JP5118344B2 - 無線ネットワーク及び帯域幅を公平化する方法 - Google Patents

無線ネットワーク及び帯域幅を公平化する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5118344B2
JP5118344B2 JP2006520976A JP2006520976A JP5118344B2 JP 5118344 B2 JP5118344 B2 JP 5118344B2 JP 2006520976 A JP2006520976 A JP 2006520976A JP 2006520976 A JP2006520976 A JP 2006520976A JP 5118344 B2 JP5118344 B2 JP 5118344B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission rate
wireless
wireless network
stations
packet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2006520976A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006528863A (ja
Inventor
シャンカル ナンダゴパラン サイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2006528863A publication Critical patent/JP2006528863A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5118344B2 publication Critical patent/JP5118344B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/50Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/543Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria based on requested quality, e.g. QoS
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18Negotiating wireless communication parameters
    • H04W28/20Negotiating bandwidth
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0268Traffic management, e.g. flow control or congestion control using specific QoS parameters for wireless networks, e.g. QoS class identifier [QCI] or guaranteed bit rate [GBR]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12WLAN [Wireless Local Area Networks]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • H04W28/065Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information using assembly or disassembly of packets
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/10Flow control between communication endpoints

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Description

本発明は、無線ネットワークにおける帯域幅を公平にする方法及び装置に関する。
従来の有線システムに無線技法を用いることはかなり一般化されつつある。例えば、コンピュータ用の無線ネットワークは、従来有線接続用にリザーブしたリンクにて実現されている。
無線リンクがかなり一般的に用いられるようになったので、アクセスポイントと無線局/ノードとの間の無線トラフィックの扱いをより良くする必要性が増している。例えば、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)のような無線ネットワークには、少なくとも3つのタイプのトラフィックが存在し得る。その第1タイプのトラフィックはアップリンクトラフィックと称され、これは無線局からアクセスポイントにコンテンツを送信するトラフィックである。第2タイプのものはダウンリンクトラフィックと称され、これはアクセスポイントから無線局へコンテンツを送信するものである。第3タイプは、サイドリンクトラフィックとして知られており、これは或る無線局から別の無線局へコンテンツを送信するものである。
不都合なことに、特に、アクセスポイントから無線局へのダウンリンクに関しては有害な問題が生じることがある。或る特定の無線局と通信する際に、他の無線局に対するエアタイム(airtime)及び帯域幅の公平性(fairness)を適切に確保するのが問題となることがよくある。例えば、アクセスポイントは分散形システムから各々異なる無線局に向けられるコンテンツの多数のストリームを受取ることになる。従って、アクセスポイントは、それらの各無線局にストリームを送信する順序を決定しなければならないだけでなく、アクセスポイントは1つの無線局に対して多過ぎる帯域幅及びエアタイムを割り当てないようにもしなければならない。
