Switches, Router, Gateways, Server und/oder Controller, die nicht direkt Teil der Netzwerkkonfiguration 100 sind, aber die Kommunikation zwischen den verschiedenen Teilen der Netzwerkkonfiguration 100 und zwischen der Netzwerkkonfiguration 100 und anderen mit dem Netzwerk verbundenen Einheiten erleichtern.
2A zeigt einen Beispiel-AP 200, der eine Ausführungsform eines der APs von 1 sein kann (z. B. APs 106a-c). Ein AP kann sich auf ein Netzwerkgerät beziehen, das es einem drahtlosen Client-Gerät ermöglicht, sich mit einem drahtgebundenen oder drahtlosen Netzwerk zu verbinden, und muss nicht unbedingt auf IEEE 802.11-basierte APs beschränkt sein. Ein AP kann eine Verarbeitungsressource, z. B. einen Prozessor 210, einen Speicher, z. B. einen Speicher 212, und/oder Eingabe-/Ausgabeschnittstellen (nicht dargestellt) umfassen, einschließlich drahtgebundener Netzwerkschnittstellen wie IEEE 802.3 Ethernet-Schnittstellen sowie drahtloser Netzwerkschnittstellen wie IEEE 802.11 Wi-Fi-Schnittstellen, obwohl Beispiele der Offenlegung nicht auf solche Schnittstellen beschränkt sind.
AP 200 kann ein Funkgerät 202 enthalten, das ein 5-GHz-Funkgerät mit acht Funkketten (204-1, 204-2, 204-3, 204-4..., 204-8) sein kann. Jede Funkkette kann zwei Antennen enthalten (204-1a, 204-1b. 204-2a, 204-2b, 204-3a, 204-3b, 204-4a, 204-4b..., 204-8a, 204-8b). Jede Funkkette kann z. B. eine horizontale Antenne und eine vertikale Antenne enthalten, neben anderen Möglichkeiten. Jede Funkkette ist sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Daten verfügbar. Es sollte verstanden werden, dass die Beispiele der vorliegenden Offenbarung nicht so begrenzt sind. Obwohl aus Gründen der Übersichtlichkeit und um Beispiele der vorliegenden Offenbarung nicht zu verdecken, in 2A nicht dargestellt, kann jede der Funkketten über einen HF-Schalter mit der Vielzahl von Antennen verbunden werden.
Wie in 2B dargestellt, kann das 5-GHz-Funkgerät mit acht Funkketten, d. h. das Funkgerät 202, zur Laufzeit in zwei Funkgeräte (202-1 und 202-2) umgewandelt werden, die gleichzeitig mit jeweils vier Funkketten (204-1 bis 204-4 und 204-5 bis 204-8) arbeiten. Somit kann der AP 200 mit zwei Funkgeräten (Dual-Radio-Modus) gleichzeitig arbeiten. Beispielsweise kann das Funkgerät 202-1 einem ersten Kommunikationskanal 201 in einer ersten Kommunikationskanalgruppe zugeordnet sein, und das Funkgerät 202-2 kann einem zweiten Kommunikationskanal 203 in einer zweiten Kommunikationskanalgruppe zugeordnet sein.
Wie erwähnt, kann in einigen Beispielen das Kommunikationsband ein 5,0-GHz-UNII-Band sein. Kommunikationskanäle (und Mittelpunktsfrequenzen), die auf dem 5-GHz-Kommunikationsband arbeiten, können unter anderem 36 (5,180 GHz), 40 (5,200 GHz) 44 (5,220 GHz) und 149 (5,745 GHz) umfassen. In solchen Beispielen kann der AP 200 Netzwerkkonnektivität für drahtlose Client-Geräte 206-1 auf dem Kommunikationskanal 201 (z. B. Kommunikationskanal 36) bereitstellen, der in einer ersten Kommunikationskanalgruppe enthalten ist, die sich von einem anderen Kommunikationskanal 203 (z. B. Kommunikationskanal 44) unterscheidet, der in einer zweiten Kommunikationskanalgruppe enthalten ist, die Netzwerkkonnektivität für ein anderes drahtloses Client-Gerät wie das drahtlose Client-Gerät 206-N bereitstellt. Das heißt, der Kommunikationskanal 201 ist ein Kommunikationskanal, der sich vom Kommunikationskanal 203 unterscheidet. Obwohl als einzelner Kommunikationskanal dargestellt, versteht es sich, dass die erste Kommunikationskanalgruppe und/oder die zweite Kommunikationskanalgruppe eine Vielzahl von Kommunikationskanälen enthalten kann.
Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass jeder Kanal im 5-GHz-Band in diesem Beispiel einen 20-MHz-Teil des Spektrums belegt, obwohl in anderen Beispielen die Kanäle z. B. 40-, 60-, 80- oder 160-MHz-Frequenzbänder überspannen können, abhängig von den Vorschriften/Länderbeschränkungen. Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist, Kanäle im 5-GHz-Band auf diese Weise aufzuteilen. Zum Beispiel betrachten verschiedene Ausführungsformen die Anwendung auf die zukünftigen 6 oder 7 GHz Betriebsarten.
In einigen Beispielen kann die erste Kommunikationskanalgruppe eine Vielzahl von Kommunikationskanälen umfassen, wobei jeder Kommunikationskanal der Vielzahl von Kommunikationskanälen auf einem Kommunikationsband (z. B. 5,0-GHz-UNII-Band) und in Übereinstimmung mit der bestimmten drahtlosen Spezifikation (z. B. 802.11ax) betrieben werden soll. Durch den Betrieb gemäß der bestimmten Spezifikation, wie z. B. IEEE 802.11ax, kann jeder Kommunikationskanal in der ersten Kommunikationskanalgruppe beispielsweise OFDMA, räumliche Wiederverwendung, Uplink-Multiuser-Multiple-Input und Multiple-Output (UL MU-MIMO) und/oder Kombinationen davon verwenden. Durch die Erweiterung kann ein drahtloses Client-Gerät, das eine Kapazität zur Einhaltung der bestimmten drahtlosen Spezifikation hat, in solchen Beispielen die Kapazität zur Verwendung von OFDMA, räumlicher Wiederverwendung, UL MU-MIMO und/oder Kombinationen davon haben.
