TW200950355A - Access points with selective communication rate and scheduling control and related methods for wireless local area networks (WLANs) - Google Patents

Access points with selective communication rate and scheduling control and related methods for wireless local area networks (WLANs) Download PDF

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TW200950355A
TW200950355A TW098102102A TW98102102A TW200950355A TW 200950355 A TW200950355 A TW 200950355A TW 098102102 A TW098102102 A TW 098102102A TW 98102102 A TW98102102 A TW 98102102A TW 200950355 A TW200950355 A TW 200950355A
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Maged Zaki
Teresa Joanne Hunkeler
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Description

200950355 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關無線通信裝置與方法，特別是用於控制無線 區域網路(WLANs)之無線通信㈣料及_的裝置與方 法，特別是符合一或多種如802.U標準家族之裳置及方法。 【先前技術】 無線通信系統係熟知於技術領域中。通常，該系統包 含可彼此傳送及減祕職信號之職站。視^類型= 定’通信站通常為下列兩類型之一：包含行動單元之基地台或 無線傳輸/接收單元(WTRUs)。 在此被使用之基地台名詞係包含但不限於基地台，節點 B ^址控㈣’存取點或是在—無線環射提供無線傳輸/ 接收單元對與基地台相關之網路進行無線存取之其他介面元 在此所使用之無線傳輸/接收單元名詞係包含但不限於使 用者設備，行動台’固定或行動用戶單元，啤叫器，或可操作 於無線環财之任何其他麵元件。無_輸/接收單元包含 個人通信裝置，如電話，視訊電話，及具有晴連接之網際網 路便捷電話。此外’無線傳輸/接收單元包含可攜式個人計算 裝置’如個人紐助理(PDAs)及具#_嚇雜之無線數據 機之筆記型電腦。無線傳輸/接收單元為可攜帶或可改變位置 者係被稱為行動單元。通常，基地台亦為絲傳輸/接收單元。 200950355 L吊所提供的基地台網路中的各基地台可以適當配置之 無線傳輸/概私啊料缝触。無祕輸/接收單 祕配置為在彼此之間直接傳送無線通信，也就是不需經由基 =台網路而觀遲。此通常被稱為賴點㈣無線通 L。-無線傳輸/接收單元被配置與其他無線傳輸/接收單元做 無線，信者、，其本身可魏置為及運作為基地台。無線傳輸/ 接收單元可被配置·具有網路及賴點通信性能之多重網 路中。 有-種無線系統，即所謂之無線區域網路(·ΑΝ)，可被 配置為與裝配有無__路輯機之無線傳輸/接收單元進 行無線通信，同樣亦可與職配之無線賴/減單元進行點 對點通信。目前，絲區酬路數據齡被製造雜合在許多 傳統通信及計算裝置巾。例如，手機，個人數位助理及膝上型 電腩係被建造具有一個或更多無線區域網路數據機。 通常被稱為存取點(APs)之具有一個或更多無線區域網路 基地台之熱門無線區域網路環境係依據正EE 8〇2 nb標準來 建造。對這些網路之存取通常需使用者認證程序。該系統協定 目前係標準化於無線區域網路技術領域中。這類協定架構其中 一種係802標準家族。 ’、 基本服務組(BSS)係正EE 802.11無線區域網路之基本建構 區塊，且此包含通常被稱為站(STAs)之無線傳輪/接收單元。基 本上，可彼此交談之站組可形成基本服務組。多個基本服務組 係經由被稱為分配系統(DS)之架構組件而互相連接，而形成擴 200950355 展服務組卿）。存取點係一站_，其藉由提供分配系統服 務而對分配系統進行存取，且—般可藉由多站而同時對分配系 統進行存取。 :8〇2·11 “準使多傳輸速率(及速率間之動態蝴可被用於 最佳化產f。較低速率具有較_㈣性，其於—雜訊環境 :、’比較减率者具有更大的滅麵及/或較⑽操作。較 南速率H供雛產出。在任何給定範·谓情況下選擇 0 最佳(最高)可能速率係為最佳化挑戰。 目前，歡11標準之各種日狀速率版本係被說明於以下表 表1 : 802.11^^y斜诖率 標準 支援速率(Mbps) ιΓΤΙ ~ ——-~~- 802.11(原始) 802.11a 6 ’ 9，12，18，24，36，48，54 802.11b 卜 2，5.5，11 '— 802.llg 1 ’ 2，5.5 ’ 6，9， 針對 802，llg 而言，速率 6，9，12，18，24，％，48 及 ％ Mbps係制正交__(qfdm)。速麵射騎響 能及使用者產出，範圍及公平。 / 傳統上’各802.n裝置具有該裝置所單獨控制且實施 於其上的速率控制演算法，確說’即站中之上鏈㈣逮率控 制及存取點中之下鏈(DL)速率控制。