DE602004013336T2

DE602004013336T2 - Kanalkoordinierung in drahtlosen netzsystemen

Info

Publication number: DE602004013336T2
Application number: DE602004013336T
Authority: DE
Inventors: Tobias Weisshausstr. 2 HELBIG
Original assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH; Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2024-07-29
Also published as: JP5086638B2; US20060217067A1; EP1654836B1; CN1833409A; ATE393516T1; EP1654836A1; CN1833409B; US8054781B2; DE602004013336D1; WO2005015839A1; JP2007502039A

Description

Drahtlose lokale Netze (LANs – Local Area Networks) wurden als ein verbesserter Nachfolger für drahtgebundene LANs entwickelt. In einem drahtlosen LAN für Datenkommunikation sind mehrere (mobile) Netzstationen (zum Beispiel Personalcomputer, Telekommunikationseinrichtungen, usw.) vorhanden, die zur drahtlosen Kommunikation imstande sind. Im Vergleich zu drahtgebundenen LANs kann die Datenkommunikation in drahtlosen LANs aufgrund der Flexibilität der Anordnung von Netzstationen im durch das LAN abgedeckten Gebiet und aufgrund des Nichtvorhandenseins von Kabeln und Verbindungen vielseitiger sein.
Drahtlose LANs werden allgemein gemäß dem Standard ausgeführt, wie durch den internationalen Standard ISO-IEC8802-11 (IEEE 802.11) definiert. IEEE 802.11 beschreibt einen Standard für drahtlose LAN-Systeme, die im 2,4 bis 2,5 GHz ISM-Band (ISM = Industrial Scientific and Medical) arbeiten. Dieses ISM-Band ist weltweit verfügbar und erlaubt den Betrieb ohne Lizenz für Spreizspektrumsysteme. Sowohl in den Vereinigten Staaten als auch in Europa wurde das 2,400 bis 2,483.5 MHz-Band zugeteilt, während für andere Länder, wie Japan, ein anderer Teil des 2,5 bis 2,4 GHz ISM-Bandes zugewiesen wurde. Der IEEE 802.11-Standard ist auf die Protokolle MAC (Medium Acces Control) und PHY (physikalische Schicht) für Netze und Ad-hoc-Netze, die auf Zugangspunkten (AP = Access Point) gründen, ausgerichtet.
In der US-Patentschrift 5,933,420 wird ein Verfahren zum Zuweisen von Kanälen zu einem Satz von Zugangspunkten, die an ein Netz gekoppelt sind, beschrieben. Dies erfolgt durch das Messen der Interferenz zwischen Zugangspunkten, die auf einer Anzahl von Kanälen kommunizieren. Die Ergebnisse der Interferenzen werden in den Zugangspunkten gemessen und jedem der Zugangspunkte werden Frequenzen ohne Interferenzen zugewiesen.
In AP-basierten drahtlosen Netzen können die Stationen innerhalb einer Gruppe oder Zelle direkt mit dem AP kommunizieren. Dieser AP leitet Nachrichten an die Zielstation innerhalb der gleichen Zelle oder durch das verdrahtete Verteilungssystem an einen anderen AP weiter, von wo solche Nachrichten schließlich an der Zielstation eintreffen. In Ad-hoc-Netzen arbeiten die Stationen auf einer Peer-to-Peer-Ebene und es ist kein AP oder (drahtgebundenes) Verteilungssystem vorhanden.
Der 802.11-Standard unterstützt drei PHY-Protokolle. DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) und Infrarot mit PPM (Pulse Position Modulation). Alle diese drei PHYs stellen Bitraten von ein und zwei Mbit/s bereit. Ferner umfasst IEEE 802.11 die Erweiterungen 11a und 11b, die zusätzliche höhere Bitraten vorsehen: Die Erweiterung 11b stellt die Bitraten 5,5 und 11 Mbit/s sowie die DSSS-Grundbitraten von 1 und 2 Mbit/s innerhalb des gleichen 2,4 bis 2,5 GHz ISM-Bandes bereit. Die Erweiterung 11a stellt einen OFDM-PHY-Standard (OFDM = Orthogonal Frequency Division Multiplexing Modulation) bereit, der Bitraten im Bereich von 6 bis 54 Mbit/s im 5 GHZ-Band bereitstellt.
