TW200428822A - System and method for an IEEE 802.11 access point to prevent traffic suffering bad link quality from affecting other traffic - Google Patents

Description

200428822 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明與通訊系統有關。更特別言之，本發明提供一種 IEEE 802· 11存取點（AP)用之系統與方法，以避免不良連結 口 口貝之’爪畺佔據頻道及影響其它流量。更特別言之，在本 發明之系統與方法中，AP辨識不良連結品質之流量並動態 控制頻道存取，以限制在IEEE 8〇211局部區域網路（LAN) 環境下之不良連結品質之影響。 【先前技術】 IEEE 802.11 LAN技術之應用日增，並成為無線lan市場 中之主導技術。基本服務集（BSS)為IEEE 802.11 LAN之基 本建構方塊。各BSS均係由至少兩機台組成。支援之網路有 兩種：公共建設BSS與獨立BSS。 在公共建設BSS中，機台係經由一中央AP通連。中央Ap 自來源機台接收流量並將之繼送至一目標機台。在獨立BSS 中’各機台相互間直接通連，並無AP之協助。除流量遞送 外，AP亦提供對分布系統（DS)之存取，連結一無線網路與 外部網路（乙太網路LAN、網際網路等）。換言之，獨立Bss 易於用以建立一特別網路。 典型公共建設BSS示如圖1，以一連結至一乙太網路開關 101之AP 102供一個三機台103之BSS之用。無線機台1〇3間 經AP 102通連，並可經Ap 102存取有線外部網路1〇〇中之資 源’其具有對有線外部網路之另一介面1 0 1。在一典型設定 中，諸如圖1所示，無線機台103可例如自連結於有線網路

O:\88\88744.DOC 200428822 之伺服為1 〇〇下載槽案或流通影像。 依IEEE 8〇2_U LANMAC協定，只要—將封包傳送至益 、=介，傳送㈣會料來自所欲純^之通知。若在一 疋時:後尚未接收到通知，亦即發生暫停，則傳送哭合假 設先前封包並未抵達接收器。傳送器再傳輸該封包^再 度等待通知。當未接收到通知時，傳送器會重複傳送封包/ 等待通知程序，直到抵達預定之再傳輸限制為止。當達此 制T傳送器會放棄並將傳輸視為失敗。 傳輸錯誤可能發生原因眾多，㈣因不良無線連結情況 所致。連結情況會隨著無線機台之遠離^而漸差，例如在 =期間。或者，較不常見者為連結情況突然變差，此係 ::間’無線機台突然關閉之情況。即使在不移動或 關_台下，連結情況仍會於一短暫期間，因無線頻道之 小置強弱變化而呈顯著擾動。 在典型無限LAN設定中，如圖i所示，所有自網路飼服器 ’’’、線機台之下游流量均須由Ap 1〇2遞送。亦即…〇2 φ責自伺服器1〇0遞送流量至目標無線機台，因而僅且一蛊 =:，所有定址於不同無線目標機台之流量均須競爭二 對媒"之存取，俾抵達其目標機台。 與無線機台1G3之—間之連結變差，不論係因在 ==間之機台遠離或機台關閉所致，们〇2均將無法於 旨δ式遞送封包之同時 1〇一 ± J時抵達機台。但因再傳輪策略之故，ΑΡ B 、績嘗試遞送封包並反覆再傳輸，直到達到預定之再 傳輸限制為止。姓罢、主★ 、、，=果k成不良連結所佔之有效頻寬增加多

O:\88\88744.DOC 200428822 種折疊(multi_fold)。此頻寬使用之增加係在其它流量之共 :頻見對應降低下所致。淨效應在於良連結上之流量品質 因不良連結上之流量增加而受損。取代傳輸一封包者係: 無效嘗試透過不良連結遞送封包下傳輸多個封包。 【發明内容】 因此，確需一種用以降低透過不良連結而為Ap之封包再 傳輸所耗之無線媒介頻寬之方法。_種可行方式在於隨著 連^質之下降而動態降低再傳輸限制，藉以降低浪費於 再旨4上之頻寬。但此需對各目標機台設定再傳輸限制， 且目前不受IEEE8()2.11MAC標準支援。本發明提供一種在 ^線界面300之驅動器階段3〇1處用以限制在不良連結上之 流ϊ之裝置與方法’示如圖3’無需對構成iEEE8m以N 傳輪協定之基礎作任何改變。本發明之系統與方法設定可 為網路界面驅動器傳輸列，例如3Q4，所緩衝之最大封包數 上之每一目標機台之上限’藉以達成在此裝置中，亦即卡 302中，▼存在之競爭無線媒介之封包數上限。 本發明設定驅動器可通過網路界面裳置如(在—較佳且 體實施例U網路介卡3G2)之封包數之每_目標限制。: 連結變差時’AP即見到傳輸錯誤，並藉由降低此特定目; 之限制而緊縮此連結之限制。只要—恢復連結，Ap即見到 傳輸成功，並藉由增加此衫目標之限制而舒緩此限制。 以此方式為之，網路介面遍之網路驅動器3gi動態控制封 包之流入網路介面裝置302之本發明之系統與方法，限制封 包於具不良連結之機台之定址，藉以降低不良連結對競爭

