CN1875589B - 具选择通信率及排程控制的存取点及无线局域网络的相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关被配置以加强无线网络通信能力的方法及无线通信装置。本发明一观点中，系揭示用于数据封包传输的各种排程处理以及排程器。本发明另一观点中，系提出通过对不同类型无线传输/接收单元(WTRUs)提供无线服务的共享单元来选择合适公告传输速率。

Description

具选择通信率及排程控制的存取点及无线局域网络的相关方法
技术领域
本发明有关无线通信，特别是控制无线局域网络(WLANs)的无线通信数据速率及排程，特别是这些顺从一个或更多已知为802.11标准家族的装置及方法。
背景技术
无线通信***熟知于技术领域中。通常，该***包含可彼此传送及接收无线通信信号的通信站。视***类型而定，通信站通常为两类型之一：包含移动单元的基地台或无线传输/接收单元(WTRUs)。
在此被使用的基地台名词系包含但不限于基地台，节点-B，地址控制器，存取点或提供无线传输/接收单元对与基地台产生相关的网络做无线存取的无线环境中的其它互连组件。
在此被使用的无线传输/接收单元名词系包含但不限于使用者设备，行动台，固定或行动用户单元，呼叫器，或可操作于无线环境中的任何其它类型组件。无线传输/接收单元包含个人通信装置，如电话，视讯电话，及具有网络连接的互联网便捷电话。此外，无线传输/接收单元包含可携式个人计算装置，如个人数字助理(PDAs)及具有类似网络性能的无线调制解调器的笔记型计算机。无线传输/接收单元为可携带或可改变位置者系被称为移动单元。通常，基地台亦为无线传输/接收单元。
通常，基地台网络是被提供，其中各基地台可引导与被适当配置的无线传输/接收单元做同时无线通信。某些无线传输/接收单元系被引导彼此直接做无线通信，也就是不需经由基地台网络被延迟。此通常被称为点对点(peer-to-peer)无线通信。一无线传输/接收单元被配置与其它无线传输/接收单元做无线通信者，其本身可被配置为及运作为基地台。无线传输/接收单元可被配置用于具有网络及点对点通信性能的多重网络中。
被称为无线局域网络(WLAN)之一类型无线***，可被配置引导与被装配无线局域网络调制解调器的无线传输/接收单元做无线通信，亦可引导与被类似装配的无线传输/接收单元做点对点通信。目前，无线局域网络调制解调器系被制造商整合为许多传统通信及计算装置。例如，手机，个人数字助理及膝上型计算机系被建造具有一个或更多无线局域网络调制解调器。
通常被称为存取点(APs)的具有一个或更多无线局域网络基地台的热门无线局域网络环境系依据IEEE 802.11b标准来建造。对这些网络的存取通常需使用者认证程序。该***协议系被呈现标准化于无线局域网络技术领域中。一该协议架构系为802标准家族。
基本服务组(BSS)系为IEEE 802.11无线局域网络的基本建构区块，且此包含通常被称为站(STAs)的无线传输/接收单元。基本上，可彼此交谈的站组可形成基本服务组。多基本服务组系经由被称为分配***(DS)的架构组件被互连形成扩展服务组(ESS)。存取点系为通过提供分配***服务提供对分配***的存取及大致可通过多站同时对分配***存取的站。
802.11标准使多传输速率(及速率间的动态交换)备用来最佳化产出。较低速率具有较强调变特性，其较较高速率可促进噪声环境的更大范围及/或较佳操作。较高速率提供较佳产出。永远为任何给定涵盖及干扰情况选择最佳(最高)可能速率系为最佳化挑战。
802.11标准的各种目前明定速率版本系被说明于以下表1：
表1：802.11标准数据速率
标准 支持速率(Mbps)
802.11(原始) 1，2
802.11a 6，9，12，18，24，36，48，54
802.11b 1，2，5.5，11
802.11g 1，2，5.5，6，9，11，12，18，24，36，48，54
针对802.11g，速率6，9，12，18，24，36，48及54Mbps系使用正交分频调变(OFDM)。速率选择可能影响***效能及使用者产出，范围及公平。
传统上，各802.11装置系具有被该装置单独控制的被实施于其的速率控制算法。明确说，系为站中的上链(UL)速率控制及存取点中的下链(DL)速率控制。速率交换算法系不被该标准明定。其符合站(及存取点)实施。
发明人已了解各站大致可获得相等机会来传送封包数据。然而，封包被以较低速率传送系较被以较高速率传送花费较长，而无线局域网络具有单共享频道者，最低数据速率会使站与其通信的存取点容量被降低。
同时，存取点通常必须处理多站的通信。此呈现下链传送数据至各站的排程信息。发明人已了解数据队列可具有优点地以服务等级结合使用优先性***为基础被存取点用来将数据从个别队列释出来传送。
某些情况中，存取点系被配置提供无线服务至一个以上类型的站。例如，顺从802.11g标准的装置已可取得。这些装置如既存802.11b装置操作于相同频道，但以较高产出速率操作。操作于802.11g标准下的***系较佳被配置使802.11b及802.11g站可与802.11g存取点通信来与遗留802.11b***共存。
如上述，所有802.11***均允许无线传输的传输速率选择，但传输速率选择系独立实施。明显解决方案系选择可最大化特定传输产出的速率。此意指针对相同信号强度及干扰位准，假设接收器效能相等，则802.11g正交分频调变速率永远较802.11b速率优先被选择。然而，如以下讨论，发明人已了解此并不确保对802.11b装置可用频宽的公平存取。因此，具有优点地提供考虑802.11b及802.11g装置的操作特性差异的传输速率以更公平分配传输速率于802.11b及802.11g装置的间。
发明内容
