TWM291146U - Node for use in a mesh network - Google Patents

Description

M291146 丨四、創作說明（1) ^ 1本創作是關於無線區域網路，本創作尤其是 it狀網路中傳輸確認（以下簡稱ACKS)時降低延遲3在 「先W技術 、％之方法 在 建 丨之 丨在 丨和 i第 % 圍 -圍 丨節 8〇2· 1 1無線區域網路（以下簡稱WLAN)設定 的網路形式便是網狀網路，其包含數 二種可 =(MAS)或節點，而非透過一存取點（以下相直接通訊 ANs中的兩個問題在網狀網路中尤其明】P)。 暴露節點。 、丨思臧節點

I ^和第1B圖所示為隱藏節點問題概觀。 :導，下述狀況，如flA圖所示’節‘f"在節二 節點叱在節點B的範圍内，但節點a不在節點c的= ’在這個設定中，節點A和節點c互相「隱藏。= 避t和節點C試著同時發送資訊至節點B，則在節點^ %较，即如第1 B圖所示。 I 使用▲主

^菸^求以發送（reqUest-t0 —send，以下簡稱RTs”清除 送（clear-to-send,以下簡稱CTS)虛擬搭載感應:示 i想可防止一些隱藏節點的問題，但無法防止全部。一個 I的^傳輸的節點（一來源節點）發送一 RTS訊框至預期接收 _ =點（一目的節點），該RTS訊框亦可由所有在該來源節 i讀^圍内的節點監聽，該目的節點藉由發送一 CTS訊框至 ^源節點以回應該RTS訊框，就像RTS訊框一樣，該cTS M291146 '四、創作說明（2) 訊框亦可由所有在目的節點範圍内的所有節點監聽。 L該RTS/CTS機制在一網狀網路中使用時會產生額外的問 題。第2圖所示為一個具有四節點（A、B、C及D)之網狀網 !路-，其中節點A為來源節點時，節點B為目的節點，節點c 為隱藏目的節點，而節點D為來源節點。在第2圖所示的範 |例中，節點A#送一 RTS訊框，因為節點c對節點A來說是隱 藏的，所以其不能監聽到來自節點A的RTS，節點B接收到 I RTS訊框且以一 CTS訊框回應。 • 在節點B傳輸其CTS訊框的同時，節點D發送一 RTS訊框，來 自節點B的CTS訊框及來自節點D的RTS訊框皆同時在節點c 上接收，導致在節點C的碰撞，這種碰撞會使節點c無法回 -應節點D的RTS訊框，而需要節點D重新傳輸該RTS訊框。在 節點C上碰撞的同時，節點A接收來自該節點b的CTS訊框且 >備開始其資料傳輸。 當節點A開始其資料傳輸的同時，節點q妾收到來自節點丨 _第二個RTS訊框，節點C回應該來自節點〇的第二個RTy 丨r，且來自節點c之該CTS訊框亦被節點B所監 °