此類速率交換演算法不^ 5 200950355 該標準所’而是留給站(及存取點)執行。 發明人已了解各站大致可獲得相等 _ 料。然而，以較低速率傳送封包比以較高逮率 =間，且在具有單共享頻道的無線區域網路中，最 率曰降低站與其通信之存取點間的容量。 _ 、、 …同時，存取點通常必須處理多站之通信，其對下 題。發明人已了解_宁列可有效用於以 =某些情況中，存取點係被配置為提供無線服務至一個以 =之站。例如，已可使用符合歡Ug標準之裝置，這些 、j於與已存在的802 Ub裝置相同的頻道中，但 操作。較佳為，操作於動爾下之編配 之802 111^及8G2 11§站可與8G2.llg存取輯信，而與遺留 之802.11b系統共存。 ㈣^上边，所有8〇2.U系統均可選擇無線傳輸之傳輸速率’ 速率的選擇係與系統執行有關，而明顯的解決方案係選 2大化特定傳輸產出之速率；此意純於相關信號強度 獅2準而$ ’假設接收器效能相等，則黯叫正交分頻 ^；：永遇較8〇2.llb逮率優先被選擇。然而，如以下討論， 明^已了解此並不麵對8G211b裝置可用頻寬之公平存 Q因此’本發明之優勢在於其考慮802 • lib 及 802.11g 裝置 Λ作特岐差異來提供傳輸速率，以更公平分配8〇2.llb及 200950355 802·llg裝置之間的傳輪逮率。 【發明内容】 本發明係關於用於加強盔
通信裝置。在本_之—觀點線__信能力之方法及無線 處理及排織。在本發明之’揭示了資料封包傳輸之排程 所通知之適當傳輸速率之_=點中’提出了由—共同單元 不同類_無_輪接收單元。”相單元可提供無線服務至 做無線通嶋輸/接收單元 料至其他無轉輸/魏單 執仃控㈣輸無線通信資 且有祐西？署土 。該無線傳輸/接收單元係 接收單元:;：==用於傳送至其他無_ 被分配時_=:：^=選_各排序之 被排序資觸包，使歸^轉被分配賴依序傳輸 率疒列㈣Μ 柯齡配給在最低資料速 料封包’而最長時間區間可被分配給在最 以_ 讀齡_間帥，其至倾針對指定給 =触疋給該給定糊更低速率進行傳輸之指定資料封包的 仔列、樣長。該無線傳輸/接收單元較佳被配置為用於败11 無線區域網路之存取點。 廣義說，無線傳輪/接料元之触S可被配置選擇性以各 排序之被分叫間縣礎使資騎包料無他無線傳 200950355 輸/接收單元聽’使得最辦柯被分配於被以最低資 料速率通信之資料封包，而最長時間區間可被分配於被以最高 資料速率通信之資料封包。較佳是，該排程器係被配置為可: 配用於接絲自其他無線雜/魏單元之餅封包之時間區 間、，使各其他無線傳輸/接收單元可根據該無線傳輸/接收^ 傳送資料封包之傳輸速率而被提供其個別順序之傳輸時間，盆 至少與被分_於被指定以低_無_輸/接收單元傳送資 料封包之傳輸速率之資料速率傳輪之資料封包之時間區間二 樣長。此外，排程器可被配置為以傳輸速率為基礎對用於傳送 至其他無線雜/接收單紅龍桃進行，且可選擇性 地根據經鱗之所分___，赌舰雜料所分配 的仔列依序傳輸_序㈣料封包，使得最辦間區間可被分 配於最低資料物宁列中經排序之資料封包，而最長時間區間 可被分配於最高資料速率仔列t經排序之資料封包。該例中， 該排程器係被配置以針對給定仔列而分配時間區間，其至少與 被分配給被指派用於以低於被指派至該給定㈣之 率 為低之資料速率傳輸之資料封包之各仔列之時間區間一樣 長。該無線傳輸/接收單元係較佳被配置為驗8G2 ii 域網路之存取點。 ”、、深匕 本發明提供對應的方法以進行無線傳輪/接收料及複數 二他無線賴/接收單元間之雜無線通信，及㈣該通信資 科傳送至其他缝傳輪/魏單元。㈣封包餘據傳輸速率 峨排序⑽紅魏鱗倾/触單元。由傳輸速率指定 知歹J所傳輸的經财之資料封包係可被選擇性以各排序之分 200950355 配時間區間為基礎’使得最⑽·間可被分配於最低資料速 率二宁列中經解之資料封包，而最長時間區間可被分配於最高 =貝料速率㈣巾轉序之資料封包。較佳是，時間區間係被分 配給給定例，其至㈣齡齡被指派驗魏職指派至 u被、'。定6列之貝料速率為低之資料速率傳輸之資料封包之 各i丁列之時間區間一樣長。 贋義說 次…該方法選擇性地根據各排序之分配時間區間而使
Φ 資料封包鱗與其他無_輸/減單元馳，使得最短時間 區間可被分配給以最低資料速率通信之資料封包，而最長時間 區間可被分配給以最高資料速率通信之資料封包。較佳是，時 間區間係被分配以接收來自其他無線傳輸/接收單元之資料封 包、、，使各其他無線傳輸/接收單元可根據該無線傳輸/接收單元 傳达貝料封包之傳輸速率祕提供其個卿序之傳輸時間，並 至少與被分配用於被指定以低於該無線傳輸/接收單元傳送資 料封包之傳輸速率之資料速率傳輸之資料封包之時間區間— 松長。此外’資料封包係根據傳輸速率而被排序，以被傳送至 其他無線傳輸/接收單元’㈣_序之·封包係可根據排 序之分配時間_而選雜地從傳輪速率分配例中依序傳 輸二使得最短時間區間可被分配給最低資料速率仔列中經排序 之資料封包’而最糾間區f柯齡配給最高請速率 經排序之資料封包。該例中’時間區間係較佳被分配給給定严 列，其至少與被分配給被指派用於以低於被指派至該被: 列之資科速率為低之資料速率傳輸之f料封包之各^之: 間區間一樣長。 、 9 200950355 3 -實關ϋ線雜/接收單元讀獅係被配置以根 據被選擇之準胸對欲傳送至其他無線傳輸/接收單 封包進行斜。例抵達__倾封包被排序於各仔列中 之各被排序資料封包來識別，資料封包储配置於具有相對被 以相同仔射之其他資料封包來識別之制抵達時間之被識 別最早仔列抵達時間之仔列標頭處。