DE202006014716U1 - Vorrichtung zur gemeinsamen Nutzung von Schlitzzuweisungs-Planinformation durch Knoten eines drahtlosen Maschennetzes - Google Patents

Vorrichtung zur gemeinsamen Nutzung von Schlitzzuweisungs-Planinformation durch Knoten eines drahtlosen Maschennetzes Download PDF

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Abstract

Maschenknoten, der aufweist:
einen Speicher, der derart aufgebaut ist, daß er zu dem Maschenknoten gehörende Zuweisungsinformationen speichert;
einen elektrisch mit dem Speicher verbundenen Prozessor, wobei der Prozessor derart aufgebaut ist, daß er basierend auf den gespeicherten Schlitzzuweisungsinformationen eine Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht erzeugt;
einen elektrisch mit dem Prozessor verbundenen Empfänger, wobei der Empfänger derart aufgebaut ist, daß er eine Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht empfängt;
einen elektrisch mit dem Prozessor verbundenen Sender, wobei der Sender derart aufgebaut ist, daß er die Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht an einen anderen Maschenknoten sendet; und
eine elektrisch mit dem Empfänger und dem Sender verbundene Antenne.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Maschennetz (z.B. eine drahtlose lokale Netzwerkmaschung (WLAN-Vermaschung)) mit mehreren von Knoten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die gemeinsame Nutzung von Schlitzzuweisungs-(Zeit)planinformationen durch die Knoten eines Maschennetzes.
  • In einem IEEE 802.11-Maschennetz (z.B. einer WLAN-Vermaschung) tauschen zwei oder mehr Knoten während Zeitspannen, die Schlitze genannt werden, Daten aus. Der Begriff „Schlitz" impliziert mehrdimensionale Informationen, die Zeitsteuerinformationen (z.B. Anfangszeit und Dauer), Funkfrequenzinformationen (HF-Informationen) (z.B. den Funkkanal und die Anzahl von Kanälen, die von dem Knoten zum Datenaustausch verwendet werden), Dienstqualitätsinformationen (QoS-Informationen) (z.B. die von den Daten, die während des Schlitzes ausgetauscht werden sollen, benötigte QoS), Partnerknoteninformationen (z.B. die Knotenkennungen für jeden an der Übertragung von Daten während eines bestimmten Schlitzes beteiligten Knoten), die Richtung des Datenaustausches (z.B. unidirektional, bidirektional) oder ähnliches umfassen können, aber nicht darauf beschränkt sind.
  • In herkömmlichen nicht vermaschten WLANs ist die auf 802.11e-HCCA basierende wahlweise „(Zeit)planung" ein einseitiges Verfahren, das von einem AP in einem Grunddienstesatz (BSS) gesteuert wird. In einer WLAN-Vermaschung sollte die (Zeit)planung zwischen der Vielzahl an Maschenpunkten (MPs), die WLAN-Maschendienste bereitstellen, koordiniert werden.
  • Es wäre wünschenswert, einen Mechanismus in die Knoten eines Maschennetzes einzubauen, der den Knoten ermöglicht, Informationen bezüglich ihres internen Schlitzzuweisungsplans zu melden und derartige (Zeit)planinformationen von anderen Knoten anzufordern. Um diese neue Koordinationsebene zu erreichen, werden ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Austausch von den (Zeit)plan betreffenden Informationen zwischen Maschenpunkten in einer WLAN-Vermaschung benötigt.
  • In einem IEEE 802.11-Maschennetz, in dem Verkehr zwischen Knoten in zugewiesenen Schlitze (zeitlich) geplant wird, wird eine effiziente Schlitzzuweisung über mehrere Knoten hinweg erreicht, indem den Knoten ermöglicht wird, ihre eigenen Schlitzzuweisungsinformationen gemeinsam miteinander zu nutzen. Dies versorgt jeden Knoten im voraus mit Wissen über die Schlitzverfügbarkeit anderer Knoten und ermöglicht Knoten dadurch, Schlitzressourcen in einer effizienten und konfliktfreien Weise zuzuweisen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Mechanismus zur Verfügung, der es Knoten in einem Maschennetz ermöglicht, ihren internen Schlitzzuweisungs(zeit)plan anderen Knoten in dem Netzwerk zu melden, und stellt einen Mechanismus bereit, der es Knoten in dem Maschennetz ermöglicht, den internen Schlitzzuweisungs(zeit)plan der anderen Knoten anzufordern.