しかしながら、無線局が移動する場合には、帯域幅の公平化を図ることは容易でない。これは特に、種々の物理伝送速度を有するモバイルネットワークについて云えることである。このようなネットワークの例としては、一般化したパケット無線サービス(Generalized Packet Radio Serve:GPRS)ネットワーク及び無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)がある。これらのネットワークでは、無線局及びアクセスポイント(GPRSネットワークの場合の基地局)は、アクセスポイント(GPRSネットワークの場合の基地局)までの距離に基づく種々の物理伝送速度で通信する。
例えば、IEEE 802.11b規格の下では、WLAN内に少なくとも4つの通信速度、即ち、11Mb/s,5.5Mb/s,2Mb/s及び1Mb/sの通信速度がある。IEEE 802.11aのWLANの場合には、6Mb/s〜54Mb/sの範囲内に8つの異なる物理伝送速度がある。IEEE 802.11bのWLANプロトコルでは、無線局が移動し、アクセスポイントから離れたりするので、それに伴って通信の物理伝送速度が下がることになる。これは、アクセスポイントに密に接近している第1無線局は11Mb/sの速度でデータを受信するも、アクセスポイントから離れて移動している第2無線局は、アクセスポイントからの当該第2無線局の離間距離に応じて、5.5Mb/sか、2Mb/sか、又は1Mb/sの速度でデータを受信するだけとなるようなことである。無線局が遠くはなれた場合には、その伝送速度は1Mb/sになる。
第2無線局が遠く離れて移動したために、その物理伝送速度が1Mb/sに低下すると、そのMACフレームを送信する時間は11倍に増大する(これは、伝送速度が11Mb/sから1Mb/sに下がるからである)。従って、斯かるフレームの遷移時間中に、他の無線局は、これらが無線媒体にアクセスして、それらのデータフレームを転送できるようになるまでに比較的長時間待機しなければならなくなる。このために、他の無線局からのパケットは、それらの送信デッドラインを逸することになり、また、スループットも下がることにもなる。1つの無線局がアクセスポイントから離れるだけで、全ての無線局のスループットが低くなるから、システム全体のスループットは低減される。
容易に理解し得るように、こうした遅延はネットワーク内の無線局のサービスレベルを許容できない崩壊レベルにまで下げることになり得る。例えば、ビデオ及びオーディオコンテンツは一般に遅延に敏感で、遅延を許容することはできないが、これらのコンテンツはフレーム紛失には敏感でなく、コンテンツのフレームの幾つかは紛失する余裕がある。これは、電子メール及びFTPトラフィックのような、フレーム紛失には敏感ではあるが、遅延には敏感でないデータコンテンツとは大違いである。従って、パケット及びフレームの送信が遅延すると、オーディオ及びビデオタイプのトラフィックに限定されることのない様々なタイプのトラフィックに対するサービス品質(QoS)が許容できないレベルになってしまう。これは特に、ネットワークにかなり負荷がかかる場合に問題になる。
上述した観点からして、ダウンリンクのトラフィックに対して、パケット又はフレームの送信を遅延させず、従ってサービス品質(QoS)のニーズを満足させるために無線局へのエアタイム及び帯域幅を公平にする策を講じる必要がある。例えば、アクセスポイントは、ネットワークにおける他の無線局のトラフィックに悪影響を及ぼすことなく連続するパケットを単一の無線局に送信し得るようにする必要がある。
本発明の一態様による無線ネットワークにおける帯域幅の公平化方法は、ネットワークにおける複数の各無線局用の或る特定のサービスインターバルに対する帯域幅の所要量を決定するステップを含む。この方法は、前記複数の各無線局に割り当てる伝送時間を最小物理伝送速度に基づいて決定するステップも含み、さらに、少なくとも1つの無線局が最小物理伝送速度以下の他の伝送速度で送信する場合に、前記少なくとも1つの無線局のパケットを断片化するステップも含む。
本発明の他の態様による無線ネットワークは、少なくとも1つのアクセスポイントと、複数の無線局を含み、各サービスインターバルにて、前記アクセスポイントは、サービスインターバルの間固定される最小物理伝送速度での各伝送所要量に基づいて前記各無線局に対する伝送時間を割り当てるようにする。
以下、本発明を図面につき詳細に説明する。
以下、本発明を十分に理解するために幾つかの例につき説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。本発明は、ここに開示する特定な細部を逸脱する他の例でも実施し得ることは、本開示の恩恵をうける当業者にとって明らかである。さらに、本発明の説明を不可解にしないような周知のデバイス、方法及び素材についての説明は省略する。最後に、同様な参照番号は同様な要素を示すものとする。
要するに、説明に役立つ実例につき説明するように、ここでは、多重物理伝送速度の無線ネットワークにおけるエアタイムの公平化を図る方法及び装置を開示する。一実施例による公平なエアタイムとは、承認された下流無線局のトラフィック特性に基づいて或る無線局に割り当てられる時間のことで、これは前述したように、最小物理伝送速度で割ったビーコンインターバルの期間中に生成される全てのパケットをサービスに供することに等しい。