本发明系有关被配置加强无线网络通信能力的方法及无线通信装置。本发明一观点中，数据封包传输的排程处理及排程器系被揭示。本发明另一观点中，可提供无线服务至不同类型无线传输接收单元的共同单元所选择供发表的适当传输速率系被提出。
一实施例中，被提供引导与复数其它无线传输/接收单元做无线通信的无线传输/接收单元，系可执行控制传输无线通信数据至其它无线传输/接收单元的处理。该无线传输/接收单元系具有被配置以传输速率为基础排序用于传送至其它无线传输/接收单元的数据封包的排程器。该排程器可选择性以各排序的被分配时间区间为基础促使从传输速率被分配队列依序传输被排序数据封包，使得最短时间区间可被分配于最低数据速率队列中被排序的数据封包，而最长时间区间可被分配于最高数据速率队列中被排序的数据封包。较佳是，该排程器系被配置针对被给定队列分配至少与被分配给被指派用于以低于被指派至该被给定队列的数据速率为低的数据速率传输只数据蜂包的各队列的时间区间一样长的时间区间。该无线传输/接收单元系具有优点地被配置为用于802.11无线局域网络的存取点。
广义说，无线传输/接收单元的排程器可被配置选择性以各排序的被分配时间区间为基础使数据封包依序与其它无线传输/接收单元通信，使得最短时间区间可被分配于被以最低数据速率通信的数据封包，而最长时间区间可被分配于被以最高数据速率通信的数据封包。较佳是，该排程器系被配置分配用于接收来自其它无线传输/接收单元的数据封包的时间区间，使各其它无线传输/接收单元可以该无线传输/接收单元传送数据封包的传输速率为基础被提供其个别顺序的传输时间，其至少与被分配用于被指定以低于该无线传输/接收单元传送数据封包的传输速率的数据速率传输的数据封包的时间区间一样长。此外，排程器可被配置以传输速率为基础排序用于传送至其它无线传输/接收单元的数据封包，且可选择性以各排序的被分配时间区间为基础促使从传输速率被分配队列依序传输被排序数据封包，使得最短时间区间可被分配于最低数据速率队列中被排序的数据封包，而最长时间区间可被分配于最高数据速率队列中被排序的数据封包。该例中，该排程器系被配置针对被给定队列分配至少与被分配给被指派用于以低于被指派至该被给定队列的数据速率为低的数据速率传输的数据封包的各队列的时间区间一样长的时间区间。该无线传输/接收单元系具有优点地被配置为用于802.11无线局域网络的存取点。
对应方法系被提供于引导无线传输/接收单元及复数其它无线传输/接收单元间的数据无线通信，及控制该通信数据传送至其它无线传输/接收单元。数据封包系以传输速率为基础被排序用于传送至其它无线传输/接收单元。从传输速率被分配队列传输被排序数据封包系可被选择性以各排序的被分配时间区间为基础促成使得最短时间区间可被分配于最低数据速率队列中被排序的数据封包，而最长时间区间可被分配于最高数据速率队列中被排序的数据封包。较佳是，时间区间系被分配给被给定队列，其系至少与被分配给被指派用于以低于被指派至该被给定队列的数据速率为低的数据速率传输的数据封包的各队列的时间区间一样长。
广义说，该方法促成选择性以各排序的被分配时间区间为基础使数据封包依序与其它无线传输/接收单元通信，使得最短时间区间可被分配于被以最低数据速率通信的数据封包，而最长时间区间可被分配于被以最高数据速率通信的数据封包。较佳是，时间区间系被配置分配用于接收来自其它无线传输/接收单元的数据封包，使各其它无线传输/接收单元可以该无线传输/接收单元传送数据封包的传输速率为基础被提供其个别顺序的传输时间，其至少与被分配用于被指定以低于该无线传输/接收单元传送数据封包的传输速率的数据速率传输的数据封包的时间区间一样长。此外，数据封包系以传输速率为基础被排序用于传送至其它无线传输/接收单元，接着被排序数据封包系可以各排序的被分配时间区间为基础被选择性从传输速率被分配队列依序传输，使得最短时间区间可被分配于最低数据速率队列中被排序的数据封包，而最长时间区间可被分配于最高数据速率队列中被排序的数据封包。该例中，时间区间系较佳被分配给被给定队列，其系至少与被分配给被指派用于以低于被指派至该被给定队列的数据速率为低的数据速率传输的数据封包的各队列的时间区间一样长。
另一实施例中，无线传输/接收单元的排程器系被配置以被选择准则为基础排序用于传送至其它无线传输/接收单元的数据封包。队列抵达时间系以数据封包被排序于各队列中的各被排序数据封包来识别，数据封包系被配置于具有相对被以相同队列中的其它数据封包来识别的队列抵达时间的被识别最早队列抵达时间的队列标头处。较佳是，排程器进一步被配置以针对同时被配置于队列的一的标头处的数据封包被计算的优先性指针为基础，通过将用于传输处理的数据封包从队列的一的标头移除来选择性传输被排序数据封包。该排程器较佳被配置使用被以数据封包识别的队列抵达时间及与该数据封包产生相关的数据传输率来计算数据封包的优先性指针。
该实施例的一变异中，排程器被配置以被以各数据封包识别的数据传输速率为基础来排序数据封包，使数据封包队列可被定义用于不同数据速率。具有被定义用于数据传输的服务等级者，各被以数据传输速率来识别，排程器较佳被配置以被以各数据封包识别的服务等级为基础来排序数据封包，使数据封包队列可被定义用于各服务等级。
该实施例的另一变异中，排程器系被配置以被以各数据封包识别的目的无线传输/接收单元为基础来排序数据封包，使数据封包队列可被定义用于各不同目的无线传输/接收单元。任一例中，无线传输/接收单元系具有优点地被配置为用于802.11无线局域网络的存取点。
实施时，无线传输/接收单元可包含一存储装置及一相关处理器。存储装置系以被选择数据封包特性为基础较佳被配置选择性定义数据封包传输队列。处理器系以被选择数据封包特性为基础较佳被配置将队列抵达时间与被接收用于传输排序的连续数据封包产生相关及储存各数据封包及其队列抵达时间。结果，数据封包被储存于各队列中者，数据封包系被配置于于具有相对被以相同队列中的其它数据封包为基础来识别的队列抵达时间的被识别最早队列抵达时间的队列标头处。处理器亦较佳被配置以针对同时被配置于队列的一的标头处的数据封包被计算的优先性指针为基础，通过将用于传输处理的数据封包从队列的一的标头移除来选择性传输被排序数据封包。该例中，该处理器较佳被配置使用被以数据封包识别的队列抵达时间及与该数据封包产生相关的数据传输率来计算数据封包的优先性指针。