Solche drahtlosen Netze im ISM-Band werden für gewöhnlich durch das Platzieren von Zugangspunkten eingerichtet, die Endgeräte miteinander und mit einem Kernnetz, wie einem öffentlichen Fernsprechwählnetz (PSTN = Public Switch Telephone Network), einem dienstintegrierenden Digitalnetz (ISDN = Integrated Services Digital Network) oder einem paketvermittelten öffentlichen Datennetz (PSPDN = Packet Switch Public Data Network) verbinden. Jeder DSSS-AP kann auf einem Kanal betrieben werden. Die Anzahl der Kanäle ist abhängig vom Regulierungsbereich, in dem das drahtlose LAN verwendet wird (in den USA zum Beispiel 11 Kanäle im 2,4 GHz-Band). Diese Anzahl kann in ISO/IEC 8802-11, ANSI/IEEE Std. 802.11. Edition 1999-00-00 gefunden werden. Überlappende Zellen, die unterschiedliche Kanäle verwenden, können simultan ohne Interferenz betrieben werden, wenn die Kanalentfernung mindestens 3 beträgt.
Solche drahtlosen Netze in ISM-Bändern werden für gewöhnlich durch das Platzieren von Zugangspunkten eingerichtet, die Endgeräte miteinander und mit einem Kernnetz, wie einem öffentlichen Fernsprechwählnetz (PSTN = Public Switch Telephone Network), einem dienstintegrierenden Digitalnetz (ISDN = Integrated Services Digital Network) oder einem paketvermittelten öffentlichen Datennetz (PSPDN = Packet Switch Public Data Network) verbinden. Daher können in überlappenden Zellen Probleme, wie gesteigerte Interferenz, auftreten, wenn die Netze durch das einzelne Platzieren von Zugangspunkten und das Einstellen der Kanäle eingerichtet werden. Solche Situationen treten zum Beispiel häufig auf, wenn die drahtlosen Netze in den ISM-Bändern auf urkoordinierte Art und Weise, zum Beispiel in unterschiedlichen Wohnungen von Wohngebäuden, eingerichtet werden. In solchen Situationen können in den einzelnen Netzen eine hohe Interferenz und daher eine Verschlechterung von Qualität und Bandbreite auftreten. Ferner können solche unkoordinierten Netze eine geringe spektrale Effizienz und daher eine frühe Sättigung der Gesamtsystemkapazität aufweisen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen einer verbesserten Koordinierung von Kommunikationskanälen von Zugangspunkten (AP = Access Point) von drahtlosen Netzsystemen. Der Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die vorhergehende Aufgabe durch ein drahtloses Netzsystem gelöst werden, welches einen ersten Zugangspunkt zum Bereitstellen eines ersten Kommunikationskanals zu einem ersten Endgerät und einen zweiten Zugangspunkt zum Bereitstellen eines zweiten Kommunikationskanals zu einem zweiten Endgerät umfasst. Gemäß einem Gesichtspunkt dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist der erste Zugangspunkt dazu eingerichtet, einen dritten Kommunikationskanal zu dem zweiten Zugangspunkt aufzubauen, um eine Einstellung des ersten und zweiten Kommunikationskanals zu koordinieren.
Vorzugsweise kann durch dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein drahtloses Netzsystem bereitgestellt werden, dessen Zugangspunkte in der Lage sind, die Nutzung von Frequenzen oder Kanälen in einer bestimmten Nähe von Endgeräten zusammenwirkend zu koordinieren und zu optimieren. Vorzugsweise kann die auftretende Interferenz verringert und die spektrale Effizienz des Systems im Vergleich zu Systemen verbessert werden, in denen keine Koordinierung einer Einstellung der Kommunikationskanäle der Zugangspunkte durchgeführt wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung führt der erste Zugangspunkt eine Detektion für einen anderen Zugangspunkt durch. Deswegen kann vorzugsweise ein neuer Zugangspunkt, wie der erste Zugangspunkt, in der Nähe von anderen bereits bestehenden Zellen platziert werden. Dann kann der Zugangspunkt im drahtlosen Netzsystem gemäß der vorliegenden Erfindung automatisch andere Netzpunkte detektieren und die Kanaleinstellung koordinieren. So können Probleme aufgrund der Überlappung von Zellen und unkoordinierten Kanälen vermieden werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der erste Zugangspunkt dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob freie Kanäle vorhanden sind oder nicht. Falls der erste Zugangspunkt bestimmt, dass freie Kanäle vorhanden sind, werden die freien Kanäle eingestellt und/oder anderen Zugangspunkten zugewiesen, derart, dass die Interferenz verringert und die spektrale Effizienz verbessert wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung fordert der erste Zugangspunkt, falls keine feien Kanäle vorhanden sind, Interferenz- und Kanalnutzungs-Zugangspunkte von anderen Zugangspunkten an und führt dann die Kanalzuweisung auf der Grundlage einer optimierten, durch den ersten Zugangspunkt berechneten Kanalauslegung durch. Vorzugsweise wird durch dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine zusammenwirkende Zellenoptimierung der Kanäle (zum Beispiel der Frequenzen) durchgeführt.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Bildung von Zuordnungseinheiten durchgeführt werden, derart, dass die Zugangspunkte innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs in Gruppen von zusammenwirkenden Zugangspunkten aufgeteilt werden. Gemäß einem Gesichtspunkt dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung können die Gruppen gemäß der von einer Funkleistung abgeleiteten Nähe zugewiesen werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechen die Kommunikationskanäle Frequenzen im ISM-Band.