比較のために、従来のシステムでは、第1無線局がその元の位置から離れて、伝送速度がその元の伝送速度の半分である位置へと移動する場合に、パケットを完全に送信するのに、第1無線局は、それに割り当てられたユーザタイムの2倍の時間を要することになる。そのうちに第2無線局が“目覚め”ても、この第2無線局は、第1無線局がその送信を完了するまではアクセスポイントにパケットを送信することができない。言い方を変えれば、この際、第2無線局の伝送時間は実時間の2単位分シフトされることになる。このことは、パケットがそれらの送信“デッドライン”を逸するので、第2無線局のストリームのサービス品質(QoS)を侵害することにもなる。従って、第2無線局のサービス品質(QoS)は減退され、無線ネットワーク又はシステムの総合スループットも同じく低減される。
これに対し、本発明によれば、第1無線局ではなくて、第2無線局のQoSが低減されるだけである。このために、本発明は、ニーズに踏まえた特定の伝送速度での伝送時間に基づいた伝送能力を提供する。本実施例では、アクセスポイントが第1無線局に対しては1つのパケット伝送時間を、第2無線局にはその3倍のパケット伝送時間を割り当てるようにする。従って、第1無線局の伝送時間はアクセスポイントによって第2無線局の伝送時間の3分の1に設定されている。第1無線局がアクセスポイントから移動し、その伝送速度が結果として半分になる場合でも、ネットワーク内でのこの無線局の位置/移動に関係なく伝送時間が設定されているから、第1無線局のストリームが影響されるだけである。即ち、“移動してない”無線局はそれらの設定速度及びシーケンスで送信を続行し、それらのQoSは他の無線局の移動によって影響されることはない。
本実施例では、第1無線局は、その物理伝送速度が何倍に下がるかに基づいて、パケットを等しい長さの2つ又は多数のパケットに断片化する。次いで、第1無線局は断片化したその第1の又は最初の数個の断片を割り当てられた時間内に伝送し、その後、第2無線局はこの第2無線局に指定された時間に、従って遅延なしでその伝送を始める。このように、システム内における他の無線局の移動に関係なく、物理伝送速度を或る特定セッションでの最小物理伝送速度に維持した任意の無線局のQoSは同じレベルのままとなる。従って、本発明の好適な実施に当たっては、各無線局への伝送時間を、ニーズを踏まえて初期に割り当てることにより公平性を達成する。
図1は本発明の一実施例による無線システム100を示す。このシステム100は、分散形無線システム(図示せず)における複数の無線システムの1つとすることができる。無線システム100は、アクセスポイント(AP)101、第1無線局102、第2無線局103及びN番目(Nは3以上の整数)の無線局104を含む。
無線局102〜104は無線リンクによって分散形ネットワークに接続される任意の適当なデバイスとすることができる。例えば、無線局は一般に、モバイルコンピュータ、携帯情報端末、セル方式のGPRS電話のような携帯器具、UWBデバイス、又は無線デバイスとすることができる。さらに、本発明はGPRS及びWLANネットワークに限定されるものでなく、無線局及び中央コントローラ(即ち、WLANにおけるAP及びGPRSにおける基地局)が異なる物理伝送速度で通信するあらゆるネットワークに適用することができる。超広帯域(UWB)システム(これも標準化されつつある)も、種々の無線局間の多重物理速度伝送に組み込むことができる。
AP101は無線ネットワーキングの技術分野では周知の要素である。本実施例によるAP101は、選定した特定プロトコル用の標準タイプのアクセスポイントデバイスから選択することができる。AP101はシステム100のそれぞれの無線局への、及びこれら無線局からのパケットの送信機及び受信機、並びにスケジューリングデバイスとして機能する。例えば、AP101は、各無線局に対するエアタイム所要量の選択、及び各無線局へのこの時間の割り当てを行なう。さらに、AP101は、1つの無線局から他の無線局への通信を提供する。即ち、AP101は、無線局102からのパケットを受信して、ダウンリンクを介して無線局104に送信することができる。この場合に、AP101は、無線局104へのダウンリンク送信に適した時間までこのパケットを保持する。
無線システム100は、このシステム内の基地局102〜104とアクセスポイント101との間、及びシステム100及び分散形システムの要素間の無線通信を提供する。さらに、特徴的に、無線システム100は複数の物理伝送速度が存在するシステムを提供する。例えば、IEEE802.11bに準じるシステムは、WLAN内に少なくとも4つの通信伝送速度、即ち、11Mb/s,5.5Mb/s,2Mb/s及び1Mb/sを有する。IEEE802.11aのWLAN規格には、6Mb/s〜54Mb/sの範囲内に8つの異なる物理伝送速度がある。この参照IEEEプロトコルは単なる例証であって、複数の物理伝送速度を提供する他のシステムを用いることもできることは勿論である。こうしたことは、新規のBluetoothTM規格に限定されるものでなく、即ちIEEE802.15.3並びに上述したネットワークも含む。これら及び他のプロトコルによると、無線局がそのアクセスポイントから移動したり、離れたりすると、この無線局の通信物理速度は、移動した大きさによって決まる設定速度に降下する。システムを説明するための実施例のこれら及び他の詳細は以下続行する説明からさらに明らかになるであろう。