較佳是，排程器進一步被 ，置以針對同時被配置於仔列之—之標頭處之資料封包被計 舁之優先性指標為基礎’藉由將用於傳輸處理之資料封包從仔 列之-之標頭移除來選擇性地傳輸經排序之資料封包。該排程 器較佳被配置為使用以資料封包所識別之仵列抵達時間及與 該資料封包產生_之龍傳輸率來計算龍封包之優性 指標。 該實施例之變化例中，排程器被配置為根據以各資料封 包所識別之資料傳輸速率來排序資料封包，使資料封包仔列可 針對不同資觀率而被絲。具機定義胁雙傳輸之服務 等級各被以資料傳輸速率來識別，排程器較佳被配置根據各資 料封包所識別之服務等級來排序資料封包，使資料封包仔列可 被定義用於各服務等級。 該實施例之另-變化例中，排程器係被配置為根據各資料 封包所識別之目的無線傳輸/接收單元來排序資料封包，使資 料封包仔列可被定義用於各不同目的無線傳輸/接收單元。任 -例中’無線傳輸/接收單元較佳被配置為用於說^無線區 域網路之存取點。 200950355 B施時，無線傳輸/接收單元可包含—記憶裝置及—相關處 理器。記憶裳置係以被麵資料封包特性為基礎較佳被配置以 選擇性地定義資料封包傳輪㈣。處理器細被選擇資料封包 特性為基礎而較佳被配置為將俩抵達咖與被接收用於傳 輸排序之連續資料封包產生湖，及儲存各資料封包及其仔列 抵達時間。因此’被儲存於各仔列中的資料封包係被配置為於 具有相對被以相同㈣巾之其他轉封包絲礎來識別之传 列抵達時間之被識別最早仔列抵達時間之仔列標頭處。處理器 亦較佳被配置以針對同時被g己置於糾之-之標頭處之資料 封包被打之優先性指標為基礎，藉由從份丨之—之標頭移除 用於傳輸處理之資料封包來選擇性地傳輸經排序的資料封 包。該例巾，贿理n較錄配置使舰㈣封包所識別之仔 列抵達時間及與該資料封包產生相關之資料雜率來計算資 料封包之優先性指標。 該實施例之一變化例中，記憶裝置係被配置使資料封包佇 列可被S躺於不同資料速率’而處理||係被配置以被以各資 料封包識別之資料傳輸速率來儲存封包於各佇列中。具有被定 ^用於資料傳輸之服務等級各被以資料傳輸速率來識別，處理 器較佳被配置以根據各資料封包所識別之服務等級來排序資 料封包，使資料封包佇列可被定義用於各服務等級之記憶裝^ t 〇 〇 該實施例之另一變化例中，記憶裝置係被配置使資料封包 佇列可被定義用於各不同目的無線傳輸/接收單元，而處理器 11 200950355 係被配置以根據各資料封包所識別之目的無一 來儲存封包於各符列中。任—例中，無線傳輸/接收 被配置為用於802.11無線區域網路之存取點。 /本發明亦提供對應的方法’其包含根據所選擇的準則以進 行傳輸至其他無線傳輸/接收單元，使仔列抵達時間可以各 排序資料封包來識別之排序資料封包，此，被排序於各 2的資料封包係她置為於具有姆独綱物中之其他 資料封包絲礎來朗之物抵達時間之被識躲早仔列抵 達時間之狩列標頭處。接著根據針對同時被配置於仔列之—之❹ 標頭處之資料封包被計算之優先性指標，藉由從_之—標頭 移除用於傳輸處理之資料封包來選擇性地傳輸經排序:次 料。較佳是’資料封包所識別之仔列抵達時間及與該資料封$ 產生相關之資料傳輸速率_於㈣封包優先性指標之計算。 該方法之另-變化例中’資料封包係根據各資料封包所識 別之資料傳輸速率來進行識別，使資料封包传列可被定義用於 不同資料速率。用於具有資料傳輸之服務等級之802.H無線 Ο 區域網路之存取點所執行步驟者，各被以資料傳輸速率來識 別’貝料封包係較佳根據各資料封包所識別之服務雜來進行 識別’使資韻包例可蚊義麟各服務等級。 該實施例之另-變化例中，資料封包係根據各資料封包所 ，別之目的躲傳輸/接收單元麵序，使資料封包仔列可被 定義用於各不同目的無線傳輪/接收單元。财練佳制 802.11無線區域網路之存取點執行。 12 200950355 型無線傳輸/接收單元， 在本發明另一觀點中，提供一種無線傳輸/接收單元與複數 ς他無線傳輸/接收單元絲通信之方法，其對其他無線傳輸/ ^收f元實施公告錄通㈣料處理，其情其他無線傳輸/ 收單元係包含可以第一預定速率組中之資料速率通信之第 第二預定速率組中之資料速
率私之第—縣轉輸/接收單元，其包含可被第—及第二 里…、線傳輸/接收單元使用之第—型資料速率及可被第二型無 線傳f接收單元，但稀第—__輸/触單域用之第、 -型資料鱗。與鱗公告鱗倾/魏單元做無線通信之 第型無線傳輸/接收單元之數量m及第二型無線傳輸/接收單 7之數量η係被蚊。縣公告錄雜/接收單元及與其通 =第-及第二型無線傳輸/接收單元間之無線鏈路品質亦被 決疋sm-〇時或當被決定無線鏈路品質位於職位準且㈣ 時三第二預定資料速率組之支援係被公告。該方法可另外包含 決定無線鍵H，包含決絲錯鱗(FER)使得鍵路品 預期位準可被決定雜錯辦低於就門檻時。 此外、或疋在一替代例中，當m_〇，n判時，該方法可 ^含第^默資料速輪之公告支援，且财第二縣線傳輪 接收單讀、叫被第—型無轉輸/敝單元制之第二型資 料速率與該速率公告無線傳輸/接收單 元通信。該方法係具有 優點地被用於無線區域網路之存取點(Ap)執行，其被配置以 1 2 5.5 ’ 6 ’ 9 ’ U ’ 12 ’ 18，24 ’ 36 ’ 48 及 54Mbps 資料 速率通信，其中第—預定速輪包含1，2，5.5及11Mb、資 料速率，而第二預定速率組包含卜2，5.5，6，9，U，12，、 13 200950355 18 ’ 24 ’ 36，48及54Mbps資料速率。該例中，可被第一及第 二型無線傳輸/接收單元使用之第一型資料速率包含i 及11Mbps龍速率，科郷—型鱗傳輪/触單元使用之 第二型資料速率包含6，9，12，18，24，36，π 斗8 及 54Mbps 資料速率。