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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die drahtlose Vernetzung
und insbesondere auf das Bereitstellen einer Dienstqualität (QoS)
für ein
digitales drahtloses Kommunikationsnetz durch die Spezifikation
und den Austausch von QoS-Parametern für die Netzverkehrsübertragungen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Kommunikationsnetze
verwenden ein Übertragungsmedium,
um Informationen in der Form von Computer-Daten, Sprache, Musik,
Video usw. von einer Station zu einer weiteren zu übertragen.
Das Kommunikationsmedium kann eine verdrahtete Verbindung, eine
Faseroptik-Verbindung oder eine drahtlose Verbindung sein. Die drahtlose
Verbindung kann Hochfrequenz, Infrarot, Laser-Licht und Mikrowellen
enthalten, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Das Netz kann in der Tat
eine Kombination aus verschiedenen Typen der Kommunikationsverbindungen
nutzen.
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Mit
Ausnahme einer kleinen Anzahl von Netzen, die festgeschaltete Kommunikationsverbindungen zwischen
jeder Station verwenden, verwenden die meisten Informationsnetze
ein gemeinsam benutztes Übertragungsmedium,
um die übertragenen
Informationen zu befördern.
Beispiele der Informationsnetze, die ein gemeinsam benutztes Übertragungsmedium
verwenden, enthalten: Ethernet, Token-Ring, drahtloses Ethernet (IEEE
802.11) und viele herstellerspezifische Netze.
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Durch
die gemeinsame Benutzung eines Kommunikationsmediums zwischen mehreren
Stationen gibt es jedoch Situationen, die sich ergeben, wenn es
erforderlich ist, dass Stationen eine signifikante Zeitdauer warten,
bevor sie ihre Daten übertragen
können.
Außerdem
gibt es Situationen, in denen die gleichzeitigen Übertragungen
von verschiedenen Stationen auftreten und zur gegenseitigen Zer störung der Übertragungen führen. Derartige
Situationen sind beim Bereitstellen einer Dienstqualität (QoS)
für Multimedia-,
Sprach- und Datenübertragungen
und dabei, wenn vom knappen Spektrum in einem drahtlosen Medium
effizient Gebrauch gemacht wird, unerwünscht.
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Für einige
Anwendungen, wie z. B. Sprachetelephonie, Videokonferenzen und andere
bidirektionale interaktive Echtzeit-Anwendungen, können ausgedehnte Übertragungszeiten
die Leistung der Anwendungen schwer und schnell auf ein Niveau verschlechtern,
das unannehmbar ist. In Sprachetelephonie-Anwendungen wird z. B.
die Verzögerung
für die
Anwender bemerkbar, falls die Verzögerung zwischen dem Sprechen
eines Anwenders und dem Hören
eines weiteren Anwenders größer als
einige Millisekunden ist, wobei das Niveau der Zufriedenheit der
Anwender über
die Telephonverbindung zu fallen beginnt.
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Eine
Art, sicherzustellen, dass Anwendungen, die eine niedrige maximale
Netz-Latenzzeit erfordern, das Niveau des Dienstes empfangen, das
sie erfordern, besteht darin, irgendeine Form von QoS-Übertragungen
des Datenverkehrs zwischen den Stationen zu implementieren. In vielen
Netzen mit QoS-Übertragungen ist
der Kommunikationsverkehr in einem Netz in mehrere Kategorien und
Ströme
partitioniert. Die Kategorien werden mit Prioritäten versehen, während die
Ströme
entsprechend ihrer spezifischen Leistungsanforderungen und Verkehrseigenschaften
parametrisiert werden. Dem Verkehr, der ein Telephongespräch zwischen zwei
Anwendern überträgt, wird
z. B. eine höhere
Priorität
als dem Verkehr gegeben, der Daten für eine Dateiübertragung
zwischen zwei Computern überträgt; wohingegen
der Verkehr, der ein Telekonferenzvideo überträgt, hinsichtlich seiner Datenraten-
und Verzögerungsanforderungen
anders als der Verkehr parametrisiert wird, der ein Fernsehvideo überträgt. Indem
die Kategorien mit Prioritäten
versehen werden und die Ströme
für den
Verkehr parametrisiert werden, empfängt der Verkehr mit höherer Priorität oder höheren QoS-Anforderungen
einen besseren Dienst, wobei folglich diese Netze Leistungsgarantien
bieten und erfüllen.
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Die
Verkehrskategorien, wie sie in einem drahtlosen IEEE 802.11e-Kommunikationsnetz
implementiert sind, schaffen jedoch nur eine feste (statische) Priorität für die Nachrichten
in den verschiedenen Kategorien. Alle Nachrichten einer gegebenen
Verkehrskategorie benutzen ein einziges Prioritätsniveau gemeinsam. Unter der
Voraussetzung einer festen Anzahl verschiedener Verkehrskategorien
kann es nicht möglich
sein, das notwendige Niveau der Prioritätensetzung zu schaffen, um
die einzelnen QoS-Anforderungen zu erfüllen. Es ist ein feineres Niveau
der Differenzierung zwischen den Nachrichten erforderlich, wobei
ein Verfahren mit festen Prioritäten,
wie z. B. Verkehrskategorien, nicht die benötigte Flexibilität schafft,
um verschiedene Kommunikationsparameter auf nachrichtenweiser Grundlage
zu spezifizieren. Außerdem
kann die Fähigkeit,
die Parameter einer Nachricht fliegend zu wechseln, wie sich die
Netzbedingungen und die Anforderungen ändern, die Leistung des Netzes
in hohem Maße
verbessern.
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Es
hat sich deshalb ein Bedarf an einer Methodologie ergeben, die die
Spezifikation verschiedener Kommunikationsparameter auf einer nachrichtenweisen
Grundlage und den Austausch der und die Verhandlung über die
Kommunikationsparameter zwischen kommunizierenden Stationen erlaubt,
wie sie durch die Leistungsbedarfe und die Bandbreitenverfigbarkeit
vorgeschrieben werden.
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Ein
Protokoll zum Implementieren parametrisierter QoS-Unterstützung ist
im Gebiet des Internets bekannt.
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Ein
Standardprotokoll ist in dem Aufsatz BRADEN, R., u. a.: 'Resources ReSerVation
Protocol – RFC 2205', IETF: INTERNET
ENGINEERING TASK FORCE, 1. September 1997, (1997-09-01), XP002199929, dargelegt.
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Ein
derartiges Protokoll ist auf drahtlose Systeme und derartige Anordnungen,
wie sie in der PCT-Patentanmeldung WO 01/28160 beschrieben sind,
angewendet worden.
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Wie
bei der IP-Anordnung wird das erforderliche Dienstniveau zwischen
einer anfordernden Station und einer quittierenden Zielstation aufgebaut.
Insbesondere ist in der PCT-Patentanmeldung WO 01/56319 eine Technik
beschrieben, um die Übertragung
einer Anforderung zu unterdrücken,
falls das Niveau des Dienstes, das angefordert werden würde, bereits
an Ort und Stelle ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In
einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum
Initialisieren einer QoS-Aktion in einem Verkehrsstrom mit parametrisierten
QoS-Erwartungen bei einer ersten Kommunikationsstation in einem Kommunikationsnetz,
worin die erste Kommunikationsstation eine Signalgebungseinheit
einer höheren Schicht,
eine Stationsmanagement-Entität
(SME), eine Mediumzugriffsteuerungs-Unterschichtmanagement-Entität (MAC-Unterschichtmanagements-Entität) (MLME),
eine Managemententität
für die
physikalische Schicht (PHY-Schicht)
(PLME), eine MAC-Unterschicht und eine PHY-Schicht umfasst, wobei
das Verfahren die Schritte umfasst: Senden eines QoS-Aktionssignals
von der Signalgebungseinheit einer höheren Schicht zur SME der ersten
Station, Erzeugen eines ersten QoS-Aktions-Grundelements, wobei
das erste QoS-Aktions-Grundelement einen ersten QoS-Aktions-Rahmenkörper enthält, bei
der SME der ersten Station und Ausgeben des ersten QoS-Aktions-Grundelements
an die MLME der ersten Station, Senden des ersten QoS-Aktionsrahmens
zu einer zweiten Station, Empfangen einer Quittierung von der zweiten
Station, Erzeugen eines zweiten QoS-Aktions-Grundelements bei der
MAC-Unterschicht der ersten Station und Ausgeben des zweiten QoS-Aktions-Grundelements
an die SME der ersten Station.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Anzahl von Vorteilen. Die Verwendung
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erlaubt z. B. die Spezifikation verschiedener
Kommunikationsparameter anhand der Bedarfe der einzelnen Nachrichten.
Dies erlaubt, dass jede einzelne Nachricht eine andere Menge der
Parameter besitzt, was das Netz mit einem hohen Grad der Flexibilität, um die
sich unterscheidenden QoS-Erwartungen zu erfüllen, und der Steuerbarkeit,
um den Anwenderverkehr anhand der Gesamtanforderungen zu übertragen,
versieht.
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Außerdem erlaubt
die Verwendung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung den Austausch der und die Verhandlung über die QoS-Parameter für die Verkehrsströme, was
dem Netz erlaubt, die verschiedenen Leistungsanforderungen zu erfüllen und
den verschiedenen Verkehrsbedingungen zu entsprechen.
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Außerdem erlaubt
die Verwendung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die Neuverhandlung über
die QoS-Parameter nach einer anfänglichen
Zuordnung der QoS-Parameter, sollten die zugeordneten QoS-Parameter
die Bedarfe oder die Erwartungen der kommunizierenden Teilnehmer
nicht erfüllen
(oder überschreiten).
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Die
obigen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der Betrachtung
der folgenden Beschreibungen im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung
deutlicher verstanden, worin:
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1 eine
graphische Darstellung des Standes der Technik eines typischen drahtlosen
lokalen Netzes veranschaulicht, das am technischen IEEE 802.11-Standard festhält;
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2a und 2b die
Erzeugung, Modifikation oder Löschung
von Verkehrsströmen
zwischen kommunizierenden Stationen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
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3a-h
die Struktur verschiedener QoS-Aktions-Rahmenkörper und -Grundelement-Parameter
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
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4a-e
die Struktur der Aktions-Rahmenkörper
(sowohl für
die Anforderung als auch die Reaktion) zum Hinzufügen, Modifizieren
und Löschen
von Verkehrsströmen
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
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5a und 5b den
Austausch von QoS-Aktions-Grundelementen und -Aktionsrahmen bei
der Erzeugung, Modifikation oder Löschung von Verkehrsströmen zwischen
Managemententitäten
oder kommunizierenden Stationen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
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6a-b
die Struktur eines Verkehrsspezifikations-Elementes veranschaulichen,
das verwendet wird, um die Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter
für einen
Verkehrsstrom gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu spezifizieren;
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7 die
Struktur eines Verkehrsklassifikations-Elements veranschaulicht,
das verwendet wird, um Dateneinheiten zu ihren Verkehrsströmen gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zuzuordnen;
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8a-c
beispielhafte Folgen von QoS-Aktions-Grundelementen und -Aktionsrahmen
bei der Hinzufügung,
Modifikation und Löschung
von Verkehrsströmen
zwischen Management- oder MAC-Entitäten in kommunizierenden Stationen
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen; und
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9 beispielhafte
Verwendungen von Verkehrsströmen
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden werden die Herstellung und die Verwendung der verschiedenen
Ausführungsformen ausführlich erörtert. Es
sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare
Konzepte der Erfindung schafft, die in einer ausgedehnten Vielfalt
spezifischer Kontexte verkörpert
sein können.
