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TW200939703A - Method and apparatus for determining and managing congestion in a wireless communications system - Google Patents

Method and apparatus for determining and managing congestion in a wireless communications system Download PDF

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TW200939703A
TW200939703A TW097135539A TW97135539A TW200939703A TW 200939703 A TW200939703 A TW 200939703A TW 097135539 A TW097135539 A TW 097135539A TW 97135539 A TW97135539 A TW 97135539A TW 200939703 A TW200939703 A TW 200939703A
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Angelo Cuffaro
Paul Marinier
Christopher Cave
Ahmed Ali
Roy Vincent
Touag Athmane
Lasita Frank
Rudolf Marian
J Hunkeler Teresa
Akbar Rahman Shamim
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Interdigital Tech Corp
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Description

200939703 六、發明說明： 【先前技術】 、本發明疋關於無線通訊領域。本發明尤纟是關於使用一載 波感測多重存取/碰撞避免(CSMA/CA)機制的無線區域網路 (WLAN)系統’並且提供用以決定和管理擁擠的裝置，且更藉 由在無線通訊中創新的媒體存取控制(祖⑽量來增強 瞢採。 糸統係為熟習此技藝人士所熟知，一般來說，此 種系統包含戦料’其紅相傳輸和触無驗號。根據系 統的形式，通訊站台典型地為下列兩種形式其中之一：基地二 或無線傳輸/魏h(WTRUs)，其係包含行動單元。° 本文中所提到的專用術語「站台(sta)」，其包含但並未限 :於’一基地台、-節點B、一站台控制器、存取 任何形式的介面裝置，其可提供™無線存取； 該基地台相連之網路。 、 ❹ 於!ίΓΓ提到的專用術語「WTRu」，其包含但並未限制 、使用者设備、行動台站、一固定或行動用戶單元、一呼 叫器或可在-無線環境下操作之任何狱之裝置。w伽勺 =個人通訊裝置，例如：電話、視訊電話、以及具有網路連^ 的網際網路電話。此外，WTRUs還包含可攜式計算裝置，例 如.PDAs及具有含_祕功能之無線數據機 腦。可攜式或是可改變位置的WTRUs係稱為行動單元，一 來說，基地台亦為WTRUs。 般 以種瓣網路’其中’每—個基地台可 以以適虽配置的WTRUs實施同時發生的無線通訊，有些 4 200939703 WTRUs係配置以直接互相引導無線通訊，亦即，不需要透過 -網路經由-基地台中繼傳輸，這通常稱作點對點無線通訊。 當一 WTRU配置以與其他WTRUs通訊時，可配置其自身之 功能作為-基地台，WTRUs可被配置用於具備網路和點對點 通訊能力的多重網路中。 一種稱為無線區域網路(WLAN)之無線系統形式，其係配 置以使用配置WLAN數職實施無線軌，其亦可以相似配 備的WTRU進行點對點通訊。—般來說，肌他數據機已經 〇 由製造商整合入許多傳統的通訊和計算裝置，舉例來說，行動 電話、個人數位助理、以及膝上型輕便電腦亦内建一或多個 WLAN數據機。 一種普遍具有一或多個WLAN基地台的的區域網路環 境，典型地稱為存取點，係根據IEEE 802.11摞準家族建立， 第1圖所示為一種802.11區域網路(LAN)之範例，其係基於一 種架構，其中該系統係再細分成胞元，每一個胞元包含一個基 礎服務集(BSS)，其包含至少一 AP，用以與一或多個WTRUs © 通訊’其在802.11系統中一般係稱作站台。在一 ^和STAs 之間的通訊係根據802.11標準實施，該標準定義了介於無線 STA和有線網路之間的空氣介面。 一無線LAN (WLAN)可由一單一 BSS及一單一 Ap,其具 有一入口通往一目的系統(DS)所形成，然而，稱為Ds之裝置 典型地係由七個胞元所組成，而AP係透過主幹連接。 第1圖亦圖示了 一種行動點對點網路(ad_hocnetwQik， MANET)。一 MANET係為一種自我配置的行動路由器網路(且 200939703 與主機相連）’其係藉由無線鍵結所連接—鏈結的聯合會形成 一種多變的拓樸’因此’網路的無線拓樸可快速的改變並且不 可預測’此翻路可於-獨立的電腦方式運作，或是可以連 至較大的網際網路。