該例中，當所有與存取點通信之第二型無線傳輸/ 接收早70均以大於11Mbps資料速率通信時，第二預定資料速 率組之公告支援係較佳被執行。 貝’、 〇 此外、或在-替代射’當m判時，該方法亦包含第二 預定資料速雜之公告支援’至少—第二縣線傳輸/接收單 几以第-财料料與速料告錄傳輸/接料元通作，且 _大於轉於預定麟傳輸/魏單元。此核 例中，當㈣0時，該方法亦包含第一型資料速率 資料速率之公告支援，至少_第二型無線物接收單元4 -型資料速輪速率公告絲傳輸/概單元職，且_ 於預定無線傳輸/接收單元比率門檻。較佳是，第 〇 率而^二㈣料速率之公告支援係包含第—預定速率= 傳輪/接收單元。 ”、、琛 為了實施’較佳為提供速率公告無線傳輸/接收單元，盆被 4置為可触數其他祕傳輪/# ::通信資料速率公告至其他無線傳輸/接收;== =線=二元係包含可以第—預定速率組中‘速 羊社之第—型錄傳輪/魏單元，及可料二默速轉 14 200950355
令之資料逮率通信之第二型無線傳輸/接收單元，其包含可被 第一及第二型無線傳輸/接收單元使用之第一型資料速率及可 被第二型無線接收單元，但利絲―縣接收單 域用之第二型資料速率。較佳是，該無線傳輸/接收單元係 具有-接轉元…信號處理單元及—傳輸單元。接收單元較 佳被配置決定與料公告無線雜/接收單元通信之第一型無 線傳輸/接收單元之數及第二型無線傳輸/接收單元之數^ η。信號歧單元難被配置蚊料公告無線雜 及與其通叙[及帛二魏_輸/魏單元Κ線 品質。傳鮮續佳獅㈣時·歧鱗鍵路品質 ^預=位準^寸時公告支援第二預找料速率組。信號處 理早續佳被配置決定框錯誤率使得鏈路品f之預期位準可 被決疋於當框錯誤率低於預定門楹時。 此外、或在-替代例中，傳輸單元可被配置於當⑪利，^ 尹〇時公告支援第二預定資料逮率組，且所 /接收單元係以不被第一型無線傳輸/接收單元使用之第、!3 料速率與該速率公告無線躲/魏單元通信。 、 該無線傳輸/接收單元係較佳為以1，2，5 5，6，9，^， =，24 ’ 36 ’ 48及54Mbps資料速率通信作為無線區域網 路之存取點，i中第__箱令、古
資料縣0 預&麵蛇含1，2，5,5及llMbpS U切’而第二預定速率組包含1，2,5.5,6,9，u，12, 二:’ 36 ’ 48及54Mbps資料速率。該例中，可被第一及第 一域線傳輸/接收單元使用之第-雜料速率包含〗，2，55 15 200950355 爾—議傳鱗收單元使用之 資料逮率。:f 12’18’24’36,48及5卿 型益線胁t ’當财與錄雜/接料元通信之第二 單擔佳被^ 以大於藝供資料逮率通信時，傳輸 被配置公告支援第二預定資料速率組。 置公 =援^替代例中’當㈣0時’傳輪單元較佳被配 預定資料速率組，至少—第二型無線傳輸/接 〇 信，且m/ 士 速率與速率公告無線傳輸/接收單元通 二a二士於或等於預定無線傳輸/接收單元比率門檻。同 二傳輪單元較佳被配置公告支援第—型資料速 偷《 料速率之公告支援，至少—第二型益線傳輸/ 第—寵料速率與速率公告無線傳輪/接收單元通 ^ η*於就無線傳輸/接收單元比率門檻。該中， 备㈣時，傳輪單元較佳被配置公告支援第—預轉料速率 組且=能做非公告速率通信，至少H無_輸/接收單 〇 滅苐一型資料速率與逮率公告無線傳輸/接收單元通作，且 m/n小於預定無線傳輸/接收單元比率。 的及熟優^術人μ如下朗及_ 了穌㈣之其他目 【實施方式】 本發明係茶考附圖說明，其中遍及全文之相同數字係代表 相同元件。基地台，存取點，STA，無線傳輸/接收單元及行動 16 200950355
單元係以上述其—般涵義來使用。本發明係提供具有無線存取 裝置經尤其被提供給無線傳輸/接收單元之一個或更多網路為 基礎基地台之無線存取網路。本發明與行動單元或行動STA 一起被使用時特別有用，因為其係經由個別基地台或其他存取 點所提供之各地理涵蓋區進入或傳輸。 依據本發明，無線傳輸/接收單元可較佳藉由裝配無線區域 、揭路數據機被配置點對點(peer_t〇_peer)操作模式來與具有相同 ❹ 裝配的無線傳輸/接收單元直接交換資訊。無線傳輸/接收單元 可具有如符合802.11(b)，802.11(g)，WiFi或藍芽之裝置之整 合或裝設無線區域網路裝置以便彼此通信。然而，本發明係可 應用於任何無線系統。 參考第1圖，其s兒明無線區域網路，其中無線傳輸/接收單 讀與經由如鹏管理STA(NMS)16之其他網路雜所連接 =存取點54之間進行無線通信。存職54與無線傳輸/接收 〇 單元18，無線傳輸/接收單元2〇，無線傳輸/接收單元22，無 線傳輸/接收單it 24及纟線輸/接收單元％通信。該通信係 經由存取點54而被統合及同步化。該配置亦被稱為無線區域 網路環境内之基本服務組(Bss)。 通常’無線區翻路系統細不随料速率來支援無線傳 ^接收單元。某些例巾，存取點係被配置來支援多重無線傳 二/接收單兀麵’如符合觀n(b)之無線傳輸/接收單元及符 _ 802.11(g)之無線傳輸/接收單元。該例中符合8〇m(g)之 無線傳輪/接收單元可取得之資料速率係更大量反映於以上速 17 200950355 率圖中。 存取點54被配置支援如僅符合s〇zll⑻之無線傳輸/接收 無_輸/接收單元_ ’各鱗傳輸/接收單元獲得 同？日w封包資料之通信之均等機會’但所使用的速率可以不 品質輪輯元舰輯信之服務 花費的瞎仏- 。以低速率所傳送之資料封包 率所傳送者為長。對於具有該f料封k ❹ 二域網路而言’資料封包控制用於通信之最 低貝枓速率，且對存取點容量產生限制。 =據本翻之内容’存取點較佳為根據其傳送封包所花費 間及二=包資料進行排程，如使用限制仔列之最大允許時 係被選擇性地決定以最佳化網路容量 時間量 =為根據其傳送特定大小之封包所花費的時= 〇 率二Γ貝科速率’而較少時間係分配給較低資料速 存取：=!決了目前因單-低速率裝置所造成之低總 町列依賴如表2反映_之__送， :率之最短最大時間間隔，其一例中目:： 18 200950355 表2 : 802.11a系統之每速率封包資料時間分配 速率(Mbps) 6 9 12 18 24 36 48 54 被分配時間 Tj 1.5T! 2T! 3T! 4Τι 5Τι 6Ti 6Τι 無線傳輸/接收單元18可具有以48Mbps速率通信之資料 封包；無線傳輸/接收單元20可具有以12Mbps速率通信之資 料封包；無線傳輸/接收單元22可具有以36Mbps速率通信之 資料封包；無線傳輸/接收單元24可具有以6Mbps速率通信之 ❹ 資料封包；無線傳輸/接收單元26可具有以54Mbps速率通信 之資料封包；該例中，無線傳輸/接收單元18可為以其順序通 信資料封包之被分配3T1 ;無線傳輸/接收單元2〇可為以其順 序通信資料封包之被分配2T1 ;無線傳輸/接收單元22可為以 其順序通信資料封包之被分配5T1 ;無線傳輸/接收單元％可 為以其順序通信資料封包之被分配m ;無線傳輪/接收單元 26可為以其順序通信資料封包之被分配。 ^ …、冰吁铡/崁叹早兀僅使用2Τ1以其順序通信資 料封包，較佳是下-個無線傳輸/接收單元會開始其傳送^料 封包之順序。然而，若無線傳輸/接收單元18需5 =::!可以第-順序傳送-部份這些封包，且傳= 餘貝枓封包之前必須等待直到其下一順序為止。 所傳取點之—實祕具有被配置魏據各多種速率 疋序列中之各物而細 ，由韻 至各無線傳輪/接收單元，_二=傳1^排序資料封包 早凡其中針對各仵列順序被傳輪之封包 19 200950355 數量係根據與該佇列相關之被分配用於資料封包之時間而定。 ❹ 例如，針對存取點服務802.U⑷無線傳輸/接收單元，可提 供八仔列或各八資料速率其令之一。聯合操作之存取點排程器 將，複存取預定序列中之各侧，如最低至最高速树列，也 就是6Mbps佇列’ 9 Mbps佇列，12Mbps佇列，18Mbps佇列， 24Mbps佇列’ 36Mbps佇列，48Mbps佇列，54M^s佇列。該 存取較佳被配置為持續進行，直到被用於指示特定服務速較 被分配時間為止，即被提供於上表之祕ps仔列之η及 24MbPM宁列之4T卜若以其順序通信24Mbp^宁列中之資料 H 2Ή ’則下個順序從36Mbps仔列傳送資料封包不 #±5卩可_ H若以其順序通信24MbPs俘列 士貝料封包而5Π ’則後者被排序封包將保留於2娜佇 :===之其:一個順序為止。無封包被以其順序 ;、疋丁 者，該佇列係較佳被跳過該順序。 ❹ 仅 陳靡_所允 最大允許時間。然而，被分_於各種速率之時 =Γ負载或其他準則為基礎最佳化網路容Π 财m 7 ^扯量可姻來增域降低各佇 二；及η㈣分配時間。於是，若追總反映24MbPs ’ 決定加倍針對該順序系列之、;；目則封包，則排程器可被配置 — ’、 被刀配至各其他佇列之存取時間。 藉由分配更多時間至較高 點容量/產出，本身係I* L 疋午服糈木取佳化總存取 糸可產生相當大系統及STA延遲。於是， 20 200950355 考里配置存取點資料封包傳輪器之排㈣從預定㈣存取系 列中之仵观擇封包’轉蚊被排序封包之優先性指授 值為基礎來排程封包之排程器係可被提供。 不 ❹
仵列及排程器配置可被改變來容納不同系統設計及選 擇。例如’存取點可視將被傳輪至STA之資料封包之服務要 j否為存取點已知而被選擇性配置。各财，該目的係使排 程盗被配置嘗試最佳化系統產出。可能地，該配置較佳考量不 同服務延遲要求來配置。_或被提供如下麵第2圖顯示排 知服務等級資訊例，及第3圖顯示排程㈣感知服 務等級貝訊例。通常，排程器3〇，4〇係各包含由第2及3圖 中之方塊與㈣塊所絲之記•«置，及㈣2及3圖中之深 色箭頭所表示之侧處理裝置。針對紙u型存取點，排程 H 4G通常被放置選擇性_龍他至中介存取控制 (I )缓衝盗以進行傳輸處理’並接收來自通信處理較高層之 資料封包。 、=第2圖，事先分類之訊務，即已依據其個別服務要求 被刀類之貢料封包(如趣8G2.1D， 8G2.lp或· 内之服務品質設定)係抵達存取點之傳輸排程器組㈣。此例 中，排程H較佳具有独娜宁晴獅數量所建構之各被指 制=訊務類型細包之傳輪仔列。針對服務品質感知 =，:嫩置係較佳被配置四個㈣孤挪來分別緩衝語 曰’視訊’互動資料及低優先性資料之資料封包。第2圖中， 說明了資料封包被適#分配於各㈣中，f料封包之各陰影係 21 200950355 代表其服務品質。 ' 資料封包經由處理輸入31抵達且藉由纽裝置之時序標 記組件33而被標記抵達時間。輸入緩衝器％係較佳被提供至 該時序標記組件33。處理袋置之分配元件35係依據其服務要 求將被時序標記的各個㈣封包排序為各個優紐仔列 、a32d之之末端。语音資料封包％係藉由分配元件乃而 被排序為語音服務i宁列32a末端。 排程器30包含可計算各仔列32a_32d前端處之各封包優先 性指標之計算組件37。排程器3G之分配輸出％接著以最高❹ 優^性傳輸指標來傳送封包。第2圖說明語音仔列挪前端處 之S料封包已被決定為具有最高優先性’使分配輸出39得以 從排程器30傳輸封包38。 參考第3圖’非被分類訊務’也就是未依據服務要求被分 類之育料封包係抵達存取點之傳輸排程器組件40。