DE102022124225A1

DE102022124225A1 - Vorrichtungen, systeme und verfahren für ein durchsatzorientiertes verbinden mit zugangspunkten

Info

Publication number: DE102022124225A1
Application number: DE102022124225.0A
Authority: DE
Inventors: Xianmin Wang; Hui Luo
Original assignee: Cypress Semiconductor Corp
Current assignee: Cypress Semiconductor Corp
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2022-09-21
Publication date: 2023-03-30
Also published as: US20230098347A1

Abstract

Ein Verfahren kann, durch den Betrieb einer drahtlosen Stationsvorrichtung (STA), Folgendes umfassen: Empfangen einer Vielzahl von unterschiedlichen Broadcast-Übertragungen, Bestimmen einer Air-Time-Verfügbarkeit von jedem einer Vielzahl von Zugangspunkten (APs) anhand von Daten, die in den Broadcasts umfasst sind, für jeden der Vielzahl von APs, Ermitteln einer Datenrate für die STA in Bezug auf den AP anhand von Verkehrsdaten, die in mindestens einer Broadcast-Übertragung von dem AP umfasst sind, Auswählen eines APs aus der Vielzahl von APs basierend auf vorgegebenen Verkehrsmetriken für die Vielzahl von APs und Verbinden mit dem ausgewählten AP. Entsprechende Vorrichtungen und Systeme werden auch offenbart.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein drahtlose Netzwerke und insbesondere Verbindungsprozesse für Stationsvorrichtungen (STAs), die in Umgebungen mit mehreren Netzwerken (z. B. BSS) betrieben werden.
STAND DER TECHNIK
Herkömmliche WiFi-Systeme können Basic Service Sets (BSS) umfassen, die aus einem Zugangspunkt (AP, Access Point) und einer oder mehreren Stationsvorrichtungen (STAs) bestehen. Wenn eine neue STA in eine Betriebsumgebung eines drahtlosen Netzwerks eintritt, kann sie sich mit einem AP verbinden, um dem entsprechenden BSS beizutreten. Eine effiziente AP-Verbindung in Umgebungen mit dichter Besetzung, wie etwa Stadien, Flughäfen oder großen Geschäftsgebäuden, ist dabei immer noch ein ungelöstes Problem. In diesen Umgebungen werden WiFi-Hotspots (z. B. BSS) typischerweise mit einer solchen Dichte eingesetzt, dass Dutzende oder sogar Hunderte von APs in einem bestimmten Gebiet nahe beieinander betrieben werden, um Datendienste für eine große Anzahl von STAs bereitzustellen. Aufgrund bestehender Verbindungsregeln ist ein daraus resultierender Dienst häufig ungleichmäßig im Raum verteilt.
Herkömmlicherweise verwenden STAs ein Verbindungsschema vom Typ „Stärkstes Signal zuerst“ (SSF, Strongest Signal First), wie es in IEEE 802.11-Drahtlosstandards angegeben ist. Wird SSF zur AP-Auswahl verwendet, scannt eine neu hinzugekommene STA in der Nähe gelegene APs und versucht, sich mit dem AP zu verbinden, der das stärkste Signal aufweist, wie es anhand eines Indikators für die empfangene Signalstärke (RSSI, Received Signal Strength Indication) bestimmt wird.
Ein Nachteil herkömmlicher AP-Beitrittsverfahren kann eine Kanalüberlastung sein. In Umgebungen mit dichter Besetzung mit einer großen Anzahl von ungleichmäßig verteilten STAs ist es wahrscheinlich, dass einige APs aufgrund einer großen Anzahl von verbundenen STAs eine Kanalüberlastung erfahren, während andere APs nur gering belastet sind. Eine solche ungleiche Last unter den mehreren APs führt zu einer ineffizienten Ausnutzung der Kanalressourcen und einer globalen Verschlechterung der Netzwerk-Performance.
Es wäre von großem Nutzen, eine Möglichkeit zu finden, die Effizienz von drahtlosen Systemen in dicht besetzten Umgebungen zu erhöhen.
Figurenliste

1A bis 1C sind Diagramme, die drahtlose Operationen gemäß Ausführungsformen zeigen.
2A bis 2C sind Diagramme, die drahtlose Operationen gemäß anderen Ausführungsformen zeigen.
3 ist ein Diagramm, das drahtlose Operationen gemäß zusätzlichen Ausführungsformen zeigt.
4 ist ein Diagramm einer AP-Broadcast-Übertragung gemäß einer Ausführungsform.
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für eine STA-Verbindung gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für eine STA-Verbindung gemäß einer anderen Ausführungsform.
7A bis 7D sind Ablaufdiagramme von STA- und AP-Betriebsverfahren gemäß Ausführungsformen.
8A und 8B sind Blockdiagramme von Vorrichtungen gemäß Ausführungsformen.
9 ist ein Diagramm einer integrierten Schaltungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
10 ist ein Diagramm eines Systems gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen können einen dezentralen, hocheffizienten Ansatz für das Verbinden von drahtlosen Vorrichtungen (d. h. STAs) mit Netzwerk-Controller-Vorrichtungen (d. h. APs) in dichten Betriebsumgebungen umfassen. Gemäß Ausführungsformen können APs Informationen über Empfangsleistungswerte (z. B. RSSI), Air-Time (Sende- und Empfangszeit) und Datenraten verbundener STAs per Broadcast aussenden. Eine neu hinzugekommene STA kann einen Scan nach solchen Broadcasts durchführen, die Empfangsleistung messen und ermittelte Datenraten und somit die benötigte Air-Time, die sich ergeben würde, wenn sich die STA mit dem AP verbinden würde, für jeden AP generieren. Gemäß solchen Ermittlungen kann die STA dann einen AP zum Verbinden auswählen.
In einigen Ausführungsformen kann eine STA einen Teilsatz möglicher AP-Verbindungskandidaten erstellen, indem sie diejenigen APs mit der geringsten verbleibenden Air-Time auswählt, die die Durchsatzanforderung der STA aber trotzdem noch erfüllen können. Dann kann eine STA einen AP aus dem Teilsatz zum Verbinden auswählen. In einigen Ausführungsformen kann eine solche Auswahl zufällig sein.
In einigen Ausführungsformen kann eine STA einen AP aus der Betrachtung ausschließen, wenn ein Empfangsleistungswert (z. B. RSSI) eines Broadcasts von dem AP unter einer vorgegebenen Schwelle liegt.
In einigen Ausführungsformen kann eine STA einen AP aus der Betrachtung ausschließen, wenn durch das Verbinden mit dem AP die Verkehrslast des APs eine vorgegebene Schwelle überschreiten würde.
In einigen Ausführungsformen kann eine STA, wenn ein AP nicht mehr über genügend Air-Time verfügt (d. h. die Verkehrslast des APs ausgereizt oder fast ausgereizt ist), basierend auf einem Empfangsleistungswert aus Broadcasts von einem AP für sich selber eine ermittelte Datenrate generieren, indem sie die Leistungswerte aller verbundenen STAs in den Broadcasts referenziert und mit einem Faktor kleiner eins multipliziert, welcher dadurch ermittelt wird, dass die Air-Time aller verbundenen STAs verdichtet wird, um Platz für die von der neu hinzugekommenen STA benötigte Air-Time zu machen (alle verbundenen STAs werden sich proportional verlangsamen, wenn sich die neu hinzugekommene STA mit dem AP verbindet, da alle um die Air-Time konkurrieren).
In einigen Ausführungsformen können APs mit Air-Time-Fairness betrieben werden, wobei die Menge an Air-Time zugeteilt wird, die gleich groß wie oder proportional kleiner als die Air-Time ist, die benötigt wird, um den erwarteten Durchsatz für jede verbundene STA zu erzielen. Benötigt eine STA einen sehr viel größeren Durchsatz als den, den die STA beim Verbinden mit dem AP angegeben hat, kann der AP ihren erwarteten Durchsatz begrenzen.