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Zugangspunktvorrichtung zur Verwendung in einem drahtlosen Netzsystem bereitgestellt, die gemäß einem Gesichtspunkt dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung eingerichtet ist, einen Kommunikationskanal zu einem anderen Zugangspunkt aufzubauen, um eine Einstellung der Kommunikationskanäle zu koordinieren. Gemäß einem Gesichtspunkt dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann der Kommunikationskanal zum Koordinieren der Kanaleinstellung über das Kernnetz oder über einen drahtlosen Kanal eingerichtet werden. Deswegen kann ein Zugangspunkt bereitgestellt werden, der auf eine unkoordinierte Art und Weise in der Nähe von bereits bestehenden Netzen platziert werden kann, der dann seine Kanaleinstellung automatisch mit den anderen Zugangspunkten der umliegenden Netze koordinieren kann.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Zugangspunktes eines drahtlosen Netzes bereitgestellt, derart, dass ein Kommunikationskanal zu einem anderen Zugangspunkt aufgebaut wird, um eine Einstellung des Kommunikationskanals zu koordinieren. Vorzugsweise kann durch dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Interferenz, die in benachbarten drahtlosen Netzen oder Zellen von drahtlosen Netzen verursacht wird, verringert werden.
Als Kern eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann betrachtet werden, dass mindestens ein Zugangspunkt bereitgestellt wird, der, zum Beispiel über das Kernnetz oder drahtlos, einen Kommunikationskanal zu einem anderen Zugangspunkt aufbaut, um die Nutzung von Frequenzen/Kanälen untereinander zu koordinieren. Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann ein erster Zugangspunkt, sobald er eingeschaltet ist, die Verwendung von Kanälen/Frequenzen in der umgebenden Nähe abtasten und eine Karte der Funkverbindungen aufbauen. Diese Karte kann ständig aktualisiert werden. Bei der Detektion eines anderen Zugangspunkts in Funkreichweite stellt er eine Steuerverbindung zu diesem Zugangspunkt her. Falls freie Kanäle/Frequenzen für Kommunikationen mit „seinen" Endgeräten vorhanden sind, wählt der Zugangspunkt so eine/n freie/n Frequenz/Kanal aus oder er kann eine dieser freien Frequenzen/Kanäle den anderen Zugangspunkten zur Kommunikation mit den jeweiligen zugewiesenen Endgeräten zuweisen. Falls keine freien Frequenzen/Kanäle vorhanden sind, fordert ein dedizierter Netzpunkt, wie zum Beispiel derjenige mit der höchsten oder niedrigsten Kennung, die Interferenz- und Kanalnutzungskarten von anderen Zugangspunkten an, um auf der Grundlage dieser Interferenz- und Kanalnutzungskarten eine optimierte Frequenz-/Kanalauslegung zu berechnen. Die Frequenzen/Kanäle werden auf dieser Grundlage den Zugangspunkten zugewiesen.
Diese und andere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die hiernach beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und erklärt werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines drahtlosen Netzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2a und 2b ein vereinfachtes Diagramm der Betriebsreihenfolge eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben des drahtlosen Netzsystems, das Zugangspunkte gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, wie in 1 bildlich dargestellt.
1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Netzsystems, das Zugangspunkte gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst.
Das Bezugszeichen 2 in 1 bezeichnet einen ersten Zugangspunkt AP1 zum Herstellen von Funkverbindungen zu oder unter den Endgeräten T₁ bis T_n, die durch die Bezugszeichen 4 bezeichnet werden. Die Endgeräte 4 können innerhalb der Zelle 6 eingerichtet sein, die durch die Funkreichweite des Zugangspunkts AP2 bestimmt wird. Wie durch die Kommunikationsverbindung 16 zwischen dem Zugangspunkt AP1 2 und einem anderen Zugangspunkt AP2 8 angezeigt, ist der Zugangspunkt AP1 2 eingerichtet, eine Verbindung zu anderen Zugangspunkten AP2 8 herzustellen. Der Zugangspunkt AP2 8 definiert eine andere Funkzelle 10. Der Zugangspunkt AP2 8 ist zum Bereitstellen einer Kommunikation zu, von und unter den Endgeräten T₁ ... T_n 4 eingerichtet. Ferner sind die Zugangspunkte AP1 2 und AP2 8 jeweils zum Kommunizieren mit einem anderen Zugangspunkt AP3 12 über die Kommunikationsverbindungen 18 und 20 eingerichtet. Der Zugangspunkt AP3 12 definiert eine andere Funkzelle 14 zum Bereitstellen von Kommunikation zu, von und unter den Endgeräten T₁ ... T_n 4. Die Kommunikation zwischen den Zugangspunkten 2, 8 und 12 und den Endgeräten T₁ ... T_n 4 sind Funkkommunikationen über ISM-Bänder. Eine Kommunikation unter den Zugangspunkten 2, 8 und 10 kann entweder eine drahtlose Kommunikation über einen Sendekanal sein, der sich auch im ISM-Band befinden kann, oder kann auch über ein Kernnetz, wie ein PSTN-Netz, ein ISDN-Netz oder ein PSPDN-Netz, stattfinden.