性以WLAN具包3不同的胞元，其個別的奶和 DS，係見於lEEE 8G2.U網路中，、且稱為—延伸服務集卿)， IEEE 8〇2.n網路典型地使用一載波感測多重存取/碰撞避免 (CSMA/CA)通訊協定’以在該机顺網路之節點(或sta牧 間無線地交換資訊。在此架構下，欲傳輸之STAs必須相互競 爭以存取該無線媒體，該競爭機制會牽涉到，在傳輸一'資料封 包之前’必須等待該媒體維持—段特定時間(根據在標準 中所規定之-組法W ’當站台的數量及資料流量增加時，節 點存取該舰且傳輸其封包所花f的時間便會增加。當獲准存 取該媒體因太纽紐爭同-個職㈣得餘忍受"時，在此 系統中便會發生擁擠。 由於CSMA/CA通訊協定的特性1考慮到大多數傳輸係 採取最大速率，當一系統被歸類為遭受擁擠時實在报難判定， 在一個如此複雜的系統中判定擁擠不是一個簡單的工作，因為 選擇-種尺度可能會指示其為擁擠而選擇另—種尺度卻不會: 數種可用以指示擁擠的尺度包括：碰撞率、頻道利用，曰亦 即媒體忙韻時間等。然而，單獨使用這些尺度並不能级予真 正的擁擠狀況，舉例來說’頻道利用尺度無法給予擁擠；況的 正確狀況。-站台可能單獨在一頻道上且總是在傳輸，在此案 例中，頻道利用尺度將會過高，這會使得該系統好像叙法支援 6 200939703 更多來自其他站台的流量’然而’如果一個新的站台存取該頻 道’其仍可藉由CSMA/CA機制的優點而得到好的產能，因為 該頻道將接著均等地在兩個站台間共享。事實上，當有數個站 台於-給定時間鮮同-個頻道，且由於每—伽台等待存取 該媒體必須花費較長時間而感覺到嚴重的延遲時，該系統才處 於擁擠狀態，亦即較高的碰撞次數。 在另一方面，現今在網路管理功能上有所限制，尤其是在 相容於IEEE 802.11及802.11k標準的系統中。發明人發現， ❹ 在現行網路管理規定中所使用的頻道負載資訊的有效性有數 種限制，在考慮到使用聘到負載測量的限制後，亦需要一種改 善的方法以達成較佳的網路管理，因此，本發明在頻道負載資 訊的規定中，提供了增強關於IEEE 802.11及IEEE 802.11k標 準的網路管理。 【發明内容】 本發明提供一種用以判定和通知在一無線區域網路 D (WLAN)系統中之擁擠的方法。本發明亦提供一種用以在當偵 測到擁擠時管理擁擠的方法。本發明的一個樣態是實施於使用 CSWMA/CA之無線系統中。較佳地，使用數種尺度來偵測擁 擠’其包含：倒退程序的平均持續時間、基礎服務集(^BSS) 内延遲率、BSS外延遲率、相連站台數量、平均WTRU頻道 利用、以及平均緩衝媒體存取控制(MAC)佔用。舒緩擁擠的行 動’較佳地包含：依最浪費時間於嘗試傳輸確認/非確認封包 為順序來排序該組WTRUs，且一次一個中斷每個WTRU直到 擁擠情況舒緩。 200939703 本發明亦提供一種網路管理的方法，尤其是在TFF-F 802.11及IEEE 802.11k標準中，其較佳地係透過使用兩個⑺ 個新的MAC測量，尤其，兩個(2)新的測量包含STA上鏈流 量負載測量，以及一存取點(AP)服務負載測量。
❺ 本發明包含考慮代表傳輸仔列大小之管理資訊基礎 (MIB) ’其提供一個新的STA傳輸負載測量，其係關於非服務， 置於佇列的流量請求。本發明更包含考慮代表AP服務負載的 MIB，其提供一個新的AP服務負載測量，其係幫助STAs之 換手決定。這些特徵的實施可以軟體或任何其他方便的形式， 本發明之樣態一般來說適用於，舉例來說，當應用於一 ffiEE 802.11k相容系統中，正交頻分多工(〇FDM)及碼分多重存取 2000 (CDMA2000)系統中的層！及層2，然而，本發明大體上 亦適用於方案。 本方法較佳地係實施於不同形式選擇配置的WTRU。 =下較佳實施例之描述、所給予的範例，參照對應的 圖式，本發明可獲得更詳細地瞭解，其中： 【實施方式】 ~ 儘管本發明之特徵和元件皆於實施例中以特定組合方式 所描述，但實施例中每—特徵或元件能獨自使用，而不需與^ 佳實施方仅其他概或树組合，或是與/不與本發明之复 他特徵和元件做不同之組合。 '、 的之—樣態引進了兩個不_方法叫定頻道擁: 装，第一’ 一基礎服務集(BSS)為基礎的負載尺度 二主=於個別APS之負載;第二，一頻道基礎的負载 度/、係為一種尺度指示不同APs之間所共享的負載。 200939703 BSS基礎的負載尺度係為決定高負載狀況及頻道擁擠的 尺度。兩個較佳的BSS基礎負載尺度為：BSS内延遲率尺度， 以及封包錯誤率尺度。 延遲率(DR)係為一種測量，其表示當Ap具有一或多個封 包欲傳輸時(亦即，其仔列並非為空），AP的接收器之載波封 鎖的時間百分比（亦即，頻道淨空評估(CCA)指示一忙碌狀 態）’換句話s兑，DR表示AP花在延遲傳輸給其他ιΑΝ節 點的時間量。