1A bis 1C sind Diagramme, die Operationen in einer drahtlosen Umgebung gemäß einer Ausführungsform zeigen. Eine drahtlose Umgebung 100 kann mehrere APs 102-0 bis 102-2 und eine neu hinzugekommene STA 104 umfassen. Die neu hinzugekommene STA 104 kann eine Verbindung mit einem der APs 102-0 bis -2 anstreben.
Unter Bezugnahme auf 1A kann jeder der APs 102-0 bis -2 Broadcast-Übertragungen 108-0 bis -2 aussenden. Broadcast-Übertragungen (108-0 bis -2) können von einer beliebigen kompatiblen STA in Reichweite des Ursprungs-APs detektiert werden. In einigen Ausführungsformen können Broadcast-Übertragungen (108-0 bis -2) periodische Beacons sein, die durch die APs (102-0 bis -2) übertragen werden. In einigen Ausführungsformen können Broadcast-Übertragungen (108-0 bis -2) Beacon-Rahmen sein, die mit einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards kompatibel sind. Broadcast-Übertragungen (108-0 bis -2) können jeweils Kommunikationsinformationen 110-0 bis -2 umfassen, die den APs (102-0 bis -2) entsprechen. Die Kommunikationsinformationen (110-0 bis -2) können eine beliebige geeignete Form annehmen, die es einer neu hinzugekommenen STA 104 ermöglichen kann, ihre eigene Datenrate in Bezug auf jeden AP (102-0 bis -2) sowie die verfügbare Air-Time für jeden AP (102-0 bis -2) zu ermitteln. In einigen Ausführungsformen können die Kommunikationsinformationen beliebiges von Folgendem umfassen: eine Empfangsleistung für jede verbundene STA, ein Modulationsschema und/oder eine Codierungsrate für jede verbundene STA und/oder die Air-Time für jede verbundene STA an ihrem AP.
Unter Bezugnahme auf 1B kann eine neu hinzugekommene STA 104 die Kommunikationsinformationen (110-0 bis -2) aus den Broadcast-Übertragungen (108-0 bis -2) extrahieren. Die STA 104 kann einen Auswahlprozess 112 ausführen, um basierend auf den Kommunikationsinformationen (110-0 bis -2) einen der APs (102-0 bis -2) zum Verbinden auszuwählen. In einigen Ausführungsformen kann ein Auswahlprozess das Auswählen aus einem oder mehreren APs, die eine niedrigste verfügbare Air-Time aufweisen, umfassen, wobei alternative Ausführungsformen jedoch auch Prozesse umfassen können, die auf anderen AP-Verkehrsmetriken basieren.
Unter Bezugnahme auf 1C kann eine STA 104 nach dem Auswählen eines APs einen Verbindungsprozess 114 mit dem ausgewählten AP ausführen. In der gezeigten Ausführungsform wählt die STA 104 den AP1 aus, welcher einer der APs ist, die einen niedrigsten verfügbaren Durchsatz 106-0 aufweisen. Sobald die neu hinzugekommene STA 104 mit dem AP1 102-0 verbunden ist, wird die verfügbare Air-Time 106-0 des AP1 kleiner, da ein neuer Anteil an Durchsatz 116 nun der STA 104 zugeordnet wird.
2A bis 2C sind Diagramme, die Operationen für eine drahtlose Umgebung gemäß zusätzlichen Ausführungsformen zeigen. In einigen Ausführungsformen können die Operationen der 2A bis 2C Versionen derjenigen sein, die in den 1A bis 1C gezeigt sind. Eine drahtlose Umgebung 200 kann APs 202-0 bis -3, eine beitretende STA 204 und verschiedene andere STAs (nicht gezeigt) umfassen. Eine Gesamt-Air-Time der APs (202-0 bis -3) wird durch ein Rechteck dargestellt und umfasst zugeordnete Air-Time (206-0D bis 206-3D) und verfügbare Air-Time (206-0A bis 206-3A).
Die 2A bis 2C zeigen eine Anordnung, in der APs mit Air-Time-Fairness betrieben werden können. Bei Air-Time-Fairness kann ein AP Air-Time basierend auf dem erwarteten Durchsatz einer STA zuteilen. So ist AP1 202-0 als mit STA11, STA12 und STA13 (nicht gezeigt) verbunden gezeigt und teilt eine Air-Time zu, die ausreicht, um einen gleichen Durchsatz in allen STAs zu ermöglichen. Auf ähnliche Weise teilt AP2 202-1 STA21, STA22, STA23, STA24 (nicht gezeigt) einen gleichen Durchsatz zu. AP3 202-2 ist nur mit einer Stationsvorrichtung, STA31 (nicht gezeigt), verbunden. AP4 202-3 ist mit STA41, STA42, STA43 (nicht gezeigt) verbunden.
In einigen Ausführungsformen kann die neu beitretende STAx 204 ihren eigenen Durchsatzwert 216 aufweisen.
2A zeigt einen Status der verschiedenen Vorrichtungen, bevor die STAx 204 einen AP zum Verbinden ausgewählt hat. Die STAx 204 kann drahtlose Broadcast-Nachrichten von jedem AP (202-0 bis -3) detektieren, die Informationen für STAs, die mit diesem AP verbunden sind, umfassen können. AP-Informationen können eine beliebige geeignete Form annehmen, wie hierin beschrieben oder Äquivalente davon. Anhand solcher Informationen kann die STAx 204 basierend auf ihrem Durchsatzwert 216 ihre Air-Time für jeden AP (202-0 bis -3) ermitteln und den verfügbaren Durchsatz (206-0A bis -3A) für alle APs (202-0 bis -3) bestimmen.
2B zeigt Operationen, die auf das Empfangen von Broadcast-Übertragungen durch die STAx 204 folgen. Die STAx 204 kann ermittelte Air-Time-Werte generieren und AP-Kandidaten zum Verbinden auswählen. Die STAX 204 kann ihre Auswirkung, wenn sie sich mit jedem AP (202-0 bis -2) verbinden würde, ermitteln. Solche Operationen sind in 2B durch ermittelte STA-Air-Time-Werte 218-0 bis 218-3 dargestellt, die zu der bereits zugeordneten Air-Time für jeden AP (202-0 bis -3) hinzugefügt werden.
Immer noch unter Bezugnahme auf 2B kann eine STA AP-Verbindungskandidaten gemäß Durchsatzmetriken für die APs auswählen. In einigen Ausführungsformen kann die Auswahl mindestens teilweise auf der niedrigsten verfügbaren Air-Time basieren. Es versteht sich, dass, wenn durch das Hinzufügen der Air-Time einer STA die verfügbare Air-Time eines APs überschritten würde, der AP als Verbindungskandidat ausgeschlossen werden kann. Dies ist in 2B durch AP4 202-3 dargestellt. Da ermittelt wurde, dass die Verbindung der STAx mit dem AP2 202-3 die verfügbare Air-Time des AP4 202-3 überschreiten würde, kann die STAx den AP2 202-3 aus der Verbindungsbetrachtung ausschließen. In der gezeigten Ausführungsform haben AP1 202-0 und AP2 202-1 eine niedrigste ermittelte verfügbare Air-Time 220-0A/220-1A und werden deshalb als Verbindungskandidaten betrachtet (gezeigt durch die Kurzliste 222). AP3 202-2 kann aus der Betrachtung ausgeschlossen werden, da bestimmt werden kann, dass seine ermittelte verfügbare Air-Time zu groß ist. Durch das Ausschließen eines APs mit einem hohen verfügbaren Durchsatz/einer hohen verfügbaren Air-Time, wie etwa des AP3 202-2, kann dieser AP vorteilhafterweise für andere STAs (mit möglicherweise hohem Durchsatz), die in Zukunft noch hinzukommen können, reserviert werden.