2a und 2b zeigen ein vereinfachtes Diagramm der Betriebsreihenfolge eines Verfahrens zum Betreiben des drahtlosen Netzsystems, das Zugangspunkte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst.
Ungeachtet der Tatsache, dass 2a und 2b eine Frequenzkoordinierung zwischen den Zugangspunkten AP1, AP2 und AP3 bildlich darstellen, ist das beispielhafte Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, das in 2a und 2b bildlich dargestellt ist, nicht auf die Frequenzkoordinierung beschränkt sondern auch auf eine Kanalzuweisung im Allgemeinen übertragbar.
Wie in 2a ersichtlich, führt der Zugangspunkt AP1, nachdem der Zugangspunkt AP1 in Schritt S1 angeschaltet wurde, in Schritt S2 eine Frequenzabtastung nach freien Frequenzen durch. Dann wählt der Zugangspunkt AP1, falls AP1 eine freie Frequenz, d. h. eine Frequenz, die nicht durch einen anderen Zugangspunkt in Funkreichweite genutzt wird, gefunden hat, in Schritt S3 eine erste Frequenz F1 zur Kommunikation mit „seinen" Endgeräten 4, d. h. den Endgeräten innerhalb seiner eigenen, durch seine eigene Funkreichweite definierten Funkzelle 6 aus.
Parallel dazu führt der Zugangspunkt AP2, nachdem der Zugangspunkt AP2 in Schritt S17 angeschaltet wurde, in Schritt S18 eine Frequenzabtastung nach freien Frequenzen durch. Auch der Zugangspunkt AP3 führt, nachdem er in Schritt S27 angeschaltet wurde, in Schritt S28 eine Abtastung nach freien Frequenzen durch.
Die Frequenzabtastungen, die durch die Zugangspunkte AP1, AP2 und AP3 in den Schritten S2, S18 und S28 durchgeführt werden, umfassen im Grunde eine Bestimmung darüber, ob sich irgendwelche andere Zugangspunkte in der Nähe befinden. Falls in Schritt S2, S18 und S28 andere Frequenzen gefunden werden, wird in dem entsprechenden Zugangspunkt bestimmt, dass sich andere Zugangspunkte in der Nähe befinden.
Aufgrund der Tatsache, dass die anderen Zugangspunkte AP2 und AP3 während der Frequenzabtastung des AP1 in Schritt S2 sich immer noch in der Initialisierungsphase befanden und nicht aktiv Kommunikationen zu ihren Endgeräten 4 durchführten, konnte der AP1, falls er eine freie Frequenz fand und keinen anderen Zugangspunkt in der Nähe fand, in Schritt S3 die Frequenz F1 auswählen und eine Kommunikation mit seinen Endgeräten 4 einleiten. Aufgrund der Tatsache, dass AP1 während der Abtastungsschritte S18 und S28 von AP2 und AP3 bereits auf der Frequenz F1 sendete, ermittelten AP2 und AP3 während der Frequenzabtastungsschritte S18 und S28 jeweils einen anderen Zugangspunkt, nämlich AP1. Deswegen richten AP2 und AP3 gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung in Schritt S19 und S29 einen Steuerkanal zu AP1 ein. Mit anderen Worten richtet ein Zugangspunkt gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung einen Steuerkanal zu einem anderen Zugangspunkt ein, falls während der vorhergehenden Frequenzabtastung ein anderer Zugangspunkt identifiziert wurde.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein dedizierter Zugangspunkt, hier der Zugangspunkt mit der niedrigsten Kennung, ausgewählt, um die Frequenzkoordinierung durchzuführen. Gemäß Varianten dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann auch der Zugangspunkt mit der höchsten Kennung oder ein willkürlich unter den Zugangspunkten ausgewählter Zugangspunkt ausgewählt werden, um die Frequenzkoordinierung durchzuführen. Die Kommunikation zwischen den Zugangspunkten kann entweder drahtlos oder über das Kernnetz durchgeführt werden. Die Kommunikation kann auch über Mehrfachreflexionsverbindungen durchgeführt werden.
