TWM283442U - Logical and physical mesh network separation - Google Patents

Description

M283442 四、創作說明（1) 技術領域 本創作為大體而言相關於一種無線網狀網路，以及更特別 地是，相關於一種用於將一網狀網路分離成為較小之邏輯 及-/或物理網狀次網路的方法。 考作背景 由於無線區域網路（Wireless Local Area Networks，以 稱WLANs)的使用增加以及部署的廣泛分佈，因此， 最近，對於無線網狀網路的額外支援已經獲得在標準社群 (Mandards community)之中的動力，再者，一網狀網 ，係為一種用於連接無線節點、補充基礎架構及簡易模式 補償太$ , . e and Ad-Hoc: modes)的第三以及 包;用:二，:努狀力網 f礎架構模式之中，_吐a ,、 地與一基地台、或是一 口 以下簡稱STA)乃會專門 而在該簡易模式（點對（以下簡稱ΑΡ)進行溝通， STAs可以在不會影響到該 e^^ = — Peer))之中，該等 直接進行通信，至於網壯 h任何其他節點的情形下 易模式的一混合，舉例而二則是會提供基礎架構以及簡 5 ’在該網路中的節點（STAs， M283442 四、創作說明（2)

Afs等）可以作用為不在一基地台之範圍中之其他節點的 無:線路由器。 f比較無線網狀網路以及傳統無線網路主要在基礎架構模 式、或間易模式中的核作時，許多系統操作方面（例如， 操作以及維持（以下簡稱Q&M)，骨幹連通性，節點隨著 日专間的連通性，無線電資源管理（r a d i 〇 r e s 〇 u r c e management，RRM)，使用者行為等）會有相當大的差 異，舉例而言，取代一單一的丨〇 〇 _節點網狀網路，分散式 的爾欠體可以出現在會自行將系統組織成為二、更多個分離 之網狀次網路的節點的其中之一中，而這些網狀次網路則 是可以部分重疊、或是可以不具有重疊，但仍然會相鄰， 因此’係有使有效之操作以及透過簡單之邏輯網路分離來 使用網狀網路成為可能的需要。 創作内容 本創作包括 作以及 包括大量產 法，且該等 組節點，本 理以及邏輯 數個額外的 數種用於透 網狀網路使 生一或多個 次網路係可 創作乃允許 次網路而操 特徵亦加以 過一簡單的 用成為可能 次網路，以 以為邏輯的 一較高程度 作該網狀網 揭示，例如 邏輯網路分 的方法，以 取代一個大 、或是物理 的組織以及 路的更高彈 ，功能性實 離而使得有 及，本創作 型網路的方 的。假設一 藉由導入物 性，此外’ 體以及信號

第6頁 ⑧ M283442 創作說明（3) ___ 送，以使得此模式的 、式的知作成為可能。 觸 產 點 種用於在一無線網狀網路 '，決定一產生一次網路的產生次網路的方法係開始 發條件存在時，則在該：條件是否存f ’而若是該 生該次網路，接著，該次^路中的節點就會被選擇來 而加以產生。 、、罔路係會藉由該等所選擇的節 重在一無線網狀網路中佶 轟置；一依附列節點，所述節點包括1 節點的-狀態，且該節點盘=裝置進=以維持該 處；-觸發裝i，其盘該狀：ΐ力的該狀悲發生在該節點 裝置，與該依附列表:：；及；=進行通以及-依附 具體實施方式 及該觸發裝置進行通 $後，該名詞"站台”（STA)包括，但不限於，一無線傳 輸/接收單元（WTRU)，_使用者設備，一固定、或移動 ^戶單兀，一呼叫器，或是任何其他型態之能夠在一無線 中操作的裝置，再者，當於之後提及該名詞”存取 點”（AP)時，其包括，但不限於，一基地台；一具有額 外功月b而月b夠在一星狀拓樸（star topology)中作用為 中心點的ST A，類似於一基地台；一節點b ; —位置控制 器；或是在一無線環境中任何型態的介面裝置，同樣地， 當於之後提到該名詞”網狀點（mesh point) π (以下簡