丨時，來自節點A之資料傳輸亦抵達， J U :撞。這個例子說明了，在相同頻 ^致在節點B之石 |鄰近節點（節點Β )之CTS，會抑制〜、袁山二I (即點C )來自 i傳輸至其鄰近節點（節點C)。 ^端即點（節點D)無法 •M291146 二四、創作說明（3) ‘暴露節點的問題係導因於下述狀況，如第3圖所示，一節 ，點過度監聽意圖與其他節點之通訊，其防止傳輸至一遠端 節k。舉例來說，節點Β發送一 CTS，其係由節點Α和節點C 接敬，當節點C接收到CTS，其進入了一倒退時期，藉此， j ^防止其發送自身的RTS，由於在網狀配置中非故意的倒 |退，此行為會對整體系統的效能產生巨大衝擊。該暴露節 :點問題會妨礙其他網格點間在相同頻道上的獨立平行通 丨訊。 每一個節點具有一網路配置向量（以下簡稱NAV )表，其包 含鄰近節點之封包傳輸的剩餘時間。節點會進行虛擬搭載 感應偵測，且當該頻道實體上被感應到處於閒置且該NAV -表為空時，該來源節點便發送一 RTS封包，其他的閒置節 | I點，在監聽到一 RTS之後，便更新其NAV表且延遲其自身的 ^傳輸（亦即，進入一個倒退時期），該目的節點發送一 CTS j封包以回應該RTS封包，鄰近該目的節點之節點便過度監 聽該CTS，且更新其NAV表，在接收該CTS之後，該來源節 •I便傳輸資料且接收一確認（ACK )。 在一 WLAN中，每一個訊框必須由該接收端所確認。舉例來 說，如第4圖所示，當節點B接收來自節點A之資料訊框 i時，節點B必須為此資料封包發送一 ACK，且接著開始轉送 !該資料封包至節點C，在每一節點執行該ACKs在802. 1 1網 M291146 四、創作說明（4) 狀網路中會增加流量負載和延遲。 .隱藏節點和暴露節點的問題皆為相衝突的議題，且尤其在 一、動配置的網狀部署中更是重要。RTS/CTS虛擬搭載感 應並不足以完全解決這些網狀架構的問題。再者，在網狀 網路内允許廣播和多重播送流量會使隱藏節點和暴露節點 的干擾問題更加嚴重，因而降低了整體的系統產能。因 此，便需要一種當在網狀網路中傳輸ACKs時能降低延遲的 i方法和裝置。 Ϊ· |新型内容 一種在一網狀網路中傳輸一確認（ACK)時降低延遲之方 法。首先，在一中繼節點接收來自一來源節點之資料封 -包。該中繼節點在接收該資料封包後立即產生一 A C K。該 中繼節點接著轉送該資料封包至一目標節點，包含在該轉 '送資料封包中之該ACK。藉由組合該ACK及該資料封包，該 來源節點接收該ACK，同時該目的節點接收該資料封包。 I 一種 丨费， 在一網狀網路中傳輸一確認（ACK )時降低延遲之系 該網狀網路具有一來源節點、一中繼節點、以及一目 :的節點，該系統包含一資料封包以及一 ACK。該資料封包 I係由該來源節點發送至該中繼節點。該ACK係由該中繼節 點在接收來自該來源節點之資料封包後立即產生。該中繼 節點接著轉送該資料封包及該ACK至該目的節點。藉由組 M291146 •.四、創作說明（5) _ 合该A C K及該資料封包該央 ^ A本源節點；lMt上士 .的節點接收該資料封包。 ”、、 文该A c K，同時該目 一種在一網狀網路中使用之節點，豆勺八 器接收器，其係連接至該天線、以、匕^〜天線、一傳輸 其係連接至該傳輸器/接收哭。1—封包更新裝置， :認至一接收封包中，藉此該接新装置增加一確 丨一節點接收包含在該封包中 一 、匕傳輸之後，一第 j υ τ <该貧料， 包含在該封包中之該確切、。 一第二節點接收 實施方式 此後’-節點’其包含但並未限制於， 單元（WTRU)、一使用者設備、一 無線傳輸/接收 呼叫器或可在一無線環境下操；==用戶單元、一 文此後提到一存取點（AP)，其包式之裝置。當本 台、-節點B、-站台控制器、、或是—Λ未:Λ於，-基地 式的介面裝置。 、、、裏展i兄下任何形 i 了避免增加糸統的負載和延遲，7k名丨A t π、时亦从一" ^遲本創作提供一種將確認 ^CKs)搭載於育料封包上的方、本。a + 、丨τ习匕上扪万法。當一節點接收一資料封 包時，其更新在該資料封包中的位址欄位，並且將該接收 丨封包之ACK搭載於該轉送的資料封包上，因為該搭載感應 i多重存取及避免碰重（CSMA/CA)媒體存取協定允許所有鄰 |近節點可監聽此傳輪（藉由利用暴露節點問題），因此在通 M291146 。四、創作說明（6) 訊路徑中前一個和下一個節點將可監聽該傳輸，前一個節 '點接收該ACK而下一個節點接收該轉送資料封包。 | i藉‘由僅傳輸一單一封包，而非分開傳輸ACK和資料封包， 便-會改善資料延遲且降低系統負載。使用此機制需要改變 i 8 0 2 · 1 1 MAC訊框格式，以便適當地定址該資料封包和該 i ACK封包。值得注意的是，文中所提到的來源節點，意指 ! 討論當時的傳輸節點，不一定是原始傳輸的節點。 i ! i 5圖所示為根據本創作之網狀網路之ACK機制示意圖。在 此範例中，節點A發送一資料恨匡（資料（1 ))至節點B，當 節點B接收該資料訊框時，其根據下述步驟轉送該資料訊 框（資料（2))至節點C: 1) 在該資料訊框中搭載該ACK至節點A (ACK(l));以及 2) 轉送該資料訊框及該搭載ACK (資料（2)/ACK( 1))至節 '點C〇 | |由於節點A亦可監聽節點B至節點C的傳輸，其可知曉該封

I 包已經成功地被接收，且該ACK計時器將不會過期。當節 jPc轉送該資料封包至節點D時，也會發生類似的傳輸。舉 例來說，此ACK機制的三個實施例可如下實行。 i第6圖所示為在現行802. 1 1標準下之典型的訊框格式。該 i ACK機制的第一實施例係為一正ACK機制；根據本實施例之