Falls durch AP2 bestimmt wird, dass zum Beispiel während der Frequenzabtastung in Schritt S18 Frequenzen bestimmt wurden, fahrt das Verfahren mit Schritt S21 fort, wo der Zugangspunkt AP1 die Frequenzeinstellung von AP2 derart koordiniert, dass die Frequenz F2 in den Schritten S4 und S21 dem AP2 zugewiesen wird. Dann kann AP2 seine Kommunikation zu seinen Endgeräten 4 mit der Frequenz F2 einleiten oder fortführen. Dann geht der Betrieb von AP2 von Schritt S21 zu Schritt S22 über, wo er endet.
In Schritt S30 führt AP3 eine Bestimmung durch, ob ein freier Kanal vorhanden ist oder nicht. Falls in Schritt S30 bestimmt wird, dass ein freier Kanal vorhanden ist, koordiniert AP1 die Einstellung der Frequenz von AP3 derart, dass die freie Frequenz F3 in Schritt S5 und S31 AP3 zugewiesen wird. Dann geht der Betrieb von AP3 von S31 zu S32 über, wo er endet.
Sämtliche Kommunikationen zwischen den Zugangspunkten AP1, AP2 und AP3 zum Zuweisen der freien Kanäle F1, F2 und F3 zu AP1, AP2 und AP3 können, wie oben angegeben, über einen drahtlosen Funkweg oder über das Kernnetz durchgeführt werden. Es sei auch erwähnt, dass trotz der Tatsache, dass zur Einstellung der Kommunikationsfrequenzen F1, F2 und F3 nur einige wenige Kommunikationspfeile zwischen AP1, AP2 und AP3 gezeigt werden, weitere Kommunikationen zwischen den Zugangspunkten AP1, AP2 und AP3 stattfinden können, die in 2a nicht gezeigt sind, zum Beispiel eine Kommunikation von AP2 zu AP1, da in Schritt S20 freie Kanäle bestimmt wurden, oder von AP3 zu AP1, da in Schritt S30 ein freier Kanal bestimmt wurde.
Falls in Schritt S20 und S30 bestimmt wurde, dass keine freien Kanäle vorhanden sind, geht der Betrieb von AP2 und AP3 zu Schritt S23 und S33 über. In Schritt S23 und S33 lösen AP2 und AP3 in AP1 eine Frequenzoptimierung aus. Von Schritt S23 geht das Verfahren, wie durch das eingekreiste B im unteren Teil von 2a und das eingekreiste B im oberen Teil von 2b angezeigt, zu Schritt S24 über. Von Schritt S33 geht der Betrieb, wie durch das eingekreiste C im unteren Teil von 2a und im oberen Teil von 2b angezeigt, zu Schritt S34 über.
Im AP1 geht der Betrieb von Schritt S5 zu Schritt S6 über, wo eine Bestimmung darüber vorgenommen wird, ob die Frequenzoptimierung ausgelöst wurde oder nicht. Falls in Schritt S6 bestimmt wurde, dass keine Frequenzoptimierung ausgelöst wurde, geht das Verfahren zu Schritt S7 über, wo es endet.
Falls in Schritt S6 bestimmt wird, dass die Frequenzoptimierung durch AP2 oder AP3 ausgelöst wurde, geht das Verfahren zu Schritt S8 über, wie durch das eingekreiste A im unteren Teil von 2a und im oberen Teil von 2b angezeigt.
In Schritt S8 fordert AP1 Kanalnutzungs-/Interferenzkarten von AP2 und AP3 an.
AP2 und AP3 können angepasst werden, um die jeweiligen Kanalnutzungs-/Interferenzkarten während der Frequenzabtastungsschritte S18 und S28 automatisch zu bestimmen oder zu aktualisieren. In Schritt S24 übermittelt AP2 seine eigene Kanalnutzungs-/Interferenzkarte an AP1, wo sie in Schritt S9 empfangen wird. In Schritt S24 übermittelt AP3 seine eigene Kanalnutzungs-/Interferenzkarte an AP1, wo sie in Schritt S10 empfangen wird. Dann bestimmt AP1 in Schritt S11 eine optimierte Frequenz-/Kanalauslegung auf der Grundlage der empfangenen Kanalnutzungs-/Interferenzkarten.
Die Bestimmung der optimierten Frequenz-/Kanalauslegung kann auf der Grundlage einer willkürlichen Zuweisung bis hin zu einem hochkomplexen Algorithmus erfolgen, wie er zum Beispiel für die Offline-Bestimmung von mobilen Telekommunikationsnetzen verwendet wird. Eine Auswahl eines Verfahrens zum Bestimmen der optimierten Auslegung in Schritt S11 kann mit Bezug auf die im AP1 bereitgestellten Rechenmittel ausgewählt werden. Ferner kann eine Auswahl des in Schritt S11 verwendeten Verfahrens von der Verfügbarkeit von AP1 wie auch von der Rechenintensität abhängen, die durch die Ausführung des entsprechenden Zugangspunkts toleriert werden kann.