M283442 四、創作說明（4) 稱MP)時，其乃會包括，但不限於，一具有額外功能的 STA，因而能夠在一網狀拓樸中作用為一順向節點，以及 能夠在該網路中產生、發送、接收、及/或轉傳來自其他 節點之通信，由於這些名詞乃是關於邏輯的功能，因此， 其有可能一個物理裝置僅具有一個邏輯功能、或是會將兩 個、或多個邏輯功能節合成為一個物理裝置，所以，當於 之後提及時，該名詞 π網狀存取點n ( MAP)乃會包括，但 不限於，一具有AP以及MP功能的STA。 Θ彳作包括數種用於透過一簡單的邏輯網路分離而使得有 效操作以及網狀網路使用成為可能的方法，目前，當在一 特殊區域中部署一網狀網路時，共同的方式是，形成一單 一的（以及，可能地，非常大的）網路，在某些通信定義 中，產生一、或多個網狀次網路來取代與一個大網路一起 工作的情形是比較有利的，而該次網路則是可以由一邏 輯、或是由一物理的觀點來進行定義。 第1圖顯示一具有1 6個網狀節點以及三個閘道節點之網路 白|個實例，其中，該網路被分開成為三個不同的層次， 一物理層次，一第一邏輯層次（A或主要），以及一第二 邏輯層次（B或次要），在此，該樣品物理網路可以被視 為三個不同的網路，此外，第1圖也顯示了所有存在的節 點以及可能的互連。

第8頁 ⑤ M283442 四、創作說明（5) 網路節點可以分類成為網狀節點、或是閘道節點，其中， 網:狀節點為可以利用一網狀方式進行互連的共同節點（例 如，8 0 2. 1 1 MPs、或是MAPs)，至於閘道節點則是會提供 該•網狀域外之連通性的節點，並且，節點乃會根據，舉例 而言，其與該網路的關聯而被標示為主動、被動、或是待 命。 可以利用的路徑相當多，舉例而言，若是於節點2中所產 生之流量需要被順向遞送至一閘道時，可能的路徑係包 括_ 2-3-A，2-4-3-A，2-8-B，2-9-8-B等，然而，若是僅 考慮該等被標示為主動的節點時，則可能路徑的數量就會 大大地減少’在此例子中’該等路徑2_4-3-A以及2_9_8-B 就不再視為有效。 第2圖顯示，正如所見，當僅考慮主動節點時的相同網 路。從資料流量的觀點來看，此於網路拓樸中的改變可以 被用於不同的目的，例如，分離流量，並且，藉由僅考慮 主動節點，流量將會變得在可以幫助保持服務品質 (0uality of service，QoS)需求的更確定路徑中進行 順向傳遞。 用於決定哪些節點是主動的準則，乃可以利用較佳的RRM 特性，例如，可靠的連結，電池水平，流量產生特性，節 點的安全及認證内容，或是資源利用之水平，來作為基

第9頁 M283442 吗、創作說明（6) 礎、而該等所使用的準則以及它們用以評估的方式則是具 有.執行的獨特性，並且，被選擇來決定哪些節點是主動的 特別執行並不會改變本創作的架構、或是操作。 另一種邏輯網路則是可以在，除了主動節點之外，若考慮 被動節點時進行定義，此即暗示，有效路徑的數量可以獲 得增加，請參閱第3圖，其係顯示，正如所見，相同網路 毒同時考慮主動以及被動節點時的狀況，此時，該路徑2 -9-8-B係再次變得有效，並且，由於路徑的數量獲得增加 的係，因此，順向遞送的資料就變得較不具決定性，而 當該資料順向遞送變得較不具決定性時，（從該QoS的觀 點來看）其就會變得較不需要，不過，這對其他理由，例 如，路徑冗餘（path redundancy)，而言是有利的，舉 例而言，高優先權信號傳送係可以透過此等的網路，利用 一較短的路徑而進行順向傳遞，以允許較低的等待時間。 主動以及被動節點之間主要的差異係在於，通過它們之流 量的量以及性質都相當的不同，而這就使得在執行RRM功 能^會出現一相當程度的差異，並且，其乃預期主動節點 會^要比被動以及待命節點更多的資源，另外，該等RRM 功能可以在僅考慮主動節點時加以應用，而此將會降低該 等RRM功能的複雜性，並且，會使得它們更為有效率，這 是因為主動節點應該比該網路的其餘節點獲得更仔細的管 理的關係。