Die Auswahl von AP-Kandidaten basierend auf der niedrigsten ermittelten verfügbaren Air-Time (oder der größten ermittelten aggregierten Air-Time) kann eine beliebige geeignete Form annehmen. In einigen Ausführungsformen kann eine STA eine Mindestanzahl von APs zur Betrachtung (z. B. zwei) auswählen. Alternative Ausführungsformen können jedoch auch andere Betrachtungen umfassen, umfassend, jedoch nicht begrenzt auf Folgendes: eine relative Differenz zwischen ermittelten Air-Time-Werten (d. h., dass, wenn es drei AP-Kandidaten gibt, einer jedoch eine verfügbare Air-Time aufweist, die wesentlich größer als die der anderen ist, der AP mit der größeren verfügbaren Air-Time ausgeschlossen wird); eine Anzahl von STAs, die bereits mit dem AP verbunden sind (ein AP mit weniger verbundenen APs kann beim Verbinden gegenüber solchen mit mehr verbundenen STAs bevorzugt werden). In einigen Ausführungsformen kann die Auswahl eines APs aus mehreren Kandidaten eine zufällige oder pseudozufällige Auswahl sein, um zu verhindern, dass mehrere STAs, die ein gleiches Verbindungsverfahren ausführen, versuchen, sich mit demselben AP zu verbinden.
2C zeigt die STAx, die den AP1 202-0 auswählt und sich mit ihm verbindet 224. Durch die Verbindung mit der STAx kann der AP1 202-0 eine geänderte, kleinere verfügbare Air-Time 206-0A' (und eine größere aggregierte zugeordnete Air-Time 202-0D') aufweisen.
3 ist ein Diagramm, das Operationen in einer drahtlosen Umgebung 300 gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt. Die drahtlose Umgebung 300 kann eine Anzahl von Basic Service Sets (BSS) 326-0 bis -2 umfassen, die jeweils mit einem IEEE 802.11-Drahtlosstandard kompatibel sein können. Jedes BSS (326-0 bis -2) kann einen AP umfassen, der mit einem Satz STAs verbunden ist. Das BSS 326-0 umfasst den AP1 302-0, der mit STA11 bis STA15 (304-00 bis -04) verbunden ist. Das BSS 326-1 umfasst den AP2 302-1, der mit STA21 und STA22 (304-10/11) verbunden ist. Das BSS 326-2 umfasst den AP3 302-2, der mit STA31 bis STA33 (304-20 bis -22) verbunden ist. Die BSS (326-0 bis -2) können überlappende Betriebsreichweiten aufweisen. Jeder der APs (302-0 bis -2) kann Verkehrsinformationen 328-0 bis -2 verwalten, die sich aus verbundenen STAs ergeben. In einigen Ausführungsformen können die Verkehrsinformationen (328-0 bis -2) eine Datenrate für jede verbundene STA umfassen. In einigen Ausführungsformen können einige oder alle APs (302-0 bis -2) mit Air-Time-Fairness betrieben werden. In alternativen Ausführungsformen können die APs (302-0 bis -2) jedoch keine Air-Time-Fairness verwenden.
Immer noch unter Bezugnahme auf 3 kann die STAx 304-x eine nicht verbundene STA in der Betriebsumgebung sein, die sich in Reichweite aller BSS (326-0 bis -2) befindet. Die STAx 304-x kann Beacon-Übertragungen 308-0 bis -2 von den APs (302-0 bis -2) empfangen. Die Beacon-Übertragungen (308-0 bis -2) können Informationen für mit den APs (302-0 bis -2) verbundene STAs umfassen, die die Form beliebiger hierin beschriebener annehmen können, umfassend, jedoch nicht begrenzt auf: beliebige oder alle von Datenrateninformationen (328-0 bis -2); verfügbarer Air-Time; Modulationsschema; oder Symbolrate.
Gemäß Ausführungsformen kann eine nicht verbundene STA eine Broadcast-Übertragung von APs empfangen, die Verkehrsinformationen für die APs umfasst. Anhand solcher Verkehrsinformationen kann eine neu hinzugekommene STA ihre eigene Datenrate und ihre Auswirkung auf die Air-Time eines APs, wenn sich die STA mit dem AP verbinden würde, ermitteln. Solche Broadcast-Übertragungen können eine beliebige geeignete Form gemäß dem Drahtlosprotokoll annehmen. 4 zeigt eine Broadcast-Übertragung gemäß einer Ausführungsform und sollte nicht als begrenzend ausgelegt werden.
4 ist ein Diagramm einer Broadcast-Übertragung 408 gemäß einer Ausführungsform. Eine Broadcast-Übertragung 408 kann einen Beacon-Rahmen umfassen, der mit einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards kompatibel ist. Eine Broadcast-Übertragung 408 kann verschiedene Felder aufweisen, umfassend Rahmensteuerung, Dauer, Zieladresse, Quelladresse, Basic-Service-Set-ID, Ablaufsteuerung, Hoch-Durchsatz-Steuerung, einen Rahmenkörper 408-0 und eine Blockprüfzeichenfolge. Ein Rahmenkörper 408-0 kann Nicht-Informationselement(IE)-Felder und IE-Felder 408-1 umfassen. Die IE-Felder 408-1 können eine Anzahl von IEs, umfassend ein AP-Verkehrs-IE 410, umfassen. Ein AP-Verkehrs-IE 410 kann ein IE-ID-Feld 410-0, ein Längenfeld 410-1 und ein Informationsfeld 410-2 umfassen. Ein IE-ID-Feld 410-0 kann das IE als AP-Verkehrsinformationen umfassend identifizieren (z. B. zur Verwendung durch eine neue hinzugekommene STA). Ein Längenwert 410-1 kann eine Größe des IEs angeben. IE-Informationen 410-2 können Verkehrsinformationen (oder Kommunikationsinformationen) gemäß einer beliebigen der hierin beschriebenen Ausführungsformen und Äquivalenten davon umfassen.
In einigen Ausführungsformen können die IE-Informationen 410-2, ohne darauf begrenzt zu sein, die Anzahl von STAs, die mit dem AP 410-20 verbunden sind, und Daten für jede STA, die mit dem AP 410-21 verbunden ist, umfassen. In der gezeigten Ausführungsform können Daten für jede verbundene STA 410-12 Folgendes umfassen: einen Downlink-Leistungswert (RSSI(dwn)) (d. h. den Leistungswert an der STA von Übertragungen von dem AP) und ein Modulations- und/oder Codierungsschema für die STA (MCS). Optional können IE-Informationen auch einen Uplink-Leistungswert (RSSI(up)) und/oder einen Air-Time-Wert (A.T.) umfassen. Ein Air-Time-Wert (A.T.) kann eine durch eine STA verwendete Air-Time (z. B. einen gleitenden Mittelwert der Up-/ Down-Time) und/oder eine verfügbare Air-Time für den AP umfassen. Anhand solcher Verkehrsinformationen kann eine neu hinzugekommene STA ihre eigene Datenrate für den AP ermitteln.
Wie hierin angemerkt, können Verkehrsinformationen verschiedene Formen annehmen. 4 zeigt Informationen 410-21' verbundener STAs, die in einem Beacon bereitgestellt werden, für eine alternative Ausführungsform. Die STA-Informationen 410-21' können RSSI(dwn) sowie eine Datenrate für die verbundene STA (Datenrate) umfassen. Eine Datenrate für die verbundene STA kann eine Datenrate sein, die durch den AP oder durch die verbundene STA basierend auf Modulation/Codierung und Leistungswerten ermittelt wird. Alternativ kann eine Datenrate für die verbundene STA eine tatsächliche Datenrate sein, die durch die verbundene STA über einen gegebenen Zeitraum für den AP bestimmt wird. Eine Datenrate für die verbundene STA kann sich auf Downlink-Daten (von dem AP zu der STA), Uplink-Daten (von der STA zu dem AP) oder Kombinationen daraus beziehen. In einigen Ausführungsformen können solche Datenratenwerte zeitliche Mittelwerte sein.
Während die offenbarten Vorrichtungen und Operationen verschiedene Verfahren gemäß Ausführungsformen zeigen, werden nun mit Bezug auf eine Anzahl von Ablaufdiagrammen zusätzliche Verfahren beschrieben.