O:\88\88744.DOC 200428822 無線媒介之頻寬之其它流量之影響，並以相同ap控制之。 【實施方式】 本發明係—種系統與方法，其藉由動態操作可於AP中排 列以傳輸至一給定無線機台之封包數限制，減少一 Ap與無 線機台間之不良連結對競爭無線媒介頻寬之其它流量：衝 擊。若AP與—機台間之連結佳，則將限制設定至一預定最 大值。若連結不佳及傳輸錯誤，則以預定方式將此最大值 降低，以限制再傳輸對由Ap操控之其它流量之衝擊。 本發明之較佳具體實施例提供其它精細改進。較佳具體 實施例限制在-連結上發生之相繼錯誤數，並且只要1超 出限制，及與一機台斷連。此外 /、要超 _ . „ y 卜右在一系列封包傳輸至 僅期間’連結持續不良，則本發明之系統與方法 僅允㈣輸排列一封包’直到該連結維持良好為止。 圖2:本么明之糸統與方法之一較佳具體實施例之邏輯 k程；圖3則顯示用以於Ap 1〇3之盔 哭由# >山严 …線；丨面3〇〇之無線驅動 口口中軛仃此邏輯之較佳系統。盔 面卡⑽00包括—與無線介 中，…… 在較佳具體實施例 中媒線"面驅動器對各活動機么 台i為Q」3〇5、機台制丨機。1广.·均具-活動列（機 何口 J兩、···)；並呈一妓 維持對等待通過無線介面卡以傳輸至' 二X列3〇4’以 r…之封包數機台… 中，本發明之系統與方法藉由獲得次在=佳具體實施例 間點，俾於步驟牛而始於任何時 如後： 〜事件類型並執行適當行動

O:\88\88744.DOC 200428822 i.若在步驟201中，該事件係請求連結一無線機台sta，則 於步驟202啟始無線機台之參數i = s 丁A，特別設定最大封 包數max—pkt」（可進入對機台丨之7又列3〇4，而通至無線裝 置302供傳輸至無線機台STA)為一預定值 MAX—TX—qUEUE一LEN，並啟始一空列^ 3〇4,俾於已 達到可進入對機台i之TX列3〇4之最大數時，維持機台丨之 封包，亦即一列QJ 3〇4維持封包等待被置於丁又列3叫 中，以等待被送至裝置302而傳輸至機台卜接著於步驟2〇〇 獲得次一事件，並重覆處理。 2·若在步驟204中，該事件係請求傳輸一新封包，則於步驟 205中將活動機台係數丨設定為無線機台STA，且若在步驟 206中，已置於τχ列3〇4等待通過裝置3〇2之機台丨之封包 數大於或等於max—pktj，則在步驟203中，將封包排列於 Q-i304中。接者於步驟2〇〇獲得次一事件，並重覆處理。 若在步驟206中，已置於TX列304等待通過裝置3〇2之機台 i之封包數小於max_pkt」， 2a·在步驟207中，為機台i置於τχ列304中並等待通過裝 置302以傳輸至機台i之封包數加一，在步驟208中， 封包進入傳輸列TX 304中，以及 2b·在209中，檢查在qj中等待被置入丁乂列3〇4之封包 數。若並無等待被置入TX列304之封包，則接著於步 驟200獲得次一事件，並重覆處理。但若機台丨中具有 等待被置入TX列3 04之封包，則在步驟210中，檢杳在 TX列304中並等待通過裝置302以傳輸至一機台之機 O:\88\88744.DOC -10- ° 1之封包數’以避免動態設定max—pkt—i，以及在步 驟2 11中，右尚未達到最大值，則將一封包自Q—i去列 並^去列化之封包施行上述階段2a。若在步驟21 0 中’檢查出TX列304中等待通過裝置3〇2以傳輸之機台 •之封匕數為表大值（亦即等於( 步驟·獲得次-事件，並重覆處理/在此方法中，、 本發明之系統與方法在封包通至τχ列3〇4中等待傳輸 珂，只要機台i已排列一動態設定之最大封包數 max一 pktj以等待被通至裝置3〇2供傳輸之用，即在驅 動器3 01中將封包排列於各機台丨之個別qj列中。在 v驟211中，自列q—丨3〇5中移除封包，並且只要丁X列 3 04中有可供機台丨之封包用之空間，即將之通至τχ列 304中等待傳輸，如同步驟21〇中所決定。各機台均具 有在任何給定時間下，均可位於TX列304中之動態設 定之最大封包數max一pkt-i。只要一超出此最大數， 則將機台i之封包排列於對各機台均具一列之卩」3〇5 中。 若在步驟212中，該事件為一傳輸錯誤。則在步驟2 13中， 此機σ i-STA之相繼傳輸錯誤數tx—eiT-i加一，已在τχ列 304中之封包數pkt—i3〇3數加一，由於已傳輸封包，在步 驟214中，將可置於τχ列3〇4, max 一碑一丨中之最大封包數 動恶重设為此機台之先前最大數之大小的一半或為一。 在步驟215中，檢查相繼傳輸錯誤數饮一6„一丨以觀察是否已 超過此參數之預定最大值MAX-CONSEC—ERR，若係如 O:\88\88744.DOC -11 - 200428822 此，則在步驟219中，中斷機台卜STA與淨空列q」3〇4, 接著於步驟200獲得次一事件，並重覆處理。在步驟215 中，右最大相繼傳輸錯誤數tx—errj並未超過一預定最大 值MAX一CONSEC—ERR，則於步驟216中，檢查成功傳輸 數tx—〇k一i以觀察是否已超過預定最小相繼成功傳輸數 MIN—CONSEC—0K ’若非如此，則於步驟217中，將最大 封包數max—pkt」置於對學台丨之丁乂列，並設定為一，在步 驟2 1 8中，不論情況如何，均將相繼成功傳輸數a—okj 设定為零，並施行上述階段&。