该实施例的一变异中，存储装置系被配置使数据封包队列可被定义用于不同数据速率，而处理器系被配置以被以各数据封包识别的数据传输速率来储存封包于各队列中。具有被定义用于数据传输的服务等级者，各被以数据传输速率来识别，处理器较佳被配置以被以各数据封包识别的服务等级为基础来排序数据封包，使数据封包队列可被定义用于各服务等级的存储装置中。
该实施例的另一变异中，存储装置系被配置使数据封包队列可被定义用于各不同目的无线传输/接收单元，而处理器系被配置以被以各数据封包识别的目的无线传输/接收单元为基础来储存封包于各队列中。任一例中，无线传输/接收单元系具有优点地被配置为用于802.11无线局域网络的存取点。
对应方法系被提供，其包含被选择准则为基础用于传输至其它无线传输/接收单元，使队列抵达时间可以各被排序数据封包来识别的排序数据封包。结果，数据封包被排序于各队列中者，数据封包系被配置于于具有相对被以相同队列中的其它数据封包为基础来识别的队列抵达时间的被识别最早队列抵达时间的队列标头处。接着以针对同时被配置于队列的一的标头处的数据封包被计算的优先性指针为基础，通过将用于传输处理的数据封包从队列的一的标头移除来选择性传输被排序数据。较佳是，数据封包优先性指针的计算系使用被以数据封包识别的队列抵达时间及与该数据封包产生相关的数据传输速率。
该方法的另一变异中，数据封包系以被以各数据封包识别的数据传输速率为基础来识别，使数据封包队列可被定义用于不同数据速率。用于具有数据传输的服务等级的802.11无线局域网络的存取点所执行步骤者，各被以数据传输速率来识别，数据封包系较佳以被以各数据封包识别的服务等级为基础来识别，使数据封包队列可被定义用于各服务等级。
该实施例的另一变异中，数据封包系以被以各数据封包识别的目的无线传输/接收单元为基础来排序使数据封包队列可被定义用于各不同目的无线传输/接收单元。该方法系具有优点地被用于802.11无线局域网络的存取点来执行。
本发明另一观点中，无线传输/接收单元引导与复数其它无线传输/接收单元无线通信的方法系被提供，其对其他无线传输/接收单元实施公告无线通信数据处理，其中该其它无线传输/接收单元系包含可以第一预定速率组中的数据速率通信的第一型无线传输/接收单元，及可以第二预定速率组中的数据速率通信的第二型无线传输/接收单元，其包含可被第一及第二型无线传输/接收单元使用的第一型数据速率及可被第二型无线传输/接收单元，但不被第一型无线传输/接收单元使用的第二型数据速率。与速率公告无线传输/接收单元做无线通信的第一型无线传输/接收单元的数量m及第二型无线传输/接收单元的数量n系被决定。速率公告无线传输/接收单元及与其通信的第一及第二型无线传输/接收单元间的无线链路品质亦被决定。当m＝0时或当被决定无线链路品质位于预期位准且n＝0时，第二预定数据速率组的支持系被公告。该方法可另外包含决定无线链路品质，包含决定框错误率(FER)使得链路品质的预期位准可被决定于框错误率低于预定门槛时。
此外或替代例中，当m≠0，n≠0时，该方法可包含第二预定数据速率组的公告支持，且所有第二型无线传输/接收单元系以不被第一型无线传输/接收单元使用的第二型数据速率与该速率公告无线传输/接收单元通信。该方法系具有优点地被用于无线局域网络的存取点(AP)执行，其被配置以1，2，5.5，6，9，11，12，18，24，36，48及54Mbps数据速率通信，其中第一预定速率组包含1，2，5.5及11Mbps数据速率，而第二预定速率组包含1，2，5.5，6，9，11，12，18，24，36，48及54Mbps数据速率。该例中，可被第一及第二型无线传输/接收单元使用的第一型数据速率包含1，2，5.5及11Mbps数据速率，而不被第一型无线传输/接收单元使用的第二型数据速率包含6，9，12，18，24，36，48及54Mbps数据速率。该例中，当所有与存取点通信的第二型无线传输/接收单元均以大于11Mbps数据速率通信时，第二预定数据速率组的公告支持系较佳被执行。
此外或替代例中，当m≠0时，该方法亦包含第二预定数据速率组的公告支持，至少一第二型无线传输/接收单元以第一型数据速率与速率公告无线传输/接收单元通信，且m/n大于或等于预定无线传输/接收单元比率门槛。此外或替代例中，当m≠0时，该方法亦包含第一型数据速率而非第二型数据速率的公告支持，至少一第二型无线传输/接收单元以第一型数据速率与速率公告无线传输/接收单元通信，且m/n小于预定无线传输/接收单元比率门槛。较佳是，第一型数据速率而非第二型数据速率的公告支持系包含第一预定速率组中的公告支持，而非公告速率通信不能被用于于该速率公告无线传输/接收单元。
为了实施，速率公告无线传输/接收单元系较佳被提供，其被配置引导与复数其它无线传输/接收单元无线通信及公告无线通信数据速率至其它无线传输/接收单元，其中该其它无线传输/接收单元系包含可以第一预定速率组中的数据速率通信的第一型无线传输/接收单元，及可以第二预定速率组中的数据速率通信的第二型无线传输/接收单元，其包含可被第一及第二型无线传输/接收单元使用的第一型数据速率及可被第二型无线传输/接收单元，但不被第一型无线传输/接收单元使用的第二型数据速率。较佳是，该无线传输/接收单元系具有一接收单元，一信号处理单元及一传输单元。接收单元较佳被配置决定与速率公告无线传输/接收单元通信的第一型无线传输/接收单元的数量m及第二型无线传输/接收单元的数量n。信号处理单元较佳被配置决定速率公告无线传输/接收单元及与其通信的第一及第二型无线传输/接收单元间的无线链路品质。传输单元较佳被配置于m＝0时或被决定无线链路品质位于预期位准且n＝0时公告支持第二预定数据速率组。信号处理单元较佳被配置决定框错误率使得链路品质的预期位准可被决定于当框错误率低于预定门槛时。