動作に当たり、或る特定の無線セッションにおいては、第1無線局102が1Mビットのデータの伝送を必要とし、第2無線局103が2Mビットのデータの伝送を必要とし、第N番目の無線局が3Mビットのデータの伝送を必要とすることがある。このセッションでは、AP101は、最小物理伝送速度と称することがよくある特定の伝送速度に基づいて当該セッションを完了させるのに各無線局が必要とする時間量を決定する。APによって選択されるこの時間割合は、APとQoSを要求しているフローとの間の合意に準拠する。各無線局に対する時間の割り当ては、APと無線局との間で交渉する。この割り当て決定後に、各無線局に対する特定のパケット伝送時間を設定する。以下の説明から明らかになるように、公平性を維持し、且つ無線ネットワーク又はシステムの総合伝送速度も改善するためには、これらの時間の割り当てを一旦設定したら、新規の割り当てをすることができるセッションの終了までは設定した割り当て時間を固定させたままとする。この時間割り当ての例については目下模範例につき説明する。
模範例における或るセッションは、第1無線局102がAP101を介して1Mビットのデータを伝送する必要があり、第2無線局103がAP101を介して2Mビットのデータを伝送する必要があり、且つ第N無線局104(この例では、N=3)がAP101を介して3Mビットのデータを送信する必要がある旨の要件を含む。これらの無線局の各々は、これらの要求を初期化パケットによりAP101へ送信する。実例では、プロトコルをIEEE802.11とし、最大伝送路を11Mb/sとする。
AP101は次の関係、即ち、
パケットを伝送する時間=パケット長/最小物理伝送速度
を用いてパケットを伝送する時間を計算する。このように、パケットを伝送するそれぞれの時間はAP101によって計算されて、それぞれの無線局に知らされる。
この模範例においては、第3無線局104には第1無線局102の3倍以上のエアタイムが割り当てられ、第2無線局103には第1無線局の2倍のエアタイムが割り当てられる。この割り当て後に、無線局102がAP101から離れたり、この無線局の物理伝送速度が何らかの他の理由で低減したりすると仮定する。プロトコルによれば、この物理伝送速度は下げなければならない。例えば、割り当てが11Mb/sの伝送速度に基づき、しかも無線局102がAP101からかなり離れ、その伝送速度がこの際5.5Mb/sになると仮定する。この場合には、この無線局が1Mb/sのデータを送信するのに2倍長い時間を要することになる。本発明によれば、第1無線局102がパケットを2つの別の伝送での伝送用に2つのパケットに断片化する。このために、本例では、APによる問い合わせがあった場合に、第1無線局102はそれに割り当てられた時間の間伝送し、従って1つのパケット断片を送信する。この送信終了時に、(例えば)第2無線局103が“目覚める”と、この第2無線局はそれに割り当てられた時間の間伝送し、同様に、第3無線局もそれに割り当てられた時間伝送する。
本実施例では、第2及び第3無線局は移動していないか、又はそれらの物理伝送速度が何等かの他の理由で減退しておらず、従って、これらの無線局はこのセッションの間にそれらの送信を完了する。しかしながら、第1無線局102の送信は終了しておらず、この第1無線局に割り当てられた時間に等しい期間の一部の期間中に第2のパケット断片を送信しなければならない。このようなことは、次のアクセス機会の期間中に行なうことができる。元のパケットを‘n’個の小さなパケットに断片化し、且つ移動して、物理伝送速度が下がったこの移動局がサブセットk(k<=n)を選定して、その元の割り当て時間内にそれを送信できるようにする場合もある。
好ましくは、模範例の時間割り当てのために、第2及び第3無線局のQoSが第1無線局102の移動によっては減退されないようにする。このために、各無線局の伝送時間を、各伝送セッションの開始時にそれぞれの局の移動に関係なく設定するため、各局は指定された時間に目覚めて、その伝送を始めることができる。1つ又はそれ以上の局が移動したり、又はその局の物理伝送速度が何等かの理由で低減したりする場合に、これらの各局は多元事象での伝送用にそのパケットを断片化しなければならない。
1つの無線局の移動が特定セッションでの他の無線局の伝送に悪影響を及ぼさないから、ネットワーク全体の総合スループットが目立って低下しないことは明らかである。従って、本発明によれば、ストリームのQoS要件がネットワーク内にある他の無線局によってほぼ影響されることなく、またネットワークのスループットも低減させることなくパケットを連続して伝送することができる。
図2は本発明の模範例による無線局200を示す。この無線局200は図1に示した無線局102〜104の1つとすることができる。さらに、本実施例の明瞭化のために、図2の無線局200には本例に密接な関係がある要素のみを示してある。デバイスのタイプに応じて多くの他の要素を含めることができる。例えば、無線局200はモバイルコンピュータ又はPDAとすることができる。この場合、本発明に密接な関係がある要素はデバイス全体の要素の小部分に過ぎない。
無線局200はメモリ201を具え、このメモリはとりわけデータ、つまり送信するパケット202を含んでいる。無線局200はパケット分割段203も具えており、この分割段はパケットを多数の割り当てられた伝送時間に亘って送信する断片に分割する。無線局200はプロセッサ204及び通信システム205も具えている。プロセッサは、送信順序、タイミング、及び無線ネットワークでのパケットデータの送受信に必要とされる他の機能にとって有効な既知のマイクロプロセッサとする。
