TWI396407B - 無線通信系統中決定網點牽涉層次方法及裝置 - Google Patents

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Description

無線通信系統中決定網點牽涉層次方法及裝置
一種無線通訊系統之網狀點(MP)牽連程度決定方法及其裝置，適用於具有複數網狀點(MP)之無線通訊系統，其包括：第一網狀點(MP)傳輸網路狀態要求訊號至第二網狀點(MP)。第二網狀點(MP)回應網路狀態資訊至第一網狀點(MP)。第一網狀點(MP)經由第二網狀點(MP)接收網路狀態資訊、並基於網路狀態資訊以決定無線通訊系統之牽連程度。
本發明係有關於無線通訊系統。特別是，本發明係有關於一種無線通訊系統之網狀點(MP)牽連程度決定方法及其裝置。
隨著無線技術之持續演進，無線區域網路(WLAN)亦受到普遍利用，然而，無線網路亦可能存在各種變動。舉例來說，傳統無線區域網路(WLAN)可能是基於結構化系統(structured system)，結構化系統(structured system)係具有與無線裝置進行通訊之基地台(BS)及各個基地台(BS)間之路由流量。另一種類型之無線網路是隨意網路(ad-hoc network)，其中，無線裝置係利用點對點(point-to-point)技術而與單一或複數額外無線裝置進行通訊，其中，無線裝置係動態地連接，或脫離，隨意網路(ad-hoc network)。
做為傳統無線區域網路(WLAN)及隨意網路(ad-hoc network)之組合，網狀網路(mesh network)係可以包括：使用者裝置、終端機、存取點(AP)及基地台(BS)，並且，使用者裝置、終端機、存取點(AP)及基地台(BS)皆具有網狀點(MP)之功能。基於諸如無線區域網路(WLAN)之低工作覆蓋延伸、低工作及低複雜度自我部署無線區域網路(WLAN)之特徵、及基於其高錯誤容忍及冗餘之能力，網狀網路(mesh network)已經獲得技術標準社團之逐漸支持。
網狀網路(mesh network)之特徵在於：網狀網路(mesh network)之網狀點(MP)係可以實施各種網路功能，並且，各種網路功能，在傳統上，僅得利用無線區域網路(WLAN)之某種特定類型無線裝置加以實施。有鑑於此，非正常用於特定功能之網狀點(MP)極可能會因為突然要求實施這些額外網路功能而顯得力有未逮。舉例來說，非正常用於實施路由或某一無線裝置至另一無線裝置之轉送之無線裝置，在實施路由或某一網狀點(MP)至另一網狀點(MP)之轉送時，可能會經歷其電力供應或電池之超額電力消耗(power drain)，進而限制此無線裝置之功能及可用壽命。
有鑑於此，本發明係提供一種方法，並且，這種方法係同時參酌網狀點(MP)使用者及網狀網路(mesh network)經營者之觀點，藉以控制參與網狀網路(mesh network)之網狀點(MP)，進而使參與網狀網路(mesh network)之網狀點(MP)不受傳統方法之限制。
在本發明說明書中，術語”網狀點(MP)”係包括、但不限於無線傳輸/接收單元(WTRU)、使用者設備(UE)、行動工作站、固定或行動用戶單元、傳呼器、或能夠操作於無線環境之任何其他類型裝置。除此以外，網狀點(MP)係包括、但不限於基地台(BS)、B節點、位置控制器、存取點(AP)、或無線環境之任何其他類型界面裝置。
本發明之各種特徵係可以整合為單一積體電路(IC)，或者，本發明之各種特徵係可以架構為具有複數互連元件之電路。
第1圖係表示根據本發明之一種無線通訊系統100。這種無線通訊系統100係包括複數網狀點(MP)110，並且，各個網狀點(MP)係能夠彼此通訊。除此以外，單一或複數網狀點(MP)110係可以連接外部網路150，諸如：網際網路、公用切換電話網路(PSTN)、或任何其他類型之外部網路。利用這種方法，這種無線通訊系統100之任何網狀點(MP)110係可以經由連接外部網路150之網狀點(MP)而存取外部網路150。為舉例說明之目的，在第1圖中，僅有單一網狀點(MP)110可以連接外部網路150。然而，任何數目之網狀點(MP)110亦可以連接外部網路150。
為方便說明本發明之目的，片語”牽連程度”係表示網狀點(MP)相對於其操作無線通訊系統之牽連程度。誠如本發明說明將會詳細討論如下，較佳者，牽連程度係基於網狀點(MP)之操作無線通訊系統或無線通訊網路之相關狀態資訊，且特別是，網狀狀態資訊。