灿内延遲率表示當ap具有一或多觸包欲傳輸時，該 AP的接收器之載波封鎖於-BSS内封包(亦即，一封包由與其 相連WTRUs之-所產生的封包)的_百分比，換句話說， BSS内DR表示AP花費在其自身傳輸的時間量，其係因為其 相連的WTRUs之一已經控制了該媒體(亦即，係為傳輸一封 包）。 BSS内延遲率係為置於—系統中現行_等級的指示且 當有需要在同—個BSS中傳輸至另-㈣點時，測量在延遲 -傳輸所耗費的時間。-個低的BSS内延遲尺度表示職的 1載很低，-個高的BSS内延遲尺度表示有报多節點在同一 牯間傳輸，且因此有一個明顯的負載。 ” 在^兩㈣點在系統中且有賴量的料 可能會很高’且如果單獨使用將會指示出二， …、、而，因輕錢巾财__，這並 =付此一情況，本發明使用了封包錯誤== 9 200939703
封包錯誤率(PER)係為失敗傳輸量(亦即，未接收到ACK 之封包傳輸)與傳輸封包總量的比例。當使用舊有的的資料傳 輸率時’ PER尺度係為在系統中一種很好的碰撞率指示。在一 系統中郎點數量越大’碰撞的機率就越大。一起使用BBS内 延遲率尺度及PER尺度提供了比單獨使用尺度更佳的Ap負載 指示。
在本發明中，如第2圖所示，BBS内延遲率尺度及PER 尺度係分別在步驟S1及S3所決定’且接著分別在步驟S2及
S4中在一預設時間(例如：3〇秒)中平均。兩個尺度得平均係 用以在步驟S5及S6中發送擁擠發生的信號。更精確地說，在 依給予的時間内(例如：3〇秒），當BSS内延遲率(dr)尺度超 過一第一預設門檻值時，其係於步驟S5所判定，且該pER尺 度超過一第二預設門檻值時’其係於步驟S6判定，則此便為 一種擁擠的指示。 * ,β不管根據上述所提出的準則，或是利用其他判定擁擠的技 術疋否細到擁擠，本發明提供了下述兩個動作：第一，在步 驟S7 ’該ΑΡ將所有在一基礎服務集(BSS)中的wtrUs，依嘗 試重新傳輸所耗費的時間量為順序進行齡。浪f的時間較佳 地，根據下酬述之浪__算法ALGwt來判定，更精確 地'’產生-組或—個具有非確認封包的wtrUs表，對每該 非確補包至-WTRUs的，紀賴有嘗轉輸及重新傳輸 =包所耗費的浪費時間總和(亦即，封包大小/封包傳輸率加上 傳ΐ封包之損失），該損失反應了與重新傳輸相關的 曰，’、即，由於雙倍於擁擠窗(CW)之倒退窗，該損失 200939703 表不了，該封包準備傳絡 間所増加的延遲，此彳、間對封包在媒體上確實傳輸的時 後浪費時間重新傳輸封包傳:時間尺度因此遠大於站台在碰撞 間中正規化。 該重新傳輸時間尺度係在一所選時 個WTRU浪費時間之公式範例係表示如下： 其中：
包至-㈣㈣及麵雜非確認封 = 封包 = 封包之傳輪 =封包之傳輪號碼，例如：i、2、3 ... = 封包之傳輸的位元大小 =封包之傳輸之傳輸率，其單位為bps =，其係當>1時，否則該值為〇 =*時槽時間，例如：=32辦槽時間=鄭s 附註：在傳輸之後，將是2 x 注意對應一給予封包之非確認傳輸的數量，如果該封包 終於成功地傳輸’則對應確實重新傳輸的數量，如果封包被 去棄了（亦即，從未成功地被傳輸），則對應(重新傳輪數量+ 1)。 ， 一個計算的範例係如下進行： 假設一 AP具有20封包欲發送至一特定的STA，在傳輸 11 200939703 ，路線時間，該AP監控並紀錄該封包是否已經成功地被確 認’且該封包重新傳輸之數量，舉例來說，係如下：
GGGGGBBB BBB GGGGG GGGGGG BBB GGGG 其中， =速率增加 =速率下降 G=確認或是好訊框 B=非確認或是壞訊框 第一個B是第六個封包，且此第六個封包有六個傳輸， 亦即 BBB BBB。 = 12000位元 ={11.0,11.0, 11.0, 5.5, 5.5, 5.5} Mbps * ={ 0.0, 640.0, 1280.0, 2560.0, 5120.0,10240.0} us 第七個B是第十七個封包，且此第十七個封包有三個傳 輪，亦即 BBB 。 =3 =8000位元 ={11.0， 11.0, 11.0} Mbps *={0.0， 640.0, 1280.0} us 12 200939703 因此： (12000/1 le6) + (12000/lle6 + 640.0) + (12000/lle6 + 1280.0) + (12000/5.5e6 + 2560.0) + (12000/5.5e6 + 5120.0) + (1200G/5.5e6 + 10240.0) + (8000/lle6) + (8000/lle6 + 640.0) + (8000/lle6 + 1280.0) = 33.76 ms