作動に当たり、無線局がAPから離れて移動するか、又は他の何等かの理由で無線局の物理伝送速度が減退する場合に、その伝送速度はネットワークを機能させるプロトコルの要件に従って低下する。この場合に、プロセッサ204はパケット分割段203にコマンドを送って、パケットを、送信を完了させるのに必要とされる数の断片に分割する。例えば、伝送速度が4分の1に低減される場合に、プロセッサはパケット分割段に命令して、パケットを4つの断片に分割し、各伝送速度が割り当てられたエアタイムの1期間に相当する4つの別個の伝送時間で各パケット断片を伝送する。
無線局200が送信する最初のパケット断片には、受信機(AP)が3つの追加のパケット断片を後の送信時に受信することになる旨を当該受信機に指示するために1ビットを設ける。最終パケット断片の送信時には、これが最後のパケット断片であることを示すために、追加断片の存在を示すビットはリセットする。
なお、模範例では、‘移動していた’局がAPの近く移動して戻り、その物理伝送速度が最小物理伝送速度よりも大きくなると、この局はそのパケットを自身のQoSを低下させることなく首尾よく送信することができ、これにより良好なシステムスループットが得られる。
図3は、図1に示したネットワークのような、無線ネットワークにおけるアップリンク及びダウンリンクトラフィックに用いる本発明による方法300のフローチャートである。前述した実施例を踏まえて、この方法300は様々なプロトコルの1つで機能し、且つ特徴的には、ネットワーク内に多数の物理伝送速度を含むことができる。分散形ネットワーク、無線システム100、及び無線局200を管理する多くのコンセプト及び原理をこの方法300にも適用することができる。明瞭化のために、これらのコンセプト及び原理の殆どについての繰り返しの説明は省略する。
ステップ301では、ネットワーク内のAPと複数の無線局との間で新規の通信セッションが開始する。ステップ302では、APがそれぞれの無線局に現行セッションに対するそれらの帯域幅の所要量について問い合わせる。ステップ303では、APが現行セッションに対する無線局の各々に対するエアタイム、即ち、伝送時間を割り当てる。この割り当ては、或る特定の最小物理伝送速度に基づいて決定され、これは必要とされる帯域幅を最小物理伝送速度で割ることによって簡単に決定される。例えば、この計算に用いる伝送速度はプロトコルの下で許容される最大伝送速度とする。
ステップ304は、セッション中に1つ以上の無線局が移動するか、又は他の何等かの理由でその物理伝送速度が低下して、移動した局の伝送速度が変化する場合にネットワークに追従させるサブ的な方法を開始する。局が移動しない場合には、シーケンスは309にて示すような経路を辿る。
ステップ304では、移動した各局は、その各伝送速度をステップ303の伝送速度よりも低い新規な速度に変わらざるをえなくなる。また、これらの伝送速度は、システムを管理しているプロトコル毎に異なる。ネットワークにおける他の局のQoSに悪影響を及ぼさないようにするために、移動した局はそれらのパケットを断片化して、割り当てられた伝送時間内に各パケット断片を送信しなければならない。移動した局のパケットを断片化する個数は、初期伝送速度(例えば、ステップ303の)を当該局の新規の低い伝送速度で割った数に等しくして、容易に求めることができる。例えば、ステップ303での伝送時間の割り当てを決定するのにAPが用いた初期伝送速度が11Mb/sで、無線局がプロトコルにより1Mb/sで伝送することを命じられている位置へと移動する場合には、パケットを11個の断片に断片化しなければならない。
ステップ305では、移動した局は、そのスケジュールされた伝送時間に、現行セッションにて伝送しなければならないパケットの総断片数をヘッダーに含む第1のパケット断片を送信する。この局はAPから離れたから、その完全なパケットを送信するのに十分な時間を持てず、合意速度での送信を維持している全ての局の送信が終了した後にパケット断片を送信する。模範例では、移動したか、又は何等かの他の理由でその物理伝送速度が低下した局は、その物理伝送速度が合意済みの最小物理伝送速度よりも大きくなるまで、そのパケット断片を送信することになる。
ステップ306では、APによるセッションのスケジューリング毎に、残っている局はAPとのそれぞれの対話を実行する。なお、移動したか、又は他の何等かの理由で物理伝送速度が低下した他の局は、パケットをステップ304で必要とされた個数に断片化する。これらの局APとの対話のために、それらの指定時間にステップ305を辿る。各局は、常にステップ306でアレンジされたスケジュールの下で機能することになる。
あらゆる他のスケジュールされた対話の終了時に、各局は全てのパケット断片が送信されるまで、残っているパケット断片を送信する。スケジューリングはAPによって決定され、これはプロトコルによって設定されたサービスインターバルの期間中に、移動した局に伝えられる。最後に、一旦全てのパケット断片が送信されると、セッションは終了し、適当な時間に新規のセッションがステップ301にて開始する。
各無線局への伝送インターバルの割り当てが、スケジュールされた対話の維持及びネットワーク内にあって、伝送速度が最小物理伝送速度と変わっていない各局のQoSを所定レベルに維持することを助成する。従って、局が移動しなければ、その局のQoSは、他の局が、その伝送速度が低くなる位置へと移動しても、何ら影響されることはない。さらに、ネットワークでのセッションの総合スループットは、1つ以上の局が移動する場合に最適にはならないが、それは、移動した局が低い伝送速度で送信を完了させる場合のスループットの程度にまで低減することはない。
本発明を好適実施例につき説明したが、本発明は請求の範囲内で種々変更を加え得ることは当業者に明らかである。
本発明による分散形ネットワークにおける無線システムの概略図である。 本発明による無線局の概略ブロック図である。 本発明によるエアタイム公平化方法のフローチャートである。