第10頁 ⑧ M283442 四、創作說明（7) 後命節點為可以在一能源節省模式中的節點，這些節點乃 是為了數種可能的理由而可以處於該待命模式之中：該等 節：點並未正在產生流量，該等節點正在執行電池節省，或 是因為這些以及其他理由的結合。 雖然，此實例僅顯示了僅三個節點狀態（亦即，主動，被 動，以及待命），但是，額外的節點狀態對於熟習此技藝 之人而言同樣是可以輕易地進行想像。 一種保持對於該等不同邏輯網路之追蹤的簡單方法，乃是 藉由在每一個節點執行一狀態機器（s t a t e ma ch i n e)而 加以達成，因此，不同的邏輯網路可以藉由獲知鄰近節點 之狀態而快速地加以定義。 第4圖則是顯示該三個所建議之狀態的一狀態機器。每一 個節點的當前狀態可以藉由於該網狀網路中之節點間的信 號發送交換（無線、或有線介面）而獲得宣告，此信號發 換可以在各種可能的通訊協定層（protocol l$ers)處執行，並且，可以為廣播、多點廣播（點對多 4 )、或是專用的（點對點）形式，或者，二者擇一地， -組預先決定的規則可以在每一個節點之中執行，以使得 該網路可以推論出該網路的該當前狀態，而取代根據觀察 某些特徵，類似，流量流動、品質、延遲等而明確地發送

第11頁 M283442 四、創作說明（8) 該網路之該當前狀態的情形。 將該網路分開成為不同分類的標準可以有很多，並且，這 些分類並不需要是其他分類的次群組，舉例而言，可以有 不同組的節點被定義為主動，但卻會掌控不同分類之用於 資料流量的服務。 將一個網路劃分成為多個網狀次網路可以在該網路之操作 期間的一開始、或是任何間點時完成，並且，劃分該網路 β乂由於在網路狀態（例如，流量負載）中的一改變而可 以執行，以實行最佳化及/或可靠性，所以，當該流量負 載減少時，該等次網路可以相結合，以形成一大的網狀網 路。 一個可以將該網路分離成為多個次網路的方式是，具有一 個用於決定其具有一個大的網狀網路、或多的較小的網路 是否具有意義的簡單公式（例如，跳躍（hops)的數量， 延遲等），一般而言，有兩種用於管理網狀網路的方式： 式、或分散式，其中，網路分離可以根據在該網路中 的一中心控制點、或是，個別地，藉由該等節點的每一 個，而加以執行，另外，也可以使用一混合方法，而其 中，一個次組的節點（例如，主動節點）乃會是做出決定 的該些節點，並且，在該混合方法之中，該等節點乃會具 有通知該新架構之次級（或被動）節點的選擇，或者，該

M283442 呼、創作說明（9) 等節點可以簡單地作用為代理節點（proxy nodes)以及 對_該等次級節點隱藏該架構，再次地，該兩網狀網路係可 以進行、或是可以不進行彼此散置、或者僅設置邊界 (bordering)，再者，其亦有可能在該兩個網狀網路之 間具有一閘道，除了用以對每一個網狀節點將會具有之閘 道進行陸上佈線（1 and 1 i n e)的該網狀之外。 鲞體來看，將在該網狀網路中的某些節點組織成為邏輯次 網路乃為一種減緩該網狀網路之管理的手段，而在該網狀 網中的任何特定節點則都可以同時地屬於在該網絡中的 一、或多個邏輯次網路，並且，乃可以產生不同的邏輯次 網路，以實現下列（但不限於）的目的： (1) 一組專屬於網狀網路維持的節點（例如，RRM， Q&M，監控等）。 (2) —組專屬於按照路線發送的主要節點。 (3) —組專屬於按照路線發送的次要節點，以在有問題 的例子中作為一備用系統。 (^) 一組專屬於特殊流量分類的節點。 (¾) 一組位在整個網狀網路之邊緣的節點，其係專屬於 該網絡的廣播以及廣告。 (6)分離來自不同服務提供者，或是具有分享相同物理 網路之不同QoS需求的流量。

