DE69326656T2

DE69326656T2 - Verfahren und Gerät zur Selbstorganisation in einem drahtlosen lokalen Netz

Info

Publication number: DE69326656T2
Application number: DE69326656T
Authority: DE
Inventors: Raphael Rom
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1993-06-14
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2013-06-15
Also published as: JPH06244838A; EP0582373A2; DE69326656D1; EP0582373A3; US5515509A; EP0582373B1; JP3438206B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der drahtlosen lokalen Netze (LANs) und insbesondere auf ein Verfahren und Einrichtungen zum Implementieren einer Selbstorganisation in einem drahtlosen LAN.

2. Beschreibung des relevanten Standes der Technik

Durch die Verschmelzung von Computer- und Kommunikationstechnologie verbesserten Computernetzwerke beträchtlich die Rechenleistung, die einem einzelnen Computerbenutzer verfügbar ist, der mit anderen Computern in einem Netzwerk verbunden ist. Netzwerke ermöglichen nicht nur den Austausch von Informationen zwischen autonomen Computern, sondern sie ermöglichen darüber hinaus, daß jeder Benutzer oder "Knoten" sich die dem gesamten Netzwerk eigenen Ressourcen teilt. Durch die Ressourcenteilung können sämtliche Anwendungsprogramme, Datenbanken und physikalischen Ausrüstungen in dem Netzwerk einem beliebigen Knoten ohne Rücksicht auf den physikalischen Ort der Ressource oder des Benutzers verfügbar gemacht werden.
Bezüglich der Verbindungsart zwischen den Knoten gibt es grundsätzlich zwei Arten von Netzwerkverbindungen. Die Knoten in einem verdrahteten Netzwerk kommunizieren miteinander durch Verwendung von Übertragungsleitungen, die Signale zwischen den Knoten übertragen. Die Knoten in einem drahtlosen Netzwerk andererseits kommunizieren miteinander unter Verwendung von Funksignalen oder anderen Arten von drahtlosen Verbindungen anstelle der physischen Verbindungen.
Eine Art eines drahtlosen Netzwerks ist ein drahtloses lokales Netzwerk (LAN). Ein LAN ist in dem Sinne lokal, daß die Sendeempfängerknoten innerhalb eines Radius von nur wenigen Meilen voneinander angeordnet sind. Als solches gestattet die Nähe der Knoten dem Netzwerk, zuverlässig bei geringer Leistung und bei hohen Datenraten zu arbeiten. Üblicherweise sind Knoten in einem drahtlosen LAN mobil und übermitteln Informationen in Paketen. Diese Knoten können, obwohl sie mobil sind, geographisch zu irgendeinem vorgegebenen Zeitpunkt in Basisservicebereiche (BSAs) gruppiert sein, die auch als "Zellen" bezeichnet werden. Die Knoten innerhalb einer Zelle kommunizieren miteinander entweder direkt oder über einen Zellenkoordinator, der Nachrichten zwischen den Knoten der Zelle weiterleitet oder vermittelt. Man beachte, daß der Koordinator selbst entweder in einem regulären Knoten oder in einem Knoten implementiert sein kann, der nur die Koordinationsfunktion ausführt.
Die Kommunikation zwischen Knoten in verschiedenen BSAs wird über einen Zugriffspunkt (AP; Access Point) ausgeführt, welcher für die Vermittlung von Paketen in das BSA oder hinaus verantwortlich ist. Um eine Zwischen-Zellen-Kommunikation zu ermöglichen, muß jede Zelle wenigstens einen AP enthalten. Der Koordinator und der AP sind oftmals in dem gleichen Knoten implementiert. Die Kommunikation zwischen den APs kann über den gleichen oder über unterschiedliche Funkkanäle oder über ein separates verdrahtetes Netzwerk stattfinden.