3 ist ein Beispieldiagramm 300, das den Beispieldurchsatz 302 in Mbit/s als Funktion der Anzahl der Clients darstellt, die einem AP zugeordnet sind, der im Single-Radio-Modus arbeitet. Gemäß den obigen Beispielen kann dem AP eine Kanalbandbreite von 80 MHz zugewiesen werden, um die zugeordneten Clients zu unterstützen. Es ist zu erkennen, dass nach etwa sechs Clients, die dem AP im Single-Radio-Modus zugeordnet sind, die MU-Verstärkung zu sinken beginnt. Je mehr Clients mit dem AP verbunden sind, desto geringer wird die MU-Verstärkung und sinkt auf etwa 600 Mbit/s, was fast der Hälfte der MU-Verstärkung entspricht, die bei vier und acht Clients erreicht wird. Die Skalierungsleistung der DL-MU-MIMO-Clients nimmt also ab einer bestimmten Anzahl von DL-MU-MIMO-Clients ab, die sich mit einem AP im Single-Radio-Modus verbinden. Es sollte verstanden werden, dass dieses Verhalten unabhängig von der dem AP zugewiesenen Kanalbandbreite ist. Es sollte auch beachtet werden, dass verschiedene hier beschriebene Beispiele der Veranschaulichung und dem Verständnis dienen und in keiner Weise einschränkend sein sollen, z. B. in Bezug auf die Anzahl der Clients, den Durchsatz usw.
Wie bereits angedeutet, können Dual-Radio-APs, wie z. B. Dual-5-GHz-Radio-APs, mit zwei separaten Radios arbeiten, die sich identisch zueinander verhalten, wobei jedes Radio die gleichen Vorteile und Einschränkungen hat. Auf diese Weise kann die Anzahl der auf dem AP unterstützten DL-MU-MIMO-Clients erhöht, insbesondere verdoppelt werden. Das heißt, jedes Radio unterstützt die gleiche Anzahl von MU-Clients, wenn der duale 5GHz-Modus aktiviert ist. Im Idealfall ist bei einem Dual-Radio-AP, wie z. B. einem Dual-5-GHz-AP, die DL-MU-MIMO-Verstärkung doppelt so hoch wie bei einem AP, der im Single-Radio-Modus betrieben wird, z. B. mit einem einzelnen 5-GHz-Radio, wenn man bedenkt, dass jedes der dualen 5-GHz-Radios die gleiche Kanalbandbreite hat wie das einzelne Radio. Die vom AP im Single-Radio-Modus unterstützte Kanalbandbreite kann jedoch nicht einfach repliziert werden, wenn der AP im Dual-Radio-Modus, z. B. mit zwei 5-GHz-Funkgeräten, betrieben wird. Auch hier wird die gesamte Kanalbandbreite von einer Netzwerkmanagement-Einheit auf einer Pro-AP-Basis zugewiesen.
Das Frequenzspektrum ist eine begrenzte Ressource und um deren Nutzung zu optimieren, kann eine Netzwerkverwaltungsinstanz den APs in einer typischen Bereitstellung einen Kanal und eine Sendeleistung zuweisen. Während dieser Ressourcenzuweisung stellt die Netzwerkverwaltungsinstanz sicher, dass Gleichkanal- und Nachbarkanalinterferenzen minimiert werden, und der AP versucht, seine Leistung und das Benutzererlebnis mit den zugewiesenen Ressourcen zu maximieren, unabhängig davon, ob er im Single-Radio-Modus oder im Dual-Radio-Modus arbeitet.
Die Experimente wurden mit verschiedenen Multi-Radio-APs durchgeführt, z. B. mit solchen, die im Dual-Radio-Modus arbeiten können. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl einige hier offengelegte Ausführungsformen im Zusammenhang mit Dual-Radio-Betriebsmodi beschrieben werden, die Ausführungsformen für die Verwendung mit anderen Betriebsmodi angepasst werden können, z. B. Tri-Radio-Betriebsmodi, Multi-Band-Betriebsmodi, usw. Ein solcher AP ist ein AP, der acht DL-MU-MIMO-Clients unterstützen kann und vier Spatial Streams beherrscht. Somit kann der AP den DL-MU-MIMO-Betrieb für bis zu vier Clients gleichzeitig mit jeweils einem einzigen Spatial Stream ermöglichen, indem er vier Client-MU-Gruppen bildet. Wie in 4 dargestellt und ähnlich wie das Beispieldiagramm 300 (3) spiegelt das Beispieldiagramm 400 auch wider, dass die DL MU-MIMO-Durchsatzleistung 402 ihren Höhepunkt erreicht, wenn etwa vier Clients oder etwa acht Clients mit dem AP verbunden sind, wenn er im Single-Radio-Modus arbeitet. Das heißt, wenn vier Clients oder acht Clients mit dem AP im Single-Radio-Modus verbunden sind, beträgt der Durchsatz des AP fast 1200 Mbps. Wenn jedoch z. B. zehn Clients mit dem AP verbunden sind, beginnt der Durchsatz auf z. B. etwa 1000 Mbit/s zu sinken, und der Durchsatz nimmt weiter ab. Wenn etwa 14 Clients mit dem AP verbunden sind, bleibt der Durchsatz im Wesentlichen bei etwa 600 Mbit/s stehen.