Claims (14)

  1. 無線ネットワークにおける帯域幅を公平化する方法であって、
    前記無線ネットワークにおける複数の無線局各々が順番に起動してパケットを通信するように或る特定のサービスインターバルに対する帯域幅の所要量を決定するステップと、
    前記複数の無線局各々に割り当てる伝送時間を所定の物理伝送速度に基づいて決定するステップと、
    少なくとも1つの無線局が、前記所定の物理伝送速度未満の他の伝送速度で送信する場合、前記少なくとも1つの無線局のパケットを断片化するステップであって、断片化された最初のパケット断片は総断片数を示すヘッダを含む、ステップと
    を含み、前記総断片数は、前記所定の物理伝送速度を前記他の伝送速度で割った数に等しく、前記複数の無線局各々に割り当てる伝送時間は、サービスインターバル中に生じる全パケットの総データを前記所定の物理伝送速度で割った値に等しく、
    前記少なくとも1つの無線局は、前記所定の物理伝送速度で伝送している無線局の全てが各自のパケットの送信を完了した後に、残っている全てのパケット断片を伝送する、無線ネットワークにおける帯域幅を公平化する方法。
  2. 前記複数の無線局各々に割り当てられる伝送時間は、サービスインターバルの期間中にそれぞれの無線局が送信すべきデータ量に比例する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記無線ネットワークは、複数の物理伝送速度による通信が可能な無線ネットワークである、請求項1に記載の方法。
  4. 前記無線ネットワークは、一般化パケット無線サービス(GPRS)ネットワークである、請求項3に記載の方法。
  5. 前記無線ネットワークは、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)である、請求項3に記載の方法。
  6. サービスインターバルの期間中に前記所定の物理伝送速度での伝送を維持している各無線局に対して、或る特定のサービス品質(QoS)を維持する、請求項1に記載の方法。
  7. 前記少なくとも1つの無線局は、パケット断片の物理伝送速度が前記他の伝送速度よりも大きくなるまで、残っているパケット断片を伝送する、請求項1に記載の方法。
  8. 少なくとも1つのアクセスポイント及び複数の無線局を具えた無線ネットワークであって、
    各サービスインターバルに対して、前記アクセスポイントは、前記複数の無線局各々が順番に起動してパケットを通信するように或る特定のサービスインターバルに対する帯域幅の所要量を決定し、前記複数の無線局各々に割り当てる伝送時間を所定の物理伝送速度に基づいて決定し、
    少なくとも1つの無線局は、前記所定の物理伝送速度未満の他の伝送速度で送信する場合、該少なくとも1つの無線局のパケットを断片化し、断片化された最初のパケット断片は総断片数を示すヘッダを含み、前記総断片数は、前記所定の物理伝送速度を前記他の伝送速度で割った数に等しく、
    前記複数の無線局各々に割り当てる伝送時間は、サービスインターバル中に生じる全パケットの総データを前記所定の物理伝送速度で割った値に等しく、
    前記サービスインターバルの期間中に、パケットの伝送速度が前記所定の物理伝送速度よりも低い伝送速度に変化した前記無線局の各々は、各自の残りのパケット断片を、前記所定の物理伝送速度で送信する全ての無線局が各自のパケットの送信を完了した後に、送信する、無線ネットワーク。
  9. 前記複数の無線局のうちパケットを断片化する無線局以外の無線局は、前記所定の物理伝送速度で送信する、請求項8に記載の無線ネットワーク。
  10. 前記伝送時間は、ビーコンインターバル中に生成される全パケットの総データを前記所定の物理伝送速度で割った値に等しい、請求項8に記載の無線ネットワーク。
  11. 前記複数の無線局の各々は、複数の物理伝送速度で送信可能である、請求項8に記載の無線ネットワーク。
  12. 前記無線ネットワークは、一般化パケット無線サービス(GPRS)ネットワークである、請求項11に記載の無線ネットワーク。
  13. 前記無線ネットワークは、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)である、請求項11に記載の無線ネットワーク。
  14. 或る特定のサービス品質(QoS)が、全サービスインターバルの期間中、前記所定の物理伝送速度で送信する複数の無線局の各々に対して維持される、請求項8に記載の無線ネットワーク。
JP2006520976A 2003-07-24 2004-07-22 無線ネットワーク及び帯域幅を公平化する方法 Expired - Lifetime JP5118344B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US48968503P 2003-07-24 2003-07-24
US60/489,685 2003-07-24
US52979003P 2003-12-16 2003-12-16
US60/529,790 2003-12-16
PCT/IB2004/051282 WO2005011208A1 (en) 2003-07-24 2004-07-22 Method and apparatus to provide air time fairness in multiple physical transmission rate wireless systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006528863A JP2006528863A (ja) 2006-12-21
JP5118344B2 true JP5118344B2 (ja) 2013-01-16