Während des Einschaltens eines Knotens wird der Knoten an die Netzwerkumgebung angepaßt (assimiliert), wobei eine Fähigkeit verwendet wird, die als Netzwerk- "Basisselbstorganisations"("BSO")-Fähigkeit bekannt ist. Während der Selbstorganisation wird jeder Knoten einem Koordinator in einer Zelle (sofern einer vorhanden ist) zugeordnet, und bei einem Mehr-Zellen-System wird jeder Knoten darüber hinaus wenigstens einem AP in einer Zelle zugeordnet. Für eine Vereinfachung der Erläuterung sollen APs und Koordinatoren insgesamt als "Relaispunkte" bezeichnet werden. Die Auswahl, welcher Relaispunkt einem Knoten zugeordnet werden soll, basiert auf Kriterien, wie beispielsweise der Qualität der Verbindung zwischen dem Knoten und dem Relais und der von dem Relaispunkt zu tragenden Last. Die Selbstorganisationsprozedur wird als abgeschlossen angesehen, wenn ein Knoten die Kontextparameter erworben hat, die ihm ermöglichen, wirksam innerhalb der Zelle mit ähnlichen Knoten oder Relaispunkten zu kommunizieren. Beispielsweise muß der Knoten die Betriebsfrequenz des Koordinators kennen, bevor er beginnen kann, mit dem Koordinator zu kommunizieren.
Das Erfordernis einer Selbstorganisationsfähigkeit hängt von dem Mediumzugriffsprotokoll und der BSA-Architektur, die von dem Netzwerk verwendet werden, ab. Bei einem vollständig gleichförmigen und verteilten System ist eine Selbstorganisationsfähigkeit nicht erforderlich, da sämtliche Knoten identisch unter Verwendung der gleichen Betriebsparameter arbeiten. So braucht ein Knoten keine Kontextparameter zu erlangen, um die Kommunikation mit einem Relaispunkt einzurichten, da die Parameterinformationen fest in dem Knoten vorgegeben sind, da sie für sämtliche Knoten und Relaispunkte gleich sind. Wenn sämtliche Knoten und Relaispunkte auf der gleichen Frequenz arbeiten, ist es beispielsweise nicht erforderlich, daß ein Knoten diese Informationen während des Einschaltens erwirbt, da die Knotenfrequenz niemals eingestellt zu werden braucht und der Frequenzwert permanent in dem Knoten gespeichert werden kann. Als praktisches Beispiel ist das Ein-Band-ALOHA-System gleichförmig und vollständig verteilt und erfordert somit keine Selbstorganisationsfähigkeit. Andererseits wird dann, wenn das Netzwerk nicht vollständig verteilt ist oder wenn die BSAs verschiedene Betriebsparameter benutzen, wie dies der Fall sein kann, wenn die Zellen zum Erreichen einer Nicht-Interferenz konstruiert sind, ein separater Selbstorganisationsprozeß erforderlich sein.
Bei herkömmlichen zellulären Telefonsystemen (Funktelefonsystemen) wird die Zuordnung einer mobilen Ein heit zu einer Basisstation von den Basisstationen allein bestimmt. Da die mobilen Einheiten nicht an dem BSO-Prozeß teilnehmen, erfordert das Funktelefonsystem einen beträchtlichen Grad der Kooperation unter den Basisstationen, um eine adäquate Zuordnung zu sichern. Die Qualität der Zuordnung und die Effizienz des Prozesses ist bei dem Funktelefonsystem nicht so gut wie sie wäre, wenn die mobile Einheit an der Selbstorganisationsprozedur teilnehmen würde. Bei einem herkömmlichen zellulären Telefonsystem beispielsweise kommunizieren die Basisstationen miteinander um zu bestimmen, welche Station die von dem Knoten gesendeten Signale am besten empfängt. Jedoch sind die Funkverbindungen asymmetrisch und die gesendeten Signalcharakteristika sind nicht notwendigerweise die gleichen wie die empfangenen. Somit kann eine Basisstation auf der Grundlage dessen, wie gut die Basisstation ein Signal von einem Knoten empfängt, nicht bestimmen, wie gut der Knoten ein von der Station gesendetes Signal empfängt. Selbstverständlich erfordert eine optimale Zuordnung die Beteiligung des Knotens an dem BSO-Prozeß.
Beispiele drahtloser mobiler lokaler Netze werden beispielsweise in "A hybrid indoor data network with radio and wire performance evaluation in a Raleigh Channel", K. Arai et al., 11 Annual International Phoenix Conference on Computer and Communications, 1. April 1992, Scottsdale, USA, Seiten 255-259 und darüber hinaus in EP-A0,483,544 erörtert.

ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und Einrichtungen zum Implementieren einer Selbstorganisation in einem drahtlosen LAN. Jedes LAN wird in eine Mehrzahl von Zellen unterteilt. Jede Zelle wird von einer Anzahl von Knoten und einem und mehreren Relaispunkten (RPs), die möglicherweise einen Koordinator zum Austauschen von Informationen innerhalb einer Zelle und einen oder mehrere Zugriffspunkte zum Austauschen von Informationen unter den Zellen einschließen, belegt.
Zwei separate Kanäle sind vorgesehen. Der erste Kanal, der Steuerkanal, ist sämtlichen RPs gemeinsam und für sämtliche Knoten zugreifbar und wird zum Austausch von Steuerinformationen, wie beispielsweise Signalstärken der RPs und der Betriebsparameter des ausgewählten RP, benutzt. Der zweite Kanal, der Datenkanal, wird für die normale Kommunikation zwischen dem ausgewählten RP und dem Knoten benutzt. Dieser Kanal ist für den RP spezifisch.
Um den Selbstorganisationsprozeß zu initiieren, identifiziert der Knoten Relaispunkte in dem LAN, indem er Identifikationsinformationen erwirbt, die von den Relaispunkten über den gemeinsamen Steuerkanal gesendet werden. Der Knoten wählt einen der Relaispunkte zur Kommunikation mit dem Knoten aus und gibt eine Nachricht über den Kontrollkanal, welcher anfordert, daß der ausgewählte Relaispunkt Betriebsparameter aus dem Relaispunkt zu dem Knoten überträgt. In Erwiderung werden Betriebs- oder Kontextparameter an dem Knoten über den Steuerkanal übermittelt. Die Betriebsparameter des Knotens sind an diejenigen des ausgewählten Relaispunkts angepaßt, so daß der Knoten im Kontext des ausgewählten Relaispunkts über den für die Zelle einzigartigen Datenkanal und über den ausgewählten Relaispunkt mit anderen Knoten entweder in derselben Zelle oder in einer anderen Zelle kommunizieren kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für einen Fachmann im Lichte der im folgenden angegebenen detaillierten Beschreibung klar, in welcher:
Fig. 1 eine Veranschaulichung eines typischen drahtlosen LANs ist.
Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm, daß das zum Implementieren der vorliegenden Erfindung verwendete bevorzugte Verfahren veranschaulicht.
Fig. 3A veranschaulicht den Einschluß der Identifikationsinformationen in ein Datenpaket, das durch einen Relaispunkt zu einem Knoten gesendet wird;
Fig. 3B veranschaulicht eine in ein Datenpaket, das von dem Knoten zu einem ausgewählten Relaispunkt übermittelt wird, eingeschlossene Anforderung für Kontextparameter; und
Fig. 3C veranschaulicht in ein Datenpaket eingeschlossene Kontextparameter, die von dem ausgewählten Relaispunkt an den Knoten gesendet werden.
Fig. 4 ist eine vereinfachte Blockdarstellung einer die vorliegende Erfindung implementierenden Einrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und Einrichtungen für ein drahtloses LAN, welches einen Selbstorganisationsprozeß implementiert. Zu Zwecken der Erläuterung sind spezielle Ausführungsbeispiele angegeben, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Für einen Fachmann ist es jedoch klar, daß die Erfindung auch ohne diese Details ausgeführt werden kann. An anderen Stellen werden gut bekannte Elemente, Einrichtungen und dergleichen nicht im Detail angegeben, um ein unnötiges Verdunkeln der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung erreicht eine Selbstorganisation in einem drahtlosen LAN, bei welcher die Knoten an dem Prozeß teilnehmen, womit das Erfordernis für eine Kooperation unter den Relaispunkten vermieden wird. Zusätzlich schafft die Erfindung einen separaten Steuerkanal, aus welchem der Knoten unabhängig auf Informationen zugreifen kann, die zum Einrichten der Kommunikation mit einem Relaispunkt innerhalb einer Zelle erforderlich sind.
Fig. 1 veranschaulicht ein typisches drahtloses LAN. Die Knoten 10 sind in geographischen Bereichen organisiert, die "Basisservicebereiche" (BSAs) oder "Zellen" 11 genannt werden. Man beachte, daß ein Knoten zu mehr als einer Zelle gehören kann. Die Knoten innerhalb einer Zelle kommunizieren miteinander entweder direkt oder über einen Koordinator 12, welcher die Nachrichten unter den Knoten der Zelle vermittelt.
Ein Knoten innerhalb einer Zelle kann nicht direkt mit einem Knoten in einer anderen Zelle kommunizieren. Statt dessen muß die Nachricht über einen oder mehrere Zugriffspunkte (APs) 13 vermittelt werden, welche miteinander entweder über einen separaten Funkkanal oder ein verdrahtetes Netzwerk 14 verbunden sind. Jede Zelle enthält höchstens einen Koordinator und wenigstens einen Zugriffspunkt, und jeder Knoten innerhalb einer Zelle ist höchstens einem Koordinator und wenigstens einem Zugriffspunkt zugeordnet. Die Funktionalität des Koordinators und des Zugriffspunkts können in einer einzigen Einrichtung 15 kombiniert sein.