此外或替代例中，传输单元可被配置于当m≠0，n≠0时公告支持第二预定数据速率组，且所有第二型无线传输/接收单元系以不被第一型无线传输/接收单元使用的第二型数据速率与该速率公告无线传输/接收单元通信。
该无线传输/接收单元系具有优点地被以1，2，5.5，6，9，11，12，18，24，36，48及54Mbps数据速率通信作为无线局域网络的存取点，其中第一预定速率组包含1，2，5.5及11Mbps数据速率，而第二预定速率组包含1，2，5.5，6，9，11，12，18，24，36，48及54Mbps数据速率。该例中，可被第一及第二型无线传输/接收单元使用的第一型数据速率包含1，2，5.5及11Mbps数据速率，而不被第一型无线传输/接收单元使用的第二型数据速率包含6，9，12，18，24，36，48及54Mbps数据速率。该例中，当所有与无线传输/接收单元通信的第二型无线传输/接收单元均以大于11Mbps数据速率通信时，传输单元较佳被配置公告支持第二预定数据速率组。
此外或替代例中，当m≠0时，传输单元较佳被配置公告支持第二预定数据速率组，至少一第二型无线传输/接收单元以第一型数据速率与速率公告无线传输/接收单元通信，且m/n大于或等于预定无线传输/接收单元比率门槛。同时，当m≠0时，传输单元较佳被配置公告支持第一型数据速率而非第二型数据速率的公告支持，至少一第二型无线传输/接收单元以第一型数据速率与速率公告无线传输/接收单元通信，且m/n小于预定无线传输/接收单元比率门槛。该例中，当m≠0时，传输单元较佳被配置公告支持第一预定数据速率组且不能做非公告速率通信，至少一第二型无线传输/接收单元以第一型数据速率与速率公告无线传输/接收单元通信，且m/n小于预定无线传输/接收单元比率。
熟练技术人士可从以下说明及附图了解本发明的其它目的及优点。
附图说明
图1为描绘无线局域网络通信的***概观图。
图2为具有以”服务等级”基础被配置队列的存取点的”服务等级”感知排程器队列***简图。
图3为具有以站基础被配置队列的存取点的”服务等级”非感知排程器队列***简图。
图4为比较802.11b及802.11g装置的无空间路径损失模型的有效产量对距离图标。
图5为无线局域网络图标，包含可以数据传输队列附带例与存取点兼容的与802.11b/802.11g通信的802.11bSTA。
图6为无线局域网络图标，包含可以数据传输队列附带例与存取点兼容的与802.11b/802.11g通信的802.11bSTA及802.11gSTA。
图7为显示以802.11b及802.11gSTA，这些装置的信号品质及公平性为基础选择位传输速率的方法步骤流程图。
具体实施方式
本发明系参考附图说明，其中遍及全文的相似数字系代表相似组件。基地台，存取点，STA，无线传输/接收单元及移动单元系以上述其一般涵义来使用。本发明系提供具有无线存取装置经尤其被提供给无线传输/接收单元的一个或更多网络为基础基地台的无线存取网络。本发明与移动单元或行动STA一起被使用时特别有用，因为其系经由个别基地台或其它存取点所提供的各地理涵盖区进入或传输。
依据本发明，无线传输/接收单元可较佳通过装配无线局域网络调制解调器被配置点对点(peer-to-peer)操作模式来直接交换被类似装配的无线传输/接收单元间的信息。无线传输/接收单元可具有如802.11(b)，802.11(g)，WiFi或蓝芽顺从装置的整合或装设无线局域网络装置以便彼此通信。然而，被提出本发明系可应用于任何无线***。
参考图1，描绘的是无线局域网络，其中无线传输/接收单元系经由可被与如网络管理STA(NMS)16的其它网络架构连接的存取点54引导无线通信。存取点54被显示为引导与无线传输/接收单元18，无线传输/接收单元20，无线传输/接收单元22，无线传输/接收单元24及无线传输/接收单元26通信。该通信是经由存取点54被统合及同步化。该配置亦被称为无线局域网络环境内的基本服务组(BSS)。
通常，无线局域网络***系以不同数据速率支持无线传输/接收单元。某些例中，存取点系被配置来支持多重无线传输/接收单元类型，如802.11(b)顺从无线传输/接收单元及802.11(g)顺从无线传输/接收单元。该例中，802.11(g)顺从无线传输/接收单元可取得的数据速率系更大量反映于以上速率图中。
存取点54被配置支持如仅802.11(a)顺从无线传输/接收单元的一无线传输/接收单元类型，各无线传输/接收单元获得传送如封包数据的通信的均等机会，但被使用速率可以不同，且可视通常与特定无线传输/接收单元-存取点通信的服务品质(QoS)相关的各种因子而定。被以低速率传送的数据封包花费时间较以高速率传送者为长。针对具有该数据封包的单共享频道的无线局域网络，数据封包控制被用于通信的最低数据速率且对存取点容量产生限制。
依据本发明传授，存取点较佳以其传送封包所花费时间为基础排程封包数据。如限制队列的最大允许时间及特定服务所需延迟服务品质的使用，倍分配给各种速率的时间量系被选择性决定以最佳化网络容量。为了达成此，存取点较佳以其传送特定大小的封包所花费时间为基础排程不同STA的封包数据。为了最佳化总存取点容量/产出，较多时间系被分配给较高数据速率而较少时间系被分配给较低数据速率。于是，此解决因单低速率装置所造成低总存取点产出的目前问题。
例如，参考图1，无线传输/接收单元及存取点54可被配置操作于802.11(a)标准之下。存取点接着决定如何允许封包以下列依赖如表2反映速率的相对时间来传送，其中T1代表最低速率的最短最大时间间隔，其于802.11a例中目前为6Mpbs。
Figure S04832615720060525D000111