Die erörterten
spezifischen Ausführungsformen
veranschaulichen lediglich spezifische Arten, die Erfindung herzustellen und
zu verwenden, wobei sie den Umfang der Erfindung nicht einschränken.
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Die
gemeinsame Benutzung eines Kommunikationsmediums ist eine Notwendigkeit
für eine
Mehrzahl der heute verfügbaren
Kommunikationsnetze (Netze). Nur in einer kleinen Anzahl von Netzen
gibt es ausreichend Betriebsmittel, um die Kommunikationsmedien
zwischen Anwenderpaaren (oder Stationspaaren) fest zuzuordnen. Für die meisten
Zwecke ist die feste Zuordnung einer Verbindung zwischen Anwenderpaaren eine
ineffiziente Anwendung der Bandbreiten-Betriebsmittel. Die gemeinsame
Benutzung eines Kommunikationsmediums zwischen mehreren Anwendern
erlaubt eine effizientere Verwendung des Mediums, weil, wenn ein
Anwender frei sein kann, ein weiterer Anwender zu übertragende
Daten besitzen kann. Die gemeinsame Benutzung ist außerdem kosteneffizienter,
weil eine kleinere Menge der Medien notwendig ist, um das Informationsnetz
zu unterstützen.
Es wird angegeben, dass dies außerdem
für drahtlose
Netze über
die Luft gilt, bei denen, wenn die gemeinsame Benutzung nicht verwendet
wird, dann mehr "Luft", d. h. Spektrum,
fest zugeordnet werden muss, um das Netz zu unterstützen.
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Die
gemeinsame Benutzung eines Kommunikationsmediums zwischen mehreren
Stationen bedeutet jedoch, dass unter bestimmten Umständen mehr
als eine Station gleichzeitig Zugriff auf das Medium wünschen könnte oder
dass eine Station Zugriff wünschen
kann, wenn das Medium bereits belegt ist. Dies ist als Streit bekannt,
wobei ein Streit zu Kollision und Warten führt. Weil nur eine Station
zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt Zugriff auf das Kommunikationsmedium
haben sollte, sollten die anderen Stationen mit zu übertragenden
Daten warten, bis entweder die erste Station das Übertragen
abgeschlossen hat oder ihre zugeteilte Zeit abgelaufen ist. Weil
jedoch die Stationen keine anderen Kanäle, über die sie ihre Übertragungszeiten
koordinieren können,
als den Kanal, den sie für
ihre Datenübertragungen
verwenden, besitzen, können
die Stationen gleichzeitig senden, was dazu führt, dass keine Daten erfolgreich
empfangen werden. Derartige Kollisionen verschwenden Kanalbandbreite
und verzögern
die Verkehrsübertragung
weiter.
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Lange
Verzögerungen
führen
zu Kommunikationen mit großen
Latenzzeiten. Es gibt viele Kommunikationsanwendungen, die keine
hohe Netz-Latenzzeit tolerieren können. Beispiele enthalten Sprachetelephonie-Anwendungen,
die Videokonferenz, die Überwachung
und andere bidirektionale und interaktive Echtzeit-Anwendungen. Diese
Anwendungen erfordern ein Netz, das eine niedrige maximale Netz-Latenzzeit,
eine minimale Datenübertragungsrate
und andere QoS-Erwartungen schafft.
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Die
QoS-Erwartungen können
in einer qualitativen oder quantitativen Weise erfüllt werden.
In einer qualitativen Weise wird der Anwenderverkehr im Netz in
Verkehrskategorien priorisiert und entsprechend den relativen QoS-Prioritäten übertragen.
Dem Anwenderverkehr mit niedrigen Latenzzeit-Anforderungen werden höhere Prioritäten zugeordnet,
um sicherzustellen, dass er vor dem Anwenderverkehr mit weniger
strengen Latenzzeit-Anforderungen bedient wird, wobei folglich der
Verkehr mit höherer
Priorität
relativ gesehen weniger warten muss. Es ist manchmal erforderlich,
dass der Verkehr mit niedrigeren Prioritäten eine ausgedehnte Zeitdauer
warten muss, es werden aber nur Anwendungen, die gegen ausgedehnte
Wartezeiten nicht empfindlich sind, niedrigere Prioritäten zugeordnet.
Anwendungen, wie z. B. Daten- und Dateiübertragungen, werden niedrige
Prioritäten
zugeordnet, während
Anwendungen, wie z. B. Sprach- und Videoübertragungen, hohe Prioritäten zugeordnet
werden. In einer quantitativen Weise wird der Anwenderverkehr im
Netz in Verkehrsströme
parametrisiert und entsprechend den spezifischen QoS-Parametern übertragen,
die in den entsprechenden Verkehrsspezifikationen definiert sind.
Derartige QoS-Parameter können
die Datenraten, die Verzögerungsgrenzen,
die Jitter-Grenzen usw. sein, die für die Datenübertragung der Verkehrsströme zwischen
den kommunizierenden Stationen erforderlich sind. Anwendungen, wie
z. B. Sprache, können
z. B. eine niedrigere Datenrate, aber größere Parameterwerte der Verzögerungsgrenzen
als Anwendungen, wie z. B. Video, besitzen.
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Die
Erörterung
im Folgenden ist auf ein drahtloses Kommunikationsnetz fokussiert,
insbesondere auf drahtlose Kommunikationsnetze, die am technischen IEEE
802.11e-Standard festhalten. Die vorliegende Erfindung besitzt jedoch
Anwendbarkeit auf andere Kommunikationsnetze, sowohl verdrahtet
als auch drahtlos, die keine eingebaute Unterstützung für parametrisierte QoS-Erwartungen
besitzen. Beispiele derartiger Netze enthalten Ethernet, HyperLan,
Bluetooth, HomeRF usw., sind aber nicht darauf eingeschränkt.
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1 veranschaulicht
eine graphische Darstellung (des Standes der Technik) einer typischen
Installation eines drahtlosen lokalen Netzes (LAN) entsprechend
dem technischen IEEE 802.11-1999-Standard "ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 Edition;
Information technology – Telecommunications
and information exchange between systems – Local and metropolitan area
networks – Specific
requirements – Part
11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer
(PHY) Specifications".
Eine Entwurfsergänzung
für den
technischen IEEE 802.11-Standard offenbart "Draft Supplement to Standard for Telecommunications
and information exchange between systems – LAN/MAN specific requirements – Part 11 – Wireless
Medium Access Control (MAC) and physical layer (PHY) specifications:
Medium Access Control (MAC) Enhancements for Quality of Service
(QoS), IEEE 802.11e/D2.0a, November 2001". 1 stellt
eine Veranschaulichung der grundlegenden Systembausteine eines IEEE
802.11-Netzes bereit.
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1 zeigt
eine erste grundlegende Dienstmenge (BSS) 110 und eine
zweite BSS 120. Eine BSS ist ein grundlegender Systembaustein
eines IEEE 802.11-Netzes, wobei sie als ein Versorgungsbereich vorstellbar
ist, in dem die Mitgliedsstationen an direkten Kommunikationen teilnehmen
können.
Eine BSS wird durch einen Zugangspunkt (AP) gestartet, gebildet
und aufrechterhalten. Die BSS 110 entspricht dem AP 130,
während
die BSS 120 dem AP 140 entspricht. Ein AP ist
eine Station, die mit einem Verteilsystem (DS) 150 verbunden
ist. Ein DS erlaubt mehreren BSSs, sich miteinander zu verbinden
und eine ausgedehnte Dienstmenge (ESS) 160 zu bilden. Das
in einem DS verwendete Medium kann dasselbe wie das in den BSSs
verwendete Medium sein, oder es kann verschieden sein, z. B. kann
das in den BSSs verwendete Medium die drahtlose Hochfrequenz (HF) sein,
während
ein DS Faseroptik verwenden kann. Innerhalb der BSS 110 befinden
sich ein AP 130 und eine drahtlose Station (STA) 170,
während
sich innerhalb der BSS 120 ein AP 140 und eine STA 180 befinden.
Eine BSS kann mehr als zwei Stationen enthalten (z. B. ein Maximum
von etwa 20 Stationen pro BSS ist heutzutage typisch), sie besitzt
aber nur einen AP.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist die BSS 110 über den
Zugangspunkt 130 mit dem DS 150 verbunden, während der
zweite Zugangspunkt 140 die BSS 120 mit dem DS 150 verbindet.
Es sollte angegeben werden, dass ein Zugangspunkt außerdem eine
drahtlose Station enthält,
wobei er wie jede andere drahtlose Station adressiert werden kann.
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Die
Stationen innerhalb einer BSS, z. B. die Stationen 130 und 170 in
der BSS 110, können
miteinander kommunizieren, ohne die Stationen in anderen BSSs zu
stören.
Die Stationen innerhalb einer BSS können jedoch nicht einfach kommunizieren,
wann immer sie wünschen;
sie müssen
einer festgesetzten Menge von Regeln folgen, die konstruiert ist,
um die Kollisionen zu minimieren und die Leistung zu maximieren.
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Ein
Anwender ist als eine Station oder eine Entität vorstellbar, die eine Station
verwendet, um mit anderen Anwendern zu kommunizieren, die andere
Stationen verwenden, um zu kommunizieren. Deshalb werden im Rest
dieser Erörterung
die Begriffe Stationen und Anwender ohne Verlust an Informationen
austauschbar verwendet.
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In
einem drahtlosen IEEE 802.11-LAN wird der Daten-, Management- und
Steuerverkehr in etwas übertragen,
was als "Einheiten" bezeichnet wird.