Wenn derselbe AP im Dual-Radio-Modus arbeitet, ist der AP so konfiguriert, dass er zwei 5-GHz-Funkgeräte gleichzeitig verwendet, wobei die ursprüngliche 80-MHz-Kanalbandbreitenzuweisung zwischen den beiden 5-GHz-Funkgeräten in einer 40-MHz/40-MHz-Aufteilung aufgeteilt wird. Wie in 4 dargestellt, erreicht der Durchsatz 404 des AP beim Betrieb im Dual-Radio-Modus ebenfalls einen Spitzenwert, wenn sich etwa 8 oder 16 Clients (gleichmäßig über beide 5-GHz-Funkgeräte verteilt) mit dem AP verbinden. Anfänglich erreicht der Durchsatz seinen Höhepunkt, wenn sich etwa 8 Clients mit dem AP verbunden haben. Danach beginnt der Durchsatz oder die MU-Verstärkung zu sinken und stabilisiert sich, nachdem sich etwa 12 Clients mit dem AP verbunden haben. Wenn sich etwa 16 Clients mit dem AP verbunden haben, erreicht der Durchsatz 404 erneut einen Spitzenwert (fast doppelt so hoch wie der Durchsatz 402 bei der gleichen Anzahl von verbundenen Clients). Obwohl der Durchsatz 404 etwas abnimmt, bleibt der Durchsatz 404 (DL-MU-MIMO-Verstärkung) höher als der des AP bei Betrieb im Single-Radio-Modus (Durchsatz 402), bis sie bei etwa 26 verbundenen Clients zu konvergieren beginnen.
Aufgrund der unterschiedlichen Datenraten der PHY-Schicht für verschiedene Kanalbandbreiten ist der absolute Durchsatzwert für verschiedene Kanalbandbreiten unterschiedlich, aber die Art der Kurve für DL MU-MIMO-Client-Skalierung bleibt ähnlich. Die DL MU-MIMO-Verstärkung beginnt nach der Assoziation von etwa acht Clients zu sinken, und nach etwa 12 Clients stabilisiert sich der Durchsatz 404 auf einem niedrigeren Niveau aufgrund der Vorherrschaft des Single User (SU)-Verkehrs.
Wie in 5 dargestellt, zeigt die Beispielgrafik 500 wiederum den DL-MU-MIMO-Durchsatz 502, der seinen Höhepunkt erreicht, wenn etwa vier Clients oder etwa acht Clients mit dem AP verbunden sind, wenn dieser im Single-Radio-Modus arbeitet. In diesem Beispiel wird dem AP eine Kanalbandbreite von insgesamt 40 MHz zugewiesen. Danach, wenn sich mehr Clients mit dem AP verbinden, beginnt der Durchsatz 502 zu sinken und erreicht seinen Tiefpunkt bei etwa 325 Mbit/s, wenn sich etwa 14 (oder mehr) Clients mit dem AP verbunden haben.
Wenn derselbe AP im Dual-Radio-Modus betrieben wird, ist der AP so konfiguriert, dass er zwei 5-GHz-Funkgeräte gleichzeitig verwendet, wobei die ursprüngliche 40-MHz-Kanalbandbreitenzuweisung zwischen den beiden 5-GHz-Funkgeräten in einem 20-MHz/20-MHz-Split aufgeteilt wird. Wie in 5 dargestellt, erreicht der Durchsatz 504 des AP beim Betrieb im Dual-Radio-Modus seinen Höhepunkt, wenn sich etwa 8 Clients oder etwa 16 Clients (gleichmäßig über beide 5-GHz-Funkgeräte verteilt) mit dem AP verbinden. Wenn sich zwischen etwa 14 Clients und 24 Clients mit dem AP verbinden und der AP im Dual-Radio-Modus arbeitet, bleibt der Durchsatz 504 höher als der Durchsatz 502. Ein ähnlicher DL-MU-MIMO-Gewinn ist für den AP zu sehen, wenn er im (20 + 20 MHz) dualen 5-GHz-Funkmodus im Vergleich zum (40 MHz) Single-Radio-Modus arbeitet.
Aufgrund dieser Betriebseigenschaften von APs beim Betrieb im Dual-Radio-Modus kann ein AP so konfiguriert werden, dass der Durchsatz mit DL MU-MIMO optimiert oder erhöht werden kann (mit einer gewissen Konstanz). Insbesondere für DL-MU-MIMO-Verkehr ist der Dual- (X + X) Funkmodus besser als der Single- (Y) Funkmodus. Bei Betrachtung des 5-GHz-Frequenzbandes kann in diesem Beispiel X 20/40 MHz und Y 40/80 MHz betragen, wenn die Client-Skalierung von einer minimalen Schwellenanzahl von Clients zu einer maximalen Schwellenanzahl von Clients, die dem AP zugeordnet sind, erfolgt. In den oben beschriebenen Beispielen ist eine minimale Schwellenanzahl von Clients 10 Clients und eine maximale Schwellenanzahl von Clients 24. Mit anderen Worten, zwischen diesen Schwellenwerten oder innerhalb dieses Fensters/Slots kann der DL-MU-MIMO-Durchsatz oder -Gewinn erhöht und insbesondere fast verdoppelt werden, wenn die Anzahl der einem AP zugeordneten Clients zwischen 10 und 24 Clients liegt und der AP im Dual-Radio-Modus betrieben wird. Außerhalb dieser Schwellenwerte ist der Durchsatz oder die DL-MU-MIMO-Verstärkung, wenn der AP im Single-Radio-Modus arbeitet, gleich oder zumindest nicht praktisch schlechter als wenn der AP im Dual-Radio-Modus arbeitet. Es sollte verstanden werden, dass die minimale und maximale Schwellenanzahl von Clients in Abhängigkeit von der einem AP zugewiesenen Kanalbandbreite variieren kann, zusammen mit anderen Faktoren, z. B. dem speziellen Speicher der AP-Plattform und der CPU für jedes Radio. Dementsprechend sind verschiedene Ausführungsformen, die im Folgenden näher beschrieben werden, in der Lage, die DL-MU-MIMO-Verstärkung zu verdoppeln und gleichzeitig die Kanalbandbreite zu optimieren, wenn dies angemessen ist, und können mit einem einzigen Funkgerät über die gesamte Kanalbandbreite arbeiten, wenn dies zur Optimierung der Kanalbandbreite angemessen ist.