此例中， 排知器較佳具有被以各個被指定驗不同STA之資料封包之 個別佇列加以建構之傳輸佇列。針對此服務品質未感知例，記 ❹ 憶震置係較佳被配置個別仵列似，必，42〇，..版來分別 緩衝存取點傳送資料至之各STA(STA) , STAj，STA 2， STA—3，...STA—η之資料封包。服務品質未感知例方案中，佇 列結構係較佳連續被調整為STA提供進行資料通信之額外^ 列及為STA消除已終止資料通信之侧。第3圖中，資料封 包係被描繪為適當分配於各佇列中且以代表其個別目的 之蝙號來標記。 22 200950355 記輸入41抵達且藉由處理裝置之時序標 時序標記。輸人糊44舰被提供至該 被時庠斤々~ 处理裝置之分配元件45係依據其目的將各 -it末端。被傳拉似―1之語音資料能46係被描繪為 精由为配元件45被排序為STAJ仔列42a末端。
排程™ 40包含可計算各侍列似，42b，42c，…伽前端 處之各封包優先性指標之計算組件47。排程⑽之分配輸出 奶接著以最高優先轉輸指標轉送封包。帛3圖說明了 STA—3彳了列42c刚端處之資料封包已被蚊為具有最高優先 性，使分配輸出49得以從排程器4〇傳輸封包48。 較佳是’計算組件37，47係部絲於龍速率與等待時 間來計算各資料封包優先性絲。鮮速率控制演算法係較佳 被用來決定資料速率。佇列中之各封包等待時間係較佳以目前 時間減去被標記抵達時間為基礎來計算。 優先性指標計算之兩較佳變異係藉由以下方程式來提供： Vrioritylndex = [ax DataRatelndex] + [(1 -a)x Delaylndex] 或
Priority Index = ax DataRatelndex x Delaylndex 其中·· α為給予特定等級較高優先性之加權因子， 及
DataRatelndex = CurrentTrasmissionDat^
MaxDataRate 23 200950355
Delaylndex = ^&^ , T max 0 加子α可齡優先畔列設定柯，給予一等級 或- STA較其他者為高之優先性。加權因子“可被設定為零 或小值來達成最大容量。加翻h可被設定為大於2之值來 達成最佳服務品質效能。 C：UrrenmansmissionDataRate係為存取點接者用來傳 輸資料之速率。MaxDataRate係為如用於8〇2仙最 特定速率，以上幻中所示係為11Mbps。 ❹
Tmax係為最大允許排序之值。Tmax可被每優先性佇 列設定於服務品質感知方案例中。例如，針對第2圖例中描繪 之{丁列32a-32d ’語音制32a之Tmax係較佳被設定於5至 10微秒範圍中；語音仔列32b之τ臟係較佳被設定於1〇至 100微秒涵中；語音仔列32b之T臟係較佳被設定於⑴ 至100微秒範圍中；互動資料仔列处之Tmax係較佳被設定 於100微秒至1秒範圍中；而低優先性資料件列32d之Tmax ❹ 係較佳被設定大於1秒之值。第3圖之服務品質未感知方案例 中’存取點較佳具有使Tmax得以限制整個系統中最大延遲之 —值0 某些例中，存取點可被動態配置來支援不同時點之不同資 料速率組。這些情況中，服務品質感知排程器之佇列分配可依 據目前實施於存取點處之資料速率組來動態調整。例如，組合 802.11b/802.11g系統可使存取點被配置動態選擇於僅支援 24 200950355 作之間m畅式及核較叙8G2.iig資料速率模式操 曰乂疋’存取點可轉換於這兩個模式之間及公告目前 何速率被支援。 表3及表4所不，針對12Mbps或更低之速率，相同環 境係可選擇购lg速率或败仙速率。被選擇速率係較佳 被選擇促進80ZUb及8〇2.llg裝置間之公平性及最大化可使 用產丨a平J·生有利之處係具有8〇2仙裝置之既存被裝設基 ❹ 底’且預期脱叫之引進並不明顯降級80Zllb效能。 顧及公平性利益而決定使用速率低於8〇2]!g之8犯工b， 其較佳係基於純8G2.11b |置數量，8G2.ilg裝置數量，及這 些裝置之信號品質而行。例如’若有1〇個操作域低於l2Mbps 之802.11g裝置’且只有一個8〇2 nb裝置，則頻道產出增益 便超過802.11b裝置之效能降級。若具有操作於54Mbps效能 之裝置’則不利迫使該系統單獨操作於8〇2.llb模式。 ❹ 以下表3及4顯示802.11b及802.11g之速率，可用產出及 傳送1500位元組封包所需時間。 表3 : 802.11b速率特性比較 802.11b 速 率 (Mbps) 調變計劃 接收器 感應例 (dBm) 可用產出 (Mbps) 傳送一個1500 位元組封包之時 間(微秒） 11 8 位元 CCK/DQPSK -85 7.43 1615 25 200950355 5.5 4 位元 -88 4.4 2731 CCK/DQPSK 2 DQPSK -91 1.8 6636 1 DBPSK -94 0.9 12828 表4 ·· 802.11g速率特性比較 802.11b 速率 (Mbps) 調變計劃 接收器 感應例 (dBm) 可用產 出（僅 802.11g 系統） 可用產出 ( 組合 802.11b 及 802.11g 系 統） 傳送一個1500 位元組封包之 時間（組合系 統)(微秒） 54 64QAM， 3/4 -71 36.4 19.9 603 48 64QAM， 2/3 -72 33.5 19 632 36 16QAM， 3/4 -76 27.1 16.7 717 24 16QAM， 1/2 80 19.6 13.5 887 18 DQPSK， 3/4 83 15.3 11.3 1058 12 DQPSK， -85 10.7 8.6 1401