Der zwischen den Stationen übertragene
Daten- und Steuerverkehr wird als Mediumszugriffsteuerungs-Protokolldateneinheiten
(MAC-Protokoll Dateneinheiten) (MPDU) bezeichnet, während der
zwischen zwei Stationen übertragene
Managementverkehr als MAC-Management-Protokolldateneinheiten (MMPDU)
bezeichnet wird. Eine Einheit kann zerlegt werden, falls sie zu
groß ist,
um in einen ein zelnen MAC-Rahmen zu passen, wobei sie deshalb in
mehrere MAC-Rahmen zerlegt werden kann.
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Die
zeitliche Abstimmung ist ein entscheidender Aspekt eines drahtlosen
IEEE 802.11-LAN. Es werden Zeitspannen verwendet, um bestimmte Kommunikationstypen
zu verhindern oder zu erlauben. Es werden andere Zeitspannen verwendet,
um Kommunikationen zu beginnen und zu beenden. Am häufigsten
wird auf die Zeitspannen SIFS, PIFS und DIFS Bezug genommen. Eine
SIFS ist ein kurzer Rahmenzwischenraum, wobei er typischerweise
die kleinste Zeitspanne im LAN ist. Ein PIFS ist ein Rahmenzwischenraum
einer Punktkoordinierungsfunktion (PCF-Rahmenzwischenraum). Ein
PIFS ist gleich einem SIFS plus einem Zeitschlitz. Ein DIFS ist
ein Rahmenzwischenraum einer verteilten Koordinierungsfunktion (DCF-Rahmenzwischenraum). Ein
DIFS ist gleich einem PIFS plus einem Zeitschlitz. Ein Zeitschlitz
ist, zurückzuführen auf
die Signalverarbeitungsverzögerung
und die Ausbreitungsverzögerung,
die maximale Zeitdauer für
eine Station, um einen Rahmen abzutasten, der von irgendeiner anderen
Station innerhalb einer BSS übertragen
wird.
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Indem
die Nachrichten in verschiedene Verkehrskategorien, jede mit einer
anderen Priorität,
getrennt werden, ist es möglich,
den Verkehrskategorien, die eine bevorzugte Behandlung erfordern,
um die QoS-Erwartungen zu erfüllen,
eine bevorzugte Behandlung zu geben. Es gibt jedoch Fälle, in
denen die durch die Verkehrskategorien bereitgestellten festen Prioritäten nicht
ausreichend sind, um die QoS-Erwartungen zu erfüllen. Es gibt z. B. Fälle, in
denen es mehrere Nachrichten in derselben Verkehrskategorie gibt,
von denen eine Nachricht mehr Bandbreite als eine andere erfordert
oder eine niedrigere Verzögerungsgrenze
benötigt
usw. Um diesen verschiedenen Bedarfen zu entsprechen, wird ein Verfahren
benötigt,
das eine Spezifikation der QoS-Parameter für einzelne Nachrichten erlaubt.
Ein Beispiel einer derartigen Situation liegt vor, wenn gleichzeitig
zwei Verbindungen im Netz vorhanden sind, wobei die erste Verbindung
ein Gespräch
zwischen zwei Anwendern nur mit Sprache ist, während die zweite Verbindung
eine Videokonferenz zwischen zwei Anwendern ist. Es sollte leicht
einleuchtend sein, dass beide Verbindungen eine niedrige Latenzzeit
erfordern, während
aber die Sprachverbindung eine relativ kleine Bandbreite erfordert,
erfordert die Videokonferenz eine signifikant größere Bandbreite.
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Außerdem stellt
die statische Art der Verkehrskategorien nicht gut dar, wenn sich
die Netzbedingungen ändern
oder wenn sich die QoS-Erwartungen ändern. In einem leicht belasteten
Netz kann eine ungeeignet priorisierte Kommunikationsverbindung
in der Lage sein, die QoS-Erwartungen zu erfüllen, sollte aber das Netz
stark belastet werden, kann dieselbe Priorität nicht in der Lage sein, die
erforderliche Leistung bereitzustellen. Deshalb wird ein dynamisches
Verfahren, um die QoS-Erwartungen zuzuordnen, benötigt, das
die Anpassung der Werte der QoS-Parameter erlaubt.
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Deshalb
sind die Verkehrskategorien unangemessen, wenn es zur Bereitstellung
parametrisierter QoS kommt. Die Verkehrskategorien sind als Gruppen
aus MAC-Dienstdateneinheiten (MSDU) vorstellbar, die durch die Verwendung
einer priorisierten QoS übergeben
werden sollen, deren Priorität
durch ihre eigene Verkehrskategorie-Kennung (TCID) über eine
vorgegebene Prioritätsabbildung
angezeigt wird. Ein neues Konstrukt, die Verkehrsströme, erlaubt
andererseits entweder uni- oder bidirektionale Ströme der MSDUs,
die von den QoS-Parametern abhängig
sind, die durch Signalgebungsmechanismen einer höheren Schicht bereitgestellt
werden. Die parametrisierte QoS wird durch die Kennung (TSID) ihres
Verkehrsstroms angezeigt und wird über QoS-Managementaktionen
dem Verkehrsstrom zugeordnet.
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Die
Verkehrsströme
werden durch die Verwendung der durch eine Stationsmanagement-Entität (SME) ausgegebenen
QoS-Aktions-Grundelemente und die darin enthaltenen QoS-Aktionsrahmen
hinzugefügt,
modifiziert und gelöscht.
Die QoS-Aktions-Grundelemente werden entweder durch die Quell- oder
Zielstation des Verkehrsstroms ausgegeben. Die QoS-Aktions-Grundelemente
können
außerdem
durch einen Hybridkoordinator (HC) ausgegeben werden, der die Quell-
und Zielstationen des Verkehrsstroms bedient. Die SME ist als eine
schichtunabhängige
Entität
vorstellbar, wobei sie für
die Funktionen, wie z. B. das Sammeln des schichtabhängigen Zustands
von den Entitäten
höherer
Schichten, die zur QoS-Signalgebung
fähig sind,
und von Managemententitäten
anderer Schichten, wie z. B. der Managemententität der MAC-Unterschicht (MLME) und
der Managemententität
der PHY-Schicht (PLME), und dann die Verarbeitung der Werte der
schichtspezifischen Parameter verantwortlich ist. Die SME würde derartige
Funktionen im Auftrag der allgemeinen Managemententitäten ausführen und
Standardmanagementprotokolle implementieren. Die MLME und PLME stellen
andererseits die schichtabhängigen
Managementdienste und -funktionen für die MAC bzw. PHY bereit.
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Die
Verkehrsströme
erlauben entweder die unidirektionale oder bidirektionale Übertragung
von MSDUs zwischen kommunizierenden Stationen mit einer parametrisierten
QoS. Die bidirektionalen Verkehrsströme können als zwei unidirektionale
Verkehrsströme,
bei denen die kommunizierenden Quell- und Zielstationen umgekehrt
sind, aber mit denselben Verkehrseigenschaften und QoS-Parameterwerten
visualisiert werden. Die kommunizierenden Stationen können eine
drahtlose Station (WSTA) und ein Hybridkoordinator (HC), zwei WSTAs
oder eine WSTA oder ein HC und eine Punkt-Mehrpunkt-Kommunikations-
oder Rundfunk-Gruppe von Stationen sein.
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In 2a veranschaulicht
eine graphische Darstellung der Erzeugung, Modifikation oder Löschung eines
Verkehrsstroms zwischen zwei kommunizierenden Stationen gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Eine kommunizierende Station 205,
die in diesem Beispiel ein HC ist, ist mit einer zweiten Station 207,
die in diesem Beispiel eine WSTA ist, kommunizierend gezeigt. Beide
Stationen sind in ihre Funktionseinheiten partitioniert gezeigt.
Im Allgemeinen kann jedoch eine kommunizierende Station, die die
Signalgebung zum Hinzufügen,
Modifizieren oder Löschen
eines Verkehrsstroms initialisiert, entweder ein HC oder eine WSTA
sein. Der generische Begriff, der verwendet wird, um sowohl einen
HC als auch eine WSTA zu meinen, ist eine QoS-Station (QSTA). Der
HC 205 umfasst eine Signalgebungseinheit 210 einer
höheren
Schicht, eine Stationsmanagement-Entität (SME) 212, eine
Managemententität der
MAC-Unterschicht (MLME) 214, eine MAC-Unterschicht 216,
eine Managemententität
der PHY-Unterschicht (PLME) 218 und eine PHY-Schicht 220.
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Die
Signalgebungseinheit 210 einer höheren Schicht, die über der
MAC-Unterschicht liegt, signalisiert die Ankunft eines neuen Verkehrsstroms,
die Änderung
eines vorhandenen Verkehrsstroms oder die Löschung eines vorhandenen Verkehrsstroms
durch die Verwendung vorgegebener Signalgebungsparameter. Die Signalgebungseinheit 210 einer
höheren
Schicht kann z. B. ein Signalgebungsmechanismus (wie z. B. eine
Taste an einer Fernsteuerung oder das Abheben eines Telephonhörers in
den Aushängezustand)
oder ein Signalgebungsprotokoll (wie z. B. die in vorhandenen Telephonnetzen
verwendete Signalgebung auf der a- und b-Ader) sein.
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Entsprechend
den technischen IEEE 802.11-1999-Spezifikationen erfolgt die tatsächliche Übertragung
der Daten ohne Kenntnis irgendwelcher speziell zugeordneter Prioritäten und/oder
QoS-Erwartungen. Um die QoS-Erwartungen zu erfüllen, muss jedoch die MAC-Entität im HC
die QoS-Erwartungen der Verkehrsströme kennen, die innerhalb der
BSS vorhanden sind, die den HC enthält, um eine geeignete Kanalbandbreite zu
geeigneten Zeitpunkten für
die Datenübertragung
derjenigen Verkehrsströme
in Übereinstimmung
mit den QoS-Erwartungen zuzuweisen. Die MAC-Entitäten an der
Quelle der Verkehrsströme
müssen
außerdem
die QoS-Erwartungen kennen, sodass die Daten von verschiedenen Verkehrsströmen, die
in derselben Station ihre Quelle haben, in geeigneter Reihenfolge
unter Verwendung geeigneter Kanalbandbreite im Einklang mit den
QoS-Erwartungen übertragen
werden. Bei den festen Prioritäten
der Verkehrskategorien können
die Prioritäten
direkt durch eine Verkehrskategorie-Kennung (TCID) angezeigt werden,
die an jeder Dateneinheit, die übertragen
werden soll, angebracht ist. Die parametrisierten QoS-Erwartungen
der Verkehrsströme
erlauben jedoch nicht die Anzeige der QoS-Parameter für die verschiedenen
Verkehrsströme
in einer zu den statischen Prioritäten der Verkehrskategorien ähnlichen
Weise. Deshalb müssen
die parametrisierten QoS-Erwartungen zu den MAC-En titäten der
beteiligten Stationen (einschließlich des HC) auf einer Grundlage
pro Verkehrsstrom übertragen
werden.