第10頁 M291146 ...... ——- — _-一—' — —一 _ — — . . --- — —- — _ •四、創作說明（7) 一資料訊框係如第7圖所示。當該目的節點正確地接收該 '資料封包時，其搭載該ACK至該資料封包，指示該資料封 包已經正確地被接收了。 丨此-實施例增加了一個欄位，亦即位址5，以便指示該ACK之 I接收位址（亦即該來源節點）。如第7圖所示，位址1指示該 |資料訊框接收位址（RA_資料），而位址5指示該AC K訊框接 I收位址（RA 一 ACK)’當施用於第5圖所示之範例時，位址1將 會得到節點C之位址，而位址5將會得到節點A之位址。

該ACK機制之第二實施例即是ACK/NACK機制。類似第一實 施例，當該目的節點接收到資料封包時，其搭載該ACK至 該資料封包上，指示該資料封包已經被接收。請參照第8 圖，位址1指示該資料訊框接收位址（RA_資料），而該新位 址5指示該A C K訊框接收位址（r a __ A C K )，如上文所述。 i且該 地 一第二新欄位，稱為ACK/NACK攔位，係為一布林欄位。如 果其設定為〇 ’表示該接收者並未正確地接收到該封包， 接收者必須選擇ACK或NACK該封包。當該目的節點正 接收到來自發送者的封包時，該ACK/NACK欄位允許該 目的節點發送一 ACK訊框，其係藉由設定該欄位為1。如果 該接收節點並未接收到該封包（亦即，當一封包以一不正 i碟的序列號被接收時，該接收者便知道其遺漏了該封 I包），或是如果該接收節點無法正確地解碼該接收封包 M291146 •四、創作說明（8) 時，其便能送出一 NACK給該發送者，其係藉由將該攔位設 定為0。 依·照第5圖所示之範例來說，如果節點B並未正確地接收來 自-節點A之該資料（1 )封包，則該A C k / N A C K欄位將設定為 0，當節點B發送該資料（2)/ACK(l)封包時，節點C接收到 :該資料封包，且節點A被通知該封包並未正確地由節點B所 丨接收。節點B是否發送該資料（2 )封包至節點C端視造成在 節點B的不正確接收的因素為何。如果該現行封包並未正 春地被接收，則節點B將不會送出一資料（2 )封包至節點 C，且將送出一 N A C K至節點A，然而，如果節點b正確地接 收該封包，但與預期的序料號碼不同的話，節點B依然可 轉送該資料（2 )封包至節點C，且為了遺失的封包發送_ N ACK至節點A。舉例來說，如果節點B接收一封包，其序歹 號碼為「n + 1」而不是「η」，則節點B可以轉送該「η + ι •封包至節點C，並為了該「η」封包發送一 N A C K給節點A。」

I ACK機制之第三實施例便是負確認（NACK)機制。在此實施 例中，當該目的節點並未接收到一資料封包時，其發送 • CK給來源節點，以便指示該資料封包已經遺失。^二封 |包以一不正碟序列號碼被接收時，或是如果一資料封包未 I正確地被接收時，該目的節點便知道其遺失了 一封包。如 I果來源節點在一特定時期内並未接收一 N A C K時，則該來廣 i節點便會假設該資料封包已經正確地被接收了。第9圖所^

第12頁 M291146 •.四、創作說明（9) 〜 ——— — —— 一 ——. 不為根據本創从 訊框格式係遍!之NACK訊框範例，值得注意的是，該NACK ” ‘準的8 0 2· 1 1 ACK訊框格式相同。 第_ 10圖所示為❿μ 示-意圖，其係柄f以增加一 ACK至一資料封包的節點1000 一傳輸器/接收哭據ί創作。該節點1 0 0 0包含一天線1002、 資料封包更新壯]04’其係連接至該天線1 0 0 2、以及一 1 004。該資料2 ϋ 06,其係連接至該傳輸器/接收器 器1004之二i 35新裝置1〇06接收來1該傳輸器/接收 塵資料封勺= 增加一 ACK至該資料封包上，且將 ?萝署inL ACK送回給該傳輸器/接收器1 0 04。該封包更 據过任彳可增加—ACiU1 “以至該資料封包上，其係根 據上述任何一種方法。 實施例 1 · 種在一網狀網路中降低延遲之方法，其步驟係包 含：增加一確認（ACK)至一資料封包。 、 2 ·如實施例丨所述之方法，其步驟更包含··發送包含該 ACK之該資料封包至_第一節點及一第二節點。 如先*别實施例任一所述之方法，其中該第一節點係為 /來源節點，該第二節點係為一目的節點，而該增加步驟 係於一中繼節點上執行。 4· 一種在一網狀網路中傳輸一確認（ACK)時降低延遲之方 法 f步驟係包含在一中繼節點上接收來自一來源節點 之一貢料封包；在中繼節點上接收該資料封包後隨即產生