Darüber hinaus kann mehr als ein Knoten einem gegebenen AP zugeordnet sein. Beispielsweise sind zwei Knoten 10 dem AP 13 zugeordnet, wie es durch die gestrichelten Linien angezeigt ist.
Während des anfänglichen "Hochfahrens" eines Knotens, muß der Knoten sich mit der Netzwerkumgebung vertraut machen und eine Verbindbarkeit in dem Netzwerk einrichten, indem er einen Zugriffspunkt und einen Koordinator (sofern einer vorhanden ist) zugeordnet wird. Wie oben erörtert, wird dieser Prozeß als Basisselbstorganisations(BSO)-Prozedur bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung implementiert eine Zwei-Kanal- Lösung zum Implementieren der BSO-Prozedur. Der erste Kanal, der als der "Steuerkanal" bezeichnet wird, ist für sämtliche Knoten und Relaispunkte in dem LAN zugreifbar. Ein weiterer Kanal, der "Datenkanal", ist für jeden BSA spezifisch und ist nur für die Relaispunkte und Knoten innerhalb der zugehörigen Zelle zugreifbar.
Unter Verwendung der Zwei-Kanal-Lösung sind die einzigen Informationen, die an dem Knoten gespeichert werden, die Parameter, die es dem Knoten ermöglichen, über den Steuerkanal zu kommunizieren, der sämtlichen RPs gemeinsam ist. Sobald der Knoten Betriebsparameter für den ausgewählten Relaispunkt über den Steuerkanal aus dem ausgewählten Relaispunkt erworben hat, kann der Knoten Kommunikationsverbindungen mit dem ausgewählten Relaispunkt über den Datenkanal einrichten, wobei der Datenkanal durch die Betriebsparameter definiert wird.
Der zweifache Kanal kann auf eine Vielzahl von Arten implementiert werden. Beispielsweise können der Daten- und der Steuerkanal im Frequenzmultiplex betrieben sein. Ein Frequenzband kann für den Steuerkanal reserviert sein, der sämtlichen BSAs gemeinsam ist, und andere Bänder können für die Datenkanäle reserviert sein, die jeweils für einen bestimmten BSA einzigartig sind. Alternativ können Steuer- und Datenkanäle im Zeitmultiplex betrieben sein. Bei Verwendung dieser Lösung werden vorgegebene Zeitscheiben für Steuerkanalaktivitäten bereitgestellt, während andere Zeitscheiben für Datenkanalaktivitäten reserviert werden. Als dritte Lösung können die Steuer- und Datenkanäle unter Verwendung sich nicht störender Ausbreitungscodes (spreading codes) in einem Spread-Spektrum-System implementiert werden.
Ein zusätzlicher durch die Verwendung der Zwei-Kanal- Lösung erlangter Vorteil besteht darin, daß dann, wenn die zwei Kanäle auf anderem Wege als durch Zeitmultiplex erreicht werden, die Aktivitäten auf dem Steuer- und den Datenkanälen gleichzeitig stattfinden können, wodurch die Effektivität des Datenkanals erhöht wird. Darüber hinaus wird erwartet, daß der Arbeitszyklus des Steuerkanals viel leichter ist als der des Datenkanals. Folglich kann das System so konstruiert werden, daß die für den Steuerkanal reservierte Kapazität geringer als die für den Datenkanal reservierte ist.
Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Prozesses gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Um die Selbstorganisationsprozedur zu initiieren, überwacht ein Knoten, der eingeschaltet worden ist, den Steuerkanal und erwirbt Informationen, die die Relaispunkte in seiner geographischen Nachbarschaft identifizieren, wie es im Schritt 20 gezeigt ist. Ein Weg, auf dem der Knoten bestimmen kann, daß ein Relaispunkt die Nachbarschaft des Knotens belegt, besteht für den Knoten darin zu messen, ob die Qualität des an dem Knoten aus einem bestimmten Relaispunkt empfangenen Signals eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
Der Steuerkanal kann in zwei Modi betrieben werden, um die Gewinnung von Relaispunktidentifikationsinformationen durch einen Knoten zu implementieren: einen aktiven und einen passiven. Wenn ein LAN so konfiguriert ist, daß es in dem aktiven Modus arbeitet, gibt der Knoten eine Anforderung über den Steuerkanal aus, die jeden Relaispunkt auffordert, eine Identifikationsnachricht an den Knoten über den Steuerkanal zu senden. Wenn das LAN in dem passiven Modus arbeitet, sendet jeder Relaispunkt von Zeit zu Zeit eine Identifikationsnachricht über den Steuerkanal, und der Knoten fragt den Steuerkanal ab, um auf die Identifikationsnachricht zuzugreifen. Die Auswahl, welcher Modus von dem Netzwerk verwendet wird, basiert auf Faktoren, wie beispielsweise der Intelligenz der Ausrüstung, die für die Knoten und die Relaispunkte verwendet wird, und der erwarteten Systembelastung.