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Die
Signalgebungsanweisungen für
die Erzeugung, Modifikation oder Löschung von Verkehrsströmen zwischen
kommunizierenden Stationen werden von der Signalgebungseinheit 210 einer
höheren
Schicht zur SME 212 gesendet, die für diese Verkehrsströme spezifische
QoS-Parameter über
die QoS-Aktions-Grundelemente
der MLME 214 bereitstellt. Die SME 212 führt das
schichtübergreifende
Management für
die kommunizierende Station aus, wobei sie sowohl zu den höheren Schichten,
wie z. B. diejenigen, die die QoS-Signalgebung für die Verkehrsströme initialisieren,
als auch zu den niedrigeren Schichten, wie z. B. den MLME und PLME,
redet. Die MLME 214 und die PLME 218 stellen die
Managementaktivitäten
für die
MAC-Schicht 216 und die PHY-Schicht 220 bereit,
während
sie mit der SME im Auftrag dieser Schichten in Wechselwirkung treten.
Die tatsächlichen
gesendeten und empfangenen MSDUs werden durch die MAC-Unterschicht 216 und
die PHY-Schicht 220 gesendet.
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Die
Signalgebungsnachrichten 222 einer höheren Schicht mit einer Menge
von QoS-Parametern, von denen alle normalerweise für die MAC-Unterschicht 216 transparent
sind, werden vom HC 205 in einer Folge von Schritten zur
WSTA 207 übertragen.
Im HC 205 empfängt
die SME 212 die Anweisungen von der Signalgebungseinheit 210 einer
höheren
Schicht, wobei sie wiederum die QoS-Aktions-Grundelemente an die MLME 214 ausgibt.
Die QoS-Aktions-Grundelemente enthalten zusammen mit anderen Informationen
die QoS-Aktions-Rahmenkörper,
die die verschiedenen QoS-Parameter spezifizieren. Die MAC 216 streift
die QoS-Aktions-Rahmenkörper von
den QoS-Aktions-Grundelementen ab und verwendet die PHY 220,
um die QoS-Aktionsrahmen über
eine drahtlose Kommunikationsverbindung 224 zur WSTA 207 zu übertragen.
Eine ähnliche, aber
umgekehrte Menge von Operationen wird in der WSTA 207 ausgeführt, um
die QoS-Erwartungen aus den QoS-Aktions-Rahmenkörpern zu extrahieren. Die obigen
Beschreibungen gelten für
den Fall, in dem die Signalgebung vom HC initialisiert wird. Die
Signalgebungsnachrichten einer höheren
Schicht können
außerdem di rekt
von der Signalgebungseinheit einer höheren Schicht in der WSTA zur
SME in der WSTA weitergeleitet und zum HC übertragen werden. In diesem
Fall wird die Signalgebung von der WSTA initialisiert.
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In 2b veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Erzeugung, Modifikation und Löschung eines
Verkehrsstroms zwischen zwei kommunizierenden Stationen, wenn die
Stationen beide WSTAs sind, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Weil die Hybridkoordinatoren für das Managen
und Zuweisen der Kanalbandbreite verantwortlich sind, muss der Verkehrsstrom
durch einen HC 257 aufgebaut werden. Deshalb werden die
Signalgebungsnachrichten 262 einer höheren Schicht, die von einer WSTA
zur anderen WSTA übertragen
werden, tatsächlich
in zwei Schritten ausgeführt.
Ein erster Schritt umfasst, dass die erste WSTA die QoS-Aktionsrahmen über die
Verbindung 264 zum HC 257 überträgt, während der zweite Schritt umfasst,
dass der HC 257 die QoS-Aktionsrahmen über die Verbindung 266 zur
zweiten WSTA überträgt. Sobald
die QoS-Aktionsrahmen gesendet worden sind und der HC 257 die Übertragungszeit (d.
h. die Kanalbandbreite) zugewiesen hat, können die WSTAs direkt kommunizieren,
ohne zum HC 257 senden zu müssen.
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Die
QoS-Aktions-Grundelemente sind Mechanismen, die erzeugt werden,
um das Hinzufügen,
Modifizieren und Löschen
der Verkehrsströme
zu unterstützen.
Die Aktions-Grundelemente werden entweder in der SME erzeugt und
an die MLME der kommunizierenden Station ausgegeben oder in der
MLME erzeugt und an die SME der kommunizierenden Station ausgegeben.
Die QoS-Aktions-Grundelemente
enthalten zusammen mit anderen Informationen die QoS-Aktions-Rahmenkörper, die
wiederum die Werte der QoS-Parameter enthalten, die zwischen den
MAC-Entitäten
der beteiligten Stationen (einschließlich des HC) ausgetauscht
werden sollen. Es gibt zwei Klassen von QoS-Aktions-Grundelementen,
eine Aktion zum Hinzufügen
eines Verkehrsstroms, die eine sekundäre Verwendung des Modifizierens
eines vorhandenen Verkehrsstroms besitzt, und eine Aktion zum Löschen eines
Verkehrsstroms. Jede Klasse des QoS-Aktions-Grundelements besitzt
vier verschiedene Typen: Anforderung, Bestätigung, Anzeige und Reaktion,
während
ein QoS-Aktionsrahmen eine Anforderung oder eine Reaktion sein kann.
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In
den 3a-h veranschaulichen graphische Darstellungen
die Struktur für
die verschiedenen QoS-Aktions-Grundelemente und die zugeordneten
Typen gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Jedes QoS-Aktions-Grundelement enthält einen
QoS-Aktions-Rahmenkörper
eines entsprechenden QoS-Aktionsrahmens als Teil der Parameter.
Der QoS-Aktions-Rahmenkörper
definiert die tatsächlichen
Verkehrseigenschaften und die QoS-Parameter eines Verkehrsstroms.
Im Folgenden sind ausführliche
Beschreibungen für
die Erzeugung, die Verwendung und die Wirkungen der verschiedenen
QoS-Aktions-Grundelemente
erörtert.
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In 3a veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur eines QoS-Aktions-Grundelements,
das verwendet wird, um die Hinzufügung (oder Modifikation) eines
Verkehrsstroms anzufordern, MLME-ADDTS.request 300, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dieses Grundelement fordert die Hinzufügung (oder
Modifikation) eines Verkehrsstroms an. Ein Dialog-Token-Feld 302 spezifiziert
eine Zahl, die für
das QoS-Aktions-Grundelement
und den QoS-Aktionsrahmen eindeutig ist, d. h. eine Grundelement-
und Rahmentransaktions-Nummer, die im Verlauf des Ausführens der
Aktion der Hinzufügung
des Verkehrsstroms eindeutig ist. Ein Verkehrsspezifikationsfeld 304 spezifiziert
eine Quell- und eine Zieladresse der kommunizierenden Stationen,
eine TAID (eine Verkehrsstrom-Kennung und eine Zuordnungskennung)
und alle gewünschten
Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter des Verkehrsstroms. Ein
Verkehrsklassifikationsfeld 306 spezifiziert eine Suchreihenfolge,
einen Klassifizierertyp und einen Klassifizierer für die Verwendung
beim Klassifizieren ankommender MSDUs in Verkehrsströme. Die
Verkehrsklassifizierer werden im Folgenden erörtert. Das MLME-ADDTS.REQUEST 300 modifiziert
einen vorhandenen Verkehrsstrom, falls die im Grundelement enthaltene
TAID der TAID eines vorhandenen Verkehrsstroms entspricht. Das MLME- ADDTS.REQUEST 300 kann
in der SME entweder der Quell- oder der Zielstation des Verkehrsstroms oder
in der SME des HC erzeugt werden.
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In 3b veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur eines QoS-Aktions-Grundelements,
das verwendet wird, um die Ergebnisse einer Anforderung für die Hinzufügung (oder
Modifikation) eines Verkehrsstroms zu bestätigen, MLME-ADDTS.CONFIRM 310,
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein Ergebniseodefeld 312 zeigt
das Ergebnis der mit einem Dialog-Token-Feld 314 spezifizierten
MLME-ADDTS.REQUEST an, wobei die möglichen Ergebniscodes z. B.
sind: SUCCESS, INVALID PARAMETERS und TIMEOUT. Wenn das MLME-ADDTS.REQUEST-Aktions-Grundelement durch
einen HC ausgegeben worden ist, dann ist die im Verkehrsspezifikationsfeld 316 spezifizierte
Verkehrsspezifikation dieselbe wie die im MLME-ADDTS.REQEST spezifizierte
Verkehrsspezifikation, sie kann aber verschieden sein, falls das
MLME-ADDTS.REQEST-Aktions-Grundelement durch eine WSTA ausgegeben
worden ist. Die Gründe
für das Ändern der
Verkehrsspezifikation sind im Folgenden erörtert. Die verbleibenden Felder
in der Struktur: die Felder Dialog-Token 314, Verkehrsspezifikation 316 und
Verkehrsklassifikation 318, sind so, wie sie vorher beschrieben
worden sind. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird das MLME-ADDTS.CONFIRM 310 durch die
MLME der Station erzeugt, deren SME das entsprechende MLME-ADDTS.REQEST ausgegeben
hat.
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In 3c veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur eines QoS-Aktions-Grundelements,
das verwendet wird, um eine Initialisierung des Hinzufügens (oder
Modifizierens) eines Verkehrsstroms durch eine spezifizierte gleichrangige
MAC-Entität
anzuzeigen, MLME-ADDTS.INDICATION 320, gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dieses QoS-Aktions-Grundelement wird durch die MLME
einer Station als ein Ergebnis des Empfangs einer Initialisierung,
einen Verkehrsstrom hinzuzufügen (oder
zu modifizieren), in der MAC-Entität derselben Station in der
Form eines Aktionsrahmens zum Anfordern des Hinzufügens eines
TS erzeugt. Die Felder dieses QoS-Ak tions-Grundelements sind dieselben
wie diejenigen des MLME-ADDTS.REQEST-Aktions-Grundelements. Die
Felder in der Struktur enthalten den Dialog-Token 322, die Verkehrsspezifikation 324 und
die Verkehrsklassifikation 326, wobei sie so sind, wie
sie vorher beschrieben worden sind.