第13頁 ⑧ M283442 四、創作說明（ίο) 屬於某一個物理、或是邏 的_，雖然說，這鮮一些目 種的決定準則作為基礎， 時間點，於該網絡中的任 後，重新依附至另一個斗勿 節點之重新依附的可能觸 件、流量條件、或安全或 輯網狀次網路的情形並非 的而言是可實施的，因& 在操作之正常程序期間孝里 何特定節點都可以被釋放 理、或邏輯次網路，至於 發點則是可以包括，在： 認證内容中的改變。 為長久 ’以各 的任何 ，然 對於-R RII 條 為^管理在該網絡中的物理以及邏 指來元件的其中之一或多· (1)在即點中用以維持該節點之電流依附的— 狀=器/資料庫。在1佳實施方式之中，每— :曰處f其本身所擁有的狀態機1，以及附加裝f 該狀‘％無-何時改變時經由號發送 點’在集中式的方式中，僅有該中心、或主要^ :知，狀態中的改變，I分散式的方式中，於狀:: k則疋會廣播至整個網4，以及，在混合的方式; 集#要節點（cluster master)會被通知在 附節點之狀態中的改變，且當該混合 通知 時’根據該網路的特殊尺寸，部署特徵等ί車父佳 於該等集中式以及分散式方式的優點，只要^會具 ，其本身的依附裝置，該按照路線發送的機=—個 基於電源（S〇urce~base)、基於跳躍（制匕就可 以使用 ^多個 11節點 ，並會 的節 需要被 中的改 ’該叢 該等依 的同 有相關 郎點處 α利用 、或 M283442

四、創作說明（π) 基於中心(central-base) 一：主要節點處執行）。 的方式而加以執行（後者會於 (2)在節點（有線以及無線介面，所有可能的通訊協定 層）間的信號發送機制，以通知其他的節點有關來自其他 節點的要求、或是強制在該網絡中之其他節點的一狀綠改 變 。 (3) —組在該等節點中所執行的規則，以決定、或推| 裝置。 ’ 該次網路的概念係可以應用在不同的通信方案之中。舉例 而言，可以有一個例子是，一物理網狀網路乃會由於動力 系統環境，節點的移動等而改變拓樸，此會造成該原先的 網絡在某一點處完全地斷開，而這則是會導致該網絡劃分 成為兩個不同的網絡，假設在該兩個網絡之間仍然有通信 時（例如，透過有線、一些其他型態的分配系統 (Distribution System)，回傳裝置（backhaul)，核 心#路等），則該兩個分離的網絡仍然可以被視為一會允 許所有的原先網路架構被維持在適當地方的單一邏輯網絡 (或是多個），因此，兩個、或多個物理網狀網路就可以 不顧動力拓樸改變，而被視為一單一的、或是多個邏輯網 絡，此概念亦可以加以執行，以藉由考慮該邏輯架構及/ 或連接來取代該等物理狀況，來保持該组應用於不同網路

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M283442 四、創作說明（12) 節‘點的規則不受該物理網路拓樸的支配。 第5圖顯示一種將一網狀網路分離成為多個次網路的方法 0 0，該方法5 0 0，一開始，會決定在該網路中之所有該等 氟點的狀態（步驟5 0 2)，決定一觸發條件是否符合將該 網路分開成為次網路（步驟5 0 4)，若是該觸發條件不符 合時，則該網路會繼續操作為一單一的網路，直到該觸發 條件符合為止，若是該觸發條件符合時，則節點會被選擇 來產生一次網路（步驟5 0 6)，在此，需要注意的是，多 則可以被使用來選擇將會是該次網路之一部分的該些 節點，正如前述。 該等多個次網路會加以產生（步驟5 0 8)，並且，將會繼 續被操作為次網路，直到符合一重新恢復條件為止（步驟 5 1 0)，若是該重新恢復條件符合時，則該等多個次網路 將會重新結合成為一個網路（步驟5 1 2)，接著，該方法 終止（步驟514)，而且，正如前述，多個準則可以被用 以決定何時要重新結合該等次網路。 上1的該等方法係可以有關於任何型態的網狀網路而加以 使用，包括，但不限於，8 0 2 · 1 1 W L A Ν (例如， 802.11s) ，802.15無線個人區域網路（wireless personal area network， WPAN，例如，802.15.5)，以 及8 0 2 . 2 1網路。