第2圖係表示根據本發明之兩個網狀點(MP)(這兩個網狀點(MP)分別標示為網狀點(MP)110’及網狀點(MP)110”)之方塊圖，並且，這兩個網狀點(MP)係用以分享資訊、並決定這種無線通訊系統100之網狀點(MP)牽連程度。為舉例說明之目的，基本上，網狀點(MP)110’及網狀點(MP)110”係類似單元。
除典型網狀點(MP)具有之標準元件以外，網狀點(MP)110’係包括：處理器115，用以決定這種無線通訊系統100之牽連程度；接收器116，用以與處理器115進行通訊；傳輸器117，用以與處理器115進行通訊；記憶體119，用以處理器115進行通訊；圖形化使用者界面(GUI)114，用以與處理器115進行通訊；以及天線118，用以同時與接收器116及傳輸器117進行通訊，用以協助無線資料進入及離開網狀點(MP)110’之接收及傳輸。
除典型網狀點(MP)具有之標準元件以外，網狀點(MP)110”係包括：處理器125，用以決定這種無線通訊系統100之牽連程度；接收器126，用以與處理器125進行通訊；傳輸器127，用以與處理器125進行通訊；記憶體129，用以處理器125進行通訊；圖形化使用者界面(GUI)124，用以與處理器125進行通訊；以及天線128，用以同時與接收器126及傳輸器127進行通訊，用以協助無線資料進入及離開網狀點(MP)110”之接收及傳輸。
第3圖係表示根據本發明之網狀點(MP)100’及網狀點(MP)100”間之信號圖300，用以決定這種無線通訊系統100之網狀點(MP)牽連程度。在本發明之一種較佳實施例中，網狀點(MP)100’之處理器115係經由傳輸器117及天線118，用以傳輸網路狀態資訊之要求(310)至網狀點(MP)100”。網狀點(MP)100”之接收器126係經由天線128接收網狀點(MP)100’之網路狀態資訊之要求(310)、並將網狀點(MP)100’之網路狀態資訊之要求(310)轉送至處理器125。
隨後，網狀點(MP)100”之處理器125係經由傳輸器127及天線128，用以傳輸具有網路狀態資訊之回應(320)至網狀點(MP)100’。為舉例說明之目的，網路狀態資訊係可以包括第二網狀點(MP)100”之相關資訊，諸如：第二網狀點(MP)100”進行通訊之可用性、目前連接這種無線通訊系統100之網狀點(MP)110狀態、經由任何網狀點(MP)110連接外部網路之可用性、連接這種無線通訊系統100之可用網狀點(MP)110數目、目前無線通訊系統活動程度、連接這種無線通訊系統100所需要之驗證、這種無線通訊系統100所經歷之平均及最大延遲、頻寬可用性、及這種無線通訊系統100之目前機密程度及可用加密。
網狀點(MP)110’之接收器116係經由天線118接收具有網路狀態資訊之回應(320)、並將具有網路狀態資訊之回應(320)轉送至處理器115。網狀點(MP)110’之處理器115係能夠經由圖形化使用者界面(GUI)114，用以向網狀點(MP)110’之使用者顯示網路狀態資訊。除此以外，網狀點(MP)110’之處理器115係能夠決定及設定這種無線通訊系統100之牽連程度或可用性，諸如：第一網狀點(MP)110’連接之網狀點(MP)110數目、連接品質(諸如：封包損失率)、目前無線通訊系統活動程度、及這種無線通訊系統100之其他網狀點(MP)110之目前服務可用性程度。舉例來說，網狀點(MP)110’可能非可用於其他網狀點(MP)110、僅可用於緊急條件、處於兼差(part-time)可用模式以節省電力、或完全可用於這種無線通訊系統100之其他網狀點(MP)110。
隨後，網狀點(MP)110’之處理器115係可以經由傳輸器117及天線118，用以傳輸自身之相關狀態資訊至網狀點(MP)110”。網狀點(MP)110”之接收器126係經由天線128接收網狀點(MP)110’之相關狀態資訊、並將網狀點(MP)110’之相關狀態資訊轉送至處理器125。處理器125係能夠經由圖形化使用者界面(GUI)124，用以向網狀點(MP)110”之使用者顯示網狀點(MP)110’之相關狀態資訊、並決定及設定這種無線通訊系統100之牽連程度或可用性。
在本發明之一種較佳實施例中，網路狀態資訊及網狀點(MP)110”之相關狀態資訊係儲存於網狀點(MP)110”之記憶體129、並利用處理器125擷取以傳輸至網狀點(MP)110’。同樣地，網狀點(MP)110’之相關狀態資訊係儲存於網狀點(MP)110’之記憶體119、並利用處理器115擷取以傳輸至網狀點(MP)110”。然而，狀態資訊亦可以儲存、並分別利用處理器115及處理器125擷取於網狀點(MP)110’及網狀點(MP)110”之額外區域。