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In 3d veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur eines QoS-Aktions-Grundelements,
das verwendet wird, um auf die Initialisierung der Hinzufügung (oder
Modifikation) eines Verkehrsstroms durch eine spezifizierte MAC-Entität der WSTA
zu reagieren, MLME-ADDTS.RESPONSE 330, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein Ergebniscodefeld 332 zeigt
das Ergebnis des mit einem Dialog-Token-Feld 334 spezifizierten
MLME-ADDTS.INDICATION an, wobei die möglichen Ergebniscodes z. B.
sind: SUCCESS, INVALID PARAMETERS und TIMEOUT. Dieses QoS-Aktions-Grundelement
wird durch die SME im HC als ein Ergebnis des MLME-ADDTS.INDICATION-Aktions-Grundelements
erzeugt, wobei es die Hinzufügung
(oder Modifikation) eines Verkehrsstroms genehmigt oder ändert, wie
er durch die MAC-Entität
der WSTA spezifiziert ist. Die verbleibenden Felder in der Struktur:
Dialog-Token 334, Verkehrsspezifikation 336 und
Verkehrsklassifikation 338 sind so, wie sie vorher beschrieben
worden sind. Falls das MLME-ADDTS.INDICATION
im HC erzeugt worden ist, wird ein ADD TS RESPONSE ACTION FRAME
vom HC zur kommunizierenden Station des Verkehrsstroms gesendet,
die das entsprechende MLME-ADDTS.REQUEST initialisiert hat.
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In 3e veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur eines QoS-Aktions-Grundelements,
das verwendet wird, um die Löschung
eines Verkehrsstroms mit einer spezifizierten gleichrangigen MAC-Entität oder -Entitäten anzufordern,
MLME-DELTS.REQUEST 340, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dieses QoS-Aktions-Grundelement initialisiert
eine Verkehrsstrom-Löschprozedur
mit einem Dialog-Token-Feld 342, das eine eindeutige Aktions-Grundelement-
und Rahmentransaktions-Nummer spezifiziert, die im Verlauf des Ausführens der
Löschaktion
verwendet wird. Das Verkehrsspezifikationsfeld 344 definiert
den Verkehrsstrom, der gelöscht
werden soll. Das MLME-DELTS.REQUEST 340 kann in der SME
entweder der Quell- oder der Zielstation des Verkehrsstroms oder
in der SME des HC erzeugt werden.
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In 3f veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur eines QoS-Aktions-Grundelements,
das verwendet wird, um die Ergebnisse eines Verkehrsstrom-Löschversuchs
zu bestätigen,
MLME-DELTS.CONFIRM 350, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein Ergebniscode-Feld 352 zeigt das Ergebnis
des mit einem Dialog-Token-Feld 354 spezifizierten MLME-DELTS.REQUEST
an, wobei die möglichen
Ergebniscodes z. B. sind: SUCCESS, INVALID PARAMETERS und TIMEOUT.
Dieses QoS-Aktions-Grundelement
wird durch die MLME als ein Ergebnis des MLME-DELTS.REQUEST-Aktions-Grundelements
erzeugt. Die verbleibenden Felder in der Struktur: Dialog-Token 354 und
Verkehrsspezifikation 356 sind so, wie sie vorher beschrieben
worden sind. Das MLME-DELTS.CONFIRM 350 wird durch die
MLME der Station erzeugt, deren SME das entsprechende MLME-DELTS.REQUEST
ausgegeben hat.
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In 3g veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur eines QoS-Aktions-Grundelements,
das verwendet wird, um die Initialisierung eines QoS-Aktionsgrundelements
zum Löschen
eines Verkehrsstroms durch eine gleichrangige MAC-Entität anzuzeigen,
MLME-DELTS.INDICATION 360, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dieses QoS-Aktions-Grundelement wird durch die MLME einer
Station als ein Ergebnis des Empfangs einer Initialisierung zum
Löschen
eines Verkehrsstroms in der MAC-Entität von derselben Station in
der Form eines DEL TS ACTION FRAME erzeugt. Die verbleibenden Felder
in der Struktur: Dialog-Token 362 und Verkehrsspezifikation 364 sind
so, wie sie vorher beschrieben worden sind.
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In 3h veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur eines QoS-Aktions-Grundelements,
das verwendet wird, um auf eine Initialisierung einer Verkehrsstromlöschung durch
eine MAC-Entität der
WSTA zu reagieren, MLME-DELTS.RESPONSE 370, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein Ergebniscode-Feld 372 zeigt
das Ergebnis des mit einem Dialog-Token-Feld 374 spezifizierten
MLME-DELTS.INDICATION an, wobei die möglichen Ergebniscodes z. B.
sind: SUCCESS, INVALID PARAMETERS und TIMEOUT. Dieses Grundelement
wird durch die MLME im HC als ein Ergebnis eines MLME-DELTS.INDICATION
erzeugt, um die Löschung
eines Verkehrsstroms mit einer gleichrangigen MAC-Entität oder -Entitäten zu initialisieren,
die sich nicht im HC oder der Initialisierungsstation befinden.
Die verbleibenden Felder in der Struktur: Dialog-Token 374 und
Verkehrsspezifikation 376 sind so, wie sie vorher beschrieben
worden sind. Ein DEL TS ACTION FRAME wird vom HC zur obenerwähnten gleichrangigen MAC-Entität oder zu
den obenerwähnten
gleichrangigen MAC-Entitäten
gesendet.
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Die
QoS-Aktions-Rahmenkörper
werden tatsächlich
innerhalb der QoS-Aktions-Grundelemente befördert und aus den Aktions-Grundelementen
extrahiert oder in die Aktions-Grundelemente eingefügt, während sie
sich innerhalb der SME bzw. MLME der kommunizierenden Stationen
oder des HC befinden. Die Aktionsrahmen werden verwendet, um die
QoS-Erwartungen zusammen mit anderen Informationen über die PHY-Schicht
der Stationen oder des HC und über
die Luft zwischen den kommunizierenden Stationen oder dem HC zu übertragen.
Die QoS-Aktions-Rahmenkörper
werden aus dem QoS-Aktions-Grundelementen in der MAC-Unterschicht
der Station, die das Grundelement ausgibt, extrahiert und in die
QoS-Aktionsrahmen für die Übertragung
zu einer gleichrangigen MAC-Entität oder zu gleichrangigen MAC-Entitäten eingefügt, während die
QoS-Aktions-Rahmenkörper aus
den QoS-Aktionsrahmen in der MAC-Unterschicht der Station, die den
Rahmen empfängt,
extrahiert werden und in die QoS-Aktions-Grundelemente eingefügt werden, um zur lokalen SME
weitergeleitet zu werden.
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In
den 4a-e veranschaulichen die graphischen Darstellungen
die Rahmenkörperstruktur
der Anforderungs- und Reaktions-Aktionsrahmen zum Hinzufügen, Modifizieren
und Löschen
von Verkehrsströmen gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In 4a veranschaulicht
eine graphische Darstellung einen Anforderungs-Aktions-Rahmenkörper 400, der ein
Kategoriecode-Feld 402, ein Aktionscode- Feld 404, ein Aktivierungsverzögerungs-Feld 406,
ein Dialog-Token-Feld 408 und ein aktionsspezifisches Feld 410 umfasst.
Das Kategoriecode-Feld 402 identifiziert eine Gruppe von
Aktionen für
eine spezielle Funktion, während
das Aktionscode-Feld 404 eine spezifische Managementaktion
in einer gegebenen Gruppe spezifiziert.
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In 4b veranschaulicht
eine graphische Darstellung einen Reaktions-Aktions-Rahmenkörper 420, der
ein Kategoriecode-Feld 422, ein Aktionscode-Feld 424,
ein aktionsspezifisches Zustandsfeld 426, ein Dialog-Token-Feld 428 und
ein aktionsspezifisches Feld 430 umfasst. Das aktionsspezifische
Zustandsfeld zeigt den Abschlusszustand einer entsprechenden Aktionsanforderung
an.
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In 4c veranschaulicht
eine Tabelle verschiedene Aktionscodes für die QoS-Kategorie gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die in der Tabelle aufgelisteten Aktionscodes stellen
die möglichen
Inhalte der Aktionscode-Felder 404 und 424 in
der QoS-Managementkategorie der Aktions-Rahmenkörper 400 und 420 dar,
die in 4a bzw. 4b veranschaulicht
sind. Die Aktionscodes 0 (ADD TS REQUEST) und 2 (DEL TS) sind nur
in Aktionsanforderungsrahmen (4a) nutzbar,
während
der Aktionscode 1 (ADD TS RESPONSE) in Aktionsreaktionsrahmen (4b)
nutzbar ist. Es wird angegeben, dass gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nur Aktionscodes mit geradzahligen Werten
in Anforderungsaktionsrahmen erlaubt sind, während in Reaktionsaktionsrahmen
Aktionscodes mit ungeradzahligen Werten erlaubt sind.
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In
den 4d-e veranschaulichen die graphischen Darstellungen
spezifische Aktions-Rahmenkörper zum
Hinzufügen
(oder Modifizieren) und Löschen
von Verkehrsströmen
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In 4d veranschaulicht
eine graphische Darstellung einen ADD TS ACTION FRAME-Körper. Der ADD
TS ACTION FRAME-Körper
umfasst die spezifischen Felder, wie sie vorher beschrieben worden
sind, mit einer Ausnahme, die dem Feld 410 für aktionsspezifische
feste Felder und/oder Elemente gewährt wird, das in zwei Unterfelder
partitioniert ist, ein TSpec-Element-Unterfeld und ein TClas-Element-Unterfeld.
Die Spezifika der TSpec- und TClas-Element-Unterfelder werden im
Folgenden beschrieben.
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In 4e veranschaulicht
eine graphische Darstellung einen DEL TS ACTION FRAME-Körper, wobei der
DEL TS ACTION FRAME-Körper
abermals die spezifischen Felder umfasst, wie sie vorher beschrieben worden
sind. Im DEL TS ACTION FRAME wird das Feld 410 für aktionsspezifische
feste Felder und/oder Elemente ein TSpec-Element-Feld.
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In 5a veranschaulicht
eine graphische Darstellung den durch die QoS-Aktions-Grundelemente und
-Aktionsrahmen durch die kommunizierenden Stationen und den Hybridkoordinator
genommenen Weg, wenn die QoS-Aktion gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durch den Hybridkoordinator 205 initialisiert
und zu einer drahtlosen Station 207 übertragen wird. Wie vorher
erörtert
worden ist, enthält
ein QoS-Aktions-Grundelement einen QoS-Aktions-Rahmenkörper, der
verschiedene Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter eines speziellen Verkehrsstroms
spezifiziert. Weil typischer IEEE 802.11-Kommunikationsverkehr nicht
für die
Zuordnung der Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter zu spezifischen
MSDUs sorgt, ist eine Operation notwendig, bei der die Verkehrseigenschaften
und QoS-Parameter eines Verkehrsstroms zu den MAC- und Managemententitäten der
kommunizierenden Stationen und des Hybridkoordinators übertragen
werden.