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 530 gemäß einer Ausführungsform. Ein Verfahren 530 kann durch eine STA-Vorrichtung ausgeführt werden, wenn sich diese entscheidet, sich mit einem AP zu verbinden, wenn sie sich in Reichweite mehrerer APs befindet. Ein Verfahren 530 kann das Empfangen von Broadcasts von APs umfassen, die Verkehrsdaten umfassen, 530-0. Eine solche Aktion kann das Empfangen von Broadcast-Übertragungen von mehreren APs umfassen, wobei solche Broadcast-Übertragungen Verkehrsinformationen für den AP, wie hierin beschrieben, oder Äquivalente davon umfassen können. Anhand der Verkehrsdaten für die STAs, die mit einem AP verbunden sind, kann eine STA ihre Air-Time ermitteln, wenn sich die STA mit dem AP verbinden würde, 530-1. In einigen Ausführungsformen kann eine solche Aktion das Verwenden eines Empfangsleistungswerts für das Broadcast für jeden AP umfassen.
Ein Verfahren 530 kann ferner das Bestimmen von APs mit einer niedrigsten verfügbaren ermittelten verfügbaren Air-Time umfassen, 530-2. Eine solche Aktion kann das Verwenden von Verkehrsinformationen von jedem AP umfassen. In einigen Ausführungsformen kann jeder AP einen Wert für verfügbare Air-Time bereitstellen, den er basierend auf Verkehr über einen vorgegebenen Zeitraum generiert hat. In anderen Ausführungsformen hingegen kann ein AP eine verfügbare Air-Time für einen AP dadurch ableiten, dass er ermittelte Air-Times für die mit dem AP verbundenen STAs aggregiert und einen solchen Wert von einer maximalen Air-Time abzieht. In einigen Ausführungsformen kann ein Satz mehrere APs umfassen. In anderen Ausführungsformen kann ein Satz hingegen nur einen AP umfassen. Dann kann sich eine STA mit einem der APs mit einer geringsten ermittelten verfügbaren Air-Time verbinden, 530-3. In einigen Ausführungsformen kann eine solche Aktion das zufällige Auswählen eines APs aus einem Satz mit mehreren APs umfassen.
6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 630 gemäß einer anderen Ausführungsform. Ein Verfahren 630 kann durch eine STA ausgeführt werden, die eine Verbindung mit einem AP in einer dichten Betriebsumgebung anstrebt. In einigen Ausführungsformen kann ein Verfahren 630 mit Kommunikationen gemäß einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards kompatibel sein. Ein Verfahren 630 kann das Scannen nach neuen Beacon-Rahmen umfassen, 630-0. In einigen Ausführungsformen kann eine solche Aktion umfassen, dass eine STA einen oder mehrere drahtlose Kanäle überwacht.
Ein Verfahren 630 kann mit dem Überwachen eines oder mehrerer Kanäle fortfahren, bis alle Beacons verarbeitet wurden, 630-1. In einigen Ausführungsformen kann eine solche Aktion umfassen, dass eine STA einen oder mehrere drahtlose Kanäle über einen oder mehrere Beacon-Intervalle überwacht, wie sie durch ein verwendetes Protokoll angegeben werden. Ein Beacon-Intervall kann ein vorgegebener Zeitraum sein, mit dem ein Beacon wiederholt wird. Zusätzlich oder alternativ kann eine solche Aktion das Überwachen umfassen, bis eine STA wieder Beacons von denselben APs empfängt.
Wenn noch nicht alle Beacons verarbeitet wurden, 630-1 (N nach 630-1), kann ein Verfahren 630 bestimmen, ob eine Empfangsleistung eines Beacons über einer vorgegebenen Schwelle liegt, 630-2. In einigen Ausführungsformen kann dies das Bestimmen umfassen, ob ein Indikator für die empfangene Signalstärke (RSSI) über einem vorgegebenen Wert liegt. Wenn eine Empfangsleistung eines Beacons nicht über einer Schwelle liegt (N nach 630-2), kann ein Verfahren 630 damit fortfahren, nach neuen Beacons zu scannen, 630-0.
Wenn eine Empfangsleistung eines Beacons über einer Schwelle liegt (J nach 630-2), kann ein Verfahren 630 unter Verwendung von Beacon-Daten für mit dem AP verbundene STAs die Air-Time im Fall einer Verbindung mit dem AP ermitteln, 630-3. In einigen Ausführungsformen kann eine Aktion das Verwenden von Leistungswerten und Modulations-/Codierungsschemata für verbundene STAs und das Ausfindigmachen einer am besten übereinstimmenden STA oder das Ermitteln anhand von Werten einer oder mehrerer STAs umfassen. Ein Verfahren 630 kann die verfügbare Air-Time für den AP anhand von Beacon-Daten bestimmen, 630-4. Eine solche Aktion kann, ohne darauf begrenzt zu sein, das Ermitteln der verfügbaren Air-Time durch das Aggregieren der Air-Time für verbundene STAs oder anhand eines durch einen AP bereitgestellten Air-Time-Werts umfassen.
Ist die ermittelte Air-Time einer STA nicht kleiner als eine verfügbare Air-Time für den AP (N nach 630-5), kann ein Verfahren 630 zu dem Scannen nach Beacons zurückkehren. Wie hierin später noch gezeigt, kann in einigen Ausführungsformen, wenn kein AP die ausreichende verfügbare Air-Time aufweist, um die Durchsatzbedürfnisse einer STA zu befriedigen, die STA ihre ermittelte Air-Time herunterskalieren.
Ist die ermittelte Air-Time einer STA kleiner als eine verfügbare Air-Time für den AP (J nach 630-5), kann die STA in einer „Kurzliste“ gespeichert werden, 630-6. Eine Kurzliste kann eine Liste von AP-Verbindungskandidaten sein. In einigen Ausführungsformen kann eine Kurzliste auf diejenigen APs begrenzt sein, die die geringste verfügbare Air-Time aufweisen.
Wurden alle Beacons verarbeitet (J nach 630-1), kann ein Verfahren 630 einen AP aus der Kandidatenliste (z. B. der Kurzliste) zufällig auswählen, 630-7. Dann kann sich eine STA mit dem ausgewählten AP verbinden, 630-8.
7A ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 730 gemäß einer anderen Ausführungsform. Ein Verfahren 730 kann durch eine STA ausgeführt werden, die zu einer Betriebsumgebung mit mehreren APs neu hinzugekommen ist. Ein Verfahren 730 kann das Scannen nach Beacons umfassen, 730-0. Eine solche Aktion kann das Scannen nach AP-Beacons umfassen, die gemäß einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards per Broadcast ausgesendet werden. Wenn keine AP-Beacons mit Verkehrsdaten detektiert werden (N nach 730-1), kann ein Verfahren 730 damit fortfahren, nach AP-Beacons zu scannen.
Wird ein AP-Beacon mit Verkehrsdaten detektiert (J nach 730-1), kann ein Verfahren 730 die Empfangsleistung für den AP-Beacon (z. B. RSSI(dwn)) detektieren, 730-2. Optional kann ein Verfahren 730 Übertragungsdaten für die STA anpassen, 730-3. Eine solche Aktion kann das Anpassen einer Übertragungsleistung basierend auf der Betriebsumgebung, umfassend den detektierten RSSI(dwn) für den AP, umfassen.
Ein Verfahren 730 kann das Extrahieren von Verkehrsdaten für andere STAs, die mit dem AP verbunden sind, aus dem Beacon umfassen, 730-4. Eine solche Aktion kann das Extrahieren von Verkehrsinformationen aus einem Beacon umfassen, umfassend, jedoch nicht begrenzt auf, Daten für jede verbundene Station, die beliebige von Folgenden umfassen: RSSI(dwn), RSSI(up), Datenrate oder Modulations-/Codierungsschema. Nach dem Extrahieren von Daten für STAs, die mit dem AP verbunden sind, kann eine ermittelte Datenrate für die STA bestimmt werden, 730-5. Eine solche Aktion kann das Untersuchen von Verkehrsdaten für die verbundenen STAs und das Bestimmen einer am besten übereinstimmenden verbundenen STA basierend auf Leistungspegeln und/oder Modulations- oder Codierungsart umfassen. Sollte es keine ausreichend übereinstimmende verbundene STA geben, kann eine solche Aktion ein Extrapolieren oder die Verwendung ähnlicher Ermittlungsalgorithmen umfassen. Anhand einer ermittelten Datenrate kann ein Verfahren 730 eine sich daraus ergebende Air-Time ermitteln, wenn sich die STA mit dem AP verbinden würde, 730-6. Eine solche Aktion kann die Verwendung einer ermittelten Datenrate mit einem erwarteten Durchsatz umfassen, um daraus eine Air-Time abzuleiten. Ein erwarteter Durchsatz kann die Menge an Daten sein, die innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erwartungsgemäß übertragen wird, und kann auf dem Typ von STA-Vorrichtung und/oder der Funktion, die die STA durchführt, basieren oder kann frühere Daten über den Up-/Down-Durchsatz für die STA berücksichtigen. Wurden noch nicht für alle geeigneten APs in der Betriebsumgebung Beacon-Daten gesammelt (N nach 730-8), kann ein Verfahren mit dem Scannen fortfahren (Rückkehr zu 730-0).