較佳地，WTRUs係在步驟S7-4由最大時間排序到最低時 間，而本程式接著進行步驟S8 (第2圖），由該排序表中的每 一個STA係首先由最大時間中斷，直到擁擠舒緩為止。 本發明亦提供其他尺度的使用：BBS基礎負載尺度、相連 WTRUs之數量、存取點接收與在每體存取控制(MAC)之封包 相關之所有確認(ACKs)之時間(例如：分段），以及平均緩衝 MAC佔用（基於該緩衝大小）。 ❹ 本發明更提供-種方法，其考慮聊近必之負載，以 幫助系統喊雜何的貞載卸除_卩，帽連結咸是負載平 ，舉例來”兒’如第3圖所示，如果每該鄰近处之負載太 q其係^驟S9及si〇所收集，且與在步驟su及Sl2之鄰 近AP比較’負載卸除將會延遲(步驟s⑷，因為使用者由其 點H^L2^L3)服務的機率报低，因為其負載亦高 ^ 16巾’㈣U紅2具有概的通知負 L2 '貝丨ΑΡ Π*垃則會執行負載卸除’如果L3負載低於L1及 ，：二:接受-胸’如同步驟S!5A及S17所示。 APS；?JWTRUs)it^ ^ ^ 負載，亦即，舉例來說，AP(X)和AP⑺。當一 13 200939703 AP負載與八鄰近奶之估測負载相比較高時，則在步驟 S15A該AP便因應該高負載判定(第3圖）。當該^負載其 鄰近奶之估測負载相比較低時，則在步驟S15B，該ΑΡ便 因應該低負載判定。 本發明之另-種方法便是使用決定媒體(亦即頻道）負載 之尺度’該尺度使得該资肪可選擇最低負载处。媒體負載 尺，係用於下肋种，獅#卿_道貞餘效率時， 像疋* 頻道之Bss可輕易低受到鄰近BSS之延 9 遲’而因此儘管Μ負載很低，但媒體負載卻很高。在此狀況 下’該通知負載應該代表媒體負載，在此狀況下，當^能支 极新的WTRU時，ΑΡ僅會通知其為低負載。 可給予指示該媒體負載之尺度係為，執行該倒退程序所需 之平均時間(AvgD)，其係以第4圖所示於一 μ之下鏈傳輸之 方法判定，更精確地說’此尺度表示，由一準備好傳輸之封包 時間(亦即，開始CSMA/CA存取競爭)至封包開始在媒體上傳 〇 輸的時間所產生的媒體存取延遲，其係在步驟⑽⑵，並 在步驟S24將Avg D告知WTRUs。 競爭窗的大小影響執行倒退程序所需的時間，競爭窗大小 會在當一確認未由該接收節點所收到時增加，此樣態會涵蓋到 同一 BSS或不同BSSs節點間的碰撞發生的情形。在倒退程序 之倒數期間，當感測到媒體處於忙碌狀態時，其會增加倒退程 序之時間，因而便會停止倒數程序，此一額外的樣態會涵蓋到 因自身BSS及/或鄰近BSSs之WTRUs導致媒體高度負載的情 況。單獨執行程序在該BSS中的節點感測到競爭時提供了一 200939703 種好的競爭指示。亦可僅單純的考慮使用媒體忙碌時間(頻道 利用)作為尺度’然而，在僅有一 WTRU與該存取點(Ap)相= 且傳輸或接收大量資料的狀況下，該頻道利用尺度並不能提供 -種好的辭指示，事實上當纽僅支援—使用者時，頻道利 用將指示其為高競爭狀態，在單一使用者的例子中，新提出的
Avg D尺度(亦即執行倒退程序的平均時間)將正確地指示其為 低競爭。 、… 由於執行倒退程序所需時間低時便指示其為負載輕的媒 體，而較長的的執行時間便指示其為負載高的媒體，因此_ D尺度係為一種較佳的測量方式。舉例來說，考慮現行的正ee 802.11b標準，競爭窗(CW)的最小值為32χ2〇 #sec = 64〇 “ 撕’而最大值係為1〇23X2〇esec = 20.5msec ’然而，執行倒 退由所需賴可能大於CW的最大值’由於感摩彳媒體為忙 碌’因而引發倒數暫停。由於媒體中的活動，此時間增加將會 指示負載狀況。 本發明内文中使用MAC負載測量的理由如下： MAC層擁有較多的資訊，其目前在IEEE 802.11及IEEE 802.11k標準中經由管理資訊基礎(MIB)或經由測量是無法獲 得的。 2) 本發明所提供對較上層有用的新資訊項目，目前是無 法獲得的，儘管其可以在802.11k之範圍内提供。 3) IEEE 802.11e認為頻道利用(CU)為一種有效的負載資 訊項目。 、、 本發明亦認為有WTRU上鏈負載資訊及Ap服務負載資 15 200939703 訊的需要，cu資訊的一些限制包含： D負載資訊對WTRU及ΛΡ中的換手決定很有用。 2) 當幫助換手選擇時，可能的目標ΑΡ之CU資訊對 WTRU很有用。 3) CU係為上鏈服務負載(所有WTRUs至Μ)及下键服務 負載(ΑΡ至所有WTRUs)之總和，亦稱為頻道利用。 4) 然而’流量負載包含了兩個部分：服務流量負載和非 服務(置於4宁歹ij)流量負載。 & 5) CU目剛未提供動態、非服務、置於仔列流量負載資訊。 