ist ein Flussdiagramm, das Beispieloperationen zeigt, die durchgeführt werden können, um eine Erhöhung der DL-MU-MIMO-Verstärkung bei gleichzeitiger Optimierung der Kanalbandbreite gemäß einer Ausführungsform zu erreichen. Ein AP kann im Single-Radio-Modus oder im Dual-Radio-Modus betrieben werden. Zum Beispiel kann dem AP eine Kanalbandbreite von 80 MHz zugewiesen werden, z. B. durch eine Netzwerkverwaltungseinheit. Clients können sich, wie oben beschrieben, mit dem AP assoziieren. Bei 600 kann der AP oder ein AP-Controller prüfen, ob sich die Anzahl der DL MU-MIMO-fähigen Clients geändert hat. Eine Client-Anzahl „mu_capable“ kann definiert werden und bei 602, wenn ein DL MU-MIMO-fähiger Client identifiziert wurde, wird die mu_capable Client-Anzahl entsprechend inkrementiert oder dekrementiert. Der AP bedient diese Clients weiterhin mit der 80-MHz-Kanalbandbreite, so dass die Clients weiterhin vom 80-MHz-DL-MU-MIMO-Betrieb profitieren.
Der Vorgang kann bis 604 fortgesetzt werden, wo geprüft wird, ob die Anzahl der mu_capable Clients die minimale Schwellenanzahl von Clients „min_threshold“ überschreitet. „Zusätzlich wird geprüft, ob die Anzahl der mu_capable Clients kleiner ist als die maximale Schwellenanzahl von Clients „max_threshold“. Wie oben beschrieben, kann zwischen einer bestimmten minimalen und maximalen Schwellenanzahl von Clients, die einem AP zugeordnet sind, die DL-MU-MIMO-Verstärkung erhöht, z. B. verdoppelt werden, indem der AP im Dual-Radio-Modus betrieben wird, während auch die Kanalbandbreite außerhalb dieser Schwellenwerte optimiert wird. Wenn also die Prüfung ergibt, dass die Anzahl der mu_capable Clients größer als der min_threshold aber kleiner als der max_threshold ist, kann das andere Radio dynamisch aktiviert werden, so dass der AP im Dual-Radio-Modus arbeitet. Die zugewiesene Kanalbandbreite (z. B. 80 MHz) kann gleichmäßig zwischen den Funkgeräten aufgeteilt werden, so dass jedem Funkgerät, in diesem Beispiel, eine Kanalbandbreite von 40 MHz zugewiesen wird. Wenn diese beiden Bedingungen jedoch nicht erfüllt sind, wird der AP im Single-Radio-Modus gehalten.
Nachdem der Dual-Radio-Modus bei 606 aktiviert wurde, kann der Lastausgleich bei 608 auf den zugehörigen Clients über Client Steering in Übereinstimmung mit heute bekannten Steering-Techniken, z. B. 802.11v, oder in Zukunft, durchgeführt werden. Der AP bedient diese Clients mit DL-MU-MIMO-Verkehr unter Verwendung von 40 MHz, da bekannt ist, dass sich die DL-MU-MIMO-Verstärkung effektiv verdoppelt, wenn der AP im Dual-Radio-Modus (40 + 40 MHz) gegenüber dem Betrieb im Single-Radio-Modus (80 MHz) arbeitet, wenn die Client-Anzahl auf dem AP zwischen der festgelegten min_threshold und max_threshold Anzahl von Clients liegt. Nach dem Lastausgleich kann der Prozess zum Betrieb 600 zurückkehren. Auf diese Weise kann eine kontinuierliche Überwachung durchgeführt werden.
Wenn jedoch (bei 604) festgestellt wird, dass die Anzahl der MU-MIMO-fähigen Clients auf dem AP die maximale Anzahl von Clients überschreitet, kann bei 610 der Dual-Radio-Modus deaktiviert werden, und die Kanalbandbreite für das einzelne Radio kann auf 80 MHz zurückkehren, d. h. verdoppelt werden. Der Betrieb kann dann zu 600 zurückkehren, wo wiederum eine Prüfung auf eine Änderung der Anzahl der DL MU-MIMO-fähigen Clients durchgeführt werden kann.
Es sollte klar sein, dass die Begrenzung der Anzahl der mu_capable Clients von der AP-Plattform abhängt, da diese Begrenzung für verschiedene Plattformen auf der Grundlage des oben genannten Schemas oder Algorithmus unterschiedlich sein wird. Es sollte auch verstanden werden, dass die oben beschriebenen Operationen in Echtzeit durchgeführt werden können, so dass der AP oder der AP-Controller dynamisch zwischen den Single- und Dual-Radio-Betriebsmodi wechseln kann, abhängig von einem aktuellen Zustand der Client-Zuordnung zum AP, wodurch der AP dynamisch die Kanalbandbreite und DL-MU-MIMO-Verstärkung optimieren kann.
ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Rechnerkomponente oder eines Geräts 700 zur Trennung von Funkketten zwischen einsatzkritischen Geräten und Unternehmensclients gemäß einer Ausführungsform. Bei der Rechnerkomponente 700 kann es sich z. B. um einen Server-Computer, einen Controller oder eine andere ähnliche Rechnerkomponente handeln, die Daten verarbeiten kann. In der Beispielimplementierung von 7 umfasst die Rechnerkomponente 700 einen Hardware-Prozessor 702 und ein maschinenlesbares Speichermedium 704. In einigen Ausführungsformen kann die Rechnerkomponente 700 eine Ausführungsform eines AP-Prozessors oder AP-Controllers sein, z. B. der Prozessor 210 des AP 200. Insbesondere kann die Rechnerkomponente 700 eine Komponente einer zentralen Entität wie z. B. eines Wireless Mobility Controllers im Netzwerk sein.
Der Hardware-Prozessor 702 kann eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPUs), halbleiterbasierte Mikroprozessoren und/oder andere Hardware-Geräte sein, die zum Abrufen und Ausführen von Anweisungen geeignet sind, die im maschinenlesbaren Speichermedium 704 gespeichert sind. Der Hardware-Prozessor 702 kann Befehle, wie die Befehle 706 - 712, abrufen, dekodieren und ausführen. Alternativ oder zusätzlich zum Abrufen und Ausführen von Befehlen kann der Hardware-Prozessor 702 eine oder mehrere elektronische Schaltungen enthalten, die elektronische Komponenten zum Ausführen der Funktionalität eines oder mehrerer Befehle enthalten, wie z. B. ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder andere elektronische Schaltungen.
Ein maschinenlesbares Speichermedium, wie z. B. das maschinenlesbare Speichermedium 704, kann ein beliebiges elektronisches, magnetisches, optisches oder anderes physikalisches Speichergerät sein, das ausführbare Anweisungen enthält oder speichert. So kann das maschinenlesbare Speichermedium 704 z. B. ein RAM (Random Access Memory), ein NVRAM (Non-Volatile RAM), ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), ein Speichermedium, eine optische Platte und dergleichen sein. In einigen Ausführungsformen kann das maschinenlesbare Speichermedium 704 ein nicht-transitorisches Speichermedium sein, wobei der Begriff „nicht-transitorisch“ keine transitorischen Übertragungssignale umfasst. Wie unten im Detail beschrieben, kann das maschinenlesbare Speichermedium 704 mit ausführbaren Befehlen kodiert sein, z. B. mit den Befehlen 706-712.
Der Hardware-Prozessor 702 kann die Anweisung 706 ausführen, um DL MU-MIMO-fähige Clients zu identifizieren, die von einem AP bedient werden, der im Single- oder Dual-Radio-Modus arbeiten kann. Wie oben beschrieben, können APs so konfiguriert werden, dass sie Funkketten gruppieren, um ein oder mehrere Funkgeräte zu realisieren, mit denen mehr Clients gleichzeitig bedient werden können. Eine Netzwerkmanagement-Einheit kann jedem AP eine bestimmte Kanalbandbreite zuweisen, z. B. eine 80-MHz-Kanalbandbreite, über die der AP/seine Funkgeräte arbeiten können. Wenn dem AP DL-MU-MIMO-Clients zugeordnet sind, kann ein Zähler für DL-MU-MIMO-fähige Clients definiert werden, und wenn eine Änderung in der Anzahl der dem AP zugeordneten DL-MU-MIMO-fähigen Clients festgestellt wird, wird dieser Zähler entsprechend inkrementiert oder dekrementiert.
Wie oben beschrieben, spiegeln bestimmte Betriebscharakteristika von APs einen „Slot“ wider, der einer bestimmten Anzahl von Clients entspricht, die, wenn sie einem AP zugeordnet sind, der im Dual-Radio-Modus arbeitet, den Durchsatz oder den DL-MU-MIMO-Gewinn erhöhen oder sogar verdoppeln können. Dieser Slot kann in Form einer minimalen Schwellenanzahl von Clients und einer maximalen Schwellenanzahl von Clients definiert oder angegeben werden. Es ist zu beachten, dass dieser Slot auch auf anderen Eigenschaften basieren kann, z. B. auf der Verkehrslast der DL-MU-MIMO-Clients. Mit anderen Worten, der Slot kann in Bezug auf eine minimale DL MU-MIMO-fähige Client-Verkehrslast und eine maximale DL MU-MIMO-fähige Client-Verkehrslast definiert werden.
Dementsprechend kann der Hardware-Prozessor 702 die Anweisung 708 ausführen, um festzustellen, ob die Anzahl der DL MU-MIMO-fähigen Clients einen minimalen Client-Schwellenwert überschreitet. Auch hier kann der minimale (und maximale) Client-Schwellenwert abhängig von der AP/AP-Plattform variieren. Zum Beispiel kann ein bestimmtes Modell oder ein bestimmter Typ von AP mit den erforderlichen Informationen bezüglich der minimalen und maximalen Client-Schwellenwerte eingesetzt werden, zwischen denen der AP in den Dual-Radio-Modus-Betrieb übergehen sollte, um den DL-MU-MIMO-Gewinn zu maximieren.
So kann der Hardware-Prozessor 702 die Anweisung 710 ausführen, um als Reaktion auf die Feststellung, dass die Anzahl der DL-MU-MIMO-fähigen Clients den minimalen Client-Schwellenwert überschreitet, den Dual-Radio-Modus auf dem AP dynamisch zu aktivieren.
Wie oben beschrieben, entspricht unterhalb des minimalen Client-Schwellenwerts die Anzahl der einem AP zugeordneten Clients, unabhängig davon, ob der AP im Single- oder Dual-Radio-Modus betrieben wird, einem ähnlichen Durchsatz/DL MU-MIMO-Gewinn. Oberhalb dieses minimalen Client-Schwellenwerts und bis zum Erreichen des maximalen Client-Schwellenwerts führt der Betrieb im Dual-Radio-Modus jedoch zu einem bis zu doppelt so hohen DL-MU-MIMO-Gewinn im Vergleich zum Betrieb des AP im Single-Radio-Modus (mit der gleichen Anzahl von zugeordneten Clients).