无线传输/接收单元18可具有以48Mbps速率通信的数据封包；无线传输/接收单元20可具有以12Mbps速率通信的数据封包；无线传输/接收单元22可具有以36Mbps速率通信的数据封包；无线传输/接收单元24可具有以6Mbps速率通信的数据封包；无线传输/接收单元26可具有以54Mbps速率通信的数据封包；该例中，无线传输/接收单元18可为以其顺序通信数据封包的被分配3T1；无线传输/接收单元20可为以其顺序通信数据封包的被分配2T1；无线传输/接收单元22可为以其顺序通信数据封包的被分配5T1；无线传输/接收单元24可为以其顺序通信数据封包的被分配1T1；无线传输/接收单元26可为以其顺序通信数据封包的被分配6T1。
例如，无线传输/接收单元18仅使用2T1以其顺序通信数据封包，较佳是下一个无线传输/接收单元会开始其传送数据封包的顺序。然而，若无线传输/接收单元18需5T1来通信其数据封包，其仅可以第一顺序传送一部份这些封包，且传送剩余数据封包的前必须等待直到其下一顺序为止。
本发明存取点的一实施系具有被配置被以各多种速率传输的封包数据队列的一内存。存取点接着可仅通过从预定序列中的各队列采用被排序封包来传输被排序数据封包至各无线传输/接收单元，其中针对各队列顺序被传输的封包数量系以与该队列相关的被分配用于数据封包的时间为基础。
例如，针对存取点服务802.11(a)无线传输/接收单元，八队列，各八数据速率的一可被提供。联合操作的存取点排程器将重复存取预定序列中的各队列，如最低至最高速率队列，也就是6Mbps队列，9Mbps队列，12Mbps队列，18Mbps队列，24Mbps队列，36Mbps队列，48Mbps队列，54Mbps队列。该存取较佳被配置持续直到被用于指示特定服务速率的被分配时间为止，也就是如被提供于上表的6Mbps队列的T1及24Mbps队列的4T1。若以其顺序通信24Mbps队列中的数据封包仅需2T1，则下个顺序从36Mbps队列传送数据封包不需等待4T1终止即可开始。然而，若以其顺序通信24Mbps队列中的数据封包需5T1，则后者被排序封包将保留于24Mbps队列中直到期被传送前的其下一个顺序为止。无封包被以其顺序排序于特定队列中者，该队列系较佳被跳过该顺序。
较佳是，排程器系被配置限制各服务的服务品质准则所允许的队列中的最大允许时间。然而，被分配用于各种速率的时间量可被改变以负载或其它准则为基础最佳化网络容量。例如，追踪驻留于各队列中的封包数量可被用来增加或降低各队列存取顺序系列的队列分配时间。于是，若追总反映24Mbps，36Mbps及48Mbps队列中并无目前封包，则排程器可被配置决定加倍针对该顺序系列的被分配至各其它队列的存取时间。
通过分配更多时间至较高数据速率服务来最佳化总存取点容量/产出，本身系可产生相当大***及STA延迟。于是，考量配置存取点数据封包传输器的排程器从预定队列存取系列中的队列选择封包，以被决定用于被排序封包的优先性指针值为基础来排程封包的排程器系可被提供。
队列及排程器配置可被改变来容纳不同***设计及选择。例如，存取点可视将被传输至STA的数据封包的服务要求是否为存取点已知而被选择性配置。各例中，该目的系使排程器被配置尝试最佳化***产出。可能地，该配置较佳考量不同服务延迟要求来配置。两例或被提供如下系为图2显示排程器30感知服务等级信息例，及图3显示排程器40感知服务等级信息例。通常，个别排程器30，40系包含由第2及3图中的盒及数据块所表示的一个别存储装置，及由第2及3图中的深色箭头所表示的一相关处理装置。针对802.11型存取点，排程器30，40通常被放置选择性释出数据封包至中介存取控制(MAC)缓冲器以便传输处理，接收来自通信处理较高层的数据封包。
参考图2，事先分类讯务，也就是已依据其个别服务要求被分类的数据封包(如IEEE 802.1D，IEE 802.1P或802.1Q等内的服务品质设定)系抵达存取点的传输排程器组件30。此例中，排程器较佳具有被以个别队列被选择数量建构的各被指定用于不同复务类型数据封包的传输队列。针对服务品质感知例，存储装置系较佳被配置四个个别队列32a-32d来分别缓冲语音，视讯，互动数据及低优先性数据的数据封包。图2中，数据封包系被描绘为适当分配于各队列中，数据封包的各阴影系代表其服务品质。
数据封包经由处理输入31抵达且通过处理装置的时序标记组件33被标记抵达时间。输入缓冲器34系较佳被提供至该时序标记组件33。处理装置的分配组件35系依据其服务要求将各被时序标记数据封包排序为各优先性队列32a-32d的一的末端。语音数据封包36系被描绘为通过分配组件35被排序为语音服务队列32a末端。
排程器30包含可计算各队列32a-32d前端处的各封包优先性指针的计算组件37。排程器30的分配输出39接着以最高优先性传输指针来传送封包。图2描绘语音队列32b前端处的数据封包已被决定具有最高优先性，使分配输出39得以引导封包38从排程器30传输。
参考图3，非被分类讯务，也就是未依据服务要求被分类的数据封包系抵达存取点的传输排程器组件40。此例中，排程器较佳具有被以各被指定用于不同STA的数据封包的个别队列建构的的传输队列。针对此服务品质未感知例，存储装置系较佳被配置个别队列42a，42b，42c，...42n来分别缓冲存取点传送数据至的各STA(STA)，STA_1，STA_2，STA_3，...STA_n的数据封包。服务品质未感知例方案中，队列结构系较佳连续被调整为STA提供进行数据通信的额外队列及为STA消除已终止数据通信的队列。图3中，数据封包系被描绘为适当分配于各队列中且以代表其个别目的STA的编号来标记。
数据封包经由处理输入41抵达且通过处理装置的时序标记组件43被标记抵达时间。输入缓冲器44系较佳被提供至该时序标记组件43。处理装置的分配组件45系依据其目的将各被时序标记数据封包排序为各优先性队列42a，42b，42c，...42n的一的末端。被传送至STA_1的语音数据封包46系被描绘为通过分配组件45被排序为STA_1队列42a末端。