目前網路沒有縣4取非贿上鏈流量請求(置於仔列的 流量負載）。 在網路管理中的WTRU上鏈流量負載測量(^復)尺度 包含： 1) 南的頻道負載表示服務流量接近最大值。 2) 如果非服務流量請求低，則為理想的頻道管理。 3) 如果非服務流量請求高，則為此理想。 4) 非服務上鏈流量請求在使Ap在訊框時間中能有較佳 的分給上鏈和下鏈片段方面非常有用。 5) AP需要管理頻道之最大流量利用及最小流量封鎖。 6) 在WTRUs置於佇列之流量表示傳輸延遲以及可能的 頻道封鎖。 7) 資料置於MAC傳輸緩衝區之大小提供了一種置於佇 列的上鏈負載的良好測量。 本發明為傳輸流量控制提供一種新的MAC管理資訊基礎 16 200939703 (MACMIB)元件，命名為傳輸仔列大小(TQS)，傳輸符列大小 係定義如下：新的MIB資訊包含三(3)個項目：總傳輸佇列大 小(TQS) ’其係由無競爭TQS (CFTQS)及競爭TQ 所組成。 TQS包含以位元表示的現行仔列，TQS可包含在一 MAC MIB 802· 11計數表中，點11計數表係為在標準中以定義 的資料結構。TQS資訊可以計數器實施，如第5圖所示，在步 驟S25 ’ WTRU在系統啟動後將該TQS計數器初始為零。在 步驟S26，WTRU接收一個訊框，且在步驟27，在該mac層 中將訊框置於佇列中。在步驟S28，該WTRU藉由在仔列中 訊框的位元數增量該計數器，或者，累積計算可使用軟體技術 執行，其中一計數器可儲存於一記憶體中，且藉由，舉例來說， 以PC + 1取代目前的計數(PC)來完成增量，其係當訊框的每 一個位元都置於仔列時。 在步驟S29，當一階段初始時，WTRU便利用實體(ΡΗγ) 層傳輸一個訊框，且在步驟30，藉由傳輸位元的數量減量該 TQS計數器，其係當運作於非確認模式或是當一訊框由一处 在ΡΗΥ傳輸後確認。在步驟S31，WTRU將Tqs計數傳送至 鄰近的APs。TQS係為一種新的MIB元件，如果需要的話， 經由一 MIB詢問’所有的MLB元件係被傳輸至鄰近的ΜΙβ， 其係執行以擷取來自一鄰近MIB之一元件。 競爭傳輸佇列大小(CTQS)係’舉例來說，如第6圖實施， 其中在步驟S32 ’ WTRU在系統開始後將該CTQS計數器初始 為零。在步驟S33，該WTRU之MAC層接收競爭訊框，且在 17 200939703 步驟S34，將其置於MAC層之競爭佇列中。在步驟S35，CTQS 計數器係藉由在該接收訊框之位元數增量。 在步驟S36 ’當運作於非確認模式或當該訊框在PHY傳 輸之後已經確認時，利用PHY層傳輸該訊框(舉例來說，至一 AP)，且在步驟S37，藉由在在未確認模式或是當一實體層傳 輸後確認該訊框時所傳輸之位元數減量。在步驟S38，該 WTRU將該CTQS計數傳輸至鄰近的APs。
該無競爭傳輸佇列大小(CFTQS)係如第7圖藉由提供一 ® CFTQS實施’其中在步驟S39，WTRU在系統開始後將CFTQS 計數器初始為零。 在步驟S40，WTRU MAC層接收一無競爭訊框，且在步 驟S41，將該訊框置於無競爭佇列(CFq)中。在步驟S42, WTRU 藉由在該佇列訊框中的位元數增量該CFTQS計數器。 在步驟S43中，該WTRU使用PHY層傳輸一無競爭訊 框’且在步驟S44中，藉由在未確認模式或當該訊框在實體層 傳輸後確認時，在訊框中所傳輸之位元數減量該CFTQS計數 器。在步驟S45，WTRU便將該計數傳輸至鄰近APs。 第8圖所示為一種一 AP利用MAC MIB資訊之方法，其 中該AP在步驟S46、S47、及S48，舉例來說，分別由 WTRU(x)、WTRU(y)、以及 WTRU(z)接收 MAC MIB 資訊， 其包含一或多個TSQ、CTQS及CFTQS計數。此表示非服務 流量之資料，係與服務流量資料結合，該服務流量資料例如頻 道負載，包含了上鏈和下鏈負載，且係由該AP在步驟S49評 估’以及在步驟S50，利用該服務和非服務負載資料管理該頻 18 200939703 道，舉例來說，其储蝴整該流量至最大流 量利用及最小流 量封鎖。該AP可根據非服務上鏈流量資料調整訊框的上鏈和 下鏈片段，以便使頻道利用達到最佳化。