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Die
QoS-Signalgebung wird in der Signalgebungseinheit 210 einer
höheren
Schicht des HC 205 initialisiert. Die Signalgebungseinheit 210 einer
höheren
Schicht gibt ein QoS-Aktionssignal zum Erzeugen, Modifizieren oder
Löschen
eines Verkehrsstroms aus und stellt die Verkehrseigenschaften und
QoS-Parameter für den
Verkehrsstrom der SME 212 bereit, die wiederum ein QoS-Aktions-Grundelement MLME-ADDTS.REQUEST
(im Fall des Hinzufügens
oder Modifizierens eines Verkehrsstroms) 510 (oder MLME-DELTS.REQUEST
(im Fall des Löschen
eines Verkehrsstroms)) erzeugt. Das MLME-ADDTS.REQUEST 510 enthält einen
QoS-Aktions-Rahmenkörper,
der die durch die Signalgebungseinheit 210 einer höheren Schicht
für den Verkehrsstrom
bereitgestellten Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter spezifiziert.
Das MLME-ADDTS.REQUEST 510 wird an die MLME 214 ausgegeben,
die es zur MAC-Unterschicht 216 weiterleitet. Die MAC-Unterschicht 216 extrahiert
den QoS-Aktions-Rahmenkörper
aus dem QoS-Aktions-Grundelement und erzeugt einen ADD TS REQUEST
ACTION FRAME 512 und leitet den Aktionsrahmen zur PHY-Schicht 220 weiter.
Die PHY-Schicht 220 überträgt den ADD
TS REQUEST ACTION FRAME 512 zur WSTA 207.
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Die
PHY-Schicht der WSTA 207 empfängt den ADD TS REQUEST ACTION
FRAME 512 und leitet den Aktionsrahmen zu ihrer eigenen
MAC-Unterschicht weiter, in der die MAC-Unterschicht automatisch
einen ACKNOWLEDGEMENT FRAME (ACK FRAME) 514 erzeugt. Es
wird angegeben, dass der ACKNOWLEDGEMENT FRAME 514 nur
die Reaktion auf den Empfang des ADD TS REQUEST ACTION FRAME 512 ist,
wobei er keine Quittierung der Inhalte des ADD TS REQUEST ACTION
FRAME 512 ist. Beim Empfang des ACKNOWLEDGEMENT FRAME 512 gibt
der HC 205 ein MLME-ADDTS.CONFIRM-Grundelement 518 von
seiner MLME zurück
an seine SME aus, die den Verarbeitungszustand des vorhergehenden
durch diese SME ausgegebenen MLME-ADDTS.REQUEST 510 meldet.
In der WSTA 207 leitet die MAC-Unterschicht den empfangenen
ADD TS REQUEST ACTION FRAME zur MLME weiter, in der die MLME ein
QoS-Aktions-Grundelement MLML-ADDTS.INDICATION 516 aus
dem ADD TS REQUEST ACTION FRAME 512 erzeugt und das QoS-Aktions-Grundelement
an die SME ausgibt. Die SME der WSTA 207 verarbeitet die
Inhalte des QoS-Aktions-Grundelements, wobei der Verkehrsstrom zwischen
dem HC 205 und der WSTA 207 erzeugt wird. Derselbe
Weg wird zum Modifizieren eines vorhandenen Verkehrsstroms unter
Verwendung der Verkehrsstromkennung (TSID) für diesen Verkehrsstrom in den
QoS-Aktions-Grundelementen
und -Rahmen genommen. Ein ähnlicher
Weg wird für
das Löschen
eines vorhandenen Verkehrsstroms genommen.
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In 5b veranschaulicht
eine graphische Darstellung den durch die QoS-Aktions-Grundelemente und -Aktionsrahmen
durch die kommunizierenden Stationen und den Hybridkoordinator genommenen
Weg, wenn die QoS-Aktion durch eine drahtlose Station gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung initialisiert wird. Die QoS-Signalgebung
wird in der Signalgebungseinheit einer höheren Schicht der WSTA 207 initialisiert.
Die Signalgebungseinheit einer höheren
Schicht gibt ein QoS-Aktionssignal zum Erzeugen, Modifizieren oder
Löschen
eines Verkehrsstroms aus und stellt die Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter
des Verkehrsstroms der SME bereit, die wiederum ein QoS-Aktions-Grundelement
MLME-ADDTS.REQUEST (im Fall des Hinzufügens oder Modifizierens eines
Verkehrsstroms) 560 (oder MLME-DELTS.REQUEST (im Fall des Löschens eines
Verkehrsstroms) erzeugt. Das MLME-ADDTS.REQUEST 560 enthält den QoS-Aktions-Rahmenkörper, der
die durch die Signalgebungseinheit einer höheren Schicht für den Verkehrsstrom
bereitgestellten Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter spezifiziert.
Das MLME-ADDTS.REQUEST 560 wird
zur MLME ausgegeben, die es zur MAC-Unterschicht der WSTA 207 weiterleitet.
Die MAC-Unterschicht extrahiert den QoS-Aktions-Rahmenkörper aus
dem QoS-Aktions-Grundelement und erzeugt einen ADD TS REQUEST ACTION
FRAME 562 und leitet den Aktionsrahmen zur PHY-Schicht weiter.
Die PHY-Schicht überträgt den ADD
TS REQUEST ACTION FRAME 562 zum HC 205.
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Die
PHY-Schicht des HC 205 empfängt den ADD TS REQUEST ACTION
FRAME 562 und leitet den Aktionsrahmen zu ihrer eigenen
MAC-Unterschicht weiter, in der die MAC-Unterschicht automatisch
einen ACKNOWLEDGEMENT FRAME (ACK FRAME) 564 erzeugt. Es
wird angegeben, dass der ACKNOWLEDGEMENT FRAME 564 nur
die Reaktion auf den Empfang des ADD TS REQUEST ACTION FRAME 562 ist,
wobei er keine Quittierung der Inhalte des ADD TS REQUEST ACTION
FRAME 562 ist. Beim HC 205 leitet die MAC-Unterschicht
den empfangenen ADD TS REQUEST ACTION FRAME 562 zur MLME
weiter, in der die MLME ein QoS-Aktions-Grundelement MLML-ADDTS.INDICATION 566 aus
dem ADDTS.REQUEST-Rahmen 562 erzeugt und das QoS-Aktions-Grundelement
an die SME ausgibt. Die SME des HC 205 verarbeitet die
Inhalte des QoS-Aktions-Grundelements und erzeugt ein weiteres QoS-Aktions-Grundelement
MLME-ADDTS.RESPONSE 568. Der Zweck des MLME-ADDTS.RESPONSE 568 besteht
darin, eine Reaktion zurück
zur WSTA 207 zu schaffen. Die Reaktion stellt eine Menge
der Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter bereit, die der HC 205 für den Verkehrsstrom
aufzunehmen in der Lage (oder willens) ist. Die WSTA 207 kann
z. B. eine Menge von QoS-Parametern anfordern, für die der HC 205 nicht
ausreichend Kanalbandbreite besitzt, um ihnen zu entsprechen. Alternativ
kann die WSTA 207 mehr Bandbreite anfordern, als der HC 205 willens
ist, einem Verkehrsstrom zuzuweisen. Deshalb schafft das Reaktions-Aktions-Grundelement
eine Menge von Verkehrseigenschaften und QoS-Parametern, die der
HC 205 für
den Verkehrsstrom genehmigt.
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Das
Grundelement MLME-ADDTS.RESPONSE 568 wird an die MLME ausgegeben
und dann zur MAC-Unterschicht des HC 205 weitergeleitet,
wo die MAC-Unterschicht den QoS-Aktions-Rahmenkörper abstreift, einen ADD TS
RESPONSE ACTION FRAME 570 erzeugt und den Aktionsrahmen
zur PHY-Schicht 220 weiterleitet.
Die PHY-Schicht 220 des HC 205 überträgt den ADD
TS RESPONSE ACTION FRAME zur PHY-Schicht der WSTA 207.
Beim Empfang des Aktionsrahmens vom HC 205 leitet die PHY-Schicht
der WSTA 207 den empfangenen Aktionsrahmen zur MAC-Unterschicht
weiter. Die MAC-Unterschicht erzeugt in Reaktion auf den empfangenen
Aktionsrahmen einen Quittierungsrahmen 572, der zum HC 205 zurückgeschickt
wird. Die MAC-Unterschicht leitet den ADD TS RESPONSE ACTION FRAME 570 zur
MLME weiter, wo ein QoS-Aktions-Grundelement MLME-ADDTS.CONFIRM 574 aus
dem ADD TS RESPONSE ACTION FRAME 570 erzeugt wird. Das
MLME-ADDTS.CONFIRM-Grundelement 574 wird dann an die SME
der WSTA 207 ausgegeben. Die SME der WSTA 207 verarbeitet
die Inhalte des QoS-Aktions-Grundelements, wobei der Verkehrsstrom
zwischen der WSTA 207 und dem HC 205 erzeugt wird.
Sollte der HC 205 irgendeinen der durch die WSTA 207 angeforderten
QoS-Parameter modifizieren,
stellt die SME in der WSTA 207 die Änderungen der Signalgebungseinheit
einer höheren
Schicht bereit. Derselbe Weg wird für das Modifizieren eines vorhandenen
Verkehrsstroms unter Verwendung der Verkehrsstromkennung (TSID)
für diesen
Verkehrsstrom in den QoS-Aktions-Grundelementen und -Rahmen genommen.
Ein ähnlicher
Weg wird für
das Löschen
eines vorhandenen Verkehrsstroms genommen.
-
In
den 6a-b veranschaulichen graphische Darstellungen
die Struktur eines Verkehrsspezifikations-Elements (TSpec-Elements)
für die
Verwendung beim Spezifizieren der Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter
eines Verkehrsstroms gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In 6a veranschaulicht
eine graphische Darstellung ein Format des Verkehrsspezifikations-Elements,
um die Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter zu definieren. Die
Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter werden in ein Verkehrsspezifikations-Element
gesetzt und zur MAC-Unterschicht des Hybridgenerators (HC) und der
drahtlosen Station(en) (WSTA), die entweder die Quelle oder das
Ziel des Verkehrsstroms sein können, übertragen.