排程器40包含可计算各队列42a，42b，42c，...42n前端处的各封包优先性指针的计算组件47。排程器40的分配输出49接着以最高优先性传输指针来传送封包。图3描绘STA_3队列42c前端处的数据封包已被决定具有最高优先性，使分配输出49得以引导封包48从排程器40传输。
较佳是，计算组件37，47部分基于数据速率部分基于等待时间来计算各数据封包优先性指针。标准速率控制算法系较佳被用来决定数据速率。队列中的各封包等待时间系较佳以目前时间减去被标记抵达时间为基础来计算。
优先性指针计算的两较佳变异系通过以下方程序来提供：
PriorityIndex＝[a×DataRateIndex]+[(1-α)×DelayIndex]
                        或
PriorityIndex＝α×DataRateIndex×DelayIndex
其中：α为给予特定等级较高优先性的加权因子，
DataRateIndex = CurrentTrasmissionDataRate MaxDataRate , 及
DelayIndex = WaitingTime T max .
加权因子α可被每优先性队列设定不同，给予一等级或一STA较其它者为高的优先性。加权因子α可被设定为零或小值来达成最大容量。加权因子α可被设定为大于1的值来达成最佳服务品质效能。
CurrentTransmissionDataRate系为存取点接者用来传输数据的速率。MaxDataRate系为如用于802.11b的最大***特定速率，以上表1中所示系为11Mbps。
Tmax系为最大允许排序的值。Tmax可被每优先性队列设定于服务品质感知方案例中。例如，针对图2例中描绘的队列32a-32d，语音队列32a的Tmax系较佳被设定于5至10微秒范围中；语音队列32b的Tmax系较佳被设定于10至100微秒范围中；语音队列32b的Tmax系较佳被设定于10至100微秒范围中；互动数据队列32c的Tmax系较佳被设定于100微秒至1秒范围中；而低优先性数据队列32d的Tmax系较佳被设定大于1秒的值。图3的服务品质未感知方案例中，存取点较佳具有使Tmax得以限制整个***中最大延迟的一值。
某些例中，存取点可被动态配置来支持不同时点的不同数据速率组。这些情况中，服务品质感知排程器的队列分配可依据目前实施于存取点处的数据速率组来动态调整。例如，组合802.11b/802.11g***可使存取点被配置动态选择于仅支持802.11b数据速率模式及支持较广泛802.11g数据速率模式操作的间。较佳是，存取点可转换于这两个模式的间及公告目前何速率被支持。
如表3及表4所示，针对12Mbps或更低的速率，相同环境系可选择802.11g速率或802.11b速率。被选择速率系较佳被选择促进802.11b及802.11g装置间的公平性及最大化可使用产出。公平性有利的处系具有802.11b装置的既存被装设基底，且预期802.11g的引进并不明显降级802.11b效能。
顾及公平性利益使用低于802.11g速率的802.11b速率的决定，系较佳视纯802.11b装置数量，802.11g装置数量，及这些装置的信号品质而做成。例如，若具有均操作于或低于12Mbps的十(10)802.11g装置，及仅一(1)802.11b装置，则频道产出增益超过802.11b装置的效能降级。若具有操作于54Mbps效能的装置，则不利迫使该***单独操作于802.11b模式。
以下表3及4显示802.11b及802.11g的速率，可用产出及传送1500字节封包所需时间。
表3：802.11b速率特性比较
802.11b速率(Mbps) 调变计划 接收器感应例(dBm) 可用产出(Mbps) 传送一个1500字节封包的时间(微秒)
11 8位CCK/DQPSK -85 7.43 1615
5.5 4位CCK/DQPSK -88 4.4 2731
2 DQPSK -91 1.8 6636
1 DBPSK -94 0.9 12828
表4：802.11g速率特性比较
802.11b速率(Mbps) 调变计划 接收器感应例(dBm) 可用产出(仅802.11g***) 可用产出(组合802.11b及802.11g***) 传送一个1500字节封包的时间(组合***)(微秒)
54 64QAM，3/4 -71 36.4 19.9 603
48 64QAM，2/3 -72 33.5 19 632
36 16QAM，3/4 -76 27.1 16.7 717
24 16QAM，1/2 -80 19.6 13.5 887
18 DQPSK，3/4 -83 15.3 11.3 1058
12 DQPSK，1/2 -85 10.7 8.6 1401
9 BPSK，3/4 -87 8.2 6.9 1744
6 BPSK，1/2 -88 5.6 4.9 2430
参考表4，若***仅有802.11g装置，则可用产出系被显示于第4栏。任何802.11b装置出现时，可用产出降低且被显示于第5栏。
以上述接收器敏感度例为基础并使用无空间路径损失模型，产出对范围曲线例系被显示于图4。从图4可看出接收器及传输器间的距离愈小，有效产出愈高。图4亦显示802.11g速率提供与802.11b装置相同范围的较大产出。如图标，当距离接近约250公尺时，产出收敛。图4显示噪声限制***例。针对具有不同接收器敏感度的***，范围会有不同。
图5描绘由一存取点及两(2)802.11b客户，也就是STA1及STA2，及描绘反映存取品质的各STA的数据封包传输。各STA传输(也就是STA1及STA2)系遵循来自存取点的认可(ACK)框。