於本發明中提供AP服務負載測量的考量係包含如下： WTRU可將多個aps視為目標奶以換手，如果兩個奶 具有相似的頻道負载和可接收的信號品質，則WTRU需要一 種可判定哪一個為較佳AP的能力。藉由使APs公告關於其服 務現存WTRUs及服務額外WTRUs之能力資訊，頻道利用便 可最=化。此資訊類似於^之下鏈流量侧測量，其係由關 於任意AP所預期之能力的^特定資訊修改。 下文說明了 AP服務負載： 個新的MAC MIB資訊項目係提供以幫助WTRUs於其 換手決定上。 /、 -個在255值尺度的量化指示(舉例來說，由8個二位元 ^示）’由「目前未服務任何WTRU」至「無法處理任何新的 一務」’其中疋義中間點指示該服務負載已達最佳化，舉例而 言： 0=未服務任何WTRU(閒置郯或臂聰並非為一处) 1至254 = AP服務負載之數量指示 255 ==無法接受任何新的服務 ^職項目的確域格係獨立實施，且不需要嚴謹的定 為獲得最大_的詳細定義可以树定網路的雜量身定 AP服務負載可包含於MAC ‘點u計數表或在麵之其 19 200939703 他位置。 -個具有多APs可選為目標处之WTRu，除了考量頻道 負載及可接受信號品質外’如第9 _示，尚能接收分別來自 APW、AP(y)、以及AP(Z)之負載通知，如步驟85卜s52、以 及S53所示’且在步驟S54中，評估所接收的μ通知負載肌 數篁）’且因此可根據所接收的AP通知負載比較做出決定並 在步驟S55中選擇一 AP。 該AP選擇負載(SL)係為-純量值，且舉例來說，係基於 服務和非服務流量，而且，在其他資料方面，例如：信號品質 以及期能力’舉例來說，係基於統計資料。該M SL純量 可由如第8圖之步驟S50A所產生，並如步驟S5〇B所示，通 知鄰近的WTRUs。 上述方法較佳地係於選擇性配置WTRUs中實施，舉例來 說，一 WTRU可配置以在一無線網路中幫助頻道管理，其係 藉由提供一記憶體裝置、一處理器、以及一傳輸器。該記憶體 裝置較佳地係配置以替該WTRU之媒體存取控制(MAC)層提 供一資料訊框仵列。該處理器較佳地係配置以判定代表在個別 WTRU上之非服務、置於佇列的流量請求的佇列大小資料。 該傳輸器較佳地係配置以將該佇列大小資料傳輸至該無線網 路之存取點(APs) ’藉此，一接收AP考使用該佇列大小資料以 幫助頻道管理。該處理器更配置以將代表佇列資料大小之計數 在系統開始時初始為零，且當該訊框由該WTRU之媒體存取 控制(MAC)層置於佇列時，藉由在訊框中的位元數增量該計 數。該處理器較佳地係配置以在一訊框由該WTRU之一實體 20 200939703 層以非確遇模式傳輸時，藉由在一訊框中之位元數減量該計 數。另一方面，該處理器亦可配置以在該訊框在一 傳輸 後已經確認時，藉由該WTRU之實體(PHY)層傳輸之訊框位元 數減量該計數。 在此種WTRU中，記憶體較佳地係以媒體存取控制(MAC) 層之競爭和無競爭佇列配置，且該處理器係配置以判定，表示 無競爭佇列之非服務、置於佇列的流量請求的競爭傳輸佇列大 小(CTQS)資料，以及表示媒體存取控制(MAC)層之所有傳輸 資料佇列之非服務、置於佇列的流量請求的傳輸佇列大小 (TQS)資料。 此類WTRU較佳地包含：一接收器，其係配置以接收來 自APs的服務負載指示器，其係由該Ap根據接收自 之fr列大小資騎訂定；以及—控彻，其係配置以選擇無線 通訊之AP，其係基於該接收的負載指示器。 一存取點(AP)，其係配置以在一無線網路中，提供存取點 》 （APs)和無線傳輸接收單元(wtrus)之頻道管理，該w^TRUs 係可透過無線頻道與其他Aps進行無線通訊。一接收器係配 置以接收非服務流量請求資料，其係接收自位於該Μ之無線 服務範圍内的WTRU。該ΑΡ較佳地具有一處理器，其係配置 =計算-服務負載指示器’其係根據接收自WTRUsi非服務 流量請求資料。更包含一傳輸器，其係配置以將該服務負載指 示器向在該AP無線服務範圍内的WTRU通知，藉此，位於 該AP之AP無線服務範圍内之可使用該通知服務負 载指不器，以幫助選擇進行無線通訊之AP。在此Ap中，該 21 200939703 接收器較佳地係配置以由其他APS接收通知服務負載指示 器，且該處理器較佳地係配置以幫助決定關於中斷與該处通 訊之相連WTRUs的連結。 在另一實施例中，一無線傳輸接收單元係配置以 管理在由一基礎服務集(BSS)所定義之無線通訊系統中的競 爭。該WTRU具有一處理器，其係配置以辦定—基礎服務集 内(in-BSS戾遲率(DR)以及並平均在一給予時間間隔中的 DR。較佳地，該處理器係配置以判定封包錯誤率(pER)，且平 均在-給予時間間隔中的PER…記憶體係配置以儲存比較 值’其係反應花費在嘗試傳輸資料給每該在Bss中與該wtru 相連之WTRU之浪費時間。更包含一收發機，其係配置以中 斷相連的WTRUs連接，其係由具有—儲存比較值反應花費最 大嘗試傳輸時間的WT1UJ開始，其係當該平均DR 大於所給定的門檻值時。 ·
在此WTRU中，該處理器較佳地係配置以平均在以三十 『為順序之時卿隔中的DR和PER，且該收發機係配置_