  • Ein detaillierteres Verständnis der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung erhalten werden, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen ist, wobei:
  • 1 ein Informationselementformat für die Schlitzzuweisung zeigt;
  • 2 ein verbessertes Informationselementformat gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 3 ein beispielhaftes Maschennetz mit zwei Knoten zeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind.
  • Wenn hier im weiteren darauf Bezug genommen wird, umfaßt ein Knoten eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU), ein Benutzergerät (UE), eine Mobilstation, eine feste oder mobile Basisstation, einen festen oder mobilen Zugangspunkt (AP), eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen Funkrufempfänger oder jede andere Art von Vorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen Umgebung zu arbeiten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Innerhalb eines Maschennetzes verfolgt jeder Knoten intern die Schlitze, die er nach einem vorhergehenden und wechselseitigem Einvernehmen mit einem oder mehr Partnerknoten zugewiesen hat. Während eines bestimmten Schlitzes sendet der Knoten Daten an und empfängt Daten von diesen Partnerknoten. Auf die interne Verfolgungsaufzeichnung wird hier nachstehend als „eine Liste zugewiesener Schlitze" Bezug genommen, und sie weist eine Liste von Schlitzen auf. Jeder Knoten umfaßt einen internen Speicher, der eine Liste seiner zugewiesenen Schlitze speichert.
  • Ein neues Informationselement (IE) 100 ist erforderlich, um die Liste zugewiesener Schlitze darzustellen.
  • 1 zeigt das bevorzugte Format für ein IE 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das IE 100 umfaßt ein Ein-Oktett-Element-ID-Feld 105, ein Ein-Oktett-Längenfeld 110 und ein elementspezifisches Informationsfeld 115 mit variabler Länge. Gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt das ID-Feld 105 an, daß das IE 100 ein „Liste-zugewiesener-Schlitze"-IE darstellt. Das Längenfeld 110 gibt die Anzahl von Oktetten in dem Informationsfeld 115 an.
  • 2 zeigt das neue IE 100 in Bezug auf das Informationsfeld 115 detaillierter. Das Informationsfeld 115 des Liste-zugewiesener-Schlitze-IE 100 weist ein Listengrößen-Teilfeld 205, mehrere Informationsteilfelder für jeden Schlitz 2101 , 2102 , ..., 210N und ein Schlitznummernlistengrößen-Teilfeld 215 auf. Jedes Schlitzinformationsteilfeld 210 weist ein Zeitsteuerinformationsfeld 220, ein Funkfrequenzinformationsfeld (RF-Informationsfeld) 225, ein Dienstquali tätsinformationsfeld (QoS-Informationsfeld) 230, ein Partnerknoteninformationsfeld 235 und ein Richtungsfeld 240 auf. Wie in 2 gezeigt, sind die Teilfelder unter Bezug auf den Schlitz #1 detaillierter gezeigt. Das Schlitz 1-Zeitsteuerinformationsfeld 220 an sich zeigt eine Anfangszeit und eine Dauer des Datenaustausches für den Schlitz #1 an. Das RF-Informationsfeld 225 zeigt den Funkkanal und die Anzahl von Kanälen an, die von dem Knoten für den Datenaustausch verwendet werden. Das QoS-Informationsfeld 230 zeigt die von den Daten, die während des Schlitzes #1 ausgetauscht werden sollen, benötigte QoS an. Das Partnerknoteninformationsfeld 235 zeigt die Knotenkennungen für jeden während des Schlitzes #1 an der Datenübertragung beteiligten Knoten an. Das Richtungsfeld 240 zeigt an, ob der Datenaustausch während des Schlitzes #1 unidirektional (d.h. von einem Sender zu einem Empfänger) oder bidirektional (d.h. an alle/von allen beteiligten Knoten) ist.
  • Jeder Knoten wird in die Lage versetzt, seine Liste zugewiesener Schlitze anzufordern und zu melden. Dies wird vorzugsweise durchgeführt, indem zwei zusätzliche Verwaltungsnachrichtentypen hinzugefügt werden: 1) eine „Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht" und 2) eine „Liste-zugewiesener-Schlitze-Antwortnachricht". Die Liste-zugewiesener-Schlitze-Antwortnachricht umfaßt vorzugsweise das Liste-zugewiesener-Schlitze-IE in ihrem Körper.