图6显示与图5相同的***，但具有被802.11g装置取代的802.11b装置，STA2的一。图6描绘反映存取不均的STA的数据封包传输，STA2 802.11g装置具有两倍存取。各STA传输(也就是STA1及STA2)系遵循来自存取点的认可框。STA2传输系被共存所需待送(CTS)框所察觉。
当两STA1及STA2均为以11Mbps操作的802.11bSTA时，图5的两STA产出例可被计算如下：
产出＝(每周期被传送数据)/(每周期时间)
＝(2*1500字节)/(2*1615微秒)
＝7.4Mbps频道产出(也就是各STA为3.71Mbps)。
针对STA2当作以12Mbps操作的802.11g装置的图6例，产出计算系为：
产出＝(每周期被传送数据)/(每周期时间)
＝(1500+2*1500字节)/(1615+2*1401微秒)
＝8.15Mbps频道产出(也就是802.11b STA1为2.72Mbps，而802.11g STA2为5.43Mbps)。
如图6所示，802.11g装置，STA2或得平均两倍存取机会。虽然频道产出从7.4被增加至8.15Mbps(10％)，但802.11b装置的产出被降低27％。
同样地，针对两(2)以5.5Mbps操作的802.11b装置，产出系为：
产出＝(每周期被传送数据)/(每周期时间)
＝(2*1500字节)/(2*2731微秒)
＝4.4Mbps频道产出(也就是各STA为2.2Mbps)。
相较下，针对以5.5Mbps操作的一802.11b装置及以6Mbps操作的一802.11g装置，产出系为：
产出＝(每周期被传送数据)/(每周期时间)
＝(1500+2*1500字节)/2731+2*2430微秒)
＝4.8Mbps频道产出(也就是802.11b STA1为1.6Mbps，而802.11g STA2为3.2Mbps)。
此后者比较中，频道产出系从4.4被增加至4.8Mbps(9％)，但802.11b装置的产出被降低27％。
这两者比较中，可看出虽然802.11g模式相对于802.11b模式被用于STA2时频道产出增加，但802.11b装置的效能亦实质降低。
另一比较例系描绘当频道品质如因高干扰而极度不良缺乏公平性使1Mbps速率被选择。通常，只要存取点公告其支持802.11g速率，即使当操作于802.11b速率，802.11g装置均可使用较小竞争窗。
针对两(2)802.11b装置，一个以11Mbps操作，另一个以1Mbps操作，产出系为：
产出＝(每周期被传送数据)/(每周期时间)
＝(2*1500字节)/(1615+12828微秒)
＝1.66Mbps频道产出(也就是各STA为0.83Mbps)。
相较下，针对以11Mbps操作的一802.11b装置及以1Mbps操作的一802.11g装置，产出系为：
产出＝(每周期被传送数据)/(每周期时间)
＝(1500+2*1500字节)/(1615+2*12828微秒)
＝1.32Mbps频道产出(也就是802.11b STA1为0.44Mbps，而802.11g STA2为0.89Mbps)。
此第三比较中，802.11b装置产出降低53％，另外频道产出因较慢802.11g装置占据频道期间较长而造成频道产出降低。
图7描绘可被存取点处理器实施来决定何速率经由存取点传输器被公告。通常，当***具有全部均为802.11g的装置或框错误率(FER)低于被给定门槛时，所有速率均被支持。当***仅具有802.11b装置时，其仍有利于公告支持802.11g速率，该例中802.11g装置开始以高速率(也就是802.11b装置范围以上的速率)操作。当框错误率低于指示频道品质良好的被给定门槛时，若可能，802.11g装置不应被限制使用较高速率。
针对图7所示的较佳处理，于步骤S1，当站数或框错误率改变被侦测时，该处理即开始。于步骤S2，变量m及n系分别被分配与存取点通信的802.11b及802.11g站数。于步骤S3，决定是否所有站均为802.11g，也就是无802.11b站，m＝0，或框错误率是否低于被选择门槛High_Thres。于步骤S4，若任一为该例，则所有速率均被支持且该处理结束于步骤S5。
若否，于步骤S6，决定***是否具有任何使用12Mbps以上速率的802.11g装置。若否，则于步骤S4，802.11g及802.11b装置速率均被支持。当802.11b装置出现，且所有802.11b装置均以或低于12Mbps操作时，S6，(如因高干扰环境造成)，于步骤S7，S8，有关是否消除802.11g支持模式的决定系通过确认802.11b装置(m)及802.11g装置(n)相对数量来决定。比率系被计算于步骤S7，而决定系被做成于步骤S8。当m/n小于被给定门槛时，802.11g速率系无法使用于步骤S9，且该处理结束于步骤S10。当802.11b对802.11g比率(m/n)大于被给定门槛时，则于步骤S4，802.11g及802.11b速率均被支持。
确保引进802.11g装置对既存802.11b装置的向后兼容性所采用的较佳方式系包含：
·任何802.11b客户装置(站)出现时，所有802.11g装置均于任何传输的前通知即将传输的802.11b装置。此系通过传输待送框(CTS-to-self)来达成。此额外待送框的效应系为802.11g有效产出的减除(见表4，栏4及5)。
·依据对无线频道的存取，所有既存802.11***均较佳使用随机重传定时器来决定何时尝试传输。随机数选择系较佳介于802.11b的[0，31]及802.11g的[0，15]的间。802.11b及802.11g***的重传值范围差异原因系给予假设操作于较佳速率的802.11g装置，存取该频道的较高机率使该频道被更有效使用。此效应系802.11g装置通常获得802.11b装置传输机会的两倍。只要存取点公告其支持802.11g速率，即使操作于802.11b速率，802.11g装置均将永远使用较小竞争窗。