4·在步驟220中’若該事件係一成功傳輸，則對機台i = STA

將相、纟k成功傳輸數tx—ok—i增量，並於步驟221中，將丁X 列304中之機Si之封包數卩匕一丨加一，以反映已成功傳輸 之封包與已對機台1之封包在τχ列中多開放之一位置。接 著在步驟222中，將可置於對機台丨之丁乂列3〇5中之最大封 包數max—pkt」動態設定為此最大封包數之先前值之兩倍 與預疋值MAX—TX一QUEUE一LEN中最小者（俾使此值永不 超過MAX JX—QUEUE—LEN)。最後在步驟⑶中，將相繼 封包傳輸錯誤數tx—err—i設定為零，並施行上述階段汕。 否則即不承認該事件，接著於步驟2〇〇獲得次一事件，並 重覆處理。 在上述與圖2中雖已呈現較佳具體實施例，但此僅係對最 佳模式之闡釋。熟悉此技藝者應知根據連結情況而動態設 疋之傳輸至一機台之最大封包數可以其它方法為之，以控 為 AP與無線機台間之不良連結使用之頻寬，俾將再

O:\88\88744.DOC -12- 200428822 傳輸對競爭此頻寬之其它流量之衝擊降至最低。所_ # 未有任何限制之意，僅為本發明人當時已知之 I乾例 佳拉式。 頌然在上述教導下，可對本發明作許多改良與變化。因此 瞭解，在隨附之申請專利範圍之範疇内，無需特別描述， 即可施行本發明。 【圖式簡單說明】 圖1闡釋連結至一外部網路之公共建設BSS用之典型無 線局部區域網路WLAN ; 圖2係本發明之一較佳具體實施例之流程圖； 圖3闡釋依本發明之八？之無線介面。 【圖式代表符號說明】 100 外部網路 101 乙太網路開關 102 存取點 103 無線機台 300 無線介面 301 無線介面驅動器 302 無線介面卡 304 共用T X列 305 TX列 306 卡列

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Claims (1)