Family

ID=34107812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006520976A Expired - Lifetime JP5118344B2 (ja) 2003-07-24 2004-07-22 無線ネットワーク及び帯域幅を公平化する方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8300611B2 (ja)
EP (1) EP1652353B1 (ja)
JP (1) JP5118344B2 (ja)
KR (1) KR20060040716A (ja)
CN (1) CN1826772B (ja)
WO (1) WO2005011208A1 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004013789D1 (de) 2003-07-31 2008-06-26 Koninkl Philips Electronics Nv Verfahren, zugangspunkt und programmprodukt zur bereitstellung von bandbreiten- und funkzeit-fairness in drahtlosen netzwerken
US7460543B2 (en) * 2003-08-13 2008-12-02 Panasonic Corporation Method and system for scheduling traffic in a wireless network
EP1842345B1 (en) 2005-01-18 2009-12-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus to enforce transmission airtime quota in service intervals in a wireless lan
KR100736088B1 (ko) * 2005-11-22 2007-07-06 삼성전자주식회사 무선 네트워크 장치 및 이를 위한 자원 할당 방법
US8780871B2 (en) * 2006-01-17 2014-07-15 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for distributing beacon information
US8345656B2 (en) * 2007-01-22 2013-01-01 Koninklijke Philips Electronics N.N. Recalculating airtime quota in WLAN to use up bandwidth
EP2160870A2 (en) * 2007-06-26 2010-03-10 Nokia Corporation Apparatus, method and computer program product providing distribution of segmented system information
KR101371148B1 (ko) 2007-08-27 2014-03-10 삼성전자주식회사 무선 통신을 수행하는 기지국과 이동국 및 그 제어 방법
JP5655933B2 (ja) * 2011-03-19 2015-01-21 富士通株式会社 輻輳制御方法および無線通信装置
US9143916B2 (en) * 2011-10-19 2015-09-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Hybrid wireless virtualization architecture
US9124547B2 (en) 2012-07-31 2015-09-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. System and method for enforcing uplink wireless medium usage in wireless networks
CN105009491B (zh) 2013-03-13 2018-04-10 赛莱诺通信(以色列)有限公司 用于无线局域网的通信时间感知调度
KR102152308B1 (ko) * 2013-10-29 2020-10-26 삼성전자주식회사 Wlan에서 액세스 포인트의 스케줄링 방법 및 장치
US9894651B2 (en) * 2014-08-08 2018-02-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and apparatus for resource allocation for D2D communications
TWI551181B (zh) * 2015-04-13 2016-09-21 瑞昱半導體股份有限公司 一種提供頻帶使用時間公平性的方法及其無線基地台
KR101639185B1 (ko) * 2015-07-02 2016-07-13 가온미디어 주식회사 무선랜 네트워크에서의 에어타임 제어 방법 및 이를 위한 기록매체
US10165480B1 (en) 2017-06-23 2018-12-25 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Selectively deauthenticating a client device managed by a controller associated with multi-zones
US10693787B2 (en) * 2017-08-25 2020-06-23 Intel Corporation Throttling for bandwidth imbalanced data transfers