In sehr engen Umgebungen kann die Anzahl von Zugangspunkten, die durch dieses System zusammengeschlossen werden, sehr groß sein, was für die Kommunikation der Steuerinformationen zu einigem Mehraufwand sowie zum dramatischen Anstieg des Aufwands zur Berechnung der Auslegung führen kann. Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann dann in Schritt S11 und S12 ein Algorithmus zur Bildung von Zuordnungseinheiten durchgeführt werden, gemäß dem die Gesamtanzahl von Zugangspunkten in Gruppen von zusammenwirkenden Zugangspunkten unterteilt wird. Eine solche Bildung von Zuordnungseinheiten kann zum Beispiel auf der Grundlage einer von der Funkleistung abgeleiteten Nähe, d. h. einer Intensität der jeweiligen empfangenen Funksignale, durchgeführt werden. Eine solche Bildung von Zuordnungseinheiten kann automatisch durchgeführt werden, sobald eine vorgeschriebene Anzahl von Zugangspunkten erreicht wird.
Ferner kann, da solche Gruppen dann unabhängig betrieben werden können, aufgrund der unabhängigen Entscheidungen in jeder Gruppe, ein Hin- und Herschalten der entsprechenden Frequenzen eintreten. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung können die dedizierten Zugangspunkte jeder Gruppe dann wieder untereinander ein Steuernetz einrichten, das demjenigen des Netzes innerhalb der Gruppe ähnlich ist, und das Kernnetz oder das drahtlose Netz zum Austausch der optimierten Auslegung, die sie berechnen, nutzen, derart, dass eine weitere Optimierung auf der Grundlage der bestimmten optimierten Auslegung der entsprechenden dedizierten Netzpunkte durchgeführt werden kann. Mit anderen Worten, ein dedizierter Zugangspunkt kann eine optimierte Auslegung auf der Grundlage der optimierten Auslegung von einem anderen dedizierten Netzpunkt einer anderen Gruppe und der von den anderen Zugangspunkten seiner eigenen Gruppe empfangenen Kanalnutzungs-/Interferenzkarten bestimmen. So kann ein hierarchisches System ausgeführt werden, durch das ein Mehraufwand bei der Kommunikation der Steuerinformationen vorzugsweise minimiert werden kann.
Von der Berechnung oder Bestimmung einer optimierten Auslegung in Schritt S11 geht der Betrieb von AP1 zu Schritt S12 über, wo AP1 auf der Grundlage der empfangenen Informationen die Frequenzen von F4 bis F6 für AP1 bis AP3 auf der Grundlage der optimierten Auslegung auswählt und zuweist. Wie vorhergehend angegeben, kann die Auswahl und Zuweisung von Frequenzen, falls ein hierarchisches System ausgeführt wird, ferner auf optimierten Auslegungen von anderen dedizierten Zugangspunkten in anderen Gruppen gründen. Dann weist AP1 im darauf folgenden Schritt S13 F5 zu AP2 zu, wo er in Schritt S25 eingestellt wird, derart, dass AP2 nun die Kommunikation mit seinen Endgeräten mit der Frequenz F5 fortsetzen oder einleiten kann. Von Schritt S25 geht der Betrieb von AP2 zu Schritt S26 über, wo er endet. In Schritt S14 stellt AP1 die Frequenz F6 ein und weist sie AP3 zu, wo sie in Schritt S35 eingestellt wird. Dann kann AP3 nach dem Einstellen der Frequenz F6 in Schritt S35 die Kommunikation mit seinen Endgeräten 4 mit der Frequenz F6 fortsetzen oder initialisieren. Dann geht der Betrieb von AP3 zu Schritt S36 über, wo er endet.
Die in Schritt S13, S25, S14 und S35 erforderliche Kommunikation kann über eine drahtlose Sendeverbindung oder über das Kernnetz ausgeführt werden.
Dann geht der Betrieb von AP1 zu Schritt S15 über, wo die Frequenz F4 auf die Kommunikationsfrequenz zur Kommunikation mit den Endgeräten 4 von AP1 eingestellt wird. Dann geht der Betrieb von AP1 von S15 zu Schritt S16 über, wo er endet.
Der mit Bezug auf 2a und 2b beschriebene Betrieb ist auf jede Ausführung von drahtlosen lokalen oder Personal-Area-Netzen in ISM-Bändern oder anderen Bändern übertragbar. Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel an IEEE 802.11-Netze im 2,5 und 5 GH Band, an Hiperlan/2 oder andere angepasst und darauf angewandt werden.