第13頁 M291146 ’四、創作說明（ίο) 一 ACK ;以及由該中繼節點轉送該資料封包至一目的節 '點，其包含在該轉送資料封包中之該ACK，藉此，該來源 .節點接收該ACK，同時該目的節點接收該資料封包。 5 :如實施例4所述之方法，其中該資料封包包含該來源節 點-之位址以接收該A C K。 丨6.如實施例4或5所述之方法，其中該資料封包包含一欄 位，以指示該資料封包是否已由該中繼節點接收。 7.如實施例4 -6任一所述之方法，其中該資料封包包含該 來源節點之位址以接收該ACK，以及一欄位以指示該資料 •包是否已由該中繼節點接收。 8 . —種在一網狀網路中傳輸一確認（A C K )時降低延遲之系 統，該網狀網路具有一來源節點、一中繼節點、以及一目 的節點，該系統係包含：一資料封包，其係由該來源節點 _發送至該中繼節點；以及一 ACL，其係由該中繼節點在接 收來自該來源節點之資料封包後立即產生，該中繼節點轉 —送該資料封包及該ACK至該目的節點，藉此，該來源節點 接收該ACK，同時該目的節點接收該資料封包。 9.如實施例8所述之系統，其中該資料封包包含該來源節 丨點之一位址，該位址係由該中繼節點在傳輸該資料封包至 目的節點之前插入該資料封包，使得該ACK可正確地定 |址該該來源節點。 ί 110.如實施例8或9所述之系統，其中該資料封包包含一欄 I位，以指示該封包是否已由該中繼節點所接收。 丨11.如實施例8-10任一所述之系統，其中該資料封包包含

第14頁 «Μ291146 •四、創作說明（11) 該來源節點之一位址，該位址係由該中繼節點在傳輸該資 •料封包至該目的節點之前插入該資料封包，使得該A C K可 ，正確地定址該該來源節點；以及一欄位，以指示該封包是 否a已由該中繼節點所接收。 1 2. —種在一網狀網路中使用之節點，其包含一天線；一 傳輸器/接收器，其係連接至該天線；以及一封包更新裝 置，其係連接至該傳輸器/接收器。 13.如實施例12所述之節點，其中該封包更新裝置增加一 確認至一接收封包，藉此，在該接收封包傳輸後，一第一 φ點接收包含在該封包中之該資料，而一第二節點接收包 含在該封包中之該確認。 1 4.如實施例1 2所述之節點，其中該封包更新裝置使用實 施例1 - 7中任何一個所述之方法。 1 5 .如實施例1 2所述之節點，其中該節點係為實施例8 - 1 1 中任何一個所述之系統之一部份。 儘管本創作之特徵和元件皆於實施例中以特定組合方式所 I描述，但實施例中每一特徵或元件能獨自使用，而不需與 |較佳實施方式之其他特徵或元件組合，或是與/不與本創 之其他特徵和元件做不同之組合。儘管本創作已經透過 較佳實施例描述，其他不脫附本創作之申請專利範圍之變 型對熟習此技藝之人士來說還是顯而易見的。上述說明書 I内容係以說明為目的，且不會以任何方式限制特別創作。

第15頁 •M291146 '圖式簡單說明 第1A圖和第1B圖所示為在一 WLAN中隱藏節點I 圖， ，第2圖所示為由該隱藏節點問題所引起之碰撞 圖； 第· 3圖所示為在一 WLAN中暴露節點問題之示意 第4圖所示為一習知WLAN確認機制之示意圖； 第5圖所示為一搭載確認機制之示意圖； 第6圖所示為已經存在的8 0 2. 1 1資料訊框格式 i第7圖所示為根據本創作之一實施例之資料訊 H 8圖所示為根據本創作之另一實施例之資料 圖； 第9圖所示為根據本創作之一負確認訊框格式 第1 0圖所示為根據本創作一節點配置以增加-料封包不意圖。 丨題之概觀 問題的範例 圖， 圖， 框格式圖； 訊框格式 圖，以及 -ACK至一資 元件符號說明 RTS 請求以發 ! cts 清除以發 ! ACK 確認 m 訊框接收 NACK 負確認 1000 一 ACK至- 1002 天線 送 送 位址 -資料封包的節點

Claims (1)

1. 、M291146 '五、申請專利範圍 1. 一種在一網狀網路中使用之節黑 • 一天線； ，一傳輸器/接收器，連接至該天線； 一‘封包更新裝置，連接至該傳輸器 2·.如申請專利範圍第1項所述之節 置增加一確認至一接收封包，藉此 後，一第一節點接收包含在該封包 節點接收包含在該封包中之該確認 b，其包含： 以及 /接收器。 點，其中該封包更新裝 ，在該接收封包傳輸 中之該資料，而一第二

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