So kann der Hardware-Prozessor 702 die Anweisung 712 ausführen, um als Reaktion auf eine Feststellung, dass die Anzahl der DL-MU-MIMO-fähigen Clients einen maximalen Client-Schwellenwert überschreitet, oder als Reaktion auf eine Feststellung, dass die Anzahl der DL-MU-MIMO-fähigen Clients unter den minimalen Client-Schwellenwert fällt, den Single-Radio-Modus dynamisch zu aktivieren. Wie oben erwähnt, wird beim Betrieb im Single-Radio-Modus außerhalb des Fensters der minimalen und maximalen Client-Schwellenwerte die Kanalbandbreite des APs insofern optimiert, als dass die gesamte Kanalbandbreitenzuweisung für diesen AP dem (einzelnen) Funkgerät des APs zur Verfügung steht.
8 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiel-Computersystems 800, in dem verschiedene der hier beschriebenen Ausführungsformen implementiert werden können. Das Computersystem 800 umfasst einen Bus 802 oder einen anderen Kommunikationsmechanismus zur Übermittlung von Informationen, einen oder mehrere mit dem Bus 802 gekoppelte Hardwareprozessoren 804 zur Verarbeitung von Informationen. Der/die Hardware-Prozessor(en) 804 kann/können z. B. ein oder mehrere Allzweck-Mikroprozessoren sein.
Das Computersystem 800 enthält auch einen Hauptspeicher 806, wie z. B. einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Cache und/oder andere dynamische Speichergeräte, die mit dem Bus 802 verbunden sind, um Informationen und Anweisungen zu speichern, die vom Prozessor 804 ausgeführt werden sollen. Der Hauptspeicher 806 kann auch zum Speichern von temporären Variablen oder anderen Zwischeninformationen während der Ausführung von Anweisungen verwendet werden, die vom Prozessor 804 ausgeführt werden sollen. Solche Anweisungen, wenn sie in Speichermedien gespeichert sind, auf die der Prozessor 804 zugreifen kann, machen das Computersystem 800 zu einer Spezialmaschine, die so angepasst ist, dass sie die in den Anweisungen angegebenen Operationen ausführt.
Das Computersystem 800 umfasst außerdem einen Festwertspeicher (ROM) 808 oder ein anderes statisches Speichergerät, das mit dem Bus 802 verbunden ist, um statische Informationen und Anweisungen für den Prozessor 804 zu speichern. Ein Speichergerät 810, z. B. eine Magnetplatte, eine optische Platte oder ein USB-Stick (Flash-Laufwerk) usw., ist vorgesehen und mit dem Bus 802 verbunden, um Informationen und Anweisungen zu speichern.
Im Allgemeinen kann sich das Wort „Komponente“, „System“, „Datenbank“ und dergleichen, wie es hier verwendet wird, auf eine in Hardware oder Firmware verkörperte Logik oder auf eine Sammlung von Softwareanweisungen beziehen, die möglicherweise Ein- und Ausstiegspunkte haben und in einer Programmiersprache wie z. B. Java, C oder C++ geschrieben sind. Eine Softwarekomponente kann kompiliert und zu einem ausführbaren Programm verknüpft werden, in einer dynamischen Link-Bibliothek installiert werden oder in einer interpretierten Programmiersprache wie z. B. BASIC, Perl oder Python geschrieben sein.
Softwarekomponenten können von anderen Komponenten oder von sich selbst aus aufrufbar sein und/oder als Reaktion auf erkannte Ereignisse oder Interrupts aufgerufen werden. Softwarekomponenten, die für die Ausführung auf Computergeräten konfiguriert sind, können auf einem computerlesbaren Medium, wie z. B. einer Compact Disc, einer digitalen Video-Disc, einem Flash-Laufwerk, einer Magnetplatte oder einem anderen greifbaren Medium, oder als digitaler Download bereitgestellt werden (und können ursprünglich in einem komprimierten oder installierbaren Format gespeichert sein, das vor der Ausführung eine Installation, Dekomprimierung oder Entschlüsselung erfordert). Ein solcher Softwarecode kann teilweise oder vollständig auf einer Speichervorrichtung des ausführenden Computergeräts gespeichert werden, um von dem Computergerät ausgeführt zu werden. Softwareanweisungen können in Firmware, wie z. B. einem EPROM, eingebettet sein. Es versteht sich von selbst, dass Hardware-Komponenten aus angeschlossenen Logikeinheiten, wie Gattern und Flipflops, bestehen können und/oder aus programmierbaren Einheiten, wie programmierbaren Gate-Arrays oder Prozessoren, zusammengesetzt sein können.
Das Computersystem 800 kann die hierin beschriebenen Techniken unter Verwendung von kundenspezifischer festverdrahteter Logik, einem oder mehreren ASICs oder FPGAs, Firmware und/oder Programmlogik implementieren, die in Kombination mit dem Computersystem bewirkt oder programmiert, dass das Computersystem 800 eine Spezialmaschine ist. Gemäß einer Ausführungsform werden die hierin beschriebenen Techniken vom Computersystem 800 als Reaktion auf den/die Prozessor(en) 804 ausgeführt, der/die eine oder mehrere Sequenzen von einer oder mehreren Anweisungen ausführt/ausführen, die im Hauptspeicher 806 enthalten sind. Solche Anweisungen können in den Hauptspeicher 806 von einem anderen Speichermedium, wie z. B. dem Speichergerät 810, eingelesen werden. Die Ausführung der im Hauptspeicher 806 enthaltenen Befehlssequenzen veranlasst den/die Prozessor(en) 804, die hier beschriebenen Prozessschritte durchzuführen. In alternativen Ausführungsformen können fest verdrahtete Schaltungen anstelle von oder in Kombination mit Softwareanweisungen verwendet werden.