-
Außer den
Verkehrseigenschaften und QoS-Parametern enthält das Verkehrsspezifikations-Element die
folgenden Felder mit ihren bevorzugten Größen: ein Ein-Oktett-Element
ID-Feld (601), das das Verkehrsspezifikations-Element identifiziert,
ein Ein-Oktett-Längen-Feld
(603), das die Länge
in Einheiten von Oktetts der folgenden Felder in diesem Verkehrsspezifikations-Element
anzeigt, ein Sechs-Oktett-Quelladressen-Feld (605) des
Verkehrsstroms, ein Sechs-Oktett-Zieladressen-Feld
(607) des Verkehrsstroms, ein Zwei-Oktett-Verkehrsstromkennungs-
und Zuordnungskennungs-Feld (TAID-Feld) (609), das als
eine Verkettung der Verkehrsstromkennung (TSID) des Verkehrsstroms
und einer Zuordnungskennung (AID) der drahtlosen QoS-Station (WSTA)
gebildet ist, um den Verkehrsstrom im Kontext der WSTA in einer
QoS-Basisdienstmenge (QBSS) zu identifizieren, und ein Ein-Oktett-Verkehrsstrominformations-Feld
(TS-Informations-Feld) (611), das zusätzliche Informationen über den
Verkehrsstrom bereitstellt. Weitere mit diesen Feldern in Beziehung stehende
Informationen können
im IEEE 802.11e/D2.0a-Entwurfstandard gefunden werden.
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In 6b veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur des TSInfo-Feldes 611 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausführlicher.
Das TSInfo-Feld 611 ist vorzugsweise ein Acht-Bit-Feld,
das in Unterfelder partitioniert ist. Ein Ein-Bit-Verkehrstyp-Unterfeld 652 spezifiziert das
Verkehrsmuster des Verkehrsstroms, entweder isochron oder asynchron.
Ein Ein-Bit-Bidirektional-Unterfeld 654 spezifiziert, ob
der Verkehrsstrom entweder uni- oder bidirektional ist. Ein Zwei-Bit-Quittierungspolitik-Unterfeld 656 spezifiziert
die erwartete Quittierungspolitik. Ein Ein-Bit-Vorwärtsfehlerkorrektur-Unterfeld (FEC-Unterfeld) 658 spezifiziert
die FEC-Nutzung in dem Verkehrsstrom. Ein Übergabeprioritäts-Unterfeld 660 spezifiziert
eine relative Priorität
für die
Verwendung bei der Datenübertragung
des Verkehrsstroms, wenn die Prioritätensetzung erforderlich ist.
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In 6a wird
der Rest des Verkehrsspezifikations-Elements verwendet, um die Verkehrseigenschaften
und QoS-Parameter des Verkehrsstroms zu definieren. Die Verkehrseigenschaften
und QoS-Parameter können
ein Intervall für
wiederholte Versuche (613), das eine maximale Menge an
Zeiteinheiten (vorzugsweise Einheiten von acht Millisekunden) spezifiziert,
die verstreichen kann, wenn die sendende Station wartet, eine Quittierung
für einen
vorher gesendeten Rahmen des Verkehrsstroms zu empfangen, bevor
die sendende Station eine erneute Übertragung dieses Rahmens beginnt,
ein Inaktivitätsintervall-Feld
(615), das eine maximale Menge an Zeiteinheiten (vorzugsweise
Einheiten von acht Millisekunden) spezifiziert, die ohne die Ankunft oder Übertragung
einer MSDU, die zu dem Verkehrsstrom gehört, verstreichen kann, bevor
der Verkehrsstrom durch die MAC in der HC gelöscht wird, und ein Feld (617)
für ein
mittleres Belegungsintervall, das ein nominelles mittleres Belegungsintervall
der MSDUs spezifiziert, die zu dem Verkehrsstrom gehören, das
durch den HC als eine Führung
bei der Zeitsteuerung der Datenübertragung
des Verkehrsstroms verwendet werden kann, enthalten, sind aber nicht
notwendigerweise darauf eingeschränkt.
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Zusätzliche
Verkehrseigenschaften und QoS-Parameter, die im Verkehrsspezifikations-Element
enthalten sind, umfassen: ein Feld (619) für die nominelle MSDU-Größe, das
eine nominelle Größe der MSDUs spezifiziert,
die zum Verkehrsstrom gehören,
ein Feld (621) für
die minimale Datenrate, das eine minimale Datenrate in Einheiten
(vorzugsweise in Kilobits pro Sekunde) für die Datenübertragung des Verkehrsstroms
spezifiziert, ein Feld (623) für die mittlere Datenrate, das
eine nominelle aufrechterhaltene Datenrate in Einheiten (vorzugsweise
in Kilobits pro Sekunde) für
die Datenübertragung
des Verkehrsstroms spezifiziert, ein Feld (625) für die maximale
Burst-Größe, das
einen maximalen Daten-Burst in Einheiten (vorzugsweise in Einheiten von
acht Oktetts) von MSDUs, die zum Verkehrsstrom gehören, spezifiziert,
ein Verzögerungsgrenzen-Feld (627),
das eine maximale Zeitdauer in Einheiten (vorzugsweise in Einheiten
von acht Millisekunden) spezifiziert, die für den Transport einer MSDU,
die zum Verkehrsstrom gehört,
erlaubt ist, und ein Jitter-Grenzen-Feld (629), das einen
maximalen annehmbaren Verzögerungsunterschied
beim Transport von MSDUs, die zum Verkehrsstrom gehören, spezifiziert.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist jeder nicht spezifizierte QoS-Parameter
auf null gesetzt, wobei er angibt, dass der nicht spezifizierte
Parameter nicht verwendet werden soll.
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Wie
vorher erörtert
worden ist, besitzt eine Anzahl von QoS-Aktions-Grundelementen und
-Aktionsrahmen ein Verkehrsklassifikations-Element (siehe die Erörterung
der 3a-h). Das Verkehrsklassifikations-Element enthält eine
Menge von Parametern, die notwendig ist, um ankommende MSDUs mit
einem speziellen Verkehrsstrom zu identifizieren (einem speziellen
Verkehrsstrom zuzuordnen), zu dem sie gehören.
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In 7 veranschaulicht
eine graphische Darstellung die Struktur eines Verkehrsklassifikations-Elements
(TClas-Elements) 700 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Element 700 enthält ein Suchprioritäts-Feld
(709), ein Klassifizierertyp-Feld (711) und ein
Rahmenklassifizierer-Feld (713). Das Suchprioritäts-Feld 709 spezifiziert
eine Suchreihenfolge für
diese spezielle Rahmenklassifikation bezüglich anderer Rahmenklassifizierer,
die in einer (nicht gezeigten) Klassifizierungstabelle aufrechterhalten
werden, die sich oberhalb des MAC-Dienstzugriffspunkts (MAC-SAP)
in einer QoS-Station (QSTA) befindet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die Rahmenklassifizierer in der
Reihenfolge (vorzeichenloser) aufsteigender ganzzahliger Werte der
in der Klassifizierungstabelle aufrechterhalten Suchpriorität verwendet,
bis die MSDU mit einem Rahmenklassifizierer übereinstimmt oder die Menge
der Rahmenklassifizierer in der Tabelle erschöpft ist.
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Das
Klassifizierertyp-Feld
711 spezifiziert den Typ des Rahmenklassifizierers
in der Verkehrsklassifikation. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind eine Menge möglicher Klassifizierertypen
und die Inhalte des Rahmenklassifizierer-Feldes
713 wie
folgt:
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In
den 8a-c veranschaulichen graphische Darstellungen
Beispiele der QoS-Aktions-Grundelemente und -Aktionsrahmen, die
zwischen kommunizierenden Stationen (einschließlich des HC) gesendet (übertragen)
werden, um Verkehrsströme
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hinzuzufügen, zu modifizieren und zu
löschen.
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In 8a veranschaulicht
eine graphische Darstellung eine HC-initialisierte Hinzufügung (oder
Modifikation) eines Verkehrsstroms zwischen dem HC und einer WSTA
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Die Hinzufügung beginnt, wenn die SME
des HC ein MLME-ADDTS.REQUEST-Aktions-Grundelement erzeugt und es
an die MAC des HC ausgibt, 802. Die MAC streift den eingebetteten
ADD TS REQUEST ACTION FRAME-Körper vom
MLME-ADDTS.REQUEST-Aktions-Grundelement ab und überträgt ihn zur MAC der WSTA, 804.
Die Übertragung
zwischen den MACs des HC und der WSTA wird über die PHY-Schicht des HC,
die drahtlose Übertragung über die
Luft und die PHY-Schicht der WSTA ausgeführt.
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Die
MAC der WSTA schickt einen ACK FRAME zur MAC der HC zurück, um den
Empfang des ADD TS REQUEST ACTION FRAME zu quittieren, 806.
Nach dem Empfangen des ACK FRAME von der WSTA erzeugt die MAC des
HC ein MLME-ADDTS.CONFIRM-Aktions-Grundelement und gibt es an die
SME des HC aus, 808. Die MAC der WSTA erzeugt ein MLME-ADDTS.INDICATION-Aktions-Grundelement
und gibt es an die SME der WSTA aus, 810.
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In 8b veranschaulicht
eine graphische Darstellung eine inaktivitätsinitialisierte Löschung eines vorhandenen
Verkehrsstroms gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die MAC eines HC bemerkt, dass ein spezieller
Verkehrsstrom während
einer Zeitdauer ungenutzt gewesen ist, die größer als das im Verkehrsspezifikations-Element
für diesen
Verkehrsstrom spezifizierte Inaktivitätsintervall ist, wobei sie
folglich ein MLME-DELTS.INDICATION-Aktions-Grundelement an die SME
des HC ausgibt, 812. Die SME erzeugt in Reaktion auf das
MLME-DELTS.INDICATION ein MLME-DELTS.RESPONSE-Aktions-Grundelement
und gibt es an die MAC des HC aus, 814. Die MAC des HC
erzeugt außerdem
einen DEL TS ACTION FRAME und überträgt ihn zur
MAC der WSTA, die dem Verkehrsstrom zugeordnet ist, 816.
Die MAC der WSTA sendet in Reaktion auf den Empfang des DEL TS ACTION
FRAME einen ACK FRAME zurück zum
HC, 818. Schließlich
erzeugt die MAC der WSTA ein MLME-DELTS.INDICATION-Aktions-Grundelement und überträgt es zur
SME der WSTA, 820.