在本發明之另一種較佳實施例中，相對於主動地傳輸網路狀態資訊之要求至額外網狀點(MP)110，第一網狀點(MP)110’係可以被動地監控這種無線通訊系統100，用以經由這種無線通訊系統100之其他網狀點(MP)110接收網路狀態資訊。利用這種方法，網狀點(MP)110’之處理器115係經由接收器116及天線118，用以被動地接收其他網狀點(MP)110之網路狀態資訊。處理器115係可以利用圖形化使用者界面(GUI)114，用以向網狀點(MP)110’之使用者顯示網路狀態資訊。除此以外，處理器115係可以經由傳輸器117及天線118，用以傳輸網狀點(MP)110’之相關狀態資訊至這種無線通訊系統100之任何其他網狀點(MP)110。
第4圖係表示根據本發明之這種無線通訊系統100之網狀點(MP)牽連程度決定方法400之流程圖。在步驟410中，第一網狀點(MP)110’係傳輸網路狀態資訊之要求至這種無線通訊系統100之其他網狀點(MP)110。雖然任何網狀點(MP)110均可以接收網路狀態資訊之要求，為舉例說明之目的，本發明係利用第二網狀點(MP)110”描述，用以回應第一網狀點(MP)110’。在步驟420中，第二網狀點(MP)110”係接收網路狀態資訊之要求、並將網路狀態資訊及第二網狀點(MP)110”之相關狀態資訊至第一網狀點(MP)110’。在步驟430中，第一網狀點(MP)110’係經由第二網狀點(MP)110”接收網路狀態資訊。
隨後，在步驟440中，第一網狀點(MP)110’係顯示經由第二網狀點(MP)110”接收之網路狀態資訊、及第一網狀點(MP)110’自身之相關狀態資訊。其他狀態資訊(諸如：電力供應壽命及諸如此類之狀態資訊)亦可以向第一網狀點(MP)110’之使用者顯示。顯示步驟可以利用各種方式實施，諸如：使用者之圖形化顯示器或文字化顯示器。
視第一網狀點(MP)110’之使用者需要，在步驟450中，第一網狀點(MP)110’係傳輸第一網狀點(MP)110’之狀態資訊至這種無線通訊系統100之其他網狀點(MP)110。除此以外，在步驟460中，第一網狀點(MP)110’係決定這種無線通訊系統100之牽連程度或可用性。由於資源因素(諸如：記憶體數量、處理資源、及電池消耗)將會影響網狀點(MP)110之利用，當資源充足時，網狀點(MP)110可能會想要這種無線通訊系統之較多牽連程度及可用性，以及，當資源稀少時，網狀點(MP)110可能會想要這種無線通訊系統之較少牽連程度及可用性。
根據預設架構，這種無線通訊系統100之牽連程度或可用性決定步驟(步驟460)係可以利用第一網狀點(MP)110’之使用者、無線通訊系統經運者、或第一網狀點(MP)110’自身加以實施。除此以外，若第一網狀點(MP)110’之使用者即是架構牽連程度或可用性之實體，則第一網狀點(MP)110’之使用者亦可能需要軟體或硬體架構工具(諸如：執行於第一網狀點(MP)110’之處理器115之應用程式)，用以容許第一網狀點(MP)110’之使用者進行架構改變。第一網狀點(MP)110’之使用者係可以經由圖形化使用者界面(GUI)而影響架構。
除此以外，無線通訊系統經營者或製造商亦可以遠端架構第一網狀點(MP)110’，進而得到第一網狀點(MP)110’之牽連程度及可用性。這種遠端架構步驟係可以包括下列步驟：利用單排模組(SIM)卡、工廠架構、或遠端半靜態設定、並經由訊號發送訊框及第一層(L1)或第二層(L2)之通訊協定進行組件預設，用以經由遠端位置調整第一網狀點(MP)110’之架構，並且，遠端位置係包括：這種無線通訊系統100之外部位置，諸如：外部網路150之位置。同樣地，第一網狀點(MP)110’係能夠架構，用以基於第一網狀點(MP)110’是否利用電池電力執行或第一網狀點(MP)110’是否連接至外部電力來源，進而改變第一網狀點(MP)110’之牽連程度。在各種例子中，架構參數係可以儲存於資料庫(諸如：管理資訊資料庫(MIB))貯放之讀取及寫入資訊元件。使用者或無線通訊系統經營者係可以遠端監控架構、或調整及擷取資料庫之元件以改變架構(舉例來說，利用簡易郵件傳移通訊協定(SMTP)、可延伸標示語言(XML)或諸如此類之手段)。