满接收和跟新該記__雛，其敍應花費在嘗試傳輸 資料給每該在BSS幅㈣而猶之WTRUM 在此種WTRU中，該處理器亦可配置以判定—比較浪費 ，間值’其係藉由測量WTRU在接收因應一傳輸資料封包之 = 或負確認(NACK)方面所花費的時間，將立加 間剩’麟總和對該鋪_正規化。 ^ 观咖娜娜目飾味值，其係反 -化費在嘗_輸·至其他WTRUs之浪f時間。 22 200939703 存取點AP亦可丙p番、，封 (卿φ m麵犠接收站台 «,.Λρ, 糸統中選擇一進行無線通訊之存取 ’其係藉由提供選擇性配置的元件。較佳地， 其他他之私 負靜己一 ΐ比ί該处之通訊負載及來自其他_之接收通知 負載才曰不器，並根據該比較判定該处之一調整負載。 器係配置以將該調整AP負載通知WTRUs。較佳地，該處理 ❹ 器係配置以週期地執行該比較和判定操作， 通知WTRUs之負載。 人| α寻掏态 在此種ΑΡ中’當該處理器判定該处之通訊負載與其他 s之通訊負載相比較低時，該傳輸器係被配置以通知 載’且當該處理器判定該ΑΡ之通訊負載與其他奶之通訊負 ，相比較南時’該傳輸器係被配置以通知一高負載。再者，該 處理欠器可被配置以判賴ΑΡ之通訊負載，其係藉由測量介= >料封包準備傳輸之時間以及該資料封包確實' winu之時間之_延遲，平均在—給予時_之延遲= 且利用該平均延遲來指示負載。 、在另-實施例中，-基地台係配置以在當一無線網路 測到辭狀科，巾斷與其減的WTRUs。該祕台具有一 處理器，錢配置以狀花費在嘗試傳輸/重新傳輸每^相連 =TRU之非確認封包的浪費時間(Tw)，並且將在一給定時間之 每該相連WTRU之浪費時間Tw正規化。更包含一記憶體， 其係配置以儲存相連WTRUs表，以及個別的正規化浪費時 間 收發機係配置以根據其正規化的浪費時間中斷wt幻js 23 200939703 之連接，以便舒緩該競爭，藉此，具有較大Tw之一 WTRXJ 係優先中斷。較佳地，該處理器係配置以增加損失至該Tw， 其係表示關於重新傳輸的增加延遲，其係藉由例如配置以計算 WTRUs之浪費傳輸時間(Tw)，其係根據上文所述之方程式。 IEEE 802.11e支援數種存取類型，舉例來說，語音、視訊、 最大速率、以及背景流量。在-實施例中，本發明較佳地使用 每存取類型之AP服務，該BSS負載元件包含在目前站台的資
訊、流量等級、以及在BSS中的服務等級。第1〇圖所示為根 據本發明之元件資訊攔位之範例。 長度欄位在下列欄位中應該設為一組八位元之數量。站台 計數棚位係作為-無號整數，其指示目前與此哪相連二 STAs數量。如果’舉例來說，點11Q〇s選擇實施、點叫咖 負載實施、以及點U無_纽能係為真時，料計數搁位 不應該出現在信標或探針回應訊框中。 頻道利關位蚊義為AP感職媒縣㈣之時間百分 比，其係由實體或虛擬載波感測機制指示。此百分比表示為一 ，動平均’其係((頻道忙碌時間/(點u頻道利用信標間隔*、、、點 波期* 1〇24))*255)，其中頻道忙碌時間係定義為該載 =測機制指出-頻道忙碌指示之微秒數，而點u頻道利用 二標間，表示在計算平均賴，連續信標_的數量。如果， 點=來:兒’點11QoS選擇實施、點u_負載實施、以及 信標或探==綱，峨侧峨該出現在 郯服務負载應該為在- AP上之服務負载的相對等級， 24 200939703 其係為-崎指示一個低雜絲比高·有衫的服務容 量。值為零則表示AP目前無法服務任何STA，值介於〇到254
應該為對數量，其餘示DCF傳輪封包之平觸體存取延 遲’其係由DCF封包準備好傳輸(亦即開始csma/ca存取) 開始測量，直到封包確實傳輸起始時間。值為ι表示一個％私 s的延遲，同時值為253表示一個5 5咖的延遲或是任何大於 5·5 ms的延遲。值為254表示無額外处服務容量存在。值為 255表示AP服務負載不存在。处應該測量並平均所有傳輸封 包之媒體存取延遲，其係在—預設時㈣中使用dcf存取機 制，例如-個三十秒測量窗。當平均至少·鑛包時，平均 媒體存取延遲之精確度應為+/·2〇〇 W或或更佳。 存取類型(AC)貞載元件僅在QgS增強奶（⑽社可於 BSS負載中提供，該AC服務負载應該為一純量之⑽上的 平均存取賴AAD)指示，用以指示存取_。—個低的值表 示比高的值較短的延遲，值為零則表示QAp目前無法為指示 AC提供服務’值介於〇到⑸應該為對數量其係表示在指 不AC上傳輸封包之平均媒體存取延遲，其係由edcf封包準 備好傳輸(亦即開始CSMA/CA存取)開始測量，直到封包 f起始時間。值為1表示一個㈣延遲，同時值為253 ^-個5·5 ms的延遲或是任何大於5 5咖的延遲。值為说 表不在指示AC上的服務目前為值封鎖或情。值為Μ 目前該AC服務負载不存在。 ’ ====== 25 200939703 如一個連續三十秒測量窗。當平均至少200個封包時，平均媒 體存取延遲之精碟度應為+/- 2〇〇 ^或或更佳。AC服務負 载較佳地係如第11圖所示格式化，兩個八位元組的子元件， 第一個八位元組包含該AC指示(ACQ，而該第二八位元组包 含該指示AC之該ADD測量值。值得注意的是，第圖和第 11圖所示之八位元組僅係提供作為範例使用，亦可使用任何 其他的八位元組。表1所示為ACI編碼範例。 