Wurden Beacon-Daten für alle geeigneten APs erfasst (J nach 730-8), kann ein Verfahren AP-Verbindungskandidaten bestimmen, 730-9. In einigen Ausführungsformen können AP-Kandidaten APs sein, die die geringste verfügbare Air-Time aufweisen, trotzdem aber noch in der Lage sind, die ermittelte Air-Time der STA zu befriedigen. Ein AP kann aus den AP-Kandidaten ausgewählt werden, 730-10. Eine solche Aktion kann eine zufällige Auswahl umfassen. Andere Ausführungsformen können jedoch zusätzliche Faktoren umfassen, wie etwa wie viele STAs bereits mit dem AP verbunden sind. Dann kann sich eine STA mit dem ausgewählten AP verbinden, 730-11.
7B ist ein Ablaufdiagramm eines anderen Verfahrens 732 gemäß einer Ausführungsform. Ein Verfahren 732 kann durch eine beitretenden STA ausgeführt werden, um unter Verwendung von Beacon-Daten von einem AP ihre ermittelte Datenrate zu bestimmen, wenn sie dem AP beitreten würde. Ein Verfahren 732 kann das Extrahieren von Daten aus einem AP-Beacon umfassen, 732-0. Eine solche Aktion kann das Extrahieren von Daten, wie sie für beliebige der Ausführungsformen hierin beschrieben sind, umfassen, umfassend, jedoch nicht begrenzt auf, RSSI(dwn)-Daten für jede verbundene STA, Modulations-/Codierungsschemata für jede verbundene STA und möglicherweise tatsächliche oder ermittelte Datenraten für jede verbundene STA.
Ein Verfahren 732 kann Empfangsleistungspegel von STAs, die mit dem AP verbunden sind, mit Empfangsleistungspegeln der beitretenden STA vergleichen, 732-1. Eine solche Aktion kann das Ausfindigmachen einer STA mit einem am besten übereinstimmenden Leistungspegel aus allen mit einem AP verbundenen STAs umfassen. Wenn eine Empfangsleistung für eine verbundene STA ausreichend ähnlich ist (J nach 732-1), kann ein Modulationsschema für die verbundene mit dem der beitretenden STA verglichen werden, 732-2. Wenn ein Modulationsschema der verbundenen STA gleich dem der beitretenden STA oder äquivalent zu diesem ist (J nach 732-2), kann die beitretende STA die Datenrate der verbundenen STA als ihre ermittelte Datenrate verwenden. Wenn ein Modulationsschema der verbundenen STA nicht gleich oder äquivalent ist (N nach 732-2), kann die beitretende STA eine ermittelte Datenrate generieren, wobei die Datenrate der anderen STA gemäß dem Modulations-/ Codierungsunterschied angepasst wird, 732-4.
Gibt es keine verbundene STA mit einem geeigneten Anbindungsprofil (N nach 732-1 oder N nach 732-2), kann ein Verfahren 732 eine Datenrate anhand des gemessenen RSSI(dwn)-Werts ermitteln, 732-5. In einigen Ausführungsformen kann dies die Verwendung einer Tabelle oder einer Formel umfassen, die anhand eines RSSI(dwn)-Werts und eines Modulations-/Codierungsschemas (die aus dem Beacon abgeleitet werden können) eine ermittelte Datenrate generiert. Ein Verfahren 732 kann dann damit fortfahren, zu bestimmen, ob eine Verbindung mit einem AP hergestellt werden soll, 732-6, wie für verschiedene Ausführungsformen hierin oder Äquivalente davon beschrieben.
7C ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 734 zum Skalieren von Datenratenermittlungen gemäß einer Ausführungsform. Ein Verfahren 734 kann in einer Umgebung mit dichter Besetzung durch eine neu hinzugekommene STA ausgeführt werden, die bestimmt, dass kein AP eine ausreichende Air-Time für ihre ermittelten Durchsatzbedürfnisse aufweist. Ein Verfahren 734 kann das Extrahieren von Verkehrsdaten aus AP-Beacons, das Bestimmen einer verfügbaren Air-Time für alle APs und das Bestimmen einer ermittelten Air-Time für die neu hinzugekommene STA, wenn sie sich mit jedem AP verbinden würde, umfassen, 734-0. Solche Aktionen können die hierin beschriebenen oder Äquivalente davon umfassen.
Ein Verfahren 734 kann bestimmen, ob es einen oder mehrere APs mit einer ausreichenden verfügbaren Air-Time gibt, um die Durchsatzbedürfnisse der neu hinzugekommenen STA zu erfüllen, 734-1. Wenn ein solcher AP existiert (J nach 734-1), kann ein Verfahren 732 das Auswählen des APs zum Verbinden gemäß den verschiedenen, hierin beschriebenen Ansätzen oder Äquivalente davon umfassen.
Gibt es keinen AP mit ausreichender verfügbarer Air-Time (N von 734-1), kann ein Verfahren 734 die ermittelte Air-Time herunterskalieren (z. B. um einen Faktor kleiner als eins), 734-3. Unter der Voraussetzung, dass eine solche Skalierung keine Grenze erreicht hat (N von 734-4), kann ein Verfahren 732 dazu zurückkehren, zu bestimmen, ob die herunterskalierte Air-Time durch einen AP erfüllt werden kann (Rückkehr zu 734-1). Wenn eine Skalierungsgrenze erreicht wurde (J nach 734-4), kann ein Verfahren 734 zu dem Scannen nach APs zurückkehren. Eine Skalierungsgrenze kann eine vorgegebene Datendurchsatz- oder Performance-Grenze für die neu hinzugekommene STA oder für eine durch die neu hinzugekommene STA ausgeführte Anwendung sein.
7D ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 736 gemäß einer anderen Ausführungsform. Ein Verfahren 736 kann durch einen AP ausgeführt werden, um eine Broadcast-Übertragung für STAs, die eine Verbindung anstreben, zu generieren. Ein Verfahren 736 kann mit Kommunikationen gemäß einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards kompatibel sein.
Ein Verfahren 736 kann das Kommunizieren mit verbundenen STAs umfassen, 736-0. Eine solche Aktion kann eine AP-Kommunikation mit einer STA über ein kollisionsbasiertes Protokoll (z. B. RTS-CTS) und/oder eine AP-STA-Kommunikation, die in einem vorgegebenen Zeitraum stattfindet (z. B. Ziel-Weckzeit), umfassen. Ein AP kann solche Kommunikationen initiieren oder eine STA kann solche Kommunikationen initiieren. Solche Kommunikationen können eine einzelne Kommunikation sein (Übertragung von Downlink-Daten oder Empfang von Uplink-Daten) oder können kumulativ sein (mehrere solcher Kommunikationen). Anhand solcher Kommunikationen mit einer STA kann ein Verfahren 736 einen RSSI(up)-Wert für die STA bestimmen, 736-1, und RSSI(dwn)-Werte von der STA empfangen, 736-2.
Optional kann ein Verfahren 736 eine physische Datenrate für die STA bestimmen, 736-3. Eine solche Aktion kann das Ermitteln einer physischen Datenrate für die STA basierend auf Daten für den Link mit der STA (z. B. Modulations-/Codierungsschema, RSSI(up), RSSI(dwn)) umfassen. In einigen Ausführungsformen kann eine STA ihren eigenen Datenratenwert übertragen, der eine tatsächliche Downlink-Datenrate oder eine ermittelte Datenrate sein kann. Wie es anhand von Ausführungsformen hierin verständlich wird, kann eine neu hinzugekommene STA diese Funktion in anderen Ausführungsformen basierend auf Beacon-Daten durchführen, die von einem AP bereitgestellt werden.