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In 8c veranschaulicht
eine graphische Darstellung eine durch die Quell-WSTA initialisierte Löschung eines
Verkehrsstroms zwischen einer Quell-WSTA (WSTA1) und einer Ziel-WSTA
(WSTA2) gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Löschung beginnt damit, dass
die SME der WSTA1 ein MLME-DELTS.REQUEST-Aktions-Grundelement erzeugt
und es an die MAC der WSTA1 ausgibt, 822. Die MAC der WSTA1
streift den DEL TS ACTION FRAME-Körper, der im MLME-DELTS.REQUEST-Aktions-Grundelement eingebettet
ist, ab und überträgt ihn zur
MAC des HC, 824. Die MAC des HC schickt in Reaktion auf
den Empfang des DEL TS ACTION FRAME einen ACK-Rahmen zur MAC der
WSTA1 zurück, 826.
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Die
MAC der WSTA1 erzeugt ein MLME-DELTS.CONFIRM-Aktions-Grundelement und
gibt es an die SME der WSTA1 aus, 828. Gleichzeitig erzeugt
die MAC des HC ein MLME-DELTS.INDICATION-Aktions-Grundelement und überträgt es zur
SME des HC, 830. In Reaktion auf das MLME-DELTS.INDICATION-Aktions-Grundelement
erzeugt die SME des HC ein MLME-DELTS.RESPONSE-Aktions-Grundelement und
gibt es an die MAC des HC aus, 832. Die MAC des HC streift den in
das MLME-DELTS.RESPONSE-Aktions-Grundelement
eingebetteten DEL TS ACTION FRAME-Körper ab und überträgt ihn zur
MAC der WSTA2, 834. Die MAC der WSTA2 schickt in Reaktion
auf den Empfang des DEL TS ACTION FRAME einen ACK FRAME zur MAC
des HC zurück, 836.
Die MAC der WSTA2 erzeugt ein MLME-DELTS.INDICATION-Aktions-Grundelement
und gibt es zur SME der WSTA2 aus, 838.
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In 9 veranschaulicht
eine graphische Darstellung ein Beispiel der Verwendung der Verkehrsströme gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie in 9 gezeigt
ist, gibt es zwei Urheber innerhalb einer durch einen einzelnen
HC 910 gesteuerten lokalen QBSS 900, wobei sich
jeder der zwei Urheber in separaten WSTAs 920 und 930 befindet,
während
die sich die Zielteilnehmer außerhalb der
QBSS befinden. Sei ein erstes Urheber- und Zielpaar an einem Sprachanruf 925 beteiligt,
während
ein zweites Urheber- und Zielpaar an einer Internet-Web-Browsing-Sitzung 935 beteiligt
ist. Weil beide Sitzungen in ihrer Art bidirektional sind, ist eine
Gesamtmenge von vier unidirektionalen Verkehrsströmen erforderlich.
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Es
wird vorausgesetzt, dass der Sprachanruf 925 mit einer
Rate von 64 kbit/s in jeder Richtung gleichmäßig abgetastet, alle 20 ms
paketisiert und über
UDP/IP übertragen
wird. Dann können
die Sprachverkehrsströme
in einen durch eine einzige TSPEC spezifizierten bidirektionalen
Verkehrsstrom kombiniert werden. Diese TSPEC kann dann ein TID-Unterfeld
von 8 im TAID-Feld, ein Inaktivitätsintervall von 5 Minuten,
ein mittleres Belegungsintervall von 20 ms, eine nominelle MSDU-Größe von 188
Bytes, eine minimale Datenrate von 75,2 kbit/s, eine Verzögerungsgrenze
von 50 ms und eine Jitter-Grenze von 40 ms zusammen mit einem isochronen
Verkehrstyp und einem Bidirektional-Wert wahr spezifizieren.
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Andererseits
wird ein Arbeitszyklus von 5 Prozent für die Web-Browsing-Sitzung 935 angenommen, was
bedeutet, dass der Anwender (im Mittel) während 5 Prozent der Zeit aktiv
Verkehr sendet und empfängt. Während der
Anwender aktiv ist, geht der abgehende Verkehr bei 144 kbit/s über TCP/IP
mit einer mittleren Paketgröße von 360
Bytes weg, während
der eingehende Verkehr mit 1,544 Mbit/s über TCP/IP mit einer mittleren
Paketgröße von 772
Bytes ankommt. Zurückzuführen auf
diese Verkehrsasymmetrie sind zwei unidirektionale Verkehrsströme notwendig.
Die TSPEC des abgehenden Verkehrsstroms kann sowohl ein TID-Unterfeld
von 13 im TAID-Feld, ein Inaktivitätsintervall von 20 Minuten,
ein mittleres Belegungsintervall von 20 ms, eine nominelle MSDU-Größe von 360
Bytes, eine (während
aktiver Perioden gemessene) minimale Datenrate von 144 kbit/s, eine
(während
sowohl aktiver als auch inaktiver Perioden gemessene) mittlere Datenrate
von 14,4 kbit/s und eine Verzögerungsgrenze
von 500 ms als auch einen asynchronen Verkehrstyp und einen Bidirektional-Wert
falsch spezifizieren. Die TSPEC für den eingehenden Verkehrsstrom
kann sowohl ein TID-Unterfeld von 13 im TAID-Feld, ein Inaktivitätsintervall
von 20 Minuten, ein mittleres Belegungsintervall von 4 ms, eine
nominelle MSDU-Größe von 772
Bytes, eine (während
aktiver Perioden gemessene) minimale Datenrate von 1,544 Mbit/s,
eine (während
sowohl aktiver als auch inaktiver Perioden gemessene) mittlere Datenrate
von 154,4 kbit/s und eine Verzögerungsgrenze
von 1 Sekunde als auch einen asynchronen Verkehrstyp und einen Bidirektional-Wert
falsch spezifizieren.
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Anhand
der TSPEC und der verfügbaren
Bandbreite trifft der HC 910 eine Zulassungssteuerentscheidung
für den
Sprachanruf und die Web-Browsing-Sitzung, d. h., der HC 910 entscheidet,
ob irgendeiner oder beide oder keiner der Verkehrsströme erzeugt
werden soll. Falls beide erlaubt sind, werden beide TSPEC-Parameter
den MAC-Entitäten
im HC 910 und den Quell-/Ziel-WSTAs 920 und 930 innerhalb
der QBSS 900 unter Verwendung der früher erörterten Signalgebungsprozedur
bereitgestellt. Der HC 910 plant quasiperiodische Übertragungszeiten
für beide
Richtungen des Sprachverkehrsstroms 925. Der HC 910 plant
die Übertragungszeiten
für den
Sprachverkehrsstrom 925, die auf die niedrigen Latenzzeit-Anforderungen
einer Sprachverbindung zurückzuführen sind.
Das Intervall zwischen Übertragungen
beträgt
vorzugsweise 20 ms, damit es dem mittleren Belegungsintervall entspricht;
es kann kleiner als 20 ms sein, um Wiederholungssendungen zu berücksichtigen,
es darf aber nicht länger
als 40 ms (dem Minimum der Verzögerungsgrenze
und der Jitter-Grenze) sein, um sowohl den Verzögerungs- als auch Jitter-Anforderungen
zu entsprechen. Jede Übertragungszeitdauer
muss wenigstens für
das Übertragen
einer MSDU von 188 Bytes nutzbar sein. Der HC löscht den Sprachverkehrsstrom 925 für jede Richtung,
falls während
eines Intervalls von 5 Minuten keine Sprach-MSDUs in jeder Richtung
festgestellt werden.
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Der
HC 910 plant die Übertragungszeiten
für jeden
der zwei unidirektionalen Web-Browsing-Verkehrsströme 935,
wenn es MSDUs gibt, die auf die Übertragung
warten. Der HC 910 findet die für die Übertragung vom HC 910 zur
beteiligten WSTA 930 der Web-Verkehrsrichtung gepufferten
MSDUs direkt in seinem lokalen Sendepuffer, während er die für die Übertragung
von der beteiligten WSTA 930 des Web-Verkehrs zum HC gepufferten
MSDUs indirekt in der Fernverkehrsmeldung, wie sie von dieser WSTA 930 gesendet
wird, entdeckt. Wenn es MSDUs gibt, die vom HC 910 zur
WSTA 930 zu senden sind, ordnet der HC die Übertragungszeiten
binnen 1 Sekunde nach ihren Ankünften
an, wobei jede Übertragungszeit
zum Übertragen
wenigstens einer MSDU aus 772 Bytes nutzbar ist. Der HC 910 muss
ausreichend Übertragungszeit
planen, um eine minimale Datenrate von 144 kbit/s für die WSTA-HC-Übertragung
und eine minimale Datenrate von 1,544 Mbit/s für die HC-WSTA-Übertragung
während
der entsprechenden aktiven Perioden zu erzeugen. Der HC 910 kann jedoch
derartige Übertragungszeiten
auf die äquivalenten
mittleren Datenraten von 14,4 kbit/s und 154,4 kbit/s jeweils im
Gesamtdurchschnitt verkürzen,
wie sie durch die entsprechenden TSPECs bereitgestellt werden. Der
HC 910 löscht
den Web-Browsing-Verkehrsstrom 935 für jede Richtung,
falls während
eines Intervalls von 20 Minuten keine Web-MSDUs in jeder Richtung
festgestellt werden.
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Bei
der Planung der Übertragungszeiten
für jeden
Verkehrsstrom muss der HC 910 die anwendbaren zusätzlichen
Geheimhaltungs- und FEC-Bits, die MAC- und PLCP-Köpfe und
die PLCP-Präambel
berücksichtigen,
die jeder MSDU-Übertragung
zugeordnet sind. Für
eine ausführlichere
Erklärung
der Geheimhaltungs- und FEC-Bits, der MAC- und PLCP-Köpfe und
der PLCP-Präambeln
ist auf die technischen Standards IEEE 802.11 und IEEE 802.11e/D2.0a
Bezug zu nehmen. Beim Treffen der Zulassungssteuerentscheidungen
muss der HC 910 ferner den Rahmenzwischenraum und die geeigneten
Quittierungszeit-Organisationsaufwände berücksichtigen, die mit jeder
MSDU-Übertragung
zugezogen werden.
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Während diese
Erfindung unter Bezugnahme auf veranschaulichende Ausführungsformen
beschrieben worden ist, ist nicht vorgesehen, dass diese Beschreibung
in einem einschränkenden
Sinn ausgelegt wird. Sowohl verschiedene Modifikationen und Kombinationen
der veranschaulichenden Ausführungsformen
als auch andere Ausführungsformen
der Erfindung sind für
die Fachleute auf dem Gebiet unter Bezugnahme auf die Beschreibung
offensichtlich. Es ist deshalb vorgesehen, dass die beigefügten Ansprüche alle
derartige Modifikationen oder Ausführungsformen einschließen.