  • Die vorliegende Erfindung führt eine Veränderung des vorhandenen Verwaltungsaktionsrahmens ein. In einer Medienzugriffssteuerungseinheit (MAC-Einheit), die sich in jedem Maschenknoten befindet, wird ein Klassenwert „Schlitzmeldung" zu der Aktionsrahmendefinition hinzugefügt. Schlitzmeldungsaktionsrahmen werden von einem Knoten gesendet, um seine Schlitzzuweisungsinformationen an die anderen Knoten zu befördern. Die Schlitzmeldungsklasse wird in dem Verwaltungsaktionsrahmen verwendet, um diese neue Nachrichtenklasse zu identifizieren. Innerhalb dieser Klasse sind die vorher erwähnten Nachrichten „Listenanforderung" und „Listenantwort" definiert. Innerhalb der „Listenantwort"- Nachricht ist ein neues „Liste-zugewiesener-Schlitze"-IE definiert.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes Maschennetz 300 mit zwei Maschenknoten 305 und 310, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind. Der Knoten 305 umfaßt einen Sender 315, einen Empfänger 320, einen Prozessor 325, einen Speicher 330 und eine Antenne 332. Der Knoten 310 umfaßt einen Sender 335, einen Empfänger 340, einen Prozessor 345, einen Speicher 350 und eine Antenne 352. Der Prozessor 325 in dem Knoten 305 ist derart aufgebaut, daß er eine Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht 360 erzeugt, die von dem Sender 315 über die Antenne 332 des Knotens 305 gesendet wird. Wenn der Knoten 305 Daten an den Knoten 310 senden möchte, muß er wissen, wann der Knoten 310 frei für den Datenempfang ist. Somit fordert der Knoten 305 den Knoten 310 auf, seine „zugewiesenen Schlitze" (d.h. Schlitze, zu denen der der Knoten belegt ist) bereitzustellen. Auf diese Weise kann der Knoten 305 die „Liste-zugewiesener-Schlitze" von dem Knoten 310 anfordern, um in der Lage zu sein, einen freien Schlitz für den Datenaustausch mit dem Knoten 310 zuzuweisen.
  • Jeder Speicher 330 und 350 verfolgt die zu seinem jeweiligen Knoten 305, 310 gehörenden Schlitzzuweisungs(Zeit)planinformationen.
  • Die Speicher 330 und 350 verfolgen auch die Schlitzzuweisungsinformationen anderer Knoten neben dem Knoten, in dem sich der jeweilige Speicher befindet. Auf diese Weise kann jeder Knoten nach dem Senden einer "Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderung" und "Empfangen einer Liste-zugewiesener-Schlitze-Antwort" die Schlitzzuweisung eines anderen Knotens verfolgen.
  • Wenn der Empfänger 340 in dem Knoten 310 die Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht 360 empfängt, ruft der Prozessor 325 das IE 100 aus dem Speicher 350 ab und erzeugt eine das IE 100 enthaltende Liste-zugewiesener-Schlitze-Antwortnachricht 365, die von dem Sender 335 über die Antenne 352 des Knotens 310 gesendet wird. Jeder der Prozessoren 325 und 345 umfaßt eine (nicht gezeigte) MAC-Einheit, welche die Erzeugung der Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht 360 und der Liste-zugewiesener-Schlitze-Antwortnachricht 365 erleichtert.
  • Die vorliegende Erfindung kann in einer Datenverbindungsschicht, Netzwerkschicht, als Software, Hardware, Middleware, eine zukünftige Systemarchitektur, Funkressourcenverwaltung oder Funkressourcensteuerung (RRC) implementiert werden. Die vorliegende Erfindung ist auf IEEE 802.11, IEEE 802.11s, IEEE 802.15, IEEE 802.15.5, IEEE 802.16 und andere relevante Maschentechnologien anwendbar, aber nicht darauf beschränkt.
  • Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung zum Kommunizieren von Schlitzzuweisungen von Knoten in einem drahtlosen Maschennetz mit Datenaustauschen zwischen Knoten, welche während Schlitzen stattfinden. Jeder Knoten hält eine interne Verfolgung seiner Schlitzzuweisung. Ein Knoten kann eine Schlitzzuweisung von einem anderen Knoten anfordern, und jeder Knoten ist in der Lage, seine Schlitzzuweisung an andere Knoten zu melden. Ein Informationselement (IE) und Verwaltungstypnachrichten werden eingeführt, um Schlitzzuweisungen zwischen Maschennetzknoten zu verfolgen und zu melden.