Die von dem Relaispunkt übermittelte Identifikationsnachricht kann Informationen, wie beispielsweise die administrative Domäne des Relaispunkts und die gegenwärtig von dem Relaispunkt getragene Verkehrslast, übermitteln. Die administrative Domäne repräsentiert die spezielle Autorität, wel che einen gegebenen Relaispunkt betreibt. Die Verkehrslast ist ein Wert, welcher den von dem Relaispunkt behandelten gegenwärtigen Durchsatz reflektiert. Bei einem paketvermittelten System können diese Informationen beispielsweise die Felder 30 bzw. 31 eines Datenpakets 32 belegen, wie es in Fig. 3A gezeigt ist.
Sobald der Knoten seine Nachbarrelaispunkte identifiziert hat, verwendet der Knoten die aus der Identifikationsnachricht erlangten Informationen, um den Nachbarrelaispunkt auszuwählen, zu welchem der Knoten die Verbindung einzurichten wünscht, wie es im Schritt 21 gezeigt ist. Der Knoten wählt vorzugsweise denjenigen Relaispunkt aus, der sowohl leistungsbezogene als auch administrative Kriterien erfüllt. Beispielsweise würde der Knoten mit höchster Wahrscheinlichkeit den am geringsten belasteten Relaispunkt unter denjenigen auswählen, die zu der gleichen administrativen Domäne gehören und welcher darüber hinaus eine Signalqualität aufweist, die einen gegebenen Schwellwert überschreitet. Man beachte, daß im Unterschied zu herkömmlichen Systemen die vorliegende Erfindung Knoten aufnimmt, die zu verschiedenen administrativen Domänen gehören.
Die Auswahl des Relaispunkts durch den Knoten stellt einen signifikanten Vorteil gegenüber bekannten Systemen dar, bei welchen der Knoten nicht aktiv an dem BSO-Prozeß teilnimmt. Bei herkömmlichen Systemen müssen die Relaispunkte über Kommunikationen unter den RPs bestimmen, welcher RP mit den Knoten verbunden wird, wobei solche Kriterien verwendet werden, wie: welche Station das Signal höchster Qualität aus dem Knoten empfängt. Jedoch kann infolge der asymmetrischen Natur der Funkverbindungen der Knoten selbst am besten die Qualität des an dem Knoten empfangenen Signals bestimmen. Durch Berücksichtigung des Signalempfangs an dem Knoten erreicht die vorliegende Erfindung eine wesentliche Verbesserung der Qualität der Knoten-Relaispunkt-Zuordnung. Darüber hinaus erfordert die vorliegende Erfindung keine Kooperation zwischen den Basisstationen, um eine Selbstorganisation zu erreichen.
Sobald der Knoten einen Relaispunkt ausgewählt hat, mit welchem er eine Kommunikation einrichtet, gibt der Knoten eine Anforderung über den Kontrollkanal aus, die anfordert, daß der ausgewählte Relaispunkt die Betriebsparameter an den Knoten übermittelt, Schritt 22. Die Betriebsparameter des Knotens werden so eingestellt, daß sie an die Betriebsparameter des RP angepaßt sind, um es dem Knoten zu ermöglichen, Nachrichtenaustausche mit dem ausgewählten Relaispunkt über einen Datenkanal derart einzurichten, daß der Knoten mit anderen Knoten in der gleichen Zelle oder mit dem Netzwerk über den ausgewählten Relaispunkt kommunizieren kann, Schritt 25. Wie es in Fig. 3B gezeigt ist, kann die Anforderung ein oder mehrere Felder in einem Datenpaket 33 belegen und Informationen enthalten, wie beispielsweise Knotenidentifikationsinformationen, die anzeigen, ob der Knoten autorisiert ist, auf einen bestimmten Relaispunkt zuzugreifen, wie es in Feld 34 dargestellt ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel antwortet der Relaispunkt automatisch auf die Anforderung des Knotens, indem er Betriebsparameter an den Knoten derart überträgt, daß der Knoten seine eigenen Betriebsparameter so einstellen kann, daß sofort eine Nachrichtenverbindung mit dem RP über einen Datenkanal eingerichtet werden kann, Schritt 24.
Alternativ, auf der Grundlage vorgegebener Kriterien und unter Verwendung von aus dem Steuerkanal erlangten oder von dem Relaispunkt gehaltenen oder auf andere Weise für den Relaispunkt zugreifbaren Informationen, bestimmt der Relaispunkt, ob er die Anforderung des Knotens zum Einrichten einer Verbindung akzeptiert, Schritt 23. Die von dem Relaispunkt verwendeten Kriterien sind vorzugsweise ähnlich den Kriterien, die von dem Knoten verwendet werden, um den Relaispunkt auszuwählen. Beispielsweise kann der Relaispunkt eine Entscheidung darüber treffen, ob die Last gering genug ist, um eine Kommunikation mit einem weiteren Knoten aufzunehmen, ob die Qualität des von dem Knoten über den Steuerkanal empfangenen Signals befriedigend ist und/oder ob die Identifikation des Knotens, die in der Anforderung des Knotens enthalten ist, anzeigt, daß dieser autorisiert ist, mit dem ausgewählten Relaispunkt zu kommunizieren.