Vorzugsweise werden die Zugangspunkte gemäß der vorliegenden Erfindung in die Lage versetzt, die Nutzung von Frequenzen/Kanälen in einer bestimmten Nähe von Endgeräten zusammenwirkend zu koordinieren und zu optimieren.
Ferner können gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Zugangspunkte bereitgestellt werden, die bei einem anfänglichen Einschalten, das ein Abtasten der in einer Nähe genutzten Frequenzen umfasst, eine logische Verbindung zu anderen APs in der Nähe zur Auswahl eines verfügbaren Kanals und zum Koordinieren der Kanaleinstellung herstellen. Ferner können gemäß einem Gesichtspunkt dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung während des Betriebs des Netzes Kanalnutzungs-/Interferenzkarten, die die entsprechenden Kanalnutzungs-/Interferenzkarten in der Nähe der entsprechenden Zugangspunkte zeigen, zwischen den Zugangspunkten ausgetauscht werden, derart, dass eine automatisierte Optimierung durchgeführt werden kann. Ferner können solche regelmäßig aktualisierten und ausgetauschten Kanalnutzungs-/Interferenzkarten an dedizierte Zugangspunkte gesendet werden, die dann ein optimiertes Frequenznutzungsmuster berechnen und dieses zur Anpassung der neuen Schicht an die Zugangspunkte verteilen.
Text in der Zeichnung:
2:

S1: anschalten
S2: Frequenzen abtasten
S3: F1 auswählen
S4: F2 einstellen
S5: F3 einstellen
S6: Frequenzoptimierung ausgelöst?
Yes = ja
No = nein
S7: Ende
S17: anschalten
S18: Frequenzen abtasten
S19: Steuerkanal zu AP1 einrichten
S20: freier Kanal?
Yes = ja
No = nein
S21: F2 einstellen
S22: ENDE
S23: Frequenzoptimierung auslösen
S27: anschalten
S28: Frequenzen abtasten
S29: Steuerkanal zu AP1 einrichten
S30: freier Kanal?
Yes = ja
No = nein
S31: F3 einstellen
S32: ENDE
S33: Frequenzoptimierung auslösen

3:

S8: Kanalnutzungs-/Interferenzkarten anfordern
S11: optimierte Auslegung bestimmen
S12 F4 bis F6 für AP1 bis AP3 auf der Grundlage der optimierten Auslegung auswählen und zuweisen
S13: F5 einstellen
S14: F6 einstellen
S15: F4 einstellen
S16: ENDE
S24: Kanalnutzungs-/Interferenzkarte
S25: F5 einstellen
S26: ENDE
S34: Kanalnutzungs-/Interferenzkarte
S35: F6 einstellen
S36: ENDE

Claims

Drahtloses Netzsystem, welches umfasst: einen ersten Zugangspunkt (2, 8, 12) zum Bereitstellen eines ersten Kommunikationskanals zu einem ersten Endgerät (4); und einen zweiten Zugangspunkt (2, 8, 12) zum Bereitstellen eines zweiten Kommunikationskanals zu einem zweiten Endgerät (4); wobei der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist, einen dritten Kommunikationskanal zu dem zweiten Zugangspunkt (2, 8, 12) aufzubauen, um eine Einstellung des ersten und zweiten Kommunikationskanals zu koordinieren; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist, eine Detektion für den zweiten Zugangspunkt (2, 8, 12) durchzuführen; und wobei der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist, eine dritte Verbindung zu dem zweiten Zugangspunkt (2, 8, 12) herzustellen, wenn der zweite Zugangspunkt (2, 8, 12) über ein Kernnetz und/oder einen drahtlosen Kanal detektiert wird, wobei der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist zu bestimmen, ob ein erster freier Kanal und ein zweiter freier Kanal vorhanden sind; und wobei, falls ein erster und ein zweiter freier Kanal vorhanden sind, der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist, eine Einstellung des ersten und zweiten Kommunikationskanals auf der Grundlage des ersten und zweiten freien Kanals zu steuern.
Drahtloses Netzsystem nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Kommunikationskanal drahtlose Kanäle sind.
Drahtloses Netzsystem nach Anspruch 1, wobei, falls kein erster und zweiter freier Kanal vorhanden sind, der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist, eine erste Interferenz- und Kanalnutzungskarte zu bestimmen; wobei, falls kein erster und zweiter freier Kanal vorhanden sind, der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist, eine zweite Interferenz- und Kanalnutzungskarte von dem zweiten Zugangspunkt (2, 8, 12) anzufordern; wobei der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist, auf der Grund lage der ersten und der zweiten Interferenz- und Kanalnutzungskarte eine optimierte Kanalauslegung zu bestimmen; und wobei der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist, die Einstellung des ersten und zweiten Kommunikationskanals auf der Grundlage der optimierten Kanalauslegung zu steuern.