第一網狀點(MP)110’之架構係可以包括網狀點(MP)110是否可用於通訊之設定，以及，若網狀點(MP)110可用於通訊，網狀點(MP)110之可用性程度。可用性程度係可以包括：唯一緊急條件(only emergency)路由、兼差(part-time)連接性、非封包轉送、或這種無線通訊系統100之其他網狀點(MP)110之完整服務可用性。除此以外，第一網狀點(MP)110’之架構亦可以包括：第一網狀點(MP)110’之相關識別資訊數量、及第一網狀點(MP)110’之目前狀態及第一網狀點(MP)110’與這種無線通訊系統100之其他網狀點(MP)110之連接、及第一網狀點(MP)110’在路由或轉送封包以前所需要之驗證或加密類型。
第5A圖係表示根據本發明之一種無線通訊系統500，並且，這種無線通訊系統500之網狀點(MP)110’係具有這種無線通訊系統500之高度牽連程度。在這種無線通訊系統500中，複數網狀點(MP)110係彼此進行無線通訊以形成這種無線通訊系統500，並且，網狀點(MP)110’係與這種無線通訊系統500之幾乎各個其他網狀點(MP)110進行無線通訊。有鑑於此，網狀點(MP)110’係可能具有經其路由或轉送之高度流量負載，並且，需要較快路由之網狀點(MP)110係想要連接具有低度牽連程度之網狀點(MP)110。除此以外，基於網狀點(MP)110’之高度牽連程度，連接網狀點(MP)110’之網狀點(MP)110係存取這種無線通訊系統500之較多額外網狀點(MP)110。
第5B圖係表示根據本發明之一種無線通訊系統550，並且，這種無線通訊系統550之網狀點(MP)100”係具有這種無線通訊系統550之低度牽連程度。在這種無線通訊系統550中，複數網狀點(MP)110係彼此進行無線通訊以形成這種無線通訊系統550，並且，網狀點(MP)110”係僅與這種無線通訊系統550之某個其他網狀點(MP)110進行無線通訊。有鑑於此，網狀點(MP)110”係可能具有經其路由或轉送之較低流量負載，並且，連接網狀點(MP)110”之網狀點(MP)110係可以具有經由網狀點(MP)110”之較快資訊路由。然而，連接網狀點(MP)110’之網狀點(MP)110將不方便存取這種無線通訊系統550之額外網狀點(MP)110，若額外網狀點(MP)110未連接網狀點(MP)110”。
本發明，視情況需要而定，係可以實施於任何類型之無線通訊系統。舉例來說，本發明係可以實施於任何類型之IEEE 802.XX類型系統或任何其他類型之無線通訊系統。本發明係可以實施於應用軟體或數位訊號處理器(DSP)。
雖然本發明之各個特徵及元件係利用較佳實施例之特定組合詳細說明如上，然而，本發明較佳實施例之各個特徵及元件亦可以單獨利用，而不需要本發明較佳實施例之其他特徵及元件，或者，本發明較佳實施例之各個特徵及元件亦可以構成其他組合，而不需要本發明較佳實施例之其他特徵及元件。
118、128．．．天線
300．．．信號圖
400．．．方法
RCVR．．．接收器
XMTR．．．傳輸器
GUI．．．圖形化使用者界面
100、500、550．．．無線通訊系統
MP．．．網狀點
先前發明概述及本發明較佳實施例之下列詳細說明之閱讀係可以參酌所附圖式而獲得進一步瞭解，其中：第1圖係表示根據本發明之一種無線通訊系統之示意圖；第2圖係表示根據本發明之一對網狀點(MP)之方塊圖，並且，這對網狀點(MP)係用以實施第1圖所示之無線通訊系統之網狀點(MP)牽連程度決定方法；第3圖係表示根據本發明之一對網狀點(MP)之信號圖，並且，這對網狀點(MP)係彼此通訊以決定第1圖所示之無線通訊系統之網狀點(MP)牽連程度；第4圖係表示根據本發明之一種無線通訊系統之網狀點(MP)牽連程度決定方法之流程圖；第5A圖係表示根據本發明之一種無線通訊系統，並且，這種無線通訊系統之網狀點(MP)係具有無線通訊系統之高度牽連程度；以及第5B圖係表示根據本發明之一種無線通訊系統，並且，這種無線通訊系統之網狀點(MP)係具有無線通訊系統之低度牽連程度。
118、128．．．天線
GUI．．．圖形化使用者界面
RCVR．．．接收器
XMTR．．．傳輸器
MP．．．網狀點

Claims (20)

  1. 一種用以決定一無線通訊系統中一第一網狀點(MP)的牽連程度的方法，該無線通訊系統包含多個MP，該方法包含：該第一MP傳輸一網路狀態要求訊號至一第二MP；該第一MP接收來自該第二MP的具有網路狀態資訊的一回應；以及該第一MP根據所接收的該網路狀態資訊以及該第一MP的一資源因素，決定該第一MP關於該無線通訊系統的一牽連程度，其中，該網路狀態資訊包括該無線通訊系統中其他網狀點的可用性、該無線通訊系統中其他網狀點的連接狀態、連接該無線通訊系統所需要之驗證及加密、一外部網路的可用性、該無線通訊系統中之平均及最大延遲、頻寬可用性、及該無線通訊系統中其他網狀點數目之至少其中之一。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，更包含：該第一MP顯示該網路狀態資訊。