较佳是，无线传输/接收单元排程器组件系被实施于如特定应用集成电路(ASIC)的单集成电路上。同样地，速率公告无线传输/接收单元的接收单元，信号处理单元及传输单元可被实施于特定应用集成电路上。然而，任一例中，组件亦可被立即实施于多重独立集成电路上。
以上说明仅将802.11型***当作例证参考且不做限制。熟练一般技术人士将了解符合本发明的其它变异及修改。

Claims (16)

1.一种引导与多个其它无线传输/接收单元进行无线通信的无线传输/接收单元，其执行控制无线通信数据传输至该其它无线传输/接收单元的处理，包含：
一排程器，以传输速率为基础排序用于传送至其它无线传输/接收单元的数据封包，及以各排序的一分配时间区间为基础选择性促使从传输速率被分配队列依序传输被排序数据封包，使得一最短时间区间被分配于一最低数据速率队列中所排序的数据封包，而一最长时间区间被分配于一最高数据速率队列中所排序的数据封包。
2.根据权利要求1所述的无线传输/接收单元，其特征在于，该排程器系配置以针对一给定队列分配至少与被分配给被指派用于以低于被指派至该给定队列的数据速率的数据速率传输的数据封包的各队列的时间区间一样长的时间区间。
3.根据权利要求1所述的无线传输/接收单元，其特征在于，配置为用于802.11无线局域网络(WLAN)的存取点(AP)。
4.一种引导与多个其它无线传输/接收单元进行无线通信的无线传输/接收单元，其执行控制无线通信数据传输至该其它无线传输/接收单元的处理，包含：
一排程器，其以各排序的一分配时间区间为基础选择性使数据封包依序与其它无线传输/接收单元通信，使得一最短时间区间被分配于以一最低数据速率所通信的数据封包，而一最长时间区间被分配于以一最高数据速率通信的数据封包。
5.根据权利要求4所述的无线传输/接收单元，其特征在于，该排程器配置以分配用于接收来自其它无线传输/接收单元的数据封包的时间区间，使各其它无线传输/接收单元以该无线传输/接收单元传送数据封包的该传输速率为基础被提供其个别顺序的传输时间，与该传输时间不少于被分配用于被指定以低于该无线传输/接收单元传送数据封包的传输速率的数据速率传输的数据封包的该时间区间。
6.根据权利要求5所述的无线传输/接收单元，其特征在于，该排程器以传输速率为基础排序用于传送至其它无线传输/接收单元的数据封包，且以各排序的一分配时间区间为基础选择性促使从传输速率被分配队列依序传输被排序数据封包，使得一最短时间区间被分配于一最低数据速率队列中所排序的数据封包，而一最长时间区间被分配于一最高数据速率队列中所排序的数据封包。
7.根据权利要求6所述的无线传输/接收单元，其特征在于，该排程器针对被给定队列分配至少与被分配给被指派用于以低于被指派至该被给定队列的数据速率的数据速率传输的数据封包的各队列的时间区间一样长的该时间区间。
8.根据权利要求7所述的无线传输/接收单元，其特征在于，配置为用于802.11无线局域网络的存取点，且该排程器系实施于一特定应用集成电路(ASIC)中。
9.一种引导无线传输/接收单元及多个其它无线传输/接收单元间的数据无线通信及控制该通信数据传送至其它无线传输/接收单元的方法，包含：
以传输速率为基础排序数据封包来传输至其它无线传输/接收单元；及
以各排序的一分配时间区间为基础从传输速率被分配队列顺序选择性传输所排序数据封包，使得一最短时间区间被分配于最低数据速率队列中被排序的数据封包，而最长时间区间被分配于最高数据速率队列中所排序的数据封包。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，时间区间被分配给被给定队列，其系至少与被分配给被指派用于以低于被指派至该被给定队列的数据速率的数据速率传输的数据封包的各队列的时间区间一样长。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法通过无线传输/接收单元被配置为用于802.11无线局域网络的存取点来引导。
12.一种引导与多个其它无线传输/接收单元进行无线通信的无线传输/接收单元的方法，其执行控制无线通信数据传输至该其它无线传输/接收单元的处理，包含：
以各排序的一分配时间区间为基础选择性使数据封包依序与其它无线传输/接收单元通信，使得一最短时间区间被分配于以一最低数据速率通信的数据封包，而一最长时间区间被分配于以一最高数据速率通信的数据封包。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，时间区间系被分配用于接收来自其它无线传输/接收单元的数据封包，使各其它无线传输/接收单元可以该无线传输/接收单元传送数据封包的该传输速率为基础被提供其个别顺序的传输时间，其至少与被分配用于被指定以低于该无线传输/接收单元传送数据封包的传输速率的数据速率传输的数据封包的该时间区间一样长。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，数据封包系以传输速率为基础被排序以传送至其它无线传输/接收单元，且所排序数据封包的传输系以各排序的一分配时间区间为基础选择性促使从传输速率被依序分配队列，使得最短时间区间被分配于最低数据速率队列中所排序的数据封包，而最长时间区间被分配于最高数据速率队列中所排序的数据封包。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，一时间区间系被分配给一给定队列，其系至少与被分配给被指派用于以低于被指派至该给定队列的数据速率的数据速率传输的数据封包的各队列的时间区间一样长。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该方法通过无线传输/接收单元被配置为用于802.11无线局域网络的存取点来引导。
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