Der Begriff „nicht-transitorische Medien“ und ähnliche Begriffe, wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf alle Medien, die Daten und/oder Befehle speichern, die eine Maschine dazu veranlassen, auf eine bestimmte Weise zu arbeiten. Solche nicht-transitorischen Medien können nichtflüchtige Medien und/oder flüchtige Medien umfassen. Zu den nichtflüchtigen Medien gehören z. B. optische oder magnetische Platten, wie das Speichergerät 810. Zu den flüchtigen Medien gehören dynamische Speicher, wie z. B. der Hauptspeicher 806. Gängige Formen von nichtflüchtigen Medien umfassen beispielsweise eine Diskette, eine flexible Platte, eine Festplatte, ein Solid-State-Laufwerk, ein Magnetband oder ein anderes magnetisches Datenspeichermedium, eine CD-ROM, ein anderes optisches Datenspeichermedium, ein beliebiges physikalisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM und EPROM, ein FLASH-EPROM, NVRAM, ein beliebiger anderer Speicherchip oder eine Kassette sowie vernetzte Versionen derselben.
Nicht-transitorische Medien unterscheiden sich von Übertragungsmedien, können aber in Verbindung mit diesen verwendet werden. Übertragungsmedien sind an der Übertragung von Informationen zwischen nicht-transitorischen Medien beteiligt. Zu den Übertragungsmedien gehören z. B. Koaxialkabel, Kupferdraht und Lichtwellenleiter, einschließlich der Drähte, aus denen der Bus 802 besteht. Übertragungsmedien können auch die Form von akustischen oder Lichtwellen annehmen, wie sie bei der Funkwellen- und Infrarot-Datenkommunikation erzeugt werden.
Wie hierin verwendet, kann der Begriff „oder“ sowohl in einem einschließenden als auch in einem ausschließenden Sinn verstanden werden. Darüber hinaus ist die Beschreibung von Ressourcen, Vorgängen oder Strukturen im Singular nicht so zu verstehen, dass der Plural ausgeschlossen wird. Bedingte Ausdrücke wie z. B. „kann“, „könnte“, „könnte“ oder „darf“, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder im Kontext anders verstanden, sollen im Allgemeinen vermitteln, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Schritte enthalten, während andere Ausführungsformen diese nicht enthalten.
Die in diesem Dokument verwendeten Begriffe und Ausdrücke sowie deren Variationen sind, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, als offen und nicht als einschränkend zu verstehen. Als Beispiele für das Vorstehende sollte der Begriff „einschließlich“ im Sinne von „einschließlich, ohne Einschränkung“ oder ähnlichem verstanden werden. Der Begriff „Beispiel“ wird verwendet, um exemplarische Beispiele für den diskutierten Gegenstand zu geben, nicht als eine erschöpfende oder einschränkende Liste davon. Die Begriffe „ein“ oder „ein“ sind im Sinne von „mindestens ein“, „ein oder mehrere“ oder ähnlichem zu verstehen. Das Vorhandensein von erweiternden Wörtern und Ausdrücken wie „einer oder mehrere“, „mindestens“, „aber nicht beschränkt auf“ oder anderen ähnlichen Ausdrücken in einigen Fällen ist nicht so zu verstehen, dass der engere Fall beabsichtigt oder erforderlich ist, wenn solche erweiternden Ausdrücke fehlen können.

Claims

Ein Zugangspunkt (AP), umfassend: einen Prozessor; und eine Speichereinheit, die operativ mit dem Prozessor verbunden ist, wobei die Speichereinheit Befehle enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen,: identifizieren Sie Downlink-Multi-User-Multiple-Input, Multiple-Output (DL MU-MIMO) fähige Clients, die vom AP bedient werden, wobei der AP im Single- oder Dual-Radio-Modus arbeiten kann; bestimmen, ob eine Anzahl der identifizierten DL-MU-MIMO-fähigen Clients einen minimalen Client-Schwellenwert überschreitet; als Reaktion auf eine Feststellung, dass die Anzahl der identifizierten DL MU-MIMO-fähigen Clients den minimalen Client-Schwellenwert überschreitet, den Dual-Radio-Modus dynamisch aktivieren; als Reaktion auf eine Feststellung, dass die Anzahl der identifizierten DL MU-MIMO-fähigen Clients einen maximalen Client-Schwellenwert überschreitet, oder eine Feststellung, dass die Anzahl der identifizierten DL MU-MIMO-fähigen Clients unter den minimalen Client-Schwellenwert fällt, den Single-Radio-Modus dynamisch aktivieren.
AP nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, die DL MU-MIMO-fähigen Clients zu identifizieren, ferner den Prozessor veranlassen, einen DL MU-MIMO-fähigen Client-Zähler zu definieren.
AP nach Anspruch 2, wobei die Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, die DL MU-MIMO-fähigen Clients zu identifizieren, den Prozessor ferner veranlassen, eine Änderung der Anzahl der DL MU-MIMO-fähigen Clients zu verfolgen und den Zähler der DL MU-MIMO-fähigen Clients zu erhöhen oder zu verringern.
AP nach Anspruch 1, wobei der minimale Client-Schwellenwert einen Wert für die Anzahl DL MU-MIMO-fähiger Clients widerspiegelt, bei dem die DL MU-MIMO-Verstärkung des AP während des Betriebs im Dual-Radio-Modus vergleichsweise die DL MU-MIMO-Verstärkung des AP während des Betriebs im Single-Radio-Modus übersteigt, oder wobei der minimale Client-Schwellenwert einen DL MU-MIMO-fähigen Client-Verkehrslastwert widerspiegelt, bei dem der DL MU-MIMO-Verstärkungsgrad des AP, während er im Dual-Radio-Modus arbeitet, den DL MU-MIMO-Verstärkungsgrad des AP, während er im Single-Radio-Modus arbeitet, vergleichsweise überschreitet.