Optional kann ein Verfahren 736 eine Air-Time für jede STA bestimmen, 736-4. Eine solche Aktion kann das Aufzeichnen und/oder Bestimmen von Up-/Dwn-Übertragungszeiten für die STA innerhalb eines gegebenen Zeitraums umfassen, umfassend eine Laufzeit (z. B. gleitender Mittelwert). Wie bei 736-3 kann eine neu hinzugekommene STA diese Funktion in anderen Ausführungsformen basierend auf Beacon-Daten durchführen, die von einem AP bereitgestellt werden.
Wenn noch nicht alle verbundenen STAs bewertet wurden (N nach 736-5), kann ein Verfahren 736 zu einer nächsten verbundenen STA übergehen, 736-6, und Verkehrsinformationen für die STA bestimmen (Rückkehr zu 736-0). Wenn die Verkehrsdaten für alle verbundenen STAs erfasst wurden (J nach 736-5), kann ein Verfahren 736 einen Beacon generieren, der solche Daten enthält, 736-7. Es versteht sich, dass solche Beacon-Daten die Form beliebiger hierin beschriebener Formen oder Äquivalenten davon annehmen können und Daten umfassen, die ausreichen, damit eine neu hinzugekommene STA ihre eigene Datenrate/Air-Time, wenn sie sich mit dem AP verbinden würde, sowie die verfügbare Air-Time des APs ermitteln kann. Dann kann der Beacon übertragen werden, 736-8.
8A ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 850A gemäß einer Ausführungsform. Eine Vorrichtung 850 kann Teil einer STA wie hierin beschrieben oder Äquivalenten davon sein. Eine Vorrichtung 850A kann Kommunikationsschaltungen 852, einen Controller 854, Funkschaltungen 856 und Eingangs-/Ausgangs(E/A)-Schaltungen 858 umfassen. Die Kommunikationsschaltungen 852 können WiFi-Steuerschaltungen 852-0 und WiFi-MAC/PHY-Schaltungen 852-1 umfassen. Die WiFi-Steuerschaltungen 852-0 können Kommunikationsoperationen ausführen, die mit einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards kompatibel sind. Dies kann das Extrahieren von AP-Verkehrsdaten aus empfangenen Paketen, 860, sowie herkömmliche Verbindungsfunktionen zum Verbinden mit einem AP, 862, umfassen. Die WiFi-MAC/PHY-Schaltungen 852-1 können Datenübertragung und -empfang gemäß einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards steuern. Demgemäß können die WiFi-MAC/PHY-Schaltungen 852-1 Beacon-Pakete, umfassend Beacon-Pakete, die AP-Verkehrsinformationen aufweisen, detektieren und empfangen, 858.
Ein Controller 854 kann Übertragungen durch die Kommunikationsschaltungen 852 steuern. In einigen Ausführungsformen kann ein Controller 854 Schaltungen (oder durch Schaltungen ausführbare Anweisungen) zum Steuern von drahtlosen Übertragungen gemäß anderen Prozessen (z. B. Anwendungen) umfassen. In der gezeigten Ausführungsform kann ein Controller 854 einen Prozessorabschnitt 854-0 und einen Speicherabschnitt 854-1 umfassen. In der gezeigten Ausführungsform kann ein Speicherabschnitt 854-1 Anweisungen für das Ausführen von Prozessen, umfassend einen AP-Auswahlprozess 864, speichern. Ein AP-Auswahlprozess 864 kann einen AP zum Verbinden gemäß einer der hierin offenbarten Ausführungsformen oder einem Äquivalent davon auswählen. In einigen Ausführungsformen kann ein AP-Auswahlprozess 864 einen Abschnitt 864-0 zur Ermittlung einer STA-Air-Time und einen Abschnitt 864-1 zur Ermittlung einer verfügbaren AP-Air-Time umfassen. Ein Abschnitt 864-0 zur Ermittlung einer STA-Air-Time kann die Air-Time für ihre Durchsatzbedürfnisse mit Bezug auf jeden detektierten AP basierend auf Verkehrsinformationen von dem AP ermitteln. Solche Aktionen können beliebige der hierin beschriebenen oder Äquivalente davon umfassen. In einigen Ausführungsformen kann ein Abschnitt 864-0 zur Ermittlung einer STA-Air-Time einen RSSI(dwn)-Wert verwenden, der von der Funkschaltung 846 detektiert wird. Der Abschnitt 864-1 zur Ermittlung einer verfügbaren AP-Air-Time kann die verfügbare Air-Time eines APs anhand von empfangenen Beacon-Daten ermitteln oder bestimmen.
In einigen Ausführungsformen kann ein Speicherabschnitt 854-1 verschiedene Werte für einen AP-Auswahlprozess 864 speichern. In der gezeigten Ausführungsform kann der Speicherabschnitt 854-1 eine Kurzliste mit AP-Kandidaten 866 speichern. Eine solche Kurzliste kann die Form von beliebigen der hierin beschriebenen oder einem Äquivalent davon annehmen, umfassend eine Liste von APs, die die geringste verfügbare Air-Time aufweisen, trotzdem aber noch in der Lage sind, den Durchsatzanforderungen der Vorrichtung 850A gerecht zu werden. Ein Speicherabschnitt 854-1 kann auch einen oder mehrere RSSI-Schwellenwerte 868 speichern. Die RSSI-Schwellenwerte 868 können verwendet werden, um APs aus der Betrachtung als Verbindungskandidaten zu streichen (d. h., dass, wenn ein RSSI für einen AP unter der RSSI-Schwelle liegt, der AP für das Verbinden nicht in Betracht gezogen wird).
Die Funkschaltungen 856 können Schaltungen zum Empfangen und Übertragen von Signalen gemäß einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards umfassen. Die Funkschaltungen 856 können beliebige geeignete Schaltungen gemäß einem ausgewählten Protokoll umfassen und können in einigen Ausführungsformen Basisbandschaltungen umfassen. In der gezeigten Ausführungsform können die Funkschaltungen 856 RSSI-Detektionsschaltungen 856-0 umfassen, die einen RSSI-Wert für empfangene Pakete/Datenrahmen, umfassend Beacon-Rahmen, generieren können. In einigen Ausführungsformen können die Funkschaltungen 856 in einem beliebigen international anerkannten industriellen, wissenschaftlichen oder medizinischen Band (ISM-Band) sowie in Abschnitten solcher Bänder übertragen/empfangen. In einigen Ausführungsformen können die Funkschaltungen 856 in beliebigen oder allen der 2,4-GHz-, 5-GHz- oder 6-GHz-Bänder betrieben werden.
Die E/A-Schaltungen 858 können die Steuerung der Vorrichtung 850A durch ein anderes System oder eine andere Vorrichtung ermöglichen. Die E/A-Schaltungen 858 können Schaltungen umfassen, die eine Kommunikation mit der Vorrichtung gemäß einem beliebigen geeigneten Verfahren ermöglichen, umfassend beliebige von verschiedenen Standards/Verfahren für serielle Datenkommunikation, umfassend, jedoch nicht begrenzt auf: serielle digitale Schnittstelle (SDI), universeller serieller Bus (USB), universeller asynchroner Empfänger-Transmitter (UART), I²C oder I²S.
Wenn Teil eines Systems, kann die Vorrichtung 850A ein oder mehrere Antennensysteme 870 umfassen, die an die Funkschaltungen 856 angebunden sind. Das Antennensystem 870 kann Antennen zum Empfangen und Übertragen über einen oder mehrere Kanäle umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Antennensystem 870 für Datenübertragung und -empfang konfiguriert sein, die mit einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards kompatibel sind.