Wenn am Schritt 23 der Relaispunkt die Anforderung des Knotens akzeptiert, übermittelt der Relaispunkt seine Betriebsparamter über den Steuerkanal an den Knoten, Schritt 24. Die Betriebsparameter sind diejenigen Informationen, die von dem Knoten benötigt werden, um eine Kommunikation mit dem Relaispunkt über den Datenkanal einzurichten und umfassen typischerweise solche Parameter wie die Frequenz des Datenkanals, über welchen der Relaispunkt kommuniziert und Ausbreitungscodes (spreading codes) und Verschlüsselungsschlüssel, wie sie durch die Felder 35 bzw. 36 und 37 des Datenpakets 38 gemäß Fig. 3C dargestellt sind. Unter Verwendung der empfangenen Betriebsparameter werden die Betriebsparameter des Knotens so eingestellt, daß eine Nachrichtenverbindung mit dem Relaispunkt eingerichtet wird, Schritt 25.
Wenn am Schritt 23 der Relaispunkt die Anforderung des Knotens zurückweist, wiederholt der Knoten den Selbstorganisationsprozeß, Schritte 20, 21, 22, 23, um einen anderen Relaispunkt auszuwählen, mit welchem die Kommunikation eingerichtet werden soll.
Fig. 4 ist eine vereinfachte Blockdarstellung eines Knotens 40 und eines Relaispunkts 41, welche verwendet werden, um ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Man beachte, daß, obwohl die Kombination der bei der Erfindung vorgesehenen Funktionen neu und einzigartig ist, die Konstruktion einer Einrichtung zum Implementieren jeder dieser Funktionen einem Fachmann, dem die hier angegebenen Lehren zur Verfügung gestellt werden, einzeln gut bekannt sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist jeder Knoten 40 eine Knotenverarbeitungseinheit 42 auf, welche mit einem Gerät 43 kommuniziert und mit der Antenne 44 verbunden ist, um eine Kommunikation zwischen dem Knoten und dem Relaispunkt 41 zu ermöglichen. Das Gerät 43 repräsentiert irgendeine Einrichtung, die einen Knoten belegt, zum Beispiel einen Computer, eine Peripherieeinrichtung oder eine Kommunikationshardware.
Der Relaispunkt 41 enthält eine Relaispunktverarbeitungseinheit 45, welche mit der Antenne 46 verbunden ist, um es dem Relaispunkt 41 zu ermöglichen, mit dem Knoten 40 über die Knotenverarbeitungseinheit 42 zu kommunizieren. Wenn der Relaispunkt 41 einen AP enthält, dann enthält der Relaispunkt 41 ferner eine Netzwerkschnittstelle 48, die den Relaispunkt mit anderen APs in dem Netzwerk 47 verbindet.
Somit wird dann, wenn das Gerät 43 anzeigt, daß Nachrichtenverbindungen zu anderen Knoten in der gleichen Zelle über den als Koordinator dienenden RP 41 oder mit dem Netzwerk 47 über den als Zugriffspunkt dienenden RP 41 eingerichtet werden sollen, die Knotenverarbeitungseinheit 42 unter Verwendung der Parameter für den Steuerkanal eine Anforderung über die Antenne 44 an die Antenne 46 des Relaispunkts 41 zur Identifikation übermitteln. Die Relaispunktverarbeitungseinheit 45 übermittelt für jeden Relaispunkt Identifikationsinformationen über die Antenne 46 über den Steuerkanal an den Knoten 40. Die Knotenverarbeitungseinheit 42 bestimmt den Relaispunkt 41, der auszuwählen ist, und gibt eine Nachricht über den Steuerkanal an den ausgewählten Relaispunkt, um Betriebsparameter für den Relaispunkt 41 anzufordern. Die Relaispunktverarbeitungseinheit 45 empfängt die Anforderung und gibt eine Antwort über den Steuerkanal an den Knoten 40 aus. Wenn die Relaispunktverarbeitungseinheit 45 feststellt, daß die Anforderung akzeptiert wird, übermittelt sie die Betriebsparameter für den Relaispunkt 41 an den Knoten 40. Die Kno tenverarbeitungseinheit 42 paßt den Knoten 40 an die empfangenen Betriebsparameter an, und es werden Nachrichtenverbindungen zwischen dem Knoten 40 und dem Relaispunkt 41 und folglich mit anderen Knoten in der gleichen Zelle oder mit dem Netzwerk 47 über den Datenkanal eingerichtet.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, ist es klar, daß verschiedene Modifikationen und Änderungen von Fachleuten auf dem Gebiet vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Ein Verfahren in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (LAN) mit einer Mehrzahl von Zellen (11), wobei jede Zelle zumindest einen Knoten (10) und zumindest einen Relaispunkt (13) zum Austauschen von Informationen zwischen den Knoten aufweist, wobei die Knoten (10) und Relaispunkte (11) in dem lokalen Netzwerk verteilt und nicht vollständig gleichförmig sind, wobei insbesondere zumindest ein Knoten auf andere Weise als die anderen Knoten arbeitet und zumindest ein Relaispunkt anders als die anderen Relaispunkte des lokalen Netzwerks arbeitet, wobei ein erster Knoten mit dem Relaispunkt über einen gemeinsamen Steuerkanal kommuniziert (20), um Identifikationsinformationen von dem Relaispunkt des lokalen Netzwerks zu erlangen, wobei der erste Knoten sich in zumindest einer ersten Zelle aufhält, und die Relaispunkte sich in zumindest der ersten Zelle aufhalten, wobei der erste Knoten einen der identifizierten Relaispunkte zur Kommunikation mit dem ersten Knoten auswählt (21), wobei das Verfahren für den Knoten (10) zum Implementieren einer Selbstorganisation gekennzeichnet ist durch die Schritte:

daß der erste Knoten eine Anforderung über den Steuerkanal ausgibt (22), die anfordert, daß der ausgewählte Relaispunkt Betriebsparameter des ausgewählten Relaispunkts an den ersten Knoten überträgt;

daß der ausgewählte Relaispunkt die Betriebsparameter über den Steuerkanal an den ersten Knoten überträgt (24); und

daß der erste Knoten an die Betriebsparameter des ausgewählten Relaispunktes derart angepaßt wird, daß der erste Knoten bereit ist, mit dem ausgewählten Relaispunkt zu kommunizieren (25).

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Knoten (10) mit dem ausgewählten Relaispunkt (13) auf einem Datenkanal kommuniziert, der einzigartig für die Zelle (11) ist, die dem ausgewählten Relaispunkt (13) entspricht.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Kommunizierens ferner die Schritte aufweist:

Ausgeben einer Nachricht von dem ersten Knoten über den Steuerkanal, die anfordert, daß jeder Relaispunkt Identifikationsinformationen an den ersten Knoten über den Steuerkanal übermittelt; und

Übermitteln der Identifikationsinformationen von dem Relaispunkt zu dem ersten Knoten über den Steuerkanal.

4. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei jeder der Relaispunkte intermittierend Identifikationsinformationen über den Steuerkanal übermittelt, wobei der erste Knoten den Steuerkanal nach Identifikationsinformationen für jeden Relaispunkt abfragt.

5. Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend den Schritt, daß der ausgewählte Relaispunkt bestimmt (23), ob er die Anforderung von dem ersten Knoten akzeptieren oder zurückweisen soll.

6. Das Verfahren nach Anspruch 5, ferner aufweisend den Schritt des Wiederholens des Kommunikations-, Auswahl-, Ausgabe-, Übertragungs- und Anpassungsschrittes (20-22), sofern der ausgewählte Relaispunkt bestimmt, daß die Anforderung zurückgewiesen wird.

7. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Auswahlschritt (21) ferner den Schritt des Bestimmens, ob ein Relaispunkt leistungsbezogene Kriterien erfüllt, aufweist.

8. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Auswahlschritt (21) ferner den Schritt des Bestimmens, ob ein Relaispunkt administrative Kriterien erfüllt, aufweist.

9. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Identifikationsinformationen leistungsbezogene Informationen, die jeden der Relaispunkte betreffen, umfassen.

10. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Identifikationsinformationen administrative Informationen, die jeden der Relaispunkte betreffen, umfassen.

11. Ein Verfahren in einem drahtlosen lokalen Netzwerk mit einer Mehrzahl von Zellen, wobei jede Zelle zumindest einen Knoten und zumindest einen Relaispunkt zum Kommunizieren von Informationen zwischen den Knoten aufweist, wobei die Knoten und Relaispunkte in dem lokalen Netzwerk verteilt und nicht vollständig gleichförmig sind, wobei insbesondere zumindest ein Knoten anders als die anderen Knoten arbeitet und zumindest ein Relaispunkt anders als die anderen Relaispunkte des lokalen Netzwerks arbeitet, wobei ein erster Knoten mit den Relaispunkten über einen gemeinsamen Steuerkanal kommuniziert, wobei das Verfahren für den Knoten zum Implementieren einer Selbstorganisation gekennzeichnet ist durch die Schritte:

daß der erste Knoten eine Nachricht über den Steuerkanal kommuniziert (20), die anfordert, daß jeder Relaispunkt Identifikationsinformationen an den Knoten über den Steuerkanal übermittelt;

daß jeder Relaispunkt Identifikationsinformationen an den ersten Knoten über den Steuerkanal übermittelt (20);

daß der erste Knoten einen der identifizierten Relaispunkte zur Kommunikation mit dem ersten Knoten auswählt (21);

daß der erste Knoten eine Anforderung über den Steuerkanal ausgibt (22), die anfordert, daß der ausgewählte Relaispunkt Betriebsparameter des ausgewählten Relaispunkts an den ersten Knoten übertragen soll;

daß der ausgewählte Relaispunkt bestimmt (23), ob er die Anforderung akzeptieren oder zurückweisen soll;

daß dann, wenn der ausgewählte Relaispunkt bestimmt, daß er die Anforderung akzeptiert,

der ausgewählte Relaispunkt die Betriebsparameter über den Steuerkanal an den ersten Knoten überträgt (24);

der erste Knoten an die Betriebsparameter des ausgewählten Relaispunktes angepaßt wird (25), so daß der erste Knoten bereit ist, mit dem ausgewählten Relaispunkt zu kommunizieren;

der erste Knoten mit dem ausgewählten Relaispunkt auf einem Datenkanal kommuniziert (25), der für die Zelle, die dem ausgewählten Relaispunkt entspricht, einzigartig ist; und

daß dann, wenn der ausgewählte Relaispunkt bestimmt, die Anforderung zurückzuweisen, die Kommunikations-, Übermittlungs-, Auswahl-, Ausgabe- und Bestimmungsschritte (20-23) wiederholt werden.