Der AP nach Anspruch 4, wobei die DL-MU-MIMO-Verstärkung des APs während des Betriebs im Dual-Radio-Modus vergleichsweise die DL-MU-MIMO-Verstärkung des APs während des Betriebs im Single-Radio-Modus übersteigt.
AP nach Anspruch 4, wobei der maximale Client-Schwellenwert einen Wert für die Anzahl der DL MU-MIMO-fähigen Clients widerspiegelt, bei dem die DL MU-MIMO-Verstärkung des AP während des Betriebs im Dual-Radio-Modus vergleichsweise nicht mehr die DL MU-MIMO-Verstärkung des AP während des Betriebs im Single-Radio-Modus übersteigt, oder wobei der minimale Client-Schwellenwert einen DL MU-MIMO-fähigen Client-Verkehrslastwert widerspiegelt, bei dem der DL MU-MIMO-Verstärkungsgrad des AP, während er im Dual-Radio-Modus betrieben wird, den DL MU-MIMO-Verstärkungsgrad des AP, während er im Single-Radio-Modus betrieben wird, vergleichsweise nicht mehr übersteigt.
AP nach Anspruch 1, wobei die Speichereinheit Befehle enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor weiterhin veranlassen, die dem AP zugeordneten Clients nach der dynamischen Aktivierung des Dual-Radio-Modus auf beide Funkgeräte des AP zu verteilen.
AP nach Anspruch 7, wobei die Speichereinheit Anweisungen enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, dem AP zugeordnete DL-MU-MIMO- und Einzelbenutzer (SU)-Clients über beide Funkgeräte des AP in Übereinstimmung mit dem Lastausgleich zu bedienen.
Der AP nach Anspruch 1, wobei der AP Clients, die dem AP zugeordnet sind, unter Verwendung einer spezifizierten Kanalbandbreite bedient, die dem AP von einer Netzwerkverwaltungseinheit zugewiesen wurde.
AP nach Anspruch 9, wobei die Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, den Dual-Radio-Modus dynamisch zu aktivieren, ferner den Prozessor veranlassen, die dem AP zugewiesene spezifizierte Kanalbandbreite zwischen zwei Radios des AP aufzuteilen.
AP nach Anspruch 10, wobei die Befehle, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, den Einzelfunkmodus dynamisch zu aktivieren, ferner den Prozessor veranlassen, die spezifizierte Kanalbandbreite, die dem AP von einem einzelnen Funkgerät zugewiesen wird, vollständig zu nutzen.
AP nach Anspruch 11, wobei die Speichereinheit Befehle enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor außerdem veranlassen, den Ein-Funk-Modus des AP zu deaktivieren, der bei der dynamischen Aktivierung des Zwei-Funk-Modus verwendet wird.
Ein Zugangspunkt (AP), umfassend: einen Prozessor; und eine Speichereinheit, die operativ mit dem Prozessor verbunden ist, wobei die Speichereinheit Befehle enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen,: den Betrieb des AP in einem Single-Radio-Modus oder einem Dual-Radio-Modus beginnen; in Echtzeit Downlink-Multiuser-Multiple-Input-Multiple-Output (DL MU-MIMO) fähige Clients zu identifizieren, die dem AP zugeordnet sind; dynamisches Aktivieren eines Dual-Radio-Modus des APs, während eine Anzahl von DL-MU-MIMO-fähigen Clients innerhalb eines spezifizierten Bereichs bleibt, der den bekannten DL-MU-MIMO-Verstärkungseigenschaften des APs entspricht; und dynamisch in den Single-Radio-Betriebsmodus zurückkehren, wenn die Anzahl der DL MU-MIMO-fähigen Clients aus dem angegebenen Bereich fällt.
AP nach Anspruch 13, wobei die Speichereinheit Befehle enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, die Verwendung einer Gesamtheit einer dem AP zugewiesenen Kanalbandbreite durch ein einzelnes Funkgerät des APs während des Betriebs des APs im Einzelfunkmodus zu konfigurieren.
AP nach Anspruch 13, wobei die Speichereinheit Befehle enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, die Verwendung der Hälfte der dem AP zugewiesenen Kanalbandbreite durch jedes Funkgerät des AP während des Betriebs des AP im Zwei-Funkgeräte-Modus zu konfigurieren.
AP nach Anspruch 13, wobei der spezifizierte Bereich durch einen minimalen Client-Schwellenwert und einen maximalen Client-Schwellenwert begrenzt ist.
AP nach Anspruch 16, wobei der minimale Client-Schwellenwert einen Wert widerspiegelt, bei dem eine DL-MU-MIMO-Verstärkung des APs während des Betriebs im Dual-Radio-Modus die DL-MU-MIMO-Verstärkung des APs während des Betriebs im Single-Radio-Modus übersteigt.
DAP nach Anspruch 17, wobei die DL-MU-MIMO-Verstärkung des APs während des Betriebs im Dual-Radio-Modus die DL-MU-MIMO-Verstärkung des APs während des Betriebs im Single-Radio-Modus übersteigt.
AP nach Anspruch 17, wobei der maximale Client-Schwellenwert einen Wert widerspiegelt, bei dem die DL-MU-MIMO-Verstärkung des AP während des Betriebs im Dual-Radio-Modus die DL-MU-MIMO-Verstärkung des AP während des Betriebs im Single-Radio-Modus nicht mehr überschreitet.
AP nach Anspruch 13, wobei die Speichereinheit Befehle enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, den Prozessor weiterhin veranlassen, die dem AP zugeordneten Clients nach der dynamischen Aktivierung des Dual-Radio-Betriebsmodus auf beide Funkgeräte des AP zu verteilen.