8B ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 850B gemäß einer Ausführungsform. Eine Vorrichtung 850 kann Teil eines APs wie hierin beschrieben oder Äquivalenten davon sein. Eine Vorrichtung 850B kann Schaltungen wie die in 8A umfassen und solche Schaltungen können auf dieselbe oder auf äquivalente Weise betrieben werden. Wie in dem Fall von 8A kann eine Vorrichtung 850B Kommunikationsoperationen ausführen, die mit einem oder mehreren IEEE 802.11-Drahtlosstandards kompatibel sind. Diese Operationen können jedoch in der Rolle eines APs vorgenommen werden und können deshalb das Erstellen von Beacons 872-0, umfassend Beacons mit Verkehrsinformationen wie hierin beschrieben oder Äquivalente davon, sowie Verbindungsfunktionen 872-1 für das Verbinden mit einer STA umfassen. WiFi-MAC/PHY-Schaltungen 852-1 können Beacon-Pakete, umfassend Beacon-Pakete, die Verkehrsinformationen aufweisen, übertragen, 870.
In der gezeigten Ausführungsform kann ein Speicherabschnitt 854-1 Anweisungen für das Kompilieren von STA-Verkehrsdaten umfassen, 874-0. Solche Anweisungen können das Verwalten/Erfassen von Leistungswerten für jeden Link mit einer verbundenen STA (z. B. RSSI(up), RSSI(dwn)) und das Aufzeichnen eines Modulations-/Codierungsschemas für die verbundene STA, wenn mehr als ein Schema unterstützt wird, umfassen. In einigen Ausführungsformen können solche Anweisungen das Generieren und Verwalten eines verfügbaren Air-Time-Werts für den AP umfassen, der die aggregierte Air-Time für alle verbundenen STAs berücksichtigt.
Auch wenn Ausführungsformen Systeme und Vorrichtungen mit verschiedenen zusammengeschalteten Komponenten umfassen können, können Ausführungsformen auch Einheitsvorrichtungen umfassen, die es Vorrichtungen ermöglichen können, Verbindungsprozesse auszuführen, die zu einem effizienten und ausgewogenen Zugang zu APs in dichten Betriebsumgebungen führen können, wie hierin beschrieben oder Äquivalente davon. In einigen Ausführungsformen können solche Einheitsvorrichtungen vorteilhafterweise kompakte einzelne integrierte Schaltungen (d. h. Chips) sein. 9 zeigt ein besonderes Beispiel einer drahtlosen Vorrichtung 950 mit einem einzelnen, in einem Gehäuse untergebrachten Chip. Eine solche Vorrichtung 950 kann Schaltungen umfassen, um der STA und/oder dem AP hierin beschriebene und äquivalente Funktionen bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann eine Vorrichtung 950 Schaltungen wie diejenigen umfassen, die in den 8A und/oder 8B gezeigt sind.
Es versteht sich jedoch, dass eine Vorrichtung gemäß Ausführungsformen sowohl einen beliebigen anderen Gehäusetyp einer integrierten Schaltung als auch das direkte Bonden eines Vorrichtungschips auf eine Leiterplatte oder ein Substrat umfassen kann.
10 zeigt ein System 1080 gemäß einer Ausführungsform. Ein System 1080 kann verschiedene lokale Vorrichtungen 1050A-0 bis -4 und Gateway-Vorrichtungen 1050B-0 bis -2 umfassen. Die lokalen Vorrichtungen (1050A-0 bis -4) können STAs sein, wie hierin beschrieben oder Äquivalente davon, und die Gateway-Vorrichtungen (1050B-0 bis -2) können APs sein, wie hierin beschrieben oder Äquivalente davon. Die Gateway-Vorrichtungen 1050B-0 bis -2 können überlappende Betriebsbereiche aufweisen. Somit können, wenn lokale Vorrichtungen (1050-0 bis -4) zu einer Betriebsumgebung hinzugefügt werden, sich solche Vorrichtungen (1050-0 bis -4) mit einer der Gateway-Vorrichtungen (1050B-0 bis -2) verbinden.
In der gezeigten Ausführungsform können die lokalen Vorrichtungen (1050A-0 bis -3) IoT(Internet-of-Things)-Vorrichtungen sein, wie etwa Beleuchtungsvorrichtungen 1050-0, Verriegelungsvorrichtungen 1050-1, Unterhaltungsvorrichtungen 1050-2, Sicherheitsvorrichtungen 1050-3, Messvorrichtungen 1050-4, um nur einige von vielen möglichen Beispielen zu nennen. Jede lokale Vorrichtung (1050A-0 bis -3), die zu der Betriebsumgebung hinzugefügt wird, kann nach Broadcasts von Gateway-Vorrichtungen (1050B-0 bis -2), die Durchsatzinformationen umfassen, suchen und dann eine davon zum Verbinden auswählen, wie hierin beschrieben und Äquivalente davon.
Ausführungsformen können eine STA umfassen, die sich mit einem von mehreren APs in einer dichten Betriebsumgebung basierend auf Durchsatzinformationen, die von allen solchen APs per Broadcast ausgesendet werden, verbindet, sodass der Verkehr auf vorgegebene Weise gestaltet oder organisiert wird.
Ausführungsformen können eine STA umfassen, die aus APs mit einer niedrigsten verfügbaren Verbindungskapazität auswählt, was es einem oder mehreren anderen APs ermöglicht, einen relativ hohen Durchsatz für Vorrichtungen mit höherem Verkehr, die in Zukunft beitreten könnten, beizubehalten.
Ausführungsformen können umfassen, dass eine STA aus mehreren APs auswählt, die mit Air-Time-Fairness betrieben werden. In einer solchen Anordnung können STAs dazu tendieren, innerhalb eines Satzes von APs gleichmäßig verteilt zu sein.
Im Vergleich zu herkömmlichen Zugangsverfahren, die auf Konkurrenz basieren, können Ausführungsformen negative Auswirkungen von STAs mit hoher Rate, die einer dichten Betriebsumgebung beitreten, begrenzen.
Diese und andere Vorteile werden für Fachleuten offensichtlich sein.
Auch wenn Ausführungsformen eine Broadcast-Übertragung von einem AP umfassen, die einen Durchsatzwert für genau diesen AP umfasst, können alternative Ausführungsformen Broadcast-Übertragungen umfassen, die Durchsatzdaten für mehr als einen AP umfassen.
Auch wenn die Durchsatzdaten Air-Time-Mengen umfassen können, können die Durchsatzdaten auch andere Daten umfassen, wie etwa die Übertragungsleistung an dem AP und/oder die Empfangsleistung an dem AP für andere Vorrichtungen (z. B. STAs).
Auch wenn in Ausführungsformen drahtlose Umgebungen beschrieben wurden, die mit IEEE 802.11-Drahtlosstandards kompatibel sind, können alternative Ausführungsformen Operationen gemäß anderen Standards umfassen. In solchen alternativen Ausführungsformen kann ein AP eine Vorrichtung sein, die den Zugang zu einem Netzwerk sowie Übertragungen innerhalb seines Netzwerks steuert. STAs sind Vorrichtungen, die mit Erlaubnis von dem AP zu dem Netzwerk hinzugefügt werden können (z. B. durch eine Verbindung).
Es sollte anerkannt werden, dass in dieser gesamten Patentbeschreibung eine Bezugnahme auf „eine Ausführungsform“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingeschlossen ist. Daher ist hervorzuheben und sollte anerkannt werden, dass zwei oder mehrere Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ oder „eine alternative Ausführungsform“ in verschiedenen Abschnitten dieser Patentbeschreibung sich nicht unbedingt alle auf dieselbe Ausführungsform beziehen. Außerdem können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften je nach Eignung in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung kombiniert sein.
Ähnlich sollte anerkannt werden, dass in der vorhergehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung verschiedene Merkmale der Erfindung manchmal zusammen in einer einzelnen Ausführungsform, Figur oder Beschreibung zusammengefasst sind, um die Offenbarung zu straffen und einen oder mehrere der verschiedenen erfinderischen Aspekte besser verständlich zu machen. Dieses Offenbarungsverfahren darf jedoch nicht so interpretiert werden, als würde es eine Absicht widerspiegeln, dass die Ansprüche mehr Merkmale benötigen, als ausdrücklich in jedem Anspruch angeführt sind. Vielmehr liegen erfinderische Aspekte in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen vorhergehend offenbarten Ausführungsform. Daher werden die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche hiermit ausdrücklich in diese ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich allein als eine separate Ausführungsform dieser Erfindung steht.