Drahtloses Netzsystem nach Anspruch 3, wobei mehrere dritte Zugangspunkte (2, 8, 12) dem ersten Zugangspunkt (2, 8, 12) zum Koordinieren von Kommunikationskanälen zu zugehörigen Endgeräten (4) zugewiesen sind; und wobei mehrere vierte Zugangspunkte (2, 8, 12) dem zweiten Zugangspunkt (2, 8, 12) zum Koordinieren von Kommunikationskanälen zu zugehörigen Endgeräten (4) zugewiesen sind.
Drahtloses Netzsystem nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite Kommunikationskanal einer ersten und zweiten Frequenz in dem ISM-Band entsprechen.
Zugangspunkt (2, 8, 12) für ein drahtloses Netzsystem, wobei der Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist: einen ersten Kommunikationskanal zu einem ersten Endgerät (4) bereitzustellen; und einen dritten Kommunikationskanal zu einem anderen Zugangspunkt (2, 8, 12), welcher einen zweiten Kommunikationskanal zu einem zweiten Endgerät (4) bereitstellt, aufzubauen, um eine Einstellung des ersten und des zweiten Kommunikationskanals zu koordinieren; dadurch gekennzeichnet, dass der Zugangspunkt (2, 8, 12) ferner dazu eingerichtet ist: eine Detektion für den anderen Zugangspunkt (2, 8, 12) durchzuführen; und den dritten Kommunikationskanal zu dem anderen Zugangspunkt (2, 8, 12) einzurichten, wenn der andere Zugangspunkt (2, 8, 12) über ein Kernnetz und/oder einen drahtlosen Kanal detektiert wird, wobei der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) ferner dazu eingerichtet ist zu bestimmen, ob ein erster freier Kanal und ein zweiter freier Kanal vorhanden sind; und wobei, falls ein erster freier Kanal und ein zweiter freier Kanal vorhanden sind, der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) ferner dazu eingerichtet ist, eine Einstellung des ersten und zweiten Kommunikationskanals auf der Grundlage des ersten und zweiten freien Kanals zu steuern.
Zugangspunkt (2, 8, 12) nach Anspruch 6, wobei der erste Kommunikationskanal ein drahtloser Kanal ist.
Zugangspunkt (2, 8, 12) nach Anspruch 7, wobei, falls kein erster freier Kanal vorhanden ist, der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) ferner dazu eingerichtet ist, eine erste Interferenz- und Kanalnutzungskarte zu bestimmen; wobei, falls kein erster freier Kanal vorhanden ist, der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) ferner dazu eingerichtet ist, eine zweite Interferenz- und Kanalnutzungskarte von dem zweiten Zugangspunkt (2, 8, 12) anzufordern; wobei der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) ferner dazu eingerichtet ist, auf der Grundlage der ersten und der zweiten Interferenz- und Kanalnutzungskarte eine optimierte Kanalauslegung zu bestimmen; und wobei der erste Zugangspunkt (2, 8, 12) dazu eingerichtet ist, die Einstellung des ersten Kommunikationskanals auf der Grundlage der optimierten Kanalauslegung zu steuern.
Verfahren zum Betreiben eines Zugangspunktes (2, 8, 12) eines drahtlosen Netzes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Kommunikationskanals zu einem Endgerät (4); Aufbauen eines zweiten Kommunikationskanals zu einem anderen Zugangspunkt (2, 8, 12), um eine Einstellung des Kommunikationskanals zu koordinieren; gekennzeichnet durch Durchführen einer Detektion für den anderen Zugangspunkt (2, 8, 12); Einrichten eines zweiten Kommunikationskanals zu dem anderen Zugangspunkt (2, 8, 12), wenn der andere Zugangspunkt (2, 8, 12) über ein Kernnetz und/oder einen drahtlosen Kanal detektiert wird; Bestimmen, ob ein erster freier Kanal vorhanden ist; Steuern einer Einstellung des ersten Kommunikationskanals auf der Grundlage des ersten freien Kanals, falls ein erster freier Kanal vorhanden ist; Bestimmen einer ersten Interferenz- und Kanalnutzungskarte, falls kein erster freier Kanal vorhanden ist; Anfordern einer zweiten Interferenz- und Kanalnutzungskarte von dem anderen Zugangspunkt (2, 8, 12), falls kein erster freier Kanal vorhanden ist; Bestimmen einer optimierten Kanalauslegung auf der Grundlage der ersten und der zweiten Interferenz- und Kanalnutzungskarte; und Steuern der Einstellung des ersten Kommunikationskanals auf der Grundlage der optimierten Kanalauslegung.