  • Obwohl die Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten Ausführungsformen in bestimmten Kombinationen beschrieben werden, kann jedes Merkmal oder Element allein (ohne die anderen Merkmale und Elemente der bevorzugten Ausführungsformen) oder in verschiedenen Kombinationen mit oder ohne andere Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Claims (12)

  1. Maschenknoten, der aufweist: einen Speicher, der derart aufgebaut ist, daß er zu dem Maschenknoten gehörende Zuweisungsinformationen speichert; einen elektrisch mit dem Speicher verbundenen Prozessor, wobei der Prozessor derart aufgebaut ist, daß er basierend auf den gespeicherten Schlitzzuweisungsinformationen eine Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht erzeugt; einen elektrisch mit dem Prozessor verbundenen Empfänger, wobei der Empfänger derart aufgebaut ist, daß er eine Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht empfängt; einen elektrisch mit dem Prozessor verbundenen Sender, wobei der Sender derart aufgebaut ist, daß er die Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht an einen anderen Maschenknoten sendet; und eine elektrisch mit dem Empfänger und dem Sender verbundene Antenne.
  2. Maschenknoten nach Anspruch 1, wobei der Maschenknoten in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) arbeitet.
  3. Erster Maschenknoten, der aufweist: einen Empfänger, der derart aufgebaut ist, daß er eine Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht von einem zweiten Maschenknoten empfängt; einen Speicher, der derart aufgebaut ist, daß er ein Informationselement (IE) speichert; einen elektrisch mit dem Empfänger und dem Speicher verbundenen Prozessor, wobei der Prozessor derart aufgebaut ist, daß er das IE aus dem Speicher abruft und ansprechend darauf, daß der Empfänger die Liste-zugewiesener-Schlitze-Anforderungsnachricht empfängt, eine das IE enthaltende Liste-zugewiesener-Schlitze-Antwortnachricht erzeugt; einen elektrisch mit dem Prozessor verbundenen Sender, wobei der Sender derart aufgebaut ist, daß er die Liste-zugewiesener-Schlitze-Antwortnachricht an den zweiten Maschenknoten sendet; und eine elektrisch mit dem Empfänger und dem Sender verbundene Antenne.
  4. Erster Maschenknoten nach Anspruch 3, wobei das IE aufweist: ein Elementidentifikationsfeld (Element-ID-Feld); ein elementspezifisches Informationsfeld mit variabler Länge, das die Liste mit Schlitzzuweisungen enthält; und ein Längenfeld, das eine Anzahl von Oktetten in dem Informationsfeld angibt.
  5. Erster Maschenknoten nach Anspruch 4, wobei das Element-ID-Feld und das Längenfeld jeweils eine Länge von einem Oktett haben.
  6. Erster Maschenknoten nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Informationsfeld aufweist: ein Listengrößenfeld; und mehrere Schlitzinformationsfelder.
  7. Erster Maschenknoten nach Anspruch 6, wobei jedes Schlitzinformationsfeld aufweist: ein Zeitsteuerinformationsfeld, das eine Anfangszeit und eine Dauer eines Datenaustausches während eines jeweiligen Schlitzes anzeigt.
  8. Erster Maschenknoten nach Anspruch 6 oder 7, wobei jedes Schlitzinformationsfeld aufweist: ein Funkfrequenzinformationsfeld (RF-Informationsfeld), das den Funkkanal und die Anzahl von Kanälen anzeigt, die von dem zweiten Maschenknoten verwendet werden, um während eines jeweiligen Schlitzes Daten auszutauschen.
  9. Erster Maschenknoten nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei jedes Schlitzinformationsfeld aufweist: ein Dienstqualitätsinformationsfeld (QoS-Informationsfeld), das die QoS anzeigt, die von den Daten benötigt wird, die während eines jeweiligen Schlitzes ausgetauscht werden sollen.
  10. Erster Maschenknoten nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei jedes Schlitzinformationsfeld aufweist: ein Partnerknoteninformationsfeld, das Knotenkennungen für jeden an der Datenübertragung während eines jeweiligen Schlitzes beteiligten Knoten anzeigt.
  11. Erster Maschenknoten nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei jedes Schlitzinformationsfeld aufweist: ein Richtungsfeld, das anzeigt, ob die Datenaustausche von dem zweiten Knoten unidirektional von einem Sender an einen Empfänger oder bidirektional an alle und von allen während eines jeweiligen Schlitzes beteiligten Knoten sind.
  12. Erster Maschenknoten nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Maschenknoten in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) arbeiten.
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