Claims

Ein Verfahren, das Folgendes beinhaltet: durch den Betrieb einer drahtlosen Stationsvorrichtung (STA): Empfangen einer Vielzahl von unterschiedlichen Broadcast-Übertragungen, Bestimmen einer Air-Time-Verfügbarkeit von jedem einer Vielzahl von Zugangspunkten (APs) anhand von Daten, die in den Broadcasts umfasst sind, für jeden der Vielzahl von APs, Ermitteln einer Datenrate für die STA in Bezug auf den AP anhand von Verkehrsdaten, die in mindestens einer Broadcast-Übertragung von dem AP umfasst sind, Auswählen eines APs aus der Vielzahl von APs basierend auf vorgegebenen Verkehrsmetriken für die Vielzahl von APs und Verbinden mit dem ausgewählten AP.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei: das Ermitteln der Datenrate für die STA für jeden der Vielzahl von APs das Extrahieren mindestens eines vorgegebenen Informationselements aus einer Beacon-Übertragung von jedem AP umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei: das mindestens eine vorgegebene Informationselement einen Empfangsleistungswert für jede mit dem AP verbundene STA beinhaltet, wobei der Empfangsleistungswert ein Maß der Signalleistung von dem AP an der verbundenen STA ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei: die mindestens eine vorgegebene Information ein Modulations- oder Codierungsschema für den Link zwischen dem AP und der verbundenen STA beinhaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei: das Auswählen eines APs basierend auf vorgegebenen Verkehrsmetriken für die Vielzahl von APs Folgendes umfasst: Bestimmen eines Teilsatzes von APs aus der Vielzahl von APs, wobei der Teilsatz von APs eine niedrigste verfügbare Air-Time innerhalb der Vielzahl von APs aufweist, und zufälliges Auswählen eines APs aus dem Teilsatz von APs.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei: das Auswählen eines APs basierend auf vorgegebenen Verkehrsmetriken für die Vielzahl von APs Folgendes umfasst: Bestimmen einer empfangenen Signalstärke für eine Broadcast-Übertragung, die jedem AP entspricht, und Ermitteln der Daten für die STA in Bezug auf jeden AP mindestens unter Verwendung der empfangenen Signalstärke für den AP.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: durch den Betrieb der STA, Bestimmen einer Empfangsleistung für jede Broadcast-Übertragung, und wenn eine Empfangsleistung einer Broadcast-Übertragung unter einer vorgegebenen Schwelle liegt, Ausschließen des APs aus der Verbindungsauswahl.
Eine Vorrichtung, die Folgendes beinhaltet: Funkschaltungen, die konfiguriert sind, um drahtlose Kommunikationen zu übertragen und zu empfangen; und Kommunikationsschaltungen, die für Folgendes konfiguriert sind: Extrahieren von Verkehrswerten für eine Vielzahl von Zugangspunkten (APs) aus empfangenen Broadcast-Übertragungen, umfassend Verkehrsdaten für jede mit einem AP verbundene Stationsvorrichtung (STA), Ermitteln einer verfügbaren Air-Time für jeden AP, Ermitteln einer Datenrate für die Vorrichtung mit Bezug auf jeden AP basierend auf Verkehrsdaten für mit dem AP verbundene STAs, Auswählen mindestens eines APs aus der Vielzahl von APs basierend auf vorgegebenen Verkehrsmetriken und Verbinden mit dem mindestens einen AP, der den niedrigsten geänderten Durchsatz aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die Funkschaltungen ferner konfiguriert sind, um einen Empfangsleistungswert für die empfangenen Broadcast-Übertragungen zu bestimmen; und die Kommunikationsschaltungen ferner konfiguriert sind, um die Datenrate für die Vorrichtung mit Bezug auf jeden AP mit mindestens der Empfangsleistung für eine Broadcast-Übertragung von dem AP zu ermitteln.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die Funkschaltungen ferner konfiguriert sind, um einen Empfangsleistungswert für die Broadcast-Übertragungen zu bestimmen; und die Kommunikationsschaltungen ferner konfiguriert sind, um einen AP aus der Verbindungsauswahl auszuschließen, wenn eine Empfangsleistung für eine Broadcast-Übertragung von dem AP unter einer vorgegebenen Schwelle liegt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die Kommunikationsschaltungen Medienzugriffssteuerschaltungen umfassen, die konfiguriert sind, um Informationselemente aus Beacon-Übertragungen zu extrahieren, wobei die Informationselemente die Verkehrsdaten für jede mit einem AP verbundene STA umfassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei: die Verkehrsdaten für jede mit einem AP verbundene STA aus der Gruppe aus Folgendem ausgewählt sind: einer Empfangsleistung für die STA mit Bezug auf Signale von dem AP, einem Modulations- oder Codierungsschema für Kommunikationen zwischen der STA und dem AP, einer verfügbaren Air-Time für den AP.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die Kommunikationsschaltungen für Folgendes konfiguriert sind: Bestimmen eines Teilsatzes von APs, die eine niedrigste verfügbare Air-Time aufweisen, aus der Vielzahl von APs und zufälliges Auswählen eines APs aus dem Teilsatz von APs.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die Funkschaltungen und die Kommunikationsschaltungen mit einem gleichen Substrat einer integrierten Schaltung gebildet sind.
Ein System, das Folgendes beinhaltet: eine drahtlose Stationsvorrichtung (STA), die für Folgendes konfiguriert ist: Bestimmen einer verfügbaren AP-Air-Time für jeden einer Vielzahl von Zugangspunkten (APs) anhand von Broadcast-Übertragungen der APs, Bestimmen einer ermittelten STA-Air-Time für jeden der Vielzahl von APs, wobei jede ermittelte STA-Air-Time eine Air-Time an jedem AP ist, die benötigt wird, um einen vorgegebenen Datendurchsatz für die STA und beliebige andere mit dem AP verbundene STAs zu erfüllen, Auswählen eines APs basierend auf vorgegebenen Verkehrsmetriken und Verbinden mit dem mindestens einen AP, der die niedrigste verfügbare Air-Time aufweist; und ein Antennensystem, das mit der STA gekoppelt ist und konfiguriert ist, um drahtlose Signale zu empfangen und zu übertragen, umfassend das Empfangen der Broadcast-Übertragungen.
System gemäß Anspruch 15, das ferner Folgendes umfasst: eine Vielzahl von APs, wobei jeder AP für Folgendes konfiguriert ist: Generieren von Verkehrsdaten für jede mit dem AP verbundene STA und Übertragen einer entsprechenden Broadcast-Übertragung, die die Verkehrsdaten für jede mit dem AP verbundene STA umfasst.
System gemäß Anspruch 16, wobei: die Verkehrsdaten beliebige umfassen, die aus der Gruppe aus Folgendem ausgewählt sind: einem Empfangsleistungswert, der der AP-Signalstärke an der STA entspricht, und einem Modulations-/Codierungsschema für Kommunikationen zwischen dem AP und der STA.
System gemäß Anspruch 16, wobei: mindestens einer der APs Folgendes umfasst: Speicherschaltungen, die konfiguriert sind, um Verkehrsdaten für jede mit dem AP verbundene STA zu speichern, und Verarbeitungsschaltungen, die konfiguriert sind, um einen Beacon-Rahmen zu generieren, der die Verkehrsdaten für alle verbundenen STAs enthält.
System gemäß Anspruch 16, wobei: mindestens einer der APs konfiguriert ist, um einen gleichen Durchsatz für alle mit dem mindestens einen AP verbundenen STAs bereitzustellen.
System gemäß Anspruch 15, wobei: die STA für Folgendes konfiguriert ist: Bestimmen eines Teilsatzes von APs, die eine niedrigste verfügbare Air-Time aufweisen, aus der Vielzahl von APs und zufälliges Auswählen eines APs aus dem Teilsatz von APs.