12. Eine Anordnung in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (LAN) mit einer Mehrzahl von Zellen (11), wobei jede Zelle (11) zumindest einen Knoten (40) und zumindest einen Relaispunkt (41) zum Kommunizieren von Informationen zwischen den Knoten (40) aufweist, wobei die Knoten (40) und Relaispunkte (43) in dem lokalen Netzwerkverteilt und nicht vollständig gleichförmig sind, wobei in dem lokalen Netzwerk insbesondere zumindest ein Knoten anders als die anderen Knoten arbeitet und zumindest ein Relaispunkt anders als die anderen Relaispunkte arbeitet, wobei die Anordnung für den Knoten zum Implementieren von Selbstorganisation gekennzeichnet ist durch:

(a) einen gemeinsamen Steuerkanal, über welchen die Knoten und die Relaispunkte Informationen kommunizieren, wobei der gemeinsame Steuerkanal für die Mehrzahl von Zellen gemeinsam ist;

(b) wenigstens einen Datenkanal, der einzigartig für jede der Zellen ist, über welchen ein Knoten und ein Relaispunkt Informationen kommunizieren;

(c) daß jeder Knoten (40) aufweist:

(i) Identifikationsmittel (42) zum Identifizieren von Relaispunkten (41) durch Erlangen von Identifikationsinformationen (32), die von den Relaispunkten (41) über den gemeinsamen Steuerkanal übermittelt wurden, wobei die Relaispunkte (41) sich in wenigstens derselben Zelle (11) wie der jeweilige Knoten (40) aufhalten;

(ii) Auswahlmittel (42) zum Auswählen eines der Relaispunkte zur Kommunikation mit den Knoten;

(iii) erste Anforderungsmittel (42) zum Ausgeben einer Nachricht (33) über den Steuerkanal, die anfordert, daß der ausgewählte Relaispunkt Betriebsparameter des ausgewählten Relaispunktes von dem Relaispunkt zu dem Knoten überträgt; und

(iv) Anpassungsmittel (42) zum Anpassen des Knotens an die Betriebsparameter, die von dem ausgewählten Relaispunkt empfangen wurden; und

(d) wobei jeder Relaispunkt (41) Übertragungsmittel zum Übertragen der Betriebsparameter (38) über den Steuerkanal von dem ausgewählten Relaispunkt zu dem Knoten aufweist.

13. Die Anordnung nach Anspruch 12, wobei jeder Knoten (40) ferner Knotenkommunikationsmittel (44) zum Kommunizieren mit einem Relaispunkt (41) über einen Datenkanal aufweist, der von den Betriebsparame tern angezeigt wird, die von dem Relaispunkt (41) übertragen wurden, und

wobei jeder Relaispunkt (41) ferner Relaispunktkommunikationsmittel (46) zum Kommunizieren mit einem Knoten (40) über den Datenkanal in Übereinstimmung mit den Betriebsparametern des Relaispunktes (41) aufweist.

14. Die Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Identifikationsmittel (42) ferner ein zweites Anforderungsmittel zum Ausgeben einer Nachricht über den Steuerkanal aufweisen, die anfordert, daß jeder Relaispunkt Identifikationsinformationen zu dem Knoten über den Steuerkanal übermittelt.

15. Die Anordnung nach Anspruch 12, wobei jeder Relaispunkt (41) ferner Mittel zum intermittierenden Übermitteln von Identifikationsinformationen (32) von dem Relaispunkt (41) über den Steuerkanal aufweist; und

die Identifikationsmittel (42) ferner Abfragemittel zum Abfragen des Steuerkanals nach den Identifikationsinformationen aus dem Relaispunkt aufweisen.

16. Die Anordnung nach Anspruch 12, wobei der Relaispunkt (41) ferner Bestimmungsmittel (45) zum Bestimmen aufweist, ob der Relaispunkt die Anforderung akzeptieren oder zurückweisen wird.

17. Die Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Knoten (40) ferner ein Steuermittel (42) zum Steuern der Identifikationsmittel, Auswahlmittel und ersten Anforderungsmittel aufweist, damit diese erneut ausführen, wenn der ausgewählte Relaispunkt bestimmt, daß die Anforderung des Knotens nach den Betriebsparametern des Relaispunktes zurückgewiesen wird, so daß ein alternativer Relaispunkt ausgewählt wird.

18. Die Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Auswahlmittel (42) ferner Mittel zum Feststellen, daß ein Relaispunkt leistungsbezogene Kriterien erfüllt, aufweist.

19. Die Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Auswahlmittel (42) ferner Mittel zum Feststellen, daß ein Relaispunkt administrative Kriterien erfüllt, aufweist.

20. Die Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Identifikationsinformationen (32) leistungsbezogene Informationen aufweisen, die jeden der Relaispunkte betreffen.

21. Die Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Identifikationsinformationen (32) administrative Informationen umfassen, die jeden der Relaispunkte betreffen.