1. 200428822 拾、申請專利範圍： 1 * 一種用以管理一在一無線局部區姑油& 匕域網路（WLAN)之盔後 機台與一存取點（AP)間之連結 … & a、 得輪之封包流量體積之 封包流量調節單元，該AP控制 匕剌从相阿頻寬競爭之複數個 無線機台之連結，該調節單元包括·· 一封包傳輸決定模组，適於根攄一 + 據在AP與無線機台間 之容許封包流量體積而調整在ApM Μ綠機台間之連結上 之封包流量體積；及 -具-第-調整之傳輸狀態處理模組，俾根據一在μ =線機台間之封包傳輸狀態，調整在ΑΡ與無線機台間 之谷許封包流量體積， 其中，該傳輸狀態處理模組利用狀態而分別於預定上 下限内調正在連結上之容許封包流量體積，俾卷其一 失敗狀態時，降低連結所佔之有效頻寬，並當：具二成 功狀態時’增加連結所佔之有效頻Hx當受控於以 相同頻寬競爭之複數個無線機台之Ap之連結中之連結具 一失敗狀態時，降低其影響。 2. 如申請專利範㈣1項之封包流量調節單H步包 括· 連結核組，適於連結無線機台與Ap,以及啟始 機台間之料封包《體積H定最大值； ^ 一共用傳輸列，藉由士女# ^ 士 錢包傳輸決定模組排列在其中 之夕個封包，言5丨|古、去a η 積·及 ^ 與機台間之容許封包流量體 O:\88\88744 DOC 200428822 在：π定維持列，藉由該封包傳輪決定模組排列-法於該共用傳輸列中排列之封包，並自該處 去列化（de-qUeueing)，以及不論何時，7 與無線機台間之容許封包流 以AP 定模組於該共料輸列中排列—封包，卩㈣封包傳輸決 其中傳輸狀態處理之第一調整 隹S -、土 — 刀⑺猎由增加容許體 °十异值或藉纟降低容許體積至低達一第 量體積。 线而㈣谷許封包流 如申π專利耗圍第2項之封包流量調節單元 狀態處理模組進一步包括_第二調整:中该傳輸 台間之連結之一第一蛊裳决疋在ΑΡ與機 .^ ”第一口口貝測量值，分別作A it ^ 與成功之相繼狀態數，俾#第—品 ^為失敗 值時，終止連結，並當第二品質測量值小於預定 將容許體積降為一。 、員疋值時， 4. =專利範圍第3項之封包流量調節單元，其中： Μ第一计异值係容許體積之一 一 該第一計算值係容許體積 取大者；及 者。 ^之兩倍與預定最大值中最小 5. 如申請專利範圍第2項之封包流量調節單元. 该第二計算值係容許體積之一半與 ” 該第一計算值係容許體 ：者’·及 者。 、預疋取大值中最小 6. 如申請專利範圍第丨項之 里调…，進-步包括 O:\88\88744.DOC 200428822 一 IEEE 802.1 1無線介面，且一 ^ 包括该封包傳輪決定模组 與該傳輸狀態處理模組之無線介面驅動哭。 7. 8. 9. 如申請專利範圍第2項之封包流量調節/元，進—步包括 一删獻U無線介面，其具—包括該封包 組、該傳輸狀態處理模組、該傳㈣，及㈣W 持列之無線介面驅動器。 如申請專利範圍第3項之封包流量調節單元 一 IEEE 802.11無線介面，且—勺 乂匕括 組、該傳輸狀能處理槿，、 傳輸決定模 寻勒狀心處理板組、該傳㈣q 持列之無線介面驅動器。 口衧疋、准 一種用以調節一在-存取點(AP)與一無線局部區域網路 (WLAN)之無線機台 匕域麟 ^ Λ 連、、、°上傳輸之封包流量之方 制複數個無線機台之連結，該方法包括步驟： -預定值；^ ΑΡ傳輪至無線機台而排列之最大封包數為 提供一傳輸列； 提供一維持列； 排列之封包數小於可㈣之最大封 一用以傳輸至無绫嬙Α七λ ^ ^ ^ . …、、、、""之AP將一封包排列於傳輸列中· 备在傳輸列中排列 ’ 時，以-AP㈣— 包數等於可排列之最大封包數 中； 、，持—封包於維持列中，等待置放於傳輪列 §維持列中右 時，即自維持列轉移二:::輸排列之取大封包數 夕封包至傳輸列； O:\88\88744.DOC 200428822 根據封包傳輸至無線機台 無線機台間之連結品質之良筹；及5 *，決疋在麟 ::::定之連結品質，調整可為㈣ 而排列之最大封包數， 其中在預定上下限範圍内， 所 不良口口貝降低與良品質增 加仏傳輸排列之封包數，使 鄕心> # 丁逻、，、口上之不良品質不致影 曰叉控於AP之其它連結。 1 〇·如申請專利範圍第9項之調節 』κ丨王丁 a /爪里之方法，進一步包 括步驟： 預定最大值，則終止無線機 計算相繼錯誤傳輸數； 計算相繼成功傳輸數； 若相繼錯誤傳輸數超出 台，及 右相繼成功傳輸數低於一箱令界丨杜 '預疋取小值，則將可供傳輸 排列之最大封包數設定為一。 11.如申請專利範圍第9項之調節封包流量之方法，其中該調 整步驟進一步包括子步驟： 若連結A質不良’制可供傳輸排列之最大封包數設 定為可供傳輸排列之最大封包數之目前值之一半與一中 最大者；及 若連結品質良好，則將可供傳輸排列之最大封包數設 定為可供傳輸排列之最大封包數之目前值之兩倍與可供 傳輸排列之預定最大封包數中最小者。 O:\88\88744.DOC