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR247460A1 (es) * 1990-11-30 1994-12-29 Motorola Inc Una disposicion de rf multiusuario donde la informacion se comunica por paquetes, y metodo para implementarla
JPH10126430A (ja) * 1996-10-18 1998-05-15 Toshiba Corp ケーブル・ネットワークシステム
JP3015798B1 (ja) * 1999-01-29 2000-03-06 松下電送システム株式会社 ネットワ―クファクシミリ装置および電子メ―ル受信方法
JP2001257686A (ja) * 2000-03-10 2001-09-21 Fuji Xerox Co Ltd 計算機システム及び計算機システムのデータ通信方法
TW484283B (en) 2000-08-11 2002-04-21 Ind Tech Res Inst Dynamic scheduling scheduler framework and method for mobile communication
US6987738B2 (en) * 2001-01-12 2006-01-17 Motorola, Inc. Method for packet scheduling and radio resource allocation in a wireless communication system
US6895235B2 (en) 2001-06-05 2005-05-17 Telcordia Technologies, Inc. Adaptive load and coverage management system and method
US7301965B2 (en) * 2001-11-19 2007-11-27 At&T Corp. Packet shaping for mixed rate 802.11 wireless networks

Also Published As

Publication number Publication date
CN1826772B (zh) 2010-09-29
US8300611B2 (en) 2012-10-30
EP1652353B1 (en) 2016-09-14
JP2006528863A (ja) 2006-12-21
CN1826772A (zh) 2006-08-30
WO2005011208A1 (en) 2005-02-03
US20070025289A1 (en) 2007-02-01
EP1652353A1 (en) 2006-05-03
KR20060040716A (ko) 2006-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5118344B2 (ja) 無線ネットワーク及び帯域幅を公平化する方法
US6850540B1 (en) Packet scheduling in a communications system
US8477689B2 (en) System and methods for distributed medium access control and QOS scheduling in mobile ad-hoc networks
US7496064B2 (en) Ultra wide band wireless medium access control method and a device for applying an ultra wide band wireless medium access control scheme
EP1661309B1 (en) Apparatus and associated method for selecting quality of service-related information in a radio communication system
AU2008202350B2 (en) Prioritization and flow control of a spread spectrum multiuser channel
US7656899B2 (en) Access points with selective communication rate and scheduling control and related methods for wireless local area networks (WLANs)
EP1264446A1 (en) Flow control between transmitter and receiver entities in a communications system
WO2001063855A1 (en) Packet scheduling in umts using several calculated transfer rates
US20050099978A1 (en) Access points with selective communication rate and scheduling control and related methods for wireless local area networks (WLANs)
JP4335219B2 (ja) 無線lanトラヒック優先制御方法及びその装置
JP2010507341A (ja) ワイヤレスリンクのための優先チャネル割当
KR101088649B1 (ko) 무선 네트워크에서 대역폭 및 전파점유시간 공정성을 제공하는 방법, 액세스 포인트 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체
US20110047271A1 (en) Method and system for allocating resources
JP4633713B2 (ja) 通信システムにおけるデータ送信方法及びシステム
JP5041491B2 (ja) 周期的なチャネル時間割り当てを使用するステップを提供する通信品質
Kayama et al. Prioritized reservation type MAC protocol for broadband CDMA packet communication systems
KR100773036B1 (ko) 무선 에드혹 네트워크에서 서비스 색인 기반 공정 패킷스케줄링 방법
Alonso Zárate et al. QoS guarantee for wireless LAN with heterogeneous traffic
Luan et al. Provisioning QoS controlled media access in vehicular to
JP2009273135A (ja) パケット優先制御装置及びその方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070718

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070718

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20080905

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100309

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100608

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100817

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101216

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20101224

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20110128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120820

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121019

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5118344

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151026

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term