26 200950355 1/2 — — 9 1 BPSK，3/4 -87 8.2 6.9 1744 6 BPSK，1/2 L------ -88 5.6 ~~--— 4.9 2430 々參考表4’箱統僅有8G2 llg裝置，則可用產出係被顯示 ;第4欄任何802.11b裝置出現時，可用產出降低且被顯示 於第5攔。 卩上述接收器敏感度例為基礎並使用無空間路徑損失模 型’產出對範圍曲線例係被顯示於第4圖^從第4圖可看出接 收器及傳輸器間之距離愈小，有效產出愈高。第*圖亦顯示 •llg速率提供與8G2.llb裝置姻範圍之較大產出。如圖 示’當距離接近約250公尺時，產出將收斂。第4圖顯示雜訊 限制系統例。針對具有不同接收器敏感度之系統，範圍會有不 同。
第5圖說明由一存取點及兩個8〇2 Ub客戶，也就*STA1 Φ 及STA2，及反映存取品質之各STA之資料封包傳輸。各STA 傳輸(也就是STA1及STA2)係遵循來自存取點之認可(ACK) 框0 第6圖顯示與第5圖相同之系統，但具有被8〇211g裝置 取代之802.11b裝置’ STA2之一。第6圖描繪反映存取不均 之STA之資料封包傳輸’ STA2 802.11g裝置具有兩倍存取。 各STA傳輸(也就是STA1及STA2)係遵循來自存取點之認可 框。STA2傳輸係被共存所需待送(CTS)框所察覺。 27 200950355 田兩STA1及STA2均為以11Mbps操作之8〇2.11bSTA時， 第5圖之兩STA產出例可被計算如下： 產出=(每週期被傳送資料)/(每週期時間） = (2*1500 位元組)/(2*1615 微秒） =7.4Mbps頻道產出(也就是各STA為3.71Mbps)。 針對STA2當作以12Mbps操作之8〇2.11g裝置之第6圖 例’產出計算係為： 產出=(每週期被傳送資料)/(每週期時間） = (1500 + 2*1500 位元組)/(1615+ 2*1401 微秒） = 8，15Mbps 頻道產出(也就是 8〇2.11b STA1 為 2.72Mbps， 而 802.11g STA2 為 5.43Mbps)。 如第6圖所示，802.11g裝置，STA2或得平均兩倍存取機 會。雖然頻道產出從7.4被增加至8.15MbpS(l〇%)，但802.11b 裝置之產出被降低27%。 同樣地，針對兩(2)以5.5MbpS操作之8〇2.1lb裝置，產出 係為： 產出=(每週期被傳送資料)/(每週期時間） = (2*1500 位元組)/(2*2731 微秒） =4.4Mbps頻道產出(也就是各sta為2.2Mbps)。 相較下，針對以5.5Mbps操作之一 802 11b裝置及以6Mbps 28 200950355 操作之一 802.11g裝置’產出係為： 產出=(每週期被傳送資料)/(每週期時間） = (1500 + 2*1500 位元組)/(2731 +2*2430 微秒） =4,8Mbps 頻道產出(也就是 8〇2.iib STA1 為 1.6Mbps，而 8〇2.11g STA2 為 3.2Mbps)。
此後者比較中，頻道產出係從4.4被增加至4.8 MbpS(；9%>， 但802.11b裝置之產出被降低27%。 這兩者比較中，可看出雖然802.llg模式相對於8〇2 Ub 模式被用於STA2時頻道產出增加，但802.11b裝置之效能亦 實質降低。 匕' 另一比較例係說明當頻道品質如因高干擾而極度不良缺 乏公平性使lMbps速率被選擇。通常，只要存取點公告其支 援8〇2.Ug速率，即使當操作於802.11b速率，802.llg裝置均 可使用較小競爭窗。 " 針對兩個802.11b裝置，一個以11Mbps操作，另一個以 1Mbps操作，產出係為： 產出==(每週期被傳送資料)/(每週期時間） 〜(2*1500 位元組)/(1615+12828 微秒） 〜U6MbPs頻道產出(也就是各STA為0.83Mbps)。 相較下’針對以UMbps操作之一 8〇2丨比裴置及以 呆作之一802.11g裝置，產出係為： 29 200950355 產出=(每週期被傳送資料)/(每週期時間） = (1500 + 2*1500 位元組)/(1615+2*12828 微秒） =1.32Mbps 頻道產出(也就是 802.11b STA1 為 0.44Mbps， 而 802.11g STA2 為 0.89Mbps)。 此第三比較中’ 802.11b裝置產出降低53%，另外頻道產 出因較慢802.11g裝置佔據頻道期間較長而造成頻道產出降 低。 第7圖說明了可被存取點處理器實施來決定何速率經由存 取點傳輸器被公告。通常，當系統具有全部均為8〇211g之裝 置或框錯誤率(FER)低於被給定門檻時，所有速率均被支援。 ©系統僅具有802.11b裝置時，其仍有利於公告支援go) Ug 速率，該例中802.11g裝置開始以高速率(也就是8〇2 nb裝置 範圍以上之速率)操作。當框錯誤率低於指示頻道品質良好之 被給定門檻時，若可能，802.llg裝置不應被限制使用較高速 〇 〇 針對第7圖所示之較佳處理，於步驟S1，當站數或框錯誤 率改變被_時’該處理即開始。於步驟S2，變數^及係 分別被分配與存取點通信之8〇2仙及8〇2Jig站數。於步驟 S3，決定是否所有站均為8〇2❿，也就是無8〇2训站㈣， 或框錯誤率是否低於被選擇門檻卿—翻s。於步驟弘，若 任—為該例，則所有速率均被支援且該處理結束於步驟S5。 