第16頁 ③ M283442 p、創作說明（13) 第6圖為一架構以執行該方法5 Ο 0之節點6 Ο 0的一方塊圖。 該節點6 0 0係包括，一狀態裝置6 0 2，一依附列表6 0 4，一 觸發裝置6 0 6，一依附裝置6 0 8，一傳輸器/接收器6 1 0，以 及一天線6 1 2，其中，該狀態裝置6 0 2會維持該節點6 0 0的 當前狀態（亦即，主動、被動、或待命），並且，會將該 節點6 0 0的該狀態與該依附列表6 0 4以及該觸發裝置6 0 6進 存溝通，再者，該依附裝置6 0 4會包含該節點6 0 0目前所依 附之所有其他節點以及那些節點之當前狀態的一列表，該 皆裝置6 0 6會被用來決定該節點6 0 0何時應該離開目前所 依附之網路，而此決定則是可以，部分地，以該節點的該 當前狀態作為基礎，在此，應該要注意的是，該觸發裝置 6 0 6可能無法在所有網路架構中操作，特別地是，在形成 次網路之決定係藉由一中心實體而完成的一網路之中。 該依附裝置6 0 8會將該節點6 0 0於狀態中的改變以及該節點 6 0 0是否要改變網路的訊息，與在該依附列表6 0 4中之所有 節點進行溝通，以及，該傳輸器/接收器6 1 0會經由該天線 而將該等改變自該依附裝置6 0 8發送出去，並且，該傳 輸% /接收器6 1 0亦會接收有關於在不斷更新的該依附列表 6 0 4之中之節點的狀態的資訊。 雖然本創作的特徵以及元件係以較佳實施方式，以特別的 結合而加以敘述，不過，每一個特徵或元件都可以單獨使

第17頁 ⑧ M283442 p、創作說明（14) 用·（在不需要該等較佳實施方式之其他特徵以及元件的情 況之下），或是可以與、或不與本創作之其他特徵以及元 件進行各式結合而加以使用。

第18頁 ⑧ M283442 -式簡單說明 条1圖：其顯示一完整物理網狀網路的圖式； 第2圖：其顯示一主要邏輯網狀網路的圖式； 第3圖：其顯示一次要邏輯網狀網路的圖式； 第4圖：其顯示在該網路中之一節點之三個狀態的一狀態 圖‘， 第5圖：其顯示一種將一網狀網路分離成為多個次網路之 方法的一流程圖；以及 第6圖··其顯示一加以建構以執行在第5圖中所顯示之該方 法的節點的一方塊圖。 元件符號說明 6 0 2 狀態裝置 6 0 6 觸發裝置 6 0 8 依附裝置 610 傳輸器 /接收器 6 1 2 天線

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Claims (1)

1. M283442 吞、申請專利範圍 r. 一種在一無線網狀網路中使用的節點，包括： 〃狀態裝置，該狀態裝置維持該節點的一狀態，且該節點 與活動力有關的該狀態會發生在該節點； 夂依附列表，與該狀態裝置進行通信； 一觸發裝置，與該狀態裝置進行通信；以及 一依附裝置，與該依附列表以及該觸發裝置進行通信。 会.根據申請專利範圍第1項所述的節點，其中，該依附列 表包括該節點所依附的所有其他節點。 3. 根據申請專利範圍第1項所述的節點，其中，該觸發裝 置決定何時要形成一次網路。 4. 根據申請專利範圍第1項所述的節點，其中，該依附裝 置會： 通知在該網狀網路中的其他節點，該節點狀態的改變； 以及接收在該網狀網路中的其他節點的狀態，以及記錄在 該依附列表中的該等其他節點的該等狀態。 5. 根據申請專利範圍第4項所述的節點，其中，該節點可 以屬於多於一個的次網路。 6. 根據申請專利範圍第4項所述的節點，其中，該節點可 以在任何時間點改變次網路。

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