存取類型(AC) ACI 最大速率 0 背景1 視訊2 語音3 保留4-255 表1 現在請參照第12圖，所示為根據本發明所配置之一通訊 站台100。值得注意的是’該通訊站台1〇〇可為一存取點(^)、 WTRU或是其他可於無線環境中運作的任何裝置。該通訊站 台100較佳地包含一接收器102’其係配置以接收來自WTRUs 之非服務流量請求資料，該WTRUs係位於該通訊站台1〇〇之 無線服務範圍108之内。該通訊站台1〇〇亦包含一處理器丨⑽， 該處理器104較佳地連接至該接收器1〇2，且係配置以替每該 複數個存取類型計算一 BSS負載元件。該通訊站台100亦包 含一傳輸器106 ’該傳輸器106較佳地係配置以通知在該通訊 26 200939703 站台100之服務範圍108内之該BBS負載元件。該BSS負載 元件接著可由其他在該通訊站台1〇〇之服務範圍1〇8内之無線 站台所接收(例如：存取點及/或WTRUs)，藉此，提供他們關 於該BSS之資訊。 儘管本發明已經透過較佳實施例描述，其他不脫附本發明 之申請專利範圍之變型對熟習此技藝之人士來說還是顯而易 見的。上述說明書内容係以說明為目的，且不會以任何方式限 制特別發明。
【圖式簡單說明】 第1圖所示為一傳統的IEEE 802.11 WLANs及其對應的元 件概要圖； 第2-9圖係為本發明在無線通訊系統中，用以判 擠的技術流程圖，尤其是；
第2圖及第2A圖-同表示本發明一種判定擁擠之方法，其 係使用延辭(DR)及封包錯辦(PER)尺度，錄據判定試著 傳輸/重新傳輸非確認封包所浪費的時間中斷WTRUs。 第3圖所示為-種管理方法，藉由比較節點的負載及鄰 點所通知的負載卸除負載； 第4圖所示為-種方法’用以提供一通知負載給術肌， 其係根據在-封包抵達倍頂端及封包傳輸之間的平均
第5圖、第6圖及第7圖所示為一種方法，分別提供一傳輸 仔列大小(TQS)、無競爭傳輸仵列大小(CFTqs)以 佇列大小(CTQS)給鄰近節點； 甲得W 第8圖所示為-種由-伽使用以管理—頻道之方法，其係 27 200939703 根據由WTRUs之服務及非服務流量負载之評估，且提供—服 務負载量以通知該WTRUs。 第9圖所示為一種由WTRUs所使用之方法，用以根據由鄰 近節點所提供之負載數量選擇一節點； 第10圖所示為根據本發明之BSS負載元件格式圖； 第11圖所示為根據本發明之存取類別服務負載元件格式 圖；以及 第12圖所示為根據本發明配置之通訊站台。 馨 【主要元件符號說明】 100通訊站台 102接收器 104處理器 106傳輸器 108服務範圍 ❹ 28

Claims (1)

  1. 200939703 七、申請專利範圍： 1.在一無線傳輸/接收單元(WTRU)中使用的装置，包含： 接收-服務負載指示，該服務負載指示包括複數入位元，每個 =讀應-存取類型(AC)，其中每個人位 其中之一： 該對應類型的一平均存取延遲之一尺度代表； 該對應存取類型之一服務是無效的；又 ， 該對應類型之-平均存取延遲是無法取得的； ^據該服務貞載指示選擇一存取點⑽），藉由該AP引導一無線 ❹ ❹ ΐΪ申^^圍第1項所述之方法’其中該存取類型包括語音、 視訊、敢大速率、以及背景流量。 =申述之方法’其中在—八位元中小於兩百 工(253)之-數值，指不該對應類型的一平均存取延遲之 度代表。 4十如利=第^述之方法，其中在-八位元中為兩百五 ϋ 數值，心不―平均存取延遲大於該對應類型的一門 ^ 第1項所述之方法’其中在一八位元中為兩百 6如主專^'圍對應存取類型之一服務是無效的。 石去第項所述之方法，其中在一八位元中為兩百 取指補職_的—平均存取是無法 收單元(WTRU)，其設置以接收頻道管理資 二接收H，設置以接收-服務輯麵，該服務負载 該對應類型的一平均存取延遲之一尺度代表； 29 200939703 該對應存取類型之一服務無效； 該對應類型之一平均存取延遲無法取得；以及 一處理器，設置以根據該服務負載指示選擇一存取點(AP)，藉 由該AP引導一無線通信。 ^如申請專利範圍第7項所述之WTRU，其中該存取類型包括語 曰、視訊、最大速率、以及背景流量。 ^申請專利範圍第7項之WTRU，其中在一八位元中小於兩百五 十二(253)之一數值，指示該對應類型的一平均存取延遲之一尺度 代表。 ❹如申請專利範圍第7項之WTRU，其中在—八位元中為兩百五 二二(253)之一數值，指示一平均存取延遲大於該對應類型的一 權值。 ^如申請專利範圍第7項之WTRU，其中在—八位元中為兩百五 數值’齡該對應存取麵之—服務是無效的。 ^如申^專利範圍第7項之WTRU ’其中在-八位元中為 I ί(。255)之—數值’赫麟細型的—平鱗取闕是無法取 30
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