右否’於步驟S6，決定系統是否具有任何使用12Mbps以 30 200950355 上速率之802‘llg裝置。若否，則於步驟S4，謝ig及8〇2仙 裝置速率均被支援。當鳥裝置出現，且所有·仙裝 置均以或低於12MbPs操作時，S6，（如因高干擾環境造成）， 於步驟S7，S8，有暇科除觀llg支援模式之蚊係藉由 確賴2.llb裝置⑽及觀llg裝置⑻相對數量來決定。比率 係被計算於步驟S7 ’而決定係被做成於步驟S8。當m/n小於 被給定Η插時，8〇2.llg速率係無法使用於步_，且該處理 結束於步驟sk)。當8G2.llb對耻llg比率(牆)大於被給定 門檻時’則於步驟S4，802.11g及8〇2 llb速率均被支援。 確保引進802.11g裝置對既存8〇2Ub裝置之向後相容性所 採用之較佳方式係包含： •任何802.llb客戶裝置(站)出現時，所有8〇2.ng裝置均 於任何傳輸之前通知即將傳輸之败llb裝置。此储由傳輸 待送框(CTs-t〇-_來達成。此額外待送框之效應係為8〇2叫 有效產出之減除(見表4，攔4及5)。 •依據對無線頻道之存取’所有既存8〇211系統均較佳使 用隨機重傳鱗H來蚊何時t試傳輸。隨舰轉係較佳介 於80Zllb之[0’31]及祖llg之[〇15]之間。鳥及8〇2 ng 系統之重傳值範圍差異原因係給予假設操作於較佳速率之 802.11g裝置’存取該頻道之較高機率使該頻道被更有效使 用。此效應係802.11g裝置通常獲得8〇2.nb裝置傳輸機會之 兩倍。只要存取點公告其支援說11§速率，即使操作於 802.11b速率，802.llg裝置均將永遠使用較小競爭窗。' 200950355 較佳是，無線傳輸/接收單元排程器組件係被實施於如特定 應用積體電路(ASIC)之早一積體電路上。同樣地，速率公告無 線傳輸/接收單元之接收單元，信號處理單元及傳輸單元可被 實施於特定應用積體電路上。然而，任一例中，組件亦可被立 即實施於多重獨立積體電路上。 以上s兒明僅將802.11型糸統當作例證參考且不做限制。熟 練一般技術人士將了解符合本發明之其他變異及修改。 【圖式簡單說明】 第1圖說明無線區域網路通信之系統概觀圖。 第2圖為具有以“服務等級，，基礎被配置佇列之存取點之 “服務等級”感知排程器佇列系統簡圖。 第3圖為具有以站基礎被配置佇列之存取點之“服務等級” 非感知排程器佇列系統簡圖。 第4圖為比較802.11b及802.11g裝置之無空間路徑損失模 型之有效產量對距離圖示。 第5圖為無線區域網路圖示，包含可以資料傳輸佇列附帶 例與存取點相容之與8〇2.11b/802.11g通信之802.11bSTA。 第6圖為無線區域網路圖示，包含可以資料傳輸佇列附帶 例與存取點相容之與8〇2.11b/802.11g通信之802.11bSTA及 8〇2.11gSTA。 第7圖為顯示以8〇2.11b及802.11gSTA，這些裝置之信號 200950355 e
品質及公伟絲魏擇位元傳輪轉之方法步驟流程 【主要元件符號說明】 ACK認可框 CTS共存所需待送框 FER框錯誤率 m、η變數 STA(NMS)網路管理 16網路管理STA(NMS) Tmax最大允許排序值 18、20、22、24、26無線傳輸/接收單元 30、40排程器 Μ、41處理輸入 32a-32d、42a-42n 個別仔列 33、43時序標記組件 34、44輸入緩衝器 35、45分配元件 36、46語音資料封包 37、47計算組件 38、48封包 54網路架構連接存取點 39、49分配輸出 33

Claims (1)

  1. 200950355 七、申請專利範圍： !.在無線通信中触諸封包的傳輸之裝置，該裝置包括 在-無線傳輸接收單元接收一資料封包； 資料封包被接 產生一時間戳’該時間戳指出該被接收之 收的時間； 基於資料速率排序該被接收之資料封包， 資料封包將以該資料速率被傳輪至複騎列其中之 〇 早時間戳； 傳輪資料速率關聯，且該資料速 T &喊具有該敎朗巾所有封包之最 置的各資料封 決定在該複㈣财切狀標猶所配 包之一優先性指標；及 自該複數糾其中之-選擇―資料封包以進行傳輸，盆 之㈣聽與在轉數㈣射之-之該標頭處 所配置的所有資料封包的最大決定的優先性指標關聯。 2· trt利麵第1項所述之方法，其巾決定—優先性指標更 二 '減去與-資料封包關聯之該時間戳及—目前時間來 決定該資料封包的等待時間。 3. 如申請專鄕_ 2顧述之妓，射妓—優先性指標更 包含基於該資料封包的鮮待_來決定—延遲指標。 4. 專利乾圍第3項所述之方法，其中該延遲指標是由將該 貝料封包的該決定的等待時間除㈣資料封包的—最大允許 34 200950355 等待時間來決定。 5. 如申請專概圍$ 4辆述之麵，其中蚊—優先性指標是 基於該資料封包的該資料速率。 6. 如申請專利_第5項所述之方法，其中蚊—優先性指標更 包含基於該資料封包的該資料速率來決定―資料速率指標。 7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，± f ^ ,^ 凌其中該資料速率指標是藉 ❹ 由將與該資料封包關聯之該資料 断> —# 、卄連率除以由一無線通信網路 所才日疋的最大資料速率來決定。 8. ==!!:!所述之方法，其中決定-優先性指標更 包含將一加權因子應用在該延 其中之- 遲指標及該資料速率指標至少 項所述之方法，其中該優先性指標是根據 α)χ延遲指標] 優先性指標=[αχ資料逮率指標]参 35
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