  3. 如申請專利範圍第2項的方法，更包含：該第一MP顯示關於該第一MP之該狀態資訊；其中關於該第一MP之該狀態資訊包括與額外MP的連接性、所需要的驗證及加密、連接品質、目前無線活動程度、電力程度、以及該無線通訊系統中其他網狀點之目前服務可用性程度的至少其中之一相關之資訊。
  4. 如申請專利範圍第3項的方法，更包含：該第一MP傳輸關於該第一MP之該資訊至該第二MP。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一MP與該無線通訊系統之全部MP進行通訊。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一MP不提供路由至該無線通訊系統之額外MP。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一MP提供有限路由。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該第一MP係於緊急條件下提供路由。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一MP之一使用者係架構該牽連程度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該使用者利用一圖形化使用者界面(GUI)以架構該牽連程度。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一MP之該牽連程度係遠端架構。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中，該遠端架構包括傳輸至該第一MP之訊號訊框及通訊協定。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之方法，更包括：遠端監控該第一MP之該架構。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中，該第一MP之該架構之相關資訊係儲存於一資料庫。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該狀態資訊係經由一圖形化使用者界面(GUI)顯示於該第一MP。
  16. 一種網狀點(MP)，其用於包含多個MP的一無線通訊系統，該MP包含： 一接收器；一傳輸器；以及一處理器，其與該接收器及該傳輸器進行通訊，其中，該處理器架構以控制該傳輸器，使得該傳輸器傳輸一網路狀態要求至該無線通訊系統之其他MP，其中，該接收器架構以接收包含該其他MP的網路狀態資訊的一訊號；其中，該處理器架構以接收該其他MP的該網路狀態資訊，以根據所接收的網路狀態資訊以及該MP的一資源因素，來決定該MP關於該無線通訊系統之一牽連程度；且其中，回應該網路狀態要求所提供之該網路狀態資訊包括該無線通訊系統中其他MP的可用性、該無線通訊系統中其他MP的連接狀態、及該無線通訊系統中其他MP數目之至少其中之一。
  17. 如申請專利範圍第16項的MP，其中該網路狀態資訊包含需用於連接到該系統的驗證及加密、一外部網路的可用性、該系統中的平均以及最大延遲、與頻寬可用性的至少其中之一。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之MP，其中，該MP之該處理器配置以顯示用回應該網路狀態要求所提供的該網路狀態資訊。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之MP，其中該處理器更配置以顯示關於該MP之狀態資訊，其中，與該MP相關之該狀態資訊包括與額外MP的連接性、所需要的驗證及加密、連接品質、目前無線活動程度、電力程度、及該無線通訊系統中其他 MP之目前服務可用性程度之至少其一相關之資訊。
  20. 如申請專利範圍第16項的MP，更包括：一記憶體，其耦接於該處理器，其中該記憶體配置以儲存關於該MP的該資訊。
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